JP2019009198A

JP2019009198A - ウェーハの加工方法

Info

Publication number: JP2019009198A
Application number: JP2017121795A
Authority: JP
Inventors: 栄松崎; Sakae Matsuzaki
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2017-06-22
Filing date: 2017-06-22
Publication date: 2019-01-17

Abstract

【課題】加工品質を悪化させることなく、短時間でウェーハの表面の面取り部を除去すること。
【解決手段】表面に複数のデバイスが形成されたウェーハ（Ｗ）の外周縁から面取り部（１８）を除去するウェーハの加工方法が、ウェーハのデバイス領域（１５）をカバー可能なガラス基板（２２）の外周にタック性のあるリング状樹脂（２５）を立設したガラスマスク（２１）を準備する工程と、リング状樹脂をデバイス領域の外周縁に位置付けてウェーハの表面に押圧してウェーハの表面にガラスマスクを載置する工程と、ガラスマスクから露出している面取り部に表面側からプラズマエッチングを施して面取り部を除去する工程とを有する構成にした。
【選択図】図３

Description

本発明は、ウェーハの外周縁の面取り部を除去するウェーハの加工方法に関する。

ウェーハの表面は格子状の分割予定ラインによって複数の領域に区画され、この区画された各領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスが形成されている。ウェーハはダイシング装置によって個々のデバイスに分割され、分割後の各デバイスは電子機器に組み込まれて広く利用されている。また近年では、電子機器の薄型化や小型化に伴って、ウェーハの薄化が求められている。このため、ダイシング装置によってウェーハが個々のデバイスに分割される前に、研削装置によってウェーハが裏面側から研削されて所望の厚みになるまで薄化されている。

この場合、ウェーハの製造過程における欠けや割れを防止するため、ウェーハの外周縁には断面視円弧状に面取りが施されている。面取りが施されたウェーハが薄くなるまで研削されると、面取り部が部分的に残存してウェーハの外周縁がナイフのように尖鋭化し、取扱いに注意が必要になると共に外縁に欠けが生じ易くなる。そこで、ウェーハの裏面を研削する前に、切削ブレードを用いた切削加工によってウェーハの表面側から面取り部を除去することで、ウェーハの研削加工時にウェーハの外周縁の尖鋭化を防止する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１２−０４３８２５号公報

切削ブレードで面取り部を除去する場合、チャックテーブル上のウェーハの面取り部を切削ブレードで切り込み、チャックテーブルを低速回転させてウェーハの面取り部を切削している。チャックテーブルが低速回転するため、面取り部の除去量が多いと加工時間が長くなる。チャックテーブルの回転速度を上昇させることも考えられるが、ウェーハの外周縁にチッピングが発生してハンドリングに不具合が生じるおそれがあるという問題があった。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、加工品質を悪化させることなく、短時間でウェーハの表面の面取り部を除去することができるウェーハの加工方法を提供することを目的の１つとする。

本発明の一態様のウェーハの加工方法は、外周縁に面取り部を有し表面に複数のデバイスが形成されたウェーハの加工方法であって、該面取り部に囲繞され複数のデバイスが形成されたデバイス領域に相当する外径を有する剛性基板の一方の面の外周に沿ってタック性を有するリング状樹脂が立設したマスクを準備するマスク準備工程と、該マスク準備工程を実施した後に、該リング状樹脂を該デバイス領域の外周縁に位置付けてウェーハの該表面に押圧して該ウェーハの表面に該マスクを載置し該デバイス領域を該リング状樹脂で封止するマスク載置工程と、該マスク載置工程を実施した後に、該マスクから露出している該面取り部に該表面側からプラズマエッチングを施すことで、該面取り部を除去する面取り部除去工程と、から構成される。

この構成によれば、剛性基板の外周に沿ったリング状樹脂を、ウェーハのデバイス領域の外周縁に位置付けるようにウェーハの表面に剛性基板が載置される。ウェーハの面取り部を露出させた状態で、ウェーハのデバイス領域が剛性基板でカバーされるため、剛性基板でデバイス領域を保護した状態で、プラズマエッチングによって面取り部だけを除去することができる。よって、加工品質の悪化が抑えられ、短時間でウェーハから面取り部を除去することができる。

本発明の一態様のウェーハの加工方法において、該マスク準備工程は、該デバイス領域に相当する外径を有する剛性基板の一方の面の外周に、乾燥硬化するとタック性を有する液状樹脂をリング状に塗布して乾燥させて該リング状樹脂としてマスクを形成する。

本発明によれば、ウェーハの面取り部を露出させ、ウェーハのデバイス領域を剛性基板でカバーした状態でプラズマエッチングすることで、加工品質を悪化させることなく短時間でウェーハの表面の面取り部を除去することができる。

本実施の形態のウェーハの斜視図である。比較例のウェーハの加工方法の説明図である。本実施の形態のウェーハの加工方法の説明図である。

以下、添付図面を参照して、本実施の形態のウェーハの加工方法について説明する。先ず、加工対象となるウェーハについて説明する。図１は、本実施の形態のウェーハの斜視図である。図２は、比較例のウェーハの加工方法の説明図である。

図１に示すように、ウェーハＷの表面１１は分割予定ラインＬによって複数の領域に区画されており、分割予定ラインＬに区画された領域にはＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスＤが形成されている。ウェーハＷの表面１１は、デバイスＤが形成された円形のデバイス領域１５と、デバイス領域１５を囲繞する環状の外周領域１６とに分かれている。外周領域１６の外縁には、製造工程中における欠けや割れを防止するための断面視円弧状の面取り部１８が形成されている。すなわち、複数のデバイスＤが形成されたデバイス領域１５は面取り部１８によって囲繞されている。

図２Ａの比較例に示すように、一般にこのようなウェーハＷでは、薄化後にウェーハＷの面取り部１８が尖鋭化しないように、研削加工に先だって面取り部１８に対してトリミング加工が実施される。トリミング加工では、切削ブレード４１によってチャックテーブル４２上のウェーハＷの表面１１側が深く切り込まれるため、ウェーハＷが裏面側から薄化されても、ウェーハＷの外周の面取り部１８が尖鋭化することがなく、ウェーハＷの欠け等の破損が防止されている。しかしながら、切削ブレード４１を用いたトリミング加工では、加工品質を優先すると加工速度が低下し、加工速度を優先すると加工品質が低下してしまう。

このため、図２Ｂの比較例に示すように、プラズマエッチングによってウェーハＷの表面１１側から面取り部１８を除去する方法が検討されている。例えば、ウェーハＷのデバイス領域１５にマスクテープ４５を接着し、マスクテープ４５から露出した面取り部１８をプラズマエッチングによって除去する方法が考えられる。この方法では、デバイス領域１５にマスクテープ４５が接着されるため、マスクテープ４５を外したときにデバイス領域１５に粘着層が残るおそれがある。また、マスクテープ４５は消耗品であるため、プラズマエッチング時のコストが増加して経済的ではない。

そこで、本実施の形態では、ガラス基板２２（図３Ｂ参照）の外周にタック性を持ったリング状樹脂２５を形成して、プラズマエッチング時にデバイス領域１５を保護するマスクとして使用している。これにより、ガラス基板２２から露出した面取り部１８をプラズマエッチングによって除去して、加工品質及び加工速度を同時に向上させることが可能になっている。また、リング状樹脂２５がタック性を持っているため、リング状樹脂２５をウェーハＷに接着させることなく、ウェーハＷに対するガラス基板２２の位置ズレを抑えることができる。また、エッチング時にガラス基板２２を繰返し使用できるためコストを低減することができる。

以下、図３を参照して、ウェーハの加工方法について説明する。図３は、本実施の形態のウェーハの加工方法の説明図である。図３Ａはマスク準備工程、図３Ｂはマスク載置工程、図３Ｃは面取り部除去工程のそれぞれ一例を示す図である。

図３Ａに示すように、先ずマスク準備工程が実施される。マスク準備工程では、回転テーブル３１上にガラス基板２２が載置され、ガラス基板２２の外周の上方にディスペンサ３３が位置付けられている。ディスペンサ３３には、乾燥硬化するとタック性を有する液状樹脂が充填されている。回転テーブル３１が回転されてディスペンサ３３からガラス基板２２の一方の面２３の外周に液状樹脂が供給される。ガラス基板２２の一方の面２３の外周に液状樹脂がリング状に塗布される。この液状樹脂が乾燥硬化されて、ガラス基板２２の一方の面２３に沿ったリング状樹脂２５が立設したガラスマスク２１が準備される。

このとき、ガラス基板２２はウェーハＷ（図３Ｂ参照）のデバイス領域１５に相当する外径を有している。ここで、デバイス領域１５に相当する外径とは、リング状樹脂２５の内側領域でデバイス領域１５をカバー可能な大きさであり、例えば、デバイス領域１５よりもリング状樹脂２５（図３Ｂ参照）の幅寸法だけ僅かに大きな外径のことを示している。また、ディスペンサ３３は、デバイス領域１５の厚みよりもリング状樹脂２５が厚くなるようにガラス基板２２に液状樹脂を供給している。なお、液状樹脂は、乾燥硬化することでタック性を持つものであればよく、例えば、シリコーン樹脂で構成されていている。また、剛性基板としてガラス基板２２が用いられたが、プラズマエッチングで反応しない他の剛性基板が用いられてもよい。

図３Ｂに示すように、マスク準備工程が実施された後にマスク載置工程が実施される。マスク載置工程では、ガラス基板２２の一方の面２３をウェーハＷの表面１１に向けて、リング状樹脂２５がウェーハＷのデバイス領域１５の外周縁に位置付けられる。そして、リング状樹脂２５でウェーハＷの表面１１を押し付けるようにして、ガラスマスク２１がウェーハＷの表面１１に載置される。これにより、タック性を持ったリング状樹脂２５がウェーハＷの表面１１に密着して、リング状樹脂２５とガラス基板２２によってウェーハＷのデバイス領域１５が気密に封止される。

リング状樹脂２５がデバイス領域１５よりも厚く形成されているため、ガラス面がデバイス面に接触することがなく、ガラス面によってデバイス領域１５が傷付けられることがない。ウェーハＷの表面１１にガラスマスク２１が載置されることで、ウェーハＷのデバイス領域１５がガラスマスク２１でカバーされて、ウェーハＷの外周領域１６がガラスマスク２１の外側に露出される。また、ガラスマスク２１が透明なガラスで形成されているため、ウェーハＷに対してガラスマスク２１を容易に位置決めすることができる。

また、リング状樹脂２５がタック性、すなわち着脱可能な貼着性（粘着性）を有しているため、ガラスマスク２１を繰返し利用することができ、コストを低減することが可能になっている。ここで、本実施の形態において、タック性とは、固体表面に接触すると密着して、固体表面を傾けた程度では接触面から離れない性質を言う。したがって、ウェーハＷの表面１１にガラスマスク２１を載せて搬送しても、タック性によってウェーハＷの表面１１からガラスマスク２１が外れ難くなる一方で、ウェーハＷの表面１１からガラスマスク２１を引き離す際に容易に剥がすことが可能になっている。

図３Ｃに示すように、マスク載置工程が実施された後に面取り部除去工程が実施される。面取り部除去工程では、チャンバー（不図示）内にガラスマスク２１が載置されたウェーハＷが搬入されて、ガラスマスク２１を上方に向けた状態でウェーハＷが下部電極３５の保持面３９に載置される。上部電極３７の噴射孔からチャンバー内にエッチングガスが噴出されると共に、上部電極３７と下部電極３５の間で高周波電圧が印加されることでエッチングガスがプラズマ化される。このプラズマ化したエッチングガスによってウェーハＷが異方性エッチングされる。

このとき、ウェーハＷのデバイス領域１５がガラスマスク２１でカバーされているため、ガラスマスク２１から露出している面取り部１８が表面１１側からプラズマエッチングされる。プラズマエッチングによって面取り部１８が除去されることで段部２７が形成され、段部２７の底面が後の研削加工におけるウェーハＷの仕上げ厚みｔよりも低くなるまでプラズマエッチングされる。これにより、後の研削工程でウェーハＷが仕上げ厚みまで薄化されたときに、ウェーハＷの外周がナイフエッジになることがなく、ウェーハＷの欠けを防止することができる。

また、ウェーハＷの表面１１側から真下に異方性エッチングされているため、段部２７の側面がガラスマスク２１の外周面に沿って略垂直に形成されて、ウェーハＷのデバイス領域１５側が除去されることがない。プラズマエッチングで面取り部１８が除去されるため、切削ブレードでトリミング加工する構成と比較して、段部２７に対してチッピングを生じさせることなく短時間で面取り部１８を除去することができる。また、タック性を持ったリング状樹脂２５でウェーハＷのデバイス領域１５が気密に封止されているため、リング状樹脂２５とウェーハＷの接触面からデバイス領域１５へのプラズマの侵入が抑えられている。なお、エッチングガスとしては、例えば、六フッ化硫黄（ＳＦ_６）、四フッ化メタン（ＣＦ_４）、三フッ化窒素（ＮＦ_３）等のフッ素を含むフッ素系ガスにヘリウムガス等が含まれたフッ素系のプラズマガスが用いられる。

以上のように、本実施の形態のウェーハＷの加工方法によれば、ガラス基板２２の外周に沿ったリング状樹脂２５を、ウェーハＷのデバイス領域１５の外周縁に位置付けるようにウェーハＷの表面１１にガラス基板２２が載置される。ウェーハＷの面取り部１８を露出させた状態で、ウェーハＷのデバイス領域１５がガラス基板２２でカバーされるため、ガラス基板２２でデバイス領域１５を保護した状態で、プラズマエッチングによって面取り部１８だけを除去することができる。よって、加工品質の悪化が抑えられ、短時間でウェーハＷから面取り部１８を除去することができる。

なお、本実施の形態では、マスク準備工程で剛性基板の一方の面の外周に液状樹脂をリング状に塗布してマスクを形成する構成にしたが、この構成に限定されない。マスク準備工程は、剛性基板の一方の面の外周に沿ってタック性を有するリング状樹脂が立設したマスクを準備する構成であればよい。例えば、以前に形成したマスクを準備して、マスクを再利用してもよい。また、マスクの形成方法は特に限定されない。

また、本実施の形態では、マスク準備工程で液状樹脂を乾燥硬化させる構成にしたが、熱を加えることで液状樹脂が硬化されてもよいし、紫外線の照射によって液状樹脂が硬化されてもよい。

また、本実施の形態では、面取り部除去工程でウェーハの面取り部を研削加工後の仕上げ厚みまで除去する構成にしたが、この構成に限定されない。面取り部除去工程では、ウェーハの面取り部が研削加工後の仕上げ厚みよりも深く除去されていればよく、例えば、ウェーハの面取り部が表面側から裏面側まで完全に除去されてもよい。

また、加工対象のワークとして、加工の種類に応じて、例えば、半導体デバイスウェーハ、光デバイスウェーハ、半導体基板、無機材料基板、酸化物ウェーハ等の各種ワークが用いられてもよい。半導体デバイスウェーハとしては、デバイス形成後のシリコンウェーハや化合物半導体ウェーハが用いられてもよい。光デバイスウェーハとしては、デバイス形成後のサファイアウェーハやシリコンカーバイドウェーハが用いられてもよい。また、半導体基板としてはシリコンやガリウム砒素等、無機材料基板としてはサファイア、セラミックス、ガラス等が用いられてもよい。さらに、酸化物ウェーハとしては、デバイス形成後又はデバイス形成前のリチウムタンタレート、リチウムナイオベートが用いられてもよい。

また、本実施の形態及び変形例を説明したが、本発明の他の実施の形態として、上記実施の形態及び変形例を全体的又は部分的に組み合わせたものでもよい。

また、本発明の実施の形態は上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の趣旨を逸脱しない範囲において様々に変更、置換、変形されてもよい。さらには、技術の進歩又は派生する別技術によって、本発明の技術的思想を別の仕方で実現することができれば、その方法を用いて実施されてもよい。したがって、特許請求の範囲は、本発明の技術的思想の範囲内に含まれ得る全ての実施形態をカバーしている。

また、本実施の形態では、本発明をウェーハから面取り部を除去するトリミング加工に適用した構成について説明したが、ウェーハから余分な部分を除去する他の加工に適用することも可能である。

以上説明したように、本発明は、加工品質を悪化させることなく短時間でウェーハの表面の面取り部を除去することができるという効果を有し、特に、ウェーハの薄化前に面取り部を除去するウェーハの加工方法に有用である。

１１ウェーハの表面
１５デバイス領域
１８ウェーハの面取り部
２１ガラスマスク（マスク）
２２ガラス基板（剛性基板）
２３ガラス基板の一方の面
２５リング状樹脂
Ｄデバイス
Ｗウェーハ

Claims

外周縁に面取り部を有し表面に複数のデバイスが形成されたウェーハの加工方法であって、
該面取り部に囲繞され複数のデバイスが形成されたデバイス領域に相当する外径を有する剛性基板の一方の面の外周に沿ってタック性を有するリング状樹脂が立設したマスクを準備するマスク準備工程と、
該マスク準備工程を実施した後に、該リング状樹脂を該デバイス領域の外周縁に位置付けてウェーハの該表面に押圧して該ウェーハの表面に該マスクを載置し該デバイス領域を該リング状樹脂で封止するマスク載置工程と、
該マスク載置工程を実施した後に、該マスクから露出している該面取り部に該表面側からプラズマエッチングを施すことで、該面取り部を除去する面取り部除去工程と、
から構成されるウェーハの加工方法。
該マスク準備工程は、該デバイス領域に相当する外径を有する剛性基板の一方の面の外周に、乾燥硬化するとタック性を有する液状樹脂をリング状に塗布して乾燥させて該リング状樹脂としてマスクを形成すること、を特徴とする請求項１記載のウェーハの加工方法。