JP5167089B2 - 支持装置、支持方法、ダイシング装置、およびダイシング方法 - Google Patents

Description

本発明は、半導体ウェハを支持する支持装置および支持方法、ならびに半導体ウェハのダイシング装置、およびダイシング方法に関する。

従来、半導体製造工程において、半導体ウェハ（以下、単にウェハという）を所定の形状、所定のサイズに切断して半導体チップに個片化（ダイシング）することが行われており、このようなダイシングを行うダイシング装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載されたダイシング装置は、ウェハの裏面に貼付されたダイシングテープ（マウント用テープ）側から当該ウェハを吸引支持するチャックテーブルと、ウェハを囲んでダイシングテープに固定されたリングフレームを保持するクランプ機構と、チャックテーブル上に保持したウェハを切断する切断手段（回転ブレード）とを備えて構成されている。

一方、半導体製造工程における前記ダイシングの前工程において、半導体チップを薄型化するためにウェハの裏面を研削することが行われており、この研削工程において、ウェハの内側を外縁部よりも深く研削することで、外縁部よりも内側が薄く形成され、つまり厚さ方向に突出した環状の凸部を外縁部に有するとともに当該凸部で囲まれた内側に凹部を有する半導体ウェハが知られている（例えば、特許文献２参照）。

特許第３４２４０５２号公報 特開２００７−１９３７９号公報

ところで、特許文献２に記載されたような外縁部に凸部を有するウェハでは、当該ウェハの凹部にマウント用テープが貼付されず、ウェハの凹部とテープとの間に空間が形成される。このようなウェハを特許文献１に記載されたような従来のダイシング装置によってダイシングすると、切断されて個片化されたチップとテープとが接着されていないため、個々のチップを保持することができず、チップが散乱してしまう。

本発明は、以上のような不都合に着目して案出されたものであり、その目的は、外縁部に凸部を有するウェハであっても、ダイシング時のチップの散乱を防止することができる半導体ウェハの支持装置、支持方法、ダイシング装置、およびダイシング方法を提供することにある。

前記目的を達成するため、本発明の支持装置は、厚さ方向に突出した環状の凸部を外縁部に有するとともに当該凸部で囲まれた内側に凹部を有する半導体ウェハに対し、前記凸部の突出側から前記凹部との間に空間を形成してマウント用テープが貼付された状態の当該半導体ウェハを前記マウント用テープ側から支持する支持装置であって、前記凸部に対応する位置を支持する外側支持体と、前記凹部に対応する位置を支持する内側支持体と、前記半導体ウェハの凹部周面に沿って前記マウント用テープを切断して当該半導体ウェハの凹部底面に対応した切断テープを形成するテープ切断手段とを備える、という構成を採用している。

この際、本発明の支持装置では、前記外側支持体と内側支持体とは、前記半導体ウェハに対して相対移動可能に設けられ、前記内側支持体が外側支持体よりも前記半導体ウェハ側に突出することで前記切断テープを当該半導体ウェハの凹部底面に接着させることが好ましい。

また、本発明の支持方法は、厚さ方向に突出した環状の凸部を外縁部に有するとともに当該凸部で囲まれた内側に凹部を有する半導体ウェハに対し、前記凸部の突出側から前記凹部との間に空間を形成してマウント用テープが貼付された状態の当該半導体ウェハを前記マウント用テープ側から支持する支持方法であって、前記凸部に対応する外側位置と、前記凹部に対応する内側位置とをそれぞれ支持し、前記半導体ウェハの凹部周面に沿って前記マウント用テープを切断して当該半導体ウェハの凹部底面に対応した切断テープを形成し、前記切断テープを前記半導体ウェハの凹部底面に接着させることを特徴とすることを特徴とする。

一方、本発明のダイシング装置は、厚さ方向に突出した環状の凸部を外縁部に有するとともに当該凸部で囲まれた内側に凹部を有する半導体ウェハに対し、前記凸部の突出側から前記凹部との間に空間を形成してマウント用テープが貼付された状態の当該半導体ウェハを切断するダイシング装置であって、前記半導体ウェハを前記マウント用テープ側から支持する支持手段と、前記支持手段で支持した前記半導体ウェハを所定形状に切断する切断手段とを備え、前記支持手段は、前記凸部に対応する位置を支持する外側支持体と、前記凹部に対応する位置を支持する内側支持体と、前記半導体ウェハの凹部周面に沿って前記マウント用テープを切断して当該半導体ウェハの凹部底面に対応した切断テープを形成するテープ切断手段とを有して構成されることを特徴とする。

また、本発明のダイシング方法は、厚さ方向に突出した環状の凸部を外縁部に有するとともに当該凸部で囲まれた内側に凹部を有する半導体ウェハに対し、前記凸部の突出側から前記凹部との間に空間を形成してマウント用テープが貼付された状態の当該半導体ウェハを切断するダイシング方法であって、前記凸部に対応する外側位置と、前記凹部に対応する内側位置とをそれぞれ前記マウント用テープ側から支持し、前記凹部周面に沿って前記マウント用テープを切断して当該半導体ウェハの凹部底面に対応した切断テープを形成し、前記切断テープを前記半導体ウェハの凹部底面に接着させてから、当該半導体ウェハを所定形状に切断することを特徴とする。

以上のような本発明によれば、外縁部に環状の凸部を有する半導体ウェハをマウント用テープ側から支持するとともに、半導体ウェハの凹部周面に沿って切断した切断テープを半導体ウェハの凹部底面に接着させることで、その後のダイシングにより半導体ウェハを切断する際に、チップが散乱することが防止できる。従って、本発明の支持装置を備えたダイシング装置を用いることで、半導体ウェハのダイシングを円滑かつ確実に実施することができ、半導体製造工程の効率化を図ることができる。

また、支持装置において、外側支持体と内側支持体とが半導体ウェハに対して相対移動可能に設けられ、この内側支持体を突出させて切断テープを半導体ウェハの凹部底面に接着させるように構成すれば、切断テープを確実に半導体ウェハの凹部底面に接着することができる。さらに、内側支持体で半導体ウェハの凹部底面を支持した状態でダイシングを行うことで、ダイシング工程を安定して実施できるとともに、ウェハの切断精度を高めることもできる。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、第１実施形態に係る半導体ウェハのダイシング装置１を示す部分断面図である。
図１において、ダイシング装置１は、表面に回路が形成された半導体ウェハを切断して所定形状のチップＷＧ（図５参照）に個片化するものである。ここで、ウェハＷは、例えば、前記特許文献２に記載されたように、外縁部がそれ以外の部分よりも薄く研削されることで、厚さ方向（裏面側）に突出した環状の凸部ＷＡが外縁部に形成され、凸部ＷＡで囲まれた内側に凹部底面ＷＣと凹部周面ＷＤとからなる凹部ＷＢが形成されるとともに、その表面（研削面の反対側であり、図１の上側の面）ＷＥに回路が形成された半導体ウェハである。このウェハＷの表面ＷＥには、研削工程等において回路面を保護する保護シートＳが貼付され、ウェハＷの裏面には、凹部ＷＢとの間に空間Ｗ１を形成するように、凸部ＷＡの頂面ＷＦにマウント用テープＴが貼付され、リングフレームＲＦと一体化されている。

ダイシング装置１は、マウント用テープＴ側からウェハＷを支持する支持手段としての支持装置２と、ウェハＷの表面ＷＥから保護シートＳを剥離する剥離装置３と、支持装置２で支持したウェハＷを所定形状に切断する切断手段としての切断装置４とを備えて構成されている。

剥離装置３は、図４に示すように、支持装置２によってウェハＷを支持した状態で、ウェハＷの表面ＷＥに貼付された保護シートＳに剥離用テープＲＴを貼付し、この剥離用テープＲＴを図示しない駆動手段で移動するチャック装置Ｃで掴んで引っ張ることで、保護シートＳをウェハＷから剥離するように構成されている。

切断装置４は、図５に示すように、ウェハＷの表面ＷＥ側に設けられ、ウェハＷを切断する回転ブレード４１を備えて構成されている。回転ブレード４１は、ウェハＷの表面ＷＥからマウント用テープＴに達する切り込みを形成するように、その高さ位置が制御されるとともに、ウェハＷの表面ＷＥに沿った所定の経路を移動してウェハＷを個々のチップＷＧに個片化するように制御される。

支持装置２は、ウェハＷの凸部ＷＡに対応する位置をその頂面ＷＦ側から支持する外側支持体である外側テーブル５と、外側テーブル５の内側に設けられてウェハＷの凹部ＷＢに対応する位置を支持する内側支持体である内側テーブル６と、支持したウェハＷを保護シートＳを介してウェハＷの表面ＷＥ側から支える支え手段９とを備えて構成されている。また、内側テーブル６の下側には、外側テーブル５に対して当該内側テーブル６を昇降移動させる移動装置７が設けられ、内側テーブル６の下側および側方には、マウント用テープＴを切断するテープ切断手段としてのテープ切断装置８が設けられている。さらに、外側テーブル５および内側テーブル６には、それぞれマウント用テープＴを介してウェハＷを吸引支持する吸引手段としての複数の吸引口５１，６１が設けられている。

外側テーブル５は、平面視略方形の外側テーブル本体５２からなり、その内部外周側には平面視円環状のチャンバー部５４が設けられるとともに、中央部にウェハＷの凹部底面ＷＣと平面視略同形状（略円形）の凹部底面５３Ａと凹部周面５３Ｂとからなる凹部５３が形成されている。また、複数の吸引口５１は、チャンバー部５４から外側テーブル本体５２の上面に連通するとともに、チャンバー部５４を介して図示しない吸引装置に接続されており、マウント用テープＴを介してウェハＷを吸引支持できるように構成されている。

内側テーブル６は、外側テーブル５の凹部周面５３Ｂとの間に間隔Ｄをおいて設けられた平面視略円形の内側テーブル本体６２からなり、その内部には平面視略円形のチャンバー部６３が設けられている。また、複数の吸引口６１は、チャンバー部６３から内側テーブル本体６２の上面に連通するとともに、チャンバー部６３に接続された図示しない配管を介して吸引装置に接続されており、マウント用テープＴを介してウェハＷを吸引支持できるように構成されている。

支え手段９は、図示しない駆動手段を介してウェハＷに対して離間接近可能に設けられるとともに、吸引口９１によって保護シートＳを介してウェハＷを吸引して支えるように構成されている。

移動装置７は、外側テーブル５の凹部底面５３Ａに固定された直動モータ７１によって構成され、この直動モータ７１の出力軸７２の上端に回転モータ７３を介して内側テーブル６が固定されている。そして、直動モータ７１の駆動によって、内側テーブル６と外側テーブル５とが上下方向に相対移動でき、内側テーブル６がウェハＷに向かって突没自在に設けられている。なお、内側テーブル６は、外側テーブル５に対して回転不能に支持されている。

テープ切断装置８は、回転モータ７３に支持される回転板８１と、この回転板８１の外周端部に連結されるエアシリンダ８２と、このエアシリンダ８２の出力軸８３の上端に固定される切断刃８４とを有して構成されている。エアシリンダ８２、出力軸８３および切断刃８４は、間隔Ｄ内に位置して設けられるとともに、エアシリンダ８２の駆動によって、切断刃８４がマウント用テープＴを貫通可能となっており、回転モータ７３の駆動によって、切断刃８４がウェハＷの凹部周面ＷＤに沿って回転移動可能に構成されている。これにより、凹部底面ＷＣに対応した切断テープＴ１が形成可能となっている。

以上のダイシング装置１において、ウェハＷをダイシングする手順としては、先ず、保護シートＳが貼付され、マウント用テープＴを介してリングフレームＲＦと一体化されたウェハＷを、図１に示すように、凹部底面ＷＣの中心と内側テーブル６の中心とが一致するように支持装置２上にセットする。そして、外側テーブル５および内側テーブル６の吸引口５１，６１でマウント用テープＴを吸引してウェハＷを支持する。
次に、図２に示すように、支え手段９が下降して保護シートＳを介して吸引口９１でウェハＷを吸引して支える。そして、テープ切断装置８のエアシリンダ８２を駆動して切断刃８４がマウント用テープＴを貫通する位置まで上昇させるとともに、回転モータ７３を駆動して切断刃８４をウェハＷの凹部周面ＷＤに沿って回転させ、マウント用テープＴを切断し、凹部底面ＷＣに対応した切断テープＴ１を形成する。この後、テープ切断装置８は、エアシリンダ８２で切断刃８４を下降させて切断位置から退避させる。

次に、図３に示すように、直動モータ７１を駆動して内側テーブル６を上昇させ、切断テープＴ１を押し上げることで、切断テープＴ１が凹部底面ＷＣに当接して接着する。そして、直動モータ７１の出力トルクが所定値に達したことが検出された時点で、移動装置７は、直動モータ７１の駆動を停止してその位置を保持する。このように、切断テープＴ１が内側テーブル６によって押し上げられることで、当該切断テープＴ１は、その接着力によって凹部底面ＷＣに接着され、ウェハＷは、切断テープＴ１を介して内側テーブル６に吸引されて支持される。そして、支え手段９は、ウェハＷの上方位置から退避する。なお、凹部５３を減圧手段に連結し、切断テープＴ１を凹部底面ＷＣに接着する前の段階で、凹部５３内を減圧、若しくは、真空とするように構成してもよい。このように構成することで、切断テープＴ１を気泡なく凹部底面ＷＣに接着することができる。

次に、図４に示すように、剥離装置３は、保護シートＳの端部に剥離用テープＲＴを貼付し、この剥離用テープＲＴをチャック装置Ｃで掴んで図示しない駆動手段で引っ張ることで、保護シートＳをウェハＷから剥離する。このように保護シートＳをウェハＷから剥離した後に、剥離装置３は、ウェハＷの上方から退避する。
次に、図５に示すように、切断装置４は、回転ブレード４１によってウェハＷの表面ＷＥ側から切断テープＴ１に達する切り込みを形成し、ウェハＷを複数のチップＷＧに個片化する。この際、個片化された各チップＷＧは、切断テープＴ１に接着されているため散乱してしまうような不都合は発生しない。

以上のような本実施形態によれば、次のような効果がある。
すなわち、テープ切断装置８によってマウント用テープＴを切断して切断テープＴ１を形成し、この切断テープＴ１を内側テーブル６で押し上げて凹部底面ＷＣに接着することで、切断装置４でウェハＷを切断して個片化する際に、凹部底面ＷＣが浮き上がったり沈み込んだりすることがなくなり、正確にウェハＷを個片化することができる上、チップＷＧの散乱を防止することができる。
また、凹部底面ＷＣが切断テープＴ１を介して内側テーブル６に吸引支持されているので、保護シートＳの剥離工程においては、保護シートＳの剥離と共に凹部底面ＷＣが引っ張られてウェハＷが破損することを防止できる。

以上のように、本発明を実施するための最良の構成、方法等は、前記記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。また、上記に開示した形状、材質などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質などの限定の一部もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。

例えば、前記実施形態では、ダイシング装置１に支持装置２を用いた例を説明したが、本発明の支持装置（支持方法）は、ダイシング装置１の他に、例えば、半導体ウェハに接着シートを貼付するシート貼付装置や、半導体ウェハから接着シートを剥離するシート剥離装置など、半導体製造用の各種装置に適用可能である。
また、前記実施形態では、テープ切断装置８で切断したマウント用テープＴ（切断テープＴ１）を凹部底面ＷＣに接着させたが、これに限らず、切断テープＴ１を除去し、新たなダイシング用テープを凹部底面ＷＣに接着してもよい。

また、前記実施形態の保護シートＳ、支え手段９およびリングフレームＲＦは、本発明の必須要件ではなく、省略することができる。
さらに、保護シートＳが貼付された状態でウェハＷを切断してから、各チップＷＧ上に残る保護シートＳを剥離装置３で剥離するように構成してもよい。この場合、剥離用テープＲＴは、切断された保護シートＳ全てに貼付できるサイズとすればよい。
また、剥離装置３は省略することができる。
さらに、前記実施形態では、支持装置２において、内側テーブル６が外側テーブル５に対して昇降するように構成したが、外側テーブル５が内側テーブル６に対して昇降するように構成してもよいし、内側テーブル６と外側テーブル５との両方が昇降するように構成してもよい。
また、内側テーブル６が昇降する構成以外に、図６に示すように、内側テーブル６がその上面に所定の曲面６Ａを有して形成され、この曲面６Ａの中心を回転中心として回転しながら凹部底面ＷＣの面方向への移動を可能なように構成してもよい。この場合には、切断テープＴ１を凹部底面ＷＣに接着する際に、内側テーブル６を適宜に回動させることで、凹部底面ＷＣと切断テープＴ１との間の気体を排除しながら貼付することができる。
さらに、ウェハＷは、シリコンウエハや化合物ウェハであってもよい。
また、切断手段４は、回転ブレード４１以外に、レーザ光線を利用したカッター等によって構成してもよい。
さらに、切断装置４は移動することなく、支持装置２が移動するように構成してもよいし、切断装置４と支持装置２との両方が移動してウェハＷを個々のチップＷＧに個片化するように構成してもよい。

本発明の一実施形態に係る半導体ウェハのダイシング装置の部分断面図。 図１のダイシング装置の動作説明図。 図１のダイシング装置の図２に続く動作説明図。 図１のダイシング装置の図３に続く動作説明図。 図１のダイシング装置の図４に続く動作説明図。 本発明の変形例に係る支持装置を示す断面図。

符号の説明

１ ダイシング装置
２ 支持装置（支持手段）
４ 切断装置（切断手段）
５ 外側テーブル（外側支持体）
６ 内側テーブル（内側支持体）
８ テープ切断装置（テープ切断手段）
Ｔ マウント用テープ
Ｔ１ 切断テープ
Ｗ ウェハ（半導体ウェハ）
Ｗ１ 空間
ＷＡ 凸部
ＷＢ 凹部
ＷＣ 凹部底面
ＷＤ 凹部周面

Claims (5)

1. 厚さ方向に突出した環状の凸部を外縁部に有するとともに当該凸部で囲まれた内側に凹部を有する半導体ウェハに対し、前記凸部の突出側から前記凹部との間に空間を形成してマウント用テープが貼付された状態の当該半導体ウェハを前記マウント用テープ側から支持する支持装置であって、
   前記凸部に対応する位置を支持する外側支持体と、
   前記凹部に対応する位置を支持する内側支持体と、
   前記半導体ウェハの凹部周面に沿って前記マウント用テープを切断して当該半導体ウェハの凹部底面に対応した切断テープを形成するテープ切断手段とを備えることを特徴とする支持装置。
2. 前記外側支持体と内側支持体とは、前記半導体ウェハに対して相対移動可能に設けられ、前記内側支持体が外側支持体よりも前記半導体ウェハ側に突出することで前記切断テープを当該半導体ウェハの凹部底面に接着させることを特徴とする請求項１に記載の支持装置。
3. 厚さ方向に突出した環状の凸部を外縁部に有するとともに当該凸部で囲まれた内側に凹部を有する半導体ウェハに対し、前記凸部の突出側から前記凹部との間に空間を形成してマウント用テープが貼付された状態の当該半導体ウェハを前記マウント用テープ側から支持する支持方法であって、
   前記凸部に対応する外側位置と、前記凹部に対応する内側位置とをそれぞれ支持し、
   前記半導体ウェハの凹部周面に沿って前記マウント用テープを切断して当該半導体ウェハの凹部底面に対応した切断テープを形成し、前記切断テープを前記半導体ウェハの凹部底面に接着させることを特徴とする支持方法。
4. 厚さ方向に突出した環状の凸部を外縁部に有するとともに当該凸部で囲まれた内側に凹部を有する半導体ウェハに対し、前記凸部の突出側から前記凹部との間に空間を形成してマウント用テープが貼付された状態の当該半導体ウェハを切断するダイシング装置であって、
   前記半導体ウェハを前記マウント用テープ側から支持する支持手段と、
   前記支持手段で支持した前記半導体ウェハを所定形状に切断する切断手段とを備え、
   前記支持手段は、
   前記凸部に対応する位置を支持する外側支持体と、
   前記凹部に対応する位置を支持する内側支持体と、
   前記半導体ウェハの凹部周面に沿って前記マウント用テープを切断して当該半導体ウェハの凹部底面に対応した切断テープを形成するテープ切断手段とを有して構成されることを特徴とするダイシング装置。
5. 厚さ方向に突出した環状の凸部を外縁部に有するとともに当該凸部で囲まれた内側に凹部を有する半導体ウェハに対し、前記凸部の突出側から前記凹部との間に空間を形成してマウント用テープが貼付された状態の当該半導体ウェハを切断するダイシング方法であって、
   前記凸部に対応する外側位置と、前記凹部に対応する内側位置とをそれぞれ前記マウント用テープ側から支持し、
   前記凹部周面に沿って前記マウント用テープを切断して当該半導体ウェハの凹部底面に対応した切断テープを形成し、前記切断テープを前記半導体ウェハの凹部底面に接着させてから、当該半導体ウェハを所定形状に切断することを特徴とするダイシング方法。

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