JP2016025188A

JP2016025188A - ウェーハの分割方法

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Publication number: JP2016025188A
Application number: JP2014147661A
Authority: JP
Inventors: 彬中島; Akira Nakajima; 健太大西; Kenta Onishi
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2014-07-18
Filing date: 2014-07-18
Publication date: 2016-02-08
Anticipated expiration: 2034-07-18
Also published as: JP6295154B2

Abstract

【課題】ウェーハの内部に改質層を形成することでウェーハが反っても、ウェーハを割ることなく搬送することを目的とする。【解決手段】ウェーハＷの表面Ｗａ側から外周余剰領域Ｗ２にリング状のリング溝１を形成するリング溝形成工程と、分割予定ラインＳに沿ってレーザー光線３１を照射してウェーハＷの内部に改質層２を形成する改質層形成工程と、保護テープ３をウェーハＷの表面Ｗａに貼着するウェーハ表面保護工程と、保護テープ３側をチャックテーブル１３で保持しウェーハＷの裏面Ｗｂを研削砥石５３で研削し裏面Ｗｂをリング溝１に到達させるとともに改質層２を起点にウェーハＷを分割する分割工程とを実施することで、ウェーハＷの内部に形成した改質層２によってデバイス領域Ｗ１が反っても、リング溝１によって外周余剰領域Ｗ２に反りを発生させず、ウェーハＷを割ることなく容易に搬送できるようにする。【選択図】図２

Description

本発明は、ウェーハを個々のチップに分割する分割方法に関する。

ＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスが分割予定ラインによって区画され表面に形成されたウェーハは、分割予定ラインに沿って分割することによりデバイスを有する個々のチップに分割される。ここで、ウェーハを個々のチップに分割するためには、例えば分割予定ラインに沿ってレーザー光線を照射してウェーハの内部に改質層を形成し、強度の低下した分割予定ラインに沿って外力を付与して改質層を起点にウェーハを個々のチップに分割する方法がある（例えば、下記の特許文献１及び２を参照）。

また、ウェーハの内部に改質層を形成した後、例えば研削砥石によってウェーハの裏面を研削することにより、改質層を起点にしてウェーハを個々のチップに分割することもできる。このウェーハの分割方法においては、ウェーハの裏面研削後も残存する表面側付近に改質層を形成することで、改質層を起点にしてウェーハを分割している。

特開２０１１−０４９４３１号公報特開２０１３−０２３５９１７号公報

しかし、上記のようにレーザー光線を用いてウェーハの内部の表面側に改質層を形成すると、ウェーハの表面側が拡がって表面側が凸状となる反りが発生することがある。かかる反りが発生したウェーハは、カセットに収容することが困難となる。このような場合に、反りのあるウェーハをカセットに収容するためには、特殊なカセットが必要となる。

また、改質層が形成されたウェーハを、搬送手段によって、ウェーハを分割する工程に搬送する際に、反りの影響で、改質層に沿った亀裂が発生してウェーハが割れてしまい、ウェーハを的確に保持することができず、所望の搬送先にウェーハを搬送できないという問題がある。

本発明は、上記の事情にかんがみてなされたものであり、改質層の形成によってウェーハに反りが発生しても、ウェーハを割ることなく所望の搬送先に搬送することを目的としている。

本発明は、複数のデバイスが分割予定ラインによって区画されて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表面に有するウェーハを該分割予定ラインに沿って分割するウェーハの分割方法であって、該外周余剰領域に、ウェーハの中心を中心とするリング状の溝をウェーハの表面側から形成するリング溝形成工程と、該リング溝形成工程で形成された該溝の内側の該デバイス領域において、ウェーハに対して透過性を有する波長のレーザー光線をウェーハの内部に集光させて該分割予定ラインに沿って照射することにより、ウェーハの内部に改質層を形成する改質層形成工程と、該改質層形成工程の後、ウェーハの表面を保護する保護テープをウェーハの表面に貼着するウェーハ表面保護工程と、該ウェーハ表面保護工程の後、該保護テープ側をチャックテーブルで保持しウェーハの裏面を研削砥石で研削して該溝を裏面側から表出させるとともに該改質層を起点にウェーハを分割する分割工程と、を備える。

本発明に係るウェーハの分割方法では、ウェーハの外周余剰領域に表面側からリング状の溝を形成した後に分割予定ラインに沿ってウェーハの内部に改質層を形成し、裏面研削により改質層を起点にウェーハを分割することとしたため、改質層の形成によりウェーハに反りが生じたとしても、リング状の溝がその反りを遮断するため、外周余剰領域には反りが到達しない。したがって、ウェーハの分割を行う前の搬送においてウェーハの反りに起因してウェーハが割れるのを防止することができ、ウェーハをカセットに収容しやすくなる。

ウェーハの一例の構成を示す斜視図である。リング溝形成工程を示す斜視図である。リング溝形成工程を示す断面図である。改質層形成工程を示す断面図である。ウェーハ表面保護工程を示す断面図である。分割工程を示す断面図である。分割工程を実施してウェーハが分割された状態を示す断面図である。

図１に示すウェーハＷは、被加工物の一例であって、特に材質等が限定されるものではない。ウェーハＷの表面Ｗａは、格子状の分割予定ラインＳによって区画されて複数のデバイスＤが形成されているデバイス領域Ｗ１と、デバイス領域Ｗ１を囲繞する外周余剰領域Ｗ２とを有している。一方、ウェーハＷの表面Ｗａと反対側にある裏面Ｗｂには、デバイスＤが形成されていない。以下では、ウェーハＷを個々のチップに分割する分割方法について説明する。

（１）リング溝形成工程
図２及び図３に示すように、切削手段２０を用いて、チャックテーブル１０に保持されたウェーハＷの外周余剰領域Ｗ２にリング状の溝を形成する。チャックテーブル１０は、ウェーハＷを保持する保持面１１を有しており、回転軸１２の軸周りを回転可能となっている。切削手段２０は、回転可能なスピンドル２１と、スピンドル２１を回転可能に囲繞するスピンドルハウジング２２と、スピンドル２１の先端に着脱可能に装着された切削ブレード２３とを備えており、スピンドル２１が所定の回転速度で回転することにより、切削ブレード２３を所定の回転速度で回転させることができる。

まず、ウェーハＷの裏面Ｗｂ側をチャックテーブル１０の保持面１１に載置して表面Ｗａを上向きに露出させる。その後、図示しない吸引源の作動によりチャックテーブル１０の保持面１１でウェーハＷを吸引保持するとともに、チャックテーブル１０を切削手段２０の下方に移動させる。切削手段２０は、スピンドル２１が回転し、切削ブレード２３を例えば矢印Ｂ方向に回転させながら、切削ブレード２３をウェーハＷの外周余剰領域Ｗ２に接近する方向に下降させ、切削ブレード２３の刃先をウェーハＷの表面Ｗａに切り込ませる。

続いてチャックテーブル１０が回転軸１２の軸周りを例えば矢印Ａ方向に少なくとも１回転することで、切削ブレード２３が、外周余剰領域Ｗ２においてウェーハＷの中心を中心としてリング状に切削を行い、リング状のリング溝１を形成する。このリング溝１は、外周余剰領域Ｗ２のうち、デバイス領域Ｗ１に近い位置に形成することが好ましい。より好ましくは、外周余剰領域Ｗ２の最内周、すなわちデバイス領域Ｗ１との境界に形成する。

リング溝形成工程は、上記のように切削手段２０を用いて実施するほか、レーザー光線によるアブレ−ション加工によって実施してもよい。具体的には、ウェーハＷに対して吸収性を有する波長のレーザー光線をウェーハＷの表面Ｗａ側から外周余剰領域Ｗ２にリング状に照射してリング溝１を形成する。

（２）改質層形成工程
リング溝形成工程を実施した後、図４に示すレーザー光線照射ヘッド３０を用い、図２に示したリング溝１の内側のデバイス領域Ｗ１において、レーザー光線を分割予定ラインＳに沿って照射して、ウェーハＷの内部に破断起点となる改質層２を形成する。具体的には、チャックテーブル１０に保持されたウェーハＷをレーザー光線照射ヘッド３０の下方に移動させ、レーザー光線照射ヘッド３０は、レーザー光線の集光点をウェーハＷの内部に位置付ける。集光点は、ウェーハＷの内部のうち表面Ｗａに近い側とする。

そして、ウェーハＷを保持するチャックテーブル１０を例えば矢印Ｘ１方向に移動させつつ、レーザー光線照射ヘッド３０は、分割予定ラインＳに沿ってウェーハＷに対し透過性を有する波長のレーザー光線３１をウェーハＷの表面Ｗａ側から照射し、ウェーハＷの内部に集光させて改質層２を形成する。このようにして、デバイス領域Ｗ１の全ての分割予定ラインＳに沿ってレーザー光線３１を照射しウェーハＷの内部に改質層２を形成する。表面Ｗａに近い側に改質層２が形成されることにより、表面Ｗａ側が凸状となった反りがデバイス領域Ｗ１に反りが発生するが、デバイス領域Ｗ１と外周余剰領域Ｗ２との境界にはリング溝１が形成されているため、その反りは、リング溝１で遮断される。したがって、外周余剰領域Ｗ２には反りが発生しない。また、反りが原因となって改質層２に沿って亀裂が生じたとしても、その亀裂は、リング溝１で遮断されるため、亀裂が外周余剰領域Ｗ２に到達するのを防ぐことができる。

このようにして改質層２が形成されたウェーハは、図示しないカセットに複数収納されて、次のウェーハ表面保護工程に搬送される。ウェーハをカセットに収納する際には、反りが外周余剰領域Ｗ２に到達していないため、ウェーハ全体が反っている場合よりも収納が容易である。

（３）ウェーハ表面保護工程
改質層形成工程を実施した後、図５に示すように、円柱状の貼着ローラ４０を用いて保護テープ３をウェーハＷの表面Ｗａに貼着する。具体的には、改質層２が形成されたウェーハＷがカセットから1枚ずつ搬出される。そして、保護テープ３を、ウェーハＷの外周縁側からウェーハＷの表面Ｗａに貼着するとともに、貼着ローラ４０によって保護テープ３の上部を押圧しながら、貼着ローラ４０を例えば矢印Ｘ１方向に転動させることにより、ウェーハＷの表面Ｗａの全面に保護テープ３を貼着する。保護テープ３は、特に限定されるものではないが、ウェーハＷの表面Ｗａと接触する面側に粘着層を有しているものを使用する。

（４）分割工程
ウェーハ表面保護工程を実施した後、図６に示すように、研削手段５０を用いて、チャックテーブル１３に保持されるウェーハＷを研削することにより、改質層２を起点にウェーハＷを分割する。チャックテーブル１３は、ウェーハＷを保持する保持面１４を有し、回転軸１５の軸周りを回転可能となっている。研削手段５０は、鉛直方向の軸心を有するスピンドル５１と、スピンドル５１の下端に装着された研削ホイール５２と、研削ホイール５２の下部に環状に固着された研削砥石５３とを少なくとも備えている。図示しないモータによってスピンドル５１が所定の回転速度で回転することにより、研削ホイール５２を所定の回転速度で回転させることができる。

研削手段５０によってウェーハＷを研削する際には、例えば吸引保持可能な搬送手段でウェーハＷを保持し、チャックテーブル１３の保持面１４に保護テープ３側を載置してウェーハＷの裏面Ｗｂを上向きに露出させる。このようにウェーハＷをチャックテーブル１３に搬送するとき、リング溝１の内側の図２に示したデバイス領域Ｗ１が反っていたとしても、外周余剰領域Ｗ２に反りがないため、搬送手段を用いて少なくとも外周余剰領域Ｗ２が保持可能となり、ウェーハＷを破損させることはない。

保護テープ３側が保持面１４に載置されると、保持面１４において保護テープ３側を吸引保持するとともに、図６に示すようにチャックテーブル１３を例えば矢印Ａ方向に回転させる。次いで、スピンドル５１を回転させ研削ホイール５３を矢印Ａ方向に回転させながらウェーハＷの裏面Ｗｂに接近する方向に研削手段５０を下降させ、回転する研削砥石５３を裏面Ｗｂに当接させる。そして、図７に示すように、研削砥石５３でウェーハＷの裏面Ｗｂを押圧しながらリング溝１に到達する深さまで研削することにより、改質層２が破断起点となりウェーハＷが個々のデバイスＤを有するチップＣに分割されるとともに、リング溝１が裏面Ｗｂから表出し、リング溝１を境としてデバイス領域Ｗ１と外周余剰領域Ｗ２とが分離される。このようにしてウェーハＷがチップＣに分割された後は、すべてのチップＣは、保護テープ３に貼着されたままの状態で、チップＣをピックアップする工程に搬送される。

なお、上記ウェーハ表面保護工程は、中央が開口した環状のリングフレームをテープに貼着するとともに、リングフレームの中央から露出したテープにウェーハＷを貼着し、このリングフレーム及びウェーハＷの表面Ｗａに保護テープ３を貼着するようにしてもよい。この場合は、上記分割工程を実施してウェーハＷからチップＣが全て分割されていなかったとしても、テープをエキスパンドすることによって改質層２を起点にしてウェーハＷを個々のチップＣに確実に分割することができる。なお、このようにエキスパンドで分割する時には、テープが拡張されるため、エキスパンド前に外周余剰領域Ｗ２を除去する必要が有る。

このように、本発明のウェーハの分割方法では、リング溝形成工程を実施することによりウェーハＷの外周余剰領域Ｗ２にリング状のリング溝１を形成した後、改質層形成工程を実施してリング溝１の内側のデバイス領域Ｗ１に改質層２を形成するため、改質層２の形成によりウェーハＷに反りが生じても、リング溝１が形成されているために、その反りが外周余剰領域Ｗ２に到達しない。また、改質層２に沿って亀裂が生じたとしても、その亀裂は外周余剰領域Ｗ２にまで到達することがない。したがって、分割工程を実施する際にウェーハＷを割ることなくチャックテーブル１３に容易に搬送することができる。

１：リング溝２：改質層３：保護テープ
１０：チャックテーブル１１：保持面１２：回転軸
１３：チャックテーブル１４：保持面１５：回転軸
２０：切削手段２１：スピンドル２２：スピンドルハウジング２３：切削ブレード
３０：レーザー光線照射ヘッド３１：レーザー光線
４０：貼着ローラ
５０：研削手段５１：スピンドル５２：研削ホイール５３：研削砥石
Ｗ：ウェーハＷａ：表面Ｗｂ：裏面Ｓ：分割予定ラインＤ：デバイス
Ｃ：チップＷ１：デバイス領域Ｗ２：外周余剰領域

Claims

複数のデバイスが分割予定ラインによって区画されて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表面に有するウェーハを該分割予定ラインに沿って分割するウェーハの分割方法であって、
該外周余剰領域に、ウェーハの中心を中心とするリング状の溝をウェーハの表面側から形成するリング溝形成工程と、
該リング溝形成工程で形成された該溝の内側の該デバイス領域において、ウェーハに対して透過性を有する波長のレーザー光線をウェーハの内部に集光させて該分割予定ラインに沿って照射することにより、ウェーハの内部に改質層を形成する改質層形成工程と、
該改質層形成工程の後、ウェーハの表面を保護する保護テープをウェーハの表面に貼着するウェーハ表面保護工程と、
該ウェーハ表面保護工程の後、該保護テープ側をチャックテーブルで保持しウェーハの裏面を研削砥石で研削して該溝を裏面側から表出させるとともに該改質層を起点にウェーハを分割する分割工程と、
を備えるウェーハの分割方法。