KR20180032184A

KR20180032184A - 웨이퍼의 가공 방법

Info

Publication number: KR20180032184A
Application number: KR1020170120251A
Authority: KR
Inventors: 마사미츠 아가리; 기미타케 만토쿠
Original assignee: 가부시기가이샤 디스코
Priority date: 2016-09-21
Filing date: 2017-09-19
Publication date: 2018-03-29
Also published as: TWI739882B; CN107863315A; TW201820435A; JP2018049905A; KR102294249B1; JP6746211B2; CN107863315B

Abstract

(과제) 결손이나 불필요한 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 고강성 기재를 갖는 표면 보호 부재를 첩착하는 표면 보호 부재 첩착 스텝과, 그 표면 보호 부재 첩착 스텝을 실시한 후, 웨이퍼에 대해 투과성을 갖는 파장의 레이저 빔을 그 스트리트를 따라 웨이퍼의 이면측으로부터 조사하여 웨이퍼의 내부에 개질층을 형성하는 개질층 형성 스텝과, 그 개질층 형성 스텝을 실시한 후, 웨이퍼를 그 이면측으로부터 연삭하여 박화하는 연삭 스텝을 구비하고, 그 개질층 형성 스텝 또는 연삭 스텝에서는, 그 개질층으로부터 그 웨이퍼의 표면에 이르는 크랙을 형성하고, 그 연삭 스텝에 있어서는, 그 크랙을 경계로 하여 웨이퍼가 분할되어 개개의 칩이 형성된다.

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 격자상의 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 나타나 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 형성되는데, 그 간극은 매우 좁다. 그리고, 그 간극이 형성된 후에도 연삭은 계속되기 때문에, 연삭시에 가해지는 힘에 의해, 형성된 각 칩이 이동한다.

격자상의 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 약하기 때문에, 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 테이프는, 연삭에 의한 각 칩의 이동을 완전하게 방지할 수 있을 정도로 강성이 높지 않기 때문에, 표면 보호 테이프는 칩의 모서리부끼리의 접촉을 방지할 수 없다.

표면 보호 테이프는, 웨이퍼의 표면을 보호하고, 그 표면에 형성된 디바이스에 손상을 발생시키지 않는 목적을 위해서 사용되는 것이고, 그 기능을 발휘할 정도의 강성을 갖고 있으면, 그 이상의 강성은 불필요하였다. 그 때문에, 표면 보호 테이프를 단순히 웨이퍼에 첩착한 것으로는, 칩의 이동을 충분히 억제할 수 없어, 이와 같은 문제를 일으켜 버린다.

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

본 발명의 일 양태에 의하면, 교차하는 복수의 스트리트에 의해 구획된 각 영역에 각각 디바이스가 형성된 표면을 갖는 웨이퍼의 가공 방법으로서, 웨이퍼의 그 표면에 고강성 기재를 갖는 표면 보호 부재를 첩착하는 표면 보호 부재 첩착 스텝과, 그 표면 보호 부재 첩착 스텝을 실시한 후, 웨이퍼에 대해 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 개질층 형성 스텝 또는 연삭 스텝에서는, 그 개질층으로부터 그 웨이퍼의 표면에 이르는 크랙을 형성하고, 그 연삭 스텝에 있어서는, 그 크랙을 경계로 하여 웨이퍼가 분할되어 개개의 칩이 형성되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 가공 방법이 제공된다.

또한, 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. 또, 본 발명의 일 양태에 있어서, 고강성 기재는 경질 플레이트여도 된다.

본 발명의 일 양태에 관련된 웨이퍼의 가공 방법에 의하면, 고강성 기재를 갖는 표면 보호 부재가 웨이퍼의 표면에 첩착된다. 그 표면 보호 부재는, 고강성 기재와, 풀층에 의해 구성되어 있다. 그러면, 웨이퍼가 개개의 칩으로 분할된 후, 그 표면 보호 부재는 고강성 기재에 의해 연삭으로 발생하는 힘에 저항하여 각 칩을 지지하기 때문에, 각 칩의 모서리부끼리의 접촉이 억제된다. 그 결과, 칩에 대한 결손이나 크랙 등의 손상의 발생이 억제된다.

또한, 개질층 형성 스텝에 있어서 그 개질층으로부터 웨이퍼 표면에 이르는 크랙이 형성되는 경우, 고강성 기재를 갖는 표면 보호 부재에 의해 웨이퍼가 지지되어 있으면 크랙이 사행하지 않고 경계가 되는 그 크랙이 형성된다.

예를 들어, 고강성 기재를 사용하지 않는 유연한 테이프를 표면 보호 부재에 사용하면, 개질층 형성 스텝에서 개질층이 형성될 때에, 레이저 빔의 조사에 의해 발생한 충격이나 열에 의해 그 테이프가 움직여, 개질층이 형성되기 전에 크랙이 발생해 버린다. 그러면, 형성되는 크랙이 사행되어 버린다. 사행된 크랙이 형성되어 그 크랙이 칩 사이의 경계가 되면, 연삭 스텝에 있어서, 칩에 결손 등의 손상이 발생하는 한 요인이 된다.

고강성 기재를 갖는 표면 보호 부재에 의해 웨이퍼가 지지되어 있으면, 웨이퍼에 레이저 빔이 조사되어도 그 표면 보호 부재는 잘 움직이지 않아, 크랙은 개질층의 형성보다 전에 형성되지 않기 때문에, 개질층에 의해 사행되지 않도록 제어되어 크랙이 형성된다. 그 때문에, 연삭 스텝에 있어서 각 칩의 모서리부끼리의 접촉이 억제되어, 결손 등의 손상의 발생이 억제된다.

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

도 1(A) 는, 웨이퍼의 일례를 나타내는 사시도이고, 도 1(B) 는, 표면 보호 부재 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 대해 설명한다. 본 실시형태에 관련된 가공 방법의 피가공물인 웨이퍼에 대해 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 반도체등의 재료, 또는, 사파이어, 유리, 석영 등의 재료로 이루어지는 기판이다.

웨이퍼 (1) 의 표면 (1a) 은 격자상으로 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 대해 설명한다. 그 가공 방법에서는, 웨이퍼 (1) 의 표면 (1a) 에 고강성 기재를 갖는 표면 보호 부재를 첩착하는 표면 보호 부재 첩착 스텝을 실시한다. 그 표면 보호 부재 첩착 스텝의 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.

또한, 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 대해 상세하게 설명한다.

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

먼저, 표면 보호 부재 첩착 스텝에 사용되는 척 테이블 (2) 에 대해 설명한다. 척 테이블 (2) 은, 오목부를 갖는 프레임체 (2a) 와, 그 프레임체 (2a) 의 그 오목부를 매립하는 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) 위에 얹어 놓은 웨이퍼 (1) 에, 그 흡인원 (6) 에 의해 발생한 부압 (負壓) 을 유지부 (4) 내의 구멍을 통해 작용시킴으로써, 웨이퍼 (1) 는 척 테이블 (2) 에 흡인 유지된다.

척 테이블 (2) 은, 또한 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, 소용돌이상으로 감긴 전열선이고, 그 전열선에 흐르는 전류는 그 발열체 (12) 가 소정의 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 상방으로 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 부재 첩착 스텝에서는, 먼저, 척 테이블 (2) 의 유지부 (4) 상에 표면 (1a) 이 상방을 향한 상태에서 웨이퍼 (1) 가 재치 (載置) 된다. 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 흘려 발열체 (12) 에 발열시킨다. 척 테이블 (2) 에 흡인 유지된 웨이퍼 (1) 에 발열체 (12) 가 발생시킨 열이 전달되어, 웨이퍼 (1) 가 가열된다. 웨이퍼 (1) 의 온도가 소정의 온도가 된 상태에서, 웨이퍼 (1) 의 표면 (1a) 에 표면 보호 부재 (7) 를 첩착한다. 본 실시형태에서는, 그 첩착을 보다 확실하게 하기 위해, 웨이퍼 (1) 의 표면 (1a) 에 첩착된 표면 보호 부재 (7) 위에 롤러 (18) 를 얹고, 주름이 발생하지 않도록 그 롤러 (18) 로 표면 보호 부재 (7) 를 인장하면서 첩착을 실시한다.

표면 보호 부재 (7) 는, 가요성을 갖는 필름상의 고강성 기재 (7a) 와, 그 고강성 기재 (7a) 의 일방의 면에 형성된 풀층 (접착제층) (7b) 을 갖는다. 여기서, 그 고강성 기재 (7a) 란, 예를 들어, PO (폴리올레핀) 보다 강성이 높은 재료가 사용된 기판이다. 고강성 기재 (7a) 를 사용하면, 웨이퍼 (1) 나 칩을 강력하게 지지하여, 칩의 이동을 억제하여, 손상의 발생을 억제할 수 있다. 고강성 기재 (7a) 에는, 예를 들어, PET (폴리에틸렌테레프탈레이트), 폴리염화비닐, 폴리스티렌 등이 사용된다.

고강성 기재 (7a) 는, 상이한 재료로 이루어지는 2 이상의 층이 적층되어 형성되어도 된다. 그 고강성 기재 (7a) 는, 더욱 강성이 높은 유리 등의 재료를 사용한 경질 플레이트여도 되고, 그 경우, 고강성 기재 (7a) 는 가요성을 갖지 않아도 된다. 그 고강성 기재 (7a) 에 경질 플레이트를 사용하면, 웨이퍼 (1) 나 칩을 보다 강력하게 지지할 수 있다. 또, 풀층 (접착제층) (7b) 에는, 예를 들어, 실리콘 고무, 아크릴계 재료, 에폭시계 재료 등이 사용된다.

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

그 풀층 (7b) 이 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 부재 (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 부재 (7) 는 웨이퍼 (1) 의 표면 (1a) 에 첩착된 후에 램프나 온풍에 의해 가열되어도 된다. 온도는 높을수록 표면 보호 부재 (7) 의 풀층 (7b) 은 연화되기 쉽고, 예를 들어, 40 ℃ 이상, 바람직하게는 50 ℃ 이상의 온도로 가열된다.

단, 표면 보호 부재 (7) 의 온도가 지나치게 높아지면, 표면 보호 부재 (7) 가 갖는 기재나 풀층 (7b) 이 용융되어 버려, 표면 보호 부재 (7) 는 이미 그 기능을 발휘하지 않게 되기 때문에, 가열 온도는 고강성 기재 (7a) 나 풀층 (7b) 이 용융되는 온도보다 낮아야 한다. 또한, 기재나 풀층이 용융되는 온도는, 그 재질에 따라 상이한데, 예를 들어, 기재에 PET (폴리에틸렌테레프탈레이트) 를 사용하는 경우에는 약 90 ℃ 까지는 용융되지 않는다.

또한, 표면 보호 부재 첩착 스텝에서는, 표면 보호 부재를 가열하지 않아도 된다. 본 실시형태에 관련된 웨이퍼의 가공 방법에 있어서는, 고강성 기재 (7a) 를 갖는 표면 보호 부재에 의해 충분히 칩을 유지할 수 있다.

다음으로, 본 실시형태에 관련된 개질층 형성 스텝에 대하여, 도 2(A) 를 사용하여 설명한다. 개질층 형성 스텝은, 표면 보호 부재 첩착 스텝이 실시되기 전 또는 후에 실시된다. 특히, 표면 보호 부재 첩착 스텝보다 후에 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 소정의 깊이에 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) 위에 얹어 놓은 웨이퍼 (1) 에 대해 그 흡인원에 의해 발생한 부압을 유지부 (4) 내의 구멍을 통해 작용시킴으로써, 웨이퍼 (1) 는 척 테이블 (22) 에 흡인 유지된다.

가공 헤드 (24) 는, 웨이퍼에 대해 투과성을 갖는 레이저 빔을 발진시켜 웨이퍼 (1) 내부의 소정의 깊이에 집광하는 기능을 갖고, 그 소정의 깊이에 개질층 (9) 을 형성한다. 또한, 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 화살표의 방향) 으로 이동시킬 수 있다. 웨이퍼 (1) 의 가공시 등에는, 척 테이블 (22) 을 가공 이송 방향으로 보내어 웨이퍼 (1) 를 가공 이송시킨다. 또, 척 테이블 (22) 은 유지면 (22a) 에 대략 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 산출 이송 수단 (산출 이송 기구, 도시 생략) 에 의해, 척 테이블 (22) 을 레이저 가공 장치 (20) 의 산출 이송 방향 (도시 생략) 으로 이동시킬 수 있다.

개질층 형성 스텝에서는, 먼저, 웨이퍼 (1) 의 표면 (1a) 을 하측을 향하게 하고, 레이저 가공 장치 (20) 의 척 테이블 (22) 상에 웨이퍼 (1) 를 얹어 놓는다. 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 소정의 깊이에 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 산출 이송하고, 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, 동일하게 레이저 빔을 조사함으로써, 모든 스트리트 (3) 를 따라 개질층 (9) 을 형성한다.

또한, 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, 칩 사이의 경계가 되는 크랙을 형성하기 위한 스텝을 별도로 실시할 필요가 없어 공정을 간략화할 수 있다.

여기서, 예를 들어, 고강성 기재 (7a) 를 사용하지 않는 유연한 테이프를 표면 보호 부재 (7) 에 사용하면, 개질층 형성 스텝에서 개질층 (9) 이 형성될 때에, 레이저 빔의 조사에 의해 발생한 충격이나 열에 의해 그 테이프가 움직여, 개질층 (9) 이 형성되기 전에 크랙이 발생해 버린다. 그러면, 형성되는 크랙이 사행되어 버린다. 사행된 크랙이 형성되고 그 크랙이 칩 사이의 경계가 되면, 연삭 스텝에 있어서, 칩에 결손 등의 손상이 발생하는 한 요인이 된다.

고강성 기재 (7a) 를 갖는 표면 보호 부재 (7) 에 의해 웨이퍼 (1) 가 지지되어 있으면, 웨이퍼 (1) 에 레이저 빔이 조사되어도 그 표면 보호 부재 (7) 는 잘 움직이지 않고, 크랙은 개질층 (9) 의 형성보다 전에 형성되지 않기 때문에, 개질층 (9) 에 의해 사행되지 않도록 제어되어 크랙이 형성된다. 그 때문에, 후술하는 연삭 스텝에 있어서 각 칩의 모서리부끼리의 접촉이 억제되어, 결손 등의 손상의 발생이 억제된다.

다음으로, 도 2(B) 를 사용하여 연삭 스텝에 대해 설명한다. 그 연삭 스텝은, 개질층 형성 스텝 후에 실시된다. 그 연삭 스텝에서는, 웨이퍼 (1) 의 이면 (1b) 측이 연삭되어 웨이퍼 (1) 가 소정의 두께로 박화된다. 개질층 형성 스텝에서 분할시의 경계가 되는 크랙을 형성하고 있지 않는 경우에는, 그 연삭 스텝에 있어서 그 크랙을 형성한다. 그 경우, 연삭으로 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 원반상의 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.

또, 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. 또한, 척 테이블 (34) 은, 유지면 (34a) 에 대략 수직인 축의 둘레로 회전 가능하다.

먼저, 웨이퍼 (1) 의 표면 (1a) 을 하측을 향하게 하고, 척 테이블 (34) 의 유지면 (34a) 상에 웨이퍼 (1) 를 얹어 놓는다. 그리고, 그 다공질 부재를 통해 그 흡인원에 의한 부압을 작용시켜, 웨이퍼 (1) 를 척 테이블 (34) 상에 흡인 유지시킨다. 또한, 연삭 장치 (26) 는, 승강 기구 (도시 생략) 를 갖고 있고, 연삭 휠 (30) 은 그 승강 기구에 의해 가공 이송 (하강) 된다.

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 소정의 두께가 되도록 연삭 휠 (30) 을 다시 가공 이송한다.

상기 서술한 개질층 형성 스텝에 있어서, 크랙을 형성하고 있지 않는 경우, 또는, 그 크랙의 형성이 불충분한 경우, 그 연삭 스텝에서 그 크랙을 형성한다. 즉, 웨이퍼 (1) 의 내부에 그 연삭으로 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. 그 때문에, 디바이스 칩을 분할하기 위해서만 다른 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 방법에 있어서는, 칩의 표면측은 고강성 기재 (7a) 를 갖는 표면 보호 부재 (7) 에 첩착되어 있고, 그 고강성 기재 (7a) 가 그 힘에 저항하여 강력하게 칩을 지지한다. 그 때문에, 개개의 칩은 잘 움직이지 않아, 각 칩의 모서리부끼리의 접촉도 억제된다. 따라서, 결손이나 불필요한 크랙 등의 손상의 발생이 억제된다.

이상의 각 스텝에 의해, 본 실시형태에 관련된 가공 방법에서는 칩이 형성된다.

다음으로, 본 실시형태에 관련된 가공 방법의 작용 효과를 검증한 시험에 대해 설명한다. 본 시험에서는, 상이한 표면 보호 부재 (7) 를 각각 사용하는 복수의 가공 조건에서 칩을 제조하고, 칩에 발생한 손상의 수를 각 조건에서 카운트 하였다. 또한, 각 조건에서는, 동일 웨이퍼를 사용하여, 동일한 스텝을 실시하였다. 본 시험에 의해, 표면 보호 부재 (7) 와 손상의 수의 관계에 관한 지견이 얻어졌다.

그 시험에서는, 3 장의 직경 12 인치의 실리콘 웨이퍼를 샘플로서 사용하고, 각각, 그 표면 보호 부재에는, 두께 50 ㎛ 의 기재 위에, 두께 20 ㎛ 의 풀층이 형성된 이하에 나타내는 표면 보호 부재를 사용하였다.

즉, 샘플 A 에서는, PET 를 사용한 기재를 갖는 표면 보호 부재를 사용하였다. 샘플 B 에서는, PET 재료와 PO 재료를 적층한 기재를 갖는 표면 보호 부재를 사용하였다. 샘플 C 에서는, 유리를 사용한 경질 플레이트를 기재로 하는 표면 보호 부재를 사용하였다. 샘플 D 에서는, PET 보다 강성이 낮은 PO 만을 사용한 기재를 갖는 표면 보호 부재를 사용하였다. 그 시험에서는, 각 조건에서 각각 상이한 표면 보호 부재를 사용하여 표면 보호 부재 첩착 스텝을 실시하였다.

다음으로, 각 샘플에 대해 동일한 개질층 형성 스텝을 실시하고, 각 샘플에 스트리트를 따라 분할의 기점이 되는 개질층을 형성함과 함께 그 개질층으로부터 웨이퍼의 표면에 이르는 크랙을 형성하였다. 다음으로, 각 샘플에 대해 동일한 연삭 스텝을 실시하고, 각 샘플을 이면으로부터 연삭하여 박화하고 개개의 칩으로 분할하였다.

그리고, 연삭 스텝을 실시한 후, 칩에 발생한 크랙이나 코너 결손 등의 손상을 카운트하였다. 그 카운트에서는, 배율 200 배의 대물 렌즈를 장착한 적외선 카메라를 사용하여 샘플을 관찰하고, 5 ㎛ 이상의 크기의 손상의 수를 카운트하였다. 카운트된 손상의 수는, 샘플 A (PET 기재) 에서는 32 개, 샘플 B (PET 와 PO 의 적층 기재) 에서는 53 개, 샘플 C (경질 플레이트 기재) 에서는 15 개, 샘플 D (PO 기재) 에서는 118 개였다.

각 샘플의 결과를 비교하면, 표면 보호 부재의 기재의 재질에 따라 발생하는 손상의 수에 차이가 있는 것을 알 수 있다. PET 재료는 PO 재료보다 강성이 높고, 샘플 A (PET 기재) 의 결과와 샘플 D (PO 기재) 의 결과를 비교하면, 기재의 강성이 높을수록 손상의 수가 적은 것을 알 수 있다.

또, 샘플 B (PET 와 PO 의 적층 기재) 에서 관측된 손상의 수는, 샘플 A (PET 기재) 에서 관측된 손상의 수와 샘플 D (PO 기재) 에서 관측된 손상의 수의 사이의 수가 되었다. 이것은, PET 와 PO 를 적층하여 형성한 기재의 강성이, PET 기재보다 낮고, PO 기재보다 높기 때문인 것으로 생각된다. 즉, PO 기재보다 높은 강성을 갖는 기재를 사용하면, 칩에 발생하는 손상을 저감시킬 수 있는 것이 시사되었다. 강성이 높은 경질 플레이트를 사용한 샘플 C 에서는, 손상을 더욱 저감시킬 수 있었다.

PET 재료를 사용한 고강성 기재는 연삭에 의해 발생한 힘에 저항하여 칩의 이동을 억제할 수 있어, 칩의 모서리부끼리의 접촉을 억제한다. 또, 개질층 형성 스텝에 있어서, 웨이퍼의 분할시의 경계가 되는 크랙이 개질층으로부터 사행되지 않고 형성된다. 그 결과, 칩에 대한 결손이나 불필요한 크랙의 발생이 억제된다. 이상의 결과로부터, 본 실시형태에 관련된 가공 방법에 의해, 칩에 대한 손상의 발생을 억제할 수 있는 것이 확인되었다.

또한, 본 발명은, 상기 실시형태의 기재에 한정되지 않고, 여러 가지 변경하여 실시 가능하다. 예를 들어, 상기 실시형태에서는, 일직선상으로 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 대하여, 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 그 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 일직선상이 아니라, 서로 제 2 방향 (1d) 으로 어긋나 있다.

제 1 개질층 (9a) 이 일직선상으로 형성되는 경우, 연삭에 의해 형성된 칩이 이동하면, 칩의 모서리부는 그 모서리부측에 인접하는 칩의 모서리부와 접촉하게 된다. 칩의 모서리부는 충격에 약하기 때문에, 모서리부와 모서리부의 접촉에 의해 충격이 가해지면, 그 칩에 결손이나 불필요한 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 하여 형성하면, 어긋나게 한 거리의 분만큼, 칩의 모서리부끼리는 이간된다. 그 때문에, 표면 보호 부재에 고강성 기재를 사용한 후에, 개질층 (9) 을 이와 같이 형성하면, 칩의 모서리부는 그 모서리부측에 인접하는 칩의 모서리부와는 잘 접촉하지 않게 되어, 더욱 칩의 모서리부의 손상의 발생이 억제된다.

또, 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 형성한다.

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. 그 때문에, 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 않은 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 돌출된 부분은, 형성되는 칩에 남아, 결손이나 불필요한 크랙을 일으키는 기점이 될 수도 있다. 그 때문에, 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 된다.

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 하여 형성하는 방법에 대해 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 길이의 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 산출 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 길이의 정도 가공 이송할 때마다, 레이저의 발진과 정지를 반복하여, 2 개의 제 1 부분 (11a) 의 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 산출 이송해 가, 차례차례로 개질층 (9) 을 형성한다. 제 1 방향 (1c) 과 평행한 스트리트 (3) 에 대해 개질층 (9) 을 형성한 후에는, 제 2 방향 (1d) 으로 가공 이송할 수 있도록 웨이퍼 (1) 를 회전시켜, 제 2 방향 (1d) 과 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.

또한, 제 1 개질층 (9a) 을 제 1 부분 (11a) 과 제 2 부분 (11b) 으로 나누어 형성하는 경우에 대해 설명했지만, 추가로 제 2 스트리트 (3b) 를 따라 형성하는 제 2 개질층 (9b) 도 동일하게, 제 1 방향 (1c) 으로 어긋난 2 개의 부분으로 나누어 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 부재
7a : 고강성 기재
7b : 풀층
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

교차하는 복수의 스트리트에 의해 구획된 각 영역에 각각 디바이스가 형성된 표면을 갖는 웨이퍼의 가공 방법으로서,
웨이퍼의 그 표면에 고강성 기재를 갖는 표면 보호 부재를 첩착하는 표면 보호 부재 첩착 스텝과,
그 표면 보호 부재 첩착 스텝을 실시한 후, 웨이퍼에 대해 투과성을 갖는 파장의 레이저 빔을 그 스트리트를 따라 웨이퍼의 이면측으로부터 조사하여 웨이퍼의 내부에 개질층을 형성하는 개질층 형성 스텝과,
그 개질층 형성 스텝을 실시한 후, 웨이퍼를 그 이면측으로부터 연삭하여 박화하는 연삭 스텝을 구비하고,
그 개질층 형성 스텝 또는 연삭 스텝에서는, 그 개질층으로부터 그 웨이퍼의 표면에 이르는 크랙을 형성하고,
그 연삭 스텝에 있어서는, 그 크랙을 경계로 하여 웨이퍼가 분할되어 개개의 칩이 형성되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 가공 방법.
제 1 항에 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 어긋나게 형성되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 가공 방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
그 고강성 기재는 경질 플레이트인 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 가공 방법.