JP4767702B2 - ウエーハの分割方法 - Google Patents
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Description
表面から切断する方法と裏面から切断する方法の2通りがある。前者の方法では、補強部をリング状に切除し、ウエーハの裏面を吸着して表面に現れるストリート等の切断予定ラインに沿って切断(ダイシング)する。なお、ダイシング後に補強部を切除することも行われる。また、後者の方法では、補強部の裏面側を研削してその部分の金属膜を除去し、そこから赤外線カメラで表面のストリートを透過撮影して切断予定ラインを認識し、ウェーハの裏面からダイシングする。
[1]半導体ウエーハ
図1(a),(b)は、本実施形態の基板である円盤状の半導体ウエーハ(以下、ウエーハと略称)1の斜視図および側面図をそれぞれ示している。このウエーハ1はシリコンウエーハ等であって、厚さは600〜700μm程度のものである。ウエーハ1の表面には格子状の第1、第2のストリート(ストリート)2a,2bによって多数の矩形状の半導体チップ3が区画されており、これら半導体チップ3の表面にはICやLSI等の電子回路が形成されている。
切削加工装置10は略直方体状の基台11を有し、この基台11の水平な上面には位置決め機構20が設けられ、さらに、位置決め機構20の周囲には時計回りにカセット30、切削機構40、洗浄ユニット50が配列されている。ウエーハ1は、複数がカセット30に収容された状態で基台11上の所定位置に設置される。
カセット30は持ち運びが可能で、複数のウエーハ1を積層して収容するもので、基台11上の所定のカセット設置部に着脱可能にセットされる。カセット30は、互いに離間した一対の平行なケース31を有しており、これらケース31の内側の互いの対向面に、ラック32が上下方向に複数段設けられている。これらラック32に、表面を上に向けた水平な姿勢のウエーハ1がスライド可能に挿入されるようになっている。カセット30は、基台11上のカセット設置部に、ウエーハ1のスライド方向がY方向と平行になるようにしてセットされる。カセット30内のウエーハ1は、上記移送ロボットによって位置決め機構20に移送される。
位置決め機構20は、Y方向に延びる一対の平行なガイドバー21が、互いに近付いたり離れたりするようにリンクしながらY方向に直交するX方向に移動するように構成されている。ウエーハ1は、ガイドバー21の間の基台11上に載置され、近付き合うガイドバー21に挟まれることにより、切削機構40、洗浄ユニット50およびカセット30への中継位置が定められる。
切削機構40は、矩形状のテーブルベース41上に回転自在に設けられた円盤状のチャックテーブル42と、このチャックテーブル42の上方に配設された切削ユニット45とを備えている。テーブルベース41は、基台11上に図示せぬガイドレールを介してX方向に移動自在に設けられ、図示せぬ往復駆動機構によって往復移動させられる。チャックテーブル42は、上面が水平で、Z方向(鉛直方向)を軸線として回転自在にテーブルベース41に支持されており、図示せぬ回転駆動機構によって時計方向または反時計方向に回転させられる。
洗浄ユニット50は、上記切削機構40のチャックテーブル42と同様の真空チャック式のチャックテーブル51と、このチャックテーブル51の周囲に配設された洗浄水ノズルおよびエアノズル(いずれも図示略)とを備えている。チャックテーブル51は、水平な上面にウエーハ1を吸着、保持し、図示せぬ回転駆動機構によって高速で回転させられる。チャックテーブル51上に保持されて高速回転させられるウエーハ1に対して、洗浄水ノズルから洗浄水が噴射され、これによってウエーハ1は洗浄される。そして、チャックテーブル51の回転を続行するとともに洗浄水の噴射を停止することにより洗浄水はスピンアウトし、さらにエアノズルからウエーハ1に空気が噴射されることにより、洗浄されたウエーハ1が乾燥処理される。
ウエーハ1には、研削加工が施されて薄化されるが、その過程において外周縁にリング状の補強部を形成する凹状加工が施される。図5は凹状加工が施されたウエーハ1を示す図である。凹状加工により、ウエーハ1のデバイス領域1aが研削され、ウエーハ1の外周縁にデバイス領域よりも肉厚の補強部1bが形成される。図4はそのような凹状加工を行う研削装置を示す図である。図4において符号60は研削加工装置の研削ユニットである。研削ユニット60は、昇降可能でかつ横方向にも移動可能に構成されている。研削ユニット60は、円筒状のスピンドル61の回転軸にホイールマウント63を介して、多数のチップ状の砥石64を保持する研削ホイール65が取り付けられたものである。なお、図において符号66はスピンドル61の回転軸を回転させるモータである。
次に、ウエーハ1を個々のデバイスに分割する手順について、ストリート認識溝形成工程、凹状加工工程、金属膜被覆工程、およびウェーハ切断工程の順に説明する。
まずはじめに、切削装置10において、上記の移送ロボットによってカセット30内の1枚のウエーハ1が、位置決め機構20における2つのガイドバー21の間に裏面を上に向けた状態で水平に置かれる。そして、2つのガイドバー21が互いに近付く方向にリンクして移動し、両ガイドバー21がウエーハ1に当接して挟んだ時点で移動を停止する。これによってウエーハ1は切削機構40のチャックテーブル42への移送開始位置に位置決めされる。
凹状加工工程では、図4に示すように、ウエーハ1の表面を、真空チャック式のチャックテーブル54上に吸着、保持し、そのウエーハ1の表面に対して、高速回転させた研削ホイール65の砥石64を押圧することによって、ウエーハ1の裏面のデバイス領域1aのみが研削される。この凹状加工工程により、デバイス領域1aは、最終的な厚さとされる。図7は、凹状加工工程を施したウエーハ1を示す図である。この図に示すように、ウエーハ1の補強部1bには、前記ストリート認識溝形成工程による第1、第2ストリート認識溝7a、7bが残されている。
凹状加工工程が施されたウエーハ1は、スパッタリング装置に搬入され、そこで、裏面全体に適宜な金属膜が被覆される。この金属膜は、電極や放熱手段として使用される。スパッタリングに際して、ウエーハ1の表面に貼着された保護テープ5は剥離されるので、所定の高温でのスパッタリングを行うことができる。
金属膜が被覆されたウエーハ1は、表面に保護テープ5が貼着されてカセット30に収容され、再度切削加工装置10に運ばれる。ウエーハ1の保護リブ1bには研削加工が施されていないので、そこには第1、第2ストリート認識溝7a,7bが残されている。そして、切削加工装置10は、第1、第2ストリート認識溝7a,7bを切削位置の基準として、ウエーハ1を個々の半導体チップ3に個片化する切断を行う。このウエーハ切断工程では、先ず、厚さの厚い切断ブレードを用いてウエーハ1の補強部1bを切削する補強部切削工程を行い、次いで、厚さの薄い切断ブレードを用いて表面に至る切削を行うデバイス領域切削工程を行う。
前述のストリート認識溝形成工程と同様にしてウエーハ1を切削加工装置10のチャックテーブル42に吸着させると、チャックテーブル42および切削ユニット45のスピンドル46がそれぞれX方向およびY方向へ移動し、切断ブレード47をウエーハ1の加工位置の直上に位置させる。なお、切削加工装置10の制御装置には、第1、第2ストリート認識溝7a,7bの位置が記憶されており、切削加工装置10は、例えばオリエンテーションノッチ4の位置を検出することで上記のような位置決めを行うことができる。
次に、切断ブレード47を厚さが例えば20〜30μmのものに取り替えてデバイス領域1aの切削を行う。この切削加工では、切断ブレード47が保護シール5に達するような切り込み深さとする。そして、図9(b)に示すように、補強部切削工程で切削した加工溝8a(8b)よりも幅が狭く、かつ深い加工溝9a(9b)を形成する。そして、第1、第2ストリート2a,2bの全てに対してこの切削加工を行うことにより、ウエーハ1は、個々の半導体チップ3に分割される。
2a,2b…ストリート、3…半導体チップ(デバイス)、
5…保護シール、7a,7b…ストリート認識溝、
8a,8b,9a,9b…加工溝、10…切削加工装置、44…赤外線カメラ、
45…切削ユニット、47…切断ブレード。
Claims (3)
- 表面に、複数のデバイスが第1の方向のストリートと第2の方向のストリートによって区画されて形成されたデバイス領域と、このデバイス領域を囲繞する外周余剰領域とを備えたウェーハを個々のデバイスに分割するウェーハの分割方法であって、
ウェーハの表面を吸着して裏面側からウエーハを透視し、前記第1の方向のストリートと前記第2の方向のストリートに対応するウェーハの裏面の前記外周余剰領域にストリート認識溝を形成するストリート認識溝形成工程と、
該ストリート認識溝形成工程の後に、前記ストリート認識溝を前記外周余剰領域に残すようにして前記デバイス領域に対応する裏面を研削して前記外周余剰領域にリング状の補強部を形成する凹状加工工程と、
該凹状加工工程に次いでウェーハの裏面に金属膜を被覆する金属膜被覆工程と、
ウェーハの表面を吸着して前記ストリート認識溝をウェーハの裏面から検出し、前記ストリート認識溝の位置に基づいて前記第1の方向のストリートと前記第2の方向のストリートに沿ってウエーハを切断するウェーハ切断工程とを備え、
該ウェーハ切断工程は、ウェーハの裏面から前記デバイス領域に至らない深さで前記補強部を前記第1の方向のストリートと前記第2の方向のストリートに沿って切削する第1の切削工程と、前記第1の切削工程で使用した切断ブレードよりも薄いブレードを使用して前記第1の切削工程で形成された補強部の溝に沿ってウェーハを完全に切断し個々のデバイスに分割する第2の切削工程とを備えたことを特徴とするウェーハの分割方法。 - 前記第1の切削工程が全て終了した後に前記第2の切削工程を行うことを特徴とする請求項1に記載のウエーハの分割方法。
- 回転する2つの切断ブレードを有する切削加工装置を用い、前記第1の切削工程および前記第2の切削工程を前記2つの切断ブレードで行うことを特徴とする請求項2に記載のウエーハの分割方法。
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