JP2017193010A - 研削方法 - Google Patents

Abstract

【課題】デバイス領域が損傷せずに良好にウェーハを裏面研削すること。【解決手段】本発明の研削方法にて研削するウェーハ（Ｗ）は、表面（Ｗａ）に凸形状のデバイス（Ｄ）を備えるデバイス領域（Ｗ１）と、デバイス領域を囲繞する外周余剰領域（Ｗ２）との間に段差が存在する。まずウェーハのデバイス領域及び該外周余剰領域の境界に沿って、ウェーハの厚み方向途中までの深さであり、デバイス領域と外周余剰領域とを分断する分断溝（Ｗ４）を形成する。次いで、ウェーハの表面側に保護テープ（Ｔ）を貼着する。その後、保護テープ（Ｔ）側をチャックテーブル（２１）に保持し、ウェーハの裏面（Ｗｂ）側から研削ホイール（２５）で仕上げ厚みまで研削する。この研削によって、ウェーハの裏面側に分断溝が表出し、ウェーハがデバイス領域と外周余剰領域とに分断され、ウェーハの外周余剰領域がチャックテーブルに落下して保持される。【選択図】図５

Description

本発明は、表面に凸形状のデバイスを複数備えるウェーハの研削方法に関する。

半導体デバイス製造プロセスにおいては、略円板形状の半導体ウェーハの表面に格子状に形成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、区画された各領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスを形成する。

半導体ウェーハは研削装置によって裏面が研削されて所定の厚みに加工された後、切削装置又はレーザ加工装置によって個々のデバイスに分割され、分割されたデバイスは携帯電話、パソコン等の各種電子機器に広く利用されている。半導体ウェーハの裏面を研削する前に、半導体ウェーハの表面に形成されたデバイスを保護するため、半導体ウェーハの表面には保護テープが貼着される。研削装置のチャックテーブルで保護テープを介して半導体ウェーハを吸引保持し、半導体ウェーハの裏面の研削を実施する。

特開２００６−３０３０５１号公報

半導体ウェーハにあっては、表面における複数のデバイスが凸形状となって形成されると、デバイス領域に比べ、デバイス領域を囲繞する外周余剰領域が凹むように形成される。従って、半導体ウェーハの表面側に保護テープを貼着した場合、保護テープにおける外周余剰領域とデバイス領域との間に段差が生じ、保護テープの外周余剰領域に貼着された部分が凹んだ状態となる。この状態で、裏面研削を実施すべく保護テープを介して半導体ウェーハをチャックテーブルで吸引保持すると、外周余剰領域ではデバイス領域と比較して凹んだ状態となった分、チャックテーブル表面から保護テープが離れて吸引保持力が弱い状態になる。この結果、半導体ウェーハの裏面側から研削して半導体ウェーハが薄化されていくにつれ、吸引保持力が弱いために外周余剰領域がばたつくようになる。このばたつきによって外周余剰領域からクラックが発生し、ひいては、クラックがデバイス領域まで達して研削できなくなる、という問題がある。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、貼着された保護テープにおけるデバイス領域と外周余剰領域との間に段差が存在しても、デバイス領域が損傷せずに良好にウェーハを裏面研削することができる研削方法を提供することを目的とする。

本発明の研削方法は、表面に凸形状のデバイスを備える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の間に段差が存在するウェーハの裏面側を仕上げ厚みまで薄化する研削方法であって、デバイス領域及び外周余剰領域の境界に沿って少なくとも仕上げ厚みまでウェーハの厚み方向途中までの深さのデバイス領域と外周余剰領域とを分断する分断溝を形成する分断溝形成ステップと、分断溝形成ステップを実施した後に、ウェーハの表面側に保護テープを貼着する保護テープ貼着ステップと、保護テープ貼着ステップを実施した後に、保護テープ側をチャックテーブルに保持し、ウェーハ裏面側から研削ホイールで仕上げ厚みまで研削を行う研削ステップと、から構成されることを特徴とする。

この構成によれば、保護テープを貼着する前に、仕上げ厚みよりも深い分断溝をデバイス領域と外周余剰領域との境界に形成している。このため、ウェーハを裏面側から研削し、裏面が分断溝に到達するまで薄化が進行すると、分断溝によって外周余剰領域がデバイス領域から分離してチャックテーブルの表面に落下する。これにより、外周余剰領域に貼着される保護テープがチャックテーブルに当接して吸引保持力が十分に作用するようになり、外周余剰領域がばたついてクラックが発生することを防止することができる。この結果、デバイス領域までクラックが達することもなくなり、デバイス領域に損傷が生じないように良好に研削することが可能となる。しかも、裏面研削後も外周余剰領域はチャックテーブルに残存するので、研削後にウェーハの径寸法が変わらずに既存の搬送機構を変更せずに使用することができる。

本発明によれば、貼着された保護テープにおけるデバイス領域と外周余剰領域との間に段差が存在しても、デバイス領域が損傷せずにウェーハを良好に裏面研削することができる。

本実施の形態に係るウェーハの概略断面図である。 本実施の形態に係る分断溝形成ステップの一例を示す図である。 本実施の形態に係る保護テープ貼着ステップの一例を示す図である。 本実施の形態に係る研削ステップの一例を示す図である。 本実施の形態に係る研削ステップの一例を示す図である。 比較例に係るウェーハの研削方法の説明図である。 比較例に係るウェーハの研削方法の説明図である。

以下、添付図面を参照して、本実施の形態に係る研削方法について詳細に説明する。図１は、本実施の形態に係るウェーハの概略断面図である。図２は、本実施の形態に係る分断溝形成ステップの一例を示す図である。図３は、本実施の形態に係る保護テープ貼着ステップの一例を示す図である。図４及び図５は、本実施の形態に係る研削ステップの一例を示す図である。

図１に示すように、ウェーハＷは、略円板状に形成されており、中央には複数のデバイスＤが表面Ｗａから突出する凸形状に形成されている。ウェーハＷは、複数のデバイスＤが形成されたデバイス領域Ｗ１と、デバイス領域Ｗ１を囲繞する外周余剰領域Ｗ２とを有している。デバイス領域Ｗ１と外周余剰領域Ｗ２とでは、図１中上面高さ位置が異なり、それらの境界Ｗ３に段差が存在している。なお、ウェーハＷの表面Ｗａと反対側にある裏面Ｗｂには、デバイスＤが形成されていない。また、ウェーハＷは、表面ＷａにデバイスＤを形成するものであれば、シリコン、ガリウム砒素等の半導体ウェーハでもよいし、セラミック、ガラス、サファイア系の光デバイスウェーハでもよい。

図２に示すように、まず分断溝形成ステップが実施される。分断溝形成ステップでは、切削手段１０を用いて、チャックテーブル１１に保持されたウェーハＷの表面Ｗａにおける境界Ｗ３に分断溝Ｗ４を形成する。チャックテーブル１１は、上面を保持面としてウェーハＷを保持し、回転軸１２の軸周りを回転可能となっている。切削手段１０は、不図示のスピンドルの先端に装着された切削ブレード１５を備え、切削ブレード１５を所定の回転速度で回転させることができる。

分断溝形成ステップでは、まず、ウェーハＷの裏面Ｗｂ側をチャックテーブル１１上に載置して表面Ｗａを上向きに露出させる。その後、図示しない吸引源の作動によりチャックテーブル１１によってウェーハＷを吸引保持する。そして、切削手段１０の切削ブレード１５を回転させながらウェーハＷの境界Ｗ３に接近する方向に下降させ、切削ブレード１５の刃先をウェーハＷの表面Ｗａに切り込ませる。続いて、チャックテーブル１１が回転軸１２の軸周りを少なくとも１回転することで、切削ブレード１５が、境界Ｗ３に沿ってウェーハＷの中心を中心として切削し、デバイス領域Ｗ１と外周余剰領域Ｗ２とを分断するリング状の分断溝Ｗ４を形成する。ここで、分断溝Ｗ４は、裏面Ｗｂまで貫通しないように少なくとも厚み方向途中までの溝深さｄに形成され、溝深さｄは、後述する研削ステップでウェーハＷを仕上げ厚みまで研削したときに裏面Ｗｂに表出するように少なくとも設定され、好ましくは、ウェーハＷの全体厚の約２／３に設定されている。

分断溝形成ステップは、上記のように切削手段１０を用いて実施するほか、レーザ光線によるアブレ−ション加工によって実施してもよい。具体的には、ウェーハＷに対して吸収性を有する波長のレーザ光線をウェーハＷの表面Ｗａ側から境界Ｗ３にリング状に照射して分断溝Ｗ４を形成する。

図３に示すように、分断溝形成ステップの後には保護テープ貼着ステップが実施される。保護テープ貼着ステップでは、保護テープＴをウェーハＷの表面Ｗａに貼着する。この貼着は、例えば、ウェーハＷの外周縁側からウェーハＷの表面Ｗａに保護テープＴを繰り出しつつ、保護テープＴ上で貼着ローラを転動させ、ウェーハＷの表面Ｗａの全面に保護テープＴを貼着する。上記のようにデバイス領域Ｗ１と外周余剰領域Ｗ２との境界Ｗ３に段差が存在しているため、保護テープＴの境界Ｗ３に対応する位置にも段差が形成される。なお、保護テープＴは、特に限定されるものではないが、ウェーハＷの表面Ｗａと接触する面側に粘着層を有しているものを使用する。

図４及び図５に示すように、保護テープ貼着ステップの後には研削ステップが実施される。研削ステップでは、研削手段２０を用いて、チャックテーブル２１に保持されるウェーハＷを研削することにより、ウェーハＷを裏面Ｗｂ側から仕上げ厚みまで薄厚化する。チャックテーブル２１は、上面を保持面としてウェーハＷを保持し、回転軸２２の軸周りを回転可能となっている。研削手段２０は、鉛直方向の軸心を有するスピンドル２４と、スピンドル２４の下端に装着された研削ホイール２５と、研削ホイール２５の下部に環状に固着された研削砥石２６とを備えている。研削手段２０は、モータ（不図示）によってスピンドル２４を回転させることで、研削ホイール２５を所定の回転速度で回転させることができる。

研削ステップでは、まず、図４に示すように、チャックテーブル２１上に保護テープＴ側を載置してウェーハＷの裏面Ｗｂを上向きに露出させる。その後、図示しない吸引源の作動により、チャックテーブル２１によって保護テープＴを介してウェーハＷを吸引保持するとともに、回転軸２２の軸周りにチャックテーブル２１を回転する。続いて、研削手段２０の研削ホイール２５を回転させながらウェーハＷの裏面Ｗｂに接近する方向に研削手段２０を下降させ、回転する研削砥石２６を裏面Ｗｂに当接する。そして、図５に示すように、研削砥石２６でウェーハＷの裏面Ｗｂを押圧しながら分断溝Ｗ４に到達する深さまで研削することにより、分断溝Ｗ４が裏面Ｗｂから表出し、分断溝Ｗ４を境としてデバイス領域Ｗ１と外周余剰領域Ｗ２とが分離される。これらが分離された後、ウェーハＷが仕上げ厚みまで薄化するまで研削砥石２６による研削が継続される。

ここで、研削ステップでは、ウェーハＷの裏面Ｗｂが分断溝Ｗ４に到達する前の図４の状態で、保護テープＴの段差によって外周余剰領域Ｗ２に貼着された保護テープＴがチャックテーブル２１の上面から離れて吸引保持力が弱くなる。但し、図４の状態では、デバイス領域Ｗ１に貼着された保護テープＴが、広い面積でチャックテーブル２１から吸引力を受けるので、ウェーハＷが良好に保持された状態が維持される。図４の状態から研削が進行し、分断溝Ｗ４を境としてデバイス領域Ｗ１と外周余剰領域Ｗ２とが分離されると、図５のように外周余剰領域Ｗ２が落下する。これにより、外周余剰領域Ｗ２に貼着された保護テープＴがチャックテーブル２１の上面に当接し、チャックテーブル２１による吸引力が低減しないようにしてウェーハＷの外周余剰領域Ｗ２が保持される。

ここで、本発明との比較のため、図６及び図７を参照して比較例に係るウェーハの研削方法について簡単に説明する。図６及び図７は、比較例に係るウェーハの研削方法の説明図である。比較例に係るウェーハの研削方法においては、本実施の形態に係る研削方法に対し、分断溝形成ステップを実施しない、つまり分断溝を形成しない点で相違している。なお、保護テープ貼着ステップについては、本実施の形態と同様であるため説明を省略する。また、比較例においては、説明の便宜上、同一の名称には同一の符号を付して説明する。

図６に示すように、比較例に係るウェーハＷの研削方法においても、本実施の形態の研削ステップと同様に、チャックテーブル２１を回転してウェーハＷを回転しながら、回転する研削砥石２６をウェーハＷの裏面Ｗｂに当接してウェーハＷを研削する。そして、図７に示すように、研削によってウェーハＷの薄厚化が進行しても、外周余剰領域Ｗ２に貼着された保護テープＴがチャックテーブル２１の上面から離れた状態となる。このため、ウェーハＷの外周余剰領域Ｗ２側における吸引保持力が弱い状態が維持され、この状態で研削を行うと、研削砥石２６の回転等によって薄くなった外周余剰領域Ｗ２がばたつくようになる。この結果、外周余剰領域Ｗ２からクラックが発生し、かかるクラックがデバイス領域Ｗ１まで達して研削できなくなる。

このように、比較例に係るウェーハＷの研削方法では、研削によってウェーハＷが薄化されていくにつれ外周余剰領域Ｗ２がばたついてしまい、研削を停止せざるを得なくなる。

一方、本実施の形態に係るウェーハＷの研削方法では、図５に示すように、分断溝Ｗ４を境としてデバイス領域Ｗ１と外周余剰領域Ｗ２とが分離される。そして、外周余剰領域Ｗ２に貼着された保護テープＴがチャックテーブル２１の上面に当接して吸引保持されるので、比較例のような外周余剰領域Ｗ２のばたつきを抑制することができる。これにより、ばたつきに起因する外周余剰領域Ｗ２のクラックの発生を防止することができる。

以上のように、本実施の形態に係る研削方法によれば、外周余剰領域Ｗ２にクラックが発生しないので、デバイス領域Ｗ１までクラックが達することもなくなり、デバイス領域Ｗ１を破損させずに良好な研削を行うことが可能となる。しかも、図５に示すように、研削ステップで研削しても、チャックテーブル２１上にてデバイス領域Ｗ１の周りに外周余剰領域Ｗ２が残存することとなる。これにより、本実施の形態に係る研削方法の前後において、ウェーハＷの径寸法が変わらないよう維持することができ、研削後のウェーハＷを搬出する搬送機構として、ウェーハＷを搬送できる既存のものを変更せずに利用できる。これにより、搬送機構についての設備コストの上昇を抑えて経済的なものとすることができる。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている大きさや形状、方向などについては、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。

以上説明したように、本発明は、デバイス領域が損傷せずに良好に裏面研削することができるという効果を有し、貼着された保護テープにおけるデバイス領域と外周余剰領域との間に段差が存在するウェーハの研削方法に有用である。

２１ チャックテーブル
２５ 研削ホイール
Ｄ デバイス
Ｔ 保護テープ
Ｗ ウェーハ
Ｗ１ デバイス領域
Ｗ２ 外周余剰領域
Ｗ３ 境界
Ｗ４ 分断溝
Ｗａ 表面
Ｗｂ 裏面

Claims (1)

1. 表面に凸形状のデバイスを備える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の間に段差が存在するウェーハの裏面側を仕上げ厚みまで薄化する研削方法であって、
   該デバイス領域及び該外周余剰領域の境界に沿って少なくとも仕上げ厚みまでウェーハの厚み方向途中までの深さの該デバイス領域と該外周余剰領域とを分断する分断溝を形成する分断溝形成ステップと、
   該分断溝形成ステップを実施した後に、ウェーハの表面側に保護テープを貼着する保護テープ貼着ステップと、
   該保護テープ貼着ステップを実施した後に、該保護テープ側をチャックテーブルに保持し、ウェーハ裏面側から研削ホイールで仕上げ厚みまで研削を行う研削ステップと、から構成される研削方法。

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