JP2019091752A - ウェーハの分割方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ウェーハの切削中に三角チップが飛ばないようにウェーハを分割できるようにする。【解決手段】ウェーハの分割方法は、ウェーハＷの外周から中心に向かってデバイスＤが形成された領域に至らない所定の幅Ｈで外周縁に沿って研削して薄仕上げ部４を形成する研削工程と、テープ２にウェーハＷを貼着させリングフレーム１とウェーハＷとを一体化させるワークセット形成工程と、保持テーブル１３でウェーハＷを保持する保持工程と、薄仕上げ部４が形成されたウェーハＷの分割予定ラインＳに沿って切削水を供給しながら切削ブレード４３を切り込ませウェーハＷを完全切断する切削工程とを備えたため、ウェーハＷの切削中、薄仕上げ部４が切削水の水圧の影響や切削ブレード４３の加工負荷の影響を受け難い。そのため、三角チップＴｃが周囲に飛んで、切削ブレード４３が割れたりチップＣが欠けたりするのを防止できる。【選択図】図７

Description

本発明は、ウェーハを個々のチップに分割するウェーハの分割方法に関する。

格子状の分割予定ラインで区画された領域にデバイスが形成されたウェーハは、例えば、分割予定ラインに沿って切削ブレードを切り込ませて切削することにより複数のチップに生成される。ウェーハを分割する際には、切削後の個片化されたチップがばらばらにならないようにするために、リングフレームの開口を塞ぐように貼着したテープを介してウェーハを支持している（例えば、下記の特許文献１を参照）。

特開２０１１−１０８９７９号公報

しかし、切削ブレードによる切削によってウェーハを個々のチップに分割すると、ウェーハの外周部分に三角チップと呼ばれるチップが形成される。三角チップは、デバイスを有するチップと比べて、テープとの接触面積が小さいため、切削中に使用される切削水の水圧や回転する切削ブレードの側面とチップの被切削面（チップの側面）とが接触する摩擦による加工負荷によって三角チップが飛ぶことがある。そして、三角チップが周囲に飛ぶと、切削ブレードが割れたり、チップが欠けたりすることがある。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、ウェーハの切削中に三角チップが飛ばないようにウェーハを分割できるようにすることを目的としている。

本発明は、分割予定ラインによって格子状に区画された領域にデバイスが形成されたウェーハの該分割予定ラインに沿って切削水を供給しながら切削ブレードを切り込ませて分割するウェーハの分割方法であって、ウェーハの外周から中心に向かってデバイスが形成された領域に至らない所定の幅で外周縁に沿って研削して薄仕上げ部を形成する研削工程と、リングフレームの開口を塞ぐように貼着した開口部分のテープにウェーハを貼着させリングフレームとウェーハとを一体化させるワークセット形成工程と、該テープを介して保持テーブルがウェーハを保持する保持工程と、該薄仕上げ部が形成されたウェーハの分割予定ラインに沿って切削水を供給しながら切削ブレードを切り込ませウェーハを完全切断する切削工程と、を備えた。本発明では、上記ワークセット形成工程を実施した後に、上記研削工程を実施することが望ましい。

また、本発明では、ウェーハの全周に薄仕上げ部を形成することが望ましい。

本発明に係るウェーハの分割方法は、ウェーハの外周から中心に向かってデバイスが形成された領域に至らない所定の幅で外周縁に沿って研削して薄仕上げ部を形成する研削工程と、リングフレームの開口を塞ぐように貼着した開口部分のテープにウェーハを貼着させリングフレームとウェーハとを一体化させるワークセット形成工程と、テープを介して保持テーブルがウェーハを保持する保持工程と、薄仕上げ部が形成されたウェーハの分割予定ラインに沿って切削水を供給しながら切削ブレードを切り込ませウェーハを完全切断する切削工程とを備えたため、ウェーハの切削中に、ウェーハの外周縁に形成された薄仕上げ部が切削水の水圧の影響や切削ブレードの加工負荷の影響が受け難くなり、三角チップが周囲に飛んで、切削ブレードが割れたりチップが欠けたりするのを防止することができる。

また、本発明では、ウェーハの全周に薄仕上げ部を形成するため、ウェーハの外周縁全域の厚みを薄くすることができ、三角チップが飛ぶのを確実に防ぐことができる。

加工装置の構成の一例を示す斜視図である。 ワークセット形成工程を示す斜視図である。 保持工程を示す断面図である。 研削工程を示す断面図である。 研削工程を実施した後のワークセットを示す斜視図である。 切削工程を示す断面図である。 切削工程後のウェーハの外周縁を示す一部拡大斜視図である。 切削工程後の従来のウェーハの外周縁を示す一部拡大斜視図である。

図１に示す加工装置１０は、装置ベース１１を有し、装置ベース１１の上面１１ａには、被加工物であるウェーハＷを保持する保持面１３ａを有する保持テーブル１３と、保持テーブル１３を加工送り方向（Ｘ軸方向）に加工送りする加工方向送り手段２０とが配設されている。保持テーブル１３は、加工方向送り手段２０の上に配設された回転支持台１４によって回転可能に支持されている。保持テーブル１３の外周側には、中央に開口を有するリングフレーム１を保持するフレーム保持手段１５が複数配設されている。フレーム保持手段１５は、リングフレーム１が載置されるフレーム載置台１５０と、フレーム載置台１５０に載置されたリングフレーム１をクランプするクランプ部１５１とを備えている。

加工方向送り手段２０は、Ｘ軸方向に延在するボールネジ２１と、ボールネジ２１の一端に接続されたモータ２２と、ボールネジ２１と平行に延在する一対のガイドレール２３と、Ｘ軸方向に水平に移動可能な移動基台２４とを備えている。移動基台２４の上面には、保持テーブル１３を支持した回転支持台１４が立設されている。移動基台２４の下面には、一対のガイドレール２３が摺接し、移動基台２４の中央に形成されたナットにはボールネジ２１が螺合している。そして、モータ２２によって駆動されてボールネジ２１が回動することにより、移動基台２４とともに保持テーブル１３をガイドレール２３に沿ってＸ軸方向に移動させることができる。

装置ベース１１のＸ軸方向後部において加工方向送り手段２０を跨ぐようにして門型のコラム１２が立設されている。コラム１２の側方には、ウェーハＷの外周縁に沿って研削する研削手段３０と、ウェーハＷを個々のチップに分割する切削手段４０と、研削手段３０及び切削手段４０をそれぞれインデックス送り方向（Ｙ軸方向）にインデックス送りするインデックス送り手段５０Ａ，５０Ｂと、研削手段３０及び切削手段４０をそれぞれ切り込み送り方向（Ｚ軸方向）に昇降させる昇降手段６０Ａ，６０Ｂとが配設されている。なお、本実施形態に示すコラム１２は、門型の形状となっているが、この形状に限定されるものではない。

研削手段３０は、コラム１２の−Ｙ方向側に配設され、Ｙ軸方向の軸心を有するスピンドル３１と、スピンドル３１を回転可能に囲繞するスピンドルハウジング３２と、スピンドル３１の先端に装着された円盤状の研削砥石３３と、スピンドル３１に接続されたモータとを備えている。モータによりスピンドル３１が回転することにより研削砥石３３を回転させることができる。

切削手段４０は、研削手段３０と対向してコラム１２の＋Ｙ方向側に配設され、Ｙ軸方向の軸心を有するスピンドル４１（図６で図示）と、スピンドル４１を回転可能に囲繞するスピンドルハウジング４２と、スピンドル４１の先端に装着された切削ブレード４３（図６で図示）と、切削ブレード４３に向けて切削水を供給する切削水ノズルと、スピンドル４１に接続されたモータとを備えている。モータによりスピンドル４１が回転することにより切削ブレード４３を回転させることができる。なお、研削手段３０及び切削手段４０の配設箇所は、上記の構成に限定されず、コラム１２の＋Ｙ方向側に研削手段３０を配設して、コラム１２の−Ｙ方向側に切削手段４０を配設するようにしてもよい。

インデックス送り手段５０Ａ，５０Ｂは、Ｙ軸方向に延在するボールネジ５１と、ボールネジ５１の先端に接続されたモータ５２と、ボールネジ５１と平行に延在するガイドレール５３と、研削手段３０及び切削手段４０をＹ軸方向にそれぞれ移動させる移動板５４とをそれぞれ備えている。移動板５４の側部に各ガイドレール５３が摺接しており、移動板５４の中央部に形成されたナットにはボールネジ５１が螺合している。モータ５２によって駆動されてボールネジ５１が回動することにより、研削手段３０及び切削手段４０をそれぞれＹ軸方向にインデックス送りすることができる。

昇降手段６０Ａ，６０Ｂは、各移動板５４にそれぞれ取り付けられている。昇降手段６０Ａ，６０Ｂは、Ｚ軸方向に延在するボールネジ６１と、ボールネジ６１の一端に接続されたモータ６２と、ボールネジ６１と平行に延在する一対のガイドレール６３と、研削手段３０及び切削手段４０をＺ軸方向にそれぞれ昇降させる昇降板６４とをそれぞれ備えている。昇降板６４の側部に一対のガイドレール６３が摺接しており、昇降板６４の中央部に形成されたナットにはボールネジ６１が螺合している。モータ６２によって駆動されてボールネジ６１が回動することにより、昇降板６４がガイドレール６３にガイドされてＺ軸方向に移動可能となっており、研削手段３０及び切削手段４０をそれぞれＺ軸方向に昇降させることができる。

次に、加工装置１０を用いてウェーハＷを個々のチップに分割するウェーハの分割方法について説明する。図２に示すように、ウェーハＷは、円形板状の基板を有する被加工物の一例であって、その表面Ｗａには、格子状の分割予定ラインＳによって区画されたそれぞれの領域にデバイスＤが形成されている。表面Ｗａと反対側の裏面Ｗｂは、テープ２を介して保持テーブル１３の保持面１３ａに保持される被保持面となっている。加工前のウェーハＷは、例えば１００〜３００μｍの厚みを有している。

（１）ワークセット形成工程
中央が開口したリングフレーム１でウェーハＷを支持するために、リングフレーム１の開口を塞ぐようにリングフレーム１の下面にテープ２を貼着し、リングフレーム１の開口部分から露出したテープ２にウェーハＷの裏面Ｗｂを貼着して表面Ｗａを上向きに露出させる。このようにして、テープ２を介してリングフレーム１とウェーハＷとを一体化させたワークセット３を形成する。ワークセット３の形態で、ウェーハＷに対して研削及び切削が施される。

（２）保持工程
図３に示すように、保持テーブル１３でワークセット３を保持する。具体的には、ウェーハＷの裏面Ｗｂに貼着されたテープ２側を保持テーブル１３の保持面１３ａに載置するとともにリングフレーム１をフレーム載置台１５０に載置する。クランプ部１５１がリングフレーム１の上部を押さえて動かないように固定する。そして、保持テーブル１３に接続された吸引源１６が作動し、吸引力が作用した保持面１３ａでウェーハＷを吸引保持する。

（３）研削工程
ワークセット形成工程及び保持工程を実施した後、図１に示した加工方向送り手段２０によって、保持テーブル１３を例えば＋Ｘ方向に加工送りすることにより、保持テーブル１３を研削手段３０の下方側に移動させる。インデックス送り手段５０Ａは、研削手段３０を例えば＋Ｙ方向にインデックス送りして、図４に示すように、ウェーハＷの外周縁から中心に向かってデバイスＤが形成された領域に至らない所定の幅Ｈに研削砥石３３の位置を合わせる。所定の幅Ｈは、例えば３００〜５００μｍに設定される。

研削手段３０は、モータが駆動されてスピンドル３１が回転することにより、研削砥石３３を例えば矢印Ａ方向に回転させる。続いて、図１に示した昇降手段６０Ａにより研削砥石３３を例えば−Ｚ方向に下降させることにより、ウェーハＷの外周縁に沿って研削砥石３３の刃先３３ａを所定の深さ位置Ｐに至るまで切り込ませ、研削砥石３３で所定の幅Ｈで外周縁に沿って研削して薄仕上げ部４を形成する。薄仕上げ部４は、ウェーハＷの外周縁がわずかに残存した厚み部分であり、所定の厚みＴを有している。所定の厚みＴは、例えば５０μｍ〜１００μｍに設定される。

研削工程では、保持テーブル１３を少なくとも１回転させることにより、図５に示すように、ウェーハＷの全周にリング状の薄仕上げ部４を形成するとよい。このリング状の薄仕上げ部４は、デバイスＤが形成された中央部分に比べて厚みが薄いため、後述する切削工程を実施する際に、ウェーハＷの外周全域に外力が作用し難くなる。図示の例における薄仕上げ部４は、ウェーハＷの外周縁の全周に形成したが、これに限られず、ウェーハＷの外周縁の半周に相当する領域に薄仕上げ部４を形成するようにしてもよい。

（４）切削工程
ウェーハＷに薄仕上げ部４を形成した後、図１に示したインデックス送り手段５０Ｂによって、切削手段４０のＹ軸方向の位置を調整し、切削を開始する１列目の分割予定ラインＳと切削ブレード４３との位置を合わせる。図６に示すように、切削手段４０は、スピンドル４１を回転させることにより切削ブレード４３を例えば矢印Ｂ方向に回転させながら、切削ブレード４３の刃先４３ａをウェーハＷの表面Ｗａ側からテープ２に至るまで切り込ませる。図１に示した加工方向送り手段２０によって保持テーブル１３を例えば＋Ｘ方向に加工送りすることにより、切削ブレード４３の回転方向と保持テーブル１３の往動方向とが同じ方向となるようにする。そして、切削ブレード４３をウェーハＷの一端から他端に向けて移動させ、図示しない切削ノズルから切削ブレード４３に切削水を供給しながら分割予定ラインＳに沿って切削して表裏面を完全切断した溝５を形成する。

Ｘ軸方向に向く１列目の溝５を形成したら、インデックス送り手段５０Ｂによって、例えば＋Ｙ方向側から−Ｙ方向側へと順次切削手段４０をインデックス送りして、上記同様の切削加工を行い、２列目、３列目…の溝５を分割予定ラインＳに沿って順次形成していく。そして、Ｘ軸方向に向く全ての分割予定ラインＳに沿って溝５を形成したら、保持テーブル１３を９０°回転させることにより、ウェーハＷの向きを変えて、１列毎の溝５の形成とＹ軸方向のインデックス送りとを繰り返し行うことにより、ウェーハＷを複数のチップＣに分割する。ウェーハＷの裏面Ｗｂにはテープ２が貼着されているため、ウェーハＷを完全に切断した後も各チップＣがばらばらになることはなく、ウェーハＷの形状が維持される。

ここで、縦横に延在する分割予定ラインＳに沿ってウェーハＷに溝５を形成して、個々のチップＣに個片化すると、図７に示すように、ウェーハＷの外周縁において、最外側のデバイスＤ１，Ｄ２，Ｄ３とウェーハＷの最外周Ｅとの間に三角チップＴｃが形成されるが、ウェーハＷの外周縁には薄仕上げ部４が形成されているため、三角チップＴｃが周囲に飛散することはない。つまり、図８に示す従来のウェーハＷ１のように、外周縁が薄くなっていない場合は、切削中に使用される切削水の水圧や回転する切削ブレード４３によって三角チップＴｃ１が飛ぶことがあるが、本実施形態に示す図７の例の場合では、薄仕上げ部４により、テープ２に対して三角チップＴｃの高さが、デバイスＤが形成された中央側よりも低くなった状態でテープ２に貼着されていることから、切削水の水圧によるチップＣの側面を押す力が小さくなり切削水の水圧の影響を受け難い。そのため、切削ブレード４３の周囲に飛散する切削水により、三角チップＴｃがテープ２から剥がれて飛ぶのを防止することができる。

また、切削ブレード４３によって図７に示す縦横に交差する溝５を形成して、切削ブレード４３がウェーハＷの最外周Ｅから切り抜ける際に、薄くなった三角チップＴｃにかかる切削ブレード４３の加工負荷（回転方向に働く力）が小さくなるため、三角チップＴｃが飛ぶのを防止することができる。本実施形態では、ウェーハＷの全周に薄仕上げ部４を形成したが、切削工程において、ウェーハＷの全周のうち、切削ブレード４３が実際にウェーハＷの最外周Ｅから切り抜ける半周部分に薄仕上げ部４を形成しておけば、三角チップＴｃが飛ぶのを防ぐことが可能である。

上記実施形態に示す切削工程では、切削ブレード４３を保持テーブル１３の往動方向と同じ方向に回転させて切削するいわゆるダウンカットを実施した場合を説明したが、切削ブレード４３を保持テーブル１３の往動方向と対向する方向に回転させて切削するいわゆるアップカットを実施してもよい。アップカットの場合は、回転する切削ブレード４３に対して対向するように移動してくるウェーハＷを捲り上げるように切削ブレード４３で切り込んで切削するため、ウェーハＷの最外周Ｅから切削ブレード４３で切り込み始めるときに三角チップＴｃを飛ばしてしまうことがある。したがって、切削工程においてアップカットを実施する場合は、切削ブレード４３がウェーハＷの最外周Ｅから切り抜ける半周部分だけに薄仕上げ部４を形成するだけでは足りず、上記実施形態に示したウェーハＷの全周に薄仕上げ部４を形成する方がよい。このように、ウェーハＷの全周に薄仕上げ部４を形成することにより、ウェーハＷの外周全域の厚みを薄くすることができ、三角チップＴｃが飛ぶのを確実に防ぐことができる。

以上のとおり、本発明に係るウェーハの分割方法は、ウェーハＷの外周から中心に向かってデバイスＤが形成された領域に至らない所定の幅Ｈで外周縁に沿って研削して薄仕上げ部４を形成する研削工程と、リングフレーム１の開口を塞ぐように貼着した開口部分のテープ２にウェーハＷを貼着させリングフレーム１とウェーハＷとを一体化させるワークセット形成工程と、テープ２を介して保持テーブル１３がウェーハＷを保持する保持工程と、薄仕上げ部４が形成されたウェーハＷの分割予定ラインＳに沿って切削水を供給しながら切削ブレード４３を切り込ませウェーハＷを完全切断する切削工程とを備えたため、ウェーハＷの切削中に、ウェーハＷの外周縁に形成された薄仕上げ部４が切削水の水圧の影響や切削ブレード４３による加工負荷の影響を受け難い。これにより、三角チップＴｃが周囲に飛んで、切削ブレード４３が割れたりチップＣが欠けたりするのを防止することができる。

１：リングフレーム ２：テープ ３：ワークセット ４：薄仕上げ部 ５：溝
１０：加工装置 １１：装置ベース １１ａ：上面 １２：コラム
１３：保持テーブル １３ａ：保持面 １４：回転支持台
１５：フレーム保持手段 １５０：フレーム載置台 １５１：クランプ部
１６：吸引源
２０：加工方向送り手段 ２１：ボールネジ ２２：モータ ２３：ガイドレール
２４：移動基台
３０：研削手段 ３１：スピンドル ３２：スピンドルハウジング ３３：研削砥石
４０：切削手段 ４１：スピンドル ４２：スピンドルハウジング ４３：切削ブレード
５０Ａ，５０Ｂ：インデックス送り手段 ５１：ボールネジ ５２：モータ
５３：ガイドレール ５４：移動板
６０Ａ，６０Ｂ：昇降手段 ６１：ボールネジ ６２：モータ ６３：ガイドレール
６４：昇降板

Claims (3)

1. 分割予定ラインによって格子状に区画された領域にデバイスが形成されたウェーハの該分割予定ラインに沿って切削水を供給しながら切削ブレードを切り込ませて分割するウェーハの分割方法であって、
   ウェーハの外周から中心に向かってデバイスが形成された領域に至らない所定の幅で外周縁に沿って研削して薄仕上げ部を形成する研削工程と、
   リングフレームの開口を塞ぐように貼着した開口部分のテープにウェーハを貼着させリングフレームとウェーハとを一体化させるワークセット形成工程と、
   該テープを介して保持テーブルがウェーハを保持する保持工程と、
   該薄仕上げ部が形成されたウェーハの分割予定ラインに沿って切削水を供給しながら切削ブレードを切り込ませウェーハを完全切断する切削工程と、を備えたウェーハの分割方法。
2. 前記ワークセット形成工程を実施した後、前記研削工程を実施する請求項１記載のウェーハの分割方法。
3. ウェーハの全周に前記薄仕上げ部を形成する請求項１または請求項２記載のウェーハの分割方法。

Images