(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-10-28
(45)【発行日】2022-11-08
(54)【発明の名称】ウェーハの加工方法
(51)【国際特許分類】
H01L 21/301 20060101AFI20221031BHJP
H01L 21/67 20060101ALI20221031BHJP
H01L 21/683 20060101ALI20221031BHJP
B23K 26/364 20140101ALI20221031BHJP
【ＦＩ】
H01L21/78 M
H01L21/78 B
H01L21/78 W
H01L21/78 Y
H01L21/68 E
H01L21/68 N
B23K26/364
【請求項の数】
5
(21)【出願番号】P 2018196136
(22)【出願日】2018-10-17
(65)【公開番号】P2020064988
(43)【公開日】2020-04-23
【審査請求日】2021-08-11
(73)【特許権者】
【識別番号】000134051
【氏名又は名称】株式会社ディスコ
(74)【代理人】
【識別番号】100075384
【弁理士】
【氏名又は名称】松本 昂
(74)【代理人】
【識別番号】100172281
【弁理士】
【氏名又は名称】岡本 知広
(74)【代理人】
【識別番号】100206553
【弁理士】
【氏名又は名称】笠原 崇廣
(74)【代理人】
【識別番号】100189773
【弁理士】
【氏名又は名称】岡本 英哲
(74)【代理人】
【識別番号】100184055
【弁理士】
【氏名又は名称】岡野 貴之
(72)【発明者】
【氏名】原田 成規
(72)【発明者】
【氏名】松澤 稔
(72)【発明者】
【氏名】木内 逸人
(72)【発明者】
【氏名】淀 良彰
(72)【発明者】
【氏名】荒川 太朗
(72)【発明者】
【氏名】上里 昌充
(72)【発明者】
【氏名】河村 慧美子
(72)【発明者】
【氏名】藤井 祐介
(72)【発明者】
【氏名】宮井 俊輝
(72)【発明者】
【氏名】大前 巻子
【審査官】杢 哲次
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１８－０８５４３４（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１８／００３３１２（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開昭５８－１５３３５２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００７－１６５６３６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００８－０７８４３０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００２－２０３８２１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００５－１９１２９７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００３－０３７１５５（ＪＰ，Ａ）
【文献】実開昭６３－１３４５４６（ＪＰ，Ｕ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｌ ２１／３０１
Ｈ０１Ｌ ２１／６７
Ｈ０１Ｌ ２１／６８３
Ｂ２３Ｋ ２６／３６４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数のデバイスが、分割予定ラインによって区画された表面の各領域に形成されたウェーハを個々のデバイスチップに分割するウェーハの加工方法であって、ウェーハの裏面に糊層を備えないポリエステル系シートを配設するポリエステル系シート配設工程と、
該ポリエステル系シートを加熱し押圧して該ウェーハと、該ポリエステル系シートと、を一体化させる一体化工程と、
該一体化工程の前または後に、該ウェーハを収容できる大きさの開口を有する内枠と、該内枠の外径に対応した径の開口を有する外枠と、で構成されるフレームを使用して、該内枠の外周壁と、該外枠の内周壁と、の間に該ポリエステル系シートの外周を挟持することで該ポリエステル系シートを該フレームで支持するフレーム支持工程と、
該ウェーハに対して吸収性を有する波長のレーザービームを該分割予定ラインに沿って該ウェーハに照射し、分割溝を形成して該ウェーハを個々のデバイスチップに分割する分割工程と、
該ポリエステル系シートから個々の該デバイスチップをピックアップするピックアップ工程と、
を備えることを特徴とするウェーハの加工方法。
【請求項2】
該ピックアップ工程では、該ポリエステル系シートを拡張して各デバイスチップ間の間隔を広げ、該ポリエステル系シート側から該デバイスチップを突き上げることを特徴とする請求項１記載のウェーハの加工方法。
【請求項3】
該ポリエステル系シートは、ポリエチレンテレフタレートシート、ポリエチレンナフタレートシートのいずれかであることを特徴とする請求項１記載のウェーハの加工方法。
【請求項4】
該一体化工程において、該ポリエステル系シートが該ポリエチレンテレフタレートシートである場合に加熱温度は２５０℃～２７０℃であり、該ポリエステル系シートが該ポリエチレンナフタレートシートである場合に加熱温度は１６０℃～１８０℃であることを特徴とする請求項３記載のウェーハの加工方法。
【請求項5】
該ウェーハは、Ｓｉ、ＧａＮ、ＧａＡｓ、ガラスのいずれかで構成されることを特徴とする請求項１記載の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、複数のデバイスが分割予定ラインによって区画された表面の各領域に形成されたウェーハを個々のデバイスチップに分割するウェーハの加工方法に関する。
【背景技術】
【0002】
携帯電話やパソコン等の電子機器に使用されるデバイスチップの製造工程では、まず、半導体等の材料からなるウェーハの表面に複数の交差する分割予定ライン（ストリート）を設定する。そして、該分割予定ラインで区画される各領域にＩＣ（Integrated Circuit）、ＬＳＩ（Large-Scale Integrated circuit）、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）等のデバイスを形成する。
【0003】
その後、開口を有する環状のフレームに該開口を塞ぐように貼られたダイシングテープと呼ばれる粘着テープを該ウェーハの裏面に貼着し、ウェーハと、粘着テープと、環状のフレームと、が一体となったフレームユニットを形成する。そして、フレームユニットに含まれるウェーハを該分割予定ラインに沿って加工して分割すると、個々のデバイスチップが形成される。
【0004】
ウェーハの分割には、例えば、レーザー加工装置が使用される（特許文献１参照）。レーザー加工装置は、粘着テープを介してウェーハを保持するチャックテーブル、及びウェーハに対して吸収性を有する波長のレーザービームを該ウェーハに照射するレーザー加工ユニットを備える。
【0005】
ウェーハを分割する際には、チャックテーブルの上にフレームユニットを載せ、粘着テープを介してチャックテーブルにウェーハを保持させる。そして、チャックテーブルと、レーザー加工ユニットと、をチャックテーブルの上面に平行な方向に沿って相対移動させながら該レーザー加工ユニットからウェーハに該レーザービームを照射する。レーザービームが照射されるとアブレーションにより各分割予定ラインに沿ってウェーハに分割溝が形成され、ウェーハが分割される。
【0006】
その後、レーザー加工装置からフレームユニットを搬出し、粘着テープに紫外線を照射する等の処理を施して粘着テープの粘着力を低下させ、デバイスチップをピックアップする。デバイスチップの生産効率が高い加工装置として、ウェーハの分割と、粘着テープへの紫外線の照射と、を一つの装置で連続して実施できる加工装置が知られている（特許文献２参照）。粘着テープ上からピックアップされたデバイスチップは、所定の配線基板等に実装される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【文献】特開平１０－３０５４２０号公報
【文献】特許第３０７６１７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
粘着テープは、例えば、塩化ビニールシート等で形成された基材層と、該基材層上に配設された糊層と、を含む。レーザー加工装置では、アブレーション加工によりウェーハを確実に分割するために、ウェーハの表面から裏面に至る分割溝を確実に形成できる条件でレーザービームがウェーハに照射される。そのため、形成された分割溝の下方やその周囲では、レーザービームの照射による熱的な影響により粘着テープの糊層が溶融し、ウェーハから形成されたデバイスチップの裏面側に糊層の一部が固着する。
【0009】
この場合、粘着テープからデバイスチップをピックアップする際に粘着テープに紫外線を照射する等の処理を実施しても、ピックアップされたデバイスチップの裏面側には糊層の該一部が残存してしまう。そのため、デバイスチップの品質の低下が問題となる。
【0010】
本発明はかかる問題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、形成されるデバイスチップの裏面側に糊層が付着せず、デバイスチップに糊層の付着に由来する品質の低下が生じないウェーハの加工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】
本発明の一態様によれば、複数のデバイスが、分割予定ラインによって区画された表面の各領域に形成されたウェーハを個々のデバイスチップに分割するウェーハの加工方法であって、ウェーハの裏面に糊層を備えないポリエステル系シートを配設するポリエステル系シート配設工程と、該ポリエステル系シートを加熱し押圧して該ウェーハと、該ポリエステル系シートと、を一体化させる一体化工程と、該一体化工程の前または後に、該ウェーハを収容できる大きさの開口を有する内枠と、該内枠の外径に対応した径の開口を有する外枠と、で構成されるフレームを使用して、該内枠の外周壁と、該外枠の内周壁と、の間に該ポリエステル系シートの外周を挟持することで該ポリエステル系シートを該フレームで支持するフレーム支持工程と、該ウェーハに対して吸収性を有する波長のレーザービームを該分割予定ラインに沿って該ウェーハに照射し、分割溝を形成して該ウェーハを個々のデバイスチップに分割する分割工程と、該ポリエステル系シートから個々の該デバイスチップをピックアップするピックアップ工程と、を備えることを特徴とするウェーハの加工方法が提供される。
【0012】
また、好ましくは、該ピックアップ工程では、該ポリエステル系シートを拡張して各デバイスチップ間の間隔を広げ、該ポリエステル系シート側から該デバイスチップを突き上げる。
【0013】
また、好ましくは、該ポリエステル系シートは、ポリエチレンテレフタレートシート、ポリエチレンナフタレートシートのいずれかである。
【0014】
さらに、好ましくは、該一体化工程において、該ポリエステル系シートが該ポリエチレンテレフタレートシートである場合に加熱温度は２５０℃～２７０℃であり、該ポリエステル系シートが該ポリエチレンナフタレートシートである場合に加熱温度は１６０℃～１８０℃である。
【0015】
また、好ましくは、該ウェーハは、Ｓｉ、ＧａＮ、ＧａＡｓ、ガラスのいずれかで構成される。
【発明の効果】
【0016】
本発明の一態様に係るウェーハの加工方法では、フレームユニットに糊層を有する粘着テープを使用せず、糊層を備えないポリエステル系シートを用いてフレームと、ウェーハと、を一体化する。ポリエステル系シートと、ウェーハと、を一体化させる一体化工程は、加熱及び押圧により実現される。
【0017】
本発明の一態様に係るウェーハの加工方法では、ウェーハを収容できる大きさの開口を有する内枠と、該内枠の外径に対応した径の開口を有する外枠と、で構成されるフレームが使用される。そして、フレーム支持工程において、該外枠の該開口内に該内枠を挿入し、このとき、該内枠の外周壁と、該外枠の内周壁と、の間にポリエステル系シートを挟むことで該ポリエステル系シートをフレームで支持できる。
【0018】
すなわち、ポリエステル系シートが糊層を備えていなくても、該一体化工程及びフレーム支持工程を実施することで、ウェーハと、ポリエステル系シートと、フレームと、を一体化させてフレームユニットを形成できる。
【0019】
その後、ウェーハに対して吸収性を有する波長のレーザービームをウェーハに照射し、アブレーションにより分割予定ラインに沿った分割溝を形成して該ウェーハを分割する。その後、ポリエステル系シートからデバイスチップをピックアップする。ピックアップされたデバイスチップは、それぞれ、所定の実装対象に実装される。
【0020】
ウェーハにアブレーション加工を実施すると、レーザービームの照射により生じる熱が分割溝の下方やその近傍においてポリエステル系シートに伝わる。しかしながら、ポリエステル系シートは糊層を備えないため、該糊層が溶融してデバイスチップの裏面側に固着することがない。
【0021】
すなわち、本発明の一態様によると、糊層を備えないポリエステル系シートを用いてフレームユニットを形成できるため、糊層を備えた粘着テープが不要であり、結果として糊層の付着に起因するデバイスチップの品質低下が生じない。
【0022】
したがって、本発明の一態様によると、形成されるデバイスチップの裏面側に糊層が付着せず、デバイスチップに糊層の付着に由来する品質の低下が生じないウェーハの加工方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【0023】
【図1】ウェーハを模式的に示す斜視図である。
【図2】チャックテーブルの保持面上にウェーハを位置付ける様子を模式的に示す斜視図である。
【図3】ポリエステル系シート配設工程を模式的に示す斜視図である。
【図4】一体化工程の一例を模式的に示す斜視図である。
【図6】分割工程を模式的に示す斜視図である。
【図7】ピックアップ装置へのフレームユニットの搬入を模式的に示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0024】
添付図面を参照して、本発明の一態様に係る実施形態について説明する。まず、本実施形態に係るウェーハの加工方法で加工されるウェーハについて説明する。図１は、ウェーハ１を模式的に示す斜視図である。
【0025】
ウェーハ１は、例えば、Ｓｉ（シリコン）、ＳｉＣ（シリコンカーバイド）、ＧａＮ（ガリウムナイトライド）、ＧａＡｓ（ヒ化ガリウム）、若しくは、その他の半導体等の材料、または、サファイア、ガラス、石英等の材料からなる略円板状の基板等である。該ガラスは、例えば、アルカリガラス、無アルカリガラス、ソーダ石灰ガラス、鉛ガラス、ホウケイ酸ガラス、石英ガラス等である。
【0026】
ウェーハ１の表面１ａは格子状に配列された複数の分割予定ライン３で区画される。また、ウェーハ１の表面１ａの分割予定ライン３で区画された各領域にはＩＣやＬＳＩ、ＬＥＤ等のデバイス５が形成される。本実施形態に係るウェーハ１の加工方法では、アブレーション加工により分割予定ライン３に沿った分割溝をウェーハ１に形成してウェーハ１を分割し、個々のデバイスチップを形成する。
【0027】
アブレーション加工が実施されるレーザー加工装置６（図６参照）にウェーハ１を搬入する前に、ウェーハ１と、ポリエステル系シートと、フレームと、が一体化され、フレームユニットが形成される。ウェーハ１は、フレームユニットの状態でレーザー加工装置に搬入され、加工される。形成された個々のデバイスチップはポリエステル系シートに支持される。その後、ポリエステル系シートを拡張することでデバイスチップ間の間隔を広げ、ピックアップ装置によりデバイスチップをピックアップする。
【0028】
環状のフレーム７（図５（Ａ）等参照）は、例えば、金属等の材料で形成され、ウェーハ１を収容できる大きさの開口を有する内枠７ｃと、該内枠７ｃの外径に対応した径の開口を有する外枠７ａと、の２つの部材で構成される。内枠７ｃと、外枠７ａと、は略同一の高さを備える。
【0029】
ポリエステル系シート９（図３等参照）は、柔軟性を有する樹脂系シートであり、表裏面が平坦である。そして、ポリエステル系シート９は、フレーム７の内枠７ｃの外径よりも大きい径を有し、糊層を備えない。ポリエステル系シート９は、ジカルボン酸（２つのカルボキシル基を有する化合物）と、ジオール（２つのヒドロキシル基を有する化合物）と、をモノマーとして合成されるポリマーのシートであり、例えば、ポリエチレンテレフタレートシート、または、ポリエチレンナフタレートシート等の可視光に対して透明または半透明なシートである。ただし、ポリエステル系シート９はこれに限定されず、不透明でもよい。
【0030】
ポリエステル系シート９は、粘着性を備えないため室温ではウェーハ１に貼着できない。しかしながら、ポリエステル系シート９は熱可塑性を有するため、所定の圧力を印加し押圧しながらウェーハ１と接合させた状態で融点近傍の温度まで加熱すると、部分的に溶融してウェーハ１に接着できる。
【0031】
本実施形態に係るウェーハ１の加工方法では、加熱及び押圧によりウェーハ１の裏面１ｂ側にポリエステル系シート９を接着し、ポリエステル系シート９の外周部を内枠７ｃの外周壁７ｅと、該外枠７ａの内周壁７ｂと、の間に挟持してフレームユニットを形成する。
【0032】
次に、本実施形態に係るウェーハ１の加工方法の各工程について説明する。まず、ウェーハ１と、ポリエステル系シート９と、を一体化させる準備のために、ポリエステル系シート配設工程を実施する。図２は、チャックテーブル２の保持面２ａ上にウェーハ１を位置付ける様子を模式的に示す斜視図である。図２に示す通り、ポリエステル系シート配設工程は、上部に保持面２ａを備えるチャックテーブル２上で実施される。
【0033】
チャックテーブル２は、上部中央にウェーハ１の外径よりも大きな径の多孔質部材を備える。該多孔質部材の上面は、チャックテーブル２の保持面２ａとなる。チャックテーブル２は、図３に示す如く一端が該多孔質部材に通じた排気路を内部に有し、該排気路の他端側には吸引源２ｂが配設される。排気路には、連通状態と、切断状態と、を切り替える切り替え部２ｃが配設され、切り替え部２ｃが連通状態であると保持面２ａに置かれた被保持物に吸引源２ｂにより生じた負圧が作用し、被保持物がチャックテーブル２に吸引保持される。
【0034】
ポリエステル系シート配設工程では、まず、図２に示す通り、チャックテーブル２の保持面２ａ上にウェーハ１を載せる。この際、ウェーハ１の表面１ａ側を下方に向ける。次に、ウェーハ１の裏面１ｂ上にポリエステル系シート９を配設する。図３は、ポリエステル系シート配設工程を模式的に示す斜視図である。図３に示す通り、ウェーハ１を覆うようにウェーハ１の上にポリエステル系シート９を配設する。
【0035】
なお、ポリエステル系シート配設工程では、ポリエステル系シート９の径よりも小さい径の保持面２ａを備えるチャックテーブル２が使用される。後に実施される一体化工程でチャックテーブル２による負圧をポリエステル系シート９に作用させる際に、保持面２ａの全体がポリエステル系シート９により覆われていなければ、負圧が隙間から漏れてしまい、ポリエステル系シート９に適切に圧力を印加できないためである。
【0036】
本実施形態に係るウェーハ１の加工方法では、次に、ポリエステル系シート９を加熱し押圧してウェーハ１と、該ポリエステル系シート９と、を一体化する一体化工程を実施する。図４は、一体化工程の一例を模式的に示す斜視図である。図４では、可視光に対して透明または半透明であるポリエステル系シート９を通して視認できるものを破線で示す。
【0037】
一体化工程では、まず、チャックテーブル２の切り替え部２ｃを作動させて吸引源２ｂをチャックテーブル２の上部の多孔質部材に接続する連通状態とし、吸引源２ｂによる負圧をポリエステル系シート９に作用させる。すると、大気圧によりポリエステル系シート９がウェーハ１に対して密着する。
【0038】
次に、吸引源２ｂによりポリエステル系シート９を吸引しながらポリエステル系シート９を加熱し押圧する。ポリエステル系シート９の加熱及び押圧は、例えば、所定の温度に加熱された部材でウェーハ１を上方から押圧することで実施する。一体化工程では、例えば、内部に熱源を備えるヒートローラー４を使用する。
【0039】
ヒートローラー４を所定の温度に加熱して、チャックテーブル２の保持面２ａの一端に該ヒートローラー４を載せる。そして、ヒートローラー４を回転させ、該一端から他端にまでチャックテーブル２上でヒートローラー４を転がす。すると、ポリエステル系シート９がウェーハ１に熱圧着される。この際、ヒートローラー４によりポリエステル系シート９を押し下げる方向に力を印加すると、大気圧より大きい圧力で熱圧着が実施される。尚、ヒートローラー４の表面をフッ素樹脂で被覆することが好ましい。
【0040】
また、内部に熱源を備え、平たい底板を有するアイロン状の押圧部材をヒートローラー４に代えて使用してポリエステル系シート９の加熱及び押圧を実施してもよい。この場合、該押圧部材を所定の温度に加熱して熱板とし、チャックテーブル２に保持されたポリエステル系シート９を該押圧部材で上方から押圧する。
【0041】
ポリエステル系シート９を熱圧着した後は、切り替え部２ｃを作動させてチャックテーブル２の多孔質部材と、吸引源２ｂと、の連通状態を解除し、チャックテーブル２による吸着を解除する。
【0042】
なお、熱圧着を実施する際にポリエステル系シート９は、好ましくは、その融点以下の温度に加熱される。加熱温度が融点を超えると、ポリエステル系シート９が溶解してシートの形状を維持できなくなる場合があるためである。また、ポリエステル系シート９は、好ましくは、その軟化点以上の温度に加熱される。加熱温度が軟化点に達していなければ熱圧着を適切に実施できないためである。すなわち、ポリエステル系シート９は、その軟化点以上でかつその融点以下の温度に加熱されるのが好ましい。
【0043】
さらに、一部のポリエステル系シート９は、明確な軟化点を有しない場合もある。そこで、熱圧着を実施する際にポリエステル系シート９は、好ましくは、その融点よりも２０℃低い温度以上でかつその融点以下の温度に加熱される。
【0044】
また、ポリエステル系シート９がポリエチレンテレフタレートシートである場合、加熱温度は２５０℃～２７０℃とされるのが好ましい。また、該ポリエステル系シート９がポリエチレンナフタレートシートである場合、加熱温度は１６０℃～１８０℃とされるのが好ましい。
【0045】
ここで、加熱温度とは、一体化工程を実施する際のポリエステル系シート９の温度をいう。例えば、ヒートローラー４等の熱源では出力温度を設定できる機種が実用に供されているが、該熱源を使用してポリエステル系シート９を加熱しても、ポリエステル系シート９の温度が設定された該出力温度にまで達しない場合もある。そこで、ポリエステル系シート９を所定の温度に加熱するために、熱源の出力温度をポリエステル系シート９の融点よりも高く設定してもよい。
【0046】
本実施形態に係るウェーハ１の加工方法では、該一体化工程の前または後に、ポリエステル系シート９をフレーム７で支持するフレーム支持工程を実施する。図５（Ａ）は、フレーム支持工程を模式的に示す斜視図である。フレーム支持工程では、フレーム７の内枠７ｃの外周壁７ｅと、フレーム７の外枠７ａの内周壁７ｂと、の間にポリエステル系シート９の外周を挟持することでポリエステル系シート９を該フレーム７で支持する。
【0047】
まず、内枠７ｃの上にポリエステル系シート９を載せる。この際、内枠７ｃの上面のすべての領域がポリエステル系シート９に覆われるようにポリエステル系シート９の位置を決める。次に、外枠７ａをポリエステル系シート９の上方に載せる。この際、内枠７ｃの外周壁７ｅと、外枠７ａの内周壁７ｂと、が概略重なるように外枠７ａの位置を決める。
【0048】
その後、ポリエステル系シート９の上方に載る外枠７ａを下方に押し下げ、外枠７ａの開口中に内枠７ｃを収容させる。このとき、ポリエステル系シート９の外周部は外枠７ａにより折り曲げられ、内枠７ｃの外周壁７ｅと、外枠７ａの内周壁７ｂと、の間に挟持される。すると、図５（Ｂ）に示す通り、ウェーハ１と、ポリエステル系シート９と、フレーム７と、が一体となったフレームユニット１１が形成される。該フレームユニット１１では、フレーム７の内枠７ｃの上面の上にポリエステル系シート９が配される。
【0049】
なお、一体化工程の後にフレーム支持工程を実施する場合について説明したが、本実施形態に係るウェーハの加工方法はこれに限定されない。例えば、フレーム支持工程の後に一体化工程を実施してもよい。この場合、一体化工程における加熱によりポリエステル系シート９のフレーム７の内枠７ｃ及び外枠７ａの間に挟まれた部分が内枠７ｃの外周壁７ｅと、外枠７ａの内周壁７ｂと、に接着されて、ポリエステル系シート９がより強い力でフレーム７に支持される。
【0050】
また、フレーム７の内枠７ｃの上にポリエステル系シート９を配し、その上に外枠７ａを配してフレーム支持工程を実施する場合について説明したが、本実施形態に係るウェーハの加工方法では、内枠７ｃと、外枠７ａと、を入れ替えてもよい。
【0051】
すなわち、外枠７ａの上にポリエステル系シート９を配し、その上に内枠７ｃを配し、内枠７ｃを上から押圧して外枠７ａの開口に内枠７ｃ収容させてもよい。この場合、形成されるフレームユニットでは、内枠７ｃの下面にポリエステル系シート９が接し、内枠７ｃの内周壁７ｄで囲まれた開口内にウェーハ１が配される。
【0052】
次に、本実施形態に係るウェーハ１の加工方法では、フレームユニット１１の状態となったウェーハ１をアブレーション加工して、分割予定ライン３に沿った分割溝を形成して該ウェーハ１を分割する分割工程を実施する。分割工程は、例えば、図６に示すレーザー加工装置で実施される。図６は、分割工程を模式的に示す斜視図である。
【0053】
レーザー加工装置６は、ウェーハ１をアブレーション加工するレーザー加工ユニット８と、ウェーハ１を保持するチャックテーブル（不図示）と、を備える。レーザー加工ユニット８は、レーザーを発振できるレーザー発振器（不図示）を備え、ウェーハ１に対して吸収性を有する波長の（ウェーハ１が吸収できる波長の）レーザービーム１０を出射できる。該チャックテーブルは、上面に平行な方向に沿って移動（加工送り）できる。
【0054】
レーザー加工ユニット８は、該レーザー発振器から出射されたレーザービーム１０を該チャックテーブルに保持されたウェーハ１に照射する。レーザー加工ユニット８が備える加工ヘッド８ａは、レーザービーム１０をウェーハ１の所定の高さ位置に集光する機構を有する。
【0055】
ウェーハ１をアブレーション加工する際には、チャックテーブルの上にフレームユニット１１を載せ、ポリエステル系シート９を介してチャックテーブルにウェーハ１を保持させる。そして、チャックテーブルを回転させウェーハ１の分割予定ライン３をレーザー加工装置６の加工送り方向に合わせる。また、分割予定ライン３の延長線の上方に加工ヘッド８ａが配設されるように、チャックテーブル及びレーザー加工ユニット８の相対位置を調整する。
【0056】
次に、レーザー加工ユニット８からウェーハ１にレーザービーム１０を照射しながらチャックテーブルと、レーザー加工ユニット８と、をチャックテーブルの上面に平行な加工送り方向に沿って相対移動させる。すると、分割予定ライン３に沿ってレーザービーム１０がウェーハ１に照射され、アブレーションにより分割予定ライン３に沿った分割溝３ａがウェーハ１に形成される。
【0057】
分割ステップにおけるレーザービーム１０の照射条件は、例えば、以下のように設定される。ただし、レーザービーム１０の照射条件は、これに限定されない。
波長 ：３５５ｎｍ
繰り返し周波数：５０ｋＨｚ
平均出力 ：５Ｗ
送り速度 ：２００ｍｍ／秒
波長 ：３５５ｎｍ
繰り返し周波数：５０ｋＨｚ
平均出力 ：５Ｗ
送り速度 ：２００ｍｍ／秒
【0058】
一つの分割予定ライン３に沿ってアブレーション加工を実施した後、チャックテーブル及びレーザー加工ユニット８を加工送り方向とは垂直な割り出し送り方向に相対的に移動させ、他の分割予定ライン３に沿って同様にウェーハ１のアブレーション加工を実施する。一つの方向に沿った全ての分割予定ライン３に沿って分割溝３ａを形成した後、チャックテーブルを保持面に垂直な軸の回りに回転させ、他の方向に沿った分割予定ライン３に沿って同様にウェーハ１をアブレーション加工する。
【0059】
ウェーハ１のすべての分割予定ライン３に沿ってウェーハ１がアブレーション加工されると、分割ステップが完了する。分割ステップが完了し、すべての分割予定ライン３に沿って表面１ａから裏面１ｂに至る分割溝３ａがウェーハ１に形成されると、ウェーハ１が分割され個々のデバイスチップが形成される。
【0060】
レーザー加工ユニット８によりウェーハ１にアブレーション加工を実施すると、レーザービーム１０の被照射箇所からウェーハ１に由来する加工屑が発生し、該加工屑が該被照射箇所の周囲に飛散してウェーハ１の表面１ａに付着する。ウェーハ１にアブレーション加工を実施した後、ウェーハ１の表面１ａを後述の洗浄ユニットにより洗浄しても、付着した加工屑を完全に除去するのは容易ではない。ウェーハ１から形成されるデバイスチップに該加工屑が残存すると、デバイスチップの品質が低下する。
【0061】
そこで、レーザー加工装置６でアブレーション加工されるウェーハ１の表面１ａには、予め、ウェーハ１の表面１ａを保護する保護膜として機能する水溶性の液状樹脂が塗布されていてもよい。該液状樹脂がウェーハ１の表面１ａに塗布されていると、アブレーション加工を実施する際に飛散する加工屑が該液状樹脂の上面に付着するため、加工屑はウェーハ１の表面１ａに直接付着しない。そして、次に説明する洗浄ユニットにより、該加工屑は該液状樹脂ごと除去される。
【0062】
レーザー加工装置６は、洗浄ユニット（不図示）を備えてもよい。この場合、レーザー加工ユニット８によりアブレーション加工されたウェーハ１は、該洗浄ユニットに搬送され、該洗浄ユニットにより洗浄される。例えば、洗浄ユニットはフレームユニット１１を保持する洗浄テーブルと、フレームユニット１１の上方を往復移動できる洗浄水供給ノズルと、を備える。
【0063】
洗浄テーブルを保持面に垂直な軸の回りに回転させ、洗浄水供給ノズルから純水等の洗浄液をウェーハ１に供給しながら、洗浄水供給ノズルを該保持面の中央の上方を通る経路で水平方向に往復移動させると、ウェーハ１の表面１ａ側を洗浄できる。
【0064】
本実施形態に係るウェーハ１の加工方法では、次に、ポリエステル系シート９から個々の該デバイスチップをピックアップするピックアップ工程を実施する。ピックアップ工程では、図７下部に示すピックアップ装置１２を使用する。図７は、ピックアップ装置１２へのフレームユニット１１の搬入を模式的に示す斜視図である。
【0065】
ピックアップ装置１２は、ウェーハ１の径よりも大きい径を有する円筒状のドラム１４と、フレーム支持台１８を含むフレーム保持ユニット１６と、を備える。フレーム保持ユニット１６のフレーム支持台１８は、該ドラム１４の径よりも大きい径の開口を備え、該ドラム１４の上端部と同様の高さに配設され、該ドラム１４の上端部を外周側から囲む。さらに、フレーム支持台１８は、フレームユニット１１のフレーム７を構成する内枠７ｃの開口の径に対応する大きさの外径を備える。
【0066】
また、フレーム支持台１８の外周壁には、例えば、複数の吸引孔１８ａが設けられる。フレーム支持台１８は、該フレーム支持台１８の外周側に位置付けられたフレーム７の内枠７ｃに該吸引孔１８ａを通じて負圧を作用できる。フレーム支持台１８の上にフレームユニット１１を載せ、フレーム７の内枠７ｃに負圧を作用させると、フレームユニット１１がフレーム支持台１８に固定される。
【0067】
フレーム支持台１８は、鉛直方向に沿って伸長する複数のロッド２０により支持され、各ロッド２０の下端部には、該ロッド２０を昇降させるエアシリンダ２２が配設される。複数のエアシリンダ２２は、円板状のベース２４に支持される。各エアシリンダ２２を作動させると、フレーム支持台１８がドラム１４に対して引き下げられる。
【0068】
ドラム１４の内部には、ポリエステル系シート９に支持されたデバイスチップを下方から突き上げる突き上げ機構２６が配設される。また、ドラム１４の上方には、デバイスチップを吸引保持できるコレット２８（図８（Ｂ）参照）が配設される。突き上げ機構２６及びコレット２８は、フレーム支持台１８の上面に沿った水平方向に移動可能である。また、コレット２８は、切り替え部２８ｂ（図８（Ｂ）参照）を介して吸引源２８ａ（図８（Ｂ）参照）に接続される。
【0069】
ピックアップ工程では、まず、ピックアップ装置１２のドラム１４の上端の高さと、フレーム支持台１８の上面の高さと、が一致するように、エアシリンダ２２を作動させてフレーム支持台１８の高さを調節する。次に、レーザー加工装置６から搬出されたフレームユニット１１をピックアップ装置１２のドラム１４の上に載せる。このとき、フレーム７の内枠７ｃの開口にフレーム支持台１８を挿入させ、該内枠７ｃの内周壁７ｄをフレーム支持台１８の外周壁に対面させる。
【0070】
その後、フレーム支持台１８の吸引孔１８ａからフレーム７の内枠７ｃに負圧を作用させてフレーム支持台１８の上にフレームユニット１１のフレーム７を固定する。図８（Ａ）は、フレーム支持台１８の上に固定されたフレームユニット１１を模式的に示す断面図である。ウェーハ１には、分割ステップにより分割溝３ａが形成され分割されている。
【0071】
次に、エアシリンダ２２を作動させてフレーム保持ユニット１６のフレーム支持台１８をドラム１４に対して引き下げる。すると、図８（Ｂ）に示す通り、ポリエステル系シート９が外周方向に拡張される。図８（Ｂ）は、ピックアップ工程を模式的に示す断面図である。
【0072】
ポリエステル系シート９が外周方向に拡張されると、ポリエステル系シート９に支持された各デバイスチップ１ｃの間隔が広げられる。すると、デバイスチップ１ｃ同士が接触しにくくなり、個々のデバイスチップ１ｃのピックアップが容易となる。そして、ピックアップの対象となるデバイスチップ１ｃを決め、該デバイスチップ１ｃの下方に突き上げ機構２６を移動させ、該デバイスチップ１ｃの上方にコレット２８を移動させる。
【0073】
その後、突き上げ機構２６を作動させてポリエステル系シート９側から該デバイスチップ１ｃを突き上げる。そして、切り替え部２８ｂを作動させてコレット２８を吸引源２８ａに連通させる。すると、コレット２８により該デバイスチップ１ｃが吸引保持され、デバイスチップ１ｃがポリエステル系シート９からピックアップされる。ピックアップされた個々のデバイスチップ１ｃは、その後、所定の配線基板等に実装されて使用される。
【0074】
例えば、粘着テープを使用してフレームユニット１１を形成する場合、分割工程においてレーザービーム１０の照射により生じる熱が該粘着テープに伝わり、粘着テープの糊層が溶融してデバイスチップの裏面側に固着する。そして、糊層の付着によるデバイスチップの品質の低下が問題となる。
【0075】
これに対して、本実施形態に係るウェーハの加工方法によると、熱圧着により糊層を備えないポリエステル系シートを用いたフレームユニットの形成が可能となるため、糊層を備えた粘着テープが不要である。結果として裏面側への糊層の付着によるデバイスチップの品質低下が生じない。
【0076】
なお、本発明は上記実施形態の記載に限定されず、種々変更して実施可能である。例えば、上記実施形態では、ポリエステル系シート９が、例えば、ポリエチレンテレフタレートシート、または、ポリエチレンナフタレートシートである場合について説明したが、本発明の一態様はこれに限定されない。例えば、ポリエステル系シートは、他の材料が使用されてもよく、ポリトリメチレンテレフタレートシートや、ポリブチレンテレフタレートシート、ポリブチレンナフタレートシート等でもよい。
【0077】
その他、上記実施形態に係る構造、方法等は、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できる。
【符号の説明】
【0078】
１ ウェーハ
１ａ 表面
１ｂ 裏面
３ 分割予定ライン
３ａ 分割溝
５ デバイス
７ フレーム
７ａ 外枠
７ｂ，７ｄ 内周壁
７ｃ 内枠
７ｅ 外周壁
９ ポリエステル系シート
１１ フレームユニット
２ チャックテーブル
２ａ 保持面
２ｂ，２８ａ 吸引源
２ｃ，２８ｂ 切り替え部
４ ヒートローラー
６ レーザー加工装置
８ レーザー加工ユニット
８ａ 加工ヘッド
１０ レーザービーム
１２ ピックアップ装置
１４ ドラム
１６ フレーム保持ユニット
１８ フレーム支持台
１８ａ 吸引孔
２０ ロッド
２２ エアシリンダ
２４ ベース
２６ 突き上げ機構
２８ コレット
１ａ 表面
１ｂ 裏面
３ 分割予定ライン
３ａ 分割溝
５ デバイス
７ フレーム
７ａ 外枠
７ｂ，７ｄ 内周壁
７ｃ 内枠
７ｅ 外周壁
９ ポリエステル系シート
１１ フレームユニット
２ チャックテーブル
２ａ 保持面
２ｂ，２８ａ 吸引源
２ｃ，２８ｂ 切り替え部
４ ヒートローラー
６ レーザー加工装置
８ レーザー加工ユニット
８ａ 加工ヘッド
１０ レーザービーム
１２ ピックアップ装置
１４ ドラム
１６ フレーム保持ユニット
１８ フレーム支持台
１８ａ 吸引孔
２０ ロッド
２２ エアシリンダ
２４ ベース
２６ 突き上げ機構
２８ コレット
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
