JP2001196332A - レーザ光を用いた硬質非金属膜の切断方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 低コストで歩留まりが高いレーザ光を用いた
硬質非金属膜の切断方法を提供する。 【解決手段】 硬質非金属薄膜１の表面のチップ１５と
なる部分の間にダイシング法によりハーフカット溝１１
を形成し、硬質非金属薄膜１の表面に保護フィルム６を
ラミネートした後、硬質非金属薄膜１の裏面からハーフ
カット溝１１に沿ってレーザ光を照射してチップ１５に
割断することができる。この結果、低コストで歩留まり
を向上させることができる。ポイントスクライバ１２に
よるポイントスクライビング加工は、レーザ光によって
発生するウェハ１０への熱応力を集中させ、割断を所定
位置で発生させるきっかけを与える。そのポイントスク
ライビングの形状は割断しようとするウェハ１０の特性
に合わせた形状に形成することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ光を用いた
硬質非金属膜の切断方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】硬質非金属薄膜としての厚さが１５０μ
ｍ以上の通常の薄膜状半導体ウェハ（以下「ウェハ」と
いう。）を用いる半導体集積回路（ＩＣ、ＬＳＩ、以下
「ＩＣ」という。）チップの従来の製造方法としては、
以下の方法が一般的である。

【０００３】(1) チップの仕上がり寸法より厚いウェハ
表面にパターンを形成する。

【０００４】(2) パターン形成面（表面）に保護用フィ
ルムをラミネートする。

【０００５】(3) ウェハの厚さが所定の厚さになるまで
裏面を研削する。

【０００６】(4) ウェハから保護フィルムを剥離し、ウ
ェハをクリーニングする。

【０００７】(5) ウェハをダイシングマシンに固定し、
フルカットダイシングにより個別のチップに切り分け
る。

【０００８】(6) チップを図示しないリードフレームに
ダイボンディングする。

【０００９】ところで、これら(1) 〜(6) のような方法
を用いて厚さ５０μｍのウェハを切断した場合、ウェハ
自体の強度不足のためチップ端面にクラックが入りやす
く、パターンの損傷や長期信頼性の低下を引き起こすと
いう問題がある。

【００１０】そこで、このような問題を回避する手段と
して、図６に示すようにチップの仕上がり寸法より厚い
ウェハの表面にＩＣのパターンを形成し、図７（ａ）〜
（ｆ）に示す手順でチップを得る方法が用いられてい
る。

【００１１】なお、図６は硬質非金属膜としてのウェハ
にパターンが形成された状態を示す斜視図である。

【００１２】図７（ａ）〜（ｆ）は従来の硬質非金属膜
の切断方法を示す工程図である。

【００１３】図８は図７（ｅ）の矢印Ａ方向の矢視拡大
図である。

【００１４】多孔質セラミック板３を用いた真空吸着装
置等に、パターン２が形成された側（表面）が上になる
ようにウェハ１を固定し、ダイシング砥石４によってウ
ェハ１にチップ仕上がり厚さより若干深いハーフカット
溝５を形成する（図７（ａ））。

【００１５】ウェハ１をクリーニングし、その後、ウェ
ハ１の表面にＵＶ硬化型等の保護フィルム６をラミネー
トする（図７（ｂ））。

【００１６】ウェハ１の表面の保護フィルム６側が下に
なるように保持し、ウェハ１の裏面を研削砥石７でチッ
プ９の仕上がり厚さになるまで削り込み、生じたチップ
分離用独立溝８でチップ９を分離する（図７（ｃ））。

【００１７】各チップ９の裏面を全面研磨する（図７
（ｄ））。

【００１８】各チップ９をクリーニングした後、裏面側
（図７（ｄ）の上面側）に他の保護フィルム１６をラミ
ネートし、その後、保護フィルム６を剥離し、パターン
形成側を露出させて次工程に送る（図７（ｅ））。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の技術では、裏面研削による素材歩留まりの低
下、研削及び研削に伴うクリーニング工程の必要性等の
点からコスト高になるという問題があった。

【００２０】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、低コストで歩留まりが高いレーザ光を用いた硬質非
金属膜の切断方法を提供することにある。

【００２１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明のレーザ光を用いた硬質非金属膜の切断方法
は、レーザ光照射により硬質非金属薄膜を微小なチップ
に分割する切断方法において、硬質非金属薄膜の表面の
チップとなる部分の間にダイシング法によりハーフカッ
ト溝を形成し、硬質非金属薄膜の表面に保護フィルムを
ラミネートした後、硬質非金属薄膜の裏面にハーフカッ
ト溝に沿ってレーザ光を照射してチップに割断するもの
である。

【００２２】上記構成に加え本発明のレーザ光を用いた
硬質非金属膜の切断方法は、ハーフカット溝の裏面にポ
イントスクライビング加工を施した後でレーザ光を照射
するのが好ましい。

【００２３】すなわち、本発明のレーザ光を用いた硬質
非金属膜の切断方法は、 (1) チップの仕上がり厚さと同一厚さの薄膜ウェハを用
いる。

【００２４】(2) ウェハの表面にＩＣのパターンを形成
する。パターン形成後、必要に応じて薄く、かつ一様な
厚さの表面保護用樹脂コーティング（保護フィルム）を
施す。

【００２５】(3) ダイシング砥石で、パターン間を通
り、かつウェハの周縁に続く直線状の浅いハーフカット
溝を形成する。表面に保護コーティングが形成されてい
る場合は、保護コーティングごと加工するか、あるいは
必要に応じてコーティング切断とハーフカットとの２工
程とする。ダイシング用研削液として純水を用いる。

【００２６】(4) ウェハ全体をクリーニングし、ウェハ
表面（パターン形成側）にＵＶ硬化型等の保護フィルム
をラミネートする。

【００２７】(5) ウェハの裏面で、ハーフカット溝の中
心線の交点及びウェハ周辺との交点相当位置にポイント
スクライビング加工を施す。位置合わせは両面位置合わ
せ方式を用いる。

【００２８】(6) 保護フィルム面が下になるようにし
て、多孔質セラミック板上に配置し、真空吸着によって
固定する。

【００２９】(7) 一方の方向にハーフカット溝に沿っ
て、ポイントスクライビング部分の上を通るように所定
のレーザ光を照射し、熱歪によって割断する。

【００３０】(8) ウェハ全体を９０°回転させ、ハーフ
カット溝と直交する溝に沿って割断し、個別のチップを
得る。

【００３１】(9) 割断されたチップをそのまま次工程へ
送るか、あるいは割断側面（裏面）に他の保護フィルム
をラミネートし、パターン形成側面（裏面）の保護フィ
ルムを剥離して次工程に送る。

【００３２】というものである。

【００３３】本発明によれば、硬質非金属薄膜にハーフ
カット溝を形成することにより、割断部に強度差がつ
き、レーザ光吸収で生じる熱歪による割れ（割断線）を
各チップ内のパターン形成部に食い込まないようにガイ
ドする。この結果、低コストで歩留まりを向上させるこ
とができる。なお、このハーフカット溝は浅くてもよ
い。

【００３４】ポイントスクライバによるポイントスクラ
イビング加工は、レーザ光によって発生するウェハへの
熱応力を集中させ、割断を所定位置で発生させるきっか
けを与えるものである。そのポイントスクライビングの
形状は割断しようとするウェハの特性に合わせた形状に
形成することができる。特に、最初の割断線と直交する
方向に割断してチップを得るための割断には、割断開始
位置と割断方向に沿ったスクライビング加工を施すこと
ができる。

【００３５】ウェハの表面にラミネートした保護フィル
ムにより、個別に割断されたチップが離散せず、一枚の
ウェハの状態が保たれる。

【００３６】レーザ光による割断工程は、ドライな状態
で行うことができ、微細パーティクル状の切断屑が発生
しないため、加工後の処理（クリーニング）が不要か、
あるいは大幅に簡略化される。割断線幅はほとんど
「０」であるため、チップをダイボンディングかフリッ
プチップボンディングする場合は、保護フィルムを等方
的に延伸させ、各チップを離隔させた状態でチップを取
り出すことができる。

【００３７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて詳述する。

【００３８】図１（ａ）〜（ｆ）は本発明のレーザ光を
用いた硬質非金属膜の切断方法の一実施の形態を示す工
程図である。図２は図１（ａ）に示したダイシング用薄
型砥石でダイシングする状態を示す斜視図である。図３
はスクライビングの一例を示す説明図である。図４は図
１（ｅ）の領域Ｂの拡大断面図である。図５は図１
（ｆ）の矢印Ｃ方向の矢視拡大図である。

【００３９】チップの仕上がりサイズに等しい厚さのウ
ェハ（例えばＧａＡｓウェハ）１０の表面にＩＣのパタ
ーン２が形成されたものを、パターン形成面が上になる
ように固定する。ウェハ１０の表面にダイシング砥石４
を用いて浅いハーフカット溝１１が各チップの形成され
る部分の間を通り、かつウェハ１０の周縁に達するよう
に加工する。ウェハ１０の表面に保護被膜（樹脂被膜）
が形成されている場合には、保護被膜ごとダイシング加
工する。ダイシング加工時のウェハ１０の固定は、多孔
質セラミック板３を用いた真空吸着法によって行う。潤
滑液には純水を使用する（図１（ａ）、図２）。

【００４０】ウェハ１０のダイシング完了後クリーニン
グし、表面（パターン形成面）にＵＶ硬化型の保護フィ
ルム６をラミネートする（図１（ｂ））。

【００４１】ウェハ１０を裏返し、その裏面でハーフカ
ット溝１１の中心線同士の交点及び縁との交点に相当す
る位置に、ポイントスクライバ１２を用いて所定形状の
スクライビング加工を施す。

【００４２】ここで、図３に示すように一次割断線（ウ
ェハを短冊状に切断する割断線）１４と、二次割断線
（チップを切り分ける割断線）１７との交点において、
二次割断線１７に沿って端部が一次割断線１４に接する
ように二次割断用スクライビング１８を加工しておく。
なおＸ軸方向は二次割断方向を示し、Ｙ軸方向は一次割
断方向を示している（図１（ｃ））。

【００４３】保護フィルム６側が下になるようにしてウ
ェハ１０を真空吸着装置に固定し、レーザ光照射装置１
３からレーザ光（例えばＣＯ₂ ガスレーザ光）がスクラ
イビング加工部を通るように照射して割断する（図１
（ｄ））。

【００４４】一次割断線１４で分割されたチップ１５
は、保護フィルム６によって１枚のウェハ状につながっ
た状態になる（図１（ｅ））。

【００４５】必要に応じ、ウェハ１０の裏面（割断側）
にＵＶ硬化型等の他の保護フィルム１６をラミネートし
た後、表面の保護フィルム６にＵＶ光を照射して硬化さ
せる等の手段を用いて剥離させることにより、チップ１
５のパターン形成面が表面に現れ、裏面の保護フィルム
１６により一枚のウェハ状に保持される（図１
（ｆ））。

【００４６】なお、図１（ａ）〜（ｆ）の工程で得られ
たチップ１５は、フリップチップボンディングやダイボ
ンディングなどを行う次工程において、保護フィルム１
６を等方的に延伸させて各チップ１５を離隔させた後、
保護フィルム１６を剥離することができる。

【００４７】本発明のレーザ光を用いた硬質非金属膜の
切断方法は、Ｓｉ、ＧａＡｓなどのウェハを用いるＩＣ
チップ製造の他、サファイアガラス、水晶、リチウムタ
ンタレート、各種セラミックスなどの難加工材の薄膜を
微小なチップ状に切断する用途全般に適用可能である。

【００４８】以上において、本発明によれば低コストで
薄型であることが要求されるＩＣの製造のため、薄膜状
サファイアガラスなどの難加工材を微小チップに切断す
ることにも応用でき、各種エレクトロニクス製品の低コ
スト生産が可能になる。

【００４９】

【発明の効果】以上要するに本発明によれば、次のよう
な優れた効果を発揮する。

【００５０】低コストで歩留まりが高いレーザ光を用い
た硬質非金属膜の切断方法の提供を実現することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）〜（ｆ）は本発明のレーザ光を用いた硬
質非金属膜の切断方法の一実施の形態を示す工程図であ
る。

【図２】図１（ａ）に示したダイシング用薄型砥石でダ
イシングする状態を示す斜視図である。

【図３】スクライビングの一例を示す説明図である。

【図４】図１（ｅ）の領域Ｂの拡大断面図である。

【図５】図１（ｆ）の矢印Ｃ方向の矢視拡大図である。

【図６】硬質非金属膜としてのウェハにパターンが形成
された状態を示す斜視図である。

【図７】（ａ）〜（ｆ）は従来の硬質非金属膜の切断方
法を示す工程図である。

【図８】図７（ｅ）の矢印Ａ方向の矢視拡大図である。

【符号の説明】

１ 薄膜状半導体ウェハ（ウェハ、硬質非金属薄膜） ２ パターン ４ ダイシング用砥石 ６、１６ 保護フィルム １１ ハーフカット溝 １２ ポイントスクライバ １３ レーザ光照射装置 １５ チップ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レーザ光照射により硬質非金属薄膜を微
   小なチップに分割する切断方法において、上記硬質非金
   属薄膜の表面のチップとなる部分の間にダイシング法に
   よりハーフカット溝を形成し、上記硬質非金属薄膜の表
   面に保護フィルムをラミネートした後、上記硬質非金属
   薄膜の裏面に上記ハーフカット溝に沿ってレーザ光を照
   射してチップに割断することを特徴とするレーザ光を用
   いた硬質非金属膜の切断方法。
2. 【請求項２】 上記ハーフカット溝の裏面にポイントス
   クライビング加工を施した後でレーザ光を照射する請求
   項１に記載のレーザ光を用いた硬質非金属膜の切断方
   法。