(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の表面に積層された機能層に複数のデバイスが形成されたウェーハを、互いに交差して該デバイスを区画する複数の分割予定ラインに沿って個々のデバイスチップに分割するデバイスチップの製造方法であって、
該機能層が露出した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を実施した後、基板の裏面を研削して薄化する薄化ステップと、
該薄化ステップを実施した後、基板の裏面に透過性を有する粘着テープを貼着し、該粘着テープと該保護テープとでウェーハをサンドイッチ状に固定する粘着テープ貼着ステップと、
基板及び該粘着テープに対して透過性を有する波長のレーザービームの集光点を該分割予定ラインに沿った基板内部に位置付けると共に、基板の裏面からレーザービームを該粘着テープを介して照射し、基板の内部に該分割予定ラインに沿った改質層を形成する改質層形成ステップと、
該改質層形成ステップを実施した後、基板の裏面に貼着された該粘着テープにダイシングテープを貼着すると共に、該保護テープを該機能層から剥離する貼り替えステップと、
該貼り替えステップを実施した後、該機能層に対して吸収性を有する波長のレーザービームを該分割予定ラインに沿って該機能層に照射し、該機能層に加工溝を形成して該機能層を該分割予定ラインに沿って分割する溝形成ステップと、
該溝形成ステップを実施した後、ウェーハに外力を付与してウェーハを個々のデバイスチップに分割する分割ステップと、
を備え、該貼り替えステップでは、該ダイシングテープは、該粘着テープ及び環状フレームに貼着されており、該粘着テープは、該環状フレームに貼着されていないことを特徴とするデバイスチップの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デバイスチップの製造方法、特に、層間絶縁膜として低誘電率絶縁膜（Ｌｏｗ−ｋ膜）を使用したデバイスチップの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイス製造プロセスにおいては、略円板形状であるシリコンウェーハ、ガリウム砒素ウェーハ等の半導体ウェーハの表面に格子状に形成されたストリートと呼ばれる分割予定ラインによって複数の領域が区画され、区画された各領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスを形成する。
【０００３】
このような半導体ウェーハは研削装置によって裏面が研削されて所定の厚みに加工された後、切削装置又はレーザー加工装置によって個々のデバイスに分割され、分割されたデバイスは携帯電話、パソコン等の各種電気機器に広く利用されている。
【０００４】
切削装置としては一般にダイシング装置と呼ばれる切削装置が用いられており、この切削装置ではダイアモンドやＣＢＮ等の超砥粒をメタルやレジンで固めて厚さ２０〜３０μｍの切刃を有する切削ブレードが約３００００ｒｐｍ等の高速で回転しつつ半導体ウェーハへ切り込むことで切削が遂行される。
【０００５】
半導体ウェーハの表面に形成された半導体デバイスは、金属配線が何層にも積層されて信号を伝達しており、各金属配線間は主にＳｉＯ２から形成された層間絶縁膜により絶縁されている。
【０００６】
近年、構造の微細化に伴い、配線間距離が近くなり、近接する配線間の電気容量は大きくなってきている。これに起因して信号の遅延が発生し、消費電力が増加するという問題が顕著になってきている。
【０００７】
各層間の寄生容量を軽減すべく、デバイス（回路）形成時に各層間を絶縁する層間絶縁膜として従来は主にＳｉＯ２絶縁膜を採用していたが、最近になりＳｉＯ２絶縁膜よりも誘電率の低い低誘電率絶縁膜（Ｌｏｗ−ｋ膜）が採用されるようになってきている。
【０００８】
低誘電率絶縁膜としては、ＳｉＯ２膜（誘電率ｋ＝４．１）よりも誘電率が低い（例えばｋ＝２．５乃至３．６程度）材料、例えばＳｉＯＣ，ＳｉＬＫ等の無機物系の膜、ポリイミド系、パリレン系、ポリテトラフルオロエチレン系等のポリマー膜である有機物系の膜、及びメチル含有ポリシロキサン等のポーラスシリカ膜を挙げることができる。
【０００９】
このような低誘電率絶縁膜を含む積層体（機能層）を切削ブレードにより分割予定ラインに沿って切削すると、低誘電率絶縁膜は雲母のように非常に脆いことから機能層が剥離するという問題が生じる。
【００１０】
この問題を解決するために、特開２０１３−２５４８６７号公報では、Ｌｏｗ−ｋ膜に対して吸収性を有する波長のレーザービームをウェーハの表面に照射して、Ｌｏｗ−ｋ膜をレーザービームのアブレーションにより除去してＬｏｗ−ｋ膜にレーザー加工溝を形成した後、ウェーハの基板に対して透過性を有する波長のレーザービームで基板内部に改質層を形成（以下、この加工方法をＳＤ加工と称する場合がある）後、ウェーハに外力を付与してウェーハを個々のデバイスチップに破断するレーザー加工方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２０１３−２５４８６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、先にウェーハの裏面を研削して薄化した後、Ｌｏｗ−ｋ膜をレーザービームの照射により除去する加工方法の場合、研削時にＬｏｗ−ｋ膜上に貼着した保護テープを剥離してからレーザービームの照射によりグルービング加工し、再度Ｌｏｗ−ｋ膜上にダイシングテープを貼着して、ウェーハの裏面からＳＤ加工する必要があるため、先にＳＤ加工する方法に比べて、テープの貼り替え作業が１回多くなるという課題がある。
【００１３】
一方、ウェーハの表面に保護テープを貼着した状態でまずＳＤ加工を実施し、ウェーハの裏面にダイシングテープを貼着してから保護テープを剥離して、ウェーハの表面に積層された機能層をレーザービームの照射によりグルービング加工する加工方法の場合、ウェーハの裏面にダイシングテープを貼着する際にローラー等によりウェーハに外力が印加されるため、ＳＤ加工によりウェーハ内部に形成した改質層が部分的に破断したラインが発生し、そのラインでずれが発生するため、保護テープからダイシングテープに貼り替える貼り替えステップ後に分割予定ラインにずれが生じ、レーザービームの照射により所望の位置にグルービングが実施できないという問題がある。
【００１４】
本発明はこのような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、上述した従来技術の課題を解決したレーザービームの照射によるデバイスチップの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明によると、基板の表面に積層された機能層に複数のデバイスが形成されたウェーハを、互いに交差して該デバイスを区画する複数の分割予定ラインに沿って個々のデバイスチップに分割するデバイスチップの製造方法であって、該機能層が露出した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を実施した後、基板の裏面を研削して薄化する薄化ステップと、該薄化ステップを実施した後、基板の裏面に透過性を有する粘着テープを貼着し、該粘着テープと該保護テープとでウェーハをサンドイッチ状に固定する粘着テープ貼着ステップと、基板及び該粘着テープに対して透過性を有する波長のレーザービームの集光点を該分割予定ラインに沿った基板内部に位置付けると共に、基板の裏面からレーザービームを該粘着テープを介して照射し、基板の内部に該分割予定ラインに沿った改質層を形成する改質層形成ステップと、該改質層形成ステップを実施した後、基板の裏面に貼着された該粘着テープにダイシングテープを貼着すると共に、該保護テープを該機能層から剥離する貼り替えステップと、該貼り替えステップを実施した後、該機能層に対して吸収性を有する波長のレーザービームを該分割予定ラインに沿って該機能層に照射し、該機能層に加工溝を形成して該機能層を該分割予定ラインに沿って分割する溝形成ステップと、該溝形成ステップを実施した後、ウェーハに外力を付与してウェーハを個々のデバイスチップに分割する分割ステップと、を備え、該貼り替えステップでは、該ダイシングテープは、該粘着テープ及び環状フレームに貼着されており、該粘着テープは、該環状フレームに貼着されていないことを特徴とするデバイスチップの製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のデバイスチップの製造方法によると、基板の裏面に透過性を有する粘着テープを貼着し、粘着テープと保護テープとでウェーハをサンドイッチ状に固定する粘着テープ貼着ステップを実施した後、改質層形成ステップ及び貼り替えステップを実施するため、ダイシングテープ貼着時に改質層が形成された基板が部分的に破断しても、ウェーハは保護テープと粘着テープとでサンドイッチされて固定されているため、部分的に破断したラインが分割予定ラインからずれてしまうという問題の発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】保護テープ貼着ステップを示す斜視図である。
【図２】薄化ステップを示す斜視図である。
【図３】粘着テープ貼着ステップを説明する斜視図である。
【図４】改質層形成ステップを示す一部断面側面図である。
【図５】ダイシングテープ貼着ステップを示す斜視図である。
【図６】保護テープ剥離ステップを示す斜視図である。
【図７】溝形成ステップを示す一部断面側面図である。
【図８】分割ステップを示す一部断面側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。図１を参照すると、シリコンウェーハ（以下、単にウェーハと略称することがある）１１の表面に保護テープ２３を貼着する保護テープ貼着ステップを示す斜視図が示されている。
【００１９】
シリコンウェーハ１１は、シリコン基板１３上に機能層（積層体）１５が積層されて構成されている。機能層１５には、金属配線が何層にも積層されて信号を伝達しており、各金属配線間は低誘電率絶縁膜（Ｌｏｗ−ｋ膜）により絶縁されている。
【００２０】
機能層１５が形成されたウェーハ１１の表面１１ａには、ＬＳＩ等の複数の半導体デバイス１９が格子状に形成された分割予定ライン（ストリート）１７によって区画されて形成されている。ウェーハ１１の外周にはシリコン基板１３の結晶方位を示すマークとしてのノッチ２１が形成されている。ウェーハ１１の裏面１１ｂにはシリコン基板１３が露出している。
【００２１】
図１に示した実施形態では、デバイスチップを製造するウェーハとしてシリコンウェーハ１１について説明したが、ウェーハはシリコンウェーハに限定されるものではなく、サファイアウェーハ、ＧａＮウェーハ、ＬＴウェーハ、ＬＮウェーハ、セラミックスウェーハ等からデバイスチップを製造するようにしてもよい。
【００２２】
本実施形態のデバイスチップの製造方法では、まず、ウェーハ１１の表面１１ａ上、即ち機能層１５が露出した表面にデバイス１９を保護するために保護テープ２３を貼着する保護テープ貼着ステップを実施する。
【００２３】
保護テープ貼着ステップを実施した後、基板１３の裏面を研削して基板１３を薄化する薄化ステップを実施する。この薄化ステップでは、図２に示すように、研削装置のチャックテーブル１０でウェーハ１１の表面１１ａに貼着した保護テープ２３側を吸引保持し、ウェーハ１１の裏面１１ｂを露出させる。
【００２４】
図２において、研削ユニット１２のスピンドル１４の先端に固定されたホイールマウント１６には、複数のねじ２０により研削ホイール１８が着脱可能に装着されている。研削ホイール１８は、環状のホイール基台２２の自由端部（下端部）の外周に複数の研削砥石２４を環状に固着して構成されている。
【００２５】
薄化ステップでは、チャックテーブル１０を矢印ａで示す方向に例えば３００ｒｐｍで回転しつつ、研削ホイール１８を矢印ｂで示す方向に例えば６０００ｒｐｍで回転させると共に、図示しない研削ユニット送り機構を駆動して研削ホイール１８の研削砥石２４をウェーハ１１の裏面１１ｂに露出したシリコン基板１３に接触させる。
【００２６】
そして、研削ホイール１８を所定の研削送り速度で下方に所定量研削送りする。接触式又は非接触式の厚み測定ゲージでウェーハ１１の厚みを測定しながら、ウェーハ１１を所定の厚み、例えば１００μｍに研削して薄化する。
【００２７】
保護テープ貼着ステップを実施した後、図３（Ａ）に示すように、ウェーハ１１の裏面１１ｂ、即ち基板１３の裏面に透過性を有する粘着テープ２５を貼着し、図３（Ｂ）に示すように、粘着テープ２５と保護テープ２３とでウェーハ１１をサンドイッチ状に固定する粘着テープ貼着ステップを実施する。粘着テープ２５はエキスパンド性を有している。
【００２８】
粘着テープ貼着ステップを実施した後、図４に示すように、レーザー加工装置のチャックテーブル２６でウェーハ１１の保護テープ２３側を吸引保持する。そして、レーザー加工装置の集光器２８でレーザービームＬＢの集光点を分割予定ライン１７に沿った基板１３の内部に集光すると共に、基板１３及び粘着テープ２５に対して透過性を有する波長（例えば１０６４ｎｍ）のレーザービームＬＢをウェーハ１１の裏面側から粘着テープ２５を介して照射し、チャックテーブル２６を矢印Ｘ１方向に加工送りすることにより、基板１３の内部に分割予定ライン１７に沿った改質層２７を形成する改質層形成ステップを実施する。
【００２９】
この改質層形成ステップを、ウェーハ１１を分割予定ライン１７の間隔毎に割り出し送りしながら、第１の方向に伸長する全ての分割予定ライン１７に沿って実施する。次いで、チャックテーブル２６を９０°回転した後、第２の方向に伸長する全ての分割予定ライン１７に沿って同様な改質層２７を形成する。
【００３０】
改質層形成ステップを実施した後、基板１３の裏面に貼着された粘着テープ２５にダイシングテープＴを貼着すると共に、保護テープ２３を機能層１５から剥離する貼り替えステップを実施する。
【００３１】
この貼り替えステップは、図５に示すように、例えば作業テーブル４８上に環状フレームＦの表面側を下にして載置すると共に、環状フレームＦの開口内に保護テープ２３側を下にして載置し、ダイシングテープＴを環状フレームＦ及びウェーハ１１の裏面に貼着された粘着テープ２５に貼着するダイシングテープ貼着ステップと、図６に示すように、保護テープ２３をウェーハ１１の表面１１ａ、即ち機能層１５から剥離する保護テープ剥離ステップとを含んでいる。
【００３２】
貼り替えステップでは、ウェーハ１１の粘着テープ２５にダイシングテープＴを貼着する際、ローラー５０等を転動してダイシングテープＴをウェーハ１１の裏面に貼着された粘着テープ２５に貼着するため、ウェーハ１１に多少の力が加わるが、ウェーハ１１は保護テープ２３と粘着テープ２５とでサンドイッチされて固定されているため、ダイシングテープ貼着時に基板１３の一部が改質層２７を起点に破断しても、破断したラインが分割予定ライン１７からずれてしまうことを抑制できる。
【００３３】
貼り替えステップを実施した後、図７に示すように、レーザー加工装置のチャックテーブル２６でダイシングテープＴを介してウェーハ１１を吸引保持し、クランプ３０で環状フレームＦをクランプして固定する。
【００３４】
そして、集光器２８から機能層１５に対して吸収性を有する波長（例えば３５５ｎｍ）のレーザービームＬＢを機能層１５に照射し、チャックテーブル２６を矢印Ｘ１方向に加工送りすることにより、機能層１５に分割予定ライン１７に沿ったレーザー加工溝２９を形成し、機能層１５を分割予定ライン１７に沿って分割する溝形成ステップを実施する。
【００３５】
この溝形成ステップを、第１の方向に伸長する全ての分割予定ライン１７に沿って実施した後、チャックテーブル２６を９０°回転してから、第１の方向に直交する第２の方向に伸長する全ての分割予定ライン１７に沿って同様に実施する。
【００３６】
溝形成ステップを実施した後、ウェーハ１１に外力を付与してウェーハ１１を個々のデバイスチップ３１に分割する分割ステップを実施する。この分割ステップは、例えば図８に示すような分割装置３２を使用して実施する。
【００３７】
分割装置３２を使用した分割ステップでは、まず図８（Ａ）に示すように、ウェーハ１１をダイシングテープＴを介して支持した環状フレームＦをフレーム保持手段３４の環状のフレーム保持部材３６の載置面３６ａ上に載置し、クランプ３８によって環状フレームＦをフレーム保持部材３６に固定する。この時、フレーム保持部材３６はその載置面３６ａが拡張ドラム４０の上端と略同一高さとなる基準位置に位置付けられる。
【００３８】
環状のフレーム保持部材３６は駆動手段４２を構成するエアシリンダ４４のピストンロッド４６に連結されている。図８（Ａ）に示す基準位置にフレーム保持部材３６を位置付けた後、エアシリンダ４４を駆動してフレーム保持部材３６を図８（Ｂ）に示す拡張位置に下降する。
【００３９】
これにより、フレーム保持部材３６の載置面３６上に固定されている環状フレームＦを下降するため、環状フレームＦに装着されたダイシングテープＴは拡張ドラム４０の上端縁に当接して主に半径方向に拡張される。
【００４０】
その結果、ダイシングテープＴ及び粘着テープ２５に貼着されているウェーハ１１には放射状に引っ張り力が作用する。このようにウェーハ１１に放射状に引っ張り力が作用すると、分割予定ライン１７に沿って基板１３に形成された改質層２７の強度が低下されているので、この改質層２７が分割起点となってウェーハ１１は改質層２７にそって破断され、個々のデバイスチップ３１に分割される。
【００４１】
上述した実施形態のデバイスチップの製造方法によると、改質層形成ステップを実施した後、基板１３の裏面に貼着された粘着テープ２５にダイシングテープＴを貼着する際に、ウェーハ１１の保護テープ２３上にローラーを転動してウェーハ１１に力が印加され、ウェーハ１１が部分的に改質層２７を分割起点に破断されても、ウェーハ１１は保護テープ２３と粘着テープ２５とでサンドイッチされて固定されているため、部分的に基板１３が破断したラインが分割予定ライン１７からずれてしまうことを抑制でき、機能層１５の所望の位置にアブレーションによりレーザー加工溝２９を形成することができる。
【符号の説明】
【００４２】
１０    チャックテーブル
１１    シリコンウェーハ
１２    研削ユニット
１３    シリコン基板
１５    機能層
１７    分割予定ライン
１８    研削ホイール
１９    デバイス
２３    保護テープ
２４    研削砥石
２５    粘着テープ
２６    チャックテーブル
２７    改質層
２８    集光器
２９    加工溝
３２    分割装置
３６    フレーム保持部材
４０    拡張ドラム
４４    エアシリンダ
【図１】
0006558973.tif 000002
【図２】
0006558973.tif 000003
【図３】
0006558973.tif 000004
【図４】
0006558973.tif 000005
【図５】
0006558973.tif 000006
【図６】
0006558973.tif 000007
【図７】
0006558973.tif 000008
【図８】
0006558973.tif 000009