KR20110046265A - 웨이퍼 가공 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 얇게 연삭된 디바이스 영역에 흠을 생기게 하지 않는 웨이퍼 가공 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
복수의 디바이스가 분할 예정 라인에 의해 구획되어 형성된 디바이스 영역과, 그 디바이스 영역을 둘러싸는 외주 잉여 영역을 표면에 갖는 웨이퍼를 가공하는 웨이퍼 가공 방법으로서, 웨이퍼의 표면에 보호 테이프를 점착하는 보호 테이프 점착 공정과, 회전 가능한 척 테이블에 웨이퍼의 보호 테이프측을 유지하고, 웨이퍼의 이면에 절삭 블레이드를 위치시키며 그 척 테이블을 회전시켜 상기 디바이스 영역과 상기 외주 잉여 영역과의 경계부를 절삭해서 분리홈을 형성하고, 상기 디바이스 영역으로부터 링형의 상기 외주 잉여 영역을 분리하는 분리홈 형성 공정과, 상기 보호 테이프에 의해 상기 디바이스 영역과 상기 링형의 외주 잉여 영역이 일체가 된 웨이퍼의 상기 디바이스 영역에 대응하는 이면만을 연삭하여 원형 오목부를 형성하고 상기 링형의 외주 잉여 영역을 링형 보강부로서 잔존시키는 이면 연삭 공정과, 상기 보호 테이프를 통해 상기 링형 보강부에 지지된 웨이퍼의 상기 디바이스 영역을 반송하는 반송 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

웨이퍼 가공 방법{WAFER PROCESSING METHOD}
본 발명은 이면이 얇게 연삭된 디바이스 영역에 흠 등의 손상을 발생시키지 않고 취급 가능한 웨이퍼 가공 방법에 관한 것이다.
반도체 디바이스 제조 프로세스에서는, 대략 원반 형상인 반도체 웨이퍼의 표면에 격자형으로 배열된 스트리트(street)라고 칭해지는 분할 예정 라인에 의해 복수의 영역이 구획되고, 이 구획된 영역에 IC, LSI 등의 디바이스를 형성한다. 그리고, 반도체 웨이퍼를 스트리트를 따라 절삭 장치로 절단함으로써, 반도체 웨이퍼가 개개의 반도체 디바이스(칩)로 분할된다.
분할되는 웨이퍼는 스트리트를 따라 절단되기 전에 이면을 연삭하여 소정의 두께로 형성된다. 최근, 전기 기기의 경량화, 소형화를 달성하기 위해, 웨이퍼의 두께를 보다 얇게, 예컨대 50 ㎛ 정도로 할 것이 요구되고 있다.
이와 같이 얇게 연삭된 웨이퍼는 취급이 곤란하여, 반송 등에 있어서 파손될 우려가 있다. 그래서, 웨이퍼의 디바이스 영역에 대응하는 이면만을 연삭하여 원형 오목부를 형성하고, 디바이스 영역을 둘러싸는 외주 잉여 영역에 대응하는 웨이퍼의 이면에 링형 보강부를 잔존시키는 연삭 방법이 일본 특허 공개 제2007-19461호 공보에 제안되어 있다.
그러나, 웨이퍼를 개개의 디바이스로 분할할 때에 링형 보강부를 제거할 필요가 있어, 종래에는 링형 보강부와 디바이스 영역과의 경계부에 절삭 블레이드를 위치시켜 서클 커트(circle cut)로 링형 보강부를 제거하였다.
일본 특허 공개 제2007-19461호 공보
그러나, 종래와 같이 링형 보강부와 디바이스 영역과의 경계부에 절삭 블레이드를 위치시켜 절삭하면, 디바이스 영역의 이면이 얇게 가공되는 것에 기인하여 절삭 블레이드의 충격에 의해 디바이스 영역에 흠이 발생하여 디바이스의 품질을 저하시킨다고 하는 문제가 있다.
본 발명은 이러한 점을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은 디바이스 영역에 흠 등의 손상을 발생시키지 않는 웨이퍼 가공 방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 의하면, 복수의 디바이스가 분할 예정 라인에 의해 구획되어 형성된 디바이스 영역과, 그 디바이스 영역을 둘러싸는 외주 잉여 영역을 표면에 갖는 웨이퍼를 가공하는 웨이퍼 가공 방법으로서, 웨이퍼의 표면에 보호 테이프를 점착하는 보호 테이프 점착 공정과, 회전 가능한 척 테이블에 웨이퍼의 보호 테이프측을 유지하고, 웨이퍼 이면에 절삭 블레이드를 위치시키고 그 척 테이블을 회전시켜 상기 디바이스 영역과 상기 외주 잉여 영역과의 경계부를 절삭해서 분리홈을 형성하고, 상기 디바이스 영역으로부터 링형의 상기 외주 잉여 영역을 분리하는 분리홈 형성 공정과, 상기 보호 테이프에 의해 상기 디바이스 영역과 상기 링형의 외주 잉여 영역이 일체가 된 웨이퍼의 상기 디바이스 영역에 대응하는 이면만을 연삭하여, 원형 오목부를 형성하고 상기 링형의 외주 잉여 영역을 링형 보강부로서 잔존시키는 이면 연삭 공정과, 상기 보호 테이프를 통해 상기 링형 보강부에 지지된 웨이퍼의 상기 디바이스 영역을 반송하는 반송 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 가공 방법이 제공된다.
본 발명에 의하면, 웨이퍼의 두께가 두꺼운 상태에서 디바이스 영역과 외주 잉여 영역과의 경계부를 절삭 블레이드로 절삭하기 때문에, 후에 디바이스 영역에 대응하는 웨이퍼 이면을 연삭에 의해 얇게 가공하더라도 디바이스 영역에 흠이 생기지 않는다.
또한, 디바이스 영역에 대응하는 이면이 연삭되어 디바이스 영역의 두께가 예컨대 50 ㎛ 이하로 얇게 가공된 후에는, 보호 테이프에 점착된 링형 보강부에 의해 얇아진 디바이스 영역이 보호되어 반송 등의 처리가 원활하게 수행된다.
또한, 웨이퍼를 개개의 디바이스로 분할할 때는, 이미 링형 보강부가 디바이스 영역으로부터 분리되어 있기 때문에, 디바이스 영역에 흠이 생기지 않고 링형 보강부를 용이하게 제거할 수 있다.
도 1은 웨이퍼의 표면에 보호 테이프를 점착하는 양태를 나타내는 사시도이다.
도 2는 분리홈 형성 공정을 나타내는 사시도이다.
도 3은 분리홈 형성 공정을 나타내는 단면도이다.
도 4는 원형의 분리홈이 형성된 웨이퍼의 이면도이다.
도 5는 연삭 장치의 사시도이다.
도 6은 연삭 휠에 의해 실시되는 이면 연삭 공정도를 나타내는 사시도이다.
도 7은 이면 연삭 공정도의 설명도이다.
도 8은 이면 연삭 공정을 실시한 후의 웨이퍼의 단면도이다.
이하, 본 발명의 실시형태를 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도 1에 나타낸 반도체 웨이퍼(11)는 예컨대 두께가 700 ㎛인 실리콘 웨이퍼로 이루어지고, 표면(11a)에 복수의 분할 예정 라인(스트리트)(13)이 격자형으로 형성되고, 그 복수의 분할 예정 라인(13)에 의해 구획된 복수의 영역에 각각 IC, LSI 등의 디바이스(15)가 형성된다.
이와 같이 구성된 웨이퍼(11)는 디바이스(15)가 형성되는 디바이스 영역(17)과, 디바이스 영역(17)을 둘러싸는 외주 잉여 영역(19)을 구비한다. 또한, 웨이퍼(11)의 외주에는 실리콘 웨이퍼의 결정 방위를 나타내는 마크로서의 노치(21)가 형성된다.
본 발명의 웨이퍼 가공 방법에서는, 웨이퍼(11)의 표면(11a)에 형성된 디바이스(15)를 보호하기 위해, 도 1에 나타낸 바와 같이 웨이퍼(11)의 표면(11a)에 보호 테이프(23)가 점착된다. 계속해서, 디바이스 영역(17)과 외주 잉여 영역(19)과의 경계부를 절삭하여 원형 분리홈을 형성하는 분리홈 형성 공정을 실시한다.
이 분리홈 형성 공정에서는, 도 2에 나타낸 바와 같이 절삭 장치의 척 테이블(25)에서 표면에 보호 테이프(23)가 점착된 웨이퍼(11)의 보호 테이프(23)측을 흡인 유지하여, 웨이퍼(11)의 이면(11b)을 노출시킨다. 절삭 유닛(27)의 스핀들(29)의 선단에는 절삭 블레이드(31)가 장착되고, 절삭 블레이드(31)는 도시하지 않는 모터에 의해 화살표 A 방향으로 고속으로 회전된다.
그리고, 웨이퍼(11)의 디바이스 영역(17)과 외주 잉여 영역(19)과의 경계부에 대응하는 웨이퍼(11)의 이면(11b)에 고속 회전하는 절삭 블레이드(31)를 위치시키고, 척 테이블(25)을 화살표 B 방향으로 저속으로 회전시키면서 디바이스 영역(17)과 외주 잉여 영역(19)과의 경계부를 도 3에 나타낸 바와 같이 보호 테이프(23)에 이르는 깊이까지 절삭하여 원형의 분리홈(33)을 형성하고, 디바이스 영역(17)으로부터 링형의 외주 잉여 영역(19)을 분리한다. 도 3에 있어서, 도면 부호 35는 면취부를 나타낸다.
도 4는 분리홈 형성 공정을 실시한 상태의 웨이퍼(11)의 이면측 사시도를 나타낸다. 원형 분리홈(33)에 의해, 디바이스 영역(17)에 대응하는 웨이퍼(11)의 이면(17b)과 외주 잉여 영역(19)에 대응하는 웨이퍼(11)의 이면(19b)이 분리된다.
분리홈 형성 공정을 실시한 후, 디바이스 영역(17)에 대응하는 이면만을 연삭하여 원형 오목부를 형성하는 이면 연삭 공정을 실시한다. 이 이면 연삭 공정은 예컨대 도 5에 나타낸 바와 같은 연삭 장치(2)를 사용하여 연삭한다. 도면 부호 4는 연삭 장치(2)의 하우징이고, 하우징(4)의 후방에는 칼럼(6)이 세워져 설치된다. 칼럼(6)에는, 상하 방향으로 연장되는 한 쌍의 가이드 레일(8)이 고정된다.
이 한 쌍의 가이드 레일(8)을 따라 연삭 유닛(연삭 수단)(10)이 상하 방향으로 이동 가능하게 장착된다. 연삭 유닛(10)은 하우징(12)과, 하우징(12)을 유지하는 지지부(14)를 갖고, 지지부(14)는 한 쌍의 가이드 레일(8)을 따라 상하 방향으로 이동하는 이동 베이스(16)에 장착된다.
연삭 유닛(10)은 하우징(12) 내에 회전 가능하게 수용된 스핀들(18)과, 스핀들(18)의 선단에 고정된 마운터(20)와, 마운터(20)에 나사로 체결되어 고리형으로 배치된 복수의 연삭 지석을 갖는 연삭 휠(22)과, 스핀들(18)을 회전 구동하는 서보 모터(26)를 포함한다.
연삭 장치(2)는 연삭 유닛(10)을 한 쌍의 가이드 레일(8)을 따라 상하 방향으로 이동시키는 볼 나사(28)와 펄스 모터(30)로 구성되는 연삭 유닛 이동 기구(32)를 구비한다. 펄스 모터(30)를 구동하면, 볼 나사(28)가 회전하여, 이동 베이스(16)가 상하 방향으로 이동한다.
하우징(4)의 상면에는 오목부(4a)가 형성되고, 이 오목부(4a)에 척 테이블 기구(34)가 배치된다. 척 테이블 기구(34)는 척 테이블(36)을 가지고, 도시하지 않는 이동 기구에 의해 도 5에 나타낸 웨이퍼 착탈 위치 A와, 연삭 유닛(10)에 대향하는 연삭 위치 B와의 사이에서 Y축 방향으로 이동한다. 도면 부호 38, 40은 벨로우즈다. 하우징(4)의 전방측에는, 연삭 장치(2)의 오퍼레이터가 연삭 조건 등을 입력하는 조작 패널(42)이 배치된다.
이상과 같이 구성된 연삭 장치(2)에 의해, 반도체 웨이퍼(11)의 디바이스 영역(17)에 대응하는 이면에 원형 오목부를 형성하고, 외주 잉여 영역(19)에 링형 보강부를 잔존시키는 웨이퍼 가공 방법에 대해 이하에 간단히 설명한다.
도 5에 나타내는 웨이퍼 착탈 위치 A에 위치한 척 테이블(36) 상에, 도 1에 도시한 보호 테이프(23)가 점착된 웨이퍼(11)를 보호 테이프(23)를 아래로 하여 흡인 유지한다. 계속해서, 척 테이블(36)을 Y축 방향으로 이동하여 연삭 위치 B에 위치시킨다.
그리고, 도 6 및 도 7에 나타낸 바와 같이, 척 테이블(36)을 화살표(37)로 나타내는 방향으로 예컨대 300 rpm으로 회전시키면서, 연삭 지석(52)을 화살표(53)로 나타내는 방향으로 예컨대 6000 rpm으로 회전시키고, 연삭 유닛 이동 기구(32)를 구동하여 연삭 휠(22)의 연삭 지석(52)을 웨이퍼(11)의 이면에 접촉시킨다. 그리고, 연삭 휠(22)을 소정의 연삭 이송 속도로 아래쪽으로 소정량 연삭하여 이송한다.
이 결과, 반도체 웨이퍼(11)의 이면에는, 도 6 및 도 8에 나타낸 바와 같이, 디바이스 영역(17)에 대응하는 영역이 연삭 제거되어 소정 두께(예컨대 30 ㎛)의 원형의 오목부(56)가 형성되고, 외주 잉여 영역(19)에 대응하는 영역이 잔존되어 링형 보강부(링형 볼록부)(58)가 형성된다.
여기서, 척 테이블(36)에 유지된 웨이퍼(11)와 연삭 휠(22)을 구성하는 연삭 지석(52)의 관계에 대해 도 7을 참조하여 설명한다. 척 테이블(36)의 회전 중심(P1)과 연삭 지석(52)의 회전 중심(P2)은 편심되어 있고, 연삭 지석(52)의 외경은 웨이퍼(11)의 디바이스 영역(17)과 외주 잉여 영역(19)과의 경계선(60)의 직경보다 작고, 경계선(60)의 반경보다 큰 치수로 설정되어, 고리형으로 배치된 연삭 지석(52)이 척 테이블(36)의 회전 중심(P1)을 통과하게 된다.
이면 연삭 공정이 종료된 상태의 웨이퍼(11)의 단면도가 도 8에 도시되어 있다. 원형 오목부(56)와 링형 보강부(58) 사이에는 분리홈 형성 공정에서 형성된 원형 분리홈(33)이 형성된다.
얇게 가공된 디바이스 영역(17)은 보호 테이프(23)를 통해 링형 보강부(58)에 의해 지지되기 때문에, 후속 공정의 처리를 위해 웨이퍼(11)를 반송할 때는 얇게 가공된 디바이스 영역(17)이 링형 보강부(58)에 의해 보호되어 원활하게 반송할 수 있다.
웨이퍼(11)를 개개의 디바이스(15)로 분할할 때는, 이미 링형 보강부(58)가 디바이스 영역(17)으로부터 분리되기 때문에, 디바이스 영역(17)에 흠이 생기지 않고 링형 보강부(58)를 용이하게 제거할 수 있다.
그리고, 얇게 가공된 웨이퍼(11)의 디바이스 영역(17)을 다이싱 테이프를 통해 고리형 프레임으로 지지하고, 절삭 장치의 척 테이블에 의해 다이싱 테이프를 통해 디바이스 영역(17)을 흡인 유지하며, 절삭 블레이드로 디바이스 영역(17)을 다이싱하여 웨이퍼(11)를 개개의 디바이스(15)로 분할할 수 있다.
2: 연삭 장치 10: 연삭 유닛
11: 웨이퍼 15: 디바이스
17: 디바이스 영역 19: 외주 잉여 영역
22: 연삭 휠 23: 보호 테이프
31: 절삭 블레이드 33: 원형 분리홈
56: 원형 오목부 58: 링형 보강부

Claims (1)

  1. 복수의 디바이스가 분할 예정 라인에 의해 구획되어 형성된 디바이스 영역과, 그 디바이스 영역을 둘러싸는 외주 잉여 영역을 표면에 갖는 웨이퍼를 가공하는 웨이퍼 가공 방법에 있어서,
    웨이퍼의 표면에 보호 테이프를 점착하는 보호 테이프 점착 공정과,
    회전 가능한 척 테이블에 웨이퍼의 보호 테이프측을 유지하고, 웨이퍼의 이면에 절삭 블레이드를 위치시키며 그 척 테이블을 회전시켜 상기 디바이스 영역과 상기 외주 잉여 영역과의 경계부를 절삭해서 분리홈을 형성하고, 상기 디바이스 영역으로부터 링형의 상기 외주 잉여 영역을 분리하는 분리홈 형성 공정과,
    상기 보호 테이프에 의해 상기 디바이스 영역과 상기 링형의 외주 잉여 영역이 일체가 된 웨이퍼의 상기 디바이스 영역에 대응하는 이면만을 연삭하여, 원형 오목부를 형성하고 상기 링형의 외주 잉여 영역을 링형 보강부로서 잔존시키는 이면 연삭 공정과,
    상기 보호 테이프를 통해 상기 링형 보강부에 지지된 웨이퍼의 상기 디바이스 영역을 반송하는 반송 공정
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 가공 방법.
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