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発明の名称 半導体ウェーハの製造方法及び半導体ウェーハ
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−110015(P2007−110015A)
公開日 平成19年4月26日(2007.4.26)
出願番号 特願2005−301681(P2005−301681)
出願日 平成17年10月17日(2005.10.17)
代理人 【識別番号】100097629
【弁理士】
【氏名又は名称】竹村 壽
発明者 江崎 朗
要約 課題
ウェーハ端面に未接着部が生じてウェーハ割れが発生するのを防止するウェーハの製造方法及びこれにより形成されたウェーハを提供する。

解決手段
ウェーハ主面1aに処理を施して半導体素子を形成し、ウェーハ1の周囲側面を研削してこの側面の前記主面に連続する部分を前記主面とは直角になるように研削し、ウェーハ主面1aに支持基板6をワックス7などの接着剤により貼り付け、支持基板が貼り付けられたウェーハ1の裏面1bを研削してウェーハ1を薄くする。ウェーハは、側面の主面に連続的に繋がる部分がウェーハ主面とは直角であり、ウェーハ主面に連続的に繋がる部分に連続的につながり所定の径で曲がるR部を有し、R部に連続的に裏面まで繋がり主面に対して傾斜している傾斜直線部を有する。ウェーハ1の端面は支持基板に完全に接着されるのでウェーハ端面からの割れや端面チッピングが生じない。
特許請求の範囲
【請求項1】
半導体ウェーハ主面に処理を施して半導体素子を形成する工程と、
前記半導体ウェーハ周囲側面を研削してこの側面の前記主面に連続する部分を前記主面とは直角になるように研削する工程と、
前記半導体ウェーハ主面に支持基板を貼り付ける工程と、
前記支持基板が貼り付けられた前記半導体ウェーハ裏面を研削して前記半導体ウェーハを薄くする工程とを備えたことを特徴とする半導体ウェーハの製造方法。
【請求項2】
前記半導体ウェーハ周囲側面を研削してこの側面の前記主面に連続する部分を前記主面とは直角に研削する工程において、前記主面に連続する部分に連続的につながり所定の径で曲がるR部及びこのR部に連続的に前記半導体ウェーハ裏面まで続く前記主面に対して傾斜している直線部を有することを特徴とする請求項1に記載の半導体ウェーハ。
【請求項3】
前記直角に研削された半導体ウェーハ裏面を研削して前記半導体ウェーハの厚さを薄くする工程を前記半導体ウェーハ主面に支持基板を貼り付ける工程の前に実施することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の半導体ウェーハの製造方法。
【請求項4】
前記支持基板の直径は、前記側面研削後の半導体ウェーハの直径より大きいことを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の半導体ウェーハの製造方法。
【請求項5】
半導体素子が形成された主面に支持基板が貼り付けられ、側面の前記主面に連続的に繋がる部分が前記主面とは直角であり、前記主面に連続的に繋がる部分に連続的につながり所定の径で曲がるR部を有し、前記R部に連続的に裏面まで繋がり前記主面に対して傾斜している直線部を有することを特徴とする半導体ウェーハ。


発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、ウェーハ厚を薄くする裏面研削を行う半導体ウェーハ(以下、ウェーハという)の製造方法及びこの製造方法により形成されたウェーハに関するものである。
【背景技術】
【0002】
近年の半導体装置の薄型化の傾向に伴ってウェーハ裏面を研削もしくはエッチング等により極薄にする技術が知られている。このような従来のディスクリート半導体における極薄ウェーハの製造方法は、表面素子形成処理が終了したウェーハ表面にバックグラインドテープを貼りつけて、研削やウエットエッチングなどで薄くし、その後、バックグラインドテープを剥離し、ウェーハ裏面に電極を蒸着あるいはスパッタリングにより形成していた。しかしながらこの方法では、薄化後のウェーハに反りが発生し、しばしば搬送トラブルの原因になるとともに、バックグラインドテープ剥離後は、脆弱なウェーハを補強なしで処理するためウェーハ割れが発生し易いという問題が生じていた。
【0003】
そこで、未だ薄化していないウェーハにシリコン(ダミーウェーハという)、パイレックス(登録商標)やサファイア基板などを熱発泡テープやワックスなどの接着剤を介して接着し、薄化加工する方法が提案されている。これらの方法は、薄化前のウェーハにシリコンリング又はパイレックスリングをポリイミドやワックスなどの接着剤を介して接着し、ウェーハの薄化加工するものである。
【0004】
しかしながら、ウェーハは、周縁部が円形の断面形状を持つように形成される。したがって、例えば、150μmまで研削するとナイフ状の断面が形成され、これにパイレックスリングを接着すると、端面に未接着部が生ずるという問題点が生じる。未接着部は、しばしばウェーハ割れの原因となるだけでなく、ウェットエッチングの際に薬液が溜まってワックスの変質を起こす。更に8インチ汎用装置での処理を可能にするため、ウェーハが外径200mmに対して、パイレックスリングの外径は、200.5mmであり、貼り合せの精度を向上しなければウェーハがパイレックスリングより飛び出すということも生じていた。ウェーハが80μmまで薄化されて脆弱となってパイレックスリングより外側に飛び出すと、外側の飛び出した部分の接触でウェーハ割れが生ずる恐れがあった。
従来技術として特許文献1には、大口径の半導体素子基板の薄層化プロセスから薄層基板補強のための裏面バックメタルメッキプロセスまで連続的一貫に行い、薄層化素子の実装までの薄層基板のハンドリング問題を解決することが開示されている。
【特許文献1】特開2002−151442号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明は、ウェーハ端面に未接着部が生じてウェーハ割れが発生するのを防止する半導体ウェーハの製造方法及びこの製造方法により形成された半導体ウェーハを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明のウェーハの製造方法の一態様は、ウェーハ主面に処理を施して半導体素子を形成する工程と、前記ウェーハ周囲側面を研削してこの側面の前記主面に連続する部分を前記主面とは直角になるように研削する工程と、前記ウェーハ主面に支持基板を貼り付ける工程と、前記支持基板が貼り付けられた前記ウェーハ裏面を研削して前記ウェーハを薄くする工程とを備えたことを特徴としている。
また、本発明のウェーハの一態様は、半導体素子が形成された主面に支持基板が貼り付けられ、側面の前記主面に連続的に繋がる部分が前記主面とは直角であり、前記主面に連続的に繋がる部分に連続的につながり所定の径で曲がるR部を有し、前記R部に連続的に裏面まで繋がり前記主面に対して傾斜している直線部を有することを特徴としている。
【発明の効果】
【0007】
ウェーハの端面に未接着部が生じてウェーハ割れが発生するのを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0008】
以下、実施例を参照して発明の実施の形態を説明する。
【実施例1】
【0009】
まず、図1乃至図6を参照して実施例1を説明する。
図1乃至図4は、ウェーハの製造工程概略断面図、図1(b)は、図1(a)のウェーハを端面研削した後のウェーハの端面(A領域)拡大断面図、図2(b)は、図2(a)のウェーハの端面(B領域)拡大断面図、図3(c)は、図3(a)、(b)のウェーハの端面(C領域)拡大断面図、図5は、この実施例における支持基板剥離、表面洗浄、ダイシングシート貼付けを行う一連装置、図6は、この実施例に係る半導体装置の製造工程を説明する工程図である。
【0010】
薄化されたウェーハから形成された半導体装置は、次のような製造プロセスによって形成される。ウェーハにはシリコンや化合物半導体が含まれる。従来の技術により形成されたウェーハの表面領域に素子形成を行う(1)、(2)。次に、ウェーハの端面研削を行い(3)、その後、ウェーハの裏面研削を行って、ウェーハ厚を薄くする(4)。次に、ウェーハ表面に接着剤を塗布してリング状の支持基板を接着する(5)。次に、ウェーハを保持し研削加工もしくはウエットエッチング加工あるいはこれらの加工を併用してウェーハを薄化する(6)。
次に、支持基板からウェーハを剥離する。両者を離すにはこれらを加熱して接着剤の結合力を弱めてウェーハを剥離する(7)。次に、ダイシングシートをウェーハに貼着し(8)、ダイシングラインに沿ってウェーハをダイシングしてチップを切り出す(9)。その後チップ毎にパッケージングなどの組立処理(10)を行って製品を完成させる。この実施例ではウェーハの端面研削に特徴がある(3)。
【0011】
以下、図1乃至図4を参照して、ウェーハを処理してダイシングシートを貼付けるまでの工程を説明する。625μm厚のウェーハを用意してウェーハ1の主面1aに素子形成を施す。処理前のウェーハの厚さは300〜700μmが適当である。また、外径は、200mmのものを用いる(図1(a))。このウェーハ1に図1(b)(図1(a)のA領域)に示す形状に端面加工を施す。端面加工は、端面研削装置(図示しない)( 例えば、( 株) 東精エンジニアリング製端面研削装置;W−GM−4200など)を用いて行う。端面研削後のウェーハ1の外径は、199.2mmとなる。ウェーハは、通常インゴットから切り出してから面取りを行って終端からの破損を防ぐように構成されている。図1(b)の端面加工前のウェーハ1の端面5は、点線で示すように、面取りされていて断面半円形状(R=312.5μm)を有している。端面5は、主面1aに近い部分が400μm程度、裏面1bに近い部分が685μm程度研削される。そして、ウェーハ1の周囲側面は、主面1aに連続し、主面1aとは直角になる直線部2、直線部2に連続的につながり所定の径(R=300μm)で曲がるR部3及びこのR部3に連続的にウェーハ裏面1bまで続き主面に対して60度傾斜している傾斜直線部4からなる形状に加工される。
【0012】
次に、ウェーハ1の裏面1bを厚さ150μmまで研削加工して裏面1b′を露出させる(図2(a))。加工後のウェーハ端面は、図2(b)(図2(a)のB領域を示す)に示す形状となり、主面側の直線部2と裏面側のR部3とから構成される。この研削加工は、150〜250μmの範囲で切削加工するのが好ましい。
次に、支持基板であるパイレックスリング6をワックス7を介してウェーハ1の主面1aに熱圧着する。ワックス7は、接着剤であり、接着剤としては他に熱可塑性樹脂などを用いることができる。パイレックスリング6は、8インチ汎用装置での処理を考慮して、外径をウェーハより幾分大きい200.5mm程度、リング幅10mm、厚さ1.1mmとしている(図3(a))。次に、さらにウェットエッチングなどを用いてウェーハ裏面1b′をエッチングし、ウェーハ1を厚さ80μmまで薄化して裏面1b″を露出させる(図3(b))。
【0013】
その後、ウェーハ裏面1b″に電極膜を成膜した後にパイレックスリング6をワックス7を加熱溶解することによってウェーハ1より剥離し、ウェーハ1の表面をイソプロピルアルコールで洗浄した後、ダイシングシート8に貼り付ける(図4(b))。パイレックスリング6を加熱溶解して剥離する工程からダイシングシート8に貼り付ける工程までは図5に示す一連装置を用いて行うことができる。
【0014】
図4(a)は、図3(b)のウェーハ端部のC領域を示す断面図である。ウェーハ1は、端面加工を施されているので外径が199.2mmとパイレックスリング6の外径(200.5mm)より小さいので、ウェーハ1の端部は、パイレックスリング6の端部とは一致せず端部より内側に接合される。また、ウェーハ1の主面1aに連続的につながる直線部2の存在により、ウェーハ1は、端部からその内部までワックス7によりパイレックスリング6に密着している。
【0015】
この実施例では、従来技術と同様の方法で裏面電極形成からダイシングシート貼付けまでを行う。図3(a)と、図3(b)の部分拡大図である図4(a)とから明らかなように、ウェーハ1の端面は、パイレックスリング6に完全に接着されており、ウェーハ1をパイレックスリング6に貼付けた後、80μmまで薄化加工し、裏面電極形成〜ダイシングシート貼付けに至るまで従来技術で問題になったような未接着部の存在によるウェーハ端面からの割れが生じない。また、パイレックスリング6の貼付け時のウェーハ1の外径は、199.2mmと小さくなるので、8インチ汎用装置での処理を考慮してパイレックスリング6の外径を200.5mmにした場合でも、ウェーハ1とパイレックスリング6の外径差は、1.3mmと余裕が有り、貼り合せ精度を格別向上させなくてもウェーハ1がパイレックスリング6からはみ出すことは極少ない。
以上、RSSを例に実施例を説明してきたが、WSSなどにも適用することが可能である。
【実施例2】
【0016】
次に、図6乃至図9を参照して実施例2を説明する。
図7乃至図9は、ウェーハの製造工程概略断面図、図7(b)は、図7(a)のウェーハの端面(A領域)拡大断面図、図8(b)は、図8(a)のウェーハの端面(B領域)拡大断面図である。この実施例の半導体装置の製造プロセスは、端面研削工程とウェーハ表面に支持基板を接合する工程との間において裏面研削を行わない点で実施例1とは異なるが他の工程は同じである(図6参照)。そして、この実施例では、支持基板として円板状のものを用いることに特徴がある。
【0017】
以下、図7乃至図9を参照して、ウェーハを処理してダイシングシートを貼付けるまでの工程を説明する。625μm厚のウェーハ21を用意し、ウェーハ21の主面21aに素子形成を施す。処理前のウェーハ21の厚さは300〜700μmの範囲が適当である。また、外径は、200mmのものを用いる(図7(a))。このウェーハ21に図7(b)(図7(a)のA領域)に点線で示す形状に端面加工を施す。端面加工は、端面研削装置(図示しない)を用いて行う。端面研削後のウェーハ21の外径は、199.2mmとなる。ウェーハ21は、インゴットから切り出してから通常は面取りを行って終端からの破損を防ぐように構成する。図7(c)に示すように、端面加工前のウェーハ21の端面25(点線で示されている)は、面取りされている。端面は、主面21aに近い部分が400μm程度、裏面21bに近い部分が685μm程度研削される。したがって、端面研削されたウェーハ21の周囲側面は、主面21aに連続し、主面21aとは直角になる直線部22、直線部22に連続的につながり所定の径(R=300μm)で曲がるR部23及びこのR部23に連続的にウェーハ裏面21bまで続き主面に対して60度傾斜している傾斜直線部24からなる形状に加工される。
【0018】
次に、支持基板として用意した円板状のパイレックスガラス26をワックス27を介してウェーハ21の主面21aに熱圧着する。支持基板は、ウェーハより多少径の大きいものを用い、材料としては、パイレックスガラス、シリコンなどから選択される。ワックス27は、接着剤であり、接着剤としては他に熱可塑性樹脂などを用いることができる。円板状パイレックスガラス26は、8インチ汎用装置での処理を考慮して、外径をウェーハ21より幾分大きい200.5mm程度、厚さ1.1mmとしている(図8(a))。図8(b)に円板状パイレックスガラス26を貼付けたウェーハ21の端部拡大断面図(が示されている。ウェーハ21は、端面加工を施されているので外径が199.2mmとパイレックスガラス26の外径(200.5mm)より小さく、したがって、ウェーハ21の端部は、パイレックスガラス26の端部とは一致せずこの端部より内側に接合される。また、ウェーハ21の主面21aに連続的につながる直線部22の存在により、ウェーハ21は、端部からその内部までワックス27によりパイレックスガラス26に密着している。
【0019】
次に、研削やウェットエッチングなどの方法によりウェーハ裏面21b′を削り、ウェーハ21を厚さ80μmまで薄化して裏面21b′を露出させる(図9(a))。
その後、ウェーハ裏面1b′に電極膜を成膜した後にパイレックスガラス26をワックス27を加熱溶解することによってウェーハ21から剥離し、ウェーハ21の表面をイソプロピルアルコールで洗浄した後、ダイシングシート28に貼り付ける(図9(b))。パイレックスガラス26を加熱溶解して剥離する工程からダイシングシート28に貼り付ける工程までは一連装置を用いて行うことができる(図5参照)。
【0020】
この実施例では、従来技術と同様の方法で裏面電極形成からダイシングシート貼付けまでを行う。以上説明したように、ウェーハ21の端面は、パイレックスガラス26に完全に接着されており、ウェーハ21をパイレックスガラス26に貼付けた後、80μmまで薄化加工し、裏面電極形成からダイシングシート貼付けに至るまで従来技術で問題になったような未接着部の存在によるウェーハ端面からの割れが生じない。また、パイレックスガラス26の貼付け時のウェーハ21の外径は、199.2mmと小さくなるので、8インチ汎用装置での処理を考慮してパイレックスガラス26の外径を200.5mmにした場合でも、ウェーハ21とパイレックスガラス26の外径差は、1.3mmと余裕が有り、貼り合せ精度を格別向上させなくてもウェーハ21がパイレックスガラス26からはみ出すことは極く少ない。
【図面の簡単な説明】
【0021】
【図1】実施例1に係るウェーハの製造工程断面図及び部分拡大図。
【図2】実施例1に係るウェーハの製造工程断面図及び部分拡大図。
【図3】実施例1に係るウェーハの製造工程断面図及び部分拡大図。
【図4】実施例1に係るウェーハの製造工程断面図。
【図5】実施例1において用いられるリング剥離、表面洗浄、ダイシングシート貼付けを行う一連製造装置。
【図6】実施例1に係る半導体装置の製造工程を説明する工程図。
【図7】実施例2に係るウェーハの製造工程断面図及び部分拡大図。
【図8】実施例2に係るウェーハの製造工程断面図及び部分拡大図。
【図9】実施例2に係るウェーハの製造工程概略断面図。
【符号の説明】
【0022】
1、21・・・ウェーハ
1a、21a・・・ウェーハ主面
1b、1b′、1b″、21b、21b′・・・ウェーハ裏面
2、22・・・ウェーハ端面の直線部
3、23・・・ウェーハ端面のR部
4、24・・・ウェーハ端面の傾斜直線部
5、25・・・ウェーハ端面
6・・・パイレックスリング(支持基板)
7、27・・・ワックス(接着剤)
8、28・・・ダイシングシート
26・・・円板状パイレックス(支持基板)





 

 


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