JP2015159136A

JP2015159136A - Ｃｓｐウエーハの加工方法

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Publication number: JP2015159136A
Application number: JP2014031799A
Authority: JP
Inventors: 諭宮田; Satoshi Miyata; 高木　敦史; Atsushi Takagi; 敦史高木
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2014-02-21
Filing date: 2014-02-21
Publication date: 2015-09-03

Abstract

【課題】デバイスが形成された基板の表面に樹脂が被覆されたＣＳＰウエーハを分割予定ラインに沿って確実に分割する。
【解決手段】基板の表面に複数の分割予定ラインによって区画された複数の領域にデバイスが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を備え、デバイス領域に樹脂２８０を被覆するＣＳＰウエーハを個々のデバイスに分割する加工方法であって、基板２の表面に樹脂を被覆する前に、外周余剰領域に第１の分割予定ラインおよび第２の分割予定ラインに対応するマークを形成するマーク形成工程と、マーク形成工程が実施された基板の表面に外周余剰領域が露出するようにデバイス領域に樹脂を被覆する樹脂被覆工程と、樹脂被覆工程が実施された基板の外周余剰領域に形成されたマーク２７ａ、２７ｂを検出し、樹脂で被覆された分割予定ラインに沿って樹脂および基板を切断して個々のデバイスに分割する分割工程とを含む。
【選択図】図７

Description

本発明は、表面に格子状に形成された分割予定ラインによって区画された複数の領域にデバイスが形成された基板の表面に樹脂が被覆されたCSPウエーハを分割予定ラインに沿って分割するCSP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、略円板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、半導体ウエーハを分割予定ラインに沿って切断することによりデバイスが形成された領域を分割して個々の半導体デバイスを製造している。

また、デバイスの表面を保護するために基板の表面に樹脂を被覆したCSP(チップ・サイズ・パッケージ)ウエーハと呼ばれるウエーハにおいては、分割予定ラインを検出することができないことから、各デバイスの表面に突出して形成された電極を基準として分割予定ラインを間接的に検出し、CSPウエーハを間接的に検出した検出位置に沿って個々のデバイスに分割している（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１３−１７１９９０号公報

而して、デバイスの表面に突出して形成された電極の形状が不均一であるとともに分割予定ラインから電極までの距離も正確でないことから、電極を基準として分割予定ラインを間接的に検出した位置に沿ってCSPウエーハを分割すると、分割予定ラインからズレて分割することがあり、デバイスを損傷させるという問題がある。

本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術的課題は、表面に格子状に形成された分割予定ラインによって区画された複数の領域にデバイスが形成された基板の表面に樹脂が被覆されたCSPウエーハを分割予定ラインに沿って確実に分割することができるCSPウエーハの加工方法を提供することにある。

上記主たる技術的課題を解決するため、本発明によれば、基板の表面に第１の方向に形成された複数の第１の分割予定ラインと該複数の第１の分割予定ラインと交差する方向に形成された複数の第２の分割予定ラインとによって区画された複数の領域にデバイスが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を備え、該デバイス領域に樹脂を被覆するCSPウエーハを個々のデバイスに分割するCSPウエーハの加工方法であって、
基板の表面に樹脂を被覆する前に、該外周余剰領域に該第１の分割予定ラインおよび該第２の分割予定ラインに対応するマークを形成するマーク形成工程と、
該マーク形成工程が実施された基板の表面に該外周余剰領域が露出するように該デバイス領域に樹脂を被覆する樹脂被覆工程と、
該樹脂被覆工程が実施されたCSPウエーハを構成する基板の該外周余剰領域に形成されたマークを検出し、樹脂で被覆された該第１の分割予定ラインおよび該第２の分割予定ラインに沿って樹脂および基板を切断してCSPウエーハを個々のデバイスに分割する分割工程と、を含む、
ことを特徴とするCSPウエーハの加工方法が提供される。

上記マーク形成工程は、第１の分割予定ラインの加工始点および加工終点に対応して外周余剰領域にマークを形成し、第２の分割予定ラインの加工始点および加工終点に対応して外周余剰領域にマークを形成する。
また、上記マーク形成工程は、第１の分割予定ラインの全ての加工始点および加工終点に対応して外周余剰領域にマークを形成し、第２の分割予定ラインの全ての加工始点および加工終点に対応して外周余剰領域にマークを形成する。

本発明によるCSPウエーハの加工方法は、基板の表面に樹脂を被覆する前に外周余剰領域に第１の分割予定ラインおよび第２の分割予定ラインに対応するマークを形成するマーク形成工程と、マーク形成工程が実施された基板の表面に外周余剰領域が露出するようにデバイス領域に樹脂を被覆する樹脂被覆工程と、樹脂被覆工程が実施されたCSPウエーハを構成する基板の外周余剰領域に形成されたマークを検出し、樹脂で被覆された第１の分割予定ラインおよび第２の分割予定ラインに沿って樹脂および基板を切断してCSPウエーハを個々のデバイスに分割する分割工程とを含んでいるので、分割工程を実施する際にはデバイス領域に形成された樹脂被膜によって第１の分割予定ラインおよび第２の分割予定ラインを撮像手段によって直接検出することができない状態でも、切削ブレード等の加工手段による切断位置のアライメントを確実に遂行することができるため、CSPウエーハを全ての第１の分割予定ラインおよび第２の分割予定ラインに沿って確実に切断することができ、デバイスを損傷させるという問題が解消する。

本発明によるCSPウエーハを構成する半導体基板の斜視図。本発明によるCSPウエーハの加工方法におけるマーク形成工程および分割工程を実施するための切削装置の要部斜視図。本発明によるCSPウエーハの加工方法におけるマーク形成工程の説明図。本発明によるCSPウエーハの加工方法におけるマーク形成工程が実施されたCSPウエーハを構成する半導体基板の平面図。本発明によるCSPウエーハの加工方法における樹脂被覆工程の一実施形態を示す説明図。本発明によるCSPウエーハの加工方法における樹脂被覆工程の他の実施形態を示す説明図。本発明によるCSPウエーハの加工方法におけるウエーハ支持工程が実施されたCSPウエーハの斜視図。本発明によるCSPウエーハの加工方法における分割工程の説明図。本発明によるCSPウエーハの加工方法によってCSPウエーハが分割された個々のデバイスの斜視図。

以下、本発明によるウエーハの加工方法の好適な実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。

図１には、CSPウエーハを構成する半導体基板の斜視図が示されている。図１に示す半導体基板２は、厚みが例えば６００μmのシリコン基板からなっており、表面２aに第１の方向に形成された複数の第１の分割予定ライン２１と該複数の第１の分割予定ライン２１と直交で交差する方向に形成された複数の第２に分割予定ライン２２とによって区画された複数の領域にデバイス２３が形成されている。このように構成された半導体基板２は、デバイス２３が形成されているデバイス領域２４と、該デバイス領域２４を囲繞する外周余剰領域２５を備えている。なお、上記デバイス２３の表面にはそれぞれ複数の電極２３１が設けられている。

上記半導体基板２の表面に樹脂を被覆してCSPウエーハを形成する前に、外周余剰領域２５に第１の分割予定ライン２１および第２に分割予定ライン２２に対応するマークを形成するマーク形成工程を実施する。このマーク形成工程は、図示の実施形態においては図２に示す切削装置３を用いて実施する。図２に示す切削装置３は、被加工物を保持するチャックテーブル３１と、該チャックテーブル３１に保持された被加工物を切削する切削手段３２と、該チャックテーブル３１に保持された被加工物を撮像する撮像手段３３を具備している。チャックテーブル３１は、被加工物を吸引保持するように構成されており、図示しない切削送り機構によって図２において矢印Ｘで示す切削送り方向に移動せしめられるとともに、図示しない割り出し送り機構によって矢印Ｙで示す割り出し送り方向に移動せしめられるようになっている。

上記切削手段３２は、実質上水平に配置されたスピンドルハウジング３２１と、該スピンドルハウジング３２１に回転自在に支持された回転スピンドル３２２と、該回転スピンドル３２２の先端部に装着された切削ブレード３２３を含んでおり、回転スピンドル３２２がスピンドルハウジング３２１内に配設された図示しないサーボモータによって矢印３２２aで示す方向に回転せしめられるようになっている。上記撮像手段３３は、スピンドルハウジング３２１の先端部に装着されており、被加工物を照明する照明手段と、該照明手段によって照明された領域を捕らえる光学系と、該光学系によって捕らえられた像を撮像する撮像素子（ＣＣＤ）等を備え、撮像した画像信号を図示しない制御手段に送る。

上述した切削装置３を用いてマーク形成工程を実施するには、図２に示すようにチャックテーブル３１上に半導体基板２の裏面２b側を載置し、図示しない吸引手段を作動することにより半導体基板２をチャックテーブル３１上に保持する。従って、チャックテーブル３１に保持された半導体基板２は、表面２ａが上側となる。このようにして、半導体基板２を吸引保持したチャックテーブル３１は、図示しない切削送り機構によって撮像手段３３の直下に位置付けられる。

チャックテーブル３１が撮像手段３３の直下に位置付けられると、撮像手段３３および図示しない制御手段によって半導体基板２の第１の分割予定ライン２１に沿ってマークを形成すべき切削領域を検出するアライメント作業を実行する。即ち、撮像手段３３および図示しない制御手段は、半導体基板２の所定方向に形成されている第１の分割予定ライン２１と、切削ブレード３２３との位置合わせを行うためのパターンマッチング等の画像処理を実行し、切削領域のアライメントを遂行する（アライメント工程）。また、半導体基板２に形成されている上記第１の分割予定ライン２１と直交で交差する方向に延びる第２の分割予定ライン２２に対しても、同様に切削領域のアライメントが遂行される。

以上のようにしてチャックテーブル３１上に保持されている半導体ウエーハ２の切削領域を検出するアライメントが行われたならば、半導体基板２を保持したチャックテーブル３１を切削領域に移動する。そして、図３の(a)に示すようにチャックテーブル３１に保持された半導体基板２の外周余剰領域２５における所定の第１の分割予定ライン２１の延長線上の領域（図３の(a)において左端部）を切削ブレード３２３の直下に位置付ける。次に、切削ブレード３２３を図３の(ａ)において矢印３２２aで示す方向に回転しつつ２点鎖線で示す待機位置から矢印Z１で示すように下方に移動し、半導体基板２の外周余剰領域２５における所定の第１の分割予定ライン２１の延長線上の領域（図３の(a)において左端部）を僅かに切削して加工始点マーク２７aを形成する。

このようにして半導体基板２の外周余剰領域２５における所定の第１の分割予定ライン２１の延長線上の一方の領域（図３の(a)において左端部）を僅かに切削して加工始点マーク２７aを形成したならば、切削ブレード３２３を待機位置に上昇させるとともに、図示しない切削送り機構を作動して図３の(b)に示すようにチャックテーブル３１に保持された半導体基板２の外周余剰領域２５における所定の第１の分割予定ライン２１の延長線上における上記図３の(a)に示す領域と反対側の領域（図３の(b)において右端部）を切削ブレード３２３の直下に位置付ける。そして、切削ブレード３２３を図３の(b)において矢印３２２aで示す方向に回転しつつ２点鎖線で示す待機位置から矢印Z１で示すように下方に移動し、半導体基板２の外周余剰領域２５における所定の第１の分割予定ライン２１の延長線上の領域（図３の(b)において右端部）を僅かに切削して加工終点マーク２７bを形成する。

次に、チャックテーブル３１を９０度回動し、半導体基板２の外周余剰領域２５における所定の第２の分割予定ライン２２の両延長線上の領域（加工始点領域と加工終点領域）に上述したように加工始点マーク２７aと加工終点マーク２７bを形成する。この結果、図４に示すように半導体基板２の外周余剰領域２５における所定の第１の分割予定ライン２１および第２の分割予定ライン２２のそれぞれ両延長線上の領域（加工始点領域と加工終点領域）に加工始点マーク２７aと加工終点マーク２７bが形成される。なお、外周余剰領域２５における第１の分割予定ライン２１および第２の分割予定ライン２２のそれぞれ両延長線上の領域（加工始点領域と加工終点領域）に形成する加工始点マーク２７aと加工終点マーク２７bは、図４の(b)に示すように全ての第１の分割予定ライン２１および第２の分割予定ライン２２に対応して形成してもよい。
以上、マーク形成工程を切削装置を用いて実施した例を示したが、マーク形成工程はレーザー加工装置を用いてレーザー加工溝によるマークを形成してもよい。

上述したマーク形成工程を実施したならば、半導体基板２の表面２aに外周余剰領域２５が露出するようにデバイス領域２４に樹脂を被覆する樹脂被覆工程を実施する。即ち、図５の(a)、(b)および図６の(a)、(b)に示すようにマーク形成工程が実施された半導体基板２の表面２a中央部に液状樹脂２８を所定量滴下し、デバイス領域２４の表面２aに塗布することにより外周余剰領域２５が露出状態でデバイス領域２４に樹脂被膜２８０を形成する。このように、半導体基板２の表面２aに外周余剰領域２５が露出するようにデバイス領域２４に樹脂を被覆して樹脂被膜２８０を形成することによりCSPウエーハ２００が構成される。なお、デバイス２３の表面に設けられた電極２３１は５０〜１００μm程度突出しており、樹脂が４０〜８０μm程度被覆されても埋設されることはない。

次に、上記CSPウエーハ２００を構成する半導体基板２の裏面２bにダイシングテープを貼着しダイシングテープの外周部を環状のフレームによって支持するウエーハ支持工程を実施する。即ち、図７の(a)および(b)に示すようにCSPウエーハ２００を収容する大きさの開口部４１を備えた環状のフレーム４の裏面に開口部４１を覆うように外周部が装着されたダイシングテープ４０の表面４０a（粘着層が設けられ粘着面が形成されている）をCSPウエーハ２００を構成する半導体基板２の裏面２bに貼着する。

上述したウエーハ支持工程を実施したならば、CSPウエーハ２００を構成する半導体基板２の外周余剰領域２５に形成された加工始点マーク２７aと加工終点マーク２７bを検出し、樹脂被膜２８０で被覆された分割予定ライン（第１の分割予定ライン２１および第２に分割予定ライン２２）に沿って樹脂被膜２８０および半導体基板２を切断してCSPウエーハ２００を個々のデバイス（CSP）に分割する分割工程を実施する。この分割工程は、上記図２に示す切削装置３を用いて実施することができる。

上記図２に示す切削装置３を用いて分割工程を実施するには、図８の(a)に示すようにチャックテーブル３１上に上記ウエーハ支持工程が実施されたウエーハが貼着されたダイシングテープ４０側を載置する。そして、図示しない吸引手段を作動することにより、ダイシングテープ４０を介してCSPウエーハ２００をチャックテーブル３１上に保持する（ウエーハ保持工程）。従って、チャックテーブル３１に保持されたCSPウエーハ２００は、半導体基板２の表面におけるデバイス領域２４に被覆された樹脂被膜２８０側が上側となる。なお、図８の(a)においてはダイシングテープ４０が装着された環状のフレーム４を省いて示しているが、環状のフレーム４はチャックテーブル３１に配設された適宜のフレーム保持手段に保持される。このようにして、CSPウエーハ２００を吸引保持したチャックテーブル３１は、図示しない切削送り機構によって撮像手段３３の直下に位置付けられる。

チャックテーブル３１が撮像手段３３の直下に位置付けられると、撮像手段３３および図示しない制御手段によってCSPウエーハ２００の切削すべき領域を検出するアライメント工程を実行する。このアライメント工程においては、上記マーク形成工程によって半導体基板２の外周余剰領域２５における所定の第１の分割予定ライン２１の両延長線上の領域（加工始点領域と加工終点領域）に形成された加工始点マーク２７aと加工終点マーク２７bを撮像手段３３によって撮像し、切削ブレード３２３による切削領域のアライメントを遂行する（アライメント工程）。また、CSPウエーハ２００を構成する半導体基板２の外周余剰領域２５における所定の第２の分割予定ライン２２の両延長線上の領域（加工始点領域と加工終点領域）に形成された加工始点マーク２７aと加工終点マーク２７bに対しても、同様に切削ブレード３２３による切削位置のアライメントを遂行する。なお、図４の(b)および図７の（ｂ）に示すように半導体基板２の外周余剰領域２５に全ての第１の分割予定ライン２１および第２の分割予定ライン２２に対応して加工始点マーク２７aと加工終点マーク２７bが形成されている場合には、全ての加工始点マーク２７aと加工終点マーク２７bに対応して切削ブレード３２３による切削位置のアライメントを遂行する。このように図示の実施形態におけるCSPウエーハ２００は半導体基板２の外周余剰領域２５における所定の第１の分割予定ライン２１の両延長線上の領域（加工始点領域と加工終点領域）に加工始点マーク２７aと加工終点マーク２７bが形成されているので、半導体基板２のデバイス領域２４に樹脂被膜２８０が形成され第１の分割予定ライン２１および第２の分割予定ライン２２を撮像手段によって直接検出することができない状態でも、切削ブレード３２３による切削位置のアライメントを確実に遂行ことができる。

以上のようにしてチャックテーブル３１上に保持されているCSPウエーハ２００における切削領域のアライメントが行われたならば、CSPウエーハ２００を保持したチャックテーブル３１を切削領域の切削開始位置に移動する。このとき、図８の（ａ）で示すように半導体ウエーハ２は切削すべき第１の分割予定ライン２１に対応する加工始点マーク２７aの一端（図８の（ａ）において左端）が切削ブレード３２３の直下より所定量右側に位置するように位置付けられる。

このようにしてチャックテーブル３１即ちCSPウエーハ２００が切削加工領域の切削開始位置に位置付けられたならば、切削ブレード３２３を図８（ａ）において２点鎖線で示す待機位置から矢印Z１で示すように下方に切り込み送りし、図８の（ａ）において実線で示すように所定の切り込み送り位置に位置付ける。この切り込み送り位置は、切削ブレード３２３の下端がCSPウエーハ２００を構成する半導体基板２の表面２aの裏面に貼着されたダイシングテープ４０に達する位置に設定されている。

次に、切削ブレード３２３を図８の（ａ）において矢印３２２aで示す方向に所定の回転速度で回転せしめ、チャックテーブル３１を図８の（ａ）において矢印Ｘ１で示す方向に所定の切削送り速度で移動せしめる。そして、チャックテーブル３１が図８の（ｂ）で示すように第１の分割予定ライン２１に対応する加工終点マーク２７bの他端（図８の（ｂ）において右端）が切削ブレード３２３の直下より所定量左側に位置するまで達したら、チャックテーブル３１の移動を停止する。このようにチャックテーブル３１を切削送りすることにより、CSPウエーハ２００は、第１の分割予定ライン２１に沿って樹脂被膜２８０および半導体基板２が切断される。

次に、切削ブレード３２３を図８の（ｂ）において矢印Z2で示すように上昇させて２点鎖線で示す待機位置に位置付け、チャックテーブル３１を図８の（ｂ）において矢印Ｘ２で示す方向に移動して、図８の（ａ）に示す位置に戻す。そして、チャックテーブル３１を紙面に垂直な方向（割り出し送り方向）に第１の分割予定ライン２１の間隔（設計値）に相当する量だけ割り出し送りし、次に切削すべき第１の分割予定ライン２１に対応する領域を切削ブレード３２３と対応する位置に位置付ける。なお、図４の(b)および図７の（ｂ）に示すように半導体基板２の外周余剰領域２５に全ての第１の分割予定ライン２１および第２の分割予定ライン２２に対応して加工始点マーク２７aと加工終点マーク２７bが形成されている場合には、隣接する加工始点マーク２７aと加工終点マーク２７bを切削ブレード３２３と対応する位置に位置付ける。そして、上述した分割工程を実施する。

上述した分割工程をCSPウエーハ２００の半導体基板２に第１の方向に形成された全ての第１の分割予定ライン２１に沿って実施する。
次に、チャックテーブル３１を９０度回動して、第２の分割予定ライン２２を図２において矢印Ｘで示す切削送り方向と平行になるように位置付ける。そして、上述した分割工程を実施する。この結果、CSPウエーハ２００は全ての第１の分割予定ライン２１および第２の分割予定ライン２２に沿って切断され、図９に示すように個々のデバイス２３(CSP)に分割される。

以上のように図示の実施形態におけるCSPウエーハの加工方法は、CSPウエーハ２００は半導体基板２の外周余剰領域２５における所定の第１の分割予定ライン２１の両延長線上の領域（加工始点領域と加工終点領域）に加工始点マーク２７aと加工終点マーク２７bを形成した後、半導体基板２の表面２aに外周余剰領域２５が露出するようにデバイス領域２４に樹脂被膜２８０を被覆するので、デバイス領域２４に形成された樹脂被膜２８０によって第１の分割予定ライン２１および第２の分割予定ライン２２を撮像手段によって直接検出することができない状態でも、切削ブレード３２３による切削位置のアライメントを確実に遂行することができるため、CSPウエーハ２００を全ての第１の分割予定ライン２１および第２の分割予定ライン２２に沿って確実に切断することができ、デバイスを損傷させるという問題が解消する。

２：半導体基板
２１：第１の分割予定ライン
２２：第２の分割予定ライン
２３：デバイス
２４：デバイス領域
２５：外周余剰領域
２７ａ：加工始点マーク
２７ｂ：加工終点マーク
２８：液状樹脂
２８０：樹脂被膜
３：切削装置
３１：切削装置のチャックテーブル
３２：切削手段
３２３：切削ブレード
４：環状のフレーム
４０：ダイシングテープ

Claims

基板の表面に第１の方向に形成された複数の第１の分割予定ラインと該複数の第１の分割予定ラインと交差する方向に形成された複数の第２の分割予定ラインとによって区画された複数の領域にデバイスが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を備え、該デバイス領域に樹脂を被覆するCSPウエーハを個々のデバイスに分割するCSPウエーハの加工方法であって、
基板の表面に樹脂を被覆する前に、該外周余剰領域に該第１の分割予定ラインおよび該第２の分割予定ラインに対応するマークを形成するマーク形成工程と、
該マーク形成工程が実施された基板の表面に該外周余剰領域が露出するように該デバイス領域に樹脂を被覆する樹脂被覆工程と、
該樹脂被覆工程が実施されたCSPウエーハを構成する基板の該外周余剰領域に形成されたマークを検出し、樹脂で被覆された該第１の分割予定ラインおよび該第２の分割予定ラインに沿って樹脂および基板を切断してCSPウエーハを個々のデバイスに分割する分割工程と、を含む、
ことを特徴とするCSPウエーハの加工方法。
該マーク形成工程は、該第１の分割予定ラインの加工始点および加工終点に対応して該外周余剰領域にマークを形成し、該第２の分割予定ラインの加工始点および加工終点に対応して該外周余剰領域にマークを形成する、請求項１記載のCSPウエーハの加工方法。
該マーク形成工程は、該第１の分割予定ラインの全ての加工始点および加工終点に対応して該外周余剰領域にマークを形成し、該第２の分割予定ラインの全ての加工始点および加工終点に対応して該外周余剰領域にマークを形成する、請求項２記載のCSPウエーハの加工方法。