JP3964029B2 - 半導体基板の製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置の製造方法に係り、特に、半導体集積回路装置に用いられる、特に大口径（８″φや３００ｍｍφ）の半導体基板のエッジ形状及び裏面を研削するバックグラインドに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、このような分野の技術としては、例えば、文献名 Ｓｕｒｆａｃｅ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｓｅｒｉｅｓ ３ シリコンの科学 ＵＣＳ半導体基盤技術研究会 ＲＥＡＬＩＺＥ ＩＮＣ．第４章 第３節 ウエハー加工 第４項 エッジ加工 Ｐ２７９〜２８２に開示されるものがあった。
【０００３】
従来、半導体基板のエッジは、上記文献に示すようなＮＣ面取りにより、エッジ加工を行い面取りを行っている。この面取りは、デバイスプロセスでのカケやチッピングを防止するためであり、面取り面の断面形状は、表面に対し、２２°ないし１１°の斜面とそれに続く曲面で構成されている。
【０００４】
また、この半導体基板は、デバイスプロセスを経ると、バックグラインドにて所定の厚さに加工していた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来の半導体基板においては、バックグラインドにて薄膜化できない問題点があった。一般に、半導体基板は大口径化と共に厚さが増加しており、例えば、３″φでは３８０μｍであったものが、４″φでは５２５μｍ、６″φでは６２５μｍ、８″φでは７２５μｍ、３００ｍｍφでは７７５μｍと厚くなっており、パッケージングの都合で厚さをバックグラインドにて薄くする工程が必要である。
【０００６】
しかし、デバイスプロセスを経た半導体基板での量産的バックグラインドの許容厚さは、３″φでは２００μｍが容易であったものが、４″φでは２２０μｍでも相当量の折損率となり、６″φでは３００μｍ程度であり、８″φで２００μｍは、一旦バックグラインドで３５０μｍ程度とし、その後バックエッチで１５０μｍエッチ除去しなければならず、多大な工数と薬品代が必要であった。
【０００７】
すなわち、折損率を極めて小さい値に見積もる厚さである量産的バックグラインドの許容厚さは、口径とともに厚くなっている。また、経験上許容厚は各口径の厚さの半分程度であり、それを越えて薄膜化すると、折損率が急激に増加する。この要因について、図１８〜図２０を参照しながら説明する。
【０００８】
図１８は従来の半導体基板のブレード型バックグラインドの概念図である。
【０００９】
ウエハチャック１には真空吸着で半導体基板（以後、ウエハという）２が固定されている。ダイヤモンドを埋め込んだブレード３は、数千ｒｐｍで回転しているホイール４に固定されており、ウエハチャック１がブレード３に向かって移動することにより、ブレード３は研削部５を研削している。
【００１０】
図１９は従来のウエハ厚さ半分より少ない場合のバックグラインドでのブレード３がウエハ２のエッジ６に接触した瞬間の応力を示しており、大きな水平方向の応力と、それより小さい下向きの応力が発生しており、ウエハ２はウエハチャック１に十分に固定されることになり、問題はない。
【００１１】
図２０は従来のウエハ厚さ半分より多くバックグラインドする場合の応力を示しており、ブレード３はウエハ２のエッジ６の下部に接触するため、研削部の応力は水平方向と上向きの応力が発生する。
【００１２】
そこで、ウエハ２はウエハチャック１に真空吸着により固定されているが、エッジは真空吸着が完全ではないことや、デバイスプロセスが原因であるウエハ２に反りがあることから、エッジ６の固定は完全ではなく、エッジ６は上方に浮くことがあり、その瞬間にエッジに集中応力が働き、ウエハ２が破損するといった問題があった。
【００１３】
また、近年バックグラインドにおいてダイヤモンドの研磨材を含む砥石を回転させ、自公転しているウエハを裏面側から研削するインフィード型（ｄｉｓｃｏ社）のバックグラインドも採用されているが、原理的にはブレード型と同様にダイヤモンドの研磨材がウエハのエッジに衝突しており、上向きの応力が発生するウエハ厚さの半分より多くバックグラインドすると折損率は増加している。
【００１４】
この問題を解決するため、ウエハをチャックに固定する方法として、ワックスも検討されたが、張り付け、剥がし、ワックス洗浄の工程が増加し、特に、ワックス洗浄において有機溶剤が必要であるが、近年環境汚染の防止により、採用が不可能であり、従来のウエハ及びそのプロセスでは、バックグラインドにて薄膜化できない問題があって、技術的に満足できるものは得られなかった。
【００１５】
本発明は、上記問題点を除去し、デバイスプロセスにてエッジの欠けやチッピングを防止できる半導体基板の製造方法を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、
〔１〕半導体基板の製造方法において、ダイヤモンドを埋め込んだブレードを固定したホイールを半導体基板の表面に対して傾斜させて回転させ前記半導体基板の側面を研削し、前記ブレードを固定したホイールを回転させる際、前記ブレードの片方のブレード面が前記半導体基板のエッジに当たらず、かつ前記ブレードは前記半導体基板を研削する位置に前記ホイールの軸を固定し、前記ブレードが常に前記半導体基板の中心部からエッジに向かって、デバイスプロセスが完了した前記半導体基板のエッジを半周以上全周未満研削し、その後、ブレード型バックグラインド装置のブレードを前記半導体基板の前記研削によって形成された研削面と未研削面の境界に移動し、該未研削面を研削することにより、前記半導体基板のバックグラインドを行うようにしたものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１８】
図１は本発明の第１参考例を示すウエハのバックグラインド方法の説明図、図２はそのバックグラインド方法によって面取りされるウエハの構造を示す側面図である。
【００１９】
この第１参考例では、これらの図に示すように、面取り前のウエハ２０１は表面２０１Ａ、裏面２０１Ｂを有しており、その面取り前のウエハ２０１のエッジ（側面部）を、曲面が軸方向に形成される柱状の回転砥石７０１によって面取りする。
【００２０】
すると、図２に示すように、ウエハ２０１の表面側のエッジ曲面が第１の円弧６０１を描き、前記ウエハ２０１の裏面側のエッジ曲面が第２の円弧６０２を描き、前記第１の円弧６０１の半径ａは前記第２の円弧６０２の半径ｂより短く、かつ前記第２の円弧６０２の部分が前記ウエハ２０１の厚さの半分より表面側に位置するように形成する。
【００２１】
このように、二つのエッジ曲面は表面と裏面に滑らかに接続するとともに、前記第２の円弧６０２の部分がウエハ２０１の厚みの中心より表面側に位置している。
【００２２】
このような、第１参考例のバックグラインド時の応力について、図３を用いて説明する。
【００２３】
図３は本発明の第１参考例の第２の円弧の部分の端にブレードが接触した瞬間の応力を示す図である。
【００２４】
この図より明らかなように、第１の円弧と第２の円弧の境界部にブレード３が接触した時は、水平の応力があるのみである。
【００２５】
このように、第１参考例によれば、ウエハ２０１のエッジは表面側の円弧６０１と裏面側の円弧６０２は連続で接続された曲面となるので、デバイスプロセスにてエッジの欠けやチッピングを防止することができる。
【００２６】
また、ウエハの表面側の円弧の半径ａを小さくするようにしたので、その分、半径の大きい裏面側の円弧部分が表面側に移動しており、バックグラインドにて折損率を増加させることなく、従来よりウエハの薄膜化を図ることができる。
【００２７】
また、この参考例では、ウエハのエッジ加工において、回転砥石を変更するのみで、実施できるので、デバイスプロセスにおいて、工数増加を伴うことなく、実施することができる。
【００２８】
次に、本発明の第２参考例について説明する。
【００２９】
図４は本発明の第２参考例を示すウエハのバックグラインド方法の説明図、図５はそのバックグラインド方法によって面取りされるウエハの構造を示す側面図である。
【００３０】
これら図に示すように、ウエハ２０２は表面２０２Ａ、裏面２０２Ｂを有しており、その面取り前のウエハ２０２のエッジ（側面部）を、曲面が軸方向に形成される柱状の回転砥石７０２によって面取りする。
【００３１】
すると、図５に示すように、その面取り前のウエハ２０２の表面側のエッジ曲面が第１の楕円弧６０３を描き、前記ウエハ２０２の裏面側のエッジ曲面が第２の楕円弧６０４を描き、前記第１の楕円弧６０３の短軸の長さａが前記第２の楕円弧６０４の短軸の長さｂより短く、前記第２の楕円弧６０４の部分が前記ウエハ２０２の厚さの半分より表面側に位置するように形成する。
【００３２】
このように、第２参考例によれば、ウエハ２０２のエッジは、表面側のエッジ６０３と裏面側のエッジ６０４は連続で接続された曲面で形成されるので、デバイスプロセスにてエッジの欠けやチッピングを防止することができる。
【００３３】
したがって、第２参考例によれば、第１参考例と同様にバックグラインドにてウエハ２０２のエッジに加わる応力としては、上向きの応力は発生しない。
【００３４】
よって、第１参考例と同様の効果が得られるばかりでなく、エッジの断面形状を形成している曲線に楕円を採用したので、両者の曲面はより滑らかに接続できて、その境界部をより表面に位置させることが可能となり、結果として、バックグラインドでの薄膜化を図ることができる。
【００３５】
次に、本発明の第３参考例について説明する。
【００３６】
図６は本発明の第３参考例を示すウエハのバックグラインド方法の説明図、図７は本発明の第３参考例を示すウエハのバックグラインド方法によって面取りされるウエハの構造を示す側面図である。
【００３７】
この参考例では、図６に示すように、デバイスプロセスが完了した斜面６０５が形成された面取り前のウエハ２０３のエッジを、曲面が軸方向に形成される柱状の回転砥石で面取りする。
【００３８】
すると、図７に示すように、２２°の斜面６０５に滑らかに接続したウエハ２０３の表面２０３Ａ側のエッジ曲面が第１の楕円弧６０６を描き、前記ウエハ２０３の裏面２０３Ｂ側のエッジ曲面が第２の楕円弧６０８を描き、前記第１の楕円弧６０６の短軸の長さａが前記第２の楕円弧６０８の短軸の長さｂより短く、前記第２の楕円弧６０８の部分が前記ウエハ２０３の厚さの半分より表面側に位置するように形成する。
【００３９】
このように、エッジ曲面が表面側の２２°の斜面６０５と裏面側の斜面６０７に滑らかに接続するとともに、２つのエッジ曲面の境界部がウエハ２０３の厚みの中心より表面側に位置している。
【００４０】
したがって、図示していないが、この第３参考例では、第１参考例と同様に、２つのエッジ曲面の境界部までバックグラインドにてウエハ２０３のエッジに加わる応力において、上向きの応力は発生しない。
【００４１】
したがって、第１参考例と同様の効果が得られるばかりでなく、エッジ曲面のの断面形状において、表面側には従来一般的に用いられている２２°の斜面を有しているので、デバイスプロセス、特にホトリソでレジスト塗布でのエッジの効果において、従来と変わらない特徴を奏することができる。
【００４２】
次に、本発明の第４参考例について説明する。
【００４３】
図８は本発明の第４参考例を示すウエハのバックグラインド方法によって面取りされるウエハの構造を示す側面図である。
【００４４】
この参考例では、図８に示すように、デバイスプロセスが完了した斜面６０５，６０７が形成された面取り前のウエハ２０４のエッジを曲面が軸方向に形成される柱状の回転砥石７０３Ａで面取りする。
【００４５】
すなわち、ウエハ２０４は表面２０４Ａ、裏面２０４Ｂを有しており、そのウエハ２０４は、エッジの断面形状を表面側の２２°の斜面６０５と、それに接続している表面側のエッジ曲面が数式ｙ＝ｘn1の弧６０９を描き、前記ウエハ２０４の裏面側のエッジ曲面が数式ｙ＝−ｘn2の弧６１０を描き、座標原点は最大直径部を得る点であり、ｙは表面方向であり、ｘは厚さ方向で曲線を表しており、ｎ１＞ｎ２であり、最大直径部分である２つのエッジ曲面の境界部が、前記ウエハ２０４の厚さの半分より表面側に位置するように形成する。
【００４６】
この参考例によれば、図示していないが、第１参考例と同様にバックグラインドにてウエハのエッジに加わる応力において上向きの応力は発生しない。
【００４７】
したがって、第３参考例と同様の効果を奏することができるばかりでなく、エッジの曲線に高次曲線を用いているため、より２つのエッジ曲面の境界部の位置を表面側に移動することができ、結果として、バックグラインドでの薄膜化を図ることができる。
【００４８】
次に、本発明の第５参考例について説明する。
【００４９】
図９は本発明の第５参考例を示すウエハのバックグラインド方法の説明図、図１０はそのエッジ研磨の手順を示す図である。
【００５０】
この参考例では、デバイスプロセスを完了したウエハ２０５は、表面２０５Ａ、裏面２０５Ｂを有しており、そのウエハ２０５のエッジを垂直な面で形成した円柱状の回転砥石７０４にてエッジ研磨を行う。エッジ研磨を行ったウエハ２０５の垂直研磨面６１１は円柱状の回転砥石７０４にて形成したものである。その後、バックグラインドにて裏面を研削し、裏面研削面８を得る。
【００５１】
この参考例によれば、図示していないが、垂直研磨面６１１をバックグラインドすれば、第１参考例と同様にウエハのエッジに加わる応力において、上向きの応力は発生しない。
【００５２】
したがって、バックグラインド工程前にエッジ研磨工程を付加するだけで、いかなる形状のエッジ断面形状のウエハであっても、バックグラインドの限界近くまで薄膜化することができる。
【００５３】
次に、本発明の第６参考例について説明する。
【００５４】
図１１は本発明の第６参考例を示すウエハのバックグラインド方法の説明図、図１２は第６参考例における研磨の手順を示す図である。
【００５５】
この参考例では、これらの図に示すように、デバイスプロセスを完了したウエハ２０６は、表面２０６Ａ、裏面２０６Ｂを有しており、このウエハ２０６のエッジを垂直な面とウエハ側への斜面で構成した円錐状の回転砥石７０５にてエッジ研磨を実施する。エッジ研磨を行ったウエハ２０６の垂直部を含む斜面で構成した研磨面６１２は回転砥石７０５にて形成したものである。その後、ウエハ２０６を逆さまにして、バックグラインドにて裏面を研削し、裏面研削面８を得る。
【００５６】
この参考例によれば、図示していないが、研磨面６１２をバックグラインドすれば、第１参考例と同様にウエハのエッジに加わる応力において、上向きの応力は発生しない。
【００５７】
したがって、上記第５参考例と同様の効果が得られると共に、研磨面６１２の斜面をバックグラインドする場合は、ウエハのエッジに加わる応力が常に下向きであり、折損率を極めて改善することができる。
【００５８】
次に、本発明の第７参考例について説明する。
【００５９】
図１３は本発明の第７参考例を示すウエハのバックグラインド方法の説明図、図１４はそのウエハのエッジ研磨の手順を示す図である。
【００６０】
この参考例では、デバイスプロセスを完了したウエハ２０７は、表面２０７Ａ、裏面２０７Ｂを有しており、このウエハ２０７のエッジ（側面部）を、曲面が軸方向に形成される柱状の回転砥石７０６によって面取りする。
【００６１】
すなわち、デバイスプロセスが完了したウエハ２０７の表面側の斜面に滑らかに接続したエッジ曲面が第１の楕円弧を描き、前記半導体基板の裏面側のエッジ曲面が第２の楕円弧を描き、前記第１の楕円弧の短軸の長さが前記第２の楕円弧の短軸の長さより短く、前記第２の楕円弧の部分が前記半導体基板の厚さの半分より表面側に位置するように曲面が軸方向に形成される柱状の回転砥石７０６でウエハ２０７の面取りを行い、エッジ研磨を実施する。その後、バックグラインドにて裏面を研削し、裏面研削面８を得る。
【００６２】
この参考例によれば、図示してないが、第２参考例と同様に、２つの楕円弧の境界部までバックグラインドにてウエハのエッジに加わる応力において上向きの応力は発生しない。
【００６３】
したがって、上記第５参考例と同様の効果を奏することができると共に、研磨面６１３は曲線で面取りされているため、バックグラインド前工程での欠けやチッピングを防止することができる。
【００６４】
次に、本発明の第８参考例について説明する。
【００６５】
図１５は本発明の第８参考例を示すウエハのバックグラインド方法の説明図、図１６はそのバックグラインド方法によって面取りされるウエハの構造を示す側面図である。
【００６６】
この参考例では、回転するウエハチャック１１にデバイスプロセスを完了したウエハ２０８の表面２０８Ａを真空吸着させ固定する装置と、ダイヤモンドを埋め込んだブレード４０を固定したホイール４１と、このホイール４１のブレード４０の片方が回転により、ウエハ２０８のエッジに当たらない程度に傾斜させており、ブレード４０が常にウエハ２０８の中心部からエッジに向かって研削できる位置関係となっている。
【００６７】
このブレード４０にてウエハ２０８のエッジを全周研削し、面取り研削面６１４を得るようにしている。なお、２０８Ｂはウエハ２０８の裏面である。図１６はウエハのエッジ研削の手順を示しており、全周面取り研削したウエハ２０８の研削面６１４はホイール４１にて形成したものである。その後、バックグラインドにて裏面を研削し、裏面研削面８を得る。
【００６８】
この参考例によれば、図示していないが、第１参考例と同様にバックグラインドにてウエハのエッジに加わる応力において、上向きの応力は発生しない。
【００６９】
したがって、上記第５参考例と同様の効果を奏することができると共に、研削面６１４の斜面をバックグラインドしているため、ウエハ２０８のエッジに加わる応力が常に下向きであり、折損率を極めて改善することができる。
【００７０】
次に、本発明の実施例について説明する。
【００７１】
図１７は本発明の実施例を示す、第８参考例に示した製造装置により、面取り研削を全周の略半分実施した平面模式図である。
【００７２】
この実施例では、ウエハ２０９の裏面を略半周面取り研削し、研削面６１５を得ている。ブレード型バックグラインドにてブレードが固定されているホイール４１に対し研削移動方向に研削面６１５と未研削の境界を合わせ、かつホイール４１のブレードが当たる側に研削面６１５を位置させ、裏面を研削する。
【００７３】
この実施例によれば、図示していないが、第１参考例と同様に面取り研削部分のバックグラインドにてウエハのエッジに加わる応力において上向きの応力は発生しない。
【００７４】
したがって、第８参考例と同様の効果を奏することができると共に、研削面６１５は半周しか研削する必要がないので、研削時間の短縮化を図ることができる。
【００７５】
なお、本発明は、Ｓｉウエハについて述べたが、化合物半導体基板においても同様の効果を奏することができる。
【００７６】
また、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能であり、これらを本発明の範囲から排除するものではない。
【００７７】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、半導体基板の研削面は半周しか研削しなくて済むので、研削時間の短縮化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１参考例を示すウエハのバックグラインド方法の説明図である。
【図２】 本発明の第１参考例を示すウエハのバックグラインド方法によって面取りされるウエハの構造を示す側面図である。
【図３】 本発明の第１参考例のウエハの最大直径部にブレードが接触した瞬間の応力を示す図である。
【図４】 本発明の第２参考例を示すウエハのバックグラインド方法の説明図である。
【図５】 本発明の第２参考例を示すバックグラインド方法によって面取りされるウエハの構造を示す側面図である。
【図６】 本発明の第３参考例を示すウエハのバックグラインド方法の説明図である。
【図７】 本発明の第３参考例を示すウエハのバックグラインド方法によって面取りされたウエハの構造を示す側面図である。
【図８】 本発明の第４参考例を示すウエハのバックグラインド方法によって面取りされるウエハの構造を示す側面図である。
【図９】 本発明の第５参考例を示すウエハのバックグラインド方法の説明図である。
【図１０】 本発明の第５参考例を示すウエハのエッジ研磨の手順を示す図である。
【図１１】 本発明の第６参考例を示すウエハのバックグラインド方法の説明図である。
【図１２】 本発明の第６参考例を示すウエハのエッジ研磨の手順を示す図である。
【図１３】 本発明の第７参考例を示すウエハのバックグラインド方法の説明図である。
【図１４】 本発明の第７参考例を示すウエハのバックグラインド方法によって面取りされるウエハの構造を示す側面図である。
【図１５】 本発明の第８参考例を示すウエハのバックグラインド方法の説明図である。
【図１６】 本発明の第８参考例を示すウエハのバックグラインド方法によって面取りされるウエハの構造を示す側面図である。
【図１７】 本発明の実施例を示す、第８参考例の製造装置により、面取り研削を全周の半分実施した平面模式図である。
【図１８】 従来の半導体基板のブレード型バックグラインドの概念図である。
【図１９】 従来のウエハ厚さ半分より少ない場合のバックグラインドでのブレードがウエハのエッジに接触した瞬間の応力を示す図である。
【図２０】 従来のウエハ厚さ半分より多くバックグラインドする場合の応力を示す図である。
【符号の説明】
３ ブレード
８ 裏面研削面
１１ ウエハチャック
４０ ブレード
４１ ホイール
２０１，２０２，２０３，２０４，２０５，２０６，２０７，２０８，２０９ ウエハ（半導体基板）
２０１Ａ，２０２Ａ，２０３Ａ，２０４Ａ，２０５Ａ，２０６Ａ，２０７Ａ，２０８Ａ 表面
２０１Ｂ，２０２Ｂ，２０３Ｂ，２０４Ｂ，２０５Ｂ，２０６Ｂ，２０７Ｂ，２０８Ｂ 裏面
６０１，６０２ 円弧
６０３，６０４，６０６，６０８ 楕円弧
６０５，６０７ 斜面
６０９，６１０ 弧
６１１ 垂直研磨面
６１２ 研磨面
６１３，６１４，６１５ 研削面
７０１，７０２，７０３，７０３Ａ，７０４，７０５，７０６ 回転砥石
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置の製造方法に係り、特に、半導体集積回路装置に用いられる、特に大口径（８″φや３００ｍｍφ）の半導体基板のエッジ形状及び裏面を研削するバックグラインドに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、このような分野の技術としては、例えば、文献名 Ｓｕｒｆａｃｅ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｓｅｒｉｅｓ ３ シリコンの科学 ＵＣＳ半導体基盤技術研究会 ＲＥＡＬＩＺＥ ＩＮＣ．第４章 第３節 ウエハー加工 第４項 エッジ加工 Ｐ２７９〜２８２に開示されるものがあった。
【０００３】
従来、半導体基板のエッジは、上記文献に示すようなＮＣ面取りにより、エッジ加工を行い面取りを行っている。この面取りは、デバイスプロセスでのカケやチッピングを防止するためであり、面取り面の断面形状は、表面に対し、２２°ないし１１°の斜面とそれに続く曲面で構成されている。
【０００４】
また、この半導体基板は、デバイスプロセスを経ると、バックグラインドにて所定の厚さに加工していた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来の半導体基板においては、バックグラインドにて薄膜化できない問題点があった。一般に、半導体基板は大口径化と共に厚さが増加しており、例えば、３″φでは３８０μｍであったものが、４″φでは５２５μｍ、６″φでは６２５μｍ、８″φでは７２５μｍ、３００ｍｍφでは７７５μｍと厚くなっており、パッケージングの都合で厚さをバックグラインドにて薄くする工程が必要である。
【０００６】
しかし、デバイスプロセスを経た半導体基板での量産的バックグラインドの許容厚さは、３″φでは２００μｍが容易であったものが、４″φでは２２０μｍでも相当量の折損率となり、６″φでは３００μｍ程度であり、８″φで２００μｍは、一旦バックグラインドで３５０μｍ程度とし、その後バックエッチで１５０μｍエッチ除去しなければならず、多大な工数と薬品代が必要であった。
【０００７】
すなわち、折損率を極めて小さい値に見積もる厚さである量産的バックグラインドの許容厚さは、口径とともに厚くなっている。また、経験上許容厚は各口径の厚さの半分程度であり、それを越えて薄膜化すると、折損率が急激に増加する。この要因について、図１８〜図２０を参照しながら説明する。
【０００８】
図１８は従来の半導体基板のブレード型バックグラインドの概念図である。
【０００９】
ウエハチャック１には真空吸着で半導体基板（以後、ウエハという）２が固定されている。ダイヤモンドを埋め込んだブレード３は、数千ｒｐｍで回転しているホイール４に固定されており、ウエハチャック１がブレード３に向かって移動することにより、ブレード３は研削部５を研削している。
【００１０】
図１９は従来のウエハ厚さ半分より少ない場合のバックグラインドでのブレード３がウエハ２のエッジ６に接触した瞬間の応力を示しており、大きな水平方向の応力と、それより小さい下向きの応力が発生しており、ウエハ２はウエハチャック１に十分に固定されることになり、問題はない。
【００１１】
図２０は従来のウエハ厚さ半分より多くバックグラインドする場合の応力を示しており、ブレード３はウエハ２のエッジ６の下部に接触するため、研削部の応力は水平方向と上向きの応力が発生する。
【００１２】
そこで、ウエハ２はウエハチャック１に真空吸着により固定されているが、エッジは真空吸着が完全ではないことや、デバイスプロセスが原因であるウエハ２に反りがあることから、エッジ６の固定は完全ではなく、エッジ６は上方に浮くことがあり、その瞬間にエッジに集中応力が働き、ウエハ２が破損するといった問題があった。
【００１３】
また、近年バックグラインドにおいてダイヤモンドの研磨材を含む砥石を回転させ、自公転しているウエハを裏面側から研削するインフィード型（ｄｉｓｃｏ社）のバックグラインドも採用されているが、原理的にはブレード型と同様にダイヤモンドの研磨材がウエハのエッジに衝突しており、上向きの応力が発生するウエハ厚さの半分より多くバックグラインドすると折損率は増加している。
【００１４】
この問題を解決するため、ウエハをチャックに固定する方法として、ワックスも検討されたが、張り付け、剥がし、ワックス洗浄の工程が増加し、特に、ワックス洗浄において有機溶剤が必要であるが、近年環境汚染の防止により、採用が不可能であり、従来のウエハ及びそのプロセスでは、バックグラインドにて薄膜化できない問題があって、技術的に満足できるものは得られなかった。
【００１５】
本発明は、上記問題点を除去し、デバイスプロセスにてエッジの欠けやチッピングを防止できる半導体基板の製造方法を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、
〔１〕半導体基板の製造方法において、ダイヤモンドを埋め込んだブレードを固定したホイールを半導体基板の表面に対して傾斜させて回転させ前記半導体基板の側面を研削し、前記ブレードを固定したホイールを回転させる際、前記ブレードの片方のブレード面が前記半導体基板のエッジに当たらず、かつ前記ブレードは前記半導体基板を研削する位置に前記ホイールの軸を固定し、前記ブレードが常に前記半導体基板の中心部からエッジに向かって、デバイスプロセスが完了した前記半導体基板のエッジを半周以上全周未満研削し、その後、ブレード型バックグラインド装置のブレードを前記半導体基板の前記研削によって形成された研削面と未研削面の境界に移動し、該未研削面を研削することにより、前記半導体基板のバックグラインドを行うようにしたものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１８】
図１は本発明の第１参考例を示すウエハのバックグラインド方法の説明図、図２はそのバックグラインド方法によって面取りされるウエハの構造を示す側面図である。
【００１９】
この第１参考例では、これらの図に示すように、面取り前のウエハ２０１は表面２０１Ａ、裏面２０１Ｂを有しており、その面取り前のウエハ２０１のエッジ（側面部）を、曲面が軸方向に形成される柱状の回転砥石７０１によって面取りする。
【００２０】
すると、図２に示すように、ウエハ２０１の表面側のエッジ曲面が第１の円弧６０１を描き、前記ウエハ２０１の裏面側のエッジ曲面が第２の円弧６０２を描き、前記第１の円弧６０１の半径ａは前記第２の円弧６０２の半径ｂより短く、かつ前記第２の円弧６０２の部分が前記ウエハ２０１の厚さの半分より表面側に位置するように形成する。
【００２１】
このように、二つのエッジ曲面は表面と裏面に滑らかに接続するとともに、前記第２の円弧６０２の部分がウエハ２０１の厚みの中心より表面側に位置している。
【００２２】
このような、第１参考例のバックグラインド時の応力について、図３を用いて説明する。
【００２３】
図３は本発明の第１参考例の第２の円弧の部分の端にブレードが接触した瞬間の応力を示す図である。
【００２４】
この図より明らかなように、第１の円弧と第２の円弧の境界部にブレード３が接触した時は、水平の応力があるのみである。
【００２５】
このように、第１参考例によれば、ウエハ２０１のエッジは表面側の円弧６０１と裏面側の円弧６０２は連続で接続された曲面となるので、デバイスプロセスにてエッジの欠けやチッピングを防止することができる。
【００２６】
また、ウエハの表面側の円弧の半径ａを小さくするようにしたので、その分、半径の大きい裏面側の円弧部分が表面側に移動しており、バックグラインドにて折損率を増加させることなく、従来よりウエハの薄膜化を図ることができる。
【００２７】
また、この参考例では、ウエハのエッジ加工において、回転砥石を変更するのみで、実施できるので、デバイスプロセスにおいて、工数増加を伴うことなく、実施することができる。
【００２８】
次に、本発明の第２参考例について説明する。
【００２９】
図４は本発明の第２参考例を示すウエハのバックグラインド方法の説明図、図５はそのバックグラインド方法によって面取りされるウエハの構造を示す側面図である。
【００３０】
これら図に示すように、ウエハ２０２は表面２０２Ａ、裏面２０２Ｂを有しており、その面取り前のウエハ２０２のエッジ（側面部）を、曲面が軸方向に形成される柱状の回転砥石７０２によって面取りする。
【００３１】
すると、図５に示すように、その面取り前のウエハ２０２の表面側のエッジ曲面が第１の楕円弧６０３を描き、前記ウエハ２０２の裏面側のエッジ曲面が第２の楕円弧６０４を描き、前記第１の楕円弧６０３の短軸の長さａが前記第２の楕円弧６０４の短軸の長さｂより短く、前記第２の楕円弧６０４の部分が前記ウエハ２０２の厚さの半分より表面側に位置するように形成する。
【００３２】
このように、第２参考例によれば、ウエハ２０２のエッジは、表面側のエッジ６０３と裏面側のエッジ６０４は連続で接続された曲面で形成されるので、デバイスプロセスにてエッジの欠けやチッピングを防止することができる。
【００３３】
したがって、第２参考例によれば、第１参考例と同様にバックグラインドにてウエハ２０２のエッジに加わる応力としては、上向きの応力は発生しない。
【００３４】
よって、第１参考例と同様の効果が得られるばかりでなく、エッジの断面形状を形成している曲線に楕円を採用したので、両者の曲面はより滑らかに接続できて、その境界部をより表面に位置させることが可能となり、結果として、バックグラインドでの薄膜化を図ることができる。
【００３５】
次に、本発明の第３参考例について説明する。
【００３６】
図６は本発明の第３参考例を示すウエハのバックグラインド方法の説明図、図７は本発明の第３参考例を示すウエハのバックグラインド方法によって面取りされるウエハの構造を示す側面図である。
【００３７】
この参考例では、図６に示すように、デバイスプロセスが完了した斜面６０５が形成された面取り前のウエハ２０３のエッジを、曲面が軸方向に形成される柱状の回転砥石で面取りする。
【００３８】
すると、図７に示すように、２２°の斜面６０５に滑らかに接続したウエハ２０３の表面２０３Ａ側のエッジ曲面が第１の楕円弧６０６を描き、前記ウエハ２０３の裏面２０３Ｂ側のエッジ曲面が第２の楕円弧６０８を描き、前記第１の楕円弧６０６の短軸の長さａが前記第２の楕円弧６０８の短軸の長さｂより短く、前記第２の楕円弧６０８の部分が前記ウエハ２０３の厚さの半分より表面側に位置するように形成する。
【００３９】
このように、エッジ曲面が表面側の２２°の斜面６０５と裏面側の斜面６０７に滑らかに接続するとともに、２つのエッジ曲面の境界部がウエハ２０３の厚みの中心より表面側に位置している。
【００４０】
したがって、図示していないが、この第３参考例では、第１参考例と同様に、２つのエッジ曲面の境界部までバックグラインドにてウエハ２０３のエッジに加わる応力において、上向きの応力は発生しない。
【００４１】
したがって、第１参考例と同様の効果が得られるばかりでなく、エッジ曲面のの断面形状において、表面側には従来一般的に用いられている２２°の斜面を有しているので、デバイスプロセス、特にホトリソでレジスト塗布でのエッジの効果において、従来と変わらない特徴を奏することができる。
【００４２】
次に、本発明の第４参考例について説明する。
【００４３】
図８は本発明の第４参考例を示すウエハのバックグラインド方法によって面取りされるウエハの構造を示す側面図である。
【００４４】
この参考例では、図８に示すように、デバイスプロセスが完了した斜面６０５，６０７が形成された面取り前のウエハ２０４のエッジを曲面が軸方向に形成される柱状の回転砥石７０３Ａで面取りする。
【００４５】
すなわち、ウエハ２０４は表面２０４Ａ、裏面２０４Ｂを有しており、そのウエハ２０４は、エッジの断面形状を表面側の２２°の斜面６０５と、それに接続している表面側のエッジ曲面が数式ｙ＝ｘn1の弧６０９を描き、前記ウエハ２０４の裏面側のエッジ曲面が数式ｙ＝−ｘn2の弧６１０を描き、座標原点は最大直径部を得る点であり、ｙは表面方向であり、ｘは厚さ方向で曲線を表しており、ｎ１＞ｎ２であり、最大直径部分である２つのエッジ曲面の境界部が、前記ウエハ２０４の厚さの半分より表面側に位置するように形成する。
【００４６】
この参考例によれば、図示していないが、第１参考例と同様にバックグラインドにてウエハのエッジに加わる応力において上向きの応力は発生しない。
【００４７】
したがって、第３参考例と同様の効果を奏することができるばかりでなく、エッジの曲線に高次曲線を用いているため、より２つのエッジ曲面の境界部の位置を表面側に移動することができ、結果として、バックグラインドでの薄膜化を図ることができる。
【００４８】
次に、本発明の第５参考例について説明する。
【００４９】
図９は本発明の第５参考例を示すウエハのバックグラインド方法の説明図、図１０はそのエッジ研磨の手順を示す図である。
【００５０】
この参考例では、デバイスプロセスを完了したウエハ２０５は、表面２０５Ａ、裏面２０５Ｂを有しており、そのウエハ２０５のエッジを垂直な面で形成した円柱状の回転砥石７０４にてエッジ研磨を行う。エッジ研磨を行ったウエハ２０５の垂直研磨面６１１は円柱状の回転砥石７０４にて形成したものである。その後、バックグラインドにて裏面を研削し、裏面研削面８を得る。
【００５１】
この参考例によれば、図示していないが、垂直研磨面６１１をバックグラインドすれば、第１参考例と同様にウエハのエッジに加わる応力において、上向きの応力は発生しない。
【００５２】
したがって、バックグラインド工程前にエッジ研磨工程を付加するだけで、いかなる形状のエッジ断面形状のウエハであっても、バックグラインドの限界近くまで薄膜化することができる。
【００５３】
次に、本発明の第６参考例について説明する。
【００５４】
図１１は本発明の第６参考例を示すウエハのバックグラインド方法の説明図、図１２は第６参考例における研磨の手順を示す図である。
【００５５】
この参考例では、これらの図に示すように、デバイスプロセスを完了したウエハ２０６は、表面２０６Ａ、裏面２０６Ｂを有しており、このウエハ２０６のエッジを垂直な面とウエハ側への斜面で構成した円錐状の回転砥石７０５にてエッジ研磨を実施する。エッジ研磨を行ったウエハ２０６の垂直部を含む斜面で構成した研磨面６１２は回転砥石７０５にて形成したものである。その後、ウエハ２０６を逆さまにして、バックグラインドにて裏面を研削し、裏面研削面８を得る。
【００５６】
この参考例によれば、図示していないが、研磨面６１２をバックグラインドすれば、第１参考例と同様にウエハのエッジに加わる応力において、上向きの応力は発生しない。
【００５７】
したがって、上記第５参考例と同様の効果が得られると共に、研磨面６１２の斜面をバックグラインドする場合は、ウエハのエッジに加わる応力が常に下向きであり、折損率を極めて改善することができる。
【００５８】
次に、本発明の第７参考例について説明する。
【００５９】
図１３は本発明の第７参考例を示すウエハのバックグラインド方法の説明図、図１４はそのウエハのエッジ研磨の手順を示す図である。
【００６０】
この参考例では、デバイスプロセスを完了したウエハ２０７は、表面２０７Ａ、裏面２０７Ｂを有しており、このウエハ２０７のエッジ（側面部）を、曲面が軸方向に形成される柱状の回転砥石７０６によって面取りする。
【００６１】
すなわち、デバイスプロセスが完了したウエハ２０７の表面側の斜面に滑らかに接続したエッジ曲面が第１の楕円弧を描き、前記半導体基板の裏面側のエッジ曲面が第２の楕円弧を描き、前記第１の楕円弧の短軸の長さが前記第２の楕円弧の短軸の長さより短く、前記第２の楕円弧の部分が前記半導体基板の厚さの半分より表面側に位置するように曲面が軸方向に形成される柱状の回転砥石７０６でウエハ２０７の面取りを行い、エッジ研磨を実施する。その後、バックグラインドにて裏面を研削し、裏面研削面８を得る。
【００６２】
この参考例によれば、図示してないが、第２参考例と同様に、２つの楕円弧の境界部までバックグラインドにてウエハのエッジに加わる応力において上向きの応力は発生しない。
【００６３】
したがって、上記第５参考例と同様の効果を奏することができると共に、研磨面６１３は曲線で面取りされているため、バックグラインド前工程での欠けやチッピングを防止することができる。
【００６４】
次に、本発明の第８参考例について説明する。
【００６５】
図１５は本発明の第８参考例を示すウエハのバックグラインド方法の説明図、図１６はそのバックグラインド方法によって面取りされるウエハの構造を示す側面図である。
【００６６】
この参考例では、回転するウエハチャック１１にデバイスプロセスを完了したウエハ２０８の表面２０８Ａを真空吸着させ固定する装置と、ダイヤモンドを埋め込んだブレード４０を固定したホイール４１と、このホイール４１のブレード４０の片方が回転により、ウエハ２０８のエッジに当たらない程度に傾斜させており、ブレード４０が常にウエハ２０８の中心部からエッジに向かって研削できる位置関係となっている。
【００６７】
このブレード４０にてウエハ２０８のエッジを全周研削し、面取り研削面６１４を得るようにしている。なお、２０８Ｂはウエハ２０８の裏面である。図１６はウエハのエッジ研削の手順を示しており、全周面取り研削したウエハ２０８の研削面６１４はホイール４１にて形成したものである。その後、バックグラインドにて裏面を研削し、裏面研削面８を得る。
【００６８】
この参考例によれば、図示していないが、第１参考例と同様にバックグラインドにてウエハのエッジに加わる応力において、上向きの応力は発生しない。
【００６９】
したがって、上記第５参考例と同様の効果を奏することができると共に、研削面６１４の斜面をバックグラインドしているため、ウエハ２０８のエッジに加わる応力が常に下向きであり、折損率を極めて改善することができる。
【００７０】
次に、本発明の実施例について説明する。
【００７１】
図１７は本発明の実施例を示す、第８参考例に示した製造装置により、面取り研削を全周の略半分実施した平面模式図である。
【００７２】
この実施例では、ウエハ２０９の裏面を略半周面取り研削し、研削面６１５を得ている。ブレード型バックグラインドにてブレードが固定されているホイール４１に対し研削移動方向に研削面６１５と未研削の境界を合わせ、かつホイール４１のブレードが当たる側に研削面６１５を位置させ、裏面を研削する。
【００７３】
この実施例によれば、図示していないが、第１参考例と同様に面取り研削部分のバックグラインドにてウエハのエッジに加わる応力において上向きの応力は発生しない。
【００７４】
したがって、第８参考例と同様の効果を奏することができると共に、研削面６１５は半周しか研削する必要がないので、研削時間の短縮化を図ることができる。
【００７５】
なお、本発明は、Ｓｉウエハについて述べたが、化合物半導体基板においても同様の効果を奏することができる。
【００７６】
また、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能であり、これらを本発明の範囲から排除するものではない。
【００７７】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、半導体基板の研削面は半周しか研削しなくて済むので、研削時間の短縮化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１参考例を示すウエハのバックグラインド方法の説明図である。
【図２】 本発明の第１参考例を示すウエハのバックグラインド方法によって面取りされるウエハの構造を示す側面図である。
【図３】 本発明の第１参考例のウエハの最大直径部にブレードが接触した瞬間の応力を示す図である。
【図４】 本発明の第２参考例を示すウエハのバックグラインド方法の説明図である。
【図５】 本発明の第２参考例を示すバックグラインド方法によって面取りされるウエハの構造を示す側面図である。
【図６】 本発明の第３参考例を示すウエハのバックグラインド方法の説明図である。
【図７】 本発明の第３参考例を示すウエハのバックグラインド方法によって面取りされたウエハの構造を示す側面図である。
【図８】 本発明の第４参考例を示すウエハのバックグラインド方法によって面取りされるウエハの構造を示す側面図である。
【図９】 本発明の第５参考例を示すウエハのバックグラインド方法の説明図である。
【図１０】 本発明の第５参考例を示すウエハのエッジ研磨の手順を示す図である。
【図１１】 本発明の第６参考例を示すウエハのバックグラインド方法の説明図である。
【図１２】 本発明の第６参考例を示すウエハのエッジ研磨の手順を示す図である。
【図１３】 本発明の第７参考例を示すウエハのバックグラインド方法の説明図である。
【図１４】 本発明の第７参考例を示すウエハのバックグラインド方法によって面取りされるウエハの構造を示す側面図である。
【図１５】 本発明の第８参考例を示すウエハのバックグラインド方法の説明図である。
【図１６】 本発明の第８参考例を示すウエハのバックグラインド方法によって面取りされるウエハの構造を示す側面図である。
【図１７】 本発明の実施例を示す、第８参考例の製造装置により、面取り研削を全周の半分実施した平面模式図である。
【図１８】 従来の半導体基板のブレード型バックグラインドの概念図である。
【図１９】 従来のウエハ厚さ半分より少ない場合のバックグラインドでのブレードがウエハのエッジに接触した瞬間の応力を示す図である。
【図２０】 従来のウエハ厚さ半分より多くバックグラインドする場合の応力を示す図である。
【符号の説明】
３ ブレード
８ 裏面研削面
１１ ウエハチャック
４０ ブレード
４１ ホイール
２０１，２０２，２０３，２０４，２０５，２０６，２０７，２０８，２０９ ウエハ（半導体基板）
２０１Ａ，２０２Ａ，２０３Ａ，２０４Ａ，２０５Ａ，２０６Ａ，２０７Ａ，２０８Ａ 表面
２０１Ｂ，２０２Ｂ，２０３Ｂ，２０４Ｂ，２０５Ｂ，２０６Ｂ，２０７Ｂ，２０８Ｂ 裏面
６０１，６０２ 円弧
６０３，６０４，６０６，６０８ 楕円弧
６０５，６０７ 斜面
６０９，６１０ 弧
６１１ 垂直研磨面
６１２ 研磨面
６１３，６１４，６１５ 研削面
７０１，７０２，７０３，７０３Ａ，７０４，７０５，７０６ 回転砥石
Claims (1)
- ダイヤモンドを埋め込んだブレードを固定したホイールを半導体基板の表面に対して傾斜させて回転させ前記半導体基板の側面を研削し、前記ブレードを固定したホイールを回転させる際、前記ブレードの片方のブレード面が前記半導体基板のエッジに当たらず、かつ前記ブレードは前記半導体基板を研削する位置に前記ホイールの軸を固定し、前記ブレードが常に前記半導体基板の中心部からエッジに向かって、デバイスプロセスが完了した前記半導体基板のエッジを半周以上全周未満研削し、その後、ブレード型バックグラインド装置のブレードを前記半導体基板の前記研削によって形成された研削面と未研削面の境界に移動し、該未研削面を研削することにより、前記半導体基板のバックグラインドを行うことを特徴とする半導体基板の製造方法。
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