JP2014179495A - ウエーハの加工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ウエーハの裏面を研削し所定の厚みに形成して裏面に露出した電極にデバイスチップの電極を接合した後、ウエーハをストリートに沿って容易に分割することができるウエーハの加工方法を提供する。
【解決手段】ウエーハ２の表面に粘着層を介してプレート３の表面を接合するプレート接合工程と、ウエーハの裏面を研削してウエーハを所定の厚みに形成する裏面研削工程と、ウエーハの裏面に露出した電極と対応する電極を備えたチップ２５を電極同士を接合して装着するチップ装着工程と、チップが装着されたウエーハを裏面側からストリート２１に沿って加工し、チップが装着された個々のデバイス２２に分割する分割工程と、ウエーハの裏面に装着されたチップ側にダイシングテープを貼着しダイシングテープの外周部を環状のフレームによって支持するウエーハ支持工程と、ウエーハの表面に接合されているプレートを剥離するプレート剥離工程とを含む。
【選択図】図７

Description

本発明は、表面に複数のデバイスが形成されたウエーハの裏面を研削して所定の厚みに形成するウエーハの加工方法に関する。

半導体デバイス製造工程においては、略円板形状である半導体ウエーハの表面に格子状に配列されたストリートと呼ばれる分割予定ラインによって複数の領域が区画され、この区画された領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスを形成する。そして、半導体ウエーハをストリートに沿って切断することによりデバイスが形成された領域を分割して個々の半導体デバイスを製造している。このようにして分割されるウエーハは、ストリートに沿って切断する前に研削装置によって裏面が研削され、所定の厚みに加工される。

また、半導体装置の大容量化、高密度化に伴い、複数のデバイスを積層して構成した積層型半導体パッケージが提案されている。（例えば、特許文献２参照。）

特開２００２−７６１６７号公報

而して、ウエーハの裏面を研削し所定の厚みに形成して裏面に露出した電極にデバイスチップの電極を接合した後、ウエーハをストリートに沿って分割する分割工程を実施するが、分割工程を実施する前にウエーハの裏面に接合された複数のデバイスチップ側をダイシングテープを介して環状のフレームに支持する。このダイシングテープにウエーハの裏面に接合された複数のデバイスチップ側を貼着する際、またダイシングテープを介して環状のフレームに支持されたウエーハを搬送する際に、ウエーハが破損するという問題がある。また、ウエーハの外周には端材となる略三角形状の△チップが存在するため、ウエーハをストリートに沿って加工すると△チップが飛散する。このため、△チップが飛散しないように△チップの下側にダミーのデバイスチップを装着しており、生産性が悪いという問題がある。

本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術課題は、ウエーハの裏面を研削し所定の厚みに形成して裏面に露出した電極にデバイスチップの電極を接合した後、ウエーハをストリートに沿って容易に分割することができるウエーハの加工方法を提供することにある。

上記主たる技術的課題を解決するため、本発明によれば、表面に格子状に配列されたストリートによって区画された複数の領域にデバイスが形成され該デバイスに接続する電極が裏面に露出するウエーハの裏面に、該電極と対応する電極を備えたチップを装着するとともに、該チップが装着されたウエーハをストリートに沿って分割するウエーハの加工方法であって、
ウエーハの表面に粘着層を介してプレートの表面を接合するプレート接合工程と、
該プレート接合工程が実施されたウエーハの裏面を研削し、ウエーハを所定の厚みに形成する裏面研削工程と、
該裏面研削工程が実施されたウエーハの裏面に露出した該電極と対応する電極を備えたチップを該電極同士を接合して装着するチップ装着工程と、
該チップ装着工程が実施され裏面に該チップが装着されたウエーハを裏面側からストリートに沿って加工し、チップが装着された個々のデバイスに分割する分割工程と、
該分割工程が実施されたウエーハの裏面に装着されたチップ側にダイシングテープを貼着しダイシングテープの外周部を環状のフレームによって支持するウエーハ支持工程と、
該ウエーハ支持工程が実施されたウエーハの表面に接合されているプレートを剥離するプレート剥離工程と、を含む、
ことを特徴とするウエーハの加工方法が提供される。

上記分割工程は、切削ブレードによってストリートに沿って切削加工を施すことによりウエーハをチップが装着された個々のデバイスに分割する。
また、上記分割工程は、ストリートに沿ってレーザー光線を照射しレーザー加工を施すことによりウエーハをチップが装着された個々のデバイスに分割する。

本発明によるウエーハの加工方法おいては、ウエーハの表面に粘着層を介してプレートの表面を接合するプレート接合工程と、ウエーハの裏面を研削してウエーハを所定の厚みに形成する裏面研削工程と、ウエーハの裏面に露出した電極と対応する電極を備えたチップを電極同士を接合して装着するチップ装着工程と、ウエーハを裏面側からストリートに沿って加工し、チップが装着された個々のデバイスに分割する分割工程と、ウエーハの裏面に装着されたチップ側にダイシングテープを貼着しダイシングテープの外周部を環状のフレームによって支持するウエーハ支持工程と、ウエーハの表面に接合されているプレートを剥離するプレート剥離工程とを含んでいるので、ウエーハはダイシングテープに貼着される前にプレートに接合された状態でチップが装着された個々のデバイスに分割されるため、ダイシングテープに貼着する際に破損するという問題が解消される。
また、ウエーハはプレートに接合された状態でチップが装着された個々のデバイスに分割されるため、分割の際に△チップが飛散しないのでダミーのデバイスチップを装着する必要がなく生産性を向上することができる。

本発明によるウエーハの加工方法によって分割されるウエーハとしての半導体ウエーハの斜視図。 本発明によるウエーハの加工方法におけるプレート接合工程を示す説明図。 本発明によるウエーハの加工方法における裏面研削工程を実施するための研削装置の要部斜視図。 本発明によるウエーハの加工方法における裏面研削工程を示す説明図。 本発明によるウエーハの加工方法におけるチップ装着工程を示す説明図。 本発明によるウエーハの加工方法における分割工程としての切削工程を実施するための切削装置の要部斜視図。 本発明によるウエーハの加工方法における分割工程としての切削工程を示す説明図。 本発明によるウエーハの加工方法における分割工程としてのレーザー加工溝形成工程および改質層形成工程を実施するためのレーザー加工装置の要部斜視図。 本発明によるウエーハの加工方法における分割工程としてのレーザー加工溝形成工程を示す説明図。 本発明によるウエーハの加工方法における分割工程としての改質層形成工程を示す説明図。 本発明によるウエーハの加工方法におけるウエーハ支持工程を示す説明図。 本発明によるウエーハの加工方法におけるプレート剥離工程を示す説明図。 本発明によるウエーハの加工方法におけるデバイス分離工程を実施するためのデバイス分離装置の斜視図。 本発明によるウエーハの加工方法におけるデバイス分離工程の説明図。

以下、本発明によるウエーハの加工方法の好適な実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。

図１の(a)および(b)には、本発明に従って加工されるウエーハとしての半導体ウエーハの斜視図が示されている。図１の(a)および(b)に示す半導体ウエーハ２は、厚みが例えば６００μmのシリコンウエーハからなっており、表面２ａに複数のストリート２１が格子状に形成されているとともに、該複数のストリート２１によって区画された複数の領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイス２２が形成されている。そして、ウエーハ２の裏面２bには、各デバイス２２に接続する電極２３が露出されている。なお、電極２３が裏面２bに露出されていないウエーハもある。以下、この半導体ウエーハ２の裏面２bに後述するチップを装着するとともにストリート２１に沿って個々のデバイスに分割するウエーハの加工方法について説明する。

先ず、半導体ウエーハ２の表面２aに形成されたデバイス２２を保護するために、半導体ウエーハ２の表面２aに粘着層を介してプレートの表面を接合するプレート接合工程を実施する。即ち、図２の(a)および(b)に示すように半導体ウエーハ２の表面２aに粘着層３０を介してプレート３の表面３aを接合する（プレート接合工程）。従って、半導体ウエーハ２の表面２aに粘着層３０を介して接合されたプレート３は、裏面３bが露出された状態となる。なお、プレート３は図示の実施形態においては厚みが例えば１mmのガラス板からなっており、粘着層３０は紫外線を照射することにより粘着力が低下する粘着剤が用いられている。

上記プレート接合工程を実施したならば、半導体ウエーハ２の裏面２bを研削して半導体ウエーハ２をデバイスの所定の厚みに形成する裏面研削工程を実施する。この裏面研削工程は、図３に示す研削装置４を用いて実施する。図３に示す研削装置４は、被加工物を保持するチャックテーブル４１と、該チャックテーブル４１に保持された被加工物を研削する研削手段４２を具備している。チャックテーブル４１は、保持面である上面に被加工物を吸引保持するように構成されており、図示しない回転駆動機構によって図３において矢印４１aで示す方向に回転せしめられる。研削手段４２は、スピンドルハウジング４２１と、該スピンドルハウジング４２１に回転自在に支持され図示しない回転駆動機構によって回転せしめられる回転スピンドル４２２と、該回転スピンドル４２２の下端に装着されたマウンター４２３と、該マウンター４２３の下面に取り付けられた研削ホイール４２４とを具備している。この研削ホイール４２４は、円環状の基台４２５と、該基台４２５の下面に環状に装着された研削砥石４２６とからなっており、基台４２５がマウンター４２３の下面に締結ボルト４２７によって取り付けられている。

上述した研削装置４を用いて上記裏面研削工程を実施するには、図３に示すようにチャックテーブル４１の上面（保持面）に上記プレート接合工程が実施された半導体ウエーハ２のプレート３側を載置する。そして、図示しない吸引手段を作動することによってチャックテーブル４１上に半導体ウエーハ２をプレート３を介して吸着保持する（ウエーハ保持工程）。従って、チャックテーブル４１上に保持された半導体ウエーハ２は、裏面２bが上側となる。このようにチャックテーブル４１上に半導体ウエーハ２をプレート３を介して吸引保持したならば、チャックテーブル４１を図３において矢印４１aで示す方向に例えば３００ｒｐｍで回転しつつ、研削手段４２の研削ホイール４２４を図３において矢印４２４aで示す方向に例えば６０００ｒｐｍで回転せしめて、図４に示すように研削砥石４２６を被加工面である半導体ウエーハ２の裏面２bに接触せしめ、研削ホイール４２４を図３および図４において矢印４２４bで示すように例えば１μm／秒の研削送り速度で下方（チャックテーブル４１の保持面に対し垂直な方向）に所定量研削送りする。この結果、半導体ウエーハ２の裏面２bが研削されて半導体ウエーハ２は所定の厚み（例えば５０μm）に形成される。このように、裏面２bが研削されて所定の厚みに形成された半導体ウエーハ２の裏面２bには、裏面研削工程を実施する前において電極２３が裏面２bに露出していないウエーハおいては電極２３を露出させる。

次に、裏面研削工程が実施された半導体ウエーハ２の裏面２bに露出した電極２３と対応する電極を備えたチップを電極同士を接合して装着するチップ装着工程を実施する。即ち、図５の(a)に示すように裏面研削工程が実施された半導体ウエーハ２の表面に接合されたプレート３側をチップ装着装置５のチャックテーブル５１上に載置し、図示しない吸引手段を作動することによって、半導体ウエーハ２はプレート３を介して吸引保持される。従って、チャックテーブル５１上にプレート３を介して保持された半導体ウエーハ２は、裏面２bが上側となる。このようにしてチャックテーブル５１にプレート３を介して保持された半導体ウエーハ２の裏面２bに露出した電極２３と対応する電極２５１を備えたチップ２５を電極同士を接合して装着する。そして、図５の(b)に示すように半導体ウエーハ２に形成された全てのデバイス２２に対応してチップ２５を装着する。

上述したチップ装着工程を実施したならば、チップ２５が装着された半導体ウエーハ２の裏面２b側からストリート２１に沿って加工し、個々のデバイスに分割する分割工程を実施する。この分割工程の第１の実施形態は図６に示す切削装置６を用いて実施する。図６に示す切削装置６は、被加工物を保持するチャックテーブル６１と、該チャックテーブル６１に保持された被加工物を切削する切削手段６２と、該チャックテーブル６１に保持された被加工物を撮像する撮像手段６３を具備している。チャックテーブル６１は、被加工物を吸引保持するように構成されており、図示しない切削送り機構によって図６において矢印Ｘで示す切削送り方向に移動せしめられるとともに、図示しない割り出し送り機構によって矢印Ｙで示す割り出し送り方向に移動せしめられるようになっている。

上記切削手段６２は、実質上水平に配置されたスピンドルハウジング６２１と、該スピンドルハウジング６２１に回転自在に支持された回転スピンドル６２２と、該回転スピンドル６２２の先端部に装着された切削ブレード６２３を含んでおり、回転スピンドル６２２がスピンドルハウジング６２１内に配設された図示しないサーボモータによって矢印６２２aで示す方向に回転せしめられるようになっている。上記撮像手段６３は、スピンドルハウジング６２１の先端部に装着されており、図示の実施形態においては可視光線によって撮像する通常の撮像素子（ＣＣＤ）の外に、被加工物に赤外線を照射する赤外線照明手段と、該赤外線照明手段によって照射された赤外線を捕らえる光学系と、該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撮像素子（赤外線ＣＣＤ）等で構成されており、撮像した画像信号を図示しない制御手段に送る。

上述した切削装置６を用いて分割工程を実施するには、図６に示すようにチャックテーブル６１上に半導体ウエーハ２の表面に接合されたプレート３側を載置し、図示しない吸引手段を作動することにより半導体ウエーハ２をチャックテーブル６１上にプレート３を介して保持する。従って、チャックテーブル６１にプレート３を介して保持された半導体ウエーハ２は、チップ２５が装着された表面２ａが上側となる。このようにして、半導体ウエーハ２を吸引保持したチャックテーブル６１は、図示しない切削送り機構によって撮像手段６３の直下に位置付けられる。

チャックテーブル６１が撮像手段６３の直下に位置付けられると、撮像手段６３および図示しない制御手段によって半導体ウエーハ２の切削すべき領域を検出するアライメント工程を実行する。即ち、撮像手段６３および図示しない制御手段は、半導体ウエーハ２の所定方向に形成されているストリート２１と対応する領域と、切削ブレード６２３との位置合わせを行うためのパターンマッチング等の画像処理を実行し、切削ブレード６２３による切削領域のアライメントを遂行する（アライメント工程）。また、半導体ウエーハ２に上記所定方向と直交する方向に形成されたストリート２１と対応する領域に対しても、同様に切削ブレード６２３による切削位置のアライメントが遂行される。このとき、半導体ウエーハ２のストリート２１が形成されている表面２aは下側に位置しているが、撮像手段６３が上述したように赤外線照明手段と赤外線を捕らえる光学系および赤外線に対応した電気信号を出力する撮像素子（赤外線ＣＣＤ）等で構成された撮像手段を備えているので、裏面２b側から透かしてストリート２１を撮像することができる。

以上のようにしてチャックテーブル６１上に保持されている半導体ウエーハ２のストリート２１と対応する領域を検出し、切削領域のアライメントが行われたならば、半導体ウエーハ２を保持したチャックテーブル６１を切削領域の切削開始位置に移動する。このとき、図７の（ａ）で示すように半導体ウエーハ２は切削すべきストリート２１と対応する領域の一端（図７の（ａ）において左端）が切削ブレード６２３の直下より所定量右側に位置するように位置付けられる。

このようにしてチャックテーブル６１が切削加工領域の切削開始位置に位置付けられたならば、切削ブレード６２３を図７（ａ）において２点鎖線で示す待機位置から矢印Z１で示すように下方に切り込み送りし、図７の（ａ）において実線で示すように所定の切り込み送り位置に位置付ける。この切り込み送り位置は、図７の（ａ）に示すように切削ブレード６２３の下端がプレート３に達する位置に設定されている。

次に、切削ブレード６２３を図７の（ａ）において矢印６２３aで示す方向に所定の回転速度で回転せしめ、チャックテーブル６１を図７の（ａ）において矢印Ｘ１で示す方向に所定の切削送り速度で移動せしめる。そして、チャックテーブル６１が図７の（ｂ）で示すようにストリート２１に対応する位置の他端（図７の（ｂ）において右端）が切削ブレード６２３の直下より所定量左側に位置するまで達したら、チャックテーブル６１の移動を停止する。このようにチャックテーブル６１を切削送りすることにより、図７の（c）で示すように半導体ウエーハ２はストリート２１に沿って切削溝２０１が形成され切断される(切削工程)。

次に、切削ブレード６２３を図７の（ｂ）において矢印Z2で示すように上昇させて２点鎖線で示す待機位置に位置付け、チャックテーブル６１を図７の（ｂ）において矢印Ｘ２で示す方向に移動して、図７の（ａ）に示す位置に戻す。そして、チャックテーブル６１を紙面に垂直な方向（割り出し送り方向）にストリート２１の間隔に相当する量だけ割り出し送りし、次に切削すべきストリート２１に対応する領域を切削ブレード６２３と対応する位置に位置付ける。このようにして、次に切削すべきストリート２１に対応する領域を切削ブレード６２３と対応する位置に位置付けたならば、上述した切削工程を実施する。

なお、上記切削工程は、例えば以下の加工条件で行われる。
切削ブレードの回転速度：３００００ｒｐｍ
切削送り速度 ：５０ｍｍ／秒

上述した切削溝形成工程を半導体ウエーハ２に形成された全てのストリート２１に対応する領域に実施する。この結果、半導体ウエーハ２は、ストリート２１に沿ってチップ２５が装着された個々のデバイス２２に分割される。なお、個々に分割されたデバイス２２はプレート３に接合されているので、半導体ウエーハ２の形態が維持されている。

次に、分割工程の第２の実施形態について説明する。分割工程の第２の実施形態は図８に示すレーザー加工装置７を用いて実施する。図８に示すレーザー加工装置７は、被加工物を保持するチャックテーブル７１と、該チャックテーブル７１上に保持された被加工物にレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段７２と、チャックテーブル７１上に保持された被加工物を撮像する撮像手段７３を具備している。チャックテーブル７１は、被加工物を吸引保持するように構成されており、図示しない加工送り手段によって図８において矢印Ｘで示す加工送り方向に移動せしめられるとともに、図示しない割り出し送り手段によって図８において矢印Ｙで示す割り出し送り方向に移動せしめられるようになっている。

上記レーザー光線照射手段７２は、実質上水平に配置された円筒形状のケーシング７２１を含んでいる。ケーシング７２１内には図示しないパルスレーザー光線発振器や繰り返し周波数設定手段を備えたパルスレーザー光線発振手段が配設されている。上記ケーシング７２１の先端部には、パルスレーザー光線発振手段から発振されたパルスレーザー光線を集光するための集光器７２２が装着されている。なお、レーザー光線照射手段７２は、集光器７２２によって集光されるパルスレーザー光線の集光点位置を調整するための集光点位置調整手段（図示せず）を備えている。

上記レーザー光線照射手段７２を構成するケーシング７２１の先端部に装着された撮像手段７３は、可視光線によって撮像する通常の撮像素子（ＣＣＤ）の外に、被加工物に赤外線を照射する赤外線照明手段と、該赤外線照明手段によって照射された赤外線を捕らえる光学系と、該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撮像素子（赤外線ＣＣＤ）等で構成されており、撮像した画像信号を図示しない制御手段に送る。

上述したレーザー加工装置７を用いて、分割工程を実施するには、図８に示すようにチャックテーブル７１上に半導体ウエーハ２の表面に接合されたプレート３側を載置し、図示しない吸引手段を作動することにより半導体ウエーハ２をチャックテーブル７１上にプレート３を介して保持する。従って、チャックテーブル７１にプレート３を介して保持された半導体ウエーハ２は、チップ２５が装着された表面２ａが上側となる。このようにして、半導体ウエーハ２を吸引保持したチャックテーブル７１は、図示しない加工送り機構によって撮像手段７３の直下に位置付けられる。

チャックテーブル７１が撮像手段７３の直下に位置付けられると、撮像手段７３および図示しない制御手段によって半導体ウエーハ２のレーザー加工すべき加工領域を検出するアライメント作業を実行する。即ち、撮像手段７３および図示しない制御手段は、半導体ウエーハ２の所定方向に形成されているストリート２１と、該ストリート２１に沿ってレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段７２の集光器７２２との位置合わせを行うためのパターンマッチング等の画像処理を実行し、レーザー光線照射位置のアライメントを遂行する（アライメント工程）。また、半導体ウエーハ２に上記所定方向と直交する方向に形成されたストリート２１に対しても、同様にレーザー光線照射位置のアライメントが遂行される。このとき、半導体ウエーハ２のストリート２１が形成されている表面２aは下側に位置しているが、撮像手段７３が上述したように赤外線照明手段と赤外線を捕らえる光学系および赤外線に対応した電気信号を出力する撮像素子（赤外線ＣＣＤ）等で構成された撮像手段を備えているので、裏面２b側から透かしてストリート２１を撮像することができる。

上述したアライメント工程を実施したならば、図９で示すようにチャックテーブル７１をレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段７２の集光器７２２が位置するレーザー光線照射領域に移動し、所定のストリート２１を集光器７２２の直下に位置付ける。このとき、図9の（ａ）で示すように半導体ウエーハ２は、ストリート２１の一端(図９の（ａ）において左端)が集光器７２２の直下に位置するように位置付けられる。そして、図９の（a）に示すように集光器７２２から照射されるパルスレーザー光線LBの集光点Ｐを半導体ウエーハ２の裏面２b（上面）付近に合わせる。次に、レーザー光線照射手段７２の集光器７２２から半導体ウエーハ２に対して吸収性を有する波長のパルスレーザー光線を照射しつつチャックテーブル７１を図９の（ａ）において矢印Ｘ１で示す方向に所定の加工送り速度で移動せしめる。そして、図９の（ｂ）で示すようにストリート２１の他端（図９の（ｂ）において右端）が集光器７２２の直下位置に達したら、パルスレーザー光線の照射を停止するとともにチャックテーブル７１の移動を停止する（レーザー加工溝形成工程）。

次に、チャックテーブル７１を紙面に垂直な方向（割り出し送り方向）にストリート２１の間隔だけ（ストリート２１の間隔に相当する）移動する。そして、レーザー光線照射手段７２の集光器７２２からパルスレーザー光線を照射しつつチャックテーブル７１を図９の（ｂ）において矢印Ｘ２で示す方向に所定の加工送り速度で移動せしめ、図７の（ａ）に示す位置に達したらパルスレーザー光線の照射を停止するとともにチャックテーブル７１の移動を停止する。

上述したレーザー加工溝形成工程を実施することにより、図９の（c）に示すように半導体ウエーハ２にはストリート２１に沿ってレーザー加工溝２０２が形成される。そして、上述したレーザー加工溝形成工程を半導体ウエーハ２に形成された全てのストリート２１に沿って実施することにより、半導体ウエーハ２はストリート２１に沿ってチップ２５が装着された個々のデバイス２２に分割される。なお、個々に分割されたデバイス２２はプレート３に接合されているので、半導体ウエーハ２の形態が維持されている。

なお、上記レーザー加工溝形成工程は、例えば以下の加工条件で行われる。
レーザー光線の波長 ：３５５ｎｍ
繰り返し周波数 ：２００ｋＨｚ
出力 ：１．５W
集光スポット径 ：φ１０μｍ
加工送り速度 ：３００ｍｍ／秒

次に、上述したレーザー加工装置７を用いて実施する分割工程の他の実施形態について、図１０を参照して説明する。なお、レーザー加工工程の第２の実施形態は、上記レーザー加工装置７と実質的に同様のレーザー加工装置を用いて実施することができる。従って、図１０に示す第２の実施形態においては上記レーザー加工装置７と同一部材には同一符号を付して説明する。
図１０に示す実施形態においても上記図８および図９に示す実施形態と同様に上記ウエーハ保持工程およびアライメント工程を実施する。

上述したアライメント工程を実施したならば、図１０で示すようにチャックテーブル７１をレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段７２の集光器７２２が位置するレーザー光線照射領域に移動し、所定のストリート２１を集光器７２２の直下に位置付ける。このとき、図１０の（ａ）で示すように半導体ウエーハ２は、ストリート２１の一端(図１０の（ａ）において左端)が集光器７２２の直下に位置するように位置付けられる。そして、図１０の（a）に示すように集光器７２２から照射されるパルスレーザー光線の集光点Ｐを半導体ウエーハ２の厚み方向中間部に位置付ける。次に、レーザー光線照射手段７２の集光器７２２から半導体ウエーハ２に対して透過性を有する波長のパルスレーザー光線を照射しつつチャックテーブル７１を図１０の（ａ）において矢印Ｘ１で示す方向に所定の加工送り速度で移動せしめる。そして、図１０の（ｂ）で示すようにストリート２１の他端（図１０の（ｂ）において右端）が集光器７２２の直下位置に達したら、パルスレーザー光線の照射を停止するとともにチャックテーブル７１の移動を停止する（改質層形成工程）。

次に、チャックテーブル７１を紙面に垂直な方向（割り出し送り方向）にストリート２１の間隔だけ（ストリート２１の間隔に相当する）移動する。そして、レーザー光線照射手段７２の集光器７２２からパルスレーザー光線を照射しつつチャックテーブル７１を図１０の（ｂ）において矢印Ｘ２で示す方向に所定の加工送り速度で移動せしめ、図１０の（ａ）に示す位置に達したらパルスレーザー光線の照射を停止するとともにチャックテーブル７１の移動を停止する。

上述した改質層形成工程を実施することにより、図１０の（c）に示すように半導体ウエーハ２にはストリート２１に沿って改質層２０３が形成される。この改質層２０３は、溶融再固化された状態で容易に破断する。そして、上述した改質層形成工程を半導体ウエーハ２に形成された全てのストリート２１に沿って実施する。この結果、半導体ウエーハ２は改質層２０３が形成されたストリート２１に沿ってチップ２５が装着された個々のデバイス２２に実質的に分割されることになる。

なお、上記改質層形成工程は、例えば以下の加工条件で行われる。
レーザー光線の波長 ：１０６４ｎｍ
繰り返し周波数 ：８０ｋＨｚ
出力 ：０．２W
集光スポット径 ：φ１μｍ
加工送り速度 ：１８０ｍｍ／秒

以上のように分割工程（上記切削工程、レーザー加工溝形成工程、改質層形成工程を含む）は、半導体ウエーハ２の表面２aがプレート３に接合された状態でチップ２５が装着された個々のデバイス２２に分割されるため、分割の際に△チップが飛散しないのでダミーのデバイスチップを装着する必要がなく生産性を向上することができる。

上述した分割工程を実施したならば、半導体ウエーハ２の裏面２bに装着されたチップ２５にダイシングテープを貼着しダイシングテープの外周部を環状のフレームによって支持するウエーハ支持工程を実施する。例えば、図１１に示すように、環状のフレーム８の内側開口部を覆うように外周部が装着されたダイシングテープ８０の表面に半導体ウエーハ２の裏面２bに装着されたチップ２５側を貼着する。従って、ダイシングテープ８０の表面に貼着された半導体ウエーハ２は、表面２aに接合されているプレート３が上側となる。なお、ダイシングテープ８０は、例えば厚み１００μｍのポリエチレンフィルムの表面に粘着剤が塗布されている。なお、図１１に示す実施形態においては、環状のフレーム８に外周部が装着されたダイシングテープ８０の表面に半導体ウエーハ２の裏面２bに装着されたチップ２５を貼着する例を示したが、半導体ウエーハ２の裏面２bに装着されたチップ２５にダイシングテープ８０を貼着するとともにダイシングテープ８０の外周部を環状のフレーム８に同時に装着してもよい。このように、ウエーハ支持工程は上記分割工程を実施した後に実施するので、半導体ウエーハ２をダイシングテープに貼着する際に破損するという問題が解消される。

次に、上述したウエーハ支持工程が実施された半導体ウエーハ２の表面２aに接合されているプレート３を剥離するプレート剥離工程を実施する。このプレート剥離工程においては、図１２の（ａ）で示すようにダイシングテープ８０を介して環状のフレーム８に支持された半導体ウエーハ２の表面２aに接合されているプレート３の裏面３b側から紫外線(UV)を照射する。この結果、半導体ウエーハ２の表面２aとプレート３の表面３aを接合している粘着層３０は紫外線を照射することにより粘着力が低下する粘着剤が用いられているので、粘着力が低下せしめられる。従って、半導体ウエーハ２の表面２aに接合されているプレート３は、図１２の（ｂ）に示すように容易に剥離することができる。このとき、半導体ウエーハ２のデバイス２２が形成されていない外周部はプレート３に接合された状態で除去される。従って、環状のフレーム８に装着されたダイシングテープ８０には、デバイス２２の裏面に接合されたチップ２５が貼着された状態となる。

以上のようにして、ウエーハ支持工程およびプレート剥離工程を実施したならば、半導体ウエーハ２が貼着されているダイシングテープ８０を拡張して半導体ウエーハ２をストリート２１に沿ってチップ２５が装着された個々のデバイス２２に分離するデバイス分離工程を実施する。このデバイス分離工程は、図１３に示すデバイス分離装置９を用いて実施する。図１３に示すデバイス分離装置９は、上記環状のフレーム８を保持するフレーム保持手段９１と、該フレーム保持手段９１に保持された環状のフレーム８に装着されたダイシングテープ８０を拡張するテープ拡張手段９２と、ピックアップコレット９３を具備している。フレーム保持手段９１は、環状のフレーム保持部材９１１と、該フレーム保持部材９１１の外周に配設された固定手段としての複数のクランプ９１２とからなっている。フレーム保持部材９１１の上面は環状のフレーム８を載置する載置面９１１ａを形成しており、この載置面９１１ａ上に環状のフレーム８が載置される。そして、載置面９１１ａ上に載置された環状のフレーム８は、クランプ９１２によってフレーム保持部材９１１に固定される。このように構成されたフレーム保持手段９１は、テープ拡張手段９２によって上下方向に進退可能に支持されている。

テープ拡張手段９２は、上記環状のフレーム保持部材９１１の内側に配設される拡張ドラム９２１を具備している。この拡張ドラム９２１は、環状のフレーム８の内径より小さく該環状のフレーム８に装着されたダイシングテープ８０に貼着される半導体ウエーハ２の外径より大きい内径および外径を有している。また、拡張ドラム９２１は、下端に支持フランジ９２２を備えている。図示の実施形態におけるテープ拡張手段９２は、上記環状のフレーム保持部材９１１を上下方向に進退可能な支持手段９２３を具備している。この支持手段９２３は、上記支持フランジ９２２上に配設された複数のエアシリンダ９２３aからなっており、そのピストンロッド９２３bが上記環状のフレーム保持部材９１１の下面に連結される。このように複数のエアシリンダ９２３aからなる支持手段９２３は、図１４の（ａ）に示すように環状のフレーム保持部材９１１を載置面９１１ａが拡張ドラム９２１の上端と略同一高さとなる基準位置と、図１４の（ｂ）に示すように拡張ドラム９２１の上端より所定量下方の拡張位置の間を上下方向に移動せしめる。

以上のように構成されたデバイス分離装置９を用いて実施するデバイス分離工程について図１４を参照して説明する。即ち、半導体ウエーハ２が貼着されているダイシングテープ８０が装着された環状のフレーム８を、図１４の（ａ）に示すようにフレーム保持手段９１を構成するフレーム保持部材９１１の載置面９１１ａ上に載置し、クランプ９１２によってフレーム保持部材９１１に固定する（フレーム保持工程）。このとき、フレーム保持部材９１１は図１４の（ａ）に示す基準位置に位置付けられている。次に、テープ拡張手段９２を構成する支持手段９２３としての複数のエアシリンダ９２３ａを作動して、環状のフレーム保持部材９１１を図１４の（ｂ）に示す拡張位置に下降せしめる。従って、フレーム保持部材９１１の載置面９１１ａ上に固定されている環状のフレーム８も下降するため、図１４の（ｂ）に示すように環状のフレーム８に装着されたダイシングテープ８０は拡張ドラム９２１の上端縁に接して拡張せしめられる（テープ拡張工程）。この結果、ダイシングテープ８０に貼着されている半導体ウエーハ２には放射状に引張力が作用するため、チップ２５が装着された個々のデバイス２２に分離されるとともにデバイス間に間隔Sが形成される。また、ダイシングテープ８０に貼着されている半導体ウエーハ２に放射状の引張力が作用すると、ストリート２１に沿って形成された改質層２０３が破断され、半導体ウエーハ２はチップ２５が装着された個々のデバイス２２に分離されるとともにデバイス間に間隔Sが形成される。

次に、図１４の（c）に示すようにピックアップコレット９３を作動してチップ２５が装着されたデバイス２２を吸着し、ダイシングテープ８０から剥離してピックアップし、図示しないトレーまたはダイボンディング工程に搬送する。なお、ピックアップ工程においては、上述したようにダイシングテープ８０に貼着されているチップ２５が装着された個々のデバイス２２間の隙間Sが広げられているので、隣接するデバイス２２と接触することなく容易にピックアップすることができる。

２：半導体ウエーハ
２１：ストリート
２２：デバイス
２５：チップ
３：プレート
３０：粘着層
４：研削装置
４１：研削装置のチャックテーブル
４２：研削手段
４２４：研削ホイール
４２６：研削砥石
５：チップ装着装置
５１：チップ装着装置のチャックテーブル
６：切削装置
６１：切削装置のチャックテーブル
６２：切削手段
６２３：切削ブレード
７：レーザー加工装置
７１：レーザー加工装置のチャックテーブル
７２：レーザー光線照射手段
７２２：集光器
８：環状のフレーム
８０：ダイシングテープ
９：デバイス分離装置
９１：フレーム保持手段
９２：テープ拡張手段
９３：ピックアップコレット

Claims (3)

1. 表面に格子状に配列されたストリートによって区画された複数の領域にデバイスが形成され該デバイスに接続する電極が裏面に露出するウエーハの裏面に、該電極と対応する電極を備えたチップを装着するとともに、該チップが装着されたウエーハをストリートに沿って分割するウエーハの加工方法であって、
   ウエーハの表面に粘着層を介してプレートの表面を接合するプレート接合工程と、
   該プレート接合工程が実施されたウエーハの裏面を研削し、ウエーハを所定の厚みに形成する裏面研削工程と、
   該裏面研削工程が実施されたウエーハの裏面に露出した該電極と対応する電極を備えたチップを該電極同士を接合して装着するチップ装着工程と、
   該チップ装着工程が実施され裏面に該チップが装着されたウエーハを裏面側からストリートに沿って加工し、チップが装着された個々のデバイスに分割する分割工程と、
   該分割工程が実施されたウエーハの裏面に装着されたチップ側にダイシングテープを貼着しダイシングテープの外周部を環状のフレームによって支持するウエーハ支持工程と、
   該ウエーハ支持工程が実施されたウエーハの表面に接合されているプレートを剥離するプレート剥離工程と、を含む、
   ことを特徴とするウエーハの加工方法。
2. 該分割工程は、切削ブレードによってストリートに沿って切削加工を施すことによりウエーハをチップが装着された個々のデバイスに分割する、請求項１記載のウエーハの加工方法。
3. 該分割工程は、ストリートに沿ってレーザー光線を照射しレーザー加工を施すことによりウエーハをチップが装着された個々のデバイスに分割する、請求項１記載のウエーハの加工方法。

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