(57)【要約】      （修正有）【課題】ウェーハがガラス基板に貼り付けられた状態で研削されてその厚さが１００μｍ以下、５０μｍ以下というように薄く形成されても、ウェーハの外周に欠けが生じないようにする。【解決手段】複数のデバイスが形成されたウェーハＷの表面に粘着材を介してガラス基板１を貼着し、ウェーハＷの裏面を研削してウェーハＷの厚さを１００μｍ以下に加工する場合において、複数のデバイスが形成されたデバイス領域の裏面側Ｗ３のみを研削し、その外周側Ｗ４は研削せずにリング上肉厚部を残存させる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のデバイスが形成されたウェーハの表面に粘着材を介してガラス基板を貼着し、該ウェーハの裏面を研削して該ウェーハの厚さを１００μｍ以下に加工するウェーハの加工方法であって、
該ウェーハの表面には複数のデバイスが形成されたデバイス領域を囲繞する外周余剰領域が存在し、該デバイス領域の裏面側を研削して凹部を形成すると共に該凹部の外周側に該外周余剰領域を含むリング状肉厚部を残存させ、該デバイス領域の厚さを１００μｍ以下に加工するウェーハの加工方法。
【請求項２】
前記粘着材は、外的刺激によって粘着力が低下するタイプの粘着材であり、該粘着材に外的刺激を与えて前記リング状肉厚部が残存したウェーハを前記ガラス基板から取り外す請求項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、裏面の研削によりウェーハを薄く加工するウェーハの加工方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスが分割予定ラインによって区画され複数形成されたウェーハは、裏面が研削されて所望の厚さに形成された後に、ダイシング装置等によって個々のデバイスに分割され、各種電子機器に利用されている。
【０００３】
近年は、電子機器の軽量化、小型化を可能とするために、複数のデバイスを積層させてパッケージングする技術が提案されており、そのために、デバイスの厚さを１００μｍ以下、５０μｍ以下というように薄くすることが求められている。
【０００４】
ところが、デバイスを薄くするために、ウェーハの段階でその裏面を研削して厚さを１００μｍ以下、５０μｍ以下というように薄くすると、研削後のウェーハの取り扱いが困難になるという問題がある。そこで、剛性の高いガラス基板にウェーハの表面を貼り付けてウェーハの裏面を研削して所望の厚さとする技術が本出願人によって提案され、実用に供されている（例えば特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２９６８３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、ウェーハがガラスに貼り付けられていても、研削によりウェーハの厚さが１００μｍ以下、５０μｍ以下というように薄く形成されると、ウェーハの外周部分に欠けが生じ、ガラス基板からウェーハを取り外す際にウェーハが破損するという問題がある。
【０００７】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、ウェーハがガラス基板に貼り付けられた状態で研削されてその厚さが１００μｍ以下、５０μｍ以下というように薄く形成されても、ウェーハを破損させないようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、複数のデバイスが形成されたウェーハの表面に粘着材を介してガラス基板を貼着し、ウェーハの裏面を研削してウェーハの厚さを１００μｍ以下に加工するウェーハの加工方法に関するもので、ウェーハの表面には複数のデバイスが形成されたデバイス領域を囲繞する外周余剰領域が存在し、デバイス領域の裏面側を研削して凹部を形成すると共に凹部の外周側に外周余剰領域を含むリング状肉厚部を残存させ、デバイス領域の厚さを１００μｍ以下に加工することを特徴とする。
【０００９】
このウェーハの加工方法において、粘着材は、外的刺激によって粘着力が低下するタイプの粘着材であり、粘着材に外的刺激を与えてリング状肉厚部が残存したウェーハをガラス基板から取り外すようにすることが望ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明では、ガラス基板にウェーハを貼り付け、デバイス領域の外周側の外周余剰領域を含むリング状肉厚部を残存させるようにウェーハの裏面を研削するため、デバイス領域の部分が１００μｍ以下、５０μｍ以下と薄くなってもウェーハの外周に欠けが生じない。したがって、研削後にウェーハを破損させることなくガラス基板から取り外すことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１に示すウェーハＷの表面Ｗａにおいては、ストリートＳによって区画されて複数のデバイスＤが形成されており、複数のデバイスＤが形成された部分がデバイス領域Ｗ１を構成している。また、デバイス領域Ｗ１の外周側には、デバイスが形成されていない領域である外周余剰領域Ｗ２が形成されており、デバイス領域Ｗ１は外周余剰領域Ｗ２によって囲繞された構成となっている。このウェーハＷの裏面Ｗｂを研磨するにあたり、デバイスＤを保護するために、ウェーハＷの表面Ｗａに、粘着材を介してガラス基板１を貼着し、図２に示すように裏返した状態とする。ガラス基板１は、ウェーハＷを安定的に支持するための十分な厚さを有する。また、ここで使用する粘着材は、外的刺激によって粘着力が低下するタイプのものであることが望ましい。例えば、紫外線の照射を受けて粘着力が低下するＵＶ硬化型の粘着材を使用することができる。
【００１２】
次に、ウェーハＷの裏面Ｗｂのうちデバイス領域Ｗ１に相当する部分、すなわちデバイス領域Ｗ１の裏側を研削し、デバイス領域Ｗ１の厚さを１００μｍ以下で所望の厚さにする。かかる研削には、例えば図３に示す研削装置２を用いることができる。
【００１３】
この研削装置２は、ウェーハを保持するチャックテーブル２０と、チャックテーブル２０に保持されたウェーハに対して研削を施す研削部２１とを備えている。研削部２１は、
垂直方向の軸心を有する回転軸２２と、回転軸２２の下端に装着されたホイール２３とから構成される。ホイール２３の下面には砥石２４が固着されている。
【００１４】
ウェーハＷは、ガラス基板１側がチャックテーブル２０によって保持され、裏面Ｗｂが露出した状態となる。そして、チャックテーブル２０が回転すると共に、ホイール２３が回転しながら研削部２１が下降することにより、回転する砥石２４がウェーハＷの裏面Ｗｂに接触して研削が行われる。このとき砥石２４は、ウェーハＷの表面Ｗａに形成されたデバイス領域Ｗ１（図１参照）の裏側に接触させ、その外周側は研削しないようにする。そして、デバイス領域Ｗ１の裏側が所望量研削され、その厚さが１００μｍ以下で所望の値に達すると、研削を終了する。こうして、裏面Ｗｂのうちデバイス領域Ｗ１の裏側のみを研削することにより、図４及び図５に示すように、裏面Ｗｂに凹部Ｗ３が形成され、その外周側には外周余剰領域Ｗ２を含み研削前と同様の厚さを有するリング状肉厚部Ｗ４が残存する。ウェーハＷにリング状肉厚部Ｗ４が残存するため、研削によりウェーハＷの外周に欠けが生じることがない。
【００１５】
なお、リング状肉厚部Ｗ４の幅は、例えば２〜３ｍｍ程度あればよい。また、リング状肉厚部Ｗ４の厚さは数百μｍあることが望ましい。一方、デバイス領域Ｗ１の厚さは３０μｍ程度にまで薄くすることができる。裏面の研削後は、チャックテーブル２０からウェーハＷを取り外すが、ウェーハＷの外周に欠けが生じないため、取り外し時にウェーハＷが破損するおそれがない。
【００１６】
リング状肉厚部が形成された後は、ウェーハＷの裏面Ｗｂに金、銀、チタン等からなる金属膜を形成し、個々のデバイスＤの電気的テストをする。裏面Ｗｂに金属膜を形成する場合は、例えば図６に示す減圧成膜装置３を用いることができる。この減圧成膜装置３においては、チャンバー３１の内部に静電式にてウェーハＷを保持する保持部３２を備えており、その上方の対向する位置には、金属からなるスパッタ源３４が励磁部材３３に支持された状態で配設されている。このスパッタ源３４には、高周波電源３５が連結されている。また、チャンバー３１の一方の側部には、スパッタガスを導入する導入口３６が設けられ、もう一方の側部には減圧源に連通する減圧口３７が設けられている。
【００１７】
減圧成膜装置３においては、ガラス基板１側が保持部３２において静電式にて保持されることにより、ウェーハＷの裏面がスパッタ源３４に対向して保持される。そして、励磁部材３３によって磁化されたスパッタ源３４に高周波電源３５から４０ｋＨｚ程度の高周波電力を印加し、減圧口３７からチャンバー３１の内部を１０−２Ｐａ〜１０−４Ｐａ程度に減圧して減圧環境にすると共に、導入口３６からアルゴンガスを導入してプラズマを発生させると、プラズマ中のアルゴンイオンがスパッタ源３４に衝突して粒子がはじき出されてウェーハＷの裏面に堆積し、図７に示すように、金属膜６が形成される。この金属膜６は、例えば３０〜６０ｎｍ程度の厚さを有する。なお、リング状肉厚部Ｗ４にマスキングを施した場合は、凹部Ｗ３にのみ金属膜６が形成される。このようにして行う金属膜の形成は、デバイス領域Ｗ１の裏側が研削により薄くなった状態で行われるが、ウェーハＷにはリング状肉厚部Ｗ４が形成されているため、ウェーハＷの取り扱いが容易となり、保持部３２からウェーハＷを取り出す際に、ウェーハＷが破損するおそれがない。なお、金属膜の形成には、蒸着やＣＶＤ等を用いてもよい。
【００１８】
金属膜６の形成後は、図８に示すように、ウェーハＷの表面Ｗａに貼着されていたガラス基板１を剥離する。このとき、ウェーハＷとガラス基板１との間に介在する粘着材が、外的刺激を受けて粘着力が低下するタイプのものである場合は、粘着材に外的刺激を与えて粘着力を低下させてからガラス基板１を剥離する。例えば、粘着材が紫外線の照射をうけて粘着力が低下するタイプのものである場合は、図９に示すように、ガラス基板１側から紫外線を照射することにより粘着材１ａの粘着力を低下させる。こうして粘着材１ａの粘着力を予め低下させておくことにより、ガラス基板１を剥離しやすくなる。
【００１９】
次に、図１０に示すように、金属膜６が形成された裏面側を保持テーブル５０において保持し、保持テーブル５０をアースに接続することにより、金属膜６を介してウェーハＷをアースに接続する。そして、表面側のデバイスＤに対してプローブ５１を接触させ、プローブテストにより各デバイスの電気的特性を試験する。ウェーハＷにはリング状肉厚部Ｗ４が形成されているため、このテスト時におけるウェーハＷの脱着が容易となる。
【００２０】
次に、ウェーハＷを個々のデバイスに分割する。デバイスへの分割に先立ち、図１１に示すように、ウェーハＷの裏面に形成された凹部Ｗ３の深さに相当する厚さを有する段差吸収部材７をダイシングテープＴに貼着し、段差吸収部材７がウェーハＷの凹部Ｗ３に収容されるようにウェーハＷの裏面を貼着する。段差吸収部材７の外径は、凹部Ｗ３の外径より若干小さい程度が好ましい。なお、段差吸収部材７は、ダイシングテープＴと一体に形成されていてもよい。
【００２１】
ダイシングテープＴの外周部分には、リング上のダイシングフレームＦが貼着されており、図１２及び図１３に示すように、段差吸収部材７によって凹部Ｗ３の厚さが吸収されたウェーハＷは、ダイシングテープＴを介してダイシングフレームＦに支持された状態となる。そして、例えば図１４に示す切削装置４によって、ウェーハＷを個々のデバイスＤに分割する。
【００２２】
切削装置４は、ダイシングテープＴを介してウェーハＷを保持するチャックテーブル４０と、チャックテーブル４０に保持されたウェーハＷに作用して切削を行う切削手段４１とを有している。チャックテーブル４０は、駆動源４００に連結されて回転可能となっている。駆動源４００は移動基台４０１に固定されており、移動基台４０１は、切削送り手段４２によってＸ軸方向に移動可能となっている。切削送り手段４２は、Ｘ軸方向に配設されたボールネジ４２０と、ボールネジ４２０の一端に連結されたパルスモータ４２１と、ボールネジ４２０と平行に配設された一対のガイドレール４２２とから構成され、ボールネジ４２０には移動基台４０１の下部に備えたナット（図示せず）が螺合している。ボールネジ４２０は、パルスモータ４２１に駆動されて回動し、それに伴って移動基台４０１がガイドレール４２２にガイドされてＸ軸方向に移動する構成となっている。
【００２３】
切削手段４１においては、ハウジング４１０によって回転可能に支持されたスピンドル４１１の先端に切削ブレード４１２が装着された構成となっており、ハウジング４１０は支持部４１３によって支持された構成となっている。
【００２４】
ハウジング４１０の側部には、ウェーハのストリートを検出するアライメント手段４３が固定されている。アライメント手段４３にはウェーハＷを撮像するカメラ４３０を備えており、カメラ４３０によって取得した画像に基づき、予め記憶させておいたキーパターンとのパターンマッチング等の処理によって、切削すべきストリートを検出（アライメント）することができる。
【００２５】
切削手段４１及びアライメント手段４３は、切り込み送り手段４４によってＺ軸方向に移動可能となっている。切り込み送り手段４４は、壁部４４０においてＺ軸方向に配設されたボールネジ４４１と、ボールネジ４４１を回動させるパルスモータ４４２と、ボールネジ４４１と平行に配設されたガイドレール４４３とから構成され、支持部４１３の内部のナット（図示せず）がボールネジ４４１に螺合している。支持部４１３は、パルスモータ４４２によって駆動されてボールネジ４４１が回動するのに伴ってガイドレール４４３にガイドされてＺ軸方向に昇降し、支持部４１３に支持された切削手段４１もＺ軸方向に昇降する構成となっている。
【００２６】
切削手段４は、割り出し送り手段４５によってＹ軸方向に移動可能となっている。割り出し送り手段４５は、Ｙ軸方向に配設されたボールネジ４５０と、壁部４４０と一体に形成され内部のナットがボールネジ４５０に螺合する移動基台４５１と、ボールネジ４５０を回動させるパルスモータ４５２と、ボールネジ４５０と平行に配設されたガイドレール４５３とから構成され、移動基台４５１の内部のナット（図示せず）がボールネジ４５０に螺合している。移動基台４５１は、パルスモータ４５２によって駆動されてボールネジ４５０が回動するのに伴ってガイドレール４５３にガイドされてＹ軸方向に移動し、これに伴い切削手段４１もＹ軸方向に移動する構成となっている。
【００２７】
ダイシングテープＴを介してダイシングフレームＦに支持されたウェーハＷはその表面Ｗａ側が露出した状態でチャックテーブル４０に吸引保持される。そして、チャックテーブル４０が＋Ｘ方向に移動することによりウェーハＷがカメラ４３０の直下に移動し、カメラ４３０によってウェーハＷの表面Ｗａが撮像され、その画像に基づいてアライメント手段４３によってストリートＳが検出されると共に、そのストリートＳと切削ブレード４１２とのＹ軸方向の位置合わせが行われる。
【００２８】
そして更に切削送り手段４２によってチャックテーブル４０を＋Ｘ方向に移動させると共に、切削ブレード４１２を高速回転させながら切り込み送り手段４４によって切削手段４１を下降させ、検出されたストリートに向けて切削ブレード４１２を切り込ませ、当該ストリートを切削する。
【００２９】
割り出し送り手段４５によって切削手段４１をストリートの間隔ずつ割り出し送りさせながら順次同様の切削を行い、同方向のストリートがすべて切削された後は、チャックテーブル４０を９０度回転させながら同様の切削を行うことにより、ウェーハＷが個々のデバイスＤに分割される。各ストリートを切削する際は、ストリートＳの延長線上のリング状肉厚部Ｗ４も切削するようにすれば、後にリング状肉厚部Ｗ４を除去する必要がない。
【００３０】
なお、ウェーハの分割の前に、図１５に示すように、ウェーハＷの表面をダイシングテープＴに貼着して裏面側が露出した状態とし、図１４に示した切削装置４のチャックテーブル４０を回転させながら切削ブレード４１２をリング状肉厚部Ｗ４の内周に沿って切り込ませて円形に切削し、図１６に示すように、リング状肉厚部Ｗ４を除去するようにしてもよい。このように、ウェーハＷの分割の前にリング状肉厚部Ｗ４を除去しておけば、分割時においてはデバイス領域Ｗ１のみを切削すればよく、リング状肉厚部Ｗ４を切削する必要がないため、ストリートＳの切削時におけるチャックテーブル４０の移動ストロークを短くすることができ、分割を効率良く遂行することができる。
【００３１】
また、図１５に示したようにウェーハＷの裏面側が露出しリング状肉厚部Ｗ４が除去されていない状態、または、図１６に示したようにウェーハＷの裏面側が露出しリング状肉厚部Ｗ４が除去された状態で、裏面側から赤外線カメラを用いて切削すべきストリートを検出するようにすれば、そのままの状態で切削を行い、デバイスへの分割を行うことができる。
【００３２】
なお、上記の例では金属膜の形成及びテストを経た後に分割を遂行する場合について説明したが、金属膜の形成及びテストを経ずに分割が行われる場合もある。その場合も、裏面からのダイシング及び表面からダイシングの双方が可能である。また、分割工程の前にリング状肉厚部を除去することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】ウェーハ及びガラス基板を示す斜視図である。
【図２】表面にガラス基板が貼着されたウェーハを裏面側から見た斜視図である。
【図３】ウェーハのデバイス領域の裏面側を研削する状態を示す斜視図である。
【図４】裏面に凹部が形成されリング状肉厚部が形成されたウェーハを示す斜視図である。
【図５】裏面に凹部が形成されリング状肉厚部が形成されたウェーハを示す断面図である。
【図６】減圧成膜装置の一例を略示的に示す断面図である。
【図７】裏面に金属膜が被覆されたウェーハを示す断面図である。
【図８】ウェーハからガラス基板を取り外す状態を示す斜視図である。
【図９】粘着材に紫外線を照射する状態を示す断面図である。
【図１０】デバイスのプローブテストを行う状態を示す斜視図である。
【図１１】ウェーハの裏面をダイシングテープに貼着する状態を示す斜視図である。
【図１２】ウェーハがダイシングテープを介してダイシングフレームに支持された状態を示す斜視図である。
【図１３】ウェーハがダイシングテープに貼着された状態を示す拡大断面図である。
【図１４】切削装置の一例を示す斜視図である。
【図１５】ウェーハの表面がダイシングテープに貼着された状態を示す斜視図である。
【図１６】ウェーハからリング状肉厚部を除去する状態を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００３４】
Ｗ：ウェーハ
Ｗａ：表面  Ｓ：ストリート  Ｄ：デバイス  Ｗ１：デバイス領域  Ｗ２：外周余剰領域
Ｗｂ：裏面  Ｗ３：凹部
Ｗ４：リング状肉厚部
Ｔ：ダイシングテープ  Ｆ：ダイシングフレーム
１：ガラス基板  １ａ：粘着材
２：研削装置
２０：チャックテーブル  ２１：研削部  ２２：回転軸  ２３：ホイール  ２４：砥石
３：減圧成膜装置
３１：チャンバー  ３２：保持部  ３３：励磁部材  ３４：スパッタ源
３５：高周波電源  ３６：導入口  ３７：減圧口
４：切削装置
４０：チャックテーブル
４００：駆動源  ４０１：移動基台
４１：切削手段
４１０：ハウジング  ４１１：スピンドル  ４１２：切削ブレード
４１３：支持部
４２：切削送り手段
４２０：ボールネジ  ４２１：パルスモータ  ４２２：ガイドレール
４３：アライメント手段
４３０：赤外線カメラ
４４：切り込み送り手段
４４０：壁部  ４４１：ボールネジ  ４４２：パルスモータ  ４４３：ガイドレール
４５：割り出し送り手段
４５０：ボールネジ  ４５１：移動基台  ４５２：パルスモータ  ４５３：ガイドレール
５０：保持テーブル  ５１：プローブ
６：金属膜
７：段差吸収部材
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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