JP7128054B2 - ウェーハの加工方法 - Google Patents
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Description
なお、基板W1はシリコン以外にガリウムヒ素、サファイア、窒化ガリウム又はシリコンカーバイド等で構成されていてもよい。
本実施形態においては、例えば、まず、デバイス層D1にレーザビームでウェーハWの表面Wa側からストリートSに沿って基板W1に至らないガイド溝を形成する。
該位置合わせが行われた後、さらにチャックテーブル10がY軸方向に僅かにオフセットした位置まで移動することで、集光器111の集光点直下が、ストリートSの中心線の位置から僅かにずれて該中心線からオフセット距離だけY軸方向に離れた位置となる。
なお、レーザビームの平均出力を低く設定しており、ガイド溝Mは基板W1に至らぬように形成されるため、本加工方法によって最終的に形成されるデバイスチップの抗折強度の低下等は起きない。
ガイド溝Mが形成されたウェーハWは、例えば、図5に示すように表面WaにテープTが貼着される。テープTは、ウェーハWよりも大径の円形のテープであり、例えばポリオレフィン系樹脂等からなる基材Td(図6参照)と、基材Td上の糊層Tcとからなる。糊層Tcは、紫外線照射により硬化して粘着力が低下するUV硬化糊が用いられてもよい。
例えば、環状フレームF及びテープTは、後のプラズマエッチングステップで使用されるエッチングガス(例えば、SF6ガスやC4F8ガス)に対する耐性を備えているものを用いると好ましい。即ち、例えば、環状フレームFはSUSで形成されており、テープTはポリオレフィン等で形成されていると好ましい。
次いで、ウェーハWの裏面Wb側から基板W1にストリートSに沿ったエッチング溝を形成するためのマスクを、該裏面Wbに形成する。本実施形態においては、まず、ウェーハWの裏面Wbに水溶性樹脂層を形成する。
環状フレームFによるハンドリングが可能となったウェーハWは、例えば、図6に示すスピンコータ4に搬送される。スピンコータ4は、例えば、ウェーハWを保持する保持テーブル40と、保持テーブル40を回転させる回転手段42と、上端側に開口を備え保持テーブル40を収容する有底円筒状のケーシング44とを備えている。
水溶性樹脂層Jが形成されたウェーハWは、図8に示すレーザ加工装置1に搬送され、テープTを介してチャックテーブル10の保持面10a上で吸引保持される。レーザ加工装置1は、チャックテーブル10の周囲に、環状フレームFを固定する固定クランプ103を周方向に所定間隔を空けて均等に備えており、環状フレームFが該固定クランプ103で挟持固定される。
又は、例えば、マスクはフォトリソグラフィでウェーハWの裏面Wbに形成されてもよい。
上記マスクJ1を形成した後、例えば、図10に示すプラズマエッチング装置9を用いて、マスクJ1を介してウェーハWの基板W1にプラズマエッチングを施してストリートSに沿ったエッチング溝を形成する。
例えば、保持手段90の内部には、図示しない通水路が形成されており、該通水路を循環する冷却水により保持手段90が内部から所定温度に冷却される。また、保持面90aと保持面90aで保持されたウェーハWとの間には、冷却水によるウェーハWの吸熱効率を向上させるために、Heガス等の熱伝達ガスが所定の圧力で流れるようになっている。
なお、例えば、保持手段90は、図例の単極型の静電チャックに限定されるものではなく、双極型の静電チャックであってもよい。
ガス導入口911に接続されたガス供給部93には、例えばSF6、CF4、C2F6、C4F8等のフッ素系ガスがエッチングガスとして蓄えられている。
本ステップでは、まず、搬入出口920からウェーハWをチャンバ92内に搬入し、マスクJ1側を上側に向けてウェーハWを保持手段90の保持面90a上に載置する。そして、ゲートバルブ921を閉じ、排気装置97によりチャンバ92内を真空雰囲気とする。ウェーハWを支持する環状フレームFの上方は、フレーム加熱防止ガード98で覆われる。
なお、エッチング溝Meの底に基板W1がエッチング残し部として僅かな厚みで残存した状態となるまで、プラズマエッチングを行ってもよい。この場合のエッチング残し部の厚さは、10μm以下であると好ましい。
ボッシュ法では、SF6ガスとC4F8ガスとを交互にチャンバ92内に流すときのパラメータを変えることで、エッチング溝Meのアスペクト比を制御できるため、エッチング溝Meの両壁の位置を2条のガイド溝Mの各位置に略合致するように、エッチング溝Meを形成できる。
次いで、図11に示すエッチング溝Meが形成されたウェーハWを、図12に示す水槽5に搬入する。
環状フレームFによって支持されたウェーハW全体を水没させることができる有底円筒型の水槽5は、側壁51と、側壁51の下部に一体的に連接する底板50とから構成され、水(例えば、純水)が溜められている。底板50上面には、例えば、複数の圧電素子を並べて円板状に形成された超音波振動子53が配設されている。超音波振動子53には、図示しない端子が接続されており、この端子及び配線54を介して交流電圧を印加して高周波電力を超音波振動子53に供給する高周波電源55が接続されている。なお、超音波振動子53の形状及び配設箇所等は、本例に限定されない。
なお、本実施形態のように、水槽5がフレーム載置台52を備える構成とすると好ましいが、フレーム載置台52を備えない構成としてもよい。即ち、環状フレームFはウェーハWよりも厚いため、水槽5内に搬入されたウェーハWを支持する環状フレームFを底板50上に直に載置するものとしてもよい。ただし、水槽5内においてウェーハWが垂れ下がりウェーハWが超音波振動子53に接触してしまうことは好ましくないため、本実施形態のように、フレーム載置台52を設けてウェーハWと超音波振動子53との間にある程度の隙間を形成する方が好ましい。
デバイス層D1にチップ領域Cの外周縁に沿って亀裂が生成された、又はデバイス層D1がチップ領域Cの外周縁に沿って亀裂が生成されたウェーハWは、水槽5内から引き上げられて、自然乾燥やブロー乾燥、又はスピン乾燥等された後、例えば図14に示すピックアップ装置6に搬送される。なお、テープTの糊層TcにUV硬化糊が用いられている場合には、ピックアップ装置6においてデバイスDのテープTからの剥離を行う前に、テープTに紫外線を照射して糊層Tcを硬化させ粘着力を低下させてもよい。
ピックアップ装置6では、図示しないクランプ等で環状フレームFが固定され、チップ領域CのマスクJ1が除去された上面が吸引パッド61で吸引保持されて上方に持ち上げられることで、デバイスDがテープTから剥離される。ここで、デバイス層D1にチップ領域Cの外周縁に沿って亀裂が生成されている箇所は、ピックアップによってデバイス層D1がチップ領域Cの外周縁に沿って破断される。なお、該剥離時においては、例えば、Z軸方向に昇降可能な図示しないニードルで、デバイスDを下側からテープTを介して突き上げてもよい。
その結果、図14に示すように、デバイスD及びデバイス層D1を有するデバイスチップC1を形成することができる。
テープTからのデバイスDの剥離は、上記のようなデバイスチップC1を形成するピックアップに限定されるものではない。例えば、図14に示すテープTとは別の円形のテープをウェーハWの裏面Wb全体に貼着して、ウェーハWをテープTから該別途のテープに対して転写することで、テープTから各デバイスDを一体的に剥離してもよい。
また、ガイド溝形成ステップは必須のステップではない。これは、デバイス層D1の厚みや構成によっては、ガイド溝がデバイス層D1に形成されていなくても、水没ステップにおける超音波振動付与時にデバイス層D1はエッチング溝Meに沿って破断等可能であるためである。特に、被加工物がデバイスDの外周縁に沿って図示しないガードリングが設けられているウェーハである場合等においては、ガイド溝形成ステップを実施する必要性はさらに低下する。なぜならば、例えば、ガイド溝がデバイス層D1に形成されていないことで、水没ステップにおいて超音波振動を付与してもデバイス層D1が完全に分割されず、それ故、テープTからのデバイスDの剥離においてチップをピックアップすることでデバイス層D1を分割する場合はあり得る。この場合には、デバイス層D1が引きちぎられることになるので、デバイス層D1の種類によってはストリートSを越えてデバイス層D1が剥離してしまうこともある。しかし、ガードリングがデバイスDの外周縁に沿って設けられていれば、ストリートSを越えるデバイス層D1の剥離が防がれる。
D1:デバイス層 Wb:ウェーハの裏面 T:テープ Td:基材 Tc:糊層
F:環状フレーム
1:レーザ加工装置 10:チャックテーブル 11:レーザビーム照射手段
111:集光器 119:レーザビーム発振器 15:アライメント手段 150:撮像手段 M:デバイス層に形成されたガイド溝
4:スピンコータ 40:保持テーブル 401:固定クランプ 42:回転手段
44:ケーシング 45:ノズル 47:水溶性樹脂供給源 J:水溶性樹脂層
J1:マスク
9:プラズマエッチング装置
90:保持手段 900:支持部材 901:電極 91:ガス噴出ヘッド 910:ガス拡散空間 911:ガス導入口 912:ガス吐出口 92:チャンバ 920:搬入出口 921:ゲートバルブ 93:ガス供給部 94,94a:整合器 95、95a:高周波電源、バイアス高周波電源 96:排気口 97:排気装置 98:フレーム加熱防止ガード Me:エッチング溝
5:水槽 51:側壁 50:底板 52:フレーム載置台 53:超音波振動子
54:配線 55:高周波電源
6:ピックアップ装置 61:吸引パッド
Claims (2)
- 基板と該基板の表面に積層されデバイスを構成するデバイス層とを備え、交差する複数のストリートによって区画された各領域にそれぞれ該デバイスが形成されたウェーハの加工方法であって、
ウェーハの裏面側から該基板に該ストリートに沿ったエッチング溝を形成するためのマスクをウェーハの該裏面に形成するマスク形成ステップと、
該マスク形成ステップを実施した後、該マスクを介してウェーハの該裏面側からプラズマエッチングを施して該基板に該ストリートに沿った複数のエッチング溝を形成し、該エッチング溝で囲繞されたチップ領域が画成されるプラズマエッチングステップと、
該プラズマエッチングステップを実施した後、超音波振動子で超音波振動を付与した水中にウェーハを水没させて該デバイス層に該チップ領域の外周縁に沿って亀裂を生成または該デバイス層を該チップ領域の外周縁に沿って破断する水没ステップと、
少なくとも該水没ステップを実施する前までに、ウェーハの該表面にテープを貼着するテープ貼着ステップと、を備え、
少なくとも該水没ステップと該テープ貼着ステップとを実施する前に、該デバイス層に切削ブレードまたはレーザビームでウェーハの表面側から該ストリートに沿って該基板に至らないガイド溝を形成するガイド溝形成ステップを更に備え、
該水没ステップの実施後に該テープから該デバイスを剥離する、ウェーハの加工方法。 - 前記水没ステップでは、前記超音波振動子とウェーハの前記裏面とが対面する向きにウェーハが水没される、請求項1に記載の加工方法。
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