JP2013012595A - ウエーハの加工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ウエーハの外周に円形加工を施す際に生産性を落とすことなく切削ブレードに発生する偏磨耗を低減可能なウエーハの加工方法を提供することである。
【解決手段】 第１の幅を有する切削ブレードを用いてウエーハの外周縁を該第１の幅より広い第２の幅に切り落とすウエーハの加工方法であって、回転可能なチャックテーブルでウエーハを保持する保持ステップと、該保持ステップを実施した後、該切削ブレードを回転させつつウエーハの外周縁に切り込ませるとともに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り落とす第１加工ステップと、該第１加工ステップを実施した後、該切削ブレードを該第１の幅より小さい距離だけウエーハの半径方向に移動し、該切削ブレードを回転させつつウエーハに切り込ませるとともに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り落とす第２加工ステップとを具備し、切り落としの幅が該第２の幅になるまで該第２加工ステップを繰り返すことを特徴とする。
【選択図】図５

Description

本発明は、ウエーハの外周縁に切削ブレードで円形加工を施して所定の幅に切り落とす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に分割され、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。

一般的に半導体ウエーハの外周には、表面から裏面に至る円弧状の面取り部が形成されており、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端部との境界部分の表面に切り込みを形成した後に、ウエーハの板厚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。

また、半導体デバイスの高集積化、低消費電力化、高速化等を実現するために、電気絶縁性の高い酸化膜層をウエーハ内部に形成し、酸化膜層を介して２枚のウエーハが貼り合わされた状態としたＳＯＩウエーハ（Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｏｎ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ Ｗａｆｅｒ）が実用化されているが、このＳＯＩウエーハの未接着領域を除去するために切削ブレードによるウエーハの円形加工が実施されている（例えば、特開平８−１０７０９２号公報参照）。

特開２０００−１７３９６１号公報 特開平８−１０７０９２号公報

切削ブレードでウエーハに円形加工を施し、例えばウエーハの外周を幅１ｍｍ又は５ｍｍ切り落とす際に、１ｍｍや５ｍｍ幅といった厚い切削ブレードで円形加工を行うと切削抵抗が大きくなる。そのため、加工送り速度（切削ブレードに対するウエーハの回転速度）を遅くせざるを得ず、生産性が落ちるという問題がある。また、幅の厚い切削ブレード程、加工に伴い偏磨耗が発生し易いという問題もある。

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、ウエーハの外周に円形加工を施す際に生産性を落とすことなく、切削ブレードに発生する偏磨耗を低減可能な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、第１の幅を有する切削ブレードを用いてウエーハの外周縁を該第１の幅より広い第２の幅に切り落とすウエーハの加工方法であって、回転可能なチャックテーブルでウエーハを保持する保持ステップと、該保持ステップを実施した後、該切削ブレードを回転させつつウエーハの外周縁に切り込ませるとともに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り落とす第１加工ステップと、該第１加工ステップを実施した後、該切削ブレードを該第１の幅より小さい距離だけウエーハの半径方向に移動し、該切削ブレードを回転させつつウエーハに切り込ませるとともに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り落とす第２加工ステップとを具備し、切り落としの幅が該第２の幅になるまで該第２加工ステップを繰り返すことを特徴とするウエーハの加工方法が提供される。

好ましくは、ウエーハの加工方法は、所定枚数のウエーハの外周縁を該第２の幅に切り落とした後、新たなウエーハに対して前記保持ステップを実施する前又は後に、前記切削ブレードの加工位置を前記チャックテーブルの中心に対して対称の反対側へ移動する切削ブレード加工位置変更ステップを更に具備し、該切削ブレード加工位置変更ステップを実施した後、新たなウエーハに対して前記第１及び第２加工ステップを実施する。

本発明のウエーハの加工方法によると、切り落とし幅より小さい幅（厚み）を有する切削ブレードで複数回にわたってウエーハの外周に円形加工を施すための切削抵抗が大きくなることがない。よって、加工送り速度を遅くする必要がなく、生産性を落とすことがない。

請求項２記載の発明によると、切削ブレードに偏磨耗が発生することを低減できる。

半導体ウエーハの表面側斜視図である。 表面に保護テープが貼着された状態の半導体ウエーハの裏面側斜視図である。 保持ステップを示す側面図である。 第１加工ステップを示す側面図である。 第１及び第２加工ステップを説明する模式的側面図である。 円形加工終了後のチャックテーブルに保持されたウエーハの側面図である。 切削ブレード加工位置変更ステップを示す側面図である。 ウエーハの裏面研削ステップを示す斜視図である。

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の斜視図である。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、該複数のストリート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を備えている。また、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。

本発明の加工方法を実施するのに当たり、図２に示すように、半導体ウエーハ１１の表面１１ａには表面に形成されたデバイス１５を保護するために保護テープ２３が貼着される。よって、半導体ウエーハ１１は裏面１１ｂが露出した状態となる。

図３を参照すると、切削装置１０のチャックテーブル１２で半導体ウエーハ１１の表面に貼着された保護テープ２３側を吸引保持した状態の側面図が示されている。半導体ウエーハ１１の外周には表面１１ａから裏面１１ｂに至る円弧状の面取り部２５が形成されている。

本実施形態の加工方法では、この面取り部２５を切削ブレードで切り落とす（除去する）加工方法について説明する。第１加工ステップを図４を参照して説明する。図４において、切削ユニット１４のスピンドル１６の先端には所定幅（例えば３００μｍ）の切削ブレード１８が装着されている。この切削ブレード１８を用いて、半導体ウエーハ１１の面取り部２５を円形に１ｍｍ切り落とす場合について以下に説明する。

第１加工ステップでは、高速で回転する切削ブレード１８を半導体ウエーハ１１の外周縁に位置付けて下降させた後、所定深さに達したらチャックテーブル１２を矢印ａ方向に１回転以上回転させ、半導体ウエーハ１１の外周縁を円形に切り落とす。

この第１加工ステップでは、切削ブレード１８の下降と同時にチャックテーブル１２の回転を開始してもよい。また、所定高さに位置付けた高速回転する切削ブレード１８とチャックテーブル１２とを水平方向に相対移動させることで半導体ウエーハ１１の外周縁に切削ブレード１８を切り込ませ、その後チャックテーブル１２を回転するようにしてもよい。

第１加工ステップが終了したら、切削ブレード１８を半導体ウエーハ１１上から上方に退避させ、切削ブレード１８を半導体ウエーハ１１の中心方向に例えば２８０μｍ移動させる。

そして、第１加工ステップと同様に、高速回転する切削ブレード１８を半導体ウエーハ１１に所定深さ切り込ませ、チャックテーブル１２を１回転以上回転させてウエーハの外周縁を切り落とす第２加工ステップを実施する。

この第２加工ステップを複数回繰り返すことにより、半導体ウエーハ１１の面取り部２５を外周縁から所定幅（１ｍｍ幅）円形に切り落とす。本実施形態では、図５に示すように、第２加工ステップを３回繰り返すことにより、半導体ウエーハ１１の外周縁から１ｍｍ幅を切り落とすことができる。

図６に第２加工ステップ終了後のチャックテーブル１２に保持された半導体ウエーハ１１の側面図が示されている。半導体ウエーハ１１の外周縁２７はウエーハ１１の表裏面に対して垂直に加工されている。

上述した実施形態では、第１加工ステップでウエーハ１１の最外周縁を切り落とし、第２加工ステップで半導体ウエーハ１１の外側から中心に向かって順次加工を施しているが、第１加工ステップで半導体ウエーハ１１の外周縁から所定幅内側に円形加工を施し、第２加工ステップではウエーハの中心から外側に向かって順次加工を施すようにしてもよい。

所定枚数の半導体ウエーハに対して外周縁を所定幅に渡り円形に切り落とす加工を施した後、図７に示すように、切削ブレード１８を矢印Ｙ１方向に移動して、切削ブレード１８の加工位置をチャックテーブル１２の中心に対して対称な反対側へ移動させる切削ブレード加工位置変更ステップを実施する。この切削ブレード加工位置変更ステップは、新たな半導体ウエーハ１１をチャックテーブル１２で吸引保持した後、実施するようにしてもよい。

切削ブレード加工位置変更ステップを実施した後、新たな半導体ウエーハ１１に対して上述したような第１及び第２加工ステップを施して、半導体ウエーハ１１の外周を所定幅に渡り切り落とす。

上述した加工方法を実施した後、研削装置を用いて半導体ウエーハ１１の裏面１１ｂを研削して半導体ウエーハ１１を所定の厚み（例えば５０μｍ）に加工する裏面研削ステップを実施する。

この裏面研削ステップについて図８を参照して説明する。図８は研削装置２０の要部斜視図を示しており、研削ユニット２４のスピンドル２６の先端にはホイールマウント２８が固定されており、このホイールマウント２８に対して複数のねじ２９により研削ホイール３０が着脱可能に装着されている。研削ホイール３０は、環状基台３２の下端部外周に複数の研削砥石３４が環状に配設されて構成されている。

この裏面研削ステップでは、研削装置２０のチャックテーブル２２で保護テープ２３側を吸引保持し半導体ウエーハ１１の裏面１１ｂを露出させる。チャックテーブル２２を矢印ａ方向に例えば３００ｒｐｍで回転しつつ、研削ホイール３０をチャックテーブル２２と同一方向に、即ち矢印ｂ方向に例えば６０００ｒｐｍで回転させるとともに、図示しない研削ユニット送り機構を作動して研削砥石３４を半導体ウエーハ１１の裏面１１ｂに接触させる。

そして、研削ホイール３０を所定の研削送り速度（例えば３．０μｍ／秒）で下方に所定量研削送りして、半導体ウエーハ１１の研削を実施する。図示しない接触式又は非接触式の厚み測定ゲージによって半導体ウエーハ１１の厚みを測定しながら半導体ウエーハ１１を所望の厚み、例えば５０μｍの厚みに仕上げる。

半導体ウエーハ１１は上述した実施形態の加工方法により、面取り部２５が切り落とされているため、半導体ウエーハ１１の裏面１１ｂを研削して半導体ウエーハ１１を薄化しても、外周にナイフエッジが形成されることはない。

上述した本発明実施形態の半導体ウエーハの加工方法によると、幅の小さい（厚みが薄い）切削ブレード１８で半導体ウエーハ１１の外周縁を複数回に渡り円形加工を施して、半導体ウエーハ１１の外周縁から所望の幅を切り落とすため、切削ブレード１８の切削抵抗が大きくなることはない。

従って、加工送り速度を遅くする必要がなく、生産性を落とすことがない。また、切削ブレード加工位置変更ステップを必要に応じて実施することにより、切削ブレード１８に偏磨耗が発生することを低減できる。

本発明の加工方法は、上述した半導体ウエーハ１１の裏面１１ｂからのフルカットに限らず、研削仕上げ厚みに至る深さまでウエーハ１１の表面１１ａから切り込む加工や、貼り合わせウエーハにおいて、片方のウエーハの外周を切り落とす加工にも本発明の加工方法は同様に適用することができる。

１１ 半導体ウエーハ
１２ チャックテーブル
１４ 切削ユニット
１８ 切削ブレード
２３ 保護テープ
２４ 研削ユニット
２５ 面取り部
３０ 研削ホイール
３４ 研削砥石

Claims (3)

1. 第１の幅を有する切削ブレードを用いてウエーハの外周縁を該第１の幅より広い第２の幅に切り落とすウエーハの加工方法であって、
   回転可能なチャックテーブルでウエーハを保持する保持ステップと、
   該保持ステップを実施した後、該切削ブレードを回転させつつウエーハの外周縁に切り込ませるとともに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り落とす第１加工ステップと、
   該第１加工ステップを実施した後、該切削ブレードを該第１の幅より小さい距離だけウエーハの半径方向に移動し、該切削ブレードを回転させつつウエーハに切り込ませるとともに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り落とす第２加工ステップとを具備し、
   切り落としの幅が該第２の幅になるまで該第２加工ステップを繰り返すことを特徴とするウエーハの加工方法。
2. 該第１加工ステップでは、該切削ブレードを回転させつつウエーハの最外周縁に切り込ませるとともに該チャックテーブルを回転させてウエーハの最外周縁を切り落とし、
   該第２加工ステップでは、ウエーハの半径方向外側から内側に向かって順次加工する請求項１記載のウエーハの加工方法。
3. 所定枚数のウエーハの外周縁を該第２の幅に切り落とした後、新たなウエーハに対して前記保持ステップを実施する前又は後に、前記切削ブレードの加工位置を前記チャックテーブルの中心に対して対称の反対側へ移動する切削ブレード加工位置変更ステップを更に具備し、
   該切削ブレード加工位置変更ステップを実施した後、新たなウエーハに対して前記第１及び第２加工ステップを実施する請求項１又は２記載のウエーハの加工方法。

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