特許 6188492 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】6188492

(24)【登録日】2017年8月10日

(45)【発行日】2017年8月30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 20060101AFI20170821BHJP

   H01L 21/304 20060101ALI20170821BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/78 Q

   H01L21/304 631

【請求項の数】1

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2013-177879(P2013-177879)

(22)【出願日】2013年8月29日

(65)【公開番号】特開2015-46537(P2015-46537A)

(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】100075384

【弁理士】

【氏名又は名称】松本 昂

(74)【代理人】

【識別番号】100172281

【弁理士】

【氏名又は名称】岡本 知広

(72)【発明者】

【氏名】漆間 光

【審査官】 中田 剛史

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−０１６１８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１２９７６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−２３３４５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−０１９４９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−０４０５２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０１−１３３７０３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／３０１

Ｈ０１Ｌ ２１／３０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第一方向に伸長する複数の第一分割予定ラインと該第一方向に直交する第二方向に伸長する複数の第二分割予定ラインとからなる分割予定ラインを備えたウェーハを該分割予定ラインに沿って分割して複数のチップを形成するウェーハの分割方法であって、
該第一分割予定ラインに沿ってチップの仕上げ厚みに至る第一の幅を有した第一溝をウェーハの表面側に形成する第一溝形成ステップと、
該第二分割予定ラインに沿ってチップの仕上げ厚みに至る該第一の幅より狭い第二の幅を有した第二溝をウェーハの表面側に形成する第二溝形成ステップと、
該第一溝形成ステップと該第二溝形成ステップとを実施した後、ウェーハの表面に保護テープを貼着する保護テープ貼着ステップと、
該保護テープ貼着ステップを実施した後、該保護テープを介してウェーハを保持テーブルで保持する保持ステップと、
該保持ステップを実施した後、回転する研削ホイールを所定の高さに位置付けるとともに該研削ホイールに対して該保持テーブルを相対的に平行移動させることでウェーハの外周から該研削ホイールでウェーハを研削して該仕上げ厚みへと薄化し該第一溝と該第二溝とをウェーハの裏面に露出させてウェーハを複数のチップへと分割する研削ステップと、を備え、
該研削ステップでは、ウェーハの該第一分割予定ラインが伸長する該第一方向が該保持テーブルの該研削ホイールに対する相対的な移動方向と直交するようウェーハを位置付けた状態で研削が実施されることを特徴とす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、ＩＣ等のデバイスが形成されたウェーハを複数のチップへと分割するウェーハの分割方法に関する。

【背景技術】

【0002】

表面にＩＣ等のデバイスが形成されたウェーハは、例えば、ストリート（分割予定ライン）に沿って仕上げ厚みより深い溝を形成された後に、裏面側を研削されることで複数のチップへと分割される（例えば、特許文献１参照）。

【0003】

ＤＢＧ（Dicing Before Grinding）プロセスと呼ばれるこの分割方法では、ウェーハを薄く加工する前に溝を形成するので、ウェーハを薄く加工した後に切削する従来の分割方法と比較してチップの破損等を抑制できる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平１１−４０５２０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、上述したＤＢＧプロセスでは、ウェーハを研削によって複数のチップへと分割するので、分割されたチップが研削の負荷で移動し、隣接するチップに接触してしまう恐れがある。研削中のチップ同士が接触すると、外周部分に加わる衝撃でチップは破損する。

【0006】

そのため、ストリートに形成する溝の幅を広めに設定し（例えば、５０μｍ〜６０μｍ程度）、隣接するチップ同士の間隔を広くすることで、分割されたチップ同士が研削中に接触する可能性を低く抑えている。しかしながら、この方法では、溝の幅に相当する広い領域が除去されてしまうので、必ずしもチップの取り数を十分に確保することができないという問題があった。

【0007】

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、研削による破損の可能性を低く抑えつつ、チップの取り数を十分に確保可能なウェーハの分割方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明によれば、第一方向に伸長する複数の第一分割予定ラインと該第一方向に直交する第二方向に伸長する複数の第二分割予定ラインとからなる分割予定ラインを備えたウェーハを該分割予定ラインに沿って分割して複数のチップを形成するウェーハの分割方法であって、該第一分割予定ラインに沿ってチップの仕上げ厚みに至る第一の幅を有した第一溝をウェーハの表面側に形成する第一溝形成ステップと、該第二分割予定ラインに沿ってチップの仕上げ厚みに至る該第一の幅より狭い第二の幅を有した第二溝をウェーハの表面側に形成する第二溝形成ステップと、該第一溝形成ステップと該第二溝形成ステップとを実施した後、ウェーハの表面に保護テープを貼着する保護テープ貼着ステップと、該保護テープ貼着ステップを実施した後、該保護テープを介してウェーハを保持テーブルで保持する保持ステップと、該保持ステップを実施した後、回転する研削ホイールを所定の高さに位置付けるとともに該研削ホイールに対して該保持テーブルを相対的に平行移動させることでウェーハの外周から該研削ホイールでウェーハを研削して該仕上げ厚みへと薄化し該第一溝と該第二溝とをウェーハの裏面に露出させてウェーハを複数のチップへと分割する研削ステップと、を備え、該研削ステップでは、ウェーハの該第一分割予定ラインが伸長する該第一方向が該保持テーブルの該研削ホイールに対する相対的な移動方向と直交するようウェーハを位置付けた状態で研削が実施されることを特徴とするウェーハの分割方法が提供される。

【発明の効果】

【0009】

本発明のウェーハの分割方法は、第一分割予定ラインに沿って第一の幅の第一溝を形成する第一溝形成ステップと、第二分割予定ラインに沿って第一の幅より狭い第二の幅の第二溝を形成する第二溝形成ステップと、回転する研削ホイールとウェーハを保持した保持テーブルとを、第二分割予定ラインが伸長する第二方向と平行に移動させることでウェーハを研削する研削ステップと、を備えている。

【0010】

研削ホイールに対して保持テーブルを相対的に平行移動させるいわゆるクリープフィードでは、研削ホイールと保持テーブルとの移動方向に沿って研削の負荷がかかり易くなる。そこで、本発明では、この負荷がかかり易い方向に幅の広い溝を形成してチップ同士の接触の可能性を低く抑えると共に、負荷がかかり難い方向に幅の狭い溝を形成してチップの取り数を確保している。

【0011】

すなわち、第一方向に伸長する幅の広い第一溝と、第一方向と直交する第二方向に伸長する幅の狭い第二溝とを形成し、研削ホイール及び保持テーブルの移動方向を、第一溝の幅方向である第二方向に一致させている。これにより、チップ同士の接触による破損の可能性を低く抑えつつ、チップの取り数を十分に確保できる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本実施の形態に係るウェーハの分割方法で分割されるウェーハの構成例を模式的に示す斜視図である。

【図2】第一溝形成ステップを模式的に示す一部断面側面図である。

【図3】第二溝形成ステップを模式的に示す一部断面側面図である。

【図4】保護テープ貼着ステップを模式的に示す斜視図である。

【図5】保持ステップを模式的に示す斜視図である。

【図6】図６（Ａ）は、研削ステップを模式的に示す斜視図であり、図６（Ｂ）は、研削ステップを模式的に示す一部断面側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。本実施の形態に係るウェーハの分割方法は、第一溝形成ステップ（図２参照）、第二溝形成ステップ（図３参照）、保護テープ貼着ステップ（図４参照）、保持ステップ（図５参照）、研削ステップ（図６参照）を含む。

【0014】

第一溝形成ステップでは、ウェーハの表面側において第一方向に伸びる第一ストリート（第一分割予定ライン）に沿って、チップの仕上げ厚みよりも深く幅の広い第一溝を形成する。第二溝形成ステップでは、ウェーハの表面側において第一方向と直交する第二方向に伸びる第二ストリート（第二分割予定ライン）に沿って、チップの仕上げ厚みよりも深く幅の狭い第二溝を形成する。

【0015】

保護テープ貼着ステップでは、ウェーハの表面側に保護テープを貼着する。保持ステップでは、表面に貼着された保護テープを介してウェーハを保持テーブルで保持する。研削ステップでは、研削ホイールに対して保持テーブルを相対的に平行移動させて、ウェーハを仕上げ厚みまで薄く加工すると共に、複数のチップへと分割する。以下、本実施の形態に係るウェーハの分割方法について詳述する。

【0016】

本実施の形態のウェーハの分割方法では、まず、ウェーハの表面側に、チップの仕上げ厚みよりも深く幅の広い第一溝を形成する第一溝形成ステップを実施する。図１は、ウェーハの構成例を模式的に示す斜視図であり、図２は、第一溝形成ステップを模式的に示す一部断面側面図である。

【0017】

図１に示すように、ウェーハ１１は、例えば、円盤状の外形を有する半導体ウェーハであり、その表面１１ａは、中央のデバイス領域１３と、デバイス領域１３を囲む外周余剰領域１５とに分けられている。

【0018】

デバイス領域１３は、ウェーハ１１の第一方向Ｄ１に伸びる複数の第一ストリート（第一分割予定ライン）１７ａと、第一方向Ｄ１と直交する第二方向Ｄ２に伸びる複数の第二ストリート（第二分割予定ライン）１７ｂとで、さらに複数の領域に区画されており、各領域にはＩＣ等のデバイス１９が形成されている。ウェーハ１１の外周面１１ｃは面取り加工されており、その断面形状は円弧状である（図２参照）。

【0019】

図２に示すように、第一溝形成ステップでは、まず、上述したウェーハ１１の裏面１１ｂ側を切削装置２のチャックテーブル（不図示）に吸引保持させ、その後、表面１１ａ側の第一ストリート１７ａに切削装置２の第一切削ブレード４ａを位置合わせする。なお、本実施の形態では、幅の広い第一切削ブレード４ａと、幅の狭い第二切削ブレード４ｂ（図３参照）とを備える切削装置２を使用する。

【0020】

第一切削ブレード４ａは、水平方向に伸びる回転軸の周りに回転可能な第一スピンドル６ａの一端側に装着されている。第一スピンドル６ａの他端側にはモータ（不図示）が連結されており、第一スピンドル６ａに装着された第一切削ブレード４ａは、このモータの回転力によって回転する。

【0021】

位置合わせの後には、第一切削ブレード４ａを回転させてウェーハ１１に切り込ませると共に、チャックテーブルと第一切削ブレード４ａとを加工対象の第一ストリート１７ａに沿う方向（第一方向Ｄ１）に相対移動（加工送り）させる。その結果、ウェーハ１１の表面１１ａ側には、加工対象の第一ストリート１７ａに沿う第一溝２１ａが形成される。

【0022】

ここで、第一切削ブレード４ａの切り込み深さは、分割によって形成されるチップの仕上げ厚みより深く設定する。つまり、この第一溝形成ステップでは、チップの仕上げ厚みに至る深さの第一溝２１ａが形成される。

【0023】

また、第一溝２１ａは、後述する研削ステップにおいて、分割されたチップ同士が接触しない程度の広い幅（第一の幅）に形成される。具体的には、例えば、５０μｍ〜６０μｍ程度の幅の第一溝２１ａを形成することが好ましい。本実施の形態では、このような第一溝２１ａを形成できる程度に幅の広い第一切削ブレード４ａが使用される。

【0024】

加工対象の第一ストリート１７ａに沿う第一溝２１ａを形成した後には、第一切削ブレード４ａを上昇させると共に、チャックテーブルと第一切削ブレード４ａとを加工対象の第一ストリート１７ａに対して直交する方向（第二方向Ｄ２）に相対移動（割り出し送り）させる。これにより、第一切削ブレード４ａは、隣接する第一ストリート１７ａに位置合わせされる。

【0025】

位置合わせの後には、隣接する第一ストリート１７ａに沿って同様の第一溝２１ａを形成する。この動作を繰り返し、第一方向Ｄ１に伸びる全ての第一ストリート１７ａに沿って第一溝２１ａが形成されると、第一溝形成ステップは終了する。

【0026】

第一溝形成ステップの後には、ウェーハ１１の表面１１ａ側に、チップの仕上げ厚みよりも深く幅の狭い第二溝を形成する第二溝形成ステップを実施する。図３は、第二溝形成ステップを模式的に示す一部断面側面図である。

【0027】

第二溝形成ステップでは、ウェーハ１１を吸引保持するチャックテーブルを９０°回転させると共に、表面１１ａ側の第二ストリート１７ｂに切削装置２の第二切削ブレード４ｂを位置合わせする。

【0028】

第二切削ブレード４ｂは、第一切削ブレード４ａと同様の駆動機構で駆動される。すなわち、第二切削ブレード４ｂは、モータ（不図示）と連結された第二スピンドル６ｂの一端側に装着されている。

【0029】

位置合わせの後には、第二切削ブレード４ｂを回転させてウェーハ１１に切り込ませると共に、チャックテーブルと第二切削ブレード４ｂとを加工対象の第二ストリート１７ｂに沿う方向（第二方向Ｄ２）に相対移動（加工送り）させる。その結果、ウェーハ１１の表面１１ａ側には、加工対象の第二ストリート１７ｂに沿う第二溝２１ｂが形成される。

【0030】

ここで、第二切削ブレード４ａの切り込み深さは、分割によって形成されるチップの仕上げ厚みより深く設定する。つまり、この第二溝形成ステップでは、チップの仕上げ厚みに至る深さの第二溝２１ｂが形成される。

【0031】

また、第二溝２１ｂは、上述した第一溝２１ａより狭い幅（第二の幅）で形成される。具体的には、例えば、５μｍ〜３０μｍ程度の幅の第二溝２１ｂを形成することが好ましい。これにより、第二溝２１ｂの幅方向である第一方向Ｄ１において、第二方向Ｄ２より多くのデバイス１９を形成し、チップの取り数を確保できるようになる。本実施の形態では、この第二溝２１ｂを形成できる程度に幅の狭い第二切削ブレード４ｂが使用される。

【0032】

加工対象の第二ストリート１７ｂに沿う第二溝２１ｂを形成した後には、第二切削ブレード４ｂを上昇させると共に、チャックテーブルと第二切削ブレード４ｂとを加工対象の第二ストリート１７ｂに対して直交する方向（第一方向Ｄ１）に相対移動（割り出し送り）させる。これにより、第二切削ブレード４ｂは、隣接する第二ストリート１７ｂに位置合わせされる。

【0033】

位置合わせの後には、隣接する第二ストリート１７ｂに沿って同様の第二溝２１ｂを形成する。この動作を繰り返し、第二方向Ｄ２に伸びる全ての第二ストリート１７ｂに沿って第二溝２１ｂが形成されると、第二溝形成ステップは終了する。

【0034】

第一溝形成ステップ及び第二溝形成ステップの後には、ウェーハ１１の表面１１ａに、デバイス１９を保護するための保護テープを貼着する保護テープ貼着ステップを実施する。図４は、保護テープ貼着ステップを模式的に示す斜視図である。

【0035】

保護テープ貼着ステップでは、まず、ウェーハ１１の表面１１ａ側と保護テープ２３の表面２３ａ側とを対向させるように、ウェーハ１１の上方に保護テープ２３を位置付ける。そして、保護テープ２３を下降させて、ウェーハ１１の表面１１ａに保護テープ２３の表面２３ａを密着させる。

【0036】

保護テープ２３は、例えば、ポリオレフィンやポリ塩化ビニル等からなる樹脂製のフィルムであり、表面２３ａ側にはゴム系やアクリル系の接着剤でなる接着層が形成されている。そのため、ウェーハ１１の表面１１ａに保護テープ２３の表面２３ａを密着させると、保護テープ２３はウェーハ１１に貼着される。

【0037】

保護テープ貼着ステップの後には、研削装置の保持テーブルにウェーハ１１を吸引保持させる保持ステップを実施する。図５は、保持ステップを模式的に示す斜視図である。図５に示すように、研削装置８は、ウェーハ１１を吸引保持する保持テーブル１０を備えている。保持テーブル１０の下方には、移動機構（不図示）が設けられており、保持テーブル１０は、この移動機構で水平方向に移動する。

【0038】

保持テーブル１０の表面は、ウェーハ１１を吸引保持する保持面１０ａとなっている。この保持面１０ａには、保持テーブル１０の内部に形成された流路（不図示）を通じて吸引源（不図示）の負圧が作用し、ウェーハ１１を吸引する吸引力が発生する。

【0039】

保持面１０ａに保護テープ２３の裏面２３ｂを接触させて、吸引源の負圧を作用させると、ウェーハ１１は、裏面１１ｂが上方に露出するように、保護テープ２３を介して保持テーブル１０に吸引保持される。

【0040】

また、ウェーハ１１は、第二方向Ｄ２と保持テーブル１０の移動方向とが平行になるように、保持テーブル１０に吸引保持される。すなわち、第一溝２１ａの幅方向と保持テーブル１０の移動方向とが平行になる。

【0041】

保持ステップの後には、ウェーハ１１の裏面１１ｂを研削して複数のチップへと分割する研削ステップを実施する。図６（Ａ）は、研削ステップを模式的に示す斜視図であり、図６（Ｂ）は、研削ステップを模式的に示す一部断面側面図である。

【0042】

図６に示すように、保持テーブル１０の上方には研削機構１２が配置されている。研削機構１２は、鉛直方向に延びる回転軸の周りに回転するスピンドル１４を備えている。スピンドル１４は、昇降機構（不図示）で昇降される。

【0043】

スピンドル１４の下端側には、円盤状のホイールマウント１６が固定されており、このホイールマウント１６には、研削ホイール１８が装着されている。研削ホイール１８は、アルミニウム、ステンレス等の金属材料で形成されたホイール基台１８ａを備えている。ホイール基台１８ａの円環状の下面には、全周にわたって複数の研削砥石１８ｂが固定されている。

【0044】

この研削ステップでは、まず、保持テーブル１０を研削ホイール１８と重ならない初期位置に位置付けると共に、スピンドル１４を回転させつつ所定の高さまで下降させる。スピンドル１４の下降量は、研削ホイール１８（研削砥石１８ｂ）の下端部分の高さが、保持テーブル１０に保持されたウェーハ１１の裏面１１ｂの高さより低くなるように制御される。

【0045】

この状態で、ウェーハ１１の裏面１１ｂ側に研削ホイール１８を接触させるように保持テーブル１０を水平方向に移動させると、ウェーハ１１は外周部分から徐々に研削されて仕上げ厚みへと加工される。これにより、裏面１１ｂ側に第一溝２１ａ及び第二溝２１ｂが露出して、ウェーハ１１は複数のチップへと分割される。

【0046】

なお、ウェーハ１１を一度の研削で仕上げ厚みまで薄く加工できない場合には、研削ホイール１８を異なる高さに位置付けて、再度の研削を実施しても良い。また、研削の回数は任意に変更できる。保持テーブル１０の移動速度、研削ホイール１８の回転速度、研削ホイール１８の高さ等の研削条件は、ウェーハ１１を適切に研削できる範囲に設定される。

【0047】

上述のように、研削ホイール１８に対して保持テーブル１０を平行移動させるいわゆるクリープフィードでは、保持テーブル１０の移動方向Ｄに沿って研削の負荷がかかり易くなる。つまり、保持テーブル１０の移動方向Ｄにおいては、分割されたチップが移動して、隣接するチップに接触し易くなる。

【0048】

そこで、本実施の形態に係るウェーハの分割方法では、研削の負荷がかかり易い方向に幅の広い第一溝２１ａを形成することでチップ同士の接触の可能性を低く抑えると共に、研削の負荷がかかり難い方向に幅の狭い第二溝２１ｂを形成してチップの取り数を確保している。

【0049】

すなわち、ウェーハ１１の表面１１ａ側に、第一方向Ｄ１に伸長する幅の広い第一溝２１ａと、第一方向Ｄ１に直交する第二方向Ｄ２に伸長する幅の狭い第二溝２１ｂを形成し、保持テーブル１０の移動方向Ｄを、第一溝２１ａの幅方向である第二方向Ｄ２に一致させている。これにより、チップ同士の接触による破損の可能性を低く抑えつつ、チップの取り数を十分に確保できる。

【0050】

なお、本発明は上記実施の形態の記載に限定されず、種々変更して実施可能である。例えば、上記実施の形態では、第一溝形成工程の後に第二溝形成工程を実施しているが、第一溝形成工程より先に第二溝形成工程を実施しても良い。

【0051】

また、上記実施の形態では、研削ステップにおいて保持テーブル１０を水平方向に移動させているが、研削ホイール１８を水平方向に移動させても良い。もちろん、保持テーブル１０及び研削ホイール１８を共に移動させても良い。すなわち、研削ホイール１８に対して保持テーブル１０を相対的に平行移動させることができれば良い。

【0052】

また、上記実施の形態では、幅の広い第一切削ブレード４ａと、幅の狭い第二切削ブレード４ｂとを備える切削装置２を使用して、第一溝形成工程及び第二溝形成工程を実施しているが、幅の広い第一切削ブレードを備える切削装置で第一溝形成工程を実施し、幅の狭い第二切削ブレードを備える別の切削装置で第二溝形成工程を実施しても良い。

【0053】

その他、上記実施の形態に係る構成、方法などは、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できる。

【符号の説明】

【0054】

２ 切削装置
４ａ 第一切削ブレード
４ｂ 第二切削ブレード
６ａ 第一スピンドル
６ｂ 第二スピンドル
８ 研削装置
１０ 保持テーブル
１０ａ 保持面
１２ 研削機構
１４ スピンドル
１６ ホイールマウント
１８ 研削ホイール
１８ａ ホイール基台
１８ｂ 研削砥石
１１ ウェーハ
１１ａ 表面
１１ｂ 裏面
１１ｃ 外周面
１３ デバイス領域
１５ 外周余剰領域
１７ａ 第一ストリート（第一分割予定ライン）
１７ｂ 第二ストリート（第二分割予定ライン）
１９ デバイス
２１ａ 第一溝
２１ｂ 第二溝
２３ 保護テープ
２３ａ 表面
２３ｂ 裏面
Ｄ 移動方向
Ｄ１ 第一方向
Ｄ２ 第二方向

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】