JP7358011B2 - 複数のデバイスチップの製造方法 - Google Patents

複数のデバイスチップの製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP7358011B2
JP7358011B2 JP2019152628A JP2019152628A JP7358011B2 JP 7358011 B2 JP7358011 B2 JP 7358011B2 JP 2019152628 A JP2019152628 A JP 2019152628A JP 2019152628 A JP2019152628 A JP 2019152628A JP 7358011 B2 JP7358011 B2 JP 7358011B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
wafer
workpiece
laser beam
grinding
hole
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
JP2019152628A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2021034535A (ja
Inventor
祐哉 松岡
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 JP2019152628A priority Critical patent/JP7358011B2/ja
Priority to KR1020200095527A priority patent/KR20210023694A/ko
Priority to CN202010825811.0A priority patent/CN112420608A/zh
Priority to TW109128399A priority patent/TW202109640A/zh
Publication of JP2021034535A publication Critical patent/JP2021034535A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7358011B2 publication Critical patent/JP7358011B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

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
    • H01L21/70—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
    • B23K26/382—Removing material by boring or cutting by boring
    • 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 at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System 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
    • 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
    • H01L21/683—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 for supporting or gripping
    • H01L21/6835—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 for supporting or gripping using temporarily an auxiliary support
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2221/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof covered by H01L21/00
    • H01L2221/67—Apparatus for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L2221/683—Apparatus for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L2221/68304—Apparatus for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using temporarily an auxiliary support
    • H01L2221/68327—Apparatus for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using temporarily an auxiliary support used during dicing or grinding

Description

本発明は、複数の分割予定ラインに沿って被加工物を分割して複数のデバイスチップを製造する方法に関する。
ＩＣ（Integrated Circuit）、ＬＳＩ（Large Scale Integration）等の機能素子を有するデバイスチップを製造する工程では、まず、シリコン等の半導体で形成された略円盤状の被加工物の表面側に複数の分割予定ラインを格子状に設定する。次に、複数の分割予定ラインで区画された各領域にＩＣ、ＬＳＩ等の機能素子を形成した後、被加工物を各分割予定ラインに沿って分割する。
被加工物を各分割予定ラインに沿って分割するためには、例えば、まず、各分割予定ラインに沿う様に被加工物の内部に、機械的強度が低減された領域である改質層を形成する（例えば、特許文献１参照）。改質層を形成するためには、レーザー加工装置が用いられる。
レーザー加工装置は、被加工物を保持するためのチャックテーブルを有する。チャックテーブルの上方には、被加工物を透過する波長を有するパルス状のレーザービームを照射可能なレーザービーム照射ユニットが設けられている。
レーザービーム照射ユニットから照射されたレーザービームの集光点を被加工物の内部に位置付けた状態で、チャックテーブルを所定の方向に移動させることで、被加工物の内部には分割予定ラインに沿って改質層が形成される。
レーザー加工後に、研削装置を用いて被加工物の裏面側を研削する。これにより、被加工物は、薄化されると共に外力を受けて、改質層を破断起点として各分割予定ラインに沿って分割される。この様にして、被加工物は、研削時の外力により複数のデバイスチップに分割される。
特開２００６－１２９０２号公報
しかし、研削装置を用いて被加工物の裏面側を研削する際に、２つの分割予定ラインが交差する交差部では、デバイスチップの角部同士が擦れ合うことにより、欠けが生じ易くなる。また、角部に生じた欠けは、デバイスチップが外力を受けた場合に、機能素子が形成された領域まで進展する可能性がある。
本発明は係る問題点に鑑みてなされたものであり、被加工物を研削して薄化することにより被加工物を分割する場合に、デバイスチップの角部の欠けを防止することを目的とする。
本発明の一態様によれば、表面側に格子状に設定された複数の分割予定ラインによって区画された複数の領域の各々にデバイスが形成された被加工物を、各分割予定ラインに沿って個々のデバイスチップに分割して該被加工物から複数のデバイスチップを製造する方法であって、該被加工物に吸収される波長を有する第１のレーザービームを該被加工物の外部から該表面側へ照射して、各デバイスチップの仕上がり厚さに相当する深さよりも深い穴を該複数の分割予定ラインが交差する交差部に形成する穴形成ステップと、該被加工物の該表面側を保護部材で覆う表面保護ステップと、該被加工物を透過する波長を有する第２のレーザービームの集光点を該仕上がり厚さに相当する深さよりも該被加工物の裏面側に位置する該被加工物の内部に位置付けた状態で、各分割予定ラインに沿って該裏面側から該第２のレーザービームを照射して、該第２のレーザービームが照射されていない領域に比べて強度が低い領域を該被加工物の内部に形成する内部加工ステップと、該被加工物が該仕上がり厚さとなるまで該被加工物の該裏面側を研削すると共に、該被加工物を複数のデバイスチップに分割する裏面側研削ステップと、を備え、該穴形成ステップでは、該穴として、該表面から該裏面まで貫通しない非貫通穴を形成する複数のデバイスチップを製造する方法が提供される。
本発明の一態様に係る複数のデバイスチップの製造方法では、穴形成ステップで仕上がり厚さに相当する深さよりも深い穴を交差部に形成するので、裏面側研削ステップでデバイスチップの角部同士が擦れ合うことを防止できる。それゆえ、角部における欠けの発生を防止できる。更には、角部に生じた欠けが、機能素子が形成された領域まで進展することを防止できる。
ウェーハの斜視図である。 図２（Ａ）は穴形成ステップを示す図であり、図２（Ｂ）は穴形成ステップ後のウェーハの表面側の全体図であり、図２（Ｃ）は穴形成ステップ後のウェーハの表面側の部分拡大図である。 図３（Ａ）は内部加工ステップを示す図であり、図３（Ｂ）は内部加工ステップ後のウェーハの表面側の全体図であり、図３（Ｃ）は内部加工ステップ後のウェーハの表面側の部分拡大図である。 ウェーハの劈開角度を説明するウェーハの一部断面側面図である。 図５（Ａ）は裏面側研削ステップを示す図であり、図５（Ｂ）は裏面側研削ステップ後のウェーハの表面側の全体図であり、図５（Ｃ）は裏面側研削ステップ後のウェーハの表面側の部分拡大図である。 デバイスチップの斜視図である。 複数のデバイスチップの製造方法のフロー図である。 第２実施形態に係る穴形成ステップを示す図である。 第３実施形態に係る製造方法のフロー図である。
添付図面を参照して、本発明の一態様に係る実施形態について説明する。まず、第１実施形態において加工の対象となるウェーハ（被加工物）１１について説明する。図１は、ウェーハ１１の斜視図である。
ウェーハ１１は、例えばシリコン等の材料を用いて円盤状に形成されており、各々略円形の表面１１ａ及び裏面１１ｂを有する。ウェーハ１１の表面１１ａ側は、互いに交差するように格子状に設定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。
複数の分割予定ライン１３によって区画された各領域の表面１１ａ側には、ＩＣ（Integrated Circuit）、ＬＳＩ（Large Scale Integration）等で成るデバイス１５が形成されている。
なお、ウェーハ１１の材質、形状、構造、大きさ等に制限はない。例えばウェーハ１１は、シリコン以外の半導体（ＧａＡｓ、ＩｎＰ、ＧａＮ、ＳｉＣ等）、サファイア、ガラス等の材料で形成されていてもよい。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。
ウェーハ１１の裏面１１ｂ側には、ウェーハ１１の直径よりも大きい円形の樹脂テープ（不図示）が貼り付けられる。樹脂テープは、例えば、基材層及び粘着層（糊層）の積層構造を有し、この粘着層が裏面１１ｂ側に貼り付けられる。
基材層は、例えば、ポリオレフィン（ＰＯ）で形成されている。基材層の一面の一部又は全体には、粘着層が形成されている。粘着層は、例えば、紫外線硬化型の樹脂であり、ゴム系、アクリル系、シリコーン（silicone）系等の樹脂で形成されている。
但し、樹脂テープは、基材層及び粘着層の積層構造に限定されない。例えば、樹脂テープは基材層のみを有してもよい。この場合、ウェーハ１１の裏面１１ｂ側に基材層を熱圧着することで、ウェーハ１１に樹脂テープが貼り付けられる。
樹脂テープの外周部には、ウェーハ１１の直径よりも大きい開口を有する金属製の環状フレームが貼り付けられる。この様にして、樹脂テープを介してウェーハ１１が環状フレームに支持されたウェーハユニット（不図示）を形成する。
ウェーハユニットを形成することにより、搬送パッド（不図示）がウェーハ１１に接触することなく環状フレームに接触した状態で、ウェーハ１１を搬送できる。但し、非接触でウェーハ１１を吸引保持できるベルヌーイ式の搬送パッド（不図示）を用いてウェーハ１１を搬送する場合には、ウェーハユニットを形成しなくてもよい。つまり、ウェーハ１１に樹脂テープを貼り付けなくてもよい。
次に、第１実施形態に係る複数のデバイスチップ２３の製造方法について説明する。第１実施形態では、ウェーハ１１を分割予定ライン１３に沿って分割することにより、デバイス１５をそれぞれ備える複数のデバイスチップ２３（図６参照）を製造する。なお、図７は、複数のデバイスチップ２３の製造方法のフロー図である。
本実施形態では、まず、複数の分割予定ライン１３が交差する交差部に、表面１１ａから裏面１１ｂまで貫通しない非貫通穴を形成する（穴形成ステップ（Ｓ１０））。図２（Ａ）は、穴形成ステップ（Ｓ１０）を示す図である。
非貫通穴１７を形成するためには、例えば、第１のレーザー加工装置が用いられる。第１のレーザー加工装置は、ウェーハ１１の裏面１１ｂ側を吸引して保持する第１のチャックテーブル（不図示）を備える。
第１のチャックテーブルは、例えば、円盤状の多孔質プレート（不図示）を有する。多孔質プレートの下面側は、第１のチャックテーブルの内部に形成された流路（不図示）を介して、エジェクタ等の吸引源（不図示）に接続されている。吸引源を動作させると、多孔質プレートの上面（保持面）には負圧が発生する。
第１のチャックテーブルの下方には水平移動機構（不図示）が設けられている。水平移動機構は、第１のチャックテーブルを加工送り方向（Ｘ軸方向）及び割り出し送り方向（Ｙ軸方向）に沿って移動させる。
第１のチャックテーブルの上方には、第１のレーザービーム照射ユニット１０が設けられている。第１のレーザービーム照射ユニット１０は、パルス状のレーザービームを発生させる第１のレーザー発振器（不図示）を有する。
第１のレーザー発振器は、例えば、レーザー発振に適したＮｄ：ＹＡＧ、Ｎｄ：ＹＶＯ４等のレーザー媒質を含む。第１のレーザー発振器には、所定の光学系を介して第１の集光器（不図示）が接続されている。
第１の集光器は、第１のレーザー発振器から出射したレーザービームを、第１の集光器の下方における所定の位置に集光させる。第１の集光器から下方へ照射される第１のレーザービームＬ１は、ウェーハ１１に吸収される波長（例えば、３５５ｎｍ、５３２ｎｍ又は１０６４ｎｍ）を有する。
また、第１のレーザービームＬ１は、例えば、平均出力が０．５Ｗ以上５０Ｗ以下、繰り返し周波数が１ｋＨｚ以上２００ｋＨｚ以下、及び、集光点でのスポット径が５μｍ以上２００μｍ以下となる様に調整されている。
なお、第１のレーザー加工装置を用いてウェーハ１１を加工する前には、水溶性樹脂塗布洗浄装置（不図示）を用いて、ウェーハ１１の表面１１ａ側に水溶性樹脂が塗布される。水溶性樹脂塗布洗浄装置は、ウェーハ１１の裏面１１ｂ側を吸引して保持するためのスピンナテーブル（不図示）を備える。
スピンナテーブルの下方には、スピンナテーブルを回転させるモータ等の回転駆動源が設けられている。また、スピンナテーブルの上方には、水溶性樹脂を噴射する樹脂用ノズル（不図示）が設けられている。水溶性樹脂は、例えば、ＰＶＡ（ポリ・ビニール・アルコール）、ＰＥＧ（ポリ・エチレン・グリコール）、ＰＥＯ（酸化ポリエチレン）等である。
なお、樹脂用ノズルの近傍には、ウェーハ１１の表面１１ａ側に、純水等の洗浄液を噴射する洗浄用ノズル（不図示）が設けられている。洗浄用ノズルには駆動源（不図示）が接続されている。駆動源は、洗浄用ノズルをスピンナテーブルの表面上で円弧状に往復移動させる。
穴形成ステップ（Ｓ１０）では、まず、水溶性樹脂塗布洗浄装置のスピンナテーブルでウェーハ１１の裏面１１ｂ側を吸引して保持した状態で、スピンナテーブルを例えば２０００ｒｐｍで回転させる。
そして、回転しているウェーハ１１の表面１１ａ側に樹脂用ノズルを位置付けた後、樹脂用ノズルから水溶性樹脂を噴射させると、水溶性樹脂は遠心力により表面１１ａ側全体に広がる。この様にして、表面１１ａ側全体に水溶性樹脂をスピンコーティングする。
その後、水溶性樹脂塗布洗浄装置から第１のレーザー加工装置へ、ウェーハユニットを搬送する。本実施形態では、ウェーハ１１に接触することなく環状フレームに接触した状態で、ウェーハ１１を搬送する。なお、ウェーハ１１に樹脂テープが貼り付けられていない場合には、水溶性樹脂が乾燥した後に、ベルヌーイ式の搬送パッドを用いてウェーハ１１を第１のレーザー加工装置へ搬送する。
そして、第１のチャックテーブルでウェーハ１１の裏面１１ｂ側を吸引して保持する。次に、第１のレーザービーム照射ユニット１０を用いて、ウェーハ１１の外部からウェーハ１１の表面１１ａ側の交差部へ第１のレーザービームＬ１を照射する。
第１のレーザービームＬ１を表面１１ａ側に集光させることにより、ウェーハ１１の表面１１ａ側の交差部をアブレーション加工する。これにより、デバイスチップ２３の仕上がり厚さに相当する深さＡよりも深い深さＢを有する円柱状の非貫通穴１７を、交差部に形成する。
非貫通穴１７を形成する際には、水平移動機構を利用して第１のチャックテーブルを１ｍｍ／秒で渦巻き状に移動させる。例えば、第１のレーザービームＬ１の集光点を、交差部の外周から交差部の中央まで渦巻き状に移動させる。
全ての交差部に非貫通穴１７を形成した後、第１のレーザー加工装置から水溶性樹脂塗布洗浄装置へ、ウェーハユニットを搬送する。なお、ウェーハ１１に樹脂テープが貼り付けられていない場合には、ベルヌーイ式の搬送パッドを用いてウェーハ１１を水溶性樹脂塗布洗浄装置へ搬送する。そして、スピンナテーブルでウェーハ１１の裏面１１ｂ側を吸引して保持した状態で、スピンナテーブルを例えば２０００ｒｐｍで回転させる。
次に、回転しているウェーハ１１の表面１１ａ側に洗浄用ノズルを位置付ける。駆動源を動作させることにより、洗浄用ノズルをウェーハ１１の表面１１ａ上において円弧状に往復移動させながら、洗浄用ノズルから洗浄液を噴射させる。これにより、アブレーションにより生じたデブリと共に水溶性樹脂が表面１１ａ側から除去される。
図２（Ｂ）は、穴形成ステップ（Ｓ１０）後のウェーハ１１の表面１１ａ側の全体図であり、図２（Ｃ）は、穴形成ステップ（Ｓ１０）後のウェーハ１１の表面１１ａ側の部分拡大図である。図２（Ｂ）及び図２（Ｃ）では、分割予定ライン１３の交差部に形成された非貫通穴１７を黒丸で示す。
穴形成ステップ（Ｓ１０）の後、裏面１１ｂ側に貼り付けられた樹脂テープに紫外線硬化型の粘着層が使用されている場合には、裏面１１ｂ側に紫外線を照射して粘着層を硬化させる。これにより、粘着力が低下するので、裏面１１ｂ側から樹脂テープを剥離しやすくなる。
次に、ウェーハ１１の直径よりも大きな直径を有し、樹脂で形成された保護テープ（保護部材）１９をウェーハ１１の表面１１ａ側に貼り付ける。保護テープ１９は、例えば、基材層及び粘着層（糊層）の積層構造を有し、この粘着層が表面１１ａ側に貼り付けられる。
基材層は、例えば、ポリオレフィン（ＰＯ）で形成されている。基材層の一面の一部又は全体には、粘着層が形成されている。粘着層は、例えば、紫外線硬化型の樹脂であり、ゴム系、アクリル系、シリコーン（silicone）系等の樹脂で形成されている。
但し、保護テープ１９は、基材層及び粘着層の積層構造に限定されない。例えば、保護テープ１９は基材層のみを有してもよい。この場合、ウェーハ１１の表面１１ａ側に基材層を熱圧着することで、ウェーハ１１に保護テープ１９が貼り付けられる。
表面１１ａ側に保護テープ１９を貼り付けた後、保護テープ１９がウェーハ１１と略同径となる様に、保護テープ１９を円形に切り取る。これにより、表面１１ａ側は保護テープ１９で覆われる（表面保護ステップ（Ｓ２０））。その後、裏面１１ｂ側に貼り付けられていた樹脂テープをウェーハ１１から除去する。
表面保護ステップ（Ｓ２０）の後、分割予定ライン１３に沿う様にウェーハ１１の内部に、強度が低い領域（即ち、改質層）を形成する（内部加工ステップ（即ち、改質層形成ステップ）（Ｓ３０））。図３（Ａ）は、内部加工ステップ（Ｓ３０）を示す図である。
内部加工ステップ（Ｓ３０）で改質層２１を形成するためには、例えば、第２のレーザー加工装置が用いられる。第２のレーザー加工装置は、ウェーハ１１の裏面１１ｂ側を吸引して保持する第２のチャックテーブル（不図示）を備える。
第２のチャックテーブルは、例えば、円盤状の多孔質プレート（不図示）を有する。多孔質プレートの下面側は、第２のチャックテーブルの内部に形成された流路（不図示）を介して、エジェクタ等の吸引源（不図示）に接続されている。吸引源を動作させると、多孔質プレートの上面（保持面）には負圧が発生する。
第２のチャックテーブルの下方には水平移動機構（不図示）が設けられている。水平移動機構は、第２のチャックテーブルを加工送り方向（Ｘ軸方向）及び割り出し送り方向（Ｙ軸方向）に沿って移動させる。また、水平移動機構の下方には、第２のチャックテーブルを所定の回転軸を中心に自転させるための回転駆動源（不図示）が設けられている。
第２のチャックテーブルの上方には、第２のレーザービーム照射ユニット１２が設けられている。第２のレーザービーム照射ユニット１２は、パルス状のレーザービームを発生させる第２のレーザー発振器（不図示）を有する。
第２のレーザー発振器は、例えば、レーザー発振に適したＮｄ：ＹＶＯ４等のレーザー媒質を含む。第２のレーザー発振器には、所定の光学系を介して第２の集光器（不図示）が接続されている。
第２の集光器は、第２のレーザー発振器から出射したレーザービームを所定の位置に集光させる。第２の集光器から照射される第２のレーザービームＬ２は、ウェーハ１１を透過する波長（例えば、１３４２ｎｍ）を有する。第２のレーザービームＬ２は、例えば、平均出力が０．８Ｗ以上３．２Ｗ以下、及び、繰り返し周波数が６０ｋＨｚ以上１４０ｋＨｚ以下となる様に調整されている。
内部加工ステップ（Ｓ３０）では、まず、裏面１１ｂ側が露出する様に、保持面でウェーハ１１の表面１１ａ側を保持する。次いで、裏面１１ｂ側からウェーハ１１へ第２のレーザービームＬ２を照射する。
そして、第２のレーザービームＬ２の集光点を、分割予定ライン１３の一端、且つ、ウェーハ１１の内部において深さＢよりも裏面１１ｂ側に位置付けた状態で、水平移動機構を動作させて第２のチャックテーブルをＸ軸方向に移動させる。
例えば、３００ｍｍ／秒以上１４００ｍｍ／秒以下の所定の加工送り速度で、第２のチャックテーブルをＸ軸方向に移動させることにより、集光点を分割予定ライン１３の一端から他端まで移動させる。
集光点近傍では多光子吸収が生じ、第２のレーザービームＬ２が照射されていない領域に比べて強度が低い（即ち、脆い）領域が形成されるので、集光点の移動の経路に沿う様に、比較的強度が低い領域（即ち、改質層２１）が形成される。
本実施形態では、集光点の深さ位置を変えることにより、１つの分割予定ライン１３に沿って３つの改質層２１を形成する。但し、１つの分割予定ライン１３に沿って形成される改質層２１の数は、３つに限定されず、２つであってもよく、４つ以上であってもよい。
１つの分割予定ライン１３に沿って３つの改質層２１を形成した後、第２のレーザービーム照射ユニット１２をＹ軸方向に沿って所定の長さだけ割り出し送りして、第２のレーザービームＬ２の照射位置を他の分割予定ライン１３に位置付ける。
次いで、他の分割予定ライン１３に沿う様に、第２のレーザービームＬ２の集光点を移動させて、１つの分割予定ライン１３と同様に、ウェーハ１１の内部に深さ位置の異なる３つの改質層２１を形成する。Ｘ軸方向と略平行な全ての分割予定ライン１３に沿って、ウェーハ１１の内部に３つの改質層２１を形成した後、第２のチャックテーブルを９０°回転させる。
そして、同様に、各分割予定ライン１３に沿う様に、第２のレーザービームＬ２の集光点をＸ軸方向に沿って移動させて、各分割予定ライン１３に沿う様にウェーハ１１の内部に３つの改質層２１を形成する。この様にして、全ての分割予定ライン１３に沿う様にウェーハ１１の内部に改質層２１が形成される。
図３（Ｂ）は、内部加工ステップ（Ｓ３０）後のウェーハ１１の表面１１ａ側の全体図であり、図３（Ｃ）は、内部加工ステップ（Ｓ３０）後のウェーハ１１の表面１１ａ側の部分拡大図である。図３（Ｂ）及び図３（Ｃ）では、改質層２１を破線で示す。
ところで、ウェーハ１１として単結晶のシリコンウェーハが使用される場合に、ウェーハ１１は劈開性を有し、特定の角度で劈開する。図４は、ウェーハ１１の劈開角度を説明するウェーハ１１の一部断面側面図である。
通常、ウェーハ１１の表面１１ａとして、シリコンウェーハの（１００）面が採用される。それゆえ、非貫通穴１７の底部が表面１１ａと平行な場合、非貫通穴１７の底部を構成する面も（１００）面となる。これに対して、シリコンウェーハの劈開面は、例えば（１１１）面である。
図４に示す例では、非貫通穴１７の底面は直径Ｃの円であり、複数の改質層２１は、非貫通穴１７の底面の中心の直下を通る様に形成されている。複数の改質層２１のうち最も表面１１ａ側に位置する改質層２１ａの表面１１ａ側の端部２１ｂを通る（１１１）面と、（１００）面との成す角度θは、ａｒｃｃｏｓ（（３）－１／２）で表され、約５４．７度である。
端部２１ｂから非貫通穴１７の底面までの距離Ｄは、Ｄ＝（Ｃ／２）・ｔａｎθで表されるので、例えば、直径Ｃが３０μｍの場合、距離Ｄは約２１μｍとなる。（１１１）面方向の劈開は端部２１ｂを起点に生じるので、端部２１ｂが非貫通穴１７の底面から約２１μｍの深さよりも表面１１ａ側に位置する様に複数の改質層２１を形成することで、端部２１ｂから進展するクラックが表面１１ａに達することを防止できる。
内部加工ステップ（Ｓ３０）の後、ウェーハ１１の裏面１１ｂ側を研削する（裏面側研削ステップ（Ｓ４０））。図５（Ａ）は、裏面側研削ステップ（Ｓ４０）を示す図である。裏面１１ｂ側を研削するためには、研削装置が用いられる。
研削装置は、ウェーハ１１を吸引して保持するための第３のチャックテーブル（不図示）を備える。第３のチャックテーブルは、例えば、円盤状の多孔質プレート（不図示）を有する。
多孔質プレートの下面側は、第３のチャックテーブルの内部に形成された流路（不図示）を介して、エジェクタ等の吸引源（不図示）に接続されている。吸引源を動作させると、多孔質プレートの上面（保持面）には負圧が発生する。
第３のチャックテーブルの下部には、モータ等の回転駆動源（不図示）が連結されている。また、第３のチャックテーブルの上方には、研削ユニット１４が設けられている。研削ユニット１４は、スピンドルハウジング（不図示）を有しており、このスピンドルハウジングには、研削ユニット１４をＺ軸方向に沿って昇降させるための昇降機構（不図示）が連結されている。
スピンドルハウジングには、スピンドル１６の一部が、回転可能な態様で収容されている。スピンドル１６の一端には、スピンドル１６を駆動するためのモータが連結されている。スピンドル１６の他端は、スピンドルハウジングから突出しており、この他端には、円盤状のホイールマウント１８が固定されている。
ホイールマウント１８の下面には、ホイールマウント１８と略同径の研削ホイール２０が装着されている。研削ホイール２０は、アルミニウム又はステンレス鋼等の金属材料で形成された環状のホイール基台２２を有する。
ホイール基台２２の上面側がホイールマウント１８に固定されることで、ホイール基台２２はスピンドル１６に装着される。ホイール基台２２の下面側には、複数の研削砥石２４が設けられている。複数の研削砥石２４は、ホイール基台２２の下面の周方向において隣り合う研削砥石２４同士の間に間隙が設けられる態様で、環状に配列されている。
各研削砥石２４は、例えば、金属、セラミックス、樹脂等の結合材に、ダイヤモンド、ｃＢＮ（cubic boron nitride）等の砥粒を混合して形成される。ただし、結合材や砥粒に制限はなく、研削砥石２４の仕様に応じて適宜選択できる。
ホイール基台２２の下面側、且つ、複数の研削砥石２４よりも内周側には、純水等の研削水を研削砥石２４へ供給するための複数の開口（不図示）が形成されている。なお、ホイール基台２２の下面側に研削水供給用の開口を設ける代わりに、第３のチャックテーブルの上方に、研削水供給ノズル（不図示）を設けてもよい。
裏面側研削ステップ（Ｓ４０）では、まず、保護テープ１９を介してウェーハ１１の表面１１ａ側を第３のチャックテーブルの保持面で吸引して保持する。そして、第３のチャックテーブルを例えば１０ｒｐｍで、研削ホイール２０を３０００ｒｐｍでそれぞれ所定の方向に回転させつつ、昇降機構で研削ホイール２０を所定の速度（例えば、０．６μｍ／ｓ）で下方に加工送りする。
これにより、ウェーハ１１の裏面１１ｂ側に研削砥石２４を押し当て、ウェーハ１１の裏面１１ｂ側が所定の仕上がり厚さとなるまで、裏面１１ｂ側を研削する。なお、研削時には、例えば、３．０Ｌ／ｍｉｎ以上７．０Ｌ／ｍｉｎ以下の所定の流量で、研削砥石２４へ研削水を供給する。
研削時にウェーハ１１へ応力が付与されると、改質層２１を分割起点として表面１１ａ及び裏面１１ｂへ亀裂（不図示）が進展する。亀裂がウェーハ１１の表面１１ａ及び裏面１１ｂに到達することにより、ウェーハ１１は複数のデバイスチップ２３（図６参照）に分割される。
図５（Ｂ）は、裏面側研削ステップ（Ｓ４０）後のウェーハ１１の表面１１ａ側の全体図であり、図５（Ｃ）は、裏面側研削ステップ（Ｓ４０）後のウェーハ１１の表面１１ａ側の部分拡大図である。図６は、デバイスチップ２３の斜視図である。デバイスチップ２３は、その四隅に非貫通穴１７の側壁の一部に対応する凹部が形成されている。
第１実施形態では、穴形成ステップ（Ｓ１０）で仕上がり厚さに相当する深さＡよりも深い深さＢを有する非貫通穴１７を交差部に形成するので、裏面側研削ステップ（Ｓ４０）でデバイスチップ２３の角部同士が擦れ合うことを防止できる。
それゆえ、デバイスチップ２３の角部における欠けの発生を防止できる。更には、デバイスチップ２３の角部に生じた欠けが、デバイス１５（機能素子）が形成された領域まで進展することを防止できる。これにより、例えば、ウェーハ１１に非貫通穴１７を形成しない場合に比べて、デバイスチップ２３の抗折強度を高くできる。
上述の様に、本実施形態の穴形成ステップ（Ｓ１０）では、第１のレーザービーム照射ユニット１０を用いてレーザーアブレーションにより非貫通穴１７を形成する。これに対して、高価なフォトマスク等を用いるエッチングプロセスでは、ウェーハ１１に形成されるパターンの種類に応じてフォトマスクが必要となる。それゆえ、本実施形態では、エッチングプロセスに比べて、非貫通穴１７の位置、形状等の設計を柔軟に変更できるという利点がある。
更に、本実施形態では非貫通穴１７を形成するので、例えば、貫通穴を形成する場合に比べて、穴形成ステップ（Ｓ１０）に要する時間を短縮できるという利点もある。次に、貫通穴を形成する第２実施形態について説明する。
第２実施形態の穴形成ステップ（Ｓ１０）では、非貫通穴１７に代えて、ウェーハ１１の表面１１ａから裏面１１ｂまで貫通する貫通穴を形成する。係る点が第１実施形態と異なる。他の点は、第１実施形態と同じである。
図８は、第２実施形態に係る穴形成ステップ（Ｓ１０）を示す図である。なお、図８では、表面１１ａ側に貼り付けられており、ウェーハユニットを構成する樹脂テープ２７を示す。
第２実施形態に係る穴形成ステップ（Ｓ１０）でも、まず、表面１１ａ側全体に水溶性樹脂をスピンコーティングする。次に、第１のレーザービーム照射ユニット１０を用いて、表面１１ａ側の交差部へ第１のレーザービームＬ１を照射して、交差部に貫通穴２５を形成する。
貫通穴２５を形成する場合には、水平移動機構を利用して第１のチャックテーブルを渦巻き状に移動させる。このとき、例えば、第１実施形態の加工送り速度よりも遅い加工送り速度で第１のチャックテーブルを移動させれば、ウェーハ１１に貫通穴２５を形成できる。なお、加工送り速度を第１実施形態と同じにした上で、第１のレーザービームＬ１の平均出力を第１実施形態よりも高くしてもよい。
全ての交差部に貫通穴２５を形成した後、ウェーハユニットを水溶性樹脂塗布洗浄装置へ搬送して、ウェーハ１１を洗浄する。この様にして、各交差部に貫通穴２５が形成されたウェーハ１１を形成できる。
次に、第３実施形態について説明する。図９は、第３実施形態に係る製造方法のフロー図である。第３実施形態では、表面保護ステップ（Ｓ２０）及び内部加工ステップ（Ｓ３０）の後に、穴形成ステップ（Ｓ３５）を行う。
より具体的には、内部加工ステップ（Ｓ３０）の後に、裏面１１ｂ側にウェーハ１１の直径よりも大きい円形の樹脂テープ（不図示）を貼り付け、樹脂テープの外周部に環状フレームを貼り付ける。その後、表面保護ステップ（Ｓ２０）で表面１１ａ側に貼り付けられた保護テープ１９を剥離する（裏面保護ステップ（Ｓ３３））。
裏面保護ステップ（Ｓ３３）の後、第１実施形態の穴形成ステップ（Ｓ１０）と同様に、穴形成ステップ（Ｓ３５）を行う。これにより、分割予定ライン１３の各交差部に非貫通穴１７を形成する。
そして、穴形成ステップ（Ｓ３５）の後に、表面１１ａ側を再び保護テープ１９で覆い、裏面１１ｂ側に貼り付けられていた樹脂テープを剥離する（追加の表面保護ステップ（Ｓ３７））。
追加の表面保護ステップ（Ｓ３７）の後、第１実施形態と同様に裏面側研削ステップ（Ｓ４０）を行い、ウェーハ１１を仕上がり厚さまで研削する。第３実施形態でも、裏面側研削ステップ（Ｓ４０）でデバイスチップ２３の角部同士が擦れ合うことを防止できるので、デバイスチップ２３の角部における欠けの発生を防止できる。
次に、第４実施形態について説明する。第４実施形態では、第３実施形態の穴形成ステップ（Ｓ３５）において、第２実施形態と同様に、非貫通穴１７ではなく貫通穴２５を形成する。係る点が、第３実施形態と異なる。他の点は、第３実施形態と同じである。
第４実施形態でも、裏面側研削ステップ（Ｓ４０）でデバイスチップ２３の角部同士が擦れ合うことを防止できるので、デバイスチップ２３の角部における欠けの発生を防止できる。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
１３ 分割予定ライン
１５ デバイス
１７ 非貫通穴
１９ 保護テープ（保護部材）
２１，２１ａ 改質層
２１ｂ 端部
２３ デバイスチップ
２５ 貫通穴
２７ 樹脂テープ
１０ 第１のレーザービーム照射ユニット
１２ 第２のレーザービーム照射ユニット
１４ 研削ユニット
１６ スピンドル
１８ ホイールマウント
２０ 研削ホイール
２２ ホイール基台
２４ 研削砥石
Ａ 深さ
Ｂ 深さ
Ｃ 直径
Ｄ 距離
Ｌ１ 第１のレーザービーム
Ｌ２ 第２のレーザービーム

Claims (1)

  1. 表面側に格子状に設定された複数の分割予定ラインによって区画された複数の領域の各々にデバイスが形成された被加工物を、各分割予定ラインに沿って個々のデバイスチップに分割して該被加工物から複数のデバイスチップを製造する方法であって、
    該被加工物に吸収される波長を有する第１のレーザービームを該被加工物の外部から該表面側へ照射して、各デバイスチップの仕上がり厚さに相当する深さよりも深い穴を該複数の分割予定ラインが交差する交差部に形成する穴形成ステップと、
    該被加工物の該表面側を保護部材で覆う表面保護ステップと、
    該被加工物を透過する波長を有する第２のレーザービームの集光点を該仕上がり厚さに相当する深さよりも該被加工物の裏面側に位置する該被加工物の内部に位置付けた状態で、各分割予定ラインに沿って該裏面側から該第２のレーザービームを照射して、該第２のレーザービームが照射されていない領域に比べて強度が低い領域を該被加工物の内部に形成する内部加工ステップと、
    該被加工物が該仕上がり厚さとなるまで該被加工物の該裏面側を研削すると共に、該被加工物を複数のデバイスチップに分割する裏面側研削ステップと、を備え、
    該穴形成ステップでは、該穴として、該表面から該裏面まで貫通しない非貫通穴を形成することを特徴とする複数のデバイスチップを製造する方法。
JP2019152628A 2019-08-23 2019-08-23 複数のデバイスチップの製造方法 Active JP7358011B2 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019152628A JP7358011B2 (ja) 2019-08-23 2019-08-23 複数のデバイスチップの製造方法
KR1020200095527A KR20210023694A (ko) 2019-08-23 2020-07-30 복수의 디바이스 칩의 제조 방법
CN202010825811.0A CN112420608A (zh) 2019-08-23 2020-08-17 多个器件芯片的制造方法
TW109128399A TW202109640A (zh) 2019-08-23 2020-08-20 複數之裝置晶片之製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019152628A JP7358011B2 (ja) 2019-08-23 2019-08-23 複数のデバイスチップの製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2021034535A JP2021034535A (ja) 2021-03-01
JP7358011B2 true JP7358011B2 (ja) 2023-10-10

Family

ID=74676087

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019152628A Active JP7358011B2 (ja) 2019-08-23 2019-08-23 複数のデバイスチップの製造方法

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP7358011B2 (ja)
KR (1) KR20210023694A (ja)
CN (1) CN112420608A (ja)
TW (1) TW202109640A (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20220102224A1 (en) 2020-09-29 2022-03-31 Samsung Electronics Co., Ltd. Test method of storage device implemented in multi-chip package (mcp) and method of manufacturing an mcp including the test method

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004259846A (ja) 2003-02-25 2004-09-16 Ogura Jewel Ind Co Ltd 基板上形成素子の分離方法
JP2010514223A (ja) 2006-12-22 2010-04-30 インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション 半導体チップの形成方法
JP2011165768A (ja) 2010-02-05 2011-08-25 Disco Abrasive Syst Ltd 光デバイスウエーハの加工方法
JP2012059859A (ja) 2010-09-08 2012-03-22 Disco Abrasive Syst Ltd 半導体デバイス
JP2012089626A (ja) 2010-10-18 2012-05-10 Disco Abrasive Syst Ltd 光デバイスウエーハの分割方法
JP2014033163A (ja) 2012-08-06 2014-02-20 Disco Abrasive Syst Ltd ウェーハの分割方法
JP2014045145A (ja) 2012-08-28 2014-03-13 Disco Abrasive Syst Ltd ウェーハの加工方法
JP2015201585A (ja) 2014-04-10 2015-11-12 株式会社ディスコ ウェーハの加工方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4733934B2 (ja) 2004-06-22 2011-07-27 株式会社ディスコ ウエーハの加工方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004259846A (ja) 2003-02-25 2004-09-16 Ogura Jewel Ind Co Ltd 基板上形成素子の分離方法
JP2010514223A (ja) 2006-12-22 2010-04-30 インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション 半導体チップの形成方法
JP2011165768A (ja) 2010-02-05 2011-08-25 Disco Abrasive Syst Ltd 光デバイスウエーハの加工方法
JP2012059859A (ja) 2010-09-08 2012-03-22 Disco Abrasive Syst Ltd 半導体デバイス
JP2012089626A (ja) 2010-10-18 2012-05-10 Disco Abrasive Syst Ltd 光デバイスウエーハの分割方法
JP2014033163A (ja) 2012-08-06 2014-02-20 Disco Abrasive Syst Ltd ウェーハの分割方法
JP2014045145A (ja) 2012-08-28 2014-03-13 Disco Abrasive Syst Ltd ウェーハの加工方法
JP2015201585A (ja) 2014-04-10 2015-11-12 株式会社ディスコ ウェーハの加工方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2021034535A (ja) 2021-03-01
CN112420608A (zh) 2021-02-26
KR20210023694A (ko) 2021-03-04
TW202109640A (zh) 2021-03-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2008283025A (ja) ウエーハの分割方法
JP2018063987A (ja) ウェーハの加工方法
JP2020035873A (ja) ＳｉＣ基板の加工方法
KR20150117607A (ko) 웨이퍼 가공 방법
CN110993493A (zh) 晶片的加工方法
JP7358011B2 (ja) 複数のデバイスチップの製造方法
JP2019009191A (ja) ウェーハの加工方法
JP7258421B2 (ja) ウェーハの加工方法
US20200266104A1 (en) Wafer processing method
JP7171138B2 (ja) デバイスチップの製造方法
JP6957091B2 (ja) ウェーハの加工方法
JP2021068744A (ja) ウェーハの加工方法
JP6824577B2 (ja) ウェーハの加工方法
JP6710463B2 (ja) ウェーハの加工方法
TWI831886B (zh) 裝置晶片的製造方法
JP2019150925A (ja) 被加工物の研削方法
JP7408237B2 (ja) ウェーハの加工方法
JP2013021209A (ja) ウエーハの加工方法
JP7430446B2 (ja) ウェーハの加工方法
JP7463035B2 (ja) 積層ウェーハの加工方法
JP2013021211A (ja) ウエーハの加工方法
JP2019149470A (ja) 剥離方法
JP2013021210A (ja) ウエーハの加工方法
JP7321639B2 (ja) ウェーハの加工方法
JP2018206795A (ja) ウェーハの加工方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220617

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20230502

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20230428

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230626

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20230926

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20230926

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7358011

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150