特開2022-188089ウェーハ及びウェーハの薄化方法並びにウェーハの薄化装置
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022188089
(43)【公開日】2022-12-20
(54)【発明の名称】ウェーハ及びウェーハの薄化方法並びにウェーハの薄化装置
(51)【国際特許分類】
H01L 21/304 20060101AFI20221213BHJP
B24B 7/04 20060101ALI20221213BHJP
B24B 1/00 20060101ALI20221213BHJP
B24B 9/00 20060101ALI20221213BHJP
B24B 21/00 20060101ALI20221213BHJP
【ＦＩ】
H01L21/304 621E
B24B7/04 A
B24B1/00 A
B24B9/00 601H
B24B21/00 A
【審査請求】有
【請求項の数】6
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022148244
(22)【出願日】2022-09-16
(62)【分割の表示】P 2021094295の分割
【原出願日】2017-03-29
(71)【出願人】
【識別番号】000151494
【氏名又は名称】株式会社東京精密
(74)【代理人】
【識別番号】110003535
【氏名又は名称】スプリング弁理士法人
(72)【発明者】
【氏名】岸下 真一
(57)【要約】
【課題】ウェーハの形状加工を行った後のウェーハ破損、ウェーハ端面のエッジ部に研磨テープを押し当てる工程におけるウェーハ端面のダメージを無くす。
【解決手段】バックグラインディングによって所望の厚さに薄化されるウェーハＷにおいて、ウェーハ外周のエッジ部が面取り部Ｗ－１として加工され、面取り部Ｗ－１の上部はウェーハＷの上面から薄化する目的厚さ（Ｔ）までウェーハＷの外周から内周に向かって水平に除去され、外周から除去される取り代長さをＬ、面取り部Ｗ－１の水平に対する角度φ、余裕代α、として、Ｌ＝Ｔ／ｔａｎφ＋αとなる形状に加工する。
【選択図】図５
【解決手段】バックグラインディングによって所望の厚さに薄化されるウェーハＷにおいて、ウェーハ外周のエッジ部が面取り部Ｗ－１として加工され、面取り部Ｗ－１の上部はウェーハＷの上面から薄化する目的厚さ（Ｔ）までウェーハＷの外周から内周に向かって水平に除去され、外周から除去される取り代長さをＬ、面取り部Ｗ－１の水平に対する角度φ、余裕代α、として、Ｌ＝Ｔ／ｔａｎφ＋αとなる形状に加工する。
【選択図】図５
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ウェーハをバックグラインディングによって所望の厚さに加工するウェーハの薄化方法であって、
前記ウェーハ外周のエッジ部を面取り部として加工し、
前記面取り部の上部を前記ウェーハの上面から薄化する目的厚さ（Ｔ）まで前記ウェーハの外周から内周に向かって水平に除去し、
外周から除去される取り代長さをＬ、面取り部の水平に対する角度φ、余裕代α、として、Ｌ＝Ｔ／ｔａｎφ＋αとなる形状に加工する際に、
前記加工後に、前記ウェーハの最外周部を研磨する研磨テープと、前記エッジ部の角部とが点接触とならないように前記角度φを決定することを特徴とするウェーハの薄化方法。
前記ウェーハ外周のエッジ部を面取り部として加工し、
前記面取り部の上部を前記ウェーハの上面から薄化する目的厚さ（Ｔ）まで前記ウェーハの外周から内周に向かって水平に除去し、
外周から除去される取り代長さをＬ、面取り部の水平に対する角度φ、余裕代α、として、Ｌ＝Ｔ／ｔａｎφ＋αとなる形状に加工する際に、
前記加工後に、前記ウェーハの最外周部を研磨する研磨テープと、前記エッジ部の角部とが点接触とならないように前記角度φを決定することを特徴とするウェーハの薄化方法。
【請求項2】
ウェーハをバックグラインディングによって所望の厚さに加工するウェーハの薄化方法であって、
前記ウェーハ外周のエッジ部を面取り部として加工し、
前記面取り部の上部を前記ウェーハの上面から薄化する目的厚さ（Ｔ）まで前記ウェーハの外周から内周に向かって水平に除去し、
外周から除去される取り代長さをＬ、面取り部の水平に対する角度φ、余裕代α、として、Ｌ＝Ｔ／ｔａｎφ＋αとなる形状に加工し、
前記角度φを前記ウェーハの搬送カセットの内面と、前記エッジ部の角部とが点接触とならないように決定することを特徴とするウェーハの薄化方法。
前記ウェーハ外周のエッジ部を面取り部として加工し、
前記面取り部の上部を前記ウェーハの上面から薄化する目的厚さ（Ｔ）まで前記ウェーハの外周から内周に向かって水平に除去し、
外周から除去される取り代長さをＬ、面取り部の水平に対する角度φ、余裕代α、として、Ｌ＝Ｔ／ｔａｎφ＋αとなる形状に加工し、
前記角度φを前記ウェーハの搬送カセットの内面と、前記エッジ部の角部とが点接触とならないように決定することを特徴とするウェーハの薄化方法。
【請求項3】
ウェーハをバックグラインディングによって所望の厚さに加工するウェーハの薄化装置において、
前記ウェーハ外周のエッジ部を面取り部として加工する面取り装置と、
前記バックグラインディングの加工前に予め面取り加工された前記面取り部の上部を目的厚さ（Ｔ）まで前記ウェーハの外周から内周に向かって水平に切り込んで除去する砥石と、
を備え、除去される取り代長さをＬ、余裕代α、前記ウェーハの搬送カセットの内面で前記ウェーハの外周部と接触する部分の角度をφとして、Ｌ＝Ｔ／ｔａｎφ＋αとなる形状に加工する際に、
前記加工後に、前記ウェーハの最外周部を研磨する研磨テープと、前記エッジ部の角部とが点接触とならないように前記角度φを決定することを特徴とするウェーハの薄化装置。
前記ウェーハ外周のエッジ部を面取り部として加工する面取り装置と、
前記バックグラインディングの加工前に予め面取り加工された前記面取り部の上部を目的厚さ（Ｔ）まで前記ウェーハの外周から内周に向かって水平に切り込んで除去する砥石と、
を備え、除去される取り代長さをＬ、余裕代α、前記ウェーハの搬送カセットの内面で前記ウェーハの外周部と接触する部分の角度をφとして、Ｌ＝Ｔ／ｔａｎφ＋αとなる形状に加工する際に、
前記加工後に、前記ウェーハの最外周部を研磨する研磨テープと、前記エッジ部の角部とが点接触とならないように前記角度φを決定することを特徴とするウェーハの薄化装置。
【請求項4】
ウェーハをバックグラインディングによって所望の厚さに加工するウェーハの薄化装置において、
前記ウェーハ外周のエッジ部を面取り部として加工する面取り装置と、
前記バックグラインディングの加工前に予め面取り加工された前記面取り部の上部を目的厚さ（Ｔ）まで前記ウェーハの外周から内周に向かって水平に切り込んで除去する砥石と、を備え、
除去される取り代長さをＬ、余裕代α、前記ウェーハの搬送カセットの内面で前記ウェーハの外周部と接触する部分の角度をφとして、Ｌ＝Ｔ／ｔａｎφ＋αとなる形状に加工し、
前記角度φを前記ウェーハの搬送カセットの内面と、前記エッジ部の角部とが点接触とならないように決定することを特徴とするウェーハの薄化装置。
前記ウェーハ外周のエッジ部を面取り部として加工する面取り装置と、
前記バックグラインディングの加工前に予め面取り加工された前記面取り部の上部を目的厚さ（Ｔ）まで前記ウェーハの外周から内周に向かって水平に切り込んで除去する砥石と、を備え、
除去される取り代長さをＬ、余裕代α、前記ウェーハの搬送カセットの内面で前記ウェーハの外周部と接触する部分の角度をφとして、Ｌ＝Ｔ／ｔａｎφ＋αとなる形状に加工し、
前記角度φを前記ウェーハの搬送カセットの内面と、前記エッジ部の角部とが点接触とならないように決定することを特徴とするウェーハの薄化装置。
【請求項5】
バックグラインディングによって所望の厚さに薄化されるウェーハにおいて、
前記ウェーハ外周のエッジ部が面取り部として加工され、
前記面取り部の上部は前記ウェーハの上面から薄化する目的厚さ（Ｔ）まで前記ウェーハの外周から内周に向かって水平に除去され、
外周から除去される取り代長さをＬ、面取り部の水平に対する角度φ、余裕代α、として、Ｌ＝Ｔ／ｔａｎφ＋αとなる形状に加工され、
前記角度φは、前記ウェーハの外周部を研磨する研磨テープと、前記エッジ部の角部とが点接触とならないように決定されたことを特徴とするウェーハ。
前記ウェーハ外周のエッジ部が面取り部として加工され、
前記面取り部の上部は前記ウェーハの上面から薄化する目的厚さ（Ｔ）まで前記ウェーハの外周から内周に向かって水平に除去され、
外周から除去される取り代長さをＬ、面取り部の水平に対する角度φ、余裕代α、として、Ｌ＝Ｔ／ｔａｎφ＋αとなる形状に加工され、
前記角度φは、前記ウェーハの外周部を研磨する研磨テープと、前記エッジ部の角部とが点接触とならないように決定されたことを特徴とするウェーハ。
【請求項6】
バックグラインディングによって所望の厚さに薄化されるウェーハにおいて、
前記ウェーハ外周のエッジ部が面取り部として加工され、
前記面取り部の上部は前記ウェーハの上面から薄化する目的厚さ（Ｔ）まで前記ウェーハの外周から内周に向かって水平に除去され、
外周から除去される取り代長さをＬ、面取り部の水平に対する角度φ、余裕代α、として、Ｌ＝Ｔ／ｔａｎφ＋αとなる形状に加工され、
前記角度φは、前記ウェーハの搬送カセットの内面と、前記エッジ部の角部とが点接触とならないように決定されたことを特徴とするウェーハ。
前記ウェーハ外周のエッジ部が面取り部として加工され、
前記面取り部の上部は前記ウェーハの上面から薄化する目的厚さ（Ｔ）まで前記ウェーハの外周から内周に向かって水平に除去され、
外周から除去される取り代長さをＬ、面取り部の水平に対する角度φ、余裕代α、として、Ｌ＝Ｔ／ｔａｎφ＋αとなる形状に加工され、
前記角度φは、前記ウェーハの搬送カセットの内面と、前記エッジ部の角部とが点接触とならないように決定されたことを特徴とするウェーハ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、半導体基板の製造方法に係わり、特に半導体ウェーハを薄層化する際の歩留まりを向上できるウェーハ及びウェーハの薄化方法並びにウェーハの薄化装置に関する。
【背景技術】
【0002】
半導体製造技術は機械加工技術をはじめ、リソグラフィ技術、薄膜形成技術、エッチング技術、イオン注入技術、洗浄技術などからなっている。半導体の機械加工技術としては、ウェーハ製造工程、ウェーハ処理工程、チップ化工程、組立工程の各工程において、切断（スライシング）、研削、ラッピング、ポリッシング、ＣＭＰ（化学的機械的研磨）、バックグラインディング、ダイシングなどがある。
【0003】
また、最近、薄いカードや無線タグなどの用途に対する需要が拡大しており、また、高密度実装に対する要求が高まっている。これらの要求に対応するためには、ウェーハの極薄化が必要であり、極薄化技術への要求が高まっている。ウェーハの極薄化のために、ウェーハの研削において装置や方式などに種々の工夫が行われている。また、生産性の向上や低コスト化のためにウェーハの大口径化が進んでいるが、大口径ウェーハにおける極薄化を実現するには、研磨・研削方法、仕上げ方法、加工装置、搬送方法などに多くの工夫が必要とされている。
【0004】
半導体ウェーハの薄層化は、半導体ウェーハを裏面から研削して所望の厚さとするバックグラインディングで行われ、半導体ウェーハを単純に裏面から研削する場合には、半導体ウェーハは機械的強度が低下して割れやすくなる。また、半導体ウェーハが反りやすくなり、この結果、薄層化した場合、割れや反りによる半導体ウェーハの不良率が急激に増加する。
【0005】
バックグラインディングによる割れや反りを原因として半導体ウェーハの不良率が増加するのを防止するため、外縁部の数ｍｍを残して半導体ウェーハの裏面を研削して、半導体ウェーハの外縁部の内側を薄層化する。つまり、外縁部の内側に凹部を形成することが知られ、例えば、特許文献１に記載されている。
【0006】
また、面取りされた薄化前のウェーハにおける表面側の周縁に環状の段差を形成してナイフエッジを防止すること、これらの段差は、最終的に得るウェーハの直径に対応した円形状で、その深さは、薄化後のウェーハの目的厚さに相当する深さとすること、が特許文献２に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】特開２００７－３３５６５９号公報
【特許文献2】特開２００７－１５２９０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
上記従来技術においては、薄ウェーハの搬送リスク低減や反りの低減などに効果があり、エッジチッピングを少なくすることができる。しかしながら、バックグラインディングにより生じたマイクロクラック（微細な傷や割れ目）層によるウェーハの破損を防ぐために機械的に研磨して品質を向上することは困難であった。
【0009】
本発明の目的は、上記従来技術の課題を解決し、ウェーハの形状加工を行った後のハンドリング作業によるウェーハ破損、ウェーハ端面のエッジ部に研磨テープを押し当てる工程などにおけるウェーハ端面のダメージをなくして生産性及び収益性を向上することにある。
【課題を解決するための手段】
【0010】
上記目的を達成するための本発明の構成は以下のとおりである。
【0011】
［１］ ウェーハをバックグラインディングによって所望の厚さに加工するウェーハの薄化方法であって、上記ウェーハ外周のエッジ部を面取り部として加工し、上記面取り部の上部を上記ウェーハの上面から薄化する目的厚さ（Ｔ）まで上記ウェーハの外周から内周に向かって水平に除去し、外周から除去される取り代長さをＬ、面取り部の水平に対する角度φ、余裕代α、として、Ｌ＝Ｔ／ｔａｎφ＋αとなる形状に加工する際に、上記加工後に、上記ウェーハの最外周部を研磨する研磨テープと、上記エッジ部の角部とが点接触とならないように上記角度φを決定することを特徴とするウェーハの薄化方法。
［２］ ウェーハをバックグラインディングによって所望の厚さに加工するウェーハの薄化方法であって、上記ウェーハ外周のエッジ部を面取り部として加工し、上記面取り部の上部を上記ウェーハの上面から薄化する目的厚さ（Ｔ）まで上記ウェーハの外周から内周に向かって水平に除去し、外周から除去される取り代長さをＬ、面取り部の水平に対する角度φ、余裕代α、として、Ｌ＝Ｔ／ｔａｎφ＋αとなる形状に加工し、上記角度φを上記ウェーハの搬送カセットの内面と、上記エッジ部の角部とが点接触とならないように決定することを特徴とするウェーハの薄化方法。
［３］ ウェーハをバックグラインディングによって所望の厚さに加工するウェーハの薄化装置において、上記ウェーハ外周のエッジ部を面取り部として加工する面取り装置と、上記バックグラインディングの加工前に予め面取り加工された上記面取り部の上部を目的厚さ（Ｔ）まで上記ウェーハの外周から内周に向かって水平に切り込んで除去する砥石と、を備え、除去される取り代長さをＬ、余裕代α、上記ウェーハの搬送カセットの内面で上記ウェーハの外周部と接触する部分の角度をφとして、Ｌ＝Ｔ／ｔａｎφ＋αとなる形状に加工する際に、上記加工後に、上記ウェーハの最外周部を研磨する研磨テープと、上記エッジ部の角部とが点接触とならないように上記角度φを決定することを特徴とするウェーハの薄化装置。
［４］ ウェーハをバックグラインディングによって所望の厚さに加工するウェーハの薄化装置において、上記ウェーハ外周のエッジ部を面取り部として加工する面取り装置と、上記バックグラインディングの加工前に予め面取り加工された上記面取り部の上部を目的厚さ（Ｔ）まで上記ウェーハの外周から内周に向かって水平に切り込んで除去する砥石と、を備え、除去される取り代長さをＬ、余裕代α、上記ウェーハの搬送カセットの内面で上記ウェーハの外周部と接触する部分の角度をφとして、Ｌ＝Ｔ／ｔａｎφ＋αとなる形状に加工し、上記角度φを上記ウェーハの搬送カセットの内面と、上記エッジ部の角部とが点接触とならないように決定することを特徴とするウェーハの薄化装置。
［５］ バックグラインディングによって所望の厚さに薄化されるウェーハにおいて、上記ウェーハ外周のエッジ部が面取り部として加工され、上記面取り部の上部は上記ウェーハの上面から薄化する目的厚さ（Ｔ）まで上記ウェーハの外周から内周に向かって水平に除去され、外周から除去される取り代長さをＬ、面取り部の水平に対する角度φ、余裕代α、として、Ｌ＝Ｔ／ｔａｎφ＋αとなる形状に加工され、上記角度φは、上記ウェーハの外周部を研磨する研磨テープと、上記エッジ部の角部とが点接触とならないように決定されたことを特徴とするウェーハ。
［６］ バックグラインディングによって所望の厚さに薄化されるウェーハにおいて、上記ウェーハ外周のエッジ部が面取り部として加工され、上記面取り部の上部は上記ウェーハの上面から薄化する目的厚さ（Ｔ）まで上記ウェーハの外周から内周に向かって水平に除去され、外周から除去される取り代長さをＬ、面取り部の水平に対する角度φ、余裕代α、として、Ｌ＝Ｔ／ｔａｎφ＋αとなる形状に加工され、上記角度φは、上記ウェーハの搬送カセットの内面と、上記エッジ部の角部とが点接触とならないように決定されたことを特徴とするウェーハ。
［２］ ウェーハをバックグラインディングによって所望の厚さに加工するウェーハの薄化方法であって、上記ウェーハ外周のエッジ部を面取り部として加工し、上記面取り部の上部を上記ウェーハの上面から薄化する目的厚さ（Ｔ）まで上記ウェーハの外周から内周に向かって水平に除去し、外周から除去される取り代長さをＬ、面取り部の水平に対する角度φ、余裕代α、として、Ｌ＝Ｔ／ｔａｎφ＋αとなる形状に加工し、上記角度φを上記ウェーハの搬送カセットの内面と、上記エッジ部の角部とが点接触とならないように決定することを特徴とするウェーハの薄化方法。
［３］ ウェーハをバックグラインディングによって所望の厚さに加工するウェーハの薄化装置において、上記ウェーハ外周のエッジ部を面取り部として加工する面取り装置と、上記バックグラインディングの加工前に予め面取り加工された上記面取り部の上部を目的厚さ（Ｔ）まで上記ウェーハの外周から内周に向かって水平に切り込んで除去する砥石と、を備え、除去される取り代長さをＬ、余裕代α、上記ウェーハの搬送カセットの内面で上記ウェーハの外周部と接触する部分の角度をφとして、Ｌ＝Ｔ／ｔａｎφ＋αとなる形状に加工する際に、上記加工後に、上記ウェーハの最外周部を研磨する研磨テープと、上記エッジ部の角部とが点接触とならないように上記角度φを決定することを特徴とするウェーハの薄化装置。
［４］ ウェーハをバックグラインディングによって所望の厚さに加工するウェーハの薄化装置において、上記ウェーハ外周のエッジ部を面取り部として加工する面取り装置と、上記バックグラインディングの加工前に予め面取り加工された上記面取り部の上部を目的厚さ（Ｔ）まで上記ウェーハの外周から内周に向かって水平に切り込んで除去する砥石と、を備え、除去される取り代長さをＬ、余裕代α、上記ウェーハの搬送カセットの内面で上記ウェーハの外周部と接触する部分の角度をφとして、Ｌ＝Ｔ／ｔａｎφ＋αとなる形状に加工し、上記角度φを上記ウェーハの搬送カセットの内面と、上記エッジ部の角部とが点接触とならないように決定することを特徴とするウェーハの薄化装置。
［５］ バックグラインディングによって所望の厚さに薄化されるウェーハにおいて、上記ウェーハ外周のエッジ部が面取り部として加工され、上記面取り部の上部は上記ウェーハの上面から薄化する目的厚さ（Ｔ）まで上記ウェーハの外周から内周に向かって水平に除去され、外周から除去される取り代長さをＬ、面取り部の水平に対する角度φ、余裕代α、として、Ｌ＝Ｔ／ｔａｎφ＋αとなる形状に加工され、上記角度φは、上記ウェーハの外周部を研磨する研磨テープと、上記エッジ部の角部とが点接触とならないように決定されたことを特徴とするウェーハ。
［６］ バックグラインディングによって所望の厚さに薄化されるウェーハにおいて、上記ウェーハ外周のエッジ部が面取り部として加工され、上記面取り部の上部は上記ウェーハの上面から薄化する目的厚さ（Ｔ）まで上記ウェーハの外周から内周に向かって水平に除去され、外周から除去される取り代長さをＬ、面取り部の水平に対する角度φ、余裕代α、として、Ｌ＝Ｔ／ｔａｎφ＋αとなる形状に加工され、上記角度φは、上記ウェーハの搬送カセットの内面と、上記エッジ部の角部とが点接触とならないように決定されたことを特徴とするウェーハ。
【0012】
また、本発明の他の構成は、ウェーハをバックグラインディングによって所望の厚さに加工するウェーハの薄化方法であって、前記ウェーハ外周のエッジ部を面取り部として加工し、前記面取り部の上部を前記ウェーハの上面から薄化する目的厚さ（Ｔ）まで前記ウェーハの外周から内周に向かって水平に除去し、外周から除去される取り代長さをＬ、面取り部の水平に対する角度φ、余裕代α、として、Ｌ＝Ｔ／ｔａｎφ＋αとなる形状に加工し、前記ウェーハを前記形状に加工した後、前記ウェーハの最外周部を研磨する研磨テープとの接触角と前記角度φとを等しくなるように決定されたものである。
【0013】
また、本発明は、ウェーハをバックグラインディングによって所望の厚さに加工するウェーハの薄化方法であって、前記ウェーハ外周のエッジ部を面取り部として加工し、前記面取り部の上部を前記ウェーハの上面から薄化する目的厚さ（Ｔ）まで前記ウェーハの外周から内周に向かって水平に除去し、外周から除去される取り代長さをＬ、面取り部の水平に対する角度φ、余裕代α、として、Ｌ＝Ｔ／ｔａｎφ＋αとなる形状に加工し、前記角度φを前記ウェーハの搬送カセットの内面で前記ウェーハの外周部と接触する部分の角度と等しくなるように決定したものである。
【0014】
さらに、本発明は、ウェーハをバックグラインディングによって所望の厚さに加工するウェーハの薄化装置において、前記ウェーハ外周のエッジ部を面取り部として加工する面取り装置と、前記バックグラインディングの加工前に予め面取り加工された前記面取り部の上部を目的厚さ（Ｔ）まで前記ウェーハの外周から内周に向かって水平に切り込んで除去する砥石と、を備え、除去される取り代長さをＬ、余裕代α、前記ウェーハの搬送カセットの内面で前記ウェーハの外周部と接触する部分の角度をφとして、Ｌ＝Ｔ／ｔａｎφ＋αとなる形状に加工し、前記ウェーハを前記形状に加工した後、前記ウェーハの最外周部を研磨する研磨テープとの接触角と前記角度φとを等しくなるように決定したものである。
【0015】
また、本発明は、ウェーハをバックグラインディングによって所望の厚さに加工するウェーハの薄化装置において、前記ウェーハ外周のエッジ部を面取り部として加工する面取り装置と、前記バックグラインディングの加工前に予め面取り加工された前記面取り部の上部を目的厚さ（Ｔ）まで前記ウェーハの外周から内周に向かって水平に切り込んで除去する砥石と、を備え、除去される取り代長さをＬ、余裕代α、前記ウェーハの搬送カセットの内面で前記ウェーハの外周部と接触する部分の角度をφとして、Ｌ＝Ｔ／ｔａｎφ＋αとなる形状に加工し、前記角度φを前記ウェーハの搬送カセットの内面で前記ウェーハの外周部と接触する部分の角度と等しくなるように決定したものである。
【0016】
さらに、本発明は、バックグラインディングによって所望の厚さに薄化されるウェーハにおいて、前記ウェーハ外周のエッジ部が面取り部として加工され、前記面取り部の上部は前記ウェーハの上面から薄化する目的厚さ（Ｔ）まで前記ウェーハの外周から内周に向かって水平に除去され、外周から除去される取り代長さをＬ、面取り部の水平に対する角度φ、余裕代α、として、Ｌ＝Ｔ／ｔａｎφ＋αとなる形状に加工され、前記角度φは、前記ウェーハの外周部を研磨する研磨テープとの接触角と等しくなるように決定されたものである。
【0017】
さらに、本発明は、バックグラインディングによって所望の厚さに薄化されるウェーハにおいて、前記ウェーハ外周のエッジ部が面取り部として加工され、前記面取り部の上部は前記ウェーハの上面から薄化する目的厚さ（Ｔ）まで前記ウェーハの外周から内周に向かって水平に除去され、外周から除去される取り代長さをＬ、面取り部の水平に対する角度φ、余裕代α、として、Ｌ＝Ｔ／ｔａｎφ＋αとなる形状に加工され、前記角度φは、前記ウェーハの搬送カセットの内面で前記ウェーハの外周部と接触する部分の角度と等しくなるように決定されたものである。
【発明の効果】
【0018】
本発明によれば、ウェーハ外周の面取り部の上部は薄化する目的厚さ（Ｔ）まで外周から内周に向かって水平に除去され、取り代長さをＬ、面取り部の水平に対する角度φ、余裕代α、として、Ｌ＝Ｔ／ｔａｎφ＋αとなる形状に加工するので、ウェーハの形状加工を行った後のハンドリング作業によるウェーハ破損、ウェーハ端面のエッジ部に研磨テープを押し当てる工程などにおけるウェーハ端面のダメージをなくしてバックグラインディング加工を実現できる。したがって、薄化ウェーハの生産性及び収益性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【0019】
【図1】本発明の一実施形態に係わる主要部を示す正面図
【図2】本発明の一実施形態に係わる主要部を示す平面図
【図3】本発明の一実施形態に係わる面取り加工をした時点でウェーハＷの形状を示す断面図
【図4】本発明の一実施形態に係わるトリミング砥石による切り込みを示す断面図
【図5】本発明の一実施形態に係わるウェーハＷの外周部の詳細な形状を示す断面図
【図6】本発明の一実施形態に係わるウェーハＷと研磨テープとの接触の状態を示した側面図
【図7】本発明の一実施形態に係わる研磨装置の構成を示す図
【図8】本発明の一実施形態に係わるバックグラインディング工程とウェーハＷの形状を示す断面図
【発明を実施するための形態】
【0020】
以下に、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。半導体ウェーハの薄層化は、半導体ウェーハを裏面から研削して所望の厚さとするバックグラインディングで行われ、その後の製造過程の中では、ウェーハを薄化する前の段階でウェーハの周縁を面取りし、取扱い時に周縁に割れや欠けなどの損傷を生じにくくする加工を施す。
【0021】
また、面取り加工されたウェーハが薄化されると、周縁の断面は外周側に行くほど薄くなるように鋭角化し、ナイフエッジ状に変化するので、周縁が厚さ方向に沿った面（面方向に垂直な面）になるように、予め薄化前にナイフエッジにならないようにするための切削加工を行う。
【0022】
【0023】
図に示すように面取り装置５０は、ウェーハ送りユニット５０Ａと研削ユニット５０Ｂとから構成される。ウェーハ送りユニット５０Ａの水平に配設されたベースプレート５１上には、一対のＹ軸ガイドレール５２、５２が所定の間隔を持って敷設される。この一対のＹ軸ガイドレール５２、５２上にはＹ軸リニアガイド５４、５４、を介してＹ軸テーブル５６がスライド自在に支持される。
【0024】
Ｙ軸テーブル５６の下面にはナット部材５８が固着されており、ナット部材５８にはＹ軸ボールネジ６０が螺合される。Ｙ軸ボールネジ６０は、一対のＹ軸ガイドレール５２、５２の間において、その両端部がベースプレート５１上に配設された軸受部材６２、６２に回動自在に支持されており、その一端にＹ軸モータ６４が連結される。
【0025】
Ｙ軸モータ６４を駆動することによりＹ軸ボールネジ６０が回動し、ナット部材５８を介してＹ軸テーブル５６がＹ軸ガイドレール５２、５２に沿って水平方向（Ｙ軸方向）にスライド移動する。
【0026】
Ｙ軸テーブル５６上には、一対のＹ軸ガイドレール５２、５２と直交するように一対のＸ軸ガイドレール６６、６６が敷設される。この一対のＸ軸ガイドレール６６、６６上にはＸ軸リニアガイド６８、６８、…を介してＸ軸テーブル７０がスライド自在に支持される。
【0027】
Ｘ軸テーブル７０の下面にはナット部材７２が固着されており、ナット部材７２にＸ軸ボールネジ７４が螺合される。Ｘ軸ボールネジ７４は、一対のＸ軸ガイドレール６６、６６の間において、その両端部がＸ軸テーブル７０上に配設された軸受部材７６、７６に回動自在に支持されており、その一方端に不図示のＸ軸モータの出力軸が連結される。
【0028】
したがって、Ｘ軸モータを駆動することによりＸ軸ボールネジ７４が回動し、ナット部材７２を介してＸ軸テーブル７０がＸ軸ガイドレール６６、６６に沿って水平方向（Ｘ軸方向）にスライド移動する。
【0029】
Ｘ軸テーブル７０上には、垂直にＺ軸ベース８０が立設されており、Ｚ軸ベース８０には一対のＺ軸ガイドレール８２、８２が所定の間隔を持って敷設される。この一対のＺ軸ガイドレール８２、８２にはＺ軸リニアガイド８４、８４を介してＺ軸テーブル８６がスライド自在に支持される。
【0030】
Ｚ軸テーブル８６の側面にはナット部材８８が固着されており、ナット部材８８にＺ軸ボールネジ９０が螺合される。Ｚ軸ボールネジ９０は、一対のＺ軸ガイドレール８２、８２の間において、その両端部がＺ軸ベース８０に配設された軸受部材９２、９２に回動自在に支持されており、その下端部にＺ軸モータ９４の出力軸が連結される。
【0031】
Ｚ軸モータ９４を駆動することによりＺ軸ボールネジ９０が回動し、ナット部材８８を介してＺ軸テーブル８６がＺ軸ガイドレール８２、８２に沿って鉛直方向（Ｚ軸方向）にスライド移動する。Ｚ軸テーブル８６上にはθ軸モータ９６が設置される。
【0032】
θ軸モータ９６の出力軸にはＺ軸に平行なθ軸（回転軸θ）を軸心とするθ軸シャフト９８が連結されており、このθ軸シャフト９８の上端部に吸着テーブル（保持台）１０が水平に連結される。ウェーハＷは、吸着テーブル１０上に載置されて、真空吸着によって保持される。
【0033】
ウェーハ送りユニット５０Ａにおいて、吸着テーブル１０は、Ｙ軸モータ６４を駆動することにより図中Ｙ軸方向に水平移動し、Ｘ軸モータを駆動することにより図中Ｘ軸方向に水平移動する。そして、Ｚ軸モータ９４を駆動することにより図中Ｚ軸方向に垂直移動し、θ軸モータ９６を駆動することによりθ軸回りに回転する。
【0034】
研削ユニット５０Ｂのベースプレート５１上には架台１０２が設置される。架台１０２上には外周モータ１０４が設置されており、この外周モータ１０４の出力軸にはＺ軸に平行な回転軸ＣＨを軸心とするスピンドル１０６が連結される。ウェーハＷの外周部を面取り加工する砥石ホイール１０８は、スピンドル１０６に着脱可能に装着され、外周モータ１０４を駆動することにより回転する。砥石ホイール１０８にウェーハＷが接触する加工点に向けてクーラント（研削液）を吐出するノズル１２１が設けられる。
【0035】
以上のごとく構成された面取り装置５０において、ウェーハＷは次のように面取り加工される。面取り加工の実施前の準備工程として、面取り加工するウェーハＷを吸着テーブル１０上に載置して吸着保持する。そして、外周モータ１０４とθ軸モータ９６とを駆動して、砥石ホイール１０８と吸着テーブル１０とを共に同方向に高速回転させる。例えば、砥石ホイール１０８の回転速度を３０００ｒｐｍとし、吸着テーブル１０の回転速度を、ウェーハＷの外周速度が５ｍｍ／ｓｅｃとなる速さとする。
【0036】
また、Ｚ軸モータ９４を駆動して吸着テーブル１０の高さを調整してウェーハＷの高さを砥石ホイール１０８の高さに対応させる。さらに、Ｘ軸モータを駆動して、ウェーハＷの回転軸となるθ軸（回転軸θ）と、砥石ホイール１０８の回転軸ＣＨとのＸ軸方向の位置を一致させる。
【0037】
次に、面取り加工の実施工程として、Ｙ軸モータ６４を駆動して、ウェーハＷを砥石ホイール１０８に向けて送る。そして、ウェーハＷの外周部が砥石ホイール１０８に当接する直前で減速し、その後、低速でウェーハＷを砥石ホイール１０８に向けて送る。
【0038】
これにより、ウェーハＷの外周部が砥石ホイール１０８に摺接し、次に説明するように、微小量ずつ研削されて面取り加工される。また、ノズル１２１から加工点に向けてクーラントを吐出し、加工点の冷却と共に、研削屑や砥石の磨耗粉（破砕・脱落した砥粒）の排出が行われる。
【0039】
そして、ウェーハＷの外周部が研削溝の最深部に到達して所定時間が経過すると面取り加工を終了し、ウェーハＷを砥石ホイール１０８から離間する方向に移動させてウェーハＷを回収する位置に移動させる。面取り加工及び形状加工は、ＣＢＮやＳＤダイヤ砥石でウェーハの外周部を加工する。
【0040】
図３は、面取り加工を終了した時点でウェーハＷの形状を示す断面図である。図８は、バックグラインディング工程とウェーハＷの形状を示す断面図である。ウェーハＷのエッジ部分の断面形状は面取りされて、面取り部Ｗ－１は、ややＲの付いた形状であるとなっている。
【0041】
ウェーハＷを吸着テーブル１０上に載置し、ウェーハＷを保持した状態でバックグラインディング砥石２１によって裏面側を図８の点線で示すように研削して薄化するバックグラインディングを行う。このままだとエッジ部分Ｗ－１０が面取り角度によるシャープな形状となる。そして、機械的強度が非常に弱くなり、エッジチッピングが生じる。また、研削水の影響や加工条件になどによりエッジ部分がばたつき、チッピングが発生しウェーハ破損の原因となる。
【0042】
バックグラインディングにおいて、研削条件に関しては粗研削、仕上げ研削共に、バックグラインディング砥石２１の送り込み速度を最終仕上げ厚み付近で低速化することで低負荷研削することが、エッジチッピングの低減には良い。さらに、バックグラインディングの加工前に予めウェーハＷの外周エッジ部に溝入れを行っておくエッジトリミングが有効である。
【0043】
ただし、単純に薄化後のウェーハＷの目的厚さＴに相当する深さで溝入れするだけでは、最終仕上げ厚み付近でのチッピング、ウェーハＷをカセットに収納するときの外形部における擦り傷等の搬送ダメージ、研磨テープを使用したエッジを研磨するときのダメージを低減することは困難である。
【0044】
エッジトリミングにおいて、図３の斜線部をトリミング砥石２０でバックグラインディング前に加工してウェーハＷ端面をエッジトリミングしてダメージを除去する。トリミング砥石２０は、ビトリファイド砥石、３０００番以上レジン砥石等が適している。エッジトリミングの後、研削されたウェーハＷにある微少な凹凸を研磨し、表面の性能に影響が出ないように鏡面仕上げを行う。
【0045】
図４は、トリミング砥石２０による切り込みを示す断面図である。図３の斜線部である面取り部Ｗ－１の上部は、ウェーハＷの上面から目的厚さＴに相当する５０～１５０μｍ除去され、Ｙ方向で水平に平滑化される。次にＺ方向に揺動して切り込み方向に対して垂直面である立ち上がり部Ｗ－２を鏡面加工してクラックの侵入を防ぐ。
【0046】
これにより、加工性を良くしてキャビテーション効果を促進して、クーラントが入りにくい、スラッジが排出され難い、による加工点での目詰まりを防止できる。したがって、研削面の洗浄、研削屑の排出を促進し、研削砥粒の突出し量を安定的に確保されて加工品質が向上する。
【0047】
図５は、ウェーハＷの外周部の詳細な形状を示す断面図である。Ｌは、搬送ダメージ、研磨テープによるダメージを避けるために必要な取り代長さであり、ウェーハＷの外周から内周に向かって除去される。Ｌの値を適正にしなければ面取り加工後の工程におけるダメージを低減して品質を向上することが困難となる。
【0048】
搬送カセット（図示せず）の内面は、通常、ウェーハＷの外周部に対して所定の角度で接触するようになっている。φは、搬送カセット等の保持具又はその後の研磨工程における研磨テープとの接触角に略等しくなるように面取りした角度である。φは、ウェーハＷのエッジの角部Ｗ－３が搬送カセット等の保持具の内面又は研磨テープと点接触とならないようにするため必要である。
【0049】
図６は、ウェーハＷと研磨テープ３１との接触の状態を示した側面図である。加工すべき取り代長さＬは、Ｔ／ｔａｎφ以下であると、使用するウェーハＷの角部Ｗ－３が搬送カセットの内面、研磨テープ３１と点接触となってぶつかって、角部Ｗ－３にチッピングを生じる恐れが高まる。研磨テープ３１は、送りボビン３４からガイドローラ３８、３９によってガイドされ送り出される。そして、研磨テープ３１は、ウェーハＷの外周部に当接してガイドローラ３６、３７を介して巻き取りボビン３５に巻き取られる。
【0050】
ウェーハＷの最外周部Ｗ－４は研磨テープ３１によって十分な鏡面仕上げがされる必要があり、微少な凹凸を研磨によって、やや丸味を持った形状に仕上げる。したがって、αを余裕代（０．１～０．５ｍｍが好ましい）として、
Ｌ＝Ｔ／ｔａｎφ＋αとなる形状に加工する。
Ｔは、使用するウェーハＷの目的厚さ、φは搬送カセット等の保持具、又は研磨テープとの接触角と略等しくされた面取り角度として、バックグラインディング前に加工することで、ウェーハＷ端面に生じうるダメージを回避することができる。
Ｌ＝Ｔ／ｔａｎφ＋αとなる形状に加工する。
Ｔは、使用するウェーハＷの目的厚さ、φは搬送カセット等の保持具、又は研磨テープとの接触角と略等しくされた面取り角度として、バックグラインディング前に加工することで、ウェーハＷ端面に生じうるダメージを回避することができる。
【0051】
図７は研磨装置の構成を示す図である。研磨装置は、ウェーハＷを保持するウェーハステージ３と、ウェーハステージ３を平行な方向に移動させるウェーハステージ移動機構４と、ウェーハＷのエッジ部を研磨する研磨テープ部としてのエッジ研磨ユニット５と、エッジ研磨ユニット５をウェーハステージ３に保持されたウェーハＷのエッジ部に対して移動させる研磨移動機構６と、備えている。
【0052】
ウェーハステージ移動機構４は、円筒部材３０を回転自在に支持する軸台１１と、軸台１１と一体に移動可能な可動部１２と、ウェーハステージ３を基台１３にて移動可能に支持する支持台１４と、を備えている。なお、可動部１２は、矢印Ｙで示す方向に移動可能となっている。また、円筒部材３０は、β軸を回転軸として回転可能に構成される。
【0053】
エッジ研磨ユニット５は、研磨テープ（帯状研磨部材）３１をウェーハＷのエッジ部に当接させ押圧するエッジ当接部としての研磨ヘッド部３２と、研磨テープ３１を研磨ヘッド部３２に送る研磨テープ送り機構３３とを備えている。
【0054】
研磨テープ送り機構３３は、研磨テープ３１を研磨ヘッド部３２に送るテープ送り出し部としての送りボビン３４と、研磨ヘッド部３２に繰り出された研磨テープ３１を巻き取るテープ巻き取り部としての巻き取りボビン３５と、巻き取りボビン３５を回転させる回転機構（不図示）と、を備えている。なお、研磨テープ３１としては、研磨面となるその片面に研磨粒子の砥粒をベースフィルムに塗布した研磨テープを用いる。
【0055】
研磨移動機構６は、研磨ヘッド部３２及び研磨テープ送り機構３３からなるエッジ研磨ユニット５を保持する円筒部材４０を有する軸台４１と、軸台４１と一体に移動可能な可動部４２と、可動部４２を支持する軸台４３と、軸台４３と一体に移動可能な可動部４４と、を備えている。
【0056】
以上のように、バックグラインディングの加工前に予めウェーハＷの外周エッジ部に単に、目的厚さＴに相当する深さで溝入れするだけではなく、ウェーハＷをカセットに収納するときの外形部における擦り傷等の搬送ダメージ、あるいは研磨テープを使用したエッジを研磨するときのダメージを考慮して最適なエッジトリミングを行う。これにより、バックグラインディング時のダメージ、最終仕上げ厚み付近でのチッピングを効果的に防ぐことができる。
【0057】
なお、エッジトリミングする際に、トリミング砥石２０をＺ方向に揺動することで、Ｚ方向へ砥粒を振動させ、元々の切削能力と砥粒の振動加速運動が追加され、研削性能が向上する。これにより、Ｚ方向への低ダメージ加工とすることができる。また、切り込み方向に対して平行面となる側に砥粒のキャビテーションを促進し、垂直面となる立ち上がり部Ｗ－２の表面にはダメージが発生しない。そして、砥粒への潤滑不良と加工負荷が分散されることにより、砥石の形状維持性能が向上し、ワーク品質の安定化、砥石ライフの向上を図ることができる。
【符号の説明】
【0058】
Ｗ…ウェーハ、Ｗ－１…面取り部、Ｗ－２…立ち上がり部、Ｗ－３…角部、Ｗ－４…最外周部、Ｗ－１０…エッジ部分、φ…面取り角度、Ｌ…取り代長さ、Ｔ…目的厚さ、α…余裕代、３…ウェーハステージ、４…ウェーハステージ移動機構、５…エッジ研磨ユニット、６…研磨移動機構、１０…吸着テーブル、１１、４１、４３…軸台、１２、４２、４４…可動部、１３…基台、１４…支持台、２０…トリミング砥石、２１…バックグラインディング砥石、３０…円筒部材、３１…研磨テープ、３２…研磨ヘッド部、３３…研磨テープ送り機構、３４…送りボビン、３５…巻き取りボビン、３６、３７、３８、３９…ガイドローラ、４０…円筒部材、５０…面取り装置、５０Ａ…ウェーハ送りユニット、５０Ｂ…研削ユニット、５１…ベースプレート、５２…Ｙ軸ガイドレール、５４…Ｙ軸リニアガイド、５６…Ｙ軸テーブル、５８、７２、８８…ナット部材、６０…Ｙ軸ボールネジ、６２…軸受部材、６４…Ｙ軸モータ、６６…Ｘ軸ガイドレール、６８…Ｘ軸リニアガイド、７０…Ｘ軸テーブル、７４…Ｘ軸ボールネジ、７６、９２…軸受部材、８０…Ｚ軸ベース、８２…Ｚ軸ガイドレール、８４…Ｚ軸リニアガイド、８６…Ｚ軸テーブル、９０…Ｚ軸ボールネジ、９４…Ｚ軸モータ、９６…θ軸モータ、９８…θ軸シャフト、１０２…架台、１０４…外周モータ、１０６…スピンドル、１０８…砥石ホイール、１２１…ノズル
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
