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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schleifen einer
Rückfläche eines Halbleiterwafers sowie eine in
diesem Verfahren verwendete Vorrichtung zum Schleifen einer Rückfläche
eines Halbleiterwafers.
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2. Beschreibung des Standes
der Technik
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Allgemein
ist ein Bearbeitungsverfahren zum Reduzieren der Dicke eines Halbleiterwafers
bekannt, bei welchem ein Trägermaterial, das aus Glas, Harz
etc. gebildet ist, an der Vorderfläche des Halbleiterwafers
angehaftet wird und bei welchem die Rückfläche
des Wafers geschliffen wird, während der Halbleiterwafer über
das Trägermaterial an einer Unterdruckspanneinrichtung
auf einem Drehtisch fixiert ist. Bei diesem Verfahren wird beispielsweise
eine Distanz von der oberen Oberfläche des Drehtisches zur
Rückfläche des Waferschichtkörpers unter
Verwendung eines Berührungssensors als Prozessmesseinrichtung
gemessen und das Schleifen und die Prozessmessung werden gleichzeitig
durchgeführt, ohne dass der Waferschichtkörper
von dem Drehtisch entfernt wird, bis die Dicke des Wafers eine vorbestimmte
Abmessung erreicht.
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Als
Beispiel für den Stand der Technik, der dem Schleifverfahren
zum Schleifen einer Rückseite eines Halbleiterwafers gemäß vorliegender
Erfindung zu Grunde liegt, ist in der
japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung
Nr. 2005-205543 ein Verfahren aufgezeigt. Die
japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung
Nr. 2005-205543 enthält in Absatz [0005] die Beschreibung,
dass ”... zum Schleifen eines Wafers verschiedene Schleifverfahren
zum Schleifen eines Wafers existieren, bei welchen zwei Hauptverfahren
ein Schleichgang-Schleifverfahren, bei welchem ein Wafer zwischen
zwei paarweise angeordneten zylindrischen Schleifscheiben durchgeführt
und dadurch geschliffen wird, und ein Vorschub-Schleifverfahren
sind, bei welchem eine Topfschleifscheibe verwendet wird, wobei
die Topfschleifscheibe und ein Wafer beide in Umdrehung versetzt werden,
um dann die Schleifscheibe über die Mitte des Wafers zu
führen. Insbesondere wird das Vorschub-Schleifverfahren
oftmals beim Schleifen eines Halbleiterwafers verwendet, da eine
bessere Flachheit der Oberfläche leichter als bei dem Schleichgang-Schleifverfahren
erzielt werden kann.”
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Ferner
findet sich in Absatz [0006] die Beschreibung, dass ”ein
derartiger Vorschub-Schleifvorgang beispielsweise unter Verwendung
einer Schleifvorrichtung 21 durchgeführt werden
kann, wie in 8 gezeigt. Diese Schleifvorrichtung 21 hat
einen Spanntisch 23 zum Festhalten eines Wafers durch Unterdruck
und eine Topfschleifscheibe 26 mit einem Schleifkopf 25 mit
einer daran befestigten Schleifscheibe 24, wobei eine Oberfläche
eines Halbleiterwafers beispielsweise dadurch geschliffen werden
kann, dass der zu schleifende Halbleiterwafer 22 auf dem
Spanntisch 23 angesaugt wird und der Wafer in Umdrehung
versetzt wird, und die Schleifscheibe 24 auf den Wafer 22 gepresst
wird, während der Schleifkopf 25 um die Drehachse 27 gedreht wird.”
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Als
ein mit dem Problem der vorliegenden Erfindung in Zusammenhang stehendes
Problem findet sich in Absatz [0005] der
japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung
Nr. 2005-205543 die Beschreibung, dass ”auf der
Oberfläche des geschliffenen Wafers Schleifriefen mit einer
bestimmten Periodizität als Ortskurve der Schleifscheibe
oder ein konkaver Abschnitt mit einer eingezogenen Form im Mittelteil
des Wafers gebildet werden können.” Obgleich die
Schleifriefen auf der Waferoberfläche durch einen nachfolgenden
Poliervorgang als Nachbearbeitung entfernt werden können,
besteht das weitere Problem, dass die Flachheit des Wafers verschlechtert werden
kann, wenn das Ausmaß des Polierens des Wafers während
des Poliervorgangs erhöht wird, und die Produktivität
kann verschlechtert werden.
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Es
besteht die Ansicht, dass das Problem, dass ein konkaver Abschnitt
im Mittelteil des Wafers gebildet wird, aus komplizierten Wechselwirkungen verschiedener
Faktoren, wie etwa der Schleifvorrichtung, der Schleifscheibe, des
Trägeraufbaus für den Waferschichtkörper,
den Schleifbedingungen, dem Schleifverfahren und dergleichen entstehen
können. Der Fall, in dem ein konvexer Abschnitt im Mittelteil des
Wafers gebildet wird, tritt vermutlich in derselben Weise auf. Die
Rückfläche eines Wafers, die durch eine Relativbewegung
der Schleifscheibe und des Wafers gebildet wird, ist somit das Ergebnis
einer komplizierten Wechselwirkung verschiedener Faktoren, und daher
wird es als schwierig erachtet, die Fläche eines Wafers
so endzubearbeiten, dass die Flachheit in vorbestimmter Präzision
erreicht wird.
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KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Schleifverfahren
zum Schleifen einer Rückfläche eines Halbleiterwafers
zu schaffen, bei dem die Bildung eines konkaven Abschnitts oder
eines konvexen Abschnitts im Mittelteil des Wafers unterdrückt
werden kann und das die Rückfläche des Wafers
mit einer gewünschten Flachheit endbearbeiten kann, sowie
eine Schleifvorrichtung zum Schleifen einer Rückfläche
eines Halbleiterwafers, die in diesem Verfahren verwendet wird.
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Zur
Lösung der vorstehend beschriebenen Aufgabe wird gemäß vorliegender
Erfindung ein Schleifverfahren zum Schleifen einer Rückfläche
eines Halbleiterwafers geschaffen, bei welchem ein Waferschichtkörper,
der zum Schutz eines Schaltungsmusters ein an seiner Vorderfläche
angehaftetes Trägermaterial aufweist, mit nach unten weisender
Vorderfläche und einer zu schleifenden Rückfläche
nach oben weisend an einem Tisch befestigt wird und in diesem Zustand,
während der Waferschichtkörper in einer horizontalen
Ebene in Umdrehung versetzt wird und eine Schleifscheibe um ihre
Achse gedreht wird, die Schleifscheibe mit einer vorgegebenen Vorschubgeschwindigkeit
in einer vertikalen Richtung bewegt wird, um dadurch die Rückseite
des Waferschichtkörpers zu schleifen, welches Verfahren das
Messen der Dicke eines äußeren Umfangsabschnitts
und eines inneren Umfangsabschnitts des Waferschichtkörpers
während des Schleifen der Rückfläche
des Waferschichtkörpers, das Berechnen eines Dickenunterschieds
zwischen der Dicke des äußeren Umfangsabschnitts
und des inneren Umfangsabschnitts und das Kippen der Achse der Schleifscheibe,
so dass der berechnete Dickenunterschied reduziert wird, enthält.
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Bei
dem Schleifverfahren zum Schleifen einer Rückfläche
eines Halbleiterwafers ist es auch möglich, die Achse der
Schleifscheibe so zu kippen, dass eine gleichmäßige
Druckverteilung innerhalb der Ebene in einer Kontaktebene zwischen
der Schleifscheibe und dem Waferschichtkörper erreicht wird.
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Bei
dem Schleifverfahren zum Schleifen einer Rückfläche
eines Halbleiterwafers ist es dann, wenn die Dicke des äußeren
Umfangsabschnitts des Waferschichtkörpers geringer ist
als die Dicke des inneren Umfangsabschnitts des Waferschichtkörpers, auch
möglich, die Achse der Schleifscheibe so zu kippen, dass
ein Druck innerhalb der Ebene im äußeren Umfangsabschnitt
des Waferschichtkörpers erzielt wird, der mit dem Druck
innerhalb der Ebene im inneren Umfangsabschnitt des Waferschichtkörpers vergleichbar
oder geringer als dieser ist.
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Bei
dem vorstehend beschriebenen Schleifverfahren zum Schleifen einer
Rückfläche eines Halbleiterwafers ist es durch
das Kippen der Achse der Schleifscheibe auf der Grundlage der Dicke
des äußeren Umfangsabschnitts und des inneren
Umfangsabschnitts des Waferschichtkörpers, die während
des Prozesses gemessen werden, während ein Vorschub-Schleifvorgang
der Rückfläche des Waferschichtkörpers
durchgeführt wird, möglich, den Dickenunterschied
zwischen der Dicke des äußeren Umfangsabschnitts
und des inneren Umfangsabschnitts des Waferschichtkörpers
zu reduzieren. Daher ist es möglich, die Bildung eines
konkaven Abschnitts oder eines konvexen Abschnitts im Mittelteil des
Wafers zu vermeiden und den Wafer bis zu einer gewünschten
Flachheit endzubearbeiten.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Schleifvorrichtung
zum Schleifen einer Rückfläche eines Halbleiterwafers geschaffen,
die bei dem vorstehend beschriebenen Schleifverfahren zum Schleifen
einer Rückfläche eines Halbleiterwafers verwendet
wird, enthaltend einen Spindelkopf, der eine Schleifscheibe trägt,
welche eine einer Rückfläche des um die Achse
drehbaren Waferschichtkörpers gegenüberliegend
angeordnete Schleiffläche hat, eine Messeinrichtung, die
eine Dicke eines äußeren Umfangsabschnitts und
eines inneren Umfangsabschnitts des Waferschichtkörpers misst,
eine Winkelfeineinstelleinrichtung zum Kippen der Achse der Schleifscheibe
relativ zu einer senkrechten Richtung, und eine Steuereinrichtung,
welche ein Eingangssignal von der Messeinrichtung empfängt
und einen Dickenunterschied zwischen der Dicke des äußeren
Umfangsabschnitts und des inneren Umfangsabschnitts berechnet, um
dadurch die Winkelfeineinstelleinrichtung so zu steuern, dass der Dickenunterschied
reduziert wird.
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Bei
der vorstehend beschriebenen Schleifvorrichtung zum Schleifen einer
Rückfläche eines Halbleiterwafers ist es durch
Kippen der Achse der Schleifscheibe auf der Grundlage der Dicke
des äußeren Umfangsabschnitts und des inneren
Umfangsabschnitts des Waferschichtkörpers, die während des
Prozesses gemessen wird, möglich, den Dickenunterschied
zwischen der Dicke des äußeren Umfangsabschnitts
und des inneren Umfangsabschnitts des Waferschichtkörpers
zu reduzieren. Daher ist es möglich, die Bildung eines
konkaven Abschnitts oder eines konvexen Abschnitts im Mittelteil
des Wafers zu unterdrücken und den Wafer mit einer gewünschten
Flachheit fertig zu stellen.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die
vorstehend genannten und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile
der vorliegenden Erfindung sind aus der folgenden Beschreibung einer bevorzugten
Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beigefügten
Zeichnungen besser ersichtlich, in denen:
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1 eine
perspektivische Ansicht einer Schleifvorrichtung zum Schleifen einer
Rückfläche eines Halbleiterwafers gemäß einer
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
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2 eine
Darstellung zur Erläuterung des Vorschub-Schleifvorgangs
ist;
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3 eine
Darstellung zur Erläuterung des Zustands einer gleichzeitigen
Messung des äußeren Umfangsabschnitts und des
inneren Umfangsabschnitts des Waferschichtkörpers durch
die Verwendung von Prozessmesseinrichtungen ist;
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4 eine
Seitenansicht der Schleifvorrichtung zum Schleifen einer Rückfläche
eines Halbleiterwafers ist;
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5A eine
Ansicht zur Erläuterung der Stellung einer Achse der gegen
den Uhrzeigersinn gekippten Schleifscheibe ist;
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5B eine
Ansicht zur Erläuterung der Stellung einer Achse der im
Uhrzeigersinn gekippten Schleifscheibe ist; und
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6 ein
Flussdiagramm des Schleifverfahrens zum Schleifen einer Rückfläche
eines Halbleiterwafers ist.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Ein
Schleifverfahren zum Schleifen der Rückfläche
eines Halbleiterwafers gemäß der vorliegenden
Erfindung sowie eine dabei verwendete Schleifvorrichtung zum Schleifen
einer Rückfläche eines Halbleiterwafers gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden nun unter Bezugnahme
auf die Zeichnungen beschrieben. 1 ist eine
Ansicht einer typischen Form einer Schleifvorrichtung zum Schleifen
einer Rückfläche einer Halbleiterwafers gemäß vorliegender
Erfindung, obgleich die vorliegende Erfindung nicht auf diese Ausführungsform
beschränkt ist. Die Schleifvorrichtung 1 zum Schleifen
einer Rückfläche eines Halbleiterwafers gemäß dieser
Ausführungsform hat einen Maschinenhauptkörper 1a,
einen Drehtisch 2 zum Halten eines Waferschichtkörpers 10 durch
Unterdrucksaugwirkung, ausgeübt mittels der Spanneinrichtung 3 auf
die Vorderflächenseite des Waferschichtkörpers 10,
an dem das Trägermaterial 13 anhaftet, und einen
Spindelkopf 4 zum drehbaren Halten einer Schleifscheibe 15.
In einer beispielhaften Form kann der Spindelkopf 4 einen
Linearvorschubmechanismus zur Bewegung der Schleifscheibe 15 aufwärts
und abwärts in vertikaler Richtung sowie einen Drehmechanismus
zum Drehen der Schleifscheibe 15 um eine vertikale Achse
R2 haben. In diesem Beispiel kann ein Kugelumlaufspindel-Vorschubmechanismus
als Linearvorschubmechanismus angewandt werden, und ein Servomotor
kann als der Drehmechanismus dienen.
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Wie 3 zeigt,
ist ein einzelner Waferschichtkörper 10, der von
einer einzelnen Spanneinrichtung 3 durch Unterdruck gehalten
wird, durch die Spanneinrichtung 3 in einem Zustand lösbar
gehalten, in dem das Glas-Trägermaterial (Trägermaterial) 13 über
einen Schutzfilm (nicht dargestellt) an der Vorderfläche 12a mit
einem darauf gebildeten Schaltungsmuster angehaftet ist, obgleich
die vorliegende Erfindung nicht auf diese Ausführungsform
beschränkt ist. Als Beispiel beträgt die Dicke
des Halbleiterwafers 11 vor dem Schleifen etwa 750 μm,
die Dicke eines Schutzfilms etwa 100 μm und die Dicke eines
Glas-Trägermaterials etwa 1 mm. Der Halbleiterwafer 11 wird
auf eine vorbestimmte Dicke geschliffen, beispielsweise auf eine
so geringe Dicke wie etwa 30 μm, und zwar auf der Grundlage
einer anhand der Dicke eines einzelnen Wafers berechneten Schleifzugabe.
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Die
Schleifvorrichtung 1 zum Schleifen einer Rückfläche
ist für die Verwendung bei der Durchführung eines
Vorschub-Schleifvorgangs ausgelegt. Wie 2 zeigt,
wird ein Vorschub-Schleifvorgang durchgeführt, während
sowohl die Schleifscheibe 15 als auch der Waferschichtkörper 10 gleichzeitig
in Umdrehung versetzt werden. Dabei ist die an dem Spindelkopf 4 angeordnete
Schleifscheibe 15 in einer vorbestimmten Positionsbeziehung
in einer horizontalen Ebene (X-Y-Ebene) dem Waferschichtkörper 10 gegenüberliegend
angeordnet, und der Waferschichtkörper 10 wird
zusammen mit der Spanneinrichtung 3 um die Achse R1 gedreht,
während die Schleifscheibe 15 um die Achse R2
in derselben Richtung wie der Waferschichtkörper 10 gedreht
wird, und in diesem Zustand wird die Schleifscheibe 15 in
vertikaler Richtung abgesenkt, um so die Rückfläche 12b des
Wafers 11 durch die Schleiffläche 16a mit
einer Kraft F zu beaufschlagen, um dadurch einen Schleifvorgangs
an der Rückfläche 12b des Wafers 11 durchzuführen.
Wenn die Drehrichtungen der Schleifscheibe 15 und des Waferschichtkörpers 10 gleich sind,
wird der Schleifwiderstand gesenkt und die Präzision der
Bearbeitung des Wafers 11 kann verbessert werden, und wenn
die Drehrichtungen der Schleifscheibe 15 und des Waferschichtkörpers 10 gegenläufig
sind, kann die Effizienz des Schleifens gesteigert werden.
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Die
Schleifvorrichtung 1 zum Schleifen einer Rückfläche
gemäß dieser Ausführungsform hat mehrere
einzigartige Merkmale. Die Schleifvorrichtung 1 zum Schleifen
einer Rückfläche gemäß dieser
Ausführungsform hat ferner Messfühler 5, 6 zur
Messung während der Bearbeitung (siehe 3)
zur gleichzeitigen Messung der Dicke des äußeren
Umfangsabschnitts und des inneren Umfangsabschnitts des Waferschichtkörpers 10,
während die Waferrückfläche 12b geschliffen
wird, eine Winkelfeineinstelleinrichtung 12 zum Kippen
der Achse R2 der Schleifscheibe 15 relativ zur vertikalen
Richtung, eine Steuereinrichtung 16, die Eingangssignale
von den Prozess-Messfühlern 5, 6 empfängt
und den Dickenunterschied zwischen der Dicke des äußeren
Umfangsabschnitts und des inneren Umfangsabschnitts berechnet und auf
der Grundlage des berechneten Dickenunterschieds den Servomotor
der Winkelfeineinstelleinrichtung 12 so steuert, dass der
berechnete Dickenunterschied verringert wird. Die Steuereinrichtung hat
einen Operationsabschnitt und einen automatischen Winkeleinstellabschnitt.
In dem Operationsabschnitt empfängt sie das Eingangssignal
von dem Sensor des Berührungstyps und berechnet den Dickenunterschied
zwischen der Dicke des äußeren Umfangsabschnitts
und des inneren Umfangsabschnitts. In dem automatischen Winkeleinstellabschnitt
steuert sie den Servomotor der Winkelfeineinstelleinrichtung 12 auf
der Grundlage einer vorbestimmten Beziehung zwischen dem berechneten
Dickenunterschied und dem Winkel der Achse R2 der Schleifscheibe 15.
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Jedes
Bauelement der Schleifvorrichtung 1 zum Schleifen einer
Rückfläche gemäß vorliegender Erfindung
wird nachfolgend beschrieben.
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Jeder
Prozess-Messfühler 5, 6 als eine typische
Form einer Messeinrichtung ist ein Messinstrument, bei welchem die
Veränderung einer Sonde 5a, 5b als Kontaktelement
durch einen Differenzialübertrager in ein Spannungssignal
umgewandelt wird, und auf der Grundlage des umgewandelten Spannungssignals
wird die Distanz zwischen der oberen Oberfläche des Drehtisches 2 und
der Rückfläche 12b des Wafers, das heißt
die Dicke 6 des Waferschichtkörpers 10,
während der Bearbeitung überwacht (siehe 3).
Die Dicke 6 variiert für jeden einzelnen Waferschichtkörper 10,
aber da der Schleifvorgang bis zu einer Position durchgeführt wird,
die durch Subtrahieren der Schleifzugabe von der Dicke 6 erhalten
wird, kann jeder einzelne Halbleiterwafer 11 ohne Beeinflussung
durch Toleranzen des Trägermaterials 13 oder des
Schutzfilms stets auf dieselbe Dicke geschliffen werden.
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Die
Schleifvorrichtung zum Schleifen einer Rückfläche
gemäß vorliegender Erfindung hat drei Prozess-Messfühler 5, 6, 7.
Der Prozess-Messfühler 7 wird verwendet, um die
Position der oberen Oberfläche des Drehtisches 2 zu
messen, und die beiden Prozess-Messfühler 5, 6 werden
zur Messung der Dicke des äußeren Umfangsabschnitts
beziehungsweise des inneren Umfangsabschnitts des Waferschichtkörpers 10 verwendet.
Durch das Vorsehen von zwei Prozess-Messfühlern 5, 6 können
die Dicke des äußeren Umfangsabschnitts und des
inneren Umfangsabschnitts des Waferschichtkörpers 10 gleichzeitig während
der Bearbeitung gemessen werden, so dass eine ungleichmäßige
Verteilung des Schleifdrucks in der Kontaktebene der Schleifscheibe 15 und
des Waferschichtkörpers 10 geschätzt
werden kann. Die Anzahl der Prozess-Messfühler zur Messung
der Dicke des Waferschichtkörpers 10 ist gemäß vorliegender
Erfindung nicht auf zwei beschränkt, sondern es können
auch drei oder mehr Prozess-Messfühler für diesen
Zweck vorgesehen sein.
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Der
Drehtisch 2 ist in Form einer Scheibe gebildet und mit
vier drehbaren Spanneinrichtungen 3 versehen. Jede einzelne
Spanneinrichtung 3 ist dafür ausgelegt, das am
Waferschichtkörper 10 anhaftende Glas-Trägermaterial 13 mit
Unterdruck anzusaugen. Der Waferschichtkörper 10 wird
dadurch an der Spanneinrichtung 3 gehalten. Nachdem der
Schleifvorgang der Rückfläche vollendet ist, wird
der Spanneinrichtung 3 Luft zugeführt, so dass
der Waferschichtkörper 10 rasch von der Spanneinrichtung 3 abgenommen
werden kann. An der Unterseite einer einzelnen Spanneinrichtung 3 ist
eine Abtriebswelle 21 des Motors 20 koaxial mit
der Mittelachse der Spanneinrichtung 3 angeordnet. Die
einzelne Spanneinrichtung 3 ist dafür ausgelegt,
durch die Antriebskraft des Motors 20 im Uhrzeigersinn
gedreht zu werden.
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Die
Schleifscheibe 15 wird zum Schleifen der Rückfläche 12b des
am Drehtisch 2 unter Saugwirkung gehaltenen Halbleiterwafers 11 verwendet
und es kann beispielsweise eine Diamantschleifscheibe mit Flüssigbindung
als Bindemittel verwendet werden. Durch Verwendung einer Flüssigbindung
als Bindemittel ist die Schleifscheibe 15 elastisch verformbar
und die Stoßkraft zum Zeitpunkt des Kontakts der Schleifscheibe
mit dem Waferschichtkörper 10 wird abgefangen
und eine höchst präzise Bearbeitung der Rückfläche 12b des
Wafers ist erzielbar.
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Die
Schleifscheibe 15 ist an einem Spindelkopf 4 angebracht,
wobei die Achse R2 mit der Abtriebswelle des Motors (nicht dargestellt)
koaxial fluchend ausgerichtet ist, und wird durch die Antriebskraft
des Motors gegen den Uhrzeigersinn umlaufend angetrieben. Das Abrichten
der Schleifscheibe 15 wird an der Vorrichtung durchgeführt
und die Schleifoberfläche 16a, die der Rückfläche 12b des
Wafers gegenübersteht, ist flach geformt. Das Abrichten
wird durchgeführt, um frische scharfe Kanten an der Oberfläche
einer Schleifscheibe 15 mit verminderter Schärfe
zu regenerieren.
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Der
Spindelkopf 4 hat eine Spindel 9, an der die Schleifscheibe 15 angebracht
ist, einen Kugelumlaufspindel-Vorschubmechanismus als einen Linearvorschubmechanismus,
der die Schleifscheibe 15 in vertikaler Richtung auf und
ab bewegt, einen Servomotor, der die Schleifscheibe 15 um
die Achse R2 dreht, und eine Winkelfeineinstelleinrichtung 12,
die die Achse R2 der Schleifscheibe 15 relativ zu einer vertikalen
Richtung kippt. Durch die Bewegung der Schleifscheibe 15 in
Richtung des Halbleiterwafers 11 wird die Schleifscheibe 15 in
Anlage an die Rückfläche 12b des Halbleiterwafers 11 gebracht
und ein vorbestimmter Flächendruck F kann angelegt werden,
um die Rückfläche 12b des Wafers zu schleifen (siehe 2).
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5A und 5B sind
Ansichten der Achse R2 der Schleifscheibe 15, die während
der Bearbeitung durch die Winkelfeineinstelleinrichtung 12 relativ
zur vertikalen Richtung gekippt ist. Wie 5A zeigt,
wird dann, wenn die Dicke des äußeren Umfangsabschnitts
des Waferschichtkörpers 10 geringer ist als die
Dicke des inneren Umfangsabschnitts, das heißt wenn ein
konkaver Abschnitt (nicht dargestellt) im Mittelteil des einzelnen
Halbleiterwafers 11 gebildet wird (wenn der äußere
Umfangsabschnitt des einzelnen Halbleiterwafers mit einer Dicke
gebildet wird, die größer ist als die Dicke des
inneren Umfangsabschnitts), die Achse R2 der Schleifscheibe 15 und
der Spindel 9 in Abhängigkeit von dem Dickenunterschied
um einen Winkel θ1 gegen den Uhrzeigersinn gekippt, so
dass der Schleifdruck (Druck innerhalb der Ebene) auf den äußeren
Umfangsabschnitt des Waferschichtkörpers 10 mit
dem Schleifdruck auf den inneren Umfangsabschnitt des Waferschichtkörpers 10 vergleichbar
oder geringer als dieser ist. Mit einem derartigen Aufbau wird der
Dickenunterschied zwischen dem äußeren Umfangsabschnitt
und dem inneren Umfangsabschnitt des Waferschichtkörpers 10 gleich
Null oder nahezu gleich Null und der Schleifdruck in der Kontaktebene
der Schleifscheibe 15 und des Waferschichtkörpers 10 wird
ausgeglichen und die Rückfläche 12b des
Wafers kann flach geformt werden.
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Wie
in 5B gezeigt, wird im Gegensatz dazu dann, wenn
die Dicke des äußeren Umfangsabschnitts des Waferschichtkörpers 10 größer
ist als die Dicke des inneren Umfangsabschnitts, das heißt wenn
ein konvexer Abschnitt im Mittelteil des einzelnen Halbleiterwafers 11 gebildet
wird (wenn der äußere Umfangsabschnitt des einzelnen
Halbleiterwafers mit einer Dicke gebildet wird, die kleiner ist
als die Dicke des inneren Umfangsabschnitts), die Achse R2 der Schleifscheibe 15 und
der Spindel 9 in Abhängigkeit von dem Dickenunterschied
im Uhrzeigersinn um einen Winkel θ2 gekippt, so dass der
Schleifdruck (Druck innerhalb der Ebene) auf den äußeren Umfangsabschnitt
des Waferschichtkörpers 10 mit dem Schleifdruck
auf den inneren Umfangsabschnitt des Waferschichtkörpers 10 vergleichbar
oder größer als dieser ist. Mit diesem Aufbau
wird der Dickenunterschied zwischen dem äußeren
Umfangsabschnitt und dem inneren Umfangsabschnitt des Waferschichtkörpers 10 gleich
Null oder nahezu gleich Null und der Schleifdruck in der Kontaktebene
der Schleifscheibe 15 und des Waferschichtkörpers 10 wird ausgeglichen
und die Rückfläche 12b des Wafers kann
flach geformt werden.
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Nachfolgend
wird unter Bezugnahme auf 6 das Schleifverfahren
zum Schleifen einer Rückfläche eines Halbleiterwafers
unter Verwendung der Schleifvorrichtung 1 zum Schleifen
einer Rückfläche beschrieben. Zunächst
wird in Schritt S1 der Waferschichtkörper 10 mit
der Vorderfläche des Waferschichtkörpers 10 nach
unten weisend und der Rückfläche des Waferschichtkörpers 10 nach
oben weisend auf der Spanneinrichtung 3 angesaugt. In Schritt
S2 wird die Dicke 6 des mit dem Glas-Trägermaterial 13 einstückigen
Waferschichtkörpers 10 unter Verwendung eines
Prozess- Messfühlers oder eines IR-Sensors an der Vorrichtung
gemessen und die Schleifzugabe wird erhalten, indem die Fertigdicke
des Wafers 11 von der Dicke 6 des Waferschichtkörpers 10 subtrahiert
wird. Die Schleifzugabe wird in die Steuereinrichtung eingegeben,
um die Schleifvorrichtung 1 zum Schleifen einer Rückfläche
hinsichtlich der Schleifzugabe zu steuern.
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Dann
wird in Schritt S3 der Drehtisch 2 gedreht und der Waferschichtkörper 10 wird
so positioniert, dass der Waferschichtkörper 10 und
die Schleifscheibe 15 einander gegenüberstehen.
Dann wird in Schritt S4 der Waferschichtkörper 10 von
dem Motor 20 in Umdrehung versetzt, und während
die am Spindelkopf 4 angebrachte Schleifscheibe 15 von einem
Motor in Umdrehung versetzt wird, wird die Kugelumlaufspindel angetrieben,
um die Schleifscheibe 15 nach unten zu bewegen und die
Schleiffläche 16a in Druckkontakt mit der Rückfläche
des Halbleiterwafers 11 zu bringen, um die Rückfläche 12b des
Wafers zu schleifen.
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In
Schritt S5, während die Rückfläche des Wafers
geschliffen wird, wird die Dicke des äußeren Umfangsabschnitts
und des inneren Umfangsabschnitts des Waferschichtkörpers 10 unter
Verwendung der Prozess-Messfühler 5, 6 in
dem Bereich gemessen, in welchem der Waferschichtkörper 10 nicht mit
der Schleifscheibe 15 in Kontakt kommt. Nachdem in Schritt
S6 der Dickenunterschied zwischen der Dicke des äußeren
Umfangsabschnitts und des inneren Umfangsabschnitts des Waferschichtkörpers 10 im
Operationsabschnitt der Steuereinrichtung (nicht dargestellt) berechnet
wurde, wird in Schritt S7 die Achse R2 der Schleifscheibe 15 und
der Spindel 9 in einer beliebigen Richtung um einem vorbestimmten
Winkel gekippt, um so den berechneten Dickenunterschied zu reduzieren.
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Schließlich
wird in Schritt S8 mit wie vorstehend beschrieben gekippter Achse
R2 der Schleifscheibe 15 und der Spindel 9 die
Rückfläche 12b des Wafers um einem vorbestimmten
Schleifzuschlag bearbeitet und die Bearbeitung der Rückfläche
wird vollendet.
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Nachdem
der Schleifvorgang vollendet wurde, wird unter Verwendung einer
nicht dargestellten Poliervorrichtung ein Poliervorgang durchgeführt,
um die durch das Schleifen beschädigte Schicht zu entfernen,
wobei der Waferschichtkörper 10 an der Spanneinrichtung 3 befestigt
bleibt. Beschädigungen, wie etwa unerwünschte
Risse des Wafers 11, können dadurch verhindert
werden. Nachdem der Poliervorgang vollendet wurde, wird der Waferschichtkörper 10 von
der Spanneinrichtung 3 abgenommen und zum nächsten
Bearbeitungsschritt befördert und ein Beschichtungs- oder
Dicing-Schritt wird durchgeführt.
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Somit
kann bei dem Schleifverfahren zum Schleifen einer Rückfläche
eines Halbleiterwafers und der dabei verwendeten Schleifvorrichtung
zum Schleifen einer Rückfläche eines Halbleiterwafers während
des Schleifens des Waferschichtkörpers 10 die
Achse R2 der Schleifvorrichtung 10 und der Spindel 9 auf
der Grundlage der Dicke des äußeren Umfangsabschnitts
und des inneren Umfangsabschnitts des Waferschichtkörpers 10,
die während der Bearbeitung gemessen werden, um einem vorbestimmten Winkel
in einer beliebigen Richtung gekippt werden, um so den Schleifdruck
in der Kontaktebene der Schleifscheibe 15 mit dem Waferschichtkörper 10 auszugleichen,
und die Rückfläche 12b des Wafers kann
flach gebildet werden.
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Die
vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebene
Ausführungsform beschränkt, sondern kann in verschiedenen
Modifikationen umgesetzt werden, ohne den Schutzumfang und den Gedanken
der Erfindung zu verlassen. In der vorliegenden Ausführungsform
ist der Waferschichtkörper 10 aus einem Halbleiterwafer 11,
einem Schutzfilm und einem Glas-Trägermaterial 13 aufgebaut,
obgleich der Waferschichtkörper als weitere Ausführungsform
auch aus einem Halbleiterwafer, einem Schutzfilm und einem Harz-Trägermaterial
aufgebaut sein kann. Anstelle eines Schutzfilms kann Flüssigklebstoff
verwendet werden, um den Halbleiterwafer 11 und das Trägermaterial 13 miteinander zu
verkleben.
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Die
Schleifvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden
Ausführungsform hat Messfühler 5, 6 zur Messung
während des Bearbeitungsprozesses, obgleich auch andere
Messeinrichtungen verwendet werden können, solange eine
Dicke eines an dem Drehtisch 2 befestigten Waferschichtkörpers 10 gemessen
werden kann.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - JP 2005-205543 [0003, 0003, 0005]