JP2009026992A - 積層ウエーハの分割方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】複数枚積層した積層ウエーハを欠け(チッピング)の発生を抑制して切断することができるウエーハの分割方法を提供する。
【解決手段】表面に格子状に形成されたストリート２０１によって複数の領域が区画され、この区画された領域にデバイス２０２が形成されているウエーハ２００を複数枚積層し、この積層ウエーハ２０をストリート２０１に沿って分割する積層ウエーハ２０の分割方法であって、チャックテーブル３に保持された積層ウエーハ２０を切削する切削ブレード４３を径方向に超音波振動せしめる超音波振動付与手段を備えた切削手段を用い、超音波振動付与手段によって切削ブレード４３に径方向の超音波振動を付与しつつチャックテーブル３に保持された積層ウエーハ２０をストリート２０１に沿って切断する。
【選択図】図８
【解決手段】表面に格子状に形成されたストリート２０１によって複数の領域が区画され、この区画された領域にデバイス２０２が形成されているウエーハ２００を複数枚積層し、この積層ウエーハ２０をストリート２０１に沿って分割する積層ウエーハ２０の分割方法であって、チャックテーブル３に保持された積層ウエーハ２０を切削する切削ブレード４３を径方向に超音波振動せしめる超音波振動付与手段を備えた切削手段を用い、超音波振動付与手段によって切削ブレード４３に径方向の超音波振動を付与しつつチャックテーブル３に保持された積層ウエーハ２０をストリート２０１に沿って切断する。
【選択図】図８
Description
本発明は、表面に格子状に形成されたストリート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等のデバイスが形成されたウエーハが積層された積層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。このように形成された半導体ウエーハはストリートに沿って切断することにより個々の半導体チップに分割され、電気機器に広く利用されている。
一方近年、電気機器の小型化を図るため、半導体チップを複数個積層して構成した積層型半導体装置が実用化されている。このような積層型半導体装置を製造するには、半導体ウエーハを複数枚積層し、切削装置によりストリートに沿って切断することにより、複数の半導体チップが積層された積層型半導体装置を製造している。（例えば、特許文献１参照。）
特開２００３−２８２４８８号公報
また、半導体ウエーハを効率よく分割するために、半導体ウエーハを複数枚積層し、切削装置によりストリートに沿って切断するウエーハの分割方法も実用化されている。
而して、上述したようにウエーハを複数枚積層し、切削装置によりストリートに沿って切断すると、ウエーハが薄いために切断面に多くの欠け(チッピング)が発生してデバイスの品質を低下させるという問題がある。
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、複数枚積層した積層ウエーハを欠け(チッピング)の発生を抑制して切断することができるウエーハの分割方法を提供することにある。
上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、表面に格子状に形成されたストリートによって複数の領域が区画され、この区画された領域にデバイスが形成されているウエーハを複数枚積層し、この積層ウエーハをストリーに沿って分割する積層ウエーハの分割方法であって、
チャックテーブルに保持された積層ウエーハを切削する切削ブレードを径方向に超音波振動せしめる超音波振動付与手段を備えた切削手段を用い、該超音波振動付与手段によって該切削ブレードに径方向の超音波振動を付与しつつチャックテーブルに保持された積層ウエーハをストリートに沿って切断する、
ことを特徴とする積層ウエーハの分割方法が提供される。
チャックテーブルに保持された積層ウエーハを切削する切削ブレードを径方向に超音波振動せしめる超音波振動付与手段を備えた切削手段を用い、該超音波振動付与手段によって該切削ブレードに径方向の超音波振動を付与しつつチャックテーブルに保持された積層ウエーハをストリートに沿って切断する、
ことを特徴とする積層ウエーハの分割方法が提供される。
本発明によれば、切削ブレードに径方向の超音波振動を付与しつつチャックテーブルに保持された積層ウエーハをストリートに沿って切断するので、切削ブレードが径方向に超音波振動することにより切削ブレードによる切削抵抗が減少するため、積層されたウエーハに与える負荷が減少して欠け(チッピング)の発生を抑制することができる。
以下、本発明による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、更に詳細に説明する。
図１には、本発明によるウエーハの分割方法を実施するための切削装置の斜視図が示されている。図示の実施形態における切削装置１は、略直方体状の装置ハウジング２を具備している。この装置ハウジング２内には、被加工物を保持するチャックテーブル３が切削送り方向である矢印Ｘで示す方向に移動可能に配設されている。チャックテーブル３は、吸着チャック支持台３１と、該吸着チャック支持台３１上に配設された吸着チャック３２を具備しており、該吸着チャック３２の上面である保持面上に被加工物を図示しない吸引手段を作動することによって吸引保持するようになっている。また、チャックテーブル３は、図示しない回転機構によって回転可能に構成されている。なお、チャックテーブル３には、被加工物として後述するウエーハを保護テープを介して支持する支持フレームを固定するためのクランプ３３が配設されている。このように構成されたチャックテーブル３は、図示しない切削送り手段によって、矢印Ｘで示す切削送り方向に移動せしめられるようになっている。
図示の実施形態における切削装置１は、切削手段としてのスピンドルユニット４を具備している。このスピンドルユニット４は、図示しない移動基台に装着され割り出し方向である矢印Ｙで示す方向および切り込み方向である矢印Ｚで示す方向に移動調整されるスピンドルハウジング４１と、該スピンドルハウジング４１に回転自在に支持された回転スピンドル４２と、該回転スピンドル４２の先端部に装着された切削ブレード４３とを具備している。
この切削ブレード４３およびその取付け構造について、図２乃至図５を参照して説明する。切削ブレード４３は、ダイヤモンド等からなる砥粒を結合剤で結合して円環状に形成した砥石ブレードからなっている。この切削ブレードとしては、砥粒をレジンボンド材に混錬し環状に成型して焼成したレジノイドブレードや、砥粒を金属ボンド材に混錬し環状に成型して焼成したメタルブレードや、アルミニウム等によって形成された基台の側面に砥粒をニッケル等の金属メッキで結合した電鋳ブレード等が用いられる。なお、円環状に形成された切削ブレード４３の嵌合穴４３１の直径は、後述するブレードマウント５の装着部５２に嵌合する寸法に形成されている。
上述したように構成された切削ブレード４３は、図３に示すように切削手段としてのスピンドルユニット４のスピンドルハウジング４１に回転自在に支持された回転スピンドル４２に装着されるブレードマウント５と、該ブレードマウント５と対向して配設されるブレード挟持フランジ6とによって挟持され固定される。ブレードマウント５は、図２および図３に示すように円環状のフランジ部５１と、該フランジ部５１の中心部から側方に突出して形成された円筒状の装着部５２とからなっている。フランジ部５１における装着部５２側の側面には、外周部に上記切削ブレード４３を挟持する環状の挟持面５１１が形成されているとともに、該挟持面５１１の内周側に超音波振動付与手段を構成する後述する第1の超音波振動子８aを収容する超音波振動子収容部５１２aを備えた環状の凹部５１２が形成されている。なお、挟持面５１１には、合成樹脂等からなる密着部材５０が装着されている。この密着部材５０は、硬度がショアD４０以上であることが望ましい。このように形成されたフランジ部５１における超音波振動子収容部５１２aと装着部５２との間に複数の貫通穴５１３が形成されていることが重要である。この複数の貫通穴５１３は、図示の実施形態においては図２に示すように４個の円弧状の穴からなっている。上記装着部５２には、軸方向に貫通する嵌合穴５２１が形成されており、先端部の外周面に雄ネジ５２２が形成されている。なお、嵌合穴５２１の内周面は、回転スピンドル４２の先端部に形成されたテーパー面４２１と対応するテーパー面に形成されている。
上記ブレード挟持フランジ6は、嵌合穴６１を有する円環状に形成されている。この嵌合穴６１の直径は、上記ブレードマウント５の装着部５２に嵌合する寸法に形成されている。また、ブレード挟持フランジ6の上記ブレードマウント５のフランジ部５１と対向する側面には、外周部に上記切削ブレード４３を挟持する環状の挟持面６２が形成されているとともに、該挟持面６２の内周側に超音波振動付与手段を構成する後述する第２の超音波振動子８bを収容する超音波振動子収容部６３aを備えた凹部６３が形成されている。なお、挟持面６２には、合成樹脂等からなる密着部材６０が装着されている。この密着部材６０は、硬度がショアD４０以上であることが望ましい。このように形成されたブレード挟持フランジ6における超音波振動子収容部６３aと嵌合穴６１との間に複数の貫通穴６４が形成されていることが重要である。この複数の貫通穴６４は、図示の実施形態においては図２に示すように４個の円弧状の穴からなっている。
上述したブレードマウント５とブレード挟持フランジ6とによって切削ブレード４３を固定するには、図3に示すようにブレードマウント５の装着部５２に形成された嵌合穴５２１を回転スピンドル４２の先端部に形成されたテーパー面４２１に嵌合する。そして、回転スピンドル４２の先端部に形成された雄ネジ４２２に第1の締め付けナット７１を螺合することにより、ブレードマウント５を回転スピンドル４２に装着する。次に、切削ブレード４３の嵌合穴４３１をブレードマウント５の装着部５２に嵌合する。そして、ブレード挟持フランジ6の嵌合穴６１をブレードマウント５の装着部５２に嵌合する。このようにして、ブレードマウント５の装着部５２に切削ブレード４３とブレード挟持フランジ6を嵌合したならば、ブレードマウント５の装着部５２に形成された雄ネジ５２２に第2の締め付けナット７２を螺合することにより、ブレードマウント５の環状の挟持面５１１に装着された密着部材５０とブレード挟持フランジ6の環状の挟持面６２に装着された密着部材６０との間に切削ブレード４３を挟持して固定する。
図示の実施形態における切削手段としてのスピンドルユニット４は、図3に示すようにブレードマウント５のフランジ部５１に形成された環状の凹部５１２の超音波振動子収容部５１２aに配設された超音波振動付与手段を構成する第1の超音波振動子８aと、ブレード挟持フランジ6に形成された凹部６３の超音波振動子収容部６３aに配設された超音波振動付与手段を構成する第２の超音波振動子８bを具備している。第1の超音波振動子８aは、回転スピンドル４２の軸方向に分極された円環状の圧電体８１aと、該圧電体８１aの両側分極面に装着された円環状の2枚の電極板８２a、８３aと、圧電体８１aおよび電極板８２a、８３aを覆う絶縁体８４aとからなっている。圧電体８１aは、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、リチウムタンタレート等の圧電セラミックスによって形成されている。一方の電極板８２aは図3および図4に示すように一部が絶縁体８４bの内周面に沿って折曲げられた電極端子８２１aを備えている。また、他方の電極板８３aは、一方の電極板８２aに設けられた電極端子８２１aと１８０度の位相を持って設けられ絶縁体８４aの内周面に沿って折曲げられた電極端子８３１aを備えている。このように構成された第1の超音波振動子８aは、ブレードマウント５のフランジ部５１に形成された環状の凹部５１２の超音波振動子収容部６３aに適宜の接着剤によって装着される。
第２の超音波振動子８bは、回転スピンドル４２の軸方向に分極された円環状の圧電体８１bと、該圧電体８１bの両側分極面に装着された円環状の2枚の電極板８２b、８３bと、圧電体８１bおよび電極板８２b、８３bを覆う絶縁体８４bとからなっている。圧電体８１bは、上記圧電体８１aと同様にチタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、リチウムタンタレート等の圧電セラミックスによって形成されている。一方の電極板８２bは、図3および図５に示すように一部が絶縁体８４bの内周面に沿って折曲げられた電極端子８２１bを備えている。また、他方の電極板８３bも、一方の電極板８２bに設けられた電極端子８２１bと１８０度の位相を持って設けられ絶縁体８４bの内周面に沿って折曲げられた電極端子８３１bを備えている。このように構成された第２の超音波振動子８bは、ブレード挟持フランジ６に形成された凹部６３の超音波振動子収容部６３aに適宜の接着剤によって装着される。
図3を参照して説明を続けると、図示の実施形態における切削手段としてのスピンドルユニット４は、ブレードマウント５の装着部５２の外周面に露出して上記第1の超音波振動子８aと対向して配設された電極端子１０１および１０２と、ブレードマウント５の装着部５２の外周面に露出して上記ブレード挟持フランジ6の内周面と対向して配設された電極端子１１１および１１２を具備している。電極端子１０１と１０２は、互いに１８０度の位相をもって配設され、一方の電極端子１０１が上記第1の超音波振動子８aを構成する一方の電極板８２aの電極端子８２１aにリード線１０３によって接続され、他方の電極端子１０２が第1の超音波振動子８aを構成する他方の電極板８３aの電極端子８３１aにリード線１０４によって接続されている。また、電極端子１１１と１１２は、互いに１８０度の位相をもって配設され、一方の電極端子１１１が上記ブレード挟持フランジ6の内周面に配設された電極１１４に接触し、他方の電極板１１２が上記ブレード挟持フランジ6の内周面に上記電極１１４と１８０度の位相をもって配設された電極１１５に接触するようになっている。なお、電極１１４は上記第２の超音波振動子８bを構成する一方の電極板８２bの電極端子８２１bにリード線１１６によって接続され、電極板１１５は第２の超音波振動子８bを構成する他方の電極板８３bの電極端子８３１bにリード線１１７によって接続されている。
図示の実施形態における切削手段としてのスピンドルユニット４は、超音波振動付与手段を構成する上記第1の超音波振動子８aおよび第２の超音波振動子８bに交流電圧を印加する電圧印加手段９を具備している。電圧印加手段９は、ブレードマウント５に配設された受電手段９１と、該受電手段９１と対向して配設されスピンドルハウジング４１の先端面に装着された給電手段９２を具備している。受電手段９１は、ブレードマウント５における上記環状の凹部５１２が形成されている面と反対側の面、即ちスピンドルハウジング４１と対向する面に形成された嵌合凹部５１４に嵌合され環状の溝９１１aを備えたローター側コア９１１と、該ローター側コア９１１の環状の溝９１１a内に配設された受電コイル９１２とからなっている。このように構成された受電手段９１の受電コイル９１２の一端９１２aは、ブレードマウント５に配設された導線９１３を介して上記電極端子１０１、１１１に接続されている。また、受電コイル９１２の他端９１２bは、ブレードマウント５に配設された導線９１４を介して上記電極端子１０２、１１２に接続されている。なお、上記導線９１３、９１４および電極端子１０１、１０２、１１１、１１２、１１４、１１５は図示しない絶縁部材を介してブレードマウント５およびブレード挟持フランジ６に配設されている。
上記給電手段９２は、受電手段９１と対向する面に環状の溝９２１aを備えたステータ側コア９２１と、該ステータ側コア９２１の環状の溝９２１a内に配設された給電コイル９２２とからなっている。なお、ステータ側コア９２１は、スピンドルハウジング４１の先端面に取付けボルト９２３によって装着される。このように構成された給電手段９２の給電コイル９２２は、電気配線９２４、９２５を介して交流電源９３に接続されている。なお、図示の実施形態における電圧印加手段９は、交流電源の周波数を変換する周波数変換器９４を備えている。以上のように構成された、受電手段９１と給電手段９２は、ロータリートランスを構成する。
図２乃至図５に示す電圧印加手段９は以上のように構成されており、以下その作用について説明する。交流電源９３から周波数変換器９４によって所定の周波数に変換された交流電圧が給電手段９２の給電コイル９２２に印加されると、回転する受電手段９１の受電コイル９１２、導線９１３、電極端子１０１、リード線１０３および導線９１４、電極端子１０２、リード線１０４を介して第1の超音波振動子８aの電極板８２bと電極板８３a間に所定周波数の交流電圧が印加されるとともに、導線９１３、電極端子１１１、電極端子１１４、リード線１１６および導線９１４、電極端子１１２、電極端子１１５、リード線１１７を介して第２の超音波振動子８bの電極板８２bと電極板８３b間に所定周波数の交流電圧が印加される。この結果、第1の超音波振動子８aおよび第２の超音波振動子８bは、径方向に繰り返し変位して超音波振動する。従って、第1の超音波振動子８aおよび第２の超音波振動子８bを装着したブレードマウント５およびブレード挟持フランジ6も径方向に超音波振動し、ブレードマウント５およびブレード挟持フランジ6に挟持された切削ブレード４３が径方向に超音波振動する。なお、図示の実施形態においては、ブレードマウント５のフランジ部５１に複数の貫通穴５１３が形成されているとともに、ブレード挟持フランジ6に複数の貫通穴６４が形成されているので、ブレードマウント５およびブレード挟持フランジ6における径方向の剛性が減少するため、上記超音波振動による振幅が大きくなる。従って、ブレードマウント５とブレード挟持フランジ6によって挟持された切削ブレード４３には、径方向に大きな振幅をもった超音波振動が作用せしめられる。また、図示の実施形態においては、ブレードマウント５の環状の挟持面５１１に密着部材５０が装着されているとともにとブレード挟持フランジ6の環状の挟持面６２に密着部材６０が装着されているので、切削ブレード４３との間に生ずる滑りが減少するため、ブレードマウント５およびブレード挟持フランジ6に作用する超音波振動が切削ブレード４３に効果的に伝達される。
以上のように構成された切削手段としてのスピンドルユニット４は、図示しない割り出し送り手段によって図１において矢印Yで示す割り出し送り方向に移動せしめられるとともに、図示しない切り込み送り手段によって図１において矢印Ｚで示す切り込み送り方向に移動せしめられるようになっている。
図１に戻って説明を続けると、図示の実施形態における切削装置１は、上記チャックテーブル３上に保持された被加工物の表面を撮像し、上記切削ブレード４３によって切削すべき領域を検出するための撮像手段１２を具備している。この撮像手段１２は、顕微鏡やＣＣＤカメラ等の光学手段からなっている。また、切削装置は、撮像手段２２によって撮像された画像を表示する表示手段１３を具備している。
上記装置ハウジング２におけるカセット載置領域１４aには、被加工物を収容するカセットを載置するカセット載置テーブル１４が配設されている。このカセット載置テーブル１４は、図示しない昇降手段によって上下方向に移動可能に構成されている。カセット載置テーブル１４上には、本発明によるウエーハの分割方法によって個々のデバイスに分割される積層ウエーハ２０を収容するカセット１５が載置される。ここで、積層ウエーハ２０について図６を参照して説明する。図６に示す積層ウエーハ２０は、図示の実施形態においては５枚の半導体ウエーハ２００が積層して構成されている。半導体ウエーハ２００は、例えば厚みが１００μmのシリコンウエーハからなり、表面２００ａに格子状に配列された複数のストリート２０１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等のデバイス２０２が形成されている。このように形成された半導体ウエーハ２００をストリート２０１に沿って効率よく切断し個々のデバイスに分割するために積層する。なお、積層された半導体ウエーハ２００は、図示の実施形態においては例えば蝋材２１０によって結合されている。
上記のように構成された積層ウエーハ２０は、図７に示すように環状のフレームFに装着されたポリオレフィン等の合成樹脂シートからなる保護テープTに最下層の半導体ウエーハ２００の裏面を貼着する。従って、積層ウエーハ２０は、最上層の半導体ウエーハ２００の表面２００ａが上側となる。このように、環状の支持フレームFに装着された保護テープTの表面に貼着された積層ウエーハ２０は、カセット１５に収容される。
図１に戻って説明を続けると、図示の実施形態における切削装置１は、カセット載置テーブル１４上に載置されたカセット１５に収容されている積層ウエーハ２０（環状のフレームFに保護テープTを介して支持されている状態）を仮置きテーブル１６に搬出する搬出手段１７と、仮置きテーブル１６に搬出された積層ウエーハ２０を上記チャックテーブル３上に搬送する第１の搬送手段１８と、チャックテーブル３上で切削加工された積層ウエーハ２０を洗浄する洗浄手段１９と、チャックテーブル３上で切削加工された積層ウエーハ２０を洗浄手段１９へ搬送する第２の搬送手段２１を具備している。
以上のように構成された切削装置１を用いて、上述した積層ウエーハ２０をストリート２２に沿って切断し、個々のデバイス２３に分割する方法について説明する。
カセット載置テーブル１４上に載置されたカセット１５の所定位置に収容されている積層ウエーハ２０は、図示しない昇降手段によってカセット載置テーブル１４が上下動することにより搬出位置に位置付けられる。次に、搬出手段１７が進退作動して搬出位置に位置付けられた積層ウエーハ２０を仮置きテーブル１６上に搬出する。仮置きテーブル１６に搬出された積層ウエーハ２０は、第１の搬送手段１８の旋回動作によって上記チャックテーブル３上に搬送される。チャックテーブル３上に積層ウエーハ２０が載置されたならば、図示しない吸引手段が作動して積層ウエーハ２０をチャックテーブル３上に吸引保持する。また、積層ウエーハ２０を保護テープTを介して支持する支持フレームFは、上記クランプ３３によって固定される。このようにして積層ウエーハ２０を保持したチャックテーブル３は、撮像手段１２の直下まで移動せしめられる。チャックテーブル３が撮像手段１２の直下に位置付けられると、撮像手段１２によって積層ウエーハ２０を構成する最上層の半導体ウエーハ２００の表面２００ａに形成されているストリート２０１が検出され、スピンドルユニット４を割り出し方向である矢印Ｙ方向に移動調節してストリート２０１と切削ブレード４３との精密位置合わせ作業が行われる。
カセット載置テーブル１４上に載置されたカセット１５の所定位置に収容されている積層ウエーハ２０は、図示しない昇降手段によってカセット載置テーブル１４が上下動することにより搬出位置に位置付けられる。次に、搬出手段１７が進退作動して搬出位置に位置付けられた積層ウエーハ２０を仮置きテーブル１６上に搬出する。仮置きテーブル１６に搬出された積層ウエーハ２０は、第１の搬送手段１８の旋回動作によって上記チャックテーブル３上に搬送される。チャックテーブル３上に積層ウエーハ２０が載置されたならば、図示しない吸引手段が作動して積層ウエーハ２０をチャックテーブル３上に吸引保持する。また、積層ウエーハ２０を保護テープTを介して支持する支持フレームFは、上記クランプ３３によって固定される。このようにして積層ウエーハ２０を保持したチャックテーブル３は、撮像手段１２の直下まで移動せしめられる。チャックテーブル３が撮像手段１２の直下に位置付けられると、撮像手段１２によって積層ウエーハ２０を構成する最上層の半導体ウエーハ２００の表面２００ａに形成されているストリート２０１が検出され、スピンドルユニット４を割り出し方向である矢印Ｙ方向に移動調節してストリート２０１と切削ブレード４３との精密位置合わせ作業が行われる。
以上のようにしてチャックテーブル３上に保持されている積層ウエーハ２０を構成する最上層の半導体ウエーハ２００の表面２００ａに形成されているストリート２０１を検出し、切削領域のアライメントが行われたならば、積層ウエーハ２０を保持したチャックテーブル３を切削領域の切削開始位置に移動する。このとき、図８の（ａ）で示すように積層ウエーハ２０は切削すべきストリート２０１の一端（図８の（ａ）において左端）が切削ブレード４３の直下より所定量右側に位置するように位置付けられる。このようにしてチャックテーブル３即ち積層ウエーハ２０が切削加工領域の切削開始位置に位置付けられたならば、切削ブレード４３を図８の（ａ）において２点鎖線で示す待機位置から下方に切り込み送りし、図８の（ａ）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、切削ブレード４３の下端が積層ウエーハ２０を構成する最下層の半導体ウエーハ２００の裏面に貼着された保護テープTに達する位置に設定されている。
次に、切削ブレード４３を図８の（ａ）において矢印４３aで示す方向に所定の回転速度で回転せしめ、チャックテーブル３即ち積層ウエーハ２０を図８の（ａ）において矢印Ｘ１で示す方向に所定の切削送り速度で移動せしめる。そして、チャックテーブル３即ち積層ウエーハ２０が図８の（ｂ）で示すようにストリート２０１の他端（図８の（ｂ）において右端）が切削ブレード４３の直下より所定量左側に位置するまで達したら、チャックテーブル３即ち積層ウエーハ２０の移動を停止する。このようにチャックテーブル３即ち積層ウエーハ２０を切削送りすることにより、図８の（c）で示すように積層ウエーハ２０はストリート２０１に沿ってに裏面に達する切削溝２２０が形成され、５枚の半導体ウエーハ２００はストリート２０１に沿って切断される(切断工程)。次に、切削ブレード４３を図８の（ｂ）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４３即ち積層ウエーハ２０を図８の（ｂ）において矢印Ｘ２で示す方向に移動して、図８の（ａ）に示す位置に戻す。そして、チャックテーブル３即ち積層ウエーハ２０を紙面に垂直な方向（割り出し送り方向）にストリート２３の間隔に相当する量だけ割り出し送りし、次に切削すべきストリート２０１を切削ブレード４３と対応する位置に位置付ける。このようにして、次に切削すべきストリート２０１を切削ブレード４３と対応する位置に位置付けたならば、上述した切断工程を実施する。
なお、上記切削工程は、例えば以下の加工条件で行われる。
切削ブレード ：外径５２ｍｍ、厚さ４０μｍ
切削ブレードの回転速度 ：１７０００ｒｐｍ
切削送り速度 ：３０ｍｍ／秒
電圧印加手段９による印加電圧 ：７０V
第1の超音波振動子８aおよび第２の超音波振動子８bに付与する超音波振動の周波数
：５５kHz
切削ブレードの振幅 ：５μm
切削ブレード ：外径５２ｍｍ、厚さ４０μｍ
切削ブレードの回転速度 ：１７０００ｒｐｍ
切削送り速度 ：３０ｍｍ／秒
電圧印加手段９による印加電圧 ：７０V
第1の超音波振動子８aおよび第２の超音波振動子８bに付与する超音波振動の周波数
：５５kHz
切削ブレードの振幅 ：５μm
そして、積層ウエーハ２０の所定方向に延在するストリートの全てに沿って切断工程を実施したならば、チャックテーブル３を９０度回転させて、積層ウエーハ２０の所定方向と直交する方向に延在するストリートに沿って上記切削工程を実行することにより、５枚の半導体ウエーハ２００が積層された積層ウエーハ２０は格子状に形成された全てのストリート２０１が切断されて個々のデバイスに分割される。なお、分割されたデバイスは、保護テープTの作用によってバラバラにはならず、環状のフレームFに支持されたウエーハの状態が維持されている。
上述した切断工程においては、電圧印加手段９が附勢され上述したように第1の超音波振動子８aおよび第２の超音波振動子８bが径方向に超音波振動せしめられる。この結果、ブレードマウント５およびブレード挟持フランジ6を介して、上述したように切削ブレード４３が径方向に超音波振動するので、切削ブレードによる切削抵抗が減少するため、積層された各半導体ウエーハに与える負荷が減少して欠け(チッピング)の発生を抑制することができる。なお、第1の超音波振動子８aおよび第２の超音波振動子８bに付与する超音波振動が２５kHz以上が望ましく、切削ブレード４３に付与する径方向の振幅は１〜１０μmが望ましい。また、切削送り速度は５０ｍｍ／秒以下が望ましい。
上述したように積層ウエーハ２０に形成された全てのストリート２０１に沿って切断工程を実施することにより、積層ウエーハ２０を個々のデバイスに分割したならば、積層ウエーハ２０を保持したチャックテーブル３は最初に積層ウエーハ２０を吸引保持した位置に戻される。そして、積層ウエーハ２０の吸引保持を解除する。次に、積層ウエーハ２０は第２の搬送手段２１によって洗浄手段１９に搬送される。第２の搬送手段２１に搬送された積層ウエーハ２０は、ここで洗浄および乾燥される。このようにして洗浄および乾燥された積層ウエーハ２０は、第１の搬送手段１８によって仮置きテーブル１４に搬出される。そして、積層ウエーハ２０は、搬出手段１７によってカセット１５の所定位置に収納される。従って、搬出手段１７は、加工後の積層ウエーハ２０をカセット１５に搬入する搬入手段としての機能も備えている。
上述した実施形態においては、半導体ウエーをストリートに沿って効率よく切断し個々のデバイスに分割するために複数枚積層し、同時に複数枚の半導体ウエーハを同時に切断する例を示したが、本発明は積層型半導体装置を製造するために半導体ウエーハを複数枚積層して結合した積層ウエーハに実施することもできる。
また、上述した実施形態においては、切削ブレードを径方向に超音波振動せしめる超音波振動付与手段として切削ブレードを挟持するブレードマウントとブレード挟持フランジに超音波振動子を配設した切削手段を用いてウエーハを切断する例を示したが、切削ブレードを装着する回転スピンドルに超音波振動子を配設する形態の超音波振動付与手段を備えた切削手段を用いてもよい。
また、上述した実施形態においては、切削ブレードを径方向に超音波振動せしめる超音波振動付与手段として切削ブレードを挟持するブレードマウントとブレード挟持フランジに超音波振動子を配設した切削手段を用いてウエーハを切断する例を示したが、切削ブレードを装着する回転スピンドルに超音波振動子を配設する形態の超音波振動付与手段を備えた切削手段を用いてもよい。
１：切削装置
２：装置ハウジング
３：チャックテーブ
４：スピンドルユニット
４１：スピンドルハウジング
４２：回転スピンドル
４３：切削ブレード
５：ブレードマウント
５１：フランジ部
５２：装着部
６：ブレード挟持フランジ
８a：第1の超音波振動子
８１a：圧電体
８２a、８３a：電極板
８４a：絶縁体
８b：第1の超音波振動子
８１b：圧電体
８２b、８３b：電極板
８４b：絶縁体
９：電圧印加手段
９１：受電手段
９１２：受電コイル
９２：給電手段
９２２：給電コイル
９３：交流電源
９４：周波数変換器
９０：電圧印加手段
９７：発電コイル
９９：永久磁石
１２：アライメント手段
１３：表示手段
１４：カセット載置テーブル
１５：カセット
１６：仮置きテーブル
１７：搬出手段
１８：第１の搬送手段
１９：洗浄手段
２０：積層ウエーハ
２００：半導体ウエーハ
２０１：ストリート
２０２：デバイス
F：環状のフレーム
T：保護テープ
２：装置ハウジング
３：チャックテーブ
４：スピンドルユニット
４１：スピンドルハウジング
４２：回転スピンドル
４３：切削ブレード
５：ブレードマウント
５１：フランジ部
５２：装着部
６：ブレード挟持フランジ
８a：第1の超音波振動子
８１a：圧電体
８２a、８３a：電極板
８４a：絶縁体
８b：第1の超音波振動子
８１b：圧電体
８２b、８３b：電極板
８４b：絶縁体
９：電圧印加手段
９１：受電手段
９１２：受電コイル
９２：給電手段
９２２：給電コイル
９３：交流電源
９４：周波数変換器
９０：電圧印加手段
９７：発電コイル
９９：永久磁石
１２：アライメント手段
１３：表示手段
１４：カセット載置テーブル
１５：カセット
１６：仮置きテーブル
１７：搬出手段
１８：第１の搬送手段
１９：洗浄手段
２０：積層ウエーハ
２００：半導体ウエーハ
２０１：ストリート
２０２：デバイス
F：環状のフレーム
T：保護テープ
Claims (1)
- 表面に格子状に形成されたストリートによって複数の領域が区画され、この区画された領域にデバイスが形成されているウエーハを複数枚積層し、この積層ウエーハをストリーに沿って分割する積層ウエーハの分割方法であって、
チャックテーブルに保持された積層ウエーハを切削する切削ブレードを径方向に超音波振動せしめる超音波振動付与手段を備えた切削手段を用い、該超音波振動付与手段によって該切削ブレードに径方向の超音波振動を付与しつつチャックテーブルに保持された積層ウエーハをストリートに沿って切断する、
ことを特徴とする積層ウエーハの分割方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2007189260A JP2009026992A (ja) | 2007-07-20 | 2007-07-20 | 積層ウエーハの分割方法 |
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|---|---|
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|---|---|
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN112658818A (zh) * | 2020-12-19 | 2021-04-16 | 华中科技大学 | 一种用于晶圆超精密加工的超声振动辅助磨削装置 |
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-
2007
- 2007-07-20 JP JP2007189260A patent/JP2009026992A/ja active Pending
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