JP6955977B2

JP6955977B2 - チップの形成方法

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Publication number: JP6955977B2
Application number: JP2017225603A
Authority: JP
Inventors: 哲一杉谷
Original assignee: Disco Corp
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2017-11-24
Filing date: 2017-11-24
Publication date: 2021-10-27
Anticipated expiration: 2037-11-24
Also published as: JP2019096762A

Description

本発明は、表面にデバイスを有し裏面に金属層を有したチップの形成方法に関する。

デバイスウェーハなどの被加工物は、その表面において格子状の分割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ており、分割予定ラインに沿って分割することによって、デバイスを有する個々のチップに分割される。例えば、裏面に金属層が形成されたデバイスウェーハを切削ブレードで切削することにより分割すると、切削ブレードが目詰まりするため、デバイスウェーハに大きなチッピングやクラックが発生する上、切削ブレードが破損するおそれもある。そのため、例えば下記の特許文献１に示す分割方法が提案されている。この分割方法においては、分割予定ラインに沿って加工溝が形成されたデバイスウェーハをシートに貼着してから、シートの四辺を挟持してエキスパンドすることにより加工溝を起点にデバイスウェーハを個々のチップに分割することができる。

特開２０１０−１８２９０１号公報

しかし、デバイスウェーハに形成された金属層は、延性があるため、上記した分割方法では分割されにくいという問題がある。

本発明の目的は、加工品質を悪化させることなく切削ブレードの目詰まりを防止しうるチップの形成方法を提供することである。

本発明は、表面にデバイスを有し裏面に金属層を有したチップの形成方法であって、表面の交差する複数の分割予定ラインで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ェーハの裏面を研削して該チップの仕上げ厚みへと薄化する薄化ステップと、該薄化ステップを実施した後、デバイスウェーハの該裏面に金属ペーストを介してドレスウェーハを配設して複合ウェーハを形成するドレスウェーハ配設ステップと、該ドレスウェーハ配設ステップを実施した後、該複合ウェーハの該表面から切削ブレードを該ドレスウェーハに至るまで切り込ませつつ該切削ブレードで該分割予定ラインに沿って該金属ペーストとともにデバイスウェーハを切断する切断ステップと、該切断ステップを実施した後、該金属ペーストに至るまで該複合ウェーハの裏面を研削することで該ドレスウェーハを除去するドレスウェーハ除去ステップと、を備えた。

上記ドレスウェーハは、上記デバイスウェーハと同じ材質からなることが好ましい。

本発明に係るチップの形成方法は、表面の交差する複数の分割予定ラインで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ェーハの裏面を研削してチップの仕上げ厚みへと薄化する薄化ステップと、薄化ステップを実施した後、デバイスウェーハの裏面に金属ペーストを介してドレスウェーハを配設して複合ウェーハを形成するドレスウェーハ配設ステップと、ドレスウェーハ配設ステップを実施した後、複合ウェーハの表面から切削ブレードをドレスウェーハに至るまで切り込ませつつ切削ブレードで分割予定ラインに沿って金属ペーストとともにデバイスウェーハを切断する切断ステップと、切断ステップを実施した後、金属ペーストに至るまで複合ウェーハの裏面を研削することでドレスウェーハを除去するドレスウェーハ除去ステップとを備えたため、たとえ延性の高い金属ペーストを切削ブレードで切削しても、切削ブレードがデバイスウェーハと金属ペーストとを切断した直後にドレスウェーハを切削するため、切削ブレードの自生発刃が促進され、切削ブレードに目詰まりが生じることがなく、大きなチッピングやクラックも発生するおそれがない。したがって、本発明によれば、良好な加工品質を具備する金属ペースト付きのチップを取得することができる。

上記ドレスウェーハが、上記デバイスウェーハと同じ材質からなる場合は、上記切断ステップを実施するときに、上記切削ブレードの自生発刃作用をより促進させ、切削ブレードの切れ味を一定に維持することができる。

デバイスウェーハの一例の構成を示す斜視図である。表面保護部材配設ステップを示す断面図である。薄化ステップを示す斜視図である。ドレスウェーハ配設ステップを示す断面図である。表面保護部材除去ステップを示す断面図である。切断ステップを示す斜視図である。第２表面保護部材配設ステップを示す断面図である。ドレスウェーハ除去ステップを示す斜視図である。ドレスウェーハが除去されたデバイスウェーハの構成を示す断面図である。転写ステップを示す断面図である。ピックアップステップを示す断面図である。

図１に示すデバイスウェーハＷは、円形板状の基板を有する被加工物の一例であって、その表面Ｗａに格子状の複数の分割予定ラインＳによって区画された各領域にそれぞれデバイスＤが形成されている。デバイスウェーハＷの表面Ｗａと反対側の裏面Ｗｂは、研削等による加工が施される被加工面である。デバイスウェーハＷを構成する基板の材質は、特に限定されず、例えば、シリコン（Si）、シリコンカーバイド（SiC）、ガラス、セラミックス、サファイア等である。本実施形態に示すデバイスウェーハＷの裏面Ｗｂには、後述する金属層が形成されている。以下では、デバイスウェーハＷを、表面ＷａにデバイスＤを有し裏面Ｗｂに金属層を有したチップに形成するチップの形成方法について説明する。

（１）表面保護部材配設ステップ
図２に示すように、デバイスウェーハＷの表面Ｗａに表面保護部材１を貼着する。表面保護部材１は、少なくともデバイスウェーハＷと略同径の大きさを有し、例えばポリオレフィンやポリ塩化ビニル、ポリエチレンタフタレートなどの樹脂からなる基材上にアクリル系やゴム系の樹脂からなる糊層から構成された表面保護テープである。表面保護部材１をデバイスウェーハＷの表面Ｗａに貼着して、その表面Ｗａの全面を覆うことにより、各デバイスＤを保護する。表面保護部材１は、表面保護テープに限定されず、ガラスやシリコンウェーハなどのハードプレートで構成してもよい。

（２）薄化ステップ
図３に示すように、例えば、デバイスウェーハＷを保持テーブル２０の保持面２１で保持し、保持テーブル２０の上方側に配設された研削手段１０によってデバイスウェーハＷの裏面Ｗｂを研削してチップの仕上げ厚みへと薄化する。研削手段１０は、保持面２１と直交する鉛直方向の軸心を有するスピンドル１１と、スピンドル１１の下端にマウント１２を介して装着された研削ホイール１３と、研削ホイール１３の下部に環状に固着された研削砥石１４とを備えている。研削手段１０には、図示しない昇降手段が接続され、昇降手段によって研削ホイール１３を回転させながら研削手段１０の全体を昇降させることができる。

デバイスウェーハＷを研削する場合は、デバイスウェーハＷの表面Ｗａに貼着された表面保護部材１側を保持テーブル２０の保持面２１で保持して、デバイスウェーハＷの裏面Ｗｂを上向きに露出させ、保持テーブル２０を例えば矢印Ａ方向に回転させる。次いで、研削手段１０は、研削ホイール１３を例えば矢印Ａ方向に回転させながら、所定の研削送り速度で下降させ、回転する研削砥石１４でデバイスウェーハＷの裏面Ｗｂを押圧しながら研削してチップの仕上げ厚みへと薄化する。本実施形態に示す薄化ステップは、上記した研削動作に限られず、デバイスウェーハＷに粗研削を実施してから粗研削後のデバイスウェーハＷをチップの仕上げ厚みへと仕上げ研削したのち、デバイスウェーハＷを研磨してもよい。

（３）ドレスウェーハ配設ステップ
薄化ステップを実施した後、図４に示すように、デバイスウェーハＷの裏面Ｗｂに金属ペースト２を介してドレスウェーハＷ１を配設して複合ウェーハ３を形成する。ドレスウェーハＷ１は、後述する切断ステップを実施するときに切削ブレードを整形及び目立てするためのドレス部材として機能する。ドレスウェーハＷ１の材質は、デバイスウェーハＷと異なる材質でもよいが、デバイスウェーハＷと同じ材質からなることがより好ましい。

本実施形態に示す金属ペースト２は、チップの裏面に形成される金属層であり、例えばダイアタッチフィルム（DAF）と称される接着フィルムに金属粒子が分散されシート状に成形されたものである。金属ペースト２は、デバイスウェーハＷの裏面Ｗｂに貼着してもよいし、ドレスウェーハＷ１の裏面に貼着してからデバイスウェーハＷをドレスウェーハＷ１に貼り付けてもよい。

また、金属ペースト２は、金属粒子が紫外線硬化性や熱硬化性を有するDAFに分散されたペースト状のものでもよい。この場合は、デバイスウェーハＷの裏面ＷｂまたはドレスウェーハＷ１の裏面に金属ペースト２を塗布してから、紫外線照射または加熱によって金属ペースト２を硬化させるとよい。さらに、金属ペースト２は、半田ペーストや銀ペーストのように金属単体で構成してもよい。このようにして、金属ペースト２を挟むようにしてデバイスウェーハＷとドレスウェーハＷ１とを一体にした複合ウェーハ３を形成する。

複合ウェーハ３を形成したら、図５に示すように、複合ウェーハ３の表裏面を反転させ、デバイスウェーハＷ側を上向きにさせ、デバイスウェーハＷの表面Ｗａの全面から表面保護部材１を引き剥がして除去する。その結果、複合ウェーハ３の表面（デバイスウェーハＷの表面Ｗａ）が露出した状態となる。

（４）切断ステップ
ドレスウェーハ配設ステップを実施した後、図６に示すように、被加工物を切削する切削手段３０を用いて分割予定ラインＳに沿ってデバイスウェーハＷの表面ＷａからドレスウェーハＷ１に至るまで切削して金属ペースト２とともにデバイスウェーハＷを切断する。切削手段３０は、水平方向（図示の例ではＹ軸方向）の軸心を有するスピンドル３１と、スピンドル３１を回転可能に囲繞するスピンドルハウジング３２と、スピンドル３１の先端に装着された切削ブレード３３とを少なくとも備え、スピンドル３１の回転によって切削ブレード３３も回転する構成となっている。切削手段３０には、切削手段３０を加工送り方向（図示の例ではＸ軸方向）と直交するインデックス送り方向（Ｙ軸方向）とに移動させる図示しない移動手段と、切削手段３０を鉛直方向に昇降させる昇降手段とが接続されている。

複合ウェーハ３を図示しない保持テーブルで保持したら、保持テーブルを切削手段３０の下方に移動させるとともに、スピンドル３１を回転させることにより切削ブレード３３をＹ軸方向の軸心を中心として例えば矢印Ｒ方向に回転させながら、切削手段３０をデバイスウェーハＷの表面Ｗａに接近する方向に下降させる。切削ブレード３３をデバイスウェーハＷの表面ＷａからドレスウェーハＷ１に至るまで切り込ませつつ、切削ブレード３３でＸ軸方向に向く一列分の分割予定ラインＳに沿って金属ペースト２とともにデバイスウェーハＷを完全に切断することにより、分割予定ラインＳに沿った切断溝Ｍを形成する。

切削ブレード３３で複合ウェーハ３を切削するときには、常に切削ブレード３３が金属ペースト２を切断した直後にドレスウェーハＷ１に切り込むことから、切削ブレード３３の自生発刃作用を促すことができる。ドレスウェーハＷ１がデバイスウェーハＷと同質からなる場合には、切削ブレード３３の自生発刃作用をより促進させて、切削ブレード３３の切れ味を一定に維持することができる。

Ｘ軸方向に向く一列分の分割予定ラインＳに沿って切断溝Ｍを形成したら、切削手段３０をＹ軸方向にインデックス送りしながら、Ｘ軸方向に向く全ての分割予定ラインＳに対して上記の切断動作を繰り返し行って切断溝Ｍを形成する。その後、保持テーブルが回転することにより複合ウェーハ３を９０°回転させ、Ｙ軸方向に向いている分割予定ラインＳをＸ軸方向に向かせて上記同様の切削を繰り返し行い、全ての分割予定ラインＳに沿って切断溝Ｍを形成する。

（５）第２表面保護部材配設ステップ
図７に示すように、複合ウェーハ３の表面（デバイスウェーハＷの表面Ｗａ）に第２表面保護部材１ＡをデバイスウェーハＷの表面Ｗａに貼着して、その表面Ｗａの全面を覆うことにより、各デバイスＤを保護する。第２表面保護部材１Ａは、上記した表面保護部材１と同様に、表面保護テープでもよいし、ガラスやシリコンウェーハなどのハードプレートで構成してもよい。

（６）ドレスウェーハ除去ステップ
切断ステップ及び第２表面保護部材配設ステップを実施した後、図８に示すように、研削手段１０を用いて、複合ウェーハ３の裏面（ドレスウェーハＷ１の裏面）を研削して除去する。具体的には、デバイスウェーハＷの表面Ｗａに貼着された第２表面保護部材１Ａ側を保持テーブル２０の保持面２１で保持して、ドレスウェーハＷ１の裏面を上向きに露出させ、保持テーブル２０を例えば矢印Ａ方向に回転させる。次いで、研削手段１０は、研削ホイール１３を例えば矢印Ａ方向に回転させながら、所定の研削送り速度で下降させ、回転する研削砥石１４で金属ペースト２に至るまで複合ウェーハ３の裏面を押圧しながら研削することによりドレスウェーハＷ１を除去する。

ドレスウェーハＷ１を完全に除去すると、図９に示すデバイスウェーハＷのように、裏面Ｗｂに金属ペースト２が形成された個々のチップＣが露出した状態となる。本実施形態のドレスウェーハ除去ステップでは、研削砥石１４が金属ペースト２に到達したときにスピンドル１１の負荷電流値が上昇するため、例えば電流値検出手段を用いて研削中にモータに供給される電流値をスピンドル１１の負荷電流値として検出して複合ウェーハ３の研削量を制御することが好ましい。すなわち、予め所定の研削量を示す閾値を研削手段１０に設定しておき、研削中に検出した負荷電流値が閾値を超えたら、金属ペースト２が露出したものとして研削手段１０の研削送り動作を制御する。これにより、金属ペースト２の厚みやドレスウェーハＷ１の厚みにばらつきが生じていても、研削手段１０を精度よく制御可能となり、ドレスウェーハＷ１のみを除去して、金属ペースト２を有するチップＣを確実に取得することができる。本実施形態に示したドレスウェーハ除去ステップでは、研削によりドレスウェーハＷ１を除去したが、ドレスウェーハＷ１をデバイスウェーハＷから剥離してもよい。

（７）転写ステップ
図１０に示すように、デバイスウェーハＷの表裏を反転させて、中央に開口を有するフレームＦに貼着されたテープＴの上に金属ペースト２を介してデバイスウェーハＷの裏面Ｗｂを貼着するとともに、デバイスウェーハＷの表面Ｗａを上向きにさせる。その後、デバイスウェーハＷの表面Ｗａから第２表面保護部材１Ａを引き剥がすことにより除去する。これにより、チップＣに個片化されたデバイスウェーハＷの表面Ｗａが露出した状態となる。

（８）ピックアップステップ
図１１に示すように、例えば、コレット４０によりチップＣをピックアップする。コレット４０は、チップＣを吸着する吸着面４１を有しており、上下方向に移動可能となっている。コレット４０は、チップＣの実装面を吸着するとともに上昇することにより、金属ペースト２を有するチップＣをテープＴから引き剥がしてピックアップする。このようにして、裏面に金属ペースト２を有するチップＣを形成する。ピックアップされたチップＣは、次の工程に移送され、金属フレームや実装基板上にダイボンディングされる。

このように、本発明に係るチップの形成方法は、表面Ｗａの交差する複数の分割予定ラインＳで区画された各領域にそれぞれデバイスＤが形成されたデバイスウェーハＷの裏面Ｗｂを研削してチップの仕上げ厚みへと薄化する薄化ステップと、デバイスウェーハＷの裏面Ｗｂに金属ペースト２を介してドレスウェーハＷ１を配設して複合ウェーハ３を形成するドレスウェーハ配設ステップと、複合ウェーハ３の表面から切削ブレード３３をドレスウェーハＷ１に至るまで切り込ませつつ切削ブレード３３で分割予定ラインＳに沿って金属ペースト２とともにデバイスウェーハＷを切断する切断ステップと、金属ペースト２に至るまで複合ウェーハ３の裏面を研削することでドレスウェーハＷ１を除去するドレスウェーハ除去ステップとを備えたため、たとえ延性の高い金属ペースト２を切削ブレード３３で切削しても、切削ブレード３３がデバイスウェーハＷと金属ペースト２とを切断した直後にドレスウェーハＷ１を切削するため、切削ブレード３３の自生発刃が促進され、切削ブレード３３に目詰まりが生じることがなく、大きなチッピングやクラックも発生するおそれがない。このように、本発明によれば、良好な加工品質を具備する金属ペースト２付きのチップＣを取得することが可能となる。

１，１Ａ：表面保護部材２：金属ペースト３：複合ウェーハ
１０：研削手段１１：スピンドル１２：マウント１３：研削ホイール
１４：研削砥石
２０：保持テーブル２１：保持面
３０：切削手段３１：スピンドル３２：スピンドルハウジング３３：切削ブレード
４０：コレット４１：吸着面

Claims

表面にデバイスを有し裏面に金属層を有したチップの形成方法であって、
表面の交差する複数の分割予定ラインで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ェーハの裏面を研削して該チップの仕上げ厚みへと薄化する薄化ステップと、
該薄化ステップを実施した後、デバイスウェーハの該裏面に金属ペーストを介してドレスウェーハを配設して複合ウェーハを形成するドレスウェーハ配設ステップと、
該ドレスウェーハ配設ステップを実施した後、該複合ウェーハの該表面から切削ブレードを該ドレスウェーハに至るまで切り込ませつつ該切削ブレードで該分割予定ラインに沿って該金属ペーストとともにデバイスウェーハを切断する切断ステップと、
該切断ステップを実施した後、該金属ペーストに至るまで該複合ウェーハの裏面を研削することで該ドレスウェーハを除去するドレスウェーハ除去ステップと、を備えたチップの形成方法。
前記ドレスウェーハは、前記デバイスウェーハと同じ材質からなる、請求項１に記載のチップの形成方法。