(57)【要約】      （修正有）【課題】表面に格子状に形成された複数のストリートによって区画された複数の領域に形成されたデバイスの裏面に装着されたダイボンディング用の接着フィルムをストリートに沿って破断することができるウエーハの加工方法を提供する。【解決手段】ウエーハ２の表面側からストリート２１に沿ってデバイス２２の仕上がり厚みから所定の残存厚みを減算した深さの切削溝２１０を形成する切削溝形成工程と、ウエーハの表面に保護部材を貼着する保護部材貼着工程と、ウエーハの裏面を研削し切削溝の底面まで所定の残存厚みを残して研削する裏面研削工程と、ウエーハの裏面に接着フィルム６およびダイシングテープＴを貼着し外周部を環状のフレームによって支持するウエーハ支持工程と、ウエーハの表面側から切削溝の底にレーザー光線を照射してウエーハの所定の残存厚みを有する残存部２１１および接着フィルムを破断するレーザー加工工程とを含む。【選択図】図８
2014165436.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に格子状に形成された複数のストリートによって区画された複数の領域にデバイスが形成されたウエーハをストリートに沿って個々のデバイスに分割するとともに、各デバイスの裏面に接着フィルムを装着するウエーハの加工方法であって、
ウエーハの表面側からストリートに沿ってデバイスの仕上がり厚みから所定の残存厚みを減算した深さの切削溝を形成する切削溝形成工程と、
該切削溝形成工程が実施されたウエーハの表面に保護部材を貼着する保護部材貼着工程と、
該保護部材貼着工程が実施されたウエーハの裏面を研削し該切削溝の底面まで該所定の残存厚みを残して研削する裏面研削工程と、
該裏面研削工程が実施されたウエーハの裏面に接着フィルムを装着するとともに接着フィルム側にダイシングテープを貼着しダイシングテープの外周部を環状のフレームによって支持し、ウエーハの表面に貼着された保護部材を剥離するウエーハ支持工程と、
該ウエーハ支持工程が実施されたウエーハの表面側から該切削溝の底にレーザー光線を照射してウエーハの該所定の残存厚みを有する残存部および接着フィルムを破断するレーザー加工工程と、を含む、
ことを特徴とするウエーハの加工方法。
【請求項２】
該残存部の厚みは、切削溝の底から５〜１０μmに設定されている、請求項１記載のウエーハの加工方法。
【請求項３】
該レーザー加工工程は、基板の表面側から該切削溝の底に沿ってウエーハおよび接着フィルムに対して吸収性を有する波長のレーザー光線を照射し、ウエーハの該残存部および接着フィルムにレーザー加工溝を形成する、請求項１又は２記載のウエーハの加工方法。
【請求項４】
該レーザー加工工程は、ウエーハおよび接着フィルムに対して透過性を有する波長のレーザー光線をウエーハの残存部および接着フィルムの中間部に集光点を位置付けて照射し、ウエーハの該残存部および接着フィルムに改質層を形成する、請求項１又は２記載のウエーハの加工方法。
【請求項５】
該レーザー加工工程を実施した後にウエーハが貼着されているダイシングテープを拡張してウエーハをストリートに沿って個々のデバイスに分離するデバイス分離工程を含んでいる、請求項１から４のいずれかに記載の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、表面に格子状に形成されたストリートによって区画された複数の領域にデバイスが形成されたウエーハをストリートに沿って個々のデバイスに分割するとともに、各デバイスの裏面に装着されたダイボンディング用の接着フィルムがデバイスの外周に沿って破断することができるウエーハの加工方法に関する。
【０００２】
例えば、半導体デバイス製造工程においては、略円板形状である半導体ウエーハの表面に格子状に形成された分割予定ライン（ストリート）によって区画された複数の領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスを形成し、該デバイスが形成された各領域をストリートに沿って分割することにより個々の半導体デバイスを製造している。半導体ウエーハを分割する分割装置としては一般にダイシング装置が用いられており、このダイシング装置は厚さが２０μｍ程度の切削ブレードによって半導体ウエーハをストリートに沿って切削する。このようにして分割された半導体デバイスは、パッケージングされて携帯電話やパソコン等の電気機器に広く利用されている。
【０００３】
個々に分割された半導体デバイスは、その裏面にポリイミド系樹脂、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂脂等で形成された厚さ２０〜４０μｍのダイアタッチフィルム(DAF)と呼ばれる ダイボンディング用の接着フィルムが装着され、この接着フィルムを介して半導体デバイスを支持するダイボンディングフレームに加熱することによりボンディングされる。半導体デバイスの裏面にダイボンディング用の接着フィルムを装着する方法としては、半導体ウエーハの裏面に接着フィルムを貼着し、この接着フィルムを介して半導体ウエーハをダイシングテープに貼着した後、半導体ウエーハの表面に形成されたストリートに沿って切削ブレードにより接着フィルムと共に切断することにより、裏面に接着フィルムが装着された半導体デバイスを形成している。（例えば、特許文献１参照。）
【０００４】
しかるに、特開２０００−１８２９９５号公報に開示された方法によると、切削ブレードにより半導体ウエーハとともに接着フィルムを切断して個々の半導体デバイスに分割する際に、半導体デバイスの裏面に欠けが生じたり、接着フィルムに髭状のバリが発生してワイヤボンディングの際に断線の原因になるという問題がある。
【０００５】
近年、携帯電話やパソコン等の電気機器はより軽量化、小型化が求められており、より薄い半導体デバイスが要求されている。より薄く半導体デバイスを分割する技術として所謂先ダイシング法と称する分割技術が実用化されている。この先ダイシング法は、半導体ウエーハの表面からストリートに沿って所定の深さ（半導体デバイスの仕上がり厚さに相当する深さ）の切削溝を形成し、その後、表面に切削溝が形成された半導体ウエーハの裏面を研削して該裏面に切削溝を表出させ個々の半導体デバイスに分割する技術であり、半導体デバイスの厚さを５０μｍ以下に加工することが可能である。
【０００６】
しかるに、先ダイシング法によって半導体ウエーハを個々の半導体デバイスに分割する場合には、半導体ウエーハの表面からストリートに沿って所定の深さの切削溝を形成した後に半導体ウエーハの裏面を研削して該裏面に切削溝を表出させるので、ダイボンディング用の接着フィルムを前もって半導体ウエーハの裏面に装着することができない。従って、先ダイシング法によって半導体デバイスを支持するダイボンディングフレームにボンディングする際には、半導体デバイスとダイボンディングフレームとの間にボンド剤を挿入しながら行わなければならず、ボンディング作業を円滑に実施することができないという問題がある。
【０００７】
このような問題を解消するために、先ダイシング法によって個々の半導体デバイスに分割されたウエーハの裏面にダイボンディング用の接着フィルムを装着し、この接着フィルムを介して半導体デバイスをダイシングテープに貼着した後、各半導体デバイス間の間隙に露出された該接着フィルムの部分に、半導体デバイスの表面側から上記間隙を通してレーザー光線を照射し、接着フィルムの上記間隙に露出された部分を除去するようにした半導体デバイスの製造方法が提案されている。（例えば、特許文献２参照。）
【０００８】
しかるに、先ダイシング法によって半導体ウエーハをストリートに沿って個々の半導体デバイスに分割すると、半導体ウエーハの表面に保護部材が貼着されているにも拘わらず、研削時に作用する力によって個々に分割された半導体デバイスは僅かに変位する。従って、半導体ウエーハのストリートに沿って形成された分割溝は真直ぐな直線ではなく蛇行している。このため、分割溝を通して接着フィルムにレーザー光線を照射する際に、半導体デバイスの表面にレーザー光線を照射することなく接着フィルムのみを溶断することは困難である。
【０００９】
このような問題を解消するために、先ダイシング法によって半導体ウエーハをストリートに沿って個々の半導体デバイスに分割し、裏面にダイボンディング用の接着フィルムを装着した後、分割溝を通して接着フィルムにレーザー光線を照射する際に、蛇行した分割溝の座標値を検出して加工ラインマップを作成し、この加工ラインマップに従ってレーザー光線を照射する加工方法が下記特許文献３に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０００−１８２９９５号公報
【特許文献２】特開２００２−１１８０８１号公報
【特許文献３】特開２００７−７６６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
而して、上記特許文献３に記載された加工方法においては、ウエーハに形成された蛇行した分割溝の座標値を検出して加工ラインマップを作成するとともに、蛇行した分割溝に沿ってレーザー光線を照射しなければならず制御が複雑になるという問題がある。
【００１２】
本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術的課題は、デバイスの裏面に装着されたダイボンディング用の接着フィルムがデバイスの外周に沿って破断することができるウエーハの加工方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、表面に格子状に形成された複数のストリートによって区画された複数の領域にデバイスが形成されたウエーハをストリートに沿って個々のデバイスに分割するとともに、各デバイスの裏面に接着フィルムを装着するウエーハの加工方法であって、
ウエーハの表面側からストリートに沿ってデバイスの仕上がり厚みから所定の残存厚みを減算した深さの切削溝を形成する切削溝形成工程と、
該切削溝形成工程が実施されたウエーハの表面に保護部材を貼着する保護部材貼着工程と、
該保護部材貼着工程が実施されたウエーハの裏面を研削し該切削溝の底面まで該所定の残存厚みを残して研削する裏面研削工程と、
該裏面研削工程が実施されたウエーハの裏面に接着フィルムを装着するとともに接着フィルム側にダイシングテープを貼着しダイシングテープの外周部を環状のフレームによって支持し、ウエーハの表面に貼着された保護部材を剥離するウエーハ支持工程と、
該ウエーハ支持工程が実施されたウエーハの表面側から該切削溝の底にレーザー光線を照射してウエーハの該所定の残存厚みを有する残存部および接着フィルムを破断するレーザー加工工程と、を含む、
ことを特徴とするウエーハの加工方法が提供される。
【００１４】
上記ウエーハの残存部厚みは、切削溝の底から５〜１０μmに設定されている。
上記レーザー加工工程は、基板の表面側から該切削溝の底に沿ってウエーハおよび接着フィルムに対して吸収性を有する波長のレーザー光線を照射し、ウエーハの残存部および接着フィルムにレーザー加工溝を形成する。
また、上記レーザー加工工程は、ウエーハおよび接着フィルムに対して透過性を有する波長のレーザー光線をウエーハの残存部および接着フィルムの中間部に集光点を位置付けて照射し、ウエーハの残存部および接着フィルムに改質層を形成する。
更に、ウエーハの加工方法は、上記レーザー加工工程を実施した後にウエーハが貼着されているダイシングテープを拡張してウエーハをストリートに沿って個々のデバイスに分離するデバイス分離工程を含んでいる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によるウエーハの加工方法においては、切削溝形成工程においてウエーハの表面側からストリートに沿ってデバイスの仕上がり厚みから所定の残存厚みを減算した深さに形成された切削溝は裏面研削工程において表出されず個々のデバイスに分割されていないので、蛇行せず直線状であるため座標値を検出して加工ラインマップを作成する必要がないとともに、レーザー光線照射位置の複雑な制御が不要となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明によるウエーハの加工方法によって加工される半導体ウエーハを示す斜視図。
【図２】本発明によるウエーハの加工方法における切削溝形成工程の説明図。
【図３】本発明によるウエーハの加工方法における保護部材貼着工程の説明図。
【図４】本発明によるウエーハの加工方法における裏面研削工程の説明図。
【図５】本発明によるウエーハの加工方法におけるウエーハ支持工程の説明図。
【図６】本発明によるウエーハの加工方法におけるウエーハ支持工程の第２の実施形態を示す説明図。
【図７】本発明によるウエーハの加工方法におけるレーザー加工工程を実施するためのレーザー加工装置の要部斜視図。
【図８】本発明によるウエーハの加工方法におけるレーザー加工工程の第１の実施形態を実施する説明図。
【図９】本発明によるウエーハの加工方法におけるレーザー加工工程の第２の実施形態を実施する説明図。
【図１０】本発明によるウエーハの加工方法におけるデバイス分離工程を実施するためのデバイス分離装置の斜視図。
【図１１】本発明によるウエーハの加工方法におけるデバイス分離工程の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明によるウエーハのレーザー加工方法の好適な実施形態について、添付図面を参照して、更に詳細に説明する。
【００１８】
図１には、ウエーハとしての半導体ウエーハの斜視図が示されている。図１に示す半導体ウエーハ２は、例えば厚さが２００μmのシリコンウエーハからなっており、表面２ａには複数のストリート２１が格子状に形成されている。そして、半導体ウエーハ２の表面２aには、格子状に形成された複数のストリート２１によって区画された複数の領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイス２２が形成されている。この半導体ウエーハ２を先ダイシング法によって個々の半導体デバイスに分割する手順について説明する。
【００１９】
半導体ウエーハ２を先ダイシング法によって個々の半導体デバイスに分割するには、先ず半導体ウエーハ２の表面２ａに形成されたストリート２１に沿って所定深さ（各デバイスの仕上がり厚みから所定の残存厚みを減算した深さ）の切削溝を形成する（切削溝形成工程）。この切削溝形成工程は、図示の実施形態においては図２の(ａ)に示す切削装置３を用いて実施する。図２の(ａ)に示す切削装置３は、被加工物を保持するチャックテーブル３１と、該チャックテーブル３１に保持された被加工物を切削する切削手段３２と、該チャックテーブル３１に保持された被加工物を撮像する撮像手段３３を具備している。チャックテーブル３１は、被加工物を吸引保持するように構成されており、図示しない切削送り機構によって図２の(ａ)において矢印Ｘで示す切削送り方向に移動せしめられるとともに、図示しない割り出し送り機構によって矢印Ｙで示す割り出し送り方向に移動せしめられるようになっている。
【００２０】
上記切削手段３２は、実質上水平に配置されたスピンドルハウジング３２１と、該スピンドルハウジング３２１に回転自在に支持された回転スピンドル３２２と、該回転スピンドル３２２の先端部に装着された切削ブレード３２３を含んでおり、回転スピンドル３２２がスピンドルハウジング３２１内に配設された図示しないサーボモータによって矢印３２２aで示す方向に回転せしめられるようになっている。なお、切削ブレード３２３の厚みは、図示の実施形態においては４０μｍに設定されている。上記撮像手段３３は、スピンドルハウジング３２１の先端部に装着されており、被加工物を照明する照明手段と、該照明手段によって照明された領域を捕らえる光学系と、該光学系によって捕らえられた像を撮像する撮像素子（ＣＣＤ）等を備え、撮像した画像信号を図示しない制御手段に送る。
【００２１】
上述した切削装置３を用いて切削溝形成工程を実施するには、図２の(ａ)に示すようにチャックテーブル３１上に半導体ウエーハ２の裏面２b側を載置し、図示しない吸引手段を作動することにより半導体ウエーハ２をチャックテーブル３１上に保持する。従って、チャックテーブル３１に保持された半導体ウエーハ２は、表面２ａが上側となる。このようにして、半導体ウエーハ２を吸引保持したチャックテーブル３１は、図示しない切削送り機構によって撮像手段３３の直下に位置付けられる。
【００２２】
チャックテーブル３１が撮像手段３３の直下に位置付けられると、撮像手段３３および図示しない制御手段によって半導体ウエーハ２のストリート２１に沿って切削溝を形成すべき切削領域を検出するアライメント作業を実行する。即ち、撮像手段３３および図示しない制御手段は、半導体ウエーハ２の所定方向に形成されているストリート２１と、切削ブレード３２３との位置合わせを行うためのパターンマッチング等の画像処理を実行し、切削領域のアライメントを遂行する（アライメント工程）。また、半導体ウエーハ２に形成されている上記所定方向に対して直角に延びるストリート２１に対しても、同様に切削領域のアライメントが遂行される。
【００２３】
以上のようにしてチャックテーブル３１上に保持されている半導体ウエーハ２の切削領域を検出するアライメントが行われたならば、半導体ウエーハ２を保持したチャックテーブル３１を切削領域の切削開始位置に移動する。そして、切削ブレード３２３を図２の(ａ)において矢印３２２aで示す方向に回転しつつ下方に移動して切り込み送りを実施する。この切り込み送り位置は、切削ブレード３２３の外周縁が半導体ウエーハ２の表面からデバイスの仕上がり厚み（例えば、５０μｍ）から所定の残存厚み(例えば、１０μm)を減算した深さ位置（例えば、４０μｍ）に設定されている。このようにして、切削ブレード３２３の切り込み送りを実施したならば、切削ブレード３２３を回転しつつチャックテーブル３１を図２の(ａ)において矢印Ｘで示す方向に切削送りすることによって、図２の（ｂ）に示すようにストリート２１に沿って幅が４０μｍでデバイスの仕上がり厚み（例えば、５０μｍ）から所定の残存厚みを減算した深さ（例えば、４０μｍ）の切削溝２１０が形成される（切削溝形成工程）。
【００２４】
なお、上記切削溝形成工程は、例えば以下の加工条件で行われる。
切削ブレード          ：外径５２ｍｍ、厚さ４０μｍ
切削ブレードの回転速度：３００００ｒｐｍ
切削送り速度          ：５０ｍｍ／秒
【００２５】
上述した切削溝形成工程を半導体ウエーハ２に形成された全てのストリート２１に対応する領域に実施する。
【００２６】
上述した切削溝形成工程を実施することにより半導体ウエーハ２の表面２ａにストリート２１に沿って所定深さの切削溝２１０を形成したら、図３の（ａ）および（ｂ）に示すように半導体ウエーハ２の表面２ａ（デバイス２２が形成されている面）に、保護テープ４を貼着する（保護部材貼着工程）。
【００２７】
次に、保護テープ４が貼着された半導体ウエーハ２の裏面２ｂを研削し、切削溝２１０の底面まで所定の残存厚みを残して研削する裏面研削工程を実施する。この裏面研削工程は、図４の（ａ）に示す研削装置５を用いて実施する。図４の（ａ）に示す研削装置５は、被加工物を保持するチャックテーブル５１と、該チャックテーブル５１に保持された被加工物を研削するための研削砥石５２を備えた研削手段５３を具備している。この研削装置５を用いて上記裏面研削工程を実施するには、チャックテーブル５１上に半導体ウエーハ２の保護テープ４側を載置し、図示しない吸引手段を作動することにより半導体ウエーハ２をチャックテーブル５１上に保持する。従って、チャックテーブル５１に保持された半導体ウエーハ２は、裏面２ｂが上側となる。このようにして、チャックテーブル５１上に半導体ウエーハ２を保持したならば、チャックテーブル５１を矢印５１aで示す方向に例えば３００ｒｐｍで回転しつつ、研削手段５３の研削砥石５２を矢印５２aで示す方向に例えば６０００ｒｐｍで回転しつつ半導体ウエーハ２の裏面２ｂに接触せしめて研削し、図４の（ｂ）に示すように切削溝２１０の底面まで所定の残存厚み(例えば、１０μm)を有する残存部２１１を残してして研削する。なお、残存部２１１の厚みは、図示の実施形態においては５〜１０μmが望ましい。
【００２８】
上述した裏面研削工程を実施したならば、半導体ウエーハ２の裏面２ｂにダイボンディング用の接着フィルムを装着するとともに該接着フィルム側にダイシングテープを貼着しダイシングテープの外周部を環状のフレームによって支持し、半導体ウエーハ２の表面に貼着された保護部材を剥離するウエーハ支持工程を実施する。このウエーハ支持工程における第１の実施形態においては、図５の（ａ）および（ｂ）に示すように半導体ウエーハ２の裏面２ｂに接着フィルム６を装着する（接着フィルム装着工程）。このとき、８０〜２００°Ｃの温度で加熱しつつ接着フィルム６を半導体ウエーハ２の裏面２ｂに押圧して装着する。なお、接着フィルム６は、エポキシ系樹脂で形成されており、厚さが２０μｍのフィルム材からなっている。このようにして半導体ウエーハ２の裏面２ｂに接着フィルム６を装着したならば、図５の（ｃ）に示すように接着フィルム６が装着された半導体ウエーハ２の接着フィルム６側を環状のフレームFに装着された伸張可能なダイシングテープTに貼着する。従って、半導体ウエーハ２の表面２ａに貼着された保護テープ４は上側となる。そして、半導体ウエーハ２の表面２ａに貼着されている保護テープ４を剥離する。なお、図５の（ａ）乃至（c）に示す実施形態においては、環状のフレームFに装着されたダイシングテープTに接着フィルム６が装着された半導体ウエーハ２の接着フィルム６側を貼着する例を示したが、接着フィルム６が装着された半導体ウエーハ２の接着フィルム６側にダイシングテープTを貼着するとともにダイシングテープTの外周部を環状のフレームFに同時に装着してもよい。
【００２９】
上述したウエーハ支持工程の他の実施形態について、図６を参照して説明する。
図６に示す実施形態は、ダイシングテープTの表面に予め接着フィルム６が貼着された接着フィルム付きのダイシングテープを使用する。即ち、図６の（ａ）、（ｂ）に示すように環状のフレームFの内側開口部を覆うように外周部が装着されたダイシングテープTの表面に貼着された接着フィルム６に、半導体ウエーハ２の裏面２ｂを装着する。このとき、８０〜２００°Ｃの温度で加熱しつつ接着フィルム６を半導体ウエーハ２の裏面２ｂに押圧して装着する。なお、上記ダイシングテープTは、図示の実施形態においては厚さが９５μｍのポリオレフィンシートからなっている。このように接着フィルム付きのダイシングテープを使用する場合には、ダイシングテープTの表面に貼着された接着フィルム６に半導体ウエーハ２の裏面２ｂを装着することにより、接着フィルム６が装着された半導体ウエーハ２が環状のフレームFに装着されたダイシングテープTによって支持される。そして、図6の（ｂ）に示すように半導体ウエーハ２の表面２ａに貼着されている保護テープ４を剥離する。なお、図６の（ａ）、（ｂ）に示す実施形態においては、環状のフレームFに外周部が装着されたダイシングテープTの表面に貼着された接着フィルム６に半導体ウエーハ２の裏面２ｂを装着する例を示したが、半導体ウエーハ２の裏面２ｂにダイシングテープTに貼着された接着フィルム６を装着するとともにダイシングテープTの外周部を環状のフレームFに同時に装着してもよい。
【００３０】
上述したようにウエーハ支持工程を実施したならば、半導体ウエーハ２の表面２ａ側から切削溝２１０の底に沿ってレーザー光線を照射し、残存部２１１および接着フィルム６を破断するレーザー加工工程を実施する。このレーザー加工工程は、図７に示すレーザー加工装置７を用いて実施する。図７に示すレーザー加工装置７は、被加工物を保持するチャックテーブル７１と、該チャックテーブル７１上に保持された被加工物にレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段７２と、チャックテーブル７１上に保持された被加工物を撮像する撮像手段７３を具備している。チャックテーブル７１は、被加工物を吸引保持するように構成されており、図示しない加工送り手段によって図７において矢印Ｘで示す加工送り方向に移動せしめられるとともに、図示しない割り出し送り手段によって図７において矢印Ｙで示す割り出し送り方向に移動せしめられるようになっている。
【００３１】
上記レーザー光線照射手段７２は、実質上水平に配置された円筒形状のケーシング７２１を含んでいる。ケーシング７２１内には図示しないパルスレーザー光線発振器や繰り返し周波数設定手段を備えたパルスレーザー光線発振手段が配設されている。上記ケーシング７２１の先端部には、パルスレーザー光線発振手段から発振されたパルスレーザー光線を集光するための集光器７２２が装着されている。なお、レーザー光線照射手段７２は、集光器７２２によって集光されるパルスレーザー光線の集光点位置を調整するための集光点位置調整手段（図示せず）を備えている。
【００３２】
上記レーザー光線照射手段７２を構成するケーシング７２１の先端部に装着された撮像手段７３は、被加工物を照明する照明手段と、該照明手段によって照明された領域を捕らえる光学系と、該光学系によって捕らえられた像を撮像する撮像素子（ＣＣＤ）等を備え、撮像した画像信号を図示しない制御手段に送る。
【００３３】
上述したレーザー加工装置７を用いて、半導体ウエーハ２の表面２ａ側から切削溝２１０の底に沿ってレーザー光線を照射し、残存部２１１および接着フィルム６を破断するレーザー加工工程の第１の実施形態について、図７および図８を参照して説明する。
先ず、上述した図７に示すレーザー加工装置７のチャックテーブル７１上に上述したウエーハ支持工程が実施された半導体ウエーハ２が貼着されたダイシングテープT側を載置する。そして、図示しない吸引手段を作動することにより、ダイシングテープTを介して半導体ウエーハ２をチャックテーブル７１上に保持する（ウエーハ保持工程）。従って、チャックテーブル７１に保持された半導体ウエーハ２は、表面２ａが上側となる。なお、図７においてはダイシングテープTが装着された環状のフレームFを省いて示しているが、環状のフレームFはチャックテーブル７１に配設された適宜のフレーム保持手段に保持される。このようにして、半導体ウエーハ２を吸引保持したチャックテーブル７１は、図示しない加工送り手段によって撮像手段７３の直下に位置付けられる。
【００３４】
チャックテーブル７１が撮像手段７３の直下に位置付けられると、撮像手段７３および図示しない制御手段によって半導体ウエーハ２のレーザー加工すべき加工領域を検出するアライメント作業を実行する。即ち、撮像手段７３および図示しない制御手段は、半導体ウエーハ２の表面２ａに形成されたストリート２１に沿って所定方向に形成された切削溝２１０と、該切削溝２１０に沿ってレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段７２の集光器７２２との位置合わせを行うためのパターンマッチング等の画像処理を実行し、レーザー光線照射位置のアライメントを遂行する（アライメント工程）。また、半導体ウエーハ２に上記所定方向と直交する方向に形成された切削溝２１０に対しても、同様にレーザー光線照射位置のアライメントが遂行される。なお、半導体ウエーハ２の表面２ａにストリート２１に沿って形成された切削溝２１０は上記裏面研削工程において表出されず個々のデバイスに分割されていないので、蛇行せず直線状であるため座標値を検出して加工ラインマップを作成する必要がない。
【００３５】
上述したアライメント工程を実施したならば、図８で示すようにチャックテーブル７１をレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段７２の集光器７２２が位置するレーザー光線照射領域に移動し、所定の切削溝２１０を集光器７２２の直下に位置付ける。このとき、図８の（ａ）で示すように半導体ウエーハ２は、切削溝２１０の一端(図８の（ａ）において左端)が集光器７２２の直下に位置するように位置付けられる。そして、図８の（c）に示すように集光器７２２から照射されるパルスレーザー光線LBの集光点Ｐを切削溝２１０の底面付近に合わせる。次に、レーザー光線照射手段７２の集光器７２２から半導体ウエーハ２および接着フィルム６に対して吸収性を有する波長のパルスレーザー光線を照射しつつチャックテーブル７１を図８の（ａ）において矢印Ｘ１で示す方向に所定の加工送り速度で移動せしめる。そして、図８の（ｂ）で示すように切削溝２１０の他端（図８の（ｂ）において右端）が集光器７２２の直下位置に達したら、パルスレーザー光線の照射を停止するとともにチャックテーブル７１の移動を停止する（レーザー加工溝形成工程）。
【００３６】
次に、チャックテーブル７１を紙面に垂直な方向（割り出し送り方向）に切削溝２１０の間隔だけ（ストリート２１の間隔に相当する）移動する。そして、レーザー光線照射手段７２の集光器７２２からパルスレーザー光線を照射しつつチャックテーブル７１を図８の（ｂ）において矢印Ｘ２で示す方向に所定の加工送り速度で移動せしめ、図８の（ａ）に示す位置に達したらパルスレーザー光線の照射を停止するとともにチャックテーブル７１の移動を停止する。
【００３７】
上述したレーザー加工溝形成工程を実施することにより、図８の（d）に示すように半導体ウエーハ２には上記裏面研削工程において残存されている残存部２１１および接着フィルム６にレーザー加工溝２２０が形成される。この結果、上記裏面研削工程において残存されている残存部２１１および接着フィルム６は、レーザー加工溝２２０によって破断される。そして、上述したレーザー加工溝形成工程を半導体ウエーハ２に形成された全てのストリート２１に沿って実施する。このようにしてレーザー加工溝形成工程を実施する際に、半導体ウエーハ２の表面２ａにストリート２１に沿って形成された切削溝２１０は上記裏面研削工程において表出されず個々のデバイスに分割されていないので、蛇行せず直線状であるため、レーザー光線照射位置の複雑な制御が不要となる。
【００３８】
なお、上記レーザー加工溝形成工程は、例えば以下の加工条件で行われる。
レーザー光線の波長  ：３５５ｎｍ
繰り返し周波数      ：２００ｋＨｚ
出力                ：８W
集光スポット径      ：φ１０μｍ
加工送り速度        ：３００ｍｍ／秒
【００３９】
次に、半導体ウエーハ２の表面２ａ側から切削溝２１０の底に沿ってレーザー光線を照射し、残存部２１１および接着フィルム６を破断するレーザー加工工程の第２の実施形態について、図９を参照して説明する。なお、レーザー加工工程の第２の実施形態は、上記レーザー加工装置７と実質的に同様のレーザー加工装置を用いて実施することができる。従って、図９に示す第２の実施形態においては上記レーザー加工装置７と同一部材には同一符号を付して説明する。
図８に示す第２の実施形態においても上記図７および図８に示す第１の実施形態と同様に上記ウエーハ保持工程およびアライメント工程を実施する。
【００４０】
上述したアライメント工程を実施したならば、図９で示すようにチャックテーブル７１をレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段７２の集光器７２２が位置するレーザー光線照射領域に移動し、所定の切削溝２１０を集光器７２２の直下に位置付ける。このとき、図９の（ａ）で示すように半導体ウエーハ２は、切削溝２１０の一端(図９の（ａ）において左端)が集光器７２２の直下に位置するように位置付けられる。そして、図９の（c）に示すように集光器７２２から照射されるパルスレーザー光線LBの集光点Ｐを残存部２１１と接着フィルム６の中間部に位置付ける。次に、レーザー光線照射手段７２の集光器７２２から半導体ウエーハ２および接着フィルム６に対して透過性を有する波長のパルスレーザー光線を照射しつつチャックテーブル７１を図９の（ａ）において矢印Ｘ１で示す方向に所定の加工送り速度で移動せしめる。そして、図９の（ｂ）で示すように切削溝２１０の他端（図９の（ｂ）において右端）が集光器７２２の直下位置に達したら、パルスレーザー光線の照射を停止するとともにチャックテーブル７１の移動を停止する（改質層形成工程）。
【００４１】
次に、チャックテーブル７１を紙面に垂直な方向（割り出し送り方向）に切削溝２１０の間隔だけ（ストリート２１の間隔に相当する）移動する。そして、レーザー光線照射手段７２の集光器７２２からパルスレーザー光線を照射しつつチャックテーブル７１を図９の（ｂ）において矢印Ｘ２で示す方向に所定の加工送り速度で移動せしめ、図９の（ａ）に示す位置に達したらパルスレーザー光線の照射を停止するとともにチャックテーブル７１の移動を停止する。
【００４２】
上述した改質層形成工程を実施することにより、図９の（d）に示すように半導体ウエーハ２には上記裏面研削工程において残存されている残存部２１１および接着フィルム６に切削溝２１０に沿って改質層２３０が形成される。この改質層２３０は、溶融再固化された状態で容易に破断する。そして、上述した改質層形成工程を半導体ウエーハ２に形成された全てのストリート２１に沿って実施する。この改質層形成工程を実施する際にも、半導体ウエーハ２の表面２ａにストリート２１に沿って形成された切削溝２１０は上記裏面研削工程において表出されず個々のデバイスに分割されていないので、蛇行せず直線状であるため、レーザー光線照射位置の複雑な制御が不要となる。
【００４３】
なお、上記改質層形成工程は、例えば以下の加工条件で行われる。
レーザー光線の波長  ：１０６４ｎｍ
繰り返し周波数      ：８０ｋＨｚ
出力                ：０．２W
集光スポット径      ：φ１μｍ
加工送り速度        ：１８０ｍｍ／秒
【００４４】
上述したレーザー加工工程（レーザー加工溝形成工程または改質層形成工程）を実施したならば、半導体ウエーハ２が貼着されているダイシングテープTを拡張してウエーハをストリート２１に沿って個々のデバイスに分離するデバイス分離工程を実施する。このデバイス分離工程は、図１０に示すデバイス分離装置８を用いて実施する。図１０に示すデバイス分離装置８は、上記環状のフレームFを保持するフレーム保持手段８１と、該フレーム保持手段８１に保持された環状のフレームFに装着されたダイシングテープTを拡張するテープ拡張手段８２と、ピックアップコレット８３を具備している。フレーム保持手段８１は、環状のフレーム保持部材８１１と、該フレーム保持部材８１１の外周に配設された固定手段としての複数のクランプ８１２とからなっている。フレーム保持部材８１１の上面は環状のフレームFを載置する載置面８１１ａを形成しており、この載置面８１１ａ上に環状のフレームFが載置される。そして、載置面８１１ａ上に載置された環状のフレームFは、クランプ８１２によってフレーム保持部材８１１に固定される。このように構成されたフレーム保持手段８１は、テープ拡張手段８２によって上下方向に進退可能に支持されている。
【００４５】
テープ拡張手段８２は、上記環状のフレーム保持部材８１１の内側に配設される拡張ドラム８２１を具備している。この拡張ドラム８２１は、環状のフレームFの内径より小さく該環状のフレームFに装着されたダイシングテープTに貼着される半導体ウエーハ２の外径より大きい内径および外径を有している。また、拡張ドラム８２１は、下端に支持フランジ８２２を備えている。図示の実施形態におけるテープ拡張手段８２は、上記環状のフレーム保持部材８１１を上下方向に進退可能な支持手段８２３を具備している。この支持手段８２３は、上記支持フランジ８２２上に配設された複数のエアシリンダ８２３aからなっており、そのピストンロッド８２３bが上記環状のフレーム保持部材８１１の下面に連結される。このように複数のエアシリンダ８２３aからなる支持手段８２３は、図１１の（ａ）に示すように環状のフレーム保持部材８１１を載置面８１１ａが拡張ドラム８２１の上端と略同一高さとなる基準位置と、図１１の（ｂ）に示すように拡張ドラム８２１の上端より所定量下方の拡張位置の間を上下方向に移動せしめる。
【００４６】
以上のように構成されたデバイス分離装置８を用いて実施するデバイス分離工程について図１１を参照して説明する。即ち、半導体ウエーハ２が貼着されているダイシングテープTが装着された環状のフレームFを、図１１の（ａ）に示すようにフレーム保持手段８１を構成するフレーム保持部材８１１の載置面８１１ａ上に載置し、クランプ８１２によってフレーム保持部材８１１に固定する（フレーム保持工程）。このとき、フレーム保持部材８１１は図１１の（ａ）に示す基準位置に位置付けられている。次に、テープ拡張手段８２を構成する支持手段８２３としての複数のエアシリンダ８２３ａを作動して、環状のフレーム保持部材８１１を図１１の（ｂ）に示す拡張位置に下降せしめる。従って、フレーム保持部材８１１の載置面８１１ａ上に固定されている環状のフレームFも下降するため、図１１の（ｂ）に示すように環状のフレームFに装着されたダイシングテープTは拡張ドラム８２１の上端縁に接して拡張せしめられる（テープ拡張工程）。この結果、ダイシングテープTに貼着されている半導体ウエーハ２には放射状に引張力が作用するため、個々のデバイス２２に分離されるとともにデバイス間に間隔Sが形成される。また、ダイシングテープTに貼着されている半導体ウエーハ２に放射状の引張力が作用すると、半導体ウエーハ２の残存部２１１および接着フィルム６に切削溝２１０(従ってストリート２１)に沿って形成された改質層２３０が破断され、半導体ウエーハ２および接着フィルム６は個々のデバイス２２に分離されるとともにデバイス間に間隔Sが形成される。
【００４７】
次に、図１１の（c）に示すようにピックアップコレット８３を作動して裏面に接着フィルム６が装着されたデバイス２２を吸着し、ダイシングテープTから剥離してピックアップし、図示しないトレーまたはダイボンディング工程に搬送する。なお、ピックアップ工程においては、上述したようにダイシングテープTに貼着されている個々のデバイス２２間の隙間Sが広げられているので、隣接するデバイス２２と接触することなく容易にピックアップすることができる。
【符号の説明】
【００４８】
２：半導体ウエーハ
２１：ストリート
２２：デバイス
２１０：切削溝
２２０：レーザー加工溝
２３０：改質層
３：切削装置
３１：切削装置のチャックテーブル
３２：切削手段
３３：撮像手段
４：保護テープ
５：研削装置
５１：研削装置のチャックテーブル
５２：研削砥石
６：接着フィルム
７：レーザー加工装置
７１：レーザー加工装置のチャックテーブル
７２：レーザー光線照射手段
７２２：集光器
８：デバイス分離装置
８１：フレーム保持手段
８２：テープ拡張手段
８３：ピックアップコレット
Ｆ：環状のフレーム
Ｔ：ダイシングテープ
【図１】
2014165436.tif 000003
【図２】
2014165436.tif 000004
【図３】
2014165436.tif 000005
【図４】
2014165436.tif 000006
【図５】
2014165436.tif 000007
【図６】
2014165436.tif 000008
【図７】
2014165436.tif 000009
【図８】
2014165436.tif 000010
【図９】
2014165436.tif 000011
【図１０】
2014165436.tif 000012
【図１１】
2014165436.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成25年3月4日(2013.3.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３９】
次に、半導体ウエーハ２の表面２ａ側から切削溝２１０の底に沿ってレーザー光線を照射し、残存部２１１および接着フィルム６を破断するレーザー加工工程の第２の実施形態について、図９を参照して説明する。なお、レーザー加工工程の第２の実施形態は、上記レーザー加工装置７と実質的に同様のレーザー加工装置を用いて実施することができる。従って、図９に示す第２の実施形態においては上記レーザー加工装置７と同一部材には同一符号を付して説明する。
図９に示す第２の実施形態においても上記図７および図８に示す第１の実施形態と同様に上記ウエーハ保持工程およびアライメント工程を実施する。