JP5918639B2 - ウェーハの処理方法 - Google Patents

Description

本発明は、ウェーハの裏面側にダイボンディング用の接着層を形成するウェーハの処理方法に関する。

デバイスの形成されたウェーハは、例えば、表面の分割予定ラインに沿って切削され、各チップに分割される。分割されたチップの裏面には、チップをフレームなどに固定（ボンディング）させるための接着層が形成される。この接着層をフレームに接触させて熱や光などの外的刺激を加えることで、接着層は硬化され、チップはフレームに固定される。接着層としては、一般に、ダイボンディング用の接着フィルム（DAF：Die Attach Film）が用いられる。

接着フィルムをチップの裏面に貼着させる方法として、チップに分割される前のウェーハの裏面に接着フィルムを貼着させた後、ウェーハと共に接着フィルムを切削させる方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この方法では、ウェーハの裏面に貼着された接着フィルムは、ウェーハと共に切削されるので、適切なサイズの接着フィルムを裏面に貼着されたチップが実現される。

また、ＤＢＧ（Dicing Before Grinding）プロセスで分割された各チップに接着フィルムを貼着させる方法も提案されている（例えば、特許文献２参照）。この方法では、分割後のウェーハの裏面に接着フィルム及びエキスパンドテープを貼着させ、表面側から紫外光を照射させて、チップ間に位置する接着フィルムの一部を硬化させる。その後、エキスパンドテープを拡張させれば、硬化された領域で接着フィルムは破断される。

特開２０００−１８２９９５号公報 特開２００８−２３５６５０号公報

ところで、チップの仕様によっては、ある程度の厚みのある接着フィルム（例えば、５０μｍ以上）が必要になる場合もある。しかしながら、特許文献１のように、ウェーハと共に接着フィルムを切削させる方法では、接着フィルムが厚くなると、切削時に接着フィルムからヒゲ状の屑が発生して接着フィルム及びチップの品質は低下されてしまう。また、特許文献２のように、エキスパンドテープを拡張させて接着フィルムを破断させる方法では、接着フィルムが厚くなると、接着フィルムを適切なサイズに破断させることができなくなる恐れがある。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、良質な接着層をチップの裏面側に適切なサイズで形成可能なウェーハの処理方法を提供することを目的とする。

本発明のウェーハの処理方法は、表面に複数の分割予定ラインに区画され複数のデバイスが形成されたウェーハの裏面にダイボンディング用の接着剤被膜を形成するウェーハの処理方法であって、保護テープで保護された前記ウェーハの表面側を保持テーブルに保持し、少なくとも前記分割予定ラインに対応する裏面に外的刺激により硬化する液状樹脂を塗布し、外的刺激を加えて前記液状樹脂を硬化することで複数のデバイス以外の箇所にマスキング部材を形成するマスク形成工程と、前記マスク形成工程を実施した後に、マスクが形成されていない複数のデバイスの裏面にダイボンディング用の液状接着剤を均一な厚みで塗布し、ウェーハの複数のデバイスの裏面を接着剤被膜で被覆する接着剤塗布工程と、前記接着剤塗布工程を実施した後、接着剤被膜を硬化させる接着剤被膜硬化工程と、前記接着剤被膜硬化工程を実施した後、前記マスキング部材をウェーハ裏面から剥離するマスク除去工程と、から構成されることを特徴とする。

この構成によれば、デバイスに対応する領域以外を覆うマスキング部材をウェーハの裏面側に形成することで、ウェーハの裏面側のデバイスに対応する領域のみにダイボンディング用の接着剤被膜を形成できる。つまり、従来のように、切削による接着フィルム分断や、拡張による接着フィルムの破断の必要がないので、良質な接着層をチップの裏面側に適切なサイズで形成できる。

また、本発明のウェーハの処理方法において、前記ウェーハ表面は、複数のデバイスが形成されたデバイス領域と、前記デバイス領域を囲繞する外周余剰領域とから構成され、前記マスキング部材の外周には前記外周余剰領域の形状に合わせて成形されたマスク用テープを備えることが好ましい。この構成によれば、マスキング部材の外周にマスク用テープを備えるので、マスク用テープとマスキング部材とを一体にして容易に剥離させることができる。

本発明によれば、良質な接着層をチップの裏面側に適切なサイズで形成可能なウェーハの処理方法が提供される。

本実施の形態に係るウェーハの処理方法の対象となるウェーハの構成例を示す斜視図である。 マスク形成工程中のマスク用テープ貼着ステップを説明するための模式図である。 マスク形成工程中のマスキング部材形成ステップを説明するための模式図である。 接着剤塗布工程を説明するための断面模式図である。 接着剤被膜硬化工程を説明するための断面模式図である。 マスク除去工程を説明するための断面模式図である。 ウェーハの分割方法について説明するための断面模式図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。本実施の形態に係るウェーハの処理方法は、マスク形成工程、接着剤塗布工程、接着剤被膜硬化工程、及びマスク除去工程を含む。マスク形成工程では、デバイスに対応する領域以外を覆うマスキング部材をウェーハの裏面側に形成する。接着剤塗布工程では、マスキング部材が形成されていないウェーハの裏面側の領域に液状接着剤を塗布して接着剤被膜を形成する。接着剤被膜硬化工程では、接着剤塗布工程で形成された接着剤被膜を硬化させる。マスク除去工程では、マスキング部材をウェーハの裏面側から剥離除去する。

本実施の形態に係るウェーハの処理方法では、デバイスに対応する領域以外を覆うマスキング部材をウェーハの裏面側に形成することで、ウェーハの裏面側のデバイスに対応する領域にダイボンディング用の接着剤被膜を形成できる。つまり、本実施の形態に係るウェーハの処理方法では、従来のように、切削による接着フィルムの分断や、拡張による接着フィルムの破断の必要がないので、良質な接着層をチップの裏面側に適切なサイズで形成できる。以下、本実施の形態に係るウェーハの処理方法の詳細について説明する。

図１は、本実施の形態に係るウェーハの処理方法の対象となるウェーハＷの構成例を示す斜視図である。図１に示すように、ウェーハＷは、略円板状の外形形状を有している。ウェーハＷの表面Ｗ１は、格子状に配列されたストリートによって複数の領域に区画されている。ウェーハＷの表面Ｗ１側において、ストリートで区画された各領域には、それぞれデバイスＤが形成されている。本実施の形態では、便宜上、ウェーハＷの表面Ｗ１側において、上述のように複数のデバイスＤが形成される領域をデバイス領域Ａ１と呼び、デバイス領域Ａ１を囲繞する領域を外周余剰領域Ａ２と呼ぶ。

本実施の形態に係るウェーハの処理方法では、まず、マスク形成工程が実施される。マスク形成工程は、ウェーハＷの裏面側にマスク用テープを貼着させるマスク用テープ貼着ステップと、ウェーハＷの裏面側においてマスク用テープの貼着されていない領域にマスキング部材が形成されるマスキング部材形成ステップとを含む。図２は、マスク形成工程中のマスク用テープ貼着ステップを説明するための模式図である。図３は、マスク形成工程中のマスキング部材形成ステップを説明するための模式図である。

マスク用テープ貼着ステップでは、図２に示すように、外周余剰領域Ａ２に対応する裏面Ｗ２側の領域Ａ４に、外周余剰領域Ａ２の形状に合わせて成形されたマスク用テープＴ２を貼着させる。マスク用テープＴ２は、デバイス領域Ａ１の形状に対応する開口部Ｔ２ａを有している。このため、マスク用テープＴ２の貼着後には、開口部Ｔ２ａから、デバイス領域Ａ１に対応する裏面Ｗ２側の領域Ａ３が表出される。なお、マスク用テープ貼着ステップは、オペレータの手作業で行われても良いし、貼着装置（不図示）を用いて行われても良い。ウェーハＷの裏面にマスク用テープＴ２が貼着されると、マスク用テープ貼着ステップは終了する。

マスク用テープ貼着ステップに続いて、マスキング部材形成ステップが行われる。なお、マスキング部材形成ステップの前には、保護部材となる保護テープＴ１（図２参照）をウェーハＷの表面Ｗ１に貼着させておく。保護テープＴ１の貼着も、オペレータの手作業又は貼着装置（不図示）で行われる。マスク用テープＴ２及び保護テープＴ１を貼着されたウェーハＷは、図３に示すように、マスキング部材を形成するためのマスク形成装置１に搬送される。

マスク形成装置１は、ウェーハＷを保持する保持テーブル１１を備えている。保持テーブル１１の上方には、ノズル１２が設けられている。保持テーブル１１及びノズル１２は、移動機構及び回転機構（いずれも不図示）によって相対移動される。また、ノズル１２は、光や熱などの外的刺激を加えられることで硬化される液状樹脂ＲＥを、保持テーブル１１に保持されるウェーハＷに向けて吐出可能に構成されている。

マスキング部材形成ステップにおいては、まず、表面Ｗ１が下向きとなるようにウェーハＷを保持テーブル１１に保持させて、分割予定ラインに対応する位置にノズル１２を位置合わせさせる。この位置合わせは、保持テーブル１１の上方に設けられた赤外線カメラ（不図示）を用いて行われる。具体的には、赤外線カメラによりウェーハＷの裏面Ｗ２側（上方）からウェーハＷの表面Ｗ１側のアライメントパターンを撮像させ、保持テーブル１１とノズル１２とを撮像された画像に基づいて相対移動させる。

位置合わせ後には、図３Ａに示すように、ノズル１２からマスキング部材の原料となる液状樹脂ＲＥを吐出させて、ウェーハＷをＸ軸方向に相対移動させる。これにより、ウェーハＷの第１の方向に延びる分割予定ラインに沿って液状樹脂ＲＥが塗布される。ここで、相対移動の速度や液状樹脂ＲＥの吐出量などは、液状樹脂ＲＥにより形成されるパターンの幅が一定になるように設定される。また、液状樹脂ＲＥの粘度などは、任意の厚みのパターンを形成することができるように調整される。

次に、液状樹脂ＲＥの吐出を停止させ、ウェーハＷをＹ軸方向に所定距離だけ相対移動させた後に、ノズル１２から液状樹脂ＲＥを吐出させて、ウェーハＷをＸ軸方向に相対移動させる。これにより、隣接する別の分割予定ラインに沿って液状樹脂ＲＥが塗布される。この動作が繰り返されることで、ウェーハＷにおいて第１の方向に延びる全ての分割予定ラインに沿って液状樹脂ＲＥは塗布される。

その後、保持テーブル１１を９０度回転させて、第１の方向と直交する第２の方向に延びる分割予定ラインに沿って液状樹脂ＲＥを塗布させる。ウェーハＷの裏面Ｗ２において、領域Ａ４はマスク用テープＴ２で覆われている（図２参照）。このため、液状樹脂ＲＥは、マスク用テープＴ２で覆われていない領域Ａ３のみに塗布される。塗布された液状樹脂ＲＥにより、領域Ａ３内において分割予定ラインに対応する領域は覆われる。デバイスＤに対応する領域は、表出された状態で維持される。

液状樹脂ＲＥの塗布開始位置及び塗布終了位置は、マスク用テープＴ２と重なる位置に設定されることが好ましい。ノズル１２からの液状樹脂ＲＥの吐出量は、吐出の開始される塗布開始位置及び吐出の終了される塗布終了位置において大きく変動される。このため、塗布開始位置及び塗布終了位置をマスク用テープＴ２と重なる位置に設定することで、ノズル１２からの吐出量が不安定な状態での領域Ａ３への塗布を避けることができる。つまり、領域Ａ３への液状樹脂ＲＥの吐出量を安定させることができるので、液状樹脂ＲＥにより形成されるパターンの幅及び高さの均一性を高めることができる。

塗布された液状樹脂ＲＥに光や熱などの外的刺激が加えられると、液状樹脂ＲＥは硬化され、図３Ｂに示すように、格子状のマスキング部材Ｍ１が形成される。上述のように、デバイスＤに対応する領域は、表出された状態で維持されている。このため、マスキング部材Ｍ１は、デバイスＤに対応する領域以外を覆うように形成される。このマスキング部材Ｍ１の端部は、マスク用テープＴ２と接着される。また、マスキング部材Ｍ１は、マスク用テープＴ２と共に、接着層となる接着剤被膜を形成する際のマスクとして機能される。マスキング部材Ｍ１が形成されると、マスキング部材形成ステップ及びマスク形成工程は終了する。

マスク形成工程の後には、接着剤塗布工程が行われる。図４は、接着剤塗布工程を説明するための断面模式図である。接着剤塗布工程は、液状接着剤を塗布するための接着剤塗布装置２を用いて行われる。接着剤塗布装置２は、ウェーハＷを保持して高速回転させるスピンナテーブル２１を備えている。スピンナテーブル２１の上方には、ノズル２２が設けられている。ノズル２２は、ダイボンディング用の接着層の原料となる液状接着剤ＡＤを、スピンナテーブル２１に保持されるウェーハＷに向けて吐出可能に構成されている。

接着剤塗布工程においては、まず、表面Ｗ１が下向きとなるようにウェーハＷをスピンナテーブル２１に保持させる。そして、スピンナテーブル２１を高速回転させて、ウェーハの中央付近にノズル２２を位置付けさせる。この状態で、図４Ａに示すように、ノズル２２からウェーハＷの裏面Ｗ２に向けて液状接着剤ＡＤを吐出させると、液状接着剤ＡＤは、回転の遠心力によって径方向外向きに拡がるようにウェーハＷの裏面Ｗ２に塗布される。その結果、図４Ｂに示すように、ウェーハＷの裏面Ｗ２には、均一な厚みの接着剤被膜Ｆ１が形成される。

液状接着剤ＡＤとしては、光や熱などの外的刺激を加えられると硬化される液状樹脂を用いることができる。本実施の形態では、液状接着剤ＡＤとして、紫外光を照射されると硬化される紫外線硬化樹脂を用いる。スピンナテーブル２１の回転速度、液状接着剤ＡＤの吐出量、液状接着剤ＡＤの粘度などは、均一な厚みの接着剤被膜Ｆ１を形成できるように設定される。なお、後のマスク除去工程でマスキング部材Ｍ１が容易に剥離除去されるように、液状接着剤ＡＤとしては、マスキング部材Ｍ１との接着性が低い液状樹脂を用いるのが好ましい。

ウェーハＷの裏面Ｗ２において、領域Ａ４には、マスク用テープＴ２が貼着されている。また、領域Ａ３において、分割予定ラインに対応する領域には、マスクとして機能するマスキング部材Ｍ１が形成されている。このため、ノズル２２から吐出された液状接着剤ＡＤは、マスキング部材Ｍ１及びマスク用テープＴ２で覆われていない領域に塗布される。すなわち、液状接着剤ＡＤは、デバイスＤに対応する領域のみに塗布される。図４Ｂに示すように、ウェーハＷの裏面Ｗ２のデバイスＤに対応する領域に接着剤被膜Ｆ１が形成されると、接着剤塗布工程は終了する。

接着剤塗布工程の終了後には、接着剤被膜硬化工程が行われる。図５は、接着剤被膜硬化工程を説明するための断面模式図である。接着剤被膜硬化工程は、接着剤被膜Ｆ１に対して紫外光を照射させるための紫外光照射装置３を用いて行われる。紫外光照射装置３は、保持テーブル３１に保持されるウェーハＷに向けて紫外光ＵＶを照射させる光源３２を備えている。

接着剤被膜硬化工程においては、表面Ｗ１が下向きとなるようにウェーハＷを保持テーブル３１に保持させて、光源３２からウェーハＷの裏面Ｗ２側に向けて紫外光ＵＶを照射させる。紫外光ＵＶの照射光量や照射時間などは、液状の接着剤被膜Ｆ１が半硬化状態となるように設定される。ここで、半硬化状態とは、完全に硬化される前の、ある程度の粘着性を有する状態をいう。図５に示すように、接着剤被膜Ｆ１が半硬化されて接着剤被膜Ｆ２が形成されると、接着剤被膜硬化工程は終了する。

接着剤被膜硬化工程に続いて、マスク除去工程が行われる。図６は、マスク除去工程を説明するための模式図である。マスク除去工程は、保持テーブル４１に保持されるウェーハＷから、剥離装置（不図示）によりマスク用テープＴ２の端部を上方に引き上げるようにして行われる。マスク用テープＴ２とマスキング部材Ｍ１とは一体になっているので、マスク用テープＴ２の端部を上方に引き上げることで、マスク用テープＴ２とマスキング部材Ｍ１とは一度に剥離される。

マスク用テープＴ２及びマスキング部材Ｍ１が剥離されると、図６に示すように、ウェーハＷの裏面Ｗ２には各デバイスＤに対応する領域に接着剤被膜Ｆ２が残存され、マスク除去工程は終了する。ウェーハＷの表面Ｗ１に貼着されている保護フィルムＴ１は、マスク除去工程の終了後に剥離される。以上に説明したウェーハの処理方法によって、ウェーハＷの裏面Ｗ２側にダイボンディング用の接着層として機能する接着剤被膜Ｆ２が形成される。

次に、本実施の形態に係るウェーハの処理方法で処理されたウェーハＷの分割方法について説明する。図７は、ウェーハＷの分割方法について説明するための断面模式図である。以下において説明する分割方法は、内部に形成される改質層を分割起点としてウェーハＷを分割させる方法であり、エキスパンドテープ貼着工程、改質層形成工程、及びエキスパンドテープ拡張工程を含む。なお、図７に示す分割方法は一例に過ぎず、他の分割方法を適用することも可能である。

まず、エキスパンドテープ貼着工程が行われる。エキスパンドテープ貼着工程では、ウェーハＷの表面Ｗ１にエキスパンドテープＴ３を貼着させる。エキスパンドテープＴ３を貼着されたウェーハＷは、改質層を形成するためのレーザー加工装置５に搬送される。なお、エキスパンドテープ貼着工程は、オペレータの手作業で行われても良いし、貼着装置（不図示）を用いて行われても良い。

レーザー加工装置５は、ウェーハＷを保持する保持テーブル５１を備えている。保持テーブル５１の上方には、レーザー光線を射出する加工ヘッド５２が設けられている。改質層形成工程では、図７に示すように、ウェーハＷの表面Ｗ１側をチャックテーブル５１に保持させて、加工ヘッド５２の射出口をウェーハＷの分割予定ラインに位置付けさせる。また、レーザー光線の集光点がウェーハＷの内部に位置付けられるように光学系を調整する。この状態で、レーザー光線を発振させて、チャックテーブル５１を分割予定ラインに沿って移動させる。その結果、ウェーハＷの内部に分割予定ラインに沿う改質層Ｌが形成される。なお、集光点におけるレーザー光線のパワー密度は、アブレーションが生じない程度とする。

改質層Ｌが形成された後には、エキスパンドテープ拡張工程が行われる。エキスパンドテープ拡張工程では、エキスパンドテープＴ３を拡張させてウェーハＷに応力を加える。その結果、ウェーハＷは、分割予定ラインに沿って形成された改質層Ｌを分割起点として各チップに分割される。以上により、接着層として機能する接着剤被膜Ｆ２が裏面に形成されたチップを得ることができる。

このように、本実施の形態に係るウェーハの処理方法では、デバイスＤに対応する領域以外を覆うマスキング部材Ｍ１をウェーハＷの裏面Ｗ２側に形成することで、ウェーハＷの裏面Ｗ２側のデバイスＤに対応する領域にダイボンディング用の接着剤被膜Ｆ２を形成できる。つまり、本実施の形態に係るウェーハの処理方法では、切削によって接着フィルムを分断する必要はなく、拡張によって接着フィルムを破断する必要もないので、良質な接着層をチップの裏面側に適切なサイズで形成できる。本実施の形態に係るウェーハの処理方法は、厚い接着層を形成する場合に特に有効である。

また、本発明のウェーハの処理方法では、外周余剰領域Ａ２の形状に合わせて成形されたマスク用テープＴ２を用いるので、マスク用テープＴ２とマスキング部材Ｍ１とを一体にして容易に剥離させることができる。

なお、本発明は、上記実施の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、上記実施の形態では、いわゆるスピンコート法を用いて液状接着剤を塗布させているが、液状接着剤の塗布方法はこれに限られない。例えば、スプレーコート法を用いることもできる。また、塗布された液状樹脂は、ヘラなどの平坦化部材を用いて平坦化されても良い。

また、上記実施の形態では、内部に形成される改質層を分割起点としてウェーハを分割させる方法を例示しているが、ウェーハの分割方法はこれに限られない。切削ブレードを裏面側から切り込ませる方法でウェーハを分割させても良い。

その他、上記実施の形態に係る構成、方法などは、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。

本発明のウェーハの処理方法は、ウェーハの裏面側にダイボンディング用の接着層を形成する際に有用である。

１ マスク形成装置
２ 接着剤塗布装置
３ 紫外光照射装置
１１，３１，４１ 保持テーブル
１２，２２ ノズル
２１ スピンナテーブル
３２ 光源
Ａ１ デバイス領域
Ａ２ 外周余剰領域
Ａ３，Ａ４ 領域
ＡＤ 液状接着剤
Ｄ デバイス
Ｆ１，Ｆ２ 接着剤被膜
Ｍ１ マスキング部材
ＲＥ 液状樹脂
Ｔ１ 保護テープ
Ｔ２ マスク用テープ
Ｔ２ａ 開口部
ＵＶ 紫外光
Ｗ ウェーハ
Ｗ１ 表面
Ｗ２ 裏面

Claims (2)

1. 表面に複数の分割予定ラインに区画され複数のデバイスが形成されたウェーハの裏面にダイボンディング用の接着剤被膜を形成するウェーハの処理方法であって、
   保護テープで保護された前記ウェーハの表面側を保持テーブルに保持し、少なくとも前記分割予定ラインに対応する裏面に外的刺激により硬化する液状樹脂を塗布し、外的刺激を加えて前記液状樹脂を硬化することで複数のデバイス以外の箇所にマスキング部材を形成するマスク形成工程と、
   前記マスク形成工程を実施した後に、マスクが形成されていない複数のデバイスの裏面にダイボンディング用の液状接着剤を均一な厚みで塗布し、ウェーハの複数のデバイスの裏面を接着剤被膜で被覆する接着剤塗布工程と、
   前記接着剤塗布工程を実施した後、接着剤被膜を硬化させる接着剤被膜硬化工程と、
   前記接着剤被膜硬化工程を実施した後、前記マスキング部材をウェーハ裏面から剥離するマスク除去工程と、から構成されるウェーハの処理方法。
2. 前記ウェーハ表面は、複数のデバイスが形成されたデバイス領域と、前記デバイス領域を囲繞する外周余剰領域とから構成され、
   前記マスキング部材の外周には前記外周余剰領域の形状に合わせて成形されたマスク用テープを備えることを特徴とする請求項１記載のウェーハの処理方法。

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