(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
環状の切れ刃を有し所定の方向に回転する切削ブレードに対して、基板の表面に積層された積層体によってデバイスが形成されたウェーハを、該切削ブレードの回転軸と直交する方向に相対的に移動させて、該デバイスを区画する複数のストリートに沿って切削するウェーハの切削方法であって、
前記ウェーハの裏面にダイシングテープを貼着するテープ貼着工程と、
該テープ貼着工程を実施した後に、前記切削ブレードを該積層体の厚さよりも深く該基板の途中まで切り込み、且つ、該切削ブレードと前記ウェーハが対向する位置において該切削ブレードの回転方向と同じ方向に前記ウェーハを前記ストリートに沿って相対移動させて、切削溝を形成することで該積層体を除去する積層体除去工程と、
該積層体除去工程を遂行後の任意のタイミングで、該切削ブレードを該積層体除去工程での回転方向と同方向に回転させた状態で、該切削溝に沿って該切削溝よりも深くかつ該切削溝の溝底から該裏面までの厚さよりも浅い深さで切り込み、該切削ブレードの回転方向と逆方向に前記ウェーハを相対移動させて該切削溝に沿って該基板を切削して、該積層体除去工程で該切削ブレードの先端に付着した該積層体を除去し該切削ブレードの目立てを行う目立て工程と、
を備えることを特徴とするウェーハの切削方法。
【背景技術】
【0002】
従来、半導体ウェーハやガラス基板、樹脂基板等をデバイスチップへと分割するための切削装置(ダイシング装置)が知られており、例えば、特許文献1に開示されているように、2つのスピンドルユニットを有する2スピンドル切削装置も知られている。このような2スピンドル切削装置では、先ず一方のスピンドルユニットの切削ブレードによって所定深さの溝を形成するハーフカットを行い、その後、もう一方のスピンドルユニットの切削ブレードによってハーフカットされた溝を完全切断するフルカットを行う、といったステップカットが実施される。
【0003】
このようなステップカットは、半導体ウェーハを切削加工する際において、分割予定ラインが設定されたストリートにテストエレメントグループ(TEG)と称されるテスト用の金属パターンを除去する場合においても行われる。即ち、先ず一方のスピンドルユニットの切削ブレードにてTEGを除去(ハーフカット)して第一の切削溝を形成し、次いで、もう一方のスピンドルユニットの切削ブレードにて第一の切削溝の位置に第二の切削溝を形成して半導体ウェーハを完全に切断する(フルカット)、といったものである。
【0004】
このようなステップカットを実施することによれば、予めハーフカットによってTEGが除去され、ハーフカットで用いた切削ブレードとは別の切削ブレードでフルカットが行われるため、フルカットを行う切削ブレードについてはTEGによる目詰まりが発生することがない。そして、フルカットを行う切削ブレードについてTEGによる目詰まり気味の状況を発生させないことにより、ウェーハの裏面側にチッピングが発生してしまうことを効果的に防止することができる。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下に、本発明に係るウェーハの切削方法の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、或いは実質的に同一のものが含まれる。
【0012】
〔実施形態〕
図1は、実施形態に係るウェーハの切削方法によって切削加工を行う切削装置の斜視図である。本実施形態において、X軸方向は、後述する切削ブレード15の回転軸の方向および鉛直方向の双方と直交する方向であり、Y軸方向は、鉛直方向と直交する切削ブレード15の回転軸の方向であり、Z軸方向は、鉛直方向である。
図1に示す切削装置1は、チャックテーブル5と、二つの切削手段10と、洗浄・乾燥手段50と、を含んで構成されている。本実施形態に係るウェーハの切削方法で用いられる切削装置1は、二つの切削手段10をY軸方向に対向配置させたフェイシングデュアルタイプの加工装置である。
【0013】
切削装置1は、被加工物を保持するチャックテーブル5と、二つの切削手段10を相対移動させることで、被加工物に切削加工を施す。即ち、チャックテーブル5は、被加工物を保持した状態で、加工送り方向であるX軸方向に、装置本体2に対して相対移動可能に設けられている。
【0014】
ここで、被加工物は、切削加工される加工対象であり、特に限定されないが、例えば、シリコン、ヒ化ガリウム(GaAs)等を母材とする円板状の半導体ウェーハや光デバイスウェーハ、セラミック、ガラス、サファイア(Al
2O
3)系の円板状の無機材料基板、金属や樹脂等の円板状の延性材料等、各種加工材料である。本実施形態では、切削装置1は、被加工物として半導体ウェーハWの切削加工を行うものとして説明する。
【0015】
ウェーハWは、例えば、デバイスが複数形成されているデバイス側の面である表面の反対側の面である裏面に、粘着テープであるダイシングテープTが貼着され、ダイシングテープTがさらに、磁性体の環状フレームFに貼着されることによって環状フレームFに固定された状態で、切削加工が行われる。切削装置1でのウェーハWの切削加工は、ウェーハWは、ダイシングテープTが貼着された側の面がチャックテーブル5に載置されてチャックテーブル5に吸引保持され、チャックテーブル5の周囲に配設されるフレーム保持手段6に環状フレームFが保持された状態で行われる。
【0016】
図2は、
図1に示す切削手段の詳細図である。二つの切削手段10は、第一切削手段11と第二切削手段12とからなり、これらの切削手段10は、切削ブレード15と、スピンドル20と、スピンドルハウジング25と、ノズル30と、ブレードカバー35と、を含んで構成されている。つまり、第一切削手段11は、第一切削ブレード16と、第一スピンドル21と、第一スピンドルハウジング26と、第一ノズル31と、第一ブレードカバー36と、を含んで構成されている。同様に、第二切削手段12も、第二切削ブレード17と、第二スピンドル22と、第二スピンドルハウジング27と、第二ノズル32と、第二ブレードカバー37と、を含んで構成されている。このうち、第二切削ブレード17は、第一切削ブレード16の厚さよりも若干薄い厚さで形成されている。
【0017】
これらの切削手段10は、それぞれ移動手段によって移動可能になっており、割り出し送り手段であるY軸移動手段40と、切り込み送り手段であるZ軸移動手段45により、Y軸方向とZ軸方向とに移動可能になっている。つまり、第一切削手段11は、第一Y軸移動手段41と第一Z軸移動手段46とにより、Y軸方向とZ軸方向とに移動可能になっており、第二切削手段12は、第二Y軸移動手段42と第二Z軸移動手段47により、Y軸方向とZ軸方向とに移動可能になっている。これにより、第一切削手段11と第二切削手段12とは、チャックテーブル5に保持されたウェーハWに切削水を供給しながら、加工すべき領域に切削加工を施すことができる。
【0018】
切削ブレード15は、環状の切れ刃を有し、所定の方向に回転可能に設けられている。詳しくは、切削ブレード15は、高速回転することでチャックテーブル5に保持されたウェーハWを切削する極薄のリング形状に形成された切削砥石であり、これにより、切削ブレード15は、環状の切れ刃を有している。この切削ブレード15は、固定ナット(図示省略)により、スピンドル20に交換可能に固定されている。スピンドルハウジング25は、筒状に形成されており、内挿されたスピンドル20をエアベアリングにより回転自在に支持する。ノズル30は、切削ブレード15の加工点に切削液を噴出させて供給する。ブレードカバー35は、ノズル30を着脱可能に保持する。第一切削手段11と第二切削手段12とは、共にこれらの構造で構成されている。
【0019】
洗浄・乾燥手段50は、切削加工後のウェーハWの洗浄と乾燥が可能になっている。詳しくは、洗浄・乾燥手段50は、回転駆動源で発生する動力によりスピンナテーブル51を回転させつつ、ウェーハWに対して洗浄液噴射装置によって洗浄液を噴射して当該ウェーハWを洗浄し、洗浄後のウェーハWに気体噴射装置から気体を噴射して当該ウェーハWを乾燥させることが可能になっている。
【0020】
本実施形態に係るウェーハWの切削方法で切削加工を行う切削装置1は、以上のごとき構成からなり、以下、その作用について説明する。
図3は、
図1に示す切削装置によってウェーハの切削加工を行う際における説明図である。上述した切削装置1は、第一切削ブレード16と第二切削ブレード17との二つの切削ブレード15によって、段階的にウェーハWの切断を行う、いわゆるステップカットによって切断を行う加工装置になっている。つまり、切削装置1は、複数のデバイス67(
図5参照)を区画するストリートS(
図5参照)に沿って、第一の切削ブレード15である第一切削ブレード16でウェーハWの厚さ方向における途中まで切削し、この切削溝66(
図5参照)に沿って第二の切削ブレード15である第二切削ブレード17により、ウェーハWの残りの厚さ分を切削する。
【0021】
また、切削装置1でウェーハWの切削加工を行う際には、ダイシングテープTが貼着されたウェーハWにおける、ダイシングテープTが貼着されている面の反対側の面である表面61側から、切削加工を行う。また、このように切削加工を行うウェーハWは、ウェーハWのベースとなる基板65の表面61側に、TEG(Test Element Group)等の回路パターンを有する表面膜等の積層体Lが積層されており、これによりウェーハWには複数のデバイス67が形成されている。
【0022】
切削装置1でウェーハWの切削加工を行う際には、ダイシングテープTが貼着されている側の面である裏面62が下面になってチャックテーブル5に対向し、積層体Lが積層されている側の面である表面61が上面になる向きで、チャックテーブル5上に載置する。さらに、環状フレームFをフレーム保持手段6で保持し、ウェーハWの裏面62側をチャックテーブル5で吸引保持した状態で、ウェーハWの表面61側から、第一切削ブレード16と第二切削ブレード17とによって、段階的に切削する。即ち、第一切削ブレード16は、ハーフカット用の切削ブレード15として設けられており、第二切削ブレード17は、分割用の切削ブレード15として設けられており、切削装置1は、この二つの切削ブレード15を用いて段階的にウェーハWを切削する。
【0023】
図4は、実施形態に係るウェーハの切削加工を用いてウェーハを分割する際における工程のフロー図である。ウェーハWを分割する際には、積層体Lが積層されているウェーハWに対して、まず、テープ貼着工程(ステップST11)で、ダイシングテープTを貼着する。ダイシングテープTは、内径がウェーハWの外径よりも大きい孔を有する環状フレームFに貼着する。この状態で、ウェーハWの裏面62を、環状フレームFの孔の部分からダイシングテープTに貼着する。これにより、ダイシングテープTを、ウェーハWの裏面62の全面に貼着する。
【0024】
テープ貼着工程を実施したら、次に、積層体除去工程(ステップST12)で、ウェーハWの表面61に積層されている積層体Lを除去する。積層体Lを除去する際には、まず、表面61が上面になる向きで、切削装置1のチャックテーブル5でウェーハWを保持する(
図3参照)。この状態で、ウェーハWにおける表面61側、即ち、積層体Lが積層されている側から、切削ブレード15によってウェーハWの切削を行うことにより、積層体Lを除去する。
【0025】
図5は、積層体除去工程における切削の説明図である。
図6は、
図5のA−A断面図である。積層体除去工程は、二つの切削ブレード15のうち、第一切削ブレード16をウェーハWの表面61に対向させ、回転する第一切削ブレード16の外周面をウェーハWのストリートSに接触させながら、第一切削ブレード16とウェーハWとをストリートSに沿って相対移動させることにより行う。この積層体除去工程では、第一切削ブレード16を、積層体Lの厚さよりも深く、ウェーハWの厚さよりも浅い深さで、外周面における下端付近を積層体L側の面からウェーハWに切り込ませ、表面61側から基板65の途中まで切り込ませる。これにより、第一切削ブレード16は、積層体L側の面からウェーハWに入り込んだ深さで、ウェーハWを切削する。
【0026】
積層体除去工程では、第一切削ブレード16でウェーハWを切削すると同時に、ウェーハWを保持するチャックテーブル5を、第一切削ブレード16の回転軸と直交する方向に相対的に移動させる。その際における移動方向は、回転する第一切削ブレード16における下端付近での回転方向と同じ方向にチャックテーブル5を移動させ、第一切削ブレード16に対して、この方向にウェーハWを相対移動させる。即ち、チャックテーブル5を、ウェーハWのストリートSに沿った方向で、且つ、第一切削ブレード16においてウェーハWに接触する部分付近の回転方向と同じ方向である順方向に移動させる。この状態では、第一切削ブレード16は、ウェーハWの移動方向において第一切削ブレード16がウェーハWの切削を開始する部分は、上方側から下方側、即ち、表面61方向側から裏面62方向側に向かって切削を行う、いわゆるダウンカットによって切削を行う。
【0027】
これにより、第一切削ブレード16は、積層体Lの厚さよりも深く、ウェーハWの厚さよりも浅い深さで、積層体Lが積層されている側の面からウェーハWを切削し、この深さの切削溝66を、ストリートSに沿って形成する。換言すると、切削溝66は、第一切削ブレード16の厚さで積層体Lが除去され、さらに、基板65における積層体L寄りの部分が第一切削ブレード16の厚さで切削されることにより形成される。このように、積層体除去工程では、第一切削ブレード16とウェーハWが対向する位置において、第一切削ブレード16の回転方向と順方向にウェーハWをストリートSに沿って相対移動させて、切削溝66を形成することにより、積層体Lを除去する。
【0028】
積層体除去工程を遂行したら、次に、目立て工程(ステップST13)で、第一切削ブレード16の目立てを行う。
図7は、目立て工程における目立ての説明図である。
図8は、
図7のB−B断面図である。目立て工程は、積層体除去工程でウェーハWの切削を行った第一切削ブレード16を、積層体除去工程での回転方向と同方向に回転させた状態で外周面を切削溝66に接触させながら、積層体除去工程でのウェーハWとの相対移動の方向と反対方向に相対移動させることにより行う。この目立て工程では、第一切削ブレード16を、ウェーハWにおいて切削溝66を形成した部分の残りの厚さ、即ち、切削溝66の溝底から裏面62までの厚さよりも浅い深さで、外周面における下端付近を切削溝66の溝底からウェーハWに切り込ませる。これにより、第一切削ブレード16は、切削溝66の溝底からウェーハWに入り込んだ深さで、ウェーハWを切削する。
【0029】
目立て工程でも、このように第一切削ブレード16でウェーハWを切削するが、目立て工程では、積層体除去工程とは異なり、チャックテーブル5は、回転する第一切削ブレード16における下端付近での回転方向の反対方向に移動させる。つまり、目立て工程では、第一切削ブレード16の回転方向は積層体除去工程での回転方向を維持したまま、チャックテーブル5を、積層体除去工程で移動方向の反対方向に移動させる。詳しくは、積層体除去工程では、第一切削ブレード16をストリートSに沿わせた状態で、順方向にウェーハWを移動させるが、第一切削ブレード16がストリートSの端部に到達したら、ウェーハWが反対方向に移動するように、チャックテーブル5を移動させる。
【0030】
換言すると、目立て工程では、第一切削ブレード16の回転方向は変えずに、チャックテーブル5を、ウェーハWのストリートSに沿った方向で、且つ、第一切削ブレード16においてウェーハWに接触する部分付近における回転方向の反対方向である逆方向に移動させる。この状態では、第一切削ブレード16は、ウェーハWの移動方向において第一切削ブレード16がウェーハWの切削を開始する部分は、下方側から上方側、即ち、裏面62方向側から表面61方向側に向かって切削を行う、いわゆるアップカットによって切削を行う。
【0031】
これにより、第一切削ブレード16は、切削溝66をより深く切り込み、チャックテーブル5が、第一切削ブレード16の回転方向と逆方向にウェーハWを相対移動させる方向に移動する状態で、第一切削ブレード16によって切削溝66に沿って基板65を切削する。目立て工程では、このように第一切削ブレード16の回転方向と逆方向にウェーハWを相対移動させながら切削することにより、ウェーハWの移動方向に逆らう方向で第一切削ブレード16にウェーハWの切削を行わせる。これにより、積層体除去工程で第一切削ブレード16の先端、即ち、第一切削ブレード16の外周面に付着した積層体Lを除去し、積層体Lに含まれる金属等を第一切削ブレード16の外周面から除去することにより、第一切削ブレード16の目立てを行う。
【0032】
目立て工程を遂行したら、次に、分割工程(ステップST14)で、ウェーハWの分割を行う。
図9は、分割工程における切削の説明図である。
図10は、
図9のC−C断面図である。分割工程は、二つの切削ブレード15のうち、第二切削ブレード17をウェーハWの表面61に対向させ、回転する第二切削ブレード17の外周面を、第一切削ブレード16で形成した切削溝66に接触させながら、切削溝66に沿って第二切削ブレード17とウェーハWとを相対移動させることにより行う。この分割工程では、第二切削ブレード17を、ウェーハW単体の厚さよりも深く、ウェーハWの裏面62に貼着されているダイシングテープTは切断しきらない深さで、外周面における下端付近を切削溝66の溝底からウェーハWに切り込ませる。これにより、第二切削ブレード17は、ウェーハWの基板65は切断し、ダイシングテープTは切断しない深さで、ウェーハWを切削する。
【0033】
なお、第二切削ブレード17は、厚さが第一切削ブレード16よりも薄いため、第二切削ブレード17は、第一切削ブレード16で切削した切削溝66の溝幅は広げずに、この切削溝66の溝底から、基板65に対してさらに切削をする。
【0034】
分割工程では、積層体除去工程で第一切削ブレード16によってウェーハWを切削する場合と同様に、チャックテーブル5を、回転する第二切削ブレード17における下端付近での回転方向と同じ方向に移動させ、第二切削ブレード17に対してウェーハWを相対移動させる。即ち、チャックテーブル5を、第二切削ブレード17においてウェーハWに接触する部分付近の回転方向と同じ方向である順方向に移動させる。
【0035】
このように、分割工程では、第二切削ブレード17によって切削溝66をより深く切り込み、ウェーハW単体の厚さよりも深く、ウェーハWの裏面62に貼着されているダイシングテープTも含んだ厚さよりは浅い深さで、切削溝66に沿ってウェーハWを切削する。これにより、第二切削ブレード17を、第一切削ブレード16によって形成した切削溝66に沿ってダイシングテープTの途中まで切り込む。さらに、このようにウェーハWを切削しつつ、第二切削ブレード17とウェーハWが対向する位置において、第二切削ブレード17の回転方向に対して順方向にウェーハWをストリートSに沿って相対移動させる。これにより、ダイシングテープTは切断することなく、第一切削ブレード16で形成した切削溝66に沿って基板65を分割し、切削溝66の両側に位置するデバイス67同士を分割する。
【0036】
なお、これらのように第二切削ブレード17を用いた分割工程で、所定のストリートSに沿って基板65を分割する際には、第一切削ブレード16を用いて、他のストリートSで積層体除去工程を行うのが好ましい。
【0037】
以上の実施形態に係るウェーハWの切削方法は、第一切削ブレード16で切削溝66を形成することにより積層体Lを除去した後、切削溝66に対して第一切削ブレード16をさらに深く切り込み、第一切削ブレード16の回転方向と逆方向にウェーハWを相対移動させることにより、第一切削ブレード16の目立てを行っている。この結果、特殊な機構を設ける必要が無く、ウェーハWを切削するための装置を設ける際におけるコストを抑えることができるため、経済性を向上させることができる。さらに、切削動作を中断することなく、第一切削ブレード16の目詰まりを解消しながらウェーハWを切削することができるため、第一切削ブレード16の目立てを行うために生産を停止する必要がなく、スループットの向上を図ることができる。
【0038】
また、このように第一切削ブレード16の目詰まりを解消しながら、ウェーハWを切削することにより、切削性能を向上させることができるため、ウェーハWを切削することによって生成する各デバイス67の品質を向上させることができる。
【0039】
〔変形例〕
なお、上述したウェーハWの切削方法は、切削ブレード15として第一切削ブレード16と第二切削ブレード17とを使用し、この2つの切削ブレード15を用いて段階的に行う切削加工である、いわゆるステップカットによってウェーハWを切削する切削装置1で用いられるが、これ以外の切削装置1で用いられてもよい。例えば、積層体除去工程と分割工程を、切削用の1つのスピンドル20を有し、このスピンドル20に固定される1つの切削ブレード15によって分割を行う切削装置1を用いて行ってもよい。その場合には、1つの切削ブレード15で切削溝66を形成することにより積層体Lの除去を行った後、目立て工程を行い、目立て工程で切削ブレード15の先端をドレスした後に、再度切削ブレード15で切削溝66のフルカットを行うことによって、ウェーハWを切削する。これにより、特殊な設備を用意する必要がなく、また、切削動作を中断することなく、切削ブレード15の目詰まりを解消しながら、ウェーハWを切削することができる。
【0040】
また、上述したウェーハWの切削方法では、切削ブレード15の目立て工程を行うタイミングについては規定していないが、切削ブレード15の目立て工程を行うタイミングは、適宜設定してもよい。例えば、積層体除去工程で、ウェーハWを移動させながら所定のストリートSに沿ってストリートSの端部まで切削ブレード15で切削加工を行った後、切削ブレード15を次のストリートSに位置付けるためにウェーハWが反対方向に移動する際に、そのストリートSで切削ブレード15の目立て工程を行ってもよい。または、ストリートSが複数形成される1つのウェーハWにおいて、1つのストリートSのみで目立て工程を行ってもよい。目立て工程は、ウェーハWの大きさや積層体Lの材質、ストリートSの数等に応じて、積層体除去工程を遂行後の任意のタイミングで適宜設定して実行するのが好ましい。
【0041】
また、上述したウェーハWの切削方法では、積層体除去工程と分割工程では、ウェーハWは切削ブレード15の回転方向に対して順方向に移動させ、目立て工程では、ウェーハWは切削ブレード15の回転方向に対して逆方向に移動させているが、ウェーハWの移動方向は、これら以外の方向でもよい。つまり、積層体除去工程と分割工程は、ダウンカットによって切削を行い、目立て工程は、アップカットによって切削を行っているが、切削時における切削方向は、これら以外の方向でもよい。例えば、目立て工程でウェーハWを順方向に移動させ、目立て工程をダウンカットによって行ってもよい。ウェーハWの移動方向は、切削装置1の動作手順や、求める切削の仕上げ状態に応じて、適宜設定するのが好ましい。