JP7072993B2 - チップ製造方法 - Google Patents

チップ製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP7072993B2
JP7072993B2 JP2018143126A JP2018143126A JP7072993B2 JP 7072993 B2 JP7072993 B2 JP 7072993B2 JP 2018143126 A JP2018143126 A JP 2018143126A JP 2018143126 A JP2018143126 A JP 2018143126A JP 7072993 B2 JP7072993 B2 JP 7072993B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
wafer
debris
chip
protective film
cutting blade
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2018143126A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2020021786A (ja
Inventor
悟史 源田
雄輝 小川
健太郎 小田中
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Disco Corp
Original Assignee
Disco Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Disco Corp filed Critical Disco Corp
Priority to JP2018143126A priority Critical patent/JP7072993B2/ja
Priority to KR1020190081485A priority patent/KR20200014195A/ko
Priority to CN201910614448.5A priority patent/CN110783185B/zh
Priority to SG10201906679RA priority patent/SG10201906679RA/en
Priority to TW108126555A priority patent/TWI800668B/zh
Publication of JP2020021786A publication Critical patent/JP2020021786A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7072993B2 publication Critical patent/JP7072993B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/304—Mechanical treatment, e.g. grinding, polishing, cutting
    • H01L21/3043—Making grooves, e.g. cutting
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/77—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate
    • H01L21/78—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/36—Removing material
    • B23K26/38—Removing material by boring or cutting
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/50—Assembly of semiconductor devices using processes or apparatus not provided for in a single one of the subgroups H01L21/06 - H01L21/326, e.g. sealing of a cap to a base of a container
    • H01L21/56—Encapsulations, e.g. encapsulation layers, coatings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67092—Apparatus for mechanical treatment
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67242—Apparatus for monitoring, sorting or marking
    • H01L21/67248—Temperature monitoring
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67242—Apparatus for monitoring, sorting or marking
    • H01L21/67253—Process monitoring, e.g. flow or thickness monitoring
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
    • H01L21/76—Making of isolation regions between components
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Dicing (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)

Description

本発明は、ウェーハを分割してチップを製造するチップ製造方法に関する。
半導体デバイスチップの製造工程においては、分割予定ライン（ストリート）によって区画された領域にそれぞれＩＣ（Integrated Circuit）、ＬＳＩ（Large Scale Integration）等のデバイスが形成された半導体ウェーハが用いられる。この半導体ウェーハを分割予定ラインに沿って分割することにより、デバイスをそれぞれ備える複数の半導体デバイスチップが得られる。同様に、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の光デバイスが形成された光デバイスウェーハを分割することにより、光デバイスチップが製造される。
上記の半導体ウェーハや光デバイスウェーハなどに代表されるウェーハの分割には、例えばウェーハを保持するチャックテーブルと、ウェーハを切削する円環状の切削ブレードが装着されるスピンドルとを備える切削装置が用いられる。チャックテーブルによってウェーハを保持し、切削ブレードを回転させてウェーハに切り込ませることにより、ウェーハが切断される。
ウェーハの分割予定ラインには、デバイスの配線や電極等を構成する金属層の一部が形成される場合がある。このようなウェーハに切削ブレードを切り込ませると、分割予定ラインに形成された金属層が回転する切削ブレードと接触して引き延ばされ、髭状のバリが発生する。このバリは、ウェーハの分割によって得られたチップの配線や電極の短絡や、ボンディング不良などの原因となる。
そこで、切削ブレードでウェーハを切削する前に、分割予定ラインに沿ってレーザービームを照射することによってウェーハに加工溝を形成する手法が提案されている（例えば、特許文献１）。この手法によれば、レーザービームの照射によって分割予定ラインに形成された金属層が除去されるため、その後に切削ブレードによってウェーハを切削する際、バリの発生が抑制される。
しかしながら、レーザービームの照射によって金属層を除去すると、金属を含むデブリが発生して加工溝の内部に付着することがある。そして、このデブリがＣｕを含み、ウェーハがＳｉを含む場合、ウェーハと接触したデブリが時間の経過とともに成長、肥大化することが確認されている。そして、肥大化したデブリが切削された金属層と接触すると、チップの配線や電極の短絡を引き起こすことがある。そのため、デブリは除去されることが望まれる。
例えば特許文献２には、レーザービームの照射によって発生したデブリをドライエッチングによって除去する手法が開示されている。このようにデブリを除去することにより、配線や電極の短絡によるチップの品質低下を防止できる。
特開２００６－１９０７７９号公報 特開２０１７－９２３６３号公報
前述の通り、ウェーハにレーザービームを照射することによって発生したデブリはチップの品質低下の原因となるため、除去されることが好ましい。しかしながら、ドライエッチングによってデブリを除去する場合、ドライエッチングを実施するための装置が必要となり、チップの製造コストの増大を招く。
本発明はかかる問題に鑑みてなされたものであり、チップの製造コストの増大を抑えつつ、チップの品質低下を防止することが可能なチップ製造方法を提供することを課題とする。
本発明の一態様によれば、複数の分割予定ラインによって区画された領域に形成されたデバイスと、該分割予定ラインに形成されたＣｕを含む金属層と、を表面側に備えるＳｉを含むウェーハを分割してチップを製造するチップ製造方法であって、該ウェーハの表面側に保護膜を形成する保護膜形成ステップと、該保護膜形成ステップの実施後、該ウェーハに対して吸収性を有する波長のレーザービームを該ウェーハの表面側から該分割予定ラインに沿って照射して、該金属層を除去しつつ該ウェーハに加工溝を形成するレーザー加工溝形成ステップと、該レーザー加工溝形成ステップの実施後、該加工溝の形成によって発生し該加工溝の内部に付着したデブリの肥大化を促進させる肥大化促進ステップと、該肥大化促進ステップの実施後、該加工溝に沿って該ウェーハを分割する分割ステップと、を含むチップ製造方法が提供される。
また、本発明の一態様において、該チップ製造方法は、該肥大化促進ステップの実施後に、該保護膜を除去する除去ステップを更に含んでいてもよい。また、本発明の一態様において、該分割ステップでは、該加工溝の幅よりも幅が小さい切削ブレードを該加工溝に沿って該ウェーハに切り込ませ、ウェーハを分割してもよい。
また、本発明の一態様において、該肥大化促進ステップでは、温度が５０℃以上２００℃以下の環境下に該ウェーハを配置することで該デブリの肥大化を促進させてもよい。また、本発明の一態様において、該肥大化促進ステップでは、湿度が７５％以上の環境下に該ウェーハを配置することで該デブリの肥大化を促進させてもよい。
本発明の一態様に係るチップ製造方法では、レーザービームの照射によってウェーハに加工溝を形成した後、加工溝の内部に付着したデブリを肥大化させる処理を行う。デブリを肥大化させると、後の工程（切削ブレードによるウェーハの切削など）を実施する際、同時にデブリが除去されやすくなる。そのため、大掛かりな工程を実施することなくデブリを容易に除去でき、チップの製造コストの増大を抑えつつチップの品質低下を防止できる。
ウェーハを示す斜視図である。 ウェーハを示す断面図である。 フレームユニットを示す斜視図である。 保護膜が形成されたウェーハを示す断面図である。 レーザー加工装置を示す斜視図である。 図６（Ａ）は加工溝が形成されたウェーハを示す断面図であり、図６（Ｂ）はデブリが肥大化した様子を示す断面図である。 切削装置を示す斜視図である。 分割ステップの様子を示す断面図である。
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。まず、本実施形態に係るチップ製造方法に用いることが可能なウェーハの構成例について説明する。図１はウェーハ１１を示す斜視図である。ウェーハ１１は円盤状に形成されており、表面１１ａ及び裏面１１ｂを備える。
ウェーハ１１は、互いに交差するように格子状に配列された複数の分割予定ライン（ストリート）１３によって複数の領域に区画されている。この複数の領域の表面１１ａ側にはそれぞれ、ＩＣ（Integrated Circuit）、ＬＳＩ（Large Scale Integration）等で構成されるデバイス１５が形成されている。
ウェーハ１１は、Ｓｉを含む材料によって形成されている。例えばウェーハ１１は、Ｓｉ、ＳｉＣ、ＳｉＧｅ等の材料によって形成できる。なお、ウェーハ１１の形状、大きさ等に制限はない。また、デバイス１５の種類、数量、形状、構造、大きさ、配置等にも制限はない。
図２は、ウェーハ１１を示す断面図である。図２に示すように、ウェーハ１１の表面１１ａ側には、デバイス１５を構成する金属層や絶縁層などを備える積層体１７が形成されている。また、隣接するデバイス１５の間には、Ｃｕを含む金属層１９が分割予定ライン１３を覆うように形成されている。
金属層１９は、例えばデバイス１５を構成する配線層や電極などに相当する。すなわち、図２では便宜上、積層体１７と金属層１９とをそれぞれ個別に示しているが、金属層１９が積層体１７を構成する層の一部であり、この金属層１９の一部が分割予定ライン１３上まで形成されていてもよい。つまり、積層体１７と金属層１９とは連結された状態で一体として形成されていてもよい。
ただし、金属層１９の態様はこれに限られない。例えば金属層１９は、デバイス１５の動作を評価するためのＴＥＧ（Test Element Group）を構成する金属層などであってもよい。
上記のウェーハ１１を環状フレームで支持することにより、フレームユニットが構成される。図３はフレームユニット２５を示す斜視図である。図３に示すように、ウェーハ１１の裏面１１ｂ側は、樹脂等の材料でなりウェーハ１１よりも径の大きい円形のテープ２１の中央部に貼付される。また、テープ２１の外周部は、中央部に円形の開口２３ａを備える環状フレーム２３に貼付される。これにより、テープ２１を介して環状フレーム２３に支持されたウェーハ１１を備えるフレームユニット２５が構成される。
分割予定ライン１３に沿ってウェーハ１１を分割することにより、デバイス１５をそれぞれ含む複数のチップが得られる。ウェーハ１１の分割は、例えば円環状の切削ブレードによってウェーハ１１を分割予定ライン１３に沿って切削することにより実施される。ただし、図２に示すように分割予定ライン１３には金属層１９が形成されているため、切削ブレードを分割予定ライン１３に沿って切り込ませると、金属層１９に含まれる金属が切削ブレードと接触して引き延ばされ、髭状のバリが発生することがある。
そのため本実施形態では、切削ブレードによってウェーハ１１を切削する前に、分割予定ライン１３に沿ってレーザービームを照射して金属層１９を除去する。これにより、ウェーハ１１を分割する際の切削ブレードと金属層１９との接触を避け、バリの発生を防止できる。以下、本実施形態に係るチップ製造方法の具体例を説明する。
まず、ウェーハ１１の表面１１ａ側に、デバイス１５を保護する保護膜を形成する（保護膜形成ステップ）。図４は、保護膜２７が形成されたウェーハ１１を示す断面図である。保護膜２７は、ウェーハ１１の表面１１ａ側を覆うように形成される。なお、保護膜２７は、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）、ＰＥＧ（ポリエチレングリコール）などの水溶性の樹脂によって形成することが好ましい。保護膜２７に水溶性の樹脂を用いることにより、後の工程で保護膜２７を容易に除去することが可能となる。
次に、ウェーハ１１の分割予定ライン１３に沿ってレーザービームを照射することにより、金属層１９を除去しつつウェーハ１１に加工溝を形成する（レーザー加工溝形成ステップ）。ウェーハ１１へのレーザービームの照射は、レーザー加工装置を用いて実施される。
図５は、レーザー加工装置２を示す斜視図である。レーザー加工装置２は、ウェーハ１１を保持するチャックテーブル４と、チャックテーブル４によって保持されたウェーハ１１にレーザービームを照射するレーザー加工ユニット６とを備える。
チャックテーブル４は、テープ２１を介してウェーハ１１を吸引保持する。具体的には、チャックテーブル４の上面がウェーハ１１を保持する保持面を構成しており、この保持面はチャックテーブル４の内部に形成された吸引路（不図示）を通じて吸引源（不図示）と接続されている。
チャックテーブル４の周囲には、環状フレーム２３を把持して固定する複数のクランプ（不図示）が設けられている。また、チャックテーブル４は、チャックテーブル４の下部側に設けられた移動機構（不図示）及び回転機構（不図示）と連結されている。チャックテーブル４は、移動機構によってＸ軸方向（加工送り方向）及びＹ軸方向（割り出し送り方向）に移動し、回転機構によってＺ軸方向（鉛直方向）に概ね平行な回転軸の周りに回転する。
ウェーハ１１は、表面１１ａ側が上方に露出するように、テープ２１を介してチャックテーブル４の保持面によって支持される。また、チャックテーブル４の周囲に備えられたクランプによって環状フレーム２３が固定される。この状態でチャックテーブル４の保持面に吸引源の負圧を作用させると、ウェーハ１１がチャックテーブル４によって吸引保持される。
チャックテーブル４の上方には、レーザー加工ユニット６が配置されている。レーザー加工ユニット６は、少なくとも一部がウェーハ１１に吸収される波長のレーザービーム（ウェーハ１１に対して吸収性を有する波長のレーザービーム）を所定の位置で集光させるように構成されている。例えばレーザー加工ユニット６は、ＹＡＧレーザー、ＹＶＯ４レーザーなどのパルスレーザービーム発振器（不図示）と、パルスレーザービーム発振器から発振されたパルスレーザービームを集光する集光器（不図示）とを備える。
また、レーザー加工ユニット６の側方には、チャックテーブル４によって保持されたウェーハ１１等を撮像するための撮像ユニット８が配置されている。この撮像ユニット８によって取得される画像に基づいてチャックテーブル４及びレーザー加工ユニット６の位置が制御され、ウェーハ１１に対するレーザービームの照射位置が調節される。
ウェーハ１１にレーザービームを照射する際は、チャックテーブル４をレーザー加工ユニット６の下に移動させ、レーザー加工ユニット６からウェーハ１１に対して吸収性を有する波長のレーザービームを照射しながらチャックテーブル４を加工送り方向（Ｘ軸方向）に移動させる。これにより、レーザービームが分割予定ライン１３に沿って照射され、ウェーハ１１には線状の加工溝が形成される。
図６（Ａ）は、加工溝１１ｃが形成されたウェーハ１１を示す断面図である。ウェーハ１１にレーザービームが照射されると、ウェーハ１１の表面１１ａ側にアブレーション加工が施される。その結果、図６（Ａ）に示すように、側壁１１ｄ，１１ｅ及び底部１１ｆによって構成され、その深さが金属層１９の厚さを超える加工溝１１ｃが形成され、分割予定ライン１３に形成された金属層１９が除去される。なお、図６（Ａ）に示すように、金属層１９の一部は加工溝１１ｃの両端に残留していてもよい。
Ｃｕを含む金属層１９に対してアブレーション加工を施すと、加工溝１１ｃの側壁１１ｄ，１１ｅや底部１１ｆにＣｕを含むデブリ２９が付着することがある。そして、加工溝１１ｃの内部にデブリ２９が残留した状態で時間が経過すると、デブリ２９が成長して肥大化する。この肥大化は、デブリ２９に含まれるＣｕと、ウェーハ１１に含まれるＳｉ及び空気中の水分とが反応することによって生じていると考えられる。
具体的には、レーザービームの照射によって発生したデブリ２９が加工溝１１ｃの内部で側壁１１ｄ，１１ｅ又は底部１１ｆに接触すると、デブリ２９に含まれるＣｕとウェーハ１１に含まれるＳｉとが反応して、デブリ２９の成長の核となるＣｕ３Ｓｉが形成される。そして、このＣｕ３Ｓｉが空気中に含まれる水分と反応すると、Ｃｕ３Ｓｉの表面にＣｕ２ＯとＣｕとを含む層が形成される。
デブリ２９の肥大化は、上記のような過程を経て生じていると推察される。そして、加工溝１１ｃの内部に付着したデブリ２９の肥大化が進むと、デブリ２９が金属層１９等と接触して短絡が生じ、ウェーハ１１を分割して得たチップの品質低下を招くことがある。そのため、デブリ２９は除去されることが好ましい。
本実施形態においては、レーザービームの照射によってウェーハ１１に加工溝１１ｃを形成した後、加工溝１１ｃの内部に付着したデブリ２９の肥大化を促進させる処理を行う（肥大化促進ステップ）。デブリ２９を肥大化させると、後の工程（切削ブレードによるウェーハの切削など）を実施する際、同時にデブリ２９が除去されやすくなる。そのため、ドライエッチングなどの大掛かりな工程を追加することなくデブリ２９を容易に除去でき、チップの製造コストの増大を抑えつつチップの品質低下を防止できる。
デブリ２９の肥大化は、上記のようにデブリ２９に含まれるＣｕと、ウェーハ１１に含まれるＳｉ及び水分との反応（以下、肥大化反応）によって生じると推察される。そのため、肥大化反応を促進させると、デブリ２９の肥大化も促進されると考えられる。
肥大化反応の促進は、ウェーハ１１を高温又は高湿の環境下に配置することによって実施できる。例えば、湿度が７５％以上の環境下、又は温度が５０℃以上２００℃以下の環境下にウェーハ１１を配置することにより、肥大化反応が促進される。また、これらの条件を同時に満たす環境下にウェーハ１１を配置してもよい。
なお、前述の通り肥大化反応にはＣｕ３Ｓｉと水分との反応が含まれる。そのため、デブリ２９の肥大化を促進するためには、特にウェーハ１１を湿度が７５％以上の高湿環境下に配置することが好ましい。
なお、肥大化反応を促進させる処理は上記に限られない。例えば、圧力が大気圧よりも高い高圧環境下にウェーハ１１を配置してもよい。また、温度が高温と低温とで交互に変化する環境下にウェーハ１１を配置してもよい。なお、高温は室温よりも高い温度（例えば１５０℃程度）に設定でき、低温は室温よりも低い温度（例えば－６５℃程度）に設定できる。
また、テープ２１（図３参照）は、肥大化促進ステップの実施中にウェーハ１１の保持に支障が出ない程度の耐熱性を有する材料でなることが好ましい。この場合、肥大化促進ステップの実施前にウェーハ１１からテープ２１を剥離する必要がないため、工程の簡略化を図ることができる。
上記の肥大化促進ステップを実施すると、加工溝１１ｃの内部に付着したデブリ２９が肥大化する。図６（Ｂ）は、デブリ２９が肥大化した様子を示す断面図である。デブリ２９の発生時にはデブリ２９の径は例えば１μｍ以下程度であるが、肥大化反応を促進させることにより、デブリ２９の径は例えば１０μｍ程度まで増大する。
次に、ウェーハ１１を加工溝１１ｃに沿って分割する（分割ステップ）。ウェーハ１１の分割は、例えば環状の切削ブレードが装着された切削装置を用いてウェーハ１１を切削することによって行う。
図７は、切削装置１０を示す斜視図である。切削装置１０は、ウェーハ１１を保持するチャックテーブル１２と、チャックテーブル１２によって保持されたウェーハ１１を切削する切削ブレード１８を備えた切削ユニット１４とを備える。
チャックテーブル１２は、テープ２１を介してウェーハ１１を吸引保持する。具体的には、チャックテーブル１２の上面がウェーハ１１を保持する保持面を構成しており、この保持面はチャックテーブル１２の内部に形成された吸引路（不図示）を通じて吸引源（不図示）と接続されている。
チャックテーブル１２の周囲には、環状フレーム２３を把持して固定する複数のクランプ（不図示）が設けられている。また、チャックテーブル１２は、チャックテーブル１２の下部側に設けられた移動機構（不図示）及び回転機構（不図示）と連結されている。チャックテーブル１２は、移動機構によってＸ軸方向（加工送り方向）及びＹ軸方向（割り出し送り方向）に移動し、回転機構によってＺ軸方向（鉛直方向）に概ね平行な回転軸の周りに回転する。
ウェーハ１１は、表面１１ａ側が上方に露出するように、テープ２１を介してチャックテーブル１２の保持面によって支持される。また、チャックテーブル１２の周囲に備えられたクランプによって環状フレーム２３が固定される。この状態でチャックテーブル１２の保持面に吸引源の負圧を作用させると、ウェーハ１１がチャックテーブル１２によって吸引保持される。
チャックテーブル４の上方には、切削ユニット１４が配置されている。切削ユニット１４は、スピンドルハウジング１６を備え、スピンドルハウジング１６内にはモータ等の回転駆動源と接続されたスピンドル（不図示）が収容されている。スピンドルの先端部はスピンドルハウジング１６の外部に露出しており、この先端部には円環状の切削ブレード１８が装着されている。
切削ブレード１８は、ダイヤモンド等でなる砥粒をボンド材で結合することにより形成される。ボンド材としては、例えばメタルボンド、レジンボンド、ビトリファイドボンドなどが用いられる。スピンドルを回転させることによって切削ブレード１８を回転させ、切削ブレード１８をチャックテーブル１２によって保持されたウェーハ１１に切り込ませることにより、ウェーハ１１の切削加工が行われる。
また、切削ユニット１４の側方には、チャックテーブル１２によって保持されたウェーハ１１等を撮像するための撮像ユニット２０が配置されている。この撮像ユニット２０によって取得される画像に基づいて、チャックテーブル１２の位置と切削ユニット１４の位置とが制御される。
図８は、分割ステップの様子を示す断面図である。切削ブレード１８によってウェーハ１１を切削する際は、まず、切削ブレード１８の下端１８ａがウェーハ１１の裏面１１ｂよりも下方に配置されるように切削ユニット１４を位置付ける。この状態でチャックテーブル１２を加工送り方向に移動させる（加工送り）と、切削ブレード１８とウェーハ１１とが分割予定ライン１３に沿って相対的に移動する。その結果、切削ブレード１８がウェーハ１１に切り込み、ウェーハ１１は加工溝１１ｃに沿って切断される。
切削ブレード１８の幅は加工溝１１ｃの幅よりも小さく、切削ブレード１８は図８に示すように加工溝１１ｃの側壁１１ｄ，１１ｅに挟まれた領域を通過するようにウェーハ１１を切削する。加工溝１１ｃが形成された領域では金属層１９が除去されているため、切削ブレード１８と金属層１９との接触によるバリの発生が回避される。
また、ウェーハ１１の切削時、切削ブレード１８は加工溝１１ｃの内部に付着したデブリ２９（図６（Ｂ）参照）と接触してデブリ２９を除去する。デブリ２９は肥大化促進ステップを経て肥大化しているため、ウェーハ１１の切削時に切削ブレード１８と接触しやすく、除去されやすい。
なお、切削ブレード１８の具体的な幅や位置は、デブリ２９の大きさに応じて適宜設定される。例えば、切削ブレード１８を加工溝１１ｃに沿って切り込ませた際、切削ブレード１８の側面１８ｂと側壁１１ｄとの間の距離、及び、切削ブレード１８の側面１８ｃと側壁１１ｅとの間の距離が、デブリ２９の径（例えば、１０μｍ程度）未満となるように、切削ブレード１８の寸法や位置を設定する。また、同一の加工溝１１ｃに沿って切削ブレード１８を２回ずつ切り込ませ、側壁１１ｄ側に付着したデブリ２９の除去と、側壁１１ｅ側に付着したデブリ２９の除去とを別々に行ってもよい。
このように分割ステップでは、ウェーハ１１の分割とデブリ２９の除去とが同一工程で実施される。これにより、新たな工程を追加することなくデブリ２９を除去できる。
また、切削ブレード１８でウェーハ１１を切削する際には、切削ブレード１８及びウェーハ１１に純水等の切削液が供給される。この切削液の供給により、切削ブレード１８及びウェーハ１１が冷却されるとともに、切削によって生じた屑（切削屑）が洗い流される。このとき、切削ブレード１８によって除去されたデブリ２９も同時に洗い流されるため、デブリ２９がウェーハ１１に残留することを防止できる。
また、保護膜２７が水溶性の樹脂でなる場合、ウェーハ１１に切削液が供給されると保護膜２７が除去される。すなわち、分割ステップの実施によって保護膜２７の除去も行われるため、保護膜２７を除去するための処理を別途実施する必要がなく、工程が簡略化される。
ただし、分割ステップの実施後に保護膜２７が残留している場合には、ウェーハ１１に純水などを供給することにより、保護膜２７を除去する工程を別途実施してもよい（除去ステップ）。また、保護膜２７は、純水と気体（エアー等）との混合流体をウェーハ１１に噴射することによって除去してもよい。
そして、全ての分割予定ライン１３に沿ってウェーハ１１を切断すると、ウェーハ１１はデバイス１５をそれぞれ備える複数のチップに分割される。本実施形態においては、分割ステップにおいてデブリ２９が除去されるため、デブリ２９のチップへの付着を回避でき、チップの品質低下を防止できる。
なお、上記では切削ブレード１８を用いてウェーハ１１を分割する例について説明したが、ウェーハ１１を分割する方法は上記に限定されない。例えば、レーザー加工装置やプラズマエッチング装置などを用いて分割ステップを実施してもよい。
レーザー加工装置を用いる場合は、レーザービームを加工溝１１ｃに沿って照射することにより、ウェーハ１１の内部に改質された層（改質層）を分割予定ライン１３に沿って形成する。この改質層が形成された領域はウェーハ１１の他の領域よりも脆くなるため、改質層が形成されたウェーハ１１に外力を付与すると、改質層を起点としてウェーハ１１が分割される。ウェーハ１１への外力の付与は、例えばテープ２１を拡張することによって実施される。
プラズマエッチング装置を用いる場合は、ウェーハ１１の加工溝１１ｃ以外の領域を覆うマスクを形成した状態で、ウェーハ１１をプラズマエッチングによって加工する。これにより、ウェーハ１１が加工溝１１ｃに沿ってエッチングされて分割される。
上記のように、切削ブレード１８による切削以外の方法によってウェーハ１１を分割する場合は、肥大化促進ステップの後、保護膜２７を除去する工程を実施する（除去ステップ）。この除去ステップでは、ウェーハ１１に純水などの洗浄液を供給して水溶性の樹脂でなる保護膜２７を除去する。
除去ステップでは、例えばノズルから純水等の洗浄液をウェーハ１１に向かって噴射する。ウェーハ１１に洗浄液が噴射されると、保護膜２７が除去されるとともに、加工溝１１ｃの内部に付着している肥大化したデブリ２９が洗浄液によって洗い流され、除去される。
以上の通り、本実施形態に係るチップ製造方法では、レーザービームの照射によってウェーハ１１に加工溝１１ｃを形成した後、加工溝１１ｃの内部に付着したデブリ２９を肥大化させる処理を行う。デブリ２９を肥大化させると、後の工程（切削ブレード１８によるウェーハ１１の切削など）を実施する際、同時にデブリ２９が除去されやすくなる。そのため、大掛かりな工程を追加することなくデブリ２９を容易に除去でき、チップの製造コストの増大を抑えつつチップの品質低下を防止できる。
その他、上記実施形態に係る構造、方法等は、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。
１１ ウェーハ
１１ａ 表面
１１ｂ 裏面
１１ｃ 加工溝
１１ｄ，１１ｅ 側壁
１１ｆ 底部
１３ 分割予定ライン
１５ デバイス
１７ 積層体
１９ 金属層
２１ テープ
２３ 環状フレーム
２３ａ 開口
２５ フレームユニット
２７ 保護膜
２９ デブリ
２ レーザー加工装置
４ チャックテーブル
６ レーザー加工ユニット
８ 撮像ユニット
１０ 切削装置
１２ チャックテーブル
１４ 切削ユニット
１６ スピンドルハウジング
１８ 切削ブレード
１８ａ 下端
１８ｂ，１８ｃ 側面
２０ 撮像ユニット

Claims (5)

  1. 複数の分割予定ラインによって区画された領域に形成されたデバイスと、該分割予定ラインに形成されたＣｕを含む金属層と、を表面側に備えるＳｉを含むウェーハを分割してチップを製造するチップ製造方法であって、
    該ウェーハの表面側に保護膜を形成する保護膜形成ステップと、
    該保護膜形成ステップの実施後、該ウェーハに対して吸収性を有する波長のレーザービームを該ウェーハの表面側から該分割予定ラインに沿って照射して、該金属層を除去しつつ該ウェーハに加工溝を形成するレーザー加工溝形成ステップと、
    該レーザー加工溝形成ステップの実施後、該加工溝の形成によって発生し該加工溝の内部に付着したデブリの肥大化を促進させる肥大化促進ステップと、
    該肥大化促進ステップの実施後、該加工溝に沿って該ウェーハを分割する分割ステップと、を含むことを特徴とするチップ製造方法。
  2. 該肥大化促進ステップの実施後に、該保護膜を除去する除去ステップを更に含むことを特徴とする、請求項１に記載のチップ製造方法。
  3. 該分割ステップでは、該加工溝の幅よりも幅が小さい切削ブレードを該加工溝に沿って該ウェーハに切り込ませ、該ウェーハを分割することを特徴とする、請求項１または２に記載のチップ製造方法。
  4. 該肥大化促進ステップでは、温度が５０℃以上２００℃以下の環境下に該ウェーハを配置することで該デブリの肥大化を促進させることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれかに記載のチップ製造方法。
  5. 該肥大化促進ステップでは、湿度が７５％以上の環境下に該ウェーハを配置することで該デブリの肥大化を促進させることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれかに記載のチップ製造方法。
JP2018143126A 2018-07-31 2018-07-31 チップ製造方法 Active JP7072993B2 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018143126A JP7072993B2 (ja) 2018-07-31 2018-07-31 チップ製造方法
KR1020190081485A KR20200014195A (ko) 2018-07-31 2019-07-05 칩 제조 방법
CN201910614448.5A CN110783185B (zh) 2018-07-31 2019-07-09 芯片制造方法
SG10201906679RA SG10201906679RA (en) 2018-07-31 2019-07-18 Chip manufacturing method
TW108126555A TWI800668B (zh) 2018-07-31 2019-07-26 晶片製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018143126A JP7072993B2 (ja) 2018-07-31 2018-07-31 チップ製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2020021786A JP2020021786A (ja) 2020-02-06
JP7072993B2 true JP7072993B2 (ja) 2022-05-23

Family

ID=69383822

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018143126A Active JP7072993B2 (ja) 2018-07-31 2018-07-31 チップ製造方法

Country Status (5)

Country Link
JP (1) JP7072993B2 (ja)
KR (1) KR20200014195A (ja)
CN (1) CN110783185B (ja)
SG (1) SG10201906679RA (ja)
TW (1) TWI800668B (ja)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7273756B2 (ja) * 2020-03-18 2023-05-15 株式会社東芝 半導体装置及びその製造方法
JP7450426B2 (ja) 2020-03-24 2024-03-15 株式会社ディスコ 被加工物の加工方法
KR102405460B1 (ko) * 2020-06-26 2022-06-07 매그나칩 반도체 유한회사 초단파 펄스 레이저 미세 가공을 이용한 반도체 다이 형성 방법 및 패키징 방법
CN113649709A (zh) * 2021-08-16 2021-11-16 湖北三维半导体集成创新中心有限责任公司 晶圆切割方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013524521A (ja) 2010-04-02 2013-06-17 エレクトロ サイエンティフィック インダストリーズ インコーポレーテッド 脆性材料のレーザシンギュレーションのための改良された方法及び装置
US20140239552A1 (en) 2013-02-23 2014-08-28 Raydiance, Inc. Shaping of brittle materials with controlled surface and bulk properties
WO2015008482A1 (ja) 2013-07-19 2015-01-22 アイシン精機株式会社 レーザ加工装置、レーザ加工方法、及びレーザ発振装置
JP2017092363A (ja) 2015-11-16 2017-05-25 株式会社ディスコ ウエーハの分割方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3583279B2 (ja) * 1998-01-13 2004-11-04 三菱電機株式会社 穴あけ加工方法
JP4694845B2 (ja) 2005-01-05 2011-06-08 株式会社ディスコ ウエーハの分割方法
JP2011035302A (ja) * 2009-08-05 2011-02-17 Renesas Electronics Corp 半導体装置の製造方法
JP6189700B2 (ja) * 2013-10-03 2017-08-30 株式会社ディスコ ウエーハの加工方法
CN104716066B (zh) * 2015-03-20 2018-03-30 上海华力微电子有限公司 一种侦测图形底部光刻胶残留的缺陷检测方法
CN106229309B (zh) * 2016-07-20 2019-05-07 日月光半导体(上海)有限公司 封装基板及其制造方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013524521A (ja) 2010-04-02 2013-06-17 エレクトロ サイエンティフィック インダストリーズ インコーポレーテッド 脆性材料のレーザシンギュレーションのための改良された方法及び装置
US20140239552A1 (en) 2013-02-23 2014-08-28 Raydiance, Inc. Shaping of brittle materials with controlled surface and bulk properties
WO2015008482A1 (ja) 2013-07-19 2015-01-22 アイシン精機株式会社 レーザ加工装置、レーザ加工方法、及びレーザ発振装置
JP2017092363A (ja) 2015-11-16 2017-05-25 株式会社ディスコ ウエーハの分割方法

Also Published As

Publication number Publication date
SG10201906679RA (en) 2020-02-27
TW202008452A (zh) 2020-02-16
KR20200014195A (ko) 2020-02-10
JP2020021786A (ja) 2020-02-06
TWI800668B (zh) 2023-05-01
CN110783185B (zh) 2023-10-10
CN110783185A (zh) 2020-02-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7072993B2 (ja) チップ製造方法
KR102163441B1 (ko) 웨이퍼의 가공 방법
TWI574314B (zh) Wafer processing method
US20080064187A1 (en) Production Method for Stacked Device
JP2018078162A (ja) ウェーハの加工方法
JP2016157892A (ja) ウエーハの加工方法
JP6137798B2 (ja) レーザー加工装置及び保護膜被覆方法
JP6563728B2 (ja) レーザー加工方法
JP5453123B2 (ja) 切削方法
JP2014086612A (ja) レーザー加工方法
JP6438304B2 (ja) ウエーハの加工方法
JP2016162809A (ja) ウエーハの加工方法
JP6713214B2 (ja) デバイスウェーハの加工方法
JP7358011B2 (ja) 複数のデバイスチップの製造方法
JP7321653B2 (ja) ディスプレイパネルの製造方法
CN111571043B (zh) 晶片的加工方法
JP6029312B2 (ja) 板状物の加工方法
JP7460275B2 (ja) ウェーハの加工方法
JP2013021209A (ja) ウエーハの加工方法
JP5288785B2 (ja) ウェーハ加工装置
JP2013021210A (ja) ウエーハの加工方法
JP2013021211A (ja) ウエーハの加工方法
JP7450426B2 (ja) 被加工物の加工方法
JP2023056101A (ja) デバイスチップの製造方法
JP6938091B2 (ja) 被加工物の加工方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20210518

TRDD Decision of grant or rejection written
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20220422

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20220510

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20220510

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7072993

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150