JP6339828B2 - ウエーハの加工方法 - Google Patents

Description

本発明は、ＷＬ−ＣＳＰウエーハの加工方法に関する。

ＷＬ−ＣＳＰ（Ｗａｆｅｒ−ｌｅｖｅｌ Ｃｈｉｐ Ｓｉｚｅ Ｐａｃｋａｇｅ）ウエーハとは、ウエーハの状態で再配線層や電極（金属ポスト）を形成後、表面側を樹脂封止し、切削ブレード等で各パッケージに分割する技術であり、ウエーハを個片化したパッケージの大きさが半導体デバイスチップの大きさになるため、小型化及び軽量化の観点からも広く採用されている。

ＷＬ−ＣＳＰウエーハは、一般的に切削装置を使用して個々のＣＳＰに分割される。この場合、ＷＬ−ＣＳＰウエーハは、分割予定ラインを検出するために利用するデバイスが樹脂で覆われているため、表面側からデバイスのターゲットパターンを検出することができない。

その為、ＷＬ−ＣＳＰウエーハの樹脂上に形成された電極バンプをターゲットにして分割予定ラインを割り出したり、樹脂の上面にアライメント用のターゲットを形成する等して分割予定ラインと切削ブレードとのアライメントをおこなっていた。

しかし、電極バンプや樹脂上に形成されたターゲットはデバイスのように高精度には形成されていないため、アライメント用のターゲットとしては精度が低いという問題がある。従って、電極バンプや形成されたターゲットに基づいて分割予定ラインを割り出した場合、分割予定ラインから外れてデバイスを切削してしまうという恐れがあった。

そこで、ウエーハの外周を予め樹脂で被覆することなく、ウエーハの外周を露出させておき、ウエーハの外周で露出する分割予定ラインを基にアライメントする方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１３−７４０２１号公報

しかし、ウエーハの外周を露出させるように樹脂で被覆するのは、製造時に手間がかかり、コストが高騰する虞があった。

本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、コストを高騰することなく、チップへの分割時にデバイスを損傷させてしまう恐れを低減可能なウエーハの加工方法を提供することである。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のウエーハの加工方法は、複数の分割予定ラインによって区画され複数のデバイスが形成されたデバイス領域と該デバイス領域を囲繞して形成された外周余剰領域とから表面が構成され且つ該表面に該デバイスを保護する樹脂が被覆されたウエーハを加工するウエーハの加工方法であって、切削ブレードを該外周余剰領域の該樹脂に所定厚みを残した位置まで切り込ませて該デバイスの表面に至らない深さの溝を形成し、該樹脂に所定厚みの切残し部を残存させる溝形成ステップと、該樹脂に対して透過性を有する波長で撮像する撮像手段で該切残し部を介して該ウエーハの表面を撮像し、該分割予定ラインを検出する分割予定ライン検出ステップと、該分割予定ライン検出ステップで検出された該分割予定ラインに基づき分割予定ラインに沿って該樹脂側から加工を行い、該ウエーハを個々のチップへと分割する分割ステップと、を備えたことを特徴とする。

上記ウエーハの加工方法では、前記溝形成ステップにおいては、該樹脂側を表面に露出させて回転するチャックテーブルに保持し、切削ブレードを該外周余剰領域に該当する領域に位置付けて該樹脂に所定厚みを残した位置まで切り込ませた状態で該チャックテーブルを回転させて該外周余剰領域の該樹脂を円形に除去して所定厚みの切残し部を残存させることとすることができる。

上記ウエーハの加工方法では、前記溝形成ステップにおいては、該樹脂側を表面に露出させてチャックテーブルに保持し、ウエーハの結晶方位を示す異形状部を基準に該外周余剰領域の対向する２つの外周縁と、該２つの外周縁が対向する方向と直交する方向に対向する他の２つの外周縁との合計４つの外周縁のうちの少なくとも３つの外周縁に、該切削ブレードにより直線状で該樹脂に所定厚みの切残し部を残して溝を形成することとすることができる。

上記ウエーハの加工方法では、該切残し部は、１００μｍ以下の厚みに設定されるものとすることができる。

本発明によると、切残し部を透過してデバイス表面を撮像して分割予定ラインを検出するため、分割時にデバイスを損傷させてしまう恐れが低減される。

図１（ａ）は、実施形態に係るウエーハの加工方法の加工対象としてのウエーハの分解斜視図であり、図１（ｂ）は、実施形態に係るウエーハの加工方法の加工対象のウエーハを示す斜視図である。 図２は、実施形態に係るウエーハの加工方法の加工対象のウエーハの要部の断面図である。 図３は、実施形態に係るウエーハの加工方法の溝形成ステップの概要を示す斜視図である。 図４は、実施形態に係るウエーハの加工方法の溝形成ステップの概要を示す断面図である。 図５は、実施形態に係るウエーハの加工方法の溝形成ステップ後のウエーハを示す平面図である。 図６は、実施形態に係るウエーハの加工方法の分割予定ライン検出ステップの概要を示す断面図である。 図７は、実施形態に係るウエーハの加工方法の分割ステップの概要を示す断面図である。 図８は、実施形態の変形例１に係るウエーハの加工方法の溝形成ステップ後のウエーハを示す平面図である。 図９は、実施形態の変形例２に係るウエーハの加工方法の溝形成ステップ後のウエーハを示す平面図である。 図１０は、実施形態の変形例３に係るウエーハの加工方法の溝形成ステップ後のウエーハを示す平面図である。

本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。

〔実施形態〕
実施形態に係るウエーハの加工方法を、図１から図７に基づいて説明する。図１は、実施形態に係るウエーハの加工方法の加工対象のウエーハを示す斜視図、図２は、実施形態に係るウエーハの加工方法の加工対象のウエーハの要部の断面図、図３は、実施形態に係るウエーハの加工方法の溝形成ステップの概要を示す斜視図、図４は、実施形態に係るウエーハの加工方法の溝形成ステップの概要を示す断面図、図５は、実施形態に係るウエーハの加工方法の溝形成ステップ後のウエーハを示す平面図、図６は、実施形態に係るウエーハの加工方法の分割予定ライン検出ステップの概要を示す断面図、図７は、実施形態に係るウエーハの加工方法の分割ステップの概要を示す断面図である。

実施形態に係るウエーハの加工方法（以下、単に加工方法と呼ぶ）は、図１に示すウエーハＷを加工する加工方法であって、ウエーハＷを個々のチップＣ（図７に示す）へと分割する方法である。なお、本実施形態に係る加工方法により個々のチップＣに分割される加工対象としてのウエーハＷは、図１（ａ）に示すように、複数の分割予定ラインＳによって区画され複数のデバイスＤが形成されたデバイス領域ＤＲと、デバイス領域ＤＲを囲繞して形成された外周余剰領域ＧＲとから表面Ｗａが構成されている。ウエーハＷは、図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、表面ＷａにデバイスＤを保護する樹脂Ｊが被覆されている。ウエーハＷの表面Ｗａに被覆された樹脂Ｊには、図２に示すように、デバイスＤの電極に接続された金属ポストＰが埋設され、金属ポストＰの端面に取り付けられたハンダなどで構成されたバンプＢが表面上に形成されている。実施形態に係る加工方法の加工対象としてのウエーハＷは、所謂、ＷＬ−ＣＳＰ（Ｗａｆｅｒ−ｌｅｖｅｌ Ｃｈｉｐ Ｓｉｚｅ Ｐａｃｋａｇｅ）ウエーハである。また、ウエーハＷには、ウエーハＷの結晶方位を示す異形状部としてのノッチＮが形成されている。

本発明では、樹脂Ｊとしては、樹脂Ｊの熱膨張率をウエーハＷの熱膨張率に近づけるために、ＳｉＣからなるフィラーが混入されたエポキシ樹脂等の樹脂を使用するのが好ましい。

実施形態に係る加工方法は、ウエーハＷを分割予定ラインＳに沿ってデバイスＤを含んだ個々のチップＣに分割する加工方法であって、溝形成ステップと、分割予定ライン検出ステップと、分割ステップとを備える。

実施形態に係る加工方法は、まず、溝形成ステップにおいては、ウエーハＷの裏面Ｗｂに保護テープＴ（図４に示す）を貼着し、図３に示すように、樹脂Ｊ側を表面に露出させて切削装置１０の軸心回りに回転するチャックテーブル１１の保持面１１ａにウエーハＷを載置する。そして、チャックテーブル１１に図示しない真空吸引経路を介して接続された真空吸引源により保持面１１ａを吸引して、保護テープＴを介してウエーハＷをチャックテーブル１１の保持面１１ａに吸引保持する。

そして、図３に示すように、樹脂Ｊの外周余剰領域ＧＲに該当する領域に切削装置１０の切削ブレード１２を相対させた後、図４に示すように、切削ブレード１２を回転させながら降下させるとともに、チャックテーブル１１を軸心回りに回転させる。このように、切削ブレード１２を外周余剰領域ＧＲに該当する領域に位置付けて、樹脂Ｊに所定厚みＴ１を残した位置まで切り込ませた状態で、チャックテーブル１１を回転させて、図５に示すように、外周余剰領域ＧＲの樹脂Ｊを切削ブレード１２で全周に亘って円形に除去する。そして、外周余剰領域ＧＲの樹脂ＪにデバイスＤの表面に至らない深さの溝ＣＲを全周に亘って円形に形成し、樹脂Ｊに所定厚みＴ１の切残し部Ｏを残存させる。

なお、本発明でいう、「樹脂Ｊを円形に除去する」とは、樹脂Ｊを除去して溝ＣＲが形成されることで残存する切残し部Ｏが円弧状をなすことをいい、切残し部Ｏが円形であることのみならず、例えば、切残し部Ｏが円の一部の円弧であることも含まれる。なお、切残し部Ｏの所定厚みＴ１は、１００μｍ以下の厚みに設定されるのが望ましく、数十μｍの厚みに設定されるのがさらに望ましい。そして、分割予定ライン検出ステップに進む。なお、図５、後述する図８〜図１０では、分割予定ラインＳを実線で示しているが、分割予定ラインＳがウエーハＷの表面Ｗａに形成されているので、切残し部Ｏ上には、分割予定ラインＳは、露出していない。

分割予定ライン検出ステップでは、溝形成ステップを実施した後に、図６に示すように、樹脂Ｊに対して透過性を有する波長で撮像する切削装置１０の撮像手段２０を、切残し部Ｏ上に位置付けた後に、撮像手段２０で切残し部Ｏを介してウエーハＷの表面Ｗａを撮像する。なお、撮像手段２０として、樹脂Ｊに対して透過性を有する波長の光である赤外線で撮像する赤外線カメラを用いることができる。また、所定厚みＴ１が数十μｍで切残し部Ｏが極薄である場合には、撮像手段２０として、樹脂Ｊに対して透過性を有する波長の光である可視光線で撮像するカメラを用いることができる。そして、分割予定ラインＳを検出し、切残し部Ｏの分割予定ラインＳと対応する領域と切削ブレード１２との位置合わせを行うためのパターンマッチングなどの画像処理を実行してアライメントを行う。そして、分割ステップに進む。

分割ステップでは、分割予定ライン検出ステップを実施した後に、分割予定ライン検出ステップで検出された分割予定ラインＳに基づき切削ブレード１２で分割予定ラインＳに沿って樹脂Ｊ側から切削加工を行い、図７に示すように、ウエーハＷを個々のチップＣへと分割する。

実施形態に係る加工方法によれば、溝形成ステップでは、外周余剰領域ＧＲの外縁部の樹脂Ｊに溝ＣＲを形成するので、外周余剰領域ＧＲのウエーハＷの表面Ｗａをあらかじめ露出させることなく、分割予定ライン検出ステップにおいて、撮像手段２０により分割予定ラインＳを検出することができ、アライメントを確実に遂行することができる。また、溝形成ステップでは、切残し部Ｏを残存させるので、デバイスＤに影響を与えることが全く無い。したがって、コストを高騰させることなく、チップＣへの分割時にデバイスＤを損傷させてしまう恐れを低減することができる。

また、加工方法によれば、所定厚みＴ１の切残し部Ｏを介してウエーハＷの分割予定ラインＳを検出するので、より鮮明に分割予定ラインＳを検出でき、より高精度にウエーハＷを切削加工することができる。

〔変形例１〕
実施形態の変形例１に係るウエーハの加工方法を、図８に基づいて説明する。図８は、実施形態の変形例１に係るウエーハの加工方法の溝形成ステップ後のウエーハを示す平面図である。なお、図８において、実施形態と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。

実施形態の変形例１に係るウエーハの加工方法の溝形成ステップにおいては、樹脂Ｊ側を表面に露出させてウエーハＷをチャックテーブル１１に保持した後、図８に示すように、ノッチＮを基準に外周余剰領域ＧＲの対向する２つの外周縁ＧＲ−１と、２つの外周縁ＧＲ−１が対向する方向と直交する方向に対向する他の２つの外周縁ＧＲ−２との合計４つの外周縁ＧＲ−１，ＧＲ−２のうちの少なくとも３つの外周縁ＧＲ−１，ＧＲ−２に、切削ブレード１２により直線状で樹脂Ｊに所定厚みＴ１の切残し部Ｏを残して溝ＣＲ−１を形成する。

少なくとも３つの外周縁ＧＲ−１，ＧＲ−２に溝ＣＲ−１を形成するのは、３つの外周縁ＧＲ−１，ＧＲ−２のうち対向する２つの溝ＣＲ−１に基づいてＺ軸（図２に示す）回りの位置合わせ、２つの溝ＣＲ−１から露出する分割予定ラインＳのＹ軸（図２に示す）方向の位置合わせを行うためである。そして、残り１つの溝ＣＲ−１に基づいて、当該１つの溝ＣＲ−１から露出する分割予定ラインＳのＹ軸方向の位置合わせを行うためである。なお、図８では、２つの外周縁ＧＲ−１と、２つの外周縁ＧＲ−１が対向する方向と直交する方向に対向する他の２つの外周縁ＧＲ−２との合計４つの外周縁ＧＲ−１，ＧＲ−２それぞれに直線状で樹脂Ｊに所定厚みＴ１の切残し部Ｏを残して溝ＣＲ−１を形成している。溝ＣＲ−１の長手方向は、ウエーハＷの接線方向と平行である。

〔変形例２〕
実施形態の変形例２に係るウエーハの加工方法を、図９に基づいて説明する。図９は、実施形態の変形例２に係るウエーハの加工方法の溝形成ステップ後のウエーハを示す平面図である。なお、図９において、実施形態と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。

実施形態の変形例２に係るウエーハの加工方法の溝形成ステップにおいては、樹脂Ｊ側を表面に露出させてウエーハＷをチャックテーブル１１に保持した後、図９に示すように、ノッチＮを基準に外周余剰領域ＧＲの対向する２つの外周縁ＧＲ−１と、２つの外周縁ＧＲ−１が対向する方向と直交する方向に対向する他の２つの外周縁ＧＲ−２との合計４つの外周縁ＧＲ−１，ＧＲ−２のうちの少なくとも３つの外周縁ＧＲ−１，ＧＲ−２に、切削ブレード１２により外周余剰領域ＧＲの外縁部の樹脂ＪにデバイスＤの表面に至らない深さの溝ＣＲ−２を周方向に間隔をあけて形成し、変形例１と同様に、樹脂Ｊに所定厚みＴ１の切残し部Ｏを残存させている。なお、図９では、２つの外周縁ＧＲ−１と、２つの外周縁ＧＲ−１が対向する方向と直交する方向に対向する他の２つの外周縁ＧＲ−２との合計４つの外周縁ＧＲ−１，ＧＲ−２それぞれに溝ＣＲ−２を形成して、所定厚みＴ１の切残し部Ｏを残存させている。溝ＣＲ−２は、円弧状に湾曲しており、ウエーハＷの周方向に等間隔に４つ形成されている。

〔変形例３〕
実施形態の変形例３に係るウエーハの加工方法を、図１０に基づいて説明する。図１０は、実施形態の変形例３に係るウエーハの加工方法の溝形成ステップ後のウエーハを示す平面図である。なお、図１０において、実施形態と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。

実施形態の変形例３に係るウエーハの加工方法の溝形成ステップにおいては、樹脂Ｊ側を表面に露出させてウエーハＷをチャックテーブル１１に保持した後、図１０に示すように、ノッチＮを基準に外周余剰領域ＧＲの外縁部の樹脂Ｊを切削ブレード１２で切削して、デバイスＤの表面に至らない半円状の溝ＣＲ−３を形成して、樹脂Ｊに所定厚みＴ１の切残し部Ｏを残存させる。溝ＣＲ−３は、ウエーハＷの外周余剰領域ＧＲの外縁部に一つのみ形成されている。

前述した変形例１〜変形例３に係るウエーハの加工方法によれば、実施形態と同様に、溝形成ステップでは、外周余剰領域ＧＲの外縁部の樹脂ＪにデバイスＤの表面に至らない溝ＣＲ−１，ＣＲ−２，ＣＲ−３を形成して、所定厚みＴ１の切残し部Ｏを残存させるので、コストを高騰させることなく、チップＣへの分割時にデバイスＤを損傷させてしまう恐れを低減することができる。

前述した実施形態及び変形例１〜３では、樹脂Ｊの表面にバンプＢを形成しているが、本発明では、バンプＢを樹脂Ｊの表面に形成しなくてもよい。

なお、本発明は上記実施形態、変形例に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

１１ チャックテーブル
１２ 切削ブレード
２０ 撮像手段
Ｂ バンプ
Ｃ チップ
ＣＲ，ＣＲ−１，ＣＲ−２，ＣＲ−３ 溝
Ｄ デバイス
ＤＲ デバイス領域
ＧＲ 外周余剰領域
ＧＲ−１，ＧＲ−２ 外周縁
Ｊ 樹脂
Ｎ ノッチ（異形状部）
Ｓ 分割予定ライン
Ｔ１ 所定厚み
Ｏ 切残し部
Ｗ ウエーハ
Ｗａ 表面

Claims (4)

1. 複数の分割予定ラインによって区画され複数のデバイスが形成されたデバイス領域と該デバイス領域を囲繞して形成された外周余剰領域とから表面が構成され且つ該表面に該デバイスを保護する樹脂が被覆されたウエーハを加工するウエーハの加工方法であって、
   切削ブレードを該外周余剰領域の該樹脂に所定厚みを残した位置まで切り込ませて該デバイスの表面に至らない深さの溝を形成し、該樹脂に所定厚みの切残し部を残存させる溝形成ステップと、
   該樹脂に対して透過性を有する波長で撮像する撮像手段で該切残し部を介して該ウエーハの表面を撮像し、該分割予定ラインを検出する分割予定ライン検出ステップと、
   該分割予定ライン検出ステップで検出された該分割予定ラインに基づき分割予定ラインに沿って該樹脂側から加工を行い、該ウエーハを個々のチップへと分割する分割ステップと、
   を備えたことを特徴とするウエーハの加工方法。
2. 前記溝形成ステップにおいては、該樹脂側を表面に露出させて回転するチャックテーブルに保持し、切削ブレードを該外周余剰領域に該当する領域に位置付けて該樹脂に所定厚みを残した位置まで切り込ませた状態で該チャックテーブルを回転させて該外周余剰領域の該樹脂を円形に除去して所定厚みの切残し部を残存させること、を特徴とする請求項１記載のウエーハの加工方法。
3. 前記溝形成ステップにおいては、該樹脂側を表面に露出させてチャックテーブルに保持し、
   ウエーハの結晶方位を示す異形状部を基準に該外周余剰領域の対向する２つの外周縁と、該２つの外周縁が対向する方向と直交する方向に対向する他の２つの外周縁との合計４つの外周縁のうちの少なくとも３つの外周縁に、該切削ブレードにより直線状で該樹脂に所定厚みの切残し部を残して溝を形成すること、を特徴とする請求項１記載のウエーハの加工方法。
4. 該切残し部は、１００μｍ以下の厚みに設定される請求項１〜３の何れか一つに記載のウエーハの加工方法。

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