JPH06196557A - 半導体ウェーハのダイシング方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 半導体ウェーハをダイシングテープに貼り付
けた状態でダイシングテープの表層部まで切り込む、い
わゆるフルカットを適正に行うダイシング方法及び装置
を提供することを目的とする。 【構成】 本発明によるダイシング装置（１０）は、ダ
イシングテープ（１９）に貼着された状態でウェーハ固
定テーブル（１２）に固定された半導体ウェーハ（１
８）を、ダイシングブレード（１１）によりフルカット
するタイプのものであり、ウェーハ固定テーブルに固定
された半導体ウェーハのウェーハ厚を測定するウェーハ
厚測定手段（２２，４０）と、ダイシングブレードの切
断深さが前記ウェーハ厚測定手段により測定されたウェ
ーハ厚に基づいて設定された大きさとなるようダイシン
グブレードを制御する制御手段（２１）とを備えること
を特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体ウェーハを複数
のチップに分割するためのダイシング方法及び装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体ウェーハのダイシングには、図５
に示すように、半導体ウェーハ１をダイシングテープ２
に貼り付けた状態でダイシングテープ２の表層部まで切
り込む、いわゆるフルカットという方法がある。特に、
ガリウムひ素半導体ウェーハの場合、絶縁膜ストレスに
よるピエゾ効果を最小限に抑えるため、へき開方向であ
る〔０１１〕方向に対して４５度傾けた方向に切断する
ことが多いが、かかる場合、セミフルカットでは切残し
部分がうまく分割できずにクラックを生ずる恐れがある
ので、フルカットを行うこととしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ダイシ
ングブレード３により半導体ウェーハ１をフルカットす
る場合、切断深さが大きすぎると、ダイシングブレード
３がダイシングテープ２を過度に切り込み、そのために
ダイシングテープ２の表層部の粘着材がダイシングブレ
ード３に多量に付着してしまう。ダイシングブレード３
に粘着材が付着すると、その後のダイシング工程におい
て切断不良を起こすことがある。

【０００４】逆に、切断深さが小さいとセミフルカット
となり、前述したように、半導体ウェーハ１を分割する
際にクラックを生ずる恐れがある。

【０００５】本発明はかかる事情に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、半導体ウェーハをダイシングブレ
ードにより適正にフルカットするためのダイシング方法
及び装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載の発明は、ダイシングテープに貼着
された状態でウェーハ固定テーブルに固定されたガリウ
ムひ素等の半導体ウェーハを、ダイシングブレードによ
りダイシングテープの表層部まで切り込むようにして切
断する半導体ウェーハのダイシング方法において、半導
体ウェーハの切断を行う前にウェーハ厚を測定し、この
ウェーハ厚からダイシングブレードの切断深さを設定
し、この切断深さに従って半導体ウェーハを切断するこ
とを特徴としている。この場合、ウェーハ厚の測定と切
断深さの設定を複数回行うのが好適である。

【０００７】また、請求項４に記載の発明は、ダイシン
グテープに貼着された状態でウェーハ固定テーブルに固
定された半導体ウェーハを、ダイシングブレードにより
ダイシングテープの表層部まで切り込むようにして切断
する半導体ウェーハのダイシング装置において、ウェー
ハ固定テーブルに固定された半導体ウェーハのウェーハ
厚を測定するウェーハ厚測定手段と、ダイシングブレー
ドの切断深さが前記ウェーハ厚測定手段により測定され
たウェーハ厚に基づいて設定された大きさとなるようダ
イシングブレードを制御する制御手段とを備えることを
特徴としている。

【０００８】

【作用】本発明のダイシング方法及び装置によれば、半
導体ウェーハをウェーハ固定テーブルのウェーハ固定面
に固定した状態でウェーハ厚を測定し、その測定値に基
づいて半導体ウェーハを切断するので、適正な切断深さ
で半導体ウェーハをフルカットすることができる。

【０００９】また、ウェーハ厚の測定と切断深さの設定
を複数回行うことにより、ウェーハ厚のばらつき等によ
る誤差を低減することが可能となる。

【００１０】

【実施例】以下、図面と共に本発明の好適な実施例につ
いて詳細に説明する。

【００１１】図１は本発明によるダイシング装置１０を
概略的に示している。図示するように、このダイシング
装置１０はダイシングブレード１１及びウェーハ固定テ
ーブル１２を備えている。

【００１２】ダイシングブレード１１は、支持コラム１
３に支持された主軸ヘッド１４の主軸１５に取り付けら
れている。支持コラム１３は、固定構造体であるベッド
１６に鉛直向きとなるように固定されており、主軸ヘッ
ド１４は支持コラム１３に沿って鉛直方向に上下動され
る。また、主軸１５は水平方向に延び、高速回転され
る。

【００１３】一方、ウェーハ固定テーブル１２はベッド
１６の上面に取り付けられており、互いに直交する水平
方向の２軸に沿って直進運動可能となっている。また、
ウェーハ固定テーブル１２の上面は水平なウェーハ固定
面１７となっており、この面１７は鉛直方向の軸線を中
心として正逆両方向に回転可能となっている。ウェーハ
固定面１７上には、半導体ウェーハ１８、好ましくはガ
リウムひ素等の化合物半導体ウェーハ１８が、ダイシン
グテープ１９に貼り付けられた状態で真空吸着により固
定される。

【００１４】本発明のダイシング装置１０は、ダイシン
グブレード１１により半導体ウェーハ１８を切断するの
で、使用される半導体ウェーハ１８は、端面入射型や端
面発光型の光デバイスを含まないものが好適である。こ
れは、例えば端面入射型光デバイスの場合、へき開面を
利用するため、ダイシングブレード１１による切断では
切断面ダメージが大きすぎるものとなるからである。但
し、エッチング等により後処理を施せば、かかる問題は
生じない。

【００１５】このような構成において、ダイシングブレ
ード１１を回転させつつ、主軸ヘッド１４を初期位置か
ら所定量だけ下降させた後、ウェーハ固定テーブル１２
を駆動して半導体ウェーハ１８をダイシングブレード１
１の回転面の方向に沿って移動させると、１列分の切削
が行われる。この後、次列の切削に移るため、主軸ヘッ
ド１４を初期位置に上昇させ、半導体ウェーハ１８を切
削方向に対して直角の方向に１ピッチだけ移動させる。
これを繰り返すことにより半導体ウェーハ１８は短冊状
に切断される。次いで、短冊状に切断された半導体ウェ
ーハ１８を９０度回動させ、以下、上記工程を繰り返す
ことにより半導体ウェーハ１８は図２の如く格子状に切
断され多数のチップ２０が形成される。このような動作
の制御はコントローラ（制御手段）２１により行われ
る。

【００１６】本発明によるダイシング装置１０は、更
に、ウェーハ厚測定装置（ウェーハ厚測定手段）２２が
設けられている。このウェーハ厚測定装置２２は、ダイ
シングブレード１１から一定の距離だけ水平方向に間隔
が置かれた位置に設けられている。ウェーハ厚測定装置
２２は、ベッド１６に鉛直に固定された支持コラム２３
と、この支持コラム２３に上下動可能に支持された測定
装置本体２４と、測定装置本体２４の高さを測定するた
めの高さ測定器２５とから構成されており、ウェーハ固
定テーブル１２は測定装置本体２４の直下に移動され得
るようになっている（図１の二点鎖線を参照）。

【００１７】この実施例におけるウェーハ厚測定装置２
２は臨界角法による合焦式のものが用いられており、測
定装置本体２４から照射される光の合焦位置が一定であ
ることを利用して、半導体ウェーハ１８の上面が合焦位
置にある場合の測定装置本体２４の高さ位置からウェー
ハ厚を求めるものである。

【００１８】図３に明示するように、測定装置本体２４
は光源２６を有し、この光源２６から発せられた光はコ
リメータレンズ２７によって平行光とされ、偏光ビーム
スプリッタ２８に入射され、直角方向に反射される。反
射光は１／４波長板２９を通ることによって偏波面が４
５度回転され、集光・対物レンズ３０により集束され
て、半導体ウェーハ１８の上面に任意に定められた被測
定点に直角に照射される。

【００１９】ここで、半導体ウェーハ１８の被測定点が
集光・対物レンズ３０の焦点位置にあるとき（実線の状
態）は、反射光は同一の光路を通って集光・対物レンズ
３０で再び平行光とされ、１／４波長板２９を通って偏
波面が更に４５度回転される。これにより、反射光は偏
光ビームスプリッタ２８に対して偏波面が直交すること
になるので、偏光ビームスプリッタ２８をそのまま通過
して臨界角プリズム３１に入射する。臨界角プリズム３
１は図中の角度θが臨界角となっているので、入射光は
全反射することになり、反射光は２分割センサ３２に入
射される。従って、この場合、２分割センサ３２の双方
の受光面に等しく光が入射され、半導体ウェーハ１８の
被測定点が合焦位置にあることがわかる。

【００２０】これに対し、半導体ウェーハ１８の被測定
点が図中の点線のように測定装置本体２４から離れてい
るときには、集光・対物レンズ３０を通った後の反射光
は集束光となり、この状態で臨界角プリズム３１に入射
される。すると、臨界角プリズム３１の反射面への入射
光の入射角度は、片側では臨界角θ以上となり、反対側
ではθ以下となるので、臨界角θ以下の光のみが反射さ
れて２分割センサ３２に検出される。このため、２分割
センサ３２の双方の受光面での検出レベルを比較すれ
ば、半導体ウェーハ１８の被測定点が離れていることが
判明する。逆に、半導体ウェーハ１８の被測定点が合焦
位置よりも測定装置本体２４の近い位置にあるときは、
２分割センサ３２の出力比は逆になる。

【００２１】このように、測定装置本体２４の２分割セ
ンサ３２からの出力レベルをモニターすることで、半導
体ウェーハ１８の被測定点が測定装置本体２４の合焦位
置にあるか否かを判断することができる。そして、合焦
位置にない場合には、２分割センサ３２からの２つの出
力レベルが等しくなるよう、測定装置本体２４を支持コ
ラム２３に沿って上下させて半導体ウェーハ１８の被測
定点を合焦位置に配し、その際の測定装置本体１８の高
さｈw を高さ測定器２４により測定する。

【００２２】また、上記と同様にして、ウェーハ固定テ
ーブル１２の水平なウェーハ固定面１７が合焦位置にあ
る場合の測定装置本体２４の高さｈr を基準高さとして
予め測定しておく。

【００２３】半導体ウェーハ１８とウェーハ固定テーブ
ル１２との間に配置されるダイシングテープ１９の厚さ
ｔはほぼ一定であるので、｛ｈw −（ｈr ＋ｔ）｝なる
式により、半導体ウェーハ１８のウェーハ厚Ｔが容易に
求められる。半導体ウェーハ１８をフルカットする場
合、切断深さはウェーハ厚よりも５〜１０μｍ程度大き
くした値が適当であるので、上記のウェーハ厚Ｔから適
切な切断深さを設定することが可能となる。

【００２４】図示実施例では、この切断深さの設定はコ
ンピュータ等の切断深さ設定手段３３により自動的に行
われる。切断深さ設定手段３３には、予め、基準高さｈ
r 、ダイシングテープ１９の厚さｔ及びダイシングテー
プ１９の表層部の切込み深さのデータが記憶されてお
り、これらのデータとウェーハ厚測定装置２２の高さ測
定器２５から入力されるデータ信号に基づいて切断深さ
が算出される。

【００２５】ダイシング装置１０におけるダイシングブ
レード１１及びウェーハ固定テーブル１２の動作はコン
トローラ２１により制御されるため、切断深さ設定手段
２３により設定された切断深さのデータをコントローラ
２１に入力することで、上述した工程に沿って半導体ウ
ェーハ１８は適正にフルカットされる。

【００２６】尚、上記実施例ではウェーハ固定テーブル
１２のウェーハ固定面１７が合焦位置にある場合の測定
装置本体２４の高さを基準高さとしているが、ダイシン
グテープ１９の上面に関しての測定装置本体２４の高さ
を基準高さとして、ウェーハ厚を求めても良い。

【００２７】また、ウェーハ固定テーブル１２上に真空
吸着された半導体ウェーハ１８の表面には、極く僅かで
はあるが凹凸があり、ダイシングテープ１９の厚さにも
局所的なばらつきがあるため、半導体ウェーハ１８の被
測定点の位置を変えて測定を複数回行い、最大のウェー
ハ厚を基準として切断深さを設定するのが好適である。

【００２８】更に、ウェーハ厚測定装置２２からのデー
タにより切断深さを人為的に算出し、その値をコントロ
ーラ２１に手入力することとしても良い。

【００２９】上記実施例におけるウェーハ厚測定装置２
２は光学的な合焦式であるが、本発明に適用可能なウェ
ーハ厚測定装置はその他にも種々考えられる。例えば、
図４に示すような機械式のものであっても良い。

【００３０】図４のウェーハ厚測定装置４０は、ベッド
１６にアーム４１を介して固定された測定装置本体４２
と、この測定装置本体４２に鉛直方向に上下動可能に取
り付けられた可動軸４３とを有している。このウェーハ
厚測定装置４０は、可動軸４３の先端を半導体ウェーハ
１８の上面とウェーハ固定テーブル１２のウェーハ固定
面１７とに当接させ、それぞれの場合における可動軸４
３の位置の相違からウェーハ厚を求めようとするもので
ある。

【００３１】また、ダイシング装置１０は、半導体ウェ
ーハ１８の上面の状態を検査するために顕微鏡（図示し
ない）を有しているが、この顕微鏡を用いて半導体ウェ
ーハ１８の厚さを求めることもできる。即ち、顕微鏡の
合焦距離は一定であるので、図３のウェーハ厚測定装置
２２と同様にして、半導体ウェーハ１８の上面が合焦位
置にある場合の顕微鏡の高さと、ウェーハ固定テーブル
１２のウェーハ固定面１７が合焦位置にある場合の顕微
鏡の高さからウェーハ厚を求めることができる。

【００３２】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、半導体
ウェーハの厚さを個別に測定し、その測定結果からダイ
シングブレードの切断深さを設定するので、半導体ウェ
ーハ毎に適正なフルカットを行うことができる。

【００３３】従って、半導体ウェーハの切断不良を確実
かつ効率良く防止することができる。

【００３４】また、ダイシングテープの切込み量を最小
限に抑えることができるので、ダイシングブレードに付
着するダイシングテープの粘着材の量が抑制され、よっ
て、ダイシングブレードの寿命が延びるという効果もあ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるダイシング装置の一実施例を示す
概略説明図である。

【図２】半導体ウェーハの切断状態を示す平面図であ
る。

【図３】本発明によるダイシング装置で適用され得るウ
ェーハ厚測定装置をより詳細に示す説明図である。

【図４】本発明によるダイシング装置で適用され得るウ
ェーハ厚測定装置の別の例を示す説明図である。

【図５】ダイシングブレードによりフルカットされた半
導体ウェーハを示す断面図である。

【符号の説明】

１０…ダイシング装置、１１…ダイシングブレード、１
２…ウェーハ固定テーブル、１７…ウェーハ固定面、１
８…半導体ウェーハ、１９…ダイシングテープ、２０…
チップ、２１…コントローラ（制御手段）、２２，４０
…ウェーハ厚測定装置（ウェーハ厚測定手段）、３３…
切断深さ設定手段。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ダイシングテープに貼着された状態でウ
   ェーハ固定テーブルに固定された半導体ウェーハを、ダ
   イシングブレードによりダイシングテープの表層部まで
   切り込むようにして切断する半導体ウェーハのダイシン
   グ方法において、半導体ウェーハの切断を行う前に該半
   導体ウェーハのウェーハ厚を測定し、該ウェーハ厚から
   前記ダイシングブレードの切断深さを設定し、該切断深
   さに従って前記半導体ウェーハを切断することを特徴と
   する半導体ウェーハのダイシング方法。
2. 【請求項２】 半導体ウェーハがガリウムひ素等の化合
   物半導体ウェーハであることを特徴とする請求項１記載
   の半導体ウェーハのダイシング方法。
3. 【請求項３】 ウェーハ厚の測定と切断深さの設定を複
   数回行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の半導
   体ウェーハのダイシング方法。
4. 【請求項４】 ダイシングテープに貼着された状態でウ
   ェーハ固定テーブルに固定された半導体ウェーハを、ダ
   イシングブレードによりダイシングテープの表層部まで
   切り込むようにして切断する半導体ウェーハのダイシン
   グ装置において、前記ウェーハ固定テーブルに固定され
   た半導体ウェーハのウェーハ厚を測定するウェーハ厚測
   定手段と、ダイシングブレードの切断深さが前記ウェー
   ハ厚測定手段により測定されたウェーハ厚に基づいて設
   定された大きさとなるようダイシングブレードを制御す
   る制御手段とを備えることを特徴とする半導体ウェーハ
   のダイシング装置。