JP4447275B2 - マイクロマシンウェーハの分割方法及びダイシングフレーム - Google Patents

Description

本発明は、マイクロマシンウェーハを切削してマイクロマシンチップに分割する方法及びこの方法の実施に使用できるダイシングフレームに関するものである。

半導体ウェーハにおいては、複数の回路が格子状に形成されたストリートによって区画されて表面側に形成されており、ストリートを縦横に切削することにより個々の回路ごとの半導体チップに分割される。切削時は高速回転する切削ブレードがストリートに切り込むため、切削により生じた切削屑（コンタミ）が半導体ウェーハの表面に付着する。そこで、コンタミの付着を防止すると共に付着したコンタミを除去するために、半導体ウェーハと切削ブレードとが接触する箇所には比較的高圧の加工水が噴出される（例えば特許文献１参照）。また、半導体ウェーハを水中で切断することにより表面に付着した異物を浮遊させて取り除く技術も開示されている（例えば特許文献２参照）。

特開２００１−２６７２７２号公報 特開平１１−１１１６４７号公報

しかしながら、切削対象が通常の半導体ウェーハではなく、マイクロマシンウェーハである場合は、表面にマイクロマシンが形成されているため、特許文献１に開示された技術のように高圧の加工水を噴出すると、噴出される加工水の圧力によって、または切削ブレードの高速回転に連れ回りする加工水の勢いによって表面のマイクロマシンが破損するという問題がある。一方、噴出する加工水の圧力を下げてしまうとコンタミが表面に付着してしまい、切削ブレードの回転速度を低下させてしまうと切削品質が低下してしまう。

また、特許文献２では冷却水が蓄積される凹所の深さがフレームの厚みに依存するため、ウェーハの厚み等に応じて凹所の深さを調整することはできない。

そこで本発明は、マイクロマシンウェーハを切削する場合において、マイクロマシンを破損させることなく、切削品質を低下させず、確実に表面にコンタミを付着させずにマイクロマシンチップに分割することを課題とする。

上記課題を解決するために本発明は、チャックテーブルにおいて被加工物を保持し、加工水を供給しながらチャックテーブルと切削ブレードを備えた切削手段とを相対的に切削移動させて被加工物を分割する場合において、被加工物は複数のマイクロマシンチップがストリートによって区画されて表面に形成されたマイクロマシンウェーハであり、該マイクロマシンウェーハを、該マイクロマシンウェーハを収容可能な大きさの開口部を有し一方の面には着脱自在なリング状の止水壁を設けたダイシングフレームとテープを介して一体とした状態で、該チャックテーブルにおいて保持し、マイクロマシンウェーハの表面に加工水の層を形成し、回転する切削ブレードをストリートに切り込ませると共にチャックテーブルと切削手段とを相対的に切削移動させてマイクロマシンウェーハをマイクロマシンチップに分割することを要旨とする。

そして、前記加工水の層は、止水壁の内側に形成されることが好ましい。また、止水壁は、例えばスポンジのような柔軟な部材によって形成されていることが好ましい。止水壁はマイクロマシンウェーハの外周側に形成されていればよく、例えばテープに貼着してテープ上に形成してもよい。

更に、加工水の層の厚みは、２ｍｍ〜５ｍｍであることが好ましく、切削移動の速度は５ｍｍ／秒〜１５ｍｍ／秒、加工水の供給量は０．５リットル／分〜１．０リットル／分であることが好ましい。

また本発明は、上記の方法の実施に使用する、マイクロマシンウェーハを収容可能な大きさの開口部を有するリング状に形成され、表面には加工水を滞留させるための着脱自在の止水壁がリング状に形成されたダイシングフレームを提供する。このダイシングフレームにおいては、例えばスポンジのような柔軟な部材によって形成されていることが好ましい。

本発明においては、被加工物が、表面にマイクロマシンが形成されたマイクロマシンウェーハであり、その表面に加工水の層を形成して切削を行うようにしたため、加工水の層によって切削ブレードの高速回転に連れ回りする加工水の勢いが弱められ、連れ回りする加工水によってマイクロマシンが損傷することがない。また、噴出される加工水の圧力も加工水の層によって弱められるため、噴出される加工水によってマイクロマシンが損傷することもない。更に、マイクロマシンウェーハの表面は加工水によって覆われているため、コンタミがマイクロマシンに付着することがなく、マイクロマシンの品質に悪影響を与えない。

また、ダイシングフレームに止水壁を形成して加工水の層を形成することにより、既存のダイシングフレームを使用することができ、切削装置にも手を加えることがないため、容易に実現可能であり、止水壁の高さを調節することにより加工水の厚みも自在に調節することができる。更に、止水壁をスポンジにより形成すると、切削ブレードが止水壁に接触しても切削ブレードが損傷することがない。

本発明の実施形態として、図１に示すマイクロマシンウェーハ１を切削してマイクロマシンチップに分割する場合について説明する。このマイクロマシンウェーハ１の表面１０には格子状にストリート１１が形成され、ストリート１１によって区画された領域にはマイクロマシンがそれぞれ形成されており、ストリート１１を縦横に切削することにより個々のマイクロマシンチップ１２に分割される。

図１に示すように、切削しようとするマイクロマシンウェーハ１は、テープ２に貼着される。テープ２は、マイクロマシンウェーハ１を収容できる大きさの開口部３０を有するダイシングフレーム３の裏面に貼着されて当該開口部３０を塞ぎ、テープ２の粘着面にマイクロマシンウェーハ１の裏面が貼着されることにより、テープ２を介してマイクロマシンウェーハ１がダイシングフレーム３と一体となる。

図１に示したマイクロマシンウェーハ１は、例えば図２に示す切削装置４を用いてマイクロマシンチップに分割することができる。図２に示す切削装置４において、テープ２を介してダイシングフレーム３と一体となったマイクロマシンウェーハ１（以下、単にマイクロマシンウェーハ１と記す）は、カセット４０に複数収容される。

カセット４０に収容されたマイクロマシンウェーハ１は、搬出入手段４１によってダイシングフレーム３が把持されて引き出されることにより仮置き領域４２に載置される。そして、搬送手段４３によってマイクロマシンウェーハ１が吸着されて搬送手段４３が旋回動することによりチャックテーブル４４に搬送され、吸引保持される。

チャックテーブル４４はＸ軸方向に移動可能であり、チャックテーブル４４の移動経路の上方には撮像手段４５ａを備えたアライメント手段４５が配設されている。また、アライメント手段４５の＋Ｘ方向の延長線上には切削ブレード４６ａを備えた切削手段４６が配設されている。

チャックテーブル４４に保持されたマイクロマシンウェーハ１は、チャックテーブル４４の移動によってアライメント手段４５の直下に位置付けられて撮像手段４５ａによって表面が撮像され、パターンマッチング等の処理によって切削すべきストリートが検出され、そのストリートと切削ブレード４６ａとのＹ軸方向の位置合わせがなされる。そして更にチャックテーブル４４が＋Ｘ方向に移動することにより、マイクロマシンウェーハが切削手段４６の近傍に位置付けられる。

図３に示すように、切削手段４６においては、Y軸方向の軸心を有するスピンドル４６ｂの先端部に切削ブレード４６ａが装着されており、切削ブレード４６ａはブレードカバー４６ｃによって覆われている。また、切削ブレード４６ａを両側から挟み込むようにして加工水ノズル４６ｄが配設されており（図３においては片方のみ示す）、ブレードカバー４６ｃの下部にはスピンドル４６ｂの軸心と平行な方向に加工水供給手段４６ｅが配設されている。切削手段４６は全体としてＹ軸方向に移動可能である。

図４に示すように、ダイシングフレーム３の一方の面には、リング状の止水壁５が形成される。止水壁５は、例えばスポンジのような柔軟な部材により形成されることが望ましい。止水壁５は、最初から形成されていてもよいし、着脱自在として切削前に取り付けるようにしてもよい。

マイクロマシンウェーハ１を切削する際は、図５に示すように、加工水ノズル４６ｄからマイクロマシンウェーハ１に対して加工水を流出させると共に、加工水供給手段４６ｅからも加工水を噴出することにより、マイクロマシンウェーハ１の表面上及びテープ２の上に加工水を滞留させて加工水の層６を形成する。この加工水の層６は、ダイシングフレーム３の表面に取り付けた止水壁５の内側に形成され、例えばその厚みは２ｍｍ〜５ｍｍ程度であるが、止水壁５の高さを調節することにより加工水の層６の厚みも調節することができる。

加工水の層６が形成された状態でチャックテーブル４４がＸ軸方向に移動すると共に、高速回転（例えば３００００ＲＰＭ程度）する切削ブレード４６ａがマイクロマシンウェーハ１のストリートに切り込むと、チャックテーブル４４と切削手段４６との相対的な切削移動により当該ストリートが切削される。切削移動の速度は、５ｍｍ／秒〜１５ｍｍ／秒であることが好ましい。

切削時は、切削ブレード４６ａの高速回転によって加工水が連れ回りするが、加工水の層６が形成されていることにより連れ回りの勢いが弱められる。また、加工水ノズル４６ｄ及び加工水供給手段４６ｅから噴出される加工水の圧力も加工水の層６によって弱められる。従って、連れ回りする加工水や噴出される加工水によってマイクロマシンが損傷することもない。

また、ストリートが切削されることによりコンタミが発生するが、マイクロマシンウェーハ１の上に加工水の層６が形成されていることによりマイクロマシンウェーハ１の表面は加工水によって覆われているため、加工水の層６の表面側にコンタミが浮上し、マイクロマシンウェーハ１の表面にはコンタミが付着しない。従って、品質の良好なマイクロマシンチップとすることができる。

切削時はチャックテーブル４４がＸ軸方向に移動するために止水壁５が切削ブレード４６ａに接触するおそれがあるが、止水壁５がスポンジのような柔軟な部材により形成されている場合は、かかる接触があっても切削ブレード４６ａが損傷することはない。また、スポンジから加工水が漏水しても、常に加工水が供給されているため、加工水の層６の厚さは維持される。

上記のような切削を、切削手段４６をストリート間隔分ずつＹ軸方向に割り出し送りしながらチャックテーブル４４がＸ軸方向に往復移動して切削ブレード４６ａがそれぞれのストリートに切り込むことにより、同方向のすべてのストリートが切削される。更に、チャックテーブル４４が９０度回転して同様の切削を行うことにより、すべてのストリートが縦横に切削され、個々のマイクロマシンチップに分割される。

本発明では、加工水の層を形成することにより、切削ブレードの回転に伴う加工水の連れ回りの勢いや噴出される加工水の圧力を弱めることが出来るため、損傷しやすいマイクロマシンウェーハを切削してマイクロマシンチップに分割するのに利用することができる。

マイクロマシンウェーハ、テープ及びダイシングフレームを示す斜視図である。 切削装置の一例を示す斜視図である。 同切削装置を構成する切削手段を示す斜視図である。 止水壁が取り付けられたダイシングフレームとマイクロマシンウェーハとが一体となった状態を示す斜視図である。 加工水の層が形成された状態で切削を行う様子を示す断面図である。

符号の説明

１：マイクロマシンウェーハ
１０：表面 １１：ストリート １２：マイクロマシンチップ
２：テープ
３：ダイシングフレーム
３０：開口部
４：切削装置
４０：カセット ４１：搬出入手段 ４２：仮置き領域 ４３：搬送手段
４４：チャックテーブル
４５：アライメント手段
４５ａ：撮像手段
４６：切削手段
４６ａ：切削ブレード ４６ｂ：スピンドル ４６ｃ：ブレードカバー
４６ｄ：加工水ノズル ４６ｅ：加工水供給手段
５：止水壁
６：加工水の層

Claims (7)

1. 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に切削加工を施す切削ブレードを備えた切削手段と、該被加工物に加工水を供給する加工水供給手段とを備えた切削装置を用い、該チャックテーブルと該切削手段とを相対的に切削移動させて加工水を供給しながら該被加工物を分割する方法であって、被加工物は、複数のマイクロマシンチップがストリートによって区画されて表面に形成されたマイクロマシンウェーハであり、該マイクロマシンウェーハを、該マイクロマシンウェーハを収容可能な大きさの開口部を有し一方の面には着脱自在なリング状の止水壁を設けたダイシングフレームとテープを介して一体とした状態で、該チャックテーブルにおいて保持し、該マイクロマシンウェーハの表面に加工水の層を形成し、回転する該切削ブレードを該ストリートに切り込ませると共に該チャックテーブルと該切削手段とを相対的に切削移動させて該マイクロマシンウェーハをマイクロマシンチップに分割するマイクロマシンウェーハの分割方法。
2. 前記加工水の層は、前記止水壁の内側に形成される請求項１に記載のマイクロマシンウェーハの分割方法。
3. 前記止水壁は、スポンジにより形成される請求項２に記載のマイクロマシンウェーハの分割方法。
4. 前記加工水の層は、２ｍｍ〜５ｍｍの厚みを有する請求項１、２また３に記載のマイクロマシンウェーハの分割方法。
5. 切削移動の速度は５ｍｍ／秒〜１５ｍｍ／秒であり、加工水の供給量は０．５ リットル／分〜１．０リットル／分である請求項１、２、３または４に記載のマイクロマシンウェーハの分割方法。
6. マイクロマシンウェーハを収容可能な大きさの開口部を有するリング状に形成され、表面には加工水を滞留させるための着脱自在の止水壁をリング状に形成したダイシングフレーム。
7. 前記止水壁は、スポンジにより形成される請求項６に記載のダイシングフレーム。

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