(57)【要約】      （修正有）【課題】分割予定ラインに沿って改質層が形成されたウエーハの表面に保護テープを貼着し、保護テープ側をチャックテーブルに保持してウエーハの裏面を研削して所定の厚みに形成するとともにウエーハを個々のデバイスに分割する際に、ウエーハの外周に欠けを生じさせることのないウエーハの加工方法。【解決手段】複数の分割予定ラインによって区画された領域にデバイスが形成された領域と、デバイス領域を囲繞する外周余剰領域とを備えたウエーハ２を、分割予定ラインに沿って個々のデバイスに分割するウエーハの加工方法であって、透過性を有する波長のレーザー光線を内部に集光点を位置付けて照射し、改質層を形成する工程と、裏面を研削して所定の厚みに形成するとともに改質層を破断起点として個々のデバイスに分割する工程とを含み、事前に、表面に貼着された保護テープ３のデバイス領域のみに紫外線を照射して粘着層３０を硬化させる工程を実施する。【選択図】図３
2016119370.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に複数の分割予定ラインが格子状に形成されているとともに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備えたウエーハを、分割予定ラインに沿って個々のデバイスに分割するウエーハの加工方法であって、
ウエーハに対して透過性を有する波長のレーザー光線を内部に集光点を位置付けて分割予定ラインに沿って照射し、ウエーハの内部に分割予定ラインに沿って改質層を形成する改質層形成工程と、
該改質層形成工程が実施されたウエーハの裏面を研削水を供給しつつ研削して所定の厚みに形成するとともにウエーハを改質層を破断起点として分割予定ラインに沿って個々のデバイスに分割する裏面研削工程と、を含み、
該裏面研削工程を実施する前に、ウエーハの表面に紫外線を照射することにより粘着層が硬化する保護テープを貼着する保護テープ貼着工程と、ウエーハの表面に貼着された保護テープに紫外線を照射して粘着層を硬化させる粘着層硬化工程を実施する、
ことを特徴とするウエーハの加工方法。
【請求項２】
該粘着層硬化工程は、ウエーハの表面に貼着された保護テープにおけるウエーハのデバイス領域と対応する領域に紫外線を照射し、デバイス領域と対応する領域の粘着層を硬化して外周余剰領域と対応する領域の粘着層を硬化しない、請求項１記載のウエーハの加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面に複数の分割予定ラインが格子状に形成されているとともに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エーハを、分割予定ラインに沿って分割するウエーハの加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイス製造工程においては、略円板形状である半導体ウエーハの表面に格子状に配列された分割予定ラインによって複数の領域が区画され、この区画された領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスを形成する。このように形成された半導体ウエーハを分割予定ラインに沿って切断することにより、デバイスが形成された領域を分割して個々のデバイスを製造している。
【０００３】
上述した半導体ウエーハの分割予定ラインに沿った切断は、通常、ダイサーと呼ばれている切削装置によって行われている。この切削装置は、半導体ウエーハや光デバイスウエーハ等の被加工物を保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された被加工物を切削するための切削手段と、チャックテーブルと切削手段とを相対的に移動せしめる切削送り手段とを具備している。切削手段は、回転スピンドルと該スピンドルに装着された切削ブレードおよび回転スピンドルを回転駆動する駆動機構を備えたスピンドルユニットを含んでいる。切削ブレードは円盤状の基台と該基台の側面外周部に装着された環状の切れ刃からなっており、切れ刃は例えば粒径３μｍ程度のダイヤモンド砥粒を電鋳によって基台に固定し厚さ２０μｍ程度に形成されている。
【０００４】
しかるに、切削ブレードは２０μｍ程度の厚さを有するため、デバイスを区画する分割予定ラインとしては幅が５０μｍ程度必要となり、ウエーハの面積に対する分割予定ラインが占める面積比率が大きく、生産性が悪いという問題がある。
【０００５】
一方、近年半導体ウエーハ等のウエーハを分割する方法として、ウエーハに対して透過性を有する波長のパルスレーザー光線を用い、分割すべき領域の内部に集光点を位置付けてパルスレーザー光線を照射する内部加工と呼ばれるレーザー加工方法も実用化されている。この内部加工と呼ばれるレーザー加工方法を用いた分割方法は、ウエーハの一方の面側から内部に集光点を合わせてウエーハに対して透過性を有する波長のパルスレーザー光線を照射し、ウエーハの内部に分割予定ラインに沿って改質層を連続的に形成し、この改質層が形成されることによって強度が低下した分割予定ラインに沿って外力を加えることにより、ウエーハを破断して分割する技術である。（例えば、特許文献１参照。）
【０００６】
上述したように分割予定ラインに沿って改質層が形成されたウエーハの分割予定ラインに沿って外力を付与し、ウエーハを個々のデバイスに分割する方法として、環状のフレームに装着されたダイシングテープに分割予定ラインに沿って改質層が形成されたウエーハを貼着し、ダイシングテープを拡張することによりウエーハに引っ張り力を付与し、ウエーハを改質層が形成され強度が低下せしめられた分割予定ラインに沿って個々のデバイスに分割する技術が下記特許文献２に開示されている。
【０００７】
また、分割予定ラインに沿って改質層が連続的に形成されたウエーハの表面に保護テープを貼着し、保護テープ側をチャックテーブルに保持し、その後ウエーハの裏面を研削水を供給しつつ研削して所定の厚みに形成するとともにウエーハを個々のデバイスに分割する技術が下記特許文献３に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００４−１６０４９３号公報
【特許文献２】特開２００５−２２３２８２号公報
【特許文献３】特開２０１３−１６５２２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
而して、分割予定ラインに沿って改質層が連続的に形成されたウエーハの表面に保護テープを貼着し、保護テープ側をチャックテーブルに保持してウエーハの裏面を研削水を供給しつつ研削することにより所定の厚みに形成するとともにウエーハを個々のデバイスに分割すると、分割したデバイス同士が接触しデバイスの側面に微細な欠けが生じてデバイスの品質を低下させるという問題がある。
【００１０】
本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術課題は、分割予定ラインに沿って改質層が形成されたウエーハの表面に保護テープを貼着し、保護テープ側をチャックテーブルに保持してウエーハの裏面を研削水を供給しつつ研削して所定の厚みに形成するとともにウエーハを個々のデバイスに分割する際に、ウエーハの外周に欠けを生じさせることなく実施することができるウエーハの加工方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、表面に複数の分割予定ラインが格子状に形成されているとともに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備えたウエーハを、分割予定ラインに沿って個々のデバイスに分割するウエーハの加工方法であって、
ウエーハに対して透過性を有する波長のレーザー光線を内部に集光点を位置付けて分割予定ラインに沿って照射し、ウエーハの内部に分割予定ラインに沿って改質層を形成する改質層形成工程と、
該改質層形成工程が実施されたウエーハの裏面を研削水を供給しつつ研削して所定の厚みに形成するとともにウエーハを改質層を破断起点として分割予定ラインに沿って個々のデバイスに分割する裏面研削工程と、を含み、
該裏面研削工程を実施する前に、ウエーハの表面に紫外線を照射することにより粘着層が硬化する保護テープを貼着する保護テープ貼着工程と、ウエーハの表面に貼着された保護テープに紫外線を照射して粘着層を硬化させる粘着層硬化工程を実施する、
ことを特徴とするウエーハの加工方法が提供される。
【００１２】
上記粘着層硬化工程は、ウエーハの表面に貼着された保護テープにおけるウエーハのデバイス領域と対応する領域に紫外線を照射し、デバイス領域と対応する領域の粘着層を硬化して外周余剰領域と対応する領域の粘着層を硬化しない。
【発明の効果】
【００１３】
本発明におけるウエーハの加工方法は、ウエーハに対して透過性を有する波長のレーザー光線を内部に集光点を位置付けて分割予定ラインに沿って照射し、ウエーハの内部に分割予定ラインに沿って改質層を形成する改質層形成工程と、該改質層形成工程が実施されたウエーハの裏面を研削水を供給しつつ研削して所定の厚みに形成するとともにウエーハを改質層を破断起点として分割予定ラインに沿って個々のデバイスに分割する裏面研削工程とを含み、裏面研削工程を実施する前に、ウエーハの表面に紫外線を照射することにより粘着層が硬化する保護テープを貼着する保護テープ貼着工程と、ウエーハの表面に貼着された保護テープに紫外線を照射して粘着層を硬化させる粘着層硬化工程を実施するので、裏面研削工程においてウエーハが個々のデバイスに分割しても硬化した粘着層によって保持され分割されたデバイス同士の接触が回避されてデバイスの側面に欠けを生じさせることはない。
また、本発明によるウエーハの加工方法おいては、上記粘着層硬化工程が
ウエーハの表面に貼着された保護テープにおけるウエーハのデバイス領域と対応する領域に紫外線を照射し、デバイス領域と対応する領域の粘着層を硬化して外周余剰領域と対応する領域の粘着層を硬化しないので、ウエーハの表面に貼着された保護テープにおけるウエーハの外周余剰領域と対応する領域の粘着層は粘着力が維持されてウエーハの表面に密着しているので、ウエーハの外周に欠けを生じさせることがないとともにウエーハ表面を汚染することはない。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明によるウエーハの加工方法によって分割されるウエーハとしての半導体ウエーハの斜視図。
【図２】本発明によるウエーハの加工方法における保護テープ貼着工程を示す説明図。
【図３】本発明によるウエーハの加工方法における粘着層硬化工程を示す説明図。
【図４】本発明によるウエーハの加工方法における改質層形成工程を実施するためのレーザー加工装置の要部斜視図。
【図５】本発明によるウエーハの加工方法における改質層形成行程を示す説明図。
【図６】本発明によるウエーハの加工方法における裏面研削工程を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明によるウエーハの加工方法の好適な実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
【００１６】
図１には、本発明に従って加工されるウエーハとしての半導体ウエーハの斜視図が示されている。図１に示す半導体ウエーハ２は、厚みが例えば５００μmのシリコンウエーハからなっており、表面２ａに複数の分割予定ライン２１が格子状に形成されているとともに、該複数の分割予定ライン２１によって区画された複数の領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイス２２が形成されている。このように構成された半導体ウエーハ２は、デバイス２２が形成されているデバイス領域２３と、該デバイス領域２３を囲繞する外周余剰領域２４を備えている。以下、この半導体ウエーハ２を分割予定ライン２１に沿って個々のデバイス２２に分割するウエーハの加工方法について説明する。
【００１７】
先ず、半導体ウエーハ２の表面２ａに紫外線を照射することにより粘着層が硬化する保護テープを貼着する保護テープ貼着工程を実施する。即ち、図２の（ａ）および（ｂ）に示すように半導体ウエーハ２の表面２aに紫外線を照射することにより粘着層３０が硬化する保護テープ３を貼着する。なお、保護テープ３は、図示の実施形態においては厚さが１００μｍのポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）からなるシート状基材の表面に紫外線を照射することにより硬化する粘着層３０が厚さ５μｍ程度塗布されている。
【００１８】
上述した保護テープ貼着工程を実施したならば、半導体ウエーハ２の表面２aに貼着された保護テープ３に紫外線を照射して粘着層を硬化させる粘着層硬化工程を実施する。この粘着層硬化工程について、図３の（ａ）乃至（ｃ）を参照して説明する。図３の（ａ）乃至（ｃ）に示す粘着層硬化工程の実施形態においては、図３の（ａ）に示す環状のマスク４を用いる。このマスク４は、外径が半導体ウエーハ２の外径より大きく形成され、中央部に半導体ウエーハ２のデバイス領域２３（図１参照）と対応する大きさの円形開口４１が形成されている。このように形成されたマスク４を図３の（ｂ）に示すように半導体ウエーハ２の表面２aに貼着されている保護テープ３の表面に載置する。このとき、マスク４に形成された円形開口４１を保護テープ３における半導体ウエーハ２のデバイス領域２３と対応する領域３１に位置付ける。従って、保護テープ３における半導体ウエーハ２の外周余剰領域２４と対応する領域３２は、マスク４の外周部によって覆われた状態となる。なお、保護テープ３における半導体ウエーハ２の外周余剰領域２４と対応する領域３２の幅Ｌ（図３の（ｃ）参照）は、ウエーハの種類によって異なるが２〜３ｍｍに設定されている。このように、マスク４に形成された円形開口４１を保護テープ３における半導体ウエーハ２のデバイス領域２３と対応する領域３１に位置付けて載置したならば、図３の（ｂ）に示すように紫外線照射器５を点灯しマスク４に形成された円形開口４１を通して保護テープ３における半導体ウエーハ２のデバイス領域２３と対応する領域３１に紫外線を照射する。この結果、図３の（ｃ）に示すように保護テープ３における半導体ウエーハ２のデバイス領域２３と対応する領域３１の粘着層３０１が硬化せしめられる。一方、保護テープ３における半導体ウエーハ２の外周余剰領域２４と対応する領域３２には紫外線が照射されないので、保護テープ３における半導体ウエーハ２の外周余剰領域２４と対応する領域３２の粘着層３０２は硬化せず粘着力が維持されている。
【００１９】
なお、上述した保護テープ貼着工程は、後述する改質層形成工程の前に実施することが望ましいが後述する裏面研削工程を実施する前に実施してもよい。
また、上述した粘着層硬化工程は、後述する改質層形成工程の前でも後述する裏面研削工程を実施する前でもよい。そして粘着層硬化工程は、保護テープ３の全面に紫外線を照射して粘着層３０２の全てを硬化させてもよい。
【００２０】
次に、半導体ウエーハ２に対して透過性を有する波長のレーザー光線を内部に集光点を位置付けて分割予定ライン２１に沿って照射し、半導体ウエーハ２の内部に分割予定ライン２１に沿って改質層を形成する改質層形成工程を実施する。この改質層形成工程は、図４に示すレーザー加工装置６を用いて実施する。図４に示すレーザー加工装置６は、被加工物を保持するチャックテーブル６１と、該チャックテーブル６１上に保持された被加工物にレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段６２と、チャックテーブル６１上に保持された被加工物を撮像する撮像手段６３を具備している。チャックテーブル６１は、被加工物を吸引保持するように構成されており、図示しない移動機構によって図４において矢印Ｘで示す加工送り方向および矢印Ｙで示す割り出し送り方向に移動せしめられるようになっている。
【００２１】
上記レーザー光線照射手段６２は、実質上水平に配置された円筒形状のケーシング６２１の先端に装着された集光器６２２からパルスレーザー光線を照射する。また、上記レーザー光線照射手段６２を構成するケーシング６２１の先端部に装着された撮像手段６３は、図示の実施形態においては可視光線によって撮像する通常の撮像素子（ＣＣＤ）の外に、被加工物に赤外線を照射する赤外線照明手段と、該赤外線照明手段によって照射された赤外線を捕らえる光学系と、該光学系によって捕らえられた赤外線に対応した電気信号を出力する撮像素子（赤外線ＣＣＤ）等で構成されており、撮像した画像信号を図示しない制御手段に送る。
【００２２】
上述したレーザー加工装置６を用いて実施する改質層形成工程について、図４および図５を参照して説明する。
この改質層形成工程は、先ず上述した図４に示すレーザー加工装置６のチャックテーブル６１上に上記保護テープ貼着工程が実施された半導体ウエーハ２の保護テープ３側を載置する。そして、図示しない吸引手段によってチャックテーブル６１上に半導体ウエーハ２を保護テープ３を介して吸着保持する（ウエーハ保持工程）。従って、チャックテーブル６１上に保持された半導体ウエーハ２は、裏面２ｂが上側となる。このようにして、半導体ウエーハ２を吸引保持したチャックテーブル６１は、図示しない加工送り手段によって撮像手段６３の直下に位置付けられる。
【００２３】
チャックテーブル６１が撮像手段６３の直下に位置付けられると、撮像手段６３および図示しない制御手段によって半導体ウエーハ２のレーザー加工すべき加工領域を検出するアライメント作業を実行する。即ち、撮像手段６３および図示しない制御手段は、半導体ウエーハ２の所定方向に形成されている分割予定ライン２１と、分割予定ライン２１に沿ってレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段６２の集光器６２２との位置合わせを行うためのパターンマッチング等の画像処理を実行し、レーザー光線照射位置のアライメントを遂行する。また、半導体ウエーハ２に形成されている上記所定方向に対して直交する方向に延びる分割予定ライン２１に対しても、同様にレーザー光線照射位置のアライメントが遂行される。このとき、半導体ウエーハ２の分割予定ライン２１が形成されている表面２ａは下側に位置しているが、撮像手段６３が上述したように赤外線照明手段と赤外線を捕らえる光学系および赤外線に対応した電気信号を出力する撮像素子（赤外線ＣＣＤ）等で構成された撮像手段を備えているので、裏面２ｂから透かして分割予定ライン２１を撮像することができる。
【００２４】
以上のようにしてチャックテーブル６１上に保持されている半導体ウエーハ２に形成されている分割予定ライン２１を検出し、レーザー光線照射位置のアライメントが行われたならば、図５の（ａ）で示すようにチャックテーブル６１をレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段６２の集光器６２２が位置するレーザー光線照射領域に移動し、所定の分割予定ライン２１の一端（図５の（ａ）において左端）をレーザー光線照射手段６２の集光器６２２の直下に位置付ける。次に、集光器６２２から照射されるパルスレーザー光線の集光点Ｐを半導体ウエーハ２の厚み方向中間部に位置付ける。そして、集光器６２２からシリコンウエーハに対して透過性を有する波長のパルスレーザー光線を照射しつつチャックテーブル６１を図５の（ａ）において矢印Ｘ１で示す方向に所定の送り速度で移動せしめる。そして、図５の（ｂ）で示すようにレーザー光線照射手段６２の集光器６２２の照射位置が分割予定ライン２１の他端の位置に達したら、パルスレーザー光線の照射を停止するとともにチャックテーブル６１の移動を停止する。この結果、半導体ウエーハ２の内部には、分割予定ライン２１に沿って改質層２５が形成される。
【００２５】
なお、上記改質層形成工程における加工条件は、例えば次のように設定されている。
波長                    ；１０６４ｎｍのパルスレーザー
繰り返し周波数          ：５０ｋＨｚ
平均出力                ：０．５Ｗ
集光スポット径          ；φ５μｍ
加工送り速度            ；３００ｍｍ／秒
【００２６】
上述したように所定の分割予定ライン２１に沿って上記改質層形成工程を実施したら、チャックテーブル６１を矢印Ｙで示す方向に半導体ウエーハ２に形成された分割予定ライン２１の間隔だけ割り出し送りし（割り出し送り工程）、上記改質層形成工程を遂行する。このようにして所定方向に形成された全ての分割予定ライン２１に沿って上記改質層形成工程を実施したならば、チャックテーブル６１を９０度回動せしめて、上記所定方向に形成された分割予定ライン２１に対して直交する方向に延びる分割予定ライン２１に沿って上記改質層形成工程を実行する。
【００２７】
上記改質層形成工程を実施したならば、半導体ウエーハ２の裏面を研削水を供給しつつ研削して所定の厚みに形成するとともに半導体ウエーハ２を改質層２５を破断起点として分割予定ライン２１に沿って個々のデバイスに分割する裏面研削工程を実施する。この裏面研削工程は、図６の（ａ）に示す研削装置７を用いて実施する。図６の（ａ）に示す研削装置７は、被加工物を保持する保持手段としてのチャックテーブル７１と、該チャックテーブル７１に保持された被加工物を研削する研削手段７２を具備している。チャックテーブル７１は、上面に被加工物を吸引保持するように構成されており、図示しない回転駆動機構によって図６の（ａ）において矢印Ａで示す方向に回転せしめられる。研削手段７２は、スピンドルハウジング７３１と、該スピンドルハウジング７３１に回転自在に支持され図示しない回転駆動機構によって回転せしめられる回転スピンドル７３２と、該回転スピンドル７３２の下端に装着されたマウンター７３３と、該マウンター７３３の下面に取り付けられた研削ホイール７３４とを具備している。この研削ホイール７３４は、円環状の基台７３５と、該基台７３５の下面に環状に装着された研削砥石７３６とからなっており、基台７３５がマウンター７３３の下面に締結ボルト７３７によって取り付けられている。なお、上述した研削装置７を構成する回転スピンドル７３２には軸心に沿って形成された研削水供給通路が設けられており、該研削水供給通路を通して研削水を研削砥石７３６による研削領域に供給するようになっている。
【００２８】
上述した研削装置７を用いて上記裏面研削工程を実施するには、図６の（ａ）に示すようにチャックテーブル７１の上面（保持面）に半導体ウエーハ２の表面に貼着されている保護テープ３側を載置する。そして、図示しない吸引手段によってチャックテーブル７１上に半導体ウエーハ２を保護テープ３を介して吸着保持する（ウエーハ保持工程）。従って、チャックテーブル７１上に保持された半導体ウエーハ２は、裏面２ｂが上側となる。このようにチャックテーブル７１上に半導体ウエーハ２を保護テープ３を介して吸引保持したならば、チャックテーブル７１を図６の（ａ）において矢印Ａで示す方向に例えば３００ｒｐｍで回転しつつ、研削手段７２の研削ホイール７３４を図６の（ａ）において矢印Ｂで示す方向に例えば６０００ｒｐｍで回転せしめて、図６の（ｂ）に示すように研削砥石７３６を被加工面である半導体ウエーハ２の裏面２ｂに接触せしめ、研削ホイール７３４を矢印Cで示すように例えば１μm／秒の研削送り速度で下方（チャックテーブル７１の保持面に対し垂直な方向）に所定量研削送りする。このようにして裏面研削工程を実施する際には、研削砥石７３６による研削領域に研削水が供給される。この結果、半導体ウエーハ２の裏面２ｂが研削されて半導体ウエーハ２は所定の厚み（例えば１００μm）に形成されるとともに、改質層２５が形成され強度が低下せしめられている分割予定ライン２１に沿って個々のデバイス２２に分割される。なお、個々に分割された複数のデバイス２２は、その表面に保護テープ３が貼着されているので、バラバラにはならず半導体ウエーハ２の形態が維持されている。
【００２９】
上述した裏面研削工程においては、半導体ウエーハ２の表面２ａに貼着された保護テープ３における半導体ウエーハ２のデバイス領域２３と対応する領域３１の粘着層３０１が硬化せしめられているので、研削中に半導体ウエーハ２が個々のデバイスに分割しても硬化した粘着層３０１によって保持され分割されたデバイス同士の接触が回避されデバイスの側面に欠けを生じさせることはない。また、上述した実施形態においては半導体ウエーハ２の表面２ａに貼着された保護テープ３における半導体ウエーハ２の外周余剰領域２４と対応する領域３２の粘着層３０２は硬化せず粘着力が維持されて半導体ウエーハ２の表面２aに密着しているので、半導体ウエーハ２の外周に欠けを生じさせることがないとともに半導体ウエーハ２の表面２ａを汚染することはない。
【符号の説明】
【００３０】
２：半導体ウエーハ
２１：分割予定ライン
２２：デバイス
２５：改質層
３：保護テープ
４：マスク
５：紫外線照射器
６：レーザー加工装置
６１：レーザー加工装置のチャックテーブル
６２：レーザー光線照射手段
６２２：集光器
７：研削装置
７１：研削装置のチャックテーブル
７２：研削手段
７３４：研削ホイール
【図１】
2016119370.tif 000003
【図２】
2016119370.tif 000004
【図３】
2016119370.tif 000005
【図４】
2016119370.tif 000006
【図５】
2016119370.tif 000007
【図６】
2016119370.tif 000008