JP4808458B2 - ウェハ加工方法 - Google Patents

Description

本発明は，ウェハの加工方法に関し，特に，表面に凸部が設けられたウェハの加工方法に関する。

デバイスの小型化を追求するために，ウェハの裏面を研削することが知られている。例えば，ウェハの表面にＣＣＤやＣ−ＭＯＳ等の撮像素子が形成されている場合，例えばシリコンからなるウェハの表面に回路を形成し，その上にガラスを載置して，接着剤によって張り合わせた構造となっている。特に，小片化されたガラスを回路毎に載置して接着させた場合，ウェハの裏面を研削することが非常に困難である。

これは，ウェハの回路面（ウェハのガラスを張り合わせた面）側がチャックテーブルの上に載置されるためであり，ウェハの回路面に貼り付けられるガラスが小片化されたものであると，回路面側に保護テープが使用されたとしても，貼り付けられたガラスの厚さが厚いために保護テープではガラスの厚さを吸収できず，ウェハの外周部に隙間ができる。したがって，ウェハの裏面を研削したときにウェハの外周部から研削に使用した水が浸入しやすく，回路面に研削屑が付着してしまう。特に，ＣＣＤやＣ−ＭＯＳ等の撮像素子が形成されたウェハの表面に研削屑が付着してしまうと，洗浄工程においても剥離することは難しいこのため，研削屑の付着を防止することは非常に重要である。また，ウェハの外周部に隙間があるために，研削時に上方から押圧される研削砥石の圧力によって，ウェハの外周部が破損し易いという問題もあった。

さらに，小片化したガラスは，検査によって良品となった回路面に対してのみに貼り付けられる。したがって，ウェハに形成されたすべての回路面に貼り付けられるのではなく，不均一に貼り付けられている。この場合，ウェハの裏面に均一な圧力が加わりにくいので，ウェハを平坦に研削することができない。また，特定の小片化されたガラスに大きな負荷がかかってしまうために破損する可能性があり，ウェハ自体も破損してしまう恐れがある。

また，ウェハの裏面研削後，ウェハは，ダイシング装置によって格子状に切断されてチップ状に分割される。この際，ウェハの厚さが薄いために強度が弱く，ウェハの搬送中にウェハが破損してしまうという問題もあった。

かかる問題を解決するために，例えば，特許文献１に開示されたウェハ加工方法を実施することが考えられる。しかし，かかるウェハ加工方法では，ウェハの表面全体を保護部材で覆うので，ガラスの小片の厚みのために保護部材を平坦に貼り付けることができない。このため，裏面を平坦に研削するのは困難であり，ウェハを破損させてしまう恐れがある。また，特許文献２に開示された半導体装置の製造方法では，ウェハの裏面研削に問題はないが，その後，ウェハをチップ状に分割するダイシング工程については考慮されておらず，ダイシング工程を行うために薄くなったウェハを搬送する際，ウェハを破損させてしまう恐れがある。一方，ウェハの裏面研削後に，支持部材を別途ウェハに貼り付けることとも考えられるが，支持部材を貼り付けるための装置が別途必要となり，多くの時間を要する等の問題があった。

特開２００５−１２５３６８号公報 特開２００４−７９９５１号公報

そこで，本発明は，上記問題に鑑みてなされたものであり，本発明の目的とするところは，表面に凸部が設けられたウェハの加工において，ウェハの裏面研削時にウェハの表面に研削屑が付着することを防止し，ウェハの搬送時等にウェハが破損することを防止可能な，新規かつ改良されたウェハ加工方法を提供することにある。

上記課題を解決するために，本発明のある観点によれば，表面に複数の凸部が設けられたウェハの裏面を研削砥石で研削した後，ウェハを切削ブレードで切削するウェハ加工方法が提供される。かかるウェハ加工方法では，ウェハの表面の外周部に，凸部と略同一の厚みを有する補強リングを取り付けるリング取付工程と；補強リングが取り付けられたウェハの表面側に保護テープを貼り付けて，ウェハの裏面を研削する裏面研削工程と；裏面研削工程後，ウェハの表面側から保護テープを剥離し，ウェハの裏面側にダイシングテープを貼り付けて，ウェハを表面側から切削する切削工程と；を含むことを特徴とする。

かかるウェハ加工方法において加工されるウェハは，その表面に，ウェハの厚さに対して厚みのある複数の凸部が設けられている。このため，ウェハの外周部には隙間が生じ，ウェハの裏面研削時に隙間から研削水や研削屑などが浸入して付着してしまう恐れがある。そこで，本発明にかかるウェハ加工方法では，リング取付工程を設け，ウェハの表面の外周部に凸部と略同一の厚みを有する補強リングを取り付ける。これにより，ウェハの裏面研削工程において，ウェハの外周から切削水や切削屑が浸入するのを防止することができる。また，ウェハの外周部が補強されるため，研削時にウェハの外周が破損することも防止できる。さらに，裏面研削後，薄くなったウェハも補強リングによって補強されているため，ウェハの搬送時や切削工程において破損することも防止できる。

ここで，補強リングの材質は，ウェハと同一の材質であることが好ましい。これにより，補強リングの切削により生じる切削屑がウェハの表面に付着したとしても，不良品発生の要因となることがない。したがって，ウェハの切削工程において，補強リングとウェハとを合わせて切削することができ，ウェハ加工工程を簡略化することができる。

また，ウェハに設けられる複数の凸部は，例えば，ウェハの表面に形成された半導体素子にそれぞれ貼り付けられる複数のガラス板であってもよい。

以上説明したように本発明によれば，表面に凸部が設けられたウェハの加工において，ウェハの裏面研削時にウェハの表面に研削屑が付着することを防止し，ウェハの搬送時等にウェハが破損することを防止可能な，ウェハ加工方法を提供することができる。

以下に添付図面を参照しながら，本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお，本明細書及び図面において，実質的に同一の機能構成を有する構成要素については，同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

（第１の実施形態）
まず，図１Ａに基づいて，本発明の第１の実施形態にかかるウェハ加工方法によって加工されるウェハの構造について説明する。ここで，図１Ａ（ａ）は，表面に複数のガラス小片が設けられたウェハを示す平面図であり，図１Ａ（ｂ）は，図１Ａ（ａ）の切断線Ａ−Ａにおいて切断されたウェハの断面図である。

本実施形態にかかるウェハ加工方法によって加工されるウェハ１０は，例えばシリコンからなる円板形状のウェハであり，その表面１０ａには複数の回路（図示せず。）が形成されている。そして，図１Ａ（ａ）に示すように，各回路に対して小片化されたガラス（以下，「ガラス小片」という）１１が例えば接着剤等によりそれぞれ貼り付けられている。このため，ウェハ１０の断面は，図１Ａ（ｂ）に示すように，ウェハ１０に複数の凸部が設けられた構成となっている。かかるウェハ１０は，例えば，厚さ約３００μｍの８インチウェハを用いることができ，このとき，ガラス小片１１の厚さは約５００μｍ，ウェハ１０とガラス小片１１とを接合させる接着剤の厚さは約５０μｍとすることができる。

次に，図１Ｂ〜１Ｅおよび図２に基づいて，上記構造のウェハ１０を加工するための本実施形態にかかるウェハ加工方法について説明する。ここで，図１Ｂ（ａ）は，表面に補強リングが取り付けられたウェハ１０を示す平面図であり，図１Ｂ（ｂ）は，図１Ｂ（ａ）に示すウェハ１０の断面図である。また，図１Ｃは，ウェハ１０の裏面研削工程を示す断面図である。さらに，図１Ｄは，ウェハ１０の切削工程を示す斜視図である。そして，図１Ｅは，ウェハ１０の切削工程において，切削後のウェハ１０を示す斜視図である。また，図２は，本実施形態にかかるウェハ加工方法を示すフローチャートである。

本実施形態にかかるウェハ加工方法では，まず，ウェハ１０の表面１０ａに，本発明の特徴的部分である補強リング１３を取り付ける（ステップＳ１１０：リング取付工程）。補強リング１３は，ウェハ１０と略同一の外径を有するリング状の補強部材である。

補強リング１３は，例えばシリコン等のウェハ１０と同一の材質から形成することが望ましい。これは，補強リング１３が後述する切削工程においてウェハ１０と共に切削されるためであり，切削により発生した補強リング１３の切削屑がウェハ１０から発生する切削屑と種類が異なると，例えばウェハ１０の表面に形成された回路をショートさせてしまうなど，異材質の混入による不良品発生の要因となるからである。なお，補強リング１３とウェハ１０との材質が異なっても不良品発生の要因とならなければ，例えば，ステンレスやアルミニウムなどの金属や，ＰＥＴ等の樹脂により形成してもよい。

また，補強リング１３の厚さは，ガラス小片１１と略同一またはやや厚い厚さとする。例えば，ガラス小片１１の厚さが約５００μｍのとき，補強リング１３の厚さは，ガラス小片１１と略同一またはこれより１０〜２０μｍ程度厚い範囲内，すなわち約５００〜５２０μｍとすることができる。これは，後述するウェハ１０の裏面研削工程において，ウェハ１０の外周側から研削屑や研削水が浸入しないようにするためである。一方，補強リング１３の幅（内径と外径との差の１／２）は，ウェハ１０の仕上げ厚さやサイズおよび回路面の配置によって適宜決定されるものであるため，一概には定まらない。本実施形態においては，補強リング１３の幅を約２ｍｍとした。

かかる補強リング１３は，例えば接着剤によりウェハ１０の表面１０ａに取り付けられる。補強リング１３を取り付ける接着剤の種類は，例えば，シフトワックス系の固形ワックスを使用することができるが，特定の種類に限定されるものではない。

次に，ウェハ１０の表面１０ａにグラインディングテープ２５を貼り付ける（ステップＳ１２０：保護テープ貼付工程）。グラインディングテープ２５は，後述するウェハ１０の裏面研削工程において，ウェハ１０の表面１０ａを保護し，研削水や研削屑の浸入によるウェハ１０の表面１０ａの汚染を防ぐための保護テープである。ウェハ１０の表面１０ａにグラインディングテープ２５を貼り付けた後，図１Ｃに示すように，ウェハ１０は裏面研削を行うために裏面１０ｂを上方に向けてチャックテーブル２３上に載置される。

さらに，チャックテーブル２３上に載置されたウェハ１０は，裏面１０ｂを研削手段３０によって研削される（ステップＳ１３０：裏面研削工程）。ステップＳ１３０では，図１Ｃに示すように，ウェハ１０の表面１０ａ側がチャックテーブル２３に当接するように載置して，ウェハ１０を真空吸着によりチャックテーブル２３に強固に保持する。その後，モータ（図示せず。）の駆動力をスピンドル２１等を介して伝達し，チャックテーブル２３を水平方向に所定の速度（例えば，約３００ｒｐｍ）で回転させる。そして，チャックテーブル２３の上方から，モータ（図示せず。）の駆動力をスピンドル３１，ダイヤモンドホイール３３を介して伝達し，研削砥石３５を高速回転（例えば，約４８００ｒｐｍで回転）させながら降下させる。

そして，研削砥石３５をウェハ１０の裏面１０ｂに押圧させて，ウェハ１０が所定の厚さになるまで研削する。本実施形態では，例えば，厚さが約２００μｍとなるまでウェハ１０を研削する。

この際に，ステップＳ１１０で取り付けられた補強リング１３の厚さは，ガラス小片１１と同一またはやや厚いので，ステップＳ１２０の保護テープ貼付工程において貼り付けられたグラインディングテープ２５と補強リング１３とは密接する。したがって，ウェハ１０の外周側の密封性が強化されるので，ステップＳ１３０の裏面研削工程において，研削水や研削屑が外周側から浸入するのを防止することができる。

さらに，ガラス小片１１が厚いために生じていたウェハ１０の外周部の隙間に補強リング１３が取り付けられているため，上方から研削手段３０によって押圧しても，ウェハ１０の外周部が破損することがない。

また，ウェハ１０の表面に設けられた複数のガラス小片１１が不均一な配置となっていると，研削砥石３５の押圧力による負荷が特定のガラス小片１１の部分に集中し易いが，補強リング１３によってガラス小片１１にかかる負荷を軽減できる。

その後，ウェハ１０の裏面研削工程が終了すると，ウェハ１０の表面１０ａ側からグラインディングテープ２５を剥がす（ステップＳ１４０：保護テープ剥離工程）。

次いで，ウェハ１０をチップ状に分割する切削工程を行うため，ウェハ１０の裏面１０ｂに，例えばリングフレーム４０が貼着されたダイシングテープ４１を貼り付ける（ステップＳ１５０：ダイシングテープ貼付工程）。ステップＳ１５０において，ダイシングテープ４１を介してリングフレーム４０と一体となったウェハ１０は，ウェハ１０の表面１０ａを上方に向けて切削装置（図示せず。）のチャックテーブル（図示せず。）上に載置される。ここで，ウェハ１０を切削するため，ウェハ１０は搬送手段（図示せず。）によりカセット（図示せず。）からチャックテーブルまで搬送される。このとき，ステップ１３０の裏面研削工程後のウェハ１０は厚さが約２００μｍと薄くなっているが，ウェハ１０の表面１０ａに取り付けられた補強リング１３によってウェハ１０は補強されている。これにより，ウェハ１０が搬送時に破損するのを防止することができる。

その後，ウェハ１０を表面１０ａ側から切削し，ウェハ１０をチップ状に分割する（ステップＳ１６０：切削工程）。ステップＳ１６０では，図１Ｄに示すように，切削手段５０を構成するスピンドルの先端部に固定された切削ブレード５１を高速回転させ，ウェハ１０のストリートに切り込ませて縦横に切削する。このとき，ウェハ１０の表面１０ａに取り付けられた補強リング１３は，上述したように補強リング１３から発生する切削屑が回路に悪影響を与えない材質（本実施形態では，ウェハ１０と同材質であるシリコン）により形成されているため，図１Ｅに示すように，ウェハ１０と合わせて切削することができる。これにより，ウェハ１０の切削工程前に補強リング１３を取り除く手間を省くことができる。こうして，ウェハ１０をチップ状に分割することができる。

以上，本実施形態にかかるウェハ加工方法について説明した。かかるウェハ加工方法では，表面にガラス小片１１などの凸部が設けられたウェハ１０の表面１０ａの外周部に補強リング１３を取り付けることにより，ウェハ１０の裏面研削工程において，外周から切削水や切削屑が入り込み，ウェハ１０の表面に付着することを防止できる。また，ガラス小片１１の厚さが厚いために生じるウェハ１０外周部の隙間が補強リング１３によって補強されるので，ウェハ１０の裏面研削時にウェハ１０の外周部が破損することを防止できる。さらに，凸部が不均一に設けられている場合，特定の凸部に負荷が集中することを防止できる。また，裏面研削により薄くなったウェハ１０も補強リング１３によって補強されているので，ウェハ１０の搬送時やウェハ１０の切削時にウェハ１０が破損するのを防止することができる。これにより，製品の生産性や品質を向上させることができる。

以上，添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが，本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された範疇内において，各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば，上記実施形態のステップＳ１６０の切削工程において，補強リング１３をウェハ１０と合わせて切削したが，本発明はかかる例に限定されない。例えば，ウェハ１０を回転させながら，切削ブレード５１を補強リング１３の内側に切り込ませることにより，ウェハ１０を，補強リング１３部分である外周部分とチップ部分となる内周部分とに分離して，ウェハ１０の外周部分を取り除いた後，ウェハ１０の内周部分をチップ状に分割してもよい。かかる方法により，補強リング１３に使用可能な材質の選択肢が広がる一方，切削工程時に補強リング１３を予め取り除く手間が増えることになる。

また，上記実施形態では，ウェハ１０の表面１０ａに設けられた複数の凸部がガラス小片１１である場合について説明したが，本発明はかかる例に限定されず，例えば，バンプが形成されたウェハの加工等にも適用することができる。

本発明は，ウェハの加工方法に適用可能であり，特に表面に凸部が設けられたウェハの加工方法に適用可能である。

（ａ）は，表面に複数のガラス小片が設けられたウェハを示す平面図であり，（ｂ）は，図１Ａ（ａ）の切断線Ａ−Ａにおいて切断されたウェハの断面図である。 （ａ）は，表面に補強リングが取り付けられたウェハを示す平面図であり，（ｂ）は，図１Ｂ（ａ）に示すウェハの断面図である。 ウェハの裏面研削工程を示す断面図である。 ウェハの切削工程を示す斜視図である。 ウェハの切削工程において，切削後のウェハを示す斜視図である。 本発明の第１の実施形態にかかるウェハ加工方法を示すフローチャートである。

符号の説明

１０ ウェハ
１１ ガラス小片
１３ 補強リング
２３ チャックテーブル
２５ グラインディングテープ
３０ 研削手段
４０ リングフレーム
４１ ダイシングテープ
５０ 切削手段
５１ 切削ブレード

Claims (2)

1. 表面に複数の凸部が設けられたウェハの裏面を研削砥石で研削した後，前記ウェハを切削ブレードで切削するウェハ加工方法において，
   前記ウェハの表面の外周部に，前記ウェハと同一の材質で形成され，前記凸部と同一の厚みを有する補強リングを取り付けるリング取付工程と，
   前記補強リングが取り付けられた前記ウェハの表面側に保護テープを貼り付けて，前記ウェハの裏面を研削する裏面研削工程と，
   前記裏面研削工程後，前記ウェハの表面側から前記保護テープを剥離し，前記ウェハの裏面側にダイシングテープを貼り付けて，前記補強リングと共に前記ウェハを表面側から切削する切削工程と，
   を含むことを特徴とする，ウェハ加工方法。
2. 前記複数の凸部は，前記ウェハの表面に形成された半導体素子にそれぞれ貼り付けられる複数のガラス板であることを特徴とする，請求項１に記載のウェハ加工方法。

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