JP3152685B2 - ウェハダイシング方法および該方法に用いる放射線照射装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の技術分野】本発明はウェハダイシング方法およ
び該方法に用いる放射線照射装置に関する。

【０００２】

【発明の技術的背景】シリコン、ガリウムヒ素などの半
導体ウェハは大径の状態で製造され、このウェハは素子
小片に切断分離（ダイシング）された後に次の工程であ
るマウント工程に移されている。この際、半導体ウェハ
は予じめ粘着シートに貼着された状態でダイシング、洗
浄、乾燥、エキスパンディング、ピックアップ、マウン
ティングの各工程が加えられている。

【０００３】このような半導体ウェハのダイシング工程
からピックアップ工程に至る工程で用いられる粘着シー
トとしては、ダイシング工程から乾燥工程まではウェハ
チップに対して充分な接着力を有しており、ピックアッ
プ時にはウェハチップに粘着剤が付着しない程度の接着
力を有しているものが望まれている。

【０００４】このような粘着シートとしては、特開昭６
０−１９６，９５６号公報および特開昭６０−２２３，
１３９号公報に、基材面に、光照射によって三次元網状
化しうる、分子内に光重合性炭素−炭素二重結合を少な
くとも２個以上有する低分子量化合物からなる粘着剤を
塗布した粘着シートが提案されている。これらの提案
は、放射線透過性の基材上に放射線硬化性粘着剤を塗布
した粘着テープであって、その粘着剤中に含まれる放射
線硬化性化合物を放射線照射によって硬化させ粘着剤に
三次元網状化構造を与えて、その流動性を著しく低下さ
せる原理に基づくものである。

【０００５】上記に例示されたような従来の粘着シート
は、特にエキスパンディング工程において次のような問
題点がある。エキスパンディング工程は、ダイシングさ
れた素子小片（チップ）の間隔を広げ、チップのピック
アップを容易にする工程である。従来のウェハ貼着用粘
着シートを用いると、ウェハが貼着された部分の伸び率
（拡張率）と、ウェハが貼着されていない部分の拡張率
との間に差があるため、所望のチップ間隔を得るのが困
難であった。すなわち、ウェハが貼着された部分の拡張
率は、ウェハが貼着されていない部分の拡張率に比べて
小さいため、エキスパンディング工程において、ウェハ
が貼着されていない部分が優先的に伸長されてしまい、
ウェハが貼着された部分があまり伸びず、充分なチップ
間隔を得るためには、過剰にエキスパンドすることが必
要であった。また上記のような問題点があるため、用い
られる基材についても限定される場合があった。

【０００６】このような問題点を解決するために、たと
えば特開平２−２６５，２５８号公報には、ウェハが貼
着される基材表面部分にのみ粘着剤を塗布し、かつ該部
分にのみ紫外線照射を行なえるダイシング装置が開示さ
れている。しかしながらこの方法では工程数が多く、ま
たその効果も充分であるとはいえなかった。

【０００７】

【発明の目的】本発明は、上記のような従来技術に鑑み
てなされたものであって、ウェハが貼着された部分の拡
張率とウェハが貼着されていない部分の拡張率との差に
起因するエキスパンディング工程における上記問題点を
解決することを目的としている。また本発明は、上記問
題点を解決することにより、基材の材料マージンを広げ
ることを目的としている。

【０００８】

【発明の概要】本発明に係るウェハダイシング方法は、
基材と、放射線が照射されると粘着力が低下する粘着剤
層とを備えたウェハ貼着用粘着シートの粘着剤層上に貼
着されたウェハを切断して素子小片に分離し、粘着剤層
に放射線を照射して該粘着剤層の粘着力を低下させ、素
子小片のピックアップを行なうウェハダイシング方法に
おいて、粘着剤層に放射線を照射するにあたり、粘着剤
層のうちウェハが貼着されている部分に照射される放射
線量を、ウェハが貼着されていない部分に照射される放
射線量の９０％以下にすることを特徴としている。

【０００９】また、本発明に係る放射線照射装置は、上
記ウェハダイシング方法に用いられるものであって、該
装置の放射線発生部と、ウェハ貼着用粘着シートの基材
との間に、ウェハ貼着用粘着シートに貼着されるウェハ
と略同一の形状を有する放射線減衰部を備えたフィルタ
ーが設けられてなることを特徴としている。

【００１０】

【発明の具体的説明】以下本発明に係るウェハダイシン
グ方法ならびにこのダイシング方法に用いられる放射線
照射装置についてさらに具体的に説明する。

【００１１】本発明で用いられるウェハ貼着用粘着シー
ト１は、その断面図が図１に示されるように、基材２
と、粘着剤層３とから構成されている。使用前にはこの
粘着剤層３を保護するため、図２に示すように粘着剤層
３の上面に剥離性シート４を仮粘着しておくことが好ま
しい。

【００１２】本発明で用いられる粘着シートの形状は、
テープ状、ラベル状などあらゆる形状をとりうる。以
下、本発明で用いられる基材２および粘着剤層３につい
て順次説明する。

【００１３】基材２としては、放射線透過性を有する基
材が用いられる。このような基材としては、従来より種
々のものが知られている。たとえば放射線として、紫外
線を使用する場合には、ポリエステル、ポリエチレン、
ポリプロピレン、ポリブテン、ポリブタジエン、塩化ビ
ニル、塩化ビニル共重合体、アイオノマー樹脂、エチレ
ン−（メタ）アクリル酸共重合体、エチレン−（メタ）
アクリル酸エステル共重合体、ポリスチレン、ポリカー
ボネート、ポリアミドなどの樹脂製基材、さらにはこれ
ら樹脂製基材表面にシリコーン樹脂等を塗布して剥離処
理した基材等をあげることができる。また、放射線とし
て電子線を使用する場合には、フッ素樹脂や着色不透明
フィルム等が用いられる。さらに本発明の目的から基材
としては、１０²〜１０⁴Kg/cm²程度のヤング率を有する
基材を用いることが好ましい。

【００１４】基材２としては上記のような樹脂製フィル
ムを１種単独で用いてもよく、また２種以上を積層して
なる積層フィルムを用いてもよい。上記のような基材の
厚さは、通常１０〜３００μｍであり、好ましくは５０
〜１５０μｍである。

【００１５】本発明の粘着シートでは、後述するよう
に、その使用に当たり、電子線（ＥＢ）や紫外線（Ｕ
Ｖ）などの放射線照射が行なわれるが、ＥＢ照射の場合
には、該基材２は透明である必要はないが、ＵＶ照射を
して用いる場合には、透明である必要がある。

【００１６】粘着剤層３を構成する粘着剤としては従来
公知のものが広く用いられうるが、アクリル系粘着剤が
好ましく、具体的には、アクリル酸エステルを主たる構
成単量体単位とする単独重合体および共重合体から選ば
れたアクリル系重合体その他の官能性単量体との共重合
体およびこれら重合体の混合物が用いられる。

【００１７】さらに後述するオリゴマーとの相溶性を高
めるため、アクリル酸あるいはメタクリル酸、アクリロ
ニトリル、酢酸ビニルなどのモノマーを共重合させても
よい。これらのモノマーを重合して得られるアクリル系
重合体の分子量は、２．０×１０⁵〜１０．０×１０⁵で
あり、好ましくは、４．０×１０⁵〜８．０×１０⁵であ
る。

【００１８】上記のような粘着剤層中に放射線重合性化
合物を含ませることによって、ウェハを切断分離した
後、該粘着剤層に放射線を照射することによって、粘着
力を低下させることができる。このような放射線重合性
化合物としては、たとえば特開昭６０−１９６，９５６
号公報および特開昭６０−２２３，１３９号公報に開示
されているような光照射によって三次元網状化しうる分
子内に光重合性炭素−炭素二重結合を少なくとも２個以
上有する低分子量化合物が広く用いられる。

【００１９】さらに放射線重合性化合物として、上記の
ようなアクリレート系化合物のほかに、ウレタンアクリ
レート系オリゴマーを用いることもできる。このような
ウレタンアクリレート系オリゴマーとして、特に分子量
が３０００〜３００００、好ましくは３０００〜１００
００、さらに好ましくは４０００〜８０００であるもの
を用いると、粘着シートとして極めて優れたものが得ら
れる。すなわち粘着シートの放射線照射前の接着力は充
分に大きく、また放射線照射後には接着力が充分に低下
してウェハチップのピックアップ時にチップ表面に粘着
剤が残存することはない。

【００２０】本発明における粘着剤中のアクリル系粘着
剤とウレタンアクリレート系オリゴマーの配合比は、ア
クリル系粘着剤１００重量部に対してウレタンアクリレ
ート系オリゴマーは５０〜９００重量部の範囲の量で用
いられることが好ましい。この場合には、得られる粘着
シートは初期の接着力が大きく、しかも放射線照射後に
は粘着力は大きく低下し、容易にウェハチップを該粘着
シートからピックアップすることができる。

【００２１】また必要に応じては、粘着剤層３中に、上
記のような粘着剤と放射線重合性化合物とに加えて、放
射線照射により着色する化合物を含有させることもでき
る。このような放射線照射により、着色する化合物を粘
着剤３に含ませることによって、粘着シートに放射線が
照射された後には該シートは着色され、したがって光セ
ンサーによってウェハチップを検出する際に検出精度が
高まり、ウェハチップのピックアップ時に誤動作が生ず
ることがない。また粘着シートに放射線が照射されたか
否かが目視により直ちに判明するという効果が得られ
る。

【００２２】放射線照射により着色する化合物は、放射
線の照射前には無色または淡色であるが、放射線の照射
により有色となる化合物であって、この化合物の好まし
い具体例としてはロイコ染料が挙げられる。

【００２３】また場合によっては、粘着剤層３中に上記
のような粘着剤と放射線重合性化合物とに加えて、シリ
カ粉末、アルミナ粉末、シリカアルミナ粉末、マイカ粉
末などの光散乱性無機化合物粉末を含有させることもで
きる。このような光散乱性無機化合物粉末を粘着剤層３
に含ませることによって、たとえ半導体ウェハなどの被
着物表面が何らかの理由によって灰色化あるいは黒色化
しても、該粘着シートに紫外線などの放射線を照射する
と、灰色化あるいは黒色化した部分でもその接着力が充
分に低下し、したがってウェハチップのピックアップ時
にウェハチップ表面に粘着剤が付着してしまうことがな
く、しかも放射線の照射前には充分な接着力を有してい
るという効果が得られる。

【００２４】さらに本発明では、基材中に砥粒が分散さ
れていてもよい。この砥粒は、粒径が０．５〜１００μ
ｍ、好ましくは１〜５０μｍであって、モース硬度は６
〜１０、好ましくは７〜１０である。具体的には、グリ
ーンカーボランダム、人造コランダム、オプティカルエ
メリー、ホワイトアランダム、炭化ホウ素、酸化クロム
(III)、酸化セリウム、ダイヤモンドパウダーなどが用
いられる。このような砥粒は無色あるいは白色であるこ
とが好ましい。このような砥粒は、基材２中に０．５〜
７０重量％、好ましくは５〜５０重量％の量で存在して
いる。このような砥粒は、切断ブレードをウェハのみな
らず基材２にまでも切り込むような深さで用いる場合
に、特に好ましく用いられる。

【００２５】上記のような砥粒を基材中に含ませること
によって、切断ブレードが基材中に切り込んできて、切
断ブレードに粘着剤が付着しても砥粒の研磨効果によ
り、目づまりを簡単に除去することができる。

【００２６】また上記の粘着剤中に、イソシアナート系
硬化剤を混合することにより、初期の接着力を任意の値
に設定することができる。このような硬化剤としては、
具体的には多価イソシアネート化合物、たとえば２，４
−トリレンジイソシアネート、２，６−トリレンジイソ
シアネート、１，３−キシリレンジイソシアネート、
１，４−キシレンジイソシアネート、ジフェニルメタン
−４，４’−ジイソシアネート、ジフェニルメタン−
２，４’−ジイソシアネート、３−メチルジフェニルメ
タンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネー
ト、イソホロンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメ
タン−４，４’−ジイソシアネート、ジシクロヘキシル
メタン−２，４’−ジイソシアネート、リジンイソシア
ネートなどが用いられる。

【００２７】さらに上記の粘着剤中に、ＵＶ照射用の場
合には、ＵＶ開始剤を混入することにより、ＵＶ照射に
よる重合硬化時間ならびにＵＶ照射量を少なくなること
ができる。

【００２８】このようなＵＶ開始剤としては、具体的に
は、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾイ
ンエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、
ベンジルジフェニルサルファイド、テトラメチルチウラ
ムモノサルファイド、アゾビスイソブチロニトリル、ジ
ベンジル、ジアセチル、β−クロールアンスラキノンな
どが挙げられる。

【００２９】本発明で用いられるウェハ貼着用粘着シー
トには、その使用前には前記粘着剤層３を保護するた
め、図２に示すように粘着剤層３の上面に剥離性シート
４を仮粘着しておくことが好ましい。この剥離性シート
４としては、従来公知のものが特に限定されることなく
用いられる。

【００３０】本発明に係るウェハダイシング方法では上
記のようなウェハ貼着用粘着シートを用いてウェハのダ
イシングを行なう。粘着シート１の上面に剥離性シート
４が設けられている場合には、該シート４を除去し、次
いで粘着シート１の粘着剤層３を上向きにして載置し、
図３に示すようにして、この粘着剤層３の上面にダイシ
ング加工すべき半導体ウェハＡを貼着する。この貼着状
態でウェハＡにダイシング、洗浄、乾燥の諸工程が加え
られる。この際、粘着剤層３によりウェハチップは粘着
シートに充分に接着保持されているので、上記各工程の
間にウェハチップが脱落することはない。

【００３１】次に、各ウェハチップを粘着シートからピ
ックアップして所定の基台上にマウンティングするが、
この際、ピックアップに先立ってあるいはピックアップ
時に、第５図に示すように、紫外線（ＵＶ）あるいは電
子線（ＥＢ）などの放射線Ｂを粘着シート１の粘着剤層
３に照射し、粘着剤層３中に含まれる放射線重合性化合
物を重合硬化せしめる。

【００３２】粘着シート１への放射線照射は、基材２の
粘着剤層３が設けられていない面から行なう。したがっ
て前述のように、放射線としてＵＶを用いる場合には基
材２は光透過性であることが必要であるが、放射線とし
てＥＢを用いる場合には基材２は必ずしも光透過性であ
る必要はない。

【００３３】放射線を照射する際には、ウェハが貼着さ
れている部分の粘着剤層（以下、ウェハ貼着部と呼ぶこ
とがある。）には、ウェハが貼着されていない部分の粘
着剤層（以下、ウェハ非貼着部と呼ぶことがある。）に
照射される放射線量に比べて比較的少量の放射線を照射
する。ウェハ貼着部に照射される放射線量は、ウェハ非
貼着部に照射される放射線量の１〜９０％であり、好ま
しくは５〜６０％であり、特に好ましくは５〜３０％で
ある。

【００３４】このように粘着剤層３に放射線を照射して
放射線重合性化合物を重合硬化せしめると、ウェハ貼着
部の粘着力は、ウェハのピックアップが行なえる程度に
低下するが、拡張率はあまり低下しない。一方、ウェハ
非貼着部には多量の放射線が照射されるので、硬化が充
分に進行して拡張率が大幅に低下する。この結果、エキ
スパンディング工程において、ウェハが貼着されていな
い部分のみが優先的に伸長されることがなくなり、ウェ
ハが貼着されている部分も伸長されるので、所望のチッ
プ間隔を得ることが容易になる。

【００３５】上記のように、ウェハ貼着部に照射される
放射線量とウェハ非貼着部に照射される放射線量とを制
御するには、本発明に係るに放射線照射装置（図５参
照）が用いられる。放射線の照射は脱酸素装置を備えた
密閉容器中で行なわれる。この密閉容器の上部または下
部には放射線透過性５の窓が設けられており、この窓５
を通して紫外線が照射される。放射線照射は、充分に酸
素を排気した後、不活性雰囲気中で行なわれる。放射線
発生部７とウェハ貼着用粘着シートの基材との間に、ウ
ェハ貼着用粘着シートに貼着されるウェハと略同一の形
状を有する放射線減衰部６ａを備えたフィルター６が設
けられている。そしてこのフィルター６は、その放射線
減衰部６ａとウェハＡとが対向するように設置される。
このようなフィルター６を介して放射線を照射すること
により、ウェハ貼着部には比較的少量の放射線が照射さ
れるようになり、ウェハ非貼着部には比較的多量の放射
線が照射されるようになる。

【００３６】放射線減衰部６ａは、放射線を反射また吸
収して、透過する放射線量を減衰する機能を有する化合
物（以下、放射線減衰性化合物と呼ぶこともある。）を
含有してなる。このような放射線減衰性化合物として
は、特に限定されることなく種々のものを用いることが
できる。本発明において、特に好ましく用いられる放射
線減衰性化合物としては、ベンゾフェノン系化合物、ベ
ンゾトリアゾール系化合物、サルチレート系化合物、シ
アノアクリレート系化合物などの紫外線吸収性化合物；
アゾ顔料、フタロシアニン系顔料およびアントラキノ
ン、ペリレンに代表される縮合多環系顔料などの有機顔
料；または鉛、水酸化鉛、バリウム、水酸化バリウム、
ステアリン酸バリウムなどの電子線遮蔽効果を有する化
合物等をあげることができる。これらは１種単独で、ま
たは２種以上を組み合わせて用いられる。

【００３７】放射線減衰部６ａの厚さは、該放射線減衰
層に含まれる放射線減衰性化合物に依存し、いちがいに
はいえないが、一般的には０．５〜２０μｍ、好ましく
は１〜８μｍ程度である。

【００３８】このような放射線減衰部６ａの放射線透過
率は、１〜９０％であり、好ましくは５〜６０％であ
り、特に好ましくは５〜３０％である。上記のようなフ
ィルターを介してウェハ貼着用粘着シートの基材側から
放射線を照射すると、粘着剤層３のうちウェハ貼着部に
照射される放射線量が減衰し、ウェハ非貼着部には多量
の放射線が照射される。この結果、ウェハ非貼着部の粘
着剤層は充分に硬化が進行し、エキスパンディング工程
における拡張率が低くなる。またウェハ貼着部の粘着剤
層は充分に硬化が進行しないので、エキスパンディング
工程における拡張率はあまり低下しない。ウェハ貼着部
の粘着剤層は充分に硬化が進行しないものの、ウェハの
ピックアップを行なうには充分に粘着力は低下してい
る。

【００３９】ウェハ非貼着部の粘着剤層の拡張率が低く
なり、ウェハ貼着部の粘着剤層における拡張率があまり
低下しないので、エキスパンディングを行なっても、ウ
ェハ非貼着部の粘着剤層のみが優先的に伸長されること
がなくなり、所望のチップ間隔を得ることが容易にな
る。

【００４０】エキスパンディング工程の後、図７に示す
ように、ここで常法に従って基材２の下面から突き上げ
針扞６によりピックアップすべきチップＡ₁、Ａ₂……Ａ
₅を突き上げ、このチップＡ₁……をたとえば吸引コレッ
ト７によりピックアップし、これを所定の基台上にマウ
ンディングする。このようにしてウェハチップＡ₁，Ａ₂
……のピックアップを行なうと、充分なチップ間隔が得
られているので簡単にチップをピックアップすることが
でき、しかも粘着力は充分に低下しているので、汚染の
ない良好な品質のチップが得られる。

【００４１】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明に係る
ウェハダイシング方法および該方法に用いる放射線照射
装置によれば、エキスパンディング工程において、所望
のチップ間隔を得ることが容易になり、過剰のエキスパ
ンディングが不要になる。

【００４２】

【実施例】以下本発明を実施例により説明するが、本発
明はこれら実施例に限定されるものではない。

【００４３】

【実施例１】基材として軟質塩化ビニルフィルム（可塑
剤３０％含有、厚さ８０μｍ）を用い、基材上に粘着剤
として、アクリル系ポリマー（ｎ−ブチルアクリレート
とアクリル酸の共重合体）１００重量部と、分子量８０
００のウレタンアクリレート系オリゴマー１００重量部
と、硬化剤（芳香族ジイソシアネート系）１０重量部と
から組成物をシリコーン処理したポリエチレンテレフタ
レートフィルム（３８μｍ）からなる剥離材上にキャス
トして、上記基材と貼り合わせ粘着テープを作成した。

【００４４】フィルターとして、ガラス上に２，４−ジ
ヒドロキシベンゾフェノンを３重量部含有するアクリル
系ポリマーをスクリーン印刷により５インチウェハ形状
に印刷したフィルターを作成した。

【００４５】粘着テープに５インチウェハを貼付した
後、フラットフレームに装着し、この後、５０μｍ厚の
ダイヤモンドブレードで５mm□のチップにフルカットし
た。この後、フィルターを介して基材側の面から照度２
００mW/cm²の紫外線を２秒間照射した。

【００４６】次にエキスパンディング治具を用いてダイ
シングテープを１５％拡張した。ウェハが貼着された部
分の拡張率は８〜１０％であった。

【００４７】

【実施例２】基材としてエチレン−メタクリル酸共重合
体を用いた以外は実施例１と同様に行った。

【００４８】ウェハが貼着された部分の拡張率は５〜７
％であった。

【００４９】

【比較例１】フィルターを用いずにガラスを介して紫外
線を照射した以外は実施例１と同様に行った。

【００５０】ウェハが貼着された部分の拡張率は３〜５
％であった。

【００５１】

【比較例２】フィルターを用いずにガラスを介して紫外
線を照射した以外は実施例１と同様に行った。

【００５２】ウェハが貼着された部分の拡張率は１％で
あった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明で用いられる粘着シートの断面図であ
る。

【図２】本発明で用いられる粘着シートの断面図であ
る。

【図３】本発明で用いられる粘着シートにウェハが接着
された状態を示す断面図である。

【図４】ウェハがダイシングされた状態を示す断面図で
ある。

【図５】ダイシングされたウェハに放射線を照射してい
る状態を示す図面である。

【図６】本発明で用いられるフィルターの概略図であ
る。

【図７】ピックアップ工程の説明図である。

【符号の説明】

１…粘着シート ２…基材 ３…粘着剤層 ４…剥離性シート ５…密閉容器の窓 ６…フィルター ６ａ…放射線減衰部 ７…放射線発生部 ８…突き上げ針扞 ９…吸引コレット Ａ…ウェハ Ｂ…放射線

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L 21/301

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基材と、放射線が照射されると粘着力が
   低下する粘着剤層とを備えたウェハ貼着用粘着シートの
   粘着剤層上に貼着されたウェハを切断して素子小片に分
   離し、粘着剤層に放射線を照射して該粘着剤層の粘着力
   を低下させ、素子小片のピックアップを行なうウェハダ
   イシング方法において、 粘着剤層に放射線を照射するにあたり、粘着剤層のうち
   ウェハが貼着されている部分に照射される放射線量を、
   ウェハが貼着されていない部分に照射される放射線量の
   ９０％以下にすることを特徴とするウェハダイシング方
   法。
2. 【請求項２】 基材と、放射線が照射されると粘着力が
   低下する粘着剤層とを備えたウェハ貼着用粘着シートの
   粘着剤層上に貼着されたウェハを切断して素子小片に分
   離し、粘着剤層に放射線を照射して該粘着剤層の粘着力
   を低下させ、素子小片のピックアップを行なうウェハダ
   イシングに用いる放射線照射装置において、 該装置の放射線発生部と、ウェハ貼着用粘着シートの基
   材との間に、ウェハ貼着用粘着シートに貼着されるウェ
   ハと略同一の形状を有する放射線減衰部を備えたフィル
   ターが設けられてなることを特徴とする放射線照射装
   置。