(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポ−ラスセラミックチャックに保持された基板を水平方向に回転させつつ、かつ、研削液を基板表面に供給しつつ、基板の半径よりも大きい直径を有するカップホイ−ル型砥石の砥石刃が前記基板の略中心点を通過するようにカップホイ−ル型砥石を基板面上で摺動させて基板表面を研削する研削装置において、  前記カップホイ−ル型砥石は、砥石基体の周壁部端面に砥石刃の複数を環状に隣り合う砥石刃間に隙間を設けたカップホイ−ル型砥石であり、研削液の供給機構として前記カップホイ−ル型砥石の砥石刃に向けて砥石基体の周壁部内側より研削液を供給する内部研削液供給機構と、前記ポ−ラスセラミックチャック外に設けた研削液供給ノズルより前記カップホイ−ル型砥石の砥石刃に向けて砥石基体の周壁部外側より研削液を供給する外部研削液供給機構とを備え、更に、前記ポ−ラスセラミックチャックの直径方向の外部に前記カップホイ−ル型砥石の砥石刃が通過できる断面凹状の溝を有する液切り堰を備えており、この溝の寸法は、該溝の側壁が前記カップホイール型砥石の刃先の側面より１０〜１０００μｍ、溝の底部が刃先の下面より１０〜１０００μｍ離れ、溝幅１０〜３０ｍｍの寸法であり、前記ポ−ラスセラミックチャックに保持された基板面より離れた前記カップホイ−ル型砥石の砥石刃の刃先に付着した液体は、該液切り堰の断面凹状の溝内を前記カップホイール型砥石の砥石刃が通過する際に除去されることを特徴とする、基板の研削装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シリコンウエハ、ゲルマニウムウエハ、アルミニウムウエハ、ガラス基板等の半導体基板を研削するのに適した平面研削装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体基板の研削には、基板のチャック機構とスピンドルに軸承されたカップホイ−ル型砥石および研削液供給機構を備える平面研削装置が使用されている（特開平２−２７４４６２号、同３−１５４７７３号、同１１−２５４３１８号、同１１−３０７４８９号、同１１−３０９６６４号、特開２０００−９４３４２号公報）。
【０００３】
かかる平面研削装置の一例として、例えば、図８に示す平面研削装置が挙げられる（特開平１１−２５４３１８号公報）。
図中、１は平面研削装置、Ａは本体基台、２は回転軸、３はウエハ（基板）、４はチャック、５はカップホイ−ル型砥石、６は本体ケ−シング、7は昇降装置、８はスピンドル、９は軸受、１０はスピンドルケ−シング、１１はカップホイ−ル型砥石を取り付けるヘッド、１２はスピンドルケ−シングを昇降機構に据え付ける取付部材、１３は後述する傾斜調整ボルト駆動用モ−タ−、１４はスピンドル軸を回転駆動させるビルド・イン・モ−タ−、１５はＸ軸方向の傾斜調整ボルト、１５ａは皿バネ、１５'はＹ軸方向の傾斜調整ボルト、１６は昇降装置を垂直方向に昇降可能とする凹状溝を有するレ−ル、１８はスピンドル軸ケ−シングに設けられた半球状凸部、１９は昇降装置の前面に前記半球状凸部と若干の隙間を持って嵌合できるように形成された半球状凹部、２１はロッド、２２は空気軸受である。
【０００４】
研削テ−ブル４上に載せられたウエハ３の表面にスピンドル８を昇降装置により下降させてカップホイ−ル型砥石をウエハ面に圧接し、両スピンドル軸２，８を同一方向または逆方向に回転させることによりウエハ表面に砥石を摺動させてウエハ表面を研削する。
【０００５】
カップホイ−ル型砥石５としては、図９に示すカップ状砥石基体の前記環状周壁部５ａの端面５ｂに扇状の砥石刃５ｄ複数を環状に接着剤で隣接する砥石刃５ｄ，５ｄ間に研削液の流通するスリット５ｆを形成させるようにして固定したカップホイ−ル型砥石（実開昭６１−１４４９５９号、同６１−１４４９６１号、同６１−１４４９６２号、特開昭６２−１８１８７５号公報）が使用されている。前記砥石刃は、高さが３〜７ｍｍ、幅が３〜１０ｍｍ、長さが３〜７ｍｍの環状扇体であるのが一般である。
これら公報には、研削液の供給方法について記載はなされていない。
【０００６】
特開平９−３８８６６号公報は、砥石ヘッドの本体部の一面上に、外周側に向かうに従ってカップ状砥石の回転方向とは反対方向に向かう羽根部が設けられ、カップ状砥石の砥石基体（台金）上側に設けた研削液導入孔より研削液をポンプにより圧送供給して前記羽根部上を研削液が流れ、基板と砥石刃の摺接部分に研削液を供給する構造の砥石ヘッドが記載されている。
【０００７】
また、特開平１１−２５４２８１号公報は、砥石基体の周壁部端面に砥石刃の複数を環状に隣り合う砥石刃間に隙間を設けたカップホイ−ル型砥石の砥石刃と基板が摺接する部分に研削液を供給する手段として、該カップホイ−ル型砥石の砥石基体に環状の液分岐室を設け、この液分岐室に一定間隔をおいて円弧状に研削液供給孔を設け、この液分岐室にカップホイ−ル型砥石の中心を軸承する中空スピンドルを接続したセンタ−研削液供給機構を有する砥石ヘッドを用い、カップホイ−ル型砥石の基体に設けた研削液供給孔より前記カップホイ−ル型砥石の砥石刃に向けて砥石基体の周壁部内側より研削液を供給するとともに、チャック外に設けた気体供給ノズルより前記カップホイ−ル型砥石の砥石刃と基板との摺接面に向けて砥石基体の周壁部内側より気体流を吹き付ける内部気体供給機構とを備える研削装置を開示する。
【０００８】
更に、カップ状砥石基体（台金）の環状の周壁部の端部に環状に砥石刃複数を固定したカップホイ−ル型砥石であって、前記砥石基体は底壁の外面に周壁部と同心に設けられた環状溝（ａ）と該環状溝内に供給される研削液を周壁部の内側へ導入するために該環状溝の底面から前記底壁を貫通して設けられ、該周壁部の他端側へ向かう程度外周側へ傾斜して、かつ、周壁部に同心に多数等間隔に設けられた研削液導入孔（ｂ）を有し、底壁とは反対面の周壁の上面に固定された環状の砥石は周壁の頂面より突出している部分において周壁部および環状溝が共有する軸心と該軸心に直交する環状砥石の起立面に対し、軸心側から砥石外側に向かって３０〜６０度傾斜した研削液排出用スリット（ｃ）が多数等間隔に設けられているカップホイ−ル型砥石も使用されている（特開２０００−９４３４２号公報）。
【０００９】
このカップホイ−ル型砥石において、スリットの高さが３〜１０ｍｍであり、砥石幅２〜７ｍｍ、スリットで区分けされた砥石刃の長さが１０〜５０ｍｍである。研削液導入孔の径は２〜６ｍｍ、周壁高さは２５〜４５ｍｍである。
【００１０】
図７に示す研削装置は、後者のカップホイ−ル型砥石を備えた研削装置１の砥石ヘッド構造を示すものである。
【００１１】
図７に示す平面研削装置のヘッド構造において、６は本体ケ−シング、８はスピンドル軸、９は軸受、１１はカップホイ−ル型砥石の取付板、１２はスピンドル軸ケ−シング取付部材、１３は傾斜調整ボルト駆動用モ−タ−、１４はスピンドル軸を回転駆動させるビルド・イン・モ−タ−、２２は空気軸受、２３は空気供給管、２４は取付板１１とスピンドル軸を軸承する固定板２５との連結軸、２６はスピンドル軸ケ−シング１０冷却液供給管、２７は空気軸受２２と該空気軸受の周壁下に設けた囲板（砥石カバ−）２８とからなるヘッドＨ内に設けられた空間部、５０はカップホイ−ル型砥石、５１は周壁部、５２は底壁、５３はカップ状基体（台金）、５５は砥石、５６は環状溝、５７は研削液導入孔、５９は研削液供給ノズル、６０は研削液供給管、６１は研削液取入口であり、この研削液供給管は図示されていないが、昇降機構の取付部材に固定されており、研削液タンクと可撓性ホ−スで接続されている。
【００１２】
カップホイ−ル型砥石５０は、ビルド・イン・モ−タ−１４の回転駆動をスピンドル軸８、固定板２５、連結軸２４、取付板１１を経て伝達し、回転させる。
ヘッドは取付部材１２に固定されているので砥石５０が回転しても、ヘッド自信は回転駆動しない。従って、研削液供給ノズル５９と研削液供給タンクを連結する可撓性ホ−スが捻れて破損することはない。
研削液供給ノズル５９より砥石５０の環状溝５６に供給された研削液は、導入孔５７，５７…を経て砥石周壁内５６面に導かれ、さらにスリット５０ｆを通過して砥石の周壁外側へ排出される。
【００１３】
カップホイ−ル型砥石５０の砥石刃５５群の直径ｒは基板の半径の４／３〜２倍と大きく、カップホイ−ル型砥石の砥石刃が前記基板の略中心点を通過するようにスピンドル８を回転させる。
基板の研削は、前記チャック４に保持された基板を水平方向に回転させつつ、研削液を基板表面に供給しつつカップホイ−ル型砥石を該砥石の砥石刃５５が前記基板の略中心点ｏを通過するようにスピンドルを回転させてカップホイ−ル型砥石を基板面上で摺動させて基板表面を研削する。
【００１４】
砥石刃間のスリットが斜めではなく平行なスリットであり、台金に研削液供給ようの環状溝とこの環状溝の上部より砥石刃に向けて斜め孔を穿ったカップホイ−ル型砥石も公知である（特開平６−２３６７４号）。
【００１５】
図４に示すように、直径が３００ｍｍ、４００ｍｍ、表面にデバイスパタ−ン３ａが設けられ、このデバイスパタ−ンにダイサ−切り込み溝（ッストリ−ト）３ｂが設けられた半導体基板の裏面研削は、デバイスパタ−ン表面を保護フィルム（粘着テ−プ）８０で覆い、保護フィルム８０がチャック面に接するように、かつ、基板裏面３ｃがカップホイ−ル型砥石５５（５）に対向するように半導体基板３をポ−ラスセラミックチャック４上に載置し、カップホイ−ル型砥石による基板の裏面研削が行なわれる。
【００１６】
このように、従来のカップホイ−ル型砥石を用いる研削装置においては、カップホイ−ル型砥石の砥石刃に向けて砥石基体の周壁部内側より研削液を供給する内部研削液供給機構が採用されている。
【００１７】
近年、薄肉のスマ−トカ−ドが金融決済カ−ドや遊園地入場決済カ−ドとして利用されるようになり、半導体ウエハのシリコン基板として厚みが１２０〜２２０μｍの基板が用いられている。
さらに薄い基板が求められるようになり、セミコン  ジャパン  ２０００年や２００１年の展示場では４０〜８０μｍのシリコン基板が展示されるようになり、厚み５０〜１００μｍのシリコン基板については、経済性のある研削スピ−ドで加工できる段階に入った。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
市場では、次世代のスマ−トカ−ドとして２０μｍ〜５０μｍ未満と極薄の基板の登場が望まれている。
かかる極薄の基板を経済性のある研削スピ−ドで加工するには、従来のカップホイ−ル型砥石の砥石刃に向けて砥石基体の周壁部内側より研削液を供給する研削液供給手段を備える研削装置では、砥石刃と基板の摺接面に研削液が届きにくく、砥石刃と基板の摺接面の冷却が充分でなく、２〜３枚目の基板の研削加工で基板が破損してしまい、連続して基板を研削加工できない。
【００１９】
さらに、求められる基板の厚みが２０μｍ〜５０μｍ未満と極薄となったため、基板径が３００ｍｍ以上と拡径した半導体基板では、保護フィルム８０と半導体基板３のデバイスパタ−ン３ａのダイサ−溝（ストリ−ト）に研削屑を含んだ研削液が浸入し、研削屑が悪さを働いて裏面研削時に、または研削後の基板搬送時に半導体基板３が割れてしまう現象が生じやすくなることが判明した。
【００２０】
この割れの原因は、半導体基板の端部（エッジ部）３ｄが丸みを帯びた尖りを有しており、研削時に保護フィルム８０の端部が基板のデバイスパタ−ン３ａ面より剥離し、保護フィルム８０と半導体基板３のデバイスパタ−ン３ａ間に研削屑を含んだ研削液が浸入し、ダイサ−溝３ｂを通って研削液が浸透し、特に、研削屑がデバイスパタ−ンのダイサ−溝３ｂに留まった際は、ヘッドＨより半導体基板にかかる圧力が研削屑に集中し、基板の強度の弱いダイサ−溝３ｂ部に外部応力が作用するため、半導体基板の割れに繋がるものと思われる。
【００２１】
本発明は、基板が５０μｍ以上であろうと、５０μｍ未満であろうと基板の厚みにかかわらず基板を研削できる研削装置の提供を目的とする。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１は、ポ−ラスセラミックチャックに保持された基板を水平方向に回転させつつ、かつ、研削液を基板表面に供給しつつ、基板の半径よりも大きい直径を有するカップホイ−ル型砥石の砥石刃が前記基板の略中心点を通過するようにカップホイ−ル型砥石を基板面上で摺動させて基板表面を研削する研削装置において、  前記カップホイ−ル型砥石は、砥石基体の周壁部端面に砥石刃の複数を環状に隣り合う砥石刃間に隙間を設けたカップホイ−ル型砥石であり、研削液の供給機構としてカップホイ−ル型砥石の砥石刃に向けて砥石基体の周壁部内側より研削液を供給する内部研削液供給機構と、前記ポ−ラスセラミックチャック外に設けた研削液供給ノズルより前記カップホイ−ル型砥石の砥石刃に向けて砥石基体の周壁部外側より研削液を供給する外部研削液供給機構とを備え、更に、前記ポ−ラスセラミックチャックの直径方向の外部に前記カップホイール型砥石の砥石刃が通過できる断面凹状の溝を有する液切り堰を備えており、この溝の寸法は、該溝の側壁が前記カップホイール型砥石の刃先の側面より１０〜１０００μｍ、溝の底部が刃先の下面より１０〜１０００μｍ離れ、溝幅１０〜３０ｍｍの寸法であり、前記ポーラスセラミックチャックに保持された基板面より離れた前記カップホイ−ル型砥石の砥石刃の刃先に付着した液体は、該液切り堰の断面凹状の溝内を前記カップホイ−ル型砥石の砥石刃が通過することにより除去されることを特徴とする、基板の研削装置を提供するものである。
【００２３】
本発明の研削装置を用い、研削された基板の厚みが５０μｍ以上の基板を得るときは、研削液供給機構として外部研削液供給機構は用いずに内部研削液供給機構を用いてカップホイ−ル型砥石の砥石刃に向けて研削液を供給しつつ、ポ−ラスセラミックチャックに保持された基板を水平方向に回転させつつ、カップホイ−ル型砥石の砥石刃が前記基板の略中心点を通過するようにカップホイ−ル型砥石を基板面上で摺動させて基板表面を研削する。
【００２４】
本発明の研削装置を用い、研削された基板の厚みが５０μｍ未満の基板を得るときは、研削液供給機構として内部研削液供給機構は用いずに外部研削液供給機構を用いてカップホイ−ル型砥石の砥石刃に向けて研削液を供給しつつ、ポ−ラスセラミックチャックに保持された基板を水平方向に回転させつつ、カップホイ−ル型砥石の砥石刃が前記基板の略中心点を通過するようにカップホイ−ル型砥石を基板面上で摺動させて基板表面を研削する。
【００２５】
研削加工により求められる基板の最終厚みにより研削液供給機構を、内部研削液供給機構か外部研削液供給機構か、いずれかを選択して本発明の研削装置を使用するので１台の研削装置で種々の厚みの基板を研削できる。
【００２６】
本発明の研削装置は、ポ−ラスセラミックチャック外に砥石刃が通過できる断面凹状の溝を有する液切り堰を備えさせ、前記ポ−ラスセラミックチャックに保持された基板面より離れたカップホイ−ル型砥石の砥石刃の刃先に付着した液体を、該液切り堰の断面凹状の溝内を砥石刃が通過することにより除去する。
【００２７】
すなわち、液切り堰の断面凹状の溝内をカップホイ−ル型砥石の砥石刃が通過する際、高速で回転している砥石刃に付着している研削液等の液体は、液切り堰の溝と砥石刃の隙間が狭いので液切りされるとともに、研削液中に含有された研削屑は液切り堰に当接して飛ばされるので、再び砥石刃が研削系に戻る際には砥石刃には研削屑が付着していない。よって、保護フィルム８０と半導体基板３のデバイスパタ−ン３ａのストリ−ト３ｂに研削屑が浸透する機会が失われるので半導体基板３が割れることはない。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明をさらに詳細に説明する。
図１は、研削装置の部分正面図、図２は、研削装置のカップホイ−ル型砥石の砥石刃回転方向と、基板の回転方向と研削液供給位置と、液切り堰の位置の相対関係を示す平面図、図３は、液切り堰の斜視図、図４は、チャック上に載置された半導体基板とカップホイ−ル型砥石と、液切り堰と、研削液供給機構の位置関係を示す本発明研削装置の別態様の部分正面図、図５は図４の研削装置に示す下ガイド部材を上から見た平面図、および、図６は図４に示す下ガイド部材を下から見た底面図である。
【００２９】
カップホイ−ル型砥石：
カップホイ−ル型砥石は、砥石基体の周壁部端面に砥石刃の複数を環状に隣り合う砥石刃間に隙間を設けたカップホイ−ル型砥石であり、既述した実開昭６１−１４４９５９号、同６１−１４４９６１号、同６１−１４４９６２号、特開昭６２−１８１８７５号、特開平６−２３６７４号、同９−３８８６６号、同１１−１８６６４５号、同１１−２５４２８１号、特開２０００−９４３４２号公報に記載のカップホイ−ル型砥石を含め、種々のカップホイ−ル型砥石を用いることができる。
【００３０】
カップホイ−ル型砥石の砥石刃５５は、ダイヤモンド砥粒、ＣＢＮ砥粒をフェノ−ル樹脂、エポキシ樹脂等の接着剤で環状扇体に成型したものである。
環状扇体（砥石刃）５５の寸法は、高さが３〜７ｍｍ、幅が３〜１０ｍｍ、スリットで区分けされた砥石刃の長さが１０〜５０ｍｍであるのが一般である。スリット幅は１〜３ｍｍである。
カップホイ−ル型砥石の砥石刃５５群が形成する環の直径は、研削される基板の半径の４／３〜２．２倍であり、好ましくは２倍である。カップホイ−ル型砥石を該砥石の砥石刃が前記基板の略中心点を通過するようにスピンドルを回転させてカップホイ−ル型砥石を基板面上で摺動させて基板表面を研削するので、液切り堰９０をポ−ラスセラミックチャック４外に設けることができる（図１、図２、図４を参照）。
【００３１】
研削液供給機構：
本発明の研削装置は、砥石基体の周壁部内側からカップホイ−ル型砥石の砥石刃に向けて研削液を供給する内部研削液供給機構と、砥石基体の周壁部外側からカップホイ−ル型砥石の砥石刃に向けて研削液を供給する外部研削液供給機構９３とを備える。
【００３２】
内部研削液供給機構としては、既述した特開平１１−２５４２８１号公報や図４に示すように、カップホイ−ル型砥石５０の中心を軸承する中空スピンドル８内に前記カップホイ−ル型砥石の砥石刃５５に向けて砥石基体の周壁部内側より研削液を供給するセンタ−研削液供給機構５９であっても、特開平６−２３６７４号、同１１−１８６６４５号、特開２０００−９４３４２号公報もしくは図１に示す砥石基体の周壁部上面に設けた環状溝の上側より砥石刃５５を備えた底壁端面に向けて研削液供給孔を穿った構造のものであってもよい。
【００３３】
外部研削液供給機構としては、チャック機構の外のフレ−ム９４にピンチ９５等の固定具を用いて研削液供給ノズル９３をノズル角度が変更できるように設け、このノズルに研削液をポンプにより供給してカップホイ−ル型砥石５０の砥石刃５５と基板の摺接面Ｏに向けて砥石基体の周壁部内側より研削液を供給する構造のものである。
【００３４】
研削装置：
研削装置は、前述の図７に示した研削装置は勿論、市販の裏面研削装置、例えば株式会社 岡本工作機械製作所のＧＮＸ（商品名）シリ−ズ、ＧＮＸ−Ｐ（商品名）シリ−ズ（特開平１１−３０７４８９号、株式会社東京精密のＰＧ（商品名）シリ−ズ等のように、インデックステ−ブルに３基乃至４基のチャックテ−ブルを備え、このチャックテ−ブル上に第１研削ヘッドと第二研削ヘッドを設け、インデックステ−ブルを基板ロ−ディングゾ−ン、第１研削ゾ−ン、第二研削ゾ−ンおよびアンロ−ディングゾ−ンに振り分けたインデックスタイプの研削装置も使用できる。
これら研削装置には、内部研削液供給機構と外部研削液供給機構が設けられる。インデックスタイプの研削装置においては、第１研削ゾ−ンと第二研削ゾ−ンの双方に内部研削液供給機構と外部研削液供給機構を設けてもよいし、第１研削ゾ−ンの研削ヘッドに内部研削液供給機構５９を、第二研削ゾ−ンのフレ−ムに外部研削液供給機構９３を設けてもよい。
【００３５】
これら裏面研削装置の砥石カバ−２８に、図１に示すように支持部材９１を設け、この支持部材に液切り堰９０をボルト９２で固定する。砥石カバ−２８は、その一部材をスライド可能に設け、カップホイ−ル型砥石５０の刃先５５の磨耗状態を観察できるようにするのが好ましい。
【００３６】
液切り堰９０は、図３で示すように断面凹状の溝９０ａを有し、この溝の寸法は、該溝の側壁がカップホイ−ル型砥石の刃先の側面より１０〜１０００μｍ、好ましくは３０〜１００μｍ、溝の底部が刃先の下面より１０〜１０００μｍ、好ましくは３０〜６００μｍ離れる寸法とする。液切り堰９０の溝幅ｗは１０〜３０ｍｍで充分である。
【００３７】
液切り堰９０の素材としては、セラミックの素焼き、ポリ（テトラフルオロエチレン）、ポリ（ジクロロジフロロエチレン）、ポリアセタ−ル等の樹脂成形品が挙げられる。
【００３８】
液切り堰９０の取り付け位置は、カップホイ−ル型砥石の刃先が基板を研削し、チャックから離れる位置に近いチャック外位置であり、研削液供給位置より遠い位置である。
【００３９】
図４に示す研削装置は、中空スピンドル８に研削液を供給する内部研削液供給機構を備えた研削装置で、中空スピンドル８の下方は解放されており、その下方には略円錐台状で中央が円筒状に刳り貫かれた下ガイド部材９６がボルト９６ｂを介して上ガイド部材９７に固定され、上ガイド部材９７はボルト９７ａにより砥石フランジ９８に固定され、砥石フランジ９８は研削ヘッドＨのベ−ス９９にボルト９８ａで固定されている。前記砥石フランジ９８はボルト１０１ａによりカップホイ−ル型砥石５０の砥石基体１０１を固定する。
５５は砥石刃で、砥石基体の底壁に設けられている。また、研削ヘッドＨの外筒２８下部には液切り堰９０が設けられている。
【００４０】
前記上ガイド部材９６の円錐台状上面には液通路９６ａが十文字状に設けられ（図６参照）、中空スピンドル８を経由してきた研削液はこの液通路９６ａを通過し、研削ヘッドの回転による遠心力により砥石基体１０１の内壁および砥石刃５５に衝突せられ、砥石基体１０１の内壁に衝突した研削液はこの内壁を垂下し、砥石刃と基板との接触面に導かれる（図４参照）。
上ガイド部材９７の刳り貫かれた円筒部にはセンタ−ガイド部材１００が嵌合されボルト１００ａにより上ガイド部材９７に固定される（図４および図５参照）。
【００４１】
研削液の供給量は、基板の直径により異なるが０．５〜１０リットル／分が好ましい。
【００４２】
基板の裏面研削は、基板３の裏面を上向きとしてポ−ラスセラミックチャック４を軸承する中空スピンドル２を減圧して基板をチャック４に保持し、中空スピンドル２をモ−タ２ａで水平方向に回転させることにより前記チャック２に保持された基板を水平方向に回転させつつ、研削液を研削液供給管５９または供給ノズル９３より基板表面に供給しつつカップホイ−ル型砥石５０を該砥石の刃先５５が前記基板の略中心点を通過するようにスピンドル８を回転させてカップホイ−ル型砥石５０を基板面上で摺動させて基板表面を研削する。
【００４３】
中空スピンドル２の回転数は、３０〜３００ｒｐｍ、スピンドル８の回転数は１，０００〜４，０００ｒｐｍが好ましい。
【００４４】
【実施例】
実施例１
半導体基板として、厚みが約２２０μｍ、直径が３００ｍｍのシリコンウエハ表面に、縦２０ｍｍ、横２０ｍｍ角のデバイスパタ−ン複数をダイサ−幅２００μｍ、ダイサ−溝深さ１０μｍで格子状に仕切ったデバイスパタ−ンを有する半導体基板の前記デバイスパタ−ン面に保護フィルムを貼着したものを用いた。
【００４５】
裏面研削装置として、図１に示す砥石ヘッド構造を持つ株式会社 岡本工作機械製作所の裏面研削盤ＧＮＸ３００（商品名）の砥石カバ−に取り付けた支持部材にアルミナ粒子素焼きのセラミック製液切り堰をボルトで固定した研削装置を用いた。液切り堰の弧状溝の寸法は、裏面研削当初、該溝の側壁がカップホイ−ル型砥石の刃先の側面より１００μｍ、溝の底部が刃先の下面より２００μｍ離れている寸法で、弧状溝幅は１５ｍｍである。
半導体基板の裏面シリコン層の取り代は、１００μｍと設定した。
【００４６】
前記半導体基板を、該保護フィルムがポ−ラスセラミックチャック面に当接するように半導体基板をチャック上に載せ、中空スピンドル２を減圧して半導体基板をチャック４に固定した。
ついで、中空スピンドルを１００ｒｐｍで回転させることにより半導体基板を水平方向に回転させ、直径３００ｍｍ径のカップホイ−ル型砥石を軸承するスピンドル８を３０００ｒｐｍで回転させつつ、下降させてカップホイ−ル型砥石の刃先が半導体基板の中心点を通過する位置で半導体基板のシリコン基板に当接させ、半導体基板表面に研削液を内部研削液供給機構５９より４リットル／分の割合で供給しつつ、液切り堰で刃先に付着した液を切りながら基板の裏面研削を行なった。なお、ノズル９３からの研削液供給は行なわなかった。
【００４７】
約１００μｍ厚のシリコン層剥離の裏面研削が終了したら、スピンドルを上昇させてカップホイ−ル砥石を半導体基板面より遠ざけ、ついで、中空スピンドルの回転ならびに減圧を止め、中空スピンドルに圧空を供給して半導体基板のチャック離れを容易とした。
【００４８】
チャック上の半導体基板を搬送パッドに吸着し、洗浄機構に搬送し、洗浄機構でスピン洗浄、スピン乾燥し、ついで搬送ロボットで収納カセット内に裏面研削された半導体基板を搬送した。
【００４９】
上記の半導体基板２００枚の裏面研削を同様にして２００枚連続して行なったが、半導体基板が破損したものは皆無であった。
【００５０】
実施例２
半導体基板として、厚みが約１５０μｍ、直径が３００ｍｍのシリコンウエハ表面に、縦２０ｍｍ、横２０ｍｍ角のデバイスパタ−ン複数をダイサ−幅２００μｍ、ダイサ−溝深さ１０μｍで格子状に仕切ったデバイスパタ−ンを有する半導体基板の前記デバイスパタ−ン面に保護フィルムを貼着したものを用いた。
【００５１】
裏面研削装置として、図４に示す砥石ヘッド構造を持つ株式会社 岡本工作機械製作所の裏面研削盤の砥石カバ−に取り付けた支持部材にアルミナ粒子素焼きのセラミック製液切り堰をボルトで固定した研削装置を用いた。液切り堰の弧状溝の寸法は、裏面研削当初、該溝の側壁がカップホイ−ル型砥石の刃先の側面より１００μｍ、溝の底部が刃先の下面より２００μｍ離れている寸法で、弧状溝幅は１５ｍｍである。
半導体基板の裏面シリコン層の取り代は、１２０μｍと設定した。
【００５２】
前記半導体基板を、該保護フィルムがポ−ラスセラミックチャック面に当接するように半導体基板をチャック上に載せ、中空スピンドル２を減圧して半導体基板をチャック４に固定した。
ついで、中空スピンドルを１００ｒｐｍで回転させることにより半導体基板を水平方向に回転させ、直径３００ｍｍ径のカップホイ−ル型砥石を軸承するスピンドル８を２８００ｒｐｍで回転させつつ、下降させてカップホイ−ル型砥石の刃先が半導体基板の中心点を通過する位置で半導体基板のシリコン基板に当接させ、半導体基板表面に研削液を外部研削液供給機構のノズル９３より５リットル／分の割合で供給しつつ、液切り堰で刃先に付着した液を切りながら基板の裏面研削を行なった。なお、内部研削液供給機構５９からの研削液供給は行なわなかった。
【００５３】
約１２０μｍ厚のシリコン層剥離の裏面研削が終了したら、スピンドルを上昇させてカップホイ−ル砥石を半導体基板面より遠ざけ、ついで、中空スピンドルの回転ならびに減圧を止め、中空スピンドルに圧空を供給して半導体基板のチャック離れを容易とした。
【００５４】
チャック上の半導体基板を搬送パッドに吸着し、洗浄機構に搬送し、洗浄機構でスピン洗浄、スピン乾燥し、ついで搬送ロボットで次工程のポリッシャ盤のチャック機構上へと裏面研削された半導体基板を搬送した。
【００５５】
上記の半導体基板５０枚の裏面研削を同様にして５０枚連続して行なったが、半導体基板が破損したものは皆無であった。
【００５６】
【発明の効果】
本発明の内部研削液供給機構と外部研削液供給機構の両者を備える研削装置は、目的とする所望の加工基板の厚みにより使用する研削液供給機構を選択することにより厚い厚みの基板から薄い厚みの基板まで研削加工することができる。
さらに、カップホイ−ル型砥石を備える研削装置に液切り堰を設けることにより、半導体基板を裏面研削する際、裏面研削により生じた研削屑を含有する研削液がカップホイ−ル型砥石の砥石刃に付着しても、再び砥石刃が研削系に戻る際に液切り堰により砥石刃に付着した研削屑が除去されるので、研削屑が保護フィルムと基板のデバイスパタ−ン面の間に浸透する機会が失われ、よって、研削時および基板搬送時に半導体基板が破損することがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の研削装置の部分正面図である。
【図２】研削装置のカップホイ−ル型砥石の刃先回転方向と、基板の回転方向と研削液供給位置と、液切り堰の位置の相対関係を示す平面図である。
【図３】液切り堰の斜視図である。
【図４】別の態様を示す本発明の研削装置の部分正面図である。
【図５】研削装置の内部研削液供給機構に用いられる下ガイド部材の平面図である。
【図６】研削装置の内部研削液供給機構に用いられる下ガイド部材の底面図である。
【図７】裏面研削装置の正面図である。（公知）。
【図８】別態様の裏面研削装置の正面図である。（公知）
【図９】カップホイ−ル型砥石の斜視図である。（公知）
【符号の説明】
１        研削装置
２        中空スピンドル
３        基板
３ａ      デバイスパタ−ン
３ｂ      ダイサ−溝
４        チャック
５，５０  カップホイ−ル型砥石
５５      砥石刃
８        スピンドル
１４    ビルト・イン・モ−タ−
２８    砥石カバ−
５９    内部研削液供給ノズル
８０    保護フィルム
９０    液切り堰
９１    取付部材
９３    外部研削液供給ノズル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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