JP2002043254A - ダイシング装置及びダイシング方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 切削によって分離された小片の飛散による半
導体チップ或いはブレードの損傷を防止する。 【解決手段】 複数の回路パターンが形成された半導体
ウェハを個々の回路パターンの半導体チップに切断分離
するダイシングにおいて、ウェハの外端を検知する手段
を備えたダイシング装置によって、この手段によって検
知した外端のデータを記憶させ、前記データに基づき、
ダイシングラインに沿った前記外端の一方から一定の範
囲内方から切削を開始し、前記外端の他方から一定の範
囲内方までを切削して、前記夫々の外端から一定の範囲
内方までの外周部では、ウェハを厚さ方向に少なくとも
部分的に残し、前記外周部から内方ではフルダイシング
を行なう。本発明の構成によれば、切削によって小片が
分離されないため半導体チップ或いはブレードの損傷を
防止することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ウェハのダイシン
グに関し、特に、ウェハのフルダイシングに適用して有
効な技術に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体装置では、単結晶シリコン等のウ
ェハに複数のパターンを一括して形成し、夫々のパター
ン毎に切断して、個々の半導体チップに分離するダイシ
ングを行ない、こうして分離された個々の半導体チップ
に、例えばリードフレームに固定するダイボンディング
及びワイヤボンディング、更に樹脂封止等が行なわれ半
導体装置として完成する。

【０００３】前記ダイシングでは、Ｎｉ，Ｃｕ等のメタ
ル粉末を結合材としてダイヤモンド砥粒を焼結したダイ
ヤモンドブレードを高速回転させてウェハを切断する
が、その切断方法としては、ウェハの厚さ方向に中間ま
でを切削して溝を形成し、ブレーキング工程でこの溝に
沿って個々の半導体チップに分割するハーフダイシング
方式と、ウェハを厚さ方向に完全に切削するフルダイシ
ング方式とがあり、近年はフルダイシング方式が主流と
なっている。

【０００４】図１はフルダイシングの切削状態を示す図
であり、図２は図１中のａ部を示す部分拡大断面図であ
る。フルダイシング方式では、ウェハ１の裏面を粘着性
のダイシングテープ２に貼り付け、ダイシングテープ２
の周縁をリング状のフレーム３に固定して、ダイシング
テープ２をカッティングテーブル４に真空吸着させて固
定する。ダイシングテープ２には、後の剥離工程で粘着
成分がウェハ下面に残り難くいもの、例えば紫外線照射
型のテープ（所謂ＵＶテープ）が望ましい。

【０００５】続いて、ウェハ１の向きとブレード５の向
きとを一致させる平行出しを行ない、予め設定されたダ
イシングラインに沿って、スピンドル６にフランジ７に
よって固定され高速回転するブレード５を降ろし、図１
中左端に破線にて示すように、ウェハ１手前のダイシン
グテープ２の上部を切削する状態として、カッティング
テーブル４を移動させ（図中ではブレードの位置を変え
て相対的位置変化を表している）、ウェハ１の側面から
ダイシングラインに沿ってウェハ１を切削する。切削
は、ブレード５の回転方向及び側面にノズル８から冷却
水を供給してブレード５の冷却及び切り粉の除去を行な
いながら、図１中右端に破線にて示すように、ブレード
５をウェハ１外の領域まで移動させて、ウェハ１を完全
に切断しダイシングテープ２は部分的に切断し一体化し
た状態で完了し、この後ブレード５を上げて次の切断に
移行する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、こうし
たフルダイシングでは、図３に示すようにブレードの移
動によって縦横に形成されるダイシングライン９ａ，９
ｂによってウェハ１が個々の半導体チップ１０に分断さ
れるが、外周周縁では縦のダイシングライン９ａ及び横
のダイシングライン９ｂによって小片１１が分断され
る。そして、既に切削によって分離された小片１１が、
ダイシングの途中にて、冷却水の圧力によってダイシン
グテープ２から剥離することがある。こうして剥離した
小片１１が、飛散して半導体チップ１０或いはブレード
５に当たり損傷を与えることがある。特に、ダイシング
では図４に示すようにブレード５とウェハ１切削面との
間に間隙が生じているが、この間隙に小片１１が入り込
むとブレード５を破損させる、或いは半導体チップ１０
の角からクラックを生じさせてしまう。ブレード５がダ
イシング中に破損すると、周囲の半導体チップがブレー
ド５によって損傷を受け不良となるため歩留まりが低下
する。

【０００７】また、前述のようにブレード５をウェハ１
外の領域まで移動させるため、ダイシングライン９ａ，
９ｂはウェハの周囲外方まで延在し、ウェハ１外の領域
ではテープ２のみを切削する。ウェハ１切断時にはウェ
ハ１とテープ２とを同時に切削しているためブレード５
に付着したテープ２の粘着成分がウェハ１によって或る
程度除去されブレード５の目詰りを軽減しているが、ウ
ェハ１外の領域のようにテープ２のみを切削する場合に
はテープ２の粘着成分がブレード５に付着したままとな
り目詰りが発生しやすくなる。目詰りの生じた部分では
ブレード５の切削機能が低下する。

【０００８】加えて、ウェハ１の外周部は、エッチング
等の処理によってダメージを受けているため微細な凹凸
ができており、外周部の切削の際にこの凹凸によってブ
レード５に横方向の力が加えられ過負荷状態となり、ブ
レード５の蛇行或いは破損の原因となることがある。ウ
ェハ１の外周にアルミニウム等の切削性の悪い材料が付
着している場合にも同様の問題が生じる。

【０００９】また、ウェハ１外周の切断ではブレード５
がウェハ１の角に接触する際の衝撃によって微細な破片
を生じるチッピング或いは微細な亀裂を生じるマイクロ
クラックが生じやすい。ＩＣカード等に用いられる半導
体チップのウェハではウェハ厚１００μｍ以下、薄いも
のでは５０μｍ程度が要求され、半導体チップが薄くな
ることにより必然的にチッピングの許容範囲が小さくな
るためチッピングの軽減が課題となる。こうした問題
は、半導体装置を薄型化するために裏面研磨を施すウェ
ハの薄型化の進展、或いはシリコンと比較して脆性の高
いＧａＡｓウェハ等の高周波用途の拡大による増加によ
って大きな問題となる。こうしたチッピング及びマイク
ロクラックについては、例えば株式会社電子ジャーナル
刊行「１９９９半導体テクノロジー大全」３７８頁〜３
８１頁に記載されている。

【００１０】本発明の課題は、このような問題を解決
し、ウェハ外周部の切削に起因する課題を解決してダイ
シングを行なうことが可能な技術を提供することにあ
る。本発明の前記ならびにその他の課題と新規な特徴
は、本明細書の記述及び添付図面によって明らかになる
であろう。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
下記のとおりである。複数の回路パターンが形成された
半導体ウェハを個々の回路パターンの半導体チップに切
断分離するダイシングにおいて、ウェハの外端を検知す
る手段を備えたダイシング装置によって、この手段によ
って検知した外端のデータを記憶させ、前記データに基
づき、ダイシングラインに沿った前記外端の一方から一
定の範囲内方から切削を開始し、前記外端の他方から一
定の範囲内方までを切削して、前記夫々の外端から一定
の範囲内方までの外周部では、ウェハを厚さ方向に少な
くとも部分的に残し、前記外周部から内方ではフルダイ
シングを行なう。

【００１２】本発明の構成によれば、切削によって分離
された小片の飛散による半導体チップ或いはブレードの
損傷を防止し、ダイシングテープの粘着成分がブレード
に付着するのを低減することができる。また、ウェハ外
周部の切削に起因する、ブレードの蛇行或いは破損を防
止し、ウェハ外周部の切削に起因するチッピング或いは
マイクロクラックを防止することができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。なお、実施の形態を説明するための全図におい
て、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り
返しの説明は省略する。

【００１４】図５は、本発明の一実施の形態であるダイ
シングのダイシングラインを示す平面図であり、図６は
ダイシングの状態を示す側面図である。

【００１５】本実施の形態のダイシングでは、図５に示
すように図中縦方向のダイシングライン９ａ及び図中横
方向のダイシングライン９ｂが、夫々ダイシングライン
９ａ，９ｂに沿ったウェハの一方の外端から一定距離例
えば２ｍｍ〜３ｍｍ程度内側の位置から始まり、ウェハ
の他方の外端から一定距離例えば２ｍｍ〜３ｍｍ程度内
側の位置で終わっている。このためウェハ１の内方で
は、ウェハ１がダイシングライン９ａ，９ｂによって個
々の半導体チップ１０に分断されるが、ウェハ１の外周
周縁では縦のダイシングライン９ａ及び横のダイシング
ライン９ｂによって前述した小片１１が分断されること
がない。

【００１６】本実施の形態のダイシングでは、ウェハ１
の裏面を粘着性のダイシングテープ２に貼り付け、ダイ
シングテープ２の周縁をリング状のフレーム３に固定し
て、ダイシングテープ２及びフレーム３をカッティング
テーブル４に真空吸着させて固定する。ダイシングテー
プ２には、後の剥離工程で粘着成分がウェハ下面に残り
難くいもの、例えば紫外線照射型のテープ（所謂ＵＶテ
ープ）が望ましい。

【００１７】続いて、ウェハ１の向きとブレード５の向
きとを一致させる平行出しを行ない、予め顕微鏡等のウ
ェハの外端を検知する手段によってウェハ１の外形を測
定し、ダイシングラインに沿ったウェハ１外端のデータ
を記憶させておく。

【００１８】ダイシングでは、スピンドル６にフランジ
７によって固定され高速回転するブレード５を降ろし
て、ブレード５の回転方向及び側面にノズル８から冷却
水を供給してブレード５の冷却及び切り粉の除去を行な
いながら、研削を開始する。先ず、図６中の（ａ）に示
すように、前記データに基づいてウェハ１の外端から一
定距離内側の位置に、回転するブレード５を降下させて
ウェハ１及びダイシングテープ２の上部を切削し、その
高さ位置を保って、カッティングテーブル４及びウェハ
１を移動させることによって、ウェハ１に対してブレー
ド５を水平に移動させてウェハ１の切削を行なう。

【００１９】そして、図６中の（ｂ）に示すように、前
記データに基づいてウェハ１の外端から一定距離内側の
位置まで切削を行なった状態で、ブレード５を上げてこ
のダイシングラインの切削を終了し、ブレード５を次の
ダイシングラインに移動させる。即ち、このダイシング
によって、ウェハ１の内側に形成された半導体チップ１
０はフルダイシングされるが、ウェハ１の外周部ではハ
ーフダイシング或いはウェハが切り残された状態となっ
ている。

【００２０】夫々のダイシングラインの切削の終了で
は、ブレード５の水平方向に移動させるとともに垂直方
向に移動させることによって、ブレード５を上げる際に
ウェハ１に加わる力を低減することができる。また、ブ
レード５の水平方向の移動を停止させてからブレード５
を垂直方向に移動させることも可能であり、この構成で
はウェハ１の表面と裏面とのダイシングラインの長さの
差を小さくすることができる。

【００２１】なお、本発明は裏面研磨が施された薄型の
ウェハに適用した場合に効果が著しいが、それ以外のウ
ェハであっても充分に効果を発揮する。

【００２２】以上、本発明者によってなされた発明を、
前記実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明
は、前記実施の形態に限定されるものではなく、その要
旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは
勿論である。

【００２３】

【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下
記のとおりである。 （１）本発明によれば、ウェハ外周部に分離された小片
が形成されないので、半導体チップ或いはブレードの損
傷を防止することができるという効果がある。 （２）本発明によれば、ダイシングテープの粘着成分が
ブレードに付着するのを低減することができるという効
果がある。 （３）本発明によれば、ウェハ外周部の切削に起因す
る、ブレードの蛇行或いは破損を防止することができる
という効果がある。 （４）本発明によれば、切削距離が短くなるため、ダイ
シングブレードの消耗を低減し、切削に要する時間を短
縮することができるという効果がある。 （５）本発明によれば、上記効果（１）（２）（３）
（４）により、ブレードの破損・目詰りによるブレード
の交換が減少するため作業工数が減少するという効果が
ある。 （６）本発明によれば、ブレードの破損による半導体チ
ップの不良の発性が低減し、ウェハ外周部の切削に起因
するチッピング或いはマイクロクラックを防止すること
ができるので、歩留まりが向上するという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来のダイシングを説明する側面図である。

【図２】図１のａ部を示す部分拡大断面図である。

【図３】従来のダイシングのダイシングラインを示す平
面図である。

【図４】従来のダイシングのブレードとウェハとを示す
部分断面図である。

【図５】本発明の一実施の形態であるダイシングのダイ
シングラインを示す平面図である。

【図６】本発明の一実施の形態であるダイシングを説明
する側面図である。

【符号の説明】

１…ウェハ、２…ダイシングテープ、３…フレーム、４
…カッティングテーブル、５…ダイシングブレード、６
…スピンドル、７…フランジ、８…ノズル、９ａ，９ｂ
…ダイシングライン、１０…半導体チップ、１１…小
片。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の回路パターンが形成された半導体
   ウェハを個々の回路パターンの半導体チップに切断分離
   するダイシング装置において、 ウェハの外端を検知する手段を備え、この手段によって
   検知した外端から一定の範囲内方までの外周部では、ウ
   ェハを厚さ方向に少なくとも部分的に残し、前記外周部
   から内方ではフルダイシングを行なうことを特徴とする
   ダイシング装置。
2. 【請求項２】 複数の回路パターンが形成された半導体
   ウェハを個々の回路パターンの半導体チップに切断分離
   するダイシング方法において、 ウェハの外端を検知する手段を備え、この手段によって
   検知した外端のデータを記憶させ、 前記データに基づき、ダイシングラインに沿った前記外
   端の一方から一定の範囲内方から切削を開始し、前記外
   端の他方から一定の範囲内方までを切削して、 前記夫々の外端から一定の範囲内方までの外周部では、
   ウェハを厚さ方向に少なくとも部分的に残し、前記外周
   部から内方ではフルダイシングを行なうことを特徴とす
   るダイシング方法。
3. 【請求項３】 前記外端から一定の範囲内方の外周部で
   は、ブレードの水平方向の移動を停止させてからブレー
   ドを垂直方向に移動させることを特徴とする請求項２に
   記載のダイシング方法。
4. 【請求項４】 前記外端から一定の範囲内方の外周部で
   は、ブレードの水平方向に移動させるとともに垂直方向
   に移動させることを特徴とする請求項２に記載のダイシ
   ング方法。
5. 【請求項５】 前記ウェハには裏面研磨が施されている
   ことを特徴とする請求項２乃至請求項４の何れか一項に
   記載のダイシング方法。