(57)【要約】【課題】  ゲッタリングシンク効果を維持し、抗折強度を確保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】  表面に複数のデバイスが形成されたウエーハにゲッタリングシンク効果を付与するウエーハの加工方法であって、処理槽に収容され砥粒が混入された液体にウエーハの裏面を浸漬し、砥粒が混入された液体に超音波を付与することにより液体に混入された砥粒をウエーハの裏面に作用せしめ、ウエーハの裏面に所定量の歪層を形成する歪層形成工程を実施する。【選択図】        図６
2006303223.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に複数のデバイスが形成されたウエーハにゲッタリングシンク効果を付与するウエーハの加工方法であって、
処理槽に収容され砥粒が混入された液体にウエーハの裏面を浸漬し、砥粒が混入された液体に超音波を付与することにより液体に混入された砥粒をウエーハの裏面に作用せしめ、ウエーハの裏面に所定量の歪層を形成する歪層形成工程を実施する、
ことを特徴とするウエーハの加工方法。
【請求項２】
該歪層形成工程を実施する前に、ウエーハの裏面を研削しウエーハを所定の厚さに形成する研削工程と、該研削工程が実施されることによりウエーハの裏面に生成された加工歪層を除去する加工歪層除去工程とを実施する、請求項１記載の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、表面に複数のデバイスが形成された半導体ウエーハ等のウエーハにゲッタリングシンク効果を付与するウエーハの加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
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切断予定ラインによって多数の矩形領域を区画し、該矩形領域の各々にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスを形成する。このように多数のデバイスが形成された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、個々の半導体チップを形成する。半導体チップの小型化および軽量化を図るために、通常、半導体ウエーハをストリートに沿って切断して個々の矩形領域を切断するのに先立って、半導体ウエーハの裏面を研削して所定の厚さに形成している。
【０００３】
半導体ウエーハの裏面の研削は、通常、ダイヤモンド砥粒をレジンボンドの如き適宜のボンドで固着して形成した研削砥石を、高速回転せしめながら半導体ウエーハの裏面に押圧せしめることによって遂行されている。このような研削方式によって半導体ウエーハの裏面を研削すると、半導体ウエーハの裏面に１μm程度のマイクロクラックからなる加工歪層が生成され、特に半導体ウエーハの厚さを１００μm以下に研削した場合には加工歪層によって個々に分割された半導体チップの抗折強度が相当低減される。
【０００４】
この研削された半導体ウエーハの裏面に生成される加工歪層を除去する対策として、研削された半導体ウエーハの裏面にポリッシングなどの研磨或いはウエットエッチング、ドライエッチングを施している。（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００２−２８３２１１号公報
【特許文献１】特開２００１−８５３８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
而して、本発明者らの研究によれば、DRAM(Dynamic
Random Access memory)やフラッシュメモリーのようにメモリー素子を含むデバイスが形成されたウエーハの場合、ウエーハの裏面を研削した後に研磨或いはエッチング等によって研削によって生成された加工歪層を除去すると、メモリー機能が低下することが判明した。ウエーハの製造工程において半導体の内部に含有した銅（Cu）等の金属原子は、ウエーハの裏面側に偏って存在している。しかるに、ウエーハの裏面に生成された加工歪層を除去すると、加工歪層によるゲッタリングシンク(gettering sink)効果が消失され含有していた銅（Cu）等の金属原子がデバイスの近傍に遊動してメモリー機能に悪影響を及ぼすためと考えられる。
【０００６】
本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術課題は、ゲッタリングシンク効果を維持し、抗折強度を確保することができるウエーハの加工方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、表面に複数のデバイスが形成されたウエーハにゲッタリングシンク効果を付与するウエーハの加工方法であって、
処理槽に収容され砥粒が混入された液体にウエーハの裏面を浸漬し、砥粒が混入された液体に超音波を付与することにより液体に混入された砥粒をウエーハの裏面に作用せしめ、ウエーハの裏面に所定量の歪層を形成する歪層形成工程を実施する、
ことを特徴とするウエーハの加工方法が提供される。
【０００８】
また、本発明によれば、上記歪層形成工程を実施する前に、ウエーハの裏面を研削しウエーハを所定の厚さに形成する研削工程と、該研削工程が実施されることによりウエーハの裏面に生成された加工歪層を除去する加工歪層除去工程とを実施する、ウエーハの加工方法が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、処理槽に収容され砥粒が混入された液体にウエーハの裏面を浸漬し、砥粒が混入された液体に超音波を付与することにより液体に混入された砥粒をウエーハの裏面に作用せしめ、ウエーハの裏面に所定量の歪層を形成するので、ゲッタリングシンク効果を維持し、抗折強度を確保することができる。
また、本発明によるウエーハの加工方法においては、ウエーハの裏面を研削して所定の厚さに形成し、加工歪層除去工程を実施して研削加工歪を除去した後に、歪層形成工程を実施するので、所定量の歪層をバラツキなく形成することができる。従って、ゲッタリングシンク効果および抗折強度が安定したチップを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
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更に詳細に説明する。
【００１１】
図１には、本発明に従って加工されるウエーハとしての半導体ウエーハの斜視図が示されている。図１に示す半導体ウエーハ２は、シリコンウエーハからなっており、表面２ａに複数のストリート２１が格子状に形成されているとともに、該複数のストリート２１によって区画された複数の領域にデバイス２２が形成されている。このように構成された半導体ウエーハ２の表面２ａには、図２に示すように保護部材３を貼着する（保護部材貼着工程）。
【００１２】
保護部材貼着工程を実施することにより半導体ウエーハ２の表面２ａに保護部材３を貼着したならば、半導体ウエーハ２の裏面２ｂを研削して半導体ウエーハ２を所定の厚さに形成する研削工程を実施する。この研削工程は、図３に示す研削装置４によって実施する。即ち、研削装置４のチャックテーブル４１上に半導体ウエーハ２の保護部材３側を載置し（従って、半導体ウエーハ２は裏面２ｂが上側となる）、図示しない吸引手段によってチャックテーブル４１上に半導体ウエーハ２を吸着保持する。そして、チャックテーブル４１を例えば３００ｒｐｍで回転しつつ、研削砥石４２を備えた研削ホイール４３を６０００ｒｐｍで回転せしめて半導体ウエーハ２の裏面２ｂに接触することにより、所定の厚さ、例えば１００μmになるまで研削する。このようにして研削工程を実施すると、半導体ウエーハ２の裏面２ｂには研削によって厚さが１μm程度の加工歪層が生成される。
【００１３】
上述した研削工程を実施したならば、半導体ウエーハ２の裏面２ｂに生成された加工歪層を除去する加工歪層除去工程を実施する。この加工歪層除去工程は例えば図４に示す研磨装置５によって実施する。即ち、研磨装置５のチャックテーブル５１上に上述した研削工程が実施された半導体ウエーハ２の保護部材３側を載置し（従って、半導体ウエーハ２は裏面２ｂが上側となる）、図示しない吸引手段によってチャックテーブル５１上に半導体ウエーハ２を吸着保持する。そして、チャックテーブル５１を例えば３００ｒｐｍで回転しつつ、フエルト等の柔軟部材に酸化ジルコニア等の砥粒を分散させ適宜のボンド剤で固定した研磨砥石５２を備えた研磨工具５３を例えば６０００ｒｐｍで回転せしめて半導体ウエーハ２の裏面２ｂに接触することにより、半導体ウエーハ２の裏面２ｂを研磨加工する。この結果、上述した研削工程を実施することによって半導体ウエーハ２の裏面２ｂに生成された加工歪層が除去される。なお、加工歪層除去工程は、ポリッシング或いはウエットエッチング、ドライエッチング等によって実施してもよい。
【００１４】
上述したように加工歪層除去工程を実施したならば、加工歪層が除去された半導体ウエーハ２の裏面２ｂに所定量の歪層を形成する歪層形成工程を実施する。この歪層形成工程は、例えば図５に示す歪層形成装置６によって実施する。図５に示す歪層形成装置６は、基台６１と、該基台６１の後側面に取付けられた支持側板６２と、基台６１上に配設された超音波発信器６３と、該超音波発信器６３上に配設された処理槽６４と、被加工物であるウエーハを仮置きする仮置きテーブル６５と、被加工物であるウエーハを保持し仮置きテーブル６５と処理槽６４との間を移動せしめる被加工物保持手段６６とからなっている。超音波発信器６３は、２０kHz〜１０MHzの超音波を発振する。上記処理槽６４には、砥粒が混入された液体６７が収容されている。液体に混入する砥粒は例えば粒径が２μm程度のダイヤモンド砥粒でよく、液体としては水を用いることができる。上記仮置きテーブル６５上には、上述した加工歪層除去工程が実施され図示しない搬送手段によって搬送された半導体ウエーハ２が保護部材３を上側にして載置される。
【００１５】
上記被加工物保持手段６６は、吸着パッド６６１と、該吸着パッド６６１を支持する支持手段６６２と、該支持手段６６２が支持アーム６６３を介して取付けられた移動ブロック６６４と、該移動ブロック６６４を支持側板６２の前面に水平方向に配設された一対に案内レール６２１、６２１に沿って移動せしめる移動手段６６５とからなっている。吸着パッド６６１は、図示しない吸引手段に接続されており、その下面に被加工物であるウエーハを吸引保持する。支持手段６６２は、図示の実施形態においてはエアシリンダからなっており、そのピストンロッド６６２aの先端に吸着パッド６６１が取付けられる。移動ブロック６６４は、上記一対の案内レール６２１、６２１と嵌合する一対の被案内溝６６４a、６６４aを備えており、この被案内溝６６４a、６６４aを案内レール６２１、６２１に嵌合することにより案内レール６２１、６２１に移動可能に支持される。移動手段６６５は、一対の案内レール６２１と６２１の間に平行に配設された雄ネジロッド６５５aと、該雄ネジロッド６５５aを回転駆動するためのパルスモータ６５５b等の駆動源を含んでいる。雄ネジロッド６５５aは、その一端が上記支持側板６２に固定された軸受ブロック６５５cに回転自在に支持されており、その他端が上記パルスモータ６５５bの出力軸に連結されている。なお、雄ネジロッド６５５aは、移動ブロック６６４に形成された貫通雌ネジ穴６６４bに螺合されている。従って、パルスモータ６５５bによって雄ネジロッド６５５aを正転および逆転駆動することにより、移動ブロック６６４は案内レール６２１、６２１に沿って移動せしめられる。
【００１６】
以上のように構成された歪層形成装置６を用いて実施する歪層形成工程について、図５および図６を参照して説明する。
上述した加工歪層除去工程が実施された半導体ウエーハ２は、図示しない搬送手段によって保護部材３を上側にして仮置きテーブル６５上に載置される。半導体ウエーハ２が仮置きテーブル６５上に載置されたならば、被加工物保持手段６６の移動手段６６５を作動して吸着パッド６６１を仮置きテーブル６５の上方に位置付け、更に支持手段６６２を作動して吸着パッド６６１を所定量下降せしめる。そして、図示しない吸引手段を作動し、吸着パッド６６１によって仮置きテーブル６５に載置されている半導体ウエーハ２を吸引保持する。吸着パッド６６１に半導体ウエーハ２を吸引保持したならば、支持手段６６２を作動して吸着パッド６６１を所定量上昇し、更に移動手段６６５を作動して吸着パッド６６１を処理槽６４の上方に位置付ける。そして、支持手段６６２を作動し吸着パッド６６１を所定量下降して、吸着パッド６６１に吸引保持されている半導体ウエーハ２の裏面２bを処理槽６４に収容されている砥粒が混入された液体６７に浸漬する。
【００１７】
次に、超音波発信器６３を作動して、処理槽６４に収容されている砥粒が混入された液体６７に２０kHz〜１０MHzの超音波を付与する。この結果、液体に混入されている砥粒が遊動し半導体ウエーハ２の裏面２bに作用するので、半導体ウエーハ２の裏面２bには所定量の歪層が形成される（歪層形成工程）。なお、砥粒が混入された液体６７に超音波を付与する時間は、数分でよい。
【００１８】
上述したように半導体ウエーハ２の裏面２bに所定量の歪層を形成したならば、支持手段６６２を作動して半導体ウエーハ２を吸引保持した吸着パッド６６１を所定量上昇せしめる。そして、移動手段６６５を作動して吸着パッド６６１を仮置きテーブル６５の上方に位置付け、更に支持手段６６２を作動して吸着パッド６６１を所定量下降せしめる。次に、吸着パッド６６１による吸引保持を解除することにより、吸着パッド６６１に吸引保持されていた半導体ウエーハ２は仮置きテーブル６５上に載置される。
【００１９】
以上のようにして、歪層形成工程が実施され仮置きテーブル６５上に戻された半導体ウエーハ２は、図示しない搬送手段によってダイシング装置としての例えば切削装置に搬送される。そして、切削装置によって半導体ウエーハ２をストリート２１に沿って切断し、個々の半導体チップに分割する。
【実験例１】
【００２０】
厚さ６００μmの半導体ウエーハの裏面を研削して厚さを１００μmに形成し、透過型電子顕微鏡による観察で１μｍ程度のマイクロクラックを形成した。このように形成された半導体ウエーハを切削装置によりストリートに沿って切断し、縦１０mm、横１０mmの半導体チップを製作した。このようにして製作された半導体チップは、上述したゲッタリングシンク(gettering
sink)効果が得られたが、抗折強度が６００MPaであった。
【実験例２】
【００２１】
厚さ６００mの半導体ウエーハの裏面を研削して厚さを１００μmに形成し、上述した加工歪層除去工程を実施して研削加工歪を除去した後、上述した歪層形成工程を実施して半導体ウエーハの裏面に透過型電子顕微鏡による観察で０．２μｍ程度のマイクロクラックを形成した。このように形成された半導体ウエーハを切削装置によりストリートに沿って切断し、縦１０mm、横１０mmの半導体チップを製作した。このように製作した半導体チップは、上記実験例１によって製作された半導体チップと同等のゲッタリングシンク(gettering sink)効果が得られた。また、実験例２よって製作された半導体チップは、抗折強度が９００MPaであった。
【００２２】
以上のように、本発明によって製作された半導体チップ（実験例２）は、従来の方法によって製作された半導体チップ（実験例１）と同等のゲッタリングシンク(gettering sink)効果が得られるとともに、抗折強度が１．５倍となった。
また、本発明によるウエーハの加工方法においては、ウエーハの裏面を研削して所定の厚さに形成し、上述した加工歪層除去工程を実施して研削加工歪を除去した後に、上述した歪層形成工程を実施するので、所定量の歪層をバラツキなく形成することができる。従って、ゲッタリングシンク(gettering sink)効果および抗折強度が安定したチップを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明によるウエーハの加工方法によって加工される半導体ウエーハの斜視図。
【図２】図１に示す半導体ウエーハの表面に保護部材を貼着した状態を示す斜視図。
【図３】本発明によるウエーハの加工方法における研削工程の説明図。
【図４】本発明によるウエーハの加工方法における加工歪層除去工程の説明図。
【図５】本発明によるウエーハの加工方法における歪層形成工程を実施するための歪層形成装置の斜視図。
【図６】本発明によるウエーハの加工方法における歪層形成工程の説明図。
【符号の説明】
【００２４】
２：半導体ウエーハ
２１：ストリート
２２：デバイス
３：保護部材
４：研削装置
４１：研削装置のチャックテーブル
４２：研削砥石
４３：研削ホイール
５：研磨装置
５１：研磨装置のチャックテーブル
５２：研磨砥石
５３：研磨工具
６：歪層形成装置
６３：超音波発信器
６４：処理槽
６５：仮置きテーブル
６６：被加工物保持手段
６６１：吸着パッド
６６２：支持手段６６２
６６５：移動手段
６７：砥粒が混入された液体
【図１】
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【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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