(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の機能を実現すべく回路素子が形成されている半導体ウェハの主表面を保護する工程と、
前記半導体ウェハに関し、主表面側を支持し裏面及び端面を露出させる工程と、
前記半導体ウェハが任意の要求厚になるまで前記半導体ウェハの裏面全体を研削すると同時に前記要求厚に応じた半導体ウェハの端面部に丸みを有するように前記半導体ウェハの端面を研削する工程と
を具備したことを特徴とするウェハの研削方法。
【請求項２】
前記半導体ウェハの裏面全体及び端面部研削用としての一体的な砥石を用い、回転させながら前記半導体ウェハ面に対して実質的に平行なまま移動させ、前記半導体ウェハの裏面全体及び端面部に接触することを特徴とする請求項１記載のウェハの研削方法。
【請求項３】
前記半導体ウェハは前記砥石の回転方向とは逆方向に回転しながら研削されることを特徴とする請求項２記載のウェハの研削方法。
【請求項４】
半導体ウェハの面に対して実質的に平行なまま移動して半導体ウェハの一方面全体に回転しながら接触する第１の研削面及び前記一方面全体の研削で任意の要求厚にされる前記半導体ウェハの端面への丸み形状を反映させる、前記第１の研削面から実質的に垂直方向に連続した端部曲面を含む第２の研削面により構成される研削用砥石を具備し、
前記半導体ウェハが任意の要求厚になるまで前記半導体ウェハの一方面全体を研削すると同時に前記要求厚に応じた半導体ウェハの端面部に丸みを有するように前記半導体ウェハの端面を研削することを特徴とするウェハの研削装置。
【請求項５】
前記半導体ウェハの他方面を保持し前記半導体ウェハを中心として前記研削用砥石の回転方向とは逆方向に回転させる回転駆動機構を具備したことを特徴とする請求項４記載のウェハの研削装置。
【請求項６】
前記第２の研削面の端部曲面の半径Ｒｍｍは、前記半導体ウェハの一方面の研削後における要求厚Ｘｍｍに対し、Ｒ≦Ｘ／２であることを特徴とする請求項４または５記載のウェハの研削装置。
【請求項７】
前記研削用砥石は前記第２の研削面の終端から上縁部に向かってテーパ形状となる斜面を有することを特徴とする請求項５記載のウェハの研削装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は特に半導体製造工程における、ウェハの研削工程に使用されるウェハの研削方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図８は、従来のウェハの研削を説明する概念図である。従来、半導体ウェハ１は、その主表面に回路素子等の形成後、ダメージを受けないように主表面が保護テープ２で覆われる。その後、ウェハ１は、図示しないウェハ保持機構で保持されながら裏面が研削され、必要最小限の厚さとなる。
【０００３】
このウェハ１の裏面研削は、トランジスタ素子のスイッチング特性等を向上させるために重要である。最近では、カード用メモリ等に使われるために単に薄くする目的でウェハ裏面の研削工程が必要なこともある。このように、ウェハの要求厚（製品にする上で必要な厚さ）は製品によって様々である。
【０００４】
ウェハ１の裏面を研削する前、ウェハ１は例えば点線１０１のような裏面と端面を有している。すなわち、搬送時などでウェハ１の端面すなわち周縁部分（エッジ）が欠けたり、割れたりするのを防止するため、ウェハ周囲の端面は丸みを帯びているのが一般的である。
【０００５】
ところが、図９の拡大図に示されるように、矢印のようにウェハ１の裏面１０１を研削する工程を経ると、ウェハ周囲の端面１０２は部分的に削られ、丸みをなくした部分１０３が発生する。この結果、以降のウェハの搬送時等において、ウェハの周縁部分の欠け、割れを増やす原因となる。特に、丸みをなくした部分１０３が鋭角的であって、搬送時に接触するようなことがあれば、製品歩留まりの低下を引き起こす問題がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このように従来、半導体ウェハの裏面を研削する工程を経ると、ウェハ周囲の端面は、部分的に削られ、丸みをなくした部分が発生し、ウェハの周縁部分の欠け、割れ、ひいてはウェハにクラックを引き起こす可能性が増し、製品の歩留まりを低下させる原因となる。
【０００７】
この発明は上記のような事情を考慮し、その課題は、半導体ウェハの裏面の研削に応じて、その研削部とウェハ周縁部の連続部分において確実に丸みが作られるような、ウェハの研削方法及び装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明のウェハの研削方法は、所定の機能を実現すべく回路素子が形成されている半導体ウェハの主表面を保護する工程と、前記半導体ウェハに関し、主表面側を支持し裏面及び端面を露出させる工程と、前記半導体ウェハが任意の要求厚になるまで前記半導体ウェハの裏面全体を研削すると同時に前記要求厚に応じた半導体ウェハの端面部に丸みを有するように前記半導体ウェハの端面部を研削する工程とを具備したことを特徴とする。
【００１１】
また、この発明のウェハの研削装置は、半導体ウェハの面に対して実質的に平行なまま移動して半導体ウェハの一方面全体に回転しながら接触する第１の研削面及び前記一方面全体の研削で任意の要求厚にされる前記半導体ウェハの端面への丸み形状を反映させる、前記第１の研削面から実質的に垂直方向に連続した端部曲面を含む第２の研削面により構成される研削用砥石を具備し、
前記半導体ウェハが任意の要求厚になるまで前記半導体ウェハの一方面全体を研削すると同時に前記要求厚に応じた半導体ウェハの端面部に丸みを有するように前記半導体ウェハの端面を研削することを特徴とする。
【００１２】
この発明の方法では、主表面に回路素子が形成された後の半導体ウェハの裏面を研削するにあたって、要求厚に応じた半導体ウェハの端面部に適切な丸みを有するように半導体ウェハの端面を研削する。
【００１３】
この発明の装置では、上記方法を実現するため、裏面研削で任意の要求厚にされる半導体ウェハの端面への丸み形状を反映させる凹部を有している第２の砥石や、第１の研削面から連続した第２の研削面を含む一体的な研削用砥石を備えている。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１は、この発明の第１の実施形態に係るウェハの研削方法及び装置を説明する概念図である。半導体ウェハ１は、その主表面に所定の機能を実現すべく回路素子が既に形成されているものである。このウェハ１の主表面を例えば保護用テープ２で覆って保護した後、実質的なウェハ研削工程に入る。
【００１５】
ウェハ１は、主表面側を例えば真空吸着式チャック３で保持し、裏面側及び端面を露出させる。点線１０１，１０２はそれぞれ研削前のウェハ１の裏面、端面を示す。その後、ウェハ１が任意の要求厚、すなわちウェハ１が必要な厚さになるまで前記半導体ウェハの裏面全体を平面研削用砥石４により研削する。このウェハ１の裏面全体を研削する工程の実施前か後に、上記要求厚に応じたウェハ１の端面に丸みを有するようにウェハ１の端面部を端面研削用砥石５により研削するのである。
【００１６】
上記ウェハ１は、ウェハ中心を軸として回転運動させ、平面研削用砥石４は、少なくともウェハ１の面に実質的に平行なまま移動する（矢印４１）。好ましくは平面研削用砥石４は、ウェハ１の回転方向とは逆方向に回転しながらウェハ１の裏面全体に接触させる。
【００１７】
上記ウェハ１は裏面研削により所定の要求厚にされるのであるから、端面研削用砥石５は、その要求厚に応じたウェハ１の端面の丸みを実現するような凹部５１を設けた円筒形状が準備される。この端面研削用砥石５は、自転運動を伴い、矢印５２のようにウェハ１の中心方向に向かって移動しながらウェハ１の端面部を研削する。
【００１８】
図２は、図１と同様のウェハ端面近傍と端面研削用砥石５を示す拡大図である。図１と同様の個所には同じ符号を付す。凹部５１は例えば、断面が少なくとも半円より少ない円弧状の形状を有する。その円弧の半径をＲｍｍとすると、ウェハ１の裏面研削後におけるウェハ１の要求厚Ｘｍｍに対し、Ｒ≧Ｘ／２であることを満足する。上記凹部５１に関し、このような一つの条件を規定することにより、ウェハ１の裏面研削後におけるウェハの端面は適当な丸みを連続して帯びるように構成できる。
【００１９】
ウェハ１の端面部の研削を、ウェハ１の裏面全体を研削する工程の実施前に行った場合、端面研削用砥石５の凹部５１の下部曲面より下は、円筒形を反映して丸みなしに削れる（１１）。しかし、この部分１１は、後でウェハ１の裏面全体を研削する工程によって除去される部分である。従って、予定通りウェハ１の要求厚に適応した端面の丸みが実現される。
【００２０】
ウェハ１の端面部の研削を、ウェハ１の裏面全体を研削する工程の実施後に行った場合、ウェハ１の端面部が端面研削用砥石５の凹部５１の形状のみを反映させて研削され、要求厚に適応したウェハ１の端面の丸みを実現する。
【００２１】
端面研削用砥石５の凹部５１の円弧形状の上縁と下縁の間の距離Ｄｍｍの条件は、Ｄ≧Ｘであるといえる。しかし、平面方向の研削精度により、加工後のウェハの厚さ（要求厚）に若干のばらつきが発生したときでも十分に対応できるように、所望のウェハの要求厚に合わせるよりも若干余裕を持った形状とすることが望ましい。
【００２２】
すなわち、ΔＸを要求厚のばらつきと考えると、Ｄ＞Ｘ＋ΔＸと考えてもよい。このため、端面研削用砥石５は、図示しない移動機構によってウェハ端面への研削量（砥石の送り量）を上下にも微調整させ、必要な形状を整えることができる。
【００２３】
なお、図示しないが、ウェハ１にオリエンテーションフラットがあり、オリエンテーションフラットの端面を研削する必要がある場合は、上述のようなウェハ周端面研削とは別に、回転の停止しているウェハ１のオリエンテーションフラットに沿って、端面研削用砥石５を回転させながら並行移動させることにより、オリエンテーションフラットに均等に接触させて研削すればよい。
【００２４】
このような実施方法及び実施形態によれば、ウェハ１の端面は要求厚に適応した丸みを帯び、鋭角的な部分はなくなり、搬送等によるウェハの割れ、欠けの発生を抑制できる。
【００２５】
なお、ウェハ１は、研削時、主表面側を例えば真空吸着チャック３で保持するとしたが、これに限らず、主表面側を台上に接触させるようにして置き、上方からウェハ１の裏面全体を、回転させた平面研削用砥石４により研削し、任意の要求厚にする。このウェハ１の裏面全体を研削する工程の実施前か後に上記要求厚に応じたウェハ１の端面に丸みを有するようにウェハ１の端面部を研削してもよい。
【００２６】
また、端面研削前のウェハ１の端面形状によっては、端面研削用砥石５の凹部形状断面が丸みを帯びたものでなくても、鋭角的な部分を持たないように加工できることがある。このような場合、端面研削用砥石５の凹部形状断面が、例えば台形状であってもかまわない。これは、つまり、研削時、台形の角が反映されることなく、端面研削前のウェハ１の端面の形状（丸み形状）を活かしたウェハ端面を実現するものである。
【００２７】
図３は、この発明の第２の実施形態に係るウェハの研削方法及び装置を説明する概念図である。また、図４は、図３のウェハ端面近傍を示す拡大図である。これらの図はそれぞれ図１、図２と対応している。第１の実施形態と異なる点は、端面研削用砥石５の構成である。ここでは端面研削用砥石６として断面図で説明する。その他は前記した第１の実施形態と同様であるので同一の符号を付す。
【００２８】
端面研削用砥石６は、ウェハ１の要求厚の変更に、ある程度対処できることが特徴である。端面研削用砥石６は、半導体ウェハの端面部への丸み形状を反映させる凹部の形状を、凹部を形成する両曲面の間に延在させた円筒部分の長さを調節することによって変形させることができる。これにより、変更される半導体ウェハの要求厚に、ある程度応じられるウェハの端面部の研削ができる。
【００２９】
より具体的には、端面研削用砥石６は、凹部を形成する一方曲面６１と、他方曲面６２と、その間に延在させた円筒部分６３とを有し、この円筒部分６３の長さを任意の長さに調節する可変機構６５が含まれている。
【００３０】
ウェハ１の要求厚に合わせ、事前に可変機構６５による送りねじ等の微調整により、この一方曲面６１に延在させた円筒部分６３を、凹部形状表面にどの程度露出させるか設定する。このように砥石の凹部形状を変更できる構造を持つ。これにより、第１の実施形態よりも自由度が高いウェハの要求厚に応じた端面研削が可能となる。
【００３１】
なお、円筒部分６３は、砥石の一方曲面、他方曲面どちら側に延在させる構成であってもかまわない。また、凹部形状は、一方曲面６１と、他方曲面６２とを合わせ円筒部分６３を無くしたときに、実質的に少なくとも半円より少ない連続した円弧状の形状を示すことが望ましい。しかし、加工上、砥石の強度に問題が生じる場合は、一方曲面６１と、他方曲面６２とが別々の円弧を持つ形状とする。
【００３２】
従って、円筒部分６３をある程度出した形で端面研削形状が調整され、第１の実施形態と同様に、この端面研削用砥石６は、自転運動を伴いウェハ１の中心方向に向かって移動しながらウェハ１の端面部を研削する。
【００３３】
ウェハ１の要求厚Ｘｍｍと、端面研削用砥石６の凹部の上縁と下縁の間の距離Ｄｍｍの条件は、Ｄ≧Ｘであるといえる。砥石の凹部形状を変更できる構造なので、平面方向の研削精度により加工後のウェハの厚さ（要求厚）に若干のばらつきが発生したときでも十分に対応できる。要求厚ＸのばらつきΔＸを考えると、Ｄ＞Ｘ＋ΔＸで調整してもよい。
【００３４】
なお、ウェハ１にオリエンテーションフラットがあり、オリエンテーションフラットの端面を研削する必要がある場合は、上述のようなウェハ周端面研削とは別に、回転の停止しているウェハ１のオリエンテーションフラットに沿って、端面研削用砥石６を並行移動させることにより、オリエンテーションフラットに均等に接触させて研削すればよい。
【００３５】
このような実施方法及び実施形態によれば、ウェハ１の端面は、ウェハ１の要求厚の変更に応じて、その要求厚に適応した丸みを帯び、鋭角的な部分はなくなり、搬送等によるウェハの割れ、欠けの発生を抑制できる。
【００３６】
図５は、この発明の第３の実施形態に係るウェハの研削方法及び装置を説明する概念図である。半導体ウェハ１は、その主表面に所定の機能を実現すべく回路素子が既に形成されているものである。このウェハ１の主表面を例えばテープ２で覆って保護した後、実質的なウェハ研削工程に入る。
【００３７】
ウェハ１は、主表面側を例えば真空吸着チャック３で保持し、裏面側及び端面を露出させる。その後、この発明では、ウェハ１が任意の要求厚になるまでウェハ１の裏面全体を研削すると同時に要求厚に応じたウェハ１の端面部に丸みを有するようにウェハ１の端面を研削する、一体型研削用砥石７により目的を達成する。
【００３８】
上記一体型研削用砥石７は、図５では説明のため断面図で示されている。半導体ウェハ１の面に対して実質的に平行なまま移動し回転させながらウェハ１の裏面全体に接触する第１研削面７１及び裏面全体の研削で任意の要求厚にされるウェハ１の端面への丸み形状を反映させる、第１研削面７１から実質的に垂直方向に連続した端部曲面を構成する第２研削面７２を含んでいる。ウェハ１は、その中心を軸として一体型研削用砥石７の回転方向とは逆方向に回転し一体型研削用砥石７と接触することによって裏面と端面が一括的に研削される。
【００３９】
図６は、上記第２研削面７２の拡大図を示す。第２研削面７２での端部曲面を構成する半径をＲｍｍとすると、ウェハ１の裏面研削後の要求厚Ｘｍｍに対し、Ｒ≦Ｘ／２を満足する。このように規定することにより、ウェハ１の研削終了時、ウェハ１の端面に鋭角的な部分が表れるのを防ぐことができる。
【００４０】
すなわち、ウェハ１の端面において、少なくとも研削された裏面側の角は半径Ｒの丸みを持つことになる。また、表面側の角は研削前の丸みを部分的に残すことになる。
【００４１】
ここでは、ウェハ１の端面を研削する場合、ウェハ１の端面最外周は実質的に研削面最外周ポイントＰ１を出ないように研削を進めていく。また、ウェハ１の回転の中心と一体型研削用砥石７の回転の中心とが実質的に一致していることが好ましいが、必ずしもそうである必要はなく、研削当初からオフセットされることになってもよい。
【００４２】
このような実施方法及び実施形態によれば、ウェハ１の端面は要求厚に適応した丸みを帯び、鋭角的な部分はなくなり、搬送等によるウェハの割れ、欠けの発生を抑制できる。
【００４３】
図７は、第２研削面７２の変形例である。端部曲面終端から上部に延在する第１研削面７１に実質的に垂直な壁部分７２１を有する。ウェハ１の要求厚によっては、第２研削面７２から壁部分７２１をも反映させたフラットな面がウェハ１表面側の角に繋がるように表れることになる。
【００４４】
このときは、ウェハ１の端面に関し、ウェハ１裏面側の角は第２研削面７２を反映させた一様な丸みを帯び、ウェハ１表面側の角は、研削前に帯びているウェハの丸みの一部が残って直角より大きい角度ということになる（仮に、研削前に帯びているウェハの丸みの一部も残されないとしてもその部分は直角より小さくならない）。結局のところ、ウェハ１の端面は鋭角的な部分はなくすことができ、要求厚に適応できる丸みを有することになる。これにより、搬送等によるウェハの割れ、欠けの発生を抑制できる。
【００４５】
また、上記図７は、壁部分７２１の終端から上縁部に向かってテーパ形状となる斜面７２２を有する。この斜面７２２を有することにより、ウェハ１を誘導する精度に若干の余裕を持たせることができる。
【００４６】
なお、この斜面７２２は実質的にウェハの端面を研削する部分ではない。最終的にウェハの端面がこの斜面７２２を反映させるような研削は行わないように、第２研削面７２の半径Ｒや壁部分７２１の寸法を設定しなければならない。また、この図７において壁部分７２１を設けない構成も考えられる。
【００４７】
上記のように、ウェハの裏面及び端面を一括的に研削する方法及び装置によれば、平面部分は平衡度など必要な精度は十分に満足できる形状で、緩やかな円弧状の部分はウェハの端面部分を研削し、また、もともとウェハ自体に施されている丸み形状の一部を利用しつつ、最終的には鋭角部分のない形状に加工できる。
【００４８】
以上各実施形態とも、ウェハを水平に設置した加工方法で説明を行ってきたが、加工は垂直方向でも構わないし、ウェハを逆さにし、平面用の砥石を上部から移動させる方法でも構わない。
【００４９】
【発明の効果】
以上説明したようにこの発明によれば、主表面に回路素子が形成された後の半導体ウェハの裏面を研削するにあたって、要求厚に応じた半導体ウェハの端面部に適切な丸みを有するように、半導体ウェハの裏面を研削する工程の実施前または後または同時に、少なくとも裏面削部とウェハ周縁部の連続部分において確実に適切な丸みが作られるような、ウェハの研削方法及び装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施形態に係るウェハの研削方法及び装置を説明する概念図。
【図２】図１のウェハ端面近傍を示す拡大図。
【図３】この発明の第２の実施形態に係るウェハの研削方法及び装置を説明する概念図。
【図４】図３のウェハ端面近傍を示す拡大図。
【図５】この発明の第３の実施形態に係るウェハの研削方法及び装置を説明する概念図。
【図６】図５の構成の研削面の一部の拡大図。
【図７】第３の実施形態に係る研削面の形状の変形例を示す概念図。
【図８】従来のウェハの研削を説明するための概念図。
【図９】ウェハの研削工程後のウェハ端面部分の様子を示す拡大図。
【符号の説明】
１…半導体ウェハ
２…保護用テープ
３…真空吸着式チャック
４…平面研削用砥石
５，６…端面研削用砥石
７…一体型研削用砥石
【図１】
0003625376.tif 000002
【図２】
0003625376.tif 000003
【図３】
0003625376.tif 000004
【図４】
0003625376.tif 000005
【図５】
0003625376.tif 000006
【図６】
0003625376.tif 000007
【図７】
0003625376.tif 000008
【図８】
0003625376.tif 000009
【図９】
0003625376.tif 000010