JP2012043825A

JP2012043825A - ウエーハの加工方法

Info

Publication number: JP2012043825A
Application number: JP2010180829A
Authority: JP
Inventors: Kazuma Sekiya; 一馬関家
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2010-08-12
Filing date: 2010-08-12
Publication date: 2012-03-01

Abstract

【課題】ウエーハを極薄に研削する際、ウエーハの破損を低減可能なウエーハの加工方法を提供する。
【解決手段】表面に膜層５が形成され、且つ外周側面に面取り部８が形成されたウエーハ２の加工方法であって、切削ブレード１８をウエーハ２の表面２ａから外周縁に切り込ませつつウエーハ２を回転させることで少なくとも面取り部８上の該膜層５を円形に切削除去する切削ステップと、該切削ステップを実施した後、ウエーハ２の表面２ａに保護テープを貼着する保護テープ貼着ステップと、表面２ａに該保護テープが貼着されたウエーハ２の裏面を研削する研削ステップと、を具備したことを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、表面に膜層が形成されたウエーハの加工方法に関する。

半導体デバイスの製造プロセスでは、シリコンやＧａＡｓ等からなるウエーハの表面に複数の分割予定ラインが形成され、分割予定ラインで区画された各領域にＩＣやＣＭＯＳ等の回路素子が形成される。ウエーハの外周側面には、表面から裏面に至る円弧面を呈した面取り部が形成されている。

そして、回路素子は例えば二酸化シリコン膜や金属膜のような複数の薄膜を積層して形成され、ウエーハの表面には回路素子を保護するためのポリイミド、ＳｉＮ（窒化珪素）、ＰＳＧ（Ｐｈｏｓｐｈｏ−Ｓｉｌｉｃａｔｅ−Ｇｌａｓｓ）等からなるパシベーション層が被覆される。

複数の回路素子が表面に形成されたウエーハは、例えば、特開２００８−１８３６５９号公報に開示されるような研削装置や研磨装置で薄化されて平坦化された後、切削装置で分割予定ラインに沿って切削されて個片化されることで各種の半導体デバイスが製造される。製造された半導体デバイスは携帯電話やパソコン等の電気機器に広く利用されている。

近年、電気機器は小型化、薄型化の傾向にあり、組み込まれる半導体デバイスも小型化、薄型化が要求されているため、回路素子が形成されたウエーハを例えば５０μｍ以下と薄く研削することが要求されている。

特開２００８−１８３６５９号公報

ところが、ウエーハを例えば３０μｍと極薄に研削すると、研削砥石がウエーハ外周の面取り部に回り込んで形成された金属層やパソベーション層にまで達してしまうことがある。そして、研削砥石がこれらの金属層やパシベーション層を研削することに起因してウエーハの外周縁よりクラックや欠けが発生し、ウエーハを破損させてしまうという問題がある。

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、ウエーハを極薄に研削する際、ウエーハの破損を低減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、表面に膜層が形成され、且つ外周側面に面取り部が形成されたウエーハの加工方法であって、切削ブレードをウエーハの表面から外周縁に切り込ませつつウエーハを回転させることで、少なくとも面取り部上の該膜層を円形に切削除去する切削ステップと、該切削ステップを実施した後、ウエーハの表面に保護テープを貼着する保護テープ貼着ステップと、表面に該保護テープが貼着されたウエーハの裏面を研削する研削ステップと、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。

本発明の加工方法によると、予めウエーハ外周の面取り部に回り込んだパシベーション層や金属層が切削ステップにより除去される。このように面取り部に回り込んだパシベーション層や金属層が除去されてからウエーハの裏面が研削されるため、研削砥石が金属層やパシベーション層を研削することにより発生するウエーハの破損を低減することができる。

図１（Ａ）はウエーハの表面側斜視図、図１（Ｂ）はウエーハ外周部分の拡大断面図である。図２（Ａ）は切削ステップを示す一部断面側面図、図２（Ｂ）は切削ステップを示す拡大断面図である。図３（Ａ）は切削ステップ後のウエーハの断面図、図３（Ｂ）は切削ステップ後のウエーハの平面図である。表面に保護テープが貼着された状態のウエーハの断面図である。研削装置の斜視図である。研削ステップを示す一部断面側面図である。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。図１（Ａ）に示すように、半導体ウエーハ２の表面においては、第１分割予定ラインＳ１と第２分割予定ラインＳ２が直交して形成されており、第１分割予定ラインＳ１と第２分割予定ラインＳ２とによって区画された各領域にそれぞれデバイスＤが形成されている。

図１（Ｂ）のウエーハ外周部分の拡大断面図に示すように、ウエーハ２の表面に形成されたデバイスＤ及び分割予定ラインＳ１，Ｓ２は二酸化シリコン膜や金属膜のような複数の薄膜を積層した回路素子層４により形成され、この回路素子層４の上にはデバイスＤを保護するためのパシベーション層６が被覆されている。本明細書では、回路素子層４及びパシベーション層６を総称して膜層５と称することにする。

パシベーション層６は、ポリイミド、ＳｉＮ（窒化珪素）、ＰＳＧ（Ｐｈｏｓｐｈｏ−Ｓｉｌｉｃａｔｅ−Ｇｌａｓｓ）等の薄膜から形成される。ウエーハ２の外周側面には表面２ａから裏面２ｂに至る円弧面を呈した面取り部８が形成されており、膜層５は面取り部８に回り込んで形成されている。

本発明のウエーハの加工方法では、まず、図２（Ａ）に示すように、切削装置のチャックテーブル２４でウエーハ２の裏面側を吸引保持し、切削ブレード１８をウエーハ２の表面２ａから外周縁に切り込ませつつ、チャックテーブル２４を回転させてウエーハ２の外周縁に円形の切削溝２６を形成し、少なくとも面取り部８上の膜層５を切削除去する切削ステップを実施する。

図２（Ａ）で、切削ユニット１０は、スピンドルハウジング１２中に回転可能に収容されたスピンドル１４の先端に装着された固定フランジ１６と、着脱フランジ２０とで切削ブレード１８を挟み込んで、固定ナット２２を締め付けることにより構成されている。

上述した少なくとも面取り部８上の膜層５を切削除去する切削ステップでは、切削ブレード１８で膜層５より深く切り込んでもよいし、面取り部８に加えてウエーハ表面２ａの外周縁近傍領域を切削してもよい。図３（Ａ）は切削ステップ終了後のウエーハ２の断面を示しており、図３（Ｂ）は切削ステップ終了後のウエーハの平面図である。

切削ステップを実施した後、ウエーハ２の表面２ａに形成されたデバイスＤを保護するために、ウエーハ２の表面２ａに保護テープ２８を貼着する保護テープ貼着ステップを実施する。図４は表面２ａに保護テープ２８が貼着された状態のウエーハ２の断面図である。

保護テープ貼着ステップを実施した後、図５に示すような研削装置３２を使用してウエーハ２の裏面２ｂを研削する研削ステップを実施する。図５において、３４は研削装置３２のベース（ハウジング）であり、ベース３４の後方にはコラム３６が立設されている。コラム３６には、上下方向にのびる一対のガイドレール３８が固定されている。

この一対のガイドレール３８に沿って研削ユニット（研削手段）４０が上下方向に移動可能に装着されている。研削ユニット４０は、スピンドルハウジング４２と、スピンドルハウジング４２を支持する支持部４４を有しており、支持部４４が一対のガイドレール３８に沿って上下方向に移動する移動基台４６に取り付けられている。

研削ユニット４０は、スピンドルハウジング４２中に回転可能に収容されたスピンドル４８と、スピンドル４８の先端に固定されたホイールマウント５０と、ホイールマウント５０にねじ締結され環状に配設された複数の研削砥石５４を有する研削ホイール５２と、スピンドル４８を回転駆動する電動モータ５６を含んでいる。

研削装置３２は、研削ユニット４０を一対の案内レール３８に沿って上下方向に移動するボールねじ５８とパルスモータ６０とから構成される研削ユニット送り機構６２を備えている。パルスモータ６０を駆動すると、ボールねじ５８が回転し、移動基台４６が上下方向に移動される。

ベース３４の上面には凹部３４ａが形成されており、この凹部３４ａにチャックテーブル機構６４が配設されている。チャックテーブル機構６４はチャックテーブル６６を有し、図示しない移動機構によりウエーハ着脱位置Ａと、研削ユニット４０に対向する研削位置Ｂとの間でＹ軸方向に移動される。６８，７０は蛇腹である。ベース３４の前方側には、研削装置３２のオペレータが研削条件等を入力する操作パネル７２が配設されている。

このような研削装置３２を使用して実施する研削ステップについて以下に説明する。図５に示すウエーハ着脱位置Ａに位置づけられたチャックテーブル６６上に、図４に示すように表面に保護テープ２８が貼着されたウエーハ２を保護テープ２８を下にして吸引保持する。次いで、チャックテーブル６６をＹ軸方向に移動して研削位置Ｂに位置づける。

このように位置づけられたウエーハ２に対して、図６に示すようにチャックテーブル６６を矢印ａ方向に例えば３００ｒｐｍで回転しつつ、研削ホイール５２をチャックテーブル６６と同一方向に、即ち矢印ｂ方向に例えば６０００ｒｐｍで回転駆動させるとともに、研削ユニット送り機構５２を作動して研削砥石５４をウエーハ２の裏面２ｂに接触させる。

そして、研削ホイール５０を所定の研削送り速度で下方に所定量研削送りして、ウエーハ２の研削を実施する。図示しない接触式の厚み測定ゲージによってウエーハ２の厚みを測定しながらウエーハ２を所望の厚み、例えば５０μｍに仕上げる。

本実施形態のウエーハの加工方法では、まず切削ステップで予めウエーハ２の外周の面取り部８に回り込んだ膜層５が切削により除去される。その後、ウエーハ２の裏面２ｂが研削されるため、研削砥石５４が膜層５を研削することに起因してウエーハ２の外周縁に発生するクラックや欠けの発生を低減することができる。

上述した実施形態の加工方法では、切削ステップ実施後に図４に示す保護テープ貼着ステップを実施しているが、この保護テープ貼着ステップを実施する前に、ウエーハ２を分割予定ラインＳ１，Ｓ２に沿ってハーフカットする第２切削ステップを実施するようにしてもよい。この場合には、図６に示す研削ステップを実施すると、ウエーハ２は個々のデバイスＤに分割される。

２半導体ウエーハ
４回路素子層
５膜層
６パシベーション層
８面取り部
１０切削ユニット
１８切削ブレード
２４チャックテーブル
２６切削溝
２８保護テープ
３２研削装置
４０研削ユニット
５２研削ホイール
５４研削砥石
６６チャックテーブル

Claims

表面に膜層が形成され、且つ外周側面に面取り部が形成されたウエーハの加工方法であって、
切削ブレードをウエーハの表面から外周縁に切り込ませつつウエーハを回転させることで、少なくとも面取り部上の該膜層を円形に切削除去する切削ステップと、
該切削ステップを実施した後、ウエーハの表面に保護テープを貼着する保護テープ貼着ステップと、
表面に該保護テープが貼着されたウエーハの裏面を研削する研削ステップと、
を具備したことを特徴とするウエーハの加工方法。
前記膜層は少なくともパシベーション及び金属の何れか一方を含む請求項１記載のウエーハの加工方法。