JP7130324B2 - デバイスチップの形成方法 - Google Patents

Description

本発明は、デバイスが表面に形成されたデバイスウェーハをデバイス毎に分割して、個々のデバイスチップを形成する方法に関する。

近年、パーソナルコンピュータやスマートフォン等の電子機器には、半導体デバイスを搭載したデバイスチップが使用される。デバイスチップを形成する際は、例えば、円板状の半導体ウェーハの表面に複数の交差する分割予定ラインを設定し、分割予定ラインによって区画された各領域にデバイスを形成してデバイスウェーハを作成する。その後、分割予定ラインに沿ってデバイスウェーハを分割すると、デバイスチップを形成できる。

デバイスウェーハの分割には、例えば、デバイスウェーハに対して透過性を有する波長のレーザビームをデバイスウェーハに照射できるレーザ加工装置が使用される。分割予定ラインに沿って該レーザビームをデバイスウェーハの内部に集光させ、多光子吸収過程により改質層を形成する。そして、該改質層からデバイスウェーハを厚さ方向に貫くクラックを形成すると、デバイスウェーハが分割される（特許文献１参照）。

デバイスウェーハを加工する前または後に、デバイスウェーハの裏面側にはエキスパンドテープと呼ばれるテープが貼着される。該エキスパンドテープの外周側は、予め金属等で形成された環状フレームに貼られており、デバイスウェーハを該エキスパンドテープに貼着すると、デバイスウェーハと、エキスパンドテープと、環状フレームと、が一体となったフレームユニットを形成できる。

デバイスウェーハを加工し、エキスパンドテープを径方向外側に拡張すると、ウェーハが分割されてデバイスチップが形成され、形成された各デバイスチップの間隔が広げられる。各デバイスチップの間隔が広げられていると、エキスパンドテープからのデバイスチップのピックアップが容易となる。ただし、エキスパンドテープの拡張を解除するとエキスパンドテープが弛むため、テープの張り替え等の措置が必要となる場合がある。

そこで、エキスパンドテープのウェーハの外周と、フレームの内周と、の間の環状領域を加熱し、エキスパンドテープの当該領域を収縮させる（特許文献２参照）。エキスパンドテープを収縮させると、エキスパンドテープの弛みを減少できる。

特開２００５－１２９６０７号公報 特開２０１３－１９１７１８号公報

デバイスチップの平面形状は正方形状に限られず、第１の方向（例えば、横方向）に沿った長さと、第２の方向（例えば、縦方向）に沿った長さと、が異なる長方形状となる場合がある。そして、デバイスウェーハの表面に並ぶデバイスの数が第１の方向と、第２の方向と、で異なり、第１の方向に沿った分割予定ラインと、第２の方向に沿った分割予定ラインと、で数も異なる場合がある。

この場合、エキスパンドテープを径方向外側に等方的に拡張及び収縮させた際、デバイスチップ間の第１の方向に沿った間隔と、第２の方向に沿った間隔と、が異なるようになる。特に、形成されるデバイスチップの第１の方向に沿った長さと、第２の方向に沿った長さと、の比が大きくなるほどデバイスチップ間の第１の方向に沿った該間隔と、第２の方向に沿った該間隔と、の比が大きくなる。

デバイスチップのピックアップは、デバイスチップの設計上の配置情報を基に実施される。デバイスチップの間隔が方向によって異なる場合、登録された配置情報におけるデバイスチップの配置と、実配置と、のずれが大きくなり、デバイスチップのピックアップを適切に実施できない場合がある。

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、形成されるデバイスチップ間の間隔を方向によらずにより均一に広げ、ピックアップを適切に実施できるデバイスチップの形成方法を提供することである。

本発明の一態様によれば、第１の方向に沿う複数の第１の分割予定ラインと、該第１の方向に交差する第２の方向に沿う複数の第２の分割予定ラインと、が表面に設定され、複数の該第１の分割予定ライン及び複数の該第２の分割予定ラインにより区画された表面の各領域にデバイスを有し、互いに隣接する２つの第１の分割予定ラインの間の距離よりも互いに隣接する２つの第２の分割予定ラインの間の距離の方が長いデバイスウェーハを分割して複数のデバイスチップを形成するデバイスチップの形成方法であって、デバイスウェーハを該複数の第１の分割予定ライン及び該複数の第２の分割予定ラインに沿って加工して、該デバイスウェーハを個々のデバイスチップに分割するための分割起点を形成する分割起点形成ステップと、該分割起点形成ステップを実施する前または実施した後、デバイスウェーハの径よりも大きい径を有しエキスパンド性を有するとともに所定温度以上の加熱で収縮するエキスパンドテープを該デバイスウェーハの裏面側に貼着するテープ貼着ステップと、該テープ貼着ステップの前または後に、該エキスパンドテープの外周部を環状フレームに貼着する環状フレーム貼着ステップと、該分割起点形成ステップ、該テープ貼着ステップ及び該環状フレーム貼着ステップを実施した後、該エキスパンドテープを径方向外側に拡張し、該分割起点を起点に該デバイスウェーハが分割されることで形成された複数の該デバイスチップの間隔を広げるテープ拡張ステップと、該テープ拡張ステップを実施した後、該エキスパンドテープの該複数のデバイスチップの外周と、該環状フレームの内周と、の間の環状領域を加熱して該エキスパンドテープを収縮させるテープ収縮ステップと、を有し、該テープ収縮ステップは、該エキスパンドテープの該環状領域のうち、該第１の方向に沿った領域を加熱して該領域を収縮させる第１の加熱ステップと、該第１の加熱ステップの前または後に、該エキスパンドテープの該環状領域全てを加熱して該環状領域を収縮させる第２の加熱ステップと、該第１の加熱ステップの前に、径方向外側への該エキスパンドテープの拡張を緩和する第１の緩和ステップと、該第１の加熱ステップの後、該第２の加熱ステップの前に、径方向外側への該エキスパンドテープの拡張をさらに緩和する第２の緩和ステップと、を含み、該第１の緩和ステップにおける該エキスパンドテープの拡張の緩和量と、該第２の緩和ステップにおける該エキスパンドテープの拡張の緩和量と、は、該第１の加熱ステップにおける該エキスパンドテープの該領域の収縮量と、該第２の加熱ステップにおける該エキスパンドテープの該環状領域の収縮量と、に基づいて決定されていることを特徴とするデバイスチップの形成方法が提供される。

好ましくは、該分割起点形成ステップでは、該デバイスウェーハの表面から該第１の分割予定ライン及び該第２の分割予定ラインに沿って該デバイスチップの仕上げ厚さ以上の深さの溝を該分割起点として形成し、該分割起点形成ステップの後、該テープ貼着ステップの前に、該デバイスウェーハの裏面側を研削して該デバイスウェーハを該仕上げ厚さへと薄化することで該溝の底を除去し、デバイスウェーハを該複数のデバイスチップへと分割する薄化ステップをさらに含み、該テープ貼着ステップでは、ダイアタッチフィルムを介して該エキスパンドテープを該デバイスウェーハの裏面側に貼着する。

本発明の一態様に係るデバイスチップの形成方法は、隣接する２つの第１の分割予定ラインの間の距離よりも隣接する２つの第２の分割予定ラインの間の距離の方が長いデバイスウェーハを分割して複数のデバイスチップを形成する方法である。該デバイスウェーハを分割した後、エキスパンドテープを拡張してデバイスチップ間の間隔を広げると、第１の方向に沿った該間隔よりも第２の方向に沿った該間隔の方が狭くなる。

そこで、テープ収縮ステップにおいて、エキスパンドテープのデバイスウェーハと、環状フレームと、の間の環状領域の第１の方向に沿った領域を加熱する第１の加熱ステップと、該環状領域を加熱する第２の加熱ステップと、を実施する。すると、エキスパンドテープの第１の方向に沿った該領域の収縮量が大きくなり、第１の分割予定ラインにおけるデバイスチップの間隔と、第２の分割予定ラインにおけるデバイスチップの間隔と、の差が小さくなる。

すなわち、デバイスチップ間の間隔が方向に依らずに均等に近づくため、デバイスチップの設計上の配置と、実配置と、の差が小さくなり、デバイスチップのピックアップをより適切に実施できる。

したがって、本発明により、形成されるデバイスチップ間の間隔を方向によらずにより均一に広げ、ピックアップを適切に実施できるデバイスチップの形成方法が提供される。

デバイスウェーハを模式的に示す平面図である。 テープ貼着ステップを模式的に示す斜視図である。 分割起点形成ステップを模式的に示す斜視図である。 図４（Ａ）は、テープ拡張装置に保持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４（Ｂ）は、テープ拡張ステップを模式的に示す断面図である。 テープ収縮ステップを模式的に示す断面図である。 赤外線が照射される領域を模式的に示す平面図である。 デバイスチップの形成方法の一例を示すフローチャートである。

添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。まず、本実施形態に係るデバイスチップの形成方法における被加工物であるデバイスウェーハについて図１を用いて説明する。図１は、デバイスウェーハ１を模式的に示す平面図である。デバイスウェーハ１は、例えば、シリコン、ＳｉＣ（シリコンカーバイド）、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の表面１ａにデバイス５が形成されたものである。

デバイスウェーハ１の表面１ａは互いに交差する複数の分割予定ライン（ストリート）３ｃ，３ｄで複数の領域に区画され、区画された各領域にはＩＣ（Integrated circuit）等のデバイス５が形成される。デバイスウェーハ１を該分割予定ライン３ｃ，３ｄに沿って分割すると、個々のデバイスチップを形成できる。

デバイスチップの平面形状は、その機能や設計上の都合等により正方形状ではなく長方形状とされる場合がある。長方形状のデバイスチップを形成するには、デバイスウェーハ１の表面１ａに設定される複数の分割予定ラインの間隔を方向によって変化させる。

例えば、第１の方向３ａに沿う複数の第１の分割予定ライン３ｃと、第１の方向３ａに交差する第２の方向３ｂに沿う複数の第２の分割予定ライン３ｄと、を設定する。このととき、例えば、互いに隣接する２つの第１の分割予定ライン３ｃの間の距離よりも互いに隣接する２つの第２の分割予定ライン３ｄの間の距離の方が長くなるように設定する。

この場合、デバイスウェーハ１の表面１ａは、第１の分割予定ライン３ｃ及び第２の分割予定ライン３ｄにより長方形状の領域に区画され、デバイス５は区画された長方形状の各領域に形成される。そして、図１に示す通り、第１の分割予定ライン３ｃの数と、第２の分割予定ライン３ｄの数と、が一致しなくなる。

デバイスウェーハ１から形成された個々のデバイスチップをピックアップする際には、ピックアップを容易にするために、分割されたデバイスウェーハ１を径方向外側に広げ、デバイスチップ間の間隔を広げる。デバイスウェーハ１を径方向外側に広げる際には、デバイスウェーハの径よりも大きい径を有するエキスパンドテープと、金属等の材料で形成された環状フレームと、を使用する。

該エキスパンドテープは粘着面を備え、該粘着面をデバイスチップ１及び環状フレームに接触させることでデバイスチップ１及び環状フレームに貼着される。また、該エキスパンドテープはエキスパンド性を有し、すなわち、径方向外側に拡張可能である。さらに、該エキスパンドテープは所定温度以上に加熱すると収縮する。

図２に、デバイスウェーハ１と、エキスパンドテープ７と、環状フレーム９と、を示す。エキスパンドテープ７の外周部を予め環状フレーム９に貼り、その後、環状フレーム９の開口内でデバイスウェーハ１の裏面１ｂ側をエキスパンドテープ７に貼る。すると、デバイスウェーハ１と、エキスパンドテープ７と、環状フレーム９と、が一体となったフレームユニットを形成できる。デバイスウェーハ１からデバイスチップが形成された後、エキスパンドテープ７が径方向外側に拡張されデバイスチップ間の間隔が広げられる。

なお、デバイスウェーハ１の裏面１ｂ側には、予め膜状のダイアタッチフィルムが設けられてもよい。ダイアタッチフィルムは、デバイスチップを所定の実装対象に実装する際の接着剤等として機能する。ダイアタッチフィルムは、エキスパンドテープ７を拡張することで分割予定ライン３ｃ，３ｄに沿って分割され、個々のデバイスチップの裏面側に設けられる。

次に、本実施形態に係るデバイスチップの形成方法について説明する。該デバイスチップの形成方法のフローチャートを図７に示す。図７に示す通り、該形成方法では、分割起点形成ステップＳ１と、テープ貼着ステップＳ２と、環状フレーム貼着ステップＳ３と、テープ拡張ステップＳ４と、テープ収縮ステップＳ５と、を実施する。ただし、各ステップを実施する順番はこれに限定されず、適宜順番を入れ替えて実施できる。

該形成方法では、分割起点形成ステップＳ１を実施する前または実施した後、デバイスウェーハ１、エキスパンドテープ７、及び環状フレーム９を一体化するテープ貼着ステップＳ２及び環状フレーム貼着ステップＳ３を実施する。以下、環状フレーム貼着ステップＳ３を実施した後にテープ貼着ステップＳ２を実施し、その後に分割起点形成ステップＳ１を実施する場合を例に本実施形態に係るデバイスチップの形成方法を説明する。

環状フレーム貼着ステップＳ３では、エキスパンドテープ７の外周部を環状フレーム９に貼着する。図２の下部に、環状フレーム９と、該環状フレーム９に貼着されたエキスパンドテープ７と、を模式的に示す。エキスパンドテープ７にデバイスウェーハ１を貼着する前に環状フレーム９に貼着すると、エキスパンドテープ７にデバイスウェーハ１を貼着する際に、エキスパンドテープ７に弛みが生じにくい。

テープ貼着ステップＳ２では、エキスパンドテープ７をデバイスウェーハ１の裏面１ｂ側に貼着する。図２は、テープ貼着ステップＳ２を模式的に示す斜視図である。なお、テープ貼着ステップＳ２を実施する前に、予めデバイスウェーハ１の裏面１ｂ側に上述のダイアタッチフィルムを設けてもよい。環状フレーム貼着ステップＳ３及びテープ貼着ステップＳ２を実施すると、図３に模式的に示すフレームユニット１１を形成できる。

本実施形態に係るデバイスチップの形成方法では、次に、分割起点形成ステップＳ１を実施する。分割起点形成ステップＳ１では、デバイスウェーハ１を複数の第１の分割予定ライン３ｃ及び複数の第２の分割予定ライン３ｄに沿って加工して、該デバイスウェーハ１を個々のデバイスチップに分割するための分割起点を形成する。

分割起点形成ステップＳ１では、例えば、中央部に貫通孔を備え外周部に切削砥石が配された円環状の切削ブレードによりデバイスウェーハ１を切削加工し、分割予定ライン３ｃ，３ｄに沿って分割起点となる切削溝を形成する。切削加工を実施する際は、該切削ブレードを該貫通孔の周りに回転させ、分割予定ライン３ｃ，３ｄに沿って切削砥石をデバイスウェーハ１に接触させる。切削ブレードによりデバイスウェーハ１の表面１ａから裏面１ｂに至る深さの切削溝を形成すると、デバイスウェーハ１が分割される。

または、分割起点形成ステップＳ１では、デバイスウェーハ１に対して吸収性を有する波長のレーザビームをデバイスウェーハ１の表面１ａに集光することでアブレーション加工を実施し、分割予定ライン３ｃ，３ｄに沿ってレーザ加工溝を形成する。アブレーション加工によりデバイスウェーハ１の裏面１ｂに至る深さのレーザ加工溝を形成すると、デバイスウェーハ１が分割される。この場合、レーザ加工溝が分割起点となる。

アブレーション加工を実施してレーザ加工溝を形成する場合、一つの分割予定ライン３ｃ，３ｄに沿って複数回レーザビームを照射して、徐々にレーザ加工溝の深さを増大させてもよい。この場合、１度だけレーザビームを照射してレーザ加工溝を形成する場合と比較してレーザビームの出力を抑制できるため、レーザビームの照射に伴う周囲のデバイス５への損傷の発生を抑制できる。

なお、分割起点形成ステップＳ１は、これに限定されない。例えば、デバイスウェーハ１に対して透過性を有する波長のレーザビームを分割予定ライン３ｃ，３ｄに沿ってデバイスウェーハ１の内部に集光し、多光子吸収過程により分割起点となる改質層を形成してもよい。図３を用いて、デバイスウェーハ１の内部に改質層を形成する場合を例に分割起点形成ステップＳ１を説明する。図３は、分割起点形成ステップＳ１の一例を模式的に示す斜視図である。

図３に例示する分割起点形成ステップＳ１は、レーザ加工装置２で実施される。レーザ加工装置２は、デバイスウェーハ１を保持する保持テーブル４と、保持テーブル４に保持されたデバイスウェーハ１を加工するレーザ加工ユニット６と、を備える。

保持テーブル４は、上面側に露出する多孔質部材（不図示）と、該多孔質部材に接続された吸引源（不図示）と、を備え、該多孔質部材の上面は、デバイスウェーハ１を保持する保持面となる。また、保持テーブル４は、保持面に垂直な軸の周りに回転可能である。分割起点形成ステップＳ１では、エキスパンドテープ７を介して該保持面上にデバイスウェーハ１を載せ、該多孔質部材の孔を通してデバイスウェーハ１に対して吸引源により生じた負圧を作用させ、デバイスウェーハ１を保持テーブル４に吸引保持させる。

レーザ加工ユニット６は、デバイスウェーハ１に対して透過性を有する波長のレーザビーム８ａを発振できる。そして、レーザ加工ユニット６は、加工ヘッド８からデバイスウェーハ１の表面１ａに該レーザビーム８ａを照射でき、デバイスウェーハ１の内部の所定の高さ位置に該レーザビーム８ａを集光できる。レーザ加工ユニット６と、保持テーブル４と、は保持テーブル４の保持面に平行な方向に相対移動できる。

レーザ加工ユニット６は、保持テーブル４に保持されたデバイスウェーハ１の表面１ａを撮像できるカメラユニット１０を加工ヘッド８の近傍に備える。分割起点形成ステップＳ１を実施する際は、カメラユニット１０によりデバイスウェーハ１の表面１ａを撮像し、分割予定ライン３ｃ，３ｄの位置に関する情報を取得する。そして、該情報を基に、レーザ加工ユニット６をデバイスウェーハ１の第１の分割予定ライン３ｃの延長線の上方に位置づける。

その後、レーザ加工ユニット６にレーザビーム８ａを発振させながらレーザ加工ユニット６と、保持テーブル４と、を第１の方向３ａに沿って相対移動させる。すると、分割予定ライン３ｃに沿ってデバイスウェーハ１の内部にレーザビーム８ａが集光され、多光子吸収過程により分割起点１３となる改質層が形成される。

一つの第１の分割予定ライン３ｃに沿ってレーザビーム８ａを照射した後、保持テーブル４及びレーザ加工ユニット６を第２の方向３ｂに沿って相対移動させ、同様に他の第１の分割予定ライン３ｃに沿ってレーザ加工を実施する。すべての第１の分割予定ライン３ｃに沿ってレーザ加工を実施した後、保持テーブル４を回転させ、第２の方向３ｂに沿った第２の分割予定ライン３ｄに沿って同様に加工を実施する。すると、すべての分割予定ライン３ｃ，３ｄに沿って分割起点１３として機能する改質層を形成できる。

内部に改質層が形成されたデバイスウェーハ１に対して所定の方法で外力を加えると、該改質層からデバイスウェーハ１の厚さ方向にクラックが伸長する。該クラックがデバイスウェーハ１を厚さ方向に貫くと、デバイスウェーハ１が分割される。

なお、薄型のデバイスチップを形成する場合、分割起点形成ステップＳ１の前または後にデバイスウェーハ１の裏面１ｂ側を研削してデバイスウェーハ１を薄化する薄化ステップを実施してもよい。薄化ステップは、例えば、円環状に並ぶ複数の研削砥石が下面に装着された研削ユニットを備える研削装置で実施される。研削砥石を該研削砥石が並ぶ方向に沿って回転させながらデバイスウェーハ１に向けて下降させ、デバイスウェーハ１の裏面１ｂ側に接触させると、デバイスウェーハ１が研削されて薄化される。

薄化ステップを実施する場合、テープ貼着ステップＳ２と、環状フレーム貼着ステップＳ３と、は薄化ステップを実施した後に実施する。さらに、デバイスウェーハ１の裏面１ｂにダイアタッチフィルムを設ける場合、テープ貼着ステップＳ２を実施する際に、ダイアタッチフィルムを介してデバイスウェーハ１の裏面１ｂにエキスパンドテープ７を貼着する。

また、分割起点形成ステップＳ１において分割起点として改質層をデバイスウェーハ１の内部に形成する場合、該薄化ステップにおいてデバイスウェーハ１に加わる外力により該改質層から厚さ方向にクラックを伸長させてデバイスウェーハ１を分割してもよい。

さらに、例えば、該分割起点形成ステップＳ１では、デバイスチップの仕上げ厚さ以上でかつ裏面１ｂに至らない深さの溝を該分割起点１３として分割予定ライン３ｃ，３ｄに沿ってデバイスウェーハ１に形成してもよい。この場合、該分割起点形成ステップＳ１の後、薄化ステップを実施してデバイスウェーハ１を該仕上げ厚さへと薄化し、該溝の底を除去することでデバイスウェーハ１を分割してもよい。

なお、以上に説明した通り、分割起点１３とはデバイスウェーハ１の分割の起点となる構造等である。分割起点１３は、例えば、デバイスウェーハ１の表面１ａから裏面１ｂに至る溝、裏面１ｂに至らない溝、または、デバイスウェーハ１の内部に形成される改質層等である。分割起点形成ステップＳ１の実施中、または、実施後に、該分割起点１３を起点としてデバイスウェーハ１を分割すると個々のデバイスチップを形成できる。

本実施形態に係るデバイスチップの形成方法では、分割起点形成ステップＳ１、テープ貼着ステップＳ２及び環状フレーム貼着ステップＳ３を実施した後、エキスパンドテープ７を径方向外側に拡張するテープ拡張ステップＳ４を実施する。次に、テープ拡張ステップＳ４について説明する。

テープ拡張ステップＳ４を実施すると、デバイスチップ間の間隔が広がりデバイスチップのピックアップが容易となる。また、エキスパンドテープ７と、デバイスウェーハ１の裏面１ｂと、の間にダイアタッチフィルムが配される場合、テープ拡張ステップＳ４を実施することでダイアタッチフィルムをデバイスチップ毎に分割できる。

テープ拡張ステップＳ４は、図４（Ａ）及び図４（Ｂ）に模式的に示すエキスパンド装置１２において実施される。エキスパンド装置１２は、円筒状の拡張ドラム１４と、該拡張ドラム１４の外周側に配されたフレーム保持ユニットと、を含む。

拡張ドラム１４は、デバイスウェーハ１の径よりも大きい径の円筒状の本体を備え、該本体の上部には、上方に露出する多孔質部材１４ａが配される。該多孔質部材１４ａは、図示しない吸引源に接続される。該吸引源は、該多孔質部材１４ａを通じて拡張ドラム１４の上に載せられるフレームユニット１１に負圧を作用できる。例えば、エキスパンドテープ７を拡張または収縮させる際に該吸引源を作動させると、エキスパンドテープ７の該デバイスウェーハ１と重なる領域を固定できる。

フレーム保持ユニットは、外周側に環状フレーム９を把持できるクランプ２２を備え、円環状のフレーム支持台１６と、該フレーム支持台１６を支持する複数のロッド１８と、を含む。それぞれのロッド１８の上端部はフレーム支持台１６に接続されており、それぞれのロッド１８の下端はエアシリンダ２０により支持される。エアシリンダ２０はロッド１８を上下方向に移動でき、該エアシリンダ２０を作動させるとフレーム支持台１６を上下方向に移動できる。

テープ拡張ステップＳ４では、まず、エキスパンド装置１２にフレームユニット１１を搬入する。このとき、フレーム支持台１６の上面の高さ位置が拡張ドラム１４の上部の高さ位置に合うように、予めフレーム支持台１６の高さを調節する。そして、フレーム支持台１６の上に環状フレーム９を載せ、クランプ２２に該環状フレーム９を把持させてフレームユニット１１を固定する。

次に、図４（Ｂ）に示す通り、エアシリンダ２０を作動させてフレーム支持台１６を拡張ドラム１４に対して下降させる。すると、エキスパンドテープ７が径方向外側に拡張され、エキスパンドテープ７に貼着されたデバイスウェーハ１に径方向外側に向いた力が作用する。すると、分割起点１３を起点に該デバイスウェーハ１が分割されることで形成された複数の該デバイスチップ５ａの間隔が広げられる。

なお、デバイスウェーハ１の内部に分割起点１３として改質層を形成する場合、テープ拡張ステップＳ４を実施することでデバイスウェーハ１の内部に外力を付与して該改質層から上下方向にクラックを伸長させてデバイスウェーハ１を分割してもよい。また、デバイスウェーハ１の裏面１ｂ側にダイアタッチフィルムが設けられている場合、エキスパンド装置１２によりエキスパンドテープ７を拡張することで、ダイアタッチフィルムを分割予定ライン３ｃ，３ｄに沿って分割できる。

ダイアタッチフィルムを分割する際に、ダイアタッチフィルムを予め－５℃乃至０℃程度の温度に冷却すると、ダイアタッチフィルムが脆化し分割が容易となる。そこで、エキスパンド装置１２はフレームユニット１１を冷却する冷却ユニットをさらに備えてもよく、テープ拡張ステップＳ４ではフレームユニット１１を所定の温度に冷却した後にエキスパンドテープ７を拡張してもよい。

エキスパンドテープ７を拡張しデバイスチップ５ａ間の間隔を広げ、その後、エキスパンドテープ７の拡張を解除すると、エキスパンドテープ７が弛む。エキスパンドテープ７に弛みが生じているとその後のフレームユニット１１の搬送が容易ではないため、テープの張り替え作業等が必要となる場合がある。そこで、本実施形態に係るデバイスチップの形成方法では、エキスパンドテープ７に弛みを除去するためにテープ収縮ステップＳ５を実施する。次に、該テープ収縮ステップＳ５について説明する。

テープ収縮ステップＳ５では、エキスパンドテープ７上に形成された複数のデバイスチップ５ａの外周と、環状フレーム９の内周と、の間の環状領域を加熱して該エキスパンドテープ７を収縮させる。テープ収縮ステップＳ５について、図５を用いて説明する。図５は、テープ収縮ステップＳ５を模式的に示す断面図である。テープ収縮ステップＳ５は、テープ拡張ステップＳ４に続いてエキスパンド装置１２において実施してもよい。

テープ収縮ステップＳ５では、テープ拡張ステップＳ４の際に下降させたフレーム支持台１６を上昇させ、エキスパンドテープ７の拡張を緩和させる。このとき、拡張ドラム１４の多孔質部材１４ａに接続された吸引源を予め作動させ負圧をエキスパンドテープ７に作用させておく。この場合、エキスパンドテープ７の該環状領域の内側が固定され、主に該環状領域で拡張が緩和される。そして、例えば、遠赤外線２４ａを照射できる赤外線照射ユニット２４を使用してエキスパンドテープ７の弛みの生じた該環状領域を加熱する。

エキスパンドテープ７の該環状領域を加熱する際は、例えば、赤外線照射ユニット２４を該環状領域の上に位置づけ、遠赤外線２４ａを照射させながら該赤外線ユニット２４を該環状領域に沿って移動させる。または、赤外線照射ユニット２４を該環状領域の上に位置づけ、赤外線照射ユニット２４に遠赤外線２４ａを照射させながら、拡張ドラム１４及びフレーム支持台１６を該環状領域に沿った方向に回転させる。エキスパンドテープ７を所定の温度に加熱すると、エキスパンドテープ７が収縮し、弛みを減少できる。

デバイスウェーハ１は、隣接する第１の分割予定ライン３ｃの間の距離よりも隣接する第２の分割予定ラインの間３ｄの距離の方が長く、第１の分割予定ライン３ｃと、第２の分割予定ライン３ｄと、の数が異なる。そのため、エキスパンドテープ７を拡張してデバイスチップ５ａ間の間隔を広げ、そして、エキスパンドテープ７の該環状領域を加熱してエキスパンドテープ７を等方的に収縮させると、該間隔が第１の方向３ａと、第２の方向３ｂと、で一致しなくなる。

テープ収縮ステップＳ５の後、デバイスチップ５ａはエキスパンドテープ７からピックアップされる。ピックアップは、デバイスウェーハ１におけるデバイス５の配置情報等が参照されて実施される。しかしながら、デバイスチップ５ａの間隔が方向によって異なる場合、該配置情報を基に導出されるデバイスチップ５ａの配置と、エキスパンドテープ７上のデバイスチップ５ａの実配置と、の間にずれが生じる。このずれが大きい場合、デバイスチップ５ａのピックアップを適切に実施できなくなる。

そこで、本実施形態に係るデバイスチップの形成方法では、該環状領域のうち該第１の方向３ａに沿った領域を加熱する第１の加熱ステップと、該環状領域全てを加熱する第２の加熱ステップと、に分けてテープ収縮ステップＳ５を実施する。

第１の加熱ステップ及び第２の加熱ステップについて、図６を用いて説明する。図６は、赤外線が照射される領域を模式的に示す平面図である。第１の加熱ステップでは、エキスパンドテープ７の該環状領域１５のうち、第１の方向３ａに沿った領域１７に対して遠赤外線を照射して、該領域１７においてエキスパンドテープ７を収縮させる。

第１の加熱ステップを実施する前においては、第１の方向３ａに沿った間隔３ｅは第２の方向３ｂに沿った間隔３ｆよりも狭い。第１の加熱ステップを実施すると、エキスパンドテープ７は第２の方向３ｂに沿って収縮し、第１の方向３ａに沿った間隔３ｅが広げられる。この場合、第１の加熱ステップを実施すると、第１の方向３ａに沿った間隔３ｅと、第２の方向３ｂに沿った間隔３ｆと、の差が小さくなる。

したがって、デバイスウェーハ１の表面１ａにおける設計上のデバイス５の配置と、エキスパンドテープ７上のデバイスチップ５ａの実配置と、のずれが小さくなるため、デバイスチップ５ａのピックアップが容易となる。

なお、図６には、デバイスウェーハ１（複数のデバイスチップ５ａ）の中心を通り、第１の方向３ａ及び第２の方向３ｂの間の方向に沿った境界１７ａ，１７ｂを境界として第１の方向３ａに沿った領域１７が設定される場合について例示されている。ただし、第１の方向３ａに沿った領域１７はこれに限定されず、例えば、該境界１７ａ，１７ｂに達しない領域でもよく、また該境界１７ａ，１７ｂを跨ぐ領域でもよい。

第１の加熱ステップを実施した後、エキスパンドテープ７の環状領域１５の全域を加熱する第２の加熱ステップを実施する。第２の加熱ステップを実施すると、該環状領域１５の全域でエキスパンドテープ７が収縮し、エキスパンドテープ７の弛みが減少する。

なお、テープ収縮ステップＳ５について、第１の加熱ステップを実施した後に第２の加熱ステップを実施する場合について説明したが、本実施形態に係るデバイスチップの形成方法はこれに限定されない。すなわち、第２の加熱ステップを実施した後に第１の加熱ステップを実施してもよい。

また、該テープ収縮ステップＳ５では、該第１の加熱ステップの前に、フレーム支持台１６を上昇させてエキスパンドテープ７の拡張を緩和する第１の緩和ステップをさらに実施してもよい。また、第１の加熱ステップを実施した後、第２の加熱ステップを実施する前に、フレーム支持台１６をさらに上昇させてエキスパンドテープ７の拡張を緩和する第２の緩和ステップをさらに実施してもよい。エキスパンドテープ７を加熱する前にエキスパンドテープ７を弛ませておくと、加熱により該弛みを除去しやすくなる。

なお、フレーム支持台１６を上昇させてエキスパンドテープ７の拡張を緩和すると、フレーム支持台１６の上昇量に応じた大きさの弛みがエキスパンドテープ７に生じる。そして、第１の加熱ステップ及び第２の加熱ステップで除去されるエキスパンドテープ７の弛みの大きさは、エキスパンドテープ７を加熱する前にエキスパンドテープ７に生じている弛みの大きさに応じて変化する。

すなわち、第１の加熱ステップで収縮するエキスパンドテープ７の環状領域１５の第１の方向３ａに沿った領域１７の収縮量は、第１の方向３ａに沿った領域１７に生じていた弛みの大きさに影響される。

デバイスウェーハ１の第１の分割予定ライン３ｃと、第２の分割予定ライン３ｄと、の数の比率に応じてデバイスチップ５ａ間の第１の方向３ａに沿った間隔３ｅと、第２の方向３ｂに沿った間隔３ｆと、の比が変化する。したがって、両間隔３ｅ，３ｆの差を小さくするために第１の加熱ステップで要求されるエキスパンドテープ７の収縮量は、両間隔３ｅ，３ｆの比によって決まる。

そこで、第１の緩和ステップを実施する前と、第１の緩和ステップを実施した後と、第２の緩和ステップを実施した後と、のそれぞれにおいてフレーム支持台１６の高さ位置を制御してもよい。この場合、第１の加熱ステップにおける該領域１７の収縮量と、第２の加熱ステップにおける環状領域１５の収縮量と、を制御できる。

直径８インチのシリコンで形成された円板状のデバイスウェーハ１の表面１ａ上に、第１の方向３ａに沿った長さが１０．０００ｍｍ、第２の方向３ｂに沿った長さが５．３９０ｍｍの長さの長方形状の複数のデバイス５を形成する場合を例に説明する。該デバイスウェーハ１をデバイス５毎に分割してデバイスチップ５ａを形成し、デバイスウェーハ１の裏面１ｂに貼着されたエキスパンドテープ７を拡張する。このとき、エキスパンドテープ７の外周部に貼着された環状フレーム９を１０ｍｍ程度引き下げる。

その後、環状フレーム９を引き上げて従来の方法によりエキスパンドテープ７の環状領域１５を収縮させると、例えば、デバイスチップ５ａ間の第１の方向３ａに沿った間隔３ｅは約１０μｍとなり、第２の方向３ｂに沿った間隔３ｆは約２５μｍとなる。この場合、間隔３ｅと、間隔３ｆと、の比はおよそ２：５である。そのため、エキスパンドテープ７の環状領域１５の該領域１７の収縮量と、環状領域１５の該領域１７以外の領域の収縮量と、の比が５：２となれば、間隔３ｅと、間隔３ｆと、の差が小さくなる。

そこで、第１の緩和ステップを実施して環状フレーム９を３ｍｍ引き上げ、第１の加熱ステップを実施し、次に、第２の緩和ステップを実施して環状フレーム９を２ｍｍ引き上げ、第２の加熱ステップを実施する。この場合、環状領域１５の第１の方向３ａに沿った領域１７を加熱する際の環状フレーム９の総引き上げ量は５ｍｍとなり、環状領域１５の該領域１７以外の領域を加熱する際の環状フレーム９の引き上げ量が２ｍｍとなる。

そして、第２の加熱ステップ実施した後、例えば、デバイスチップ５ａ間の第１の方向３ａに沿った該間隔３ｅは約１７μｍとなり、第２の方向３ｂに沿った該間隔３ｆは約２０μｍとなる。このように、従来の方法におけるデバイスチップ間の間隔３ｅと、間隔３ｆと、の比を参照して第１の緩和ステップにおける環状フレーム９の引き上げ量と、第２の緩和ステップにおける環状フレーム９の引き上げ量と、を決定すると、間隔３ｅと、間隔３ｆの差が小さくなる。

本実施形態に係るデバイスチップの形成方法を実施すると、デバイスチップ５ａ間の第１の方向３ｃに沿った間隔３ｅと、第２の方向３ｂに沿った間隔３ｆと、の差が小さくなる。そのため、デバイスチップ５ａのピックアップ時にデバイスウェーハ１におけるデバイス５の配置に関する情報を使用できる。したがって、本実施形態に係るデバイスチップの形成方法により、第１の方向３ａに沿った長さと、第２の方向３ｂに沿った長さと、が異なるデバイスチップを容易に製造できる。

テープ収縮ステップＳ５を実施した後、フレームユニット１１をピックアップ装置に移動させ、個々のデバイスチップ５ａをエキスパンドテープ７上からピックアップする。ピックアップ装置では、デバイスウェーハ１の表面１ａ上のデバイス５の配置に関する情報を基に、所定の位置のデバイスチップをピックアップする。

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、テープ収縮ステップＳ５について、第１の加熱ステップと、第２の加熱ステップと、１度ずつ実施す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。

すなわち、第１の加熱ステップと、第２の加熱ステップと、を交互に繰り返して、徐々にエキスパンドテープ７を収縮させてもよい。第１の加熱ステップと、第２の加熱ステップと、の加熱の強度を細かく調整することにより、デバイスチップ５ａ間の第１の方向に沿った間隔３ｅと、第２の方向に沿った間隔３ｆと、の差をより縮小できる。

また、テープ拡張ステップＳ４に続きエキスパンド装置１２においてテープ収縮ステップＳ５を実施する場合について説明したが、本発明の一態様に係るデバイスチップの形成方法はこれに限定されない。すなわち、赤外線加熱装置を準備し、該赤外線加熱装置にフレームユニット１１を移動させてテープ拡張ステップＳ４を実施してもよい。

特に、デバイスウェーハ１の裏面１ｂ側にダイアタッチフィルムが設けられテープ拡張ステップにおいてフレームユニット１１を冷却する場合、エキスパンドテープ７の冷却が実施された場で加熱を実施するのは非効率である。複数のフレームユニット１１に対して次々とテープ拡張ステップＳ４及びテープ収縮ステップＳ５を実施する場合、冷却を実施する場所と、加熱を実施する場所と、を分離する方が高効率な加工を実施できる。

テープ拡張ステップＳ４を実施した後、赤外線加熱装置にフレームユニット１１を移動させる場合、まず、第１の緩和ステップとしてエキスパンドテープ７の径方向外側への拡張を完全に緩和し、拡張を解除する。その後、フレームユニット１１を赤外線加熱装置に移動させる。該赤外線加熱装置は、例えば、エキスパンド装置１２と同様に構成される。そして、エキスパンドテープ７を拡張させて第１の加熱ステップを実施し、その後、第２の緩和ステップを実施して拡張を緩和し、第２の加熱ステップを実施する。

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 デバイスウェーハ
１ａ 表面
１ｂ 裏面
３ａ，３ｂ 方向
３ｃ，３ｄ 加工予定ライン
３ｅ，３ｆ 分割溝
５ デバイス
７ エキスパンドテープ
９ 環状フレーム
１１ フレームユニット
１３ 分割起点
１５ 環状領域
１７ 第１の方向に沿った領域
１７ａ，１７ｂ 境界
２ 加工装置
４ 保持テーブル
６ 加工ユニット
８ 加工ヘッド
８ａ レーザビーム
１０ カメラユニット
１２ エキスパンド装置
１４ 拡張ドラム
１４ａ 多孔質部材
１６ フレーム支持台
１８ ロッド
２０ エアシリンダ
２２ クランプ
２４ 赤外線照射ユニット
２４ａ 赤外線

Claims (2)

1. 第１の方向に沿う複数の第１の分割予定ラインと、該第１の方向に交差する第２の方向に沿う複数の第２の分割予定ラインと、が表面に設定され、複数の該第１の分割予定ライン及び複数の該第２の分割予定ラインにより区画された表面の各領域にデバイスを有し、互いに隣接する２つの第１の分割予定ラインの間の距離よりも互いに隣接する２つの第２の分割予定ラインの間の距離の方が長いデバイスウェーハを分割して複数のデバイスチップを形成するデバイスチップの形成方法であって、
   デバイスウェーハを該複数の第１の分割予定ライン及び該複数の第２の分割予定ラインに沿って加工して、該デバイスウェーハを個々のデバイスチップに分割するための分割起点を形成する分割起点形成ステップと、
   該分割起点形成ステップを実施する前または実施した後、デバイスウェーハの径よりも大きい径を有しエキスパンド性を有するとともに所定温度以上の加熱で収縮するエキスパンドテープを該デバイスウェーハの裏面側に貼着するテープ貼着ステップと、
   該テープ貼着ステップの前または後に、該エキスパンドテープの外周部を環状フレームに貼着する環状フレーム貼着ステップと、
   該分割起点形成ステップ、該テープ貼着ステップ及び該環状フレーム貼着ステップを実施した後、該エキスパンドテープを径方向外側に拡張し、該分割起点を起点に該デバイスウェーハが分割されることで形成された複数の該デバイスチップの間隔を広げるテープ拡張ステップと、
   該テープ拡張ステップを実施した後、該エキスパンドテープの該複数のデバイスチップの外周と、該環状フレームの内周と、の間の環状領域を加熱して該エキスパンドテープを収縮させるテープ収縮ステップと、を有し、
   該テープ収縮ステップは、
   該エキスパンドテープの該環状領域のうち、該第１の方向に沿った領域を加熱して該領域を収縮させる第１の加熱ステップと、
   該第１の加熱ステップの前または後に、該エキスパンドテープの該環状領域全てを加熱して該環状領域を収縮させる第２の加熱ステップと、
   該第１の加熱ステップの前に、径方向外側への該エキスパンドテープの拡張を緩和する第１の緩和ステップと、
   該第１の加熱ステップの後、該第２の加熱ステップの前に、径方向外側への該エキスパンドテープの拡張をさらに緩和する第２の緩和ステップと、を含み、
   該第１の緩和ステップにおける該エキスパンドテープの拡張の緩和量と、該第２の緩和ステップにおける該エキスパンドテープの拡張の緩和量と、は、該第１の加熱ステップにおける該エキスパンドテープの該領域の収縮量と、該第２の加熱ステップにおける該エキスパンドテープの該環状領域の収縮量と、に基づいて決定されていることを特徴とするデバイスチップの形成方法。
2. 該分割起点形成ステップでは、該デバイスウェーハの表面から該第１の分割予定ライン及び該第２の分割予定ラインに沿って該デバイスチップの仕上げ厚さ以上の深さの溝を該分割起点として形成し、
   該分割起点形成ステップの後、該テープ貼着ステップの前に、該デバイスウェーハの裏面側を研削して該デバイスウェーハを該仕上げ厚さへと薄化することで該溝の底を除去し、デバイスウェーハを該複数のデバイスチップへと分割する薄化ステップをさらに含み、
   該テープ貼着ステップでは、ダイアタッチフィルムを介して該エキスパンドテープを該デバイスウェーハの裏面側に貼着することを特徴とする請求項１記載のデバイスチップの形成方法。

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