(57)【要約】【課題】裏面に金属電極膜が形成されたリブ構造ウェーハをダイシングする際の不良率を低減させること。【解決手段】裏面の外周に沿って厚肉部が形成され、この厚肉部に囲まれた薄肉部の表面側にストリートによって区分された複数のデバイスが形成されたウェーハのダイシング方法である。この方法では少なくとも２つの工程を有する。第１の工程では、ウェーハの裏面側から切削ブレードによるダイシングを行うことにより、前記ストリートの位置に合わせて前記厚肉部を部分的に除去し、いわゆるハーフカットして溝を形成する。第２工程では、この溝の位置に合わせて厚肉部と薄肉部とをストリートに沿ってフルカットし前記複数のデバイスを分離する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
裏面の外周に沿って厚肉部が形成され、この厚肉部に囲まれた薄肉部の表面側にストリートによって区分された複数のデバイスが形成されたウェーハのダイシング方法であって、
ウェーハの裏面側から切削ブレードによるダイシングを行うことにより、前記ストリートの位置に合わせて前記厚肉部を部分的に除去して溝を形成する第１工程と、
この溝の位置に合わせて厚肉部と薄肉部とをフルカットし前記複数のデバイスを分離する第２工程とを、
有することを特徴とするウェーハのダイシング方法。
【請求項２】
請求項１において、さらに、前記ウェーハの裏面に電極を形成し、この電極の前記ストリートに対向する領域を除去して電極パターンを形成する工程を有し、この領域にあわせて前記第１工程の溝を形成することを特徴とするウェーハのダイシング方法。
【請求項３】
請求項１において、さらに、前記ストリートに対応したマーカーを前記ウェーハの裏面に形成する工程を有し、このマーカーを目印として前記第１工程の溝を形成することを特徴とするウェーハのダイシング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウェーハの裏面外周部を厚くしたリブ構造ウェーハのダイシング方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスが表（おもて）面側に複数形成されたウェーハは、ダイシング装置等を用い、ストリートに沿って個々のデバイスに分割され、各種電子機器に組み込まれて広く使用されている。そして、電子機器の小型化、軽量化等を図るために、個々のデバイスに分割される前のウェーハは、裏面が研削され、その厚みが例えば１００μｍ〜５０μｍになるように形成される。
【０００３】
ところが、研削によりウェーハが薄くなると、剛性がなくなるために、その後の工程での取り扱いが困難となる。例えば、ウェーハの表面および裏面に形成した膜の応力により大きな反りが発生し、搬送や工程処理自身が困難となる。さらには、ウェーハ端面がナイフエッジになることで割れや欠けによる不良発生が増大する。
その対策として、ウェーハの表面のデバイスが形成されない外周余剰領域に接着剤を介してリング状の保護部材を貼着し、その状態で保護部材側を保持して裏面を研削する技術が公知である（特許文献１）。同文献中には、リング状の保護部材を設けたウェーハ上から通常のダイシングを行ってデバイスを分離しチップ化する方法が開示されている。
【０００４】
また、ウェーハの補強対策として、外周部を幅２〜５ｍｍ程度厚肉部として残し、これに囲まれるウェーハ裏面の中央部のみを薄くする構造（リブ構造）および製造方法が公知である（特許文献２）。ウェーハの中央部を薄くする方法としては、研削および化学的エッチングが公知である。前者としてはウェーハより小径の研削ホイールを用い、インフィード研削より加工する方法が知られている。また、後者としてはアルカリ溶液を用いてエッチングする方法が知られている。
【特許文献１】特開２００５−１２３５６８号公報
【特許文献２】特開２００３−１２４１４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ウェーハの裏面外周部を厚肉部として残し中央部を薄くするとダイシングが困難になる問題がある。
まず、表面側からダイシングを行う場合、裏面にダイシングテープを貼り付けたときにリブと称するウェーハ外周の厚肉部付近に隙間が発生する。このため、ダイシング時にウェーハの振動が大きくなりチッピング等のダイシング不良が発生しやすくなる。
【０００６】
また、ウェーハの裏面側をステージ吸着させた際にウェーハがたわむため、（１）ダイシングの高さが場所によって変化して加工状態が不安定になる、（２）焦点調整が難しくなりマーカー位置を検出できないエラーが発生するという問題がある。
他方、ウェーハの表（おもて）面にダイシングテープを貼り付けて裏面側からダイシングを行う場合、外周部の厚肉部と内部の薄肉部の厚さが大きく異なることに起因した不具合が発生する。すなわち、ウェーハ内部の薄い領域に合わせてダイシング加工条件を設定すると外周の厚肉部を加工する時の負荷が大きくなり、外周部付近でチッピング等の加工不良が発生する、ブレード破損の可能性が大きくなるという問題がある。さらに、裏面側からダイシングを行う場合は目印となるマーカーが無いため、表面側のストリートに合わせてダイシングを行うことが困難という問題もある。
【０００７】
これらの問題はＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ  Ｇａｔｅ  Ｂｉｐｏｌａｒ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）等のパワーデバイスのように特性向上のためウェーハを薄くし、裏面側に電極を形成する場合により一層顕著となる。裏面の全面に電極を形成したウェーハに対してダイシングを行うとブレードの目詰まりにより突発的なチッピングが発生するからである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、リブ構造を備えるウェーハの表（おもて）面をダイシングテープに貼り付け、裏面側から２段階のダイシングを行う方法を見出した。第１工程ではハーフカットにより外周部のリブを部分的にカットし、第２工程でリブカット部に合わせてフルカットを行うものである。
すなわち本発明は、裏面の外周に沿って厚肉部（リブ）が形成され、この厚肉部に囲まれた薄肉部の表（おもて）面側にストリートによって区分された複数のデバイスが形成されたウェーハのダイシング方法である。この方法では少なくとも２つの工程を有する。第１の工程では、ウェーハの裏面側から切削ブレードによるダイシングを行うことにより、前記ストリートの位置に合わせて前記厚肉部を部分的に除去し、いわゆるハーフカットして溝を形成する。この溝の下方にはウェーハが厚さ方向に部分的に残される。第２工程では、この溝の位置に合わせて厚肉部と薄肉部とをストリートに沿ってフルカットし前記複数のデバイスを分離する。
【０００９】
このように厚肉部について２段階のダイシングを行うことにより、フルカット時の加工負荷を均一化できるので、ウェーハ全面にわたってチッピングを発生することなくデバイスを分離することができる。
さらに本発明では、裏面に電極を形成したウェーハを用いる場合に、表面のストリートに対向する裏面電極をフォトリソグラフィーにより除去して電極パターンを形成することが有効である。この際、ストリートに対向する領域全てを除去するのではなく、ストリートを認識するためのマーカーを含む電極パターンとしても良い。このように裏面電極を除去すればダイシングの際、裏面側からストリートの位置を確認でき、加えて、切削ブレードの目詰まりが減り突発的なチッピングを防止することができる。
【００１０】
また、表面側のストリートの位置を識別するためのマーカーをウェーハ裏面にレーザー照射等により形成し、ダイシング時の位置あわせに用いることも好ましい。この方法によれば、ウェーハ裏面についてはフォトリソグラフィーを行うことなく、簡便にマーカーを形成することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のダイシング方法によれば、外周部に厚肉部を有するウェーハを加工する場合であっても、フルカット時の加工負荷を均一化できるので、ウェーハ全面にわたってチッピングを発生することなくデバイスを分離することができる。
また、裏面に電極を形成したウェーハを用いる場合には、表面のストリートに対向する裏面電極をフォトリソグラフィーにより除去することにより、裏面側からストリートの位置を確認でき、加えて、切削ブレードの目詰まりが減り突発的なチッピングを防止することができる。ＩＧＢＴ等のパワーデバイスのように裏面側に金属電極を形成するデバイスにおいて特に有効である。
【００１２】
また、表面側のストリートの位置を識別するためのマーカーをウェーハ裏面にレーザー照射等により形成することにより、ダイシング時の位置あわせに用いるマーカーを簡便に形成することができる。この方法もＩＧＢＴ等のパワーデバイスにおいて特に有効である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の第１の実施の形態として、裏面に電極を形成する薄型パワーデバイスを例にとり、そのダイシング方法を図面を参照して説明する。
図１は本発明に係るウェーハの形状を模式的に示す斜視図である。ウェーハ１のおもて面にはストリート２によって区分された複数のデバイス３が形成されている。図２は、ウェーハ１の裏面を示す平面図（ａ）と、（ａ）におけるIIa-IIa'断面を示す図（ｂ）である。デバイス３は厚肉部４に囲まれた薄肉部５の表面側に形成される。
【００１４】
ウェーハ１の製造工程の概略を説明する。まず、厚い状態のウェーハの表面側にゲート構造やソース／エミッタ構造を公知の方法により形成し、ストリートによって区分された複数のデバイスを形成する。つぎに、ウェーハ裏面の外周部をマスクしてウェーハ内周部のみをエッチングし、ウェーハ内周部の厚みを薄くする。または、ウェーハ内周部のみをホイール研磨して、ウェーハ内周部の厚みを薄くすることとしてもよい。そして、薄化されたウェーハの裏面に金属電極膜を形成する。金属電極膜の材料としては、たとえば、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）などを積層して用いることができる。以上のような手順によって裏面の外周に沿って厚肉部を有するウェーハ１が形成される。
【００１５】
ウェーハは例えばシリコン等の半導体からなる。ウェーハ１の形状は、例えば外周に沿って幅５ｍｍのリブ（厚肉部）４を形成した構造となっている。ここで、ウェーハ内部の薄肉部５の厚さｔ１は５０〜１００μｍ、リブ４の厚さｔ２は２００〜５００μｍである（図２（ｂ））。リブが突出している側が裏面である。
ウェーハ１の裏面に電極を形成する場合、両面露光器を用い、フォトリソグラフィーにより表面ストリート２に対向する部分を除去して裏面電極パターンを形成する。パターニングの方法としては、（１）表裏両面の電極を形成後に一括で行う方法、（２）表側のパターンに合わせて裏面電極パターニングを別工程で行う方法のどちらでもよい。
【００１６】
図３は裏面電極パターンを模式的に示す平面図である。おもて面のストリート２と対向するように電極除去領域６をフォトリソグラフィーにより形成し、分離された裏面電極７とマーカー８を形成する。ここで、電極除去領域６の幅は６０〜１５０μｍである。
次に、このウェーハ１をダイシングする方法を図面を用いて説明する。図４は本発明によるダイシング方法の工程フローを示す断面図、図５は図４に示す工程Ｂにおけるウェーハの要部を拡大した断面図である。まず、ダイシングフィルム９へウェーハ１を貼り付ける（工程Ａ）。このとき、ウェーハ１の表面をダイシングフィルム９に貼り付け、同時に略ドーナツ形状のフレーム１０で支持する。続いて、裏面に形成したマーカー８（図３）を位置あわせの目印として外周部のリブ４をブレードにより切削、除去する第１のダイシング（工程Ｂ）を行う。この工程により、おもて面のストリート２の延長線とリブ４との交差する位置に溝１１が形成される。
【００１７】
このとき図５に示すように、ウェーハ底面から溝の底までの切削高さをａ、ウェーハ内部の薄肉部の厚さをｄとして、
【００１８】
【数１】
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【００１９】
を満たすようにリブ４を除去することが望ましい。ａ／ｄの値が１．０５より小さいと、ウェーハ内部の薄肉部裏面にダイシングブレードが接触する可能性があり、リブ近傍のウェーハ内部でチッピングが発生することがある。一方、ａ／ｄが１．５より大きいと、切削領域の高さの不均一性により、ウェーハ内部でチッピングを発生する可能性がある。
続いて、溝１１の位置に合わせて厚肉部４と薄肉部５をフルカット（工程Ｃ）することにより、ストリートを挟んで並ぶデバイスを分離する。
【００２０】
尚、工程Ｃのフルカット時のダイシングブレード幅は、工程Ｂのハーフカット時のダイシングブレード幅と同等以下にする必要がある。また、工程Ｂに用いるブレードの幅は溝１１の深さと幅に応じて選ぶ必要がある。これを実現する方法としては、幅の異なるブレードを２スピンドルタイプのダイシング装置に装着して加工するか、１スピンドルタイプのダイシング装置で２段階に分けて加工する方法が考えられる。
【００２１】
以上の工程Ｂ，Ｃを全てのストリートについて繰り返すことによりウェーハから複数のデバイスが分離される。この繰り返しの順番は任意に設定することができるが、全てのストリートについてまず工程Ｂを行った後工程Ｃを行うと、ウェーハへの負荷を低減でき好ましい。
この方法を用いて、ダイシングすることにより、全面にわたってチッピングを発生させることなく良好な加工を行うことができる。本発明は幅の違うブレードを用いる二段加工であるが、これは、二段目の加工でブレードがリブの厚い部分に接触するのを避け、加工負荷の均一化を図る上で効果がある。
【００２２】
比較のために、リブ付きウェーハ１を、１回のダイシングで裏面から加工する（フルカット）方式と表面から加工する方式も検討した。前者の場合、リブ４と薄肉部５の境界付近で負荷変動に起因すると考えられる５０〜１００μｍ程度のチッピングが発生した。また、後者の場合は、外周に近い領域でチップ飛びや割れが発生し、極めて悪い加工状態となった。
【００２３】
本発明の第２の実施の形態を図面を用いて説明する。図６はリブ構造ウェーハの裏面へのアライメントマーク形成処理を模式的に示した説明図である。ここでは第１の実施の形態と同様に作成し、裏面に金属電極膜を形成したウェーハ１を用いて説明する。
本実施例では、ウェーハ１表面のストリート２とデバイス３の構造のパターンを認識し、裏面電極の一部にレーザーマーキングによる位置合せ用のアライメントマーカーを形成する。ダイシングのための位置あわせであれば、ウェーハ上に数点のマーキングを行うだけで十分であり、第一の実施例で用いた両面露光器を用いるよりも格段に低コストかつ短縮されたプロセスでマーキング可能である。
【００２４】
具体的には、リブ構造ウェーハ１にアライメントマークを形成する際、リブ構造ウェーハ１の裏面をレーザーマーカー２０６側に、リブ構造ウェーハ１のおもて面をＣＣＤカメラ２０５に向けて、ＸＹステージ２０１上に置く。すなわち、リブ構造の段差がある面をＸＹステージ２０１の上面側に、ゲート構造などの表面デバイス構造が形成された面をＸＹステージ２０１の下面側に置く。
【００２５】
ＣＣＤカメラ２０５は、ＸＹステージ２０１に載せられたリブ構造ウェーハ１のおもて面側を撮影し、画像信号をモニター２３０に出力する。モニター２３０は、ＣＣＤカメラ２０５によって撮影されたリブ構造ウェーハ１のおもて面側の画像を表示する。そして、モニター２３０に表示されたリブ構造ウェーハ１のおもて面の画像を見ながら、ＸＹステージ２０１を調節し、所望の位置（マーキングをおこないたい点）が画像の中心になるようにする。
【００２６】
具体的には、たとえば、図６に示すように、表面デバイス構造部の隣り合うチップＣ１〜Ｃ４の中心位置Ｐが画像の中心となるように調節する。また、たとえば、リブ構造ウェーハ１のおもて面に、あらかじめアライメントマークが形成されている場合には、その位置が画像の中心となるように調節する。いずれの位置を中心とする場合にもデバイスを区分するストリートとの位置関係が明確になるよう調節する。そして、その位置でレーザーマーカー２０６からレーザーを照射させて、リブ構造ウェーハ１の裏面側の金属電極膜上に切断位置調節用のアライメントマーク（照射痕）を形成する。このときレーザーマーカー２０６から照射されるレーザーの種類は、たとえば、ＹＬＦ２ωレーザーまたはＹＡＧ２ωレーザーを用いることができる。また、レーザーの照射エネルギー密度は、たとえば、０．２〜４．０Ｊ／ｃｍ２とする。
【００２７】
尚、マーキングの方法としては、レーザーの照射に代えて、先の尖った硬質材による打痕やインクによるマーキング等を用いても良い。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明では、リブ構造のウェーハをチッピング等の不良を発生させることなく切断することが可能になるため、特に薄く形成されるウェーハのダイシング加工に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明に係るウェーハの形状を模式的に示す斜視図である。
【図２】（ａ）はウェーハの裏面を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）におけるIIa-IIa'断面を示す図である。
【図３】裏面電極パターンを模式的に示す平面図である。
【図４】本発明によるウェーハダイシング方法の工程フローを示す断面図である。図中の破線は厚肉部と薄肉部の形状を表すかくれ線である。
【図５】図４の工程Ｂにおけるウェーハの要部を拡大した断面図である。
【図６】本発明の第二の実施例による、裏面金属電極膜へのアライメントマーキング方法概念図である。
【符号の説明】
【００３０】
１  ウェーハ
２  ストリート
３  デバイス
４  リブ（厚肉部）
５  薄肉部
６  電極除去領域
７  裏面電極
８  マーカー
９  ダイシングフィルム
１０  ダイシングフレーム
２０１  ＸＹステージ
２０５  ＣＣＤカメラ
２０６  レーザーマーカー
２３０  モニター
【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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