JP2023080511A - ウエーハの処理方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】ウエーハに配設される熱圧着シートの上面をバイトで研削することで平坦化する際に、熱圧着シートの外周から該熱圧着シートが剥離するという問題が解消するウエーハの処理方法を提供する。【解決手段】複数のデバイスが分割予定ラインによって区画されて表面に形成されたウエーハを処理するウエーハの処理方法であって、ウエーハの表面に熱圧着シートを配設する熱圧着シート配設工程と、熱圧着シートを加熱すると共に押圧してウエーハの表面に熱圧着する熱圧着工程と、ウエーハの外周に沿って熱圧着シートを切削して熱圧着シートの外周に段差部を形成する段差形成工程と、熱圧着シートの上面をバイトで切削して上面を平坦化する平坦化工程と、を含み、該平坦化工程において、該段差形成工程において形成された段差部を下回らない位置に該バイトの刃先が位置付けられる。【選択図】図5
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て表面に形成されたウエーハを処理するウエーハの処理方法に関する。
IC、LSI等の複数のデバイスが、分割予定ラインによって区画されて表面に形成されたウエーハは、裏面が研削されて所望の厚みに形成された後、ダイシング装置、レーザー加工装置によって個々のデバイスチップに分割され、携帯電話、パソコン等の電気機器に利用される。
研削装置は、ウエーハを保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持されたウエーハを研削する研削ホイールを回転可能に備えた研削手段と、を含み構成されていて、ウエーハを精度よく仕上げることができる。
また、ウエーハの表面側がチャックテーブルの保持面に保持されてもデバイスに傷が付かないように、糊剤を有しない熱圧着シートをウエーハの表面に熱圧着し、糊の残渣、研削水の進入等によるウエーハの表面の汚染を回避した技術が本出願人から提案されている(例えば特許文献1を参照)。
上記した特許文献1に記載された技術によれば、糊の残渣や研削水の進入等によるウエーハの表面の汚染を回避することができるものの、デバイスの凹凸に起因して、熱圧着シートの上面にも凹凸が出現することから、チャックテーブルの保持面に負圧を生成して吸引保持しようとしても、チャックテーブルの保持面に適正に保持されないという問題が発生する。これに対処すべく、熱圧着シートの上面をバイトで研削することで平坦にすることが考えられるが、ウエーハの表面に敷設した熱圧着シートをバイトで研削しようとすると熱圧着シートの外周から該熱圧着シートが剥離して平坦化することができないという問題が発生する。
本発明は、上記事実に鑑みなされたものであり、その主たる技術課題は、ウエーハに配設される熱圧着シートの上面をバイトで研削することで平坦化する際に、熱圧着シートの外周から該熱圧着シートが剥離するという問題が解消するウエーハの処理方法を提供することにある。
上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、複数のデバイスが分割予定ラインによって区画されて表面に形成されたウエーハを処理するウエーハの処理方法であって、ウエーハの表面に熱圧着シートを配設する熱圧着シート配設工程と、熱圧着シートを加熱すると共に押圧してウエーハの表面に熱圧着する熱圧着工程と、ウエーハの外周に沿って熱圧着シートを切削して熱圧着シートの外周に段差部を形成する段差形成工程と、熱圧着シートの上面をバイトで切削して上面を平坦化する平坦化工程と、を含み、該平坦化工程において、該段差形成工程において形成された段差部を下回らない位置に該バイトの刃先が位置付けられるウエーハの処理方法が提供される。
該熱圧着シートは、ポリオレフィン系シートであり、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から選択されることが好ましく、該熱圧着工程において熱圧着シートを加熱する際の加熱温度は、ポリエチレンシートの場合は120~140℃であり、ポリプロピレンシートの場合は160~180℃であり、ポリスチレンシートの場合は220~240℃であることが好ましい。
該熱圧着シートは、ポリエステル系シートであり、ポリエチレンテレフタレートシート、ポリエチレンナフタレートシートのいずれかから選択されることが好ましく、該熱圧着工程において熱圧着シートを加熱する際の加熱温度は、ポリエチレンテレフタレートシートの場合は250~270℃であり、ポリエチレンナフタレートシートの場合は160~180℃であることが好ましい。
上記のウエーハの処理方法は、平坦化された熱圧着シートの上面を研削装置のチャックテーブルの保持面に保持し、ウエーハの裏面を研削して所望の厚みに仕上げる研削工程を含むことが好ましい。また、平坦化された熱圧着シートが圧着されたウエーハの裏面側をダイシング装置、又はレーザー加工装置のチャックテーブルの保持面に保持し、熱圧着シート側から分割予定ラインに切削加工、又はレーザー加工を施す加工工程を含むことが好ましい。
本発明のウエーハの処理方法は、複数のデバイスが分割予定ラインによって区画されて表面に形成されたウエーハを処理するウエーハの処理方法であって、ウエーハの表面に熱圧着シートを配設する熱圧着シート配設工程と、熱圧着シートを加熱すると共に押圧してウエーハの表面に熱圧着する熱圧着工程と、ウエーハの外周に沿って熱圧着シートを切削して熱圧着シートの外周に段差部を形成する段差形成工程と、熱圧着シートの上面をバイトで切削して上面を平坦化する平坦化工程と、を含み、該平坦化工程において、該段差形成工程において形成された段差部を下回らない位置に該バイトの刃先が位置付けられることから、該切削により熱圧着シートを段差部が形成された外周から剥がそうとする力より、該段差部のウエーハに対する圧着力が相対的に大きくなるため、熱圧着シートの上面をバイトで切削して平坦化すると熱圧着シートの外周端部から剥離するという問題が解消される。
以下、本発明に基づいて構成されるウエーハの処理方法に係る実施形態について、添付図面を参照しながら、詳細に説明する。
図1には、本実施形態によって処理されるウエーハ10と、ウエーハ10の表面10a上に配設される熱圧着シート2と、ウエーハ10を保持するテーブル4とが示されている。ウエーハ10は、複数のデバイス12が分割予定ライン14によって区画されて表面10aに形成されている。熱圧着シート2は、ウエーハ10と略同一の寸法に形成され、加熱することにより粘着力を発揮するシートであり、例えば、ポリオレフィン系シート、又はポリエステル系シートのいずれかから選択される。
熱圧着シート2をポリオレフィン系シートで構成する場合は、例えば、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から選択される。また、熱圧着シート2をポリエステル系シートで構成する場合は、例えば、ポリエチレンテレフタレートシート、ポリエチレンナフタレートシートのいずれかから選択される。本実施形態では、熱圧着シート2としてポリエチレンシートが選択されたものとして説明する。
本実施形態のウエーハの処理方法を実施するに際し、まず、ウエーハ10の表面10aに上記の熱圧着シート2を配設する熱圧着シート配設工程を実施する。熱圧着シート配設工程を実施する際には、図1に示すように、上面4aが平坦に形成されたテーブル4を用意し、該上面4aにウエーハ10の裏面10bを向けて載置し、ウエーハ10の表面10a上に熱圧着シートを敷設して一体とする(図1の下段を参照)。なお、ウエーハ10の裏面10bをテーブル4に載置して保持するのに際し、テーブル4の上面4aに通気性を有する吸着チャックを配設し(例えば図3のチャックテーブル32を参照)、ウエーハ10の裏面10bを吸引保持するようにしてもよい。
上記のように熱圧着シート配設工程を実施したならば、以下に説明するように、熱圧着シート2を加熱すると共に押圧してウエーハ10の表面10aに熱圧着する熱圧着工程を実施する。本実施形態の熱圧着工程を実施するに際し、図2に示すように、テーブル4の上方に、加熱ローラ22(一部のみを図示)を位置付ける。加熱ローラ22は、矢印R1で示す方向に回転可能に保持され、テーブル4の上面4aと平行な矢印R2で示す方向に移動可能に構成されている。加熱ローラ22の表面には、熱圧着シート2が加熱されることによって粘着力を発揮しても付着しないように、フッ素樹脂がコーティングされている。加熱ローラ22の内部には、電気ヒータ及び温度センサが内蔵(図示は省略する)されており、別途用意される制御装置によって、加熱ローラ22の表面を所望の温度に調整することができる。
加熱ローラ22をテーブル4上に位置付けたならば、図2に示すように、熱圧着シート2の表面2aを押圧しながら、加熱ローラ22を矢印R1で示す方向に回転させて、矢印R2で示す方向に移動させる。本実施形態の加熱ローラ22によって熱圧着シート2を加熱する際の加熱温度は、120℃~140℃の範囲に設定される。この加熱温度は、熱圧着シート2を構成するポリエチレンシートの融点近傍の温度であり、熱圧着シート2が過度に溶融せず、且つ軟化して粘着性を発揮する温度である。このようにすることで、ウエーハ10の表面10aに熱圧着シート2が熱圧着されて一体とされる。なお、ウエーハ10の表面10aと、熱圧着シート2との隙間に空気が残存しないように、テーブル4と熱圧着ローラ22が配設される空間を閉空間として減圧し、真空状態にするようにしても良い。以上により熱圧着工程が完了する。
次いで、ウエーハ10の外周に沿って熱圧着シート2を切削して段差部を形成する段差形成工程を実施する。より具体的には、上記の熱圧着工程を施したウエーハ10を、図3に示す切削装置30(一部のみを示している)に搬送する。
切削装置30には、図3に示すように、チャックテーブル32が配設されている。チャックテーブル32は、環状の枠体32aと、保持面を形成する枠体32aによって囲繞され支持された吸着チャック32bを備えている。該吸着チャック32bは通気性を有する素材により形成され、図示を省略する吸引源に接続されており、該吸引源を作動させることにより吸着チャック32bの上面に負圧が生成される。チャックテーブル32は、図示を省略する回転駆動源によって回転可能に支持されている。
切削装置30に搬送されたウエーハ10は、裏面10b側を下方にして上記のチャックテーブル32に載置されて、吸引保持される。次いで、図4(a)に示すように、切削手段32をウエーハ10の上方に位置付ける。切削手段32は、ブレードハウジング34と、該ブレードハウジング34に回転可能に支持された回転軸35と、該回転軸35の先端に配設された切削ブレード36とを備えている。切削ブレード36は、特に限定されるものではないが、例えば、超鋼基板の外周部分を加工し、切り刃として鋸刃を形成した丸鋸が選択される。
上記の切削ブレード36を、ウエーハ10の外周に対応する熱圧着シートの外周2b上に位置付け、チャックテーブル32をR3で示す方向に回転させつつ、切削ブレード36をR4で示す方向に高速で回転させながら切込み送りして、該外周2bに沿って段差部2cを形成する。上記の段差部2cは、図4(b)に示すように、例えば、幅が0.5~1.0mmであり、段差部2cに対する上面2aの高さ(段差)は、例えば熱圧着シート2の厚みが300~500μmであるのに対して、例えば50~100μmで形成される。なお、図4(b)に示す段差部2cの幅及び該段差は、説明の都合上、実際の寸法比とは異なる状態で示している。上記の段差部2cを、熱圧着シート2の外周2bに沿って全周に形成することで、段差形成工程が完了する。
次いで、熱圧着シート2の上面2aをバイトで切削して上面2aを平坦化する平坦化工程を実施する、該平坦化工程を実施するに際しては、上記した段差形成工程により熱圧着シート2の外周に段差部2cが形成されたウエーハ10を、図5(a)に示す切削装置40(一部のみ示している)に搬送する。切削装置40は、図に示すように、チャックテーブル41と、切削ユニット42とを備えている。切削ユニット42は、図示を省略するスピンドルハウジングと、該スピンドルハウジングに回転自在に配設された回転スピンドル43と、回転スピンドル43を回転駆動するための図示を省略する駆動源とを備えている。回転スピンドル43の下端部には円板形状のバイト装着部材44が配設されている。バイト装着部材44の外周部には下方向に延びるバイト46が配設されている。バイト46は、図示の実施形態においては超鋼合金等の工具鋼によって棒状に形成され、バイト46の下側先端部には、ダイヤモンド等で形成された刃先46aが配設されている。バイト装着部材44に装着されるバイト46は、上記回転スピンドル43が回転することにより、バイト装着部材44と共に矢印R5で示す方向に回転させられる。
図示の切削装置40には、切削ユニット42を上下方向に移動させる切削送り機構と、チャックテーブル41を矢印R6で示す方向に移動させる加工送り機構とが配設されている(いずれも図示は省略している)。切削装置40に搬送されたウエーハ10を、チャックテーブル42に載置して吸引保持し、図5(b)に示すように、バイト46の刃先46aを、熱圧着シート2の上面2aよりも低く(例えば30μm)、段差形成工程において形成された段差部2cを下回らない高さ位置に位置付ける。該高さ位置は、ウエーハ10の表面10aに熱圧着された熱圧着シート2の上面2aに形成される凹凸を該バイト46によって除去可能な位置である。次いで、切削ユニット42の駆動源を作動して、回転スピンドル43を矢印R5で示す方向に回転すると共に、上記の加工送り機構を作動して、チャックテーブル42を矢印R6で示す方向に移動させる。これにより、図5(c)に示すように、熱圧着シート2の段差部2cの領域を除く上面2aが切削されて、平坦化される。なお、図5(c)では、説明の都合上、バイト46による切削の軌跡2dを破線で示しているが、実際には、熱圧着シート2の上面2aは、綺麗な平坦面となる。
上記した実施形態によれば、バイト46の刃先46aを、段差形成工程において形成された段差部2cを下回らない高さ位置に位置付けて熱圧着シート2の上面2aを切削するので、該切削により熱圧着シート2を段差部2cが形成された外周端部2e(図5(b)を参照)から剥がそうとする力より、該段差部2cのウエーハ10に対する圧着力が相対的に大きくなるため、熱圧着シート2の上面2aをバイト46で切削して平坦化しても、熱圧着シート2の外周端部2eが剥離するという問題が発生しない。
なお、本実施形態では、ウエーハ10の熱圧着シート2に対して上記の平坦化工程を実施した後、ウエーハ10を図6(a)に示す研削装置50(一部のみ示している)のチャックテーブル52に搬送する。チャックテーブル52は、環状の枠体52aと、枠体52aに囲繞されて保持面を形成する通気性を有する吸着チャック52bとを備えている。研削装置50に搬送されたウエーハ10の平坦化された熱圧着シート2を下方に向け、チャックテーブル52の吸着チャック52bに載置し、図示を省略する吸引源を作動して吸引保持する。次いで、ウエーハ10の裏面10bの上方に、図6(b)に示す研削手段53を位置付ける。研削手段53は、図示しない回転駆動機構により回転させられる回転スピンドル54と、回転スピンドル54の下端に装着されたホイールマウント55と、ホイールマウント55に取り付けられる下面に複数の研削砥石57が環状に配設された研削ホイール56と、を備えている。研削手段53は、図示を省略する研削送り機構により上下方向に昇降させられる。
ウエーハ10をチャックテーブル52上に保持したならば、チャックテーブル52を矢印R7で示す方向に、例えば300rpmで回転させつつ、研削手段53の回転スピンドル54を図6(b)において矢印R8で示す方向に、例えば6000rpmで回転させる。次いで、図示しない研削水供給手段により、研削水をウエーハ10の裏面10b上に供給しつつ、上記の研削送り機構を作動して、研削手段53を矢印R9で示す方向に下降させて、研削砥石57をウエーハ10の裏面10bに接触させ、例えば1μm/秒の研削送り速度で研削送りする。図示しない接触式、又は非接触式の測定手段によりウエーハ10の厚みを測定しながら研削を進め、所望の厚みに仕上げることで研削工程が完了する。研削工程が完了し研削手段53を停止したならば、洗浄、乾燥工程等を実施する。
上記したように、本実施形態においては、熱圧着シート2の上面2aが適切に平坦化されていることから、研削工程を実施する際にも、ウエーハ10は、チャックテーブル52に適正に保持されて、ウエーハ10の裏面10bが良好に研削される。
さらに、上記した研削工程を実施した後、上記のウエーハ10を、図7に示す加工装置60(一部のみを示している)に搬送して、以下に説明する加工工程を実施してもよい。ウエーハ10を該加工装置60に搬送する際には、図7に示すように、ウエーハ10を、保護テープTを介して環状のフレームFによって保持する。
本実施形態の加工装置60は、ウエーハ10を切削加工して個々のデバイスチップに分割するダイシング装置であり、ウエーハ10を吸引保持するチャックテーブル(図示は省略する)と、該チャックテーブルに吸引保持されたウエーハ10を切削する切削手段62とを備える。該チャックテーブルは、回転自在に構成され、図中矢印Xで示す方向にチャックテーブルを加工送りする移動手段(図示は省略する)を備えている。また、切削手段62は、図中矢印Yで示すY軸方向に配設され回転自在に保持された回転軸64と、回転軸64の先端に保持された環状の切削ブレード66とを備え、切削ブレード66をY軸方向で割り出し送りするY軸移動手段(図示は省略する)を備えている。回転軸64は、図示を省略するスピンドルモータにより回転駆動される。
切削加工を実施するに際し、まず、ウエーハ10の裏面10b側を下方に向けてチャックテーブルの保持面(図示は省略している)に載置して保持し、熱圧着シート2が圧着された表面10aに形成された分割予定ライン14を検出し、X軸方向に整合させると共に、切削ブレード66との位置合わせを実施する。なお、熱圧着シート2は透明性のあるシートであることから、適宜の撮像手段によって分割予定ライン14を検出することが可能である。次いで、X軸方向に整合させた分割予定ライン14に矢印R10で示す方向に高速回転させた切削ブレード66を位置付けて、熱圧着シート2側から切り込ませると共に、チャックテーブルをX軸方向に加工送りして、上記の分割予定ライン14に沿ってウエーハ10を分割する切削溝100を形成する。さらに、切削溝100を形成した分割予定ライン14にY軸方向で隣接し、切削溝100が形成されていない分割予定ライン14上に切削手段62の切削ブレード66を割り出し送りして、上記と同様にして切削溝100を形成する。これらを繰り返すことにより、X軸方向に沿うすべての分割予定ライン14に沿って切削溝100を形成する。
次いで、チャックテーブルを90度回転し、先に切削溝100を形成した方向と直交する方向をX軸方向に整合させ、上記した切削加工を新たにX軸方向に整合させたすべての分割予定ライン14に対して実施し、ウエーハ10に形成されたすべての分割予定ライン14に沿って切削溝100を形成する。このようにして切削加工を実施して分割予定ライン14に沿ってウエーハ10をデバイス12ごとのデバイスチップに分割する加工工程が完了する。上記した加工工程が完了したならば、熱圧着シート2に対して冷却、又は加熱する等して、ウエーハ10から剥離し易い状態にして剥離し、ウエーハ10から個々に分割されたデバイス12をピックアップする。
なお、上記した実施形態では、加工装置60がダイシング装置である例を示したが、本発明はこれに限定されず、ウエーハ10に対してレーザー光線を照射してレーザー加工を施すレーザー加工装置であってもよい。レーザー加工装置を使用して加工工程を実施する場合は、例えば、ウエーハ10に対して吸収性を有する波長のレーザー光線を、熱圧着シート2側から分割予定ライン14に沿って照射して、アブレーション加工を施し、ウエーハ10を個々のデバイスチップに分割するようにしてもよい。上記した実施形態のように、ウエーハ10から熱圧着シート2を剥離せず、ウエーハ10をデバイスチップに分割する加工工程を実施することで、ウエーハ10を切削する際に発生する切削屑や、レーザー加工によって発生するデブリが、分割されたデバイスチップの表面に付着することが防止され、デバイスチップの品質の向上に寄与する。
上記した実施形態では、熱圧着シート2が、ポリエチレンシートである例を示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、熱圧着シート2は、他のポリオレフィン系シートからも選択することができ、例えば、ポリプロピレンシート、ポリスチレンシートのいずれかから選択することができる。熱圧着シート2として、ポリプロピレンシートを選択した場合、熱圧着工程において加熱する際の加熱温度は160~180℃であり、ポリスチレンシートを選択した場合の加熱温度は220~240℃であることが好ましい。また、熱圧着シート2として、ポリエステル系シートから選択することもでき、例えば、ポリエチレンテレフタレートシート、ポリエチレンナフタレートシートのいずれかから選択することが好ましい。熱圧着シート2として、ポリエチレンテレフタレートを選択した場合、熱圧着工程において加熱する際の加熱温度は250~270℃であり、ポリエチレンナフタレートを選択した場合の加熱温度は160~180℃であることが好ましい。
2:熱圧着シート
2a:上面
2b:外周
2c:段差部
2d:切削痕
2e:外周端部
4:テーブル
4a:上面
10:ウエーハ
10a:表面
10b:裏面
12:デバイス
14:分割予定ライン
22:加熱ローラ
30:切削装置
32:チャックテーブル
34:ブレードハウジング
35:回転軸
36:切削ブレード
40:切削装置
41:チャックテーブル
42:切削ユニット
43:回転スピンドル
44:バイト装着部材
46:バイト
46a:刃先
50:研削装置
52:チャックテーブル
53:研削手段
54:回転スピンドル
55:ホイールマウント
56:研削ホイール
57:研削砥石
60:加工装置(ダイシング装置)
62:切削手段
66:切削ブレード
100:切削溝
F:フレーム
T:保護テープ
2a:上面
2b:外周
2c:段差部
2d:切削痕
2e:外周端部
4:テーブル
4a:上面
10:ウエーハ
10a:表面
10b:裏面
12:デバイス
14:分割予定ライン
22:加熱ローラ
30:切削装置
32:チャックテーブル
34:ブレードハウジング
35:回転軸
36:切削ブレード
40:切削装置
41:チャックテーブル
42:切削ユニット
43:回転スピンドル
44:バイト装着部材
46:バイト
46a:刃先
50:研削装置
52:チャックテーブル
53:研削手段
54:回転スピンドル
55:ホイールマウント
56:研削ホイール
57:研削砥石
60:加工装置(ダイシング装置)
62:切削手段
66:切削ブレード
100:切削溝
F:フレーム
T:保護テープ
Claims (7)
- 複数のデバイスが分割予定ラインによって区画されて表面に形成されたウエーハを処理するウエーハの処理方法であって、
ウエーハの表面に熱圧着シートを配設する熱圧着シート配設工程と、
熱圧着シートを加熱すると共に押圧してウエーハの表面に熱圧着する熱圧着工程と、
ウエーハの外周に沿って熱圧着シートを切削して熱圧着シートの外周に段差部を形成する段差形成工程と、
熱圧着シートの上面をバイトで切削して上面を平坦化する平坦化工程と、
を含み、
該平坦化工程において、該段差形成工程において形成された段差部を下回らない位置に該バイトの刃先が位置付けられるウエーハの処理方法。 - 該熱圧着シートは、ポリオレフィン系シートであり、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から選択される請求項1に記載のウエーハの処理方法。
- 該熱圧着工程において熱圧着シートを加熱する際の加熱温度は、ポリエチレンシートの場合は120~140℃であり、ポリプロピレンシートの場合は160~180℃であり、ポリスチレンシートの場合は220~240℃である請求項2に記載のウエーハの処理方法。
- 該熱圧着シートは、ポリエステル系シートであり、ポリエチレンテレフタレートシート、ポリエチレンナフタレートシートのいずれかから選択される請求項1に記載のウエーハの処理方法。
- 該熱圧着工程において熱圧着シートを加熱する際の加熱温度は、ポリエチレンテレフタレートシートの場合は250~270℃であり、ポリエチレンナフタレートシートの場合は160~180℃である請求項4に記載のウエーハの処理方法。
- 平坦化された熱圧着シートの上面を研削装置のチャックテーブルの保持面に保持し、ウエーハの裏面を研削して所望の厚みに仕上げる研削工程を含む請求項1から5のいずれかに記載のウエーハの処理方法。
- 平坦化された熱圧着シートが圧着されたウエーハの裏面側をダイシング装置、又はレーザー加工装置のチャックテーブルの保持面に保持し、熱圧着シート側から分割予定ラインに切削加工、又はレーザー加工を施す加工工程を含む請求項1から6のいずれかに記載のウエーハの処理方法。
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