JPH097986A - 半導体ウェーハの研削方法およびその装置 - Google Patents

半導体ウェーハの研削方法およびその装置

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JPH097986A
JPH097986A JP17268295A JP17268295A JPH097986A JP H097986 A JPH097986 A JP H097986A JP 17268295 A JP17268295 A JP 17268295A JP 17268295 A JP17268295 A JP 17268295A JP H097986 A JPH097986 A JP H097986A
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恵一 田中
Osamu Kagaya
修 加賀谷
Toru Hatanaka
徹 畠中
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Mitsubishi Materials Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 半導体ウェーハを湾曲させず、傾けず、固定
できる研削方法を提供する。研削ウェーハにディンプル
が生じない固定方法を提供する。 【構成】 冷凍チャック12上に液を約10mlだけ滴
下し、その液面上にウェーハ13を置く。滴下溶液は、
純水に界面活性剤を20〜60体積%の範囲で混合す
る。チャック固定前に、混合液を600〜700Tor
rにひき、脱ガス処理を行う。チャック12の温度を下
げてウェーハ13を冷凍する。レジンボンド砥石で研削
を行う。取り代は5〜10μmとする。ワークテーブル
11の回転数も制御する。いったん解凍し、ウェーハ研
削面を下にして再び冷凍チャック12に冷凍固定し、上
記と同じ条件で研削する。この結果、ウェーハ13の表
裏面を平坦に研削できる。さらに、両面研磨工程等を経
て両面または片面ミラーウェーハを作製する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は半導体ウェーハの研削
方法および研削装置、特に半導体ウェーハの片面を研削
する半導体ウェーハの研削技術に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体ウェーハの表裏面を研削すること
は、その平坦度を高めるうえで有効である。そこで、半
導体ウェーハについて研削により平坦度を高めることが
考えられてきた。従来、半導体ウェーハの研削方法は、
ラップ後の半導体ウェーハについてその片面を研削して
いた。ラップをせずに、スライス後に研削すると、ソー
マークを除去することができないからである。このラッ
プ工程を省略することは、その半導体ウェーハの製造コ
ストの低減につながる。
【0003】そして、このラップを不要とした研削方法
が知られている。この研削方法は、図5に示すように、
冷凍チャックを使用して半導体ウェーハを研削テーブル
上に固定し、この固定した半導体ウェーハの片面ずつを
研削するものである。この方法によれば、ラップを施さ
なくてもスライスによるソーマークの除去が可能であ
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな冷凍チャックによる研削方法にあっても、以下の2
つの欠点が生じていた。第1は、図6に示すように、研
削テーブルT上に水Wを垂らしてこの上に半導体ウェー
ハWFを置く際、水の表面がその表面張力により所定の
曲率で緩やかに湾曲したり、または、冷凍したウェーハ
WFが傾く。この結果、ウェーハ自体も湾曲面により反
った状態、または、傾いた状態で固定され、研削される
こととなる。第2に、図7に示すように、水に空気等が
含まれていた場合、この気泡Bが冷凍により膨張して固
定したウェーハの一部分を湾曲させてしまう。この結
果、研削したウェーハの一部分にディンプルDが形成さ
れることとなる。
【0005】
【発明の目的】そこで、この発明は、半導体ウェーハ全
体およびその一部を湾曲させずに、また傾けずに、固定
することができる方法を提供することを、その目的とし
ている。また、研削したウェーハにディンプルが生じな
い固定方法を提供することを、その目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、スライスされた半導体ウェーハを冷凍チャックで研
削台に固定し、この半導体ウェーハの表面を研削する半
導体ウェーハの研削方法において、上記冷凍チャックで
の固定は、界面活性剤を20〜60体積%だけ含む水を
脱気処理をした後に凍らせて行う半導体ウェーハの研削
方法である。界面活性剤としては、ステアリン酸カリウ
ム・ステアリン酸ナトリウム・ステアリン酸アンモニウ
ム・オクチル酸カリウム・オクチル酸ナトリウム・オク
チル酸アンモニウム・ラウリル酸カリウム・ラウリル酸
ナトリウム・ラウリル酸アンモニウム等を含むものが好
適である。
【0007】請求項2に記載の発明は、上記脱気処理は
上記水を真空中で凍らせて行う請求項1に記載の半導体
ウェーハの研削方法である。
【0008】請求項3に記載の発明は、上記脱気処理は
上記水を凍らせた後解凍し、再度凍らせる請求項1に記
載の半導体ウェーハの研削方法である。
【0009】請求項4に記載の発明は、半導体ウェーハ
が載置されるウェーハ固定台と、この載置された半導体
ウェーハとウェーハ固定台との間に水を介在させ、これ
を凍らせて半導体ウェーハを固定する冷凍チャックと、
固定された半導体ウェーハの片面を研削する研削手段
と、上記水を凍らせる際この水から脱気する脱気手段と
を備えた半導体ウェーハの研削装置である。
【0010】
【作用】請求項1に記載した発明では、スライスされた
半導体ウェーハを冷凍チャックで研削台に固定する。す
なわち、界面活性剤を20〜60体積%だけ含む水を研
削台上に滴下・供給し、その上に半導体ウェーハを搭載
する。そして、この水について脱気処理を行い、この
後、これを凍らせる。この結果、半導体ウェーハは平坦
な状態で研削台上に固定される。特に、界面活性剤は4
0体積%とすると表面張力の低減にさらに効果的であ
る。さらに、この固定された半導体ウェーハの片面を研
削刃を用いて研削する。なお、脱気処理としては、例え
ば水を沸騰させる等各種の方法を採用することができ
る。
【0011】請求項2に記載した発明では、上記脱気処
理は、上記界面活性剤を含む水を真空中で凍らせること
で行う。
【0012】請求項3に記載した発明では、上記脱気処
理は上記水を凍らせた後、いったん解凍し、これを再度
凍らせることで行う。
【0013】請求項4に記載した発明にあっては、ウェ
ーハ固定台上に水を供給し、その上に半導体ウェーハを
載置する。この水は脱気処理を施している。この状態
で、水を凍らせてウェーハ固定台上に半導体ウェーハを
固定する。この結果、半導体ウェーハは平坦な状態で
(ウェーハ固定台の表面と平行になって)固定される。
そして、この固定されたウェーハの片面を研削する。よ
って、半導体ウェーハ表面を平坦化することができ、ま
た、ソーマークを除去することができる。
【0014】
【実施例】以下この発明の実施例を図面を参照して説明
する。図1はこの実施例に使用した研削機の全体構成を
示している。図2はこの実施例に係る研削の工程を模式
的に示している。図3は冷凍液中の界面活性剤の体積比
とウェーハの傾きとの関係を示している。図4は冷凍液
中の界面活性剤の体積比と平坦度との関係を示してい
る。
【0015】まず、研削機の構成を説明する。図1にお
いて、11は回転自在のワークテーブルを示し、このワ
ークテーブル11上に冷凍チャック12が載置されてい
る。冷凍チャック12は全体として矩形体であって、そ
の内部に冷凍液が供給可能とされている。ウェーハ13
はこの冷凍液の表面に載置される。また、冷凍チャック
12内部には外部からパイプ12Aを介して冷媒が供給
され、この冷媒によって冷凍液およびウェーハ13を冷
凍させる構成である。
【0016】研削ヘッド14はワークテーブル11の上
方に配設されており、その下面に研削刃14Aを有して
いる。研削刃14Aは、スピンドルにより駆動回転され
る構成である。研削ヘッド14はアーム15により支持
体16に水平面内で揺動自在に支持されている。さら
に、この研削ヘッド14は上下方向にも移動自在に構成
されている。
【0017】この研削機を用いての研削取り代の制御方
法は、ウェーハ13を冷凍チャック12にチャックした
後、スピンドルのみを回転させ、研削ヘッド14を矢印
X方向に移動させる。そして、研削ヘッド14(スピン
ドル)の位置を所定目盛り単位で降下させ、研削刃14
Aがウェーハ13上面に当たっていることを確認する。
確認後、この状態から、指定の切り込み量まで研削ヘッ
ド14を下げる。研削時は、研削ヘッド(スピンドル)
14を固定し、例えば蓄冷材を使用してウェーハ13を
保冷した状態で、ワークテーブル11を矢印Y方向に回
転させ、ワーク(ウェーハ13)を研削ヘッド14に送
り込む。
【0018】以下、図2を参照してこの発明に係る研削
方法の一実施例を説明する。まず、冷凍チャック12上
に冷凍液を約10mlだけトッピングし(滴下し)、そ
の液面上にウェーハ13を置く。この場合、滴下する溶
液は、その表面張力を除く目的で、純水に界面活性剤
(例えばNCW)を混合している。そして、チャック固
定前に、氷膜用の混合液は脱ガス処理を行う。例えば6
00〜700Torrにひくと混合液は沸騰する。
【0019】次に、このチャック12の温度を下げてウ
ェーハ13を冷凍する。ここで、界面活性剤の希釈率
(体積比)によって、氷膜(ウェーハ表面)の平行度に
変化が生じる。このため、この平行度の測定を行った。
例えば、上記平面研削盤のワークテーブル11の上にチ
ャック12を置き、砥石固定部にマイクロゲージを固定
して、ワークテーブル11を移動する。これにより、チ
ャックの高さの部分的な差異、つまり平坦度を測定し
た。この結果、図3に示すように、体積比20%未満で
はウェーハに著しい傾きが見られる。体積比20%〜6
0%で界面活性剤(NCW)を混合した溶液では、チャ
ック面と平行なウェーハ表面となる。界面活性剤が体積
比60%を越えると例えば冷凍温度−15℃で凍結する
が、その固定強度が著しく弱く平坦度が悪くなる。した
がって、体積比で25%程度の希釈が妥当である。図4
は界面活性剤の混合液中の割合と平坦度との関係を示し
ている。図中破線は低負荷での研削を示す。
【0020】そして、#1000レジンボンド砥石での
研削を行った。この場合、研削取り代管理が重要であ
る。取り代は5〜10μmとする。または、#400の
メタルボンド砥石での全面研削を行う。この低番手の砥
石での研削取り代は40〜50μmとなるように砥石食
い込み量を設定した。
【0021】また、このときのワークテーブル11の回
転数も制御が必要である。ワークテーブル11の回転数
は大きすぎると、砥石(研削刃)が噛まなくなってしま
う。使用した研削機のワークテーブル11の回転数はN
C制御を行っている。しかし、極めて低い回転数を実現
しようとするとその回転は不連続(つまり、回ったり止
まったりを周期的に繰り返す)となる。そのため、ワー
クテーブル11の回転数は不連続駆動となる臨界的な回
転数108sec/rotとした。
【0022】この後、いったん解凍し、ウェーハ研削面
を下にして再び冷凍チャック12に冷凍固定する。そし
て、上記と同じ条件で研削する。この結果、ウェーハ1
3の表裏面を平坦に研削することができた。さらに、両
面研磨(各2〜3μm程度でよい)工程等を経て両面ミ
ラーウェーハまたは片面ミラーウェーハを作製すること
ができる。この研削後のソーマーク転写の有無確認は、
例えば魔鏡観察で行うことができる。
【0023】
【発明の効果】この発明によれば、ウェーハを研削テー
ブルに平行に固定することができ、平坦なウェーハを得
ることができる。また、そのソーマークを確実に除去す
ることができる。また、研削ウェーハにディンプルなど
は生じることはない。さらに、ラップ工程を省いて鏡面
ウェーハを作製することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例に係る研削機を示す斜視図
である。
【図2】この発明の一実施例に係る研削方法を示す工程
図である。
【図3】この発明の一実施例に係る研削方法での界面活
性剤の体積比とウェーハの傾きとの関係を示すグラフで
ある。
【図4】この発明の一実施例に係る研削方法での界面活
性剤の体積比とウェーハ平坦度との関係を示すグラフで
ある。
【図5】従来の研削方法を示す工程図である。
【図6】従来の研削方法に係る課題を説明するための模
式図である。
【図7】従来の研削方法に係る別の課題を説明するため
の模式図である。
【符号の説明】
11 ワークテーブル 12 冷凍チャック 13 ウェーハ 14 研削ヘッド 14A 研削刃(砥石)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 畠中 徹 東京都千代田区大手町1丁目5番1号 三 菱マテリアルシリコン株式会社内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 スライスされた半導体ウェーハを冷凍チ
    ャックで研削台に固定し、この半導体ウェーハの表面を
    研削する半導体ウェーハの研削方法において、 上記冷凍チャックでの固定は、界面活性剤を20〜60
    体積%だけ含む水を脱気処理をした後に凍らせて行う半
    導体ウェーハの研削方法。
  2. 【請求項2】 上記脱気処理は上記水を真空中で凍らせ
    て行う請求項1に記載の半導体ウェーハの研削方法。
  3. 【請求項3】 上記脱気処理は上記水を凍らせた後解凍
    し、再度凍らせる請求項1に記載の半導体ウェーハの研
    削方法。
  4. 【請求項4】 半導体ウェーハが載置されるウェーハ固
    定台と、 この載置された半導体ウェーハとウェーハ固定台との間
    に水を介在させ、これを凍らせて半導体ウェーハを固定
    する冷凍チャックと、 固定されたウェーハの片面を研削する研削手段と、 上記水を凍らせる際この水から脱気する脱気手段とを備
    えた半導体ウェーハの研削装置。
JP17268295A 1995-06-14 1995-06-14 半導体ウェーハの研削方法およびその装置 Expired - Fee Related JP3359468B2 (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010016038A (ja) * 2008-07-01 2010-01-21 Technical Research & Development Institute Ministry Of Defence 冷凍チャック装置
CN104037076A (zh) * 2014-06-23 2014-09-10 昆山永续智财技术服务有限公司 一种芯片反向工艺的研磨样品制备方法
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CN120307182A (zh) * 2025-05-14 2025-07-15 上海超硅半导体股份有限公司 衬底研磨方法以及研磨机台

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