JP2015119085A - デバイスウェーハの加工方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】ダイシング装置の小型化を可能にする。
【解決手段】溝形成ステップで、デバイスウェーハの表面に所定の深さの溝を形成し、プレート貼着ステップで、デバイスウェーハの表面に接着剤３１を介してプレート２０を貼着し、研削ステップで、プレート２０を介してデバイスウェーハを保持テーブルで保持し、露出したデバイスウェーハの裏面を研削してデバイスウェーハの裏面に溝を露出させてデバイスウェーハを分割し、複数のチップ１５ａ〜１５ｃを形成する。フィルム貼着ステップで、デバイスウェーハの裏面にフィルムを貼着し、ダイシングステップで、フィルムを裏面１０２の側から分割予定ライン１３に沿って分割し、ピックアップステップで、プレート２０から各チップ１５ａ〜１５ｃをピックアップする。プレート２０はデバイスウェーハ１０とほぼ同じ大きさであるため、デバイスウェーハ１０が大口径化しても、ダイシング装置が大型化するのを抑制することができる。
【選択図】図１０

Description

本発明は、表面に複数のデバイスが形成されたデバイスウェーハを加工する加工方法に関する。
デバイスウェーハのダイシング時は、表面に複数のデバイスが形成されたデバイスウェーハの裏面に、デバイスウェーハの外径よりも大きい内径の開口を有する環状のフレームに貼着されたダイシングテープを貼着することにより、ダイシングテープを介してフレームにデバイスウェーハを装着してから、デバイスウェーハをデバイスごとのチップに分割することにより、分割されて個片化したチップがばらばらになるのを防ぎ、分割前のデバイスウェーハや分割後のチップのハンドリングを容易にしている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３−２４３４８３号公報
しかし、従来のダイシング装置は、デバイスウェーハよりも大きいフレームを搬送手段で保持して搬送するため、このことが、装置が大型化する要因となっている。特に、デバイスウェーハが大口径（例えば直径４５０ｍｍ）である場合、フレームは更に大きくなるので、ダイシング装置が大型化するという問題がある。一方、ダイシング装置については、小型化したいという要望がある。
本発明は、このような事情にかんがみなされたもので、ダイシング装置を小型化できるようにすることを目的とする。
本発明に係る加工方法は、表面の交差する複数の分割予定ラインによって区画された各領域にそれぞれデバイスが形成されたデバイスウェーハを加工するデバイスウェーハの加工方法であって、デバイスウェーハの表面から該分割予定ラインに沿ってデバイスウェーハの仕上げ厚みに至る深さの溝を形成する溝形成ステップと、該溝形成ステップを実施した後、デバイスウェーハの表面に、接着剤を介してプレートを貼着するプレート貼着ステップと、該プレートを介してデバイスウェーハを保持テーブルで保持してデバイスウェーハの裏面を露出させ、研削手段でデバイスウェーハの裏面を研削し該仕上げ厚みまで薄化することで該溝をデバイスウェーハの裏面に露出させ、デバイスウェーハを個々のチップに分割する研削ステップと、該研削ステップを実施した後、デバイスウェーハの裏面にフィルムを貼着するフィルム貼着ステップと、該フィルム貼着ステップを実施した後、該フィルムをデバイスウェーハの裏面側から該分割予定ラインに沿ってダイシングして裏面にフイルムが貼着されたチップを複数形成するダイシングステップと、該ダイシングステップを実施した後、該プレートから個々のチップをピックアップするピックアップステップと、を備えている。
前記接着剤は、外的刺激が付与されることで接着力が低下する接着剤であり、前記ピックアップステップでは、該接着剤に該外的刺激を付与した後、チップをピックアップすることが望ましい。また、前記ピックアップステップでは、前記接着剤のうち第一のチップに対応した領域に対して前記外的刺激を付与して該第一のチップをピックアップした後、該接着剤のうち次にピックアップする第二のチップに対応した領域に対して該外的刺激を付与して該第二のチップをピックアップすることが望ましい。
本発明に係るデバイスウェーハの加工方法によれば、デバイスウェーハをダイシングテープではなくプレートに貼着し、その状態で研削を行って個々のチップに分割する。通常使用される環状のフレームはデバイスウェーハよりも大きいのに対し、プレートはデバイスウェーハとほぼ同じ大きさであるため、デバイスウェーハが大口径化しても、ダイシング装置が大型化するのを抑制することができる。また、プレートは、裏面研削時にデバイスを保護する保護部材になるため、研削ステップで表面保護部材をデバイスウェーハに別途貼着する必要がなく、これにより、生産性を向上させるとともに、加工コストを削減することができる。
接着剤として外的刺激が付与されることで接着力が低下する接着剤を使用し、ピックアップステップにおいて接着剤に外的刺激を付与した後にチップをピックアップすることにより、ピックアップが容易となる。
ピックアップステップでは、接着剤のうち第一のチップに対応した領域に対して外的刺激を付与して第一のチップをピックアップした後、接着剤のうち次にピックアップする第二のチップに対応した領域に対して外的刺激を付与して該第二のチップをピックアップすることにより、ピックアップしようとするチップにのみ外的刺激を付与することで、ピックアップ前のチップが剥がれてばらばらになるのを防ぐことができる。
デバイスウェーハを示す斜視図。 溝形成ステップを示す斜視図。 溝が形成されたデバイスウェーハを示す斜視図。 プレートに接着剤を塗布する様子を示す斜視図。 プレートを貼着したデバイスウェーハを示す斜視図。 研削ステップを示す斜視図。 フィルム貼着ステップを示す斜視図。 ダイシングステップを示す斜視図。 ピックアップステップにおいて接着剤の接着力を低下させる様子を示す側面視断面図。 ピックアップステップにおいてチップをピックアップする様子を示す側面視断面図。
図１に示すデバイスウェーハ１０は、円板状に形成されており、表面１０１には複数のデバイス１２が形成されている。各デバイス１２は、表面１０１の交差する複数の分割予定ライン１３によって区画された各領域内に形成されている。分割予定ライン１３に沿ってデバイスウェーハ１０を切断することにより、デバイスウェーハ１０は、デバイス１２ごとに分割され、複数のチップが形成される。
（１）溝形成ステップ
図２に示すように、レーザー光線６３を放射するレーザー放射手段６１と、デバイスウェーハ１０の表面１０１を撮影する撮像手段６２とを備えるレーザー照射装置６０を使用し、撮像手段６２によって分割予定ライン１３を撮像して検出し、デバイスウェーハ１０とレーザー放射手段６１とをＸ軸方向に相対移動させながら、検出した位置に、デバイスウェーハ１２に対して吸収性を有する波長のレーザー光線をデバイスウェーハ１０の表面１０１に向けて照射することにより、分割予定ライン１３に沿ってアブレーション加工を行い、溝５５を形成する。
すべての分割予定ライン１３に沿って同様のアブレーション加工を行うことにより、図３に示すように、すべての分割予定ライン１３に沿って溝５５が形成される。溝５５の深さは、デバイスウェーハ１０を分割して形成されるチップの仕上げ厚みに至る深さであり、当該仕上げ厚みよりも若干深い程度とする。
（２）プレート貼着ステップ
溝形成ステップを実施した後、図４に示すように、円板状のプレート２０の表面２０１に接着剤塗布手段３０で接着剤３１を滴下し、例えばスピンコートにより塗布する。プレート２０は、例えばガラスなど、容易に変形せず、紫外線を透過する材料で形成されている。接着剤３１には、紫外線を照射することにより接着力が低下し、容易に剥離できるものを使用する。例えば、紫外線の照射により膨張あるいは発泡するマイクロカプセルや発泡剤などが混入された接着剤３１を使用する。接着剤塗布手段３０は、液状あるいはゲル状の接着剤３１をプレート２０に滴下する構成でもよいし、シート状に形成された接着剤３１をプレート２０の表面２０１に貼着する構成でもよい。
次に、図５に示すように、デバイスウェーハ１０の上下を反転して、表面１０１をプレート２０の表面２０１に対向させて貼り合わせ、デバイスウェーハ１０の裏面１０２を露出させる。これにより、デバイスウェーハ１０の表面２０１に接着剤３１を介してプレート２０が貼着される。
（３）研削ステップ
次に、図６に示すように、デバイスウェーハ１０を保持する保持テーブル４１と、保持テーブル４１に保持されたデバイスウェーハ１０を研削する研削手段４２とを備える研削装置４０を使用し、デバイスウェーハ１０に貼着されたプレート２０側を下にして、裏面１０２を露出させて保持テーブル４１の保持面４１１に載置し、プレート２０を介してデバイスウェーハ１０を保持テーブル４１で保持する。
研削手段４２は、軸部４２１と、軸部４２１の下端に装着されたマウント４２２と、マウント４２２に装着され円環状に固着された複数の研削砥石４３を有する研削ホイール４２３とを備えている。
回転軸４１９を中心として保持テーブル４１を回転させるとともに、回転軸４２９を中心として研削手段４２に装着された研削砥石４３を回転させながら、研削砥石４３をデバイスウェーハ１０の裏面１０２に当接させて、デバイスウェーハ１０の裏面１０２を研削する。これにより、デバイスウェーハ１０が薄化する。研削装置４０は、デバイスウェーハ１０がチップの仕上げ厚みになるまでデバイスウェーハ１０を研削する。そうすると、溝形成ステップで形成した溝５５がデバイスウェーハ１０の裏面１０２に露出し、デバイスウェーハ１０が分割されて、複数のチップが形成される。
（４）フィルム貼着ステップ
研削ステップを実施した後、図７に示すように、デバイスウェーハ１０を分割して形成された複数のチップ１５の裏面１０２側に、ダイボンド用フィルム（ＤＡＦ：Die Attach Film）や補強フィルム（ＤＢＦ:Die Backside Film）などのフィルム９０を貼着する。
（５）ダイシングステップ
フィルム貼着ステップを実施した後、図８に示す切削装置５０を使用し、フィルム９０を分割する。切削装置５０は、Ｙ軸方向の回転軸５１９を中心として回転可能な切削ブレード５２を有する切削手段５１を有しており、回転軸５１９を中心として切削手段５１に装着された切削ブレード５２を回転させながら、デバイスウェーハ１０の裏面１０２側から、回転する切削ブレード５２を分割予定ライン１３に沿ってフィルム９０に切り込ませてフィルム９０をダイシングする。これにより、フィルム９０が分割され、分割されたフィルムが裏面に貼着されたチップが複数形成される。
（６）ピックアップステップ
ダイシングステップを実施した後、図９に示すように、紫外線を放射する発光ダイオードなどの光源７２をマスク７１の中に備えた紫外線照射装置などの外的刺激付与装置７０を使用して、接着剤３１に外的刺激を付与し、接着剤３１の接着力を低下させる。
外的刺激付与装置７０は、接着剤３１のうち１つのチップ（例えば第一のチップ１５ａ）に対応した領域に対して紫外線を照射する。マスク７１は、他のチップ（例えば第二のチップ１５ｂ，第三のチップ１５ｃ）に対応した領域に外的刺激が付与されないように、光源７２が放射した紫外線を遮断する。外的刺激付与装置７０は、光源７２が放射した紫外線を１つのチップに対応した領域に集光させるレンズを備える構成であってもよい。
第一のチップ１５ａに対応した接着剤３１の領域に対して紫外線を照射した後、図１０に示すように、コレット８１を備えるピックアップ装置８０を使用して、対応する領域における接着剤３１の接着力が低下したチップ１５ａをプレート２０からピックアップする。その後、外的刺激付与装置７０とデバイスウェーハ１０とを相対的に移動させて、接着剤３１のうち次にピックアップする第二のチップ１５ｂに対応する領域に外的刺激付与装置７０が外的刺激を付与する。そして、ピックアップ装置８０で第二のチップ１５ｂをピックアップしたら、外的刺激付与装置７０は、次の第三のチップ１５ｃに対応する領域に外的刺激を付与する。
このように、チップを１つずつ順にピックアップしていく。１つのチップに対応する領域だけに外的刺激を付与し、対応する領域に外的刺激が付与されたチップをピックアップし、これを繰り返す。これにより、ピックアップが容易になるとともに、チップをピックアップするとき、ピックアップされるチップに接着された接着剤３１は、接着力が低下しているので、容易にピックアップすることができ、それ以外のチップに接着された接着剤３１は、接着力が低下していないので、まだピックアップされる順番に至っていないチップが不用意に剥離してばらばらになるのを防ぐことができる。
なお、溝形成ステップで溝５５を形成する方法は、レーザー光線６３を照射する方法に限らず、例えば切削ブレードでハーフカットする方法やプラズマエッチングによる方法など、他の方法であってもよい。
また、プレート貼着ステップでは、プレート２０に接着剤３１を塗布してデバイスウェーハ１０を貼着することとしたが、接着剤はシート状でもよく、例えば両面テープの形態をとってもよい。この場合は、両面テープの一方の面の糊層が、プレート２０に接着され、他方の面の糊層が、外的刺激によって接着力が低下する接着剤面となってデバイスウェーハ１０に貼着される。また、接着剤は、外的刺激の付与により接着力が低下する構成であれば、例えば加熱により粘着力が低下する構成であってもよく、外的刺激の種類は問わない。外的刺激が紫外線の照射でない場合、プレート２０は、紫外線を透過する材料で形成する必要がないので、例えばシリコンで形成されたものであってもよい。
ダイシングステップでは、フィルム９０を完全に切断して複数のフィルム９５に分割できる深さまで切り込めばよく、プレート２０まで切り込む構成であってもよいし、プレート２０までは切り込まない構成であってもよい。プレート２０まで切り込まない構成であれば、プレート２０を再利用することができ、コストを削減できるので、好ましい。また、ダイシングステップでデバイスウェーハ１０を分割する方法は、切削ブレード５２で切削する方法に限らず、例えばレーザー光線を照射する方法など、他の方法であってもよい。
１０ デバイスウェーハ、１０１ 表面、１０２ 裏面、
１２ デバイス、１３ 分割予定ライン、１５，１５ａ〜１５ｃ チップ、
２０ プレート、２０１ 表面、３０ 接着剤塗布手段、３１ 接着剤、
４０ 研削装置、４１ 保持テーブル、４１１ 保持面、４１９，４２９ 回転軸、
４２ 研削手段、４２１ 軸部、４２２ マウント、４２３ 研削ホイール、
４３ 研削砥石、
５０ 切削装置、５１ 切削手段、５１９ 回転軸５２ 切削ブレード、５５ 溝、
６０ レーザー照射装置、６１ レーザー放射手段、６２ 撮像手段、
６３ レーザー光線、
７０ 外的刺激付与装置、７１ マスク、７２ 光源、７３ 紫外線、
８０ ピックアップ装置、８１ コレット、９０，９５ フィルム。

Claims (3)

  1. 表面の交差する複数の分割予定ラインによって区画された各領域にそれぞれデバイスが形成されたデバイスウェーハを加工するデバイスウェーハの加工方法であって、
    デバイスウェーハの表面から該分割予定ラインに沿ってデバイスウェーハの仕上げ厚みに至る深さの溝を形成する溝形成ステップと、
    該溝形成ステップを実施した後、デバイスウェーハの表面に、接着剤を介してプレートを貼着するプレート貼着ステップと、
    該プレートを介してデバイスウェーハを保持テーブルで保持してデバイスウェーハの裏面を露出させ、研削手段でデバイスウェーハの裏面を研削し該仕上げ厚みまで薄化することで該溝をデバイスウェーハの裏面に露出させ、デバイスウェーハを個々のチップに分割する研削ステップと、
    該研削ステップを実施した後、デバイスウェーハの裏面にフィルムを貼着するフィルム貼着ステップと、
    該フィルム貼着ステップを実施した後、該フィルムをデバイスウェーハの裏面側から該分割予定ラインに沿ってダイシングして裏面にフィルムが貼着されたチップを複数形成するダイシングステップと、
    該ダイシングステップを実施した後、該プレートから個々のチップをピックアップするピックアップステップと、
    を備えた、デバイスウェーハの加工方法。
  2. 前記接着剤は、外的刺激が付与されることで接着力が低下する接着剤であり、
    前記ピックアップステップでは、該接着剤に該外的刺激を付与した後、チップをピックアップする、
    請求項１記載のデバイスウェーハの加工方法。
  3. 前記ピックアップステップでは、前記接着剤のうち第一のチップに対応した領域に対して前記外的刺激を付与して該第一のチップをピックアップした後、該接着剤のうち次にピックアップする第二のチップに対応した領域に対して該外的刺激を付与して該第二のチップをピックアップする、
    請求項２記載のデバイスウェーハの加工方法。
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