JP5048379B2 - Wafer processing method - 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。 The present invention relates to a method of processing a wafer that is easy to handle even if formed thin.
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、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。 A wafer on which a plurality of devices such as IC and LSI are formed on the surface side is divided into individual devices using a dicing apparatus or the like, and is widely used by being incorporated into various electronic devices. In order to reduce the size and weight of the electronic device, the wafer before being divided into individual devices is formed such that the back surface is ground and the thickness thereof becomes, for example, 20 μm to 100 μm.
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、その後の工程で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ことが困難となる。 However, since the wafer thinly formed by grinding loses rigidity, there is a problem that it is difficult to handle and transport in subsequent processes. For example, it becomes difficult to coat a metal film made of gold, silver, titanium, or the like to a thickness of about several tens of nanometers on the back surface of a wafer thinned by grinding the back surface.
そこで、本出願人は、ウェーハの裏面のうち、デバイスが形成された部分であるデバイス領域の裏面を研削して所望の厚さとし、その外周側は研削せずに残すことによりリング状補強部を形成し、ウェーハの剛性を高めて取り扱いや搬送を容易とした状態で裏面に金属膜を被覆し、その後リング状補強部を除去してダイシングすることにより個々のデバイスに分割するウェーハの加工方法を提案し、特許出願した(特許文献1参照)。 Therefore, the present applicant grinds the back surface of the device region, which is the portion where the device is formed, of the back surface of the wafer to a desired thickness, and leaves the outer peripheral side without grinding to form a ring-shaped reinforcing portion. A wafer processing method that divides the wafer into individual devices by forming and increasing the rigidity of the wafer to cover the backside with a metal film while facilitating handling and transportation, and then removing the ring-shaped reinforcement and dicing. Proposed and filed a patent application (see Patent Document 1).
しかし、特許文献1に記載されたウェーハの加工方法では、リング状補強部の裏面を研削してリング状補強部を除去する際に、デバイス領域の裏面に被覆された金属膜が研削されないようにするために、研削砥石をリング状補強部に正確に位置合わせしなければならないため、そのための制御が煩雑となるという問題がある。
However, in the wafer processing method described in
そこで、本発明が解決しようとする課題は、ウェーハのデバイス領域の裏面を研削してその周囲にリング状補強部を形成した後にウェーハの裏面に金属膜を被覆し、その金属膜を損傷させることなく、リング状補強部を容易に除去できるようにすることである。 Therefore, the problem to be solved by the present invention is to grind the back surface of the device region of the wafer and form a ring-shaped reinforcing portion around it, and then coat the back surface of the wafer with a metal film to damage the metal film. The ring-shaped reinforcing portion can be easily removed.
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表面側を研削装置のチャックテーブルに保持し、デバイス領域の裏面を研削して凹部を形成すると共に凹部の外周側にリング状補強部を形成するリング状補強部形成工程と、リング状補強部形成工程の後に、ウェーハの裏面に金属膜を被覆する金属膜被覆工程と、金属膜被覆工程の後に、リング状補強部を除去するリング状補強部除去工程とから少なくとも構成されるウェーハの加工方法に関するもので、リング状補強部除去工程では、ウェーハを保持する保持面を有し回転可能なチャックテーブルと、チャックテーブルに保持されたウェーハを研削する研削砥石がリング状に配設された研削ホイールが回転可能に構成された研削手段と、研削手段を保持面に対して垂直方向に研削送りする研削送り手段とを少なくとも備えた研削装置を用い、ウェーハの表面側をチャックテーブルに保持して回転させると共に、研削ホイールを回転させながら研削送り手段による研削送りによって研削砥石の軌跡がリング状補強部に交差するようにウェーハの裏面に研削砥石を作用させてリング状補強部を研削し、リング状補強部の研削面がデバイス領域の裏面に被覆された金属膜の上面から20μm〜1μm上の位置に達した時に研削を終了することを特徴とする。
The present invention holds the surface side of a wafer on which a device area formed by dividing a plurality of devices by streets and an outer peripheral surplus area surrounding the device area on the surface is held on a chuck table of a grinding apparatus, The back surface of the wafer is ground to form a concave portion and a ring-shaped reinforcing portion forming step for forming a ring-shaped reinforcing portion on the outer peripheral side of the concave portion, and the metal that covers the metal film on the back surface of the wafer after the ring-shaped reinforcing portion forming step The present invention relates to a wafer processing method comprising at least a ring-shaped reinforcing portion removing step for removing a ring-shaped reinforcing portion after a film coating step and a metal film coating step. In the ring-shaped reinforcing portion removing step, the wafer is held. A chuck table that has a holding surface to rotate and a grinding wheel that grinds the wafer held by the chuck table are arranged in a ring shape. A grinding apparatus having at least a grinding means configured to rotate the grinding wheel and a grinding feed means for grinding and feeding the grinding means in a direction perpendicular to the holding surface is used, and the wafer surface is held on the chuck table. In addition to rotating the grinding wheel, the grinding wheel is applied to the back surface of the wafer so that the locus of the grinding wheel intersects the ring-shaped reinforcing part by grinding feed by the grinding feed means while rotating the grinding wheel to grind the ring-shaped reinforcing part. The grinding is finished when the grinding surface of the ring-shaped reinforcing portion reaches a
リング状補強部除去工程の後には、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がダイシングテープを介してダイシングフレームに支持された状態で、ストリートに沿ってウェーハを個々のデバイスに分割する分割工程が実施される。ダイシングテープの厚さは80μm〜100μmであることが望ましい。 After the ring-shaped reinforcement removal process, the wafer is divided into individual devices along the street with the dicing tape attached to the back of the wafer and the wafer supported by the dicing frame via the dicing tape. A process is performed. The thickness of the dicing tape is desirably 80 μm to 100 μm.
本発明では、リング状補強部除去工程において、研削砥石の回転軌道がリング状補強部に交差するように研削を行うため、研削砥石をリング状補強部の上方に正確に位置合わせする必要がなく、制御が容易となる。また、リング状補強部の研削面がデバイス領域の裏面に被覆された金属膜の上面から20μm〜1μm上の位置となったときに研削を終了するため、デバイス領域の裏面の金属膜に研削砥石が接触することがない。したがって、デバイス領域の裏面の金属膜を損傷させることがない。
In the present invention, in the step of removing the ring-shaped reinforcing portion, the grinding wheel is ground so that the rotation trajectory of the grinding wheel intersects the ring-shaped reinforcing portion, so that it is not necessary to accurately position the grinding wheel above the ring-shaped reinforcing portion. Control becomes easy. Further, since the grinding is finished when the grinding surface of the ring-shaped reinforcing portion reaches a
更に、リング状補強部除去工程の後の分割工程では、リング状補強部の裏面がデバイス領域の金属膜よりも20μm〜1μm突出した状態でダイシングテープに貼着されることとなるが、この程度の段差であれば、ダイシングテープの厚さよりも小さく、ダイシングテープは柔軟であるため、ダイシングテープによって当該段差が吸収され、切削の妨げにはならない。 Furthermore, in the dividing step after the ring-shaped reinforcing portion removing step, the back surface of the ring-shaped reinforcing portion is stuck to the dicing tape in a state of protruding 20 μm to 1 μm from the metal film in the device region. If the level difference is less than the thickness of the dicing tape and the dicing tape is flexible, the level difference is absorbed by the dicing tape and does not hinder cutting.
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。 As shown in FIG. 1, a device region W1 in which a plurality of devices D are formed and an outer peripheral surplus region W2 surrounding the device region W1 are formed on the surface Wa of the wafer W. In the device region W1, a device D is formed by being partitioned by streets S provided vertically and horizontally. Further, a notch N which is a notch indicating a crystal orientation is formed on the outer peripheral portion of the wafer W in the illustrated example.
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チャックテーブル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。
The
チャックテーブル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、チャックテーブル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の裏面に接触させ、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、すなわち外周余剰領域W2の裏面にリング状補強部W4が形成される(リング状補強部形成工程)。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。
In the chuck table 20, the
次に、リング状補強部形成工程後のウェーハWの裏面に、金、銀、チタン等からなる金属膜を被覆する(金属膜被覆工程)。金属膜被覆工程に移るために、図3に示した研削装置2のチャックテーブル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、裏面全面が研削されたウェーハをチャックテーブルから取り外す場合と比較すると、取り外しが容易となり、損傷のおそれも少ない。
Next, a metal film made of gold, silver, titanium or the like is coated on the back surface of the wafer W after the ring-shaped reinforcing portion forming process (metal film coating process). When the wafer W and the
金属膜被覆工程には、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。
In the metal film coating step, for example, a reduced pressure film forming apparatus 3 shown in FIG. 6 can be used. The vacuum film forming apparatus 3 includes a
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加え、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原子がスパッタ源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て金属膜被覆工程を遂行した場合は、凹部W3にのみ金属膜4が形成される。金属膜被覆工程は、デバイス領域W1の裏面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、金属膜被覆工程におけるウェーハWの取り扱いが容易となる。なお、金属膜被覆工程は、蒸着やCVD等によっても可能である。
By holding the
金属膜被覆工程終了後は、リング状補強部W4を除去する(リング状補強部除去工程)。リング補強部W4の除去には、例えば、図8に示す研削装置5を使用することができる。この研削装置5は、ウェーハWを保持する保持面60を有し回転及び水平方向に移動可能なチャックテーブル6と、チャックテーブル6に保持されたウェーハWを研削する研削手段7と、研削手段7を保持面60に対して垂直方向に研削送りする研削送り手段8とを備えている。
After completion of the metal film coating step, the ring-shaped reinforcing portion W4 is removed (ring-shaped reinforcing portion removing step). For example, a
研削手段7は、垂直方向の軸心を有するスピンドル70と、スピンドル70を回転可能に支持するスピンドルハウジング71と、スピンドル70の先端に形成されたホイールマウント72と、ホイールマウント72に固定された研削ホイール73と、研削ホイール73の下面に固着された研削砥石74と、スピンドル70を駆動するモータ75とから構成される。
The grinding means 7 includes a
研削送り手段8は、垂直方向に配設されたボールネジ80と、ボールネジ80の一端に連結されたパルスモータ81と、ボールネジ80と平行に配設された一対のガイドレール82と、内部のナット(図示せず)がボールネジ80に螺合すると共に側部がガイドレール82に摺接する昇降板83と、昇降板83に連結されスピンドルハウジング71を支持する支持部84とから構成され、パルスモータ81に駆動されてボールネジ80が回動することにより、昇降板83がガイドレール82にガイドされて昇降し、これに伴い支持部84及び研削手段7が昇降する構成となっており、図示しない制御部がパルスモータ81に供給するパルスによって、研削砥石74の上下方向の位置をμm単位で精密に制御することができる。
The grinding feed means 8 includes a
図7に示したようにリング状補強部W4が形成され金属膜4が被覆されたウェーハWは、図9に示すように、保護部材1側(ウェーハWの表面側)がチャックテーブル6の保持面60に保持される。そして、チャックテーブル6を回転させると共に、モータ75の駆動により研削ホイール73を回転させながら研削送り手段8による研削送りによって研削手段7を下降させ、図9に示すように、回転する研削砥石74の軌跡がウェーハWのリング状補強部W4に交差するように作用させてリング状補強部W4を研削していく。そして、図10に示すように、デバイス領域W1の裏面の金属膜4の上面4aより20μm〜1μmほど上の位置まで外周余剰領域W4を研削して研削を終了する(リング状補強部除去工程)。すなわち、リング状補強部W4の研削面W4aが金属膜4の上面4aよりも20μm〜1μm上に位置するようになるまで研削を行う。
As shown in FIG. 7, the wafer W in which the ring-shaped reinforcing portion W4 is formed and the
このように、研削砥石74の下面が金属膜4の上面4aより20μm〜1μmほど上の位置になった時点で研削送り手段8による研削送りを止めて研削を終了することにより、研削砥石74が金属膜4に接触することがないため、金属膜4を損傷させることがない。また、研削砥石74の回転軌道がリング状補強部W4に交差するように研削砥石74あてがって研削を行うため、リング状補強部W4のみの上方に研削砥石74を位置合わせする必要がなく、チャックテーブル6の水平方向の位置制御も容易となる。
As described above, when the lower surface of the
リング状補強部除去工程終了後は、図11に示すように、ウェーハWをダイシングテープTに貼着し、ダイシングテープTの縁部をリング状のフレームFに貼着することにより、ウェーハWがダイシングテープTを介してダイシングフレームFによって支持された状態とすると共に、ウェーハWの表面W1に貼着されていた保護部材1を剥離する。ダイシングテープTは、例えば80μm〜100μmほどの厚さを有するポリオレフィン等からなる柔軟な材質により形成されている。こうして、ダイシングテープTを介してダイシングフレームFに支持されたウェーハWは、例えば図12に示す切削装置9のチャックテーブル90に搬送され、保持される。
After completion of the ring-shaped reinforcing portion removing step, the wafer W is bonded to the dicing tape T and the edge of the dicing tape T is bonded to the ring-shaped frame F as shown in FIG. While being supported by the dicing frame F via the dicing tape T, the
切削装置9は、ウェーハWを保持して回転可能なチャックテーブル90とウェーハWに対して切削を施す切削手段91とを備えている。切削手段91は、ハウジング910によって回転可能に支持されたスピンドル911の先端部に切削ブレード912が装着されて構成されている。チャックテーブル90は、加工送り手段92によって駆動されてX軸方向に移動可能となっている。また、切削手段91は、割り出し送り手段93によって駆動されてY軸方向に移動可能であると共に切り込み送り手段94によって駆動されてZ軸方向に移動可能となっている。
The
チャックテーブル90には、ウェーハWに貼着されたダイシングテープT側が保持される。このとき、図13に示すように、リング状補強部W4の上面W4aとデバイス領域の裏面の金属膜4の上面(研削面)4aとの段差は20μm〜1μm程度であり、この段差は、厚さが80μm〜100μmであり柔軟なダイシングテープTによって吸収されるため、ウェーハWの表面Waはフラットな状態となり、切削に支障は生じない。
The dicing tape T side attached to the wafer W is held on the chuck table 90. At this time, as shown in FIG. 13, the step between the upper surface W4a of the ring-shaped reinforcing portion W4 and the upper surface (grinding surface) 4a of the
このようにしてウェーハWがチャックテーブル90に保持されると、チャックテーブル90が+X方向に移動すると共に、切削ブレード912が高速回転しながら切削手段91が下降して切削すべきストリートに切り込むことにより、検出したストリートが切削される。また、ストリート間隔ずつ切削手段91をY軸方向にインデックス送りしながら切削を繰り返すことにより、同方向のストリートがすべて切削される。更に、チャックテーブル90を90度回転させてから同様の切削を行うと、すべてのストリートが切削され、個々のデバイスDに分割される。
When the wafer W is held on the chuck table 90 in this way, the chuck table 90 moves in the + X direction, and the cutting means 91 descends while the
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 W4a:研削面(上面)
N:ノッチ
T:ダイシングテープ F:ダイシングフレーム
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 4a:上面
5:研削装置
6;チャックテーブル 60:保持面
7:研削手段
70:スピンドル 71:スピンドルハウジング 72:ホイールマウント
73:研削ホイール 74:研削砥石 75:モータ
8:研削送り手段
80:ボールネジ 81:パルスモータ 82:ガイドレール 83:昇降板
84:支持部
9:切削装置
90:チャックテーブル
91:切削手段
910:ハウジング 911:スピンドル 912:切削ブレード
92:加工送り手段
93:割り出し送り手段
94:切り込み送り手段
W: Wafer Wa: Surface W1: Device area
S: Street D: Device W2: Peripheral surplus region Wb: Back surface W3: Recessed portion W4: Ring-shaped reinforcing portion W4a: Grinding surface (upper surface)
N: Notch T: Dicing tape F: Dicing frame 1: Protective member 2: Grinding device 20: Chuck table 21: Grinding means 22: Spindle 23: Grinding wheel 24: Grinding wheel 3: Depressurized film forming device 31: Chamber 32: Holding Part 33: Exciting member 34: Sputtering source 35: High frequency power source 36: Introducing port 37: Depressurizing port 4:
Claims (3)
該リング状補強部形成工程の後に、該ウェーハの裏面に金属膜を被覆する金属膜被覆工程と、
該金属膜被覆工程の後に、該リング状補強部を除去するリング状補強部除去工程と
から少なくとも構成されるウェーハの加工方法であって、
該リング状補強部除去工程では、
ウェーハを保持する保持面を有し回転可能なチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持されたウェーハを研削する研削砥石がリング状に配設された研削ホイールが回転可能に構成された研削手段と、該研削手段を該保持面に対して垂直方向に研削送りする研削送り手段とを少なくとも備えた研削装置を用い、
該ウェーハの表面側を該チャックテーブルに保持して回転させると共に、該研削ホイールを回転させながら該研削送り手段による研削送りによって該研削砥石の軌跡が該リング状補強部に交差するように該ウェーハの裏面に該研削砥石を作用させて該リング状補強部を研削し、該リング状補強部の研削面が該デバイス領域の裏面に被覆された金属膜の上面から20μm〜1μm上の位置に達した時に研削を終了する
ウェーハの加工方法。 A surface of a wafer on which a device region formed by dividing a plurality of devices by streets and an outer peripheral surplus region surrounding the device region is formed is held on a chuck table of a grinding apparatus, and the device region A ring-shaped reinforcing portion forming step of forming a concave portion by grinding the back surface and forming a ring-shaped reinforcing portion on the outer peripheral side of the concave portion;
After the ring-shaped reinforcing portion forming step, a metal film coating step for coating the back surface of the wafer with a metal film,
A wafer processing method comprising at least a ring-shaped reinforcing portion removing step of removing the ring-shaped reinforcing portion after the metal film coating step,
In the ring-shaped reinforcing portion removing step,
A rotatable chuck table having a holding surface for holding a wafer, and a grinding means configured to rotate a grinding wheel in which a grinding wheel for grinding the wafer held on the chuck table is arranged in a ring shape; Using a grinding apparatus comprising at least grinding feed means for grinding and feeding the grinding means in a direction perpendicular to the holding surface,
The wafer surface is rotated while being held by the chuck table, and the locus of the grinding wheel intersects the ring-shaped reinforcing portion by grinding feed by the grinding feed means while rotating the grinding wheel. The ring-shaped reinforcing portion is ground by applying the grinding wheel to the back surface of the device, and the ground surface of the ring-shaped reinforcing portion reaches a position 20 μm to 1 μm above the upper surface of the metal film coated on the back surface of the device region. The wafer processing method that finishes grinding when finished.
請求項1に記載のウェーハの加工方法。 After the ring-shaped reinforcing portion removing step, a dicing tape is attached to the back surface of the wafer, and the wafer is supported on the dicing frame via the dicing tape. The wafer processing method according to claim 1, wherein a dividing step of dividing the device is performed.
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