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JP7680909B2 - ウエーハの処理方法 - Google Patents
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Description

本発明は、ウエーハの処理方法に関する。
ＩＣ、ＬＳＩ等の複数のデバイスが分割予定ラインによって区画され表面に形成されたウエーハは、研削装置によって裏面が研削され所望の厚みに形成された後、切削装置によって個々のデバイスチップに分割され、分割された各デバイスチップは携帯電話、パソコン等の電気機器に利用される。
ウエーハの所望位置（たとえば、オリエンテーションフラットに隣接する外周余剰領域）には、ウエーハを管理するためのバーコード、品番、品名、ロットナンバーを含む文字またはＩＤマークがマーキングされ、各製造工程でＩＤマークを確認してウエーハに所望の加工を施すと共に、過去の情報を引き継ぎ、トレーサビリティを確保している（たとえば、特許文献１参照）。
特開平８－３３０１９６号公報
しかし、ウエーハが個々のデバイスチップに分割されると、デバイスチップ毎では、過去情報の引き継ぎができず、また、トレーサビリティが確保されなくなるという問題がある。
上記事実に鑑みてなされた本発明の課題は、デバイスチップ毎に過去情報の引き継ぎが可能であると共に、デバイスチップ毎のトレーサビリティが確保されるウエーハの処理方法を提供することである。
本発明によれば、上記課題を解決する以下のウエーハの処理方法が提供される。すなわち、ウエーハの処理方法であって、ウエーハを保持し回転可能なチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持されたウエーハを切削する切削ブレードを回転可能に備えた切削手段と、該チャックテーブルと該切削手段とを相対的にＸ軸方向に加工送りするＸ軸送り手段と、該Ｘ軸方向に直交するＹ軸方向に該チャックテーブルと該切削手段とを相対的に割り出し送りするＹ軸送り手段と、該Ｘ軸方向および該Ｙ軸方向に直交するＺ軸方向に該チャックテーブルと該切削手段とを相対的に切り込み送りするＺ軸送り手段と、該チャックテーブルに保持されたウエーハを撮像する撮像手段と、該撮像手段が撮像した画像を表示する表示手段と、制御手段と、を少なくとも備えた切削装置を用意する切削装置用意工程と、マーキングすべき情報を該制御手段に登録する情報登録工程と、複数のデバイスが分割予定ラインによって区画された表面を有するウエーハの表面側を該チャックテーブルに保持させウエーハの裏面側を露出させる保持工程と、該チャックテーブルに保持されたウエーハを該撮像手段で撮像してマーキングすべきデバイス毎の位置をＸ座標Ｙ座標で特定して該制御手段に登録する位置登録工程と、該位置登録工程で登録したＸ座標Ｙ座標に基づいて該Ｘ軸送り手段および該Ｙ軸送り手段を作動させ該切削ブレードを所望位置に位置づけると共に該Ｚ軸送り手段を作動させ、該情報登録工程で登録した情報を該切削ブレードで個々のデバイスの裏面にマーキングするマーキング工程と、を含むウエーハの処理方法が提供される。
好ましくは、ウエーハを個々のデバイスチップに分割する前に該マーキング工程を実施する。該保持工程の前に、ウエーハの表面に保護部材を配設する表面保護部材配設工程を実施するのが望ましい。
ウエーハの裏面にダイシングテープを貼着すると共にウエーハを収容する開口部を有するフレームでダイシングテープを介してウエーハを支持するウエーハ支持工程と、ウエーハの表面から該保護部材を剥離してウエーハを個々のデバイスチップに分割する分割工程とを含むのが好適である。
ウエーハを個々のデバイスチップに分割した後に該マーキング工程を実施するのが好都合である。該保持工程の前に、個々のデバイスチップに分割されたウエーハの表面にウエーハの形態を維持する維持部材を配設する維持部材配設工程を含むのが好ましい。
本発明のウエーハの処理方法は、ウエーハを保持し回転可能なチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持されたウエーハを切削する切削ブレードを回転可能に備えた切削手段と、該チャックテーブルと該切削手段とを相対的にＸ軸方向に加工送りするＸ軸送り手段と、該Ｘ軸方向に直交するＹ軸方向に該チャックテーブルと該切削手段とを相対的に割り出し送りするＹ軸送り手段と、該Ｘ軸方向および該Ｙ軸方向に直交するＺ軸方向に該チャックテーブルと該切削手段とを相対的に切り込み送りするＺ軸送り手段と、該チャックテーブルに保持されたウエーハを撮像する撮像手段と、該撮像手段が撮像した画像を表示する表示手段と、制御手段と、を少なくとも備えた切削装置を用意する切削装置用意工程と、マーキングすべき情報を該制御手段に登録する情報登録工程と、複数のデバイスが分割予定ラインによって区画された表面を有するウエーハの表面側を該チャックテーブルに保持させウエーハの裏面側を露出させる保持工程と、該チャックテーブルに保持されたウエーハを該撮像手段で撮像してマーキングすべきデバイス毎の位置をＸ座標Ｙ座標で特定して該制御手段に登録する位置登録工程と、該位置登録工程で登録したＸ座標Ｙ座標に基づいて該Ｘ軸送り手段および該Ｙ軸送り手段を作動させ該切削ブレードを所望位置に位置づけると共に該Ｚ軸送り手段を作動させ、該情報登録工程で登録した情報を該切削ブレードで個々のデバイスの裏面にマーキングするマーキング工程と、を含むので、デバイスチップ毎に過去情報の引き継ぎが可能であると共に、デバイスチップ毎のトレーサビリティが確保される。
切削装置の斜視図。 表面保護部材配設工程を実施している状態を示す斜視図。 （ａ）チャックテーブルの上方にウエーハを位置づけた状態を示す斜視図、（ｂ）チャックテーブルでウエーハを保持した状態を示す斜視図。 位置登録工程を実施している状態を示す斜視図。 （ａ）マーキング工程を実施している状態を示す斜視図、（ｂ）マーキングが施されたウエーハの裏面側の部分平面図。 ウエーハ支持工程を実施している状態を示す斜視図。 分割工程を実施している状態を示す斜視図。 デバイスチップに分割されたウエーハの斜視図。
以下、本発明のウエーハの処理方法の好適実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
（切削装置用意工程）
図示の実施形態では、まず、所要の切削装置を用意する切削装置用意工程を実施する。本工程で用意するのは、たとえば、図１に示す切削装置２でよい。
切削装置２は、ウエーハを保持し回転可能なチャックテーブル４と、チャックテーブル４に保持されたウエーハを切削する切削ブレードを回転可能に備えた切削手段６と、チャックテーブル４と切削手段６とを相対的にＸ軸方向に加工送りするＸ軸送り手段（図示していない。）と、Ｘ軸方向に直交するＹ軸方向にチャックテーブル４と切削手段６とを相対的に割り出し送りするＹ軸送り手段（図示していない。）と、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に直交するＺ軸方向にチャックテーブル４と切削手段６とを相対的に切り込み送りするＺ軸送り手段（図示していない。）と、チャックテーブル４に保持されたウエーハを撮像する撮像手段８と、撮像手段８が撮像した画像を表示する表示手段１０と、制御手段１２と、を少なくとも備える。なお、Ｘ・Ｙ・Ｚ軸方向は、それぞれ図１に矢印Ｘ・Ｙ・Ｚで示す方向である。Ｘ軸方向およびＹ軸方向が規定するＸＹ平面は実質上水平であり、Ｚ軸方向は上下方向である。
チャックテーブル４は、Ｘ軸方向に移動自在かつＺ軸方向を軸心として回転自在に構成されている。チャックテーブル４の上端部分には、吸引手段（図示していない。）に接続された多孔質の円形状吸着チャック１４が配置されている。チャックテーブル４は、吸引手段で吸着チャック１４の上面に吸引力を生成することにより、吸着チャック１４の上面に載せられたウエーハを吸引保持する。また、チャックテーブル４の周縁には、周方向に間隔をおいて複数のクランプ１６が配置されている。
図１および図５を参照して説明すると、切削手段６は、Ｙ軸方向およびＺ軸方向のそれぞれに移動自在に構成されたスピンドルハウジング１８（図５参照）と、スピンドルハウジング１８に回転自在に支持されたスピンドル２０と、スピンドル２０の先端に固定された環状の切削ブレード２２と、スピンドル２０を回転させるモータ（図示していない。）とを含む。
Ｘ軸送り手段は、チャックテーブル４に連結されＸ軸方向に延びるボールねじと、このボールねじを回転させるモータとを有する。そして、Ｘ軸送り手段は、ボールねじによりモータの回転運動を直線運動に変換してチャックテーブル４に伝達し、切削手段６に対してチャックテーブル４をＸ軸方向に加工送りする。
Ｙ軸送り手段は、切削手段６のスピンドルハウジング１８に連結されＹ軸方向に延びるボールねじと、このボールねじを回転させるモータとを含む。Ｙ軸送り手段は、ボールねじによりモータの回転運動を直線運動に変換してスピンドルハウジング１８に伝達し、チャックテーブル４に対して切削手段６をＹ軸方向に割り出し送りする。
Ｚ軸送り手段は、スピンドルハウジング１８に連結されＺ軸方向に延びるボールねじと、このボールねじを回転させるモータとを備える。Ｚ軸送り手段においては、ボールねじによりモータの回転運動を直線運動に変換してスピンドルハウジング１８に伝達し、チャックテーブル４に対して切削手段６をＺ軸方向に切り込み送りするようになっている。
撮像手段８は、チャックテーブル４の軌道の上方に配置されている。撮像手段８は、可視光線によりウエーハを撮像する通常の撮像素子（ＣＣＤ）と、ウエーハに赤外線を照射する赤外線照射手段と、赤外線照射手段により照射された赤外線を捕らえる光学系と、光学系が捕らえた赤外線に対応する電気信号を出力する撮像素子（赤外線ＣＣＤ）とを含む（いずれも図示していない。）。撮像手段８が撮像した画像は、表示手段１０および制御手段１２に送られる。
制御手段１２は、制御プログラムに従って演算処理する中央処理装置（ＣＰＵ）と、制御プログラム等を格納するリードオンリメモリ（ＲＯＭ）と、演算結果等を格納する読み書き可能なランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）とを有するコンピュータから構成されている。
切削装置２は、さらに、ウエーハを複数枚収容したカセット２４が置かれる昇降自在なカセット台２６と、カセット２４から加工前のウエーハを引き出して仮置きテーブル２８まで搬出すると共に、仮置きテーブル２８に位置づけられた加工済みのウエーハをカセット２４に搬入する搬出入手段３０と、カセット２４から仮置きテーブル２８に搬出された加工前のウエーハをチャックテーブル４に搬送する第一の搬送手段３２と、加工済みのウエーハを洗浄する洗浄手段３４と、加工済みのウエーハをチャックテーブル４から洗浄手段３４に搬送する第二の搬送手段３６とを備える。
（情報登録工程）
切削装置用意工程を実施した後、マーキングすべき情報を制御手段１２に登録する情報登録工程を実施する。マーキングすべき情報とは、ウエーハに形成されている複数のデバイスのそれぞれを識別するための情報である。
（表面保護部材配設工程）
図示の実施形態では、情報登録工程を実施した後、ウエーハの表面に保護部材を配設する表面保護部材配設工程を実施する。
図２には、本実施形態のウエーハの処理方法によって処理可能なウエーハ３８が示されている。ウエーハ３８は、円板状であり、たとえば、シリコン等の適宜の半導体材料から形成され得る。ウエーハ３８の表面３８ａは、格子状の分割予定ライン４０によって複数の矩形領域に区画されており、複数の矩形領域のそれぞれにはＩＣ、ＬＳＩ等のデバイス４２が形成されている。また、ウエーハ３８の周縁には、結晶方位を示すノッチ４４が形成されている。
表面保護部材配設工程では、図２に示すとおり、ウエーハ３８の直径とほぼ同一の直径を有する円形の保護部材４６をウエーハ３８の表面３８ａに配設する。保護部材４６は、粘着層を有するものでよく、この場合には、ウエーハ３８の表面３８ａに保護部材４６を貼り付けることにより、本工程を実施することができる。尚、ポリオレフィンの如く熱圧着シートを保護部材４６とする場合は、粘着層は不要である。
（保持工程）
表面保護部材配設工程を実施した後、複数のデバイス４２が分割予定ライン４０によって区画された表面３８ａを有するウエーハ３８の表面３８ａ側をチャックテーブル４に保持させ、ウエーハ３８の裏面３８ｂ側を露出させる保持工程を実施する。
図３に示すとおり、保持工程では、まず、ウエーハ３８の表面３８ａを下に向けて、チャックテーブル４の上面にウエーハ３８を載せる。次いで、吸着チャック１４に接続されている吸引手段を作動させ、吸着チャック１４の上面に吸引力を生成し、吸着チャック１４の上面でウエーハ３８を吸引保持する。
（位置登録工程）
保持工程を実施した後、チャックテーブル４に保持されたウエーハ３８を撮像手段８で撮像してマーキングすべきデバイス４２毎の位置をＸ座標Ｙ座標で特定して制御手段１２に登録する位置登録工程を実施する。
位置登録工程では、まず、Ｘ軸送り手段によってチャックテーブル４を移動させ、撮像手段８の下方にウエーハ３８を位置づける。次いで、チャックテーブル４に保持されたウエーハ３８を撮像手段８で撮像する。次いで、撮像手段８で撮像したウエーハ３８の画像に基づいて、分割予定ライン４０をＸ軸方向に整合させる。
このとき、ウエーハ３８の裏面３８ｂが上を向き、分割予定ライン４０が形成されている表面３８ａは下を向いているが、上述のとおり、撮像手段８は、赤外線照射手段と、赤外線を捕らえる光学系と、赤外線に対応する電気信号を出力する撮像素子（赤外線ＣＣＤ）とを含むので、ウエーハ３８の裏面３８ｂから透かして表面３８ａの分割予定ライン４０を撮像することができる。
次いで、マーキングすべきデバイス４２毎の位置をＸ座標Ｙ座標で特定する。この際は、たとえば、図４に示すように、分割予定ライン４０の中心線Ｌ同士の各交点のＸＹ座標を検出することにより、デバイス４２の位置を特定することができる。具体的には、デバイス４２ａの周囲の４個の交点座標（Ｘ３、Ｙ３）、（Ｘ３、Ｙ４）、（Ｘ４、Ｙ３）、（Ｘ４、Ｙ４）を検出することにより、マーキングすべきデバイス４２ａの位置を特定することができる。このようにして、すべてのデバイス４２の位置をＸ座標Ｙ座標で特定する。
また、位置登録工程においては、デバイス４２の周囲の交点座標に代えて、デバイス４２上の特徴的なパターン（キーパターン）のＸ座標Ｙ座標を検出することにより、デバイス４２の位置を特定してもよい。なお、Ｘ座標Ｙ座標の原点は、任意に設定することができる。たとえば、Ｘ座標Ｙ座標の原点をノッチ４４に設定することができる。
（マーキング工程）
位置登録工程を実施した後、位置登録工程で登録したＸ座標Ｙ座標に基づいて、Ｘ軸送り手段およびＹ軸送り手段を作動させ、切削ブレード２２を所望位置に位置づけると共にＺ軸送り手段を作動させ、情報登録工程で登録した情報を切削ブレード２２で個々のデバイス４２の裏面にマーキングするマーキング工程を実施する。
マーキング工程では、まず、Ｘ軸送り手段によってチャックテーブル４を移動させ、切削手段６の下方にウエーハ３８を位置づける。次いで、位置登録工程で登録したＸ座標Ｙ座標に基づいて、Ｘ軸送り手段およびＹ軸送り手段を作動させ、マーキングすべきデバイス４２の上方に切削ブレード２２を位置づける。
次いで、Ｚ軸送り手段によってスピンドルハウジング１８を下降させ、高速回転させた切削ブレード２２の刃先をウエーハ３８の裏面３８ｂから表面３８ａに至らない程度に切り込ませる共に、切削ブレード２２の刃先を切り込ませる部分に切削水を供給する。そして、図５に示すとおり、Ｘ・Ｙ・Ｚ軸送り手段を適宜作動させながら、ウエーハ３８の裏面３８ｂに切削ブレード２２の刃先を繰り返し切り込ませ、バーコードの形態によって構成され得るマーキング４８をデバイス４２の裏面に形成する。
１個のデバイス４２にマーキング４８を形成したら、分割予定ライン４０のＸ軸方向の間隔の分だけ、チャックテーブル４をＸ軸方向に移動させながら、マーキング４８を繰り返す。また、１列のデバイス４２のすべてにマーキング４８を形成した後、分割予定ライン４０のＹ軸方向の間隔の分だけ、チャックテーブル４をＹ軸方向に移動させ、次の列のデバイス４２群にマーキング４８を形成する。このようにして、ウエーハ３８上の全部のデバイス４２にマーキング４８を形成する。
（ウエーハ支持工程）
図示の実施形態では、マーキング工程を実施した後、図６に示すとおり、ウエーハ３８の裏面３８ｂにダイシングテープ５０を貼着すると共に、ウエーハ３８を収容する開口部５２ａを有するフレーム５２でダイシングテープ５０を介してウエーハ３８を支持するウエーハ支持工程を実施する。なお、ウエーハ支持工程は、チャックテーブル４の吸引力を解除し、チャックテーブル４からウエーハ３８を搬出してから行う。
（分割工程）
ウエーハ支持工程を実施した後、ウエーハ３８の表面３８ａから保護部材４６を剥離してウエーハ３８を個々のデバイスチップに分割する分割工程を実施する。
分割工程では、まず、図６に示すように、ウエーハ３８の表面３８ａから保護部材４６を剥離する。次いで、ウエーハ３８の表面３８ａを上に向けて、チャックテーブル４の上面でウエーハ３８を吸引保持する。また、チャックテーブル４のクランプ１６でフレーム５２を固定する。次いで、撮像手段８でウエーハ３８を撮像し、撮像手段８で撮像したウエーハ３８の画像に基づいて、分割予定ライン４０をＸ軸方向に整合させると共に、Ｘ軸方向に整合させた分割予定ライン４０に対応する領域を切削ブレード２２の下方に位置づける。
次いで、図７に示すとおり、高速回転させた切削ブレード２２の刃先を表面３８ａから裏面３８ｂに至るまで切り込ませると共に、切削ブレード２２の刃先を切り込ませる部分に切削水を供給しながら、切削手段６に対してチャックテーブル４（図７では省略している。）をＸ軸方向に加工送りすることによって、分割予定ライン４０に沿って分割溝５４を形成する。
そして、分割予定ライン４０のＹ軸方向の間隔の分だけ、チャックテーブル４に対して切削ブレード２２をＹ軸方向に割り出し送りしながら分割溝５４の形成を繰り返し、Ｘ軸方向に整合させた分割予定ライン４０のすべてに沿って分割溝５４を形成する。また、チャックテーブル４を９０度回転させた上で、割り出し送りしながら分割溝５４の形成を繰り返し、先に分割溝５４を形成した分割予定ライン４０と直交する分割予定ライン４０のすべてに沿って分割溝５４を形成する。このようにして、図８に示すとおり、個々のデバイスチップにウエーハ３８を分割する。
以上のとおりであり、図示の実施形態では、切削加工によってデバイス４２毎にマーキング４８を形成するので、デバイスチップ毎に過去情報の引き継ぎが可能であると共に、デバイスチップ毎のトレーサビリティが確保される。
なお、図示の実施形態では、ウエーハ３８を個々のデバイスチップに分割する前にマーキング工程を実施する例を説明したが、ウエーハ３８を個々のデバイスチップに分割した後に、マーキング工程を実施してもよい。
分割後にマーキング工程を実施する場合には、ウエーハ支持工程および分割工程を実施し、次いで、個々のデバイスチップに分割されたウエーハ３８の表面３８ａにウエーハ３８の形態を維持する維持部材（たとえば、保護部材４６と同様の円形の粘着テープでよい。）を配設する維持部材配設工程を実施した後、ダイシングテープ５０からウエーハ３８を剥離した上で、保持工程、位置登録工程およびマーキング工程を実施するのが好ましい。
２：切削装置
４：チャックテーブル
６：切削手段
８：撮像手段
１０：表示手段
１２：制御手段
２２：切削ブレード
３８：ウエーハ
３８ａ：ウエーハの表面
３８ｂ：ウエーハの裏面
４０：分割予定ライン
４２：デバイス
４６：保護部材
４８：マーキング
５０：ダイシングテープ
５２：フレーム
５２ａ：フレームの開口部

Claims (6)

  1. ウエーハの処理方法であって、
    ウエーハを保持し回転可能なチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持されたウエーハを切削する切削ブレードを回転可能に備えた切削手段と、該チャックテーブルと該切削手段とを相対的にＸ軸方向に加工送りするＸ軸送り手段と、該Ｘ軸方向に直交するＹ軸方向に該チャックテーブルと該切削手段とを相対的に割り出し送りするＹ軸送り手段と、該Ｘ軸方向および該Ｙ軸方向に直交するＺ軸方向に該チャックテーブルと該切削手段とを相対的に切り込み送りするＺ軸送り手段と、該チャックテーブルに保持されたウエーハを撮像する撮像手段と、該撮像手段が撮像した画像を表示する表示手段と、制御手段と、を少なくとも備えた切削装置を用意する切削装置用意工程と、
    マーキングすべき情報を該制御手段に登録する情報登録工程と、
    複数のデバイスが分割予定ラインによって区画された表面を有するウエーハの表面側を該チャックテーブルに保持させウエーハの裏面側を露出させる保持工程と、
    該チャックテーブルに保持されたウエーハを該撮像手段で撮像してマーキングすべきデバイス毎の位置をＸ座標Ｙ座標で特定して該制御手段に登録する位置登録工程と、
    該位置登録工程で登録したＸ座標Ｙ座標に基づいて該Ｘ軸送り手段および該Ｙ軸送り手段を作動させ該切削ブレードを所望位置に位置づけると共に該Ｚ軸送り手段を作動させ、該情報登録工程で登録した情報を該切削ブレードで個々のデバイスの裏面にマーキングするマーキング工程と、
    を含むウエーハの処理方法。
  2. ウエーハを個々のデバイスチップに分割する前に該マーキング工程を実施する請求項１記載のウエーハの処理方法。
  3. 該保持工程の前に、ウエーハの表面に保護部材を配設する表面保護部材配設工程を実施する請求項１記載のウエーハの処理方法。
  4. ウエーハの裏面にダイシングテープを貼着すると共にウエーハを収容する開口部を有するフレームでダイシングテープを介してウエーハを支持するウエーハ支持工程と、ウエーハの表面から該保護部材を剥離してウエーハを個々のデバイスチップに分割する分割工程とを含む請求項３のウエーハの処理方法。
  5. ウエーハを個々のデバイスチップに分割した後に該マーキング工程を実施する請求項１記載のウエーハの処理方法。
  6. 該保持工程の前に、個々のデバイスチップに分割されたウエーハの表面にウエーハの形態を維持する維持部材を配設する維持部材配設工程を含む請求項５記載のウエーハの処理方法。
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