KR20220127739A - 반도체 장치의 제조 방법 및 반도체 장치의 제조 장치 - Google Patents

반도체 장치의 제조 방법 및 반도체 장치의 제조 장치 Download PDF

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KR20220127739A
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에이치 야마모토
츠바사 반도
타카히코 미츠이
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가부시키가이샤 오카모도 코사쿠 기카이 세이사쿠쇼
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Abstract

반도체 디바이스 웨이퍼를 척 기구에 흡착하여 수평 회전시키는 것과, 초음파를 인가한 세로형 스핀들에 의해 회전 블레이드를 수평 회전시키는 것과, 수평 회전하고 있는 상기 반도체 디바이스 웨이퍼의 외주 단부를 수평 회전하고 있는 상기 회전 블레이드로 트리밍함으로써, 상기 외주 단부에 홈을 형성하는 것과, 상기 트리밍 중에, 수평 회전하고 있는 상기 회전 블레이드의 선단 형상을 블레이드 성형용 숫돌로 수정하는 것과, 상기 트리밍 후에, 수평 회전하고 있는 상기 반도체 디바이스 웨이퍼의 일주면을 수평 회전하고 있는 컵 숫돌로 연삭하는 것을 포함하는, 반도체 장치의 제조 방법이 제공된다.

Description

반도체 장치의 제조 방법 및 반도체 장치의 제조 장치{METHOD FOR MANUFACTURING SEMICONDUCTOR DEVICE AND APPARATUS FOR MANUFACTURING SEMICONDUCTOR DEVICE}
본 개시는 반도체 장치의 제조 방법 및 반도체 장치의 제조 장치에 관한 것이다.
본원은 2021년 3월 11일에 일본에 출원된 일본 특허출원 2021-039546호에 기초하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.
반도체 장치의 제조에서는, 보다 박층화된 반도체 디바이스 웨이퍼를 패키징하는 것이 요구되고 있다. 반도체 디바이스 웨이퍼의 박층화는 고정 연마 입자 숫돌을 사용한 연삭 가공에 의해 행해진다. 반도체 디바이스 웨이퍼를 박층화하는 공정에 있어서, 웨이퍼 엣지에 치핑이 발생하면, 반도체 디바이스 칩의 수율이 저하되는 문제가 생긴다. 이에, 반도체 디바이스 웨이퍼의 치핑을 억제하기 위해, 박층화를 위한 연삭 가공 전에, 웨이퍼 엣지의 트리밍(모깎기)을 행하는 것이 알려져 있다.
예를 들면, 일본 공개특허공보 2009-39808호 공보에는, 컵 휠형의 다이아몬드 연삭 숫돌을 사용하여, 반도체 기판의 엣지 연삭 가공(모깎기 가공)을 행하는 것이 개시되어 있다. 일본 공개특허공보 2009-39808호 공보에서는, 수평 회전하고 있는 반도체 기판을, 수평 회전하는 다이아몬드 연삭 숫돌을 사용하여, 엣지 연삭 가공을 행하고 있다. 구체적으로는, 반도체 기판의 외주연부의 수직면에 대해 다이아몬드 연삭 숫돌의 외주연부의 수직면이 포개지도록, 수평 회전하는 다이아몬드 연삭 숫돌을 상방으로부터 하강시키고, 반도체 기판의 엣지면에 대한 연삭 절입이 행해진다.
또한, 일본 공개특허공보 2011-142201호 공보에는, 수평축에 의해 수직 회전하는 다이아몬드제의 엣지 연삭 숫돌 바퀴를 사용한 반도체 기판의 엣지 연삭 공정이 개시되어 있다. 일본 공개특허공보 2011-142201호 공보의 엣지 연삭 공정에서는, 수직 회전하는 엣지 연삭 숫돌 바퀴를 하강시켜, 수평 회전하는 반도체 기판의 외주연의 두께를 원하는 두께로 감소시킨다.
또한, 일본 공개특허공보 평9-216152호 공보에는, Y축 방향(수평 방향)을 따라 배치된 스핀들에 의해 다이아몬드 휠을 수직 회전시키고, 다이아몬드 휠의 외주면을 수평 회전하는 반도체 웨이퍼의 외주 부분에 당접시켜 연삭하는 단부 연삭 장치가 개시되어 있다.
또한, 일본 공개특허공보 2020-31106호 공보에는, 척 기구에 의해 반도체 디바이스 웨이퍼를 수평 회전시킴과 함께 초음파를 인가한 세로형 스핀들에 의해 회전 블레이드를 수평 회전시키고, 반도체 디바이스 웨이퍼의 주측면을 회전 블레이드로 트리밍하는 기술이 개시되어 있다.
또한, 반도체 디바이스 웨이퍼의 디바이스면에 연삭 보호층으로서 BG 테이프(Back Grind Tape)를 첩부하는 것, 및 반도체 디바이스 웨이퍼의 디바이스면에 수지를 개재하여 서포트 웨이퍼를 형성하는 방식인 WSS(Wafer Support System)가 알려져 있다.
상술한 바와 같이, 반도체 장치의 분야에서는, 반도체 디바이스 웨이퍼의 박층화가 더욱 요구되고 있고, 이를 실현하기 위해 반도체 디바이스 웨이퍼의 치핑을 방지하는 고정밀도의 트리밍 기술이 요구되고 있다.
그러나, 상기한 종래 기술에는, 반도체 디바이스 웨이퍼의 치핑을 억제하는 고정밀도이면서 또한 고효율적인 엣지 트리밍 공정을 실현하기 위해 개선해야 할 문제점이 있다.
구체적으로는, 상기한 종래 기술과 같이 컵 휠형의 다이아몬드 연삭 숫돌에 의해 엣지를 트리밍하는 방법에서는, 가공 속도가 느리고 생산성이 떨어진다는 문제점이 있었다. 또한, 컵 휠형의 다이아몬드 연삭 숫돌이 마모됨으로써, 트리밍 바닥면의 수직성이 무너져, 트리밍 바닥면이 테이퍼 형상이 된다는 결점이 있다.
또한, 수직 회전하는 다이아몬드 블레이드를 수평 회전하는 반도체 디바이스 웨이퍼의 엣지부에 밀착시켜 트리밍을 행하는 방법에서는, 다이아몬드 블레이드와 반도체 디바이스 웨이퍼가 선접촉인 점에서, 반도체 디바이스 웨이퍼에 대한 전단 응력이 크다는 결점이 있다.
이 때문에, WSS에 의해 반도체 디바이스 웨이퍼의 디바이스면에 수지를 개재하여 서포트 웨이퍼를 형성하는 방식에서는, WSS의 첩합이 완전하지 않은 경우, 다이아몬드 블레이드에 의한 전단 응력에 의해, 반도체 디바이스 웨이퍼 및 WSS에 새로운 결함이 발생하는 경우가 있었다.
또한, 반도체 디바이스 웨이퍼의 디바이스면의 엣지부를 다이아몬드 블레이드로 가공하는 방법에서는, 디바이스면의 외주에 단차가 형성된 상태에서 BG 테이프의 첩부, 또는 WSS에 의한 서포트 웨이퍼의 형성이 행해지기 때문에, 박층화 공정시에 반도체 디바이스 웨이퍼의 두께에 편차가 생기기 쉽다.
또한, 상기의 반도체 디바이스 웨이퍼의 디바이스면을 트리밍하는 방법에서는, 가공이 곤란한 금속 및 절연막을 개재하여, 그 하방에 있는 실리콘(Si) 등의 반도체 웨이퍼를 가공해야 하기 때문에, 다이아몬드 블레이드의 마모가 커진다.
또한, 상기의 반도체 디바이스 웨이퍼의 디바이스면을 트리밍하는 방법에서는, 디바이스면에 비산된 먼지 및 오염이 부착되기 쉽기 때문에, 먼지 및 오염을 제거하는 정밀 세정 등이 필요해지고, 결과로서 프로세스 비용이 증대한다는 문제점이 있다.
또한, 일본 공개특허공보 2020-31106호 공보에 개시된 종래 기술과 같이, 초음파를 인가한 세로형 스핀들에 의해 수평 회전하는 회전 블레이드를 이용하여, 수평 회전하는 반도체 디바이스 웨이퍼의 주측면을 트리밍하는 방법은, 고속도이면서 또한 고정밀도의 트리밍이 가능하다. 그러나, 양산 기술로서 실용화를 도모하기 위해서는, 고정밀도이면서 또한 고품질의 트리밍 형상 및 트림면 성상이 안정적으로 얻어지는, 고수율의 가공 기술이 요구되고 있다.
본 개시는 상기의 사정을 감안하여 이루어진 것이고, 그 목적으로 하는 바는, 안정적인 트리밍 형상과 트림면 성상이 얻어지며, 고기능의 반도체 디바이스 웨이퍼를 고수율로 가공할 수 있는, 생산성이 우수한 반도체 장치의 제조 방법 및 제조 장치를 제공하는 것에 있다.
본 개시의 실시형태에 따른 반도체 장치의 제조 방법은, 반도체 디바이스 웨이퍼를 척 기구에 흡착하여 수평 회전시키는 것과, 초음파를 인가한 세로형 스핀들에 의해 회전 블레이드를 수평 회전시키는 것과, 수평 회전하고 있는 상기 반도체 디바이스 웨이퍼의 외주 단부를 수평 회전하고 있는 상기 회전 블레이드로 트리밍함으로써, 상기 외주 단부에 홈을 형성하는 것과, 상기 트리밍 중에, 수평 회전하고 있는 상기 회전 블레이드의 선단 형상을 블레이드 성형용 숫돌로 수정하는 것과, 상기 트리밍 후에, 수평 회전하고 있는 상기 반도체 디바이스 웨이퍼의 일주면을 수평 회전하고 있는 컵 숫돌로 연삭하는 것을 포함하도록 구성되어 있다.
본 개시의 반도체 장치의 제조 방법은, 반도체 디바이스 웨이퍼를 척 기구에 흡착하여 수평 회전시키는 것과, 초음파를 인가한 세로형 스핀들에 의해 회전 블레이드를 수평 회전시키는 것과, 수평 회전하고 있는 상기 반도체 디바이스 웨이퍼의 외주 단부를 수평 회전하고 있는 상기 회전 블레이드로 트리밍함으로써, 상기 외주 단부에 홈을 형성하는 것과, 상기 트리밍 중에, 수평 회전하고 있는 상기 회전 블레이드의 선단 형상을 블레이드 성형용 숫돌로 수정하는 것과, 상기 트리밍 후에, 수평 회전하고 있는 상기 반도체 디바이스 웨이퍼의 일주면을 수평 회전하고 있는 컵 숫돌로 연삭하는 것을 포함한다.
또한, 본 개시의 반도체 장치의 제조 장치는, 척 기구와, 세로형 스핀들과, 회전 블레이드와, 초음파 진동 장치와, 블레이드 성형용 숫돌로 이루어지고, 상기 척 기구는 반도체 디바이스 웨이퍼를 흡착하여 수평 회전시키도록 구성되어 있으며, 상기 세로형 스핀들은 상기 회전 블레이드를 수평 회전시키도록 구성되어 있고, 상기 초음파 진동 장치는 세로형 스핀들에 초음파를 인가하도록 구성되어 있으며, 상기 회전 블레이드는 상기 척 기구에 흡착되어 수평 회전하는 상기 반도체 디바이스 웨이퍼의 외주 단부를 상기 초음파가 인가된 상기 세로형 스핀들에 의해 수평 회전하면서 트리밍함으로써, 상기 외주 단부에 홈을 형성하도록 구성되어 있고, 상기 블레이드 성형용 숫돌은 수평 회전하고 있는 상기 회전 블레이드의 선단에 당접함으로써, 상기 회전 블레이드의 선단 형상을 수정하도록 구성되어 있다.
본 개시의 반도체 장치의 제조 방법은, 반도체 디바이스 웨이퍼를 척 기구에 흡착하여 수평 회전시키는 것과, 초음파를 인가한 세로형 스핀들에 의해 회전 블레이드를 수평 회전시키는 것과, 수평 회전하고 있는 상기 반도체 디바이스 웨이퍼의 외주 단부를 수평 회전하고 있는 상기 회전 블레이드로 트리밍함으로써, 상기 외주 단부에 홈을 형성하는 것과, 상기 트리밍 중에, 수평 회전하고 있는 상기 회전 블레이드의 선단 형상을 블레이드 성형용 숫돌로 수정하는 것과, 상기 트리밍 후에, 수평 회전하고 있는 상기 반도체 디바이스 웨이퍼의 일주면을 수평 회전하고 있는 컵 숫돌로 연삭하는 것을 포함한다. 이러한 공정에 의해, 반도체 디바이스 웨이퍼의 디바이스면의 표면에 형성된 금속막 또는 절연막 등의 각종 피막에 영향을 받지 않고, 반도체 디바이스 웨이퍼의 외주 단부를 트리밍할 수 있다. 엣지 트리밍 공정에서는, 회전 블레이드는 초음파를 인가한 세로형 스핀들에 의해 수평 회전하므로, 고속도이면서 또한 고정밀도의 트리밍이 가능하다. 그리고, 엣지 트리밍 공정에 있어서, 수평 회전하고 있는 회전 블레이드의 선단 형상은 블레이드 성형용 숫돌에 의해 바람직한 형상으로 수정된다. 이에 의해, 반도체 디바이스 웨이퍼에는 안정적인 트리밍 형상 및 트림면 성상이 얻어지고, 고기능의 반도체 디바이스 웨이퍼를 고수율로 가공할 수 있다. 즉, 종래 기술에서는 얻어지지 않는 우수한 생산성이 얻어진다. 구체적으로는, 두께 20㎛ 이하의 극박화된 반도체 디바이스 웨이퍼를 고수율로 양산할 수 있다.
또한, 본 개시의 반도체 장치의 제조 방법은, 상기 트리밍 중에, 상기 홈의 형상을 촬상하는 것과, 촬상된 화상 데이터에 기초하여 상기 홈의 형상을 해석하는 것과, 상기 해석된 홈의 형상에 기초하여 상기 회전 블레이드의 상기 선단 형상을 상기 블레이드 성형용 숫돌로 수정하는 것을 포함해도 된다. 이에 의해, 연속된 효율적인 트리밍 가공에 의해, 고정밀도로 정확한 트리밍 형상이 얻어진다.
또한, 본 개시의 반도체 장치의 제조 방법은, 상기 트리밍 중에, 상기 홈에 대해 평행광을 투사하는 것과, 상기 평행광의 그림자 형상에 기초하여, 상기 홈의 형상을 해석하는 것을 포함해도 된다. 이에 의해, 반도체 디바이스 웨이퍼의 트리밍된 홈의 형상을 효율적이고 고정밀도로 검출할 수 있고, 고정밀도로 안정적인 형상 및 면 성상의 홈을 고효율적으로 가공할 수 있다.
또한, 본 개시의 반도체 장치의 제조 방법은, 상기 회전 블레이드의 상기 선단 형상의 수정을 상기 블레이드 성형용 숫돌의 지지 각도를 조정하면서 행하는 것을 포함해도 된다. 이에 의해, 회전 블레이드의 선단 형상을 항상 바람직한 상태로 유지할 수 있기 때문에, 고정밀도의 트리밍 가공을 연속하여 효율적으로 행할 수 있다. 구체적으로는, 반도체 디바이스 웨이퍼의 외주 단부에 바람직한 각도로 경사하는 트리밍면을 형성할 수 있다.
또한, 본 개시의 반도체 장치의 제조 장치는, 척 기구와, 세로형 스핀들과, 초음파 진동 장치와, 회전 블레이드와, 블레이드 성형용 숫돌로 이루어지고, 상기 척 기구는 반도체 디바이스 웨이퍼를 흡착하여 수평 회전시키도록 구성되어 있으며, 상기 세로형 스핀들은 상기 회전 블레이드를 수평 회전시키도록 구성되어 있고, 상기 초음파 진동 장치는 세로형 스핀들에 초음파를 인가하도록 구성되어 있으며, 상기 회전 블레이드는 상기 척 기구에 흡착되어 수평 회전하는 상기 반도체 디바이스 웨이퍼의 외주 단부를 상기 초음파가 인가된 상기 세로형 스핀들에 의해 수평 회전하면서 트리밍함으로써, 상기 외주 단부에 홈을 형성하도록 구성되어 있고, 상기 블레이드 성형용 숫돌은 수평 회전하고 있는 상기 회전 블레이드의 선단에 당접함으로써, 상기 회전 블레이드의 선단 형상을 수정하도록 구성되어 있다. 이러한 구성에 의해, 반도체 디바이스 웨이퍼의 외주 단부를 트리밍하는 회전 블레이드의 선단 형상을 항상 바람직한 상태로 유지하여, 고정밀도이면서 또한 고효율적인 트리밍 가공을 연속하여 실행할 수 있다. 따라서, 고기능의 최첨단 반도체 디바이스 웨이퍼에 대한 고수율 제조가 실현되어, 생산성이 향상된다.
또한, 본 개시의 반도체 장치의 제조 장치는, 상기 홈의 형상을 촬상하고, 촬상된 화상 데이터에 기초하여, 상기 홈의 형상을 해석하는 관찰 수단을 추가로 구비하며, 상기 블레이드 성형용 숫돌은 상기 해석된 홈의 형상에 기초하여, 상기 회전 블레이드의 선단 형상의 수정을 행해도 된다. 이러한 구성에 의해, 반도체 디바이스 웨이퍼의 외주 단부의 트리밍 상황을 항상 정확하게 파악할 수 있다. 따라서, 회전 블레이드의 선단 형상이 항상 바람직한 상태가 되도록, 블레이드 성형용 숫돌로 선단 형상을 정확하게 수정할 수 있다. 그 결과, 고정밀도이면서 또한 고효율적인 트리밍 가공이 연속하여 실행되어, 반도체 디바이스 웨이퍼 제조의 수율을 높일 수 있다.
도 1은 본 개시의 실시형태에 따른 반도체 장치의 제조 장치를 나타내는 평면도이다.
도 2는 본 개시의 실시형태에 따른 반도체 장치의 제조 장치의 엣지 트리밍 장치를 나타내는 정면도이다.
도 3은 본 개시의 실시형태에 따른 반도체 장치의 제조 장치의 엣지 트리밍 장치를 나타내는 평면도이다.
도 4는 본 개시의 실시형태에 따른 반도체 장치의 제조 장치의 촬상 장치의 화상 데이터를 나타내는 도면이다.
도 5(a)∼도 5(d)는 본 개시의 실시형태에 따른 반도체 장치의 제조 방법을 나타내는 도면이다. 도 5(a)는 척킹 공정에서 반도체 디바이스 웨이퍼가 준비되는 상태, 도 5(b)는 엣지 트리밍 공정에서 트리밍이 행해지고 있는 상태, 도 5(c)는 엣지 트리밍 공정이 완료된 상태, 도 5(d)는 박층화 공정에서 박층화가 행해진 상태를 나타내는 도면이다.
도 6(a) 및 도 6(b)는 본 개시의 실시형태에 따른 트리밍면의 근방을 나타내는 도면이다. 도 6(a)는 엣지 트리밍 공정이 완료된 상태, 도 6(b)는 박층화 공정에서 박층화가 행해진 상태를 나타내는 도면이다.
도 7(a)∼도 7(d)는 본 개시의 다른 실시형태에 따른 반도체 장치의 제조 방법을 나타내는 도면이다. 도 7(a)는 척킹 공정에서 반도체 디바이스 웨이퍼가 준비되는 상태, 도 7(b)는 엣지 트리밍 공정에서 트리밍이 행해지고 있는 상태, 도 7(c)는 엣지 트리밍 공정이 완료된 상태, 도 7(d)는 박층화 공정에서 박층화가 행해진 상태를 나타내는 도면이다.
이하의 상세한 설명에서는, 개시된 실시형태의 전반적인 이해를 제공하기 위해 많은 세부사항이 구체적으로 설명된다. 그러나, 이들 구체적인 세부사항이 없이도 하나 이상의 실시형태가 실시될 수 있음은 명백하다. 다른 예에서는 도면을 단순화하기 위해 주지의 구조와 장치를 모식적으로 나타낸다.
이하, 본 개시의 실시형태에 따른 반도체 장치의 제조 방법 및 제조 장치를 도면에 기초하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 개시의 실시형태에 따른 반도체 장치의 제조 장치(1)를 나타내는 평면도이고, 엣지 트리밍 장치(10)가 삽입된 전자동 연삭 장치의 개략 구성을 나타내고 있다.
도 1에 나타내는 제조 장치(1)는 반도체 디바이스 웨이퍼(30)(도 2 참조)의 척킹 공정부터, 엣지 트리밍 공정, 박층화 공정, 및 세정 공정까지의 일련의 공정을 자동으로 행하는 장치이다.
제조 장치(1)는 반도체 디바이스 웨이퍼(30)를 반송하는 반송 로봇(21)과, 각 공정을 실행하는 스탠바이 테이블(22), 초음파 트리밍 테이블(23), 조연삭 테이블(25), 마무리 연삭 테이블(27), 및 세정 유닛(29)을 갖는다.
그리고, 제조 장치(1)는 스탠바이 테이블(22), 초음파 트리밍 테이블(23), 조연삭 테이블(25), 및 마무리 연삭 테이블(27)에, 반도체 디바이스 웨이퍼(30)를 90도 인덱스하는 90도 인덱스 테이블(20)을 갖는다.
스탠바이 테이블(22)은 반도체 디바이스 웨이퍼(30)의 척킹 공정을 실행하는 테이블이다. 가공 대상인 반도체 디바이스 웨이퍼(30)는 먼저, 반송 로봇(21)에 의해 스탠바이 테이블(22)로 반송된다. 그리고, 스탠바이 테이블(22)에서 반도체 디바이스 웨이퍼(30)의 척킹 공정이 실행된다.
초음파 트리밍 테이블(23)은 반도체 디바이스 웨이퍼(30)의 엣지 트리밍 공정을 실행하는 테이블이다. 스탠바이 테이블(22)에 있어서의 척킹 공정의 후, 반도체 디바이스 웨이퍼(30)는 90도 인덱스 테이블(20)에서 시계 방향으로 90도 인덱스된다. 그리고, 초음파 트리밍 테이블(23)에서 반도체 디바이스 웨이퍼(30)의 엣지 트리밍 공정이 실행된다. 구체적으로는, 초음파가 인가된 상태에서 수평 회전하는 엣지 트리밍 장치(10)의 회전 블레이드(17)에 의해, 반도체 디바이스 웨이퍼(30)의 외주 단부(34)(도 2 참조)의 일부가 연삭된다.
또한, 제조 장치(1)는 반도체 디바이스 웨이퍼(30)의 트리밍 형상을 정확하게 촬상 및 해석하는 관찰 수단으로서, 촬상 장치(45)를 구비하고 있다. 촬상 장치(45)는 반도체 디바이스 웨이퍼(30)의 외주 단부(34) 근방을 촬상하고, 엣지 트리밍 공정에 의해 외주 단부(34)에 형성된 홈(35)(도 2 참조)의 형상 정보를 화상 데이터(49)(도 4 참조)에 기초하여 해석한다. 이에 의해, 고정밀도의 트리밍이 실현된다.
조연삭 테이블(25) 및 마무리 연삭 테이블(27)은 반도체 디바이스 웨이퍼(30)의 박층화 공정을 실행하는 테이블이다. 조연삭 테이블(25)의 상방에는, 반도체 디바이스 웨이퍼(30)의 상면을 조연삭하는 조연삭 헤드(26)가 형성되어 있다. 마무리 연삭 테이블(27)의 상방에는, 반도체 디바이스 웨이퍼(30)의 상면을 마무리 연삭하는 마무리 연삭 헤드(28)가 형성되어 있다.
초음파 트리밍 테이블(23)에서 엣지 트리밍 공정이 완료된 반도체 디바이스 웨이퍼(30)는, 90도 인덱스 테이블(20)에 의해 추가로 시계 방향으로 90도 인덱스된다. 그리고, 조연삭 테이블(25)에서, 조연삭 헤드(26)에 의한 박층화의 조연삭이 행해진다.
그리고, 조연삭 테이블(25)에서 조연삭된 반도체 디바이스 웨이퍼(30)는, 90도 인덱스 테이블(20)에서 마무리 연삭 테이블(27)로 인덱스되고, 마무리 연삭 헤드(28)에 의해 최종 두께로 마무리 연삭된다.
마무리 연삭 테이블(27)에서 박층화 공정이 종료된 반도체 디바이스 웨이퍼(30)는, 90도 인덱스 테이블(20)에서 스탠바이 테이블(22)로 되돌려진 후, 반송 로봇(21)에 의해 세정 유닛(29)으로 이송된다. 그리고, 세정 유닛(29)에서는, 반도체 디바이스 웨이퍼(30)를 세정하는 세정 공정이 행해진다.
한편, 도 1에 나타낸 제조 장치(1)는 본 개시의 실시형태의 일례에 지나지 않는다. 예를 들면, 엣지 트리밍 장치(10)만을 도 1에 나타내는 제조 장치(1)로부터 분리하여, 단독의 전자동 트리밍 장치로 해도 된다.
또한, 예를 들면, 도 1에 있어서 세정 유닛(29)이 배치되어 있는 부분에 엣지 트리밍 장치(10)를 형성하여, 조연삭 테이블(25) 및 마무리 연삭 테이블(27)로 이루어지는 연삭 스테이지와 분리해도 된다. 그 경우에는, 제조 장치(1)를 엣지 트리밍 장치(10)가 부속된 자동 연삭 장치로서 구성해도 된다.
도 2는 엣지 트리밍 장치(10)의 개략 구성을 나타내는 정면도이다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 엣지 트리밍 장치(10)는 반도체 디바이스 웨이퍼(30)의 외주 단부(34)를 트리밍하는 장치이다.
엣지 트리밍 장치(10)는 반도체 디바이스 웨이퍼(30)를 지지하여 수평 회전시키는 진공 척(11)과, 반도체 디바이스 웨이퍼(30)의 외주 단부(34)를 연삭하는 회전 블레이드(17)와, 회전 블레이드(17)를 지지하는 세로형 스핀들(15)과, 세로형 스핀들(15)에 초음파를 인가하는 초음파 진동 장치(16)를 갖는다.
진공 척(11)은 반도체 디바이스 웨이퍼(30)를 척킹하는 척 기구를 구성한다. 진공 척(11)은 그 회전축이 대략 수직이 되도록 수평 회전이 자유롭도록 형성되어 있다. 진공 척(11)의 상면에는, 지지 기판(13) 등에 의해 형성되는 유지층을 개재하여 반도체 디바이스 웨이퍼(30)가 장착되고, 반도체 디바이스 웨이퍼(30)는 진공 척(11) 등의 척 기구와 함께 수평 회전한다.
회전 블레이드(17)는 예를 들면, 다이아몬드 숫돌을 비트리파이드 본드로 고정한 다이아몬드 숫돌 블레이드이다. 회전 블레이드(17)는 중심부가 세로형 스핀들(15)에 의해 지지되어 수평 회전하고, 선단, 즉 외주 숫돌면(18)이 반도체 디바이스 웨이퍼(30)의 외주 단부(34)에 당접 가능한 위치에 형성되어 있다.
세로형 스핀들(15)은 회전 블레이드(17)를 지지하는 회전축이다. 세로형 스핀들(15)은 회전축이 수직 방향으로 연재하여, 수평 회전 가능하게 형성되어 있다. 세로형 스핀들(15)이 도시하지 않은 구동 장치에 의해 회전 구동됨으로써, 회전 블레이드(17)가 수평 회전한다.
세로형 스핀들(15) 및 회전 블레이드(17)는 반도체 디바이스 웨이퍼(30)를 향해 수평 방향으로 이동이 자유롭도록 형성되어 있다. 이에 의해, 진공 척(11)에 유지되어 수평 회전하는 반도체 디바이스 웨이퍼(30)에 대해, 수평 회전하는 회전 블레이드(17)를 접근시켜, 회전 블레이드(17)의 외주 숫돌면(18)을 반도체 디바이스 웨이퍼(30)의 외주 단부(34)에 밀착시킬 수 있다. 그리고, 회전 블레이드(17)의 외주 숫돌면(18)에 의해 반도체 디바이스 웨이퍼(30)의 외주 단부(34)를 고정밀도로 연삭함으로써, 원하는 평균 깊이(D)(도 4 참조)를 갖는 트리밍면(36)을 형성할 수 있다.
한편, 상기와 같이 수평 회전하는 반도체 디바이스 웨이퍼(30)의 외주 단부(34)에 수평 회전하는 회전 블레이드(17)의 외주 숫돌면(18)을 밀착시켜 트리밍을 행하기 때문에, 반도체 디바이스 웨이퍼(30)를 유지하는 진공 척(11)이 수평 방향으로 이동 가능해도 된다.
또한, 회전 블레이드(17) 또는 진공 척(11)은 상하 방향으로 이동이 자유로워도 된다. 이에 의해, 반도체 디바이스 웨이퍼(30)에 대한 회전 블레이드(17)의 상하 방향의 위치를 변경하여 트리밍을 반복 실행할 수 있다. 그리고, 반도체 디바이스 웨이퍼(30)의 외주 단부(34)에 대해 상하 방향의 원하는 범위로 트리밍면(36)을 형성할 수 있다.
또한, 세로형 스핀들(15)은 회전 블레이드(17)의 상방 및 하방에 있어서 베어링(19)에 의해 축지지되어 있다. 이와 같이, 세로형 스핀들(15)이 상하의 2개소에서 축지지되어 있음으로써, 회전 블레이드(17)의 회전 진동이 억제되어 회전 정밀도가 향상되고, 고정밀도의 정밀한 트리밍 가공이 가능해진다.
베어링(19)으로서 예를 들면, 볼 베어링, 원통 롤러 베어링, 원뿔 롤러 베어링 등의 일반적인 메커니컬 베어링을 채용해도 된다. 또한, 회전 블레이드(17)의 상방 및 하방에 형성되는 베어링(19)의 적어도 한쪽은, 베어링(19)과 세로형 스핀들(15) 사이에 공기막을 형성하고, 비접촉으로 세로형 스핀들(15)을 축지지하는 에어 베어링이어도 된다. 베어링(19)으로서 에어 베어링이 사용됨으로써, 회전 블레이드(17)는 저마찰이면서 고정밀도로 유지되어 고속 회전한다. 따라서, 반도체 디바이스 웨이퍼(30)의 외주 단부(34)를 고정밀도로 트리밍 가공할 수 있다.
특히, 회전 블레이드(17)의 하방에 형성되는 베어링(19)으로서 에어 베어링을 채용함으로써, 가공수의 비산에 의한 열화가 억제되어, 베어링(19) 및 세로형 스핀들(15)의 고수명화를 도모할 수 있다.
초음파 진동 장치(16)는 세로형 스핀들(15)에 초음파를 인가하는 장치이다. 초음파 진동 장치(16)에 의해 세로형 스핀들(15)에 초음파가 인가됨으로써, 회전 블레이드(17)에 초음파가 인가되고, 회전 블레이드(17)가 회전 반직경 방향으로 초음파 진동한다. 이에 의해, 반도체 디바이스 웨이퍼(30)의 외주 단부(34)를 고속도이면서 또한 고정밀도로 트리밍하는 것이 가능해진다. 또한, 회전 블레이드(17)에 초음파가 인가됨으로써, 회전 블레이드(17)의 마모가 적어진다. 이에 의해, 반도체 디바이스 웨이퍼(30)의 트리밍된 외주 단부(34) 근방의 무너짐이 억제된다.
엣지 트리밍 장치(10)에는, 회전 블레이드(17)의 선단 형상을 수정하는 블레이드 성형용 숫돌(40)이 형성되어 있다. 블레이드 성형용 숫돌(40)은 예를 들면, 다이아몬드 숫돌을 비트리파이드 본드로 고정한 블레이드 성형용 다이아몬드 숫돌이다.
블레이드 성형용 숫돌(40)은 기울기 조정 기구(41)에 의해 기울기 조정이 자유롭도록 지지되어 있다. 구체적으로는, 회전 블레이드(17)의 선단에 접촉하는 블레이드 성형용 숫돌(40)의 숫돌면은, 대략 수직인 상태로부터 경사된 상태로 조정 가능하다. 즉, 블레이드 성형용 숫돌(40)은 기울기 조정 기구(41)에 지지되어, 대략 수평 방향으로 연재하는 기울기 조정 기구(41)의 지지축(42)를 중심으로 회동이 자유롭다.
블레이드 성형용 숫돌(40)의 숫돌면은 반도체 디바이스 웨이퍼(30)의 외주 단부(34)로부터 떨어진 위치에 있어서의 회전 블레이드(17)의 선단, 즉 회전 블레이드(17)의 외주 숫돌면(18)에 접촉한다. 이에 의해, 반도체 디바이스 웨이퍼(30)의 외주 단부(34)를 트리밍하는 엣지 트리밍 공정에 있어서, 수평 회전하는 회전 블레이드(17)의 선단은 블레이드 성형용 숫돌(40)의 숫돌면에 당접하고, 트리밍에 적절한 형상으로 수정된다. 즉, 엣지 트리밍 공정에 있어서, 수평 회전하는 회전 블레이드(17)의 선단은 블레이드 성형용 숫돌(40)의 숫돌면에 접촉하여 연삭된다.
이러한 구성에 의해, 반도체 디바이스 웨이퍼(30)의 외주 단부(34)를 트리밍하는 회전 블레이드(17)의 선단 형상은, 항상 바람직한 상태로 유지되어, 고정밀도이면서 또한 고효율적인 트리밍 가공을 연속하여 실행할 수 있다. 따라서, 고기능의 최첨단의 반도체 디바이스 웨이퍼(30)에 대해, 고수율 제조가 실현되어 생산성이 향상된다.
도 3은 엣지 트리밍 장치(10)의 개략 구성을 나타내는 평면도이다.
도 3에 나타내는 바와 같이, 엣지 트리밍 장치(10)는 트리밍된 홈(35)의 형상을 촬상 및 해석하는 관찰 수단으로서, 촬상 장치(45)를 구비하고 있다. 촬상 장치(45)는 광을 조사하는 광원(46)과, 광원(46)으로부터의 광을 받는 수광 소자(47)와, 수광 소자(47)의 광학 데이터에 기초하여, 홈(35)의 형상을 해석하는 화상 해석 장치(48)를 갖는다.
광원(46)은 반도체 디바이스 웨이퍼(30)의 외주 단부(34)의 트리밍 상태를 검출하기 위한 광을 조사한다. 상세하게는, 광원(46)은 평행 광원으로서, 반도체 디바이스 웨이퍼(30)의 외주 단부(34) 근방에, 평행광의 일부가 접하도록 광을 조사한다. 즉, 광원(46)은 반도체 디바이스 웨이퍼(30)의 측방으로부터, 반도체 디바이스 웨이퍼(30)의 외주 단부(34)의 단부 근방을 향해, 대략 수평 방향으로 평행광을 발한다.
수광 소자(47)는 광원(46)으로부터 발해진 광을 수광하도록, 광원(46)에 대향하듯이 형성되어 있다. 따라서, 광원(46)으로부터 발해지는 평행광은 반도체 디바이스 웨이퍼(30)의 외주 단부(34) 근방을 통과하여, 수광 소자(47)에 수광된다.
수광 소자(47)는 화상 해석 장치(48)에 접속되어 있다. 화상 해석 장치(48)는 수광 소자(47)로 수신된 광학 데이터를 해석한다. 상세하게는, 반도체 디바이스 웨이퍼(30)의 외주 단부(34)의 상태를 화상 데이터(49)(도 4 참조)에 기초하여 해석한다.
도 4는 도 3에 나타내는 촬상 장치(45)의 화상 데이터(49)를 나타내는 도면이다.
도 4에 나타내는 바와 같이, 촬상 장치(45)에 의해, 반도체 디바이스 웨이퍼(30)의 외주 단부(34)의 형상이 정확하게 촬상된다. 그리고, 촬상 장치(45)의 화상 해석 장치(48)는 촬상된 화상 데이터(49)에 기초하여 반도체 디바이스 웨이퍼(30)의 홈(35)의 형상을 해석한다. 제조 장치(1)는 촬상된 반도체 디바이스 웨이퍼(30)의 홈(35)의 형상의 해석 결과에 기초하여, 블레이드 성형용 숫돌(40)(도 2 참조)에 의한 회전 블레이드(17)(도 2 참조)의 선단 형상의 수정을 행한다.
이러한 구성에 의해, 반도체 디바이스 웨이퍼(30)의 외주 단부(34)의 트리밍 상황이 항상 정확하게 파악된다. 따라서, 회전 블레이드(17)의 선단 형상이 항상 바람직한 상태가 되도록, 블레이드 성형용 숫돌(40)에 의해 회전 블레이드(17)의 선단 형상을 정확하게 수정할 수 있다.
예를 들면, 촬상 장치(45)에 의해 트리밍 공정에 있어서의 반도체 디바이스 웨이퍼(30)의 홈(35)의 평균 깊이(D), 즉 트리밍면(36)의 평균 깊이(D)를 연속하여 정확하게 검출할 수 있다. 이에 의해, 제조 장치(1)는 정확한 평균 깊이(D)의 홈(35)을 형성할 수 있다.
또한, 촬상 장치(45)에 의해, 홈(35)의 트리밍면(36)의 기울기, 즉 경사 각도(A)를 정확하게 검출할 수 있다. 이어서, 촬상 장치(45)에 의해, 검출된 경사 각도(A)가 바람직한 범위 내인지의 여부에 대한 해석(평가)이 행해진다. 이에 의해, 제조 장치(1)는 트리밍면(36)의 경사 각도(A)가 하한 경사 각도(A1)보다 작은 경우 또는 상한 경사 각도(A2)보다 큰 경우에는, 회전 블레이드(17)의 선단 형상, 즉, 외주 숫돌면(18)(도 2 참조)의 기울기를 수정할 수 있다. 상기의 설명은 촬상된 화상 데이터에 기초하여 해석되는 대상(홈(35)의 형상의 평가 지표)으로서 트리밍면(36)의 경사 각도(A)를 이용하여 외주 숫돌면(18)의 기울기를 수정하는 예이다.
구체적으로는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 제조 장치(1)는 기울기 조정 기구(41)로 블레이드 성형용 숫돌(40)의 지지 각도를 조정하고, 블레이드 성형용 숫돌(40)에 의해 회전 블레이드(17)의 선단 형상을 트리밍함으로써, 외주 숫돌면(18)의 기울기를 바람직한 기울기로 수정할 수 있다.
이에 의해, 트리밍면(36)의 경사 각도(A)를 하한 경사 각도(A1)보다 크고, 또한 상한 경사 각도(A2)보다 작은 바람직한 각도로서, 반도체 디바이스 웨이퍼(30)의 트리밍 공정을 진행할 수 있다(도 4 참조).
이와 같이, 엣지 트리밍 장치(10)는 촬상 장치(45)로 촬상 및 해석된 트리밍면(36)의 형상 정보에 기초하여 회전 블레이드(17)의 선단 형상을 항상 바람직한 경사 각도(A)로 유지함으로써, 고정밀도의 트리밍 가공을 연속하여 효율적으로 행할 수 있다. 그 결과로서, 반도체 디바이스 웨이퍼(30)의 외주 단부(34)에 바람직한 각도로 경사하는 트리밍면(36)을 형성할 수 있다.
이어서, 도 5(a)∼도 5(d), 도 6(a) 및 도 6(b), 그리고 도 7(a)∼도 7(d)를 참조하여, 본 개시의 실시형태에 따른 반도체 장치의 제조 방법에 대해 상세하게 설명한다.
도 5(a)∼도 5(d)는 반도체 장치의 제조 방법을 나타내는 도면이고, 도 5(a)는 척킹 공정에 있어서 반도체 디바이스 웨이퍼(30)가 준비되는 상태, 도 5(b)는 엣지 트리밍 공정에 있어서 트리밍이 행해지고 있는 상태, 도 5(c)는 엣지 트리밍 공정이 완료된 상태, 도 5(d)는 박층화 공정에 있어서 박층화가 행해진 상태를 나타내는 도면이다.
도 5(a)에 나타내는 바와 같이, 반도체 디바이스 웨이퍼(30)는 반도체 디바이스층(31)이 형성된 실리콘 웨이퍼이고, 그 크기는 예를 들면, 직경 300㎜, 두께 775㎛이다.
척킹 공정에서는, 반도체 디바이스 웨이퍼(30)의 디바이스면(32)에는, WSS의 방식에 의해 첩합 수지층(12)을 개재하여, 지지 기판(13)이 첩합된다. 첩합 수지층(12)은 예를 들면, 실리콘계 수지로부터 형성되고, 그 두께는 예를 들면, 40㎛이다. 지지 기판(13)은 예를 들면, 실리콘계 또는 유리계의 서포트 웨이퍼이고, 그 두께는 예를 들면, 750㎛이다.
이어서, 도 5(b)에 나타내는 바와 같이, 반도체 디바이스 웨이퍼(30)는 디바이스면(32)을 아래로 하고, 첩합 수지층(12) 및 지지 기판(13)을 개재하여, 진공 척(11)에 유지된다.
그리고, 초음파 트리밍 테이블(23)(도 1 참조)에 있어서, 엣지 트리밍 공정이 실행된다. 엣지 트리밍 공정에서는, 반도체 디바이스 웨이퍼(30)는 진공 척(11)에 의해 수평 회전하고, 동일하게 수평 회전하는 초음파가 인가된 회전 블레이드(17)의 외주 숫돌면(18)이 반도체 디바이스 웨이퍼(30)의 외주 단부(34)에 밀착된다. 이에 의해, 반도체 디바이스 웨이퍼(30)의 외주 단부(34)가 트리밍되어 홈(35)이 형성된다.
한편, 회전 블레이드(17)에 의해, 외주 단부(34)와 함께, 첩합 수지층(12)의 상부가 연삭되어도 된다. 이에 의해, 반도체 디바이스 웨이퍼(30)의 치핑을 억제하는 효과를 높일 수 있다.
여기서, 회전 블레이드(17)의 직경은 예를 들면, 100㎜이고, 외주 숫돌면(18)의 두께는 예를 들면, 0.15㎜이다. 회전 블레이드(17)의 다이아몬드 숫돌의 입도는 ＃240∼＃8000이 바람직하고, 보다 바람직하게는, ＃1000∼＃3000, 더욱 바람직하게는, ＃2000이다.
또한, 엣지 트리밍 공정에 있어서의 회전 블레이드(17)의 회전수는, 8000∼12000min-1이 바람직하다. 반도체 디바이스 웨이퍼(30)의 회전수는 250∼350min-1이 바람직하다. 세로형 스핀들(15)의 수평 이동 속도는 0.3∼0.7㎜/min이 바람직하다.
예를 들면, 회전 블레이드(17)의 회전수를 10000min-1, 반도체 디바이스 웨이퍼(30)의 회전수를 300min-1, 세로형 스핀들(15)의 수평 이동 속도를 0.5㎜/min으로서 3분간 트리밍을 행함으로써, 외주 단부(34)로부터의 평균 깊이(D)(도 4 참조)가 1.5㎜가 될 때까지, 트리밍면(36)이 가공된다. 이들 조건에서 트리밍을 행함으로써, 표면 조도 15∼20㎚(Ra)의 반도체 디바이스 웨이퍼(30)가 얻어진다.
상술한 바와 같이, 엣지 트리밍 공정에서는, 초음파를 인가한 세로형 스핀들(15)에 의해 회전 블레이드(17)를 수평 회전시킨다. 이 때문에, 종래 기술의 컵 휠형의 다이아몬드 연삭 숫돌 등에 의한 트리밍에 비해, 고속도이면서 또한 고정밀도의 트리밍이 행해진다. 또한, 수평 회전하는 회전 블레이드(17)에 초음파가 인가됨으로써, 회전 블레이드(17)의 마모가 적어지고, 트리밍된 외주 단부(34) 근방의 무너짐을 억제할 수 있다.
여기서, 초음파 진동 장치(16)로부터 세로형 스핀들(15)로 인가되는 초음파의 주파수는, 예를 들면, 16∼1000kHz이다. 이에 의해, 반도체 디바이스 웨이퍼(30)가 바람직하게 트리밍된다.
또한, 반도체 디바이스 웨이퍼(30)는 디바이스면(32)을 아래로 하여 진공 척(11)에 유지된 상태에서, 수평 회전하는 초음파가 인가된 회전 블레이드(17)로 트리밍된다. 이 때문에, 엣지 트리밍 공정에 있어서, 디바이스면(32)은 오염되지 않는다. 이에 의해, 정밀 세정이 불필요해지고, 반도체 장치의 저비용화가 실현된다. 또한, 디바이스면(32)의 표면에 형성된 금속막 또는 절연막 등의 각종 피막에 영향을 받지 않고, 반도체 디바이스 웨이퍼(30)의 외주 단부(34)를 트리밍할 수 있다.
엣지 트리밍 공정에 의해, 반도체 디바이스 웨이퍼(30)의 외주 단부(34)에는 홈(35)이 형성되고, 홈(35)의 내부에 트리밍면(36)이 형성된다. 구체적으로는, 외주 숫돌면(18) 근방에 있어서의 회전 블레이드(17)의 두께는, 반도체 디바이스 웨이퍼(30)의 두께보다 얇다. 이 때문에, 도 5(c)에 나타내는 바와 같이, 트리밍면(36)은 외주 단부(34)로부터 오목하다. 그 결과로서, 외주 단부(34)에는 반도체 디바이스 웨이퍼(30)의 회전 방향으로 연재하는 원주상의 오목부인 홈(35)이 형성된다.
엣지 트리밍 공정에 의해 반도체 디바이스 웨이퍼(30)의 외주 단부(34)에 홈(35)이 형성됨으로써, 반도체 디바이스 웨이퍼(30)의 이면(33)에 대한 오염도 적게 할 수 있다. 따라서, 다음의 박층화 공정에 있어서, 정밀한 박층화 가공이 가능해진다.
엣지 트리밍 공정에 있어서, 촬상 장치(45)(도 3 참조)에 의해, 반도체 디바이스 웨이퍼(30)의 트리밍된 홈(35)의 형상에 대해 평행광이 투사된다. 이 평행광의 그림자 형상에 기초하여, 홈(35)의 형상이 정확하게 해석된다. 이에 의해, 반도체 디바이스 웨이퍼(30)의 트리밍된 홈(35)의 형상을 효율적이면서 고정밀도로 해석할 수 있다.
그리고, 트리밍된 홈(35)의 형상이 촬상 장치(45)에 의해 해석되면, 제조 장치(1)는 그 화상 데이터(49)(도 4 참조)에 있어서 홈(35)의 형상이 규정값 내가 되도록, 예를 들면, 홈(35)의 트리밍면(36)의 기울기인 경사 각도(A)가 바람직한 범위 내가 되도록, 회전 블레이드(17)의 선단 형상을 블레이드 성형용 숫돌(40)에 의해 수정한다. 이에 의해, 연속된 효율적인 트리밍 가공이 가능해짐으로써, 고정밀도로 정확한 트리밍 형상이 얻어진다. 따라서, 고정밀도이면서 안정적인 형상 및 면 성상의 홈(35)을 고효율적으로 가공할 수 있다.
엣지 트리밍 공정이 실행된 후, 조연삭 테이블(25) 및 마무리 연삭 테이블(27)(도 1 참조)에 있어서, 순차적으로 박층화 공정이 실행된다. 박층화 공정에서는, 도 5(d)에 나타내는 바와 같이, 도시하지 않은 컵 숫돌에 의해, 반도체 디바이스 웨이퍼(30)는 그 일주면인 이면(33)이 연삭되어 박층화된다.
박층화 공정에서 사용되는 컵 숫돌은 예를 들면, 입도 ＃240∼＃8000의 다이아몬드 연마 입자를 사용한 컵 휠형 숫돌이다. 조연삭에서는, 컵 숫돌의 연마 입자를 크고, 회전수를 낮게 하며, 마무리 연삭에서는, 컵 숫돌의 연마 입자를 작고, 회전수를 높게 하여 연삭이 행해져도 된다.
엣지 트리밍 공정의 후에, 박층화 공정이 실행됨으로써, 두께 편차가 없는 박층화가 가능해지고, 고평탄하게 박층화된 반도체 디바이스 웨이퍼(30)가 얻어진다. 또한, 척 기구로서, 첩합 수지층(12)을 개재한 지지 기판(13)의 첩부에 의해, 디바이스면(32)을 유지하는 구성을 이용할 수 있으므로, 박층화 공정에 있어서의 반도체 디바이스 웨이퍼(30)의 두께 편차가 생기지 않는다. 또한, 지지 기판(13)에 의해 디바이스면(32)이 보호되고 있기 때문에, 디바이스면(32)의 오염 및 먼지 부착의 문제가 없다.
도 6(a) 및 도 6(b)는 반도체 디바이스 웨이퍼(30)의 트리밍면(36)의 근방을 나타내는 도면이다. 도 6(a)는 엣지 트리밍 공정이 완료된 상태, 도 6(b)는 박층화 공정에서 박층화가 행해진 상태를 나타내는 도면이다.
도 6(a) 및 도 6(b)에 나타내는 바와 같이, 외주 단부(34)에 형성되는 홈(35)의 트리밍면(36)은 그 상부의 직경이 하부의 직경보다 작다. 즉, 트리밍면(36)은 대략 원뿔대의 측면의 형상으로 형성되어도 된다. 구체적으로는, 디바이스면(32)과 경사된 트리밍면(36)이 이루는 각도는 예를 들면, 70∼90도, 바람직하게는 약 80도이다. 이와 같이 상부의 직경이 작아지도록 경사된 트리밍면(36)이 형성됨으로써, 반도체 디바이스 웨이퍼(30)의 치핑을 더욱 감소시킬 수 있다.
상술한 바와 같이, 엣지 트리밍 공정에 있어서는, 촬상 장치(45)(도 3 참조)로 얻어지는 홈(35) 형상의 정확한 데이터에 기초하여, 블레이드 성형용 숫돌(40)(도 2 참조)의 지지 각도가 조정되고, 회전 블레이드(17)(도 2 참조)의 선단 형상이 수정된다. 이에 의해, 회전 블레이드(17)의 선단 형상이 항상 바람직한 경사 상태로 유지되어, 고정밀도의 트리밍 가공이 연속하여 효율적으로 행해진다. 즉, 반도체 디바이스 웨이퍼(30)의 외주 단부(34)에 바람직한 각도로 경사하는 트리밍면(36)이 형성된다.
도 7(a)∼도 7(d)는 반도체 장치의 제조 방법의 다른 예를 나타내는 도면이다. 도 7(a)는 척킹 공정에서 반도체 디바이스 웨이퍼(30)가 준비되는 상태, 도 7(b)는 엣지 트리밍 공정에서 트리밍이 행해지고 있는 상태, 도 7(c)는 엣지 트리밍 공정이 완료된 상태, 도 7(d)는 박층화 공정에서 박층화가 행해진 상태를 나타내는 도면이다. 한편, 이미 설명한 실시형태와 동일 혹은 유사한 작용 또는 효과를 나타내는 구성요소에 대해서는, 동일한 부호를 부여하고 있다.
도 7(a)에 나타내는 바와 같이, 척킹 공정에 있어서, 반도체 디바이스 웨이퍼(30)의 디바이스면(32)에는, BG 테이프인 보호 테이프(14)가 첩부되어 있다. 보호 테이프(14)로는 예를 들면, 두께 180㎛의 린텍 주식회사 제조의 UV 테이프 E8180이 사용된다.
그리고, 도 7(b)에 나타내는 바와 같이, 반도체 디바이스 웨이퍼(30)는 디바이스면(32)을 아래로 하고, 보호 테이프(14)를 개재하여 진공 척(11)에 유지된다.
이어서, 엣지 트리밍 공정에서는, 반도체 디바이스 웨이퍼(30)는 초음파가 인가된 수평 회전하는 회전 블레이드(17)에 의해 트리밍된다. 도 7(c)에 나타내는 바와 같이, 트리밍에 의해, 외주 단부(34)에는 트리밍면(36)을 갖는 홈(35)이 형성된다.
엣지 트리밍 공정이 실행된 후에는, 이면(33)을 연삭하는 박층화 공정이 실행된다. 그 결과, 도 7(d)에 나타내는 바와 같이, 고평탄하게 박층화된 두께 편차가 적은 반도체 디바이스 웨이퍼(30)가 얻어진다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시형태에 따른 제조 방법에 의하면, 척킹 공정이 실행된 후에, 반도체 디바이스 웨이퍼(30)의 외주 단부(34)에 홈(35)을 형성하는 엣지 트리밍 공정이 행해진다. 그리고, 엣지 트리밍 공정 후에, 반도체 디바이스 웨이퍼(30)를 박층화하는 박층화 공정이 실행된다.
이러한 공정에 의해, 반도체 디바이스 웨이퍼(30)의 디바이스면(32)의 표면에 형성된 금속막 또는 절연막 등의 각종 피막에 영향을 받지 않고, 반도체 디바이스 웨이퍼(30)의 외주 단부(34)를 트리밍할 수 있다. 엣지 트리밍 공정에서는, 회전 블레이드(17)는 초음파를 인가한 세로형 스핀들(15)에 의해 수평 회전하므로, 고속도이면서 또한 고정밀도의 트리밍이 가능하다.
그리고, 엣지 트리밍 공정에 있어서, 수평 회전하고 있는 회전 블레이드(17)의 선단 형상은 블레이드 성형용 숫돌(40)에 의해 바람직한 형상으로 수정된다. 이에 의해, 반도체 디바이스 웨이퍼(30)에는 안정적인 트리밍 형상 및 트림면 성상이 얻어지고, 고기능의 반도체 디바이스 웨이퍼(30)를 고수율로 가공할 수 있다. 즉, 종래 기술에서는 얻어지지 않은 우수한 생산성이 얻어진다. 예를 들면, 두께 20㎛ 이하로 극박화된 반도체 디바이스 웨이퍼(30)를 고수율로 양산할 수 있다.
한편, 본 개시는 상기 실시형태로 한정되는 것이 아니고, 그 외, 본 개시의 요지를 일탈하지 않는 범위에서, 다양한 변경 실시가 가능하다.
한편, 상술한 상세한 설명은 예시 및 설명의 목적으로 제시된 것이다. 상기 개시 범위에서 다양한 변형과 변화가 가능하다. 상기 개시된 구체적인 형태로 본 발명을 망라하거나 제한하는 것은 아니다. 본 발명은 구조적인 특징 및/또는 방법적인 행위에 대한 용어로 기재되어 있지만, 첨부된 청구범위에 따른 본 발명은 상술한 구체적인 특징 또는 행위로 전혀 제한되지 않는 것으로 이해된다. 오히려, 상술한 구체적인 특징 또는 행위는 상기 첨부된 청구범위를 실시하기 위한 예시로서 개시되어 있다.

Claims (6)

  1. 반도체 디바이스 웨이퍼를 척 기구에 흡착하여 수평 회전시키는 것과,
    초음파를 인가한 세로형 스핀들에 의해 회전 블레이드를 수평 회전시키는 것과,
    수평 회전하고 있는 상기 반도체 디바이스 웨이퍼의 외주 단부를 수평 회전하고 있는 상기 회전 블레이드로 트리밍함으로써, 상기 외주 단부에 홈을 형성하는 것과,
    상기 트리밍 중에, 수평 회전하고 있는 상기 회전 블레이드의 선단 형상을 블레이드 성형용 숫돌로 수정하는 것과,
    상기 트리밍 후에, 수평 회전하고 있는 상기 반도체 디바이스 웨이퍼의 일주면을 수평 회전하고 있는 컵 숫돌로 연삭하는 것을 포함하는, 반도체 장치의 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 트리밍 중에, 상기 홈의 형상을 촬상하는 것과, 촬상된 화상 데이터에 기초하여 상기 홈의 형상을 해석하는 것과, 상기 해석된 홈의 형상에 기초하여 상기 회전 블레이드의 상기 선단 형상을 상기 블레이드 성형용 숫돌로 수정하는 것을 포함하는, 반도체 장치의 제조 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 트리밍 중에, 상기 홈에 대해 평행광을 투사하는 것과, 상기 평행광의 그림자 형상에 기초하여, 상기 홈의 형상을 해석하는 것을 포함하는, 반도체 장치의 제조 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 회전 블레이드의 상기 선단 형상의 수정을 상기 블레이드 성형용 숫돌의 지지 각도를 조정하면서 행하는 것을 포함하는, 반도체 장치의 제조 방법.
  5. 척 기구와, 세로형 스핀들과, 초음파 진동 장치와, 회전 블레이드와, 블레이드 성형용 숫돌로 이루어지고,
    상기 척 기구는 반도체 디바이스 웨이퍼를 흡착하여 수평 회전시키도록 구성되어 있으며,
    상기 세로형 스핀들은 상기 회전 블레이드를 수평 회전시키도록 구성되어 있고,
    상기 초음파 진동 장치는 세로형 스핀들에 초음파를 인가하도록 구성되어 있으며,
    상기 회전 블레이드는 상기 척 기구에 흡착되어 수평 회전하는 상기 반도체 디바이스 웨이퍼의 외주 단부를 상기 초음파가 인가된 상기 세로형 스핀들에 의해 수평 회전하면서 트리밍함으로써, 상기 외주 단부에 홈을 형성하도록 구성되어 있고,
    상기 블레이드 성형용 숫돌은 수평 회전하고 있는 상기 회전 블레이드의 선단에 당접함으로써, 상기 회전 블레이드의 선단 형상을 수정하도록 구성되어 있는, 반도체 장치의 제조 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 홈의 형상을 촬상하고, 촬상된 화상 데이터에 기초하여, 상기 홈의 형상을 해석하는 관찰 수단을 추가로 구비하며,
    상기 블레이드 성형용 숫돌은 상기 해석된 홈의 형상에 기초하여, 상기 회전 블레이드의 선단 형상의 수정을 행하는, 반도체 장치의 제조 장치.
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