JP2013008831A - ウエーハの加工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】改質層を形成する改質層形成工程の生産性を向上するとともに、比較的安価に加工ラインを構成することができるウエーハの加工方法を提供する。
【解決手段】複数のストリート２１によって区画された複数の領域にデバイスが形成されたウエーハ２を、ストリートに沿って個別デバイスに分割するウエーハの加工方法であって、デバイス面に保護部材３を貼着したウエーハの裏面２ｂを研削して所定の厚みに研削する第１の研削工程と、該ウエーハの裏面側からウエーハに対して透過性を有するレーザ光を内部に集光点Ｐを合わせてストリートに沿って照射し、ストリートに沿って内部改質層２１０を形成する工程と、該ウエーハ裏面を仕上がり厚みに研削する第２の研削工程と、ウエーハの裏面を環状フレームに装着された粘着テープ表面に貼着した後、ウエーハの表面の保護部材を剥離する工程と、粘着テープを拡張してウエーハを個別デバイスに分離する工程とを含む。
【選択図】図６

Description

本発明は、表面に複数のストリートが格子状に形成されているとともに該複数のストリートによって区画された複数の領域にデバイスが形成されたウエーハを、ストリートに沿って分割するウエーハの加工方法に関する。

半導体デバイス製造工程においては、略円板形状である半導体ウエーハの表面に格子状に配列されたストリートと呼ばれる分割予定ラインによって複数の領域が区画され、この区画された領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスを形成する。そして、半導体ウエーハをストリートに沿って切断することによりデバイスが形成された領域を分割して個々のデバイスを製造している。また、サファイヤ基板の表面にフォトダイオード等の受光素子やレーザーダイオード等の発光素子等が積層された光デバイスウエーハもストリートに沿って切断することにより個々のフォトダイオード、レーザーダイオード等の光デバイスに分割され、電気機器に広く利用されている。

上述した半導体ウエーハや光デバイスウエーハ等のストリートに沿った切断は、通常、ダイサーと呼ばれている切削装置によって行われている。この切削装置は、半導体ウエーハや光デバイスウエーハ等の被加工物を保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された被加工物を切削するための切削手段と、チャックテーブルと切削手段とを相対的に移動せしめる切削送り手段とを具備している。切削手段は、回転スピンドルと該スピンドルに装着された切削ブレードおよび回転スピンドルを回転駆動する駆動機構を備えたスピンドルユニットを含んでいる。切削ブレードは円盤状の基台と該基台の側面外周部に装着された環状の切れ刃からなっており、切れ刃は例えば粒径３μｍ程度のダイヤモンド砥粒を電鋳によって基台に固定し厚さ２０μｍ程度に形成されている。

しかるに、切削ブレードは２０μｍ程度の厚さを有するため、デバイスを区画するストリートとしては幅が５０μｍ程度必要となり、ウエーハの面積に対するストリートが占める面積比率が大きく、生産性が悪いという問題がある。また、サファイヤ基板、炭化珪素基板等はモース硬度が高いため、上記切削ブレードによる切断は必ずしも容易ではない。

一方、近年半導体ウエーハ等のウエーハを分割する方法として、ウエーハに対して透過性を有する波長のパルスレーザー光線を用い、分割すべき領域の内部に集光点を合わせてパルスレーザー光線を照射するレーザー加工方法も試みられている。このレーザー加工方法を用いた分割方法は、ウエーハの一方の面側から内部に集光点を合わせてウエーハに対して透過性を有する波長のパルスレーザー光線を照射し、ウエーハの内部にストリートに沿って改質層を連続的に形成し、この改質層が形成されることによって強度が低下したストリートに沿って外力を加えることにより、ウエーハを破断して分割するものである。

しかるに、ウエーハの内部に集光点を合わせてウエーハに対して透過性を有する波長のパルスレーザー光線を照射することによりウエーハの内部に分割予定ラインに沿って改質層を形成するレーザー加工においては、ウエーハの厚みが例えば１００μm以下と薄い場合には、パルスレーザー光線の集光点をウエーハの内部に位置付けることが難しい。このため、ウエーハの厚みが５００μm前後の状態でパルスレーザー光線の集光点をウエーハの内部に位置付けて照射することにより改質層を形成している。（例えば、特許文献１参照。）

特許第３４０８８０５号公報

而して、ウエーハの厚みが厚いと、ウエーハを改質層が形成された分割予定ラインに沿って容易に破断するためには、パルスレーザー光線のエネルギーが減衰することに加え改質層を何層も重ねて形成しなければならず、生産性が悪いという問題がある。
また、ウエーハの内部に分割予定ラインに沿って改質層を形成した後に、ウエーハの裏面を研削してウエーハの厚みを例えば５０μm程度の仕上がり厚みに仕上げる研削工程が実施されるが、上述した改質層を形成するレーザー加工の生産性が悪いことから、上記研削工程との生産性（タクトタイム）を良好とするために、研削装置１台に対して高価なレーザー加工装置を２台設置して加工ラインを構成しなければならず、設備費が高額になるという問題がある。

本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術的課題は、改質層を形成する改質層形成工程の生産性を向上するとともに、比較的安価な設備費で研削装置とレーザー加工装置とからなる加工ラインを構成することができるウエーハの加工方法を提供することである。

上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、表面に複数のストリートが格子状に形成されているとともに該複数のストリートによって区画された複数の領域にデバイスが形成されたウエーハを、ストリートに沿って個々のデバイスに分割するウエーハの加工方法であって、
ウエーハの表面に保護部材を貼着する保護部材貼着工程と、
表面に保護部材が貼着されたウエーハの保護部材側を第１の研削装置のチャックテーブルに保持し、ウエーハの裏面を研削して所定の厚みに研削する第１の研削工程と、
所定の厚みに研削されたウエーハの保護部材側をレーザー加工装置のチャックテーブルに保持し、ウエーハの裏面側からウエーハに対して透過性を有するレーザー光線を内部に集光点を合わせてストリートに沿って照射し、ウエーハの内部にストリートに沿って改質層を形成する改質層形成工程と、
ウエーハの内部にストリートに沿って改質層が形成されたウエーハの保護部材側を第２の研削装置のチャックテーブルに保持し、ウエーハの裏面を研削して仕上がり厚みに形成する第２の研削工程と、
仕上がり厚みに形成されたウエーハの裏面を環状のフレームに装着された伸張可能な粘着テープの表面に貼着するとともに、ウエーハの表面に貼着されている保護部材を剥離するウエーハ移し替え工程と、
ウエーハが貼着された粘着テープを拡張してウエーハを個々のデバイスに分離する分離工程と、を含む、
ことを特徴とするウエーハの加工方法が提供される。

上記第２の研削工程を実施することによってウエーハは改質層が形成されたストリートに沿って個々のデバイスに分割される。
上記改質層形成工程はウエーハの表面からデバイスの仕上がり厚みに相当する位置より裏面側に改質層を形成し、上記第２の研削工程はウエーハを仕上がり厚みに研削することにより改質層を除去する。
また、上記ウエーハ移し替え工程はウエーハの裏面に接着フィルムを装着し、上記分離工程はウエーハが貼着された粘着テープを拡張することにより接着フィルムを個々のデバイスに沿って分離する。

本発明におけるウエーハの加工方法によれば、改質層形成工程を実施する際には、第１の研削装置に実施される第１の研削工程においてウエーハの厚みが所定の厚みに形成されているので、レーザー光線のエネルギーの減衰が抑えられるとともに、改質層を何層も形成するために改質層形成工程を多数回実施する必要がないので、レーザー加工装置による改質層形成工程の生産性を向上することができる。
また、第１の研削装置によって実施される第１の研削工程において所定の厚みに形成されたウエーハに、レーザー加工装置によって改質層形成工程を実施した後、第２の研削装置によって第２の研削工程を実施することによりウエーハの厚みを仕上がり厚みに形成するので、第１の研削装置によって実施する第１の研削工程とレーザー加工装置によって実施する改質層形成工程と第２の研削装置によって実施する第２の研削工程との生産性（タクトタイム）が良好となる。そして、比較的高価なレーザー加工装置１台に対して比較的安価な研削装置２台によって加工ラインを構成することができるので、設備費を抑制することが可能となる。

本発明によるウエーハの加工方法によって分割されるウエーハとしての半導体ウエーハの斜視図。 本発明によるウエーハの加工方法における保護部材貼着工程を示す説明図。 本発明によるウエーハの加工方法における第１の研削工程を実施するための第１の研削装置の要部斜視図。 本発明によるウエーハの加工方法における第１の研削工程を示す説明図。 本発明によるウエーハの加工方法における改質層形成工程を実施するためのレーザー加工装置の要部斜視図。 本発明によるウエーハの加工方法における改質層形成行程を示す説明図。 本発明によるウエーハの加工方法における第２の研削工程を実施するための第２の研削装置の要部斜視図。 本発明によるウエーハの加工方法における第２の研削工程を示す説明図。 本発明によるウエーハの加工方法におけるウエーハ移し替え工程の一実施形態を示す説明図。 本発明によるウエーハの加工方法におけるウエーハ移し替え工程の他の実施形態を示す説明図。 本発明によるウエーハの加工方法における分離工程を実施するためのテープ拡張装置の斜視図。 本発明によるウエーハの加工方法における分離工程を示す説明図。 本発明によるウエーハの加工方法におけるピックアップ工程を示す説明図。 本発明によるウエーハの加工方法によって製造されたデバイスの斜視図。

以下、本発明によるウエーハの加工方法の好適な実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。

図１には、本発明に従って加工されるウエーハとしての半導体ウエーハの斜視図が示されている。図１に示す半導体ウエーハ２は、厚みが例えば５００μmのシリコンウエーハからなっており、表面２ａに複数のストリート２１が格子状に形成されているとともに、該複数のストリート２１によって区画された複数の領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイス２２が形成されている。以下、この半導体ウエーハ２をストリート２１に沿って個々のデバイス２２に分割するウエーハの加工方法について説明する。

先ず、半導体ウエーハ２の表面２aに形成されたデバイス２２を保護するために、半導体ウエーハ２の表面２aに保護部材を貼着する保護部材貼着工程を実施する。即ち、図２に示すように半導体ウエーハ２の表面２aに保護部材としての保護テープ３を貼着する。なお、保護テープ３は、図示の実施形態においては厚さが１００μｍのポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）からなるシート状基材の表面にアクリル樹脂系の糊が厚さ５μｍ程度塗布されている。

半導体ウエーハ２の表面２aに保護部材としての保護テープ３を貼着したならば、半導体ウエーハ２の保護部材側を第１の研削装置のチャックテーブルに保持し、半導体ウエーハ２の裏面を研削して所定の厚みに研削する第１の研削工程を実施する。この第１の研削工程は、図３に示す第１の研削装置４を用いて実施する。図３に示す第１の研削装置４は、被加工物を保持するチャックテーブル４１と、該チャックテーブル４１に保持された被加工物を研削する研削手段４２を具備している。チャックテーブル４１は、上面に被加工物を吸引保持するように構成されており、図示しない回転駆動機構によって図３において矢印４１aで示す方向に回転せしめられる。研削手段４２は、スピンドルハウジング４２１と、該スピンドルハウジング４２１に回転自在に支持され図示しない回転駆動機構によって回転せしめられる回転スピンドル４２２と、該回転スピンドル４２２の下端に装着されたマウンター４２３と、該マウンター４２３の下面に取り付けられた研削ホイール４２４とを具備している。この研削ホイール４２４は、円環状の基台４２５と、該基台４２５の下面に環状に装着された研削砥石４２６とからなっており、基台４２５がマウンター４２３の下面に締結ボルト４２７によって取り付けられている。

上述した第１の研削装置４を用いて上記第１の研削工程を実施するには、図３に示すようにチャックテーブル４１の上面（保持面）に上記保護部材貼着工程が実施された半導体ウエーハ２の保護テープ３側を載置する。そして、図示しない吸引手段によってチャックテーブル４１上に半導体ウエーハ２を保護テープ３を介して吸着保持する（ウエーハ保持工程）。従って、チャックテーブル４１上に保持された半導体ウエーハ２は、裏面２bが上側となる。このようにチャックテーブル４１上に半導体ウエーハ２を保護テープ３を介して吸引保持したならば、チャックテーブル４１を図３において矢印４１aで示す方向に例えば３００ｒｐｍで回転しつつ、研削手段４２の研削ホイール４２４を図３において矢印４２４aで示す方向に例えば６０００ｒｐｍで回転せしめて、図４に示すように研削砥石４２６を被加工面である半導体ウエーハ２の裏面２bに接触せしめ、研削ホイール４２４を図３および図４において矢印４２４bで示すように例えば１μm／秒の研削送り速度で下方（チャックテーブル４１の保持面に対し垂直な方向）に所定量研削送りする。この結果、半導体ウエーハ２の裏面２bが研削されて半導体ウエーハ２は所定の厚み（例えば２００μm）に形成される。

次に、所定の厚みに研削された半導体ウエーハ２の保護部材側をレーザー加工装置のチャックテーブルに保持し、半導体ウエーハ２の裏面側から半導体ウエーハ２に対して透過性を有するレーザー光線を内部に集光点を合わせてストリートに沿って照射し、半導体ウエーハ２の内部にストリートに沿って改質層を形成する改質層形成工程を実施する。この改質層形成工程は、図５に示すレーザー加工装置５を用いて実施する。図５に示すレーザー加工装置５は、被加工物を保持するチャックテーブル５１と、該チャックテーブル５１上に保持された被加工物にレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段５２と、チャックテーブル５１上に保持された被加工物を撮像する撮像手段５３を具備している。チャックテーブル５１は、被加工物を吸引保持するように構成されており、図示しない移動機構によって図５において矢印Ｘで示す加工送り方向および矢印Ｙで示す割り出し送り方向に移動せしめられるようになっている。

上記レーザー光線照射手段５２は、実質上水平に配置された円筒形状のケーシング５２１の先端に装着された集光器５２２からパルスレーザー光線を照射する。また、上記レーザー光線照射手段５２を構成するケーシング５２１の先端部に装着された撮像手段５３は、図示の実施形態においては可視光線によって撮像する通常の撮像素子（ＣＣＤ）の外に、被加工物に赤外線を照射する赤外線照明手段と、該赤外線照明手段によって照射された赤外線を捕らえる光学系と、該光学系によって捕らえられた赤外線に対応した電気信号を出力する撮像素子（赤外線ＣＣＤ）等で構成されており、撮像した画像信号を後述する制御手段に送る。

上述したレーザー加工装置５を用いて実施する改質層形成工程について、図５および図６を参照して説明する。
この改質層形成工程は、先ず上述した図５に示すレーザー加工装置５のチャックテーブル５１上に上記第１の研削工程が実施された半導体ウエーハ２の保護テープ３側を載置する。そして、図示しない吸引手段によってチャックテーブル５１上に半導体ウエーハ２を保護テープ３を介して吸着保持する（ウエーハ保持工程）。従って、チャックテーブル５１上に保持された半導体ウエーハ２は、裏面２bが上側となる。このようにして、半導体ウエーハ２を吸引保持したチャックテーブル５１は、図示しない加工送り手段によって撮像手段５３の直下に位置付けられる。

チャックテーブル５１が撮像手段５３の直下に位置付けられると、撮像手段５３および図示しない制御手段によって半導体ウエーハ２のレーザー加工すべき加工領域を検出するアライメント作業を実行する。即ち、撮像手段５３および図示しない制御手段は、半導体ウエーハ２の所定方向に形成されているストリート２１と、ストリート２１に沿ってレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段５２の集光器５２２との位置合わせを行うためのパターンマッチング等の画像処理を実行し、レーザー光線照射位置のアライメントを遂行する。また、半導体ウエーハ２に形成されている上記所定方向に対して直交する方向に延びるストリート２１に対しても、同様にレーザー光線照射位置のアライメントが遂行される。このとき、半導体ウエーハ２のストリート２１が形成されている表面２ａは下側に位置しているが、撮像手段５３が上述したように赤外線照明手段と赤外線を捕らえる光学系および赤外線に対応した電気信号を出力する撮像素子（赤外線ＣＣＤ）等で構成された撮像手段を備えているので、裏面２ｂから透かしてストリート２１を撮像することができる。

以上のようにしてチャックテーブル５１上に保持されている半導体ウエーハ２に形成されているストリート２１を検出し、レーザー光線照射位置のアライメントが行われたならば、図６の（ａ）で示すようにチャックテーブル５１をレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段５２の集光器５２２が位置するレーザー光線照射領域に移動し、所定のストリート２１の一端（図６の（ａ）において左端）をレーザー光線照射手段５２の集光器５２２の直下に位置付ける。次に、集光器５２２から照射されるパルスレーザー光線の集光点Ｐを半導体ウエーハ２の表面２ａ（下面）からデバイスの仕上がり厚さＳに相当する位置より裏面２b（上面）側に合わせる。即ち、デバイスの仕上がり厚さ(t)が５０μmの場合には、パルスレーザー光線の集光点Ｐを半導体ウエーハ２の表面２ａ（下面）から例えば７５μm上方の位置に合わせる。そして、集光器５２２からシリコンウエーハに対して透過性を有する波長のパルスレーザー光線を照射しつつチャックテーブル５１即ち半導体ウエーハ２を図６の（ａ）において矢印Ｘ１で示す方向に所定の送り速度で移動せしめる。そして、図６の（ｂ）で示すようにレーザー光線照射手段５２の集光器５２２の照射位置がストリート２１の他端の位置に達したら、パルスレーザー光線の照射を停止するとともにチャックテーブル５１即ち半導体ウエーハ２の移動を停止する。この結果、半導体ウエーハ２の内部には、ストリート２１に沿って表面２ａ（下面）から例えば５０μm上方の位置より裏面２b（上面）側に厚みが例えば５０μmの改質層２１０が形成される。この改質層２１０は、溶融再固化層として形成される。

なお、上記改質層形成工程における加工条件は、例えば次のように設定されている。
光源 ；ＬＤ励起ＱスイッチＮｄ：ＹＶＯ４スレーザー
波長 ；１０６４ｎｍのパルスレーザー
パルス出力 ：１０μＪ
集光スポット径 ；φ１μｍ
繰り返し周波数 ：１００ｋＨｚ
加工送り速度 ；１００ｍｍ／秒

上述したように所定のストリート２１に沿って上記改質層形成工程を実施したら、チャックテーブル５１を矢印Ｙで示す方向に半導体ウエーハ２に形成されたストリート２１の間隔だけ割り出し移動し（割り出し工程）し、上記改質層形成工程を遂行する。このようにして所定方向に形成された全てのストリート２１に沿って上記改質層形成工程を実施したならば、チャックテーブル５１を９０度回動せしめて、上記所定方向に形成されたストリート２１に対して直交する方向に延びるストリート２１に沿って上記改質層形成工程を実行する。

以上のように、改質層形成工程を実施する際には、上記第１の研削装置４によって実施される第１の研削工程において半導体ウエーハ２の厚みが例えば５００μmから２００μmに形成されているので、パルスレーザー光線のエネルギーの減衰が抑えられるとともに、改質層を何層も形成するために改質層形成工程を多数回実施する必要がないので、レーザー加工装置５による改質層形成工程の生産性を向上することができる。

上述した改質層形成工程を実施することによって半導体ウエーハ２の内部にストリート２１に沿って改質層２１０を形成したならば、内部にストリート２１に沿って改質層２１０が形成された半導体ウエーハ２の保護部材側を第２の研削装置のチャックテーブルに保持し、ウエーハの裏面を研削して仕上がり厚みに形成する第２の研削工程を実施する。この第２の研削工程は、図７に示す第２の研削装置４０を用いて実施する。なお、図７に示す第２の研削装置４０は上記図３に示す第１の研削装置４と実質的に同様の構成であるため、同一部材には同一符号を付してその説明は省略する。

上述した第２の研削装置４０を用いて上記第２の研削工程を実施するには、図７に示すようにチャックテーブル４１の上面（保持面）に上記改質層形成工程が実施された半導体ウエーハ２の保護テープ３側を載置する。そして、図示しない吸引手段によってチャックテーブル４１上に半導体ウエーハ２を保護テープ３を介して吸着保持する（ウエーハ保持工程）。従って、チャックテーブル４１上に保持された半導体ウエーハ２は、裏面２bが上側となる。このようにチャックテーブル４１上に半導体ウエーハ２を吸引保持したならば、チャックテーブル４１を図７において矢印４１aで示す方向に例えば３００ｒｐｍで回転しつつ、研削手段４２の研削ホイール４２４を図７において矢印４２４aで示す方向に例えば６０００ｒｐｍで回転せしめて、図８に示すように研削砥石４２６を被加工面である半導体ウエーハ２の裏面２bに接触せしめ、研削ホイール４２４を図７および図８において矢印４２４bで示すように例えば０．５μm／秒の研削送り速度で下方（チャックテーブル４１の保持面に対し垂直な方向）に所定量研削送りする。この結果、半導体ウエーハ２の裏面２bが研削されて半導体ウエーハ２は仕上がり厚み（例えば５０μm）に形成される。この第２の研削工程においては、半導体ウエーハ２の厚みが１００μm以下になると、研削圧力が作用している半導体ウエーハ２は改質層２１０が形成されているストリート２１に沿って破断され個々のデバイス２２に分割される。そして、第２の研削工程においては、更に半導体ウエーハ２を仕上がり厚みである５０μmまで研削することにより改質層２１０を除去する。なお、分割された複数のデバイス２２は、その表面に保護テープ３が貼着されているので、バラバラにはならず半導体ウエーハ２の形態が維持されている。

以上のように、上記第１の研削装置４によって実施される第１の研削工程において厚みが例えば５００μmから２００μmに形成された半導体ウエーハ２に、上記レーザー加工装置５によって改質層形成工程を実施した後、上記第２の研削装置４０によって第２の研削工程を実施することにより半導体ウエーハ２の厚みを仕上がり厚み（例えば５０μm）に形成するので、第１の研削装置４によって実施する第１の研削工程とレーザー加工装置５によって実施する改質層形成工程と第２の研削装置４０によって実施する第２の研削工程との生産性（タクトタイム）が良好となる。また、比較的高価なレーザー加工装置１台に対して比較的安価な研削装置２台によって加工ラインを構成することができるので、設備費を抑制することが可能となる。

次に、仕上がり厚みに形成された半導体ウエーハ２の裏面を環状のフレームに装着された伸張可能な粘着テープの表面に貼着するとともに半導体ウエーハ２の表面に貼着されている保護部材３を剥離するウエーハ移し替え工程を実施する。なお、以下の説明におけるウエーハ移し替え工程においては半導体ウエーハ２の裏面に接着フィルムを装着する接着フィルム装着工程を含んでいる即ち、図９の（ａ）および(b)に示すように個々のデバイス２２に分割された半導体ウエーハ２の裏面２ｂに接着フィルム６を装着する。このとき、８０〜２００°Ｃの温度で加熱しつつ接着フィルム６を半導体ウエーハ２の裏面２ｂに押圧して装着する。なお、接着フィルム６は、エポキシ系樹脂で形成されており、厚さが２０μｍのフィルム材からなっている。このようにして半導体ウエーハ２の裏面２ｂに接着フィルム６を装着したならば、図９の（c）に示すように接着フィルム６が装着された半導体ウエーハ２の接着フィルム６側を環状のフレーム７に装着された伸張可能な粘着テープ７０に貼着する。従って、半導体ウエーハ２の表面に貼着された保護テープ３は上側となる。そして、半導体ウエーハ２の表面２ａに貼着されている保護テープ３を剥離する。

上述したウエーハ移し替え工程の他の実施形態について、図１０を参照して説明する。
図１０に示す実施形態は、粘着テープ７０の表面に予め接着フィルム６が貼着された接着フィルム付きの粘着テープ７０を使用する。即ち、図１０の（ａ）、（ｂ）に示すように環状のフレーム７の内側開口部を覆うように外周部が装着された粘着テープ７０の表面に貼着された接着フィルム６に、個々のデバイス２２に分割された半導体ウエーハ２の裏面２ｂを装着する。このとき、８０〜２００°Ｃの温度で加熱しつつ接着フィルム６を半導体ウエーハ２の裏面２ｂに押圧して装着する。なお、上記粘着テープ７０は、図示の実施形態においては厚さが９５μｍのポリオレフィンシートかならっている。このように接着フィルム付きの粘着テープ７０を使用する場合には、粘着テープ７０の表面に貼着された接着フィルム６に半導体ウエーハ２の裏面２ｂを装着することにより、接着フィルム６が装着された半導体ウエーハ２が環状のフレーム７に装着された粘着テープ７０によって支持される。そして、図１０の（ｂ）に示すように半導体ウエーハ２の表面２ａに貼着されている保護テープ３を剥離する。

上記ウエーハ移し替え工程を実施したならば、半導体ウエーハ２が貼着された粘着テープ７０を拡張して半導体ウエーハ２を個々のデバイス２２に分離する分離工程を実施する。この分離工程は、図１１に示すテープ拡張装置８を用いて実施する。図１１に示すテープ拡張装置８は、上記環状のフレーム７を保持するフレーム保持手段８１と、該フレーム保持手段８１に保持された環状のフレーム７に装着された粘着テープ７０を拡張するテープ拡張手段８２と、ピックアップコレット８３を具備している。フレーム保持手段８１は、環状のフレーム保持部材８１１と、該フレーム保持部材８１１の外周に配設された固定手段としての複数のクランプ８１２とからなっている。フレーム保持部材８１１の上面は環状のフレーム７を載置する載置面８１１ａを形成しており、この載置面８１１ａ上に環状のフレーム７が載置される。そして、載置面８１１ａ上に載置された環状のフレーム７は、クランプ８１２によってフレーム保持部材８１１に固定される。このように構成されたフレーム保持手段８１は、テープ拡張手段８２によって上下方向に進退可能に支持されている。

テープ拡張手段８２は、上記環状のフレーム保持部材８１１の内側に配設される拡張ドラム８２１を具備している。この拡張ドラム８２１は、環状のフレーム７の内径より小さく該環状のフレーム７に装着された粘着テープ７０に貼着される半導体ウエーハ２の外径より大きい内径および外径を有している。また、拡張ドラム８２１は、下端に支持フランジ８２２を備えている。図示の実施形態におけるテープ拡張手段８２は、上記環状のフレーム保持部材８１１を上下方向に進退可能な支持手段８２３を具備している。この支持手段８２３は、上記支持フランジ８２２上に配設された複数のエアシリンダ８２３aからなっており、そのピストンロッド８２３bが上記環状のフレーム保持部材８１１の下面に連結される。このように複数のエアシリンダ８２３aからなる支持手段８２３は、図１２の（ａ）に示すように環状のフレーム保持部材８１１を載置面８１１ａが拡張ドラム８２１の上端と略同一高さとなる基準位置と、図１２の（ｂ）に示すように拡張ドラム８２１の上端より所定量下方の拡張位置の間を上下方向に移動せしめる。

以上のように構成されたテープ拡張装置８を用いて実施する分離工程について図１２を参照して説明する。即ち、半導体ウエーハ２（ストリート２１に沿って個々のデバイス２２に分割されている）の接着フィルム６側が貼着されている粘着テープ７０が装着された環状のフレーム７を、図１２の（ａ）に示すようにフレーム保持手段８１を構成するフレーム保持部材８１１の載置面８１１ａ上に載置し、クランプ８１２によってフレーム保持部材８１１に固定する（フレーム保持工程）。このとき、フレーム保持部材８１１は図１２の（ａ）に示す基準位置に位置付けられている。次に、テープ拡張手段８２を構成する支持手段８２３としての複数のエアシリンダ８２３ａを作動して、環状のフレーム保持部材８１１を図１２の（ｂ）に示す拡張位置に下降せしめる。従って、フレーム保持部材８１１の載置面８１１ａ上に固定されている環状のフレーム７も下降するため、図１２の（ｂ）に示すように環状のフレーム７に装着された粘着テープ７０は拡張ドラム８２１の上端縁に接して拡張せしめられる（テープ拡張工程）。この結果、粘着テープ７０に貼着されている接着フィルム６は放射状に引張力が作用する。このように接着フィルム６に放射状に引張力が作用すると、半導体ウエーハ２はストリート２１に沿って個々のデバイス２２に分割されているので、個々のデバイス２２に分離されて間が広がり、間隔(s)が形成される。このため、接着フィルム６には引張力が作用するので、接着フィルム６は個々のデバイス２２に沿って破断される。

この分離工程が実施される際には、図１２の（c）に示すように個々のデバイス２２は互いに接触して溝幅が実質的に零（０）になっており、上記テープ拡張工程を実施することにより図１２の（d）に示すように個々のデバイス２２間が広がり間隔(s)が形成される。このため、接着フィルム６はデバイス２２の外周縁からはみ出すことなくデバイス２２の外周縁に沿って正確に破断されるとともに、接着フィルム６の伸張が制限されデバイス２２の外周縁に沿って確実に破断される。

次に、図１３に示すようにピックアップコレット８３を作動してデバイス２２（裏面に接着フィルム６が装着されている）を吸着し、粘着テープ７０から剥離してピックアップすることにより、図１４に示すようにデバイス２２の外周縁に沿って正確に破断された接着フィルム６が裏面に貼着された半導体デバイス２２が得られる。なお、ピックアップ工程においては、上述したように接着フィルム６が装着された個々のデバイス２２間の隙間Sが広げられているので、隣接するデバイス２２と接触することなく容易にピックアップすることができる。

以上、本発明を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明は実施例のみに限定されるものではなく、本発明の趣旨の範囲で種々の変形は可能である。上述した実施形態においては、第２の研削工程において半導体ウエーハ２が個々のデバイス２２に分割される例について説明したが、第２の研削工程において分割に必要な改質層を残しておき、分離工程で個々のデバイスに分割してもよい。
また、ウエーハが光デバイスウエーハの場合には、ウエーハ移し替え工程において接着フィルムは不要である。

２：半導体ウエーハ
２１：ストリート
２２：デバイス
２１０：改質層
３：保護テープ（保護部材）
４：第１の研削装置
４０：第２の研削装置
４１：チャックテーブル
４２：研削手段
４２４：研削ホイール
４２６：研削砥石
５：レーザー加工装置
５１：チャックテーブル
５２：レーザー光線照射手段
５２２：集光器
６：接着フィルム
７：環状のフレーム
７０：粘着テープ
８：テープ拡張装置
８１：フレーム保持手段
８２：テープ拡張手段
８３：ピックアップコレット

Claims (4)

1. 表面に複数のストリートが格子状に形成されているとともに該複数のストリートによって区画された複数の領域にデバイスが形成されたウエーハを、ストリートに沿って個々のデバイスに分割するウエーハの加工方法であって、
   ウエーハの表面に保護部材を貼着する保護部材貼着工程と、
   表面に保護部材が貼着されたウエーハの保護部材側を第１の研削装置のチャックテーブルに保持し、ウエーハの裏面を研削して所定の厚みに研削する第１の研削工程と、
   所定の厚みに研削されたウエーハの保護部材側をレーザー加工装置のチャックテーブルに保持し、ウエーハの裏面側からウエーハに対して透過性を有するレーザー光線を内部に集光点を合わせてストリートに沿って照射し、ウエーハの内部にストリートに沿って改質層を形成する改質層形成工程と、
   ウエーハの内部にストリートに沿って改質層が形成されたウエーハの保護部材側を第２の研削装置のチャックテーブルに保持し、ウエーハの裏面を研削して仕上がり厚みに形成する第２の研削工程と、
   仕上がり厚みに形成されたウエーハの裏面を環状のフレームに装着された伸張可能な粘着テープの表面に貼着するとともに、ウエーハの表面に貼着されている保護部材を剥離するウエーハ移し替え工程と、
   ウエーハが貼着された粘着テープを拡張してウエーハを個々のデバイスに分離する分離工程と、を含む、
   ことを特徴とするウエーハの加工方法。
2. 該第２の研削工程を実施することによってウエーハは改質層が形成されたストリートに沿って個々のデバイスに分割される、請求項１記載のウエーハの加工方法。
3. 該改質層形成工程はウエーハの表面からデバイスの仕上がり厚みに相当する位置より裏面側に改質層を形成し、該第２の研削工程はウエーハを仕上がり厚みに研削することにより改質層を除去する、請求項１記載のウエーハの加工方法。
4. 該ウエーハ移し替え工程はウエーハの裏面に接着フィルムを装着し、該分離工程はウエーハが貼着された粘着テープを拡張することにより接着フィルムを個々のデバイスに沿って分離する、請求項１から３のいずれかに記載のウエーハの加工方法。

Images