JP2007067278A - エキスパンド方法及びエキスパンド装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
ウェーハ表面にコンタミを付着させず、歩留まりを向上させたウェーハのエキスパンド方法、及びエキスパンド装置を提供すること。
【解決手段】
ダイシング加工後のウェーハＷの裏面に貼着されている粘着シートＳをエキスパンドすることにより個々のチップＴ間の間隔を拡大するエキスパンド方法において、ダイシング加工後のウェーハＷの表面を、重力方向に向けて反転させた後に粘着シートＳをエキスパンドして個々のチップＴ間の間隔を拡大することにより、ウェーハＷ表面へのコンタミの付着を防止し、歩留まりが向上したウェーハのＷエキスパンドが可能となる。
【選択図】図３

Description

本発明は、粘着シートに貼着された半導体ウェーハのダイシングを行い、ダイシング後に粘着シートをエキスパンドして個々のチップ間の間隔を拡大するエキスパンド方法及びエキスパンド装置に関するものである。

半導体製造工程において、表面に半導体装置や電子部品等が形成されたウェーハは、プロービング工程で電気試験が行われた後、ダイシング工程で個々のチップ（ダイ、又はペレットとも言われる）に分割され、次に個々のチップはダイボンディング工程で部品基台にダイボンディングされる。ダイボンディングされた後、樹脂モールドされ、半導体装置や電子部品等の完成品となる。

プロービング工程の後ウェーハは、図５に示すように、片面に粘着層が形成された厚さ１００μｍ程度の粘着シート（ダイシングシート又はダイシングテープとも呼ばれる）Ｓに裏面を貼り付けられ、剛性のあるリング状のフレームＦにマウントされている。ウェーハＷはこの状態でダイシング工程内、ダイシング工程ダイボンディング工程間、及びダイボンディング工程内を搬送される。

ダイシング工程では、ダイシングブレードと呼ばれる薄型砥石でウェーハＷに研削溝を入れてウェーハをカットするダイシング装置が用いられている。ダイシングブレードは、微細なダイヤモンド砥粒をＮｉで電着したもので、厚さ１０μｍ〜３０μｍ程度の極薄のものが用いられる。

このダイシングブレードを３０，０００〜６０，０００ｒｐｍで高速回転させてウェーハＷに切込み、ウェーハＷを完全切断（フルカット）、又は部分切断（ハーフカット）する。フルカットの場合、ウェーハＷの裏面に貼られた粘着シートＳは、表面から１０μｍ程度しか切り込まれていないので、ウェーハＷは個々のチップＴに切断されてはいるものの、個々のチップＴがバラバラにはならず、チップＴ同士の配列が崩れていないので全体としてウェーハ状態が保たれている。

また、ダイシングブレードを用いずに、ウェーハＷの内部に集光点を合わせたレーザー光を照射し、ウェーハ内部に多光子吸収現象による改質領域を形成させ、この改質領域を起点としてウェーハＷを割断するレーザーダイシング加工が提案されている。このレーザーダイシング加工の場合も、ウェーハＷは図５に示すような状態でダイシングされるので、チップＴ同士の配列が崩れず、全体としてウェーハ状態が保たれている。

ここでは、このようにダイシング加工されて個々のチップＴに分割された後であっても、チップＴ同士の配列が崩れていないこのチップＴの集合体をも便宜上ウェーハＷと呼ぶこととする。

この後、ウェーハＷはダイボンディング工程に送られる。ダイボンディング工程ではダイボンダが用いられる。ダイボンダではウェーハＷは先ずチャックステージに載置され、次に粘着シートＳがエキスパンドされて、チップＴ同士の間隔が広げられチップＴをピックアップし易くする。

次に、下方からチップＴをプッシャで突上げるとともに上方からコレットでチップＴをピックアップし、基台の所定位置にチップＴをボンディングする。

このように、粘着シートＳのエキスパンドを行い、チップＴ間の間隔を広げるエキスパンド方法及びエキスパンド装置は従来から用いられていた。また、このエキスパンド装置における様々な改良開発も行われている（例えば、特許文献１、及び特許文献２。）。
特開２００５−１０９０４４号公報 特開２００５−０５７１５８号公報

近年、ウェーハ表面に形成されるパターンの微細化や、多様なデバイスの登場により、ウェーハ表面への汚れ（ｃｏｎｔａｍｉｎａｔｉｏｎ。以下コンタミと称する）の付着が問題視されている。

ウェーハのエキスパンドにおいては、エキスパンド時のチップ同士の接触、ダイシング時のコンタミ等により発塵が生じ、このコンタミがウェーハ表面に付着して汚染する問題があった。また、ハーフカットされたウェーハをエキスパンドする場合は、エキスパンド時に生じる微細なウェーハの欠片がウェーハ表面に飛び散り、ウェーハ表面に残留する問題も生じている。

しかし、特許文献１、又は特許文献２に記載されているエキスパンド方法、及びエキスパンド装置や、その他従来から使用されているエキスパンド装置では、チップ間の間隔を広げることが目的であり、コンタミをウェーハ上に付着させないという対策はなされていない。

本発明はこのような状況に鑑みてなされたもので、ウェーハ表面にコンタミを付着させず、歩留まりを向上させたウェーハのエキスパンド方法、及びエキスパンド装置を提供することを目的としている。

本発明は前記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、裏面を粘着シートに貼着されたウェーハを個々のチップにダイシング加工した後に、前記粘着シートをエキスパンドすることにより前記個々のチップ間の間隔を拡大するエキスパンド方法において、ダイシング加工後の前記ウェーハの表面を、重力方向に向けて反転させた後に前記粘着シートをエキスパンドして前記個々のチップ間の間隔を拡大することを特徴としている。

請求項１の発明によれば、エキスパンドを行う際にウェーハ表面を重力方向である下方に向けて反転させ、この状態でエキスパンドが行われる。

これにより、エキスパンドにより生じた発塵や飛び散ったウェーハの欠片は、重力の作用により全て下方に落下する。よって、ウェーハ表面にコンタミが付着しない、歩留まりの高いエキスパンドを可能にする。

請求項２に記載の発明は、請求項１の発明において、前記エキスパンドを行なう際には、前記ウェーハ表面に向けてエアーを吹き付けることを特徴としている。

請求項２の発明によれば、表面を下方に向けて反転させたウェーハのエキスパンドを行う際に、ウェーハ表面に向かってエアーブローが行われる。

これにより、重力の作用のみでは落下しにくい状態となっているコンタミがウェーハ表面からエアーの力により除去され、重力の作用により下方へ落下させることが可能となる。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２の発明において、前記エキスパンドを行なう際には、前記ウェーハよりも重力方向の下方に位置する吸引口より該ウェーハ周辺のエアーを吸引することを特徴としている。

請求項３の発明によれば、エキスパンドが行われているウェーハの下方に設けられた吸引口より、ウェーハ周辺のエアーが強制的に排気される。

これにより、エキスパンドの際にウェーハから落下したコンタミがエアーの流れ等により舞い上がり、ウェーハ表面に再付着することを防止する。

請求項４に記載の発明は、請求項１、２、又は３の発明において、前記エキスパンド行なう際には、前記ウェーハを加振手段により振動させることを特徴としている。

請求項４の発明によれば、表面を下方に向けて反転させたウェーハのエキスパンドを行う際に、加振手段によってウェーハが振動する。

これにより、重力の作用のみでは落下しにくい状態となっているコンタミを、振動によりウェーハから脱落させることが可能となる。

請求項５に記載の発明は、エキスパンド装置において、裏面を粘着シートに貼着されたウェーハの表面を重力方向に向けて反転させた状態で保持する反転保持手段と、前記ウェーハが貼着された前記粘着シートをエキスパンドするエキスパンド手段と、を備えたことを特徴としている。

請求項５の発明によれば、粘着シートに裏面を貼着されたウェーハが載置されるチャックステージ、ウェーハがマウントされているフレームを固定するクランプ等により構成される反転保持手段によって、ウェーハ表面が重力方向である下方に表面を向けて保持される。この状態で、チャックステージを移動させて粘着シートを伸展させるエキスパンド手段により、粘着シートがエキスパンドされてチップ間の間隔が拡大される。

これにより、エキスパンドにより生じた発塵や飛び散ったウェーハの欠片は、重力の作用により全て下方に落下する。よって、ウェーハ表面にコンタミが付着しない、歩留まりの高いエキスパンドを可能にする。

請求項６に記載の発明は、請求項５の発明において、前記エキスパンド装置には、重力方向に表面を向けた前記ウェーハの表面に向かってエアーを噴射する噴射手段が設けられていることを特徴としている。

請求項６の発明によれば、噴射手段によりエキスパンドが行われているウェーハの表面へエアーブローが行われる。これにより、重力の作用のみでは落下しにくい状態となっているコンタミがエアーの力によりウェーハ表面から除去され、重力の作用により下方へ落下させることが可能となる。

請求項７に記載の発明は、請求項５又は請求項６の発明において、前記エキスパンド装置には、前記ウェーハの重力方向の下方に該ウェーハ周囲のエアーを吸引する吸引口が設けられていることを特徴としている。

請求項７の発明によれば、エキスパンドが行われているウェーハの下方に位置する吸引口より強制的にウェーハ周辺のエアーが排気され、ウェーハから落下したコンタミが吸引される。これにより、エキスパンドの際にウェーハから落下したコンタミが再びウェーハ表面に付着することを防止する。

請求項８に記載の発明は、請求項５、６、又は７の発明において、前記エキスパンド装置には、表面を重力方向に向けて保持された前記ウェーハに対して振動を与える加振手段が設けられていることを特徴としている。

請求項８によれば、エキスパンドが行われているウェーハが、加振手段により振動される。これにより、重力の作用のみでは落下しにくい状態となっているコンタミが、振動によりウェーハから脱落させることが可能となる。

以上説明したように、本発明のエキスパンド方法及びエキスパンド装置によれば、反転させて重量方向へ表面を向けた状態でエキスパンドが行われるため、重力の作用によりコンタミはウェーハ表面から落下する。これにより、ウェーハ表面にコンタミを付着させず、歩留まりを向上させたウェーハのエキスパンドが可能になる。

以下添付図面に従って本発明に係るエキスパンド方法及びエキスパンド装置の好ましい実施の形態について詳説する。

最初に、本発明に係るエキスパンド装置について説明する。図１はエキスパンド装置の主要部を示した側面図である。エキスパンド装置１０は、上部が開閉自在に形成されているカバー１７の内部に、反転保持手段とエキスパンド手段とを構成するチャックステージ１１、クランプ１２、ベース１３、回転軸１４、及び移動加振手段１９が備えられ、更にブローノズル１５と、ダストボックス１６とが備えられている。

エキスパンド装置１０のカバー１７の上方には、ウェーハＷの搬送を行う搬送装置２０が備えられ、搬送装置２０には、搬送ベース２１、アーム２２、移動軸２４が備えられている。

搬送ベース２１は、移動軸２４により図１の矢印Ｂ方向に回転し、矢印Ｃ方向に上下移動する。搬送ベース２１は、矢印Ｄ方向に上下移動するアーム２２が複数本設けられており、アーム２２の先端に形成された吸着パッド２３によって、粘着シートＳに裏面が貼り付けられたウェーハＷをマウントしたフレームＦを吸着してダイシング後のウェーハＷの搬送を行う。

チャックステージ１１は、図１に示す矢印Ａ方向への駆動と急速な方向変更による加振とを行う移動加振手段１９により支持され、搬送装置２０により搬送されたウェーハＷを吸着固定する。

チャックステージ１１の上面には、多孔質部材１１Ａが埋め込まれ、外周部に段差１１Ｂが設けられている。多孔質部材１１Ａと段差１１Ｂの下部には、不図示の真空発生装置に続く吸引用の穴が設けられ、これにより、多孔質部材１１Ａでは粘着シートＳを介してウェーハＷを均一に吸着し、段差１１Ｂではエキスパンド後の粘着シートＳを固定する為の内周リング３０が吸着固定される。

クランプ１２は、チャックステージ１１の周囲を囲むようにベース１３上に複数個設けられ、駆動軸１２Ａにより矢印Ｅ方向に移動し、チャックステージ１１上に載置されたウェーハＷがマウントされているフレームＦを固定する。

ベース１３は、片面に移動加振手段１９に支持されたチャックステージ１１と複数のクランプ１２とが設けられ、モータで駆動する回転軸１４により矢印Ｇ方向へ反転自在に一端が支持されている。

ベース１３が回転軸１４により反転することで、チャックステージ１１上に載置され、フレームＦをクランプ１２により固定されたダイシング後のウェーハＷは、表面を重力方向である下方に向けた状態で反転保持される。

ブローノズル１５は、エアーの噴射口を斜め上方に向けてカバー１７内の底部に複数個設けられ、チャックステージ１１に載置されて表面を下方に向けたウェーハＷに対してエアーを吹き付ける。これにより、エキスパンド時に重力の作用のみでは落下しにくい状態となっているコンタミがウェーハＷ表面からエアーの力により除去される。

ダストボックス１６は、エキスパンド時にウェーハＷより落下したコンタミやウェーハＷの欠片を受ける箱状部材であり、底部には不図示の排気口と不図示のドレイン口とに接続された吸引口１８が設けられている。吸引口１８は、カバー１７内の空気を排気口に向けて排出し、ウェーハＷより落下した水分をドレイン口へ排出する。これにより、エキスパンド時にウェーハＷより発生してカバー１７内に浮遊しているコンタミが、吸引口１８より排出され、ウェーハＷに再付着することが防止される。

次に、本発明に係わるエキスパンド方法について説明する。図２はウェーハＷがチャックステージ１１に載置された状態を示した図、図３はエキスパンドが行われている状態を示した図、図４はエキスパンド終了後の状態を示した図である。

裏面を粘着シートＳに貼付されフレームＦにマウントされたウェーハＷは、ダイシングが終了した後、図１に示すように、搬送装置２０のアーム２２先端に形成された吸着パッド２３でフレームＦを吸着されてエキスパンド装置１０へ搬送される。移動軸２４が旋回してエキスパンド装置１０上方まで移動してきたウェーハＷは、図２に示すように、アーム２２が矢印Ｄ１方向に伸長し、カバー１７上部の開口部よりカバー１７内に搬送され、チャックステージ１１上に載置される。

チャックステージ１１上にウェーハＷが載置されると、不図示の真空発生装置が起動し、予めチャックステージ１１上の段差１１Ｂに載置されていた内周リング３０と、粘着シートＳに貼付されたウェーハＷがチャックステージ１１に吸着される。ウェーハＷの吸着が開始されると、複数のクランプ１２が移動してフレームＦを固定する。

フレームＦがクランプ１２に固定されると、図３に示すように、回転軸１４によってベース１３が矢印Ｇ１方向に反転し、ウェーハＷの表面が下方に向けられる。ウェーハＷ表面が下方に向けられた状態で不図示の真空発生装置が停止し、ウェーハＷの吸着が解除される。

ウェーハＷの吸着が解除されると、移動加振手段１９が矢印Ａ１方向に向かって伸長する。これにより、粘着シートＳがチャックステージ１１の外周部方向である矢印Ｈに向かって伸展し、ウェーハＷがエキスパンドされて個々のチップＴに分割される。分割の際に発生するコンタミＣＯは、重力の作用でダストボックス１６に向かって落下する。

このとき、ブローノズル１５からウェーハＷに向かってエアーが噴射されるとともに、移動加振手段１９が微小な移動量で急速に方向を変えながら移動してウェーハＷに振動を与える。これにより、エキスパンド時に重力の作用のみでは落下しにくい状態となっているコンタミＣＯは、振動とエアーとの力によりウェーハＷ表面から脱落してダストボックス１６に向かって落下する。

更に、吸引口１８からは、カバー１７内のエアーが不図示の排出口に向かって排出される。これにより、エキスパンド時に発生し、カバー１７内に浮遊している微細なコンタミＣＯが吸引口１８より排出され、チップＴに分けられたウェーハＷに再付着することが防止される。

エキスパンドが終了すると、図４に示すように、移動加振手段１９が伸長した状態でベース１３が回転軸１４によって矢印Ｇ２方向に反転し、個々のチップＴに分割されたウェーハＷが上方に向くように戻される。

この状態で外周リング３１が、アーム２２、又は手動により、チャックステージ１１の段差１１Ｂに載置されている内周リング３０の外周部へ、粘着シートＳを挟んで勘合される。これにより、粘着シートＳが固定され、ウェーハＷのエキスパンド状態が保持される。

エキスパンド状態が保持されたウェーハＷは、再びアーム２２によりフレームＦ、又は内周リング３０、外周リング３１等を吸着されてエキスパンド装置１０から搬出される。

以上のような方法により、ダイシング後のウェーハＷが、表面にコンタミを付着することなく、高い歩留まりでエキスパンドされる。

なお、本実施の形態ではエキスパンド後のウェーハＷをエキスパンド装置１０から搬出しているが、外部へ搬送せず、個々に分割されたチップＴをチャックステージ１１上で不図示のプッシャ等により下方から突き上げ、上方からコレットでピックアップする方法でも好適に実施可能である。

以上説明したように、本発明に係るエキスパンド方法及びエキスパンド装置によれば、ウェーハを反転させて重量方向へ表面を向けた状態でエキスパンドが行われるため、重力の作用により発生したコンタミは、落下してウェーハ表面に残留することがない。

また、重力の作用のみでは落下しにくい状態になっているコンタミも、エアーブローと振動により容易にウェーハ表面から除去可能であり、一度ウェーハＷから離れたコンタミは吸引されて再付着することがない。これらにより、ウェーハ表面にコンタミを付着させず、歩留まりを向上させたウェーハのエキスパンドが可能になる。

なお、本実施の形態ではベース１３が反転してチャックステージ１１上に載置されたウェーハＷの表面を下方に向けてエキスパンドを行っているが、本発明はこれに限らず、ウェーハＷの表面が重力方向に向かっている状態でエキスパンドされる機構を持つエキスパンド装置であれば好適に実施可能である。

本発明に係わるエキスパンド装置の主要部を示す側面図。 ウェーハがチャックステージ上に載置されている状態を示す側面図。 エキスパンドが行われている際の側面図。 エキスパンド終了後の側面図。 粘着シートに貼られてフレームにマウントされたウェーハの斜視図。

符号の説明

１０…エキスパンド装置，１１…チャックステージ，１２…クランプ，１３…ベース，１４…回転軸，１５…ブローノズル，１６…ダストボックス，１７…カバー，１８…吸引口，１９…移動加振手段，２０…搬送装置，２１…搬送ベース，２２…アーム，２３…吸着パッド，２４…移動軸，３０…内周リング，３１…外周リング，ＣＯ…コンタミ，Ｆ…フレーム，Ｓ…粘着シート，Ｔ…チップ，Ｗ…ウェーハ

Claims (8)

1. 裏面を粘着シートに貼着されたウェーハを個々のチップにダイシング加工した後に、前記粘着シートをエキスパンドすることにより前記個々のチップ間の間隔を拡大するエキスパンド方法において、
   ダイシング加工後の前記ウェーハの表面を、重力方向に向けて反転させた後に前記粘着シートをエキスパンドして前記個々のチップ間の間隔を拡大することを特徴とするエキスパンド方法。
2. 前記エキスパンドを行なう際には、前記ウェーハ表面に向けてエアーを吹き付けることを特徴とする請求項１に記載のエキスパンド方法。
3. 前記エキスパンドを行なう際には、前記ウェーハよりも重力方向の下方に位置する吸引口より該ウェーハ周辺のエアーを吸引することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のエキスパンド方法。
4. 前記エキスパンド行なう際には、前記ウェーハを加振手段により振動させることを特徴とする請求項１、２、又は３のうちいずれか１項に記載のエキスパンド方法。
5. 裏面を粘着シートに貼着されたウェーハの表面を重力方向に向けて反転させた状態で保持する反転保持手段と、
   前記ウェーハが貼着された前記粘着シートをエキスパンドするエキスパンド手段と、を備えたことを特徴とするエキスパンド装置。
6. 前記エキスパンド装置には、重力方向に表面を向けた前記ウェーハの表面に向かってエアーを噴射する噴射手段が設けられていることを特徴とする請求項５に記載のエキスパンド装置。
7. 前記エキスパンド装置には、前記ウェーハの重力方向の下方に該ウェーハ周囲のエアーを吸引する吸引口が設けられていることを特徴とする請求項５又は請求項６に記載のエキスパンド装置。
8. 前記エキスパンド装置には、表面を重力方向に向けて保持された前記ウェーハに対して振動を与える加振手段が設けられていることを特徴とする請求項５、６、又は７のうちいずれか１項に記載のエキスパンド装置。

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