JP2020024969A - ウェーハの加工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】品質を低下させることなくデバイスチップを形成する。【解決手段】複数のデバイスが表面に形成されたウェーハを個々のデバイスチップに分割するウェーハの加工方法であって、ウェーハの裏面にポリオレフィン系シートを配設するポリオレフィン系シート配設工程と、該ポリオレフィン系シートを加熱し、熱圧着により該ウェーハと、該ポリオレフィン系シートと、を一体化させる一体化工程と、ウェーハを収容できる大きさの開口を有する内枠と、該内枠の外径に対応した径の開口を有する外枠と、で構成されるフレームを使用して、該内枠の外周壁と、該外枠の内周壁と、の間にポリオレフィン系シートの外周を挟持することでポリオレフィン系シートを該フレームで支持するフレーム支持工程と、該ウェーハを切削して該ウェーハを個々のデバイスチップに分割する分割工程と、該ポリオレフィン系シートを冷却し、デバイスチップを突き上げるピックアップ工程と、を備える。【選択図】図４

Description

本発明は、複数のデバイスが分割予定ラインによって区画された表面の各領域に形成されたウェーハを個々のデバイスに分割するウェーハの加工方法に関する。

携帯電話やパソコン等の電子機器に使用されるデバイスチップの製造工程では、まず、半導体等の材料からなるウェーハの表面に複数の交差する分割予定ライン（ストリート）を設定する。そして、該分割予定ラインで区画される各領域にＩＣ（Integrated Circuit）、ＬＳＩ（Large-scale Integrated circuit）等のデバイスを形成する。

その後、開口を有する環状のフレームに該開口を塞ぐように貼られたダイシングテープと呼ばれる粘着テープを該ウェーハの裏面に貼着し、ウェーハと、粘着テープと、環状のフレームと、が一体となったフレームユニットを形成する。そして、フレームユニットに含まれるウェーハを該分割予定ラインに沿って加工して分割すると、個々のデバイスチップが形成される。

ウェーハの分割には、例えば、切削装置が使用される。切削装置は、粘着テープを介してウェーハを保持するチャックテーブル、ウェーハを切削する切削ユニット等を備える。切削ユニットは、円環状の砥石部を備える切削ブレードと、該切削ブレードの中央の貫通孔に突き通され切削ブレードを回転させるスピンドルと、を備える。

ウェーハを切削する際には、チャックテーブルの上にフレームユニットを載せ、粘着テープを介してチャックテーブルにウェーハを保持させ、スピンドルを回転させることで切削ブレードを回転させ、切削ユニットを所定の高さ位置に下降させる。そして、チャックテーブルと、切削ユニットと、をチャックテーブルの上面に平行な方向に沿って相対移動させ分割予定ラインに沿って切削ブレードにウェーハを切削させる。すると、ウェーハが分割される。

その後、切削装置からフレームユニットを搬出し、粘着テープに紫外線を照射する等の処理を施して粘着テープの粘着力を低下させ、デバイスチップをピックアップする。デバイスチップの生産効率が高い加工装置として、ウェーハの分割と、粘着テープへの紫外線の照射と、を一つの装置で連続して実施できる切削装置が知られている（特許文献１参照）。粘着テープ上からピックアップされたデバイスチップは、所定の配線基板等に実装される。

特許第３０７６１７９号公報

粘着テープは、基材層と、該基材層上に配設された糊層と、を含む。切削装置では、ウェーハを確実に分割するために、切削ブレードの下端がウェーハの下面よりも低い位置に達するように切削ユニットが所定の高さに位置付けられる。そのため、ウェーハを切削する切削ブレードは、粘着テープの糊層をも切削する。したがって、ウェーハの切削時には、ウェーハに由来する切削屑とともに糊層に由来する切削屑が発生する。

ウェーハの切削時にはウェーハや切削ブレードに切削液が供給されるが、切削により発生した該切削屑が該切削液に取り込まれてウェーハの表面に拡散される。ここで、糊層に由来する切削屑はデバイスの表面に再付着しやすい上、その後のウェーハの洗浄工程等で除去するのも容易ではない。そのため、糊層に由来した切削屑が付着すると、デバイスチップの品質の低下が問題となる。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、切削屑がデバイスの表面に付着せず、デバイスチップの品質の低下が抑制されたウェーハの加工方法を提供することである。

本発明の一態様によれば、複数のデバイスが、分割予定ラインによって区画された表面の各領域に形成されたウェーハを個々のデバイスチップに分割するウェーハの加工方法であって、ウェーハの裏面にポリオレフィン系シートを配設するポリオレフィン系シート配設工程と、該ポリオレフィン系シートを加熱し、熱圧着により該ウェーハと、該ポリオレフィン系シートと、を一体化させる一体化工程と、該一体化工程の前または後に、該ウェーハを収容できる大きさの開口を有する内枠と、該内枠の外径に対応した径の開口を有する外枠と、で構成されるフレームを使用して、該内枠の外周壁と、該外枠の内周壁と、の間に該ポリオレフィン系シートの外周を挟持することで該ポリオレフィン系シートを該フレームで支持するフレーム支持工程と、切削ブレードを回転可能に備えた切削装置を用いて該ウェーハを分割予定ラインに沿って切削して該ウェーハを個々のデバイスチップに分割する分割工程と、該ポリオレフィン系シートの各デバイスチップに対応する個々の領域において、該ポリオレフィン系シートを冷却し、該ポリオレフィン系シート側から該デバイスチップを突き上げ、該ポリオレフィン系シートから該デバイスチップをピックアップするピックアップ工程と、を備えることを特徴とするウェーハの加工方法が提供される。

好ましくは、該一体化工程において、赤外線の照射によって該熱圧着を実施する。

また、好ましくは、該ピックアップ工程では、該ポリオレフィン系シートを拡張して各デバイスチップ間の間隔を広げる。

また、好ましくは、該ポリオレフィン系シートは、ポリエチレンシート、ポリプロピレンシート、ポリスチレンシートのいずれかである。

さらに、好ましくは、該一体化工程において、該ポリオレフィン系シートが該ポリエチレンシートである場合に加熱温度は１２０℃〜１４０℃であり、該ポリオレフィン系シートが該ポリプロピレンシートである場合に加熱温度は１６０℃〜１８０℃であり、該ポリオレフィン系シートが該ポリスチレンシートである場合に加熱温度は２２０℃〜２４０℃である。

また、好ましくは、該ウェーハは、Ｓｉ、ＧａＮ、ＧａＡｓ、ガラスのいずれかで構成される。

本発明の一態様に係るウェーハの加工方法では、フレームユニットに糊層を有する粘着テープを使用せず、糊層を備えないポリオレフィン系シートを用いてフレームと、ウェーハと、を一体化する。ポリオレフィン系シートと、ウェーハと、を一体化させる一体化工程は、熱圧着により実現される。

本発明の一態様に係るウェーハの加工方法では、ウェーハを収容できる大きさの開口を有する内枠と、該内枠の外径に対応した径の開口を有する外枠と、で構成されるフレームが使用される。そして、フレーム支持工程において、該外枠の該開口内に該内枠を挿入し、このとき、該内枠の外周壁と、該外枠の内周壁と、の間にポリオレフィン系シートを挟むことで該ポリオレフィン系シートをフレームで支持できる。

すなわち、ポリオレフィン系シートが糊層を備えていなくても、該一体化工程及びフレーム支持工程を実施することで、ウェーハと、ポリオレフィン系シートと、フレームと、を一体化させてフレームユニットを形成できる。

その後、切削ブレードによりウェーハを切削してウェーハを個々のデバイスチップに分割する。その後、ポリオレフィン系シートの各デバイスチップに対応する個々の領域において、該ポリオレフィン系シートを冷却し、該ポリオレフィン系シート側から該デバイスチップを突き上げ、ポリオレフィン系シートからデバイスチップをピックアップする。ピックアップされたデバイスチップは、それぞれ、所定の実装対象に実装される。なお、ピックアップの際にポリオレフィン系シートを冷却すると、ポリオレフィン系シートが収縮してポリオレフィン系シートの剥離が容易となるためデバイスチップにかかる負荷を軽減できる。

ウェーハを切削する際、ウェーハの下のポリオレフィン系シートにも切削ブレードが切り込むため、ポリオレフィン系シートに由来する切削屑が発生する。しかし、ポリオレフィン系シートは糊層を備えないため、該切削屑が切削水に取り込まれてウェーハの表面上に拡散されても該切削屑はウェーハに付着せず、その後の洗浄工程等を経てより確実に除去される。

すなわち、本発明の一態様によると、糊層を備えないポリオレフィン系シートを用いたフレームユニットの形成が可能となり、ウェーハの切削時に粘着力の高い切削屑が発生せず、該切削屑によるデバイスチップの品質低下が抑制される。

したがって、本発明の一態様によると、切削屑がデバイスの表面に付着せず、デバイスチップの品質の低下が抑制されたウェーハの加工方法が提供される。

ウェーハを模式的に示す斜視図である。 チャックテーブルの保持面上にウェーハを位置付ける様子を模式的に示す斜視図である。 ポリオレフィン系シート配設工程を模式的に示す斜視図である。 一体化工程の一例を模式的に示す斜視図である。 一体化工程の一例を模式的に示す斜視図である。 一体化工程の一例を模式的に示す斜視図である。 図７（Ａ）は、フレーム支持工程を模式的に示す斜視図であり、図７（Ｂ）は、形成されたフレームユニットを模式的に示す斜視図である。 分割工程を模式的に示す斜視図である。 ピックアップ装置へのフレームユニットの搬入を模式的に示す斜視図である。 図１０（Ａ）は、フレーム支持台の上に固定されたフレームユニットを模式的に示す断面図であり、図１０（Ｂ）は、ピックアップ工程を模式的に示す断面図である。

添付図面を参照して、本発明の一態様に係る実施形態について説明する。まず、本実施形態に係る加工方法で加工されるウェーハについて説明する。図１は、ウェーハ１を模式的に示す斜視図である。ウェーハ１は、例えば、Ｓｉ（シリコン）、ＳｉＣ（シリコンカーバイド）、ＧａＮ（窒化ガリウム）、ＧａＡｓ（ヒ化ガリウム）、若しくは、その他の半導体等の材料、または、サファイア、ガラス、石英等の材料からなる略円板状の基板等である。

ウェーハ１の表面１ａは格子状に配列された複数の分割予定ライン３で区画される。また、ウェーハ１の表面１ａの分割予定ライン３で区画された各領域にはＩＣ（Integrated Circuit）やＬＥＤ（Light Emitting Diode）等のデバイス５が形成される。本実施形態に係るウェーハ１の加工方法では、ウェーハ１を分割予定ライン３に沿って切削して分割することで、個々のデバイスチップを形成する。

ウェーハ１は、切削装置で切削される。ウェーハ１を該切削装置に搬入する前に、ウェーハ１と、ポリオレフィン系シートと、フレームと、が一体化され、フレームユニットが形成される。ウェーハ１は、フレームユニットの状態で切削装置に搬入され、切削される。形成された個々のデバイスチップはポリオレフィン系シートに支持される。その後、ポリオレフィン系シートを拡張することでデバイスチップ間の間隔を広げ、ピックアップ装置によりデバイスチップをピックアップする。

環状のフレーム７（図７（Ａ）等参照）は、例えば、金属等の材料で形成され、ウェーハ１を収容できる大きさの開口を有する内枠７ｃと、該内枠７ｃの外径に対応した径の開口を有する外枠７ａと、の２つの部材で構成される。内枠７ｃと、外枠７ａと、は略同一の高さを備える。

ポリオレフィン系シート９（図３等参照）は、柔軟性を有する樹脂系シートであり、表裏面が平坦である。そして、フレーム７の内枠７ｃの外径よりも大きい径を有し、糊層を備えない。ポリオレフィン系シート９は、アルケンをモノマーとして合成されるポリマーのシートであり、例えば、ポリエチレンシート、ポリプロピレンシート、または、ポリスチレンシート等の可視光に対して透明または半透明なシートである。ただし、ポリオレフィン系シート９はこれに限定されず、不透明でもよい。

ポリオレフィン系シート９は、粘着性を備えないため室温ではウェーハ１に貼着できない。しかしながら、ポリオレフィン系シート９は熱可塑性を有するため、所定の圧力を印加しながらウェーハ１と接合させた状態で融点近傍の温度まで加熱すると、部分的に溶融してウェーハ１に接着できる。

本実施形態に係るウェーハ１の加工方法では、熱圧着によりウェーハ１の裏面１ｂ側にポリオレフィン系シート９を接着し、ポリオレフィン系シート９の外周部を内枠７ｃの外周壁７ｅと、該外枠７ａの内周壁７ｂと、の間に挟持してフレームユニットを形成する。

次に、本実施形態に係るウェーハ１の加工方法の各工程について説明する。まず、ウェーハ１と、ポリオレフィン系シート９と、を一体化させる準備のために、ポリオレフィン系シート配設工程を実施する。図２は、チャックテーブル２の保持面２ａ上にウェーハ１を位置付ける様子を模式的に示す斜視図である。図２に示す通り、ポリオレフィン系シート配設工程は、上部に保持面２ａを備えるチャックテーブル２上で実施される。

チャックテーブル２は、上部中央にウェーハ１の外径よりも大きな径の多孔質部材を備える。該多孔質部材の上面は、チャックテーブル２の保持面２ａとなる。チャックテーブル２は、図３に示す如く一端が該多孔質部材に通じた排気路を内部に有し、該排気路の他端側には吸引源２ｂが配設される。排気路には、連通状態と、切断状態と、を切り替える切り替え部２ｃが配設され、切り替え部２ｃが連通状態であると保持面２ａに置かれた被保持物に吸引源２ｂにより生じた負圧が作用し、被保持物がチャックテーブル２に吸引保持される。

ポリオレフィン系シート配設工程では、まず、図２に示す通り、チャックテーブル２の保持面２ａ上にウェーハ１を載せる。この際、ウェーハ１の表面１ａ側を下方に向ける。次に、ウェーハ１の裏面１ｂ上にポリオレフィン系シート９を配設する。図３は、ポリオレフィン系シート配設工程を模式的に示す斜視図である。図３に示す通り、ウェーハ１を覆うようにウェーハ１の上にポリオレフィン系シート９を配設する。

なお、ポリオレフィン系シート配設工程では、ポリオレフィン系シート９の径よりも小さい径の保持面２ａを備えるチャックテーブル２が使用される。後に実施される一体化工程でチャックテーブル２による負圧をポリオレフィン系シート９に作用させる際に、保持面２ａの全体がポリオレフィン系シート９により覆われていなければ、負圧が隙間から漏れてしまい、ポリオレフィン系シート９に適切に圧力を印加できないためである。

本実施形態に係るウェーハ１の加工方法では、次に、ポリオレフィン系シート９を加熱し、熱圧着によりウェーハ１と、該ポリオレフィン系シート９と、を一体化する一体化工程を実施する。図４は、一体化工程の一例を模式的に示す斜視図である。図４では、可視光に対して透明または半透明であるポリオレフィン系シート９を通して視認できるものを破線で示す。

一体化工程では、まず、チャックテーブル２の切り替え部２ｃを作動させて連通状態とし吸引源２ｂをチャックテーブル２の上部の多孔質部材に接続し、吸引源２ｂによる負圧をポリオレフィン系シート９に作用させる。すると、大気圧によりポリオレフィン系シート９がウェーハ１に対して密着する。

次に、吸引源２ｂによりポリオレフィン系シート９を吸引しながらポリオレフィン系シート９を加熱して、熱圧着を実施する。ポリオレフィン系シート９の加熱は、例えば、図４に示す通り、チャックテーブル２の上方に配された赤外線ランプ４が使用される。赤外線ランプ４は、少なくともポリオレフィン系シート９の材料が吸収性を有する波長の赤外線４ａを照射可能である。

赤外線ランプ４を作動させて、ポリオレフィン系シート９に赤外線４ａを照射してポリオレフィン系シート９を加熱する。すると、ポリオレフィン系シート９がウェーハ１に熱圧着される。

ポリオレフィン系シート９の加熱は、他の方法により実施されてもよい。図５は、一体化工程の他の一例を模式的に示す斜視図である。図５では、可視光に対して透明または半透明であるポリオレフィン系シート９を通して視認できるものを破線で示す。図５に示す一体化工程は、チャックテーブル２の上方に配設されるヒートガン６により実施される。

ヒートガン６は、電熱線等の加熱手段と、ファン等の送風機構と、を内部に備え、空気を加熱し噴射できる。吸引源２ｂによる負圧をポリオレフィン系シート９に作用させながらヒートガン６によりポリオレフィン系シート９に上面から熱風６ａを供給し、ポリオレフィン系シート９を所定の温度に加熱すると、ポリオレフィン系シート９がウェーハ１に熱圧着される。

また、ポリオレフィン系シート９の加熱は、さらに他の方法により実施されてもよく、例えば、所定の温度に加熱された部材でウェーハ１を上方から押圧することで実施する。図６は一体化工程の他の一例を模式的に示す斜視図である。図６では、可視光に対して透明または半透明であるポリオレフィン系シート９を通して視認できるものを破線で示す。

図６に示す一体化工程では、例えば、内部に熱源を備えるヒートローラー８を使用する。図６に示す一体化工程においても、まず、吸引源２ｂによる負圧をポリオレフィン系シート９に作用させ、大気圧によりポリオレフィン系シート９をウェーハ１に密着させる。

その後、ヒートローラー８を所定の温度に加熱して、チャックテーブル２の保持面２ａの一端に該ヒートローラー８を載せる。そして、ヒートローラー８を回転させ、該一端から他端にまでチャックテーブル２上でヒートローラー８を転がす。すると、ポリオレフィン系シート９がウェーハ１に熱圧着される。この際、ヒートローラー８によりポリオレフィン系シート９を押し下げる方向に力を印加すると、大気圧より大きい圧力で熱圧着が実施される。尚、ヒートローラー８の表面をフッ素樹脂で被覆することが好ましい。

また、内部に熱源を備え、平たい底板を有するアイロン状の押圧部材をヒートローラー８に代えて使用してポリオレフィン系シート９の熱圧着を実施してもよい。この場合、該押圧部材を所定の温度に加熱して熱板とし、チャックテーブル２に保持されたポリオレフィン系シート９を該押圧部材で上方から押圧する。

いずれかの方法によりポリオレフィン系シート９がその融点近傍の温度にまで加熱されると、ポリオレフィン系シート９がウェーハ１に熱圧着される。ポリオレフィン系シート９を熱圧着した後は、切り替え部２ｃを作動させてチャックテーブル２の多孔質部材を吸引源２ｂから切り離し、チャックテーブル２による吸着を解除する。

なお、熱圧着を実施する際にポリオレフィン系シート９は、好ましくは、その融点以下の温度に加熱される。加熱温度が融点を超えると、ポリオレフィン系シート９が溶解してシートの形状を維持できなくなる場合があるためである。また、ポリオレフィン系シート９は、好ましくは、その軟化点以上の温度に加熱される。加熱温度が軟化点に達していなければ熱圧着を適切に実施できないためである。すなわち、ポリオレフィン系シート９は、その軟化点以上でかつその融点以下の温度に加熱されるのが好ましい。

さらに、一部のポリオレフィン系シート９は、明確な軟化点を有しない場合もある。そこで、熱圧着を実施する際にポリオレフィン系シート９は、好ましくは、その融点よりも２０℃低い温度以上でかつその融点以下の温度に加熱される。

また、例えば、ポリオレフィン系シート９がポリエチレンシートである場合、加熱温度は１２０℃〜１４０℃とされる。また、該ポリオレフィン系シート９がポリプロピレンシートである場合、加熱温度は１６０℃〜１８０℃とされる。さらに、ポリオレフィン系シート９がポリスチレンシートである場合、加熱温度は２２０℃〜２４０℃とされる。

ここで、加熱温度とは、一体化工程を実施する際のポリオレフィン系シート９の温度をいう。例えば、赤外線ランプ４、ヒートガン６、ヒートローラー８等の熱源では出力温度を設定できる機種が実用に供されているが、該熱源を使用してポリオレフィン系シート９を加熱しても、ポリオレフィン系シート９の温度が設定された該出力温度にまで達しない場合もある。そこで、ポリオレフィン系シート９を所定の温度に加熱するために、熱源の出力温度をポリオレフィン系シート９の融点よりも高く設定してもよい。

本実施形態に係るウェーハ１の加工方法では、該一体化工程の前または後に、ポリオレフィン系シート９をフレーム７で支持するフレーム支持工程を実施する。図７（Ａ）は、フレーム支持工程を模式的に示す斜視図である。フレーム支持工程では、フレーム７の内枠７ｃの外周壁７ｅと、フレーム７の外枠７ａの内周壁７ｂと、の間にポリオレフィン系シート９の外周を挟持することでポリオレフィン系シート９を該フレーム７で支持する。

まず、内枠７ｃの上にポリオレフィン系シート９を載せる。この際、内枠７ｃの上面のすべての領域がポリオレフィン系シート９に覆われるようにポリオレフィン系シート９の位置を決める。次に、外枠７ａをポリオレフィン系シート９の上方に載せる。この際、内枠７ｃの外周壁７ｅと、外枠７ａの内周壁７ｂと、が概略重なるように外枠７ａの位置を決める。

その後、ポリオレフィン系シート９の上方に載る外枠７ａを下方に押し下げ、外枠７ａの開口中に内枠７ｃを収容させる。このとき、ポリオレフィン系シート９の外周部は外枠７ａにより折り曲げられ、内枠７ｃの外周壁７ｅと、外枠７ａの内周壁７ｂと、の間に挟持される。すると、図７（Ｂ）に示す通り、ウェーハ１と、ポリオレフィン系シート９と、フレーム７と、が一体となったフレームユニット１１が形成される。該フレームユニット１１では、フレーム７の内枠７ｃの上面の上にポリオレフィン系シート９が配される。

なお、一体化工程の後にフレーム支持工程を実施する場合について説明したが、本実施形態に係るウェーハの加工方法はこれに限定されない。例えば、フレーム支持工程の後に一体化工程を実施してもよい。この場合、一体化工程における加熱によりポリオレフィン系シート９のフレーム７の内枠７ｃ及び外枠７ａの間に挟まれた部分が内枠７ｃの外周壁７ｅと、外枠７ａの内周壁７ｂと、に接着されて、ポリオレフィン系シート９がより強い力でフレーム７に支持される。

また、フレーム７の内枠７ｃの上にポリオレフィン系シート９を配し、その上に外枠７ａを配してフレーム支持工程を実施する場合について説明したが、本実施形態に係るウェーハの加工方法では、内枠７ｃと、外枠７ａと、を入れ替えてもよい。

すなわち、外枠７ａの上にポリオレフィン系シート９を配し、その上に内枠７ｃを配し、内枠７ｃを上から押圧して外枠７ａの開口に内枠７ｃ収容させてもよい。この場合、形成されるフレームユニットでは、内枠７ｃの下面にポリオレフィン系シート９が接し、内枠７ｃの内周壁７ｄで囲まれた開口内にウェーハ１が配される。

次に、本実施形態に係るウェーハ１の加工方法では、フレームユニット１１の状態となったウェーハ１を切削ブレードで切削して分割する分割工程を実施する。分割工程は、例えば、図８に示す切削装置で実施される。図８は、分割工程を模式的に示す斜視図である。

切削装置１０は、被加工物を切削する切削ユニット１２と、被加工物を保持するチャックテーブル（不図示）と、を備える。切削ユニット１２は、円環状の砥石部を備える切削ブレード１６と、該切削ブレード１６の中央の貫通孔に先端側が突き通され切削ブレード１６を回転させるスピンドル（不図示）と、を備える。切削ブレード１６は、例えば、中央に該貫通孔を備える環状基台と、該環状基台の外周部に配設された環状の砥石部と、を備える。

該スピンドルの基端側は、スピンドルハウジング１４の内部に収容されたスピンドルモータ（不図示）に接続されており、スピンドルモータを作動させると切削ブレード１６を回転できる。

切削ブレード１６により被加工物を切削すると、切削ブレード１６と、被加工物と、の摩擦により熱が発生する。また、被加工物が切削されると被加工物から切削屑が発生する。そこで、切削により生じた熱及び切削屑を除去するため、被加工物を切削する間、切削ブレード１６及び被加工物に純水等の切削水が供給される。切削ユニット１２は、例えば、切削ブレード１６等に切削水を供給する切削水供給ノズル１８を切削ブレード１６の側方に備える。

ウェーハ１を切削する際には、チャックテーブルの上にフレームユニット１１を載せ、ポリオレフィン系シート９を介してチャックテーブルにウェーハ１を保持させる。そして、チャックテーブルを回転させウェーハ１の分割予定ライン３を切削装置１０の加工送り方向に合わせる。また、分割予定ライン３の延長線の上方に切削ブレード１６が配設されるように、チャックテーブル及び切削ユニット１２の相対位置を調整する。

次に、スピンドルを回転させることで切削ブレード１６を回転させる。そして、切削ユニット１２を所定の高さ位置に下降させ、チャックテーブルと、切削ユニット１２と、をチャックテーブルの上面に平行な方向に沿って相対移動させる。すると、回転する切削ブレード１６の砥石部がウェーハ１に接触しウェーハ１が切削され、分割予定ライン３に沿った切削痕３ａがウェーハ１及びポリオレフィン系シート９に形成される。

一つの分割予定ライン３に沿って切削を実施した後、チャックテーブル及び切削ユニット１２を加工送り方向とは垂直な割り出し送り方向に移動させ、他の分割予定ライン３に沿って同様にウェーハ１の切削を実施する。一つの方向に沿った全ての分割予定ライン３に沿って切削を実施した後、チャックテーブルを保持面に垂直な軸の回りに回転させ、同様に他の方向に沿った分割予定ライン３に沿ってウェーハ１を切削する。ウェーハ１のすべての分割予定ライン３に沿ってウェーハ１を切削すると、分割ステップが完了する。

切削装置１０は、切削ユニット１２の近傍に洗浄ユニット（不図示）を備えてもよい。切削ユニット１２により切削されたウェーハ１は、該洗浄ユニットに搬送され、該洗浄ユニットにより洗浄されてもよい。例えば、洗浄ユニットはフレームユニット１１を保持する洗浄テーブルと、フレームユニット１１の上方を往復移動できる洗浄水供給ノズルと、を備える。

洗浄テーブルを保持面に垂直な軸の回りに回転させ、洗浄水供給ノズルから純水等の洗浄液をウェーハ１に供給しながら、洗浄水供給ノズルを該保持面の中央の上方を通る経路で往復移動させると、ウェーハ１の表面１ａ側を洗浄できる。

分割ステップを実施すると、ウェーハ１は個々のデバイスチップに分割される。形成されたデバイスチップは、ポリオレフィン系シート９に支持される。ウェーハ１を切削する際は、ウェーハ１を確実に分割するために、切削ブレード１６の下端の高さ位置がウェーハ１の裏面１ｂよりも低い高さ位置となるように切削ユニット１２が所定の高さに位置付けられる。そのため、ウェーハ１を切削すると、ポリオレフィン系シート９も切削され、ポリオレフィン系シート９に由来する切削屑が発生する。

フレームユニット１１にポリオレフィン系シート９ではなく粘着テープを使用する場合、粘着テープの糊層に由来する切削屑が発生する。この場合、切削水供給ノズル１８から噴射される切削水に該切削屑が取り込まれ、ウェーハ１の表面１ａ上に拡散される。糊層に由来する切削屑はデバイス５の表面に再付着しやすい上、切削後に実施されるウェーハ１の洗浄工程等で除去するのも容易ではない。糊層に由来した切削屑が付着すると、形成されるデバイスチップの品質の低下が問題となる。

これに対して、本実施形態に係るウェーハ１の加工方法では、フレームユニット１１に糊層を備えた粘着テープではなく、糊層を備えないポリオレフィン系シート９を使用する。ポリオレフィン系シート９に由来する切削屑が発生し、切削水に取り込まれてウェーハの表面上に拡散されても、該切削屑はウェーハ１に付着せず、その後の洗浄工程等においてより確実に除去される。したがって、該切削屑によるデバイスチップの品質低下が抑制される。

本実施形態に係るウェーハ１の加工方法では、次に、ポリオレフィン系シート９から個々の該デバイスチップをピックアップするピックアップ工程を実施する。ピックアップ工程では、図９下部に示すピックアップ装置２０を使用する。図９は、ピックアップ装置２０へのフレームユニット１１の搬入を模式的に示す斜視図である。

ピックアップ装置２０は、ウェーハ１の径よりも大きい径を有する円筒状のドラム２２と、フレーム支持台２６を含むフレーム保持ユニット２４と、を備える。フレーム保持ユニット２４のフレーム支持台２６は、該ドラム２２の径よりも大きい径の開口を備え、該ドラム２２の上端部と同様の高さに配設され、該ドラム２２の上端部を外周側から囲む。さらに、フレーム支持台２６は、フレームユニット１１のフレーム７を構成する内枠７ｃの開口の径に対応する大きさの外径を備える。

また、フレーム支持台２６の外周壁には、例えば、複数の吸引孔２６ａが設けられる。フレーム支持台２６は、該フレーム支持台２６の外周側に位置付けられたフレーム７の内枠７ｃに該吸引孔２６ａを通じて負圧を作用できる。フレーム支持台２６の上にフレームユニット１１を載せ、フレーム７の内枠７ｃに負圧を作用させると、フレームユニット１１がフレーム支持台２６に固定される。

フレーム支持台２６は、鉛直方向に沿って伸長する複数のロッド２８により支持され、各ロッド２８の下端部には、該ロッド２８を昇降させるエアシリンダ３０が配設される。複数のエアシリンダ３０は、円板状のベース３２に支持される。各エアシリンダ３０を作動させると、フレーム支持台２６がドラム２２に対して引き下げられる。

ドラム２２の内部には、ポリオレフィン系シート９に支持されたデバイスチップを下方から突き上げる突き上げ機構３４が配設される。突き上げ機構３４は、ペルチェ素子等の冷却機構を内包する冷却部３４ａを上端に備える。また、ドラム２２の上方には、デバイスチップを吸引保持できるコレット３６（図１０（Ｂ）参照）が配設される。突き上げ機構３４及びコレット３６は、フレーム支持台２６の上面に沿った水平方向に移動可能である。また、コレット３６は、切り替え部３６ｂ（図１０（Ｂ）参照）を介して吸引源３６ａ（図１０（Ｂ）参照）に接続される。

ピックアップ工程では、まず、ピックアップ装置２０のドラム２２の上端の高さと、フレーム支持台２６の上面の高さと、が一致するように、エアシリンダ３０を作動させてフレーム支持台２６の高さを調節する。次に、切削装置１０から搬出されたフレームユニット１１をピックアップ装置２０のドラム２２の上に載せる。このとき、フレーム７の内枠７ｃの開口にフレーム支持台２６を挿入させ、該内枠７ｃの内周壁７ｄをフレーム支持台２６の外周壁に対面させる。

その後、フレーム支持台２６の吸引孔２６ａからフレーム７の内枠７ｃに負圧を作用させてフレーム支持台２６の上にフレームユニット１１のフレーム７を固定する。図１０（Ａ）は、フレーム支持台２６の上に固定されたフレームユニット１１を模式的に示す断面図である。ウェーハ１には、分割ステップにより切削痕３ａが形成され分割されている。

次に、エアシリンダ３０を作動させてフレーム保持ユニット２４のフレーム支持台２６をドラム２２に対して引き下げる。すると、図１０（Ｂ）に示す通り、ポリオレフィン系シート９が外周方向に拡張される。図１０（Ｂ）は、ピックアップ工程を模式的に示す断面図である。

ポリオレフィン系シート９が外周方向に拡張されると、ポリオレフィン系シート９に支持された各デバイスチップ１ｃの間隔が広げられる。すると、デバイスチップ１ｃ同士が接触しにくくなり、個々のデバイスチップ１ｃのピックアップが容易となる。そして、ピックアップの対象となるデバイスチップ１ｃを決め、該デバイスチップ１ｃの下方に突き上げ機構３４を移動させ、該デバイスチップ１ｃの上方にコレット３６を移動させる。

その後、冷却部３４ａを作動させて温度を低下させ、冷却部３４ａをポリオレフィン系シート９の該デバイスチップ１ｃに対応する領域に接触させて該領域を冷却する。さらに、突き上げ機構３４を作動させてポリオレフィン系シート９側から該デバイスチップ１ｃを突き上げる。そして、切り替え部３６ｂを作動させてコレット３６を吸引源３６ａに連通させる。すると、コレット３６により該デバイスチップ１ｃが吸引保持され、デバイスチップ１ｃがポリオレフィン系シート９からピックアップされる。ピックアップされた個々のデバイスチップ１ｃは、その後、所定の配線基板等に実装されて使用される。

なお、ポリオレフィン系シート９の該領域を冷却部３４ａにより冷却すると、ポリオレフィン系シート９が収縮してポリオレフィン系シート９と、デバイスチップと、の界面に大きな応力が生じ、剥離が容易となる。そのため、ポリオレフィン系シート９からの剥離時にデバイスチップにかかる負荷が軽減される。

以上に説明する通り、本実施形態に係るウェーハの加工方法によると、粘着テープを使用することなくウェーハ１を含むフレームユニット１１を形成できる。そのため、ウェーハ１を切削しても粘着テープの糊層に由来する切削屑が発生せず、該切削屑がデバイスチップ１ｃに付着することもない。そのため、デバイスチップ１ｃの品質を低下させることがない。

なお、本発明は上記実施形態の記載に限定されず、種々変更して実施可能である。例えば、上記実施形態では、ポリオレフィン系シート９が、例えば、ポリエチレンシート、ポリプロピレンシート、または、ポリスチレンシートである場合について説明したが、本発明の一態様はこれに限定されない。例えば、ポリオレフィン系シートは、他の材料が使用されてもよく、プロピレンとエチレンとのコポリマーや、オレフィン系エラストマー等でもよい。

その他、上記実施形態に係る構造、方法等は、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できる。

１ ウェーハ
１ａ 表面
１ｂ 裏面
３ 分割予定ライン
３ａ 切削痕
５ デバイス
７ フレーム
７ａ 外枠
７ｂ，７ｄ 内周壁
７ｃ 内枠
７ｅ 外周壁
９ ポリオレフィン系シート
１１ フレームユニット
２ チャックテーブル
２ａ 保持面
２ｂ，３６ａ 吸引源
２ｃ，３６ｂ 切り替え部
４ 赤外線ランプ
４ａ 赤外線
６ ヒートガン
６ａ 熱風
８ ヒートローラー
１０ 切削装置
１２ 切削ユニット
１４ スピンドルハウジング
１６ 切削ブレード
１８ 切削水供給ノズル
２０ ピックアップ装置
２２ ドラム
２４ フレーム保持ユニット
２６ フレーム支持台
２６ａ 吸引孔
２８ ロッド
３０ エアシリンダ
３２ ベース
３４ 突き上げ機構
３４ａ 冷却部
３６ コレット

Claims (6)

1. 複数のデバイスが、分割予定ラインによって区画された表面の各領域に形成されたウェーハを個々のデバイスチップに分割するウェーハの加工方法であって、
   ウェーハの裏面にポリオレフィン系シートを配設するポリオレフィン系シート配設工程と、
   該ポリオレフィン系シートを加熱し、熱圧着により該ウェーハと、該ポリオレフィン系シートと、を一体化させる一体化工程と、
   該一体化工程の前または後に、該ウェーハを収容できる大きさの開口を有する内枠と、該内枠の外径に対応した径の開口を有する外枠と、で構成されるフレームを使用して、該内枠の外周壁と、該外枠の内周壁と、の間に該ポリオレフィン系シートの外周を挟持することで該ポリオレフィン系シートを該フレームで支持するフレーム支持工程と、
   切削ブレードを回転可能に備えた切削装置を用いて該ウェーハを分割予定ラインに沿って切削して該ウェーハを個々のデバイスチップに分割する分割工程と、
   該ポリオレフィン系シートの各デバイスチップに対応する個々の領域において、該ポリオレフィン系シートを冷却し、該ポリオレフィン系シート側から該デバイスチップを突き上げ、該ポリオレフィン系シートから該デバイスチップをピックアップするピックアップ工程と、
   を備えることを特徴とするウェーハの加工方法。
2. 該一体化工程において、赤外線の照射によって該熱圧着を実施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. 該ピックアップ工程では、該ポリオレフィン系シートを拡張して各デバイスチップ間の間隔を広げ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。
4. 該ポリオレフィン系シートは、ポリエチレンシート、ポリプロピレンシート、ポリスチレンシートのいずれかであ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。
5. 該一体化工程において、該ポリオレフィン系シートが該ポリエチレンシートである場合に加熱温度は１２０℃〜１４０℃であり、該ポリオレフィン系シートが該ポリプロピレンシートである場合に加熱温度は１６０℃〜１８０℃であり、該ポリオレフィン系シートが該ポリスチレンシートである場合に加熱温度は２２０℃〜２４０℃であることを特徴とする請求項４記載のウェーハの加工方法。
6. 該ウェーハは、Ｓｉ、ＧａＮ、ＧａＡｓ、ガラスのいずれかで構成され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。