JP4103808B2 - Wafer grinding method and wafer - Google Patents
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Description
本発明は、カップ型研削砥石を用いてウエーハを平面研削する研削方法に関するものである。 The present invention relates to a grinding method for surface grinding a wafer using a cup-type grinding wheel.
一般に、半導体ウエーハは、チョクラルスキー法(Czochralski法)等により単結晶インゴットを育成し、この育成した単結晶インゴットを内周刃切断機やワイヤーソー等を用いて切断して板状のウエーハを作製した後、ウエーハの外周の欠けを防止するための面取り工程、ウエーハの厚さのバラツキをなくすためのラッピング工程、加工歪みや汚染物を除去するためのエッチング工程、ウエーハの主表面を鏡面化する研磨工程等を順次に行うことにより製造される。 In general, a semiconductor wafer is produced by growing a single crystal ingot by the Czochralski method or the like, and cutting the grown single crystal ingot using an inner peripheral cutting machine or a wire saw to form a plate-like wafer. After fabrication, chamfering process to prevent chipping of the outer periphery of the wafer, lapping process to eliminate wafer thickness variation, etching process to remove processing distortion and contaminants, mirror the main surface of the wafer It is manufactured by sequentially performing a polishing process and the like.
近年、半導体デバイスの微細化・高集積化が促進されるとともに、半導体デバイスの性能向上やコスト低減等の理由から半導体ウエーハの大口径化が進み、現在は直径300mmのウエーハの量産が主流になってきている。それに伴い、ウエーハの平坦度への要求が厳しくなり、平坦度が一層高められた高品質なウエーハを製造することが求められている。そのため、最近では、半導体ウエーハを製造する際に、上記のラッピング工程を研削加工に置き換えることでウエーハ表面の加工歪を低減して、次工程でのエッチング及び研磨加工における取り代をできるだけ少なくし、それによってウエーハの平坦度を向上させる方法が提案されている(特許文献1参照)。 In recent years, miniaturization and high integration of semiconductor devices have been promoted, and the diameter of semiconductor wafers has been increased for reasons such as improving the performance of semiconductor devices and reducing costs. Currently, mass production of 300 mm diameter wafers has become mainstream. It is coming. As a result, demands for flatness of wafers have become stricter, and it has been demanded to manufacture high-quality wafers with even higher flatness. Therefore, recently, when manufacturing a semiconductor wafer, the above-mentioned lapping process is replaced with a grinding process to reduce the processing distortion of the wafer surface, and the allowance for etching and polishing in the next process is reduced as much as possible. Accordingly, a method for improving the flatness of the wafer has been proposed (see Patent Document 1).
通常、半導体ウエーハに研削加工を行う際には、片面研削または両面研削が行われる。両面研削でも、片面を研削し、反転させてもう一方の面を研削する方法や、同時に両面を研削する両面同時研削または両頭研削といわれる研削方法もある。 Usually, when a semiconductor wafer is ground, single-side grinding or double-side grinding is performed. Even in double-sided grinding, there are a method of grinding one surface and inverting and grinding the other surface, and a grinding method called double-sided simultaneous grinding or double-sided grinding in which both sides are ground simultaneously.
また、このようにしてウエーハの研削を行う場合、ウエーハの研削方式にも幾つかの方式があり、その中でも、2つの対になる円筒砥石の間にウエーハを通すことによって研削を行うクリープフィード研削方式や、カップ型研削砥石を用いて、砥石がウエーハ中心を通過するようにカップ型研削砥石とウエーハとが共に回転しながら研削を行うインフィード研削方式が主流であり、特に、上記インフィード型の研削方式は、クリープフィード型に比べて高い平坦度が得られ易いという利点から半導体ウエーハの研削に用いられることが多い。 In addition, when performing wafer grinding in this way, there are several methods for wafer grinding, and among them, creep feed grinding in which grinding is performed by passing the wafer between two pairs of cylindrical grinding wheels. In-feed grinding method, in which the cup-type grinding wheel and the wafer rotate together so that the grindstone passes through the center of the wafer using a cup-type grinding wheel, is the mainstream, especially the in-feed type This grinding method is often used for grinding semiconductor wafers because of the advantage that high flatness is easily obtained compared to the creep feed type.
このようなインフィード型の研削は、例えば図8に示すような研削装置21を用いて行うことができる。この研削装置21は、ウエーハを真空吸着して保持するチャックテーブル23と、研削砥石24が固定されている研削ヘッド25を有するカップ型研削砥石26とを具備し、例えば、研削を行う半導体ウエーハ22をチャックテーブル23に吸着させて回転させるとともに、回転軸27で研削ヘッド25を回転させながら研削砥石24をウエーハ22に押圧することにより、半導体ウエーハの片面を研削することができる。
Such in-feed grinding can be performed using a
このとき、研削が施されたウエーハの表面には、砥石の軌跡として一定の周期を有する研削条痕が形成されたり、またウエーハ中心部で窪んだ形状の凹部が形成されてしまう。ウエーハ表面の研削条痕は後の工程である研磨工程で除去することができるものの、この研磨工程においてウエーハの研磨量が多くなると、ウエーハの平坦度が悪化し、また生産性の低下を招くという問題が生じる。そのため、研磨工程での研磨量を低減するために、ウエーハを研削する際にウエーハに形成される研削条痕の周期が狭くなるようにして研削を行う方法が提案されたり(特許文献2参照)、また一方で、ウエーハ中心に形成される凹形状を防ぐために、研削砥石をウエーハの中心部から切り込んでウエーハ中心から外周に向けて進行させ、ウエーハの外周縁で離脱させるようにしてウエーハの研削を行う方法等が探られている。 At this time, on the surface of the wafer that has been ground, a grinding streak having a constant period is formed as a trajectory of the grindstone, or a concave portion that is depressed at the center of the wafer is formed. Grinding marks on the wafer surface can be removed in a subsequent polishing step, but if the amount of wafer polishing increases in this polishing step, the flatness of the wafer deteriorates and the productivity decreases. Problems arise. For this reason, in order to reduce the polishing amount in the polishing process, there has been proposed a method in which grinding is performed such that the period of grinding marks formed on the wafer is narrowed when the wafer is ground (see Patent Document 2). On the other hand, in order to prevent the concave shape formed at the center of the wafer, the grinding wheel is cut from the center of the wafer to advance from the center of the wafer toward the outer periphery, and is separated from the outer periphery of the wafer to grind the wafer. The method of doing is searched.
しかしながら、上記のようにカップ型研削砥石をウエーハ中心部から切り込ませ、ウエーハ外周部で離脱させて半導体ウエーハの研削を行った場合、研削を行ったウエーハ面の中心部に直径2〜10mm、高さ0.3〜0.5μm程度の突出した形状の突起が形成されてしまい、ウエーハ平坦度の向上が妨げられるという問題があった。 However, when the semiconductor wafer is ground by cutting the cup-type grinding wheel from the wafer center as described above and separating the wafer from the outer periphery of the wafer, the diameter is 2 to 10 mm at the center of the ground wafer surface. There is a problem that protrusions having a protruding shape with a height of about 0.3 to 0.5 μm are formed, and improvement in wafer flatness is hindered.
そこで、例えば特許文献3では、上記のようなウエーハ中心部に形成される突起を除去するために、カップ型研削砥石を用いて半導体ウエーハを平面研削する際に、研削砥石を半導体ウエーハの中心より切り込み、ウエーハ外周縁にて研削砥石が半導体ウエーハを離脱するようにして研削し、その研削された半導体ウエーハをCMP(Chemical Mechanical Polishing)で研磨するようにした半導体ウエーハの製造方法を開示している。 Therefore, in Patent Document 3, for example, when a semiconductor wafer is surface ground using a cup-type grinding wheel in order to remove the protrusion formed at the wafer center as described above, the grinding wheel is removed from the center of the semiconductor wafer. Disclosed is a method for manufacturing a semiconductor wafer in which a grinding wheel is cut at the outer peripheral edge of the wafer so that the semiconductor wafer is separated from the wafer, and the ground semiconductor wafer is polished by CMP (Chemical Mechanical Polishing). .
一方、ウエーハの両面を例えば上記のようにカップ型研削砥石を用いて順番に研削する場合、先ずウエーハの一方の面を研削した際にウエーハ中心部に突起が形成されてしまい、その後、この突起が形成されている面を真空吸着してもう一方の面を研削するときには、研削面に突起が転写されて上記と同様の研削が行われるため、研削後のウエーハは、例えば図2(a)に示すように、一方の面には突起が形成されており、他方の面は比較的平坦となるものとなる。 On the other hand, when both surfaces of a wafer are ground in order using, for example, a cup-type grinding wheel as described above, first, when one surface of the wafer is ground, a protrusion is formed at the center of the wafer. When the other surface is ground by vacuum suction of the surface on which the surface is formed, the protrusions are transferred to the ground surface and grinding is performed in the same manner as described above. Therefore, the ground wafer is, for example, FIG. As shown in FIG. 4, a protrusion is formed on one surface, and the other surface is relatively flat.
そして、このような一方の面に突起が形成されているウエーハに、その後両面研磨を施すと、図2(b)に示したように、ウエーハの一方の面では、ウエーハ中心部に形成された突起を完全には除去できずに残留してしまい、またもう一方の面には裏面の形状が転写されて研磨が行われるのでへこみが形成されてしまう。さらに、図2(c)に示したように、デバイスが作製されるウエーハ表面側をCMPなどで研磨して仕上げても殆ど改善されず、その後、図2(d)のようにデバイスプロセス等でウエーハをチャックテーブル30に吸着した際に、ウエーハ裏面の形状が表面に転写されるため、ウエーハの平坦度が低下して歩留まりの低下を引き起こす等の問題があった。 Then, when double-side polishing was performed on the wafer having the protrusions formed on one side, as shown in FIG. 2B, the wafer was formed at the center of the wafer on one side. The protrusion cannot be completely removed and remains, and the other surface is transferred with the shape of the back surface and polished to form a dent. Further, as shown in FIG. 2C, even if the wafer surface side on which the device is manufactured is polished and finished by CMP or the like, it is hardly improved. Then, as shown in FIG. When the wafer is attracted to the chuck table 30, the shape of the back surface of the wafer is transferred to the front surface, so that there is a problem that the flatness of the wafer is lowered and the yield is lowered.
そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、ウエーハの両面に研削を行う際に、ウエーハ中心部に突出形状が形成されるのを抑制し、ウエーハの厚さが均一な高平坦度に加工することのできるウエーハの研削方法を提供することにある。 Accordingly, the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to suppress the formation of a protruding shape at the center of the wafer when grinding on both surfaces of the wafer. It is an object of the present invention to provide a method for grinding a wafer which can be processed to a high flatness with a uniform thickness.
上記目的を達成するために、本発明によれば、カップ型研削砥石を用いてウエーハの両面を片面ずつ研削する方法において、先ず、前記ウエーハの一方の面を研削する際に、前記研削砥石をウエーハ外周縁から切り込ませ、ウエーハ外周から中心に向けて進行させ、ウエーハ中心部で離脱させることによって研削を行い、その後、前記ウエーハのもう一方の面を研削する際に、前記研削砥石をウエーハ中心部から切り込ませ、ウエーハ中心から外周に向けて進行させ、ウエーハ外周縁で離脱させることによって研削を行うことを特徴とするウエーハの研削方法が提供される(請求項1)。 In order to achieve the above object, according to the present invention, in a method of grinding both surfaces of a wafer one side at a time using a cup-type grinding wheel, first, when grinding one surface of the wafer, the grinding wheel is Grinding is performed by cutting from the outer periphery of the wafer, proceeding toward the center from the outer periphery of the wafer, and detaching from the center of the wafer. Then, when grinding the other surface of the wafer, the grinding wheel is removed from the wafer. There is provided a wafer grinding method characterized in that grinding is performed by cutting from the center, proceeding from the wafer center toward the outer periphery, and detaching at the outer periphery of the wafer (claim 1).
このように、カップ型研削砥石を用いてウエーハの両面を研削する際に、ウエーハの一方の面の研削を、研削砥石をウエーハ外周縁から切り込ませ、ウエーハ外周から中心に向けて進行させ、ウエーハ中心部で離脱させることによって行い、その後、ウエーハのもう一方の面の研削を、研削砥石をウエーハ中心部から切り込ませ、ウエーハ中心から外周に向けて進行させ、ウエーハ外周縁で離脱させることによって行えば、ウエーハ中心部に突出した形状の突起が形成されるのを抑制して、ウエーハの両面を平坦に加工することができるので、ウエーハ中心部における突起の大きさが低減した優れた平坦度を有する高品質のウエーハを安定して得ることができる。
尚、本発明において、凸形状及び凹形状とは、ウエーハ厚さによる形状、つまりウエーハの裏面(または表面)を基準として表されるウエーハ厚さが増加している部分の形状及び減少している部分の形状であり、また突起及びへこみとは、ウエーハ面で突出している部分の面形状及びくぼんでいる部分の面形状を言う。
Thus, when grinding both surfaces of the wafer using a cup-type grinding wheel, grinding of one surface of the wafer is performed by cutting the grinding wheel from the outer periphery of the wafer and progressing from the outer periphery of the wafer toward the center. Performing by separating at the wafer center, and then grinding the other surface of the wafer by cutting the grinding wheel from the wafer center, proceeding from the wafer center toward the outer periphery, and separating at the outer periphery of the wafer Can suppress the formation of protrusions protruding in the center of the wafer, and both surfaces of the wafer can be processed to be flat. A high-quality wafer having a high degree can be stably obtained.
In the present invention, the convex shape and the concave shape are a shape depending on the wafer thickness, that is, a shape of a portion where the wafer thickness expressed with reference to the back surface (or front surface) of the wafer is increased and a decrease. The shape of the portion, and the protrusion and the dent refer to the surface shape of the portion protruding from the wafer surface and the surface shape of the recessed portion.
このとき、前記研削砥石をウエーハ外周縁から切り込ませ、ウエーハ中心部で離脱させることによって研削を行う際に、前記ウエーハを20rpm以上の回転速度で回転させることが好ましい(請求項2)。
このように研削砥石をウエーハ外周縁から切り込ませ、ウエーハ中心部で離脱させて研削を行う際に、ウエーハを20rpm以上の回転速度で回転させることにより、ウエーハ外周縁から切り込ませた研削砥石がウエーハの研削中に磨耗して砥石のテーパー形状が小さくなるので、ウエーハ中心部で研削砥石を離脱させる際に生じる研削残りを低減することが可能となり、ウエーハの平坦度を一層向上させることができる。
At this time, it is preferable to rotate the wafer at a rotational speed of 20 rpm or more when grinding is performed by cutting the grinding wheel from the outer peripheral edge of the wafer and detaching it from the center of the wafer (claim 2).
In this way, when the grinding wheel is cut from the outer periphery of the wafer and separated from the wafer center to perform grinding, the grinding wheel is cut from the outer periphery of the wafer by rotating the wafer at a rotation speed of 20 rpm or more. However, since the taper shape of the grindstone is worn down during grinding of the wafer, the grinding residue generated when the grindstone is detached at the center of the wafer can be reduced, and the flatness of the wafer can be further improved. it can.
また、前記研削砥石をウエーハ中心部から切り込ませ、ウエーハ外周縁で離脱させることによって研削を行う際に、前記ウエーハを10rpm以下の回転速度で回転させることが好ましい(請求項3)。
このように研削砥石をウエーハ中心部から切り込ませ、ウエーハ外周縁で離脱させることによって研削を行う際に、ウエーハを10rpm以下、特に5rpm以下の回転速度で回転させることにより、研削によりウエーハ面に砥石の軌跡として現れる研削条痕の周期を小さくすることができる。このように、ウエーハ面に現れる研削条痕の周期が小さければ、例えばその後ウエーハに研磨加工を施す際に、少ない研磨代でウエーハ面の研削条痕を容易に除去することが可能となるので、研磨の際にウエーハの平坦度が悪化するのを防止できるし、また生産性の向上を図ることができる。
In addition, it is preferable to rotate the wafer at a rotation speed of 10 rpm or less when grinding is performed by cutting the grinding wheel from the center of the wafer and detaching it from the outer periphery of the wafer.
Thus, when grinding is performed by cutting the grinding wheel from the center of the wafer and separating it from the outer peripheral edge of the wafer, by rotating the wafer at a rotational speed of 10 rpm or less, particularly 5 rpm or less, the grinding is performed on the wafer surface. The period of the grinding streak appearing as a trajectory of the grindstone can be reduced. Thus, if the period of the grinding streaks appearing on the wafer surface is small, for example, when polishing the wafer after that, it becomes possible to easily remove the grinding streaks on the wafer surface with a small polishing allowance. It is possible to prevent the flatness of the wafer from being deteriorated during polishing, and to improve productivity.
この場合、前記研削砥石をウエーハ外周縁から切り込ませ、ウエーハ中心部で離脱させる研削を、前記ウエーハの裏面に施し、前記研削砥石をウエーハ中心部から切り込ませ、ウエーハ外周縁で離脱させる研削を、前記ウエーハの表面に施すことが好ましい(請求項4)。 In this case, the grinding wheel is cut from the outer peripheral edge of the wafer, and grinding is performed on the back surface of the wafer, and the grinding wheel is cut from the central part of the wafer and is released from the outer peripheral edge of the wafer. Is preferably applied to the surface of the wafer.
このように、研削砥石をウエーハ外周からウエーハ中心に進行させる研削をウエーハの裏面に施し、また、研削砥石をウエーハ中心部からウエーハ外周に進行させる研削をウエーハの表面に施すことにより、ウエーハ中心部に凸形状が形成されるのを抑制し、ウエーハを高平坦度化できるとともに、ウエーハ表面に形成される研削条痕の周期を小さくすることができる。したがって、例えばその後ウエーハ表面に鏡面研磨を施すことによって、少ない研磨代で容易にウエーハ表面の研削条痕を除去することができるので、高い平坦度を有する高品質の鏡面研磨ウエーハを高い生産性で安定して得ることが可能となる。 In this way, grinding is performed on the back surface of the wafer so that the grinding wheel advances from the wafer outer periphery to the wafer center, and grinding is performed on the wafer surface so that the grinding wheel advances from the wafer center to the wafer outer periphery. It is possible to suppress the formation of convex shapes on the wafer, to increase the flatness of the wafer, and to reduce the period of grinding marks formed on the wafer surface. Therefore, for example, by subsequently performing mirror polishing on the wafer surface, grinding marks on the wafer surface can be easily removed with a small polishing allowance, so a high-quality mirror-polished wafer having high flatness can be produced with high productivity. It becomes possible to obtain stably.
また本発明では、前記カップ型研削砥石として、ダイヤモンド砥粒を使用したレジンボンドの砥石を用いることが好ましい(請求項5)。
このように、本発明の研削方法で使用するカップ型研削砥石として、ダイヤモンド砥粒を使用したレジンボンドの砥石を用いることにより、レジンボンドの砥石は若干の弾力性を備えていることから、研削時にはその圧力により砥石自体が若干収縮するようになるので、良好な研削を安定して行うことができる。
In the present invention, it is preferable to use a resin-bonded grindstone using diamond abrasive grains as the cup-type grinding wheel.
Thus, as the cup-type grinding wheel used in the grinding method of the present invention, by using a resin-bonded grindstone using diamond abrasive grains, the resin-bonded grindstone has a slight elasticity, so that grinding is performed. Sometimes the grinding stone itself contracts slightly due to the pressure, so that good grinding can be performed stably.
このとき、近年では、直径200mmのウエーハも300mmと同様な高平坦度な仕様が要求されており、前記研削するウエーハの直径を200mm以上とすることができ(請求項6)、さらに、前記研削するウエーハを半導体ウエーハとすることができる(請求項7)。
本発明は、直径が200mm以上、さらに300mm以上の大口径となるウエーハを研削する場合や、特に半導体ウエーハを研削する場合に非常に優れた平坦度が得られ、直径200mm以上となる大口径のシリコン半導体ウエーハの加工に好適である。
At this time, in recent years, a wafer having a diameter of 200 mm is required to have a high flatness specification similar to that of 300 mm, and the diameter of the wafer to be ground can be 200 mm or more (Claim 6). The wafer to be processed can be a semiconductor wafer.
In the present invention, when grinding a wafer having a large diameter of 200 mm or more, further 300 mm or more, or particularly when grinding a semiconductor wafer, a very excellent flatness is obtained, and a large diameter of 200 mm or more is obtained. It is suitable for processing a silicon semiconductor wafer.
そして、本発明によれば、前記ウエーハの研削方法により研削されたウエーハを提供することができ(請求項8)、さらに、その研削されたウエーハに鏡面研磨加工を施した鏡面研磨ウエーハを提供することができる(請求項9)。
本発明により研削されたウエーハは、ウエーハ中心部に形成される凸形状が極めて小さく、ウエーハの両面が平坦に研削加工された高品質のウエーハとすることができる。さらに、このように研削加工されたウエーハに両面研磨及びCMP等で鏡面研磨加工を施して表面を仕上げた鏡面研磨ウエーハであれば、極めて高い平坦度を有する非常に高品質の鏡面研磨ウエーハとすることができる。
According to the present invention, a wafer ground by the wafer grinding method can be provided (Claim 8), and a mirror-polished wafer obtained by subjecting the ground wafer to a mirror-polishing process is provided. (Claim 9).
The wafer ground by the present invention has a very small convex shape formed at the center of the wafer, and can be a high-quality wafer in which both surfaces of the wafer are ground flat. Further, a mirror-polished wafer having a surface finished by subjecting the wafer thus ground to mirror-polishing by double-side polishing, CMP, or the like to a very high-quality mirror-polished wafer having extremely high flatness. be able to.
以上のように、本発明によれば、ウエーハの一方の面を、研削砥石をウエーハ外周縁から切り込ませ、ウエーハ中心部で離脱させることによって研削し、その後、ウエーハのもう一方の面を、研削砥石をウエーハ中心部から切り込ませ、ウエーハ外周縁で離脱させることによって研削してウエーハ両面の研削を行うので、ウエーハ中心部に突起が形成されるのを抑制して、ウエーハの両面を平坦に加工することができる。したがって、ウエーハ中心部の凸形状が低減されて優れた平坦度を有する高品質のウエーハを安定して得ることができる。 As described above, according to the present invention, one surface of the wafer is ground by cutting the grinding wheel from the outer periphery of the wafer and separating it from the wafer center, and then the other surface of the wafer is Grinding is performed by cutting the grinding wheel from the center of the wafer and separating it from the outer periphery of the wafer to perform grinding on both sides of the wafer, so that the formation of protrusions at the center of the wafer is suppressed and both sides of the wafer are flattened. Can be processed. Therefore, a high-quality wafer having excellent flatness with a reduced convex shape at the center of the wafer can be stably obtained.
以下、本発明について実施の形態を説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
本発明者等は、ウエーハの両面に研削を施す際にウエーハ中心部に突出した形状の突起が形成されるのを抑制する方法について鋭意研究及び検討を重ねた。その結果、カップ型研削砥石を用いてウエーハを研削する場合において、研削砥石がウエーハに接触して切り込みを開始する位置では、研削砥石の弾性に起因する上滑り現象によって研削量が減少するため、ウエーハの切り込み開始位置付近では研削面が僅かに盛り上がるようになり、また一方、研削砥石による切り込みが終了する位置(すなわち、研削砥石が離脱する位置)では、研削抵抗の急激な低下により研削量が多くなるため、研削面が僅かにへこむような形状になることが明らかとなった。
Hereinafter, although an embodiment is described about the present invention, the present invention is not limited to these.
The inventors of the present invention have earnestly studied and studied a method for suppressing the formation of a protrusion having a shape protruding at the center of the wafer when grinding on both sides of the wafer. As a result, when a wafer is ground using a cup-type grinding wheel, the grinding amount decreases due to the upslip phenomenon caused by the elasticity of the grinding wheel at the position where the grinding wheel contacts the wafer and starts cutting. In the vicinity of the incision start position, the grinding surface slightly rises, and on the other hand, at the position where the incision by the grinding wheel is finished (that is, the position at which the grinding wheel comes off), the grinding amount increases due to a sharp decrease in grinding resistance. Therefore, it became clear that the ground surface was slightly recessed.
そこで、本発明者等は、カップ型研削砥石を用いて研削を行う際に、研削砥石の切り込み開始及び離脱により生じる上記の現象を適切に利用することによって、ウエーハを高平坦度に研削加工すべく、さらに検討を重ねた。その結果、ウエーハの一方の面を研削する際に、研削砥石をウエーハ外周縁から切り込ませ、ウエーハ外周から中心に向けて進行させ、ウエーハ中心部で離脱させることにより、ウエーハ中心部における突起の形成を抑制して研削を行うことができることを見出し、さらに、その後ウエーハのもう一方の面を研削する際に、研削砥石を切り込む方向が上記と逆方向となるようにして研削を行うことにより、ウエーハ中心部に突起またはへこみが形成されるのを抑制して研削を行うことが可能となり、ウエーハの両面を平坦に研削加工できることを見出して、本発明を完成させた。 Therefore, the inventors of the present invention grind the wafer to a high flatness by appropriately using the above-described phenomenon caused by the start and release of the grinding wheel when grinding using a cup-type grinding wheel. Therefore, further examination was repeated. As a result, when grinding one surface of the wafer, the grinding wheel is cut from the outer peripheral edge of the wafer, advanced from the outer periphery of the wafer toward the center, and separated from the central portion of the wafer, so that the protrusion at the central portion of the wafer is removed. By finding that it is possible to perform grinding while suppressing formation, and then grinding the other surface of the wafer, by grinding so that the direction of cutting the grinding wheel is opposite to the above, The present invention has been completed by finding that it is possible to perform grinding while suppressing the formation of protrusions or dents in the center of the wafer, and that both surfaces of the wafer can be ground flat.
すなわち、本発明の研削方法は、カップ型研削砥石を用いてウエーハの両面を片面ずつ研削する方法において、先ず、前記ウエーハの一方の面を研削する際に、前記研削砥石をウエーハ外周縁から切り込ませ、ウエーハ外周から中心に向けて進行させ、ウエーハ中心部で離脱させることによって研削を行い、その後、前記ウエーハのもう一方の面を研削する際に、前記研削砥石をウエーハ中心部から切り込ませ、ウエーハ中心から外周に向けて進行させ、ウエーハ外周縁で離脱させることによって研削を行うことに特徴を有するものである。 That is, the grinding method of the present invention is a method in which both sides of a wafer are ground one by one using a cup-type grinding wheel. First, when grinding one surface of the wafer, the grinding wheel is cut from the outer periphery of the wafer. The grinding wheel is ground from the wafer outer periphery, and then ground at the center of the wafer, and then separated from the center of the wafer. Then, when grinding the other surface of the wafer, the grinding wheel is cut from the center of the wafer. However, it is characterized in that the grinding is performed by proceeding from the wafer center toward the outer periphery and separating from the outer periphery of the wafer.
以下、本発明のウエーハの研削方法について図面を参照しながら詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
本発明のウエーハの研削方法で用いられる研削装置は、カップ型研削砥石を用いてウエーハの両面を片面ずつ研削することができるものであれば特に限定されないが、例えば図3に示すような研削装置を用いることができる。先ず、図3を参照しながら、本発明の研削方法を実施する際に使用することのできる研削装置の一例について説明する。
Hereinafter, the wafer grinding method of the present invention will be described in detail with reference to the drawings, but the present invention is not limited thereto.
The grinding apparatus used in the wafer grinding method of the present invention is not particularly limited as long as it can grind both surfaces of the wafer one side at a time using a cup-type grinding wheel. For example, a grinding apparatus as shown in FIG. Can be used. First, an example of a grinding apparatus that can be used when carrying out the grinding method of the present invention will be described with reference to FIG.
図3に示した研削装置1は、例えば半導体ウエーハのようなウエーハの両面を、片面ずつ反転させて研削する装置として構成され、回転するカップ型研削砥石9と、ウエーハWの片面を吸着保持し回転する第1チャックテーブル6及び第2チャックテーブル7と、これを支持し回転するターンテーブル8と、ウエーハWを反転させるウエーハ反転手段10と、ウエーハWを該研削装置に搬入搬出するウエーハ搬送ロボット11とから構成されている。
The grinding
上記のカップ型研削砥石9は、図4(a)に側面図を示すように、カップ状基台20と、砥石が接合されている砥石部18と、これらを回転させる砥石回転軸19とからなり、砥石部が回転しながらウエーハWの表面(または裏面)に接触することによって、ウエーハの主面を研削できるようになっている。また、半導体ウエーハWとカップ型研削砥石9は所定の回転速度で回転され、研削液は、通常、砥石回転軸の中心孔(不図示)から供給するか、砥石の内側に掛け流すようにしている。
As shown in the side view of FIG. 4A, the cup-
このとき、カップ型研削砥石9の砥石部に接合する砥石としては、ダイヤモンド砥粒を使用したレジンボンドの砥石を用いることが好ましい。このようなレジンボンドの砥石は若干の弾力性を備えていることから、研削時にはその圧力により砥石自体が若干収縮するようになるので、半導体ウエーハに良好な研削を安定して行うことができる。
At this time, as a grindstone to be joined to the grindstone portion of the cup-
また、上記研削装置1において、第1チャックテーブル6及び第2チャックテーブル7は、図4(a)に示すように、中心を頂点とする若干の傾斜があるおよそ10μm程度の高さの円錐形状を有している。そのため、この円錐形状のチャックテーブルに半導体ウエーハWを真空吸着した後、ウエーハWとカップ型研削砥石9とをそれぞれ回転させながら、カップ型研削砥石9の砥石部18を、例えば図4(b)に平面図を示すように、ウエーハWに弧線部分17で接触させることにより、半導体ウエーハWの片面全体を円滑にまた効果的に研削できるようになっている。
Further, in the
次に、上記のような研削装置1を用いて半導体ウエーハWを研削する方法について説明する。
先ず、研削を施す半導体ウエーハWはウエーハカセット14に収容されており、搬送ロボット11によって装置内の所定の位置に搬入される。これを反転手段10でキャッチして、反転位置12で先ずウエーハWの裏面を上にして所定の位置に位置決めされた第1チャックテーブル6に吸着保持させ、ターンテーブル8で研削位置13に移動させる。ここで、第1チャックテーブル6を回転させるとともに、カップ型研削砥石9を回転させつつ砥石部を半導体ウエーハWの裏面に接触させることによって半導体ウエーハWの裏面全体を研削することができる。
Next, a method for grinding the semiconductor wafer W using the grinding
First, the semiconductor wafer W to be ground is accommodated in the
このとき、本発明の研削方法では、先ず、ウエーハの一方の面(裏面)を研削する際に、研削砥石をウエーハ外周縁から切り込ませ、ウエーハ外周から中心に向けて進行させ、ウエーハ中心部で離脱させることによってウエーハの研削を行う。例えば、図4(b)に示したように半導体ウエーハWの弧線部分17でカップ型研削砥石9と半導体ウエーハWの裏面とを接触させる場合、カップ型研削砥石9を、上方から見て時計回りとなるように回転させることによって、カップ型研削砥石9の砥石部をウエーハ外周縁から切り込ませ、ウエーハ外周から中心に向けて進行させ、ウエーハ中心部で離脱させてウエーハの研削を行うことができる。
At this time, in the grinding method of the present invention, first, when grinding one surface (back surface) of the wafer, the grinding wheel is cut from the outer periphery of the wafer and is advanced from the outer periphery of the wafer toward the center. The wafer is ground by separating it with. For example, as shown in FIG. 4B, when the cup-
このように研削砥石をウエーハ外周縁から切り込ませ、ウエーハ中心部で離脱させるようにしてウエーハの研削を行うことによって、研削砥石が離脱するウエーハ中心部において研削抵抗の低下によりウエーハの研削量を多くすることができる。それにより、ウエーハ裏面に研削加工が施される際に、ウエーハ裏面の中心部で突出した形状の突起が形成されるのを効果的に抑制することが可能となり、例えば図1(a)に示したように、ウエーハ裏面の中心部に形成される凸形状が0.15μm以下、さらには0.04μm以下の極めて小さいサイズとなるような、従来の図2(a)に比較して非常に高い平坦度の裏面を有するウエーハを得ることができる(尚、図1は、本発明の特徴を分かり易く説明するために記載したもので、その寸法や形状等は実際のものとは異なるものであり、本発明はこれに何ら限定されるものではない)。 In this way, by grinding the wafer by cutting the grinding wheel from the outer periphery of the wafer and separating it from the wafer center, the grinding amount of the wafer is reduced by reducing the grinding resistance at the wafer center from which the grinding wheel is detached. Can do a lot. As a result, it is possible to effectively suppress the formation of a protrusion protruding at the center of the back surface of the wafer when the back surface of the wafer is ground. For example, as shown in FIG. As shown in FIG. 2A, the convex shape formed at the center of the back surface of the wafer is extremely small compared to the conventional FIG. A wafer having a flat back surface can be obtained (Note that FIG. 1 is provided for easy understanding of the features of the present invention, and the dimensions and shape thereof are different from the actual ones. The present invention is not limited to this).
この場合、チャックテーブルに吸着保持した半導体ウエーハを、20rpm以上の回転速度で回転させることが好ましい。
ここで、種々の回転速度で半導体ウエーハを回転させながら、研削砥石をウエーハ外周縁から切り込ませ、ウエーハ中心部で離脱させるようにして半導体ウエーハの裏面の研削を行ったときの研削面のウエーハ中心部に生じる凸形状の大きさを調べるために、以下のような実験を行った。
In this case, it is preferable to rotate the semiconductor wafer sucked and held on the chuck table at a rotation speed of 20 rpm or more.
Here, when the semiconductor wafer is rotated at various rotational speeds, the grinding wheel is cut from the outer peripheral edge of the wafer and separated from the wafer center so that the back surface of the semiconductor wafer is ground. In order to investigate the size of the convex shape generated at the center, the following experiment was conducted.
(実験)
図3に示した研削装置を用いて、チャックテーブル6に吸着保持した半導体ウエーハWを研削位置13で5、10、20、40rpmの4条件で回転させながら、研削砥石をウエーハ外周縁から切り込ませ、ウエーハ中心部で離脱させるようにして半導体ウエーハの裏面の研削を行った。その後、ウエーハ裏面(研削面)のウエーハ中心部に形成された凸形状の大きさを静電容量方式の厚さ測定器(コベルコ科研社製SBW−330)を用いて測定した。その測定結果を図5に示す。図5に示したように、研削を外周から中心に向けて行うとともに半導体ウエーハを5rpmの回転速度で回転させながら研削を行うことにより、ウエーハ中心部に形成される凸形状の大きさを0.15μm以下と従来よりも小さいサイズにすることができ、さらにウエーハの回転速度を20rpm以上にすることによって、凸形状の大きさを0.04μm以下の極めて小さいサイズにすることができることがわかった。
(Experiment)
Using the grinding apparatus shown in FIG. 3, the grinding wheel is cut from the outer peripheral edge of the wafer while rotating the semiconductor wafer W attracted to the chuck table 6 at the grinding
これは、上記のようにカップ型研削砥石をウエーハ外周縁から切り込ませ、ウエーハ中心部で離脱させて研削を行う際に、ウエーハを20rpm以上の高速の回転速度で回転させることにより、例えば図6の(a)〜(c)に示すように、ウエーハ外周縁から切り込ませた研削砥石がウエーハの研削中に磨耗して砥石の断面テーパー形状が次第に小さくなっていくためであると考えられる。このように研削砥石の断面テーパー形状がウエーハ中心部で小さくなることによって、研削砥石をウエーハ中心部で離脱させる際に生じる研削残りを低減して凸形状の大きさをより小さくすることが可能となり、ウエーハ平坦度のより一層の向上を達成することができる。尚、このとき、半導体ウエーハの回転速度を速くし過ぎると、研削砥石の磨耗が大きく、砥石のライフが短くなってしまい、大幅なコストアップを招くことが考えられるので、半導体ウエーハの回転速度は40rpm以下とすることが好ましい。 This is because, as described above, when the cup-type grinding wheel is cut from the outer periphery of the wafer and separated from the wafer center to perform grinding, the wafer is rotated at a high rotational speed of 20 rpm or more, for example, 6 (a) to (c), it is considered that the grinding wheel cut from the outer peripheral edge of the wafer is worn during the grinding of the wafer and the cross-sectional taper shape of the grinding wheel is gradually reduced. . Thus, by reducing the tapered shape of the cross section of the grinding wheel at the center of the wafer, it becomes possible to reduce the grinding residue that occurs when the grinding wheel is detached from the center of the wafer and to reduce the size of the convex shape. Further improvement in wafer flatness can be achieved. At this time, if the rotational speed of the semiconductor wafer is increased too much, the grinding wheel wears greatly, and the life of the grinding wheel is shortened. It is preferable to be 40 rpm or less.
そして、上記のようにして半導体ウエーハWの裏面を研削した後、ウエーハWを図3の反転位置12に移動してウエーハ反転手段10で反転させ、その後、半導体ウエーハの表面を上にして第1チャックテーブル6に再度吸着保持してから、ターンテーブル8で研削位置13に移動させる。このとき、ウエーハの裏面には僅かであるが突起が形成されているので、ウエーハをチャックテーブルに吸着したときに、ウエーハ裏面形状がウエーハ表面に転写されて、表面の中心部に僅かに突出する。
Then, after grinding the back surface of the semiconductor wafer W as described above, the wafer W is moved to the
その後、第1チャックテーブル6を回転させるとともに、カップ型研削砥石9を回転させつつカップ型研削砥石9の砥石部を半導体ウエーハWの表面に接触させることによって、半導体ウエーハWの表面全体を研削することができる。
Thereafter, the entire surface of the semiconductor wafer W is ground by rotating the first chuck table 6 and bringing the grinding wheel portion of the
本発明では、このようにしてウエーハの表面を研削する際に、研削砥石をウエーハ中心部から切り込ませ、ウエーハ中心から外周に向けて進行させ、ウエーハ外周縁で離脱させることによってウエーハの研削を行う。
例えば、図4(b)に示したように、半導体ウエーハWの弧線部分17でカップ型研削砥石9と半導体ウエーハWの表面とを接触させる場合であれば、カップ型研削砥石9を上方から見て反時計回りとなるように回転させたり、あるいは、半導体ウエーハWの弧線部分17’でカップ型研削砥石9と半導体ウエーハWの表面とを接触させる場合であれば、カップ型研削砥石9を上方から見て時計回りとなるように回転させることによって、カップ型研削砥石9の砥石部をウエーハ中心部から切り込ませ、ウエーハ外周縁で離脱させるようにしてウエーハの研削を行うことができる。
In the present invention, when grinding the surface of the wafer in this way, the grinding wheel is cut from the center of the wafer, advanced from the center of the wafer toward the outer periphery, and separated from the outer periphery of the wafer to grind the wafer. Do.
For example, as shown in FIG. 4B, when the cup-
このようにしてウエーハの表面を研削することによって、上記のようにウエーハ表面の中心部に裏面の突起形状が転写されていても、研削砥石の上滑り現象を利用することによりウエーハの中心部を過剰に研削して凹形状が形成されるのを抑制することができるし、また一方で、この突起形状が転写されるのを利用することにより、ウエーハ中心部に凸形状が形成させるのを抑制することもできるため、ウエーハの表面に突出する突起を小さくすることができる。それによって、例えば図1(b)に示したようなウエーハ形状となり、ウエーハ中心部に形成される凸形状の大きさが0.15μm以下、さらには0.04μm以下と極めて小さくなるような高い平坦度のウエーハを得ることができる。 By grinding the surface of the wafer in this manner, even if the protrusion shape on the back surface is transferred to the center portion of the wafer surface as described above, the center portion of the wafer is excessively used by utilizing the sliding phenomenon of the grinding wheel. It is possible to suppress the formation of a concave shape by grinding, and on the other hand, it is possible to suppress the formation of a convex shape at the center of the wafer by utilizing the fact that this projection shape is transferred. Therefore, the protrusion protruding on the surface of the wafer can be reduced. Thereby, for example, the wafer shape as shown in FIG. 1B is obtained, and the height of the convex shape formed at the center of the wafer is as small as 0.15 μm or less, further 0.04 μm or less. The wafer of the degree can be obtained.
またこのとき、上記のようにして半導体ウエーハの表面を研削する場合に、チャックテーブルに吸着保持した半導体ウエーハを、上記ウエーハの裏面を研削したときのウエーハの回転速度よりも遅い回転速度で、例えば10rpm以下、さらに5rpm以下の回転速度で回転させることが好ましい。このように、カップ型研削砥石をウエーハ中心部から切り込ませ、ウエーハ外周縁で離脱させて研削を行う際に、ウエーハを10rpm以下の低速の回転速度で回転させることにより、研削によりウエーハ面に現れる研削条痕の周期を小さくすることができる。その結果、例えばその後ウエーハ表面に研磨加工を施す際に、少ない研磨代でウエーハ表面の研削条痕を容易に除去することが可能となり、研磨加工におけるウエーハの平坦度の悪化を防止するとともに、生産性の向上を図ることが可能となる。尚、このとき、半導体ウエーハの回転速度を遅くし過ぎると、ウエーハ面の研削を均一に行うことができなくなることが考えられるので、半導体ウエーハの回転速度は1rpm以上とすることが好ましい。 At this time, when grinding the surface of the semiconductor wafer as described above, the semiconductor wafer sucked and held on the chuck table is rotated at a rotational speed slower than the rotational speed of the wafer when the back surface of the wafer is ground, for example, It is preferable to rotate at a rotation speed of 10 rpm or less, and further 5 rpm or less. In this way, when the cup-type grinding wheel is cut from the wafer center and separated from the outer periphery of the wafer for grinding, the wafer is rotated to a wafer surface by rotating at a low rotational speed of 10 rpm or less. The period of the grinding striations that appear can be reduced. As a result, for example, when polishing the wafer surface after that, it becomes possible to easily remove the grinding marks on the wafer surface with a small polishing allowance, preventing deterioration of the flatness of the wafer in the polishing process, and producing It is possible to improve the performance. At this time, if the rotational speed of the semiconductor wafer is too slow, it may be impossible to uniformly grind the wafer surface. Therefore, the rotational speed of the semiconductor wafer is preferably 1 rpm or more.
そして、上記のようにして半導体ウエーハWの表裏両面の研削を行った後、反転位置12でウエーハ反転手段10によりウエーハWを第1チャックテーブル6から取り外し、所定の位置で搬送ロボット11に積み換えてウエーハカセット14に入れる。尚、本発明では、例えばウエーハの芯出し手段15や研削前後の洗浄・乾燥手段16等の付加工程を設けることもできる。
After the front and back surfaces of the semiconductor wafer W are ground as described above, the wafer W is removed from the first chuck table 6 by the wafer reversing means 10 at the reversing
さらに、その後別の半導体ウエーハを研削するときは、第1チャックテーブル6に研削を施す次の半導体ウエーハを吸着保持した後、上記と同様にしてウエーハ裏面及びウエーハ表面を片面ずつ順次研削することができる。このとき、第1チャックテーブル6と第2チャックテーブル7とに交互にウエーハを投入して上記研削を行うことにより、複数のウエーハを短時間で効率的に研削することができる。 Further, when grinding another semiconductor wafer after that, after the next semiconductor wafer to be ground is sucked and held on the first chuck table 6, the wafer back surface and the wafer surface can be sequentially ground one by one in the same manner as described above. it can. At this time, a plurality of wafers can be efficiently ground in a short time by loading the wafers alternately into the first chuck table 6 and the second chuck table 7 and performing the grinding.
以上のようにして、半導体ウエーハの両面を片面ずつ研削することによって、ウエーハ中心部に凸形状が形成されるのを抑制して、ウエーハを高平坦度に加工することができる。具体的には、例えば従来の方法ではウエーハに研削を行った際に、前述のように、ウエーハの中心部に0.3〜0.5μmの凸形状が形成されてしまうが、上記本発明の研削方法を実施することにより、ウエーハの中心部に形成される凸形状の大きさを0.15μm以下、さらには0.04μm以下まで容易に低減することができ、非常に高い平坦度を有する高品質のウエーハを安定して得ることができる。 As described above, by grinding both surfaces of the semiconductor wafer one by one, it is possible to suppress the formation of a convex shape at the center of the wafer and to process the wafer with high flatness. Specifically, for example, when the wafer is ground in the conventional method, as described above, a convex shape of 0.3 to 0.5 μm is formed at the center of the wafer. By carrying out the grinding method, the size of the convex shape formed at the center of the wafer can be easily reduced to 0.15 μm or less, further 0.04 μm or less. A quality wafer can be obtained stably.
そして、本発明の研削方法で研削されたウエーハは、このようにウエーハの中心部に形成される凸形状の大きさが0.15μm以下と非常に小さくなる高平坦度なウエーハとなるので、例えば、その後この高平坦度のウエーハに両面研磨を行うことによって、図1(c)に示したように、少ない研磨代でウエーハ中心部の凸形状を、0.01μm以下の殆ど検出されないサイズまで小さくさせることができる。したがって、研磨加工の際にウエーハの平坦度を悪化させず、また生産性の低下を招くこともなく、極めて高い平坦度を有する高品質の鏡面研磨ウエーハを安定して得ることが可能となる。また、このような極めて高い平坦度を有する研磨ウエーハのウエーハ表面をさらにCMPなどで研磨して仕上げることによって、図1(d)に示したように、ウエーハの平坦度を更に改善することが可能となり、例えばこのようにCMPを施したウエーハを図1(e)のようにデバイスプロセス等でチャックテーブル30に吸着することにより、ウエーハ表面が非常に平坦になるため、高歩留まりでデバイスの作製を行うことが可能となる。 And since the wafer ground by the grinding method of the present invention becomes a wafer with high flatness such that the size of the convex shape formed at the center of the wafer is as small as 0.15 μm or less, for example, Then, by performing double-side polishing on this highly flat wafer, as shown in FIG. 1C, the convex shape at the center of the wafer is reduced to a size of 0.01 μm or less, which is hardly detected, with a small polishing allowance. Can be made. Therefore, it is possible to stably obtain a high-quality mirror-polished wafer having extremely high flatness without deteriorating the flatness of the wafer during polishing and without causing a decrease in productivity. Further, by polishing and finishing the wafer surface of the polishing wafer having such extremely high flatness by CMP or the like, the flatness of the wafer can be further improved as shown in FIG. For example, the wafer subjected to CMP in this manner is adsorbed to the chuck table 30 by a device process or the like as shown in FIG. 1E, so that the wafer surface becomes very flat. Therefore, a device can be manufactured with a high yield. Can be done.
尚、本発明では、上記の研削砥石をウエーハ外周縁から切り込ませ、ウエーハ中心部で離脱させる研削、及び、研削砥石をウエーハ中心部から切り込ませ、ウエーハ外周縁で離脱させる研削を、それぞれウエーハの表面及び裏面のどちらに施すかは特に限定されず、必要に応じて適宜選択することが可能であるが、例えば上記のようにして、研削砥石をウエーハ外周縁から切り込ませ、ウエーハ中心部で離脱させる研削をウエーハの裏面に施し、また、研削砥石をウエーハ中心部から切り込ませ、ウエーハ外周縁で離脱させる研削をウエーハの表面に施すことによって、ウエーハ表面の中心部に突起が形成されず、ウエーハを高平坦化できるだけでなく、ウエーハ表面に形成される研削条痕の周期を小さくすることができるので、より好ましい。 In the present invention, the above-mentioned grinding wheel is cut from the outer peripheral edge of the wafer, and the grinding is separated from the wafer center, and the grinding is performed by cutting the grinding wheel from the wafer central part and separated from the wafer outer periphery. It is not particularly limited as to whether it is applied to the front surface or the back surface of the wafer, and can be appropriately selected as necessary. For example, as described above, the grinding wheel is cut from the outer peripheral edge of the wafer, and the wafer center Protrusions are formed at the center of the wafer surface by applying grinding on the backside of the wafer, grinding the grinding wheel from the center of the wafer, and grinding the wafer on the wafer outer periphery. Not only can the wafer be flattened, but also the cycle of grinding marks formed on the wafer surface can be reduced, which is more preferable. .
このようにウエーハ表面に形成される突起を小さくし、研削条痕の周期を小さくすることができれば、例えばその後ウエーハ表面に鏡面研磨を施す際に、少ない研磨代で容易にウエーハ表面の研削条痕を除去することができるので、研磨加工におけるウエーハの平坦度の悪化を防止でき、高平坦でより高品質の鏡面研磨ウエーハを安定して作製できるという利点が得られる。一方、裏面は多少研削条痕が残ったとしても、問題が生じない。 If the protrusions formed on the wafer surface can be reduced in this way and the period of the grinding marks can be reduced, for example, when mirror polishing is subsequently performed on the wafer surface, the grinding marks on the wafer surface can be easily obtained with a small polishing allowance. Therefore, it is possible to prevent the deterioration of the flatness of the wafer in the polishing process, and to obtain an advantage that a highly flat and higher quality mirror-polished wafer can be stably produced. On the other hand, even if some grinding marks remain on the back surface, no problem occurs.
さらに、本発明のウエーハの研削方法は、近年需要が拡大している直径が200mm以上、さらに300mm以上の高平坦度仕様となる大口径のウエーハを研削する場合に非常に有効に適用することができる。このような大口径のウエーハを本発明により研削することによって、ウエーハ中心部に凸形状が形成されるのを抑制して、高い平坦度を有する大口径のウエーハを安定して得ることができる。 Furthermore, the wafer grinding method of the present invention can be applied very effectively when grinding a wafer with a large diameter having a high flatness specification of 200 mm or more, and more than 300 mm, which has been increasing in demand in recent years. it can. By grinding such a large diameter wafer according to the present invention, it is possible to suppress the formation of a convex shape at the center of the wafer and stably obtain a large diameter wafer having high flatness.
以下、実施例及び比較例を示して本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
(実施例1)
図3に示した研削装置1により、シリコンウエーハの両面を片面ずつ研削した。
先ず、研削を行うシリコンウエーハとして、CZ法により育成したシリコン単結晶インゴットをワイヤーソーでスライスした後、面取り加工を施した直径300mmのものを準備した。
EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example are shown and this invention is demonstrated more concretely, this invention is not limited to these.
(Example 1)
The both sides of the silicon wafer were ground one by one with the grinding
First, as a silicon wafer to be ground, a silicon single crystal ingot grown by the CZ method was sliced with a wire saw, and then a chamfered 300 mm diameter wafer was prepared.
そして、この準備したシリコンウエーハの裏面を上にして第1チャックテーブル6に吸着保持して、ターンテーブル8で研削位置13に移動させた後、第1チャックテーブル6を回転させるとともに、カップ型研削砥石9を、ウエーハ外周縁から切り込ませ、ウエーハ中心部で離脱させるような方向で回転させながら、砥石部をシリコンウエーハに接触させてシリコンウエーハの裏面を7μmの研削代で研削した。
Then, the rear surface of the prepared silicon wafer is attracted and held on the first chuck table 6 and moved to the grinding
このとき、研削装置1のカップ型研削砥石9として、ダイヤモンド砥粒を使用したレジンボンド♯3000番の砥石を用い、また、カップ型研削砥石の回転速度を2700rpm、研削砥石の送り量を12μm/min、チャックテーブルの回転速度を5rpmに設定して研削を行った。
At this time, as the cup-
上記のようにしてシリコンウエーハの裏面を研削した後、シリコンウエーハを反転位置12に移動してウエーハ反転手段10で反転させることにより、半導体ウエーハの表面を上にして第1チャックテーブル6に再度吸着保持し、ターンテーブル8で再び研削位置13に移動させた。その後、第1チャックテーブル6を5rpmの回転速度で回転させるとともに、カップ型研削砥石9を、ウエーハ中心部から切り込ませ、ウエーハ外周縁で離脱させるような方向で回転させながら、砥石部をシリコンウエーハに接触させてシリコンウエーハの表面を7μmの研削代で研削した。このときも、カップ型研削砥石9として、ダイヤモンド砥粒を使用したレジンボンド♯3000番の砥石を用い、また、カップ型研削砥石の回転速度を2700rpm、研削砥石の送り量を12μm/minに設定して研削を行った。
After the back surface of the silicon wafer is ground as described above, the silicon wafer is moved to the
このようにしてシリコンウエーハの両面を研削した後、ウエーハ表面及び裏面の中心部に生じる凸形状の大きさを静電容量方式の厚さ測定器(コベルコ科研社製SBW−330)を用いて測定した。その結果、ウエーハ中心部に形成されている凸形状の大きさはおよそ0.15μmであることがわかった。 After grinding both sides of the silicon wafer in this way, the size of the convex shape generated at the center of the front and back surfaces of the wafer is measured using a capacitance type thickness measuring instrument (SBW-330 manufactured by Kobelco Kaken Co., Ltd.). did. As a result, it was found that the size of the convex shape formed at the center of the wafer was about 0.15 μm.
(実施例2)
上記実施例1と同様のシリコンウエーハを準備して、ウエーハの両面を片面ずつ研削した。
この実施例2では、ウエーハ裏面の研削を行うときのチャックテーブルの回転速度を20rpmに設定したこと以外は、上記実施例1の研削条件と同様の条件にしてシリコンウエーハ両面の研削を行った。
(Example 2)
A silicon wafer similar to that in Example 1 was prepared, and both surfaces of the wafer were ground one by one.
In Example 2, both sides of the silicon wafer were ground under the same conditions as in Example 1 except that the rotation speed of the chuck table when grinding the back surface of the wafer was set to 20 rpm.
そして、ウエーハ研削後、ウエーハ中心部に生じる凸形状の大きさを静電容量方式の厚さ測定器を用いて測定した結果、ウエーハ中心部に形成されている凸形状の大きさはおよそ0.04μmであることがわかった。 Then, as a result of measuring the size of the convex shape generated at the wafer center after the wafer grinding by using a capacitance type thickness measuring instrument, the size of the convex shape formed at the wafer center is about 0. 0. It was found to be 04 μm.
(比較例)
上記実施例1と同様のシリコンウエーハを準備して、図3に示した研削装置1によりウエーハの両面を片面ずつ研削した。
先ず、準備したシリコンウエーハの裏面を上にして第1チャックテーブル6に吸着保持し、ターンテーブル8で研削位置13に移動させた後、第1チャックテーブル6を5rpmの回転速度で回転させるとともに、カップ型研削砥石9を、ウエーハ中心部から切り込ませ、ウエーハ外周縁で離脱させるように上記実施例1とは逆方向に回転させながら、砥石部をシリコンウエーハに接触させてシリコンウエーハの裏面を7μmの研削代で研削した。このとき、研削装置1のカップ型研削砥石9として、ダイヤモンド砥粒を使用したレジンボンド♯3000番の砥石を用い、また、カップ型研削砥石の回転速度を2700rpm、研削砥石の送り量を12μm/minに設定して研削を行った。
(Comparative example)
A silicon wafer similar to that in Example 1 was prepared, and both surfaces of the wafer were ground one by one with the grinding
First, the rear surface of the prepared silicon wafer is suction-held on the first chuck table 6, moved to the grinding
ウエーハ裏面を研削した後、シリコンウエーハを反転位置12に移動してウエーハ反転手段10で反転させることにより、半導体ウエーハの表面を上にして第1チャックテーブル6に再度吸着保持させ、ターンテーブル8で再び研削位置13に移動させた。その後、第1チャックテーブル6を5rpmの回転速度で回転させるとともに、カップ型研削砥石9を、ウエーハ裏面を研削する時と同じ方向、すなわち、ウエーハ中心部から切り込ませ、ウエーハ外周縁で離脱させるような方向で回転させてシリコンウエーハの表面を7μmの研削代で研削した。このときも、カップ型研削砥石9として、ダイヤモンド砥粒を使用したレジンボンド♯3000番の砥石を用い、また、カップ型研削砥石の回転速度を2700rpm、研削砥石の送り量を12μm/minに設定して研削を行った。
After grinding the back surface of the wafer, the silicon wafer is moved to the
そして、ウエーハの両面を研削した後、ウエーハ中心部に生じる凸形状の大きさを静電容量方式の厚さ測定器を用いて測定した結果、ウエーハ中心部に形成されている凸形状の大きさはおよそ0.30μmであることがわかった。 Then, after grinding both sides of the wafer, the size of the convex shape formed at the center of the wafer was measured using a capacitance type thickness measuring instrument. As a result, the size of the convex shape formed at the center of the wafer was measured. Was found to be approximately 0.30 μm.
次に、上記の実施例2及び比較例において両面研削を行ったシリコンウエーハに対して、アルカリエッチングを施して研削加工歪層を除去した後、さらに鏡面研磨装置を用いてウエーハの両面で14μmの研磨代で両面研磨を施した。その後、それぞれの鏡面シリコンウエーハの平坦度を静電容量方式の厚さ測定器(ADE社製U/G9700)を用いて測定した。その結果、図7に示したように、実施例2のウエーハを鏡面研磨したものは、ウエーハ中心部で突出した形状は殆ど観察されなかったが、一方比較例のウエーハの場合は、ウエーハ中心部に凸形状が形成されたままであることが確認された。 Next, the silicon wafer subjected to double-side grinding in the above Example 2 and Comparative Example is subjected to alkali etching to remove the grinding strain layer, and further, 14 μm on both sides of the wafer using a mirror polishing apparatus. Double-side polishing was applied at the polishing allowance. Thereafter, the flatness of each mirror-surface silicon wafer was measured using a capacitance type thickness measuring instrument (ADE / U9G9700). As a result, as shown in FIG. 7, when the wafer of Example 2 was mirror-polished, the shape protruding at the wafer center was hardly observed. On the other hand, in the case of the wafer of the comparative example, the wafer center was It was confirmed that the convex shape was still formed.
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は単なる例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。 The present invention is not limited to the above embodiment. The above embodiment is merely an example, and the present invention has the same configuration as that of the technical idea described in the claims of the present invention, and any device that exhibits the same function and effect is the present invention. It is included in the technical scope of the invention.
例えば、上記では主に半導体ウエーハを研削する場合を例に挙げて説明を行っているが、本発明はこれに限定されるものではなく、石英基板や酸化物単結晶等の精密基板を研削する場合にも同様に適用することができる。また、本発明では、ウエーハに研削を施す際に供給する研削液、またウエーハの研削代、チャックテーブルの回転方向等の条件については、研削対象となるウエーハに応じて適宜設定することができ、特に限定されるものではない。 For example, in the above description, the case of grinding a semiconductor wafer is mainly described as an example. However, the present invention is not limited to this, and a precision substrate such as a quartz substrate or an oxide single crystal is ground. The same applies to the case. Further, in the present invention, the conditions for the grinding fluid supplied when grinding the wafer, the grinding allowance of the wafer, the rotation direction of the chuck table, etc. can be appropriately set according to the wafer to be ground, It is not particularly limited.
1…研削装置、 6…第1チャックテーブル、 7…第2チャックテーブル、
8…ターンテーブル、 9…カップ型研削砥石、 10…ウエーハ反転手段、
11…ウエーハ搬送ロボット、 12…反転位置、 13…研削位置、
14…ウエーハカセット、 15…ウエーハ芯出し手段、 16…洗浄・乾燥手段、
17、17’…ウエーハと研削砥石が接触する弧線部分、
18…砥石部、 19…砥石回転軸、 20…カップ状基台、
21…研削装置、 22…半導体ウエーハ、 23…チャックテーブル、
24…研削砥石、 25…研削ヘッド、 26…カップ型研削砥石、
27…回転軸、 30…チャックテーブル、 W…ウエーハ(半導体ウエーハ)。
DESCRIPTION OF
8 ... Turntable, 9 ... Cup type grinding wheel, 10 ... Wafer reversing means,
11 ... Wafer transfer robot, 12 ... Reverse position, 13 ... Grinding position,
14 ... wafer cassette, 15 ... wafer centering means, 16 ... cleaning / drying means,
17, 17 '... the arc wire part where the wafer contacts the grinding wheel,
18 ... Grinding wheel part, 19 ... Grinding wheel rotating shaft, 20 ... Cup-shaped base,
21 ... Grinding
24 ... grinding
27 ... Rotating shaft, 30 ... Chuck table, W ... Wafer (semiconductor wafer).
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