JP2010192724A - ウエーハの切削方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 切削ブレードを破損させることなく、突起電極付き半導体ウエーハを切削可能なウエーハの切削方法を提供することである。
【解決手段】 表面に複数の分割予定ラインが格子状に形成されているとともに、複数の該分割予定ラインによって区画された複数の領域にそれぞれデバイスが形成され、各デバイス上に突起電極が形成されたウエーハを個々のデバイスへと分割するウエーハの切削方法であって、第１の切削ブレードをウエーハの表面高さに位置付け、該分割予定ラインに沿ってウエーハを切削送りすることで該分割予定ライン上の異物を除去する異物除去ステップと、異物除去ステップを実施した後、第２の切削ブレードを該分割予定ラインに沿ってウエーハへ切り込ませてウエーハを切削するウエーハ切削ステップと、を具備したことを特徴とする。
【選択図】図５

Description

本発明は、表面に突起電極が形成された半導体ウエーハの切削方法に関する。

従来より半導体チップの製造工程においては、複数のデバイスが形成された半導体ウエーハを個々のデバイスへと分割し、この分割されたデバイスをリードフレームと呼ばれる基板上にマウント（実装）する。

そして、基板にマウントされた半導体デバイスの電極パッドと基板とを金線ワイヤにて電気的に接続した後、パッケージングし、基板を個々の半導体チップへと分割することで半導体チップを製造している。このようにして製造された半導体チップは、携帯電話、パソコン等の電子機器に広く利用されている。

一方、近年の電子機器における小型化、軽量化の要望から、実装面積を最小とすべく、金線ワイヤを用いずにデバイスの電極パッドを直接基板に接着して接続するフリップチップボンディングと呼ばれるワイヤレスの実装が多用されている。

フリップチップボンディングとは、デバイスのボンディングパッド上に形成した半田や金からなるバンプと呼ばれるボール状の突起電極を介して、デバイスと基板とを直接接続する実装方法である。

特開平６−９７１７４号公報には、フリップチップボンディングのための半田バンプを形成する方法が開示されており、半導体ウエーハ上に搭載された半田はリフローされることによってボール状のバンプが形成される。バンプが形成された半導体ウエーハは、例えば特開平１１−７４２２８号公報に開示されるようなダイサーと称される切削装置によって個々のデバイスへと分割される。

この切削装置は、円環状の基台の外周に突出したリング状の砥石部（切刃）を有する切削ブレードを備え、切削ブレードを例えば３００００ｒｐｍの高速で回転させつつ、半導体ウエーハの表面に形成された分割予定ラインに沿って切削ブレードの砥石部を切り込ませることで、半導体ウエーハを切削して個々のデバイスへと分割する。

リング状の砥石部はダイヤモンドやＣＢＮ等の超砥粒を金属で固めて厚さ３０μｍ程度としたものであり、切削される被加工物の厚みに応じて砥石部の基台からの突出量が適当である切削ブレードが選定される。

特開平６−９７１７４号公報 特開平１１−７４２２８号公報

ところが、バンプ形成時の半田リフロー条件によっては、ウエーハの一部のバンプにおいて隣接するバンプ同士が溶着する所謂ブリッジが形成されてしまうことがある。ブリッジが分割予定ラインを跨いで形成されたウエーハを切削ブレードで切削すると、砥石部の突出量不足などから切削ブレードの破損が発生してしまうという問題が生じる。

バンプ形成時に位置ずれが生じて分割予定ライン上にバンプがはみ出したウエーハを切削する場合にも、砥石部の側面にバンプが衝突することで切削ブレードの破損が発生してしまうことがある。

ブリッジを切削するために予め砥石部の突出量を大きくした切削ブレードを使用することも考えられるが、突出量を大きくすると、ブレードの撓みや曲がりが発生し易く、ひいては切削ブレードの破損を生じてしまう恐れがある。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、切削ブレードを破損させることなく、突起電極付き半導体ウエーハを切削可能なウエーハの切削方法を提供することである。

本発明によると、表面に複数の分割予定ラインが格子状に形成されているとともに、複数の該分割予定ラインによって区画された複数の領域にそれぞれデバイスが形成され、各デバイス上に突起電極が形成されたウエーハを個々のデバイスへと分割するウエーハの切削方法であって、第１の切削ブレードをウエーハの表面高さに位置付け、該分割予定ラインに沿ってウエーハを切削送りすることで該分割予定ライン上の異物を除去する異物除去ステップと、異物除去ステップを実施した後、第２の切削ブレードを該分割予定ラインに沿ってウエーハへ切り込ませてウエーハを切削するウエーハ切削ステップと、を具備したことを特徴とするウエーハの切削方法が提供される。

好ましくは、第１の切削ブレードは第２の切削ブレードの厚み以上の厚みを有している。第２の切削ブレードは第１の切削ブレードを兼用してもよい。異物は、分割予定ライン上に延出した突起電極から構成される。

本発明によると、異物除去工程で分割予定ライン上の異物は切削されて除去されるため、切削ブレードが破損することのない突起電極付き半導体ウエーハの切削方法が提供される。

本発明のウエーハの切削方法を実施するのに適した切削装置の斜視図である。 切削ブレードがスピンドルに装着された状態の斜視図である。 本発明方法のフローチャートである。 突起電極付きウエーハを示す図である。 本発明に係る半導体ウエーハの切削方法の説明図である。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。図１を参照すると、本発明のウエーハの切削方法を実施するのに適した切削装置（ダイシング装置）２の斜視図が示されている。

切削装置２は２スピンドルタイプの切削装置であり、チャックテーブル４において被加工物を吸引保持し、チャックテーブル４が切削送り方向（Ｘ軸方向）に往復移動しながら、割り出し送り方向（Ｙ軸方向）及び切り込み送り方向（Ｚ軸方向）に移動する第１の切削手段６及び第２の切削手段８の作用により被加工物が切削される構成となっている。

例えば、半導体ウエーハＷをダイシングする場合は、図１に示すように、ダイシングテープＴを介して環状フレームＦに保持された半導体ウエーハＷが、チャックテーブル４に載置されて吸引保持される。

チャックテーブル４は切削送り手段１０によってＸ軸方向に移動可能となっており、第１の切削手段６と一体に形成された第１カメラ（第１撮像手段）１３を有する第１のアライメント手段１２及び第２の切削手段８と一体に形成された第２カメラ（第２撮像手段）１５を有する第２のアライメント手段１４によって、チャックテーブル４に吸引保持されたウエーハＷの切削すべき領域であるストリートが検出され、そのストリートと切削ブレードとのＹ軸方向の位置合わせがなされた後に、切削が行われる。

切削送り手段１０は、Ｘ軸方向に配設された一対のＸ軸ガイドレール１６と、Ｘ軸ガイドレール１６に摺動可能に支持されたＸ軸移動基台１８と、Ｘ軸移動基台１８に形成されたナット部（図示せず）に螺合するＸ軸ボールねじ２０と、Ｘ軸ボールねじ２０を回転駆動するＸ軸パルスモータ２２とから構成される。

チャックテーブル４を回転可能に指示する支持基台２４はＸ軸移動基台１８に固定されており、Ｘ軸パルスモータ２２に駆動されてＸ軸ボールねじ２０が回転することによって、チャックテーブル４がＸ軸方向に移動される。

一方、第１切削手段６及び第２切削手段８は、ガイド手段２６によってＹ軸方向に割り出し送り可能に支持されている。ガイド手段２６は、チャックテーブル４の移動を妨げないようにＸ軸に直交するＹ軸方向に配設される垂直コラム２８と、垂直コラム２８の側面においてＹ軸方向に配設された一対のＹ軸ガイドレール３０と、Ｙ軸ガイドレール３０と平行に配設された第１のボールねじ３２及び第２のボールねじ３４と、第１のボールねじ３２に連結された第１のＹ軸パルスモータ３６と、第２のボールねじ３４に連結された第２のＹ軸パルスモータ３８とから構成される。

Ｙ軸ガイドレール３０は、第１の支持部材４０及び第２の支持部材４２をＹ軸方向に摺動可能に支持しており、第１の支持部材４０及び第２の支持部材４２に備えたナット（図示せず）が第１のボールねじ３２及び第２のボールねじ３４にそれぞれ螺合している。

第１のＹ軸パルスモータ３６および第２のＹ軸パルスモータ３８に駆動されて第１のボールねじ３２及び第２のボールねじ３４がそれぞれ回転することにより、第１の支持部材４０及び第２の支持部材４２がそれぞれ独立してＹ軸方向に移動される。

第１の支持部材４０及び第２の支持部材４２のＹ軸方向の位置はリニアスケール４４によって計測され、Ｙ軸方向の位置の精密制御に供される。なお、リニアスケールを各支持部材ごとに別個に設けることも可能ではあるが、一本のリニアスケール４４で第１の支持部材４０及び第２の支持部材４２の双方の位置を計測するほうが、両者の間隔を精密に制御することができる。

第１の支持部材４０には、第１の切削手段６が取り付けられた第１の移動部材４６が上下方向（Ｚ軸方向）に摺動可能に取り付けられており、第１のＺ軸パルスモータ４８を駆動すると、第１の移動部材４６がＺ軸方向に移動される。

同様に、第２の支持部材４２には、第２の切削手段８が取り付けられた第２の移動部材５０が上下方向（Ｚ軸方向）に摺動可能に取り付けられており、第２のＺ軸パルスモータ５２を駆動することにより、第２の移動部材５０がＺ軸方向に移動される。

図２を参照すると、第１切削手段６の概略構成が示されている。第１切削手段６のスピンドルハウジング５４中には、図示しないサーボモータにより回転駆動されるスピンドル５６が回転可能に収容されている。

スピンドル５６の先端部には図示しないブレードマウントがナット６８で固定されており、このブレードマウントに対して切削ブレード７０を装着してナット８０で締め付けることにより、切削ブレード７０がスピンドル５６の先端部に取り付けられる。

第２切削手段８は、上述した第１切削手段６と概略同様に構成されており、重複を避けるためその説明を省略する。ここで注意すべきは、第１切削手段６の第１切削ブレード７０の厚みは第２切削手段８の第２切削ブレード７２（図５参照）の厚みと同等か、又はそれより厚く形成されていることである。

次に図３乃至図５を参照して、本発明実施形態のウエーハの切削方法について詳細に説明する。まず、図３を参照すると、本発明実施形態のフローチャートが示されている。図３のステップＳ１０において、ウエーハＷをチャックテーブル４で吸引保持する。

ウエーハＷの表面においては、図４に示すように第１のストリート（分割予定ライン）
Ｓ１と第２のストリート（分割予定ライン）Ｓ２とが直交して形成されており、第１のストリートＳ１と第２のストリートＳ２とによって区画されて多数のデバイスＤがウエーハＷ上に形成されている。

各デバイスＤは、複数の突起電極（バンプ）５８を有しており、バンプ形成時のリフロー条件によっては、バンプ形成時に位置ずれが生じて分割予定ライン上にバンプ５８ａがはみ出したり、或いは隣接するバンプ同士が溶着する所謂ブリッジ５８ｂが形成されてしまうことがある。

本発明はこのように位置ずれが生じたバンプ５８ａ或いはバンプ同士が溶着したブリッジ５８ｂを有する半導体ウエーハを、切削ブレードを破損させることなく切削可能なウエーハの切削方法を提供するものである。

ウエーハＷをチャックテーブル４で吸引保持すると、ステップＳ１１の異物除去ステップを実施する。図５（Ａ）に示すように、ウエーハＷの表面上には正常なバンプ５８とともに位置ずれしたバンプ５８ａ及びバンプ同士が溶着したブリッジ５８ｂが形成されているものとする。

この異物除去ステップでは、図５（Ｂ）に示すように、第１の切削ブレード７０をウエーハＷの表面高さに位置付け、分割予定ラインＳ１又はＳ２に沿ってウエーハＷを切削送りすることで、分割予定ライン上の異物、即ち位置ずれしたバンプ５８ａ及びブリッジ５８ｂを切削して除去する。

ステップＳ１１の異物除去ステップを実施した後、ステップＳ１２でウエーハ切削ステップを実施する。このウエーハ切削ステップでは、図５（Ｃ）に示すように、第２の切削ブレード７２を分割予定ラインＳ１又はＳ２に沿ってウエーハＷに切り込ませて切削溝６０を形成する。このウエーハ切削ステップで使用する切削ブレード７２は、第２切削手段８の切削ブレードを使用するのが好ましい。

第１の切削ブレード７０は第２の切削ブレード７２と同一の厚みを有するか、或いは第１の切削ブレード７０は第２の切削ブレード７２の厚みよりも厚い厚みを有するのが好ましい。

図１に示すような２スピンドルタイプの切削装置２を使用することにより、チャックテーブル４でウエーハＷを吸引保持しながら第１の切削ブレード７０で異物除去ステップを行いながら、第２切削手段８に装着された第２の切削ブレード７２でウエーハ切削ステップを同時に実施することができる。

上述した実施形態では、第１の切削ブレード７０で異物除去ステップを実施し、第２の切削ブレード７２でウエーハの切削ステップを実施しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、切削ブレード７０で異物除去ステップのみならず、ウエーハの切削ステップを実施するようにしてもよい。

また、切削方法としては、１パス目に第１の切削ブレード７０を使用して全ての分割予定ラインＳ１，Ｓ２上の異物を除去した後、２パス目に第２の切削ブレード７２を使用して全ての分割予定ラインＳ１，Ｓ２を切削加工するか、或いは１つの分割予定ラインずつ第１の切削ブレード７０でまず異物を除去し、次いで第２の切削ブレード７２で同一の分割予定ラインを切削加工するようにしてもよい。

更に、図５（Ｃ）に示したウエーハ切削ステップは、一度にウエーハＷを完全切断せずに、１パス目にウエーハＷを途中まで切削し、２パス目にウエーハＷを完全切断するようにしてもよい。

２ 切削装置
４ チャックテーブル
６ 第１切削手段
８ 第２切削手段
５８ バンプ（突起電極）
５８ａ 位置ずれしたバンプ
５８ｂ ブリッジ
７０ 第１切削ブレード
７２ 第２切削ブレード

Claims (4)

1. 表面に複数の分割予定ラインが格子状に形成されているとともに、複数の該分割予定ラインによって区画された複数の領域にそれぞれデバイスが形成され、各デバイス上に突起電極が形成されたウエーハを個々のデバイスへと分割するウエーハの切削方法であって、
   第１の切削ブレードをウエーハの表面高さに位置付け、該分割予定ラインに沿ってウエーハを切削送りすることで該分割予定ライン上の異物を除去する異物除去ステップと、
   異物除去ステップを実施した後、第２の切削ブレードを該分割予定ラインに沿ってウエーハへ切り込ませてウエーハを切削するウエーハ切削ステップと、
   を具備したことを特徴とするウエーハの切削方法。
2. 前記第１の切削ブレードは前記第２の切削ブレードの厚み以上の厚みを有している請求項１記載のウエーハの切削方法。
3. 前記第２の切削ブレードは前記第１の切削ブレードを兼用する請求項１記載のウエーハの切削方法。
4. 前記異物は前記分割予定ライン上に延出した突起電極から構成される請求項１〜３の何れかに記載のウエーハの切削方法。

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