(57)【要約】【課題】デバイスを飛散させることなく、ウェーハの厚さを測定しながら研削することを可能とするウェーハの加工方法を提供すること。【解決手段】ウェーハの加工方法は、ウェーハに対して吸収性を有する波長のレーザー光線をウェーハの表面から外周余剰領域を除いた分割予定ラインに沿って照射し、ウェーハの仕上げ厚さに至る深さのレーザー加工溝をデバイス領域に形成する溝形成ステップＳＴ１と、溝形成ステップを実施後、ウェーハの表面に保護部材を貼着する保護部材貼着ステップＳＴ２と、保護部材側をチャックテーブルで保持し、ウェーハの裏面を該仕上げ厚さになるまで研削し、レーザー加工溝を表出させる研削ステップＳＴ３とを含み、研削ステップＳＴ３では、接触式測定ゲージを研削ステップ実施後にリング形状で残存する外周余剰領域のみに接触させ、ウェーハの厚さを測定しながら研削する。【選択図】図２
2018206890.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交差する複数の分割予定ラインで区画された各領域にデバイスが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表面に備えるウェーハの加工方法であって、
該ウェーハに対して吸収性を有する波長のレーザー光線を該ウェーハの表面から該外周余剰領域を除いた該分割予定ラインに沿って照射し、該ウェーハの仕上げ厚さに至る深さのレーザー加工溝を該デバイス領域に形成する溝形成ステップと、
該溝形成ステップを実施後、該ウェーハの表面に保護部材を貼着する保護部材貼着ステップと、
該保護部材側をチャックテーブルで保持し、該ウェーハの裏面を該仕上げ厚さになるまで研削し、該レーザー加工溝を表出させる研削ステップと、を含み、
該研削ステップでは、該ウェーハの裏面に接触してウェーハの厚さを測定する接触式測定ゲージを該レーザー加工溝が形成されていなく該研削ステップ実施後にリング形状で残存する該外周余剰領域のみに接触させ、該ウェーハの厚さを測定しながら研削することを特徴とするウェーハの加工方法。
【請求項２】
該ウェーハは、透明体であることを特徴とする請求項１に記載の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、ウェーハの加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子機器に広く利用されている半導体デバイスを製造する半導体デバイス製造工程において、電子機器の小型化のため、デバイスチップは小さく薄くなる傾向にある。小さく薄く、そして抗折強度の高いチップを得るために用いられるのが所謂先ダイシング（ＤＢＧ：Dicing  Before  Grinding）という技術である（例えば、特許文献１参照）。また、さらなるストリートの狭小化とデバイス面側チッピングレスを達成するために、レーザー加工装置によって形成されるウェーハ内部の改質層またはウェーハ表面にアブレーション加工で形成した溝と研削加工を合わせたウェーハの加工方法も提案されている（例えば、特許文献２及び特許文献３参照）。
【０００３】
ＤＢＧ加工では、研削の最後に、溝や改質層が表出する。研削加工中は、ウェーハの厚さを測定しながら加工するため、接触式測定ゲージがウェーハの研削面に接触させるのが一般的であるが、ゲージが溝や亀裂に接触すると、ゲージが跳ねるなど問題が発生しやすい。また、デバイスとゲージとが接触し、ゲージとの接触によりデバイス同士が接触したり、デバイスが飛散したりする虞がある。そのため、非接触式の光学式測定器が提案されている（例えば、特許文献４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−３３５４１１号公報
【特許文献２】特開２０１３−２５４８６７号公報
【特許文献３】特開２００７−０４９０４１号公報
【特許文献４】特開２００９−０５０９４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献４に示す非接触式の光学式測定器は、ウェーハの溝や亀裂などから悪影響を受けて、透明基板の場合に正確な測定が難しいという課題がある。
【０００６】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、デバイスを飛散させることなく、ウェーハの厚さを測定しながら研削することを可能とするウェーハの加工方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のウェーハの加工方法は、交差する複数の分割予定ラインで区画された各領域にデバイスが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表面に備えるウェーハの加工方法であって、該ウェーハに対して吸収性を有する波長のレーザー光線を該ウェーハの表面から該外周余剰領域を除いた該分割予定ラインに沿って照射し、該ウェーハの仕上げ厚さに至る深さのレーザー加工溝を該デバイス領域に形成する溝形成ステップと、該溝形成ステップを実施後、該ウェーハの表面に保護部材を貼着する保護部材貼着ステップと、該保護部材側をチャックテーブルで保持し、該ウェーハの裏面を該仕上げ厚さになるまで研削し、該レーザー加工溝を表出させる研削ステップと、を含み、該研削ステップでは、該ウェーハの裏面に接触してウェーハの厚さを測定する接触式測定ゲージを該レーザー加工溝が形成されていなく該研削ステップ実施後にリング形状で残存する該外周余剰領域のみに接触させ、該ウェーハの厚さを測定しながら研削することを特徴とする。
【０００８】
前記ウェーハの加工方法において、該ウェーハは、透明体でも良い。
【発明の効果】
【０００９】
そこで、本願発明のウェーハの加工方法では、アブレーション加工して形成するレーザー加工溝をデバイス領域に限定する事で、接触式測定ゲージを接触させる外周余剰領域の裏面には溝が無く、デバイスを飛散させることなく、ウェーハの厚さを測定しながら研削することを可能とすることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、実施形態１に係るウェーハの加工方法の加工対象のウェーハの斜視図である。
【図２】図２は、実施形態１に係るウェーハの加工方法を示すフローチャートである。
【図３】図３は、図２に示されたウェーハの加工方法の溝形成ステップを示す斜視図である。
【図４】図４は、図２に示されたウェーハの加工方法の保護部材貼着ステップを示す斜視図である。
【図５】図５は、図２に示されたウェーハの加工方法の研削ステップを示す斜視図である。
【図６】図６は、図２に示されたウェーハの加工方法の研削ステップにおいて、厚さが測定されながら研削されるウェーハを断面で示す研削装置の側面図である。
【図７】図７は、図２に示されたウェーハの加工方法の研削ステップにより個々のデバイスに分割されたウェーハを断面で示す研削装置の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換または変更を行うことができる。
【００１２】
〔実施形態１〕
本発明の実施形態１に係るウェーハの加工方法を図面に基づいて説明する。図１は、実施形態１に係るウェーハの加工方法の加工対象のウェーハの斜視図である。
【００１３】
実施形態１に係るウェーハの加工方法は、図１に示すウェーハ２００の加工方法であって、ウェーハ２００を個々のデバイス２０２に分割する方法でもある。実施形態１に係るウェーハの加工方法の加工対象であるウェーハ２００は、シリコンを基板とする円板状の半導体ウェーハやサファイア、ＳｉＣ（炭化ケイ素）などを基板とする光デバイスウェーハである。なお、実施形態１において、ウェーハ２００は、ガラス、サファイア、又は石英を母材する透明体である光デバイスウェーハであるが、本発明ではこれに限定されない。
【００１４】
ウェーハ２００は、図１に示すように、デバイス領域２１０と、外周余剰領域２１１とを表面２０１に備える。デバイス領域２１０は、交差する複数の分割予定ライン２０３で区画された各領域にデバイス２０２が形成されている。外周余剰領域２１１は、デバイス領域２１０を囲繞するとともに、デバイス２０２が形成されていない領域である。実施形態１において、ウェーハ２００は、結晶方位を示すくぼみであるノッチ２０４を設けているが、本発明では、ノッチ２０４の代わりに直線部であるオリエンテーションフラットを設けても良い。ウェーハ２００は、分割予定ライン２０３に沿って分割されて、個々のデバイス２０２に分割される。
【００１５】
次に、実施形態１に係るウェーハの加工方法を説明する。図２は、実施形態１に係るウェーハの加工方法を示すフローチャートである。図３は、図２に示されたウェーハの加工方法の溝形成ステップを示す斜視図である。図４は、図２に示されたウェーハの加工方法の保護部材貼着ステップを示す斜視図である。図５は、図２に示されたウェーハの加工方法の研削ステップを示す斜視図である。図６は、図２に示されたウェーハの加工方法の研削ステップにおいて、厚さが測定されながら研削されるウェーハを断面で示す研削装置の側面図である。図７は、図２に示されたウェーハの加工方法の研削ステップにより個々のデバイスに分割されたウェーハを断面で示す研削装置の側面図である。
【００１６】
実施形態１に係るウェーハの加工方法（以下、単に加工方法と記す）は、ウェーハ２００の厚さを測定しながら研削して所定の仕上げ厚さ２２０（図７に示す）へと薄化するとともに、個々のデバイス２０２に分割する加工方法である。加工方法は、図２に示すように、溝形成ステップＳＴ１と、保護部材貼着ステップＳＴ２と、研削ステップＳＴ３とを含む。
【００１７】
（溝形成ステップ）
溝形成ステップＳＴ１は、ウェーハ２００に対して吸収性を有する波長（例えば、３５５ｎｍ）のレーザー光線３００をウェーハ２００の表面２０１から外周余剰領域２１１を除いた分割予定ライン２０３に沿って照射し、ウェーハ２００の仕上げ厚さ２２０に至る深さのレーザー加工溝２０５をデバイス領域２１０に形成するステップである。実施形態１においては、溝形成ステップＳＴ１は、外周余剰領域２１１を除いて分割予定ライン２０３に沿ってレーザー加工溝２０５を形成している。
【００１８】
溝形成ステップＳＴ１で形成されるレーザー加工溝２０５の深さは、ウェーハ２００の仕上げ厚さ２２０以上である。実施形態１において、溝形成ステップＳＴ１では、レーザー加工装置１０が、チャックテーブル１１の保持面１２にウェーハ２００の裏面２０６を吸引保持して、レーザー加工装置１０のレーザー光線照射ユニット１３とウェーハ２００とをデバイス領域２１０内の分割予定ライン２０３に沿って相対的に移動させて、レーザー光線照射ユニット１３からレーザー光線３００を照射する。溝形成ステップＳＴ１では、レーザー加工装置１０が、外周余剰領域２１１を除いてデバイス領域２１０内の各分割予定ライン２０３にアブレーション加工を施して、レーザー加工溝２０５を形成する。加工方法は、外周余剰領域２１１を除いてデバイス領域２１０内の全ての分割予定ライン２０３にレーザー加工溝２０５を形成すると、保護部材貼着ステップＳＴ２に進む。
【００１９】
（保護部材貼着ステップ）
保護部材貼着ステップは、溝形成ステップＳＴ１を実施後、図４に示すように、ウェーハ２００の表面２０１に保護部材４００を貼着するステップである。
【００２０】
保護部材４００は、例えば、ウェーハ２００の表面２０１に貼着される粘着テープであって、デバイス２０２を保護するための部材である。保護部材４００は、ウェーハ２００と同じ直径であってもよいし、ウェーハ２００より大きい直径で外周縁が環状フレームの開口周縁に貼着されていてもよい。その場合、ウェーハ２００は保護部材４００を介して環状フレームに支持される。加工方法は、ウェーハ２００の表面２０１側に保護部材４００を貼着すると、研削ステップＳＴ３に進む。
【００２１】
（研削ステップ）
研削ステップＳＴ３は、保護部材４００側を研削装置２０のチャックテーブル２１で保持し、ウェーハ２００の裏面２０６を仕上げ厚さ２２０になるまで研削し、レーザー加工溝２０５を裏面２０６に表出させて、ウェーハ２００を個々のデバイス２０２に分割するステップである。研削ステップＳＴ３では、図５、図６及び図７に示すように、研削装置２０が、保護部材４００を介してウェーハ２００の表面２０１をチャックテーブル２１の保持面２２に吸引保持し、チャックテーブル２１を軸心回りに回転させかつ研削水を供給しながらウェーハ２００の裏面２０６に軸心回りに回転する研削ホイール２３の研削砥石２４を接触させて、ウェーハ２００を仕上げ厚さ２２０へと薄化する。また、研削ステップＳＴ３では、接触式測定ゲージ３０を、レーザー加工溝２０５が形成されていなく研削ステップＳＴ３実施後にリング形状で残存する外周余剰領域２１１の裏面２０６のみに接触させてウェーハ２００の厚さを測定しながら研削する。
【００２２】
接触式測定ゲージ３０は、ウェーハ２００の裏面２０６に接触してウェーハ２００の厚さを測定するものであって、図６及び図７に示すように、ウェーハ２００の厚さを測定するための測定ヘッド３１を有している。測定ヘッド３１は、レーザー加工溝２０５が形成されていないウェーハ２００の外周余剰領域２１１の裏面２０６と接触する測定子３２を備えている。測定子３２は、ウェーハ２００の外周に形成されたノッチ２０４よりもウェーハ２００の中心側と、デバイス領域２１０よりもウェーハ２００の外周側との間で、外周余剰領域２１１の裏面２０６と接触する。このため、例えば、ノッチ２０４が外周から１．５ｍｍ程度内側まで形成されているので、測定子３２は、ウェーハ２００の外周から内側へ３〜１０ｍｍ程度の範囲において外周余剰領域２１１の裏面２０６と接触する。
【００２３】
接触式測定ゲージ３０は、ウェーハ２００の裏面２０６と接触する測定子３２の高さを測定することで、ウェーハ２００の厚さを測定する。接触式測定ゲージ３０は、測定結果を研削装置２０のコンピュータである図示しない制御装置に出力する。接触式測定ゲージ３０は、ウェーハ２００が研削される際に研削ホイール２３から供給される研削水の影響を受けにくいため、研削ホイール２３によるウェーハ２００の研削加工中に、非接触式測定手段よりも高精度にウェーハ２００の厚さを測定することができる。また、接触式測定ゲージ３０は、非接触式測定手段ではウェーハ２００の厚さを測定することができない透明体であっても、その厚さを測定することができる。
【００２４】
研削ステップＳＴ３では、研削装置２０は、接触式測定ゲージ３０の測定結果に基づいて、図７に示すように、ウェーハ２００の厚さが仕上げ厚さ２２０になると、研削を終了する。なお、研削ステップＳＴ３の実施後、デバイス領域２１０が個々のデバイス２０２に分割されているが、外周余剰領域２１１とデバイス２０２とが保護部材４００に支持されているため、ウェーハ２００の形態が保たれる。
【００２５】
研削ステップＳＴ３の実施後にリング形状で残存する外周余剰領域２１１は、図示しないリング除去装置による除去やエッジトリミングによる切除で取り除く。
【００２６】
以上説明したように、実施形態１に係る加工方法は、研削ステップＳＴ３において、ウェーハ２００の裏面２０６に接触してウェーハ２００の厚さを測定する接触式測定ゲージ３０をレーザー加工溝２０５が形成されていないウェーハ２００の外周余剰領域２１１の裏面２０６に接触させてウェーハ２００の厚さを測定しながら研削する。このため、ウェーハ２００の厚さを測定しながらウェーハ２００を研削することができる。
【００２７】
また、加工方法は、アブレーション加工して形成するレーザー加工溝２０５をデバイス領域２１０に限定することで、接触式測定ゲージ３０を接触させる外周余剰領域２１１の裏面２０６にはレーザー加工溝２０５が無く、デバイス領域２１０内にデバイス２０２を形成することから、デバイス２０２と接触式測定ゲージ３０との接触を避けることができる。その結果、加工方法は、デバイス２０２と接触式測定ゲージ３０との接触を避けることができることから、接触式測定ゲージ３０との接触によるデバイス２０２同士の接触やデバイス２０２の飛散を抑制することができる。よって、加工方法は、デバイス２０２を飛散させることなく、ウェーハ２００の厚さを測定しながら研削することを可能とすることができる。
【００２８】
また、加工方法は、溝形成ステップＳＴ１においてレーザー光線３００の照射によってウェーハ２００にレーザー加工溝２０５を形成するので、レーザー加工溝２０５の始点および終点を容易に制御することができる。このため、加工方法は、外周余剰領域２１１を残してデバイス領域２１０内にレーザー加工溝２０５を容易に形成することができる。また、加工方法は、溝形成ステップＳＴ１においてレーザー光線３００の照射によってウェーハ２００にレーザー加工溝２０５を形成するので、研削ステップＳＴ３において裏面２０６が研削されてもレーザー加工溝２０５を起点に外周余剰領域２１１が分割されない。その結果、加工方法は、研削ステップＳＴ３の実施後にも外周余剰領域２１１を残すことができ、デバイス２０２の飛散を抑制することができる。
【００２９】
また、本実施形態に係るウェーハの加工方法によれば、ウェーハ２００は透明体であることから、反射光を用いる非接触式測定手段で測定することが難しく、研削加工中は特に研削水などの影響を受けることからウェーハ２００の厚さをそもそも測定できないが、接触式測定ゲージ３０を用いるので、ガラス、サファイア、又は石英を母材とする透明体である光デバイスウェーハの厚さを測定しつつ、ウェーハ２００を研削し仕上げ厚さ２２０へと薄化することができる。
【００３０】
加工方法は、透明体であるウェーハ２００の厚さを測定しつつウェーハ２００を研削し、仕上げ厚さ２２０へとウェーハ２００を薄化することができることから、ウェーハ２００が透明体である場合には、実施形態１に係るウェーハの加工方法は欠かすことができない技術である。
【００３１】
次に、本発明の発明者は、実施形態１に係る加工方法の効果を確認した。結果を以下の表１に示す。
【００３２】
【表１】
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【００３３】
表１は、デバイス２０２に分割した後のウェーハ２００の状況を評価している。表１中の比較例１は、切削装置の切削ブレードを用いて溝形成ステップＳＴ１を実施しようと試みた。表１中の比較例２は、溝形成ステップＳＴ１を行わずに、ウェーハ２００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２０３の内部に位置付けてレーザー光線を照射して、外周余剰領域２１１を除いて分割予定ライン２０３に沿った改質層を形成した後、保護部材貼着ステップＳＴ２と研削ステップＳＴ３とを実施した。本発明品は、実施形態１に係る加工方法を実施した。
【００３４】
表１によれば、比較例１は、切削ブレードの切刃の円弧によりデバイス領域２１０の分割予定ライン２０３に仕上げ厚さ２２０の溝を形成すると、外周余剰領域２１１まで切削してしまい、デバイス領域２１０のみに溝を形成するのができない。比較例２は、研削ステップＳＴ３において改質層を起点にウェーハ２００が分割される際に、改質層を起点に外周余剰領域２１１まで分割されてしまい、分割された外周余剰領域２１１とともにデバイス２０２が飛散してしまった。このような比較例１及び比較例２に対して、本発明品は、アブレーション加工によりレーザー加工溝２０５を形成することで、研削ステップＳＴ３において外周余剰領域２１１を分割させることがないので、デバイス２０２を飛散させることなく、ウェーハ２００の厚さを測定しながら研削することを可能とできることが明らかとなった。
【００３５】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【符号の説明】
【００３６】
２１  チャックテーブル
３０  接触式測定ゲージ
２００  ウェーハ
２０１  表面
２０２  デバイス
２０３  分割予定ライン
２０５  レーザー加工溝
２０６  裏面
２１０  デバイス領域
２１１  外周余剰領域
２２０  仕上げ厚さ
３００  レーザー光線
４００  保護部材
ＳＴ１  溝形成ステップ
ＳＴ２  保護部材貼着ステップ
ＳＴ３  研削ステップ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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