JP5346773B2 - 半導体ウェハの凸部除去装置および除去方法 - Google Patents
半導体ウェハの凸部除去装置および除去方法 Download PDFInfo
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Description
本発明は、半導体ウェハの凸部除去装置および除去方法に関する。
従来、半導体製造工程において、半導体ウェハ(以下、単にウェハという場合がある)を所定の形状、所定のサイズに切断して半導体チップに個片化し(ダイシング工程)、個片化したチップ同士の間隔を拡大してから(エキスパンド工程)、各チップをピックアップして基板にボンディングする(ボンディング工程)ことが行われている。このような各工程のうち、ダイシングされたチップをエキスパンドするエキスパンド装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1に記載されたエキスパンド装置は、接着シートを介してリングフレームと一体化されたウェハを接着シート側から支持するとともに、ウェハに対して接着シートを外側に引き伸ばしてチップ間隔を拡大するチャックステージを備えて構成されている。
一方、半導体製造工程における前記ダイシングの工程において、半導体チップを薄型化するためにウェハの裏面を研削することが行われており、この研削工程において、ウェハの内側を外縁部よりも深く研削することで、外縁部よりも内側が薄く形成され、つまり厚さ方向に突出した環状の凸部を外縁部に有するとともに当該凸部で囲まれた内側に凹部を有する半導体ウェハが知られている(例えば、特許文献2参照)。
ところで、特許文献2に記載されたような外縁部に凸部を有するウェハでは、ダイシング工程において凹部の厚みに合わせて切断されるために、凸部に対しては厚み方向に一部しか切断されず、凸部が環状に連続した状態で残るため、エキスパンド工程において接着シートを外側に引き伸ばしても、凸部が邪魔をしてエキスパンドできないという不都合がある。また、エキスパンド工程において接着シートを外側に引き伸ばした際に、凸部が割れてエキスパンドできる場合もあるが、凸部が均等に割れることは期待できず、不均等な割れ方をしてしまうことから、エキスパンドされたチップの間隔がばらついてしまい、正確にピックアップできずにボンディングに支障をきたすという問題も生じる。
本発明の目的は、外縁部に凸部を有するウェハであっても、この凸部を除去することで、後に行われるエキスパンド工程等での支障を来たさないようにできる半導体ウェハの凸部除去装置および除去方法を提供することにある。
前記目的を達成するため、本発明の半導体ウェハの凸部除去装置は、厚さ方向の一方に突出した環状の凸部を外縁部に有するとともに当該凸部で囲まれた内側に凹部を有する半導体ウェハから前記凸部を除去する半導体ウェハの凸部除去装置であって、前記半導体ウェハの一方側にて前記凸部および前記凹部全域に貼付された接着シートを介して当該半導体ウェハを保持する保持手段と、前記凸部に沿って形成されるとともに、前記半導体ウェハの他方側から当該凸部を支持する凸部支持手段と、前記保持手段に対して前記凸部支持手段を相対移動させて前記半導体ウェハおよび前記接着シートから前記凸部を分離する移動手段とを備える、という構成を採用している。
この際、本発明の半導体ウェハの凸部除去装置では、前記保持手段は、前記接着シートを介して前記凹部の底面を保持可能な凹部保持部と、前記凸部よりも外側に拡がる前記接着シートを介して当該接着シートに貼付されたリングフレームを保持可能な外側保持部とを有して構成されていることが好ましい。
さらに、本発明の半導体ウェハの凸部除去装置では、前記保持手段との間に前記凹部の底面領域を挟み込んで固定する押え手段が設けられていることが好ましい。
さらに、本発明の半導体ウェハの凸部除去装置では、 前記接着シートは、エネルギー線硬化型の接着シートであって、前記凸部表面に貼付された接着シートに対向して当該接着シートにエネルギー線を照射するエネルギー線照射手段を備えることが好ましい。
さらに、本発明の半導体ウェハの凸部除去装置では、前記保持手段との間に前記凹部の底面領域を挟み込んで固定する押え手段が設けられていることが好ましい。
さらに、本発明の半導体ウェハの凸部除去装置では、 前記接着シートは、エネルギー線硬化型の接着シートであって、前記凸部表面に貼付された接着シートに対向して当該接着シートにエネルギー線を照射するエネルギー線照射手段を備えることが好ましい。
また、本発明の半導体ウェハの凸部除去方法は、厚さ方向の一方に突出した環状の凸部を外縁部に有するとともに当該凸部で囲まれた内側に凹部を有する半導体ウェハから前記凸部を除去する半導体ウェハの凸部除去方法であって、前記半導体ウェハの一方側にて前記凸部および前記凹部全域に貼付された接着シートを介して当該半導体ウェハを保持し、前記半導体ウェハの他方側から前記凸部を支持するとともに、前記半導体ウェハおよび前記接着シートから当該凸部を相対移動させて分離することを特徴とする。
以上のような本発明によれば、エキスパンド工程等に先立って凸部を取り除くことができるので、当該エキスパンド工程等で接着シートを引き伸ばした際に、凸部が邪魔になるようなことがなくなり、チップを適正な間隔でエキスパンドすることができる。
また、接着シート側から凹部保持部で凹部の底面を保持するとともに、接着シート側からリングフレームを外側保持部で保持するように構成すれば、凸部を挟んで内部側と外部側の接着シートを保持した状態で、凸部支持手段によって凸部を接着シートから引き離すように除去することができる。従って、凸部除去の際に接着シートの変形を抑制して凹部が損傷することを防止することができる。さらに、保持手段と押え手段とで凹部の底面領域を挟み込んで支持するようにすれば、接着シート側から凹部の底面を保持しただけの場合よりも確実に凹部の損傷を防止することができる。
また、接着シートがエネルギー線硬化型のシートの場合に、エネルギー線照射手段によって凸部表面に貼付された接着シートにエネルギー線を照射することで、凸部表面の接着シートを硬化させて凸部が剥離しやすくでき、容易かつ確実に凸部を除去することができる。
また、接着シート側から凹部保持部で凹部の底面を保持するとともに、接着シート側からリングフレームを外側保持部で保持するように構成すれば、凸部を挟んで内部側と外部側の接着シートを保持した状態で、凸部支持手段によって凸部を接着シートから引き離すように除去することができる。従って、凸部除去の際に接着シートの変形を抑制して凹部が損傷することを防止することができる。さらに、保持手段と押え手段とで凹部の底面領域を挟み込んで支持するようにすれば、接着シート側から凹部の底面を保持しただけの場合よりも確実に凹部の損傷を防止することができる。
また、接着シートがエネルギー線硬化型のシートの場合に、エネルギー線照射手段によって凸部表面に貼付された接着シートにエネルギー線を照射することで、凸部表面の接着シートを硬化させて凸部が剥離しやすくでき、容易かつ確実に凸部を除去することができる。
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
本実施形態に係る半導体ウェハの凸部除去装置1は、ウェハW外縁部に形成された凸部WAを除去する装置である。なお、対象となるウェハWは、例えば、前記特許文献2に記載されたように、外縁部以外の内周部が薄く研削されることで、厚さ方向(裏面側)に突出した環状の凸部WAが外縁部に形成され、凸部WAで囲まれた内側に凹部底面WBを有した凹部WCが形成されるとともに、その表面(研削面の反対側であり、図1の上側の面)WDに回路が形成されている。また、ウェハWは、ダイシングによって所定形状のチップに個片化されたものや、レーザによってストリートが脆弱に改質されたものや、ダイシングもレーザによる改質も行われていないものであってよい。そして、このウェハWの裏面には、凸部WAおよび凹部底面WB全域に接着シートであるマウント用テープTが貼付され、このマウント用テープTを介してリングフレームRFと一体化されている。このマウント用テープTは、紫外線等のエネルギー線によって硬化し、接着力が低下するエネルギー線硬化型の接着シートである。
本実施形態に係る半導体ウェハの凸部除去装置1は、ウェハW外縁部に形成された凸部WAを除去する装置である。なお、対象となるウェハWは、例えば、前記特許文献2に記載されたように、外縁部以外の内周部が薄く研削されることで、厚さ方向(裏面側)に突出した環状の凸部WAが外縁部に形成され、凸部WAで囲まれた内側に凹部底面WBを有した凹部WCが形成されるとともに、その表面(研削面の反対側であり、図1の上側の面)WDに回路が形成されている。また、ウェハWは、ダイシングによって所定形状のチップに個片化されたものや、レーザによってストリートが脆弱に改質されたものや、ダイシングもレーザによる改質も行われていないものであってよい。そして、このウェハWの裏面には、凸部WAおよび凹部底面WB全域に接着シートであるマウント用テープTが貼付され、このマウント用テープTを介してリングフレームRFと一体化されている。このマウント用テープTは、紫外線等のエネルギー線によって硬化し、接着力が低下するエネルギー線硬化型の接着シートである。
凸部除去装置1は、マウント用テープTを介してウェハWを保持する保持手段2と、表面WDから凸部WAを支持する凸部支持手段3と、保持手段2に対して凸部支持手段3を相対移動させてウェハWおよびマウント用テープTから凸部WAを分離する移動手段4と、保持手段2との間に凹部底面WB領域を挟み込んで固定する押え手段5とを備えて構成されている。
保持手段2は、上面にウェハWの凹部底面WBの下方に対向する凹部保持部22と、この凹部保持部22よりも一段低くなり凸部WAよりも外側に延びてリングフレームRFの下方に対向する外側保持部23と、凹部保持部22と外側保持部23との間にて凸部WAの下方に位置する凹溝部24とを有して形成されている。凹部保持部22には、マウント用テープTを介して凹部底面WBを吸着保持する複数の吸引口26と、これら複数の吸引口26に連通するとともに、図示しない吸引装置に接続された第1チャンバー27が設けられている。また、外側保持部23には、マウント用テープTを介してリングフレームRFを吸着保持する複数の吸引口28と、これら複数の吸引口28に連通するとともに図示しない吸引装置に接続された第2チャンバー29が設けられている。凹溝部24の開口には、外側保持部23の上面とフラットとなる状態で凸部WAの下方に対向するとともに、エネルギー線を透過させるガラス板等からなる透過部材25が設けられている。そして、凹溝部24の内部には、エネルギー線照射手段としての紫外線ランプ6が内蔵されており、この紫外線ランプ6が発光した紫外線が透過部材25を透過すことで、凸部WAに貼付されたマウント用テープTを硬化させてその接着力を低下させるように構成されている。なお、保持手段2の内部には、第1チャンバー27の外周に沿って加熱手段としてのヒータHが設けられている。
凸部支持手段3は、ウェハWの表面WDの外形形状に合わせて円盤状に形成された支持体36と、この支持体36の図1中下面外周縁に沿って環状に形成されて凸部WAの表面WDに当接可能な当接部材37とを備え、多関節ロボットなどの搬送アーム31に移動手段4を介して支持されている。当接部材37は、特に限定されることはないが、ゴムや樹脂等の弾性部材によって構成され、凸部WAを吸着保持する複数の吸引口38が適宜な間隔で設けられ、これら複数の吸引口38は、支持体36内部のチャンバーで連通されるとともに、このチャンバーを介して図示しない吸引装置に接続されている。
移動手段4は、直動モータ34を備え、そのモータ本体34Aが搬送アーム31に固定されるとともに、出力軸34Bが凸部支持手段3の支持体36の図1中上面に連結されている。これにより、保持手段2に対して凸部支持手段3を相対移動させてウェハWおよびマウント用テープTから凸部WAを分離可能となっている。
押え手段5は、ウェハWの凹部底面WBの平面形状に合わせて円盤状に形成された支持体33Aと、この支持体33Aの図1中下面外周縁に沿って環状に形成されてウェハWの表面WDに当接可能な当接部材の33Bとを備え、支持体36に形成された挿通孔36Aを貫通した複数の支持ロッド32を介して搬送アーム31に支持されている。当接部材33Bは、特に限定されることはないが、ゴムや樹脂等の弾性部材によって構成され、凸部WAと凹部底面WBとの境界領域であって、凹部底面WBの反対側(表面WD側)に位置して保持手段2との間に凹部底面WB領域を挟み込んで固定可能になっている。なお、当接部材33Bは、環状以外に凹部底面WBの平面形状に合わせて円盤状に形成してもよい。
以上の凸部除去装置1において、ウェハWの凸部WAを除去する手順としては、先ず、マウント用テープTを介してリングフレームRFと一体化されたウェハWを図示しない搬送手段によって搬送し、凹部保持部22に凹部WCを位置させるとともに、透過部材25上に凸部WAを位置させ、かつ外側保持部23にリングフレームRFを位置させた状態で、保持手段2上に載置する。次に、保持手段2は、図示しない吸引装置を駆動して複数の吸引口26,28から空気を吸引し、マウント用テープTを介して凹部保持部22で凹部底面WBを吸着保持するとともに、外側保持部23で凸部WAよりも外側のマウント用テープTおよびリングフレームRFを吸着保持する。そして、紫外線ランプ6からの紫外線を凸部WA表面部分のマウント用テープTに照射して硬化させる。
次に、図1に示すように、搬送アーム31が駆動して当接部材33BをウェハWの表面WDに当接させる。その後、直動モータ34が駆動して凸部支持手段3を図中二点鎖線で示す位置からウェハW側に下降させ、当接部材37を凸部WAの表面WD側に当接させる。次に、複数の吸引口38で凸部WAを吸着保持し、直動モータ34を駆動して凸部支持手段3を保持手段2に対して上方に相対移動させ、図2に示すように、凸部WAを上方に引き上げてマウント用テープTから剥離してウェハWから分離することで、ウェハW’が形成される。その後、搬送アーム31が駆動してウェハW’上から搬送手段3を退避させ、分離された凸部WAを適宜な回収手段に回収させる。一方、凸部WAがマウント用テープTから剥離されると、ヒータHで加熱することによって、凸部WAが除去されたことによって段差のついたマウント用テープTをフラットにする。そして、マウント用テープTおよびリングフレームRFとともに保持手段2に残されたウェハW’は、リングフレームRFとともに図示しない搬送手段によってボンディング装置等に搬送されることとなる。
以上のような本実施形態によれば、次のような効果がある。
すなわち、エキスパンド工程の前の段階で凸部WAを除去することができるので、このエキスパンド工程において凸部WAが邪魔になることがなく、各チップを適正な間隔でエキスパンドすることができ、所定位置にエキスパンドされたチップを確実にピックアップして効率よくボンディングを実施することができる。
すなわち、エキスパンド工程の前の段階で凸部WAを除去することができるので、このエキスパンド工程において凸部WAが邪魔になることがなく、各チップを適正な間隔でエキスパンドすることができ、所定位置にエキスパンドされたチップを確実にピックアップして効率よくボンディングを実施することができる。
以上のように、本発明を実施するための最良の構成、方法等は、前記記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。また、上記に開示した形状、材質などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質などの限定の一部もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。
例えば、前記実施形態では、凸部支持手段3、移動手段4、押え手段5が搬送アーム31に支持された態様を例示したが、凸部除去装置1の構成としては、押え手段や移動手段、凸部支持手段がそれぞれ独立して搬送アーム31とは別体で設けられたものであってもよい。すなわち、移動手段を保持手段2側に設けてもよく、この場合、例えば、保持手段2全体を単軸ロボット等で上下移動可能に支持し、この保持手段を下降させることで凸部支持手段と相対移動可能に構成することも可能である。また、凸部支持手段を保持手段2側に設けてもよく、この場合、例えば、前記実施形態の凹溝部24に直動モータ等を設けて透過部材25部分を上昇させるように凸部支持手段を構成することで、凹部保持部22および外側保持部23と相対移動可能とすることができる。
また、前記実施形態における押え手段5や、エネルギー線照射手段(紫外線ランプ6)は、本発明の必須要件ではなく、省略することができる。
さらに、前記実施形態では、保持手段2において、凹部保持部22および外側保持部23でウェハWおよびリングフレームRFを吸着保持するように構成したが、本発明においてウェハWを保持する手段としては、吸着保持に限らず、例えばチャック手段を用いた保持など、他の適宜な保持手段が利用可能である。これと同様に、凸部支持手段35でも吸着保持以外の支持手段として、他の接着シート等を凸部に貼付して引っ張ったり、係合手段で凸部を係合して引っ張ったりなど、適宜な凸部支持手段が利用可能である。
また、ウェハWは、シリコンウエハや化合物ウェハであってもよい。
さらに、前記実施形態では、凸部WAをウェハWに対して引き上げて分離したが、凸部WAをウェハWに対して押し下げて分離するように構成してもよい。
また、エネルギー線照射手段は、紫外線を照射するものに限らず、電子線など適宜なエネルギー線を照射して接着シートを硬化させるものであればよい。
さらに、前記実施形態では、保持手段2において、凹部保持部22および外側保持部23でウェハWおよびリングフレームRFを吸着保持するように構成したが、本発明においてウェハWを保持する手段としては、吸着保持に限らず、例えばチャック手段を用いた保持など、他の適宜な保持手段が利用可能である。これと同様に、凸部支持手段35でも吸着保持以外の支持手段として、他の接着シート等を凸部に貼付して引っ張ったり、係合手段で凸部を係合して引っ張ったりなど、適宜な凸部支持手段が利用可能である。
また、ウェハWは、シリコンウエハや化合物ウェハであってもよい。
さらに、前記実施形態では、凸部WAをウェハWに対して引き上げて分離したが、凸部WAをウェハWに対して押し下げて分離するように構成してもよい。
また、エネルギー線照射手段は、紫外線を照射するものに限らず、電子線など適宜なエネルギー線を照射して接着シートを硬化させるものであればよい。
1 凸部除去装置
2 保持手段
3 凸部支持手段
4 移動手段
5 押え手段
6 紫外線ランプ(エネルギー線照射手段)
22 凹部保持部
23 外側保持部
RF リングフレーム
T マウント用テープ(接着シート)
W,W’ ウェハ(半導体ウェハ)
WA 凸部
WB 凹部底面
WC 凹部
2 保持手段
3 凸部支持手段
4 移動手段
5 押え手段
6 紫外線ランプ(エネルギー線照射手段)
22 凹部保持部
23 外側保持部
RF リングフレーム
T マウント用テープ(接着シート)
W,W’ ウェハ(半導体ウェハ)
WA 凸部
WB 凹部底面
WC 凹部
Claims (5)
- 厚さ方向の一方に突出した環状の凸部を外縁部に有するとともに当該凸部で囲まれた内側に凹部を有する半導体ウェハから前記凸部を除去する半導体ウェハの凸部除去装置であって、
前記半導体ウェハの一方側にて前記凸部および前記凹部全域に貼付された接着シートを介して当該半導体ウェハを保持する保持手段と、
前記凸部に沿って形成されるとともに、前記半導体ウェハの他方側から当該凸部を支持する凸部支持手段と、
前記保持手段に対して前記凸部支持手段を相対移動させて前記半導体ウェハおよび前記接着シートから前記凸部を分離する移動手段とを備えることを特徴とする半導体ウェハの凸部除去装置。 - 前記保持手段は、前記接着シートを介して前記凹部の底面を保持可能な凹部保持部と、前記凸部よりも外側に拡がる前記接着シートを介して当該接着シートに貼付されたリングフレームを保持可能な外側保持部とを有して構成されていることを特徴とする請求項1に記載の半導体ウェハの凸部除去装置。
- 前記保持手段との間に前記凹部の底面領域を挟み込んで固定する押え手段が設けられていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の半導体ウェハの凸部除去装置。
- 前記接着シートは、エネルギー線硬化型の接着シートであって、
前記凸部表面に貼付された接着シートに対向して当該接着シートにエネルギー線を照射するエネルギー線照射手段を備えることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載の半導体ウェハの凸部除去装置。 - 厚さ方向の一方に突出した環状の凸部を外縁部に有するとともに当該凸部で囲まれた内側に凹部を有する半導体ウェハから前記凸部を除去する半導体ウェハの凸部除去方法であって、
前記半導体ウェハの一方側にて前記凸部および前記凹部全域に貼付された接着シートを介して当該半導体ウェハを保持し、
前記半導体ウェハの他方側から前記凸部を支持するとともに、前記半導体ウェハおよび前記接着シートから当該凸部を相対移動させて分離することを特徴とする半導体ウェハの凸部除去方法。
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