(57)【要約】      （修正有）【課題】ウェーハの強度を維持し、汚染不純物の影響を避けることのできる、ウェーハ研磨方法を提供する。【解決手段】かかるウェーハ研磨方法は、第一表面、第二表面及びウェーハ表面回路を含むウェーハを提供する。第二表面は、第一表面に相対し、ウェーハ表面回路は、ウェーハの第一表面に設置され、ウェーハの第二表面に対して研磨処理を行い、ウェーハの第三表面を形成し、第三表面は、第一表面に相対し、ウェーハの第三表面に対してプラズマプロセスを行い、第三表面に複数のダメージラインを形成する。プラズマプロセスに用いられる気体はアルゴンを含む。【選択図】図１
2020205400.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェーハ研磨方法であって、
ウェーハを提供し、前記ウェーハは、第一表面、前記第一表面に相対する第二表面、及び前記ウェーハの前記第一表面に設置されるウェーハ表面回路を含み；
前記ウェーハの前記第二表面に対して研磨処理を行い、前記ウェーハの第三表面を形成し、前記第三表面は、前記第一表面に相対し；及び
前記ウェーハの前記第三表面に対してプラズマプロセスを行い、前記第三表面に複数のダメージラインを形成し、前記プラズマプロセスに用いられる気体はアルゴンを含む、ことを含む、ウェーハ研磨方法。
【請求項２】
請求項1に記載のウェーハ研磨方法であって、
前記研磨処理は、研磨プロセス及びポリッシングプロセスを含む、ウェーハ研磨方法。
【請求項３】
請求項2に記載のウェーハ研磨方法であって、
前記ポリッシングプロセスは、乾式ポリッシングプロセスである、ウェーハ研磨方法。
【請求項４】
請求項2に記載のウェーハ研磨方法であって、
前記ポリッシングプロセスは、前記研磨プロセスの後に行われる、ウェーハ研磨方法。
【請求項５】
請求項2に記載のウェーハ研磨方法であって、
前記研磨プロセスは、粗研磨ステップ及び細研磨ステップを含む、ウェーハ研磨方法。
【請求項６】
請求項5に記載のウェーハ研磨方法であって、
前記細研磨ステップは、前記粗研磨ステップの後に行われる、ウェーハ研磨方法。
【請求項７】
請求項1に記載のウェーハ研磨方法であって、
前記研磨処理を行う前に、前記ウェーハの前記第一表面に対して粘着テープを貼付することをさらに含む、ウェーハ研磨方法。
【請求項８】
請求項7に記載のウェーハ研磨方法であって、
前記粘着テープは、裏側研磨粘着テープ(back  grinding  (BG)  tape)である、ウェーハ研磨方法。
【請求項９】
請求項7に記載のウェーハ研磨方法であって、
前記プラズマプロセスの後に、ウェーハ貼付(wafer  mount)プロセスをさらに含み、
前記ウェーハ貼付プロセスは、
前記ウェーハの前記第三表面にもう１つの粘着テープを貼付し；及び
前記第一表面上の前記粘着テープを除去することを含む、ウェーハ研磨方法。
【請求項１０】
請求項9に記載のウェーハ研磨方法であって、
前記もう１つの粘着テープは、ダイシング粘着テープ(dicing  tape)である、ウェーハ研磨方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウェーハ研磨方法に関し、特に、ウェーハを薄型化するウェーハ裏側研磨方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子デバイスのパッケージングプロセスには、ウェーハの厚さを薄くするステップが含まれる。しかし、ウェーハの厚さが薄くされる場合、依然としてウェーハの強度を維持することで、電子デバイスに良好な歩留まり率又は信頼性を持たせる必要がある。また、ウェーハの表面が薄型化プロセス後に滑らか過ぎると、汚染不純物(例えば、金属イオン)がウェーハに侵入しやすくなるため、電子デバイスの電気特性に悪影響を与えることがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の目的は、ウェーハの強度を増強し、ウェーハ中の電子デバイスの電気特性が汚染不純物(例えば、金属イオン)の影響を受けることを避け得るウェーハ研磨方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上述の目的を達成するために、本発明の一側面によれば、ウェーハ研磨方法が提供される。まず、ウェーハを提供する。ウェーハは、第一表面、第二表面及びウェーハ表面回路を含む。第二表面は、第一表面に対向し、ウェーハ表面回路は、ウェーハの第一表面に設けられる。次に、ウェーハの第二表面に対して研磨処理を行うことで、ウェーハの第三表面を形成し、第三表面は、第一表面に対向する。続いて、ウェーハの第三表面に対してプラズマプロセスを行い、第三表面に複数のダメージラインを形成し、そのうち、プラズマプロセスに用いられる気体は、アルゴンを含む。
【０００５】
本発明によるウェーハ研磨方法は、乾式ポリッシングプロセスを採用し、ウェーハに比較的高い曲げ強さ（抗折力）を持たせることができる。また、研磨プロセス後にプラズマプロセスを行い、ウェーハの裏側表面にダメージラインを形成することにより、ダメージラインは、汚染不純物(例えば、金属イオン)を有効に吸着し、金属イオンのウェーハ表面への拡散による破壊を防止し、歩留まり率を向上させることができる。さらに、本発明は、プラズマプロセスに用いられる気体がアルゴンであっても良いので、取得しやすく、安く、且つ環境にやさしいなどの利点を有する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本発明によるウェーハ研磨方法のフローチャートである。
【図２】本発明によるウェーハ研磨方法における粘着テープ貼付ステップを示す図である。
【図３】本発明によるウェーハ研磨方法における研磨処理のフローチャートである。
【図４】本発明によるウェーハ研磨方法における研磨プロセスを示す図である。
【図５】本発明によるウェーハ研磨方法におけるポリッシングプロセスを示す図である。
【図６】本発明によるウェーハ研磨方法におけるプラズマプロセスを示す図である。
【図７】本発明によるウェーハ研磨方法におけるウェーハ貼付プロセスを示す図である。
【図８】本発明によるウェーハ処理装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
本発明の上述及び他の技術的内容、特徴、機能及び効果は、添付した図面に基づく以下のような好ましい実施例における詳細な説明により明確になる。なお、以下の実施例に言及されている方向についての用語、例えば、上、下、左、右、前、後などは、添付した図面の方向に過ぎない。よって、使用されている方向の用語は、本発明を説明するためだけのものであり、本発明を限定するためのものではない。
【０００８】
図1及び図2を参照する。図1は、本発明によるウェーハ研磨方法のフローチャートであり、図2は、本発明によるウェーハ研磨方法における粘着テープ貼付ステップを示す図である。なお、図1におけるステップの順序及び製作方法は、異なる設計又はニーズに応じて調整されても良く、本発明の実施例により限定されない。図1に示すように、まず、ステップ102を行い、ウェーハを提供する。図2に示すように、ウェーハ202は、第一表面204及び第二表面206を含み、第一表面204及び第二表面206は、横延伸する２つの水平面であっても良いが、これに限定されない。第一表面204は、第二表面206に相対し、且つ第一表面204は、垂直方向V上で第二表面206の上に位置し、そのうち、垂直方向Vは、第一表面204及び第二表面206にともに垂直であるが、これに限定されない。換言すると、第一表面204は、ウェーハ202の頂表面と見なしても良く、第二表面206は、ウェーハ202の底表面と見なしても良いが、これに限定されない。ウェーハ202の材料は、Si（例えば、単結晶シリコン）、SiGe、Ge、GaAs、SOI（Silicon  on  Insulator）、これらの材料の組み合わせ又は他の任意の適切な材料を含んでも良いが、これに限られない。また、ウェーハ202は、載置台（carrier）209に設置されても良いが、これに限定されない。
【０００９】
また、図2に示すように、ウェーハ202は、さらに、ウェーハ202の第一表面204に設置されるウェーハ表面回路208を含んでも良い。ウェーハ表面回路208は、集積回路、記憶素子、薄膜トランジスタ、これらの素子の組み合わせ又は他の適切な電子デバイス又は半導体素子を含んでも良い。
【００１０】
図1に示すように、次に、ステップ104を行い、ウェーハの第一表面に対して粘着テープを貼付する。図2に示すように、粘着テープ210をウェーハ202の第一表面204に貼付し、本実施例における粘着テープ210は、例えば、裏側研磨粘着テープ(back  grinding  (BG)  tape)であっても良いが、これに限られない。粘着テープ210は、ウェーハ202の第一表面204に位置するウェーハ表面回路208中の素子を保護するために用いることができる。例えば、ローラー(roller)211により、粘着テープ210をウェーハ202の第一表面204に平らに貼付しても良いが、これに限定されない。
【００１１】
図1に示すように、続いて、ステップ106を行い、ウェーハの第二表面に対して研磨処理を行う。また、図3を参照する。それは、本発明によるウェーハ研磨方法における研磨処理のフローチャートである。図3に示すように、本実施例の研磨処理は、研磨プロセス212及びポリッシングプロセス214を含み、そのうち、研磨プロセス212を行ってからポリッシングプロセス214を実施しても良い。図4及び図8を参照する。そのうち、図4は、本発明によるウェーハ研磨方法における研磨プロセスを示す図であり、図8は、本発明によるウェーハ処理装置を示す図である。図8に示すように、ステップ104を実行した後に、ウェーハ202を本実施例のウェーハ処理装置30における研磨機302に入れて研磨プロセス212を行うことができる。図4に示すように、研磨プロセス212では、研磨機302における研磨ホイール216を用いてウェーハ202の第二表面206に対して研磨(grinding)を行っても良いが、これに限定されない。言い換えると、本実施例の研磨プロセス212は、ウェーハ裏側研磨プロセスであっても良いが、これに限定されない。例えば、ウェーハ202を裏返して粘着テープ210をウェーハ202の下方に位置させ、載置台209に置いても良い。本実施例における研磨プロセス212は、粗研磨ステップ及び細研磨ステップを含んでも良く、そのうち、細研磨ステップは、粗研磨ステップの後に行われても良い。本実施例の研磨プロセス212により、ウェーハ202の裏側(ウェーハ表面回路208を離れる側)からウェーハ202の厚さ(例えば、垂直方向V上の厚さ)を薄くすることができる。
【００１２】
図3に示すように、続いて、ポリッシングプロセス214を行っても良い。図5を参照する。それは、本発明によるウェーハ研磨方法におけるポリッシングプロセスを示す図である。図5に示すように、研磨機302におけるポリッシングホイール218を用いて薄型化後のウェーハ202の第二表面206に対してポリッシング(polishing)を行っても良く、これにより、表面を平坦化し、ウェーハ202の第三表面220(図6に示される)を形成し、ウェーハ202の曲げ強さ(die  strength)を向上させることができる。要するに、ステップ106では、ウェーハ202の第二表面206に対して研磨処理を行った後に、ウェーハ202の第三表面220を形成することができ、第三表面220は、第一表面204に対向する。また、本実施例におけるポリッシングプロセス214は、乾式ポリッシング(dry  polish、DP)プロセスであっても良く、それは、粗さが例えば#10000以上のポリッシングホイールを用いて、ウェーハの裏表面を非常に滑らかに研磨することができるが(例えば、粗さが0.02μｍよりも小さい)、これに限定されない。もう１つの乾式ポリッシング(gettering  dry  polish、GDP)プロセスに比べ、本実施例では、DPプロセスを用いることで、ウェーハ202又はその後に作成されるチップ（chip）に、比較的高い曲げ強さを持たせることができる。また、本実施例に用いられる研磨機302は、例えば、３軸直列研磨機であっても良く、それは、Z1研磨(粗研磨)、Z2研磨(細研磨)及びZ3ポリッシングの機能を有するので、ウェーハ202の粗研磨、細研磨及びポリッシングは、同一マシンで完成することができるが、これに限定されない。
【００１３】
DPプロセス後の第三表面220がとても滑らかである(例えば、粗さがとても小さい)ので、汚染不純物(例えば、金属イオン)を有効に吸着できず、金属イオンがウェーハ表面に拡散し、歩留まり率を低下させる可能性がある。このような問題を解決するために、図1に示すように、本実施例のウェーハ研磨方法におけるステップ108を行うことで、ウェーハの第三表面に対してプラズマプロセスを行うことができる。図8に示すように、ステップ106が行われた後に、ウェーハ202を本実施例のウェーハ処理装置30におけるプラズマ機304に入れてプラズマプロセス222を行っても良い。また、図6を参照する。それは、本発明によるウェーハ研磨方法におけるプラズマプロセスを示す図である。例えば、図6に示すように、ウェーハ202の第三表面220に対してプラズマプロセス222を行い、そのうち、プラズマプロセス222は、イオンを生成して第三表面220を破壊（ダメージを与えること）し、第三表面220に複数のダメージライン(又は、スクラッチ)224を形成することができる。ダメージライン224は、微細な破壊層であっても良く、垂直方向Vに沿って第三表面220上で観察することができ、且つ不規則な形状を有するが、これに限定されない。ダメージライン224は、金属イオンを有効に吸着することで、金属イオンのウェーハ表面回路208への拡散を防止し、歩留まり率を向上させることができる。また、ドライ（乾式）ポリッシング(dry  polish、DP)プロセスのみを使用し、即ち、プラズマプロセスを使用しない実施例に比べ、本実施例では、DPプロセス後にプラズマプロセスを行うことにより、ウェーハの曲げ強さ(die  strength)を約93%向上させることができる。
【００１４】
また、本実施例では、プラズマプロセス222に使用する気体は、アルゴンを含んでも良く、これにより、フッ素含有気体(例えば、六フッ化硫黄)の使用を避けることができる。フッ素含有気体が処理不当のときに環境の汚染を来す恐れがあり、また、危険性も有するので、フッ素含有気体を使用する場合、製造メーカーは、フッ化物を処理する装置を設ける必要があり、これにより、コストを増加させてしまうことがある。これに対して、アルゴンは、取得しやすいため、使用しやすく、また、安く且つ環境にやさしい。例えば、プラズマプロセスの制御では、時間は、秒単位とし、時間の範囲は、現在の被加工物の作業状況による。
【００１５】
例えば、図1に示すように、続いて、ステップ110を実行し、ウェーハ貼付(wafer  mount)プロセスを行う。例えば、図8に示すように、ステップ108が完成した後に、ウェーハ202を本実施例のウェーハ処理装置30におけるウェーハ貼付機306に入れてウェーハ貼付プロセスを行い、また、鉄リング(M-ring)228に置いても良いが、これに限定されない。また、図7を参照する。それは、本発明によるウェーハ研磨方法におけるウェーハ貼付プロセスを示す図である。例えば、図7に示すように、ウェーハ貼付プロセスでは、先ず、ウェーハ202の第三表面220にもう１つの粘着テープ226を貼付しても良い。本実施例の粘着テープ226は、ダイシング粘着テープ(dicing  tape)であっても良いが、これに限定されない。例えば、ローラー227により、粘着テープ226をウェーハ202の第三表面220に平らに貼付しても良いが、これに限定されない。
【００１６】
粘着テープ226を貼付した後に、第一表面204上の粘着テープ210を除去しても良い(このステップは、図7に示されない)。また、第一表面204上の粘着テープ210が除去された後に、続いて、ウェーハ202の第一表面204及び／又はウェーハ表面回路208に対してダイシングを行っても良く、例えば、ウェーハ202をダイシング機に送り、複数のチップを得ても良いが、これに限定されない。
【００１７】
また、例えば、図8に示すように、本実施例におけるウェーハ処理装置30は、研磨機302、プラズマ機304及びウェーハ貼付機306を含んでも良く、三者は、互いに接続されることで、一体化した直列型マシンを成しても良いが、これに限定されない。ウェーハ202は、研磨機302で研磨処理された後にプラズマ機304に送られてプラズマプロセスが行われ、そして、プラズマプロセスが行われた後にウェーハ貼付機306に送られてウェーハ貼付プロセスが行われても良いが、これに限定されない。このようにして、これらのプロセスは、すべて、ウェーハ処理装置30の中で行うことができるため、ウェーハの搬送又は移動による損傷を防止することができる。
【００１８】
以上のことから、本発明によるウェーハ研磨方法は、乾式ポリッシングプロセスを採用することで、ウェーハに、比較的高い曲げ強さを持たせることができる。また、研磨プロセス後にプラズマプロセスを行い、ウェーハの裏側表面にダメージラインを形成することにより、ダメージラインは、汚染不純物(例えば、金属イオン)を有効に吸着することで、金属イオンのウェーハ表面への拡散による破壊を防止し、歩留まり率を向上させることができる。換言すると、本発明によるウェーハ研磨方法は、ウェーハに、高い曲げ強さを持たせることができるとともに、金属イオンによる汚染を防止することもできる。また、本発明におけるプラズマプロセスに使用する気体は、アルゴンであっても良いため、取得しやすく、また、安く且つ環境にやさしいなどの利点を有する。さらに、本発明のウェーハ処理装置は、研磨機、プラズマ機及びウェーハ貼付機が互いに接続されることで統合された、一体化した直列型マシンであっても良く、これにより、ウェーハの搬送又は移動による損傷を避けることができる。
【００１９】
以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明はこのような実施形態に限定されず、本発明の趣旨を離脱しない限り、本発明に対するあらゆる変更は本発明の技術的範囲に属する。
【符号の説明】
【００２０】
102〜110  ステップ
202  ウェーハ
204  第一表面
206  第二表面
208  ウェーハ表面回路
209  載置台
210、226  粘着テープ
211、227  ローラー
212  研磨プロセス
214  ポリッシングプロセス
216  研磨ホイール
218  ポリッシングホイール
220  第三表面
222  プラズマプロセス
224  ダメージライン
228  鉄リング
30  ウェーハ処理装置
302  研磨機
304  プラズマ機
306  ウェーハ貼付機
V  垂直方向
【図１】
2020205400.tif 000003
【図２】
2020205400.tif 000004
【図３】
2020205400.tif 000005
【図４】
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【図５】
2020205400.tif 000007
【図６】
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【図７】
2020205400.tif 000009
【図８】
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