KR20200014196A

KR20200014196A - 웨이퍼의 가공 방법

Info

Publication number: KR20200014196A
Application number: KR1020190081594A
Authority: KR
Inventors: 마사루 나카무라
Original assignee: 가부시기가이샤 디스코
Priority date: 2018-07-31
Filing date: 2019-07-05
Publication date: 2020-02-10
Also published as: SG10201906678TA; JP7154860B2; JP2020021791A; US20200043788A1; US11322403B2; TWI798471B; CN110783250A; TW202008441A

Abstract

(과제) 디바이스 칩의 항절 강도를 확보하면서, 디바이스 칩의 형상이 비뚤어지지 않는 웨이퍼의 가공 방법을 제공한다.
(해결 수단) 웨이퍼의 가공 방법으로서, 분할 예정 라인을 따라 디바이스층을 절삭하여 절삭 홈을 형성하는 절삭 홈 형성 공정과, 웨이퍼의 이면으로부터 반도체 기판에 대해 투과성을 갖는 파장의 레이저 광선의 집광점을 분할 예정 라인에 대응하는 반도체 기판의 내부에 위치 부여하여 조사하고, 분할 예정 라인을 따라 개질층을 연속하여 형성하는 개질층 형성 공정과, 웨이퍼의 이면을 연삭하여 웨이퍼를 박화함과 함께, 분할 예정 라인의 내부에 형성된 개질층으로부터 크랙을 표면측으로 성장시켜 웨이퍼를 개개의 디바이스 칩으로 분할하는 분할 공정을 포함한다.

Description

웨이퍼의 가공 방법{METHOD FOR PROCESSING WAFER}

본 발명은, 반도체 기판의 표면에 디바이스층이 적층된 웨이퍼를, 개개의 디바이스 칩으로 분할하는 웨이퍼의 가공 방법에 관한 것이다.

IC, LSI 등의 복수의 디바이스가 교차하는 복수의 분할 예정 라인에 의해 구획되어 반도체 기판 상에 적층된 디바이스층에 형성된 웨이퍼는, 다이싱 장치, 레이저 가공 장치 등에 의해 개개의 디바이스 칩으로 분할되고, 분할된 디바이스 칩은 휴대 전화, PC 등의 전기 기기에 이용된다.

다이싱 장치는, 절삭 블레이드를 회전 가능하게 구비한 절삭 수단에 의해, 웨이퍼의 표면에 형성된 분할 예정 라인을 따라 웨이퍼를 절삭하여, 웨이퍼를 양호한 정밀도로 개개의 디바이스 칩으로 분할한다 (예를 들어, 특허문헌 1 을 참조).

레이저 가공 장치는, 반도체 기판에 대해 투과성을 갖는 파장의 레이저 광선의 집광점을 분할 예정 라인에 대응하는 영역의 내부에 위치 부여하여 조사하고, 분할 예정 라인을 따라 웨이퍼의 내부에 개질층을 연속하여 형성한다 (예를 들어, 특허문헌 2 를 참조).

레이저 가공 장치에 의해 개질층을 형성한 후에 웨이퍼를 개개의 디바이스 칩으로 분할할 때에는, 웨이퍼의 표면에 보호 부재를 배치 형성하여 척 테이블에 유지하고, 웨이퍼의 이면을 연삭하여 웨이퍼를 박화 (薄化) 함과 함께 분할 예정 라인 대응하는 반도체 기판의 내부에 형성된 개질층으로부터 크랙을 웨이퍼의 표면측으로 성장시켜 웨이퍼를 개개의 디바이스 칩으로 분할한다 (예를 들어, 특허문헌 3 을 참조).

일본 공개특허공보 2010-050214호 일본 특허공보 제3408805호 일본 특허공보 제4358762호

상기한 다이싱 장치에 의해 웨이퍼를 절삭하여 개개의 디바이스 칩으로 분할하는 경우, 분할된 디바이스 칩의 항절 강도가 저하된다는 문제가 있다. 또, 상기한 레이저 가공 장치에 의해 분할 예정 라인의 내부를 따라 개질층을 형성하고, 웨이퍼의 이면을 연삭함과 함께 크랙을 발생시켜 개개의 디바이스 칩으로 분할하는 경우, 다이싱에 의해 분할하는 경우에 비해, 디바이스 칩의 항절 강도는 향상되지만, 반도체 기판의 표면에 적층된 디바이스층이 20 ∼ 30 ㎛ 로 비교적 두껍게 형성되어 있는 경우에는, 반도체 기판으로부터 연장되는 크랙이 디바이스층의 표면에 도달하지 않고 부분적으로 분할되지 않는 영역이 생긴다는 문제가 있다. 또한, 개질층을 기점으로 하여 형성되는 크랙을 무리하게 디바이스층의 표면에 도달시키고자 하여 연삭을 강화하면, 개개로 분할되는 디바이스 칩이 비뚤어진 형상이 되고, 품질이 저하된다는 문제가 있다.

따라서, 본 발명의 목적은, 디바이스 칩의 항절 강도를 확보하면서, 디바이스 칩의 형상이 비뚤어지지 않는 웨이퍼의 가공 방법을 제공하는 것이다.

본 발명에 의하면, 반도체 기판의 표면에 디바이스층이 적층되고, 그 디바이스층에 복수의 디바이스가 교차하는 복수의 분할 예정 라인에 의해 구획되어 형성된 표면을 갖는 웨이퍼를 개개의 디바이스 칩으로 분할하는 웨이퍼의 가공 방법으로서, 웨이퍼의 표면에 절삭 블레이드를 위치 부여하여 그 분할 예정 라인에 적층된 그 디바이스층을 절삭하여 절삭 홈을 형성하는 절삭 홈 형성 공정과, 웨이퍼의 이면으로부터 그 반도체 기판에 대해 투과성을 갖는 파장의 레이저 광선의 집광점을 그 분할 예정 라인에 대응하는 그 반도체 기판의 내부에 위치 부여하여 조사하고, 그 분할 예정 라인을 따라 개질층을 연속하여 형성하는 개질층 형성 공정과, 그 개질층 형성 공정 전, 또는 후에 웨이퍼의 표면에 보호 부재를 배치 형성하는 보호 부재 배치 형성 공정과, 그 웨이퍼의 그 보호 부재측을 척 테이블에 유지하고, 웨이퍼의 이면을 연삭하여 웨이퍼를 박화함과 함께, 분할 예정 라인의 내부에 형성된 개질층으로부터 크랙을 표면측으로 성장시켜 웨이퍼를 개개의 디바이스 칩으로 분할하는 분할 공정을 구비한 웨이퍼의 가공 방법이 제공된다.

바람직하게는, 본 발명의 웨이퍼의 가공 방법은, 그 분할 공정을 실시한 후, 웨이퍼의 이면에 다이싱 테이프를 첩착 (貼着) 함과 함께, 웨이퍼를 수용하는 개구를 갖는 환상 프레임으로 다이싱 테이프를 개재하여 웨이퍼를 지지하고, 웨이퍼의 표면으로부터 보호 부재를 박리하는 프레임 지지 공정과, 그 프레임 지지 공정 후, 그 다이싱 테이프를 확장하고, 디바이스 칩의 간격을 넓히고 디바이스 칩을 픽업하는 픽업 공정을 추가로 포함한다.

본 발명의 웨이퍼의 가공 방법에 의하면, 디바이스 칩의 항절 강도가 향상된다. 또, 절삭 블레이드에 의해 디바이스층을 절삭하여 절삭 홈을 형성하므로, 분할 공정에 있어서, 개질층으로부터 성장하는 크랙이 웨이퍼의 표면에 형성된 절삭 홈에 안내되어, 웨이퍼가 확실하게 디바이스 칩으로 분할됨과 함께, 디바이스 칩의 형상은, 절삭 홈을 따라 형성되므로, 비뚤어진 형상이 되지 않고, 품질의 저하를 초래하는 일이 없다.

도 1 은 절삭 홈 형성 공정을 실시할 때에, 웨이퍼를 절삭 장치의 유지 테이블에 유지하는 양태를 나타내는 사시도이다.
도 2 는 절삭 홈 형성 공정의 실시양태를 나타내는 사시도, 및 유지 테이블에 유지된 웨이퍼의 일부 확대 측면도이다.
도 3 은 보호 부재 배치 형성 공정의 실시양태를 나타내는 사시도이다.
도 4 는 웨이퍼를, 개질층 형성 공정을 실시하기 위한 레이저 가공 장치에 유지시키는 양태를 나타내는 사시도이다.
도 5 는 개질층 형성 공정의 실시양태를 나타내는 사시도, 및 유지 테이블에 유지된 웨이퍼의 일부 확대 측면도이다.
도 6(a) 는 분할 공정을 개시했을 때의 실시양태를 나타내는 사시도, (b) 는 분할 공정의 실시에 의해 웨이퍼가 개개의 디바이스 칩으로 분할된 상태를 나타내는 사시도, 및 유지 테이블에 유지된 웨이퍼의 일부 확대 측면도이다.
도 7(a) 는 프레임 지지 공정에 있어서, 웨이퍼를 보호 테이프를 개재하여 환상 프레임에 지지시키는 양태를 나타내는 사시도, (b) 는 프레임에 지지된 웨이퍼로부터 보호 테이프를 박리하는 양태를 나타내는 사시도이다.
도 8 은 픽업 공정의 실시양태를 나타내는 사시도이다.

이하, 본 발명에 기초하여 구성된 웨이퍼의 가공 방법에 관련된 실시형태에 대해 첨부 도면을 참조하면서 설명한다.

본 실시형태의 웨이퍼의 가공 방법을 실시하는 데에 있어서, 먼저 피가공물이 되는 웨이퍼를 준비한다. 도 1 에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에 의해 가공되는 웨이퍼 (10) 는, 예를 들어, 실리콘 (Si) 으로 이루어지는 반도체 기판 (11) 의 표면에 디바이스층 (12) 이 적층되고, 디바이스층 (12) 에 복수의 디바이스 (13) 가 교차하는 복수의 분할 예정 라인 (14) 에 의해 구획되어 형성되어 있다. 반도체 기판 (11), 및 디바이스층 (12) 의 두께는, 각각 100 ㎛, 30 ㎛ 이고, 웨이퍼 (10) 의 총 두께는 130 ㎛ 이다. 디바이스층 (12) 이 형성된 측이 표면 (10a) 이고, 반대측이 이면 (10b) 이다.

웨이퍼 (10) 를 준비했으면, 웨이퍼 (10) 의 디바이스층 (12) 을 분할 예정 라인 (14) 을 따라 절삭하여 절삭 홈을 형성하는 절삭 홈 형성 공정을 실시한다. 이하에, 절삭 홈 형성 공정에 대해 설명한다.

(절삭 홈 형성 공정)

웨이퍼 (10) 에 절삭 홈 형성 공정을 실시하기 위해, 도 1 에 나타내는 다이싱 장치 (20) (일부만 나타낸다) 의 유지 테이블 (21) 에 웨이퍼 (10) 를 반송하고, 웨이퍼 (10) 의 이면 (10b) 측을 유지 테이블 (21) 의 흡착 척 (21a) 을 향하여 재치 (載置) 한다. 유지 테이블 (21) 에는, 도시되지 않은 흡인 수단이 접속되어 있고, 그 흡인 수단을 작동시킴으로써 통기성을 갖는 흡착 척 (21a) 을 개재하여 웨이퍼 (10) 를 흡인 유지한다.

도 2 에 나타내는 바와 같이, 다이싱 장치 (20) 는, 절삭 수단으로서의 스핀들 유닛 (22) 을 구비하고 있다. 스핀들 유닛 (22) 은, 도시되지 않은 이동 기대에 장착되고, 산출 이송 방향 (수평면에 있어서, 가공 이송 방향 (X) 에 직교하는 방향), 절입 깊이 방향 (상하 방향) 으로 이동 조정 가능하고, 스핀들 유닛 (22) 에 자유롭게 회전할 수 있도록 지지되고 도시되지 않은 회전 구동 기구에 의해 회전 구동되는 스핀들 (23) 을 구비하고 있다. 스핀들 (23) 의 선단부에는, 절삭 블레이드 (24) 가 고정되고, 절삭 블레이드 (24) 에 인접한 양측 위치에, 절삭 블레이드 (24) 에 의해 가공되는 가공 위치를 향하여 절삭수를 공급하는 절삭수 공급 파이프 (25) 가 배치 형성되어 있다. 절삭 블레이드 (24) 는, 예를 들어 다이아몬드 지립을 메탈 본드 등에 의해 고정하여 형성되고, 직경이 50 ㎜ 이고, 그 두께는 30 ㎛ 로 설정되어 있다.

다이싱 장치 (20) 의 유지 테이블 (21) 에 웨이퍼 (10) 를 흡인 유지했으면, 다이싱 장치 (20) 에 배치 형성된 도시되지 않은 촬상 카메라 등을 포함하는 얼라인먼트 수단을 사용하여, 웨이퍼 (10) 의 표면 (10a) 에 형성된 분할 예정 라인 (14) 과, 절삭 블레이드 (24) 의 위치 맞춤 (얼라인먼트) 을 실시한다.

상기한 얼라인먼트를 끝냈으면, 소정의 분할 예정 라인 (14) 상의 가공 개시 위치가 되는 단부 (端部) 상방에 절삭 블레이드 (24) 를 위치 부여하고, 도시되지 않은 회전 구동 기구를 작동시켜 스핀들 (23) 과 함께 절삭 블레이드 (24) 를 회전시킨다. 절삭 블레이드 (24) 는, 그 회전 구동 기구에 의해, 예를 들어 40,000 rpm 의 회전 속도로 회전되고, 웨이퍼 (10) 에 대해 하강되어, 웨이퍼 (10) 의 표면 (10a) 으로부터, 정확히 디바이스층 (12) 을 절삭하여 제거하는 30 ㎛ 의 깊이로 절입 이송된다. 또한, 절입 이송될 때의 절입 깊이의 값은, 웨이퍼 (10) 의 표면 (10a) 에 형성되는 디바이스층 (12) 의 두께에 맞춰 설정되지만, 반드시 디바이스층 (12) 의 모두를 제거하는 것에 한정되지 않고, 예를 들어 20 ㎛ 정도로 설정하여 10 ㎛ 정도를 남겨도 된다.

절삭 블레이드 (24) 를 표면 (10a) 으로부터 30 ㎛ 의 깊이로 절입 이송하는 것과 동시에, 도 2 에 화살표 X 로 나타내는 방향으로, 유지 테이블 (21) 을 예를 들어 30 ㎜/초의 속도로 가공 이송한다. 이로써, 분할 예정 라인 (14) 이 적층된 디바이스층 (12) 을 절삭하여, 도 2 의 점선으로 둘러싼 웨이퍼 (10) 의 일부 확대 측면도로서 나타내는 바와 같이, 30 ㎛ 의 깊이가 되는 절삭 홈 (100) 을 형성한다. 소정의 분할 예정 라인 (14) 을 따라 절삭 홈 (100) 을 형성했으면, 절삭 홈 (100) 을 형성한 분할 예정 라인 (14) 에 인접하고, 아직 절삭 홈이 형성되어 있지 않은 인접하는 분할 예정 라인 (14) 상에 산출 이송하여, 동일한 절삭 가공을 실시하고, 절삭 홈 (100) 을 형성한다. 이와 같이 하여, 제 1 방향으로 신장되는 분할 예정 라인 (14) 의 모두에 대응하여 절삭 홈 (100) 을 형성했으면, 유지 테이블 (21) 을 90°회전하여, 먼저 절삭 홈 (100) 을 형성한 분할 예정 라인 (14) 에 직교하는 제 2 방향으로 신장되는 분할 예정 라인 (14) 에 대해서도 동일한 절삭 가공을 실시하고, 모든 분할 예정 라인 (14) 에 대해, 30 ㎛ 의 깊이로, 30 ㎛ 의 폭의 절삭 홈 (100) 을 형성한다. 이상에 의해, 절삭 홈 형성 공정이 완료된다. 절삭 홈 형성 공정이 완료되었으면, 이하에 설명하는, 보호 부재 배치 형성 공정, 및 개질층 형성 공정을 실시한다.

(보호 부재 배치 형성 공정)

절삭 홈 형성 공정이 실시되고, 분할 예정 라인 (14) 을 따라 절삭 홈 (100) 이 형성된 웨이퍼 (10) 에 대해, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼 (10) 의 표면 (10a) 측에 형성된 디바이스층 (12) 을 보호하는 보호 부재로서 보호 테이프 (30) 를 배치 형성한다. 보호 테이프 (30) 는, 웨이퍼 (10) 와 동일 형상의 폴리염화비닐 (PVC) 로 이루어지는 시트상 기재의 표면에 아크릴 수지계의 풀제가 도포되어 있는 것을 사용할 수 있다. 보호 부재 배치 형성 공정은, 절삭 홈 형성 공정이 실시된 다이싱 장치 (20) 의 유지 테이블 (21) 상에 있어서 실시된다. 이와 같이 하여, 보호 부재 배치 형성 공정이 완료되었으면, 개질층 형성 공정을 실시하는 다음 공정으로 반송한다.

(개질층 형성 공정)

보호 부재 배치 형성 공정이 실시된 웨이퍼 (10) 를 유지 테이블 (21) 로부터 반출하고, 도 4 에 나타내는 레이저 가공 장치 (40) (일부만 나타낸다) 에 반송하고, 레이저 가공 장치 (40) 에 배치 형성된 유지 테이블 (41) 의 흡착 척 (41a) 상에 보호 테이프 (30) 측을 하방을 향하여, 즉, 웨이퍼 (10) 의 이면 (10b) 측을 상방을 향하여 재치한다. 흡착 척 (41a) 상에 웨이퍼 (10) 를 재치했으면, 유지 테이블 (41) 에 접속된 도시되지 않은 흡인 수단을 작동하여, 웨이퍼 (10) 를 흡인 유지한다.

레이저 가공 장치 (40) 에는, 도 5 에 나타내는 바와 같이, 레이저 광선 조사 유닛 (42) (일부만 나타내고 있다) 이 배치 형성되어 있다. 레이저 광선 조사 유닛 (42) 에는, 원하는 파장의 레이저를 발진하는 도시되지 않은 레이저 발진기가 배치 형성되어 있고, 레이저 발진기로부터 출사된 레이저 광선 (LB) 은 집광 렌즈 (42a) 를 거쳐 집광되어, 유지 테이블 (41) 에 유지된 웨이퍼 (10) 를 향하여 조사할 수 있다. 또한, 도시는 생략하지만, 레이저 가공 장치 (40) 에는, 반도체 기판 (11) 을 투과하여 표면 (10a) 측을 촬상 가능한 적외선 조사 수단, 및 적외선 촬상 카메라 등을 포함하는 얼라인먼트 수단도 배치 형성되어 있다.

레이저 가공 장치 (40) 의 유지 테이블 (41) 에 웨이퍼 (10) 를 유지했으면, 상기한 얼라인먼트 수단을 사용하여, 유지 테이블 (41) 에 흡인 유지된 웨이퍼 (10) 의 이면 (10b) 측으로부터 표면 (10a) 에 형성된 분할 예정 라인 (14) 에 대응하는 위치와, 레이저 광선 조사 유닛 (42) 에 의한 레이저 광선 (LB) 의 조사 위치의 위치 맞춤 (얼라인먼트) 을 실시한다.

상기한 얼라인먼트를 끝냈으면, 소정의 분할 예정 라인 (14) 상의 가공 개시 위치가 되는 단부 상방에 레이저 광선 조사 유닛 (42) 을 위치 부여하고, 레이저 광선 (LB) 의 집광점 위치를 분할 예정 라인 (14) 에 대응하는 반도체 기판 (11) 의 내부에 위치 부여한다. 레이저 광선 (LB) 의 집광점 위치를 반도체 기판 (11) 의 내부에 위치 부여했으면, 도 5 에 나타내는 바와 같이, 유지 테이블 (41) 을 화살표 X 로 나타내는 방향으로 가공 이송하여, 분할 예정 라인 (14) 에 대응하는 반도체 기판 (11) 의 내부에 조사하여, 도면 중에 점선으로 둘러싸는 일부를 확대하여 나타내는 측면도로부터 이해되는 바와 같이, 개질층 (110) 을 연속하여 형성한다. 개질층 (110) 을 형성했으면, 이미 개질층 (110) 을 형성한 분할 예정 라인 (14) 에 인접하고, 아직 개질층 (110) 이 형성되어 있지 않은 분할 예정 라인 (14) 에 대응한 위치에, 유지 테이블 (41) 을 이동시킴으로써 레이저 광선 조사 유닛 (42) 을 산출 이송하고, 동일한 레이저 가공을 실시하여, 분할 예정 라인 (14) 을 따라 개질층 (110) 을 형성한다. 이와 같이 하여, 제 1 방향으로 신장되는 분할 예정 라인 (14) 의 모두에 대응한 반도체 기판 (11) 의 내부에 개질층 (110) 을 연속하여 형성했으면, 유지 테이블 (41) 을 90°회전하여, 먼저 개질층 (110) 을 형성한 분할 예정 라인 (14) 에 직교하는 제 2 방향으로 신장되는 분할 예정 라인 (14) 에 대응하는 반도체 기판 (11) 의 내부에 대해서도 동일한 레이저 가공을 실시하고, 모든 분할 예정 라인 (14) 에 대응하는 반도체 기판 (11) 의 내부에 대해 개질층 (110) 을 연속하여 형성한다. 도 5 로부터 이해되는 바와 같이, 개질층 (110) 은, 먼저 형성한 절삭 홈 (100) 을 따라 형성되는 것이고, 절삭 홈 (100) 과 개질층 (110) 은, 분할 예정 라인 (14) 을 따라, 상하에 형성된다. 또한, 개질층 (110) 은, 분할 예정 라인 (14) 을 따라 1 회만의 레이저 광선 (LB) 의 조사에 의해 형성되는 것에 한정되지 않고, 반도체 기판 (11) 의 내부에 있어서, 레이저 광선 (LB) 의 집광점 위치를 상하 방향에 있어서 미미하게 비켜 놓으면서 복수 회 조사하고, 깊이 방향에 있어서 소정의 폭을 갖도록 형성해도 된다. 이상에 의해, 개질층 형성 공정이 완료되고, 이어서, 후술하는 분할 공정을 실시한다.

또한, 상기한 개질층 형성 공정에 있어서의 레이저 가공 조건은, 예를 들어 다음과 같이 설정된다.

파장 : 1342 ㎚

반복 주파수 : 60 kHz

평균 출력 : 1 W

가공 이송 속도 : 600 ㎜/초

(분할 공정)

상기한 개질층 형성 공정이 완료되었으면, 레이저 가공 장치 (40) 의 유지 테이블 (41) 에 접속된 흡인 수단의 작동을 정지하고, 모든 분할 예정 라인 (14) 을 따라 내부에 개질층 (110) 이 형성된 웨이퍼 (10) 를 반출한다. 유지 테이블 (41) 로부터 반출된 웨이퍼 (10) 를, 도 6(a) 에 나타내는 연삭 장치 (50) 에 반송한다. 연삭 장치 (50) 에 반송된 웨이퍼 (10) 를, 연삭 장치 (50) 에 배치 형성된 척 테이블 (51) 에, 보호 시트 (30) 측을 아래로 하여 재치한다. 척 테이블 (51) 에는, 도시되지 않은 흡인 수단이 접속되어 있고, 그 흡인 수단을 작동시킴으로써, 웨이퍼 (10) 가 척 테이블 (51) 에 흡인 유지된다.

연삭 장치 (50) 는, 척 테이블 (51) 상에 흡인 유지되는 웨이퍼 (10) 를 연삭하여 박화하기 위한 연삭 유닛 (52) 을 구비하고 있다. 연삭 유닛 (52) 은, 도시되지 않은 회전 구동 기구에 의해 회전되는 스핀들 (521) 과, 스핀들 (521) 의 하단에 장착된 마운터 (522) 와, 마운터 (522) 의 하면에 장착된 연삭 휠 (523) 을 구비하고, 연삭 휠 (523) 의 하면에는 연삭 지석 (524) 이 환상으로 배치 형성되어 있다.

웨이퍼 (10) 를 척 테이블 (51) 상에 흡인 유지했으면, 연삭 유닛 (52) 의 스핀들 (521) 을 도 6(a) 에 있어서 화살표 R1 로 나타내는 방향으로 예를 들어 3000 rpm 으로 회전시키면서, 척 테이블 (51) 을 도 6(a) 에 있어서 화살표 R2 로 나타내는 방향으로, 예를 들어 300 rpm 으로 회전시킨다. 그리고, 연삭 지석 (524) 을 웨이퍼 (10) 의 이면 (10b) 에 접촉시키고, 연삭 지석 (524) 을 지지하는 연삭 휠 (523) 을, 예를 들어 1 ㎛/초의 연삭 이송 속도로 하방을 향하여 연삭 이송한다. 이 때, 도시되지 않은 접촉식의 측정 게이지에 의해 웨이퍼 (10) 의 두께를 측정하면서 연삭을 진행할 수 있고, 웨이퍼 (10) 의 이면 (10b) 을 50 ㎛ 연삭하고, 웨이퍼 (10) 를 소정의 두께, 예를 들어 80 ㎛ (반도체 기판 50 ㎛＋ 디바이스층 30 ㎛) 로 하여, 연삭 유닛 (52) 을 정지한다. 이 연삭 가공을 실시함으로써, 도 6(b) 에 있어서, 점선으로 둘러싸는 웨이퍼 (10) 의 측면의 일부의 영역을 확대하여 나타내는 바와 같이, 웨이퍼 (10) 를 박화하는 과정에서 발생한 크랙이 개질층 (110) 으로부터 절삭 홈 (100) 에 도달하여, 분할선 (112) 을 형성한다. 이와 같이, 웨이퍼 (10) 가 분할 예정 라인 (14) 을 따라 확실하게 분할되고, 디바이스 칩 (13') 의 형상은, 절삭 홈 (100) 을 따라 형성되므로, 디바이스 칩 (13') 의 형상이 비뚤어지지 않고, 품질의 저하가 방지된다. 이상에 의해, 분할 공정이 완료된다.

본 실시형태에서는, 개개의 디바이스 칩 (13') 으로 분할된 웨이퍼 (10) 를 소정의 카세트 케이스에 수용하거나, 디바이스 칩 (13') 을 픽업하여 다음 공정에 반송하거나 하는 것을 고려하여, 상기한 분할 공정을 실시한 후, 프레임 지지 공정, 및 픽업 공정을 실시한다. 이하에, 도 7, 도 8 을 참조하면서, 프레임 지지 공정, 및 픽업 공정에 대해 설명한다.

(프레임 지지 공정)

상기한 분할 공정을 거쳐, 척 테이블 (51) 에 흡인 유지된 웨이퍼 (10) 는, 도 7(a) 로부터 이해되는 바와 같이, 웨이퍼 (10) 의 이면 (10b) 이 상방으로 노출되어 있다. 본 실시형태에서는, 도 7(a) 에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼 (10) 를 수용할 수 있는 치수로 설정된 개구를 갖는 환상의 프레임 (F) 을 준비하고, 그 개구보다 큰 원형의 다이싱 테이프 (T) 의 외주를 프레임 (F) 에 첩착하고, 추가로, 개구의 중앙에 척 테이블 (51) 에 유지된 웨이퍼 (10) 를 위치 부여하고, 다이싱 테이프 (T) 의 중앙에 웨이퍼 (10) 의 이면 (10b) 을 첩착한다. 그리고, 척 테이블 (51) 에 접속된 도시되지 않은 흡인 수단을 정지하여, 척 테이블 (51) 로부터 웨이퍼 (10) 를 프레임 (F) 과 함께 이탈시키고, 프레임 (F) 으로 다이싱 테이프 (T) 를 개재하여 웨이퍼 (10) 를 지지한 상태로 한다. 그리고, 도 7(b) 에 나타내는 바와 같이, 프레임 (F), 및 다이싱 테이프 (T) 와 함께 웨이퍼 (10) 를 반전시키고, 웨이퍼 (10) 의 표면 (10a) 에 첩착되어 있던 보호 테이프 (30) 를 박리하고, 프레임 지지 공정이 완료된다. 이와 같이 함으로써, 절삭 홈 (100), 및 분할선 (112) 에 의해 개개의 디바이스 칩 (13') 으로 분할된 후에도, 웨이퍼 (10) 의 형태를 유지한 채, 도시되지 않은 카세트 케이스에 수용하거나, 후술하는 픽업 공정 등을 실시하는 픽업 장치 등에 반송하거나 할 수 있다.

(픽업 공정)

상기한 프레임 지지 공정을 실시했으면, 도 8 에 나타내는 픽업 장치 (60) 에 반송한다. 픽업 장치 (60) 는, 승강 가능하게 구성된 프레임 유지 부재 (61) 와, 그 상면부에 프레임 (F) 을 재치하여 프레임 (F) 을 유지하는 클램프 (62) 와, 클램프 (62) 에 의해 유지된 프레임 (F) 에 장착된 웨이퍼 (10) 의 디바이스 칩 (13') 끼리의 간격을 확장하기 위한 적어도 상방이 개구된 원통 형상으로 이루어지는 확장 드럼 (63) 과, 확장 드럼 (63) 을 둘러싸도록 설치된 복수의 에어 실린더 (64a) 및 에어 실린더 (64a) 로부터 연장되는 피스톤 로드 (64b) 로 구성되는 지지 수단 (64) 과, 픽업 콜릿 (65) 을 구비하고 있다. 픽업 콜릿 (65) 에는 도시되지 않은 흡인 수단이 접속되어 있다.

확장 드럼 (63) 은, 프레임 (F) 의 내경보다 작고, 프레임 (F) 에 장착된 다이싱 테이프 (T) 에 첩착되는 웨이퍼 (10) 의 외경보다 크게 설정되어 있다. 여기서, 도 8 에 나타내는 바와 같이, 픽업 장치 (60) 는, 프레임 유지 부재 (61) 와, 확장 드럼 (63) 의 상면부가 대략 동일한 높이가 되는 위치 (점선으로 나타낸다) 와, 지지 수단 (64) 의 작용에 의해 프레임 유지 부재 (61) 가 하강되고, 확장 드럼 (63) 의 상단부가, 프레임 유지 부재 (61) 의 상단부보다 상대적으로 높아지는 위치 (실선으로 나타낸다) 로 할 수 있다.

프레임 유지 부재 (61) 를 하강시켜, 확장 드럼 (63) 의 상단을, 점선으로 나타내는 위치로부터, 실선으로 나타내는 높은 위치가 되도록 상대적으로 변화시키면, 프레임 (F) 에 장착된 다이싱 테이프 (T) 는 확장 드럼 (63) 의 상단연에 의해 확장된다. 여기서, 웨이퍼 (10) 는, 상기한 분할 공정이 실시되고 있음으로써, 이미 개개의 디바이스 칩 (13') 으로 분할되어 있고, 다이싱 테이프 (T) 가 확장되어 웨이퍼 (10) 에 방사상으로 인장력 (외력) 이 작용함으로써, 디바이스 칩 (13') 끼리의 간격이 넓어진다.

상기한 바와 같이, 인접하는 디바이스 칩 (13') 끼리의 간격이 넓어졌으면, 픽업 콜릿 (65) 을 작동시켜, 간격이 넓어진 상태의 디바이스 칩 (13') 을 선단부에서 흡착하여, 다이싱 테이프 (T) 상으로부터 픽업한다. 다이싱 테이프 (T) 로부터 픽업된 디바이스 칩 (13') 은, 다음 공정에 반송되거나, 또는 도시되지 않은 수용 케이스에 수용된다. 이상에 의해, 본 실시형태에 있어서의 픽업 공정이 완료되고, 본 실시형태의 웨이퍼의 가공이 완료된다. 또한, 상기의 설명에 있어서 참조한 본 실시형태를 나타내는 각 도면의 치수는, 설명의 형편상 적절히 조정되어 있고, 실제의 치수비를 나타내는 것은 아니다.

본 발명에 의하면, 상기한 실시형태로 한정되지 않고, 여러 가지의 변형예가 제공된다. 예를 들어, 상기한 실시형태에서는, 보호 부재 배치 형성 공정을, 개질층 형성 공정을 실시하기 전에 실시하고 있다. 그러나, 개질층 형성 공정에서는 웨이퍼 (10) 의 표면 (10a) 측에 그다지 큰 외력이 작용하지 않기 때문에, 개질층 형성 공정을 실시한 후에 보호 부재 배치 형성 공정을 실시하여, 분할 공정에 있어서 실시되는 연삭 공정에 대비하도록 해도 된다.

또, 상기한 절삭 홈 형성 공정, 개질층 형성 공정, 및 분할 공정에 있어서 실시되는 다이싱 장치, 레이저 가공 장치, 연삭 장치의 각 가공 조건은, 피가공물의 재질, 두께 등에 있어서 적절히 조정될 수 있는 것임은 말할 필요도 없다.

10 : 웨이퍼
11 : 반도체 기판
12 : 디바이스층
13 : 디바이스
14 : 분할 예정 라인
20 : 다이싱 장치
21 : 유지 테이블
22 : 스핀들 유닛
23 : 스핀들
24 : 절삭 블레이드
25 : 절삭수 공급 수단
30 : 보호 테이프 (보호 부재)
40 : 레이저 가공 장치
41 : 유지 테이블
42 : 레이저 광선 조사 유닛
50 : 연삭 장치
51 : 척 테이블
52 : 연삭 유닛
521 : 스핀들
523 : 연삭 휠
524 : 연삭 지석
60 : 픽업 장치
100 : 절삭 홈
110 : 개질층
112 : 분할선

Claims

반도체 기판의 표면에 디바이스층이 적층되고, 그 디바이스층에 복수의 디바이스가 교차하는 복수의 분할 예정 라인에 의해 구획되어 형성된 표면을 갖는 웨이퍼를 개개의 디바이스 칩으로 분할하는 웨이퍼의 가공 방법으로서,
웨이퍼의 표면에 절삭 블레이드를 위치 부여하여 그 분할 예정 라인에 적층된 그 디바이스층을 절삭하여 절삭 홈을 형성하는 절삭 홈 형성 공정과,
웨이퍼의 이면으로부터 그 반도체 기판에 대해 투과성을 갖는 파장의 레이저 광선의 집광점을 그 분할 예정 라인에 대응하는 그 반도체 기판의 내부에 위치 부여하여 조사하고, 그 분할 예정 라인을 따라 개질층을 연속하여 형성하는 개질층 형성 공정과,
그 개질층 형성 공정 전, 또는 후에 웨이퍼의 표면에 보호 부재를 배치 형성하는 보호 부재 배치 형성 공정과,
그 웨이퍼의 그 보호 부재측을 척 테이블에 유지하고, 웨이퍼의 이면을 연삭하여 웨이퍼를 박화함과 함께, 분할 예정 라인의 내부에 형성된 개질층으로부터 크랙을 표면측으로 성장시켜 웨이퍼를 개개의 디바이스 칩으로 분할하는 분할 공정을 구비한, 웨이퍼의 가공 방법.
제 1 항에 있어서,
그 분할 공정을 실시한 후, 웨이퍼의 이면에 다이싱 테이프를 첩착함과 함께, 웨이퍼를 수용하는 개구를 갖는 환상 프레임으로 다이싱 테이프를 개재하여 웨이퍼를 지지함과 함께, 웨이퍼의 표면으로부터 보호 부재를 박리하는 프레임 지지 공정을 추가로 구비한, 웨이퍼의 가공 방법.
제 2 항에 있어서,
그 프레임 지지 공정 후, 그 다이싱 테이프를 확장하고, 디바이스 칩의 간격을 넓히고 그 디바이스 칩을 픽업하는 픽업 공정을 추가로 구비한, 웨이퍼의 가공 방법.