(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明を実施するための形態】
【0012】
本発明を実施するための形態(実施形態)につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。
【0013】
〔実施形態〕
本実施形態に係るウエーハの加工方法(以下、単に加工方法と呼ぶ)を、
図1から
図10に基づいて説明する。
図1は、実施形態に係るウエーハの加工方法のエキスパンドテープ貼着工程の概要を示す斜視図である。
図2は、実施形態に係るウエーハの加工方法の改質層形成工程の概要を示す側断面図である。
図3は、実施形態に係るウエーハの加工方法の研削工程の概要を示す側断面図である。
図4は、実施形態に係るウエーハの加工方法の研削装置から拡張貼着ユニットのチャックテーブルにウエーハを搬送する際の概要を示す側断面図である。
図5は、実施形態に係るウエーハの加工方法の接着フィルム貼着工程の概要を示す側断面図である。
図6は、実施形態に係るウエーハの加工方法の拡張工程の概要を示す側断面図である。
図7は、実施形態に係るウエーハの加工方法の第2環状フレーム準備工程の概要を示す側断面図である。
図8は、実施形態に係るウエーハの加工方法の第2環状フレーム装着工程の概要を示す側断面図である。
図9は、実施形態に係るウエーハの加工方法の拡張装置から剥離装置にウエーハを搬送する際の概要を示す側断面図である。
図10は、実施形態に係るウエーハの加工方法のエキスパンドテープ剥離工程の概要を示す側断面図である。
【0014】
本実施形態に係る加工方法は、
図1に示すウエーハWを加工する加工方法であって、ウエーハWにレーザビームL(
図2に示す)を照射して内部に改質層K(
図2等に示す)を形成して個々のチップDT(
図3等に示す)に分割し、ウエーハW即ちチップDTの裏面WRにダイボンディング用の接着フィルムとしてのDAF(Die Attached Film)100(
図5等に示す)を貼着し、チップDT間の間隔G(
図7等に示す)を広げる方法である。なお、本実施形態に係る加工方法により個々のチップDTに分割される加工対象としてのウエーハWは、本実施形態ではシリコン、サファイア、ガリウムなどを母材とする円板状の半導体ウエーハや光デバイスウエーハである。ウエーハWは、
図1に示すように、表面WSに格子状に形成された複数の分割予定ラインSによって区画された各領域にチップDTを構成するデバイスDを有している。ウエーハWは、
図2に示すように、デバイスDが複数形成されている表面WSに延性を有するエキスパンドテープT1が貼着され、エキスパンドテープT1に第1環状フレームF1が貼着されることで、第1環状フレームF1に固定される。また、DAF100は、本発明の加工方法の後工程のチップDT実装工程において接着剤の役割を担うものである。
【0015】
本実施形態に係る加工方法は、ウエーハWにレーザビームLを照射するレーザ加工ユニット1(
図2に示す)と、ウエーハWに研削加工を施す研削ユニット10(
図3に示す)と、拡張貼着ユニット20(
図5等に一部を示す)などにより実施される。
【0016】
レーザ加工ユニット1は、
図2に示すように、ウエーハWを保持するチャックテーブル2(第1保持手段に相当)と、チャックテーブル2に保持されたウエーハWに該ウエーハWに対して透過性を有する波長のレーザビームLを照射してウエーハWの内部に改質層Kを形成するレーザビーム照射手段3と、チャックテーブル2とレーザビーム照射手段3とを相対的に移動させる移動手段(図示せず)とを少なくとも含んで構成されている。
【0017】
なお、改質層Kとは、密度、屈折率、機械的強度やその他の物理的特性が周囲のそれとは異なる状態になった領域のことを意味し、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、及びこれらの領域が混在した領域等を例示できる。
【0018】
また、前述したレーザ加工ユニット1により内部に改質層Kが形成されたウエーハWに研削加工を施す研削ユニット10は、
図3に示すように、ウエーハWを保持するチャックテーブル11(第2保持手段に相当)と、チャックテーブル11を軸心回りに回転させるチャックテーブル移動手段(図示せず)と、チャックテーブル11に保持されたウエーハWを研削し仕上げ厚さへと薄化する研削手段12とを含んで構成されている。
【0019】
研削手段12は、
図3に示すように、チャックテーブル移動手段がウエーハWを保持したチャックテーブル11を回転させる方向と同方向に回転しながらウエーハWを裏面WR側から研削して、改質層Kを起点としてウエーハWを各チップDTに分割する研削砥石12aなどを備えている。
【0020】
研削手段12により各チップDTに分割されたウエーハWにDAF100を貼着し、チップDT間の間隔G(
図6等に示す)を広げる拡張貼着ユニット20は、研削ユニット10に隣接して設けられ、各チップDTに分割されたウエーハWを保持するチャックテーブル21(
図5に示す)と、チャックテーブル21に保持されたウエーハWの裏面WR全面にDAF100を貼着する貼着装置(図示せず)と、ウエーハWの表面WSに貼着したエキスパンドテープT1を引っ張って拡張して各チップDT間の間隔Gを広げるとともに、DAF100を分割予定ラインSに沿って破断する拡張装置22(
図6に示す)と、各チップDT間の間隔Gが広げられたウエーハW及びDAF100に第2環状フレームF2に貼着された粘着テープT2を貼着するフレーム装着装置23(
図8に示す)と、ウエーハWの表面WSからエキスパンドテープT1を剥離する剥離装置(図示せず)を少なくとも含んで構成されている。また、拡張貼着ユニット20は、研削ユニット10のチャックテーブル11からチャックテーブル21へとウエーハWを搬送するとともに、チャックテーブル21から拡張装置22へとウエーハWを搬送する搬送装置24(
図4に示す)と、第2環状フレームF2が装着されたウエーハWを反転して拡張装置22から剥離装置へと搬送するウエーハ反転搬送装置25(
図9に示す)などを含んで構成されている。
【0021】
なお、レーザ加工ユニット1のチャックテーブル2と研削ユニット10のチャックテーブル11と拡張貼着ユニット20のチャックテーブル21は、表面2a,11a,21aを構成する部分がポーラスセラミック等から形成された円盤形状であり、図示しない真空吸引経路を介して図示しない真空吸引源と接続され、表面2a,11a,21aに載置されたウエーハWを吸引することで保持するものである。また、チャックテーブル2,11,21の周囲には、エアーアクチュエータにより駆動し、ウエーハWの周囲の第1環状フレームF1を挟持するクランプ部4,14,26が設けられている。
【0022】
拡張貼着ユニット20の搬送装置24は、研削加工が施されたウエーハWの裏面WR全面および第1環状フレームF1を吸引保持して搬送するものであって、
図4に示すように、保持パッド27と、保持パッド27を支持する支持手段28とを備えている。保持パッド27は、ポーラスセラミック等で構成されかつウエーハWの裏面WR全面を吸引保持可能なウエーハ用吸着パッド27aと、ポーラスセラミック等で構成されかつ第1環状フレームF1を吸引保持可能なフレーム用吸着パッド27bと、ウエーハ用吸着パッド27a及びフレーム用吸着パッド27bを介して吸引するための吸引路27cなどを備えている。吸引路27cは、図示しない吸引源に接続されている。支持手段28は、図示しない搬送用移動手段により、研削ユニット10のチャックテーブル11と拡張貼着ユニット20のチャックテーブル21と拡張装置22との間を移動される。
【0023】
また、拡張貼着ユニット20の拡張装置22は、
図6に示すように、第1環状フレームF1を保持するフレーム保持手段30と、第1環状フレームF1の内径より小さくかつウエーハWの外径よりも大きい外径を有する円筒状部材31と、円筒状部材31と第1環状フレームF1とをエキスパンドテープT1に直交する鉛直方向に相対移動させる図示しない移動用駆動源とを備えている。フレーム保持手段30は、円筒状部材31の周囲に設けられ、エアーアクチュエータなどにより駆動して、第1環状フレームF1を挟持する。
【0024】
円筒状部材31は、フレーム保持手段30の内側に設けられ、円筒状部材31の上端には、周方向に複数のローラ32が回転自在に設けられている。本実施形態では、移動用駆動源は、円筒状部材31を上昇させることにより、フレーム保持手段30と円筒状部材31とを相対的に移動させる。
【0025】
拡張貼着ユニット20のフレーム装着装置23がDAF100を介してウエーハWの裏面WRに貼着する粘着テープT2は、エキスパンドテープT1と同様に延性を有し、
図7に示すように、外径が拡大する方向に引っ張られて、テンションを張った状態で、粘着層Tbが第2環状フレームF2の開口部に貼着されている。本実施形態では、粘着テープT2は、エキスパンドテープT1と同等のものが用いられている。また、粘着テープT2に張られるテンションは、拡張装置22が付与するエキスパンドテープT1のテンションよりも大きくても良く、小さくても良く、同等であっても良い。
【0026】
フレーム装着装置23は、
図8に示すように、円筒状部材31の内側に設けられた外観が円柱状の押さえ部材33と、押さえ部材33の上方に配設された押さえローラ34とを備えている。押さえ部材33は、図示しない移動用駆動源により昇降自在に設けられており、上昇すると、フレーム保持手段30に保持され、円筒状部材31により拡張されたエキスパンドテープT1に接触する。押さえローラ34は、押さえ部材33との間に粘着テープT2、DAF100、ウエーハW及びエキスパンドテープT1を挟み込み、粘着テープT2上を転動することで、粘着テープT2をDAF100との間に気泡が生じることなく、粘着テープT2をDAF100に密着させる。
【0027】
また、拡張貼着ユニット20のウエーハ反転搬送装置25は、ウエーハWの裏面WRに貼着されたDAF100に更に貼着した粘着テープT2及び第2環状フレームF2を吸引保持して反転して、これらを剥離装置へと搬送するものであって、
図9に示すように、保持パッド35と、保持パッド35を支持する支持手段36とを備えている。保持パッド35は、ポーラスセラミック等で構成されかつウエーハWの裏面WR全面を粘着テープT2等を介して吸引保持可能なウエーハ用吸着パッド35aと、ポーラスセラミック等で構成されかつ第2環状フレームF2を吸引保持可能なフレーム用吸着パッド35bと、ウエーハ用吸着パッド35a及びフレーム用吸着パッド35bを介して吸引するための吸引路35cなどを備えている。吸引路35cは、図示しない吸引源に接続されている。支持手段36は、図示しない反転搬送用移動手段により、水平方向と平行な軸心回りに回転されるとともに、拡張装置22と剥離装置との間を移動される。
【0028】
本実施形態に係る加工方法は、エキスパンドテープ貼着工程と、改質層形成工程と、研削工程と、接着フィルム貼着工程と、拡張工程と、第2環状フレーム準備工程と、第2環状フレーム装着工程と、エキスパンドテープ剥離工程とを具備している。本実施形態に係る加工方法は、まず、エキスパンドテープ貼着工程において、
図1に示すように、第1環状フレームF1の開口部中央にウエーハWを位置付け、延性を有するエキスパンドテープT1の粘着層Taを第1環状フレームF1の開口部を塞ぐように第1環状フレームF1及びウエーハWの表面WSに貼着する。そして、改質層形成工程に進む。
【0029】
改質層形成工程では、エキスパンドテープ貼着工程を実施した後、
図2に示すように、エキスパンドテープT1側をレーザ加工ユニット1のチャックテーブル2に載置し、ウエーハWをチャックテーブル2で吸引保持する。その後、レーザ加工ユニット1が、図示しない撮像手段などの取得した画像に基いて、移動手段などによりレーザビーム照射手段3のアライメントを遂行した後、チャックテーブル2とレーザビーム照射手段3とを相対的に移動手段により移動させながら、ウエーハWの裏面WRからウエーハWに対して透過性を有する波長(例えば、1064nm)のレーザビームLをウエーハWの内部に集光点を合わせて分割予定ラインSに沿って照射する。そして、分割予定ラインSに沿ってウエーハWの内部に改質層Kを形成する。全ての分割予定ラインSに沿ってウエーハWの内部に改質層Kを形成すると、研削工程に進む。
【0030】
研削工程では、改質層形成工程を実施した後、全ての分割予定ラインSに沿って改質層Kが内部に形成されたウエーハWを、第1環状フレームF1及びエキスパンドテープT1毎、研削ユニット10に搬送する。そして、
図3に示すように、エキスパンドテープT1側をチャックテーブル11に載置し、ウエーハWをチャックテーブル11で吸引保持する。その後、チャックテーブル11をチャックテーブル移動手段により軸心回りに回転させ、研削砥石12aをチャックテーブル11と同方向に回転させながら、研削砥石12aをウエーハWの裏面WRに接触させ、研削砥石12aを所定の送り速度で下方に所定量研削送りして、裏面WRから研削手段12により研削し、ウエーハWを仕上げ厚さへと薄化する。さらに、研削時の研削砥石12aの研削送りする研削動作により、ウエーハWが押圧されて、改質層Kを基点としてウエーハWを分割予定ラインSに沿って各チップDTに分割する。そして、接着フィルム貼着工程に進む。
【0031】
接着フィルム貼着工程では、研削工程を実施した後、まず、研削ユニット10のチャックテーブル11の吸引保持を解除するとともに、クランプ部14の第1環状フレームF1の挟持を解除する。そして、搬送用移動手段により搬送装置24を研削ユニット10のチャックテーブル11に保持されたウエーハWの上方に移動させる。そして、ウエーハ用吸着パッド27aがウエーハWの裏面WRに相対しかつフレーム用吸着パッド27bが第1環状フレームF1に相対するように、搬送装置24を位置付ける。そして、搬送装置24を降下させて、ウエーハ用吸着パッド27aをウエーハWの裏面WRに接触させ、フレーム用吸着パッド27bを第1環状フレームF1に接触させて、吸引源に吸引路27c内の気体を吸引させる。
【0032】
こうして、
図4に示すように、搬送装置24を用いて、ウエーハWの裏面WR全面をウエーハ用吸着パッド27aで吸引保持するとともに、第1環状フレームF1をフレーム用吸着パッド27bで吸引保持する。そして、搬送用移動手段により搬送装置24が研削ユニット10のチャックテーブル11上から拡張貼着ユニット20のチャックテーブル21まで移動されて、搬送装置24によりウエーハWがエキスパンドテープT1を介して、拡張貼着ユニット20のチャックテーブル21に載置される。そして、拡張貼着ユニット20のチャックテーブル21にエキスパンドテープT1を介してウエーハWを吸引保持する。そして、貼着装置は、
図5に示すように、チャックテーブル21に保持されかつ研削加工されたウエーハWの裏面WR全面にDAF100を貼着する。そして、拡張工程に進む。
【0033】
拡張工程では、接着フィルム貼着工程の後に、搬送装置24が接着フィルム貼着工程と同様にチャックテーブル21上のウエーハWを吸引保持して、搬送用移動手段により搬送装置24をチャックテーブル21上から拡張装置22の上方に移動させた後、搬送装置24の吸着パッド27a,27bの吸引保持を解除するとともに、
図6に示すように、第1環状フレームF1をフレーム保持手段30に挟持させる。そして、円筒状部材31を第1環状フレームF1の開口縁とウエーハWの外周縁の間のエキスパンドテープT1に当接させるとともに、ウエーハWを円筒状部材31の円筒内に位置付ける。
【0034】
そして、
図6に示すように、移動用駆動源により円筒状部材31を上昇させて、円筒状部材31とフレーム保持手段30とをエキスパンドテープT1に直交する方向に相対移動させて、ウエーハWが貼着されたエキスパンドテープT1を下方から押圧して拡張する。そして、ウエーハWを改質層Kが形成された分割予定ラインSに沿って各チップDT間の間隔Gを広げるとともに、DAF100を分割予定ラインSに沿って破断する。そして、第2環状フレーム装着工程に進む。
【0035】
また、第2環状フレーム装着工程に進むまでの間に、第2環状フレーム準備工程を実施する。第2環状フレーム準備工程では、
図7に示すように、第2環状フレームF2の開口部にテンションを張った状態で粘着テープT2を貼着した第2環状フレームF2を準備する。
【0036】
第2環状フレーム装着工程では、
図8に示すように、押さえ部材33を上昇させてエキスパンドテープT1に接触させるとともに、テープ拡張工程によって拡張され破断されたウエーハW及びDAF100に第2環状フレームF2の開口部の粘着テープT2の粘着層Tbを貼着する。そして、押さえローラ34を粘着テープT2上で転動させて、粘着テープT2をDAF100に密に貼着させて、各チップDT間の間隔Gを維持する。そして、エキスパンドテープ剥離工程に進む。
【0037】
エキスパンドテープ剥離工程では、第2環状フレーム装着工程を実施した後に、反転搬送用移動手段によりウエーハ反転搬送装置25を第2環状フレームF2が装着されたウエーハWの上方に移動させる。そして、ウエーハ用吸着パッド35aが粘着テープT2等を介してウエーハWの裏面WRに相対しかつフレーム用吸着パッド35bが第2環状フレームF2に相対するように、ウエーハ反転搬送装置25を位置付ける。そして、ウエーハ反転搬送装置25を降下させて、ウエーハ用吸着パッド35aを粘着テープT2に接触させ、フレーム用吸着パッド35bを第2環状フレームF2に接触させて、吸引源に吸引路35c内の気体を吸引させる。
【0038】
こうして、
図9に示すように、ウエーハ反転搬送装置25を用いて、粘着テープT2等を介してウエーハWの裏面WR全面をウエーハ用吸着パッド35aで吸引保持するとともに、第2環状フレームF2をフレーム用吸着パッド35bで吸引保持する。そして、反転搬送用移動手段によりウエーハ反転搬送装置25を、チャックテーブル11上から移動した後、支持手段36を軸心回りに180度回転させて、保持したウエーハW、第1環状フレームF1および第2環状フレームF2の表裏を反転して、ウエーハWの表面WSに貼着されたエキスパンドテープT1を上側にする。そして、反転搬送用移動手段によりウエーハ反転搬送装置25を剥離装置まで移動した後、剥離装置は、エキスパンドテープT1の第1環状フレームF1の内縁の内側を全周に亘って切断するなどして、エキスパンドテープT1から第1環状フレームF1を取り外した後、
図10に示すように、エキスパンドテープT1の端を表面WSに沿って移動させて、ウエーハWの表面WSからエキスパンドテープT1を剥離する。
【0039】
すると、隣接するチップDT間の間隔Gが広げられたウエーハWの裏面WRにDAF100が貼着され、さらにDAF100を介してウエーハWの裏面WR全面に粘着テープT2が貼着され、粘着テープT2の外周縁が全周に亘って第2環状フレームF2の開口部に貼着される。粘着テープT2にテンションが張られ、かつウエーハWの裏面WR全面にDAF100を介して貼着された粘着テープT2の外周縁が全周に亘って第2環状フレームF2の開口部に貼着されているので、粘着テープT2が、ウエーハWに対して位置ずれすることを抑制し、粘着テープT2がウエーハWの裏面WRから剥がれることを抑制する。
【0040】
隣接するチップDT間の間隔Gが広げられかつ裏面WRにDAF100が貼着され、さらに、DAF100に粘着テープT2が貼着されるなどして、隣接するチップDT間の間隔Gが維持されたウエーハWは、第2環状フレームF2などとともに次工程に搬送される。
【0041】
以上のように、本実施形態に係る加工方法によれば、拡張工程後、分割予定ラインSに沿って分割、破断されたウエーハW及びDAF100に別途粘着テープT2を貼着し、粘着テープT2に第2環状フレームF2が貼着されているので、チップDT間の間隔Gを広げた状態で、チップDTに分割されたウエーハWの裏面WR全面を第2環状フレームF2が貼着された粘着テープT2で保持することとなる。したがって、粘着テープT2が、ウエーハWに対して位置ずれすることを抑制でき、粘着テープT2がウエーハWの裏面WRから剥がれることを抑制できるので、安定して拡張したチップDT間の間隔Gを維持することができる。よって、ウエーハWをチップDTに分割した後に、チップDT同士が擦れ合うことがなく、チップDT間の間隔Gを維持した状態で安定して保持でき、チップDTを破損させることなく、チップDTに分割されたウエーハを容易に次工程へ搬送可能である。
【0042】
また、接着フィルム貼着工程において、研削加工されたウエーハWの裏面WRにDAF100を貼着しているので、実施形態の加工方向の後工程の例えばチップDT実装工程などにおいて、別途、DAF100を貼着する必要がない。よって、実施形態に係る加工方向の後工程の作業効率も向上を図ることができる。
【0043】
また、エキスパンドテープ貼着工程において、ウエーハWの表面WS全面にエキスパンドテープT1を貼着するので、ウエーハWにエキスパンドテープT1が貼着した状態で、エキスパンドテープT1をそのままチャックテーブル11で保持して、研削ユニット10の研削砥石12aにより研削工程を行なうことができる。したがって、エキスパンドテープT1を研削工程時にウエーハWの表面WSに形成されたデバイスDを保護する保護テープとして用いることができ、研削工程の際に研削用の保護テープに別途ウエーハWなどを転写する必要がなく、ウエーハWの加工時間の短縮、作業効率の向上が図れる。
【0044】
また、研削工程後に各チップDTに分割されたウエーハWを搬送装置24及びウエーハ反転搬送装置25により、ウエーハWの裏面WR全面を吸引保持して搬送するために、各工程間の搬送時に、チップDT同士が擦れ合うことがなく、チップDT間の間隔Gを維持した状態で安定して保持でき、チップDTを破損させることなく、チップDTに分割されたウエーハを搬送可能である。
【0045】
前述した実施形態では、拡張工程において、エキスパンドテープT1を拡張する際にDAF100を破断させている。しかしながら、本発明では、DAF100が例えば50μmなどの所定厚みを超える場合には、接着フィルム貼着工程の後でかつエキスパンドテープT1を拡張する前にDAF100が吸収する波長のレーザビームを、DAF100に分割予定ラインSに沿って照射して、DAF100を分割する接着フィルム分割工程を、拡張工程において実施しても良い。
【0046】
また、本発明では、エキスパンドテープT1の粘着層Taを可視光線又は紫外線により硬化する光硬化型の接着剤で構成し、エキスパンドテープ剥離工程において、ウエーハWの表面WS側からエキスパンドテープT1に可視光線又は紫外線を照射して、粘着層Taを硬化させてからエキスパンドテープT1をウエーハWの表面WSから剥離しても良い。
【0047】
さらに、本発明にかかる加工方法は、実施形態に記載したレーザ加工ユニット1、研削ユニット10及び拡張貼着ユニット20の構成に限定されることなく、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々の構成の装置により実施されても良い。また、本発明では、かならずしも、拡張貼着ユニット20を研削ユニット10に隣接させなくても良く、拡張貼着ユニット20を研削ユニット10から離間させても良い。
【0048】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。