(57)【要約】【課題】  半導体基板の裏面研削砥石の寿命を低下させない保護フィルム貼付半導体基板を得るエッジ研磨装置の提供。【解決手段】          回転軸４ａに軸承されたカム状フレーム４ｂに、ストップピン４ｃ、半導体基板のエッジ部に前記研磨テープＴの研磨面を当接するとともに供給リール２より供給された研磨テープを表面滑走させるシリコンゴムスポンジ製当て板４ｄ、この当て板を挟んで離間して設けた一対の第一研磨テープ送りローラ４ｅと第二研磨テープ送りローラ４ｆ、前記第一エンジニアリング樹脂製研磨テープ送りローラの背面に設けられ巻取リール３側に研磨テープを返送する第三研磨テープ送りローラ４ｇを設けた研磨ヘッド４を備える半導体基板のエッジ研磨装置１。【選択図】  図１
2012109422.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
研磨面を有する研磨テープが巻回された供給リールと、
前記研磨テープを巻取る巻取リールと、
回転軸に軸承されたカム状フレームに、ストップピン、半導体基板のエッジ部に前記研磨テープの研磨面を当接するとともに前記供給リールより供給された研磨テープを表面滑走させるシリコンゴムスポンジ製当て板、この当て板を挟んで離間して設けた一対の第一エンジニアリング樹脂製研磨テープ送りローラと第二エンジニアリング樹脂製研磨テープ送りローラ、前記第一エンジニアリング樹脂製研磨テープ送りローラの背面に設けられ前記巻取リール側に研磨テープを返送する第三エンジニアリング樹脂製研磨テープ送りローラとを設けた研磨ヘッドと、
前記研磨ヘッドの回転軸を回転駆動させるサーボモータと、
前記巻取リールを回転させるモータと、
前記供給リールより研磨テープを引き出し、前記研磨ヘッドの第一エンジニアリング樹脂製研磨テープ送りローラに研磨テープを供給する中継送りローラを回転駆動させるステッピングモータと、
を備えることを特徴とする半導体基板のエッジ研磨装置。
【請求項２】
請求項１記載の半導体基板のエッジ研磨装置を用い、ワーク吸着チャックテーブル上に載置された保護フィルム貼付半導体基板を回転し、前記保護フィルム貼付半導体基板のエッジ部に研磨ヘッドの回転軸をサーボモータで回動させて当て板の前面に供給された研磨テープの研磨面を２〜７０度の傾斜角度で当接させてトリミング加工して得られた、保護フィルムからシリコン基盤面に到るエッジ傾斜角度（θ）が２０〜８８度の保護フィルム貼付半導体基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリコン基盤表面にプリント配線が施された半導体基板、またはこの半導体基板のプリント配線面に保護フィルムを貼付し、この半導体基板のシリコン基盤面を上方に向けて吸着チャックに吸着させ、吸着チャックの回転により回転している半導体基板のエッジ面にエッジ研磨装置の研磨テープを押し当てて半導体基板のエッジ面を研磨するに用いるエッジ研磨装置に関する。このエッジ研磨装置により半導体基板のエッジ部の２０〜８８度斜角を残してエッジ研磨された半導体基板は、このエッジ研磨加工の次工程のカップホイール型研削砥石を用いて半導体基板のシリコン基盤面を裏面研削加工して厚み２０〜１００μｍまでシリコン基盤厚みを減じる裏面研削方法において、半導体基板のチッピングが防止された厚み２０〜１００μｍシリコン基盤の半導体基板を得ることができる。また、前記裏面研削時のカップホイール型砥石の使用寿命が向上される。
【背景技術】
【０００２】
半導体基板の裏面（シリコン基盤面）を研削する方法において、裏面研削中の基板のチッピング防止のため、あるいは裏面研削された基板の搬送パッドによる搬送途中でのチッピング防止のため、半導体基板の裏面研削加工前の工程もしくは裏面研削と一緒に半導体基板のベベル部およびエッジ部を砥石ローラや研磨テープを用いてトリミングすることが行われている。
【０００３】
特開平１１−３３８８７号公報（特許文献１）は、半導体基板を保持するチャックテーブルと、前記チャックテーブルに保持された前記半導体基板の片面に押し付けられて、該半導体基板の片面を研削加工する研削用砥石と、前記チャックテーブルに保持された前記半導体基板のエッジに押し付けられて、該半導体基板のエッジを面取り加工する面取り用砥石とを備え、前記研削用砥石による研削加工と、前記面取り用砥石による面取り加工とを同時に行うことが可能な半導体基板の研削装置を提案する。
【０００４】
また、特開２００３−２７３０５３号公報（特許文献２）は、保護フィルムが貼付された半導体基板の裏面を平面研削する平面研削方法であって、前記半導体基板の周縁部を周方向に沿って砥石で切断して前記裏面に対して略垂直な垂直切断面または前記裏面側から表面側にかけて外側に傾斜した傾斜切断面を形成する周縁部切断工程と、前記周縁部が砥石により切断された半導体基板の裏面を前記垂直切断面または前記傾斜切断面を残存させながら平面研削する裏面研削工程、とを含む平面研削方法を提案する。
【０００５】
また、特許第４１２５１４８号明細書（特許文献３）は、研磨テープを基板の所定の箇処に押圧し、該研磨テープと基板との摺接により基板の研磨を行なう基板処理装置において、研磨テープを弾性部材で支持し前記弾性部材を延ばして張力を発生させ、この張力により一定の力で前記研磨テープの砥粒バインダー塗工層を基板のベベル部に押圧して該ベベル部を研磨するベベル部研磨部と、前記基板の研磨中に、基板の被研磨面に摺接して研磨を行なう研磨テープに加わるテンションまたは基板の被研磨面に研磨テープを押圧する機構部に加わるテンションを計測し被研磨面の研磨状態を判断する制御部を備えた基板処理装置を提案する。
【０００６】
さらに、特許第４４６３３２６号明細書（特許文献４）は、半導体素子が形成された表面を保護シートにより貼着された半導体ウェーハの外周端部を研磨する装置であって、
前記半導体ウェーハの前記表面を下に裏面を上に向けて、水平方向に保持する半導体ウェーハ保持手段と、
該半導体ウェーハ保持手段により保持された半導体ウェーハの外周端部を研削するための走行可能な研磨テープを内装した研磨ヘッドとを備え、
該研磨ヘッドは、前記研磨テープを前記半導体ウェーハの外周端部に押し当てて下から上に向けて垂直方向、または水平方向に走行して、前記保護シートと共に前記半導体ウェーハ外周端部を研磨するように、回動可能に設けられ、
前記研磨テープは、砥粒を静電散布により付着されたものであることを特徴とする半導体ウェーハ外周端部のテープ研磨装置を提案する。
【０００７】
前記特許文献２、特許文献３および特許文献４記載の半導体基板のエッジおよびベベル部を研磨テープで研磨して得られた半導体基板の厚み７２０〜７７０μｍのシリコン基盤面をカップホイール型砥石を用いて裏面研削し、シリコン基盤の厚みを２０〜８０μｍにまで減らすとき、シリコン基盤の厚み半分からプリント配線表面部に到る厚みは、鋭角を示すので保護フィルムの１〜３ｍｍ幅の外周縁円で半導体基板に貼付されていない環状部分が有り、裏面研削時にこの未貼付部分の保護フィルム、またはその研削屑が研削により高温となったカップホイール型砥石の砥石刃に付着し、研削能力を低下させることが判明した。
【０００８】
また、米国特許第６６４１４６４号明細書（特許文献５）は、トップウエハとボトムウエハの２枚を接着剤で貼り合わせた接合ウエハのトップウエハと接着剤のエッジ部を６０〜１６０度の傾斜角度に研磨テープでエッジトリミングする方法およびそれに用いるエッジ研磨装置を開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平１１−３３８８７号公報
【特許文献２】特開２００３−２７３０５３号公報
【特許文献３】特許第４１２５１４８号明細書の図７
【特許文献４】特許第４４６３３２６号明細書
【特許文献５】米国特許第６６４１４６４号明細書の図２、図６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
半導体基板のシリコン基盤厚み７２０〜７７０μｍを厚み２０〜１００μｍにまで減らす半導体基板の裏面研削加工において、裏面研削加工された半導体基板の割れやチッピングを防止するため、半導体基板のプリント配線面に光硬化性アクリル系樹脂粘着剤や熱分解型発泡樹脂粘着剤をフィルムに塗布した保護フィルムを貼付し、保護フィルム貼付半導体基板のエッジトリミングおよび裏面研削加工が行われる。
【００１１】
前記特許文献１記載の半導体基板の研削装置では、裏面研削加工とエッジトリミングが同時に行われるため、カップホイール型研削砥石の刃先に保護フィルムの残滓が接着することが予測される。
【００１２】
本願発明は、後工程の上記半導体基板の裏面研削工程でカップホイール型砥石の使用寿命を延ばすことができる半導体基板エッジ部を形成する半導体基板のエッジ研磨装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
請求項１の発明は、
研磨面を有する研磨テープが巻回された供給リールと、
前記研磨テープを巻取る巻取リールと、
回転軸に軸承されたカム状フレームに、ストップピン、半導体基板のエッジ部に前記研磨テープの研磨面を当接するとともに前記供給リールより供給された研磨テープを表面滑走させるシリコンゴムスポンジ製当て板、この当て板を挟んで離間して設けた一対の第一エンジニアリング樹脂製研磨テープ送りローラと第二エンジニアリング樹脂製研磨テープ送りローラ、前記第一エンジニアリング樹脂製研磨テープ送りローラの背面に設けられ前記巻取リール側に研磨テープを返送する第三エンジニアリング樹脂製研磨テープ送りローラとを設けた研磨ヘッドと、
前記研磨ヘッドの回転軸を回転駆動させるサーボモータと、
前記巻取リールを回転させるモータと、
前記供給リールより研磨テープを引き出し、前記研磨ヘッドの第一エンジニアリング樹脂製研磨テープ送りローラに研磨テープを供給する中継送りローラを回転駆動させるステッピングモータと、
を備えることを特徴とする半導体基板のエッジ研磨装置を提供するものである。
【００１４】
請求項２の発明は、請求項１記載の半導体基板のエッジ研磨装置を用い、ワーク吸着チャックテーブル上に載置された保護フィルム貼付半導体基板を回転し、前記保護フィルム貼付半導体基板のエッジ部に研磨ヘッドの回転軸をサーボモータで回動させて当て板の前面に供給された研磨テープの研磨面を２〜７０度の傾斜角度で当接させてトリミング加工して得られた、保護フィルムからシリコン基盤面に到るエッジ傾斜角度（θ）が２０〜８８度の保護フィルム貼付半導体基板を提供するものである。
【発明の効果】
【００１５】
本願発明のエッジ研磨装置は、半導体基板のエッジ部およびベベル部を研磨テープで斜めに切り落とすことができるので、特許文献２、特許文献３および特許文献４記載の基板エッジ・ベベル部研磨装置のように基板のベベル部の上下を押す押圧材が不要である。また、本願発明のエッジ研磨装置は、当て板の前面を第一エンジニアリング樹脂製研磨テープ送りローラと第二エンジニアリング樹脂製研磨テープ送りローラの回転軸より半導体基板のエッジ部側に近い位置となるようカム状フレームに固定して設けたので、特許文献２、特許文献３および特許文献４記載の基板エッジ・ベベル部研磨装置のように当て板を半導体基板のエッジ方向へ水平に進退させるエアーシリンダーのような送り機構が不要となり、エッジ研磨装置をコンパクトに設計できた。
【００１６】
保護フィルム貼付半導体基板のエッジ部を半導体基板の直径に応じて傾斜角度２０〜８８度残るように研磨テープを利用してトリミング加工し、保護フィルムと半導体基板間の隙間が無い保護フィルム貼付半導体基板を得ることができるので、保護フィルム残滓がカップホイール型研削砥石の刃先に付着する危惧が解消される。よって、新しいカップホイール型砥石に交換するまでのカップホイール型砥石の使用期間（寿命）が保護フィルム未貼付の半導体基板の裏面研削加工のときと比較して短くなることがない。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は半導体基板のエッジ研磨装置の正面図を示す。
【図２】図２は半導体基板のエッジ研磨装置の一部を切り欠いた右側面図を示す。
【図３】図３は図２においてＡ−Ａ切断して見た研磨ヘッドの正面断面図を示す。
【図４】図４は回動された研磨ヘッドの左側面図を示す。
【図５】図５はエッジ研磨装置によりベベル部、エッジ部が斜めに切り落とされた保護フィルム貼付半導体基板の部分断面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を用いて本発明の半導体基板のエッジ研磨装置を説明する。
【００１９】
図１および図２に示す半導体基板ｗのエッジ研磨装置１は、研磨面Ｔａを有する研磨テープＴが巻回された供給リール２と、
前記研磨テープＴを巻取る巻取リール３と、
回転軸４ａに軸承されたカム状フレーム４ｂに、ストップピン４ｃ、半導体基板のエッジ部に前記研磨テープの研磨面Ｔａを当接するとともに前記供給リール２より供給された研磨テープを表面滑走させるシリコンゴムスポンジ製当て板４ｄ、この当て板４ｄを挟んで離間して設けた一対の第一エンジニアリング樹脂製研磨テープ送りローラ４ｅと第二エンジニアリング樹脂製研磨テープ送りローラ４ｆ、前記第一エンジニアリング樹脂製研磨テープ送りローラ４ｅの背面に設けられ前記巻取リール側に研磨テープを返送する第三エンジニアリング樹脂製研磨テープ送りローラ４ｇとを設けた研磨ヘッド４と、
前記研磨ヘッドの回転軸４ａを回転駆動させるサーボモータ５と、
前記巻取リール３を回転駆動させるトルクモータ６と、
前記供給リール２より研磨テープＴを引き出し、前記研磨ヘッドの第一エンジニアリング樹脂製研磨テープ送りローラ４ｅに研磨テープを供給する中継送りローラ７ａ，７ｂを回転駆動させるステッピングモータ７を備える。
【００２０】
図中、１ａはエッジ研磨装置のハウジング、４ｋは、回転軸４ａのハウジング４ｈ先端し面に設けられた位置決めピンで、サーボモータ５により回動されたカム状フレーム４ｂ端面またはストップピン４ｃがこの位置決めピン４ｋに当接してその回転角以上カム状フレーム４ｂ端面が回動しない役目をなす。４ｓは変位センサを、１０は冷却水噴出ノズルを示す。
【００２１】
前記研磨テープ送りローラ４ｅ、４ｆは、ポリエーテル・エーテルケトン樹脂（ＰＥＥＫ）、ポリアセタール樹脂、ナイロン６，１０、ナイロン６，１２等のエンジニアリング樹脂を素材とし、耐熱性、滑り性に優れる研磨テープ送りローラである。
【００２２】
前記シリコンゴムスポンジ製当て板４ｄは、表面滑り性に優れるとともに、弾力性に富み、半導体基板ｗのエッジ部に研磨テープＴを押し当てたときの応力に応じて厚み方向に伸縮できる弾性を有する弾性体である。図面では、厚み９ｍｍ、高さ２６ｍｍ、幅４８ｍｍのシリコンゴムスポンジ製当て板を用いた。シリコンゴムスポンジ製当て板４ｄは、その前面が、前記第一エンジニアリング樹脂製研磨テープ送りローラ４ｅの回転軸と第二エンジニアリング樹脂製研磨テープ送りローラ４ｆの回転軸より半導体基板のエッジに近い位置となる（図３では３ｍｍ研磨テープ送りローラ４ｅ，４ｆの回転軸面より出張って当て板４ｄの前面は設けられている）位置にカム状フレーム４ｂに固定される。
【００２３】
前記シリコンゴムスポンジ製当て板４ｄの素材は、オルガノポリシロキサン発泡体、ポリイミドオルガノポリシロキサン発泡体、あるいは、ポリウレタン発泡体表面にオルガノポリシロキサンコーティング剤を５〜３０μｍ厚み塗布し、硬化して膜を形成した積層体などが利用される。発泡体の独立したセル径は２０〜３００μｍが好ましい。
【００２４】
図１において仮想線で示される位置に研磨ヘッド４は、サーボモータ５駆動により回転軸４ａが回動され、吸着チャックテーブル９上に吸着して固定された半導体基板ｗのエッジ部に研磨テープＴを間に介してエッジ端面の垂直面に対し、７０〜２度の傾斜角（９０−θ）を以ってシリコンゴムスポンジ製当て板４ｄは当接される。前記傾斜角（９０−θ）は半導体基板ｗの直径に依存し、２００ｍｍ、３００ｍｍ、４５０ｍｍ径半導体基板では２〜５度、４〜６インチ径半導体基板では５５〜７０度である。よって、エッジトリミングされた保護フィルムからシリコン基盤面に到るエッジ傾斜角度（θ）は２０〜８８度、即ち、２００ｍｍ，３００ｍｍ、４５０ｍｍ径半導体基板では８５〜８８度、４インチ径半導体基板では２０〜３５度のエッジ傾斜角（θ）を有する保護フィルム貼付半導体基板が得られる（図５参照）。
【００２５】
保護フィルムＦと半導体基板ｗ間の接着面は、自由な保護フィルム部分Ｆｇも含め半導体基板のベベル部およびエッジ部が斜め切断（研磨加工）されたことにより、後工程の裏面研削において、保護フィルム研削残滓がカップホイール型砥石の砥石刃先に付着することがないので、保護フィルム起因によるカップホイール型砥石の寿命低減が解消される。
【００２６】
半導体基板としては、ＤＲＡＭ、ＬＥＤ基板、ＭＥＭＳ基板、ＳＴＶ基板、ＳＯＩ基板などが利用できる。
【００２７】
前記保護フィルムＦの基材フィルム素材は、直鎖線状低密度ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミド等が使用されており、そのフィルム厚みは２０〜２００μｍが一般である。前記保護フィルムＦは、古河電工株式会社、リンテック株式会社、積水化学工業株式会社、三井化学株式会社、日立化成株式会社、東亞合成株式会社、東レ株式会社などから入手できる。
【００２８】
前記保護フィルムＦは半導体基板ｗのプリント配線面に保護フィルムＦ外周縁Ｆｇが１〜３ｍｍ幅半導体基板の外周縁よりはみ出る寸法で貼付される。よって、保護フィルム貼付半導体基板の研磨テープによるエッジトリミング加工の際、エッジトリミング加工された保護フィルム貼付半導体基板の断面において図３ｂに示すように保護フィルムＦと半導体基板ｗ間に隙間が生じないよう、および半導体基板の外周縁から外み出す保護フィルムＦｇが存在しないようトリミング加工する必要が生じる。
【００２９】
研磨テープＴとしては、日本ミクロコーティング株式会社が市販している厚みが１００〜１５０μｍの二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム基材（Ｔｂ）表面に砥番＃４，０００〜＃１０，０００の炭化珪素砥粒および／または砥番＃４，０００〜＃１２，０００のダイヤモンド砥粒の分散した砥粒バインダー塗工剤を５〜１０μｍの厚みで塗布し、乾燥して砥粒バインダー塗工層（Ｔｆ）を設けた研磨テープが好ましい。
【００３０】
研磨テープ利用半導体基板のエッジ研磨装置１を用い、保護フィルムが貼付された半導体基板のエッジ部をトリミングする研磨加工は次の工程を経て行われる。
【００３１】
（１）収納カセット内に収納されたシリコン基盤ｗｓ表面にプリント配線が施された半導体基板ｗのプリント配線面に保護フィルムＦを貼付した保護フィルム貼付半導体基板は、多関節型搬送ロボット装置に把持または吸着され、前記保護フィルム貼付半導体基板のシリコン基盤ｗｓ面を上方に向け、保護フィルム面を吸着チャックテーブル９面に向けて移送され、そこで吸着チャックテーブル９にバキューム吸着させ固定される。
【００３２】
（２）次いで、吸着チャックテーブル９を昇降させ、研磨開始位置に保護フィルム貼付半導体基板の高さ位置を調整する。
【００３３】
（３）吸着チャックテーブル９を回転させる。吸着チャックテーブル９の回転数は、１，８００〜５，０００ｍｉｎ−１が好ましい。
【００３４】
（４）トルクモータ６を稼動することにより巻取リール３の回動軸を回転させ、この回転軸に研磨テープを巻き取る作業を開始する。この際、ステッピングモータ７も稼動させ、中継送りローラ７ａの回転軸の回転速度を巻取リール３の回動軸の回転速度より小さくし、巻き取られる研磨テープのスピードをブレーキ制御することにより、研磨ヘッド４の第一エンジニアリング樹脂製研磨テープ送りローラ４ｅ、当て板４ｄ、第二エンジニアリング樹脂製研磨テープ送りローラ４ｆ、第三エンジニアリング樹脂製研磨テープ送りローラ４ｇ間における研磨テープを弛ませることなく緊張した状態に保って研磨テープ送りすることができる。
【００３５】
（５）研磨ヘッド４のサーボモータ５の稼動により回転軸４ａを（９０−θ）度回転させ、当て板４ｄを回転している半導体基板ｗのエッジ部に研磨テープの研磨面Ｔａを当接させ、摺擦させてエッジ研磨加工を開始する。この際、冷却水供給ノズル１０より研磨テープの研磨面Ｔａと半導体基板ｗのエッジ部が接する加工作用部にむけて冷却水が供給される。
【００３６】
（６）エッジ研磨加工を５〜２０秒行い、ついで、トルクモータ６、ステッピングモータ７の稼動を止め、研磨テープの移動を停止させた後、サーボモータ５を回転軸４ａが−（９０−θ）度の元の位置に戻るように逆回転方向に稼動させ、研磨ヘッド４を待機位置に戻す。
【００３７】
（７）吸着チャックテーブル９の回転を停止し、ついで、昇降させて研磨開始位置に戻す。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明の半導体基板のエッジ研磨装置は、コンパクトに設計されており、半導体基板製造機械への設置が容易である。また、エッジトリミング加工された保護フィルム貼付半導体基板の裏面研削加工時において、カップホイール型研削砥石の刃先に保護フィルム残滓が融着することも無いので、カップホイール型研削砥石の交換時期（寿命）が従来の裏面研削装置のカップホイール型研削砥石の交換時期より短くなることもない。
【符号の説明】
【００３９】
１  半導体基板のエッジ研磨装置
２  供給リール
３  巻取リール
４  研磨ヘッド
４ａ  回転軸
４ｂ  カム状フレーム
４ｄ  シリコンゴムスポンジ製当て板
４ｅ  第一エンジニアリング樹脂製研磨テープ送りローラ
４ｆ  第二エンジニアリング樹脂製研磨テープ送りローラ
５  サーボモータ
６  トルクモータ
７  ステッピングモータ
Ｔ  研磨テープ
Ｆ  保護フィルム
ｗ  半導体基板
【図１】
2012109422.tif 000003
【図２】
2012109422.tif 000004
【図３】
2012109422.tif 000005
【図４】
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【図５】
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