JP2015177170A - ウェーハの加工方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】裏面外周に環状凸部が形成されたウェーハを、品質を悪化させることなく個々のデバイスに分割すること。
【解決手段】本発明の加工方法は、デバイス形成領域（Ａ１）に対応する裏面（１２）のみを研削することで、デバイス形成領域を囲繞する外周余剰領域（Ａ２）に対応する裏面に補強用の環状凸部（１６）が形成されたウェーハ（Ｗ）を分割するものであり、ウェーハの表面に保護テープ（Ｔ１）を貼着させた状態でウェーハの環状凸部と凹部（１５）の境界に分割溝（１７）を形成し、ウェーハの裏面側にダイシングテープ（Ｔ２）を貼着すると共にウェーハの表面から保護テープ及び環状凸部を除去し、ウェーハのデバイス形成領域を個々のデバイス（Ｄ）に分割するように構成した。
【選択図】図４

Description

本発明は、ウェーハの裏面外周に環状凸部が形成されたウェーハを、個々のデバイスに分割するウェーハの加工方法に関する。
近年、電機機器の軽量化や小型化を達成するためにウェーハの厚さをより薄く、例えば、５０μｍ以下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ェーハは剛性が低下する上、反りが発生するため取り扱いが困難となり、搬送等において破損する恐れがある。そこで、ウェーハのデバイスが形成されるデバイス形成領域に対応する裏面のみを研削することで、デバイス形成領域を囲繞する外周余剰領域に対応する裏面に補強用の環状凸部を形成する研削方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
このようなウェーハを分割予定ラインに沿って分割する方法として、ウェーハの分割前に環状凸部を除去する方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。この方法では、環状凸部が突出したウェーハの裏面に沿ってダイシングテープが貼着され、ダイシングテープを介してウェーハの裏面側がチャックテーブルに支持される。チャックテーブルでは、テーブル上面から突出したポーラス部がウェーハの凹部に入り込んで係合され、切削ブレードによってウェーハの表面側から環状凸部が切り離される。その後、切削ブレードでウェーハが表面側から切削されて個々のデバイスに分割される。
特開２００７−１７３４８７号公報 特開２０１０−１８６９７１号公報
特許文献２に記載の方法では、ウェーハの裏面には環状凸部と凹部が形成されているため、ウェーハの裏面に沿わせるようにダイシングテープが貼着されると、ウェーハの凹部の角に気泡が残存してしまう。ウェーハから環状凸部を切り離す際に、切削ブレードによってウェーハの表面側から凹部が形成された裏面に向かって切り込むと、気泡によって切削ブレードにバタツキが生じたり、気泡内に切削屑が入り込んだりしてウェーハに悪影響が生じていた。このため、環状凸部を除去した後のウェーハにおいて、ウェーハの外周側のデバイスの品質が悪化するという問題があった。
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、裏面外周に環状凸部が形成されたウェーハを、品質を悪化させることなく個々のデバイスに分割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、表面に複数のデバイスが分割予定ラインによって形成された略円形状のデバイス形成領域と、該デバイス形成領域を囲繞する外周余剰領域とを有するウェーハの加工方法であって、ウェーハ表面側に保護テープを貼着し、ウェーハの該デバイス形成領域に対応する裏面側の領域のみを所定厚さ研削して該デバイス形成領域を所望厚さに薄化し、該裏面に凹部を形成するとともに、該外周余剰領域に裏面側に突出する環状凸部を形成する凹部形成工程と、該凹部形成工程を実施した後に、該環状凸部と該凹部の境界に円形の分割溝を形成し該環状凸部と該凹部を分割する環状凸部分割工程と、該環状凸部分割工程を実施した後に、ウェーハの裏面の該分割溝の内側全面にダイシングテープを貼着すると共に該保護テープを剥離し該環状凸部を除去する転写工程と、該転写工程を実施した後に、該デバイス形成領域の分割予定ラインに沿って分割を行うデバイス形成領域分割工程と、からなる。
この構成によれば、ウェーハの表面側に保護テープが貼着された状態で、ウェーハの裏面側の環状凸部と凹部の境界に円形の分割溝が形成される。このため、ウェーハの裏面に対するダイシングテープの貼着時に、ウェーハの裏面とダイシングテープとの間の空気を分割溝に逃がすことができる。よって、ウェーハの裏面全体に気泡を残すことなくダイシングテープが貼着されると共に、ウェーハの表面から保護テープが剥離され、ウェーハから環状凸部が除去されることで、保護テープからダイシングテープにウェーハを良好に転写することができる。また、ウェーハの裏面に気泡が残されていない状態でウェーハが分割されるため、気泡の影響によってデバイスの品質が低下することがない。
本発明によれば、ウェーハの裏面にダイシングテープを貼着する前に、環状凸部と凹部との境界に分割溝を形成しておくことで、裏面外周に環状凸部が形成されたウェーハを、品質を悪化させることなく個々のデバイスに分割することができる。
本実施の形態に係るウェーハの斜視図である。 本実施の形態に係る凹部形成工程の一例を示す図である。 本実施の形態に係る環状凸部分割工程の一例を示す図である。 本実施の形態に係る転写工程の一例を示す図である。 本実施の形態に係るデバイス形成領域分割工程の一例を示す図である。 比較例に係るウェーハの加工方法の説明図である。
本実施の形態に係るウェーハの加工方法は、ウェーハの裏面の外周部分だけを残し、その内側だけを研削した、いわゆるＴＡＩＫＯウェーハに対して実施される。このようなウェーハを個々のデバイスに分割する場合、ウェーハの裏面中央だけが凹状に薄化されていると、ウェーハの裏面側から突出した外周部分によってウェーハの裏面側をチャックテーブルに保持させることができない。このため通常は、ウェーハの外周部分を除去してウェーハの裏面を平坦化した後に、ウェーハを個々のチップに分割している。
この場合、ウェーハの裏面にダイシングテープを貼着する必要があるが、ウェーハの裏面から外周部分が突出しているため、ウェーハの裏面とダイシングテープの間に気泡が残ってしまう。そこで、本実施の形態に係るウェーハの加工方法では、ウェーハの裏面にダイシングテープを貼着する前に、ウェーハの凹状部分と外周部分との境界に気泡の逃げ道になる分割溝を形成している。これにより、ウェーハの外周部分が突出していても、ウェーハの裏面全体にダイシングテープを隙間なく貼着させることが可能になっている。
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詳細に説明する。図１は、本実施の形態に係るウェーハの斜視図である。図２は、本実施の形態に係る凹部形成工程の一例を示す図である。図３は、本実施の形態に係る環状凸部分割工程の一例を示す図である。図４は、本実施の形態に係る転写工程の一例を示す図である。図５は、本実施の形態に係るデバイス形成領域分割工程の一例を示す図である。
図１に示すように、ウェーハＷは、略円板状に形成されており、表面１１に配列された格子状の分割予定ライン１８によって複数の領域に区画されている。ウェーハＷの中央には、分割予定ライン１８に区画された各領域にデバイスＤが形成されている。ウェーハＷの表面１１は、複数のデバイスＤが形成されたデバイス形成領域Ａ１と、デバイス形成領域Ａ１を囲繞する外周余剰領域Ａ２とに分けられている。また、ウェーハＷの外縁１３には、結晶方位を示すノッチ１４が形成されている。ウェーハＷは、表面１１に保護テープＴ１が貼着された状態で研削装置２１（図２参照）に搬入される。
図２に示すように、まず凹部形成工程が実施される。凹部形成工程では、保護テープＴ１を介してウェーハＷの表面１１側が研削装置２１のチャックテーブル２２に保持される。そして、研削装置２１の研削ホイール２３がＺ軸回りに回転しながらチャックテーブル２２に近付けられ、研削ホイール２３とウェーハＷの裏面１２とが回転接触することでウェーハＷが研削される。このとき、ウェーハＷの裏面１２のうち、表面１１のデバイス形成領域Ａ１の裏側だけが研削される。これにより、ウェーハＷの裏面１２には、デバイス形成領域Ａ１に対応する領域が所望の厚さに薄化されて円形の凹部１５が形成され、外周余剰領域Ａ２に対応する領域がウェーハＷの裏面１２側から突出して環状凸部１６が形成される。
このように、凹部１５によってウェーハＷの中央部分だけが薄化されて、凹部１５を囲む環状凸部１６によってウェーハＷの剛性が高められている。よって、ウェーハＷのデバイス形成領域Ａ１が薄化されると共に、環状凸部１６によってウェーハＷの反りが抑えられて搬送時の破損等が防止される。なお、ウェーハＷは、シリコン、ガリウム砒素等の半導体ウェーハでもよいし、セラミック、ガラス、サファイア系の光デバイスウェーハでもよい。凹部１５及び環状凸部１６が形成されたウェーハＷは、保護テープＴ１が貼着された状態で切削装置３１（図３参照）に搬入される。
図３に示すように、凹部形成工程の後には環状凸部分割工程が実施される。環状凸部分割工程では、保護テープＴ１を介してウェーハＷの表面１１側が切削装置３１のチャックテーブル３２に保持される。このとき、チャックテーブル３２の回転軸（Ｚ軸）にウェーハＷの中心を一致させるように、チャックテーブル３２に対してウェーハＷが位置合わせされている。また、ウェーハＷの環状凸部１６と凹部１５の境界に切削ブレード３３が位置付けられ、高速回転された切削ブレード３３によってウェーハＷの裏面１２側から環状凸部１６と凹部１５の境界が切り込まれる。
そして、切削ブレード３３によって保護テープＴ１の途中まで切り込まれると、チャックテーブル３２が回転されて切削ブレード３３によってウェーハＷが円形に切削される。これにより、ウェーハＷの外周に沿って凹部１５と環状凸部１６との間に円形の分割溝１７が形成され、ウェーハＷから環状凸部１６が切り離される。分割溝１７が形成されたウェーハＷは、転写装置（不図示）に搬入される。この場合、ウェーハＷのデバイス形成領域Ａ１が保護テープＴ１を介して環状凸部１６に支持された状態で搬送される。すなわち、環状凸部１６が環状フレームとして機能して、ウェーハＷの薄化されたデバイス形成領域Ａ１の撓みが抑えられている。
なお、環状凸部分割工程は、切削ブレード３３による切削加工（サークルカット）に限定されるものではない。環状凸部分割工程は、ウェーハＷの円形の凹部１５と環状凸部１６との間に分割溝１７を形成する構成であればよく、例えば、ウェーハＷに対して吸収性を有する波長のレーザービームを用いたアブレーション加工によって実施されてもよい。アブレーションとは、レーザービームの照射強度が所定の加工閾値以上になると、固体表面で電子、熱的、光科学的及び力学的エネルギーに変換され、その結果、中性原子、分子、正負のイオン、ラジカル、クラスタ、電子、光が爆発的に放出され、固体表面がエッチングされる現象をいう。
図４に示すように、環状凸部分割工程の後には転写工程が実施される。転写工程では、図４Ａに示すように、ウェーハＷの裏面１２に沿ってダイシングテープＴ２が貼着される。この場合、例えば転写装置の減圧空間内のテーブル上において環状フレームＦの内側にウェーハＷが配置され、ウェーハＷの凹部１５に対応した円形プレートによってウェーハＷの裏面１２にダイシングテープＴ２が押し付けられる。そして、ダイシングテープＴ２が径方向外側に引き伸ばされながら、ウェーハＷの裏面１２の中央から径方向外側に向かってダイシングテープＴ２が貼着される。
このダイシングテープＴ２の貼着時には、図４Ｂに示すように、ウェーハＷの裏面１２とダイシングテープＴ２の間の空気が径方向外側に押し出されて、環状凸部１６と凹部１５の境界の分割溝１７に逃がされる。このため、ウェーハＷの裏面１２側に気泡２５（図６参照）が残ることがなく、ウェーハＷの裏面１２の分割溝１７よりも内側全体にダイシングテープＴ２が良好に貼着される。次に、図４Ｃに示すように、ウェーハＷの表面１１から保護テープＴ１が剥離され、さらにダイシングテープＴ２から環状凸部１６が除去される。これにより、ウェーハＷのデバイス形成領域Ａ１がダイシングテープＴ２に残される。ダイシングテープＴ２に転写されたウェーハＷは、再び切削装置３１（図５参照）に搬入される。なお、保護テープＴ１の剥離及び環状凸部１６の除去は転写装置で実施されてもよいし、オペレータの手作業で実施されてもよい。
なお、本実施の形態においては、環状凸部１６の除去を環状凸部分割工程の直後に切削装置３１内で行わずに、転写装置で転写された後に実施されている。環状凸部１６の除去を自動で実施する場合には、例えば特開２０１３−０９８２４６号公報に示す装置において、テープにテンションをかけた状態でスクレーパによって実施される。環状凸部分割工程の直後のウェーハＷには同サイズの保護テープＴ１だけしか貼着されていないため、転写工程においてダイシングテープＴ２が貼着される前においては、スクレーパによって環状凸部１６を除去することができない。このため、転写工程を実施しなければ、環状凸部１６を自動的に除去することが困難になっている。
また、凹部形成工程よりも前段階でウェーハＷを環状フレームＦに保持させることで、環状凸部１６の除去を切削装置３１内で実施する構成も考えられる。しかしながら、研削装置２１において環状フレームＦに支持されたウェーハＷに凹部形成工程を実施するためには、研削装置２１自体の改良が必要になりコストが増大するという問題がある。このように、本実施の形態では、ウェーハＷを転写装置に搬送して、転写装置においてウェーハＷが保護テープＴ１からダイシングテープＴ２に転写されることで、環状凸部１６の除去が簡易な構成で実施される。なお、上記したように、転写装置へのウェーハＷの搬送時には環状凸部１６が環状フレームとして機能するため、ウェーハＷの薄化されたデバイス形成領域Ａ１の撓みによる破損等の不具合が防止されている。
図５に示すように、転写工程の後にはデバイス形成領域分割工程が実施される。デバイス形成領域分割工程では、ダイシングテープＴ２を介してウェーハＷの裏面１２側がチャックテーブル３２に保持され、クランプ部３４によってウェーハＷの周囲の環状フレームＦが挟持固定される。切削ブレード３３は、ウェーハＷの径方向外側で分割予定ライン１８に対して位置合わせされ、この位置においてダイシングテープＴ２の途中まで切り込み可能な高さに下降される。そして、高速回転する切削ブレード３３に対してチャックテーブル３２上のウェーハＷがＸ軸方向に切削送りされることで、分割予定ライン１８に沿ってウェーハＷが切削される。
一本の分割予定ライン１８に沿ってウェーハＷが切削されると、隣接する分割予定ライン１８に切削ブレード３３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１８に沿って切削される。ウェーハＷの一方向の全ての分割予定ライン１８に沿って切削されると、チャックテーブル３２が９０度回転されて、同様にして一方向の分割予定ライン１８に直交する他方向の分割予定ライン１８に沿ってウェーハＷが切削される。この結果、薄化されたデバイス形成領域Ａ１だけが分割予定ライン１８に沿ってフルカットされて、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、本実施の形態に係るウェーハＷの加工方法では、ウェーハＷのデバイス形成領域Ａ１の裏面１２全体にダイシングテープＴ２が良好に貼着されているため、デバイス形成領域Ａ１の分割時にデバイスＤの品質が悪化することがない。すなわち、デバイス形成領域Ａ１の外縁１９とダイシングテープＴ２の間に隙間（図６Ｃ参照）が生じないため、この隙間に切削屑が入り込むことがない。よって、環状凸部１６が形成されたウェーハＷを、品質を悪化させることなく個々のデバイスＤに分割することが可能になっている。
なお、デバイス形成領域分割工程は、切削ブレード３３によるメカニカルダイシングに限定されるものではない。デバイス形成領域分割工程は、デバイス形成領域Ａ１を分割予定ライン１８に沿って分割可能であればよく、例えば、ウェーハＷに対して吸収性を有する波長のレーザービームを用いたアブレーション加工によって実施されてもよいし、ウェーハＷに対して透過性を有する波長のレーザービームを用いたステルスダイシング（登録商標）によって実施されてもよい。
ステルスダイシングでは、分割予定ライン１８に沿って改質層が形成され、ウェーハＷに外力が加えられることで改質層を起点に個々のデバイスＤに分割される。なお、改質層は、レーザービームの照射によってウェーハＷの内部の密度、屈折率、機械的強度やその他の物理的特性が周囲と異なる状態となり、周囲よりも強度が低下する領域のことをいう。改質層は、例えば、溶融処理領域、クラック領域、絶縁破壊領域、屈折率変化領域であり、これらが混在した領域でもよい。
ここで、本発明との比較のため、図６を参照して比較例に係るウェーハの加工方法について簡単に説明する。図６は、比較例に係るウェーハの加工方法の説明図である。比較例に係るウェーハの加工方法においては、ウェーハの裏面にダイシングテープが貼着された後に、ウェーハから環状凸部が切り離される点で、本実施の形態に係るウェーハの加工方法と相違している。なお、ウェーハの裏面に環状凸部及び凹部を形成する構成については、本実施の形態と同様であるため説明を省略する。また、比較例においては、説明の便宜上、同一の名称には同一の符号を付して説明する。
図６Ａに示すように、比較例に係るウェーハＷの加工方法では、分割溝１７（図６Ｂ参照）を形成する前にウェーハＷの裏面１２に沿ってダイシングテープＴ２が貼着される。このため、ウェーハＷの裏面１２とダイシングテープＴ２の間の空気の逃げ道がなく、ウェーハＷの裏面１２の環状凸部１６と凹部１５の角に気泡２５が残ってしまう。よって、ウェーハＷのデバイス形成領域Ａ１の外縁側ではダイシングテープＴ２が貼着されない。ウェーハＷがダイシングテープＴ２を介して環状フレームＦ（図４参照）に支持されると、ウェーハＷの表面１１から保護テープＴ１が剥離される。
次に、図６Ｂに示すように、切削ブレード３３によってウェーハＷの環状凸部１６と凹部１５の境界に円形の分割溝１７が形成される。このとき、切削ブレード３３の刃先が気泡２５に入り込むため、切削ブレード３３にバタツキが生じて加工品質が低下すると共に、切削屑２６が気泡２５内に入り込み汚染されてしまう。ウェーハＷに分割溝１７が形成されると、ウェーハＷの環状凸部１６がダイシングテープＴ２から除去される。次に、図６Ｃに示すように、切削ブレード３３によって分割予定ライン１８（図５参照）に沿ってウェーハＷが切削され、ウェーハＷが個々のデバイスＤに分割される。このとき、ウェーハＷの外縁１９にダイシングテープＴ２が貼着されていないため、ウェーハＷの外縁１９とダイシングテープＴ２の隙間に切削屑２６が入り込んでデバイスＤの品質が悪化する。
このように、比較例に係るウェーハＷの加工方法では、特にウェーハＷの外周側のデバイスＤの品質が悪化する。一方で、本実施の形態に係るウェーハＷの加工方法では、比較例に係るウェーハＷの加工方法のように、ウェーハＷの裏面１２とダイシングテープＴ２の間に気泡２５が残存することもなく、気泡２５に起因してウェーハＷの外周側のデバイスＤの品質が悪化することもない。
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、ウェーハＷの表面１１側に保護テープＴ１が貼着された状態で、ウェーハＷの裏面１２側の環状凸部１６と凹部１５の境界に円形の分割溝１７が形成される。このため、ウェーハＷの裏面１２に対するダイシングテープＴ２の貼着時に、ウェーハＷの裏面１２とダイシングテープＴ２との間の空気を分割溝１７に逃がすことができる。よって、ウェーハＷの裏面１２全体に気泡２５を残すことなくダイシングテープＴ２が貼着されると共に、ウェーハＷの表面１１から保護テープＴ１が剥離され、環状凸部１６が除去されることで、保護テープＴ１からダイシングテープＴ２にウェーハＷを良好に転写することができる。また、ウェーハＷの裏面１２に気泡２５が残されていない状態でウェーハＷが分割されるため、気泡２５の影響によってデバイスＷの品質が低下することがない。
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。
また、上記したウェーハＷの加工方法では、転写工程において環状フレームＦに貼着されたダイシングテープＴ２にウェーハＷが転写される構成としたが、この構成に限定されない。転写工程では、ウェーハＷの裏面１２にダイシングテープＴ２が貼着され、ウェーハＷの表面１１から保護テープＴ１が剥離されればよく、ウェーハＷがダイシングテープＴ２を介して環状フレームＦに支持されていなくてもよい。
以上説明したように、本発明は、品質を悪化させることなく個々のデバイスに分割することができるという効果を有し、ウェーハの裏面外周に環状凸部が形成されたウェーハを、個々のデバイスに分割するウェーハの加工方法に有用である。
１１ ウェーハの表面
１２ ウェーハの裏面
１５ 凹部
１６ 環状凸部
１７ 分割溝
１８ 分割予定ライン
Ａ１ デバイス形成領域
Ａ２ 外周余剰領域
Ｔ１ 保護テープ
Ｔ２ ダイシングテープ
Ｄ デバイス
Ｗ ウェーハ

Claims (1)

  1. 表面に複数のデバイスが分割予定ラインによって形成された略円形状のデバイス形成領域と、該デバイス形成領域を囲繞する外周余剰領域とを有するウェーハの加工方法であって、
    ウェーハ表面側に保護テープを貼着し、ウェーハの該デバイス形成領域に対応する裏面側の領域のみを所定厚さ研削して該デバイス形成領域を所望厚さに薄化し、該裏面に凹部を形成するとともに、該外周余剰領域に裏面側に突出する環状凸部を形成する凹部形成工程と、
    該凹部形成工程を実施した後に、該環状凸部と該凹部の境界に円形の分割溝を形成し該環状凸部と該凹部を分割する環状凸部分割工程と、
    該環状凸部分割工程を実施した後に、ウェーハの裏面の該分割溝の内側全面にダイシングテープを貼着すると共に該保護テープを剥離し該環状凸部を除去する転写工程と、
    該転写工程を実施した後に、該デバイス形成領域の分割予定ラインに沿って分割を行うデバイス形成領域分割工程と、
    からなるウェーハの加工方法。
JP2014054955A 2014-03-18 2014-03-18 ウェーハの加工方法 Active JP6341709B2 (ja)

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