JP4734903B2 - 半導体ウェハのダイシング方法 - Google Patents

Description

この発明は、回転するブレードにより半導体ウェハを複数の半導体チップに完全切断分離する半導体ウェハのダイシング方法に関する。

従来、半導体ウェハのダイシング方法として、半導体ウェハの端部から端部までをフルダイシングする方法が行われていた。図５（ａ）は、その方法によりダイシングされた状態の半導体ウェハの平面説明図であり、図５（ｂ）は、その方法を説明する概念図である。図５（ａ）に示すように、周縁部が平面状に形成された円環状のリング１の裏面には、円形シート状のダイシングテープ２が貼着面を上にして貼着されており、そのダイシングテープ２の貼着面（表面）には半導体ウェハ４の裏面が貼着固定されている。
ダイシングテープ２の裏面をカッティングテーブルに真空吸着し、図５（ｂ）に示すように、矢印Ｆ１で示す方向に回転するダイシングブレード６はウェハを吸着したカッティングテーブルが移動することにより相対的に予め設定されたダイシング予定線に沿って矢印Ｆ２で示す方向へ移動し、半導体ウェハ４のフルダイシングを行う。ダイシングは、ダイシングブレード６の切削方向の前方と側面からダイシングブレード６に切削水を噴射してダイシングブレード６の冷却・潤滑および切り粉の除去を行いながら行う。この従来の方法では、図５（ａ）において、ダイシングを行った跡である線５で示すように、半導体ウェハ４の端部の外側から内側に向かって縦方向に切断を開始し、ダイシング方向側の端部の外側に達したところで切断を終了する。
次に、図中、ダイシングを行った跡である線３で示すように、線５と直交するように半導体ウェハ４の端部の外側から内側に向かって横方向にダイシングを開始し、ダイシング方向側の端部の外側に達したところでダイシングを終了する。つまり、ダイシングにより縦横に形成された線３，５の両端部が、それぞれ半導体ウェハ４の端部の外側に達するようにダイシングする。

しかし、上記の方法では、図５（ｂ）に示すように、ダイシングブレード６の切削方向に存在する半導体ウェハの端部をダイシングしたときに切断分離された小片４ｄが、冷却水の圧力や高速回転するダイシングブレードによってダイシングテープより剥離し、ブレードの取付部や研削水ノズル・周辺カバーに当たって跳ね飛ばされたりし、それが半導体チップ４ｅに当たり、損傷を与えることがあった。また、上記小片がダイシングブレード６に当たり、破損してしまうこともあった。
そこで、半導体ウェハの端部までダイシングしないことにより、上記小片の発生を防止する方法が提案されている（特許文献１）。
また、半導体ウェハの周辺部に保護テープを貼ることにより、上記小片の飛散を防止する方法が提案されている（特許文献２）。

特開２００２−４３２５４号公報 特開平８−１８６０８７号公報

半導体ウェハのダイシングが終了すると、ダイシングテープをエキスパンドして各半導体チップ間の間隔を拡張することにより、半導体チップのピックアップ時の近接チップとの干渉によるチッピングを防止するとともに、各半導体チップの認識性を高めている。
しかし、半導体ウェハの端部までダイシングしないという従来の方法では、半導体ウェハの周辺部がダイシングされていないため、ダイシングテープをエキスパンドしても、各半導体チップ間の間隔を拡げることが困難になるという問題がある。
また、半導体ウェハの周辺部に保護テープを貼るという従来の方法を行うと、ダイシングブレードが保護テープを切断することにより、ダイシングブレードの目詰まりが発生するため、半導体チップにチッピングが発生するし、ダイシングブレードの寿命が短くなるという問題がある。また、半導体ウェハの周辺部に保護テープを貼る工程が必要となるため、ダイシング工程の作業効率が低下するという問題がある。

そこでこの発明は、ダイシングを行った後でダイシングテープをエキスパンドすることにより各半導体チップ間の間隔を拡げることができ、かつ、半導体ウェハの周辺部に保護テープを貼らなくても、ダイシングにより切断分離された小片が飛散することのない半導体ウェハのダイシング方法を実現することを目的とする。

この発明は、上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、ダイシングテープに貼着された半導体ウェハを回転するダイシングブレードによりフルダイシングして複数の半導体チップに完全切断分離する半導体ウェハのダイシング方法において、前記半導体ウェハをダイシングするダイシング工程は、所定方向に前記半導体ウェハをダイシングする第１のダイシング工程と、前記所定方向と交差する方向に前記半導体ウェハをダイシングする第２のダイシング工程とから成り、前記第１のダイシング工程でダイシングを行った跡を示す全ての線の両端は、前記半導体ウェハの端部に達しており、かつ、前記第２のダイシング工程でダイシングを行った跡を示す全ての線の両端は、前記半導体ウェハの端部に達していないという技術的手段を用いる。

請求項２に記載の発明では、ダイシングテープに貼着された半導体ウェハを回転するダイシングブレードによりフルダイシングして複数の半導体チップに完全切断分離する半導体ウェハのダイシング方法において、前記半導体ウェハをダイシングするダイシング工程は、所定方向に前記半導体ウェハをダイシングする第１のダイシング工程と、前記所定方向と交差する方向に前記半導体ウェハをダイシングする第２のダイシング工程とから成り、前記第１のダイシング工程でダイシングを行った跡を示す全ての線の両端は、前記半導体ウェハの端部に達しており、かつ、前記第２のダイシング工程でダイシングを行った跡を示す全ての線のうちダイシング開始側となる一端は、前記半導体ウェハの端部に達し、当該全ての線のうちダイシング終了側となる他端は、半導体ウェハの端部に達しないという技術的手段を用いる。

請求項３に記載の発明では、請求項１または２に記載の半導体ウェハのダイシング方法において、前記第２のダイシング工程において、前記線が前記半導体ウェハの端部に達しないようにダイシングする工程では、前記線が前記半導体ウェハの端部に達するが、その端部における前記線の深さが前記半導体ウェハの底面に達しない深さとなるようにダイシングするという技術的手段を用いる。

（請求項１に係る発明の効果）
ダイシングを行った跡を示す全ての線の両端が半導体ウェハの端部に達しないようにダイシングする第２のダイシング工程を備えるため、その工程におけるダイシングの方向に対応する半導体ウェハの両端には、ダイシングにより切断分離された小片が発生しない。
したがって、上記小片による半導体チップおよびブレードの損傷が発生することがない。また、もう一方の第１のダイシング工程では、上記全ての線の両端部が半導体ウェハの端部に達するようにダイシングするため、ダイシング工程の後に行うダイシングテープのエキスパンドにより、各半導体チップ間の間隔を拡げることができる。さらに、半導体ウェハの周辺部に保護テープを貼る手間も不要であるため、ダイシング工程の作業効率を高めることができる。

（請求項２に係る発明の効果）
ダイシング終了側に位置する半導体ウェハの端部には、ダイシングを行った跡を示す全ての線が達しないようにダイシングするため、その端部においては、ダイシングにより切断分離された小片が発生しない。
したがって、その小片による半導体チップおよびブレードの損傷が発生することがない。
その一方、ダイシング開始側に位置する半導体ウェハの端部に上記全ての線が達するようにダイシングしたときに小片が発生し、それが回転するダイシングブレードにより跳ね飛ばされたとしても、小片の飛翔方向には半導体ウェハが存在しないため、その小片により半導体ウェハが損傷することもない。また、小片は、ダイシングにより発生した切り粉を排出する側に存在するため、ダイシングブレードに巻き込まれ、ダイシングブレードが破損してしまうこともない。

（請求項３に係る発明の効果）
第２のダイシング工程において、ダイシングを行った跡を示す線が半導体ウェハの端部に達しないようにダイシングする工程では、上記線が半導体ウェハの端部に達するが、その端部における線の深さが半導体ウェハの底面に達しない深さとなるようにダイシングするため、ダイシング後にダイシングテープをエキスパンドするときに、各半導体チップ間の間隔を拡げ易くすることができる。

＜第１実施形態＞
この実施形態に係るダイシング方法について図１および図３（ａ）を参照して説明する。図１（ａ）は、その方法によりダイシングされた状態の半導体ウェハの平面説明図であり、図１（ｂ）は、その方法を説明する概念図である。図３（ａ）は半導体ウェハのダイシングラインにおける縦断面図である。なお、図５に示した従来図と同じ構成については同じ符号を使用する。
このダイシング方法を実行するためのダイシング装置としては公知の装置を用いる。たとえば、ダイシングブレード６を支持するとともに回転駆動するヘッドと、ダイシングを行う位置にセットされた半導体ウェハ４の端部（エッジ）を検出するための検出装置と、この検出装置による検出結果に基づいてダイシングブレード６をダイシング開始位置へ案内して下降させるとともに、ダイシング終了位置に到達したダイシングブレード６を上昇させる制御装置とを備える装置を用いる。

最初に、半導体ウェハ４の裏面とリング１を粘着性のダイシングテープ２に貼り付け、ダイシングテープ２を図示しないカッティングテーブルに真空吸着させて固定する。ダイシングテープ２は、後の剥離工程において粘着成分が半導体ウェハ４の裏面に残り難いもの、たとえば紫外線照射型のテープ（所謂ＵＶテープ）が望ましい。続いて、半導体ウェハ４の位置とダイシングブレード６の位置とを一致させるアライメントを行う。
図１（ｂ）に示すように、ダイシングブレード６は矢印Ｆ１で示す方向に回転し、矢印Ｆ２で示す方向（図１（ａ）では上から下）へダイシングを進める。最初に行うダイシング工程では、半導体ウェハ４の両端間をフルダイシングする。ダイシングブレード６の周面を、ダイシングブレード６の進行方向の後ろから見ると、ダイシングブレードの周面が下から上に流れるように見える（図１（ｂ）では時計回り）。
まず、高速回転するダイシングブレード６を予め半導体ウェハ４の表面に設定されているダイシングライン（このダイシングラインは、図示する線５と略一致する）の一端５ａ、つまりダイシングブレード６の周面が下から上に流れるように見える側（ダイシングブレード６の回転方向と反対側）に位置する半導体ウェハ４の端部の外側に存在するダイシングテープ２の上に下降させ、そのダイシングテープ２を含めて半導体ウェハ４の一端４ｆをダイシングする。続いて、ダイシングブレード６をダイシングラインの他端５ｂへ移動させ、ダイシングブレード６の周面が上から下に流れるように見える側（ダイシングブレード６の回転方向側）に位置する半導体ウェハ４の端部４ｇおよびその外側に存在するダイシングテープ２をダイシングし、ダイシングブレード６を上昇させる。
つまり、半導体ウェハ４の両端間をフルダイシングする。このフルダイシングを各ダイシングラインに沿って行う。これにより、半導体ウェハ４は、一定間隔で平行にフルダイシングされた状態となる。図１（ａ）に示す例では、ダイシングにより形成された跡を示す複数本の線５が縦方向に一定間隔で平行に形成されている。

次に、上記のダイシング工程により形成された線５と交差するように、かつ、半導体ウェハ４の端部をダイシングしないようにダイシングを行う。
このダイシング工程では、図１（ｂ）に示すように、ダイシングブレード６の周縁底部が半導体ウェハ４の端部にかからないように、その端部よりも内側にダイシングブレード６を下降させ、もう一方の端部近傍内側に向けて（図１（ａ）では左から右に向けて）ウェハを吸着したカッティングテーブルを移動させる。このダイシングにおいても、ダイシングブレード６の回転方向および切削方向は、最初のダイシング工程と同じである。そして、ダイシングブレード６が切削方向側の端部近傍内側に達したところでダイシングブレード６を上昇させる。これにより、図３（ａ）に示すように、半導体ウェハ４の両端には、ダイシングされていない切り残し部分４ａがそれぞれ形成された状態になる。このようなダイシングを各ダイシングラインに沿って行う。図１（ａ）に示す例では、ダイシングにより形成された跡を示す複数の線３が横方向に一定間隔で平行に形成されている。

このように、最初のダイシングにより形成された線５と交差するようにダイシングする工程において、半導体ウェハ４の端部をダイシングしないため、ダイシングの開始箇所および終了箇所には、線３，５により囲まれた領域が形成されないので、小片が切断分離されるという現象が発生しない。このため、切断分離された小片がダイシングブレード６によって跳ね飛ばされ、それが半導体チップ４ｅに衝突して損傷するおそれがない。また、その小片がダイシングブレード６に当たり、ダイシングブレード６が破損してしまうおそれもない。
また、従来のように、半導体ウェハ４の周囲を総て切り残す方法では、ダイシングテープ２をエキスパンドして各半導体チップ４ｅ間の間隔を拡げることが困難であったが、上記の方法によれば、最初のダイシング工程では、線５の両端部が半導体ウェハ４の端部に達するようにダイシングするため、ダイシングテープ２をエキスパンドして各半導体チップ４ｅ間の間隔を拡げることができる。

＜第２実施形態＞
次に、この発明の第２実施形態について図２および図３（ｂ）を参照して説明する。図２は、この実施形態に係る半導体ウェハのダイシング方法によりダイシングされた状態の半導体ウェハの平面説明図である。図３（ｂ）は半導体ウェハのダイシングラインにおける縦断面図である。
この実施形態に係る半導体ウェハのダイシング方法は、最初のフルダイシングにより形成された線と交差するようにダイシングするダイシング工程において、線の一端が半導体ウェハの端部に達しないようにダイシングすることを特徴とする。
最初に、前述の第１実施形態と同じように半導体ウェハ４を両端までフルダイシングする。次に、そのフルダイシングにより形成された線５と交差するようにダイシングを行うが、ダイシングを開始する側の半導体ウェハ４の端部はダイシングし、その端部と反対側（ダイシングブレードの切削方向側）の端部はダイシングしないようにする。つまり、半導体ウェハ４の外側に位置するダイシングテープ２からダイシングを開始し、その近傍の半導体ウェハ４の端部４ｈをダイシングし、そのまま進行方向側の端部近傍内側に向けてダイシングを進め、進行方向側の端部近傍内側に達したところでダイシングを中止する。換言すると、回転するダイシングブレード６の周面を見た場合に、その周面が上から下に流れるように見える側に位置する半導体ウェハ４の端部はダイシングしないようにする。

このように、ダイシングの開始側に位置する半導体ウェハ４の端部をダイシングし、もう一方の端部をダイシングしない工程を各ダイシングラインに沿って繰り返す。これにより、半導体ウェハ４は、一端が半導体ウェハ４の端部に達しており、他端が半導体ウェハ４の端部に達していないダイシングが一定間隔で行われた状態となる。図２に示す例では、一端が半導体ウェハ４の端部に達しており、他端が半導体ウェハ４の端部に達していない線３が横方向に一定間隔で平行に複数本形成されている。
以上のように、回転するダイシングブレード６の周面を見た場合に、その周面が上から下に流れるように見える側に位置する半導体ウェハ４の端部はダイシングしないため、その端部では、線３，５により囲まれた領域が形成されないので、小片が切断分離されるという現象が発生しない。このため、切断分離された小片がダイシングブレード６によって跳ね飛ばされ、それが半導体チップ４ｅに衝突して損傷するおそれがない。また、その小片がダイシングブレード６に当たり、ダイシングブレード６が破損してしまうおそれもない。
また、従来のように、半導体ウェハ４の周囲を総て切り残す方法では、ダイシングテープ２をエキスパンドして各半導体チップ４ｅ間の間隔を拡げることが困難であったが、上記の方法によれば、最初のダイシング工程では、線５の両端部が半導体ウェハ４の端部に達するようにダイシングし、次のダイシング工程では、線３の一端が半導体ウェハ４の端部に達するようにダイシングするため、ダイシングテープ２をエキスパンドして各半導体チップ４ｅ間の間隔を拡げることができる。

＜他の実施形態＞
（１）図３（ｃ）は半導体ウェハのダイシングラインにおける縦断面図である。同図に示すように、半導体ウェハ４のうち、フルダイシングしない端部を完全に残すのではなく、半導体ウェハ４の表面から所定の深さまでダイシング（たとえば、ハーフダイシング）するようにしても良い。つまり、ダイシングブレード６が端部を残す位置に到達したときに、ダイシングブレード６を半導体ウェハ４の表面から上方へ離すのではなく、半導体ウェハ４の底部から所定の高さ持上げ、その状態で端部外方まで移動させる。
この方法を実施すれば、端部を完全に残す場合よりも、ダイシングテープをエキスパンドするときに各半導体チップ４ｅ間の間隔を拡げ易い。また、この方法は、前述の第１実施形態または第２実施形態にも適用することができ、その場合も、この実施形態による効果に加えて第１実施形態または第２実施形態の効果を奏することもできる。

（２）図４はダイシングされた状態の半導体ウェハの平面説明図である。なお、図４は、ダイシングラインと、実際にダイシングを行った跡を示す線とを認識し易くするために、ダイシングラインと線との間隔を実際よりも拡げて記載されている。この方法では、ダイシングにより切断分離される小片が発生する可能性があるか否かを予測し、可能性のある場合は、その小片が発生しないようにダイシングする。たとえば、公知の画像認識装置（たとえば、特開２００３−４５８２５号公報に記載のカメラ、認識処理部および制御部など）を使用し、ダイシングライン７と、半導体ウェハ４の周縁を形成するライン８とに基づいて各ラインにより囲まれた領域の面積を演算する。そして、半導体ウェハ４の端部に存在する領域のうち、所定の面積以下の領域を求め、その領域が切断分離されないようにダイシングする。たとえば、図４において領域４ｃが上記所定の面積以下の領域であるとすると、その領域４ｃが存在する端部において縦方向ではフルダイシングするが、横方向では、領域４ｃに進入しないようにダイシングする。
この方法によれば、半導体ウェハ４の端部を総て切り残すのではなく、所定の面積以下となる領域だけを選択して残すことができるため、発生する小片の数を減らすことができる。したがって、切断分離された小片による半導体チップ４およびダイシングブレード６の損傷を軽減することができる。

図１（ａ）は、第１実施形態の方法によりダイシングされた状態の半導体ウェハの平面説明図であり、図１（ｂ）は、その方法を説明する概念図である。 第２実施形態の方法によりダイシングされた状態の半導体ウェハの平面説明図である。 図３（ａ）は第１実施形態における半導体ウェハのダイシングラインにおける縦断面図であり、図３（ｂ）は第２実施形態における半導体ウェハのダイシングラインにおける縦断面図であり、図３（ｃ）は他の実施形態における半導体ウェハのダイシングラインにおける縦断面図である。 他の実施形態の方法によりダイシングされた状態の半導体ウェハの平面説明図である。 図５（ａ）は、従来の方法によりダイシングされた状態の半導体ウェハの平面説明図であり、図５（ｂ）は、従来の方法を説明する概念図である。

符号の説明

１・・リング、２・・ダイシングテープ、３，５・・ダイシングを行った跡を示す線、４・・半導体ウェハ、４ａ・・切り残し部分、４ｅ・・半導体チップ、６・・ダイシングブレード、７・・ダイシングライン。

Claims (3)

1. ダイシングテープに貼着された半導体ウェハを回転するダイシングブレードによりフルダイシングして複数の半導体チップに完全切断分離する半導体ウェハのダイシング方法において、
   前記半導体ウェハをダイシングするダイシング工程は、所定方向に前記半導体ウェハをダイシングする第１のダイシング工程と、前記所定方向と交差する方向に前記半導体ウェハをダイシングする第２のダイシング工程とから成り、
   前記第１のダイシング工程でダイシングを行った跡を示す全ての線の両端は、前記半導体ウェハの端部に達しており、かつ、前記第２のダイシング工程でダイシングを行った跡を示す全ての線の両端は、前記半導体ウェハの端部に達していないことを特徴とする半導体ウェハのダイシング方法。
2. ダイシングテープに貼着された半導体ウェハを回転するダイシングブレードによりフルダイシングして複数の半導体チップに完全切断分離する半導体ウェハのダイシング方法において、
   前記半導体ウェハをダイシングするダイシング工程は、所定方向に前記半導体ウェハをダイシングする第１のダイシング工程と、前記所定方向と交差する方向に前記半導体ウェハをダイシングする第２のダイシング工程とから成り、
   前記第１のダイシング工程でダイシングを行った跡を示す全ての線の両端は、前記半導体ウェハの端部に達しており、かつ、前記第２のダイシング工程でダイシングを行った跡を示す全ての線のうちダイシング開始側となる一端は、前記半導体ウェハの端部に達し、当該全ての線のうちダイシング終了側となる他端は、半導体ウェハの端部に達しないことを特徴とする半導体ウェハのダイシング方法。
3. 前記第２のダイシング工程において、前記線が前記半導体ウェハの端部に達しないようにダイシングする工程では、前記線が前記半導体ウェハの端部に達するが、その端部における前記線の深さが前記半導体ウェハの底面に達しない深さとなるようにダイシングすることを特徴とする請求項１または２に記載の半導体ウェハのダイシング方法。

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