JP2015041747A - ウエーハユニットの処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】テープに貼着されたバーコード等のマークが形成されたシールに皺を発生されることなく、環状のフレームの内周縁とウエーハの外周縁との間の弛んだ領域に張力を持たせることができるウエーハユニットの処理方法を提供する。
【解決手段】テープ４における環状のフレーム３の内周縁とウエーハ２の外周縁との間の領域にデバイスに関する情報を示すシール５０を貼着するシール貼着工程と、テープを拡張してウエーハを分割予定ラインに沿って個々のデバイスに分離するウエーハ分離工程と、ウエーハ分離工程を実施することにより拡張して弛んだテープにおける環状のフレームの内周縁とウエーハの外周縁との間の領域を加熱して収縮させ張力を持たせるテープ収縮工程とを含み、テープ収縮工程はシールが貼着された領域を除いて加熱する。
【選択図】図６

Description

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が、ウエーハを収容する開口部を備えた環状のフレームの開口部に収容され外力によって拡張し加熱によって収縮するテープで一体に粘着されたウエーハユニットの処理方法に関する。

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切削装置やレーザー加工装置によって分割予定ラインに沿って分割することにより個々の半導体デバイスを製造している。

切削装置を用いる分割技術として先ダイシング法が実用化されている。
先ダイシング法は、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）の切削溝を形成し、その後、表面に切削溝が形成されたウエーハの裏面を研削して該裏面に切削溝を表出させ個々のデバイスに分割する技術である（例えば、特許文献１参照）。

そして、ダイシングテープにウエーハの裏面を貼着するとともにウエーハを収容する開口部を備えた環状のフレームにダイシングテープの外周部を装着してウエーハユニットを構成し後工程に送られる。

また、レーザー加工装置を用いる分割方法としては、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照射することにより破断起点となる改質層を形成するレーザー加工方法が試みられている。このレーザー加工方法を用いた分割方法は、ウエーハの一方の面側から内部に集光点を合わせて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分割予定ラインに沿って照射し、ウエーハの内部に分割予定ラインに沿って改質層を連続的に形成した後、ダイシングテープにウエーハの裏面を貼着するとともにウエーハを収容する開口部を備えた環状のフレームにダイシングテープの外周部を装着してウエーハユニットを形成し、ダイシングテープを拡張してウエーハに張力を付与することにより、改質層が形成されることにより強度が低下した分割予定ラインに沿ってウエーハを個々のデバイスに分割する技術である（例えば、特許文献２参照）。

上述したいずれの技術においても、ウエーハユニットを構成するダイシングテープにおける環状のフレームの内周縁とウエーハの外周縁との間の領域に、ロット番号、デバイスの種類、半導体基板の種類、ウエーハの外径、分割予定ラインの間隔寸法等のデバイスに関する情報を示すバーコード等のマークが形成されたシールを貼着し、後工程においてデバイスに関する情報を認識して加工条件を設定したり、加工工程、検査工程等の各工程における加工条件、検査結果、トラブル、問題事項等の情報をマークに関連付けてホストコンピュータに記録して情報を管理する場合がある（例えば、特許文献３参照）。

また、ウエーハユニットを構成するダイシングテープを拡張してデバイスとデバイスとの間隔を広げた後、ダイシングテープにおける環状のフレームの内周縁とウエーハの外周縁との間の弛んだ領域を加熱して収縮させ張力を持たせた状態で後工程に搬送する場合がある（例えば、特許文献４参照）。

特開２００９−５４９５３号公報 特開２００７−２１４４１号公報 実開昭６２−１５１７２９号公報 特開２００７−２７５６２号公報

而して、上記特許文献４に記載された技術のようにダイシングテープにおける環状のフレームの内周縁とウエーハの外周縁との間の弛んだ領域を収縮させると、バーコード等のマークが形成されたシールに皺が生じて後工程においてマークを認識することができず、情報の管理ができなくなるという問題がある。

本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術課題は、テープに貼着されたバーコード等のマークが形成されたシールに皺を発生させることなく、環状のフレームの内周縁とウエーハの外周縁との間の弛んだ領域に張力を持たせることができるウエーハユニットの処理方法を提供することにある。

上記主たる技術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が、ウエーハを収容する開口部を備えた環状のフレームの開口部に収容され外力によって拡張し加熱によって収縮するテープで一体に粘着されたウエーハユニットの処理方法であって、
テープにおける環状のフレームの内周縁とウエーハの外周縁との間の領域にデバイスに関する情報を示すシールを貼着するシール貼着工程と、
テープを拡張してウエーハを分割予定ラインに沿って個々のデバイスに分離するウエーハ分離工程と、
該ウエーハ分離工程を実施することにより拡張して弛んだテープにおける環状のフレームの内周縁とウエーハの外周縁との間の領域を加熱して収縮させ張力を持たせるテープ収縮工程と、を含み、
該テープ収縮工程は、シールが貼着された領域を除いて加熱する、
ことを特徴とするウエーハユニットの処理方法が提供される。

本発明によるウエーハユニットの処理方法は、テープにおける環状のフレームの内周縁とウエーハの外周縁との間の領域にデバイスに関する情報を示すシールを貼着するシール貼着工程と、テープを拡張してウエーハを分割予定ラインに沿って個々のデバイスに分離するウエーハ分離工程と、ウエーハ分離工程を実施することにより拡張して弛んだテープにおける環状のフレームの内周縁とウエーハの外周縁との間の領域を加熱して収縮させ張力を持たせるテープ収縮工程とを含み、テープ収縮工程は、シールが貼着された領域を除いて加熱するので、テープにおける環状のフレームの内周縁とウエーハの外周縁との間の領域はシールが貼着された領域を除いて加熱され収縮する。このように、テープにおける環状のフレームの内周縁とウエーハの外周縁との間の領域は収縮するがシールが貼着された領域は加熱されないため収縮しないので、デバイスに関する情報を示すシールに皺が生じることはない。従って、後工程において、シールによってデバイスに関する情報を認識でき、後工程においてデバイスに関する情報を認識して加工条件を設定したり、加工工程、検査工程等の各工程における加工条件、検査結果、トラブル、問題事項等の情報をマークに関連付けてホストコンピュータに記録することができる。

本発明によるウエーハユニットの処理方法に用いるウエーハユニットの第１の実施形態を示す斜視図。 本発明によるウエーハユニットの処理方法に用いるウエーハユニットの第２の実施形態を示す斜視図。 本発明によるウエーハユニットの処理方法におけるウエーハ分離工程およびテープ収縮工程を実施するためのテープ拡張装置の斜視図。 図３に示すテープ拡張装置の要部断面図。 本発明によるウエーハユニットの処理方法におけるウエーハ分離工程の説明図。 本発明によるウエーハユニットの処理方法におけるテープ収縮工程の説明図。

以下、本発明によるウエーハユニットの処理方法の好適な実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。

ここで、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が、ウエーハを収容する開口部を備えた環状のフレームの開口部に収容され外力によって拡張し加熱によって収縮するテープで一体に粘着されたウエーハユニットの形態について説明する。
図１には、先ダイシング法によって個々のデバイスに分割されたウエーハ２の裏面にダイボンディング用の接着フィルムが装着された状態で、ウエーハを収容する開口部を備えた環状のフレーム３の開口部に収容され外力によって拡張し加熱によって収縮するテープ４で一体に粘着されたウエーハユニットが示されている。図１に示すウエーハ２は、表面２ａに複数の分割予定ライン２１が格子状に形成されているとともに該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デバイス２２が形成されている。ウエーハ２を先ダイシング法によって個々のデバイスに分割するには、切削装置を用いてウエーハ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（デバイスの仕上がり厚さに相当する深さ）の分割溝２３を形成する（分割溝形成工程）。次に、分割溝２３が形成されたウエーハ２の表面に保護部材を装着し、ウエーハ２の裏面２ｂを研削し、分割溝２３を裏面２ｂに表出させて個々のデバイス２２に分割する（分割溝表出工程）。このようにして個々のデバイス２２に分割されたウエーハ２の裏面２ｂにダイボンディング用の接着フィルム５が装着される。このとき、８０〜２００°Ｃの温度で加熱しつつ接着フィルム５をウエーハ２の裏面２ｂに押圧して装着する。そして、ウエーハ２の裏面２ｂに貼着された接着フィルム５側を、ウエーハを収容する開口部を備えた環状のフレーム３の開口部に収容し外力によって拡張し加熱によって収縮するテープ４で一体に粘着することによりウエーハユニット２００を構成する。

図２には、レーザー加工により分割予定ラインに沿って改質層が形成されたウエーハ２の裏面にダイボンディング用の接着フィルム５が装着された状態で、ウエーハを収容する開口部を備えた環状のフレーム３の開口部に収容され外力によって拡張し加熱によって収縮するテープ４で一体に粘着されたウエーハユニット２００が示されている。図２に示すウエーハ２も図１に示すウエーハと同様に表面２ａに複数の分割予定ライン２１が格子状に形成されているとともに該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デバイス２２が形成されている。このように形成されたウエーハ２には、裏面２bから内部に集光点を合わせてウエーハに対して透過性を有する例えば波長が１０６４ｎｍのパルスレーザー光線を分割予定ライン２１に沿って照射することにより、内部に分割予定ライン２１に沿って改質層２４が連続的に形成されている。このように分割予定ライン２１に沿って改質層２４が形成されたウエーハ２の裏面２ｂにダイボンディング用の接着フィルム５が装着される。このとき、８０〜２００°Ｃの温度で加熱しつつ接着フィルム５をウエーハ２の裏面２ｂに押圧して装着する。そして、ウエーハ２の裏面２ｂに貼着された接着フィルム５側を、ウエーハを収容する開口部を備えた環状のフレーム３の開口部に収容し外力によって拡張し加熱によって収縮するテープ４で一体に粘着することによりウエーハユニット２００を構成する。

なお、上記テープ４のシート基材としては、常温では伸縮性を有し所定温度（例えば７０度）以上の熱によって収縮する性質を有するポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）またはポリプロピレン、ポリエチレン等のポリオレフィン系の合成樹脂シートを用いることが望ましい。

以下、上述したように構成されたウエーハユニット２００の処理方法について説明する。
先ず、図１および図２に示すように、テープ４における環状のフレーム３の内周縁とウエーハ２の外周縁との間の領域４１にデバイス２２に関する情報を示すシール５０を貼着する（シール貼着工程）。

次に、テープ４を拡張してウエーハ２を分割予定ラインに沿って個々のデバイス２２に分離するウエーハ分離工程と、該ウエーハ分離工程を実施することにより拡張して弛んだテープ４における環状のフレーム３の内周縁とウエーハ２の外周縁との間の領域４１を加熱して収縮させ張力を持たせるテープ収縮工程を実施する。このウエーハ分離工程およびテープ収縮工程は、図３乃至図５に示すテープ拡張装置６を用いて実施する。図３乃至図５に示すテープ拡張装置６は、基台６１と、該基台６１上に矢印Ｙで示す方向に移動可能に配設された移動テーブル６２を具備している。基台６１は矩形状に形成され、その両側部上面には矢印Ｙで示す方向に２本の案内レール６１１、６１２が互いに平行に配設されている。この２本の案内レール６１１、６１２上に移動テーブル６２が移動可能に配設されている。移動テーブル６２は、移動手段６３によって矢印Ｙで示す方向に移動せしめられる。移動テーブル６２上には、上記環状のフレーム３を保持するフレーム保持手段６４と、該フレーム保持手段６４に保持された環状のフレーム３に装着されたテープ４を拡張するテープ拡張手段６５が回転可能に配設されている。フレーム保持手段６４は、環状のフレーム保持部材６４１と、該フレーム保持部材６４１の外周に配設された固定手段としての４個のクランプ機構６４２とからなっている。フレーム保持部材６４１の上面は環状のフレーム３を載置する載置面６４１ａを形成しており、この載置面６４１ａ上に環状のフレーム３が載置される。そして、載置面６４１ａ上に載置された環状のフレーム３は、クランプ機構６４２によってフレーム保持部材６４１に固定される。このように構成されたフレーム保持手段６４は、テープ拡張手段６５によって上下方向に移動可能に支持されている。

テープ拡張手段６５は、円盤状の回動テーブル６５１と、該回動テーブル６５１上において上記環状のフレーム保持部材６４１の内側に配設された拡張ドラム６５２を具備している。回動テーブル６５１は、図４に示すように下面から円筒状に突出する回動支持部６５１aを備えており、この回動支持部６５１aを上記移動テーブル６２に設けられた図示しない円形状の嵌合凹部に回動可能に嵌合される。上記拡張ドラム６５２は、上記環状のフレーム３の内径より小さく該環状のフレーム３に装着されたテープ４に貼着されるウエーハ２の外径より大きい内径および外径を有しており、回動テーブル６５１上に配設されている。図示の実施形態におけるテープ拡張手段６５は、上記環状のフレーム保持部材６４１を上下方向（軸方向）に移動可能な支持手段６６を具備している。この支持手段６６は、上記回動テーブル６５１上に配設された複数のエアシリンダ６６１からなっており、そのピストンロッド６６２が上記環状のフレーム保持部材６４１の下面に連結される。このように複数のエアシリンダ６６１からなる支持手段６６は、図４および図５の(a)に示すように環状のフレーム保持部材６４１を載置面６４１ａが拡張ドラム６５２の上端と略同一高さとなる基準位置と、図５の(b)に示すように環状のフレーム保持部材６４１を載置面６４１ａが拡張ドラム６５２の上端から図において所定量下方の拡張位置に選択的に移動せしめる。従って、複数のエアシリンダ６６１からなる支持手段６６は、拡張ドラム６５２とフレーム保持部材６４１とを上下方向（軸方向）に相対移動する拡張移動手段として機能する。

図示のテープ拡張装置６は、上記フレーム保持手段６４によって保持された環状のフレーム３に装着されたテープ４におけるウエーハの裏面に貼着された接着フィルム５が貼着されている領域を吸引保持する吸引保持手段６７を具備している。吸引保持手段６７は、図４に示すように上記拡張ドラム６５２内において回動テーブル６５１の上面に立設された支持柱６７１と、該支持柱６７１の上端に取付けられた保持テーブル６７２とからなっている。保持テーブル６７２は、円盤状の本体６７３と、該本体６７３の上面に配設された通気性を有する吸着チャック６７４とからなっている。本体６７３はステンレス鋼等の金属材によって形成されており、その上面には円形の嵌合凹部６７３aが設けられている。この嵌合凹部６７３aには、底面の外周部に吸着チャック６７４が載置される環状の載置棚６７３bが設けられている。また、本体６７３には嵌合凹部６７３aに開口する吸引通路６７３cが設けられており、この吸引通路６７３cは支持柱６７１に設けられた吸引通路６７１aを介して図示しない吸引手段に連通されている。従って、図示しない吸引手段が作動すると、吸引通路６７１aおよび吸引通路６７３cを通して嵌合凹部６７３aに負圧が作用せしめられ、吸着チャック６７４の上面に負圧が作用する。このように構成された保持テーブル６７２の上面である保持面は、拡張ドラム６５２の上端と同一または僅かに高い位置に位置付けられている。

図３を参照して説明を続けると、図示のテープ拡張装置６、上記フレーム保持手段６４およびテープ拡張手段６５を回動せしめる回動手段６８を具備している。この回動手段６８は、上記移動テーブル６２に配設されたパルスモータ６８１と、該パルスモータ６８１の回転軸に装着されたプーリ６８２と、該プーリ６８２と回動テーブル６５１に捲回された無端ベルト６８３とからなっている。このように構成された回動手段６８は、パルスモータ６８１を駆動することにより、プーリ６８２および無端ベルト６８３を介してフレーム保持手段６４を回動せしめる。

図示のテープ拡張装置６は、フレーム保持手段６４に保持された環状のフレーム３に装着されたテープ４における環状のフレーム３の内周縁とウエーハ２の外周縁との間の領域を加熱するための加熱手段６９を具備している。この加熱手段６９は、赤外線ヒータまたは温風ヒータによって構成することができる。

図３乃至図５に示すテープ拡張装置６は以上のように構成されており、このテープ拡張装置６を用いてテープ４を拡張することによりウエーハ２を分割予定ラインに沿って個々のデバイス２２に分離するウエーハ分離工程について、図５を参照して説明する。
上記図１および図２に示すように裏面に接着フィルム５が貼着されたウエーハ２をテープ４を介して支持した環状のフレーム３を、図５の（ａ）に示すようにフレーム保持手段６４を構成するフレーム保持部材６４１の載置面６４１ａ上に載置し、クランプ機構６４２によってフレーム保持部材６４１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６４１は図５の（ａ）に示す基準位置に位置付けられている。

上述したフレーム保持工程を実施したならば、テープ拡張手段６５を構成する支持手段６６としての複数のエアシリンダ６６１を作動して、環状のフレーム保持部材６４１を図５の（b）に示す拡張位置まで下降せしめる。従って、フレーム保持部材６４１の載置面６４１ａ上に固定されている環状のフレーム３も下降するため、図５の（ｂ）に示すように環状のフレーム３に装着されたテープ４は拡張ドラム６５２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、テープ４に貼着されているウエーハ２の裏面に貼着された接着フィルム５には、放射状に引張力が作用する。このようにウエーハ２の裏面に装着された接着フィルム５に放射状に引張力が作用すると、ウエーハ２は分割予定ライン２１に沿って分割溝２３が形成されている場合には個々のデバイス２２間が広がり、間隔Sが形成される。また、ウエーハ２の裏面に装着された接着フィルム５に放射状に引張力が作用すると、ウエーハ２は分割予定ライン２１に沿って改質層２４が形成されている場合には分割予定ライン２１に沿って分割されるとともに個々のデバイス２２間が広がり、間隔Sが形成される。このため、接着フィルム５には引張力が作用するので、分割予定ライン２１（分割溝２３、改質層２４）即ち個々のでデバイス２２の外周縁に沿って確実に破断される。なお、上記テープ拡張工程におけるテープ４の拡張量即ち伸び量は、フレーム保持部材６４１の下方への移動量によって調整することができ、本発明者等の実験によるとテープ４を２０ｍｍ程度引き伸ばしたときに接着フィルム５を分割予定ライン２１（分割溝２３、改質層２４）に沿って破断することができた。このとき、各デバイス２２間の間隔Sは、１mm程度となった。

上述したようにテープ拡張工程を実施したならば、個々のデバイス２２間および破断された接着フィルム５間が広がった状態（図５の（ｂ）に示す状態）で、吸引保持手段６７を作動せしめる。この結果、保持テーブル６７２に環状のフレーム３に装着されたテープ４における接着フィルム５が貼着されているが吸引保持される（テープ吸引保持工程）。

上述したテープ吸引保持工程を実施したならば、図５の（ｂ）に示す状態からテープ拡張手段６５を構成する支持手段６６としての複数のエアシリンダ６６１を作動して、環状のフレーム保持部材６４１を図６の（a）に示す基準位置まで上昇せしめる。この結果、上記保護テープ吸引保持工程において拡張されていたテープ４における環状のフレーム３の内周縁とウエーハ２の外周縁との間の領域４１に弛みが生ずる。なお、テープ４における環状のフレーム３の内周縁とウエーハ２の外周縁との間の領域４１に弛みが生じても接着フィルム５が貼着された保持テーブル６７２に吸引保持されているので、各デバイス２２間の間隔Sは維持されている。従って、テープ４における環状のフレーム３の内周縁とウエーハ２の外周縁との間の領域４１に弛みが生じても破断された接着フィルムが接触しないため再接合することはない。

次に、テープ４における環状のフレーム３の内周縁とウエーハ２の外周縁との間の領域４１を加熱して収縮させ張力を持たせるテープ収縮工程を実施する。このテープ収縮工程は、図６の（a）に示す状態でテープ４における環状のフレーム３の内周縁とウエーハ２の外周縁との間の領域４１が加熱手段６９の直下になるように位置付ける。このとき、図６の（b）に示すようにテープ４における環状のフレーム３の内周縁とウエーハ２の外周縁との間の領域４１に貼着されたデバイス２２に関する情報を示すシール５０の一端から僅かに離れた位置が加熱手段６９の直下になるように位置付ける。次に、加熱手段６９を作動してテープ４における環状のフレーム３の内周縁とウエーハ２の外周縁との間の領域４１をたとえば７０〜１００℃の加熱温度で加熱しつつ上記回動手段６８を作動してフレーム保持手段６４およびテープ拡張手段６５を図６の（a）および図６の（b）に示す方向に例えば１rpmの回転速度で回動せしめる。そして、図６の（ｃ）に示すようにシール５０の他端から僅かに離れた位置が加熱手段６９の直下に達したら回動手段６８の作動を停止し、加熱手段６９の作動を停止する。この結果、図６の（ｃ）および図６の（d）に示すようにテープ４における環状のフレーム３の内周縁とウエーハ２の外周縁との間の領域４１は、シール５０が貼着された領域を除いて加熱され収縮する。このように、テープ４における環状のフレーム３の内周縁とウエーハ２の外周縁との間の領域４１は収縮するがシール５０が貼着された領域は加熱されないため収縮しないので、デバイス２２に関する情報を示すシール５０に皺が生じることはない。従って、後工程において、シール５０によってデバイス２２に関する情報を認識でき、後工程においてデバイス２２に関する情報を認識して加工条件を設定したり、加工工程、検査工程等の各工程における加工条件、検査結果、トラブル、問題事項等の情報をマークに関連付けてホストコンピュータに記録することができる。

以上、本発明を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明は実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の趣旨の範囲で種々の変形は可能である。例えば、上述した実施形態においては、ウエーハ２の裏面にダイボンディング用の接着フィルム５を装着した状態でテープ４に粘着したウエーハユニットを例示したが、ウエーハ２の裏面に接着フィルム５を装着しないで上述した先ダイシング法によって個々のデバイスに分割されたウエーハ２の裏面または上述したレーザー加工により分割予定ラインに沿って改質層が形成されたウエーハ２の裏面を直接テープ４に粘着してウエーハユニットを構成してもよい。

２：ウエーハ
２１：分割予定ライン
２２：デバイス
２３：分割溝
２４：改質層
２００：ウエーハユニット
３：環状のフレーム
４：テープ
５：接着フィルム
６：テープ拡張装置
６４：フレーム保持手段
６５：テープ拡張手段
６７：吸引保持手段
６８：回動手段
６９：加熱手段

Claims (1)

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が、ウエーハを収容する開口部を備えた環状のフレームの開口部に収容され外力によって拡張し加熱によって収縮するテープで一体に粘着されたウエーハユニットの処理方法であって、
   テープにおける環状のフレームの内周縁とウエーハの外周縁との間の領域にデバイスに関する情報を示すシールを貼着するシール貼着工程と、
   テープを拡張してウエーハを分割予定ラインに沿って個々のデバイスに分離するウエーハ分離工程と、
   該ウエーハ分離工程を実施することにより拡張して弛んだテープにおける環状のフレームの内周縁とウエーハの外周縁との間の領域を加熱して収縮させ張力を持たせるテープ収縮工程と、を含み、
   該テープ収縮工程は、シールが貼着された領域を除いて加熱する、
   ことを特徴とするウエーハユニットの処理方法。