(57)【要約】      （修正有）【課題】プロービングによりデバイスチップの良、不良を確実に判別しつつ、効率よくデバイスチップを生産するウエーハの加工方法を提供する。【解決手段】複数の電極１２１を備えたデバイス１２が形成されたウエーハ１０を、デバイスが基板によって支持されたデバイスチップに加工するウエーハの加工方法であって、該デバイスチップの厚みに相当する深さでウエーハの裏面には達しない分離溝１６を分割予定ラインに沿って形成し、該ウエーハの形態を維持する分離溝形成工程と、該分離溝が形成された該ウエーハの各デバイスの電極に通電するプロービングによりデバイスの良、不良の品質を検査する品質検査工程と、該ウエーハの表面に保護部材を配設し該ウエーハの裏面を研削して分離溝を裏面に表出させてウエーハを個々のデバイスチップに分割する裏面研削工程と、から少なくとも構成される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
機能層が基板の表面に積層され複数の電極を備えたデバイスが分割予定ラインによって区画された複数の領域に形成されたウエーハを、デバイスが基板によって支持されたデバイスチップに加工するウエーハの加工方法であって、
少なくとも該デバイスチップの厚みに相当する深さで、且つウエーハの裏面には達しない分離溝を分割予定ラインに沿って形成し、該ウエーハの形態を維持する分離溝形成工程と、
該分離溝が形成された該ウエーハの各デバイスの電極に通電するプロービングによりデバイスの良、不良の品質を検査する品質検査工程と、
該ウエーハの表面に保護部材を配設し該ウエーハの裏面を研削して分離溝を裏面に表出させてウエーハを個々のデバイスチップに分割する裏面研削工程と、
から少なくとも構成されるウエーハの加工方法。
【請求項２】
該分離溝形成工程は、切削ブレードを分割予定ラインに位置付けてデバイスチップの厚みに相当する深さでウエーハの裏面には達しない分離溝を分割予定ラインに沿って形成する請求項１に記載のウエーハの加工方法。
【請求項３】
該分離溝形成工程は、レーザー光線の集光点を分割予定ラインに位置付けて照射しデバイスチップの厚みに相当する深さの分離溝を分割予定ラインに沿って形成する請求項１に記載のウエーハの加工方法。
【請求項４】
該分離溝形成工程は、レーザー光線の集光点を分割予定ラインの両側に位置付けて機能層を切断し、デバイスチップの厚みに相当する深さよりも浅い２条の浅溝を分割予定ラインに沿って形成する浅溝形成ステップと、切削ブレードを２条の浅溝の中央に位置付けてデバイスチップの厚みに相当する深さの分離溝を分割予定ラインに沿って形成する分離溝形成ステップと、から構成される請求項１に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、機能層が基板の表面に積層され複数の電極を備えたデバイスが分割予定ラインによって区画された複数の領域に形成されたウエーハを、デバイスが基板によって支持されたデバイスチップに加工するウエーハの加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
機能層が基板の表面に積層され複数の電極を備えたデバイスが分割予定ラインによって区画された複数の領域に形成されたウエーハは、切削ブレードを回転可能に備えたダイシング装置、またはレーザー光線を照射するレーザー加工装置によってデバイスが基板で支持されたデバイスチップに分割され携帯電話、パソコン等の電気機器に利用される。
【０００３】
ウエーハの基板表面には、デバイスを構成する機能層の配線間を埋める絶縁物である層間絶縁膜（ＩＤＬ）が形成されており、ウエーハを切削ブレードによって切削する際の衝撃がダメージを与え、該層間絶縁膜を剥離させたり、損傷を生じさせたりし、分割予定ラインに隣接して配設されるデバイスが不良となる場合がある。
【０００４】
また、上述した機能層が低誘電率絶縁体（Ｌｏｗ−ｋ膜）で構成されている場合は、上記現象がより顕著となることから、レーザー光線の集光点を分割予定ラインの両側に位置付けて照射し機能層を溶断して２条の浅溝を分割予定ラインに沿って形成した後、切削ブレードを２条の該浅溝の中央に位置付けてウエーハを個々のデバイスチップに分割するようにする技術（例えば、特許文献１を参照。）も提案されているが、デバイスチップの不良を完全に排除することはできない。
【０００５】
ウエーハ上に形成されるデバイスの不良を検出する手段としては、プローバが知られている。該プローバは、ウエーハ上に形成されるデバイスの電極と接触する複数のプローブ針と、該プローブ針と電気的に接続されるテスターからなり、テスターから送られる電気信号を、プローブ針を介してデバイスに入力し、該デバイスから返信される電気信号に基づいてデバイスの良、不良状態を検出するプロービングが可能になっている(例えば、特許文献２を参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−０６４２３０号公報
【特許文献２】特開２００３−０５９９８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来においては、ウエーハにデバイスを形成した後、個々のデバイスチップに分割するための工程を実施する前にデバイスの不良を検出すべく、プロービングを実施していた。しかし、上述したように、ウエーハをデバイスチップに分離す過程で不良が発生することがあるため、よりデバイスチップの不良を確実に判別するためには、ウエーハを個々のデバイスチップに分割した後、プローバによって個々のデバイスチップの電極に通電するプロービングを実施する必要があるものの、ウエーハ単位でプロービングを実施する場合に比して、時間が掛かり、生産性が非常に悪いという問題があった。
【０００８】
本発明は、上記事実に鑑みなされたものであり、その主たる技術課題は、プロービングによりデバイスチップの良、不良を確実に判別しつつ、効率よくデバイスチップを生産するウエーハの加工方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、機能層が基板の表面に積層され複数の電極を備えたデバイスが分割予定ラインによって区画された複数の領域に形成されたウエーハを、デバイスが基板によって支持されたデバイスチップに加工するウエーハの加工方法であって、少なくとも該デバイスチップの厚みに相当する深さで、且つウエーハの裏面には達しない分離溝を分割予定ラインに沿って形成し、該ウエーハの形態を維持する分離溝形成工程と、該分離溝が形成された該ウエーハの各デバイスの電極に通電するプロービングによりデバイスの良、不良の品質を検査する品質検査工程と、該ウエーハの表面に保護部材を配設し該ウエーハの裏面を研削して分離溝を裏面に表出させてウエーハを個々のデバイスチップに分割する裏面研削工程と、から少なくとも構成されるウエーハの加工方法が提供される。
【００１０】
該分離溝形成工程によれば、切削ブレードを分割予定ラインに位置付けて少なくともデバイスチップの厚みに相当する深さでウエーハの裏面には達しない分離溝を分割予定ラインに沿って形成することができる。または、レーザー光線の集光点を分割予定ラインに位置付けて照射し、少なくともデバイスチップの厚みに相当する深さの分離溝を分割予定ラインに沿って形成することができる。さらには、レーザー光線の集光点を分割予定ラインの両側に位置付けて機能層を切断し、デバイスチップの厚みに相当する深さよりも浅い２条の浅溝を分割予定ラインに沿って形成する浅溝形成ステップと、切削ブレードを２条の浅溝の中央に位置付けて少なくともデバイスチップの厚みに相当する深さの分離溝を分割予定ラインに沿って形成する分離溝形成ステップと、から構成されるようにすることもできる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によるウエーハの加工方法では、少なくともデバイスチップの厚みに相当する深さでウエーハの裏面には達しない分離溝を分割予定ラインに沿って形成し、該ウエーハの形態を維持する分離溝形成工程と、該分離溝が形成された該ウエーハの各デバイスの電極に通電するプロービングによりデバイスの良、不良の品質を検査する品質検査工程と、該ウエーハの表面に保護部材を配設し該ウエーハの裏面を研削して分離溝を裏面に表出させてウエーハを個々のデバイスチップに分割する裏面研削工程と、から少なくとも構成されることにより、デバイスチップの機能層に剥離や損傷を生じさせる恐れがある分離溝形成工程を実施した後、該ウエーハの形態を維持した状態でプロービングを実施し、その後裏面研削工程を実施して個々のデバイスチップを得るようにした。これにより、デバイスチップの機能層にダメージを与えるおそれのある分離溝形成工程を実施した後に、ウエーハの形態が維持されている状態で効率よくプロービングを実施することが可能になり、品質不良のデバイスチップを確実に判別しながら、効率よく生産することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に基づき実施される第一の実施形態における分離溝形成工程を説明するための説明図である。
【図２】本発明に基づき実施される品質検査工程のプロービングを説明するための説明図である。
【図３】本発明に基づき実施される裏面研削工程のウエーハに保護テープを貼着する工程を説明するための説明図である。
【図４】本発明に基づき実施される裏面研削工程を説明するための説明図である。
【図５】本発明に基づくウエーハの加工方法において実施される移替工程を説明するための説明図である。
【図６】本発明に基づき実施される第二の実施形態における分離溝形成工程を説明するための説明図である。
【図７】本発明に基づき実施される第三の実施形態における分離溝形成工程を説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明によるウエーハの加工方法の第一の実施形態について、図１〜５を参照して、詳細に説明する。図１（ａ）には、本発明に基づき構成されたウエーハの加工方法における分離溝形成工程を実行するダイシング装置２０（全体図は省略する。）が示されている。ダイシング装置２０には、図示しない回転スピンドルによって高速回転させられる切削ブレード２２が備えられている。作業者は、分割予定ライン１４によって区画された複数の各領域にデバイス１２が形成された、例えば、厚みが７７０μｍのウエーハ１０を用意する。次に、ダイシング装置２０の保持手段２４上にウエーハ１０の表面１０ａを上にして載置し、図示しない吸引手段を作動させて吸引保持する。なお、ウエーハ１０の表面１０ａ側には、図１（ｂ）に示すように、デバイス１２を構成する機能層１１が形成され、該デバイス１２の表面には複数の電極が配設されている。
【００１４】
作業者が、ダイシング装置２０の切削ブレード２２の位置とウエーハ１０の分割予定ライン１４との位置合わせを行うアライメントを実施したならば、該分割予定ライン１４の一端部に切削ブレード２２を位置付け、回転スピンドルを駆動して切削ブレード２２を回転させ、保持手段２４を矢印Ｘで示す方向で相対的に移動させて分割予定ライン１４に沿って切削する。これにより、図１（ｂ）に一部拡大断面図として示すように、保持手段２４上に載置されたウエーハ１０の分割予定ライン１４に沿って、少なくとも個々のデバイス１２の仕上げ厚み（本実施形態においては、１００μｍ）に相当し、且つウエーハの裏面１０ｂには達しない分離溝１６となる切削溝１６ａを形成する。切削ブレード２２が分割予定ライン１４の他端部に達したならば、保持手段２４を適宜移動、回転させて、切削位置を未加工の分割予定ライン１４位置になるように調整し、すべての分割予定ライン１４に対して同様の切削加工を施し、分離溝１６を形成する。これにより、ウエーハの形態を維持した状態で分離溝形成工程を完了させる。なお、本発明における「ウエーハの形態を維持した状態」とは、単に見かけ上、ウエーハの形態を維持していることをいうのではなく、上記分離溝形成工程において、分離溝を分割予定ライン１４に沿って形成する際、該分離溝がウエーハの裏面には達しないように形成されることをいう。これは、分離溝がウエーハの裏面に達するように形成されてしまうと、見かけ上ウエーハの形態が維持されていても、各デバイスチップの位置が微妙にずれてしまい、後述する品質検査工程でプロ―ビングを実施する際に、プローバの針状端子とデバイスの電極との位置合わせが困難になるからである。よって、本発明では、分離溝を分割予定ライン１４に沿って形成する際に分離溝がウエーハの裏面に達するような加工を行った場合は、「ウエーハの形態を維持した状態」から除外されるものとする。また、分離溝１６の深さは、デバイス１２の仕上げ厚みを目安に設定されるが、必ずしも仕上がり厚みちょうどに設定される必要はなく、仕上がり厚みよりも大きい値を目標に分離溝深さが設定されていてもよい。
【００１５】
該分離溝形成工程を実施したならば、図示しないウエーハの洗浄、乾燥を行う工程を経て、図２に示すように、プローバ３０（全体図は省略する）の検査位置に保持手段２４を移動させプロービングを実行する。プローバ３０は、先端部にデバイス１２の複数の電極１２１と接触するための複数の針状端子３４を備えたプローブ３２を有しており、針状端子３４は、プローブ３２内に配策されたケーブルにより図示しないテスターに接続されている。なお、図２には、デバイス１２に８つの電極に対し、２つの針状端子３４によって検査を実行する状態を示しているが、本発明は特にこれに限定されず、例えば、針状端子３４を８つ備えることにより、一度にデバイス１２のすべての電極に対して針状端子を接触させ、品質検査をするようにしてもよい。
【００１６】
保持手段２４には、Ｘ、Ｙ、Ｚ方向の任意の位置に移動させる駆動機構が設けられており、プローバ３０に配設された制御手段により制御される。該検査位置において、保持手段２４を移動させ、検査するデバイス１２を設定し、保持手段２４の位置を制御して該デバイス１２の電極１２１をプローブ３２の針状端子３４に接触させる。電極１２１をプローブ３２の針状端子３４に接触させたならば、テスターからプローブ３２の送信用針状端子３４を介して検査用の電気信号を送り、デバイス１２内の回路を通った電気信号は、受信用針状端子３４を介してテスターに送られる。ここで、該デバイス１２が正常（良）であれば、テスターは正常であることを示す規定の電気信号を受信するが、デバイス１２に損傷等の異常があれば、該規定の電気信号を受け取ることができず、不良品であることが判明する。このような検査をウエーハ１０上のすべてのデバイス１２に対して実施することにより、各デバイス１２の良、不良を判別する。当該品質検査により不良が検出された場合は、不良となったデバイス１２のウエーハ１０における座標位置を記憶し、プローバ３０の制御手段に記憶する。このようにして、品質検査工程が完了する。なお、本実施形態では、分離溝形成工程を実施する際にウエーハ１０を保持していた保持手段２４を、検査位置に移動してプロービングを実行していたが、本発明はこれに限定されず、保持手段２４から、別途用意された品質検査用の保持手段にウエーハ１０を移し替え、品質検査工程を実施してもよい。
【００１７】
該品質検査工程が完了したならば、裏面研削工程を実施する。該裏面研削工程を実施するためには、先ず、図３（ａ）に示すように、分離溝形成工程により分離溝１６が形成されたウエーハ１０の表面１０ａ側に、保護部材として機能する保護テープＴ１を貼着し、図３（ｂ）に示すように、裏面１０ｂ側を上方にする。該裏面研削工程に用いられる研削装置４０は、図４（ａ）に示すように、ウエーハ１０が保持される保持手段４２と、研削ユニット４４の研削ホイール４６とを相対回転させると共に、研削ホイール４６に配設された研削砥石４８を当接させることで、保持手段４２に載置され吸引保持されたウエーハ１０の裏面１０ｂを研削できるように構成されている。なお、本実施形態の研削装置４０では、研削ホイール４６を６０００ｒｐｍ、保持手段４２を３００ｒｐｍで回転させると共に、研削ホイール４６は保持手段４２側、すなわち垂直下方に向かって１．０μｍ／秒の速度で研削送りする。
【００１８】
裏面研削工程を開始する際には、ウエーハ１０の分離溝１６が裏面１０ｂ側に達していないため、個々のデバイス１２に分離されていない。ここで、上述した加工条件で裏面研削を進めることにより、図４（ｂ）に示すように、ウエーハ１０が薄化加工され、裏面１０ｂ側に分離溝１６が表出する。この時点で、ウエーハ１０のデバイス１２が個々のデバイスチップに分割され、所定の厚み（１００μｍ）まで研削された後、裏面研削工程が完了する。
【００１９】
該裏面研削工程が完了したならば、図５に示すように、個々に分割されたデバイスチップをピックアップすべく、粘着テープＴ２を介してフレームＦに保持させる移替工程を実施する。より具体的には、研削装置４０の保持手段４２上に吸引保持され、分離溝１６が表出したウエーハ１０の裏面１０ｂ側に伸縮性のある粘着テープＴ２を貼着し、該粘着テープＴ２の外周をフレームＦに接着して保持し一体化する。そして、該ウエーハ１０がフレームＦと一体化されたならば、保護テープＴ１を剥離し、ピックアップ工程を実施する図示しないピックアップ装置に移送される。ピックアップ装置では、該粘着テープＴ２を拡張して個々に分割されたデバイスチップどうしの間隔を拡げ、ピックアップコレットにてデバイスチップが吸引され収容ケースに収容される。この際、ピックアップ工程を実施するピックアップ装置の制御手段には、プローバ３０の制御手段から、不良と判断されたデバイスチップの座標位置情報が送信され記憶されており、不良なデバイスチップは正常なデバイスチップと区別されてピックアップされ、次工程に搬送されない廃棄容器に収容される。
【００２０】
以上のようにして本発明のウエーハ加工方法が完了する。本発明が以上のように構成されていることにより、以下のような作用効果を奏することができる。
【００２１】
ウエーハに対して、デバイスチップの厚みに相当する深さで、且つウエーハの裏面には達しない分離溝を分割予定ライン１４に沿って形成し、該分離溝が形成された該ウエーハの各デバイスの電極に通電するプロービングによりデバイスの良、不良の品質を検査する品質検査工程を実行する。この品質検査工程は、デバイスに対してダメージを与えるおそれがある分離溝形成工程の後であって、且つ個々のデバイスチップに分割される前、すなわち、該ウエーハの形態を維持した状態で実施される。よって、個々に分割された後のデバイスチップに対して実施する場合よりも短時間ですべてのデバイスチップに対して品質検査を実行することができる。なお、上述した移替工程、ピックアップ工程における具体的な実施態様は、本願発明の解決すべき課題を解決するための必須の要件ではなく、ウエーハを個々のデバイスチップに分割する裏面研削工程が完了した後は、作業者が、適宜選択する方法で、個々のデバイスチップを収容すればよい。
【００２２】
上述した第一の実施形態では、分離溝形成工程を、図１に示す切削装置２０を用いて実行し、切削ブレード２２によって分離溝１６を形成するようにしたが、本発明はこれに限定されない。分離溝形成工程を他の方法で実施する第二の実施形態について図６に基づいて説明する。なお、以下の説明では、第一の実施形態と異なる点についてのみ説明し、同一の工程については、その説明を省略する。
【００２３】
図６（ａ）には、分離溝を形成するためのレーザー加工装置５０を示している(全体図は省略する。）。第一の実施形態と同様に、機能層が基板の表面に積層され複数の電極を備えたデバイスが分割予定ライン１４によって区画された複数の領域に形成されたウエーハ１０を用意したならば、レーザー加工装置５０の保持手段５４上に、ウエーハ１０の表面１０ａ側を上方にして載置し、図示しない吸引手段を作用させて吸引保持する。保持手段５４を移動させ、保持手段５４に固定されたウエーハ１０の分割予定ライン１４の一端部と、レーザー加工装置５０のレーザー光線照射手段の集光器５２の位置合わせ（アライメント）を行い、分割予定ライン１４に沿って所定深さ（本実施形態では、１００μｍ）のレーザー加工溝１６ｂを形成すべくレーザー光線の照射と、該保持手段５４とを矢印Ｘの方向で相対移動させる。なお、本レーザー加工の加工条件は、例えば、以下のように設定される。
波長                ：３５５ｎｍ
パルス幅            ：１２ｐｓ
繰り返し周波数      ：２００ｋＨｚ
出力                ：５Ｗ
集光スポット径      ：φ１０μｍ
加工送り速度        ：４００ｍｍ／秒
【００２４】
上記した加工条件によって照射されるレーザー光線は、ウエーハ１０に対して吸収性を有する波長に設定されており、出力は該機能層を分断するように設定されている。そして、分割予定ライン１４に対して該レーザー光線ＬＢにより、図６（ｂ）に一部拡大断面図で示すように、所定深さのレーザー加工溝１６ｂが形成される。そして、保持手段５４を割り出し送り方向、回転方向に移動させつつ、レーザー光線を照射することにより、全ての分割予定ライン１４に対して、同様のレーザー加工を実施し、レーザー加工溝１６ｂによって分離溝１６を形成する。なお、本実施形態におけるレーザー加工条件は、上記加工条件に限定されるものではなく、例えば、デバイスチップの損傷を生じさせないように、出力を低く設定し、数回に分けて分割予定ライン１４に対してレーザー加工溝１６ｂを形成し、所定深さの分離溝１６を形成することとしてもよい。
【００２５】
全ての分割予定ライン１４に対して分離溝１６を形成することにより分離溝形成工程を完了させたならば、その後は、第一の実施形態において実施した品質検査工程、裏面研削工程、ピックアップ工程を実施し、ウエーハ１０から、個々のデバイスチップを分割することができる。このような第二の実施形態によっても、第一の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００２６】
さらに、第一、第二の実施形態とは分離溝形成工程を実施するための構成が異なる第三の実施形態について、図７を参照しながら説明する。なお、以下の説明では、第二の実施形態の説明と同様に、第一の実施形態と異なる点についてのみ説明し、同一の工程については、その説明を省略する。
【００２７】
第一の実施形態と同様に、加工前のウエーハ１０を用意したならば、図７（ａ）に示すように、レーザー加工装置６０の保持手段６４上に表面１０ａ側を上にして載置し、図示しない吸引手段を作用させて吸引保持する。このレーザー加工装置６０に配設されたレーザー光線照射手段の集光器６２からレーザー光線ＬＢ１、ＬＢ２を照射すると共に、保持手段６４の移動制御を実施することにより、ウエーハ１０の表面１０ａ側に形成されている機能層１１を分断する深さであって、デバイスチップの厚みに相当する深さよりも浅い浅溝１６ｃを形成する浅溝形成ステップが実行される。当該浅溝形成ステップにより、図７（ｂ）に一部拡大断面図として示すように、すべての分割予定ライン１４内の両側に対して、機能層１１を切断する２条の浅溝１６ｃが形成される。なお、本レーザー加工における加工条件は、例えば、以下のように設定される。
波長                ：３５５ｎｍ
パルス幅            ：１２ｐｓ
繰り返し周波数      ：２００ｋＨｚ
出力                ：２Ｗ
集光スポット径      ：φ１０μｍ
加工送り速度        ：４００ｍｍ／秒
【００２８】
上述した浅溝形成ステップによって浅溝１６ｃが形成されると、図７（ｃ）に示す切削装置２０に移送し、保持手段２４に載置して、吸引保持する。保持手段２４に保持されたウエーハ１０の分割予定ライン１４に対して該切削装置２０に備えられた切削ブレード２２によって、デバイスチップの厚みに相当する深さの切削溝１６ｄを分割予定ライン１４に沿って形成し、所定の深さの分離溝１６が形成される分離溝形成ステップが実行される。図７（ｄ）に示すように、切削ブレード２２のブレード幅は、浅溝１６ｃ、１６ｃ間の距離よりも小さく設定されており、切削ブレードとデバイス１２との間に浅溝１６ｃ、１６ｃが存在することにより、切削ブレードによる破壊力の伝搬が遮断されることから、機能層１１が低誘電率絶縁体（Ｌｏｗ−ｋ膜）で構成されている場合であっても、基板から機能層が剥離する等の問題を良好に回避することができる。以上のように浅溝形成ステップ、分離溝形成ステップが実行され、分離溝形成工程が完了する。
【００２９】
上記した第三の実施形態によれば、上記した第一の実施形態と同様の作用効果を得ることができると共に、ウエーハを切削ブレードによって切削する際の衝撃がデバイスチップに及ぶことを回避し、該層間絶縁膜を剥離させたり、損傷を生じさせたりし、分割予定ラインに隣接して配設されるデバイスが不良となることをより効果的に防止することができる。
【符号の説明】
【００３０】
１０：ウエーハ
１２：デバイス
１４：分割予定ライン
１６：分離溝
２０：切削装置
２２：切削ブレード
３０：プローバ
３２：プローブ
３４：針状端子
４０：研削装置
５０、６０：レーザー加工装置
【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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