JP2015041687A

JP2015041687A - ウエーハの加工方法

Info

Publication number: JP2015041687A
Application number: JP2013171680A
Authority: JP
Inventors: 松井　秀樹; Hideki Matsui; 秀樹松井
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2013-08-21
Filing date: 2013-08-21
Publication date: 2015-03-02

Abstract

【課題】保護テープの厚さばらつき以上のウエーハの厚さ精度を達成することが可能となるウエーハの加工方法を提供すること。
【解決手段】ウエーハの加工方法は溝形成ステップと保護テープ貼着ステップと平坦化ステップと研削ステップを備える。溝形成ステップではウエーハＷの表面ＷＳを分割予定ラインに沿って切削しデバイスチップの仕上がり厚さに相当する深さの切削溝Ｓを形成する。保護テープ貼着ステップではウエーハＷの表面ＷＳに基材層Ｔｂと粘着層Ｔａとからなる保護テープＴの粘着層Ｔａ側を貼着する。平坦化ステップではウエーハＷをバイト切削装置２０のチャックテーブル２１の保持面２２で保持し保護テープＴの基材層Ｔｂの表面をバイト工具２４で切削して平坦化する。研削ステップでは、ウエーハＷの裏面ＷＲを研削ユニットで研削して薄化してウエーハＷを個々のデバイスチップに分割する。
【選択図】図４

Description

本発明は、いわゆるＤＢＧ(Dicing Before Grinding)加工に関する。

ウエーハの薄化と抗折強度の向上を図るため、半導体ウエーハの加工方法としていわゆる先ダイシング（ＤＢＧ）加工が実施されている（例えば、特許文献１参照）。ＤＢＧ加工とは、デバイスが形成された表面を切削加工などによりハーフカットした後、表面に保護テープを貼着した後、表面の裏側の裏面側から研削加工を施すことで、ウエーハの薄化とチップ分割を同時に行うウエーハの加工方法である。

特開２００９−０５４９５３号公報

ＤＢＧ加工の研削加工では、ウエーハの表面に貼着する保護テープの厚さばらつきが直接ウエーハ（チップ）の厚さばらつきに直結する。保護テープの厚さは数ミクロンほどの厚さばらつきがあるため、特許文献１に示された加工方法では、保護テープの厚さばらつき以上のウエーハの厚さ精度を要求する事が難しいという課題があった。また、特許文献１に示された加工方法では、デバイス面の膜厚や電極等により凹凸があった場合、ウエーハに貼着した保護テープの高さばらつきが発生するため、研削後のウエーハ内での厚さばらつきが大きくなってしまうという課題もあった。

本発明は、上記問題に鑑みなされたもので、その目的は、保護テープの厚さばらつき以上のウエーハの厚さ精度を達成することが可能となるウエーハの加工方法を提供することにある。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のウエーハの加工方法は、表面に格子状に形成された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エーハを該分割予定ラインに沿って分割し、デバイスチップを形成するウエーハの加工方法であって、ウエーハの表面を該分割予定ラインに沿って切削し、該デバイスチップの仕上がり厚さに相当する深さの切削溝を形成する溝形成ステップと、該溝形成ステップを実施した後、ウエーハの表面に基材層と粘着層とからなる保護テープの該粘着層側を貼着する保護テープ貼着ステップと、該保護テープが貼着されたウエーハを、該保護テープ側を露出させつつバイト切削装置のチャックテーブルの保持面で保持し、ウエーハの表面に貼着された該保護テープの該基材層の表面を、該保持面に対して平行に移動するバイト工具で切削して該保護テープを平坦化する平坦化ステップと、該平坦化ステップを実施した後、ウエーハの裏面を露出させつつ研削装置のチャックテーブルで保持し、ウエーハの該裏面を研削手段で研削して薄化するとともに、該切削溝を該裏面に表出させてウエーハを個々のデバイスチップに分割する研削ステップと、を具備したことを特徴とする。

本願発明のウエーハの加工方法によれば、バイト工具で保護テープを切削し保護テープの厚さを平坦化することで、保護テープの厚さばらつきや保護テープに転写したデバイスの厚さばらつきを解消することができる。よって、ウエーハの加工方法によれば、保護テープの厚さばらつき以上のウエーハの厚さ精度を達成することが可能となる。また、ウエーハの加工方法によれば、厚さばらつきを解消できることで、抗折強度の最小値の向上も期待される。

図１は、実施形態１に係るウエーハの加工方法が施されるウエーハを示す斜視図である。図２は、実施形態１に係るウエーハの加工方法の溝形成ステップの概要を示す図である。図３（ａ）は、実施形態１に係るウエーハの加工方法の保護テープ貼着ステップ前のウエーハの斜視図であり、図３（ｂ）は、実施形態１に係るウエーハの加工方法の保護テープ貼着ステップ後のウエーハの斜視図である。図４は、実施形態１に係るウエーハの加工方法の平坦化ステップの概要を示す図である。図５は、実施形態１に係るウエーハの加工方法の研削ステップの概要を示す図である。図６は、実施形態１に係るウエーハの加工方法の研削ステップ後のウエーハの斜視図である。図７（ａ）は、実施形態２に係るウエーハの加工方法が施されるウエーハを示す斜視図であり、図７（ｂ）は、実施形態２に係るウエーハの加工方法の保護テープ貼着ステップ前のウエーハの斜視図である。図８は、実施形態２に係るウエーハの加工方法の保護テープ貼着ステップ後のウエーハの断面図である。図９は、実施形態２に係るウエーハの加工方法の平坦化ステップ後のウエーハの断面図である。図１０（ａ）は、実施形態２に係るウエーハの加工方法の研削ステップの概要を示す断面図であり、図１０（ｂ）は、図１０（ａ）中のＸｂを拡大して示す断面図である。

本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。

〔実施形態１〕
実施形態１に係るウエーハの加工方法を、図１から図６に基づいて説明する。図１は、実施形態１に係るウエーハの加工方法が施されるウエーハを示す斜視図、図２は、実施形態１に係るウエーハの加工方法の溝形成ステップの概要を示す図、図３（ａ）は、実施形態１に係るウエーハの加工方法の保護テープ貼着ステップ前のウエーハの斜視図、図３（ｂ）は、実施形態１に係るウエーハの加工方法の保護テープ貼着ステップ後のウエーハの斜視図、図４は、実施形態１に係るウエーハの加工方法の平坦化ステップの概要を示す図、図５は、実施形態１に係るウエーハの加工方法の研削ステップの概要を示す図、図６は、実施形態１に係るウエーハの加工方法の研削ステップ後のウエーハの斜視図である。

実施形態１に係るウエーハの加工方法（以下、単に加工方法と呼ぶ）は、図１に示すウエーハＷに所謂ＤＢＧ加工を施す加工方法であって、ウエーハＷを分割予定ラインＬに沿って分割し、デバイスチップＤＴ（図６に示す）を形成する方法である。

なお、実施形態１に係る加工方法により個々のデバイスチップＤＴに分割される加工対象としてのウエーハＷは、本実施形態ではシリコン、サファイア、ガリウムなどを母材とする円板状の半導体ウエーハや光デバイスウエーハである。ウエーハＷは、図１に示すように、表面ＷＳに格子状に形成された分割予定ラインＬで区画された各領域にデバイスＤが、形成されている。

実施形態１に係る加工方法は、溝形成ステップと、保護テープ貼着ステップと、平坦化ステップと、研削ステップとを具備している。

実施形態１に係る加工方法は、溝形成ステップにおいて、図２に示すように、ウエーハＷの表面ＷＳの裏側の裏面ＷＲを切削装置１０のチャックテーブル１１に保持させる。そしてチャックテーブル１１と切削装置１０の切削ブレード１２とを分割予定ラインＬに沿って相対的に移動させながら、ウエーハＷの表面ＷＳを分割予定ラインＬに沿って切削ブレード１２で切削する。そして、ウエーハＷの表面ＷＳに分割予定ラインＬに沿って、デバイスチップＤＴの仕上がり厚さに相当する深さの切削溝Ｓを形成する。そして、保護テープ貼着ステップに進む。

保護テープ貼着ステップでは、溝形成ステップを実施した後、図３（ａ）に示すように、保護テープＴの粘着層ＴａをウエーハＷの表面ＷＳと対向させた後、図３（ｂ）に示すように、ウエーハＷの表面ＷＳに保護テープＴの粘着層Ｔａ側を貼着する。なお、保護テープＴは、ウエーハＷの外形と同等の外形に形成され、基材層Ｔｂと粘着層Ｔａとからなるものであって、粘着層ＴａがウエーハＷの表面ＷＳ全面に貼着されることで、ウエーハＷの表面ＷＳ全面を保護するものである。そして、平坦化ステップに進む。

平坦化ステップでは、保護テープＴが貼着されたウエーハＷを、図４に示すように、保護テープＴ側を露出させつつバイト切削装置２０のチャックテーブル２１の保持面２２で吸引保持する。そして、ウエーハＷの表面ＷＳに貼着された保護テープＴの基材層Ｔｂの表面を、鉛直方向に平行な軸心回りに回転するスピンドル２３の先端に取り付けられかつ保持面２２に対して平行に移動するバイト工具２４で切削する。こうして、保護テープＴの基材層Ｔｂの表面を平坦化する。そして、研削ステップに進む。

研削ステップでは、平坦化ステップを実施した後、図５に示すように、ウエーハＷの裏面ＷＲを露出させつつウエーハＷの表面ＷＳ即ち保護テープＴを研削装置３０のチャックテーブル３１で吸引保持する。その後、チャックテーブル３１を軸心回りに回転させるとともに、研削装置３０の研削ユニット３２（研削手段に相当）をチャックテーブル３１と同じ向きに軸心回りに回転させながらウエーハＷの裏面ＷＲに押し付ける。そして、ウエーハＷの裏面ＷＲを研削ユニット３２で研削して薄化するとともに、図６に示すように、切削溝Ｓを裏面ＷＲに表出させてウエーハＷを、個々のデバイスＤを含んだデバイスチップＤＴに分割する。

実施形態１に係る加工方法によれば、バイト工具２４で保護テープＴの基材層Ｔｂを切削し保護テープＴの厚さを平坦化することで、保護テープＴの厚さばらつきや保護テープＴに転写したデバイスＤの厚さばらつきを解消することができる。よって、加工方法によれば、保護テープＴの厚さばらつき以上のウエーハＷの厚さ精度を達成することが可能となる。また、加工方法によれば、厚さばらつきを解消できることで、デバイスチップＤＴの抗折強度の最小値の向上も期待される。

〔実施形態２〕
実施形態２に係る加工方法を、図７から図１０に基づいて説明する。図７（ａ）は、実施形態２に係るウエーハの加工方法が施されるウエーハを示す斜視図、図７（ｂ）は、実施形態２に係るウエーハの加工方法の保護テープ貼着ステップ前のウエーハの斜視図、図８は、実施形態２に係るウエーハの加工方法の保護テープ貼着ステップ後のウエーハの断面図、図９は、実施形態２に係るウエーハの加工方法の平坦化ステップ後のウエーハの断面図、図１０（ａ）は、実施形態２に係るウエーハの加工方法の研削ステップの概要を示す断面図、図１０（ｂ）は、図１０（ａ）中のＸｂを拡大して示す断面図である。なお、図７から図１０において、実施形態１と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。

実施形態２に係る加工方法は、実施形態１と同様に、溝形成ステップと、保護テープ貼着ステップと、平坦化ステップと、研削ステップとを具備している。

また、実施形態２に係る加工方法の加工対象としてのウエーハＷでは、図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すように、デバイスＤの表面に複数のバンプＶが設けられている。バンプＶは、球形状に形成されて、デバイスＤの表面から凸に形成されている。実施形態２に係る加工方法では、保護テープ貼着工程後では、図８に示すように、デバイスＤ上のバンプＶなどに倣って、保護テープＴの基材層Ｔｂの表面に凸部ＴＣと凹部ＴＲとが生じる。凸部ＴＣは、デバイスＤ即ちバンプＶと厚み方向に重なる位置に生じ、凹部ＴＲは、デバイスＤ以外の例えば分割予定ラインＬと厚み方向に重なる位置に生じる。凸部ＴＣの凹部ＴＲからの高さは、バンプＶの厚みと対応した高さとなっている。

実施形態２に係る加工方法では、平坦化ステップでは、実施形態１と同様に、保護テープＴが貼着されたウエーハＷをチャックテーブル２１の保持面２２で保持した後、ウエーハＷの表面ＷＳに貼着された保護テープＴの基材層Ｔｂの表面をバイト工具２４で切削する。そして、バイト工具２４がチャックテーブル２１の保持面２２と平行に移動するので、凸部ＴＣにおける切削量が凹部ＴＲにおける切削量よりも多くなって、図９に示すように、保護テープＴの基材層Ｔｂの表面を平坦化する。

そして、実施形態２に係る加工方法では、研削ステップでは、図１０（ａ）に示すように、保護テープＴを研削装置３０のチャックテーブル３１で吸引保持する。この際の吸引力によって、保護テープＴが吸引されても、平坦化ステップにおいて保護テープＴの基材層Ｔｂの表面が平坦化されているために、保護テープＴの基材層Ｔｂが厚み方向に移動せずに、図１０（ｂ）に示すように、粘着層Ｔａが切削溝Ｓの近傍に貼着したままとなる。その後、前述した実施形態１と同様に、ウエーハＷを個々のデバイスチップＤＴに分割する。

実施形態２に係る加工方法によれば、デバイスＤの表面ＷＳにバンプＶが設けられていても、バイト工具２４で保護テープＴの基材層Ｔｂを切削し保護テープＴの厚さを平坦化する。このために、研削ステップにおいて、保護テープＴが吸引保持されても、粘着層Ｔａが切削溝Ｓの近傍に貼着したままとなる。よって、実施形態２に係る加工方法によれば、実施形態１の効果に加えて、研削ステップで生じるコンタミが粘着層Ｔａと切削溝Ｓとの間に侵入して、分割予定ラインＬ近傍にコンタミが付着することを抑制することができる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

２０バイト切削装置
２１チャックテーブル
２２保持面
２４バイト工具
３０研削装置
３１チャックテーブル
３２研削ユニット（研削手段）
Ｄデバイス
ＤＴデバイスチップ
Ｌ分割予定ライン
Ｔ保護テープ
Ｔａ粘着層
Ｔｂ基材層
Ｗウエーハ
ＷＳ表面
ＷＲ裏面
Ｓ切削溝

Claims

表面に格子状に形成された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エーハを該分割予定ラインに沿って分割し、デバイスチップを形成するウエーハの加工方法であって、
ウエーハの表面を該分割予定ラインに沿って切削し、該デバイスチップの仕上がり厚さに相当する深さの切削溝を形成する溝形成ステップと、
該溝形成ステップを実施した後、ウエーハの表面に基材層と粘着層とからなる保護テープの該粘着層側を貼着する保護テープ貼着ステップと、
該保護テープが貼着されたウエーハを、該保護テープ側を露出させつつバイト切削装置のチャックテーブルの保持面で保持し、ウエーハの表面に貼着された該保護テープの該基材層の表面を、該保持面に対して平行に移動するバイト工具で切削して該保護テープを平坦化する平坦化ステップと、
該平坦化ステップを実施した後、ウエーハの裏面を露出させつつ研削装置のチャックテーブルで保持し、ウエーハの該裏面を研削手段で研削して薄化するとともに、該切削溝を該裏面に表出させてウエーハを個々のデバイスチップに分割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。