JP2018120953A - ウェーハの加工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ウェーハの表面側に貼着された保護テープの剥離を抑制して、ウェーハの裏面側を適切に研削加工する。【解決手段】格子状に複数の分割予定ラインが設定され、該複数の分割予定ラインによって区画された複数の領域にデバイスが形成されたウェーハの加工方法であって、該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の後、該ウェーハの表面に貼着された保護テープの露出面をバイト工具によって切削して平坦化する平坦化ステップと、該平坦化ステップの後、該ウェーハの表面側を研削装置のチャックテーブルに向け、該保護テープを介して該チャックテーブルに該ウェーハを保持させ、該ウェーハの裏面側を研削して該ウェーハを所定の厚さにする研削ステップと、を備え、該平坦化ステップにおいて平坦化される保護テープは、該ウェーハの直径よりも小さい直径を有し、該ウェーハの外周より内側に貼着されている。【選択図】図１

Description

本発明は、デバイスが表面に形成されたウェーハの加工方法に関する。

複数のデバイスが表面に形成されたウェーハの裏面を研削して該ウェーハを所定の厚みに薄化し、その後、該ウェーハを所定の分割予定ラインに沿って分割することでデバイスチップが形成される。ＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスを含むデバイスチップは、携帯電話やパソコン等の電子機器に使用されている。

ウェーハの裏面の研削には、研削装置が用いられる。該研削装置は、円盤状の研削ホイール、該研削ホイールを回転可能に支持するスピンドル、及び、該スピンドルを回転させるモータ等を備える。該研削ホイールには、ウェーハ等の被加工物に接触して被加工物を研削する複数の砥石が装着されている。

該研削装置を用いてウェーハの裏面を研削する際には、予めウェーハの表面側に保護テープを貼着しておく。ウェーハの表面側に保護テープを貼着すると、研削工程において該ウェーハの表面側のデバイスが保護される。そして、該研削装置のチャックテーブルに該ウェーハを保持させるとき、該ウェーハの裏面側を露出させるために、該ウェーハは表面側が該チャックテーブルに向けられる。そして、該ウェーハは該表面側に貼着された保護テープを介して該チャックテーブルに保持される。

ところで、該保護テープの厚さのばらつきは、該ウェーハの厚さのばらつきよりも大きい。そのため、該保護テープを介してチャックテーブル上に保持されたウェーハの裏面を研削するとき、該ウェーハの裏面の高さがばらついて、加工精度が悪くなるとの問題を生じる。さらに、ウェーハの表面に電極等としてバンプが形成されている場合、該表面に貼着された保護テープの凹凸は大きくなり、該問題は顕著となる。

そこで、ウェーハの表面側に保護テープを貼着した後、ウェーハの裏面側を研削加工する前に、該保護テープをバイト工具によって切削してチャックテーブルに触れる面を平坦化し、その後、該ウェーハの裏面側を研削加工する方法が提案された。

特開２０００−２８８８８１号公報 特開２０１３−２１０１７号公報

ウェーハの表面側への保護テープの貼着は、まず、該ウェーハの直径よりも幅の広い帯状の保護テープをウェーハの表面側に貼着し、次に、該ウェーハの外周に沿って保護テープを切断することで実施される。保護テープを切断する際は、例えば、ウェーハの外周においてカッター等を保護テープに切り込ませ、次に、ウェーハを１回転させる。ここで、ウェーハの回転の中心とウェーハの中心とが一致していない場合、該保護テープがウェーハの外周からはみ出す場合がある。

すると、その後に保護テープをバイト工具で切削する際に、保護テープのウェーハからはみ出した部分をバイト工具が巻き込み、該保護テープが該ウェーハの表面から部分的に剥離してしまう場合があり、問題となる。

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、ウェーハの表面側に貼着された保護テープの剥離を抑制でき、ウェーハの裏面側を適切に研削加工できるウェーハの加工方法を提供することである。

本発明の一態様によれば、表面に格子状に複数の分割予定ラインが設定され、該複数の分割予定ラインによって区画された複数の領域にデバイスが形成されたウェーハの加工方法であって、該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の後、該ウェーハの表面に貼着された保護テープの露出面をバイト工具によって切削して平坦化する平坦化ステップと、該平坦化ステップの後、該ウェーハの表面側を研削装置のチャックテーブルに向け、該保護テープを介して該チャックテーブルに該ウェーハを保持させ、該ウェーハの裏面側を研削して該ウェーハを所定の厚さにする研削ステップと、を備え、該平坦化ステップにおいて平坦化される保護テープは、該ウェーハの直径よりも小さい直径を有し、該ウェーハの外周より内側に貼着されていることを特徴とするウェーハの加工方法が提供される。

例えば、該保護テープの直径が該ウェーハの直径よりも大きい場合、該保護テープを該ウェーハの表面に貼着すると、該保護テープは該ウェーハの外周からはみ出してしまう。該保護テープのうち該ウェーハの外周からはみ出していない部分は該ウェーハに貼着されて固定されるため、バイト工具により該保護テープを平坦化する際にバイト工具に巻き込まれにくい。

その一方で、該保護テープのうち該ウェーハの外周からはみ出している部分は該ウェーハに固定されていないため、バイト工具に巻き込まれてしまう。保護テープがバイト工具に巻き込まれると、該保護テープが引っ張られることによりウェーハも引っ張られ、ウェーハが破損してしまう場合がある。また、該保護テープが該ウェーハの表面から部分的に剥離する場合がある。すると、該保護テープにバイト工具によるバイト切削を実施しても、該保護テープが適切に平坦化されず、その後の研削ステップにおいて、該ウェーハ適切に研削することができない。

保護テープの直径が該ウェーハの直径よりも小さい場合でも、該保護テープの一部が該ウェーハの外周からはみ出している場合、保護テープのはみ出した部分がバイト工具に巻き込まれるため、やはりウェーハの研削加工を適切に実施できない。

これに対して、本発明の一態様に係るウェーハの加工方法では、平坦化ステップにおいて平坦化される保護テープは、該ウェーハの直径よりも小さい直径を有する。さらに、該ウェーハの表面に貼着された該保護テープは該ウェーハの外周より内側に貼着されている。すると、該保護テープは全面に渡って該ウェーハに固定されるため、該保護テープを平坦化する際に、該保護テープがバイト工具に巻き込まれにくく、該保護テープの該ウェーハからの部分的な剥離が抑制される。

平坦化ステップにおいて該保護テープがウェーハの表面から剥離されず、適切に平坦化されると、その後の研削ステップにおいてウェーハの裏面側を適切に研削できる。

したがって、本発明によりウェーハの表面側に貼着された保護テープの剥離を抑制でき、ウェーハの裏面側を適切に研削加工できるウェーハの加工方法が提供される。

図１（Ａ）は、保護テープ貼着ステップを説明するための模式的な斜視図であり、図１（Ｂ）は、表面に保護テープが貼着されたウェーハを説明するための模式的な斜視図である。 平坦化ステップを説明するための模式的な側面図である。 研削ステップを説明するための模式的な斜視図である。 ウェーハの裏面側を部分的に研削して凹部を形成する研削ステップを説明するための模式的な斜視図である。

添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。まず、本実施形態に係る加工方法の被加工物であるウェーハについて図１（Ａ）を用いて説明する。図１（Ａ）には、ウェーハ１が模式的に示されている。該ウェーハ１は、例えば、シリコン、ＳｉＣ（シリコンカーバイド）、若しくは、その他の半導体等の材料、または、サファイア、ガラス、石英等の材料からなる略円板状の基板である。

ウェーハ１の表面１ａは格子状に配列された複数の分割予定ライン（ストリート）３で複数の領域に区画されており、該複数の分割予定ライン３により区画された各領域にはＩＣ等のデバイス５が形成されている。最終的に、ウェーハ１が薄化されストリート３に沿って分割されることで、個々のデバイスチップが形成される。

次に、該ウェーハ１の表面１ａに貼着される保護テープについて図１（Ａ）を用いて説明する。図１（Ａ）には、保護テープ７が模式的に示されている。保護テープ７は、該ウェーハ１の表面１ａに形成されたデバイス５等を保護する機能を有する。保護テープ７は、本実施形態に係るウェーハの加工方法が実施されている間、各ステップや搬送等の際に加わる衝撃からウェーハ１の表面１ａ側を保護し、デバイス５に損傷が生じるのを防止する。

保護テープ７は、可撓性を有するフィルム状の基材と、該基材の一方の面に形成された糊層（接着剤層）と、を有する。例えば、基材にはＰＯ（ポリオレフィン）が用いられる。ＰＯよりも剛性の高いＰＥＴ（ポリエチレンテレフタラート）、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン等が用いられても良い。また、糊層（接着剤層）には、例えば、シリコーンゴム、アクリル系材料、エポキシ系材料等が用いられる。

また、保護テープ７は、ウェーハ１の直径よりも小さい直径を有する円板状に形成される。保護テープ７は、例えば、ウェーハ１の直径よりも大きな幅を有する帯状の保護テープシートが切断されて形成される。または、該保護テープシートの状態でウェーハ１の表面１ａに貼着され、ウェーハ１の表面１ａに貼着された状態で所定の形状となるように切断されて形成されてもよい。

次に、本発明の一態様に係るウェーハの加工方法について説明する。該ウェーハの加工方法は、該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、該保護テープの露出面（基材側）をバイト工具によって切削して平坦化する平坦化ステップと、該ウェーハの裏面側を研削する研削ステップと、を備える。以下、該ウェーハの加工方法の各ステップについて説明する。

まず、保護テープ貼着ステップについて図１（Ａ）を用いて説明する。該保護テープ貼着ステップでは、ウェーハ１の表面１ａに保護テープ７を貼着する。該保護テープ７は、ウェーハ１の表面１ａに貼着される際に糊層がウェーハ１の表面１ａに向けられ、ウェーハ１の外周からはみ出さないように貼着される。

図１（Ｂ）は、表面１ａに保護テープ７が貼着されたウェーハ１の模式的な斜視図である。図１（Ｂ）に示される通り、保護テープ７が貼着されたウェーハ１を表面１ａ側から観察すると、ウェーハ１の外周縁の内側に保護テープ７が収まった状態となる。

なお、保護テープ貼着ステップでは、他の方法でウェーハ１の表面１ａに保護テープ７が設けられてもよい。例えば、ウェーハ１よりも大きな保護テープシートをウェーハ１の表面１ａに貼着し、該保護テープシートをウェーハ１の外周縁に沿って、該外周縁よりも内側を切断して保護テープ７を形成してもよい。この場合においても、図１（Ｂ）に示される通り、保護テープ７が貼着されたウェーハ１を表面１ａ側から観察すると、ウェーハ１の外周縁の内側に保護テープ７が収まった状態となる。

ところで、ウェーハ１の外周縁には予め面取り加工が施されている。該面取り加工が実施されていなければ、ウェーハ１の外周縁に欠け等の損傷が生じやすくなる。面取り加工が実施されたウェーハ１の外周縁においては、ウェーハ１は他の領域に比べて薄いため、保護テープ７をウェーハ１の表面１ａに貼着するとき、該外周縁において保護テープ７がウェーハ１から浮いてしまう。

保護テープ７がウェーハ１の外周縁においてウェーハ１から浮いてしまうと、後述の平坦化ステップにおいて保護テープ７がバイト工具１０（図２参照）に巻き込まれて、ウェーハ１が部分的に剥離してしまう場合がある。そのため、ウェーハ１の表面１ａに保護テープ７を貼着するとき、該保護テープ７が面取り加工された領域にかからないことが好ましい。例えば、保護テープ７をウェーハの外周縁から０．５ｍｍ以上内側に離れた位置に収まった状態とするのが好ましい。

該保護テープ７は該ウェーハ１よりも厚さのばらつきが大きい。そのため、該保護テープ７を介して後述の研削装置１２のチャックテーブル１４（図３参照）上に保持されたウェーハ１の裏面１ｂを研削すると、該ウェーハ１の裏面１ｂの高さがばらついて、加工精度が悪くなるとの問題を生じる。さらに、ウェーハ１の表面１ａに電極等としてバンプが形成されている場合、該表面１ａに貼着された保護テープ７の凹凸はさらに大きくなる。そこで、次に保護テープ７を平坦化する平坦化ステップを実施する。

図２は、平坦化ステップを説明するための模式的な側面図である。平坦化ステップには、図２に示されるバイト切削装置２が使用される。

バイト切削装置２は、チャックテーブル４を有する。該チャックテーブル４は、上面側に多孔質部材を有する。該多孔質部材の上面は被加工物を保持する保持面４ａとなる。チャックテーブル４は、吸引源（不図示）に接続された吸引路（不図示）を内部に有し、該吸引路の他端が該多孔質部材に接続されている。該保持面４ａ上にウェーハ１が載せ置かれ、該多孔質部材の孔を通して該被加工物に対して該吸引源により生じた負圧が作用すると、ウェーハ１はチャックテーブル４に吸引保持される。

バイト切削装置２は、さらに、スピンドル８と、該スピンドル８の一端に保持されたバイトホイール６と、該バイトホイール６に固定されたバイト工具１０と、を該チャックテーブル４の上方に有する。スピンドル８の他端にはモータ等の回転駆動源（不図示）が接続されており、該回転駆動源がスピンドル８を回転させる。

バイト切削装置２は、昇降手段（モータ等）（不図示）をさらに備え、該昇降手段によりスピンドル８を上下方向に移動できる。また、移動手段（モータ等）（不図示）をさらに備え、該移動手段によりチャックテーブル４を保持面４ａに平行な面内の方向に移動できる。チャックテーブル４は、該保持面４ａに垂直な軸の周りに回転可能である。

該スピンドル８が回転すると、バイト工具１０が装着されたバイトホイール６が回転する。そして、バイトホイール６をチャックテーブル４に保持されたウェーハ１に向けて所定の高さ位置まで下降させた後、チャックテーブル４と、バイト工具１０と、を相対移動させると、バイト工具１０を保護テープ７に切り込ませることができる。

平坦化ステップでは、まず、ウェーハ１の裏面１ｂ側をチャックテーブル４の保持面４ａに向けて、ウェーハ１を該保持面４ａの上に載せ置き、チャックテーブル４からウェーハ１に負圧を作用させて、ウェーハ１をチャックテーブル４に吸引保持させる。すると、ウェーハ１の表面１ａに貼着された保護テープ７の基材側が上方に露出する。

次に、バイト切削装置２のスピンドル８を回転させ、バイトホイール６を回転させる。そして、バイトホイール６をチャックテーブル４に保持されたウェーハ１に向けて所定の高さ位置まで下降させ、その後、チャックテーブル４と、バイト工具１０と、を相対移動させて、バイト工具１０を保護テープ７に切り込ませる。

ここで、本実施形態に係るウェーハの加工方法では、ウェーハ１の表面１ａに貼着された保護テープ７は、ウェーハ１の外周縁から外部にはみ出していないため、保護テープ７の外周縁もウェーハ１の表面１ａから浮き上がらずにウェーハ１に貼着される。

そのため、本実施形態に係るウェーハの加工方法においては、バイト工具１０で保護テープ７をバイト切削するとき、保護テープ７はバイト工具１０に巻き込まれにくい。そのため、保護テープ７が該ウェーハ１の表面１ａから部分的に剥離する等の問題の発生が抑制され、保護テープ７が適切に平坦化される。

次に、研削ステップについて、図３を用いて説明する。図３は、研削ステップを説明するための模式的な斜視図である。研削ステップでは、ウェーハ１を裏面１ｂ側から研削してウェーハ１を所定の厚さへと薄化する。

研削ステップを実施する研削装置について図３を用いて説明する。研削装置１２は、チャックテーブル１４を有する。該チャックテーブル１４は、上面側に多孔質部材を有する。該多孔質部材の上面は被加工物を保持する保持面１４ａとなる。該チャックテーブル１４の構成と機能は上述のバイト切削装置２のチャックテーブル４と同様である。

研削装置１２は、さらに、スピンドル１８と、該スピンドル１８の一端に保持された研削ホイール１６と、該研削ホイール１６に固定された研削砥石２０と、を該チャックテーブル１４の上方に有する。スピンドル１８の他端には回転駆動源（モータ）に接続されており、研削ステップでは、該回転駆動源がスピンドル１８を回転させる。

研削装置１２は、昇降手段（モータ）（不図示）をさらに備え、該昇降手段によりスピンドル１８を上下方向に移動できる。また、移動手段（モータ）（不図示）をさらに備え、該移動手段によりチャックテーブル１４を保持面１４ａに平行な面内の方向に移動できる。チャックテーブル１４は、該保持面１４ａに垂直な軸の周りに回転可能である。

該スピンドル１８が回転すると、研削砥石２０が装着された研削ホイール１６が回転する。そして、該昇降手段により研削ホイール１６をチャックテーブル１４に保持されたウェーハ１に向けて下降させ、研削砥石２０がウェーハ１の裏面１ｂに当たると、ウェーハ１が研削される。研削砥石２０が所定の高さ位置まで下降されると、ウェーハ１は所定の厚さに薄化される。

研削ステップでは、まず、ウェーハ１の表面１ａ側をチャックテーブル１４の保持面１４ａに向けて、ウェーハ１をチャックテーブル１４の上方に位置付ける。そして、保護テープ７を介してウェーハ１を該保持面１４ａの上に載せ置き、チャックテーブル１４からウェーハ１に負圧を作用させて、ウェーハ１をチャックテーブル１４に吸引保持させる。すると、ウェーハ１の裏面１ｂ側が上方に露出する。

このとき、ウェーハ１は保護テープ７を介してチャックテーブル１４上に保持される。本実施形態に係るウェーハの加工方法では、研削ステップの前に保護テープ７を平坦化する平坦化ステップが実施されるため、保護テープ７の該チャックテーブル１４に接触する面は平坦である。そのため、該チャックテーブル１４に保持されたウェーハ１の裏面１ｂの高さがばらつかない。

そして、チャックテーブル１４を回転させ、スピンドル１８を回転させることで研削ホイール１６を回転させ、昇降手段により研削ホイール１６をウェーハ１の裏面１ｂに向けて下降させる。回転する研削ホイール１６に装着された研削砥石２０がウェーハ１の裏面１ｂに接触すると、ウェーハ１が研削される。さらに研削ホイール１６が所定の高さにまで下降されると、ウェーハ１が薄化される。

その後、薄化されたウェーハ１が分割予定ライン３に沿って分割されると、個々のデバイスチップが形成される。

本実施形態に係るウェーハの加工方法では、平坦化ステップにて保護テープ７がウェーハ１から剥離等せずに適切に平坦化されている。そのため、該保護テープ７を介してチャックテーブルにウェーハ１を保持させたとき、露出した該ウェーハ１の裏面１ｂの高さがばらつかなくなり、該研削ステップにおいてウェーハ１の裏面１ｂを適切に研削して薄化できる。

なお、本発明は上記実施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、ウェーハ１を薄化するとウェーハ１の強度が小さくなるため、ウェーハ１に損傷が生じ易くなる。そこで、研削ステップにおいて、デバイス５が形成されたデバイス領域に対応する裏面１ｂだけを研削して、ウェーハ１の表面１ａのデバイス５が形成されていない外周余剰領域を研削しなくてもよい。このとき、該外周余剰領域に対応する裏面１ｂは研削されずに残り環状の凸部となり、ウェーハ１の裏面１ｂ側には凹部が形成される。

図４を用いて、ウェーハ１の該デバイス領域に対応する裏面１ｂだけを研削する場合について説明する。図４は、研削ステップにおいて該デバイス領域に対応する裏面１ｂだけを研削する場合を説明する模式的な斜視図である。

図４に示す研削ステップを実施するのに用いられる研削装置１２ａは、図３に示す上述の研削装置１２と同様に構成される。すなわち、研削装置１２ａは、上面が保持面１４ｃとなるチャックテーブル１４ｂと、該保持面１４ｃの上方の研削ホイール１６ａと、該研削ホイール１６ａを回転可能に支持するスピンドル１８ａと、該研削ホイール１６ａに装着された研削砥石２０ａと、を備える。

図４に示す研削ステップは、保護テープ貼着ステップ及び平坦化ステップの後に実施される。まず、保持面１４ｃに表面１ａ側を向けてチャックテーブル１４ｂ上にウェーハ１を載せ置き、該チャックテーブル１４ｂからウェーハ１に負圧を作用させて吸引吸着させる。このとき、ウェーハ１は表面１ａに貼着された保護テープ７を介して該チャックテーブル１４ｂに保持される。

次に、研削ホイール１６ａが、ウェーハ１のデバイス形成領域に対応する裏面１ｂを研削できるように、該デバイス形成領域の径よりも小さい径の研削ホイール１６ａが該領域の上に位置付けられる。

そして、チャックテーブル１４ｂと、研削ホイール１６ａと、のそれぞれの回転が開始され、昇降手段により研削ホイール１６ａが下降され、研削ホイール１６ａに装着された研削砥石２０ａが該ウェーハ１の裏面１ｂに当たるとウェーハ１が研削される。さらに、研削ホイール１６ａが所定の高さ位置まで下降されるとウェーハ１が所定の厚さに薄化される。

このとき、ウェーハ１の外周余剰領域に対応する裏面１ｂは研削されず、ウェーハ１の裏面１ｂ側には環状の凸部が残る。すると、該環状の凸部がウェーハ１のデバイス形成領域を支えるため、裏面１ｂ側が全面に渡り研削され薄化される場合に比べてウェーハ１の強度が上がり、衝撃等による損傷の発生を抑制でき、またウェーハ１の撓みも小さくできる。該研削ステップの後に、ウェーハ１が分割予定ラインに沿って分割されると、所定の厚さの個々のデバイスチップが形成される。

なお、研削ステップにおいてこのようにウェーハ１の裏面１ｂ側に環状の凸部を残す場合、該ウェーハ１の表面１ａに貼着される保護シール７は、該ウェーハ１の外周縁に設けられる面取り部にかからないように、かつ、ウェーハ１のデバイス形成領域のすべてを覆うように貼着されるのが好ましい。例えば、保護シール７の外周縁がすべて、該ウェーハ１の外周縁から内側に０．５ｍｍ以上２ｍｍ以下離れた環状領域に収まるのが好ましい。

上記実施形態に係る構造、方法等は、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。

１ ウェーハ
１ａ 表面
１ｂ 裏面
３ 分割予定ライン
５ デバイス
７ 保護テープ
２ バイト切削装置
４ チャックテーブル
４ａ 保持面
６ バイト切削ホイール
８ スピンドル
１０ バイト工具
１２，１２ａ 研削装置
１４，１４ｂ チャックテーブル
１４ａ，１４ｃ 保持面
１６，１６ａ 研削ホイール
１８，１８ａ スピンドル
２０，２０ａ 研削砥石

Claims (1)

1. 表面に格子状に複数の分割予定ラインが設定され、該複数の分割予定ラインによって区画された複数の領域にデバイスが形成されたウェーハの加工方法であって、
   該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の後、該ウェーハの表面に貼着された保護テープの露出面をバイト工具によって切削して平坦化する平坦化ステップと、
   該平坦化ステップの後、該ウェーハの表面側を研削装置のチャックテーブルに向け、該保護テープを介して該チャックテーブルに該ウェーハを保持させ、該ウェーハの裏面側を研削して該ウェーハを所定の厚さにする研削ステップと、を備え、
   該平坦化ステップにおいて平坦化される保護テープは、該ウェーハの直径よりも小さい直径を有し、該ウェーハの外周より内側に貼着されていることを特徴とするウェーハの加工方法。