KR20100110266A - 웨이퍼의 가공 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 디바이스 영역의 이면에 오목부를 형성하고 그 주위에 링 형상 보강부를 형성하여 이면에 금속막을 피복한 웨이퍼를 각각의 디바이스로 분할하는 데 있어서, 웨이퍼 표면의 디바이스 영역의 이면에 피복된 금속막을 손상시키지 않고 웨이퍼를 효율적으로 각각의 디바이스로 분할할 수 있도록 한다.
디바이스 영역과 디바이스 영역을 둘러싸는 외주 잉여 영역이 표면에 형성된 웨이퍼를 각각의 디바이스로 분할하는 가공 방법에 관한 것으로서, 웨이퍼(W)의 표면에 보호 테이프(1)를 접착시켜 보호 테이프(1)측을 유지한 상태로 웨이퍼(W)의 이면 중 디바이스 영역의 이면을 연삭하여 오목부(W3)를 형성하고, 오목부(W3)의 외주측에 링 형상 보강부(W4)를 형성하는 웨이퍼 연삭 공정과, 표면에 보호 테이프(1)가 접착된 웨이퍼(W)의 이면에 금속막(4)을 피복하는 금속막 피복 공정과, 표면에 보호 테이프(1)가 접착된 웨이퍼(W)의 이면측으로부터 분할 예정 라인을 분할하여 각각의 디바이스로 분할하는 웨이퍼 분할 공정을 적어도 포함한다.

Description

웨이퍼의 가공 방법{WAFER PROCESSING METHOD}
본 발명은, 웨이퍼의 이면을 연삭하여 각각의 디바이스로 분할하는 웨이퍼의 가공 방법에 관한 것이다.
IC 등의 복수의 디바이스가 형성된 웨이퍼는, 이면을 연삭하여 소정의 두께로 형성한 후에, 다이싱 장치 등에 의해 각각의 디바이스로 분할되어 각종 전자기기 등에 이용되고 있다. 최근에는 전자기기 등의 경량화, 소형화를 가능하게 하기 위해서, 연삭에 의해 웨이퍼가 20㎛∼100 ㎛로 매우 얇게 형성되도록 되어 있다.
그런데, 웨이퍼를 얇게 형성하면 유연해져서 그 후의 반송에 지장을 초래하거나, 디바이스의 전기적 테스트용으로 금, 은, 티탄 등의 두께 수십 ㎚의 금속막을 연삭면에 피복하는 것이 곤란해진다고 하는 문제가 발생하고 있다.
그래서, 웨이퍼의 표면에 보호 테이프를 접착시키고, 웨이퍼의 이면 중 디바이스 영역의 이면만을 연삭하여 그 외주측에 두께가 두꺼운 링 형상 보강부를 형성함으로써, 웨이퍼의 반송을 용이하게 하고, 그 후의 금속막의 형성 공정을 실시하기 쉽게 하는 웨이퍼의 가공 방법이 제안되어 본 출원인이 특허 출원하였다(예컨대, 특허문헌 1 참조). 특허문헌 1에 기재된 발명에서는, 링 형상 보강부가 형성된 상태로 디바이스 영역의 이면에 금속막을 피복하고, 그 후, 링 형상 보강부의 이면을 연삭하여 이면을 동일면으로 하거나 또는 링 형상 보강부를 절단 제거한 후에, 웨이퍼 표면으로부터 보호 테이프를 박리하고, 이면에 다이싱 테이프를 접착시켜 다이싱을 행하여 각각의 디바이스로 분할하는 것으로 하고 있다.
[특허문헌 1] 일본 특허 공개 제2007-19379호 공보
그러나, 링 형상 보강부가 형성된 웨이퍼의 이면에 금속막을 피복한 후에, 디바이스 영역의 이면의 금속막을 손상시키지 않고, 링 형상 보강부의 이면만을 연삭하여 디바이스 영역의 이면과 외주 잉여 영역의 이면을 동일면으로 형성하는 것은 곤란하다.
또한, 링 형상 보강부를 제거하거나, 웨이퍼 표면으로부터 보호 테이프를 박리하여 이면에 다이싱 테이프를 접착시키거나 하는 작업을 행하는 것은 생산성을 저하시키는 요인으로도 되고 있다.
그래서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 웨이퍼의 이면 중 디바이스 영역의 이면에 오목부를 형성하고, 그 주위에 링 형상 보강부를 형성하여 이면에 금속막을 피복한 웨이퍼를 각각의 디바이스로 분할하는 데에 있어서, 웨이퍼 표면의 디바이스 영역의 이면에 피복된 금속막을 손상시키지 않고, 웨이퍼를 효율적으로 각각의 디바이스로 분할할 수 있도록 하는 것이다.
본 발명은, 복수의 디바이스가 분할 예정 라인에 의해 구획되어 형성된 디바이스 영역과 디바이스 영역을 둘러싸는 외주 잉여 영역이 표면에 형성된 웨이퍼를 각각의 디바이스로 분할하는 웨이퍼의 가공 방법에 관한 것으로서, 웨이퍼의 표면에 보호 테이프를 접착시켜 보호 테이프측을 유지한 상태로 웨이퍼의 이면 중 디바이스 영역의 이면을 연삭하여 오목부를 형성하고, 오목부의 외주측에 링 형상 보강부를 형성하는 웨이퍼 연삭 공정과, 표면에 보호 테이프가 접착된 웨이퍼의 이면에 금속막을 피복하는 금속막 피복 공정과, 표면에 보호 테이프가 접착된 웨이퍼의 이면측으로부터 분할 예정 라인을 분할하여 각각의 디바이스로 분할하는 웨이퍼 분할 공정을 적어도 포함하고 있다.
웨이퍼 분할 공정은 웨이퍼의 표면에 접착된 보호 테이프를, 다이싱 프레임으로 지지된 다이싱 테이프에 접착시킨 후에 실시되는 경우가 있다. 웨이퍼 분할 공정은, 절삭 블레이드 또는 레이저광에 의한 분할 예정 라인의 절단에 의해 행할 수 있다. 또한, 웨이퍼 분할 공정은, 링 형상의 보강부를 웨이퍼로부터 제거한 후에 실시되는 경우도 있다. 분할 예정 라인을 이면측으로부터 검출할 수 있도록 웨이퍼 분할 공정 전에 분할 예정 라인의 연장선 상의 외주부에 슬릿(slit)을 형성하는 경우도 있다.
본 발명에서는, 웨이퍼의 이면측으로부터 레이저광, 블레이드 등을 작용시켜 절삭을 행함으로써, 웨이퍼의 표면에 접착시킨 보호 테이프를 박리할 필요가 없고, 링 형상 보강부를 제거할 필요도 없기 때문에, 웨이퍼의 이면 중 디바이스 영역의 이면에 피복된 금속막을 손상시키지 않고 웨이퍼를 효율적으로 각각의 디바이스로 분할할 수 있다.
도 1은 웨이퍼 및 보호 테이프를 나타낸 분해 사시도이다.
도 2는 웨이퍼의 표면에 보호 테이프가 접착된 상태를 나타낸 사시도이다.
도 3은 웨이퍼 연삭 공정의 일례를 나타낸 사시도이다.
도 4는 웨이퍼 연삭 공정 종료 후의 웨이퍼를 나타낸 사시도이다.
도 5는 웨이퍼 연삭 공정 종료 후의 웨이퍼를 나타낸 단면도이다.
도 6은 감압 성막 장치의 일례를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 7은 금속막 피복 공정 종료 후의 웨이퍼를 나타낸 단면도이다.
도 8은 웨이퍼 분할 공정의 제1 예를 나타낸 사시도이다.
도 9는 웨이퍼 분할 공정의 제2 예를 나타낸 사시도이다.
도 10은 웨이퍼의 표면에 접착된 보호 테이프를 다이싱 테이프에 접착시킨 상태를 나타낸 사시도이다.
도 11은 블레이드의 절단날의 유지 구조를 나타낸 측면도이다.
도 12는 여유홈(clearance groove)이 형성된 링 형상 보강부에 절단날이 들어간 상태를 나타낸 단면도이다.
도 13은 링 형상 보강부에 여유홈이 형성된 웨이퍼의 일례를 나타낸 사시도이다.
도 14는 링 형상 보강부에 슬릿이 형성된 웨이퍼의 일례를 나타낸 사시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 웨이퍼(W)의 표면(Wa)에는 디바이스(D)가 복수개 형성된 디바이스 영역(W1)과, 디바이스 영역(W1)을 둘러싸서 디바이스가 형성되어 있지 않은 외주 잉여 영역(W2)이 형성되어 있다. 디바이스 영역(W1)에 있어서는, 종횡으로 설치된 분할 예정 라인(S)에 의해 구획되어 디바이스(D)가 형성되어 있다. 또한, 도시된 예의 웨이퍼(W)의 외주부에는 결정 방위 식별용 마크인 노치(N)가 형성되어 있다.
이 웨이퍼(W)의 표면(Wa)에 보호 테이프(1)를 접착시켜 뒤집어, 도 2에 도시된 바와 같이, 이면(Wb)이 노출된 상태로 한다. 그리고, 예컨대 도 3에 도시된 연삭 장치(2)를 이용하여 이면(Wb)을 연삭한다. 이 연삭 장치(2)에는 웨이퍼를 유지하여 회전시킬 수 있는 척 테이블(20)과, 웨이퍼에 대하여 연삭 가공을 행하는 연삭 수단(21)을 구비하고 있다. 연삭 수단(21)에는 회전 가능하고, 승강 가능한 스핀들(22)과, 스핀들(22)의 선단에 장착되어 스핀들(22)의 회전에 따라 회전하는 연삭 휠(23)과, 연삭 휠(23)의 하면에 고착된 연삭 지석(24)을 구비하고 있다.
척 테이블(20)에서는 보호 테이프(1)측이 유지되고, 웨이퍼(W)의 이면(Wb)이 연삭 지석(24)과 대향한 상태가 된다. 그리고, 척 테이블(20)의 회전에 따라 웨이퍼(W)가 회전하고, 스핀들(22)의 회전에 따라 회전하는 연삭 지석(24)이 하강하여 웨이퍼(W)의 이면(Wb)에 접촉된다. 이 때, 연삭 지석(24)은, 이면(Wb) 중 표면(Wa)의 디바이스 영역(W1)(도 1 참조)의 이면에 접촉시키고, 그 이외의 부분은 연삭하지 않도록 한다. 그렇게 하면, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 연삭한 부분에 오목부(W3)가 형성되고, 그 외주측에 있어서 오목부(W3)의 바닥면과의 사이에서 생긴 단차 부분에 링 형상 보강부(W4)가 형성된다(웨이퍼 연삭 공정). 링 형상 보강부(W4)의 두께는 수백 ㎛ 정도인 것이 바람직하다. 한편, 디바이스 영역(W1)의 두께는 예컨대 20 ㎛∼100 ㎛ 정도까지 얇게 할 수 있다.
다음에, 도 3의 연삭 장치(2)의 척 테이블(20)로부터 웨이퍼(W)를 보호 테이프(1)와 함께 제거하고, 웨이퍼 연삭 공정 후의 웨이퍼(W)의 이면(Wb)에 금, 은, 티탄 등으로 이루어진 금속막을 피복한다(금속막 피복 공정). 제거할 때에는, 웨이퍼(W)에 링 형상 보강부(W4)가 형성되어 있기 때문에, 척 테이블(20)로부터 웨이퍼(W) 및 보호 테이프(1)를 쉽게 제거할 수 있게 된다.
금속막 피복 공정을 실시하는 데에는, 예컨대, 도 6에 도시된 감압 성막 장치(3)를 이용할 수 있다. 이 감압 성막 장치(3)에서는, 챔버(31)의 내부에 정전식으로 웨이퍼(W)를 유지하는 유지부(32)를 구비하고 있고, 그 위쪽의 대향하는 위치에는, 금속으로 이루어진 스퍼터원(34)이 여자 부재(33)에 지지된 상태로 배치되어 있다. 이 스퍼터원(34)에는 고주파 전원(35)이 연결되어 있다. 또한, 챔버(31)의 한쪽 측부에는 스퍼터 가스를 도입하는 도입구(36)가 설치되고, 다른 한쪽 측부에는 감압원에 연통하는 감압구(37)가 설치되어 있다.
보호 테이프(1)측이 유지부(32)에 있어서 정전식으로 유지됨으로써, 웨이퍼(W)의 이면이 스퍼터원(34)에 대향하여 유지된다. 그리고, 여자 부재(33)에 의해 자화된 스퍼터원(34)에 고주파 전원(35)으로부터 40 kHz 정도의 고주파 전력을 가하여 감압구(37)로부터 챔버(31)의 내부를 10-2 Pa∼10-4 Pa 정도로 감압하여 감압 환경으로 하고, 도입구(36)로부터 아르곤 가스를 도입하여 플라즈마를 발생시키면, 플라즈마 내의 아르곤 이온이 스퍼터원(34)에 충돌하여 입자가 튕겨져 웨이퍼(W)의 이면에 퇴적되고, 도 7에 도시된 바와 같이, 금속막(4)이 형성된다. 이 금속막(4)은, 예컨대 30 ㎚∼60 ㎚ 정도의 두께를 갖는다. 도 7에 도시된 예에서는, 링 형상 보강부(W4)에도 금속막(4)이 피복되어 있지만, 금속막 피복 공정에서 링 형상 보강부(W4)에 마스킹을 행한 경우는, 오목부(W3)에만 금속막(4)이 형성된다. 금속 피복 공정은, 디바이스 영역(W1)의 이면이 연삭에 의해 얇아진 상태로 행해지지만, 웨이퍼(W)에는 링 형상 보강부(W4)가 형성되어 있기 때문에, 금속막 피복 공정에서의 웨이퍼(W)의 취급이 용이해진다. 또한, 금속막 피복 공정은 증착이나 CVD 등에 의해서도 행할 수 있다.
또한, 이면으로부터 적외선 카메라에 의해 분할 예정 라인(S)을 인식할 수 있도록 인식에 따른 패턴의 부분에만 마스킹을 행하여 금속막이 피복되지 않도록 하여도 좋다. 여기서, 인식에 따른 패턴의 부분으로서는, 인식 대상인 분할 예정 라인 그 자체, 2개의 분할 예정 라인의 교차 부분, 분할 예정 라인을 검출할 때의 키 패턴이 되는 영역 등이 있다.
다음에, 도 1에 도시된 분할 예정 라인(S)을 절단함으로써 웨이퍼(W)를 각각의 디바이스로 분할한다(웨이퍼 분할 공정). 웨이퍼 분할 공정에는, 레이저광에 의한 절단을 행하는 레이저 가공 장치, 회전하는 블레이드에 의한 절삭을 행하는 절삭 장치 등을 이용할 수 있다.
웨이퍼 분할 공정에 레이저 가공 장치를 이용하는 경우는, 도 8에 도시된 바와 같이, 웨이퍼(W)의 표면(Wa)에 보호 테이프(1)를 접착시킨 상태로 보호 테이프(1)측을 유지 테이블(50)에서 유지한다. 그리고, 적외선 카메라를 이용하여 금속막(4) 및 웨이퍼(W)를 투과시켜 웨이퍼(W)의 표면측에 형성되어 있는 분할 예정 라인(S)을 검출하고, 유지 테이블(50)을 수평 방향으로 이동시키면서, 분할 예정 라인(S)에 대하여 가공 헤드(51)로부터 레이저광을 조사함으로써, 분할 예정 라인(S)에 홈(G1)을 형성해 나가 종횡으로 절단한다. 이 절단시에, 링 형상 보강부(W4)에는 레이저광을 조사하지 않아도 된다. 또한, 금속막(4)의 종류 또는 두께에 기인하여 웨이퍼(W)의 이면측에 형성된 분할 예정 라인(S)을 적외선 카메라로 검출할 수 없는 경우는, 전술한 바와 같이 분할 예정 라인의 인식에 따른 패턴의 부분을 노출시켜 둘 필요가 있게 된다.
웨이퍼 분할 공정에 절삭 장치를 이용하는 경우는, 도 9에 도시된 바와 같이, 웨이퍼(W)의 표면(Wa)에 보호 테이프(1)를 접착시킨 상태로 보호 테이프(1)측을 유지 테이블(60)에서 유지한다. 그리고, 적외선 카메라를 이용하여 금속막(4) 및 웨이퍼(W)를 투과시켜 웨이퍼(W)의 표면측에 형성되어 있는 분할 예정 라인(S)을 검출하고, 유지 테이블(60)을 수평 방향으로 이동시키면서, 고속 회전하는 블레이드(61)를 분할 예정 라인(S)에 들어가게 하여 절삭하고, 분할 예정 라인(S)에 홈(G2)을 형성해 나가 종횡으로 절단한다. 이 절단시에는, 분할 예정 라인(S)을 완전히 절단하기 위해서 블레이드(61)를 링 형상 보강부(W4)에도 들어가게 한다.
웨이퍼 분할 공정에서 레이저 가공 또는 블레이드에 의한 가공을 행할 때에는, 도 10에 도시된 바와 같이, 웨이퍼(W)의 표면(Wa)에 접착된 보호 테이프(1)를, 다이싱 프레임(F)에 의해 주연부가 지지된 다이싱 테이프(T)에 접착시킨 상태로 실시할 수도 있다. 다이싱 테이프(T)를 사용하는 경우나 사용하지 않는 경우나, 보호 테이프(1)를 웨이퍼(W)의 표면(Wa)으로부터 박리할 필요는 없다.
또한, 도 11에 도시된 바와 같이, 블레이드(61)는 일반적으로는 절단날(610)이 베이스(611)에 의해 협지되어 구성되고, 절단날(610)이 베이스(611)로부터 외주측으로 H만큼 돌출된 상태로 되어 있다. 그리고, 분할 예정 라인(S)의 폭은, 수십 ㎛ 정도인 경우가 많고, 이것에 대응하여 절삭용 절단날(610)의 두께는 분할 예정 라인(S)의 폭보다 얇게(예컨대, 30 ㎛) 형성되어 있기 때문에, 절삭에 의해 절단날(610)이 부서지는 것을 방지하기 위해서, 절단날(610)의 베이스(611)로부터의 돌출량(H)은 100 ㎛∼200 ㎛ 정도이며, 링 형상 보강부(W4)의 두께보다 작게 되어 있다. 따라서, 분할 예정 라인(S)의 단부를 블레이드에 의해 절삭할 때에는 베이스(611)가 링 형상 보강부(W4)에 접촉될 우려가 있고, 분할 예정 라인(S)의 절삭이 방해가 되는 경우가 있다. 그래서, 웨이퍼 분할 공정 전에 도 12, 도 13에 도시된 바와 같이, 링 형상 보강부(W4) 중, 분할 예정 라인(S)의 연장선 상에 분할 예정 라인(S)의 절삭시에 이용하는 블레이드보다도 절단날이 두꺼운, 예컨대, 절단날의 두께가 2 ㎜ 정도인 블레이드를 이용하여 미리 여유홈(G3)을 형성해 둔다. 이렇게 함으로써, 베이스(611)를 링 형상 보강부(W4)에 접촉시키지 않고 분할 예정 라인(S)의 단부를 원활하게 절삭할 수 있다(여유홈 형성 공정).
또한, 도 8, 도 9에 도시된 유지 테이블(50, 60)을 회전시키면서, 링 형상 보강부(W4)의 내주를 따라 원형으로 레이저광을 조사하거나 블레이드(51)로 절삭하거나 함으로써 링 형상 보강부(W4)를 제거한 경우는, 상기 여유홈 형성 공정을 거치지 않고, 링 형상 보강부(W4)를 제거한 후에 웨이퍼 분할 공정을 실시할 수 있다.
웨이퍼 분할 공정에서 레이저광을 이용하는 경우나 블레이드를 이용하는 경우나, 금속막(4)이 두껍게 형성되어 있으면, 적외선 카메라에 의한 분할 예정 라인(S)의 검출을 할 수 없는 경우가 있다. 그러한 경우는, 웨이퍼 분할 공정 전에, 표면측으로부터 분할 예정 라인(S)을 검출하고, 표면측으로부터 레이저광이나 블레이드를 작용시켜 도 14에 도시된 바와 같이 분할 예정 라인(S)의 연장선 상의 외주부에 표리를 관통하는 슬릿(7)을 형성해 둔다. 그리고, 웨이퍼 분할 공정에서는, 이면측으로부터 슬릿(7)을 검출함으로써 분할 예정 라인(S)을 검출하고, 그 검출한 분할 예정 라인(S)을 기준으로 하여 인접한 분할 예정 라인과의 간격만큼씩, 도 8에 도시된 가공 헤드(51) 또는 도 9에 도시된 블레이드(61)를 송출하면서 모든 분할 예정 라인을 절단한다. 슬릿(7)이 1라인의 분할 예정 라인의 양단부 2 지점에 형성되어 있으면 그 분할 예정 라인을 검출할 수 있고, 분할 예정 라인(S)은, 서로 직교하는 2방향으로 형성되어 있기 때문에, 슬릿(7)은 최저 4개 형성되어 있으면 된다. 또한, 금속막(4)이 얇기 때문에 적외선 카메라에 의해 분할 예정 라인(S)을 검출할 수 있는 경우에서도, 슬릿(7)을 형성해 두면 된다.
이와 같이, 이면에 금속막이 형성되어 있어도 이면측으로부터 분할 예정 라인을 절단함으로써, 표면에 보호 테이프(1)가 접착된 상태로 웨이퍼(W)를 디바이스(D)로 분할할 수 있어 보호 테이프(1)를 박리하지 않아도 된다.
W : 웨이퍼 Wa : 표면
Wb : 이면 W1 : 디바이스 영역
D : 디바이스 S : 분할 예정 라인
W2 : 외주 잉여 영역 W3 : 오목부
G1, G2 : 홈 W4 : 링 형상 보강부
G3 : 여유홈 7 : 슬릿
1 : 보호 테이프 2 : 연삭 장치
20 : 척 테이블 21 : 연삭 수단
22 : 스핀들 23 : 연삭 휠
24 : 연삭 지석 3 : 감압 성막 장치
31 : 챔버 32 : 유지부
33 : 여자 부재 34 : 스퍼터원
35 : 고주파 전원 36 : 도입구
37 : 감압구 4 : 금속막
50 : 유지 테이블 51 : 가공 헤드
60 : 유지 테이블 61 : 블레이드
610 : 절단날 611 : 베이스

Claims (5)

  1. 복수의 디바이스가 분할 예정 라인에 의해 구획되어 형성된 디바이스 영역과 이 디바이스 영역을 둘러싸는 외주 잉여 영역이 표면에 형성된 웨이퍼를 각각의 디바이스로 분할하는 웨이퍼의 가공 방법으로서,
    웨이퍼의 표면에 보호 테이프를 접착시켜 이 보호 테이프측을 유지한 상태로 이 웨이퍼의 이면 중 디바이스 영역의 이면을 연삭하여 오목부를 형성하고, 이 오목부의 외주측에 링 형상 보강부를 형성하는 웨이퍼 연삭 공정과,
    표면에 이 보호 테이프가 접착된 웨이퍼의 이면에 금속막을 피복하는 금속막 피복 공정과,
    표면에 이 보호 테이프가 접착된 웨이퍼의 이면측으로부터 분할 예정 라인을 분할하여 각각의 디바이스로 분할하는 웨이퍼 분할 공정을 적어도 포함한 웨이퍼의 가공 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 웨이퍼 분할 공정은 상기 웨이퍼의 표면에 접착된 보호 테이프를, 다이싱 프레임으로 지지된 다이싱 테이프에 접착시킨 후에 실시되는 것인 웨이퍼의 가공 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 웨이퍼 분할 공정은 절삭 블레이드 또는 레이저광에 의한 분할 예정 라인의 절단에 의해 행해지는 것인 웨이퍼의 가공 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 웨이퍼 분할 공정은 링 형상 보강부를 웨이퍼로부터 제거한 후에 실시되는 것인 웨이퍼의 가공 방법.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 분할 예정 라인을 이면측으로부터 검출할 수 있도록, 상기 웨이퍼 분할 공정 전에 이 분할 예정 라인의 연장선 상의 외주부에 슬릿(slit)을 형성하는 것인 웨이퍼의 가공 방법.
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