(57)【要約】【課題】  ウェーハ端面に未接着部が生じてウェーハ割れが発生するのを防止するウェーハの製造方法及びこれにより形成されたウェーハを提供する。【解決手段】  ウェーハ主面１ａに処理を施して半導体素子を形成し、ウェーハ１の周囲側面を研削してこの側面の前記主面に連続する部分を前記主面とは直角になるように研削し、ウェーハ主面１ａに支持基板６をワックス７などの接着剤により貼り付け、支持基板が貼り付けられたウェーハ１の裏面１ｂを研削してウェーハ１を薄くする。ウェーハは、側面の主面に連続的に繋がる部分がウェーハ主面とは直角であり、ウェーハ主面に連続的に繋がる部分に連続的につながり所定の径で曲がるＲ部を有し、Ｒ部に連続的に裏面まで繋がり主面に対して傾斜している傾斜直線部を有する。ウェーハ１の端面は支持基板に完全に接着されるのでウェーハ端面からの割れや端面チッピングが生じない。【選択図】  図３
2007110015.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体ウェーハ主面に処理を施して半導体素子を形成する工程と、
前記半導体ウェーハ周囲側面を研削してこの側面の前記主面に連続する部分を前記主面とは直角になるように研削する工程と、
前記半導体ウェーハ主面に支持基板を貼り付ける工程と、
前記支持基板が貼り付けられた前記半導体ウェーハ裏面を研削して前記半導体ウェーハを薄くする工程とを備えたことを特徴とする半導体ウェーハの製造方法。
【請求項２】
前記半導体ウェーハ周囲側面を研削してこの側面の前記主面に連続する部分を前記主面とは直角に研削する工程において、前記主面に連続する部分に連続的につながり所定の径で曲がるＲ部及びこのＲ部に連続的に前記半導体ウェーハ裏面まで続く前記主面に対して傾斜している直線部を有することを特徴とする請求項１に記載の半導体ウェーハ。
【請求項３】
前記直角に研削された半導体ウェーハ裏面を研削して前記半導体ウェーハの厚さを薄くする工程を前記半導体ウェーハ主面に支持基板を貼り付ける工程の前に実施することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の半導体ウェーハの製造方法。
【請求項４】
前記支持基板の直径は、前記側面研削後の半導体ウェーハの直径より大きいことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の半導体ウェーハの製造方法。
【請求項５】
半導体素子が形成された主面に支持基板が貼り付けられ、側面の前記主面に連続的に繋がる部分が前記主面とは直角であり、前記主面に連続的に繋がる部分に連続的につながり所定の径で曲がるＲ部を有し、前記Ｒ部に連続的に裏面まで繋がり前記主面に対して傾斜している直線部を有することを特徴とする半導体ウェーハ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウェーハ厚を薄くする裏面研削を行う半導体ウェーハ（以下、ウェーハという）の製造方法及びこの製造方法により形成されたウェーハに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年の半導体装置の薄型化の傾向に伴ってウェーハ裏面を研削もしくはエッチング等により極薄にする技術が知られている。このような従来のディスクリート半導体における極薄ウェーハの製造方法は、表面素子形成処理が終了したウェーハ表面にバックグラインドテープを貼りつけて、研削やウエットエッチングなどで薄くし、その後、バックグラインドテープを剥離し、ウェーハ裏面に電極を蒸着あるいはスパッタリングにより形成していた。しかしながらこの方法では、薄化後のウェーハに反りが発生し、しばしば搬送トラブルの原因になるとともに、バックグラインドテープ剥離後は、脆弱なウェーハを補強なしで処理するためウェーハ割れが発生し易いという問題が生じていた。
【０００３】
そこで、未だ薄化していないウェーハにシリコン（ダミーウェーハという）、パイレックス（登録商標）やサファイア基板などを熱発泡テープやワックスなどの接着剤を介して接着し、薄化加工する方法が提案されている。これらの方法は、薄化前のウェーハにシリコンリング又はパイレックスリングをポリイミドやワックスなどの接着剤を介して接着し、ウェーハの薄化加工するものである。
【０００４】
しかしながら、ウェーハは、周縁部が円形の断面形状を持つように形成される。したがって、例えば、１５０μｍまで研削するとナイフ状の断面が形成され、これにパイレックスリングを接着すると、端面に未接着部が生ずるという問題点が生じる。未接着部は、しばしばウェーハ割れの原因となるだけでなく、ウェットエッチングの際に薬液が溜まってワックスの変質を起こす。更に８インチ汎用装置での処理を可能にするため、ウェーハが外径２００ｍｍに対して、パイレックスリングの外径は、２００．５ｍｍであり、貼り合せの精度を向上しなければウェーハがパイレックスリングより飛び出すということも生じていた。ウェーハが８０μｍまで薄化されて脆弱となってパイレックスリングより外側に飛び出すと、外側の飛び出した部分の接触でウェーハ割れが生ずる恐れがあった。
従来技術として特許文献１には、大口径の半導体素子基板の薄層化プロセスから薄層基板補強のための裏面バックメタルメッキプロセスまで連続的一貫に行い、薄層化素子の実装までの薄層基板のハンドリング問題を解決することが開示されている。
【特許文献１】特開２００２−１５１４４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、ウェーハ端面に未接着部が生じてウェーハ割れが発生するのを防止する半導体ウェーハの製造方法及びこの製造方法により形成された半導体ウェーハを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のウェーハの製造方法の一態様は、ウェーハ主面に処理を施して半導体素子を形成する工程と、前記ウェーハ周囲側面を研削してこの側面の前記主面に連続する部分を前記主面とは直角になるように研削する工程と、前記ウェーハ主面に支持基板を貼り付ける工程と、前記支持基板が貼り付けられた前記ウェーハ裏面を研削して前記ウェーハを薄くする工程とを備えたことを特徴としている。
また、本発明のウェーハの一態様は、半導体素子が形成された主面に支持基板が貼り付けられ、側面の前記主面に連続的に繋がる部分が前記主面とは直角であり、前記主面に連続的に繋がる部分に連続的につながり所定の径で曲がるＲ部を有し、前記Ｒ部に連続的に裏面まで繋がり前記主面に対して傾斜している直線部を有することを特徴としている。
【発明の効果】
【０００７】
ウェーハの端面に未接着部が生じてウェーハ割れが発生するのを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、実施例を参照して発明の実施の形態を説明する。
【実施例１】
【０００９】
まず、図１乃至図６を参照して実施例１を説明する。
図１乃至図４は、ウェーハの製造工程概略断面図、図１（ｂ）は、図１（ａ）のウェーハを端面研削した後のウェーハの端面（Ａ領域）拡大断面図、図２（ｂ）は、図２（ａ）のウェーハの端面（Ｂ領域）拡大断面図、図３（ｃ）は、図３（ａ）、（ｂ）のウェーハの端面（Ｃ領域）拡大断面図、図５は、この実施例における支持基板剥離、表面洗浄、ダイシングシート貼付けを行う一連装置、図６は、この実施例に係る半導体装置の製造工程を説明する工程図である。
【００１０】
薄化されたウェーハから形成された半導体装置は、次のような製造プロセスによって形成される。ウェーハにはシリコンや化合物半導体が含まれる。従来の技術により形成されたウェーハの表面領域に素子形成を行う（１）、（２）。次に、ウェーハの端面研削を行い（３）、その後、ウェーハの裏面研削を行って、ウェーハ厚を薄くする（４）。次に、ウェーハ表面に接着剤を塗布してリング状の支持基板を接着する（５）。次に、ウェーハを保持し研削加工もしくはウエットエッチング加工あるいはこれらの加工を併用してウェーハを薄化する（６）。
次に、支持基板からウェーハを剥離する。両者を離すにはこれらを加熱して接着剤の結合力を弱めてウェーハを剥離する（７）。次に、ダイシングシートをウェーハに貼着し（８）、ダイシングラインに沿ってウェーハをダイシングしてチップを切り出す（９）。その後チップ毎にパッケージングなどの組立処理（１０）を行って製品を完成させる。この実施例ではウェーハの端面研削に特徴がある（３）。
【００１１】
以下、図１乃至図４を参照して、ウェーハを処理してダイシングシートを貼付けるまでの工程を説明する。６２５μｍ厚のウェーハを用意してウェーハ１の主面１ａに素子形成を施す。処理前のウェーハの厚さは３００〜７００μｍが適当である。また、外径は、２００ｍｍのものを用いる（図１（ａ））。このウェーハ１に図１（ｂ）（図１（ａ）のＡ領域）に示す形状に端面加工を施す。端面加工は、端面研削装置（図示しない）( 例えば、( 株) 東精エンジニアリング製端面研削装置；Ｗ−ＧＭ−４２００など）を用いて行う。端面研削後のウェーハ１の外径は、１９９．２ｍｍとなる。ウェーハは、通常インゴットから切り出してから面取りを行って終端からの破損を防ぐように構成されている。図１（ｂ）の端面加工前のウェーハ１の端面５は、点線で示すように、面取りされていて断面半円形状（Ｒ＝３１２．５μｍ）を有している。端面５は、主面１ａに近い部分が４００μｍ程度、裏面１ｂに近い部分が６８５μｍ程度研削される。そして、ウェーハ１の周囲側面は、主面１ａに連続し、主面１ａとは直角になる直線部２、直線部２に連続的につながり所定の径（Ｒ＝３００μｍ）で曲がるＲ部３及びこのＲ部３に連続的にウェーハ裏面１ｂまで続き主面に対して６０度傾斜している傾斜直線部４からなる形状に加工される。
【００１２】
次に、ウェーハ１の裏面１ｂを厚さ１５０μｍまで研削加工して裏面１ｂ′を露出させる（図２（ａ））。加工後のウェーハ端面は、図２（ｂ）（図２（ａ）のＢ領域を示す）に示す形状となり、主面側の直線部２と裏面側のＲ部３とから構成される。この研削加工は、１５０〜２５０μｍの範囲で切削加工するのが好ましい。
次に、支持基板であるパイレックスリング６をワックス７を介してウェーハ１の主面１ａに熱圧着する。ワックス７は、接着剤であり、接着剤としては他に熱可塑性樹脂などを用いることができる。パイレックスリング６は、８インチ汎用装置での処理を考慮して、外径をウェーハより幾分大きい２００．５ｍｍ程度、リング幅１０ｍｍ、厚さ１．１ｍｍとしている（図３（ａ））。次に、さらにウェットエッチングなどを用いてウェーハ裏面１ｂ′をエッチングし、ウェーハ１を厚さ８０μｍまで薄化して裏面１ｂ″を露出させる（図３（ｂ））。
【００１３】
その後、ウェーハ裏面１ｂ″に電極膜を成膜した後にパイレックスリング６をワックス７を加熱溶解することによってウェーハ１より剥離し、ウェーハ１の表面をイソプロピルアルコールで洗浄した後、ダイシングシート８に貼り付ける（図４（ｂ））。パイレックスリング６を加熱溶解して剥離する工程からダイシングシート８に貼り付ける工程までは図５に示す一連装置を用いて行うことができる。
【００１４】
図４（ａ）は、図３（ｂ）のウェーハ端部のＣ領域を示す断面図である。ウェーハ１は、端面加工を施されているので外径が１９９．２ｍｍとパイレックスリング６の外径（２００．５ｍｍ）より小さいので、ウェーハ１の端部は、パイレックスリング６の端部とは一致せず端部より内側に接合される。また、ウェーハ１の主面１ａに連続的につながる直線部２の存在により、ウェーハ１は、端部からその内部までワックス７によりパイレックスリング６に密着している。
【００１５】
この実施例では、従来技術と同様の方法で裏面電極形成からダイシングシート貼付けまでを行う。図３（ａ）と、図３（ｂ）の部分拡大図である図４（ａ）とから明らかなように、ウェーハ１の端面は、パイレックスリング６に完全に接着されており、ウェーハ１をパイレックスリング６に貼付けた後、８０μｍまで薄化加工し、裏面電極形成〜ダイシングシート貼付けに至るまで従来技術で問題になったような未接着部の存在によるウェーハ端面からの割れが生じない。また、パイレックスリング６の貼付け時のウェーハ１の外径は、１９９．２ｍｍと小さくなるので、８インチ汎用装置での処理を考慮してパイレックスリング６の外径を２００．５ｍｍにした場合でも、ウェーハ１とパイレックスリング６の外径差は、１．３ｍｍと余裕が有り、貼り合せ精度を格別向上させなくてもウェーハ１がパイレックスリング６からはみ出すことは極少ない。
以上、ＲＳＳを例に実施例を説明してきたが、ＷＳＳなどにも適用することが可能である。
【実施例２】
【００１６】
次に、図６乃至図９を参照して実施例２を説明する。
図７乃至図９は、ウェーハの製造工程概略断面図、図７（ｂ）は、図７（ａ）のウェーハの端面（Ａ領域）拡大断面図、図８（ｂ）は、図８（ａ）のウェーハの端面（Ｂ領域）拡大断面図である。この実施例の半導体装置の製造プロセスは、端面研削工程とウェーハ表面に支持基板を接合する工程との間において裏面研削を行わない点で実施例１とは異なるが他の工程は同じである（図６参照）。そして、この実施例では、支持基板として円板状のものを用いることに特徴がある。
【００１７】
以下、図７乃至図９を参照して、ウェーハを処理してダイシングシートを貼付けるまでの工程を説明する。６２５μｍ厚のウェーハ２１を用意し、ウェーハ２１の主面２１ａに素子形成を施す。処理前のウェーハ２１の厚さは３００〜７００μｍの範囲が適当である。また、外径は、２００ｍｍのものを用いる（図７（ａ））。このウェーハ２１に図７（ｂ）（図７（ａ）のＡ領域）に点線で示す形状に端面加工を施す。端面加工は、端面研削装置（図示しない）を用いて行う。端面研削後のウェーハ２１の外径は、１９９．２ｍｍとなる。ウェーハ２１は、インゴットから切り出してから通常は面取りを行って終端からの破損を防ぐように構成する。図７（ｃ）に示すように、端面加工前のウェーハ２１の端面２５（点線で示されている）は、面取りされている。端面は、主面２１ａに近い部分が４００μｍ程度、裏面２１ｂに近い部分が６８５μｍ程度研削される。したがって、端面研削されたウェーハ２１の周囲側面は、主面２１ａに連続し、主面２１ａとは直角になる直線部２２、直線部２２に連続的につながり所定の径（Ｒ＝３００μｍ）で曲がるＲ部２３及びこのＲ部２３に連続的にウェーハ裏面２１ｂまで続き主面に対して６０度傾斜している傾斜直線部２４からなる形状に加工される。
【００１８】
次に、支持基板として用意した円板状のパイレックスガラス２６をワックス２７を介してウェーハ２１の主面２１ａに熱圧着する。支持基板は、ウェーハより多少径の大きいものを用い、材料としては、パイレックスガラス、シリコンなどから選択される。ワックス２７は、接着剤であり、接着剤としては他に熱可塑性樹脂などを用いることができる。円板状パイレックスガラス２６は、８インチ汎用装置での処理を考慮して、外径をウェーハ２１より幾分大きい２００．５ｍｍ程度、厚さ１．１ｍｍとしている（図８（ａ））。図８（ｂ）に円板状パイレックスガラス２６を貼付けたウェーハ２１の端部拡大断面図（が示されている。ウェーハ２１は、端面加工を施されているので外径が１９９．２ｍｍとパイレックスガラス２６の外径（２００．５ｍｍ）より小さく、したがって、ウェーハ２１の端部は、パイレックスガラス２６の端部とは一致せずこの端部より内側に接合される。また、ウェーハ２１の主面２１ａに連続的につながる直線部２２の存在により、ウェーハ２１は、端部からその内部までワックス２７によりパイレックスガラス２６に密着している。
【００１９】
次に、研削やウェットエッチングなどの方法によりウェーハ裏面２１ｂ′を削り、ウェーハ２１を厚さ８０μｍまで薄化して裏面２１ｂ′を露出させる（図９（ａ））。
その後、ウェーハ裏面１ｂ′に電極膜を成膜した後にパイレックスガラス２６をワックス２７を加熱溶解することによってウェーハ２１から剥離し、ウェーハ２１の表面をイソプロピルアルコールで洗浄した後、ダイシングシート２８に貼り付ける（図９（ｂ））。パイレックスガラス２６を加熱溶解して剥離する工程からダイシングシート２８に貼り付ける工程までは一連装置を用いて行うことができる（図５参照）。
【００２０】
この実施例では、従来技術と同様の方法で裏面電極形成からダイシングシート貼付けまでを行う。以上説明したように、ウェーハ２１の端面は、パイレックスガラス２６に完全に接着されており、ウェーハ２１をパイレックスガラス２６に貼付けた後、８０μｍまで薄化加工し、裏面電極形成からダイシングシート貼付けに至るまで従来技術で問題になったような未接着部の存在によるウェーハ端面からの割れが生じない。また、パイレックスガラス２６の貼付け時のウェーハ２１の外径は、１９９．２ｍｍと小さくなるので、８インチ汎用装置での処理を考慮してパイレックスガラス２６の外径を２００．５ｍｍにした場合でも、ウェーハ２１とパイレックスガラス２６の外径差は、１．３ｍｍと余裕が有り、貼り合せ精度を格別向上させなくてもウェーハ２１がパイレックスガラス２６からはみ出すことは極く少ない。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】実施例１に係るウェーハの製造工程断面図及び部分拡大図。
【図２】実施例１に係るウェーハの製造工程断面図及び部分拡大図。
【図３】実施例１に係るウェーハの製造工程断面図及び部分拡大図。
【図４】実施例１に係るウェーハの製造工程断面図。
【図５】実施例１において用いられるリング剥離、表面洗浄、ダイシングシート貼付けを行う一連製造装置。
【図６】実施例１に係る半導体装置の製造工程を説明する工程図。
【図７】実施例２に係るウェーハの製造工程断面図及び部分拡大図。
【図８】実施例２に係るウェーハの製造工程断面図及び部分拡大図。
【図９】実施例２に係るウェーハの製造工程概略断面図。
【符号の説明】
【００２２】
１、２１・・・ウェーハ
１ａ、２１ａ・・・ウェーハ主面
１ｂ、１ｂ′、１ｂ″、２１ｂ、２１ｂ′・・・ウェーハ裏面
２、２２・・・ウェーハ端面の直線部
３、２３・・・ウェーハ端面のＲ部
４、２４・・・ウェーハ端面の傾斜直線部
５、２５・・・ウェーハ端面
６・・・パイレックスリング（支持基板）
７、２７・・・ワックス（接着剤）
８、２８・・・ダイシングシート
２６・・・円板状パイレックス（支持基板）
【図１】
2007110015.tif 000003
【図２】
2007110015.tif 000004
【図３】
2007110015.tif 000005
【図４】
2007110015.tif 000006
【図５】
2007110015.tif 000007
【図６】
2007110015.tif 000008
【図７】
2007110015.tif 000009
【図８】
2007110015.tif 000010
【図９】
2007110015.tif 000011