TWI873382B

TWI873382B - 原切片晶圓的加工方法

Info

Publication number: TWI873382B
Application number: TW110132124A
Authority: TW
Inventors: 山中聰
Original assignee: 日商迪思科股份有限公司
Priority date: 2020-09-07
Filing date: 2021-08-30
Publication date: 2025-02-21
Also published as: KR102871013B1; JP7658729B2; DE102021209535A1; JP2022044159A; KR20220032477A; CN114156160A; TW202211319A; US11878387B2; US20220072680A1

Abstract

[課題]提供一種可以效率良好地加工原切片晶圓之原切片晶圓的加工方法。 [解決手段]一種原切片晶圓的加工方法，包含以下步驟：磨削步驟，磨削原切片晶圓的一面；外周定位步驟，在實施該磨削步驟之後，使工作夾台與磨削單元在和工作夾台的保持面平行的方向上相對地移動而將磨削磨石定位在一面的外周邊緣部；及倒角加工步驟，在實施該外周定位步驟之後，以磨削磨石對原切片晶圓的一面的外周施行倒角加工。

Description

原切片晶圓的加工方法

本發明是有關於一種對由半導體晶錠(以下，簡稱為晶錠)所生成之原切片晶圓(as sliced wafer)進行加工之原切片晶圓的加工方法。

IC、LSI等的複數個器件被交叉的複數條分割預定線所區劃且形成在矽基板的上表面之晶圓，可藉由切割裝置、雷射加工裝置而被分割成一個個的器件晶片，並且可將經分割之器件晶片應用在行動電話、個人電腦等的電氣機器上。

又，將器件形成於正面前之所謂的原切片晶圓，是Si等晶錠被具備有內周刃、線鋸等之切斷裝置切片成1mm左右的厚度而生成(參照例如專利文獻1)。並且，可藉由對從晶錠生成之原切片晶圓的兩面進行磨削加工，並在之後使用專用的治具來對外周邊緣部施行倒角加工，而加工成適合於在上表面形成器件之理想的狀態。先前技術文獻專利文獻

專利文獻1：日本特開平08-155948號公報

發明欲解決之課題

在以往技術中的原切片晶圓的加工方法中，因為會在其正面成為形成有器件之狀態以前，實施磨削加工，且之後必須使用專用的裝置或治具且經過倒角加工等的複數個步驟，所以有生產性差的問題。

據此，本發明之目的在於提供一種可以效率良好地加工原切片晶圓之原切片晶圓的加工方法。用以解決課題之手段

根據本發明，可提供一種原切片晶圓的加工方法，是對從半導體晶錠生成之原切片晶圓進行加工，前述原切片晶圓的加工方法具備以下步驟：原切片晶圓保持步驟，將原切片晶圓保持在具有保持被加工物之保持面且可旋轉的工作夾台；第一磨削步驟，讓相向於該保持面且可旋轉地具備有已將複數個磨削磨石配設成環狀之磨削輪的磨削單元朝該工作夾台接近，並使該磨削輪以讓該磨削磨石通過已保持在該工作夾台之該原切片晶圓的旋轉中心的方式旋轉，來磨削該原切片晶圓的一面；第一外周定位步驟，在實施該第一磨削步驟之後，使該工作夾台與該磨削單元在和該保持面平行的方向上相對地移動而將該磨削磨石定位在該一面的外周邊緣部；及第一倒角加工步驟，在實施該第一外周定位步驟之後，以該磨削磨石對該原切片晶圓的該一面的外周施行倒角加工，該第一倒角加工步驟會將該磨削磨石的外周的邊緣部定位在該原切片晶圓的該一面的外周邊緣部，並且使該磨削磨石一邊朝該工作夾台接近一邊朝該原切片晶圓的該一面的外周方向退離來磨削該外周邊緣部，而在該一面形成倒角部。

較佳的是，更具備：第二磨削步驟，將磨削完畢之該一面保持在該工作夾台，並使該磨削輪以讓該磨削磨石通過已保持在該工作夾台之該原切片晶圓的旋轉中心的方式旋轉，來磨削該原切片晶圓的另一面；第二外周定位步驟，在實施該第二磨削步驟之後，使該工作夾台與該磨削單元在和該保持面平行的方向上相對地移動而將該磨削磨石定位在該原切片晶圓的另一面的外周邊緣部；及第二倒角加工步驟，在實施該第二外周定位步驟之後，以該磨削磨石對該原切片晶圓的該另一面的外周施行倒角加工，該第二倒角加工步驟是將該磨削磨石的外周的邊緣部定位在該原切片晶圓的該另一面的該外周邊緣部，並且使該磨削磨石一邊朝該工作夾台接近一邊朝該原切片晶圓的該另一面的外周方向退離來磨削該外周邊緣部，而在該另一面形成倒角部。發明效果

根據本發明，可以在不改變加工裝置或治具的情形下，以連續的步驟來實施磨削步驟與倒角加工步驟，而提升生產性，前述磨削步驟是磨削原切片晶圓的正面或背面，前述倒角加工步驟是在該正面或背面的外周實施倒角加工。

用以實施發明之形態

以下，針對本發明實施形態之原切片晶圓的加工方法，一邊參照附加圖式一邊詳細地說明。

在圖1中所顯示的是適合於實施本實施形態之原切片晶圓的加工方法之磨削裝置1的整體立體圖。圖1所示之磨削裝置1具備有大致長方體形狀之裝置殼體2、豎立設置於裝置殼體2的後端部側之直立壁3、磨削被加工物之磨削單元4、及保持被加工物之工作夾台機構6。

工作夾台機構6具備有工作夾台61與罩板62，前述工作夾台61如圖示地具備圓板形狀的吸附夾頭61a以及圍繞吸附夾頭61a之框體61b，且藉由未圖示之旋轉驅動源而構成為可旋轉，前述罩板62使工作夾台61朝上方突出並且覆蓋於工作夾台61的周圍。吸附夾頭61a是以具有通氣性之多孔構件所形成，且連接於未圖示之吸引源，且可以藉由使該吸引源作動，來對吸附夾頭61a的保持面63供給負壓，而吸引保持載置在保持面63上之被加工物。

在裝置殼體2的內部容置有移動機構(省略圖示)，前述移動機構使工作夾台機構6在圖中以Y軸方向所示之方向上移動。可以藉由作動該移動機構，而使工作夾台機構6在圖中近前側(以箭頭Y1所示之方向)的搬出入區域、與圖中後側(以箭頭Y2所示之方向)的加工區域之間移動，前述搬出入區域是將未加工的被加工物載置於工作夾台61上之區域，前述加工區域是藉由磨削單元4對已保持在工作夾台61之被加工物施行磨削加工之區域。

磨削單元4配設在直立壁3的前表面。磨削單元4已裝設於移動基台4a，移動基台4a在後表面側和已配設在裝置殼體2的直立壁3之一對引導軌道31、31卡合，且相對於引導軌道31、31朝圖中Z軸方向(上下方向)可滑動地裝設。

磨削單元4具備有受到和移動基台4a一體地形成之支撐部4b所支撐之主軸殼體42、可旋轉地被主軸殼體42所保持之主軸43、及作為主軸43的旋轉驅動組件而配設之電動馬達41。主軸43的下端部突出於主軸殼體42的下端側，且在其下端部配設有輪座44。輪座44的下表面裝設有磨削輪45，於磨削輪45的下表面環狀地配設有複數個磨削磨石46，前述磨削磨石46配設成在將工作夾台61定位於磨削輪45的正下方的加工區域時，會相向於工作夾台61的保持面63。從省略圖示之磨削水供給組件所供給之磨削水L是從主軸43的上端部43a導入，且可透過主軸43內的通路來從磨削輪45的下端面的中央供給到加工區域。

圖1所示之磨削裝置1具備有使磨削單元4沿著上述一對引導軌道31、31在Z軸方向(和工作夾台61的保持面63垂直的方向)上移動之磨削進給機構7。此磨削進給機構7具備有配設在直立壁3的前表面側且朝上下方向延伸之公螺桿71、及用於旋轉驅動公螺桿71之作為驅動源的脈衝馬達72。此公螺桿71將其上端部以及下端部以旋轉自如的方式支撐在直立壁3，且在公螺桿71的上側端部連結有脈衝馬達72的輸出軸。在移動基台4a的後表面形成有螺絲連結部(省略圖示)，在該連結部形成有朝上下方向延伸之母螺孔，且可將上述公螺桿71螺合於這個母螺孔。由這樣的螺絲機構所形成的磨削進給機構7，可以使脈衝馬達72正轉而使磨削單元4和移動基台4a一起下降，且使脈衝馬達72逆轉而使磨削單元4和移動基台4a一起上升。

磨削裝置1具備省略圖示之控制單元，於該控制單元連接有磨削單元4、磨削進給機構7、該移動機構(省略圖示)等，而可依據任意的控制程式來精密地控制各單元以及機構。

圖1所示之磨削裝置1具備有大致如上述之構成，以下針對使用磨削裝置1而實施之本實施形態的原切片晶圓的加工方法作說明。

在圖2中顯示有本實施形態之被加工物即矽(Si)的原切片晶圓10。原切片晶圓10是例如藉由進行切片來將圓柱狀的單晶晶錠(省略圖示)以約1mm的厚度切出之直徑為約100mm的圓形板狀的晶圓，且為在正面、背面任一面均未形成有器件等之晶圓，在本說明書以及申請專利範圍中，是定義為原切片晶圓(as sliced wafer)。

在實施本實施形態之原切片晶圓的加工方法時，是相對於已定位在前述搬出入區域之工作夾台61的保持面63，如圖2所示，將原切片晶圓10的一面10a朝向上方並將另一面10b朝向下方來載置並保持(原切片晶圓保持步驟)。此時，原切片晶圓10被載置成原切片晶圓10的中心與工作夾台61的中心一致，並藉由作動省略圖示之吸引源來對保持面63供給負壓而被吸引保持在工作夾台61的保持面63。再者，本實施形態之原切片晶圓10雖然在從該晶錠切出後，在正面、背面的任一面皆未施行加工，而為沒有正面、背面的區別之狀態，但為了方便說明，將最初被施行加工之面稱為「一面」，並將其相反側之面稱為「另一面」。

若實施了上述之原切片晶圓保持步驟之後，即可作動該移動機構來使工作夾台61朝圖1中以箭頭Y2所示之方向的加工區域移動，並作動磨削進給機構7，使磨削單元4朝工作夾台61接近，而如圖3所示，將磨削輪45定位成磨削磨石46通過已保持在工作夾台61的原切片晶圓10的旋轉中心O。並且，作動磨削單元4的電動馬達41來使磨削輪45朝箭頭R1所示之方向以例如6000rpm旋轉，並且使工作夾台61朝箭頭R2所示之方向以例如300rpm的旋轉速度旋轉，且進一步作動磨削進給機構7而使磨削單元4朝箭頭R3所示之方向以例如1.0μm/秒的下降速度抵接於原切片晶圓10的一面10a而將原切片晶圓10的一面10a磨削預定之量(第一磨削步驟)。再者，較佳的是，在實施該第一磨削步驟之時，使用省略圖示之厚度檢測組件來一邊檢測磨削之量一邊實施。

若實施了上述之第一磨削步驟之後，即如圖4(a)所示，使工作夾台61與磨削單元4在和工作夾台61的保持面63平行的方向上相對地移動(在本實施形態中，是使工作夾台61朝箭頭Y1所示之方向移動)，而將磨削磨石46的邊緣部46a定位在一面10a的外周邊緣部10c(第一外周定位步驟)。

若實施了該第一外周定位步驟之後，即實施以磨削磨石46對原切片晶圓10的一面10a的外周邊緣部10c施行倒角加工之第一倒角加工步驟。該第一倒角加工步驟是在已將磨削磨石46的邊緣部46a定位在原切片晶圓10的一面10a的外周邊緣部10c後，一邊使磨削磨石46朝箭頭R3所示之方向下降以朝工作夾台61接近一邊使工作夾台61朝Y1所示之方向移動。藉此，使磨削磨石46以如下之方式移動：朝原切片晶圓10的一面10a的外周方向退離，亦即朝圖4(b)中以箭頭R4所示之方向退離。其結果，磨削原切片晶圓10的外周邊緣部10c而在一面10a的外周邊緣部10c形成倒角部11，且完成第一倒角加工步驟。再者，可將本實施形態之第一倒角加工步驟連續於前述之第一磨削步驟來實施，且可讓磨削單元4的磨削輪45與工作夾台61維持前述之第一磨削步驟時的旋轉之狀態來直接實施。但是，本發明並非限定於此，亦可在從第一磨削步驟轉移至第一倒角加工步驟之時，暫時停止磨削輪45與工作夾台61的旋轉。又，藉由本實施形態所形成之倒角部11，雖然是如圖4(b)所示，以截面成為直線狀的錐形面來形成，但也可藉由調整實施第一倒角加工步驟時之磨削磨石46的下降速度、工作夾台61往Y1方向的移動速度，而形成為截面成為曲線狀。

根據上述之原切片晶圓的加工方法，可以在不改變加工裝置或治具的情形下，以連續的步驟來實施磨削原切片晶圓10的一面10a之第一磨削步驟與對一面10a的外周實施倒角加工之第一倒角加工步驟，而提升生產性。

根據本實施形態之原切片晶圓的加工方法，也可以在實施上述之第一磨削步驟、第一倒角加工步驟之後，實施在以下說明之第二磨削步驟以及第二倒角加工步驟。

若實施了上述之第一磨削步驟、以及第一倒角加工步驟之後，即可作動該移動機構，將工作夾台61移動到搬出入區域並停止該吸引源，將原切片晶圓10從工作夾台61卸下並將正反翻轉，而將原切片晶圓10的另一面10b朝向上方且將一面10a朝向下方，並以使工作夾台61的中心與原切片晶圓10的中心一致的方式載置在工作夾台61的保持面63上，且作動該吸引源來將原切片晶圓10吸引保持在工作夾台61(除了正反的不同以外，為和依據圖2所說明之步驟同樣的步驟)。

接著，作動該移動機構，使工作夾台61在圖1朝箭頭Y2所示之方向的加工區域移動，並作動磨削進給機構7，使磨削單元4接近於工作夾台61，而如圖5所示，將磨削輪45定位成磨削磨石46通過已保持在工作夾台61之原切片晶圓10的中心O。並且，作動磨削單元4的電動馬達41來使磨削輪45朝箭頭R1所示之方向以例如6000rpm旋轉，並且使工作夾台61朝箭頭R2所示之方向以例如300rpm的旋轉速度來旋轉，且進一步作動前述之磨削進給機構7而使磨削單元4朝箭頭R3所示之方向以例如1.0μm/秒的下降速度來抵接於原切片晶圓10的另一面10b而將原切片晶圓10的另一面10b磨削預定之量(第二磨削步驟)。

若實施了上述之第二磨削步驟之後，即如圖6(a)所示，使工作夾台61與磨削單元4在和工作夾台61的保持面63平行的方向上相對地移動(在本實施形態中，是使工作夾台61朝以箭頭Y1所示之方向移動)，並將磨削磨石46的邊緣部46a定位在原切片晶圓10的另一面10b的外周邊緣部10d(第二外周定位步驟)。

若實施了該第二外周定位步驟之後，即實施以磨削磨石46對原切片晶圓10的另一面10b的外周邊緣部10d施行倒角加工之第二倒角加工步驟。該第二倒角加工步驟是在將磨削磨石46的外周側的邊緣部46a定位在原切片晶圓10的另一面10b的外周邊緣部10d之後，一邊使磨削磨石46朝箭頭R3所示之方向下降以朝工作夾台61接近一邊使工作夾台61朝Y1所示之方向移動。藉此，使磨削磨石46以如下之方式移動：朝原切片晶圓10的另一面10b的外周方向退離，亦即朝圖6(b)中以箭頭R4所示之方向退離。藉此，磨削外周邊緣部10d而在另一面10b的外周邊緣部10d形成倒角部12，而完成第二倒角加工步驟。再者，本實施形態之第二倒角加工步驟是和前述之第一磨削步驟以及第一倒角加工步驟同樣，連續於第二磨削步驟而被實施之步驟，且可讓磨削單元4的磨削輪45與工作夾台61維持前述之第二磨削步驟時的旋轉之狀態來直接實施。又，藉由本實施形態所形成之倒角部12，也可和上述之倒角部11同樣地形成為截面成為曲線狀。

根據上述之第二磨削步驟、第二倒角加工步驟，可以在不改變加工裝置或治具的情形下，以連續的步驟來實施磨削原切片晶圓10的另一面10b之第二磨削步驟與對另一面10b的外周實施倒角加工之第二倒角加工步驟，而提升生產性。

1:磨削裝置 10:原切片晶圓 10a:一面 10b:另一面 10c,10d:外周邊緣部 11,12:倒角部 2:裝置殼體 3:直立壁 31:引導軌道 4:磨削單元 4a:移動基台 4b:支撐部 41:電動馬達 42:主軸殼體 43:主軸 43a:上端部 44:輪座 45:磨削輪 46:磨削磨石 46a:邊緣部 6:工作夾台機構 61:工作夾台 61a:吸附夾頭 61b:框體 62:罩板 63:保持面 7:磨削進給機構 71:公螺桿 72:脈衝馬達 L:磨削水 O:中心 R1,R2,R3,R4,Y1,Y2:箭頭 X,Y,Z:方向

圖1是可實施本發明實施形態之加工方法的磨削裝置的整體立體圖。圖2是顯示原切片晶圓保持步驟之實施態樣的立體圖。圖3是顯示第一磨削步驟之實施態樣的立體圖。圖4(a)是顯示第一倒角加工步驟之實施態樣的立體圖，(b)是實施(a)所示之加工時的概略剖面圖。圖5是顯示第二磨削步驟之實施態樣的立體圖。圖6(a)是顯示第二倒角加工步驟之實施態樣的立體圖，(b)是實施(a)所示之加工時的概略剖面圖。

10:原切片晶圓

10a:一面

10b:另一面

10c:外周邊緣部

11:倒角部

4:磨削單元

43:主軸

44:輪座

45:磨削輪

46:磨削磨石

46a:邊緣部

61:工作夾台

61a:吸附夾頭

61b:框體

63:保持面

R1,R2,R3,R4,Y1:箭頭

Claims

一種原切片晶圓的加工方法，是對從半導體晶錠生成之原切片晶圓進行加工，前述原切片晶圓的加工方法具備以下步驟：原切片晶圓保持步驟，將原切片晶圓保持在具有保持被加工物之保持面且可旋轉之工作夾台；第一磨削步驟，讓磨削單元朝該工作夾台接近，前述磨削單元具備有繞著在第一方向上延伸的軸旋轉之可旋轉的磨削輪，前述磨削輪相向於該保持面且環狀地配設有複數個磨削磨石，並使該磨削輪以讓該磨削磨石通過已保持在該工作夾台之該原切片晶圓的旋轉中心的方式旋轉，來磨削該原切片晶圓的一面；第一外周定位步驟，在實施該第一磨削步驟之後，使該工作夾台與該磨削單元在和該保持面平行的方向上相對地移動而將該磨削磨石的外周的邊緣部定位在該一面的外周邊緣部；及第一倒角加工步驟，在實施該第一外周定位步驟之後，以該磨削磨石對該原切片晶圓的該一面的外周施行倒角加工，該第一倒角加工步驟會將該磨削磨石的該外周的該邊緣部定位在該原切片晶圓的該一面的該外周邊緣部，並且使該磨削磨石一邊在該第一方向上朝該工作夾台接近，同時一邊相對該原切片晶圓在朝該原切片晶圓的該一面的該外周之第二方向上退離來磨削該一面的該外周邊緣部，而在該一面形成倒角部，該第一方向垂直於該第二方向。
如請求項1之原切片晶圓的加工方法，其更具備：第二磨削步驟，將該原切片晶圓保持在該工作夾台，使得磨削完畢之該一面朝下，且使該一面之相反側的另一面朝上，並使該磨削輪以讓該磨削磨石通過已保持在該工作夾台之該原切片晶圓的旋轉中心的方式旋轉，來磨削該原切片晶圓的該另一面；第二外周定位步驟，在實施該第二磨削步驟之後，使該工作夾台與該磨削單元在和該保持面平行的方向上相對地移動而將該磨削磨石的該外周的該邊緣部定位在該原切片晶圓的該另一面的外周邊緣部；及第二倒角加工步驟，在實施該第二外周定位步驟之後，以該磨削磨石對該原切片晶圓的該另一面的外周施行倒角加工，該第二倒角加工步驟是將該磨削磨石的該外周的該邊緣部定位在該原切片晶圓的該另一面的該外周邊緣部，並且使該磨削磨石一邊朝該工作夾台接近一邊朝該原切片晶圓的該另一面的外周方向退離來磨削該另一面的該外周邊緣部，而在該另一面形成倒角部。
如請求項1之原切片晶圓的加工方法，其具備：使該磨削磨石在該第一方向上接近該工作夾台包含使該可旋轉的磨削輪垂直地朝該工作夾台移動；及使該磨削磨石在該第二方向上朝該原切片晶圓的該外周移動包含水平地移動該工作夾台。