(57)【要約】【課題】専用の研削装置を用いることなく撓みを抑えることのできるウエハを得る。【解決手段】デバイス領域Ａｄを上向きにしてウエハ１０の表面に保護テープ３６を貼り付け、保護テープ３６の貼り付けられた非デバイス領域Ａｎを上側に反るように弾性変形させる。その結果、ウエハ１０は、表面メタル電極１２が形成されているデバイス領域Ａｄの裏面側が下方へ凸となる。ウエハ１０の裏面を上側にして、凸となった部分１０Ｂａを研削してデバイス領域Ａｄを薄くする。保護テープ３６を剥離してウエハ１０を元の状態に戻すと、デバイス領域Ａｄが薄く、外周側の環状とされた非デバイス領域Ａｎが相対的に厚くなり、相対的に厚くなっている外周側の環状とされた非デバイス領域Ａｎがウエハ１０の撓みを抑える補強として機能する。【選択図】図６
2014017416.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウエハの表面の予め設定した所定の領域に、前記ウエハの表面から突出するメタルパターンを形成するメタルパターン形成工程と、
前記ウエハの前記メタルパターンの形成されている領域と前記メタルパターンの形成されていない領域に渡って保護テープを貼り付けることで、前記保護テープで前記ウエハの前記メタルパターンの形成されていない領域を前記ウエハの表面側に弾性変形させる貼付工程と、
弾性変形して凸となった前記ウエハの裏面を研削する裏面研削工程と、
前記保護テープを除去して前記ウエハを弾性復元させる復元工程と、
を有するウエハの加工方法。
【請求項２】
前記メタルパターン形成工程は、前記ウエハの表面全体にメタルパターンを形成する第１工程と、前記ウエハの中央側を前記所定の領域として残して前記ウエハの外周側の領域の前記メタルパターンを除去する第２工程と、を含む請求項１に記載のウエハの加工方法。
【請求項３】
前記外周側の領域は、前記ウエハの外周に沿って環状に連続している、請求項２に記載のウエハの加工方法。
【請求項４】
前記保護テープを貼り付ける前に、前記メタルパターンの表面に前記メタルパターンを保護する保護膜を形成する、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載のウエハの加工方法。
【請求項５】
前記保護テープの外周部と前記ウエハの外周部とは一致している、請求項１〜請求項４の何れか１項に記載のウエハの加工方法。
【請求項６】
前記裏面研削工程では、前記メタルパターンの厚みと前記保護膜の厚みとを足した厚みが、前記凸となった部分を研削した後の前記ウエハの研削部分の厚みの１０％以上となるように、前記凸となった部分を研削する、請求項４に記載のウエハの加工方法。
【請求項７】
前記第２工程では、前記ウエハの外周側の領域の前記メタルパターンを除去すると共に、前記ウエハの外周側の領域が薄くなるように前記ウエハを研削する、請求項２または請求項３に記載のウエハの加工方法。
【請求項８】
前記メタルパターン形成工程では、前記ウエハの中央側のみに前記メタルパターンを形成する、請求項１に記載のウエハの加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウエハの加工方法に係り、薄型で撓み難いウエハを得ることのできるウエハの加工方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的な半導体デバイスに用いられるウエハは、ウエハ厚さが２００μｍ以上と厚いため、ウエハの両端を支持してもウエハの撓みは問題とならない。
ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）等、縦方向に電流を流す半導体デバイスでは、ウエハ厚さそのものが抵抗として寄与してしまうため、より薄基板化することが求められている。
しかしながら、ウエハ厚さを例えば１００μｍ以下まで薄くすると、ウエハの両端を支持するキャリアにウエハを収納した際に、自重による撓みがウエハに発生する。
キャリアからウエハを取り出す際には、ウエハの下側に搬送アームを差し込み、搬送アームを上昇させてウエハを持ち上げ、その後、ウエハを載せた搬送アームをキャリアから引き出すが、ウエハが撓んでいると、搬送アームを差し込む際に搬送アームが撓んだウエハに接触する等、ウエハの搬送が困難となる場合がある。
【０００３】
そこで、特許文献１においては、比較的厚いウエハの裏面中央部分を加工して薄くして、外周側を相対的に厚く残しておくことで、撓みを抑えることのできるウエハの加工方法、及び研削装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１０３５８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献に記載の方法では、ウエハの外周部分を残して裏面の中央部分を研削するために専用の研削装置を用いなければならないという問題があり、また、研削した部分の角部を面取り加工するために、複数の研削工程を行わなければならないという問題がある。
【０００６】
本発明は、上記問題点を解決するためのものであり、専用の研削装置を用いないで撓みを抑えることのできるウエハを得ることができるウエハの加工方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載のウエハの加工方法は、ウエハのウエハ表面の予め設定した所定の領域に、前記ウエハ表面から突出するメタルパターンを形成するメタルパターン形成工程と、前記ウエハの前記メタルパターンの形成されている領域と前記メタルパターンの形成されていない領域に渡って保護テープを貼り付けることで、前記保護テープで前記ウエハの前記メタルパターンの形成されていない領域を前記ウエハの表面側に弾性変形させる貼付工程と、弾性変形して凸となった前記ウエハの裏面を研削する裏面研削工程と、前記保護テープを除去して前記ウエハを弾性復元させる復元工程と、を有する。
【０００８】
メタルパターン形成工程では、ウエハ表面(おもて面）の予め設定した所定の領域に、ウエハ表面から突出するメタルパターンを形成する。
貼付工程では、ウエハの表面、即ち、メタルパターンの形成されている領域、及びメタルパターンの形成されていない領域に渡って保護テープを貼り付けて、保護テープでメタルパターンの形成されていない領域をウエハの表面側に弾性変形させる。これにより、少なくともウエハの裏面において、メタルパターンと対向する領域が、ウエハの裏面側で凸となるように弾性変形する。
裏面研削工程では、ウエハの裏面の凸となった部分を研削する。これによって、ウエハは、凸となっていた部分、即ち、メタルパターンと対向する領域が、他の部分に比較して薄くなる。
除去工程では、保護テープを除去して、ウエハを弾性復元させる。
これにより、ウエハは、メタルパターンと対向する領域を薄く、メタルパターンと対向していない他の部分を相対的に厚くすることができ、相対的に厚くなった部分が、ウエハの撓みを抑える補強として機能する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のウエハの加工方法によれば、専用の研削装置を用いることなく、簡単な研削工程で撓み難いウエハを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る加工途中のウエハを示す斜視図である。
【図２】図１に示す加工途中のウエハを示す断面図である。
【図３】半導体デバイスの一例を示す断面図である。
【図４】非デバイス領域の表面メタル電極及び保護膜を除去したウエハの断面図である。
【図５】表面に保護テープ貼り付けたウエハの断面図である。
【図６】ウエハの裏面を研削している状態を示すウエハの断面図である。
【図７】保護テープを剥離したウエハの断面図である。
【図８】本発明のウエハの加工方法で加工されたウエハをキャリアに収納した状態を示す正面図である。
【図９】本発明の第２実施形態に係る加工途中のウエハを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
［第１実施形態］
以下、図面を用いて本発明の実施の形態について説明する。
図１には、本発明によるウエハの加工方法によって裏面が研削加工される前の製造途中のウエハ１０が斜視図で示されている。
図１、及び図２に示すように、ウエハ１０は、厚さが一定に形成された例えばシリコン１１からなっており、シリコン基板の中央側には、複数のＩＣ、ＬＳＩ等の半導体デバイス(図１では図示せず。格子が記載されている部分。）が形成されている。
なお、以後、ウエハ１０において、半導体デバイスの形成されている領域をデバイス領域Ａｄ、半導体デバイスの形成されていない領域を非デバイス領域Ａｎと適宜呼ぶことにする。
【００１２】
図１及び図２に示すウエハ１０では、表面側（おもて面側）のデバイス領域Ａｄ、及び非デバイス領域Ａｎに、本発明のメタルパターンとしての表面メタル電極１２が形成されている。表面メタル電極１２を形成する方法は、一般的な方法を用いることができる（第１工程）
この表面メタル電極１２の表面には保護膜（ウエハコート）１３が形成されている。
本実施形態のウエハ１０にはシリコンウエハを用いているが、ウエハ１０はシリコン以外の材料から形成されていても良い。表面メタル電極１２、及び保護膜１３の形成は、通常一般の形成方法を用いることができる。
【００１３】
本実施形態の半導体デバイスは、ＩＧＢＴであり、例えば図３に示すような断面構造となっている。図３において、符号１６は中間膜、符号１８はＮエミッタ層、符号２０はＰチャンネル層、符号２２はゲート酸化膜、符号２４はトレンチゲート、符号２６はＮ基板、符号２８はＮバッファ層、符号３０はＰコレクタ層、符号３２は裏面メタル電極３２を示しており、ＩＧＢＴはウエハ厚さ方向（図３の上下方向）に電流が流れるようになっている。半導体デバイス部分（ＩＧＢＴ）は、通常一般の方法を用いて製造されている。
【００１４】
次に、図１に示すウエハ１０の加工工程を以下に説明する。
（１）  先ず、ウエハ１０の非デバイス領域Ａｎの保護膜１３及び表面メタル電極１２をエッチングや研削等によって除去する。即ち、非デバイス領域Ａｎにおいて、図４に示すように、シリコン表面が露出する。（第２工程）
これにより、ウエハ１０は、中央側の保護膜１３及び表面メタル電極１２の残っているデバイス領域Ａｄが、デバイス領域Ａｄの外周側の環状とされた非デバイス領域Ａｎよりも保護膜１３及び表面メタル電極１２の厚み分だけ表面側に突出する（メタルパターン形成工程）。
【００１５】
（２）  次に、表面メタル電極１２及び保護膜１３が形成された表面１４Ａを上向きにしてウエハ１０を平面状の台３４の上に配置する。
【００１６】
（３）  次に、予め用意しておいたウエハ１０と同一サイズに形成された保護テープ（バックグラインディング用テープ）３６を図５に示すようにウエハ１０の表面全体に貼り付ける。この際、ウエハ１０の外周縁と保護テープ３６の外周縁とが一致するように保護テープ３６を貼り付ける。
保護テープ３６は、ウエハ１０に貼り付ける一般的に用いられている公知のものを使用することが出来る。なお、本実施形態の保護テープ３６は、紫外線（ＵＶ）照射により粘着力が大幅に低下して剥離を容易にするタイプのものが使用されている。
【００１７】
保護テープ３６全体を上から押し付けて、保護テープ３６の粘着面をウエハ１０の表面全体に貼り付ける。
本実施形態では、図４に示すように表面メタル電極１２の形成されている中央側の領域が外周側の非デバイス領域Ａｎの表面よりも突出しているため、図５に示すように、保護テープ３６を貼り付けた非デバイス領域Ａｎは上側に反るように弾性変形する（貼付工程）。
その結果、ウエハ１０は、表面メタル電極１２が形成されている中央側の領域（即ち、デバイス領域Ａｄ）の裏面側が下方へ凸となる。
ここで用いている保護テープ３６は、ウエハ１０を弾性変形出来る様な曲げ剛性を有している。保護テープ３６の曲げ剛性（曲げの硬さ）は、高い方がウエハ１０を弾性変形させ易い。ウエハ１０の曲げ剛性よりも保護テープ３６の曲げ剛性を高く設定しても良く、これによりウエハ１０を更に弾性変形させ易くすることが出来る。
【００１８】
（４）  次に、保護テープ３６の貼り付けられたウエハ１０を、図６に示すように保護テープ３６を下側にしてウエハ１０を研削する一般的に用いられる公知のバックグラインダー（図示せず）に装着し、ウエハ１０の裏面１０Ｂの凸となった部分１０Ｂａをグラインダ３８で研削する。これにより、ウエハ１０は表面メタル電極１２の形成されている領域が非デバイス領域Ａｎに比較して薄くなる（裏面研削工程）。
【００１９】
（５）  次に、保護テープ３６をウエハ１０から剥離して除去する。
保護テープ３６の剥離方法は、保護テープ３６が上側となるようにウエハ１０を配置し、保護テープ３６に紫外線（ＵＶ）を照射して粘着力を大幅に低下させ、その後、加熱された部材（例えば、１９０°Ｃに加熱された真鋳）を保護テープ３６の端部に接触させ、加熱された部材に保護テープ３６の端部を付着させて引き上げる。
そして、ウエハ１０を配置したステージを移動させることで、保護テープ３６がウエハ１０から剥離される。なお、保護テープ３６の剥離は、他の公知の方法を用いても良い。
【００２０】
保護テープ３６をウエハ１０から剥離すると、弾性変形されていたウエハ１０（シリコン）が、図７に示すように、弾性変形されていなかった元の状態に復元される（復元工程）。
ウエハ１０は、デバイス領域Ａｄの裏面側が研削されたので、その結果、ウエハ１０はデバイス領域Ａｄが薄く、外周側の環状とされた非デバイス領域Ａｎが相対的に厚くなり、相対的に厚くなっている外周側の環状とされた非デバイス領域Ａｎがウエハ１０の撓みを抑える補強として機能する。
したがって、図８に示すように、ウエハ１０の両端を支持するキャリア４０にウエハ１０を収納した際に、自重による撓みを抑えることが出来る。
【００２１】
（６）  上記の様に裏面を研削したウエハ１０は、その後、一般的に用いられる公知の方法でウエハ１０の裏面側に裏面メタル電極３２を形成し、そして一般的に用いられる公知のダイシングマシン（ダイシングソー）にてウエハ１０のデバイス領域Ａｄをカットして複数の半導体チップに分離する。
ＩＧＢＴはウエハ厚さ方向に電流が流れるタイプの半導体であるため、上記のようにウエハ１０を薄く形成することで抵抗が少なくなり好ましい。
【００２２】
なお、図６に示すように、表面メタル電極１２の厚みと保護膜１３の厚みとを足した厚みｔが、裏面の凸となった部分１０Ｂａを研削した後のデバイス領域Ａｄのシリコン１１の厚みＴ（表面メタル電極１２と保護膜１３の厚みを除いた厚み）の１０％〜２０％となるように、ウエハ１０の裏面を研削することが好ましい。
保護テープ３６を貼ったウエハ１０は、表面メタル電極１２の厚みと保護膜１３の厚みとを足した厚みｔだけ保護テープ側に変形するので、この状態でウエハ１０の裏面の凸となった部分１０Ｂａを研削することで、ウエハ１０の研削していない部分（即ち、非デバイス領域Ａｎ）の厚みを、ウエハの研削した部分（即ち、デバイス領域Ａｄ）の厚みよりも１０％以上厚くすることができ、ウエハ１０が自重で変形しないように非デバイス領域Ａｎの厚みを確保することができる。
【００２３】
表面メタル電極１２の厚みと保護膜１３の厚みとを足した厚みｔは、裏面の凸となった部分１０Ｂａを研削した後のデバイス領域Ａｄの厚みＴの２０％を超えないようにすることが好ましい。２０％を超えると、厚みの差が大きくなり過ぎて、保護テープ３６を貼り付けた際にウエハ１０の変形量が大きくなり過ぎて、ウエハ１０に無用な歪みが生じたり、破損する懸念がある。
【００２４】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態を図面に基づいて説明する。なお、第１の実施形態と同一構成には同一符号を付し、その説明は省略する。
第１の実施形態では、保護テープ３６を貼る前のウエハ１０の表面全体に表面メタル電極１２を形成し、その後、非デバイス領域Ａｎの表面メタル電極１２及び保護膜１３を除去したが、非デバイス領域Ａｎの表面メタル電極１２及び保護膜１３を除去すると共に、図９に示すように、非デバイス領域Ａｎのシリコン１１の表面を研削等しても良い。
【００２５】
これにより、デバイス領域Ａｄと非デバイス領域Ａｎとの段差量を大きくすることができ、保護テープ３６を貼り付けた際の、ウエハ１０の変形量を大きくすることができる。
これにより、ウエハ１０の裏面の凸となった部分１０Ｂａを研削した際に、ウエハ１０の非デバイス領域Ａｎの厚さをデバイス領域Ａｄの厚さをよりも相対的に厚くすることが可能となり、保護テープ３６を除去した後のウエハ１０としては、外周側の突出量（厚さ）を多くすることが出来る。
【００２６】
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態を図面に基づいて説明する。なお、前述した実施形態と同一構成には同一符号を付し、その説明は省略する。
第１の実施形態では、保護テープ３６を貼る前のウエハ１０の表面全体に表面メタル電極１２が形成されていたが、本実施形態では、予め、デバイス領域Ａｄのみに表面メタル電極１２及び保護膜１３を形成している（一例として、図４参照）。
このため、本実施形態のウエハ１０では、非デバイス領域Ａｎの表面メタル電極１２を除去する工程が不要となる。
【符号の説明】
【００２７】
１０          ウエハ
１０Ｂａ      凸となった部分
１０Ｂ        裏面
１２          表面メタル電極（メタルパターン）
１３          保護膜
３６          保護テープ
Ａｄ          デバイス領域（所定の領域）
Ａｎ          非デバイス領域（外周側の領域）
【図１】
2014017416.tif 000003
【図２】
2014017416.tif 000004
【図３】
2014017416.tif 000005
【図４】
2014017416.tif 000006
【図５】
2014017416.tif 000007
【図７】
2014017416.tif 000008
【図８】
2014017416.tif 000009
【図９】
2014017416.tif 000010
【図６】
2014017416.tif 000011