JP6045426B2 - ウェーハの転写方法および表面保護部材 - Google Patents

Description

本発明は、表面に表面保護部材が貼着されたウェーハの裏面に、フレームが貼着されるシートを貼着するとともに、ウェーハの表面から表面保護部材を除去するウェーハの転写方法、および該転写方法で使用される表面保護部材に関する。

例えば、半導体チップの製造プロセスでは、半導体ウェーハ等のウェーハの表面にＩＣやＬＳＩ等からなる電子回路を形成して多数のデバイスを配設し、次いで、ウェーハの裏面を研削して薄化するなどの必要な加工を行った後、ウェーハを各デバイスに分割して多数の半導体チップを得ている。

このプロセス中でのウェーハの裏面研削は、ウェーハの表面に表面保護部材を貼着し、該表面保護部材を介してウェーハの表面側を研削装置の保持テーブル上で保持して、露出した裏面を研削手段の砥石で研削するといった方法が一般的である。そしてウェーハの裏面を研削した後には、該裏面にシートを貼着するとともに該シートにウェーハを囲繞する環状のフレームを貼着することで、ウェーハをフレームで支持可能な状態としてから、ウェーハの表面から表面保護部材を剥離している。この後、シートを介してウェーハの裏面側を切削装置の保持テーブル上で保持し、表面側から切削ブレードを切り込ませて切削加工するといった方法で、ウェーハを多数のチップに分割している。すなわち、裏面研削時には表面保護部材をウェーハ表面に貼着し、切削による分割時にはフレームが貼着されるシートをウェーハ裏面に貼着するとともに表面保護部材を剥離するといったように、ウェーハの表裏面に対し貼着物を貼り替えて、ウェーハをそれら貼着物に対し転写することを行っている（特許文献１参照）。

ところで、ウェーハを分割するために切削装置の保持テーブルで保持する際には、ウェーハ自身の所定方向と切削方向とを対応させる必要があり、そのために、ウェーハの所定方向をフレームに形成してある切欠きに対応させて位置付けて、ウェーハをシートに貼着している。これにより、ウェーハを切削装置に搬入する際にフレームの切欠きを利用して装置上の所定箇所に位置決めすれば、ウェーハの所定方向と切削方向とが対応する状態に保持テーブル上に搬送して載置することができるのである。

具体的には、例えば半導体ウェーハにおいてはウェーハの結晶方位を示すマークとして、ウェーハの外周縁に、直線的な切欠きであるオリエンテーションフラットやＶ字状の切欠きであるノッチを形成し、これらのマークを基準としてウェーハとフレームを相互に位置付けてウェーハをシートに貼着している。

特開２００５−８６０７４号公報

ところで、上記のようにウェーハにオリエンテーションフラットやノッチ等の切欠きを形成すると、ウェーハに形成するデバイスの数が減少することになる。特にオリエンテーションフラットは比較的大きな切欠きであるため、近年広く使用されている直径がφ８インチやφ１２インチのウェーハでは、オリエンテーションフラットに替えて切欠きの面積が小さいノッチが採用されている。しかし、ノッチを形成した場合、ウェーハにデバイスを形成する際の熱処理工程等でノッチを起点に割れが発生するおそれがあり、このため、ノッチを形成しないことも検討され始めている。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その主たる技術的課題は、オリエンテーションフラットやノッチ等のウェーハに形成されるマークを使用することなくウェーハを転写することができる転写方法および表面保護部材を提供することにある。

本発明のウェーハの転写方法は、ウェーハの転写方法であって、表面に表面保護部材が貼着されたウェーハの裏面にシートを貼着するとともに、ウェーハを収容する開口と該開口に収容されたウェーハを所定の向きに位置付けるための切欠きとが形成されたフレームにシートの外周を貼着するシート貼着ステップと、該シート貼着ステップを実施した後、前記表面保護部材をウェーハの表面から剥離する表面保護部材剥離ステップと、を備え、前記表面保護部材はウェーハの所定方向を示すマークを有し、前記シート貼着ステップでは、該マークをフレームの前記切欠きに対して所定の向きに位置付けた状態でウェーハを前記フレームに対して装着することを特徴とする（請求項１）。

本発明の転写方法においては、ウェーハの所定方向を示すマークを有した表面保護部材がウェーハの表面に貼着されており、シート貼着ステップでは、このマークをフレームの切欠きに対して所定の向きに位置付けてウェーハの裏面にシートを貼着する。ウェーハに形成したオリエンテーションフラットやノッチ等のマークを利用せず、表面保護部材が有するマークを利用してウェーハの所定方向をフレームの切欠きに対応させて転写することができる。このため、オリエンテーションフラットやノッチ等がウェーハに形成されていないウェーハにおいても転写することができる。

本発明は、前記シート貼着ステップを実施する前に、前記表面保護部材の前記マークをウェーハの所定方向に位置付けて該表面保護部材をウェーハの表面に貼着する表面保護部材貼着ステップを備えることを特徴とする（請求項２）。この請求項２は、表面保護部材のマークがウェーハの所定方向を示した状態を得るための一手段である。

表面保護部材のマークがウェーハの所定方向を示した状態を得るための他の手段として、前記シート貼着ステップを実施する前に、前記表面保護部材をウェーハの表面に貼着する表面保護部材貼着ステップと、該表面保護部材貼着ステップを実施した後、ウェーハの所定方向を示すマークを該表面保護部材に形成するマーク形成ステップとを備えるといった手段がある（請求項３）。

次に、本発明の表面保護部材は、上記請求項２に記載の転写方法で好適に使用される表面保護部材であり、ウェーハの所定方向を示す前記マークが形成されていることを特徴とする。

本発明によれば、オリエンテーションフラットやノッチ等のウェーハに形成されるマークを使用することなくウェーハを転写することができる転写方法および表面保護部材が提供されるといった効果を奏する。

本発明の一実施形態の転写方法のステップを示す側面図である。 一実施形態の表面保護部材貼着ステップを示す斜視図である。 一実施形態においてウェーハの裏面を研削するステップを示す斜視図である。 一実施形態のシート貼着ステップにおいてウェーハ裏面にシートを貼着した状態を示す斜視図である。 一実施形態のシート貼着ステップにおいてシートにフレームを貼着した状態を示す斜視図である。 一実施形態の表面保護部材剥離ステップを経た状態の斜視図である。 一実施形態において、表面保護部材に形成するマークを変更した場合の表面保護部材貼着ステップを示す斜視図である。 図７の表面保護部材を用いた場合のシート貼着ステップにおいてシートにフレームを貼着した状態を示す平面図である。 本発明の他の実施形態の転写方法の表面保護部材貼着ステップを示す斜視図である。 他の実施形態におけるマーク形成ステップを示す斜視図である。

以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。
図１および図２の符号１は、一実施形態に係る半導体ウェーハ等の円板状のウェーハを示している。ウェーハ１は厚さが例えば数百μｍ程度で、表面１ａにＩＣやＬＳＩ等の電子回路を有する多数のデバイス２が配設されている。図２に示すように、各デバイス２は、格子状の分割予定ライン３によってウェーハ１の表面１ａに区画された矩形状の領域に電子回路を形成することで、それら領域に設けられている。

ウェーハ１は裏面１ｂが研削されて薄化され、その後、分割予定ライン３に沿って切断され、個々のデバイス２に分割される。分割予定ライン３は、ウェーハ１が半導体の場合、ウェーハ１の有する結晶方位に基づいて形成される。前述したように、従来、その結晶方位を示すマークとしてオリエンテーションフラットやノッチがウェーハの外周縁に形成されるが、本実施形態ではそれらのマークは形成していない。

ウェーハ１に対しては、裏面１ｂを研削する際には、デバイス２を保護するために表面１ａに表面保護部材を貼着する。また、分割加工する際には、裏面１ｂにシートが貼着されるとともに該シートにフレームが貼着され、この後、表面保護部材を剥離する転写作業が行われる。図１は転写工程を示しており、以下、ウェーハ１に対する表面保護部材の貼着から転写までの工程の一実施形態を説明する。

はじめに、図１（ｂ）および図２に示すように、表面保護部材１０をウェーハ１の表面１ａに貼着する（表面保護部材貼着ステップ）。表面保護部材１０は、例えばポリオレフィンやポリエチレン等の樹脂からなる基材の片面にゴム系やアクリル系の樹脂からなる粘着層を形成してなる保護テープ等が用いられる。この場合、表面保護部材１０はウェーハ１と同寸・同形状であって、粘着層にウェーハ１の表面１ａを合わせて表面１ａ全面に貼着される。

図２に示すように、表面保護部材１０の基材側の表面には、ウェーハ１が有する分割予定ライン３の方向（ウェーハの所定方向）を示すための２本の直線状のマーク１１が表示されている。この直線マーク１１は、表面保護部材１０の中心Ｏを通って十字状に形成されており、一方の直線マーク１１はウェーハ１の一方向に伸長する分割予定ライン３に対応し、他方の直線マーク１１は一方向に伸長する分割予定ライン３に直交する他方向に伸長する分割予定ライン３に対応するものである。直線マーク１１は、例えばインクジェットやレーザマーキング、手書き等で形成される。

表面保護部材貼着ステップでは、表面保護部材１０の直交する直線マーク１１を、ウェーハ１の直交する分割予定ライン３の伸長方向と平行にそれぞれ位置付けて、表面保護部材１０の粘着層をウェーハの表面１ａに合わせて貼着する。したがって表面保護部材１０を貼着した状態で、ウェーハの表面１ａ側から、該表面１ａに形成されている分割予定ライン３の方向を容易に認識することができる。

なお、表面保護部材１０が上記保護テープであった場合には、ウェーハ１よりも大きく裁断した矩形状の保護テープに直線マーク１１を形成して、その保護テープをウェーハ１の表面１ａに直線マーク１１を分割予定ライン３と平行に位置付けて貼着してから、ウェーハ１の外周縁に沿って保護テープを切断して切り出すといった手法でも、表面保護部材貼着ステップを実施することができる。

また、表面保護部材１０は上記保護テープの他、シリコン、ガラス、セラミックス、金属等の、剛性を有するサブストレート等のいわゆるハードプレートを用いてもよい。また、形状はウェーハ１と同じ円形状でなくてもよく、例えば矩形状等であって、ウェーハの表面１ａ全面を覆う寸法および形状を有していればよい。

ウェーハ１の表面１ａに直線マーク１１を有する表面保護部材１０を、直線マーク１１を分割予定ライン３と平行に位置付けて貼着したら、図３に示すように、表面保護部材１０側を保持テーブル５１に合わせてウェーハ１を保持テーブル５１で保持し、上方に露出するウェーハ１の裏面１ｂを研削手段５２で研削してウェーハ１を仕上げ厚さ（例えば５０〜１００μｍ程度）に薄化する。

保持テーブル５１は、多孔質材料によって形成された円形状の水平な保持面上に、空気吸引による負圧作用によって被加工物を吸着して保持する一般周知の負圧チャックテーブルであり、図示せぬ回転駆動機構により軸回りに回転させられる。研削手段５２は、鉛直方向に延び、図示せぬモータによって回転駆動されるスピンドル５３の先端に、フランジ５４を介して研削ホイール５５が固定されたもので、保持テーブル５１の上方に上下動可能に配設されている。研削ホイール５５の下面外周部には、多数の砥石５６が環状に配列されて固着されている。砥石５６はウェーハ１の材質に応じたものが用いられ、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て成形したダイヤモンド砥石等が用いられる。

ウェーハ１は、表面保護部材１０を介して保持テーブル５１の保持面に負圧チャックにより吸引保持される。そして、保持テーブル５１を所定速度で回転させてウェーハ１を自転させた状態から研削手段５２を下降させ、回転する研削ホイール５５の砥石５６をウェーハ１の裏面１ｂに押し付けることで裏面１ｂ全面を研削し、ウェーハ１を仕上げ厚さまで薄化する。

次に、図１（ｃ）および図４〜図５に示すように、裏面研削を終えたウェーハ１の裏面１ｂにシート２０を貼着し、続いてウェーハ１を収容する状態に環状のフレーム３０をシート２０に貼着する（シート貼着ステップ）。シート２０は粘着シートであり、図４に示すようにウェーハ１よりも十分に大きな矩形状のもので、例えばロール状に巻かれて蓄積された状態のものからシート２０を引き出し、露出した粘着層にウェーハ１の裏面１ｂを合わせるといった手法で、ウェーハ１の裏面１ｂをシート２０に貼着することができる。シート２０としては、ウェーハを分割する際に用いるダイシングテープやエキスパンドテープ等を適宜に用いることができる。

フレーム３０は、ステンレス等の剛性を有する金属板を環状に加工して形成されたものである。フレーム３０の開口３０ａの内周縁は真円状で、その内径はウェーハ１の外径よりも大きく、フレーム３０は開口３０ａ内にウェーハ１を同心状に収容する状態でシート２０に貼着される。一方、フレーム３０の外周縁は略円形状に形成されているが、互いに平行となる一対の直線状の切欠き３０ｂが２組形成されている。一方向に伸長する一対の切欠き３０ｂと、他方向に伸長する一対の切欠き３０ｂとは互いに直交する方向に延びている。これら切欠き３０ｂは、ウェーハ１を分割する分割装置にセットする際に、分割予定ライン３を該分割装置に対して所定の向きに位置付けるために、フレーム３０に形成されている。

シート貼着ステップでは、上記のようにウェーハ１の裏面１ｂにシート２０を貼着してから、図５に示すように表面保護部材１０の、一方向に延びる直線マーク１１をフレーム３０の一方向に延びる切欠き３０ｂと平行に、かつ、他方向に延びる直線マーク１１をフレーム３０の他方向に延びる切欠き３０ｂと平行に位置付けてウェーハ１をフレーム３０の開口３０ａ内に配設し、シート２０に貼着する。

次いで、図１（ｄ）および図６に示すように、表面保護部材１０をウェーハ１の表面１ａから剥離する（表面保護部材剥離ステップ）。また、これとともに、フレーム３０の外側にはみ出すシート２０の余剰部分を切り取る。これにより上記転写作業が遂行されたことになる。

この後、ウェーハ１はフレーム３０をハンドリングすることで分割装置に搬送され、該分割装置により分割予定ライン３に沿って個々のデバイス２２に分割される。分割装置としては、切削ブレードで分割予定ライン３を切削して切断する切削装置や、分割予定ライン３に沿ってレーザビームを照射するレーザ加工装置等が挙げられ、該分割装置には、フレーム３０の切欠きを基準としてウェーハ１が搬入される。

上記一実施形態によれば、直線マーク１１を有する表面保護部材１０を、該直線マーク１１を分割予定ライン３の方向と一致させてウェーハ１の表面１ａに貼着し、ウェーハ１の裏面研削後において、直線マーク１１をフレーム３０の切欠き３０ｂと対応させて平行に位置付けることにより、分割予定ライン３をフレーム３０の切欠き３０ｂと対応させて平行に位置付けた状態にウェーハ１をシート２０に貼着することができる。そしてこの後、表面保護部材１０を剥離して、ウェーハ１に対する表面保護部材１０からシート２０への貼り替えである転写が遂行される。すなわち、従来のように、オリエンテーションフラットやノッチ等のマークを利用せず、表面保護部材１０の直線マーク１１を利用してウェーハ１の分割予定ライン３の方向をフレーム３０の切欠き３０ｂに対応させて転写することができる。このため、オリエンテーションフラットやノッチ等が形成されていないウェーハにおいても転写することができる。

また、これを言い換えるとオリエンテーションフラットやノッチ等をウェーハ１に形成する必要がなく、その結果、ウェーハ１から得るチップの個数を多くすることができるとともに、デバイス２を形成する際の熱処理工程等でノッチを起点に割れが発生するなどのおそれを回避することができる。

上記一実施形態では、ウェーハ１の分割予定ライン３を示す直線マーク１１を表面保護部材１０に形成しているが、ウェーハ１の所定方向として上記結晶方位を示す際には、例えば図７に示すように、表面保護部材１０の外周縁にＶ字状のノッチと同形状のＶマーク１２を表示する。

Ｖマーク１２は、図８に示すように円形状の表面保護部材１０の中心Ｏから外周縁に引かれる線Ｌ上の外周縁に形成される。そして表面保護部材貼着ステップでは、Ｖマーク１２を結晶方位を示す方向に合わせてウェーハの表面１ａに表面保護部材１０を貼着する。この後はウェーハ１を裏面研削してから裏面１ｂにシート２０を貼着し、次いで、図８に示すように中心からＶマーク１２に至る線Ｌが、フレーム３０の１つの切欠き３０ｂ（図８では下方の切欠き３０ｂ）に直交する状態に対向して位置付けられるように、フレーム３０をシート２０に貼着して転写を遂行する。

次に、本発明の他の実施形態を説明する。
上記一実施形態では予め表面１ａにマーク（直線マーク１１、Ｖマーク１２）が形成された表面保護部材１０を、マークがウェーハ１の所定方向（分割予定ライン３、結晶方位）に位置付けられるようにしてウェーハ１の表面１ａに貼着しているが、本発明は、マークが形成されていない表面保護部材１０をウェーハ１の表面１ａに貼着し、その状態で表面保護部材１０にマークを形成する方法を含んでいる。

すなわち、図９に示すように表面保護部材１０をウェーハ１の表面１ａに貼着し（表面保護部材貼着ステップ）、続いて、図１０に示すように表面保護部材１０の表面に、この場合ウェーハ１の分割予定ライン３の方向を示す上記直線マーク１１を形成する（マーク形成ステップ）。これにより、表面保護部材１０の直交する直線マーク１１とウェーハ１の分割予定ライン３とは平行に位置付けられた状態となり、この後は、上記一実施形態と同様に、ウェーハ１の裏面研削、裏面１ｂへのシート２０の貼着、フレーム３０の貼着を経て表面保護部材１０を剥離し、転写を遂行する。

このように表面保護部材１０をウェーハの表面１ａに貼着した後に、表面保護部材１０にウェーハ１の分割予定ライン３の方向を示す直線マーク１１を形成する形態では、マークを高い精度で分割予定ライン３に位置付けることができるという利点がある。

１…ウェーハ
１ａ…ウェーハの表面
１ｂ…ウェーハの裏面
１０…表面保護部材
１１…直線マーク
１２…Ｖマーク
２０…シート
３０…フレーム
３０ａ…フレームの開口
３０ｂ…フレームの切欠き

Claims (4)

1. ウェーハの転写方法であって、
   表面に表面保護部材が貼着されたウェーハの裏面にシートを貼着するとともに、ウェーハを収容する開口と該開口に収容されたウェーハを所定の向きに位置付けるための切欠きとが形成されたフレームにシートの外周を貼着するシート貼着ステップと、
   該シート貼着ステップを実施した後、前記表面保護部材をウェーハの表面から剥離する表面保護部材剥離ステップと、
   を備え、
   前記表面保護部材はウェーハの所定方向を示すマークを有し、
   前記シート貼着ステップでは、該マークをフレームの前記切欠きに対して所定の向きに位置付けた状態でウェーハを前記フレームに対して装着すること
   を特徴とするウェーハの転写方法。
2. 前記シート貼着ステップを実施する前に、前記表面保護部材の前記マークをウェーハの所定方向に位置付けて該表面保護部材をウェーハの表面に貼着する表面保護部材貼着ステップを備えることを特徴とする請求項１に記載のウェーハの転写方法。
3. 前記シート貼着ステップを実施する前に、前記表面保護部材をウェーハの表面に貼着する表面保護部材貼着ステップと、
   該表面保護部材貼着ステップを実施した後、ウェーハの所定方向を示すマークを該表面保護部材に形成するマーク形成ステップと、
   を備えることを特徴とする請求項１に記載のウェーハの転写方法。
4. 請求項２に記載の転写方法で使用される表面保護部材であって、
   ウェーハの所定方向を示す前記マークが形成されていることを特徴とする表面保護部材。

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