JP2015176950A - ウェーハの加工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ウェーハを移し替える工程を省略することができるようにすること。【解決手段】ウェーハ（１１）の表面（１１ａ）は、複数の分割予定ライン（１２）によって区画され、複数のデバイス（１３）が形成されている。ウェーハの表面は、封止材（１５）で封止され、封止材上に複数のバンプ（１６）が形成されている。ウェーハに貼着された保護テープ（２１）側にダイシングテープ（４２）を貼着し環状フレーム（４１）で支持するステップを行った後、ウェーハに対して透過性を有する波長で撮像する撮像手段（５２）でウェーハを透過して分割予定ラインを撮像、検出するステップを行い、この結果に基づき、ウェーハの裏面（１１ｂ）側から加工を行い、ウェーハを個々のチップ（Ｃ）へと分割するステップを行う。【選択図】図７

Description

本発明は、表面が封止材で封止されたウェーハを、所定の分割予定ラインに沿って複数のチップに分割するウェーハの加工方法に関する。

ＷＬ−ＣＳＰ（Ｗａｆｅｒ−Ｌｅｖｅｌ Ｃｈｉｐ Ｓｉｚｅ Ｐａｃｋａｇｅ）ウェーハとは、ウェーハの状態で再配線層や電極（金属ポスト）を形成後、表面側を樹脂封止し、切削ブレード等で各パッケージに分割する技術であり、ウェーハを個片化したパッケージの大きさが半導体デバイスチップの大きさになるため、小型化及び軽量化の観点からも広く採用されている。

ＷＬ−ＣＳＰウェーハは、一般的に切削装置を使用して個々のＣＳＰに分割される。このような切削装置としては、特許文献１に開示されている。特許文献１の切削装置は、ウェーハの裏面側をテーブルに載置し、複数のバンプが形成されたウェーハの表面側から切削ブレードで切り込んで、個々のＣＳＰに分割加工している。

特開２０１３-７４０２１号公報

特許文献１にあっては、ウェーハを個々のＣＳＰに分割加工した状態において、バンプが形成された表面側が露出し、裏面側がテーブルに載置された状態になる。このため、次工程でピックアップを行う際には、バンプが形成された側と反対の裏面側をピックアップしてバンプ側を実装するため、ウェーハの裏面側を露出させる必要がある。その場合、ウェーハの表面側にテープを貼付してからウェーハを反転するステップと、ウェーハの裏面側に貼付されたシートやプレートを剥離するステップとを行っている。つまり、ウェーハ全体を裏返して移し替えるステップが必要になり、かかるステップを実施するための装置や制御が複雑になったり、加工時間が長くなったりする、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、ウェーハを移し替える工程を省略することができるウェーハの加工方法を提供することを目的とする。

本発明のウェーハの加工方法は、複数の分割予定ラインによって区画され複数のデバイスが形成された表面が封止材で封止され、封止材上にデバイスの電極に対応して複数のバンプが形成されたウェーハを加工するウェーハの加工方法であって、保護テープの粘着層にバンプを埋没させて保護テープをウェーハの封止材側に貼着する保護テープ貼着ステップと、保護テープ貼着ステップを実施した後に、保護テープ側を保持テーブルで保持して、ウェーハの裏面を研削して薄化する薄化ステップと、薄化ステップを実施した後に、保護テープ側にダイシングテープを貼着し環状フレームで支持するダイシングテープ貼着ステップと、ダイシングテープ貼着ステップを実施した後に、ウェーハに対して透過性を有する波長で撮像する撮像手段でウェーハを透過して分割予定ラインを撮像し、分割予定ラインを検出する分割予定ライン検出ステップと、分割予定ライン検出ステップで検出された分割予定ラインに基づき、分割予定ラインに沿ってウェーハの裏面側から加工を行い、ウェーハを個々のチップへと分割する分割ステップと、を備えることを特徴とする。

この構成によれば、ウェーハを透過して検出した分割予定ラインに基づき、ウェーハの裏面側から加工して個々のチップへ分割するので、分割ステップを終えた時点で、個々のチップの裏面側が露出され、ウェーハ全体を移し替えるステップを省略することができる。これにより、装置や制御の簡略化を図ることができ、且つ、ウェーハの加工に要する時間を短縮することができる。また、ウェーハに貼着した保護テープ側にダイシングテープを貼着して環状フレームで支持するので、ウェーハを個々のチップに分割してから搬送する際、分割ステップ直後における個々のチップが整列した状態を維持することができる。これにより、搬送時の各チップのハンドリング性や、搬送後のチップの取扱性を良好に保つことができる。

また、本発明のウェーハの加工方法において、保護テープの粘着層は紫外線で硬化する紫外線硬化型であり、保護テープ貼着ステップにおいて、粘着層にバンプを埋没させてウェーハの封止材側に保護テープを貼着し、複数のバンプが埋没された紫外線硬化型の粘着層に紫外線を照射して硬化するとよい。この構成では、バンプを紫外線硬化型の粘着層に埋没させて保護テープを貼着し、研削前に紫外線を照射して粘着層を硬化するので、その後の薄化ステップにおいて、チップの動きを抑制して加工精度を向上することができる。また、ウェーハの薄化後に保護テープの裏面にダイシングテープを貼着した状態においても、バンプに接触している粘着層が硬化しているので、切削ステップにおいてもダイシングテープ上でチップの動きを抑制することができる。

また、本発明のウェーハの加工方法において、分割ステップを実施した後に、チップの露出している裏面を保持してピックアップするピックアップステップと、を備えるとよい。この構成によれば、各チップのピックアップ時におけるハンドリングを容易にすることができる。

本発明によれば、ウェーハを移し替える工程を省略することができる。

図１Ａは、ウェーハの概略分解斜視図であり、図１Ｂは、ウェーハの概略斜視図である。 実施の形態に係る保護テープ貼着ステップの一例を示す図である。 保護テープ貼着ステップでの紫外線照射の要領を示す図である。 実施の形態に係る薄化ステップの一例を示す図である。 実施の形態に係るダイシングテープ貼着ステップの一例を示す図である。 実施の形態に係る分割予定ライン検出ステップの一例を示す図である。 実施の形態に係る分割ステップの一例を示す図である。 実施の形態に係るピックアップステップの一例を示す図である。

以下、添付図面を参照して、本実施の形態に係るウェーハの加工方法ついて説明する。先ず、図１を参照して、ウェーハについて説明する。図１Ａは、ウェーハの概略分解斜視図であり、図１Ｂは、ウェーハの概略斜視図である。

図１Ａに示すように、ウェーハ１１の表面１１ａには格子状に形成された複数の分割予定ライン（ストリート）１２によって区画された各領域にＬＳＩ等のデバイス１３が複数形成されている。

図１Ｂにも示すように、ウェーハ１１は、封止材１５及びバンプ１６を含んで構成される。封止材１５は、ウェーハ１１の表面１１ａに形成された再配線層や金属ポスト（何れも不図示）と共にウェーハ１１の表面１１ａを封止している。封止材１５としては、封止材１５の熱膨張率をウェーハ１１の熱膨張率に近づけるために、ＳｉＣからなるフィラーが混入されたエポキシ樹脂等の樹脂を使用するのが好ましい。封止材１５の厚さは、１００μｍ程度である。バンプ１６は、ハンダ等の金属からなり、デバイス１３の電極（不図示）に対応して封止材１５上に複数形成されている。これにより、本実施の形態では、ウェーハ１１がＷＬ−ＣＳＰウェーハとなる。

なお、ウェーハ１１は、その裏面１１ｂが予め研削されて所定の厚さ（２００〜３００μｍ程度）に薄化される。

続いて、図２から図８を参照して、本実施の形態に係るウェーハの加工方法の流れについて説明する。図２から図８は、ウェーハの加工方法における各ステップの説明図である。なお、図２から図８に示す各ステップは、あくまでも一例に過ぎず、この構成に限定されるものではない。

まず、図２に示す保護テープ貼着ステップが実施される。保護テープ貼着ステップでは、ウェーハ１１の表面（図２中上面）１１ａ側となる封止材１５側に保護テープ２１が貼着される。保護テープ２１は、基材シート（不図示）に対し、紫外線が照射されることで硬化する紫外線硬化型の粘着剤からなる粘着層２１ａを積層してなる。粘着層２１ａは、バンプ１６の突出高さより大きい厚みに形成される。これにより、ウェーハ１１の封止材１５側に保護テープ２１を貼着することで、粘着層２１ａにバンプ１６が埋没した状態となる。

保護テープ２１が貼着されたウェーハ１１は、図３に示すように、紫外線照射器２３の上面上に保護テープ２１を下向きとして載置される。紫外線照射器２３は、上部を開口する箱状の筐体２３ａと、筐体２３ａの内部に複数設けられたＬＥＤ２３ｂと、筐体２３ａの開口を閉塞するように配設された支持板２３ｃとを備えている。ＬＥＤ２３ｂは、上方（支持板２３ｃ側）に向かって紫外線を照射可能に構成されている。支持板２３ｃは、紫外線を透過する材質によって形成されている。従って、支持板２３ｃ上にウェーハ１１が載置された状態で、ＬＥＤ２３ｃの電源を投入することで、支持板２３ｃ上に配設された保護テープ２１に対し、ＬＥＤ２３ｃからの紫外線が照射される。この紫外線照射によって、保護テープ２１の粘着層２１ａが、複数のバンプ１６を埋没した状態でバンプ１６に沿った形状で硬化される。

保護テープ貼着ステップが実施されて粘着層２１ａの硬化が完了した後、図４に示すように、薄化ステップが実施される。薄化ステップでは、まず、研削装置（不図示）の保持テーブル３１上に保護テープ２１を介してウェーハ１１が保持される。また、保持テーブル３１に保持されたウェーハ１１の上方に研削手段３２が位置付けられる。そして、回転する保持テーブル３１に対し、研削手段３２の研削砥石３３が回転しながら近付けられ、研削砥石３３とウェーハ１１の裏面１１ｂとが平行状態で回転接触することでウェーハ１１が所定の仕上げ厚みまで研削されて薄化される。

薄化ステップが実施された後、図５に示すように、ダイシングテープ貼着ステップが実施される。ダイシングテープ貼着ステップでは、環状フレーム４１の内側にウェーハ１１を配置してから、ウェーハ１１に貼着された保護テープ２１側と、環状フレーム４１の図５中下面とがダイシングテープ４２によって一体に貼着される。これにより、保護テープ２１及びダイシングテープ４２を介して環状フレーム４１にウェーハ１１が支持される。

ダイシングテープ貼着ステップが実施された後、図６に示すように、分割予定ライン検出ステップが実施される。分割予定ライン検出ステップでは、先ず、環状フレーム４１及びダイシングテープ４２と一体とされたウェーハ１１が切削装置（不図示）の保持テーブル５１上に搬送されて載置される。このとき、環状フレーム４１は、保持テーブル５１の外側に配設されたクランプ部（不図示）によって保持される。保持テーブル５１に保持されたウェーハ１１の上方には撮像手段５２が位置付けられる。撮像手段５２は、ウェーハ１１に対して透過性を有する波長に感度を有する赤外線カメラとされ、撮像手段５２によって、ウェーハ１１の裏面１１ｂ側から分割予定ライン１２が撮像される。この撮像手段５２の撮像によって、分割予定ライン１２の位置が検出される。なお、本実施形態では、撮像手段５２として赤外線カメラを使用しているが、これに限定されるものではなく、ウェーハ１１の材質や厚みに応じウェーハ１１に対して透過性を有する波長に感度を有する他の撮像手段も使用することができる。

分割予定ライン検出ステップが実施された後、図７に示すように、分割ステップが実施される。分割ステップでは、分割予定ライン検出ステップの検出結果に基づき、切削装置（不図示）の切削ブレード５３がウェーハ１１の分割予定ライン１２の上方に位置付けられる。そして、高速回転する切削ブレード５３を下降してウェーハ１１と相対移動することで、ウェーハ１１が裏面１１ｂ側から切削加工され、ウェーハ１１が全ての分割予定ライン１２に沿って個々のチップＣに分割される。切削加工により形成される切削溝は、本実施の形態では、保護テープ２１における粘着層２１ａの厚み方向中間部に至る深さに設定される。

分割ステップが実施された後、図８に示すように、ピックアップステップが実施される。ピックアップステップでは、チップＣの露出している裏面（図８中上面）をピックアップコレット６１で吸着保持してピックアップする。これにより、チップＣが保護テープ２１から剥離され、チップＣをＣＳＰ（Ｃｈｉｐ Ｓｉｚｅ Ｐａｃｋａｇｅ）として利用でき、例えば、ダイボンディングフレーム（不図示）に接着してボンディングされる。

以上のように、本実施の形態に係る加工方法によれば、ウェーハ１１を環状フレーム４１に支持した後、ウェーハ１１の裏面１１ｂ側から分割予定ライン１２を検出し、裏面１１ｂ側から切削加工して個々のチップＣに分割している。これにより、従来のようにウェーハの表面側から分割予定ラインの検出及び切削を行う方法に比べ、ウェーハ１１の裏面１１ｂを露出させるために分割ステップ後にウェーハ１１を裏返して別のテープ等に移し替えるステップを省略することができる。このステップを省略した分、装置や制御の簡略化を図ることができ、ウェーハ１１の１枚当たり加工時間を短縮することができる。更に、分割ステップ後であってピックアップステップ前に、ウェーハ１１の裏面１１ｂ側が露呈しているので、裏面１１ｂに対してレーザーマーキングを行い易くなる。

また、ウェーハに貼着した保護テープ側にダイシングテープを貼着して環状フレームで支持するので、分割ステップ後であっても、個々のチップが整列した状態を維持しながら搬送することができる。

また、図３に示すように、バンプ１６が埋没された状態で粘着層２１ａに紫外線を照射して硬化させたので、以後の薄化ステップや分割ステップ等において、保護テープ２１に対しウェーハ１１やチップＣが横方向にずれることを防止することができる。これにより、チップＣの加工精度を高めることができ、チップＣの品質向上を図ることができる。更に、ウェーハ１１の裏面１１ｂ側から分割予定ライン１２を撮像して検出するので、樹脂からなる封止材１５を透過して分割予定ライン１２を撮像する場合に比べ、検出精度を高めることができる。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている大きさや形状などについては、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。

例えば、紫外線照射器２３は、上記実施の形態と同様に保護テープ２１に紫外線照射を行える限りにおいて、種々の設計変更が可能である。具体例を挙げると、ウェーハ１１を上方から保持しつつ移動し、保持シート２１に向かって紫外線を照射する照射器を通過させる装置としてもよい。更に、紫外線を照射する照射器としては、ＬＥＤに限定されず、他の照射器としてもよい。

また、分割ステップにおいては、ウェーハ１１の裏面１１ｂ側から分割予定ライン１２に沿って加工することで個々のデバイスＣに分割可能であれば変更してもよい。分割ステップの他の方法を例示すると、先ず、分割予定ライン１２に沿ってレーザーを照射することで改質層を形成する。その後、改質層に外力を加えるべく、改質層の上方（ウェーハ１１の裏面１１ｂ側）から押圧刃を押し当てるブレーキング加工を行ったりしてウェーハ１１を分割してもよい。

また、分割ステップは、アブレーション加工により分割予定ライン１２に沿って分断溝を形成して、この分断溝を分割起点としてブレーキング加工によりウェーハ１１を分割してもよい。また、切削ブレードによるハーフカットによりウェーハ１１に分断溝を形成し、この分断溝を分割起点としてブレーキング加工によりウェーハ１１を分割してもよい。

また、上記の実施の形態においては、上記各ステップは別々の装置で実施されてもよいし、同一の装置で実施されてもよい。

以上説明したように、本発明は、ウェーハの加工の簡略化を図ることができるという効果を有し、特に、封止材で表面が封止されたウェーハの加工方法に有用である。

１１ ウェーハ
１１ａ 表面
１１ｂ 裏面
１２ 分割予定ライン
１３ デバイス
１５ 封止材
１６ バンプ
２１ 保護テープ
２１ａ 粘着層
３１ 保持テーブル
４１ 環状フレーム
４２ ダイシングテープ
５２ 撮像手段
Ｃ チップ

Claims (3)

1. 複数の分割予定ラインによって区画され複数のデバイスが形成された表面が封止材で封止され、該封止材上に該デバイスの電極に対応して複数のバンプが形成されたウェーハを加工するウェーハの加工方法であって、
   保護テープの粘着層に該バンプを埋没させて該保護テープを該ウェーハの該封止材側に貼着する保護テープ貼着ステップと、
   該保護テープ貼着ステップを実施した後に、該保護テープ側を保持テーブルで保持して、該ウェーハの裏面を研削して薄化する薄化ステップと、
   該薄化ステップを実施した後に、該保護テープ側にダイシングテープを貼着し環状フレームで支持するダイシングテープ貼着ステップと、
   該ダイシングテープ貼着ステップを実施した後に、該ウェーハに対して透過性を有する波長で撮像する撮像手段で該ウェーハを透過して該分割予定ラインを撮像し、該分割予定ラインを検出する分割予定ライン検出ステップと、
   該分割予定ライン検出ステップで検出された該分割予定ラインに基づき、該分割予定ラインに沿って該ウェーハの裏面側から加工を行い、該ウェーハを個々のチップへと分割する分割ステップと、を備えるウェーハの加工方法。
2. 該保護テープの粘着層は紫外線で硬化する紫外線硬化型であり、
   該保護テープ貼着ステップにおいて、該粘着層に該バンプを埋没させて該ウェーハの該封止材側に該保護テープを貼着し、該複数のバンプが埋没された該紫外線硬化型の該粘着層に紫外線を照射して硬化すること、を特徴とする請求項１記載のウェーハの加工方法。
3. 該分割ステップを実施した後に、該チップの露出している裏面を保持してピックアップするピックアップステップと、を備える請求項１又は２に記載のウェーハの加工方法。

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