(57)【要約】【課題】研削送り速度を速くしてもウエーハを破損させることなく研削することができるウエーハの加工方法を提供する。【解決手段】ウエーハを所定の厚みに形成するウエーハの加工方法であって、ウエーハに対して透過性を有する波長のレーザー光線を集光点をウエーハの被加工面側から内部に位置付け照射し、ウエーハの被加工面から内部に被加工面と反対側の面から少なくとも所定の仕上がり厚みを残して変質層を全面に形成する変質層形成工程と、変質層形成工程が実施されたウエーハの被加工面に研削砥石を接触させて研削送りすることによりウエーハに形成された変質層を研削してウエーハを所定の仕上がり厚みに研削する研削工程とを含む。【選択図】図７
2010135537.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウエーハを所定の仕上がり厚みに形成するウエーハの加工方法であって、
ウエーハに対して透過性を有する波長のレーザー光線を集光点をウエーハの被加工面側から内部に位置付け照射し、ウエーハの被加工面から内部に被加工面と反対側の面から少なくとも所定の仕上がり厚みを残して変質層を全面に形成する変質層形成工程と、
該変質層形成工程が実施されたウエーハの被加工面に研削砥石を接触させて研削送りすることによりウエーハに形成された変質層を研削してウエーハを所定の仕上がり厚みに研削する研削工程と、を含む、
ことを特徴とするウエーハの加工方法。
【請求項２】
ウエーハを所定の仕上がり厚みに形成するウエーハの加工方法であって、
ウエーハに対して吸収性を有する波長のレーザー光線をウエーハの被加工面に照射し、ウエーハの被加工面から内部に被加工面と反対側の面から少なくとも所定の仕上がり厚みを残してアブレーション層を全面に形成するアブレーション層形成工程と、
該アブレーション層形成工程が実施されたウエーハの被加工面に研削砥石を接触させて研削送りすることによりウエーハに形成されたアブレーション層を研削してウエーハを所定の仕上がり厚みに研削する研削工程と、を含む、
ことを特徴とするウエーハの加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエーハ等のウエーハを所定の厚みに形成するウエーハの加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、半導体デバイス製造工程においては、略円板形状である半導体ウエーハの表面に格子状に配列されたストリートと呼ばれる分割予定ラインによって複数の領域が区画され、この区画された領域にＩＣ、ＬＳＩ等の回路を形成する。そして、半導体ウエーハをストリートに沿って切断することにより回路が形成された領域を分割して個々のデバイスを製造している。このようにして分割されるウエーハは、ストリートに沿って切断する前に研削装置によって裏面が研削され、所定の厚みに加工される。
【０００３】
半導体ウエーハの裏面を研削する研削装置は、ウエーハを保持する保持面を備えたチャックテーブルと、該チャックテーブル上に保持されたウエーハを研削する環状の研削砥石を有する研削ホイールを備えた研削ユニットと、該研削ユニットをチャックテーブルの保持面に対して垂直な方向に研削送りする研削送り機構を具備している。（例えば、特許文献１参照）
【特許文献１】特開２００７−２２２９８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
而して、シリコン等で形成されたウエーハの裏面に研削砥石を接触させ押圧しつつ研削するが、研削送り速度が速いとウエーハに作用する押圧力が高くなるためにウエーハが破損するという問題がある。従って、研削送り速度を１〜３μm／秒程度の遅い速度に設定する必要があり、生産性が悪いという問題がある。
また、シリコン等のインゴットから切り出されたウエーハを所定の厚みに研削する場合でも上述した問題がある。
【０００５】
本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術的課題は、研削送り速度を速くしてもウエーハを破損させることなく研削することができるウエーハの加工方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、ウエーハを所定の仕上がり厚みに形成するウエーハの加工方法であって、
ウエーハに対して透過性を有する波長のレーザー光線を集光点をウエーハの被加工面側から内部に位置付けて照射し、ウエーハの被加工面から内部に被加工面と反対側の面から少なくとも所定の仕上がり厚みを残して変質層を全面に形成する変質層形成工程と、
該変質層形成工程が実施されたウエーハの被加工面に研削砥石を接触させて研削送りすることによりウエーハに形成された変質層を研削してウエーハを所定の仕上がり厚みに研削する研削工程と、を含む、
ことを特徴とするウエーハの加工方法が提供される。
【０００７】
また、本発明によれば、ウエーハを所定の仕上がり厚みに形成するウエーハの加工方法であって、
ウエーハに対して吸収性を有する波長のレーザー光線をウエーハの被加工面に照射し、ウエーハの被加工面から内部に被加工面と反対側の面から少なくとも所定の仕上がり厚みを残してアブレーション層を全面に形成するアブレーション層形成工程と、
該アブレーション層形成工程が実施されたウエーハの被加工面に研削砥石を接触させて研削送りすることによりウエーハに形成されたアブレーション層を研削してウエーハを所定の仕上がり厚みに研削する研削工程と、を含む、
ことを特徴とするウエーハの加工方法が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ウエーハに対して透過性を有する波長のレーザー光線の集光点をウエーハの被加工面側から内部に位置付け照射し、ウエーハの被加工面から内部に被加工面と反対側の面から少なくとも所定の仕上がり厚みを残して変質層を全面に形成する変質層形成工程を実施した後に、ウエーハの被加工面に研削砥石を接触させて研削送りすることによりウエーハに形成された変質層を研削してウエーハを所定の仕上がり厚みに研削する研削工程を実施するので、研削工程において研削されるウエーハは被加工面側である裏面側には変質層が形成され脆くなっているため研削性がよく、研削送り速度を従来の３倍以上に高めてもウエーハが破損することはない。
また、本発明によれば、ウエーハに対して吸収性を有する波長のレーザー光線をウエーハの被加工面に照射し、ウエーハの被加工面側にアブレーション層を全面に形成するアブレーション層形成工程を実施した後に、ウエーハの被加工面から内部に被加工面と反対側の面から少なくとも所定の仕上がり厚みを残してアブレーション層を研削することによりウエーハを所定の仕上がり厚みに研削する研削工程を実施するので、研削工程において研削されるウエーハは被加工面側である裏面側にはアブレーション層が形成され脆くなっているため研削性がよく、研削送り速度を従来の３倍以上に高めてもウエーハが破損することはない。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明によるウエーハの加工方法の好適な実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
【００１０】
図１には本発明によるウエーハの加工方法によって加工されるウエーハの斜視図が示されている。図１に示すウエーハ２は、例えば厚さが６００μmのシリコンウエーハからなり、その表面２ａに格子状に形成された複数のストリート２１によって複数の領域が区画され、この区画された領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイス２２が形成されている。
【００１１】
上述したウエーハ２を所定の厚みに形成するには、先ず図２の(a)および(b)に示すようにウエーハ２の表面２aに形成されたデバイス２２を保護するために、ウエーハ２の表面２aに保護テープ等の保護部材３を貼着する（保護部材貼着工程）。従って、ウエーハ２は、被加工面である裏面２bが露呈された状態となる。
【００１２】
保護部材貼着工程を実施したウエーハ２を所定の厚みに形成する本発明によるウエーハの加工方法の第１に実施形態について、図３乃至図７を参照して説明する。
本発明によるウエーハの加工方法の第１の実施形態においては、先ずウエーハ２に対して透過性を有する波長のレーザー光線を集光点をウエーハの被加工面側から内部に位置付け照射し、ウエーハの被加工面から内部に被加工面と反対側の面から少なくとも所定の仕上がり厚みを残して変質層を全面に形成する変質層形成工程を実施する。この変質層形成工程は、図３に示すレーザー加工装置を用いて実施する。図３に示すレーザー加工装置４は、被加工物を保持するチャックテーブル４１と、該チャックテーブル４１上に保持された被加工物にレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段４２を具備している。チャックテーブル４１は、被加工物を吸引保持するように構成されており、図示しない加工送り手段によって図３において矢印Ｘで示す加工送り方向に移動せしめられるとともに、図示しない割り出し送り手段によって図３において矢印Ｙで示す割り出し送り方向に移動せしめられるようになっている。
【００１３】
上記レーザー光線照射手段４２は、実質上水平に配置された円筒形状のケーシング４２１を含んでいる。ケーシング４２１内には図示しないパルスレーザー光線発振器や繰り返し周波数設定手段を備えたパルスレーザー光線発振手段が配設されている。上記ケーシング４２１の先端部には、パルスレーザー光線発振手段から発振されたパルスレーザー光線を集光するための集光器４２２が装着されている。
【００１４】
以下、上述したレーザー加工装置４を用いてウエーハ２に対して透過性を有する波長のレーザー光線を集光点をウエーハの被加工面側から内部に位置付け照射し、ウエーハの被加工面から内部に被加工面と反対側の面から少なくとも所定の仕上がり厚みを残して変質層を全面に形成する変質層形成工程について説明する。
この変質層形成工程を実施するには、図３に示すようにレーザー加工装置４のチャックテーブル４１上にウエーハ２の表面２aに貼着された保護部材３側を載置する。そして、図示しない吸引手段によってチャックテーブル４１上にウエーハ２を保護部材３を介して吸着保持する（ウエーハ保持工程）。従って、チャックテーブル４１上に保持されたウエーハ２は、被加工面である裏面２bが上側となる。
【００１５】
上述したようにウエーハ保持工程を実施したならば、上記変質層形成工程を実施する。変質層形成工程を実施するには、先ずウエーハ２を吸引保持したチャックテーブル４１をレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段４２の集光器４２２が位置するレーザー光線照射領域に移動し、ウエーハ２の一端（図４の（ａ）において左端）をレーザー光線照射手段４２の集光器４２２の直下に位置付ける。そして、集光器４２２からウエーハ２に対して透過性を有する波長のパルスレーザー光線を照射しつつチャックテーブル４１を図４の（ａ）において矢印Ｘ１で示す方向に所定の送り速度で移動せしめる。そして、図４の（ｂ）で示すように集光器４２２の照射位置にウエーハ２の他端の位置が達したら、パルスレーザー光線の照射を停止するとともにチャックテーブル４１の移動を停止する。この変質層形成工程においては、パルスレーザー光線の集光点Ｐをウエーハ２の所定の仕上がり厚み、例えばウエーハ２の表面２a（図４の（ａ）および（ｂ）において下面）から１００μｍの位置に位置付ける。この結果、ウエーハ２の内部には、被加工面である裏面２bと反対側の表面２aからウエーハ２の所定の仕上がり厚み（例えば１００μｍ）を残して変質層２０１が形成される。なお、１回の変質層形成工程では変質層２０１がウエーハ２の被加工面である裏面２bに達しない場合には上記変質層形成工程を複数回実施し、図５に示すように変質層２０１を複数層形成して変質層２０１が被加工面である裏面２bに露出するように形成する。
【００１６】
上記変質層形成工程における加工条件は、例えば次のように設定されている。
レーザー                ：ＹＶＯ４  パルスレーザー
波長                    ：１０６４ｎｍ
繰り返し周波数          ：１００ｋＨｚ
出力                    ：１W
集光スポット径          ：φ１μｍ
加工送り速度            ：１００ｍｍ／秒
【００１７】
上述した変質層形成工程を実施したならば、図示しない割り出し送り手段を作動してウエーハ２を吸引保持したチャックテーブル５１を図３において矢印Ｙで示す割り出し送り方向に数μｍ移動し（割り出し送り工程）、上述した変質層形成工程を実施する。このように割り出し送り工程と変質層形成工程を交互に実施することにより、図６に示すようにウエーハ２には被加工面である裏面２bから内部に被加工面である裏面２bと反対側の表面２aからウエーハ２の所定の仕上がり厚み（例えば１００μｍ）を残して変質層２０１が全面に形成される。
【００１８】
上述した変質層形成工程を実施し、ウエーハ２に被加工面である裏面２bから内部に被加工面である裏面２bと反対側の表面２aからウエーハ２の所定の仕上がり厚みを残して変質層２０１を全面に形成したならば、ウエーハ２の被加工面である裏面２bに研削砥石を接触させて研削送りすることによりウエーハ２に形成された変質層２０１を研削してウエーハ２を所定の厚みに研削する研削工程を実施する。この研削工程は、図７の(a)に示す研削装置５を用いて実施する。図７の(a)に示す研削装置５は、被加工物を保持するチャックテーブル５１と、該チャックテーブル５１に保持された被加工物の被加工面を研削する研削手段５２を具備している。チャックテーブル５１は、上面に被加工物を吸引保持し図７の(a)において矢印５１aで示す方向に回転せしめられる。研削手段５２は、スピンドルハウジング５２１と、該スピンドルハウジング５２１に回転自在に支持され図示しない回転駆動機構によって回転せしめられる回転スピンドル５２２と、該回転スピンドル５２２の下端に装着されたマウンター５２３と、該マウンター５２３の下面に取り付けられた研削ホイール５２４とを具備している。この研削ホイール５２４は、円板状の基台５２５と、該基台５２５の下面に環状に装着された研削砥石５２６とからなっており、基台５２５がマウンター５２３の下面に締結ボルト５２７によって取り付けられている。
【００１９】
上述した研削装置５を用いて研削工程を実施するには、図７の(a)に示すようにチャックテーブル５１の上面（保持面）に上述した変質層形成工程が実施されたウエーハ２の保護部材３側を載置する。そして、図示しない吸引手段によってチャックテーブル５１上にウエーハ２を保護部材３を介して吸着保持する（ウエーハ保持工程）。従って、チャックテーブル５１上に保持されたウエーハ２は、変質層２０１が形成された被加工面である裏面２bが上側となる。このようにチャックテーブル５１上にウエーハ２を吸引保持したならば、チャックテーブル５１を図７の(a)において矢印５１aで示す方向に例えば３００ｒｐｍで回転しつつ、研削手段５２の研削ホイール５２４を図７の(a)において矢印５２４aで示す方向に例えば６０００ｒｐｍで回転せしめて研削砥石５２６を被加工面であるウエーハ２の裏面２bに接触せしめ、研削ホイール５２４を図７の(a)において矢印５２４bで示すように例えば５〜１０μm／分の研削送り速度で下方（チャックテーブル５１の保持面に対し垂直な方向）に研削送りする。この研削工程において研削されるウエーハ２は被加工面側であるウエーハ２の裏面２b側には変質層２０１が形成され脆くなっているので研削性がよく、研削送り速度を従来の１〜３μm／秒から３倍以上の５〜１０μm／分に高めてもウエーハ２が破損することはなく、図７の(ｂ)に示すようにウエーハ２を所定の仕上がり厚さに形成することができる。
【００２０】
次に、本発明によるウエーハの加工方法の第２の実施形態について、図８乃至図１０を参照して説明する。
本発明によるウエーハの加工方法の第２の実施形態においては、先ずウエーハ２に対して吸収性を有する波長のレーザー光線をウエーハの被加工面に位置付け照射し、ウエーハの被加工面から内部に被加工面と反対側の面から少なくとも所定の仕上がり厚みを残してアブレーション層を全面に形成するアブレーション層形成工程を実施する。このアブレーション層形成工程は、上記図３に示すレーザー加工装置３と実質的に同じレーザー加工装置を用いて実施する。従って、レーザー加工装置の各部材は上記図３に示すレーザー加工装置３と同一符号を用いて説明する。
【００２１】
アブレーション層形成工程を実施するには、上記図３と同様にレーザー加工装置４のチャックテーブル４１上にウエーハ２の表面２aに貼着された保護部材３側を載置する。そして、図示しない吸引手段によってチャックテーブル４１上にウエーハ２を保護部材３を介して吸着保持する（ウエーハ保持工程）。従って、チャックテーブル４１上に保持されたウエーハ２は、被加工面である裏面２bが上側となる。
【００２２】
上述したようにウエーハ保持工程を実施したならば、上記アブレーション層形成工程を実施する。アブレーション層形成工程を実施するには、先ずウエーハ２を吸引保持したチャックテーブル４１をレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段４２の集光器４２２が位置するレーザー光線照射領域に移動し、ウエーハ２の一端（図８の（ａ）において左端）をレーザー光線照射手段４２の集光器４２２の直下に位置付ける。そして、集光器４２２からウエーハ２に対して吸収性を有する波長のパルスレーザー光線を照射しつつチャックテーブル４１を図８の（ａ）において矢印Ｘ１で示す方向に所定の送り速度で移動せしめる。そして、図８の（ｂ）で示すように集光器４２２の照射位置にウエーハ２の他端の位置が達したら、パルスレーザー光線の照射を停止するとともにチャックテーブル４１の移動を停止する。このアブレーション層形成工程においては、パルスレーザー光線の集光点Ｐを被加工面であるウエーハ２の裏面２b付近に位置付ける。この結果、ウエーハ２の被加工面である裏面２bがアブレーション加工されアブレーション層２０２が形成される。このアブレーション加工は、アブレーション層２０２がウエーハ２の所定の仕上がり厚み、例えばウエーハ２の表面２aから１００μｍの位置に達するように形成する。
【００２３】
上記アブレーション層形成工程における加工条件は、例えば次のように設定されている。
レーザー                ：ＹＶＯ４  パルスレーザー
波長                    ：３５５ｎｍ
繰り返し周波数          ：１００ｋＨｚ
出力                    ：１W
集光スポット径          ：φ１μｍ
加工送り速度            ：１００ｍｍ／秒
【００２４】
上述したアブレーション層形成工程を実施したならば、図示しない割り出し送り手段を作動してウエーハ２を吸引保持したチャックテーブル４１を図３において矢印Ｙで示す割り出し送り方向に数μｍ移動し（割り出し送り工程）、上述したアブレーション層形成工程を実施する。このように割り出し送り工程とアブレーション層形成工程を交互に実施することにより、図９に示すようにウエーハ２には被加工面である裏面２bから内部に被加工面である裏面２bと反対側の表面２aからウエーハ２の所定の仕上がり厚み（例えば１００μｍ）を残してアブレーション層２０２が全面に形成される。
【００２５】
上述したアブレーション層形成工程を実施し、ウエーハ２に被加工面である裏面２bから内部に被加工面である裏面２bと反対側の表面２aからウエーハ２の所定の仕上がり厚みを残してアブレーション層２０２を全面に形成したならば、ウエーハ２の被加工面である裏面２bに研削砥石を接触させて研削砥石を研削送りすることによりウエーハ２に形成されたアブレーション層２０２を研削してウエーハ２を所定の厚みに研削する研削工程を実施する。この研削工程は、上記図１０の(a)に示す研削装置５を用いて実施する。
即ち、図１０の(a)に示すようにチャックテーブル５１の上面（保持面）に上述したアブレーション層形成工程が実施されたウエーハ２の保護部材３側を載置する。そして、図示しない吸引手段によってチャックテーブル５１上にウエーハ２を保護部材３を介して吸着保持する（ウエーハ保持工程）。従って、チャックテーブル５１上に保持されたウエーハ２は、アブレーション層２０２が形成された被加工面である裏面２bが上側となる。このようにチャックテーブル５１上にウエーハ２を吸引保持したならば、チャックテーブル５１を図１０の(a)において矢印５１aで示す方向に例えば３００ｒｐｍで回転しつつ、研削手段５２の研削ホイール５２４を図１０の(a)において矢印５２４aで示す方向に例えば６０００ｒｐｍで回転せしめて研削砥石５２６を被加工面であるウエーハ２の裏面２bに接触せしめ、研削ホイール５２４を図１０の(a)において矢印５２４bで示すように例えば５〜１０μm／分の研削送り速度で下方（チャックテーブル５１の保持面に対し垂直な方向）に研削送りする。この研削工程において研削されるウエーハ２は被加工面側であるウエーハ２の裏面２b側にはアブレーション層２０２が形成され脆くなっているので研削性がよく、研削送り速度を従来の１〜３μm／秒から３倍以上の５〜１０μm／分に高めてもウエーハ２が破損することはなく、図１０の(ｂ)に示すようにウエーハ２を所定の仕上がりに形成することができる。
【００２６】
以上、本発明を表面にデバイスが形成されたウエーハに実施した例を示したが、本発明はシリコン等のインゴットから切り出されたウエーハを所定の厚みに研削する場合に実施しても同様の作用効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明によるウエーハの加工方法よって加工されるウエーハの斜視図。
【図２】図１に示すウエーハの表面に保護部材を貼着する保護部材貼着工程の説明図。
【図３】本発明によるウエーハの加工方法の第１の実施形態における変質層形成工程を実施するためのレーザー加工装置の要部斜視図。
【図４】本発明によるウエーハの加工方法の第１の実施形態における変質層形成工程を示す説明図。
【図５】図４に示す変質層形成工程を複数回実施してウエーハに変質層を複数積層して形成した状態を示す説明図。
【図６】本発明によるウエーハの加工方法の第１の実施形態における変質層形成工程が実施されたウエーハの斜視図。
【図７】本発明によるウエーハの加工方法の第１の実施形態における研削工程を示す説明図。
【図８】本発明によるウエーハの加工方法の第２の実施形態におけるアブレーション層形成工程を示す説明図。
【図９】本発明によるウエーハの加工方法の第２の実施形態におけるアブレーション層形成工程が実施されたウエーハの斜視図。
【図１０】本発明によるウエーハの加工方法の第２の実施形態における研削工程を示す説明図。
【符号の説明】
【００２８】
２：ウエーハ
３：保護部材
４：レーザー加工装置
４１：レーザー加工装置のチャックテーブル
４２：レーザー光線照射手段
４２２：集光器
５：研削装置
５１：研削装置のチャックテーブル
５２：研削手段
５２４：研削ホイール
５２６：研削砥石
【図１】
2010135537.tif 000003
【図２】
2010135537.tif 000004
【図３】
2010135537.tif 000005
【図４】
2010135537.tif 000006
【図５】
2010135537.tif 000007
【図６】
2010135537.tif 000008
【図７】
2010135537.tif 000009
【図８】
2010135537.tif 000010
【図９】
2010135537.tif 000011
【図１０】
2010135537.tif 000012