特許 6802085 ウエーハの加工方法

(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】6802085

(24)【登録日】2020年11月30日

(45)【発行日】2020年12月16日

(54)【発明の名称】ウエーハの加工方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/301 20060101AFI20201207BHJP

   B24B 27/06 20060101ALI20201207BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/78 F

   B24B27/06 M

【請求項の数】1

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2017-30025(P2017-30025)

(22)【出願日】2017年2月21日

(65)【公開番号】特開2018-137309(P2018-137309A)

(43)【公開日】2018年8月30日

【審査請求日】2019年12月24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】100202496

【弁理士】

【氏名又は名称】鹿角 剛二

(74)【代理人】

【識別番号】100202692

【弁理士】

【氏名又は名称】金子 吉文

(72)【発明者】

【氏名】森數 洋司

(72)【発明者】

【氏名】武田 昇

【審査官】 内田 正和

(56)【参考文献】

【文献】 特表２０１３−５１１１５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−０３４５２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−２９３６９５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／３０１

Ｂ２４Ｂ ２７／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数のデバイスが第一の方向に形成される分割予定ラインと該第一の方向と直交する第二の方向に形成される分割予定ラインとによって格子状に区画され表面に形成されたウエーハを切削ブレードで個々のデバイスに分割するウエーハの加工方法であって、
ウエーハに対して透過性を有する波長の照明をウエーハの側面から照射してウエーハに対して位置付けられた撮像手段によってウエーハを撮像し内部にクラックが発生しているか否かを検出するクラック検出工程と、
該クラック検出工程によってウエーハの内部にクラックが発生していることが検出された場合、該クラックの伸びる方向が、該第一の方向と該第二の方向とのいずれの方向に近いかを検証するクラック方向検証工程と、
該クラック方向検証工程によって該第一の方向、該第二の方向のうち、該クラックが伸びる方向に対して遠い方向と判定された方向の分割予定ラインに切削ブレードを位置付けて切削する第一の切削工程と、
該第一の切削工程が終了した後、クラックが伸びる方向に対して近いと判定された方向の分割予定ラインに切削ブレードを位置付けて切削する第二の切削工程と、
から少なくとも構成されるウエーハの加工方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、複数のデバイスが分割予定ラインによって区画され表面に形成されたウエーハを、個々のデバイスに分割するウエーハの加工方法に関する。

【背景技術】

【0002】

ＩＣ、ＬＳＩ等の複数のデバイスが分割予定ラインによって区画され表面に形成されたウエーハは、ダイシング装置によって個々のデバイスに分割され、携帯電話、パソコン等の電気機器に利用される。

【0003】

ダイシング装置は、チャックテーブルに保持されたウエーハの分割予定ラインに切削ブレードを位置付け、切削ブレードを回転させると共にチャックテーブルを加工送りして分割予定ラインを高精度に切断する切削装置により構成することができる（例えば、特許文献１を参照。）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平１１−１７６７７１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

該切削装置によれば、分割予定ラインを高精度に切断することが可能であるものの、分割予定ラインを切断加工している際に、切削ブレードによる加工領域においてクラックが発生して、複数のデバイスを損傷させる場合があるという問題が発生した。

【0006】

上記問題を解決すべく、出願人が鋭意検討した結果、上記問題の原因として、予めウエーハの内部に潜在的にクラックが存在していた場合に、切削ブレードによる加工が当該クラックの伸びる方向に近い角度でクラックに及んだ際に、クラックをより成長させてしまい、成長したクラックが隣接する領域のデバイスに及ぶことによって、デバイスの破損を拡大させてしまうことが判明した。

【0007】

本発明は、上記事実に鑑みなされたものであり、その主たる技術課題は、切削装置によって、ウエーハを個々のデバイスに分割すべく切削ブレードにて切断する際に、予めウエーハの内部に潜在的にクラックが存在していたとしても、さらなるクラックの成長により複数のデバイスが破損することを抑制するウエーハの加工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、複数のデバイスが第一の方向に形成される分割予定ラインと該第一の方向と直交する第二の方向に形成される分割予定ラインとによって格子状に区画され表面に形成されたウエーハを切削ブレードで個々のデバイスに分割するウエーハの加工方法であって、ウエーハに対して透過性を有する波長の照明をウエーハの側面から照射してウエーハに対して位置付けられた撮像手段によってウエーハを撮像し内部にクラックが発生しているか否かを検出するクラック検出工程と、該クラック検出工程によってウエーハの内部にクラックが発生していることが検出された場合、該クラックの伸びる方向が、該第一の方向と該第二の方向とのいずれの方向に近いかを検証するクラック方向検証工程と、該クラック方向検証工程によって該第一の方向、該第二の方向のうち、該クラックが伸びる方向に対して遠い方向と判定された方向の分割予定ラインに切削ブレードを位置付けて切削する第一の切削工程と、該第一の切削工程が終了した後、クラックが伸びる方向に対して近いと判定された方向の分割予定ラインに切削ブレードを位置付けて切削する第二の切削工程と、から少なくとも構成されるウエーハの加工方法が提供される。

【発明の効果】

【0009】

本発明のウエーハの加工方法は、複数のデバイスが第一の方向に形成される分割予定ラインと該第一の方向と直交する第二の方向に形成される分割予定ラインとによって格子状に区画され表面に形成されたウエーハを切削ブレードで個々のデバイスに分割するウエーハの加工方法であって、ウエーハに対して透過性を有する波長の照明をウエーハの側面から照射してウエーハに対して位置付けられた撮像手段によってウエーハを撮像し内部にクラックが発生しているか否かを検出するクラック検出工程と、該クラック検出工程によってウエーハの内部にクラックが発生していることが検出された場合、該クラックの伸びる方向が、該第一の方向と該第二の方向とのいずれの方向に近いかを検証するクラック方向検証工程と、該第一の方向、該第二の方向のうち、該クラックが伸びる方向に対して遠い方向と判定された方向の分割予定ラインに切削ブレードを位置付けて切削する第一の切削工程と、該第一の切削工程が終了した後、クラックが伸びる方向に対して近いと判定された方向の分割予定ラインに切削ブレードを位置付けて切削する第二の切削工程と、から少なくとも構成される。これにより、予めウエーハの内部に潜在的にクラックが存在していた場合には、クラックが伸びている方向に遠い方向の分割予定ラインを先に切削することによってクラックが成長する方向において該クラックを分断することになり、その後、クラックが伸びる方向に近い方向の分割予定ラインに切削ブレードを位置付けて切削する。よって、クラックが伸びる方向に近い方向から切削ブレードによる加工が及んでも、既に該クラックが分断されていることにより、該分断箇所においてクラックの成長が遮断され、それ以上デバイスの破損が増えることが抑制される。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明に基づいて構成されたウエーハの加工方法を実施すべく構成された切削装置の全体斜視図である。

【図2】図１に示された切削装置によって実行されるクラック検出工程の説明をするための説明図である。

【図3】本発明のウエーハ加工方法における第一の切削工程、第二の切削工程を説明するための説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明に基づいて構成されたウエーハの加工方法の一実施形態について添付図面を参照して、詳細に説明する。

【0012】

図１には、本発明に従って構成されたウエーハの加工方法を実施することができる切削装置の全体斜視図が示されている。図示の実施形態における切削装置１は、略直方体状の装置ハウジング２を備えている。この装置ハウジング２内には、カバーテーブル３及び被加工物を保持するチャックテーブル４が、切削送り方向である矢印Ｘで示す方向に移動可能に配設されている。カバーテーブル３はＸ方向に蛇腹３１を備えており、中央には開口３２が形成されている。チャックテーブル４は、開口３２に嵌挿され、図示しない回転機構によって回転可能に配設される。チャックテーブル４には、該チャックテーブル４を囲むように、９０度間隔でクランプ４２が４つ配設されており、チャックテーブル４と一体的に回転させられる。チャックテーブル４は、上面に吸着チャック４１が配設されており、該吸着チャック４１の上面である保持面上に被加工物を図示しない吸引手段を作動することによって吸引保持するようになっている。このように構成されたカバーテーブル３及びチャックテーブル４は、図示しない切削送り手段によって、矢印Ｘで示す切削送り方向に移動させられるようになっている。装置ハウジング２の上面には、後述される制御手段からの信号に基づき種々の情報が表示される表示手段９が立設されており、作業情報や後述する潜在クラックの画像及び位置情報等が表示されるようになっている。

【0013】

本実施形態における切削装置１は、切削手段としてのスピンドルユニット６を備えている。スピンドルユニット６は装置ハウジング２に装着され、割り出し方向である矢印Ｙで示す方向及び切り込み方向である矢印Ｚで示す方向に移動調整されるスピンドルハウジング６１と、該スピンドルハウジング６１に回転自在に支持された回転スピンドル６２と、該回転スピンドル６２の前端部に装着された切削ブレード６３とを備えている。この切削ブレード６３は、アルミニウム等によって形成された基台の側面に砥粒をニッケル等の金属メッキで結合した電鋳ブレードが用いられている。このように構成された切削手段としてのスピンドルユニット６は、図示しない割り出し送り手段によって図１において矢印Ｙで示す割り出し送り方向に移動させられるとともに、図示しない切り込み送り手段によって図１において矢印Ｚで示す切り込み送り方向に移動させられるようになっている。

【0014】

図示の実施形態における切削装置１は、チャックテーブル４上に保持される被加工物、例えばウエーハの表面を撮像し、上記切削ブレード６３によって切削すべき領域を検出すると共に、ウエーハの内部を撮像するための撮像手段７を備えている。この撮像手段７は、可視光線によって該ウエーハの表面を撮像する通常の撮像素子（ＣＣＤ）と、赤外線を捕える光学系と該光学系が捕えた赤外線に対応する電気信号を出力する撮像素子（赤外線ＣＣＤ）からなっており、撮像した画像情報を後述する制御手段５８（図２を参照。）に送る。図２に示すように、制御手段５８は、少なくとも撮像手段７、表示手段９に接続され、さらには、チャックテーブル４、スピンドルユニット６を移動させる図示しない移動手段（切削送り手段、割り出し送り手段、切り込み送り手段等）にも接続されている。該制御手段５８は、コンピュータにより構成され、制御プログラムに従って演算処理する中央演算処理装置６０（ＣＰＵ）と、制御プログラム等を格納するリードオンリメモリ６２（ＲＯＭ）と、検出した情報、演算結果等を一時的に格納するための読み書き可能なランダムアクセスメモリ６４（ＲＡＭ）と、入力インターフェース、及び出力インターフェースとを備えている。そして、該ランダムアクセスメモリ６４の記憶領域の一部には、該撮像手段７によって撮像された画像を記憶する画像記憶部６４ａと、撮像した画像において検出されるクラックの位置、及びクラックが伸びる方向等のクラック情報を記憶するクラック記憶部６４ｂが設定されている（詳細についての図示は省略する。）。なお、制御手段５８は、切削装置１を構成する移動手段（切削送り手段、割り出し送り手段、切り込み送り手段等）や、その他の作動部を作動させるための制御プログラムも実行する。

【0015】

上記装置ハウジング２におけるカセット載置領域１１aには、ウエーハを収容するカセットを載置するカセット載置テーブル１１が配設されている。このカセット載置テーブル１１は、図示しない昇降手段によって上下方向に移動可能に構成されている。カセット載置テーブル１１上には、ウエーハを収容するカセット１２が載置される。また、装置ハウジング２には、カセット載置テーブル１１上に載置されたカセット１２に収容されているウエーハを仮置きテーブル１３に搬出する搬出手段１４と、仮置きテーブル１３に搬出されたウエーハを上記チャックテーブル４上に搬送する第１の搬送手段１５と、チャックテーブル４上で切削加工されたウエーハを洗浄する洗浄手段１６と、チャックテーブル４上で切削加工されたウエーハを洗浄手段１６へ搬送する第２の搬送手段１７を備えている。

【0016】

図１には、さらに、上記した切削装置１において加工されるウエーハ４４と、該ウエーハ４４の内部にクラックが発生しているか否かを検出する際に使用される照明手段２０が示されている。Ｓｉ（シリコン）等から形成され得る円盤状のウエーハ４４の表面４４ａは、格子状の分割予定ライン４６によって複数の矩形領域に区画され、複数の矩形領域のそれぞれにはデバイス４８が形成されている。ウエーハ４４の外周部には、ウエーハ４４の結晶方位を示すノッチｎが形成されており、該分割予定ライン４６は、ウエーハ４４の中心と該ノッチｎを結ぶ直線に直交する方向（第一の方向）Ｄ１、及び該第一の方向Ｄ１と直交する方向（第二の方向）Ｄ２に沿って設定される。該分割予定ライン４６によってウエーハ４４の表面４４ａは格子状に区画され、区画された各領域にデバイス４８が形成されており、図示の実施形態では、周縁が環状フレーム５０に固定された粘着テープ５２にウエーハ４４の裏面が貼り付けられている。なお、照明手段２０は、ウエーハ４４の直径よりも大きい内径を有する環状板５４と、環状板５４の上面に周方向に間隔をおいて配置された複数個（図示の実施形態では４個）の光源５６とを含む。環状板５４の外径は環状フレーム５０の内径よりも小さいのが好都合である。環状板５４の径方向で内側に向けて光を照射する光源５６は、該ウエーハ４４に対して透過性を有する波長の光を照射する。例えば、該ウエーハ４４がＳｉ（シリコン）である場合には、該光源５６から照射される光が、Ｓｉ（シリコン）に対して透過性を有する１０６４〜３０００ｎｍの波長の光となるように選択される。本実施形態の切削装置１は、概ね上記したとおりの構成を備えており、切削装置１によって実現されるウエーハの加工方法について、以下に説明する。

【0017】

切削装置１を用いてウエーハ４４を加工する際には、先ずクラック検出工程を実施する。クラック検出工程を実施するには、カセット１２から加工対象となるウエーハ４４を上記した各搬送手段１４、１５により搬送し、ウエーハ４４の裏面を下に向けて粘着テープ５２に貼り付けられたウエーハ４４をチャックテーブル４の上面に載置する。次いで、図示しない吸引手段を作動させて、チャックテーブル４の吸着チャック４１に吸引力を生成しウエーハ４４を吸着させる。また、環状フレーム５０の外周縁部をクランプ４２によって固定する。次いで、図１に示すように、ウエーハ４４の外周と環状フレーム５０の内周との間に、照明手段２０を配設し、照明手段２０の光源５６によって、ウエーハ４４の外周からウエーハ４４に対して透過性を有する波長（例えば１０６４ｎｍ）の光を照射する。次いで、ウエーハ４４を撮像手段７に対面させるべく、チャックテーブル４を図示しない移動手段によって移動させる。そして、該移動手段によってチャックテーブル４を移動させながらウエーハ４４の全体を撮像手段７によって撮像する。このように、ウエーハ４４の外周からウエーハ４４に対して透過性を有する波長の光を照射しながら、ウエーハ４４に対面して配設された撮像画像７によってウエーハ４４を撮像することにより、ウエーハ４４に存在するクラックを撮像することが可能となる。

【0018】

図２に示すように、撮像手段７によって撮像された画像は、表示手段９に表示されるため、クラックが存在している場合は、表示手段９に表示された画像に基づいて、ウエーハ４４のクラック（符号６６で示す。）を検出することができる。該クラック６６を検出した場合は、クラック６６が含まれる領域を撮像した画像情報を制御手段５８のランダムアクセスメモリ６４の画像記憶部６４ａに記憶すると共に、該画像情報に紐付けられて当該クラック６６の位置情報、及び当該クラック６６の伸びる方向（角度）Ｌの情報が、クラック記憶部６４ｂに記憶される。なお、該クラック６６の伸びる方向Ｌの特定方法については、例えば、切削ブレード６３によって切断される分割予定ライン４６を横切る位置（図中、点Ｐで示す）における角度によって特定されることが好ましい。しかし、本発明はこれに限定されず、クラック６６全体の平均的な方向（角度）によって特定されるものでもよい。

【0019】

上記したクラック６６の発生位置と、そのクラック６６の伸びる方向Ｌが特定されたならば、該方向Ｌと、ウエーハ４４上に規定されている第一の方向Ｄ１、及び、該方向Ｌと第二の方向Ｄ２とで対比し、クラック６６の伸びる方向Ｌが、該第一の方向Ｄ１と、第二の方向Ｄ２とのいずれの方向に近いかを判定するクラック方向検証工程が実施される。より具体的には、図２中の表示手段９に示されているように、第一の方向Ｄ１と、クラック６６が伸びる方向Ｌとで形成される角度（θ１）と、第二の方向Ｄ２と、クラック６６が伸びる方向Ｌとで形成される角度（θ２）を特定する。このθ１とθ２とを対比した結果（本実施形態では、θ１＜θ２）により、第一の方向Ｄ１がクラック６６の伸びる方向Ｌに近く、第二の方向Ｄ２がクラック６６の伸びる方向Ｌに対して遠い方向であることが検証される。そして、当該検証結果について、上記した当該クラック６６の情報と共に、制御手段５８のクラック記憶部６４ｂに記憶される。このようにしてクラック方向検証工程が完了する。

【0020】

該クラック方向検証工程が完了したならば、ウエーハ４４を切削する切削工程を実施する。上記したクラック検出工程において、クラックが発見されなかった場合は、第一の方向Ｄ１、第二の方向Ｄ２のいずれの分割予定ライン４６を先に切削するのかは自由であり、チャックテーブル４を図１中に矢印Ｘで示すＸ方向、すなわち切削送り方向に移動して切削ブレード６３により分割予定ライン４６を切削し、スピンドルユニット６のＹ方向への割り出し送り動作を挟みながら、ウエーハ４４上において第一の方向Ｄ１に沿って形成された全ての分割予定ライン４６を切削する。次いで、チャックテーブル４を９０度回転させて、ウエーハ４４の第二の方向Ｄ２に沿って形成された分割予定ライン４６を図中Ｘで示される方向に一致させて、上記と同様の切削動作を実行して、全ての分割予定ライン４６を切削する。これにより、ウエーハ４４に対する切削工程が完了する。

【0021】

上記したウエーハ４４にクラックが発見されなかった場合の切削工程に対し、クラック検出工程において、ウエーハ４４にクラック６６が発見された場合は、該切削工程を、第一の切削工程と、第二の切削工程とに分けて、順に実施する。この「第一の切削工程」、「第二の切削工程」は、それぞれ、「第一の方向Ｄ１、第二の方向Ｄ２のうち、該クラックが伸びる方向Ｌに対して遠い方向と判定された方向の分割予定ラインに切削ブレードを位置付けて切削する第一の切削工程」、「第一の切削工程が終了した後、クラックが伸びる方向Ｌに対して近いと判定された方向の分割予定ラインに切削ブレードを位置付けて切削する第二の切削工程」として定義付けられるものである。本実施形態では、上記したクラック方向検証工程において、クラック６６が伸びる方向Ｌに遠い方向と判定されたのは、第二の方向Ｄ２であり、第一の方向Ｄ１は、クラック６６が伸びる方向Ｌに近い方向と判定され記憶されている。よって、本実施形態における切削工程は、図３（ａ）に示すように、第二の方向Ｄ２に沿って形成された分割予定ライン４６に対する切削を先に実施して（第一の切削工程）、第二の方向Ｄ２に形成された全ての分割予定ライン４６を切断する。そして、当該第一の切削工程が実施された後、図３（ｂ）に示すように、第二の方向Ｄ２と直交する第一の方向Ｄ１に沿って形成された分割予定ライン４６に対する切削を実施し（第二の切削工程）、全ての分割予定ライン４６に対する切削を実行することで、切削工程を完了する（図３（ｃ）を参照。）。クラック６６がクラック検証工程において発見された場合に、このような第一の切削工程、第二の切削工程を順に実行することで、クラックが伸びている方向に遠い方向の分割予定ラインを先に切削されることになる。これによって、クラックが成長し難い方向からの切削により該クラックを分断することになり、その後、クラックが伸びる方向に近い角度をなす方向の分割予定ラインに切削ブレードを位置付けて切削しても、既に該クラック６６が分断されていることにより、該分断箇所においてクラックの成長が遮断され、それ以上デバイスの破損が増えることが抑制されるのである。

【0022】

本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的範囲に含まれる限り、種々の変形例が想定される。例えば、上記した実施形態では、クラックを検出する際に、環状フレーム５０に光源５６を配設した照明手段２０を用いたが、これに限定されるものではなく、切削装置１に照明手段を配設して、ウエーハ４４に対して透過性を有する波長の光を側方から照射してもよい。

【0023】

また、上記した実施形態では、ウエーハ４４の表面４４ａ側を上方に向け、ウエーハ４４の裏面側を粘着テープ５４に貼付けてチャックテーブル４に保持して切削を実施したが、本発明はこれに限定されず、表面側４４ａを粘着テープ５４に貼り付け、裏面側を上方に向けてチャックテーブル４に保持し、切削を実施する場合に適用してもよい。

【0024】

さらに、上記した実施形態では、被加工物としてＳｉ（シリコン）のウエーハ４４を提示し、赤外線を照射して赤外線ＣＣＤによりクラックを検出するクラック検出工程を実施するように説明したが、本発明はこれに限定されず、その他の素材からなる被加工物に適用することも可能であり、可視光線を透過させることができるウエーハであれば、赤外線ＣＣＤを配設する必要はなく、アライメント等に使用される撮像手段をそのまま採用してクラック検出工程を実施することができる。

【符号の説明】

【0025】

１：切削装置
２：装置ハウジング
３：カバーテーブル
３１：蛇腹
３２：開口
４：チャックテーブル
４１：吸着チャック
４２：クランプ
６：スピンドルユニット
６１：スピンドルハウジング
６２：回転スピンドル
６３：切削ブレード
７：撮像手段
９：表示手段
２０：照明手段
４４：ウエーハ
４６：分割予定ライン
４８：デバイス
５０：環状フレーム
５２：粘着テープ
５４：環状板
５６：光源
Ｄ１：第一の方向
Ｄ２：第二の方向

【図1】

【図2】

【図3】