JP6095521B2

JP6095521B2 - 分割方法

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Publication number: JP6095521B2
Application number: JP2013170313A
Authority: JP
Inventors: 元己北野
Original assignee: Disco Corp
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2013-08-20
Filing date: 2013-08-20
Publication date: 2017-03-15
Anticipated expiration: 2033-08-20
Also published as: JP2015041628A

Description

本発明は、ＩＣ等のデバイスが形成されたウェーハを複数のチップへと分割する分割方法に関する。

表面にＩＣ等のデバイスが形成されたウェーハは、例えば、ストリート（分割予定ライン）に沿って仕上げ厚みより深い溝を形成された後に、裏面側を研削されることで複数のチップへと分割される（例えば、特許文献１参照）。

ＤＢＧ（Dicing Before Grinding）プロセスと呼ばれるこの分割方法では、ウェーハを薄く加工する前に溝を形成するので、ウェーハを薄く加工した後に切削する従来の分割方法と比較してチップの破損等を抑制できる。

特開平１１−４０５２０号公報

ところで、上述したＤＢＧプロセスでは、ウェーハを研削して複数のチップへと分割するので、分割されたチップが研削の負荷で移動し、隣接するチップに接触してしまう恐れがある。研削中のチップ同士が接触すると、外周部分に加わる衝撃でチップは破損する。

本発明はかかる問題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、研削による破損の可能性を低減したウェーハの分割方法を提供することである。

本発明によれば、表面の交差する複数の分割予定ラインで区画される各領域にそれぞれデバイスが形成されたウェーハを該分割予定ラインに沿って個々のチップへと分割する分割方法であって、該分割予定ラインに沿ってチップの仕上げ厚みよりも深い溝を形成する溝形成ステップと、該溝形成ステップを実施した後、ウェーハの表面に保護テープを貼着する貼着ステップと、該貼着ステップを実施した後、ウェーハの表面側を該保護テープを介して保持テーブルで保持し、ウェーハの裏面を露出させるウェーハ保持ステップと、該保持テーブルで保持されたウェーハに研削水を供給しつつ研削砥石を有した研削手段でウェーハの裏面を研削して該仕上げ厚みへと薄化する研削ステップと、該研削ステップの実施中に、ウェーハの裏面に該溝が露出してウェーハが個々のチップへと分割されたことを検出する検出ステップと、を備え、該研削ステップにおいて、該検出ステップでウェーハの分割が検出される前には、第一の温度の研削水で研削を実施し、該検出ステップでウェーハの分割が検出された後には、該第一の温度よりも高温の第二の温度の研削水でウェーハを研削し該仕上げ厚みへと薄化することを特徴とする分割方法が提供される。

本発明の分割方法は、ウェーハを仕上げ厚みへと研削する研削ステップと、研削ステップ中においてウェーハがチップへと分割されたことを検出する検出ステップとを備え、ウェーハの分割が検出される前には、第一の温度の研削水でウェーハを研削し、ウェーハの分割が検出された後には、第一の温度よりも高い第二の温度の研削水でウェーハを研削するので、ウェーハが分割された後には、高温の研削水によってウェーハの表面に貼着された保護テープが伸び易くなり、隣接するチップ同士の間隔を十分に広くできる。すなわち、研削中のチップ同士の接触による破損の可能性を低減できる。

溝形成ステップを模式的に示す斜視図である。貼着ステップを模式的に示す斜視図である。ウェーハ保持ステップを模式的に示す一部断面側面図である。検出ステップにおいてウェーハの分割が検出される前の研削ステップを模式的に示す一部断面側面図である。検出ステップにおいてウェーハの分割が検出された後の研削ステップを模式的に示す一部断面側面図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。本実施の形態に係る分割方法は、溝形成ステップ（図１参照）、貼着ステップ（図２参照）、ウェーハ保持ステップ（図３参照）、研削ステップ（図４及び図５参照）、検出ステップ（図５及び図５参照）を含む。

溝形成ステップでは、ウェーハの表面側に配列されたストリート（分割予定ライン）に沿って仕上げ厚みよりも深い溝を形成する。貼着ステップでは、ウェーハの表面に保護テープを貼着する。ウェーハ保持ステップでは、表面に貼着された保護テープを介してウェーハを保持テーブルで保持する。

研削ステップでは、ウェーハの裏面を研削して複数のチップへと分割すると共に、分割後のチップを仕上げ厚みへと加工する。検出ステップでは、研削ステップの実施中にウェーハの分割を検出する。以下、本実施の形態に係る分割方法について詳述する。

本実施の形態の分割方法では、まず、ウェーハの表面側を切削して溝を形成する溝形成ステップを実施する。図１は、本実施の形態に係る溝形成ステップを模式的に示す斜視図である。

図１に示すように、ウェーハ１１は、例えば、円盤状の外形を有する半導体ウェーハであり、その表面１１ａは、中央のデバイス領域１３と、デバイス領域１３を囲む外周余剰領域１５とに分けられている。

デバイス領域１３は、格子状に配列されたストリート（分割予定ライン）１７でさらに複数の領域に区画されており、各領域にはＩＣ等のデバイス１９が形成されている。ウェーハ１１の外周面１１ｃは面取り加工されており、その断面形状は円弧状である。

溝形成ステップでは、まず、上述したウェーハ１１の裏面１１ｂ側を切削装置２のチャックテーブル（不図示）に吸引させ、その後、表面１１ａ側のストリート１７に切削ブレード４を位置合わせする。

図１に示すように、切削ブレード４は、水平方向に伸びる回転軸の周りに回転可能なスピンドル６の一端側に装着されている。スピンドル６の他端側にはモータ（不図示）が連結されており、スピンドル６に装着された切削ブレード４は、このモータの回転力によって回転する。

位置合わせの後には、切削ブレード４を回転させてウェーハ１１に切り込ませると共に、チャックテーブルと切削ブレード４とを加工対象のストリート１７に沿って相対移動（加工送り）させる。その結果、ウェーハ１１の表面１１ａ側には、加工対象のストリート１７に沿う溝２１が形成される。

ここで、切削ブレード４の切り込み深さは、分割によって形成されるチップの仕上げ厚みより深く設定する。つまり、この溝形成ステップでは、チップの仕上げ厚みより深い溝２１が形成される。表面１１ａを基準とするチップの仕上げ厚みが８０μｍであれば、例えば、切削ブレード４の切り込み深さを表面１１ａから１１０μｍ程度に設定すれば良い。

その後、切削ブレード４を上昇させると共に、チャックテーブルと切削ブレード４とを加工対象のストリート１７に対して直交する方向に相対移動（割り出し送り）させて、隣接するストリート１７に切削ブレード４を位置合わせする。位置合わせの後には、隣接するストリート１７に沿って同様の溝２１を形成する。

この動作を繰り返し、第１方向に伸びる全てのストリート１７に沿って溝２１を形成した後には、チャックテーブルを９０°回転させて、第１方向と直交する第２方向に伸びるストリート１７に沿って同様の溝２１を形成する。全てのストリート１７に沿って溝２１が形成されると、溝形成ステップは終了する。

溝形成ステップの後には、ウェーハ１１の表面１１ａに、デバイス１９を保護するための保護テープを貼着する貼着ステップを実施する。図２は、本実施の形態に係る貼着ステップを模式的に示す斜視図である。

貼着ステップでは、まず、ウェーハ１１の表面１１ａ側と保護テープ２３の表面２３ａ側とを対向させるように、ウェーハ１１の上方に保護テープ２３を位置付ける。そして、保護テープ２３を下降させて、ウェーハ１１の表面１１ａに保護テープ２３の表面２３ａを密着させる。

保護テープ２３は、ポリオレフィンやポリ塩化ビニル等からなる樹脂製のフィルムであり、表面２３ａ側にはゴム系やアクリル系の接着剤でなる接着層が形成されている。そのため、ウェーハ１１の表面１１ａに保護テープ２３の表面２３ａを密着させると、保護テープ２３はウェーハ１１に貼着される。なお、この保護テープ２３は、温度の上昇と共に軟化して伸び易くなる。

貼着ステップの後には、研削装置の保持テーブルにウェーハ１１を吸引保持させるウェーハ保持ステップを実施する。図３は、本実施の形態に係るウェーハ保持ステップを模式的に示す一部断面側面図である。

図３に示すように、研削装置８は、ウェーハ１１を吸引保持する保持テーブル１０を備えている。保持テーブル１０は、モータ等の回転機構（不図示）と連結されており、鉛直方向に伸びる回転軸Ｃ１（図４及び図５参照）の周りに回転する。また、保持テーブル１０の下方には、移動機構（不図示）が設けられており、保持テーブル１０は、この移動機構で水平方向に移動する。

保持テーブル１０の表面は、ウェーハ１１を吸引保持する保持面１０ａとなっている。この保持面１０ａには、保持テーブル１０の内部に形成された流路（不図示）を通じて吸引源（不図示）の負圧が作用し、ウェーハ１１を吸引する吸引力が発生する。

保持面１０ａに保護テープ２３の裏面２３ｂを接触させて、吸引源の負圧を作用させると、ウェーハ１１は、保護テープ２３を介して保持テーブル１０に吸引保持される。このように、ウェーハ１１は、裏面１１ｂが上方に露出するように保持テーブル１０に吸引保持される。

ウェーハ保持ステップの後には、ウェーハ１１の裏面１１ｂを研削して複数のチップへと分割すると共に、分割後のチップを仕上げ厚みへと加工する研削ステップを実施する。図４は、本実施の形態に係る研削ステップを模式的に示す一部断面側面図である。

この研削ステップでは、まず、保持テーブル１０を移動させて、ウェーハ１１を研削機構（研削手段）１２の下方に位置付ける。図４に示すように、研削機構１２は、鉛直方向に伸びる回転軸Ｃ２の周りに回転するスピンドル１４を備えている。スピンドル１４は、昇降機構（不図示）で昇降される。

スピンドル１４の下端側には、円盤状のホイールマウント１６が固定されており、このホイールマウント１６には、研削ホイール１８が装着されている。研削ホイール１８は、アルミニウム、ステンレス等の金属材料で形成されたホイール基台１８ａを備えている。ホイール基台１８ａの円環状の下面には、全周にわたって複数の研削砥石１８ｂが固定されている。

研削機構１２と隣接する位置には、被研削面であるウェーハ１１の裏面１１ｂ側に研削水を供給する研削水供給ノズル２０と、ウェーハ１１の厚みを測定する厚み測定センサ２２とが配置されている。

厚み測定センサ２２は、チャックテーブル１０の保持面１０ａに接触して高さ位置を測定する第１探針２２ａと、ウェーハ１１の裏面１１ｂ側に接触して高さ位置を測定する第２探針２２ｂとを含む。第１探針２２ａで測定されるチャックテーブル１０の保持面１０ａの高さ位置と、第２探針２２ａで測定されるウェーハ１１の裏面１１ｂ側の高さ位置との差に基づいて、ウェーハ１１の厚みが算出される。

この研削ステップでは、チャックテーブル１０とスピンドル１４とを、それぞれ所定の回転方向に回転させつつ、スピンドル１４を下降させて、ウェーハ１１の裏面１１ｂ側に研削砥石１８ｂを接触させる。スピンドル１４を所定の送り速度で下降させることで、ウェーハ１１の裏面１１ｂ側は研削される。ここで、ウェーハ１１の裏面１１ｂ側には、研削水供給ノズル２０から所定温度（第一の温度）の研削水Ｗｃが供給される。

例えば、研削水Ｗｃの温度は、２０℃に設定される。また、チャックテーブル１０の回転数は、３００ｒｐｍに設定され、スピンドル１４の回転数は、６０００ｒｐｍに設定される。ただし、研削水Ｗｃの温度、チャックテーブル１０及びスピンドル１４の回転数は、これらに限定されない。

この研削ステップと同時に、ウェーハ１１の分割を検出する検出ステップが実施される。検出ステップでは、厚み測定センサ２２を用いてウェーハ１１の厚みを測定し、溝形成ステップにおける切削ブレード４の切り込み深さと比較することで、ウェーハ１１の分割の有無を検出する。検出ステップに係る比較、判定等の処理は、例えば、厚み測定センサ２２と接続される制御装置（不図示）で実施される。

具体的には、厚み測定センサ２２で検出されたウェーハ１１の厚みが切削ブレード４の切り込み深さ（例えば、１１０μｍ）を下回り、溝２１がウェーハ１１の裏面１１ｂ側に露出すると、制御装置は、ウェーハ１１がチップに分割されたと判定する。

ウェーハ１１がチップに分割されると、研削の負荷で分割されたチップが移動し、隣接するチップに接触してしまう恐れがある。研削中のチップ同士が接触すると、外周部分に加わる衝撃でチップは破損してしまう。そこで、検出ステップでウェーハ１１の分割が検出された後には、ウェーハ１１の分割が検出される前とは異なる条件で研削ステップを実施する。

具体的には、ウェーハ１１の分割が検出された後には、研削水Ｗｃより高温（第二の温度）の研削水Ｗｈをウェーハ１１の裏面１１ｂ側に供給しながら研削を行う。この研削水Ｗｈの温度は、例えば、８０℃〜９０℃に設定される。チャックテーブル１０及びスピンドル１４の回転数は、特に変更しなくてよい。

これにより、高温の研削水Ｗｈによってウェーハ１１の表面１１ａに貼着された保護テープ２３が伸び易くなるので、研削中の加工負荷によってチップ同士の間隔を十分に拡げることができる。その結果、研削中におけるチップ同士の接触を防止して、チップの破損を抑制できる。ウェーハ１１が仕上げ厚み（例えば、８０μｍ）まで研削されると、研削ステップは終了する。

以上のように、本実施の形態の分割方法は、ウェーハ１１を仕上げ厚みへと研削する研削ステップと、研削ステップ中においてウェーハ１１がチップへと分割されたことを検出する検出ステップとを備え、ウェーハ１１の分割が検出される前には、所定温度（第一の温度）の研削水Ｗｃでウェーハ１１を研削し、ウェーハ１１の分割が検出された後には、研削水Ｗｃよりも高温（第一の温度よりも高い第二の温度）の研削水Ｗｈでウェーハ１１を研削する。

これにより、ウェーハ１１が分割された後には、高温の研削水Ｗｈによってウェーハ１１の表面１１ａに貼着された保護テープ２３が伸び易くなるので、隣接するチップ同士の間隔を十分に広くできる。すなわち、研削中の接触による破損の可能性を低減できる。

なお、本発明は上記実施の形態の記載に限定されず、種々変更して実施可能である。例えば、上記実施の形態では、接触式の厚み測定センサ２２を用いてウェーハ１１の分割を検出しているが、レーザービーム等を用いる非接触式の厚み測定センサを用いてウェーハ１１の分割を検出しても良い。

また、上記実施の形態では、厚み測定センサを用いてウェーハ１１の分割を検出しているが、スピンドル１４の負荷に応じて変動する負荷電流値の変化や、研削時間等を基準にウェーハ１１の分割を検出することもできる。

その他、上記実施の形態に係る構成、方法などは、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できる。

２切削装置
４切削ブレード
６スピンドル
８研削装置
１０保持テーブル
１０ａ保持面
１２研削機構（研削手段）
１４スピンドル
１６ホイールマウント
１８研削ホイール
１８ａホイール基台
１８ｂ研削砥石
２０研削水供給ノズル
２２厚み測定センサ
２２ａ第１探針
２２ｂ第２探針
１１ウェーハ
１１ａ表面
１１ｂ裏面
１１ｃ外周面
１３デバイス領域
１５外周余剰領域
１７ストリート（分割予定ライン）
１９デバイス
２１溝
２３保護テープ
２３ａ表面
２３ｂ裏面
Ｗｃ，Ｗｈ研削水

Claims

表面の交差する複数の分割予定ラインで区画される各領域にそれぞれデバイスが形成されたウェーハを該分割予定ラインに沿って個々のチップへと分割する分割方法であって、
該分割予定ラインに沿ってチップの仕上げ厚みよりも深い溝を形成する溝形成ステップと、
該溝形成ステップを実施した後、ウェーハの表面に保護テープを貼着する貼着ステップと、
該貼着ステップを実施した後、ウェーハの表面側を該保護テープを介して保持テーブルで保持し、ウェーハの裏面を露出させるウェーハ保持ステップと、
該保持テーブルで保持されたウェーハに研削水を供給しつつ研削砥石を有した研削手段でウェーハの裏面を研削して該仕上げ厚みへと薄化する研削ステップと、
該研削ステップの実施中に、ウェーハの裏面に該溝が露出してウェーハが個々のチップへと分割されたことを検出する検出ステップと、を備え、
該研削ステップにおいて、該検出ステップでウェーハの分割が検出される前には、第一の温度の研削水で研削を実施し、該検出ステップでウェーハの分割が検出された後には、該第一の温度よりも高温の第二の温度の研削水でウェーハを研削し該仕上げ厚みへと薄化することを特徴とする分割方法。