特許 7358193 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】

(24)【登録日】2023-09-29

(45)【発行日】2023-10-10

(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 20060101AFI20231002BHJP

【ＦＩ】

H01L21/78 B

【請求項の数】 1

(21)【出願番号】P 2019195395

(22)【出願日】2019-10-28

(65)【公開番号】P2021068872

(43)【公開日】2021-04-30

【審査請求日】2022-08-24

(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】110003524

【氏名又は名称】弁理士法人愛宕綜合特許事務所

(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】中村 勝

(72)【発明者】

【氏名】山岡 久之

【審査官】内田 正和

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１３－１６５２２９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／３０１

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

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備えたウエーハを個々のデバイスチップ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レーザー光線の集光点を分割予定ラインの内部に位置付けて照射して改質層を形成する改質層形成工程と、
該改質層形成工程の前、又は後にウエーハの表面に保護部材を配設する保護部材配設工程と、
研削装置のチャックテーブルに保護部材側を保持しウエーハの裏面を研削して薄化すると共に分割予定ラインの内部に形成された改質層からウエーハの表面に形成された分割予定ラインに向かって生じるクラックによってウエーハを個々のデバイスチップに分割する裏面研削工程と、
を少なくとも含み、
該改質層形成工程において、外周余剰領域に至る分割予定ライン上にレーザー光線を照射して改質層を形成する場合に、
ウエーハの外周側に該デバイスチップよりも表面積が小さい三角形チップが形成されない場合には、該デバイス領域からウエーハの外周に至る改質層を形成し、
該外周側に該デバイスチップよりも表面積が小さい三角形チップが形成される場合には、該三角形チップが形成される領域においてレーザー光線の照射を停止して改質層を形成しないことにより該三角形チップが形成されないようにす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備えたウエーハを個々のデバイスチップ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、ウエーハ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の内部に位置付けて照射し、改質層を形成して個々のデバイスチップに分割している（例えば、特許文献１を参照）。

【0003】

また、改質層が分割予定ラインの内部に形成された後、保護テープが配設された表面を研削装置のチャックテーブルに保持し、ウエーハの裏面を研削してウエーハを薄化すると共に、個々のデバイスチップに分割する技術が提案されている（例えば、特許文献２を参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特許第３４０８８０５号公報

【文献】特許第４３５８７６２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記した特許文献２に記載された技術によれば、改質層が分割予定ラインに沿ってウエーハの一端から他端側まで形成されることから、改質層を形成した後、ウエーハの裏面側を研削して該改質層に沿ってウエーハを個々のデバイスチップに分割する際に、デバイスが形成されたデバイス領域が個々のデバイスチップに分割されるだけでなく、デバイスが形成されていない外周余剰領域も細かく分割される。特に、外周余剰領域の外側においてデバイスチップよりも小さい略三角形のチップが形成される領域では、ウエーハの裏面側を研削する際に、保護テープの粘着力によって該三角形のチップが保持されずに飛散する。そうすると、飛散した該チップがウエーハの裏面に付着し、その上から研削装置の研削砥石によって研削することになり、研削砥石によって該チップが引きずられて、ウエーハの裏面に傷が付き、デバイスチップを損傷させるという問題がある。

【0006】

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、ウエーハの内部に分割予定ラインに沿って改質層を形成し、裏面側を研削して個々のデバイスチップに分割する際に、ウエーハの外周領域から微細な略三角形のチップが飛散してウエーハの裏面に付着し、研削砥石によって引きずられることによりウエーハ裏面に傷が付き、デバイスチップを損傷させるという問題を解消することができ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】

【0007】

上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、複数のデバイスが分割予定ラインによって区画され表面に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備えたウエーハを個々のデバイスチップ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レーザー光線の集光点を分割予定ラインの内部に位置付けて照射して改質層を形成する改質層形成工程と、該改質層形成工程の前、又は後にウエーハの表面に保護部材を配設する保護部材配設工程と、研削装置のチャックテーブルに保護部材側を保持しウエーハの裏面を研削して薄化すると共に分割予定ラインの内部に形成された改質層からウエーハの表面に形成された分割予定ラインに向かって生じるクラックによってウエーハを個々のデバイスチップに分割する裏面研削工程と、を少なくとも含み、該改質層形成工程において、外周余剰領域に至る分割予定ライン上にレーザー光線を照射して改質層を形成する場合に、ウエーハの外周側に該デバイスチップよりも表面積が小さい三角形チップが形成されない場合には、該デバイス領域からウエーハの外周に至る改質層を形成し、該外周側に該デバイスチップよりも表面積が小さい三角形チップが形成される場合には、該三角形チップが形成される領域においてレーザー光線の照射を停止して改質層を形成しないことにより該三角形チップが形成されないようにするウエーハの加工方法が提供される。

【発明の効果】

【0008】

本発明のウエーハの加工方法は、ウエーハ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の内部に位置付けて照射して改質層を形成する改質層形成工程と、該改質層形成工程の前、又は後にウエーハの表面に保護部材を配設する保護部材配設工程と、研削装置のチャックテーブルに保護部材側を保持しウエーハの裏面を研削して薄化すると共に分割予定ラインの内部に形成された改質層からウエーハの表面に形成された分割予定ラインに向かって生じるクラックによってウエーハを個々のデバイスチップに分割する裏面研削工程と、を少なくとも含み、該改質層形成工程において、外周余剰領域に至る分割予定ライン上にレーザー光線を照射して改質層を形成する場合に、ウエーハの外周側に該デバイスチップよりも表面積が小さい三角形チップが形成されない場合には、該デバイス領域からウエーハの外周に至る改質層を形成し、該外周側に該デバイスチップよりも表面積が小さい三角形チップが形成される場合には、該三角形チップが形成される領域においてレーザー光線の照射を停止して改質層を形成しないことにより該三角形チップが形成されないようにしていることから、ウエーハの裏面を研削して薄化すると共に分割予定ラインの内部に形成された改質層からウエーハの表面に形成された分割予定ラインに向かって生じるクラックによってウエーハを個々のデバイスチップに分割する裏面研削工程を実施しても、デバイスチップよりも表面積が小さい三角形チップが形成されないため、ウエーハの外周から微細な三角形チップが飛散してウエーハの裏面に付着し、研削砥石によって引きずられてウエーハの裏面に傷が付いてデバイスチップを損傷させるという問題が解消される。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本実施形態の被加工物となるウエーハ、及び保護部材の斜視図である。

【図2】図１に示す保護部材が貼着されたウエーハをレーザー加工装置のチャックテーブルに載置する態様を示す斜視図である。

【図3】（ａ）改質層形成工程の実施態様を示す斜視図、（ｂ）（ａ）に示す改質層形成工程においてウエーハの内部に改質層が形成される態様を示す一部拡大断面図である。

【図4】改質層が形成されたウエーハ全体、及び一部の領域を拡大して示す平面図である。

【図5】（ａ）裏面研削工程によりウエーハの裏面が研削される態様を示す斜視図、（ｂ）裏面研削工程によりデバイスチップが形成された態様を示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明に基づいて構成されるウエーハの加工方法に係る実施形態について、添付図面を参照しながら説明する。

【0011】

図１には、本実施形態のウエーハの加工方法において加工対象となるウエーハ１０、及び保護部材Ｔの斜視図が記載されている。ウエーハ１０は、例えば、シリコン基板を含み、複数のデバイス１２が分割予定ライン１４によって区画され表面１０ａに形成されている。ウエーハ１０は、複数のデバイス１２が形成されている中央のデバイス領域１０ｄと、デバイス領域１０ｄを囲繞しデバイス１２が形成されていない外周余剰領域１０ｅとを備えている。保護部材Ｔは、例えば表面に粘着性を有する糊層を備えた樹脂製のシートである。ウエーハ１０と保護部材Ｔを用意したならば、図１に示すように、ウエーハ１０の表面１０ａに保護部材Ｔの糊層側を位置付けて配設する(保護部材配設工程）。

【0012】

上記した保護部材Ｔが配設されたウエーハ１０を用意したならば、図２、及び図３に示すレーザー加工装置４０（一部のみ示している）に搬送し、ウエーハ１０の表面１０ａ側に貼着された保護部材Ｔを下方に向け、ウエーハ１０の裏面１０ｂ側を上方に向けてチャックテーブル４２の上面を構成する吸着チャック４４に載置する。吸着チャック４４は、通気性を有する部材であり、図示しない吸引源に接続されている。チャックテーブル４２上に載置されたウエーハ１０は、該吸引源を作動させることで、チャックテーブル４２に吸引保持される。

【0013】

チャックテーブル４２にウエーハ１０を吸引保持したならば、移動手段（図示は省略）を作動して、チャックテーブル４２を移動し、赤外線カメラを備えたアライメント手段（図示は省略）に位置付けて、ウエーハ１０を裏面１０ｂ側から撮像して、ウエーハ１０における分割予定ライン１４に沿ったレーザー光線ＬＢを照射すべき位置を検出する（アライメント工程）。該アライメント工程を実施したならば、該移動手段をさらに作動して、チャックテーブル４２を移動し、図３（ａ)に示すように、レーザー光線照射手段４６の直下に位置付ける。

【0014】

レーザー光線照射手段４６は、図示が省略された光学系を備えており、該光学系には、ウエーハに対して透過性を有する波長のレーザー光線ＬＢを発振するレーザー発振器、レーザー光線ＬＢの出力を調整するアッテネータ、光路を変更するためのミラー等が含まれる。該光学系によって形成されたレーザー光線ＬＢは、図３（ａ）に示す集光器４７によって集光され、集光点Ｐは、図３（ｂ）に示すように、ウエーハ１０の分割予定ライン１４の内部に位置付けられる。集光点Ｐをウエーハ１０の内部に位置付け、レーザー光線照射手段４６を作動しながら、チャックテーブル４２を矢印Ｘで示す加工送り方向に移動して、所定の方向の分割予定ライン１４に沿って改質層１００を形成する。分割予定ライン１４に沿って所定の改質層１００を形成したならば、該移動手段を作動して、チャックテーブル４２を矢印Ｙで示す方向に割り出し送りして、隣接する分割予定ライン１４に沿って、上記と同様の改質層１００を形成する。以下、同様の手順を順次実施することにより、ウエーハ１０の所定の方向に形成された全ての分割予定ライン１４に沿って、改質層１００を形成する。次いで、チャックテーブル４２を９０度回転させて、先に改質層１００を形成した分割予定ライン１４と直交する方向に形成された全ての分割予定ライン１４に沿って、上記と同様の改質層１００を形成する(改質層形成工程）。

【0015】

なお、本実施形態の改質層形成工程において実施されるレーザー加工条件は、例えば、以下のように設定される。
波長 ：１３４２ｎｍ
繰り返し周波数 ：９０ｋＨｚ
平均出力 ：１．２Ｗ
加工送り速度 ：７００ｍｍ／秒

【0016】

ここで、本実施形態の改質層形成工程では、ウエーハ１０に対して改質層１００を形成する際に、外周余剰領域１０ｅに至る全ての分割予定ライン１４上にレーザー光線ＬＢを照射して改質層１００を形成した場合に、追って説明する裏面研削工程によって形成されるデバイスチップよりも表面積が小さい三角形チップが形成される場合には、該三角形チップが形成される領域においてレーザー光線ＬＢの照射を停止し、改質層１００を形成しないことにより該三角形チップが形成されないようにしている。この実施態様について、図４を参照しながらさらに説明する。

【0017】

図４には、分割予定ライン１４の内部に改質層１００が形成されたウエーハ１０の平面図が示されている。ここで、図４に示すウエーハ１０の一点鎖線で囲まれた領域Ａを右上に拡大して示す。図中に拡大して示された領域Ａには、表面１０ａ側にデバイス１２(細い点線で示す）が形成されたデバイス領域１０ｄと、デバイス領域１０ｄを囲繞し、デバイス１２が形成されていない外周余剰領域１０ｅが含まれている。

【0018】

図４の拡大された領域Ａに示すように、上記した改質層形成工程において、ウエーハ１０の分割予定ライン１４の内部に改質層１００（太い破線で示す）が形成される。ここで、仮に、外周余剰領域１０ｅに至る分割予定ライン１４上の全てにレーザー光線ＬＢを照射して改質層１００’（細い破線で示す）を形成した場合には、外周余剰領域１０ｅの外縁部１０ｃ側に、改質層１００に囲まれたデバイス１２を含む領域よりも表面積の小さい略三角形状となる領域（以下「微小三角形領域１６」という）が形成されてしまう。そして、この微小三角形領域１６が形成された状態で、後述する裏面研削工程を実施すると、デバイス１２が個々に分割されてデバイスチップ１２Ａが形成されると共に、微小三角形領域１６がウエーハ１０から分離されてデバイスチップ１２Ａよりも表面積が小さい三角形チップが形成されてしまう。そうすると、裏面研削工程を実施している最中に保護部材Ｔからその三角チップが飛散して、ウエーハ１０の裏面１０ｂに付着し、研削砥石によって引きずられてデバイスチップ１２Ａを損傷させるという問題が生じる。これに対し、本実施形態では、デバイスチップ１２Ａよりも表面積が小さい三角形チップが形成されることを回避すべく、上記した微小三角形領域１６が区画される領域においては、図４の拡大された領域Ａに示すように、分割予定ライン１４の延長線上であっても、レーザー光線の照射を停止して、デバイスチップ１２Ａよりも表面積が小さい三角形チップを形成することになる改質層１００’を形成しないようにしている。

【0019】

上記したように改質層形成工程が実施されたならば、ウエーハ１０を個々のデバイスチップに分割するための裏面研削工程を実施する。なお、上記した実施形態では、保護部材配設工程を改質層形成工程の前に実施している。しかし、本発明はこれに限定されず、該改質層形成工程の後に保護部材配設工程を実施してもよい。特に、改質層１００を形成するレーザー光線ＬＢを、ウエーハ１０の表面１０ａから照射する場合は、改質層形成工程の後に保護部材配設工程を実施することが好都合である。以下に、図５を参照しながら、裏面研削工程について説明する。

【0020】

改質層形成工程が施されたウエーハ１０は、研削装置５０(一部のみ示されている）に搬送され、保護部材Ｔ側を下方にし、ウエーハ１０の裏面１０ｂ側を上方に向けて、研削装置５０のチャックテーブル５１上に載置される。研削装置５０は、チャックテーブル５１に加え、研削手段５２を備えている。研削手段５２は、図示しない電動モータによって回転させられるホイールマウント５４と、ホイールマウント５４の下面に装着される研削ホイール５６と、研削ホイール５６の下面に環状に配設された複数の研削砥石５８とから構成される。チャックテーブル５１の上面には、図示しない吸引手段に接続された通気性を有する吸着面が配設されており、該吸引手段を作動させることで、チャックテーブル５１上にウエーハ１０が吸引保持される。

【0021】

ウエーハ１０をチャックテーブル５１上に吸引保持したならば、チャックテーブル５１を図５（ａ）において矢印Ｒ１で示す方向に例えば３００ｒｐｍで回転させ、これと同時に研削手段５２の研削ホイール５４を図５（ａ）において矢印Ｒ２で示す方向に、例えば６０００ｒｐｍで回転させる。そして、図示しない研削送り手段を作動して、研削砥石５８をウエーハ１０の裏面１０ｂに上方から接触させ、例えば１μｍ／秒の研削送り速度で下方、すなわち、チャックテーブル５１に対して垂直な方向に所定量研削送りする。この際、図示しない測定ゲージによりウエーハ１０の厚みを測定しながら研削を進めることができ、ウエーハ１０の裏面１０ｂが研削されて薄化されると共に、図５（ｂ）に示すように、分割予定ライン１４の内部に形成された改質層１００からウエーハ１０の表面１０ａに形成された分割予定ライン１４に向かって生じるクラックによってウエーハ１０が個々のデバイスチップ１２Ａに分割される（裏面研削工程）。

【0022】

上記した実施形態によれば、ウエーハ１０に対して透過性を有する波長のレーザー光線ＬＢの集光点Ｐを分割予定ライン１４の内部に位置付けて照射して改質層１００を形成する改質層形成工程を実施し、研削装置５０によってウエーハ１０の裏面１０ｂを研削して薄化すると共に分割予定ライン１４の内部に形成された改質層１００からウエーハ１０の表面１０ａに形成された分割予定ライン１４に向かって生じるクラックによってウエーハ１０を個々のデバイスチップ１２Ａに分割する裏面研削工程を実施しても、デバイスチップ１２Ａよりも表面積が小さい三角形チップが形成されないため、ウエーハ１０の外周から微細な三角形チップが飛散してウエーハ１０の裏面に付着し研削砥石５８によって引きずられてウエーハの裏面に傷が付いてデバイスチップを損傷させるという問題が解消される。

【符号の説明】

【0023】

１０：ウエーハ
１０ａ：表面
１０ｂ：裏面
１０ｃ：外縁部
１０ｄ：デバイス領域
１０ｅ：外周余剰領域
１２：デバイス
１４：分割予定ライン
１６：微小三角形領域
４０：レーザー加工装置
４２：チャックテーブル
４４：吸着チャック
５０：研削装置
５１：チャックテーブル
５２：研削手段
５４：ホイールマウント
５６：研削ホイール
５８：研削砥石

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】