JP2010186972A

JP2010186972A - ウエーハの加工方法

Info

Publication number: JP2010186972A
Application number: JP2009031879A
Authority: JP
Inventors: Keiichi Kajiyama; 啓一梶山
Original assignee: Disco Abrasive Systems KK
Current assignee: Disco Abrasive Systems KK
Priority date: 2009-02-13
Filing date: 2009-02-13
Publication date: 2010-08-26

Abstract

【課題】薄く研削されたウエーハのハンドリング性を阻害することなく確実に個別デバイスに分割可能なウエーハの加工方法を提供する。
【解決手段】分割予定ラインによって区画されたデバイス領域と、それを囲む外周余剰領域１９を表面に有するウエーハを個別デバイスに分割するウエーハの加工方法であって、デバイス領域裏面を所定の厚みに研削すると共に外周余剰領域裏面にリング状の補強部を形成する工程と、ウエーハ裏面にダイシングテープ３４を貼着すると共にダイシングフレーム３６にウエーハを貼着支持する工程と、デバイス領域保持部とリング状補強部支持部とを有するチャックテーブルにウエーハを保持し、切削ブレードで分割予定ラインを切削してウエーハを個別デバイスに分割する工程と、ダイシングテープのデバイス領域に対応する領域の粘着力を低下させる工程と、ダイシングテープから個々のデバイスをピックアップする工程とからなる。
【選択図】図１１

Description

本発明は、薄く研削されたウエーハを取り扱い性を損なうことなく個々のデバイスに分割可能なウエーハの加工方法に関する。

半導体デバイス製造工程においては、略円盤形状である半導体ウエーハの表面に格子状に配列されたストリートとよばれる分割予定ラインによって複数の領域が区画され、この区画された領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスを形成する。そして、半導体ウエーハをストリートに沿って切削装置で切削することにより、半導体ウエーハが個々の半導体チップ（デバイス）に分割される。

分割されるウエーハは、ストリートに沿って切削する前に裏面を研削して所定の厚みに形成される。近年、電気機器の軽量化、小型化を達成するために、ウエーハの厚さをより薄く、例えば５０μｍ程度にすることが要求されている。

このように薄く形成されたウエーハは紙のように腰がなくなり取り扱いが困難になり、搬送等において破損する恐れがある。そこで、ウエーハのデバイス領域に対応する裏面のみを研削し、デバイス領域を囲繞する外周余剰領域に対応するウエーハの裏面にリング状の補強部を形成する研削方法が、例えば特開２００７−１７３４８７号公報で提案されている。

このように裏面の外周にリング状の補強部が形成されたウエーハをストリート（分割予定ライン）に沿って分割する方法として、リング状の補強部を除去した後、ウエーハの表面側から切削ブレードで切削する方法が提案されている（特開２００７−１９３７９号公報参照）。

特開２００７−１７３４８７号公報特開２００７−１９３７９号公報

しかし、リング状の補強部が除去されたウエーハでは切削時のハンドリングで破損し易いという問題が生じる。従って、裏面の外周にリング状の補強部が形成されたウエーハを個々のデバイスに分割する際に、リング状の補強部をどのタイミングで取り除くべきかが問題となる。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、外周にリング状の補強部を残して中央部分が薄く研削されたウエーハを、切削時のハンドリング性を損なうことなく個々のデバイスに分割可能なウエーハの加工方法を提供することである。

本発明によると、複数のデバイスが分割予定ラインによって区画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を表面に有するウエーハを個々のデバイスに分割するウエーハの加工方法であって、ウエーハのデバイス領域に対応する裏面を研削して所定の厚みに研削すると共に外周余剰領域に対応する裏面にリング状の補強部を形成するウエーハの研削工程と、ウエーハの裏面にダイシングテープを貼着すると共にウエーハを囲繞する開口部を有するダイシングフレームにダイシングテープの外周部を貼着して、ウエーハをダイシングフレームで支持するウエーハ支持工程と、ウエーハのデバイス領域に対応する領域を吸引保持するデバイス領域保持部と、リング状の補強部を支持するリング状補強部支持部とを有するチャックテーブルにダイシングフレームで支持されたウエーハを保持し、切削ブレードを分割予定ラインに位置づけて分割予定ラインを切削してウエーハを個々のデバイスに分割するウエーハの分割工程と、ダイシングテープに外的刺激を付与して少なくともデバイス領域に対応する領域の粘着力を低下させる粘着力低下工程と、ダイシングテープから個々のデバイスをピックアップするピックアップ工程と、を具備したことを特徴とするウエーハの加工方法が提供される。

好ましくは、ウエーハの加工方法は、ピックアップ工程の後に、ダイシングテープに残されたリング状の補強部をダイシングテープと共に廃棄する廃棄工程を更に具備している。

本発明によると、リング状の補強部によってウエーハが補強された状態でウエーハを個々のデバイスに分割し、その後ダイシングテープから個々のデバイスをピックアップするので、切削時の取り扱い性を損なうことなく且つデバイスに欠けを生じさせることなく、薄く形成されたウエーハを確実に個々のデバイスに分割できる。

また、ウエーハを個々のデバイスに分割した後においてもリング状の補強部によってダイシングテープが太鼓のように張った状態が維持されているので、隣接するデバイス同士が接触することなくデバイスをピックアップすることができる。

ウエーハの表面側斜視図である。保護テープを表面に貼着した状態のウエーハの裏面側斜視図である。研削装置の要部を示す斜視図である。研削装置によって実施される円形凹部研削工程の説明図である。円形凹部研削工程が実施された半導体ウエーハの断面図である。ウエーハをダイシングフレームで支持するウエーハ支持工程の説明図である。ダイシングテープを介してダイシングフレームに装着した状態のウエーハの断面図である。チャックテーブルに支持された状態のウエーハの断面図である。ウエーハ分割工程の説明図である。ピックアップ工程の説明図である。デバイスが全てピックアップされた後のダイシングテープに貼着されたリング状補強部を含む端材を示す図である。

以下、本発明実施形態を図面を参照して詳細に説明する。図１は所定の厚さに加工される前の半導体ウエーハの斜視図である。図１に示す半導体ウエーハ１１は、例えば厚さが７００μｍのシリコンウエーハから成っており、表面１１ａに複数のストリート１３が格子状に形成されているとともに、該複数のストリート１３によって区画された複数の領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイス１５が形成されている。

このように構成された半導体ウエーハ１１は、デバイス１５が形成されているデバイス領域１７と、デバイス領域１７を囲繞する外周余剰領域１９を備えている。また、半導体ウエーハ１１の外周には、シリコンウエーハの結晶方位を示すマークとしてのノッチ２１が形成されている。

半導体ウエーハ１１の表面１１ａには、保護テープ貼着工程により保護テープ２３が貼着される。従って、半導体ウエーハ１１の表面１１ａは保護テープ２３によって保護され、図２に示すように裏面１１ｂが露出する形態となる。

このような半導体ウエーハ１１のデバイス領域１７に対応する裏面に円形凹部を形成し、該円形凹部の外周側に外周余剰領域１９を含むリング状補強部を形成する研削方法について図３乃至図５を参照して説明する。まず、図３を参照すると、研削装置２の要部斜視図が示されている。

研削装置２は、ウエーハを保持して回転可能なチャックテーブル４と、ウエーハに対して研削加工を施す研削ユニット６を備えている。研削ユニット６は、回転可能且つ昇降可能なスピンドル８と、スピンドル８の先端に装着された研削ホイール１０と、研削ホイール１０の下面に固着された研削砥石１２から構成される。

ウエーハ１１は保護テープ２３側がチャックテーブ４により吸引保持され、ウエーハ１１の裏面１１ｂが研削砥石１２に対向してセットされる。ここで、チャックテーブル４に保持されたウエーハ１１と研削ホイール１０に装着された研削砥石１２との関係について図４を参照して説明する。

チャックテーブル４の回転中心Ｐ１と研削砥石１２の回転中心Ｐ２は偏心しており、研削砥石１２の外径はウエーハ１１のデバイス領域１７と外周余剰領域１９との境界線２８の直径より小さく境界線２８の半径より大きい寸法に設定され、環状の研削砥石１２がチャックテーブル４の回転中心Ｐ１を通過するようになっている。

チャックテーブル４を矢印３０で示す方向に例えば３００ｒｐｍで回転しつつ、研削砥石１２を矢印３２で示す方向に例えば６０００ｒｐｍで回転させるとともに、図示しない研削送り機構を作動して研削ホイール１０の研削砥石１２をウエーハ１１の裏面に接触させる。そして、切削ホイール１０を所定の研削送り速度で下方に所定量研削送りする。

その結果、半導体ウエーハ１１の裏面には、図５に示すように、デバイス領域１７に対応する領域が研削除去されて所定厚さ（例えば５０μｍ）の凹部２４が形成されるとともに、外周余剰領域１９に対応する領域は残存されて外周余剰領域１９を含むリング状補強部２６が形成される。

このように研削加工された半導体ウエーハ１１は、次いで図６に示すように外周部が環状のダイシングフレーム３６に貼着された粘着テープであるダイシングテープ３４上にその裏面１１ｂが貼着される。

ダイシングテープ３４は、図７に示すようにリング状補強部２６のみでなく円形凹部２４にも回り込むように貼着される。そして、図６に示すように保護テープ２３がウエーハ１１表面から剥離される。

次いで、ダイシング装置（切削装置）のチャックテーブルにダイシングフレーム３６で支持されたウエーハ１１を保持し、切削ブレードで分割予定ライン１３を切削してウエーハ１１を個々のデバイス１５に分割するウエーハ分割工程を実施する。

この場合、例えば図８に誇張して示すようなチャックテーブル４０を使用するのが好ましい。チャックテーブル４０は、真空吸引路４４が形成された回転軸４２と、回転軸４２上に搭載固定された基台４６を含んでいる。

基台４６はＳＵＳ等の金属から形成され、装着用円形凹部４８と、回転軸４２の真空吸引路４４に連通された真空吸引路５０を有している。真空吸引路５０は凹部４８に開口している。回転軸４２の真空吸引路４４は図示しない真空吸引源に接続されている。

基台４６の円形凹部４８中にはポーラスなセラミック等から形成された円盤形状のポーラス吸着部５２が配設されている。ポーラス吸着部５２の吸着表面は基台４６の上面よりも所定高さ高くなるように形成されており、基台４６でウエーハ１１のリング状補強部２６を支持し、ポーラス吸着部５２でダイシングテープ３４を介して円形凹部２４を吸引保持できるようになっている。

このようにチャックテーブル４０でウエーハ１１を吸引保持した状態で、図９に示すような切削手段５４を使用してウエーハ１１をストリート１３に沿って切削する。図９において、切削手段５４のスピンドルユニット６０のスピンドルハウジング６２中には、図示しないサーボモータにより回転駆動されるスピンドル５６が回転可能に収容されており、スピンドル５６の先端に切削ブレード５８が装着されている。

図９に示すように、チャックテーブル４０に保持されたウエーハ１１をＸ軸方向に移動させると共に、切削ブレード５８を高速回転させながら分割予定ライン１３に位置づけて切削を行うと、位置合わせされたストリート１３が切削される。

メモリに記憶されたストリートピッチずつ切削ブレード５８をＹ軸方向にインデックス送りしながら切削を行うことにより、同方向のストリート１３が全て切削される。更に、チャックテーブル４０を９０度回転させてから、上記と同様の切削を行うと、他方向のストリート１３も全て切削され、ウエーハ１１が個々のデバイス（チップ）１５に分割される。

この分割工程が終了すると、ダイシングテープ３４に外的刺激を付与してダイシングテープ３４の粘着力を低下させる粘着力低下工程を実施する。この外的刺激の付与は、ダイシングテープ３４の種類に応じて、例えば紫外線照射又は加熱により実施する。

ダイシングテープ３４が、例えば古河電工株式会社製の商品名「ＵＣシリーズ」のような紫外線硬化型テープの場合には、紫外線照射によって粘着力を低下させ、日東電工株式会社製の商品名「リバアルファ」のような加熱によって粘着力が低下するテープの場合には、加熱によって粘着力を低下させる。この粘着力低下工程は、少なくともデバイス領域１７に対応する領域のダイシングテープ３４の粘着力を低下させれば十分である。

この粘着力低下工程は、図９に示したウエーハの分割工程の直後に実施してもよいし、或いは図１０に示すようなテープ拡張装置７０に、ダイシングフレーム３６に支持されたウエーハ１１を装着してから実施するようにしてもよい。図１０に示すテープ拡張装置７０は、固定円筒７２と、固定円筒７２の外側に配置された駆動手段により上下方向に移動される移動円筒７４とを含んでいる。

図１０に示すように、ウエーハの分割工程が終了したウエーハ１１を支持したダイシングフレーム３６を移動円筒７４上に搭載し、クランプ７６で固定する。この時、固定円筒７２の上面と移動円筒７４の上面とは概略同一平面上に維持されている。

本実施形態では、リング状補強部２６が完全切断されずにダイシングテープ３４に貼着されたまま残っているため、移動円筒７４を下方に移動させずに、このままの状態でピックアップ装置７８によるデバイス１０のピックアップ作業を実施する。

即ち、ウエーハ１１を個々のデバイス１５に分割した後においても、リング状の補強部２６によってダイシングテープ３４が太鼓のように張った状態が維持されているので、隣接するデバイス同士が接触することなくデバイス１５をピックアップ装置７８で容易にピックアップすることができる。

本実施形態では、リング状の補強部２６をダイシングテープ３４から除去せずにウエーハのピックアップ工程を実施するので、固定円筒７２及び移動円筒７４からなるテープ拡張装置７０を必ずしも使用する必要はなく、ダイシングフレーム３６をクランプで固定できるような保持テーブルを使用するようにしてもよい。

このピックアップ工程が終了すると、図１１に示すようにダイシングテープ３４に貼着されたリング状補強部２６を含む外周余剰領域１９が端材として残存する。従って、ダイシングテープ３４をダイシングフレーム３６から引き離して、外周余剰領域１９をダイシングテープ３４と共に廃棄する。

以上説明した実施形態によると、ウエーハ１１を個々のデバイス１５に分割してから、ダイシングテープ３４の粘着力低下工程を実施し、個々のデバイス１５をピックアップするように構成したので、ウエーハ切削の際のハンドリング性を阻害することなく、且つデバイス１５に欠けを生じさせることなく、ウエーハ１１を確実に個々のデバイスに分割し、分割したデバイスをピックアップすることができる。

２研削装置
４チャックテーブル
１１半導体ウエーハ
１２研削砥石
１５デバイス
１７デバイス領域
１９外周余剰領域
２３保護テープ
２４円形凹部
２６リング状補強部
３４ダイシングテープ
３６ダイシングフレーム
４０チャックテーブル
５２ポーラス吸着部
５８切削ブレード
７０テープ拡張装置

Claims

複数のデバイスが分割予定ラインによって区画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を表面に有するウエーハを個々のデバイスに分割するウエーハの加工方法であって、
ウエーハのデバイス領域に対応する裏面を研削して所定の厚みに研削すると共に外周余剰領域に対応する裏面にリング状の補強部を形成するウエーハの研削工程と、
ウエーハの裏面にダイシングテープを貼着すると共にウエーハを囲繞する開口部を有するダイシングフレームにダイシングテープの外周部を貼着して、ウエーハをダイシングフレームで支持するウエーハ支持工程と、
ウエーハのデバイス領域に対応する領域を吸引保持するデバイス領域保持部と、リング状の補強部を支持するリング状補強部支持部とを有するチャックテーブルにダイシングフレームで支持されたウエーハを保持し、切削ブレードを分割予定ラインに位置づけて分割予定ラインを切削してウエーハを個々のデバイスに分割するウエーハの分割工程と、
ダイシングテープに外的刺激を付与して少なくともデバイス領域に対応する領域の粘着力を低下させる粘着力低下工程と、
ダイシングテープから個々のデバイスをピックアップするピックアップ工程と、
を具備したことを特徴とするウエーハの加工方法。
該ピックアップ工程の後、ダイシングテープに残されたリング状の補強部をダイシングテープと共に廃棄する廃棄工程を更に具備した請求項１記載のウエーハの加工方法。