JP2006073690A

JP2006073690A - ウエーハの分割方法

Info

Publication number: JP2006073690A
Application number: JP2004253791A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Genda; 悟史源田
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2004-09-01
Filing date: 2004-09-01
Publication date: 2006-03-16
Also published as: US20060045511A1

Abstract

【課題】裏面に金属膜が形成されたウエーハを、裏面にバリやチッピングを発生することなく、且つ、切削ブレードの目詰まりが生ずることなく分割することができるウエーハの分割方法を提供する。
【解決手段】表面に複数のストリート２１が格子状に形成されているとともに該複数のストリート２１によって区画された複数の領域にデバイス２２が形成され、裏面に金属膜３が被覆されたウエーハ２を個々のチップに分割するウエーハ２の分割方法であって、ウエーハ２の表面からストリート２１に沿って切削し、裏面側に所定厚さの切代を残して切削溝２３を形成するストリート切削行程と、ストリート２１に沿って形成された切削溝２３の切代にレーザー光線７２を照射し、切代および金属膜を切断する切断行程とを含む。
【選択図】図４

Description

本発明は、表面に複数のストリートが格子状に形成されているとともに該複数のストリートによって区画された複数の領域に回路が形成され、裏面に金属膜が被覆されたウエーハを個々のチップに分割するウエーハの分割方法に関する。

例えば、半導体デバイス製造工程においては、略円板形状である半導体ウエーハの表面に格子状に形成されたストリートと呼ばれる切断予定ラインによって区画された複数の領域にＩＣ、ＬＳＩ等の回路を形成し、該回路が形成された各領域をストリートに沿って分割することにより個々の半導体チップを製造している。半導体ウエーハを分割する分割装置としては一般にダイサーと呼ばれる切削装置が用いられており、この切削装置は厚さが２０〜４０μｍ程度の切削ブレードによって半導体ウエーハをストリートに沿って切削する。（例えば、特許文献１参照。）
特開２００１−８５３６５号公報

一方、表面にパワートランジスター等のデバイスが複数形成されたウエーハは、その裏面に金、銀、チタン等の金属膜が数十nmの厚さで被覆されたアースが形成されている。

而して、裏面に金属膜が被覆されたウエーハを切削装置の切削ブレードで切削すると、次のような問題が生じる。即ち、ウエーハの裏面に形成された金属膜は粘りがあるため、ウエーハを切削ブレードによって切削すると、分割されたチップの裏面外周にバリが発生したり、チップの裏面側における切削溝の両側にチッピングが発生する。また、切削ブレードは、ウエーハを金属膜と共に切削するため、金属膜の切り屑が付着して目詰まりが生じ寿命が低下するという問題もある。

本発明は上記事実に鑑みてなされたもので、その主たる技術課題は、裏面に金属膜が形成されたウエーハを、裏面にバリやチッピングを発生することなく、且つ、切削ブレードの目詰まりが生ずることなく分割することができるウエーハの分割方法を提供することにある。

上記主たる技術課題を解決するために、本発明によれば、表面に複数のストリートが格子状に形成されているとともに該複数のストリートによって区画された複数の領域にデバイスが形成され、裏面に金属膜が被覆されたウエーハを個々のチップに分割するウエーハの分割方法であって、
ウエーハの表面から該ストリートに沿って切削し、裏面側に所定厚さの切代を残して切削溝を形成するストリート切削行程と、
該ストリートに沿って形成された該切削溝の該切代にレーザー光線を照射し、該切代および該金属膜を切断する切断行程と、を含む、
ことを特徴とするウエーハの分割法が提供される。

上記切代は５〜２０μｍに設定されている。また、上記ストリート切削行程を実施する前に、ウエーハの金属膜側を環状のフレームに装着されたダイシングテープに貼着するウエーハ支持工程を実施することが望ましい。

本発明においては、ストリート切削行程においてウエーハの裏面側に切代を残して切削溝を形成するので、切削溝の両側にチッピングが発生することはない。また、ストリート切削行程においては、ウエーハの裏面に形成された金属膜を切断しないので、切削ブレードに金属膜が付着しないため、金属膜が付着することによる切削ブレードの目詰まりを未然に防止できる。

以下、本発明によるウエーハの分割方法の好適な実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。

図１には、本発明に従って分割される半導体ウエーハの斜視図が示されている。図１に示す半導体ウエーハ２は、例えば厚さ６００μｍのシリコン基板の表面２ａに複数のストリート２１が格子状に形成されているとともに該複数のストリート２１によって区画された複数の領域に回路等のデバイス２２が形成されている。また、半導体ウエーハ２の裏面2bには、金、銀、チタン等の金属膜３が数十nmの厚さで被覆されている。

上記半導体ウエーハ２を個々の半導体チップに分割するには、裏面２ｂに金属膜が形成された半導体ウエーハ２を、金属膜３側を環状のフレームに装着されたダイシングテープに貼着するウエーハ支持工程を実施する。即ち、図２に示すように裏面２ｂに金属膜３が貼着された半導体ウエーハ２を、環状の支持フレーム４の内側開口部を覆うように装着されたポリオリフィンシート等からなるダイシングテープ５の表面に金属膜３側を貼着する。

次に、ダイシングテープ５に装着された半導体ウエーハ２の表面２ａからストリート２１に沿って切削し、裏面２ｂ側に所定厚さの切代を残して切削溝を形成するストリート切削行程を実施する。このストリート切削行程は、図３の（ａ）に示すようにダイシング装置として一般に用いられている切削装置６を用いることができる。切削装置６は、吸引保持手段を備えたチャックテーブル６１と、切削ブレード６２１を備えた切削手段６２を具備している。この切削装置６のチャックテーブル６１上に半導体ウエーハ２の表面２ａを上にして（ダイシングテープ５を下側にして）載置し、図示しない吸引手段を作動することによりチャックテーブル６１上に半導体ウエーハ２を吸引保持する。なお、図３の（ａ）においては、ダイシングテープ５が装着された環状の支持フレーム４を省いて示しているが、支持フレーム４は適宜のフレーム保持手段に保持されている。このようにして、チャックテーブル６１上に半導体ウエーハ２を保持したならば、切削手段６２の切削ブレード６２１を回転しつつチャックテーブル６１を矢印Ｘで示す方向に切削送りすることによって、所定方向に延在するストリート２１に沿って切削溝２３を形成する。この切削溝２３は、図３の（ｂ）に示すように半導体ウエーハ２の裏面２ｂ側に所定厚さの切代２４を残して形成される。なお、切代２４の厚さは５〜２０μｍが適当である。

このように所定方向に延在するストリート２１に沿って切削溝２３を形成したら、切削手段６２を矢印Ｙで示す方向にストリート２１の間隔だけ割り出し送りして、再度上記切削送りを遂行する。そして、所定方向に延在する全てのストリートについて上記切削送りと上記割り出し送りを遂行したならば、チャックテーブル６１を９０度回動せしめて、上記所定方向に対して直角に延びる各ストリートに沿って上記切削送りと上記割り出し送りを実行することにより、半導体ウエーハ２に形成された全てのストリート２１に沿って切削溝２３が形成される。

以上のようにストリート切削行程においては、半導体ウエーハ２の裏面２ｂ側に切代２４を残して切削溝２３を形成するので、切削溝２３の両側にチッピングが発生することはない。また、ストリート切削行程においては、半導体ウエーハ２の裏面２ｂに貼着された金属膜３を切断しないので、切削ブレード６２１に金属膜３が付着しないため、金属膜３が付着することによる切削ブレード６２１の目詰まりを未然に防止できる。

上述したストリート切削行程を実施したならば、半導体ウエーハ２のストリート２１に沿って形成された切削溝２３の切代２４にレーザー光線を照射し、切代２４および金属膜３を切断する切断行程を実施する。この切断行程は、図４の（ａ）に示すようにレーザー加工装置７によって実施する。図４の（ａ）に示すレーザー加工装置７は、吸引保持手段を備えたチャックテーブル７１と、該チャックテーブル７１上に保持された被加工物にレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段７２と、チャックテーブル７１上に保持された被加工物を撮像する撮像手段７３を具備している。このレーザー加工装置７のチャックテーブル７１上に上述したストリート切削行程が実施された半導体ウエーハ２の表面２ａを上にして（ダイシングテープ５を下側にして）載置し、図示しない吸引手段を作動することによりチャックテーブル７１上に半導体ウエーハ２を吸引保持する。なお、図４の（ａ）においては、ダイシングテープ５が装着された環状の支持フレーム４を省いて示しているが、支持フレーム４は適宜のフレーム保持手段に保持されている。このようにして、チャックテーブル７１上に半導体ウエーハ２を保持したならば、チャックテーブル７１を矢印Ｘで示す方向に作動して半導体ウエーハ２を撮像手段７３の直下に位置付ける。そして、撮像手段７３および図示しない制御手段によって半導体ウエーハ２のストリート２１に沿って形成された切削溝２３とレーザー光線照射手段７２との位置合わせを行うためのパターンマッチング等の画像処理が実行され、レーザー光線照射位置のアライメントが遂行される。

このようにしてレーザビーム照射位置のアライメントが行われたならば、チャックテーブル７１をレーザー光線照射手段７２が位置するレーザー光線照射領域に移動し、レーザー光線照射手段７２から切削溝２３の切代２４に向けてレーザー光線を照射しつつ、チャックテーブル７１を矢印Ｘで示す方向に所定速度（５０〜２００ｍｍ／秒）で加工送りする。この結果、図４の（ｂ）に示すように半導体ウエーハ２に形成された切削溝２３の切代２４にはレーザー加工溝２５が形成されて切断されるとともに、金属膜３も溶融切断される。なお、上記切断行程で照射されるレーザー光線は、例えば次のような紫外レーザー光線を用いることができる。
レーザー；ＹＶＯ４パルスレーザー
波長；３５５ｎｍ
繰り返し周波数：５０ｋＨｚ
平均出力；１．０〜４．０Ｗ
パルス幅；１０〜１００ｎｓ
集光スポット径；φ１０〜２５μｍ

上述したように半導体ウエーハ２の所定方向のストリート２１に沿って形成された切削溝２３の切代２４にレーザー光線を照射し切代２４および金属膜３を切断したならば、チャックテーブル７１またはレーザー光線照射手段７２を矢印Ｙで示す方向にストリート２１の間隔だけ割り出し送りし、再度上記レーザー光線照射しつつ加工送りを遂行する。そして、所定方向に形成された全てのストリート２１に沿って形成された切削溝２３の切代２４に対して上記加工送りと割り出し送りを遂行したならば、チャックテーブル７１を９０度回動せしめて、上記所定方向に対して直角に形成されたストリート２１に沿って形成された切削溝２３の切代２４に対して上記加工送りと割り出し送りを実行することにより、半導体ウエーハ２は裏面２ｂに金属膜３が形成された個々の半導体チップ２０に分割される。

上述した切断行程によって個々に分割された半導体チップ２０は、支持フレーム４に装着されたダイシングテープ５の上面に貼着された状態でピックアップ行程に搬送される。そして、ピックアップ行程において個々に分割された半導体チップ２０をダイシングテープ５から剥離することにより、図５に示すように裏面に金属膜３が形成された半導体チップを得ることができる。

本発明によるウエーハの分割方法に従って分割される半導体ウエーハの斜視図。本発明によるウエーハの分割方法製造方法におけるウエーハ支持工程を示す説明図。本発明によるウエーハの分割方法におけるストリート切削行程を示す説明図。本発明によるウエーハの分割方法における切断行程を示す説明図。本発明によるウエーハの分割方法によって分割された半導体チップの斜視図。

符号の説明

２：半導体ウエーハ
２１：ストリート
２２：回路
２３：切削溝
２４：切代
２５：レーザー加工溝
３：金属膜
４：支持フレーム
５：ダイシングテープ
６：切削装置
６１：チャックテーブル
６２：切削手段
７：レーザー加工装置
７１：チャックテーブル
７２：レーザー光線照射手段
７３：撮像手段

Claims

表面に複数のストリートが格子状に形成されているとともに該複数のストリートによって区画された複数の領域にデバイスが形成され、裏面に金属膜が被覆されたウエーハを個々のチップに分割するウエーハの分割方法であって、
ウエーハの表面から該ストリートに沿って切削し、裏面側に所定厚さの切代を残して切削溝を形成するストリート切削行程と、
該ストリートに沿って形成された該切削溝の該切代にレーザー光線を照射し、該切代および該金属膜を切断する切断行程と、を含む、
ことを特徴とするウエーハの分割方法。
該切代は、５〜２０μｍに設定されている、請求項１記載のウエーハの分割方法。
該ストリート切削行程を実施する前に、ウエーハの該金属膜側を環状のフレームに装着されたダイシングテープに貼着するウエーハ支持工程を実施する、請求項１又は２記載のウエーハの分割方法。