JP2018198241A - ウェーハの加工方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】簡易的な工程でチップの裏面及び側面に樹脂封止を行い、パッケージの小型化と強度の向上とを達成する。【解決手段】ウェーハの仕上げ厚みに至る溝を形成するステップと、溝形成後にウェーハ表面に保護部材T1を配設するステップと、ウェーハの保護部材T1側をテーブル70で保持するステップと、ウェーハ裏面を研削してチップCへと分割するステップと、チップ裏面Cbに硬化樹脂を供給してチップの裏面Cbと側面Cdとを硬化樹脂で被覆するとともに、チップC間に隙間Vが形成された状態とする塗布ステップと、硬化樹脂を硬化させるステップと、ウェーハ裏面側にエキスパンドシートを貼着するとともに保護部材を除去するステップと、シートを拡張して隙間を起点に硬化樹脂を分断するステップと、チップをシートからピックアップするステップと、を備えることで、裏面及び側面が硬化樹脂で保護されたチップを形成するウェーハの加工方法である。【選択図】図8
Description
本発明は、交差する複数の分割予定ラインで区画された各領域にそれぞれデバイスが形成されたウェーハの加工方法に関する。
近年、半導体パッケージ製造工程においては、パッケージの小型化、薄型化と強度向上とを達成するために、チップの裏面のみならず側面にも樹脂封止を行うパッケージ製造方法が開発されている(例えば、特許文献1参照)。
しかし、上記特許文献1に記載されているパッケージ製造方法は、製造工程が煩雑化するという問題がある。よって、より簡易的な工程でチップの裏面及び側面に樹脂封止を行い、パッケージの小型化、薄型化と強度の向上とを達成するという課題がある。
上記課題を解決するための本発明は、交差する複数の分割予定ラインで区画された各領域にそれぞれデバイスが形成されたウェーハの加工方法であって、ウェーハの表面から該分割予定ラインに沿ってウェーハの仕上げ厚みに至る溝を形成する溝形成ステップと、該溝形成ステップを実施した後、ウェーハの表面に保護部材を配設する保護部材配設ステップと、該保護部材配設ステップを実施した後、該保護部材側を保持テーブルで保持してウェーハの裏面を露出させる保持ステップと、該保持ステップを実施した後、ウェーハの裏面を研削して該仕上げ厚みへと薄化するとともにウェーハを複数のチップへと分割する薄化ステップと、該薄化ステップを実施した後、該保護部材に貼着された複数のチップの裏面に外的刺激で硬化する硬化樹脂を供給してチップの裏面と側面とを該硬化樹脂で被覆するとともに、隣接するチップ間に隙間が形成された状態とする塗布ステップと、該塗布ステップを実施した後、該硬化樹脂に該外的刺激を付与して硬化させる硬化ステップと、該硬化ステップを実施した後、ウェーハの裏面側にエキスパンドシートを貼着するとともにウェーハの表面から該保護部材を除去する転写ステップと、該転写ステップを実施した後、該エキスパンドシートを拡張することで、隣接するチップ間に形成された該硬化樹脂の該隙間を起点に該硬化樹脂を分断する拡張ステップと、該拡張ステップを実施した後、チップを該エキスパンドシートからピックアップするピックアップステップと、を備えることで、裏面及び側面が該硬化樹脂で保護されたチップを形成するウェーハの加工方法である。
前記薄化ステップを実施した後、前記塗布ステップを実施する前に、前記保護部材に貼着された複数のチップの裏面と側面とを親水化する親水化ステップを更に備えるものとすると好ましい。
前記親水化ステップでは、ウェーハの裏面に対して紫外線を照射して前記保護部材に貼着された複数のチップの裏面と側面とを親水化するものとすると好ましい。
本発明に係るウェーハの加工方法は、薄化ステップを実施した後、保護部材に貼着された複数のチップの裏面に外的刺激で硬化する硬化樹脂を供給してチップの裏面と側面とを硬化樹脂で被覆するとともに、隣接するチップ間に隙間が形成された状態とする塗布ステップと、塗布ステップを実施した後、硬化樹脂に外的刺激を付与して硬化させる硬化ステップと、硬化ステップを実施した後、ウェーハの裏面側にエキスパンドシートを貼着するとともにウェーハの表面から保護部材を除去する転写ステップと、転写ステップを実施した後エキスパンドシートを拡張することで、隣接するチップ間に形成された硬化樹脂の隙間を起点に硬化樹脂を分断する拡張ステップと、拡張ステップを実施した後、チップをエキスパンドシートからピックアップするピックアップステップと、を備えることで、従来に比べてより簡易的な工程でパッケージの小型化、薄型化と強度の向上とを達成することができる。
また、薄化ステップを実施した後、塗布ステップを実施する前に、保護部材に貼着された複数のチップの裏面と側面とを親水化する親水化ステップを更に備えるものとすることで、塗布ステップにおいて硬化樹脂がチップの側面へより回り込みやすくすることができ、より確実にチップの側面を硬化樹脂で被覆することが可能となる。
さらに、親水化ステップでは、ウェーハの裏面に対して紫外線を照射することで保護部材に貼着された複数のチップの裏面と側面とを容易に親水化することができる。
チップに分割される図1に示すウェーハWは、例えば、シリコン基板からなる円形状の半導体ウェーハであり、ウェーハWの表面Waには、直交差する分割予定ラインSによって区画された格子状の各領域にそれぞれデバイスDが形成されている。
以下に、本発明に係るウェーハの加工方法を実施して図1に示すウェーハWからデバイスDを備えるチップを作製する場合の、加工方法の各ステップについて説明していく。
以下に、本発明に係るウェーハの加工方法を実施して図1に示すウェーハWからデバイスDを備えるチップを作製する場合の、加工方法の各ステップについて説明していく。
(1)溝形成ステップ
最初に、図1に示す切削手段11によって、ウェーハWの表面Waから分割予定ラインSに沿ってウェーハWの仕上げ厚みに至る溝を形成する。切削手段11は、軸方向がウェーハWの移動方向(X軸方向)に対し水平方向に直交する方向(Y軸方向)であるスピンドル111を備えており、スピンドル111の先端には円環状の切削ブレード110が固定されている。
最初に、図1に示す切削手段11によって、ウェーハWの表面Waから分割予定ラインSに沿ってウェーハWの仕上げ厚みに至る溝を形成する。切削手段11は、軸方向がウェーハWの移動方向(X軸方向)に対し水平方向に直交する方向(Y軸方向)であるスピンドル111を備えており、スピンドル111の先端には円環状の切削ブレード110が固定されている。
図1において、ウェーハWは図示しないチャックテーブルによって表面Waが上側を向いた状態で吸引保持されている。ウェーハWを吸引保持するチャックテーブルは、鉛直方向(Z軸方向)の軸心周りに回転可能であるとともに、X軸方向に往復移動可能となっている。
まず、ウェーハWを保持するチャックテーブルが−X方向側に送り出され、ウェーハWの切削ブレード110を切り込ませるべき分割予定ラインSのY軸方向の座標位置が検出される。分割予定ラインSが検出されるのに伴って、切削手段11がY軸方向に割り出し送りされ、切削すべき分割予定ラインSと切削ブレード110とのY軸方向における位置合わせが行われる。
まず、ウェーハWを保持するチャックテーブルが−X方向側に送り出され、ウェーハWの切削ブレード110を切り込ませるべき分割予定ラインSのY軸方向の座標位置が検出される。分割予定ラインSが検出されるのに伴って、切削手段11がY軸方向に割り出し送りされ、切削すべき分割予定ラインSと切削ブレード110とのY軸方向における位置合わせが行われる。
スピンドル111が回転することに伴い、切削ブレード110が−Y方向側から見て時計回り方向に回転する。さらに、切削手段11が−Z方向に向かって切り込み送りされ、切削ブレード110の最下端がウェーハWを完全に切断しない所定の高さ位置に切削手段11が位置付けられる。この所定の高さ位置は、ウェーハWの表面Waから形成される溝の底面までの距離がウェーハWの仕上げ厚み(例えば、50μm)となる位置である。
ウェーハWを保持するチャックテーブルが所定の切削送り速度で−X方向側にさらに送り出されることで、回転する切削ブレード110が分割予定ラインSに沿ってウェーハWの表面Wa側から切り込んでいき、ウェーハWの仕上げ厚みに至る溝Mが形成されていく。切削ブレード110が一本の分割予定ラインSを切削し終えるX軸方向の所定の位置までウェーハWが送られると、ウェーハWの切削送りが一度停止され、切削ブレード110がウェーハWから離間し、次いで、ウェーハWが+X方向に移動し原点位置に戻る。そして、隣り合う分割予定ラインSの間隔ずつ切削ブレード110を+Y方向に割り出し送りしながら順次同様の切削を行うことにより、X軸方向の全ての分割予定ラインSに沿って溝MをウェーハWに形成する。さらに、ウェーハWを90度回転させてから同様の切削加工を行うことで、全ての分割予定ラインSに沿って溝Mを形成することができる。
(2)保護部材配設ステップ
次いで、図2に示すように、ウェーハWの表面Waに保護部材T1を配設する。保護部材T1は、ウェーハWと同程度の直径を備える円盤状のシートである。例えば、図示しない貼り付けテーブル上に載置されたウェーハWの中心と保護部材T1の中心とが略合致するように、ウェーハWの表面Waに対して保護部材T1が位置付けられる。貼り付けテーブル上でプレスローラー等によりウェーハWの表面Waに保護部材T1が押し付けられて貼着されることで、ウェーハWの表面Waが保護部材T1によって保護された状態になる。
次いで、図2に示すように、ウェーハWの表面Waに保護部材T1を配設する。保護部材T1は、ウェーハWと同程度の直径を備える円盤状のシートである。例えば、図示しない貼り付けテーブル上に載置されたウェーハWの中心と保護部材T1の中心とが略合致するように、ウェーハWの表面Waに対して保護部材T1が位置付けられる。貼り付けテーブル上でプレスローラー等によりウェーハWの表面Waに保護部材T1が押し付けられて貼着されることで、ウェーハWの表面Waが保護部材T1によって保護された状態になる。
(3)保持ステップ
保護部材T1が貼着されたウェーハWは、図3、4に示す研削装置7に搬送される。研削装置7は、保持テーブル70を備えている。保持テーブル70は、例えば、その外形が円形状であり、ポーラス部材等からなる保持面700でウェーハWを吸引保持する。保持テーブル70は、Z軸方向の軸心回りに回転可能であるとともに、Y軸方向に移動可能となっている。
図3に示すように、保護部材T1側を下側に向けて保持面700上にウェーハWが載置される。そして、保持面700に連通する図示しない吸引源により生み出された吸引力が保持面700に伝達されることで、保持テーブル70は保持面700上で裏面Wbを露出させた状態のウェーハWを吸引保持する。
保護部材T1が貼着されたウェーハWは、図3、4に示す研削装置7に搬送される。研削装置7は、保持テーブル70を備えている。保持テーブル70は、例えば、その外形が円形状であり、ポーラス部材等からなる保持面700でウェーハWを吸引保持する。保持テーブル70は、Z軸方向の軸心回りに回転可能であるとともに、Y軸方向に移動可能となっている。
図3に示すように、保護部材T1側を下側に向けて保持面700上にウェーハWが載置される。そして、保持面700に連通する図示しない吸引源により生み出された吸引力が保持面700に伝達されることで、保持テーブル70は保持面700上で裏面Wbを露出させた状態のウェーハWを吸引保持する。
(4)薄化ステップ
保持テーブル70に保持されたウェーハWの裏面Wbを図4に示す研削手段71によって研削して仕上げ厚みへと薄化するとともにウェーハWを複数のチップへと分割する。研削手段71は、例えば、Z軸方向の軸心周りに回転可能な回転軸710と、回転軸710の下端に接続された円板状のマウント713と、マウント713の下面に着脱可能に接続された研削ホイール714とを備える。
保持テーブル70に保持されたウェーハWの裏面Wbを図4に示す研削手段71によって研削して仕上げ厚みへと薄化するとともにウェーハWを複数のチップへと分割する。研削手段71は、例えば、Z軸方向の軸心周りに回転可能な回転軸710と、回転軸710の下端に接続された円板状のマウント713と、マウント713の下面に着脱可能に接続された研削ホイール714とを備える。
研削ホイール714は、ホイール基台714bと、ホイール基台714bの底面に環状に配設された略直方体形状の複数の研削砥石714aとを備える。研削砥石714aは、例えば、レジンボンドやメタルボンド等でダイヤモンド砥粒等が固着されて成形されている。なお、研削砥石714aの形状は、環状に一体に形成されているものでもよい。
まず、保持テーブル70が+Y方向へ移動して、研削ホイール714と保持テーブル70に保持されたウェーハWとの位置合わせがなされる。位置合わせは、例えば、研削ホイール714の回転中心がウェーハWの回転中心に対して所定の距離だけ+Y方向にずれ、研削砥石714aの回転軌跡がウェーハWの回転中心を通るように行われる。
研削ホイール714とウェーハWとの位置合わせが行われた後、回転軸710が回転するのに伴って、図4に示すように、研削ホイール714が、+Z方向側からみて反時計周り方向に回転する。また、研削手段71が−Z方向へと送られ、研削砥石714aがウェーハWの裏面Wbに当接することで研削加工が行われる。さらに、研削中は、保持テーブル70が+Z方向側からみて反時計周り方向に回転するのに伴ってウェーハWも回転するので、研削砥石714aがウェーハWの裏面Wbの全面の研削加工を行う。研削加工中においては、研削砥石714aとウェーハWの裏面Wbとの接触箇所に対して研削水が供給され、この研削水によって接触箇所の冷却及び発生した研削屑の洗浄除去が行われる。
研削ホイール714を所定の研削送り速度で下方に所定量研削送りして、溝Mの底がウェーハWの裏面Wb側に露出するまでウェーハWの裏面Wbを研削する。溝Mの底がウェーハWの裏面Wbに露出することで、図5に示すように、仕上げ厚みへと薄化されたウェーハWはデバイスDを備える複数のチップCに分割される。各チップC間には、溝Mの幅と同程度の間隔が設けられた状態になっている。そして、研削手段71がウェーハWから離間する。
(5)親水化ステップ
本実施形態においては、薄化ステップを実施した後、例えば、図5に示す保護部材T1に貼着された複数のチップCの裏面Cbと側面Cdとを親水化する。チップCの裏面Cbと側面Cdとの親水化は、例えば、図5に示す発光部8からウェーハWの裏面Wbに対して所定波長の紫外光を照射することで容易に行うことができる。なお、チップCの裏面Cb及び側面Cdの親水化は紫外光照射によって成される形態に限定されず、例えば、大気圧プラズマ処理装置を用いたプラズマ照射によって成されるものとしてもよい。
本実施形態においては、薄化ステップを実施した後、例えば、図5に示す保護部材T1に貼着された複数のチップCの裏面Cbと側面Cdとを親水化する。チップCの裏面Cbと側面Cdとの親水化は、例えば、図5に示す発光部8からウェーハWの裏面Wbに対して所定波長の紫外光を照射することで容易に行うことができる。なお、チップCの裏面Cb及び側面Cdの親水化は紫外光照射によって成される形態に限定されず、例えば、大気圧プラズマ処理装置を用いたプラズマ照射によって成されるものとしてもよい。
保持テーブル70の上方に配設された発光部8は、例えば2波長LEDであり、波長185nmの紫外光と波長254nmの紫外光とを同時に発光することができる。発光部8から波長185nmの紫外光が下方に向かって照射されることで、チップCの裏面Cb及び側面Cdと発光部8との間に存在する空気中の酸素分子が紫外光を吸収し、基底状態の酸素原子を生成する。生成された酸素原子は周囲の酸素分子と結合してオゾンを生成する。また、波長185nmの紫外光は、チップCの裏面Cbや側面Cdに付着した研削屑による有機汚濁等の分子間結合及び原子間結合を切断して励起状態にすることで、有機汚濁を分解していく。さらに、発生したオゾンが波長254nmの紫外光を吸収することで、励起状態の活性酸素が生成される。活性酸素やオゾンは高い酸化力を有するため、チップCの裏面Cbや側面Cdに生じた炭素や水素等と結合して、ヒドロキシル基、アルデヒド基、及びカルボキシル基等の極性の大きな親水基をチップCの裏面Cbや側面Cdに形成していく。その結果、チップCの裏面Cbや側面Cdが親水化する。
(6)塗布ステップ
チップCの裏面Cbや側面Cdを親水化させた後、保護部材T1に貼着されたチップCの裏面Cbに外的刺激で硬化する硬化樹脂を供給してチップCの裏面Cbと側面Cdとを硬化樹脂で被覆するとともに、隣接するチップC間に隙間が形成された状態とする。なお、本ステップにおいて使用する液状の硬化樹脂の粘度等によっては、上記親水化ステップを実施せずに、(4)薄化ステップを実施した後に本ステップを実施するものとしてもよい。
チップCの裏面Cbや側面Cdを親水化させた後、保護部材T1に貼着されたチップCの裏面Cbに外的刺激で硬化する硬化樹脂を供給してチップCの裏面Cbと側面Cdとを硬化樹脂で被覆するとともに、隣接するチップC間に隙間が形成された状態とする。なお、本ステップにおいて使用する液状の硬化樹脂の粘度等によっては、上記親水化ステップを実施せずに、(4)薄化ステップを実施した後に本ステップを実施するものとしてもよい。
保護部材T1に貼着された複数のチップCは、保護部材T1と共に図6に示す硬化樹脂被覆手段4に搬送される。硬化樹脂被覆手段4は、例えば、スピンコータ(回転式塗布装置)であり、Z軸方向の軸心回りに回転可能であり保持面40aで保護部材T1を吸引保持することができるチャックテーブル40と、チャックテーブル40に保持された保護部材T1上のチップCの裏面Cbに液状の硬化樹脂を供給するノズル41と、ノズル41に連通し液状の硬化樹脂を蓄えている供給手段42とを備えている。なお、チャックテーブル40は、図示しないケースによって周囲を囲まれており、チップCを硬化樹脂で被覆している最中に液状の硬化樹脂が周囲に飛散しない構成になっている。
供給手段42に蓄えられている液状の硬化樹脂は、例えば、外的刺激である紫外光照射によって硬化する性質を備えるアンダーフィルである。なお、液状の硬化樹脂は加熱によって硬化する熱硬化型の樹脂を用いてもよい。
供給手段42に蓄えられている液状の硬化樹脂は、例えば、外的刺激である紫外光照射によって硬化する性質を備えるアンダーフィルである。なお、液状の硬化樹脂は加熱によって硬化する熱硬化型の樹脂を用いてもよい。
チャックテーブル40に、ウェーハWの裏面Wbが上になるように保護部材T1を載置し、チャックテーブル40に接続された図示しない吸引手段を作動することにより保持面40a上でチップCに分割されたウェーハWを吸引保持する。次に、チャックテーブル40上で吸引保持されたウェーハWの裏面Wbの中心部にノズル41から硬化樹脂を滴下しつつ、チャックテーブル40を回転させる。滴下された液状の硬化樹脂が遠心力によりウェーハWの裏面Wbの中心側から外周側に向けて広がっていき、保護部材T1上の各チップCの裏面Cb全面にいきわたり、図7に示すほぼ一様な厚さの硬化樹脂の膜Jが各チップCの裏面Cb上に形成される。
また、ノズル41からの硬化樹脂の滴下量及びチャックテーブル40の回転速度が、隣接するチップC間に所定の幅の隙間が形成されるような所定の値に調整される。そのため、液状の硬化樹脂がチップCの裏面Cbから側面Cdへと伝っていき、側面Cdにも硬化樹脂膜Jが形成される。本実施形態においては、薄化ステップを実施した後、本塗布ステップを実施する前に、チップCの裏面Cbと側面Cdとを親水化する親水化ステップを行っているため、チップCの裏面Cb及び側面Cdにおいて硬化樹脂が球状になりにくくなっており、チップCの裏面Cb及び側面Cdに硬化樹脂が膜状に広がりやすくなっている。そのため、液状の硬化樹脂がチップCの側面Cdへ回り込みやすくなっているため、より確実にチップCの側面Cdを硬化樹脂膜Jで被覆することが可能となる。
チップCの側面Cdが硬化樹脂膜Jで被覆されるのに伴い、各チップC間の保護部材T1の粘着面上にも液状の硬化樹脂が溜まり極細厚の硬化樹脂の膜(以下、連続部J1とする)が形成され、その結果、各チップC間に所定の幅の隙間Vが形成される。なお、隙間Vの幅は極僅かな大きさであってもよく、少なくとも隙間Vが各チップCの側面Cdの硬化樹脂膜Jによって完全に埋められていなければよい。
なお、本塗布ステップは、本実施形態のようなスピンコート形式で実施されるものに限定されず、例えば、ウェーハWの裏面Wbに液状の硬化樹脂をスプレーコートすることで成されるものとしてもよい。
(7)硬化ステップ
塗布ステップを終えた後、チャックテーブル40に吸引保持されたウェーハWに対して、図8に示すように、外的刺激として所定波長の紫外光をUVランプ44から照射することで、各チップCの裏面Cbと側面Cdとを被覆する硬化樹脂膜J及び連続部J1を硬化させる。
なお、上記塗布ステップから硬化ステップまでを複数回繰り返すものとしてもよい。チップCの裏面Cbから側面Cdに至る角部分は滴下された液状の硬化樹脂が留まりにくく被覆されにくいが、上記一連のステップを複数回繰り返すことによって、該角部分についてもより確実に硬化樹脂膜Jで被覆することができるようになる。
塗布ステップを終えた後、チャックテーブル40に吸引保持されたウェーハWに対して、図8に示すように、外的刺激として所定波長の紫外光をUVランプ44から照射することで、各チップCの裏面Cbと側面Cdとを被覆する硬化樹脂膜J及び連続部J1を硬化させる。
なお、上記塗布ステップから硬化ステップまでを複数回繰り返すものとしてもよい。チップCの裏面Cbから側面Cdに至る角部分は滴下された液状の硬化樹脂が留まりにくく被覆されにくいが、上記一連のステップを複数回繰り返すことによって、該角部分についてもより確実に硬化樹脂膜Jで被覆することができるようになる。
(8)転写ステップ
紫外光の照射によって硬化した硬化樹脂膜Jが形成されたウェーハWは、図4に示すように、エキスパンドシートT2が貼着される。エキスパンドシートT2は、例えば、ウェーハWの外径よりも大きい外径を有する円盤状のシートであり、機械的外力に対する適度な伸縮性を備えている。例えば、図示しない貼り付けテーブル上に載置されたウェーハWの中心と環状フレームFの開口の中心とが略合致するように、ウェーハWに対して環状フレームFが位置付けられる。そして、貼り付けテーブル上でプレスローラー等によりウェーハWの裏面Wb側の硬化樹脂膜J(図9においては不図示)にエキスパンドシートT2が押し付けられて貼着される。同時に、エキスパンドシートT2の粘着面T2aの外周部を環状フレームFにも貼着することで、ウェーハWは、エキスパンドシートT2を介して環状フレームFに支持された状態となり、環状フレームFを介したハンドリングが可能な状態になる。また、ウェーハWの表面Waから保護部材T1が剥離される。
紫外光の照射によって硬化した硬化樹脂膜Jが形成されたウェーハWは、図4に示すように、エキスパンドシートT2が貼着される。エキスパンドシートT2は、例えば、ウェーハWの外径よりも大きい外径を有する円盤状のシートであり、機械的外力に対する適度な伸縮性を備えている。例えば、図示しない貼り付けテーブル上に載置されたウェーハWの中心と環状フレームFの開口の中心とが略合致するように、ウェーハWに対して環状フレームFが位置付けられる。そして、貼り付けテーブル上でプレスローラー等によりウェーハWの裏面Wb側の硬化樹脂膜J(図9においては不図示)にエキスパンドシートT2が押し付けられて貼着される。同時に、エキスパンドシートT2の粘着面T2aの外周部を環状フレームFにも貼着することで、ウェーハWは、エキスパンドシートT2を介して環状フレームFに支持された状態となり、環状フレームFを介したハンドリングが可能な状態になる。また、ウェーハWの表面Waから保護部材T1が剥離される。
(9)拡張ステップ
図10に示すように、エキスパンドシートT2を介して環状フレームFによって支持された状態のウェーハWをエキスパンド装置5に搬送する。エキスパンド装置5は、例えば、エキスパンドシートT2の外径よりも大きな外径を備える環状テーブル50を具備しており、環状テーブル50の開口50cの直径はエキスパンドシートT2の外径よりも小さく形成されている。環状テーブル50の外周部には、4つ(図示の例においては、2つのみ図示している)の固定クランプ52が均等に配設されている。固定クランプ52は、バネ等によって回転軸52cを軸に回動可能となっており、環状テーブル50の保持面50aと固定クランプ52の下面との間に環状フレームFを挟み込むことができる。
図10に示すように、エキスパンドシートT2を介して環状フレームFによって支持された状態のウェーハWをエキスパンド装置5に搬送する。エキスパンド装置5は、例えば、エキスパンドシートT2の外径よりも大きな外径を備える環状テーブル50を具備しており、環状テーブル50の開口50cの直径はエキスパンドシートT2の外径よりも小さく形成されている。環状テーブル50の外周部には、4つ(図示の例においては、2つのみ図示している)の固定クランプ52が均等に配設されている。固定クランプ52は、バネ等によって回転軸52cを軸に回動可能となっており、環状テーブル50の保持面50aと固定クランプ52の下面との間に環状フレームFを挟み込むことができる。
環状テーブル50の開口50c内には、円筒状の拡張ドラム53が高さ位置を固定して配設されており、環状テーブル50の中心と拡張ドラム53の中心とは略合致している。この拡張ドラム53の外径は、エキスパンドシートT2の外径より小さく、かつ、ウェーハWの外径よりも大きく形成されている。
環状テーブル50は、例えば、環状テーブル昇降手段55によって上下動可能となっている。環状テーブル昇降手段55は、例えばエアシリンダであり、内部に図示しないピストンを備える筒状のシリンダチューブ550と、シリンダチューブ550に挿入され下端がピストンに取り付けられたピストンロッド551とを備える。ピストンロッド551の上端は、環状テーブル50の下面に固定されている。シリンダチューブ550にエアが供給(または、排出)されシリンダチューブ550内の圧力が変化することで、ピストンロッド551が上下動し、環状テーブル50も上下動する。
基準高さ位置に位置付けられた環状テーブル50の保持面50aに、エキスパンドシートT2を介して環状フレームFが載置される。次いで、固定クランプ52を回動させ、環状フレームFが固定クランプ52と環状テーブル50の保持面50aとの間に挟持固定された状態にする。この状態においては、環状テーブル50の保持面50aと拡張ドラム53の環状の上端面とは同一の高さ位置にあり、拡張ドラム53の上端面が、エキスパンドシートT2の環状フレームFの内周縁とウェーハWの外周縁との間の領域に、エキスパンドシートT2の基材面側(図10における下面側)から当接する。
図11に示すように、環状テーブル昇降手段55が、固定クランプ52との間に環状フレームFを挟み込んだ状態の環状テーブル50を−Z方向に下降させることで、環状テーブル50の保持面50aを拡張ドラム53の上端面より下方のエキスパンドシート拡張位置に位置付ける。その結果、拡張ドラム53は固定クランプ52に対して相対的に上昇し、エキスパンドシートT2は、拡張ドラム53の上端面で押し上げられて径方向外側に向かって拡張される。その結果、図11、12に示すようにエキスパンドシートT2が貼着されている隣接するチップC間に形成された硬化樹脂膜Jの隙間Vを起点に硬化樹脂膜Jの連続部J1が分断される。即ち、外力(拡張力)がエキスパンドシートT2を介して連続部J1に集中的に付与されることで、連続部J1が隙間Vに沿って引きちぎられる。
(10)ピックアップステップ
上記のように拡張ステップを実施した後、エキスパンドシートT2からチップCをピックアップする。例えば、エキスパンドシートT2が紫外線照射によって粘着力が低下するタイプの場合には、図12に示すエキスパンドシートT2に紫外線を照射して粘着面T2aの粘着力を低下させた後、チップCに分割されたウェーハWを、図13に示すピックアップ装置9に搬送する。ピックアップ装置9は、図示しない挟持クランプ等で環状フレームF(図13においては不図示)を固定し、Z軸方向に昇降可能なニードル90で、チップCを下側からエキスパンドシートT2を介して突き上げる。そして、チップCがエキスパンドシートT2から浮き上がったところを吸引パッド91で吸引保持することで、裏面Cb及び側面Cdに硬化樹脂膜Jが被覆されたチップCのパッケージをピックアップして得ることができる。
上記のように拡張ステップを実施した後、エキスパンドシートT2からチップCをピックアップする。例えば、エキスパンドシートT2が紫外線照射によって粘着力が低下するタイプの場合には、図12に示すエキスパンドシートT2に紫外線を照射して粘着面T2aの粘着力を低下させた後、チップCに分割されたウェーハWを、図13に示すピックアップ装置9に搬送する。ピックアップ装置9は、図示しない挟持クランプ等で環状フレームF(図13においては不図示)を固定し、Z軸方向に昇降可能なニードル90で、チップCを下側からエキスパンドシートT2を介して突き上げる。そして、チップCがエキスパンドシートT2から浮き上がったところを吸引パッド91で吸引保持することで、裏面Cb及び側面Cdに硬化樹脂膜Jが被覆されたチップCのパッケージをピックアップして得ることができる。
本発明に係るウェーハの加工方法は、薄化ステップを実施した後、保護部材T1に貼着された複数のチップCの裏面Cbに外的刺激で硬化する硬化樹脂を供給してチップCの裏面Cbと側面Cdとを硬化樹脂膜Jで被覆するとともに、隣接するチップC間に隙間Vが形成された状態とする塗布ステップと、塗布ステップを実施した後、硬化樹脂に外的刺激を付与して硬化させる硬化ステップと、硬化ステップを実施した後、ウェーハWの裏面Wb側にエキスパンドシートT2を貼着するとともにウェーハWの表面Waから保護部材T1を除去する転写ステップと、転写ステップを実施した後エキスパンドシートT2を拡張することで、隣接するチップC間に形成された硬化樹脂の隙間Vを起点に硬化樹脂を分断する拡張ステップと、拡張ステップを実施した後、チップCをエキスパンドシートT2からピックアップするピックアップステップと、を備えることで、従来に比べてより簡易的な工程でパッケージの小型化、薄型化と強度の向上とを達成することができる。
W:ウェーハ Wa:ウェーハの表面 Wb:ウェーハの裏面 D:デバイス: S:分割予定ライン M:溝 T1:保護部材 C:チップ Cb:チップの裏面 Cd:チップの側面
11:切削手段 110:切削ブレード 111:スピンドル
7:研削装置 70:保持テーブル 700:保持面
71:研削手段 710:回転軸 713:マウント 714:研削ホイール 714a:研削砥石 714b:ホイール基台
8:発光部
4:硬化樹脂被覆手段 40:チャックテーブル 41:ノズル 42:供給手段 J:硬化樹脂膜 J1:連続部 V:隙間 44:UVランプ
5:エキスパンド装置 50:環状テーブル 50a:環状テーブルの保持面 50c:環状テーブルの開口 52:固定クランプ 53:拡張ドラム
T2:エキスパンドシート F:環状フレーム
55:環状テーブル昇降手段 550:シリンダチューブ 551:ピストンロッド
9:ピックアップ装置 90:ニードル 91:吸引パッド
11:切削手段 110:切削ブレード 111:スピンドル
7:研削装置 70:保持テーブル 700:保持面
71:研削手段 710:回転軸 713:マウント 714:研削ホイール 714a:研削砥石 714b:ホイール基台
8:発光部
4:硬化樹脂被覆手段 40:チャックテーブル 41:ノズル 42:供給手段 J:硬化樹脂膜 J1:連続部 V:隙間 44:UVランプ
5:エキスパンド装置 50:環状テーブル 50a:環状テーブルの保持面 50c:環状テーブルの開口 52:固定クランプ 53:拡張ドラム
T2:エキスパンドシート F:環状フレーム
55:環状テーブル昇降手段 550:シリンダチューブ 551:ピストンロッド
9:ピックアップ装置 90:ニードル 91:吸引パッド
Claims (3)
- 交差する複数の分割予定ラインで区画された各領域にそれぞれデバイスが形成されたウェーハの加工方法であって、
ウェーハの表面から該分割予定ラインに沿ってウェーハの仕上げ厚みに至る溝を形成する溝形成ステップと、
該溝形成ステップを実施した後、ウェーハの表面に保護部材を配設する保護部材配設ステップと、
該保護部材配設ステップを実施した後、該保護部材側を保持テーブルで保持してウェーハの裏面を露出させる保持ステップと、
該保持ステップを実施した後、ウェーハの裏面を研削して該仕上げ厚みへと薄化するとともにウェーハを複数のチップへと分割する薄化ステップと、
該薄化ステップを実施した後、該保護部材に貼着された複数のチップの裏面に外的刺激で硬化する硬化樹脂を供給してチップの裏面と側面とを該硬化樹脂で被覆するとともに、隣接するチップ間に隙間が形成された状態とする塗布ステップと、
該塗布ステップを実施した後、該硬化樹脂に該外的刺激を付与して硬化させる硬化ステップと、
該硬化ステップを実施した後、ウェーハの裏面側にエキスパンドシートを貼着するとともにウェーハの表面から該保護部材を除去する転写ステップと、
該転写ステップを実施した後、該エキスパンドシートを拡張することで、隣接するチップ間に形成された該硬化樹脂の該隙間を起点に該硬化樹脂を分断する拡張ステップと、
該拡張ステップを実施した後、チップを該エキスパンドシートからピックアップするピックアップステップと、を備えることで、裏面及び側面が該硬化樹脂で保護されたチップを形成する、ウェーハの加工方法。 - 前記薄化ステップを実施した後、前記塗布ステップを実施する前に、前記保護部材に貼着された複数のチップの裏面と側面とを親水化する親水化ステップを更に備えた、請求項1に記載のウェーハの加工方法。
- 前記親水化ステップでは、ウェーハの裏面に対して紫外線を照射して前記保護部材に貼着された複数のチップの裏面と側面とを親水化する、請求項2に記載のウェーハの加工方法。
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-
2017
- 2017-05-23 JP JP2017101597A patent/JP2018198241A/ja active Pending
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