JP2013149901A

JP2013149901A - 被加工物のダイシング方法

Info

Publication number: JP2013149901A
Application number: JP2012010961A
Authority: JP
Inventors: Keiko Yamagishi; 桂子山岸
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2012-01-23
Filing date: 2012-01-23
Publication date: 2013-08-01

Abstract

【課題】裏面に凹凸を有した被加工物であっても、加工品質よく加工を可能とするダイシング方法を提供する。
【解決手段】裏面に凹凸を有する被加工物のダイシング方法であって、被加工物の裏面に凹凸を吸収する凹凸吸収部材を配設する凹凸吸収部材配設ステップと、被加工物の裏面に配設された凹凸吸収部材を平坦化する平坦化ステップと、平坦化ステップを実施した後、被加工物の裏面の凹凸吸収部材にテープを貼着するとともに、テープを介して環状フレームで被加工物を支持するテープ貼着ステップと、テープ貼着ステップを実施した後、被加工物の裏面側をテープを介して保持手段で保持する保持ステップと、保持手段で保持された被加工物の表面側からダイシングするダイシングステップと、を備えた、ことを特徴とする被加工物のダイシング方法とする。
【選択図】図５

Description

本発明は、半導体デバイスウェーハなどの被加工物の加工方法に関し、より詳しくは、ダイシング方法に関する。

従来、半導体デバイスウェーハなどの被加工物の加工方法において、個々のチップ（デバイス）に分割するためのダイシング方法が知られており、このダイシング方法について開示する文献も存在する（例えば、特許文献１乃至３参照）。

ダイシングには、回転する切削ブレードによる切削加工を行う切削装置や、レーザ加工装置が用いられる。そして、ダイシングの際には、被加工物の裏面側が保持テーブル（チャックテーブル）で吸引保持された状態とし、切削ブレードの所定深さの切り込みや、所定深さ位置へのレーザ照射（改質層の形成加工やアブレーション加工）が行われる。

特開２０００−７７３６２号公報特開２００４−３４９６２３号公報特開２００４−１８８４７５号公報

被加工物としては様々な形態があるが、ウェーハの裏面にバンプや封止材等の凹凸がある半導体デバイスウェーハを被加工物とする場合において、従来のダイシング方法では以下の課題が存在していた。

即ち、裏面にバンプや封止材等の凹凸がある被加工物の場合では、被加工物の裏面側を保持テーブルで吸引保持すると、裏面側の凸部は保持テーブルの保持面で支持されることになるが、凹部は保持面で支持されず、保持面とウェーハの間に空間（隙間）が生じてしまうことになる。

このような場合に、回転する切削ブレードによる切削加工が行なわれると、保持面とウェーハの間に空間の部位ではウェーハが保持されないことになるため、ウェーハの欠けが大きく生じるという加工品質上の問題が懸念される。

さらに、被加工物の裏面側の凹凸が影響する、つまりは、裏面の凹凸の配置であったり、凸部の突出量のばらつきなどがあったりすることが原因で、被加工物の表面（おもて面）が平坦となるように配置されないことも想定される。

具体的には、例えば、凹凸を形成するバンプ付きウェーハを保持テーブルで吸引保持した場合、保持テーブルの吸引力でウェーハ裏面側のバンプ間領域（凹領域）はテーブルの保持面側に引付られ、バンプ間に対応するウェーハ表面側は、バンプに対応するウェーハ表面に対して凹む（裏面の凹凸が表面に転写される）ことになり、ウェーハ自体が波打った状態になってしまうことが想定される。

このような場合に、表面から被加工物にレーザ加工を施すと、被加工物の所定の加工高さ位置に一定のレーザ加工を施すことが難しく、レーザ加工後における分割不良を引き起こすという加工品質上の問題が懸念される。

本発明は、以上の問題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、裏面に凹凸を有した被加工物であっても、加工品質よく加工を可能とするダイシング方法を提供することである。

請求項１に記載の発明によると、裏面に凹凸を有する被加工物のダイシング方法であって、被加工物の裏面に凹凸を吸収する凹凸吸収部材を配設する凹凸吸収部材配設ステップと、被加工物の裏面に配設された凹凸吸収部材を平坦化する平坦化ステップと、平坦化ステップを実施した後、被加工物の裏面の凹凸吸収部材にテープを貼着するとともに、テープを介して環状フレームで被加工物を支持するテープ貼着ステップと、テープ貼着ステップを実施した後、被加工物の裏面側をテープを介して保持手段で保持する保持ステップと、保持手段で保持された被加工物の表面側からダイシングするダイシングステップと、を備えた、ことを特徴とする被加工物のダイシング方法が提供される。

請求項２に記載の発明によると、ダイシングステップは、回転する切削ブレードを被加工物の表面側から切り込ませて遂行される。

請求項３に記載の発明によると、ダイシングステップは、被加工物の表面側からレーザビームを照射することで遂行される。

本発明によると裏面に凹凸を有した被加工物でも加工品質よく加工ができるダイシング方法が提供される。即ち、裏面の凹凸を吸収した凹凸吸収部材が平坦化された後、テープに貼着されるため、裏面に凹凸を有した被加工物でも表面が水平となるような状態であって、さらに、被加工物の裏面と保持面との間に空間を生じさせることなく保持手段で保持できる。そして、このように保持された状態でダイシングされるため、大きな欠けの発生や加工高さ位置不良等の加工品質の悪化を防止できる。

被加工物の一実施形態であるウェーハの斜視図である。保護膜被覆装置の実施形態について示す断面図である。凹凸吸収部材が配設されたウェーハの断面図である。凹凸吸収用のテープを貼着する実施形について示す斜視図である。平坦化ステップについて説明する図である。テープ貼着ステップについて説明する図である。保持ステップについて説明する図である。切削ブレードを用いたダイシングステップについて説明する図である。レーザ加工装置を用いたダイシングステップについて説明する図である。

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は被加工物の一実施形態である半導体デバイスウェーハ１１（以下、単に「ウェーハ１１」とも記載される）を示すものである。ウェーハ１１は、例えば厚さが７００μｍのシリコンウェーハからなっており、表面１１ａに複数の分割予定ライン（ストリート）１３が格子状に形成されているとともに、該複数の分割予定ライン１３によって区画された複数の領域にそれぞれデバイス１５が形成されている。

このように構成されたウェーハ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。ウェーハ１１の外周にはシリコンウェーハの結晶方位を示すマークとしてのノッチ１２が形成されている。なお、被加工物としては、分割予定ラインが規定されておらずパターンを有しないものも想定される。

そして、図１の拡大側面図に示すように、ウェーハ１１の裏面１１ｂからはバンプ２２（電極）が突出されており、裏面１１ｂに凹凸２０を有するウェーハ１１が構成されることとなっている。バンプ２２が存在する箇所は凸部２４となり、バンプ２２が存在しない箇所は凹部２６となる。

以上のように、本発明において加工の対象となる被加工物としてのウェーハ１１は、裏面１１ｂに凹凸２０を有するウェーハ１１として構成される。

そして、本発明のウェーハのダイシング方法では、以下で順に説明する各ステップが実施される。まず、図２に示すように、ウェーハ１１の裏面１１ｂに凹凸２０を吸収する凹凸吸収部材６０（図３参照）を配設する凹凸吸収部材配設ステップが実施される。

本実施形態の凹凸吸収部材配設ステップでは、図２に示される構成の保護膜被覆装置３０を用いることでスピンコーティングが実施される。保護膜被覆装置３０は、ウェーハ１１を吸引保持するスピンナテーブル３２と、スピンナテーブル３２に保持されたウェーハ１１に保護液を塗布する塗布手段３４と、スピンナテーブル３２を回転駆動する電動モータ３１と、を具備している。

塗布手段３４は、スピンナテーブル３２に保持されたウェーハ１１の裏面１１ｂに向けて保護液を供給する保護液供給ノズル３６と、保護液供給ノズル３６を支持する概略Ｌ形状のアーム３７と、アーム３７に支持された保護液供給ノズル３６を揺動する正転・逆転可能な電動モータ３８を有して構成される。保護液供給ノズル３６はアーム３７を介して図示しない保護液供給源に接続されている。

なお、保護膜被覆装置３０は、図示せぬ洗浄水供給手段やエア供給手段を備えることで、切削加工や、レーザ加工をされた後のウェーハを洗浄する洗浄装置（スピンナ洗浄装置）として兼用することも可能である。

以上の構成とする保護膜被覆装置３０を用い、まずはスピンナテーブル３２にウェーハ１１の裏面１１ｂを上側にして載置し、スピンナテーブル３２にてウェーハ１１の表面１１ａを吸引保持させる。

次いで、スピンナテーブル３２を１０〜１００ｒｐｍ（好ましくは３０〜５０ｒｐｍ）で回転させながら、ウェーハ１１の裏面１１ｂの中央領域に保護液供給ノズル３６から保護液６を滴下する。

スピンナテーブル３２が回転されているため、滴下された保護液６はウェーハ１１の裏面１１ｂにスピンコーティングされ、図３に示すようにウェーハ１１の裏面１１ｂに保護膜７が形成される。

保護膜７の厚さは、少なくとも、保護膜７によってウェーハ１１の裏面１１ｂの凹凸２０をなくすことができる厚み、つまりは、裏面１１ｂからのバンプ２２の突出量よりも厚く設定される。

保護膜７を形成する液状樹脂としては、ダイシングを切削加工にて実施する場合には、ＵＶ硬化樹脂、熱硬貨樹脂を用いることが考えられ、ダイシングをレーザ加工にて実施する場合には、ＵＶ硬化樹脂、熱硬貨樹脂に加えて水溶性樹脂等を用いることが考えられる。

そして、以上のように凹凸吸収部材配設ステップを実施することで保護膜７が形成され、ウェーハ１１の裏面１１ｂの凹凸２０を吸収する凹凸吸収部材６０が配設されることになる。

なお、凹凸吸収部材配設ステップは、上述のように保護膜被覆装置３０を用いるほか、図４に示すように、凹凸吸収用のテープ３９をウェーハ１１の裏面１１ｂに貼着し、テープ３９の接着層によってウェーハ１１の裏面１１ｂの凹凸２０を吸収することとしてもよい。この場合、テープ３９が凹凸吸収部材として機能することになる。

凹凸吸収部材配設ステップを実施した後に、図５に示すように、ウェーハ１１の裏面１１ｂに配設された凹凸吸収部材６０を平坦化する平坦化ステップが実施される。

本実施形態の平坦化ステップでは、図５に示されるバイト切削装置５０を用いて実施される。バイト切削装置５０は、ウェーハ１１を吸引保持しつつ水平移動するチャックテーブル５１と、チャックテーブル５１に保持されたウェーハ１１を旋削するバイトホイール５４と、バイトホイール５４を回転駆動するスピンドル５６を有して構成される。

チャックテーブル５１は、図示せぬ吸引源に接続される吸引保持面５２を有し、吸引保持面５２にはウェーハ１１の表面１１ａが載置されて、吸引保持される。

バイトホイール５４にはバイト５５が下方に向けて設けられており、バイト５５がウェーハ１１の裏面１１ｂ側の凹凸吸収部材６０に切り込めるように構成される。

以上の構成とするバイト切削装置５０を用い、まずはチャックテーブル５１にウェーハ１１の裏面１１ｂを上側にして載置し、チャックテーブル５１にてウェーハ１１の表面１１ａを吸引保持させる。

次いで、スピンドル５６を回転駆動してバイトホイール５４を回転させるとともに、バイトホイール５４を所定の高さまで下降させて所定の高さ位置に位置づけた後、チャックテーブル５１を矢印Ａの方向に加工送りすることでバイト５５を凹凸吸収部材６０へと切り込ませ、凹凸吸収部材６０の上部を旋削する。

そして、以上のように平坦化ステップを実施することで、凹凸吸収部材６０の表面６０ａが平坦化される。なお、表面６０ａを平坦化することを目的とするため、旋削による切り込み深さは、バイト５５がバンプ２２に到達しない深さに設定される。

また、以上に説明した平坦化ステップにおいては、上述のようにバイト切削装置５０を用いるほか、凹凸吸収部材６０を研削する研削装置を用いることとしてもよい。

以上の平坦化ステップを実施した後、図６に示すように、ウェーハ１１の裏面１１ｂの凹凸吸収部材６０にテープＴ（粘着テープ）を貼着するとともに、テープＴを介して環状フレームＦでウェーハ１１を支持するテープ貼着ステップが実施される。

これにより、ウェーハ１１の裏面１１ｂがテープＴに対して貼着され、ウェーハ１１がテープＴを介して環状フレームＦに対して固定される。このウェーハ１１のテープＴに対する貼着においては、その前段階の平坦化ステップにおいて、ウェーハ１１の裏面１１ｂの凹凸吸収部材６０が平坦化されているため、ウェーハ１１の平坦化された裏面１１ｂがテープＴに貼着されることになる。

そして、図７に示すように、テープ貼着ステップを実施した後、ウェーハ１１の裏面１１ｂ側をテープＴを介してチャックテーブル（保持手段）７０で保持する保持ステップが実施される。この図７の例では、クランプ機構７２により環状フレームＦが保持されるとともに、チャックテーブル７０の保持面７４により、ウェーハ１１が吸引保持されることとなっている。

この保持ステップが実施される際には、ウェーハ１１の裏面１１ｂの凹凸が凹凸吸収部材６０によって吸収されている（凹凸が凹凸吸収部材６０によって埋められている）ため、保持面７４とウェーハ１１の裏面１１ｂの間に空間（隙間）が生じることもない。

また、このように凹凸による隙間が生じることがないため、チャックテーブル７０の保持面７４により、ウェーハ１１が吸引保持された際に、隙間の部位が保持面７４にひきつけられて、裏面１１ｂの凹凸が表面１１ａに転写されることもなく、表面１１ａを平坦とすることができる。

また、ウェーハ１１の平坦化された裏面１１ｂがテープＴを介してチャックテーブル７０の水平な保持面７４に保持されるため、ウェーハ１１の表面１１ａを水平となるように配置させることができる。

そして、以上の保持ステップを実施した後に、図８に示すようにチャックテーブル７０で保持されたウェーハ１１の表面１１ａ側からダイシングするダイシングステップが実施される。

また、図８は、ダイシングステップを、回転する切削ブレード８１をウェーハ１１の表面１１ａ側から切り込ませて遂行する例である。切削ブレード８１を矢印Ｂの方向に回転させるとともに、チャックテーブル７０を矢印Ｃの方向に加工送りすることで、ウェーハ１１が分割予定ライン１３（図１参照）に沿って切削加工される。

この際、切削ブレード８１の切り込みによってウェーハ１１に上下方向の荷重が作用することになるが、上述のように、保持面７４とウェーハ１１の裏面１１ｂの間に空間（隙間）は生じておらず、ウェーハ１１が上下方向に大きく振動することや、たわむことが抑制されるため、ウェーハの欠けが大きく生じるといった不具合の発生を抑制できる。

また、図９は、ダイシングステップを、レーザ加工装置９０を用い、ウェーハ１１の表面１１ａ側からレーザビーム９２を照射することで遂行する例である。レーザ加工装置９０によりレーザビーム９２をウェーハ１１に照射するとともに、チャックテーブル７０を矢印Ｃの方向に加工送りすることで、ウェーハ１１が分割予定ライン１３（図１参照）に沿ってレーザ加工される。なお、レーザ加工の形態としては、改質層の形成加工やアブレーション加工が考えられる。

この際、上述のように、ウェーハ１１の表面１１ａが平坦となるように配置されているため、所定の加工高さ位置に一定のレーザ加工を施す、つまりは、所定の位置にレーザビームの焦点を合わせることが可能となり、これにより、レーザ加工後における分割不良を引き起こすといった不具合の発生を抑制できる。

６保護液
７保護膜
１１ウェーハ
１１ａ表面
１１ｂ裏面
２０凹凸
２２バンプ
２４凸部
２６凹部
３０保護膜被覆装置
５０バイト切削装置
６０凹凸吸収部材
８１切削ブレード
９２レーザビーム
Ｆ環状フレーム
Ｔテープ

Claims

裏面に凹凸を有する被加工物のダイシング方法であって、
該被加工物の裏面に該凹凸を吸収する凹凸吸収部材を配設する凹凸吸収部材配設ステップと、
該被加工物の裏面に配設された該凹凸吸収部材を平坦化する平坦化ステップと、
該平坦化ステップを実施した後、該被加工物の裏面の該凹凸吸収部材にテープを貼着するとともに、該テープを介して環状フレームで被加工物を支持するテープ貼着ステップと、
該テープ貼着ステップを実施した後、該被加工物の裏面側を該テープを介して保持手段で保持する保持ステップと、
該保持手段で保持された該被加工物の表面側からダイシングするダイシングステップと、
を備えた、ことを特徴とする被加工物のダイシング方法。
前記ダイシングステップは、回転する切削ブレードを該被加工物の表面側から切り込ませて遂行される、
ことを特徴とする、請求項１に記載の被加工物のダイシング方法。
前記ダイシングステップは、該被加工物の表面側からレーザビームを照射することで遂行される、
ことを特徴とする、請求項１に記載の被加工物のダイシング方法。