(57)【要約】【課題】半導体ウェハの加工上端部においてエッチング溝の形成を抑制することができる半導体ウェハの薄厚加工方法を提供することを目的とする。【解決手段】半導体ウェハの薄厚加工方法は、固体粒子１３、液体粒子、あるいは光を噴射または照射することによって、半導体ウェハ１の外周側の全周に溝２を形成する第１の工程と、半導体ウェハ１において、溝２よりも内周側を砥石によって薄く加工する第２の工程とを備えている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体粒子、液体粒子、あるいは光を噴射または照射することによって、半導体ウェハの外周側の全周に溝を形成する第１の工程と、
前記半導体ウェハにおいて前記溝よりも内周側を砥石によって薄く加工する第２の工程と、
を備える、半導体ウェハの薄厚加工方法。
【請求項２】
前記第１の工程において噴射または照射される前記固体粒子、前記液体粒子、あるいは前記光の噴射位置または照射位置を、時間の経過とともに前記半導体ウェハに近づけることにより、前記溝が深くなるにつれて前記溝の幅が狭くなるように形成される、請求項１記載の半導体ウェハの薄厚加工方法。
【請求項３】
前記第１の工程において噴射または照射される前記固体粒子、前記液体粒子、あるいは前記光の広がり角度を時間の経過とともに小さくすることにより、前記溝が深くなるにつれて前記溝の幅が狭くなるように形成される、請求項１記載の半導体ウェハの薄厚加工方法。
【請求項４】
前記溝は、前記半導体ウェハのノッチの周辺領域では当該ノッチに沿うように、前記半導体ウェハの外周端から一定の距離に形成される、請求項１記載の半導体ウェハの薄厚加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウェハを薄厚に加工する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の半導体ウェハの薄厚加工においては、例えば、処理能力を向上させるため、第１の工程では、目の粗い砥石などを用いて高いレートで加工し、第２の工程で、目の細かい砥石を用いて加工表面の破砕層を薄く仕上げることが多い。例えば、特許文献１には、第１の工程では切削ブレードを用いて加工し、第２の工程では研削砥石を用いて加工する方法が開示されている。
【０００３】
このような加工方法では、第１の工程で加工する範囲を越えないように第２の工程で加工する範囲を中心寄りに狭くしており、半導体ウェハにおいて加工された領域の外周側上端部である加工上端部は、第１の工程でのみ形成される。加工上端部は目の粗い砥石などを用いた第１の工程で形成されるため、加工上端部には破砕溝が深く入り込んでいる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１０８７４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ウェットエッチングが枚葉自転式の場合、一般的にエッチング液が半導体ウェハの中心側から外周側に流れるように処理される。エッチング液が加工上端部を乗り越えて半導体ウェハの外周側に流れ出す際に、破砕溝に沿って集中して流れる傾向があり、破砕溝が深く入り込んでいるほどその傾向が強くなる。エッチング液が破砕溝に沿って集中して流れることにより、半導体ウェハの外周部まで長く深く伸びたエッチング溝が形成されることがある。
【０００６】
このように、エッチング溝が長く深く形成されることにより、以降の工程に悪影響を与える場合がある。このため、半導体ウェハの薄厚加工においては、エッチング溝の形成を抑制することが重要となっている。
【０００７】
そこで、本発明は、半導体ウェハの加工上端部においてエッチング溝の形成を抑制することができる半導体ウェハの薄厚加工方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る半導体ウェハの薄厚加工方法は、固体粒子、液体粒子、あるいは光を噴射または照射することによって、半導体ウェハの外周側の全周に溝を形成する第１の工程と、前記半導体ウェハにおいて前記溝よりも内周側を砥石によって薄く加工する第２の工程とを備えるものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、第１の工程では、固体粒子、液体粒子、あるいは光を噴射または照射することによって、半導体ウェハの外周側の全周に溝を形成し、第２の工程では、半導体ウェハにおいて溝よりも内周側を砥石によって薄く加工する。したがって、第１の工程で半導体ウェハに形成される加工上端部において破砕溝の形成が抑制される。これにより、枚葉自転式のウェットエッチングを実施した際に加工上端部にエッチング液が集中することを抑制できるため、エッチング溝の形成を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施の形態１に係る半導体ウェハの薄厚加工方法において加工前の半導体ウェハの外周部の断面図である。
【図２】実施の形態１に係る半導体ウェハの薄厚加工方法において第１の工程後の半導体ウェハの外周部の断面図である。
【図３】実施の形態１に係る半導体ウェハの薄厚加工方法において第２の工程後の半導体ウェハの外周部の断面図である。
【図４】実施の形態１に係る半導体ウェハの薄厚加工方法において加工後の半導体ウェハの外周部の要部拡大平面図である。
【図５】実施の形態１に係る半導体ウェハの薄厚加工方法において第１の工程後の半導体ウェハの平面図である。
【図６】実施の形態１に係る半導体ウェハの薄厚加工方法において第１の工程後の半導体ウェハの他の例を示す平面図である。
【図７】実施の形態２に係る半導体ウェハの薄厚加工方法において加工後の半導体ウェハの外周部の断面図である。
【図８】実施の形態２に係る半導体ウェハの薄厚加工方法における第１の工程を示す図である。
【図９】実施の形態２に係る半導体ウェハの薄厚加工方法における第１の工程の他の例を示す図である。
【図１０】前提となる半導体ウェハの薄厚加工方法において第１の工程後の半導体ウェハの外周部の断面図である。
【図１１】前提となる半導体ウェハの薄厚加工方法において第２の工程後の半導体ウェハの外周部の断面図である。
【図１２】前提となる半導体ウェハの薄厚加工方法において加工後の半導体ウェハの外周部の要部拡大平面図である。
【図１３】前提となる半導体ウェハの薄厚加工方法の実施後に加工表面に残っている破砕層を除去するウェットエッチングを施した後の半導体ウェハの外周部の要部拡大平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
＜前提技術＞
比較のために、最初に前提となる半導体ウェハの薄厚加工方法について説明する。図１０は、前提となる薄厚加工方法において第１の工程後の半導体ウェハ１０１の外周部の断面図であり、図１１は、前提となる薄厚加工方法において第２の工程後の半導体ウェハ１０１の外周部の断面図であり、図１２は、前提となる薄厚加工方法において加工後の半導体ウェハ１０１の外周部の要部拡大平面図であり、図１３は、前提となる薄厚加工方法の実施後に加工表面に残っている破砕層を除去するウェットエッチングを施した後の半導体ウェハ１０１の外周部の要部拡大平面図である。
【００１２】
前提となる半導体ウェハの薄厚加工においては、例えば、処理能力を向上させるため、すなわち加工時間を短縮するために、第１の工程において目の粗い砥石が用いられ、第２の工程において目の細かい砥石が用いられる。これは、ＴＡＩＫＯ研削という名称で知られる薄厚加工方法の１つである。第１の工程では、半導体ウェハ１０１の外周部は目の粗い砥石を用いて高いレートで加工（研削）される。図１０に示すように、第１の工程では加工範囲１０５が加工され、凹部１０２が形成される。
【００１３】
第２の工程では、目の細かい砥石を用いて加工表面の破砕層が薄くなるように仕上げられる。そして、図１１に示すように、第２の工程における加工範囲１０６は、第１の工程における加工範囲１０５を越えないように半導体ウェハ１０１の中心寄りに狭くなっているため、半導体ウェハ１０１において加工された領域の外周側上端部である加工上端部１０２ａは第１の工程でのみ形成される。図１２に示すように、加工上端部１０２ａは、目の粗い砥石を用いた第１の工程で形成されるため、加工上端部１０２ａには破砕溝１０７が深く入り込んでしまう。
【００１４】
第２の工程の実施後、半導体ウェハ１０１の加工表面に残っている破砕層を除去するためにウェットエッチングが施される。ウェットエッチングが枚葉自転式の場合、エッチング液が半導体ウェハ１０１の中心側から外周側に流れるように処理されるため、エッチング液が破砕溝１０７に沿って集中して流れることにより、図１３に示すように、半導体ウェハ１０１において加工上端部１０２ａよりも外周側に長く深く伸びるエッチング溝１０８が形成される場合がある。エッチング溝１０８が長く深く形成されることにより、以降の工程に悪影響を与える場合がある。具体的には、後工程のウェハマウント時に半導体ウェハ１０１の外周部とダイシングテープとの密着性が損なわれ、ダイシング領域に気泡が取り込まれるという不具合が発生する場合がある。
【００１５】
以上のように、前提となる半導体ウェハの薄厚加工方法によれば、上記の問題点、すなわち、発明が解決しようとする課題で述べた問題点を解決することができない。以下、この問題点を解決する本発明の実施の形態について説明する。
【００１６】
＜実施の形態１＞
本発明の実施の形態１について、図面を用いて以下に説明する。図１は、本発明の実施の形態１に係る半導体ウェハの薄厚加工方法において加工前の半導体ウェハ１の外周部の断面図であり、図２は、第１の工程後の半導体ウェハ１の外周部の断面図であり、図３は、第２の工程後の半導体ウェハ１の外周部の断面図であり、図４は、半導体ウェハの薄厚加工方法において加工後の半導体ウェハ１の外周部の要部拡大平面図である。
【００１７】
図２に示すように、第１の工程においては、ノズル１２（図８参照）から固体粒子１３（図８参照）が、円形状に形成された半導体ウェハ１の外周部（外周側）の加工範囲５に噴射されることで加工され、溝２が形成される。
【００１８】
第２の工程においては、半導体ウェハ１において溝２よりも内周側が砥石によって薄く加工される。より具体的には、図３と図４に示すように、溝２よりも内周側の加工範囲６が砥石によって薄く加工され、凹部７が形成される。半導体ウェハ１において加工された領域の外周側上端部である加工上端部２ａが第１の工程で形成されるが、第１の工程では細かい固体粒子を半導体ウェハ１に噴射することで加工上端部２ａが形成されるため、加工上端部２ａの角は丸められ、加工上端部２ａに対して破砕溝の形成は抑制される。
【００１９】
次に、半導体ウェハ１に形成されているノッチ１４の周辺領域に対する薄厚加工方法について説明する。図５は、半導体ウェハの薄厚加工方法において第１の工程後の半導体ウェハ１の平面図であり、図６は、半導体ウェハ１の薄厚加工方法において第１の工程後の半導体ウェハ１の他の例を示す平面図である。
【００２０】
ノッチ１４は半導体ウェハ１の外周端の一部に形成されている。図５においては、ノッチ１４を除く半導体ウェハ１の外周端部分から一定の距離Ｗａに加工上端部２ａが位置するように溝２が形成されている。すなわち、ノッチ１４の外周端から溝２までの距離はＷａよりも短くなっている。
【００２１】
一方、図６においては、ノッチ１４を含む半導体ウェハ１の外周端から一定の距離Ｗｂに加工上端部２ａが位置するように溝２が形成されている。すなわち、ノッチ１４の周辺領域では、ノッチ１４に沿うように溝２が形成されており、ノッチ１４の外周端から溝２までの距離はＷｂである。このように、ノッチ１４の周辺領域では、ノッチ１４に沿うように溝２を形成することで、半導体ウェハ１の有効領域をさらに広げることができる。
【００２２】
なお、第１の工程において、半導体ウェハ１の外周部に、固体粒子１３の代わりに液体粒子を噴射することで溝を形成してもよいし、あるいはレーザー光（光）を照射することで溝を形成してもよい。
【００２３】
以上のように、実施の形態１に係る半導体ウェハ１の薄厚加工方法では、第１の工程においては、固体粒子１３、液体粒子、あるいは光を噴射または照射することによって、半導体ウェハ１の外周側の全周に溝２を形成し、第２の工程では、半導体ウェハ１において溝２よりも内周側を砥石によって薄く加工する。したがって、第１の工程で半導体ウェハ１に形成される加工上端部２ａにおいて破砕溝の形成が抑制される。これにより、枚葉自転式のウェットエッチングを実施した際に加工上端部２ａにエッチング液が集中することを抑制できるため、エッチング溝の形成を抑制することができる。エッチング溝の形成を抑制することで、以降の工程において不具合の発生を抑制することができるため、半導体ウェハ１の歩留りの向上を図ることが可能となる。
【００２４】
また、溝２が、半導体ウェハ１のノッチ１４の周辺領域では当該ノッチ１４に沿うように、半導体ウェハ１の外周端から一定の距離Ｗｂに形成された場合は、半導体ウェハ１の有効領域をさらに広げることができる。
【００２５】
＜実施の形態２＞
次に、実施の形態２に係る半導体ウェハの薄厚加工方法について説明する。図７は、実施の形態２に係る半導体ウェハの薄厚加工方法において加工後の半導体ウェハ１Ａの外周部の断面図である。なお、実施の形態２において、実施の形態１で説明したものと同一の構成要素については同一符号を付して説明は省略する。
【００２６】
実施の形態２では、第１の工程において、溝２が深くなるにつれて溝２の幅が狭くなるように形成することで、溝２の加工側面部２ｂは半導体ウェハ１Ａの外周側へ行く程上方に行くように傾斜する傾斜状に形成されている。
【００２７】
例えば、枚葉自転式のウェットエッチングを施す場合、エッチング液が半導体ウェハ１Ａの凹部７内を外周側に向かうように（図７に示す実線の矢印の向き）流れ、また、このエッチング液が加工側面部２ｂに当たることで、図７に示す鎖線の矢印の向きにエッチング液の反射流れが発生する。半導体ウェハ１Ａにおいて、凹部７内を外周側に向かうエッチング液の流れと、反射流れがぶつかって流れが淀む部分にエッチングによる反応熱がこもるため、反応熱でエッチングが加速されて轍状の段差が形成される。このため、エッチング液の反射流れを抑制することにより、轍状の段差は半導体ウェハ１Ａの外周側に寄り段差も少なくなる。
【００２８】
また、例えば、枚葉自転式のレジスト塗布を施す場合、凹部７内を外周側に向かうエッチング液の流れと反射流れ１１がぶつかって流れが淀む部分にレジストが厚く残る。反射流れを抑制することにより、レジストが厚く残る部分が半導体ウェハ１Ａの外周側に寄り厚さも薄くなる。さらに、加工底端部２ｃと加工側面部２ｂとの間の角と、加工上端部２ａの角をより大きく丸めることにより、凹部７内を外周側に向かうエッチング液の流れがよりスムーズになり、反射流れをさらに抑制することができる。
【００２９】
次に、実施の形態２に係る半導体ウェハの薄厚加工方法における第１の工程について説明する。図８は、実施の形態２に係る半導体ウェハの薄厚加工方法における第１の工程を示す図であり、図９は、実施の形態２に係る半導体ウェハの薄厚加工方法における第１の工程の他の例を示す断面図である。
【００３０】
図８に示すように、固体粒子１３を噴射するためのノズル１２は、固体粒子１３がノズル１２から離れるにつれて固体粒子１３の広がり角度が大きくなるように形成されている。半導体ウェハ１Ａに対してノズル１２を近づけることにより、ノズル１２から噴射される固体粒子１３の噴射密度が高くなる。第１の工程において溝２の形成を開始する時点では、半導体ウェハ１Ａの加工面からの距離が遠くなるようにノズル１２が配置され、時間の経過とともに溝２が深くなるにつれて半導体ウェハ１Ａに近づけるようにノズル１２を移動させる。
【００３１】
すなわち、第１の工程において溝２の形成を開始する時点では、ノズル１２から半導体ウェハ１Ａの加工面までの距離が遠いため、ノズル１２から噴射される固体粒子１３の噴射密度が低くなり、時間の経過とともに溝２が深くなるにつれてノズル１２から半導体ウェハ１Ａの加工面までの距離が近くなるため、ノズル１２から噴射される固体粒子１３の噴射密度が高くなる。これにより、角の丸い加工上端部２ａ、傾斜状の加工側面部２ｂ、角の丸い加工底端部２ｃの形成が可能となる。
【００３２】
また、半導体ウェハ１Ａにノズル１２を近づける代わりに、図９に示すように、固体粒子１３がノズル１２から離れるにつれて固体粒子１３の広がり角度が小さくなるように形成されたノズル１２を用いて溝２を形成してもよい。この場合、ノズル１２の位置を固定しておき、第１の工程において溝２の形成を開始する時点では、ノズル１２から噴射される固体粒子１３の広がり角度を大きくしておく。時間の経過とともに溝２が深くなるにつれて、ノズル１２から噴射される固体粒子１３の広がり角度を小さくする。これにより、角の丸い加工上端部２ａ、傾斜状の加工側面部２ｂ、角の丸い加工底端部２ｃの形成が可能となる。
【００３３】
なお、粒子の種類によって、溝の形状の制御性が異なるため注意が必要である。半導体ウェハと化学反応しない材質の固体粒子、液体粒子を噴射する場合は、粒子の持つ硬度・粘度および運動エネルギー等により破砕層の深さがほぼ決まり、さらに粒子の噴射密度等で加工のレートがほぼ決まる。また、例えば、半導体ウェハをエッチングする液体粒子を噴射する場合は、エッチャントが供給律速となる濃度において、噴射している領域が単に接液している領域よりもエッチレートが速くなる傾向があるが、エッチャントが反応律速となる濃度においては、照射している領域と単に接液している領域とのエッチレートは同等である。さらに、エッチングにより反応熱が発生する場合は、置換性にも左右されることが分かっている。
【００３４】
以上のように、実施の形態２に係る半導体ウェハの薄厚加工方法では、図８に示すように、第１の工程において噴射または照射される固体粒子１３、液体粒子、あるいは光の噴射位置または照射位置を、時間の経過とともに半導体ウェハ１Ａに近づけることにより、溝２が深くなるにつれて溝２の幅が狭くなるように形成されるため、角の丸い加工上端部２ａ、傾斜状の加工側面部２ｂ、角の丸い加工底端部２ｃの形成が可能となる。これにより、エッチング液の反射流れを抑制することができるため、轍状の段差は半導体ウェハ１Ａの外周側に寄り段差も少なくなる。
【００３５】
また、図９に示すように、第１の工程において噴射または照射される固体粒子１３、液体粒子、あるいは光の広がり角度を時間の経過とともに小さくすることにより、溝２が深くなるにつれて溝２の幅が狭くなるように形成されるため、角の丸い加工上端部２ａ、傾斜状の加工側面部２ｂ、角の丸い加工底端部２ｃの形成が可能となる。これにより、エッチング液の反射流れを抑制することができるため、轍状の段差は半導体ウェハ１Ａの外周側に寄り段差も少なくなる。
【００３６】
なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
【符号の説明】
【００３７】
１，１Ａ  半導体ウェハ、２  溝、１３  固体粒子、１４  ノッチ。
【図１】
2014107312.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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