JP2013008814A - Processing method of wafer - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えばSOI(Silicon on Insulator)ウェーハ等、サポートウェーハ上にウェーハを貼り付けた貼り合わせウェーハにおいてウェーハの裏面を研削するウェーハの加工方法に関する。 The present invention relates to a wafer processing method for grinding a back surface of a wafer in a bonded wafer in which a wafer is bonded onto a support wafer such as an SOI (Silicon on Insulator) wafer.
半導体デバイスの基板構造の一種である上記SOIウェーハは、シリコン等の半導体ウェーハの底部に絶縁膜を設けたもので、製造方法としては、半導体ウェーハの片面に別のウェーハであるサポートウェーハを直接結合により貼り合わせ、半導体ウェーハ側を研削するといったウェーハ貼り合わせ法が知られている(特許文献1)。 The above-mentioned SOI wafer, which is a kind of semiconductor device substrate structure, has an insulating film provided on the bottom of a semiconductor wafer such as silicon. As a manufacturing method, a support wafer, which is another wafer, is directly bonded to one side of the semiconductor wafer. There is known a wafer bonding method in which bonding is performed by grinding and the semiconductor wafer side is ground (Patent Document 1).
また、一般に半導体デバイス製造工程においては、電子回路を有する多数のデバイスが表面に形成された半導体ウェーハの裏面側を研削して薄く加工してから各デバイスに分割することが行われる。近年では、電子機器の小型化・軽量化に伴い、半導体ウェーハは厚さが例えば100μm以下といったようにきわめて薄く加工される場合がある。このような場合、研削後の薄い半導体ウェーハのハンドリング性を向上させたり、加工時の反りや破損を防止したりする目的で、研削前の半導体ウェーハにサポートウェーハを貼り合わせてウェーハを加工する技術が知られている(特許文献2)。 In general, in a semiconductor device manufacturing process, a back surface side of a semiconductor wafer on which a large number of devices having electronic circuits are formed is ground and thinned, and then divided into each device. In recent years, along with the reduction in size and weight of electronic devices, semiconductor wafers are sometimes processed extremely thin, for example, with a thickness of 100 μm or less. In such cases, a technology to process a wafer by bonding a support wafer to a semiconductor wafer before grinding in order to improve the handling of thin semiconductor wafers after grinding or to prevent warping or damage during processing. Is known (Patent Document 2).
ところで、上記の半導体ウェーハやサポートウェーハといったウェーハにあっては、工程間の移送中などにおいて外周縁が欠けるといったいわゆるチッピングを防ぐために、外周縁に断面が半円弧状となるような面取り加工が施されている。このため、半導体ウェーハにサポートウェーハを貼り付けた貼り合わせウェーハにおいては、双方のウェーハの外周縁の間に空隙が形成されて互いに接着されない未接着領域が生じたものとなる。 By the way, in order to prevent so-called chipping in which the outer peripheral edge is chipped during the transfer between processes, the wafer such as the semiconductor wafer or the support wafer is subjected to chamfering processing so that the outer peripheral edge has a semicircular arc shape. Has been. For this reason, in a bonded wafer in which a support wafer is bonded to a semiconductor wafer, a gap is formed between the outer peripheral edges of both wafers, resulting in an unbonded region that is not bonded to each other.
この状態で半導体ウェーハを研削して薄化すると、外周縁が内側の本体部分よりも薄くなってナイフエッジの如く鋭利に尖ってしまい、サポートウェーハに接着していないことと相まって外周縁が欠けるといった現象が生じていた。特に上記SOIウェーハのように直接結合によりウェーハどうしが貼り付けられた貼り合わせウェーハにおいては、接触はしているものの実際には接着されていない未接着領域が大きくなるため、外周縁が欠けやすかった。外周縁が欠けると、本体部分の破損を招き、また、欠けた屑が研削装置内に溜まって排水口を詰まらせ、オーバーフローの発生あるいは頻繁な清掃を余儀なくされるといった問題が生じていた。 If the semiconductor wafer is ground and thinned in this state, the outer peripheral edge becomes thinner than the inner main body part and sharply sharpens like a knife edge, and the outer peripheral edge is missing in combination with not being bonded to the support wafer. The phenomenon occurred. In particular, in the bonded wafer in which the wafers are bonded by direct bonding like the above-mentioned SOI wafer, the non-bonded region that is in contact but not actually bonded becomes large, so that the outer peripheral edge is easily chipped. . If the outer peripheral edge is chipped, the main body portion is damaged, and the chipped waste accumulates in the grinding device and clogs the drainage port, resulting in the occurrence of overflow or frequent cleaning.
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その主たる技術的課題は、貼り合わせウェーハのウェーハを研削する際に、ウェーハの外周縁が欠けることを防止することができるウェーハの加工方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and a main technical problem thereof is a wafer processing method capable of preventing the outer peripheral edge of the wafer from being chipped when the wafer of a bonded wafer is ground. It is to provide.
本発明のウェーハの加工方法は、ウェーハ表面の外周縁を裏面に至らない深さまで除去するとともに裏面側に残存部を残す外周縁除去ステップと、該外周縁除去ステップを実施した後、ウェーハの表面側をサポートウェーハ上に貼り付けてウェーハの裏面側が露出した貼り合わせウェーハを形成する貼り合わせウェーハ形成ステップと、該貼り合わせウェーハ形成ステップを実施した後、切削ブレードでウェーハ裏面側から前記残存部を除去する残存部除去ステップと、該残存部除去ステップを実施した後、ウェーハの裏面を研削または研磨して所定厚さへと薄化する薄化ステップとを備えることを特徴とする。 The wafer processing method of the present invention includes an outer peripheral edge removing step that removes the outer peripheral edge of the wafer surface to a depth that does not reach the back surface and leaves a remaining portion on the back surface side, and after performing the outer peripheral edge removing step, the wafer surface A bonded wafer forming step of forming a bonded wafer in which the side of the wafer is bonded to the support wafer and exposing the back side of the wafer; and after performing the bonded wafer forming step, the remaining portion is removed from the back side of the wafer with a cutting blade. It is characterized by comprising a remaining portion removing step to be removed, and a thinning step in which after the remaining portion removing step is performed, the back surface of the wafer is ground or polished to thin it to a predetermined thickness.
本発明によれば、残存部除去ステップを実施することによりウェーハの外周縁は厚さ方向全域にわたって除去され、この後、ウェーハを研削または研磨する薄化ステップを行うため、薄化ステップを行う際には外周縁がないウェーハを研削または研磨することになる。したがって薄化ステップの際にウェーハの外周縁が欠けることが防止される。 According to the present invention, by performing the remaining portion removal step, the outer peripheral edge of the wafer is removed over the entire thickness direction, and then the thinning step for grinding or polishing the wafer is performed. A wafer having no outer peripheral edge is ground or polished. Therefore, the outer peripheral edge of the wafer is prevented from being lost during the thinning step.
本発明で得られるウェーハは、サポートウェーハが貼り合わせられた状態で用いられる場合と、サポートウェーハが剥離されてウェーハのみとなった状態で用いられる場合がある。サポートウェーハが剥離されてウェーハのみとなった状態で用いられる場合には、前記薄化ステップを実施した後、前記ウェーハを前記サポートウェーハから剥離する剥離ステップを備えることにより、ウェーハのみの状態を得ることができる。 The wafer obtained by the present invention may be used in a state where the support wafer is bonded, or may be used in a state where the support wafer is peeled off to become only the wafer. When the support wafer is peeled off and used in a state where only the wafer is used, a wafer-only state is obtained by providing a peeling step for peeling the wafer from the support wafer after performing the thinning step. be able to.
本発明によれば、貼り合わせウェーハのウェーハを研削する際に、ウェーハの外周縁が欠けることを防止することができるウェーハの加工方法が提供されるといった効果を奏する。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, when grinding the wafer of a bonded wafer, there exists an effect that the processing method of the wafer which can prevent that the outer periphery of a wafer is missing is provided.
以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。
はじめに、一実施形態の加工方法で加工されるウェーハと、その加工方法で用いるサポートウェーハを説明する。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
First, a wafer processed by the processing method of one embodiment and a support wafer used in the processing method will be described.
(1)ウェーハ
図1の(a)は一実施形態の加工方法によって裏面研削による薄化加工が施される円板状のウェーハ10の斜視図であり、(b)はウェーハ10の断面図である。ウェーハ10は、シリコンやガリウムヒ素等の半導体材料からなる電子デバイス用の基板ウェーハであって、例えば500〜700μm程度の厚さを有している。ウェーハ10の表面10aには格子状の分割予定ライン11が設定されており、この分割予定ライン11で囲まれた多数の矩形状領域に、ICやLSI等の電子回路を有するデバイス12が形成されている。図1(b)に示すように、ウェーハ10の外周縁13には、表面10a側から裏面10b側にわたって断面半円弧状となるように面取り加工が施されている。
(1) Wafer FIG. 1A is a perspective view of a disk-
(2)サポートウェーハ
図2の(a)はサポートウェーハ20の斜視図であり、(b)はサポートウェーハ20の側面図である。である。サポートウェーハ20は、ウェーハ10と径および厚さが概ね同程度の円板状のウェーハである。サポートウェーハ20は、ハンドリングが容易な所定の剛性を有する材料から構成され、例えば、ウェーハ10と同じ半導体材料、あるいはガラス等によって形成されたものが用いられる。図2(b)に示すように、サポートウェーハ20の外周縁23には、ウェーハ10と同様に表面20a側から裏面20b側にわたって断面半円弧状となるように面取り加工が施されている。
(2) Support wafer FIG. 2A is a perspective view of the support wafer 20, and FIG. 2B is a side view of the support wafer 20. It is. The
(3)加工方法
次に、一実施形態に係るウェーハ10の薄化加工の方法を説明する。
はじめに、ウェーハ10の面取り加工されている外周縁13を、表面10a側から裏面10bに至らない深さまで除去するとともに、裏面10b側に外周縁13の残存部を残す(外周縁除去ステップ)。外周縁除去ステップを実施するには、図3〜図5に示すように、ウェーハ10を保持する回転可能な円板状の保持テーブル31と切削手段35とを備えた切削装置を用いる。
(3) Processing Method Next, a method for thinning the
First, the outer
保持テーブル31は、多孔質材料によってポーラスに形成された水平な保持面32に、空気吸引による負圧作用によって被加工物を吸着して保持する負圧チャック式のものである。保持面32はウェーハ10と同程度の径を有する円形状であり、保持テーブル31は、保持面32と同軸で鉛直方向に延びる回転軸33を中心に図示せぬ回転駆動機構により回転させられる。ウェーハ10は、裏面10bを保持面32に合わせ、表面10a側を露出させた状態で保持面32に同心状に載置され、負圧作用で保持面32に吸着して保持される。ウェーハ10は、保持テーブル31の回転により自転させられる。
The holding table 31 is of a negative pressure chuck type in which a workpiece is adsorbed and held by a negative pressure action by air suction on a
切削手段35は、図示せぬモータによって回転駆動される水平なスピンドルシャフト36の先端に切削ブレード37が固定されたもので、スピンドルシャフト36は、保持テーブル31の上方に上下動可能に配設されている。また、切削ブレード37は、図4に示すように、ウェーハ10の外周縁13に対しウェーハ10の接線方向に沿う状態に切り込むように設定されている。なお、図4ではウェーハ10の表面10aに形成されているデバイス12の図示を省略している。
The cutting means 35 has a
外周縁除去ステップでは、保持テーブル31を所定速度で一方向に回転させた状態からスピンドルシャフト36を下降させ、回転する切削ブレード37をウェーハ10の外周縁13に表面10a側からある程度の深さ(例えば、厚さの1/3程度)切り込ませ、ウェーハ10を1回転以上自転させることにより、外周縁13の表面10a側を全周にわたって環状に切削する。外周縁13の表面10a側を全周にわたって環状に切削するには、保持テーブル31が停止状態で、先にスピンドルシャフト36を下降させて回転する切削ブレード37をウェーハ10の外周縁13に切り込ませてから保持テーブル31を回転させるという手順を採ってもよい。
In the outer peripheral edge removing step, the
なお、図4および図5の矢印Cは保持テーブル31の回転方向すなわちウェーハ10の自転方向を示しており、切削ブレード37の回転方向は、図5の矢印Aで示すように、ウェーハ10の自転方向に対して順方向となるダウンカットの方向が望ましい。しかしながらダウンカットとは逆方向、すなわちウェーハ10の自転方向に対向するアップカットの方向であってもよい。
4 and 5 indicates the rotation direction of the holding table 31, that is, the rotation direction of the
外周縁除去ステップが実施されたウェーハ10は、図6に示すように、外周縁13の裏面10b側に環状の残存部14が残る。切削ブレード37の回転軸線が水平であるため、切削ブレード37による切削面は内隅が直角となる段差状になっており、水平な切削面14aの下側が残存部14である。
As shown in FIG. 6, the
外周縁除去ステップを終了したら、ウェーハ10を保持テーブル31から搬出し、次いで図7に示すように、ウェーハ10の表面10a側を上記サポートウェーハ20上に同心状に貼り付けて、ウェーハ10の裏面10b側が露出した貼り合わせウェーハ1を形成する(貼り合わせウェーハ形成ステップ)。
When the outer peripheral edge removal step is completed, the
サポートウェーハ20上にウェーハ10を貼り付けるにあたっては、ワックスや、UV硬化型あるいは熱硬化型の接着剤を用いてもよいが、前述の直接結合の方法を採用してもよい。この直接結合は、無塵状態で接着面どうしを直接結合させ、結合強度を強化するために所定温度で熱処理を施すといった方法で実施される。
In affixing the
次に、貼り合わせウェーハ形成ステップを実施した後、切削ブレードでウェーハ10の裏面10b側から残存部14を除去する(残存部除去ステップ)。残存部除去ステップを実施するには、外周縁除去ステップで用いた切削装置を用いる。
Next, after performing the bonded wafer forming step, the remaining
すなわち図8〜図10に示すように、保持テーブル31の保持面32にサポートウェーハ20側を載置して貼り合わせウェーハ1を吸着して保持し、ウェーハ10の裏面10a側を露出させる。そして、回転させた切削手段35の切削ブレード37を残存部14の上側に切り込ませながら保持テーブル31を回転させ、残存部14を切削して除去する。この場合のウェーハ10に対する切削ブレード37の回転方向は、図10の矢印Bで示すようにウェーハ10の自転方向Cに対向するアップカットの方向が望ましいが、ダウンカットであってもよい。
That is, as shown in FIGS. 8 to 10, the
残存部除去ステップを終了したら、残存部14が除去された貼り合わせウェーハ1を切削装置の保持テーブル31から搬出し、図11に示す研削装置を用いて、ウェーハ10の裏面10bを研削して所定厚さへと薄化する(薄化ステップ)。
When the remaining portion removing step is completed, the bonded
研削装置は、ウェーハ10を保持する回転可能な保持テーブル41と研削手段45とを備えている。保持テーブル41は上記切削装置の保持テーブル31と同様の構成であり、多孔質材料によってポーラスに形成された水平な保持面42に空気吸引による負圧作用によって被加工物を吸着して保持する負圧チャック式のもので、回転軸43を中心に図示せぬ回転駆動機構により回転させられる。
The grinding apparatus includes a rotatable holding table 41 that holds the
研削手段45は、鉛直方向に延び、図示せぬモータによって回転駆動されるスピンドルシャフト46の先端のフランジ47の下面に、多数の砥石48bを有する円板状の研削工具48が固定されたもので、スピンドルシャフト46は、保持テーブル41の上方に上下動可能に配設されている。
The grinding means 45 has a disk-
研削工具48は、フランジ47に着脱可能の固定される円盤状の研削ホイール48aの下面の外周部に、多数の砥石48bが環状に配列されて固着されたものである。砥石48bはウェーハ10の材質に応じたものが用いられ、例えば、ダイヤモンドの砥粒をメタルボンドやレジンボンド等の結合剤で固めて成形したダイヤモンド砥石等が用いられる。研削工具48は、スピンドルシャフト46と一体に回転駆動される。
The grinding
薄化ステップでは、貼り合わせウェーハ1のサポートウェーハ20側を保持テーブル41の保持面42に合わせ、ウェーハ10の裏面10bを上方に露出させた状態として、貼り合わせウェーハ1を保持面42に同心状に載置するとともに、負圧作用で保持面42に吸着して保持する。そして、保持テーブル41を所定速度で一方向に回転させた状態からスピンドルシャフト52を下降させ、回転する研削工具48の砥石48bをウェーハ10の裏面10bに所定荷重で押し付けて、ウェーハ10の裏面10bを研削する。この場合、図12に示すように研削工具48による研削外径(砥石48bの回転軌跡の最外径)は、ウェーハ10の直径と同程度か、あるいはやや大きいものとされ、研削手段45による加工位置は、砥石48bの下面である刃先が、自転するウェーハ10の回転中心を通過する位置に設定される。保持テーブル41の回転によりウェーハ10を自転させながら研削工具48の砥石48bをウェーハ10の裏面10bに押し付けることにより、裏面10bの全面が研削される。
In the thinning step, the bonded
裏面10bが研削されてウェーハ10が目的厚さまで薄化されたら、薄化ステップを終え、貼り合わせウェーハ1を保持テーブル41から搬出する。そして、図13に示すように薄化後のウェーハ10からサポートウェーハ20を剥離する(剥離ステップ)。これにより、目的厚さのウェーハ10を得る。なお、上記薄化ステップではウェーハ10の裏面10bを研削するのみとしているが、必要に応じて研削後に裏面10bを研磨する場合がある。研磨を含む場合には、研磨後にサポートウェーハ20を剥離する。
When the
(4)一実施形態の作用効果
上記実施形態によれば、ウェーハ10の表面10a側から外周縁13の厚さの一部を除去して裏面10b側に残存部14を残す外周縁除去ステップを実施した後、ウェーハ10の表面10a側をサポートウェーハ20上に貼り付ける貼り合わせウェーハ形成ステップを行い、この後、ウェーハ10の裏面10a側から残存部14を除去する残存部除去ステップを行うことにより、面取り加工されていたウェーハ10の外周縁13を厚さ方向全域にわたって確実に、かつ、サポートウェーハ20を損傷させることなく除去することができる。
(4) Effects of One Embodiment According to the above embodiment, the outer peripheral edge removing step of removing a part of the thickness of the outer
そして、このように外周縁13を除去することより、外周縁13がサポートウェーハ20に接着していない未接着領域が生じないこととなる。したがってウェーハ10の裏面10bを研削する薄化ステップにおいては面取り加工された外周縁13がないウェーハ10を研削することになり、その結果、薄化ステップの際にウェーハ10の外周縁13が欠けることが防止される。
Then, by removing the outer
(5)他の実施形態について
なお、上記実施形態の外周縁除去ステップにおいては、切削手段の切削ブレード37によってウェーハ10の外周縁13の表面10a側を除去しているが、除去するには切削ブレード37での切削以外の、例えばエッチング、研削ホイールやカップホイール等による研削といった手法を採用してもよい。
(5) Other Embodiments In the outer peripheral edge removing step of the above embodiment, the
また、上記実施形態では、外周縁除去ステップで外周縁13に残す残存部14は内隅が直角となる段差状に形成されているが、図14に示すように、表面10a側から外周方向に向かうにしたがって裏面10b側に近付くような傾斜面15aが形成されるように外周縁13を削除し、この傾斜面15aの下方部分を残存部15とする形態であってもよい。
Moreover, in the said embodiment, although the remaining
この場合、図15に示すように傾斜面15aに連なる表面10aがサポートウェーハ20に貼り付けられて貼り合わせウェーハ1が構成され、残存部除去ステップでは切削手段の切削ブレード37により残存部15が裏面10b側から切削除去される。残存部15を切削するにあたっては、図16に示すように切削ブレード37の刃先がサポートウェーハ20に接触しない範囲で残存部15がなるべく多く除去されるように残存部15の除去領域が制御される。
In this case, as shown in FIG. 15, the bonded
1…貼り合わせウェーハ
10…ウェーハ
10a…ウェーハの表面
10b…ウェーハの裏面
13…外周縁
14…残存部
20…サポートウェーハ
37…切削ブレード
DESCRIPTION OF
Claims (2)
ウェーハ表面の外周縁を裏面に至らない深さまで除去するとともに裏面側に残存部を残す外周縁除去ステップと、
該外周縁除去ステップを実施した後、ウェーハの表面側をサポートウェーハ上に貼り付けてウェーハの裏面側が露出した貼り合わせウェーハを形成する貼り合わせウェーハ形成ステップと、
該貼り合わせウェーハ形成ステップを実施した後、切削ブレードでウェーハ裏面側から前記残存部を除去する残存部除去ステップと、
該残存部除去ステップを実施した後、ウェーハの裏面を研削または研磨して所定厚さへと薄化する薄化ステップと、
を備えることを特徴とするウェーハの加工方法。 A wafer processing method,
An outer peripheral edge removing step for removing the outer peripheral edge of the wafer surface to a depth not reaching the back surface and leaving a remaining portion on the back surface side;
After performing the outer peripheral edge removing step, a bonded wafer forming step of forming a bonded wafer in which the wafer side is attached to the support wafer and the back surface side of the wafer is exposed, and
After performing the bonded wafer forming step, a remaining part removing step of removing the remaining part from the wafer back side with a cutting blade;
After performing the remaining portion removing step, a thinning step of grinding or polishing the back surface of the wafer to thin it to a predetermined thickness;
A method for processing a wafer, comprising:
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