JP2006049419A

JP2006049419A - ダイシング方法

Info

Publication number: JP2006049419A
Application number: JP2004225443A
Authority: JP
Inventors: Makoto Sakurai; 誠桜井
Original assignee: NEC Tokin Corp
Current assignee: Tokin Corp
Priority date: 2004-08-02
Filing date: 2004-08-02
Publication date: 2006-02-16

Abstract

【課題】ＩＣカード製造工程での半導体ウェハのダイシング方法において、１種類のブレードを使用しながら、ダイシングテープによる固定部付近の切断面のクラック及びチッピングの発生を抑制することができるダイシング方法を提供すること。
【解決手段】多数の集積回路が形成されたシリコンウェハから１種類の厚さのブレード１６を用いてＩＣチップを切断分離するダイシング方法であり、シリコンウェハの切断領域の表層に形成されたＴＥＧの層１３を削り取る深さまで前記ブレードを切り込んで溝を形成する工程と、シリコン基板１４の厚さ方向の大部分を占める深さの溝を形成するようにブレード１６を切り込む工程と、ブレード１６をダイシングテープ１５まで切り込みシリコン基板１４を完全に切断する工程とを含むダイシング方法である。
【選択図】図１

Description

本発明は、集積回路が形成された半導体ウェハのダイシング方法に関し、特にＩＣカードの製造工程で用いるのに好適な半導体ウェハのダイシング方法に関する。

一般にＩＣカードは、シリコンウェハ上に多数の集積回路を形成する工程、この集積回路が形成されたシリコンウェハを切断してＩＣチップに分離する工程、このＩＣチップを基板などで保持してＩＣモジュールとする工程、このＩＣモジュールをアンテナなどと共に積層構造のプラスチックカードに組み込んでＩＣカードを作製する工程、その電気的特性の試験を行う工程などを経て製造される。

このうち、多数の集積回路が形成されたシリコンウェハを切断してＩＣチップに分離する工程では、ダイシング装置のワーク台のダイシングテープ上に接着固定したシリコンウェハを、切断用ブレードによってダイシングする。このとき、ＩＣチップは、ＩＣカードの厚さが０．７６ｍｍ程度であり、さらに積層構造のプラスチックカードによって保持されるので、切断するシリコンウェハの厚さは２００μｍ以下になる。さらに、シリコンウェハの個々の集積回路間に設けられた切断領域には、ＴＥＧ（Test Element Group）と呼ばれ、集積回路の製造プロセスの評価に用いるデバイスが形成され、その回路パターンに用いられるアルミニウムなどの金属が切断用ブレードを目詰まりさせ、切削性を低下させる。それらの結果、このダイシング工程においては、ダイシングテープとシリコンウェハの接着部の付近でクラックやチッピングが発生しやすくなる。そこで、段階的に、切断用ブレードの厚さを薄くしながら切り込み深さを増加させる方式のステップカット方式と呼ばれるダイシング方法がある。

図３は、その従来技術によるダイシング方法を示し、図３（ａ）はウェハの平面図、図３（ｂ）は第１段階での切断状況を示す断面図、図３（ｃ）は第２段階での切断状況を示す断面図である。

図３（ａ）のシリコンウェハ３１には集積回路が形成され、その境界領域３２に沿って、升目状のダイシングを行い、ＩＣチップを得る。このとき、従来技術によるステップカット方式では、まず、図３（ｂ）のように、第１のブレード３６を用い、境界領域３２に形成されたＴＥＧの層３３を切断し、シリコン基板３４の一部まで切り込む。次に、図３（ｃ）のように、第１のブレード３６よりも薄い、第２のブレード３７によって、ダイシングテープ３５に達する切り込みを行う。こうすると、第２のブレード３７が受ける切断抵抗は低減されるので、シリコン基板３４のダイシングテープ３５との境界付近におけるクラックあるいはチッピングの発生を抑制することができる。

これと同様に段階的にブレードの厚さを減少させながら切り込み深さを増していく技術は、たとえば特許文献１に開示されている。

特開２００１−１２７０１０号公報

上記のように、従来の技術においては、ダイシング装置の切断用ブレードに厚さの異なる複数枚を管理する必要があり、また複数のスピンドルの動作状態を管理する必要があった。したがって、製造コスト低減において問題があった。

この状況にあって、本発明の課題は、ＩＣカード製造工程での半導体ウェハのダイシング方法において、１つのブレードを使用しながら、ダイシングテープによる接着固定部付近の切断面のクラック及びチッピングの発生を抑制することができるダイシング方法を提供することにある。

上記課題を解決するために行った実験試行において、１種類の厚さのブレードを用いても、切り込み深さを変えながら、複数回の切削を行うダイシング方法によれば、切断抵抗の増大を防止できることが分かった。すなわち、切断抵抗の原因となるブレードの目詰まりは、シリコンウェハの表面のＴＥＧの層あるいは保護用コーティング層の切断において発生するものが大部分であり、シリコン基板自体の切断においては、ブレード表面はクリーニングされ、新しいダイヤモンド粒による表面が形成されており、このシリコン基板切断によるクリーニング作用を促進し、積極的に利用するダイシング方法を採用すれば、シリコン基板のダイシングテープとの境界付近の切断においても、目詰まりによる切断抵抗の増加はわずかであり良好な切削性が保たれることが分かった。

さらに説明すると、ＴＥＧ層あるいは保護用コーティング層の切断によって生じたブレードの目詰まりを取り除いた状態で、シリコン基板のダイシングテープとの境界付近を切断すれば、切断抵抗の増大を起こさないことが分かった。そのために、シリコン基板だけを切断する工程を設け、ブレードの目詰まりを取り除くようにした。

すなわち、本発明のダイシング方法は、多数の集積回路が形成されたシリコンウェハから１種類の厚さのブレードを用いてＩＣチップを切断分離するダイシング方法であって、前記シリコンウェハの切断領域の表層に形成されたテスト用回路パターンの層を削り取る深さまで前記ブレードを切り込んで第１の溝を形成する工程と、前記第１の溝に重ねてシリコンウェハの厚さ方向の大部分を占める深さまで前記ブレードを切り込んで第２の溝を形成する工程と、前記第２の溝に重ねて前記ブレードをダイシングテープまで切り込んでシリコンウェハを完全に切断する工程とを含むことを特徴とする。

本発明のダイシング方法によれば、１種類だけの切断用ブレードを用いるので、ブレード管理及びスピンドルの動作管理に費やされるコストの低減が可能である。また、シリコン基板の切断によるブレードのクリーニング現象を促進して利用したので、ダイシングテープとの境界付近での切削性を良好に保つことが可能となり、ＩＣチップの裏面クラック及び裏面チッピングを低減させ切断歩留まりを上げるだけでなく、切断表面に発生する欠陥を減少させ、ＩＣチップとしての抗折強度を高めることができる。

すなわち本発明によれば、ＩＣカード製造工程でのシリコンウェハのダイシング方法において、１種類のブレードを使用しながら、ダイシングテープによる固定部付近の切断面のクラック及びチッピングの発生を抑制すると共に高い抗折強度が得られるダイシング方法を提供することができる。

次に図面に基づいて、本発明の実施の形態を説明する。図１は本発明のダイシング方法を示し、図１（ａ）は第１段階の切削工程での切り込み深さを示す断面図、図１（ｂ）は第２段階の切削工程での切り込み深さを示す断面図、図１（ｃ）は第３段階の切削工程での切り込み深さを示す断面図であり、１３はＴＥＧの層（テスト用回路パターンの層）、１４はシリコン基板、１５はダイシングテープ、１６はダイシング装置の切断用のブレードである。

まず、図１（ａ）を参照して、第１段階の切削工程を説明する。このときのシリコン基板１４の厚さは２００μｍ、ダイシングテープの厚さは９０μｍ、ブレード１６の厚さは４０μｍであり、ＴＥＧの層１３を削り取るように、切り込み深さ２８μｍの切削を行い、第１の溝を形成した。

次に、図１（ｂ）を参照して、第２段階の切削工程を説明する。この工程では、シリコン基板１４の厚さ方向の大部分に相当する深さの第２の溝を形成し、その溝の底に約３０μｍの厚さを残すように切削を行った。

引き続き、図１（ｃ）を参照して、第３段階の切削工程を説明する。この工程では、ダイシングテープを約３０μｍ切り込み、シリコンウェハのフルカットを行った。

本実施の形態には、作業に困難な点はなく、また従来のステップカット方式に比べてブレード寿命を延ばすことができた。

なお、本実施の形態においては、１つの切断線に対して、上記の第１段階の切削工程、第２段階の切削工程、及び第３段階の切削工程を連続して行ったが、第１、第２及び第３の切削工程をシリコンウェハの升目状の切断線に対して施す際、種々の順番の組み合わせが可能であり、たとえば、（１）升目状に第１段階の切削工程を行い、次に升目状に第２段階の切削工程を行い、最後に升目状に第３段階の切削工程を行ってもよい。また、（２）升目状に第１段階の切削工程を行い、それぞれの切断線に対して、第２及び第３の切削工程を連続して行ってもよい。

このように作製されたＩＣチップは基板に取付られ樹脂で保持されてＩＣモジュールとなる。このＩＣモジュールは、図２に内部透視図でその概略構造を示すようにＩＣカードに組み込まれる。同図において、２７はＩＣモジュール、２８はコイル状のアンテナ、２９は積層プラスチックカードである。その寸法は、縦５４．０ｍｍ×横８５．７ｍｍ×厚さ０．７６ｍｍであり、このようなサイズなので、使用時にはＩＣカードの湾曲によって、ＩＣチップには大きな応力がかかる。したがって、ＩＣチップには高度の抗折強度が要求される。本発明のダイシング方法で得られたＩＣチップにおいては、従来技術と比べて、遜色のない抗折強度が得られた。

本発明のダイシング方法を示し、図１（ａ）は第１段階の切削工程での切り込み深さを示す断面図、図１（ｂ）は第２段階の切削工程での切り込み深さを示す断面図、図１（ｃ）は第３段階の切削工程での切り込み深さを示す断面図。ＩＣカードの概略構造を示す内部透視図。従来技術によるダイシング方法を示し、図３（ａ）はウェハの平面図、図３（ｂ）は第１段階での切断状況を示す断面図、図３（ｃ）は第２段階での切断状況を示す断面図。

符号の説明

１３，３３ＴＥＧの層
１４，３４シリコン基板
１５，３５ダイシングテープ
１６ブレード
２７ＩＣモジュール
２８アンテナ
２９積層プラスチックカード
３１シリコンウェハ
３２境界領域
３６第１のブレード
３７第２のブレード

Claims

多数の集積回路が形成されたシリコンウェハから１種類の厚さのブレードを用いてＩＣチップを切断分離するダイシング方法であって、前記シリコンウェハの切断領域の表層に形成されたテスト用回路パターンの層を削り取る深さまで前記ブレードを切り込んで第１の溝を形成する工程と、前記第１の溝に重ねてシリコンウェハの厚さ方向の大部分を占める深さまで前記ブレードを切り込んで第２の溝を形成する工程と、前記第２の溝に重ねて前記ブレードをダイシングテープまで切り込んでシリコンウェハを完全に切断する工程とを含むことを特徴とするダイシング方法。