(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】2023-12-15
(45)【発行日】2023-12-25
(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 20060101AFI20231218BHJP
B24B 7/04 20060101ALI20231218BHJP
B24B 27/06 20060101ALI20231218BHJP
【ＦＩ】
H01L21/78 Q
H01L21/78 F
B24B7/04 A
B24B27/06 M
【請求項の数】
2
(21)【出願番号】P 2019165307
(22)【出願日】2019-09-11
(65)【公開番号】P2021044373
(43)【公開日】2021-03-18
【審査請求日】2022-07-15
(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】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】大前 巻子
【審査官】湯川 洋介
(56)【参考文献】
【文献】特開平１０－２４２０８３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１８－１５２５２９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００７－２２０８６３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００４－３５６３８４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００４－０３１６３９（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１７／１７０４４９（ＷＯ，Ａ１）
【文献】米国特許出願公開第２０１４／０２２５２８３（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特開２００２－１０５５５６（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｌ ２１／３０１
Ｂ２４Ｂ ７／０４
Ｂ２４Ｂ ２７／０６
(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、ウエーハの表面に保護部材を配設し研削装置のチャックテーブルでウエーハを保持してウエーハの裏面を研削する研削工程と、
該研削工程の直後、研削され酸化膜が除去されたことにより、研削前のウエーハの裏面に酸化膜が形成されていた状態と比較して、濡れ性が向上したウエーハの裏面に紫外線硬化型の粘着層を有するダイシングテープを貼着するダイシングテープ貼着工程と、
ダイシングテープ側から紫外線を僅かに照射して、ウエーハとダイシングテープとの間の粘着力が、ウエーハの裏面の濡れ性が向上していない状態でダイシングテープをウエーハの裏面に貼着した場合のウエーハとダイシングテープとの間の粘着力と同程度となるように該粘着層を僅かに硬化させる粘着層硬化工程と、
ウエーハの表面に切削ブレードを位置づけて分割予定ラインを切削して個々のデバイスチップに分割する分割工程と、
から少なくとも構成されるウエーハの加工方法。
【請求項2】
該分割工程の前に該保護部材をウエーハの表面から剥離する請求項１記載の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、研削装置によって裏面が研削されて所望の厚みに形成された後、ダイシング装置によって個々のデバイスチップに分割され、分割された各デバイスチップは携帯電話、パソコン等の電気機器に利用される。
【0003】
ウエーハの裏面は、ダイシング装置に搬送される前に紫外線硬化型の粘着層を有するダイシングテープに貼着され、ダイシングテープの周縁は、ウエーハを収容する開口部を有するフレームに貼着される。これによってウエーハは、ダイシングテープを介してフレームに支持される（たとえば特許文献１参照）。
【0004】
そして、フレームに支持されたウエーハは、ダイシング装置のチャックテーブルに保持され、回転する切削ブレードによって個々のデバイスチップに分割される。
【0005】
その後、ダイシングテープに紫外線が照射され、粘着層の硬化によって粘着力が低下したダイシングテープからデバイスチップがピックアップされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【文献】特開平１１－３３００１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかし、デバイスチップの大きさが１ｍｍ角以下（たとえば０．０３ｍｍ角、厚み０．０２ｍｍ）と小さいと、ウエーハをダイシングする際にデバイスチップがダイシングテープの粘着層上で動いてしまい、デバイスチップの外周に欠けが生じて品質が低下するという問題がある。
【0008】
また、ダイシングテープに紫外線を僅かに照射して粘着層を硬化させるとダイシングテープの粘着層上でのデバイスチップの動きを抑制できるものの、粘着力の低下によってダイシングテープの粘着層からデバイスチップが剥離して飛散するという問題がある。
【0009】
上記事実に鑑みてなされた本発明の課題は、ダイシングテープからデバイスチップが飛散するのを防止することができ、かつデバイスチップの品質の低下を防止することができるウエーハの加工方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明は上記課題を解決するために以下のウエーハの加工方法を提供する。すなわち、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、ウエーハの表面に保護部材を配設し研削装置のチャックテーブルでウエーハを保持してウエーハの裏面を研削する研削工程と、該研削工程の直後、研削され酸化膜が除去されたことにより、研削前のウエーハの裏面に酸化膜が形成されていた状態と比較して、濡れ性が向上したウエーハの裏面に紫外線硬化型の粘着層を有するダイシングテープを貼着するダイシングテープ貼着工程と、ダイシングテープ側から紫外線を僅かに照射して、ウエーハとダイシングテープとの間の粘着力が、ウエーハの裏面の濡れ性が向上していない状態でダイシングテープをウエーハの裏面に貼着した場合のウエーハとダイシングテープとの間の粘着力と同程度となるように該粘着層を僅かに硬化させる粘着層硬化工程と、ウエーハの表面に切削ブレードを位置づけて分割予定ラインを切削して個々のデバイスチップに分割する分割工程と、から少なくとも構成されるウエーハの加工方法を本発明は提供する。
【0011】
好ましくは、該分割工程の前に該保護部材をウエーハの表面から剥離する。
【発明の効果】
【0012】
本発明のウエーハの加工方法は、ウエーハの表面に保護部材を配設し研削装置のチャックテーブルでウエーハを保持してウエーハの裏面を研削する研削工程と、該研削工程の直後、研削され酸化膜が除去されたことにより、研削前のウエーハの裏面に酸化膜が形成されていた状態と比較して、濡れ性が向上したウエーハの裏面に紫外線硬化型の粘着層を有するダイシングテープを貼着するダイシングテープ貼着工程と、ダイシングテープ側から紫外線を僅かに照射して、ウエーハとダイシングテープとの間の粘着力が、ウエーハの裏面の濡れ性が向上していない状態でダイシングテープをウエーハの裏面に貼着した場合のウエーハとダイシングテープとの間の粘着力と同程度となるように該粘着層を僅かに硬化させる粘着層硬化工程と、ウエーハの表面に切削ブレードを位置づけて分割予定ラインを切削して個々のデバイスチップに分割する分割工程と、から少なくとも構成されていることから、粘着層硬化工程においてダイシングテープに紫外線を僅かに照射してもウエーハとダイシングテープとの間に所要の粘着力が維持されるため、分割工程においてダイシングテープからデバイスチップが飛散するのを防止することができる。また、本発明のウエーハの加工方法では、ウエーハをダイシングする際にデバイスチップの外周に欠けが生じないようにダイシングテープ上でのデバイスチップの動きを抑制する程度に粘着層を僅かに硬化させるので、デバイスチップの品質の低下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】ウエーハの斜視図。
【図2】（ａ）研削工程を実施している状態を示す斜視図、（ｂ）研削工程を実施した状態を示す斜視図。
【図3】ダイシングテープ貼着工程を実施している状態を示す斜視図。
【図4】粘着層硬化工程を実施している状態を示す斜視図。
【図5】分割工程を実施している状態を示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下、本発明のウエーハの加工方法の好適実施形態について図面を参照しつつ説明する。
【0015】
図１には、本発明のウエーハの加工方法によって加工が施される円板状のウエーハ２が示されている。図示の実施形態のウエーハ２はシリコン（Ｓｉ）から形成されている。ウエーハ２の表面２ａは格子状の分割予定ライン４によって複数の矩形領域に区画されており、複数の矩形領域のそれぞれにはＩＣ、ＬＳＩ等のデバイス６が形成されている。なお、ウエーハ２の裏面２ｂはシリコン酸化膜（ＳｉＯ２）によって覆われている。
【0016】
図示の実施形態のウエーハの加工方法では、まず、ウエーハ２の表面２ａに保護部材８を配設し、研削装置のチャックテーブルでウエーハ２を保持してウエーハ２の裏面２ｂを研削する研削工程を実施する。デバイス６を保護するための保護部材８は、図１に示すとおり、ウエーハ２の直径と同一の直径を有する円形の粘着テープでよい。
【0017】
研削工程においけるウエーハ２の裏面２ｂの研削は、たとえば図２に一部を示す研削装置１０を用いて実施することができる。研削装置１０は、ウエーハ２を吸引保持するチャックテーブル１２と、チャックテーブル１２に吸引保持されたウエーハ２を研削する研削手段１４とを備える。
【0018】
上面においてウエーハ２を吸引保持するチャックテーブル１２は、上下方向に延びる軸線を中心として回転自在に構成されている。研削手段１４は、上下方向を軸心として回転自在に構成されたスピンドル１６と、スピンドル１６の下端に固定された円板状のホイールマウント１８とを含む。ホイールマウント１８の下面にはボルト２０によって環状の研削ホイール２２が固定されている。研削ホイール２２の下面の外周縁部には、周方向に間隔をおいて環状に配置された複数の研削砥石２４が固定されている。
【0019】
研削工程では、デバイス６を保護するための保護部材８をウエーハ２の表面２ａに配設した後、図２に示すとおり、ウエーハ２の裏面２ｂを上に向けて、チャックテーブル１２の上面でウエーハ２を吸引保持する。次いで、上方からみて反時計回りに所定の回転速度（たとえば３００ｒｐｍ）でチャックテーブル１２を回転させる。また、上方からみて反時計回りに所定の回転速度（たとえば６０００ｒｐｍ）でスピンドル１６を回転させる。
【0020】
次いで、研削装置１０の昇降手段（図示していない。）でスピンドル１６を下降させ、ウエーハ２の裏面２ｂに研削砥石２４を接触させる。そして、所定の研削送り速度（たとえば１．０μｍ／ｓ）でスピンドル１６を下降させる。これによって、ウエーハ２の裏面２ｂを研削しシリコン酸化膜を除去して、ウエーハ２の裏面２ｂの濡れ性を向上させることができる。なお、図２（ｂ）には、研削工程を実施したことによって、ウエーハ２の径方向中心から放射状に複数の弧状研削痕２６がウエーハ２の裏面２ｂに発生した状態が示されている。
【0021】
研削工程の直後、研削され濡れ性が向上したウエーハ２の裏面２ｂに紫外線硬化型の粘着層を有するダイシングテープを貼着するダイシングテープ貼着工程を実施する。
【0022】
ダイシングテープ貼着工程では、図３に示すとおり、研削工程直後のウエーハ２の裏面２ｂの濡れ性が向上した状態で、周縁が環状フレーム２８に固定されたダイシングテープ３０にウエーハ２の裏面２ｂを貼着する。ダイシングテープ貼着工程を実施した後のウエーハ２の裏面２ｂとダイシングテープ３０の粘着層との間の粘着力は、ウエーハ２の裏面２ｂの濡れ性が向上していない状態でダイシングテープ３０にウエーハ２の裏面２ｂを貼着した場合の粘着力よりも強い。なお、研削工程の直後とは、研削工程を実施してから、ウエーハ２の裏面２ｂの濡れ性が、研削工程を実施する前と同程度の濡れ性に戻るまでの時間（たとえば１時間程度）よりも充分短い時間（たとえば５～１０分程度）であり、すなわち、研削工程を実施してから、研削工程を実施する前と同程度のシリコン酸化膜がウエーハ２の裏面２ｂに再度形成されるまでの時間よりも充分短い時間である。そして、研削工程の直後にウエーハ２の裏面２ｂにダイシングテープ３０を貼着することにより、ウエーハ２とダイシングテープ３０との間の粘着力は、後述の粘着層硬化工程においてダイシングテープ３０の粘着層を僅かに硬化させてウエーハ２とダイシングテープ３０との間の粘着力が低下しても、ウエーハ２の裏面２ｂの濡れ性が向上していない状態でダイシングテープ３０をウエーハ２の裏面２ｂに貼着した場合よりも下回ることがない。
【0023】
ダイシングテープ貼着工程を実施した後、ダイシングテープ３０側から紫外線を僅かに照射して粘着層を僅かに硬化させる粘着層硬化工程を実施する。
【0024】
粘着層硬化工程では、図４に示すとおり、まず、ウエーハ２を上側に向け、ダイシングテープ３０を下側に向けた状態で、紫外線照射装置３２の上方にウエーハ２を位置づける。次いで、紫外線照射装置３２から紫外線を僅かに照射（たとえば、出力１００Ｗで２秒程度照射）して、ウエーハ２をダイシングする際にデバイスチップの外周に欠けが生じないようにダイシングテープ３０上でのデバイスチップの動きを抑制することができる程度にダイシングテープ３０の粘着層を僅かに硬化させる。
【0025】
粘着層硬化工程を実施した後のウエーハ２とダイシングテープ３０との間の粘着力について説明する。上述したとおり、ダイシングテープ貼着工程では、研削直後のウエーハ２の裏面２ｂの濡れ性が向上した状態でウエーハ２の裏面２ｂにダイシングテープ３０を貼着しており、ウエーハ２の裏面２ｂの濡れ性が向上していない状態でウエーハ２の裏面２ｂにダイシングテープ３０を貼着した場合よりも、ウエーハ２とダイシングテープ３０との間の粘着力が強い。また、粘着層硬化工程において、紫外線照射によりダイシングテープ３０の粘着層を僅かに硬化させると、ウエーハ２とダイシングテープ３０との間の粘着力が若干低下する。この際、粘着層硬化工程を実施した後のウエーハ２とダイシングテープ３０との間の粘着力が、ウエーハ２の裏面２ｂの濡れ性が向上していない状態でダイシングテープ３０をウエーハ２の裏面２ｂに貼着した場合のウエーハ２とダイシングテープ３０との間の粘着力と同程度となるように、紫外線照射によりダイシングテープ３０の粘着層を僅かに硬化させる。これによって、ウエーハ２とダイシングテープ３０との間には所要の粘着力が維持されるので、後述の分割工程において、ダイシングテープ３０からデバイスチップが飛散するのを防止することができる。なお、後述の分割工程を実施する前に、図４に示すとおり、ウエーハ２の表面２ａから保護部材８を除去する。
【0026】
粘着層硬化工程を実施した後、ウエーハ２の表面２ａに切削ブレードを位置づけて分割予定ライン４を切削して個々のデバイスチップに分割する分割工程を実施する。分割工程は、たとえば図５に一部を示すダイシング装置３４を用いて実施することができる。
【0027】
ダイシング装置３４は、ウエーハ２を吸引保持するチャックテーブル（図示していない。）と、チャックテーブルに吸引保持されたウエーハ２を切削する切削手段３６とを備える。チャックテーブルは、回転自在に構成されていると共に、図５に矢印Ｘで示すＸ軸方向に移動自在に構成されている。切削手段３６は、Ｘ軸方向に直交するＹ軸方向（図５に矢印Ｙで示す方向）を軸心として回転自在に構成されたスピンドル３８と、スピンドル３８の先端に固定された環状の切削ブレード４０とを含む。なお、Ｘ軸方向およびＹ軸方向が規定する平面は実質上水平である。
【0028】
分割工程では、まず、ウエーハ２の表面２ａを上に向けて、チャックテーブルの上面でウエーハ２を吸引保持する。次いで、ダイシング装置３４の撮像手段（図示していない。）で上方からウエーハ２を撮像し、撮像手段で撮像したウエーハ２の画像に基づいて、ウエーハ２の分割予定ライン４をＸ軸方向に整合させると共に、Ｘ軸方向に整合させた分割予定ライン４を切削ブレード４０の下方に位置づける。次いで、図５に示すとおり、Ｘ軸方向に整合させた分割予定ライン４に、矢印Ａで示す方向に高速回転させた切削ブレード４０の刃先をウエーハ２の表面２ａから裏面２ｂに至るまで切り込ませると共に、切削手段３６に対してチャックテーブルを相対的にＸ軸方向に加工送りすることによって、分割予定ライン４に沿ってウエーハ２を切削する。なお、図５には、分割予定ライン４に沿ってウエーハ２を切削した部分を符号４２で示す。
【0029】
そして、分割予定ライン４のＹ軸方向の間隔の分だけ、チャックテーブルに対して切削ブレード４０を相対的にＹ軸方向に割り出し送りしながらウエーハ２の切削を繰り返し、Ｘ軸方向に整合させた分割予定ライン４のすべてに沿ってウエーハ２を切削する。また、チャックテーブルを９０度回転させた上で、割り出し送りしながらウエーハ２の切削を繰り返し、格子状の分割予定ライン４のすべてに沿ってウエーハ２を切削する。これによって、ウエーハ２を個々のデバイス６ごとのデバイスチップに分割することができる。
【0030】
以上のとおりであり、図示の実施形態のウエーハの加工方法では、研削工程の直後、研削され濡れ性が向上したウエーハ２の裏面２ｂに紫外線硬化型の粘着層を有するダイシングテープ３０を貼着するので、粘着層硬化工程において、ダイシングテープ３０に紫外線を僅かに照射してダイシングテープ３０の粘着層を僅かに硬化させても、ウエーハ２の裏面２ｂとダイシングテープ３０の粘着層との間には所要の粘着力が維持される。したがって、図示の実施形態のウエーハの加工方法では、分割工程においてダイシングテープ３０からデバイスチップが飛散するのを防止することができる。
【0031】
また、図示の実施形態のウエーハの加工方法では、ウエーハ２をダイシングする際にデバイスチップの外周に欠けが生じないようにダイシングテープ３０上でのデバイスチップの動きを抑制する程度にダイシングテープ３０の粘着層を僅かに硬化させるので、デバイスチップの品質の低下を防止することができる。
【符号の説明】
【0032】
２：ウエーハ
２ａ：ウエーハの表面
２ｂ：ウエーハの裏面
４：分割予定ライン
６：デバイス
８：保護部材
１０：研削装置
１２：チャックテーブル
３０：ダイシングテープ
４０：切削ブレード
２ａ：ウエーハの表面
２ｂ：ウエーハの裏面
４：分割予定ライン
６：デバイス
８：保護部材
１０：研削装置
１２：チャックテーブル
３０：ダイシングテープ
４０：切削ブレード
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
