KR20150007944A

KR20150007944A - 웨이퍼의 가공 방법

Info

Publication number: KR20150007944A
Application number: KR20140077973A
Authority: KR
Inventors: 유스케 오타케; 시게야 구리무라
Original assignee: 가부시기가이샤 디스코
Priority date: 2013-07-11
Filing date: 2014-06-25
Publication date: 2015-01-21
Also published as: JP2015018965A; JP6170769B2; TWI614800B; TW201507015A

Abstract

본 발명은 저렴한 장치 구성으로 막 박리를 일으키는 일 없이 웨이퍼를 가공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따르면, 저유전률 절연막과 기능막으로 이루어지는 적층체(82)가 기판(81) 상에 형성된 웨이퍼(W)를 분할 예정 라인(83)을 따라 가공하는 웨이퍼의 가공 방법이, 블레이드 폭이 선단을 향해 좁아지는 선단 형상의 절삭 블레이드(43)를 이용해서, 이 선단 형상만으로 적층체를 제거하여 얕은 홈(86)을 형성하는 공정과, 얕은 홈의 폭보다도 가느다란 두께의 절삭 블레이드(44)에 의해, 얕은 홈으로부터 노출된 기판 표면을 절입하여 깊은 홈(87)을 형성하는 공정을 갖는다.

Description

웨이퍼의 가공 방법{METHOD FOR PROCESSING WAFERS}

본 발명은, 저유전률 절연막과 기능막이 적층된 적층체에 의해, 웨이퍼의 표면에 디바이스가 형성된 웨이퍼의 가공 방법에 관한 것이다.

최근, 반도체 디바이스의 미세화에 따라, 반도체 기판의 표면에 반도체 디바이스를 형성한 디바이스 웨이퍼가 실용화되고 있다. 디바이스 웨이퍼는, 실리콘이나 갈륨비소 등의 반도체 기판의 표면에, SiOF, BSG 등의 무기물계막 또는 파릴렌계 폴리머 등의 유기물계막으로 이루어지는 Low-k막(저유전률 절연막)과, 회로를 형성하는 기능막을 적층하여 형성된다. Low-k막은 매우 취약하여, 절삭 블레이드를 이용한 메커니컬 다이싱에서는 Low-k막이 박리되어, 디바이스를 파손시켜 버릴 우려가 있었다.

종래, 이러한 종류의 디바이스 웨이퍼를 양호하게 분할하기 위해서, 레이저 다이싱과 메커니컬 다이싱을 조합시킨 가공 방법이 알려져 있다(예컨대, 특허문헌 1 참조). 이 웨이퍼의 가공 방법에서는, 웨이퍼의 표면측으로부터 레이저 빔을 조사하여 Low-k막과 기능막을 분단한 레이저 가공홈을 형성하고, 절삭 블레이드를 이용하여 레이저 가공홈의 저면으로부터 노출된 기판 표면을 절삭하고 있다. 이러한 가공에 의해, Low-k막의 막 박리를 방지하면서, 디바이스 웨이퍼가 개개의 디바이스로 분할된다.

특허문헌 1: 일본 특허 공개 제2005-150523호 공보

그러나, 특허문헌 1에 기재된 웨이퍼의 가공 방법에서는, 절삭 장치 외에 레이저 가공 장치를 이용할 필요가 있기 때문에, 장치 비용이 증대한다고 하는 문제가 있었다.

본 발명은 이러한 점을 감안하여 이루어진 것으로, 저렴한 장치 구성으로 막 박리를 일으키는 일 없이 웨이퍼를 가공할 수 있는 웨이퍼의 가공 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 웨이퍼의 가공 방법은, 기판의 표면에 저유전률 절연막과 기능막이 적층된 적층체에 의해 형성된 디바이스가 분할 예정 라인에 의해 구획되어 형성된 웨이퍼를, 분할 예정 라인을 따라 가공하는 웨이퍼의 가공 방법으로서, 웨이퍼의 이면에 보호 테이프를 접착하는 테이프 접착 공정과, 테이프 접착 공정을 실시한 후에, 블레이드 폭이 선단을 향해 좁아지는 선단 형상의 절삭 블레이드의 선단 형상만을 이용해서, 웨이퍼의 표면측으로부터 적층체를 제거하여 기판 표면을 정해진 깊이로 절입하면서 분할 예정 라인을 따라 웨이퍼를 절삭하여, 적층체를 제거해서 기판에 절삭홈을 형성하는 적층체 제거 공정과, 적층체 제거 공정 후에, 절삭홈을 따라 절삭홈의 폭보다도 가느다란 두께의 절삭 블레이드에 의해 노출된 기판 표면으로부터 분할 예정 라인을 따라 기판을 절삭하여, 기판에 절삭홈을 형성하는 절삭홈 형성 공정을 구비한다.

이 구성에 따르면, 적층체 제거 공정에서는, 절삭 블레이드의 선단 형상이 선단을 향해 좁아지고 있고, 이 선단 형상만을 이용하여 웨이퍼 표면이 얕게 절입된다. 즉, 절삭 블레이드의 선단면에 의해 웨이퍼의 표면이 얕은 각도로 절입되어 기판 표면으로부터 적층체가 제거된다. 이 때문에, 절입부의 가장자리 부분이 모따기(chamfering)된 상태가 되어, 절입부의 가장자리 부분을 기점으로 한 웨이퍼의 막 박리가 방지된다. 따라서, 웨이퍼의 막 박리를 방지하기 위해서 고가의 레이저 가공 장치를 이용하여 가공할 필요가 없으며, 저렴한 장치 구성으로 막 박리를 일으키는 일 없이 웨이퍼를 가공할 수 있다.

본 발명의 상기 웨이퍼의 가공 방법에 있어서, 상기 적층체 제거 공정을 실시하기 전에, 웨이퍼의 상기 분할 예정 라인 상의 표면 변위를 측정 수단으로 측정하여, 웨이퍼의 표면 변위의 매핑 데이터를 형성하는 측정 공정을 실시하고, 상기 적층체 제거 공정에서는, 상기 매핑 데이터에 기초하여 표면 위치로부터 상기 절삭 블레이드에 의해 상기 정해진 깊이로 절입되도록, 웨이퍼에 대하여 수직 방향으로 절삭 블레이드를 조정하면서 절삭을 행한다.

본 발명에 따르면, 선단을 향해 폭이 좁게 형성된 절삭 블레이드의 선단 형상만을 이용하여 웨이퍼 표면으로부터 적층체를 제거함으로써, 저렴한 장치 구성으로 막 박리를 일으키는 일 없이 웨이퍼를 가공할 수 있다.

도 1은 본 실시형태에 따른 절삭 장치의 사시도이다.
도 2는 본 실시형태에 따른 테이프 접착 공정의 일례를 도시하는 도면이다.
도 3은 본 실시형태에 따른 측정 공정의 일례를 도시하는 도면이다.
도 4는 본 실시형태에 따른 적층체 제거 공정의 일례를 도시하는 도면이다.
도 5는 본 실시형태에 따른 절삭홈 형성 공정의 일례를 도시하는 도면이다.
도 6은 본 실시형태에 따른 적층체 제거 공정의 실험 결과의 일례를 도시하는 도면이다.
도 7은 변형예에 따른 적층체 제거 공정 및 절삭홈 형성 공정의 일례를 도시하는 도면이다.

이하, 첨부 도면을 참조하여, 본 실시형태에 따른 웨이퍼의 가공 방법에 대해서 설명한다. 도 1은, 본 실시형태에 따른 절삭 장치의 사시도이다. 한편, 본 실시형태에 따른 웨이퍼의 가공 방법에서 이용되는 절삭 장치는, 도 1에 도시하는 구성에 한정되지 않는다. 여기서는, 한 쌍의 절삭 블레이드를 구비한 절삭 장치를 예시하지만, 이 구성에 한정되지 않는다. 본 발명은, 피가공물에 절삭홈을 형성 가능한 절삭 장치이면, 어떠한 절삭 장치에도 적용 가능하다.

도 1에 도시하는 바와 같이, 절삭 장치(1)는, 두께가 상이한 2종류의 절삭 블레이드(43, 44)[도 1에서는 절삭 블레이드(43)만 도시]를 이용해서, 웨이퍼(W)에 대하여 2단계로 절입 깊이를 증가시키는 스텝컷을 실시하도록 구성되어 있다. 웨이퍼(W)는, 대략 원판 형상으로 형성되어 있고, 기판(81)의 표면(91)에 디바이스(D)가 형성되어 있다(도 4 참조). 디바이스(D)는, 무기물계막 및 유기물계막으로 이루어지는 Low-k막(저유전률 절연막)과 회로를 형성하는 기능막이 적층된 적층체(82)에 의해 형성된다. 웨이퍼(W)의 표면(84)의 디바이스(D)는, 격자 형상으로 배열된 분할 예정 라인(83)에 의해 복수의 영역으로 구획되어 있다(도 2 참조).

또한, 웨이퍼(W)에는 보호 테이프(T)가 접착되어 있고, 이 보호 테이프(T)의 외주에는 환형의 지지 프레임(F)이 접착되어 있다. 웨이퍼(W)는, 보호 테이프(T)를 통해 지지 프레임(F)에 지지된 상태로 카세트(도시하지 않음)에 수용되며, 카세트에 의해 절삭 장치(1)에 반입된다. 한편, 본 실시형태에서는, 실리콘 웨이퍼, 갈륨비소 등의 반도체 기판 상에 Low-k막과 기능막을 적층한 웨이퍼(W)를 예로 들어 설명하지만, 이 구성으로 한정되는 것은 아니다. 반도체 기판에 한정되지 않고, Low-k막과 기능막이 적층되는 기판이면, 어떠한 기판이어도 좋다.

기대(基臺; 2)의 상면 중앙은, X축 방향으로 연장되도록 직사각형 형상으로 개구되어 있고, 이 개구를 덮도록 이동판(21) 및 방수 커버(22)가 설치되어 있다. 이동판(21) 상에는, Z축 주위로 회전 가능하게 척 테이블(3)이 설치되어 있다. 방수 커버(22) 및 이동판(21)의 하방에는, 척 테이블(3)을 X축 방향으로 이동시키는 볼나사식의 이동 기구(도시하지 않음)가 설치되어 있다. 또한, 기대(2) 상에는, X축 방향으로 연장되는 개구에 걸쳐 있도록 세워 설치한 도어형의 기둥부(23)가 설치되어 있다. 도어형의 기둥부(23)에는, 척 테이블(3) 상의 웨이퍼(W)에 대하여 스텝컷을 실시하는 절삭 기구(4)가 설치되어 있다.

또한, 기대(2)의 상면에는, 카세트(도시하지 않음)가 배치되는 엘리베이터 수단(6)과 가공이 끝난 웨이퍼(W)가 세정되는 세정 수단(7)이 설치되어 있다. 엘리베이터 수단(6)에서는, 승강 기구(도시하지 않음)에 의해 카세트 내의 웨이퍼(W)의 출납 위치가 조정된다. 세정 수단(7)에서는, 웨이퍼(W)를 유지한 스피너 테이블(71)이 기대(2) 내로 하강되고, 기대(2) 내에서 세정수가 분사되어 웨이퍼(W)가 세정된 후, 건조 에어가 내뿜어져 웨이퍼(W)가 건조된다. 기대(2)의 상방에는, 카세트, 척 테이블(3), 세정 수단(7)의 상호간에 웨이퍼(W)를 반송하는 하나 또는 복수의 반송 수단(도시하지 않음)이 설치되어 있다.

척 테이블(3)은, 절삭 기구(4)의 바로 아래에 웨이퍼(W)를 위치시키고, 절삭 기구(4)에 대하여 웨이퍼(W)를 X축 방향으로 가공 이송하도록 구성되어 있다. 척 테이블(3)의 표면에는, 다공성(porous) 세라믹재에 의해 웨이퍼(W)의 이면을 흡인 유지하는 유지면(31)이 형성되어 있다. 유지면(31)은, 척 테이블(3) 내의 유로를 통해 흡인원(도시하지 않음)에 접속되어 있고, 유지면(31) 상에 발생하는 부압에 의해 웨이퍼(W)가 흡착 유지된다. 척 테이블(3)의 주위에는, 웨이퍼(W)의 주위의 지지 프레임(F)을 협지(挾持) 고정하는 4개의 클램프부(32)가 설치되어 있다.

절삭 기구(4)에는, 척 테이블(3)에 대하여 한 쌍의 블레이드 유닛(41, 42)을 Y축 방향 및 Z축 방향으로 이동시키는 볼나사식의 이동 기구(5)가 설치되어 있다. 이동 기구(5)는, 기둥부(23)의 전면(前面)에 대하여 Y축 방향으로 평행한 한 쌍의 가이드 레일(51)과, 한 쌍의 가이드 레일(51)에 슬라이드 가능하게 설치된 모터 구동의 한 쌍의 Y축 테이블(52)을 갖고 있다. 또한, 이동 기구(5)는, 각 Y축 테이블(52)의 전면에 배치된 Z축 방향으로 평행한 한 쌍의 가이드 레일(53)과, 이 가이드 레일(53)에 슬라이드 가능하게 설치된 모터 구동의 Z축 테이블(54)을 갖고 있다. 각 Z축 테이블(54)의 하부에는 블레이드 유닛(41, 42)이 설치되어 있다.

각 Y축 테이블(52)의 배면측에는, 도시하지 않은 너트부가 형성되고, 이들 너트부에 볼나사(55)가 나사 결합되어 있다. 또한, 각 Z축 테이블(54)의 배면측에는, 도시하지 않은 너트부가 형성되고, 이들 너트부에 볼나사(56)가 나사 결합되어 있다. Y축 테이블(52)용의 볼나사(55), Z축 테이블(54)용의 볼나사(56)의 일단부에는, 각각 구동 모터(57, 58)가 연결되어 있다. 이들 구동 모터(57, 58)에 의해 볼나사(55, 56)가 회전 구동됨으로써, 한 쌍의 블레이드 유닛(41, 42)이 가이드 레일(51, 53)을 따라 Y축 방향 및 Z축 방향으로 이동된다.

한 쌍의 블레이드 유닛(41)의 절삭 블레이드(43, 44)는, 스핀들 유닛(46)의 스핀들축(도시하지 않음)의 선단에 설치되어 있다. 한쪽의 블레이드 유닛(41)의 절삭 블레이드(43)는, 다른쪽의 블레이드 유닛(42)의 절삭 블레이드(44)(도 5 참조)보다도 블레이드 폭이 두껍게 형성되어 있다. 절삭 기구(4)에서는, 이 두께가 상이한 2종류의 절삭 블레이드(43, 44)를 이용하여 스텝컷이 실시되고 있다. 즉, 분할 예정 라인(83)(도 2 참조)에 대하여 한쪽의 절삭 블레이드(43)에 의해 1단째의 절입부가 형성되고, 이 분할 예정 라인(83)에 대하여 다른쪽의 절삭 블레이드(44)에 의해 2단째의 절입부가 형성된다.

그런데, Low-k막을 갖는 웨이퍼(W)의 표면(84)에 있어서는 절삭 블레이드(43)에 의한 절삭 가공시에 막 박리가 발생하기 쉽다고 하는 문제가 있다. 본건 출원인은, 절삭 블레이드(43)의 절입 깊이와 막 박리의 관계를 조사한 결과, 절삭 블레이드(43)의 끝으로 갈수록 가늘어지는 선단 형상만을 이용해서 웨이퍼(W)의 표면(84)에 대하여 1단째의 절입부를 형성함으로써, 웨이퍼(W)의 표면(84)의 막 박리가 발생하기 어려워지는 것을 발견하였다. 그래서, 본 실시형태에서는, 스텝컷에 있어서, 1단째의 절입부를 가능한 한 얕게 함으로써, 웨이퍼(W)의 표면(84)의 막 박리를 방지하도록 하고 있다.

또한, 한쪽의 Z축 테이블(54)에는, 블레이드 유닛(41)에 X축 방향에서 인접하도록, 분할 예정 라인(83)의 표면 변위를 측정하는 측정 수단(45)이 설치되어 있다. 측정 수단(45)은, 배압 센서나 레이저 변위계 등의 비접촉식의 측정 수단으로 구성되어 있다. 측정 수단(45)에 의한 분할 예정 라인(83)의 표면 변위의 측정 결과로부터 매핑 데이터가 형성된다. 이 매핑 데이터에 기초하여, 웨이퍼(W)의 표면(84)에 대한 1단째의 절입 깊이가 분할 예정 라인(83)의 표면 변위에 추종된다. 이 때문에, 표면 변위에 변동이 발생하고 있어도, 절삭 블레이드(43)의 절입부가 웨이퍼(W)의 표면(84)으로부터 적절한 깊이로 조정되어, 웨이퍼(W)의 표면(84)의 막 박리가 효과적으로 방지된다.

이와 같이 구성된 절삭 장치(1)에서는, 테이프 접착 공정 후의 보호 테이프(T)가 부착된 웨이퍼(W)가 반입되고, 측정 공정, 적층체 제거 공정, 절삭홈 형성 공정이 실시된다. 테이프 접착 공정에서는, 웨이퍼(W)의 이면(85)에 보호 테이프(T)가 접착된다(도 2 참조). 보호 테이프(T)가 접착된 웨이퍼(W)는, 웨이퍼(W)의 표면(84)을 상방으로 향하게 한 상태로 절삭 장치(1)에 반입된다. 측정 공정에서는, 측정 수단(45)에 의해 웨이퍼(W)의 분할 예정 라인(83) 상의 표면 변위가 측정되고, 측정 결과에 기초하여 표면 변위를 나타내는 매핑 데이터가 형성된다(도 3 참조).

적층체 제거 공정에서는, 한쪽의 절삭 블레이드(43)의 선단 형상만을 이용해서, 웨이퍼(W)의 표면(84)측으로부터 적층체(82)가 제거되고, 기판(81)의 표면(91)에 절삭홈으로서의 얕은 홈(86)이 형성된다(도 4 참조). 이때, 매핑 데이터에 기초하여, 웨이퍼(W)의 표면 위치로부터의 절삭 블레이드(43)의 절입량이 조정되어 있다. 이에 따라, 막 박리를 일으키는 일 없이 분할 예정 라인(83)을 따라 적층체(82)가 제거된다. 절삭홈 형성 공정에서는, 얕은 홈(86)보다도 좁은 폭의 다른쪽의 절삭 블레이드(44)를 이용해서, 절삭홈으로서의 깊은 홈(87)이 얕은 홈(86)을 따라 형성되어 웨이퍼(W)가 풀컷(full cut)된다(도 5 참조). 이에 따라, 웨이퍼(W)가 개개의 디바이스(D)로 분할된다.

이하, 도 2 내지 도 5를 참조하여, 본 실시형태에 따른 웨이퍼의 가공 방법에 대해서 상세히 설명한다. 도 2는 테이프 접착 공정, 도 3은 측정 공정, 도 4는 적층체 제거 공정, 도 5는 절삭홈 형성 공정의 각각의 일례를 도시하는 도면이다.

도 2에 도시하는 바와 같이, 먼저 테이프 접착 공정이 실시된다. 테이프 접착 공정에서는, 환형의 지지 프레임(F)의 내측 개구부를 덮도록 보호 테이프(T)가 접착되고, 보호 테이프(T)의 접착면(88)에 웨이퍼(W)의 이면(85)이 접착된다. 웨이퍼(W)는, 보호 테이프(T)를 통해 지지 프레임(F)에 지지된다. 한편, 테이프 접착 공정은, 오퍼레이터에 의한 수작업으로 실시되어도 좋고, 도시하지 않은 테이프 접착 장치에 의해 행해져도 좋다. 보호 테이프(T)의 접착 후의 웨이퍼(W)는 절삭 장치(1)에 반입된다.

도 3에 도시하는 바와 같이, 테이프 접착 공정이 실시된 후에는, 측정 공정이 실시된다. 측정 공정에서는, 보호 테이프(T)를 통해 웨이퍼(W)의 이면(85)이 척 테이블(3)에 유지되고, 웨이퍼(W) 주위의 지지 프레임(F)이 클램프부(32)에 유지된다. 그리고, 측정 수단(45)이 웨이퍼(W)의 분할 예정 라인(83)을 따라 이동되어, 분할 예정 라인(83)의 표면 변위가 측정된다. 예컨대, 측정 수단(45)이 배압 센서인 경우에는, 노즐이 분할 예정 라인(83) 상에 위치하게 되고, 압축 에어의 압력 변화에 기초하여 노즐과 웨이퍼(W)의 표면(84)과의 거리가 분할 예정 라인(83)의 표면 변위로서 구해진다.

또한, 측정 공정에서는, 측정 수단(45)의 측정 결과에 기초하여, 분할 예정 라인(83)의 표면 변위를 나타내는 매핑 데이터가 형성된다. 매핑 데이터는, 예컨대, 분할 예정 라인(83) 상의 좌표와 표면 위치(높이)가 관련지어짐으로써 형성된다. 한편, 측정 공정에서는, 분할 예정 라인(83)을 따라 연속적으로 표면 변위가 측정되는 구성에 한하지 않고, 분할 예정 라인(83) 상의 수개소에서 표면 변위가 측정되는 구성으로 해도 좋다. 이 경우, 분할 예정 라인(83) 상의 수개소의 표면 변위의 평균치로부터 매핑 데이터가 형성된다. 또한, 측정 수단(45)은, 분할 예정 라인(83) 상의 표면 변위를 측정 가능한 구성이면 되고, 비접촉식의 측정 수단에 한하지 않고, 접촉식의 측정 수단으로 구성되어도 좋다.

도 4에 도시하는 바와 같이, 측정 공정이 실시된 후에는, 적층체 제거 공정이 실시된다. 적층체 제거 공정에서는, 도 4a에 도시하는 바와 같이, 웨이퍼(W)의 분할 예정 라인(83)에 대하여 한쪽의 절삭 블레이드(43)가 위치 맞춤되고, 절삭수가 분사되면서 절삭 블레이드(43)의 선단 형상만을 이용해서 웨이퍼(W)의 표면(84)측으로부터 얕게 절입된다. 절삭 블레이드(43)에 의해 웨이퍼(W)가 정해진 깊이까지 절입되면, 절삭 블레이드(43)에 대하여 척 테이블(3)이 X축 방향으로 절삭 이송된다. 이에 따라, 웨이퍼(W)의 표면(84)측으로부터 상기 적층체(82)가 제거되고, 기판(81)의 표면(91)에 분할 예정 라인(83)을 따른 얕은 홈(86)이 형성된다.

이때, 매핑 데이터에 기초하여 웨이퍼(W)의 표면 위치로부터의 절삭 블레이드(43)의 절입량이 조정되기 때문에, 웨이퍼(W)의 표면 변위에 절삭 블레이드(43)의 절입량을 추종시킬 수 있다. 예컨대, 절삭 블레이드(43)의 R형상의 선단면(47)(도 4b 참조)만으로 웨이퍼(W)가 절입되도록, 매핑 데이터로 나타나는 웨이퍼(W)의 표면 위치를 기준으로 해서, 절삭 블레이드(43)의 블레이드 폭과 선단면(47)의 곡률로부터 절삭 블레이드(43)의 절입량이 조정된다. 웨이퍼(W)의 표면 변위의 변동에 상관없이 항상 절삭 블레이드(43)의 선단 형상만으로 웨이퍼(W)를 절삭할 수 있어, 웨이퍼(W)에 대하여 절삭 블레이드(43)가 깊게 들어가는 일이 없다. 적층체(82)의 제거에 절삭 블레이드(43)의 끝으로 갈수록 가늘어지는 선단 형상만을 이용함으로써, 절삭 가공 중에 있어서의 웨이퍼(W)의 표면(84)의 막 박리가 방지된다.

구체적으로는, 도 4b에 도시하는 바와 같이, 절삭 블레이드(43)의 선단 형상은 R형상으로 되어 있고, 이 R형상의 둥그스름함을 이용하여 절삭 블레이드(43)의 선단면(47)에 의해 웨이퍼(W)의 표면(84)이 얕은 각도로 절입된다. 예컨대, 화살표 A로 나타나는 바와 같이, 절삭 블레이드(43)의 외면에 대한 접선(t)이 웨이퍼(W)의 표면(84)에 대하여 얕은 각도가 되는 범위가 선단면(47)으로서 이용된다. 따라서, 화살표 B로 나타나는 바와 같이, 절삭 블레이드(43)의 외면에 대한 접선(t)이 웨이퍼(W)의 표면(84)에 대하여 깊은 각도, 즉 대략 직각이 되는 범위로 웨이퍼(W)가 절입되는 일이 없다. 이 결과, 얕은 홈(86)의 가장자리 부분은 절삭 블레이드(43)의 선단면(47)에 의해 모따기된 상태가 되어, 절삭 가공 중에 얕은 홈(86)의 가장자리 부분을 기점으로 한 막 박리가 발생하기 어렵게 되어 있다.

한편, 적층체 제거 공정에서는, 측정 공정에 있어서 모든 분할 예정 라인(83)의 매핑 데이터가 형성된 후에, 얕은 홈(86)이 형성되는 구성으로 해도 좋다. 또한, 측정 수단(45)의 후방에 절삭 블레이드(43)를 배치하고, 선행의 측정 수단(45)으로 분할 예정 라인(83)의 표면 변위를 측정하면서, 후속의 절삭 블레이드(43)로 측정 수단(45)의 측정 결과에 기초하여 얕은 홈(86)이 형성되어도 좋다.

도 5에 도시하는 바와 같이, 적층체 제거 공정이 실시된 후에는, 절삭홈 형성 공정이 실시된다. 절삭홈 형성 공정에서는, 적층체 제거 공정의 절삭 블레이드(43)에 대하여 수라인 늦게 절삭홈 형성 공정의 절삭 블레이드(44)에 의한 가공이 개시된다. 이 경우, 얕은 홈(86)의 폭보다도 가느다란 두께의 다른쪽의 절삭 블레이드(44)가 웨이퍼(W)의 얕은 홈(86)에 대하여 위치 맞춤되고, 절삭수가 분사되면서 절삭 블레이드(44)에 의해 웨이퍼(W)가 깊게 절입된다. 절삭 블레이드(44)에 의해 웨이퍼(W)가 보호 테이프(T)에 이르는 깊이까지 절입되면, 절삭 블레이드(44)에 대하여 척 테이블(3)이 X축 방향으로 절삭 이송된다. 이에 따라, 얕은 홈(86)으로부터 노출된 기판(81)의 표면(91)이 절삭되어 분할 예정 라인(83)을 따른 깊은 홈(87)이 형성되고, 웨이퍼(W)가 개개의 디바이스(D)로 분할된다.

여기서는, 사전에 한쪽의 절삭 블레이드(43)에 의해 적층체(82)가 제거된 얕은 홈(86)을 따라 절삭되기 때문에, 얕은 홈(86)의 홈폭보다도 가느다란 다른쪽의 절삭 블레이드(44)에 의해 웨이퍼(W)의 적층체(82)가 절삭되는 일이 없다. 따라서, 절삭 블레이드(44)에 의해 웨이퍼(W)가 깊게 절입되어도, 적층체(82)가 손상되는 일이 없으며, 웨이퍼(W)의 표면(84)에 막 박리가 발생하는 일이 없다. 이와 같이, 분할 예정 라인(83)에 대하여, 1단째의 절입부를 얕게 하여 막 박리를 방지하고, 2단째의 절입부를 깊게 하여 보호 테이프(T)까지 절입함으로써, 웨이퍼(W)를 양호하게 분할하는 것이 가능해지고 있다.

한편, 본 실시형태에서는, 적층체 제거 공정의 절삭 블레이드(43)에 대하여 수라인 늦게 절삭홈 형성 공정의 절삭 블레이드(44)를 나란히 배치시키는 구성으로 하였으나, 이 구성에 한정되지 않는다. 절삭홈 형성 공정은, 모든 분할 예정 라인(83)에 대하여 적층체 제거 공정이 실시된 후에 실시되는 구성으로 해도 좋다.

(실험예)

다음으로, 절삭 블레이드(43)의 입경과 절입량을 변화시켜, 적층체 제거 공정을 실시한 실험예에 대해서 설명한다. 여기서는, 도 6a-도 6d에 도시하는 바와 같이, 지립의 입경으로서, #2000, #3000, #4000, #5000의 4종류의 절삭 블레이드(43)를 준비하고, 각각에 대해서 기판에 대한 절입량을 20 ㎛로 하여 적층체 제거 공정을 실시하였다. 또한, 도 6e-도 6h에 도시하는 바와 같이, 입경 #4000의 절삭 블레이드(43)에 대해서는, 기판에 대한 절입량을 20 ㎛, 10 ㎛으로 하여 적층체 제거 공정을 실시하였다. 이 경우, 블레이드 회전수 30000 rpm, 가공 이송 속도 30 ㎜/s로 가공하였다. 한편, 평가 웨이퍼로서는, 실리콘 기판 상에 Low-k막 및 패시베이션(passivation)막을 적층한 것을 이용하였다.

이 결과, 도 6a-도 6d에 도시하는 바와 같이, 지립의 입경이 작아짐에 따라 막 박리가 작아지는 것이 확인되었다. #5000의 절삭 블레이드(43)를 이용한 경우라도, #2000의 절삭 블레이드(43)를 이용한 경우보다 막 박리를 저감시킬 수 있으나, 절입부의 가장자리 부분의 막 박리를 억제할 수 없었다. 또한, 도 6e에 도시하는 바와 같이, #4000의 절삭 블레이드(43)를 이용하여 20 ㎛ 절입된 경우에는 막 박리가 확인되었으나, 도 6f에 도시하는 바와 같이, 동일한 #4000의 절삭 블레이드(43)를 이용하여 10 ㎛ 절입된 경우에는 막 박리가 확인되지 않았다.

이것은, 도 6g에 도시하는 바와 같이, 절입량이 20 ㎛에서는 절삭 블레이드(43)의 R형상의 선단면(47) 뿐만이 아니라, 측면 부근에서도 웨이퍼(W)가 절입되고, 도 6h에 도시하는 바와 같이, 절입량이 10 ㎛에서는 절삭 블레이드(43)의 R형상의 선단면(47)만으로 웨이퍼(W)가 절입되기 때문이라고 생각된다. 이 결과, 절삭 블레이드(43)의 선단 형상만으로 적층체(82)를 절입함으로써, 웨이퍼(W)의 막 박리가 효과적으로 방지되는 것이 확인되었다. 한편, 상기한 실험예에서는, 가공 조건이나 절입량은 어디까지나 일례를 나타내는 것이며, 한정되지 않는다. 특히 절입량은, 절삭 블레이드(43)의 블레이드 폭 등에 기초하여 결정되는 것이며, 예컨대, 블레이드 폭이 30 ㎛-35 ㎛인 것에 대해서는 10 ㎛ 이하로 조정되는 것이 바람직하다.

이상과 같이, 본 실시형태에 따른 웨이퍼(W)의 가공 방법에 따르면, 적층체 제거 공정에서는, 절삭 블레이드(43)의 선단 형상이 선단을 향해 좁아지고 있고, 이 선단 형상만을 이용해서 웨이퍼(W)의 표면(84)이 얕게 절입된다. 즉, 절삭 블레이드(43)의 선단면(47)에 의해 웨이퍼(W)의 표면(84)이 얕은 각도로 절입되어 기판(81)의 표면(91)으로부터 적층체(82)가 제거된다. 이 때문에, 절입부의 가장자리 부분이 모따기된 상태가 되어, 절입부의 가장자리 부분을 기점으로 한 웨이퍼(W)의 막 박리가 방지된다. 따라서, 웨이퍼(W)의 막 박리를 방지하기 위해서 고가의 레이저 가공 장치를 이용하여 가공할 필요가 없으며, 저렴한 장치 구성으로 막 박리를 일으키는 일 없이 웨이퍼(W)를 가공할 수 있다.

한편, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되지 않고, 여러 가지로 변경하여 실시하는 것이 가능하다. 상기 실시형태에 있어서, 첨부 도면에 도시되어 있는 크기나 형상 등에 대해서는, 이것에 한정되지 않고, 본 발명의 효과를 발휘하는 범위 내에서 적절하게 변경하는 것이 가능하다. 그 외, 본 발명의 목적의 범위를 일탈하지 않는 한에 있어서 적절하게 변경하여 실시하는 것이 가능하다.

예컨대, 상기한 실시형태에서는, 얕은 홈(86)용의 절삭 블레이드(43)가, 깊은 홈(87)용의 절삭 블레이드(44)보다도 블레이드 폭이 두껍게 형성되는 구성으로 하였으나, 이 구성에 한정되지 않는다. 두꺼운 웨이퍼(W)를 절단하는 경우에는, 깊은 홈(87)용의 절삭 블레이드(43)로서, 얕은 홈(86)용의 절삭 블레이드(44)보다도 블레이드 폭이 두꺼운 것이 이용된다. 이 경우, 적층체 제거 공정에서는, 도 7a에 도시하는 바와 같이, 분할 예정 라인(83)에 대하여 1개째의 얕은 홈(86a)을 형성하고, 또한 도 7b에 도시하는 바와 같이, 얕은 홈(86a)에 대하여 폭 방향으로 약간 어긋나게 해서 2개째의 얕은 홈(86b)을 형성함으로써, 얕은 홈(86)의 홈폭을 확대시킨다. 이에 따라, 도 7c에 도시하는 바와 같이, 절삭홈 형성 공정에서 얕은 홈(86)용의 절삭 블레이드(43)보다도 블레이드 폭이 두꺼운 절삭 블레이드(44)를 이용한 경우라도, 얕은 홈(86)의 내측에 깊은 홈(87)을 형성할 수 있다. 즉, 적층체 제거 공정은, 분할 예정 라인(83)을 따른 복수 회의 절삭 가공에 의해 1개의 얕은 홈(86)을 형성하는 구성도 포함하고 있다.

또한, 상기한 실시형태에서는, 선단 형상이 R형상인 절삭 블레이드(43)를 이용하고, 이 선단 형상만으로 절입하여 적층체 제거 공정이 실시되었으나, 이 구성에 한정되지 않는다. 적층체 제거 공정은, 블레이드 폭이 선단을 향해 좁아지는 선단 형상의 절삭 블레이드의 상기 선단 형상만을 이용하여 실시되면 된다. 예컨대, 선단 형상이 V자 형상인 절삭 블레이드를 이용하고, 이 선단 형상만으로 절입하여 적층체 제거 공정이 실시되어도 좋다. 이러한, 선단 형상이 V자 형상인 절삭 블레이드를 이용해도, 웨이퍼(W)에 대한 절입부의 가장자리 부분을 기점으로 한 막 박리가 방지된다.

또한, 상기한 실시형태에 있어서는, 절삭홈 형성 공정에서는 웨이퍼(W)를 풀컷하여 개개의 디바이스(D)로 분할하는 구성으로 하였으나, 이 구성에 한정되지 않는다. 절삭홈 형성 공정은, 웨이퍼(W)를 하프컷하여, 개개의 디바이스(D)로 분할되지 않는 구성으로 해도 좋다. 이 경우, 웨이퍼(W)가 하프컷된 후에, 웨이퍼(W)를 이면측으로부터 연삭하여 개개의 디바이스(D)로 분할하는 DBG(Dicing Before Grinding) 가공이 행해져도 좋다.

또한, 상기한 실시형태에서는, 적층체 제거 공정 전에 측정 공정을 실시하는 구성으로 하였으나, 이 구성에 한정되지 않는다. 웨이퍼(W)의 표면 변위의 변동이 작은 경우에는, 측정 공정을 생략하는 것이 가능하다.

또한, 본 실시형태에서는, 측정 공정, 적층체 제거 공정, 절삭홈 형성 공정이 동일한 가공 장치로 실시되었으나, 테이프 접착 공정도 동일한 가공 장치로 실시되어도 좋다. 또한, 일부의 공정 또는 각 공정이, 상이한 가공 장치로 실시되어도 좋다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은, 저렴한 장치 구성으로 막 박리를 일으키는 일 없이 웨이퍼를 가공할 수 있다고 하는 효과를 가지며, 특히, 저유전률 절연막과 기능막이 적층된 적층체에 의해, 웨이퍼의 표면에 디바이스가 형성된 웨이퍼의 가공 방법에 유용하다.

1: 절삭 장치 3: 척 테이블
43, 44: 절삭 블레이드 45: 측정 수단
47: 선단면 81: 기판
82: 적층체 83: 분할 예정 라인
84: 웨이퍼의 표면 85: 웨이퍼의 이면
86: 얕은 홈(절삭홈) 87: 깊은 홈(절삭홈)
91: 기판의 표면 D: 디바이스
T: 보호 테이프 W: 웨이퍼

Claims

기판의 표면에 저유전률 절연막과 기능막이 적층된 적층체에 의해 형성된 디바이스가 분할 예정 라인에 의해 구획되어 형성된 웨이퍼를, 상기 분할 예정 라인을 따라 가공하는 웨이퍼의 가공 방법으로서,
웨이퍼의 이면에 보호 테이프를 접착하는 테이프 접착 공정과,
상기 테이프 접착 공정을 실시한 후에, 블레이드 폭이 선단을 향해 좁아지는 선단 형상의 절삭 블레이드의 상기 선단 형상만을 이용해서, 웨이퍼의 표면측으로부터 상기 적층체를 제거하여 상기 기판 표면을 정해진 깊이로 절입하면서 상기 분할 예정 라인을 따라 웨이퍼를 절삭하여, 상기 적층체를 제거해서 상기 기판에 절삭홈을 형성하는 적층체 제거 공정과,
상기 적층체 제거 공정 후에, 상기 절삭홈을 따라 상기 절삭홈의 폭보다도 가느다란 두께의 절삭 블레이드에 의해 노출된 상기 기판 표면으로부터 상기 분할 예정 라인을 따라 상기 기판을 절삭하여, 상기 기판에 절삭홈을 형성하는 절삭홈 형성 공정을 구비하는 웨이퍼의 가공 방법.
제1항에 있어서, 상기 적층체 제거 공정을 실시하기 전에, 웨이퍼의 상기 분할 예정 라인 상의 표면 변위를 측정 수단으로 측정하여, 웨이퍼의 표면 변위의 매핑 데이터를 형성하는 측정 공정을 실시하고,
상기 적층체 제거 공정에서는, 상기 매핑 데이터에 기초하여 표면 위치로부터 상기 절삭 블레이드에 의해 상기 정해진 깊이로 절입되도록, 웨이퍼에 대하여 수직 방향으로 절삭 블레이드를 조정하면서 절삭을 행하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 가공 방법.