JP6144162B2

JP6144162B2 - ウェーハの加工方法

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Publication number: JP6144162B2
Application number: JP2013186116A
Authority: JP
Inventors: 哲一杉谷
Original assignee: Disco Corp
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2013-09-09
Filing date: 2013-09-09
Publication date: 2017-06-07
Anticipated expiration: 2033-09-09
Also published as: JP2015053422A

Description

本発明は、ウェーハを加工する加工方法に関する。

半導体ウェーハなどのウェーハには、オリエンテーションフラットやノッチなど結晶方位を示すためのマークが側面に設けられている（例えば、特許文献１参照）。ウェーハは、例えば、表面に保護テープが貼着された状態でデバイスが形成されていない裏面を研削して所定の厚さに薄化した後、結晶方位を示すマークを基準として、環状フレームに貼着されたダイシングテープに裏面が貼着されて保持されるとともに、表面から保護テープが剥離され、切削装置やレーザ加工装置を用いて切断されることにより、個々のデバイスに分割される。

特開２００１−２６７１９３号公報

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を設ける場合は、ウェーハの外周を大きく切り欠くため、ウェーハ上にデバイスを形成できる部分の面積が狭くなり、１枚のウェーハ上に形成できるデバイスの数が少なくなる。一方、結晶方位を示すマークとしてノッチを設ける場合は、ウェーハ上にデバイスを形成できる部分の面積は狭くならないが、ウェーハにデバイスを形成する際の熱処理工程などにおいて、ノッチを起点に割れが生じる可能性がある。このような課題を解決するためには、結晶方位を示すマークをウェーハの側面ではなく、裏面に設けることが考えられる。

しかし、結晶方位を示すマークをウェーハの裏面に設けると、裏面を研削して薄化するとマークが消えてしまい、ウェーハの結晶方位を正しく認識することができなくなる。このため、ウェーハを個々のデバイスに分割する際に、ウェーハを正しく分割することができなくなる。

本発明は、このような問題にかんがみなされたもので、裏面にマークが形成されたウェーハの裏面を研削してマークが消えた後であっても、ウェーハの結晶方位を正しく判別できるようにすることにより、ウェーハを適正に個々のデバイスに分割できるようにすることを目的とする。

本発明に係るウェーハの加工方法は、表面にデバイスが形成され、該表面とは反対側の裏面に結晶方位を示すマークが形成された円板状のウェーハを加工する加工方法であって、基材と該基材上に配設された糊層とを備える表面保護テープを、該ウェーハの該表面に貼着する保護テープ貼着工程と、該保護テープ貼着工程を実施した後、該マークに対応して該表面保護テープを切断し、該ウェーハの該表面に貼着されたテープ小片を形成する保護テープ切断工程と、該保護テープ切断工程を実施した後、該表面保護テープを介して該ウェーハを保持手段で保持し、該ウェーハの該裏面を研削手段で研削する研削工程と、該研削工程を実施した後、該ウェーハの該表面に貼着された該テープ小片を残して、該表面保護テープを該ウェーハから剥離する剥離工程と、を備え、該ウェーハの該表面に貼着された該テープ小片により該ウェーハの結晶方位を判別することが可能である。

本発明に係るウェーハの加工方法によれば、ウェーハの裏面に形成されたマークに対応して表面に貼着された表面保護テープを切断し、表面にテープ小片を形成するので、ウェーハの裏面を研削してマークが消えた後であっても、テープ小片を検出することにより、ウェーハの結晶方位を判別することができる。これにより、ウェーハを適正に分割することができるとともに、結晶方位を示すマークをウェーハの裏面に形成することができるので、ウェーハに形成するデバイスの数を少なくすることなくウェーハにデバイスを形成する過程でウェーハに割れが生じるのを防止することができる。

ウェーハの表裏面を示す斜視図。ウェーハの加工方法を示すフローチャート。保護テープ貼着工程を示す斜視図。保護テープ切断工程を示す斜視図。研削工程を示す斜視図。保持工程を示す斜視図。剥離工程を示す斜視図。切削工程を示す斜視図。テープ小片の変形例を示す平面図。

図１に示すウェーハ１０は、例えば円盤状の半導体ウェーハであり、＋ｚ側の表面１１に複数のデバイス１２が形成され、−ｚ側の裏面１６にウェーハ１０の結晶方位を示すマーク１７が形成されている。ウェーハ１０は、デバイス１２を区画する分割予定ライン１３に沿って分割されることにより、個々のデバイス１２に分割される。分割予定ライン１３には、ウェーハ１０の結晶方位に合わせて、例えば、±ｘ方向に平行な向きに設けられた分割予定ライン１３と、±ｙ方向に平行な向きに設けられた分割予定ライン１３とがある。マーク１７は、例えば、ウェーハ１０の中心から見て、−ｙ方向の周辺部分に設けられている。

図２に示す加工方法２０は、ウェーハ１０を個々のデバイス１２に分割する方法を工程ごとに示したものであり、ウェーハ１０の＋ｚ側の表面１１に表面保護テープを貼着する保護テープ貼着工程２１と、ウェーハ１０の−ｚ側の裏面１６に設けられたマーク１７を検出するマーク検出工程２２と、ウェーハ１０の＋ｚ側の表面１１に貼着された表面保護テープを切断する保護テープ切断工程２３と、ウェーハ１０の−ｚ側の裏面１６を研削する研削工程２４と、ウェーハ１０を分割する分割工程２５とから構成されている。以下、各工程の詳細について述べる。

（１）保護テープ貼着工程
図３に示すように、まず、ウェーハ１０とほぼ同じ大きさの円形の表面保護テープ３０を用意する。表面保護テープ３０は、例えばポリエチレン塩化ビニルやポリオレフィンなどの樹脂で形成された基材３２（図４参照）の一方の面に、例えばアクリル系糊やゴム系糊などの糊が塗布されて糊層３１が形成されている。
次に、デバイス１２が形成されているウェーハ１０の＋ｚ側の表面１１に、表面保護テープ３０の糊層３１を密着させることにより、ウェーハ１０に表面保護テープ３０を貼着する。これにより、ウェーハ１０は、マーク１７が形成されている−ｚ側の裏面１６が露出し、＋ｚ側の表面１１に形成されたデバイス１２は、表面保護テープ３０により保護される。

（２）マーク検出工程
保護テープ貼着工程を実施した後、ウェーハ１０の−ｚ側の裏面１６を下にして、チャックテーブルなどの保持手段によりウェーハ１０を保持する。裏面１６に形成されたマーク１７を検出するため、保持手段の保持面は、例えば、透明な材料で形成されている。
そして、例えば、ウェーハ１０の−ｚ側の裏面１６をカメラなどの撮像手段により撮影し、撮影された画像をコンピュータなどの解析手段により解析することにより、マーク１７の位置を検出する。
なお、赤外線などウェーハ１０や表面保護テープ３０を透過する波長の光を受光する撮像手段によりウェーハ１０の＋ｚ側の表面１１から撮影することにより、マーク１７の位置を検出する構成であってもよい。

（３）保護テープ切断工程
保護テープ貼着工程及びマーク検出工程の後、図４に示すように、ウェーハ１０が保持手段に保持されたままの状態で、上側に露出した表面保護テープ３０を、レーザ加工装置４０により切断して、テープ小片３３を形成する。レーザ加工装置４０は、撮像ユニット４２で撮影した画像を解析することにより、テープ小片３３を形成する位置を判定し、集光器４１でレーザビームを集光することにより、表面保護テープ３０を切断する。テープ小片３３は、マーク検出工程２２で検出されたマーク１７に対応して形成される。ここで、「マーク１７に対応して」とは、マーク１７によって示される結晶方位と同じ結晶方位を示すようにテープ小片３３を設けることを意味する。例えば、−ｚ側の裏面１６にマーク１７が形成されている位置と同じ位置にテープ小片３３を形成する。
テープ小片３３を形成する方式には、例えば、表面保護テープ３０を円形に切断することにより、切断された部分に囲まれた領域を、テープ小片３３とする方式がある。また、そのほかに、例えば、パンチャーでパンチングする方式や、ダイシングブレードで切断する方式などもある。
以下の工程は、このようにして形成されたテープ小片３３が、糊層３１の粘着力によりウェーハ１０の＋ｚ側の表面１１に貼着されたままの状態で実行される。

（４）研削工程
保護テープ切断工程の後、図５に示すように、ウェーハ１０の−ｚ側の裏面１６を上、＋ｚ側の表面１１を下にして、表面保護テープ３０を介して研削装置５０の保持手段５１にウェーハ１０を保持する。研削装置５０の研削手段５２は、先端に装着された研削ホイール５３を回転させながら、ウェーハ１０の−ｚ側の裏面１６に、研削ホイール５３の下面の固着された研削砥石５３１を接触させ、ウェーハ１０が所望の厚さになるまで研削する。これにより、ウェーハ１０の−ｚ側の裏面１６に形成されているマーク１７は消滅するが、ウェーハ１０の＋ｚ側の表面１１にテープ小片３３が形成されているので、以降の工程においてもウェーハ１０の結晶方位を判別することが可能となっている。

（５）分割工程
研削工程の後、研削工程２４で所望の厚さまで薄化されたウェーハ１０を、個々のデバイス１２に分割する。分割工程２５は、ウェーハ１０を環状フレーム６１で保持する保持工程と、環状フレーム６１で保持されたウェーハ１０から表面保護テープ３０を剥離する剥離工程と、表面保護テープ３０が剥離されたウェーハ１０を切削する切削工程とに細分化できる。以下、細分化した各工程について説明する。

（５−１）保持工程
まず、図６に示すように、ウェーハ１０の−ｚ側の裏面１６を、環状フレーム６１に貼着されたダイシングテープ６２の粘着面に密着させることにより、ウェーハ１０をダイシングテープ６２に貼着し、環状フレーム６１に対して固定する。環状フレーム６１は、回転非対称な形状であり、ウェーハ１０は、結晶方位に対応する所定の向きで、環状フレーム６１に対して固定される。
例えば、ウェーハ１０の＋ｚ側の表面１１に貼着された表面保護テープ３０を撮影することによりテープ小片３３を検出し、検出したテープ小片３３に基づいてウェーハ１０の結晶方位を判別する。そして、判別した結晶方位に基づいて、ウェーハ１０の結晶方位が環状フレーム６１に対して所定の向きになるよう、ウェーハ１０を環状フレーム６１に対して固定する。

（５−２）剥離工程
次に、図７に示すように、ウェーハ１０の＋ｚ側の表面１１に貼着された表面保護テープ３０を剥離する。ただし、テープ小片３３は、剥離せずに残しておく。
例えば、表面保護テープ３０の糊層３１が、紫外線を照射することにより硬化して粘着性が低下する材料で形成されている場合、テープ小片３３の部分をマスクした上で紫外線を照射し、表面保護テープ３０を剥離すると、テープ小片３３だけが剥離せずに残る。

（５−３）切削工程
次に、図８に示すように、ウェーハ１０の−ｚ側の裏面１６を下にして、ダイシングテープ６２を介してウェーハ１０を切削装置８０の保持手段８１で保持し、保持手段８１を±Ｘ方向に移動させながら、切削ユニット８２に装着された切削ブレード８３を回転させてウェーハ１０を切削することにより、ウェーハ１０を分割予定ライン１３に沿って分割し、個々のデバイス１２にする。
上述したように、分割予定ライン１３は、ウェーハ１０の結晶方位に合わせて、±ｘ方向または±ｙ方向に平行な向きに設けられている。保持工程で、ウェーハ１０の結晶方位に合わせた向きでウェーハ１０を環状フレーム６１に対して固定するので、環状フレーム６１が所定の向きになるように保持することにより、分割予定ライン１３の向きを切削ブレード８３による切削の向きに合わせることができる。これにより、ウェーハ１０を個々のデバイス１２に適正に分割することができる。
また、切削工程の実行中にウェーハ１０の結晶方位を再確認する必要が生じた場合であっても、テープ小片３３が剥離されずに残っているので、テープ小片３３を検出することにより、ウェーハ１０の結晶方位を容易に判別することができる。

なお、剥離工程は、保持工程の前に実行してもよい。表面保護テープ３０を剥離しても、テープ小片３３が残っていれば、ウェーハ１０の結晶方位を正しく判別することができるので、ウェーハ１０を環状フレーム６１に対して正しい向きに固定することができる。

このように、表面保護テープ３０を切断してテープ小片３３を形成することにより、ウェーハ１０の−ｚ側の裏面１６に形成したマーク１７が、研削により消滅したあとであっても、ウェーハ１０の結晶方位を正しく判別することができる。
更に、テープ小片３３を剥離せずに残しておくことにより、表面保護テープ３０を剥離したあとであっても、ウェーハ１０の結晶方位を正しく判別することができる。
このため、ウェーハ１０の結晶方位を示すマークを、オリエンテーションフラットやノッチのようにウェーハ１０の側面に設ける必要がなく、研削されるとマークが消えてしまうウェーハ１０の裏面１６に設けることができる。このため、オリエンテーションフラットを設ける場合と比べると、ウェーハ１０の表面１１にデバイス１２を形成できる領域の面積を広げることができる。また、ノッチを設ける場合と比べると、ウェーハ１０が割れるのを防ぐことができるので、歩留まりを向上させることができる。これにより、１枚のウェーハ１０から製造できるデバイス１２の数が増えるので、生産性が向上する。

なお、テープ小片３３は、分割工程２５での障害とならないよう、分割予定ライン１３にかからない位置及び大きさであることが望ましい。

また、テープ小片の形状は、円形に限らず、他の形状であってもよい。
例えば、図９に示したテープ小片３３Ａは、四角形である。このように、テープ小片を多角形に形成することにより、保護テープ切断工程２３で、ダイシングブレードのように直線状に表面保護テープ３０を切断する装置を使って、テープ小片を形成することができる。同じく図９に示したテープ小片３３Ｂは、二等辺三角形であり、頂角の二等分線の向きによって、結晶方位を示す。このように、テープ小片は、位置により結晶方位を示すのではなく、形状により結晶方位を示す構成であってもよいし、位置及び形状により結晶方位を示す構成であってもよい。
更に、テープ小片は、マークによって示される結晶方位と同じ結晶方位を示すものであればよく、ウェーハの裏面に設けられたマークの位置と同じ位置に設ける必要はない。

マーク検出工程においては、ウェーハの表面を下にしてウェーハを保持し、ウェーハの裏面に形成されたマークを上から検出するようにしてもよい。その場合は、ウェーハの向きがずれないように裏返し、ウェーハの表面を上にしてから、保護テープ切断工程を実行する構成であってもよい。
また、マーク検出工程で検出したマークの位置やそれによって示される結晶方位の向きを一時的に記憶しておき、研削工程が終了した後に、保護テープ切断工程を実行する構成であってもよい。ただし、研削工程終了後はウェーハが薄化されているため、保護テープ切断工程でウェーハが割れる可能性がある。このため、保護テープ切断工程は、上述したように、研削工程の前に実行することが好ましい。
分割工程では、切削装置を用いて切削する方式に限らず、ウェーハにレーザ光を照射して分割する方式であってもよい。

１０ウェーハ、１１表面、１２デバイス、１３分割予定ライン、
１６裏面、１７マーク、
２０加工方法、２１保護テープ貼着工程、２２マーク検出工程、
２３保護テープ切断工程、２４研削工程、２５分割工程、
３０表面保護テープ、３１糊層、３２基材、３３テープ小片、
４０レーザ加工装置、４１集光器、４２撮像ユニット、
５０研削装置、５１保持手段、５２研削手段、
５３研削ホイール、５３１研削砥石、
６１環状フレーム、６２ダイシングテープ、
８０切削装置、８１保持手段８２切削ユニット、８３切削ブレード

Claims

表面にデバイスが形成され、該表面とは反対側の裏面に結晶方位を示すマークが形成された円板状のウェーハを加工する加工方法であって、
基材と該基材上に配設された糊層とを備える表面保護テープを、該ウェーハの該表面に貼着する保護テープ貼着工程と、
該保護テープ貼着工程を実施した後、該マークに対応して該表面保護テープを切断し、該ウェーハの該表面に貼着されたテープ小片を形成する保護テープ切断工程と、
該保護テープ切断工程を実施した後、該表面保護テープを介して該ウェーハを保持手段で保持し、該ウェーハの該裏面を研削手段で研削する研削工程と、
該研削工程を実施した後、該ウェーハの該表面に貼着された該テープ小片を残して、該表面保護テープを該ウェーハから剥離する剥離工程と、
を備え、
該ウェーハの該表面に貼着された該テープ小片により該ウェーハの結晶方位を判別することが可能である、ウェーハの加工方法。