JP2004281550A - Semiconductor wafer and method of chamfering the same - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウエハおよびその面取り加工方法に関し、特に、裏面を研削することにより厚さを薄くして半導体基板として使用される半導体ウエハおよびその面取り加工方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、半導体ウエハ(以下、「ウエハ」という)の周縁部は、ハンドリングや自動搬送の際のチッピング(欠け)を防止するために、面取り加工が施されている。このような面取り加工の方法として、周縁の中央部に平坦面が形成されるとともにこの平坦面の上端および下端に傾斜面が形成された溝付き砥石を回転させ、この溝付き砥石にウエハの周縁を当接させて面取り加工する方法が知られている(例えば、特許文献1参照)。この方法により面取り加工されたウエハの周縁部の形状は、図1(a)に示すように、ウエハ10の周縁部にウエハ10の表面および裏面から所定の角度θ(一般にθ=20°程度)傾斜した斜面が形成された形状である。
【0003】
また、半導体レーザなどを作製する際の半導体基板としてウエハを使用する場合には、エピタキシャル成長後にウエハの裏面を研削することによりウエハの厚さを100μm程度まで薄くして使用している。
【0004】
しかし、上記の特許文献1に開示された方法により面取り加工されたウエハ10では、裏面を研削して厚さ100μm程度まで薄くすると、図1(b)に示すように、ウエハ10の周縁部が非常に鋭角になり、チッピング(欠け)が生じたり、破損し易くなるという問題がある。
【0005】
このようにウエハの裏面を研削して厚さを薄くした場合の問題を解消するために、研削後のウエハの平坦な表面の端から端面までの水平距離が研削後の厚さより小さくなるようにウエハの端面を加工する方法が提案されている(例えば、特許文献2参照)。また、ウエハの周縁に位置する端面における厚さ方向の断面形状が曲線状に突出した凸形状であり且つこの凸形状の頂部が裏面から見て研削すべき厚さ分よりも表面寄りに位置するようにウエハの端面を加工する方法も提案されている(例えば、特許文献3参照)。
【0006】
【特許文献1】
特開平7−58065号公報(段落番号0006)
【特許文献2】
特許第2821408号公報(段落番号0008)
【特許文献3】
特開2001−15395号公報(段落番号0009)
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記の特許文献2および特許文献3に開示された方法は、ウエハの裏面を研削してウエハを厚さ250〜300μm程度に薄肉化した場合にウエハの端部にクラックや欠けが生じるのを防止する方法であり、半導体レーザなどを作製する際の半導体基板としてウエハを使用するためにウエハの裏面を研削して200μm以下、特に100μm程度の厚さにする場合には、チッピング(欠け)や破損の防止が十分ではない。
【0008】
したがって、本発明は、このような従来の問題点に鑑み、裏面を研削して200μm以下の厚さにしてもチッピング(欠け)や破損を防止することができる、半導体ウエハおよびその面取り加工方法を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究した結果、半導体ウエハの厚さ方向の断面形状において、外周面に対応する端面を円弧状に形成し、且つ一方の表面から厚さ方向に所定の距離T(Tは0.2mm以下)の位置における端面上の接線とその一方の表面に平行な方向との間の角度が60°よりも大きくなるようにすることにより、裏面を研削して200μm以下の厚さにしてもチッピング(欠け)や破損を防止することができることを見出し、本発明を完成するに至った。
【0010】
すなわち、本発明による半導体ウエハは、厚さ方向の断面形状において、外周面に対応する端面が円弧状に形成され、且つ一方の表面から厚さ方向に所定の距離T(Tは0.2mm以下)の位置における端面上の接線とその一方の表面に平行な方向との間の角度が60°よりも大きいことを特徴とする。
【0011】
この半導体ウエハにおいて、所定の距離Tが0.1mm以下であるのが好ましい。また、端面の半径は、好ましくは0.2〜0.4mm、さらに好ましくは0.25〜0.32mmである。
【0012】
また、本発明による半導体ウエハの面取り加工方法は、外周面に円弧状断面の溝を備えた回転砥石を回転させるとともに、半導体ウエハを回転させながら、半導体ウエハの厚さ方向の中心線が回転砥石の溝の厚さ方向の中心線から厚さ方向に所定の距離Dだけずれるように、半導体ウエハの周縁を回転砥石の溝に当接させることにより、半導体ウエハの周縁を面取り加工することを特徴とする。
【0013】
この半導体ウエハの面取り加工方法において、所定の距離D(mm)は、面取り加工後の半導体ウエハの厚さ方向の断面形状において、半導体ウエハの一方の表面から厚さ方向に所定の距離T(Tは0.2mm以下)の位置における半導体ウエハの端面上の接線と半導体ウエハの一方の表面に平行な方向との間の角度が60°よりも大きくなるような距離であるのが好ましい。所定の距離Tは、0.1mm以下であるのがさらに好ましい。また、円弧状断面の半径は、好ましくは0.2〜0.4mm、さらに好ましくは0.25〜0.32mmである。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明による半導体ウエハおよびその面取り加工方法の実施の形態について説明する。
【0015】
図2に示すように、外周面に所定の半径の円弧状断面の溝100aを備えた回転砥石100を回転させるとともに、ウエハ102を回転させながら、ウエハ102の周縁を回転砥石100の溝100aに当接させることにより、ウエハ102の周縁を面取り加工する。このとき、ウエハ102の厚さ方向の中心線を回転砥石100の溝100aの厚さ方向の中心線から所定の高さDだけずらすことにより、図3(a)に示すように、面取り加工されたウエハ102の端面の円弧の中心が、ウエハ102の厚さ方向の中心線から厚さ方向に所定の距離D(図2参照)だけずれ、ウエハ102の表面側から所定の距離、例えば100μmの位置におけるウエハ102の端面上の接線とウエハ102の表面と平行な方向との間の角度がθ>60°(図3(c)参照)の面取り形状になるようにする。このように面取り加工することにより、図3(b)に示すように、ウエハ102の裏面を研削して所定の厚さ、例えば100μm程度まで薄くしても、ウエハ102の端面の形状が鋭角にならないようにすることができる。
【0016】
【実施例】
以下、添付図面を参照して本発明による半導体ウエハおよびその面取り加工方法の実施例について詳細に説明する。
【0017】
まず、厚さ450μmのウエハを面取り加工して、ウエハの端部の断面形状を図4(a)に示すような断面形状にした。すなわち、図4(a)に示すように、ウエハの端面が半径0.32mmの円弧状断面を有し、ウエハの表面に対して垂直方向に延びる端面上の接線とウエハの表面側の平坦部の先端との間隔が70μm、その接線とウエハの裏面側の平坦部の先端との間隔が120μm、ウエハの表面と平行な線上で端面の円弧の中心を含む線とウエハの表面との間隔が200μm、その端面の円弧の中心を含む線とウエハの裏面との間隔が250μmになるようにウエハを面取り加工した。
【0018】
次に、このように面取り加工したウエハの裏面を研削して、図4(b)に示すように厚さ100μmにした。このようにして得られたウエハを(図示しない)縦置きウエハキャリアに収容して揺動式超音波洗浄装置によって洗浄したところ、ウエハの端面に鋭角部分がないため、チッピングや破損による不良発生率は2%(100枚中2枚)であった。
【0019】
[比較例]
厚さ450μmのウエハを従来の面取り加工方法により面取り加工して、ウエハの端部の断面形状を図5(a)に示すような断面形状にした。すなわち、図5(a)に示すように、ウエハの表面側の平坦部の先端とウエハの端面との間隔が300μm、裏面側の平坦部の先端と端面との間隔が270μm、表面側の斜面の高さの差が120μm、裏面側の斜面の高さの差が110μm、端面の厚さ方向の長さが220μmになるようにウエハを面取り加工した。
【0020】
次に、このように面取り加工したウエハの裏面を研削して、図5(b)に示すように厚さ100μmにした。このようにして得られたウエハを(図示しない)縦置きウエハキャリアに収容して揺動式超音波洗浄装置によって洗浄したところ、ウエハの端面の鋭角部分からチッピングや破損を生じ、不良発生率は10%(100枚中10枚)であった。
【0021】
【発明の効果】
上述したように、本発明によれば、ウエハの裏面を研削して200μm以下の厚さにしてもチッピング(欠け)や破損を防止することができ、得られたウエハを半導体レーザなどを作製する際の半導体基板として使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の半導体ウエハの面取り加工方法によって面取り加工された半導体ウエハを概略的に示す断面図であり、(a)は面取り加工後の断面形状を示し、(b)は100μmの厚さまで裏面を研削した後の断面形状を示す。
【図2】本発明による半導体ウエハの面取り加工方法を説明する概略図。
【図3】本発明による半導体ウエハの面取り加工方法によって面取り加工された半導体ウエハを概略的に示す断面図であり、(a)は面取り加工後の断面形状を示し、(b)は100μmの厚さまで裏面を研削した後の断面形状を示す。
【図4】実施例において面取り加工された半導体ウエハの端部を概略的に示す断面図であり、(a)は面取り加工後の断面形状を示し、(b)は100μmの厚さまで裏面を研削した後の断面形状を示す。
【図5】比較例において面取り加工された半導体ウエハの端部を概略的に示す断面図であり、(a)は面取り加工後の断面形状を示し、(b)は100μmの厚さまで裏面を研削した後の断面形状を示す。
【符号の説明】
100 回転砥石
100a 溝
102 半導体ウエハ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a semiconductor wafer and a method for chamfering the same, and more particularly to a semiconductor wafer used as a semiconductor substrate with a reduced thickness by grinding the back surface and a method for chamfering the same.
[0002]
[Prior art]
Generally, a peripheral portion of a semiconductor wafer (hereinafter, referred to as “wafer”) is chamfered in order to prevent chipping (chipping) during handling and automatic transfer. As a method of such chamfering, a grooved whetstone having a flat surface formed at the center of the periphery and having inclined surfaces formed at upper and lower ends of the flat surface is rotated. There is known a method of chamfering by abutting (see, for example, Patent Document 1). As shown in FIG. 1A, the shape of the peripheral portion of the wafer chamfered by this method has a predetermined angle θ (generally about θ = 20 °) from the front and back surfaces of the
[0003]
Further, when a wafer is used as a semiconductor substrate when manufacturing a semiconductor laser or the like, the thickness of the wafer is reduced to about 100 μm by grinding the back surface of the wafer after epitaxial growth.
[0004]
However, in the case of the
[0005]
In order to solve the problem of reducing the thickness by grinding the back surface of the wafer in this manner, the horizontal distance from the edge of the flat surface of the wafer after grinding to the end surface is set to be smaller than the thickness after grinding. A method for processing an end face of a wafer has been proposed (for example, see Patent Document 2). Further, the cross-sectional shape in the thickness direction at the end face located at the peripheral edge of the wafer is a convex shape protruding in a curved shape, and the top of this convex shape is located closer to the front surface than the thickness to be ground when viewed from the back surface. A method of processing the end face of a wafer in this way has also been proposed (for example, see Patent Document 3).
[0006]
[Patent Document 1]
JP-A-7-58065 (paragraph number 0006)
[Patent Document 2]
Japanese Patent No. 2821408 (paragraph number 0008)
[Patent Document 3]
JP 2001-15395 A (paragraph number 0009)
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, according to the methods disclosed in Patent Documents 2 and 3 described above, when the back surface of the wafer is ground to reduce the thickness of the wafer to a thickness of about 250 to 300 μm, cracks or chips occur at the edge of the wafer. When the back surface of the wafer is ground to a thickness of 200 μm or less, particularly about 100 μm in order to use the wafer as a semiconductor substrate when manufacturing a semiconductor laser or the like, chipping (chipping) occurs. And prevention of damage is not sufficient.
[0008]
Therefore, in view of such a conventional problem, the present invention provides a semiconductor wafer and a chamfering method for the same which can prevent chipping (chipping) or breakage even when the back surface is ground to a thickness of 200 μm or less. The purpose is to provide.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The present inventors have conducted intensive studies to solve the above problems, and as a result, in the cross-sectional shape in the thickness direction of the semiconductor wafer, formed an end face corresponding to the outer peripheral surface in an arc shape, and from one surface in the thickness direction The back surface is ground by making the angle between a tangent line on the end face at a position of a predetermined distance T (T is 0.2 mm or less) and a direction parallel to one of the surfaces larger than 60 °. The inventors have found that chipping (cracking) and breakage can be prevented even when the thickness is 200 μm or less, and have completed the present invention.
[0010]
That is, in the semiconductor wafer according to the present invention, in the cross-sectional shape in the thickness direction, an end face corresponding to the outer peripheral surface is formed in an arc shape, and a predetermined distance T (T is 0.2 mm or less) from one surface in the thickness direction. The angle between the tangent line on the end face at the position ()) and the direction parallel to one of the surfaces is greater than 60 °.
[0011]
In this semiconductor wafer, it is preferable that the predetermined distance T is 0.1 mm or less. The radius of the end face is preferably 0.2 to 0.4 mm, more preferably 0.25 to 0.32 mm.
[0012]
In addition, the method for chamfering a semiconductor wafer according to the present invention includes rotating a rotary grindstone having a groove having an arc-shaped cross section on the outer peripheral surface, and rotating the semiconductor wafer while the center line in the thickness direction of the semiconductor wafer is rotated with the rotary grindstone. The peripheral edge of the semiconductor wafer is chamfered by abutting the peripheral edge of the semiconductor wafer against the groove of the rotating grindstone so as to be shifted by a predetermined distance D in the thickness direction from the center line in the thickness direction of the groove. And
[0013]
In this method for chamfering a semiconductor wafer, the predetermined distance D (mm) is a predetermined distance T (T) in the thickness direction from one surface of the semiconductor wafer in the cross-sectional shape in the thickness direction of the semiconductor wafer after chamfering. Is preferably 0.2 mm or less) such that the angle between the tangent line on the end face of the semiconductor wafer at the position and the direction parallel to one surface of the semiconductor wafer is larger than 60 °. More preferably, the predetermined distance T is 0.1 mm or less. Further, the radius of the arc-shaped cross section is preferably 0.2 to 0.4 mm, more preferably 0.25 to 0.32 mm.
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Embodiments of a semiconductor wafer and a chamfering method for the same according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
[0015]
As shown in FIG. 2, while rotating the rotating
[0016]
【Example】
Hereinafter, embodiments of a semiconductor wafer and a method for chamfering the same according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[0017]
First, a wafer having a thickness of 450 μm was chamfered so that the cross-sectional shape of the edge of the wafer was as shown in FIG. That is, as shown in FIG. 4A, the end face of the wafer has an arc-shaped cross section with a radius of 0.32 mm, and a tangent line on the end face extending in a direction perpendicular to the surface of the wafer and a flat portion on the front side of the wafer. The distance between the tangent line and the front end of the flat part on the back side of the wafer is 120 μm, and the distance between the line including the center of the arc of the end face on the line parallel to the front surface of the wafer and the front surface of the wafer is 70 μm. The wafer was chamfered so that the distance between the back surface of the wafer and the line including the center of the circular arc of the end face was 250 μm.
[0018]
Next, the back surface of the chamfered wafer was ground to a thickness of 100 μm as shown in FIG. The wafer thus obtained was housed in a vertically placed wafer carrier (not shown) and washed by an oscillating ultrasonic cleaning apparatus. Since there was no sharp edge on the end face of the wafer, the incidence of defects due to chipping or breakage Was 2% (2 out of 100).
[0019]
[Comparative example]
A wafer having a thickness of 450 μm was chamfered by a conventional chamfering method, so that the cross-sectional shape of the end portion of the wafer was as shown in FIG. That is, as shown in FIG. 5A, the distance between the tip of the flat part on the front surface side of the wafer and the end face of the wafer is 300 μm, the distance between the tip of the flat part on the back side and the end face is 270 μm, and the slope on the front side. The wafer was chamfered so that the difference in height was 120 μm, the difference in height of the rear slope was 110 μm, and the length of the end face in the thickness direction was 220 μm.
[0020]
Next, the back surface of the chamfered wafer was ground to a thickness of 100 μm as shown in FIG. The wafer obtained in this manner is housed in a vertical wafer carrier (not shown) and cleaned by an oscillating ultrasonic cleaning apparatus. 10% (10 out of 100).
[0021]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, chipping (chipping) and breakage can be prevented even when the back surface of the wafer is ground to a thickness of 200 μm or less, and a semiconductor laser or the like is manufactured from the obtained wafer. Can be used as a semiconductor substrate.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a semiconductor wafer chamfered by a conventional semiconductor wafer chamfering method, in which (a) shows a cross-sectional shape after chamfering, and (b) shows up to a thickness of 100 μm. The cross-sectional shape after grinding the back surface is shown.
FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a method for chamfering a semiconductor wafer according to the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing a semiconductor wafer chamfered by the method for chamfering a semiconductor wafer according to the present invention, wherein (a) shows a cross-sectional shape after chamfering, and (b) shows a thickness of 100 μm. The cross-sectional shape after grinding the back surface is shown.
4A and 4B are cross-sectional views schematically showing an end portion of a semiconductor wafer which has been chamfered in an example, where FIG. 4A shows a cross-sectional shape after the chamfering, and FIG. 4B shows a back surface ground to a thickness of 100 μm. The cross-sectional shape after the above is shown.
FIGS. 5A and 5B are cross-sectional views schematically showing an end portion of a chamfered semiconductor wafer in a comparative example, in which FIG. 5A shows a cross-sectional shape after the chamfering process, and FIG. 5B shows a back surface ground to a thickness of 100 μm. The cross-sectional shape after the above is shown.
[Explanation of symbols]
100 rotary grindstone 100a groove 102 semiconductor wafer
Claims (9)
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JP2003068425A JP2004281550A (en) | 2003-03-13 | 2003-03-13 | Semiconductor wafer and method of chamfering the same |
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