JP2016001677A - ウエーハの加工方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】ウエーハの裏面に装着したダイボンディング用の接着フィルムを破断する際に微細に破砕された接着フィルムが半導体デバイスの表面に直接付着するのを防止する。
【解決手段】ウエーハの裏面に接着フィルム6を装着するとともに接着フィルム側にダイシングテープTを貼着しダイシングテープの外周部を環状のフレームFによって支持するウエーハ支持工程と、ダイシングテープを拡張して接着フィルムを個々のデバイス22に沿って破断する接着フィルム破断工程とを含み、接着フィルム破断工程を実施する前に、ウエーハの表面、またはウエーハの外周縁からはみ出した接着フィルの外周部、若しくはウエーハの表面およびウエーハの外周縁からはみ出した接着フィルの外周部に水溶性樹脂を被覆して保護膜8を形成する保護膜形成工程を実施する。
【選択図】図16

Description

本発明は、表面に格子状に形成された分割予定ラインによって区画された複数の領域にデバイスが形成されたウエーハを分割予定ラインに沿って個々のデバイスに分割するとともに、各デバイスの裏面にダイボンディング用の接着フィルムを装着するウエーハの加工方法に関する。
例えば、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形成された分割予定ラインによって区画された複数の領域にIC、LSI等のデバイスを形成し、該デバイスが形成された各領域を分割予定ラインに沿って分割することにより個々の半導体デバイスを製造している。半導体ウエーハを分割する分割装置としては一般にダイシング装置が用いられており、このダイシング装置は厚さが20〜30μm程度の切削ブレードによって半導体ウエーハを分割予定ラインに沿って切削する。このようにして分割された半導体デバイスは、パッケージングされて携帯電話やパソコン等の電気機器に広く利用されている。
半導体ウエーハを個々のデバイスに分割する方法として、所謂先ダイシング法と呼ばれる分割技術が実用化されている。この先ダイシング法は、半導体ウエーハの表面からストリートに沿って所定の深さ(半導体デバイスの仕上がり厚さに相当する深さ)の切削溝を形成し、その後、表面に切削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切削溝を表出させ個々の半導体デバイスに分割する技術であり、半導体デバイスの厚さを50μm以下に加工することが可能である(例えば、特許文献1参照)。
また、半導体ウエーハを個々のデバイスに分割する方法として、ウエーハに対して透過性を有する波長のパルスレーザー光線を用い、分割すべき領域の内部に集光点を位置付けてパルスレーザー光線を照射する内部加工と呼ばれるレーザー加工方法も実用化されている。この内部加工と呼ばれるレーザー加工方法を用いた分割方法は、ウエーハの裏面側から内部に集光点を合わせてウエーハ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、ウエーハの内部に分割予定ラインに沿って改質層を連続的に形成し、この改質層が形成されることによって強度が低下した分割予定ラインに沿って外力を加えることにより、ウエーハを破断して分割する技術である(例えば、特許文献2参照)。
上述したように個々に分割された半導体デバイスは、その裏面にポリイミド系樹脂、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂脂等で形成された厚さ20〜40μmのダイアタッチフィルム(DAF)と呼ばれる ダイボンディング用の接着フィルムが装着され、この接着フィルムを介して半導体デバイスを支持するダイボンディングフレームに加熱溶着することによりボンディングされる。
しかるに、上述した各分割方法においてはダイボンディング用の接着フィルムを半導体ウエーハの裏面に装着した状態で上述したウエーハの裏面研削やウエーハの裏面側からレーザー光線を照射することはできないことから、個々の半導体デバイスに分割された半導体ウエーハの裏面にダイボンディング用の接着フィルムを装着するとともに、接着フィルム側をダイシングテープに貼着し、該ダイシングテープを拡張することにより接着フィルムを個々に分割された半導体デバイスに沿って破断する技術が提案されている(例えば、特許文献3、特許文献4参照)。
特開2003−7648号公報 特許第3408805号公報 特開2005−223282号公報 特開2008−235650号公報
而して、個々のデバイスに分割されたウエーハの裏面に接着フィルムを装着するとともにダイシングテープを貼着し、該ダイシングテープを拡張することにより接着フィルムを個々のデバイスに沿って破断すると、接着フィルムはウエーハよりも僅かに大きく形成されているため接着フィルムの外周部が微細に破砕して飛散し、デバイスの表面に付着するという問題がある。
また、微細に破砕された接着フィルムが半導体デバイスの表面に露出された電極に付着すると、ワイヤーボンディングの妨げになり、導通不良を起こしてデバイスの品質を低下させるという問題がある。
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、分割予定ラインに沿って分割され、または分割予定ラインに沿って破断起点が形成されたウエーハの裏面に装着したダイボンディング用の接着フィルムを個々に分割された半導体デバイスに沿って破断するとともに、破断する際に微細に破砕された接着フィルムが半導体デバイスの表面に直接付着するのを防止できるウエーハの加工方法を提供することである。
上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、表面に複数の分割予定ラインが格子状に形成されているとともに該複数の分割予定ラインによって区画された複数の領域にデバイスが形成されたウエーハを、分割予定ラインに沿って個々のデバイスに分割するとともに、各デバイスの裏面にダイボンディング用の接着フィルムを装着するウエーハの加工方法であって、
分割予定ラインに沿って分割され、または分割予定ラインに沿って破断起点が形成されたウエーハの裏面に接着フィルムを装着するとともに接着フィルム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、
ダイシングテープを拡張して接着フィルムを個々のデバイスに沿って破断する接着フィルム破断工程と、を含み、
該接着フィルム破断工程を実施する前に、ウエーハの表面、またはウエーハの外周縁からはみ出した接着フィルの外周部、若しくはウエーハの表面およびウエーハの外周縁からはみ出した接着フィルの外周部に水溶性樹脂を被覆して保護膜を形成する保護膜形成工程を実施する、
ことを特徴とするウエーハの加工方法が提供される。
上記接着フィルム破断工程を実施する前に、ウエーハの表面側から分割予定ラインに沿って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する分割溝形成工程と、該分割溝形成工程が実施されたウエーハの表面に保護部材を貼着する保護部材貼着工程と、該保護部材貼着工程が実施されたウエーハの裏面を研削して裏面に該分割溝を表出させ、ウエーハを個々のデバイスに分割する裏面研削工程と、を実施する。
上記保護膜形成工程は、上記分割溝形成工程と保護部材貼着工程との間に実施する。
上記ウエーハ支持工程を実施する前に、ウエーハに対して透過性を有する波長のレーザー光線をウエーハの裏面から内部に集光点を位置付けて分割予定ラインに沿って照射し、ウエーハの内部に分割予定ラインに沿って改質層を形成する改質層形成工程を実施する。
上記接着フィルム破断工程を実施した後に、保護膜に洗浄水を供給して保護膜を洗い流す保護膜洗浄工程を実施する。
本発明におけるウエーハの加工方法は、分割予定ラインに沿って分割され、または分割予定ラインに沿って破断起点が形成されたウエーハの裏面に接着フィルムを装着するとともに接着フィルム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、ダイシングテープを拡張して接着フィルムを個々のデバイスに沿って破断する接着フィルム破断工程とを含み、接着フィルム破断工程を実施する前に、ウエーハの表面、またはウエーハの外周縁からはみ出した接着フィルの外周部、若しくはウエーハの表面およびウエーハの外周縁からはみ出した接着フィルの外周部に水溶性樹脂を被覆して保護膜を形成する保護膜形成工程を実施するので、ウエーハの表面に保護膜を形成した場合には、接着フィルム破断工程において破砕された接着フィルムの外周部の一部がデバイスの表面に被覆された保護膜の表面に付着し、破砕された接着フィルムの外周部の一部がデバイスの表面に直接付着することはない。従って、デバイスの表面に被覆された保護膜を除去することにより、付着した接着フィルムの外周部の一部も除去されるのでデバイスの品質を低下させることはない。
また、ウエーハの外周縁からはみ出している接着フィルムの外周部に保護膜を形成した場合には、外周部が破砕しても飛散することはない。従って、破砕された接着フィルムの外周部aの一部がデバイスの表面に付着することはない。
更に、ウエーハの表面およびウエーハの外周縁からはみ出した接着フィルの外周部に保護膜を形成した場合には、上記双方の作用効果が得られる。
従って、デバイスの表面に露出された電極に破砕された接着フィルムの一部が付着することがなく、ワイヤーボンディングの妨げになり、導通不良を起こしてデバイスの品質を低下させるという問題が解消する。
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分割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保護部材貼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ウエーハ支持工程の第1の実施形態を示す説明図。 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の第2の実施形態を示す説明図。 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改質層形成行程を示す説明図。 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の第3の実施形態を示す説明図。 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の第4の実施形態を示す説明図。 本発明によるウエーハの加工方法における保護膜形成工程の第1の実施形態を示す説明図。 本発明によるウエーハの加工方法における保護膜形成工程の第2の実施形態を示す説明図。 本発明によるウエーハの加工方法における保護膜形成工程の第3の実施形態を示す説明図。 本発明によるウエーハの加工方法における接着フィルム破断工程を実施するためのテープ拡張装置の斜視図。 本発明によるウエーハの加工方法における接着フィルム破断工程の第1の実施形態を示す説明図。 本発明によるウエーハの加工方法における接着フィルム破断工程の第2の実施形態を示す説明図。 本発明によるウエーハの加工方法における保護膜洗浄工程を示す説明図。
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には、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に示す半導体ウエーハ2は、例えば厚さが500μmのシリコンウエーハからなっており、表面2aには複数の分割予定ライン21が格子状に形成されている。そして、半導体ウエーハ2の表面2aには、格子状に形成された複数の分割予定ライン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。以下、この半導体ウエーハ2を分割予定ライン21に沿って個々のデバイス22に分割するするとともに、各デバイス22の裏面にダイボンディング用の接着フィルムを装着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を所謂先ダイシング法によって個々のデバイス22に分割する方法について説明する。
半導体ウエーハ2を所謂先ダイシング法によって個々のデバイス22に分割するには、先ず半導体ウエーハ2の表面2aに形成された分割予定ライン21に沿って所定深さ(各デバイスの仕上がり厚さに相当する深さ)の分割溝を形成する(分割溝形成工程)。この分割溝形成工程は、図示の実施形態においては図2の(a)に示す切削装置3を用いて実施する。図2の(a)に示す切削装置3は、被加工物を保持するチャックテーブル31と、該チャックテーブル31に保持された被加工物を切削する切削手段32と、該チャックテーブル31に保持された被加工物を撮像する撮像手段33を具備している。チャックテーブル31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2の(a)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32は、実質上水平に配置されたスピンドルハウジング321と、該スピンドルハウジング321に回転自在に支持された回転スピンドル322と、該回転スピンドル322の先端部に装着された切削ブレード323を含んでおり、回転スピンドル322がスピンドルハウジング321内に配設された図示しないサーボモータによって矢印322aで示す方向に回転せしめられるようになっている。なお、切削ブレード323の厚みは、図示の実施形態においては30μmに設定されている。上記撮像手段33は、スピンドルハウジング321の先端部に装着されており、被加工物を照明する照明手段と、該照明手段によって照明された領域を捕らえる光学系と、該光学系によって捕らえられた像を撮像する撮像素子(CCD)等を備え、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3を用いて分割溝形成工程を実施するには、図2の(a)に示すようにチャックテーブル31上に半導体ウエーハ2の裏面2b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31上に保持する。従って、チャックテーブル31に保持された半導体ウエーハ2は、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31は、図示しない切削送り機構によって撮像手段33の直下に位置付けられる。
チャックテーブル31が撮像手段33の直下に位置付けられると、撮像手段33および図示しない制御手段によって半導体ウエーハ2の分割予定ライン21に沿って分割溝を形成すべき切削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33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分割予定ライン21と、切削ブレード323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に形成されている上記所定方向に対して直角に延びる分割予定ライン21に対しても、同様に切削領域のアライメントが遂行される。
以上のようにしてチャックテーブル31上に保持されている半導体ウエーハ2の切削領域を検出する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31を切削領域の切削開始位置に移動する。そして、切削ブレード323を図2の(a)において矢印322aで示す方向に回転しつつ下方に移動して切り込み送りを実施する。この切り込み送り位置は、切削ブレード323の外周縁が半導体ウエーハ2の表面からデバイスの仕上がり厚さに相当する深さ位置(例えば、50μm)に設定されている。このようにして、切削ブレード323の切り込み送りを実施したならば、切削ブレード323を回転しつつチャックテーブル31を図2の(a)において矢印Xで示す方向に切削送りすることによって、図2の(b)に示すように分割予定ライン21に沿って幅が30μmでデバイスの仕上がり厚さに相当する深さ(例えば、50μm)の分割溝210が形成される(分割溝形成工程)。
上述した分割溝形成工程を実施したならば、半導体ウエーハ2の表面2aに保護部材を貼着する保護部材貼着工程を実施する。即ち、図3に示すように半導体ウエーハ2の表面2aに保護部材としての保護テープ4を貼着する。なお、保護テープ4は、図示の実施形態においては厚さが100μmのポリ塩化ビニル(PVC)からなるシート状基材の表面にアクリル樹脂系の糊が厚さ5μm程度塗布されている。
上記保護部材貼着工程を実施したならば、半導体ウエーハ2の裏面を研削水を供給しつつ研削して所定の厚みに形成するとともに裏面に該分割溝を表出させ、半導体ウエーハ2を個々のデバイスに分割する裏面研削工程を実施する。この裏面研削工程は、図4の(a)に示す研削装置5を用いて実施する。図4の(a)に示す研削装置5は、被加工物を保持する保持手段としてのチャックテーブル51と、該チャックテーブル51に保持された被加工物を研削する研削手段52を具備している。チャックテーブル51は、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4の(a)において矢印Aで示す方向に回転せしめられる。研削手段52は、スピンドルハウジング531と、該スピンドルハウジング531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532と、該回転スピンドル532の下端に装着されたマウンター533と、該マウンター533の下面に取り付けられた研削ホイール534とを具備している。この研削ホイール534は、円環状の基台535と、該基台535の下面に環状に装着された研削砥石536とからなっており、基台535がマウンター533の下面に締結ボルト537によって取り付けられている。なお、上述した研削装置5を構成する回転スピンドル532には軸心に沿って形成された研削水供給通路が設けられており、該研削水供給通路を通して研削水を研削砥石536による研削領域に供給するようになっている。
上述した研削装置5を用いて上記裏面研削工程を実施するには、図4の(a)に示すようにチャックテーブル51の上面(保持面)に半導体ウエーハ2の表面に貼着されている保護テープ4側を載置する。そして、図示しない吸引手段によってチャックテーブル51上に半導体ウエーハ2を保護テープ4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51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51上に半導体ウエーハ2を保護テープ4を介して吸引保持したならば、チャックテーブル51を図4の(a)において矢印Aで示す方向に例えば300rpmで回転しつつ、研削手段52の研削ホイール634を図4の(a)において矢印Bで示す方向に例えば6000rpmで回転せしめて、図4の(b)に示すように研削砥石536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534を矢印C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51の保持面に対し垂直な方向)に所定量研削送りする。そして、分割溝210が表出するまで研削することによって、図4の(b)に示すように半導体ウエーハ2は個々のデバイス22に分割される。なお、分割された複数のデバイス22は、その表面に保護テープ4が貼着されているので、バラバラにはならず半導体ウエーハ2の形態が維持されている。
次に、上記裏面研削工程が実施された半導体ウエーハ2の裏面に接着フィルムを装着するとともに接着フィルム側にダイシングテープを貼着し該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。このウエーハ支持工程における実施形態においては、図5の(a)および(b)に示すように半導体ウエーハ2の裏面2bに接着フィルム6を装着する(接着フィルム装着工程)。なお、接着フィルム6は、半導体ウエーハ2の裏面全面に確実に装着するために、半導体ウエーハ2より僅かに大きく形成されている。このようにして半導体ウエーハ2の裏面2bに接着フィルム6を装着したならば、図5の(c)に示すように接着フィルム6が装着された半導体ウエーハ2の接着フィルム6側を環状のフレームFに装着された伸張可能なダイシングテープTに貼着する。そして、半導体ウエーハ2の表面2aに貼着されている保護テープ4を剥離する(保護部材剥離工程)。なお、図5の(a)乃至(c)に示す実施形態においては、環状のフレームFに装着されたダイシングテープTに接着フィルム6が装着された半導体ウエーハ2の接着フィルム6側を貼着する例を示したが、接着フィルム6が装着された半導体ウエーハ2の接着フィルム6側にダイシングテープTを貼着するとともにダイシングテープTの外周部を環状のフレームFに同時に装着してもよい。
上述したウエーハ支持工程の他の実施形態について、図6を参照して説明する。
図6に示す実施形態は、ダイシングテープTの表面に予め接着フィルム6が貼着された接着フィルム付きのダイシングテープを使用する。即ち、図6の(a)、(b)に示すように環状のフレームF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Tの表面に貼着された接着フィルム6に、半導体ウエーハ2の裏面2bを装着する。このように接着フィルム付きのダイシングテープを使用する場合には、ダイシングテープTの表面に貼着された接着フィルム6に半導体ウエーハ2の裏面2bを装着することにより、接着フィルム6が装着された半導体ウエーハ2が環状のフレームFに装着されたダイシングテープTによって支持される。なお、ダイシングテープTの表面に予め貼着されている接着フィルム6も、半導体ウエーハ2の裏面全面に確実に装着するために、半導体ウエーハ2よりわずかに大きく形成されている。そして、図6の(b)に示すように半導体ウエーハ2の表面2aに貼着されている保護テープ4を剥離する(保護部材剥離工程)。なお、図6の(a)、(b)に示す実施形態においては、環状のフレームFに外周部が装着されたダイシングテープTの表面に貼着された接着フィルム6に半導体ウエーハ2の裏面2bを装着する例を示したが、半導体ウエーハ2の裏面2bにダイシングテープTに貼着された接着フィルム6を装着するとともにダイシングテープTの外周部を環状のフレームFに同時に装着してもよい。
次に、半導体ウエーハ2に分割予定ライン21に沿って破断起点を形成する実施形態について説明する。この破断起点を形成する実施形態は、半導体ウエーハ2に対して透過性を有する波長のレーザー光線を半導体ウエーハ2の裏面から内部に集光点を位置付けて分割予定ライン21に沿って照射し、半導体ウエーハ10の内部に分割予定ライン21に沿って破断起点となる改質層を形成する改質層形成工程を実施する。この改質層形成工程は、図7に示すレーザー加工装置7を用いて実施する。図7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、図示しない移動機構によって図7において矢印Xで示す加工送り方向および矢印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の先端に装着された集光器722からパルスレーザー光線を照射する。また、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、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。
上述したレーザー加工装置7を用いて実施する改質層形成工程について、図7および図8を参照して説明する。
この改質層形成工程は、先ず上述した図7に示すレーザー加工装置7のチャックテーブル71上に半導体ウエーハ2の表面2a側を載置する。そして、図示しない吸引手段によってチャックテーブル71上に半導体ウエーハ2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71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手段によって撮像手段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分割予定ライン21と、分割予定ライン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。また、半導体ウエーハ2に形成されている上記所定方向に対して直交する方向に延びる分割予定ライン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の分割予定ライン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から透かして分割予定ライン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71上に保持されている半導体ウエーハ2に形成されている分割予定ライン21を検出し、レーザー光線照射位置のアライメントが行われたならば、図8の(a)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、所定の分割予定ライン21の一端(図8の(a)において左端)をレーザー光線照射手段72の集光器722の直下に位置付ける。次に、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。そして、集光器722からシリコンウエーハ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8の(a)において矢印X1で示す方向に所定の送り速度で移動せしめる。そして、図8の(b)で示すようにレーザー光線照射手段72の集光器722の照射位置が分割予定ライン21の他端の位置に達したら、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。この結果、半導体ウエーハ2の内部には、分割予定ライン21に沿って改質層23が形成される。
なお、上記改質層形成工程における加工条件は、例えば次のように設定されている。
波長 :1064nmのパルスレーザー
繰り返し周波数 :100kHz
平均出力 :0.3W
集光スポット径 :φ1μm
加工送り速度 :100mm/秒
上述したように所定の分割予定ライン21に沿って上記改質層形成工程を実施したら、チャックテーブル71を矢印Yで示す方向に半導体ウエーハ2に形成された分割予定ライン21の間隔だけ割り出し送りし(割り出し送り工程)、上記改質層形成工程を遂行する。このようにして所定方向に形成された全ての分割予定ライン21に沿って上記改質層形成工程を実施したならば、チャックテーブル51を90度回動せしめて、上記所定方向に形成された分割予定ライン21に対して直交する方向に延びる分割予定ライン21に沿って上記改質層形成工程を実行する。
次に、上記改質層形成工程が実施された半導体ウエーハ2の裏面に接着フィルムを装着するとともに接着フィルム側にダイシングテープを貼着し該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。このウエーハ支持工程における実施形態においては、図9の(a)および(b)に示すように半導体ウエーハ2の裏面2bに接着フィルム6を装着する(接着フィルム装着工程)。なお、接着フィルム6は、半導体ウエーハ2の裏面全面に確実に装着するために、半導体ウエーハ2よりわずかに大きく形成されている。このようにして半導体ウエーハ2の裏面2bに接着フィルム7を装着したならば、図9の(c)に示すように接着フィルム6が装着された半導体ウエーハ2の接着フィルム6側を環状のフレームFに装着された伸張可能なダイシングテープTに貼着する。なお、なお、図9の(a)乃至(c)に示す実施形態においては、環状のフレームFに装着されたダイシングテープTに接着フィルム6が装着された半導体ウエーハ2の接着フィルム6側を貼着する例を示したが、接着フィルム6が装着された半導体ウエーハ2の接着フィルム6側にダイシングテープTを貼着するとともにダイシングテープTの外周部を環状のフレームFに同時に装着してもよい。
上述したウエーハ支持工程の他の実施形態について、図10を参照して説明する。
図10に示す実施形態は、ダイシングテープTの表面に予め接着フィルム6が貼着された接着フィルム付きのダイシングテープを使用する。即ち、図10の(a)、(b)に示すように環状のフレームF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Tの表面に貼着された接着フィルム6に、半導体ウエーハ2の裏面2bを装着する。このように接着フィルム付きのダイシングテープを使用する場合には、ダイシングテープTの表面に貼着された接着フィルム6に半導体ウエーハ2の裏面2bを装着することにより、接着フィルム6が装着された半導体ウエーハ2が環状のフレームFに装着されたダイシングテープTによって支持される。なお、ダイシングテープTの表面に予め貼着されている接着フィルム6も、半導体ウエーハ2の裏面全面に確実に装着するために、半導体ウエーハ2よりわずかに大きく形成されている。上述した図10の(a)、(b)に示す実施形態においては、環状のフレームFに外周部が装着されたダイシングテープTの表面に貼着された接着フィルム6に半導体ウエーハ2の裏面2bを装着する例を示したが、半導体ウエーハ2の裏面2bにダイシングテープTに貼着された接着フィルム6を装着するとともにダイシングテープTの外周部を環状のフレームFに同時に装着してもよい。
次に、半導体ウエーハ2の表面2a、または半導体ウエーハ2の外周縁からはみ出した接着フィル6の外周部、若しくは半導体ウエーハ2の表面2aおよび半導体ウエーハ2の外周縁からはみ出した接着フィル6の外周部に水溶性樹脂を被覆して保護膜を形成する保護膜形成工程を実施する。この保護膜形成工程の実施形態について、図11乃至図13を参照して説明する。
図11に示す第1の実施形態は、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に水溶性樹脂を塗布して保護膜8を形成する。この保護膜8を形成する水溶性樹脂としては、ポリビニールアルコール(PVA)、水溶性フェノール樹脂、アクリル系水溶性樹脂等を用いることができる。なお、第1の実施形態における保護膜形成工程は、上記分割溝形成工程と保護部材貼着工程との間に実施してもよい。また、第1の実施形態における保護膜形成工程は、上記改質層形成工程とウエーハ支持工程との間に実施してもよい。
図12に示す第2の実施形態は、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の外周縁からはみ出した接着フィル6の外周部61に水溶性樹脂を塗布して保護膜8を形成する。
図13に示す第3の実施形態は、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および半導体ウエーハ2の外周縁からはみ出した接着フィル6の外周部61に水溶性樹脂を塗布して保護膜8を形成する。
以上のようにして保護膜形成工程を実施したならば、ダイシングテープTを拡張することにより接着フィルム6を個々のデバイス22に沿って破断する接着フィルム破断工程を実施する。この接着フィルム破断工程は、図14に示すテープ拡張装置9を用いて実施する。図14に示すテープ拡張装置9は、上記環状のフレームF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Fに装着されたダイシングテープTを拡張するテープ拡張手段92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F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F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F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Fの内径より小さく該環状のフレームFに装着されたダイシングテープT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15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15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テープ拡張装置9を用いて実施する接着フィルム破断工程の第1の実施形態について図15を参照して説明する。
図15に示す第1の実施形態は、上記図11に示すように半導体ウエーハ2の表面2aに水溶性樹脂を塗布して保護膜8を形成したものに対して実施する。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Tが装着された環状のフレームFを、図15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15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15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Fも下降するため、図15の(b)に示すように環状のフレームFに装着されたダイシングテープT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)。このため、ダイシングテープTに接着フィルム6を介して貼着されている半導体ウエーハ2(分割予定ライン21に沿って分割されている)は、デバイス22間に隙間(s)が形成される。この結果、半導体ウエーハ2の裏面に装着された接着フィルム6は、各デバイス22に沿って破断され分離される。なお、ダイシングテープTに接着フィルム6を介して貼着されている半導体ウエーハ2が上記改質層形成工程が実施された半導体ウエーハである場合には、ダイシングテープTの拡張により半導体ウエーハ2に接着フィルム6を介して張力が作用するため、半導体ウエーハ2は分割予定ライン21に沿って形成された改質層23(図8乃至図9参照)が破断起点となって個々のデバイス22に分割されるとともに、半導体ウエーハ2の裏面に装着された接着フィルム6が各デバイス22に沿って破断され分離される。このようにして接着フィルム6が各デバイス22に沿って破断される際に、図15の(b)に示すように半導体ウエーハ2の外周縁からはみ出している接着フィルム6の外周部61の一部61aが破砕して飛散し、デバイス22の表面側に落下するが、デバイス22の表面には保護膜8が被覆されているので、破砕された接着フィルム6の外周部61の一部61aはデバイス22の表面に被覆された保護膜8の表面に付着し、破砕された接着フィルム6の外周部61の一部61aがデバイス22の表面に直接付着することはない。従って、デバイス22の表面に被覆された保護膜8を除去することにより、付着した接着フィルム6の外周部61の一部61aも除去されるのでデバイス22の品質を低下させることはない。
次に、上記テープ拡張装置9を用いて実施する接着フィルム破断工程の第2の実施形態について図16を参照して説明する。
図16に示す第2の実施形態は、図12に示すように半導体ウエーハ2の外周縁からはみ出した接着フィル6の外周部61に水溶性樹脂を塗布して保護膜8を形成したものに対して実施する。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Tが装着された環状のフレームFを、図16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)。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16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Fも下降するため、図16の(b)に示すように環状のフレームFに装着されたダイシングテープT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)。このため、ダイシングテープTに接着フィルム6を介して貼着されている半導体ウエーハ2(分割予定ライン21に沿って分割されている)は、デバイス22間に隙間(s)が形成される。この結果、半導体ウエーハ2の裏面に装着された接着フィルム6は、各デバイス22に沿って破断され分離される。なお、ダイシングテープTに接着フィルム6を介して貼着されている半導体ウエーハ2が上記改質層形成工程が実施された半導体ウエーハである場合には、ダイシングテープTの拡張により半導体ウエーハ2に接着フィルム6を介して張力が作用するため、半導体ウエーハ2は分割予定ライン21に沿って形成された改質層23(図8乃至図9参照)が破断起点となって個々のデバイス22に分割されるとともに、半導体ウエーハ2の裏面に装着された接着フィルム6が各デバイス22に沿って破断され分離される。このようにして接着フィルム6が各デバイス22に沿って破断されるが、半導体ウエーハ2の外周縁からはみ出している接着フィルム6の外周部61には保護膜8が被覆されているので、外周部61が破砕しても飛散することはない。従って、破砕された接着フィルム6の外周部61の一部がデバイス22の表面に付着することはない。
なお、図13に示すよう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および半導体ウエーハ2の外周縁からはみ出した接着フィル6の外周部61に水溶性樹脂を塗布して保護膜8を形成したものに対して上記接着フィルム破断工程を実施した場合には、図16に示す接着フィルム破断工程の第2の実施形態と同様の作用効果が得られるとともに、飛散した何らかの物質が存在しても図15に示す接着フィルム破断工程の第1の実施形態と同様に保護膜8の表面に付着し、飛散した何らかの物質がデバイス22の表面に直接付着することはない。従って、デバイス22の表面に被覆された保護膜8を除去することにより、付着した物質も除去されるのでデバイス22の品質を低下させることはない。
上述した接着フィルム破断工程を実施したならば、個々のデバイス22の表面に洗浄液を供給して保護膜8を除去する保護膜除去工程を実施する。この保護膜除去工程は、上記接着フィルム破断工程を実施した図15の(b)(または図16の(b))に示す状態から図17の(a)に示すようにテープ拡張装置9を洗浄水供給ノズル10の直下に位置付け、洗浄水供給ノズル10から洗浄液としての洗浄水を環状のフレームFに装着されたダイシングテープTに貼着されている個々のデバイス22の表面に被覆された保護膜8の表面に供給する。この結果、図17の(b)に示すように保護膜8は水溶性樹脂からなっているので洗浄水によって容易に除去されるとともに保護膜8の表面に付着した接着フィルム6の一部も除去される。従って、デバイス22の表面に接着フィルム6の外周部61の一部が付着することがないので、デバイス22の品質を低下させることはない。
以上のようにして保護膜除去工程を実施したならば、裏面に接着フィルム6が装着されたデバイス22をダイシングテープTから剥離してピックアップするピックアップ工程に搬送される。
2:半導体ウエーハ
21:分割予定ライン
22:デバイス
23:改質層
210:分割溝
3:切削装置
31:切削装置のチャックテーブル
32:切削手段
323:切削ブレード
4:保護テープ
5:研削装置
51:研削装置のチャックテーブル
52:研削手段
534:研削ホイール
6:接着フィルム
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:保護膜
9:テープ拡張装置
91:フレーム保持手段
92:テープ拡張手段
10:洗浄水供給ノズル
F:環状のフレーム
T:ダイシングテープ

Claims (5)

  1. 表面に複数の分割予定ラインが格子状に形成されているとともに該複数の分割予定ラインによって区画された複数の領域にデバイスが形成されたウエーハを、分割予定ラインに沿って個々のデバイスに分割するとともに、各デバイスの裏面にダイボンディング用の接着フィルムを装着するウエーハの加工方法であって、
    分割予定ラインに沿って分割され、または分割予定ラインに沿って破断起点が形成されたウエーハの裏面に接着フィルムを装着するとともに接着フィルム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、
    ダイシングテープを拡張して接着フィルムを個々のデバイスに沿って破断する接着フィルム破断工程と、を含み、
    該接着フィルム破断工程を実施する前に、ウエーハの表面、またはウエーハの外周縁からはみ出した接着フィルの外周部、若しくはウエーハの表面およびウエーハの外周縁からはみ出した接着フィルの外周部に水溶性樹脂を被覆して保護膜を形成する保護膜形成工程を実施する、
    ことを特徴とするウエーハの加工方法。
  2. 該接着フィルム破断工程を実施する前に、ウエーハの表面側から分割予定ラインに沿って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する分割溝形成工程と、該分割溝形成工程が実施されたウエーハの表面に保護部材を貼着する保護部材貼着工程と、該保護部材貼着工程が実施されたウエーハの裏面を研削して裏面に該分割溝を表出させ、ウエーハを個々のデバイスに分割する裏面研削工程と、を実施する、請求項1記載のウエーハの加工方法。
  3. 該保護膜形成工程は、該分割溝形成工程と該保護部材貼着工程との間に実施する、請求項2記載のウエーハの加工方法。
  4. 該ウエーハ支持工程を実施する前に、ウエーハに対して透過性を有する波長のレーザー光線をウエーハの裏面から内部に集光点を位置付けて分割予定ラインに沿って照射し、ウエーハの内部に分割予定ラインに沿って改質層を形成する改質層形成工程を実施する、請求項1記載のウエーハの加工方法。
  5. 該接着フィルム破断工程を実施した後に、保護膜に洗浄水を供給して保護膜を洗い流す保護膜洗浄工程を実施する、請求項1から4のいずれかに記載のウエーハの加工方法。
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