JP2012231057A

JP2012231057A - ウエーハの加工方法

Info

Publication number: JP2012231057A
Application number: JP2011099301A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Kubota; 一弘久保田
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2011-04-27
Filing date: 2011-04-27
Publication date: 2012-11-22

Abstract

【課題】ウエーハの外周切削時に切削屑がウエーハ表面に付着することのないウエーハの加工方法を提供する。
【解決手段】外周に面取り部２３を有するとともに表面に複数のデバイスが形成されたウエーハを所定厚みへ薄化するウエーハの加工方法であって、切削ブレード１６を少なくとも該所定厚みまでウエーハの外周縁に切り込ませつつチャックテーブル１０を回転させてウエーハの外周縁を切削し、ウエーハの表面から少なくとも該所定厚みに至る領域の該面取り部を除去する面取り部除去ステップと、該面取り部除去ステップを実施した後、ウエーハの表面に保護部材を配設する保護部材配設ステップと、該保護部材配設ステップを実施した後、ウエーハの裏面を研削してウエーハを該所定厚みへと薄化する研削ステップとを具備し、該面取り部除去ステップは、ウエーハの中央部上方からウエーハの表面に向かって洗浄液を供給しつつ実施する。
【選択図】図３

Description

本発明は、ウエーハの裏面を研削して所定厚みへと薄化するウエーハの加工方法に関する。

ＩＣ、ＬＳＩ等の数多くのデバイスが表面に形成され、且つ個々のデバイスが格子状に形成された複数の分割予定ライン（ストリート）によって区画された半導体ウエーハは、研削装置によって裏面が研削されて所定の厚みに加工された後、切削装置（ダイシング装置）によって分割予定ラインを切削して個々のデバイスへと分割され、分割されたデバイスは携帯電話、パソコン等の各種電気機器に広く利用されている。

ウエーハの裏面を研削する研削装置は、ウエーハを保持するチャックテーブルと、チャックテーブルに保持されたウエーハを研削する研削砥石を有する研削ホイールが回転可能に装着された研削手段とを備えていて、ウエーハを高精度に所望の厚みに研削できる。

ところで、従来より、半導体ウエーハには、半導体前半プロセス中における割れや発塵防止のために、その外周に表面から裏面に至る円弧状の面取り部が形成されている。通常、半導体ウエーハに対する面取りは半導体ウエーハ製造過程で実施される。

このように外周に面取り部を有するウエーハの裏面を研削してウエーハを薄くすると、面取り部に円弧面と研削面とによって形成されたナイフエッジが残存して危険であるとともに外周に欠けが生じてデバイスの品質を低下させることがある。

この問題を解決するために、特開２０００−１７３９６１号公報は、半導体ウエーハの外周に形成された面取り部と平坦部との境界部分の表面に切り込みを形成して面取り部を部分的に除去した後、ウエーハの厚みが切り込み深さよりも薄くなるまでウエーハの裏面研削を行う半導体装置の製造方法を開示している。このウエーハ外周部分の切削はエッジトリミングと称される。

ウエーハのエッジトリミングは、ウエーハの裏面側から実施されるのが一般的であるが、以下の理由からウエーハの表面を露出させた状態で遂行される場合がある。即ち、ウエーハの表面をチャックテーブルで保持するには、表面に形成されたデバイスを保護する保護テープが必要になるが、ウエーハ毎に保護テープをウエーハの表面に貼着するには、作業工数が増えて作業が煩雑になる上、保護テープのコストがかかるという問題がある。

一方、ウエーハの裏面は後に研削されるため、ウエーハの裏面をチャックテーブルで保持する際にウエーハの裏面に保護テープを貼着する必要はない。エッジトリミングでは、少なくともウエーハの表面から仕上げ厚み（所定厚み）に至る領域の外周面取り部が除去されていれば十分である。即ち、ウエーハの外周をフルカットする必要は無いので、エッジトリミングの際にウエーハの表面から切り込む場合には裏面に保護テープは必要ない。

特開２０００−１７３９６１号公報

ところが、ウエーハの表面が露出した状態でウエーハの外周縁を切削ブレードで切削すると、切削により発生した切削屑（コンタミ）がウエーハ表面のデバイスに付着して後のボンディング工程やパッケージング時に不具合を発生させる他、デバイスを損傷させる恐れがあるという問題がある。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ウエーハの表面側から外周トリミングを実施しても切削屑がウエーハ表面に付着することのないウエーハの加工方法を提供することである。

本発明によると、外周に面取り部を有するとともに表面に複数のデバイスが形成されたウエーハを所定厚みへ薄化するウエーハの加工方法であって、ウエーハの裏面をチャックテーブルで保持してウエーハの表面を露出させる保持ステップと、該保持ステップを実施した後、切削ブレードを少なくとも該所定厚みまでウエーハの外周縁に切り込ませつつ該チャックテーブルを回転させてウエーハの外周縁を切削し、ウエーハの表面から少なくとも該所定厚みに至る領域の該面取り部を除去する面取り部除去ステップと、該面取り部除去ステップを実施した後、ウエーハの表面に保護部材を配設する保護部材配設ステップと、該保護部材配設ステップを実施した後、ウエーハの裏面を研削してウエーハを該所定厚みへと薄化する研削ステップとを具備し、該面取り部除去ステップは、ウエーハの中央部上方からウエーハの表面に向かって洗浄液を供給しつつ実施することを特徴とするウエーハの加工方法が提供される。

本発明の加工方法によると、ウエーハの裏面側をチャックテーブルで保持しながらウエーハの中央部上方からウエーハ表面に向かって洗浄液を供給しつつウエーハ外周の切削が遂行されるため、切削屑がウエーハの回転に伴ってウエーハ外周方向に飛散する洗浄液に取り込まれ、ウエーハ表面から排出される。

半導体ウエーハの表面側斜視図である。保持ステップを示す側面図である。面取り部除去ステップを示す側面図である。保護部材としての表面保護テープをウエーハの表面に貼着した状態の側面図である。研削装置の斜視図である。研削ステップを示す側面図である。保護部材としてのサポートウエーハをウエーハの表面に配設する様子を示す側面図である。研削ステップを示す側面図である。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。図１は所定の厚さに加工される前の半導体ウエーハ１１の表面側斜視図である。図１に示す半導体ウエーハ１１は、例えば厚さが７００μｍのシリコンウエーハからなっており、表面１１ａに複数の分割予定ライン（ストリート）１３が格子状に形成されているとともに、該複数の分割予定ライン１３によって区画された各領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイス１５が形成されている。

このように構成された、半導体ウエーハ１１は、デバイス１５が形成されているデバイス領域１７と、デバイス領域１７を囲繞する外周余剰領域１９をその表面１１ａの平坦部に備えている。

半導体ウエーハ１１の外周には、シリコンウエーハの結晶方位を示すマークとしてのノッチ２１が形成されているとともに、その外周には表面１１ａから裏面１１ｂに至る円弧状の面取り部２３が形成されている。

本発明のウエーハの加工方法では、図２に示すように、半導体ウエーハ１１の裏面１１ｂを切削装置のチャックテーブル１０で保持してウエーハ表面１１ａを露出させる保持ステップを実施する。

このように半導体ウエーハ１１をチャックテーブル１０で保持した後、切削ブレードでウエーハ１１を所定厚みｔ１まで円形に切削して面取り部２３を部分的に除去する面取り部除去ステップを実施する。

この面取り部除去ステップでは、図３に示すように、切削ユニット１２のスピンドル１４の先端に取り付けられた切削ブレード１６を表面１１ａから所定厚み（仕上げ厚み）ｔ１までウエーハ１１の外周縁に切り込ませつつ、チャックテーブル１０を矢印ａ方向に低速で回転させてウエーハ１１の外周縁を円形に切削して、ウエーハ１１の表面１１ａから所定厚みｔ１に至る領域の面取り部２３を除去して、ウエーハ１１の外周に環状切削部２５を形成する。

切削ブレード１６による面取り部除去ステップは、ウエーハ１１の中央部上方に配設された洗浄液供給ノズル１８から洗浄液２０を供給しながら実施する。洗浄液２０としては、純水又は純水に炭酸ガスを混入した洗浄液が使用される。

本実施形態の面取り部除去ステップは、ウエーハ１１の中央部上方からウエーハ表面１１ａに向かって洗浄液２０を供給しながら遂行されるため、切削屑はウエーハ１１の回転に伴ってウエーハ１１の外周方向に飛散する洗浄液２０に取り込まれてウエーハ表面１１ａから排出されるので、切削屑がウエーハ１１の表面１１ａに付着することが防止される。

面取り部除去ステップを実施後、図４に示すように、ウエーハ１１の表面１１ａに保護部材としての表面保護テープ２７を貼着する保護部材配設ステップを実施する。次いで、図５に示すような研削装置２２を使用して、ウエーハ１１の裏面１１ｂを研削する研削ステップを実施する。

図５において、２４は研削装置２２のベースであり、ベース２４の後方にはコラム２６が立設されている。コラム２６には、上下方向に伸びる一対のガイドレール２８が固定されている。

この一対のガイドレール２８に沿って研削ユニット（研削手段）３０が上下方向に移動可能に装着されている。研削ユニット３０は、スピンドルハウジング３２と、スピンドルハウジング３２を保持する支持部３４を有しており、支持部３４が一対のガイドレール２８に沿って上下方向に移動する移動基台３６に取り付けられている。

研削ユニット３０は、スピンドルハウジング３２中に回転可能に収容されたスピンドル３８と、スピンドル３８を回転駆動するモータ４０と、スピンドル３８の先端に固定されたホイールマウント４２と、ホイールマウント４２に着脱可能に装着された研削ホイール４４とを含んでいる。

研削装置２２は、研削ユニット３０を一対の案内レール２８に沿って上下方向に移動するボールねじ５０とパルスモータ５２とから構成される研削ユニット送り機構５４を備えている。パルスモータ５２を駆動すると、ボールねじ５０が回転し、移動基台３６が上下方向に移動される。

ベース２４の上面には凹部２４ａが形成されており、この凹部２４ａにチャックテーブル機構５６が配設されている。チャックテーブル機構５６はチャックテーブル５８を有し、図示しない移動機構によりウエーハ着脱位置Ａと、研削ユニット３０に対向する研削位置Ｂとの間でＹ軸方向に移動される。６０，６２は蛇腹である。ベース２４の前方側には、研削装置２のオペレータが研削条件等を入力する操作パネル６４が配設されている。

ウエーハ１１の裏面１１ｂに表面保護テープ２７を配設する保護部材配設ステップを実施した後、図６に示すように、研削装置２２のチャックテーブル５８でウエーハ１１の表面保護テープ２７側を吸引保持し、ウエーハ２２の裏面１１ｂを露出させる。

図６において、スピンドル３８の先端に固定されたホイールマウント４２には、複数のねじにより研削ホイール４４が着脱可能に装着されている。研削ホイール４４は、ホイール基台４６の自由端部（下端部）に複数の研削砥石４８を環状に配設して構成されている。

研削ステップでは、チャックテーブル５８を矢印ａで示す方向に例えば３００ｒｐｍで回転しつつ、研削ホイール４４を矢印ｂで示す方向に例えば６０００ｒｐｍで回転させるとともに、研削ユニット送り機構５４を駆動して研削ホイール４４の研削砥石４８をウエーハ１１の裏面１１ｂに接触させる。

そして、研削ホイール４４を所定の研削送り速度で下方に所定量研削送りする。接触式又は非接触式の厚み測定ゲージでウエーハ１１の厚みを測定しながら、ウエーハ１１を所定厚みｔ１、例えば１００μｍの厚みに研削する。この研削ステップにより、ウエーハ１１の裏面側の面取り部２３は除去される。

図７を参照すると、保護部材配設ステップの他の実施形態が示されている。本実施形態では、保護部材としてのサポートウエーハ２９をウエーハ１１の表面１１ａに貼着する。そして、図８に示すように、研削装置２２のチャックテーブル５８でサポートウエーハ２９側を吸引保持しウエーハ１１の裏面１１ｂを露出させる。

図６を参照して説明した実施形態と同様に、チャックテーブル５８を矢印ａで示す方向に例えば３００ｒｐｍで回転しつつ、研削ホイール４４を矢印ｂで示す方向に例えば６０００ｒｐｍで回転させるとともに、研削ホイール４４を所定の研削送り速度で下方に所定量研削送りしてウエーハ１１の裏面１１ｂの研削を実施して、ウエーハ１１を所定の厚みｔ１に仕上げる。

本実施形態では、保護部材としてサポートウエーハ２９を使用しているため、研削ステップ終了後にはサポートウエーハ２９を研削済みのウエーハ１１の表面１１ａから剥離して、サポートウエーハ２９を保護部材として再利用することができる。サポートウエーハ２９は、ガラス又はシリコン等から形成することができる。

１０チャックテーブル
１１半導体ウエーハ
１２切削ユニット
１５デバイス
１６切削ブレード
１８洗浄液供給ノズル
２０洗浄液
２２研削装置
２３面取り部
２７表面保護テープ
２９サポートウエーハ
４４研削ホイール
４８研削砥石
５８チャックテーブル

Claims

外周に面取り部を有するとともに表面に複数のデバイスが形成されたウエーハを所定厚みへ薄化するウエーハの加工方法であって、
ウエーハの裏面をチャックテーブルで保持してウエーハの表面を露出させる保持ステップと、
該保持ステップを実施した後、切削ブレードを少なくとも該所定厚みまでウエーハの外周縁に切り込ませつつ該チャックテーブルを回転させてウエーハの外周縁を切削し、ウエーハの表面から少なくとも該所定厚みに至る領域の該面取り部を除去する面取り部除去ステップと、
該面取り部除去ステップを実施した後、ウエーハの表面に保護部材を配設する保護部材配設ステップと、
該保護部材配設ステップを実施した後、ウエーハの裏面を研削してウエーハを該所定厚みへと薄化する研削ステップとを具備し、
該面取り部除去ステップは、ウエーハの中央部上方からウエーハの表面に向かって洗浄液を供給しつつ実施することを特徴とするウエーハの加工方法。