(57)【要約】      （修正有）【課題】環状補強部に発生する欠けを減少させ、エッチング液等の処理液を効率良くウエハ外に排出可能なウエハの加工方法を提供する。【解決手段】複数のデバイスが形成されたデバイス領域と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ハを加工する方法であって、外周テーパ面２９を有する切削ブレード２８をデバイス領域の外周縁に対応した裏面側の対応位置にテーパ面２９を外周余剰領域側に向けて位置付け、チャックテーブル１８を回転させつつ切削ブレード２８を切り込ませて環状溝を形成し、裏面側外周部全体にわたり環状内周面が裏面側から表面側にいくにつれて半径方向内側に傾斜したテーパ面となっている環状外周補強部を形成する工程と、テーパ付外周補強部形成工程で切削した環状溝の底部と少なくとも同じ深さに達するまで研削し、テーパ面を有する環状外周補強部に囲繞された裏面領域に円形凹部を形成するウエハ研削工程とを含んでいる。【選択図】図５
2011108746.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貼付する保護部材貼付工程と、
第１保持面と該第１保持面に対して垂直な第１の回転軸を備える第１チャックテーブルで該保護部材が貼付されたウエーハの表面側を保持する第１保持工程と、
該第１チャックテーブルの該第１保持面に対して直交する第１面と第２面とを有する切削ブレードであって、少なくとも該第１面の外周に、該第１面から該第２面に向かって傾斜する第１テーパ面が形成された切削ブレードを回転させつつ、ウエーハの該デバイス領域の外周縁に対応した裏面側の対応位置に該第１テーパ面をウエーハの外周側に向けて位置付け、該第１チャックテーブルを回転させつつ該切削ブレードをウエーハに切り込ませて環状溝を形成し、ウエーハの裏面側外周部全体にわたり環状内周面がウエーハの裏面側から表面側にいくにつれて半径方向内側に傾斜した第２テーパ面となっている環状外周補強部を形成するテーパ付外周補強部形成工程と、
第２保持面と該第２保持面に対して垂直な第２の回転軸を備える第２チャックテーブルで、該テーパ付外周補強部形成工程が実施されたウエーハの表面側を保持する第２保持工程と、
ウエーハの裏面に対面する研削面を有する研削砥石を環状に備えた研削ホイールを該研削面に垂直な第３の回転軸で回転させつつ、該第２チャックテーブルで保持されたウエーハの裏面に当接させるとともに該第２チャックテーブルを回転させて、ウエーハの該デバイス領域に対応した裏面を、該テーパ付外周補強部形成工程で切削した環状溝の底部と少なくとも同じ深さに達するまで研削し、該第２テーパ面を有する該環状外周補強部に囲繞されたウエーハの裏面領域に円形凹部を形成するウエーハ研削工程と、
を具備したことを特徴とする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、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（例えば、特開２００４−３１９８８５号公報参照）。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貼付する保護部材貼付工程と、第１保持面と該第１保持面に対して垂直な第１の回転軸を備える第１チャックテーブルで該保護部材が貼付されたウエーハの表面側を保持する第１保持工程と、該第１チャックテーブルの該第１保持面に対して直交する第１面と第２面とを有する切削ブレードであって、少なくとも該第１面の外周に、該第１面から該第２面に向かって傾斜する第１テーパ面が形成された切削ブレードを回転させつつ、ウエーハの該デバイス領域の外周縁に対応した裏面側の対応位置に該第１テーパ面をウエーハの外周側に向けて位置付け、該第１チャックテーブルを回転させつつ該切削ブレードをウエーハに切り込ませて環状溝を形成し、ウエーハの裏面側外周部全体にわたり環状内周面がウエーハの裏面側から表面側にいくにつれて半径方向内側に傾斜した第２テーパ面となっている環状外周補強部を形成するテーパ付外周補強部形成工程と、第２保持面と該第２保持面に対して垂直な第２の回転軸を備える第２チャックテーブルで、該テーパ付外周補強部形成工程が実施されたウエーハの表面側を保持する第２保持工程と、ウエーハの裏面に対面する研削面を有する研削砥石を環状に備えた研削ホイールを該研削面に垂直な第３の回転軸で回転させつつ、該第２チャックテーブルで保持されたウエーハの裏面に当接させるとともに該第２チャックテーブルを回転させて、ウエーハの該デバイス領域に対応した裏面を、該テーパ付外周補強部形成工程で切削した環状溝の底部と少なくとも同じ深さに達するまで研削し、該第２テーパ面を有する該環状外周補強部に囲繞されたウエーハの裏面領域に円形凹部を形成するウエーハ研削工程と、を具備したことを特徴とするウエーハの加工方法が提供される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によると、環状外周補強部の内周側にはテーパ面が形成されているため、環状補強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。
【００１４】
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、本願発明では環状補強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補強部と円形凹部との間に気泡が発生することが防止される。
【００１５】
また、研削前に予めテーパのついた環状溝が形成されているため、研削によって発生するコンタミの排出が容易になるので、研削面にコンタミの付着や残存が無くなり、その後の工程における優位性（例えば、洗浄の簡略化や、エッチング工程でのウエーハの白濁化防止）が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】半導体ウエーハの表面側斜視図である。
【図２】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３】本発明のウエーハの加工方法を実施するのに適した切削装置の斜視図である。
【図４】図４（Ａ）はテーパ付外周補強部形成工程を実施するのに適した切削ブレードの第１実施形態、図４（Ｂ）は切削ブレードの第２実施形態である。
【図５】テーパ付外周補強部形成工程を示す説明図である。
【図６】テーパ付外周補強部形成工程が実施されたウエーハの断面図である。
【図７】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斜視図である。
【図８】研削ユニットにより実施されるウエーハ研削工程の斜視図である。
【図９】研削ユニットにより実施されるウエーハ研削工程の説明図である。
【図１０】本発明のウエーハ研削工程を説明するための断面図である。
【図１１】環状補強部の内周面にテーパ面が形成された半導体ウエーハの断面図である。
【図１２】エッチング工程の説明図である。
【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、半導体ウエーハ１１の表面側斜視図が示されている。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（分割予定ライン）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。
【００１８】
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。
【００１９】
半導体ウエーハ１１の裏面研削時には、半導体ウエーハ１１の表面１１ａ側を研削装置のチャックテーブルで吸引保持するため、表面１１ａを保護する必要がある。よって、半導体ウエーハ１１の表面１１ａには、保護部材貼付工程により例えば保護テープ２３が貼付される。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２に示すように、裏面１１ｂが露出する形態となる。
【００２０】
図３を参照すると、本発明のテーパ付外周補強部形成工程を実施するのに適した切削装置の斜視図が示されている。切削装置２の前面側には、オペレータが加工条件等の装置に対する指示を入力するための操作手段４が設けられている。装置上部にはオペレータに対する案内画面や後述する撮像手段によって撮像された画像が表示されるＣＲＴ等の表示手段６が設けられている。
【００２１】
表面１１ａに保護テープ２３が貼付された半導体ウエーハ１１は、ウエーハカセット８中に複数枚収容される。ウエーハカセット８は上下動可能なカセットエレベータ９上に載置される。
【００２２】
ウエーハカセット８の後方には、ウエーハカセット８からウエーハ１１を搬出するとともに、切削加工されたウエーハをウエーハカセット８中に搬入する搬出入手段１０が配設されている。
【００２３】
ウエーハカセット８と搬出入手段１０との間には、搬出入対象のウエーハが一時的に載置される領域である仮置き領域１２が設けられており、仮置き領域１２には、ウエーハ１１を一定の位置に位置合わせする位置合わせ手段１４が配設されている。
【００２４】
仮置き領域１２の近傍には、ウエーハ１１を吸着して搬送する旋回アームを有する搬送手段１６が配設されており、仮置き領域１２に搬出されたウエーハ１１は、搬送手段１６により吸着されてチャックテーブル１８上に搬送され、チャックテーブル１８に吸引保持される。１９はクランプである。
【００２５】
チャックテーブル１８は、回転可能且つＸ軸方向に往復動可能に構成されており、チャックテーブル１８のＸ軸方向の移動経路の上方には、ウエーハ１１の切削すべき領域を検出するアライメント手段２０が配設されている。
【００２６】
アライメント手段２０は、ウエーハ１１の表面を撮像する撮像手段２２を備えており、撮像により取得した画像に基づき、パターンマッチング等の処理によって切削すべき領域を検出することができる。撮像手段２２によって取得された画像は、表示手段６に表示される。
【００２７】
アライメント手段２０の左側には、チャックテーブル１８に保持されたウエーハ１１に対して切削加工を施す切削手段（切削ユニット）２４が配設されている。切削ユニット２４はアライメント手段２０と一体的に構成されており、両者が連動してＹ軸方向及びＺ軸方向に移動する。
【００２８】
切削ユニット２４は、回転駆動されるスピンドル２６の先端に切削ブレード２８が装着されて構成され、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に移動可能となっている。切削ブレード２８は撮像手段２２のＸ軸方向の延長線上に位置している。
【００２９】
２５は切削が終了したウエーハ１１を洗浄装置２７まで搬送する搬送手段であり、洗浄装置２７では、ウエーハ１１を洗浄するとともにエアノズルからエアを噴出させてウエーハ１１を乾燥する。
【００３０】
図４（Ａ）を参照すると、本発明のテーパ付外周補強部形成工程を実施するのに適した第１実施形態の切削ブレード２８が示されている。切削ブレード２８はスピンドル（回転軸）２６に対して直交する第１面２８ａと第２面２８ｂとを有しており、第１面２８ａの外周に第１面２８ａから第２面２８ｂに向かって傾斜するテーパ面２９が形成されている。
【００３１】
図４（Ｂ）はテーパ付外周補強部形成工程を実施するのに適した第２実施形態の切削ブレード２８Ａを示している。切削ブレード２８Ａはスピンドル（回転軸）２６に対して直交する第１面２８ａと第２面２８ｂとを有しており、第１面２８ａ及び第２面２８ｂの外周に切削ブレード２８Ａの厚み方向中心に向かって傾斜するテーパ面２９ａ、２９ｂがそれぞれ形成されている。
【００３２】
次に、図５を参照して、第１実施形態の切削ブレード２８を使用したテーパ付外周補強部形成工程について説明する。テーパ付外周補強部形成工程では、第１面２８ａの外周にテーパ面２９が形成された切削ブレード２８を、スピンドル２６で回転させつつ、ウエーハ１１のデバイス領域１７の外周縁に対応した裏面側の対応位置にテーパ面２９をウエーハ１１の外周側に向けて位置づける。
【００３３】
そして、チャックテーブル１８を低速で回転させながら、切削ブレード２８を矢印Ａ方向に移動してウエーハ１１に切り込ませる。その結果、図６の断面図に示すようにウエーハ１１の裏面１１ｂに環状溝３０が形成される。
【００３４】
この環状溝３０の形成により、ウエーハ１１の裏面側外周部全体にわたり環状内周面がウエーハ１１の裏面１１ｂ側から表面１１ａ側にいくにつれて半径方向内側に傾斜したテーパ面７７となっている環状外周補強部７６が形成される。
【００３５】
テーパ付外周補強部形成工程が終了すると、図７に示すような研削装置３２を使用して
ウエーハ１１のデバイス領域１７に対応する裏面１１ｂを研削するウエーハ研削工程を実施する。
【００３６】
図７を参照すると、半導体ウエーハ１１の裏面１１ｂを研削加工するのに適した研削装置３２の斜視図が示されている。３４は研削装置３２のベース（ハウジング）であり、ベース３４の後方にはコラム３６が立設されている。コラム３６には、上下方向に延びる一対のガイドレール３８が固定されている。
【００３７】
この一対のガイドレール３８に沿って研削ユニット（研削手段）４０が上下方向に移動可能に装着されている。研削ユニット４０は、ハウジング４２と、ハウジング４２を保持する支持部４４を有しており、支持部４４が一対のガイドレール３８に沿って上下方向に移動される移動基台４６に取り付けられている。
【００３８】
研削ユニット４０は、ハウジング４２中に回転可能に収容されたスピンドル４８と、スピンドル４８の先端に固定されたマウンタ５０と、マウンタ５０にねじ締結され環状に配設された複数の研削砥石を有する研削ホイール５２と、スピンドル４８を回転駆動するサーボモータ５６を含んでいる。
【００３９】
研削装置３２は、研削ユニット４０を一対の案内レール３８に沿って上下方向に移動するボールねじ５８とパルスモータ６０とから構成される研削ユニット移動機構６２を備えている。パルスモータ６０を駆動すると、ボールねじ５８が回転し、移動基台４６が上下方向に移動される。
【００４０】
ベース３４の上面には凹部３４ａが形成されており、この凹部３４ａにチャックテーブル機構６４が配設されている。チャックテーブル機構６４はチャックテーブル６６を有し、図示しない移動機構により図７に示されたウエーハ着脱位置Ａと、研削ユニット４０に対向する研削位置Ｂとの間でＹ軸方向に移動される。６８，７０は蛇腹である。ベース３４の前方側には、研削装置３２のオペレータが研削条件等を入力する操作パネル７２が配設されている。
【００４１】
以上のように構成された研削装置３２により、半導体ウエーハ１１のデバイス領域１７に対応する裏面に円形凹部を形成し、外周余剰領域１９にテーパ付環状外周補強部７６を残存させるウエーハの研削方法について以下に説明する。
【００４２】
図８に示すように、スピンドル４８の先端に固定されたマウンタ５０に研削ホイール５２が着脱可能に装着されている。研削ホイール５２は、ホイール基台５４と、ホイール基台５４の下面外周に環状に配設された複数の研削砥石５５とから構成される。
【００４３】
図７に示すウエーハ着脱位置Ａに位置付けられたチャックテーブル６６上に、図６に示された環状溝３０が形成されたウエーハ１１を、保護テープ２３を下にして吸引保持する。次いで、チャックテーブル６６をＹ軸方向に移動して研削位置Ｂに位置付ける。
【００４４】
ここで、チャックテーブル６６に保持されたウエーハ１１と研削ホイール５２に装着された研削砥石５５との関係について図９を参照して説明する。チャックテーブル６６の回転中心Ｐ１と研削砥石５５の回転中心Ｐ２は偏心しており、研削砥石５５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７８の直径より小さく境界線７８の半径より大きい寸法に設定され、環状の研削砥石５５はチャックテーブル６６の回転中心Ｐ１を通過するようになっている。
【００４５】
図８及び図９に示すように、チャックテーブル６６を矢印６７で示す方向に例えば３００ｒｐｍで回転しつつ、研削砥石５５を矢印５３で示す方向に例えば６０００ｒｐｍで回転させるとともに、研削ユニット駆動機構６２を駆動して研削ホイール５２の研削砥石５５を環状溝３０の内側のウエーハ１１の裏面１１ｂに接触させる。そして、研削ホイール５２を所定の研削送り速度で下方に所定量研削送りする。
【００４６】
図１０を参照すると、ウエーハ研削工程実施中のウエーハ１１の縦断面図が示されており、このウエーハ研削工程では、図５を参照して説明したテーパ付外周補強部形成工程で切削した環状溝３０の底部と少なくとも同じ深さに達するまで研削する。
【００４７】
その結果、半導体ウエーハ１１の裏面には、図１１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７４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外周補強部７６が形成される。環状外周補強部７６の内周面７７はテーパ面に形成されている。
【００４８】
ウエーハ研削工程が終了すると、図１２に示すようにエッチング装置のチャックテーブル８０で吸引保持した半導体ウエーハ１１の円形凹部７４内にエッチング液供給手段８２からエッチング液を供給して、円形凹部７４の底面の研削歪を除去する。
【００４９】
エッチング終了後には、円形凹部７４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、環状補強部７６と円形凹部７４との間に環状テーパ面７７が形成されているため、エッチング液を矢印８４で示すように円形凹部７４内から容易に排出することができる。
【００５０】
オプションとして、ウエーハ１１の円形凹部７４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７７が形成されているため円形凹部７４内から容易に排出することができる。
【００５１】
本実施形態のウエーハの加工方法によると、ウエーハ１１の環状補強部７６の内周側に環状テーパ面７７が形成されているため、環状補強部７６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、環状補強部７６と円形凹部７４との間に環状テーパ面７７が形成されているため、ダイシングテープ貼着時に環状補強部７６円形凹部７４との間に気泡が発生することが防止される。
【符号の説明】
【００５２】
２    切削装置
１１    半導体ウエーハ
１７    デバイス領域
１８    チャックテーブル
１９    外周余剰領域
２８，２８Ａ    切削ブレード
３０    環状溝
３２    研削装置
４０    研削ユニット
５２    研削ホイール
５５    研削砥石
６６    チャックテーブル
７４    円形凹部
７６    環状外周補強部
７７    テーパ面
【図１】
2011108746.tif 000003
【図２】
2011108746.tif 000004
【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】
2011108746.tif 000011
【図１０】
2011108746.tif 000012
【図１１】
2011108746.tif 000013
【図１２】
2011108746.tif 000014