JP2014007217A

JP2014007217A - ウェーハの加工方法

Info

Publication number: JP2014007217A
Application number: JP2012140645A
Authority: JP
Inventors: Masashi Kobayashi; 賢史小林
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2012-06-22
Filing date: 2012-06-22
Publication date: 2014-01-16
Anticipated expiration: 2032-06-22
Also published as: JP6009240B2

Abstract

【課題】接着フィルム付きのチップを破断する際に、接着フィルムにおいて破断されない領域を低減することを目的とする。
【解決手段】ウェーハＷの裏面Ｗｂを研削する研削ステップと、接着フィルム１を加工する接着フィルム加工ステップと、接着フィルム１をウェーハＷの裏面Ｗｂに貼着する接着フィルム貼着ステップと、ウェーハＷの表面Ｗａから分割予定ラインＳに沿ってレーザービームを照射し改質層７を形成する改質層形成ステップと、接着フィルム１が貼着されたウェーハＷを個々のチップ８に分割する分割ステップとを備え、接着フィルム加工ステップで接着フィルム１に破断起点となる溝２を形成し、接着フィルム貼着ステップでは溝２とウェーハの分割予定ラインＳとを対応させて接着フィルム１を貼着するため、分割ステップで外力を付与することで、接着フィルムを分割することができ、接着フィルム１に破断されない領域が発生するおそれが低減される。
【選択図】図６

Description

本発明は、ウェーハの加工方法に関し、特には、裏面に接着フィルムが貼着されたチップを形成するウェーハの加工方法に関する。

格子状の分割予定ラインによって区画され表面に複数のチップを有するウェーハは、研削装置によって裏面が所定の厚みに薄化された後、切削やレーザービーム照射等によって個々のチップに分割される。そして、薄化された個々のチップには、チップ実装用のボンディング材料としてＤＡＦ（ＤｉｅＡｔｔａｃｈＦｉｌｍ）と呼ばれる接着フィルムが貼着される。

接着フィルムが貼着された状態のチップを形成する方法としては、例えば、個々のチップへ分割したウェーハに接着フィルムを貼着し、レーザービームで接着フィルムを破断する方法がある。また、個々のチップへ分割したウェーハに接着フィルムとエキスパンドシートとを貼着し、エキスパンドシートを拡張することで接着フィルムを破断する方法がある（例えば、下記の特許文献１を参照）。

特開２０００−１８２９９５号公報

しかし、上記いずれの方法によっても、個々のチップに分割したウェーハに接着フィルムを貼着する際にチップ同士が動いてしまうという所謂ダイシフトが発生する。ダイシフトが発生すると、隣接する複数のチップ間に形成され直線状のレーザービームを照射すべきラインが曲がったり、時にはチップ間の隙間がなくなったりしてしまうことがある。レーザービームを照射すべきラインが曲がると、その曲がりに追従させてレーザービームを照射する必要があることから、レーザービームの照射位置の制御が非常に難しくなるという問題がある。また、チップ間の隙間がなくなってしまうと、レーザービームの照射ができなくなってしまうという問題が生じる。

さらに、上記したエキスパンドシートの拡張によって接着フィルムを破断する方法では、例えば、チップサイズが１ｍｍ角以下と小さい場合には、エキスパンドシートの引き伸ばし量も少なくなるため、エキスパンドシートに貼着された接着フィルムに破断されない領域が発生するおそれがある。

本発明は、上記の事情にかんがみてなされたものであり、接着フィルム付きのチップを破断する際、接着フィルムにおいて破断されない領域を低減することに発明の解決すべき課題がある。

本発明は、表面の交差する複数の分割予定ラインによって区画された領域のそれぞれにデバイスを有するウェーハの加工方法であって、該ウェーハの裏面を研削して所定の厚みに薄化する研削ステップと、エキスパンドテープ上に配設され該ウェーハより大きい径を有する接着フィルムに該分割予定ラインに対応した溝または改質領域を形成する接着フィルム加工ステップと、該研削ステップと該接着フィルム加工ステップとを実施した後、該ウェーハの該分割予定ラインと該接着フィルムの該溝または該改質領域とを対応させて該ウェーハの裏面に該接着フィルムを貼着する接着フィルム貼着ステップと、該接着フィルム貼着ステップを実施した後、該ウェーハに対して透過性を有する波長のレーザービームをウェーハの内部に集光させ該レーザービームをウェーハの表面から照射し該分割予定ラインに沿って改質層を形成する改質層形成ステップと、該改質層形成ステップを実施した後、該エキスパンドテープを拡張して該ウェーハと該接着フィルムとに外力を付与し該ウェーハと該接着フィルムとを該分割予定ラインに沿って分割し、該接着フィルムが貼着されたチップを複数形成する分割ステップと、を備え、ウェーハに対して加工を実施する。

上記の接着フィルム加工ステップでは、接着フィルムには分割予定ラインに対応しエキスパンドテープに至る溝が形成されることが望ましい。

また、上記の分割ステップを実施した後、接着フィルムが配設されたチップをエキスパンドシート上からピックアップするピックアップステップを更に備えていることが望ましい。

本発明では、接着フィルム加工ステップにおいて接着フィルムにウェーハの分割予定ラインに対応する溝または改質領域を形成しておき、接着フィルム貼着ステップにおいて接着フィルムの溝または改質領域とウェーハの分割予定ラインとを対応させて接着フィルムをウェーハに貼着し、分割ステップでは外力の付与により接着フィルムを分割するため、レーザービームの照射により接着フィルムを破断する必要がなくなる。また、ウェーハＷをチップに分割する前に接着フィルムを貼着することができるため、ダイシフトを考慮する必要がなく、接着フィルムには予め溝または改質領域が形成されているため、接着フィルムに破断されない領域が発生するおそれが低減される。

接着フィルム加工ステップにおいては、ウェーハの分割予定ラインに対応して接着フィルムが貼着されたエキスパンドテープに至る溝が形成されるため、接着フィルムは完全に破断され、破断されない領域が発生しない。

さらに、本発明では、分割ステップを実施した後に個々のチップをエキスパンドテープからピックアップするピックアップ工程を備えると、接着フィルム付きのチップを個々にエキスパンドテープから剥離して搬送することが可能となる。

（ａ）はウェーハの一例を示す斜視図であり、（ｂ）は保護テープに当該ウェーハが貼着された状態を示す斜視図である。ウェーハの裏面を研削する研削ステップを示す斜視図である。エキスパンドテープを介して接着フィルムがフレームに支持された状態を示す斜視図である。ウェーハの分割予定ラインに対応した溝または改質層を接着フィルムに形成する接着フィルム加工ステップを示す斜視図である。研削後のウェーハと加工後の接着フィルムとを貼着する接着フィルム貼着ステップを示す斜視図である。研削後のウェーハと加工後の接着フィルムとを貼着する接着フィルム貼着ステップを示す断面図である。接着フィルムに貼着されたウェーハに改質層を形成する改質層形成ステップを示す断面図である。エキスパンドシートを拡張して接着フィルムが貼着されたウェーハを個々のチップに分割する分割ステップを示す断面図である。個々のチップをピックアップするピックアップステップを示す断面図である。

本発明の実施形態の一例について、以下にステップごとに説明する。

（１）研削ステップ
まず、図１に示すウェーハＷの裏面Ｗｂを研削して所定の厚みに薄化する。図１（ａ）に示すウェーハＷの表面Ｗａには、格子状の分割予定ラインＳによって区画された領域のそれぞれにデバイスＤを有している。一方、ウェーハＷの表面Ｗａと反対側の面となる裏面Ｗｂには、デバイスＤを有してしない。このウェーハＷの裏面Ｗｂに研削加工を施してウェーハＷを薄化する際は、図１（ｂ）に示すように、ウェーハＷの表面Ｗａを保護する保護テープ３を表面Ｗａ側に貼着し、ウェーハＷの裏面Ｗｂ側を上向きに露出させる。

図２に示すように、ウェーハＷの裏面Ｗｂが上向きになるように、回転可能な保持テーブル６ａに保護テープ３側を載置する。保持テーブル６ａの上方には、ウェーハＷに研削を施す研削手段１０が配設されている。研削手段１０は、鉛直方向の軸心を有するスピンドル１１と、スピンドル１１の下部にマウンタ１２を介して装着された研削ホイール１３と、研削ホイール１３の下部に環状に固着された研削砥石１４と、を備えている。研削手段１０は、研削ホイール１３を回転させつつ、全体が昇降可能となっている。

保持テーブル６ａにウェーハＷが保持された後、保持テーブル６ａを例えば矢印Ａ方向に回転させるとともに、研削ホイール１３を矢印Ａ方向に回転させながら、研削砥石１４がウェーハＷの裏面Ｗｂに接触するまで下降させる。研削砥石１４が裏面Ｗｂを押圧しながら、所定の厚みに達するまでウェーハＷを研削し、ウェーハＷの厚みが所定の厚みに達した時点で、研削手段１０が上昇し、研削を終了する。このようにして、研削ステップが終了する。

（２）接着フィルム加工ステップ
次に、図３に示すチップ実装用のボンディング材料となる接着フィルム１に破断起点を形成する。接着フィルム１は、円形に形成されウェーハＷの径よりも大きい径を有している。図３に示すように、中央部が開口した環状のフレーム５の下面に伸張可能なエキスパンドテープ４を貼着し、環状フレーム５の中央部から露出したエキスパンドテープ４に接着フィルム１を貼着する。このようにして、接着フィルム１は、エキスパンドテープ４を介してフレーム５と一体となった状態となる。なお、あらかじめエキスパンドテープ上に接着フィルムが貼着されたものを環状フレーム５の下面に貼着してもよい。

次に、図４に示すように、フレーム５と一体となった接着フィルム１を、回転可能な保持テーブル６ｂに載置する。保持テーブル６ｂの上方には、レーザー照射手段２０が配設されている。レーザー照射手段２０は、接着フィルム１におけるレーザービームを照射すべきラインの位置を検出するアライメントカメラ２１と、照射部２２と、照射部２２の下端部に形成された集光レンズ２３とを備えている。なお、接着フィルム１におけるレーザービームを照射すべきラインとは、接着フィルム１を図１に示したウェーハＷと対面させたときに、ウェーハＷの分割予定ラインＳに対応してその位置と一致する箇所を意味する。

図４に示すレーザー照射手段２０は、アライメントを実行して接着フィルム１にレーザービームを照射すべきラインを検出する。そして、レーザー照射手段２０の集光器２２が、接着フィルム１の上方に位置づけられた後、集光器２２を介して集光レンズ２３から接着フィルムに対してレーザービームの照射を開始する。また、保持テーブル６ｂをＸ軸方向に移動させながら、Ｘ軸方向に向く照射すべきラインのすべてにレーザービームを照射し、接着フィルム１に破断起点となる溝２を形成する。

このとき、接着フィルム１に形成される溝２は、エキスパンドテープ４の内部にまで達するように、すなわち、接着フィルム１が完全に破断される程度に形成されることが望ましい。

Ｘ軸方向のラインすべてに溝２を形成した後、保持テーブル６ｂを例えば矢印Ａ方向に９０度回転させ、Ｙ軸方向に向くラインをＸ軸方向に向かせる。そして、このＸ軸方向にむいたラインすべてに上記同様にレーザービームを照射し、接着フィルム１に破断起点となる溝２を縦横に形成する。

なお、本実施形態に示す接着フィルム加工ステップでは、接着フィルム１をレーザービームによってフルカット（アブレーション加工）する例を示したが、この加工例に限定されるものではない。例えば、レーザービームによって接着フィルム１を完全切断しないハーフカットを形成したり、レーザービームの照射により接着フィルム１の内部に改質領域を形成したりして、後の分割ステップにおいてハーフカットまたは改質領域に沿って接着フィルム１を破断するようにしてもよい。また、切削ブレードによって接着フィルムに切削溝を形成するようにしてもよい。

（３）接着フィルム貼着ステップ
研削ステップ及び接着フィルム加工ステップを実施した後は、図５に示すように、接着フィルム加工ステップにおいて溝２が形成された接着フィルム１に、研削ステップによって裏面Ｗｂが研削されたウェーハＷを貼着する。具体的には、ウェーハＷの裏面Ｗｂ側を接着フィルム１に貼着し、図２に示したウェーハＷの表面Ｗａから保護テープ３を剥離し、表面Ｗａを上向きに露出させる。そうすると、図５に示すように、接着フィルム１の径はウェーハＷの径よりも大きく形成されているため、接着フィルム１がウェーハＷの外周からはみ出るようにしてウェーハＷが接着フィルム１に貼着される。

接着フィルム１にウェーハＷを貼着するときは、図６に示すように、ウェーハＷの分割予定ラインＳに接着フィルム１の溝２または改質領域が対応し、分割予定ラインＳが溝２または改質領域の直上に位置するようにする。

（４）改質層形成ステップ
接着フィルム貼着ステップを実施した後、ウェーハＷの内部に破断起点となる改質層を形成する。具体的には、図４に示したレーザー照射手段２０の下方に接着テープ１が貼着されたウェーハＷを移動させる。

レーザー照射手段２０の集光器２２が、ウェーハＷの分割予定ラインＳの上方に位置づけられると、レーザー照射手段２０を例えば矢印Ｘ方向に水平移動させながら、ウェーハＷの表面Ｗａ側からウェーハＷに対して透過性を有する波長のレーザービームを照射する。このとき、ウェーハＷの内部に集光点２４をあわせることによって、ウェーハＷの内部に、分割予定ラインＳに沿って破断起点となる改質層７を形成する。そして、ウェーハＷのすべての分割予定ラインＳに沿ってレーザービームを照射して改質層７を形成すると、改質層形成ステップが終了する。

（５）分割ステップ
改質層形成ステップを実施した後、図８に示すように、接着フィルム１が貼着されたウェーハＷに対して分割装置３０を用いて分割ステップを実施する。分割装置３０は、エキスパンドテープ４に貼着された接着フィルム１及びウェーハＷを保持する保持テーブル３１と、保持テーブル３１の外周側に配設されフレーム５が載置される載置台３２と、載置台３２に載置されたフレーム５をクランプするクランプ部３３と、載置台３２の下部に連結され載置台３２を上下方向に昇降させる移動手段３４とを備えている。移動手段３４は、シリンダ３４ａと、シリンダ３４ａによって昇降駆動されるピストン３４ｂとを備えており、ピストン３４ｂが上下方向に移動することで、載置台３２を昇降させることができる。

図８に示すように、分割装置３０の保持テーブル３１に接着フィルム１及びウェーハＷが貼着されたエキスパンドテープ４側を載置するとともに、分割装置３０の載置台３２にフレーム５に貼着されたエキスパンドテープ４側を載置する。次いで、クランプ部３３がフレーム５の上部を押さえて固定する。

次に、ピストン３４ｂが下方に移動し載置台３２を降下させることにより、保持テーブル３１に対して相対的に載置台３２を下降させる。そうすると、エキスパンドテープ４が半径方向に放射状に拡張され、ウェーハＷと接着フィルム１に対して水平方向の外力が加わるため、ウェーハＷ及び裏面Ｗｂに貼着された接着フィルム１は、図７に示した接着フィルム１の溝２及びウェーハＷの内部に形成された改質層７に沿って破断される。その結果、ウェーハＷは、個々の接着フィルム１付きのチップ８に分割される。

（６）ピックアップステップ
分割ステップを実施した後、図９に示すように、それぞれのチップ８を搬送手段４０により搬送するピックアップステップを実施する。搬送手段４０は、チップ８を吸着する吸着部４０ａを少なくとも備え、上下方向に昇降することが可能となっている。搬送手段４０は、チップ８の上部にむけて吸着部４０ａを下降させ、チップ８を吸着する。次いで、吸着部４０ａが上昇すると、チップ８がエキスパンドテープ４上からピックアップされて搬送される。そして、すべてのチップ８がエキスパンドテープ４から引き剥がされて搬送された時点でピックアップステップが終了する。このようにして、接着フィルムつきのチップが形成される。

以上のように、本発明では、予め接着フィルム加工ステップにおいて接着フィルム１に破断起点となる溝２を形成しておき、この接着フィルム１をウェーハＷに貼着し、外力の付与により接着フィルムを分割するため、レーザービームの照射により接着フィルム１を破断する必要がなくなる。また、ウェーハＷをチップに分割する前に接着フィルム１を貼着することができるため、ダイシフトを考慮することがなく、接着フィルム１に破断されない領域が発生するおそれが低減される。

１：接着フィルム２：溝３：保護テープ４：エキスパンドテープ５：フレーム
６ａ，６ｂ：保持テーブル
７：改質層８：チップ
１０：研削手段１１：スピンドル１２：マウンタ
１３：研削ホイール１４：研削砥石
２０：レーザー照射手段２１：アライメントカメラ
２２：集光器２３：集光レンズ２４：集光点
３０：分割装置３１：保持テーブル３２：載置台３３：クランプ部
３４：移動手段３４ａ：シリンダ３４ｂ：ピストン
４０：搬送手段４０ａ：吸着部
Ｗ：ウェーハＷａ：表面Ｗｂ：裏面Ｓ：分割予定ラインＤ：デバイス

Claims

表面の交差する複数の分割予定ラインによって区画された領域のそれぞれにデバイスを有するウェーハの加工方法であって、
該ウェーハの裏面を研削して所定の厚みに薄化する研削ステップと、
エキスパンドテープ上に配設され該ウェーハより大きい径を有する接着フィルムに該分割予定ラインに対応した溝または改質領域を形成する接着フィルム加工ステップと、
該研削ステップと該接着フィルム加工ステップとを実施した後、該ウェーハの該分割予定ラインと該接着フィルムの該溝または該改質領域とを対応させて該ウェーハの裏面に該接着フィルムを貼着する接着フィルム貼着ステップと、
該接着フィルム貼着ステップを実施した後、該ウェーハに対して透過性を有する波長のレーザービームをウェーハの内部に集光させ該レーザービームをウェーハの表面から照射し該分割予定ラインに沿って改質層を形成する改質層形成ステップと、
該改質層形成ステップを実施した後、該エキスパンドテープを拡張して該ウェーハと該接着フィルムとに外力を付与し該ウェーハと該接着フィルムとを該分割予定ラインに沿って分割して該接着フィルムが貼着されたチップを複数形成する分割ステップと、を備えたウェーハの加工方法。
前記接着フィルム加工ステップでは、前記接着フィルムには前記分割予定ラインに対応し前記エキスパンドテープに至る溝が形成される請求項１に記載のウェーハの加工方法。
前記分割ステップを実施した後、前記接着フィルムが配設された前記チップを前記エキスパンドテープ上からピックアップするピックアップステップを更に備える請求項１または請求項２に記載のウェーハの加工方法。