JP2021022606A - ウェーハの分割方法及びウェーハの分割に用いるテープ - Google Patents

Abstract

【課題】少なくとも２つの一対の把持部でテープを把持させ、一対の把持部の各把持部同士を互いに遠ざかる方向に移動させ、テープを拡張させてウェーハを分割する場合に、把持部に糊を付着させないようにする。【解決手段】分割起点Ｎを備えるウェーハＷの面積以上の面積の糊層１２を中央領域に形成し外周領域が糊層１２を備えていない環状の糊無し領域１１０ｂとなる四角形のテープ１の糊層１２にウェーハＷを貼着する工程と、テープ貼着工程の後、テープ１の糊無し領域１１０ｂを互いに直交する方向で少なくとも２つの一対の第一把持部４Ａ、第一把持部４Ｂ及び一対の第二把持部４Ｃ、第二把持部４Ｄで把持させ、一対の第一把持部４Ａ、４Ｂを互いに遠ざかる方向に移動させ、一対の第二把持部４Ｃ、４Ｄを互いに遠ざかる方向に移動させ、テープ１を拡張させ、ウェーハＷの分割起点Ｎを起点としてウェーハＷを分割させる工程と、からなるウェーハＷの分割方法。【選択図】図３

Description

本発明は、ウェーハの分割方法、及びウェーハの分割に用いるテープに関する。

半導体ウェーハ等の被加工物を個々のチップに分割する場合には、例えば特許文献１や特許文献２に開示されている分割方法のように、分割起点を形成したウェーハをテープに貼着させ、テープのウェーハからはみ出した部分の外周縁を、水平方向において対向して配置される例えば２つの一対の把持部で把持させ、一対の把持部の各把持部同士を互いに遠ざかる方向に移動させ、テープを水平面における４方向に拡張させ、ウェーハの分割起点に外力を加えて分割起点を起点として分割させている。

特開２０１８−００６３７０号公報 特開２０１８−１６０５８０号公報

しかし、把持部がテープの糊層に接触するため、ウェーハを分割させた後、把持部がテープを離すと把持部に糊が付着してしまうという問題がある。そのため、作業者が定期的に把持部から糊を拭き取る必要があり、糊拭き取り作業の際に把持部が配設されているテープ拡張装置を停止させる必要があり、生産性が悪くなるという問題がある。

よって、少なくとも２つの一対の把持部でテープを把持させ、一対の把持部の各把持部同士を互いに遠ざかる方向に移動させ、テープを拡張させてウェーハを分割する場合には、把持部に糊を付着させないように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、分割起点を備えるウェーハを分割させるウェーハの分割方法であって、該ウェーハの面積以上の面積の糊層を中央領域に形成し外周領域が該糊層を備えていない環状の糊無し領域となる四角形のテープの該糊層に該ウェーハを貼着するテープ貼着工程と、該テープ貼着工程の後、該テープの該糊無し領域を互いに直交する方向で少なくとも２つの一対の把持部で把持させ、該各一対の把持部を互いに遠ざかる方向に移動させ、該テープを拡張させ、該ウェーハの該分割起点を起点として該ウェーハを分割させる分割工程と、からなるウェーハの分割方法である。

また、上記課題を解決するための本発明は、前記ウェーハの分割方法に用いるテープであって、四角形のテープ基材と、少なくとも前記ウェーハの面積以上の面積で該テープ基材の中央領域に形成される前記糊層と、該テープ基材の外周領域の環状の前記糊無し領域と、を備えたテープである。

本発明に係るテープは、前記糊層が、紫外線の照射により粘着力が低下する性質を有していると好ましい。

本発明に係るウェーハの分割方法は、分割工程において、把持部がテープの糊無し領域である外周領域を把持するので、把持部が把持したテープを拡張させウェーハを分割させた後に、テープを離した把持部に糊が付着しない。そのため、把持部の糊除去等の清掃作業が不要になり、生産効率を低下させてしまうことがない。

本発明に係るテープは、四角形のテープ基材と、少なくともウェーハの面積以上の面積でテープ基材の中央領域に形成される糊層と、テープ基材の外周領域の環状の糊無し領域と、を備えるため、本発明に係るウェーハの分割方法に用いることで、テープを離した把持部に糊を付着させないようにすることができる。

本発明に係るテープは、糊層が、紫外線の照射により粘着力が低下する性質を有していることで、被加工物をテープから容易に剥離することが可能となる。

本発明に係るテープの一例を示す斜視図である。 ウェーハを分割する分割装置の一例を示す斜視図である。 ウェーハが貼着され一対の第一把持部及び一対の第二把持部に把持された状態のテープが、拡張される状態を説明する平面図である。

図１に示すウェーハＷは、例えば、母材がシリコンからなる円形の半導体ウェーハであり、ウェーハＷの上側を向いた状態の表面Ｗａには複数の図示しない分割予定ラインがそれぞれ直交するように設定されている。そして、図示しない分割予定ラインによって区画された複数の格子状の領域には、デバイスがそれぞれ形成されている。なお、ウェーハＷは、シリコンウェーハに限定されるものではない。

ウェーハＷは、ウェーハＷに対して透過性を有する波長のレーザビームが図示しない分割予定ラインに沿って照射されて、ウェーハＷ内部の所定深さの位置に分割起点Ｎ（改質層Ｎ）がＸ軸方向及びＹ軸方向に延びる分割予定ラインに沿って直線状に連続的に形成されている。
なお、分割起点Ｎは、レーザビームの照射によりウェーハＷの内部が改質されて周囲よりも強度が低下した領域である。分割起点Ｎからは、ウェーハＷの表面Ｗａ又は裏面Ｗｂにそれぞれクラックが伸長していてもよい。また、ウェーハＷが備える分割起点は、ハーフカット溝であってもよい。

図１に示す本発明に係るテープ１は、本発明に係るウェーハの分割方法に用いるテープであって、四角形のテープ基材１１と、少なくともウェーハＷの面積以上の面積でテープ基材１１の中央領域１１０ａに形成される糊層１２と、テープ基材１１の外周領域である環状の糊無し領域１１０ｂと、を備えている。

例えば平面視正方形のテープ基材１１は、ポリオレフィン系の樹脂等からなり、機械的な外力に対するある程度の伸縮性を備えている。テープ基材１１は、具体的には、例えば、アルケンをモノマーとして合成されるポリマーのテープ基材であり、例えば、ポリエチレンテープ基材、ポリプロピレンテープ基材、または、ポリ塩化ビニルテープ基材等である。

本実施形態においては、テープ基材１１の上面１１０の中央領域１１０ａに形成される糊層１２は、例えば、紫外線が照射されることで硬化して粘着力が低下するアクリル系ベース樹脂等からなるＵＶ硬化糊が用いられているが、これに限定されるものではない。
糊層１２は、図１に示す例においては、ウェーハＷの面積以上の面積の正方形状にテープ基材１１の中央領域１１０ａに所定の厚さで形成されているが、ウェーハＷの面積以上の面積の円形状等に形成されていてもよい。

テープ基材１１の外周領域である環状の糊無し領域１１０ｂの環幅は、図２に示す分割装置８の第一把持部４Ａ、第一把持部４Ｂ、第二把持部４Ｃ、第二把持部４Ｄが適切に把持可能な幅に設定されている。

図２に示す分割装置８は、テープ１を拡張させるときの力を利用して、ウェーハＷを分割起点Ｎに沿って破断する装置であり、ウェーハＷに貼着されたテープ１の糊無し領域１１０ｂの４辺を把持して引っ張ることができる装置の一例である。分割装置８は、例えば、中央に保持テーブル３０を備えている。保持テーブル３０はスピンドル及びモータ等からなる回転機構３２によってＺ軸方向の回転軸を軸に水平面内（Ｘ軸Ｙ軸平面内）を回転可能に支持されており、かつ、Ｚ軸方向（鉛直方向）において上下動可能となっている。保持テーブル３０の上面である平坦な保持面３０ａはウェーハＷが載置可能な直径を有しており、ウェーハＷが貼着されたテープ１は、ウェーハＷを上側に向けて、かつ、例えば、保持面３０ａの中心とテープ１の中心とを略合致させた状態で保持テーブル３０の保持面３０ａに載置される。
なお、保持テーブル３０は回転機構３２によって回転可能でなく、また、上下動可能でなくてもよい。また、分割装置８は、保持テーブル３０を備えていなくてもよい。

保持テーブル３０の周囲には、Ｘ軸方向において互いに対向して配設され、テープ１の糊無し領域１１０ｂを各々把持する一対の第一把持部４Ａ、第一把持部４Ｂと、Ｘ軸方向に水平面内において直交するＹ軸方向において互いに対向して配設され、テープ１の糊無し領域１１０ｂを各々把持する一対の第二把持部４Ｃ、第二把持部４Ｄとを備えている。

第一把持部４Ａ及び第一把持部４Ｂは、それぞれＸ軸方向拡張手段５によってＸ軸方向に往復移動可能となっている。
Ｘ軸方向拡張手段５は、長手方向がＹ軸方向である基台５０と、基台５０上に配設されＸ軸方向に延在する軸心を有するボールネジ５１と、ボールネジ５１と平行に配設された一対のガイドレール５２と、ボールネジ５１に連結しボールネジ５１を回動させるモータ５３と、内部のナットがボールネジ５１に螺合し上面に第一把持部４Ａ（第一把持部４Ｂ）が配設された可動板５４と、を備えており、モータ５３がボールネジ５１を回動させると、これに伴い可動板５４が一対のガイドレール５２にガイドされてＸ軸方向に往復移動する。第一把持部４Ａ及び第一把持部４Ｂによるテープ１の拡張量は、Ｘ軸方向拡張手段５のモータ５３のトルク制御によって適切な量に制御可能となっている。

第二把持部４Ｃ及び第二把持部４Ｄは、それぞれＹ軸方向拡張手段６によってＹ軸方向に往復移動可能となっている。
Ｙ軸方向拡張手段６は、長手方向がＸ軸方向である基台６０と、基台６０上に配設されＹ軸方向に延在する軸心を有するボールネジ６１と、ボールネジ６１と平行に配設された一対のガイドレール６２と、ボールネジ６１に連結しボールネジ６１を回動させるモータ６３と、内部のナットがボールネジ６１に螺合し上面に第二把持部４Ｃ（第二把持部４Ｄ）が配設された可動板６４と、を備えており、モータ６３がボールネジ６１を回動させると、これに伴い可動板６４が一対のガイドレール６２にガイドされてＹ軸方向に往復移動する。第二把持部４Ｃ及び第二把持部４Ｄによるテープ１の拡張量は、Ｙ軸方向拡張手段６のモータ６３のトルク制御によって適切な量に制御可能となっている。

第一把持部４Ａ、及び第一把持部４Ｂは、それぞれ同一の構造を備えているため、以下に、第一把持部４Ａの構造について説明する。
第一把持部４Ａは、例えば、可動板５４の上面に可動板５４の長手方向に複数（図２に示す例においては、５つ）均等間隔を空けて並べられた第一下側把持機構４０と、各第一下側把持機構４０にＺ軸方向において対向する第一上側把持機構４１と、第一上側把持機構４１を第一下側把持機構４０に対して相対的に上下動させる第一昇降機構４３とを備えている。
なお、Ｘ軸方向拡張手段５は、５つの第一昇降機構４３等を一体として、Ｘ軸方向に移動させているが、１つずつ個別にＸ軸方向に移動させることを可能にしてもよい。

第一下側把持機構４０は直方体状に形成されており、その上面には、複数のローラ４００が互いに近接して配列されている。ローラ４００は、第一把持部４Ａのテープ１の引っ張り方向であるＸ軸方向の回転軸を備えており、テープ１の拡張時において、テープ１が第一把持部４Ａから外れないようにしつつ、一対の第二把持部４Ｃ、第二把持部４ＤによるＹ軸方向におけるテープ１の拡張を回転しつつ許容する。ローラ４００は、例えば、第一下側把持機構４０の上面から外周面の半分程度が突出している。

第一下側把持機構４０の上側に配設された第一上側把持機構４１は第一下側把持機構４０と概ね上下対称の構成を有している。第一昇降機構４３は、モータ４３０を備えるボールネジ機構と、Ｚ軸方向に立設するコラム４３１とを備えており、モータ４３０が図示しないボールネジを回動させることで、該ボールネジに側部に配設されたナットが螺合する第一上側把持機構４１が、コラム４３１の内側面上をＺ軸方向に摺動する。

なお、第一把持部４Ａの構成は、本実施形態に示す例に限定されるものではない。例えば、５つの第一下側把持機構４０は一体となっており、５つの第一上側把持機構４１は一体となっており、１つの第一昇降機構４３によって第一上側把持機構４１が第一下側把持機構４０に対して相対的に上下動する構成となっていてもよい。または、第一昇降機構４３が、第一下側把持機構４０を上下動させてもよいし、第一上側把持機構４１と第一下側把持機構４０との両方を上下動させる構成となっていてもよい。

本実施形態においては、保持テーブル３０が一対の第一把持部４Ａ、第一把持部４Ｂに対して昇降するが、高さが固定された保持テーブル３０に対して、一対の第一把持部４Ａ、第一把持部４Ｂが昇降するものとしてもよい。

第二把持部４Ｃ、及び第二把持部４Ｄは、それぞれ同一の構造を備えているため、以下に、第二把持部４Ｃの構造について説明する。
第二把持部４Ｃは、例えば、可動板６４の上面に可動板６４の長手方向（Ｘ軸方向）に例えば５つ均等間隔を空けて並べられた第二下側把持機構４６と、各第二下側把持機構４６にＺ軸方向において対向する第二上側把持機構４７と、第二上側把持機構４７を第二下側把持機構４６に対して相対的に上下動させる第二昇降機構４８とを備えている。
なお、Ｙ軸方向拡張手段６は、５つの第二昇降機構４８等を一体として、Ｙ軸方向に移動させているが、１つずつ個別にＹ軸方向に移動させることを可能にしてもよい。

第二下側把持機構４６は直方体状に形成されており、その上面には、複数のローラ４６０が互いに近接して配列されている。ローラ４６０は、第二把持部４Ｃのテープ１の引っ張り方向であるＹ軸方向の回転軸を備えており、テープ１の拡張時において、テープ１が第二把持部４Ｃから外れないようにしつつ、一対の第一把持部４Ａ、第一把持部４ＢによるＸ軸方向におけるテープ１の拡張を回転しつつ許容する。ローラ４６０は、例えば、第二下側把持機構４６の上面から外周面の半分程度が突出している。

第二下側把持機構４６の上側に配設された第二上側把持機構４７は第二下側把持機構４６と概ね上下対称の構成を有している。第二昇降機構４８は、モータ４８０を備えるボールネジ機構と、Ｚ軸方向に立設するコラム４８１とを備えており、モータ４８０が図示しないボールネジを回動させることで、該ボールネジに側部に配設されたナットが螺合する第二上側把持機構４７が、コラム４８１の内側面上をＺ軸方向に摺動する。

なお、第二把持部４Ｃの構成は、例えば、５つの第二下側把持機構４６は一体となっており、５つの第二上側把持機構４７は一体となっており、１つの第二昇降機構４８によって第二上側把持機構４７が第二下側把持機構４６に対して相対的に上下動する構成となっていてもよい。または、第二昇降機構４８が、第二下側把持機構４６を上下動させてもよいし、第二上側把持機構４７と第二下側把持機構４６との両方を上下動させる構成となっていてもよい。

本実施形態においては、保持テーブル３０が一対の第二把持部４Ｃ、第二把持部４Ｄに対して昇降するが、高さが固定された保持テーブル３０に対して、一対の第二把持部４Ｃ、第二把持部４Ｄが昇降するものとしてもよい。

以下に、上記、テープ１及び分割装置８を用いて、分割起点Ｎを備えるウェーハＷを分割起点Ｎを起点に個々のチップに分割する場合の各工程について説明する。

（１）テープ貼着工程
まず、図１に示すように、四角形のテープ１の糊層１２にウェーハＷが載置され、図示しない貼着ローラがウェーハＷ上で転動する、または作業者による手作業により、ウェーハＷが糊層１２に貼着される。例えば、テープ１の中心とウェーハＷの中心とは略合致した状態になり、また、縦横にウェーハＷに形成された分割起点Ｎがテープ１の４辺と平行になる。または、貼着ローラをテープ１の下面にも配置し、ウェーハＷ上で転動する貼着ローラと、テープ１の下面で転動する貼着ローラとで挟んで、ウェーハＷをテープに貼着してもよい。

（２）
分割工程
テープ貼着工程が実施された後、図２に示す保持テーブル３０の保持面３０ａに、ウェーハＷが貼着されたテープ１が、ウェーハＷを上側に配し、かつ、保持面３０ａと同心の状態で載置される。
その後、例えば、図２に示す保持テーブル３０が所定の角度だけ回転することで、テープ１の各４辺がＸ軸方向又はＹ軸方向と平行に合わせられる。

また、保持テーブル３０は、例えば、保持面３０ａが、一対の第一把持部４Ａ、第一把持部４Ｂの第一下側把持機構４０の上面と同一の高さ位置、かつ、一対の第二把持部４Ｃ、第二把持部４Ｄの第二下側把持機構４６の上面と略同一の高さ位置に位置づけられる。

次に、Ｘ軸方向拡張手段５が作動し、一対の第一把持部４Ａ、第一把持部４ＢがＸ軸方向に適宜移動され、第一上側把持機構４１と第一下側把持機構４０との間に保持テーブル３０上に載置されたテープ１の糊無し領域１１０ｂが位置づけられる。また、Ｙ軸方向拡張手段６が作動し、一対の第二把持部４Ｃ、第二把持部４ＤがＹ軸方向に適宜移動され、第二上側把持機構４７と第二下側把持機構４６との間にテープ１の糊無し領域１１０ｂが位置づけられる。

第一昇降機構４３によって第一上側把持機構４１が下降して、テープ１が水平な状態で、第一下側把持機構４０と第一上側把持機構４１との間に糊無し領域１１０ｂが把持される。
また、第二昇降機構４８が作動して、第二上側把持機構４７が下降して、テープ１が水平な状態で、第二下側把持機構４６と第二上側把持機構４７との間に糊無し領域１１０ｂが把持される。

一対の第一把持部４Ａ、第一把持部４Ｂがテープ１の糊無し領域１１０ｂを把持し、かつ、一対の第二把持部４Ｃ、第二把持部４Ｄがテープ１の糊無し領域１１０ｂを把持した状態で、Ｘ軸方向拡張手段５が作動して、図３に示すように一対の第一把持部４Ａ、第一把持部４ＢをＸ軸方向において互いに遠ざかる方向に移動させてテープ１をＸ軸方向に拡張させ、これと同時に、Ｙ軸方向拡張手段６が作動して、図３に示すように一対の第二把持部４Ｃ、第二把持部４ＤをＹ軸方向において互いに遠ざかる方向に移動させてテープ１をＹ軸方向に拡張させる。

その結果、テープ１に貼着されているウェーハＷに外力が付与されてウェーハＷは分割起点Ｎを起点として図示しない分割予定ラインに沿って分割され、個々のチップとなる。例えば、テープ１は、隣り合うチップが完全に離間するまで引き伸ばされ、複数のチップ間にチップの接触による破損を防ぐための所定の間隔が形成される。

次いで、図２に示す第一昇降機構４３が作動して、第一上側把持機構４１が上昇して、一対の第一把持部４Ａ、第一把持部４Ｂがテープ１の糊無し領域１１０ｂの把持を解除する。また、第二昇降機構４８が作動して、第二上側把持機構４７が上昇して、一対の第二把持部４Ｃ、第二把持部４Ｄがテープ１の糊無し領域１１０ｂの把持を解除する。そして、一対の第一把持部４Ａ、第一把持部４Ｂ、及び一対の第二把持部４Ｃ、第二把持部４Ｄに糊が付着しておらず、一対の第一把持部４Ａ、第一把持部４Ｂ、及び一対の第二把持部４Ｃ、第二把持部４Ｄの糊除去等の清掃作業が不要になり、生産効率を低下させてしまうことが防がれる。

上記のように、本発明に係るテープ１は、四角形のテープ基材１１と、少なくともウェーハＷの面積以上の面積でテープ基材１１の中央領域１１０ａに形成される糊層１２と、テープ基材１１の外周領域の環状の糊無し領域１１０ｂと、を備えるため、本発明に係るウェーハＷの分割方法に用いることで、テープ１を離した一対の第一把持部４Ａ、第一把持部４Ｂ、及び一対の第二把持部４Ｃ、第二把持部４Ｄに糊を付着させないようにすることが可能となる。

分割されたウェーハＷが貼着されているテープ１は、例えば、図示しないピックアップ装置に搬送される。本実施形態のように、テープ１の糊層１２に紫外線の照射により粘着力が低下する性質を有するＵＶ硬化糊が用いられている場合には、ピックアップ装置においてチップをテープ１から剥離する前に、紫外線を糊層１２に照射して糊層１２を硬化させ粘着力を低下させる。
ピックアップ装置では、例えば、図示しないクランプ等でテープ１が固定され、チップが、下方からテープ１を介してニードルで突き上げられ、吸引パッドで吸引保持されて上方に持ち上げられることで、テープ１から剥離される。

本発明に係るテープ１は、糊層１２が、紫外線の照射により粘着力が低下する性質を有していることで、ウェーハＷをテープ１から容易に剥離することが可能となる。

なお、本発明に係るウェーハの分割方法は上記実施形態に限定されるものではなく、また、添付図面に図示されているテープ１や分割装置８の構成等についても、これに限定されず、本発明の効果を発揮できる範囲内で適宜変更可能である。

例えば、テープ貼着工程において、予めテープ基材１１の中央領域１１０ａに糊層１２が形成されているテープ１を用いずに、テープ１が分割装置８で作製されるものとしてもよい。即ち、例えば、糊層１２が形成されていないテープ基材１１を分割装置８の一対の第一把持部４Ａ、第一把持部４Ｂ及び一対の第二把持部４Ｃ、第二把持部４Ｄで把持させ、中央領域１１０ａにノズルから糊を滴下して供給、又は糊を塗布して糊層１２を形成すると共に、外周領域の環状の糊無し領域１１０ｂを形成してもよい。その後、形成された糊層１２にウェーハＷを貼着してもよい。

Ｗ：ウェーハ Ｗａ：表面 Ｎ：分割起点
１：テープ １１：テープ基材 １１０：テープ基材の上面
１１０ａ：中央領域 １１０ｂ：糊無し領域 １２：糊層
８：分割装置
３０：保持テーブル ３０ａ：保持面 ３２：回転機構
４Ａ、４Ｂ：一対の第一把持部
４０：第一下側把持機構 ４００：ローラ
４１：第一上側把持機構 ４３：第一昇降機構 ４３０：モータ ４３１：コラム
５：Ｘ軸方向拡張手段 ５０：基台 ５１：ボールネジ ５２：ガイドレール ５３：モータ ５４：可動板
４Ｃ、４Ｄ：一対の第二把持部
４６：第二下側把持機構 ４６０：ローラ
４７：第二上側把持機構 ４８：第二昇降機構 ４８０：モータ ４８１：コラム
６：Ｙ軸方向拡張手段 ６０：基台 ６１：ボールネジ ６２：ガイドレール ６３：モータ ６４：可動板

Claims (3)

1. 分割起点を備えるウェーハを分割させるウェーハの分割方法であって、
   該ウェーハの面積以上の面積の糊層を中央領域に形成し外周領域が該糊層を備えていない環状の糊無し領域となる四角形のテープの該糊層に該ウェーハを貼着するテープ貼着工程と、
   該テープ貼着工程の後、該テープの該糊無し領域を互いに直交する方向で少なくとも２つの一対の把持部で把持させ、該各一対の把持部を互いに遠ざかる方向に移動させ、該テープを拡張させ、該ウェーハの該分割起点を起点として該ウェーハを分割させる分割工程と、からなるウェーハの分割方法。
2. 請求項１記載のウェーハの分割方法に用いるテープであって、
   四角形のテープ基材と、少なくとも前記ウェーハの面積以上の面積で該テープ基材の中央領域に形成される前記糊層と、該テープ基材の外周領域の環状の前記糊無し領域と、を備えたテープ。
3. 前記糊層は、紫外線の照射により粘着力が低下する請求項２記載のテープ。

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