JP4800715B2 - ウェーハの分割方法 - Google Patents

Description

この発明は、複数のデバイスがストリートによって区画されて形成されたデバイス領域と該デバイス領域を囲繞する外周余剰領域とが表面に形成されたウェーハの裏面にダイボンド用の接着フィルムを貼着し、切削ブレードでストリートを切削して個々のデバイスに分割するウェーハの分割方法に関するものである。

従来から、ＩＣやＬＳＩなどのデバイスが複数形成されたウェーハは、ダイシング装置などの分割装置によって個々のデバイスに分割され、携帯電話やパソコンなどの電気機器に利用される。ここで、電気機器の軽量化および小型化を可能にするために、ウェーハの厚みは、５０μｍ以下、３０μｍ以上と薄く加工されるが、この薄いウェーハは、取り扱いが困難であることから、ウェーハのデバイスが形成されたデバイス領域の裏面のみを薄く研削し、このデバイス領域を囲繞する外周余剰領域にリング状の補強部を残存させ、薄くなったウェーハの取り扱いを容易にしている（特許文献１参照）。

その後、このウェーハは、個々のデバイスに分割される前に、ダイボンド用の粘着フィルムであるＤＡＦ（ダイアタッチフィルム）が裏面に配設され、個々のデバイスに分割された後に、リードフレームなどにダイボンドされる。

特開平５−１２１３８４号公報

しかしながら、上述したＤＡＦは、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂などの柔軟素材で形成されており、デバイス領域が薄く加工されたウェーハの裏面にＤＡＦを貼着した状態で、ダイシング装置の切削ブレードでこのウェーハを切削すると、ＤＡＦの上面で分割されたデバイスが踊り、デバイスの外周に欠けが多数発生してしまうという問題点があった。

この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ＤＡＦが貼着された状態であってもデバイスを精度良く分割することができるウェーハの分割方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかるウエーハの分割方法は、複数のデバイスがストリートによって区画されて形成されたデバイス領域と該デバイス領域を囲繞する外周余剰領域とが表面に形成されたウェーハの裏面にダイボンド用の接着フィルムを貼着し、切削ブレードでストリートを切削して個々のデバイスに分割するウェーハの分割方法であって、前記ウェーハは、前記デバイス領域に対応する裏面が研削によって薄く加工され、前記外周余剰領域がリング状の補強部に形成された凹状をなし、前記ウェーハの前記デバイス領域に対応する裏面にダイボンド用の前記接着フィルムを貼着する接着フィルム貼着工程と、前記ウェーハのストリート上にダイボンド用の前記接着フィルムに到達しない浅い切削溝を形成する切削溝形成工程と、前記切削溝が形成された表面にダイシングテープ表面を貼着し前記接着フィルム側から前記ストリートに対応する領域を切削して前記切削溝形成工程によって形成された前記切削溝に達する深さの対向切削溝を形成して前記ウェーハを個々のデバイスに分割する分割工程と、を含むことを特徴とする。

この発明にかかるウェーハの分割方法は、貼着工程によってウェーハの裏面にダイボンド用の接着フィルムを貼着し、切削溝形成工程によって、ウェーハのストリート上にダイボンド用の接着フィルムに到達しない浅い切削溝を形成しておき、分割工程によって、前記接着フィルム側から前記ストリートに対応する領域を切削して前記切削溝形成工程によって形成された前記切削溝に達する深さの対向切削溝を形成して前記ウェーハを個々のデバイスに分割するようにしているので、各デバイスの分割時にデバイスが踊ることがなく、しかも表面に形成された切削溝が逃げ溝として作用して各デバイスの表面に欠けを生じさせることがなく、粘着フィルムが貼着された状態であってもデバイスを精度良く分割することができるという効果を奏する。

以下、この発明を実施するための最良の形態であるウェーハの分割方法について図面を参照して説明する。

まず、粘着フィルムが貼着されるウェーハの加工について説明する。図１に示したウェーハＷの表面Ｗａは、デバイス領域Ｗ１と外周余剰領域Ｗ２とを有する。デバイス領域Ｗ１には、ストリートＳによって区画された複数のデバイスＤが形成され、このデバイス領域Ｗ１の外周側には、デバイスＤが形成されていない外周余剰領域Ｗ２が形成される。このデバイス領域Ｗ１は、外周余剰領域Ｗ２に囲繞されている。このウェーハＷの表面Ｗａは、ウェーハＷの裏面Ｗｂを研磨するにあたり、図２に示すように、デバイスＤを保護するためにテープ等の保護部材１が貼着される。

その後、ウェーハＷの裏面Ｗｂのうちのデバイス領域Ｗ１に対応する部分、すなわち、デバイス領域１の裏側を研削して所望の厚さにする。この研削には、たとえば図３に示す研削装置２を用いることができる。

研削装置２は、ウェーハを保持するチャックテーブル２０と、チャックテーブル２０に保持されたウェーハに対して研削を施す研削部２１とを備えている。研削部２１は、垂直方向の軸心を有する回転軸２２と、回転軸２２の下端に装着されたホイール２３と、ホイール２３の下面に固着された砥石部２４とを有する。ウェーハＷは、保護部材１側がチャックテーブル２０によって保持され、裏面Ｗｂが露出した状態となる。そして、チャックテーブル２０が回転するとともに、ホイール２３が回転しながら、研削部２１が下降することによって、回転する砥石部２４がウェーハＷの裏面Ｗｂに接触して研削が行われる。このとき、砥石部２４は、ウェーハＷの表面Ｗａに形成されたデバイス領域Ｗ１の裏側に接触させ、その外周側を研削しないようにする。デバイス領域Ｗ１の裏側が所望量研削されると、研削が終了する。このようにして、裏面Ｗｂのうちのデバイス領域Ｗ１に対応する部分のみを研削することによって、図４および図５に示すように、裏面Ｗｂに凹部Ｗ３が形成され、外周余剰領域Ｗ２に対応する部分には、研削前と同じ厚さを有するリング状補強部Ｗ４が残存する。たとえば、リング状補強部Ｗ４の幅は、２〜３ｍｍ程度であればよい。また、リング状補強部Ｗ４の厚さは、数百μｍあることが望ましい。一方、デバイス領域Ｗ１の厚さは、３０μｍ程度にまで薄くすることができる。

ここで、リング状補強部Ｗ４を有した凹状のウェーハＷは、図６および図７に示すように、裏面Ｗｂのデバイス領域Ｗ１に対応する凹部Ｗ３に粘着フィルム（ＤＡＦ）３６が貼着される。このＤＡＦ３６は、一方の面が裏面Ｗｂの凹部Ｗ３に貼着され、他方の面の全面に剥離紙３６ａが取り付けられている。このＤＡＦ３６の直径は、裏面の凹部Ｗ３の直径よりもやや小さく、デバイス領域Ｗ１に対応する領域を確実に覆うようにしている。

その後、ＤＡＦ３６が貼着されたウェーハＷのダイシングが行われる。このダイシングは、まず、図８に示すように、ウェーハＷの表面に貼着されている保護部材１を剥離して表面Ｗａを露出した状態にする。なお、剥離紙３６ａは、ＤＡＦ３６に貼着されたままとなっている。このウェーハＷは、図９に示した切削装置４を用いてストリートＳが切削され、各デバイスＤに分割される。ここで、この実施の形態では、表面Ｗａ側のストリートＳに浅い切削溝を形成（ハーフダイシング）し、その後裏面Ｗｂ側から切削溝に対応する部分を、ＤＡＦ３６とともにウェーハＷを完全に切削する処理（フルカット）が行われる。

切削装置４は、ウェーハＷを保持するチャックテーブル４０と、ウェーハＷを支持したダイシングフレームＦを支持するフレームクランプ４０ａと、チャックテーブル４０に保持されたウェーハＷに作用して切削を行う切削部４１とを有する。チャックテーブル４０は、駆動源４００に連結されて回転可能になっている。駆動源４００は、移動基台４０１に固定されており、移動基台４０１は、切削送り部４２によってＸ軸方向に移動可能になっている。切削送り部４２は、Ｘ軸方向に配列されたボールネジ４２０と、ボールネジ４２０の一端に連結されたパルスモータ４２１と、ボールネジ４２０と平行に配列された一対のガイドレール４２２とから構成され、ボールネジ４２０には、移動基台４０１の下部に備えた図示しないナットが螺合している。ボールネジ４２０は、パルスモータ４２１に駆動されて回転し、それに伴って移動基台４０１がガイドレール４２２にガイドされてＸ軸方向に移動する構成となっている。

切削部４１は、ハウジング４１０によって回転可能に支持されたスピンドル４１１の先端に切削ブレード４１２が装着され、ハウジング４１０は、支持部４１３によって支持される。なお、切削ブレード４１２は、ダイアモンド砥粒をＮｉメッキしたものである。

ハウジング４１０の側部には、ウェーハＷのストリートＳを検出するアライメント部４３が固定される。アライメント部４３は、ウェーハＷの表面Ｗａを撮像する可視光線用のカメラ４３０およびウェーハＷの裏面から透過してウェーハＷの表面を撮像する赤外線用のカメラ４３０を有し、このカメラ４３０によって取得した画像をもとに、予め記憶されたキーパターンとのパターンマッチングなどの処理によって、切削すべきストリートＳを検出する。

切削部４１およびアライメント部４３は、切り込み送り部４４によってＺ軸方向に移動可能となっている。切り込み送り部４４は、壁部４４０の一方の面においてＺ軸方向に配列されたボールネジ４４１と、このボールネジ４４１を回動させるパルスモータ４４２と、ボールネジ４４１と平行に配列されたガイドレール４４３とを有し、支持部４１３の内部の図示しないナットがボールネジ４４１に螺合している。支持部４１３は、パルスモータ４４２によって駆動されてボールネジ４４１が回動するのに伴ってガイドレール４４３にガイドされてＺ軸方向に昇降し、支持部４１３に支持された切削部４１もＺ軸方向に昇降する構成となっている。

切削部４は、割り出し送り部４５によってＹ軸方向に移動可能になっている。割り出し送り部４５は、Ｙ軸方向に配列されたボールネジ４５０と、壁部４４０と一体に形成され、内部のナットがボールネジ４５０に螺合する移動基台４５１と、ボールネジ４５０を回動させるパルスモータ４５２と、ボールネジ４５０と平行に配列されたガイドレール４５３とを有し、移動基台４５１の内部の図示しないナットがボールネジ４５０に螺合している。移動基台４５１は、パルスモータ４５２によって駆動されてボールネジ４５０が回動するのに伴ってガイドレール４５３にガイドされてＹ軸方向に移動し、これに伴い切削部４１もＹ軸方向に移動する構成となっている。

ここで、保護部材１が剥離された図８に示すウェーハＷは、まずハーフダイシングされる。図１０に示すように、ウェーハＷのＤＡＦ３６側は、剥離紙３６ａを介してチャックテーブル４０の保持面４０ａに載置され、ウェーハＷは、表面Ｗａが露出した状態で真空吸着によって保持される。そして、チャックテーブル４０が＋Ｘ方向に移動することによってウェーハＷがカメラ４３０の直下に位置付けられ、カメラ４３０によってウェーハＷの表面Ｗａが撮像され、その画像をもとにアライメント部４３によってストリートＳが検出されるとともに、このストリートと切削ブレード４１２とのＹ軸方向の位置合わせが行われる。

さらに、切削送り部４２によってチャックテーブル４０を＋Ｘ軸方向に移動させるとともに、切削ブレード４１２を高速回転させながら、切り込み送り部４４によって切削部４１を下降させ、検出されたストリートＳに向けて切削ブレード４１２を切り込ませ、このストリートＳを切削する。

ただし、図１０に示すように、切削ブレード４１２がストリートＳを切削する深さは、ＤＡＦ３６に達しない深さである。すなわち、表面Ｗａ上のストリートＳに沿った切削溝ｄ１が形成される。

割り出し送り部４５によって切削部４１をストリートＳの間隔ずつ割り出し送りさせながら順次同様の切削を行い、同方向のストリートＳがすべて切削された後は、チャックテーブル４０を９０度回転させながら同様の切削を行うことによって、ウェーハＷの表面Ｗａ上にすべての切削溝ｄ１が形成される。

その後、ウェーハＷのフルカットを行うために、図１１に示すように、切削溝ｄ１が形成されたウェーハＷの剥離紙３６ａを剥離する。さらに、図１２に示すように、ダイシングフレームＦ１上に貼着されたダイシングテープＴ１表面に、切削溝ｄ１が形成された表面Ｗａを貼着し、ＤＡＦ３６が配設された側を露出した状態にする。

ダイシングテープＴ１を介してダイシングフレームＦ１に支持されたウェーハＷは、ＤＡＦ３６が配設された側が露出した状態で、チャックテーブル４０に吸引保持される。そして、チャックテーブル４０が＋Ｘ方向に移動することによってウェーハＷがカメラ４３０の直下に位置付けられ、カメラ４３０によってウェーハＷを透過させてウェーハＷの表面Ｗａが撮像され、その画像をもとにアライメント部４３によってストリートＳ上の切削溝ｄ１が検出されるとともに、この切削溝ｄ１と切削ブレード４１２とのＹ軸方向の位置合わせが行われる。

さらに、図１３に示すように、切削送り部４２によってチャックテーブル４０を＋Ｘ軸方向に移動させるとともに、切削ブレード４１２を高速回転させながら、切り込み送り部４４によって切削部４１を下降させ、検出された切削溝ｄ１に向けて切削ブレード４１２を切り込ませ、切削溝ｄ１の裏面側から、切削溝ｄ１に達する対向切削溝ｄ２を形成する。ここで、切削ブレード４１２は、ＤＡＦ３６とともに切削し、少なくとも切削溝ｄ１に達する深さで切削する。対向切削溝ｄ２は、ダイシングテープＴ１に達してもよい。

割り出し送り部４５によって切削部４１を切削溝ｄ１の間隔ずつ割り出し送りさせながら順次同様の切削を行い、同方向の切削溝ｄ２がすべて切削された後は、チャックテーブル４０を９０度回転させながら同様の切削を行うことによって、図１４に示すように、ウェーハＷの表面Ｗａ上にすべての切削溝ｄ２が形成される。これによって、各デバイスＤが分割されることになる。

その後、各デバイスＤは、ダイシングテープＴ１上からそれぞれピックアップされ、たとえば各リードフレーム上にＤＡＦ３６を介して貼着される。

この実施の形態では、まずデバイスＤが設けられたウェーハＷの表面Ｗａ上のストリートＳに対応する切削溝ｄ１を表面Ｗａ側に先行的に形成するハーフダイシングを行い、その後、ＤＡＦ３６が配設された裏面Ｗｂ側から切削溝ｄ１に対応した対応切削溝ｄ２を形成して各デバイスＤに分割するフルカットを行うようにしているので、各デバイスＤのダイシング時に、デバイスＤが踊ることがなく、しかも切削溝ｄ１が逃げ溝として作用して各デバイスＤの表面に欠けを生じさせることがなく、ＤＡＦ３６が貼着された状態であってもデバイスＤを精度良く分割することができる。

また、ハーフダイシング時におけるアライメントの際の撮像に用いるカメラは、赤外線カメラである必要はなく、可視光のカメラでよい。ただし、フルカット時には赤外光を検出する機能を必要とする。ここで、たとえば通常の可視光のＣＣＤカメラなどでは、赤外領域も受光しているため、フィルタなどを用いて赤外光と可視光とを分離する機能を持たせることによって１つのカメラによってアライメントを行うことができる。

さらに、フルカット時に形成される対応切削溝ｄ２の切削時のアライメント対象は、切削溝ｄ１であることが好ましいが、ストリートＳであってもよい。フルカット時に切削溝ｄ１が最小限の応力逃げ溝として機能すればよいからである。

なお、上述した実施の形態では、１つのチャックテーブル４０を用いてハーフダイシングおよびフルカットを行うようにしていたが、ハーフダイシング用およびフルカット用のチャックテーブルをそれぞれ設けるようにしてもよい。

また、図４および図５に示したウェーハＷに加工された後に、このウェーハＷの裏面に金属などの導電膜を形成し、この導電膜を接地させて各デバイスＤの試験を行い、その後、この裏面の凹部に上述したＤＡＦ３６を貼着するようにしてもよい。

さらに、ウェーハＷの裏面のうちのデバイス領域Ｗ１に対応する領域に凹部を形成し、この凹部の外周側に外周余剰領域を含むリング状補強部Ｗ４を形成する方法は、研削装置２による研削処理に限らず、たとえば、ウェーハＷの裏面のうち形成すべき凹部以外の部分をマスキングし、このマスキングされていない部分にフッ素系ガスによってプラズマエッチングを施したり、フッ素系エッチング液でウェットエッチングを施したりすることによって凹部を形成してリング状補強部Ｗ４を形成するようにしてもよいし、ＣＭＰによって凹部を形成してリング状補強部Ｗ４を形成するようにしてもよい。

加工対象のウェーハおよび保護部材を示す斜視図である。 ウェーハの表面に保護部材が貼着された状態を示す斜視図である。 切削装置を用いてウェーハの凹部を形成する状態を示す斜視図である。 凹部およびリング状補強部が形成されたウェーハを裏面側からみた斜視図である。 凹部およびリング状補強部が形成されたウェーハの断面図である。 ウェーハの凹部にＤＡＦを貼着する状態を示す斜視図である。 ＤＡＦが貼着されたウェーハの構成を示す断面図である。 図７に示したウェーハから保護部材を剥離する状態を示す斜視図である。 ウェーハをダイシングする切削装置の構成を示す斜視図である。 ハーフダイシング時のウェーハを示す断面図である。 ハーフダイシングされたウェーハから剥離紙を剥離する状態を示す斜視図である。 ウェーハがダイシングテープを介してダイシングフレームに支持された状態を示す斜視図である。 フルカット時のウェーハを示す断面図である。 フルカットされたウェーハがダイシングフレームに支持された状態を示す斜視図である。

符号の説明

１ 保護部材
２ 研削装置
４ 切削装置
２０，４０ チャックテーブル
２１ 研削部
２２ 回転軸
２３ ホイール
２４ 砥石部
３６ ＤＡＦ
３６ａ 剥離紙
４０ チャックテーブル
４０ａ フレームクランプ
４１ 切削部
４２ 切削送り部
４３ アライメント部
４４ 切り込み送り部
４５ 割り出し送り部
４００ 駆動源
４０１，４５１ 移動基台
４１０ ハウジング
４１１ スピンドル
４１２ 切削ブレード
４１３ 支持部
４２０，４４１，４５０ ボールネジ
４２１，４４２，４５２ パルスモータ
４２２，４４３，４５３ ガイドレール
４３０ カメラ
４４０ 壁部
ｄ１ 切削溝
ｄ２ 対応切削溝
Ｗ ウェーハ
Ｗａ 表面
Ｗｂ 裏面
Ｗ１ デバイス領域
Ｗ２ 外周余剰領域
Ｗ３ 凹部
Ｗ４ リング状補強部
Ｓ ストリート
Ｄ デバイス
Ｆ１ ダイシングフレーム
Ｔ１ ダイシングテープ

Claims (1)

1. 複数のデバイスがストリートによって区画されて形成されたデバイス領域と該デバイス領域を囲繞する外周余剰領域とが表面に形成されたウェーハの裏面にダイボンド用の接着フィルムを貼着し、切削ブレードでストリートを切削して個々のデバイスに分割するウェーハの分割方法であって、
   前記ウェーハは、前記デバイス領域に対応する裏面が研削によって薄く加工され、前記外周余剰領域がリング状の補強部に形成された凹状をなし、
   前記ウェーハの前記デバイス領域に対応する裏面にダイボンド用の前記接着フィルムを貼着する接着フィルム貼着工程と、
   前記ウェーハのストリート上にダイボンド用の前記接着フィルムに到達しない浅い切削溝を形成する切削溝形成工程と、
   前記切削溝が形成された表面にダイシングテープ表面を貼着し前記接着フィルム側から前記ストリートに対応する領域を切削して前記切削溝形成工程によって形成された前記切削溝に達する深さの対向切削溝を形成して前記ウェーハを個々のデバイスに分割する分割工程と、
   を含むことを特徴とするウェーハの分割方法。

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