JP2010129622A - ウエーハの加工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】切削ブレードの切削能力の低下を防止しつつ、ウエーハに付着物を付着させることなく、ウエーハの加工品質の悪化を防止可能なウエーハの加工方法を提供する。
【解決手段】ウエーハ２の表面にフィラー入り保護テープ８を貼着するフィラー入り保護テープ貼着工程と、ウエーハの裏面をウエーハ支持手段によって支持するウエーハ支持工程と、該ウエーハ支持手段によって支持されたウエーハをチャックテーブル１８で吸引保持するウエーハ保持工程と、該チャックテーブルで吸引保持されたウエーハを該フィラー入り保護テープと共に該切削予定ラインに沿って切削して、個々のチップに分割する分割工程と、該分割工程を実施した後、該フィラー入り保護テープをウエーハの表面から除去する除去工程と、を具備する。
【選択図】図３

Description

本発明は、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領域にそれぞれデバイスが形成されたウエーハを、複数の切削予定ラインに沿って分割するウエーハの加工方法に関する。

例えば、半導体デバイス製造工程においては、ウエ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切削予定ラインによって区画された複数の領域にそれぞれＩＣ、ＬＳＩ、ＣＣＤ、ＣＭＯＳ等のデバイスを形成し、デバイスが形成された各領域をストリートに沿って分割することで個々のチップを製造している。

ウエーハを分割する分割装置としては一般にダイシング装置と呼ばれる切削装置が用いられており、この切削装置はダイヤモンドやＣＢＮ等の超砥粒をメタルやレジンで固めて厚さ３０μｍ程度とした切削ブレードによってウエーハを切削予定ラインに沿って切削し、ウエーハを個々のチップに分割する。このようにして分割されたチップはパッケージングされて、携帯電話やパソコン等の電気機器に広く利用されている。

ダイシング装置を用いてウエーハを切削し個々のチップに分割する際には、ウエーハのハンドリングを容易にするため、ウエーハの裏面を環状のフレームに装着されたダイシングテープの表面に貼着した状態でダイシング装置のチャックテーブル上に吸引保持し、ウエーハを切削予定ラインに沿って切削加工を行う。また、切削ブレードでウエーハを切削加工する際に発生する加工熱を冷却するために、切削ブレードへ切削水を供給しながら切削が遂行される。

ところが、切削によって生成される切削屑を含む切削水がウエーハの表面に付着して、デバイスの品質を低下させるという問題がある。特にデバイスがＣＣＤやＣＭＯＳ等の固体イメージセンサである場合には、切削屑等の付着物が付着するとデバイス不良となり、非常に大きな問題となる。

この問題を解決するために、特開２００７−１３４３９０号公報では、ウエーハの表面に保護テープを貼着し、保護テープごとウエーハを切削して個々のチップに分割するウエーハの加工方法が提案されている。
特開平８−８８２０２号公報 特開２００７−１３４３９０号公報

ところが、特許文献２に開示されたウエーハの表面に保護テープを貼着して、保護テープごとウエーハを切削する方法では、保護テープは一般的にポリオリフィンや塩化ビニル等の樹脂基材にゴム系やアクリル系の糊が塗布された構造であり、軟性且つ粘性であるため、切削中の切削ブレードに含まれる砥粒に糊がまとわりつき、切削ブレードの目詰まりを起こすという現象がある。その結果、切削ブレードの切削能力を低下させ、ウエーハの加工品質を著しく悪化させ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、その目的とするところは、切削ブレードの切削能力の低下を防止しつつ、ウエーハの表面に付着物を付着させることなく、ウエーハの加工品質を悪化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。

請求項１記載の発明によると、表面に複数の切削予定ラインが格子状に形成されているとともに該複数の切削予定ラインによって区画された複数の領域にそれぞれデバイスが形成されたウエーハを、該切削予定ラインに沿って切削し個々のチップに分割するウエーハの加工方法であって、ウエーハの表面にフィラー入り保護テープを貼着するフィラー入り保護テープ貼着工程と、ウエーハの裏面をウエーハ支持手段によって支持するウエーハ支持工程と、該ウエーハ支持手段によって支持されたウエーハをチャックテーブルで吸引保持するウエーハ保持工程と、該チャックテーブルで吸引保持されたウエーハを該フィラー入り保護テープと共に該切削予定ラインに沿って切削して、個々のチップに分割する分割工程と、該分割工程を実施した後、該フィラー入り保護テープをウエーハの表面から除去する除去工程と、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。

ウエーハ支持手段は環状のフレームと、環状のフレームの開口を覆うように環状のフレームに装着され表面に粘着層を有するダイシングテープとから構成され、ウエーハ支持工程はダイシングテープの表面にウエーハの裏面を貼着する。

好ましくは、ウエーハの加工方法は、除去工程を実施する前にフィラー入り保護テープに外的刺激を付与し、フィラー入り保護テープの粘着力を低減させる粘着力低減工程を更に具備している。

好ましくは、フィラー入り保護テープは加熱すると収縮する熱収縮性を有しており、粘着力低減工程においてはフィラー入り保護テープを加熱する。或いは、フィラー入り保護テープは紫外線を照射すると粘着力が低下するテープから構成され、粘着力低減工程においてはフィラー入り保護テープに紫外線を照射する。

好ましくは、ウエーハの加工方法は、ウエーハ支持工程を実施する前に、表面に保護テープが貼着されたウエーハの裏面を研削して所定の厚さに加工する裏面研削工程を更に具備している。

本発明によると、ウエーハの表面にフィラー入り保護テープが貼着された状態でウエーハが保護テープと共に切削されるため、切削屑等の付着物がウエーハ表面に付着することがなく、ウエーハの加工品質の悪化を防止することができる。

また、保護テープには切削ブレードのドレス効果を促進させるフィラーが混入されているため、保護テープを切削することで切削ブレードは適度に磨耗して常に新しい砥粒が突出する、所謂自生発刃が促される。従って、切削ブレードの切削能力が低下することが防止される。

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（Ａ）を参照すると、半導体ウエーハ２の表面２ａにフィラー入り保護テープ８を貼着する様子を示す分解斜視図が示されている。

半導体ウエーハ２は、例えば裏面２ｂが研削されてその厚さが１００μｍ程度に形成されたシリコン基板の表面２ａに複数の切削予定ライン（ストリート）４が格子状に形成され、複数のストリート４によって区画された複数の領域にＣＣＤからなるデバイス６が形成されている。

本発明のウエーハの加工方法では、まず図１（Ａ）に示すように、ウエーハ２の表面２ａにフィラー入り保護テープを貼着するフィラー入り保護テープ貼着工程を実施する。図１（Ｂ）は、その表面２ａにフィラー入り保護テープ８が貼着されたウエーハ２を反転したウエーハ２の裏面側斜視図を示している。

フィラー入り保護テープ８は、ポリオリフィン、塩化ビニル等の樹脂基材にゴム系やアクリル系の糊を塗布して構成されており、フィラーが糊層に混入されている。フィラーを糊層に混入する代わりに、フィラーを樹脂基材又は糊層及び樹脂基材の両方に混入するようにしてもよい。フィラーはドレス効果を有する粒子から構成され、例えばガラスビーズ、シリカ粒子、ホワイトアランダム粒子、グリーンカーボネート粒子等を好適に採用可能である。

図１に示したフィラー入り保護テープ貼着工程を実施後、図２に示すように、ウエーハ２の裏面２ｂをウエーハ支持手段１０によって支持するウエーハ支持工程を実施する。ウエーハ支持手段１０は、環状のフレーム１２と、環状のフレーム１２の開口部を覆うように外周部が環状フレーム１２に貼着されたダイシングテープ１４とから構成される。

ダイシングテープ１４は、例えば厚さが７０μｍのポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）からなるシート基材の表面に、アクリル樹脂系の粘着層が厚さ５μｍ程度に塗布されて構成されている。このように構成されたダイシングテープ１４の表面にウエーハ２の裏面２ｂを貼着する。従って、ウエーハ２の表面２ａに貼着されたフィラー入り保護テープ８が上側となる。

環状フレーム１２でダイシングテープ１４を介してウエーハ２を支持したなら、図３に示すように、ダイシング装置１６のチャックテーブル１８でダイシングテープ１４を介してウエーハ２を吸引保持する。尚、図３では環状フレーム１２が省略されている。実際には、環状フレーム１２が図示しないクランプで固定される。

チャックテーブル１８でウエーハ２を吸引保持したなら、保護テープ８と共にウエーハ２をストリート４に沿って個々のチップに分割する分割工程を実施する。この分割工程は、例えば図３に示すダイシング装置１６を用いて実施する。

ダイシング装置１６は、吸引保持手段を備えたチャックテーブル１８と、切削ブレード２２を備えた切削手段２０と、チャックテーブル１８上に保持されたウエーハ２を撮像する撮像手段２４を具備している。

チャックテーブル１８は回転可能に構成され、更に図示しない切削送り機構によって図３において矢印Ｘで示す切削送り方向に移動される。切削手段２０は、図示しない割り出し送り機構によって矢印Ｙで示す割り出し送り方向に移動される。撮像手段２４は、切削ブレード２２と矢印Ｘで示す切削送り方向の同一直線上に配設されている。

撮像手段２４は、ウエーハ２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って照射された赤外線を捕らえる光学系と、該光学系によって捕らえられた赤外線に対応した電気信号を出力する撮像素子（赤外線ＣＣＤ）等で構成されており、撮像した画像信号を図示しない制御手段に入力する。

次に、ダイシング装置１６を用いて実施する分割工程について図３及び図４を参照して説明する。チャックテーブル１８が撮像手段２４の直下に位置付けられると、撮像手段２４及び図示しない制御手段によってウエーハ２の切削すべき領域を検出するアライメント工程を実行する。

即ち、撮像手段２４及び図示しない制御手段は、ウエーハ２の所定方向に形成されているストリート４と、切削ブレード２２との位置合わせを行うためのパターンマッチング等の画像処理を実行し、切削領域のアライメントを遂行する。チャックテーブル１８を９０度回転して、上記所定方向に対して直角に伸びるストリート４に対しても同様のアライメントを遂行する。

この時、ウエーハ２の表面２ａにフィラー入り保護テープ８が貼着されているが、撮像手段２４が上述したように赤外線照射手段と、赤外線を捕らえる光学系と、赤外線に対応した電気信号を出力する赤外線ＣＣＤ等を含んでいるので、フィラー入り保護テープ８を透過してストリート４を撮像することができる。

全てのストリート４についてのアライメント終了後、図３に示すように、チャックテーブル１８を矢印Ｘ方向に移動させるとともに、切削ブレード２２を高速回転させながら切削手段２０を下降させると、位置合わせされたストリート４が切削され、切削溝２６が形成される。

メモリに記憶されたストリートピッチずつ切削ブレード２２を矢印Ｙ方向にインデクス送りしながら切削を行うことにより、同方向のストリート４が全て切削される。更に、チャックテーブル１８を９０度回転させてから、上記と同様の切削を行うと、ウエーハ２が個々のチップ（デバイス）６に分割される。

このウエーハ分割工程においては、切削ブレード２２による切削により切削屑が生成され、この切削屑が切削部に供給される切削水に混合してウエーハ２上を流れるが、ウエーハ２の表面２ａにはフィラー入り保護テープ８が貼着されているので、切削屑がウエーハ２の表面２ａに形成されているデバイス６に付着することはない。

更に、保護テープ８には切削ブレード２２のドレス効果を促進させるフィラーが混入されているため、フィラー入り保護テープ８を切削することで切削ブレード２２は適度に磨耗して常に新しい砥粒が突出する、所謂自生発刃が促される。

よって、フィラー入り保護テープ８の糊が切削中の切削ブレード２２に含まれる砥粒にまとわりつき目詰まりを起こすことがなく、切削ブレード２２の切削能力が低下することが防止される。

ウエーハ分割工程が終了すると、フィラー入り保護テープ８が熱収縮性を有する場合には、図５（Ａ）に矢印Ａで示すようにフィラー入り保護テープ８に温風を吹き付けてフィラー入り保護テープ８を加熱する。

その結果、図５（Ｂ）に示すように、デバイス６と共にカットされたフィラー入り保護テープ８ａが熱収縮する。次いで、図６に示すように、矢印Ｂ方向からエアブローすることにより、熱収縮したフィラー入り保護テープ８ａをデバイス６上から除去することができる。

代替実施形態として、フィラー入り保護テープ８が紫外線硬化型テープである場合には、フィラー入り保護テープ８に紫外線を照射することによりフィラー入り保護テープ８の粘着力を低下させ、その上から粘着テープを被せて引き剥がすことにより、デバイス６の上からカットされたフィラー入り保護テープ８ａを除去することができる。

尚、上述した実施形態では、フィラー入り保護テープ貼着工程として、図１（Ａ）に示すように裏面研削済みのウエーハ２の表面２ａにフィラー入り保護テープ８を貼着する例について説明したが、本発明のフィラー入り保護テープ貼着工程はこれに限定されるものではない。即ち、フィラー入り保護テープ８の貼着工程は、裏面を研削する前の厚さ７００μｍ程度のウエーハ２の表面２ａにフィラー入り保護テープ８を貼着するようにしてもよい。

この場合には、図２に示すウエーハ支持工程の前に、フィラー入り保護テープ８がその表面に貼着されたウエーハ２のフィラー入り保護テープ８側を研削装置のチャックテーブルで吸引保持し、ウエーハ２の裏面２ｂを所定厚さ（例えば１００μｍ）になるまで研削する裏面研削工程を実施する。

この実施形態によれば、フィラー入り保護テープ８をウエーハ２の表面２ａから剥離せずに貼着したままで、図３に示したダイシング装置１６を使用したウエーハ分割工程を実施することができる。

図１（Ａ）はウエーハの表面上にフィラー入り保護テープを貼着する様子を示す分解斜視図、図１（Ｂ）は表面にフィラー入り保護テープが貼着されたウエーハの裏面側斜視図である。 ウエーハがダイシングテープを介して環状フレームに支持された状態の斜視図である。 チャックテーブル上に吸引保持されたウエーハを切削ブレードで切削する様子を示す斜視図である。 分割工程が実施されたウエーハの一部拡大断面図である。 図５（Ａ）はフィラー入り保護テープに温風を吹き付ける様子を示す断面図、図５（Ｂ）はフィラー入り保護テープが加熱により熱収縮した様子を示す断面図である。 エアブローにより熱収縮したフィラー入り保護テープを吹き飛ばす様子を示す断面図である。

符号の説明

２ 半導体ウエーハ
４ 切削予定ライン（ストリート）
６ デバイス
８ フィラー入り保護テープ
１０ 支持手段
１２ 環状フレーム
１４ ダイシングテープ
１６ ダイシング装置
１８ チャックテーブル
２０ 切削手段
２２ 切削ブレード
２４ 撮像手段
２６ 切削溝

Claims (6)

1. 表面に複数の切削予定ラインが格子状に形成されているとともに該複数の切削予定ラインによって区画された複数の領域にそれぞれデバイスが形成されたウエーハを、該切削予定ラインに沿って切削し個々のチップに分割するウエーハの加工方法であって、
   ウエーハの表面にフィラー入り保護テープを貼着するフィラー入り保護テープ貼着工程と、
   ウエーハの裏面をウエーハ支持手段によって支持するウエーハ支持工程と、
   該ウエーハ支持手段によって支持されたウエーハをチャックテーブルで吸引保持するウエーハ保持工程と、
   該チャックテーブルで吸引保持されたウエーハを該フィラー入り保護テープと共に該切削予定ラインに沿って切削して、個々のチップに分割する分割工程と、
   該分割工程を実施した後、該フィラー入り保護テープをウエーハの表面から除去する除去工程と、
   を具備したことを特徴とするウエーハの加工方法。
2. 前記ウエーハ支持手段は環状のフレームと、該環状のフレームの開口を覆うように該環状のフレームに装着され表面に粘着層を有するダイシングテープとから構成され、
   前記ウエーハ支持工程は該ダイシングテープの表面にウエーハの裏面を貼着する請求項１記載のウエーハの加工方法。
3. 前記除去工程を実施する前に、前記フィラー入り保護テープに外的刺激を付与し該フィラー入り保護テープの粘着力を低減させる粘着力低減工程を更に具備した請求項１又は２記載のウエーハの加工方法。
4. 前記フィラー入り保護テープは加熱すると収縮する熱収縮性を有しており、前記粘着力低減工程においては該フィラー入り保護テープを加熱する請求項３記載のウエーハの加工方法。
5. 前記フィラー入り保護テープは紫外線を照射することにより粘着力が低下するテープであり、前記粘着力低減工程においては該フィラー入り保護テープに紫外線を照射する請求項３記載のウエーハの加工方法。
6. 前記ウエーハ支持工程を実施する前に、ウエーハの表面に前記保護テープが貼着されたウエーハの裏面を研削して所定の厚さに加工する裏面研削工程を更に具備した請求項１〜５の何れかに記載のウエーハの加工方法。

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