JP2015005610A

JP2015005610A - ウェーハの加工方法

Info

Publication number: JP2015005610A
Application number: JP2013129849A
Authority: JP
Inventors: 茂也栗村; Shigeya Kurimura
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2013-06-20
Filing date: 2013-06-20
Publication date: 2015-01-08
Anticipated expiration: 2033-06-20
Also published as: JP6220165B2

Abstract

【課題】光を透過し難いウェーハであっても、ウェーハを裏面側から表面の分割予定ラインに沿って精度よく加工すること。
【解決手段】デバイス（Ｄ）が形成されたウェーハ（Ｗ）の表面（８１）に保護テープ（Ｔ）を貼着して、ウェーハの裏面（８２）側から加工するウェーハの加工方法が、保護テープを介してウェーハの表面の分割予定ライン（８３）を検出し、分割予定ラインに平行な直線上においてウェーハを挟んで対向する位置にアライメントマーク（Ｍ）を形成する工程と、アライメントマークを検出し、アライメントマークを基準にして分割予定ラインに沿ってウェーハを裏面側から加工する工程とを有する。
【選択図】図３

Description

本発明は、分割予定ラインが表面に形成されたウェーハを裏面側から切削するウェーハの加工方法に関する。

切削水によるデバイスの汚染を防止するために、デバイスが形成されたウェーハの表面に保護テープを貼着して、ウェーハの裏面側から切削するウェーハの加工方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載のウェーハの加工方法では、ウェーハを透過する波長の光（シリコンウェーハの場合には赤外光）がウェーハの裏面側から照射され、ウェーハの表面側に位置する分割予定ラインが検出される。この分割予定ラインの検出結果に基づいてウェーハの裏面側から切削ブレードによって切り込まれることで、ウェーハが分割予定ラインに沿って切削される。

特開平０７−０７５９５５号公報

しかしながら、ドープ量が高いウェーハや厚みが大きなウェーハ等のように光を透過し難いウェーハの場合には、ウェーハの裏面側から表面側の分割予定ラインを高精度に検出することが困難な場合がある。よって、光を透過し難いウェーハについては、表面側の分割予定ラインを基準に裏面側から精度よく加工することができないとう問題があった。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、光を透過し難いウェーハを裏面側から加工する場合であっても、ウェーハの表面の分割予定ラインに沿って加工することができるウェーハの加工方法を提供することを目的とする。

本発明のウェーハの加工方法は、表面に形成された複数の分割予定ラインで区画された各領域にデバイスが形成されたウェーハの加工方法であって、ウェーハの表面を、環状に形成された支持フレームの内側開口部を覆うように装着された保護テープの貼着面に貼着する貼着工程と、貼着工程を実施した後に、ウェーハが貼着された該貼着面と反対の該保護テープの裏面側からマーキング装置の撮像手段で該保護テープを透過してウェーハの表面の該分割予定ラインを検出し、ウェーハを囲繞する該保護テープの裏面で且つ該分割予定ラインに対応した位置に該マーキング装置のマーキング手段により複数のアライメントマークを形成するアライメントマーク形成工程と、該アライメントマーク形成工程を実施した後に、該保護テープの裏面側を加工装置のチャックテーブルに保持し、該アライメントマークを該加工装置の検出手段で検出するアライメントマーク検出工程と、該アライメントマーク検出工程で検出した該アライメントマークの位置を基準にウェーハを該裏面側から加工手段により該分割予定ラインに沿って複数のデバイスに分割する分割工程と、を備える。

この構成によれば、保護テープの裏面のウェーハを囲繞する領域で、且つ分割予定ラインに対応した位置にアライメントマークが形成される。よって、光を透過し難いウェーハであっても、ウェーハを透過させて直に分割予定ラインを検出することなく、保護テープのアライメントマークの位置を基準に分割予定ラインの位置を特定できる。よって、ドープ量が高いウェーハや厚みの大きなウェーハ等を裏面側から加工する際に、ウェーハの表面の分割予定ラインに沿ってウェーハを個々のデバイスに精度よく分割することができる。

本発明によれば、保護テープの裏面のウェーハを囲繞する領域において、分割予定ラインに対応した位置にアライメントマークを形成することで、光を透過し難いウェーハであっても、裏面側から表面の分割予定ラインに沿って精度よく加工することができる。

本実施の形態に係る切削装置の斜視図である。本実施の形態に係る貼着工程の一例を示す図である。本実施の形態に係るアライメントマーク形成工程の一例を示す図である。本実施の形態に係るアライメントマーク検出工程の一例を示す図である。本実施の形態に係る分割工程の一例を示す図である。本実施の形態に係るアライメントマーク形成工程の他の一例を示す図である。

以下、添付図面を参照して、本実施の形態に係るウェーハの加工方法について説明する。図１は、本実施の形態に係る切削装置の斜視図である。なお、本実施の形態に係るウェーハの加工方法で用いられる切削装置は、図１に示す構成に限定されない。また、以下の説明では、加工装置として切削装置を例示して説明するが、この構成に限定されない。加工装置は、ウェーハを分割予定ラインに沿って加工可能であれば、どのような加工装置でもよい。

図１に示すように、切削装置１は、切削水によるデバイスＤの汚染を防止するために、デバイスＤが形成されたウェーハＷの表面８１（図２参照）に保護テープＴを貼着して、ウェーハＷの裏面８２側から切削するように構成されている。ウェーハＷは略円板状に形成されており、表面が格子状の分割予定ライン８３（図２参照）によって複数の領域に区画されている。格子状の分割予定ライン８３に区画された各領域には、各種デバイスＤが形成されている。ウェーハＷの表面８１にはデバイスＤを保護する保護テープＴが貼着されており、この保護テープＴの外周には環状の支持フレームＦが貼着されている。

このように、ウェーハＷは、表面のデバイスＤが保護テープＴにカバーされ、保護テープＴを介して支持フレームＦに支持された状態で切削装置１に搬入される。なお、ウェーハＷは、シリコン、ガリウム砒素等の半導体基板にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスが形成された半導体ウェーハでもよいし、セラミック、ガラス、サファイア系の無機材料基板にＬＥＤ等の光デバイスが形成された光デバイスウェーハでもよい。また、保護テープＴは、撮像手段８によって透過されて、ウェーハＷの表面８１の分割予定ライン８３を検出可能であれば、どのように形成されてもよい。

切削装置１の基台２上には、チャックテーブル３をＸ軸方向に移動するチャックテーブル移動機構４が設けられている。チャックテーブル移動機構４は、基台２上に配置されたＸ軸方向に平行な一対のガイドレール４１と、一対のガイドレール４１にスライド可能に設置されたモータ駆動のＸ軸テーブル４２とを有している。Ｘ軸テーブル４２の上部には、チャックテーブル３が設けられている。また、Ｘ軸テーブル４２の背面側には、図示しないナット部が形成され、このナット部にボールネジ４３が螺合されている。そして、ボールネジ４３の一端部に連結された駆動モータ４４が回転駆動されることで、チャックテーブル３がガイドレール４１に沿ってＸ軸方向に移動される。

チャックテーブル３は、円板状に形成されており、θテーブル４５を介してＸ軸テーブル４２の上面に回転可能に設けられている。チャックテーブル３の上面には、ポーラスセラミックス材により保持面３１が形成されている。保持面３１は、チャックテーブル３内の流路を通じて吸引源（不図示）に接続されており、保持面３１上に生じる負圧によってウェーハＷが吸着保持される。チャックテーブル３の周囲には、一対の支持アームを介して４つのクランプ部３２が設けられている。各クランプ部３２がエアアクチュエータにより駆動されることで、ウェーハＷの周囲の支持フレームＦが四方から挟持固定される。

切削装置１の基台２上には、ブレードユニット５をチャックテーブル３の上方でＹ軸方向及びＺ軸方向に移動するブレードユニット移動機構６が設けられている。ブレードユニット移動機構６は、基台２上に配置されたＹ軸方向に平行な一対のガイドレール６１と、一対のガイドレール６１にスライド可能に設置されたモータ駆動のＹ軸テーブル６２とを有している。Ｙ軸テーブル６２は上面視矩形状に形成されており、そのＸ軸方向における一端部には側壁部６３が立設している。

また、ブレードユニット移動機構６は、側壁部６３の壁面に設置されたＺ軸方向に平行な一対のガイドレール６４（１つのみ図示）と、一対のガイドレール６４にスライド可能に設置されたＺ軸テーブル６５とを有している。Ｚ軸テーブル６５には、チャックテーブル３に向ってＹ軸方向に延在するスピンドルユニット７が片持で支持されている。また、Ｙ軸テーブル６２、Ｚ軸テーブル６５の背面側には、それぞれ図示しないナット部が形成され、これらナット部にボールネジ６６、６７が螺合されている。そして、ボールネジ６６、６７の一端部に連結された駆動モータ６８、６９が回転駆動されることで、ブレードユニット５がガイドレール６１、６４に沿ってＹ軸方向及びＺ軸方向に移動される。

ブレードユニット５の切削ブレード５１は、スピンドルユニット７のスピンドル軸（不図示）の先端に設けられている。切削ブレード５１は、ダイアモンド砥粒をレジンボンドで固めて円形にしたレジンブレードで構成されている。切削ブレード５１はブレードカバー５２によって周囲が覆われており、ブレードカバー５２には切削部分に向けて切削水を噴射する噴射ノズル５３が設けられている。ブレードユニット５は、切削ブレード５１を高速回転させ、複数の噴射ノズル５３から切削部分に切削水を噴射しつつウェーハＷを切削加工する。

スピンドルユニット７には、ブレードユニット５にＸ軸方向で隣り合うように、アライメント用の撮像手段８とレーザーマーカー等のマーキング手段９が設けられている。本実施の形態に係る切削装置１では、切削による分割工程だけでなく、撮像手段８とマーキング手段９を用いて後述するアライメントマーク形成工程が実施される。切削加工時には、アライメントマークＭ（図４参照）が撮像手段８によって撮像され、撮像画像に含まれるアライメントマークＭの検出によってアライメント処理が実施される。なお、アライメントマーク形成工程の詳細については後述する。

このように構成された切削装置１では、貼着工程後の保護テープＴ付きのウェーハＷが搬入されて、アライメントマーク形成工程、アライメントマーク検出工程、分割工程が実施される。貼着工程では、保護テープＴの貼着面８６にウェーハＷの表面８１が貼着され、ウェーハＷの表面８１のデバイスＤが保護テープＴによってカバーされる（図２参照）。保護テープＴが貼着されたウェーハＷは、保護テープＴを上方に向けた状態で切削装置１に搬入される。

アライメントマーク形成工程では、保護テープＴの裏面８７のウェーハＷの外側で分割予定ライン８３に対応した位置にアライメントマークＭが形成される（図３参照）。アライメントマーク検出工程では、ウェーハＷが上下反転されて、保護テープＴの貼着面８６側からアライメントマークＭが検出される（図４参照）。分割工程では、アライメントマークＭの位置を基準にウェーハＷが裏面８２側から加工され、ウェーハＷが分割予定ライン８３に沿って複数のデバイスに分割される（図５参照）。このような一連の工程により、光を透過し難いウェーハＷであっても、ウェーハＷの裏面８２側から分割予定ライン８３に沿って分割することが可能になっている。

以下、図２から図５を参照して、本実施の形態に係るウェーハの加工方法について詳細に説明する。図２は貼着工程、図３はアライメントマーク形成工程、図４はアライメントマーク検出工程、図５は分割工程のそれぞれ一例を示す図である。

図２に示すように、先ず貼着工程が実施される。貼着工程では、環状の支持フレームＦの内側開口部を覆うように保護テープＴが装着され、保護テープＴの貼着面８６にウェーハＷの表面８１が貼着される。保護テープＴの貼着により、ウェーハＷの裏面８２が露出されると共に、ウェーハＷの表面８１のデバイスＤが保護テープＴによって保護される。保護テープＴにより、後工程の切削加工時に切削水によるデバイスＤの汚染が防止される。なお、貼着工程は、オペレータによる手作業で実施されてもよいし、不図示の貼着装置によって行われてもよい。保護テープＴの貼着後のウェーハＷは切削装置１に搬入される。

図３に示すように、貼着工程が実施された後には、アライメントマーク形成工程が実施される。アライメントマーク形成工程では、図３Ａに示すように、保護テープＴが貼着されていないウェーハＷの裏面８２がチャックテーブル３に保持され、ウェーハＷの周囲の支持フレームＦがクランプ部３２に保持される。すなわち、保護テープＴの貼着面８６が下方に向けられて、貼着面８６の反対の保護テープＴの裏面８７が上方に向けられる。そして、保護テープＴの裏面８７側から撮像手段８で保護テープＴを透過させてウェーハＷの表面８１が撮像され、ウェーハＷの表面８１の分割予定ライン８３（図３Ｂ参照）が検出される。

分割予定ライン８３が検出されると、マーキング手段９の射出口がウェーハＷを囲繞する保護テープＴの裏面８７で且つ分割予定ライン８３に対応した位置に位置付けられる。そして、マーキング手段９の射出口によって保護テープＴにレーザー光線が照射され、保護テープＴの裏面８７に複数（本実施の形態では４つ）のアライメントマークＭが形成される（図３Ｂ参照）。本実施の形態では、アライメントマークＭは、直交する一対の分割予定ライン８３の延長上において、それぞれウェーハＷを挟んだ対向位置に形成される。このため、ウェーハＷを挟んで対向するアライメントマークＭを結ぶと、直交する一対の分割予定ライン８３に対して平行な直線Ｌ１、Ｌ２が形成される。

このように、分割予定ライン８３に対応した位置にアライメントマークＭが形成されることで、ウェーハＷの裏面８２側からでもアライメントマークＭを基準に分割予定ライン８３を特定することが可能になっている。なお、分割予定ライン８３に対応した位置とは、分割予定ライン８３の延長上に限定されず、分割予定ライン８３に対して平行な直線上の位置であればよい。また、複数のアライメントマークＭは、一方向の分割予定ライン８３を特定可能であればよく、分割予定ライン８３に平行な直線上に少なくとも２箇所にアライメントマークＭが形成されていればよい。さらに、アライメントマークＭは、分割予定ライン８３を検出可能であればよく、レーザーダイシングによる保護テープＴの裏面８７の除去、変質、変色等で形成される。

図４に示すように、アライメントマーク形成工程が実施された後には、アライメントマーク検出工程が実施される。アライメントマーク検出工程では、保護テープＴを介してチャックテーブル３にウェーハＷが保持され、ウェーハＷの周囲の支持フレームＦがクランプ部３２に保持される。すなわち、アライメントマーク形成工程の場合とは上下逆向きの状態でウェーハＷがチャックテーブル３に保持される。そして、撮像手段８で保護テープＴの貼着面８６が撮像され、保護テープＴの裏面８７に形成された複数のアライメントマークＭが検出される。なお、アライメントマーク検出工程におけるウェーハＷの上下反転作業は、専用の機構によって実施されてもよいし、オペレータの手作業によって実施されてもよい。

図５に示すように、アライメントマーク検出工程が実施された後には、分割工程が実施される。分割工程では、図５Ａに示すように、複数のアライメントマークＭを基準として分割予定ライン８３が特定される。すなわち、複数のアライメントマークＭのうち直線Ｌ１を形成するアライメントマークＭの位置に基づいて、直交する一対の分割予定ライン８３のうち一方の分割予定ライン８３の延在方向が特定される。この直線Ｌ１がＸ軸方向と平行になるようにチャックテーブル３の向きが調整され、高速回転した切削ブレード５１が一方向の分割予定ライン８３の上方に位置合わせされる。

そして、噴射ノズル５３（図１参照）から切削水が噴射されながら、ウェーハＷが切削ブレード５１に切り込まれる。切削ブレード５１によってウェーハＷが保護テープＴに達するまで切り込まれると、切削ブレード５１に対してチャックテーブル３（図１参照）がＸ軸方向に切削送りされる。このとき、ウェーハＷの表面８１（図２参照）には、保護テープＴが貼着されているので、切削水による汚染が防止される。一本の分割予定ライン８３が切削されると、隣接する分割予定ライン８３に切削ブレード５１が位置合わせされて切削される。この動作が繰り返されてウェーハＷが一方向の全ての分割予定ライン８３に沿って切削される。

ウェーハＷが一方向の全ての分割予定ライン８３に沿って切削されると、図５Ｂに示すように、チャックテーブル３（図１参照）が９０度回転される。この場合、複数のアライメントマークＭのうち直線Ｌ２を形成するアライメントマークＭの位置に基づいて、直交する一対の分割予定ライン８３のうち他方向の分割予定ライン８３の延在方向が特定される。この直線Ｌ２がＸ軸方向と平行になるようにチャックテーブル３の向きが調整されると共に、高速回転した切削ブレード５１が他方向の分割予定ライン８３の上方に位置合わせされる。

そして、噴射ノズル５３（図１参照）から切削水が噴射されながら、他方向の分割予定ライン８３に沿ってウェーハＷが切削される。ウェーハＷが他方向の全ての分割予定ライン８３に沿って切削されることで、ウェーハＷが複数のデバイスＤに分割される。このようにして、ウェーハＷの裏面８２側から分割予定ライン８３の位置を直接検出できない場合であっても、保護テープＴ上のアライメントマークＭを基準にしてウェーハＷの裏面８２側から分割予定ライン８３に沿って切削することが可能になっている。

以上のように、本実施の形態に係るウェーハＷの加工方法によれば、保護テープＴの裏面８７のウェーハＷを囲繞する領域で、且つ分割予定ライン８３に対応した位置にアライメントマークＭが形成される。よって、光を透過し難いウェーハＷであっても、ウェーハＷを透過させて直に分割予定ライン８３を検出することなく、保護テープＴのアライメントマークＭの位置を基準に分割予定ライン８３の位置を特定できる。よって、ドープ量が高いウェーハや厚みの大きなウェーハＷを裏面８２側から加工する際に、ウェーハＷの表面８１の分割予定ライン８３に沿ってウェーハＷを個々のデバイスＤに分割することができる。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている大きさや形状などについては、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。

例えば、上記した実施の形態では、アライメントマーク形成工程においてレーザーマーキングによって保護テープＴの裏面８７にアライメントマークＭを形成する構成としたが、この構成に限定されない。アライメントマーク形成工程は、保護テープＴの裏面８７にアライメントマークＭを形成可能であればよく、図６の変形例に示すように、切削加工によってアライメントマークＭを形成してもよい。具体的には、保護テープＴの裏面８７のウェーハＷの切り込みエッジ近傍が切削ブレード５１（図１参照）によってハーフカットされることで、アライメントマークとしての切削溝８９が形成される。

この場合、切削溝８９は、分割予定ライン８３に対して平行に数ｍｍ（例えば、２〜３ｍｍ）ずらして形成される。これにより、分割工程において、ウェーハＷが切削ブレード５１によって保護テープＴに達するまで切り込まれても、保護テープＴがフルカットされることが防止される。この場合、切削ブレード５１がマーキング手段９（図１参照）として機能するため、切削装置１にマーキング手段９を設ける必要がない。

また、本実施の形態においては、切削装置１の撮像手段８によって、アライメントマーク形成工程で分割予定ライン８３を検出し、アライメントマーク検出工程でアライメントマークＭを検出する構成としたが、この構成に限定されない。切削装置１は、アライメントマーク形成工程用の撮像手段と、アライメントマーク検出工程用の撮像手段とを個別に備える構成としてもよい。

また、本実施の形態においては、切削装置１が加工装置としてだけではなく、マーキング装置として機能する構成としたが、この構成に限定されない。アライメントマーク形成工程は、専用のマーキング装置で実施されてもよい。この場合、マーキング装置の撮像手段によって保護テープＴを介してウェーハＷの分割予定ライン８３が検出され、マーキング装置のマーキング手段によって保護テープＴの裏面８７にアライメントマークＭが形成される。したがって、切削装置１にマーキング手段９を設ける必要がない。

また、本実施の形態及び変形例においては、レーザーマーキング又は切削加工によりアライメントマークＭが形成される構成としたが、この構成に限定されない。アライメントマークＭは、分割予定ライン８３の位置を特定可能であれば、どのような手段で形成されてもよい。例えば、保護テープＴの裏面８７の一部が着色されることでアライメントマークＭが形成されてもよい。

また、本実施の形態及び変形例においては、切削加工によってウェーハＷを分割する構成について説明したが、この構成に限定されない。ウェーハＷを裏面８２側から表面８１の分割予定ライン８３に沿って分割する構成であればよく、例えば、レーザー加工によりウェーハＷを分割する構成でもよい。

また、本実施の形態では、アライメントマーク形成工程、アライメントマーク検出工程、分割工程が同一の加工装置で実施されたが、貼着工程も同一の加工装置で実施されてもよい。また、一部の工程または各工程が、異なる加工装置で実施されてもよい。

以上説明したように、本発明は、光を透過し難いウェーハであっても、裏面側から表面の分割予定ラインに沿って精度よく加工することができるという効果を有し、特に、ドープ量が高いウェーハや厚みの大きなウェーハを裏面側から切削するウェーハの加工方法に有用である。

１切削装置（加工装置）
３チャックテーブル
５ブレードユニット（加工手段）
８撮像手段（検出手段）
９マーキング手段
８１ウェーハの表面
８２ウェーハの裏面
８３分割予定ライン
８６保護テープの貼着面
８７保護テープの裏面
８９切削溝（アライメントマーク）
Ｄデバイス
Ｆ支持フレーム
Ｍアライメントマーク
Ｔ保護テープ
Ｗウェーハ

Claims

表面に形成された複数の分割予定ラインで区画された各領域にデバイスが形成されたウェーハの加工方法であって、
ウェーハの表面を、環状に形成された支持フレームの内側開口部を覆うように装着された保護テープの貼着面に貼着する貼着工程と、
貼着工程を実施した後に、ウェーハが貼着された該貼着面と反対の該保護テープの裏面側からマーキング装置の撮像手段で該保護テープを透過してウェーハの表面の該分割予定ラインを検出し、ウェーハを囲繞する該保護テープの裏面で且つ該分割予定ラインに対応した位置に該マーキング装置のマーキング手段により複数のアライメントマークを形成するアライメントマーク形成工程と、
該アライメントマーク形成工程を実施した後に、該保護テープの裏面側を加工装置のチャックテーブルに保持し、該アライメントマークを該加工装置の検出手段で検出するアライメントマーク検出工程と、
該アライメントマーク検出工程で検出した該アライメントマークの位置を基準にウェーハを該裏面側から加工手段により該分割予定ラインに沿って複数のデバイスに分割する分割工程と、
を備えるウェーハの加工方法。