JP5881504B2

JP5881504B2 - ウエーハの加工方法

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Publication number: JP5881504B2
Application number: JP2012080596A
Authority: JP
Inventors: 森　竜彦; 竜彦森; 淳小松; 香一牧野
Original assignee: Disco Corp
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2012-03-30
Filing date: 2012-03-30
Publication date: 2016-03-09
Anticipated expiration: 2032-03-30
Also published as: JP2013211409A

Description

本発明は、外周の全周に面取り部を有するとともに外周縁にノッチが形成されたウエーハを加工する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。

シリコンウエーハ等のウエーハにはウエーハの結晶方位を示すマークとしてのノッチが形成されており、このノッチがウエーハの加工プロセスの各種工程でウエーハの位置決めに利用されている（例えば、特開平２−８７５２３号公報参照）。

また、半導体ウエーハ等の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加工すると、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、ウエーハの外周に形成された面取り部に表面側から切り込みを形成する所謂エッジトリミング加工を実施した後、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。

特開平２−８７５２３号公報特開２０００−１７３９６１号公報

しかし、エッジトリミング加工でウエーハの面取り部を除去すると、面取り部とともにノッチも除去されてしまい、後工程でウエーハの結晶方位を検出することができず、ウエーハを所定の向きに位置決めできないという問題がある。

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、ナイフエッジの形成によるウエーハの破損を防止するとともに、後工程でウエーハを所定の向きに位置決め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、外周に面取り部を有するとともに外周縁にノッチが形成されたウエーハを加工するウエーハの加工方法であって、ウエーハの外周縁のノッチに切削ブレードで切り込み、該ノッチを少なくともウエーハの中心方向に拡張するノッチ拡張ステップと、該ノッチ拡張ステップを実施した後、ウエーハの表面からウエーハの仕上げ厚みに至る外周の面取り部を除去する面取り部除去ステップと、該面取り部除去ステップを実施した後、ウエーハの裏面を研削してウエーハを所定厚みへ薄化する裏面研削ステップと、を備え、該ノッチ拡張ステップでは、該面取り部除去ステップで除去されるウエーハ径方向の除去領域の内周縁よりもウエーハ中心側の所定位置に至るまで該ノッチを拡張することで、該面取り部除去ステップを実施した後に該ノッチを残存させることを特徴とするウエーハの加工方法が提供される。

本発明のウエーハの加工方法によると、ウエーハの面取り部を除去する面取り部除去ステップを実施する前にノッチ拡張ステップでノッチが拡張されるため、面取り部除去ステップを実施した後でもノッチが残存し、拡張されたノッチを利用してウエーハを所定の向きに位置決めできる。

また、裏面研削ステップを実施する前にウエーハの面取り部が除去されるため、所謂ナイフエッジが形成されず、ナイフエッジの形成によるウエーハの破損を防止することができる。

半導体ウエーハの表面側斜視図である。半導体ウエーハの側面図である。ノッチ拡張ステップを示す側面図である。ノッチ拡張ステップを示す平面図である。ノッチ拡張ステップの第１実施形態を説明する拡大平面図である。ノッチ拡張ステップの第２実施形態を説明する拡大平面図である。面取り部除去ステップを示す側面図である。裏面研削ステップを示す一部断面側面図である。

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を参照すると、本発明のウエーハの加工方法の加工対象となる半導体ウエーハ１１の表面側斜視図が示されている。

半導体ウエーハ１１（以下ウエーハと略称する）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に複数の分割予定ライン１３が格子状に形成されているとともに、複数の分割予定ライン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をその表面の平端部に備えている。図２に最も良く示されるように、ウエーハ１１の外周部には円弧状の面取り部１１ｅが形成されている。２１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である。

本発明のウエーハの加工方法では、まずウエーハ１１の外周縁のノッチ２１に切削ブレードで切り込み、ノッチ２１を少なくともウエーハ１１の中心方向に拡張するノッチ拡張ステップを実施する。このノッチ拡張ステップの第１実施形態について、図３乃至図５を参照して説明する。

第１実施形態のノッチ拡張ステップでは、図３に示すように、先端がＲ形状の切削ブレード１２を矢印Ａ方向に高速で回転させながら、チャックテーブル１０を矢印Ｘ１方向に加工送りすることによりウエーハ１１のノッチ２１に切り込み、ノッチ２１をウエーハ１１の中心方向に拡張する。

図４はノッチ拡張ステップの平面図を示しており、切削ブレード１２をウエーハ１１に対して矢印Ｘ２方向に相対移動することにより、ノッチ２１に切り込む様子を示している。符号２３は後の面取り部除去ステップで除去される除去領域を示しており、２３ａは除去領域の内周縁をそれぞれ示している。

このノッチ拡張ステップでは、図５（Ｂ）に示すように、切削ブレード１２の先端１２ａを除去領域２３の内周縁２３ａを超えて切り込ませ、切欠き３１を形成する。このような切欠き３１を形成することにより、面取り部除去ステップを実施した後、切欠き３１がノッチ２１の延長部分として作用し、この切欠き３１を利用して後工程でウエーハ１１を所定の向きに位置決めすることができる。

第１実施形態のノッチ拡張ステップで使用するのに適した切削ブレードは、先端がＲ形状の切削ブレード１２の他、例えば先端Ｖ形状や頂点が丸まった先端Ｖ形状の切削ブレードでもよい。切欠き３１が結晶方位を示すことができ、後工程で切欠き３１を画像認識で検出できる形状を形成できればよい。

図６を参照すると、ノッチ拡張ステップの第２実施形態が示されている。第２実施形態のノッチ拡張ステップでは、チャックテーブル１０を所定角度回転させて、図６（Ａ）に示すように、ノッチ２１の１辺２１ａと切削ブレード１４とを平行に位置付ける。

そして、コーナー１４ｂが丸まった先端１４ａがフラットな形状の切削ブレード１４を図６（Ｂ）に示すように、除去領域の内周縁２３ａを超えてノッチ２１に切り込ませ、面取り部除去ステップ実施後にノッチ２１と相似形の切欠き３３を形成する。ノッチ２１の底部２１ｂの形状が切削ブレード１４の先端コーナー部１４ｂの形状に概略一致するような切削ブレード１４を使用するのが好ましい。

このようにノッチ２１と相似形で且つ同じ方向を向いた切欠き３３を除去領域の内周縁２３ａを超えて形成することにより、この切欠き３３を利用して後工程でウエーハ１１を所定の向きに位置決めすることができる。

ノッチ拡張ステップを実施した後、ウエーハ１１の表面１１ａからウエーハの仕上げ厚みに至る外周の面取り部１１ｅを除去する面取り部除去ステップを実施する。この面取り部除去ステップでは、図７に示すように、切削装置のチャックテーブル１０でウエーハ１１を吸引保持する。

そして、切削ユニット１６の切削ブレード１８をウエーハ１１の面取り部１１ｅに表面１１ａ側から所定深さ切り込ませ、チャックテーブル１０を矢印Ｂ方向に低速で回転させて、ウエーハ１１の外周部に円形の段差部２５を形成する。

この面取り部除去ステップでの切削ブレード１８の切り込み深さは、少なくともウエーハ１１の表面１１ａからウエーハの仕上げ厚みに至る深さであり、例えば深さ１００μｍ程度の円形の段差部２５を形成する。切削ブレード１８としては、例えば厚さが１〜２ｍｍ程度のワッシャーブレードを使用するのが好ましい。

図７に示した面取り部除去ステップは、切削ブレード１８をウエーハ１１の面取り部１１ｅに切り込ませて実施しているが、研削ホイールの研削砥石をウエーハ１１の面取り部１１ｅに当接させて研削により面取り部１１ｅの一部を除去するようにしてもよい。

面取り部除去ステップを実施した後、ウエーハ１１の裏面１１ｂを研削してウエーハ１１を所定厚みへと薄化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では、図８に示すように、ウエーハ１１の表面１１ａに表面保護テープ２７を貼着し、研削装置のチャックテーブル２０でウエーハ１１に貼着された表面保護テープ２７側を吸引保持し、ウエーハ１１の裏面１１ｂを露出させる。

図８に示された研削ユニット２２は、スピンドル２４と、スピンドル２４の先端に固定されたホイールマウント２６と、ホイールマウント２６の先端に着脱可能に装着された研削ホイール２８とを含んでいる。研削ホイール２８は、環状基台３０と、環状基台３０の下端部外周に固着された複数の研削砥石３２とから構成される。

裏面研削ステップでは、チャックテーブル２０を矢印ａ方向に例えば３００ｒｐｍで回転しつつ、研削ホイール２８をチャックテーブル２０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３２をウエーハ１１の裏面１１ｂに接触させる。

そして、研削ホイール２８を所定の研削送り速度（例えば３〜５μｍ／秒）で下方に所定量研削送りして、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ウエーハ１１の厚みを測定しながらウエーハ１１を所望の厚み（例えば１００μｍ）に仕上げる。

この裏面研削工程が完了すると、ウエーハ１１がその裏面１１ｂ側から十分深く研削されるので、段差部２５から上方に残留している面取り部１１ｅを完全に除去することができる。

上述した実施形態では、本発明の加工方法を半導体ウエーハ１１について実施した例について説明したが、被加工物は半導体ウエーハに限定されるものではなく、外周縁にノッチを有する他のウエーハにも本発明の加工方法は同様に適用することができる。

本発明のウエーハの加工方法では、ウエーハ１１の面取り部１１ｅを除去する面取り部除去ステップを実施する前に、ノッチ拡張ステップでノッチ２１が拡張されるため、面取り部除去ステップを実施した後でもノッチがウエーハの外周部に残存し、このノッチを利用してウエーハ１１を所定の向きに位置決めすることができる。

１１半導体ウエーハ
１１ｅ面取り部
１２，１４，１８切削ブレード
２１ノッチ
２３除去領域
２３ａ除去領域の内周縁
２５段差部
２８研削ホイール
３２研削砥石

Claims

外周に面取り部を有するとともに外周縁にノッチが形成されたウエーハを加工するウエーハの加工方法であって、
ウエーハの外周縁のノッチに切削ブレードで切り込み、該ノッチを少なくともウエーハの中心方向に拡張するノッチ拡張ステップと、
該ノッチ拡張ステップを実施した後、ウエーハの表面からウエーハの仕上げ厚みに至る外周の面取り部を除去する面取り部除去ステップと、
該面取り部除去ステップを実施した後、ウエーハの裏面を研削してウエーハを所定厚みへ薄化する裏面研削ステップと、を備え、
該ノッチ拡張ステップでは、該面取り部除去ステップで除去されるウエーハ径方向の除去領域の内周縁よりもウエーハ中心側の所定位置に至るまで該ノッチを拡張することで、該面取り部除去ステップを実施した後に該ノッチを残存させることを特徴とするウエーハの加工方法。