JP6066673B2 - ウエーハの加工方法 - Google Patents

Description

本発明は、大口径ウエーハを既存の設備をできるだけ利用して加工することのできるウエーハの加工方法に関する。

表面に格子状に形成された複数の分割予定ラインで区画された各領域にそれぞれＩＣ，ＬＳＩ等のデバイスが形成された半導体ウエーハ（以下、単にウエーハと略称することがある）は、裏面が研削されて所望の厚さに加工された後、分割予定ラインに沿って個々のデバイスに分割され、分割されたデバイスは携帯電話、パソコン等の各種電気機器に広く利用されている。

半導体ウエーハは、ダイシングテープを介して環状フレームで支持され、この状態で切削装置のチャックテーブルに搭載される。ウエーハの切削には、切削ブレードを回転可能に支持する切削手段を備えたダイシング装置と呼ばれる切削装置が広く使用されている。

生産性を向上させるために、ウエーハの直径が２００ｍｍ、３００ｍｍ、更には４５０ｍｍと大口径化の傾向にあり、ウエーハの直径に対応したダイシング装置、研削装置等の加工装置の開発が必須となっている。

特開平１１−２６４０２号公報 特開２００５−１５３０９０号公報

しかし、直径４５０ｍｍのウエーハを加工する場合、３００ｍｍウエーハの裏面を研削して個々のデバイスに分割する設備が整っているにも関わらず、４５０ｍｍウエーハに対応した加工装置によって新たなシステムを構築しなければならず、設備費が膨大になり利益を圧迫す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、ウエーハが大口径になっても既存の設備を利用できる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、表面に形成された複数の第１の方向の分割予定ラインと該第１の方向と交差する複数の第２の方向の分割予定ラインとによって区画された各領域にデバイスが形成されたウエーハを、個々のデバイスに分割するウエーハの加工方法であって、扇状の４個の吸引保持部を有するチャックテーブルでウエーハを直に保持し、ウエーハの表面に形成された全ての第１の方向の分割予定ラインと全ての第２の方向の分割予定ラインとに沿ってデバイスの仕上がり厚さに相当する深さの溝を形成する溝形成工程と、該溝形成工程実施後、扇状の４個の吸引保持部を有するチャックテーブルでウエーハを直に保持したまま、ウエーハの略中央を通る第１の方向の分割予定ラインとウエーハの略中央を通る第２の方向の分割予定ラインとを切断して、扇状の１／４ウエーハ片を生成する１／４ウエーハ片生成工程と、該１／４ウエーハ片生成工程実施後、１／４ウエーハ片の表面に保護部材を配設する保護部材配設工程と、該保護部材側を研削装置のチャックテーブルで保持し１／４ウエーハ片の裏面を研削してデバイスの仕上がり厚みに１／４ウエーハ片を薄化して該溝を表出させ、１／４ウエーハ片を個々のデバイスに分割する１／４ウエーハ片分割工程と、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。

好ましくは、ウエーハの加工方法は、１／４ウエーハ片分割工程実施後、１／４ウエーハ片を収容する大きさの開口部を有する環状フレームの該開口部に１／４ウエーハ片を位置付けて該環状フレームと１／４ウエーハ片の裏面に粘着テープを貼着し、１／４ウエーハ片の表面から該保護部材を剥離して該粘着テープを介して該環状フレームに１／４ウエーハ片を配設するフレーム配設工程を更に備えている。

本発明のウエーハの加工方法によると、大口径のウエーハの分割予定ラインに沿って溝を形成するとともに大口径のウエーハを１／４ウエーハ片に分割する大口径に対応した切削装置は少なくとも１台必要となるものの、１／４ウエーハ片の裏面を研削する研削装置は既存の装置で対応することができ、既存の設備を利用して設備費を節約することができる。

半導体ウエーハの表面側斜視図である。 ４５０ｍｍウエーハに対応したチャックテーブルで４５０ｍｍウエーハを保持する様子を示す分解斜視図である。 ウエーハの分割予定ラインに沿って所定深さの溝を形成する溝形成工程を示す斜視図である。 ４片に分割された１／４ウエーハ片の斜視図である。 溝形成工程実施後の１／４ウエーハ片に表面保護テープを貼着する様子を示す分解斜視図である。 研削装置のチャックテーブルで表面保護テープを介して１／４ウエーハ片を保持する様子を示す分解斜視図である。 １／４ウエーハ片分割工程を示す斜視図である。 個々のデバイスに分割された１／４ウエーハ片の斜視図である。 フレーム配設工程を示す分解斜視図である。

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に示す半導体ウエーハ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、分割予定ライン１３によって区画された各領域にデバイス１５が形成されている。ウエーハ１１は４５０ｍｍの直径を有している。

以下、４５０ｍｍウエーハ１１等の大口径ウエーハを既存の設備をなるべく使用して、個々のデバイスに分割する本発明実施形態に係るウエーハの加工方法について図２乃至図９を参照して説明する。

図２を参照すると、チャックテーブル１０で４５０ｍｍウエーハ１１を吸引保持する様子の分解斜視図が占めされている。チャックテーブル１０は４５０ｍｍウエーハ１１に対応したダイシング装置（切削装置）のチャックテーブルであり、４５０ｍｍウエーハ１１を吸引保持できるサイズを有している。

チャックテーブル１０は、ＳＵＳ等から形成された枠体１２を備えており、枠体１２は環状表面１２ａと、十字形状の表面１２ｂを有している。十字形状の表面１２ｂには所定深さの逃げ溝１４が形成されている。

チャックテーブル１０は枠体１２の環状表面１２ａ及び十字形状の表面１２ｂに囲繞された扇形状の４つの吸引保持部１６を有している。吸引保持部１６は例えばポーラスセラミックス等から形成されている。

本実施形態のウエーハの加工方法では、まず、ウエーハ１１の分割予定ライン１３に沿って所定深さの溝１９を形成する溝形成工程を実施する。この溝形成工程では、図３に示すように、ウエーハ１１をチャックテーブル１０で吸引保持する。

図３で１８は切削装置の切削ユニットであり、スピンドルハウジング２０中に収容された回転駆動されるスピンドルの先端に切削ブレード２２が装着されており、切削ブレード２２の上半分はブレードカバー２４により覆われている。

溝生成工程では、切削ユニット１８の切削ブレード２２をチャックテーブル１０に保持されたウエーハ１１に所定深さ切り込ませ、チャックテーブル１２を矢印Ｘ１方向に加工送りすることにより、第１の方向の分割予定ライン１３に沿って所定深さ（デバイスの仕上がり厚さに相当する深さ）の溝１９を形成する。

第１の方向に伸長する全ての分割予定ライン１３に沿って溝１９を形成後、チャックテーブル１０を９０度回転してから、第２の方向に伸長する分割予定ライン１３に沿っても同様な溝１９を形成する。

次いで、ウエーハ１１の略中央を通る第２の方向の分割予定ラインの一端に高速回転する切削ブレード２２を切り込ませ、チャックテーブル１０を矢印Ｘ１方向に加工送りすることにより、ウエーハ１１を二つに完全切断する。

この完全切断の際に、切削ブレード２２はウエーハ１１の裏面まで貫通するが、チャックテーブル１０には逃げ溝１４が形成されているため切削ブレード２２が破損することはない。

次いで、チャックテーブル１０を９０度回転してから、ウエーハ１１の略中央を通る第１の方向の分割予定ラインを同様に切断して、図４に示すように、扇形状の４個の１／４ウエーハ片１１Ａ〜１１Ｄを生成する。

１／４ウエーハ片生成工程の変形実施形態として、第１の方向の分割予定ライン１３に沿って所定深さの溝１９を次々と形成しながら、ウエーハ１１の略中央を通る第１の方向の分割予定ライン１３に沿っては切削ブレード２２の切り込み深さを深くして、ウエーハ１１を二つに完全切断する。

次いで、チャックテーブル１０を９０度回転してから、ウエーハ１１の第２の方向の分割予定ライン１３に沿って所定深さの溝１９を形成しながら、ウエーハ１１の略中央を通る第２の方向の分割予定ラインについては切り込み深さを深くして、ウエーハ１１を完全切断して、ウエーハ１１を扇形状の４個の１／４ウエーハ片１１Ａ〜１１Ｄに分割するようにしてもよい。

次いで、図５に示すように、溝１９の形成された１／４ウエーハ片１１Ａの表面に保護部材である表面保護テープ２１を貼着する。そして、図６に示すように、表面保護テープ２１を介して１／４ウエーハ片１１Ａを吸引保持し、図７に示すように、１／４ウエーハ片１１Ａの裏面１１ｂを露出させる。表面保護テープ２１に替えてガラス等の保護部材を１／４ウエーハ片１１Ａの表面に貼着しても良い。

図７において、３４は研削装置の研削ユニットであり、回転駆動されるスピンドル３６と、スピンドル３６の先端に固定されたホイールマウント３８と、ホイールマウント３８に複数のねじ４２により着脱可能に装着された３００ｍｍウエーハ対応の研削ホイール４０とを含んでいる。研削ホイール４０は、環状のホイール基台４４と、ホイール基台４４の下面外周に固着された複数の研削砥石４６とから構成される。

１／４ウエーハ片１１Ａの裏面１１ｂを研削して個々のデバイス１５に分割する１／４ウエーハ片分割工程では、チャックテーブル３０を矢印ａで示す方向に例えば３００ｒｐｍで回転しつつ、研削ホイール４０を矢印ｂで示す方向に例えば６０００ｒｐｍで回転して、１／４ウエーハ片１１Ａの裏面１１ｂに研削砥石４６を押し当て、所定の研削送り速度（例えば１μｍ／ｓ）で研削ホイール４０を下方に研削送りすることにより、１／４ウエーハ片１１Ａの裏面の研削を実施する。この研削は、図８に示すように、溝１９が１／４ウエーハ片１１Ａの裏面に表出するまで実施する。

このように溝１９が表出するまで研削することによって、図８に示すように、１／４ウエーハ片１１Ａは個々のデバイス１５に分割される。尚、分割された複数のデバイス１５は、その表面１１ａに表面保護テープ２１が貼着されているので、ばらばらにはならずに１／４ウエーハ片１１Ａの形状が維持される。

１／４ウエーハ片分割工程実施後、図９に示すように、１／４ウエーハ片１１Ａを収容する大きさの開口部を有する環状フレームＦの該開口部に１／４ウエーハ片１１Ａを位置付けて、環状フレームＦと１／４ウエーハ片１１Ａの裏面とに粘着テープＴを貼着し、１／４ウエーハ片１１Ａの表面１１ａから表面保護テープ２１を剥離して、粘着テープＴを介して環状フレームＦに１／４ウエーハ片１１Ａを配設するフレーム配設工程を実施する。

このように１／４ウエーハ片１１Ａを環状フレームＦに配設した後、例えば、ピックアップコレットによりデバイス１５をピックアップするピックアップ工程を実施する。

本発明のウエーハの加工方法によると、大口径のウエーハの分割予定ラインに所定深さの溝を形成するとともに１／４ウエーハ片に分割する大口径のウエーハに対応した少なくとも１台の切削装置が必要となるものの、１／４ウエーハ片の裏面を研削する研削装置は、既存の小口径（３００ｍｍ）のウエーハに対応した装置を利用できるため、既存の設備を最大限に利用して設備費を節約することができる。

１１ 半導体ウエーハ
１３ 分割予定ライン
１４ 逃げ溝
１５ デバイス
１６ 吸引保持部
１７ 切断溝
１１Ａ〜１１Ｂ １／４ウエーハ片
１９ 溝
２１ 表面保護テープ
２２ 切削ブレード
４０ 研削ホイール
４６ 研削砥石

Claims (2)

1. 表面に形成された複数の第１の方向の分割予定ラインと該第１の方向と交差する複数の第２の方向の分割予定ラインとによって区画された各領域にデバイスが形成されたウエーハを、個々のデバイスに分割するウエーハの加工方法であって、
   扇状の４個の吸引保持部を有するチャックテーブルでウエーハを直に保持し、ウエーハの表面に形成された全ての第１の方向の分割予定ラインと全ての第２の方向の分割予定ラインとに沿ってデバイスの仕上がり厚さに相当する深さの溝を形成する溝形成工程と、
   該溝形成工程実施後、扇状の４個の吸引保持部を有するチャックテーブルでウエーハを直に保持したまま、ウエーハの略中央を通る第１の方向の分割予定ラインとウエーハの略中央を通る第２の方向の分割予定ラインとを切断して、扇状の１／４ウエーハ片を生成する１／４ウエーハ片生成工程と、
   該１／４ウエーハ片生成工程実施後、１／４ウエーハ片の表面に保護部材を配設する保護部材配設工程と、
   該保護部材側を研削装置のチャックテーブルで保持し１／４ウエーハ片の裏面を研削してデバイスの仕上がり厚みに１／４ウエーハ片を薄化して該溝を表出させ、１／４ウエーハ片を個々のデバイスに分割する１／４ウエーハ片分割工程と、
   を備えたことを特徴とするウエーハの加工方法。
2. １／４ウエーハ片分割工程実施後、１／４ウエーハ片を収容する大きさの開口部を有する環状フレームの該開口部に１／４ウエーハ片を位置付けて該環状フレームと１／４ウエーハ片の裏面に粘着テープを貼着し、１／４ウエーハ片の表面から該保護部材を剥離して該粘着テープを介して該環状フレームに１／４ウエーハ片を配設するフレーム配設工程を更に備えた請求項１記載のウエーハの加工方法。

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