特許 7566052 半導体ウエハを処理する方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-10-03

(45)【発行日】2024-10-11

(54)【発明の名称】半導体ウエハを処理する方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/304 20060101AFI20241004BHJP

   H01L 21/66 20060101ALI20241004BHJP

   B23K 26/53 20140101ALI20241004BHJP

【ＦＩ】

H01L21/304 601Z

H01L21/304 631

H01L21/66 P

B23K26/53

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2022578917

(86)(22)【出願日】2020-11-19

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2023-07-18

(86)【国際出願番号】 CN2020129954

(87)【国際公開番号】W WO2022104622

(87)【国際公開日】2022-05-27

【審査請求日】2022-12-20

(73)【特許権者】

【識別番号】519237948

【氏名又は名称】長江存儲科技有限責任公司

【氏名又は名称原語表記】Ｙａｎｇｔｚｅ Ｍｅｍｏｒｙ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．

【住所又は居所原語表記】Ｎｏ．８８ Ｗｅｉｌａｉ ３ｒｄ Ｒｏａｄ，Ｅａｓｔ Ｌａｋｅ Ｈｉｇｈ－ｔｅｃｈ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ Ｚｏｎｅ，Ｗｕｈａｎ，Ｈｕｂｅｉ，Ｃｈｉｎａ

(74)【代理人】

【識別番号】100108453

【弁理士】

【氏名又は名称】村山 靖彦

(74)【代理人】

【識別番号】100110364

【弁理士】

【氏名又は名称】実広 信哉

(74)【代理人】

【識別番号】100133400

【弁理士】

【氏名又は名称】阿部 達彦

(72)【発明者】

【氏名】リクアン・カイ

(72)【発明者】

【氏名】ペン・チェン

(72)【発明者】

【氏名】ウード・ジョウ

【審査官】内田 正和

(56)【参考文献】

【文献】特開２００４－０６３８８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－０５７７０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－０９６１１５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／３０４

Ｈ０１Ｌ ２１／６６

Ｂ２３Ｋ ２６／５３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ウエハを処理する方法であって、
１つまたは複数のウエハ特性を測定するステップと、
１つまたは複数のウエハ特性に基づいて、ウエハのウエハ修正プロファイルを判定するステップと、
前記ウエハ修正プロファイルを使用して、前記ウエハの第１の表面からの前記ウエハの一部分を修正するステップであって、前記修正された部分が前記ウエハの厚さより小さい侵入深さを有する、ステップと、
前記ウエハの第２の表面上でウエハ薄化プロセスを実行するステップであって、前記第２の表面が前記ウエハの前記第１の表面とは反対側に位置する、ステップとを含み、
前記１つまたは複数のウエハ特性を測定する前記ステップが、前記ウエハの周囲領域内のエッジ欠陥の１つまたは複数の特質を判定するステップを含み、
前記エッジ欠陥の前記１つまたは複数の特質を判定する前記ステップが、前記エッジ欠陥の欠陥深さを測定するステップを含み、
前記ウエハ修正プロファイルを判定する前記ステップが、前記侵入深さを前記欠陥深さ以上に設定するステップを含み、
前記ウエハの前記一部分を修正する前記ステップが、デバイス領域と前記ウエハの円周に形成されたエッジ欠陥との間にウエハ修正領域を形成するステップを含む、
方法。

【請求項2】

前記ウエハ修正領域を形成する前記ステップが、前記ウエハと実質的に同心円状のリング状のトレンチを形成するステップを含む、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記リング状のトレンチを形成する前記ステップが、前記ウエハの前記厚さに部分的に侵入するダイシングプロセスを実行するステップを含む、請求項２に記載の方法。

【請求項4】

前記ウエハ修正領域を形成する前記ステップが、前記ウエハ上でステルスレーザダイシングプロセスを実行するステップを含む、請求項１に記載の方法。

【請求項5】

前記ウエハ薄化プロセスを実行する前記ステップが、前記ウエハの前記第２の表面上でバックグラインドプロセスを実行するステップを含む、請求項１に記載の方法。

【請求項6】

前記バックグラインドプロセスを実行する前記ステップが、
前記ウエハの前記第２の表面にバックグラインダカップホイールを押し付けるステップと、
前記バックグラインダカップホイールがウエハエッジ欠陥に接触する前に前記修正された部分に接触するように、前記バックグラインダカップホイールを回転させて、前記ウエハから材料を除去するステップと、
前記修正された部分において、前記ウエハエッジ欠陥を含む前記ウエハの周囲部分からデバイス領域を機械的に分離するステップとを含む、請求項５に記載の方法。

【請求項7】

ウエハを処理する方法であって、
前記ウエハの円周においてウエハエッジ欠陥を検出するステップであって、前記ウエハが前面および裏面を含み、前記前面上に半導体ダイのアレイを備える、ステップと、
前記ウエハエッジ欠陥の１つまたは複数の特性を測定するステップであって、前記１つまたは複数の特性が少なくとも欠陥深さを含む、ステップと、
前記ウエハのうち前記半導体ダイのアレイと前記ウエハエッジ欠陥との間にある部分を前記前面から修正するステップであって、前記修正された部分が、前記前面から測定される侵入深さを含み、前記侵入深さが前記欠陥深さより小さい、ステップと、
前記ウエハの前記裏面上でウエハ薄化プロセスを実行するステップとを含み、
前記ウエハの前記部分を前記前面から修正する前記ステップが、
前記ウエハと実質的に同心円状のリング状のトレンチを形成するステップを含み、前記ウエハに部分的に侵入するか、または
ステルスレーザダイシングを使用してリング状の修正された層を形成するステップを含み、前記リング状の修正された層が、前記ウエハと実質的に同心円状である、
方法。

【請求項8】

前記ウエハ薄化プロセスを実行する前記ステップが、前記ウエハの前記裏面上でバックグラインドプロセスを実行するステップを含む、請求項７に記載の方法。

【請求項9】

前記バックグラインドプロセスを実行する前記ステップが、
前記ウエハの前記裏面にバックグラインダカップホイールを押し付けるステップと、
前記バックグラインダカップホイールが前記ウエハエッジ欠陥に接触する前に前記修正された部分に接触するように、前記バックグラインダカップホイールを回転させて、前記ウエハから材料を除去するステップと、
前記修正された部分において、前記ウエハエッジ欠陥を含む前記ウエハの周囲部分から前記半導体ダイのアレイを機械的に分離するステップとを含む、請求項８に記載の方法。

【請求項10】

ウエハの１つまたは複数の特性を判定するように構成された１つまたは複数の検出器であって、前記ウエハが、デバイス領域、および前記デバイス領域を取り囲む周囲領域を含む、１つまたは複数の検出器と、
ウエハ修正装置と、
処理システムとを備えるウエハ処理システムであって、
前記ウエハが、前記ウエハの円周に形成されたエッジ欠陥を含み、前記１つまたは複数の特性が、少なくとも前記エッジ欠陥の欠陥深さを含み、
前記処理システムが、
前記１つまたは複数の特性を受け取り、
前記１つまたは複数のウエハ特性に基づいてウエハ修正プロファイルを判定し、前記ウエハ修正プロファイルの判定において侵入深さを前記欠陥深さ以上に設定し、
前記ウエハ修正プロファイルを使用して前記周囲領域内の前記ウエハのリング状部分を修正するように、前記ウエハ修正装置に指示するように構成されており、前記修正されたリング状部分が、前記ウエハの厚さより小さい前記侵入深さを有し、
前記ウエハの前記リング状部分が、前記ウエハと実質的に同心円状であり、前記エッジ欠陥と前記デバイス領域との間に形成されており、
前記ウエハの前記リング状部分を修正することが、機械的ダイシング技法またはステルスレーザダイシング技法を使用して、前記ウエハと実質的に同心円状の前記リング状部分に沿って、前記ウエハを部分的にダイシングすることを含む、
ウエハ処理システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、一般に半導体技術の分野に関し、より詳細には、半導体ウエハ処理の収率を改善するためのシステムおよび方法に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体ウエハは、集積回路（ＩＣ）製作設備における半導体ウエハ製作処理中に多数の処理動作を受ける。デバイス密度を増大させるために、半導体ウエハをともに結合することができ、多くの場合、ウエハの厚さを低減させるために、結合された半導体ウエハに対してウエハ薄化プロセスが実行される。現在のウエハ処理技法には、ウエハの薄化に起因するウエハの損傷など、対処する必要のある欠点がある。

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0003】

本開示の態様は、添付の図とともに読めば以下の詳細な説明から最もよく理解される。当業界における一般的な慣行に従って、様々な特徴は原寸に比例して描かれていないことに留意されたい。実際には、例示および議論を明確にするために、様々な特徴の寸法は意図的に拡大または縮小されていることがある。

【図面の簡単な説明】

【0004】

【図1A】本開示のいくつかの実施形態による半導体ウエハの図である。

【図1B】本開示のいくつかの実施形態による半導体ウエハの図である。

【図2A】本開示のいくつかの実施形態による半導体ウエハのエッジ部分の断面図である。

【図2B】本開示のいくつかの実施形態による半導体ウエハのエッジ部分の断面図である。

【図2C】本開示のいくつかの実施形態による半導体ウエハのエッジ部分の断面図である。

【図2D】本開示のいくつかの実施形態による半導体ウエハのエッジ部分の断面図である。

【図3】本開示のいくつかの実施形態によるウエハ薄化装置内のウエハの断面図である。

【図4A】本開示のいくつかの実施形態によるウエハ修正を組み込む半導体ウエハの図である。

【図4B】本開示のいくつかの実施形態によるウエハ修正を組み込む半導体ウエハの図である。

【図5】本開示のいくつかの実施形態によるウエハ薄化プロセス中のウエハ修正を組み込む半導体ウエハの断面図である。

【図6】本開示のいくつかの実施形態によるウエハ薄化プロセス中のウエハ修正を組み込む半導体ウエハの断面図である。

【図7】本開示のいくつかの実施形態による半導体ウエハ内にウエハ修正を形成するための例示的な装置を示す図である。

【図8】本開示のいくつかの実施形態による半導体ウエハ内にウエハ修正を形成するための例示的な装置を示す図である。

【図9】本開示のいくつかの実施形態による半導体ウエハ内にウエハ修正を形成するための例示的な製作プロセスを示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0005】

特有の構成および配置について論じるが、これは例示のみを目的として行われることを理解されたい。本開示の精神および範囲から逸脱することなく、他の構成および配置を使用することもできることが、当業者には理解されよう。本開示は様々な他の応用例でも用いることができることが、当業者には明らかである。

【0006】

本明細書における「一実施形態」、「実施形態」、「例示的な実施形態」、「いくつかの実施形態」などへの参照は、記載する実施形態が特定の特徴、構造、または特性を含むことができるが、すべての実施形態が必ずしもその特定の特徴、構造、または特性を含むとは限らないことを示すことに留意されたい。さらに、そのような語句は、必ずしも同じ実施形態を参照するものではない。さらに、特定の特徴、構造、または特性について一実施形態に関連して説明するとき、明示的に記載されるか否かにかかわらず、そのような特徴、構造、または特性を他の実施形態に関連して実行することは、当業者の知識の範囲内である。

【0007】

概して術語は、少なくとも部分的に文脈中の使用から理解することができる。たとえば、本明細書において使用される「１つまたは複数」という用語は、少なくとも部分的に文脈に応じて、いずれかの特徴、構造、または特性について単数の意味で説明するために使用されても、特徴、構造、または特性の組合せについて複数の意味で説明するために使用されてもよい。同様に、「ａ」、「ａｎ」、または「ｔｈｅ」などの用語は、この場合も、少なくとも部分的に文脈に応じて、単数の使用を伝えるためにまたは複数の使用を伝えるために理解することができる。

【0008】

本開示における「上（ｏｎ）」、「上（ａｂｏｖｅ）」、および「上（ｏｖｅｒ）」の意味は、最も広い意味で解釈されるべきであり、したがって「上（ｏｎ）」は、何かの「すぐ上（ｄｉｒｅｃｔｌｙ ｏｎ）」のみを意味するのではなく、中間の特徴または層が挟まれた状態での何かの「上（ｏｎ）」の意味も含み、「上（ａｂｏｖｅ）」または「上（ｏｖｅｒ）」は、何かの「上（ａｂｏｖｅ）」または「上（ｏｖｅｒ）」のみを意味するのではなく、中間の特徴または層が挟まれていない状態で何かの「上（ａｂｏｖｅ）」または「上（ｏｖｅｒ）」にある（すなわち、何かのすぐ上に位置する）という意味も含むことができることを容易に理解されたい。

【0009】

さらに、「下（ｂｅｎｅａｔｈ）」、「下（ｂｅｌｏｗ）」、「下（ｌｏｗｅｒ）」、「上（ａｂｏｖｅ）」、「上（ｕｐｐｅｒ）」などの空間的に相対的な用語は、本明細書において、説明を容易にするために、図に示される１つの要素または特徴の別の要素または特徴に対する関係について説明するために使用することができる。空間的に相対的な用語は、図に描かれている向きに加えて、使用または動作中のデバイスの異なる向きを包含することが意図される。装置は、それ以外の形に向ける（９０度または他の向きに回転させる）こともでき、本明細書に使用される空間的に相対的な記述語も同様に、それに応じて解釈することができる。

【0010】

本明細書において使用されるように、「基板」という用語は、後に材料層がその上に追加される材料を指す。基板は、上面および底面を含む。基板の上面は半導体デバイスが形成される場所であり、したがって半導体デバイスは基板の上側に形成される。底面は上面とは反対に位置し、したがって基板の底側は基板の上側とは反対に位置する。基板自体にパターニングすることもできる。基板の上に追加された材料にパターニングすることができ、またはパターニングされていないままにすることもできる。さらに、基板は、シリコン、ゲルマニウム、砒化ガリウム、リン化インジウムなどの幅広い半導体材料を含むことができる。別法として、基板は、ガラス、プラスチック、またはサファイアウエハなどの非導電性材料から作ることもできる。

【0011】

本明細書において使用されるように、「層」という用語は、厚さを有する領域を含む材料部分を指す。層は、下もしくは上にある構造の全体にわたって延びることができ、または下もしくは上にある構造の範囲より小さい範囲を有してもよい。さらに、層は、均質または不均質な連続構造のうち、連続構造の厚さより小さい厚さを有する一領域とすることができる。たとえば、層は、連続構造の上面と底面との間または上面および底面にある任意の１対の水平平面間に位置することができる。層は、水平に、垂直に、かつ／または先細りした表面に沿って延びることができる。基板は、１つの層とすることができ、１つもしくは複数の層を中に含むことができ、かつ／または１つもしくは複数の層をその上（ｔｈｅｒｅｕｐｏｎ）、その上（ｔｈｅｒｅａｂｏｖｅ）、および／もしくはその下（ｔｈｅｒｅｂｅｌｏｗ）に有することができる。１つの層が複数の層を含むことができる。たとえば、相互接続層が、１つまたは複数の導体および接触層（接点、相互接続線、および／またはビアが形成される）ならびに１つまたは複数の誘電体層を含むことができる。

【0012】

本明細書において使用されるように、「公称／公称では」という用語は、製品またはプロセスの設計段階において設定される構成要素またはプロセス動作に対する特性またはパラメータの所望または標的の値を、所望の値の上および／または下の値の範囲とともに指す。値の範囲は、製造プロセスまたは公差のわずかな変動によるものとすることができる。本明細書において使用されるように、「約（ａｂｏｕｔ）」という用語は、対象の半導体デバイスに関連する特定の技術ノードに基づいて変動する可能性のある所与の数量の値を示す。特定の技術ノードに基づいて、「約（ａｂｏｕｔ）」という用語は、たとえば値の１０～３０％（たとえば、値の±１０％、±２０％、または±３０％）の範囲内で変動する所与の数量の値を示すことができる。

【0013】

本明細書において使用されるように、「３Ｄ ＮＡＮＤメモリデバイス」（本明細書において「メモリデバイス」と呼ぶ）という用語は、縦向きの３Ｄ ＮＡＮＤメモリセルトランジスタのストリング（本明細書において、ＮＡＮＤストリングまたは３Ｄ ＮＡＮＤストリングなど、「メモリストリング」と呼ぶ）が横向きの基板上に位置し、したがってメモリストリングが基板に対して垂直方向に延びる半導体デバイスを指す。本明細書において使用されるように、「垂直／垂直に」という用語は、公称では、基板の横方向面に直交することを意味する。

【0014】

本開示において、「水平／水平に」という用語は、公称では、基板の横方向面に平行であることを意味する。

【0015】

半導体ウエハを積層して３次元の集積回路を形成することは、デバイス密度の増大を求める要求を満たすための方策のうちの１つである。概して、積層されたウエハは、モノリシックの集積回路と比較して、より小さいダイサイズ、より高いデバイス密度、および改善された性能などの利益を提供することができる。半導体ウエハを積層することは、接着剤の結合または塗布などの様々な方法を使用して、１つの半導体ウエハを別の半導体ウエハに取り付けることを含むことができ、デバイスの実装面積をさらに最小化させかつデバイスサイズを低減させるために、積層された半導体ウエハを薄くしてその全体的な厚さを低減させることができる。たとえば、周辺デバイスおよびバックエンドオブライン（ＢＥＯＬ）相互接続をアレイデバイスの上に積層し、積層されたウエハ構造に対してウエハ薄化プロセスを実行してその全体的な厚さを低減させることによって、３次元（「３Ｄ」）メモリデバイスのデバイス密度を増大させることができる。ウエハ薄化プロセスは、半導体ウエハが研削装置を使用した研削プロセスを受けるバックグラインドプロセスとすることができる。具体的には、接着剤および／または真空を介して半導体ウエハをチャック上に位置決めすることができ、研削ヘッドが半導体ウエハの表面に押し付けられ、研削ヘッドは、回転および横方向運動を実行して半導体ウエハから材料を均一に除去するように構成される。ウエハ薄化プロセスはまた、研磨パッドとともに化学スラリーを利用して公称ウエハ厚さが実現されるまでウエハから材料を除去する化学機械研磨（ＣＭＰ）プロセスなどの研磨プロセスを含むことができる。ＣＭＰプロセス中、接着剤および／または真空を介してウエハがチャック上に位置決めされ、研磨ヘッドによって保持された研磨パッドが回転しているウエハの横方向面に押し付けられている間に、ウエハが事前設定された回転速度で回転させられる。研削またはＣＭＰプロセス中にウエハが薄くなるにつれて、ウエハの欠陥がウエハに物理的な損傷を引き起こす可能性があり、それによりデバイス収率が低減し、製造コストが増大することがある。たとえば、ウエハ周囲領域は不規則な形状のエッジを含む可能性があり、研磨ヘッドによってウエハに力が加えられると、これがウエハに伝播してひびまたは亀裂をもたらす可能性がある。ひびまたは亀裂によってウエハの構造的な完全性が損なわれ、ウエハをさらなる処理に使用できなくなる可能性がある。

【0016】

上記の欠点に対処するために、本明細書に記載する実施形態は、ウエハ薄化プロセス中のウエハ処理収率を改善するためのシステムおよび方法を提供することを対象とする。より詳細には、本開示は、ウエハ薄化プロセスの前にウエハプロファイルを判定し、それに応じてウエハを修正し、したがって各ウエハがウエハプロファイルに従ってカスタマイズされるように構成されたウエハ処理システムを対象とする。たとえば、ウエハ処理システムは、ウエハの周囲領域に位置するウエハエッジ欠陥を識別し、周囲領域の部分を修正して、ウエハ薄化プロセス中に欠陥がウエハのデバイス領域内へ伝播することを防止する障壁を生じさせる。いくつかの実施形態において、周囲領域の部分を修正することは、周囲に沿ってウエハを部分的に切断し、周囲に沿ってトレンチを形成することを含むことができる。いくつかの実施形態において、周囲領域の部分を修正することは、ステルスレーザダイシングなどの非侵襲的な方法によって、ウエハの一部分の物理的特質を修正することを含むことができる。

【0017】

本開示に記載する様々な実施形態は、特に、改善されたウエハ処理収率、ウエハ薄化プロセス中に保持される真空の維持または改善、ウエハ薄化プロセス後の改善されたウエハエッジプロファイルなどの利益を提供することができる。次いで、改善されたウエハ処理収率は、半導体ウエハの性能および収率を確保および改善する。

【0018】

図１Ａおよび図１Ｂは、いくつかの実施形態による例示的な半導体ウエハのそれぞれの断面図および平面図である。半導体ウエハ１００は、基板１０２と、基板１０２上に形成された半導体ダイ１０４のアレイとを含む。半導体ウエハ１００は、上面１０２Ａおよび底面１０２Ｂを含むことができる。半導体ダイは、半導体ウエハ１００の上面１０２Ａにおいて、集積回路がまとめて配置された区域である。１つのタイプの半導体ウエハは円形の円周を有し、ウエハ平坦部と呼ばれる平坦なエッジによって切り取られている。図１Ａおよび図１Ｂに示すように、半導体ウエハ１００は、周囲領域１０８内に位置するウエハ平坦部１１３を含む。製作中、半導体ダイの位置はウエハ平坦部およびウエハ中心を基準に参照される。したがって、ウエハ平坦部１１３は、半導体ウエハ１００に対する基準になることが多く、半導体ウエハ１００を所望の位置に精密に配置するために機器によって使用される。いくつかの実施形態において、半導体ダイ１０４は、基板１０２の本体内へ延びる。いくつかの実施形態において、半導体ダイ１０４は、図１Ａに示すように、基板１０２の上面に形成される。半導体ウエハ１００は、ダイ１０４が位置決めされたデバイス領域１０６と、デバイス領域１０６を取り囲むリング状の周囲領域１０８とを含む。いくつかの実施形態において、周囲領域１０８は、いずれの半導体ダイも含まない。いくつかの実施形態において、周囲領域１０８は、処理の均一性を維持し、活動状態のデバイスを含まないように、ダミーダイを含むことができる。周囲領域１０８は、半導体ウエハ１００の上面および底面を物理的に接続するウエハエッジ１１０を含むことができ、ウエハエッジ１１０は、実質的に垂直方向（たとえば、ｚ方向）に延びる。いくつかの実施形態において、ウエハエッジ１１０は、ウエハ１００の上面または底面に実質的に直交する平滑な平面とすることができる。いくつかの実施形態において、ウエハエッジ１１０の少なくとも一部分を湾曲した表面とすることができる。しかし、ウエハエッジ１１０は、ウエハ薄化プロセスなどの製作動作中に半導体ウエハの構造的な完全性を損ないうる様々な欠陥も含む可能性がある。

【0019】

図２Ａ～図２Ｂは、図１のウエハエッジ領域１１２の拡大図であり、それぞれいくつかの実施形態によるウエハエッジ１１０の様々なウエハエッジプロファイルを示す。図２Ａは、欠陥のない標準的なウエハエッジを示す。図２Ａに示すように、ウエハエッジ１１０は、実質的に平滑な表面であり、ウエハ１００の上面１０２Ａおよび底面１０２Ｂを連続して接続する。いくつかの実施形態において、ウエハエッジ１１０は、垂直方向（たとえば、ｚ方向）に沿って湾曲した輪郭を有することができる。いくつかの実施形態において、ウエハエッジ１１０は、垂直方向に沿って実質的にまっすぐな輪郭を有することができる（図２Ａには図示せず）。図２Ｂ～図２Ｄは、ウエハエッジ１１０上に、またはその付近に生じる可能性のある例示的なエッジ欠陥２０３を示す。図２Ｂ～図２Ｄに示すエッジ欠陥２０３は、ウエハエッジ１１０の一部分の偶発的な除去（たとえば、チッピング）によって引き起こされる可能性がある。いくつかの実施形態において、エッジ欠陥２０３は、ウエハ製作プロセスに起因する可能性がある。図２Ｂおよび図２Ｃはそれぞれ、１段の階段状欠陥および多段の階段状欠陥などのエッジ欠陥２０３を示す。図２Ｄは、不規則な形状の輪郭を有するエッジ欠陥２０３を示す。図２Ｂ～図２Ｄに示す各エッジ欠陥２０３は、ウエハ上面１０２Ａから垂直方向に測定される欠陥深さｔを有しうる。欠陥深さｔは、エッジ欠陥２０３のタイプおよび重大度に基づいて変動する可能性がある。いくつかの実施形態において、基板厚さＴに対する欠陥深さｔの比Ａは、約１％～約８０％とすることができる。たとえば、ｔ／Ｔの比Ａは、約１％～約２０％、約２０％～約５０％、約５０％～約８０％、または任意の好適な比とすることができる。いくつかの実施形態において、比Ａは約１％より小さくまたは約８０％より大きくすることができる。いくつかの実施形態において、エッジ欠陥２０３は、ウエハ裏面１０２Ｂ付近まで延びる可能性があるが、これは簡単にするために図２Ａ～図２Ｄには示されていない。

【0020】

図３は、いくつかの実施形態によるウエハ薄化プロセス中のウエハ薄化装置内に取り付けられた半導体ウエハを示す。いくつかの実施形態において、ウエハ薄化装置は、回転バックグラインダまたはＣＭＰツールとすることができる。回転バックグラインダは、たとえば、チャック３０６と、チャック３０６内に埋め込まれた真空チャネル３０８とを含むことができる。チャック３０６は、事前設定された回転速度ωで軸３０７の周りを回転するように構成することができる。ウエハ３００は、基板３０２と、ウエハ前面３０２Ａ上に形成された半導体ダイ３０４とを含むことができる。ウエハ３００はまた、基板３０２の周囲に近接して形成されたエッジ欠陥３０３を含む可能性がある。いくつかの実施形態において、基板３０２、エッジ欠陥３０３、および半導体ダイ３０４はそれぞれ、図１および図２Ａ～図２Ｄに示す基板１０２、エッジ欠陥２０３、および半導体ダイ１０４に類似しており、簡単にするために本明細書において詳細には説明しない。ウエハ３００の前面３０２Ａは、保護テープ３１４に取り付けることができ、保護テープ３１４は、真空チャネル３０８によって生成される陰圧を使用してチャック３０６上に取り付けられる。真空チャネル３０８は、１つまたは複数の真空源（たとえば、ラフポンプ）に結合することができるが、そのような真空源は簡単にするために示されていない。いくつかの実施形態において、保護テープ３１４は、バックグラインドプロセス中にウエハ表面を保護するために使用されるバックグラインド（ＢＧ）テープとすることができる。保護テープ３１４は、エッジ欠陥３０３の表面を含む前面３０２Ａの輪郭に合わせることができる。基板３０２の裏面３０２Ｂに研削プロセス３１０を適用して、基板３０２の厚さを低減させることができる。研削プロセス中、バックグラインダカップホイール３３０が裏面３０２Ｂに押し付けられ、公称回転速度で回転させられる。バックグラインダカップホイール３３０とウエハ３００との間の相対的な横方向の動き、ならびにバックグラインダカップホイール３３０からの下向きの圧力により、基板３０２から材料を均一に除去することができる。しかし、バックグラインダカップホイール３３０からの下向きの圧力はエッジ欠陥３０３を悪化させる可能性があり、その結果、基板３０２のバルク本体に延びるひび３１２が生じるおそれがある。ひび３１２は基板３０２の構造的な完全性を損なう可能性があり、それによりウエハの障害を招き、製作収率を下げる可能性がある。

【0021】

図４Ａおよび図４Ｂは、ウエハ薄化プロセス前の部分的に修正された半導体ウエハを示す。図４Ａおよび図４Ｂはそれぞれ、基板４０２、エッジ欠陥４０３、および半導体ダイ４０４を含む半導体ウエハの断面図および平面図である。半導体ウエハ４００上に他の好適な構造を含むこともできるが、簡単にするために示されていない。半導体ウエハ４００は、デバイス領域４０６と、デバイス領域４０６を取り囲むリング状の周囲領域４０８とを含むことができる。エッジ欠陥４０３は、ウエハ４００のうち、ウエハエッジと半導体ダイ４０４との間に位置する周囲領域内に形成される。半導体ウエハ４００の上述した構造はそれぞれ、図１Ａ～図１Ｂ、図２Ａ～図２Ｄ、および図３に示したものに類似したものとすることができ、簡単にするために本明細書において詳細には説明しない。半導体ウエハ４００はまた、周囲領域４０８内に形成されたウエハ修正領域４２０を含むことができる。ウエハ修正領域４２０は、周囲領域４０８において、エッジ欠陥４０３と半導体ダイ４０４との間に位置決めされる。ウエハ修正領域４２０は、エッジ欠陥４０３とデバイス領域４０６との間の機械的な分離を可能にすることができ、したがってエッジ欠陥４０３は、ウエハ薄化プロセス中にデバイス領域４０６内へ伝播しない。いくつかの実施形態において、ウエハ修正領域４２０は、基板４０２から材料の一部分を除去するなど、侵襲的な方法によって形成されたトレンチとすることができる。たとえば、トレンチは、機械的ダイシング技法（たとえば、ダイシングブレードによる）およびウエハ円周に沿ったウエハの部分的なダイシング（たとえば、ウエハの厚さ全体を貫通しない）によって形成することができる。いくつかの実施形態において、ウエハ修正領域４２０は、パターニングおよびエッチングプロセスによって形成することができる。いくつかの実施形態において、ウエハ修正領域４２０は、ウエハ内にレーザビームを集束させることによってウエハ内に修正された層を形成するステルスレーザダイシングなど、様々な非侵襲的な方法を介して材料特質を変化させることによって形成することもできる。ステルスレーザダイシングプロセス中、集束された赤外レーザビームは半導体ウエハの裏面に侵入して、非常に局所的な短時間の溶融を生じさせ、あるタイプの材料を別のタイプの材料に変換し、集中した応力および微小亀裂の領域でそれを取り囲む。たとえば、赤外レーザビームは、結晶シリコン材料をポリシリコン材料に局所的に変換することができる。赤外レーザは、基板の異なる深さにおいて順次集束させることができ、したがって積層された修正材料の垂直平面が形成される。これらの表面下の修正された層により、本質的にウエハ円周に沿って延びる弱い劈開平面が生じ、それにより垂直方向（たとえば、ｚ方向）において機械的な分離が可能になる。ウエハ薄化プロセス中、半導体ウエハ４００のうちエッジ欠陥４０３を含む部分は、トレンチを通って、または誘起されて制御されたひびをたどることによって、半導体ウエハ４００のうち半導体ダイ４０４を含む別の部分から切断されることができる。

【0022】

ウエハ修正領域４２０は、ウエハ４００の前面４０２Ａから形成することができ、ウエハ前面４０２Ａから測定される修正深さｄを有する。いくつかの実施形態において、修正深さｄは欠陥深さｔ以上であり、したがって半導体ウエハ４００がウエハ裏面４０２Ｂから薄くされているとき、ウエハ薄化装置のバックグラインダカップホイールはウエハ修正領域４２０に接触してから、ウエハ欠陥４０３との接触を形成する。いくつかの実施形態において、基板厚さＴに対する修正深さｄの比Ｂは、約１％～約８０％とすることができる。たとえば、ｄ／Ｔの比Ｂは、約１％～約２０％、約２０％～約５０％、約５０％～約８０％、または任意の好適な比とすることができる。いくつかの実施形態において、比Ｂは、約１％より小さくまたは約８０％より大きくすることができる。比Ｂを下げることで、特に周囲領域４０８においてウエハ４００の機械強度がより大きくなるという利益を提供することができる。いくつかの実施形態において、ｄ／Ｔの比Ｂは、図２Ａ～図２Ｄを参照して上述したｔ／Ｔの比Ａより大きくすることができる。いくつかの実施形態において、修正深さｄは欠陥深さｔ以上である。たとえば、ｔ／ｄの比Ｃ（すなわち、修正深さｄに対する欠陥深さｔ）は、約５０％～約１００％とすることができる。いくつかの実施形態において、比Ｃは、約５０％～約７０％、約７０％～約８５％、約８５％～約１００％とすることができる。より低い比Ｃの値は、修正深さｄが欠陥深さｔを超過することを保証することができ、より高い比Ｃの値は、ウエハ修正領域４２０の侵入深さがより小さくなるという利益を提供することができ、それにより製作コストを低減させることができる。上記に論じたように、ウエハの位置を特定してウエハの向きを識別するために、ウエハ平坦部が様々な製作機器によって使用され、したがってウエハ平坦部を維持することがウエハ製作にとって不可欠である。したがって、基板４０２の一部分のみに侵入するウエハ修正領域４２０を有することで、ウエハ薄化プロセス前にウエハ平坦部４１３をそのまま維持するという利益を提供することができる。対照的に、基板４０２の厚さ全体に侵入するリング状のトレンチの場合、ウエハ平坦部４１３が除去される可能性があり、その結果、平坦部のないウエハに対応するために高価な機器修正が必要となる。ウエハ修正領域４２０は、エッジ欠陥４０３と活動領域４０６との間の離間距離以下の幅ｗを有することができる。いくつかの実施形態において、幅ｗは、修正深さｄの約２０％～約８０％とすることができる。たとえば、修正深さｄに対する幅ｗの比は、約２０％～約４０％、約４０％～約６０％、約６０％～約８０％、または任意の好適な比とすることができる。

【0023】

図５は、いくつかの実施形態によるウエハ薄化プロセスの初めにウエハ薄化装置内に取り付けられた修正された半導体ウエハの断面図である。ウエハ５００は、基板５０２、エッジ欠陥５０３、半導体ダイ５０４、およびウエハ修正領域５２０を含む。ウエハ５００の上述した構造はそれぞれ、図４Ａ～図４Ｂに示すウエハ４００の構造に類似したものとすることができる。図５に示すウエハ修正領域５２０は、基板５０２から材料のリング状部分を除去することによって形成されたトレンチとすることができる。いくつかの実施形態において、除去される部分は、リング状構造の変形とすることもできる。たとえば、除去される部分は、リング形状の円周に沿って部分的にリング状とすることができる（たとえば、リング状の除去される部分の湾曲に沿ってウエハの領域が除去されない）。いくつかの実施形態において、ウエハ平坦部に近接して、１つまたは複数の破断が位置する可能性がある。いくつかの実施形態において、除去される部分は、楕円形の構造とすることもできる。いくつかの実施形態において、ウエハ修正領域５２０はまた、ウエハ薄化プロセス中のエッジ欠陥５０３と半導体ダイ５０４との間の物理的な分離を可能にする障壁を提供することができる任意の好適な修正とすることができる。ウエハ５００は逆さまにひっくり返され、その前面５０２Ａが保護テープ５１４上に取り付けられる。次いでウエハ５００は、真空チャネル５０８によって提供される陰圧を使用して、チャック５０６上に位置決めされる。裏面５０２Ｂに研削プロセス５１０を適用して、ウエハ５００の厚さを低減させることができる。研削プロセス５１０中、バックグラインダカップホイール５３０が基板５０２に押し付けられ、公称回転速度で回転させられる。図３に示す研削プロセスと同様に、バックグラインダカップホイール５３０とウエハ５００との間の相対的な横方向の動き、ならびにバックグラインダカップホイール５３０からの下向きの圧力により、基板５０２から材料を除去することができる。

【0024】

図６は、いくつかの実施形態によるウエハ薄化プロセス中のウエハ薄化装置内に取り付けられた修正された半導体ウエハの断面図である。図５の研削プロセス５１０が進行し、バックグラインダカップホイール５３０がさらに下へ（たとえば、ｚ方向に）動くにつれて、基板５０２の厚さが低減され、ウエハ修正領域５２０が露出される。ウエハ修正領域５２０は、研削プロセス５１０中にウエハ修正領域５２０が露出されたとき、エッジ欠陥５０３と半導体ダイ５０４との間の物理的な分離を可能にするように構成される。たとえば、ウエハ修正領域５２０が露出されると、半導体ダイ５０４を含むウエハ部分５０３Ａが、エッジ欠陥５０３を含むウエハ部分５０３Ｂから物理的に分離される。したがって、エッジ欠陥５０３によって研削プロセス５１０中にひび６１２が生じた可能性のある場合でも、半導体ダイ５０４が形成される基板５０２の大部分へひび６１２が伝播するおそれはない。

【0025】

ウエハ修正は、複数の利益を提供する。第１に、欠陥の伝播を制限することで、ウエハの製作収率が改善される。研削中にエッジ欠陥によって生成される欠陥がバルク基板内へ伝播するおそれがないため、ウエハ活動領域の構造的な完全性を維持することができる。第２に、ウエハ研削プロセス中に破片の量を低減させることができる。研削プロセスの前にウエハ部分５０３Ｂがウエハ部分５０３Ａに取外し可能に取り付けられ、ウエハ修正領域５２０を介して制御された形でウエハ部分５０３Ａから分離されるため、半導体ウエハ３００が薄くされている図３の研削プロセス３１０中に生成されうる破片またはウエハチッピングと比較して、最小量の破片のみが生成される。第３に、研削プロセス中のウエハ５００の円周における真空品質を改善することができる。たとえば、エッジ欠陥５０３の形状が不規則であるため、ウエハ部分５０３Ｂに付着させた保護テープ５１４が、研削プロセス５１０の前に真空チャネル５０８に接触する必要はなく、ウエハ部分５０３Ｂがウエハ部分５０３Ａから分離された後に真空チャネル５０８に接触することができる。

【0026】

図７および図８は、いくつかの実施形態による例示的なウエハ修正システムを示す。図９は、いくつかの実施形態による半導体ウエハを処理する例示的な方法を示す方法９００の流れ図である。限定ではなく例として、方法９００のウエハ修正プロセスは、それぞれ図７および図８に示すウエハ修正ステーション７００およびウエハ修正システム８００内で実行することができる。本開示は、この動作説明に限定されるものではない。逆に、他の動作も本開示の精神および範囲内である。追加の動作を実行することもできることを理解されたい。さらに、本明細書に提供する開示を実行するために、すべての動作が必要とされるわけではない。さらに、動作のいくつかは同時に実行することができ、または図９に示すものとは異なる順序で実行することができる。いくつかの実装形態では、本明細書に記載する動作に加えて、またはその代わりに、１つまたは複数の他の動作を実行することもできる。例示の目的で、方法９００について、図１～図８の実施形態を参照して説明する。しかし、方法９００はこれらの実施形態に限定されるものではない。例示の目的で、方法９００について、単一のウエハ向けのウエハ修正ステーションに関して説明する。本明細書の開示に基づいて、方法９００は、複数のウエハを１度に処理することができるバッチウエハ修正ステーションにも等しく適用することができる。単一ウエハステーションおよびバッチステーションの構成はどちらも、本開示の精神および範囲内である。

【0027】

方法９００は、いくつかの実施形態による動作９１０から始まり、ウエハ修正ステーション７００のウエハ修正チャンバへウエハが移送される。たとえば、ロボットアーム（図示せず）を有する移送モジュールを介して、ウエハ７１０をウエハ修正チャンバ７０２へ移送することができる。ウエハ修正チャンバ７０２は、ウエハ処理クラスタツール内のモジュールとすることができ、その動作に適当な追加のウエハ処理ステーション、モジュール、および機器をさらに含むことができる。

【0028】

ウエハ修正ステーション７００は、処理クラスタツール（簡単にするために図７には図示せず）の構成要素とすることができる。処理クラスタツールは、モジュール（たとえば、移送モジュールおよびダイシングステーション）、ロボットアーム、ポンプ、排気ライン、加熱要素、ガスおよび化学物質送達ライン、コントローラ、バルブ、ならびにクラスタツールの他の構成要素（たとえば、コンピュータユニット、化学分析器、モータコントローラ、質量流量コントローラ、圧力コントローラ、バルブ、およびポンプ）への外部および内部の電気接続など、追加の構成要素を含むことができる。そのような追加の構成要素は、図７に描かれていないが、本開示の精神および範囲から逸脱することなく、それらの示されている構成要素と組み合わせることができる。

【0029】

ウエハ修正ステーション７００は、処理チャンバ７０２、ウエハホルダ７１９、スピンベース７２５、修正器７３０、アーム７３５、およびモータ７４０を含むことができる。修正器７３０は、半導体ウエハの選択領域の物理的または化学的特質を修正することができる任意の好適なウエハ修正装置とすることができる。ウエハ修正ステーション７００は、ウエハエッジ欠陥の特質などのウエハ特性を検出するように処理チャンバ７０２の周りに位置決めされた検出器７８０ａ～７８０ｃをさらに含むことができる。処理システム７９０は、通信チャネル７９２を介して検出されたウエハ特性を受け取り、ウエハプロファイルを生成することができる。いくつかの実施形態において、ウエハプロファイルは、ウエハの計測データを含むことができる。たとえば、ウエハプロファイルは、寸法、材料組成、欠陥のタイプおよび場所、ならびに個々の各ウエハ向けにカスタマイズされた任意の他の好適な情報を含むことができる。いくつかの実施形態において、ウエハプロファイルは、個々のウエハの特性に基づいて、ウエハプロファイルのデータベースから選択することができる。

【0030】

図９を参照すると、方法９００は、いくつかの実施形態による動作９１０から始まり、動作９１０は、ウエハ修正ステーションのウエハ修正チャンバへウエハを移送するステップを含む。図７に示すように、ウエハ７１０が処理チャンバ７０２内に位置決めされる。ウエハ７１０は、クランプ、真空チャック、接着テープなどを使用して、ウエハホルダ７１９上へ固定することができる。いくつかの実施形態において、ウエハ７１０は、ウエハ７１０の前面上に形成された半導体ダイ７０４を含むことができる。ウエハホルダ７１９は、ウエハ修正ステーション７００のスピンベース７２５にさらに取り付けられる。いくつかの実施形態において、ウエハホルダ７１９は、ウエハ修正プロセス中に、スピンベース７２５を介して半導体ウエハ７１０を異なる回転速度で回転させることができる。いくつかの実施形態において、半導体ウエハ７１０は、任意の好適な回転速度で回転させることができる。たとえば、半導体ウエハ７１０は、約３００ｒｐｍ、５００ｒｐｍ、１０００ｒｐｍ、２０００ｒｐｍ、または任意の好適な回転速度で回転させることができる。

【0031】

方法９００は、いくつかの実施形態による動作９２０へ進み、動作９２０は、１つまたは複数の検出器を使用してウエハ特性を測定するステップを含む。図７を参照すると、１つまたは複数の検出器７８０ａ～７８０ｃをウエハ修正チャンバ７０２の周りに位置決めして、ウエハエッジ欠陥の特質などのウエハ特性を検出および測定することができる。たとえば、検出器７８０ａ～７８０ｃは、半導体ウエハ７１０の円周にウエハエッジ欠陥が存在するかどうかを検出するように構成することができる。ウエハエッジ欠陥の検出に応答して、検出器７８０ａ～７８０ｃは、ウエハエッジ欠陥の場所、欠陥深さ、幅、およびタイプなどのウエハエッジ欠陥の様々な特性を測定することへ進む。ウエハエッジ欠陥の例としては、それぞれ図２Ａ～図２Ｄおよび図３～図５に示すウエハエッジ欠陥２０３、３０３、４０３、および５０３を挙げることができる。いくつかの実施形態において、検出器７８０ａ～７８０ｃは、ウエハ修正チャンバ７０２の側壁および／または上壁／底壁の周りに位置決めされる。検出されたウエハエッジ欠陥の特性を表すデータは、処理システム７９０へ伝送することができ、処理システム７９０は、ウエハエッジ欠陥が変動閾値を下回るかどうか、たとえば検出されたウエハエッジ欠陥が過度である（たとえば、半導体ダイ７０４内へ延びる）かどうかを判定することができる。ウエハエッジ欠陥が過度ではないことに応答して、処理システム７９０は、半導体ウエハ７１０内にウエハ修正領域を形成するためのウエハ修正プロファイルを作成することへ進む。ウエハエッジ欠陥が過度であることに応答して、処理システム７９０は、使用者に警告することまたは犠牲にするダイを選択することへ進むことができる。検出器７８０ａ～７８０ｃはまた、判定することができる。たとえば、３つの検出器をウエハ修正チャンバ７０２の周りに位置決めし、検出器をウエハ修正チャンバ７０２の側壁および上壁に対向させることができる。いくつかの実施形態において、ウエハ修正チャンバ７０２の側壁および上壁にビューポートを設置することができ、ウエハ修正チャンバ７０２の内部がそれぞれの検出器に見えるように、それぞれの検出器と位置合わせすることができる。いくつかの実施形態において、検出器７８０ａ～７８０ｃは、ウエハ修正チャンバ７０２内に位置することができる。いくつかの実施形態において、検出器７８０ａ～７８０ｃは、たとえば半導体ウエハ７１０上のウエハエッジ欠陥の厚さ、幅、およびタイプなど、半導体ウエハ７１０のウエハ特性を検出するように構成することができる。いくつかの実施形態において、検出器７８０ａ～７８０ｃは、半導体ウエハ７１０がウエハ修正チャンバ７０２内へ輸送される前にウエハ特性を検出するように構成された検出器チャンバ内に設置することができる。いくつかの実施形態において、検出器７８０ａ～７８０ｃは、レーザ厚さセンサ、光学プロファイラ、ステッププロファイラ、多波長エリプソメータ、イオンビーム分析器、および／もしくは任意の他の好適な検出器、またはこれらの組合せとすることができる。いくつかの実施形態において、検出器７８０ａ～７８０ｃは各々、電荷結合デバイス（ＣＣＤ）カメラとすることができ、これはＣＣＤに基づく画像検出システムの構成要素である。いくつかの実施形態において、フォトセル、またはフォトセルに提示される区域の画像を検出する他のそのような自動化された検出装置を使用することもできる。いくつかの実施形態において、検出器７８０ａ～７８０ｃは、プロセスの検査に応じて、少なくとも１つのＣＣＤモノクロムまたはカラーカメラを含むことができる。したがって、検出器７８０ａ～７８０ｃは各々、ウエハの１つまたは複数の高分解能画像を作成し、その高分解能画像を使用者または処理システムへ提供するように構成することができる。

【0032】

図９を参照すると、方法９００は、いくつかの実施形態による動作９３０へ進み、動作９３０は、測定されたウエハ特性に基づいてウエハプロファイルを判定するステップを含む。図７および図８に示すように、処理システム７９０は、通信チャネル７９２を介して検出器７８０ａ～７８０ｃおよびウエハ修正チャンバ７０２に電気接続することができる。処理システム７９０は、回路およびソフトウェアを処理して、検出器７８０ａ～７８０ｃによって作成された信号を分析し、それらの信号を使用してウエハプロファイルを生成することを含むことができる。通信チャネル７９２は、信号を伝送するための任意の好適な配線、光ファイバ、または無線技術とすることができる。生成されたウエハプロファイルは、使用者が見るのに好適なものとすることができる。たとえば、結果として得られるウエハプロファイルは、たとえばオペレータワークステーションに位置するコンピュータモニタなど、処理システム７９０または表示デバイスに表示することができる。生成されたウエハプロファイルは、半導体ウエハの周囲領域内にあるウエハエッジ欠陥の場所、深さ、幅、およびタイプなどの情報を含むことができる。

【0033】

ウエハプロファイルに基づいて、処理システム７９０は、そのウエハに好適なウエハ修正レシピまたは処理条件を判定することができる。たとえば、ウエハ修正レシピは、ウエハエッジ欠陥の欠陥深さに依存することができる。具体的には、処理システム７９０は、ウエハ修正の深さをエッジ欠陥深さ以上に設定することができる。欠陥深さおよび修正深さの例としては、図２Ａ～図２Ｄおよび図３～図５に示す欠陥深さｔおよび修正深さｄを挙げることができる。ウエハ修正レシピはまた、ウエハ修正の位置に関係する情報を含むことができる。たとえば、ウエハ修正は、ウエハの円周に沿って周囲領域内に位置決めすることができる。検出器は、ウエハ特性の１度だけの測定を行うように処理システム７９０によって動作させることができ、またはウエハ処理中にウエハ特性を所定の間隔で連続して測定するように動作させることができる。したがって、検出器は、ウエハ処理の連続監視を提供し、検出された結果を処理システム７９０へ伝送することができ、したがって処理システム７９０は、ウエハ修正プロセス中に処理レシピまたは条件を実時間で調整することができる。

【0034】

いくつかの実施形態において、処理システム７９０は、極めて大きいデータセット（たとえば、ビッグデータ）を受け取り、それをコンピュータで分析して、ウエハエッジ欠陥および結果として得られる処理済みのウエハに関するパターン、トレンド、および関連付けを明らかにするように構成することができる。具体的には、処理システム７９０は、ウエハのウエハエッジの形状、厚さ、組成、粗さ、および任意の他の好適な特性を表す収集されたデータセットを検出器から受け取り、ウエハ修正プロセスを参照してデータセットを分析することができる。データセットは、ウエハ修正プロセスを連続して改善することができるように、処理システム７９０がウエハ修正レシピを実時間または処理後に微調整するためのフィードバックとして使用することができ、その結果、ウエハ処理の均一性およびデバイス収率が改善される。

【0035】

処理システム７９０は、任意の好適な信号の分析、統計処理、タスクスケジューリング、警報信号の生成、さらなる制御信号の生成など、様々な追加または代替の分析タスクを実行するように構成することができる。たとえば、過度なウエハエッジ欠陥を検出したとき、処理システム７９０は、警報信号を生成して使用者に警告するように構成することができる。処理システム７９０は、ウエハエッジ欠陥を低減させるために、一連のスケジューリングされたタスクをウエハ修正チャンバ内で実行するようにさらに構成することができる。いくつかの実施形態において、過度なウエハエッジ欠陥の例には、ウエハの活動デバイス領域内へ広がるウエハエッジ欠陥を含むことができる。過度なウエハエッジ欠陥の検出に応答して、処理システム７９０は、ウエハエッジ欠陥によって影響されうる半導体ダイの識別、およびそれに応じたウエハ修正の経路の調整など、適当な次のステップを判定することができる。他の様々なウエハ修正パラメータには、たとえば、修正器７３０の移動速度、位置、角度、半導体ウエハ７１０の回転速度、これらの組合せ、および任意の他の好適な処理パラメータを含むことができる。処理システム７９０は、ウエハ修正チャンバ７０２に隣接して配置することができ、したがってたとえば操作者は、処理システム７９０およびウエハ修正チャンバ７０２の両方に容易にアクセスして、ウエハエッジ欠陥およびウエハ修正プロセスを判定し、生じうるあらゆる問題を補正することができる。別法として、いくつかの実施形態において、処理システム７９０は、様々な処理ステーションまたはウェットベンチからの様々な画像を合わせて監視することができるプロセスコマンドセンタなど、遠隔の場所に配置することもできる。

【0036】

図９を参照すると、方法９００は、いくつかの実施形態による動作９４０へ進み、動作９４０は、測定されたウエハ特性に基づいて、半導体ウエハ上でウエハ修正プロセスを実行するステップを含む。図７に示すように、１つまたは複数のウエハ修正レシピに従って、ウエハ７１０上にウエハ修正７２０を形成することができる。

【0037】

ウエハ修正ステーション７００は、アーム７３５に取り付けられた修正器７３０を含む。処理システム７９０は、ウエハ修正プロファイルに基づいてウエハ修正プロセスを実行するように修正器７３０に指示することができる。いくつかの実施形態において、修正器７３０は、ウエハの厚さ全体を貫通するのではなく、ウエハ７１０から材料の一部分を除去するなど、部分的なダイシングプロセスを実行するように構成されたダイシングブレードとすることができる。たとえば、ダイシングブレードは、ウエハ厚さより小さい事前設定された深さ（たとえば、図４Ａおよび図４Ｂに示す修正深さｄ）までウエハ７１０内へ侵入し、ウエハ７１０のリング状の周囲領域と実質的に同心円状のリング状のトレンチを形成することができる。いくつかの実施形態において、トレンチはウエハ７１０内へ延びるが、ウエハの厚さ全体を完全には貫通しない。いくつかの実施形態において、修正器７３０は、ウエハ７１０のバルク基板内の焦点に赤外レーザビームを集束させる１組のレーザ集束レンズとすることができる。ウエハ７１０の厚さ全体ではなく一部分に侵入するなど、部分的なステルスレーザダイシングプロセスが実行されるように、修正器７３０の様々なパラメータを調整することができる。たとえば、ウエハ７１０を形成する材料の物理的および化学的特質に基づいて、出力、周波数、焦点深度、通過数、移動距離、および任意の好適なパラメータを調整することができる。レーザ周波数を増大させると、より平滑な劈開平面が得られるという利益を提供することができる。加えて、レーザ出力を増大させると、より多くの微小亀裂が形成されるという利益を提供することができる。いくつかの実施形態において、修正器７３０は、その基板が単結晶シリコンを使用して形成されるとき、半導体ウエハ７１０内に修正層を形成するために、約８５Ｗの出力および約６０ｋＨｚの周波数を有する赤外レーザを提供することができる。修正器７３０は、アーム７３５を介してモータ７４０によってｘ方向に沿って（たとえば、方向７３２に沿って）横方向に動くことができ、したがって修正器７３０は、半導体ウエハ７１０上の任意の好適な領域のすぐ上に位置することができる。たとえば、修正器７３０は、ウエハ７１０の周囲領域の上に位置決めすることができる。ウエハ周囲領域の一例としては、図４Ａおよび図４Ｂに示す周囲領域４０８を挙げることができる。いくつかの実施形態において、修正器７３０は、所望の領域内を２回以上通過することができる。修正器７３０はまた、ｙ方向に（たとえば、方向７３４に沿って）垂直に動くことができ、したがってウエハ修正プロセスの前、途中、または後に、半導体ウエハ７１０と修正器７３０との間の高さを調整することができる。たとえば、修正器７３０を垂直方向に動かすことによって、修正器７３０のレーザ焦点またはブレード切断深さを調整することができる。いくつかの実施形態において、修正器７３０はまた、ウエハ７１０の垂直軸７１１の周りを回転することができ、したがって修正器７３０は、ウエハ７１０と実質的に同心円状のリング状の修正された部分を形成することができる。たとえば、修正器７３０は、９０°、１８０°、３６０°、または任意の好適な範囲だけ回転するように構成することができる。いくつかの実施形態において、修正器７３０は、ウエハ７１０の円周の輪郭に合わせることができる。いくつかの実施形態において、検出されたウエハプロファイルおよび処理条件に基づいて、プロセスの持続時間にわたって、修正器７３０の他の好適なパラメータを調整することもできる。いくつかの実施形態において、調整可能なパラメータには、それだけに限定されるものではないが、修正器７３０と半導体ウエハ７１０との間の高さ、半導体ウエハ７１０の上面に対する修正器７３０の向き、修正器７３０の移動速度、修正器７３０の移動経路、任意の好適なパラメータ、および／またはこれらの組合せが含まれる。

【0038】

図８は、いくつかの実施形態によるウエハ修正システム８００の図である。ウエハ修正システム８００は、他の構成要素の中でも、処理システム７９０、修正器コントローラ８５０、アームコントローラ８６０、およびチャンバコントローラ８７０を含むことができる。ウエハ修正システム８００は、追加の検出器、センサ、ポンプ、バルブなどの他の好適な構成要素をさらに含むことができるが、簡単にするためにこれらの構造は図８に示されていない。いくつかの実施形態において、修正器コントローラ８５０、アームコントローラ８６０、およびチャンバコントローラ８７０は、バルブ、モータ、またはウエハ段などの任意の好適なコンピュータ制御モジュールを含むことができる。いくつかの実施形態において、上述したコントローラは、生成されたウエハプロファイルおよびウエハ修正プロセスの監視に基づいて、様々な処理パラメータを制御することができる。いくつかの実施形態において、修正器７３０は、ステルスダイシングのための赤外レーザを提供するように、修正器コントローラ８５０によって制御することができる。いくつかの実施形態において、修正器７３０は、回転ダイシングブレードを使用してウエハ７１０内にトレンチを形成するように、修正器コントローラ８５０によって制御することができる。いくつかの実施形態において、修正器コントローラ８５０は、半導体ウエハ７１０の上面に対する修正器７３０の向き、ダイシングブレードの回転速度、レーザ出力および周波数、ならびに任意の好適なパラメータを制御することができる。いくつかの実施形態において、アームコントローラ８６０は、ウエハ７１０の異なる領域の上に位置決めされるように修正器７３０を動かすように動作させることができる。いくつかの実施形態において、アームコントローラ８６０はまた、他のパラメータの中でも、修正器７３０と半導体ウエハ７１０との間の高さ、修正器７３０の横方向の移動速度、修正器７３０の移動経路を制御することができる。チャンバコントローラ８７０は、チャンバ圧力、温度、および／または任意の好適なパラメータなど、ウエハ修正チャンバ７０２の様々なパラメータを制御するために使用することができる。検出器７８０および処理システム７９０は、ウエハ修正チャンバ７０２内へ輸送されるウエハに対するウエハプロファイルを判定することができる。検出器７８０は、ウエハの様々な特性を測定する図７の検出器７８０ａ～７８０ｃとすることができる。たとえば、検出器７８０は、ウエハエッジの特質を判定し、ウエハエッジ欠陥の存在を検出することができる。ウエハエッジ欠陥が検出された場合、検出器７８０は、ウエハエッジ欠陥の位置、深さ、幅、タイプ、または任意の好適な特質をさらに検出し、ウエハ修正プロファイルの作成などのさらなる処理のために、そのデータを処理システム７９０へ伝送することができる。処理システム７９０は、ウエハの測定された特性を受け取ってウエハプロファイルを判定し、そのウエハプロファイルを使用して、それに応じてウエハを修正することができる。具体的には、処理システム７９０は、ウエハプロファイルに基づいてウエハ修正領域を形成するレシピを作成することができる。たとえば、処理システム７９０は、図２Ｂ～図２Ｄに示すウエハエッジ欠陥の断面図および測定値を作成するように構成することができる。その結果、処理システム７９０は、ウエハ７１０内にウエハ修正領域７２０を形成するように、アームコントローラ８５０によって修正器７３０を制御することができる。

【0039】

図９を参照すると、方法９００は、いくつかの実施形態による動作９５０へ進み、動作９５０は、測定されたウエハ特性に基づいて、修正された半導体ウエハ上でウエハ薄化プロセスを実行するステップを含む。ウエハ薄化プロセスを実行する一例としては、図５および図６に示すウエハ５００上で実行される研削プロセス５１０を挙げることができるが、簡単にするために本明細書において詳細には説明しない。

【0040】

本明細書に記載する様々な実施形態は、ウエハ薄化プロセス中のウエハ処理収率を改善するためのシステムおよび方法を対象とする。より詳細には、本開示は、ウエハ薄化プロセスの前にウエハプロファイルを判定し、それに応じてウエハを修正し、したがって各ウエハがウエハプロファイルに従ってカスタマイズされるように構成されたウエハ処理システムを対象とする。たとえば、ウエハ処理システムは、ウエハの周囲領域に位置する欠陥を識別し、周囲領域の部分を修正して、ウエハ薄化プロセス中に欠陥がウエハのデバイス領域内へ伝播することを防止する障壁を生じさせる。いくつかの実施形態において、周囲領域の部分を修正することは、周囲に沿ってウエハを部分的に切断し、周囲に沿ってトレンチを形成することを含むことができる。いくつかの実施形態において、周囲領域の部分を修正することは、ステルスレーザダイシングなどの非侵襲的な方法によって、ウエハの一部分の物理的特質を修正することを含むことができる。

【0041】

いくつかの実施形態において、ウエハを処理する方法は、複数の検出器を使用してウエハの１つまたは複数のウエハ特性を測定するステップを含む。ウエハは、デバイス領域および周囲領域を含む。この方法はまた、測定された１つまたは複数のウエハ特性に基づいて、ウエハのウエハ修正プロファイルを判定するステップを含む。この方法は、ウエハ修正プロファイルを使用して、周囲領域内のウエハのリング状部分を修正するステップをさらに含む。修正されたリング状部分は、ウエハの厚さより小さい侵入深さを有する。この方法は、ウエハ上でウエハ薄化プロセスを実行するステップをさらに含む。

【0042】

いくつかの実施形態において、ウエハを処理する方法は、ウエハの円周においてウエハエッジ欠陥を検出するステップを含む。ウエハは、前面および裏面を有し、前面上に半導体ダイのアレイを有する。この方法はまた、ウエハエッジ欠陥の１つまたは複数の特性を測定するステップを含み、１つまたは複数の特性は少なくとも欠陥深さを含む。この方法はまた、ウエハのうち半導体ダイのアレイとウエハエッジ欠陥との間にある部分を前面から修正するステップを含む。修正された部分は、前面から測定される侵入深さを有し、侵入深さは欠陥深さより小さい。この方法は、ウエハの裏面上でウエハ薄化プロセスを実行するステップをさらに含む。

【0043】

いくつかの実施形態において、ウエハ処理システムは、ウエハの１つまたは複数の特性を判定するように構成された１つまたは複数の検出器を含む。ウエハは、デバイス領域と、デバイス領域を取り囲む周囲領域とを有する。ウエハ処理システムは、ウエハ修正装置および処理システムをさらに含む。処理システムは、１つまたは複数の特性を受け取り、１つまたは複数のウエハ特性に基づいてウエハ修正プロファイルを判定するように構成される。処理システムは、ウエハ修正プロファイルを使用して、周囲領域内のウエハのリング状部分を修正するようにさらに構成される。修正されたリング状部分は、ウエハの厚さより小さい侵入深さを有する。

【0044】

したがって、特有の実施形態の上記の説明は、本開示の一般的な性質を完全に明らかにし、本開示は、本開示の一般概念から逸脱することなく、当技術分野の範囲内の知識を適用することによって、他の人でも過度の実験なしにそのような特有の実施形態を様々な応用例に容易に修正および／または適合することができる。したがって、そのような適合および修正は、本明細書に提示する教示および指示に基づいて、開示する実施形態の均等物の意味および範囲内であることが意図される。本明細書における用語または術語は、限定ではなく説明を目的とし、したがって本明細書の術語または用語は、当業者によって教示および指示に照らして解釈されるべきであることを理解されたい。

【0045】

本開示の実施形態について、指定の機能およびその関係の実装例を示す機能的な構築ブロックの助けを借りて上述してきた。これらの機能的構築ブロックの境界は、説明の便宜上、本明細書に任意に画定されている。指定の機能およびその関係が適当に実行される限り、代替の境界を画定することもできる。

【0046】

概要および要約のセクションは、本発明者によって企図される本開示のすべてではなく１つまたは複数の例示的な実施形態を記載するものであり、したがって、本開示および添付の特許請求の範囲を何ら限定することを意図したものではない。

【0047】

本開示の幅および範囲は、上述した例示的な実施形態のいずれによっても限定されるべきではなく、以下の特許請求の範囲およびその均等物のみに従って画定されるべきである。

【符号の説明】

【0048】

１００ 半導体ウエハ
１０２ 基板
１０２Ａ 上面
１０２Ｂ 底面、ウエハ裏面
１０４ 半導体ダイ
１０６ デバイス領域
１０８ 周囲領域
１１０ ウエハエッジ
１１２ ウエハエッジ領域
１１３ ウエハ平坦部
２０３ エッジ欠陥
３００ ウエハ
３０２ 基板
３０２Ａ 前面
３０２Ｂ 裏面
３０３ エッジ欠陥
３０４ 半導体ダイ
３０６ チャック
３０７ 軸
３０８ 真空チャネル
３１０ 研削プロセス
３１２ ひび
３１４ 保護テープ
３３０ バックグラインダカップホイール
４００ 半導体ウエハ
４０２ 基板
４０２Ａ ウエハ前面
４０２Ｂ ウエハ裏面
４０３ エッジ欠陥
４０４ 半導体ダイ
４０６ デバイス領域
４０８ 周囲領域
４１３ ウエハ平坦部
４２０ ウエハ修正領域
５００ ウエハ
５０２ 基板
５０２Ａ 前面
５０２Ｂ 裏面
５０３ エッジ欠陥
５０３Ａ 半導体ダイ５０４を含むウエハ部分
５０３Ｂ エッジ欠陥５０３を含むウエハ部分
５０４ 半導体ダイ
５０６ チャック
５０８ 真空チャネル
５１０ 研削プロセス
５１４ 保護テープ
５２０ ウエハ修正領域
５３０ バックグラインダカップホイール
６１２ ひび
７００ ウエハ修正ステーション
７０２ ウエハ修正チャンバ、処理チャンバ
７０４ 半導体ダイ
７１０ ウエハ
７１１ 垂直軸
７１９ ウエハホルダ
７２０ ウエハ修正、ウエハ修正領域
７２５ スピンベース
７３０ 修正器
７３２ 方向
７３４ 方向
７３５ アーム
７４０ モータ
７８０ａ 検出器
７８０ｂ 検出器
７８０ｃ 検出器
７９０ 処理システム
７９２ 通信チャネル
８００ ウエハ修正システム
８５０ 修正器コントローラ
８６０ アームコントローラ
８７０ チャンバコントローラ
Ａ 基板厚さＴに対する欠陥深さｔの比
Ｂ 基板厚さＴに対する修正深さｄの比
Ｃ ｔ／ｄの比
ｄ 修正深さ
Ｔ 基板厚さ
ｔ 欠陥深さ
ｗ 幅
ω 回転速度

【図1A】

【図1B】

【図2A】

【図2B】

【図2C】

【図2D】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】