JP6290010B2 - ウェーハの分割方法 - Google Patents

Description

本発明は、ウェーハを個々のデバイスに分割するウェーハの分割方法に関する。

ＬＥＤウェーハやサファイアウェーハを個々のチップに分割する装置として、分割予定ラインに沿ってスクライブラインや改質層を形成した後に、ブレーキングによってウェーハを破断して、個々のチップを製造するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。通常、このようなブレーキング装置では、長尺の一対の支持台が間を空けて配置されており、一対の支持台の上方には押圧刃が配置されている。そして、押圧刃がウェーハに対して上方から当接することで、ウェーハの分割予定ラインに曲げ応力が加わり、強度が低下したスクライブラインや改質層等の分割起点に沿ってウェーハが分割される。

特開２００９−１４８９８２号公報

ところで、サファイアウェーハ等の剛性が高いウェーハが薄化されると、ウェーハに激しい反りが生じてしまう場合がある。特許文献１に記載のブレーキング装置の一対の支持台に、反りが生じたウェーハが載置されると、ウェーハの反りが矯正される反動でウェーハが予期しない位置で割れてしまうという問題がある。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、反りの激しいウェーハであっても分割予定ラインに沿って良好に分割することができるウェーハの分割方法を提供することを目的とする。

本発明のウェーハの分割方法は、表面に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ェーハを該分割予定ラインに沿って分割するウェーハの分割方法であって、ウェーハの外径より大きい外径の薄板形状で且つ柔軟性を有する多孔性フィルムの表面にウェーハ表面側を載置して、ウェーハ裏面とウェーハ外側に延在する該多孔性フィルムの該表面とに保持テープを貼着して、ウェーハと該多孔性フィルムとを一体的に該保持テープで保持するテープ貼着ステップと、該テープ貼着ステップを実施した後に、ウェーハの外径以上で該多孔性フィルムの外径と同等かそれ以下の外径の吸引領域を有する保持テーブルに、該吸引領域全面を該多孔性フィルムで覆った状態で該多孔性フィルム側を載置して、該保持テーブルに該多孔性フィルムを通してウェーハを吸引保持する保持ステップと、該保持ステップを実施した後に、該保持テープの露呈するウェーハの裏面側から、押圧刃をウェーハに予め形成された該分割予定ラインに位置付けて押圧して該分割予定ラインに沿って分割する分割ステップと、を備える。

この構成によれば、柔軟性のある多孔性フィルムを介してウェーハが保持テーブルに吸引保持される。ウェーハに激しい反りが生じていても、多孔性フィルムが保持テーブルとウェーハとの間でウェーハの反りを吸収するように変形するため、反りを矯正し過ぎることなくウェーハを保持テーブルに吸引保持させることができる。このため、多孔性フィルムを通じてウェーハに吸引力が作用しても、ウェーハが矯正される反動でウェーハが予期しない位置で割れることがない。また、押圧刃による分割ステップでは、多孔性フィルムによってウェーハの破断時の変位が吸収されるため、ウェーハを良好に分割することが可能である。

本発明によれば、柔軟性のある多孔性フィルムを介してウェーハを保持テーブルに吸引保持したことで、反りの激しいウェーハであっても分割予定ラインに沿って良好に分割することができる。

ウェーハを保持テーブルに吸引保持した状態を示す図である。 本実施の形態に係るテープ貼着ステップの一例を示す図である。 本実施の形態に係るウェーハ及び多孔性フィルムの断面模式図である。 本実施の形態に係る保持ステップの一例を示す図である。 本実施の形態に係る分割ステップの一例を示す図である。

本実施の形態に係るウェーハの分割方法は、サファイアウェーハ等の薄化によって激しい反りが生じたウェーハを、保持テーブル上でブレーキングによって良好に分割する方法である。通常、保持テーブル上でウェーハをブレーキングするためには、改質層等の分割起点が形成されたウェーハを保持テーブル上で吸引保持する必要がある。しかしながら、図１Ａに示すように、反りの激しいウェーハＷを保持テーブル５１上に載置すると、保持テーブル５１の吸引力によってウェーハＷの反りが矯正され、この矯正時の反動によってウェーハＷ内に強い曲げ応力が生じる。

このため、図１Ｂに示すように、改質層１６が形成された分割予定ラインとは異なる位置でウェーハＷが破断されてしまう。そこで、本実施の形態では、反りの激しいウェーハＷと保持テーブル５１の間に柔軟性のある多孔性フィルム２１（図３参照）を挟んで、ウェーハＷを保持テーブル５１に吸引保持させるようにしている。これにより、多孔性フィルム２１がウェーハＷの反りを吸収するように変形するため、ウェーハＷの反りを矯正させ過ぎることなく、保持テーブル５１の吸引力をウェーハＷに対して作用させることが可能になっている。

以下、添付図面を参照して、本実施の形態に係るウェーハの分割方法について詳細に説明する。図２は、本実施の形態に係るテープ貼着ステップの一例を示す図である。図３は、本実施の形態に係るウェーハ及び多孔性フィルムの断面模式図である。図４は、本実施の形態に係る保持ステップの一例を示す図である。図５は、本実施の形態に係る分割ステップの一例を示す図である。

図２に示すように、先ずテープ貼着ステップが実施される。テープ貼着ステップでは、多孔性フィルム２１の表面２２にウェーハＷの表面１１（図３参照）側が載置される。ウェーハＷは、略円板状のサファイアウェーハであり、薄化に起因した反りが生じている。ウェーハＷの表面１１は、格子状の分割予定ライン１３によって複数の領域に区画され、各領域にデバイスＤが形成されている。また、ウェーハＷの外縁１４には、結晶方位を示すノッチ１５が形成されている。なお、ウェーハＷは、セラミック、ガラス等の光デバイスウェーハでもよいし、シリコン、ガリウム砒素等の半導体ウェーハでもよい。

多孔性フィルム２１は、柔軟性を有するポリエチレン等の円形状の薄板形状のフィルムであり、フィルム内の連続気泡によって多孔質に形成されている。多孔性フィルム２１は、柔軟性、通気性に優れており、ウェーハＷの表面１１側を保護するだけでなく、詳細は後述するがウェーハＷの表面１１側に保持テーブル３１（図４参照）の吸引力を作用させるようにしている。なお、多孔性フィルム２１としては、日東電工社製のサンマップＬＣ（登録商標）の厚さ０．３［ｍｍ］を用いてもよい。多孔性フィルム２１の表面２２にウェーハＷが載置されると、保持テープ２５によってウェーハＷと多孔性フィルム２１が一体的に保持される。

この場合、環状フレーム２９の内側で多孔性フィルム２１上にウェーハＷが載置され、ウェーハＷを覆うようにして環状フレーム２９に保持テープ２５が貼着される。図３に示すように、ウェーハＷの外径Ｗ１よりも多孔性フィルム２１の外径Ｗ３が大きいため、ウェーハＷの裏面１２全体とウェーハＷの外側に延在する多孔性フィルム２１の表面２２に保持テープ２５が貼着される。このように、ウェーハＷと多孔性フィルム２１を段状に重ねた状態で、保持テープ２５によって環状フレーム２９に一体的に支持される。この場合、多孔性フィルム２１とウェーハＷは接着されておらず、多孔性フィルム２１とウェーハＷの間に部分的に隙間が生じている。なお、テープ貼着ステップは、オペレータによる手作業で実施されてもよいし、不図示の貼着装置で実施されてもよい。

また、ウェーハＷの内部には、レーザー加工装置によるレーザービームの照射によって前段の工程で、分割起点となる改質層１６が分割予定ライン１３（図２参照）に沿って形成されている。なお、改質層１６は、レーザービームの照射によってウェーハＷの内部の密度、屈折率、機械的強度やその他の物理的特性が周囲と異なる状態となり、周囲よりも強度が低下する領域のことをいう。改質層１６は、例えば、溶融処理領域、クラック領域、絶縁破壊領域、屈折率変化領域であり、これらが混在した領域でもよい。ウェーハＷは、多孔性フィルム２１と一体化された状態でブレーキング装置に搬入される。

図４Ａに示すように、テープ貼着ステップを実施した後には、保持ステップが実施される。保持ステップでは、多孔性フィルム２１とウェーハＷが一体化された状態で保持テーブル３１上に載置され、ウェーハＷの周囲の環状フレーム２９がクランプ部３２によって挟持固定される。保持テーブル３１の吸引領域３３の外径Ｗ２は、ウェーハＷの外径Ｗ１よりも大きく、多孔性フィルム２１の外径Ｗ３以下に形成されている。保持テーブル３１の吸引領域３３全面が多孔性フィルム２１に覆われるように、多孔性フィルム２１側が保持テーブル３１に載置され、多孔性フィルム２１を介してウェーハＷが保持テーブル３１上に載置される。

多孔性フィルム２１が優れた通気性を有しているため、多孔性フィルム２１が吸引領域３３を覆うことで、多孔性フィルム２１の表面２２がウェーハＷに対する吸引領域として機能する。多孔性フィルム２１の外周部分２３はウェーハＷからはみ出しているが、外周部分２３は保持テーブル３１と保持テープ２５によって覆われている。これにより、多孔性フィルム２１から吸引力が漏れることなく、適切な吸引力を発生可能にしている。この吸引源３５の非駆動時には、ウェーハＷの反りによって多孔性フィルム２１とウェーハＷの間に部分的な隙間が残される場合もある。

図４Ｂに示すように、吸引源３５が駆動して保持テーブル３１の吸引領域３３に吸引力が発生すると、多孔性フィルム２１を通じてウェーハＷの表面１１にも吸引力が作用する。多孔性フィルム２１が柔軟性を有しているため、ウェーハＷの表面１１が引き付けられることで、ウェーハＷからの反力を受けて多孔性フィルム２１が潰れるように変形する。多孔性フィルム２１がウェーハＷの反りに沿うように変形することで、反りが生じたウェーハＷを適切に吸引保持することが可能になっている。よって、ウェーハＷの反りが平坦になるまで無理に矯正されることがない。

また、保持テーブル３１からの吸引力によってウェーハＷの反りが無理に矯正されないため、ウェーハＷに強い反動が生じることもなく、ウェーハＷが予期しない位置で割れることもない。このように、通気性及び柔軟性のある多孔性フィルム２１を介在させることで、多孔性フィルム２１を通じて保持テーブル３１の平坦な吸引領域３３に反りのあるウェーハＷを吸引保持することが可能になっている。なお、多孔性フィルム２１は、ウェーハＷを吸引保持可能な程度の通気性と、保持テーブル３１とウェーハＷとの間でウェーハＷの反りを吸収できる程度の柔軟性とを有していれば、特に材質等は限定されない。

図５Ａに示すように、保持ステップを実施した後には、分割ステップが実施される。分割ステップでは、ウェーハＷが多孔性フィルム２１を介して保持テーブル３１上に保持された状態で、保持テープ２５が露呈するウェーハＷの裏面１２上方に押圧刃４１が位置付けられる。押圧刃４１は、ステンレス等の剛性板で長尺状に形成されており、保持テーブル３１の移動方向であるＸ軸方向に直交するＹ軸方向に延在している。押圧刃４１は、１回の押圧動作で１列の改質層１６（分割予定ライン１３（図２参照））を破断できるようにウェーハＷの直径以上の長さを有している。

また、押圧刃４１の先端部分は、下方に向かって板厚が狭くなっており、ウェーハＷに当接する先端面４２は略平坦になっている。ウェーハＷに対する押圧刃４１のアライメントは、不図示の撮像手段等によって行われている。撮像手段の撮像画像に基づいて保持テーブル３１が移動されることで、押圧刃４１の真下にウェーハＷの改質層１６（分割予定ライン１３（図２参照））が位置合わせされる。そして、押圧刃４１が下降されることで、保持テープ２５を介して押圧刃４１がウェーハＷの裏面１２側から押し当てられて、ウェーハＷの分割予定ライン１３に沿った改質層１６に曲げ応力が加えられる。

図５Ｂに示すように、ウェーハＷの改質層１６に曲げ応力が作用することで、改質層１６を分割起点としてウェーハＷが分割予定ライン１３（図２参照）に沿って破断される。このとき、押圧刃４１の押圧によってウェーハＷの下方の多孔性フィルム２１が部分的に潰れることで、ウェーハＷの破断時の変位が多孔性フィルム２１に吸収される。このように、多孔性フィルム２１は、上記したような反りのあるウェーハＷを保持テーブル３１に対して吸引保持させるだけでなく、押圧刃４１によるウェーハ破断時の変位を吸収するためのクッション材としても機能している。

一本の分割予定ライン１３（図２参照）に沿ってウェーハＷが破断されると、隣接する改質層１６に押圧刃４１が位置合わせされて、押圧刃４１による破断動作が実施される。この破断動作が繰り返されて、ウェーハＷの全ての改質層１６に沿ってウェーハＷが破断される。この結果、ウェーハＷが改質層１６を分割起点として個々のデバイスチップＣに分割される。また、ウェーハＷが保持テープ２５に貼着された状態で破断されるため、ウェーハＷの分割後の個々のデバイスチップＣの位置ズレが抑えられている。

以上のように、本実施の形態によれば、柔軟性のある多孔性フィルム２１を介してウェーハＷが保持テーブル３１に吸引保持される。ウェーハＷに激しい反りが生じていても、多孔性フィルム２１が保持テーブル３１とウェーハＷとの間でウェーハＷの反りを吸収するように変形するため、反りを矯正し過ぎることなくウェーハＷを保持テーブル３１に吸引保持させることができる。このため、多孔性フィルム２１を通じてウェーハＷに吸引力が作用しても、ウェーハＷが矯正される反動でウェーハが予期しない位置で割れることがない。また、押圧刃４１による分割ステップでは、多孔性フィルム２１によってウェーハＷの破断時の変位が吸収されるため、ウェーハＷを良好に分割することが可能である。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている大きさや形状などについては、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、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することが可能である。

例えば、上記した本実施の形態では、ウェーハＷが改質層１６を分割起点として分割される構成について説明したが、この構成に限定されない。ウェーハＷは、アブレーション加工によって形成されたレーザー加工溝を分割起点として分割されてもよい。なお、アブレーションとは、レーザービームの照射強度が所定の加工閾値以上になると、固体表面で電子、熱的、光科学的及び力学的エネルギーに変換され、その結果、中性原子、分子、正負のイオン、ラジカル、クラスタ、電子、光が爆発的に放出され、固体表面がエッチングされる現象をいう。

また、ウェーハＷは、切削ブレードによる切削加工によって形成された切削溝を分割起点として分割されてもよい。この場合、例えば、切削装置のスピンドルに押圧刃を設けて、切削装置の保持テーブル上でウェーハＷが分割されてもよい。これにより、切削装置の装置構成を利用してウェーハＷを分割できるため、装置コスト及び装置の設置スペースを増大させることなく、同一の装置内でウェーハＷに対する切削加工と分割加工を実施することができる。

また、上記した本実施の形態では、ウェーハＷの外径よりも長い押圧刃４１により分割ステップを実施する構成にしたが、この構成に限定されない。押圧刃４１は、ウェーハＷを分割予定ライン１３に沿って分割可能であれば、形状や長さが限定されない。

また、上記した実施の形態では、保持テーブル３１の吸引領域３３の外径Ｗ２が、多孔性フィルム２１の外径Ｗ３よりも小さく、ウェーハＷの外径Ｗ１よりも大きい構成について説明したが、この構成に限定されない。保持テーブル３１の吸引領域３３の外径Ｗ２は、ウェーハＷの外径Ｗ１よりも大きく、多孔性フィルム２１の外径Ｗ３と同一の外径でもよい。

また、上記した実施の形態では、反りの有するウェーハＷを分割する構成について説明したが、この構成に限定されない。本実施の形態に係るウェーハＷの分割方法は、反りの無いウェーハＷについても良好に分割することができる。

また、上記した実施の形態では、単一の多孔性フィルム２１を介してウェーハＷが保持テーブル３１に吸引保持される構成にしたが、この構成に限定されない。ウェーハＷは、複数枚の多孔性フィルム２１を介して保持テーブル３１に吸引保持されてもよい。

また、上記した実施の形態では、保持テープ２５を介してウェーハＷと多孔性フィルム２１が環状フレーム２９に支持される構成にしたが、この構成に限定されない。ウェーハＷと多孔性フィルム２１は保持テーブル３１によって一体化されればよく、環状フレーム２９に支持されていなくてもよい。

以上説明したように、本発明は、反りの激しいウェーハであっても分割予定ラインに沿って良好に分割することができるという効果を有し、特に、薄化されたサファイアウェーハを個々のデバイスに分割する場合に有用である。

１１ ウェーハの表面
１２ ウェーハの裏面
１３ 分割予定ライン
１６ 改質層
２１ 多孔性フィルム
２２ 多孔性フィルムの表面
２５ 保持テープ
３１ 保持テーブル
３３ 吸引領域
４１ 押圧刃
Ｄ デバイス
Ｗ ウェーハ
Ｗ１ ウェーハの外径
Ｗ２ 吸引領域の外径
Ｗ３ 多孔性フィルムの外径

Claims (1)

1. 表面に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ェーハを該分割予定ラインに沿って分割するウェーハの分割方法であって、
   ウェーハの外径より大きい外径の薄板形状で且つ柔軟性を有する多孔性フィルムの表面にウェーハ表面側を載置して、ウェーハ裏面とウェーハ外側に延在する該多孔性フィルムの該表面とに保持テープを貼着して、ウェーハと該多孔性フィルムとを一体的に該保持テープで保持するテープ貼着ステップと、
   該テープ貼着ステップを実施した後に、ウェーハの外径以上で該多孔性フィルムの外径と同等かそれ以下の外径の吸引領域を有する保持テーブルに、該吸引領域全面を該多孔性フィルムで覆った状態で該多孔性フィルム側を載置して、該保持テーブルに該多孔性フィルムを通してウェーハを吸引保持する保持ステップと、
   該保持ステップを実施した後に、該保持テープの露呈するウェーハの裏面側から、押圧刃をウェーハに予め形成された該分割予定ラインに位置付けて押圧して該分割予定ラインに沿って分割する分割ステップと、
   を備えるウェーハの分割方法。

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