JP2008258417A - ウェーハの加工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ウェーハのデバイス領域の裏面を研削してその周囲にリング状補強部を形成した後にウェーハの裏面に金属膜を被覆し、その金属膜を損傷させることなく、リング状補強部を容易に除去できるようにする。
【解決手段】研削砥石７４の軌跡がリング状補強部Ｗ４に交差するようにウェーハＷの裏面に研削砥石７４を作用させてリング状補強部Ｗ４を研削し、リング状補強部Ｗ４の研削面がデバイス領域の裏面に被覆された金属膜４の上面から２０μｍ〜１μｍ上の位置に達した時に研削を終了する。研削砥石７４をリング状補強部Ｗ４の上方に正確に位置合わせする必要がないため制御が容易であり、また、リング状補強部Ｗ４の研削面が金属膜４の上面から２０μｍ〜１μｍ上の位置となったときに研削を終了するため、金属膜４を損傷させることがない。
【選択図】図９

Description

本発明は、薄く形成されても取り扱いが容易となるようなウェーハの加工方法に関するものである。

ＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスが表面側に複数形成されたウェーハは、ダイシング装置等を用いて個々のデバイスに分割され、各種電子機器に組み込まれて広く使用されている。そして、電子機器の小型化、軽量化等を図るために、個々のデバイスに分割される前のウェーハは、裏面が研削され、その厚さが例えば２０μｍ〜１００μｍになるように形成される。

しかし、研削により薄く形成されたウェーハは剛性がなくなるため、その後の工程での取り扱いや搬送が困難になるという問題がある。例えば、裏面の研削により薄くなったウェーハの裏面に金、銀、チタン等からなる金属膜を数十ｎｍ程の厚さに被覆することが困難となる。

そこで、本出願人は、ウェーハの裏面のうち、デバイスが形成された部分であるデバイス領域の裏面を研削して所望の厚さとし、その外周側は研削せずに残すことによりリング状補強部を形成し、ウェーハの剛性を高めて取り扱いや搬送を容易とした状態で裏面に金属膜を被覆し、その後リング状補強部を除去してダイシングすることにより個々のデバイスに分割するウェーハの加工方法を提案し、特許出願した（特許文献１参照）。

特開２００７−１９３７９号公報

しかし、特許文献１に記載されたウェーハの加工方法では、リング状補強部の裏面を研削してリング状補強部を除去する際に、デバイス領域の裏面に被覆された金属膜が研削されないようにするために、研削砥石をリング状補強部に正確に位置合わせしなければならないため、そのための制御が煩雑となるという問題がある。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、ウェーハのデバイス領域の裏面を研削してその周囲にリング状補強部を形成した後にウェーハの裏面に金属膜を被覆し、その金属膜を損傷させることなく、リング状補強部を容易に除去できるようにすることである。

本発明は、複数のデバイスがストリートによって区画されて形成されたデバイス領域とデバイス領域を囲繞する外周余剰領域とが表面に形成されたウェーハの表面側を研削装置のチャックテーブルに保持し、デバイス領域の裏面を研削して凹部を形成すると共に凹部の外周側にリング状補強部を形成するリング状補強部形成工程と、リング状補強部形成工程の後に、ウェーハの裏面に金属膜を被覆する金属膜被覆工程と、金属膜被覆工程の後に、リング状補強部を除去するリング状補強部除去工程とから少なくとも構成されるウェーハの加工方法に関するもので、リング状補強部除去工程では、ウェーハを保持する保持面を有し回転可能なチャックテーブルと、チャックテーブルに保持されたウェーハを研削する研削砥石がリング状に配設された研削ホイールが回転可能に構成された研削手段と、研削手段を保持面に対して垂直方向に研削送りする研削送り手段とを少なくとも備えた研削装置を用い、ウェーハの表面側をチャックテーブルに保持して回転させると共に、研削ホイールを回転させながら研削送り手段による研削送りによって研削砥石の軌跡がリング状補強部に交差するようにウェーハの裏面に研削砥石を作用させてリング状補強部を研削し、リング状補強部の研削面がデバイス領域の裏面に被覆された金属膜の上面から２０μｍ〜１μｍ上の位置に達した時に研削を終了することを特徴とする。

リング状補強部除去工程の後には、ウェーハの裏面にダイシングテープを貼着してウェーハがダイシングテープを介してダイシングフレームに支持された状態で、ストリートに沿ってウェーハを個々のデバイスに分割する分割工程が実施される。ダイシングテープの厚さは８０μｍ〜１００μｍであることが望ましい。

本発明では、リング状補強部除去工程において、研削砥石の回転軌道がリング状補強部に交差するように研削を行うため、研削砥石をリング状補強部の上方に正確に位置合わせする必要がなく、制御が容易となる。また、リング状補強部の研削面がデバイス領域の裏面に被覆された金属膜の上面から２０μｍ〜１μｍ上の位置となったときに研削を終了するため、デバイス領域の裏面の金属膜に研削砥石が接触することがない。したがって、デバイス領域の裏面の金属膜を損傷させることがない。

更に、リング状補強部除去工程の後の分割工程では、リング状補強部の裏面がデバイス領域の金属膜よりも２０μｍ〜１μｍ突出した状態でダイシングテープに貼着されることとなるが、この程度の段差であれば、ダイシングテープの厚さよりも小さく、ダイシングテープは柔軟であるため、ダイシングテープによって当該段差が吸収され、切削の妨げにはならない。

図１に示すように、ウェーハＷの表面Ｗａには、デバイスＤが複数形成されたデバイス領域Ｗ１と、デバイス領域Ｗ１を囲繞する外周余剰領域Ｗ２とが形成されている。デバイス領域Ｗ１においては、縦横に設けられたストリートＳによって区画されてデバイスＤが形成されている。また、図示の例のウェーハＷの外周部には、結晶方位を示す切り欠きであるノッチＮが形成されている。

このウェーハＷ１の表面Ｗａにテープ等の保護部材１を貼着して裏返し、図２に示すように、裏面Ｗｂが露出した状態とする。そして、例えば図３に示す研削装置２を用いて裏面Ｗｂを研削する。この研削装置２には、ウェーハを保持して回転可能なチャックテーブル２０と、ウェーハに対して研削加工を施す研削手段２１とを備えている。研削手段２１には、回転可能でかつ昇降可能なスピンドル２２と、スピンドル２２の先端に装着されスピンドル２２の回転に伴って回転する研削ホイール２３と、研削ホイール２３の下面に固着された研削砥石２４とを備えている。

チャックテーブル２０では保護部材１側が保持され、ウェーハＷの裏面Ｗｂが研削砥石２４と対向した状態となる。そして、チャックテーブル２０の回転に伴いウェーハＷが回転すると共に、スピンドル２２の回転に伴って回転する研削砥石２４が下降してウェーハＷの裏面Ｗｂに接触する。このとき、研削砥石２４は、裏面Ｗｂのうち表面Ｗａのデバイス領域Ｗ１（図１参照）に相当する部分、すなわちデバイス領域Ｗ１の裏面に接触させ、それ以外の部分は研削しないようにする。そうすると、図４及び図５に示すように、研削した部分に凹部Ｗ３が形成され、その外周側において凹部Ｗ３の底面との間で生じた段差部分、すなわち外周余剰領域Ｗ２の裏面にリング状補強部Ｗ４が形成される（リング状補強部形成工程）。リング状補強部Ｗ４の厚さは数百μｍ程度あることが望ましい。一方、デバイス領域Ｗ１の厚さは例えば２０μｍ〜１００μｍ程度まで薄くすることができる。

次に、リング状補強部形成工程後のウェーハＷの裏面に、金、銀、チタン等からなる金属膜を被覆する（金属膜被覆工程）。金属膜被覆工程に移るために、図３に示した研削装置２のチャックテーブル２０からウェーハＷ及び保護部材１を取り外す際には、ウェーハＷにリング状補強部Ｗ４が形成されているため、裏面全面が研削されたウェーハをチャックテーブルから取り外す場合と比較すると、取り外しが容易となり、損傷のおそれも少ない。

金属膜被覆工程には、例えば図６に示す減圧成膜装置３を用いることができる。この減圧成膜装置３においては、チャンバー３１の内部に静電式にてウェーハＷを保持する保持部３２を備えており、その上方の対向する位置には、金属からなるスパッタ源３４が励磁部材３３に支持された状態で配設されている。このスパッタ源３４には、高周波電源３５が連結されている。また、チャンバー３１の一方の側部には、スパッタガスを導入する導入口３６が設けられ、もう一方の側部には減圧源に連通する減圧口３７が設けられている。

保護部材１側が保持部３２において静電式にて保持されることにより、ウェーハＷの裏面がスパッタ源３４に対向して保持される。そして、励磁部材３３によって磁化されたスパッタ源３４に高周波電源３５から４０ｋＨｚ程度の高周波電力を加え、減圧口３７からチャンバー３１の内部を１０^−２Ｐａ〜１０^−４Ｐａ程度に減圧して減圧環境にすると共に、導入口３６からアルゴンガスを導入してプラズマを発生させると、プラズマ中のアルゴン原子がスパッタ源３４に衝突して粒子がはじき出されてウェーハＷの裏面に堆積し、図７に示すように、金属膜４が形成される。この金属膜４は、例えば３０〜６０ｎｍ程度の厚さを有する。なお、リング状補強部Ｗ４にマスキングを施して金属膜被覆工程を遂行した場合は、凹部Ｗ３にのみ金属膜４が形成される。金属膜被覆工程は、デバイス領域Ｗ１の裏面側が研削により薄くなった状態で行われるが、ウェーハＷにはリング状補強部Ｗ４が形成されているため、金属膜被覆工程におけるウェーハＷの取り扱いが容易となる。なお、金属膜被覆工程は、蒸着やＣＶＤ等によっても可能である。

金属膜被覆工程終了後は、リング状補強部Ｗ４を除去する（リング状補強部除去工程）。リング補強部Ｗ４の除去には、例えば、図８に示す研削装置５を使用することができる。この研削装置５は、ウェーハＷを保持する保持面６０を有し回転及び水平方向に移動可能なチャックテーブル６と、チャックテーブル６に保持されたウェーハＷを研削する研削手段７と、研削手段７を保持面６０に対して垂直方向に研削送りする研削送り手段８とを備えている。

研削手段７は、垂直方向の軸心を有するスピンドル７０と、スピンドル７０を回転可能に支持するスピンドルハウジング７１と、スピンドル７０の先端に形成されたホイールマウント７２と、ホイールマウント７２に固定された研削ホイール７３と、研削ホイール７３の下面に固着された研削砥石７４と、スピンドル７０を駆動するモータ７５とから構成される。

研削送り手段８は、垂直方向に配設されたボールネジ８０と、ボールネジ８０の一端に連結されたパルスモータ８１と、ボールネジ８０と平行に配設された一対のガイドレール８２と、内部のナット（図示せず）がボールネジ８０に螺合すると共に側部がガイドレール８２に摺接する昇降板８３と、昇降板８３に連結されスピンドルハウジング７１を支持する支持部８４とから構成され、パルスモータ８１に駆動されてボールネジ８０が回動することにより、昇降板８３がガイドレール８２にガイドされて昇降し、これに伴い支持部８４及び研削手段７が昇降する構成となっており、図示しない制御部がパルスモータ８１に供給するパルスによって、研削砥石７４の上下方向の位置をμｍ単位で精密に制御することができる。

図７に示したようにリング状補強部Ｗ４が形成され金属膜４が被覆されたウェーハＷは、図９に示すように、保護部材１側（ウェーハＷの表面側）がチャックテーブル６の保持面６０に保持される。そして、チャックテーブル６を回転させると共に、モータ７５の駆動により研削ホイール７３を回転させながら研削送り手段８による研削送りによって研削手段７を下降させ、図９に示すように、回転する研削砥石７４の軌跡がウェーハＷのリング状補強部Ｗ４に交差するように作用させてリング状補強部Ｗ４を研削していく。そして、図１０に示すように、デバイス領域Ｗ１の裏面の金属膜４の上面４ａより２０μｍ〜１μｍほど上の位置まで外周余剰領域Ｗ４を研削して研削を終了する（リング状補強部除去工程）。すなわち、リング状補強部Ｗ４の研削面Ｗ４ａが金属膜４の上面４ａよりも２０μｍ〜１μｍ上に位置するようになるまで研削を行う。

このように、研削砥石７４の下面が金属膜４の上面４ａより２０μｍ〜１μｍほど上の位置になった時点で研削送り手段８による研削送りを止めて研削を終了することにより、研削砥石７４が金属膜４に接触することがないため、金属膜４を損傷させることがない。また、研削砥石７４の回転軌道がリング状補強部Ｗ４に交差するように研削砥石７４あてがって研削を行うため、リング状補強部Ｗ４のみの上方に研削砥石７４を位置合わせする必要がなく、チャックテーブル６の水平方向の位置制御も容易となる。

リング状補強部除去工程終了後は、図１１に示すように、ウェーハＷをダイシングテープＴに貼着し、ダイシングテープＴの縁部をリング状のフレームＦに貼着することにより、ウェーハＷがダイシングテープＴを介してダイシングフレームＦによって支持された状態とすると共に、ウェーハＷの表面Ｗ１に貼着されていた保護部材１を剥離する。ダイシングテープＴは、例えば８０μｍ〜１００μｍほどの厚さを有するポリオレフィン等からなる柔軟な材質により形成されている。こうして、ダイシングテープＴを介してダイシングフレームＦに支持されたウェーハＷは、例えば図１２に示す切削装置９のチャックテーブル９０に搬送され、保持される。

切削装置９は、ウェーハＷを保持して回転可能なチャックテーブル９０とウェーハＷに対して切削を施す切削手段９１とを備えている。切削手段９１は、ハウジング９１０によって回転可能に支持されたスピンドル９１１の先端部に切削ブレード９１２が装着されて構成されている。チャックテーブル９０は、加工送り手段９２によって駆動されてＸ軸方向に移動可能となっている。また、切削手段９１は、割り出し送り手段９３によって駆動されてＹ軸方向に移動可能であると共に切り込み送り手段９４によって駆動されてＺ軸方向に移動可能となっている。

チャックテーブル９０には、ウェーハＷに貼着されたダイシングテープＴ側が保持される。このとき、図１３に示すように、リング状補強部Ｗ４の上面Ｗ４ａとデバイス領域の裏面の金属膜４の上面（研削面）４ａとの段差は２０μｍ〜１μｍ程度であり、この段差は、厚さが８０μｍ〜１００μｍであり柔軟なダイシングテープＴによって吸収されるため、ウェーハＷの表面Ｗａはフラットな状態となり、切削に支障は生じない。

このようにしてウェーハＷがチャックテーブル９０に保持されると、チャックテーブル９０が＋Ｘ方向に移動すると共に、切削ブレード９１２が高速回転しながら切削手段９１が下降して切削すべきストリートに切り込むことにより、検出したストリートが切削される。また、ストリート間隔ずつ切削手段９１をＹ軸方向にインデックス送りしながら切削を繰り返すことにより、同方向のストリートがすべて切削される。更に、チャックテーブル９０を９０度回転させてから同様の切削を行うと、すべてのストリートが切削され、個々のデバイスＤに分割される。

ウェーハ及び保護部材を示す斜視図である。 表面に保護部材が貼着されたウェーハを示す斜視図である。 リング状補強部形成工程を示す斜視図である。 リング状補強部形成工程終了後のウェーハを示す斜視図である。 リング状補強部形成工程終了後のウェーハを示す断面図である。 減圧成膜装置の一例を略示的に示す断面図である。 金属膜被覆工程終了後のウェーハを示す断面図である。 研削装置の一例を示す斜視図である。 リング状補強部除去工程を示す斜視図である。 リング状補強部除去工程終了後のウェーハを示す断面図である。 ウェーハをダイシングテープに貼着すると共に保護部材を剥離する状態を示す斜視図である。 切削装置の一例を示す斜視図である。 ダイシングテープに対するウェーハの貼着状態を拡大して示す断面図である。

符号の説明

Ｗ：ウェーハ
Ｗａ：表面
Ｗ１：デバイス領域
Ｓ：ストリート Ｄ：デバイス
Ｗ２：外周余剰領域
Ｗｂ：裏面
Ｗ３：凹部
Ｗ４：リング状補強部 Ｗ４ａ：研削面（上面）
Ｎ：ノッチ
Ｔ：ダイシングテープ Ｆ：ダイシングフレーム
１：保護部材
２：研削装置
２０：チャックテーブル ２１：研削手段 ２２：スピンドル ２３：研削ホイール
２４：研削砥石
３：減圧成膜装置
３１：チャンバー ３２：保持部 ３３：励磁部材 ３４：スパッタ源
３５：高周波電源 ３６：導入口 ３７：減圧口
４：金属膜 ４ａ：上面
５：研削装置
６；チャックテーブル ６０：保持面
７：研削手段
７０：スピンドル ７１：スピンドルハウジング ７２：ホイールマウント
７３：研削ホイール ７４：研削砥石 ７５：モータ
８：研削送り手段
８０：ボールネジ ８１：パルスモータ ８２：ガイドレール ８３：昇降板
８４：支持部
９：切削装置
９０：チャックテーブル
９１：切削手段
９１０：ハウジング ９１１：スピンドル ９１２：切削ブレード
９２：加工送り手段
９３：割り出し送り手段
９４：切り込み送り手段

Claims (3)

1. 複数のデバイスがストリートによって区画されて形成されたデバイス領域と該デバイス領域を囲繞する外周余剰領域とが表面に形成されたウェーハの該表面側を研削装置のチャックテーブルに保持し、該デバイス領域の裏面を研削して凹部を形成すると共に該凹部の外周側にリング状補強部を形成するリング状補強部形成工程と、
   該リング状補強部形成工程の後に、該ウェーハの裏面に金属膜を被覆する金属膜被覆工程と、
   該金属膜被覆工程の後に、該リング状補強部を除去するリング状補強部除去工程と
   から少なくとも構成されるウェーハの加工方法であって、
   該リング状補強部除去工程では、
   ウェーハを保持する保持面を有し回転可能なチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持されたウェーハを研削する研削砥石がリング状に配設された研削ホイールが回転可能に構成された研削手段と、該研削手段を該保持面に対して垂直方向に研削送りする研削送り手段とを少なくとも備えた研削装置を用い、
   該ウェーハの表面側を該チャックテーブルに保持して回転させると共に、該研削ホイールを回転させながら該研削送り手段による研削送りによって該研削砥石の軌跡が該リング状補強部に交差するように該ウェーハの裏面に該研削砥石を作用させて該リング状補強部を研削し、該リング状補強部の研削面が該デバイス領域の裏面に被覆された金属膜の上面から２０μｍ〜１μｍ上の位置に達した時に研削を終了する
   ウェーハの加工方法。
2. 前記リング状補強部除去工程の後に、前記ウェーハの裏面にダイシングテープを貼着して該ウェーハが該ダイシングテープを介してダイシングフレームに支持された状態で、前記ストリートに沿って該ウェーハを個々のデバイスに分割する分割工程が実施される
   請求項１に記載のウェーハの加工方法。
3. 前記ダイシングテープの厚さは８０μｍ〜１００μｍである請求項２に記載のウェーハの加工方法。

Images