(57)【要約】【課題】オリエンテーションフラットを備える厚さが均一な半導体ウェーハを製造する。【解決手段】略円板状の半導体ワークを保持できる保持面を上面に有するチャックテーブルと、円環状に配設された研削砥石が下面に装着された研削ホイールと、を備える研削装置を使用する半導体ウェーハの製造方法であって、該半導体ワークの表面を該保持面に向けて該半導体ワークを該保持面上に載せ、該半導体ワークを該チャックテーブルに保持させる保持ステップと、該チャックテーブルを回転させるとともに該研削ホイールを回転させ、該研削砥石を該半導体ワークの裏面に接触させ、該研削砥石で該裏面を研削して該半導体ワークを薄化して半導体ウェーハを形成する研削ステップと、該研削ステップ後、該半導体ウェーハの外周縁にオリエンテーションフラットを形成するオリエンテーションフラット形成ステップと、を備える。【選択図】図６
2020205358.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円板状の半導体ワークを保持できる保持面を上面に有し該保持面に垂直な方向に沿ったテーブル回転軸の周りに回転できるチャックテーブルと、円環状に配設された研削砥石が下面に装着されており該下面に垂直なホイール回転軸の周りに回転できる研削ホイールと、を備える研削装置を使用する半導体ウェーハの製造方法であって、
該半導体ワークの表面を該保持面に向けて該半導体ワークを該保持面上に載せ、該半導体ワークを該チャックテーブルに保持させる保持ステップと、
該チャックテーブルを該テーブル回転軸の周りに回転させるとともに該研削ホイールを該ホイール回転軸の周りに回転させ、該チャックテーブル及び該研削ホイールを互いに近接する方向に相対的に移動させて該研削砥石を該半導体ワークの裏面に接触させ、該研削砥石で該裏面を研削して該半導体ワークを薄化して半導体ウェーハを形成する研削ステップと、
該研削ステップ後、該半導体ウェーハの外周縁にオリエンテーションフラットを形成するオリエンテーションフラット形成ステップと、を備えることを特徴とする半導体ウェーハの製造方法。
【請求項２】
該オリエンテーションフラット形成ステップでは、予め半導体ワークに形成された印を基準にして該オリエンテーションフラットを形成することを特徴とする請求項１記載の半導体ウェーハの製造方法。
【請求項３】
該オリエンテーションフラット形成ステップ後、該半導体ウェーハにデバイスを形成するデバイス形成ステップを実施することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の半導体ウェーハの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ワークを加工してオリエンテーションフラットを備える半導体ウェーハを製造する半導体ウェーハの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子機器に搭載されるデバイスチップは、例えば、円板状の半導体ウェーハを分割することで形成される。半導体ウェーハの表面に互いに交差する複数の分割予定ラインを設定し、分割予定ラインにより区画される各領域にＩＣ等のデバイスを形成し、半導体ウェーハを分割予定ラインに沿って分割すると、個々のデバイスチップを作製できる。
【０００３】
近年、電子機器の小型化の傾向が著しく、電子機器に搭載されるデバイスチップに対する小型化及び薄型化への要求も高まっている。そこで、薄型のデバイスチップを製造するために、半導体ウェーハを分割する前に、研削装置により半導体ウェーハが研削され、所定の厚さに薄化される。研削装置は、分割される前の半導体ウェーハを保持できるチャックテーブルと、チャックテーブルの上方に昇降可能に配設された研削ホイールと、を備える。
【０００４】
研削ホイールは、チャックテーブルの上面に対面する下面に、円環状に配列された研削砥石を備える。研削砥石は、例えば、ダイヤモンド等でなる砥粒が結合材中に分散されて形成されている。研削装置で、半導体ウェーハを研削する際には、該半導体ウェーハをチャックテーブル上に固定し、チャックテーブルの上面に垂直な方向に沿った軸の周りに該チャックテーブルを回転させるとともに、研削ホイールを同様に回転させる。そして、研削ホイールを下降させる。
【０００５】
すると、環状軌道上を移動する研削砥石が半導体ウェーハに接触する。研削砥石の半導体ウェーハに接触する接触面では砥粒が適度に結合材から露出しており、露出した砥粒が半導体ウェーハに接触することで半導体ウェーハが研削される（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
ところで、半導体ウェーハの外周縁には、オリエンテーションフラットと呼ばれる切り欠き部が形成されている。オリエンテーションフラットは、例えば、半導体ウェーハを構成する半導体材料の特定の結晶方位を示す目印として形成され、半導体ウェーハへのデバイスの形成時や半導体ウェーハの分割時に参照される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−２０９０８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
研削装置では、チャックテーブルの上面が極めて傾斜の小さい円錐状となっており、研削砥石が移動する環状軌道がチャックテーブルの上面の中心の上方を通るように設定されている。そして、半導体ウェーハを研削する際には、チャックテーブルの上面の中心から外周部にかけた該環状軌道と重なる円弧状の領域において研削砥石が半導体ウェーハに接触する。研削ホイールを下降させると、該半導体ウェーハの該円弧状の領域の全体に負荷が分散して印加される。
【０００９】
このとき、チャックテーブルが回転しているため、半導体ウェーハの上面の各領域が次々と該円弧状の領域に差し掛かり研削砥石に接触する。そして、半導体ウェーハの該上面の全体が均一に研削されていく。
【００１０】
ここで、チャックテーブルの回転に伴って該円弧状の領域にオリエンテーションフラットが差し掛かると、研削砥石及び半導体ウェーハの接触面積が小さくなり半導体ウェーハが研削されやすくなるため、半導体ウェーハが薄く仕上がる。すなわち、半導体ウェーハにオリエンテーションフラットが形成されていると、研削された半導体ウェーハには厚みばらつきが生じていた。
【００１１】
本発明はかかる問題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、オリエンテーションフラットを備える厚さが均一な半導体ウェーハを製造できる半導体ウェーハの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の一態様によると、円板状の半導体ワークを保持できる保持面を上面に有し該保持面に垂直な方向に沿ったテーブル回転軸の周りに回転できるチャックテーブルと、円環状に配設された研削砥石が下面に装着されており該下面に垂直なホイール回転軸の周りに回転できる研削ホイールと、を備える研削装置を使用する半導体ウェーハの製造方法であって、該半導体ワークの表面を該保持面に向けて該半導体ワークを該保持面上に載せ、該半導体ワークを該チャックテーブルに保持させる保持ステップと、該チャックテーブルを該テーブル回転軸の周りに回転させるとともに該研削ホイールを該ホイール回転軸の周りに回転させ、該チャックテーブル及び該研削ホイールを互いに近接する方向に相対的に移動させて該研削砥石を該半導体ワークの裏面に接触させ、該研削砥石で該裏面を研削して該半導体ワークを薄化して半導体ウェーハを形成する研削ステップと、該研削ステップ後、該半導体ウェーハの外周縁にオリエンテーションフラットを形成するオリエンテーションフラット形成ステップと、を備えることを特徴とする半導体ウェーハの製造方法が提供される。
【００１３】
好ましくは、該オリエンテーションフラット形成ステップでは、予め半導体ワークに形成された印を基準にして該オリエンテーションフラットを形成する。また、好ましくは、該オリエンテーションフラット形成ステップ後、該半導体ウェーハにデバイスを形成するデバイス形成ステップを実施する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の一態様に係る半導体ウェーハの製造方法によると、研削されることで薄化されて半導体ウェーハとなる半導体ワークを研削して所定の厚さの半導体ウェーハを形成した後、得られた半導体ウェーハにオリエンテーションフラットを形成する。すなわち、研削ステップでは、該オリエンテーションフラットが形成されていない半導体ワークを研削する。
【００１５】
この場合、半導体ワークのいずれの領域を研削する際にも研削砥石は同様の面積で該半導体ワークに接触するため、該半導体ワークの被研削面である裏面の全域が同様に研削される。そのため、該半導体ワークから形成される半導体ウェーハの厚さは全域において均一となる。その後、半導体ウェーハにオリエンテーションフラットを形成すると、オリエンテーションフラットを備える厚さが均一な半導体ウェーハが得られる。
【００１６】
したがって、本発明により、オリエンテーションフラットを備える厚さが均一な半導体ウェーハを製造できる半導体ウェーハの製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１（Ａ）は、保護部材貼着ステップを模式的に示す斜視図であり、図１（Ｂ）は、保護部材貼着ステップを模式的に示す断面図である。
【図２】研削装置を模式的に示す斜視図である。
【図３】研削ステップを模式的に示す斜視図である。
【図４】研削ステップを模式的に示す断面図である。
【図５】図５（Ａ）は、オリエンテーションフラットが形成されていない半導体ワークを研削することで形成された半導体ウェーハの裏面側を模式的に示す平面図であり、図５（Ｂ）は、オリエンテーションフラットが予め形成された半導体ワークを研削することで形成された半導体ウェーハの裏面側を模式的に示す平面図である。
【図６】図６（Ａ）は、オリエンテーションフラット形成ステップを模式的に示す斜視図であり、図６（Ｂ）は、オリエンテーションフラット形成ステップを模式的に示す断面図である。
【図７】オリエンテーションフラットが形成された半導体ウェーハを模式的に示す平面図である。
【図８】半導体ウェーハの製造方法で実施される各ステップのフローを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明に係る実施形態について図面を参照して説明する。本実施形態に係る半導体ウェーハの製造方法では、略円板状の半導体ワークを研削して所定の厚さに薄化して半導体ウェーハを製造し、その後、半導体ウェーハにオリエンテーションフラットを形成する。まず、半導体ワーク及び半導体ウェーハについて説明する。図１には、半導体ワークを模式的に示す斜視図が示されている。
【００１９】
半導体ワーク１は、例えば、Ｓｉ（シリコン）、ＳｉＣ（シリコンカーバイド）、ＧａＮ（ガリウムナイトライド）、ＧａＡｓ（ヒ化ガリウム）、または、その他の半導体等の材料からなる略円板状の基板である。例えば、リチウムタンタレート（ＬＴ；ＬｉＴａＯ３）基板やリチウムナイオベート（ＬＮ；ＬｉＮｂＯ３）基板である。半導体ワーク１は、例えば、円柱状の半導体インゴットからワイヤーソーにより切り出されて形成される。ただし、半導体インゴットから他の方法で半導体ワーク１を切り出してもよい。
【００２０】
従来、例えば、側面にオリエンテーションフラットが予め形成された半導体インゴットから半導体ワークが切り出されていた。これに対し、本実施形態に係る半導体ウェーハの製造方法では、オリエンテーションフラットが形成されていない半導体インゴットから切り出した半導体ワーク１を使用する。
【００２１】
半導体ワーク１を研削すると、半導体ウェーハ５（図５（Ａ）参照）となる。例えば、半導体ワーク１は単結晶の半導体材料で構成されており、半導体ワーク１からは単結晶の半導体ウェーハ５が形成される。製造された半導体ウェーハ５の表面５ａには、ＩＣ（Integrated Circuit）、ＬＳＩ(Large Scale Integration)等の複数のデバイスが形成される。そして、デバイス毎に半導体ウェーハ５を分割すると、個々のデバイスチップを形成できる。なお、デバイスは、研削前の半導体ワーク１の表面１ａに形成されていてもよい。
【００２２】
本実施形態に係る半導体ウェーハの製造方法では、半導体ワーク１の研削は研削装置で実施される。以下、図２を用いて研削装置２について説明する。図２は、研削装置２を模式的に示す斜視図である。
【００２３】
研削装置２では、半導体ワーク１の裏面１ｂ側が上方に露出された状態で該裏面１ｂが研削される。半導体ワーク１の表面１ａに予めデバイスが形成されている場合、半導体ワーク１を研削する際に表面１ａ側を保護するために、半導体ワーク１の表面１ａ側にはテープ状の保護部材３が貼着される。以下、半導体ワーク１に保護部材３が貼着されている場合を例に説明するが、本実施形態はこれに限定されない。
【００２４】
半導体ワーク１は、例えば、複数の半導体ワーク１を収容できるカセット２８ａに収容されて運搬され、研削装置２に搬入される。研削装置２は、各構成要素を支持する基台４を備える。基台４の前端にはカセット載置台２６ａ，２６ｂが固定されている。例えば、カセット載置台２６ａ上には研削前の半導体ワーク１を収容したカセット２８ａが載置され、カセット載置台２６ｂ上には研削が終了して半導体ワーク１から形成された半導体ウェーハ５を収容するためのカセット２８ｂが載置される。
【００２５】
基台４上のカセット載置台２６ａ，２６ｂに隣接した位置には、ワーク搬送ロボット３０が据え付けられている。ワーク搬送ロボット３０は、カセット載置台２６ａに載せられたカセット２８ａから半導体ワーク１を搬出し、基台４上の該ワーク搬送ロボット３０に隣接した位置に設けられた位置決めテーブル３２に該半導体ワーク１を搬送する。
【００２６】
該位置決めテーブル３２は、環状に並ぶ複数の位置決めピンを有する。該位置決めテーブル３２は、中央の載置領域に半導体ワーク１が載置された際、それぞれの位置決めピンを径方向内向きに連動させて移動させることにより、半導体ワーク１を予定された位置に位置付ける。
【００２７】
基台４の上面の該位置決めテーブル３２に隣接した位置には、ローディングアーム３４と、アンローディングアーム３６と、が設けられる。位置決めテーブル３２により予定された位置に位置付けられた半導体ワーク１は、該ローディングアーム３４により搬送される。
【００２８】
基台４の中央上面には、円板状のターンテーブル６が水平面内において回転可能に設けられている。ターンテーブル６の上面には、例えば、円周方向に互いに１２０度離間した３個のチャックテーブル８が備えられている。ターンテーブル６を回転させると、各チャックテーブル８を移動できる。
【００２９】
各チャックテーブル８は、一端が吸引源（不図示）と接続された吸引路（不図示）を内部に有し、該吸引路の他端がチャックテーブル８上の保持面８ａに接続されている。図４には、チャックテーブル８を模式的に示す断面図が含まれている。該保持面８ａは、例えば、多孔質部材８ｂの上面によって構成される。チャックテーブル８は、保持面８ａ上に被保持物が載せられた際に該吸引源を作動させ、生じた負圧を該被保持物に多孔質部材８ｂを通して作用させることで該被保持物を吸引保持できる。
【００３０】
チャックテーブル８は、保持面８ａに垂直な方向に沿ったテーブル回転軸８ｃの周りに回転可能である。テーブル回転軸８ｃは、例えば、保持面８ａの中央を上下方向に貫いている。
【００３１】
チャックテーブル８への半導体ワーク１の搬出入は、ターンテーブル６のワーク搬入・搬出領域６ａで実施される。ワーク搬入・搬出領域６ａでは、ローディングアーム３４により半導体ワーク１をチャックテーブル８に搬入できるとともに、半導体ワーク１から形成された半導体ウェーハ５をアンローディングアーム３６によりチャックテーブル８から搬出できる。
【００３２】
ワーク搬入・搬出領域６ａに位置付けられたチャックテーブル８にローディングアーム３４により半導体ワーク１を搬入した後、ターンテーブル６を回転させて、該チャックテーブル８を次の粗研削領域６ｂに移動させる。
【００３３】
基台４の後方側上面のターンテーブル６の外側には、粗研削領域６ｂに位置付けられたチャックテーブル８に保持された半導体ワーク１の裏面１ｂ側を粗研削する第１の研削ユニット１０ａが配されている。第１の研削ユニット１０ａにより半導体ワーク１の粗研削が実施された後、ターンテーブル６を回転させて、該チャックテーブル８を該粗研削領域６ｂに隣接する仕上げ研削領域６ｃに移動させる。
【００３４】
基台４の後方側上面のターンテーブル６の外側には、仕上げ研削領域６ｃに位置付けられたチャックテーブル８に保持された半導体ワーク１の裏面１ｂ側を仕上げ研削する第２の研削ユニット１０ｂが配されている。第２の研削ユニット１０ｂで半導体ワーク１が仕上げ研削されると、半導体ウェーハ５が製造される。
【００３５】
第２の研削ユニット１０ｂにより半導体ワーク１の仕上げ研削が実施された後、ターンテーブル６を回転させて、該チャックテーブル８をワーク搬入・搬出領域６ａに戻し、アンローディングアーム３６により該半導体ウェーハ５をチャックテーブル８から搬出する。
【００３６】
基台４の上面のアンローディングアーム３６と、ワーク搬送ロボット３０と、の近傍には、製造された半導体ウェーハ５を洗浄及び乾燥するスピンナ洗浄装置３８が配設されている。そして、スピンナ洗浄装置３８により洗浄及び乾燥された半導体ウェーハ５は、ワーク搬送ロボット３０によりスピンナ洗浄装置３８から搬送され、カセット載置台２６ｂに載置されたカセット２８ｂに収容される。
【００３７】
基台４の後部にはコラム２２ａ，２２ｂが立設されている。コラム２２ａの前面には、第１の研削ユニット１０ａを鉛直方向に沿って移動可能に支持する研削送りユニット２４ａが配設されている。コラム２２ｂの前面には、第２の研削ユニット１０ｂを鉛直方向に沿って移動可能に支持する研削送りユニット２４ｂが配設されている。
【００３８】
研削送りユニット２４ａに支持された第１の研削ユニット１０ａは、鉛直方向に沿って伸長するスピンドル１４ａと、該スピンドル１４ａの上端に接続されたスピンドルモータ１２ａと、を備える。また、研削送りユニット２４ｂに支持された第２の研削ユニット１０ｂは、鉛直方向に沿って伸長するスピンドル１４ｂと、該スピンドル１４ｂの上端に接続されたスピンドルモータ１２ｂと、を備える。
【００３９】
スピンドル１４ａの下端には、円板状のホイールマウント１６ａが配設され、該ホイールマウント１６ａ下面には研削ホイール１８ａが固定されている。研削ホイール１８ａの下面には、円環状に配設された複数の研削砥石２０ａが装着されている。スピンドル１４ｂの下端には、円板状のホイールマウント１６ｂが配設され、該ホイールマウント１６ｂ下面には研削ホイール１８ｂが固定されている。研削ホイール１８ｂの下面には、円環状に配設された複数の研削砥石２０ｂが装着されている。
【００４０】
図４には、第１の研削ユニット１０ａを模式的に示す側面図が含まれている。スピンドルモータ１２ａを作動させると、研削ホイール１８ａが下面に垂直なホイール回転軸１２ｃの周りに回転する。また、第２の研削ユニット１０ｂにおいても、スピンドルモータ１２ｂを作動させると、研削ホイール１８ｂが下面に垂直なホイール回転軸の周りに回転する。
【００４１】
粗研削領域６ｂにおいて半導体ワーク１を研削する際には、まず、ホイール回転軸１２ｃの周りに研削ホイール１８ａを回転させて研削砥石２０ａを環状軌道に沿って移動させるともに、チャックテーブル８をテーブル回転軸８ｃの周りに回転させる。そして、研削送りユニット２４ａを作動させて第１の研削ユニット１０ａを下降させ、研削砥石２０ａをチャックテーブル８に保持された半導体ワーク１の裏面１ｂに接触させると、該半導体ワーク１が該裏面１ｂ側から研削される。
【００４２】
同様に、仕上げ研削領域６ｃにおいて半導体ワーク１を研削する際には、研削ホイール１８ｂを回転させて研削砥石２０ｂを環状軌道に沿って移動させるとともに、チャックテーブル８を回転させる。そして、研削送りユニット２４ｂを作動させて第２の研削ユニット１０ｂを下降させ、研削砥石２０ｂをチャックテーブル８に保持された半導体ワーク１の裏面１ｂに接触させると、該半導体ワーク１が該裏面１ｂ側から研削される。
【００４３】
研削砥石２０ａ，２０ｂは、例えば、ダイヤモンド等でなる砥粒が結合材中に分散されて形成されている。研削砥石２０ａ，２０ｂの半導体ワーク１に接触する接触面には砥粒が適度に結合材から露出しており、露出した砥粒が半導体ワーク１に接触することで半導体ワーク１が研削される。
【００４４】
第１の研削ユニット１０ａを使用した半導体ワーク１の研削では、研削送りユニット２４ａによる研削送りを比較的速い速度で実施して半導体ワーク１を粗研削する。第１の研削ユニット１０ａによる粗研削では、研削装置２で研削されて除去される半導体ワーク１の厚さの大部分が効率的に除去される。
【００４５】
第２の研削ユニット１０ｂを使用した半導体ワーク１の研削では、研削送りユニット２４ｂによる研削送りを比較的低い速度で実施して半導体ワーク１を仕上げ研削する。第２の研削ユニット１０ｂによる仕上げ研削では、半導体ワーク１が予定された仕上げ厚さに高精度に研削される。
【００４６】
基台４の上面の粗研削領域６ｂの近傍には、第１の研削ユニット１０ａにより粗研削されている半導体ワーク１の厚さを測定する第１の厚さ測定ユニット４０が配設されている。第１の厚さ測定ユニット４０は、例えば、接触式の厚さ測定器であり、半導体ワーク１の裏面１ｂの高さと、チャックテーブル８の保持面８ａの高さと、の差から半導体ワーク１の厚さを算出できる。ただし、第１の厚さ測定ユニット４０は、接触式の厚さ測定器に限定されず、他の方式の厚さ測器であってもよい。
【００４７】
基台４の上面の仕上げ研削領域６ｃの近傍には、第２の研削ユニット１０ｂにより仕上げ研削されている半導体ワーク１の厚さを測定する非接触式の第２の厚さ測定ユニット４２が配設されている。第２の厚さ測定ユニット４２は、例えば、半導体ワーク１の裏面１ｂにレーザビームを照射して反射された該レーザビームを検出することで、半導体ワーク１の裏面１ｂの高さを測定するレーザ厚さ測定ユニット（分光干渉レーザ変位計）である。ただし、第２の厚さ測定ユニット４２はこれに限定されない。
【００４８】
第１の研削ユニット１０ａは、第１の厚さ測定ユニット４０により測定される半導体ワーク１の厚さを参照しつつ、半導体ワーク１が所定の厚さになるまで半導体ワーク１を粗研削する。また、第２の研削ユニット１０ｂは、第２の厚さ測定ユニット４２により測定される半導体ワーク１の厚さを参照しつつ、半導体ワーク１が仕上げ厚さになるまで半導体ワーク１を仕上げ研削する。
【００４９】
半導体ワーク１の研削時における研削砥石２０ａ，２０ｂと、半導体ワーク１と、の接触態様について説明する。研削装置２では、チャックテーブル８の保持面８ａは、極めて傾斜の小さい円錐状となっており、研削砥石２０ａ，２０ｂが移動する環状軌道がチャックテーブル８の保持面８ａの中心の上方を通るように設定されている。なお、保持面８ａの傾斜は極めて小さいため、各図においては保持面８ａを平坦面として示している。以下、第１の研削ユニット１０ａで半導体ワーク１を研削する場合を例に説明する。
【００５０】
図３には、研削される半導体ワーク１が模式的に示されている。半導体ワーク１を研削する際には、チャックテーブル８の保持面８ａの中心から外周部にかけた該環状軌道と重なる円弧状の領域において研削砥石２０ａ，２０ｂが半導体ワーク１に接触する。
【００５１】
ここで、半導体ワーク１が単結晶の半導体である場合、該半導体ワーク１は電気特性等の性質に異方性を有する。例えば、半導体ワーク１から半導体ウェーハ５を形成し、該単結晶の半導体を含むデバイスを該半導体ウェーハ５に形成する場合、半導体の結晶方位と、形成されるデバイスの向きと、の関係によりデバイスの特性が変化する。また、単結晶の半導体は分割されやすい劈開面を有する。劈開面に沿って単結晶の半導体を分割すると、該単結晶の半導体を容易かつ高品質に分割できる。
【００５２】
そのため、所望の特性のデバイスを半導体ウェーハ５に形成するために、また、半導体ウェーハ５をデバイス毎に分割する際に劈開面を利用できるように、デバイスを形成する際に結晶方位が参照されてデバイスの形成位置や向きが決定される。しかしながら、単結晶の半導体ウェーハ５の結晶方位は、半導体ウェーハ５を肉眼で観察しただけでは判別できない。そこで、半導体ウェーハ５の外周には結晶方位を示すためのオリエンテーションフラットと呼ばれる直線状の切り欠き部が形成される。
【００５３】
一般的に、オリエンテーションフラットを有する半導体ウェーハ５は、円柱状の半導体インゴットにオリエンテーションフラットを形成し、該半導体インゴットを円板状に切り出して半導体ワーク１を形成し、半導体ワーク１を研削することで形成される。すなわち、従来、研削される前に半導体ワーク１の外周縁にはオリエンテーションフラットが形成されていた。
【００５４】
図５（Ｂ）を参照して説明を続ける。図５（Ｂ）は、オリエンテーションフラットが形成されている半導体ワーク１を研削して形成された半導体ウェーハ５の裏面５ｂ側を模式的に示す平面図である。半導体ウェーハ５の外周縁には、オリエンテーションフラット５ｄが形成されている。
【００５５】
オリエンテーションフラットが形成された半導体ワーク１の裏面１ｂを研削する場合、チャックテーブル８の回転に伴い、研削砥石２０ａ，２０ｂと、該裏面１ｂと、が接触する円弧状の領域にオリエンテーションフラットが差し掛かる。このとき、研削砥石２０ａ，２０ｂ及び半導体ワーク１の接触面積が小さくなり半導体ワーク１が研削されやすくなる。
【００５６】
すなわち、半導体ワーク１にオリエンテーションフラットが形成されていると、製造される半導体ウェーハ５には厚みが一定とはならなかった。例えば、図５（Ｂ）において５ｅで示す領域は、半導体ウェーハ５の他の領域よりも薄くなる領域である。
【００５７】
例えば、オリエンテーションフラットが形成されている半導体ワーク１として厚さが５３０μｍで４インチ径の円板状のシリコンウェーハを研削して、半導体ウェーハ５として厚さが３００μｍ程度のシリコンウェーハを製造する場合について説明する。この場合、研削条件をいかに鋭意工夫しても、領域５ｅは他の領域と比較して０．１５μｍ程度は薄くなる。近年、デバイスの特性に求められる精度が高く、このような厚さのズレが半導体ウェーハ５に形成されるデバイスの特性にばらつきを与え、問題となる場合がある。
【００５８】
また、半導体ウェーハ５には、結晶方位を示す印としてオリエンテーションフラットに代えてノッチと呼ばれる楔形の欠け部が形成される場合がある。例えば、ノッチを参照すると、半導体ウェーハ５を構成する半導体材料の特定の結晶方位を特定できる。一般的にノッチの形成に要する面積は比較的小さいため、半導体ワーク１を薄化して半導体ウェーハ５を製造する際に、上述のような厚みの問題が顕著とはなりにくい。ただし、半導体ウェーハ５の外周縁に形成された欠け等が該ノッチと誤認される恐れがある。
【００５９】
そこで、本実施形態に係る半導体ウェーハの製造方法では、オリエンテーションフラットが形成されていない半導体ワーク１を研削装置２により薄化して半導体ウェーハ５を製造し、その後に該半導体ウェーハ５にオリエンテーションフラットを形成する。この場合、厚さが均一な半導体ウェーハ５が得られる。そして、オリエンテーションフラットが半導体ウェーハ５に形成されるため、欠けをノッチと誤認する問題が生じるおそれはない。以下、本実施形態に係る半導体ウェーハの製造方法について説明する。
【００６０】
図８は、本実施形態に係る半導体ウェーハの製造方法で実施される各ステップのフローを示すフローチャートである。該製造方法では、半導体ワーク１をチャックテーブル８に保持させる保持ステップＳ２と、半導体ワーク１を研削して半導体ウェーハ５を形成する研削ステップＳ３と、を実施する。さらに、半導体ウェーハ５の外周縁にオリエンテーションフラットを形成するオリエンテーションフラット形成ステップＳ４を実施する。以下、各ステップについて詳述する。
【００６１】
本実施形態に係る半導体ウェーハの製造方法では、半導体ワーク１の表面に予めデバイスが形成されている場合、該デバイスを保護するために保持ステップＳ２を実施する前に保護部材貼着ステップＳ１を実施してもよい。図１（Ａ）は、保護部材貼着ステップＳ１を模式的に示す斜視図であり、図１（Ｂ）は、保護部材貼着ステップＳ１を模式的に示す断面図である。
【００６２】
保護部材３は、例えば、基材層と、該基材層の上に形成された糊層と、を備える樹脂テープである。半導体ワーク１の裏面１ｂ側を研削する際、半導体ワーク１の表面１ａ側がチャックテーブル８に支持される。このとき、該表面１ａと、チャックテーブル８の保持面８ａと、が直接接触していると、研削時に該表面１ａ形成されているデバイスに損傷が生じる場合がある。そこで、保持ステップＳ２を実施する前に、保護部材貼着ステップＳ１を実施して半導体ワーク１の表面１ａ側に保護部材３を貼着しておく。
【００６３】
以下、保護部材貼着ステップＳ１が実施される場合を例に本実施形態に係る半導体ウェーハの製造方法について説明するが、該製造方法では保護部材貼着ステップＳ１が実施されなくてもよい。研削装置２において本実施形態に係る半導体ウェーハの製造方法を実施する場合、図２に示す通り、表面１ａ側に保護部材３が貼着された状態でカセット２８ａに半導体ワーク１を収容して研削装置２に搬入する。
【００６４】
次に、保持ステップＳ２について詳述する。保持ステップＳ２では、半導体ワーク１の表面１ａをチャックテーブル８の保持面８ａに向けた状態で半導体ワーク１をチャックテーブル８の保持面８ａ上に載せる。そして、チャックテーブル８の吸引源を作動させて、半導体ワーク１をチャックテーブル８に保持させる。
【００６５】
例えば、ワーク搬送ロボット３０を使用してカセット２８ａに収容された半導体ワーク１を搬出して位置決めテーブル３２に搬送する。そして、位置決めテーブル３２により半導体ワーク１の位置を所定の位置に位置付けた後、ワーク搬入・搬出領域６ａに位置付けられたチャックテーブル８の上にローディングアーム３４により半導体ワーク１を搬送する。
【００６６】
ここで、半導体ワーク１の被研削面である裏面１ｂ側が上方に露出するように、半導体ワーク１の表面１ａ側を下方に向けておく。そして、半導体ワーク１をチャックテーブル８の保持面８ａ上に載せ、チャックテーブル８に半導体ワーク１を吸引保持させる。その後、ターンテーブル６を回転させて、該チャックテーブル８を粗研削領域６ｂに移動させる。
【００６７】
本実施形態に係る半導体ウェーハの製造方法では、次に、半導体ワーク１を研削して薄化し、半導体ウェーハ５を形成する研削ステップＳ３を実施する。図３は、研削ステップＳ３を模式的に示す斜視図であり、図４は、研削ステップＳ３を模式的に示す断面図である。
【００６８】
研削ステップＳ３では、チャックテーブル８をテーブル回転軸８ｃの周りに回転させるとともに、スピンドルモータ１２ａを作動させて研削ホイール１８ａをホイール回転軸１２ｃの周りに回転させる。そして、研削送りユニット２４ａを作動させて、チャックテーブル８及び研削ホイール１８ａを互いに近接する方向に相対的に移動させて、研削砥石２０ａを半導体ワーク１の裏面１ｂに接触させる。すると、半導体ワーク１が裏面１ｂ側から研削される。
【００６９】
このとき、第１の厚さ測定ユニット４０により半導体ワーク１の厚さを監視し、半導体ワーク１が所定の厚さとなったとき、研削送りユニット２４ａによるチャックテーブル８及び研削ホイール１８ａの相対的な移動を停止させる。その後、チャックテーブル８及び研削ホイール１８ａを離間させる。
【００７０】
そして、ターンテーブル６を回転させて、チャックテーブル８を仕上げ研削領域６ｃに移動させ、第２の研削ユニット１０ｂにより同様に半導体ワーク１を裏面１ｂ側から研削する。このとき、第２の厚さ測定ユニット４２により半導体ワーク１の厚さを監視し、半導体ワーク１が半導体ウェーハ５の仕上げ厚さとなったとき、研削送りユニット２４ｂによるチャックテーブル８及び研削ホイール１８ｂの相対的な移動を停止させる。その後、チャックテーブル８及び研削ホイール１８ａを離間させる。
【００７１】
研削ステップＳ３では、以上のように、研削砥石２０ａ，２０ｂで半導体ワーク１の裏面１ｂを研削して該半導体ワーク１を薄化して半導体ウェーハ５を形成する。本実施形態に係る半導体ウェーハの製造方法では、研削ステップＳ３を実施した後、半導体ウェーハ５の外周縁にオリエンテーションフラットを形成するオリエンテーションフラット形成ステップＳ４を実施する。すなわち、研削ステップＳ３では、該オリエンテーションフラットが形成されていない半導体ワーク１を研削する。
【００７２】
図５（Ａ）を用いて説明する。図５（Ａ）は、半導体ワーク１の裏面１ｂ側を研削砥石２０ａ，２０ｂで研削して形成した半導体ウェーハ５を模式的に示す平面図である。図５（Ａ）に示す通り、半導体ウェーハ５の裏面５ｂ側には、裏面５ｂの中心５ｃから外周にかけて極微小な高さの円弧状の凹凸が形成される場合がある。図５（Ａ）において破線で示される該凹凸は、研削痕とも呼ばれる。
【００７３】
研削ステップＳ３においては、研削砥石２０ａ，２０ｂと、半導体ワーク１と、が該研削砥石２０ａ，２０ｂに沿った円弧状の接触領域で接触しつつ、チャックテーブル８がテーブル回転軸８ｃの周りに回転する。そのため、裏面１ｂの全域が研削される。そして、本実施形態に係る半導体ウェーハの製造方法においては、半導体ワーク１にオリエンテーションフラットが形成されていないため、該接触領域の面積は常に一定となる。
【００７４】
そのため、裏面１ｂの全域に同様に研削圧力が印加される。したがって、半導体ワーク１が研削されて形成された半導体ウェーハ５は、全域で厚さが略一定となる。その後、次に説明するオリエンテーションフラット形成ステップＳ４を実施して半導体ウェーハ５にオリエンテーションフラットを形成することで、オリエンテーションフラット５ｄが形成された厚さのばらつきの小さな半導体ウェーハ５が得られる。
【００７５】
次に、オリエンテーションフラット形成ステップＳ４について説明する。図６（Ａ）は、オリエンテーションフラット形成ステップＳ４を模式的に示す斜視図であり、図６（Ｂ）は、オリエンテーションフラット形成ステップＳ４を模式的に示す断面図である。半導体ウェーハ５に対するオリエンテーションフラットの形成は、例えば、切削装置４４において実施される。
【００７６】
切削装置４４は、被加工物が置かれる保持面４６ａを上面に備えるチャックテーブル４６と、円環状の砥石を備える切削ブレード４８が装着された切削ユニットと、を備える。チャックテーブル４６は、研削装置２のチャックテーブル８と同様に構成される。切削ユニットは、中央に貫通孔を備える切削ブレード４８と、先端に切削ブレード４８の該貫通孔が通されて該切削ブレード４８が装着されるスピンドル５０と、を備える。スピンドル５０の基端側にはモータ等の図示しない回転駆動源が接続されている。
【００７７】
切削ブレード４８を備える切削ユニットは昇降可能である。また、チャックテーブル４６と、切削ユニットと、はチャックテーブル４６の保持面４６ａに平行な方向に相対的に移動可能である。切削ブレード４８を回転させつつ所定の高さ位置に位置付け、チャックテーブル４６と、切削ユニットと、を相対的に移動させて加工送りさせると、チャックテーブル４６に保持された被加工物に切削ブレード４８の砥石が接触して、被加工物が直線状に切削される。
【００７８】
オリエンテーションフラット形成ステップＳ４では、まず、チャックテーブル４６の保持面４６ａ上に半導体ウェーハ５を載せる。このとき、表面５ａ側を下方に向け、裏面５ｂ側を上方に露出させる。そして、チャックテーブル４６の吸引源（不図示）を作動させて、ポーラス板４６ｂを通じて負圧を半導体ウェーハ５に作用させ、チャックテーブル４６に半導体ウェーハ５を吸引保持させる。
【００７９】
そして、チャックテーブル４６及び切削ユニットの加工送り方向に半導体ウェーハ５のオリエンテーションフラットが形成されるべき方向が合うように、チャックテーブル４６を保持面４６ａに垂直な軸の周りに回転させる。
【００８０】
次に、切削ブレード４８の回転を開始するとともに、切削ユニットを下降させて切削ブレード４８の下端の高さ位置が保護部材３の上面と下面の間の高さ位置となるように切削ユニットを下降させる。そして、チャックテーブル４６と、切削ユニットと、を加工送りすると、半導体ウェーハ５が切削されてオリエンテーションフラット５ｄが形成される。図７は、切削されてオリエンテーションフラット５ｄが形成された半導体ウェーハ５を模式的に示す平面図である。
【００８１】
なお、オリエンテーションフラット形成ステップＳ４では、切削装置４４以外の装置を使用してオリエンテーションフラット５ｄを形成してもよい。たとえば、半導体ウェーハ５に吸収される波長のレーザビームを半導体ウェーハ５に照射してアブレーション加工を実施できるレーザ加工装置が使用されてもよい。または、半導体ウェーハ５を透過する波長のレーザビームを半導体ウェーハ５の内部に集光させて半導体ウェーハ５の内部に分割起点となる改質層を形成できるレーザ加工装置が使用されてもよい。
【００８２】
また、オリエンテーションフラット形成ステップＳ４では、予め半導体ワーク１に形成された印を基準にして該オリエンテーションフラット５ｄを形成してもよい。ここで、該印とは、例えば、ノッチである。または、該印は、表面１ａから裏面１ｂにかけて円弧状に径方向外側に突出した半導体ワーク１の側面に予め形成された切断面である。該切断面は、例えば、表面１ａ及び裏面１ｂに垂直に形成される。
【００８３】
ノッチや該切断面は、半導体ワーク１の特定の結晶方位を示すように予め半導体ワーク１に形成される。そして、ノッチ等は、オリエンテーションフラットと比較して形成のために除去される部分は極めて小さい。そのため、ノッチ等が予め半導体ワーク１に形成されていても、研削ステップＳ３において研削砥石２０ａ，２０ｂにより半導体ワーク１の裏面１ｂの全域が同様に研削される。したがって、該半導体ワーク１から形成される半導体ウェーハ５の厚さのばらつきも無視できる程度に小さくなる。
【００８４】
また、オリエンテーションフラット形成ステップＳ４では、結晶方位を示す印を基準とせずにオリエンテーションフラット５ｄを半導体ウェーハ５に形成してもよい。この場合、例えば、Ｘ線回折法やＥＢＳＤ（electron back scattering diffraction）法により半導体ウェーハ５の特定の結晶方位を検出し、検出された結晶方位を示すようにオリエンテーションフラットを半導体ウェーハ５に形成する。
【００８５】
オリエンテーションフラット形成ステップＳ４を実施すると、オリエンテーションフラット５ｄを備える厚さのばらつきが極めて小さい半導体ウェーハ５が得られる。例えば、得られた半導体ウェーハ５には、オリエンテーションフラット５ｄが参照されて複数のデバイスが形成される。すなわち、オリエンテーションフラット形成ステップＳ４の後、半導体ウェーハ５にデバイスを形成するデバイス形成ステップＳ５がさらに実施されてもよい。
【００８６】
デバイス形成ステップＳ５を実施する際、所定の特性のデバイスが形成されるように、オリエンテーションフラット５ｄが参照されて、デバイスの形成位置及び向きが決定される。デバイス形成ステップＳ５では、例えば、フォトリソグラフィーにより金属層、絶縁層、樹脂層等の各種の層が形成されて、デバイスが形成される。デバイス形成ステップＳ５が実施された後、さらに半導体ウェーハ５をデバイス毎に分割すると、個々のデバイスチップを形成できる。
【００８７】
また、オリエンテーションフラット形成ステップＳ４の後、デバイス形成ステップＳ５が実施されなくてもよい。この場合、形成されたオリエンテーションフラット５ｄを参照して半導体ウェーハ５を分割することにより、個々の基板を形成できる。
【００８８】
さらに、半導体ワーク１に予めデバイスが形成されている場合においても、デバイス形成ステップＳ５が実施されなくてもよい。この場合、デバイスを形成する際にはオリエンテーションフラット５ｄを参照できないが、オリエンテーションフラット５ｄを参照して半導体ウェーハ５を分割することにより、個々のデバイスチップを形成できる。
【００８９】
例えば、表面５ａ側にデバイスが形成された半導体ウェーハ５を分割する際、加工装置において裏面５ｂ側が上方に露出されていると、上方からデバイスを視認できない。この場合においても、半導体ウェーハ５の加工するべき位置をオリエンテーションフラット５ｄに基づいて把握できる。
【００９０】
以上に説明する通り、本実施形態に係る半導体ウェーハの製造方法では、研削ステップＳ３を実施した後にオリエンテーションフラット形成ステップＳ４を実施する。そのため、研削ステップＳ３では半導体ワーク１の裏面１ｂの全域が同様に研削砥石２０ａ，２０ｂにより研削される。したがって、オリエンテーションフラット５ｄが形成された厚さが均一な半導体ウェーハ５が得られる。
【００９１】
なお、本発明は上記実施形態の記載に限定されず、種々変更して実施可能である。例えば、上記実施形態では、研削ステップＳ３を実施した後に半導体ウェーハ５にオリエンテーションフラット５ｄを形成する場合について説明したが、本発明の一態様はこれに限定されない。例えば、オリエンテーションフラット５ｄに代えてノッチを半導体ウェーハ５に形成してもよい。
【００９２】
上記実施形態に係る構造、方法等は、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施できる。
【符号の説明】
【００９３】
１  半導体ワーク
１ａ，５ａ  表面
１ｂ，５ｂ  裏面
３  保護部材
５  半導体ウェーハ
５ｃ  中心
５ｄ  オリエンテーションフラット
５ｅ  領域
２  研削装置
４  基台
６  ターンテーブル
６ａ  ワーク搬入・搬出領域
６ｂ  粗研削領域
６ｃ  仕上げ研削領域
８  チャックテーブル
８ａ  保持面
８ｂ  多孔質部材
８ｃ  テーブル回転軸
１０ａ，１０ｂ  研削ユニット
１２ａ，１２ｂ  スピンドルモータ
１２ｃ  ホイール回転軸
１４ａ，１４ｂ  スピンドル
１６ａ，１６ｂ  ホイールマウント
１８ａ，１８ｂ  研削ホイール
２０ａ，２０ｂ  研削砥石
２２ａ，２２ｂ  コラム
２４ａ，２４ｂ  研削送りユニット
２６ａ，２６ｂ  カセット載置台
２８ａ，２８ｂ  カセット
３０  ワーク搬送ロボット
３２  位置決めテーブル
３４  ローディングアーム
３６  アンローディングアーム
３８  スピンナ洗浄装置
４０，４２  厚さ測定ユニット
４４  切削装置
４６  チャックテーブル
４６ａ  保持面
４８  切削ブレード
５０  スピンドル
【図１】
2020205358.tif 000003
【図２】
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【図３】
2020205358.tif 000005
【図４】
2020205358.tif 000006
【図５】
2020205358.tif 000007
【図６】
2020205358.tif 000008
【図７】
2020205358.tif 000009
【図８】
2020205358.tif 000010