JP2017157749A - Processing method of wafer - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、交差する複数の分割予定ラインで区画された表面の各領域にそれぞれデバイスが形成されたウェーハの加工方法に関する。 The present invention relates to a wafer processing method in which a device is formed in each region of a surface defined by a plurality of intersecting scheduled lines.
表面にIC、LSI等の複数の半導体デバイスが形成された半導体ウェーハやLED、LD等の複数の光デバイスが形成された光デバイスウェーハ等のウェーハは、裏面が研削されて所定の厚みへと薄化された後、切削装置又はレーザー加工装置等の加工装置により個々のチップへと分割され、分割されたチップは各種電子機器に広く採用されている。 Wafers such as semiconductor wafers on which a plurality of semiconductor devices such as IC and LSI are formed on the front surface and optical device wafers on which a plurality of optical devices such as LEDs and LDs are formed are ground to a predetermined thickness. After being formed, the chips are divided into individual chips by a processing apparatus such as a cutting apparatus or a laser processing apparatus, and the divided chips are widely used in various electronic devices.
ウェーハの裏面を研削するのにあたり、ウェーハの表面に形成されたデバイスを保護するために、ウェーハの表面に表面保護テープが貼着された状態でウェーハを表面保護テープを介して研削装置のチャックテーブルで吸引保持し、ウェーハの裏面研削が実施される(例えば、特開2014−082230号公報参照)。 In grinding the back surface of the wafer, in order to protect the devices formed on the front surface of the wafer, the chuck table of the grinding apparatus is passed through the surface protective tape with the surface protective tape attached to the front surface of the wafer. Then, the wafer is subjected to backside grinding (see, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2014-082230).
この表面保護テープは、ウェーハの裏面研削を実施した後、切削装置によりウェーハを個々のチップに分割する前に、例えば、特開2011−023606号公報に開示されている剥離装置等でウェーハの表面から剥離されて廃棄されている。 This surface protection tape is used for the surface of the wafer by, for example, a peeling device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-023606 before the wafer is divided into individual chips by the cutting device after the back surface grinding of the wafer. It is peeled off and discarded.
そして、ウェーハの切削時には、切削後のチップのハンドリングを容易にするためにもウェーハの裏面にダイシングテープが貼着され、ダイシングテープの外周部が環状フレームに貼着される(例えば、特開平8−088202号公報参照)。ウェーハの切削後、形成された個々のチップはダイシングテープ上からピックアップされ、ダイシングテープが廃棄される。 When the wafer is cut, a dicing tape is attached to the back surface of the wafer in order to facilitate the handling of the chip after cutting, and the outer peripheral portion of the dicing tape is attached to the annular frame (for example, Japanese Patent Laid-Open No. Hei 8). -088202). After the wafer is cut, the formed individual chips are picked up from the dicing tape, and the dicing tape is discarded.
しかし、ウェーハを裏面研削してから分割予定ラインに沿って切削して、ウェーハを所定厚みのチップへと分割するために、ウェーハ毎に表面保護テープとダイシングテープを貼着し、その後剥離するのは作業性が悪く手間であるという問題がある。 However, in order to divide the wafer into backside chips after grinding the wafer backside and then cutting along the planned dividing line, a surface protection tape and a dicing tape are attached to each wafer and then peeled off. Has the problem of poor workability and labor.
また、ウェーハ毎に表面保護テープとダイシングテープを使用し、使用後に廃棄するのは非常に非経済的である。更に、例えば50μm以下と非常に薄く研削されたウェーハでは、表面保護テープの剥離時及びダイシングテープの貼着時にウェーハを破損させてしまう恐れが高く問題となっていた。 In addition, it is very uneconomical to use a surface protection tape and a dicing tape for each wafer and to discard them after use. Further, for a wafer that has been ground very thinly, for example, 50 μm or less, there is a high risk of damaging the wafer when the surface protective tape is peeled off and when the dicing tape is attached.
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、従来に比べて作業性を向上し得ると共に経済的であり、且つ表面保護テープの剥離及びダイシングテープの貼着に伴うウェーハが破損する恐れを低減可能なウェーハの加工方法を提供することである。 The present invention has been made in view of the above points. The object of the present invention is to improve workability as compared with the prior art and to be economical, and to peel off the surface protection tape and apply the dicing tape. It is an object of the present invention to provide a wafer processing method capable of reducing the risk of damage to a wafer accompanying attachment.
本発明によると、交差する複数の分割予定ラインで区画された表面の各領域にそれぞれデバイスが形成されたウェーハの加工方法であって、ウェーハの表面を外的刺激で硬化する樹脂で被覆して保護膜を形成する保護膜形成ステップと、該保護膜形成ステップを実施した後、ウェーハの裏面側をチャックテーブルで保持し、該保護膜を切削バイトで切削して平坦化する保護膜平坦化ステップと、該保護膜平坦化ステップを実施した後、ウェーハの該保護膜側をチャックテーブルで保持し、ウェーハの裏面を研削手段で研削してウェーハを所定厚みへと薄化する研削ステップと、該研削ステップを実施した後、ウェーハの該保護膜側をチャックテーブルで保持し、ウェーハの裏面側から該分割予定ラインを検出する分割予定ライン検出ステップと、該分割予定ライン検出ステップを実施した後、該分割予定ラインに沿ってウェーハの裏面側からウェーハを加工してウェーハを複数のチップへと分割する分割ステップと、を備えたことを特徴とするウェーハの加工方法が提供される。 According to the present invention, there is provided a wafer processing method in which a device is formed in each region of a surface divided by a plurality of intersecting scheduled lines, and the wafer surface is coated with a resin that is cured by an external stimulus. A protective film forming step for forming a protective film, and a protective film flattening step for performing flattening by holding the back side of the wafer with a chuck table and cutting the protective film with a cutting tool after performing the protective film forming step. And after performing the protective film flattening step, holding the protective film side of the wafer with a chuck table, grinding the back surface of the wafer with a grinding means to thin the wafer to a predetermined thickness, After performing the grinding step, the protection film side of the wafer is held by the chuck table, and the planned division line detection step for detecting the division line from the back side of the wafer And a division step of dividing the wafer into a plurality of chips by processing the wafer from the back side of the wafer along the division line after performing the division line detection step. A method for processing a wafer is provided.
好ましくは、ウェーハの加工方法は、分割ステップを実施した後、保護膜から複数のチップをピックアップするピックアップステップを更に備えている。 Preferably, the wafer processing method further includes a pickup step of picking up a plurality of chips from the protective film after performing the dividing step.
本発明によると、外的刺激で硬化する樹脂を用いてウェーハの表面側に形成されたデバイスを保護する保護膜を形成し、切削時には保護膜をダイシングテープとして利用してウェーハを裏面側から切削してチップへと分割する。 According to the present invention, a protective film that protects a device formed on the front surface side of a wafer is formed using a resin that is cured by an external stimulus, and the wafer is cut from the back side by using the protective film as a dicing tape during cutting. And split into chips.
よって、従来のようにウェーハ毎に表面保護テープ及びダイシングテープを貼着し、その後剥離する必要がなく、一度の保護膜形成で研削ステップ及び分割ステップを実施してウェーハをチップに分割するため、従来に比べて作業性を向上し得る。 Therefore, in order to divide the wafer into chips by performing a grinding step and a dividing step in one protective film formation without attaching a surface protective tape and a dicing tape for each wafer as in the past, and then peeling off, Workability can be improved compared to the conventional case.
また、保護膜を形成する時にはウェーハは研削前の元厚であるため、保護膜形成に伴うウェーハの破損の恐れはない。保護テープの剥離及びダイシングテープの貼着を加工ステップに応じて実施しないため、表面保護テープの剥離及びダイシングテープの貼着に伴うウェーハ破損の恐れがない。 Further, when forming the protective film, the wafer has the original thickness before grinding, so there is no risk of damage to the wafer due to the formation of the protective film. Since peeling of the protective tape and sticking of the dicing tape are not performed according to the processing step, there is no fear of wafer breakage due to peeling of the surface protective tape and sticking of the dicing tape.
以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。図1を参照すると、半導体ウェーハ11の表面側斜視図が示されている。図1に示す半導体ウェーハ(以下、単にウェーハと略称することがある)11は厚さが約700μmのシリコンウェーハからなっており、表面11aに複数の分割予定ライン(ストリート)13が格子状に形成されていると共に、複数の分割予定ライン13によって区画された各領域にそれぞれIC、LSI等のデバイス15が形成されている。11bはウェーハ11の裏面である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Referring to FIG. 1, a front side perspective view of a
本発明のウェーハの加工方法では、まず、ウェーハ11の表面11aを外的刺激で硬化する樹脂で被覆して保護膜を形成する保護膜形成ステップを実施する。図2は保護膜形成ステップ実施後の断面図であり、ウェーハ11の表面11aが保護膜17により被覆されている。外的刺激で硬化する樹脂としては、本実施形態では紫外線硬化樹脂を採用したが、加熱により硬化する熱硬化樹脂を利用するようにしてもよい。
In the wafer processing method of the present invention, first, a protective film forming step is performed in which the
紫外線硬化樹脂をウェーハ11の表面11aにスピンコート法、プレス法等により塗布した後、紫外線を照射して紫外線硬化樹脂を半硬化させる。保護膜17の厚みは、50μm〜200μmの範囲が好ましい。
After the ultraviolet curable resin is applied to the
保護膜形成ステップを実施した後、図3に示すように、ウェーハ11の裏面11b側をバイト切削装置のチャックテーブル2で保持し、保護膜17を切削バイト20で旋回切削して平坦化する保護膜平坦化ステップを実施する。
After performing the protective film forming step, as shown in FIG. 3, the
図3において、チャックテーブル2は、枠体4と、枠体4に囲繞された複数のピンから構成される保持部(ピンチャック)6と、枠体4に形成された吸引路8とを含んでいる。吸引路8を吸引源に選択的に接続することにより、ピンチャック6に選択的に負圧を付与することができる。
In FIG. 3, the chuck table 2 includes a frame body 4, a holding part (pin chuck) 6 composed of a plurality of pins surrounded by the frame body 4, and a
バイト切削ユニット10は、モータにより回転駆動されるスピンドル12と、スピンドル12の下端に固定されたホイールマウント14と、ホイールマウント14に着脱可能に装着されるバイトホイール16とを含んでいる。バイトホイール16は、基台18と、基台18の下端外周に着脱可能に装着された切削バイト20とから構成される。
The
切削バイト20による保護膜平坦化ステップでは、ウェーハ11の裏面11b側をチャックテーブル2で吸引保持し、保護膜17を露出させる。そして、切削バイト20が保護膜17に所定深さ切り込むようにバイト切削ユニット10を位置付け、バイトホイール16を矢印a方向に回転させると共に、チャックテーブル2を矢印Y方向に直線的に加工送りする。これにより、保護膜17は切削バイト20により旋回切削されて平坦化される。
In the protective film flattening step by the
保護膜平坦化ステップを実施した後、図4に示すように、ウェーハ11の保護膜17側を研削装置のチャックテーブル24で保持し、ウェーハ11の裏面11bを研削手段(研削ユニット)32で研削し、ウェーハ11を所定厚みへと薄化する研削ステップを実施する。
After performing the protective film flattening step, as shown in FIG. 4, the
図4において、研削装置のチャックテーブル24は、枠体26と、枠体26により囲繞されたポーラスセラミックス等から形成された吸引保持部28と、枠体26に形成された吸引路30とを含んでいる。吸引路36を吸引源に選択的に接続することにより、吸引保持部28に選択的に負圧が付与される。
In FIG. 4, the chuck table 24 of the grinding apparatus includes a
研削ユニット32は、モータにより回転駆動されるスピンドル34と、スピンドル34の下端に固定されたホイールマウント36と、ホイールマウント36に着脱可能に装着された研削ホイール38とを含んでいる。研削ホイール38は、環状のホイール基台40と、ホイール基台40の下端外周部に固着された複数の研削砥石42とから構成される。
The grinding
研削ステップでは、チャックテーブル24でウェーハ11の表面に貼着された保護膜17側を吸引保持し、ウェーハ11の裏面11bを露出させる。ウェーハ11を保持したチャックテーブル24を例えば300rpmで矢印a方向に回転しつつ、研削ホイール38を矢印bで示す方向に例えば6000rpmで回転させると共に、図示しない研削ユニット送り機構を駆動して研削砥石42をウェーハ11の裏面11bに接触させる。
In the grinding step, the
そして、研削ホイール38を所定の研削送り速度で下方に研削送りしながらウェーハ11の裏面11bを研削する。接触式又は非接触式の厚み測定ゲージでウェーハ11の厚みを測定しながら、ウェーハ11を所定厚みへと薄化する。
Then, the
研削ステップを実施した後、図5に示すように、切削装置のチャックテーブル46でウェーハ11の保護膜17側を吸引保持し、ウェーハ11の裏面11b側から撮像ユニット54でウェーハ11を撮像し、分割予定ライン13を検出する分割予定ライン検出ステップを実施する。
After performing the grinding step, as shown in FIG. 5, the
図5において、切削装置のチャックテーブル46は、枠体48と、枠体48に囲繞されたポーラスセラミックス等から形成された吸引保持部50と、枠体48に形成された吸引路52とを含んでいる。吸引路52は、吸引源に選択的に接続される。撮像ユニット54は、通常の撮像素子の他に赤外線撮像素子を含んでいる。
In FIG. 5, the chuck table 46 of the cutting apparatus includes a
分割予定ライン検出ステップでは、チャックテーブル46の吸引路52を吸引源に接続して、吸引保持部50で保護膜17側を吸引保持し、ウェーハ11の裏面11bを露出させる。そして、撮像ユニット54の赤外線撮像素子でウェーハ11を透過して、ウェーハ11の表面11aに形成されている第1の方向に伸長する分割予定ライン13及び第1の方向に直交する第2の方向に伸長する分割予定ライン13をそれぞれ検出する。
In the scheduled division line detection step, the
分割予定ライン検出ステップを実施した後、分割予定ライン13に沿ってウェーハ11の裏面11b側からウェーハ11を加工して、ウェーハ11を複数のチップへと分割する分割ステップを実施する。図6を参照すると、分割ステップの第1実施形態の断面図が示されている。
After performing the division | segmentation planned line detection step, the division | segmentation step which processes the
分割ステップの第1実施形態では、切削装置の切削ブレード54により分割ステップを実施する。即ち、切削装置のチャックテーブル46で保護膜17を介してウェーハ11を吸引保持し、高速回転する切削ブレード54をウェーハ11の裏面11b側からウェーハ11を通して保護膜17に所定深さまで切り込ませ、検出した分割予定ライン13に沿って矢印X1方向にウェーハ11を切削する。
In 1st Embodiment of a division | segmentation step, a division | segmentation step is implemented with the
54aは切削時の切削ブレード54の刃先位置であり、t1は保護膜17の切り残し部をそれぞれ表している。即ち、本実施形態では、保護膜17を従来方法によるダイシングテープと同様に使用して、ウェーハ11をフルカットする。
54 a is the cutting edge position of the
隣接する分割予定ライン13の間隔ずつ切削ブレード54を割り出し送りして、第1の方向に伸長する分割予定ライン13を次々と切削する。次いで、チャックテーブル46を90°回転してから、第2の方向に伸長する全ての分割予定ライン13を切削して、ウェーハ11を個々のチップに分割する。
The
図7(A)を参照すると、レーザー加工装置を使用した分割ステップの第2実施形態の断面図が示されている。レーザー加工装置のチャックテーブル58は、枠体60と、枠体60に囲繞されたポーラスセラミックス等から形成された吸引保持部62と、枠体60に形成された吸引路64とを含んでいる。吸引路64は、吸引源に選択的に接続される。
Referring to FIG. 7A, there is shown a cross-sectional view of the second embodiment of the dividing step using the laser processing apparatus. The chuck table 58 of the laser processing apparatus includes a
第2実施形態の分割ステップでは、チャックテーブル58の吸引保持部62で保護膜17を介してウェーハ11を吸引保持し、ウェーハ11の裏面11bを露出させる。そして、集光器66からウェーハ11に対して吸収性を有する波長(例えば355nm)のレーザービームLB1をウェーハ11の裏面11b側から検出した分割予定ライン13に沿って照射し、チャックテーブル58を矢印X2方向に加工送りすることにより、アブレーションにより分割予定ライン13に沿ったレーザー加工溝を形成する。
In the dividing step of the second embodiment, the
例えば、同一の分割予定ライン13に沿ってレーザービームLB1を複数パス照射し、アブレーションによりウェーハ11をフルカットする。代替実施形態として、ウェーハ11をアブレーションによりハーフカットし、図8に示すようなブレーキング装置68でウェーハ11を個々のチップへと分割するようにしてもよい。
For example, the laser beam LB1 is irradiated by a plurality of passes along the
本実施形態のように、レーザー加工装置による分割の場合には、図5を参照して説明した分割予定ライン検出ステップは、ウェーハ11がレーザー加工装置のチャックテーブル58で保持されて、分割予定ライン13が検出される。
In the case of division by the laser processing apparatus as in the present embodiment, the division planned line detection step described with reference to FIG. 5 is performed in such a manner that the
図7(B)を参照すると、分割ステップの第3実施形態が示されている。第3実施形態の分割ステップでは、ウェーハ11に対して透過性を有する波長(例えば1064nm)のレーザービームLB2をウェーハ11に照射する。
Referring to FIG. 7B, a third embodiment of the dividing step is shown. In the division step of the third embodiment, the
即ち、第3実施形態の分割ステップでは、チャックテーブル58で保護膜17側を吸引保持し、ウェーハ11の裏面11bを露出させる。そして、集光器66からレーザービームLB2の集光点をウェーハ11の内部に合わせながら、レーザービームLB2をウェーハ11の裏面11b側から照射し、チャックテーブル58を矢印X2方向に加工送りすることにより、ウェーハ11の内部に分割予定ライン13に沿った改質層19を形成する。
That is, in the dividing step of the third embodiment, the
隣接する分割予定ライン13の間隔ずつチャックテーブル58を割り出し送りしながら、第1の方向に伸長する全ての分割予定ライン13に沿って同様な改質層19を形成する。次いで、チャックテーブル58を90°回転してから、第1の方向に直交する第2の方向に伸長する全ての分割予定ライン13に沿って同様な改質層19を形成する。
While the chuck table 58 is indexed and fed at an interval between adjacent division lines 13, the same modified
全ての分割予定ライン13に沿ってウェーハ11の内部に改質層19を形成した後、図8に示すようなブレーキング装置70を利用して、ウェーハ11を個々のチップ23に分割する。
After the modified
図8に示すブレーキング装置70は、エアー供給路74が形成された支持台72と、支持台72に装着された複数のクランプ76と、支持台72上に搭載され、外周部が支持台72に貼着された弾性シート78とを含んでいる。
The
外力付与ステップでは、まず、図8(A)に示すように、分割予定ライン13に沿ってウェーハ11の内部に改質層19が形成されたウェーハ11を、保護膜17を介して支持台70上に載置された弾性シート78上に搭載する。
In the external force imparting step, first, as shown in FIG. 8A, the
そして、ウェーハ11の最外周の外周余剰領域21をクランプ76でクランプして固定する。ここで、弾性シート78はその外周部が支持台72に貼着されているため、外周部の気密が保たれている。
Then, the outer
次いで、図8(B)に示すように、エアー供給路74を介してエアー供給源80から弾性シート78の下側に圧縮エアーを供給し、弾性シート78に圧縮エアーにより外力を付与し、弾性シート78を凸形状に変形させる。
Next, as shown in FIG. 8B, compressed air is supplied to the lower side of the
これにより、ウェーハ11には曲げ応力が作用するため、ウェーハ11は内部に形成された改質層19を破断起点に分割予定ライン13に沿って個々のチップ23に分割される。
As a result, bending stress acts on the
分割ステップ実施後、図9に示すように、保護膜17に貼着されている個々のチップ23を保護膜17からピックアップするピックアップステップを実施する。このピックアップステップでは、保護膜17に紫外線を照射して保護膜17を完全硬化させ、保護膜17の粘着力を低下させた後、ピックアップ装置82のコレット84でチップ23をピックアップする。
After performing the dividing step, as shown in FIG. 9, a pickup step for picking up
保護膜17が熱硬化性樹脂から形成されている場合には、保護膜17を加熱して熱硬化性樹脂からなる保護膜17を完全硬化させその粘着力を低下させた後、ピックアップ装置82によるピックアップステップを実施する。
In the case where the
10 バイト切削ユニット
11 半導体ウェーハ
13 分割予定ライン
15 デバイス
17 保護膜
19 改質層
20 切削バイト
21 ウェーハの外周余剰領域
23 チップ
32 研削ユニット
38 研削ホイール
44 撮像ユニット
54 切削ブレード
66 集光器
70 ブレーキング装置
76 クランプ
78 弾性シート
82 ピックアップ装置
84 コレット
10
Claims (2)
ウェーハの表面を外的刺激で硬化する樹脂で被覆して保護膜を形成する保護膜形成ステップと、
該保護膜形成ステップを実施した後、ウェーハの裏面側をチャックテーブルで保持し、該保護膜を切削バイトで切削して平坦化する保護膜平坦化ステップと、
該保護膜平坦化ステップを実施した後、ウェーハの該保護膜側をチャックテーブルで保持し、ウェーハの裏面を研削手段で研削してウェーハを所定厚みへと薄化する研削ステップと、
該研削ステップを実施した後、ウェーハの該保護膜側をチャックテーブルで保持し、ウェーハの裏面側から該分割予定ラインを検出する分割予定ライン検出ステップと、
該分割予定ライン検出ステップを実施した後、該分割予定ラインに沿ってウェーハの裏面側からウェーハを加工してウェーハを複数のチップへと分割する分割ステップと、
を備えたことを特徴とするウェーハの加工方法。 A wafer processing method in which a device is formed in each region of a surface partitioned by a plurality of division lines to intersect,
A protective film forming step of forming a protective film by coating the surface of the wafer with a resin that is cured by an external stimulus;
After performing the protective film forming step, the back surface side of the wafer is held by a chuck table, and the protective film is flattened by cutting the protective film with a cutting tool,
After performing the protective film flattening step, holding the protective film side of the wafer with a chuck table, grinding the back surface of the wafer with a grinding means to thin the wafer to a predetermined thickness,
After carrying out the grinding step, the protective film side of the wafer is held by a chuck table, and the division planned line detection step for detecting the division planned line from the back side of the wafer;
After performing the planned division line detection step, the division step of processing the wafer from the back side of the wafer along the division line to divide the wafer into a plurality of chips,
A wafer processing method characterized by comprising:
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