JP5933189B2 - デバイスの加工方法 - Google Patents
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Description
最初に、ウェーハWFの裏面W2側から図示しない赤外線カメラによる撮像を行い、表面W1に形成された分割予定ラインLを検出する。そして、図3に示すように、ウェーハWFを水平方向に送りながら、検出された分割予定ラインLに沿って、レーザー照射ヘッド100によって裏面W2側からウェーハWFに対して透過性を有するレーザー光線100aを照射し、ウェーハWFの内部にレーザー光線を集光する。レーザー加工の条件は、例えば以下のとおりである。
レーザーの波長:1064nm
スポット径 :φ2μm
平均出力 :1.2W
繰り返し周波数:80kHz
送り速度 :100mm/秒
次に、図5に示す分割装置7を用いてウェーハWFに外力を加えることにより、ウェーハWFを分割予定ラインLに沿って個々のデバイスに分割する。この分割装置7は、円筒状に形成されウェーハWFを下方から支持するウェーハ支持部70と、フレームFを固定するフレーム固定部71とを備えている。フレーム固定部71は、フレームFを下方から支持する支持台710と、フレームFを上方から押さえる押さえ部711とを備えている。ウェーハ支持部70とフレーム固定部71とは相対的に上下動可能となっている。
次に、例えば図8に示す研削装置8を用いて、個々のデバイスDに分割されたウェーハWFの裏面W2を研削する。研削装置8は、ウェーハを保持するチャックテーブル80と、チャックテーブル80に保持されたウェーハを研削する研削手段81とを備えている。研削手段81は、回転軸82の先端部に形成されたマウント83に研削ホイール84が装着され、研削ホイール84の下面に円環状に砥石85が固着されて構成されている。
本工程は、後述のシリコン窒化膜被覆工程でデバイスの側面にシリコン窒化膜を被覆するにあたり、隣り合うデバイス間の溝幅が十分でない場合に実行される工程である。図9に示すように、内径がウェーハWFの外形より大きくフレームFの内径より小さく形成されるリング部材86、87を用意する。リング部材86は、その内径がリング部材87の外形より若干大きく形成されている。
裏面研削工程または溝幅拡張工程の後、デバイスDの側面にシリコン窒化膜を被覆する加工を行う。シリコン窒化膜は、例えばスパッタリングにより被覆することができる。スパッタリングによるシリコン窒化膜の被覆には、例えば図11に示すスパッタリング装置9を用いることができる。
レーザーの波長:355nm
スポット径 :φ5μm
平均出力 :5.0W
繰り返し周波数:50kHz
送り速度 :100mm/秒
ウェーハ:シリコンウェーハ
ウェーハの直径:8インチ
ウェーハの厚み(デバイスの厚み):500μm(裏面研磨後)
デバイスサイズ:20mm×20mm
ウェーハ1枚当たりのデバイス数:61(図14参照)
(ア)シリコン窒化膜被覆ステップ
裏面を研削及び研磨しデバイスに分割されたウェーハを複数用意し、前記シリコン窒化膜被覆工程により、当該デバイスのそれぞれの側面及び裏面に、膜厚が1,3,5,6,7,10,50,100,200[nm]のシリコン窒化膜を被覆した。また、研削及び研磨した裏面にシリコン窒化膜を被覆しないウェーハ(デバイス)も用意した。これらのすべてのデバイスに対し、以下の(イ)〜(エ)のステップを実行した。
上記すべてのデバイスについて、シリコン窒化膜が被覆された面に、直径8インチのウェーハの当該裏面の面積あたり、1.0×1013[atoms/cm2]のCu標準液(硫酸銅)を塗布し、全デバイスに対して銅による強制汚染を行った。
すべてのデバイスについて、Cu標準液を乾燥させた後、デバイスを350℃の温度で3時間加熱し、デバイス内の銅原子を拡散しやすい状態とした。
すべてのデバイスを冷却し、それぞれについて、Cu標準液を塗布した裏面の逆面(表面)の銅原子量を、TXRF(全反射蛍光X線分析装置:テクノス株式会社製)を用いて測定した。詳細には、ウェーハの表面を15mm×15mmで区画される領域に分割し、それぞれの領域について1箇所ずつ銅原子量を測定し、平均値及び最大値を求めた。なお、強制汚染ステップ前においても、同様の方法により銅原子の検出量を測定した。
図14に示すように、ウェーハWFは、チップ番号1〜61からなる61個のチップによって構成されている。このようなウェーハWFについて、上記シリコン窒化膜被覆ステップを実行した後、デバイスごとに抗折強度を測定した。なお、シリコン窒化膜被覆ステップでは、膜厚を0,5,10,50,100,200nmとした。抗折強度測定の具体的な方法は、以下のとおりである。
株式会社島津製作所製の圧縮試験機(AGI−1kN9)を使用し、各デバイスの抗折強度を測定した。具体的な測定方法は、以下のとおりである。
(オ)−1
図15及び図16に示すように、中央部に円形の孔110が形成された基台111の上に、各デバイス1〜61をそれぞれ載置する。このとき、裏面に被覆されたシリコン窒化膜が下になるようにする。
(オ)−2
球面を有する球状圧子112によって各チップ1〜61に下方(矢印A5方向)に向けて押圧する。
(オ)−3
各デバイス1〜61が割れた瞬間において、以下の式(1)を用いて抗折強度δを算出する。
∂:抗折強度
W:破壊強度(測定時に得られた値)[kgf]
h:デバイスの厚さ=500[μm]
v:ポアソン比(シリコン)=0.28
a:孔の半径=3.5[mm]
a0:デバイスの半径=10[mm]
v2:ポアソン比(球状圧子)=0.3
ε1:ヤング率(シリコン)=1.31×105[MPa]
ε2:ヤング率(球状圧子)=2.01×104[MPa]
R:球状圧子の半径=3.0[mm]
図13に示したゲッタリング効果試験の結果より、既に述べたとおり、十分なゲッタリング効果を確保するためには、シリコン窒化膜の膜厚を6[nm]以上とすることが必要である。一方、許容値を超える十分な抗折強度を確保するためのシリコン窒化膜の膜厚は、0〜100[nm]である。したがって、十分なゲッタリング効果を得ることができ、かつ、抗折強度も十分とするためには、デバイスの側面に被覆されたシリコン窒化膜の膜厚を、6〜100[nm]とすることが必要であることが確認された。
W1:表面 L:分割予定ライン
D:デバイス D2’:裏面 D3:側面
W2:裏面
T:テープ(保護部材) F:フレーム
1〜61:チップ(デバイス)
100:レーザー照射ヘッド 100a:レーザー光線
101:改質層 102:溝
T1:ウェーハの厚さ T2:デバイスの仕上がり厚さ
7:分割装置
70:ウェーハ支持部 71:フレーム固定部 710:支持台 711:押さえ部
8:研削装置
80:チャックテーブル 81:研削手段 82:回転軸 83:マウント
84:研削ホイール 85:砥石
86,87:リング部材
9:スパッタリング装置
90:チャンバー 91:ガス導入口 92:ガス排出口
93:アノード電極 94:カソード電極 95:ターゲット 96:ターゲット原子
103,104:シリコン窒化膜
110:孔 111:基台 112:球状圧子
Claims (2)
- シリコン基板の表面に複数のデバイスが分割予定ラインによって区画されて形成されたウェーハを個々のデバイスに分割し、該デバイスを加工するデバイスの加工方法であって、
ウェーハの裏面側から該分割予定ラインに沿ってレーザー光線を照射し、該デバイスの仕上がり厚さに至らない深さの、分割起点となる改質層を形成する分割起点形成工程と、
該分割起点形成工程の前または後に該ウェーハの表面に保護部材を貼着し、該ウェーハに外力を加えて該ウェーハを該分割予定ラインに沿って個々のデバイスに分割する分割工程と、
該ウェーハの裏面を研削して該改質層を除去する裏面研削工程と、
少なくとも該デバイスの側面及び裏面にシリコン窒化膜を被覆するシリコン窒化膜被覆工程と、
を少なくとも含み、
該シリコン窒化膜被覆工程において被覆されるシリコン窒化膜の厚さは、6nm〜100nmであり、該シリコン窒化膜被覆工程実施後の個々のデバイスを、抗折強度が1000MPaを超えるものとする
デバイスの加工方法。 - 前記シリコン窒化膜被覆工程では、スパッタリングによって前記デバイスの側面及び裏面にシリコン窒化膜を被覆する
請求項1に記載のデバイスの加工方法。
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