(57)【要約】  スクライブ工程によって生ずる個片の集積回路に対する又はその上への損傷又はデブリを減少又は排除する、半導体ウェーハ(410)をスクライブするためのシステム及び方法。半導体ウェーハ(410)はその裏面(430)からスクライブされる。一つの実施形態において、ウェーハ(410)の裏面(430)は、裏面研磨工程の後で且つ裏面研磨テープ(426)の除去前にスクライブされる。これにより、スクライブ工程で生成されたデブリがウェーハ(410)の上部表面(412)に付着することを防止する。ウェーハ(410)の裏面(430)に対するダイシングレーン又はストリート(424)の位置を決定するため、ウェーハ(410)の上(412)側が、研磨テープ(426)及びウェーハ(410)を透過するようになされた光(434)で照射される。光(434)はウェーハ(410)の裏面(430)から検知され、ストリートが裏面(430)に対してマップされる。次に、ウェーハ(410)の裏面(430)がソー(444)又はレーザーで切削される。【選択図】図４Ｃ
2009538538.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部表面上又は内部に形成された複数の集積回路を備える半導体ウェーハを切削する方法であって、前記集積回路は前記半導体ウェーハの前記上部表面から視認できる一つ又は複数のストリートで隔離されるようになされており、
前記半導体ウェーハの前記上部表面に光を照射するステップであって、前記光の一部分が前記一つ又は複数のストリートを透過して前記半導体ウェーハの底部表面に至る、ステップと、
前記半導体ウェーハの前記底部表面から送られた前記光の前記一部分を画像処理するステップであって、それにより前記半導体ウェーハの前記底部表面に対する前記一つ又は複数のストリートの位置を決定する、ステップと、
前記一つ又は複数のストリートの前記位置に対応する前記半導体ウェーハの前記底部表面の一部分を切削するステップと
を含む方法。
【請求項２】
前記光の前記一部分の画像に対しパターン認識を実行して、ストリートに対応するラインを検知するステップをさらに含む、請求項1に記載の方法。
【請求項３】
前記パターン認識を実行するステップが、ハフ(Hough)変換を実行するステップを含む、請求項2に記載の方法。
【請求項４】
前記底部表面の前記一部分の切削が、前記底部表面上のラインをスクライブするステップを含む、請求項1に記載の方法。
【請求項５】
前記スクライブされたラインに沿って前記半導体ウェーハを破断して個片にするステップをさらに含む、請求項4に記載の方法。
【請求項６】
前記底部表面の前記一部分を切削するステップが、前記底部表面をソーでスクライブするステップを含む、請求項1に記載の方法。
【請求項７】
前記底部表面の前記一部分を切削するステップが、前記底部表面をレーザーでスクライブするステップを含む、請求項1に記載の方法。
【請求項８】
前記半導体ウェーハがシリコンを含む、請求項1に記載の方法。
【請求項９】
前記光が赤外線光を含む、請求項8に記載の方法。
【請求項１０】
前記光の波長が約1.2μmと約1.3μmの間の範囲にある、請求項9に記載の方法。
【請求項１１】
前記光が前記半導体ウェーハの前記上部表面を覆う保護層を透過するようになされた、請求項1に記載の方法。
【請求項１２】
前記保護層が研磨テープを含む、請求項11に記載の方法。
【請求項１３】
前記光が、前記半導体ウェーハの前記上部表面を覆う前記保護層の中に切りこまれた穴を透過する、請求項1に記載の方法。
【請求項１４】
複数の電子回路素子を半導体ウェーハの上部表面上又は上部表面中に形成するステップであって、前記電子素子が一つ又は複数のストリートで隔離される、ステップと、
前記電子回路素子を保護層で被覆するステップと、
前記半導体ウェーハの一部分を前記半導体ウェーハの第一の底部表面から除去するステップであって、それにより前記半導体ウェーハの第二の底部表面を形成する、ステップと、
半導体ウェーハの前記第二の底部表面を画像処理するステップであって、それにより前記第二の底部表面に対する前記一つ又は複数のストリートの位置を決定する、ステップと、
前記一つ又は複数のストリートの前記位置に対応する前記第二の底部表面の一部分を切削するステップと
を含む、集積回路の製造方法。
【請求項１５】
前記第二の底部表面を画像処理するステップが、
前記半導体ウェーハの前記上部表面に前記光を照射するステップであって、前記光の一部分が前記保護層及び前記半導体ウェーハを透過する、ステップと、
前記半導体ウェーハの前記第二の底部表面を透過する前記光の前記一部分を検知するステップと
を含む、請求項14に記載の方法。
【請求項１６】
前記光の前記一部分の像に対しパターン認識を実行して、ストリートに対応するラインを検知するステップをさらに含む、請求項15に記載の方法。
【請求項１７】
前記パターン認識を実行するステップが、ハフ(Hough)変換を実行するステップを含む、請求項16に記載の方法。
【請求項１８】
前記保護層が研磨テープを含む、請求項14に記載の方法。
【請求項１９】
前記半導体ウェーハの一部分を第一の底部表面から除去するステップが、前記第二の底部表面を露出させるために前記第一の底部表面を研磨するステップを含む、請求項14に記載の方法。
【請求項２０】
前記第二の底部表面の前記一部分を切削するステップが、前記第二の底部表面上のラインをスクライブするステップを含む、請求項14に記載の方法。
【請求項２１】
前記スクライブされたラインに沿って前記半導体ウェーハを破断して個片にするステップをさらに含む、請求項20に記載の方法。
【請求項２２】
前記第二の底部表面の前記一部分を切削するステップが、前記半導体ウェーハを貫通して前記保護層に至るよう切削するステップを含む、請求項14に記載の方法。
【請求項２３】
前記第二の底部表面の前記一部分を切削するステップが、前記第二の底部表面をソーでスクライブするステップを含む、請求項14に記載の方法。
【請求項２４】
前記第二の底部表面の前記一部分を切削するステップが、前記第二の底部表面をレーザーでスクライブするステップを含む、請求項14に記載の方法。
【請求項２５】
前記半導体ウェーハがシリコンウェーハを含む、請求項14に記載の方法。
【請求項２６】
前記光が赤外線光を含む、請求項25に記載の方法。
【請求項２７】
前記光の波長が約1.2μmと約1.3μmの間の範囲にある、請求項26に記載の方法。
【請求項２８】
ウェーハの上部表面を照射するようになされた光源と、
前記ウェーハの前記上部表面から前記ウェーハの前記底部表面まで透過する、前記光源からの光に対応する画像データを生成するようになされた画像処理デバイスと、
前記ウェーハの前記上部表面上の切削レーンの位置を前記ウェーハの前記底部表面にマップするために画像データを処理するようになされたプロセッサと
を備える集積回路切削システム。
【請求項２９】
前記光源が拡散赤外線光を供給するようになされた、請求項28に記載のシステム。
【請求項３０】
前記赤外線光の波長が約1.2μmと約1.3μmの間の範囲にある、請求項29に記載のシステム。
【請求項３１】
ウェーハの表面に沿って前記切削レーンの位置をマッピングする手段であって、前記切削レーンは前記ウェーハの前記表面からは視認できない、手段と、
前記切削レーンに対応するパスに沿って前記基板の前記表面を切削する手段と
を備える集積回路切削システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願はウェーハの加工及び、特にウェーハをその裏面からダイシングするための方法及び/又はシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
集積回路(IC)は、一般に半導体基板上又は半導体基板中に配列して製造される。例えば、図1は、上に形成された複数のIC 110を含む典型的な半導体ウェーハ100の斜視図である。IC 110は、半導体ウェーハ100の上部表面上に格子パターンを形成するダイシングライン又はストリート112で隔離されている。
【０００３】
IC 110は、半導体ウェーハ100の裏面をテープフレーム(図示せず)上に取り付け、半導体ウェーハ100の上部表面上に形成されたストリート112に沿って切削することによって個別分離される。切削は、一般的に半導体ウェーハ100を保持するためのチャック台と、半導体ウェーハ100を切削するための機械ソー又はレーザーとを備えるダイサーと呼ばれる切削機によって行われる。機械ソーは一般的に、回転スピンドルと、スピンドルに装着された切削ブレードとを備える。切削ブレードは、例えば、円盤状の基部と、基部の側面の外周部に嵌め合わされた環状の切削縁とを備えてよい。切削縁は一般にダイヤモンド研磨粒子を含む。
【０００４】
ストリート112は、一般に半導体ウェーハ100の上側から視認できる。したがって、半導体ウェーハ100の上側から機械ソー又はレーザーがストリート112に沿って案内されて半導体ウェーハ100を切削して個別のICにすることができる。テープフレーム(ダイシングテープとも呼ばれる)が、ダイシング工程中、及び工程後にIC 110を所定位置に保持する。しかし、IC 110の上部表面はダイシング工程中は保護されない状態にあり、機械ソー又はレーザーによって破損する恐れがある。例えば、半導体ウェーハ100の上部表面上のストリート112の中に形成された金属、低誘電率誘電体又はその他の材料がIC 110及び/又は機械ソーを破損することがあり得る。
【０００５】
図2は、図1に示した半導体ウェーハ100の拡大上面図であり、ウェーハの上部表面上のストリート112中に形成された金属部材210、212を表す。金属部材210、212は、例えば製造工程中で用いられ半導体ウェーハ100をダイスする際に犠牲処理される切片又はテスト回路を含んでよい。テスト回路は、例えば半導体基板100の上に設けられたテスト素子グループ(Teg)と呼ばれる金属パターンを含んでよい。金属部材210、212は、ダイシング工程で通常用いられるダイヤモンド充填ソーを目詰まりさせ又はその他の破損を起こしやすい。機械ソーイング工程においては、Tegが一般に例えば銅などの軟質金属で作られるため、ばりが発生する。さらに、ウェーハがより薄く作られるほど、機械ソーは縁部の欠け落ちをより生じやすい。したがって、歩留まり(例えばウェーハから製造される通常に機能するICの個数)が低下する。
【０００６】
レーザーダイシングも同様にIC 110を破損し、歩留まりを低下させることがある。伝統的なソーブレードを用いる代わりに、レーザービームが半導体ウェーハ100の上部表面に焦点合わせされ、それによって半導体ウェーハ100を個片のIC 110に「切削」する。レーザーダイシング工程は過剰な熱及びデブリ(debris)を生ずる。この熱が、熱の影響領域を生じさせ、酸化物層を再形成し得る。クラックが熱の影響領域内で形成され、ダイの破断強度を減少させ得る。さらに、レーザーによって生成されたデブリはある状態に溶解し、その除去が非常に困難になることがある。犠牲コーティングを使用して、レーザーダイシング中のデブリからIC 110の上部表面を保護することができる。次いで犠牲コーティングは、ダイシング工程完了後に除去しなければならない。他の工法はレーザーと同時に噴射水を用いる。噴射水はダイシング工程中でデブリを洗い流す。しかし、犠牲コーティング及び水噴射又は他の洗浄工程は、ダイシング工程全体の時間と経費を増加させる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって、スループットと歩留まりを向上させる処理後の半導体ウェーハのダイシング方法が望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本明細書で開示する実施形態は、スクライブ工程に起因する半導体ウェーハの上部表面の損傷又はデブリを軽減又は排除する、半導体ウェーハをスクライブするためのシステム及び方法を提供する。半導体ウェーハはその裏面からスクライブされる。一つの実施形態において、ウェーハの裏面は、裏面研磨工程の後で且つ裏面研磨テープの除去前にスクライブされる。これにより、スクライブ工程で生成されたデブリがウェーハの上部表面に付着することを防止する。
【０００９】
現行では、ダイシングレーン又はストリートが上部表面からしか視認できないため、ウェーハは主として上面からダイスされる。したがって、切削工具(例えばレーザー又はソー)は、ウェーハの上面から切削レーン又はストリートに対して位置合せしなければならない。一つの実施形態においては、赤外線光源を用いてウェーハをその前面から照射して、ウェーハの裏面からダイシングレーン又はストリートに対して切削工具を位置合せすることを可能にする。好都合なことに、裏面からのダイシングは、欠け落ち、クラック及び/又はレーザーが生成したデブリがウェーハの上部表面に付着することを排除又は低減する。
【００１０】
前述したことに従って、一つの実施形態では、ウェーハの上部表面上又はその内部に形成された複数の集積回路を備える半導体ウェーハの切削方法を提供する。集積回路は半導体ウェーハの上部表面から視認できるな一つ又は複数のストリートで隔離されている。本方法は、半導体ウェーハの上部表面に光を照射するステップを含む。光の一部分が、一つ又は複数のストリートを透過して半導体ウェーハの底部表面に至る。本方法は、半導体ウェーハの前記底部表面から送られた光の一部分を画像処理するステップであって、それにより半導体ウェーハの底部表面に対する一つ又は複数のストリートの位置を決定する、ステップも含む。各ストリートの位置が決定された後、一つ又は複数のストリートの位置に対応して半導体ウェーハの底部表面の一部分が切削される。
【００１１】
他の実施形態においては、集積回路を製造する方法を提供する。本方法は、複数の電子回路素子を半導体ウェーハの上部表面上又は上部表面中に形成するステップを含む。この電子回路素子は一つ又は複数のストリートで隔離される。本方法は、電子回路素子を保護層で被覆するステップ、半導体ウェーハの一部分を半導体ウェーハの第一の底部表面から除去するステップであって、それにより半導体ウェーハの第二の底部表面を形成する、ステップをも含む。次いで半導体ウェーハの第二の底部表面は、第二の底部表面に対する一つ又は複数のストリートの位置を決定するように画像処理される。次に一つ又は複数のストリートの位置に対応して第二の底部表面の一部分が切削される。
【００１２】
本発明の他の実施形態においては、集積回路を切削するためのシステムを提供する。本システムは、ウェーハの上部表面を照射するようになされた光源と、ウェーハの上部表面からウェーハの底部表面まで透過する光源からの光に対応する画像処理データを生成するようになされた画像処理デバイスと、ウェーハの上部表面上の切削レーンの位置をウェーハの底部表面にマップするために画像データを処理するようになされたプロセッサとを備える。
【００１３】
本発明の他の実施形態においては、集積回路を切削するためのシステムを提供する。本システムは、ウェーハの表面に沿って切削レーンの位置をマッピングする手段であって、切削レーンはウェーハの表面からは視認できない、手段と、切削レーンに対応するパスに沿った基板の表面を切削する手段とを備える。
【００１４】
さらなる態様及び利点は、添付図面を参照して述べる以下の好ましい実施形態の詳細な説明によって明確になるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】複数のICが上に形成された代表的な半導体ウェーハの斜視図である。
【図２】図1に示した半導体ウェーハの、ウェーハの上部表面上のストリートの中に形成された金属部材を表す、拡大上面図である。
【図３】本発明の一つの実施形態に基づく、ICの製造プロセスを示す流れ図である。
【図４Ａ】図3に示すプロセスに基づき、薄くされ、切削された例示の半導体ワークピースの一部分を表す概略側面図である。
【図４Ｂ】図3に示すプロセスに基づき、薄くされ、切削された例示の半導体ワークピースの一部分を表す概略側面図である。
【図４Ｃ】図3に示すプロセスに基づき、薄くされ、切削された例示の半導体ワークピースの一部分を表す概略側面図である。
【図４Ｄ】図3に示すプロセスに基づき、薄くされ、切削された例示の半導体ワークピースの一部分を表す概略側面図である。
【図４Ｅ】図3に示すプロセスに基づき、薄くされ、切削された例示の半導体ワークピースの一部分を表す概略側面図である。
【図４Ｆ】図3に示すプロセスに基づき、薄くされ、切削された例示の半導体ワークピースの一部分を表す概略側面図である。
【図４Ｇ】図3に示すプロセスに基づき、薄くされ、切削された例示の半導体ワークピースの一部分を表す概略側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
半導体ウェーハの上部表面に形成された金属部材(例えばテスト回路など)又は低誘電率誘電体などの他の材料の切削を防止するために、本明細書に開示する特定の実施形態は、半導体ウェーハの裏面を切削するシステム及び方法を提供する。半導体表面の裏側は、本明細書においては「底部」又は「底部表面」とも呼び、これは一般にIC及びダイシングライン又はストリートが形成されている前面又は上部表面の反対側の表面にある。
【００１７】
便宜上、切削という用語は包括的な意味で用い、溝掘り(対象とする加工物の全深さまで貫通しない切削)、及びスライシング(しばしばウェーハ列の分離に関係する)又はダイシング(しばしばウェーハ列の部分的個別分離に関係する)を含む完全切削を含む。スライシング及びダイシングは本開示の中では互換可能に用いられ得る。
【００１８】
上述したように、ストリートは概ね半導体ウェーハの上部表面から視認できる。しかし、ストリートは半導体ウェーハの裏面からは視認できない。したがって、一つの実施形態によれば、半導体ウェーハの上部表面が、半導体ウェーハを透過しその裏面から検知される波長の光によって照射される。以下に詳述するように、一つの実施形態において、光は拡散赤外線(IR)光源から供給される。検知された光は、裏面に対するストリートをマップするために用いられる。次にマップされたストリートに対応する位置で裏面が切削される。
【００１９】
一つの実施形態において、半導体ウェーハの裏面は、ウェーハを薄くする工程の一部分として切削される。ICの厚みを低減するために、デバイス形成の後でダイシングの前に、個片のパッケージングのために半導体ウェーハは薄く加工される。裏面研磨は、シリコンウェーハを元の厚さから最終のパッケージングに適した減少した厚さまで薄くするための従来の方法である。半導体ウェーハの裏表面研磨は高速で行われ、良好な全厚みのばらつきと表面仕上げを実現する。半導体ウェーハの厚みを減少させることは、一般にパッケージング後のデバイスの冷却性を改善する。
【００２０】
ウェーハを薄くする工程は、半導体ウェーハの上部表面にICが形成された後で行われる。ICを保護するために半導体ウェーハの上部表面に裏面研磨テープが施される。次に半導体ウェーハは研磨機に移され、所望の厚さを達成するまで裏表面が削り落とされる。従来の工程では、次に裏面研磨テープが除去され、半導体ウェーハの裏表面がテープフレーム上に搭載される。したがって、半導体ウェーハの上部表面が露出され機械ソー又はレーザーを用いて切削される。
【００２１】
しかし、本明細書に開示する特定の実施形態によれば、切削工程の間、裏面研磨テープは半導体ウェーハの上部表面を覆う所定の位置に残して置く。したがって、裏面研磨の後、半導体の表面の裏側を切削する間、研磨テープはICを保護し所定の位置に保持するためのダイシングテープとして機能する。ダイシングの後、次いで個片のICはパッケージングのために研磨テープから剥がすことができる。本明細書の開示から、研磨テープから拾い上げられた個片のダイはパッケージングのために配置される前に裏返す必要があり得ることを当業者は理解するであろう。研磨テープが上部表面から除去されず、ダイシングの前にダイシングテープをウェーハの裏面に施すことがないので、全体のIC製造プロセスはより少ないステップを用いることとなる。したがって、スループットが向上する。さらに、半導体ウェーハの裏面を切削することによりICの損傷が減少し歩留まりが向上する。しかしながら、一つの実施形態においては、半導体ウェーハの裏面切削後に半導体ウェーハの裏面がテープフレーム上に置かれる。次に研磨テープが半導体の上部表面から除去され、テープフレーム内のテープが、個片のダイの拾い上げ及び配置を可能にするように引き伸ばされる。このような実施形態においては、個片のダイはテープから拾い上げられた後、パッケージングのために配置される前に裏返す必要はない。
【００２２】
次に図面を参照するが、図面中、同様の参照数字は同様の要素を表す。明確にするために、参照数字の最初の数字は対応する要素が最初に用いられた図の番号を示す。以下の記述において、本発明の実施形態を完全に理解するために多くの特定の詳細が提供される。しかし、一つ又は複数の特定の詳細が無くても本発明が実施でき、或いは他の方法、要素、又は材料で本発明が実施できることを当業者は理解するであろう。さらに、本発明の態様を曖昧にしないために、いくつかの場合、周知の構造、材料又は操作については示さないか詳細には説明しない。加えて、一つ又は複数の実施形態においては、記述した特徴、構造又は特性を任意の適当な方法で組み合わせてもよい。
【００２３】
図3は、一つの実施形態に基づいてICを製造するためのプロセス300を示す流れ図である。ステップ310において、プロセス300は、半導体ウェーハの上部表面上にICを形成することを含む。ICは、既知の半導体IC製造工程を用いて形成された一つ又は複数の層を含む。図1に関して上述したように、ICはウェーハの上部表面上の格子パターンを形成するストリートによって隔離されている。
【００２４】
ステップ312において、IC及びウェーハの上部表面を覆って保護層が形成される。一つの実施形態において、保護層は従来の裏面研磨テープを含む。保護層は、後に続く加工ステップの間ICを保護し、ウェーハが切削された後にICを所定位置に保持するようになされている。ステップ314において、例えば研磨機などを用いてその底部表面を研磨することによってウェーハは薄く加工される。
【００２５】
底部表面を所望の厚さまで削り取った後、ステップ314において、保護層及び半導体ウェーハを透過するようになされた光によって保護層、IC及びウェーハの上部表面が照射される。したがって、保護層と半導体ウェーハは光の波長に対して少なくとも部分的に透明である。波長は、所望の透明性を提供でき且つストリートを検知するのに十分な解像度を与えるように、選択される。光は、画像処理デバイス(後述する)の視野内の上部表面部分を照射するように拡散される。さらに、光の輝度は、光が照射された領域内で、画像処理デバイスの感度閾値を満足するのに十分な数の光子が供給されるようになされている。
【００２６】
ステップ318において、ウェーハの底部表面を透過した光は画像処理デバイスを用いて検知される。画像処理デバイスは、光の波長を検知するようになされた、例えばCCD又はCMOSイメージャを含んでよい。画像処理デバイスの視野はストリートを検知するのに十分な解像度を提供するように設定される。一つの実施形態において、画像処理デバイスの視野は光で照射された領域と実質的に一致する。所望の解像度を達成するため、画像処理デバイスの視野はウェーハの底部表面の領域より十分小さくてよい。したがって、画像処理デバイスはウェーハの底部表面に渡ってスキャンされ、スキャンされた画像が結合されて全体の画像が形成される。
【００２７】
ステップ320において、検知された光はウェーハの底部表面に対するストリートの位置をマップするのに用いられる。一つの実施形態においては、底部表面を画像処理し、パターン認識を用いて、全体の画像のどの部分がストリートの画像に対応するかを決定することにより、ストリートの位置がマップされる。一つの実施形態において、パターン認識は、航空写真でパターンを認識するのに用いられる技術を含む。例えば、画像の異なる箇所のライン部分がストリートを形成するより長い直線の一部であるかどうかを決定するハフ(Hough)変換技術を用いてよい。他の実施形態においては、ユーザーが、画像処理デバイスで形成された画像の上に目視でストリートの位置を突き止め、ストリートの位置をコンピュータに入力することにより、ストリートの位置をマップする。次いで入力されたストリートの位置は、その後のウェーハの底部表面の切削のためのスクライブマップを生成するために用いられる。
【００２８】
ステップ322で、本プロセスは、マップされたストリートの位置に対応するウェーハの底部表面の一部分を切削することを含む。底部表面は機械ソー又はレーザーで切削してよい。特定の実施形態においては、機械ソーブレードとウェーハの上部表面の上にある任意のテストデバイス又は他の構造物との接触を避けるために、半導体ウェーハは、ウェーハの全厚に渡って切削されることなく、スクライブされる。したがって、ダイシング工程におけるIC及び/又はソーの損傷が排除されるか減少する。ウェーハの裏面がスクライブされた後、ウェーハはスクライブされたラインに沿って破断されるか又は他の方法でダイスされ、個片のICはパッケージングのために裏面研磨テープ上から取り外すことができる。本明細書の開示によって、研磨テープから拾い上げられた個片のダイはパッケージングのために配置される前に裏返すことが必要であり得ることを当業者は理解するであろう。
【００２９】
一つの実施形態においては、半導体ウェーハの裏面切削後に半導体ウェーハの裏面がテープフレーム上に置かれる。次に研磨テープが半導体の上部表面から除去され、テープフレーム内のテープが、個片のダイの拾い上げ及び配置を可能にするように引き伸ばされる。このような実施形態においては、個片のダイはテープから拾い上げられた後、パッケージングのために配置される前に裏返す必要はない。
【００３０】
例として示すと、図4A〜4Gは、図3に示したプロセス300に基づいて薄くされ切削された例示の半導体ワークピース400の一部分の概略側面図である。ワークピース400は、上部表面412及び第一の底部表面414を備えるシリコンウェーハ410を含む。上部表面412の上に複数の層416、418が形成されている。層416、418は、電子回路を形成する相互接続層及び絶縁層を含んでよいことを当業者は理解するであろう。例えば、層416、418は、Cu、Al、SiO2、SiN、フルオロ珪酸ガラス(FSG)、有機珪酸ガラス(OSG)、SiOC、SiOCN、及びIC製造に用いられる他の材料などの材料を含んでよい。図示の目的のために、二つの層416、418が示してある。しかし、より少ないか又はより多い層を特定のICのために使用できることを当業者は理解するであろう。
【００３１】
図4Aに破線で示したように、本例において、層416、418の中に第一のIC領域420及び第二のIC領域422が形成されている。第一のIC領域420及び第二のIC領域422はストリート424によって互いに隔離されている。図示していないが、金属テスト構造物、低誘電率誘電体、又は他の材料がストリート424の中に形成されていてよい。一つの実施形態において、ストリート424の幅(例えば、第一のIC領域420と第二のIC領域422との間の距離)は、約8μmと約12μmの間の範囲にある。しかし、ストリート424が他の幅を取り得ることを当業者は理解するであろう。例えば、他の実施形態においては、ストリート424の幅は約12μmと約50μmの間の範囲にある。
【００３２】
図4Aに示す製造段階において、シリコンウェーハ410の厚さ(例えば、上部表面412と第一の底部表面414との間の距離)は約250μmと約1000μmの間の範囲にある。上述したように、シリコンウェーハ410を薄くするために、所望の厚さに到達するまで底部表面414は研磨される。
【００３３】
図4Bに示すように、上部表面412及び層416、418を覆って研磨テープ426が施される。シリコンウェーハが例えば研磨機などを用いてその第一の底部表面414を研磨されて薄くされる間、研磨テープ426は第一のIC領域420及び第二のIC領域422を保護する。研磨テープ426は赤外線光に対して透明である。適切な裏面研磨テープは、例えば日本国東京都所在の古河電気工業株式会社、日本国東京都所在のリンテック株式会社アドバンストマテリアル事業部門、及び日本国鎌倉市所在の株式会社トーヨーアドテックから市販されている。一つの実施形態において、研磨テープ426は、約1.2μmと約1.3μmの間の範囲にある波長の赤外線光に対して実質的に透明である。後述するように、シリコンウェーハ410もまたこれらの波長に対して実質的に透明である。
【００３４】
第一の底部表面414は、所望の減少厚さ(図4Bに破線428で示す)に到達するまで研磨される。図4C〜4Gに示すように、研磨工程によって第二の底部表面430が形成される。研磨後、シリコンウェーハは約50μmと約200μmの間の範囲で減少した厚さを有する。上部表面412及び第二の底部表面430が実質的に平滑であれば、赤外線光を用いてストリートの位置を画像処理することはより容易になる。したがって、特定の実施形態においては、研磨工程の後、第二の底部表面430を平滑化するための当業界で知られた追加の工程が行われる。
【００３５】
シリコンウェーハ410を所望の厚さまで研磨した後、第二の底部表面430をストリート424に沿ってスクライブできるように、第二の底部表面430に対するストリート424の位置がマップされる。図4Cに示すように、赤外線光源432は、研磨テープ426、層416、418、及びシリコンウェーハ410の一部分を拡散赤外線光434で照射するようになされている。光源432は、例えば所望の帯域の赤外線光を生成するようになされた赤外線発光ダイオード(LED)を含んでよい。図示していないが、光源432により生成された波長の範囲を所望の帯域まで狭めるためにフィルターを用いてもよい。
【００３６】
赤外線光434の波長は、研磨テープ426及びシリコンウェーハ410を透過するのに十分な透明性を実現するように選択される。シリコンウェーハ410はより短い波長を吸収しやすい。しかし、より長い波長は解像度を低下させ、ストリート424がシリコンウェーハ410の裏面から検知できなくなることがある。一つの実施形態において、波長は約1.2μmと約1.3μmの間の範囲にある。
【００３７】
赤外線光434の輝度は、シリコンウェーハ410の反対側に配置された画像処理デバイス436で検知するよう十分な強さである。画像処理デバイス436は、研磨テープ426及びシリコンウェーハ430を透過した後の赤外線光を検知するようになされたCCD又はCMOSカメラを含んでよい。例えば、画像処理デバイス436はゲルマニウム又はInGaAsのCCDを含んでよい。一つの実施形態において、画像処理デバイス436は、カリフォルニア州ゴレタ所在のフリアシステムズ・インディゴ工場(FLIR Systems、Indigo Operations of Goleta, California)から市販されているアルファ近赤外カメラ(Alpha NIR camera)を備える。
【００３８】
図4Cに示すように、画像処理デバイス436は、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ等などのプロセッサ438と通信している。プロセッサ438は画像処理デバイス436の動作を制御する。プロセッサ438は記憶装置442に保存されたソフトウェアを実行して、第二の底部表面430のスキャン、画像処理データの生成、及びストリート424の位置のマップを行うための画像処理データの処理などの、本明細書に記述した様々なタスクを行う。プロセッサ438は、画像処理データ及び/又はマップされたストリートの位置を送信及び/又は受信するために通信デバイス440と通信していてよい。
【００３９】
画像処理デバイス436の視野は、ストリートを検知するのに十分な解像度を実現するように選択され、赤外線光434が照射する領域に整合される。一つの実施形態において、画像処理デバイス436は約450μmと約550μmの間の範囲の視野を有する。上述したように、赤外線光源432及び画像処理デバイス436はワークピース400上をスキャンし、スキャンされた画像が結合されて第二の底部表面430を透過する赤外線光434の全体画像を生成するようになされていてよい。全体画像は、第二の底部表面430に対するストリート424の位置をマップするのに用いられる。上述したように、一つの実施形態において、全体画像の様々な箇所のライン部分がストリート424のより長い直線の一部であるかどうかを決定するのに、ハフ(Hough)変換などのパターン認識又は他の画像処理技術が用いられる。他の実施形態においては、ユーザーが、画像処理デバイスで形成された画像の上に目視でストリートの位置を突き止め、記憶装置442内に保存するためにプロセッサ438にこのストリートの位置を入力する。次いで保存されたストリートの位置は、その後のウェーハの底部表面の切削のためのスクライブマップを生成するために用いられる。
【００４０】
第二の底部表面430に対するストリート424の位置がマップされた後、第二の底部表面430はストリート424に沿って切削される。図4Dは、機械ソーブレード444がストリート424に対応する位置で第二の底部表面430に切り溝を切削形成している様子を示す。シリコンウェーハ410の第二の底部表面430をアブレート(ablate)するために、ソーの代わりにレーザーが使用できることも、当業者は理解するであろう。しかし、また画像処理実行の間にレーザー切削が実行される場合、第二の底部表面430の画像が、レーザーによって生成されたスペックルを含むことがあり、このスペックルにより、ストリート424の位置を決定することがより困難になることがある。したがって、ウェーハのある部分を切削する間にウェーハの他の部分を画像処理する用途の場合には、ダイシングソーを用いるのが好ましい。しかし、画像処理とレーザー切削の同時実行を容易にするために、画像処理技術を用いてスペックルを画像から除去できることを、当業者は理解するであろう。さらに、一つの実施形態においては、ストリート424の位置はレーザーが開始される前にマップされる。したがって、第二の底部表面430の画像は、レーザーで生成されたスペックルを含まない。ストリート424がマップされると、その位置情報が保存され、光源432は消灯される。第二の底部表面430は、その後ストリート424に沿ってレーザーで切削できる。
【００４１】
切削工程中、研磨テープ426はシリコンウェーハ410の層416、418及び上部表面412を覆ったままにされて、IC領域420、422をデブリから保護する。研磨テープ426はまた、切削中及び切削後にワークピース400を所定位置に保持する。
【００４２】
図4D〜4Fに示すように、特定の実施形態において、ソーブレード444と、シリコンウェーハ410の上部表面412上方でストリート424の領域にあり得る任意の金属テスト構造物、低誘電率誘電体材料、又はその他の材料との接触を避けるように、第二の底部表面430はスクライブされる。したがって、スクライブ工程の間のIC領域420、422及び/又はソーブレード444の損傷が排除又は低減される。用途に応じて、第二の底部表面430は異なる深さでスクライブされてよい。例えば、図4Eはスクライブされた部分446が第二の底部表面430と上部表面412とのほぼ中間点まで延びているものを示す。他の例として、図4Fはスクライブされた部分448が実質的に上部表面412まで延びているものを示す。
【００４３】
図4Gに示すように、個片のパッケージングのために、次に第一のIC領域420及び第二のIC領域422は完全にダイスされ、研磨テープ426から取り外されてよい。スクライブの後、例えばスクライブされたラインに沿ってシリコンウェーハ410を破断することなどによって第一のIC領域420及び第二のIC領域422はダイスできる。したがって、ウェーハ410の裏面に対するストリートの位置を検知し、このストリートの位置に沿ってウェーハ410の裏面を切削することによって、第一のIC領域420及び第二のIC領域422のデブリや欠け落ちが低減又は排除できる。
【００４４】
上述した実施形態の詳細について、本発明の基本となる原理から乖離することなく、様々な変更が可能であることは当業者にとっては明らかであろう。例えば、最初にウェーハを薄くしなくともウェーハの裏面の切削は可能である。他の例として、シリコン以外の他のウェーハ材料、及び異なる波長の他の光源を使用することができる。しかし、セラミック等などの基板は一般に不均質であり、そのためそれらを透過する光の画像処理がより困難となる。したがって、不均質のウェーハ材料を使用することは可能ではあるが、シリコンなどの実質的に均質な材料が好ましい。
【００４５】
さらに他の例としては、研磨テープは画像処理のために用いられる光に対して透明ではない。むしろ、一つの実施形態によれば、研磨テープはストリート及び/又はストリートの交差部に対応した切り欠き又は透明な窓を含む。このような実施形態においては、これらの切り欠き又は窓を通った照明光がストリートの位置を表示するためにウェーハの裏面から検知される。したがって、その後切削工具がウェーハの裏面からストリートに対して位置合せできる。
【００４６】
本発明の範囲は、首記特許請求の範囲によってのみ決定されるべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図４Ｅ】
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【図４Ｆ】
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【図４Ｇ】
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【国際調査報告】
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