説明

板状ワークの分割方法

【課題】基板に金属層が形成されている板状ワークを、基板にレーザ光を照射した後に拡張して分割することを可能とする。
【解決手段】ウェーハ(基板)1の裏面1bに半田層(金属層)5が形成された2層構造のワーク10におけるウェーハ1の内部に、分割予定ライン2に沿って変質層7を形成した後、ワーク10を分割予定ライン2に沿って折り曲げ、この段階でウェーハ1を変質層7を起点として分割するとともに、半田層5に弱部8を形成する。次いで、拡張用テープ12を拡張して半田層5に外力を加え、弱部8を起点として半田層5を割断し、ワーク10を完全に分割する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、半導体ウェーハ等の基板の片面に半田層等の金属層が形成されたワークを多数の個片に分割する方法に関する。
【背景技術】
【0002】
半導体デバイス製造工程においては、円板状の半導体ウェーハの表面に格子状の分割予定ラインによって多数の矩形領域を区画し、これら矩形領域の表面にICやLSI等の電子回路を形成し、次いで裏面を研削した後に研磨するなど必要な処理をしてから、全ての分割予定ラインを切断する、すなわちダイシングして、多数の半導体チップを得ている。半導体ウェーハのダイシングは、チャックテーブルに保持した半導体ウェーハに、高速回転させた切削ブレードを切り込ませて切断する切削装置が広く用いられている(例えば特許文献1)。
【0003】
一方、半導体ウェーハを分割する方法として、近年にあっては、レーザ光をウェーハの内部に集光点を合わせて照射するレーザ加工方法が試みられている。このレーザ加工方法を用いた分割方法は、透過性を有する赤外光領域のパルスレーザ光を半導体ウェーハの一方の面側から内部に集光点を合わせて照射して、内部に分割予定ラインに沿った変質層を連続的に形成し、この変質層で強度が低下した分割予定ラインに外力を加えることによって半導体ウェーハを割断して分割するものである(特許文献2参照)。外力を加える手段としては、半導体ウェーハの裏面に貼着した保護テープ等の粘着テープを拡張することにより半導体ウェーハを放射方向に引っ張るといった手段が知られている(特許文献3参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開平8−25209号公報
【特許文献2】特許3408805号公報
【特許文献3】特開2007−27250号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ところで、半導体ウェーハから分割された多数の半導体チップはプリント基板等に実装されるが、実装に際しての固着手段として半田付けが採用される場合がある。半導体チップを半田付けするには、半導体チップの実装面である裏面に半田層を形成する必要があり、そのために半導体ウェーハの段階で裏面側に半田層が形成される。ところが、このように裏面側に半田層が形成された半導体ウェーハは、上記のようにレーザ光照射の後に外力を加えて分割しようとした場合、半田層は粘性が高いため分割することが困難であった。
【0006】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、上記半田層等の金属層が基板に形成されている板状ワークを、基板にレーザ光を照射した後に拡張して分割することを可能とする分割方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明は、表面が分割予定ラインによって複数のチップ領域に区画されている基板に金属層が形成された板状のワークを、分割予定ラインに沿って分割する方法であって、基板を透過する波長のレーザ光を分割予定ラインに沿って該基板の内部に集光点を合わせて照射することにより、該基板の内部に該分割予定ラインに沿った変質層を形成する変質層形成工程と、該変質層形成工程の前または後に、ワークの金属層側に拡張用テープを貼着する拡張用テープ貼着工程と、変質層形成工程および拡張用テープ貼着工程の後に、ワークを分割予定ラインに沿って金属層側に折り曲げることにより、変質層を起点として基板をチップ領域ごとに分割するとともに、金属層に該分割予定ラインに沿った分割の起点となる弱部を形成する折り曲げ工程と、該折り曲げ工程の後に、拡張用テープを拡張することにより、弱部を起点として金属層を分割予定ラインに沿って分割する拡張用テープ拡張工程とを含むことを特徴とする。
【0008】
また、本発明は、表面が分割予定ラインによって複数のチップ領域に区画されている基板に金属層が形成された板状のワークを、分割予定ラインに沿って分割する方法であって、基板を透過する波長のレーザ光を分割予定ラインに沿って該基板の内部に集光点を合わせて照射することにより、該基板の内部に該分割予定ラインに沿った変質層を形成する変質層形成工程と、該変質層形成工程の前または後に、ワークの基板側に拡張用テープを貼着する拡張用テープ貼着工程と、変質層形成工程および拡張用テープ貼着工程の後に、ワークを分割予定ラインに沿って基板側に折り曲げることにより、変質層を起点として基板をチップ領域ごとに分割するとともに、金属層に該分割予定ラインに沿った分割の起点となる弱部を形成する折り曲げ工程と、該折り曲げ工程の後に、拡張用テープを拡張することにより、弱部を起点として金属層を分割予定ラインに沿って分割する拡張用テープ拡張工程とを含むことを特徴とする。
【0009】
本発明の上記各方法によると、折り曲げ工程では、基板が変質層を起点として分割予定ラインに沿って割断されて分割され、金属層は分割予定ラインに沿った部分に弱部が形成される。そして次の拡張用テープ拡張工程を行うと、金属層は弱部を起点として分割予定ラインに沿って分割される。このように折り曲げと拡張を行うことにより、基板と金属層を分割予定ラインに沿って分割することができる。
【0010】
なお、本発明で言う基板は特に限定はされないが、例えばシリコンウェーハ等の半導体ウェーハや、半導体製品のパッケージ、あるいはセラミックやガラス系あるいはシリコン系の基板、さらにはミクロンオーダーの精度が要求される各種加工材料等が挙げられる。
【発明の効果】
【0011】
本発明によれば、レーザ光を照射して基板に変質層を形成した後、折り曲げてから拡張するといった2段階の外力をワークに与えることにより、金属層を有する板状ワークを適確に分割することができるといった効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】本発明の一実施形態で多数の半導体チップに分割されるワークを示す斜視図であって、(a)ワーク単体、(b)半田層側に拡張用テープが貼着された状態、である。
【図2】一実施形態の工程を示す断面図であって、(a)拡張用テープ貼着工程、(b)変質層形成工程、(c)折り曲げ工程、(d)拡張用テープ拡張工程、を示す。
【図3】折り曲げ工程でのワークを折り曲げる手法の一具体例を(a)〜(b)の順に示す断面図である。
【図4】図2(c)のIV部分の拡大図である。
【図5】本発明の他の実施形態における(a)折り曲げ工程、(b)拡張用テープ拡張工程、を示す。
【図6】図5(a)のVI部分の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。
(1)ワーク
図1(a)および図2(a)の符号10は、本実施形態のワークである。このワーク10は、円板状の半導体ウェーハ(基板、以下ウェーハと略称)1の裏面1bに半田層(金属層)5が形成された2層構造のものである。ウェーハ1はシリコンウェーハ等であり、表面1aには格子状の分割予定ライン2によって区画された多数の矩形状のデバイス(チップ領域)3が形成されている。各デバイス3の表面には、図示せぬICやLSI等の電子回路が形成されている。半田層5は、例えば数μm〜数十μm程度の厚さであり、半田の合金材料を蒸着やスパッタリングによって薄膜に形成する薄膜形成手段でウェーハ1の裏面1bに形成されている。
【0014】
本実施形態は、ワーク10を分割予定ライン2に沿ってデバイス3ごとに分割して、裏面に半田層が形成された多数の半導体チップを得る方法である。以下、その方法を工程順に説明する。
【0015】
(2)分割方法の工程
(2−1)拡張用テープ貼着工程
図1(b)および図2(a)に示すように、ワーク10の半田層5側に、リング状のフレーム11に張られた円形状の拡張用テープ12を貼着する。拡張用テープ12は伸縮性を有する基材(例えば、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリオレフィン等の合成樹脂シート)の片面に粘着層が形成されたもので、その粘着層にフレーム11が貼り付けられ、ワーク10はフレーム11の内側に同心状に位置付けられて、該粘着層に貼着される。フレーム11は、金属等の板材からなる剛性を有するものであり、このフレーム11を取り扱うことでウェーハ1が搬送される。
【0016】
(2−2)変質層形成工程
次に、図2(b)に示すように、ウェーハ1に対して透過性を有するレーザ光(例えば波長が1064nmのパルスレーザ光)Lを、分割予定ライン2に沿ってウェーハ1の内部に集光点を合わせて照射することにより、分割予定ライン2に沿って連続した変質層7を形成する。変質層7が形成されたことにより、ウェーハ1の分割予定ライン2の強度が低下したものとなる。なお、該変質層形成工程と上記拡張用テープ貼着工程の工程順は任意であり、変質層形成工程の後に拡張用テープ貼着工程を行ってもよい。
【0017】
(2−3)折り曲げ工程
全ての分割予定ライン2に沿ってウェーハ1の内部に変質層7を形成したら、次いで、図2(c)に示すように、ワーク10を分割予定ライン2に沿って半田層5側に折り曲げる。分割予定ライン2の折り曲げは、例えば、ワーク10の裏側の分割予定ライン2に対応する位置に真っ直ぐなエッジ(例えば板材の角)を当ててワーク10が半田層5側に折り曲がるように、ワーク10に外力を加えるといった手法で行うことができる。また、図3(a)〜(b)に示すように、隣接する二列のデバイス3の裏面側に当たる拡張用テープ12の部分を吸着板13で吸着しながら、一方の吸着板13(図3では左側)を矢印D方向に回動させ、一列に並ぶデバイス3ごとに分割予定ライン2を折り曲げてもよい。
【0018】
ワーク10を分割予定ライン2に沿って半田層5側に折り曲げると、図4に示すように、ウェーハ1が変質層7を起点として分割予定ライン2に沿って割断される。一方、半田層5はまだ割断はされず、分割予定ライン2に沿った部分に溝やクラックによる弱部8が形成される。折り曲げ工程では、全ての分割予定ライン2に沿ってワーク10を折り曲げ、半田層5の、全ての分割予定ライン2に対応する位置に弱部8を形成する。なお、ワーク10の折り曲げ程度(折り曲げ角度)は、半田層5に弱部8が確実に形成され得る程度が必要とされる。
【0019】
(2−4)拡張用テープ拡張工程
次に、図2(d)に示すように、拡張用テープ12を放射方向(矢印Bで示す)に拡張する。拡張用テープ12が放射方向に拡張されると、半田層5は放射方向に引っ張られる外力を受け、この外力により、半田層5が、折り曲げ工程で形成された弱部8を起点として割断される。ワーク10はこの段階で分割予定ライン2に沿って完全に分割され、多数の半導体チップ4となる。半導体チップ4は、表面にデバイス3が形成され、裏面に半田層5が形成された半田層付きチップである。なお、この拡張用テープ拡張工程は、例えば前記許文献3(特開2007−27250号公報)に記載される装置を用いて行うことができる。
【0020】
分割された各半導体チップ4は拡張用テープ12に貼り付いた状態であり、後のピックアップ工程で拡張用テープ12からピックアップされる。半導体チップ4のピックアップは、デバイス3を傷つけないために、半田層5側から半導体チップ4を突き上げて行う。したがって、図2(d)に示すように拡張用テープ拡張工程が終わって半導体チップ4が拡張用テープ12に貼着された状態のまま、行うことができる。すなわち、拡張用テープ12側から半導体チップ4を突き上げ、拡張用テープ12から半導体チップ4を剥離させる。そしてピックアップされた半導体チップ4は、半田層5を利用してプリント基板等に半田付けによって実装される。
【0021】
(3)作用効果
上記本実施形態の分割方法によれば、分割の第1段階である折り曲げ工程において、ワーク10のウェーハ1が変質層7を起点として分割予定ライン2に沿って割断されて分割され、半田層5には分割予定ライン2に沿った部分に弱部8が形成される。そして次の第2段階である拡張用テープ拡張工程を行うと、半田層5は弱部8を起点として分割予定ライン2に沿って割断されて分割される。このように折り曲げと拡張を行うことにより、単に拡張用テープ12を拡張させるだけでは困難であった2層構造のワーク10を適確に分割することができる。
【0022】
(4)他の実施形態
次に、本発明の他の実施形態を説明する。
上記の各実施形態では、ワーク10の半田層5側に拡張用テープ12を貼着した状態で折り曲げ工程を行っているが、半田層5側ではなく、ウェーハ1側に拡張用テープ12を貼着して折り曲げ工程を行うことができる。ウェーハ1側への拡張用テープ12の貼着は、変質層形成工程の前、または後のいずれのタイミングあってもよい。そして変質層形成工程を終えたら、図5(a)に示すように、ワーク10を分割予定ライン2に沿って拡張用テープ12が貼着されているウェーハ1側に折り曲げる。するとワーク10は、図6に示すように、ウェーハ1が変質層7を起点として分割予定ライン2に沿って割断され、半田層5には分割予定ライン2に沿った部分に溝やクラックによる弱部8が形成される。
【0023】
このようにして全ての分割予定ライン2に沿ってワーク10をウェーハ1側に折り曲げ、ウェーハ1の割断ならびに半田層5への弱部8の形成を行う。この後、上記実施形態と同様の拡張用テープ拡張工程を行う。これにより、図5(b)に示すように、半田層5が弱部8を起点として割断され、よってワーク10が分割予定ライン2に沿って完全に分割され、多数の半導体チップ4を得る。
【0024】
この実施形態では、拡張用テープ12が貼着されていない半田層5側が、折り曲げ部分の外側であって折り曲げの起点から離れているため、折り曲げ時において半田層5に引っ張り応力が効果的に生じる。このため、半田層5の弱部8をより弱いものとすることができ、場合によっては折り曲げの段階で切断、あるいはそれに近い状態にさせることも可能となる。また、拡張用テープ拡張工程においては半田層5が宙に浮いた状態で拡張される。その結果、拡張用テープ拡張工程においてワーク10を分割し易くなるといった利点がある。
【符号の説明】
【0025】
1…ウェーハ(基板)
1a…ウェーハの表面
1b…ウェーハの裏面
2…分割予定ライン
3…デバイス(チップ領域)
4…半田層付きチップ
5…半田層(金属層)
7…変質層
8…弱部
10…ワーク
12…拡張用テープ
L…レーザ光

【特許請求の範囲】
【請求項1】
表面が分割予定ラインによって複数のチップ領域に区画されている基板に金属層が形成された板状のワークを、前記分割予定ラインに沿って分割する方法であって、
前記基板を透過する波長のレーザ光を前記分割予定ラインに沿って該基板の内部に集光点を合わせて照射することにより、該基板の内部に該分割予定ラインに沿った変質層を形成する変質層形成工程と、
該変質層形成工程の前または後に、前記ワークの前記金属層側に拡張用テープを貼着する拡張用テープ貼着工程と、
前記変質層形成工程および前記拡張用テープ貼着工程の後に、前記ワークを前記分割予定ラインに沿って前記金属層側に折り曲げることにより、前記変質層を起点として前記基板を前記チップ領域ごとに分割するとともに、前記金属層に該分割予定ラインに沿った分割の起点となる弱部を形成する折り曲げ工程と、
該折り曲げ工程の後に、前記拡張用テープを拡張することにより、前記弱部を起点として前記金属層を前記分割予定ラインに沿って分割する拡張用テープ拡張工程と
を含むことを特徴とする板状ワークの分割方法。
【請求項2】
表面が分割予定ラインによって複数のチップ領域に区画されている基板に金属層が形成された板状のワークを、前記分割予定ラインに沿って分割する方法であって、
前記基板を透過する波長のレーザ光を前記分割予定ラインに沿って該基板の内部に集光点を合わせて照射することにより、該基板の内部に該分割予定ラインに沿った変質層を形成する変質層形成工程と、
該変質層形成工程の前または後に、前記ワークの前記基板側に拡張用テープを貼着する拡張用テープ貼着工程と、
前記変質層形成工程および前記拡張用テープ貼着工程の後に、前記ワークを前記分割予定ラインに沿って前記基板側に折り曲げることにより、前記変質層を起点として前記基板を前記チップ領域ごとに分割するとともに、前記金属層に該分割予定ラインに沿った分割の起点となる弱部を形成する折り曲げ工程と、
該折り曲げ工程の後に、前記拡張用テープを拡張することにより、前記弱部を起点として前記金属層を前記分割予定ラインに沿って分割する拡張用テープ拡張工程と
を含むことを特徴とする板状ワークの分割方法。

【図1】
image rotate

【図2】
image rotate

【図3】
image rotate

【図4】
image rotate

【図5】
image rotate

【図6】
image rotate


【公開番号】特開2011−35245(P2011−35245A)
【公開日】平成23年2月17日(2011.2.17)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−181439(P2009−181439)
【出願日】平成21年8月4日(2009.8.4)
【出願人】(000134051)株式会社ディスコ (2,397)
【Fターム(参考)】