JP7366504B2

JP7366504B2 - 被加工物の分割方法

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Publication number: JP7366504B2
Application number: JP2020010715A
Authority: JP
Inventors: マイクアン
Original assignee: Disco Corp
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2020-01-27
Filing date: 2020-01-27
Publication date: 2023-10-23
Anticipated expiration: 2040-01-27
Also published as: JP2021118260A

Description

本発明は、板状の被加工物を分割する際に用いられる被加工物の分割方法に関する。

携帯電話機やパーソナルコンピュータに代表される電子機器では、電子回路等のデバイスを備えるデバイスチップが必須の構成要素になっている。デバイスチップは、例えば、シリコン等の半導体材料でなるウェーハの表面を分割予定ライン（ストリート）で複数の領域に区画し、各領域にデバイスを形成した上で、この分割予定ラインに沿ってウェーハを分割することにより得られる。

ウェーハを複数のデバイスチップへと分割する際には、例えば、ダイヤモンド等の砥粒を金属や樹脂等の結合剤で固めてなる環状の切削ブレードを装着した切削装置が使用される。切削ブレードを高速に回転させて、分割予定ラインに沿ってウェーハに切り込ませれば、ウェーハを複数のデバイスチップへと分割できる。分割された後のウェーハは、切削装置が備える洗浄ユニットで洗浄される（例えば、特許文献１参照）。

特開２００６－３３９４３５号公報

ところで、上述した切削装置を使用してウェーハのような板状の被加工物を分割する際には、被加工物の裏面側に保護用のテープを貼付し、このテープを介して被加工物を保持することによって、デバイスが露出した状態で被加工物を切削することが多い。しかしながら、この方法では、切削によって発生する屑や塵がデバイス等に固着し易かった。

デバイスに固着した屑や塵は、後に被加工物を洗浄しても完全には除去されず、不良の原因となってしまう。これに対して、被加工物の表面側にテープを貼付し、裏面側が露出した状態で被加工物を切削することも考えられる。ところが、この場合には、テープの接着剤が表面側のデバイスに残留し、不良の原因となることがあった。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、被加工物を分割する際にデバイスが汚染される可能性を低く抑えられる新たな被加工物の分割方法を提供することである。

本発明の一態様によれば、分割予定ラインで区画された底面にデバイスが形成された凹部と、該凹部を囲むリング状の補強部と、を備える被加工物を分割する際に用いられる被加工物の分割方法であって、第１テープを該凹部の底面に接触させることなく該補強部に貼付し、該凹部の内側の空間を該第１テープで密閉するテープ貼付ステップと、該補強部に該第１テープが貼付された該被加工物の該第１テープとは反対の面側から分割の起点となる起点領域を該分割予定ラインに形成する起点領域形成ステップと、第２テープを該被加工物の該面側に貼付するとともに、該第１テープを該補強部から剥離するテープ貼り替えステップと、該第２テープを拡張して該起点領域を起点に該被加工物を分割する分割ステップと、を備える被加工物の分割方法が提供される。

本発明の一態様において、該起点領域形成ステップでは、砥粒を含む切り刃を備えた切削ブレードを回転させて該被加工物の該面側に切り込ませ、分割の起点となる溝を該分割予定ラインに形成することがある。

また、本発明の一態様において、該起点領域形成ステップでは、該被加工物に吸収される波長のレーザービームを該被加工物の該面側に照射し、分割の起点となる溝を該分割予定ラインに形成することがある。

本発明の一態様にかかる被加工物の分割方法では、第１テープを凹部のデバイスが形成された底面に接触させることなく補強部に貼付し、凹部の内側の空間を第１テープで密閉した後に、第１テープとは反対の面側から分割の起点となる起点領域を形成するので、デバイスが配置される凹部の内側の空間を清浄な状態に保ちながら、被加工物に起点領域を形成できる。

つまり、起点領域を形成する際に発生する屑や塵がデバイスに付着することを防止できる。また、テープを被加工物のデバイスが形成された領域に貼付する場合のように、テープの接着剤がデバイスに残留することもない。よって、本発明の一態様にかかる被加工物の分割方法によれば、被加工物を分割する際にデバイスが汚染される可能性を低く抑えられる。

図１は、被加工物を模式的に示す斜視図である。図２は、第１テープが貼付された被加工物を模式的に示す断面図である。図３は、分割の起点となる溝が被加工物に形成される様子を模式的に示す断面図である。図４は、溝が形成された被加工物を模式的に示す断面図である。図５は、第２テープが貼付された被加工物を模式的に示す断面図である。図６は、第１テープが剥離された被加工物を模式的に示す断面図である。図７は、被加工物が分割される様子を模式的に示す断面図である。

添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。図１は、本実施形態にかかる被加工物の分割方法で分割される被加工物１１を模式的に示す斜視図である。被加工物１１は、例えば、シリコン等の半導体を用いて形成された円盤状のウェーハであり、第１面（表面）１１ａと、第１面１１ａとは反対側に位置する第２面（裏面）１１ｂと、を有している。

第１面１１ａと、第２面１１ｂと、は、共に概ね平坦であり、且つ、互いに概ね平行である。被加工物１１の第１面１１ａ側の中央の領域には、第１面１１ａ側から見た形状が円形の凹部１３が設けられている。つまり、この凹部１３は、第１面１１ａに開口し、凹部１３の内側の空間は、第１面１１ａ側で被加工物１１の外側の空間に接続されている。

被加工物１１の凹部１３を囲むリング状の領域は、凹部１３によって不足する被加工物１１の強度を補う補強部１５となる。リング状の補強部１５の厚み（第１面１１ａと第２面１１ｂとの距離）は、凹部１３の底面１３ａと第２面１１ｂとの距離に比べて大きくなっている。

凹部１３の底面１３ａは、互いに交差する複数の分割予定ライン１７で複数の領域に区画されており、各領域には、ＩＣ（Integrated Circuit）等のデバイス１９が形成されている。なお、被加工物１１の材質、形状、構造、大きさ等に制限はない。例えば、他の半導体、セラミックス、樹脂、金属等を用いて形成される基板を被加工物１１として用いることもできる。同様に、デバイス１９の種類、数量、形状、構造、大きさ、配置等にも制限はない。

このような被加工物１１は、例えば、互いに概ね平行な２つの平面を持つウェーハ等の中央の領域を、エッチングや研削等の方法で薄くして凹部１３を形成し、この凹部１３の底面１３ａにデバイス１９を形成することで得られる。凹部１３と補強部１５とを備える被加工物１１を用いることで、デバイス１９が汚染される可能性を低く抑えた被加工物の分割方法を実現できるようになる。ただし、この被加工物１１を得る方法に特段の制限はない。

本実施形態にかかる被加工物の分割方法では、まず、被加工物１１を加工する際に発生する屑や塵がデバイス１９に付着しないように、凹部１３の内側の空間を密閉する。具体的には、凹部１３を覆うことのできる大きさのテープ（第１テープ）を、補強部１５の第１面１１ａ側に貼付し、凹部１３の内側の空間と被加工物１１の外側の空間とを隔てる（テープ貼付ステップ）。

図２は、第１テープ２１が貼付された被加工物１１を模式的に示す断面図である。第１テープ２１は、フィルム状の基材層と、基材層の一方の面の概ね全体に設けられ被加工物１１に対して接着力を示す接着剤層と、を含む。第１テープ２１の基材層は、例えば、ポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート等の材料で形成され、第１テープ２１の接着剤層は、例えば、アクリル系やゴム系の材料で形成される。

この第１テープ２１は、例えば、被加工物１１の第１面１１ａ（又は第２面１１ｂ）の外径と同程度の径を持つ円形に形成される。被加工物１１に第１テープ２１を貼付する際には、第１テープ２１の外周部に位置する接着剤層を、被加工物１１の補強部１５の第１面１１ａに密着させる。

より具体的には、被加工物１１の周方向の全体において、補強部１５の第１面１１ａと第１テープ２１の接着剤層とに隙間ができないように、第１テープ２１を被加工物１１に密着させる。これにより、凹部１３の内側の空間が第１テープ２１で密閉される。ただし、凹部１３の底面１３ａには第１テープ２１を接触させないようにする。底面１３ａに第１テープ２１を接触させると、第１テープ２１の接着剤層を構成する材料（接着剤）がデバイス１９に付着して残留する可能性が高くなるためである。

第１テープ２１を補強部１５に貼付した後には、被加工物１１の第２面１１ｂ側（すなわち、第１テープ２１とは反対の面側）から、分割の起点となる溝（起点領域）を分割予定ライン１７に形成する（起点領域形成ステップ）。図３は、分割の起点となる溝１７ａが被加工物１１に形成される様子を模式的に示す断面図である。

被加工物１１に溝１７ａを形成する際には、例えば、図３に示す切削装置２が用いられる。切削装置２は、例えば、被加工物１１の保持に適した概ね平坦な保持面を持つチャックテーブル（真空チャック）（不図示）を備えている。このチャックテーブルは、モータ等の回転駆動源に連結されており、上述した保持面に対して概ね垂直な回転軸の周りに回転する。また、チャックテーブルは、ボールねじ式の移動機構によって支持されており、上述した保持面に対して概ね平行な加工送り方向に移動する。

チャックテーブルの上方には、切削ユニット４が配置されている。切削ユニット４は、例えば、チャックテーブルの保持面に対して概ね平行で加工送り方向に対して概ね垂直な軸心を持つスピンドル６を備えている。スピンドル６の一端側には、砥粒を含む切り刃を備えた切削ブレード８が装着されている。スピンドル６の他端側には、モータ等の回転駆動源（不図示）が連結されており、スピンドル６の一端側に装着された切削ブレード８は、この回転駆動源の動力によって回転する。

切削ユニット４は、ボールねじ式の移動機構（不図示）によって支持されている。切削ブレード８は、この移動機構によって、チャックテーブルの保持面に対して概ね平行で加工送り方向に対して概ね垂直な割り出し送り方向と、保持面に対して概ね垂直な鉛直方向とに移動する。切削ブレード８の側方には、切削ブレード８や被加工物１１に水等の液体（切削液）を供給するノズル（不図示）が配置されている。

分割の起点となる溝１７ａを分割予定ライン１７に形成する際には、被加工物１１に貼付されている第１テープ２１の基材層側をチャックテーブルの保持面に接触させて、このチャックテーブルで被加工物１１を保持する。つまり、第２面１１ｂ側が上方に露出するように、被加工物１１をチャックテーブルで保持する。

被加工物１１をチャックテーブルで保持した後には、例えば、チャックテーブルを回転させて、任意の分割予定ライン１７を加工送り方向に対して概ね平行にする。次に、チャックテーブルと切削ユニット４とを相対的に移動させて、この分割予定ライン１７の延長線の上方に切削ブレード８の位置を合わせる。なお、分割予定ライン１７の位置を確認する際には、赤外線カメラ等でデバイス１９を第２面１１ｂ側から撮像すると良い。分割予定ライン１７を示す目印を被加工物１１の第２面１１ｂ等に付しておいても良い。

また、切削ブレード８の下端の高さが被加工物１１の第２面１１ｂの高さより低くなり、底面１３ａの高さより高くなるように、チャックテーブルに対する切削ユニット４の高さを調整する。そして、切削ブレード８を回転させながら、チャックテーブルを加工送り方向に移動させて、切削ブレード８を被加工物１１に切り込ませる。切削ブレード８を被加工物１１に切り込ませる際には、切削ブレード８や被加工物１１に対して、ノズルから液体を供給する。

これにより、回転させた切削ブレード８を被加工物１１の第２面１１ｂ側に切り込ませて、対象の分割予定ライン１７に溝１７ａを形成できる。本実施形態では、切削ブレード８の下端の高さを底面１３ａの高さより高くしているので、形成される溝１７ａが被加工物１１を貫通することはない。言い換えれば、形成される溝１７ａが底面１３ａに開口することはない。

よって、この溝１７ａを形成する際に発生する屑や塵が凹部１３の内側の空間に侵入してデバイス１９に付着することもない。同様の手順が、全ての分割予定ライン１７に溝１７ａが形成されるまで繰り返される。図４は、溝１７ａが形成された被加工物１１を模式的に示す断面図である。

なお、被加工物１１に溝１７ａを形成する際には、第２面１１ｂ側から見て底面１３ａと重なる領域（補強部１５より内側の領域）だけでなく、第２面１１ｂ側から見て底面１３ａより外側の領域（補強部１５）にも溝１７ａを形成することが望ましい。これにより、補強部１５を含む被加工物１１の全体を適切に分割できるようになる。

この場合には、補強部１５の溝１７ａを、補強部１５より内側の領域の溝１７ａより深く形成しても良い。補強部１５の深い溝１７ａは、例えば、回転させた切削ブレード８を直上から切り込ませるチョッパーカットと呼ばれる方法で形成することができる。なお、被加工物１１を分割する前に補強部１５を除去するのであれば、底面１３ａより外側の領域に溝１７ａを形成する必要はない。

分割の起点となる溝１７ａを被加工物１１に形成した後には、被加工物１１の第２面１１ｂ側に別のテープ（第２テープ）を貼付し、第１テープ２１を補強部１５（被加工物１１の第１面１１ａ）から剥離する（テープ貼り替えステップ）。図５は、第２テープ２３が貼付された被加工物１１を模式的に示す断面図であり、図６は、第１テープ２１が剥離された被加工物１１を模式的に示す断面図である。

第２テープ２３の構造や材質は、例えば、第１テープ２１と同様である。すなわち、第２テープ２３は、フィルム状の基材層と、基材層の一方の面の概ね全体に設けられ被加工物１１に対して接着力を示す接着剤層と、を含む。ただし、この第２テープ２３は、被加工物１１の第１面１１ａ（又は第２面１１ｂ）の外縁よりも大きくなるように形成されている。

被加工物１１に第２テープ２３を貼付する際には、図５に示すように、第２テープ２３の接着剤層を被加工物１１の第２面１１ｂの全体に密着させる。このように、第２面１１ｂの全体に第２テープ２３を貼付することで、この第２テープ２３を拡張した際に第２面１１ｂの全体に力を作用させて被加工物１１を適切に分割できるようになる。被加工物１１に第２テープ２３を貼付した後には、図６に示すように、第１テープ２１を補強部１５から剥離する。

なお、本実施形態では、被加工物１１に第２テープ２３を貼付した後に、第１テープ２１を補強部１５から剥離しているが、第１テープ２１を補強部１５から剥離した後に、被加工物１１に第２テープ２３を貼付しても良い。また、被加工物１１よりも大きな開口部を有するリング状のフレームの開口部に被加工物１１が収容されるように、第２テープ２３にリング状のフレームを固定しても良い。

被加工物１１に第２テープ２３を貼付し、第１テープ２１を補強部１５から剥離した後には、第２テープ２３を拡張して溝１７ａを起点に被加工物１１を分割する（分割ステップ）。図７は、被加工物１１が分割される様子を模式的に示す断面図である。被加工物１１を分割する際には、例えば、被加工物１１より径の大きい円筒状の拡張ドラムを備える拡張装置が使用される。

具体的には、拡張装置の拡張ドラムと第２テープ２３とを相対的に移動させて、円筒の底面に相当する拡張ドラムの端面を、第２テープ２３の基材層に突き当てる。その結果、拡張ドラムの径方向に（すなわち、等方的に）第２テープ２３が拡張され、この第２テープ２３の拡張に伴い被加工物１１に付与される力によって、被加工物１１が複数のチップ３１に分割される。

なお、被加工物１１を分割する際の具体的な方法に制限はない。本実施形態では、円筒状の拡張ドラムを備える拡張装置を使用し、第２テープ２３を等方的に拡張することで被加工物１１を分割しているが、例えば、分割予定ライン１７に対して垂直な方向に第２テープ２３を拡張して被加工物１１を分割することもできる。

以上のように、本実施形態にかかる被加工物の分割方法では、第１テープ２１を凹部１３のデバイス１９が形成された底面１３ａに接触させることなく補強部１５に貼付し、凹部１３の内側の空間を第１テープ２１で密閉した後に、第１テープ２１とは反対の第２面１１ｂ側から分割の起点となる溝（起点領域）１７ａを形成するので、デバイス１９が配置される凹部１３の内側の空間を清浄な状態に保ちながら、被加工物１１に溝１７ａを形成できる。

つまり、溝１７ａを形成する際に発生する屑や塵がデバイス１９に付着することを防止できる。また、テープを被加工物１１のデバイス１９が形成された領域に貼付する場合のように、テープの接着剤がデバイス１９に残留することもない。よって、本実施形態にかかる被加工物の分割方法によれば、被加工物１１を分割する際にデバイス１９が汚染される可能性を低く抑えられる。

なお、本発明は、上述した実施形態の記載に制限されず種々変更して実施可能である。例えば、上述した実施形態では、第１面１１ａ側から見た形状が円形の凹部１３を備える被加工物１１を分割しているが、同様の方法で、第１面１１ａ側から見た形状が非円形の凹部１３を備える被加工物１１を分割できる。

また、上述した実施形態では、砥粒を含む切り刃を備えた切削ブレード８を用いて分割の起点となる溝（起点領域）１７ａを被加工物１１の分割予定ライン１７に形成しているが、被加工物１１に吸収される波長のレーザービームを被加工物１１の第２面１１ｂ側に照射するアブレーション加工によって、分割の起点となる溝（起点領域）を被加工物１１の分割予定ライン１７に形成することもできる（起点領域形成ステップ）。

なお、この場合には、例えば、被加工物１１の保持に適した概ね平坦な保持面を持つチャックテーブル（真空チャック）と、被加工物１１に吸収される波長のレーザービームを生成するレーザー発振器やレーザービームを集光するレンズ等の集光器を備えるレーザー加工ユニットと、を含むレーザー加工装置が使用される。

その他、上述した実施形態にかかる構造、方法等は、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施できる。

１１：被加工物
１１ａ：第１面（表面）
１１ｂ：第２面（裏面）
１３：凹部
１３ａ：底面
１５：補強部
１７：分割予定ライン
１７ａ：溝
１９：デバイス
２１：第１テープ
２３：第２テープ
３１：チップ
２：切削装置
４：切削ユニット
６：スピンドル
８：切削ブレード

Claims

分割予定ラインで区画された底面にデバイスが形成された凹部と、該凹部を囲むリング状の補強部と、を備える被加工物を分割する際に用いられる被加工物の分割方法であって、
第１テープを該凹部の底面に接触させることなく該補強部に貼付し、該凹部の内側の空間を該第１テープで密閉するテープ貼付ステップと、
該補強部に該第１テープが貼付された該被加工物の該第１テープとは反対の面側から分割の起点となる起点領域を該分割予定ラインに形成する起点領域形成ステップと、
第２テープを該被加工物の該面側に貼付するとともに、該第１テープを該補強部から剥離するテープ貼り替えステップと、
該第２テープを拡張して該起点領域を起点に該被加工物を分割する分割ステップと、を備えることを特徴とする被加工物の分割方法。
該起点領域形成ステップでは、砥粒を含む切り刃を備えた切削ブレードを回転させて該被加工物の該面側に切り込ませ、分割の起点となる溝を該分割予定ラインに形成することを特徴とする請求項１に記載の被加工物の分割方法。
該起点領域形成ステップでは、該被加工物に吸収される波長のレーザービームを該被加工物の該面側に照射し、分割の起点となる溝を該分割予定ラインに形成することを特徴とする請求項１に記載の被加工物の分割方法。