JP2000195828A - ウエハの切断分離方法およびウエハの切断分離装置 - Google Patents

ウエハの切断分離方法およびウエハの切断分離装置

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JP2000195828A
JP2000195828A JP36994598A JP36994598A JP2000195828A JP 2000195828 A JP2000195828 A JP 2000195828A JP 36994598 A JP36994598 A JP 36994598A JP 36994598 A JP36994598 A JP 36994598A JP 2000195828 A JP2000195828 A JP 2000195828A
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adhesive tape
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cutting
separating
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Fumiyoshi Kano
Masatake Nagaya
Masato Yamaguchi
史義 加納
正人 山口
正武 長屋
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Denso Corp
株式会社デンソー
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Abstract

(57)【要約】 【課題】チッピングや欠け等の発生を抑制して確実にス
ループットを上げることができるウエハの切断分離方法
およびウエハの切断分離装置を提供する。 【解決手段】ウエハ載置台10は、ウエハ載置面13a
を有し、このウエハ載置面13aにおいて粘着テープ1
6が張設されている。空気通路17を通してウエハ載置
台10のウエハ載置面13aと粘着テープ16との間に
気体を供給することができる。コンプレッサ21によ
り、粘着テープ16に貼付したシリコンウエハ1をハー
フカットした状態から空気通路17を通して粘着テープ
16とウエハ載置面13aとの間に空気を供給して粘着
テープ16を膨らませて、シリコンウエハ1から各チッ
プ5に切断分離する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明はウエハの切断分離
方法およびウエハの切断分離装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、ウエハを各チップ(ダイ)に切断
分離するためには、例えば、図6に示すように、ウエハ
50をハーフカットした後にローラ51にて押圧するこ
とによりチップ毎に分離したり、図7に示すように、粘
着テープ49の上に貼り付けたウエハ50をフルカット
してチップ毎に分離していた。
【0003】ところが、そのいずれにおいても分離端面
におけるチッピングや欠けが発生し、チップの曲げ強度
低下や回路破壊等の製品品質を低下させる問題がある。
より詳しくは、図6のローラ51による分離について
は、ウエハ50の劈開性を利用してきれいな切断面を得
ようとするものであるが、ローラ51の長さ方向での押
圧力F1,F2が不均一であったり、ローラ51の移動
方向での押圧力が不均一であったりすると、ウエハ50
に作用する力が面内で不均一になり、チッピングや欠け
が発生する。
【0004】一方、図7のフルカット加工においては、
ウエハ50の回路面50a側よりも裏面50b側のチッ
ピングが大きいが、その原因として、回路面50aの金
属膜52等がダイシングブレード53に付着し切れ味を
悪化させる、ウエハ50がダイシングブレード53によ
り共振する、テープ粘着剤の影響、等々が言われてい
る。これらは、フルカット(ダイシング)により回路面
50aの膜52、ウエハ本体、テープ粘着剤、テープ基
材等の多種材料を同時に加工することに起因する。ま
た、フルカット時のダイシングブレード53の送り速度
を上昇させようとすると、上記チッピングが増大するた
めスループットが上げられないと言う課題も有してい
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】この発明は、以上のよ
うな事情に鑑みなされたものであり、その目的は、チッ
ピングや欠け等の発生を抑制して確実にスループットを
上げることができるウエハの切断分離方法およびウエハ
の切断分離装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載のウエハ
の切断分離方法によれば、ウエハをチップ化する工程に
おいて、ウエハが粘着テープ上に載置され、ウエハをハ
ーフカットした後に、テープ側が気体もしくは液体にて
加圧され、粘着テープが膨らみウエハが分割される。つ
まり、所定の大きさにハーフカットし、ハーフカットさ
れていない側を気体もしくは液体にて加圧することによ
り粘着テープを膨らませる。よって、均一にウエハに曲
げ力が発生し、チップ毎に分離することができる。
【0007】このようにして、チッピングや欠け等の発
生を抑制して確実にスループットを上げることができる
こととなる。請求項2に記載のウエハの切断分離方法に
よれば、粘着テープの上にウエハを貼付した状態で当該
ウエハが載置台の上に置かれ、ウエハがハーフカットさ
れる。その後、載置台のウエハ載置面と粘着テープとの
間に気体もしくは液体が供給されて粘着テープが膨らみ
ウエハが個々のチップに分離される。
【0008】ここで、気体もしくは液体の供給により粘
着テープが膨らむときにおいては粘着テープに対し均一
な圧力を加えることができ、それにより均一な粘着テー
プの延び及び曲げを生み、ウエハに対し面内での均一な
延び及び曲げの作用力を付与することができる。その結
果、チッピングや欠けの発生を低減でき、均一にチップ
毎に分離することができる。また、図7に示すウエハ5
0をフルカットすることによりチップ毎に分離する方法
に比べ、ウエハに対するダイシング時の加工対象材料の
種類(数)が減り、かつ、切り込み量も微小なため、送
り速度を上昇させることができ、スループットを上げる
ことができる。
【0009】このようにして、チッピングや欠け等の発
生を抑制して確実にスループットを上げることができる
こととなる。ここで、請求項3に記載のように、ウエハ
を個々のチップに分離した後に、載置台のウエハ載置面
と粘着テープとの間の気体もしくは液体を抜いて粘着テ
ープを元の状態にすると、各チップを取り出す際に好ま
しいものとなる。
【0010】また、請求項4に記載のように、前記気体
もしくは液体を、自然解放にて抜くようにすると、チッ
プにダメージを与えず、好ましいものとなる。あるい
は、請求項5に記載のように、前記気体もしくは液体
を、強制排出にて抜くようにすると、生産性を向上させ
ることができる。
【0011】さらに、載置台には気体もしくは液体の流
路があればよいが、特に、請求項7に記載のように、前
記載置台におけるポーラス状になっているウエハ載置面
の構成部材の上にウエハを置くようにすると、均一に空
間を膨張させることができ、均一にチップ毎に分離する
ことができる。
【0012】また、請求項8に記載のウエハの切断分離
装置は、ウエハ載置面を有し、このウエハ載置面におい
て粘着テープが張設されたウエハ載置台と、ウエハ載置
台のウエハ載置面と粘着テープとの間に気体もしくは液
体を供給するための供給通路と、粘着テープに貼付した
ウエハをハーフカットした状態から供給通路を通して粘
着テープとウエハ載置面との間に気体もしくは液体を供
給して、粘着テープを膨らませウエハから各チップに切
断分離するための加圧源とを備えている。
【0013】よって、ウエハ載置台のウエハ載置面に粘
着テープが張設され、この粘着テープに貼付したウエハ
をハーフカットした状態から供給通路を通して粘着テー
プとウエハ載置面との間に気体もしくは液体が供給され
て粘着テープが膨らむ。これにより、ウエハから各チッ
プに切断分離される。
【0014】このように、請求項2のウエハの切断分離
方法を行う上で好ましい機器として使用できる。また、
請求項12に記載のように、強制排出にて抜くための手
段として、前記ハーフカット時のウエハ吸引チャック用
ポンプを用いると、設備が煩雑にならず好ましいものと
なる。
【0015】さらに、載置台には気体もしくは液体の流
路があればよいが、特に、請求項13に記載のように、
前記載置台におけるウエハ載置面の構成部材を、ポーラ
ス状にすると、均一に空間を膨張させることができ、均
一にチップ毎に分離することができる。
【0016】ここで、請求項6,14に記載のように、
粘着テープの材料として、ポリオレフィン樹脂または酢
酸ビニル共重合物(EVA)を用いると、実用上好まし
いものとなる。
【0017】
【発明の実施の形態】以下、この発明を具体化した実施
の形態を図面に従って説明する。図1には、本実施形態
におけるウエハの切断分離装置を示す。つまり、図の上
側には装置の平面を、また、下側にはそのA−A線での
縦断面を示す。
【0018】シリコンウエハ1を各チップに切断分離す
る装置は、ウエハ載置台10を備えている。ウエハ載置
台10はベース材11を有し、ベース材11は所定の厚
さを有する四角板状をなしている。ベース材11におけ
る上面中央部には凹部12が形成され、凹部12の内部
には台座(ダイシングチャック)13が配置されてい
る。この台座13は多孔質体よりなり、詳しくは、ポー
ラスセラミックスを用いている。台座13は平面形状が
円形であり、かつ、シリコンウエハ1よりも一回り大き
い。台座13の上面13aがシリコンウエハ1の載置面
となる。ここで、台座13の上面13a、即ち、ウエハ
載置面は、その外周側でのベース材11の上面11aよ
り高くなっている。
【0019】ウエハ載置台10のベース材11の上面に
おける台座13の周囲にはリング状のテープ支持用フレ
ーム14が配置されている。テープ支持用フレーム14
はリング状の板材よりなる。また、ベース材11におけ
るリング状のテープ支持用フレーム14の下には90度
毎に電磁石15a,15b,15c,15dが配置さ
れ、この電磁石15a〜15dはベース材11に固定さ
れている。そして、電磁石15a〜15dを駆動(通
電)することによりテープ支持用フレーム14が吸引さ
れ、強固に固定される。
【0020】台座13を含めたベース材11の上面には
粘着テープ16が配置されている。この粘着テープ16
の上には前述のテープ支持用フレーム14が位置すると
ともに、粘着テープ16の下には電磁石15a〜15d
が位置している。つまり、粘着テープ16がテープ支持
用フレーム14および電磁石15a〜15dの配置位置
においてフレーム14と電磁石15a〜15dの間に位
置している。そして、電磁石15a〜15dの駆動にて
台座上面(ウエハ載置面)13aにおいて粘着テープ1
6が張設された状態で支持されている。
【0021】粘着テープ16の材料としてポリオレフィ
ン樹脂を用いており、粘着テープ16は弾性を有する。
粘着テープ16の材料として、他にも、酢酸ビニル共重
合物(EVA)を用いてもよい。
【0022】また、ベース材11において凹部12の底
面中央部には空気通路17が形成され、その一端が凹部
12の底面に開口するとともに他端がベース材11の下
面に開口している。空気通路17にはバルブ18を介し
て真空ポンプ19が接続されるとともに、バルブ20を
介してコンプレッサ21が接続されている。そして、バ
ルブ18を開けバルブ20を閉じた状態で真空ポンプ1
9を駆動することにより空気通路17および台座(多孔
質体)13を通して粘着テープ16を台座13に吸引支
持することができる。また、バルブ20を開けバルブ1
8を閉じた状態でコンプレッサ21を駆動することによ
り空気通路17および台座13を通して台座上面(ウエ
ハ載置面)13aと粘着テープ16との間に空気を供給
することができる。
【0023】本例においては、空気通路17が供給通路
として機能するとともに、コンプレッサ21が加圧源と
して機能する。一方、前述の粘着テープ16において、
その上面には粘着剤16b(図3参照)が塗布されてお
り、粘着テープ16の上面にシリコンウエハ1を貼付す
ることができるようになっている。このテープ16に貼
付された状態においてシリコンウエハ1は上面側が回路
形成面であり、回路形成面には絶縁膜や配線用金属膜等
の膜2が形成されている。
【0024】次に、このように構成したウエハの切断分
離装置の作用、つまり、切断分離工程を説明する。ま
ず、図1に示すように、電磁石15a〜15dの駆動に
よるテープ支持用フレーム14の吸引により粘着テープ
16を張設した状態で支持する。そして、粘着テープ1
6の上にシリコンウエハ1の裏面側(回路面の反対側)
を貼り付ける。さらに、図2に示すように、真空ポンプ
19を駆動して空気の吸引を行い、台座13に粘着テー
プ16を吸着させる。
【0025】この状態で、ダイシングブレード22を用
いてシリコンウエハ1のスクライブラインに沿ってハー
フカットする。これにより、シリコンウエハ1には浅い
切り込み4が形成される。この際、図3に示すように、
ダイシングブレード22の切り込み量t3は、膜2の厚
さt1とウエハ本体3の切り込み量t2の総和(=t1
+t2)であり、このトータルの切り込み量t3はウエ
ハ厚さt4の1/3以下とする。
【0026】引き続き、真空ポンプ19の駆動を停止し
て台座13への粘着テープ16の吸着を解除する。さら
に、図4に示すように、コンプレッサ21を駆動して空
気通路17および台座13を通して粘着テープ16とウ
エハ載置面13aとの間に空気を供給して粘着テープ1
6を膨らませる。つまり、ベース材11と粘着テープ1
6との間は、電磁石15a〜15dによるテープ支持用
フレーム14の吸引にて気密封止されており、コンプレ
ッサ21による空気の供給によりベース材11と粘着テ
ープ16の間が均一な圧力F10で加圧される。このエ
アー加圧により粘着テープ16が風船状に膨らむ。この
とき、均一に粘着テープ16が曲げられ曲面W1が形成
される。同時に、粘着テープ16に均一な引っ張り力F
20が発生する。よって、粘着テープ16に貼付したシ
リコンウエハ1に対しては面内で均一な曲げ及び延びが
作用し、シリコンウエハ1が均一な作用力にて各チップ
5に分離される。
【0027】より詳しくは、シリコンウエハ1の面内に
与える応力の不均一性や多種の材料を同時にダイシング
することからチッピングや欠けが増大するという点を考
慮して、まず最初にハーフカットにより図3のように膜
2とウエハ本体3のみをダイシングして微小切り込み4
を形成し、その後、粘着テープ16をエアー加圧し風船
状に膨らますことで微小切り込み4からシリコンウエハ
1を劈開させチップ毎に分離する。このように、シリコ
ンウエハ1をハーフカットした後、ウエハ載置面13a
(チャック面)よりエアー加圧することによりシリコン
ウエハ1が貼付された粘着テープ16を風船状に膨らま
せて粘着テープ16を均一に延ばするとともに均一に曲
げ、シリコンウエハ1に対し均一な引っ張り力F20と
均一な曲げ力F10を与えることにより、ハーフカット
部より、チッピングや欠けを低減した状態でシリコンウ
エハ1を各チップ5に均一に分離する。
【0028】その結果、チッピングや欠けの少ない均一
なICチップ5が得られる。その後、コンプレッサ21
の駆動を停止して台座13および空気通路17を通して
粘着テープ16とウエハ載置面13aとの間の空気を抜
く。その方法は、自然解放でも強制排出でもよい。強制
排出では前述の吸引支持用の真空ポンプを利用してもよ
い。すると、図5に示すように、粘着テープ16は弾性
を有するものであり、大気圧解放後には粘着テープ16
は縮み、元の状態に戻る。
【0029】そして、粘着テープ16から各チップ5が
取り出され、実装を行う箇所にチップ5が搭載され、は
んだ付けやワイヤーボンディン等が行われる。この各チ
ップ5の取り出しの際に、図5のように粘着テープ16
の縮みを利用して粘着テープ16が元の状態、即ち、ウ
エハ載置面13aに面接触する平坦な状態に戻ってお
り、チップ5もバラバラになることなく粘着テープ16
に貼付しており、チップ5の取り出しを容易に行うこと
ができる。
【0030】以上、シリコンウエハ1をチップ化する工
程において、シリコンウエハ1を粘着テープ16上に載
置し、シリコンウエハ1をハーフカットした後に、テー
プ側を空気にて加圧し、粘着テープ16を膨らますこと
によりシリコンウエハ1を分割することができる。つま
り、所定の大きさにハーフカットし、ハーフカットされ
ていない側を空気にて加圧することにより粘着テープ1
6を膨らませて、均一にシリコンウエハ1に曲げ力を発
生させチップ毎に分離することができる。
【0031】このように、本実施の形態は下記の特徴を
有する。 (イ)図1に示すように、粘着テープ16の上にシリコ
ンウエハ1を貼付した状態でシリコンウエハ1をウエハ
載置台10の上に置き、図2に示すように、シリコンウ
エハ1をハーフカットする。その後、図4に示すよう
に、ウエハ載置台10のウエハ載置面13aと粘着テー
プ16との間に空気を供給して粘着テープ16を膨らま
せシリコンウエハ1を個々のチップに分離するようにし
た。
【0032】よって、図6のローラ51を用いた分離方
式ではウエハに作用する力が面内で不均一になってしま
っていたが、本実施形態では、空気の供給により粘着テ
ープ16を膨らませるときにおいては粘着テープ16に
対し均一な圧力を加えることができ、それにより均一な
粘着テープ16の延び及び曲げを生み、シリコンウエハ
1に対し面内での均一な延び及び曲げの作用力を付与す
ることができる。その結果、チッピングや欠けの発生を
低減でき、均一にチップ毎に分離することができる。ま
た、図7に示すように、ウエハ50をフルカットするこ
とによりチップ毎に分離する方法に比べ、図3に示すよ
うに、シリコンウエハ1に対する加工対象は膜2とウエ
ハ本体3であり、粘着剤16bおよびテープ基材16a
は加工対象となっておらず、ダイシング時の加工対象材
料の種類(数)が減り、かつ、切り込み量も微小なた
め、ダイシングブレードの送り速度を上昇させることが
でき、スループットを上げることができる。さらに、空
気の供給により(エアー加圧により)粘着テープ16を
膨らませるという手法を採ったことにより短時間でチッ
プへの分離が可能なためスループットを上げることがで
きる。このようにしてチッピングや欠け等の発生を抑制
して確実にスループットを上げることができる。 (ロ)粘着テープ16として弾性を有するものを用い、
シリコンウエハ1を個々のチップ5に分離した後に、図
5に示すように、ウエハ載置台10のウエハ載置面13
aと粘着テープ16との間の空気を抜いて粘着テープ1
6を元の状態にしたので、粘着テープ16から各チップ
5を取り出す際の作業を容易に行うことができる。 (ハ)ウエハの切断分離装置として、図1に示すよう
に、ウエハ載置台10においては、ウエハ載置面13a
を有し、このウエハ載置面13aにおいて粘着テープ1
6が張設され、空気通路17によりウエハ載置台10の
ウエハ載置面13aと粘着テープ16との間に空気を供
給でき、コンプレッサ21により、粘着テープ16に貼
付したシリコンウエハ1をハーフカットした状態から空
気通路17(および台座13)を通して粘着テープ16
とウエハ載置面13aとの間に空気を供給して粘着テー
プ16を膨らませて、シリコンウエハ1から各チップに
切断分離することができるようにした。よって、(イ)
のウエハの切断分離方法を行う上で好ましい機器として
使用できる。つまり、ウエハ載置台10のウエハ載置面
13aに粘着テープ16が張設され、粘着テープ16に
貼付したシリコンウエハ1をハーフカットした状態から
空気通路17を通して粘着テープ16とウエハ載置面1
3aとの間に空気を供給して粘着テープ16を膨らませ
シリコンウエハ1から各チップ5に切断分離すればよ
い。 (ニ)ウエハ載置台10において空気の流路形成のため
に、ウエハ載置台10におけるウエハ載置面の構成部材
としての台座13を、ポーラス状にしたので、均一に空
間を膨張させることができ、均一にチップ毎に分離する
ことができる。換言すれば、ウエハ載置台10における
ポーラス状になっている台座(ウエハ載置面の構成部
材)13の上にシリコンウエハ1を置くようにしたの
で、均一に空間を膨張させることができ、均一にチップ
毎に分離することができる。 (ホ)シリコンウエハ1を個々のチップに分離した後
に、粘着テープ16とウエハ載置面13aとの間の空気
を抜いて粘着テープ16を元の状態にするための手段と
して、空気を自然解放にて抜くための手段(具体的に
は、空気通路17)を設けた。あるいは、空気を強制排
出にて抜くための手段として、ハーフカット時のウエハ
吸引チャック用ポンプ(真空ポンプ19)を用いた。そ
して、空気を自然解放にて抜くようにすると、チップに
ダメージを与えず、好ましい。また、空気を強制排出に
て抜くようにすると、生産性を向上させることができ
る。特に、真空ポンプ19を用いると、設備が煩雑にな
らず好ましい。
【0033】これまでの説明においては、粘着テープ1
6を膨らませるための気体として空気を用いたが、他の
気体、例えば、窒素ガスを用いてもよい。あるいは、液
体を用いて粘着テープ16を膨らませてもよい。
【0034】また、粘着テープ16をベース材11側に
気密状態で支持するために電磁石15a〜15dを用い
てテープ支持用フレーム14をベース材11側に吸引し
たが、電磁石15a〜15dの代わりにクランプを用い
てテープ支持用フレーム14とベース材11側の部材と
を挟持する方式を採用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】 実施形態におけるウエハの切断分離装置を示
す図。
【図2】 ウエハの切断分離工程を説明するための断面
図。
【図3】 ウエハの切断分離工程を説明するための断面
図。
【図4】 ウエハの切断分離工程を説明するための断面
図。
【図5】 ウエハの切断分離工程を説明するための断面
図。
【図6】 従来技術を説明するためのウエハの切断分離
工程を示す図。
【図7】 従来技術を説明するためのウエハの切断分離
工程を示す図。
【符号の説明】
1…シリコンウエハ、5…チップ、10…ウエハ載置
台、13…台座、13a…ウエハ載置面、16…粘着テ
ープ、17…空気通路、21…コンプレッサ。

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ウエハをチップ化する工程において、ウ
    エハを粘着テープ上に載置し、ウエハをハーフカットし
    た後に、テープ側を気体もしくは液体にて加圧し、粘着
    テープを膨らましてウエハを分割することを特徴とする
    ウエハの切断分離方法。
  2. 【請求項2】 粘着テープの上にウエハを貼付した状態
    で当該ウエハを載置台の上に置き、ウエハをハーフカッ
    トする工程と、 前記載置台のウエハ載置面と粘着テープとの間に気体も
    しくは液体を供給して粘着テープを膨らませてウエハを
    個々のチップに分離する工程とを備えたことを特徴とす
    るウエハの切断分離方法。
  3. 【請求項3】 ウエハを個々のチップに分離した後に、
    載置台のウエハ載置面と粘着テープとの間の気体もしく
    は液体を抜いて前記粘着テープを元の状態にする工程を
    備えたことを特徴とする請求項2に記載のウエハの切断
    分離方法。
  4. 【請求項4】 前記気体もしくは液体を、自然解放にて
    抜くようにしたことを特徴とする請求項3に記載のウエ
    ハの切断分離方法。
  5. 【請求項5】 前記気体もしくは液体を、強制排出にて
    抜くようにしたことを特徴とする請求項3に記載のウエ
    ハの切断分離方法。
  6. 【請求項6】 粘着テープの材料として、ポリオレフィ
    ン樹脂または酢酸ビニル共重合物を用いたことを特徴と
    する請求項2に記載のウエハの切断分離方法。
  7. 【請求項7】 前記載置台におけるポーラス状になって
    いるウエハ載置面の構成部材の上にウエハを置くように
    したことを特徴とする請求項2に記載のウエハの切断分
    離方法。
  8. 【請求項8】 ウエハ載置面を有し、このウエハ載置面
    において粘着テープが張設されたウエハ載置台と、 前記ウエハ載置台のウエハ載置面と前記粘着テープとの
    間に気体もしくは液体を供給するための供給通路と、 前記粘着テープに貼付したウエハをハーフカットした状
    態から前記供給通路を通して粘着テープとウエハ載置面
    との間に気体もしくは液体を供給して、粘着テープを膨
    らませウエハから各チップに切断分離するための加圧源
    と、を備えたことを特徴とするウエハの切断分離装置。
  9. 【請求項9】 ウエハを個々のチップに分離した後に、
    粘着テープとウエハ載置面との間の気体もしくは液体を
    抜いて前記粘着テープを元の状態にするための手段を設
    けたことを特徴とする請求項8に記載のウエハの切断分
    離装置。
  10. 【請求項10】 前記粘着テープを元の状態にするため
    の手段は、気体もしくは液体を、自然解放にて抜くため
    の手段である請求項9に記載のウエハの切断分離装置。
  11. 【請求項11】 前記粘着テープを元の状態にするため
    の手段は、気体もしくは液体を、強制排出にて抜くため
    の手段である請求項9に記載のウエハの切断分離装置。
  12. 【請求項12】 強制排出にて抜くための手段として、
    前記ハーフカット時のウエハ吸引チャック用ポンプを用
    いたことを特徴とする請求項11に記載のウエハの切断
    分離装置。
  13. 【請求項13】 前記載置台におけるウエハ載置面の構
    成部材が、ポーラス状になっていることを特徴とする請
    求項8に記載のウエハの切断分離装置。
  14. 【請求項14】 粘着テープの材料として、ポリオレフ
    ィン樹脂または酢酸ビニル共重合物を用いたことを特徴
    とする請求項8に記載のウエハの切断分離装置。
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