(57)【要約】      （修正有）【課題】表面に格子状に形成された分割予定ライン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の裏面にダイボンディング用の接着フィルムを装着し、デバイスに対応して破断するとともに接着フィルムとともにダイシングテープから適正にピックアップすることができる加工方法を提供する。【解決手段】ウエーハ２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Ｔを貼着し外周部を環状のフレームＦに装着するウエーハ支持工程と、ウエーハの裏面に貼着された接着フィルムを冷却して硬化する冷却工程と、接着フィルムに貼着しているダイシングテープを拡張して冷却された接着フィルムを個々のデバイスに対応して破断する工程と、デバイス毎に分割され冷却されているデバイスを接着フィルムとともにダイシングテープから剥離してピックアップするピックアップ工程とを含む。【選択図】図８
2015015359.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分割予定ライン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の裏面にダイボンディング用の接着フィルムを装着し、該接着フィルムをデバイスに対応して破断するとともに該接着フィルムが装着されているデバイスを接着フィルムとともにピックアップするウエーハの加工方法であって、
ウエーハの裏面に該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該ダイシングテープの外周部を環状のフレームに装着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裏面に貼着された該接着フィルムを冷却して硬化する接着フィルム冷却工程と、
該接着フィルム冷却工程が実施された該接着フィルムに貼着している該ダイシングテープを拡張して隣接するデバイスとデバイスの間隔を拡張するとともに冷却された該接着フィルムを個々のデバイスに対応して破断する接着フィルム破断工程と、
該接着フィルム破断工程を実施した後、デバイス毎に分割され冷却されている該接着フィルムが装着されているデバイスを接着フィルムとともに該ダイシングテープから剥離してピックアップするピックアップ工程と、を含む、
ことを特徴とするウエーハの加工方法。
【請求項２】
該ウエーハ支持工程を実施する前にウエーハの表面には保護部材が貼着された状態でウエーハは分割予定ラインに沿って個々のデバイスに分割されており、該接着フィルム装着工程を実施した後に該保護部材を剥離する、請求項１記載のウエーハの加工方法。
【請求項３】
該ウエーハ支持工程を実施する前にウエーハは分割予定ラインに沿って破断の起点が形成されており、
該接着フィルム破断工程においては、ウエーハを破断の起点が形成された分割予定ラインに沿って分割するとともに、冷却された接着フィルムを個々のデバイスに対応して破断する、請求項１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分割予定ライン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の裏面にダイボンディング用の接着フィルムを装着し、接着フィルムをデバイスに対応して破断するとともに接着フィルムが装着されているデバイスを接着フィルムとともにピックアップす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分割予定ラインに沿って分割することにより個々の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と呼ばれる切削装置が用いられており、この切削装置は厚さが４０μｍ程度の切削ブレードによって半導体ウエーハを分割予定ラインに沿って切削する。このようにして分割されたデバイスは、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】
個々に分割されたデバイスは、その裏面にエポキシ樹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。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分割予定ラインに沿って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することにより、裏面に接着フィルムが装着されたデバイスを形成している。（例えば、特許文献１参照。）
【０００４】
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、より薄いデバイスが要求されている。より薄く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分割予定ラインに沿って所定の深さ（デバイスの仕上がり厚さに相当する深さ）の分割溝を形成し、その後、表面に分割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分割溝を表出させ個々のデバイスに分割する技術であり、デバイスの厚さ１００μｍ以下に加工することが可能である。
【０００５】
しかるに、上述した先ダイシング法によって半導体ウエーハを個々の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分割予定ラインに沿って所定の深さの分割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分割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製作されたデバイスをダイボンディングフレームにボンディングする際には、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。
【０００６】
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デバイスに分割された半導体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ウエーハをダイシングテープに貼着した後、各デバイス間の間隙に露出された接着フィルムの部分に、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。）
【０００７】
また、ウエーハに対して透過性を有する波長のパルスレーザー光線を用い、分割すべき領域の内部に集光点を位置付けてパルスレーザー光線を分割予定ラインに沿って照射することにより破断の起点となる改質層を形成した後、ウエーハの裏面に接着フィルムを装着するとともにダイシングテープを貼着し、ダイシングテープを拡張することによりウエーハを改質層が形成された分割予定ラインに沿って個々のデバイスに分割するとともに、接着フィルムを個々のデバイスに対応して破断する技術も提案されている。（例えば、特許文献３参照。）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【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２００８−２２７４７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかるに、上記特許文献２に記載された技術のように分割予定ラインに沿って形成された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とデブリが飛散し、この飛散したデブリが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。
また、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、上記特許文献2に記載された技術のように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。
更に、ダイシングテープを拡張することにより個々に分割されたデバイスの間隔を広げても、柔軟な接着フィルムはデバイスに対応して破断されない場合があり、また破断された場合でも接着フィルムが装着されたデバイスをダイシングテープからピックアップする際に接着フィルムがダイシングテープに貼着して適正にピックアップすることができないという問題がある。
【００１０】
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、表面に格子状に形成された分割予定ライン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の裏面にダイボンディング用の接着フィルムを装着し、接着フィルムをデバイスに対応して破断するとともに接着フィルムが装着されているデバイスを接着フィルムとともにダイシングテープから適正にピックアップ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】
【００１１】
上記主たる技術的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分割予定ライン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の裏面にダイボンディング用の接着フィルムを装着し、該接着フィルムをデバイスに対応して破断するとともに該接着フィルムが装着されているデバイスを接着フィルムとともにピックアップするウエーハの加工方法であって、
ウエーハの裏面に該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該ダイシングテープの外周部を環状のフレームに装着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裏面に貼着された該接着フィルムを冷却して硬化する接着フィルム冷却工程と、
該接着フィルム冷却工程が実施された該接着フィルムに貼着している該ダイシングテープを拡張して隣接するデバイスとデバイスの間隔を拡張するとともに冷却された該接着フィルムを個々のデバイスに対応して破断する接着フィルム破断工程と、
該接着フィルム破断工程を実施した後、デバイス毎に分割され冷却されている該接着フィルムが装着されているデバイスを接着フィルムとともに該ダイシングテープから剥離してピックアップするピックアップ工程と、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。
【００１２】
上記ウエーハ支持工程を実施する前にウエーハの表面には保護部材が貼着された状態でウエーハは分割予定ラインに沿って個々のデバイスに分割されており、接着フィルム装着工程を実施した後に保護部材を剥離する。
【００１３】
上記ウエーハ支持工程を実施する前にウエーハは分割予定ラインに沿って破断の起点が形成されており、上記接着フィルム破断工程においては、ウエーハを破断の起点が形成された分割予定ラインに沿って分割するとともに、冷却された接着フィルムを個々のデバイスに対応して破断する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によるウエーハの加工方法は、ウエーハの裏面に貼着された接着フィルムを冷却して硬化する接着フィルム冷却工程を実施した後に、ダイシングテープを拡張して隣接するデバイスとデバイスの間隔を拡張するとともに冷却された該接着フィルムを個々のデバイスに対応して破断する接着フィルム破断工程を実施するので、接着フィルムは伸びが規制されるため、個々のデバイスに沿って確実に破断される。また、デバイスを接着フィルムとともにダイシングテープから剥離してピックアップするピックアップ工程においても接着フィルムは冷却され硬化しているので、接着フィルムがダイシングテープに強固に貼着することなく適正にピックアップすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【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ウエーハとしての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の第1の実施形態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の第1の実施形態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の第1の実施形態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の第1の実施形態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の第1の実施形態におけるウエーハ支持工程の他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の第1の実施形態における接着フィルム破断工程を実施するためのデバイス分離装置の斜視図。
【図８】本発明によるウエーハの加工方法の第1の実施形態における接着フィルム破断工程を示す説明図。
【図９】本発明によるウエーハの加工方法の第1の実施形態におけるピックアップ工程を示す説明図。
【図１０】本発明によるウエーハの加工方法の第２の実施形態における保護部材貼着工程の説明図。
【図１１】本発明によるウエーハの加工方法の第２の実施形態における改質層形成工程を実施するためのレーザー加工装置の斜視図。
【図１２】本発明によるウエーハの加工方法の第２の実施形態における改質層形成工程を示す説明図。
【図１３】本発明によるウエーハの加工方法の第２の実施形態におけるウエーハ分割兼接着フィルム破断工程を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明によるウエーハの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。
【００１７】
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には複数の分割予定ライン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分割予定ライン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を分割予定ライン２１に沿って個々のデバイス２２に分割し、各デバイス２２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とともに各デバイスを適正にピックアップするデバイスの製造方法の第1の実施形態について、図2乃至図8を参照して説明する。
【００１８】
ウエーハの加工方法の第1の実施形態においては、先ず半導体ウエーハ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。この先ダイシング法においては、先ず半導体ウエーハ２の表面２ａに形成された分割予定ライン２１に沿って所定深さ（各デバイスの仕上がり厚みに相当する深さ）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。
【００１９】
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構成されている。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。
【００２０】
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。
【００２１】
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の分割予定ライン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分割予定ライン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分割予定ライン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。
【００２２】
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さに相当する深さ位置（例えば、５０μｍ）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）に示すように分割予定ライン２１に沿って幅が４０μｍでデバイスの仕上がり厚みに相当する深さ（例えば、５０μｍ）の切削溝２１０が形成される（切削溝形成工程）。
【００２３】
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
【００２４】
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分割予定ライン２１に対応する領域に実施する。
【００２５】
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に分割予定ライン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、保護部材としての保護テープ４を貼着する（保護部材貼着工程）。
【００２６】
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５２aで示す方向に６０００ｒｐｍで回転せしめて半導体ウエーハ２の裏面２ｂに接触することにより研削し、図４の（ｂ）に示すように切削溝２１０が裏面２ｂに表出するまで研削する。このように切削溝２１０が表出するまで研削することによって、図４の（ｃ）に示すように半導体ウエーハ２は個々のデバイス２２に分割される。なお、分割された複数のデバイス２２は、その表面に保護部材４が貼着されているので、バラバラにはならず半導体ウエーハ２の形態が維持されている。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
上述したウエーハ支持工程を実施したならば、ウエーハ支持工程が実施された半導体ウエーハ２の裏面に貼着された接着フィルム６を冷却して硬化する接着フィルム冷却工程およびダイシングテープTを拡張して隣接するデバイスとデバイスの間隔を拡張するとともに冷却された接着フィルム6を個々のデバイスに対応して破断する接着フィルム破断工程を実施する。この接着フィルム冷却工程および接着フィルム破断工程は、図示の実施形態においては図７に示すデバイス分離装置７を用いて実施する。図７に示すデバイス分離装置７は、上記環状のフレームFを保持するフレーム保持手段７１と、該フレーム保持手段７１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７２と、該テープ拡張手段７２を構成する後述する拡張ドラム内に配設された冷却手段７３と、ピックアップコレット７４を具備している。フレーム保持手段７１は、環状のフレーム保持部材７１１と、該フレーム保持部材７１１の外周に配設された固定手段としての複数のクランプ７１２とからなっている。フレーム保持部材７１１の上面は環状のフレームFを載置する載置面７１１ａを形成しており、この載置面７１１ａ上に環状のフレームFが載置される。そして、載置面７１１ａ上に載置された環状のフレームFは、クランプ７１２によってフレーム保持部材７１１に固定される。このように構成されたフレーム保持手段７１は、テープ拡張手段７２によって上下方向に進退可能に支持されている。
【００３０】
テープ拡張手段７２は、上記環状のフレーム保持部材７１１の内側に配設される拡張ドラム７２１を具備している。この拡張ドラム７２１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７２１は、下端に支持フランジ７２２を備えている。図示の実施形態におけるテープ拡張手段７２は、上記環状のフレーム保持部材７１１を上下方向に進退可能な支持手段７２３を具備している。この支持手段７２３は、上記支持フランジ７２２上に配設された複数のエアシリンダ７２３aからなっており、そのピストンロッド７２３bが上記環状のフレーム保持部材７１１の下面に連結される。このように複数のエアシリンダ７２３aからなる支持手段７２３は、図８の（ａ）に示すように環状のフレーム保持部材７１１を載置面７１１ａが拡張ドラム７２１の上端と略同一高さとなる基準位置と、図８の（ｂ）に示すように拡張ドラム７２１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。図７を参照して説明を続けると、テープ拡張手段７２を構成する拡張ドラム７２１内に配設された冷却手段７３は、冷却流体噴射ノズル７３１が上方に向けて配設されており、図示しない冷却流体供給手段に連通されている。
【００３１】
以上のように構成されたデバイス分離装置７を用いて実施する接着フィルム冷却工程および接着フィルム破断工程について説明する。
上記図５の（c）および図６の(b)に示すように裏面２ｂに接着フィルム６が装着された半導体ウエーハ２をダイシングテープTを介して支持している環状のフレームFを図８の（ａ）に示すようにフレーム保持手段７１を構成するフレーム保持部材７１１の載置面７１１ａ上に載置する。そして、環状のフレームFをクランプ７１２によってフレーム保持部材７１１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７１１は図８の（ａ）に示す基準位置に位置付けられている。
【００３２】
図８の（ａ）に示すように基準位置に位置付けられているフレーム保持部材７１１に、裏面２ｂに接着フィルム６が装着された半導体ウエーハ２をダイシングテープTを介して支持している環状のフレームFを固定したならば、冷却手段７３を作動して冷却流体噴射ノズル７３１から冷却流体を噴射し、接着フィルム６を１０℃以下に冷却する（接着フィルム冷却工程）。この結果、接着フィルム６は硬化して伸びが規制される。このようにして、接着フィルム６を冷却しつつ複数のエアシリンダ７２３を作動して、フレーム保持部材７１１を図８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７１１の載置面７１１a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８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７２１の上端縁に当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に貼着されている接着フィルム６には放射状に引張力が作用する。このようにして、ダイシングテープTに貼着されている接着フィルム６に放射状の引張力が作用すると、半導体ウエーハ２が切削溝２１０によって個々のデバイス２２に分割されているので、接着フィルム６が装着された個々のデバイス２２間の間隔が広げられ、接着フィルム６は切削溝２１０に沿って破断される。このとき、接着フィルム６は上述したように１０℃以下に冷却され伸びが規制されているので、個々のデバイス２２に対応して確実に破断される。
【００３３】
上述したように接着フィルム冷却工程および接着フィルム破断工程を実施したならば、図９に示すようにピックアップコレット７４を作動し、所定位置に位置付けられたデバイス２２をピックアップすることにより、接着フィルム６とともにダイシングテープTからピックアップする（ピックアップ工程）。このとき、接着フィルム６は上述したように１０℃以下に冷却され硬化しているので、接着フィルム６がダイシングテープTに強固に貼着することなく適正にピックアップすることができる。
【００３４】
次に、ウエーハの加工方法の第２の実施形態について説明する。
ウエーハの加工方法の第２の実施形態においては、先ず上記図1に示す半導体ウエーハ２の表面２ａ（デバイス２２が形成されている面）に、図１０に示す保護テープ４を貼着する（保護部材貼着工程）。
【００３５】
上記保護部材貼着工程を実施したならば、半導体ウエーハ２の裏面を研削して、半導体ウエーハ２の厚みを例えば１００μmに形成する（裏面研削工程）。この裏面研削工程は、上記図４の(a)に示す研削装置５を用いて上述したように実施することができる。
【００３６】
上記裏面研削工程を実施したならば、半導体ウエーハ２に対して透過性を有する波長のパルスレーザー光線を半導体ウエーハ２の内部に集光点を位置付けて分割予定ライン２１に沿って照射することにより破断の起点となる改質層を形成する改質層形成工程を実施する。この改質層形成工程は、図１１に示すレーザー加工装置８を用いて実施する。図１１に示すレーザー加工装置８は、被加工物を保持するチャックテーブル８１と、該チャックテーブル８１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８２と、チャックテーブル８１上に保持された被加工物を撮像する撮像手段８３を具備している。チャックテーブル８１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１１において矢印Ｘで示す方向に加工送りされるとともに、図示しない割り出し送り手段によって図１１において矢印Ｙで示す方向に割り出し送りされるようになっている。
【００３７】
上記レーザー光線照射手段８２は、実質上水平に配置された円筒形状のケーシング８２１の先端に装着された集光器８２２からパルスレーザー光線を照射する。また、上記レーザー光線照射手段８２を構成するケーシング８２１の先端部に装着された撮像手段８３は、可視光線によって撮像する通常の撮像素子（ＣＣＤ）の外に、被加工物に赤外線を照射する赤外線照明手段と、該赤外線照明手段によって照射された赤外線を捕らえる光学系と、該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る。
【００３８】
上述したレーザー加工装置８を用いて実施する改質層形成工程について、図１１および図１２を参照して説明する。
この改質層形成工程を実施するには、図１１に示すレーザー加工装置８のチャックテーブル８１上に上述した半導体ウエーハ２の表面２aに貼着された保護テープ４側を載置し、図示しない吸引手段を作動してチャックテーブル８１上に半導体ウエーハ２を吸引保持する。従って、チャックテーブル８１上に保持された半導体ウエーハ２は、裏面２bが上側となる。このようにして半導体ウエーハ２を吸引保持したチャックテーブル８１は、図示しない加工送り手段によって撮像手段８３の直下に位置付けられる。
【００３９】
チャックテーブル８１が撮像手段８３の直下に位置付けられると、撮像手段８３および図示しない制御手段によって半導体ウエーハ２の表面２aに形成された分割予定ライン２１に沿って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８３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分割予定ライン２１と、該分割予定ライン２１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８２の集光器８２２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。また、半導体ウエーハ２に所定方向に形成されている分割予定ライン２１と直交する方向に形成されている複数の分割予定ライン２１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。このとき、半導体ウエーハ２の分割予定ライン２１が形成されている表面は下側に位置しているが、撮像手段８３が上述したように赤外線照明手段と赤外線を捕らえる光学系および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）等で構成された撮像手段を備えているので、半導体ウエーハ２の裏面から透かして分割予定ライン２１を撮像することができる。
【００４０】
以上のようにしてチャックテーブル８１上に保持された半導体ウエーハ２の表面２aに形成された分割予定ライン２１を検出し、レーザー光線照射位置のアライメントが行われたならば、図１２の（ａ）で示すようにチャックテーブル８１をレーザー光線照射手段８２の集光器８２２が位置するレーザー光線照射領域に移動し、所定の分割予定ライン２１の一端（図１２の（ａ）において左端）をレーザー光線照射手段８２の集光器８２２の直下に位置付ける。そして、集光器８２２から照射されるパルスレーザー光線の集光点Ｐを半導体ウエーハ２の厚み方向中間部に位置付ける。次に、集光器８２２から半導体ウエーハ２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８１を図１２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１２の（ｂ）で示すようにレーザー光線照射手段８２の集光器８２２の照射位置に分割予定ライン２１の他端（図１２の（b）において右端）が達したら、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８１の移動を停止する。この結果、半導体ウエーハ２には、厚み方向中間部に分割予定ライン２１に沿って破断起点となる改質層２１１が形成される。
【００４１】
上記改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。
光源                    ：ＬＤ励起ＱスイッチＮｄ：ＹＶＯ４レーザー
波長                    ：１０６４ｎｍのパルスレーザー
繰り返し周波数          ：１００ｋＨｚ
平均出力                ：０．１〜０．４W
集光スポット径          ：φ１μｍ
加工送り速度            ：３００〜８００ｍｍ／秒
【００４２】
上述したように、半導体ウエーハ２の所定方向に形成された全ての分割予定ライン２１に沿って上記改質層形成工程を実施したならば、半導体ウエーハ２を保持したチャックテーブル８１を９０度回動した位置に位置付ける。そして、半導体ウエーハ２の上記所定方向と直交する方向に形成された全ての分割予定ライン２１に沿って上記改質層形成工程を実施する。
【００４３】
上述した改質層形成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は、上記図５に示す実施形態および図６に示す実施形態と同様に実施する。
【００４４】
次に、ウエーハ支持工程が実施された半導体ウエーハ２の裏面に貼着された接着フィルム６を冷却して硬化する接着フィルム冷却工程およびダイシングテープを拡張して接着フィルムに張力を作用せしめ、半導体ウエーハ２を破断の起点となる改質層２１１が形成された分割予定ライン２１に沿って分割するとともに、冷却された接着フィルム６を個々のデバイスに対応して破断するウエーハ分割兼接着フィルム破断工程を実施する。このウエーハ分割兼接着フィルム破断工程は、上記図７に示すデバイス分離装置７を用いて実施する。
【００４５】
上記図7に示すデバイス分離装置７を用いてウエーハ分割兼接着フィルム破断工程を実施するには、上記図５の（c）および図６の(b)に示すように裏面２ｂに接着フィルム６が装着された半導体ウエーハ２をダイシングテープTを介して支持している環状のフレームFを図１３の（ａ）に示すようにフレーム保持手段７１を構成するフレーム保持部材７１１の載置面７１１ａ上に載置する。そして、環状のフレームFをクランプ７１２によってフレーム保持部材７１１に固定する(フレーム保持工程)。
【００４６】
次に、冷却手段７３を作動して冷却流体噴射ノズル７３１から冷却流体を噴射し、接着フィルム６を１０℃以下に冷却する（接着フィルム冷却工程）。この結果、接着フィルム６は硬化して伸びが規制される。このようにして、接着フィルム６を冷却しつつ複数のエアシリンダ７２３を作動して、フレーム保持部材７１１を図１３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７１１の載置面７１１a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１３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７２１の上端縁に当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に貼着されている接着フィルム６および半導体ウエーハ２には放射状に引張力が作用する。このようにして、ダイシングテープTに貼着されている接着フィルム６および半導体ウエーハ２に放射状の引張力が作用すると、半導体ウエーハ２は破断起点となる改質層２１１が形成され強度が低下せしめられた分割予定ライン２１に沿って個々のデバイス２２に分割されるとともにデバイス２２間の間隔が広げられるため接着フィルム６はデバイス２２に沿って破断される。このとき、接着フィルム６は上述したように１０℃以下に冷却され伸びが規制されているので、個々のデバイス２２に対応して確実に破断される。
【００４７】
上述したように接着フィルム冷却工程およびウエーハ分割兼接着フィルム破断工程を実施したならば、上記図９に示すピックアップ工程と同様にデバイス毎に分割され冷却されている接着フィルム６が装着されているデバイス２２を接着フィルム６とともにダイシングテープTから剥離してピックアップする。このとき、接着フィルム６は上述したように１０℃以下に冷却され硬化しているので、接着フィルム６がダイシングテープTに強固に貼着することなく適正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：分割予定ライン
２２：デバイス
２１０：切削溝
２１１：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：デバイス分離装置
７１：フレーム保持手段
７２：テープ拡張手段
７３：冷却手段
７４：ピックアップコレット
８：レーザー加工装置
８１：レーザー加工装置のチャックテーブル
８２：レーザー光線照射手段
８２２：集光器
F：環状のフレーム
T：ダイシングテープ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【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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【図１３】
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