(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
格子状に形成された複数の第１分割予定ラインと第２分割予定ラインとによって区画された各領域にそれぞれデバイスが形成されたウエーハの裏面に、ダイシングテープで支持されたダイアタッチフィルムが配設されたウエーハの加工方法であって、
ウエーハを保持し回転可能な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にレーザビームを照射するレーザビーム照射手段と、該チャックテーブルと該レーザビーム照射手段とを相対的に加工送りする加工送り手段とを備えたレーザ加工装置の該チャックテーブルで該ダイシングテープを介してウエーハを吸引保持するウエーハの保持工程と、
該第１分割予定ラインと該第２分割予定ラインとの交差点にレーザビームのエネルギーを低減させるエネルギー低減領域を形成するエネルギー低減領域形成工程と、
該エネルギー低減領域形成工程を実施した後に、該第１分割予定ラインにウエーハに対して吸収性を有する波長のレーザビームを位置づけて照射するとともに、該チャックテーブルと該レーザビーム照射手段とを相対的に加工送りして該第１分割予定ラインに沿ってウエーハと該ダイアタッチフィルムとを分割する第１の分割工程と、
該エネルギー低減領域形成工程を実施した後に、該第２分割予定ラインに該レーザビームを位置づけて照射するとともに、該チャックテーブルと該レーザビーム照射手段とを相対的に加工送りして該第２分割予定ラインに沿ってウエーハと該ダイアタッチフィルムとを分割する第２の分割工程と、
を具備したことを特徴とするウエーハの加工方法。
【請求項２】
該エネルギー低減領域形成工程は、ウエーハに対して透過性を有する波長のレーザビームを該レーザビームの集光点を該第１分割予定ラインと該第２分割予定ラインとの交差点の内部に位置づけて照射し、ウエーハ内部に変質層を形成する工程から構成される請求項１記載のウエーハの加工方法。
【請求項３】
格子状に形成された複数の第１分割予定ラインと第２分割予定ラインとによって区画された各領域にそれぞれデバイスが形成されたウエーハの裏面に、ダイシングテープで支持されたダイアタッチフィルムが配設されたウエーハの加工方法であって、
該第１分割予定ラインと該第２分割予定ラインとの交差点に透過エネルギー抑制膜を被覆する工程と、
ウエーハを保持し回転可能な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にレーザビームを照射するレーザビーム照射手段と、該チャックテーブルと該レーザビーム照射手段とを相対的に加工送りする加工送り手段とを備えたレーザ加工装置の該チャックテーブルで該ダイシングテープを介してウエーハを吸引保持するウエーハの保持工程と、
該第１分割予定ラインにウエーハに対して吸収性を有する波長のレーザビームを位置づけて照射するとともに、該チャックテーブルと該レーザビーム照射手段とを相対的に加工送りして該第１分割予定ラインに沿ってウエーハと該ダイアタッチフィルムとを分割する第１の分割工程と、
該第２分割予定ラインに該レーザビームを位置づけて照射するとともに、該チャックテーブルと該レーザビーム照射手段とを相対的に加工送りして該第２分割予定ラインに沿ってウエーハと該ダイアタッチフィルムとを分割する第２の分割工程と、
を具備したことを特徴とするウエーハの加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、裏面にダイアタッチフィルム（ＤＡＦ）が貼着されたウエーハを個々のデバイスに分割するウエーハの加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＣ，ＬＳＩ等の複数のデバイスが格子状に形成された複数の分割予定ライン（ストリート）によって区画された領域に形成された半導体ウエーハは、ダイシングソーと称される切削装置によって分割予定ラインが切削されて個々のデバイスに分割され、分割されたデバイスは携帯電話、パソコン等の電気機器に広く利用されている。
【０００３】
近年、切削装置による切削に換えてレーザ加工装置によるアブレーション加工が、分割予定ラインの幅を狭くして一枚のウエーハからとれるデバイスの量を増加できることで注目されている。
【０００４】
レーザ加工装置によるアブレーション加工では、ウエーハに対して吸収性を有する波長のレーザビームを照射し、分割予定ラインに沿ってアブレーション加工を施してウエーハを高精度に個々のデバイスに分割することができる。
【０００５】
最近になり、デバイスの実装効率を向上するために、ウエーハの裏面にダイボンディング用の接着フィルムであるダイアタッチフィルム（ＤＡＦ）を貼着して、ウエーハと共にＤＡＦを切削装置又はレーザ加工装置で加工して、裏面にＤＡＦ付のデバイスに分割する加工方法が注目されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−２３５３９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、ウエーハの裏面にダイシングテープによって支持されているＤＡＦが配設されているウエーハの分割予定ラインにレーザビームを照射して、ＤＡＦと共にウエーハを個々のデバイスに分割すると、特に格子状に形成されている分割予定ラインの交差点においてＤＡＦがダイシングテープに溶着して、ダイシングテープからＤＡＦ付デバイスをピックアップできないという問題がある。
【０００８】
本発明はこのような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、ＤＡＦがダイシングテープに溶着することのないレーザビームを使用したウエーハの加工方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１記載の発明によると、格子状に形成された複数の第１分割予定ラインと第２分割予定ラインとによって区画された各領域にそれぞれデバイスが形成されたウエーハの裏面に、ダイシングテープで支持されたダイアタッチフィルムが配設されたウエーハの加工方法であって、ウエーハを保持し回転可能な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にレーザビームを照射するレーザビーム照射手段と、該チャックテーブルと該レーザビーム照射手段とを相対的に加工送りする加工送り手段とを備えたレーザ加工装置の該チャックテーブルで該ダイシングテープを介してウエーハを吸引保持するウエーハの保持工程と、該第１分割予定ラインと該第２分割予定ラインとの交差点にレーザビームのエネルギーを低減させるエネルギー低減領域を形成するエネルギー低減領域形成工程と、該エネルギー低減領域形成工程を実施した後に、該第１分割予定ラインにウエーハに対して吸収性を有する波長のレーザビームを位置づけて照射するとともに、該チャックテーブルと該レーザビーム照射手段とを相対的に加工送りして該第１分割予定ラインに沿ってウエーハと該ダイアタッチフィルムとを分割する第１の分割工程と、該エネルギー低減領域形成工程を実施した後に、該第２分割予定ラインに該レーザビームを位置づけて照射するとともに、該チャックテーブルと該レーザビーム照射手段とを相対的に加工送りして該第２分割予定ラインに沿ってウエーハと該ダイアタッチフィルムとを分割する第２の分割工程と、を具備したことを特徴とするウエーハの加工方法が提供される。
【００１０】
好ましくは、該エネルギー低減領域形成工程は、ウエーハに対して透過性を有する波長のレーザビームを該レーザビームの集光点を該第１分割予定ラインと該第２分割予定ラインとの交差点の内部に位置づけて照射し、ウエーハ内部に変質層を形成する工程から構成される。
【００１１】
請求項３記載の発明によると、格子状に形成された複数の第１分割予定ラインと第２分割予定ラインとによって区画された各領域にそれぞれデバイスが形成されたウエーハの裏面に、ダイシングテープで支持されたダイアタッチフィルムが配設されたウエーハの加工方法であって、該第１分割予定ラインと該第２分割予定ラインとの交差点に透過エネルギー抑制膜を被覆する工程と、ウエーハを保持し回転可能な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にレーザビームを照射するレーザビーム照射手段と、該チャックテーブルと該レーザビーム照射手段とを相対的に加工送りする加工送り手段とを備えたレーザ加工装置の該チャックテーブルで該ダイシングテープを介してウエーハを吸引保持するウエーハの保持工程と、該第１分割予定ラインにウエーハに対して吸収性を有する波長のレーザビームを位置づけて照射するとともに、該チャックテーブルと該レーザビーム照射手段とを相対的に加工送りして該第１分割予定ラインに沿ってウエーハと該ダイアタッチフィルムとを分割する第１の分割工程と、該第２分割予定ラインに該レーザビームを位置づけて照射するとともに、該チャックテーブルと該レーザビーム照射手段とを相対的に加工送りして該第２分割予定ラインに沿ってウエーハと該ダイアタッチフィルムとを分割する第２の分割工程と、具備したことを特徴とするウエーハの加工方法が提供される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によると、分割予定ラインの交差点においてレーザビームのエネルギーを低減させるエネルギー低減領域を形成するか又は交差点に透過エネルギー抑制膜を被覆してから、第１の分割工程及び第２の分割工程を実施するようにしたので、分割予定ラインの交差点においてＤＡＦがダイシングテープに溶着することが防止され、ダイシングテープからＤＡＦ付デバイスを容易にピックアップすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の加工方法を実施するのに適したレーザ加工装置の斜視図である。
【図２】レーザビーム照射ユニットのブロック図である。
【図３】ダイシングテープ一体型ＤＡＦにウエーハを搭載する様子を示す斜視図である。
【図４】エネルギー低減領域形成工程を示す斜視図である。
【図５】エネルギー低減領域形成工程を示す断面図である。
【図６】第１の分割工程を示す斜視図である。
【図７】第２の分割工程を示す斜視図である。
【図８】第１及び第２の分割工程終了後のダイシングテープを介して環状フレームに支持された状態のＤＡＦ付ウエーハの斜視図である。
【図９】テープ拡張工程及びピックアップ工程を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。図１を参照すると、本発明の加工方法を実施するのに適したレーザ加工装置２の斜視図が示されている。レーザ加工装置２は、静止基台４上にＸ軸方向に移動可能に搭載された第１スライドブロック６を含んでいる。
【００１５】
第１スライドブロック６は、ボールねじ８及びパルスモータ１０から構成される加工送り手段１２により一対のガイドレール１４に沿って加工送り方向、すなわちＸ軸方向に移動される。
【００１６】
第１スライドブロック６上には第２スライドブロック１６がＹ軸方向に移動可能に搭載されている。すなわち、第２スライドブロック１６はボールねじ１８及びパルスモータ２０から構成される割り出し送り手段２２により一対のガイドレール２４に沿って割り出し方向、すなわちＹ軸方向に移動される。
【００１７】
第２スライドブロック１６上には円筒支持部材２６を介してチャックテーブル２８が搭載されており、チャックテーブル２８は加工送り手段１２及び割り出し送り手段２２によりＸ軸方向及びＹ軸方向に移動可能である。チャックテーブル２８には、チャックテーブル２８に吸引保持された半導体ウエーハをクランプするクランパ３０が設けられている。
【００１８】
静止基台４にはコラム３２が立設されており、このコラム３２にはレーザビーム照射ユニット３４を収容するケーシング３５が取り付けられている。レーザビーム照射ユニット３４は、図２に示すように、ＹＡＧレーザ又はＹＶＯ４レーザを発振するレーザ発振器６２と、繰り返し周波数設定手段６４と、パルス幅調整手段６６と、パワー調整手段６８とを含んでいる。
【００１９】
レーザビーム照射ユニット３４のパワー調整手段６８により所定パワーに調整されたパルスレーザビームは、ケーシング３５の先端に取り付けられた集光器３６のミラー７０で反射され、更に集光用対物レンズ７２によって集光されてチャックテーブル２８に保持されている半導体ウエーハＷに照射される。
【００２０】
ケーシング３５の先端部には、集光器３６とＸ軸方向に整列してレーザ加工すべき加工領域を検出する撮像手段３８が配設されている。撮像手段３８は、可視光によって半導体ウエーハの加工領域を撮像する通常のＣＣＤ等の撮像素子を含んでいる。
【００２１】
撮像手段３８は更に、半導体ウエーハに赤外線を照射する赤外線照射手段と、赤外線照射手段によって照射された赤外線を捕らえる光学系と、この光学系によって捕らえられた赤外線に対応した電気信号を出力する赤外線ＣＣＤ等の赤外線撮像素子から構成される赤外線撮像手段を含んでおり、撮像した画像信号はコントローラ（制御手段）４０に送信される。
【００２２】
コントローラ４０はコンピュータによって構成されており、制御プログラムに従って演算処理する中央処理装置（ＣＰＵ）４２と、制御プログラム等を格納するリードオンリーメモリ（ＲＯＭ）４４と、演算結果等を格納する読み書き可能なランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）４６と、カウンタ４８と、入力インターフェイス５０と、出力インターフェイス５２とを備えている。
【００２３】
５６は案内レール１４に沿って配設されたリニアスケール５４と、第１スライドブロック６に配設された図示しない読み取りヘッドとから構成される加工送り量検出手段であり、加工送り量検出手段５６の検出信号はコントローラ４０の入力エンターフェイス５０に入力される。
【００２４】
６０はガイドレール２４に沿って配設されたリニアスケール５８と第２スライドブロック１６に配設された図示しない読み取りヘッドとから構成される割り出し送り量検出手段であり、割り出し送り量検出手段６０の検出信号はコントローラ４０の入力インターフェイス５０に入力される。
【００２５】
撮像手段３８で撮像した画像信号もコントローラ４０の入力インターフェイス５０に入力される。一方、コントローラ４０の出力インターフェイス５２からはパルスモータ１０、パルスモータ２０、レーザビーム照射ユニット３４等に制御信号が出力される。
【００２６】
図３を参照すると、半導体ウエーハＷの裏面にダイシングテープＴに支持された、ダイボンディング用の接着フィルムであるダイアタッチフィルム（ＤＡＦ）５３を貼着する様子を示す斜視図が示されている。
【００２７】
半導体ウエーハＷは、例えば厚さが約８０μｍのシリコンウエーハからなっており、その表面には平行に伸長する複数の第１分割予定ライン（第１ストリート）Ｓ１と、第１分割予定ラインＳ１と直交する方向に伸長する複数の第２分割予定ライン（第２ストリート）Ｓ２とによって区画された複数の領域にそれぞれＩＣ，ＬＳＩ等のデバイスＤが形成されている。
【００２８】
ＤＡＦ５３は例えば厚さが約８０μｍのエポキシ系樹脂から形成されており、ダイシングテープＴと一体となった一体型ＤＡＦである。ダイシングテープＴは、例えば厚さが約８０μｍのポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）からなるシート基材の表面に、アクリル樹脂系の粘着層が厚さ約５μｍ程度塗布されて形成されている。ダイシングテープＴの外周部は環状フレームＦに貼着されている。
【００２９】
ＤＡＦ５３をウエーハＷの裏面に貼着するには、ＤＡＦ５３を８０〜２００℃の温度で加熱しながらウエーハＷの裏面をＤＡＦ５３に押圧することにより、ＤＡＦ５３をウエーハＷの裏面に貼着する。
【００３０】
ダイシングテープ一体型ＤＡＦ５３をウエーハＷの裏面に貼着するのに換えて、単体のＤＡＦ５３をウエーハＷの裏面に貼着してから、ウエーハＷのＤＡＦ５３側をダイシングテープＴに貼着するようにしてもよい。
【００３１】
本発明第１実施形態のウエーハの加工方法では、このようにダイシングテープＴを介して環状フレームＦに支持されたＤＡＦ付ウエーハＷをチャックテーブル２８に搭載して、チャックテーブル２８でＤＡＦ付ウエーハＷを吸引保持する。
【００３２】
次いで、図４及び図５に示すように、チャックテーブル２８とレーザビーム照射ユニット３４とを相対的に矢印Ｘ１方向に加工送りしながら、集光器３６によりウエーハＷに対して透過性を有する波長のレーザビームの集光点を第１分割予定ラインＳ１と第２分割予定ラインＳ２との交差点５５の内部に位置づけてレーザビームを間欠的に照射し、交差点５５の内部に変質層５１を形成する。
【００３３】
この変質層５１の形成は、図５に示すようにウエーハＷの厚さ方向に複数層形成するのが好ましい。この変質層５１にウエーハＷに対して吸収性を有する波長のレーザビームが照射されると、変質層５１はレーザビームのエネルギーを分散させて低減するため、変質層５１がエネルギー低減領域となる。
【００３４】
このエネルギー低減領域形成工程は、例えば以下の加工条件で実施される。
【００３５】
光源                    ：ＬＤ励起Ｑスイッチ  Ｎｄ：ＹＡＧパルスレーザ
波長                    ：１０６４ｎｍ
出力                    ：１．０Ｗ
繰り返し周波数          ：１０ｋＨｚ
スポット形状            ：φ２０μｍ
【００３６】
エネルギー低減領域形成工程が終了すると、図６に示すように、集光器３６を介して第１分割予定ラインＳ１にウエーハＷに対して吸収性を有する波長のレーザビームを位置づけて照射するとともに、チャックテーブル２８とレーザビーム照射ユニット３４とを相対的に矢印Ｘ１方向に加工送りして、ウエーハＷの第１分割予定ラインＳ１とＤＡＦ５３とをアブレーション加工して分割する。図６で５７ａは第１分割溝を示している。
【００３７】
実際には、レーザビーム照射ユニット３４は静止基台４に固定されているので、チャックテーブル２８を加工送り手段１２により矢印Ｘ１方向に加工送りしながら第１分割溝５７ａを形成する第１の分割工程を実施する。
【００３８】
次いで、図７に示すように、集光器３６によりレーザビームを第２分割予定ラインＳ２に位置づけて照射するとともに、チャックテーブル２８とレーザビーム照射ユニット３４とを矢印Ｘ２方向に相対的に加工送りして、ウエーハＷの第２分割予定ラインＳ２とＤＡＦ５３にアブレーション加工を施して第２分割溝５７ｂを形成する第２の分割工程を実施する。
【００３９】
実際には、チャックテーブル２８を９０度回転してから、加工送り手段１２で矢印Ｘ２方向に加工送りしながら、レーザビームでウエーハＷ及びＤＡＦ５３にアブレーション加工を施して第２分割溝５７ｂを形成する。第１分割溝５７ａ及び第２分割溝５７ｂを形成した状態のＤＡＦ付ウエーハＷの斜視図が図８に示されている。
【００４０】
上述した第１の分割工程及び第２の分割工程は、例えば以下の加工条件で実施される。
【００４１】
光源                    ：ＬＤ励起Ｑスイッチ  Ｎｄ：ＹＡＧパルスレーザ
波長                    ：３５５ｎｍ（ＹＡＧレーザの第３高調波）
出力                    ：３〜３．７５Ｗ
繰り返し周波数          ：１０ｋＨｚ
スポット形状            ：短軸１０μｍ  長軸３００μｍの楕円形状
加工送り速度            ：１００〜２００ｍｍ／秒
【００４２】
第２の分割工程終了後、図９に示すようなテープ拡張装置７４を使用してダイシングテープＴを半径方向に拡張してから、ピックアップ手段９０のピッカー９２でＤＡＦ５３が裏面に貼着されたデバイスＤをピックアップする。
【００４３】
図９において、テープ拡張装置７４は、固定された拡張ドラム７６と、フレーム保持手段７８と、駆動手段８４とを含んでいる。フレーム保持手段７８は、環状のフレーム保持部材８０と、フレーム保持部材８０の外周に配設された固定手段としての複数のクランプ８２から構成される。
【００４４】
フレーム保持部材８０の上面は環状フレームＦを載置する載置面８０ａを形成しており、この載置面８０ａ上に環状フレームＦが載置される。駆動手段８４は複数のエアシリンダ８６から構成される。
【００４５】
そして、載置面８０ａ上に載置された環状フレームＦは、クランプ８２によってフレーム保持部材８０に固定される。このように構成されたフレーム保持手段７８はエアシリンダ８６のピストンロッド８８に連結されており、エアシリンダ８６を駆動すると上下方向に移動される。
【００４６】
以上のように構成されたテープ拡張装置７４を使用したテープ拡張工程及びピックアップ工程について以下に説明する。図８に示すように、第１及び第２の分割溝５７ａ，５７ｂが形成されたＤＡＦ付ウエーハＷをダイシングテープＴを介して支持した環状フレームＦを、フレーム保持部材８０の保持面８０ａ上に載置し、クランプ８２によってフレーム保持部材８０を固定する。この時、フレーム保持部材８０はその載置面８０ａが拡張ドラム７０の上端と略同一高さに位置づけられる。
【００４７】
次いで、エアシリンダ８６を駆動してフレーム保持部材８０を下方に約１５ｍｍ程度移動して図９に示す拡張位置に下降させる。これにより、フレーム保持部材８０の載置面８０ａ上に固定されている環状フレームＦも下降するため、環状フレームＦに装着されたダイシングテープＴは拡張ドラム７６の上端縁に当接して主に半径方向に拡張される。
【００４８】
その結果、ダイシングテープＴに貼着されているＤＡＦ５３及びウエーハＷには放射状に引張力が作用し、隣接するＤＡＦ付デバイスＤの間隔が広くなる。よって、ピックアップ手段９０のピッカー９２により、ＤＡＦ付デバイスＤを容易にピックアップすることができる。
【００４９】
上述した実施形態のウエーハの加工方法によると、分割予定ラインＳ１，Ｓ２の交差点５５にレーザビームのエネルギーを低減させる変質層５１からなるエネルギー低減領域を形成してから、分割予定ラインＳ１，Ｓ２にウエーハに対して吸収性を有する波長のレーザビームを照射して、アブレーション加工によりウエーハを分割するようにしたので、分割予定ラインＳ１，Ｓ２の交差点５５においてＤＡＦ５３がダイシングテープＴに貼着することが防止され、ダイシングテープＴからＤＡＦ付デバイスＤを容易にピックアップすることができる。
【００５０】
上述した第１実施形態では、ウエーハＷ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Ｓ１，Ｓ２の交差点に照射して変質層５１を形成し、この変質層５１をエネルギー低減領域として利用することにより本発明を実施しているが、本発明は第１実施形態に限定されるものではなく、以下に説明する第２実施形態を含むものである。
【００５１】
即ち、本発明第２実施形態では、ウエーハＷの第１分割予定ラインＳ１と第２分割予定ラインＳ２の交差点にレーザビームの透過エネルギーを抑制する透過エネルギー抑制膜を被覆する。
【００５２】
この抑制膜は、例えばアルミ箔等の金属膜又はポリイミド等の樹脂膜から形成される。透過エネルギー抑制膜の形成は、例えばマスク及びフォトレジストを利用した半導体デバイス製造プロセスで形成することができる。
【００５３】
各交差点に透過エネルギー抑制膜が形成されたウエーハＷの裏面には図３に示すようにダイシングテープＴで支持されたＤＡＦ５３が貼着され、レーザ加工装置のチャックテーブルでダイシングテープを介してウエーハを吸引保持するウエーハの保持工程が遂行される。
【００５４】
このようにチャックテーブルでウエーハを吸引保持してから、第１実施形態と同様に、ウエーハに対して吸収性を有する波長のレーザビームによる第１の分割工程と第２の分割工程とが遂行される。
【００５５】
この実施形態によると、照射されたレーザビームが透過エネルギー抑制膜に当たると、膜を透過するレーザビームのエネルギーが散乱等により抑制されるため、分割予定ラインＳ１，Ｓ２の交差点５５においてＤＡＦ５３がダイシングテープＴに貼着することが防止され、ダイシングテープＴからＤＡＦ付デバイスＤを容易にピックアップすることができる。
【符号の説明】
【００５６】
Ｗ    半導体ウエーハ
Ｄ    デバイス
Ｔ    ダイシングテープ
Ｆ    環状フレーム
２    レーザ加工装置
２８    チャックテーブル
３４    レーザビーム照射ユニット
３６    集光器
５１    変質層
５３    ダイアタッチフィルム（ＤＡＦ）
５５    交差点
７４    テープ拡張装置
９０    ピックアップ手段
【図１】
0005441629.tif 000002
【図２】
0005441629.tif 000003
【図３】
0005441629.tif 000004
【図４】
0005441629.tif 000005
【図５】
0005441629.tif 000006
【図６】
0005441629.tif 000007
【図７】
0005441629.tif 000008
【図８】
0005441629.tif 000009
【図９】
0005441629.tif 000010