(57)【要約】【課題】押圧手段による押圧によってウェーハを精度良く分割できるようにすること。【解決手段】ウェーハ（Ｗ）の裏面（Ｗ２）に所定温度以上の加熱で収縮性を発現するテープ（Ｔ）を貼着し、テープの外周部をフレーム（Ｆ）に貼着してフレームユニット（Ｕ）を形成した後、第１ストリート（Ｌ１）及び第２ストリート（Ｌ２）に沿ってウェーハの表面（Ｗ１）に分割起点となるレーザー加工溝（Ｍ）を形成する。その後、レーザー加工溝に沿ってテープ越しに押圧刃（３４）でウェーハを押圧して、ウェーハを第１ストリート及び第２ストリートに沿って分割する。この分割を行う際、分割直後の第１ストリートに沿ってテープを加熱して収縮させ、第１ストリートに隣接するデバイスチップ（ＤＣ）間の間隔を維持する。【選択図】図３
2018041895.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェーハ表面に形成された第一方向に伸長する複数の第１ストリートと、該第一方向と直交する第二方向に伸長する複数の第２ストリート、とにより区画された各領域に複数のデバイスを備えたウェーハを分割するウェーハの加工方法であって、
ウェーハの一方の面に所定温度以上の加熱で収縮性を発現するテープを貼着し、該テープの外周部を環状フレームに貼着してフレームユニットを形成するフレームユニット形成ステップと、
該フレームユニット形成ステップを実施した後、ウェーハの該第１ストリート及び該第２ストリートに沿って加工処理を施して、該第１ストリート及び該第２ストリートに沿ってウェーハの他方の面又は内部に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した後に、該フレームユニットのウェーハの該他方の面側を支持手段に支持し、該分割起点に沿って該テープ越しに押圧手段で垂直方向にウェーハを押圧して、ウェーハを該第１ストリートに沿って分割し、次いで該第２ストリートに沿って分割する分割ステップと、を備え、
該分割ステップの該第１ストリートに沿って押圧して分割する際には、該押圧手段により分割直後の第１ストリートに沿ってテープを加熱して収縮させて、該第１ストリートの隣接するチップ間の間隔を維持すること、を特徴とするウェーハの加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ストリートに沿ってウェーハをデバイス毎に分割するウェーハの加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数のデバイスが格子状のストリートによって区画されたウェーハを分割するため、近年では、レーザー加工を利用した方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１の方法では、先ず、ウェーハに対して吸収性を有する波長のパルスレーザービームをウェーハの裏面に照射することで、レーザー加工溝をストリートに沿って形成する。次いで、レーザー加工溝が形成された裏面の反対面となるウェーハの表面に保護シートを貼着する。そして、ウェーハの保護シート側からレーザー加工溝に沿って押圧部材で押圧することで、ウェーハが割断されて分割される。
【０００３】
押圧部材による分割は、格子状のストリートのうち、一方向に延びるストリートについて順次行われる。その後、ウェーハを９０°回転して他方向（一方向に直交する方向）に延びるストリートについても同様にして順次押圧され、ウェーハが個々のデバイスチップへと分割される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−８６１６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述したウェーハの分割では、ストリートに沿って押圧部材で押圧すると、保護シートが伸びてしまいストリートを挟んで隣接するチップ同士が動いてしまう。このため、一方向に延びるストリートについての分割を実施した後、他方向に延びるストリートについて押圧部材で押圧するときに、押圧部材を適切に位置付けられずに精度良く分割できない、という問題がある。
【０００６】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、押圧手段による押圧によってウェーハを精度良く分割することができるウェーハの加工方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のウェーハの加工方法は、ウェーハ表面に形成された第一方向に伸長する複数の第１ストリートと、第一方向と直交する第二方向に伸長する複数の第２ストリート、とにより区画された各領域に複数のデバイスを備えたウェーハを分割するウェーハの加工方法であって、ウェーハの一方の面に所定温度以上の加熱で収縮性を発現するテープを貼着し、テープの外周部を環状フレームに貼着してフレームユニットを形成するフレームユニット形成ステップと、フレームユニット形成ステップを実施した後、ウェーハの第１ストリート及び第２ストリートに沿って加工処理を施して、第１ストリート及び第２ストリートに沿ってウェーハの他方の面又は内部に分割起点を形成する分割起点形成ステップと、分割起点形成ステップを実施した後に、フレームユニットのウェーハの他方の面側を支持手段に支持し、分割起点に沿ってテープ越しに押圧手段で垂直方向にウェーハを押圧して、ウェーハを第１ストリートに沿って分割し、次いで第２ストリートに沿って分割する分割ステップと、を備え、分割ステップの第１ストリートに沿って押圧して分割する際には、押圧手段により分割直後の第１ストリートに沿ってテープを加熱して収縮させて、第１ストリートの隣接するチップ間の間隔を維持すること、を特徴とする。
【０００８】
この構成によれば、加熱によって収縮するテープをウェーハに貼着し、押圧手段で押圧した第１ストリートに沿ってテープを加熱するので、押圧によってテープが伸びても伸びたテープを収縮することができる。かかる収縮によって、第１ストリートに沿う押圧分割後でも第１ストリートの隣接するチップ間の間隔を良好に維持することができる。これにより、その後の第２ストリートの押圧分割において、第２ストリートに対する押圧手段の押圧位置の精度を高め、ひいては分割されて形成されたチップの寸法精度を高めることができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、押圧手段による押圧によってウェーハに貼着されたテープが伸びても、加熱によってテープを収縮してウェーハを精度良く分割することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施の形態に係るウェーハを示す概略斜視図であり、本実施の形態のフレームユニット形成ステップを示す説明図である。
【図２】本実施の形態の分割起点形成ステップを示す説明図である。
【図３】本実施の形態の分割ステップを示す説明図である。
【図４】上記分割ステップの要部を示す説明図である。
【図５】比較例における分割ステップを示す図４と同様の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、添付図面を参照して、本実施の形態のウェーハの加工方法について説明する。先ず、図１を参照して、本実施の形態のウェーハの加工方法によって加工されるウェーハについて説明する。図１は、本実施の形態に係るウェーハを示す概略斜視図である。
【００１２】
図１に示すように、ウェーハＷは、略矩形の板状に形成され、材質は特に限定されるものでないが、サファイア等を例示することができる。ウェーハＷの表面Ｗ１には、複数の第１ストリートＬ１と、第１ストリートＬ１と直交する方向に伸長する複数の第２ストリートＬ２とが形成されている。これら第１、第２ストリートＬ１、Ｌ２により区画された各領域には複数のデバイスＤが形成されている。
【００１３】
続いて、図１乃至図４を参照して、ウェーハの加工方法について説明する。図１は本実施の形態のフレームユニット形成ステップ、図２は本実施の形態の分割起点形成ステップ、図３は分割ステップの説明図をそれぞれ示している。また、図４は、分割ステップの要部を示している。なお、本実施の形態では、ウェーハの加工方法にアブレーション加工を適用した一例について説明するが、ウェーハに対して分割起点を形成する他の工法に適用することが可能である。
【００１４】
図１に示すように、先ずフレームユニット形成ステップが実施される。フレームユニット形成ステップでは、環状のフレーム（環状フレーム）Ｆに外周部が貼着されたテープＴに対し、ウェーハＷの一方の面となる裏面（下面）Ｗ２側が貼着される。これら貼着によって、ウェーハＷがテープＴを介してフレームＦに保持されるフレームユニットＵ（図２参照）が形成される。ここで、テープＴとしては、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）等の合成樹脂を例示でき、後述のように厚み方向に部分的な荷重が加わったときに面方向に伸展するように変形する性質を備え、更に、伸展した部分を所定温度以上に加熱することで復元する方向に収縮性を発現する性質を備えたものとされる。
【００１５】
図２に示すように、フレームユニット形成ステップが実施された後には分割起点形成ステップが実施される。分割起点形成ステップでは、レーザー加工装置（不図示）のチャックテーブル１１にフレームユニットＵを保持させた後、ウェーハＷにレーザービームを照射する加工処理を施す。ここで、レーザー加工装置は、不図示のアームによって支持されるレーザービーム照射手段としての加工ヘッド２０を更に有している。以下、加工ヘッド２０について説明する。
【００１６】
加工ヘッド２０は、不図示の発振器から発振されたレーザービームを集光レンズによって集光し、ウェーハＷの他方の面となる表面Ｗ１にレーザービームを照射してレーザー加工する。この場合、レーザービームは、ウェーハＷに対して透過性を有する波長であり、ウェーハＷに対するレーザー光線の照射によってウェーハＷの一部が昇華されてレーザーアブレーションされる。従って、ウェーハＷの表面Ｗ１にレーザービームを照射しながら、加工ヘッド２０とウェーハＷとを相対移動することで分割起点となるレーザー加工溝Ｍが形成される。
【００１７】
ここで、アブレーションとは、レーザー光線の照射強度が所定の加工閾値以上になると、固体表面で電子、熱的、光科学的及び力学的エネルギーに変換され、その結果、中性原子、分子、正負のイオン、ラジカル、クラスタ、電子、光が爆発的に放出され、固体表面がエッチングされる現象をいう。
【００１８】
分割起点形成ステップでは、先ず、フレームユニットＵがチャックテーブル１１上に載置され、ウェーハＷがチャックテーブル１１上にテープＴを介して吸着保持される。次に、チャックテーブル１１が移動、回転されることで、例えば第１ストリートＬ１がＸ軸方向（第一方向）と平行となって伸長し、第２ストリートＬ２がＸ軸方向と直交するＹ軸方向（第二方向）と平行となって伸長するようにウェーハＷが位置付けられる。
【００１９】
次いで、チャックテーブル１１を移動してＸ軸方向に伸長する第１ストリートＬ１の加工開始位置が加工ヘッド２０の直下に位置付けられる。その後、ウェーハＷの表面Ｗ１側にレーザービームが照射されながら、チャックテーブル１１及び加工ヘッド２０がＸ軸方向と平行に相対移動（加工送り）される。これにより、第１ストリートＬ１に沿ってレーザービームが照射され、ウェーハＷの表面Ｗ１に第１ストリートＬ１に沿ってアブレーション加工処理が施され、分割起点となるレーザー加工溝Ｍが形成される。
【００２０】
対象の第１ストリートＬ１に沿ってレーザー加工溝Ｍを形成した後には、レーザービームの照射が停止され、チャックテーブル１１と加工ヘッド２０とがＹ軸方向に第１ストリートＬ１の間隔に対応して相対移動（割り出し送り）される。これにより、加工ヘッド２０を、対象の第１ストリートＬ１に隣接する第１ストリートＬ１に合わせることができる。
【００２１】
続いて、隣接する第１のストリートＬ１に沿って同様のレーザー加工溝Ｍが形成される。この動作を繰り返し、Ｘ軸方向に伸びる全ての第１ストリートＬ１に沿ってレーザー加工溝Ｍが形成される。その後、チャックテーブル１１を回転軸の周りに９０°回転させて、Ｙ軸方向に伸びる第２ストリートＬ２に沿ってアブレーション加工によりレーザー加工溝Ｍが形成される。
【００２２】
図３に示すように、分割起点形成ステップが実施された後には分割ステップが実施される。分割ステップでは、ブレーキング装置を用い、レーザー加工溝Ｍが形成された各ストリートＬ１、Ｌ２に沿って分割する。ここで、ブレーキング装置２０について以下に説明する。ブレーキング装置２０では、ベース部２１上にガイドレール２２を介して移動テーブル２３が図３中左右方向に移動可能に支持されている。移動テーブル２３には円形状の開口部２３ａが形成されており、開口部２３ａの周縁には、環状の回転テーブル２４が回転可能に支持されている。移動テーブル２３は、不図示の移動機構によりガイドレール２２に沿って移動可能とされ、回転テーブル２４は不図示の回転機構により回転可能とされる。回転テーブル２４の四方にはフレームＦを保持するクランプ２５が設けられている。
【００２３】
ベース部２１上の中央であって回転テーブル２４に保持されたウェーハＷの下側には、撮像手段３１が配設されている。この撮像手段３１は、上方のウェーハＷを下側（表面Ｗ１側）から撮像して各ストリートＬ１、Ｌ２の位置を可視光により検出する。
【００２４】
ベース部２１上の撮像手段３１の両側には、ポスト３２を介してＹ方向に延びる一対の支持台（支持手段）３３が配設されている。各支持台３３は、回転テーブル２４に保持されたウェーハＷを下側から１本の第１ストリートＬ１の両側で支持する。一対の支持台３３の上方には、ウェーハＷを上方から押圧する押圧刃（押圧手段）３４が設けられている。押圧刃３４は、一方向（紙面に垂直方向）に延在する長尺状に形成されており、不図示の押圧機構によって上下動される。
【００２５】
押圧刃３４の近傍或いは隣接位置には、加熱手段となるヒーター４０が不図示の支持構造を介して配設されている。ヒーター４０は、温風の放出や遠赤外線の照射、或いはこれらの組合せによって、押圧刃３４の先端側に位置するテープＴを加熱してテープＴを昇温できるように設けられる。遠赤外線を用いたヒーター４０とした場合は、遠赤外線をテープＴのみが吸収するようにし、その他の構成については遠赤外線を吸収せずに昇温しないようにしてもよい。ヒーター４０は、テープＴにて押圧刃３４で押圧された領域、言い換えると、押圧刃３４の延在方向に平行となる細長い領域を加熱するよう、かかる延在方向に複数のヒーターを並設したり、延在方向と平行なノズル等を備えたヒーターによって構成できる。
【００２６】
分割ステップでは、先ず、テープＴを上側としてフレームユニットＵが回転テーブル２４上に載置され、クランプ２５によってフレームＦが押さえ付けられることによってウェーハＷが回転テーブル２４に保持される。次に、撮像手段３１によってウェーハＷの表面が撮像されると、撮像画像に基づいて一対の支持台３３の間かつ押圧刃３４の直下に第１ストリートＬ１が位置付けられる。このとき、ウェーハＷの表面Ｗ１側は、第１ストリートＬ１を挟む両側領域にて支持台３３に支持される。この状態で、押圧刃３４が下降されることで、レーザー加工溝Ｍに沿ってテープＴ越しに押圧刃３４でウェーハＷが垂直方向に押圧され、第１ストリートＬ１にてレーザー加工溝Ｍを分割起点としてウェーハＷが分割される。
【００２７】
このように分割する際には、図４に示すように、押圧刃３４によってテープＴにも垂直方向に押圧力が加わり、テープＴが押圧刃３４を挟んで離れる方向に伸びるように変形される。この変形によって、第１ストリートＬ１を挟んで隣接するデバイスチップＤＣ間の間隔が拡がるようになる。ここで、本実施の形態では、テープＴに向かってヒーター４０から温風が放出等されることで、押圧刃３４により分割直後の第１ストリートＬ１に沿う領域が所定温度以上に加熱される。テープＴにあっては所定温度以上の加熱によって収縮性を発現するので、ヒーター４０からの加熱で伸びたテープＴが収縮し、拡がったデバイスチップＤＣ間の間隔が元の位置に近付くように復元される。
【００２８】
対象の第１ストリートＬ１に沿ってウェーハＷを分割した後、フレームユニットＵと押圧刃３４とが第１ストリートＬ１の間隔に対応して第１ストリートＬ１と直交する方向に相対移動される。これにより、押圧刃３４を、対象の第１ストリートＬ１に隣接する第１ストリートＬ１に合わせることができる。続いて、隣接する第１のストリートＬ１に対し同様にてウェーハＷが分割され、この動作を繰り返し、全ての第１ストリートＬ１に沿ってウェーハＷが分割される。
【００２９】
次いで、回転テーブル２４（図３参照）を９０°回転させ、第２ストリートＬ２に沿った位置においても、上記と同様にしてレーザー加工溝Ｍを分割起点としてウェーハＷが分割される。第２ストリートＬ２に沿って分割する際には、ヒーター４０の運転を停止してもよいし、上記と同様にヒーター４０によってテープＴを加熱してもよい。そして、ウェーハＷにおいて、全ての第１ストリートＬ１及び第２ストリートＬ２に押圧刃３４が押し当てられることでテープＴに貼着した状態で個々のデバイスチップＤＣに分割される。
【００３０】
本実施の形態の分割工程では、分割直後の第１ストリートＬ１に沿ってテープＴを加熱して収縮するので、第２ストリートＬ２に沿って分割するときに、テープＴが伸びたままの状態になることを抑制することができる。ここで、第１ストリートＬ１に沿って分割した後の状態を比較して説明するために、比較例として図５に示す分割ステップを検討する。
【００３１】
図５は、比較例における分割ステップを示す図４と同様の説明図である。図５にて、上記実施の形態と同一となる構成については、便宜上同じ符号を付している。比較例においては、上記実施の形態に対し、テープＴを加熱せずに第１ストリートＬ１に沿ってウェーハＷを分割している。このようにウェーハＷを分割すると、第１ストリートＬ１を挟んで隣接するデバイスチップＤＣ間の間隔が拡がったままになる。このため、ウェーハＷに対して押圧刃３４による第１ストリートＬ１での分割回数が多くなる程、テープＴ全体としての変形量が大きくなり、ひいては、図５に示すようにテープＴが盛り上がったり波打ったりした状態になる。この状態で、ウェーハＷの向きを９０°変えて第２ストリートＬ２に沿って分割しようとすると、第２ストリートＬ２の位置に対して押圧刃３４の位置がずれたり、押圧刃３４を位置付けできずに分割不能となる場合がある。
【００３２】
この点、本実施の形態では、押圧刃３４で押圧した第１ストリートＬ１に沿ってテープＴを加熱するので、テープＴの変形を抑制でき、隣接するデバイスチップＤＣ間の間隔を元の状態に良好に維持することができる。これにより、その後の第２ストリートＬ２に沿って押圧刃３４で押圧するときに、第２ストリートＬ２の位置に対する押圧刃３４の位置精度を高めることができる。この結果、レーザー加工溝Ｍに押圧刃３４から効率良く押圧力が加わって加工精度を高めることができ、分割によって形成されたデバイスチップＤＣの寸法精度も高めることができる。
【００３３】
特に、ストリートＬ１、Ｌ２のインデックス（間隔）が短くなり、デバイスチップＤＣのサイズが小さくなると、図５の変形例のようにテープＴが変形し易くなる。例えば、ウェーハＷの厚み１００μｍに対してインデックス１５０μｍ、ウェーハＷの厚み２００μｍに対してインデックス３００μｍにする等、ウェーハＷの厚みの１．５倍程度のインデックスサイズの小チップでは、テープＴの変形に追従するようデバイスチップＤＣの向きが変わり、テープＴが変形し易くなる。従って、このような場合に、第２ストリートＬ２の位置に対する押圧刃３４の位置が特に大きくずれ易くなるという問題がある。この点、本実施の形態では、分割直後の第１ストリートＬ１に沿ってテープＴを加熱して収縮するので、デバイスチップＤＣのサイズが小さくなっても、第２ストリートＬ２に対する押圧刃３４の押圧位置の精度を高め、第２ストリートＬ２で精度良く押圧分割することができる。
【００３４】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている大きさや形状、方向などについては、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、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することが可能である。
【００３５】
例えば、ウェーハＷの分割起点としては、上述したレーザー加工溝Ｍに限定されるものでなく、種々の変更が可能である。例を挙げると、レーザービームの集光点をウェーハＷの内部に位置付け、レーザービームの照射によってウェーハＷの内部に分割起点となる改質層をストリートＬ１、Ｌ２に沿って形成してもよい。改質層は、レーザービームの照射によってウェーハＷの内部の密度、屈折率、機械的強度やその他の物理的特性が周囲と異なる状態となり、周囲よりも強度が低下する領域のことをいう。改質層は、例えば、溶融処理領域、クラック領域、絶縁破壊領域、屈折率変化領域であり、これらが混在した領域でもよい。
【００３６】
更に、分割起点としては、切削装置（ダイサー）やスクライバーなどを用いて分割起点となる加工溝を形成してもよい。
【００３７】
また、分割起点形成ステップを実施する前にウェーハＷの表面Ｗ１にＰＶＡ（ポリビニルアルコール）、ＰＥＧ（ポリエチレングリコール）等の水溶性樹脂を塗布して表面Ｗ１上に保護膜を被覆し、この保護膜を通してウェーハＷにレーザービームを照射してもよい。このように保護膜で被覆することで、レーザービームの照射によってデブリが発生しても、デブリが表面Ｗ１に付着することを防止できる。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
以上説明したように、本発明は、押圧手段による押圧によってウェーハを精度良く分割することができるという効果を有し、各種のウェーハを個々のチップに分割するウェーハの加工方法に有用である。
【符号の説明】
【００３９】
３３  支持台（支持手段）
３４  押圧刃（押圧手段）
Ｄ  デバイス
ＤＣ  デバイスチップ（チップ）
Ｆ  フレーム（環状フレーム）
Ｌ１  第１ストリート
Ｌ２  第２ストリート
Ｍ  レーザー加工溝（分割起点）
Ｔ  テープ
Ｕ  フレームユニット
Ｗ  ウェーハ
Ｗ１  表面（他方の面）
Ｗ２  裏面（一方の面）
【図１】
2018041895.tif 000003
【図２】
2018041895.tif 000004
【図３】
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【図４】
2018041895.tif 000006
【図５】
2018041895.tif 000007