JP4636377B2

JP4636377B2 - ウェーハダイシング方法及びウェーハダイシング装置

Info

Publication number: JP4636377B2
Application number: JP2005214134A
Authority: JP
Inventors: 努中島
Original assignee: Tokyo Seimitsu Co Ltd
Current assignee: Tokyo Seimitsu Co Ltd
Priority date: 2005-07-25
Filing date: 2005-07-25
Publication date: 2011-02-23
Anticipated expiration: 2025-07-25
Also published as: JP2007035760A

Description

本発明は、半導体装置や電子部品等のウェーハを個々のチップに分割するウェーハダイシング方法及びウェーハダイシング装置に関するものである。

半導体製造工程等において、表面に半導体装置や電子部品等が形成されたウェーハは、プロービング工程で電気試験が行われた後、ダイシング工程で個々のチップ（ダイ、又はペレットとも言われる）に分割され、次に個々のチップはダイボンディング工程で部品基台にダイボンディングされる。ダイボンディングされた後はワイヤボンディングされ、ワイヤボンディングされた後は、樹脂モールドされて、半導体装置や電子部品等の完成品となる。

プロービング工程の後ウェーハは、図５に示すように、片面に粘着層が形成された厚さ１００μｍ程度の粘着シート（ダイシングシート又はダイシングテープとも呼ばれる）Ｓに裏面を貼り付けられ、剛性のあるリング状のフレームＦにマウントされる。ウェーハＷはこの状態でダイシング工程内、ダイシング工程ダイボンディング工程間、及びダイボンディング工程内を搬送される。

ダイシング工程では、微細なダイヤモンド砥粒で形成されたダイシングブレードと呼ばれる薄型砥石でウェーハＷに研削溝を入れてウェーハをカットするダイシング装置が用いられている。

ダイシング装置では、このダイシングブレードを３０，０００〜６０，０００ｒｐｍで高速回転させてウェーハＷに切込み、ウェーハＷを完全切断（フルカット）する。このときウェーハＷの裏面に貼られた粘着シートＳは、表面から１０μｍ程度しか切り込まれていないので、ウェーハＷは個々のチップＴに切断されてはいるものの、個々のチップＴがバラバラにはならず、チップＴ同士の配列が崩れていないので全体としてウェーハ状態が保たれている。

近年ＩＣの小型大容量化のために回路配線が益々微細化し、ダイシング装置でダイシングされる半導体装置や電子部品等のウェーハでは、使用される配線材料が従来のＡｌ配線からＣｕ配線に変わるとともに、ウェーハ表面に低誘電率の層間絶縁膜（Ｌｏｗ−ｋ膜）等の金属の積層が形成されたものが増えてきている。

しかし、このような金属積層のあるウェーハのダイシングは、膜剥がれ、バリ等が発生しやすく、ダイシング工程における大きな問題となっていた。このような問題に対応する為、例えばウェーハの切削されるストリートの両端を薄いブレードで切削し、残された中央部を厚いブレードで切削することにより膜剥がれを防止したダイシング方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００３−１９７５６１号公報

しかし、特許文献１に記載されたようなダイシング方法では、ストリートを合計３度切削しなければならない為、生産性が悪く、大量処理による価格の低減が求められている半導体装置や電子部品等のダイシングには不向きである。

本発明はこのような状況に鑑みて成されたものであり、効率的で膜剥がれやバリの発生を低減したウェーハダイシング方法及びウェーハダイシング装置を提供することを目的としている。

本発明は前記目的を達成するために、表面にＬｏｗ−ｋ膜及びＴＥＧ膜が形成されたウェーハの前記ＴＥＧ膜部分を第１のブレードにより所定深さまで切削し、前記第１のブレードが切削した前記ＴＥＧ膜部分から前記ウェーハの厚み方向に、前記第１のブレードよりも厚さの厚い第２のブレードで切削することにより前記ウェーハの切断を行なうことを特徴としている。

また、本発明は、前記発明において、前記第２のブレードの厚さは、第１のブレードの厚さより１０μｍから２０μｍ厚い、又は前記第２のブレードの厚さは、第１のブレードの厚さより２０μｍから８０μｍ厚いことも特徴としている。

本発明によれば、第２のブレードよりも薄い第１のブレードでウェーハ表面の金属積層を浅く切削する。その後、第１のブレードよりも厚い第２のブレードで、第１のブレードにより切削された溝の上を切削してウェーハの切断を行なう。

この方法により、第１のブレードでＬｏｗ−ｋ膜が形成されたウェーハ上に存在するウェーハ面より一段高いＴＥＧ（ＴｅｓｔＥｌｅｍｅｎｔａｒｙＧｒｏｕｐ）や、ＣＳＰ（ＣｉｐＳｃａｌｅＰａｃｋａｇｅ）基板の金属層が切削され、ＴＥＧや金属層の高さが減少する。第１のブレードは薄いものが使用されるため、膜剥がれやバリの発生が少なく、チップ部分への影響も少ない。この状態で、第１のブレードにより切削された溝の上を、第１のブレードよりも厚い第２のブレードで切削すれば、切削抵抗が低減され、膜剥がれ、バリ等の発生が抑えられる。

また、２度ウェーハを切削すれば切断が可能であり、ブレードを回転させるスピンドルを２本備えた機種を使用すれば、それぞれのスピンドルに別々のブレードを取り付け、１度の切削動作でウェーハを切断することが可能となる。

以上説明したように、本発明のウェーハダイシング方法及びウェーハダイシング装置によれば、Ｌｏｗ−ｋ膜が形成されたウェーハや金属層を持つＣＳＰ基板などにおいて、高効率で生産性が高く、膜剥がれやバリの発生を低減された高品質なダイシングを行なうことが可能となる。

以下添付図面に従って本発明に係るウェーハダイシング方法の好ましい実施の形態について詳説する。

はじめに、本発明に係るウェーハダイシング装置について説明する。図１は、ダイシング装置の外観を示す斜視図である。ダイシング装置１００は、複数のウェーハＷが収納されたカセットを外部装置との間で受渡すロードポート６０と、吸着部５１を有しウェーハＷを装置各部に搬送する搬送手段５０と、ウェーハＷの表面を撮像する撮像手段８１と、加工部２０と、加工後のウェーハＷを洗浄し、乾燥させるスピンナ４０、及び装置各部の動作を制御する制御手段としてのコントローラ９０等とから構成されている。

加工部２０には、２本対向して配置され、先端に第１のブレード１０が取付けられる第１のスピンドルとしての高周波モータ内蔵型エアーベアリング式スピンドル２２Ａと、第１のブレードより厚さの厚い第２のブレード１１が取付けられる第２のスピンドルとしての高周波モータ内蔵型エアーベアリング式スピンドル２２Ｂとが設けられている。

スピンドル２２Ａとピンドル２２Ｂとはどちらも３０，０００ｒｐｍ〜６０，０００ｒｐｍで高速回転されるとともに、不図示の移動手段により互いに独立して図のＹ方向のインデックス送りとＺ方向の切込み送りとがなされる。

また、ウェーハＷを吸着載置するワークテーブル２３が、不図示の移動手段によって移動するＸテーブル３０によって図のＸ方向に研削送りされるように構成されている。

ウェーハＷは、図５に示すように、粘着シートＳを介してフレームＦにマウントされ、ダイシング装置１００に供給される。

以上のような構成のダイシング装置によりウェーハＷのダイシングを行なわれる。次に
本発明に係わるダイシング方法について説明する。図２は、ウェーハＷ表面にＬｏｗ-Ｋ膜が形成されたウェーハの上面図、図３はダイシング中のウェーハＷの断面図である。

図２に示すように、粘着シートＳ上に張られた表面にＬｏｗ-Ｋ膜が形成されているウェーハＷには、回路パターン面Ｐの間にダイシングを行なうストリートＫが設けられている。ストリートＫ上には、所定の間隔を空けてＴＥＧ膜Ｅが形成されている。

スピンドル２２Ａに設けられた第１のブレード１０は、刃厚が１５μｍから２０μｍの薄いものが使用される。本実施の形態では、第１のブレード１０の刃厚は１５μｍとする。この第１のブレード１０によりＴＥＧ膜Ｅ部分に対して、図３（ｂ）に示すように表面より５μｍから１０μｍの深さ、又はＴＥＧ膜Ｅの厚みよりも浅く切削を行なう。

続いて、図３（ｃ）に示すように、スピンドル２２Ｂに設けられた第２のブレード１１により、第１のブレード１０で切削した溝上を切削してウェーハＷを切断する。第２のブレード１１は、第１のブレード１０よりも刃厚が１０μｍから２０μｍ厚いものを使用する。刃厚の差はこの範囲を超えた場合、切削抵抗が増えて膜剥がれやチッピングを増大させる。理想的な刃厚の差は１５μｍであり、本実施の形態では、第２のブレード１１の刃厚は３０μｍとする。

このように、第１のブレード１０には薄いものが使用されるため、Ｌｏｗ−ｋ膜に影響を与えることなくＴＥＧ膜Ｅの高さが減少し、第２のブレード１１で切削する際の切削抵抗が減少され、膜剥がれやチッピングを発生させることなくウェーハＷの切削切断が可能となる。

また、本発明によれば最低２度ウェーハＷを切削するだけで良好な切削面を得ることが可能であり、ウェーハＷを送る回数が減少され、生産性のよい高品質なダイシングを行なうことが可能となる。

次に、本発明に係わるダイシング方法において、別の実施の形態について説明する。図４はストリートに金属膜が形成されたウェーハのダイシング中の断面図である。

図４に示すように、ウェーハＷ上には回路パターン面Ｐの間に、金属膜Ｍが形成されたダイシングを行なうストリートＬが設けられている。金属膜ＭにはＡｕ、Ｃｕ等の軟金属が用いられる。

スピンドル２２Ａに設けられた第１のブレード１０Ａは、刃厚が１００μｍから２００μｍのものが使用される。本実施の形態では、第１のブレード１０の刃厚は１５０μｍとする。第１のブレード１０ＡによりストリートＬの金属膜Ｍに対して、図４（ｂ）に示すように表面から１０μｍから５０μｍの深さ、又は金属膜Ｍの厚みよりも浅く切削を行なう。

続いて、図４（ｃ）に示すように、スピンドル２２Ｂに設けられた第２のブレード１１Ａにより、第１のブレード１０Ａで切削した溝上を切削してウェーハＷを切断する。第２のブレード１１Ａは、第１のブレード１０Ａよりも刃厚が２０μｍから８０μｍ厚いものを使用する。刃厚の差はこの範囲を超えた場合、切削抵抗が増えて金属膜Ｍの剥がれやバリを増大させる。理想的な刃厚の差は５０μｍであり、本実施の形態では、第２のブレード１１Ａの刃厚は２００μｍとする。

このように、第１のブレード１０Ａには薄いものが使用されるため、剥がれやバリの発生が少なく、チップ部分まで影響せずに金属膜Ｍの量が減少する。第２のブレード１１Ａは、第１のブレード１０Ａで切削された溝上を切削するので、切削抵抗が減少され、膜の剥がれやバリを発生させることなくウェーハＷの切削切断が可能となる。

以上説明したように、本発明に係るウェーハダイシング方法及びウェーハダイシング装置によれば、第２のブレードよりも薄い第１のブレードでウェーハ表面の金属積層を浅く切削することにより、第２のブレードで切削する際の切削抵抗が減少し、金属層の剥がれ、バリ、チッピング等の切削不良の発生を減少させる。

また、別の装置を用いたり、ストリートを何度も切削したりすることなく、最低２度ウェーハを切削すればウェーハを良好な切削面で切断することが可能である。よって、ブレードを回転させるスピンドルを２本備えた機種を使用すれば、それぞれのスピンドルに別々のブレードを取り付け、１度の切削動作でウェーハを切断することが可能となる。

なお、本実施の形態では、ダイシング装置は２本の対向したスピンドルを持つ構成で説明されているが、本発明はこれに限らず、並列に配置されたスピンドルを備えた装置等でも実施可能であり、第１のスピンドルと第２のスピンドルとの位置は左右どちらでも好適に利用可能である。

本発明に係わるダイシング装置の外観を示す斜視図。ＴＥＧ膜が形成されたウェーハの上面図。ダイシング中のウェーハＷの断面図（Ｌｏｗ−ｋ膜有り）。ダイシング中のウェーハＷの断面図（金属膜有り）。粘着シートに貼られたウェーハＷの斜視図。

符号の説明

１０、１０Ａ…第１のブレード，１１、１１Ｂ…第２のブレード，２２Ａ…スピンドル（第１のスピンドル），２２Ｂ…スピンドル（第２のスピンドル），２３…ワークテーブル，９０…コントローラ（制御手段），１００…ダイシング装置，Ｅ…ТＥＧ膜，Ｆ…フレーム，Ｋ、Ｌ…ストリート，Ｍ…金属膜，Ｐ…回路パターン面，Ｓ…粘着シート，Ｔ…チップ，Ｗ…ウェーハ

Claims

表面にＬｏｗ−ｋ膜及びＴＥＧ膜が形成されたウェーハの前記ＴＥＧ膜部分を第１のブレードにより所定深さまで切削し、
前記第１のブレードが切削した前記ＴＥＧ膜部分から前記ウェーハの厚み方向に、前記第１のブレードよりも厚さの厚い第２のブレードで切削することにより前記ウェーハの切断を行なうことを特徴とするウェーハダイシング方法。
前記第２のブレードの厚さは、前記第１のブレードの厚さより１０μｍから２０μｍ厚いことを特徴とする請求項１に記載のウェーハダイシング方法。
前記第２のブレードの厚さは、前記第１のブレードの厚さより２０μｍから８０μｍ厚いことを特徴とする請求項１に記載のウェーハダイシング方法。
第１のブレードが取り付けられた第１のスピンドルと、
前記第１のブレードよりも厚さが厚い第２のブレードが取り付けられた第２のスピンドルと、
表面にＬｏｗ−ｋ膜及びＴＥＧ膜が形成されたウェーハを載置するワークテーブルと、
前記ワークテーブルを前記第１のブレードと前記第２のブレードとに対し相対的に移動させる移動手段と、
前記ウェーハの前記ＴＥＧ膜部分を前記第１のブレードにより所定の深さまで切削させ、前記第１のブレードが切削した前記ＴＥＧ膜部分から前記ウェーハの厚み方向に、前記第２のブレードにより切削させるように前記移動手段を制御する制御手段とを有することを特徴とするウェーハダイシング装置。