(57)【要約】【課題】  ウェーハを確実性良くチップに細分割する方法とこの分割方法を利用したダイボンダーの提供。【解決手段】  ダイボンダーにおけるエキスパンド機構２０でウェーハリング部品５のテープ３とウェーハ１をエキスパンドしながら、テープ３の裏面から線状押圧体のスキージ８を押し付け、テープ裏面に沿って平行移動させて、ウェーハ１を割断予定線１ａの箇所から順番に分断する。割断予定線１ａは、ウェーハ１の内部にレーザーダイシング法で形成した亀裂による改質領域の他、ウェーハ表面に形成したハーフカットダイシング溝が適用できる。【選択図】図１
2006066539.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
伸縮性テープの表面に貼着されたウェーハを、当該ウェーハに形成された複数条の割断予定線に沿って分割するウェーハ分割方法であって、
前記テープを前記ウェーハから３６０度放射状にエキスパンドしながら、前記テープの裏面に前記ウェーハの割断予定線に略平行な線状押圧体を押し付けた状態でテープ裏面に沿って相対平行移動させてウェーハを各割断予定線から順に分割することを特徴とするウェーハ分割方法。
【請求項２】
前記ウェーハの割断予定線が、レーザーダイシング法でウェーハ内部に形成された亀裂による改質領域であることを特徴とする請求項１に記載のウェーハ分割方法。
【請求項３】
前記ウェーハの割断予定線が、当該ウェーハの表面に形成されたハーフカットダイシング溝であることを特徴とする請求項１に記載のウェーハ分割方法。
【請求項４】
前記線状押圧体が、前記ウェーハの割断予定線の全長より長い幅を有する断面くさび状のスキージの先端部であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のウェーハ分割方法。
【請求項５】
周辺部が支持リングで支持された伸縮性テープの中央部表面にウェーハを貼着し、当該ウェーハに複数条の割断予定線を形成したウェーハリング部品の前記テープを前記ウェーハから３６０度放射状にエキスパンドするエキスパンド機構と、
前記エキスパンド機構でエキスパンドされた前記テープの裏面に前記ウェーハの割断予定線に略平行な線状押圧体を押し付けた状態でテープ裏面に沿って相対平行移動させてウェーハを各割断予定線から順に分割する集中押圧機構と、
前記ウェーハを前記割断予定線から分割して得られた複数のチップを個々に前記テープからピックアップして外部の基体にボンディングするボンディング機構と、
を具備したことを特徴とするダイボンダー。
【請求項６】
前記ウェーハの割断予定線が、前記ウェーハリング部品における前記ウェーハの内部にレーザーダイシング法で形成した亀裂による改質領域であることを特徴とする請求項５に記載のダイボンダー。
【請求項７】
前記集中押圧機構の線状押圧体が、前記ウェーハの割断予定線の全長より長い幅を有する断面くさび状のスキージの先端部で、このスキージ先端部を前記テープの裏面に押し付けた状態でテープ裏面に沿って相対摺動させることを特徴とする請求項５または６に記載のダイボンダー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の半導体素子などのチップを一体に形成したウェーハをチップ毎に細分割するウェーハ分割方法と、ウェーハから分割されたチップ（ダイ）をリードフレームなどの基体にボンディングするダイボンダーに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造工程のダイシング工程は、格子状配列で多数の半導体素子などのチップを一体に形成したウェーハ（半導体ウェーハ）の裏面にダイシングテープを貼付し、ウェーハ表面にダイシングホイールなどで格子状のダイシング溝を形成して、このダイシング溝からウェーハをチップ毎に分断する。また、半導体製造工程のボンディング工程は、ダイシング工程でウェーハから細分割されたチップをリードフレームなどの基体にボンディングする。このボンディング工程の製造設備にダイボンダーが適用される。
【０００３】
ダイシング工程には、ウェーハにダイシング溝を形成しないレーザーダイシング工程がある。このレーザーダイシング工程は、ウェーハ内部にレーザー光を集光させてクラック、溶融などの亀裂による線状の改質領域を形成して、後工程でウェーハを改質領域からチップ毎に分割する。ウェーハ内部の改質領域は、ウェーハに軽く外力を加えると改質領域から簡単に分断されるようになっている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、上記レーザーダイシング工程でウェーハに改質領域を格子状に形成した後で、ウェーハをチップ毎に細分割する設備として、ダイボンダーのエキスパンド機構を使用した設備がある。例えば、周辺部が支持リングで支持された伸縮性テープの中央部表面にウェーハを貼着しておいて、支持リングを介してテープを３６０度放射状にエキスパンドする。このエキスパンドでテープ中央部上のウェーハが３６０度放射状にエキスパンドされて、ウェーハの個々の改質領域に応力が発生し、この応力でウェーハが格子状の改質領域のところからチップ毎に分断される。ウェーハから分断された多数のチップは、テープと共に放射状にエキスパンドしてチップ間に隙間が生じる。
【特許文献１】特開２００４−１１１６０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
レーザーダイシングでウェーハ内部にのみ改質領域を形成してウェーハは完全には分割されてなく、チップ間に隙間が無くチップ同士の擦り合いが生じないことから、ウェーハ搬送時などにおいてチップ同士が接触して欠けるといったチッピングが発生しない。また、格子状に改質領域を形成したウェーハをエキスパンド機構を使ってチップ毎に細分割するためには、改質領域が小さなエキスパンド力（応力）で割断されるように改質領域をウェーハ表面から裏面近くまで深い領域で形成しておく必要がある。しかし、改質領域を深く形成して割断し易くするほど、エキスパンドするまでに改質領域が部分的に割断して、部分的にチッピングが発生する可能性が生じる。また、テープ上でウェーハをエキスパンドする際に、ウェーハの中央部ほどエキスパンド量が少なくて割断性が悪く、連続する２〜３個のチップが分断されず一体となって残るといった割断不良が発生する確率が高い。このような問題は、１枚のウェーハに形成するチップのサイズが小さく、同チップの数が多いほど顕著であり、これがチップの歩留まり改善を難しくしていた。
【０００６】
本発明は、かかる実情に鑑みてなされたもので、目的とするところは、ウェーハを確実性良くチップに割断するウェーハ分割方法とこの分割方法を利用したダイボンダーを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成する本発明方法は、伸縮性テープの表面に貼着されたウェーハを、当該ウェーハに形成された複数条の割断予定線に沿って分割するウェーハ分割方法であって、テープをウェーハから３６０度放射状にエキスパンドしながら、テープ裏面にウェーハの割断予定線に略平行な線状押圧体を押し付けた状態でテープ裏面に沿って相対平行移動させてウェーハを各割断予定線から順に分割することを特徴とする。
【０００８】
ここで、伸縮性テープは、既存のダイボンダーのエキスパンド機構に使用されているエキスパンド専用の伸縮テープ、既存のフルカットダイシング機構に使用されている伸縮テープが適用できる。このテープ上にウェーハを貼着して、ウェーハに割断予定線を形成するが、割断予定線を形成したウェーハをテープに貼着してもよい。ウェーハの割断予定線は、レーザーダイシング法でウェーハ内部に形成された改質領域や、ウェーハ表面にウェーハ裏面近くまでダイシングホイールなどで形成されたハーフカットダイシング溝が好適である。かかるウェーハを貼着したテープを３６０度放射状にエキスパンドしながら、テープ裏面から線状押圧体をウェーハの複数条の割断予定線の一条毎に向けて集中的に押し付け、この押圧力で一条の割断予定線全長に集中的に応力を発生させて割断する。この応力による割断と同時に、テープのエキスパンド力が割断予定線に作用して、ウェーハは割断予定線から応力とエキスパンド力の両力で確実に割断される。この割断と同時にエキスパンド力でチップ間が拡がり、チップ間のチッピングが回避される。したがって、ウェーハの割断予定線は、小さな外力では分断されないように形成しておくことができる。例えば、ウェーハの割断予定線が改質領域の場合は、この改質領域を浅く形成しておくことが可能となり、チップ毎の分割までに不本意に割断してチッピングが発生する可能性がほとんどなくなる。また、ウェーハの割断予定線がハーフカットダイシング溝の場合も、溝を浅く形成しておくことで、チップ毎の分割までに不本意に割断することが無くなり、チッピング発生を抑制することができる。
【０００９】
また、本発明においては、ウェーハを割断予定線から分断する線状押圧体が、ウェーハの割断予定線の全長より長い幅を有する断面くさび状のスキージの先端部にすることができる。ここで、ウェーハを割断予定線から分断する線状押圧体は、ウェーハを貼着するテープの裏面に沿って摺動する上記スキージの他、テープ裏面を転動する棒状のローラも適用できるが、スキージが構造簡単であり、実用的である。
【００１０】
上記目的を達成する本発明のダイボンダーは、周辺部が支持リングで支持された伸縮性テープの中央部表面にウェーハを貼着し、当該ウェーハに複数条の割断予定線を形成したウェーハリング部品を使用して、そのテープをウェーハを３６０度放射状にエキスパンドするエキスパンド機構と、このエキスパンド機構でエキスパンドされたテープの裏面にウェーハの割断予定線に略平行な線状押圧体を押し付けた状態でテープ裏面に沿って相対平行移動させて、ウェーハを各割断予定線から順に分割する集中押圧機構と、ウェーハを割断予定線から分割して得られた複数のチップを個々にテープからピックアップして外部の基体にボンディングするボンディング機構とを具備した構造を特徴とする。
【００１１】
このダイボンダーにおけるエキスパンド機構とボンディング機構は、既存設備のダイボンダーのエキスパンド機構とボンディング機構が適用でき、この既存設備に集中押圧機構のみを新たに追加することで本願発明のダイボンダーが経済的有利に実現できる。また、支持リングで支持された伸縮性テープにウェーハを貼着したウェーハリング部品も、既存設備のエキスパンド機構に適用されている既存部品が適用できる。エキスパンド機構は、ウェーハリング部品のテープをエキスパンドする円筒状のエキスパンドステージとリング加圧板を備え、ウェーハリング部品をエキスパンドした状態のまま保持する。集中押圧機構は、エキスパンド機構に相対運動可能に組み込まれるもので、エキスパンドされたテープの裏面を押圧して相対移動する線状の押圧体と、この押圧体をウェーハリング部品に対して相対移動させる駆動系を備える。この駆動系は、ウェーハに格子状に形成された割断予定線に線状の押圧体が平行になるように回転させる機能を備える。エキスパンド機構と集中押圧機構で分割して得られた複数のチップは、エキスパンドされたテープに貼着された状態にあり、このチップをボンディング機構はコレットを使って１個ずつピックアップして外部のリードフレームなどの基体にボンディングする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、割断予定線を有するウェーハを伸縮性テープを介して３６０度放射状にエキスパンドしながら、テープ裏面から線状押圧体を押し付けてウェーハを複数条の割断予定線一条毎に割断するようにしたから、ウェーハが割断予定線から応力とエキスパンド力の双方の作用で確実に割断されるようになり、ウェーハの割断不良の発生率低下が図れる。また、ウェーハの割断予定線をエキスパンド力のみでは容易に分断されないように形成しておくことができ、ウェーハのチップ毎の分割までに不本意にウェーハが割断してチッピングが発生する可能性がなくなると共に、ウェーハの割断と同時にエキスパンド力でチップ間が拡がるので、ウェーハ分断時のチップ間のチッピングを確実性よく回避することができて、チップの歩留まり改善が図れるという優れた効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を図１〜図８を参照して説明する。
【００１４】
図１（Ａ）〜（Ｅ）は、本発明のウェーハ分断方法を説明するためのもので、図１（Ａ）は図８（Ａ）（Ｂ）で後述するダイボンダー１０におけるエキスパンド機構２０の概要を示す。図１（Ａ）のエキスパンド機構２０は、ウェーハリング部品５をエキスパンドする。ウェーハリング部品５は、図３に示すように、伸縮性テープ３の表面周辺部に支持リング（ウェーハリング）４の裏面を接着剤で固定したもので、テープ３の表面中央部に１枚のウェーハ１を貼着している。このようなウェーハリング部品５が図示しないマガジンに上下多段に整列収納されて、マガジンから１枚ずつがレーザーダイシング工程に送られてウェーハ１に例えば図３の破線で示すような格子状の割断予定線１ａが形成され、この割断予定線１ａが形成されたウェーハリング部品５が図１（Ａ）のエキスパンド機構２０へと搬入される。
【００１５】
図４はレーザーダイシング工程のレーザーダイシング動作の一例を説明するもので、ウェーハリング部品５におけるウェーハ１の表面側からウェーハ１内部の略中間領域にレーザー光６をレンズ７を介し集光させて、ウェーハ１の内部に厚さ方向に発生した亀裂による改質領域を形成する。この改質領域がウェーハ１の内部に線状にして格子状に形成されることで、格子状の割断予定線１ａとなる。この改質領域による割断予定線１ａは、ウェーハ１の表面側のみに浅く、また、裏面側のみに浅く形成したり、ウェーハ１の表面から裏面近くまで深く形成することが任意に可能であるが、ウェーハ１の内部中間位置のみに形成した改質領域とし、既存設備のエキスパンド機構によるエキスパンド力のみでは容易に割断されない、また、ウェーハ搬送時などで加わる少しの外力では割断されない亀裂領域にして形成する。このようなウェーハ内部の改質領域による割断予定線１ａの形成は、レーザーダイシング技術の応用で正確に行える。
【００１６】
図１（Ａ）のエキスパンド機構２０は円筒状のエキスパンドステージ２１を有し、エキスパンドステージ２１上にウェーハリング部品５のテープ３が載置されると、支持リング４が図８に示すようなリング加圧板２２で下方に加圧されて、図１（Ｂ）に示すようにテープ３が３６０度放射状にエキスパンドされる。図１（Ｂ）の白抜き矢印は図８のリング加圧板２２を示している。
【００１７】
本発明は、図１（Ｂ）のエキスパンド動作と併行させてテープ３の裏面から線状押圧体８、例えば図１（Ｃ）に示すスキージ８を押し付け、スキージ８の先端部８ａをテープ３の裏面に沿って平行移動させて、ウェーハ１を最終的に図１（Ｅ）に示すように複数のチップ２に細分割する。スキージ８は図５に示すような縦断面くさび状の平板で、先端部８ａが鋭角に尖る。この先端部８ａの全長はウェーハ１の直径より少し長く設定される。先端部８ａは、テープ３の裏面に押し付けて摺動させてもテープ３を破損しないようにアール状に面取りされている。エキスパンドされているテープ３の裏面にウェーハ１の割断予定線１ａと平行な方向でスキージ８の先端部８ａを押し当てる。
【００１８】
図１（Ｃ）と図２（Ａ）に示すように、ウェーハ１から少し離れた箇所のテープ裏面にスキージ先端部８ａを押し当てると、スキージ先端部８ａを稜線にしてテープ３が山形に傾斜し、ウェーハ１が傾く。このウェーハ１にはテープ３のエキスパンド力が作用するが、このエキスパンド力ではいずれの割断予定線１ａも分断されないようにしてある。このエキスパンド状態でスキージ８を傾斜したウェーハ１に向けて水平方向に平行移動させると、スキージ先端部８ａがテープ裏面を摺動して山形テープ３の稜線が平行移動し、稜線がウェーハ１の初めの一条の割断予定線１ａの真下に達すると、図１（Ｄ）と図２（Ｂ）に示すように割断予定線１ａがその全長に亘りスキージ先端部８ａで突き上げられ、一条の割断予定線１ａに集中した曲げ応力が作用し、この応力集中でウェーハ１が割断予定線１ａから分断される。この応力集中によるウェーハ分断は、ウェーハ１に作用するエキスパンド力で助長されて確実性よく行われると共に、図２（Ｃ）の矢印で示すように、エキスパンド力でテープ３の稜線の両側にあるウェーハ同士がエキスパンド力の作用で互いに離反し、この離反動作が継続して行われるため、割断されたウェーハ同士が互いに接近して擦れ合うチッピング動作が確実に回避される。
【００１９】
図１（Ｄ）の状態でスキージ８を右方向に水平に平行移動させると、ウェーハ１が複数条の平行な割断予定線１ａから順に分割される。図１（Ｄ）のようにスキージ８が図１で右方向に所定距離だけ移動すると、スキージ８を水平方向で９０度回転させて、テープ３の裏面を図１の紙面直交方向に相対移動させて、最終的にウェーハ１の格子状の割断予定線１ａの全てで分断して、多数のチップ２に細分割する。テープ３上に格子状に配列された各チップ２は、テープ３のエキスパンド力によって隣接するもの同士が互いに離反する状態にあり、接近することがないのでチッピングが確実性よく回避される。また、ウェーハ１の中央部と周辺部に作用するエキスパンド量に大小の相違が生じても、ウェーハ１は各割断予定線１がスキージ８の突き上げで分断されるので、ウェーハ全体が常に良好に分断される。
【００２０】
図６に示す実施の形態は、ウェーハ１の割断予定線１ａを押圧して分断する押圧体８に棒状のローラ８ｂを使用したものである。ローラ８ｂを軸受体８ｃの上端部に回転自在に支持し、軸受体８ｃを水平方向に平行移動させて、ローラ８ｂをテープ３の裏面に押圧した状態で転動させる。ローラ８ｃは金属製の他、樹脂製、ゴム製のいずれも適用可能である。ローラ８ｃをテープ３の裏面に転動させることで、テープ３の損傷が軽減されて、ウェーハ１に大きな外力を集中して作用させることができる。
【００２１】
図７（Ａ）〜（Ｃ）に示す実施の形態は、ウェーハ１の表面にハーフカットダイシング溝による割断予定線１ｂを形成したものである。テープ３上に貼着したウェーハ１に対してハーフカットダイシング溝１ｂを形成して、テープ３の裏面から例えばスキージ８を図１と同じ要領で水平方向に平行移動させる。図７（Ａ）の状態でテープ３を介してウェーハ１がエキスパンドされ、図７（Ｂ）のようにウェーハ１のハーフカットダイシング溝１ｂの真下にスキージ８が移動すると、ウェーハ１が一条のハーフカットダイシング溝１ｂから分断され、同時に図７（Ｃ）に示すように分断されたウェーハ同士がエキスパンド力で互いに反対方向に離反する。
【００２２】
図８（Ａ）（Ｂ）に示すダイボンダー１０は、上記ウェーハ分断方法を採用したもので、前述したエキスパンド機構２０と、押圧体８の例えばスキージ８を平行移動させる集中押圧機構３０と、ボンディング機構４０を備える。エキスパンド機構２０とボンディング機構４０は既存設備が適用できる。エキスパンド機構２０は、例えばエキスパンドステージ２１とリング加圧板２２でテープ３をエキスパンドすると、エキスパンドステージ２１にリング加圧板２２を一体化して、テープ３上でチップ２を格子状に分散させた状態を保持する。
【００２３】
また、ボンディング機構４０は、エキスパンド機構２０の下方に可動に配置されたチップ突き上げピン４４と、エキスパンド機構２０の上方に配置されたカメラ装置４５と、エキスパンド機構２０の側方に配置された基体移動手段４１と、基体移動手段４１とエキスパンド機構２０の間を往復駆動するコレット４３を備える。図８（Ａ）に示すように、エキスパンド機構２０がテープ３をエキスパンドし、集中押圧機構３０が作動してスキージ８でテープ３上のウェーハ１を各チップ２に再分割すると、図８（Ｂ）に示すようにカメラ装置４５がピックアップするチップ２を撮像し、撮像した画像を処理することでチップの良否判定などが行われる。この画像処理結果に基づいて突き上げピン４４が上昇してチップ２をテープ３より突き上げ、チップ２をコレット４３が真空吸着してテープ３からピックアップする。コレット４３が基体移動手段４１上の基体４２の真上まで移動して、吸着したチップ２を基体４２上にボンディングする。
【００２４】
なお、本発明は上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】（Ａ）〜（Ｅ）の各々は本発明によるウェーハ分断方法を説明するための各分断工程の概要を示す側断面図である。
【図２】（Ａ）〜（Ｃ）の各々は図１の部分拡大側断面図である。
【図３】図１（Ａ）に示すウェーハリング部品の実施形態を示す平面図である。
【図４】図１（Ａ）に示すウェーハリング部品のウェーハにレーザーダイシング法で割断予定線を形成する設備の概要を示す側断面図である。
【図５】図１（Ｄ）に示す押圧体の具体例を示す斜視図である。
【図６】他の押圧体の具体例を示すウェーハ分断動作時の側面図である。
【図７】（Ａ）〜（Ｃ）の各々はハーフカットダイシング溝の割断予定線を有するウェーハに適用した分断方法を説明するための各分断工程の概要を示す側断面図である。
【図８】（Ａ）（Ｂ）の各々は本発明によるダイボンダーの概要を示す側断面図である。
【符号の説明】
【００２６】
１    ウェーハ
１ａ    割断予定線（改質領域）
１ｂ    割断予定線（ハーフカットダイシング溝）
２    チップ
３    伸縮性テープ
４    支持リング
５    ウェーハリング部品
６    レーザー光
８    押圧体、スキージ
８ａ    スキージ先端部
８ｂ    押圧体、ローラ
１０    ダイボンダー
２０    エキスパンド機構
２１    エキスパンドステージ
２２    リング加圧板
３０    集中押圧機構
４０    ボンディング機構
４１    基体移動手段
４２    基体
４３    コレット
【図１】
2006066539.tif 000003
【図２】
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【図３】
2006066539.tif 000005
【図４】
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【図５】
2006066539.tif 000007
【図６】
2006066539.tif 000008
【図７】
2006066539.tif 000009
【図８】
2006066539.tif 000010