JP2018195770A

JP2018195770A - ウェーハの加工方法

Info

Publication number: JP2018195770A
Application number: JP2017100493A
Authority: JP
Inventors: 関家　一馬; Kazuma Sekiya; 一馬関家
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2017-05-22
Filing date: 2017-05-22
Publication date: 2018-12-06

Abstract

【課題】ウェーハから表面保護テープを剥離させやすくするウェーハの加工方法を提供する。【解決手段】ウェーハ（１０）の表面（１０ａ）に表面保護テープ（２０）を貼着する表面保護テープ貼着ステップと、表面保護テープ側を研削装置（３０）又は研磨装置のチャックテーブル（３１）に保持し、ウェーハの裏面（１０ｂ）を研削又は研磨する研削又は研磨ステップと、研削又は研磨ステップを実施した後に、該研削又は研磨後のウェーハ裏面に別の粘着テープ（４０）を貼着して表面保護テープを剥離して転写を行う転写ステップと、を備え、転写ステップを実施する際に、表面保護テープの直径方向一端をウェーハ表面から剥離して表面保護テープの粘着剤とウェーハ表面との間に剥離アシスト液（Ｑ）を噴射しつつ、表面保護テープの直径方向他端まで引っ張って剥離するようにした。【選択図】図４

Description

本発明は、ウェーハの表面に貼着された保護テープを剥離する加工方法に関する。

半導体チップ等のデバイスの製造では、ウェーハの表面側に複数のデバイスを形成し、ウェーハの裏面を研削することにより所定の厚さにする。近年は、半導体チップの薄型化を図るために、研削の段階でウェーハを非常に薄化させる（例えば厚さを１００μｍ以下や５０μｍ以下にする）場合がある。

ウェーハの裏面を研削する際には、表面側の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を貼着する。そして、表面保護テープが貼られたウェーハの表面側を研削装置のチャックテーブルに載置する。ウェーハの裏面を研削して所望の厚みにした後で、ウェーハを分割予定ラインに沿って個々のデバイスに分割する。分割加工後に、裏面がダイシングテープに貼着された状態の個々のデバイスがピックアップされる。

研削加工から分割加工に移行する際に、ウェーハの裏面にダイシングテープを貼着すると共にウェーハの表面から表面保護テープを剥離する転写ステップが実施される。転写ステップにおいて、ウェーハの表面から表面保護テープを剥離させにくいという問題があった。特に、研削でウェーハを非常に薄化させた場合に、粘着力の強い表面保護テープを剥離させようとすると、ウェーハが破損するリスクが高くなる。その対策として、外的刺激によって表面保護テープの粘着力を低下させてから剥離を行う技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００５−８６０７４号公報

転写ステップで表面保護テープを剥離させやすくする方法として、紫外線照射や加熱によって粘着力が低下する（粘着剤の硬化や粘着面状態の変化が生じる）タイプの粘着剤を表面保護テープに用いて、転写ステップにおいて紫外線の照射や加熱を行うものが知られている。しかし、ウェーハの表面にデバイスによる凹凸が形成されている場合には、表面保護テープの貼着状態、紫外線照射や加熱の効果（紫外線の届きやすさや熱の伝わり方）、等の条件が非均一になりやすく、剥離させやすい部分と剥離させにくい部分にムラが生じる場合があった。

また、表面保護テープを剥離する段階で、ウェーハ表面上への粘着剤の残留をできるだけ無くしたいという要求もあった。

本発明は以上のような点に鑑みてなされたものであり、ウェーハから表面保護テープを剥離させやすくす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形成されたウェーハの該表面に表面保護テープを貼着する表面保護テープ貼着ステップと、表面保護テープ側を研削装置又は研磨装置のチャックテーブルに保持し、ウェーハの裏面を研削又は研磨する研削又は研磨ステップと、研削又は研磨ステップを実施した後に、研削又は研磨後のウェーハ裏面に別の粘着テープを貼着して表面保護テープを剥離して転写を行う転写ステップと、を備え、転写ステップを実施する際に、表面保護テープの直径方向一端をウェーハ表面から剥離して表面保護テープの粘着剤とウェーハ表面との間に剥離アシスト液を噴射しつつ表面保護テープの直径方向他端まで引っ張り剥離すること、を特徴とする。

表面保護テープの粘着剤を水溶性とし、転写ステップにおいて剥離アシスト液として純水で剥離アシストをすると共に表面に残留する粘着剤を洗浄するようにしてもよい。

以上の本発明によれば、表面保護テープの剥離時に、表面保護テープの粘着剤とウェーハ表面の間に剥離アシスト液を噴射することで、粘着剤剥離を円滑に行うことができる。また、水溶性粘着剤の表面保護テープの場合には、剥離アシスト液を純水にすることで、剥離アシストと共に、ウェーハ表面に残留する粘着剤を良好に洗浄することができる。

本発明のウェーハの加工方法によれば、ウェーハから表面保護テープを剥離させやすくなり、加工の効率が向上する。

ウェーハに表面保護テープを貼着するステップを示す断面図である。ウェーハの裏面を研削するステップを示す斜視図である。ウェーハの裏面にダイシングテープを貼着してウェーハの表面から表面保護テープを剥離する転写ステップを示す斜視図である。転写ステップを側方から見た図である。

以下、添付図面を参照して、本実施の形態のウェーハの加工方法を説明する。図１はウェーハに表面保護テープを貼着するステップを示し、図２は研削装置によってウェーハの裏面を研削するステップを示し、図３と図４は研削後のウェーハ裏面にダイシングテープを貼着してウェーハ表面から表面保護テープを剥離する転写ステップを示している。

図１及び図３に示すように、ウェーハ１０は、表面１０ａ及び裏面１０ｂと略円形の外周部１０ｃとを有する円板状の被加工物である。表面１０ａ及び裏面１０ｂと外周部１０ｃとの境界部分は、滑らかに面取りされた形状になっている（図１参照）。図３に示すように、ウェーハ１０の表面１０ａ側には、格子状に配列された複数の分割予定ライン１１により区画された複数の矩形領域が設定され、各矩形領域に半導体チップ等のデバイス１２が形成されている。なお、本実施の形態におけるウェーハ１０の表面１０ａは、デバイス１２の表面も含むものとする。すなわち、デバイス１２がウェーハ１０上に突出した形態である場合には、デバイス１２の表面と、デバイス１２に対して段差を有するウェーハ１０の表面はいずれも、表面１０ａに含まれる。

図１に示す表面保護テープ貼着ステップでは、ウェーハ１０の表面１０ａに表面保護テープ２０を貼着する。表面保護テープ２０は片側に粘着性のある粘着面２１を有しており、ウェーハ１０の表面１０ａに対して粘着面２１が貼着される。表面保護テープ２０の貼着は周知の方法で行うことができる。例えば、ウェーハ１０の外周縁側から表面１０ａ上に表面保護テープ２０を繰り出しつつ、表面保護テープ２０上で貼着ローラを転動させることによって粘着面２１を表面１０ａに密着させる。

ウェーハ１０の表面１０ａに貼着された表面保護テープ２０は、後述する研削ステップにおいて、ウェーハ１０上のデバイス１２を外的異物、チッピング、コンタミネーションなどから保護するものである。貼着された状態の表面保護テープ２０は、複数のデバイス１２を全て覆う形状及び面積を有している。デバイス１２が形成されていないウェーハ１０の周縁領域に関しては、表面保護テープ２０で覆うか否かは任意に選択できる。本実施の形態は、円形状のウェーハ１０の全体を表面保護テープ２０で覆っている。

表面保護テープ２０を貼着したウェーハ１０は、研削装置へ搬送されて、裏面１０ｂ側を研削して所定の薄さにする。図２は研削装置の要部を示したものである。図２に示すように、研削装置３０はチャックテーブル３１を有し、チャックテーブル３１の上面には吸着面３２が設けられている。図示を省略する吸引源によって吸着面３２上に吸引力を作用させることができる。チャックテーブル３１は、図示を省略する回転駆動手段によって、鉛直方向を向く軸を中心として回転駆動される。

研削装置３０は研削手段３５を備えている。研削手段３５は、鉛直方向に向く軸を中心として回転可能なスピンドルを有するスピンドルユニット３６と、スピンドルユニット３６の下端に設けられてスピンドルと共に回転する研削ホイール３７とを備える。研削ホイール３７の下面には複数の研削砥石３８が環状に固定されている。研削手段３５は、図示を省略する昇降機構によって鉛直方向に移動させることができる。

図２に示すように、研削装置３０へ搬送されたウェーハ１０は、表面保護テープ２０で覆われた表面１０ａ側を下向きにしてチャックテーブル３１の吸着面３２上に載置され、裏面１０ｂが上向きに露出する。吸引源を駆動して吸着面３２に吸引力を作用させ、ウェーハ１０を吸着面３２に吸着保持する。そして、ウェーハ１０を保持した状態のチャックテーブル３１を研削手段３５の直下に位置させる。

この状態でチャックテーブル３１を回転（図２に矢線Ｒ１で示す）させると共に、研削ホイール３７を回転（図２に矢線Ｒ２で示す）させながら昇降機構によって研削手段３５を下降させる。すると、研削砥石３８がウェーハ１０の裏面１０ｂに接触して、研削砥石３８によってウェーハ１０が研削される。ウェーハ１０の表面１０ａが表面保護テープ２０で覆われているため、研削加工で生じる研削屑、コンタミネーション、その他の外的異物がデバイス１２に付着せず保護される。なお、図２では一つの研削手段３５によって研削を行っている状態のみを示しているが、研削ステップでは、粗さの異なる研削砥石を用いて粗研削と仕上げ研削を順次行ってもよい。

研削ステップが完了すると、図３及び図４に示す転写ステップが実施される。転写ステップは図示を省略するテープマウンタで行われる。転写ステップでは、ウェーハ１０の裏面１０ｂにダイシングテープ４０を貼着させ、ウェーハ１０の表面１０ａから表面保護テープ２０を剥離する。なお、図４ではウェーハ１０の表面１０ａ側に形成されたデバイス１２の図示を省略している。

図３及び図４に示すように、中央に円形状の開口４３を有する環状フレーム４２に対してダイシングテープ４０の粘着面４１の外縁部が貼着され、開口４３の内側にダイシングテープ４０の粘着面４１の中央部分が露出している。研削後のウェーハ１０は環状フレーム４２の開口４３の内側に位置し、ウェーハ１０の裏面１０ｂに対してダイシングテープ４０の粘着面４１が貼着される。この段階では、ウェーハ１０の表面１０ａと裏面１０ｂにそれぞれ表面保護テープ２０とダイシングテープ４０が貼着された状態になる。

ダイシングテープ４０の貼着後に、ウェーハ１０の表面１０ａから表面保護テープ２０を剥離する。ウェーハ１０の直径方向の一端（図４中の左方の端部）で表面保護テープ２０を把持し、この把持部分をウェーハ１０の直径方向の他端（図４中の右方の端部）に向けて引っ張ることで、表面保護テープ２０の剥離が行われる。表面保護テープ２０の把持は、図示を省略する把持手段によって行う。把持手段は、ウェーハ１０の直径方向や鉛直方向に可動に支持される把持部を備えており、把持部の位置を適宜調整しながら表面保護テープ２０の剥離を進行させる。

転写ステップの完了後に分割ステップが実施される。分割ステップの図示を省略しているが、ダイシングテープ４０を介してウェーハ１０を保持した環状フレーム４２を切削装置に搬送してチャックテーブル上に保持する。そして、切削装置の切削ブレードによって、複数の分割予定ライン１１（図３）に沿う切削加工を行い、個々のデバイス１２（図１、図３）に分割する。

ところで、表面保護テープ２０の粘着面２１の粘着力が強いと、転写ステップにおいてウェーハ１０の表面１０ａから表面保護テープ２０を剥離させにくい場合がある。強い粘着力に抗して無理に表面保護テープ２０を剥離させようとすると、研削ステップで薄化させた状態のウェーハ１０や、ウェーハ１０上に形成されたデバイス１２が破損するおそれがある。また、ウェーハ１０やデバイス１２の破損を生じるには至らないまでも、表面保護テープ２０を剥離させるために大きな力を要すると、作業効率が悪くなる。そのため、転写ステップにおいて容易且つ確実に表面保護テープ２０の剥離を実行できることが望まれる。

上記の要求を満たすべく本実施の形態では、剥離アシスト液を噴射しながら表面保護テープ２０の剥離を行う。図４に示すように、転写ステップで用いるテープマウンタには流体噴射手段５０が設けられている。流体噴射手段５０は、噴射ノズル５１と、噴射ノズル５１へ剥離アシスト液を送る流体供給源５２とを備えている。流体供給源５２から噴射ノズル５１へ所定の圧力で送られた剥離アシスト液は、噴射ノズル５１からウェーハ１０の表面１０ａと表面保護テープ２０の粘着面２１の間へ向けて噴射されて、表面保護テープ２０の剥離を円滑にさせる。噴射ノズル５１から噴射された剥離アシスト液を図４に破線の矢印Ｑで示した。流体供給源５２にはコンプレッサーが内蔵されており、剥離アシスト液Ｑの噴射の強さは任意に設定可能である。

転写ステップにおいて、ウェーハ１０の表面１０ａに対して表面保護テープ２０が貼着されている未剥離部分と、表面１０ａから表面保護テープ２０が剥がされた剥離済み部分との境界を剥離境界とする。円形状のウェーハ１０の直径方向に表面保護テープ２０を剥がす場合には、剥離の進行方向（図４中の左方から右方）に対して略垂直な線状の領域が剥離境界ラインＬとなる。図４に示しているのは剥離境界ラインＬ上の特定の点である。流体噴射手段５０は、剥離境界ラインＬに沿う領域と、剥離境界ラインＬの周囲へ向けて、剥離アシスト液Ｑを噴射することが可能である。

具体的には、図３に示すように、噴射ノズル５１は剥離境界ラインＬに沿う方向に長い形状であり、ウェーハ１０の直径をカバーする長さを有している。図示を省略しているが、噴射ノズル５１は剥離境界ラインＬに沿う方向に並ぶ複数の噴射口を備えており、各噴射口からの噴射によって帯状の領域に剥離アシスト液Ｑを供給できる。

図４に示すように、ウェーハ１０の直径方向（表面保護テープ２０の剥離の進行方向）に延びるガイドレール５３と、ガイドレール５３に対して長手方向に移動可能に支持されたスライダ５４と、スライダ５４に対して鉛直方向に移動可能な昇降機構５５とを備えており、昇降機構５５の下端に噴射ノズル５１が支持されている。噴射ノズル５１は軸部５６を中心とする揺動によって上下への角度変化が可能である。噴射ノズル５１のこれらの動作は、モータやアクチュエータを備えた駆動手段５７によって行われる。

流体供給源５２から噴射ノズル５１への剥離アシスト液Ｑの供給（噴射の強さ）と、駆動手段５７の駆動による噴射ノズル５１の位置及び姿勢の制御は、制御手段５８によって行われる。制御手段５８は、表面保護テープ２０の剥離動作を行う上述の把持手段と連動して、適切な位置に適切な強さの剥離アシスト液Ｑを噴射するように制御する。

剥離アシスト液Ｑの噴射位置をより厳密に制御するべく、ウェーハ１０の表面１０ａと表面保護テープ２０の状態を撮像可能な撮像装置を備え、撮像される画像情報に基づいて制御手段５８が制御を行うようにしてもよい。また、弾性波検出センサや把持手段の駆動抵抗を検出するセンサ等によって、保護テープ２０の剥離が適切に進行しているか否かを検出して、剥離の進行に何らかの障害や抵抗が生じていると判断した場合に、剥離アシスト液Ｑの噴射を強めるような制御を行ってもよい。

このように構成された流体噴射手段５０は、ウェーハ１０の表面１０ａから表面保護テープ２０を剥離する際に、剥離の進行に追従して噴射ノズル５１の位置や向きを変化させながら、常に剥離境界ラインＬ付近に剥離アシスト液Ｑを噴射することができる。例えば、ウェーハ１０上のデバイス１２に対して物理的なダメージを与えず、且つ表面保護テープ２０の粘着面２１の剥離を促進させる強さ及び位置に剥離アシスト液Ｑを噴射することで、剥離アシスト液Ｑをいわゆるウォータージェット加工用の送水として機能させ、ウェーハ１０の表面１０ａからの表面保護テープ２０の剥離を円滑にさせることができる。

また、噴射された剥離アシスト液Ｑは、ウェーハ１０の表面１０ａ上に残留している粘着剤やその他の異物を洗い流す洗浄用の流体としても機能する。残留接着剤や異物を洗浄する際は、軸部５６を中心とする回動によって噴射ノズル５１の向きを変化させ、剥離境界ラインＬ以外の表面１０ａ上の領域にも剥離アシスト液Ｑが届くようにするとよい。

上記の効果を高めるため、剥離アシスト液Ｑは、粘着面２１に接触したときに粘着剤の粘着力を低下させたり粘着剤を溶かしたりする性質を有してもよい。この場合、ウェーハ１０やデバイス１２に対して化学的なダメージを与えないという条件を満たすものであれば、剥離アシスト液Ｑには剥離効果向上に寄与する任意の成分を含ませることができる。一例として、アルコールで溶解されるタイプの粘着剤が粘着面２１に用いられている場合は、剥離アシスト液Ｑとしてアルコール溶液を用いることができる。

また、表面保護テープ２０の粘着面２１に用いられる粘着剤が水溶性である場合は、剥離アシスト液Ｑとして純水を選択してもよい。純水は、コストや取り扱い易さの点で優れており、表面保護テープ２０に対する剥離アシストを行いながら、ウェーハ１０の表面１０ａ上に残留する粘着剤や異物を効率的に除去及び洗浄するのに適している。

なお、粘着剤が水溶性である表面保護テープは、水の付着が生じない加工で用いることが好ましい。例えば、先に説明した研削装置３０による研削ステップ（図２）ではウェーハ１０と研削砥石３８の間に研削水が供給されるが、乾式研磨であるドライポリッシングでは、水溶性粘着剤の表面保護テープ２０を用いることができる。別言すれば、本発明において表面保護テープの貼着状態で実施される加工は、図２に示す研削加工に限られるものではなく、ドライポリッシングを含む研磨加工であってもよい。

従来の表面保護テープの剥離加工には、紫外線照射や加熱等の外的刺激によって粘着力を低下させてから剥離させるものが知られている。しかし、ウェーハの表面上にデバイスによる凹凸が存在する場合等に、紫外線照射や加熱の効果にムラが生じて、表面保護テープを剥離させにくい箇所が残ってしまう場合があった。これに対して本実施の形態の加工方法は、粘着剤に対して剥離アシスト液が直接的に作用し、且つ剥離アシスト液の噴射エリアや噴射強度の設定自由度が高いため、表面保護テープの貼着状態の影響を受けにくく、従来に比して高い剥離アシスト効果を得ることができる。なお、紫外線照射や加熱等を用いる既存の剥離方法と、本実施の形態に係る剥離アシスト液の噴射を併用することも可能である。

流体噴射手段５０は、本実施の形態と異なる構成にすることも可能である。例えば、剥離境界ラインＬに沿う方向へ長い形状の噴射ノズル５１（図３参照）に代えて、剥離境界ラインＬに沿う方向に移動可能に支持された小型の噴射ノズルを用いることも可能である。すなわち、図４に示すスライダ５４と噴射ノズル５１の間に、ガイドレール５３の長手方向に垂直な方向への移動を可能にする第２のガイド機構を追加してもよい。

また、鉛直方向に向く軸を中心として回転可能に支持された噴射ノズルを用い、当該噴射ノズルの揺動（首振り動作）によって、剥離境界ラインＬに沿う方向への剥離アシスト液の噴射を行うこともできる。

また、噴射ノズルからの剥離アシスト液の噴射領域の大きさを可変にして、剥離の進行状況に応じて、広範囲への噴射と局所的な噴射を使い分けてもよい。

上記実施の形態では、転写ステップにおいて噴射ノズル５１側を移動させて剥離アシスト液Ｑの噴射位置を変化させているが、ウェーハ１０を保持する環状フレーム４２側を可動に支持して同様の機能を持たせることも可能である。

上記実施の形態では、表面１０ａ上にデバイス１２が形成されたウェーハ１０を加工対象としているが、デバイスを未形成の状態のウェーハに表面保護テープを貼着して加工を行う場合にも本発明は適用が可能である。

本発明によるウェーハの加工方法は、単体のテープマウンタに対して適用してもよいし、複数の加工装置で構成されるクラスター型やインライン型のモジュールシステムに対して適用してもよい。

また、本発明の各実施の形態を説明したが、本発明の他の実施の形態として、上記実施の形態及び変形例を全体的又は部分的に組み合わせたものでもよい。

また、本発明の実施の形態は上記の実施の形態及び変形例に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の趣旨を逸脱しない範囲において様々に変更、置換、変形されてもよい。さらには、技術の進歩又は派生する別技術によって、本発明の技術的思想を別の仕方で実現することができれば、その方法を用いて実施されてもよい。したがって、特許請求の範囲は、本発明の技術的思想の範囲内に含まれ得る全ての実施形態をカバーしている。

以上説明したように、本発明はウェーハから表面保護テープを剥離させやすくなるという効果を有し、ウェーハの加工作業性の向上に寄与することができる。

１０ウェーハ
１０ａ表面
１０ｂ裏面
１１分割予定ライン
１２デバイス
２０表面保護テープ
２１粘着面
３０研削装置
３１チャックテーブル
３２吸着面
３５研削手段
３７研削ホイール
３８研削砥石
４０ダイシングテープ（別の粘着テープ）
４１粘着面
４２環状フレーム
５０流体噴射手段
５１噴射ノズル
５２流体供給源
５３ガイドレール
５４スライダ
５５昇降機構
５６軸部
５７ノズル駆動手段
５８制御手段
Ｌ剥離境界ライン
Ｑ剥離アシスト液

Claims

表面に複数のデバイスが形成されたウェーハの該表面に表面保護テープを貼着する表面保護テープ貼着ステップと、
該表面保護テープ側を研削装置又は研磨装置のチャックテーブルに保持し、ウェーハの裏面を研削又は研磨する研削又は研磨ステップと、
該研削又は研磨ステップを実施した後に、該研削又は研磨後のウェーハ裏面に別の粘着テープを貼着して該表面保護テープを剥離して転写を行う転写ステップと、を備え、
該転写ステップを実施する際に、該表面保護テープの直径方向一端を該ウェーハ表面から剥離して該表面保護テープの粘着剤と該ウェーハ表面との間に剥離アシスト液を噴射しつつ該表面保護テープの直径方向他端まで引っ張り剥離すること、
を特徴とするウェーハの加工方法。
該表面保護テープの粘着剤は水溶性であり、該転写ステップにおいて該剥離アシスト液として純水で剥離アシストをすると共に該表面に残留する該粘着剤を洗浄すること、を特徴とする請求項１記載のウェーハの加工方法。