特許 6842311 ウェーハの加工方法

(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】6842311

(24)【登録日】2021年2月24日

(45)【発行日】2021年3月17日

(54)【発明の名称】ウェーハの加工方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/301 20060101AFI20210308BHJP

   B23K 26/354 20140101ALI20210308BHJP

   H01L 21/52 20060101ALI20210308BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/78 Q

   H01L21/78 B

   H01L21/78 F

   B23K26/354

   H01L21/52 C

【請求項の数】1

【全頁数】8

(21)【出願番号】特願2017-20353(P2017-20353)

(22)【出願日】2017年2月7日

(65)【公開番号】特開2018-129361(P2018-129361A)

(43)【公開日】2018年8月16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】110001014

【氏名又は名称】特許業務法人東京アルパ特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】杉谷 哲一

(72)【発明者】

【氏名】藍 麗華

【審査官】 鈴木 孝章

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−０３３８４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−２０７９３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−１６３０４３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／３０１

Ｂ２３Ｋ ２６／３５４

Ｈ０１Ｌ ２１／５２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数のストリートで区画された各領域にそれぞれデバイスが形成された表面を備えたウェーハの加工方法であって、
ウェーハの表面に表面保護部材を配設する表面保護部材配設ステップと、
該表面保護部材が配設されたウェーハの表面側を保持テーブルで保持する保持ステップと、
該保持テーブルで保持されたウェーハの裏面から該ストリートに沿って切削ブレードまたはレーザビームを用いて切削して分割溝を形成し、ウェーハを個々のチップへと分割するウェーハ分割ステップと、
該ウェーハ分割ステップを実施した後に、スプレーノズルから液状ダイボンディング剤を噴射してウェーハの裏面に該液状ダイボンディング剤を塗布し、ウェーハの裏面に塗布した該液状ダイボンディング剤を硬化して裏面に該分割溝の溝幅よりも薄いダイボンディング層が配設されたチップを形成するダイボンディング層配設ステップと、を備えたウェーハの加工方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ウェーハを個々のチップへと分割するウェーハの加工方法に関する。

【背景技術】

【0002】

ＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスが格子状の分割予定ラインによって区画され表面に形成されたウェーハは、分割予定ラインに沿って分割することによってデバイスを有する個々のチップに分割される。個々に分割されたチップを金属フレームや基板上にマウント（ダイボンディング）するために、例えばダイアタッチフィルム（DAF）と称される接着フィルム等の接着層を形成したチップが広く採用されている。

【0003】

ウェーハを分割した後にチップが分散しないようにするため、例えば、ウェーハを分割する前にあらかじめ上記のような接着層が配設されたテープをウェーハの裏面に貼着してから、切削ブレードをウェーハの表面から接着層に至るまで切り込ませて切断することにより、個々のチップに分割する方法がある（例えば、下記の特許文献１を参照）。また、ウェーハを研削して薄化することでウェーハを個々のチップに分割してから、ウェーハの裏面に接着フィルムを貼着し、その後、レーザビームの照射によるアブレーションを利用して接着層を分断する方法もある（例えば、下記の特許文献２を参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０００−１８２９９５号公報

【特許文献2】特開２００５−０１９５２５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、上記した特許文献１の方法においては、切削ブレードに目詰まりが生じるとともに、接着層にひげ状のバリが発生するという問題がある。また、上記した特許文献２の方法においては、個々のチップに分割されたウェーハに接着フィルムを貼着する際に、チップがわずかに動く所謂ダイシフトが生じるため、レーザ加工時にストリート毎にカット位置を検出する必要があり、例えば５ｍｍ角以下と小さいサイズのチップでは加工時間がかかっていた。

【0006】

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、加工不良を防止するとともに、ダイシフトを防止し、ウェーハを個々のチップへと良好に分割しうるウェーハの加工方法に発明の解決すべき課題がある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明は、複数のストリートで区画された各領域にそれぞれデバイスが形成された表面を備えたウェーハの加工方法であって、ウェーハの表面に表面保護部材を配設する表面保護部材配設ステップと、該表面保護部材が配設されたウェーハの表面側を保持テーブルで保持する保持ステップと、該保持テーブルで保持されたウェーハの裏面から該ストリートに沿って切削ブレードまたはレーザビームを用いて切削して分割溝を形成し、ウェーハを個々のチップへと分割するウェーハ分割ステップと、該ウェーハ分割ステップを実施した後に、スプレーノズルから液状ダイボンディング剤を噴射してウェーハの裏面に液状ダイボンディング剤を塗布し、ウェーハの裏面に塗布した該液状ダイボンディング剤を硬化して裏面に該分割溝の溝幅よりも薄いダイボンディング層が配設されたチップを形成するダイボンディング層配設ステップと、を備えた。

【発明の効果】

【0008】

本発明に係るウェーハの加工方法は、ウェーハの表面に表面保護部材を配設する表面保護部材配設ステップと、表面保護部材が配設されたウェーハの表面側を保持テーブルで保持する保持ステップと、保持テーブルで保持されたウェーハの裏面からストリートに沿って切削ブレードまたはレーザビームを用いて切削して、ウェーハを個々のチップへと分割するウェーハ分割ステップと、ウェーハ分割ステップを実施した後に、ウェーハの裏面に液状ダイボンディング剤を塗布し、ウェーハの裏面に塗布した液状ダイボンディング剤を硬化して裏面にダイボンディング層が配設されたチップを形成するダイボンディング層配設ステップとを備えたため、個片化されたチップのチップサイズが例えば５ｍｍ角以下と小さい場合であってもダイシフトの発生を防止して、容易にダイボンディング層を裏面に配設することができる。したがって、加工時間をかけることなくウェーハを個々のチップへと良好に分割しうる。また、本発明によれば、ウェーハを個々のチップへと分割した後に、液状ダイボンディング剤を裏面に塗布してダイボンディング層を配設するため、切削ブレードに目詰まりやダイボンディング層にバリ等が発生するといった加工不良の発生を防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】表面保護部材配設ステップを示す斜視図である。

【図2】保持ステップを示す断面図である。

【図3】ウェーハ分割ステップの第１例を示す斜視図である。

【図4】ウェーハ分割ステップの第２例を示す斜視図である。

【図5】ダイボンディング層配設ステップを示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

図１に示すウェーハＷは、円形板状の基板を有する被加工物の一例であり、複数のストリートＳで区画された各領域にそれぞれデバイスＤが形成された表面Ｗａを備えている。ウェーハＷの表面Ｗａと反対側にある裏面Ｗｂは、例えば切削ブレードによる切削加工やレーザビームが照射される被加工面である。以下では、ウェーハＷを個々のチップへと分割するウェーハの加工方法について説明する。

【0011】

（１）表面保護部材配設ステップ
図１に示すように、ウェーハＷの表面Ｗａに表面保護部材１を配設する。具体的には、中央部が開口した環状のフレーム２の下面に表面保護部材１を貼着し、フレーム２の中央部から露出した表面保護部材１にウェーハＷの表面Ｗａ側を貼着して裏面Ｗｂを上向きに露出させる。このようにして、ウェーハＷが表面保護部材１を介してフレーム２と一体となって支持され、ウェーハＷの表面Ｗａの全面が表面保護部材１によって覆われることで各デバイスＤが保護される。表面保護部材１の材質は、特に限られず、例えば、ポリオレフィンやポリ塩化ビニル等の樹脂やガラス、シリコン等のハードプレートからなる。

【0012】

（２）保持ステップ
図２に示すように、表面保護部材１が配設されたウェーハＷを、回転可能な保持テーブル１０で保持する。保持テーブル１０は、被加工物を保持する保持面１１を有し、保持テーブル１０の外周側には、フレーム２が載置されるフレーム載置台１２と、フレーム載置台１２に載置されたフレーム２をクランプするクランプ部１３とを備えている。保持テーブル１０の下方には、図示していないが、保持テーブル１０を水平方向に移動させる移動手段が接続されている。

【0013】

保持テーブル１０において表面保護部材１を介してウェーハＷの表面Ｗａ側を保持するとともに、フレーム２をフレーム載置台１２に載置して、クランプ部１３によってフレーム２の上面を押さえて動かないように固定する。このようにして、ウェーハＷの裏面Ｗｂ側を上向きにさせる。

【0014】

（３）ウェーハ分割ステップ
図３は、ウェーハ分割ステップの第１例を示している。第１例では、レーザビーム照射手段２０を用いてレーザ加工（アブレーション加工）をウェーハＷの裏面Ｗｂ側からストリートＳに沿って行い、ウェーハＷを分割する。レーザビーム照射手段２０は、ウェーハＷに対して垂直方向にウェーハＷに対して吸収性を有する波長のレーザビームＬＢを照射するレーザ加工ヘッド２１と、先端にレーザ加工ヘッド２１が取り付けられたケーシング２２とを備えている。ケーシング２２の内部には、レーザビームＬＢを発振する発振器及びレーザビームＬＢの出力を調整する出力調整器が収容され、レーザ加工ヘッド２１の内部には、発振器から発振されたレーザビームＬＢを集光するための集光レンズが内蔵されている。レーザビーム照射手段２０は、集光レンズによって集光されるレーザビームＬＢの集光点の位置を調節ための集光点位置調整ユニット（図示せず）を備えている。

【0015】

ケーシング２２の側方には、撮像手段３０が配設されている。撮像手段３０は、例えばＣＣＤイメージセンサ又はＣＭＯＳイメージセンサが内蔵されたカメラである。撮像手段３０は、例えば赤外線を利用してウェーハＷを上方から撮像して、パターンマッチング等の画像処理を行うことにより、ウェーハＷに対してレーザビームＬＢを照射すべき位置（ストリートＳ）を検出することができる。

【0016】

ウェーハＷにアブレーション加工を行う際には、フレーム２と一体となったウェーハＷを撮像手段３０の下方に位置づけ、撮像手段３０が、例えば赤外線をウェーハＷの裏面Ｗｂに向けて照射し、ウェーハＷの内部を透過し表面Ｗａで反射した赤外線をとらえてウェーハＷを撮像して、パターンマッチング等の画像処理を行うことにより、レーザビームＬＢを照射すべきストリートＳを検出するアライメントを行う。

【0017】

次いで、レーザ加工ヘッド２１と検出されたストリートＳとの位置合わせを行う。かかる位置合わせは、移動手段によって図２に示した保持テーブル１０をＹ軸方向にインデックス送りすることによって行うか、レーザビーム照射手段２０をＹ軸方向にインデックス送りすることによって行う。レーザビーム照射手段２０は、レーザビームＬＢの集光点を所望の位置に位置づける。なお、レーザビームＬＢの出力としては、表面保護部材１が溶融しない程度の出力に調整して出力調整器に設定しておく。

【0018】

図２に示した保持テーブル１０を例えばＸ軸方向に水平移動させることにより、レーザ加工ヘッド２１とウェーハＷとを相対的にウェーハＷに対して平行な方向に移動させつつ、レーザ加工ヘッド２１からウェーハＷに対して吸収性の波長を有するレーザビームＬＢをストリートＳに沿って照射することにより、表面保護部材１が露出する程度で、ウェーハＷの表裏を完全切断（フルカット）した分割溝Ｇ１を形成する。レーザビームＬＢの照射回数は特に限定されず、ストリートＳに沿って複数回に分けてレーザビームＬＢを照射することにより、分割溝Ｇ１を形成するとよい。

【0019】

Ｘ軸方向に向く一列分のストリートＳに沿って分割溝Ｇ１を形成した後、保持テーブル１０またはレーザビーム照射手段２０をＹ軸方向にインデックス送りして、隣接するストリートＳの上方側にレーザ加工ヘッド２１を位置づけ、上記同様に、保持テーブル１０を例えばＸ軸方向に移動させながら、レーザ加工ヘッド２１からレーザビームＬＢをストリートＳに沿って照射して、分割溝Ｇ１を形成する。Ｘ軸方向に向く全てのストリートＳに沿って分割溝Ｇ１を形成したら、保持テーブル１０が回転することによりウェーハＷを９０°回転させ、Ｙ軸方向に向いているストリートＳをＸ軸方向に向かせて上記同様のアブレーション加工を繰り返し行い、全てのストリートＳに沿って分割溝Ｇ１を形成することにより、ウェーハＷを個々のチップＣ（図５を参照）へと分割する。なお、本実施形態に示すウェーハ分割ステップの第１例では、アブレーション加工でウェーハＷを分割したが、ウェーハＷに対して透過性の波長を有するレーザビームを照射してウェーハＷの内部に改質層を形成し、この改質層を起点にウェーハＷを個々のチップＣへと分割してもよい。

【0020】

図４は、ウェーハ分割ステップの第２例を示している。第２例では、被加工物を切削する切削手段４０を用いてウェーハＷの裏面Ｗｂ側からストリートＳに沿って切削を行ってウェーハＷを分割する。切削手段４０は、Ｙ軸方向の軸心を有するスピンドル４１と、スピンドル４１を回転可能に囲繞するスピンドルハウジング４２と、スピンドル４１の先端に装着された切削ブレード４３とを少なくとも備え、スピンドル４１の回転によって切削ブレード４３も回転する構成となっている。

【0021】

ウェーハＷを保持した図２に示した保持テーブル１０を例えばＸ軸方向に移動させながら、切削手段４０は、Ｙ軸方向の軸心を中心としてスピンドル４１を回転させることにより、切削ブレード４３を例えば矢印Ａ方向に所定の回転速度で回転させつつ、ウェーハＷに接近する方向に下降させる。切削ブレード４３をウェーハＷの裏面ＷｂからＸ軸方向に向く一列分の図１に示したストリートＳに沿って切り込ませて切削を行うことにより、表面保護部材１が露出する程度で、ウェーハＷの表裏を完全切断（フルカット）した分割溝Ｇ２を形成する。

【0022】

Ｘ軸方向に向く一列分のストリートＳに沿って分割溝Ｇ２を形成したら、切削手段４０をＹ軸方向にインデックス送りしながら、Ｘ軸方向に向く全てのストリートＳに対して上記の切削を繰り返し行って分割溝Ｇ２を形成する。その後、図２に示した保持テーブル１０が回転することによりウェーハＷを９０°回転させ、Ｙ軸方向に向いているストリートＳをＸ軸方向に向かせて上記同様の切削を繰り返し行い、全てのストリートＳに沿って分割溝Ｇ２を形成することにより、ウェーハＷを個々の図５に示すチップＣへと分割する。本実施形態に示すウェーハ分割ステップでは、ウェーハＷに表面保護部材１を介してフレーム２と一体とした場合を説明したが、フレーム２を用いずに、ウェーハＷと略同径の表面保護テープをウェーハＷの表面Ｗａに貼着した状態でウェーハＷの裏面Ｗｂ側からレーザ加工やブレードダイシングを施してウェーハＷを分割してもよい。

【0023】

（４）ダイボンディング層配設ステップ
ウェーハ分割ステップを実施した後に、図５（ａ）に示すように、水平方向に移動可能な液剤供給手段５０を用いて、ウェーハＷの裏面Ｗｂに液状ダイボンディング剤５１を塗布する。液剤供給手段５０は、例えば、スプレーノズルからなり、その下部に液状ダイボンディング剤５１を下方に噴射する噴射口が形成されている。液状ダイボンディング剤５１は、例えば、ポリイミド系の樹脂、エポキシ系の樹脂、アクリル系の樹脂等により構成される。液状ダイボンディング剤５１は、紫外線の照射によって硬化する紫外線硬化樹脂または加熱によって硬化する熱硬化樹脂を使用することが望ましい。

【0024】

ウェーハＷの表面Ｗａ側を回転可能な保持テーブル１４で保持して、液剤供給手段５０を保持テーブル１４に対して水平方向に移動させながら、液剤供給手段５０からウェーハＷの裏面Ｗｂに向けて液状ダイボンディング剤５１を供給し、ウェーハＷの裏面Ｗｂの全面に液状ダイボンディング剤５１をいきわたらせる。液状ダイボンディング剤５１の塗布は、上記したスプレーコートによる場合に限定されず、例えばスピンコートやスクリーン印刷等によって実施してもよい。スピンコートにより液状ダイボンディング剤５１を裏面Ｗｂに塗布する場合は、保持テーブル１４を低速で回転させながら、所定量の液状ダイボンディング剤５１をウェーハＷの裏面Ｗｂに向けて供給し、ウェーハＷの裏面Ｗｂの全面に液状ダイボンディング剤５１を塗布するとよい。

【0025】

ここで、図５（ａ）の部分拡大図に示すように、上記のウェーハ分割ステップにおいて第１例を実施してウェーハＷに分割溝Ｇ１を形成していた場合、ウェーハＷの裏面Ｗｂに塗布される液状ダイボンディング剤５１の塗布厚み２００は、分割溝Ｇ１の溝幅１００よりも薄い厚みとなるように調整することが好ましく、溝幅１００が例えば１０μｍに設定されている場合は、塗布厚み２００は例えば５μｍに設定される。また、液状ダイボンディング剤５１の粘度や供給量も調整しておく。このようにして液状ダイボンディング剤５１の塗布厚み２００を調整することにより、液状ダイボンディング剤５１が隣接するチップＣ間の分割溝Ｇ１の中に垂れるのを防ぎ、かつ、チップＣの角を覆う程度に液状ダイボンディング剤５１を塗布することができる。

【0026】

液状ダイボンディング剤５１が紫外線硬化樹脂である場合は、図５（ｂ）に示すように、例えば、ウェーハＷの上方側に配設されたＵＶランプ６０によって紫外線をウェーハＷの裏面Ｗｂに向けて照射し、紫外線による外的刺激によって液状ダイボンディング剤５１を硬化させ、裏面Ｗｂにダイボンディング層５２が配設されたチップＣを形成する。これにより、図５（ｂ）の部分拡大図に示すように、分割溝Ｇ１の中に液状ダイボンディング剤５１が充填されることなく、チップＣの角を覆う程度にダイボンディング層５２が形成されるため、チップＣの抗折強度を高めることができる。また、隣接するチップＣ同士でダイボンディング層５２が連結するおそれを防止することができる。液状ダイボンディング剤５１が熱硬化樹脂である場合は、例えばヒータ等によって液状ダイボンディング剤５１を加熱することにより硬化させて裏面Ｗｂにダイボンディング層５２が配設されたチップＣを形成する。ウェーハ分割ステップを実施した後にダイボンディング層配設ステップを実施する場合、分割溝Ｇ１，Ｇ２内に液状ダイボンディング剤５１が入り込まないようにするためには、液状ダイボンディング剤５１を少量ずつ複数回に分けてスプレーコートでウェーハＷの裏面Ｗｂに塗布して、硬化させることが好ましい。すなわち、少量の液状ダイボンディング剤５１をウェーハＷの裏面Ｗｂに塗布したら、紫外線を照射又は加熱して液状ダイボンディング剤５１を硬化させ、その後、再度少量の液状ダイボンディング剤５１を裏面Ｗｂに塗布して、紫外線を照射又は加熱して液状ダイボンディング剤５１を硬化させることを繰り返し実施することが好ましい。

【0027】

このように、本発明に係るウェーハの加工方法は、ウェーハＷの表面Ｗａに表面保護部材１を配設する表面保護部材配設ステップと、表面保護部材１が配設されたウェーハＷの表面Ｗａ側を保持テーブル１０で保持する保持ステップと、保持テーブル１０で保持されたウェーハＷの裏面ＷｂからストリートＳに沿って切削ブレード４３またはレーザビームＬＢを用いて切削して、ウェーハＷを個々のチップＣへと分割するウェーハ分割ステップと、ウェーハ分割ステップを実施した後に、ウェーハＷの裏面Ｗｂに液状ダイボンディング剤５１を塗布し、ウェーハＷの裏面Ｗｂに塗布した液状ダイボンディング剤５１を硬化して裏面Ｗｂにダイボンディング層５２が配設されたチップＣを形成するダイボンディング層配設ステップとを備えたため、個片化されたチップＣのチップサイズが例えば５ｍｍ角以下と小さい場合であってもダイシフトの発生を防止して、容易にダイボンディング層５２を裏面Ｗｂに配設することができる。したがって、加工時間をかけることなくウェーハＷを個々のチップＣへと良好に分割しうる。また、本発明によれば、ウェーハＷを個々のチップＣへと分割した後に、液状ダイボンディング剤５１を裏面Ｗｂに塗布してダイボンディング層５２を配設するため、切削ブレード４３またはレーザビームＬＢを用いてダイボンディング層５２を加工することがなく、切削ブレード４３に目詰まりやダイボンディング層５２にバリ等が発生するといった加工不良の発生を防ぐことができる。

【符号の説明】

【0028】

１：表面保護部材 ２：フレーム １０：保持テーブル １１：保持面
１２：フレーム載置台 １３：クランプ部 １４：保持テーブル
２０：レーザビーム照射手段 ２１：レーザ加工ヘッド ２２：ケーシング
３０：撮像手段
４０：切削手段 ４１：スピンドル ４２：スピンドルハウジング ４３：切削ブレード
５０：液剤供給手段 ５１：液状ダイボンディング剤
５２：ダイボンディング層 ６０：ＵＶランプ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】