(57)【要約】【課題】  環状凸部に発生する欠けを減少させるとともにエッチング液やレジスト液等の処理液を効率良くウエーハ外に排出可能なウエーハの加工方法を提供することである。【解決手段】  ウエーハの加工方法であって、保持面と該保持面に対して垂直な回転軸を備える保持手段で保護部材が配設されたウエーハの表面側を保持する保持ステップと、研削砥石を回転させつつ回転駆動される該保持手段で保持されたウエーハの裏面に当接させてウエーハのデバイス領域に相当するウエーハの裏面を研削して裏面に円形凹部を形成するとともに、該円形凹部を囲繞する環状凸部を形成する研削ステップとを具備し、該研削ステップでは、該研削砥石と該保持手段とを相対移動させて該研削砥石をウエーハに接近する方向に研削送りするのと同時に該ウエーハの中心方向へ移動させることにより、該環状凸部の上面内周側から該円形凹部のウエーハ中心方向に向かって傾斜するテーパ面を形成することを特徴とする。【選択図】図７
2011054808.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のデバイスが形成されたデバイス領域と該デバイス領域を囲繞する外周余剰領域とを表面に備えたウエーハを加工するウエーハの加工方法であって、
ウエーハの表面側に保護部材を配設する保護部材配設ステップと、
保持面と該保持面に対して垂直な回転軸を備える保持手段で該保護部材が配設されたウエーハの表面側を保持する保持ステップと、
研削砥石を回転させつつ回転駆動される該保持手段で保持されたウエーハの裏面に当接させてウエーハの該デバイス領域に相当するウエーハの裏面を研削して裏面に円形凹部を形成するとともに、該円形凹部を囲繞する環状凸部を形成する研削ステップとを具備し、
該研削ステップでは、該研削砥石と該保持手段とを相対移動させて該研削砥石をウエーハに接近する方向に研削送りするのと同時に該ウエーハの中心方向へ移動させることにより、該環状凸部の上面内周側から該円形凹部のウエーハ中心方向に向かって傾斜するテーパ面を形成することを特徴とするウエーハの加工方法。
【請求項２】
仕上げ用研削砥石を用いて前記円形凹部を研削する仕上げ研削ステップと、
仕上げ研削された円形凹部をエッチングして研削歪を除去するエッチングステップと、
を更に具備した請求項１記載のウエーハの加工方法。
【請求項３】
請求項１又は２記載のウエーハの加工方法によって加工されたウエーハ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄く加工されても取り扱いが容易なウエーハの加工方法及び該加工方法により加工されたウエーハに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイス製造プロセスにおいては、略円板形状である半導体ウエーハの表面に格子状に配設されたストリートと呼ばれる分割予定ラインによって複数の領域が区画され、この区画された領域にＩＣ，ＬＳＩ等のデバイスを形成する。そして、半導体ウエーハをストリートに沿って切削装置で切削することにより、半導体ウエーハが個々の半導体チップ（デバイス）に分割される。
【０００３】
分割されるウエーハは、ストリートに沿って切削する前に裏面を研削や研磨して所定の厚さに形成される。近年、電気機器の軽量化、小型化、薄型化を達成するために、ウエーハの厚さをより薄く、例えば５０μｍ程度にすることが要求されている。薄化されたウエーハは、研削によって生成された研削歪を除去するために適宜数μｍ程度エッチングされる。
【０００４】
このように薄く形成されたウエーハは取り扱いが困難になり、搬送等において破損する恐れがある。この問題を解消するために本出願人は、薄化されたウエーハのハンドリングを容易にしたウエーハの加工方法を特開２００７−１９４６１号公報で提案した。
【０００５】
この方法では、デバイスが形成されたデバイス領域に対応するウエーハの裏面を研削してデバイス領域を所定の厚さへ薄化することでウエーハの裏面に円形凹部を形成するとともに、ウエーハの裏面における外周余剰領域を残存させて環状凸部（環状補強部）を形成することによりウエーハのハンドリングを容易にしている。
【０００６】
一方、特開２００９−２１４６２号公報は、ウエーハの裏面を研削して円形凹部を形成するとともに該円形凹部を囲繞する環状凸部を形成した後、円形凹部内に再配線層を形成するウエーハの加工方法を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−３１９８８５号公報
【特許文献２】特開２００７−１９４６１号公報
【特許文献３】特開２００９−２１４６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところが、円形凹部を囲繞する環状凸部の側面がウエーハの研削面に対して垂直である場合には、搬送等のハンドリング時に環状凸部の外周エッジが非常に欠け易いという問題がある。
【０００９】
特に環状凸部の内周部分に欠けが生じると、後にエッチングを施した際、欠けた部分がよりエッチングされ易くなるために環状凸部が大きく浸食されて、その結果、環状凸部が補強部としての役目を果たせなくなってしまう。
【００１０】
また、円形凹部を囲繞する環状凸部の側面がウエーハの研削面に対して垂直であるウエーハの円形凹部内に再配線層を形成する場合、フォトリソグラフィで使用するレジスト液が円形凹部外に排出されにくいという問題がある。
【００１１】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、環状凸部に発生する欠けを減少させるとともにエッチング液やレジスト液等の処理液を効率良く円形凹部外に排出可能なウエ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】
【００１２】
本発明によると、複数のデバイスが形成されたデバイス領域と該デバイス領域を囲繞する外周余剰領域とを表面に備えたウエーハを加工するウエーハの加工方法であって、ウエーハの表面側に保護部材を配設する保護部材配設ステップと、保持面と該保持面に対して垂直な回転軸を備える保持手段で該保護部材が配設されたウエーハの表面側を保持する保持ステップと、研削砥石を回転させつつ回転駆動される該保持手段で保持されたウエーハの裏面に当接させてウエーハの該デバイス領域に相当するウエーハの裏面を研削して裏面に円形凹部を形成するとともに、該円形凹部を囲繞する環状凸部を形成する研削ステップとを具備し、該研削ステップでは、該研削砥石と該保持手段とを相対移動させて該研削砥石をウエーハに接近する方向に研削送りするのと同時に該ウエーハの中心方向へ移動させることにより、該環状凸部の上面内周側から該円形凹部のウエーハ中心方向に向かって傾斜するテーパ面を形成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。
【００１３】
好ましくは、ウエーハの加工方法は、仕上げ用研削砥石を用いて円形凹部を研削する仕上げ研削ステップと、円形凹部をエッチングして研削歪みを除去するエッチングステップとを更に具備している
【発明の効果】
【００１４】
本発明によると、環状凸部の内周側にはテーパ面が形成されているため、環状凸部に欠けが生じにくい。また、研削後のエッチング時にはテーパ面によって円形凹部内に供給されたエッチング液を円形凹部外へ排出され易くするとともに、円形凹部上に再配線層を形成する場合等においてレジスト液の円形凹部内からの排出が容易となる。
【００１５】
更に、裏面研削によって円形凹部が形成されたウエーハを切削装置で個々のチップへと分割する際には、分割後の各チップのハンドリングを容易にするために、裏面にダイシングテープを貼着しているが、本願発明では環状凸部にテーパ面が形成されているため、ダイシングテープ貼着時に環状凸部と円形凹部との間に気泡が発生されることが防止される。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明のウエーハの加工方法を実施するのに適した研削装置の外観斜視図である。
【図２】半導体ウエーハの表側斜視図である。
【図３】表面に保護テープが貼着された状態の半導体ウエーハの裏面側斜視図である。
【図４】本発明のウエーハの加工方法を示すフローチャートである。
【図５】粗研削ユニットにより実施される円形凹部研削ステップの斜視図である。
【図６】粗研削ユニットにより実施される円形凹部研削ステップの説明図である。
【図７】テーパ面の形成方法を説明する半導体ウエーハの一部破断断面図である。
【図８】環状凸部の内周面にテーパ面を有する円形凹部研削ステップが実施された半導体ウエーハの断面図である。
【図９】仕上げ研削ユニットにより実施される仕上げ研削ステップの斜視図である。
【図１０】仕上げ研削ステップを説明する半導体ウエーハの一部破断断面図である。
【図１１】仕上げ研削ステップが実施された半導体ウエーハの断面図である。
【図１２】エッチングステップの説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照して、本発明実施形態のウエーハの加工方法を詳細に説明する。図１を参照すると、本発明実施形態のウエーハの加工方法を実施するのに適した研削装置の斜視図が示されている。研削装置は、略直方体形状の装置ハウジング２を具備している。装置ハウジング２の右上端には、垂直支持板４が隣接されている。
【００１８】
垂直支持板４の内側面には、上下方向に伸びる２対の案内レール６及び８が設けられている。一方の案内レール６には粗研削ユニット１０が上下方向に移動可能に装着されており、他方の案内レール８には仕上げ研削ユニット１２が上下方向に移動可能に装着されている。
【００１９】
粗研削ユニット１０は、ユニットハウジング１４と、該ユニットハウジング１４の下端に回転自在に装着されたホイールマウント１６に装着された研削ホイール１８と、ユニットハウジング１４の下端に装着されホイールマウント１６を反時計回り方向に回転する電動モータ２０と、ユニットハウジング１４が装着された移動基台２２から構成される。
【００２０】
研削ホイール１８は、環状の砥石基台１８ａと、砥石基台１８ａの下面に装着された粗研削用の研削砥石１８ｂから構成される。移動基台２２には一対の被案内レール２４が形成されており、これらの被案内レール２４を垂直支持板４に設けられた案内レール６に移動可能に嵌合することにより、粗研削ユニット１０が上下方向（Ｚ軸方向）に移動可能に支持されている。
【００２１】
２６は粗研削ユニット１０の移動基台２２を案内レール６に沿って移動させ、研削ホイール１８を研削送りする研削送り機構である。研削送り機構２６は、垂直支持板４に案内レール６と平行に上下方向に配置され回転可能に支持されたボールねじ２８と、ボールねじ２８を回転駆動するパルスモータ３０と、移動基台２２に装着されボールねじ２８に螺合する図示しないナットから構成される。
【００２２】
パルスモータ３０によってボールねじ２８を正転又は逆転駆動することにより、粗研削ユニット１０を上下方向（後述するチャックテーブルの保持面に対して垂直方向）に移動する。尚、特に図示しないが粗研削ユニット１０はＹ軸移動機構によりＹ軸方向に移動可能に構成されている。
【００２３】
仕上げ研削ユニット１２も粗研削ユニット１０と同様に構成されており、ユニットハウジング３２と、ユニットハウジング３２の下端に回転自在に装着されたホイールマウント３４に装着された研削ホイール３６と、ユニットハウジング３２の上端に装着されホイールマウント３４を反時計回り方向に駆動する電動モータ３８と、ユニットハウジング３２が装着された移動基台４０とから構成される。研削ホイール３６は、環状の砥石基台３６ａと、砥石基台３６ａの下面に装着された仕上げ研削用の研削砥石３６ｂから構成される。
【００２４】
移動基台４０には一対の被案内レール４２が形成されており、これらの被案内レール４２を垂直支持板４に設けられた案内レール８に移動可能に嵌合することにより、仕上げ研削ユニット１２が上下方向に移動可能に支持されている。
【００２５】
４４は仕上げ研削ユニット１２の移動基台４０を案内レール８に沿って移動させ、研削ホイール３６を研削送りする研削送り機構である。研削送り機構４４は、垂直支持板４に案内レール８と平行に上下方向に配設され回転可能に支持されたボールねじ４６と、ボールねじ４６を回転駆動するパルスモータ４８と、移動基台４０に装着され、ボールねじ４６に螺合する図示しないナットから構成される。
【００２６】
パルスモータ４８によってボールねじ４６を正転又は逆転駆動することにより、仕上げ研削ユニット１２は上下方向（後述するチャックテーブルの保持面に対して垂直方向）に移動される。
【００２７】
研削装置は、垂直支持板４の前側において装置ハウジング２の上面と略面一となるように配設されたターンテーブル５０を具備している。ターンテーブル５０は比較的大径の円盤状に形成されており、図示しない回転駆動機構によって矢印５１で示す方向に回転される。
【００２８】
ターンテーブル５０には、互いに円周方向に１２０度離間して３個のチャックテーブル５２が水平面内で回転可能に配置されている。チャックテーブル５２は、円盤状の枠体５４とポーラスセラミック材によって円盤状に形成された吸着チャック５６から構成されており、吸着チャック５６の保持面上に載置されたウエーハを図示しない吸引手段を作動することにより吸引保持する。
【００２９】
このように構成されたチャックテーブル５２は、図示しない回転駆動機構によって矢印５３で示す方向に回転される。ターンテーブル５０に配設された３個のチャックテーブル５２は、ターンテーブル５０が適宜回転することにより、ウエーハ搬入・搬出領域Ａ、粗研削加工領域Ｂ、仕上げ研削加工領域Ｃ、及びウエーハ搬入・搬出領域Ａに順次移動される。
【００３０】
研削装置は、ウエーハ搬入・搬出領域Ａに対して一方側に配設され、研削加工前のウエーハをストックする第１のカセット５８と、ウエーハ搬入・搬出領域Ａに対して他方側に配置され、研削加工後のウエーハをストックする第２のカセット６０を具備している。
【００３１】
第１のカセット５８とウエーハ搬入・搬出領域Ａとの間には、第１のカセット５８から搬出されたウエーハを載置する仮置きテーブル６２が配設されている。ウエーハ搬入・搬出領域Ａと第２のカセット６０との間にはスピンナ洗浄手段６８が配設されている。
【００３２】
ウエーハ搬送手段７０は、保持アーム７２と、保持アーム７２を移動する多節リンク機構７４から構成され、第１のカセット５８内に収納されたウエーハを仮置きテーブル６０に搬出するとともに、スピンナ洗浄手段６８で洗浄されたウエーハを第２のカセット６０に搬送する。
【００３３】
ウエーハ搬入手段７６は、仮置きテーブル６２上に載置された研削加工前のウエーハを、ウエーハ搬入・搬出領域Ａに位置付けられたチャックテーブル５２上に搬送する。ウエーハ搬出手段７８は、ウエーハ搬入・搬出領域Ａに位置付けられたチャックテーブル５２上に載置されている研削加工後のウエーハを、スピンナ洗浄手段６８に搬送する。
【００３４】
第１のカセットを５８内には、図２に示す半導体ウエーハ１１が収納されている。半導体ウエーハ１１は、例えば厚さが７００μｍのシリコンウエーハから成っており、表面１１ａに複数のストリート１３が格子状に形成されているとともに、これら複数のストリート１３によって区画された複数の領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイス１５が形成されている。
【００３５】
このように構成された半導体ウエーハ１１は、デバイス１５が形成されているデバイス領域１７と、デバイス領域１７を囲繞する外周余剰領域１９を備えている。尚、外周余剰領域１９の幅は約２〜３ｍｍに設定されている。半導体ウエーハ１１の外周には、シリコンウエーハの結晶方位を示すマークとしてのノッチ２１が形成されている。
【００３６】
半導体ウエーハ１１の表面１１ａには、保護テープ貼着工程により保護テープ２３が貼着される。従って、半導体ウエーハ１１の表面１１ａは保護テープ２３によって保護され、図３に示すように、裏面１１ｂが露出する状態となり、裏面１１ｂを上側にして半導体ウエーハ１１が複数枚第１のカセット５８中に収納されている。
【００３７】
図４を参照すると、本発明実施形態に係るウエーハ加工方法のフローチャートが示されている。ウエーハ１１の表面１１ａには複数のデバイス１５が形成されているため、ウエーハ１１の研削前にステップＳ１０でウエーハ１１の表面側に保護部材を配設する。具体的には、例えば図３に示すようにウエーハ１１の表面１１ａに保護テープ２３を貼着する。
【００３８】
次いで、ステップＳ１１で保持面と保持面に対して垂直な回転軸を備えるチャックテーブル５２等の保持手段でウエーハ１１の表面側、即ち保護テープ２３側を保持する。即ち、ウエーハ搬入・搬出領域Ａに位置づけられたチャックテーブル５２に対して、ウエーハ搬入手段７６でウエーハ１１を搬入し、チャックテーブル５２の吸着チャック５６でウエーハ１１の保護テープ２３側を吸引保持する。
【００３９】
このようにチャックテーブル５２でウエーハ１１を保持したなら、ターンテーブル５０を反時計回り方向に１２０度回転して粗研削加工領域Ｂに位置づける。そして、粗研削ユニット１０を使用したステップＳ１２の研削ステップを遂行する。
【００４０】
即ち、図５及び図６に示すように、チャックテーブル５２を矢印５３で示す方向に例えば３００ｒｐｍで回転しつつ、研削砥石１８ｂを矢印５５で示す方向に例えば６０００ｒｐｍで回転させるとともに、研削送り機構２６を駆動して研削ホイール１８の研削砥石１８をウエーハ１１のデバイス領域１７に対応する裏面に接触させる。
【００４１】
そして、研削ホイール１１を所定の研削送り速度で下方に所定量研削送りするとともに、ウエーハ１１の中心方向に同時に移動させる。即ち、図７（Ａ）で研削ホイール１８を矢印Ａ方向に移動させながらデバイス領域１７に対応するウエーハ１１の裏面の研削を遂行する。
【００４２】
その結果、ウエーハ１１の裏面には、図７（Ｂ）及び図８に示すように、デバイス領域１７に対応する領域が研削除去されて所定厚さ（例えば３０μｍ）の円形状の凹部８０が形成されるとともに、外周余剰領域１９に対応する領域が残存されて環状凸部（環状補強部）８２が形成される。更に、環状凸部８２の上面８２ａの内周側から円形凹部８０のウエーハ中心方向に向かって傾斜する環状テーパ面８６が形成される。
【００４３】
ここで、チャックテーブル５２に保持されたウエーハ１１と研削ホイール１８を構成する研削砥石１８ｂの関係について図６を参照して説明する。チャックテーブル５２の回転中心Ｐ１と研削砥石１８ｂの回転中心Ｐ２は偏心しており、研削砥石１８ｂの外径はウエーハ１１のデバイス領域１７と外周余剰領域１９との境界線８４の直径より小さく、境界線８４の半径より大きい寸法に設定され、環状に配置された研削砥石１８ｂがチャックテーブル５２の回転中心Ｐ１を通過するように設定されている。
【００４４】
そして、研削砥石１８ｂを垂直方向に研削送りするとともに、矢印５７で示すようにウエーハ１１の中心方向に同時に移動させる。具体的には、研削ホイール１８を垂直方向に例えば５μｍ／秒で研削送りしながら水平方向に例えば１０μｍ／秒で移動させるのが好ましい。
【００４５】
ウエーハ１１の粗研削が終了すると、ステップＳ１３へ進んで仕上げ研削砥石３６ｂを用いた仕上げ研削を実施する。即ち図１０（Ａ）に示すように仕上げ研削砥石３６ｂを円形凹部８０の最外周に位置づけて、図９でチャックテーブル５２を矢印５３で示す方向に例えば３００ｒｐｍで回転しつつ、研削砥石３６ｂを矢印５５で示す方向に例えば６０００ｒｐｍで回転させながら研削ホイール３６を所定の研削送り速度で下方に所定量研削送りする。その結果、図１０（Ｂ）に示すようにテーパ面８６の内周側に所定深さの円形凹部８０ａが形成されるとともに研削歪が残存する。
【００４６】
次いで、ステップＳ１４へ進んで、図１２に示すようにエッチング液供給手段９０からチャックテーブル８８で保持されたウエーハ１１の円形凹部８０ａ内にエッチング液を供給して、円形凹部８０ａの底面の研削歪を除去する。
【００４７】
エッチング終了後には、円形凹部８０ａ内からエッチング液を排出する必要があるが、図１２の一部拡大図に示すように環状凸部８２と円形凹部８０ａとの間にテーパ面８６が形成されているため、エッチング液を矢印９２で示すように円形凹部８０ａ内から容易に排出することができる。
【００４８】
オプションとして、ウエーハ１１の円形凹部８０ａの底面上に再配線層を形成する必要がある場合には、半導体製造プロセスで使用するフォトリソグラフィにより再配線層を形成するが、この時に使用するレジスト液をテーパ面８６が形成されているため円形凹部８０ａ内から容易に排出することができる。
【００４９】
本実施形態のウエーハの加工方法によると、ウエーハ１１の環状凸部８２の内周側に環状テーパ面８６が形成されているため、環状凸部８２部分に欠けが生じにくい。更に、このように研削されたウエーハ１１を切削装置で個々のチップへと分割する際には、分割後の各チップのハンドリングを容易にするために裏面に環状フレームに装着されたダイシングテープを貼着しているが、環状凸部８２と円形凹部８０ａとの間にテーパ面８６が形成されているため、ダイシングテープ貼着時に環状凸部８２と円形凹部８０ａとの間に気泡が発生することが防止される。
【符号の説明】
【００５０】
２    研削装置
１０    粗研削ユニット
１１    半導体ウエーハ
１２    仕上げ研削ユニット
１７    デバイス領域
１８    研削ホイール
１８ｂ    研削砥石
１９    外周余剰領域
２３    保護テープ
３６    仕上げ研削ホイール
５２    チャックテーブル
８０，８０ａ    円形凹部
８２    環状凸部（環状補強部）
８６    環状テーパ面
【図１】
2011054808.tif 000003
【図２】
2011054808.tif 000004
【図３】
2011054808.tif 000005
【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】
2011054808.tif 000011
【図１０】
2011054808.tif 000012
【図１１】
2011054808.tif 000013
【図１２】
2011054808.tif 000014