JP2013081962A - ダイアタッチフィルムのアブレーション加工方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】 ＤＡＦを個々のデバイスに対応して確実に分割できるＤＡＦのアブレーション加工方法を提供することである。
【解決手段】 ダイアタッチフィルムにレーザビームを照射してアブレーション加工を施すダイアタッチフィルムのアブレーション加工方法であって、少なくともアブレーション加工すべきダイアタッチフィルムの領域にレーザビームの波長に対して吸収性を有する酸化物の微粉末を混入した液状樹脂を塗布して該微粉末入り保護膜を形成する保護膜形成工程と、該保護膜形成工程を実施した後、該保護膜が形成されたダイアタッチフィルムの領域にレーザビームを照射してアブレーション加工を施すレーザ加工工程と、を具備したことを特徴とする。
【選択図】図５

Description

本発明は、ダイアタッチフィルム（ＤＡＦ）にレーザビームを照射してアブレーション加工を施すダイアタッチフィルムのアブレーション加工方法に関する。
ＩＣ、ＬＳＩ、ＬＥＤ等の複数のデバイスが分割予定ラインによって区画され表面に形成されたシリコンウエーハ、サファイアウエーハ等のウエーハは、切削装置又はレーザ加工装置等の加工装置によって個々のデバイスに分割され、分割されたデバイスは携帯電話、パソコン等の各種電気機器に広く利用されている。
ウエーハの分割には、ダイシングソーと呼ばれる切削装置を用いたダイシング方法が広く採用されている。ダイシング方法では、ダイアモンド等の砥粒を金属や樹脂で固めて厚さ３０μｍ程度とした切削ブレードを、３００００ｒｐｍ程度の高速で回転させつつウエーハへ切り込ませることでウエーハを切削し、ウエーハを個々のデバイスへと分割する。
近年、携帯電話やパソコン等の電気機器はより軽量化、小型化が求められており、より薄いデバイスが要求されている。ウエーハをより薄いデバイスに分割する技術として、所謂先ダイシング法と称する分割技術が開発され、実用化されている（例えば、特開２００２−１１８０８１号公報参照）。
この先ダイシング法は、半導体ウエーハの表面から分割予定ラインに沿って所定の深さ（デバイスの仕上がり厚さに相当する深さ）の分割溝を形成し、その後、表面に分割溝が形成された半導体ウエーハの裏面を研削して該裏面に分割溝を表出させ個々のデバイスに分割する技術であり、デバイスの厚さを１００μｍ以下に加工することが可能である。
このように先ダイシング法により分割されたデバイスをリードフレームに搭載するには、デバイスの裏面にダイアタッチフィルム（ＤＡＦ）と称するダイボンディング用の接着フィルムを接着し、ＤＡＦを介してデバイスをリードフレームに実装する方法がよく採用されている。
この実装方法では、先ダイシング法により個々のデバイスに分割されたウエーハはその表面に貼着された保護テープにより一体化されているので、個々のデバイスに分割されたウエーハの裏面にＤＡＦを貼着し、ＤＡＦを環状フレームに支持された粘着テープに貼着する。そして、ウエーハの表面に貼着された保護テープを剥離する。
次いで、レーザ加工装置のチャックテーブルで環状フレームに支持されたＤＡＦ付きウエーハを吸引保持し、ウエーハに形成された分割溝を介してＤＡＦにレーザビームを照射して、ＤＡＦをデバイス毎に分割するという技術が検討されている。
特開２００２−１１８０８１号公報
しかし、個々のデバイスに分割されたウエーハの裏面にＤＡＦ（ダイアタッチフィルム）を貼着し、分割溝に沿ってレーザビームを照射してＤＡＦを個々のデバイスに対応して分割しようとしても、レーザビームのエネルギーがＤＡＦに十分伝達されず確実に分割できないという問題がある。
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ＤＡＦを個々のデバイスに対応して確実に分割できるＤＡＦのアブレーション加工方法を提供することである。
本発明によると、ダイアタッチフィルムにレーザビームを照射してアブレーション加工を施すダイアタッチフィルムのアブレーション加工方法であって、少なくともアブレーション加工すべきダイアタッチフィルムの領域にレーザビームの波長に対して吸収性を有する酸化物の微粉末を混入した液状樹脂を塗布して該微粉末入り保護膜を形成する保護膜形成工程と、該保護膜形成工程を実施した後、該保護膜が形成されたダイアタッチフィルムの領域にレーザビームを照射してアブレーション加工を施すレーザ加工工程と、を具備したことを特徴とするダイアタッチフィルムのアブレーション加工方法が提供される。
好ましくは、酸化物の微粉末の平均粒径はレーザビームのスポット径より小さい。好ましくは、レーザビームの波長は３５５ｎｍ以下であり、酸化物の微粉末は、Ｆｅ２Ｏ3、ＺｎＯ、ＴｉＯ２、ＣｅＯ２、ＣｕＯ、Ｃｕ２Ｏ及びＭｇＯからなる群から選択された金属酸化物を含み、液状樹脂はポリビニルアルコールを含む。
本発明のダイアタッチフィルムのアブレーション加工方法は、少なくともアブレーション加工をすべきダイアタッチフィルムの領域にレーザビームの波長に対して吸収性を有する酸化物の微粉末を混入した液状樹脂を塗布して保護膜を形成するので、レーザビームが酸化物の微粉末に吸収されてバンドギャップエネルギーに達して原子の結合力が破壊されることによって連鎖的にダイアタッチフィルムにアブレーション加工が施され、デバイスに対応して確実にダイアタッチフィルムを分割することができる。
本発明のアブレーション加工方法を実施するのに適したレーザ加工装置の斜視図である。 レーザビーム照射ユニットのブロック図である。 粘着テープを介して環状フレームにより支持された状態の個々のデバイスに分割されたＤＡＦ付きウエーハの斜視図である。 図３に示されたＤＡＦ付きウエーハの断面図である。 第１実施形態の液状樹脂塗布工程を示す斜視図である。 各種金属酸化物の分光透過率を示すグラフである。 第１実施形態に係るＤＡＦのアブレーション加工工程を示す斜視図である。 ＤＡＦが分割溝に沿って分割された状態の図７に示されたＤＡＦ付きウエーハの断面図である。 第２実施形態によるＤＡＦの液状樹脂塗布工程を示す斜視図である。 第２実施形態に係るＤＡＦのアブレーション加工工程を示す斜視図である。
以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明のダイアタッチフィルム（ＤＡＦ）のアブレーション加工方法を実施するのに適したレーザ加工装置の概略構成図を示している。
レーザ加工装置２は、静止基台４上にＸ軸方向に移動可能に搭載された第１スライドブロック６を含んでいる。第１スライドブロック６は、ボールねじ８及びパルスモータ１０から構成される加工送り手段１２により一対のガイドレール１４に沿って加工送り方向、すなわちＸ軸方向に移動される。
第１スライドブロック６上には第２スライドブロック１６がＹ軸方向に移動可能に搭載されている。すなわち、第２スライドブロック１６はボールねじ１８及びパルスモータ２０から構成される割り出し送り手段２２により一対のガイドレール２４に沿って割り出し方向、すなわちＹ軸方向に移動される。
第２スライドブロック１６上には円筒支持部材２６を介してチャックテーブル２８が搭載されており、チャックテーブル２８は加工送り手段１２及び割り出し送り手段２２によりＸ軸方向及びＹ軸方向に移動可能である。チャックテーブル２８には、チャックテーブル２８に吸引保持された半導体ウエーハをクランプするクランプ３０が設けられている。
静止基台４にはコラム３２が立設されており、このコラム３２にはレーザビーム照射ユニット３４を収容するケーシング３５が取り付けられている。レーザビーム照射ユニット３４は、図２に示すように、ＹＡＧレーザ又はＹＶＯ４レーザを発振するレーザ発振器６２と、繰り返し周波数設定手段６４と、パルス幅調整手段６６と、パワー調整手段６８とを含んでいる。
レーザビーム照射ユニット３４のパワー調整手段６８により所定パワーに調整されたパルスレーザビームは、ケーシング３５の先端に取り付けられた集光器３６のミラー７０で反射され、更に集光用対物レンズ７２によって集光されてチャックテーブル２８に保持されている半導体ウエーハＷに照射される。
ケーシング３５の先端部には、集光器３６とＸ軸方向に整列してレーザ加工すべき加工領域を検出する撮像ユニット３８が配設されている。撮像ユニット３８は、可視光によって半導体ウエーハの加工領域を撮像する通常のＣＣＤ等の撮像素子を含んでいる。
撮像ユニット３８は更に、半導体ウエーハに赤外線を照射する赤外線照射器と、赤外線照射器によって照射された赤外線を捕らえる光学系と、この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赤外線ＣＣＤ等の赤外線撮像素子から構成される赤外線撮像ユニットを含んでおり、撮像した画像信号はコントローラ（制御手段）４０に送信される。
コントローラ４０はコンピュータによって構成されており、制御プログラムに従って演算処理する中央処理装置（ＣＰＵ）４２と、制御プログラム等を格納するリードオンリーメモリ（ＲＯＭ）４４と、演算結果等を格納する読み書き可能なランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）４６と、カウンタ４８と、入力インターフェイス５０と、出力インターフェイス５２とを備えている。
５６は案内レール１４に沿って配設されたリニアスケール５４と、第１スライドブロック６に配設された図示しない読み取りヘッドとから構成される加工送り量検出手段であり、加工送り量検出手段５６の検出信号はコントローラ４０の入力エンターフェイス５０に入力される。
６０はガイドレール２４に沿って配設されたリニアスケール５８と第２スライドブロック１６に配設された図示しない読み取りヘッドとから構成される割り出し送り量検出手段であり、割り出し送り量検出手段６０の検出信号はコントローラ４０の入力インターフェイス５０に入力される。
撮像ユニット３８で撮像した画像信号もコントローラ４０の入力インターフェイス５０に入力される。一方、コントローラ４０の出力インターフェイス５２からはパルスモータ１０、パルスモータ２０、レーザビーム照射ユニット３４等に制御信号が出力される。
図３を参照すると、本発明のアブレーション加工方法の加工対象である個々のデバイスに分割されたＤＡＦ（ダイアタッチフィルム）付き半導体ウエーハＷの斜視図が示されている。ＤＡＦ１３はエポキシ樹脂、アクリル樹脂、合成ゴム、ポリイミド等からなる基材上にアクリル系又はゴム系の糊層が配設されて構成されている。
本実施形態のＤＡＦ（ダイアタッチフィルム）のアブレーション加工方法では、まずその前工程として、先ダイシング法により個々のデバイスＤに分割されたウエーハＷの裏面にＤＡＦ１３を貼着し、ＤＡＦ１３を環状フレームＦに支持された粘着テープＴに貼着する。
次いで、ウエーハＷの表面に貼着された保護テープを剥離する。この状態が図３に示されている。１１は分割溝である。図４を参照すると、図３に示されたＤＡＦ付きウエーハＷの断面図が示されている。
本実施形態のＤＡＦ１３のアブレーション加工方法では、まず、ＤＡＦ１３のアブレーション加工すべき領域にレーザビームの波長に対して吸収性を有する酸化物の微粉末を混入した液状樹脂を塗布する液状樹脂塗布工程を実施する。
例えば、図５に示すように、液状樹脂供給源７６にはレーザビームの波長（例えば３５５ｎｍ）に対して吸収性を有する酸化物の微粉末（例えばＴｉＯ２）を混入したＰＶＡ（ポリビニルアルコール）等の液状樹脂８０が貯蔵されている。
ポンプ７８を駆動することにより、液状樹脂供給源７６に貯蔵されている液状樹脂８０を供給ノズル７４からウエーハＷの表面に供給し、液状樹脂８０をウエーハＷの表面及び分割溝１１を通してＤＡＦ１３の表面に塗布する。
そして、この液状樹脂８０を硬化させてレーザビームの波長に対して吸収性を有する酸化物の微粉末が混入された保護膜８２を形成する。この保護膜８２は分割溝１１に露出したＤＡＦ１３上にも形成される。
ウエーハＷの表面上への液状樹脂８０の塗布方法は、例えばウエーハＷを回転させながら塗布するスピンコート法を採用可能である。ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）、ＰＥＧ（ポリエチレングリコール）等の液状樹脂中に混入される酸化物の微粉末として、本実施形態ではＴｉＯ２を採用した。
図４に示す実施形態では酸化物の微粉末を含有する液状樹脂８０をウエーハＷの全面に塗布して保護膜８２を形成しているが、液状樹脂８０をアブレーション加工すべき領域、即ち分割溝１１に露出したＤＡＦ１３上のみに塗布して保護膜を形成するようにしてもよい。液状樹脂に混入する酸化物の微粉末の平均粒径はレーザビームのスポット径より小さいのが好ましく、例えば１０μｍより小さいのが好ましい。
図６を参照すると、ＺｎＯ、ＴｉＯ２、ＣｅＯ２、Ｆｅ２Ｏ3の分光透過率が示されている。このグラフから、アブレーション加工に使用するレーザビームの波長を、３５５ｎｍ以下に設定すると、レーザビームがこれらの金属酸化物の微粉末に殆ど吸収されることが理解される。
図６に示した金属酸化物以外にも、ＣｕＯ、Ｃｕ２Ｏ及びＭｇＯも同様な傾向の分光透過率を有しているため、液状樹脂に混入する微粉末として採用することができる。よって、液状樹脂に混入する酸化物の微粉末としては、ＴｉＯ２、Ｆｅ２Ｏ3、ＺｎＯ、ＣｅＯ２、ＣｕＯ、Ｃｕ２Ｏ、ＭｇＯの何れかを採用することができる。
表１にこれらの金属酸化物の消光係数（消衰係数）ｋ及び融点を示す。ちなみに、消光係数ｋと吸収係数αとの間にはα＝４πｋ／λの関係がある。ここで、λは使用する光の波長である。
Figure 2013081962
液状樹脂塗布工程を実施してウエーハＷの表面及び分割溝１１に露出したＤＡＦ１３表面に保護膜８２を形成後、アブレーション加工によるレーザ加工工程を実施する。このレーザ加工工程では、図７に示すように、保護膜８２中の酸化物の微粉末に対して吸収性を有する波長（例えば３５５ｎｍ）のパルスレーザビーム３７を集光器３６で集光して分割溝１１を通してＤＡＦ１３の表面に照射しつつ、チャックテーブル２８を図７で矢印Ｘ１方向に所定の加工送り速度で移動して、図８に示すように、分割溝１３に沿ってアブレーション加工によりＤＡＦ１３にレーザ加工溝１５を形成する。
ウエーハＷを保持したチャックテーブル２８をＹ軸方向に割り出し送りしながら、第１の方向に伸長する全ての分割溝１１を通してアブレーション加工によりＤＡＦ１３に同様なレーザ加工溝１５を形成する。
次いで、チャックテーブル２８を９０度回転してから、第１の方向と直交する第２の方向に伸長する全ての分割溝１１を通してアブレーション加工によりＤＡＦ１３に同様なレーザ加工溝１５を形成して、ＤＡＦ１３をデバイスＤに対応して分割する。
本実施形態のレーザ加工条件は、例えば以下のように設定されている。
光源 ：ＹＡＧパルスレーザ
波長 ：３５５ｎｍ（ＹＡＧレーザの第３高調波）
平均出力 ：０．５〜１０Ｗ
繰り返し周波数 ：１０〜２００ｋＨｚ
スポット径 ：φ１〜１０μｍ
送り速度 ：１０〜１００ｍｍ／秒
次に、図９及び図１０を参照して、本発明第２実施形態のＤＡＦ１３のアブレーション加工方法について説明する。本実施形態ではＤＡＦ１３を環状フレームＦに支持された粘着テープＴに貼着する。
そして、上述した第１実施形態と同様に、液状樹脂供給源７６に貯蔵されている液状樹脂８０を供給ノズル７４からＤＡＦ１３の表面に供給し、液状樹脂８０をＤＡＦ１３の表面に塗布する。そして、この液状樹脂８０を硬化させてレーザビームの波長に対して吸収性を有する酸化物の微粉末が混入された保護膜８２をＤＡＦ１３上に形成する。
次いで、図１０に示すように、保護膜８２中の酸化物の微粉末に対して吸収性を有する波長（例えば３５５ｎｍ）のパルスレーザビーム３７を集光器３６で集光してＤＡＦ１３の表面に照射しつつ、チャックテーブル２８を図１０で矢印Ｘ１方向に所定の加工送り速度で移動して、ＤＡＦ１３にレーザ加工溝８４を形成する。
ＤＡＦ１３を保持したチャックテーブル２８をＹ軸方向に例えば半導体ウエーハＷのストリートピッチずつ割り出し送りしながら、第１の方向に伸長する複数のレーザ加工溝８４を形成する。
次いで、チャックテーブル２８を９０度回転してから、第１の方向に伸長するレーザ加工溝８４と直交する第２の方向に伸長する同様なレーザ加工溝８４を形成して、ＤＡＦ１３を半導体ウエーハＷのデバイスＤに対応した形状に分割する。このようにして分割されたＤＡＦ１３はデバイスＤの裏面に貼着される。
上述した第１及び第２実施形態のＤＡＦ１３のアブレーション加工方法によると、レーザビームの波長に対して吸収性を有する酸化物の微粉末を混入した液状樹脂８０をＤＡＦ１３の表面に塗布して保護膜８２を形成してから、アブレーション加工を実施するので、レーザビームのエネルギーが酸化物の微粉末に吸収されてバンドギャップエネルギーに達し原子の結合力が破壊されることによって連鎖的にＤＡＦ１３にアブレーション加工が施され、デバイスＤに対応して確実にＤＡＦ１３を分割することができる。液状樹脂中に混入される酸化物の微粉末は、加工促進剤としての作用をなすことになる。
Ｗ 半導体ウエーハ
Ｔ 粘着テープ（ダイシングテープ）
Ｆ 環状フレーム
Ｄ デバイス
２ レーザ加工装置
１１ 分割溝
１３ ＤＡＦ
１５ レーザ加工溝
２８ チャックテーブル
３４ レーザビーム照射ユニット
３６ 集光器
８０ 微粉末含有液状樹脂
８２ 保護膜
８４ レーザ加工溝

Claims (3)

  1. ダイアタッチフィルムにレーザビームを照射してアブレーション加工を施すダイアタッチフィルムのアブレーション加工方法であって、
    少なくともアブレーション加工すべきダイアタッチフィルムの領域にレーザビームの波長に対して吸収性を有する酸化物の微粉末を混入した液状樹脂を塗布して該微粉末入り保護膜を形成する保護膜形成工程と、
    該保護膜形成工程を実施した後、該保護膜が形成されたダイアタッチフィルムの領域にレーザビームを照射してアブレーション加工を施すレーザ加工工程と、
    を具備したことを特徴とするダイアタッチフィルムのアブレーション加工方法。
  2. 前記酸化物の微粉末の平均粒径はレーザビームのスポット径より小さいことを特徴とする請求項１記載のダイアタッチフィルムのアブレーション加工方法。
  3. 前記レーザビームの波長は３５５ｎｍ以下であり、前記酸化物の微粉末は、Ｆｅ２Ｏ3、ＺｎＯ、ＴｉＯ２、ＣｅＯ２、ＣｕＯ、Ｃｕ２Ｏ及びＭｇＯからなる群から選択された金属酸化物を含み、前記液状樹脂はポリビニルアルコールを含むことを特徴とする請求項１又は２の何れかに記載のダイアタッチフィルムのアブレーション加工方法。
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