JP5498857B2 - ウェーハの加工方法 - Google Patents

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Description

本発明は、ウェーハの加工方法に関する。特に、分割予定ラインによって区画された複数の領域それぞれにデバイスが形成されたウェーハを、個々のデバイスごとに分割する加工方法に関する。
半導体デバイスの製造工程において、半導体ウェーハ表面に分割予定ラインが格子状に形成され、この分割予定ラインによって区画された複数の領域それぞれにIC,LSIなどのデバイスが形成される。その後、半導体ウェーハは、切削装置の切削ブレードによって分割予定ラインに沿って切削され、個々のデバイスごとに分割される。
切削装置の切削ブレードは、例えば、微細なダイヤモンド砥粒を含有したボンド剤から形成される。この切削ブレードを切削加工に用いると、ボンド剤が消耗し、切削に寄与した砥粒がボンド剤から脱落する。これにより、新しい砥粒が表面に露呈し(いわゆる自生発刃)、切削ブレードによる良好な切削が維持される(例えば、特許文献1参照)。
また、半導体デバイスの製造工程において、半導体ウェーハを切削する前にデバイスの特性を評価することを目的として、TEG(Test Element Group)と称する評価素子を分割予定ライン上に配置することがある。この場合、半導体ウェーハを分割する際に、TEGを切削によって切断する必要がある。これには、ステップカットや先ダイシング法などの切削方法が採用される。
ステップカットは、2種類の切削ブレードを用いてウェーハを切削する方法である。ステップカットにおいて、最初に、TEGを除去するため、TEGの影響を受けず、かつ、良好に自生発刃可能な第1の切削ブレードを用いて、分割予定ラインに沿って半導体ウェーハを切削し、切削溝を形成する。その後、フルカット用の第2の切削ブレードを用いて、形成した切削溝に沿って半導体ウェーハを切削し、個々のデバイスごとに分割する(例えば、特許文献2参照)。
先ダイシング法において、最初に、切削ブレードを用いて、半導体ウェーハの表面側から半導体ウェーハの仕上げ厚みに相当する厚さまで、分割予定ラインに沿って半導体ウェーハを切削し、切削溝を形成する。その後、形成した切削溝が表出するまで半導体ウェーハの裏面を研磨し、個々のデバイスごとに分割する(例えば、特許文献3参照)。
特開2010−588号公報 特開2009−289786号公報 特開2000−21820号公報
ところが、半導体ウェーハ表面の分割予定ライン上に配置されたTEGの量が増大すると、切削ブレードを用いてTEGを切削した際に、切削ブレードの自生発刃を妨げる量の金属膜が切削ブレードに付着し、切削ブレードに目詰まりが生じるという課題があった。切削ブレードの目詰まりは、半導体ウェーハ表面や切削溝内に許容できない欠けが生じ、良好な加工品質が得られないことの原因となる。また、切削ブレードが破損する原因となる。
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、切削ブレードの目詰まりを低減でき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、表面に分割予定ラインに区画されて複数のデバイスが形成されたウェーハを前記分割予定ラインに沿って個々の前記デバイスに分割するウェーハの加工方法であって、前記ウェーハの裏面を前記ウェーハの外径と同一或いは大きい外径を有するドレッシングボードの表面に接着剤によって貼着するドレッシングボード貼着ステップと、前記ドレッシングボードが裏面に貼着された前記ウェーハの表面側から前記ドレッシングボードの厚さ方向中間部までの切り込み深さで前記ウェーハを前記分割予定ラインに沿って切削する切削ステップと、前記切削ステップの後に、前記ウェーハの表面に保護テープを貼着する保護テープ貼着ステップと、前記ウェーハの裏面に貼着されている前記ドレッシングボード及び前記接着剤を研削し、前記ドレッシングボード及び前記接着剤を前記ウェーハの裏面から除去するドレッシングボード除去ステップと、からなることを特徴とする。
この方法によれば、ウェーハを切削する際に、切削ブレードが、ウェーハの裏面に貼着されたドレッシングボードにまで達することにより、切削ブレードによるウェーハの切削と同時に切削ブレードをドレッシングすることができる。このドレッシングにより、切削ブレードに付着した異物が排除されるため、切削ブレードの目詰まりを低減することが可能となる。
さらに、貼着したドレッシングボードおよび接着剤は研削により除去することができるため、ウェーハを容易に個片化し、かつ、ウェーハの裏面側の品質を向上させることができる。また、この研削の際に、研削に用いる研削砥石がドレッシングされるため、良好な砥石の状態を保つことが可能となる。
上記ウェーハの加工方法においては、前記ドレッシングボード除去ステップにおいて、前記ドレッシングボード及び前記接着剤を除去後更に前記ウェーハを研削し前記ウェーハを所望の仕上げ厚みまで薄化することが好ましい。
上記ウェーハの加工方法においては、前記ドレッシングボード貼着ステップの前に、前記ウェーハを所望の仕上げ厚みまで薄化するウェーハ薄化ステップを含むようにしてもよい。
本発明によれば、切削ブレードの目詰まりを低減できるウェーハの加工方法を提供することができる。
(a)ドレッシングボード貼着工程において、ドレッシングボードに貼着される前の状態のウェーハの斜視図であり、(b)図1(a)に示す一点鎖線における断面模式図である。 (a)環状フレームに支持された状態のウェーハを示す斜視図であり、(b)図2(a)に示す一点鎖線における断面模式図である。 (a)本発明に係るウェーハの加工方法に適用される切削装置の要部を示す斜視図であり、(b)切削溝形成工程におけるウェーハの断面模式図である。 本発明に係るウェーハの加工方法に適用される研削装置の要部を示す斜視図である。 ドレッシングボード除去工程におけるウェーハの断面模式図である。 ウェーハ薄化工程におけるウェーハの断面模式図である。
(実施の形態1)
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
本発明に係るウェーハの加工方法においては、(1)複数のデバイスが形成されたウェーハにドレッシングボードを貼着する工程(ドレッシングボード貼着ステップ)と、(2)切削装置の切削ブレードによってウェーハに切削溝を形成する工程(切削ステップ)と、(3)研削装置によってドレッシングボードを除去する工程(ドレッシングボード除去ステップ)と、を経て、ウェーハを個々のデバイスに分割する。ウェーハを切削する際、切削と同時にドレッシングボードによって切削ブレードをドレッシングすることにより、切削ブレードに付着した異物を排除して切削ブレードの目詰まりを低減するものである。
(ウェーハについて)
最初に、本発明に係るウェーハの加工方法において、加工対象となるウェーハについて簡単に説明する。
ウェーハ1は、略円板状に形成されており、表面1aに格子状に配列された分割予定ラインによって複数の領域に区画されている(図1(a)参照)。この区画された複数の領域それぞれには、IC,LSIなどのデバイス12が形成されている。また、分割予定ライン上には、TEG(Test Element Group)と称する評価素子13が配置されている。
(1.ドレッシングボード貼着工程)
続いて、ウェーハにドレッシングボードを貼着する工程について説明する。ドレッシングボード貼着工程においては、ウェーハ1がドレッシングボードに貼着される。図1(a)は、ドレッシングボード貼着工程において、ドレッシングボードに貼着される前の状態のウェーハ1の斜視図である。図1(b)は、図1(a)に示す一点鎖線における断面模式図である。
ドレッシングボード貼着工程においては、図1に示すように、ドレッシングボード21の表面21aに接着剤22が塗布される。ウェーハ1は、このドレッシングボード21の表面21aに裏面1b(TEG13が形成されていない側)が対向するように配置され、矢印Aで示す方向に押し付けられる。そして、ウェーハ1と接着剤22が接した後、接着剤22を乾燥させることによって、ウェーハ1にドレッシングボード21が貼着される。
なお、ドレッシングボード21は、砥粒としての研磨材を、結合材中に略均一に分散させることにより形成されている。研磨材としては、例えば、細粒のダイヤモンド砥粒や、CBN(六方晶窒化ホウ素)砥粒などを用いることができる。結合材としては、例えば、レジンボンドやビトリファイドボンドなどを用いることができる。ドレッシングボード21の直径は、ウェーハ1の直径と同一またはわずかに大きいサイズとし、厚みは、数百μm〜数mmとする。
(2.切削溝形成工程)
続いて、ウェーハ1に切削溝を形成する工程について説明する。切削溝形成工程においては、ドレッシングボード21に貼着されたウェーハ1の表面1aに対して切削装置により切削溝が形成される。切削溝形成工程において、ドレッシングボード21に貼着されたウェーハ1は、切削装置に搬入および搬出するための環状フレームに支持される。図2(a)は、環状フレームに支持された状態のウェーハ1を示す斜視図である。図2(b)は、図2(a)に示す一点鎖線における断面模式図である。
ドレッシングボード21に貼着されたウェーハ1は、図2に示すように、ウェーハ1のドレッシングボード21の裏面21b側が、ダイシングテープ31を介して環状フレーム32に貼着される。これにより、ウェーハ1は、環状フレーム32によって支持され、切削装置に搬入および搬出可能となる。
このように環状フレーム32に支持されたウェーハ1が、切削装置に搬入される。図3(a)は、本発明に係るウェーハの加工方法に適用される切削装置40の要部を示す斜視図である。図3(a)に示すように、切削装置40は、ウェーハ1を切削する切削ブレード41を有するブレードユニット42と、環状フレーム32に支持されたウェーハ1を保持する保持テーブル43とを含み、これらを相対移動させてウェーハ1を切削するように構成されている。ブレードユニット42は、保持テーブル43の上方側の位置に配設され、図示しない駆動機構によりY軸方向に移動すると共に、図示しない昇降機構によりZ軸方向に移動可能に構成されている。保持テーブル43は、例えば、環状フレーム32を保持する保持手段(図3(a)には図示していない)を備え、ウェーハ1を吸引保持する。保持テーブル43は、図示しない駆動機構によりX軸方向に移動すると共に、図示しない回転駆動機構により所定角度回転可能に構成されている。
ここで、切削装置40による切削加工の動作について説明する。切削装置40が稼働すると、保持テーブル43上に、環状フレーム32によって支持されたウェーハ1が搬入される。次に、ウェーハ1を保持した保持テーブル43が、ブレードユニット42に対向する加工位置に移動される。そして、ブレードユニット42の切削ブレード41がウェーハ1のX軸方向の分割予定ラインに位置合わせされた後、ブレードユニット42が下降し、高速回転した切削ブレード41によってウェーハ1が切り込まれる。
切削ブレード41によりウェーハ1が切り込まれると、保持テーブル43がX軸方向に切削送りされ、ウェーハ1の分割予定ラインに沿って切削溝44が形成される。現在の分割予定ラインに沿って切削溝44を形成し終わると、ブレードユニット42がY軸方向に1チップ分だけ移動し、切削ブレード41が隣接する分割予定ラインに位置合わせされる。そして、再び保持テーブル43がX軸方向に切削送りされ、当該分割予定ラインに沿って切削溝44が形成される。この動作が繰り返されて、ウェーハ1のX軸方向のすべての分割予定ラインに沿って切削溝44が形成される。
保持テーブル43上のウェーハ1について、X軸方向のすべての分割予定ラインに沿って切削溝44が形成されると、保持テーブル43が90度回転し、ウェーハ1のY軸方向の分割予定ラインに沿った切削溝44の形成が開始される。そして、保持テーブル43上のウェーハ1のすべての分割予定ラインに沿って切削溝44が形成されると、ウェーハ1は保持テーブル43から搬出される。
このようにウェーハ1に対して切削加工を行う際、切削溝44は、切削ブレード41によって、ウェーハ1の表面1aからドレッシングボード21の厚さ方向の中間部まで切り込むことで形成される。
図3(b)は、切削溝形成工程におけるウェーハ1の断面模式図である。図3(b)に示すように、切削溝形成工程において、切削ブレード41は、ウェーハ1の表面1aから、接着剤22で形成される層を超え、ドレッシングボード21の中間部までの切り込み深さでウェーハ1を切削している。このため、全ての切削溝44が形成されると、ウェーハ1は、それぞれのデバイス12に応じて個片化され、接着剤22によりドレッシングボード21に貼着された状態となっている。
このようにウェーハ1に切削溝44を形成する際に、切削ブレード41がドレッシングボード21にまで達することにより、切削ブレード41によるウェーハ1の切削と同時に切削ブレード41をドレッシングすることができる。このドレッシングにより、切削ブレード41に付着した異物が排除されるため、切削ブレード41の目詰まりを低減することが可能となる。特に、ウェーハ1表面の分割予定ライン上に多数のTEG13が配置されている場合であっても、切削ブレード41を用いてTEG13を切削した際に切削ブレード41に付着した金属膜がこのドレッシングにより排除されるため、切削ブレード41の目詰まりを低減することが可能となる。
なお、ドレッシングボード21の砥粒径、砥粒の集中度、ボンドなどは、切削ブレード41の自生発刃が円滑に行われる範囲において適宜設定すればよい。ただし、ドレッシングボード21の砥粒径は、切削ブレード41の砥粒径と同粒径または切削ブレード41の砥粒径より小さい粒径とする。このような砥粒径とすることにより、ドレッシングボード21の砥粒が、切削ブレード41の砥粒の間に入りやすくなり、ドレッシング時の除去性を高めることができる。
(3.ドレッシングボード除去工程)
続いて、ウェーハ1に貼着したドレッシングボード21を研削によって除去する工程について説明する。ドレッシングボード除去工程においては、研削装置により、切削溝形成工程で切削溝44が形成されたウェーハ1の裏面1bに貼着されたドレッシングボード21が接着剤22と共に除去される。図4は、本発明に係るウェーハ1の加工方法に適用される研削装置50の要部を示す斜視図である。
図4に示すように、研削装置50は、ウェーハ1を保持するチャックテーブル51と、このチャックテーブル51に保持されたウェーハ1の加工面を研削する研削ホイール52を有する研削ユニット53とを含み、これらを相対回転させてウェーハ1を研削するように構成されている。
チャックテーブル51は、円盤状に形成され、その上面にウェーハ1が保持される保持面51aが形成されている。保持面51aの中央部分には、例えば、ポーラスセラミック材により吸着面が形成されている。チャックテーブル51は、図示しない吸引源に接続され、保持面51aの吸着面でウェーハ1を吸着保持する。また、チャックテーブル51は、図示しない回転駆動機構に接続され、この回転駆動機構により保持面51aにウェーハ1を保持した状態で図4に示すC方向に回転される。研削ユニット53は、図示しない昇降機構により研削ホイール52を上下方向に移動可能に構成されている。また、研削ユニット53は、図示しない回転駆動機構により研削ホイール52を図4に示すB方向に回転可能に構成されている。研削ホイール52の下端には、研削砥石54が設けられている。この研削砥石54は、例えば、ダイヤモンドの砥粒をメタルボンドやレジンボンド等の結合剤で固めたダイヤモンド砥石で構成されている。
ここで、研削装置50による研削加工の動作について説明する。研削装置50が稼働すると、切削装置40から搬出されたウェーハ1がチャックテーブル51の保持面51aに搬入される。なお、切削装置40から搬出されたウェーハ1は、研削加工に先立って、ドレッシングボード21と共に環状フレーム32のダイシングテープ31から剥がされる。そして、ウェーハ1の表面1aに形成されたデバイス12を保護するために、ウェーハ1の表面1aに保護テープ55が貼着される(保護テープ貼着ステップ)。保護テープ55が貼着されたウェーハ1は、チャックテーブル51の保持面51aに保護テープ55側の面が載置され、ドレッシングボード21を露出させた状態で吸着保持される(図4参照)。
次に、ウェーハ1を保持した状態でチャックテーブル51が矢印Cで示す方向に回転駆動される一方、研削ホイール52が矢印Bで示す方向に回転駆動される。そして、研削ホイール52が、研削砥石54をドレッシングボード21の表面に接触する位置まで下方移動される。研削砥石54がドレッシングボード21に接触すると、ドレッシングボード21の研削が開始される。その後、研削ホイール52が所定の研削送り速度で下方に研削送りされる。
図5は、ドレッシングボード除去工程におけるウェーハ1の断面模式図である。図5(a)においては、ドレッシングボード21に研削ホイール52が接触した状態を示し、図5(b)においては、ドレッシングボード21及び接着剤22が除去された状態を示している。図5(a)に示すように、ドレッシングボード除去工程においては、まず、チャックテーブル51に吸着保持されたウェーハ1に貼着されたドレッシングボード21が研削ホイール52により研削される。そして、研削ホイール52が所定の研削送り速度で下方に研削送りされることで、ドレッシングボード21が次第に研削除去されていく。
このとき、研削砥石54によるドレッシングボード21の研削と同時に、ドレッシングボード21によって研削砥石54をドレッシングすることができる。したがって、良好な砥石の状態が保たれる。研削砥石54の砥粒径はドレッシングボード21を研削除去するために、ドレッシングボード21の砥粒径よりも大きい粒径で形成され、研削砥石54の消耗を抑えることが可能となる。
そして、研削ホイール52による研削加工を継続することにより、図5(b)に示すようにドレッシングボード21および接着剤22が研削除去されて、ウェーハ1の裏面1bおよび切削溝44が表出する。以上のようにして、ウェーハ1は、個々のデバイスに分割加工される。
研削済みのウェーハ1は、適宜の搬出手段によって研削装置50から搬出される。そして、ウェーハ1の表面に貼着された保護テープ55が剥離された後、個々のデバイスのピックアップ工程に搬送される。
このようにドレッシングボード除去工程においては、ウェーハ1に貼着されたドレッシングボード21および接着剤22を研削により除去することができるため、ウェーハ1を容易に個片化し、かつ、ウェーハ1の裏面側の品質を向上させることができる。特に、研削により接着剤22を除去することから、従来の接着剤22を除去するための加熱処理などの処理が必要ないため、工程数が削減できる。例えば、熱溶融式の接着剤22でドレッシングボード21をウェーハ1に貼着している場合には、ドレッシングボード21をウェーハ1から剥離するためにウェーハ1に対して加熱処理や超音波洗浄処理などの処理が必要となる。本発明に係るウェーハ1の加工方法によれば、ドレッシングボード21及び接着剤22を研削加工により除去することができるので、これらの処理を省略でき、工程数を大幅に削減することが可能となる。
(4.ウェーハ薄化工程)
続いて、ドレッシングボード21が除去されたウェーハ1を薄化する工程(ウェーハ薄化ステップ)について説明する。ウェーハ薄化工程においては、ドレッシングボード除去工程でドレッシングボード21及び接着剤22が除去されたウェーハ1が所望の仕上げ厚みまで薄化される。なお、ここでは、ウェーハ薄化工程を、ドレッシングボード除去工程と独立する工程として説明するが、ドレッシングボード除去工程の一部に組み込むことが可能である。
図6は、ウェーハ薄化工程におけるウェーハ1の断面模式図である。ウェーハ薄化工程においては、図6に示すように、ドレッシングボード21および接着剤22が研削除去された後も、研削ホイール52を下方に研削送りし続けることで、ウェーハ1が所望の仕上げ厚みdとなるまで、ウェーハ1を薄化することができる。このようにドレッシングボード除去工程に継続してウェーハ薄化工程に移行することにより、特別に研削工程を増やすことなく、所望の仕上げ厚みのデバイス12を得ることができる。
以上説明したように、実施の形態1に係るウェーハ1の加工方法によれば、ドレッシングボード貼着工程でウェーハ1の裏面1bにドレッシングボード21を貼着し、切削溝形成工程でウェーハ1に切削溝44を形成する際、ウェーハ1に貼着されたドレッシングボード21で切削ブレード41をドレッシングするようにしたことから、切削ブレード41に付着した異物を効果的に排除することができ、切削ブレード41の目詰まりを低減することが可能となる。
また、実施の形態1に係るウェーハ1の加工方法によれば、ドレッシングボード除去工程でウェーハ1に貼着されたドレッシングボード21及び接着剤22を研削加工により除去するようにしたことから、ウェーハ1を容易に個片化し、かつ、ウェーハ1の裏面1b側の品質を向上させることができる。さらに、この研削の際に、研削ホイール52の研削砥石54をドレッシングすることができるので、良好な研削砥石54の状態を保つことができ、研削砥石54の消耗を抑えることが可能となる。
(実施の形態2)
実施の形態1で示したウェーハ1の加工方法とは異なる方法について説明する。実施の形態1に係るウェーハ1の加工方法においては、ドレッシングボード除去工程に継続してウェーハ薄化工程を行っている。実施の形態2に係るウェーハ1の加工方法においては、実施の形態1に係るウェーハ1の加工方法で説明したドレッシングボード貼着工程の前にウェーハ薄化工程を行う点で、実施の形態1に係るウェーハ1の加工方法と相違する。
このウェーハ薄化工程においては、図4に示した研削装置50を用いて、表面に複数のデバイス12が形成されたウェーハ1の裏面1bが研削され、ウェーハ1が所望の仕上げ厚みまで薄化される。その後、実施の形態1に係るウェーハ1の加工方法と同様に、ドレッシングボード貼着工程、切削溝形成工程およびドレッシングボード除去工程が行われる。
実施の形態2に係るウェーハ1の加工方法においては、所望の厚みに薄化したウェーハにドレッシングボードを貼着して、薄化ウェーハと同時にドレッシングボードを切削するので、薄化してTEG等の影響が受けやすくなった場合においても、切削ブレードの目詰まりを防ぎ、良好な切削が可能となる。
なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている大きさや形状などについては、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。
以上説明したように、本発明は、切削ブレードの目詰まりを低減できるという効果を有し、特に、分割予定ラインによって区画された複数の領域それぞれにデバイスが形成されたウェーハを、個々のデバイスごとに分割加工する際に有用である。
1 ウェーハ
12 デバイス
13 TEG
21 ドレッシングボード
22 接着剤
31 ダイシングテープ
32 環状フレーム
41 切削ブレード
42 ブレードユニット
43 保持テーブル
44 切削溝
51 チャックテーブル
51a 保持面
52 研削ホイール
53 研削ユニット
54 研削砥石
55 保護テープ

Claims (3)

  1. 表面に分割予定ラインに区画されて複数のデバイスが形成されたウェーハを前記分割予定ラインに沿って個々の前記デバイスに分割するウェーハの加工方法であって、
    前記ウェーハの裏面を前記ウェーハの外径と同一或いは大きい外径を有するドレッシングボードの表面に接着剤によって貼着するドレッシングボード貼着ステップと、
    前記ドレッシングボードが裏面に貼着された前記ウェーハの表面側から前記ドレッシングボードの厚さ方向中間部までの切り込み深さで前記ウェーハを前記分割予定ラインに沿って切削する切削ステップと、
    前記切削ステップの後に、前記ウェーハの表面に保護テープを貼着する保護テープ貼着ステップと、
    前記ウェーハの裏面に貼着されている前記ドレッシングボード及び前記接着剤を研削し、前記ドレッシングボード及び前記接着剤を前記ウェーハの裏面から除去するドレッシングボード除去ステップと、を具備することを特徴とするウェーハの加工方法。
  2. 前記ドレッシングボード除去ステップにおいて、前記ドレッシングボード及び前記接着剤を除去後更に前記ウェーハを研削し前記ウェーハを所望の仕上げ厚みまで薄化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。
  3. 前記ドレッシングボード貼着ステップの前に、前記ウェーハを所望の仕上げ厚みまで薄化するウェーハ薄化ステップを含むことを特徴とする請求項1記載のウェーハの加工方法。
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