TW201824376A - 晶圓及晶圓的加工方法 - Google Patents

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Abstract

[課題]提供一種晶圓的加工方法，其可將形成元件的區域確保得較寬廣，並且抑制缺損的產生。 [解決手段]一種晶圓的加工方法，該晶圓在正面側具備有形成有複數個元件的元件區域與圍繞元件區域的外周剩餘區域，該晶圓的加工方法包含磨削步驟，該磨削步驟是以直徑小於晶圓的磨削輪磨削晶圓之對應於元件區域的背面側，以形成對應於元件區域之第1部分與圍繞第1部分且比第1部分更厚且更突出於背面側的環狀的第2部分，在磨削步驟中，是使磨削輪與晶圓相對地移動，以使第1部分的背面與第2部分的內側的側面形成大於45°且小於75°的角度。

Description

晶圓及晶圓的加工方法
發明領域 本發明是關於晶圓及晶圓的加工方法。
發明背景 近年來，為了實現小型輕量的元件晶片，所以一直在尋求將矽及砷化鎵等之材料所形成的晶圓薄化加工的方法。晶圓是例如在正面之由分割預定線(切割道)所區劃的各區域中形成IC等元件之後，對背面側進行磨削以成為期望的厚度。
另一方面，當以磨削等薄化晶圓時，晶圓的剛性會大幅降低，而使在後續步驟的操作處理變困難。因此，過去曾提出只對晶圓之形成有元件的中央部分進行磨削並維持外周部分的厚度，以藉此在磨削後的晶圓保留一定程度的剛性的加工方法(例如參照專利文獻1)。
在此加工方法中，是例如使用直徑比晶圓更小的磨削輪磨削晶圓的背面側，對中央部分進行薄化。晶圓的剛性可藉由維持厚度的外周部分而被保持。再者，此外周部分會於之後利用對與中央部分的交界照射雷射光束之方法等而被分離、去除(例如參照專利文獻2)。
然而，當中央部分的背面與外周部分的內側之側面(中央部分側的側面)藉由磨削而成為垂直時，於之後的操作處理等之時容易使外周部分的內側邊緣產生缺損。若對外周部分的内側邊緣有缺損的晶圓實施蝕刻等的處理的話，會從已缺損的區域使侵蝕加劇，導致外周部分變得脆弱。
又，當外周部分的内側的側面對中央部分的背面形成為垂直時，也存有下述問題：難以將在各種步驟中所使用的藥液(例如，用於再配線層之形成的抗蝕液)朝外部排出。於是，近年來也有使外周部分的内側的側面相對於中央部分的背面傾斜的加工方法被提出(例如參照專利文獻3)。 先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1：日本專利特開2007-19461號公報 專利文獻2：日本專利特開2008-53341號公報 專利文獻3：日本專利特開2011-54808號公報
發明概要 發明欲解決之課題 然而，僅單使外周部分的內側的側面相對於中央部分的背面傾斜的話，會使中央部分變窄，而無法充分地確保元件的形成上所必要的空間。又，在磨削晶圓之時，也常有因與磨石的接觸等而導致外周部分的內側邊緣缺損的情況。
本發明是有鑒於所述問題點而作成之發明，其目的在於提供可將形成元件的區域確保得較寬廣，並且能夠抑制缺損的產生的晶圓的加工方法、以及使用此晶圓的加工方法所加工出的晶圓。 用以解決課題之手段
根據本發明的一個態樣，可提供一種晶圓，其具備於表面側具有複數個元件的第1部分、以及圍繞該第1部分的環狀的第2部分，該第2部分比該第1部分更厚且更突出於背面側，且該第1部分的背面與該第2部分的內側的側面所形成的角度為大於45°且小於75°。
在本發明的一個態樣中，該第1部分的背面與該第2部分的內側的側面所形成的角度宜為55°以上且70°以下。
又，根據本發明的另一個態樣，可提供一種晶圓的加工方法，其為在正面側具備有形成有複數個元件的元件區域、及圍繞該元件區域的外周剩餘區域的晶圓的加工方法，並包含： 磨削步驟，以直徑小於晶圓的磨削輪磨削晶圓之對應於該元件區域的背面側，以形成對應於該元件區域之第1部分、及圍繞該第1部分且比該第1部分更厚且更突出於背面側的環狀的第2部分， 在該磨削步驟中，是使該磨削輪與晶圓相對地移動，以使該第1部分的背面與該第2部分的內側的側面形成大於45°且小於75°的角度。
在本發明的另一個態樣中，較理想的是，在該磨削步驟中，使該磨削輪與晶圓相對地移動，以使該第1部分的背面與該第2部分的內側的側面形成55°以上且70°以下的角度。 發明效果
在關於本發明的一個態樣的晶圓以及另一個態樣的晶圓的加工方法中，由於使第1部分的背面與第2部分的內側的側面所形成的角度成為大於45°以上且小於75°，所以可以將第1部分(元件區域)確保得較寬廣，並且抑制缺損的產生。
用以實施發明之形態 參照附圖，說明本發明之一態樣的實施形態。關於本實施形態的晶圓的加工方法包含保護構件貼附步驟(參照圖1(B))、第1磨削步驟(參照圖2(A)及圖2(B))、以及第2磨削步驟(參照圖3(A)及圖3(B))。
在保護構件貼附步驟中，是在具有形成有複數個元件的元件區域、以及圍繞元件區域的外周剩餘區域之晶圓的正面側貼附保護構件。在第1磨削步驟中，是使用直徑比晶圓更小的磨削輪，來磨削晶圓之對應於元件區域的背面側，藉此形成較薄的第1部分、與圍繞第1部分的較厚的第2部分。
再者，在第1磨削步驟中，是使磨削輪對晶圓相對地移動，以使第1部分的背面與該第2部分的內側的側面形成大於45°且小於75°的角度。在第2磨削步驟中，是使用與在第1磨削步驟中所使用的磨削輪有別的磨削輪來進一步磨削第1部分的背面側。以下，針對本實施形態之晶圓的加工方法，進行詳細敘述。
圖1(A)是示意地顯示以本實施形態之晶圓的加工方法所加工之晶圓的構成例的立體圖。如圖1(A)所示，於本實施形態中所加工之晶圓11是使用矽(Si)或砷化鎵(GaAs)等的半導體材料來形成為圓盤狀，且將其正面1a側區分成中央的元件區域、及圍繞元件區域的外周剩餘區域。
元件區域是以排列成格子狀的分割預定線(切割道)13進一步區劃成複數個區域，且在各個區域中形成有IC、LSI等元件15。再者，在本實施形態中，雖然是使用以半導體材料構成的圓盤狀的晶圓11，但對晶圓11的材質、形狀、構造等並未限制。例如，也可以使用以陶瓷、金屬、樹脂等的材料所構成的晶圓11。同樣地，對元件15的種類、數量、配置等亦無限制。
在關於本實施形態之晶圓的加工方法中，首先，進行在上述之晶圓11的正面11a側貼附保護構件的保護構件貼附步驟。圖1(B)是示意地顯示保護構件貼附步驟的立體圖。保護構件21是例如具有與晶圓11同等的直徑的圓形薄膜(膠帶)，且在其正面21a側設有具有黏著力的糊層。
因此，只要使此正面21a側密合於被加工物11的正面11a側，即可將保護構件21貼附於被加工物11。可以藉由貼附保護構件21，以緩和於之後的第1磨削步驟或第2磨削步驟之時施加的衝擊，而保護形成於晶圓11的正面11a側的元件15等。
在保護構件貼附步驟之後，是進行第1磨削步驟，該第1磨削步驟是磨削晶圓11之對應於元件區域的背面11b側來形成較薄的第1部分、及圍繞第1部分之較厚的第2部分。圖2(A)是示意地顯示第1磨削步驟的局部截面側視圖，圖2(B)是示意地顯示第1磨削步驟之後的晶圓11之狀態的局部截面側視圖。
第1磨削步驟是例如使用圖2(A)所示的磨削裝置2來進行。磨削裝置2具備有用於吸引、保持晶圓11的工作夾台4。工作夾台4是與包含馬達等的旋轉驅動源(圖未示)連結，並繞著與鉛直方向大致平行的旋轉軸旋轉。又，在工作夾台4的下方設置有移動機構(圖未示)，工作夾台4是藉由此移動機構而在水平方向上移動。
工作夾台4的上表面是成為吸引、保持已被貼附在晶圓11的保護構件21的背面21b側的保持面4a。保持面4a是通過形成在工作夾台4的內部的吸引路(圖未示)等而連接到吸引源(圖未示)。可藉由使吸引源的負壓作用於保持面4a，來隔著保護構件21將晶圓11吸引保持於工作夾台4。
於工作夾台4的上方配置有第1磨削單元6。第1磨削單元6具備有被移動機構(圖未示)所支撐的主軸殼體(圖未示)。此主軸殼體是藉由移動機構而在水平方向及鉛直方向上移動。在主軸殼體中收容有主軸8，且在主軸8的下端部固定有圓盤狀的安裝座10。
安裝座10的下表面裝設有與安裝座10大致相同直徑的磨削輪12。磨削輪12具備有以不銹鋼、鋁等金屬材料所形成的輪基台14。輪基台14的下表面，環狀地配置排列有複數個磨削磨石16。
在主軸8的上端側(基端側)連結有馬達等的旋轉驅動源(圖未示)。磨削輪12是藉由在此旋轉驅動源所產生的旋轉力，而繞著與鉛直方向大致平行的旋轉軸旋轉。在第1磨削單元6的內部或附近設置有用於對晶圓11等供給純水等磨削液之噴嘴(圖未示)。
在第1磨削步驟中，首先是使已貼附於晶圓11的保護構件21的背面21b側接觸於工作夾台4的保持面4a，並使吸引源的負壓作用。藉此，晶圓11會以背面11b側露出於上方的狀態被保持於工作夾台4。
接著，使工作夾台4移動到第1磨削單元6的下方，並將磨削輪12的端部(磨削磨石16的外側的側面)對齊到相當於元件區域與外周剩餘區域的交界的位置。並且，如圖2(A)所示，一邊使工作夾台4與磨削輪12各自旋轉並對晶圓11的背面11b等供給磨削液一邊使主軸殼體(主軸8、磨削輪12)下降。
將主軸殼體的下降速度(下降量)調整到可將磨削磨石16之下表面推抵在晶圓11之背面11b側之程度。並且，使主軸殼體(主軸8)朝向晶圓11的中央水平地移動。亦即，使磨削輪12與晶圓11沿著水平方向及從鉛直方向傾斜的方向相對地移動。
藉此，可以磨削晶圓11之對應於元件區域的背面11b側，以如圖2(B)所示，形成對應於元件區域的較薄的第1部分11c、及對應於外周剩餘區域的較厚的第2區域11d。亦即，第2部分11d是形成為圍繞第1部分11c的環狀，且比第1部分11c更突出於晶圓11的背面11b側。
第1部分11c的背面11e、與第2部分11d的內側(第1部分11c側)的側面11f，是形成因應於磨削輪12與晶圓11之相對的移動而成的預定的角度θ。於此，當形成為例如角度θ為75°以上時，會在磨削晶圓11時使第2部分11d的內側邊緣變得容易形成缺損。
另一方面，當成為角度θ為45°以下時，會使磨削晶圓11時的水平方向的移動量增加，而變得無法將對應於元件區域的第1部分11c充分地確保得較寬廣。於是，在本實施形態中是將此角度θ設定為比45°大且比較75°小的值。較理想的是，將角度θ設定為55°以上且70°以下的值。藉此，可將第1部分確保得較寬廣並且抑制缺損之發生。
在第1磨削步驟之後，會進行第2磨削步驟，該第2磨削步驟是使用與磨削輪12有別的磨削輪來進一步磨削第1部分11c的背面11e側。圖3(A)是示意地顯示第2磨削步驟的局部截面側視圖，圖3(B)是示意地顯示第2磨削步驟後的晶圓11的狀態的局部截面側視圖。
第2磨削步驟是接續使用磨削裝置2來進行。如圖3(A)等所示，於工作夾台4的上方配置有與第1磨削單元6有別的第2磨削單元26。第2磨削單元26的構成與第1磨削單元6是同樣的。亦即，第2磨削單元26具備有被移動機構(圖未示)所支撐的主軸殼體(圖未示)。在主軸殼體中收容有主軸28，且在主軸28的下端部固定有圓盤狀的安裝座30。
安裝座30的下表面裝設有與安裝座30大致相同直徑的磨削輪32。磨削輪32具備有以不銹鋼、鋁等金屬材料所形成的輪基台34。輪基台34的下表面，環狀地配置排列有複數個磨削磨石36。再者，在本實施形態的磨削輪32中所使用的是相較於磨削磨石16中所含有的磨粒，包含粒形更小的磨粒的磨削磨石36。
在主軸28的上端側(基端側)連結有馬達等的旋轉驅動源(圖未示)。磨削輪32是藉由在此旋轉驅動源所產生的旋轉力，而繞著與鉛直方向大致平行的旋轉軸旋轉。在第2磨削單元26的內部或附近設置有用於對晶圓11等供給純水等的磨削液之噴嘴(圖未示)。
在第2磨削步驟中，首先，是使工作夾台4移動到第2磨削單元26的下方，並將磨削輪32的端部(磨削磨石36的外側的側面)對齊於比第2部分11d的內側的側面11f更內側處。並且，如圖3(A)所示，一邊使工作夾台4與磨削輪32各自旋轉並對晶圓11的背面11b等供給磨削液，一邊使主軸殼體(主軸28、磨削輪32)下降。
將主軸殼體的下降速度(下降量)調整到可將磨削磨石36之下表面推抵在第1部分11c的背面11e側之程度。藉此，可以對晶圓11的第1部分11c進一步地磨削，以如圖3(B)所示，形成具有比背面11e更光滑的底的凹部11g。
接著，說明為了確認關於本實施形態的晶圓的磨削方法的有效性而進行之實驗。在本實驗中，首先，是依照上述之第1磨削步驟來加工晶圓，並準備了複數個在30°~90°的範圍內且角度θ之值相異的晶圓。除了角度θ以外的磨削條件是如下的內容。再者，在本實驗中，是使實際上磨削晶圓時的磨削輪的下降速度，以從第1速度開始到第3速度的3階段來變化。 主軸之旋轉數：4500rpm 工作夾台之旋轉數：300rpm 磨削輪的下降速度(第1速度)：6.0μm/秒 磨削輪的下降速度(第2速度)：3.0μm/秒 磨削輪的下降速度(第3速度)：1.0μm/秒 磨削液的供給量(第1噴嘴)：4.0L/分鐘 磨削液的供給量(第2噴嘴)：3.0L/分鐘
之後，確認於各晶圓產生的缺損(破裂)的數量。圖4是示意地顯示本實驗的結果的圖表。再者，於圖4中是將橫軸設為角度θ之值，將縱軸設為破裂的數量，以表示角度θ與尺寸為100μm以上的破裂的數量之關係。
如圖4所示，當角度θ超過70°而到達75°時，將導致破裂的數量大幅地增加。因此，可以說角度θ的值必須為不到75°(小於75°)，且以設成70°以下為宜。但是，當角度θ之值變小時，會變得無法將對應於元件區域的第1部分充分地確保得較寬廣。因此，角度θ的值宜設為大於45°，且以設成55°以上為較理想。
如以上，關於本實施態樣的晶圓的加工方法、以及以此晶圓的加工方法所加工的晶圓，由於使第1部分11c的背面11e與第2部分11d的內側的側面11f所形成的角度成為大於45°且小於75°，所以可以將對應於元件區域的第1部分11c確保得較寬廣，並且抑制缺損的產生。
再者，本發明並不因上述實施形態之記載而受限制，並可作各種變更而實施。例如，雖然在上述實施形態的第1磨削步驟中，是在不使磨削輪12下降時，使磨削輪12與晶圓11在水平方向及從鉛直方向傾斜的方向上相對地移動來形成角度θ，但本發明並不限制於此態樣。
亦可為例如，使磨削輪12朝鉛直方向下降，並在磨削晶圓11之後，使磨削輪12上升之時，使磨削輪12與晶圓11在水平方向及從鉛直方向傾斜的方向上相對地移動來形成角度θ。
又，在上述實施形態中，雖然是將保護構件貼附步驟及第2磨削步驟和第1磨削步驟一起進行，但是本發明之晶圓的加工方法只要包含有第1磨削步驟即可。亦即，在不需要保護構件貼附步驟及第2磨削步驟的情況下，可省略此等步驟。
又，雖然在上述實施形態的第2磨削步驟中，是使磨削輪32與晶圓11只在鉛直方向上相對地移動，但第2磨削步驟中亦可使磨削輪及晶圓沿著水平方向及從鉛直方向傾斜的方向相對地移動。
另外，上述實施形態之構成、方法等，只要在不脫離本發明之目的之範圍內，均可適當變更而實施。
2‧‧‧磨削裝置
4‧‧‧工作夾台
4a‧‧‧保持面
6‧‧‧第1磨削單元
8、28‧‧‧主軸
10、30‧‧‧安裝座
11‧‧‧晶圓
11a、21a‧‧‧正面
11b、11e、21b‧‧‧背面
11c‧‧‧第1部分
11d‧‧‧第2部分
11f‧‧‧側面
11g‧‧‧凹部
12、32‧‧‧磨削輪
13‧‧‧分割預定線(切割道)
14、34‧‧‧輪基台
15‧‧‧元件
16、36‧‧‧磨削磨石
21‧‧‧保護構件
26‧‧‧第2磨削單元
θ‧‧‧角度
圖1(A)是示意地顯示以本實施形態之晶圓的加工方法所加工的晶圓的構成例的立體圖，圖1(B)是示意地顯示保護構件貼附步驟的立體圖。 圖2(A)是示意地顯示第1磨削步驟的局部截面側視圖，圖2(B)是示意地顯示第1磨削步驟之後的晶圓的狀態的局部截面側視圖。 圖3(A)是示意地顯示第2磨削步驟之局部截面側視圖，圖3(B)是示意地顯示第2磨削步驟之後的晶圓的狀態的局部截面側視圖。 圖4是示意地顯示實驗之結果的圖表。

Claims (4)

  1. 一種晶圓，其特徵在於具備： 第1部分，於正面側具有複數個元件；及 第2部分，為環狀且圍繞該第1部分， 該第2部分比該第1部分更厚且更突出於背面側， 該第1部分的背面與該第2部分的內側的側面所形成的角度為大於45°且小於75°。
  2. 如請求項1之晶圓，其中該第1部分的背面與該第2部分的內側的側面所形成的角度為55°以上且70°以下。
  3. 一種晶圓的加工方法，是在正面側具備有形成有複數個元件的元件區域與圍繞該元件區域的外周剩餘區域之晶圓的加工方法，其特徵在於包含： 磨削步驟，以直徑小於晶圓的磨削輪磨削晶圓之對應於該元件區域的背面側，以形成對應於該元件區域之第1部分、及圍繞該第1部分且比該第1部分更厚且更突出於背面側的環狀的第2部分， 在該磨削步驟中，是使該磨削輪與晶圓相對地移動，以使該第1部分的背面與該第2部分的內側的側面形成大於45°且小於75°的角度。
  4. 如請求項3之晶圓的加工方法，其中在該磨削步驟中，是使該磨削輪與晶圓相對地移動，以使該第1部分的背面與該第2部分的內側的側面形成55°以上且70°以下的角度。
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