特許第6157991号(P6157991)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2022.1.31 β版

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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6157991
(24)【登録日】2017年6月16日
(45)【発行日】2017年7月5日
(54)【発明の名称】ウエーハの管理方法
(51)【国際特許分類】
   H01L 21/02 20060101AFI20170626BHJP
   H01L 23/00 20060101ALI20170626BHJP
   H01L 21/304 20060101ALI20170626BHJP
   H01L 21/301 20060101ALI20170626BHJP
【FI】
   H01L21/02 A
   H01L23/00 A
   H01L21/304 622Z
   H01L21/304 631
   H01L21/78 Z
【請求項の数】2
【全頁数】10
(21)【出願番号】特願2013-175388(P2013-175388)
(22)【出願日】2013年8月27日
(65)【公開番号】特開2015-46420(P2015-46420A)
(43)【公開日】2015年3月12日
【審査請求日】2016年6月20日
(73)【特許権者】
【識別番号】000134051
【氏名又は名称】株式会社ディスコ
(74)【代理人】
【識別番号】100075177
【弁理士】
【氏名又は名称】小野 尚純
(74)【代理人】
【識別番号】100113217
【弁理士】
【氏名又は名称】奥貫 佐知子
(74)【代理人】
【識別番号】100186897
【弁理士】
【氏名又は名称】平川 さやか
(72)【発明者】
【氏名】中村 勝
【審査官】 ▲高▼須 甲斐
(56)【参考文献】
【文献】 特開2006−269490(JP,A)
【文献】 特開2009−010054(JP,A)
【文献】 特開2009−010055(JP,A)
【文献】 特開2005−101290(JP,A)
【文献】 特開2005−259960(JP,A)
【文献】 特開2000−003889(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
H01L 21/02
H01L 23/00
H01L 21/301
H01L 21/304
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
半導体基板の表面に格子状に形成された分割予定ラインによって区画された複数の領域にデバイスが形成されるとともにデバイスに関する情報を示す第1のマークが形成され、半導体基板の裏面にデバイスに関する情報を示す第2のマークが形成されたウエーハの管理方法であって、
半導体基板の表面に保護部材を貼着して裏面を上側として撮像した該第2のマークに基づいてデバイスに関する情報を取得し、該第2のマークに基づく情報に基づいて裏面に加工を施すことにより第2のマークが消滅した後、裏面を上側とした状態で次工程の加工領域を検出しアライメント作業を実行する赤外線カメラを備えた撮像手段によって基板の裏面側から第1のマークを撮像してデバイスに関する情報を取得し、管理する、
ことを特徴とするウエーハの管理方法。
【請求項2】
該デバイスに関する情報は、ロット番号、デバイスの種類、半導体基板の種類、ウエーハの外径、分割予定ラインの間隔寸法が含まれる、請求項1記載のウエーハの管理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、半導体基板の表面に格子状に形成された分割予定ラインによって区画された複数の領域にデバイスが形成されるとともにデバイスに関する情報を示す第1のマークが形成され、基板の裏面にデバイスに関する情報を示す第2のマークが形成されたウエーハの管理方法に関する。
【背景技術】
【0002】
例えば、半導体デバイス製造工程においては、略円板形状である半導体基板の表面に格子状に形成された分割予定ラインによって区画された複数の領域にIC、LSI等のデバイスを形成して半導体ウエーハを構成する。このように構成された半導体ウエーハは、研削装置によって裏面を研削して所定の厚みに形成した後、切削装置やレーザー加工装置によって分割予定ラインに沿って分割することにより個々の半導体デバイスに形成される。
【0003】
ウエーハの表面および裏面には、ロット番号、デバイスの種類、半導体基板の種類、ウエーハの外径、分割予定ラインの間隔寸法等のデバイスに関する情報と関連付けたバーコード等のマークが形成されていて、加工条件を設定する際に利用されたり、加工工程、検査工程等の各工程における検収、トラブル、問題事項等の情報がマークに関連付けてホストコンピュータに記録して情報を管理する場合がある(例えば、特許文献1参照)。
【0004】
従って、ウエーハの表面に保護部材を貼着し、該保護部材側を研削装置のチャックテーブルに保持してウエーハの裏面を研削する工程においては、ウエーハの裏面に形成されたマークによってデバイスに関する情報を取得することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開2005−101290号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
而して、上述したようにウエーハの裏面を研削すると、裏面に形成されたマークが除去されて消滅するために、研削条件、研削結果等の情報をマークに関連付けてホストコンピュータに記録することができないという問題がある。
【0007】
本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術課題は、ウエーハの裏面に形成されたマークが除去され消滅してもマークに関連付けて情報を管理することができるウエーハの管理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、半導体基板の表面に格子状に形成された分割予定ラインによって区画された複数の領域にデバイスが形成されるとともにデバイスに関する情報を示す第1のマークが形成され、半導体基板の裏面にデバイスに関する情報を示す第2のマークが形成されたウエーハの管理方法であって、
半導体基板の表面に保護部材を貼着して裏面を上側として撮像した該第2のマークに基づいてデバイスに関する情報を取得し、該第2のマークに基づく情報に基づいて裏面に加工を施すことにより第2のマークが消滅した後、裏面を上側とした状態で次工程の加工領域を検出しアライメント作業を実行する赤外線カメラを備えた撮像手段によって基板の裏面側から第1のマークを撮像してデバイスに関する情報を取得し、管理する、
ことを特徴とするウエーハの管理方法が提供される。
【0009】
上記デバイスに関する情報は、ロット番号、デバイスの種類、半導体基板の種類、ウエーハの外径、分割予定ラインの間隔寸法が含まれる。
【発明の効果】
【0010】
本発明によるウエーハの管理方法は、半導体基板の表面に保護部材を貼着して裏面を上側として撮像した第2のマークに基づいてデバイスに関する情報を取得し、第2のマークに基づく情報に基づいて裏面に加工を施すことにより第2のマークが消滅した後、裏面を上側とした状態で次工程の加工領域を検出しアライメント作業を実行する赤外線カメラを備えた撮像手段によって基板の裏面側から第1のマークを撮像してデバイスに関する情報を取得し、管理するので、半導体基板の裏面に形成された第2のマークが消滅しても、研削条件や研削結果等の情報を第1のマークに関連付けてホストコンピュータに記録することができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
図1】本発明によるウエーハの管理方法によって加工される半導体ウエーハを示す表面側斜視図および裏面側斜視図。
図2】本発明によるウエーハの管理方法を実施するためのウエーハ加工システムの構成図。
図3】本発明によるウエーハの管理方法における裏面研削工程を実施するための研削装置の斜視図および裏面研削工程の説明図。
図4】本発明によるウエーハの管理方法における改質層形成工程を実施するためのレーザー加工装置の斜視図および改質層形成工程の説明図。
図5】本発明によるウエーハの管理方法における保護部材貼着工程の説明図。
図6】本発明によるウエーハの管理方法におけるウエーハ支持工程の説明図。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、本発明によるウエーハの加工方法の好適な実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
【0013】
図1には、本発明に従って加工されるウエーハとしての半導体ウエーハの斜視図が示されている。図1の(a)および(b)に示す半導体ウエーハ2は、例えば直径が200mmで厚みが600μmの半導体基板としてのシリコン基板20の表面20aに複数の分割予定ライン21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21によって区画された複数の領域にIC、LSI等のデバイス22が形成されている。なお、シリコン基板20の外周には、結晶方位を表すノッチ201が形成されている。このように形成された半導体ウエーハ2は、シリコン基板20の表面20aにおけるノッチ201が形成された領域にデバイス22に関する情報を示す第1のマーク23aが形成され、シリコン基板20の裏面20bにおけるノッチ201が形成された領域にデバイスに関する情報を示す第2のマーク23bが形成されている。なお、第1のマーク23aと第2のマーク23bに関連した情報としては、ロット番号、デバイスの種類、半導体基板の種類、ウエーハの外径、分割予定ラインの間隔寸法が含まれる。
【0014】
上記半導体ウエーハ2を所定の厚みに形成した後に分割予定ライン21に沿って分割するウエーハの管理方法について説明する。
図2には、本発明によるウエーハの管理方法を実施するためのウエーハ加工システムの一例が示されている。図2に示すウエーハ加工システムは、ホストコンピュータ3と研削装置4とレーザー加工装置5によって構成されている。ホストコンピュータ3はメモリ31を備えており、該メモリ31には第1のマーク23aと第2のマーク23bに関連した半導体ウエーハ2のデバイス22に関する情報(ロット番号、デバイスの種類、半導体基板の種類、ウエーハの外径、分割予定ラインの間隔寸法)が格納されているとともに、研削装置4から送られる半導体ウエーハ2に研削加工を施した研削条件や研削結果およびレーザー加工装置5から送られる半導体ウエーハ2にレーザー加工を施した加工条件等が記憶されるようになっている。
【0015】
研削装置4は、図3の(a)に示す被加工物を保持するチャックテーブル41および該チャックテーブル41に保持された被加工物を研削する研削手段42の他に、赤外線カメラを備えた撮像手段43および制御手段40を具備している。そして、制御手段40は赤外線カメラを備えた撮像手段43によって撮像された画像信号の他に半導体ウエーハ2に研削加工を施した研削条件や研削結果等をホストコンピュータ3に送る。図3の(a)に示すチャックテーブル41は、保持面である上面に被加工物を吸引保持するように構成されており、図示しない回転駆動機構によって図3の(a)において矢印41aで示す方向に回転せしめられる。研削手段42は、スピンドルハウジング421と、該スピンドルハウジング421に回転自在に支持され図示しない回転駆動機構によって回転せしめられる回転スピンドル422と、該回転スピンドル422の下端に装着されたマウンター423と、該マウンター423の下面に取り付けられた研削ホイール424とを具備している。この研削ホイール424は、円環状の基台425と、該基台425の下面に環状に装着された研削砥石426とからなっており、基台425がマウンター423の下面に締結ボルト427によって取り付けられている。
【0016】
レーザー加工装置5は、図4の(a)に示す被加工物を保持するチャックテーブル51および該チャックテーブル51に保持された被加工物にレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段52の他に、赤外線カメラを備えた撮像手段53および制御手段50を具備している。そして、制御手段50は赤外線カメラを備えた撮像手段53によって撮像された画像信号の他に半導体ウエーハ2にレーザー加工を施した加工条件等をホストコンピュータ3に送る。図4の(a)に示すチャックテーブル51は、被加工物を吸引保持するように構成されており、図示しない加工送り手段によって図4の(a)において矢印Xで示す加工送り方向に移動せしめられるとともに、図示しない割り出し送り手段によって図4の(a)において矢印Yで示す割り出し送り方向に移動せしめられるようになっている。上記レーザー光線照射手段52は、実質上水平に配置された円筒形状のケーシング521を含んでいる。ケーシング521内には図示しないパルスレーザー光線発振器や繰り返し周波数設定手段を備えたパルスレーザー光線発振手段が配設されている。上記ケーシング521の先端部には、パルスレーザー光線発振手段から発振されたパルスレーザー光線を集光するための集光器522が装着されている。なお、レーザー光線照射手段52は、集光器522によって集光されるパルスレーザー光線の集光点位置を調整するための集光点位置調整手段(図示せず)を備えている。
【0017】
以下、上記ウエーハ加工システムを利用して上記半導体ウエーハ2を所定の厚みに形成した後に分割予定ライン21に沿って分割するウエーハの管理方法について説明する。
先ず、半導体ウエーハ2を構成するシリコン基板20の表面20aに形成されたデバイス22を保護するために、シリコン基板20の表面20aに保護部材を貼着する保護部材貼着工程を実施する。即ち、図5の(a)および(b)に示すようにシリコン基板20の表面20aに保護部材としての保護テープ6を貼着する。なお、保護テープ6は、図示の実施形態においては厚さが100μmのポリ塩化ビニル(PVC)からなるシート状基材の表面にアクリル樹脂系の糊が厚さ5μm程度塗布されている。
【0018】
半導体ウエーハ2を構成するシリコン基板20の表面20aに保護部材としての保護テープ6を貼着したならば、シリコン基板20の裏面20bを研削して半導体ウエーハ2をデバイスの所定の仕上がり厚みに形成する裏面研削工程を実施する。この裏面研削工程は、上記図3の(a)に示す研削装置4を用いて実施する。即ち、図3の(a)に示すようにチャックテーブル41の上面(保持面)に上記保護部材貼着工程が実施された半導体ウエーハ2の保護テープ6側を載置する。そして、図示しない吸引手段を作動することによってチャックテーブル41上に半導体ウエーハ2を保護テープ6を介して吸引保持する(ウエーハ保持工程)。従って、チャックテーブル41上に保持された半導体ウエーハ2は、シリコン基板20の裏面20bが上側となる。このようにチャックテーブル41上に保持された半導体ウエーハ2を構成するシリコン基板20の裏面20bには第2のマーク23bが露出しているので、この第2のマーク23bに基づいて半導体ウエーハ2に関する情報(ロット番号、デバイスの種類、半導体基板の種類、ウエーハの外径、分割予定ラインの間隔寸法)を取得することができる。そして、加工条件を設定し、チャックテーブル41を図3の(a)において矢印41aで示す方向に例えば300rpmで回転しつつ、研削手段42の研削ホイール424を図3において矢印424aで示す方向に例えば6000rpmで回転せしめて、図3の(b)に示すように研削砥石426を被加工面である半導体ウエーハ2の裏面2bに接触せしめ、研削ホイール424を図3の(a)および図3の(b)において矢印424bで示すように例えば1μm/秒の研削送り速度で下方(チャックテーブル41の保持面に対し垂直な方向)に所定量研削送りする。この結果、シリコン基板20の裏面20bが研削されて半導体ウエーハ2は所定の厚み(例えば100μm)に形成される。
【0019】
以上のようにして裏面研削工程を実施するとシリコン基板20の裏面20bか研削されるため、シリコン基板20の裏面20bに形成された第2のマーク23bが消滅するため、裏面研削工程を実施した半導体ウエーハ2を特定することができない。そこで、研削装置4の制御手段40は赤外線カメラを備えた撮像手段43を作動して、図2に示すように裏面研削工程が実施された半導体ウエーハ2のノッチ201を検出して、シリコン基板20の裏面20b側からノッチ201が形成された領域に形成されている第1のマーク23aを撮像し、画像信号をホストコンピュータ3に送るとともに半導体ウエーハ2に研削加工を施した研削条件や研削結果(半導体ウエーハ2の厚み等)をホストコンピュータ3に送る。そして、ホストコンピュータ3は、研削装置4の制御手段40から送られた第1のマーク23aに関連した研削条件や研削結果(半導体ウエーハ2の厚み等)をメモリ31に記憶する。
【0020】
次に、半導体ウエーハ2の保護テープ6側を上記レーザー加工装置5のチャックテーブル51に保持し、シリコン基板20の裏面20b側からシリコン基板20に対して透過性を有する波長のレーザー光線の集光点を分割予定ライン21と対応する領域の内部に位置付けて照射し、シリコン基板20の内部に分割予定ライン21に沿って改質層を形成する改質層形成工程を実施する。この改質層形成工程は、上記図4の(a)に示すレーザー加工装置5を用いて実施する。即ち、チャックテーブル51上に上記裏面研削工程が実施され半導体ウエーハ2に貼着された保護テープ6側を載置する。そして、図示しない吸引手段を作動することにより、保護部材6を介して半導体ウエーハ2をチャックテーブル51上に保持する(ウエーハ保持工程)。従って、チャックテーブル51に保持された半導体ウエーハ2は、シリコン基板20の裏面20bが上側となる。このようにして、半導体ウエーハ2を吸引保持したチャックテーブル51は、図示しない加工送り手段によって赤外線カメラを備えた撮像手段53の直下に位置付けられる。
【0021】
チャックテーブル51が赤外線カメラを備えた撮像手段53の直下に位置付けられると、チャックテーブル51に保持された半導体ウエーハ2を特定するために、レーザー加工装置5の制御手段50は赤外線カメラを備えた撮像手段53を作動して、図2に示すように半導体ウエーハ2のノッチ201を検出して、シリコン基板20を透過して裏面20b側からノッチ201が形成された領域に形成されている第1のマーク23aを撮像し、画像信号をホストコンピュータ3に送る。そして、ホストコンピュータ3は、メモリ31に格納されている第1のマーク23aに関連した半導体ウエーハ2のデバイス22に関する情報(ロット番号、デバイスの種類、半導体基板の種類、ウエーハの外径、分割予定ラインの間隔寸法)、ウエーハの厚みをレーザー加工装置5の制御手段50に送る。次に、レーザー加工装置5の制御手段50は、ホストコンピュータ3から送られた半導体ウエーハ2のデバイス22に関する情報と赤外線カメラを備えた撮像手段53を作動して半導体ウエーハ2のレーザー加工すべき加工領域を検出するアライメント作業を実行する。即ち、制御手段50は赤外線カメラを備えた撮像手段53を作動してシリコン基板20の裏面20b側から透過して半導体ウエーハ2の所定方向に形成されている分割予定ライン21を検出し、分割予定ライン21に沿ってレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段52の集光器522との位置合わせを行うためのパターンマッチング等の画像処理を実行し、レーザー光線照射位置のアライメントを遂行する。また、半導体ウエーハ2に形成されている上記所定方向に対して直交する方向に延びる分割予定ライン21に対しても、同様にレーザー光線照射位置のアライメントが遂行される。このアライメント作業においては、ホストコンピュータ3から送られたウエーハの外径や分割予定ラインの間隔寸法等の第1のマーク23aに関連した半導体ウエーハ2のデバイス22に関するアライメント情報に基づいて実施する。
【0022】
以上のようにしてチャックテーブル51上に保持されている半導体ウエーハ2に形成されている分割予定ライン21を検出し、レーザー光線照射位置のアライメントが行われたならば、図4の(b)で示すようにチャックテーブル51をレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段52の集光器522が位置するレーザー光線照射領域に移動し、所定の分割予定ライン21の一端(図4の(b)において左端)をレーザー光線照射手段52の集光器522の直下に位置付ける。次に、集光器522から照射されるパルスレーザー光線LBの集光点Pを半導体ウエーハ2を構成するシリコン基板20の厚み方向中間部に位置付ける。即ち、シリコン基板20の裏面が研削されて半導体ウエーハ2の厚みは100μmとなっており、ホストコンピュータ3のメモリ31に格納された厚み情報(100μm)の中間部50μmにパルスレーザー光線LBの集光点Pを位置付ける。そして、集光器522からシリコン基板20に対して透過性を有する波長のパルスレーザー光線を照射しつつチャックテーブル51を図4の(b)において矢印X1で示す方向に所定の送り速度で移動せしめる。そして、図4の(c)で示すようにレーザー光線照射手段52の集光器522の照射位置が分割予定ライン21の他端の位置に達したら、パルスレーザー光線の照射を停止するとともにチャックテーブル51の移動を停止する。この結果、半導体ウエーハ2を構成するシリコン基板20の内部には、分割予定ライン21に沿って改質層210が形成される(改質層形成工程)。
【0023】
上記改質層形成工程における加工条件は、例えば次のように設定されている。
光源 :LD励起QスイッチNd:YVO4レーザー
波長 :1064nmのパルスレーザー
繰り返し周波数 :100kHz
平均出力 :0.5W
パルス幅 :120ns
集光スポット径 :φ1μm
加工送り速度 :200mm/秒
【0024】
上述した改質層形成工程を半導体ウエーハ2に形成された全ての分割予定ライン21に対応する領域に実施する。
【0025】
以上のようにして改質層形成工程を実施したならば、レーザー加工装置5の制御手段50は、第1のマーク23aに関連した上記加工条件をホストコンピュータ3に送る。そして、ホストコンピュータ3は、レーザー加工装置5の制御手段50から送られた第1のマーク23aに関連した加工条件をメモリ31に記憶する。
【0026】
次に、改質層形成工程が実施された半導体ウエーハ2を環状のフレームに装着されたダイシングテープの表面に貼着するウエーハ支持工程を実施する。即ち、図6に示すように上記改質層形成工程が実施された半導体ウエーハ2を構成するシリコン基板20の裏面20bを環状のフレーム7に装着された伸張可能なダイシングテープ70に貼着する。従って、シリコン基板20の表面20aに貼着されている保護テープ6が上側となる。そして、シリコン基板20の表面20aに貼着されている保護テープ6を剥離する(保護部材剥離工程)。従って、シリコン基板20の表面20aに形成された第1のマーク23aが露出される。従って、第1のマーク23aを適宜の読み取り器によって読み取ることにより、半導体ウエーハ2を特定し、ホストコンピュータ3にアクセスすることにより第1のマーク23aに関連した半導体ウエーハ2のデバイス22に関する情報(ロット番号、デバイスの種類、半導体基板の種類、ウエーハの外径、ウエーハの厚み、分割予定ラインの間隔寸法)および加工履歴を取得することができる。
【0027】
以上のようにしてウエーハ支持工程および保護部材剥離工程を実施したならば、環状のフレーム7に装着された伸張可能なダイシングテープ70に貼着された改質層形成工程が実施されている半導体ウエーハ2は、改質層210が形成された分割予定ライン21に沿って個々のデバイス22に分割する分割工程に搬送される。
【0028】
以上のように図示の実施形態におけるウエーハの管理方法は、シリコン基板20の表面20aに保護テープ6を貼着し裏面20bに研削加工を施すことにより第2のマーク23bが消滅した際、赤外線カメラを備えた撮像手段43によってシリコン基板20の裏面20b側から第1のマーク23aを撮像して画像信号をホストコンピュータ3に送るとともに半導体ウエーハ2に研削加工を施した研削条件や研削結果をホストコンピュータ3に送るので、シリコン基板20の裏面20bに形成された第2のマーク23bが消滅しても、研削条件や研削結果等の情報を第1のマーク23aに関連付けてホストコンピュータ3に記録することができる。
【符号の説明】
【0029】
2:半導体ウエーハ
20:シリコン基板
21:分割予定ライン
22:デバイス
3:ホストコンピュータ
4:研削装置
40:制御手段
41:チャックテーブル
42:研削手段
43:赤外線カメラを備えた撮像手段
5:レーザー加工装置
50:制御手段
51:チャックテーブル
52:レーザー光線照射手段
53:赤外線カメラを備えた撮像手段
6:保護テープ
7:環状のフレーム
70:ダイシングテープ
図1
図2
図3
図4
図5
図6