JP2005223130A

JP2005223130A - 半導体ウエーハの分割方法

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Publication number: JP2005223130A
Application number: JP2004029232A
Authority: JP
Inventors: Takatoshi Masuda; 隆俊増田; Shinya Watanabe; 真也渡邊
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2004-02-05
Filing date: 2004-02-05
Publication date: 2005-08-18

Abstract

【課題】半導体ウエーハを、切断面にチッピングを発生させることなく、また、接着フィルムの切断面に髭状のバリを発生させることなく切断することができる半導体ウエーハの分割方法を提供する。
【解決手段】半導体ウエーハを、切削ブレードにより所定の分割予定ラインに沿って切断する半導体ウエーハの分割方法であって、半導体ウエーハをチャックテーブル上に表面を上側にして保持するウエーハ保持工程と、切削ブレードと半導体ウエーハが対向する位置において切削ブレードの回転方向と順方向にチャックテーブルを相対移動し、半導体ウエーハの分割予定ラインに沿って裏面に達しない深さの第１の切削溝を形成する第１の切削工程と、切削ブレードの回転方向と逆方向にチャックテーブルを相対移動し、第１の切削工程において形成された切削溝に沿って接着フィルムの下面に達する第２の切削溝を形成する第２の切削工程とを含む。
【選択図】図６

Description

本発明は、裏面にダイボンディング用の接着フィルムが貼着された半導体ウエーハを、回転する切削ブレードを備えた切削装置により分割予定ラインに沿って切断する半導体ウエーハの分割方法に関する。

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等の回路を形成する。そして、半導体ウエーハを分割予定ラインに沿って切断することにより回路が形成された領域を分割して個々の半導体チップを製造している。半導体ウエーハの分割予定ラインに沿った切断は、通常、ダイサーと称さ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。

また、個々に分割された半導体チップは、その裏面にアクリル系樹脂やポリイミド系樹脂等で形成された厚さ５〜４０μｍのダイアタッチフィルムと称するダイボンディング用の接着フィルムが装着され、この接着フィルムを介して半導体チップを支持するダイボンディングフレームに加熱接着することによりボンディングされる。半導体チップの裏面にダイボンディング用の接着フィルムを装着する方法としては、半導体ウエーハの裏面に接着フィルムを貼着し、この接着フィルムを介して半導体ウエーハをダイシングテープに貼着した後、半導体ウエーハの表面に形成されたストリートに沿って切削ブレードにより接着フィルムと共に切断することにより、裏面に接着フィルムが装着された半導体チップを形成している。（例えば、特許文献１参照。）
特開２０００−１８２９９５号公報

上述した切削装置による切削には、切削ブレードとチャックテーブルに保持された被加工物が対向する位置において切削ブレードの回転方向と順方向にチャックテーブルを相対移動する所謂ダウンカット方式と、切削ブレードとチャックテーブルに保持された被加工物が対向する位置において切削ブレードの回転方向と逆方向にチャックテーブルを相対移動する所謂アップカット方式とがある。アップカット方式によって被加工物を切断すると切断部の上縁にチッピングが発生し易く、従って、半導体ウエーハの切断には一般にチッピングが発生しないダウンカット方式が採用されている。しかるに、ダウンカット方式によって裏面に接着フィルムが貼着された半導体ウエーハを切断すると、切削によって形成された直後の切削溝が接着フィルムの切削屑の逃げ場となって髭状のバリとなって生成される。このように接着フィルムの切断面に髭状のバリが発生すると、このバリが半導体チップの上に脱落して半導体チップの品質を低下させるとともに、ワイヤボンディングの際に断線の原因になるという問題がある。一方、アップカット方式よって裏面に接着フィルムが貼着された半導体ウエーハを切断すると、接着フィルムに髭状のバリが発生することを抑制することはできるが、半導体ウエーハの切断部の上縁にチッピングが発生という問題がある。

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、裏面に接着フィルムが貼着された半導体ウエーハを、切断面にチッピングを発生させることなく、また、接着フィルムの切断面に髭状のバリを発生させることなく切断することができる半導体ウエーハの分割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、裏面にダイボンディング用の接着フィルムが貼着された半導体ウエーハを、回転する切削ブレードを備えた切削装置により所定の分割予定ラインに沿って切断する半導体ウエーハの分割方法であって、
該半導体ウエーハを該切削装置のチャックテーブル上に表面を上側にして保持するウエーハ保持工程と、
該切削ブレードと該チャックテーブルに保持された該半導体ウエーハが対向する位置において該切削ブレードの回転方向と順方向に該チャックテーブルを相対移動し、該半導体ウエーハの表面側から該分割予定ラインに沿って裏面に達しない深さの第１の切削溝を形成する第１の切削工程と、
該切削ブレードと該チャックテーブルに保持された該半導体ウエーハが対向する位置において該切削ブレードの回転方向と逆方向に該チャックテーブルを相対移動し、該第１の切削工程において形成された該切削溝に沿って該接着フィルムの下面に達する第２の切削溝を形成する第２の切削工程と、を含む、
ことを特徴とする半導体ウエーハの分割方法が提供される。

上記第２の切削溝の幅は、上記第１の切削溝の幅より小さく形成される。また、上記半導体ウエーハは上記接着フィルム側を環状のフレームに装着されたダイシングテープに貼着され、上記第２の切削工程における上記第２の切削溝はダイシングテープに達して形成される。

本発明における半導体ウエーハの分割方法によれば、第１の切削工程においては所謂ダウンカット方式によって切削されるので第１の切削ブレードによって半導体ウエーハに形成される第１の切削溝の上縁にチッピングが発生することはなく、また、第２の切削工程においては所謂アップカット方式によって切削されるので第２の切削ブレードによって切断される接着フィルムの切断面に髭状のバリが発生することがない。

以下、本発明による半導体ウエーハの分割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、本発明に従って分割される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、図示の実施形態においては厚さが７０μｍのシリコンウエーハからなっており、表面２ａに複数の分割予定ライン２１が格子状に形成されているとともに、該複数の分割予定ライン２１によって区画された複数の領域に回路２２が形成されている。

このように構成された半導体ウエーハ２の裏面２ｂには、図２に示すようにダイボンディング用の接着フィルム３が貼着される。図示の実施形態においては、厚さが２０μｍの接着フィルムが用いられている。なお、接着フィルム３としては、例えば日立化成工業（株）が製造販売しているアクリル系接着フィルム（ＦＨ−８００）や、ポリイミド系接着フィルム（ＤＦ−４００）等を用いることができる。

裏面に接着フィルム３が貼着された半導体ウエーハ２は、その接着フィルム３側を環状のフレームに装着されたダイシングテープに貼着するフレーム保持工程を実施する。フレーム保持工程は、図３に示すように環状のフレーム４に装着された伸長可能なダイシングテープ４０の表面に半導体ウエーハ２の裏面２ｂに貼着された接着フィルム３側を貼着する。なお、上記ダイシングテープ４０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）からなるシート基材の表面にアクリル樹脂系の糊が厚さが５μｍ程度塗布されている。

なお、フレーム保持工程において半導体ウエーハ２の裏面２ｂに接着フィルムを装着することができる。この場合ダイシングテープに接着フィルムが一体に形成された複合タイプのテープ、例えばリンテック（株）から製造販売されている複合テープ（ＬＥ−５０００）を用いることができる。即ち、ダイシングテープの表面に形成された接着フィルム上に半導体ウエーハ２の裏面２ｂを貼着する。

上述したように裏面に接着フィルム３側を貼着した半導体ウエーハ２の接着フィルム３側を環状のフレームに装着されたダイシングテープに貼着したならば、切削装置によって半導体ウエーハ２を分割予定ライン２１に沿って切断し個々の半導体チップに分割する。ここで、切削装置の一実施形態について、図４を参照して説明する。図４に示す切削装置５は、吸引保持手段を備えたチャックテーブル５１と、第１の切削ブレード５２１を備えた第１の切削手段５２と、該第１の切削手段５２と平行に配設され第２の切削ブレード５３１を備えた第２の切削手段５３とを具備している。第１の切削手段５２の第１の切削ブレード５２１と第２の切削手段５３の第２の切削ブレード５３１は、回転軸に垂直な同一平面内に配設されている。なお、図示の実施形態においては、第１の切削ブレード５２１は厚さが４０μｍに形成されており、第２の切削ブレード５３１は厚さが２０μｍに形成されている。図示の実施形態においては、上記第１の切削手段５２には、撮像手段５４が配設されている。

上記切削装置５を用いて半導体ウエーハ２を分割予定ライン２１に沿って切断するには、図４に示すようにチャックテーブル５１上に半導体ウエーハ２のダイシングテープ４０側を載置し（従って、半導体ウエーハ２は表面２ａが上側となる）、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を吸着保持する（ウエーハ保持工程）。なお、図４においては、ダイシングテープ４０が装着された環状のフレーム４を省いて示しているが、環状のフレーム４はチャックテーブル５１に配設された適宜のクランプ機構に保持されている。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、図示しない移動機構によって撮像手段５４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５４の直下に位置付けられると、撮像手段５４および図示しない制御手段によって半導体ウエーハ２の切削すべき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５４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分割予定ライン２１と、該分割予定ライン２１に沿って切削する第１の切削ブレード５２１および第２の切削ブレード５３１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、切削領域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角に延びる分割予定ライン２１に対しても、同様に切削領域のアライメントが遂行される。

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に形成されている分割予定ライン２１を検出し、切削領域のアライメントが行われたならば、半導体ウエーハ２を保持したチャックテーブル５１を図５に示す切削開始位置に移動する。次に、第１の切削ブレード５２１および第２の切削ブレード５３１を図５において２点鎖線で示す待機位置から下方にそれぞれ切り込み送りし、図５において実線で示すように所定の切り込み送り位置に位置付ける。この切り込み送り位置は、図５のに示すように第１の切削ブレード５２１の切り込み深さＨ１が半導体ウエーハ２の裏面２ｂに達しない位置、例えば半導体ウエーハ２の厚さが７０μｍである場合は表面２ａから４０μｍの位置（半導体ウエーハ２の裏面２ｂから３０μｍ上方位置）に設定されている。また、第２の切削ブレード５３１の切り込み送り深さＨ２は、例えば接着フィルム３の厚さが２０μｍである場合図５に示すようにダイシングテープ４０に達し半導体ウエーハ２の表面２ａから例えば１１０μｍの位置に設定されている。従って、第２の切削ブレード５３１は、ダイシングテープ３０を２０μｍ切り込むことになる。

次に、第１の切削ブレード５２１を図５において矢印Ａ１で示す方向に例えば４００００ｒｐｍで回転駆動するとともに、第２の切削ブレード５３１を図５において矢印Ａ２で示す方向（第１の切削ブレード５３１の回転方向と反対の方向）に例えば２００００ｒｐｍで回転駆動する。そして、チャックテーブル５１即ち半導体ウエーハ２を図５において矢印Ｘ１で示す方向に例えば３０ｍｍ／秒の切削送り速度で移動せしめる。従って、第１の切削ブレード５２１は、チャックテーブル５１に保持された半導体ウエーハ２と対向する位置において回転方向と順方向に半導体ウエーハ２と相対移動する所謂ダウンカット方式によって切削することになる。一方、第２の切削ブレード５３１は、第１の切削ブレード５２１の回転方向と反対の方向に回転するので、チャックテーブル５１に保持された半導体ウエーハ２と対向する位置において回転方向と逆方向に半導体ウエーハ２と相対移動するする所謂アップカット方式によって切削することになる。

この結果、半導体ウエーハ２は、図６に示すように第１の切削ブレード５２１により所定の分割予定ライン２１に沿って第１の切削溝２１１が形成され（第１の切削工程）、第２の切削ブレード５３１により第１の切削溝２１１に沿って第２の切削溝２１２が形成される（第２の切削工程）。第１の切削ブレード５２１によって形成される第１の切削溝２１１は、図７に示すように幅（Ｂ１）が例えば４０μｍで半導体ウエーハ２の表面２ａから深さ（Ｈ１）が例えば４０μｍであり、半導体ウエーハ２の裏面２ｂに達していない。また、第２の切削ブレード５３１によって形成される第２の切削溝２１２は、図８に示すように幅（Ｂ２）が例えば２０μｍで第１の切削溝２１１の底面から深さ（Ｈ３）が例えば７０μｍであり、接着フィルム３の厚さが２０μｍなのでダイシングテープ３０に達しダイシングテープ３０を深さ約２０μｍ切削することになる。従って、半導体ウエーハ２および接着フィルム３は、所定の分割予定ライン２１に沿って切断されることになる。

上記第１の切削工程においては、上述したようにダウンカット方式によって切削されるので、第１の切削ブレード５２１によって切削される第１の切削溝２１１の上縁にチッピングが発生することはない。また、上記第２の切削工程においては、上述したようにアップカット方式によって切削されるので、接着フィルム３の切断面に髭状のバリが発生することがない。即ち、アップカット方式によって接着フィルム３を切削すると、第２の切削ブレード５３１によって接着フィルム３を切断する際にまだ完全に切断されていない半導体ウエーハ２の方向にかき上げるように切削が遂行されるため、接着フィルムの切削屑は切削方向に存在する半導体ウエーハによって遮断されて逃げ場を失い髭状の切削屑が微粒子状に破砕されると考えられる。

上述したように半導体ウエーハ２に形成された所定の分割予定ライン２１に沿って第１の切削工程および第２の切削工程を実施したならば、第１の切削ブレード５２１および第２の切削ブレード５３１を図５において２点鎖線で示す待機位置に位置付け、チャックテーブル５１即ち半導体ウエーハ２を矢印Ｘ１と反対方向に移動して、図５に示す位置に戻す。そして、チャックテーブル５１即ち半導体ウエーハ２を紙面に垂直な方向（割り出し送り方向）に分割予定ライン２１の間隔に相当する量だけ割り出し送りし、次に切削すべき分割予定ライン２１を第１の切削ブレード５２１および第２の切削ブレード５３１と対応する位置に位置付ける。このようにして、次に切削すべき分割予定ライン２１を第１の切削ブレード５２１および第２の切削ブレード５３１と対応する位置に位置付けたならば、上述した第１の切削工程および第２の切削工程を実施する。

上述した第１の切削工程および第２の切削工程を半導体ウエーハ２の所定方向に形成された全ての分割予定ライン２１に実施する。そして、半導体ウエーハ２の所定方向に形成された全ての分割予定ライン２１に上述した第１の切削工程および第２の切削工程を実施したならば、半導体ウエーハ２を吸引保持した吸着チャック５１を９０度回転させて、半導体ウエーハ２に所定方向と直交する方向に形成された全ての分割予定ライン２１に対して上述した第１の切削工程および第２の切削工程を実行する。この結果、半導体ウエーハ２は、裏面に接着フィルム３が貼着された半導体チップに分割される。

以上、図４に示す切削装置５、即ち互いに平行に配設された第１の切削手段５２および第２の切削手段５３を備えた切削装置を用いて、半導体ウエーハに形成された分割予定ライン毎に第１の切削工程と第２の切削工程を実施する例を示したが、半導体ウエーハに形成された分割予定ラインに対して第１の切削工程を完了した後に、即ち第１の切削工程が実施され第１の切削溝が形成された分割予定ラインに対して第２の切削工程を実施してもよい。図９には、第１の切削工程を数本の分割予定ラインに対して実施した後に、第２の切削工程を実施することができる切削装置６が示されている。図９に示す切削装置６は、吸引保持手段を備えたチャックテーブル６１と、第１の切削ブレード６２１を備えた第１の切削手段６２と、該第１の切削手段６２と同一軸線上に配設され第２の切削ブレード６３１を備えた第２の切削手段６３とを具備している。なお、図示の実施形態においては、第１の切削ブレード６２１は厚さが４０μｍに形成されており、第２の切削ブレード６３１は厚さが２０μｍに形成されている。そして、図示の実施形態においては第１の切削ブレード６２１と第２の切削ブレード６３１との間隔は、半導体ウエーハに形成された分割予定ライン２１の４本分に設定されている。

図９に示す切削装置６を用いて本発明を実施するには、チャックテーブル６１上に半導体ウエーハ２のダイシングテープ４０側を載置し（従って、半導体ウエーハ２は表面２ａが上側となる）、図示しない吸引手段によってチャックテーブル６１上に半導体ウエーハ２を吸着保持する（ウエーハ保持工程）。そして、上述したアライメントを実施した後、図１０に示すように第１の切削手段６２の第１の切削ブレード６２１によって半導体ウエーハに形成された図において左から１番目、２番目、３番目の分割予定ライン２１に対して順次第１の切削工程を完了してそれぞれ第１の切削溝２１１を形成する。次に、第１の切削手段６２の第１の切削ブレード６２１によって図において左から４番目の分割予定ライン２１に対して第１の切削工程を実施するとともに、図において左から１番目の分割予定ライン２１に沿って形成された第１の切削溝２１１に沿って第２の切削手段６３の第２の切削ブレード６３１により第２の切削工程を実施する。この結果、第１の切削溝２１１に沿って第２の切削溝２１２が形成され、半導体ウエーハ２および接着フィルム３は、分割予定ライン２１に沿って切断される。このように第１の切削手段６２の第１の切削ブレード６２１および第２の切削手段６３の第２の切削ブレード６３１によって第１の切削工程および第２の切削工程を半導体ウエーハに形成された全ての分割予定ライン２１に沿って実施する。なお、第１の切削手段６２の第１の切削ブレード６２１による第１の切削工程は、上述したダウンカット方式となるように第１の切削ブレード６２１の回転方向およびチャックテーブル６１の移動方向が設定される。また、第２の切削手段６３の第２の切削ブレード６３１による第２の切削工程は、上述したアップカット方式となるように第２の切削ブレード６３１の回転方向およびチャックテーブル６１の移動方向が設定される。即ち、図９に示すようにチャックテーブル６１を矢印Ｘ２で示す方向に移動して切削する場合には、第１の切削ブレード６２１は矢印Ａ３で示す方向に回転し、第２の切削ブレード６３１は矢印Ａ４で示す方向に回転する。

以上、第１の切削手段と第２の切削手段を備えた切削装置を用いて本発明を実施する例について説明したが、上述した第１の切削工程と第２の切削工程をそれぞれ独立した２台の切削装置を用いて実施してもよい。
また、上述した第２の切削工程を実施する切削手段のみを用いて、上記第１の切削工程と第２の切削工程を実施してもよい。

本発明による半導体ウエーハの分割方法によって分割される半導体ウエーハの斜視図。図１に示す半導体ウエーハの裏面にダイボンディング用の接着フィルムを貼着する工程を示す斜視図。裏面に接着フィルムが貼着された半導体ウエーハを環状のフレームに装着されたダイシングテープに貼着した状態を示す斜視図。本発明による半導体ウエーハの分割方法における第１の切削工程および第２の切削工程を実施する切削装置の一実施形態を示す要部斜視図。図４に示す切削装置によって第１の切削工程および第２の切削工程の実施開始時の状態を示す説明図。図４に示す切削装置によって第１の切削工程および第２の切削工程を実施している状態を示す説明図。本発明による半導体ウエーハの分割方法における第１の切削工程によって形成される第１の切削溝を示す説明図。本発明による半導体ウエーハの分割方法における第２の切削工程によって形成される第２の切削溝を示す説明図。本発明による半導体ウエーハの分割方法における第１の切削工程および第２の切削工程を実施する切削装置の他の実施形態を示す要部斜視図。図４に示す切削装置によって第１の切削工程および第２の切削工程を実施している状態を示す説明図。

符号の説明

２：半導体ウエーハ
２１：分割予定ライン
２２：回路
２１１：第１の切削溝
２１２：第２の切削溝
３：ダイボンディング用の接着フィルム
４：環状のフレーム
４０：ダイシングテープ
５：切削装置
５１：切削装置のチャックテーブル
５２：第１の切削手段
５２１：第１の切削ブレード
５３：第２の切削手段
５３１：第２の切削ブレード
６：切削装置
６１：切削装置のチャックテーブル
６２：第１の切削手段
６２１：第１の切削ブレード
６３：第２の切削手段
６３１：第２の切削ブレード

Claims

裏面にダイボンディング用の接着フィルムが貼着された半導体ウエーハを、回転する切削ブレードを備えた切削装置により所定の分割予定ラインに沿って切断する半導体ウエーハの分割方法であって、
該半導体ウエーハを該切削装置のチャックテーブル上に表面を上側にして保持するウエーハ保持工程と、
該切削ブレードと該チャックテーブルに保持された該半導体ウエーハが対向する位置において該切削ブレードの回転方向と順方向に該チャックテーブルを相対移動し、該半導体ウエーハの表面側から該分割予定ラインに沿って裏面に達しない深さの第１の切削溝を形成する第１の切削工程と、
該切削ブレードと該チャックテーブルに保持された該半導体ウエーハが対向する位置において該切削ブレードの回転方向と逆方向に該チャックテーブルを相対移動し、該第１の切削工程において形成された該切削溝に沿って該接着フィルムの下面に達する第２の切削溝を形成する第２の切削工程と、を含む、
ことを特徴とする半導体ウエーハの分割方法。
該第２の切削溝の幅は、該第１の切削溝の幅より小さく形成される、請求項１記載の半導体ウエーハの分割方法。
該半導体ウエーハは該接着フィルム側を環状のフレームに装着されたダイシングテープに貼着され、該第２の切削工程における該第２の切削溝は該ダイシングテープに達して形成される、請求項１又は２記載の半導体ウエーハの分割方法。