特許 6162578 ウェーハの分割方法

(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】6162578

(24)【登録日】2017年6月23日

(45)【発行日】2017年7月12日

(54)【発明の名称】ウェーハの分割方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/301 20060101AFI20170703BHJP

   H01L 21/02 20060101ALI20170703BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/78 Q

   H01L21/78 M

   H01L21/02 C

【請求項の数】1

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2013-234009(P2013-234009)

(22)【出願日】2013年11月12日

(65)【公開番号】特開2015-95547(P2015-95547A)

(43)【公開日】2015年5月18日

【審査請求日】2016年9月16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】100121083

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 宏義

(74)【代理人】

【識別番号】100138391

【弁理士】

【氏名又は名称】天田 昌行

(74)【代理人】

【識別番号】100132067

【弁理士】

【氏名又は名称】岡田 喜雅

(74)【代理人】

【識別番号】100137903

【弁理士】

【氏名又は名称】菅野 亨

(74)【代理人】

【識別番号】100150304

【弁理士】

【氏名又は名称】溝口 勉

(72)【発明者】

【氏名】神長 拓也

(72)【発明者】

【氏名】下谷 誠

(72)【発明者】

【氏名】杉谷 哲一

【審査官】 宮久保 博幸

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−１４０９５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−１０３８９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−０８１３９１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／３０１

Ｈ０１Ｌ ２１／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

表面に複数のデバイスが分割予定ラインに区画されて形成されたデバイス領域と該デバイス領域を囲繞する外周余剰領域とを有し該デバイス領域に対応する裏面に凹部が形成され外周部に環状凸部が設けられたウェーハを、該分割予定ラインに沿って複数のデバイスに分割を行うウェーハの分割方法であって、
上面に粘着層を有しウェーハの外径よりも大径の粘着シートの中央に、ウェーハの該凹部の内径よりも小径で両面が平坦な剛性板を貼着したサポート部材を準備するサポート部材準備工程と、
平坦なステージ上に該剛性板を露呈させて該サポート部材の該粘着シート側を載置して、該剛性板上に外的刺激により硬化する液状樹脂を供給し、ウェーハの該凹部を該液状樹脂に対面させて該ステージ及び該ウェーハを相互に押圧させて、該凹部内に該剛性板を挿入しつつ該凹部と該剛性板との隙間に該液状樹脂を広げて該粘着シート上面に至るまで行き渡らせ、外部刺激を与えて硬化させ、ウェーハに該サポート部材を貼着するウェーハ貼着工程と、
該ウェーハ貼着工程の後に、ウェーハの表面側を露呈させて該粘着シート側を保持テーブルに保持し、切削ブレードを該液状樹脂の途中まで切り込みつつ該分割予定ラインに沿ってウェーハを切削し該デバイス領域を複数のデバイスに分割する分割工程と、
該分割工程を実施した後に、該複数のデバイスから該液状樹脂と該環状凸部と該サポート部材とを剥離する剥離工程と、
から構成されるウェーハの分割方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ウェーハの裏面外周に環状凸部が形成されたウェーハを、個々のデバイスに分割するウェーハの分割方法に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、電機機器の軽量化や小型化を達成するためにウェーハの厚さをより薄く、例えば、５０μｍ以下にすることが要求されている。このように薄く形成されたウェーハは剛性が低下する上、反りが発生するため取り扱いが困難となり、搬送等において破損する恐れがある。そこで、ウェーハのデバイスが形成されるデバイス領域に対応する裏面のみを研削することで、デバイス領域を囲繞する外周余剰領域に対応する裏面に補強用の環状凸部を形成する研削方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

【0003】

このように環状凸部が形成されたウェーハを分割予定ラインに沿って分割する前に、ウェーハから環状凸部を除去する方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。特許文献２に記載の方法では、裏面研削によって形成された円形凹部と円形凹部を囲繞する環状凸部との界面が切削ブレードによって円形に分断され、ウェーハから環状凸部が切り離される。その後、ウェーハの表面側から分割予定ラインに沿って切削ブレードで切削されて、ウェーハが個々のデバイスに分割される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００７−１７３４８７号公報

【特許文献2】特開２００７−１９３７９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献２に記載の方法では、切削ブレードによって円形凹部と環状凸部との界面が円形に切削されるため、この円形の切削領域の近傍にはデバイスを形成することができない。このため、環状凸部を有さない通常のウェーハと比較して、円形の切削領域が形成される分だけデバイス領域を狭くしなければならならなかった。

【0006】

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、デバイス領域を狭くすることなく、ウェーハを個々のデバイスに良好に分割することができるウェーハの分割方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明のウェーハの分割方法は、表面に複数のデバイスが分割予定ラインに区画されて形成されたデバイス領域とデバイス領域を囲繞する外周余剰領域とを有しデバイス領域に対応する裏面に凹部が形成され外周部に環状凸部が設けられたウェーハを、分割予定ラインに沿って複数のデバイスに分割を行うウェーハの分割方法であって、上面に粘着層を有しウェーハの外径よりも大径の粘着シートの中央に、ウェーハの凹部の内径よりも小径で両面が平坦な剛性板を貼着したサポート部材を準備するサポート部材準備工程と、平坦なステージ上に剛性板を露呈させてサポート部材の粘着シート側を載置して、剛性板上に外的刺激により硬化する液状樹脂を供給し、ウェーハの凹部を液状樹脂に対面させてステージ及びウェーハを相互に押圧させて、凹部内に剛性板を挿入しつつ凹部と剛性板との隙間に液状樹脂を広げて粘着シート上面に至るまで行き渡らせ、外部刺激を与えて硬化させ、ウェーハにサポート部材を貼着するウェーハ貼着工程と、ウェーハ貼着工程の後に、ウェーハの表面側を露呈させて粘着シート側を保持テーブルに保持し、切削ブレードを液状樹脂の途中まで切り込みつつ分割予定ラインに沿ってウェーハを切削しデバイス領域を複数のデバイスに分割する分割工程と、分割工程を実施した後に、複数のデバイスから液状樹脂と環状凸部とサポート部材とを剥離する剥離工程と、から構成される。

【0008】

この構成によれば、ウェーハの裏面にサポート部材が貼着され、ウェーハの凹部内に剛性板とともに樹脂が入り込むことで、サポート部材を介してウェーハの裏面全体を保持テーブル上に支持させることができる。よって、事前にウェーハから環状凸部を除去する必要がなく、環状凸部を有さない通常のウェーハと同様に、切削ブレードによって分割予定ラインに沿って切削することで、ウェーハを個々のデバイスに分割することができる。凹部と環状凸部との界面に沿って円形に切削されることがないため、この円形の切削領域によってデバイス領域が狭くなることがなく、通常のウェーハと同様な広さのデバイス領域を設けることができる。特に、小チップ、大口径のウェーハで有効である。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、ウェーハを分割する前に、ウェーハの凹部内に剛性板とともに樹脂が入り込むようにウェーハの裏面にサポート部材を貼着することで、デバイス領域を狭くすることなく、ウェーハを個々のデバイスに良好に分割することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本実施の形態に係るウェーハの斜視図である。

【図2】本実施の形態に係るウェーハの裏面研削工程の一例を示す図である。

【図3】本実施の形態に係るサポート部材準備工程の一例を示す図である。

【図4】本実施の形態に係るウェーハ貼着工程の一例を示す図である。

【図5】本実施の形態に係る分割工程の一例を示す図である。

【図6】本実施の形態に係る剥離工程の一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、添付図面を参照して、本実施の形態に係るウェーハの分割方法について説明する。本実施の形態に係るウェーハの分割方法は、ウェーハの裏面の外周部分だけを残し、その内側だけを研削して形成された、いわゆるＴＡＩＫＯウェーハに対して実施される。まず、図１及び図２を参照してＴＡＩＫＯウェーハの形成過程について簡単に説明する。図１は、本実施の形態に係るウェーハの斜視図である。図２は、本実施の形態に係るウェーハの裏面研削工程の一例を示す図である。

【0012】

図１に示すように、ウェーハＷは、略円板状に形成されており、表面１１に配列された格子状の分割予定ライン（不図示）によって複数の領域に区画されている。ウェーハＷの中央には、分割予定ラインに区画された各領域にデバイスＤが形成されている。ウェーハＷの表面１１は、複数のデバイスＤが形成されたデバイス領域Ａ１と、デバイス領域Ａ１を囲繞する外周余剰領域Ａ２とに分けられている。また、ウェーハＷの外縁１３には、結晶方位を示すノッチ１４が形成されている。ウェーハＷは、表面１１に研削テープ１８が貼着された状態で研削装置２１（図２参照）に搬入される。

【0013】

図１及び図２に示すように、研削装置２１では、ウェーハＷの裏面１２を上に向けた状態で、研削テープ１８を介してウェーハＷの表面１１側が保持テーブル２２に保持される。そして、研削装置２１の研削ホイール２３がＺ軸回りに回転しながら保持テーブル２２に近付けられ、研削ホイール２３とウェーハＷの裏面１２とが回転接触することでウェーハＷが研削される。このとき、ウェーハＷの裏面１２のうち、表面１１のデバイス領域Ａ１の裏側だけが研削される。これにより、ウェーハＷの裏面１２には、デバイス領域Ａ１に対応する領域に円形の凹部１５が形成され、外周余剰領域Ａ２に対応する領域に環状凸部１６が形成される。

【0014】

このように、凹部１５によってウェーハＷの中央部分だけが薄化されて、凹部１５を囲む環状凸部１６によってウェーハＷの剛性が高められている。よって、ウェーハＷのデバイス領域Ａ１が薄化されると共に、環状凸部１６によってウェーハＷの反りが抑えられて搬送時の破損等が防止される。研削後のウェーハＷは、表面１１から研削テープ１８が剥離された状態で後段の工程に向けて搬送される。なお、ウェーハＷは、シリコン、ガリウム砒素等の半導体ウェーハでもよいし、セラミック、ガラス、サファイア系の光デバイスウェーハでもよい。

【0015】

ところで、ウェーハＷを表面１１の分割予定ラインに沿って分割する場合、ウェーハＷの裏面１２に凹部１５が形成されていると、ウェーハＷの裏面１２側をテーブルに保持させることができない。このため通常は、ウェーハＷから環状凸部１６を切り離したり、凹部１５を樹脂のみで埋めたりして、ウェーハＷの裏面１２が平坦化される。しかしながら、ウェーハＷを円形に切削して環状凸部１６を切り離す場合には、凹部１５と環状凸部１６との間に円形の切削領域を設ける分だけデバイス領域Ａ１を狭くしなければならない。また、ウェーハＷの凹部１５を樹脂のみで埋める場合には、樹脂表面の平坦化作業が必要になると共に、樹脂硬化時の収縮によりウェーハＷの破損が生じるおそれがある。

【0016】

そこで、本実施の形態に係るウェーハＷの分割方法では、ウェーハＷの環状凸部１６を切り離したり、凹部１５を樹脂のみで埋める代わりに、ウェーハＷの裏面１２側にサポート部材２５（図３参照）を貼着して、ウェーハＷを個々のデバイスＤに分割している。本実施の形態に係るウェーハＷの分割方法では、サポート部材準備工程、ウェーハ貼着工程、分割工程、剥離工程を経て、ウェーハＷが個々のデバイスＤに分割される。サポート部材準備工程では、ウェーハＷの外径よりも大径の粘着シート２６の中央に、ウェーハＷの凹部１５の内径よりも小径の剛性板２７を貼着したサポート部材２５が準備される（図３参照）。

【0017】

ウェーハ貼着工程では、サポート部材２５の剛性板２７上に液状樹脂３６が供給され、ウェーハＷの凹部１５内に剛性板２７が挿入されて液状樹脂３６が粘着シート２６に至るまで広げられる。そして、液状樹脂３６が硬化されて、ウェーハＷの裏面１２にサポート部材２５が貼着される（図４参照）。分割工程では、サポート部材２５を介して保持テーブル４１に保持されたウェーハＷが、切削ブレード４２によって表面１１側の分割予定ラインに沿って切削されて、複数のデバイスＤに分割される（図５参照）。剥離工程では、複数のデバイスＤから液状樹脂３６、環状凸部１６、サポート部材２５が剥離される（図６参照）。

【0018】

以下、図３から図６を参照して、本実施の形態に係るウェーハＷの分割方法について詳細に説明する。図３はサポート部材準備工程、図４はウェーハ貼着工程、図５は分割工程、図６は剥離工程のそれぞれ一例を示す図である。

【0019】

図３に示すように、まずサポート部材準備工程が実施される。サポート部材準備工程では、ウェーハＷの外径よりも大径の粘着シート２６とウェーハＷの凹部１５の内径よりも小径の剛性板２７が用意される。粘着シート２６は、ＰＥＴ（polyethylene terephthalate）等でシート状に形成され、上面には粘着層が設けられている。剛性板２７は、ガラス等の紫外線を透過する材質で上下両面が平坦な板状に形成されている。そして、粘着シート２６と剛性板２７との間に気泡が入らないように、粘着シート２６の上面中央に剛性板２７が貼着されることでサポート部材２５が形成される。なお、サポート部材準備工程は、オペレータによる手作業で実施されてもよいし、サポート部材２５の製造装置（不図示）によって行われてもよい。

【0020】

図４に示すように、サポート部材準備工程の後にはウェーハ貼着工程が実施される。図４Ａに示すように、ウェーハ貼着工程では、ウェーハ貼着装置（不図示）のステージ３１に粘着シート２６を下に向けた状態でサポート部材２５が載置され、平坦なステージ３１上に剛性板２７が露呈される。サポート部材２５の上方には、ウェーハ貼着装置のプレス機３２にウェーハＷの表面１１が保持されており、ウェーハＷの裏面１２側の凹部１５が下方に向けられている。このため、プレス機３２に保持されたウェーハＷの凹部１５とステージ３１上のサポート部材２５の剛性板２７とが上下方向で対面されている。

【0021】

ステージ３１の上面は平坦な透光性板３３で構成されており、ステージ３１の内部には透光性板３３を通じてステージ３１から紫外線を照射する紫外線照射器３４が設けられている。この状態で、剛性板２７上には、外部刺激によって硬化する液状樹脂３６が供給される。本実施の形態においては、液状樹脂３６として、紫外線により硬化し、温風の熱（例えば、８０℃以上）によって軟化する樹脂が用いられる。

【0022】

次に、図４Ｂに示すように、プレス機３２がステージ３１に近づけられ、プレス機３２に保持されたウェーハＷがステージ３１上のサポート部材２５に押し付けられる。このとき、ウェーハＷの凹部１５内にサポート部材２５の剛性板２７が入り込むことによって、凹部１５と剛性板２７との隙間に液状樹脂３６が広げられる。粘着シート２６の上面に至るまで液状樹脂３６が行き渡り、ウェーハＷの外縁１３から液状樹脂３６がはみ出ると、プレス機３２の下降が停止される。このとき、粘着シート２６に剛性板２７が貼着されているため、粘着シート２６と剛性板２７との間に液状樹脂３６が入り込むことがなく、サポート部材２５の下面２８が平坦に保たれる。

【0023】

そして、紫外線照射器３４から紫外線が照射され、透光性板３３、粘着シート２６、剛性板２７を透過した紫外線によって液状樹脂３６に外部刺激が加えられて、ウェーハＷにサポート部材２５が貼着される。このとき、液状樹脂３６がウェーハＷの環状凸部１６（Ｒ形状下部）と粘着シート２６の上面との間からはみ出ているため、液状樹脂３６の硬化によってウェーハＷの外縁１３からの保持力も強化されている。このように、平坦なステージ３１を基準に液状樹脂３６が広がるため、サポート部材２５の下面２８にウェーハＷの表面１１と平行な平坦面が形成される。

【0024】

この場合、ウェーハＷの凹部１５が液状樹脂３６だけで埋められる構成と比較して、ウェーハＷの凹部１５内に剛性板２７が入っている分だけ、液状樹脂３６の供給量が抑えられている。よって、液状樹脂３６の硬化時の収縮による影響が抑えられ、液状樹脂３６の収縮によってウェーハＷが破損することがない。

【0025】

図５に示すように、ウェーハ貼着工程の後には分割工程が実施される。分割工程では、ウェーハＷの表面１１側が露呈されるように、切削装置（不図示）の保持テーブル４１上にサポート部材２５を介してウェーハＷが保持される。切削ブレード４２は、ウェーハＷの径方向外側で分割予定ラインに対して位置合わせされ、この位置において液状樹脂３６の途中まで切り込み可能な高さに下降される。そして、高速回転する切削ブレード４２に対して保持テーブル４１上のウェーハＷが切削送りされることで、分割予定ラインに沿ってウェーハＷが切削される。

【0026】

一本の分割予定ラインに沿ってウェーハＷが切削されると、隣接する分割予定ラインに切削ブレード４２が位置合わせされて切削される。この動作が繰り返されてウェーハＷが一方向の全ての分割予定ラインに沿って切削される。ウェーハＷの一方向の全ての分割予定ラインに沿って切削されると、保持テーブル４１が９０度回転されて、同様にして一方向の分割予定ラインに直交する他方向の分割予定ラインに沿ってウェーハＷが切削される。この結果、凹部１５によって薄化されたデバイス領域Ａ１だけが分割予定ラインに沿ってフルカットされて、ウェーハＷが複数のデバイスＤに分割される。

【0027】

この分割工程では、ウェーハＷの裏面１２に凹部１５が形成されている場合でも、ウェーハＷの裏面１２側にサポート部材２５が貼着されることで、ウェーハＷが保持テーブル４１に全体的に支持される。このため、ウェーハＷから環状凸部１６を除去したり、ウェーハＷの裏面１２側を平坦にする必要がない。よって、ウェーハＷの外周に環状凸部１６を有さない通常のウェーハＷと同様に、切削ブレード４２によって分割予定ラインに沿って切削することで、ウェーハＷを個々のデバイスＤに分割することができる。

【0028】

図６に示すように、分割工程の後には剥離工程が実施される。図６Ａに示すように、剥離工程では、ステージ４５上にサポート部材２５を介してウェーハＷが載置される。ステージ４５の上方に設けた温風噴射器４６からデバイスＤに向けて温風が吹き付けられることで、硬化した液状樹脂３６が温風によって軟化する。これにより、液状樹脂３６の保持力が弱まりサポート部材２５からデバイスＤが剥離し易くなる。温風が上方から吹き付けられるため、剛性板２７上の液状樹脂３６の保持力は弱まるが、剛性板２７の側方やウェーハＷの外縁１３から粘着シート２６上にはみ出た液状樹脂３６の保持力は弱まり難くなっている。

【0029】

次に、図６Ｂに示すように、デバイスＤの表面１１にエキスパンドテープ４８が貼着される。液状樹脂３６の保持力が弱まっているため、液状樹脂３６よりも強くエキスパンドテープ４８にデバイスＤが保持される。そして、エキスパンドテープ４８が端から捲り上げられることで、液状樹脂３６から複数のデバイスＤが剥離される。このとき、環状凸部１６の外縁１３がＲ形状に形成されているため、エキスパンドテープ４８よりも、外縁１３からはみ出した液状樹脂３６によって広い範囲で保持される。さらに、下側の液状樹脂３６は温風によって保持力が低下し難いため、デバイスＤの剥離時にウェーハＷの環状凸部１６はサポート部材２５上に残される。

【0030】

このようにして、複数のデバイスＤから液状樹脂３６、環状凸部１６、サポート部材２５が剥離される。次に、図６Ｃに示すように、エキスパンドテープ４８の外周にリングフレーム４７が取り付けられてエキスパンド装置（不図示）に搬入され、エキスパンドテープ４８の拡張によって複数のデバイスＤ間隔が広げられる。そして、ピッカー（不図示）によってエキスパンドテープ４８から複数のデバイスＤが剥離される。

【0031】

なお、剥離工程においては、図６Ａに示すように、温風によって液状樹脂３６の保持力を低下させる構成の代わりに、図６Ｄに示すように、温水によって液状樹脂３６の保持力を低下させることも可能である。この場合、容器４９内の温水中にデバイスＤ付きのサポート部材２５が浸漬され、温水（例えば、８０℃以上）によって液状樹脂３６が膨潤することで、複数のデバイスＤから液状樹脂３６を剥離し易くしている。

【0032】

以上のように、本実施の形態に係るウェーハＷの分割方法によれば、ウェーハＷの裏面１２にサポート部材２５が貼着され、ウェーハＷの凹部１５内に剛性板２７とともに樹脂が入り込むことで、サポート部材２５を介してウェーハＷの裏面１２全体を保持テーブル上に支持させることができる。よって、事前にウェーハＷから環状凸部１６を除去する必要がなく、環状凸部１６を有さない通常のウェーハＷと同様に、切削ブレード４２によって分割予定ラインに沿って切削することで、ウェーハＷを個々のデバイスＤに分割することができる。凹部１５と環状凸部１６との界面に沿って円形に切削されることがないため、この円形の切削領域によってデバイス領域Ａ１が狭くなることがなく、通常のウェーハＷと同様な広さのデバイス領域Ａ１を設けることができる。特に、小チップ、大口径のウェーハＷで有効である。

【0033】

なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている大きさや形状などについては、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。

【0034】

また、上記したウェーハＷの分割方法では、紫外線によって液状樹脂３６を硬化させ、温風及び温水によって液状樹脂３６の保持力を低下させる構成について説明したが、この構成に限定されない。液状樹脂３６は、外部刺激により硬化する樹脂であればよく、例えば、熱硬化する熱硬化樹脂でもよい。ここでいう外部刺激とは、紫外線や熱だけでなく、その他放射線、電子線、電界、化学反応等の少なくともいずれかによる刺激をいう。液状樹脂３６として、紫外線によって硬化される樹脂が使用されない場合には、剛性板２７は紫外線を透過させる材料に限定されない。また、液状樹脂３６として、温風や温水等をかけることなく剥離可能な樹脂を用いてもよい。

【産業上の利用可能性】

【0035】

以上説明したように、本発明は、デバイス領域を狭くすることなく、ウェーハを個々のデバイスに良好に分割することができるという効果を有し、特に、ウェーハの裏面外周に環状凸部が形成されたウェーハを、個々のデバイスに分割するウェーハの分割方法に有用である。

【符号の説明】

【0036】

１１ ウェーハの表面
１２ ウェーハの裏面
１５ 凹部
１６ 環状凸部
２５ サポート部材
２６ 粘着シート
２７ 剛性板
３１ ステージ
３６ 液状樹脂
４１ 保持テーブル
４２ 切削ブレード
Ａ１ デバイス領域
Ａ２ 外周余剰領域
Ｄ デバイス
Ｗ ウェーハ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】