JP6657020B2 - ウェーハの加工方法 - Google Patents

Description

本発明は、デバイス領域を囲繞する外周余剰領域にウェーハＩＤが形成されたウェーハの加工方法に関する。

半導体デバイス製造プロセスにおいては、略円板形状の半導体ウェーハの表面に格子状に形成されたストリートと呼ばれる分割予定ラインによって複数の領域が区画され、区画された各領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスを形成する。

半導体ウェーハは研削装置によって裏面が研削されて所定の厚みに加工された後、切削装置又はレーザ加工装置によって個々のデバイスに分割され、分割されたデバイスは携帯電話、パソコン等の各種電子機器に広く利用されている。半導体ウェーハの裏面を研削する前に、半導体ウェーハの表面に形成されたデバイスを保護するため、半導体ウェーハの表面には保護テープが貼着される。研削装置のチャックテーブルで保護テープを介して半導体ウェーハを吸引保持し、半導体ウェーハの裏面の研削を実施する。

特開２００６−３０３０５１号公報

上記のように研削を実施する前に、研削条件等に応じて、デバイス領域を囲繞する外周余剰領域を先に切削して除去する場合がある。ところが、この場合、外周余剰領域に印字されたＩＤも除去されてなくなってしまい、後工程において、ＩＤに関連付けられた各デバイスの情報等を処理できなくなる、という問題がある。また、外周余剰領域を研削前に除去すると、半導体ウェーハの外径が変わるので、半導体ウェーハを搬送する搬送パッドも、標準的な半導体ウェーハの外径に応じた仕様のものを使用できなくなる。このため、外径が変わるウェーハに応じて複数の搬送パッドを備えた設備とする必要があり、設備コストが上昇する、という問題がある。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、ウェーハＩＤ及び外周余剰領域を残しつつウェーハを分割することができるウェーハの加工方法を提供することを目的とする。

本発明のウェーハの加工方法は、表面にデバイス及び分割予定ラインを備えるデバイス領域とデバイス領域を囲繞しウェーハＩＤが形成された外周余剰領域とを有するウェーハの裏面側を仕上げ厚みまで薄化して分割予定ラインに沿って加工するウェーハの加工方法であって、デバイス領域及び外周余剰領域の境界に沿って少なくとも仕上げ厚みまでウェーハの厚み方向途中までの深さのデバイス領域と外周余剰領域とを分断する分断溝を形成する分断溝形成ステップと、分断溝形成ステップを実施した後に、ウェーハの表面側に研削テープを貼着する研削テープ貼着ステップと、研削テープ貼着ステップを実施した後に、研削テープ側をチャックテーブルに保持し、ウェーハ裏面側から研削ホイールで仕上げ厚みまで研削を行う研削ステップと、研削ステップを実施した後に、ウェーハの研削をした研削面に切削テープを貼着し研削テープを剥離して転写する転写ステップと、切削テープに貼着されたウェーハのデバイス領域及び外周余剰領域のリング形状端材を切削装置のチャックテーブルに載置し、切削ブレードを外周余剰領域のリング形状端材とデバイス領域の間で切削テープの途中まで切り込み切削送りを行い、外周余剰領域のリング形状端材とデバイス領域の間で上昇させ、表面に形成された分割予定ラインに沿ってウェーハのデバイス領域の分割を行う分割ステップと、から構成され、後の工程で外周余剰領域のリング形状端材に形成されたウェーハＩＤで識別することを特徴とする。

この構成によれば、ウェーハに分断溝を形成しても研削及び分割後に外周余剰領域がリング状に残存し、ウェーハＩＤも残存するので、分割ステップより後工程でのウェーハＩＤに基づく処理を問題なく行うことができる。しかも、研削ステップ及び分割ステップの後でも外周余剰領域はチャックテーブルに残存するので、研削や分割の前後でウェーハの外径寸法が変わらなくなる。これにより、ウェーハ用の搬送パッドも標準的なウェーハの外径に応じた仕様にて１種類用意すればよくなり、設備コストの上昇を抑制することができる。ここで、本発明では、分割ステップを実施する際、外周余剰領域がリング形状端材として形成され、直線状となる切削溝の両端部はリング形状端材とデバイス領域との間に位置する。これにより、分割ステップにてデバイス領域を切削してもリング形状端材が分断されて個片化されず、一連に連なった状態を維持することができる。この結果、リング形状端材が細かいチップとなって飛び散ることがなくなり、デバイスの品質低下を防止できる上、ウェーハＩＤを良好な状態で残存させることができる。

本発明によれば、ウェーハＩＤ及び外周余剰領域を残しつつウェーハを分割することができる。

本実施の形態に係るウェーハの概略断面図である。 本実施の形態に係る分断溝形成ステップの一例を示す図である。 本実施の形態に係る研削テープ貼着ステップの一例を示す図である。 本実施の形態に係る研削ステップの一例を示す図である。 本実施の形態に係る研削ステップの一例を示す図である。 本実施の形態に係る転写ステップの一例を示す図である。 本実施の形態に係る分割ステップの一例を示す図である。 本実施の形態に係る分割ステップの一例を示す図である。

以下、添付図面を参照して、本実施の形態に係るウェーハの加工方法について詳細に説明する。図１は、本実施の形態に係るウェーハの概略断面図である。図２は、本実施の形態に係る分断溝形成ステップの一例を示す図である。図３は、本実施の形態に係る研削テープ貼着ステップの一例を示す図である。図４及び図５は、本実施の形態に係る研削ステップの一例を示す図である。図６は、本実施の形態に係る転写ステップの一例を示す図である。図７及び図８は、本実施の形態に係る分割ステップの一例を示す図である。

図１に示すように、ウェーハＷは、略円板状に形成されており、中央には複数のデバイスＤが表面Ｗａから突出する凸形状に形成されている。ウェーハＷは、複数のデバイスＤが形成されたデバイス領域Ｗ１と、デバイス領域Ｗ１を囲繞する外周余剰領域Ｗ２とを有している。デバイス領域Ｗ１と外周余剰領域Ｗ２とでは、図１中上面高さ位置が異なり、それらの境界Ｗ３に段差が存在している。デバイス領域Ｗ１は、格子状に配列された分割予定ラインＬ（図８参照）によって複数の領域に区画され、この区画された領域にデバイスＤが形成される。外周余剰領域Ｗ２にはウェーハＩＤを特定するためのＩＤ表示部Ｃが形成されている。ＩＤ表示部Ｃは、所定の記号やバーコード等が印刷やラベル貼付等によって表面Ｗａ側に施され、ウェーハＷにおけるデバイスの種類や不良デバイスの位置等の情報と関連付けたものとされる。なお、ウェーハＷの表面Ｗａと反対側にある裏面Ｗｂには、デバイスＤが形成されていない。また、ウェーハＷは、表面ＷａにデバイスＤを形成するものであれば、シリコン、ガリウム砒素等の半導体ウェーハでもよいし、セラミック、ガラス、サファイア系の光デバイスウェーハでもよい。

図２に示すように、まず分断溝形成ステップが実施される。分断溝形成ステップでは、切削手段１０を用いて、チャックテーブル１１に保持されたウェーハＷの表面Ｗａにおける境界Ｗ３に分断溝Ｗ４を形成する。チャックテーブル１１は、上面を保持面としてウェーハＷを保持し、回転軸１２の軸周りを回転可能となっている。切削手段１０は、不図示のスピンドルの先端に装着された切削ブレード１５を備え、切削ブレード１５を所定の回転速度で回転させることができる。

分断溝形成ステップでは、まず、ウェーハＷの裏面Ｗｂ側をチャックテーブル１１上に載置して表面Ｗａを上向きに露出させる。その後、図示しない吸引源の作動によりチャックテーブル１１によってウェーハＷを吸引保持する。そして、切削手段１０の切削ブレード１５を回転させながらウェーハＷの境界Ｗ３に接近する方向に下降させ、切削ブレード１５の刃先をウェーハＷの表面Ｗａに切り込ませる。続いて、チャックテーブル１１が回転軸１２の軸周りを少なくとも１回転することで、切削ブレード１５が、境界Ｗ３に沿ってウェーハＷの中心を中心として切削し、デバイス領域Ｗ１と外周余剰領域Ｗ２とを分断するリング状の分断溝Ｗ４を形成する。ここで、分断溝Ｗ４は、裏面Ｗｂまで貫通しないように少なくとも厚み方向途中までの溝深さｄに形成され、溝深さｄは、後述する研削ステップでウェーハＷを仕上げ厚みまで研削したときに裏面Ｗｂに表出するように少なくとも設定され、好ましくは、ウェーハＷの全体厚の約２／３に設定されている。

分断溝形成ステップは、上記のように切削手段１０を用いて実施するほか、レーザ光線によるアブレ−ション加工によって実施してもよい。具体的には、ウェーハＷに対して吸収性を有する波長のレーザ光線をウェーハＷの表面Ｗａ側から境界Ｗ３にリング状に照射して分断溝Ｗ４を形成する。

図３に示すように、分断溝形成ステップの後には研削テープ貼着ステップが実施される。研削テープ貼着ステップでは、研削テープＴをウェーハＷの表面Ｗａに貼着する。この貼着は、例えば、ウェーハＷの外周縁側からウェーハＷの表面Ｗａに研削テープＴを繰り出しつつ、研削テープＴ上で貼着ローラを転動させ、ウェーハＷの表面Ｗａの全面に研削テープＴを貼着する。上記のようにデバイス領域Ｗ１と外周余剰領域Ｗ２との境界Ｗ３に段差が存在しているため、研削テープＴの境界Ｗ３に対応する位置にも段差が形成される。なお、研削テープＴは、特に限定されるものではないが、ウェーハＷの表面Ｗａと接触する面側に粘着層を有しているものを使用する。

図４及び図５に示すように、研削テープ貼着ステップの後には研削ステップが実施される。研削ステップでは、研削手段２０を用いて、チャックテーブル２１に保持されるウェーハＷを研削することにより、ウェーハＷを裏面Ｗｂ側から仕上げ厚みまで薄厚化する。チャックテーブル２１は、上面を保持面としてウェーハＷを保持し、回転軸２２の軸周りを回転可能となっている。研削手段２０は、鉛直方向の軸心を有するスピンドル２４と、スピンドル２４の下端に装着された研削ホイール２５と、研削ホイール２５の下部に環状に固着された研削砥石２６とを備えている。研削手段２０は、モータ（不図示）によってスピンドル２４を回転させることで、研削ホイール２５を所定の回転速度で回転させることができる。

研削ステップでは、まず、図４に示すように、チャックテーブル２１上に研削テープＴ側を載置してウェーハＷの裏面Ｗｂを上向きに露出させる。その後、図示しない吸引源の作動により、チャックテーブル２１によって研削テープＴを介してウェーハＷを吸引保持するとともに、回転軸２２の軸周りにチャックテーブル２１を回転する。続いて、研削手段２０の研削ホイール２５を回転させながらウェーハＷの裏面Ｗｂに接近する方向に研削手段２０を下降させ、回転する研削砥石２６を裏面Ｗｂに当接する。そして、図５に示すように、研削砥石２６でウェーハＷの裏面Ｗｂを押圧しながら分断溝Ｗ４に到達する深さまで研削することにより、分断溝Ｗ４が裏面Ｗｂから表出し、分断溝Ｗ４を境としてデバイス領域Ｗ１と外周余剰領域Ｗ２とが分離される。これらが分離された後、ウェーハＷが仕上げ厚みまで薄化するまで研削砥石２６による研削を継続する。

ここで、研削ステップでは、ウェーハＷの裏面Ｗｂが分断溝Ｗ４に到達する前の図４の状態で、研削テープＴの段差によって外周余剰領域Ｗ２に貼着された研削テープＴがチャックテーブル２１の上面から離れて吸引保持力が弱くなる。但し、図４の状態では、デバイス領域Ｗ１に貼着された研削テープＴが、広い面積でチャックテーブル２１から吸引力を受けるので、ウェーハＷが良好に保持された状態が維持される。図４の状態から研削が進行し、分断溝Ｗ４を境としてデバイス領域Ｗ１と外周余剰領域Ｗ２とが分離されると、図５のように外周余剰領域Ｗ２がリング形状端材Ｗ２ａとなって落下する。これにより、外周余剰領域Ｗ２に貼着された研削テープＴがチャックテーブル２１の上面に当接し、チャックテーブル２１による吸引力が低減しないようにしてウェーハＷの外周余剰領域Ｗ２のリング形状端材Ｗ２ａが保持される。

このように本実施の形態に係る研削ステップでは、分断溝Ｗ４を境としてデバイス領域Ｗ１と外周余剰領域Ｗ２とが分離される。そして、外周余剰領域Ｗ２に貼着された研削テープＴがチャックテーブル２１の上面に当接して吸引保持されるので、外周余剰領域Ｗ２のばたつきを抑制でき、ばたつきに起因する外周余剰領域Ｗ２のクラックの発生を防止することができる。

図６に示すように、研削テープ貼着ステップの後には転写ステップが実施される。転写ステップでは、環状となるフレームＦの内部にウェーハＷを配置してから、ウェーハＷの裏面Ｗｂ及びフレームＦに切削テープＴｐを繰り出して貼着する。これにより、切削テープＴｐを介しフレームＦの内側にウェーハＷのデバイス領域Ｗ１と外周余剰領域Ｗ２のリング形状端材Ｗ２ａとが支持される。この貼着は、例えば、切削テープＴｐ上で貼着ローラを転動させ、ウェーハＷの研削面となる裏面Ｗｂ全面とフレームＦの一方の面とに切削テープＴｐを貼着する。切削テープＴｐの貼着後、ウェーハＷの表面Ｗａに貼着された研削テープＴを剥離することで、ウェーハＷの研削テープＴから切削テープＴｐへの転写が完了する。

図７及び図８に示すように、転写ステップの後には分割ステップが実施される。分割ステップでは、先ず、切削装置３０のチャックテーブル３１（図８では不図示）上に、切削テープＴｐに貼着されたフレームＦ、ウェーハＷのデバイス領域Ｗ１及び外周余剰領域Ｗ２のリング形状端材Ｗ２ａを載置し、吸着等によって保持する。その後、切削ブレード３２を、分割予定ラインＬの上方であってリング形状端材Ｗ２ａとデバイス領域Ｗ１との間に位置付ける。この位置付け後、切削ブレード３２を高速回転しながら下降し、切削ブレード３２がウェーハＷの表面ＷａからウェーハＷの厚み方向全部を経て切削テープＴｐの厚さ方向の途中まで切り込む。そして、不図示の送り機構を介して分割予定ラインＬに沿って切削送りするよう、切り込んだ状態の切削ブレード３２とチャックテーブル３１上のウェーハＷとを相対移動し、分割予定ラインＬに沿ってウェーハＷを切削して切削溝Ｗ５を形成する。かかる切削送りによって切削溝Ｗ５の形成を進行し、切削ブレード３２がリング形状端材Ｗ２ａとデバイス領域Ｗ１との間に達すると、それらの間で切削ブレード３２を上昇する。従って、切削溝Ｗ５の端部となる始点Ｗ５ａと終点Ｗ５ｂとは、リング形状端材Ｗ２ａの幅内に位置しており、リング形状端材Ｗ２ａを幅方向に横切って分断することがない。

なお、切削溝Ｗ５の形成において、始点Ｗ５ａ側を形成する際の切削ブレード３２の下降速度は、ウェーハＷへの衝撃を緩和する等の理由から遅い速度となる。一方、終点Ｗ５ｂ側を形成した後の切削ブレード３２の上昇速度は、衝撃緩和等の制約がなくなるので、下降速度より高速に設定することによって加工時間の短縮化が図られる。

上記と同様の要領を繰り返し、ウェーハＷの表面Ｗａに形成された全ての分割予定ラインＬに沿って切削溝Ｗ５を形成する加工を行い、デバイス領域Ｗ１を個々のデバイスＤに分割することで分割ステップが完了する。分割ステップが完了した後の工程においても、リング形状端材Ｗ２ａが分断されず、デバイス領域Ｗ１の周囲にリング状をなす状態を維持できる。これにより、カメラやセンサ等の検知手段を介してリング形状端材Ｗ２ａに形成されたＩＤ表示部Ｃを識別することができる。

以上のように、本実施の形態に係る加工方法によれば、分断溝Ｗ４を形成しても、研削ステップ前（図４参照）から分割ステップ後（図７及び図８参照）まで、ウェーハＷに外周余剰領域Ｗ２を形成した状態を維持することができる。これにより、デバイスＤが凸形状となっても、研削中のばたつきに起因する外周余剰領域Ｗ２のクラックの発生を防止しつつ、外周余剰領域Ｗ２及びＩＤ表示部Ｃを分割ステップの後まで残すことができる。この結果、分割ステップ後にＩＤ表示部Ｃを識別して得た情報に基づいた各種の処理を実施することができる。しかも、外周余剰領域Ｗ２が残ることでウェーハＷの外径寸法が変わらないよう維持することができ、ウェーハＷの搬送機構として既存のものを一種類だけとして変更せずに利用できる。これにより、ウェーハＷの外径寸法の変化に応じて、搬送機構を複数とする必要がなくなり、搬送機構についての設備コストの上昇を抑えて経済的なものとすることができる。

更に、分割ステップにて形成される切削溝Ｗ５の始点Ｗ５ａと終点Ｗ５ｂとは、リング形状端材Ｗ２ａの幅内に位置しているので、切削送りの始め側及び終わり側に未切削領域が形成される。従って、全ての分割予定ラインＬに切削溝Ｗ５を形成しても、リング形状端材Ｗ２ａが円環状に連なった状態に保つことができる。これにより、リング形状端材Ｗ２ａが細かいチップとなって飛散することがなくなり、チップの飛散に起因する切削不良等を防止できる上、ＩＤ表示部Ｃの良好な残存に寄与することができる。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている大きさや形状、方向などについては、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。

例えば、上記実施の形態では、デバイスＤが凸形状となってウェーハＷの表面Ｗａに形成されているが、凸形状となる部分がないウェーハを加工してもよい。ここで、割れや発塵防止のために外周に面取り加工が施されたウェーハでは、研削によって面取りされたウェーハの外周がナイフエッジ状になって欠け易くなるため、ナイフエッジになりうる面取り部を事前にトリミング加工によってウェーハの外周から除去する場合がある。この場合、トリミング加工によってウェーハＩＤを特定するためのＩＤ表示部Ｃもなくなってしまうという問題がある。このようなウェーハでも、上記実施の形態の加工方法では、トリミング加工を実施しなくても、研削及び分割加工するときに、外周余剰領域Ｗ２に研削テープＴや切削テープＴｐが貼着されるので、ウェーハの外周が欠けることを防止しつつＩＤ表示部Ｃを残すことができる。

また、分割ステップにおいて、２つの切削ブレード３２を用い、ウェーハＷの異なる分割予定ラインＬ上で同時に切削する、いわゆるデュアルカットと称される方法によって加工してもよい。デュアルカットで加工を行えば、切削溝Ｗ５の始点Ｗ５ａ側を形成する際の切削ブレード３２の下降速度が遅くなるスローイン加工であっても加工時間の短縮化を図ることができる。

以上説明したように、本発明は、ウェーハＩＤ及び外周余剰領域を残しつつウェーハを分割することができるという効果を有し、デバイス領域を囲繞する外周余剰領域にウェーハＩＤが形成されたウェーハの加工方法に有用である。

２１ チャックテーブル
２５ 研削ホイール
３０ 切削装置
３１ チャックテーブル
３２ 切削ブレード
Ｃ ＩＤ表示部
Ｄ デバイス
Ｌ 分割予定ライン
Ｔ 研削テープ
Ｔｐ 切削テープ
Ｗ ウェーハ
Ｗ１ デバイス領域
Ｗ２ 外周余剰領域
Ｗ２ａ リング形状端材
Ｗ３ 境界
Ｗ４ 分断溝
Ｗａ 表面
Ｗｂ 裏面

Claims (1)

1. 表面にデバイス及び分割予定ラインを備えるデバイス領域と該デバイス領域を囲繞しウェーハＩＤが形成された外周余剰領域とを有するウェーハの裏面側を仕上げ厚みまで薄化して該分割予定ラインに沿って加工するウェーハの加工方法であって、
   該デバイス領域及び該外周余剰領域の境界に沿って少なくとも仕上げ厚みまでウェーハの厚み方向途中までの深さの該デバイス領域と該外周余剰領域とを分断する分断溝を形成する分断溝形成ステップと、
   該分断溝形成ステップを実施した後に、ウェーハの表面側に研削テープを貼着する研削テープ貼着ステップと、
   該研削テープ貼着ステップを実施した後に、該研削テープ側をチャックテーブルに保持し、ウェーハ裏面側から研削ホイールで仕上げ厚みまで研削を行う研削ステップと、
   該研削ステップを実施した後に、ウェーハの研削をした研削面に切削テープを貼着し該研削テープを剥離して転写する転写ステップと、
   該切削テープに貼着されたウェーハの該デバイス領域及び該外周余剰領域のリング形状端材を切削装置のチャックテーブルに載置し、切削ブレードを該外周余剰領域の該リング形状端材と該デバイス領域の間で該切削テープの途中まで切り込み切削送りを行い、該外周余剰領域の該リング形状端材と該デバイス領域の間で上昇させ、表面に形成された分割予定ラインに沿ってウェーハの該デバイス領域の分割を行う分割ステップと、
   から構成され、
   後の工程で該外周余剰領域の該リング形状端材に形成されたウェーハＩＤで識別することを特徴とするウェーハの加工方法。
   

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