JP7343339B2 - ウエーハの加工方法 - Google Patents

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表面に形成されたウエーハを個々のデバイスチップに分割するウエーハの加工方法に関する。

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表面に形成されたウエーハは、研削装置によって裏面が研削されて所望の厚みに形成された後、ダイシング装置によって個々のデバイスチップに分割され、分割された各デバイスチップは携帯電話、パソコン等の電気機器に利用される。

ウエーハの裏面には、ウエーハがダイシング装置に搬送される前に紫外線硬化型の粘着層を有するダイシングテープが貼着され、ダイシングテープの周縁は、ウエーハを収容する開口部を有するフレームに貼着される。これによってウエーハは、ダイシングテープを介してフレームに支持される（たとえば特許文献１参照）。

そして、フレームに支持されたウエーハは、ダイシング装置のチャックテーブルに保持され、回転する切削ブレードによって個々のデバイスチップに分割される。

その後、ダイシングテープに紫外線が照射され、粘着層の硬化によって粘着力が低下したダイシングテープからデバイスチップがピックアップされる。

特開平１１－３３００１１号公報

しかし、デバイスチップの大きさが１ｍｍ角以下（たとえば０．０３ｍｍ角、厚み０．０２ｍｍ）と小さいと、ウエーハをダイシングする際にデバイスチップがダイシングテープの粘着層上で動いてしまい、デバイスチップの外周に欠けが生じて品質が低下するという問題がある。

また、ダイシングテープに紫外線を僅かに照射して粘着層を硬化させるとダイシングテープの粘着層上でのデバイスチップの動きを抑制できるものの、粘着力の低下によってダイシングテープの粘着層からデバイスチップが剥離して飛散するという問題がある。

上記事実に鑑みてなされた本発明の課題は、ウエーハをダイシングする際にデバイスチップが飛散するのを防止することができ、かつデバイスチップの品質の低下を防止することができるウエーハの加工方法を提供することである。

本発明は上記課題を解決するために以下のウエーハの加工方法を提供する。すなわち、複数のデバイスが分割予定ラインによって区画され表面に形成されたウエーハを個々のデバイスチップに分割するウエーハの加工方法であって、ウエーハの裏面に紫外線を照射してウエーハの裏面の濡れ性を向上させる濡れ性向上工程と、濡れ性が向上したウエーハの裏面に、糊層を備えない熱圧着シートを配設して加熱すると共に押圧して該熱圧着シートをウエーハの裏面に圧着する熱圧着工程と、ウエーハの表面に切削ブレードを位置づけて分割予定ラインを切削して個々のデバイスチップに分割する分割工程と、から少なくとも構成されるウエーハの加工方法を本発明は提供する。

該熱圧着シートはポリオレフィン系シートまたはポリエステル系シートであるのが好適である。該熱圧着シートは、該ポリオレフィン系シートのうち、ポリエチレンシート、ポリプロピレンシートまたはポリスチレンシートのいずれかであるのが好都合である。該熱圧着工程における該熱圧着シートの加熱温度は、該熱圧着シートが該ポリエチレンシートの場合には１２０℃～１４０℃であり、該熱圧着シートが該ポリプロピレンシートの場合には１６０℃～１８０℃であり、該熱圧着シートが該ポリスチレンシートの場合には２２０℃～２４０℃であるのが好ましい。該熱圧着シートは、該ポリエステル系シートのうち、ポリエチレンテレフタレートシートまたはポリエチレンナフタレートシートのいずれかであるのが好適である。該熱圧着工程における該熱圧着シートの加熱温度は、該熱圧着シートが該ポリエチレンテレフタレートシートの場合には２５０℃～２７０℃であり、該熱圧着シートが該ポリエチレンナフタレートシートの場合には１６０℃～１８０℃であるのが好都合である。

本発明のウエーハの加工方法は、ウエーハの裏面に紫外線を照射してウエーハの裏面の濡れ性を向上させる濡れ性向上工程と、濡れ性が向上したウエーハの裏面に、糊層を備えない熱圧着シートを配設して加熱すると共に押圧して該熱圧着シートをウエーハの裏面に圧着する熱圧着工程と、ウエーハの表面に切削ブレードを位置づけて分割予定ラインを切削して個々のデバイスチップに分割する分割工程と、から少なくとも構成されていることから、ウエーハをダイシングする際に、熱圧着シートからデバイスチップが飛散するのを防止することができると共に、デバイスチップの外周に欠けが生じないように熱圧着シート上でのデバイスチップの動きを抑制することができ、デバイスチップの品質の低下を防止することができる。

濡れ性向上工程を実施している状態を示す斜視図。 （ａ）ウエーハの裏面に熱圧着シートを配設している状態を示す斜視図、（ｂ）熱圧着シートを加熱している状態を示す斜視図、（ｃ）熱圧着シートを切断している状態を示す斜視図。 分割工程を実施している状態を示す斜視図。

以下、本発明のウエーハの加工方法の好適実施形態について図面を参照しつつ説明する。

図１には、本発明のウエーハの加工方法によって加工が施される円板状のウエーハ２が示されている。図示の実施形態のウエーハ２はシリコン（Ｓｉ）から形成されている。ウエーハ２の表面２ａは格子状の分割予定ライン４によって複数の矩形領域に区画されており、複数の矩形領域のそれぞれにはＩＣ、ＬＳＩ等のデバイス６が形成されている。

図示の実施形態のウエーハの加工方法では、まず、ウエーハ２の裏面２ｂに紫外線を照射してウエーハ２の裏面２ｂの濡れ性を向上させる濡れ性向上工程を実施する。

濡れ性向上工程では、図１に示すとおり、まず、ウエーハ２の表面２ａを上側に向け、裏面２ｂを下側に向けた状態で、紫外線照射装置８の上方にウエーハ２を位置づける。次いで、紫外線照射装置８からウエーハ２の裏面２ｂに紫外線を照射（たとえば、出力１００Ｗで１～２分程度照射）する。これによって、ウエーハ２の裏面２ｂに存在する有機物等を除去し、裏面２ｂの濡れ性を向上させることができる。

濡れ性向上工程を実施した後、濡れ性が向上したウエーハ２の裏面２ｂに、糊層を備えない熱圧着シートを配設して加熱すると共に押圧して該熱圧着シートをウエーハ２の裏面２ｂに圧着する熱圧着工程を実施する。

熱圧着工程は、たとえば図２に示すチャックテーブル１０と、加熱ローラ１２とを用いて実施することができる。チャックテーブル１０は上下方向に延びる軸線を中心として回転自在に構成されている。チャックテーブル１０は、吸引手段（図示していない。）に接続された多孔質の円板状の吸着チャック１４と、吸着チャック１４の外周を囲む円筒部材１６とを備える。図２を参照することによって理解されるとおり、吸着チャック１４の直径はウエーハ２の直径よりも大きい。

円筒状の加熱ローラ１２は、回転軸１２ａを中心として回転自在に、かつ、チャックテーブル１０の上面に沿って移動自在に構成されている。加熱ローラ１２には電気ヒータおよび温度センサ（いずれも図示していない。）が内蔵されており、適宜の制御装置によって加熱ローラ１２の外周面の温度が調整される。加熱ローラ１２の外周面にはフッ素樹脂がコーティングされている。

熱圧着工程では、まず、図２（ａ）に示すとおり、裏面２ｂを上に向けてウエーハ２をチャックテーブル１０の吸着チャック１４の上面に載せる。また、図示の実施形態では環状フレーム１８も吸着チャック１４の上面に載せる。環状フレーム１８の内径はウエーハ２の直径よりも大きく、環状フレーム１８の外径は吸着チャック１４の直径よりも小さい。

次いで、ウエーハ２の裏面２ｂに円形の熱圧着シート２０を配設する。熱圧着シート２０の直径は、吸着チャック１４の直径よりも大きく、かつ円筒部材１６の外径よりも小さい。したがって、ウエーハ２と、環状フレーム１８と、吸着チャック１４の上面の露出部分とが熱圧着シート２０によって覆われる。

熱圧着シート２０は、適宜の温度に加熱されると粘着力を発揮すると共に軟化するシートであり、熱圧着シート２０の厚みは２０～１００μｍ程度でよい。熱圧着シート２０としては、ポリオレフィン系シートまたはポリエステル系シートを用いることができる。熱圧着シート２０として用いることができるポリオレフィン系シートは、たとえば、ポリエチレン（ＰＥ）シート、ポリプロピレン（ＰＰ）シート、ポリスチレン（ＰＳ）シートを挙げることができる。また、熱圧着シート２０として用いることができるポリエステル系シートは、たとえば、ポリエチレンテレフタレートシート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）シートを挙げることができる。なお、熱圧着シート２０には粘着層（糊層）は形成されていない。

ウエーハ２の裏面２ｂに熱圧着シート２０を配設した後、吸着チャック１４に接続された吸引手段を作動させて吸着チャック１４に吸引力を生成する。そうすると、熱圧着シート２０の直径が吸着チャック１４の直径よりも大きく、熱圧着シート２０によって吸着チャック１４が覆われているため、ウエーハ２と環状フレーム１８と熱圧着シート２０とがチャックテーブル１０に吸引保持されると共に、熱圧着シート２０がウエーハ２および環状フレーム１８に密着する。

次いで、加熱ローラ１２のヒータを作動させ、熱圧着シート２０が粘着力を発揮すると共に軟化する温度に加熱ローラ１２の外周面の温度を調整する。次いで、図２（ｂ）に示すとおり、加熱ローラ１２で熱圧着シート２０を下方に押圧しながら加熱ローラ１２を転がすことにより、熱圧着シート２０を加熱して軟化させると共に熱圧着シート２０に粘着力を発揮させる。これによって軟化した熱圧着シート２０がウエーハ２の裏面２ｂに一層密着すると共に、熱圧着シート２０の粘着力によって熱圧着シート２０がウエーハ２の裏面２ｂおよび環状フレーム１８に圧着する。なお、加熱ローラ１２の外周面にはフッ素樹脂がコーティングされているから、熱圧着シート２０が粘着力を発揮しても熱圧着シート２０が加熱ローラ１２に貼り付くことはない。

熱圧着工程における熱圧着シート２０（ポリオレフィン系シート）の加熱温度は、熱圧着シート２０がポリエチレンシートの場合には１２０℃～１４０℃であり、熱圧着シート２０がポリプロピレンシートの場合には１６０℃～１８０℃であり、熱圧着シート２０がポリスチレンシートの場合には２２０℃～２４０℃であるのが好ましい。

熱圧着工程における熱圧着シート２０（ポリエステル系シート）の加熱温度は、熱圧着シート２０がポリエチレンテレフタレートシートの場合には２５０℃～２７０℃であり、熱圧着シート２０がポリエチレンナフタレートシートの場合には１６０℃～１８０℃であるのが好適である。

熱圧着工程では、ウエーハ２の裏面２ｂの濡れ性が向上した状態で、ウエーハ２の裏面２ｂに熱圧着シート２０を圧着するので、ウエーハ２の裏面２ｂと熱圧着シート２０との間の接合力は、ウエーハ２の裏面２ｂの濡れ性が向上していない状態でウエーハ２の裏面２ｂに熱圧着シート２０を圧着した場合の接合力よりも強い。

熱圧着工程において熱圧着シート２０をウエーハ２の裏面２ｂおよび環状フレーム１８に熱圧着した後、熱圧着シート２０を環状フレーム１８に沿って切断する。熱圧着シート２０を切断する際は、たとえば図２（ｃ）に示すとおり、ウエーハ２と環状フレーム１８と熱圧着シート２０とをチャックテーブル１０で吸引保持した状態で、環状フレーム１８の径方向中間部の上方に円形のカッター２２を位置づける。

次いで、高速回転させたカッター２２の刃先を熱圧着シート２０の上面から下面に至るまで切り込ませると共に、カッター２２に対してチャックテーブル１０を回転させる。これによって、熱圧着シート２０を環状フレーム１８に沿って切断することができる。図２（ｃ）には、環状フレーム１８に沿って熱圧着シート２０を切断した部分が符号２４で示されている。

熱圧着工程を実施した後、ウエーハ２の表面２ａに切削ブレードを位置づけて分割予定ライン４を切削して個々のデバイスチップに分割する分割工程を実施する。分割工程は、たとえば図３に一部を示すダイシング装置２６を用いて実施することができる。

ダイシング装置２６は、ウエーハ２を吸引保持するチャックテーブル（図示していない。）と、チャックテーブルに吸引保持されたウエーハ２を切削する切削手段２８とを備える。チャックテーブルは、回転自在に構成されていると共に、図３に矢印Ｘで示すＸ軸方向に移動自在に構成されている。切削手段２８は、Ｘ軸方向に直交するＹ軸方向（図３に矢印Ｙで示す方向）を軸心として回転自在に構成されたスピンドル３０と、スピンドル３０の先端に固定された環状の切削ブレード３２とを含む。なお、Ｘ軸方向およびＹ軸方向が規定する平面は実質上水平である。

分割工程では、まず、ウエーハ２の表面２ａを上に向けて、チャックテーブルの上面でウエーハ２を吸引保持する。次いで、ダイシング装置２６の撮像手段（図示していない。）で上方からウエーハ２を撮像し、撮像手段で撮像したウエーハ２の画像に基づいて、ウエーハ２の分割予定ライン４をＸ軸方向に整合させると共に、Ｘ軸方向に整合させた分割予定ライン４を切削ブレード３２の下方に位置づける。次いで、図３に示すとおり、Ｘ軸方向に整合させた分割予定ライン４に、矢印Ａで示す方向に高速回転させた切削ブレード３２の刃先をウエーハ２の表面２ａから裏面２ｂに至るまで切り込ませると共に、切削手段２８に対してチャックテーブルを相対的にＸ軸方向に加工送りすることによって、分割予定ライン４に沿ってウエーハ２を切削する。なお、図３には、分割予定ライン４に沿ってウエーハ２を切削した部分が符号３４で示されている。

そして、分割予定ライン４のＹ軸方向の間隔の分だけ、チャックテーブルに対して切削ブレード３２を相対的にＹ軸方向に割り出し送りしながらウエーハ２の切削を繰り返し、Ｘ軸方向に整合させた分割予定ライン４のすべてに沿ってウエーハ２を切削する。また、チャックテーブルを９０度回転させた上で、割り出し送りしながらウエーハ２の切削を繰り返し、格子状の分割予定ライン４のすべてに沿ってウエーハ２を切削する。これによって、ウエーハ２を個々のデバイス６ごとのデバイスチップに分割することができる。

以上のとおりであり、図示の実施形態のウエーハの加工方法においては、濡れ性が向上したウエーハ２の裏面２ｂに熱圧着シート２０を熱圧着しており、ウエーハ２の裏面２ｂの濡れ性が向上していない状態でウエーハ２の裏面２ｂに熱圧着シート２０を圧着した場合よりも、ウエーハ２の裏面２ｂと熱圧着シート２０とが強く接合し、熱圧着シート２０からデバイスチップが飛散するのを防止することができる。また、熱圧着シート２０には粘着層が存在しないため、ウエーハ２をダイシングする際に、熱圧着シート２０上でのデバイスチップの動きを抑制することができ、デバイスチップの外周に欠けが生じることがなくデバイスチップの品質の低下を防止することができる。

２：ウエーハ
２ａ：ウエーハの表面
２ｂ：ウエーハの裏面
４：分割予定ライン
６：デバイス
２０：熱圧着シート
３２：切削ブレード

Claims (6)

1. 複数のデバイスが分割予定ラインによって区画され表面に形成されたウエーハを個々のデバイスチップに分割するウエーハの加工方法であって、
   ウエーハの裏面に紫外線を照射してウエーハの裏面の濡れ性を向上させる濡れ性向上工程と、
   濡れ性が向上したウエーハの裏面に、糊層を備えない熱圧着シートを配設して加熱すると共に押圧して該熱圧着シートをウエーハの裏面に圧着する熱圧着工程と、
   ウエーハの表面に切削ブレードを位置づけて分割予定ラインを切削して個々のデバイスチップに分割する分割工程と、
   から少なくとも構成されるウエーハの加工方法。
2. 該熱圧着シートはポリオレフィン系シートまたはポリエステル系シートである請求項１記載のウエーハの加工方法。
3. 該熱圧着シートは、該ポリオレフィン系シートのうち、ポリエチレンシート、ポリプロピレンシートまたはポリスチレンシートのいずれかである請求項２記載のウエーハの加工方法。
4. 該熱圧着工程における該熱圧着シートの加熱温度は、該熱圧着シートが該ポリエチレンシートの場合には１２０℃～１４０℃であり、該熱圧着シートが該ポリプロピレンシートの場合には１６０℃～１８０℃であり、該熱圧着シートが該ポリスチレンシートの場合には２２０℃～２４０℃である請求項３記載のウエーハの加工方法。
5. 該熱圧着シートは、該ポリエステル系シートのうち、ポリエチレンテレフタレートシートまたはポリエチレンナフタレートシートのいずれかである請求項２記載のウエーハの加工方法。
6. 該熱圧着工程における該熱圧着シートの加熱温度は、該熱圧着シートが該ポリエチレンテレフタレートシートの場合には２５０℃～２７０℃であり、該熱圧着シートが該ポリエチレンナフタレートシートの場合には１６０℃～１８０℃である請求項５記載のウエーハの加工方法。