JP5119614B2 - ウェーハ外周部研削方法 - Google Patents

Description

本発明は、半導体材料や電子部品材料等のウェーハの外周部を研削するウェーハ外周部研削方法に関するものである。

半導体装置や電子部品等の製造工程では、表面側に半導体装置や電子部品等が形成されたウェーハに対して、プロービング、ダイシング、ダイボンディング、及びワイヤボンディング等の各工程を経た後、樹脂モールドされて半導体装置や電子部品等の完成品となる。

近年、携帯電話や携帯音楽プレーヤーなどに代表されるモバイル機器や車載用のパワーデバイス等で利用される半導体装置や電子部品では、多機能化やデバイス特性向上のため、より薄く小型化されたものの需要が高まっている。そのため、半導体装置や電子部品等が形成されたウェーハでは、１００μｍ以下の極薄ウェーハの需要が増大している。

このような極薄のウェーハは、半導体装置や電子部品等が形成されたウェーハ表面に半導体装置や電子部品等を保護するテープを貼り付け、裏面側を研削加工（バックグラインド）することにより製造される。このとき、ウェーハはインゴットの状態から内周刃やワイヤーソー等のスライシング装置でスライスされた後、その周縁の割れや欠け等を防止するため、図８（ａ）に示されるように、外周部が曲面、またはテーパ形状に面取り加工が施されている。そのため、そのままバックグラインドを行うと図８（ｂ）のＥ部のようにウェーハ裏面側の外周部が鋭角になる。

このようなウェーハ外周部が鋭角になった状態でカセット等に収納し、次のダイシング工程等へ搬送を行うと、外周部にチッピングや欠けが生じ、ウェーハの破損や、チッピング片がパーティクルとなってウェーハ表面に残るなどの問題を発生させる。

この問題を解決する手段として、ドーム型のホルダー内部に設けられた砥石により鋭角になったウェーハ外周部を研削する半導体素子の製造装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開平１０−４１２５９号公報

特許文献１に記載された技術によれば、鋭角になったウェーハ外周部がホルダー内部に設けられた砥石の角度に合わせて鈍角となり、外周部のチッピングや欠けが押さえられる。しかし、特許文献１における半導体素子の製造装置では、通常の面取り加工を行う装置の他に、新たな鋭角部を除去する装置が必要となり、設備費を増大させる。

また、既にチッピングや欠けが生じやすくなっている鋭角部に対して砥石を当てるため、研削中にウェーハが破損する恐れがあり、歩留まりを低下させる原因となる。

本発明は、このような問題に対して成されたものであり、バックグラインド後のウェーハに鋭角部を生じさせず、チッピング、欠け、又はウェーハ割れなどが起きない歩留まりの向上したウェーハ外周部研削方法を提供することを目的としている。

請求項１の発明は、ウェーハの裏面側を研削することにより前記ウェーハの厚みを薄くする裏面研削工程実施前に行われる、前記ウェーハの外周部を研削する外周部研削工程において、前記ウェーハの外周部端面をストレート形状の砥石によりストレート形状に研削した後、前記ウェーハ外周部端面の表面側と裏面側との角部を研削して前記角部にテーパ形状を設けるウェーハ外周部研削方法であって、前記ウェーハの表面側に形成される前記テーパ形状は、前記ウェーハの裏面研削工程が終了した時点の該ウェーハの厚みよりも小さく、前記ウェーハの裏面側に形成される前記テーパ形状は、前記ウェーハ外周部端面のストレート形状部分が前記ウェーハの裏面研削工程が終了した時点の該ウェーハの厚みよりも大きくなる位置まで研削して形成されることを特徴としている。

本発明によれば、ウェーハのバックグラインドを行う前に、面取り装置に設けられたストレート形状の砥石により、ウェーハの外周部端面がストレート形状に研削される。ストレート形状に研削されたウェーハ外周部は、表面側と裏面側の角部をテーパが付いた砥石、または傾けた砥石により研削され、テーパ形状となる。これにより、ストレート形状に研削されたウェーハ外周部端面の角部が更に鈍角となり、チッピングや欠けが発生しなくなる。よって歩留まりの高い安定したウェーハの加工が可能となる。
また、本発明によれば、ストレート形状に研削されたウェーハ外周部端面の表面側の角部がバックグラインド後のウェーハ厚みよりも小さいテーパ形状に研削される。ウェーハ外周部端面の裏面側の角部に形成されるテーパ形状は、テーパ形状形成後の外周部のストレート形状がバックグラインド後のウェーハ厚みよりも大きくなる位置まで研削される。これにより、バックグラインドで表面側に形成されたテーパ形状まで研削されないため、バックグラインド後のウェーハに鋭角部が発生しない。更に、裏面側には大きなテーパ形状が形成されているので、バックグラインド時に砥石の突入によるダメージを軽減する。

請求項２の発明は、請求項１に記載の発明において、前記ウェーハの表面側に貼着される、ウェーハ表面を保護するためのテープは、前記ウェーハ外径の大きさよりも小さいことを特徴としている。

これにより、ウェーハ外周部を研削するときにウェーハ表面を保護するテープが研削する砥石に干渉せず、安定した研削を行なうことが可能となる。

以上説明したように、本発明のウェーハ外周部研削方法によれば、バックグラインド後のウェーハに鋭角部を生じさせず、チッピング、欠け、又はウェーハ割れなどが起きない歩留まりの向上したウェーハ外周部研削が可能となる。

以下、添付図面に従って本発明に係るウェーハ外周部研削方法の好ましい実施の形態について詳説する。

最初に、本発明に使用するウェーハ面取り装置について説明する。図１は、面取り装置の主要部を示す正面図である。

面取り装置１０は、ウェーハ送りユニット２０、砥石回転ユニット５０、図示しないウェーハ供給／収納部、ウェーハ洗浄／乾燥部、ウェーハ搬送手段、及び面取り装置各部の動作を制御するコントローラ等から構成されている。

ウェーハ送りユニット２０は、本体ベース１１上に載置されたＸ軸ベース２１、２本のＸ軸ガイドレール２２、２２、４個のＸ軸リニアガイド２３、２３、…、ボールスクリュー及びステッピングモータから成る直線移動軸であるＸ軸駆動手段２５によって図のＸ方向に移動されるＸテーブル２４を有している。

Ｘテーブル２４には、２本のＹ軸ガイドレール２６、２６、４個のＹ軸リニアガイド２７、２７、…、図示しないボールスクリュー及びステッピングモータから成る直線移動軸であるＹ軸駆動手段によって図のＹ方向に移動されるＹテーブル２８が組込まれている。

Ｙテーブル２８には、２本のＺ軸ガイドレール２９、２９と図示しない４個のＺ軸リニアガイドによって案内され、ボールスクリュー及びステッピングモータから成る直線移動軸であるＺ軸駆動手段３０によって図のＺ方向に移動されるＺテーブル３１が組込まれている。

Ｚテーブル３１には、θ軸モータ３２、θスピンドル３３が組込まれ、θスピンドル３３にはウェーハＷを吸着載置するウェーハテーブル（載置台）３４が取り付けられており、ウェーハテーブル３４はウェーハテーブル回転軸心ＣＷを中心として図のθ方向に回転される。

また、ウェーハテーブル３４の下部には、ウェーハＷの外周部を仕上げ研削する砥石のツルーイングに用いるツルーイング砥石４１（以下ツルアー４１と称する）が、ウェーハテーブル回転軸心ＣＷと同心に取り付けられている。

このウェーハ送りユニット２０によって、ウェーハＷ及びツルアー４１は図のθ方向に回転されるとともに、Ｘ、Ｙ、及びＺ方向に移動される。

砥石回転ユニット５０は、外周加工砥石５２が取り付けられ、図示しない外周砥石モータによって軸心ＣＨを中心に回転駆動される外周砥石スピンドル５１、外周加工砥石５２の上方に配置されたターンテーブル５３に取付けられた外周精研スピンドル５４及び外周精研モータ５６、ノッチ粗研スピンドル６０及びノッチ粗研モータ６２、ノッチ精研スピンドル５７及びノッチ精研モータ５９を有している。

外周精研スピンドル５４にはウェーハＷの外周を仕上げ研削する面取り用砥石である外周精研削砥石５５が取付けられている。

ノッチ粗研スピンドル６０にはノッチ粗研削砥石６１が、またノッチ精研スピンドル５７には、ノッチ部を仕上げ研削する面取り砥石であるノッチ精研削砥石５８が取付けられている。

外周加工砥石５２、外周精研削砥石５５、ノッチ粗研削砥石６１、及びノッチ精研削砥石５８は、メタルボンド砥石、レジンボンド砥石、またはビトリファイド砥石のいずれかにより形成されている。

外周加工砥石５２、外周精研削砥石５５、ノッチ粗研削砥石６１、及びノッチ精研削砥石５８には、それぞれ図２（ａ）に示す、希望する外周部形状にツルーイングされた溝Ｐ、または図２（ｂ）に示す、表面側と裏面側の希望する形状とストレート形状を備えた溝Ｑが形成されている。

以上のような構成の面取り装置により、ウェーハの外周部研削が行なわれる。

次に、本発明に係わるウェーハ外周部研削方法について説明する。図３は本発明に係わるウェーハ外周研削方法の第１の実施の形態における加工手順を示した側面図である。

インゴットを内周刃やワイヤーソー等のスライシング装置でスライスすることにより製造されたウェーハＷは、研磨等の工程が行われるとともに、外周面を図１に示す面取り装置１０により、チッピング、欠け、又はウェーハ割れを防止するため、外周部が研削される。研削されたウェーハＷの外周部は、図３（ａ）に示すように、接触などによりかかる外周部への負荷が小さくなる曲面形状、又はテーパ形状等の形状に研削される。この状態でバックグラインド工程が実施される前の工程まで加工が行なわれる。

バックグラインド工程が実施される前の工程まで加工が行なわれたウェーハは、外周加工砥石５２、及び外周精研削砥石５５のストレート形状部により研削され、図３（ｂ）に示すように、外周部端面がストレート形状に研削される。

このとき、ウェーハＷの表面側Ｆには、ウェーハ表面を保護するための不図示の保護テープが貼着されている。保護テープは、ウェーハＷの外径よりも小さい外径であって、外周部を研削する際に外周加工砥石５２、または外周精研削砥石５５と干渉しない。

外周部端面を研削されたウェーハＷは、バックグラインド工程で裏面側Ｂが研削され、極薄のウェーハＷＦとなる。ウェーハＷＦの厚さｔは、本実施の形態においては１００μｍ程度とする。

これにより、ウェーハＷＦの外周部端面はストレート形状となり、鋭角部が形成されない。

次に、本発明に係わるウェーハ外周研削方法の第２の実施の形態について説明する。図４は本発明に係わるウェーハ外周研削方法の第２の実施の形態における加工手順を示した側面図である。

インゴットを内周刃やワイヤーソー等のスライシング装置でスライスすることにより製造されたウェーハＷは、研磨等の工程が行われるとともに、外周部が研削され、図４（ａ）に示すような曲面形状、又はテーパ形状等に研削される。この状態でバックグラインド工程が実施される前の工程まで加工が行なわれる。

バックグラインド工程が実施される前の工程まで加工が行なわれたウェーハは、表面側Ｆに保護テープが貼着され、外周加工砥石５２、及び外周精研削砥石５５のストレート形状部により図４（ｂ）に示すように、外周部端面をストレート形状に研削される。

ストレート形状に研削されたウェーハＷの外周部端面は、表面側Ｆの角部Ｋ１と裏面側Ｂの角部Ｋ２が、外周加工砥石５２、及び外周精研削砥石５５に形成された溝Ｐ、又は溝Ｑの傾斜部により研削される。これにより、ウェーハＷの表面側Ｆと裏面側Ｂにはそれぞれテーパ形状Ｃ１、Ｃ２が形成される。

このとき、テーパ形状Ｃ１、Ｃ２の大きさは、バックグラインド工程後のウェーハＷＦの厚さｔよりも小さい。

これにより、ウェーハＷＦの外周部は、角部がテーパＣ１により更に鈍角となり、チッピングや欠けが発生しなくなる。よって歩留まりの高い安定したウェーハの加工が可能となる。

次に、本発明に係わるウェーハ外周研削方法の第３の実施の形態について説明する。図５は本発明に係わるウェーハ外周研削方法の第３の実施の形態における加工手順を示した側面図である。

インゴットを内周刃やワイヤーソー等のスライシング装置でスライスすることにより製造されたウェーハＷは、研磨等の工程が行われるとともに、外周部が研削され、図５（ａ）に示すような曲面形状、又はテーパ形状等に研削される。この状態でバックグラインド工程が実施される前の工程まで加工が行なわれる。

バックグラインド工程が実施される前の工程まで加工が行なわれたウェーハは、表面側Ｆに保護テープが貼着され、外周加工砥石５２、及び外周精研削砥石５５のストレート形状部により図５（ｂ）に示すように、外周部端面をストレート形状に研削される。

ストレート形状に研削されたウェーハＷの外周部端面は、表面側Ｆの角部Ｋ１と裏面側Ｂの角部Ｋ２が、外周加工砥石５２、及び外周精研削砥石５５に形成された溝Ｐ、又は溝Ｑの傾斜部により研削される。これにより、ウェーハＷの表面側Ｆにテーパ形状Ｃ１が形成され、裏面側Ｂにはテーパ形状Ｃ３が形成される。

このとき、テーパ形状Ｃ１の大きさは、バックグラインド工程後のウェーハＷＦの厚さｔよりも小さい。また、テーパ形状Ｃ２は、図５（ｃ）に示すように、テーパ形状Ｃ１とテーパ形状Ｃ３が形成された後のウェーハＷの外周部端面のストレート形状が、バックグラインド工程後のウェーハＷＦの厚さｔよりも大きくなる位置まで研削されて形成される。

これにより、ウェーハＷＦの外周部は、角部がテーパＣ１により更に鈍角となり、更に、裏面側Ｂには大きなテーパ形状Ｃ３が形成されているので、バックグラインド時に砥石の突入によるダメージが軽減される。

次に、本発明に係わるウェーハ外周研削方法の第４の実施の形態について説明する。図６は本発明に係わるウェーハ外周研削方法の第４の実施の形態における加工手順を示した側面図である。

インゴットを内周刃やワイヤーソー等のスライシング装置でスライスすることにより製造されたウェーハＷは、研磨等の工程が行われるとともに、外周部が研削され、図６（ａ）に示すような曲面形状、又はテーパ形状等に研削される。この状態でバックグラインド工程が実施される前の工程まで加工が行なわれる。

バックグラインド工程が実施される前の工程まで加工が行なわれたウェーハは、表面側Ｆに保護テープが貼着され、外周加工砥石５２、及び外周精研削砥石５５のストレート形状部により図６（ｂ）に示すように、外周部端面をストレート形状に研削される。

ストレート形状に研削されたウェーハＷの外周部端面は、表面側Ｆの角部Ｋ１と裏面側Ｂの角部Ｋ２が、外周加工砥石５２、及び外周精研削砥石５５に形成された溝Ｐ、又は溝Ｑの傾斜部により研削される。これにより、ウェーハＷの表面側Ｆにテーパ形状Ｃ１が形成され、裏面側Ｂにはテーパ形状Ｃ４が形成される。

このとき、テーパ形状Ｃ１の大きさは、バックグラインド工程後のウェーハＷＦの厚さｔよりも小さい。また、テーパ形状Ｃ４は、図６（ｃ）に示すように、テーパ形状Ｃ１とテーパ形状Ｃ４が形成された後のウェーハＷの外周部端面のストレート形状が、バックグラインド工程後のウェーハＷＦの厚さｔよりも小さく、尚且つテーパ形状Ｃ１とテーパ形状Ｃ４とが重ならない位置まで研削されて形成される。

これにより、ウェーハＷＦの外周部には、表面側にテーパ形状Ｃ１、裏面側にはテーパ形状Ｃ５が形成され、角部が鈍角となりチッピングや欠けが発生しない。よって歩留まりの高い安定したウェーハの加工が可能となる。

次に、本発明に係わるウェーハ外周研削方法の第５の実施の形態について説明する。図７は本発明に係わるウェーハ外周研削方法の第５の実施の形態における加工手順を示した側面図である。

インゴットを内周刃やワイヤーソー等のスライシング装置でスライスすることにより製造されたウェーハＷは、研磨等の工程が行われるとともに、外周部が研削され、図７（ａ）に示すような曲面形状、又はテーパ形状等に研削される。この状態でバックグラインド工程が実施される前の工程まで加工が行なわれる。

バックグラインド工程が実施される前の工程まで加工が行なわれたウェーハは、表面側Ｆに保護テープが貼着され、図７（ｂ）に示すように、外周加工砥石５２の角部により、ウェーハＷ外周部の表面側Ｆをｔ１の深さまで除去する。ｔ１は、図７（ｄ）に示す、バックグラインド工程後のウェーハＷＦの厚さｔよりも大きい。

表面側Ｆをｔ１の深さまで除去されたウェーハＷの外周部は、更に外周精研削砥石５５の角部により、図７（ｃ）に示すように、表面側Ｆからｔ２の深さまで除去される。ｔ１は、バックグラインド工程後のウェーハＷＦの厚さｔよりも大きく、ｔ１よりも小さい。

これにより、バックグラインドされたウェーハＷＦの外周部は鋭角にならず、フラット形状となって残る。よって、チッピングや欠けが発生せず、歩留まりの高い安定したウェーハの加工が可能となる。

また、ウェーハＷＦに形成されたフラット形状部分は、外周精研削砥石５５によって研削されているため研削面に研削ダメージが残らず、ｔ１よりも浅いｔ２の位置までの研削であるため効率よく研削される。

以上説明したように、本発明に係わるウェーハ外周部研削方法によれば、バックグラインド後のウェーハ外周部に鋭角部を生じさせず、バックグラインド工程から次工程への搬送中、または次工程において、チッピング、欠け、又はウェーハ割れなどが発生しない。これにより、歩留まりが向上し、安定したウェーハの加工が可能になる。

なお、本実施の形態では、ウェーハ外周部の研削に面取り装置を使用しているが、本発明はそれに限らず、別の研削装置等によっても好適に利用可能である。

面取り装置の主要部を示す正面図。 研削砥石の溝部を示した横断面図。 本発明に係わるウェーハ外周研削方法の第１の実施の形態における加工手順を示した側面図。 第２の実施の形態における加工手順を示した側面図。 第３の実施の形態における加工手順を示した側面図。 第４の実施の形態における加工手順を示した側面図。 第５の実施の形態における加工手順を示した側面図。 バックグラインド前と後とのウェーハ外周部を示した断面図。

符号の説明

１０…面取り装置，２４…Ｘテーブル，２８…Ｙテーブル，３３…θスピンドル，３４…ウェーハテーブル，４１…ツルーイング砥石（ツルアー），５２…外周加工砥石，５４…外周精研スピンドル，５５…外周精研削砥石，５８…ノッチ精研削砥石，６１…ノッチ粗研削砥石，Ｂ…ウェーハ裏面側，Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５…テーパ形状，Ｅ…鋭角部，Ｆ…ウェーハ表面側，Ｋ１、Ｋ２…角部，Ｐ、Ｗ…溝，Ｗ…ウェーハ，ＷＦ…バックグラインド後ウェーハ

Claims (2)

1. ウェーハの裏面側を研削することにより前記ウェーハの厚みを薄くする裏面研削工程実施前に行われる、前記ウェーハの外周部を研削する外周部研削工程において、前記ウェーハの外周部端面をストレート形状の砥石によりストレート形状に研削した後、前記ウェーハ外周部端面の表面側と裏面側との角部を研削して前記角部にテーパ形状を設けるウェーハ外周部研削方法であって、
   前記ウェーハの表面側に形成される前記テーパ形状は、前記ウェーハの裏面研削工程が終了した時点の該ウェーハの厚みよりも小さく、前記ウェーハの裏面側に形成される前記テーパ形状は、前記ウェーハ外周部端面のストレート形状部分が前記ウェーハの裏面研削工程が終了した時点の該ウェーハの厚みよりも大きくなる位置まで研削して形成されることを特徴とするウェーハ外周部研削方法。
2. 前記ウェーハの表面側に貼着される、ウェーハ表面を保護するためのテープは、前記ウェーハ外径の大きさよりも小さいことを特徴とする請求項１に記載のウェーハ外周部研削方法。

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