JP2000190191A

JP2000190191A - 半導体ウェ―ハの加工方法

Info

Publication number: JP2000190191A
Application number: JP10371370A
Authority: JP
Inventors: Kazunao Arai; 一尚荒井
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 1998-12-25
Filing date: 1998-12-25
Publication date: 2000-07-11

Abstract

(57)【要約】【課題】半導体ウェーハの製造工程における面取り加
工及びラッピング加工を効率よく行うことにより生産性
を向上させる。【解決手段】加工の対象となる半導体ウェーハＷを研
削装置のチャックテーブル１４にその中心同士の位置合
わせをして保持し、チャックテーブル１４を回転させる
と共に、高速回転する回転ブレード２０の先端を半導体
ウェーハＷの中心に僅かに接触させ、その状態で更に半
導体ウェーハＷの外周近傍まで回転ブレード２０を平行
移動させることによりラッピング加工を行う。次に、回
転ブレード２０を徐々に下降させながら外周近傍から最
外周まで移動させることにより面取り加工を行う。そし
て、このような加工を半導体ウェーハＷの表裏面につい
てそれぞれ遂行する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウェーハの
製造工程において、半導体ウェーハの面取り及びラッピ
ングを行う半導体ウェーハの加工方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般的に、半導体ウェーハは、（１）単
結晶インゴットの製造、（２）インゴットの外周研削及
びオリフラ加工・ノッチ加工、（３）内周刃やワイヤー
ソーによるインゴットの切断加工、（４）ウェーハの面
取り加工、（５）ウェーハのラッピング加工による傷、
クラック、ダメージの修正、（６）酸、アルカリによる
ウェーハのエッチング加工、（７）ウェーハのアニール
加工、（８）ウェーハの鏡面面取り加工による傷、粗
さ、汚れの修正、（９）ウェーハのＣＭＰ加工、（１
０）ウェーハの洗浄、という一連の工程を経て製造され
るが、微細な素子である半導体ペレットを高品質なもの
とするためには、どの工程も正確に遂行されなければな
らない。

【０００３】この中で、ウェーハの外周を面取りするウ
ェーハの面取り加工は、ウェーハの外形や寸法、欠け等
の修正のために行われる加工であり、ここで面取りが適
正に行われない場合には後の工程にも影響が及ぶため、
この工程は丁寧に遂行される必要がある。

【０００４】また、ウェーハのラッピング加工は、半導
体ウェーハの表面に生じた傷、クラック、ダメージ等を
取り除くために行われる工程であり、半導体ペレットの
品質を維持し、バラツキをなくすために、この工程も丁
寧に遂行される必要がある。

【０００５】ウェーハの面取り加工は、図８に示すよう
に、半導体ウェーハＷを適宜のウェーハ保持手段４０に
保持させてウェーハ保持手段３３を傾斜させると共に、
円筒状のポリッシングパッド４１に半導体ウェーハＷを
斜めにあてがい、スラリー供給手段４２からスラリーを
供給しながら両者を相対的に回転させることにより行わ
れる。そして、図９（Ａ）のように外周部が角張って形
成された半導体ウェーハＷの外周部が、上記の作業によ
って研磨されると、外周部が面取りされ、図９（Ｂ）に
示すような丸みのある形状となり、外形、寸法が統一さ
れると共に、欠け等も除去される。また、外周部に丸み
を持たせることで、後の工程において欠け等が生じにく
くなる。

【０００６】また、ウェーハのラッピング加工は、図１
０（Ａ）に示すように傷や歪みのある半導体ウェーハＷ
を上定盤と下定盤とで挟持し、研磨剤を供給しながら上
定盤及び下定盤と半導体ウェーハとを接触させ相対運動
させて研磨を行うことにより遂行される。こうして研磨
されることにより、半導体ウェーハの表裏面が図１０
（Ｂ）に示すように滑らかに仕上がる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、面取り
加工においては、半導体ウェーハＷの端部の研磨の度合
いに合わせてウェーハ保持手段３０の傾斜角度を調整し
ていく必要があり、しかもその調整は極めて高精度に行
わなければならないため、煩雑な作業が必要であり、作
業効率が悪く、相当の時間がかかって生産性を低下させ
る原因となっている。

【０００８】また、ラッピング加工においても、研磨剤
を供給しながら上下から適宜の圧力をかけて研磨を行う
ため、やはり相当の時間がかかり、生産性を低下させる
原因となっている。

【０００９】更に、面取り加工とラッピング加工は、そ
れぞれが別個の装置を用いて遂行されるため、両工程間
で半導体ウェーハの搬送等の作業が必要となり、これも
生産性を低下させるひとつの要因となっている。

【００１０】このように、ウェーハの面取り加工、ラッ
ピング加工を行う際には、効率よく作業を行うことによ
り生産性を向上させることに解決すべき課題を有してい
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の具体的手段として本発明は、半導体ウェーハを吸引保
持し回転可能なチャックテーブルと、該チャックテーブ
ルに保持された半導体ウェーハに研削水を供給しながら
研削を遂行する研削手段とを少なくとも備えた研削装置
を使用して遂行される半導体ウェーハの加工方法であっ
て、チャックテーブルの回転中心と半導体ウェーハの中
心とを合致させて半導体ウェーハをチャックテーブルに
保持する第一の工程と、チャックテーブルに保持された
半導体ウェーハを回転させつつ、研削手段の回転ブレー
ドを半導体ウェーハの面に接触させ一定の高さを保ちな
がら中心から外周近傍に向けて、または外周近傍から中
心に向けて移動させることにより研削を行う第二の工程
と、半導体ウェーハを回転させながら回転ブレードを外
周近傍から最外周に向けて移動させると共に下降させて
面取りを行う第三の工程と、半導体ウェーハをチャック
テーブルから取り外して表裏を反転させ、チャックテー
ブルの回転中心と半導体ウェーハの中心とを合致させて
半導体ウェーハをチャックテーブルに保持する第四の工
程と、チャックテーブルに保持された半導体ウェーハを
回転させつつ、研削手段の回転ブレードを半導体ウェー
ハの面に接触させ一定の高さを保ちながら中心から外周
近傍に向けて、または外周近傍から中心に向けて移動さ
せることにより研削を行う第五の工程と、半導体ウェー
ハを回転させながら回転ブレードを外周近傍から最外周
に向けて移動させると共に下降させて面取りを行う第６
の工程とから構成される半導体ウェーハの加工方法を提
供するものである。

【００１２】そして、研削水にはエッチング液が混入し
ていることを付加的要件とするものである。

【００１３】このように構成される半導体ウェーハの加
工方法によれば、半導体ウェーハのラッピング加工と面
取り加工とをひとつの作業工程で行うことができるた
め、作業効率が極めて高い。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態として、図１
に示す研削装置１０を用いて半導体ウェーハの面取り及
びラッピングを行う場合を例に挙げて説明する。

【００１５】図１に示す研削装置１０を用いて面取り加
工及びラッピング加工を行う場合、加工の対象となる半
導体ウェーハＷは、図９（Ａ）に示したように外周が角
張っていると共に、図１０（Ａ）に示したように表裏面
には傷や歪みがあり、このような半導体ウェーハＷは、
カセット１１に複数枚収容される。そして、カセット１
１に収容された半導体ウェーハＷは、搬出入手段１２に
よって一枚ずつ取り出され、第１の搬送手段１３によっ
て回転可能なチャックテーブル１４に搬送され、チャッ
クテーブル１４の回転中心１４ａと半導体ウェーハＷの
中心２５とが合致するように位置合わせされ、表面を上
にして載置される（第１の工程）。

【００１６】こうしてチャックテーブル１４に半導体ウ
ェーハＷが載置されると、チャックテーブル１４がＸ軸
方向に移動して研削手段１５が配設された研削領域１６
に位置付けられる。

【００１７】なお、チャックテーブル１４が研削領域１
６まで移動する経路の上方にはＣＣＤカメラ等からなる
撮像手段１７が配設されており、半導体ウェーハＷが撮
像手段１７の直下に位置付けられたときに半導体ウェー
ハＷを撮像して半導体ウェーハＷの中心を検出するよう
にすれば、チャックテーブル１４の回転中心と半導体ウ
ェーハＷの中心２５とをより高精度に合致させることが
できる。

【００１８】研削領域１６には、図２に示す研削手段１
５が配設されている。この研削手段１５は、スピンドル
ハウジング１８によって回転可能に支持されたスピンド
ル１９の先端に回転ブレード２０が装着され、回転ブレ
ード２０を覆うブレードカバー２１がスピンドルハウジ
ング１８の先端に装着された構成となっている。ここ
で、面取り加工及びラッピング加工のために、回転ブレ
ード２０の厚さは１００μｍ程度とすることが好まし
い。

【００１９】また、ブレードカバー２１の上部には、研
削水流入部２２が配設され、ここから流入する研削水
は、ブレードカバー２１の下部に設けられた研削水供給
ノズル２３から流出して半導体ウェーハの冷却に供され
る。なお、半導体ウェーハの冷却に用いる研削水にＫＯ
Ｈ、ＮａＯＨ、ＨＦ−ＮＯ₃−ＣＨ₃ＣＯＯＨ等のエッチ
ング液を混入させれば、研削をより効果的に行うことが
できる。

【００２０】半導体ウェーハＷが研削領域１６に位置付
けられると、まず、研削手段１５をＹ軸方向に移動させ
ると共にチャックテーブル１４をＸ軸方向に移動させる
ことにより、回転ブレード２０の下端が半導体ウェーハ
Ｗの中心２５の直上に位置するように位置合わせを行
う。

【００２１】そして、そのときの位置を維持したまま、
半導体ウェーハＷを保持したチャックテーブル１４を図
２に示した矢印の方向に回転させる。また、研削水供給
ノズル２２から研削水を供給し、回転ブレード２０を回
転させながら研削手段１５全体を下降させる。

【００２２】こうして研削手段１５が下降していくと、
図３に示すように、回転する回転ブレード２０の下端と
半導体ウェーハＷの表面２４の中心２５とが僅かに接触
する。このとき研削手段１５の下降を止め、図３に示す
ように、そのときの高さを維持したまま、今度は研削手
段１５をゆっくりと＋Ｙ方向に移動させていき、回転ブ
レード２０が半導体ウェーハＷの外周近傍２６に位置す
るまでこの移動を続ける（第２の工程）。

【００２３】このようにして回転ブレード２０と半導体
ウェーハＷの表面２４とが僅かに接触するような高さを
保ちながら研削手段１５が＋Ｙ方向に移動すると共にチ
ャックテーブル１４が回転することにより、半導体ウェ
ーハＷの表面における中心２５から外周近傍２６までを
半径とする円形状に、図１０（Ｂ）に示した通常のラッ
ピングを行った場合と同様に研削がなされる。なお、こ
れとは逆に、最初に回転ブレード２０を外周近傍２６に
接触させ、研削手段１５を−Ｙ方向に半導体ウェーハＷ
の中心２５まで移動させた場合も、同様の研削を行うこ
とができる。

【００２４】研削手段１５が＋Ｙ方向に移動して回転ブ
レード２０が半導体ウェーハＷの外周近傍２６に位置す
るようになったときは、図４に示すように、その＋Ｙ方
向の移動を維持しつつ、研削手段１５を徐々に下降させ
る。即ち、回転ブレード２０を斜め下方に向けて移動さ
せる。これにより、図示したように、半導体ウェーハＷ
の表面２４における外周近傍２６から最外周２７までが
面取りされ、丸みのある形状となる（第３の工程）。

【００２５】このようにして半導体ウェーハＷの表面２
４のラッピング加工及び面取り加工が行われると、次
に、図５に示すように、半導体ウェーハＷをチャックテ
ーブル１４から取り外して表裏を反転させ、裏面２８を
上にしてチャックテーブル１４の回転中心１４ａと半導
体ウェーハの中心２５とを合致させて保持させる（第４
の工程）。

【００２６】そして、図２に示したのと同様に、半導体
ウェーハＷを保持したチャックテーブル１４を図２に示
した矢印の方向に回転させる。また、研削水供給ノズル
２２から研削水を供給し、回転ブレード２０を回転させ
ながら研削手段１５全体を下降させる。

【００２７】こうして研削手段１５が下降していくと、
回転ブレード２０の下端と半導体ウェーハＷの裏面２８
の中心２５とが僅かに接触する。このとき研削手段１５
の下降を止め、図６に示すように、そのときの高さを維
持したまま、今度は研削手段１５をゆっくりと＋Ｙ方向
に移動させていき、回転ブレード２０が半導体ウェーハ
Ｗの外周近傍２９に位置するまでこの移動を続ける（第
５の工程）。

【００２８】このようにして回転ブレード２０と半導体
ウェーハＷの裏面２８とが僅かに接触するような高さを
保ちながら研削手段１５が＋Ｙ方向に移動すると共にチ
ャックテーブル１４が回転することにより、半導体ウェ
ーハＷの裏面２８における中心から外周近傍２９までを
半径とする円形状に通常のラッピングを行ったのと同様
に研削がなされる。なお、これとは逆に、最初に回転ブ
レード２０を外周近傍２９に接触させ、研削手段１５を
−Ｙ方向に半導体ウェーハＷの中心２５まで移動させた
場合も、同様の研削を行うことができる。

【００２９】研削手段１５が＋Ｙ方向に移動して回転ブ
レード２０が半導体ウェーハＷの外周近傍２９に位置す
るようになったときは、その＋Ｙ方向の移動を維持しつ
つ、研削手段１５を徐々に下降させる。即ち、回転ブレ
ード２０を斜め下方に向けて移動させる。これにより、
図７に示すように、半導体ウェーハＷの裏面２８におけ
る外周近傍２９から最外周３０までが面取りされる（第
６の工程）。また、既に表面２４の面取りは第３の工程
においてなされているため、図９（Ｂ）に示したような
表裏面が面取りされた半導体ウェーハが形成される。

【００３０】なお、第３、第６の工程において、最外周
２７、３０までの面取り後は回転ブレード２０がチャッ
クテーブル１４に接触する場合があり、この場合はチャ
ックテーブル１４を損傷させたり回転ブレード２０の寿
命を低下させたりするという不都合が生じうるが、チャ
ックテーブル２０の直径を加工すべき半導体ウェーハの
直径より僅かに小径にすることにより、回転ブレード２
０がチャックテーブル１４に接触しないようになり、上
記の不都合が生じなくなって面取りを円滑に遂行できる
ようになる。具体的には、チャックテーブル１４の外周
が、図３〜図７において二点鎖線で示した外周１４ｂの
位置になるように形成するのが望ましい。

【００３１】更に、第３、第６の工程において、回転ブ
レード２０を面取り形状にならって揺動させるようにす
れば、面取りをより円滑に遂行することができる。

【００３２】以上のようにしてラッピング及び面取りが
行われた半導体ウェーハＷは、第２の搬送手段３１によ
って洗浄・乾燥領域３２に搬送され、ここで洗浄及び乾
燥がなされた後、第一の搬送手段１３及び搬出入手段１
２によってカセット１１に収容される。

【００３３】このように、本発明に係る半導体ウェーハ
の加工方法によれば、従来別個の専用の装置を用いて行
っていた作業を一つの装置を用いて一連の作業工程にお
いて行うことができるため、作業効率が極めて良く、生
産性を向上させることができる。

【００３４】また、本発明は、半導体ウェーハのダイシ
ングを行うダイシング装置を利用して遂行することも可
能である。即ち本発明は、例えば、ダイシング装置にお
いて半導体ウェーハを保持するチャックテーブルや切削
用の回転ブレードに関してダイシング時とは異なる制御
をすることのみによって実現可能であるため、特別な加
工装置を必要とせず、従来からある装置を使用できるた
め、経済的である。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る半導
体ウェーハの加工方法によれば、半導体ウェーハのラッ
ピング加工と面取り加工とをひとつの作業工程で行うこ
とができるため、作業効率が極めて高く、生産性を向上
させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る半導体ウェーハの加工方法の実施
に用いる研削装置の一例を示す斜視図である。

【図２】同研削装置を構成する研削手段を示す斜視図で
ある。

【図３】本発明に係る半導体ウェーハの加工方法の第２
の工程を示す説明図である。

【図４】同半導体ウェーハの加工方法の第３の工程を示
す説明図である。

【図５】同半導体ウェーハの加工方法の第４の工程を示
す説明図である。

【図６】同半導体ウェーハの加工方法の第５の工程を示
す説明図である。

【図７】同半導体ウェーハの加工方法の第６の工程を示
す説明図である。

【図８】従来の半導体ウェーハの面取り加工の方法を示
す斜視図である。

【図９】（Ａ）は面取り前の半導体ウェーハを示す正面
図であり、（Ｂ）は面取り後の半導体ウェーハを示す正
面図である。

【図１０】（Ａ）はラッピング前の半導体ウェーハを示
す正面図であり、（Ｂ）はラッピング後の半導体ウェー
ハを示す正面図である。

【符号の説明】１０……研削装置１１……カセット１２……搬出入
手段１３……第１の搬送手段１４……チャックテーブル
１４ａ……回転中心１５……研削手段１６……研削領域１７……撮像手
段１８……スピンドルハウジング１９……スピンドル
２０……回転ブレード２１……ブレードカバー２２……研削水流入部２３
……研削水供給ノズル２４……半導体ウェーハの表面２５……半導体ウェー
ハの中心２６……半導体ウェーハの外周近傍２７……半導体ウ
ェーハの最外周２８……半導体ウェーハの裏面２９……半導体ウェー
ハの外周近傍３０……半導体ウェーハの最外周３１……第２の搬送
手段３２……洗浄・乾燥領域４０……ウェーハ保持手段４１……ポリッシングパッ
ド４２……スラリー供給手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】半導体ウェーハを吸引保持し回転可能な
チャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された
半導体ウェーハに研削水を供給しながら研削を遂行する
研削手段とを少なくとも備えた研削装置を使用して遂行
される半導体ウェーハの加工方法であって、チャックテーブルの回転中心と半導体ウェーハの中心と
を合致させて該半導体ウェーハを該チャックテーブルに
保持する第一の工程と、該チャックテーブルに保持された該半導体ウェーハを回
転させつつ、該研削手段の回転ブレードを該半導体ウェ
ーハの面に接触させ一定の高さを保ちながら該中心から
外周近傍に向けて、または外周近傍から該中心に向けて
移動させることにより研削を行う第二の工程と、該半導体ウェーハを回転させながら該回転ブレードを該
外周近傍から最外周に向けて移動させると共に下降させ
て面取りを行う第三の工程と、該半導体ウェーハをチャックテーブルから取り外して表
裏を反転させ、該チャックテーブルの回転中心と該半導
体ウェーハの中心とを合致させて該半導体ウェーハを該
チャックテーブルに保持する第四の工程と、該チャックテーブルに保持された該半導体ウェーハを回
転させつつ、該研削手段の回転ブレードを該半導体ウェ
ーハの面に接触させ一定の高さを保ちながら該中心から
外周近傍に向けて、または外周近傍から該中心に向けて
移動させることにより研削を行う第五の工程と、該半導体ウェーハを回転させながら該回転ブレードを該
外周近傍から最外周に向けて移動させると共に下降させ
て面取りを行う第６の工程とから構成される半導体ウェ
ーハの加工方法。
【請求項２】研削水にはエッチング液が混入している
請求項１に記載の半導体ウェーハの加工方法。