(57)【要約】【課題】デバイスチップの取り数を十分に確保可能な加工方法を提供する。【解決手段】デバイス領域（１３）の直径と略等しい内径のコアドリル（２）をウェーハ（１１）の裏面（１１ｂ）からデバイス領域の仕上げ厚み（Ｔ）に対応する深さ位置へと切り込ませ、デバイス領域を囲繞する環状溝（２７）を形成する環状溝形成ステップと、環状溝形成ステップを実施した後、ウェーハの裏面の環状溝より内側の領域を研削砥石（１８ｂ）で研削して仕上げ厚みへと薄化し、凹部（２３）を形成するとともにデバイス領域を囲繞する環状凸部（２５）を形成する研削ステップと、を備える構成とした。【選択図】図２
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【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有するウェーハの加工方法であって、
該デバイス領域の直径と略等しい内径のコアドリルをウェーハの裏面から該デバイス領域の仕上げ厚みに対応する深さ位置へと切り込ませ、該デバイス領域を囲繞する環状溝を形成する環状溝形成ステップと、
該環状溝形成ステップを実施した後、ウェーハの裏面の該環状溝より内側の領域を研削砥石で研削して該仕上げ厚みへと薄化し、凹部を形成するとともに該デバイス領域を囲繞する環状凸部を形成する研削ステップと、を備えたことを特徴とする加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリコン等の材料でなるウェーハを薄く加工する加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、小型軽量なデバイスを実現するために、シリコン等の材料でなるウェーハを薄く加工することが求められている。ウェーハは、例えば、表面のストリート（分割予定ライン）で区画される各領域にＩＣ等のデバイスを形成した後、裏面側を研削することで薄化される。
【０００３】
ところで、ウェーハを研削によって薄化すると、剛性は大幅に低下して後工程での取り扱いが難しくなる。そのため、中央のデバイス領域に対応するウェーハの裏面側のみを研削して外周部分の厚みを維持することで、研削後のウェーハに所定の剛性を残す加工方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
この加工方法では、例えば、ウェーハより小径の研削ホイールを用いてウェーハの裏面側を研削し、デバイス領域に対応する凹部を形成する。ウェーハの剛性は、デバイス領域を囲む外周余剰領域の裏面側に残存する環状の補強部（環状凸部）によって保たれる。なお、環状の補強部は、後工程の終了後に切削等の方法で除去される。
【０００５】
上述したデバイス領域に対応する凹部は、底面と側面とを曲面で接続した形状に形成されることが多い（例えば、特許文献２参照）。このような形状の凹部が形成されるのは、研削ホイールに装着された研削砥石の角部が研削の進行と共に摩耗して丸みを帯びるためである。すなわち、摩耗によって研削砥石の角部に形成される丸みがウェーハに転写され、凹部の底面と側面との接続部分に曲面形状（Ｒ形状）を発生させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−１９４６１号公報
【特許文献２】特開２００９−１７６８９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
この曲面形状を含む領域を分割して形成されるデバイスチップは、他の領域を分割して形成されるデバイスチップより曲面形状の分だけ厚くなる。そのため、上述した加工方法を採用する場合には、曲面形状を含まないようにデバイスを形成しなくてはならず、必ずしもデバイスチップの取り数を十分に確保できないという問題があった。
【０００８】
特に、粗研削及び仕上げ研削の２段階の研削でウェーハを加工する場合には、この問題がより深刻になる。仕上げ研削では、通常、粗研削で形成される凹部の側面と仕上げ研削用の研削砥石とが干渉しないように、粗研削で形成される凹部の側面から内側に離れた領域を研削するためである。
【０００９】
本発明はかかる問題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、デバイスチップの取り数を十分に確保可能な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】
【００１０】
本発明によれば、表面に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有するウェーハの加工方法であって、該デバイス領域の直径と略等しい内径のコアドリルをウェーハの裏面から該デバイス領域の仕上げ厚みに対応する深さ位置へと切り込ませ、該デバイス領域を囲繞する環状溝を形成する環状溝形成ステップと、該環状溝形成ステップを実施した後、ウェーハの裏面の該環状溝より内側の領域を研削砥石で研削して該仕上げ厚みへと薄化し、凹部を形成するとともに該デバイス領域を囲繞する環状凸部を形成する研削ステップと、を備えたことを特徴とする加工方法が提供される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の加工方法は、ウェーハを研削する研削ステップの前に、デバイス領域の直径と略等しい内径のコアドリルをウェーハの裏面からデバイス領域の仕上げ厚みに対応する深さ位置へと切り込ませ、デバイス領域を囲む環状溝を形成する環状溝形成ステップを実施するので、その後の研削ステップで環状溝より内側の領域を研削すれば、研削に使用される研削砥石の外周縁を環状溝より外側の領域と接触させずに済む。
【００１２】
これにより、研削に伴う曲面形状の発生を防ぐことができる。すなわち、本発明の加工方法によれば、凹部に曲面形状が発生しないので、デバイスを形成可能な領域が広がって、デバイスチップの取り数を十分に確保できる。さらに、研削砥石の外周縁の摩耗を抑制可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１（Ａ）は、ウェーハの構成例を模式的に示す斜視図であり、図１（Ｂ）は、ウェーハの構成例を模式的に示す断面図である。
【図２】図２（Ａ）は、環状溝形成ステップを模式的に示す一部断面側面図であり、図２（Ｂ）は、環状溝形成ステップを実施した後のウェーハを模式的に示す断面図である。
【図３】図３（Ａ）は、研削ステップを模式的に示す斜視図であり、図３（Ｂ）は、研削ステップを実施した後のウェーハを模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
添付図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。本実施の形態に係る加工方法は、環状溝形成ステップ（図２参照）、及び研削ステップ（図３参照）を含む。環状溝形成ステップでは、デバイス領域の直径と略等しい内径のコアドリルをウェーハの裏面からデバイス領域の仕上げ厚みに対応する深さ位置へと切り込ませ、デバイス領域を囲む環状の溝（環状溝）を形成する。
【００１５】
研削ステップでは、ウェーハの裏面側において環状の溝より内側の領域を研削し、凹部及び環状の補強部（環状凸部）を形成する。以下、本実施の形態に係る加工方法について詳述する。
【００１６】
図１（Ａ）は、本実施の形態に係る加工方法で加工されるウェーハの構成例を模式的に示す斜視図であり、図１（Ｂ）は、ウェーハの構成例を模式的に示す断面図である。図１（Ａ）及び図１（Ｂ）に示すように、ウェーハ１１は、例えば、シリコン等の材料でなる円盤状の半導体ウェーハであり、表面１１ａは、中央のデバイス領域１３と、デバイス領域１３を囲む外周余剰領域１５とに分けられる。
【００１７】
デバイス領域１３は、格子状に配列されたストリート（分割予定ライン）１７でさらに複数の領域に区画されており、各領域にはＩＣ等のデバイス１９が形成されている。被加工物１１の外周１１ｃは面取り加工されており、断面形状は円弧状である。本実施の形態に係る加工方法では、このウェーハ１１の裏面１１ｂ側（デバイス領域１３の裏面１１ｂ側）を研削し、所定の仕上げ厚みＴまで薄く加工する。
【００１８】
まず、デバイス領域１３に対応するウェーハ１１の除去予定領域２１を裏面１１ｂ側から研削する方法で、凹部２３（図３（Ａ）参照）及び環状の補強部（環状凸部）２５を形成する場合について考察する。
【００１９】
この場合、凹部２３は、底面２３ａ（図３参照）と側面２３ｂ（図３参照）とが曲面で接続された形状に形成される。このように、底面２３ａと側面２３ｂとの接続部分が曲面形状（Ｒ形状）になるのは、研削に使用される研削砥石１６ｂ（図２参照）の角部が研削の進行とともに摩耗して丸みを帯びるためである。
【００２０】
そこで、本実施の形態に係る加工方法では、この曲面形状の発生を防ぐために、まず、デバイス領域を囲む環状の溝を形成する環状溝形成ステップを実施する。図２（Ａ）は、環状溝形成ステップを模式的に示す一部断面側面図であり、図２（Ｂ）は、環状溝形成ステップを実施した後のウェーハ１１を模式的に示す断面図である。
【００２１】
図２（Ａ）に示すように、環状溝形成ステップは、デバイス領域１３の直径と略等しい内径のコアドリル２を用いて実施される。なお、本実施の形態のコアドリル２には、いわゆるホールソー等が含まれる。
【００２２】
コアドリル２は、回転軸を構成するシャンク４を備えている。シャンク４の下端には、円筒状のカッター６が固定されている。カッター６は、下端側が円形に開口された中空の筒状体６ａを含む。筒状体６ａの円環状の下面には、全周にわたって複数の切り刃６ｂが設けられている。
【００２３】
このコアドリル２では、筒状体６ａの径方向において対面する切り刃６ｂの間隔（切り刃６ｂの内周縁の間隔）がデバイス領域１３の直径と略等しくなっている。そのため、コアドリル２を回転させてウェーハ１１に切り込ませると、図２（Ｂ）に示すように、デバイス領域１３の直径と略等しい内径の環状の溝（環状溝）２７を形成できる。
【００２４】
なお、コアドリル２の内径（すなわち、対面する切り刃６ｂの内周縁の間隔）は、デバイス領域１３の直径と厳密に一致していなくても良い。コアドリル２は、デバイス領域１３と外周余剰領域１５との境界に環状の溝２７を形成できるように構成されていれば良く、例えば、切り刃６ｂの厚み（径方向の幅）程度の相違は許容される。
【００２５】
切り刃６ｂの厚み（径方向の幅）は任意である。ただし、切り刃６ｂを厚くし過ぎると、環状の補強部２５が細くなってウェーハ１１の剛性は低下してしまう。そこで、切り刃６ｂの厚みは、剛性を保つのに必要な太さの環状の補強部２５を形成できる程度とする。例えば、０．４ｍｍ以下が好ましく、０．２ｍｍ以下にするとより好ましい。
【００２６】
この環状溝形成ステップでは、まず、ウェーハ１１を任意の方法で固定し、裏面１１ｂ側にコアドリル２を位置付ける。具体的には、切り刃６ｂの内周縁を、デバイス領域１３の外周縁（又は、外周余剰領域１５の内周縁）と対応するウェーハ１１の裏面１１ｂに位置付ける。
【００２７】
次に、図２（Ａ）に示すように、回転するコアドリル２をウェーハ１１の裏面１１ｂから仕上げ厚みＴに対応する深さ位置まで切り込ませ、デバイス領域１３の直径と略等しい内径の環状の溝２７を形成する。図２（Ｂ）に示すような環状の溝２７が形成されると、環状溝形成ステップは終了する。
【００２８】
環状溝形成ステップの後には、ウェーハ１１の裏面１１ｂ側を研削し、凹部２３及び環状の補強部２５を形成する研削ステップを実施する。図３（Ａ）は、研削ステップを模式的に示す斜視図であり、図３（Ｂ）は、研削ステップを実施した後のウェーハ１１を模式的に示す断面図である。
【００２９】
図３（Ａ）に示すように、研削ステップは研削装置８で実施される。研削装置８は、ウェーハ１１を吸引保持する保持テーブル１０を備えている。保持テーブル１０は、モータ等の回転機構（不図示）と連結されており、鉛直方向に伸びる回転軸の周りに回転する。また、保持テーブル１０の下方には、移動機構（不図示）が設けられており、保持テーブル１０は、この移動機構で水平方向に移動する。
【００３０】
保持テーブル１０の表面（上面）は、ウェーハ１１を吸引保持する保持面となっている。この保持面には、保持テーブル１０の内部に形成された流路（不図示）を通じて吸引源（不図示）の負圧が作用し、ウェーハ１１を吸引する吸引力が発生する。
【００３１】
保持テーブル１０の上方には、研削機構１２が配置されている。研削機構１２は、昇降機構（不図示）に支持されたスピンドルハウジング１４を備えている。スピンドルハウジング１４には、モータ等の回転機構（不図示）と連結されたスピンドル１６が回転可能に支持されている。スピンドル１６は、回転機構から伝達される回転力で鉛直方向に伸びる回転軸の周りに回転し、昇降機構によってスピンドルハウジング１４とともに昇降する。
【００３２】
スピンドル１６の下端側には、ウェーハ１１より小径の研削ホイール１８が装着されている。研削ホイール１８は、アルミニウム、ステンレス等の金属材料で形成されたホイール基台１８ａを備えている。ホイール基台１８ａの円環状の下面には、全周にわたって複数の研削砥石１８ｂが固定されている。
【００３３】
研削ステップでは、まず、ウェーハ１１の表面１１ａ側を保持テーブル１０に吸引保持させる。これにより、ウェーハ１１の裏面１１ｂ側が上方に露出する。なお、ウェーハ１１の表面１１ａ側には、あらかじめ保護部材３１を貼着しておく。
【００３４】
次に、保持テーブル１０を移動させ、環状の溝２７の外周縁より内側に研削砥石１８ｂの外周縁を位置付ける。すなわち、研削砥石１８ｂとウェーハ１１とを環状の溝２７より外側の領域において接触させないようにする。その後、研削ホイール１８と保持テーブル１０とを回転させて、スピンドル１６を下降させる。スピンドル１６の下降量は、ウェーハ１１の裏面１１ｂに研削砥石１８ｂの下面が押し付けられる程度とする。
【００３５】
これによって、環状の溝２７より内側の領域を研削砥石１８ｂで研削して、デバイス領域１３に対応する凹部２３を形成するとともに、外周余剰領域１５に対応する環状の補強部２５を残存させることができる。ウェーハ１１のデバイス領域１３に対応する領域が仕上げ厚みＴまで研削されると、この研削ステップは終了する。
【００３６】
以上のように、本実施の形態に係る加工方法では、ウェーハ１１を研削する研削ステップの前に、デバイス領域１３の直径と略等しい内径のコアドリル２をウェーハ１１の裏面１１ｂからデバイス領域１３の仕上げ厚みＴに対応する深さ位置へと切り込ませ、デバイス領域１３を囲む環状の溝（環状溝）２７を形成する環状溝形成ステップを実施するので、その後の研削ステップで環状の溝２７より内側の領域を研削すれば、研削に使用される研削砥石１８ｂの外周縁を環状の溝２７より外側の領域と接触させずに済む。
【００３７】
これにより、研削に伴う曲面形状の発生を防ぐことができる。すなわち、本実施の形態に係る加工方法によれば、凹部２３に曲面形状が発生しないので、デバイス１９を形成可能な領域が広がって、デバイスチップの取り数を十分に確保できる。さらに、研削砥石１８ｂの外周縁の摩耗を抑制可能である。
【００３８】
なお、本発明は上記実施の形態の記載に限定されず、種々変更して実施可能である。例えば、研削ステップは、ウェーハ１１を研削する複数のステップを含んでも良い。以下の変形例では、粗研削ステップ及び仕上げ研削ステップの２つのステップを含む研削ステップについて説明する。
【００３９】
変形例に係る研削ステップでは、まず、ウェーハ１１の裏面１１ｂ側を粗研削する粗研削ステップを実施する。この粗研削ステップは、上述した研削装置８と同様の研削装置で実施できる。ただし、研削砥石１８ｂとしては、粗い砥粒を含む粗研削砥石（不図示）を用いる。
【００４０】
粗研削ステップでは、上述した粗研削砥石の外周縁を環状の溝２７の外周縁より内側に位置付けてウェーハ１１の裏面１１ｂ側を研削し、デバイス領域１３に対応する領域を仕上げ厚みＴより厚い所定の厚みまで加工する。
【００４１】
粗研削ステップの後には、仕上げ研削ステップを実施する。この仕上げ研削ステップも、上述した研削装置８と同様の研削装置で実施できる。ただし、研削砥石１８ｂとしては、粗研削ステップで使用される粗研削砥石より細かい砥粒を含む仕上げ研削砥石（不図示）を用いる。
【００４２】
仕上げ研削ステップでは、上述した仕上げ研削砥石の外周縁を環状の溝２７の外周縁より内側に位置付けて、粗研削ステップで形成された凹部の底をさらに研削する。以上により、ウェーハ１１の裏面１１ｂ側に、凹部２３及び環状の補強部２５を形成できる。
【００４３】
上述のように、この変形例に係る２つの研削ステップ（粗研削ステップ及び仕上げ研削ステップ）では、ともに、研削砥石の外周縁を環状の溝２７の外周縁より内側に位置付けてウェーハ１１を研削する。
【００４４】
すなわち、従来の仕上げ研削ステップのように、粗研削ステップで形成される凹部の側面と仕上げ研削砥石とが干渉しないように、粗研削ステップで形成される凹部の側面から内側に離れた領域を研削する必要がない。よって、デバイスを形成可能な領域がさらに広がり、デバイスチップの取り数をより多く確保できる。
【００４５】
その他、上記実施の形態に係る構成、方法などは、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施できる。
【符号の説明】
【００４６】
２  コアドリル
４  シャンク
６  カッター
６ａ  筒状体
６ｂ  切り刃
８  研削装置
１０  保持テーブル
１２  研削機構
１４  スピンドルハウジング
１６  スピンドル
１８  研削ホイール
１８ａ  ホイール基台
１８ｂ  研削砥石
１１  ウェーハ
１１ａ  表面
１１ｂ  裏面
１１ｃ  外周
１３  デバイス領域
１５  外周余剰領域
１７  ストリート（分割予定ライン）
１９  デバイス
２１  除去予定領域
２３  凹部
２３ａ  底面
２３ｂ  側面
２５  補強部（環状凸部）
２７  溝（環状溝）
３１  保護部材
Ｔ  仕上げ厚み
【図１】
2015138952.tif 000003
【図２】
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【図３】
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