(57)【要約】      （修正有）【課題】一般的な材料で形成された粘着テープを用いてウエーハを分割しても、微細な破片の飛散を抑制可能なウエーハの分割方法を提供する。【解決手段】複数の分割予定ラインによって区画された領域に複数のデバイスが形成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分割方法であって、分割予定ラインに分割起点を形成する分割起点形成工程と、該分割起点形成工程の前又は後に、開口部を有する環状フレーム５０の該開口部を塞ぐように粘着テープ５４を該環状フレームに貼着するとともに、該粘着テープの中央部分にウエーハ２を貼着するウエーハ貼着工程と、該粘着テープ側から押圧面を有する押圧部材によって押圧して該粘着テープを拡張し、ウエーハを分割起点に沿って個々のデバイスに分割するウエーハ分割工程とを具備し、該ウエーハ分割工程において、前記粘着テープを拡張する際、押圧部材の押圧面に粘着テープと同質の部材を配設する。【選択図】図１２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
格子状に形成された複数の分割予定ラインによって区画された領域に複数のデバイスが形成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分割方法であって、
ウエーハの該分割予定ラインに分割のきっかけとなる分割起点を形成する分割起点形成工程と、
該分割起点形成工程の前又は後に、開口部を有する環状フレームの該開口部を塞ぐように粘着テープを該環状フレームに貼着するとともに、該粘着テープの中央部分にウエーハを貼着するウエーハ貼着工程と、
ウエーハに対応する領域を該粘着テープ側から押圧面を有する押圧部材によって押圧して該粘着テープを拡張し、ウエーハを該分割予定ラインに形成された該分割起点に沿って個々のデバイスに分割するウエーハ分割工程とを具備し、
該ウエーハ分割工程において、ウエーハに対応する領域を該粘着テープ側から押圧して該粘着テープを拡張する際、該押圧部材の押圧面には該粘着テープと同質の部材が配設されていることを特徴とするウエーハの分割方法。
【請求項２】
該粘着テープは、塩化ビニール、ポレオレフィン、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレートからなる群から選択される請求項１記載のウエーハの分割方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、分割予定ラインによって区画された領域に複数のデバイスが形成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分割方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスが表面に複数形成された半導体ウエーハは、裏面が研削されて所望の厚さに形成された後に、ストリートと呼ばれる分割予定ラインに沿って個々の半導体チップに分割され、分割された半導体チップは各種電子機器に利用される。
【０００３】
半導体ウエーハを個々のチップに分割する方法としては、厚さが２０〜４０μｍ程度の切刃を有する切削ブレードにて半導体ウエーハをストリートに沿って切削を行うダイシング方法や、半導体ウエーハに対して透過性を有する波長のパルスレーザビームを用いる方法が一般的である。
【０００４】
半導体ウエーハに対して透過性を有する波長のパルスレーザビームを用いる方法では、半導体ウエーハ内部に集光点を合わせてストリートに沿ってウエーハに対して透過性を有する波長のパルスレーザビームを照射することで、半導体ウエーハ内部に変質層を連続的に形成し、変質層が形成されることによって強度が低下したストリートに沿って外力を加えることにより、半導体ウエーハを個々のチップに分割する（例えば、特開２００７−１５８１５２号公報、特開２００７−１８９０５７号公報参照）。
【０００５】
半導体ウエーハへの外力の付与は、例えば以下のような方法で実施される。即ち、変質層が形成された半導体ウエーハを、外周部が環状フレームに装着された粘着テープに貼着し、押圧部材で粘着テープを押圧して粘着テープを半径方向に拡張し、粘着テープに貼着されたウエーハに張力を作用させてウエーハを個々のデバイスに分割する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−１５８１５２号公報
【特許文献２】特開２００７−１８９０５７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、押圧部材により粘着テープを押圧して粘着テープを半径方向に拡張し、粘着テープに貼着されたウエーハに張力を作用させてウエーハを分割予定ラインに沿って破断する際に２μｍ〜３０μｍの微細な破片が飛散し、デバイスの表面に付着してデバイスの品質を低下させるという問題がある。特に、デバイスがＣＣＤ、ＣＭＯＳ等の撮像デバイスの場合には、微細な破片がデバイスの表面に付着すると致命的な品質低下を招く。
【０００８】
上述した問題は、粘着テープ拡張時に押圧部材の押圧面と粘着テープとの摩擦によって静電気が発生し、静電気の反発力によって微細な破片が飛散することが原因と考えられている。
【０００９】
このような問題は静電気の帯電を抑制した粘着テープ、例えばリンテック株式会社製の商品名「Ｄ−８２０」という粘着テープを使用すれば解決できるが、この粘着テープは伸びが悪くウエーハの分割が困難であるとともに比較的高価であり経済的にも問題がある。
【００１０】
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、塩化ビニール等の一般的な材料で形成された粘着テープを用いてウエーハを分割しても、微細な破片の飛散が抑制可能なウエーハの分割方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明によると、格子状に形成された複数の分割予定ラインによって区画された領域に複数のデバイスが形成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分割方法であって、ウエーハの該分割予定ラインに分割のきっかけとなる分割起点を形成する分割起点形成工程と、該分割起点形成工程の前又は後に、開口部を有する環状フレームの該開口部を塞ぐように粘着テープを該環状フレームに貼着するとともに、該粘着テープの中央部分にウエーハを貼着するウエーハ貼着工程と、ウエーハに対応する領域を該粘着テープ側から押圧面を有する押圧部材によって押圧して該粘着テープを拡張し、ウエーハを該分割予定ラインに形成された該分割起点に沿って個々のデバイスに分割するウエーハ分割工程とを具備し、該ウエーハ分割工程において、ウエーハに対応する領域を該粘着テープ側から押圧して該粘着テープを拡張する際、該押圧部材の押圧面には該粘着テープと同質の部材が配設されていることを特徴とするウエーハの分割方法が提供される。
【００１２】
好ましくは、粘着テープは塩化ビニール、ポレオレフィン、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレートの何れかから選択される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によると、同質部材であれば摺り合わせても静電気が発生しないことに鑑みて、粘着テープと同質の部材を押圧部材の押圧面に配設しているので、粘着テープ拡張時の静電気の発生が防止され、静電気に起因する微細な破片の飛散を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】半導体ウエーハの表面側斜視図である。
【図２】表面に保護テープが貼着された半導体ウエーハの裏面側斜視図である。
【図３】変質層形成工程を実施するためのレーザ加工装置の要部斜視図である。
【図４】レーザビーム発生ユニットのブロック図である。
【図５】変質層形成工程の説明図である。
【図６】半導体ウエーハの内部に変質層を複数形成した状態を示す説明図である。
【図７】環状フレームに装着された粘着テープ上に変質層が形成された半導体ウエーハを貼着した状態の斜視図である。
【図８】粘着テープを介して環状フレームにより支持された半導体ウエーハの斜視図である。
【図９】レーザ加工溝形成工程の斜視図である。
【図１０】図１０（Ａ）はレーザ加工溝形成工程の説明図、図１０（Ｂ）はレーザ加工溝を示す半導体ウエーハの断面図である。
【図１１】分割装置の斜視図である。
【図１２】半導体ウエーハ分割工程の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明によるウエーハの分割方法の好ましい実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。図１は半導体ウエーハ２の表面側斜視図を示している。
【００１６】
半導体ウエーハ２は、例えば、厚さが７００μｍのシリコンウエーハから成っており、表面２ａには複数のストリート（分割予定ライン）４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４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６が形成されている。
【００１７】
このように構成された半導体ウエーハ２は、デバイス６が形成されているデバイス領域８と、デバイス領域８を囲繞する外周余剰領域１０を備えている。半導体ウエーハ２の表面２ａには、保護テープ貼着工程により保護テープ１２が貼着される。
【００１８】
従って、半導体ウエーハ２の表面２ａは保護テープ１２によって保護され、図２に示すように裏面２ｂが露出する形態となる。個々のチップに分割される半導体ウエーハは、ストリートに沿って切断する前に裏面を研削によって所定の厚み、例えば１００μｍ程度に形成される。
【００１９】
研削によって所定の厚みに形成された半導体ウエーハ２は、図３にその要部を示すようなレーザ加工装置１８のチャックテーブル２０に保護テープ１２を下側にして吸引保持される。従って、半導体ウエーハ２はその裏面が上側となる。
【００２０】
レーザ加工装置１８は、チャックテーブル２０に保持された半導体ウエーハ２にレーザビームを照射するレーザビーム照射手段２２と、チャックテーブル２０上に保持された半導体ウエーハ２を撮像する撮像手段２４を具備している。
【００２１】
チャックテーブル２０は、半導体ウエーハ２を吸引保持するように構成されており、図示しない移動機構によって図３において矢印Ｘで示す加工送り方向に移動可能である。一方、レーザビーム照射手段２２は矢印Ｙで示す割り出し送り方向に移動可能される。
【００２２】
レーザビーム照射手段２２は、実質上水平に配置された円筒形状のケーシング２６を有している。ケーシング２６内には、レーザビーム発振ユニット３０が収容されている。図４に示すように、レーザビーム発振ユニット３０は、ＹＡＧレーザ発振器或いはＹＶＯ４レーザ発振器等のパルスレーザ発振器３２、繰り返し周波数設定手段３４、パルス幅調整手段３６及びパワー調整手段３８を含んでいる。
【００２３】
ケーシング２６の先端部には、レーザビーム発生ユニット３０から発生されるパルスレーザビームを集光するための集光器２８が装着されている。集光器２８は、レーザビームを直角に反射するミラー４０と、集光レンズ４２とを含んでいる。
【００２４】
撮像手段２４は、可視光線によって撮像する通常の撮像素子（ＣＣＤ）の他に、半導体ウエーハ２に赤外線を照射する赤外線照射手段と、赤外線に対応した電気信号を出力する撮像素子（赤外線ＣＣＤ）等で構成されており、撮像した画像信号を図示しない制御手段に送信する。
【００２５】
レーザ加工装置１８を用いて半導体ウエーハ２内に分割起点としての変質層を形成するには、図５に示すようにレーザ加工装置１８のチャックテーブル２０上に保護テープ１２側を下にして半導体ウエーハ２を載置する。
【００２６】
そして、図示しない吸引手段によってチャックテーブル２０上に半導体ウエーハ２を吸着保持する。従って、チャックテーブル２０上に吸引保持された半導体ウエーハ２は裏面２ｂが上側となる。
【００２７】
半導体ウエーハ２を吸引保持したチャックテーブル２０は、図示しない移動機構によって撮像手段２４の直下に位置付けられる。そして、撮像手段２４によって半導体ウエーハ２のレーザ加工すべき加工領域を検出するアライメントを実施する。
【００２８】
すなわち、撮像手段２４及び図示しない制御手段は、半導体ウエーハ２の第１の方向に形成されているストリート４と、ストリート４に沿ってレーザビームを照射するレーザビーム照射手段２２の集光器２８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、レーザビーム照射位置のアライメントを遂行する。次いで、半導体ウエーハ２に形成されている前記第１の方向に対して直交する第２の方向のストリート４に対しても、同様にレーザビーム照射位置のアライメントを遂行する。
【００２９】
このとき、半導体ウエーハ２のストリート４が形成されている表面２ａは下側に位置しているが、撮像手段２４が赤外線ＣＣＤを備えているので、裏面２ｂから透かしてストリート４を撮像することができる。
【００３０】
以上のようにしてアライメント工程を実施したならば、図５（Ａ）で示すように、チャックテーブル２０をレーザビームを照射するレーザビーム照射手段２２の集光器２８が位置するレーザビーム照射領域に移動し、第１のストリート４の一端をレーザビーム照射手段２２の集光器２８の直下に位置付ける。
【００３１】
そして、集光器２８から半導体ウエーハ２に対して透過性を有するパルスレーザビームを照射しつつ、チャックテーブル２０を図５（Ａ）において矢印Ｘ１で示す方向に所定の送り速度で移動する。
【００３２】
そして、図５（Ｂ）に示すように、集光器２８の照射位置がストリート４の他端の位置に達したら、パルスレーザビームの照射を停止するとともにチャックテーブル２０の移動を停止する。
【００３３】
パルスレーザビームの集光点Ｐを半導体ウエーハ２の表面２ａ（下面）付近に合わせることにより、半導体ウエーハ２の表面２ａに露出するとともに表面２ａから内部に向けて変質層４４が形成される。この変質層４４は、溶融再硬化層として形成される。
【００３４】
この変質層形成工程における加工条件は、例えば次のように設定されている。
【００３５】
光源              ：ＬＤ励起Ｑスイッチ  Ｎｄ：ＹＶＯ４パルスレーザ  
波長              ：１０６４ｎｍ
繰り返し周波数    ：１００ｋＨｚ
パルス出力        ：１．０Ｗ
集光スポット径    ：φ１μｍ
加工送り速度      ：１００ｍｍ／秒
【００３６】
半導体ウエーハ２の厚さが厚い場合には、図６に示すように集光点Ｐを段階的に変えて上述した変質層形成工程を複数回実行することにより、複数の変質層４４を形成する。例えば、上述した加工条件においては、１回に形成される変質層４４の厚さは約５０μｍであるため、変質層形成工程を例えば３回実施して１５０μｍの変質層４４を形成する。
【００３７】
厚さが３００μｍの半導体ウエーハに対して６層の変質層４４を形成し、半導体ウエーハ２の内部にストリート４に沿って表面２ａから裏面２ｂに渡って変質層４４を形成するようにしても良い。また、変質層４４は、表面２ａ及び裏面２ｂに露出しないように内部だけに形成しても良い。
【００３８】
以上のようにして、半導体ウエーハ２の第１の方向に延在する全てのストリート４に沿って変質層形成工程を実施したならば、チャックテーブル２０を９０度回転し、上記第１の方向に対して直角に伸びる第２のストリート４に沿って変質層形成工程を実施する。
【００３９】
半導体ウエーハ２の内部に変質層４４を形成したならば、半導体ウエーハ２を環状フレームに装着されている粘着テープ上に貼着する。即ち、図７に示すように、半導体ウエーハ２の表面２ａを上にしてその裏面２ｂを環状フレーム５０の開口部５２を覆うように外周部が環状フレーム５０に装着された粘着テープ５４上に貼着する。次いで、保護テープ１２を半導体ウエーハ２の表面から剥離する。
【００４０】
次に、分割起点形成方法の他の実施形態について図８乃至図１０を参照して説明する。図８に示すように、裏面が研削されてその厚みが１００μｍ程度に形成された半導体ウエーハ２を、外周部が環状フレーム５０に装着された粘着テープ５４上にその表面２ａを上にして貼着する。
【００４１】
次いで、図３に示すレーザ加工装置１８のチャックテーブル２０上に半導体ウエーハ２を粘着テープ５４を介して載置し、図示しないクランプにより環状フレーム５０をクランプして固定する。次いで、半導体ウエーハ２のレーザ加工すべき加工領域を検出するよく知られたアライメントを実施する。
【００４２】
アライメント実施後、レーザビーム照射手段２２の集光器２８によりウエーハ２に対して吸収性を有する波長のレーザビームを半導体ウエーハ２の表面に集光して照射しつつ、チャックテーブル２８を図１０（Ａ）においてストリート４の一端（図１０（Ａ）で左端）から矢印Ｘ１で示す方向に所定の加工送り速度で移動させる。
【００４３】
そして、ストリート４の他端（図１０（Ａ）の右端）が集光器２８の照射位置に達したら、パルスレーザビームの照射を停止すると共にチャックテーブル２８の移動を停止する。その結果、半導体ウエーハ２には、図１０（Ｂ）に示すようにストリート４に沿ってレーザ加工溝４８が形成される。
【００４４】
全ての第１の方向のストリート４に沿ってレーザ加工溝４８を形成したら、チャックテーブル２０を９０度回転する。次いで、第１の方向のストリート４と直交する第２の方向に伸長するストリート４に沿って同様なレーザ加工溝４８を形成する。その結果、半導体ウエーハ２には全てのストリート４に沿ってレーザ加工溝４８が形成される。
【００４５】
本実施形態での、好ましいレーザ加工条件は例えば以下の通りである。
【００４６】
光源              ：ＬＤ励起Ｑスイッチ  Ｎｄ：ＹＶＯ４パルスレーザ  
波長              ：３５５ｎｍ
平均出力          ：７Ｗ
パルス幅          ：３０ｎｓ
繰り返し周波数    ：１０ｋＨｚ
スポット径        ：φ１０μｍ
送り速度          ：１００ｍｍ／ｓ
【００４７】
半導体ウエーハ２の内部に分割起点としての変質層４４又は半導体ウエーハ２の表面に分割起点としてのレーザ加工溝４８を形成したならば、次に図１１に示す分割装置６０を用いて半導体ウエーハ２を分割起点が形成されたストリート４に沿って個々のチップに分割するウエーハ分割工程を実施する。
【００４８】
図１１に示す分割装置６０は、環状フレーム５０を保持するフレーム保持手段６２と、フレーム保持手段６２に保持された環状フレーム５０に装着された粘着テープ５４を拡張するテープ拡張手段６４を具備している。
【００４９】
フレーム保持手段６２は、環状のフレーム保持部材６６と、フレーム保持部材６６の外周に配設された固定手段としての複数のクランプ６８から構成される。フレーム保持部材６６の上面は環状フレーム５０を載置する載置面６６ａを形成しており、この載置面６６ａ上に環状フレーム５０が載置される。
【００５０】
そして、載置面６６ａ上に載置された環状フレーム５０は、クランプ６８によってフレーム保持部材６６に固定される。このように構成されたフレーム保持手段６２はテープ拡張手段６４によって上下方向に移動可能に支持されている。
【００５１】
テープ拡張手段６４は、環状のフレーム保持部材６６の内側に配設された拡張ドラム７０を具備している。拡張ドラム７０の上端部には多孔性セラミックス等から形成された吸着チャック７１が配設されている。吸着チャック７１は、図示しない真空吸引源に選択的に接続される。
【００５２】
吸着チャック７１の上面には粘着テープ５４と同一の材料からなるテープ５６が貼着されている。粘着テープ５４は、塩化ビニール、ポレオレフィン、ポリエチレン、ポリスチレン、又はポリエチレンテレフタレートからなる基材に糊層を塗布して構成されている。よって、粘着テープ５４の基材として塩化ビニールを使用した場合には、吸着チャック７１の上面に塩化ビニールからなるテープ５６を貼着する。
【００５３】
拡張ドラム７０は、環状フレーム５０の内径より小さく、該環状フレーム５０に装着された粘着テープ５４に貼着される半導体ウエーハ２の外径より大きい内径を有している。拡張ドラム７０はその下端に一体的に形成された支持フランジ７２を有している。
【００５４】
テープ拡張手段６４は更に、環状のフレーム保持部材６６を上下方向に移動する駆動手段７４を具備している。この駆動手段７４は支持フランジ７２上に配設された複数のエアシリンダ７６から構成されており、そのピストンロッド７８がフレーム保持部材６６の下面に連結されている。
【００５５】
複数のエアシリンダ７６から構成される駆動手段７４は、環状のフレーム保持部材６６をその載置面６６ａが拡張ドラム７０の上端と略同一高さとなる基準位置と、拡張ドラム７０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する。
【００５６】
以上のように構成された分割装置６０を用いて実施する半導体ウエーハ分割工程について図１２（Ａ）及び図１２（Ｂ）を参照して説明する。図１２（Ａ）に示すように、半導体ウエーハ２を粘着テープ５４を介して支持した環状フレーム５０を、フレーム保持部材６６の載置面６６ａ上に載置し、クランプ６８によってフレーム保持部材６６を固定する。このとき、フレーム保持部材６６はその載置面６６ａが拡張ドラム７０の上端と略同一高さとなる基準位置に位置付けられる。
【００５７】
次いで、エアシリンダ７６を駆動してフレーム保持部材６６を図１２（Ｂ）に示す拡張位置に下降する。これにより、フレーム保持部材６６の載置面６６ａ上に固定されている環状フレーム５０も下降するため、環状フレーム５０に装着された粘着テープ５４は拡張ドラム７０の上端縁に当接して主に半径方向に拡張される。
【００５８】
その結果、粘着テープ５４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。このように半導体ウエーハ２に放射状に引張力が作用すると、ストリート４に沿って形成された変質層４４は強度が低下されているので、この変質層４４が分割基点となって半導体ウエーハ２は変質層４４に沿って破断され、個々の半導体チップ（デバイス）６に分割される。
【００５９】
本実施形態の分割装置６０では、拡張ドラム７０の上端部に設けられた吸着チャック７１の上面に粘着テープ５４と同質の材料からなるテープ５６が貼着されているので、図１２（Ｂ）に示すようにフレーム保持部材６６を拡張位置に下降して粘着テープ５４を半径方向に拡張する際に、粘着テープ５４とテープ５６とが擦り合わされるが、粘着テープ５４とテープ５６とは同質の材料から形成されているため、摩擦による静電気の発生が防止される。よって、ウエーハ分割時の静電気に起因する反発力によって微細な破片が飛散することが抑制され、飛散した微細な破片がデバイスの表面に付着することが防止される。
【００６０】
（実験例）
Ｓｉウエーハの分割予定ラインの内部に１．６ｍｍの間隔で変質層を形成した後、従来の分割装置（エキスパンダ）と本発明に係る図１１及び図１２に示した分割装置６０でＳｉウエーハを分割した。
【００６１】
分割の際に飛散した微細な破片がデバイスの表面に付着した数を計測して表１に記載し、同じ条件で実験を３回行った。表１は１００チップの上に載っている屑の数を表している。
【００６２】
また比較のために、リンテック株式会社製の商品名「Ｄ−８２０」の帯電防止テープを粘着テープとして使用して、従来構成の分割装置でウエーハを分割して、飛散した微細な破片がデバイスの表面に付着した数を計測して表１に記載した。
【００６３】
【表１】
2011003757.tif 000003
表１を観察すると明らかなように、本発明の分割方法によると、粘着テープ５４として帯電防止テープを用いたケースと同等以上の結果が粘着テープ５４として帯電防止対策を施していない通常の粘着テープを用いても得られることが判明した。
【符号の説明】
【００６４】
２    半導体ウエーハ
４    ストリート
６    デバイス
１２    保護テープ
２０    チャックテーブル
２２    レーザビーム照射手段
２８    集光器
４４    変質層
４８    レーザ加工溝
５０    環状フレーム
５４    粘着テープ
５６    テープ
６０    分割装置
６２    フレーム保持手段
６４    テープ拡張手段
７０    拡張ドラム
７１    吸着チャック
７６    エアシリンダ
【図１】
2011003757.tif 000004
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2011003757.tif 000008
【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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