JP4791772B2 - ウェーハの加工方法 - Google Patents

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Description

本発明は、薄く形成されても取り扱いが容易となるようなウェーハの加工方法に関するものである。
ＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスが表面側に複数形成されたウェーハは、ダイシング装置等を用いて個々のデバイスに分割され、各種電子機器に組み込まれて広く使用されている。そして、電子機器の小型化、軽量化等を図るために、個々のデバイスに分割される前のウェーハは、研削装置のチャックテーブルにて表面側が保持されて裏面が研削され、その厚さが例えば２０μｍ〜１００μｍになるように形成される（例えば特許文献１参照）。
特開２００４−３１９８８５号公報
しかし、研削により薄く形成されたウェーハは剛性がなくなるため、その後の取り扱いや搬送が困難になるという問題がある。例えば、裏面研削後のウェーハを研削装置の保持テーブルから取り外す際やウェーハを個々のデバイスに分割する際において、ウェーハの取り扱いが容易ではない。また、裏面の研削により薄くなったウェーハの裏面に金、銀、チタン等からなる金属膜を数十ｎｍ程の厚さに被覆する場合や、デバイスを構成する電極部分にビアホールを形成する場合等においても、ウェーハの取り扱いが困難であり、また、工程間におけるウェーハの搬送も困難である。
そこで、本発明が解決しようとする課題は、ウェーハが研削により薄くなった後においても、加工や搬送における取り扱いを容易とすることである。
本発明は、複数のデバイスが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、デバイス領域を囲繞する外周余剰領域とが表面に形成されたウェーハの加工方法に関するものであり、ウェーハの表面側を研削装置の保持テーブルにて保持し、ウェーハの裏面のうちデバイス領域に相当する領域を研削して凹部を形成し、凹部の外周側にリング状補強部を形成する裏面研削工程と、凹部に保護テープを貼着する保護テープ貼着工程と、ウェーハの分割を行う分割装置のチャックテーブルにて保護テープ側を保持してウェーハを個々のデバイスに分割する分割工程とから少なくとも構成され、分割装置のチャックテーブルは、凹部の径に対応した外径を有し、裏面研削工程の後であって保護テープ貼着工程の前に、裏面研削工程後のウェーハのデバイス領域にビアホールを形成するビアホール形成工程が遂行される。
本発明では、裏面のうちデバイス領域に相当する部分を研削して凹部を形成することによってその外周側にリング状補強部を形成するため、デバイス領域の厚さが極めて薄くなったとしても、リング状補強部によってデバイス領域が外周側から補強された状態となっている。したがって、裏面研削後のウェーハを研削装置の保持テーブルから容易に取り外すことができ、更に、後続する工程及び工程間のウェーハの搬送におけるウェーハの取り扱いが容易となる。
また、分割装置を構成するチャックテーブルの外径が凹部の径に対応しており、保護テープが貼着されたウェーハをそのままの状態でチャックテーブルにて保持することができるため、凹部とリング状補強部との間に生じている段差にかかわらず、ウェーハを安定的に保持することができる。
裏面研削工程の後であって保護テープ貼着工程の前にビアホール形成工程が遂行されるため、ビアホール形成工程におけるウェーハの取り扱いが容易となる。
図１に示すように、ウェーハＷの表面Ｗａには、デバイスＤが複数形成されたデバイス領域Ｗ１と、デバイス領域Ｗ１を囲繞する外周余剰領域Ｗ２とが形成されている。デバイス領域Ｗ１においては、縦横に設けられたストリートＳによって区画されてデバイスＤが形成されている。また、図示の例のウェーハＷの外周部には、結晶方位を示す切り欠きであるノッチＮが形成されている。
このウェーハＷ１の表面Ｗａにテープ等の保護部材１を貼着して裏返し、図２に示すように、裏面Ｗｂが露出した状態とする。そして、例えば図３に示す研削装置２を用いて裏面Ｗｂを研削する。この研削装置２には、ウェーハを保持して回転可能な保持テーブル２０と、ウェーハに対して研削加工を施す研削手段２１とを備えている。研削手段２１には、回転可能でかつ昇降可能なスピンドル２２と、スピンドル２２の先端に装着されスピンドル２２の回転に伴って回転する研削ホイール２３と、研削ホイール２３の下面に固着された研削砥石２４とを備えている。
保持テーブル２０では保護部材１側が保持され、ウェーハＷの裏面Ｗｂが研削砥石２４と対向した状態となる。そして、保持テーブル２０の回転に伴いウェーハＷが回転すると共に、スピンドル２２の回転に伴って回転する研削砥石２４が下降してウェーハＷの裏面Ｗｂに接触する。このとき、研削砥石２４は、裏面Ｗｂのうち表面Ｗａのデバイス領域Ｗ１（図１参照）に相当する部分、すなわちデバイス領域Ｗ１の裏側に接触させ、それ以外の部分は研削しないようにする。そうすると、図４及び図５に示すように、研削した部分に凹部Ｗ３が形成され、その外周側において凹部Ｗ３の底面との間で生じた段差部分にリング状補強部Ｗ４が形成される（裏面研削工程）。リング状補強部Ｗ４の厚さは数百μｍ程度あることが望ましい。一方、デバイス領域Ｗ１の厚さは例えば２０μｍ〜１００μｍ程度まで薄くすることができる。
次に、裏面研削工程後のウェーハＷのデバイス領域Ｗ１または裏面に対して追加の加工を施す追加加工工程を遂行する。追加加工工程に移るにあたり、研削装置２の保持テーブル２０からウェーハＷ及び保護部材１を取り外す際には、ウェーハＷにリング状補強部Ｗ４が形成されているため、裏面全面を研削する場合と比較すると、取り外しが容易となる。追加加工工程としては、例えば、リング状補強部Ｗ４が形成されたウェーハＷの裏面に膜を形成する膜形成工程や、リング状補強部Ｗ４が形成されたウェーハＷにビアホールを形成するビアホール形成工程等がある。
追加加工工程が膜形成工程の場合は、ウェーハＷの裏面Ｗｂに金、銀、チタン等からなる金属膜を形成する。膜形成工程には、例えば図６に示す減圧成膜装置３を用いることができる。この減圧成膜装置３においては、チャンバー３１の内部に静電式にてウェーハＷを保持する保持部３２を備えており、その上方の対向する位置には、金属からなるスパッタ源３４が励磁部材３３に支持された状態で配設されている。このスパッタ源３４には、高周波電源３５が連結されている。また、チャンバー３１の一方の側部には、スパッタガスを導入する導入口３６が設けられ、もう一方の側部には減圧源に連通する減圧口３７が設けられている。
保護部材１側が保持部３２において静電式にて保持されることにより、ウェーハＷの裏面がスパッタ源３４に対向して保持される。そして、励磁部材３３によって磁化されたスパッタ源３４に高周波電源３５から４０ｋＨｚ程度の高周波電力をくわえ、減圧口３７からチャンバー３１の内部を１０−２Ｐａ〜１０−４Ｐａ程度に減圧して減圧環境にすると共に、導入口３６からアルゴンガスを導入してプラズマを発生させると、プラズマ中のアルゴンイオンがスパッタ源３４に衝突して粒子がはじき出されてウェーハＷの裏面に堆積し、図７に示すように、金属膜４が形成される。この金属膜４は、例えば３０〜６０ｎｍ程度の厚さを有する。なお、リング状補強部Ｗ４にマスキングを施した場合は、凹部Ｗ３にのみ金属膜４が形成される（膜形成工程）。膜形成工程は、デバイス領域Ｗ１の裏側が研削により薄くなった状態で行われるが、ウェーハＷにはリング状補強部Ｗ４が形成されているため、膜形成工程におけるウェーハＷの取り扱いが容易となる。なお、膜形成工程は、蒸着やＣＶＤ等によっても可能である。
一方、追加加工工程がビアホール形成工程の場合は、図８に示すように、デバイスＤの所定の位置にドリル等を用いてビアホールＢを形成する。ウェーハＷにはリング状補強部Ｗ４が形成されているため、ビアホール形成工程におけるウェーハＷの取り扱いが容易となる。なお、膜形成工程によって裏面に膜が形成されたウェーハに対してビアホールＢが形成されることもある。
追加加工工程終了後は、表面に貼着されていた保護部材１を剥離すると共に、図９に示すように、保護テープＴを凹部Ｗ３に貼着する。例えば図７に示したように、ウェーハＷの裏面側に膜形成工程により金属膜４が形成されている場合は、図１０に示すように、凹部Ｗ３に被覆された金属膜４に保護テープＴを貼着する。このとき、リング状補強部Ｗ４に被覆された金属膜４の露出面と保護テープＴの露出面とは、必ずしも面一になる必要はない。
凹部Ｗ３に保護テープＴを貼着した後は、図１１に示すように、ウェーハの分割を行う分割装置５を構成するチャックテーブル５０に保護テープＴ側を下にして載置し、図１２に示すように、吸引源に連通するチャックテーブル５０にて保護テープＴを介してウェーハＷを保持する。ここで、チャックテーブル５０の外径は、凹部Ｗ３の内径に対応していることが望ましい。例えば、チャックテーブル５０の外径が凹部Ｗ３の内径より若干小さい程度であれば、保護テープＴを介してウェーハＷが安定的に保持される。
次に、図１３に示すように、チャックテーブル５０を水平方向に移動させながら、高速回転する切削ブレード５１をストリートＳに切り込ませ、すべてのストリートＳを縦横に切削する。このとき、図１４に示すように、切削により形成された溝Ｇが保護テープＴに達するように切削することにより、ストリートＳを完全切断することができ、これによって個々のデバイスに分割される（分割工程）。
また、図１４に示したように、保護テープＴが完全切断されないように切削し、個々のデバイスをピックアップすると、図１５に示すように、外周余剰領域Ｗ２及びリング状補強部Ｗ４が保護テープＴに貼着された状態の残材６が形成される。したがって、この残材６はそのまま廃棄することができ、また、ウェーハの分割時に通常用いるリング状のダイシングフレームを用いる必要がない。
なお、上記の例では、切削ブレードによる切削によって分割工程を遂行することとしたが、レーザ光の照射によっても同様に個々のデバイスに分割することができる。
ウェーハ及び保護部材の一例を示す斜視図である。 ウェーハの表面に保護部材が貼着された状態を示す斜視図である。 裏面研削工程の一例を示す斜視図である。 裏面研削工程後のウェーハ及び保護部材を示す斜視図である。 裏面研削工程後のウェーハ及び保護部材を示す断面図である。 減圧成膜装置の一例を示す断面図である。 膜形成後のウェーハ及び保護部材を示す断面図である。 デバイスにビアホールが形成されたウェーハを示す斜視図である。 ウェーハに形成された凹部に保護テープを貼着する状態を示す斜視図である。 ウェーハに形成された凹部に保護テープが貼着された状態を示す断面図である。 保護テープが貼着されたウェーハをチャックテーブルに保持する状態を示す斜視図である。 保護テープが貼着されたウェーハがチャックテーブルにて保持された状態を示す断面図である。 分割工程の一例を示す斜視図である。 保護テープが貼着されデバイスに分割されたウェーハを示す断面図である。 デバイスピックアップ後のウェーハ及び保護テープを示す断面図である。
Ｗ：ウェーハ
Ｗａ：表面
Ｗ１：デバイス領域
Ｓ：ストリート Ｄ：デバイス
Ｗ２：外周余剰領域
Ｗｂ：裏面
Ｗ３：凹部
Ｗ４：リング状補強部
Ｎ：ノッチ
Ｂ：ビアホール
Ｔ：保護テープ
１：保護部材
２：研削装置
２０：チャックテーブル ２１：研削手段 ２２：スピンドル ２３：研削ホイール
２４：研削砥石
３：減圧成膜装置
３１：チャンバー ３２：保持部 ３３：励磁部材 ３４：スパッタ源
３５：高周波電源 ３６：導入口 ３７：減圧口
４：金属膜
５：切削装置
５０：チャックテーブル ５１：切削ブレード
６：残材

Claims (1)

  1. 複数のデバイスが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、該デバイス領域を囲繞する外周余剰領域とが表面に形成されたウェーハの加工方法であって、
    ウェーハの表面側を研削装置の保持テーブルにて保持し、該ウェーハの裏面のうち該デバイス領域に相当する領域を研削して凹部を形成し、該凹部の外周側にリング状補強部を形成する裏面研削工程と、
    該凹部に保護テープを貼着する保護テープ貼着工程と、
    ウェーハの分割を行う分割装置のチャックテーブルにて該保護テープ側を保持してウェーハを個々のデバイスに分割する分割工程と
    から少なくとも構成され、
    該分割装置のチャックテーブルは、該凹部の径に対応した外径を有し、
    該裏面研削工程の後であって該保護テープ貼着工程の前に、該裏面研削工程後のウェーハのデバイス領域にビアホールを形成するビアホール形成工程が遂行される
    ウェーハの加工方法。
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