JP7071782B2

JP7071782B2 - ウェーハの加工方法

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Publication number: JP7071782B2
Application number: JP2017254126A
Authority: JP
Inventors: 一馬関家
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Priority date: 2017-12-28
Filing date: 2017-12-28
Publication date: 2022-05-19
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Description

本発明は、ウェーハの加工方法に関する。

ウェーハを分割してデバイスチップを製造する手法として、ＤＢＧ（ＤｉｃｉｎｇＢｅｆｏｒｅＧｒｉｎｄｉｎｇ）プロセスが知られている。ＤＢＧプロセスは、まずデバイスが形成されたウェーハの表面をハーフカットし、その後にウェーハの裏面を研削することにより、ウェーハをデバイスチップに分割する手法である。ＤＢＧプロセスを用いることにより、ウェーハ裏面の欠け（チッピング）を抑制できる等の効果がある。

ＤＢＧプロセスでは、ダイシングによってウェーハを複数のデバイスチップに分割した後、ウェーハの裏面側にダイアタッチフィルムと称される粘着テープを貼着する。そして、最終的にデバイスチップ間のダイアタッチフィルムを分断することにより、個々のデバイスチップが分離される。

特許文献１には、ダイアタッチフィルムにレーザービームを照射することにより、ダイアタッチフィルムを分断する方法が開示されている。

特許第４４７８０５３号公報

ＤＢＧプロセスでは、ウェーハを分割した後のデバイスチップの配置はダイアタッチフィルムによって維持される。しかしながら、ダイアタッチフィルムは樹脂などの柔軟な材料を用いて構成されるため、ダイアタッチフィルムを貼着した後の工程でデバイスチップの配置が崩れやすい。デバイスチップの配置が変動すると、最終的にデバイスチップを分離する工程において、ダイアタッチフィルムを正確な位置で分断することが困難になる。

また、特許文献１には、ダイアタッチフィルムの分断に先立ち、ウェーハ表面に設定されたストリートの位置を検出し、検出結果に基づいてダイアタッチフィルムに照射されるレーザービームの照射位置を制御する手法が開示されている。しかし、デバイスチップの配置が大きく崩れたウェーハに対して該手法を用いると、レーザービームの照射位置の決定に要する処理時間が非常に長くなるという問題がある。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであり、デバイスチップの配置の変動を抑制し、ダイアタッチフィルムを正確に分離可能なウェーハの加工方法を提供することを課題とする。

本発明によれば、格子状に配列された複数の分割予定ラインによって区画された各領域にデバイスが形成された表面を備えるウェーハの加工方法であって、該ウェーハの仕上がり厚さを超える深さの溝を、該分割予定ラインに沿って形成する溝形成ステップと、該ウェーハの表面を保護フィルムで覆い、該溝に倣って入り込むように該保護フィルムを密着させる保護フィルム密着ステップと、外的刺激によって硬化する性質を有する液状樹脂を硬化させてなる保護部材で該保護フィルムを被覆し、表面側が該保護部材で覆われた保護部材付きウェーハを形成する保護部材付きウェーハ形成ステップと、該保護部材付きウェーハの該保護部材側をチャックテーブルで保持し、該保護部材付きウェーハの裏面側を研削して該保護部材付きウェーハを該仕上がり厚さまで薄化し、該溝を裏面側に表出させて該保護部材付きウェーハを複数のデバイスチップに分割する研削ステップと、該デバイスチップに分割された該保護部材付きウェーハの裏面に、ダイシングテープに保持されたダイアタッチフィルムを貼着するテープ貼着ステップと、該保護部材によって該デバイスチップの配置が維持された該保護部材付きウェーハの該ダイシングテープ側を、レーザー加工装置のチャックテーブルで吸引保持する保持ステップと、該保護部材付きウェーハが該チャックテーブルで吸引保持されることにより、該デバイスチップの配置が維持された状態で、該保護部材付きウェーハの表面から該保護フィルム及び該保護部材を剥離する剥離ステップと、該ウェーハが該チャックテーブルで吸引保持されることにより、該デバイスチップの配置が維持された状態で、該ダイアタッチフィルムに対して吸収性を有する波長のレーザービームを、該デバイスチップの間から露出した該ダイアタッチフィルムに照射し、該ダイアタッチフィルムを該分割予定ラインに沿って分割するダイアタッチフィルム分割ステップと、を備えるウェーハの加工方法が提供される。

好ましくは、該ウェーハに形成された該デバイスの表面に凸凹が有り、該保護フィルム密着ステップでは、該保護フィルムを該凹凸に倣って該ウェーハの表面に密着させる。また、好ましくは、該保護部材付きウェーハ形成ステップでは、平坦なシートに塗布された該液状樹脂に該保護フィルムを介して該ウェーハを押し当てた後、該液状樹脂を該外的刺激で硬化させて、該ウェーハに該保護部材を固定する。

また、好ましくは、該保護部材付きウェーハ形成ステップでは、平坦なシートに該液状樹脂を中央部が盛り上がった形状に塗布し、該液状樹脂に該保護フィルムを介して該ウェーハを押し当てることにより該液状樹脂を広げて該保護フィルムを被覆する。また、好ましくは、該保護フィルムには接着剤が設けられていない。

本発明に係るウェーハの加工方法では、保護フィルムをウェーハの表面に倣って密着させた後、外的刺激によって硬化する性質を有する液状樹脂で保護フィルムを被覆し、該液状樹脂を硬化させる。これにより、ウェーハが保護部材に固定され、後の工程（ウェーハ裏面の研削等）におけるデバイスチップの配置の変動を抑制することができる。

また、本発明に係るウェーハの加工方法では、ダイアタッチフィルムをレーザー加工装置のチャックテーブルに吸引保持した後に、保護部材を剥離する。これにより、保護部材を除去した後もデバイスチップの位置が維持されるため、ダイアタッチフィルムを正確な位置で分断することができる。

ウェーハの構成例を示す斜視図である。図２（Ａ）は、ウェーハの表面側に溝が形成される様子を示す断面図であり、図２（Ｂ）は、溝形成ステップ後のウェーハの構成例を示す斜視図である。図３（Ａ）は、ウェーハの表面側が保護フィルムで覆われる様子を示す断面図であり、図３（Ｂ）は、ウェーハに保護フィルムが密着した状態を示す斜視図であり、図３（Ｃ）は、ウェーハに保護フィルムが密着した状態を示す断面図であり、図３（Ｄ）は、図３（Ｃ）の一部拡大断面図である。図４（Ａ）は、液状樹脂にウェーハを押し当てる様子を示す断面図であり、図４（Ｂ）は、ウェーハに保護部材を固定する様子を示す断面図であり、図４（Ｃ）は、保護部材付きウェーハを示す断面図である。図５（Ａ）は、ウェーハの裏面が研削される様子を示す断面図であり、図５（Ｂ）は、研削された後のウェーハを示す断面図である。図６（Ａ）は、ウェーハの裏面側にダイアタッチフィルムが貼着される様子を示す断面図であり、図６（Ｂ）は、環状フレームに装着されたダイアタッチフィルム付きダイシングテープのダイアタッチフィルムがウェーハの裏面側に貼着されたフレームユニットの斜視図であり、図６（Ｃ）は、フレームユニットの断面図である。レーザー加工装置の構成例を示す斜視図である。フレームユニットのウェーハがチャックテーブルの保持面で保持された状態を示す断面図である。図９（Ａ）及び図９（Ｂ）は、ウェーハから保護フィルム、キャリアシート及び保護部材が剥離される様子を示す断面図である。ダイアタッチフィルムが分割される様子を示す断面図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。

図１は、本実施形態に係るウェーハの加工方法において使用されるウェーハの構成例を示す斜視図である。図１に示すように、ウェーハ１１は、表面１１ａ及び裏面１１ｂを有する円盤状に形成されている。例えば、シリコン等の材料でなるウェーハ１１を用いることができる。

ウェーハ１１は、格子状に配列された複数の分割予定ライン（ストリート）１３によって複数の領域に区画されており、各領域には、ＩＣ（ＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔ）等のデバイス１５が形成されている。

なお、本実施形態では、シリコン等の材料でなる円盤状のウェーハ１１を用いるが、ウェーハ１１の材質、形状、構造、大きさ等に制限はない。他の半導体、セラミックス、樹脂、金属等の材料でなるウェーハ１１を用いることもできる。同様に、デバイス１５の種類、数量、形状、構造、大きさ、配置等にも制限はない。

以下、本実施形態に係るウェーハの加工方法の詳細を説明する。

＜溝形成ステップ＞
本実施形態では、まず、ウェーハ１１の仕上がり厚さを超える深さの溝を、分割予定ライン１３に沿って形成する溝形成ステップを行う。

図２（Ａ）は、ウェーハ１１の表面１１ａ側に溝が形成される様子を示す断面図である。該溝は、例えば切削装置２を用いて形成される。切削装置２は、ウェーハ１１を吸引保持するためのチャックテーブル（保持テーブル）４を備えている。チャックテーブル４の下方には、加工送り機構（不図示）が設けられており、チャックテーブル４は、この加工送り機構によって加工送り方向（第１水平方向）に移動する。

チャックテーブル４の上面の一部は、ウェーハ１１の裏面１１ｂ側を吸引保持する保持面４ａとなっている。この保持面４ａは、チャックテーブル４の内部に形成された吸引路（不図示）等を介して吸引源（不図示）に接続されている。吸引源の負圧を保持面４ａに作用させることで、ウェーハ１１は、チャックテーブル４に吸引保持される。なお、このチャックテーブル４の代わりに、機械的な方法や電気的な方法等によってウェーハ１１を保持するチャックテーブルを用いても良い。

チャックテーブル４の上方には、ウェーハ１１を切削加工するための切削ユニット６が配置されている。切削ユニット６は、加工送り方向に対して垂直な方向に軸心をとるスピンドル８を備えている。

スピンドル８の一端側には、環状の切削ブレード１０が装着されている。切削ブレード１０には、例えば、ダイヤモンド砥粒をニッケルメッキで固定した電鋳砥石を用いることができる。スピンドル８の他端側には、モータ等の回転駆動源（不図示）が連結されており、スピンドル８に装着された切削ブレード１０は、この回転駆動源から伝わる力によって回転する。

切削ユニット６は、昇降機構（不図示）及び割り出し送り機構（不図示）に支持されており、昇降機構によって切り込み送り方向（鉛直方向）に移動（昇降）するとともに、割り出し送り機構によって加工送り方向に垂直な割り出し送り方向（第２水平方向）に移動する。

溝形成ステップでは、まず、ウェーハ１１の裏面１１ｂ側をチャックテーブル４の保持面４ａに接触させて、吸引源の負圧を作用させる。これにより、ウェーハ１１は、表面１１ａ側が上方に露出した状態でチャックテーブル４に保持される。

次に、切削ブレード１０を回転させ、切削ブレード１０をウェーハ１１の表面１１ａに切り込ませる。より具体的には、切削ブレード１０をウェーハ１１の表面１１ａに切り込ませながら、チャックテーブル４を加工送り方向、すなわち、保持面４ａと平行で、スピンドル８の軸心と垂直な方向に移動させる。これにより、ウェーハ１１の表面１１ａ側に直線状の溝１１ｃが形成される。

なお、切削ブレード１０がウェーハ１１に切り込む深さは、ウェーハ１１の厚さ未満であり、且つ、ウェーハ１１の仕上がり厚さを超える値に設定される。ウェーハ１１の仕上がり厚さは、ウェーハ１１を最終的にデバイスチップに加工した際の、該デバイスチップの厚さに対応する。

溝１１ｃを、図１に示す分割予定ライン１３に沿って形成することにより、デバイス１５が溝１１ｃによって区画される。図２（Ｂ）は、溝形成ステップ後のウェーハ１１の構成例を示す斜視図である。図２（Ｂ）に示すように、ウェーハ１１の表面には、溝１１ｃが格子状に形成される。

なお、ウェーハ１１に溝１１ｃが形成されることにより、ウェーハ１１の表面１１ａには凹凸が形成される。また、デバイス１５にバンプが設けられている場合など、デバイス１５の表面が凹凸を有する場合がある。

＜保護フィルム密着ステップ＞
次に、ウェーハ１１の表面１１ａを保護フィルムで覆い、溝１１ｃに倣って保護フィルムを密着させる保護フィルム密着ステップを行う。具体的には、接着剤（糊）が設けられていない保護フィルムでウェーハ１１の表面１１ａ側を覆い、該保護フィルムをウェーハ１１の表面１１ａ側に密着させる。

図３（Ａ）は、ウェーハ１１の表面１１ａ側が保護フィルム１９で覆われる様子を示す断面図である。保護フィルム１９としては、例えば、樹脂等の材料でなる柔軟なフィルムを用いることができる。なお、この保護フィルム１９には接着剤が設けられていない。保護フィルム１９の厚み等の条件に特段の制限はないが、例えば、３０μｍ～１５０μｍ程度の厚みで、ポリオレフィン等の樹脂で形成された保護フィルムを用いことができる。

保護フィルム密着ステップでは、まず、ウェーハ１１の裏面側を支持テーブル１２で支持する。この支持テーブル１２の上面は、概ね平坦に形成されており、ウェーハ１１を支持するための支持面１２ａとして機能する。また、支持テーブル１２の内部には、加熱用のヒーター１４が設けられている。

次に、離型紙１７の下面側で保持された状態の保護フィルム１９をウェーハ１１の表面１１ａ側に対面させて、ローラー１６で離型紙１７の上面側を押す。この時、ヒーター１４で保護フィルム１９を加熱し、軟化させておくと良い。これにより、保護フィルム１９をウェーハ１１の表面１１ａ側に押し当てて、ウェーハ１１の表面１１ａに保護フィルム１９を密着させることができる。

図３（Ｂ）は、保護フィルム密着ステップを経て、ウェーハ１１に保護フィルム１９が密着した状態を示す斜視図である。また、図３（Ｃ）は、該状態を示す断面図であり、図３（Ｄ）は、図３（Ｃ）における溝１１ｃの周辺を拡大した断面図である。

ここで、保護フィルム１９は、ウェーハ１１の表面１１ａ側の凹凸に合わせて（倣って）密着する。具体的には、図３（Ｄ）に示すように、ウェーハ１１の表面１１ａには溝１１ｃによって凹凸が形成されており、保護フィルム１９は、溝１１ｃに合わせて（倣って）ウェーハ１１に密着する。また、デバイス１５の表面にバンプ等に起因する凹凸がある場合、保護フィルム１９は、該凹凸に合わせて（倣って）ウェーハ１１に密着する。

なお、上記の保護フィルム密着ステップは、減圧チャンバー内で行ってもよい。具体的には、ウェーハ１１及び保護フィルム１９を減圧チャンバー内に保持し、保護フィルム１９がウェーハ１１の表面１１ａ側に配置される際、減圧チャンバーの内側の空間を減圧する。これにより、保護フィルム１９は、減圧下でウェーハ１１の表面１１ａ側に押し当てられる。また、ウェーハ１１の表面１１ａと保護フィルム１９との間に残留している気体（空気）が除去される。

減圧チャンバーの内側の空間を十分に減圧した後、減圧チャンバーの内側の空間に空気（大気）を導入する。これにより、保護フィルム１９に大気圧を作用させ、ウェーハ１１の表面１１ａ側の形状に合わせて（倣って）、保護フィルム１９をウェーハ１１の表面１１ａ側に密着させることができる。

なお、保護フィルム２１に大気圧を作用させる際には、ヒーターで保護フィルム１９を加熱し、軟化させても良い。これにより、ウェーハ１１に保護フィルム１９をより密着させ易くなる。

＜保護部材付きウェーハ形成ステップ＞
次に、外的刺激によって硬化する性質を有する液状樹脂を硬化させてなる保護部材で保護フィルム１９を被覆し、ウェーハ１１の表面１１ａ側が該保護部材で覆われた保護部材付きウェーハを形成する保護部材付きウェーハ形成ステップを行う。

図４（Ａ）は、平坦なシートに塗布された液状樹脂２３に保護フィルム１９を介してウェーハ１１を押し当てる様子を示す断面図である。図４（Ｂ）は、液状樹脂２３を硬化させてウェーハ１１に保護部材２５を固定する様子を示す断面図である。図４（Ｃ）は、完成した保護部材付きウェーハを示す断面図である。なお、図４（Ａ）及び図４（Ｂ）では、一部の構成要素を機能ブロックで示している。

本実施形態に係る保護部材付きウェーハ形成ステップは、例えば、図４（Ａ）及び図４（Ｂ）に示すような保護部材固定装置２２を用いて行われる。保護部材固定装置２２は、樹脂等でなる概ね平坦なキャリアシート２１を保持するための保持テーブル２４を備えている。保持テーブル２４の上面側には、ウェーハ１１より径の大きい円形の凹部２４ａが形成されている。

凹部２４ａの内側には、紫外線光源２６が配置されている。この凹部２４ａの上端は、紫外線光源２６から放射される紫外線の少なくとも一部を透過させるプレート２８で覆われており、キャリアシート２１の中央側の一部は、プレート２８によって支持される。凹部２４ａの周囲には、キャリアシート２１の外周側の一部を吸引するための吸気路２４ｂの一端側が開口している。

吸気路２４ｂの他端側は、バルブ３０を介して吸引源３２に接続されている。吸気路２４ｂを通じてキャリアシート２１の外周側の一部に吸引源３２の負圧を作用させることで、キャリアシート２１は、保持テーブル２４に保持される。

保持テーブル２４の上方には、ウェーハ１１を吸引保持するためのウェーハ保持ユニット３４が配置されている。ウェーハ保持ユニット３４は、移動機構（不図示）によって支持されており、その下面側でウェーハ１１を吸引保持しながら、鉛直方向に移動する。

ウェーハ保持ユニット３４としては、例えば、負圧を利用してウェーハ１１を吸引保持する真空吸引型のウェーハ保持ユニットや、静電気の力を利用してウェーハ１１を吸着保持する静電吸着型のウェーハ保持ユニット等が用いられる。

保護部材付きウェーハ形成ステップでは、図４（Ａ）に示すように、液状樹脂２３が上面に塗布されたキャリアシート２１の下面側を保持テーブル２４によって保持する。また、ウェーハ保持ユニット３４の下面側でウェーハ１１の裏面１１ｂ側を保持する。これにより、ウェーハ１１の表面１１ａ側に密着している保護フィルム１９がキャリアシート２１上の液状樹脂２３に対面する。

液状樹脂２３としては、外的刺激によって硬化する性質を有する液状樹脂を用いる。例えば、紫外線光源２６から放射される紫外線によって硬化する紫外線硬化型の液状樹脂が用いられる。また、図４（Ａ）に示すように、液状樹脂２３は中央部が盛り上がった形状に塗布されることが望ましい。これにより、保護フィルム１９と液状樹脂２３との間に気体（空気）が残留し難くなる。

なお、本実施形態では、液状樹脂２３が上面に塗布された状態のキャリアシート２１を保持テーブル２４によって保持しているが、キャリアシート２１を保持テーブル２４によって保持してから、このキャリアシート２１の上面に液状樹脂２３を塗布しても良い。

次に、ウェーハ保持ユニット３４を下降させ、図４（Ｂ）に示すように、保護フィルム１９を介してウェーハ１１の表面１１ａ側を液状樹脂２３に押し当てる。これにより、液状樹脂２３は、ウェーハ１１の径方向に広がり、保護フィルム１９を被覆する。液状樹脂２３の塗布量やウェーハ保持ユニット３４の下降量等は、ウェーハ１１の表面１１ａ側が液状樹脂２３によって覆われるように調整する。

その後、紫外線光源２６から紫外線を放射させて、液状樹脂２３を硬化させる。これにより、図４（Ｃ）に示すように、保護フィルム１９を被覆する保護部材２５をウェーハ１１の表面１１ａ側に固定し、ウェーハ１１の表面１１ａ側が保護部材２５によって覆われた保護部材付きウェーハを形成できる。

なお、溝１１ｃやデバイス１５の凹凸により、ウェーハ１１の表面１１ａには凹凸が形成されるが、保護部材２５を適切な厚みに形成することにより、表面１１ａの凹凸を十分に緩和することができる。

＜研削ステップ＞
次に、ウェーハ１１の保護部材２５側をチャックテーブルで保持し、ウェーハ１１の裏面を研削してウェーハ１１を仕上がり厚さまで薄化し、溝１１ｃを裏面側に表出させてウェーハ１１を複数のデバイスチップに分割する研削ステップを行う。図５（Ａ）は、ウェーハ１１の裏面１１ｂが研削される様子を示す断面図であり、図５（Ｂ）は、研削された後のウェーハ１１を示す断面図である。

研削ステップは、例えば、図５（Ａ）に示す研削装置４２を用いて行われる。研削装置４２は、ウェーハ１１を吸引保持するためのチャックテーブル（保持テーブル）４４を備えている。チャックテーブル４４は、モータ等の回転駆動源（不図示）に連結されており、鉛直方向に平行な回転軸の周りに回転する。また、チャックテーブル４４の下方には、移動機構（不図示）が設けられており、チャックテーブル４４は、この移動機構によって水平方向に移動する。

チャックテーブル４４の上面の一部は、保護部材２５を介してウェーハ１１に固定されたキャリアシート２１を吸引保持する保持面４４ａになっている。保持面４４ａは、チャックテーブル４４の内部に形成された吸気路（不図示）等を介して吸引源（不図示）に接続されている。吸引源の負圧を保持面４４ａに作用させることで、ウェーハ１１は、キャリアシート２１及び保護部材２５を介してチャックテーブル４４に保持される。なお、このチャックテーブル４４の代わりに、機械的な方法や電気的な方法等によってウェーハ１１を保持するチャックテーブルを用いても良い。

チャックテーブル４４の上方には、研削ユニット４６が配置されている。研削ユニット４６は、昇降機構（不図示）によって支持されたスピンドルハウジング（不図示）を備えている。スピンドルハウジングには、スピンドル４８が収容されており、スピンドル４８の下端部には、円盤状のマウント５０が固定されている。

マウント５０の下面には、マウント５０と概ね同径の研削ホイール５２が装着されている。研削ホイール５２は、ステンレス、アルミニウム等の金属材料で形成されたホイール基台５４を備えている。ホイール基台５４の下面には、複数の研削砥石５６が配列されている。

スピンドル４８の上端側（基端側）には、モータ等の回転駆動源（不図示）が連結されており、研削ホイール５２は、この回転駆動源から発生する力によって、鉛直方向に平行な回転軸の周りに回転する。研削ユニット４６の内部又は近傍には、純水等の研削液をウェーハ１１等に対して供給するためのノズル（不図示）が設けられている。

研削ステップでは、まず、ウェーハ１１を、研削装置４２のチャックテーブル４４に吸引保持させる。具体的には、保護部材２５を介してウェーハ１１に固定されているキャリアシート２１をチャックテーブル４４の保持面４４ａに接触させて、吸引源の負圧を作用させる。これにより、ウェーハ１１は、裏面１１ｂ側が上方に露出した状態でチャックテーブル４４に保持される。

次に、チャックテーブル４４を研削ユニット４６の下方に移動させる。そして、チャックテーブル４４と研削ホイール５２とをそれぞれ回転させて、研削液をウェーハ１１の裏面１１ｂ等に供給しながらスピンドルハウジング（スピンドル４８、研削ホイール５２）を下降させる。

スピンドルハウジングの下降速度（下降量）は、研削砥石５６の下面が適切な力でウェーハ１１の裏面１１ｂ側に押し当てられるように調整される。これにより、裏面１１ｂ側を研削してウェーハ１１を薄くできる。図５（Ｂ）に示すように、ウェーハ１１が所定の仕上がり厚さまで薄くなり、溝１１ｃがウェーハ１１の裏面１１ｂ側に表出すると、ウェーハ１１は複数のデバイスチップ２７に分割される。そして、ウェーハ１１が仕上がり厚さまで薄化されると、研削ステップは終了する。

なお、本実施形態では、１組の研削ユニット４６を用いてウェーハ１１の裏面１１ｂ側を研削しているが、２組以上の研削ユニットを用いてウェーハ１１を研削しても良い。この場合には、例えば、径が大きい砥粒で構成された研削砥石を用いて粗い研削を行い、径が小さい砥粒で構成された研削砥石を用いて仕上げの研削を行うことで、研削に要する時間を大幅に長くすることなく裏面１１ｂの平坦性を高められる。

本実施形態の研削ステップでは、ウェーハ１１が液状樹脂２３を硬化させてなる保護部材２５に固定されている。そのため、ウェーハ１１を研削する際の、デバイスチップ２７の配置の変動を抑制することができる。

＜テープ貼着ステップ＞
次に、デバイスチップ２７に分割されたウェーハ１１の裏面に、ダイシングテープに保持されたダイアタッチフィルムを貼着する、テープ貼着ステップを行う。

図６（Ａ）は、ウェーハ１１の裏面１１ｂ側にダイアタッチフィルム（ＤＡＦ）３３が貼着される様子を示す断面図である。ダイアタッチフィルム３３としては、例えば、樹脂等の材料でなる柔軟なフィルムを用いることができる。ダイアタッチフィルム３３の厚み等の条件に特段の制限はない。

テープ貼着ステップでは、ダイシングテープ３１の下面側で保持された状態のダイアタッチフィルム３３を、デバイスチップ２７に分割されたウェーハ１１の裏面１１ｂ側に対面させて、ローラー６２でダイシングテープ３１の上面側を押す。これにより、ダイアタッチフィルム３３が、デバイスチップ２７に分割されたウェーハ１１の裏面１１ｂ側に貼着される。

ダイアタッチフィルム３３がウェーハ１１の裏面１１ｂ側に貼着された状態を、図６（Ｂ）、図６（Ｃ）に示す。図６（Ｂ）に示すように、ウェーハ１１の裏面はダイアタッチフィルム３３に貼着され、ダイシングテープ３１の外周部は環状フレーム３５に貼着され、フレームユニット３７が形成される。これにより、ウェーハ１１はダイシングテープ３１及びダイアタッチフィルム３３を介して環状フレーム３５に支持された状態となる。

また、図６（Ｃ）に示すように、デバイスチップ２７に分割されたウェーハ１１の表面側には、保護フィルム１９、保護部材２５、キャリアシート２１が順に重ねられており、デバイスチップ２７は保護部材２５及びダイアタッチフィルム３３によって配置が維持される。

＜保持ステップ＞
次に、保護部材２５によってデバイスチップ２７の配置が維持されたウェーハ１１のダイシングテープ３１側を、レーザー加工装置のチャックテーブルで吸引保持する保持ステップを行う。該レーザー加工装置は、後述の通り、レーザービームをダイアタッチフィルム３３に照射することにより、ダイアタッチフィルム３３を分割予定ライン１３に沿って分割する工程に用いられる。

まず、レーザー加工装置の構成例について説明する。図７は、レーザー加工装置の構成例を示す斜視図である。図７に示すように、レーザー加工装置７２は、各構造を支持する基台７４を備えている。基台７４の端部には、Ｚ軸方向（鉛直方向、高さ方向）に延在する支持構造７６が設けられている。

支持構造７６から離れた基台７４の角部には、上方に突き出た突出部７４ａが設けられている。突出部７４ａの内部には空間が形成されており、この空間には、昇降可能なカセットエレベータ７８が設置されている。カセットエレベータ７８の上面には、複数のウェーハ１１を収容可能なカセット８０が載せられる。

突出部７４ａに近接する位置には、ウェーハ１１を仮置きするための仮置き機構８２が設けられている。仮置き機構８２は、例えば、Ｙ軸方向（割り出し送り方向）に平行な状態を維持しながら接近、離隔される一対のガイドレール８２ａ，８２ｂを含む。

各ガイドレール８２ａ，８２ｂは、ウェーハ１１（フレームユニット３７）を支持する支持面と、支持面に垂直な側面とを備え、搬送機構８４によってカセット８０から引き出されたウェーハ１１（フレームユニット３７）をＸ軸方向（加工送り方向）において挟み込んで所定の位置に合わせる。なお、搬送機構８４の突出部７４ａ側には、環状フレームを把持するための把持部８４ａが設けられている。

基台７４の中央には、移動機構８６が設けられている。移動機構８６は、基台７４の上面に配置されＹ軸方向に平行な一対のＹ軸ガイドレール８８を備えている。Ｙ軸ガイドレール８８には、Ｙ軸移動テーブル９０がスライド可能に取り付けられている。

Ｙ軸移動テーブル９０の裏面側（下面側）には、ナット部（不図示）が設けられており、このナット部には、Ｙ軸ガイドレール８８に平行なＹ軸ボールネジ９２が螺合されている。Ｙ軸ボールネジ９２の一端部には、Ｙ軸パルスモータ９４が連結されている。Ｙ軸パルスモータ９４でＹ軸ボールネジ９２を回転させれば、Ｙ軸移動テーブル９０は、Ｙ軸ガイドレール８８に沿ってＹ軸方向に移動する。

Ｙ軸移動テーブル９０の表面（上面）には、Ｘ軸方向に平行な一対のＸ軸ガイドレール９６が設けられている。Ｘ軸ガイドレール９６には、Ｘ軸移動テーブル９８がスライド可能に取り付けられている。

Ｘ軸移動テーブル９８の裏面側（下面側）には、ナット部（不図示）が設けられており、このナット部には、Ｘ軸ガイドレール９６に平行なＸ軸ボールネジ１００が螺合されている。Ｘ軸ボールネジ１００の一端部には、Ｘ軸パルスモータ（不図示）が連結されている。Ｘ軸パルスモータでＸ軸ボールネジ１００を回転させれば、Ｘ軸移動テーブル９８は、Ｘ軸ガイドレール９６に沿ってＸ軸方向に移動する。

Ｘ軸移動テーブル９８の表面側（上面側）には、テーブルベース１０２が設けられている。テーブルベース１０２の上部には、ウェーハ１１を吸引保持するためのチャックテーブル（保持テーブル）１０４が配置されている。チャックテーブル１０４の周囲には、ウェーハ１１を支持する環状のフレームを四方から固定する４個のクランプ１０６が設けられている。

チャックテーブル１０４は、テーブルベース１０２の内部に設けられたモータ等の回転駆動源（不図示）に連結されており、Ｚ軸方向（鉛直方向、高さ方向）に平行な回転軸の周りに回転する。上述した移動機構８６でＸ軸移動テーブル９８をＸ軸方向に移動させれば、チャックテーブル１０４はＸ軸方向に加工送りされる。また、移動機構８６でＹ軸移動テーブル９０をＹ軸方向に移動させれば、チャックテーブル１０４はＹ軸方向に割り出し送りされる。

チャックテーブル１０４の上面は、ウェーハ１１を保持する保持面１０４ａとなっている。この保持面１０４ａは、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に対して平行に形成されており、チャックテーブル１０４やテーブルベース１０２の内部に形成された吸引路（不図示）等を介して吸引源（不図示）に接続されている。

支持構造７６には、基台７４の中央側に向けて突出する支持アーム７６ａが設けられており、この支持アーム７６ａの先端部には、下方に向けてレーザービームを照射する集光器（加工ヘッド）１０８が配置されている。また、集光器１０８に隣接する位置には、ウェーハ１１を撮像するカメラ（撮像ユニット）１１０が設置されている。

支持アーム７６ａの内部には、ダイアタッチフィルム３３に対して吸収性を示す波長のレーザービームをパルス発振するレーザー発振器（不図示）が設けられている。

集光器１０８は、レーザー発振器からパルス発振されたレーザービーム（パルスレーザービーム）を、チャックテーブル１０４に保持されたダイアタッチフィルム３３に対して集光して照射する。集光器１０８でレーザービームを照射しながら、チャックテーブル１０４をＸ軸方向に加工送りさせることで、ダイアタッチフィルム３３をＸ軸方向に沿って分割できる。

加工後のウェーハ１１は、例えば、搬送機構８４によってチャックテーブル１０４から洗浄ユニット１１２へと搬送される。洗浄ユニット１１２は、筒状の洗浄空間内でウェーハ１１を吸引保持するスピンナテーブル１１４を備えている。スピンナテーブル１１４の下部には、スピンナテーブル１１４を所定の速さで回転させる回転駆動源（不図示）が連結されている。

スピンナテーブル１１４の上方には、ウェーハ１１に向けて洗浄用の流体（代表的には、水とエアーとを混合した二流体）を噴射する噴射ノズル１１６が配置されている。ウェーハ１１を保持したスピンナテーブル１１４を回転させて、噴射ノズル１１６から洗浄用の流体を噴射することで、ウェーハ１１を洗浄できる。洗浄ユニット１１２で洗浄されたウェーハ１１は、例えば、搬送機構８４で仮置き機構８２に載せられ、カセット８０に収容される。

搬送機構８４、移動機構８６、チャックテーブル１０４、集光器１０８、カメラ１１０、洗浄ユニット１１２等の構成要素は、それぞれ、制御ユニット（不図示）に接続されている。この制御ユニットは、ウェーハ１１の加工に必要な一連の工程に合わせて、上述した各構成要素を制御する。

保持ステップでは、ウェーハ１１のダイシングテープ３１側が、チャックテーブル１０４に保持される。図８は、ウェーハ１１がチャックテーブル１０４の保持面１０４ａで吸引保持された状態を示す断面図である。

まず、ダイシングテープ３１をチャックテーブル１０４の保持面１０４ａに接触させる。そして、吸引源１２０の負圧をバルブ１１８を介して保持面１０４ａに作用させることで、ウェーハ１１がチャックテーブル１０４に吸引保持される。また、クランプ１０６で、ダイシングテープ３１の外周部が装着された環状フレーム３５を固定する。これにより、ウェーハ１１がダイシングテープ３１及びダイアタッチフィルム３３を介して、チャックテーブル１０４によって保持される。

＜剥離ステップ＞
次に、保護部材付きウェーハがチャックテーブル１０４で吸引保持されることにより、デバイスチップ２７の配置が維持された状態で、保護部材付きウェーハの表面から保護フィルム１９及び保護部材２５を剥離する剥離ステップを行う。図９（Ａ）は、ウェーハ１１から保護フィルム１９、キャリアシート２１及び保護部材２５を剥離する様子を示す断面図である。

剥離ステップでは、ウェーハ１１がチャックテーブル１０４で吸引保持された状態で、剥離ユニット１２２でキャリアシート２１の端部を把持する。そして、ウェーハ１１からから保護フィルム１９を引き剥がすように、チャックテーブル１０４と剥離ユニット１２２とを相対的に移動させる。

これにより、図９（Ｂ）に示すように、ウェーハ１１から保護フィルム１９、キャリアシート２１及び保護部材２５がまとめて剥離、除去される。剥離、除去された保護フィルム１９、キャリアシート２１及び保護部材２５は廃棄される。

なお、保護フィルム１９はウェーハ１１に密着しているだけで接着されていないため、溶液への浸漬や高温の加熱といった大掛かりな作業を行わなくても、ウェーハ１１から保護フィルム１９及び保護部材２５を容易に剥離、除去できる。また、接着剤がウェーハ１１に残留しないため、該接着剤を除去する処理も不要になる。

また、剥離ステップにおいて、ウェーハ１１はチャックテーブル１０４で吸引保持されている。そのため、保護フィルム１９及び保護部材２５が剥離、除去された後も、デバイスチップ２７の配置を正確に維持することができる。

＜ダイアタッチフィルム分割ステップ＞
次に、ウェーハがチャックテーブル１０４で吸引保持されることにより、デバイスチップ２７の配置が維持された状態で、ダイアタッチフィルム３３に対して吸収性を有する波長のレーザービームを、デバイスチップ２７の間から露出したダイアタッチフィルム３３に照射し、ダイアタッチフィルム３３を分割予定ライン１３に沿って分割するダイアタッチフィルム分割ステップを行う。

図１０は、分割予定ライン１３（図１参照）に沿ってダイアタッチフィルム３３が分割される様子を示す断面図である。ウェーハ１１は、チャックテーブル１０４で吸引保持されている。また、チャックテーブル１０４の上方には、ダイアタッチフィルム３３に対して吸収性を有する波長のレーザービーム１０８ａを、チャックテーブル１０４上のウェーハ１１に照射する集光器１０８が配置されている。

集光器１０８からダイアタッチフィルム３３にレーザービーム１０８ａを照射することにより、ダイアタッチフィルム３３を分割予定ライン１３に沿って分割する。具体的には、図１０に示すように、デバイスチップ２７の間から露出したダイアタッチフィルム３３に対して、レーザービーム１０８ａを照射する。そして、レーザービーム１０８ａが分割予定ライン１３に沿って照射されるように、チャックテーブル１０４を保持面１０４ａと平行な方向に移動させる。

これにより、ダイアタッチフィルム３３が分割予定ライン１３に沿って分割され、ダイアタッチフィルム３３が付着したデバイスチップ２７が分離される。

以上の通り、本実施形態においては、ダイアタッチフィルム３３をチャックテーブル１０４に吸引保持した後に、保護フィルム１９及び保護部材２５を剥離する。これにより、保護部材２５を除去した後も、格子状にデバイス１５が形成されたウェーハ１１から分割されたデバイスチップ２７の配置が維持される。よって、ダイアタッチフィルム３３の分割の際は、レーザービーム１０８ａを格子状に維持されたデバイスチップ２７の間に照射すれば良く、レーザービームの照射位置の検出にかかる時間や制御ユニットを省略することができる。

その他、上記実施形態に係る構造、方法等は、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できる。

１１ウェーハ
１１ａ表面
１１ｂ裏面
１１ｃ溝
１３分割予定ライン
１５デバイス
１７離型紙
１９保護フィルム
２１キャリアシート
２３液状樹脂
２５保護部材
２７デバイスチップ
３１ダイシングテープ
３３ダイアタッチフィルム
３５環状フレーム
３７フレームユニット
２切削装置
４チャックテーブル
４ａ保持面
６切削ユニット
８スピンドル
１０切削ブレード
１２支持テーブル
１２ａ支持面
１４ヒーター
１６ローラー
２２保護部材固定装置
２４保持テーブル
２４ａ凹部
２４ｂ吸気路
２６紫外線光源
２８プレート
３０バルブ
３２吸引源
３４ウェーハ保持ユニット
４２研削装置
４４チャックテーブル
４４ａ保持面
４６研削ユニット
４８スピンドル
５０マウント
５２研削ホイール
５４ホイール基台
５６研削砥石
６２ローラー
７２レーザー加工装置
７４基台
７４ａ突出部
７６支持構造
７６ａ支持アーム
７８カセットエレベータ
８０カセット
８２仮置き機構
８２ａ、８２ｂガイドレール
８４搬送機構
８４ａ把持部
８６移動機構
８８Ｙ軸ガイドレール
９０Ｙ軸移動テーブル
９２Ｙ軸ボールネジ
９４Ｙ軸パルスモータ
９６Ｘ軸ガイドレール
９８Ｘ軸移動テーブル
１００Ｘ軸ボールネジ
１０２テーブルベース
１０４チャックテーブル
１０４ａ保持面
１０６クランプ
１０８集光器
１０８ａレーザービーム
１１０カメラ
１１２洗浄ユニット
１１４スピンナテーブル
１１６噴射ノズル
１１８バルブ
１２０吸引源
１２２剥離ユニット

Claims

格子状に配列された複数の分割予定ラインによって区画された各領域にデバイスが形成された表面を備えるウェーハの加工方法であって、
該ウェーハの仕上がり厚さを超える深さの溝を、該分割予定ラインに沿って形成する溝形成ステップと、
該ウェーハの表面を保護フィルムで覆い、該溝に倣って入り込むように該保護フィルムを密着させる保護フィルム密着ステップと、
外的刺激によって硬化する性質を有する液状樹脂を硬化させてなる保護部材で該保護フィルムを被覆し、表面側が該保護部材で覆われた保護部材付きウェーハを形成する保護部材付きウェーハ形成ステップと、
該保護部材付きウェーハの該保護部材側をチャックテーブルで保持し、該保護部材付きウェーハの裏面側を研削して該保護部材付きウェーハを該仕上がり厚さまで薄化し、該溝を裏面側に表出させて該保護部材付きウェーハを複数のデバイスチップに分割する研削ステップと、
該デバイスチップに分割された該保護部材付きウェーハの裏面に、ダイシングテープに保持されたダイアタッチフィルムを貼着するテープ貼着ステップと、
該保護部材によって該デバイスチップの配置が維持された該保護部材付きウェーハの該ダイシングテープ側を、レーザー加工装置のチャックテーブルで吸引保持する保持ステップと、
該保護部材付きウェーハが該チャックテーブルで吸引保持されることにより、該デバイスチップの配置が維持された状態で、該保護部材付きウェーハの表面から該保護フィルム及び該保護部材を剥離する剥離ステップと、
該ウェーハが該チャックテーブルで吸引保持されることにより、該デバイスチップの配置が維持された状態で、該ダイアタッチフィルムに対して吸収性を有する波長のレーザービームを、該デバイスチップの間から露出した該ダイアタッチフィルムに照射し、該ダイアタッチフィルムを該分割予定ラインに沿って分割するダイアタッチフィルム分割ステップと、を備えることを特徴とするウェーハの加工方法。
該ウェーハに形成された該デバイスの表面に凸凹が有り、該保護フィルム密着ステップでは、該保護フィルムを該凹凸に倣って該ウェーハの表面に密着させることを特徴とする請求項１に記載のウェーハの加工方法。
該保護部材付きウェーハ形成ステップでは、平坦なシートに塗布された該液状樹脂に該保護フィルムを介して該ウェーハを押し当てた後、該液状樹脂を該外的刺激で硬化させて、該ウェーハに該保護部材を固定することを特徴とする請求項１又は２に記載のウェーハの加工方法。
該保護部材付きウェーハ形成ステップでは、平坦なシートに該液状樹脂を中央部が盛り上がった形状に塗布し、該液状樹脂に該保護フィルムを介して該ウェーハを押し当てることにより該液状樹脂を広げて該保護フィルムを被覆することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のウェーハの加工方法。
該保護フィルムには接着剤が設けられていないことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のウェーハの加工方法。