(57)【要約】【課題】サファイア等のウェーハを、厚さが５０μｍ以下のように極めて薄くなるまで薄化しても、ウェーハの反り及びそれに起因する外周縁の接着剤からの剥離が生じないようにして、ウェーハの割れやクラックを防止する。【解決手段】研削によりウェーハＷの外周全周に渡りウェーハＷの外径が裏面Ｗ２から表面Ｗ１に向かって拡径するように外周が傾斜する外周傾斜面Ｗｂを形成し、ウェーハＷの外周傾斜面Ｗｂ全体及びウェーハＷの表面Ｗ１に接着剤２０を塗布してウェーハＷの表面Ｗ１側を支持部材２に貼着し、その状態で裏面Ｗ２の研削を行う。裏面Ｗ２の研削時にウェーハＷに反りが生じることがなく、ウェーハＷの外周縁が接着剤２０から剥離することもなくなり、ウェーハＷに割れやクラックが生じるのを防ぐことができる。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に回路形成面を有する円盤形状のウェーハの裏面を研削し所定厚みに薄化するウェーハの加工方法であって、
該ウェーハの外周全周に渡り、該ウェーハの外径が裏面から表面に向かって拡径するように外周が傾斜する外周傾斜面を形成する傾斜面形成工程と、
該ウェーハの該外周傾斜面全体及び該ウェーハの表面に接着剤を塗布して該ウェーハの表面側を支持部材に貼着する貼着工程と、
該ウェーハが所定厚みに形成されるまで該裏面を研削する研削工程と、
該研削工程終了後のウェーハから該接着剤及び該支持部材を剥離する剥離工程と、
から構成される、
ウェーハの加工方法。
【請求項２】
該ウェーハは、サファイア、SiC、GaNのいずれかである請求項１に記載のウェーハの加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面に回路形成面を有するウェーハの裏面を研削し薄化するウェーハの加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
サファイア、SiC、GaN等の硬質のウェーハを研削する際には、ワックス等のホットメルトタイプの接着剤を用い、回路形成面である表面側をガラス等の支持部材に貼着してウェーハを固定している。そして、支持部材を研削装置のチャックテーブルに吸引保持してウェーハの裏面を露出させ、当該裏面を研削している。このように、ホットメルトタイプの接着剤を用いてウェーハを支持部材に固定することで、例えば厚さが１００μｍ以下となるように薄化することによってウェーハに反りが発生したとしても、ウェーハが接着剤から剥離することなく研削を行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３０５５４０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、サファイア等の硬質のウェーハを更に薄く、例えば厚さが５０μｍ以下となるように研削すると、ホットメルトタイプの接着剤で固定していた場合においても、以下の問題が発生する。すなわち、サファイア等のウェーハは、外周に欠けが生ずるのを防止する等のために、外周が端面研磨され面取り加工がされているため、厚さが５０μｍ以下となるような薄化を行うと、面取りされた外周がナイフエッジ状になり、外周がナイフエッジ状となることによって、図１７に示すようにウェーハ６０の周縁部６０ａに反りが生じ、その反りに起因してウェーハ６０が接着剤６１から剥離してしまう。そして、その状態で研削を続けることによって、接着剤６１からのウェーハ６０の剥離に起因するウェーハ６０の割れやクラックが発生している。
【０００５】
本発明は、上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術課題は、サファイア等のウェーハを、厚さが５０μｍ以下のように極めて薄くなるまで薄化することにより、面取りされた外周縁の研削にともなって生じるウェーハの反りに起因して外周が接着剤から剥離するのを防止し、接着剤からの剥離に起因するウェーハの割れやクラックを防ぐウェ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】
本発明は、表面に回路形成面を有する円盤形状のウェーハの裏面を研削し所定厚みに薄化するウェーハの加工方法に関するもので、ウェーハの外周全周に渡りウェーハの外径が裏面から表面に向かって拡径するように外周が傾斜する外周傾斜面を形成する傾斜面形成工程と、ウェーハの外周傾斜面全体及びウェーハの表面に接着剤を塗布してウェーハの表面側を支持部材に貼着する貼着工程と、ウェーハが所定厚みに形成されるまで裏面を研削する研削工程と、研削工程終了後のウェーハから接着剤及び支持部材を剥離する剥離工程とから構成される。ウェーハには、例えばサファイア、SiC、GaNがあるが、これらには限定されない。
【発明の効果】
【０００７】
本発明では、傾斜面形成工程においてウェーハの外周全周に渡りウェーハの外径が裏面から表面に向かって拡径するように外周が傾斜する外周傾斜面を形成し、貼着工程ではウェーハの外周傾斜面全体及びウェーハの表面に接着剤を塗布してウェーハの表面側を支持部材に貼着し、その状態で研削工程を行うようにしたため、研削時にウェーハに反りが生じることがなく、ウェーハの外周縁が接着剤から剥離することもないため、ウェーハに割れやクラックが生じるのを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】ウェーハの一例を示す正面図である。
【図２】傾斜面形成工程の様子を示す説明図である。
【図３】外周傾斜面が形成されたウェーハを示す斜視図である。
【図４】外周傾斜面を拡大して示す断面図である。
【図５】接着剤を用いてウェーハを支持部材に貼着する状態を略示的に示す断面図である。
【図６】接着剤を固化させる状態を略示的に示す断面図である。
【図７】研削工程を略示的に示す断面図である。
【図８】研削工程が終了した状態を略示的に示す断面図である。
【図９】ウェーハの裏面にテープを貼着した状態を略示的に示す断面図である。
【図１０】支持部材を剥離する状態を略示的に示す断面図である。
【図１１】支持部材を剥離した後のウェーハ、接着剤、テープ及びフレームを略示的に示す断面図である。
【図１２】ウェーハ、接着剤、テープ及びフレームを温水に浸漬した状態を略示的に示す断面図である。
【図１３】接着剤を膨潤させてウェーハから剥離した状態を略示的に示す断面図である。
【図１４】外周傾斜面が形成され研削されたウェーハを示す正面図である。
【図１５】外周傾斜面が形成され研削されたウェーハの別の例を示す正面図である。
【図１６】実施例の結果を示す表である。
【図１７】ウェーハに反りが生じて接着剤から剥離した状態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１に示すウェーハＷは、サファイア、炭化珪素（SiC）、窒化ガリウム（GaN）等からなる硬質の円盤形状のウェーハであり、欠けや割れが生じるのを防止するために、端面Ｗａが断面半円状に面取りされている。ウェーハＷの表面Ｗ１には回路が形成されている。
【００１０】
図２に示すように、ウェーハＷの表裏を反転させ、このウェーハＷの端面Ｗａを研削することにより、図２に示す外周傾斜面Ｗｂを形成する。例えば図２に示すように、回転可能な回転軸１０の下端に研削砥石１１が装着された外周研削装置１を用い、ウェーハＷの面方向に対して回転軸１０の軸心を相対的に傾斜させ、その状態で、ウェーハＷを回転させるとともに、矢印Ｒ方向に回転する研削砥石１１を端面Ｗａに接触させる。そして、研削砥石１１を端面Ｗａに接触させた状態で、回転軸１０及び研削砥石１１を、回転軸１０の軸心に対して垂直な方向（矢印Ｓ方向）に移動させて研削を行う。そうすると、図３に示すように、ウェーハＷの外周全周に渡り外周傾斜面Ｗｂが形成される。この外周傾斜面Ｗｂは、ウェーハＷの外径が裏面Ｗ２から表面Ｗ１に向かって拡径するように傾斜する傾斜面である。このとき、図４に示すように、表面Ｗ１と外周傾斜面Ｗｂとがなす角をθとすると、θが例えば３０度から８５度となるように研削を行う（傾斜面形成工程）。
【００１１】
次に、図５に示すように、支持部材２を用意し、支持部材２の表面上に接着剤２０を塗布する。支持部材２は、薄くなったウェーハＷを支持する機能を有するものであり、紫外線を透過させることのできる材料、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）によって形成されたフィルムにより構成される。支持部材２としては、そのほかに、ウェーハがサファイア基板である場合はガラス、セラミックス等の剛体を使用することもできる。一方、接着剤２０は、紫外線の照射を受けると硬化し、かつ、水分を含むと膨潤して保持力が低下する粘着樹脂により構成され、例えば株式会社ディスコが提供する「レジロック」という製品を使用することができる。なお、接着剤２０として従来から用いられているホットメルトタイプのワックスを使用することも可能ではあるが、後にウェーハＷを剥離しにくいという問題があるため、水分を含むと膨潤して保持力が低下する粘着樹脂を使用することが望ましい。
【００１２】
図６に示すように、接着剤２０の上にウェーハＷの表面Ｗ１側を押圧し、外周傾斜面Ｗｂの全面及び表面Ｗ１の全面を接着剤２０に接着する。一方、裏面Ｗ２には接着剤２０が接着されないようにして、裏面Ｗ２を上方に露出させる。外周傾斜面Ｗｂは、ウェーハＷの外径が裏面Ｗ２から表面Ｗ１に向かって拡径するように傾斜する面であるため、外周傾斜面Ｗｂの上方にも接着剤２０が堆積する。したがって、外周傾斜面Ｗｂの上方の接着剤２０が外周傾斜部Ｗｂを下方に向けて押さえつけるようなかたちでウェーハＷが保持される。そして、支持部材２の下方に配置された紫外線照射器３から支持部材２を透過させて接着剤２０に対して紫外線３ａを照射する。そうすると、紫外線３ａの照射を受けた接着剤２０が硬化するため、ウェーハＷが接着剤２０を介して支持部材２に固定され支持された状態となる（貼着工程）。
【００１３】
こうしてウェーハＷが支持部材２に支持された状態で、ウェーハＷの裏面Ｗ２の研削を行う。かかる研削には、例えば図７に示す研削装置４を使用することができる。この研削装置４は、支持部材２に支持されたウェーハＷを保持部４０ａにおいて保持して回転可能な保持テーブル４０と、鉛直方向の軸心を有する回転軸４１の下端に円形基台４２が装着され、円形基台４２の下面に複数の研削砥石４３が固着されて構成される研削手段４４とを有している。この研削装置４においては、保持テーブル４０をＡ方向に回転させながら、Ｂ方向に回転する研削砥石４３の回転軌道の最外周がウェーハＷの中心を通るように研削砥石４３とウェーハＷの裏面Ｗ２とを接触させることにより、裏面Ｗ２を一様に研削する。そして、図８に示すように、ウェーハＷが所定厚みに薄化されたところで研削手段４４を上昇させて研削を終了する。このように、ウェーハＷの外周全周に渡り形成された外周傾斜面Ｗｂが硬化した接着剤２０によって支持部材２に貼着され、接着剤２０によって外周側及び外周傾斜面Ｗｂの上方側から押さえつけられるように保持された状態で研削を行うことにより、外周傾斜面ＷｂがなければウェーハＷに反りが発生してしまうほど薄化した場合でも、接着剤２０からウェーハ外周が剥離することがないため、ウェーハの割れや欠けを防止することができる（研削工程）。
【００１４】
次に、図９に示すように、ウェーハＷ及び支持部材２の表裏を反転させ、ウェーハＷの裏面Ｗ２をテープＴに貼着する。このテープＴは、例えばポリ塩化ビニルからなるシート基材の一方の面に粘着層を塗布したものであり、粘着層にウェーハＷの裏面Ｗ２が貼着される。テープＴの粘着層の周縁部には、リング状に形成された金属製のフレームＦが貼着され、ウェーハＷは、テープＴを介してフレームＦと一体となって支持された状態となる。
【００１５】
次に、図１０に示すように、この状態から支持部材２をウェーハＷの表面Ｗ１から剥離し、図１１に示すように、支持部材２を完全に取り去って接着剤２０が露出した状態とする。支持部材２として剛体を使用した際の支持部材２の剥離時には、接着剤２０と支持部材２との間に鋭利な剥離治具を差し込むなどして、剥離を容易化することが望ましい。
【００１６】
図１２に示すように、例えば水槽５に温度が９０度の温水５０を貯留する。この水槽５の底部の中心位置には支持台５１が配設されており、支持台５１の上にテープＴが載置されその上方のウェーハＷが支持台５１によって下方から支持される。このようにして、裏面Ｗ２がテープＴに貼着されてフレームＦと一体となり表面Ｗ１及び外周傾斜面Ｗｂが接着剤２０によって覆われたウェーハＷを温水５０に浸漬する。そうすると、接着剤２０が膨潤して粘着力が低下し、ウェーハＷから剥離可能な状態となる。そして、図１３に示すように、ウェーハＷを温水５０に浸漬させたままの状態で、接着剤２０をウェーハＷ及びテープＴから剥離して温水５０の外部に取り出す。温水５０に浸したことによって接着剤２０の粘着力は低下しているため、ウェーハＷ及びテープＴからの剥離を容易に行うことができる（剥離工程）。
【００１７】
最後に、ウェーハＷの裏面Ｗ２に貼着されていたテープＴを剥離しフレームＦとともに除去すると、図１４に示すように、外周傾斜面Ｗｂが形成されたウェーハＷ'が形成される。このようにして形成されたウェーハＷ'は、外周傾斜面Ｗｂが形成され接着剤２０によってしっかりと保持された状態で研削されたものであるため、割れや欠けのないものとなる。
【００１８】
なお、図１４に示したウェーハＷ'は、外周面全体が外周傾斜面Ｗｂとなっているが、図１５に示すウェーハＷ''のように、外周面の一部に外周傾斜面Ｗｃを形成するようにしてもよい。この場合は、表面Ｗ１から裏面Ｗ２に向かって外周面が鉛直面Ｗｄを形成する所定厚みＴを有するように傾斜面形成工程を実施し、鉛直面Ｗｄから裏面Ｗ２に向けて外径が縮径する外周傾斜面Ｗｃを形成するようにする。
【実施例１】
【００１９】
直径が４インチ、厚みが６００ｍｍで、回路が形成される前のサファイアウェーハの端面（外周縁）を、図１６に示す３種類の形状に形成した。そして、３種類のサファイアウェーハを接着剤によって支持部材に貼り付け、その状態で研削を行って所定厚さに仕上げた後、それぞれのサファイアウェーハについて、目視及び光学顕微鏡にて接着剤の剥がれ、ウェーハの割れの有無及びクラックの有無の観察を行った。この観察は、各ウェーハについて５枚ずつを対象とした。３種類の外周縁形状は以下のとおりである。
（１）従来通り、外周端面を断面半円状に面取り。
（２）外周端面に傾斜角θ＝４５°の外周傾斜面を形成（本発明）。
（３）外周端面の面取りを除去して垂直面を形成。
【００２０】
また、その他の条件は３種類のウェーハに共通であり、以下のとおりである。
（４）接着剤
紫外線硬化型でかつ水分を含むと膨潤して保持力が低下する粘着樹脂からなる接着剤として、株式会社ディスコが提供する「レジロック」を使用。
（５）支持部材
直径が８インチで厚みが３ｍｍの石英ガラスを使用。
（６）サファイアウェーハの貼着方法
上記接着剤を上記支持部材に滴下し、精密プレス機で加圧して、上記３種類のサファイアをそれぞれ支持基板に貼り付け、成形硬化した。
（７）研削方法
ビトリファイド砥石を用いて仕上げ厚みが４０μｍとなるように研削を行った。
【００２１】
上記条件にて、それぞれのサファイアウェーハについて研削を行ったところ、図１６に示す結果が得られた。図１６からわかるように、「(1)外周端面を断面半円状に面取り」の場合及び「(3)外周端面の面取りを除去して垂直面を形成」の場合は、(1)のRun.No.4を除き、接着剤の剥がれ及びサファイアウェーハの割れ・クラックが確認された。詳しくは、サファイアウェーハの外周部分に塗布された接着剤が剥がれ、その剥がれた部分からウェーハの割れ及びクラックが発生したことが確認された。これに対し、「(2)外周端面に傾斜角θ＝４５°の外周傾斜面を形成」の場合においては、接着剤の剥がれ及びサファイアウェーハの割れ・クラックが確認されなかった。したがって、本発明の有用性が実証された。
【符号の説明】
【００２２】
Ｗ、Ｗ'：ウェーハ
Ｗ１：表面  Ｗ２：裏面  Ｗａ：端面  Ｗｂ：外周傾斜面
Ｔ：テープ  Ｆ：フレーム
Ｗ''：ウェーハ  Ｗｃ：外周傾斜面  Ｗｄ：鉛直面
１：外周研削装置  １０：回転軸  １１：研削砥石
２：支持部材  ２０：接着剤
３：紫外線照射器  ３ａ：紫外線
４：研削装置  ４０：保持テーブル  ４０ａ：保持部  ４１：回転軸
４２：円形基台  ４３：研削砥石  ４４：研削手段
５：水槽  ５０：温水  ５１：支持台
【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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【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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【図１４】
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【図１５】
2011216763.tif 000017
【図１６】
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【図１７】
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