JP2017092344A - ウエーハの加工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】デバイス領域が狭まることを回避し、生産性を向上すること。【解決手段】ウエーハ１の表面側を吸着テーブル１００に保持し、デバイス領域１ａに対応するウエーハ１の裏面を、粗研削ホイール１３を用いてリング状補強部１ｂを残してウエーハ１を凹状に加工する粗研削ステップＳ１と、粗研削ステップＳ１を実施した後に、粗研削ステップＳ１における砥石位置よりも内周側の、余裕幅ｄ２分ホイール基台２３ａの半径方向内側に仕上げ研削ホイール２３を位置付け、仕上げ厚みｔ１までウエーハ１をさらに凹状に研削する仕上げ研削ステップＳ２と、仕上げ研削ステップＳ２を実施した後に、仕上げ研削ホイール２３を仕上げ研削位置から余裕幅ｄ２分ホイール基台２３ａの半径方向外側に水平移動し、リング状補強部１ｂに沿って上昇させ、余裕幅ｄ２分の残存領域１ｃを除去する残存領域除去ステップＳ３と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、ウエーハの加工方法に関する。

近年、電子機器は、小型化・薄型化が顕著である。これに伴って、半導体チップ（以下、単に「チップ」という）も小型化・薄型化したものが求められる。このため、半導体ウエーハ（以下、単に「ウエーハ」という）も薄型化する必要がある。しかし、ウエーハを薄型化すると、ウエーハを薄型化した後の工程において、ウエーハの取り扱いが困難になったり、ウエーハが割れやすくなったりする。

そこで、チップが形成された円形のデバイス領域のみを裏面側から研削して薄型化し、その周囲の外周余剰領域を肉厚のリング状補強部として残存させる技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。この技術は、外周余剰領域をリング状補強部として残存させることにより、ウエーハを薄型化した後の工程においても、ウエーハの取り扱いを容易にし、ウエーハを割れにくくする。なお、本明細書において、このようにリング状補強部を残存させたウエーハを「たいこウエーハ」という。

このようなたいこウエーハについて、デバイス領域やチップに個片化した後に生じる破損などの問題の発生を回避し、生産性を向上するために、粗研削である程度研削した後に、細かい砥粒の砥石で仕上げ研削を行う技術が知られている（例えば、特許文献２参照）。この技術では、仕上げ研削時に、研削ホイールがリング状補強部に接触してリング状補強部を破損しないように、リング状補強部の内周から内側に余裕幅を持って研削ホイールの仕上げ砥石を位置付けて仕上げ研削を行う。

特開２００４−２８１５５１号公報 特開２００７−１７３４８７号公報

ところが、上記のように粗研削後に仕上げ研削を行うと、たいこウエーハには、リング状補強部の内周から内側に余裕幅分の残存領域が生じてしまう。たいこウエーハに生じた残存領域には研削ホイールの仕上げ砥石が接触せず研削されないため、たいこウエーハは、仕上げ厚みまで薄型化することができない。これにより、たいこウエーハの残存領域が生じた部分は、デバイスとして使用することができない。このため、たいこウエーハは、デバイス領域が狭まるおそれがある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、その目的は、デバイス領域が狭まることを回避し、生産性を向上したウエーハの加工方法を提供することにある。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のウエーハの加工方法は、表面に複数のデバイスが形成されたデバイス領域と、該デバイス領域を囲繞する外周余剰領域に対応する裏面にリング状のリング状補強部を形成するウエーハの加工方法であって、ウエーハの表面側を吸着テーブルに保持し、前記デバイス領域に対応するウエーハの裏面を、粗研削ホイールを用いて該リング状補強部を残してウエーハを凹状に加工する粗研削ステップと、該粗研削ステップを実施した後に、該粗研削ステップにおける砥石位置よりも内周側の、余裕幅分内側に仕上げ研削ホイールを位置付け、仕上げ厚みまでウエーハをさらに凹状に研削する仕上げ研削ステップと、該仕上げ研削ステップを実施した後に、該仕上げ研削ホイールを該仕上げ研削位置から該余裕幅分外周側に水平移動し、該リング状補強部に沿って上昇させ、該余裕幅分の残存領域を除去する残存領域除去ステップと、を備えることを特徴とする。

また、ウエーハの加工方法において、該粗研削ホイール及び該仕上げ研削ホイールは、リング状のホイール基台と、該ホイール基台の自由端部に環状に固定された複数の研削砥石とから構成され、各研削砥石は、矩形形状のセグメント砥石であり、外周端面が半径方向内側から外側に、及び、該自由端部側から下方に向かって広がるように傾斜した形状に形成されている、ことが好ましい。

本願発明のウエーハの加工方法によれば、デバイス領域が狭まることを回避し、生産性を向上することができる。

図１は、実施形態に係るウエーハの加工方法のフロー図である。 図２は、実施形態に係るウエーハの加工方法の研削手段周りの構成例を示す斜視図である。 図３は、実施形態に係るウエーハの加工方法の粗研削ステップにおける研削手段周りの構成例を示す断面図である。 図４は、実施形態に係るウエーハの加工方法の仕上げ研削ステップにおける研削手段周りの構成例を示す断面図である。 図５は、実施形態に係るウエーハの加工方法の残存領域除去ステップにおける研削手段周りの構成例を示す断面図である。

以下、本発明に係る実施形態につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換または変更を行うことができる。

図１は、実施形態に係るウエーハの加工方法のフロー図である。図２は、実施形態に係るウエーハの加工方法の研削手段周りの構成例を示す斜視図である。図３は、実施形態に係るウエーハの加工方法の粗研削ステップにおける研削手段周りの構成例を示す断面図である。図４は、実施形態に係るウエーハの加工方法の仕上げ研削ステップにおける研削手段周りの構成例を示す断面図である。図５は、実施形態に係るウエーハの加工方法の残存領域除去ステップにおける研削手段周りの構成例を示す断面図である。

本実施形態に係るウエーハの加工方法は、粗研削用の第１研削手段１０と仕上げ研削用の第２研削手段２０とによりウエーハ１を仕上げ厚みｔ１まで研削する。ウエーハの加工方法は、図１に示すように、粗研削ステップＳ１、仕上げ研削ステップＳ２、残存領域除去ステップＳ３、の順で処理を実行する。本実施形態では、ウエーハの加工方法は、粗研削ステップＳ１で、ウエーハ１の外周側にリング状補強部１ｂを残して仕上げ厚みｔ１より厚い粗研削厚みｔ２まで研削し、仕上げ研削ステップＳ２で、残存領域１ｃを残して仕上げ厚みｔ１まで研削し、残存領域除去ステップＳ３で、残存領域１ｃを除去する。

まず、粗研削ステップＳ１に先立って、半導体デバイスが形成されたウエーハ１の表面に保護テープ２を貼る。具体的に、保護テープ２は、例えば７０〜２００μｍ程度の厚みのポリオレフィンなどの基材フィルムの片面に、例えば５〜２０μｍ程度の粘着材を塗布したものである。保護テープ２は、粘着材を塗布した面とウエーハ１の表面とが相対するように貼る。保護テープ２は、後工程によっては耐熱性のものとしてもよい。そして、保護テープ２を貼ったウエーハ１を、図示しない供給・回収カセットに収納する。そして、図示しない移送機構によって、供給・回収カセットから１枚のウエーハ１を取り出して表裏反転させる。そして、ウエーハ１を、裏面側を上に向けた状態で図示しない研削装置の吸着テーブル１００上に載置する。そして、ウエーハ１が載置された吸着テーブル１００の図示しない真空装置を作動させることで、裏面側を上向きとしてウエーハ１の表面を吸着テーブル１００上に吸着保持する。

つぎに、粗研削ステップＳ１を実行する。粗研削ステップＳ１では、研削装置の粗研削用の第１研削手段１０を使用する。

研削装置は、図２に示すように、ウエーハ１を吸着保持する吸着テーブル１００を備える。吸着テーブル１００は、板厚方向に貫通する多数の細かな吸引孔を有する多孔質の材料で形成されている。吸着テーブル１００は、真空チャック方式でウエーハ１を吸着保持する。吸着テーブル１００は、例えば円盤状で回転自在なターンテーブルに設けられて位置変位可能である。吸着テーブル１００は、回転駆動機構によって、一方向または両方向に独自に回転可能に設けられている。本実施形態において、研削装置は、粗研削用の第１研削手段１０と、仕上げ研削用の第２研削手段２０とを備える。

図３に示す第１研削手段１０は、吸着テーブル１００に対向している。第１研削手段１０は、図示しない支持機構によって上下方向に昇降自在に取り付けられている。第１の研削手段１０は、研削装置の所定の粗研削位置において吸着テーブル１００に対向して、図示しない支持機構によって上下方向に昇降自在に取り付けられ、ボールネジ、ボールナットおよびモータ等からなる図示しない第１の送り駆動機構によって昇降されることで研削送り可能とされている。第１研削手段１０は、円筒状のスピンドル１１の回転軸にホイールマウント１２を介して、粗研削ホイール１３が取り付けられている。粗研削ホイール１３は、リング状のホイール基台１３ａと、ホイール基台１３ａの自由端部に環状に固定された複数のチップ状の研削砥石１３ｂとを有する。粗研削ホイール１３は、ホイール基台１３ａを介してホイールマウント１２に取り付けられている。研削砥石１３ｂは、ホイール基台１３ａを介してホイールマウント１２の下面に固着されている。研削砥石１３ｂは、スピンドル１１の回転軸と平行な断面形状が矩形形状のセグメント砥石である。研削砥石１３ｂは、例えば砥粒径＃３２〜６００程度のレジンまたはビトリファイドボンド砥粒で構成された粗研削用の砥石である。研削砥石１３ｂは、外周端面が、ホイール基台１３ａの半径方向内側から外側に、及び、ホイール基台１３ａの自由端部側から下方に向かって、傾斜した形状に形成されている。最もホイール基台１３ａの半径方向外側に配置された研削砥石１３ｂは、外周端面が、ホイール基台１３ａの半径方向外側に突出している。ホイール基台１３ａに環状に固定された複数の研削砥石１３ｂによって形成される外周端面が、ホイール基台１３ａの半径方向外側に、及び、ホイール基台１３ａの自由端部側から下方に向かって広がるように、各研削砥石１３ｂは、配置されている。このため、研削砥石１３ｂの回転直径は、下端において最大となる。研削砥石１３ｂの回転直径は、デバイス領域１ａに対応するウエーハ１の裏面を全面に亘って研削するために、ウエーハ１の直径のほぼ半分とされている。モータ１４は、スピンドル１１の回転軸を回転させる。

粗研削ステップＳ１は、ウエーハ１の表面側を吸着テーブル１００に保持し、図３に示すように、デバイス領域１ａに対応するウエーハ１の裏面を、粗研削ホイール１３を用いてリング状補強部１ｂを残して凹状に研削するステップである。より詳しくは、研削砥石１３ｂを、デバイス領域１ａに対応するウエーハ１の裏面に位置付ける。このとき、最もホイール基台１３ａの半径方向外側に配置された研削砥石１３ｂの砥石位置は、ウエーハ１の外周よりもｄ１（補強リング幅）だけ半径方向内側に位置付ける。そして、粗研削ホイール１３を回転させながら第１送り駆動機構によって下方へ加工送りして、研削砥石１３ｂをウエーハ１の裏面に押圧する。吸着テーブル１００も回転駆動されることで、吸着保持されたウエーハ１も回転する。そして、デバイス領域１ａに対応するウエーハ１の厚みが粗研削厚みｔ２となるまで、第１研削手段１０を下方へ加工送りして、デバイス領域１ａに対応するウエーハ１の裏面を粗研削する。デバイス領域１ａに対応するウエーハ１の厚みが粗研削厚みｔ２となると、第１研削手段１０の下方への加工送りを停止する。このようにして、粗研削ステップＳ１では、ウエーハ１が、デバイス領域１ａを囲繞する外周余剰領域に対応する裏面にリング状のリング状補強部１ｂを残して粗研削される。

粗研削ステップＳ１を実行した後、仕上げ研削ステップＳ２を実行する。仕上げ研削ステップＳ２では、研削装置の仕上げ研削用の第２研削手段２０を使用する。

図４、図５に示す第２研削手段２０は、第１研削手段１０と同様に構成されている。第２研削手段２０の各構成要素には、第１研削手段１０の各構成要素と対応する符号を付し詳細な説明を省略する。第２研削手段２０は、円筒状のスピンドル２１の回転軸にホイールマウント２２を介して、仕上げ研削ホイール２３が取り付けられている。仕上げ研削ホイール２３は、リング状のホイール基台２３ａと、ホイール基台２３ａの自由端部に環状に固定された複数のチップ状の研削砥石２３ｂとを有する。研削砥石２３ｂは、研削砥石１３ｂよりも砥粒径が小さい砥粒で構成された仕上げ研削用の砥石である。

仕上げ研削ステップＳ２は、図４に示すように、粗研削ステップＳ１における砥石位置よりも内周側の、余裕幅ｄ２分ホイール基台２３ａの半径方向内側に仕上げ研削ホイール２３を位置付け、デバイス領域１ａに対応するウエーハ１の裏面を、仕上げ厚みｔ１までさらに凹状に研削するステップである。より詳しくは、粗研削ステップＳ１が終了したウエーハ１を吸着保持した吸着テーブル１００を、ターンテーブルの回転で第２研削手段２０の直下に移動する。そして、最もホイール基台２３ａの半径方向外側に配置された研削砥石２３ｂの砥石位置を、粗研削ステップＳ１の砥石位置よりも余裕幅ｄ２分半径方向内側に位置付ける。そして、仕上げ研削ホイール２３を回転させながら図示しない第２送り駆動機構によって下方へ加工送りして、研削砥石２３ｂをウエーハ１の裏面に押圧する。吸着テーブル１００も回転駆動されることで、吸着保持されたウエーハ１も回転する。そして、デバイス領域１ａに対応するウエーハ１の厚みが仕上げ厚さｔ１となるまで、第２研削手段２０を下方へ加工送りして、デバイス領域１ａに対応するウエーハ１の裏面を仕上げ研削する。デバイス領域１ａに対応するウエーハ１の厚みが仕上げ厚さｔ１となると、第２研削手段２０の下方への加工送りを停止する。このようにして、仕上げ研削ステップＳ２では、ウエーハ１が、デバイス領域１ａに対応するウエーハ１の厚みが仕上げ厚さｔ１となるまで、さらに凹状に仕上げ研削される。仕上げ研削ステップＳ２によって、ウエーハ１には、リング状補強部１ｂの下部に、余裕幅ｄ２分ホイール基台２３ａの半径方向内側に残存領域１ｃが形成される。このように、仕上げ研削ステップＳ２を実行した後のウエーハ１は、粗研削ステップＳ１を実行した後のウエーハ１よりも、面粗さが小さく、より平坦になっている。

仕上げ研削ステップＳ２を実行した後、残存領域除去ステップＳ３を実行する。残存領域除去ステップＳ３では、引き続き仕上げ研削用の第２研削手段２０を使用する。

残存領域除去ステップＳ３は、図５に示すように、仕上げ研削ステップＳ２における仕上げ研削位置から余裕幅ｄ２分ホイール基台２３ａの半径方向外側に仕上げ研削ホイール２３を水平移動した状態から、仕上げ研削ホイール２３をリング状補強部１ｂに沿って上昇させ、余裕幅ｄ２分の残存領域１ｃを除去するステップである。より詳しくは、最もホイール基台２３ａの半径方向外側に配置された研削砥石２３ｂの砥石位置を、仕上げ研削ステップＳ２の砥石位置よりも余裕幅ｄ２分ホイール基台２３ａの半径方向外側に位置付ける。そして、仕上げ研削ホイール２３を回転させながら第２送り駆動機構によって上方へ加工送りして、研削砥石２３ｂを残存領域１ｃの内周面に押圧する。吸着テーブル１００も回転駆動されることで、吸着保持されたウエーハ１も回転する。そして、研削砥石２３ｂの下端がウエーハ１の上端より上方に抜けるまで、第２研削手段２０を上方へ加工送りして、残存領域１ｃを仕上げ研削して除去する。研削砥石２３ｂの下端がウエーハ１の上端まで達したら、第２研削手段２０の上方への加工送りを停止する。このようにして、残存領域除去ステップＳ３では、ウエーハ１が、仕上げ研削されて、残存領域１ｃが除去される。

このような粗研削ステップＳ１、仕上げ研削ステップＳ２、残存領域除去ステップＳ３を実行することにより、表面に複数のデバイスが形成されたデバイス領域１ａと、このデバイス領域１ａを囲繞する外周余剰領域に対応する裏面にリング状補強部１ｂとを備えるたいこウエーハが形成される。

以上のように、本実施形態に係るウエーハの加工方法によれば、仕上げ研削ステップＳ２において、リング状補強部１ｂの下部に、余裕幅ｄ２分ホイール基台２３ａの半径方向内側に残存領域１ｃが形成される。残存領域除去ステップＳ３において、最もホイール基台２３ａの半径方向外側に配置された研削砥石２３ｂの砥石位置を、仕上げ研削ステップＳ２の砥石位置よりも余裕幅ｄ２分ホイール基台２３ａの半径方向外側に位置付けて、第２研削手段２０を上方へ加工送りする。このようにして、残存領域除去ステップＳ３において、仕上げ研削ステップＳ２で形成された残存領域１ｃを除去することができる。このウエーハの加工方法によって加工されたウエーハ１は、デバイス領域１ａに対応する部分の厚みが仕上げ厚さｔ１となり、デバイス領域１ａを囲繞する外周余剰領域に対応する裏面にリング状補強部１ｂが形成される。つまり、ウエーハ１には、デバイス領域１ａに対応する部分に仕上げ厚さｔ１より厚くなる部分が形成されない。このため、ウエーハ１は、デバイス領域１ａの全面をデバイスとして使用することができる。このように、このウエーハの加工方法によれば、デバイス領域が狭まることを回避することができる。これにより、このウエーハの加工方法は、生産性を向上することができる。

しかも、残存領域除去ステップＳ３では、仕上げ研削ステップＳ２に引き続き仕上げ研削用の第２研削手段２０を使用することができる。このため、仕上げ研削ステップＳ２と残存領域除去ステップＳ３との間で、例えば吸着テーブル１００を、ターンテーブルの回転で第２研削手段２０と異なる残存領域除去ステップＳ３用の研削手段の直下に移動するといった工程が不要になる。さらにまた、残存領域除去ステップＳ３は、仕上げ研削ステップＳ２後に、仕上げ研削ステップＳ２における仕上げ研削位置から仕上げ研削ホイール２３を水平移動した状態から、仕上げ研削ホイール２３をリング状補強部１ｂに沿って上昇させることで、実行することができる。このため、残存領域除去ステップＳ３は、他の加工装置を必要とせずに、既存の研削装置で実行することができる。このように、ウエーハの加工方法は、仕上げ研削ステップＳ２後に残存領域除去ステップＳ３を追加することを、生産性を大きく損なわずに実現可能である。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。すなわち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。例えば、研削砥石１３ｂ及び研削砥石２３ｂは、外周端面が、ホイール基台１３ａまたはホイール基台２３ａの半径方向内側から外側に、及び、ホイール基台１３ａまたはホイール基台２３ａの自由端部側から下方に向かって、傾斜した形状に形成されているものとして説明したが、この形状に限定されない。例えば、研削砥石１３ｂ及び研削砥石２３ｂは、外周端面が、ホイール基台１３ａまたはホイール基台２３ａの自由端部側から下方に向かって、スピンドル１１またはスピンドル２１の回転軸と平行に延びて形成されていてもよい。例えば、研削砥石１３ｂは、外周端面が、ホイール基台１３ａの自由端部側から下方に向かって、スピンドル１１の回転軸と平行に延びて形成され、研削砥石２３ｂは、外周端面が、ホイール基台２３ａの半径方向内側から外側に、及び、ホイール基台２３ａの自由端部側から下方に向かって、傾斜した形状に形成されていてもよい。

１ ウエーハ
１ａ デバイス領域
１ｂ リング状補強部
１ｃ 残存領域
１０ 第１研削手段
１３ 粗研削ホイール
１３ａ ホイール基台
１３ｂ 研削砥石
２０ 第２研削手段
２３ 仕上げ研削ホイール
２３ａ ホイール基台
２３ｂ 研削砥石
１００ 吸着テーブル
ｄ１ 仕上げ幅
ｄ２ 余裕幅
ｔ１ 仕上げ厚み
ｔ２ 粗研削厚み

Claims (2)

1. 表面に複数のデバイスが形成されたデバイス領域と、該デバイス領域を囲繞する外周余剰領域に対応する裏面にリング状のリング状補強部を形成するウエーハの加工方法であって、
   ウエーハの表面側を吸着テーブルに保持し、前記デバイス領域に対応するウエーハの裏面を、粗研削ホイールを用いて該リング状補強部を残してウエーハを凹状に加工する粗研削ステップと、
   該粗研削ステップを実施した後に、該粗研削ステップにおける砥石位置よりも内周側の、余裕幅分内側に仕上げ研削ホイールを位置付け、仕上げ厚みまでウエーハをさらに凹状に研削する仕上げ研削ステップと、
   該仕上げ研削ステップを実施した後に、該仕上げ研削ホイールを該仕上げ研削位置から該余裕幅分外周側に水平移動し、該リング状補強部に沿って上昇させ、該余裕幅分の残存領域を除去する残存領域除去ステップと、
   を備えることを特徴とするウエーハの加工方法。
2. 該粗研削ホイール及び該仕上げ研削ホイールは、リング状のホイール基台と、該ホイール基台の自由端部に環状に固定された複数の研削砥石とから構成され、
   各研削砥石は、矩形形状のセグメント砥石であり、外周端面が半径方向内側から外側に、及び、該自由端部側から下方に向かって広がるように傾斜した形状に形成されている、
   請求項１に記載のウエーハの加工方法。

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