JP2024022855A - ウェーハの加工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】エッジトリミングに供される切削ブレードのドレスの頻度を低減して生産性を高めることができるウェーハの加工方法を提供すること。【解決手段】ウェーハＷの外周環状領域Ｗａを切削ブレード２で切削して所定深さまで除去する加工方法は、ウェーハＷを保持テーブル１で保持する保持ステップと、切削ブレード２の一方の面側部分２Ａを保持テーブル１に保持されたウェーハＷの外周環状領域Ｗａに位置づけて所定深さｈ１だけ切り込ませ、保持テーブル１を少なくとも１回転させて外周環状領域Ｗａに環状の切削溝Ｗ１を形成する第１切削ステップと、切削ブレード２の他方の面側部分２Ｂを保持テーブル１に保持されたウェーハＷの外周環状領域Ｗａに位置づけて切削溝Ｗ１に切り込ませ、保持テーブル１を少なくとも１回転させて切削溝Ｗ１の底面を研削して平坦化する第２切削ステップと、を経てウェーハＷの外周環状領域Ｗａを所定深さまで除去する。【選択図】図９

Description

本発明は、ウェーハの外周環状領域（面取り部）を切削ブレードによって切削して除去（エッジトリミング）するウェーハの加工方法に関する。

各種電子機器に用いられるＩＣやＬＳＩなどの半導体デバイスの製造工程においては、半導体デバイスの小型化と軽量化のために、ウェーハの裏面が研削されて該ウェーハが所定の厚さまで薄肉化されている。特に近年、電子機器の薄型化や小型化などの要求に応えるため、半導体デバイスを薄く形成することが求められている。

ところで、ウェーハは、製造工程中に割れが発生し易いため、これを研削加工する前にその外周縁を円弧曲面状に面取りするようにしている。このように外周縁が面取りされたウェーハの裏面を研削加工によって薄肉化すると、該ウェーハの外周縁に、円弧曲面状の面取り部と平坦な研削面とによって先鋭なナイフエッジ部が形成され、このナイフエッジ部に欠けが生じて当該ウェーハが破損し易くなる。

そこで、ウェーハの裏面を研削加工する前に、該ウェーハの外周縁の面取り部を切削ブレードによって切削して除去するエッジトリミングが実施されている。このエッジトリミングに関して、特許文献１には、厚み方向の中心から一面側の粗切削ブレードと他面側の仕上げ切削ブレードとからなる積層切削ブレードを用いたウェーハの加工方法が提案されている。具体的には、この加工方法は、積層切削ブレードの一方の粗切削ブレードによってウェーハの面取り部（外周環状除去領域）を第１の深さへ切り込ませ、ウェーハを１回転させて該ウェーハの面取り部を部分的に除去する粗切削ステップと、他方の仕上げ切削ブレードを第１の深さよりも深い第２の深さへ切り込ませ、ウェーハを１回転させて面取り部を除去する仕上げ切削ステップを経てウェーハのエッジトリミングを行う方法である。

また、特許文献２には、複数枚のウェーハの面取り部を切削ブレードの片面側で行って該切削ブレードの片面側が偏摩耗すると、切削ブレードの他面側で複数枚のウェーハのエッジトリミングを行うようにしたウェーハの加工方法が提案されている。

特許第６０１６４７３号公報 特許第５３１３０１４号公報

しかしながら、特許文献１において提案された方法では、二層構造の積層切削ブレードを使用するため、該積層切削ブレードのコストが高くなるという問題がある。また、積層切削ブレードが偏摩耗したために刃先をドレス（整形）する必要が生じた場合には、それぞれの層（粗切削ブレードと仕上げ切削ブレード）に適合する条件でドレスしなければ２つの層の刃先を平坦に仕上げることができない可能性がある。

特許文献２において提案された方法では、切削ブレードの片面側で複数枚のウェーハのエッジトリミングを行い、切削ブレードの片面側の偏摩耗量が大きくなると、該切削ブレードの他面側で複数枚のウェーハのエッジトリミングを行うため、各ウェーハのエッジトリミングの精度が次第に低下するという問題がある。

近年、ウェーハのエッジトリミングにおいては、高い切り込み精度が要求されてきており、切削ブレードが偏摩耗して刃先の形状が平坦面から若干でも崩れてしまうと、該切削ブレードに高い切り込み精度を維持することができないため、切削ブレードに対するドレスを実施する頻度が増えて生産性が低下してしまう。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、その目的は、切削ブレードのドレスの頻度を低減して生産性を高め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。

上記目的を達成する本発明は、ウェーハの外周から径方向所定幅の外周環状領域を切削ブレードで切削して所定深さまで除去するウェーハの加工方法であって、ウェーハを保持テーブルで保持する保持ステップと、該切削ブレードの一方の面側部分を該保持テーブルに保持されたウェーハの該外周環状領域に位置づけて所定深さだけ切り込ませ、該保持テーブルを少なくとも１回転させて該外周環状領域に環状の切削溝を形成する第１切削ステップと、該第１切削ステップを実施した後、該切削ブレードの他方の面側部分を該保持テーブルに保持されたウェーハの該外周環状領域に位置づけて該切削溝に切り込ませ、該保持テーブルを少なくとも１回転させて該切削溝の底面を研削して平坦化する第２切削ステップと、を経てウェーハの外周環状領域を所定深さまで除去することを特徴とする。

本発明によれば、第１切削ステップにおいて、切削ブレードの一方の面側部分でウェーハの外周環状領域の大半を除去するため、第２切削ステップにおける切削ブレードの他方の面側部分によるウェーハの切削量が僅かとなる。このため、切削ブレードの一方の面側部分と他方の面側が同時に偏摩耗することがなく、切削ブレードの刃先を整形するドレスの頻度を低く抑えて生産性を高めることができる。

また、第２切削ステップにおいて、切削ブレードの摩耗の少ない他方の面側部分の平坦な刃先によって切削溝の底面を研削して該底面を平坦に仕上げることができる。

ウェーハの平面図である。 図１のＡ－Ａ線断面図である。 本発明方法の保持ステップを示す部分側面図である。 本発明方法の第１切削ステップを示す部分側面図である。 本発明方法の第１切削ステップを示す平面図である。 （ａ）～（ｃ）は本発明方法の第１切削ステップによるウェーハのエッジトリミングをその工程順に示す図４のＢ部拡大詳細図である。 本発明方法の第２切削ステップを示す部分側面図である。 本発明方法の第２切削ステップを示す平面図である。 （ａ）～（ｃ）は本発明方法の第２切削ステップによるウェーハのエッジトリミングをその工程順に示す図７のＣ部拡大詳細図である。 （ａ）～（ｄ）は別の加工方法におけるウェーハのエッジトリミングをその工程順に示す部分断面図である。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

図１に示す薄い円板状のウェーハＷは、その表面（図１及び図２においては、上面）が直交する２方向の複数の分割予定ライン（ストリート）Ｌによって格子状の複数の矩形領域に区画されており、各矩形領域には、ＩＣやＬＳＩなどのデバイスＤがそれぞれ形成されている。そして、このように多数のデバイスＤが形成されたウェーハＷを分割予定ラインＬに沿って切断することによって、複数の半導体チップが得られる。なお、ウェーハＷの外周の１箇所には、当該ウェーハＷの結晶方位を示すマークとしてＶ字状に切り欠かれたノッチＮが形成されている。

ところで、ウェーハＷは、その裏面（図２の下面）が所定厚みになるまで研削加工されるが、この研削加工を行う前に、図２に示すように、その外周縁が面取り加工されて凸円弧曲面（Ｒ曲面）状の面取り部Ｒが形成されている。そして、ウェーハＷの面取り部Ｒを含む外周環状領域（図１に示すように、ウェーハＷの外周から径方向内側の所定幅ｂの円環状領域（図１にハッチングを付した領域））Ｗａが本発明に係る加工方法によって切削されて除去される。

以下に本発明に係るウェーハの加工方法を図３～図９に基づいて説明する。

本発明に係るウェーハＷの加工方法は、１）保持ステップと、２）第１切削ステップと、３）第２切削ステップを順次経てウェーハＷの外周環状領域Ｗａの表面（図２の上面）を所定深さだけ切削して除去する方法である。以下に１）保持ステップと、２）第１切削ステップ及び３）第２切削ステップについて具体的に説明する。

１）保持ステップ：
保持ステップにおいては、図３に示すように、ウェーハＷがその裏面（デバイスＤが形成されていない側の面）を下にして保持テーブル１上に載置され、不図示の吸引手段によって保持テーブル１の上面（保持面）１ａに吸引保持される。ここで、保持テーブル１は、ウェーハＷの外径と略同径の円柱状部材であって、その上面（保持面）１ａは、不図示の吸引路を経て真空ポンプなどの不図示の吸引源に選択的に接続される。

２）第１切削ステップ：
第１切削ステップにおいては、図４、図５及び図６（ａ）に示すように、回転する切削ブレード２の一方の面側部分（粗研削部分）２Ａが保持テーブル１の保持面１ａに保持されたウェーハＷの外周環状領域Ｗａに位置づけられる。ここで、切削ブレード２は、図４及び図５に示す切削ユニット１０のスピンドル３の先端にマウントフランジ４と固定ナット５によって着脱可能に取り付けられており、スピンドル３が不図示のスピンドルモータによって水平な中心軸回りに回転駆動されることによってスピンドル３と共に所定の速度で回転する。なお、切削ブレード２は、電鋳ブレードやメタルボンドブレード、ビトリファイドボンドブレードなどによって構成されている。

ところで、本実施形態において使用される切削ブレード２は、一体に構成されているが、その一方の面側部分（粗研削部分）２Ａが当該第１切削ステップにおけるウェーハＷの切削に使用され、他方の面側部分（仕上げ研削部分）２Ｂが後述の第２切削ステップにおけるウェーハＷの切削に使用される。なお、図４～図６においては、便宜上、切削ブレード２の一方の面側部分２Ａと他方の面側部分２Ｂとを仮想線（一点鎖線）で区画しているが、切削ブレード２の砥粒の大きさや含有率、ボンドの素材などを含む組成は同一（完全同一だけでなく実質同一を含む）である。

また、切削ブレード２においては、図６に示すように、第２切削ステップで使用される他方の面側部分２Ｂの刃幅方向の厚みｔ２は、第１切削ステップで使用される一方の面側部分２Ａの刃幅方向の厚みｔ１よりも大きく設定されている（ｔ２＞ｔ１）。なお、切削ブレード２の一方の面側部分２Ａの厚みｔ１と他方の面側部分２Ｂの厚みｔ２は、ウェーハＷの外周環状領域Ｗａの径方向の幅ｂ（図６（ｂ），（ｃ）参照）よりも大きく設定されており、これらのｔ１，ｔ２，ｂの間には、ｔ２＞ｔ１＞ｂの大小関係が成立している。なお、切削ブレード２の一方の面側部分２Ａの厚みｔ１と他方の面側部分２Ｂの厚みｔ２とは、外周環状領域Ｗａの径方向の幅ｂより小さくてもよく、その場合は、切削ブレード２と保持テーブル１とを相対的に径方向に移動させて、保持テーブル１を２回転以上させることで、環状領域Ｗａを所望する幅ｂで切削する。

前述のように、回転する切削ブレード２の一方の面側部分（粗研削部分）２Ａが保持テーブル１に保持されたウェーハＷの外周環状領域Ｗａに位置づけられると（図６（ａ）参照）、該切削ブレード２を不図示の昇降機構によって下降させて図６（ｂ）に示すように所定の第１深さｈ１だけ切り込ませる。そして、保持テーブル１をウェーハＷと共に少なくとも１回転させると、図６（ｃ）に示すように、ウェーハＷの外周環状領域Ｗａに環状の第１切削溝Ｗ１が形成される。なお、第１切削ステップにおいては、切削ブレード２の切り込み方向がウェーハＷに対して下から上に向かって抜けるダウンカットとなるように、切削ブレード２とウェーハＷの回転方向がそれぞれ設定される。

この第１切削ステップにおいては、切削ブレード２の一方の面側部分２ＡによってウェーハＷの外周環状領域Ｗａの大半が研削されて除去されるが、この研削によって該切削ブレード２の一方の面側部分２Ａの刃先は、図６（ｂ）に示すように、徐々に円弧凹曲面状に摩耗する。このため、図６（ｃ）に示すように、ウェーハＷの外周環状領域Ｗａに形成された第１切削溝Ｗ１には、円弧凸曲面状の未研削部（削り残し部）Ｗ１１が円環状に残る。

３）第２切削ステップ：
第２切削ステップは、前記第１研削ステップに続いて実施されるステップであって、この第２切削ステップにおいては、図７、図８及図９（ａ）に示すように、切削ブレード２の他方の面側部分（仕上げ研削部分）２Ｂが保持テーブル１に保持されたウェーハＷの外周環状領域Ｗａ（第１切削溝Ｗ１）に位置づけられる。そして、切削ブレード２を不図示の昇降機構によって下降させて図９（ｂ）に示すように所定の第２深さｈ２だけ切り込ませる。ここで、第２深さｈ２は、前記第１ステップにおける第１深さ（切込み深さ）ｈ１と同一または僅かに大きく設定されている（ｈ２≧ｈ１）。したがって、この第２ステップにおける切削ブレード２の第１切削溝Ｗ１への切り込み量（ｈ２－ｈ１）は、微量である。

次に、上記状態から保持テーブル１をウェーハＷと共に少なくとも１回転させると、図９（ｃ）に示すように、第１切削ステップにおいてウェーハＷの外周環状領域Ｗａに形成された環状の第１切削溝Ｗ１（図９（ａ）参照）が切削ブレード２の他方の面側部分（仕上げ研削部分）２Ｂによって切削され、第１切削溝Ｗ１に残った未切削部（削り残し部）Ｗ１１が確実に切削によって除去された第２切削溝Ｗ２が図９（ｃ）に示すように形成される。そして、この第２切削溝Ｗ２の底面は、切削ブレード２の他方の面側部分（仕上げ研削部分）２Ｂによって切削されて平坦な平面に仕上げられる。

なお、この第２切削ステップにおいても、切削ブレード２の切り込み方向がウェーハＷに対して下から上に向かって抜けるダウンカットとなるように、切削ブレード２とウェーハＷの回転方向がそれぞれ設定される。このため、この第２ステップにおけるウェーハＷの回転方向は、第１ステップにおけるウェーハＷの回転方向とは逆になる。

ここで、本実施の形態では、前述のように切削ブレード２の他方の面側部分（仕上げ研削部分）２Ｂの刃幅方向の厚みｔ２を一方の面側部分（粗研削部分）２Ａの刃幅方向の厚みｔ１よりも大きく設定し（ｔ２＞ｔ１）、しかも、この他方の面側部分（仕上げ研削部分）２Ｂの厚みｔ２は、ウェーハＷの外周環状領域Ｗａの幅ｂよりも大きいため（ｔ２＞ｂ）、第１切削ステップにおいて形成された第１切削溝Ｗ１に残った未切削部（削り残し部）Ｗ１１（図９（ａ）参照）は、第２切削ステップにおいて切削ブレード２の他方の面側部分（仕上げ研削部分) ２Ｂによって確実に除去され、第２切削溝Ｗ２の底面が平坦に仕上げられる。なお、本発明においては、第１切削ステップと、第２切削ステップでは外周環状領域Ｗａを完全に除去せず、所定深さまで切削して厚み方向に一部を残すハーフカットであることが望ましい。

因みに、図１０に示すように、一方の面側部分２Ａ’の厚みｔ１の方が他方の面側部分２Ｂ’の厚みｔ２よりも大きな切削ブレード２’を用いた場合、図１０（ａ）に示すように、第１切削ステップにおいて切削ブレード２’の一方の面側部分（粗研削部分）２Ａ’でウェーハＷの外周環状領域Ｗａ’を切削すると、この切削によってウェーハＷに形成された第１切削溝Ｗ１には、図１０（ｂ）に示すように、凸曲面状の未切削部（切り残し部）Ｗ１１が円環状に残ってしまう。

次に、第２切削ステップにおいて、図１０（ｃ）に示すように、切削ブレード２’の他方の面側部分（仕上げ研削部分）２Ｂ’で第１切削溝Ｗ１を仕上げ研削しても、切削ブレード２’の他方の面側部分（仕上げ研削部分）２Ｂ’の厚みｔ２が一方の面側部分（粗研削部分）２Ａ’の厚みｔ１よりも小さく（ｔ２＜ｔ１）、一方の面側部分２Ａ’の刃先が円弧凹曲面状に摩耗しているため、第２切削ステップにおいてウェーハＷに形成された第２切削溝Ｗ２には、図１０（ｄ）に示すように、凸曲面状の未切削部（削り残し部）Ｗ１２が円環状に残ってしまう。このような場合には、切削ブレード２’をウェーハＷの径方向（図１０（ｃ）の左右方向）に移動させれば、第２切削溝Ｗ２に残った未切削部（削り残し部）Ｗ１２を切削ブレード２’の他方の面側部分（仕上げ研削部分）２Ｂ’で確実に研削して除去することができるが、本発明方法によれば、切削ブレード２の径方向の移動が不要となる。

また、本発明方法によれば、第１切削ステップにおいて、切削ブレード２の一方の面側部分（粗研削部分）２ＡによってウェーハＷの外周環状領域Ｗａの大半を除去するようにしたため、切削ブレード２の第２ステップにおいて使用される他方の面側部分（仕上げ研削部分）２Ｂの研削量が微量となって、該他方の面側部分２Ｂの刃先が偏摩耗しにくくなる。この結果、切削ブレード２の一方の面側部分２Ａと他方の面側部分２Ｂが同時に偏摩耗することがなく、切削ブレード２の刃先を整形するドレスの頻度が低く抑えられて生産性が高められる。

そして、本発明方法においては、切削ブレード２として、２層構造のものではなく、単層２（一体）のものを用いるため、該切削ブレード２のコストアップを招くことがなく、ドレス条件が単一となって単純化し、切削ブレード２のドレスを簡単に行うことができる。

ところで、本実施形態では、該切削ブレード２の刃先の位置を検出するセットアップは、該切削ブレード２の他方の面側部分（仕上げ研削部分）２Ｂの刃先の位置を検出し、この刃先が所望の切り込み深さ（第２深さ）ｈ２に位置づけられるように制御しているため、切削ブレード２の一方の面側部分（粗研削部分）２Ａの刃先が偏摩耗によって形状が崩れても、第２ステップにおける切削ブレード２の他方の面側部分（仕上げ研削部分）２Ｂの切り込み深さが第２深さｈ２に高精度に設定される。

また、本実施形態では、第２切削ステップにおいて、切削ブレード２の摩耗の少ない他方の面側部分（仕上げ研削部分）２Ｂの平坦な刃先によって第２切削溝Ｗ２の底面を平坦に仕上げることができる。この場合、切削ブレード２の他方の面側部分２Ｂの厚みｔ２は、一方の面側部分２Ａの厚みｔ１よりも大きく設定されているため（ｔ２＞ｔ１）、第１切削ステップで切削ブレード２の一方の面側（粗研削部分）２Ａに生じた偏摩耗のために第１切削溝Ｗ１に残った未切削部（削り残し部）Ｗ１１が第２切削ステップにおいて切削ブレード２の他方の面側（仕上げ研削部分）２Ｂによって確実に研削されて除去される。この結果、ウェーハＷの第２切削溝Ｗ２の底面が平坦に仕上げられる。

さらに、前述のように、セットアップを切削ブレード２の他方の面側部分（仕上げ研削部分）２Ｂの刃先の位置を検出して行うようにしたため、第１切削ステップにおける切削ブレード２の一方の面側部分（粗研削部分）２Ａによる第１切り込み深さｈ１は、ばらつくが、第２切削ステップにおける切削ブレード２の他方の面側部分（仕上げ研削部分）２Ｂによる第２切込み深さｈ２が高精度に設定される。

なお、第２切削ステップによってウェーハＷの外周環状領域Ｗａに第２切削溝Ｗ２が形成されると、ウェーハＷの表面（デバイスＤが形成された側の面）に不図示の保護テープが貼着され、不図示の研削装置のチャックテーブル上にウェーハＷが保護テープを下にして吸引保持され、該ウェーハＷの裏面（上面）が回転する不図示の研削砥石によって研削される。すると、ウェーハＷの裏面側に残存している面取り部Ｒが除去され、ウェーハＷの外周縁に形成されていた面取り部Ｒが完全に除去される。

なお、本発明は、以上説明した実施の形態に適用が限定されるものではなく、特許請求の範囲及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内で種々の変形が可能であることは勿論である。

１：保持テーブル、１ａ：保持面、２：切削ブレード、
２Ａ：切削ブレードの一方の面側部分、２Ｂ：切削ブレードの他方の面側部分、
３：スピンドル、４：マウントフランジ、５：固定ナット、１０：切削ユニット、
ｂ：外周環状領域の幅、Ｄ：デバイス、ｈ１：第１切り込み深さ、
ｈ２：第２切り込み深さ、Ｌ：分割予定ライン、Ｎ：ノッチ、Ｒ：面取り部、
ｔ１：切削ブレードの一方の面側部分の厚み、
ｔ２：切削ブレードの他方の面側部分の厚み、Ｗ：ウェーハ、
Ｗａ：ウェーハの外周環状領域、Ｗ１：ウェーハの第１切削溝、
Ｗ１１：ウェーハの未切削部、Ｗ２：ウェーハの第２切削溝

Claims (2)

1. ウェーハの外周から径方向所定幅の外周環状領域を切削ブレードで切削して所定深さまで除去するウェーハの加工方法であって、
   ウェーハを保持テーブルで保持する保持ステップと、
   該切削ブレードの一方の面側部分を該保持テーブルに保持されたウェーハの該外周環状領域に位置づけて所定深さだけ切り込ませ、該保持テーブルを少なくとも１回転させて該外周環状領域に環状の切削溝を形成する第１切削ステップと、
   該第１切削ステップを実施した後、該切削ブレードの他方の面側部分を該保持テーブルに保持されたウェーハの該外周環状領域に位置づけて該切削溝に切り込ませ、該保持テーブルを少なくとも１回転させて該切削溝の底面を研削して平坦化する第２切削ステップと、
   を経てウェーハの外周環状領域を所定深さまで除去することを特徴とするウェーハの加工方法。
2. 該切削ブレードの該第２切削ステップで使用される他方の面側部分の厚みは、該切削ブレードの該第１切削ステップで使用される一方の面側部分の厚みよりも大きく設定されていることを特徴とする請求項１に記載のウェーハの加工方法。

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