JP2010103327A - デバイスの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 デバイスを傷つけることなく、表面に保護部材が貼り合わされた貼り合わせウエーハを切削して個々のデバイスに分割するデバイスの製造方法を提供することである。
【解決手段】 デバイスウエーハの上に保護ウエーハが貼り合わされた貼り合わせウエーハを切削して個々のデバイスに分割するデバイスの製造方法であって、保護ウエーハとデバイスウエーハが貼り合わされる前又は後に、保護ウエーハの溝中に充填材を充填する充填ステップと、切削予定ラインに沿って保護ウエーハを第1の切削ブレードで充填材まで至るがデバイスウエーハには至らない深さに切り込むことで、保護ウエーハを分割する第1切削ステップと、切削予定ラインに沿って第2の切削ブレードで電極を避けながらデバイスウエーハを分割する第2切削ステップと、第2切削ステップを実施した後に、充填材を除去して電極を露出させる充填材除去ステップとを含んでいる。
【選択図】図10
【解決手段】 デバイスウエーハの上に保護ウエーハが貼り合わされた貼り合わせウエーハを切削して個々のデバイスに分割するデバイスの製造方法であって、保護ウエーハとデバイスウエーハが貼り合わされる前又は後に、保護ウエーハの溝中に充填材を充填する充填ステップと、切削予定ラインに沿って保護ウエーハを第1の切削ブレードで充填材まで至るがデバイスウエーハには至らない深さに切り込むことで、保護ウエーハを分割する第1切削ステップと、切削予定ラインに沿って第2の切削ブレードで電極を避けながらデバイスウエーハを分割する第2切削ステップと、第2切削ステップを実施した後に、充填材を除去して電極を露出させる充填材除去ステップとを含んでいる。
【選択図】図10
Description
本発明は、デバイスウエーハの表面に、該デバイスを保護する保護ウエーハが貼り合わされた貼り合わせウエーハを切削予定ラインに沿って分割するデバイスの製造方法に関する。
表面にIC、LSI、固体撮像素子等のデバイスが複数形成され、それぞれのデバイスが格子状に形成されたストリートと呼ばれる切削予定ラインによって区画された半導体ウエーハは、切削装置によってストリートに沿って切削されることで個々のデバイスへと分割され、分割されたデバイスは携帯電話等の各種電子機器に広く利用されている。
半導体ウエーハの切削には、切削ブレードを含む切削手段を備えたダイサーと呼ばれる切削装置が広く使用されている。切削ブレードはダイヤモンドやCBN等の超砥粒を金属や樹脂で固めた厚み15〜300μm程度の環状の切刃を有し、この切削ブレードが30000rpm程度の高速で回転しつつ被加工物へと切り込み、被加工物の一部を切削除去することで被加工物を分割する。
例えば、固体撮像素子が形成された半導体ウエーハの切削においては、切削時に発生する切削屑が素子の表面に付着することでデバイス不良が発生するため、切削後の素子上に切削屑を残存させないことが非常に重要となる。
一度付着して乾燥した切削屑は後の洗浄工程では取り除くことが非常に難しいため、特開2006−289509号公報では切削中に発生する切削屑を切削水とともに除去する機構が提案されており、特開2006−150844号公報では加工用剤を用いて切削屑が切削中に半導体ウエーハ表面に付着することを防止する方法が提案されている。
ところが、これらの方法をもっても完全に切削屑の付着を防止することは難しいという問題がある。そこで、切削屑の付着防止のために半導体ウエーハの表面に保護部材をつけて保護部材ごと半導体ウエーハを切削する方法が以前から広く採用されている。
例えば、シリコン基板上に固体撮像素子が形成された半導体ウエーハ(デバイスウエーハ)の場合には、半導体ウエーハ表面が受光面となるため、保護部材としてガラスウエーハが用いられる。
ところが、固体撮像素子が形成された半導体ウエーハにおいては、固体撮像素子を作動させるための電極が素子を囲繞する形で形成されており、保護部材としてのガラスウエーハがデバイスウエーハに貼り合わされた状態で各デバイスへと分割した上に、電極上面部分のガラスウエーハを除去する必要がある。
特開2006−289509号公報
特開2006−150844号公報
そこで、デバイスウエーハを各デバイスへと分割した後に、個々のデバイスの電極上面部分のガラスウエーハを除去する方法では作業効率が悪いため、切削ブレードで電極上面部分のガラスウエーハを切削除去した後、デバイスウエーハを切削して各デバイスへと分割する方法が考えられる。
しかし、この場合には、ガラスウエーハを切削することで発生するガラスの切削屑が電極に当たり、電極を傷つけてしまう恐れがある。電極が傷つけられると、後のボンディング工程においてボンディング不良が生じ、その結果、デバイスに不良が生じてしまうという問題がある。
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、デバイスウエーハの表面に保護部材が貼り合わされた貼り合わせウエーハを切削して個々のデバイスに分割可能なデバイスの製造方法を提供することである。
本発明によると、表面に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各領域にそれぞれデバイスが形成されたデバイスウエーハの表面に、該デバイスを保護する保護ウエーハが貼り合わされた貼り合わせウエーハを該切削予定ラインに沿って分割するデバイスの製造方法であって、前記各デバイスは、素子と、該素子の外周に形成された電極とを含み、前記保護ウエーハは、第1の面に該デバイスウエーハの前記切削予定ラインに対応した格子状に形成された溝を有し、該溝が該デバイスウエーハ表面の該切削予定ラインに合致されて貼り合わされており、該溝の幅は、前記切削予定ラインと、該切削予定ラインの両側に形成された前記電極とを包括する幅であり、前記デバイスの製造方法は、該保護ウエーハと該デバイスウエーハが貼り合わされる前又は後に、前記溝中に充填材を充填する充填ステップと、該保護ウエーハの第2の面側から該切削予定ラインに沿って第1の切削ブレードで該充填材まで至るが前記デバイスウエーハには至らない深さに切り込むことで、前記保護ウエーハを分割する第1切削ステップと、該保護ウエーハの前記第2の面側から該切削予定ラインに沿って第2の切削ブレードで前記電極を避けながら該デバイスウエーハを分割する第2切削ステップと、該第2切削ステップを実施した後に、前記充填材を除去して前記電極を露出させる充填材除去ステップと、を具備したことを特徴とするデバイスの製造方法が提供される。
好ましくは、第2の切削ブレードの刃厚は第1の切削ブレードの刃厚に比べて薄く形成されている。充填材は水溶性、温水溶解性、又は低温溶解性の何れかの特性を有する樹脂から構成されており、充填材除去ステップは、充填材の特性に応じて水洗浄ステップ、温水洗浄ステップ、又は低温溶解ステップの何れかから構成される。
本発明によると、保護ウエーハには電極部分と切削予定ラインに対応した領域に溝が形成されてこの溝中に充填材が充填されており、第1の切削ブレードで充填材の途中まで切り込むことで、電極部分を充填材で覆った状態で電極上部部分の保護ウエーハが除去されるため、保護ウエーハの切削屑が電極を傷つけることが防止される。
更に、デバイスウエーハに貼り合わされた保護ウエーハに溝が形成されて溝中に充填材が充填されているため、切削時の切り込み量の管理が容易となり、第1の切削ブレードでは保護ウエーハのみ、第2の切削ブレードではデバイスウエーハのみを切削することが容易に可能となる。
保護ウエーハに形成された溝によって切削中に刃先が固定されない状態の切削ブレードがばたつき、保護ウエーハに欠け(チッピング)を発生させる恐れがあるが、溝中に充填材が充填されているため切削時の切削ブレードのばたつきを防止し、欠けの発生を防止できる。
以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。図1を参照すると、本発明のデバイスの製造方法を実施するのに適した切削装置(ダイシング装置)2の斜視図が示されている。
切削装置2は2スピンドルタイプの切削装置であり、チャックテーブル4において被加工物を吸引保持し、チャックテーブル4が切削送り方向(X軸方向)に往復移動しながら、割り出し送り方向(Y軸方向)及び切り込み送り方向(Z軸方向)に移動する第1の切削手段6及び第2の切削手段8の作用により被加工物が切削される構成となっている。
例えば、半導体ウエーハWをダイシングする場合は、図1に示すように、ダイシングテープTを介して環状フレームFに保持された半導体ウエーハWが、チャックテーブル4に載置されて吸引保持される。
チャックテーブル4は切削送り手段10によってX軸方向に移動可能となっており、第1の切削手段6と一体に形成された第1カメラ(第1撮像手段)13を有する第1のアライメント手段12及び第2の切削手段8と一体に形成された第2カメラ(第2撮像手段)15を有する第2のアライメント手段14によって、チャックテーブル4に吸引保持されたウエーハWの切削すべき領域であるストリートが検出され、そのストリートと切削ブレードとのY軸方向の位置合わせがなされた後に、切削が行われる。
切削送り手段10は、X軸方向に配設された一対のX軸ガイドレール16と、X軸ガイドレール16に摺動可能に支持されたX軸移動基台18と、X軸移動基台18に形成されたナット部(図示せず)に螺合するX軸ボールねじ20と、X軸ボールねじ20を回転駆動するX軸パルスモータ22とから構成される。
チャックテーブル4を回転可能に支持する支持基台24はX軸移動基台18に固定されており、X軸パルスモータ22に駆動されてX軸ボールねじ20が回転することによって、チャックテーブル4がX軸方向に移動される。
一方、第1切削手段12及び第2切削手段14は、ガイド手段26によってY軸方向に割り出し送り可能に支持されている。ガイド手段26は、チャックテーブル4の移動を妨げないようにX軸に直交するY軸方向に配設される垂直コラム28と、垂直コラム28の側面においてY軸方向に配設された一対のY軸ガイドレール30と、Y軸ガイドレール30と平行に配設された第1のボールねじ32及び第2のボールねじ34と、第1のボールねじ32に連結された第1のY軸パルスモータ36と、第2のボールねじ34に連結された第2のY軸パルスモータ38とから構成される。
Y軸ガイドレール30は、第1の支持部材40及び第2の支持部材42をY軸方向に摺動可能に支持しており、第1の支持部材40及び第2の支持部材42に備えたナット(図示せず)が第1のボールねじ32及び第2のボールねじ34にそれぞれ螺合している。
第1のY軸パルスモータ36および第2のY軸パルスモータ38に駆動されて第1のボールねじ32及び第2のボールねじ34がそれぞれ回転することにより、第1の支持部材40及び第2の支持部材42がそれぞれ独立してY軸方向に移動される。
第1の支持部材40及び第2の支持部材42のY軸方向の位置はリニアスケール44によって計測され、Y軸方向の位置の精密制御に供される。なお、リニアスケールを各支持部材ごとに別個に設けることも可能ではあるが、一本のリニアスケール44で第1の支持部材40及び第2の支持部材42の双方の位置を計測するほうが、両者の間隔を精密に制御することができる。
第1の支持部材40には、第1の切削手段6が取り付けられた第1の移動部材46が上下方向(Z軸方向)に摺動可能に取り付けられており、第1のZ軸パルスモータ48を駆動すると、第1の移動部材46がZ軸方向に移動される。
同様に、第2の支持部材42には、第2の切削手段8が取り付けられた第2の移動部材50が上下方向(Z軸方向)に摺動可能に取り付けられており、第2のZ軸パルスモータ52を駆動することにより、第2の移動部材50がZ軸方向に移動される。
次に、図2乃至図4を参照して、第1切削手段6の構成について説明する。図2を参照すると、スピンドル56と、スピンドル56に装着されるブレードマウント60との関係を示す分解斜視図が示されている。
第1切削手段6のスピンドルハウジング54中には、図示しないサーボモータにより回転駆動されるスピンドル56が回転可能に収容されている。スピンドル56はテーパ部56a及び先端小径部56bを有しており、先端小径部56bには雄ねじ58が形成されている。
60はボス部(凸部)62と、ボス部62と一体的に形成された固定フランジ64とから構成されるブレードマウントであり、ボス部62には雄ねじ66が形成されている。さらに、ブレードマウント60は装着穴67を有している。
ブレードマウント60は、装着穴67をスピンドル56の先端小径部56b及びテーパ部56aに挿入して、ナット68を雄ねじ58に螺合して締め付けることにより、図3に示すようにスピンドル56の先端部に取り付けられる。
図3はブレードマウント60が固定されたスピンドル56と、第1切削ブレード70との装着関係を示す分解斜視図である。第1切削ブレード70はハブブレードと呼ばれ、円形ハブ74を有する円形基台72の外周にニッケル母材中にダイヤモンド砥粒が分散された切刃76が電着されて構成されている。
第1切削ブレード70の装着穴78をブレードマウント60のボス部62に挿入し、固定ナット80をボス部62の雄ねじ66に螺合して締め付けることにより、図4に示すように第1切削ブレード70がスピンドル56に取り付けられる。
第2切削手段8は、上述した第1切削手段6と概略同様に構成されており、重複を避けるためその説明を省略する。第1、第2切削手段としては前述のハブブレードがスピンドルに取り付けられたものに換えて、ダイヤモンド砥粒がレジンやメタルでリング状に固められたワッシャーブレードと呼ばれるブレードをスピンドルに取り付けてもよい。ここで注意すべきは、第1切削手段6の第1切削ブレード70の厚みは第2切削手段8の第2切削ブレード84の厚みよりも厚く形成されていることである。
次に、図5乃至図11を参照して、本発明実施形態のデバイスの製造方法について説明する。まず図5を参照すると、デバイスウエーハ(半導体ウエーハ)82の表面側斜視図が示されている。デバイスウエーハ82の表面においては、格子状に形成された複数のストリート(切削予定ライン)84によって区画された領域に多数のデバイス86が形成されている。
デバイス86は、素子88と、素子88に電気的に接続されるように素子の外周に形成された複数の電極90を含んでいる。素子88は、例えばCCD、CMOS等の固体撮像素子から構成される。
図6を参照すると、ガラス等の透明物質から形成された保護ウエーハ92の斜視図が示されている。保護ウエーハ92の第1の面92a上にはデバイスウエーハ82の切削予定ライン84のピッチに対応したピッチの溝94が格子状に形成されている。
好ましい実施形態においては、保護ウエーハ92はガラスから形成されているため、ガラスウエーハということがある。溝94の深さは、保護ウエーハ92の厚みに応じて変化し、例えば50〜300μm程度が好ましい。
図7に示すように、保護ウエーハ92は反転されて、溝94がデバイスウエーハ82の切削予定ライン84に合致されて貼り合わされ、貼り合わせウエーハ96が得られる。保護ウエーハ92は透明であるため、保護ウエーハ92の第2の面92b側から溝94を視認することができる。
図8を参照すると、貼り合わせウエーハ96の拡大縦断面図が示されている。保護ウエーハ92に形成された溝94の幅は、切削予定ライン84及び該切削予定ライン80の両側に形成された電極90を包括する幅に形成されている。
本実施形態のデバイスの製造方法によると、まず第1ステップとして、図9に示されるように保護ウエーハ92の溝94中に充填材98を充填する充填ステップを実行する。この充填ステップは、保護ウエーハ92とデバイスウエーハ82とが貼り合わされる前に行うか、或いは保護ウエーハ92をデバイスウエーハ82を貼り合わせた後に溝94中に充填材を注入するようにしてもよい。
充填材98としては、水溶性、温水溶解性、又は低温溶解性の何れかの特性を有する樹脂が好ましい。温水溶解性樹脂としては、例えば日化精工株式会社製の商品名「アクアワックス」が使用可能であり、水溶性樹脂としては、例えば電気化学工業株式会社製の商品名「光反応型仮止め材」、日化精工株式会社製の商品名「アクアワックス」が使用可能であり、低温溶解性樹脂としては、例えば日化精工株式会社製の商品名「シフトワックス」を使用可能である。
充填ステップを実施した後、図10(A)に示すように、第1切削ブレード70で保護ウエーハ92を分割する第1切削ステップを実施する。この第1切削ステップは、保護ウエーハ92の第2の面92b側から切削予定ライン84に沿って第1切削ブレード70で電極94上の充填材98を僅かの厚さに残す程度に切り込むことで実施する。第1切削ブレード70の幅、即ち第1切削ブレード70の切刃76の厚さは、概略溝94の幅程度であるのが好ましい。
第1切削ステップを実施すると、図10(B)に示すように充填材98を僅かに残して保護ウエーハ92に第1切削溝102が形成される。このように保護ウエーハ92に第1切削溝102を形成したならば、保護ウエーハ92の第2の面92b側から切削予定ライン84に沿って第2切削ブレード104で電極90を避けながらデバイスウエーハ82を切削して、デバイスウエーハ82を分割する第2切削ステップを実施する。
第2切削ステップはデバイスウエーハ82の表面上に形成された電極90を避けながら実施するため、第2切削ブレード104の刃厚は第1切削ブレード70の刃厚よりも薄いことが好ましい。
しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、第2切削ブレード104を第1切削ブレード70に代わって第1切削ステップに利用してもよい。この場合には、保護ウエーハ92の第2の面92b側から溝94の両側近辺の保護ウエーハ92を第2切削ブレード104で2回に分けて切削する。
第2切削ステップが終了すると、図10(C)に示すように、充填材98を溝94中に僅かに残して保護ウエーハ92に第1切削溝102が形成され、残された充填材98及びデバイスウエーハ82に渡り第2切削溝106が形成される。
図10(A)に示す第1切削ステップを実施する前に、貼り合わせウエーハ96はデバイスウエーハ82側をダイシングテープ100に貼着され、ダイシングテープ100の外周側を図1に示す環状フレームFに貼着して、貼り合わせウエーハ96をダイシングテープ100を介して環状フレームFで支持するようにする。
第2切削ステップが終了すると、充填材98を除去して電極90を露出させる充填材除去ステップを実施する。充填材除去ステップは、充填材98が温水溶解性樹脂である場合には、貼り合わせウエーハ96を温水で洗浄することにより実施し、水溶性樹脂である場合には、貼り合わせウエーハ96を水で洗浄することにより実施し、低温溶解性樹脂である場合には、貼り合わせウエーハ96を低温に加熱し充填材98を溶解することにより実施する。
充填材除去ステップを実施後には、図11に示すように電極90上の充填材98が除去されて電極90が露出し、保護ウエーハ92は第1切削溝102で分割され、デバイスウエーハ82は第2切削溝106で分割された状態となる。
よって、ダイシングテープ100をデバイスウエーハ82から剥離することにより、貼り合わせウエーハ96を各デバイス86の電極90が露出して素子88がガラス等の保護部材で保護された保護部材付きデバイス86Aに分割することができる。
2 切削装置
4 チャックテーブル
6 第1切削手段
8 第2切削手段
70 第1切削ブレード
82 デバイスウエーハ(半導体ウエーハ)
84 分割予定ライン(ストリート)
86 デバイス
88 素子
90 電極
92 保護ウエーハ
94 溝
96 貼り合わせウエーハ
98 充填材
102 第1切削溝
104 第2切削ブレード
106 第2切削溝
4 チャックテーブル
6 第1切削手段
8 第2切削手段
70 第1切削ブレード
82 デバイスウエーハ(半導体ウエーハ)
84 分割予定ライン(ストリート)
86 デバイス
88 素子
90 電極
92 保護ウエーハ
94 溝
96 貼り合わせウエーハ
98 充填材
102 第1切削溝
104 第2切削ブレード
106 第2切削溝
Claims (4)
- 表面に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各領域にそれぞれデバイスが形成されたデバイスウエーハの表面に、該デバイスを保護する保護ウエーハが貼り合わされた貼り合わせウエーハを該切削予定ラインに沿って分割するデバイスの製造方法であって、
前記各デバイスは、素子と、該素子の外周に形成された電極とを含み、
前記保護ウエーハは、第1の面に該デバイスウエーハの前記切削予定ラインに対応した格子状に形成された溝を有し、該溝が該デバイスウエーハ表面の該切削予定ラインに合致されて貼り合わされており、
該溝の幅は、前記切削予定ラインと、該切削予定ラインの両側に形成された前記電極とを包括する幅であり、
前記デバイスの製造方法は、
該保護ウエーハと該デバイスウエーハが貼り合わされる前又は後に、前記溝中に充填材を充填する充填ステップと、
該保護ウエーハの第2の面側から該切削予定ラインに沿って第1の切削ブレードで該充填材まで至るが前記デバイスウエーハには至らない深さに切り込むことで、前記保護ウエーハを分割する第1切削ステップと、
該保護ウエーハの前記第2の面側から該切削予定ラインに沿って第2の切削ブレードで前記電極を避けながら該デバイスウエーハを分割する第2切削ステップと、
該第2切削ステップを実施した後に、前記充填材を除去して前記電極を露出させる充填材除去ステップと、
を具備したことを特徴とするデバイスの製造方法。 - 前記第2の切削ブレードの刃厚は前記第1の切削ブレードの刃厚に比べて薄いことを特徴とする請求項1記載のデバイスの製造方法。
- 前記充填材は水溶性、温水溶解性、又は低温溶解性の何れかの特性を有する樹脂から構成され、
前記充填材除去ステップは、前記充填材の特性に対応して水洗浄ステップ、温水洗浄ステップ、又は低温溶解ステップの何れかから構成される請求項1又は2記載のデバイスの製造方法。 - 前記デバイスは半導体イメージセンサから構成され、前記保護ウエーハはガラスウエーハから構成される請求項1〜3の何れかに記載のデバイスの製造方法。
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