KR102294251B1 - 웨이퍼의 가공 방법 - Google Patents

Abstract

(과제) 결손이나 크랙의 발생을 억제하면서 웨이퍼를 칩으로 분할한다.
(해결 수단) 교차하는 복수의 스트리트에 의해 구획된 각 영역에 각각 디바이스가 형성된 표면을 갖는 웨이퍼의 가공 방법으로서, 웨이퍼의 그 표면에 표면 보호 테이프를 첩착시키는 표면 보호 테이프 첩착 스텝과, 그 표면 보호 테이프 첩착 스텝을 실시한 후, 웨이퍼에 대하여 투과성을 갖는 파장의 레이저 빔을 그 스트리트를 따라 웨이퍼 이면측으로부터 조사하여 웨이퍼의 내부에 개질층을 형성하는 개질층 형성 스텝과, 그 개질층 형성 스텝을 실시한 후, 웨이퍼를 이면측으로부터 연삭하여 박화하는 연삭 스텝을 구비하고, 그 표면 보호 테이프 첩착 스텝에서는, 그 표면 보호 테이프를 가열하면서 첩착시키고, 그 개질층 형성 스텝 또는 연삭 스텝에서는, 그 개질층으로부터 그 웨이퍼의 표면에 이르는 크랙을 형성하고, 그 연삭 스텝에 있어서는, 그 크랙을 경계로 하여 웨이퍼를 분할하여 개개의 칩을 형성한다.

Description

웨이퍼의 가공 방법{PROCESSING METHOD OF A WAFER}

본 발명은 웨이퍼의 가공 방법에 관한 것이다.

웨이퍼를 가공하여 칩 등을 제작하는 공정에서는, 표면에 디바이스가 형성된 웨이퍼를 박화 (薄化) 하기 위해서, 예를 들어 그 웨이퍼의 이면측을 연삭한다. 그 후, 그 웨이퍼를 분할함으로써, 개개의 칩이 형성된다. 웨이퍼를 분할할 때에는, 먼저, 레이저 가공 장치에 의해 격자 형상의 스트리트를 따라 웨이퍼 중에 분할의 기점이 되는 개질층을 형성하고, 다음으로, 그 웨이퍼에 외력을 작용시켜 그 개질층으로부터 웨이퍼의 두께 방향으로 크랙을 신장시킨다.

상기 서술한 바와 같은 칩 등의 제작 공정에 대하여, 예를 들어 특허문헌 1 에 개시되어 있는 바와 같이, 웨이퍼의 이면측의 연삭과, 칩으로의 분할을 동시에 실시하는 공정이 검토되고 있다. 그 공정에서는, 미리 레이저 가공 장치에 의해 스트리트를 따라 웨이퍼 중에 개질층을 형성해 두고, 그 후, 그 웨이퍼의 이면측을 연삭하여 웨이퍼를 박화함과 함께 그 개질층으로부터 크랙을 신장시켜, 웨이퍼를 분할한다. 이와 같이 분할과 연삭을 동시에 실시하면 공정을 간략화할 수 있다.

국제 공개 제03/077295호

이와 같은 공정에서는, 연삭을 실시하고 있을 때에 그 개질층으로부터 크랙이 신장되어, 웨이퍼를 칩으로 분리하는 간극이 형성되지만, 그 간극은 매우 좁다. 그리고, 그 간극이 형성된 후에도 연삭은 계속되기 때문에, 연삭시에 가해지는 힘에 의해 형성된 각 칩이 이동한다.

격자 형상의 스트리트를 따라 웨이퍼가 분할되면, 복수의 칩이 바둑판의 눈금상으로 조밀하게 배열된 상태가 되므로, 연삭에 의해 칩이 이동하면, 칩의 모서리부 (코너) 는 그 모서리부측에 인접하는 다른 칩의 모서리부에 접촉한다. 칩의 모서리부는 충격에 약하므로, 모서리부와 모서리부가 접촉하여 충격이 가해지면 그 칩에 결손이나 크랙 등의 손상이 발생하기 쉬워진다. 손상이 발생한 칩은 불량이 되기 때문에, 모서리부끼리의 접촉은 특히 문제이다.

웨이퍼의 표면에는, 연삭이 실시되기 전에 그 표면을 보호하는 표면 보호 테이프가 첩착 (貼着) 되고, 웨이퍼 중에 그 간극이 형성된 후에도 각 칩은 그 표면 보호 테이프에 지지된다. 그러나, 일반적으로 표면 보호 테이프의 첩착력 (접착력) 은, 연삭에 의한 각 칩의 이동을 완전히 방지할 수 있을 정도로 강하지 않기 때문에, 표면 보호 테이프는 칩의 모서리부끼리의 접촉을 방지할 수 없다.

표면 보호 테이프는, 웨이퍼의 표면을 보호하고, 그 표면에 형성된 디바이스에 손상을 발생시키지 않을 목적을 위해서 사용되는 것이고, 그 기능을 발휘할 정도의 강도로 웨이퍼에 첩착되면, 그 이상의 첩착력 (접착력) 은 불필요하였다. 그래서, 표면 보호 테이프를 단순히 웨이퍼에 첩착시킨 것으로는, 칩의 이동을 충분히 억제할 수 없어, 이러한 문제를 발생시킨다.

본 발명은 이러한 문제를 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적으로 하는 바는, 칩의 모서리부에 받는 충격을 억제하여, 칩에 대한 결손이나 크랙 등의 손상 발생을 억제하여 웨이퍼를 분할할 수 있는 웨이퍼의 가공 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 양태에 따르면, 교차하는 복수의 스트리트에 의해 구획된 각 영역에 각각 디바이스가 형성된 표면을 갖는 웨이퍼의 가공 방법으로서, 웨이퍼의 그 표면에 표면 보호 테이프를 첩착시키는 표면 보호 테이프 첩착 스텝과, 그 표면 보호 테이프 첩착 스텝을 실시한 후, 웨이퍼에 대하여 투과성을 갖는 파장의 레이저 빔을 그 스트리트를 따라 웨이퍼 이면측으로부터 조사하여 웨이퍼의 내부에 개질층을 형성하는 개질층 형성 스텝과, 그 개질층 형성 스텝을 실시한 후, 웨이퍼를 이면측으로부터 연삭하여 박화함과 함께 그 개질층을 기점으로 웨이퍼를 개개의 칩으로 분할하는 연삭 스텝을 구비하고, 그 표면 보호 테이프 첩착 스텝에서는, 그 표면 보호 테이프를 가열하면서 첩착시키고, 그 개질층 형성 스텝 또는 연삭 스텝에서는, 그 개질층으로부터 그 웨이퍼의 표면에 이르는 크랙을 형성하고, 그 연삭 스텝에 있어서는, 그 크랙을 경계로 하여 웨이퍼를 분할하여 개개의 칩을 형성하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 가공 방법이 제공된다.

또, 본 발명의 일 양태에 있어서, 그 복수의 스트리트는, 제 1 방향으로 신장되는 제 1 스트리트와, 그 제 1 방향과 교차하는 제 2 방향으로 신장되는 제 2 스트리트를 포함하고, 그 개질층 형성 스텝에서 형성되는 그 개질층은, 그 제 1 스트리트를 따른 제 1 개질층과 그 제 2 스트리트를 따른 제 2 개질층을 포함하고, 그 제 1 개질층은, 그 제 2 스트리트를 경계로 일방측의 제 1 부분과 타방측의 제 2 부분을 갖고, 그 개질층 형성 스텝에서는, 그 제 1 개질층의 제 1 부분과 그 제 1 개질층의 제 2 부분은 서로 제 2 방향으로 어긋나 형성되어도 된다.

본 발명의 일 양태에 관련된 웨이퍼의 가공 방법에 따르면, 표면 보호 테이프가 가열된 상태에서 웨이퍼의 표면에 첩착된다. 그 표면 보호 테이프는, 기재와 풀층 (糊層) 에 의해 구성되어 있고, 그 풀층은 가열되면 연화되어 웨이퍼 표면으로의 밀착성이 향상된다. 그러면, 웨이퍼가 개개의 칩으로 분할된 후, 그 표면 보호 테이프는 보다 강력하게 각 칩을 지지하기 때문에, 각 칩의 모서리부끼리의 접촉이 억제된다. 그 결과, 칩에 대한 결손이나 크랙 등의 손상 발생이 억제된다.

따라서, 본 발명의 일 양태에 의해 칩의 모서리에 받는 충격을 억제하고, 칩에 대한 결손이나 크랙 등의 손상 발생을 억제하여 웨이퍼를 분할할 수 있는 웨이퍼의 가공 방법이 제공된다.

도 1(A) 는, 웨이퍼의 일례를 나타내는 사시도이고, 도 1(B) 는, 표면 보호 테이프 첩착 스텝을 모식적으로 설명하는 단면도이다.
도 2(A) 는, 개질층 형성 스텝을 모식적으로 설명하는 부분 단면도이고, 도 2(B) 는, 연삭 스텝을 모식적으로 설명하는 부분 단면도이다.
도 3 은, 스트리트와, 디바이스와, 개질층의 위치 관계를 설명하는 상면도이다.

본 발명에 관련된 실시형태에 대해서 설명한다. 본 실시형태에 관련된 가공 방법의 피가공물인 웨이퍼에 대해서 설명한다. 도 1 은, 그 웨이퍼의 일례를 나타내는 사시도이다. 본 실시형태에 관련된 가공 방법에 있어서의 피가공물인 웨이퍼 (1) 는, 예를 들어 실리콘, SiC (실리콘 카바이드), 혹은 그 밖의 반도체 등의 재료, 또는 사파이어, 유리, 석영 등의 재료로 이루어지는 기판이다.

웨이퍼 (1) 의 표면 (1a) 은 격자 형상으로 배열된 스트리트 (3) 에 의해 복수의 영역으로 구획되어 있다. 스트리트 (3) 는, 제 1 방향 (1c) 으로 신장되는 제 1 스트리트 (3a) 와, 그 제 1 방향 (1c) 과 교차하는 제 2 방향 (1d) 으로 신장되는 스트리트 (3b) 를 포함한다. 그리고, 스트리트 (3) 에 의해 구획된 각 영역에는 IC 등의 디바이스 (5) 가 형성되어 있다. 웨이퍼 (1) 는, 최종적으로 스트리트 (3) 를 따라 분할되어, 개개의 칩이 형성된다.

다음으로, 본 실시형태에 관련된 웨이퍼 (1) 의 가공 방법에 대해서 설명한다. 그 가공 방법에서는, 웨이퍼 (1) 의 표면 (1a) 에 표면 보호 테이프를 첩착시키는 표면 보호 테이프 첩착 스텝을 실시한다. 그 표면 보호 테이프 첩착 스텝 후에는, 웨이퍼 (1) 의 스트리트 (3) 를 따라 분할의 기점이 되는 개질층을 형성하는 개질층 형성 스텝을 실시한다. 그 개질층 형성 스텝을 실시한 후, 웨이퍼 (1) 의 이면 (1b) 을 연삭하여 웨이퍼 (1) 를 개개의 디바이스 칩으로 분할하는 연삭 스텝을 실시한다.

또, 개질층 형성 스텝 또는 연삭 스텝에서는, 그 개질층으로부터 웨이퍼 (1) 의 표면 (1a) 에 크랙을 신장시킨다. 그리고, 그 크랙이 웨이퍼를 두께 방향으로 관통하기에 이르거나, 또는 웨이퍼 (1) 의 이면 (1b) 측이 연삭되어 그 크랙이 이면측 (1b) 으로 노출되면, 웨이퍼 (1) 가 개개의 디바이스 칩으로 분할된다.

이하, 본 실시형태에 관련된 웨이퍼의 가공 방법의 각 스텝에 대해서 상세하게 설명한다.

도 1(B) 를 사용하여 표면 보호 테이프 첩착 스텝을 설명한다. 표면 보호 테이프 첩착 스텝에서는, 웨이퍼 (1) 의 표면 (1a) 에 표면 보호 테이프 (7) 를 첩착시킨다. 표면 보호 테이프 (7) 는, 본 실시형태에 관련된 웨이퍼의 가공 방법이 실시되고 있는 동안, 각 스텝이나 반송 등일 때에 가해지는 충격으로부터 웨이퍼 (1) 의 표면 (1a) 측을 보호하여, 디바이스 (5) 에 손상이 발생하는 것을 방지하는 기능을 갖는다.

먼저, 표면 보호 테이프 첩착 스텝에 사용되는 척 테이블 (2) 에 대해서 설명한다. 척 테이블 (2) 은, 오목부를 갖는 프레임체 (2a) 와, 그 프레임체 (2a) 의 그 오목부를 메우는 다공질 부재로 이루어지는 유지부 (4) 를 갖는다. 척 테이블 (2) 은, 일단이 흡인원 (6) 에 접속된 흡인로 (8) 를 내부에 갖고, 그 흡인로 (8) 의 타단이 그 유지부 (4) 에 접속되어 있다. 그 유지부 (4) 상에 재치 (載置) 된 웨이퍼 (1) 에, 그 흡인원 (6) 에 의해 발생한 부압 (負壓) 을 유지부 (4) 내의 구멍을 통해서 작용시킴으로써, 웨이퍼 (1) 는 척 테이블 (2) 에 흡인 유지된다.

척 테이블 (2) 은, 추가로 유지부 (4) 보다 하방에 가열 유닛 (10) 을 갖는다. 그 가열 유닛 (10) 은, 척 테이블 (2) 에 흡인 유지된 웨이퍼 (1) 를 가열하는 기능을 갖는다. 그 가열 유닛 (10) 은, 오목부를 갖는 프레임체 (10a) 를 갖는다. 그 오목부에는, 발열체 (가열 수단) (12) 와, 그 발열체 (12) 상의 플레이트 (14) 와, 그 발열체 (12) 아래의 단열재 (16) 가 배치되어 있다.

그 발열체 (12) 는, 예를 들어 소용돌이 형상으로 감긴 전열선이고, 그 전열선에 흐르는 전류는 그 발열체 (12) 가 소정 온도가 되도록 컨트롤러 (도시 생략) 에 의해 제어된다. 그 발열체 (12) 에서 발생한 열은, 하부에 형성된 단열재 (16) 에 의해 하방으로의 전달이 억제되는 한편, 상부에 형성된 플레이트 (14) 에 의해 상방으로의 전달이 촉진된다. 또한, 플레이트 (14) 에는, 예를 들어 열전도성이 높은 알루미늄이 사용된다. 이와 같은 구조에 의해, 가열 유닛 (10) 은, 효율적으로 척 테이블 (2) 상의 웨이퍼 (1) 를 가열할 수 있다.

표면 보호 테이프 첩착 스텝에서는, 먼저, 척 테이블 (2) 의 유지부 (4) 상에 표면 (1a) 이 상방으로 향해진 상태에서 웨이퍼 (1) 가 재치된다. 그리고, 그 흡인원 (6) 을 작동시켜 흡인로 (8) 및 유지부 (4) 의 다공질 부재를 통해서 웨이퍼 (1) 에 부압을 작용시켜, 웨이퍼 (1) 를 척 테이블 (2) 에 흡인 유지시킨다.

다음으로, 가열 유닛 (10) 의 발열체 (12) 에 전류를 흘려보내어 발열체 (12) 에 발열시킨다. 척 테이블 (2) 에 흡인 유지된 웨이퍼 (1) 에 발열체 (12) 가 발한 열이 전달되어, 웨이퍼 (1) 가 가열된다. 웨이퍼 (1) 의 온도가 소정 온도가 된 상태에서, 웨이퍼 (1) 의 표면 (1a) 에 표면 보호 테이프 (7) 를 첩착시킨다. 본 실시형태에서는, 그 첩착을 보다 확실하게 하기 위해, 웨이퍼 (1) 의 표면 (1a) 에 첩착된 표면 보호 테이프 (7) 상에 롤러 (18) 을 얹고, 주름이 발생하지 않도록 그 롤러 (18) 로 표면 보호 테이프 (7) 를 잡아 당기면서 첩착을 실시한다.

표면 보호 테이프 (7) 는, 가요성을 갖는 필름 형상의 기재와, 그 기재의 일방의 면에 형성된 풀층 (접착제층) 을 갖는다. 예를 들어, 기재에는 PET (폴리에틸렌테레프탈레이트), PO (폴리올레핀), 폴리염화비닐, 폴리스티렌 등이 사용된다. 기재는, 상이한 재료로 이루어지는 2 이상의 층이 적층되어 형성되어도 된다. 또한, 풀층 (접착제층) 에는, 예를 들어 실리콘 고무, 아크릴계 재료, 에폭시계 재료 등이 사용된다.

표면 보호 테이프 (7) 는, 그 풀층이 웨이퍼 (1) 의 표면 (1a) 을 향해 첩착된다. 그 표면 보호 테이프 (7) 는, 가열된 웨이퍼 (1) 에 첩착되면 그 웨이퍼 (1) 로부터 열이 전달되어 가열된다. 표면 보호 테이프 (7) 의 그 풀층은, 온도의 상승과 함께 연화되기 때문에, 가열된 웨이퍼 (1) 에 접촉하면 그 풀층은 연화된다.

그 풀층이 연화되면, 웨이퍼 (1) 의 표면 (1a) 에 대한 밀착성이 높아지기 때문에, 웨이퍼 (1) 가 개개의 칩으로 분할된 후에도, 개개의 칩을 보다 강력하게 유지하게 된다. 따라서, 개개의 칩으로 분할된 후에 연삭에 의한 힘이 작용해도, 칩은 잘 이동하지 않게 된다. 그러면, 칩의 모서리부끼리의 접촉 빈도도 저감시킬 수 있기 때문에, 칩에 크랙이나 결손 등의 손상이 잘 발생하지 않게 된다.

또한, 표면 보호 테이프 (7) 는, 그 웨이퍼 (1) 로부터 전달되는 열에 의해 가열되지 않아도 되고, 예를 들어 그 롤러 (18) 에 발열체를 형성하고, 그 롤러 (18) 로부터 전달되는 열에 의해 가열되어도 된다. 또, 표면 보호 테이프 (7) 는 웨이퍼 (1) 의 표면 (1a) 에 첩착된 후에 램프나 온풍에 의해 가열되어도 된다. 온도는 높을수록 표면 보호 테이프 (7) 의 풀층은 연화되기 쉽고, 예를 들어 40 ℃ 이상, 바람직하게는 50 ℃ 이상의 온도로 가열된다.

단, 표면 보호 테이프 (7) 의 온도가 지나치게 높아지면, 표면 보호 테이프 (7) 가 갖는 기재나 풀층이 용융되어 버려, 표면 보호 테이프 (7) 는 이미 그 기능을 발휘하지 않게 되기 때문에, 가열 온도는 기재나 풀층이 용융되는 온도보다 낮아야 한다. 또, 기재나 풀층이 용융되는 온도는, 그 재질에 따라 다른데, 예를 들어 기재에 PET (폴리에틸렌테레프탈레이트) 를 사용하는 경우에는 약 90 ℃ 까지는 용융되지 않고, PO (폴리올레핀) 를 사용하는 경우에는 약 70 ℃ 까지는 용융되지 않는다.

다음으로, 본 실시형태에 관련된 개질층 형성 스텝에 대해서 도 2(A) 를 사용하여 설명한다. 개질층 형성 스텝은, 표면 보호 테이프 첩착 스텝이 실시되기 전 또는 후에 실시된다. 특히, 표면 보호 테이프 첩착 스텝보다 이후에 실시되면, 개질층 형성 스텝에 있어서도 웨이퍼 (1) 의 표면 (1a) 이 보호되기 때문에 바람직하다.

개질층 형성 스텝에서는, 웨이퍼 (1) 의 이면 (1b) 측으로부터 레이저 빔을 조사하고, 웨이퍼 (1) 내부의 소정 깊이로 집광시켜 개질층 (9) 을 형성한다. 개질층 형성 스텝에서 사용되는 레이저 가공 장치 (20) 는, 웨이퍼 (1) 를 흡인 유지하는 척 테이블 (22) 과 레이저 빔을 발진하는 가공 헤드 (24) 를 구비한다.

척 테이블 (22) 은, 흡인원 (도시 생략) 과 접속된 흡인로 (도시 생략) 를 내부에 갖고, 그 흡인로의 타단이 척 테이블 (22) 상의 유지면 (22a) 에 접속되어 있다. 그 유지면 (22a) 은 다공질 부재에 의해 구성되고, 그 유지면 (22a) 상에 재치된 웨이퍼 (1) 에 대하여 그 흡인원에 의해 발생한 부압을 유지부 (4) 내의 구멍을 통해서 작용시킴으로써, 웨이퍼 (1) 는 척 테이블 (22) 에 흡인 유지된다.

가공 헤드 (24) 는, 웨이퍼에 대하여 투과성을 갖는 레이저 빔을 발진시켜 웨이퍼 (1) 내부의 소정 깊이로 집광시키는 기능을 갖고, 그 소정 깊이에 개질층 (9) 을 형성한다. 또, 그 레이저 빔에는, 예를 들어 Nd : YAG 를 매체로 하여 발진되는 레이저 빔이 사용된다.

레이저 가공 장치 (20) 는 펄스 모터 등을 동력으로 하는 가공 이송 수단 (가공 이송 기구, 도시 생략) 에 의해, 척 테이블 (22) 을 레이저 가공 장치 (20) 의 가공 이송 방향 (예를 들어, 도 2(A) 의 화살표 방향) 으로 이동시킬 수 있다. 웨이퍼 (1) 의 가공시 등에는, 척 테이블 (22) 을 가공 이송 방향으로 보내어 웨이퍼 (1) 를 가공 이송시킨다. 또한, 척 테이블 (22) 은 유지면 (22a) 에 거의 수직인 축의 둘레로 회전 가능하여, 척 테이블 (22) 의 가공 이송 방향을 변화시킬 수 있다.

또한, 레이저 가공 장치 (20) 는 펄스 모터 등을 동력으로 하는 할출 (割出) 이송 수단 (할출 이송 기구, 도시 생략) 에 의해, 척 테이블 (22) 을 레이저 가공 장치 (20) 의 할출 이송 방향 (도시 생략) 으로 이동시킬 수 있다.

개질층 형성 스텝에서는, 먼저, 웨이퍼 (1) 의 표면 (1a) 을 하측으로 향하게 하고, 레이저 가공 장치 (20) 의 척 테이블 (22) 상에 웨이퍼 (1) 를 재치한다. 그리고, 그 척 테이블 (22) 로부터 부압을 작용시켜, 웨이퍼 (1) 를 척 테이블 (22) 상에 흡인 유지시킨다. 웨이퍼 (1) 를 흡인 유지시킨 후, 스트리트 (3) 를 따라 개질층 (9) 을 형성할 수 있도록, 척 테이블 (22) 과 가공 헤드 (24) 의 상대 위치를 조정한다.

다음으로, 레이저 가공 장치 (20) 의 가공 헤드 (24) 로부터 웨이퍼 (1) 의 이면 (1b) 에 레이저 빔을 조사한다. 레이저 빔을 웨이퍼 (1) 의 소정 깊이로 집광시켜, 개질층 (분할의 기점) (9) 을 형성한다. 스트리트 (3) 를 따라 개질층 (9) 이 형성되도록, 레이저 빔을 조사시키면서 척 테이블 (22) 을 이동시켜 웨이퍼 (1) 를 가공 이송한다.

하나의 스트리트 (3) 를 따라 개질층 (9) 이 형성된 후, 웨이퍼 (1) 를 할출 이송하여, 인접하는 스트리트 (3) 를 따라 차례차례로 개질층 (분할의 기점) (9) 을 형성한다. 또한, 척 테이블 (22) 을 회전시켜 웨이퍼 (1) 를 가공 이송하는 방향을 전환하고, 그 후, 마찬가지로 레이저 빔을 조사함으로써, 모든 스트리트 (3) 를 따라 개질층 (9) 을 형성한다.

또, 레이저 빔의 조사 조건에 따라서는, 개질층 (9) 을 형성한 후, 그 개질층 (9) 으로부터 웨이퍼 (1) 의 표면 (1a) 에 이르는 크랙을 형성할 수 있다. 이와 같이 개질층 형성 스텝에서 크랙을 형성할 수 있으면, 크랙을 형성하기 위한 스텝을 별도로 실시할 필요가 없어 공정을 간략화할 수 있다.

다음으로, 도 2(B) 를 사용하여 연삭 스텝에 대해서 설명한다. 그 연삭 스텝은, 개질층 형성 스텝 후에 실시된다. 그 연삭 스텝에서는, 웨이퍼 (1) 의 이면 (1b) 측이 연삭되어 웨이퍼 (1) 가 소정 두께로 박화된다. 개질층 형성 스텝에서 분할시의 경계가 되는 크랙을 형성하지 않는 경우에는, 그 연삭 스텝에 있어서 그 크랙을 형성한다. 그 경우, 연삭에서 발생하는 외력을 그 개질층 (9) 에 작용시켜 그 크랙을 형성한다. 크랙이 형성된 웨이퍼 (1) 의 이면 (1b) 을 연삭하면, 웨이퍼 (1) 를 개개의 칩으로 분할할 수 있다.

도 2(B) 는, 연삭 스텝을 모식적으로 설명하는 부분 단면도이다. 본 스텝에서는 연삭 장치 (26) 가 사용된다. 연삭 장치 (26) 는, 연삭 휠 (30) 에 수직인 회전축을 구성하는 스핀들 (28) 과, 그 스핀들 (28) 의 일단측에 장착되고 하측에 연삭 지석 (32) 을 구비하는 원반 형상의 연삭 휠 (30) 을 구비한다. 그 스핀들 (28) 의 타단측에는 모터 등의 회전 구동원 (도시 생략) 이 연결되어 있고, 그 모터가 그 스핀들 (28) 을 회전시키면, 그 스핀들 (28) 에 장착된 연삭 휠 (30) 도 회전한다.

또한, 연삭 장치 (26) 는, 연삭 휠 (30) 과 대면하여 피가공물을 유지하는 척 테이블 (34) 을 갖는다. 척 테이블 (34) 상의 유지면 (34a) 은, 흡인원 (도시 생략) 에 접속된 다공질 부재로 구성된다. 또, 척 테이블 (34) 은, 유지면 (34a) 에 거의 수직인 축의 둘레로 회전 가능하다. 또한, 연삭 장치 (26) 는, 승강 기구 (도시 생략) 를 갖고 있고, 연삭 휠 (30) 은 그 승강 기구에 의해 가공 이송 (하강) 된다.

먼저, 웨이퍼 (1) 의 표면 (1a) 을 하측으로 향하게 하고, 척 테이블 (34) 의 유지면 (34a) 상에 웨이퍼 (1) 를 재치한다. 그리고, 그 다공질 부재를 통해서 그 흡인원에 의한 부압을 작용시켜, 웨이퍼 (1) 를 척 테이블 (34) 상에 흡인 유지시킨다.

연삭시에는, 척 테이블 (34) 을 회전시킴과 함께, 스핀들 (28) 을 회전시켜 연삭 휠 (30) 을 회전시킨다. 척 테이블 (34) 및 연삭 휠 (30) 이 회전하고 있는 상태에서, 연삭 휠 (30) 이 가공 이송 (하강) 되어, 연삭 지석 (32) 이 웨이퍼 (1) 의 이면 (1b) 에 닿으면, 그 이면 (1b) 의 연삭이 개시된다. 그리고, 웨이퍼 (1) 가 소정 두께가 되도록 연삭 휠 (30) 을 다시 가공 이송한다.

상기 서술한 개질층 형성 스텝에 있어서, 크랙을 형성하지 않는 경우, 또는 그 크랙의 형성이 불충분한 경우, 그 연삭 스텝에서 그 크랙을 형성한다. 즉, 웨이퍼 (1) 의 내부에 그 연삭에 의해 발생한 힘을 작용시켜, 개질층 (9) 으로부터 웨이퍼 (1) 의 두께 방향으로 크랙을 신장시킨다. 크랙이 형성된 웨이퍼 (1) 의 이면 (1b) 을 연삭하면, 스트리트 (3) 를 따라 간극이 형성되어, 웨이퍼 (1) 가 개개의 칩으로 분할된다.

본 실시형태에 관련된 가공 방법에서는, 그 연삭 스텝에 있어서 웨이퍼 (1) 를 박화할 때에, 웨이퍼 (1) 가 개개의 디바이스 칩으로 분할된다. 그래서, 디바이스 칩을 분할하기 위해서만으로 별도의 스텝을 실시할 필요가 없어, 디바이스 칩의 제작 공정이 간략화된다.

한편으로, 개개의 칩이 형성된 후에도 연삭은 계속되므로, 개개의 칩에는, 유지면 (34a) 에 평행한 면내의 방향으로 힘이 가해진다. 그러나, 본 실시형태에 관련된 가공 방법에서는, 표면 보호 테이프 첩착 스텝에 있어서 표면 보호 테이프 (7) 가 가열되어, 칩에 대한 표면 보호 테이프 (7) 의 접착력이 강해지므로, 칩은 잘 움직이지 않는다.

즉, 형성된 각 칩은 표면 보호 테이프 (7) 에 의해 강력하게 지지되기 때문에, 연삭에 의한 개개의 칩의 이동이 억제된다. 그래서, 각 칩의 모서리부끼리의 접촉도 억제되어, 칩의 결손이나 크랙의 발생이 억제된다.

이상의 각 스텝에 따라 본 실시형태에 관련된 가공 방법에서는 칩이 형성된다.

다음으로, 본 실시형태에 관련된 가공 방법의 작용 효과를 검증한 시험에 대해서 설명한다. 본 시험에서는, 복수의 상이한 가열 조건에서 칩을 제조하고, 칩에 발생한 손상의 수를 각 조건에서 카운트하였다. 또, 각 조건에서는 동일한 웨이퍼 및 동일한 표면 보호 테이프를 사용하였다. 본 시험에 의해, 가열 조건과, 손상의 수의 관계에 관한 지견이 얻어졌다.

그 시험에서는, 4 장의 직경이 12 인치인 실리콘 웨이퍼를 샘플로서 사용하고, 각각, 표면 보호 테이프 첩착 스텝에 있어서의 가열의 조건만을 달리 하여 시험을 실시하였다. 또한, 그 표면 보호 테이프에는 PET 로 형성된 두께가 50 ㎛ 인 기재 상에, 두께가 20 ㎛ 인 풀층이 형성된 테이프를 사용하였다.

먼저, 각 샘플에 대하여 표면 보호 테이프 첩착 스텝을 실시하였다. 샘플 A 에서는, 웨이퍼 표면에 첩착된 그 표면 보호 테이프 상의 롤러를 50 ℃ 로 하여 표면 보호 테이프를 가열하였다. 샘플 B 에서는, 척 테이블의 발열체를 50 ℃ 로 하여 표면 보호 테이프를 가열하였다. 샘플 C 에서는, 척 테이블의 발열체를 90 ℃ 로 하여 표면 보호 테이프를 가열하였다. 샘플 D 에서는, 비교 시험으로서 가열하지 않고 실온에서 표면 보호 테이프 첩착 스텝을 실시하였다.

다음으로, 각 샘플에 대하여 동일한 개질층 형성 스텝을 실시하고, 각 샘플의 스트리트를 따라 분할의 기점이 되는 개질층을 형성함과 함께 그 개질층으로부터 웨이퍼 (1) 의 표면 (1a) 에 이르는 크랙을 형성하였다. 다음으로, 각 샘플에 대하여 동일한 연삭 스텝을 실시하고, 각 샘플을 이면으로부터 연삭하고 박화하여 개개의 칩으로 분할하였다.

그리고, 연삭 스텝을 실시한 후, 칩에 발생한 크랙이나 코너 결손 등의 손상을 카운트하였다. 그 카운트에서는, 배율이 200 배인 대물 렌즈를 장착한 적외선 카메라를 사용하여 샘플을 관찰하고, 5 ㎛ 이상인 크기의 손상의 수를 카운트하였다. 카운트된 손상의 수는, 샘플 A (롤러 가열, 50 ℃) 에서는 23 개, 샘플 B (척 테이블 가열, 50 ℃) 에서는 7 개, 샘플 C (척 테이블 가열, 90 ℃) 에서는 3 개, 샘플 D (비가열) 에서는 32 개였다.

각 샘플의 결과를 비교하면, 가열의 온도가 높을수록 손상의 수가 적음을 알 수 있다. 예를 들어, 샘플 C 의 결과와 샘플 D 의 결과를 비교하면, 표면 보호 테이프를 그 재료의 용융 온도에 가까운 온도에서 가열한 경우, 비가열인 경우와 비교하여 손상의 수를 10 % 미만으로까지 저감시킬 수 있음을 알 수 있다.

표면 보호 테이프는 가열되면 연화되어 웨이퍼의 표면으로의 밀착성이 향상된다. 그러면, 웨이퍼가 개개의 칩으로 분할된 후, 그 표면 보호 테이프는 보다 강력하게 각 칩을 지지하기 때문에, 각 칩의 모서리부끼리의 접촉이 억제된다. 그 결과, 칩에 대한 결손이나 크랙 등의 손상 발생이 억제된다. 본 시험에 의해, 본 실시형태에 관련된 웨이퍼의 가공 방법의 이와 같은 효과가 확인되었다.

또한, 샘플 A 의 결과와 샘플 B 의 결과를 비교하면, 동일한 온도의 가열에서도 가열의 방법에 따라 발생하는 손상의 수에 차이가 있음을 알 수 있다. 그 이유는, 가열의 방법에 따라 표면 보호 테이프로의 열의 전달 방법이 상이하기 때문으로, 롤러에 의한 가열보다 척 테이블에 의한 가열 쪽이 표면 보호 테이프에 열이 잘 전달되어, 표면 보호 테이프의 온도가 높아지기 때문으로 생각된다.

이상의 결과로부터, 본 실시형태에 관련된 가공 방법에 의해, 칩에 대한 손상의 발생을 억제할 수 있음이 확인되었다.

또, 본 발명은, 상기 실시형태의 기재에 한정되지 않고, 여러 가지 변경하여 실시 가능하다. 예를 들어, 상기 실시형태에서는, 일직선 형상의 개질층 (9) 을 각 스트리트 (3) 를 따라 웨이퍼 (1) 에 형성하지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 각 스트리트 (3) 에 디바이스 (5) 로부터의 거리가 상이한 복수의 개질층 (9) 을 형성할 수도 있다.

그러한 형태의 개질층 (9) 에 대해서 도 3 을 사용하여 설명한다. 도 3 에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼 (1) 의 복수의 스트리트 (3) 는, 제 1 방향 (1c) 으로 신장되는 제 1 스트리트 (3a) 와, 그 제 1 방향 (1c) 과 교차하는 제 2 방향 (1d) 으로 신장되는 제 2 스트리트 (3b) 를 포함한다.

개질층 형성 스텝에서는, 예를 들어 그 제 1 스트리트 (3a) 를 따른 제 1 개질층 (9a) 과, 그 제 2 스트리트 (3b) 를 따른 제 2 개질층 (9b) 이 형성된다. 그 제 1 개질층 (9a) 은, 임의의 제 2 스트리트 (3b) 를 경계로, 일방측의 제 1 부분 (11a) 과 타방측의 제 2 부분 (11b) 을 갖는다. 그 제 1 개질층 (9a) 의 제 1 부분 (11a) 과, 그 제 1 개질층 (9a) 의 제 2 부분 (11b) 은 일직선 형상이 아니라, 서로 제 2 방향 (1d) 으로 어긋나 있다.

제 1 개질층 (9a) 이 일직선 형상으로 형성되는 경우, 연삭에 의해 형성된 칩이 이동하면, 칩의 모서리부는 그 모서리부측에 인접하는 칩의 모서리부와 접촉하게 된다. 칩의 모서리부는 충격에 약하므로, 모서리부와 모서리부의 접촉에 의해 충격이 가해지면, 그 칩에 결손이나 크랙 등의 손상이 발생하기 쉬워진다.

그래서, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 그 제 1 개질층 (9a) 의 제 1 부분 (11a) 과, 그 제 1 개질층 (9a) 의 제 2 부분 (11b) 을 서로 제 2 방향 (1d) 으로 어긋나게 형성하면, 어긋난 거리의 분만큼, 칩의 모서리부끼리는 이간된다. 그래서, 표면 보호 테이프 첩착 스텝에 있어서 표면 보호 테이프를 가열하여 웨이퍼 (1) 로의 첩착을 강하게 한 후, 개질층 (9) 을 이와 같이 형성하면, 칩의 모서리부는 그 모서리부측에 인접하는 칩의 모서리부와는 잘 접촉하지 않게 되어, 칩의 모서리부의 손상 발생이 억제된다.

또한, 제 1 개질층 (9a) 의 제 1 부분 (11a) 과 제 2 부분 (11b) 은, 인접하는 제 2 개질층 (9b) 으로부터 이간되도록 형성해도 된다. 즉, 제 1 개질층 (9a) 의 제 1 부분 (11a) 의 단부 (端部) 또는 제 2 부분 (11b) 의 단부와, 그 단부에 인접하는 제 2 개질층 (9b) 사이에 소정의 거리를 둔다.

제 1 개질층 (9a) 을 형성할 때, 가공 이송의 오차 등을 발생시키면, 제 1 부분 (11a) 의 단부나 제 2 부분 (11b) 의 단부가, 소정의 위치에서 종단되지 않고 소정의 위치보다 제 1 방향 (1c) 으로 진행된 위치에서 종단되는 경우가 있다. 그래서, 제 1 개질층 (9a) 의 제 1 부분 (11a) 의 단부 또는 제 2 부분 (11b) 의 단부와, 그 단부에 인접하는 제 2 개질층 (9b) 이 이간되어 있지 않는 경우, 제 1 개질층 (9a) 이 제 2 개질층 (9b) 을 횡단하여 형성되는 경우가 있다.

제 2 개질층 (9b) 을 횡단하여 형성된 제 1 개질층 (9a) 의 제 2 개질층 (9b) 으로부터 비어져 나온 부분은, 형성되는 칩에 남아서, 결손이나 크랙을 발생시키는 기점이 될 수도 있다. 그래서, 가공 이송의 오차 등이 발생해도 형성되는 칩에 그 기점을 남기지 않기 위해, 제 1 개질층 (9a) 의 제 1 부분 (11a) 과 제 2 부분 (11b) 은, 인접하는 제 2 개질층 (9b) 으로부터 이간되도록 형성하면 좋다.

도 3 에 나타내는 바와 같이 그 제 1 개질층 (9a) 의 제 1 부분 (11a) 과 그 제 1 개질층 (9a) 의 제 2 부분 (11b) 을 서로 제 2 방향 (1d) 으로 어긋하게 하여 형성하는 방법에 대해서 설명한다. 개질층 형성 스텝에서는, 먼저, 제 1 스트리트 (3a) 의 전체 길이에 있어서, 그 제 1 개질층 (9a) 의 제 1 부분 (11a) 을 형성한다.

즉, 제 1 스트리트 (3a) 를 따라 웨이퍼 (1) 를 칩의 한 변의 길이 정도 가공 이송할 때마다 레이저의 발진과 정지를 반복하여, 제 1 스트리트 (3a) 의 전체 길이에 걸쳐 제 1 개질층 (9a) 의 제 1 부분 (11a) 을 형성한다.

다음으로, 웨이퍼 (1) 를 제 2 방향 (1d) 으로 제 1 스트리트 (3a) 의 폭에 들어가는 소정의 거리로 할출 이송하여, 제 1 스트리트 (3a) 를 따라 제 1 개질층 (9a) 의 제 2 부분 (11b) 을 형성한다.

즉, 제 1 스트리트 (3a) 를 따라 웨이퍼 (1) 를 칩의 한 변의 길이 정도 가공 이송할 때마다, 레이저의 발진과 정지를 반복하여, 2 개의 제 1 부분 (11a) 사이에 배치 형성되도록 제 1 개질층 (9a) 의 제 2 부분 (11b) 을 형성한다. 그러면, 제 1 부분 (11a) 의 단부와, 그 단부에 인접하는 제 2 부분 (11b) 의 단부는 그 소정의 거리 이상으로 이간된다.

하나의 제 1 스트리트 (3a) 에 있어서, 제 1 부분 (11a) 과 제 2 부분 (11b) 을 포함하는 제 1 개질층 (9a) 을 형성한 후에는, 칩의 한 변의 길이 정도의 거리로 웨이퍼 (1) 를 할출 이송해 가, 차례차례로 개질층 (9) 을 형성한다. 제 1 방향 (1c) 에 평행한 스트리트 (3) 에 대하여 개질층 (9) 을 형성한 후에는, 제 2 방향 (1d) 으로 가공 이송할 수 있도록 웨이퍼 (1) 를 회전시켜, 제 2 방향 (1d) 에 평행한 스트리트 (3) 를 따라 차례차례로 개질층 (9) 을 형성한다. 이상에 의해, 도 3 에 나타내는 바와 같은 개질층 (9) 을 웨이퍼 (1) 의 전체면에 걸쳐 형성할 수 있다.

또, 제 1 개질층 (9a) 을 제 1 부분 (11a) 과 제 2 부분 (11b) 으로 나누어 형성하는 경우에 대해서 설명했는데, 또한 제 2 스트리트 (3b) 를 따라 형성하는 제 2 개질층 (9b) 도 마찬가지로, 제 1 방향 (1c) 으로 어긋난 2 개의 부분으로 나눠 형성해도 된다.

그 외에, 상기 실시형태에 관련된 구조, 방법 등은, 본 발명의 목적의 범위를 일탈하지 않는 한 적절히 변경하여 실시할 수 있다.

1 : 웨이퍼
1a : 표면
1b : 이면
1c : 제 1 방향
1d : 제 2 방향
3 : 스트리트
3a : 제 1 스트리트
3b : 제 2 스트리트
5 : 디바이스
7 : 표면 보호 테이프
9 : 개질층
9a : 제 1 개질층
9b : 제 2 개질층
2 : 척 테이블
2a : 프레임체
4 : 유지부
6 : 흡인원
8 : 흡인로
10 : 가열 유닛
10a : 프레임체
12 : 발열체
14 : 플레이트
16 : 단열재
18 : 롤러
20 : 레이저 가공 장치
22 : 척 테이블
22a : 유지면
24 : 가공 헤드
26 : 연삭 장치
28 : 스핀들
30 : 연삭 휠
32 : 연삭 지석
34 : 척 테이블
34a : 유지면

Claims (2)

1. 교차하는 복수의 스트리트에 의해 구획된 각 영역에 각각 디바이스가 형성된 표면을 갖는 웨이퍼의 가공 방법으로서,
   웨이퍼의 상기 표면에 표면 보호 테이프를 첩착시키는 표면 보호 테이프 첩착 스텝과,
   그 표면 보호 테이프 첩착 스텝을 실시한 후, 웨이퍼에 대하여 투과성을 갖는 파장의 레이저 빔을 상기 스트리트를 따라 웨이퍼의 이면측으로부터 조사하여 웨이퍼의 내부에 개질층을 형성하는 개질층 형성 스텝과,
   그 개질층 형성 스텝을 실시한 후, 웨이퍼를 상기 이면측으로부터 연삭하여 박화하는 연삭 스텝을 구비하고,
   상기 표면 보호 테이프 첩착 스텝에서는, 상기 표면 보호 테이프를 가열하면서 첩착시키고,
   상기 개질층 형성 스텝 또는 연삭 스텝에서는, 상기 개질층으로부터 상기 웨이퍼의 표면에 이르는 크랙을 형성하고,
   상기 연삭 스텝에 있어서는, 상기 크랙을 경계로 하여 웨이퍼를 분할하여 개개의 칩을 형성하고,
   상기 복수의 스트리트는, 제 1 방향으로 연속해서 신장되는 제 1 스트리트와, 상기 제 1 방향과 교차하는 제 2 방향으로 신장되는 제 2 스트리트를 포함하고,
   상기 개질층 형성 스텝에서 형성되는 상기 개질층은, 상기 제 1 스트리트를 따른 제 1 개질층과 상기 제 2 스트리트를 따른 제 2 개질층을 포함하고,
   상기 제 1 개질층은, 상기 제 2 스트리트를 경계로 일방측의 제 1 부분과 타방측의 제 2 부분을 갖고,
   상기 개질층 형성 스텝에서는, 상기 제 1 스트리트에 있어서 상기 제 1 개질층의 상기 제 1 부분과 상기 제 1 개질층의 상기 제 2 부분은 서로 상기 제 2 방향으로 어긋나 형성되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 가공 방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 1 개질층의 상기 제 1 부분과 상기 제 1 개질층의 상기 제 2 부분은, 상기 제 2 개질층과 인접하고 있고,
   상기 개질층 형성 스텝에서는, 상기 제 1 개질층의 상기 제 1 부분과 상기 제 1 개질층의 상기 제 2 부분은, 상기 제 2 개질층으로부터 이간되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 가공 방법.

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