KR20150070941A - 디바이스 웨이퍼의 가공 방법 - Google Patents

디바이스 웨이퍼의 가공 방법 Download PDF

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KR20150070941A
KR20150070941A KR1020140167470A KR20140167470A KR20150070941A KR 20150070941 A KR20150070941 A KR 20150070941A KR 1020140167470 A KR1020140167470 A KR 1020140167470A KR 20140167470 A KR20140167470 A KR 20140167470A KR 20150070941 A KR20150070941 A KR 20150070941A
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grinding
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야스타카 미조모토
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가부시기가이샤 디스코
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Abstract

본 발명은 다이싱 장치의 소형화를 가능하게 하는 것을 목적으로 한다.
플레이트 접착 단계에서, 디바이스 웨이퍼(10)의 표면에, 접착제(31)를 통해 플레이트(20)를 접착하고, 연삭 단계에서, 플레이트(20)를 통해 디바이스 웨이퍼(10)를 유지 테이블에 유지하고, 노출된 디바이스 웨이퍼(10)의 이면(102)을 연삭 수단으로 연삭하여, 디바이스 웨이퍼(10)를 소정의 두께까지 박화(薄化)한다. 다이싱 단계에서는, 디바이스 웨이퍼(10)를 이면(102)측에서 분할 예정 라인(13)을 따라 분할하여, 복수의 칩(15)을 형성한다. 픽업 단계에서는, 플레이트(20)로부터 각 칩(15)을 픽업한다. 플레이트(20)는 디바이스 웨이퍼(10)와 거의 동일한 크기이기 때문에, 디바이스 웨이퍼(10)가 대구경화하더라도, 다이싱 장치가 대형화하는 것을 억제할 수 있다.

Description

디바이스 웨이퍼의 가공 방법{METHOD OF PROCESSING DEVICE WAFER}
본 발명은 표면에 복수의 디바이스가 형성된 디바이스 웨이퍼를 가공하는 가공 방법에 관한 것이다.
디바이스 웨이퍼의 다이싱시에는, 표면에 복수의 디바이스가 형성된 디바이스 웨이퍼의 이면에 디바이스 웨이퍼의 외경보다 큰 내경의 개구를 갖는 환형의 프레임에 접착된 다이싱 테이프를 접착함으로써, 다이싱 테이프를 통해 프레임에 디바이스 웨이퍼를 장착하고 나서 디바이스 웨이퍼를 디바이스마다의 칩으로 분할함으로써 분할되어 개편화(個片化)된 칩이 뿔뿔이 흩어지는 것을 방지하여, 분할 전의 디바이스 웨이퍼나 분할 후의 칩의 핸들링을 용이하게 하고 있다(예컨대, 특허문헌 1 참조).
[특허문헌 1] 일본 특허 공개 제2003-243483호 공보
그러나, 종래의 다이싱 장치는, 디바이스 웨이퍼보다 큰 프레임을 반송 수단으로 유지하여 반송하기 때문에, 이것이 장치가 대형화하는 요인이 되고 있다. 특히, 디바이스 웨이퍼가 대구경(예컨대 직경 450 ㎜)인 경우, 프레임은 더욱 커지기 때문에, 다이싱 장치가 대형화한다는 문제가 있다. 한편, 다이싱 장치에 대해서는, 소형화하고 싶다는 요망이 있다.
본 발명은, 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 다이싱 장치를 소형화할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 가공 방법은, 표면의 교차하는 복수의 분할 예정 라인에 의해 구획된 각 영역에 각각 디바이스가 형성된 디바이스 웨이퍼를 가공하는 디바이스 웨이퍼의 가공 방법으로서, 디바이스 웨이퍼의 표면에, 접착제를 통해 플레이트를 접착하는 플레이트 접착 단계와, 상기 플레이트를 통해 디바이스 웨이퍼를 유지 테이블에 유지하여 디바이스 웨이퍼의 이면을 노출시키고, 노출된 디바이스 웨이퍼의 이면을 연삭 수단으로 연삭하여 디바이스 웨이퍼를 소정의 두께까지 박화(薄化)하는 연삭 단계와, 상기 연삭 단계를 실시한 후, 디바이스 웨이퍼의 이면측에서 상기 분할 예정 라인을 따라 다이싱하여 복수의 칩을 형성하는 다이싱 단계와, 상기 다이싱 단계를 실시한 후, 상기 플레이트로부터 개개의 칩을 픽업하는 픽업 단계를 구비하고 있다.
상기 접착제는 외적 자극이 부여됨으로써 접착력이 저하되는 접착제이며, 상기 픽업 단계에서는, 상기 접착제에 상기 외적 자극을 부여한 후, 칩을 픽업하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 픽업 단계에서는, 상기 접착제 중 제1 칩에 대응한 영역에 대하여 상기 외적 자극을 부여하여 상기 제1 칩을 픽업한 후, 상기 접착제 중 다음으로 픽업할 제2 칩에 대응한 영역에 대하여 상기 외적 자극을 부여하여 상기 제2 칩을 픽업하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 디바이스 웨이퍼의 가공 방법에 의하면, 디바이스 웨이퍼를 다이싱 테이프가 아니라 플레이트에 접착하고, 그 상태에서 다이싱을 행한다. 통상 사용되는 환형의 프레임은 디바이스 웨이퍼보다 큰 데 비하여, 플레이트는 디바이스 웨이퍼와 거의 동일한 크기이기 때문에, 디바이스 웨이퍼가 대구경화하더라도, 다이싱 장치가 대형화하는 것을 억제할 수 있다. 또한, 플레이트는, 이면 연삭시에 디바이스를 보호하는 보호 부재가 되기 때문에, 연삭 단계에서 표면 보호 부재를 디바이스 웨이퍼에 별도로 접착할 필요가 없고, 이에 의해, 생산성을 향상시키고, 가공 비용을 삭감할 수 있다.
접착제로서 외적 자극이 부여됨으로써 접착력이 저하되는 접착제를 사용하고, 픽업 단계에 있어서 접착제에 외적 자극을 부여한 후에 칩을 픽업함으로써, 픽업이 용이해진다.
픽업 단계에서는, 접착제 중 제1 칩에 대응한 영역에 대하여 외적 자극을 부여하여 제1 칩을 픽업한 후, 접착제 중 다음으로 픽업할 제2 칩에 대응한 영역에 대하여 외적 자극을 부여하여 상기 제2 칩을 픽업함으로써, 픽업하고자 하는 칩에만 외적 자극을 부여함으로써, 픽업 전의 칩이 박리되어 뿔뿔이 흩어지는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 디바이스 웨이퍼를 도시한 사시도이다.
도 2는 플레이트에 접착제를 도포하는 모습을 도시한 사시도이다.
도 3은 플레이트를 접착한 디바이스 웨이퍼를 도시한 사시도이다.
도 4는 연삭 단계를 도시한 사시도이다.
도 5는 다이싱 단계를 도시한 사시도이다.
도 6은 다이싱 단계를 도시한 측면에서 본 단면도이다.
도 7은 다른 다이싱 단계를 도시한 측면에서 본 단면도이다.
도 8은 픽업 단계에 있어서 접착제의 접착력을 저하시키는 모습을 도시한 측면에서 본 단면도이다.
도 9는 픽업 단계에 있어서 칩을 픽업하는 모습을 도시한 측면에서 본 단면도이다.
도 1에 도시한 디바이스 웨이퍼(10)는 원판 형상으로 형성되어 있고, 표면(101)에는 복수의 디바이스(12)가 형성되어 있다. 각 디바이스(12)는, 표면(101)의 교차하는 복수의 분할 예정 라인(13)에 의해 구획된 각 영역 내에 형성되어 있다. 분할 예정 라인(13)을 따라 디바이스 웨이퍼(10)를 절단함으로써, 디바이스 웨이퍼(10)는, 디바이스(12)마다 분할되어, 복수의 칩이 형성된다.
(1) 플레이트 접착 단계
도 2에 도시한 바와 같이, 원판 형상의 플레이트(20)의 표면(201)에 접착제 도포 수단(30)으로 접착제(31)를 적하하고, 예컨대 스핀 코트에 의해 도포한다. 플레이트(20)는, 예컨대 유리 등, 용이하게 변형하지 않고, 자외선을 투과시키는 재료로 형성되어 있다. 접착제(31)로서는, 자외선을 조사함으로써 접착력이 저하되어, 용이하게 박리할 수 있는 것을 사용한다. 예컨대, 자외선의 조사에 의해 팽창 또는 발포하는 마이크로 캡슐이나 발포제 등이 혼입된 접착제(31)를 사용한다. 접착제 도포 수단(30)은, 액상 또는 겔상의 접착제(31)를 플레이트(20)에 적하하는 구성이어도 좋고, 시트형으로 형성된 접착제(31)를 플레이트(20)의 표면(201)에 접착하는 구성이어도 좋다.
다음으로, 도 3에 도시한 바와 같이, 디바이스 웨이퍼(10)의 상하를 반전하여, 표면(101)을 플레이트(20)의 표면(201)에 대향시켜 접합시키고, 디바이스 웨이퍼(10)의 이면(102)을 노출시킨다. 이에 의해, 디바이스 웨이퍼(10)의 표면(201)에 접착제(31)를 통해 플레이트(20)가 접착된다.
(2) 연삭 단계
다음으로, 도 4에 도시한 바와 같이, 디바이스 웨이퍼(10)를 유지하는 유지 테이블(41)과, 유지 테이블(41)에 유지된 디바이스 웨이퍼(10)를 연삭하는 연삭 수단(42)을 구비하는 연삭 장치(40)를 사용해서, 디바이스 웨이퍼(10)의 이면(102)을 연삭하여, 소정의 두께까지 박화한다.
디바이스 웨이퍼(10)는, 플레이트(20)측을 아래로 해서, 이면(102)을 노출시켜 유지 테이블(41)의 유지면(411)에 배치되고, 플레이트(20)를 통해 디바이스 웨이퍼(10)가 유지 테이블(41)에 유지된다. 한편, 연삭 수단(42)은, 축부(421)와, 축부(421)의 하단에 장착된 마운트(422)와, 마운트(422)에 장착되며 원환형으로 고착된 복수의 연삭 숫돌(43)을 갖는 연삭휠(423)을 구비하고 있다.
회전축(419)을 중심으로 하여 유지 테이블(41)을 회전시키고, 회전축(429)을 중심으로 하여 연삭 수단(42)에 장착된 연삭 숫돌(43)을 회전시키면서, 연삭 숫돌(43)을 디바이스 웨이퍼(10)의 이면(102)에 접촉시켜, 디바이스 웨이퍼(10)의 이면(102)을 연삭함으로써, 디바이스 웨이퍼(10)가 박화된다. 그리고, 연삭 장치(40)는, 디바이스 웨이퍼(10)가 소정의 두께로 형성되면, 연삭을 종료한다.
(3) 다이싱 단계
연삭 단계를 실시한 후, 도 5에 도시한 절삭 장치(50)를 사용해서, 디바이스 웨이퍼(10)를 다이싱하여 개개의 칩으로 분할한다. 절삭 장치(50)는, Y축 방향의 회전축(519)을 중심으로 하여 회전 가능한 절삭 블레이드(52)를 갖는 절삭 수단(51)을 갖고 있다.
예컨대 적외선 카메라로 디바이스 웨이퍼(10)를 이면(102)측으로부터 촬영하여 표면(101)에 형성된 분할 예정 라인(13)을 검출하고, 검출한 분할 예정 라인(13)과 절삭 블레이드(52)와의 Y축 방향의 위치맞춤을 행한 후, 디바이스 웨이퍼(10)를 X축 방향으로 이동시키고, 절삭 블레이드(52)를 회전시키면서 절삭 수단(51)을 하강시켜, 디바이스 웨이퍼(10)의 이면(102)측으로부터 디바이스 웨이퍼(10)를 절삭하여, 홈(55)을 형성한다.
도 6에 도시한 바와 같이, 홈(55)은, 디바이스 웨이퍼(10)의 분할 예정 라인(13)을 따라, 디바이스 웨이퍼(10)를 완전히 절단하는 깊이까지 형성된다. 모든 분할 예정 라인에 대해서 종횡으로 동일한 절삭을 행하면, 디바이스 웨이퍼(10)는, 복수의 칩(15)으로 분할된다. 각 칩(15)은 하나의 디바이스(12)를 구비하고 있다.
플레이트(20)가 유리제인 경우에는, 플레이트(20)를 통해 디바이스 웨이퍼(10)를 표면(101)측으로부터 촬영하여 표면(101)의 패턴을 검출함으로써, 분할 예정 라인(13)에 절삭 블레이드(52)를 위치시키는 구성이어도 좋다. 다이싱시에 통상 사용되는 환형의 프레임은 디바이스 웨이퍼(10)보다 큰 데 비하여, 플레이트(20)는 디바이스 웨이퍼(10)와 거의 동일한 크기이기 때문에, 디바이스 웨이퍼(10)가 대구경화하더라도, 다이싱 장치가 대형화하는 것을 억제할 수 있다. 또한, 플레이트(20)는, 연삭 단계에 있어서 디바이스(12)를 보호하는 보호 부재가 되기 때문에, 연삭 단계에서 다른 표면 보호 부재를 디바이스 웨이퍼(10)에 별도로 접착할 필요가 없고, 이에 의해, 생산성을 향상시키고, 가공 비용을 삭감할 수 있다.
또한, 절삭 장치(50)가 아니라, 도 7에 도시한 레이저 조사 장치(60)를 사용해서, 디바이스 웨이퍼(10)를 분할해도 좋다. 예컨대, 레이저 조사 장치(60)가, 이면(102)측으로부터 분할 예정 라인(13)을 따라 디바이스 웨이퍼(10)에 대하여 레이저 광선(63)을 조사함으로써 어블레이션(ablation) 가공하여 디바이스 웨이퍼(10)를 풀컷트한다. 레이저 광선(63)은, 필요에 따라 복수 패스 조사하는 구성이어도 좋다.
(4) 픽업 단계
다이싱 단계를 실시한 후, 도 8에 도시한 바와 같이, 자외선을 방사하는 발광 다이오드 등의 광원(72)을 마스크(71) 속에 구비한 자외선 조사 장치 등의 외적 자극 부여 장치(70)를 사용해서, 접착제(31)에 외적 자극을 부여하여, 접착제(31)의 접착력을 저하시킨다.
외적 자극 부여 장치(70)는, 접착제(31) 중 하나의 칩[예컨대 제1 칩(15a)]에 대응한 영역에 대하여 자외선을 조사한다. 마스크(71)는, 다른 칩[예컨대 제2 칩(15b), 제3 칩(15c)]에 대응한 영역에 외적 자극이 부여되지 않도록, 광원(72)이 방사한 자외선을 차단한다. 외적 자극 부여 장치(70)는, 광원(72)이 방사한 자외선을 하나의 칩에 대응한 영역에 집광시키는 렌즈를 구비하는 구성이어도 좋다.
제1 칩(15a)에 대응한 접착제(31)의 영역에 대하여 자외선을 조사한 후, 도 9에 도시한 바와 같이, 콜릿(81)을 구비하는 픽업 장치(80)를 사용해서, 대응하는 영역에 있어서의 접착제(31)의 접착력이 저하된 칩(15a)을 플레이트(20)로부터 픽업한다. 그 후, 외적 자극 부여 장치(70)와 디바이스 웨이퍼(10)를 상대적으로 이동시켜, 접착제(31) 중 다음으로 픽업할 제2 칩(15b)에 대응하는 영역에 외적 자극 부여 장치(70)가 외적 자극을 부여한다. 그리고, 픽업 장치(80)로 제2 칩(15b)을 픽업했다면, 외적 자극 부여 장치(70)는, 다음의 제3 칩(15c)에 대응하는 영역에 외적 자극을 부여한다.
이와 같이, 칩을 하나씩 순서대로 픽업해 간다. 하나의 칩에 대응하는 영역에만 외적 자극을 부여하여, 대응하는 영역에 외적 자극이 부여된 칩을 픽업하고, 이것을 반복한다. 이에 의해, 픽업이 용이해지고, 칩을 픽업할 때, 픽업되는 칩에 접착된 접착제(31)는, 접착력이 저하되어 있기 때문에, 용이하게 픽업할 수 있으며, 그 이외의 칩에 접착된 접착제(31)는, 접착력이 저하되어 있지 않기 때문에, 아직 픽업될 순서에 이르지 않은 칩이 부주의하게 박리되어 뿔뿔이 흩어지는 것을 방지할 수 있다.
한편, 플레이트 접착 단계에서는, 플레이트(20)에 접착제(31)를 도포하여 디바이스 웨이퍼(10)를 접착하는 것으로 하였는데, 접착제는 시트형이어도 좋고, 예컨대 양면 테이프의 형태를 취해도 좋다. 이 경우에는, 양면 테이프의 한쪽의 면의 접착제층이 플레이트(20)에 접착되고, 다른쪽의 면의 접착제층이 외적 자극에 의해 접착력이 저하되는 접착제면이 되어 디바이스 웨이퍼(10)에 접착된다. 또한, 접착제는, 외적 자극의 부여에 의해 접착력이 저하되는 구성이면, 예컨대 가열에 의해 점착력이 저하되는 구성이어도 좋고, 외적 자극의 종류는 불문한다. 외적 자극이 자외선의 조사가 아닌 경우, 플레이트(20)는, 자외선을 투과시키는 재료로 형성할 필요가 없기 때문에, 예컨대 실리콘으로 형성된 것이어도 좋다.
연삭 단계 후, 디바이스 웨이퍼(10)의 이면(102)에 다이본드용 필름(DAF)을 접착하고, 다이싱 단계에서는, 디바이스 웨이퍼(10)를 DAF와 함께 분할하는 구성이어도 좋다.
다이싱 단계에서 형성하는 홈(55)은, 디바이스 웨이퍼(10)를 완전히 절단하여 복수의 칩(15)으로 분할할 수 있는 깊이까지 형성하면 되고, 플레이트(20)까지 베는 구성이어도 좋으며, 접착제(31)까지밖에 베지 않는 구성이어도 좋다. 홈(55)이 플레이트(20)까지 베지 않는 구성이면, 플레이트(20)를 재이용할 수 있어, 비용을 삭감할 수 있기 때문에, 바람직하다. 접착제(31)를 도포하는 두께를 두껍게 해 두면, 디바이스 웨이퍼(10)를 완전히 절단하면서, 플레이트(20)까지 베지 않도록 하는 것이 용이해진다.
다이싱 단계에서 디바이스 웨이퍼(10)를 분할하는 방법은, 절삭 블레이드(52)로 절삭하는 방법이나 레이저 광선(63)을 조사하는 방법에 한하지 않고, 예컨대 플라즈마 에칭에 의한 방법 등, 다른 방법이어도 좋다.
10: 디바이스 웨이퍼 101: 표면
102: 이면 12: 디바이스
13: 분할 예정 라인 15, 15a∼15c: 칩
20: 플레이트 201: 표면
30: 접착제 도포 수단 31: 접착제
40: 연삭 장치 41: 유지 테이블
411: 유지면 419, 429: 회전축
42: 연삭 수단 421: 축부
422: 마운트 423: 연삭휠
43: 연삭 숫돌 50: 절삭 장치
51: 절삭 수단 519: 회전축
52: 절삭 블레이드 55: 홈
60: 레이저 조사 장치 63: 레이저 광선
70: 외적 자극 부여 장치 71: 마스크
72: 광원 73: 자외선
80: 픽업 장치 81: 콜릿

Claims (3)

  1. 표면의 교차하는 복수의 분할 예정 라인에 의해 구획된 각 영역에 각각 디바이스가 형성된 디바이스 웨이퍼를 가공하는 디바이스 웨이퍼의 가공 방법으로서,
    디바이스 웨이퍼의 표면에, 접착제를 통해 플레이트를 접착하는 플레이트 접착 단계와,
    상기 플레이트를 통해 디바이스 웨이퍼를 유지 테이블에 유지하여 디바이스 웨이퍼의 이면을 노출시키고, 노출된 디바이스 웨이퍼의 이면을 연삭 수단으로 연삭하여 디바이스 웨이퍼를 미리 정해진 두께까지 박화(薄化)하는 연삭 단계와,
    상기 연삭 단계를 실시한 후, 디바이스 웨이퍼의 이면측에서 상기 분할 예정 라인을 따라 다이싱하여 복수의 칩을 형성하는 다이싱 단계와,
    상기 다이싱 단계를 실시한 후, 상기 플레이트로부터 개개의 칩을 픽업하는 픽업 단계
    를 포함하는 디바이스 웨이퍼의 가공 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 접착제는 외적 자극이 부여됨으로써 접착력이 저하되는 접착제이며,
    상기 픽업 단계에서는, 상기 접착제에 상기 외적 자극을 부여한 후, 칩을 픽업하는 것인 디바이스 웨이퍼의 가공 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 픽업 단계에서는, 상기 접착제 중 제1 칩에 대응한 영역에 대하여 상기 외적 자극을 부여하여 상기 제1 칩을 픽업한 후, 상기 접착제 중 다음으로 픽업할 제2 칩에 대응한 영역에 대하여 상기 외적 자극을 부여하여 상기 제2 칩을 픽업하는 것인 디바이스 웨이퍼의 가공 방법.
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