JP5500942B2 - ウエーハの加工方法 - Google Patents

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Description

本発明は、裏面が薄く研削されたデバイス領域に欠け等の損傷を発生させずにハンドリング可能なウエーハの加工方法に関する。
半導体デバイス製造プロセスにおいては、略円盤形状である半導体ウエーハの表面に格子状に配列されたストリートと呼ばれる分割予定ラインによって複数の領域が区画され、この区画された領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスを形成する。そして、半導体ウエーハをストリートに沿って切削装置で切断することにより、半導体ウエーハが個々の半導体デバイス（チップ）に分割される。
分割されるウエーハは、ストリートに沿って切断する前に裏面を研削して所定の厚みに形成される。近年、電気機器の軽量化、小型化を達成するために、ウエーハの厚さをより薄く、例えば５０μｍ程度にすることが要求されている。
このように薄く研削されたウエーハは取り扱いが困難になり、搬送等において破損する恐れがある。そこで、ウエーハのデバイス領域に対応する裏面のみを研削して円形凹部を形成し、デバイス領域を囲繞する外周余剰領域に対応するウエーハの裏面にリング状補強部を残存させる研削方法が特開２００７−１９４６１号公報で提案されている。
しかし、ウエーハを個々のデバイスに分割する際にリング状補強部を取り除く必要があり、従来はリング状補強部とデバイス領域との境界部に切削ブレードを位置づけてサークルカットによりリング状補強部を取り除いていた。
特開２００７−１９４６１号公報
しかし、従来のようにリング状補強部とデバイス領域との境界部に切削ブレードを位置づけて切削すると、デバイス領域の裏面が薄く加工されていることに起因して切削ブレードの衝撃によってデバイス領域に欠けが発生してデバイスの品質を低下させるという問題がある。
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、デバイス領域に欠け等の損傷を発生させることのないウエーハの加工方法を提供することである。
本発明によると、複数のデバイスが分割予定ライン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を表面に有するウエーハを加工するウエーハの加工方法であって、ウエーハの表面に保護テープを貼着する保護テープ貼着工程と、回転可能なチャックテーブルにウエーハの保護テープ側を保持し、ウエーハの裏面に切削ブレードを位置づけるとともに該チャックテーブルを回転させて該デバイス領域と該外周余剰領域との境界部を切削して分離溝を形成し、該デバイス領域からリング状の該外周余剰領域を切り離す分離溝形成工程と、該分離溝形成工程実施後、該保護テープによって該デバイス領域と該リング状の外周余剰領域とが一体になったウエーハの該デバイス領域に対応する裏面のみを研削して、円形凹部を形成するとともに該リング状の外周余剰領域をリング状補強部として残存させる裏面研削工程と、該保護テープを介して該リング状補強部に支持されたウエーハの該デバイス領域を搬送する搬送工程と、該保護テープから該リング状補強部を取り外すリング状補強部取り外し工程と、該リング状補強部取り外し工程実施後、ウエーハの該デバイス領域をダイシングテープを介して環状フレームで支持する支持工程と、切削ブレードで該デバイス領域をダイシングして該デバイス領域を個々のデバイスに分割する分割工程と、を備えたことを特徴とするウエーハの加工方法が提供される。
本発明によると、ウエーハの厚みが厚い状態でデバイス領域と外周余剰領域との境界部を切削ブレードによって切削するので、後でデバイス領域に対応するウエーハ裏面を研削により薄く加工してもデバイス領域に欠けを生じさせることがない。
また、デバイス領域に対応する裏面が研削されてデバイス領域の厚みが例えば５０μｍ以下と薄く加工された後は、保護テープに貼着されたリング状補強部によって薄くなったデバイス領域が保護され搬送等の処理が円滑に遂行される。
更に、ウエーハを個々のデバイスに分割する際は、既にリング状補強部がデバイス領域から分離しているので、デバイス領域に欠けを生じさせること無くリング状補強部を容易に取り外すことができる。
ウエーハの表面に保護テープを貼着する様子を示す斜視図である。 分離溝形成工程を示す斜視図である。 分離溝形成工程を示す断面図である。 円形の分離溝が形成されたウエーハの裏面図である。 研削装置の斜視図である。 研削ホイールによって実施される裏面研削工程を示す斜視図である。 裏面研削工程の説明図である。 裏面研削工程実施後のウエーハの断面図である。
以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。図１に示した半導体ウエーハ１１は、例えば厚さが７００μｍのシリコンウエーハからなっており、表面１１ａに複数の分割予定ライン（ストリート）１３が格子状に形成されているとともに、該複数の分割予定ライン１３によって区画された複数の領域にそれぞれＩＣ，ＬＳＩ等のデバイス１５が形成されている。
このように構成されたウエーハ１１は、デバイス１５が形成されているデバイス領域１７と、デバイス領域１７を囲繞する外周余剰領域１９を備えている。また、ウエーハ１１の外周にはシリコンウエーハの結晶方位を示すマークとしてのノッチ２１が形成されている。
本発明のウエーハの加工方法では、ウエーハ１１の表面１１ａに形成されたデバイス１５を保護するために、図１に示すようにウエーハ１１の表面１１ａに保護テープ２３が貼着される。次いで、デバイス領域１７と外周余剰領域１９との境界部を切削して円形分離溝を形成する分離溝形成工程を実施する。
この分離溝形成工程では、図２に示すように切削装置のチャックテーブル２５で表面に保護テープ２３が貼着されたウエーハ１１の保護テープ２３側を吸引保持し、ウエーハ１１の裏面１１ｂを露出させる。切削ユニット２７のスピンドル２９の先端には切削ブレード３１が装着されており、切削ブレード３１は図示しないモータにより矢印Ａ方向に高速で回転される。
そして、ウエーハ１１のデバイス領域１７と外周余剰領域１９との境界部に対応するウエーハ１１の裏面１１ｂに高速回転している切削ブレード３１を位置付け、チャックテーブル２５を矢印Ｂ方向に低速で回転させながらデバイス領域１７と外周余剰領域１９との境界部を図３に示すように保護テープ２３に至る深さまで切削して円形の分離溝３３を形成し、デバイス領域１７からリング状の外周余剰領域１９を切り離す。図３において、３５は面取り部を示している。
図４は分離溝形成工程を実施した状態のウエーハ１１の裏面側斜視図を示している。円形分離溝３３によりデバイス領域１７に対応するウエーハ１１の裏面１７ｂと外周余剰領域１９に対応するウエーハ１１の裏面１９ｂが分離されている。
分離溝形成工程実施後、デバイス領域１７に対応する裏面のみを研削して円形凹部を形成する裏面研削工程を実施する。この裏面研削工程は、例えば図５に示すような研削装置２を使用して研削する。４は研削装置２のハウジングであり、ハウジング４の後方にはコラム６が立設されている。コラム６には、上下方向に延びる一対のガイドレール８が固定されている。
この一対のガイドレール８に沿って研削ユニット（研削手段）１０が上下方向に移動可能に装着されている。研削ユニット１０は、ハウジング１２と、ハウジング１２を保持する支持部１４を有しており、支持部１４が一対のガイドレール８に沿って上下方向に移動される移動基台１６に取り付けられている。
研削ユニット１０は、ハウジング１２中に回転可能に収容されたスピンドル１８と、スピンドル１８の先端に固定されたマウンタ２０と、マウンタ２０にねじ締結され環状に配設された複数の研削砥石を有する研削ホイール２２と、スピンドル１８を回転駆動するサーボモータ２６を含んでいる。
研削装置２は、研削ユニット１０を一対の案内レール８に沿って上下方向に移動するボールねじ２８とパルスモータ３０とから構成される研削ユニット移動機構３２を備えている。パルスモータ３０を駆動すると、ボールねじ２８が回転し、移動基台１６が上下方向に移動される。
ハウジング４の上面には凹部４ａが形成されており、この凹部４ａにチャックテーブル機構３４が配設されている。チャックテーブル機構３４はチャックテーブル３６を有し、図示しない移動機構により図５に示されたウエーハ着脱位置Ａと、研削ユニット１０に対向する研削位置Ｂとの間でＹ軸方向に移動される。３８，４０は蛇腹である。ハウジング４の前方側には、研削装置２のオペレータが研削条件等を入力する操作パネル４２が配設されている。
以上のように構成された研削装置２により、半導体ウエーハ１１のデバイス領域１７に対応する裏面に円形凹部を形成し、外周余剰領域１９にリング状補強部を残存させるウエーハの加工方法について以下に簡単に説明する。
図５に示すウエーハ着脱位置Ａに位置付けられたチャックテーブル３６上に、図１に示された保護テープ２３が貼着されたウエーハ１１を保護テープ２３を下にして吸引保持する。次いで、チャックテーブル３６をＹ軸方向に移動して研削位置Ｂに位置付ける。
そして、図６及び図７に示すように、チャックテーブル３６を矢印３７で示す方向に例えば３００ｒｐｍで回転しつつ、研削砥石５２を矢印５３で示す方向に例えば６０００ｒｐｍで回転させるとともに、研削ユニット移動機構３２を駆動して研削ホイール２２の研削砥石５２をウエーハ１１の裏面に接触させる。そして、研削ホイール２２を所定の研削送り速度で下方に所定量研削送りする。
この結果、半導体ウエーハ１１の裏面には、図６及び図８に示すように、デバイス領域１７に対応する領域が研削除去されて所定厚さ（例えば３０μｍ）の円形状の凹部５６が形成されるとともに、外周余剰領域１９に対応する領域が残存されてリング状補強部(リング状凸部)５８が形成される。
ここで、チャックテーブル３６に保持されたウエーハ１１と研削ホイール２２を構成する研削砥石５２の関係について図７を参照して説明する。チャックテーブル３６の回転中心Ｐ１と研削砥石５２の回転中心Ｐ２は偏心しており、研削砥石５２の外径はウエーハ１１のデバイス領域１７と外周余剰領域１９との境界線６０の直径より小さく、境界線６０の半径より大きい寸法に設定され、環状に配置された研削砥石５２がチャックテーブル３６の回転中心Ｐ１を通過するようになっている。
裏面研削工程が終了した状態のウエーハ１１の断面図が図８に示されている。円形凹部５６とリング状補強部５８との間には分離溝形成工程で形成された円形の分離溝３３が形成されている。
薄く加工されたデバイス領域１７は保護テープ２３を介してリング状補強部５８によって支持されているので、後工程の処理のためにウエーハ１１を搬送する際には薄く加工されたデバイス領域１７がリング状補強部５８により保護され搬送をスムーズに行うことができる。
ウエーハ１１を個々のデバイス１５に分割する際は、既にリング状補強部５８がデバイス領域１７から分離しているので、デバイス領域１７に欠けを生じさせること無くリング状補強部５８を容易に取り外すことができる。
そして、薄く加工されたウエーハ２のデバイス領域１７をダイシングテープを介して環状フレームで支持し、切削装置のチャックテーブルでダイシングテープを介してデバイス領域１７を吸引保持し、切削ブレードでデバイス領域１７をダイシングしてウエーハ２を個々のデバイス１５に分割することができる。
２ 研削装置
１０ 研削ユニット
１１ ウエーハ
１５ デバイス
１７ デバイス領域
１９ 外周余剰領域
２２ 研削ホイール
２３ 保護テープ
３１ 切削ブレード
３３ 円形分離溝
５６ 円形凹部
５８ リング状補強部

Claims (1)

  1. 複数のデバイスが分割予定ライン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を表面に有するウエーハを加工するウエーハの加工方法であって、
    ウエーハの表面に保護テープを貼着する保護テープ貼着工程と、
    回転可能なチャックテーブルにウエーハの保護テープ側を保持し、ウエーハの裏面に切削ブレードを位置づけるとともに該チャックテーブルを回転させて該デバイス領域と該外周余剰領域との境界部を切削して分離溝を形成し、該デバイス領域からリング状の該外周余剰領域を切り離す分離溝形成工程と、
    該分離溝形成工程実施後、該保護テープによって該デバイス領域と該リング状の外周余剰領域とが一体になったウエーハの該デバイス領域に対応する裏面のみを研削して、円形凹部を形成するとともに該リング状の外周余剰領域をリング状補強部として残存させる裏面研削工程と、
    該保護テープを介して該リング状補強部に支持されたウエーハの該デバイス領域を搬送する搬送工程と、
    該保護テープから該リング状補強部を取り外すリング状補強部取り外し工程と、
    該リング状補強部取り外し工程実施後、ウエーハの該デバイス領域をダイシングテープを介して環状フレームで支持する支持工程と、
    切削ブレードで該デバイス領域をダイシングして該デバイス領域を個々のデバイスに分割する分割工程と、
    を備えたことを特徴とするウエーハの加工方法。
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