JP2018014451A

JP2018014451A - ウェーハの加工方法

Info

Publication number: JP2018014451A
Application number: JP2016144368A
Authority: JP
Inventors: 哲一杉谷; Tetsukazu Sugitani
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2016-07-22
Filing date: 2016-07-22
Publication date: 2018-01-25

Abstract

【課題】接着層の破片によるデバイス不良を防止するとともに確実に接着層を分割しうるウェーハの加工方法を提供する。【解決手段】ウェーハの加工方法は、ウェーハＷに対して透過性を有する波長のレーザビームＬＢ１を分割予定ラインＳに沿って裏面Ｗｂから照射してウェーハＷに改質層２を形成する分割起点形成ステップと、ウェーハＷの裏面Ｗｂを研削してウェーハＷを改質層２に沿って複数のデバイスチップＣへと分割する研削ステップと、研削ステップを実施後、ウェーハＷの裏面Ｗｂに接着層３を形成する接着層形成ステップと、接着層形成ステップを実施後、ウェーハＷが分割された分割ラインＳＬに沿って接着層３側からレーザビームＬＢ２を照射、または切削ブレード５２で切削して接着層３を分割する接着層分割ステップとを備えたため、接着層３の破片によるデバイス不良を引き起こすことを防止できるとともに確実に接着層３を分割できる。【選択図】図６

Description

本発明は、交差する複数の分割予定ラインで区画された各領域にそれぞれデバイスが形成されたウェーハの加工方法に関する。

ウェーハが個片化されて形成されたデバイスチップを金属フレームや基板上にマウント（ダイボンディング）するために、例えば、ダイアタッチフィルム（DAF）と称される接着フィルム等の接着層を形成したデバイスチップが広く採用されている。ここで、あらかじめウェーハの裏面に接着フィルムを貼着する方法もあり、ウェーハを切削ブレードで分割するときにデバイスチップが分散しないようにしている（例えば、下記の特許文献１を参照）。

しかし、切削ブレードを用いてウェーハと接着層とを切削すると、デバイスチップの裏面に欠けが生じてダイボンディング不良を引き起こすという問題がある。そこで、例えば拡張装置によるテープエキスパンドを利用して接着層をデバイスチップに沿って分割する加工方法が提案されている（例えば、下記の特許文献２を参照）。この加工方法においては、個々のデバイスチップに分割されたウェーハの裏面に貼着された接着層を、環状のフレームに装着されたテープの表面に貼着した状態で、テープを放射状に拡張することにより、分割予定ラインに沿って接着層を分割することが可能となっている。

特開２０００−１８２９９５号公報特開２００６−４９５９１号公報

しかしながら、デバイスチップのチップサイズが例えば１ｍｍ角以下と小さい場合には、上記の加工方法を用いてテープを拡張しても、接着層がデバイスチップに沿って破断されない領域が生じてしまうという問題がある。さらに、接着層の破断されない領域を確実に分割するために、テープの拡張量を増やして接着層に作用する張力を強くすると、接着層がさらに破断して破片が生じてしまい、その破片がデバイスチップ上に付着してデバイス不良を引き起こすという問題もある。

本発明は、上記の事情にかんがみてなされたものであり、接着層の破片によるデバイス不良を防止するとともに確実に接着層を分割しうるウェーハの加工方法に発明の解決すべき課題がある。

本発明は、交差する複数の分割予定ラインで区画された各領域にそれぞれデバイスが形成されたウェーハの加工方法であって、ウェーハに対して透過性を有する波長のレーザビームを該分割予定ラインに沿ってウェーハの裏面から照射してウェーハに改質層を形成する分割起点形成ステップと、該分割起点形成ステップを実施する前または後に、ウェーハの表面に表面保護部材を配設する表面保護部材配設ステップと、該表面保護部材配設ステップを実施した後、ウェーハの裏面を研削して所定の厚みへと薄化するとともにウェーハを該改質層に沿って複数のデバイスチップへと分割する研削ステップと、該研削ステップを実施した後、複数のデバイスチップに分割されたウェーハの裏面に接着層を形成する接着層形成ステップと、該接着層形成ステップを実施した後、ウェーハが分割された分割ラインを検出し、検出した該分割ラインに沿って該接着層側からレーザビームを照射、または切削ブレードで切削して該接着層を分割する接着層分割ステップと、を備える。

本発明にかかるウェーハの加工方法は、ウェーハに対して透過性を有する波長のレーザビームを分割予定ラインに沿って裏面から照射してウェーハに改質層を形成する分割起点形成ステップと、ウェーハの裏面を研削してウェーハを改質層に沿って複数のデバイスチップへと分割する研削ステップと、研削ステップを実施した後、ウェーハの裏面に接着層を形成する接着層形成ステップと、接着層形成ステップを実施した後、ウェーハが分割された分割ラインに沿って接着層側からレーザビームを照射、または切削ブレードで切削して接着層を分割する接着層分割ステップとを備えたため、分割された接着層に破片が生じることはなく、デバイスチップに破片が付着してデバイス不良を引き起こすことを防止できるとともに、確実に接着層を分割することができる。

ウェーハの一例の構成を示す斜視図である。表面保護部材配設ステップを示す斜視図である。分割起点形成ステップを示す断面図である。分割起点形成ステップ実施後のウェーハを示す斜視図である。研削ステップを示す断面図である。接着層形成ステップを示す断面図である。接着層分割ステップのうち、ウェーハが分割された分割ラインを検出する状態を示す断面図である。接着層分割ステップのうち、接着層を分割する第１例を示す断面図である。接着層分割ステップのうち、接着層を分割する第２例を示す断面図である。

図１に示すウェーハＷは、円形板状の基板を有する被加工物の一例であり、その表面Ｗａに交差する複数の分割予定ラインＳで区画された各領域にそれぞれデバイスＤが形成されている。一方、ウェーハＷの表面Ｗａと反対側にある面は、研削が施され薄化される裏面Ｗｂとなっている。以下では、ウェーハＷを複数のデバイスチップに分割するウェーハの加工方法について説明する。

（１）表面保護部材配設ステップ
図２に示すように、ウェーハＷの表面Ｗａに表面保護部材１を配設する。表面保護部材１は、ウェーハＷと略同径の大きさを有している。ウェーハＷの表面Ｗａの全面が表面保護部材１によって覆われると、各デバイスＤが保護される。表面保護部材１の材質は、特に限られず、例えば、ポリオレフィンやポリ塩化ビニル等からなる。表面保護部材配設ステップは、後述する分割起点形成ステップを実施する前または後に実施する。

（２）分割起点形成ステップ
図３に示すように、保持テーブル１０でウェーハＷを保持し、レーザビーム照射手段２０を用いて、ウェーハＷの裏面Ｗｂ側からレーザビームを照射し、図２に示した分割予定ラインＳに沿ってウェーハＷの内部に分割起点となる改質層２を形成する。保持テーブル１０の上面は、ウェーハＷを保持する保持面１０ａとなっている。レーザビーム照射手段２０は、レーザビームを集光するための集光器２１と、ウェーハＷに対して透過性を有する波長のレーザビームＬＢ１を発振する発振器とを少なくとも備えている。レーザビーム照射手段２０は、上下方向に移動可能となっており、上下に集光器２１を移動させてレーザビームＬＢ１の集光位置を調整することができる。

保持テーブル１０に保持されたウェーハＷをレーザビーム照射手段２０の下方に移動させる。続いて、保持テーブル１０を所定の加工送り速度で水平方向（例えばＹ方向）に加工送りさせつつ、集光器２１によって、ウェーハＷに対して透過性を有する波長のレーザビームＬＢ１の集光点をウェーハＷの内部に位置付けた状態で、レーザビームＬＢ１をウェーハＷの裏面Ｗｂ側から図４に示す分割予定ラインＳに沿って照射する。そして、全ての分割予定ラインＳに沿ってレーザビームＬＢ１を繰返し照射することにより、ウェーハＷの内部に強度の低下した改質層２を形成する。

（３）研削ステップ
次に、図５に示すように、ウェーハＷを研削する研削手段３０によってウェーハＷの裏面Ｗｂを研削して所定の厚みへと薄化するとともにウェーハＷを改質層２に沿って複数のデバイスチップＣへと分割する。研削手段３０は、鉛直方向の軸心を有するスピンドル３１と、スピンドル３１の下部にマウント３２を介して装着された研削ホイール３３と、研削ホイール３３の下部にリング状に固着された研削砥石３４とを備え、研削ホイール３３を回転させながら、全体が昇降可能となっている。分割起点形成ステップを実施した後に表面保護部材配設ステップを実施した場合は、表面保護部材配設ステップを実施した後に研削ステップを実施する。

表面保護部材１側を保持テーブル１０で保持してウェーハＷの裏面Ｗｂを上向きに露出させ、保持テーブル１０を例えば矢印Ａ方向に回転させる。研削手段３０は、研削ホイール３３を例えば矢印Ａ方向に回転させながら、所定の送り速度で下降させ、研削砥石３４でウェーハＷの裏面Ｗｂを押圧しながら所定の厚みへと達するまで研削してウェーハＷを薄化する。かかる研削動作によって図４に示した改質層２が分割起点となってウェーハＷの表面Ｗａに至る分割ラインＳＬが形成され、ウェーハＷが複数のデバイスチップＣへと分割される。分割ラインＳＬは、ウェーハＷが破断された破断溝である。デバイスチップＣのチップサイズは、例えば１ｍｍ角以下となっている。

（４）接着層形成ステップ
研削ステップを実施した後、図６に示すように、複数のデバイスチップＣに分割されたウェーハＷの裏面Ｗｂに接着層３を形成する。接着層３は、例えば、ポリイミド系の樹脂、エポキシ系の樹脂、アクリル系の樹脂等により構成されるシート状のダイアタッチフィルム（DAF）と称される接着フィルムである。この接着フィルムをウェーハＷの裏面Ｗｂの全面に貼着して接着層３を形成する。また、液状のダイアタッチ剤をウェーハＷの裏面Ｗｂの全面に塗布することによって接着層３を構成してもよい。接着層形成ステップを実施する際、ウェーハＷはデバイスチップＣに分割されているが、この時点では隣接するデバイスチップＣの間の間隔が極めて小さいため、接着フィルムを裏面Ｗｂに貼着するときにデバイスチップＣが大きく動くことはない。もっとも液状のダイアタッチ剤を裏面Ｗｂに塗布する方が、接着フィルムを裏面Ｗｂに貼着する場合に比べてデバイスチップＣが動きにくい。

ここで、接着層３の厚みは、薄い程、後の接着層分割ステップを実施する際に、分割ラインＳＬの検出を容易に行えるが、接着層３の厚みが薄すぎると、ウェーハＷが分割された後デバイスチップＣを金属フレームや基板上に良好にダイボンディングすることができない。接着層３の厚みは、デバイスチップＣをマウントするのに十分な厚み（例えば５〜４０μ）に形成するとよい。なお、接着層形成ステップは、図示していないが、上記の表面保護部材１からウェーハＷを剥離せずに実施することが好ましい。

（５）接着層分割ステップ
接着層形成ステップを実施した後、図７に示すように、保持テーブル１０の上方側に配置されるカメラ４０により、ウェーハＷが分割された分割ラインＳＬを検出し、検出した分割ラインＳＬに沿って接着層３を分割する。カメラ４０は、例えばＩＲカメラにより構成されている。カメラ４０では、レンズが向く方向に不透明体が存在しても、赤外光によって不透明体を透過させウェーハＷの内部を撮像することが可能となっている。かかるカメラ４０は、ウェーハＷの裏面Ｗｂ側から撮像することにより、接着層３を透過してウェーハＷの内部に形成された分割ラインＳＬを検出する。

次いで、図８に示すレーザビーム照射手段２０ａを用いて、上記のカメラ４０が検出した分割ラインＳＬの位置に沿って接着層３を分割する。まず、保持テーブル１０に保持されたウェーハＷをレーザビーム照射手段２０ａの下方に移動させる。続いて、保持テーブル１０を所定の加工送り速度で水平方向に加工送りさせつつ、集光器２１によって、接着層３に対して吸収性を有する波長のレーザビームＬＢ２の集光点を接着層３に位置付けた状態で、レーザビームＬＢ２を分割ラインＳＬの位置に沿って照射する。全ての分割ラインＳＬの位置に沿ってレーザビームＬＢ２を繰返し照射することにより、接着層３を分割する。このとき、分割された接着層３に破片が生じるおそれがない。

接着層分割ステップは、上記のレーザビーム照射手段２０ａを用いて行う場合に限られない。例えば、図９に示すように、被加工物を切削する切削手段５０によって接着層３を切削することにより分割してもよい。切削手段５０は、回転可能なスピンドル５１と、スピンドル５１の端部に装着された切削ブレード５２とを少なくとも備えている。なお、切削ブレード５２の厚みは、例えば１０μ以下となっている。

ウェーハＷを保持した保持テーブル１０を所定の加工送り速度で水平方向に移動させつつ、切削手段５０は、スピンドル５１を回転させることにより切削ブレード５２を所定の回転速度で例えば矢印Ｂ方向に回転させながら、上記のカメラ４０が検出した分割ラインＳＬの位置に沿って接着層３を切削する。切削ブレード５２の切り込み深さは、少なくとも接着層３が完全に切断される深さに設定される。全ての分割ラインＳＬの位置に沿って切削ブレード５２で切削することにより、接着層３を分割する。このとき、分割された接着層３に破片が生じるおそれがない。このようにして、個片化された各デバイスチップＣは、ピックアップされた後、金属フレームや基板上にダイボンディングされる。

以上のとおり、本発明にかかるウェーハの加工方法は、研削ステップを実施した後に接着層形成ステップを実施することにより、複数のデバイスチップＣに分割されたウェーハＷの裏面Ｗｂに接着層３を形成してから、接着層分割ステップに進んでレーザビームＬＢ２または切削ブレード５２により接着層３を分割ラインＳＬに沿って分割するように構成したため、分割された接着層３に破片が生じるおそれはなく、デバイスチップＣに破片が付着してデバイス不良を引き起こすことを防止できるとともに、確実に接着層３を分割することができる。

１：表面保護部材２：改質層３：接着層１０：保持テーブル１０ａ：保持面
２０，２０ａ：レーザビーム照射手段２１：集光器
３０：研削手段３１：スピンドル３２：マウント３３：研削ホイール
３４：研削砥石４０：カメラ
５０：切削手段５１：スピンドル５２：切削ブレード

Claims

交差する複数の分割予定ラインで区画された各領域にそれぞれデバイスが形成されたウェーハの加工方法であって、
ウェーハに対して透過性を有する波長のレーザビームを該分割予定ラインに沿ってウェーハの裏面から照射してウェーハに改質層を形成する分割起点形成ステップと、
該分割起点形成ステップを実施する前または後に、ウェーハの表面に表面保護部材を配設する表面保護部材配設ステップと、
該表面保護部材配設ステップを実施した後、ウェーハの裏面を研削して所定の厚みへと薄化するとともにウェーハを該改質層に沿って複数のデバイスチップへと分割する研削ステップと、
該研削ステップを実施した後、複数のデバイスチップに分割されたウェーハの裏面に接着層を形成する接着層形成ステップと、
該接着層形成ステップを実施した後、ウェーハが分割された分割ラインを検出し、検出した該分割ラインに沿って該接着層側からレーザビームを照射、または切削ブレードで切削して該接着層を分割する接着層分割ステップと、を備えたウェーハの加工方法。