JP2010093005A - ウエーハの加工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 デバイス領域に対応する裏面のみが研削され、デバイス領域を囲繞する外周余剰領域に対応する裏面に環状補強部が形成された半導体ウエーハを表面側から切削して各デバイスへと分割する際に、歩留まりの低下を発生させることのないウエーハの加工方法を提供することである。
【解決手段】 格子状に形成された複数の切削予定ラインによって区画された区域にデバイスが形成されたデバイス領域と、該デバイス領域を囲繞する外周余剰領域とを表面に有し、該デバイス領域に対応する裏面に円形凹部が形成され、該円形凹部の外周側に該余剰領域を含む環状補強部が形成されたウエーハの加工方法であって、ウエーハの裏面に粘着テープを貼着する粘着テープ貼着工程と、該粘着テープが貼着された該ウエーハの表面側から該切削予定ラインに沿って切削溝を形成する切削溝形成工程と、切削溝形成工程後に、該ウエーハの表面を下向きに保持した状態で該粘着テープを拡張させるエキスパンド工程と、を具備したことを特徴とする。
【選択図】図９

Description

本発明は、裏面に円形凹部が形成されたウエーハの加工方法に関する。

半導体デバイス製造工程においては、略円盤形状である半導体ウエーハの表面に格子状に配列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、この区画された領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスを形成する。そして、半導体ウエーハをストリートに沿って切削装置で切削することにより、半導体ウエーハが個々の半導体チップ（デバイス）に分割される。

分割されるウエーハは、ストリートに沿って切削する前に裏面を研削や研磨によって所定の厚さに形成される。近年、電気機器の軽量化、小型化を達成するために、ウエーハの厚さをより薄く、例えば５０μｍ程度にすることが要求されている。

このように薄く形成されたウエーハは取り扱いが困難になり、搬送等において破損する恐れがある。そこで、ウエーハのデバイス領域に対応する裏面のみを研削し、デバイス領域を囲繞する外周余剰領域に対応するウエーハの裏面に環状補強部を形成する研削方法が特開２００７−１９４６１号公報で提案されている。

このように裏面の外周に環状補強部が形成されたウエーハをストリート（切削予定ライン）に沿って分割する方法として、環状補強部を除去した後、ウエーハの表面側から切削ブレードで切削する方法が提案されている（特開２００７−１９３７９号公報参照）。

しかし、環状補強部が除去されたウエーハでは切削時のハンドリングで破損し易いという問題が生じる。環状補強部を除去せずに裏面側から切削する方法も考えられるが、ストリートはウエーハの表面に形成されているため、裏面側からストリートに沿って切削するためには裏面側からウエーハのストリートを検出する必要がある。

従って、ウエーハを透過する波長を使用した例えば赤外線カメラ等が必要となる上、ウエーハの厚みが厚い場合やストリートのパターンが明瞭でない場合には、裏面側からストリートを検出することが困難である。
特開２００７−１９４６１号公報 特開２００７−１９３７９号公報

一方、裏面外周に環状補強部が形成された半導体ウエーハを表面側から切削して分割する場合には、環状補強部において半導体ウエーハ裏面側の厚み方向一部に未切削領域が形成される。

後のエキスパンド工程にてこの未切削領域はエキスパンドに伴って分断されるが、未切削領域が分断される際に発生する欠片や屑がデバイスの表面に傷をつけたり、又はデバイスの表面に付着して後のボンディング工程でボンディング不良を発生させる恐れがあり、歩留まり低下が懸念される。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、デバイス領域に対応する裏面のみが研削され、デバイス領域を囲繞する外周余剰領域に対応する裏面に環状補強部が形成された半導体ウエーハを表面側から切削して各デバイスへと分割する際に、歩留まりの低下を発生させることのないウエーハの加工方法を提供することである。

本発明によると、格子状に形成された複数の切削予定ラインによって区画された領域にデバイスが形成されたデバイス領域と、該デバイス領域を囲繞する外周余剰領域とを表面に有し、該デバイス領域に対応する裏面に円形凹部が形成され、該円形凹部の外周側に該外周余剰領域を含む環状補強部が形成されたウエーハの加工方法であって、ウエーハの裏面に粘着テープを貼着する粘着テープ貼着工程と、該粘着テープが貼着された該ウエーハの表面側から該切削予定ラインに沿って切削溝を形成する切削溝形成工程と、切削溝形成工程後に、該ウエーハの表面を下向きに保持した状態で該粘着テープを拡張させるエキスパンド工程と、を具備したことを特徴とするウエーハの加工方法が提供される。

好ましくは、切削溝形成工程では、少なくともウエーハのデバイス領域は切削溝によってウエーハの厚み方向において完全切断され、環状補強部にはウエーハの厚み方向におけるウエーハ裏面側の一部において切削溝が形成されない切削溝未形成領域が形成される。そして、エキスパンド工程では、切削溝未形成領域が分割される。

本発明によると、デバイス領域に対応する裏面のみが研削され、デバイス領域を囲繞する外周余剰領域に対応する裏面に環状補強部が形成された半導体ウエーハを表面側から切削して各デバイスへと分割する際に、歩留まりの低下を発生させることのないウエーハの加工方法が提供される。

エキスパンド時にウエーハの表面を下向きにすることで、切削溝未形成領域が分断される際に発生する欠片や屑がウエーハ表面に落ちることがないため、ウエーハ表面を傷つけたり、汚すことがなく、後工程で問題となる恐れがない。

以下、本発明実施形態を図面を参照して詳細に説明する。図１は所定の厚さに加工される前の半導体ウエーハの斜視図である。図１に示す半導体ウエーハ１１は、例えば厚さが７００μｍのシリコンウエーハから成っており、表面１１ａに複数のストリート１３が格子状に形成されているとともに、該複数のストリート１３によって区画された複数の領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイス１５が形成されている。

このように構成された半導体ウエーハ１１は、デバイス１５が形成されているデバイス領域１７と、デバイス領域１７を囲繞する外周余剰領域１９を備えている。また、半導体ウエーハ１１の外周には、シリコンウエーハの結晶方位を示すマークとしてのノッチ２１が形成されている。

半導体ウエーハ１１の表面１１ａには、保護テープ貼着工程により保護テープ２３が貼着される。従って、半導体ウエーハ１１の表面１１ａは保護テープ２３によって保護され、図２に示すように裏面１１ｂが露出する形態となる。

このような半導体ウエーハ１１のデバイス領域１７に対応する裏面に円形凹部を形成し、該円形凹部の外周側に外周余剰領域１９を含む環状補強部を形成する研削方法について図３乃至図５を参照して説明する。まず、図３を参照すると、研削装置２の要部斜視図が示されている。

研削装置２は、ウエーハを保持して回転可能なチャックテーブル４と、ウエーハに対して研削加工を施す研削ユニット６を備えている。研削ユニット６は、回転可能且つ昇降可能なスピンドル８と、スピンドル８の先端に装着された研削ホイール１０と、研削ホイール１０の下面に固着された研削砥石１２から構成される。

ウエーハ１１は保護テープ２３側がチャックテーブ４により吸引保持され、ウエーハ１１の裏面１１ｂが研削砥石１２に対向してセットされる。ここで、チャックテーブル４に保持されたウエーハ１１と研削ホイール１０に装着された研削砥石１２との関係について図４を参照して説明する。

チャックテーブル４の回転中心Ｐ１と研削砥石１２の回転中心Ｐ２は偏心しており、研削砥石１２の外径はウエーハ１１のデバイス領域１７と外周余剰領域１９との境界線２８の直径より小さく境界線２８の半径より大きい寸法に設定され、環状の研削砥石１２がチャックテーブル４の回転中心Ｐ１を通過するようになっている。

チャックテーブル４を矢印３０で示す方向に例えば３００ｒｐｍで回転しつつ、研削砥石１２を矢印３２で示す方向に例えば６０００ｒｐｍで回転させるとともに、図示しない研削送り機構を作動して研削ホイール１０の研削砥石１２をウエーハ１１の裏面に接触させる。そして、切削ホイール１０を所定の研削送り速度で下方に所定量研削送りする。

その結果、半導体ウエーハ１１の裏面には、図５に示すように、デバイス領域１７に対応する領域が研削除去されて所定厚さ（例えば５０μｍ）の凹部２４が形成されるとともに、外周余剰領域１９に対応する領域は残存されて外周余剰領域１９を含む環状補強部２６が形成される。

次に、図５に示すように研削加工された半導体ウエーハ１１を吸引保持して、ウエーハ１１を切削加工する際に使用するのに適したチャックテーブルについて図６及び図７を参照して説明する。

図６を参照すると、ウエーハ１１の切削加工に先立って、ウエーハ１１はその外周部が環状フレーム３６に装着されたダイシングテープ（粘着テープ）３４に貼着される。ダイシングテープ３４は、環状補強部２６のみでなく円形凹部２４にも回り込むように貼着される。

図７を参照すると、図６に示すようにダイシングテープ３４が貼着されたウエーハ１１を吸引保持するのに適したチャックテーブル４０の縦断面図が示されている。チャックテーブル４０は、真空吸引路４４が形成された回転軸４２と、回転軸４２上に搭載固定された基台４６を含んでいる。

基台４６はＳＵＳ等の金属から形成され、装着用円形凹部４８と、回転軸４２の真空吸引路４４に連通された真空吸引路５０を有している。真空吸引路５０は凹部４８に開口している。回転軸４２の真空吸引路４４は図示しない真空吸引源に接続されている。基台４６の円形凹部４８中にはポーラスなセラミック等から形成された円盤形状のポーラス吸着部５２が配設されている。

このような構造のチャックテーブル４０では、チャックテーブル４０を円形凹部４８を有する基台４６と、円形凹部４８中に配設された所定の高さを有する円盤状ポーラス吸着部５２とから構成したため、ポーラス吸着部５２がウエーハ１１の円形凹部２４に嵌合してウエーハを平坦に保持することが可能となる。

チャックテーブル４０を切削装置のチャックテーブルに採用して、よく知られた切削装置の切削ブレードでウエーハ１１をストリートに沿って切削すると、図８に示したような状態となる。３８は切削溝である。従って、チャックテーブル４０を切削装置のチャックテーブルに採用すると、ウエーハ外周部分において完全切断されないチップ（デバイス）を発生させることがなく、不良デバイスを形成することがない。

ウエーハ１１をチャックテーブル４０で吸引保持してウエーハ１１を切削すると、図８に示すように環状補強部２６の裏面側の厚み方向一部に切削溝未形成領域３９が形成される。

切削工程終了後には、ダイシングテープ３４を半径方向に拡張し、デバイス１５と１５の間の間隔を拡大するエキスパンド工程を実施する。エキスパンド工程は、図９に示すように半導体ウエーハ１１を下向きにして実施する。

例えば、環状フレーム３６を保持して、図９に示す状態でダイシングテープ３４を一様に下方に押圧することにより、ダイシングテープ３４が半径方向に拡張される。これに伴い、デバイス１５と１５の間の間隔も拡張される。

このように半導体ウエーハ１１を下向きにしてエキスパンド工程を実施すると、切削溝未形成領域３９が分断される際に発生する欠片や屑がウエーハ１１表面に落ちることがないため、ウエーハ表面を傷つけたりすることがなく、或いは切削屑がデバイス１５の表面に付着して後のボンディング工程でボンディング不良等を発生させる恐れがない。

エキスパンド工程終了後には、再びウエーハ１１の表面側を上にして保持し、よく知られたピックアップ装置により個々のデバイス１５をピックアップする。

ウエーハの表面側斜視図である。 保護テープを裏面に貼着した状態のウエーハの裏面側斜視図である。 研削装置の要部を示す斜視図である。 研削装置によって実施される円形凹部研削工程の説明図である。 円形凹部研削工程が実施された半導体ウエーハの断面図である。 ダイシングテープを介して環状フレームに装着した状態のウエーハの断面図である。 円形凹部を有するウエーハを保持するのに適したチャックテーブルの縦断面図である。 切削工程後のウエーハの縦断面図である。 エキスパンド工程実施後のウエーハの縦断面図である。

符号の説明

２ 研削装置
４ チャックテーブル
６ 研削ユニット
１０ 研削ホイール
１１ 半導体ウエーハ
１２ 研削砥石
１３ ストリート
１５ デバイス
２４ 円形凹部
２６ 環状補強部
３４ ダイシングテープ
３６ 環状フレーム
３８ 切削溝
３９ 切削溝未形成領域
４０ チャックテーブル
５２ ポーラス吸着部

Claims (3)

1. 格子状に形成された複数の切削予定ラインによって区画された領域にデバイスが形成されたデバイス領域と、該デバイス領域を囲繞する外周余剰領域とを表面に有し、該デバイス領域に対応する裏面に円形凹部が形成され、該円形凹部の外周側に該外周余剰領域を含む環状補強部が形成されたウエーハの加工方法であって、
   ウエーハの裏面に粘着テープを貼着する粘着テープ貼着工程と、
   該粘着テープが貼着された該ウエーハの表面側から該切削予定ラインに沿って切削溝を形成する切削溝形成工程と、
   切削溝形成工程後に、該ウエーハの表面を下向きに保持した状態で該粘着テープを拡張させるエキスパンド工程と、
   を具備したことを特徴とするウエーハの加工方法。
2. 前記切削溝形成工程では、少なくともウエーハの前記デバイス領域は切削溝によってウエーハの厚み方向において完全切断され、
   前記環状補強部にはウエーハの厚み方向におけるウエーハ裏面側の一部において切削溝が形成されない切削溝未形成領域が形成され、
   前記エキスパンド工程では、前記切削溝未形成領域が分割される請求項１記載のウエーハの加工方法。
3. 前記粘着テープの粘着面外周に環状フレームが貼着されている請求項１又は２記載のウエーハの加工方法。

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