JP6978237B2

JP6978237B2 - ウェーハの分割方法

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Publication number: JP6978237B2
Application number: JP2017131892A
Authority: JP
Inventors: 晃司渡部
Original assignee: Disco Corp
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2017-07-05
Filing date: 2017-07-05
Publication date: 2021-12-08
Anticipated expiration: 2037-07-05
Also published as: JP2019016663A

Description

本発明は、ウェーハをデバイスに分割するウェーハの分割方法に関する。

レーザ光線をウェーハの内部に集光させて照射することにより、ウェーハの内部に分割予定ラインに沿った改質層を形成した後、ウェーハの裏面にエキスパンドテープを貼着し、そのエキスパンドテープを拡張してウェーハをデバイスに分割する分割方法が知られている。この場合においては、分割後のデバイスの側面に改質層が残存しているため、残存した改質層をプラズマエッチングにより除去する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００９−１１１１４７号公報

しかし、エキスパンドテープを拡張してウェーハをデバイスに分割すると、デバイスがエキスパンドテープから浮いてしまうことがある。そして、デバイスがエキスパンドテープから浮いた状態のままプラズマエッチングが実施されると、デバイスの底面及び底面側の角部がエッチングされてしまい、デバイスの品質低下を招くことになる。

本発明は、このような問題にかんがみなされたもので、エキスパンドテープを拡張してウェーハをデバイスに分割した後のプラズマエッチングによってデバイスの底面及び底面側の角部がエッチングされないようにすることを課題とする。

表面に形成された複数の分割予定ラインによって区画された各領域にデバイスが形成されたウェーハを該分割予定ラインに沿って分割するウェーハの分割方法であって、該分割予定ラインに沿ってウェーハの裏面側からウェーハに対して透過性を有する波長のレーザ光線の集光点をウェーハの内部に位置付けて照射することにより、ウェーハの内部に改質層と該改質層からウェーハの表面及び裏面に向かうクラックを形成する改質層形成工程と、エキスパンドテープをウェーハの裏面に貼るエキスパンドテープ貼着工程と、該エキスパンドテープを拡張して該デバイスの間隔を広げる拡張工程と、該拡張工程の実施後に、該エキスパンドテープと該デバイスとの接着性を高めるために該エキスパンドテープと該デバイスとを温める加熱工程と、該ウェーハの表面側からプラズマエッチングガスを供給し、該デバイスの側面に残存する改質層を除去するプラズマエッチング工程と、を有し、該加熱工程では、加熱された保持テーブルにおいて該ウェーハの表面側を吸引保持し、該表面側から加熱することを特徴とする。

本発明では、ウェーハの裏面に貼られたエキスパンドテープを拡張工程で拡張してウェーハをデバイスに分割した後、加熱工程でエキスパンドテープとデバイスとを温めることにより、エキスパンドテープが柔らかくなりデバイスに倣いやすくなるので、エキスパンドテープとデバイスとの接着性を向上させることができる。したがって、プラズマエッチング工程においてデバイスの底面及び底面側の角部がエッチングされるのを防ぐことができる。
加熱された保持テーブルにウェーハを吸引保持しながら加熱工程を実施すると、エキスパンドテープとデバイスとに確実に熱を伝えることができ、エキスパンドテープとデバイスＤの底面との接着性を確実に高めることができる。
ウェーハの表面側を保持テーブルに吸引保持しながら加熱工程を実施する場合において、加熱された保持テーブルを使用すると、あたたかい空気が上昇してエキスパンドテープとデバイスの底面との間に入り込みやすいため、エキスパンドテープとデバイスＤの底面との接着性をより確実に高めることができる。

ウェーハの例を示す斜視図である。表面に保護膜が被覆されたウェーハを示す断面図である。改質層形成工程を示す断面図である。改質層形成工程実施後のウェーハを示す断面図である。エキスパンドテープ貼着工程を示す断面図である。拡張工程を示す断面図である。拡張工程実施後のウェーハを示す断面図である。加熱工程を示す断面図である。加熱工程実施後のウェーハを示す断面図である。プラズマエッチング工程を示す断面図である。

図１に示すように、加工対象のウェーハＷは、その表面Ｗａ上に交差する複数の分割予定ラインＬを有し、分割予定ラインＬによって区画された各領域にそれぞれデバイスＤが形成されている。

図２に示すように、ウェーハＷの表面Ｗａには保護膜Ｐが被覆されている。この保護膜Ｐは、例えば水溶性樹脂からなり、後に実施されるプラズマエッチング工程においてデバイスＤを保護する役割を有している。水溶性樹脂としては、例えば株式会社ディスコが提供するＨｏｇｏｍａｘを使用することができる。この保護膜Ｐは、紫外線照射によって硬化した状態となっている。

（１）改質層形成工程
図３（ａ）に示すように、ウェーハＷの表面Ｗａ側の保護膜Ｐに保護テープＴ１を貼着する。そして、保護テープＴ１側がレーザ加工装置１のチャックテーブル１１に保持される。チャックテーブル１１は、Ｘ軸方向及びＸ軸に対して平面方向に直交するＹ軸方向に移動可能となっている。

レーザ加工装置１には、レーザ光線をウェーハＷに対して照射する照射ヘッド１２を備えている。図１に示した分割予定ラインＬの一端の上方に照射ヘッド１２が位置付けられ、チャックテーブル２を例えば＋Ｘ方向に移動させながら、照射ヘッド１２からウェーハＷに対して透過性を有する波長のレーザ光線ＬＢをウェーハＷの裏面Ｗｂ側に照射する。このときのレーザ光線ＬＢの集光点は、ウェーハＷの内部に位置付けられる。図３（ｂ）に示すように、レーザ光線ＬＢが分割予定ラインＬの一端から他端まで照射されることにより、ウェーハＷの内部には分割予定ラインＬに沿って改質層Ｒが形成される。

チャックテーブル１１をＹ軸方向にインデックス送りしつつ同様のレーザ光線ＬＢの照射を同方向のすべての分割予定ラインＬについて行い、さらにチャックテーブル１１を９０度回転させてから同様にレーザ光線ＬＢの照射を行うことにより、すべての分割予定ラインＬに沿って縦横に改質層Ｒが形成される。ウェーハＷの内部に改質層Ｒが形成されると、図４に示すように、改質層Ｒから表面Ｗａ及び裏面Ｗｂに向かうクラックＣａ、Ｃｂがそれぞれ形成される。なお、クラックＣａ、Ｃｂは、ウェーハＷの改質層Ｓから表面Ｗａ及び裏面Ｗｂに向かって延びていればよく、表面Ｗａ及び裏面Ｗｂに達していなくてもよい。

なお。改質層形成工程の前には、ウェーハＷの裏面Ｗｂを研削して所定の厚さに研削する裏面研削工程が実施される。裏面研削工程では、ウェーハＷの表面Ｗａに保護テープを貼着するため、この保護テープを改質層形成工程においてもそのまま使用することができる。

（２）エキスパンドテープ貼着工程
改質層形成工程の後、図５に示すように、ウェーハＷの裏面ＷｂにエキスパンドテープＴ２を貼着するとともに、表面Ｗａから保護テープＴ１を剥離する。エキスパンドテープＴ２は、ウェーハＷよりも大径に形成されている。また、エキスパンドテープＴ２の外周部には、リング状のフレームを貼着してもよい。

（３）拡張工程
エキスパンドテープ貼着工程の後、図６に示すように、エキスパンドテープＴ２をその面方向外側に向かう方向であるＡ方向に放射状に拡張することにより、隣り合うデバイスＤ間の間隔を広げる。ウェーハＷの内部には、分割予定ラインＬに沿って改質層Ｒ及びクラックＣａ、Ｃｂが形成されているため、エキスパンドテープＴ２が拡張されることにより、ウェーハＷを個々のデバイスＤに容易に分割することができる。また、保護膜Ｐは硬化しているため、デバイスＤと一緒に保護膜Ｐも分割される。
クラックＣａ、ＣｂがそれぞれウェーハＷの表面Ｗａ、裏面Ｗｂに到達していなくても、エキスパンドテープＴ２が伸びることにより、エキスパンドテープＴ２が伸びる方向と同方向の力がクラックＣａ、Ｃｂに加わるため、ウェーハＷを個々のデバイスＤに分割することができる。

本工程を実施すると、図７に示すように、デバイスＤの底面Ｄｂの一部からエキスパンドテープＴ２が剥離し、デバイスＤの底面Ｄｂ及び底面Ｄｂ側の角部ＤｃがエキスパンドテープＴ２から浮いてしまうことがある。このままの状態で後のプラズマエッチング工程を実施すると、当該底面Ｄｂ及び角部Ｄｃがエッチングされてしまう。そこで、拡張工程の後、プラズマエッチング工程の前に、以下に示す加熱工程を実施することにより、エキスパンドテープＴ２とデバイスＤの底面Ｄｂとの接着状態を確実なものとする。

（４）加熱工程
本工程では、図８に示すように、分割後のウェーハＷを保持テーブル２１において吸引保持する。この例では、ウェーハＷの表面Ｗａ側が吸引保持されている。保持テーブル２１には、吸引保持したウェーハＷ及びエキスパンドテープＴ２を加熱するためのヒータ２２が内蔵されている。

保持テーブル２１において分割されたウェーハＷを表面Ｗａ側から吸引保持した状態で、ヒータ２２によってウェーハＷ及びエキスパンドテープＴ２を加熱すると、図９に示すように、拡張工程においてエキスパンドテープＴ２から浮いてしまったデバイスＤの底面Ｄｂに、加温によって柔らかくなったエキスパンドテープＴ２を倣わせて接着することができる。また、デバイスＤの底面ＤｂにエキスパンドテープＴ２が接着されることにより、デバイスＤの角部Ｄｃが浮いてしまった状態も解消される。

なお、本工程において用いる保持テーブル２１は、加熱工程用の専用のものであってもよいし、拡張工程において用いるエキスパンド装置に備えるものでもよい。

本工程では、保持テーブル２１においてエキスパンドテープＴ２側を保持して加熱してもよいが、ウェーハＷの表面Ｗａ側を保持テーブル２１において保持して保持テーブル２１に内蔵したヒータ２２によってウェーハＷ及びエキスパンドテープＴ２を加熱すると、あたたかい空気２２ａが上昇してエキスパンドテープＴ２とデバイスＤの底面Ｄｂとの間に入り込みやすいため、エキスパンドテープＴ２とデバイスＤの底面Ｄｂとの接着性をより確実に高めることができる。例えば、保持テーブル２１を８０℃として３分間加熱すると、エキスパンドテープＴ２からのデバイスＤの浮きが解消されることが確認された。
また、本工程では、ヒータを内蔵した保持テーブル２１を用いずに、温風を上方から吹き付けるなどしてエキスパンドテープＴ２を加温するようにしてもよい。

（５）プラズマエッチング工程
加熱工程の後、図１０に示すように、プラズマエッチング装置のチャンバ内においてエキスパンドテープＴ２を保持し、保護膜Ｐ側を露出させる。そして、保護膜Ｐ側にプラズマ３を供給する。このプラズマ３は、チャンバ内に導入したエッチングガスをチャンバ内でプラズマ化させたものでもよいし、チャンバ外で発生させたプラズマをチャンバ内に導入したリモートプラズマでもよい。

こうして保護膜Ｐ側にプラズマが供給されると、各デバイスＤの上面Ｄａには保護膜Ｐが被覆されており、デバイスＤの底面ＤｂにはエキスパンドテープＴ２が貼着されているため、デバイスＤの側面Ｄｄのみがエッチングされ、残存する改質層Ｒが除去される。また、加熱工程においてエキスパンドテープＴ２がデバイスＤの底面Ｄｂに接着されており、エキスパンドテープＴ２とデバイスＤの底面Ｄｂとの間にプラズマが侵入しないため、デバイスＤの底面Ｄｂや底面Ｄｂ側の角部Ｄｃがエッチングされない。

（６）洗浄工程
プラズマエッチング工程の後、デバイスＤに洗浄水をふきかける。保護膜Ｐが水溶性であるため、洗浄水を吹きかけることによって保護膜Ｐが除去される。保護膜Ｐが水溶性でないレジスト膜等である場合は、アッシング装置等を用いて保護膜Ｐを除去する。

以上説明したように、拡張工程においてエキスパンドテープＴ２を拡張してウェーハＷをデバイスＤに分割した後、加熱工程においてエキスパンドテープＴ２とデバイスＤとを温めることにより、エキスパンドテープＴ２が柔らかくなりデバイスＤの庭園Ｄｂに倣いやすくなるため、エキスパンドテープＴ２とデバイスＤの底面Ｄｂとの接着性が向上し、プラズマエッチング工程においてデバイスＤの底面Ｄｂ及び底面Ｄｂ側の角部Ｄｃがエッチングされるのを防ぐことができる。

なお、上記実施形態では、拡張工程の前に、ウェーハＷの裏面ＷｂにエキスパンドテープＴ２を貼るとともに表面Ｗａから保護テープＴ１を剥離したが、保護テープＴ１を面方向に拡張させることができるものであれば、ウェーハＷをエキスパンドテープＴ２に貼り替えなくてもよい。

Ｗ：ウェーハ
Ｗａ：表面Ｌ：分割予定ラインＷｂ：裏面
Ｄ：デバイスＤａ：上面Ｄｂ：底面Ｄｃ：角部
Ｒ：改質層Ｃａ，Ｃｂ：クラック
Ｐ：保護膜Ｔ１：保護テープＴ２：エキスパンドテープ
１：レーザ加工装置１１：チャックテーブル１２：照射ヘッド
２１：保持テーブル２２：ヒータ
３：プラズマ

Claims

表面に形成された複数の分割予定ラインによって区画された各領域にデバイスが形成されたウェーハを該分割予定ラインに沿って分割するウェーハの分割方法であって、
該分割予定ラインに沿ってウェーハの裏面側からウェーハに対して透過性を有する波長のレーザ光線の集光点をウェーハの内部に位置付けて照射することにより、ウェーハの内部に改質層と該改質層からウェーハの表面及び裏面に向かうクラックを形成する改質層形成工程と、
エキスパンドテープをウェーハの裏面に貼るエキスパンドテープ貼着工程と、
該エキスパンドテープを拡張して該デバイスの間隔を広げる拡張工程と、
該拡張工程の実施後に、該エキスパンドテープと該デバイスとの接着性を高めるために該エキスパンドテープと該デバイスとを温める加熱工程と、
該ウェーハの表面側からプラズマエッチングガスを供給し、該デバイスの側面に残存する改質層を除去するプラズマエッチング工程と、
を有し、
該加熱工程では、加熱された保持テーブルにおいて該ウェーハの表面側を吸引保持し、該表面側から加熱する
ことを特徴とするウェーハの分割方法。