JP7321848B2 - ウエーハの加工方法 - Google Patents

Description

本発明は、複数のデバイスが分割予定ラインによって区画され表面に形成されたウエーハを個々のデバイスチップに分割するウエーハの加工方法に関する。

ＩＣ、ＬＳＩ等の複数のデバイスが分割予定ラインによって区画され表面に形成されたウエーハは、ダイシング装置によって個々のデバイスチップに分割され、分割された各デバイスチップは携帯電話、パソコン等の電気機器に利用される。

また、デバイスチップの厚みに相当する深さの溝を分割予定ラインに形成し、その後ウエーハの表面に保護部材（保護テープ）を配設してウエーハの裏面を研削し、ウエーハの裏面に溝を表出させて個々のデバイスチップに分割する所謂先ダイシングと称される技術が提案されている（たとえば特許文献１参照）。

特開平１１－４０５２０号公報

しかし、先ダイシングによってデバイスチップの厚みをより薄くすることは可能ではあるものの、デバイスチップの大きさが１ｍｍ角以下の場合には、ウエーハが個々のデバイスチップに分割された際にデバイスチップとデバイスチップとの間でウネリが生じてしまい、接触式または非接触式のいずれの厚み計測手段によってもウエーハの厚みを計測することが困難となる。

上記事実に鑑みてなされた本発明の課題は、デバイスチップの大きさが１ｍｍ角以下であっても、デバイスチップのウネリの影響を受けることなくデバイスチップの厚みを計測しつつ、所望の厚みにデバイスチップを仕上げることができるウエーハの加工方法を提供することである。

本発明は上記課題を解決するために以下のウエーハの加工方法を提供する。すなわち、複数のデバイスが分割予定ラインによって区画され表面に形成されたウエーハを個々のデバイスチップに分割するウエーハの加工方法であって、分割予定ラインにデバイスチップの厚みに相当する深さの溝を形成する溝形成工程と、ウエーハを収容する開口部を備えると共にウエーハの厚みに相当する厚みを備えたリング部材を準備するリング部材準備工程と、該リング部材の開口部にウエーハを収容すると共にウエーハの表面と該リング部材とに保護部材を配設してウエーハと該リング部材とを一体にする保護部材配設工程と、研削装置のチャックテーブルに保護部材側を保持しウエーハの裏面と共に該リング部材を研削してウエーハの裏面に該溝を露出させてウエーハを個々のデバイスチップに分割する裏面研削工程と、を含み、該裏面研削工程において、該リング部材の研削された領域の厚みを厚み計測手段で計測してデバイスチップの厚みを間接的に計測する厚み計測工程を実施し、該裏面研削工程において、該リング部材の外周部にリング状の未研削領域を残存させて補強部を形成するウエーハの加工方法を本発明は提供する。

デバイスチップの大きさは１ｍｍ角以下であるのが好適である。

本発明のウエーハの加工方法は、分割予定ラインにデバイスチップの厚みに相当する深さの溝を形成する溝形成工程と、ウエーハを収容する開口部を備えると共にウエーハの厚みに相当する厚みを備えたリング部材を準備するリング部材準備工程と、該リング部材の開口部にウエーハを収容すると共にウエーハの表面と該リング部材とに保護部材を配設してウエーハと該リング部材とを一体にする保護部材配設工程と、研削装置のチャックテーブルに保護部材側を保持しウエーハの裏面と共に該リング部材を研削してウエーハの裏面に該溝を露出させてウエーハを個々のデバイスチップに分割する裏面研削工程と、を含み、該裏面研削工程において、該リング部材の研削された領域の厚みを厚み計測手段で計測してデバイスチップの厚みを間接的に計測する厚み計測工程を実施し、該裏面研削工程において、該リング部材の外周部にリング状の未研削領域を残存させて補強部を形成するので、デバイスチップの大きさが１ｍｍ角以下であっても、デバイスチップのウネリの影響を受けることなくデバイスチップの厚みを間接的に計測しつつ、所望の厚みにデバイスチップを仕上げることができる。

ウエーハの斜視図。 （ａ）溝形成工程を実施している状態を示す斜視図、（ｂ）溝が形成されたウエーハの斜視図。 リング部材の斜視図。 （ａ）保護部材配設工程を実施している状態を示す斜視図、（ｂ）保護部材が配設されたウエーハの斜視図。 裏面研削工程において研削装置のチャックテーブルでウエーハを保持する状態を示す斜視図。 （ａ）裏面研削工程においてウエーハの裏面と共にリング部材を研削している状態を示す斜視図、（ｂ）個々のデバイスチップに分割されたウエーハの斜視図。 （ａ）裏面研削工程においてリング部材の外周部に補強部を形成している状態を示す斜視図、（ｂ）個々のデバイスチップに分割されたウエーハの斜視図。 フレームに配設されたウエーハの斜視図。

以下、本発明のウエーハの加工方法の好適実施形態について図面を参照しつつ説明する。

図１には、本発明のウエーハの加工方法によって加工が施される円板状のウエーハ２が示されている。ウエーハ２はシリコン等から形成され得る。ウエーハ２の表面２ａは格子状の分割予定ライン４によって複数の矩形領域に区画されており、複数の矩形領域のそれぞれには誇張して大きく示すＩＣ、ＬＳＩ等のデバイス６が形成されている。図示の実施形態のウエーハ２の直径は６インチ程度であり、ウエーハ２の厚みは５００μｍ程度である。１ｍｍ角以下に形成され得るデバイス６は、３０μｍ角程度に形成される場合がある。

図示の実施形態のウエーハの加工方法では、まず、分割予定ライン４にデバイスチップの厚みに相当する深さの溝を形成する溝形成工程を実施する。溝形成工程は、たとえば図２に一部を示す切削装置８を用いて実施することができる。

切削装置８は、被加工物を吸引保持するチャックテーブル１０と、チャックテーブル１０に吸引保持された被加工物を切削する切削手段１２と、チャックテーブル１０に吸引保持された被加工物を撮像する撮像手段（図示していない。）とを備える。チャックテーブル１０は、上下方向に延びる軸線を中心として回転自在に構成されていると共に、図２に矢印Ｘで示すＸ軸方向に移動自在に構成されている。切削手段１２は、Ｘ軸方向に直交するＹ軸方向（図２に矢印Ｙで示す方向）を軸心として回転自在に構成されたスピンドル１４と、スピンドル１４の先端に固定された環状の切削ブレード１６とを含む。なお、Ｘ軸方向およびＹ軸方向が規定する平面は実質上水平である。

溝形成工程では、まず、ウエーハ２の表面２ａを上に向けて、チャックテーブル１０の上面でウエーハ２を吸引保持する。次いで、撮像手段でウエーハ２を上方から撮像し、撮像手段で撮像したウエーハ２の画像に基づいて、分割予定ライン４をＸ軸方向に整合させると共に、分割予定ライン４の片側端部の上方に切削ブレード１６を位置づける。

次いで、図２に矢印Ａで示す方向に高速回転させた切削ブレード１６の刃先をデバイスチップの厚みに相当する深さまで、ウエーハ２の表面２ａ側から分割予定ライン４に切り込ませると共に、切削手段１２に対してチャックテーブル１０を相対的にＸ軸方向に加工送りする溝形成加工を施す。これによって、分割予定ライン４に沿ってデバイスチップの厚みに相当する深さの溝１８をウエーハ２に形成することができる。

次いで、分割予定ライン４のＹ軸方向の間隔の分だけ、チャックテーブル１０に対して切削ブレード１６を相対的にＹ軸方向に割り出し送りしながら溝形成加工を繰り返し、Ｘ軸方向に整合させた分割予定ライン４のすべてに沿って溝１８を形成する。また、チャックテーブル１０を９０度回転させた上で、割り出し送りしながら溝形成加工を繰り返し、図２（ｂ）に示すとおり、先に溝１８を形成した分割予定ライン４と直交する分割予定ライン４のすべてに沿って溝１８を形成する。このようにして溝形成工程を実施する。

また、ウエーハ２を収容する開口部を備えると共にウエーハ２の厚みに相当する厚みを備えたリング部材を準備するリング部材準備工程を実施する。リング部材準備工程は、溝形成工程の前または後、あるいは溝形成工程と並行して実施することができる。図３に示すとおり、リング部材２０は、ウエーハ２を収容する開口部２０ａを備える。図示の実施形態のリング部材２０の内径（開口部２０ａの直径）は６インチ程度であり、リング部材２０の外径は８インチ程度であり、リング部材２０の厚みは５００μｍ程度である。リング部材２０の材質については特に制限はなく、たとえば、シリコン等の半導体材料、ガラスまたは合成樹脂等を用いることができるが、ウエーハ２と同じ材質のリング部材を用いるのが好ましい。

溝形成工程およびリング部材準備工程を実施した後、図４（ａ）に示すとおり、リング部材２０の開口部２０ａにウエーハ２を収容すると共に、図４（ｂ）に示すとおり、ウエーハ２の表面２ａとリング部材２０とに保護部材２２を配設してウエーハ２とリング部材２０とを一体にする保護部材配設工程を実施する。保護部材２２は、リング部材２０の外径と同一の直径を有する円形の粘着テープから構成され得る。

保護部材配設工程を実施した後、研削装置のチャックテーブルに保護部材２２側を保持しウエーハ２の裏面２ｂと共にリング部材２０を研削してウエーハ２の裏面２ｂに溝１８を露出させてウエーハ２を個々のデバイスチップに分割する裏面研削工程を実施する。裏面研削工程は、たとえば図５および図６に一部を示す研削装置２４を用いて実施することができる。

図５および図６に示すとおり、研削装置２４は、被加工物を吸引保持するチャックテーブル２６と、チャックテーブル２６に吸引保持された被加工物を研削する研削手段２８（図６（ａ）参照。）と、チャックテーブル２６に吸引保持された被加工物の厚みを計測する厚み計測手段３０（図６（ａ）参照。）とを備える。

図５を参照して説明すると、チャックテーブル２６の上端部分には、吸引手段（図示していない。）に接続された多孔質の吸着チャック３２が配置され、チャックテーブル２６においては、吸引手段で吸着チャック３２の上面に吸引力を生成することにより吸着チャック３２の上面に載せられた被加工物を吸引保持するようになっている。また、チャックテーブル２６は上下方向に延びる軸線を中心として回転自在に構成されている。

図６（ａ）に示すとおり、研削手段２８は、上下方向を軸心として回転自在に構成されたスピンドル３４と、スピンドル３４の下端に固定された円板状のホイールマウント３６とを含む。ホイールマウント３６の下面にはボルト３８によって環状の研削ホイール４０が固定されている。研削ホイール４０の下面の外周縁部には、周方向に間隔をおいて環状に配置された複数の研削砥石４２が固定されている。また、図示の実施形態の厚み計測手段３０は、光学系を有する非接触式の厚み計測装置であるが、接触式の厚み計測装置であってもよい。

裏面研削工程では、図５に示すとおり、まず、ウエーハ２の裏面２ｂを上に向けて、チャックテーブル２６の上面によって保護部材２２側からウエーハ２を吸引保持する。次いで、図６（ａ）に示すとおり、上方からみて反時計回りに所定の回転速度（たとえば３００ｒｐｍ）でチャックテーブル２６を回転させる。また、上方からみて反時計回りに所定の回転速度（たとえば６０００ｒｐｍ）でスピンドル３４を回転させる。

次いで、研削装置２４の昇降手段（図示していない。）でスピンドル３４を下降させ、ウエーハ２の裏面２ｂおよびリング部材２０の片面に研削砥石４２を接触させる。そして、所定の研削送り速度（たとえば１．０μｍ／ｓ）でスピンドル３４を下降させる。これによって、図６（ｂ）に示すとおり、ウエーハ２の裏面２ｂと共にリング部材２０を研削して、ウエーハ２の裏面２ｂに溝１８を露出させてウエーハ２を個々のデバイスチップ４４に分割することができる。

このような裏面研削工程において、リング部材２０の研削された領域の厚みを厚み計測手段３０で計測してデバイスチップ４４の厚みを間接的に計測する厚み計測工程を実施する。厚み計測工程において、リング部材２０の研削された領域の厚みを計測するため、デバイスチップ４４の大きさが１ｍｍ角以下であっても、デバイスチップ４４のウネリの影響を受けることなくデバイスチップ４４の厚みを間接的に計測しつつ、所望の厚みにデバイスチップ４４を仕上げることができる。

なお、裏面研削工程においては、図７に示すとおり、リング部材２０の外周部にリング状の未研削領域を残存させて補強部２０ｂを形成してもよい。補強部２０ｂを形成することによって、保護部材２２で一体となっているデバイスチップ４４およびリング部材２０が弛むことなく実質上水平に延在する状態が保持されるので、デバイスチップ４４の外周が互いに接触することがなくデバイスチップ４４の損傷が防止されると共に、チャックテーブル２６からのデバイスチップ４４に分割されたウエーハ２をリング部材２０と共に搬出することが容易になることに加え、搬送が容易になる。補強部２０ｂの幅（径方向寸法）は３ｍｍ程度でよい。

リング部材２０に補強部２０ｂを形成するには、たとえば図７に一部を示す研削装置２４’を用いることができ、この研削装置２４’の研削ホイール４０’の直径はウエーハ２の半径より大きく、リング部材２０の外径より小さい。研削装置２４’を用いる場合には、研削砥石４２がウエーハ２の中心（チャックテーブル２６の回転中心）を通過すると共に、リング部材２０の外周縁よりも径方向内側に研削砥石４２の外側を位置づける。そして、ウエーハ２の裏面２ｂと共にリング部材２０を研削して、ウエーハ２の裏面２ｂに溝１８を露出させてウエーハ２を個々のデバイスチップ４４に分割すると共に、リング部材２０の外周部にリング状の補強部２０ｂを形成する。厚み研削工程においては、補強部２０ｂよりも内周側のリング部材２０の研削領域２０ｃの厚みを計測する。

裏面研削工程を実施した後、図８に示すとおり、環状フレーム４６の開口部４６ａに配置された粘着テープ４８に、ウエーハ２の形態を保持した状態で複数のデバイスチップ４４を配設するフレーム配設工程を実施する。図示の実施形態では、ウエーハ２の表面２ａ側（デバイス６側）を上に向けて、複数のデバイスチップ４４を粘着テープ４８に貼り付けている。また、リング部材２０および保護部材２２をデバイスチップ４４から除去する。

以上のとおりであり、図示の実施形態のウエーハの加工方法では、裏面研削工程において、リング部材２０の研削された領域の厚みを厚み計測手段３０で計測してデバイスチップ４４の厚みを間接的に計測する厚み計測工程を実施するので、デバイスチップ４４の大きさが１ｍｍ角以下であっても、デバイスチップ４４のウネリの影響を受けることなくデバイスチップ４４の厚みを間接的に計測しつつ、所望の厚みにデバイスチップ４４を仕上げることができる。

２：ウエーハ
２ａ：ウエーハの表面
２ｂ：ウエーハの裏面
４：分割予定ライン
６：デバイス
１８：溝
２０：リング部材
２０ａ：開口部
２０ｂ：補強部
２２：保護部材
２４：研削装置
２６：チャックテーブル
３０：厚み計測手段
４４：デバイスチップ

Claims (2)

1. 複数のデバイスが分割予定ラインによって区画され表面に形成されたウエーハを個々のデバイスチップに分割するウエーハの加工方法であって、
   分割予定ラインにデバイスチップの厚みに相当する深さの溝を形成する溝形成工程と、
   ウエーハを収容する開口部を備えると共にウエーハの厚みに相当する厚みを備えたリング部材を準備するリング部材準備工程と、
   該リング部材の開口部にウエーハを収容すると共にウエーハの表面と該リング部材とに保護部材を配設してウエーハと該リング部材とを一体にする保護部材配設工程と、
   研削装置のチャックテーブルに保護部材側を保持しウエーハの裏面と共に該リング部材を研削してウエーハの裏面に該溝を露出させてウエーハを個々のデバイスチップに分割する裏面研削工程と、
   を含み、
   該裏面研削工程において、該リング部材の研削された領域の厚みを厚み計測手段で計測してデバイスチップの厚みを間接的に計測する厚み計測工程を実施し、
   該裏面研削工程において、該リング部材の外周部にリング状の未研削領域を残存させて補強部を形成するウエーハの加工方法。
2. デバイスチップの大きさは１ｍｍ角以下である請求項１記載のウエーハの加工方法。