(57)【要約】【課題】厚いウエーハであっても、またストリートにТＥＧと称されるテストパターンが形成されたウエーハであっても、容易にチップに分割することができると共に裏面にチッピングを生じさせないダイシング装置、及びチップ製造方法を提供すること。【解決手段】ダイシング装置１０を、ダイシングブレード２１と、ウエーハＷの表面側又は裏面側からレーザー光Ｌを入射させ、ウエーハＷの内部に改質領域Ｐを形成するレーザー光照射手段３１とで構成し、ブレードダイシングとレーザーダイシングとを併用したダイシングを行うことができるようにした。また、チップ製造方法は、ウエーハにダイシングブレード２１で研削溝ＧＭを入れる工程、又はスクライビングカッタ５１でスクライビング溝を入れる工程と、ウエーハＷにレーザー光Ｌを入射して内部に改質領域Ｐを形成する工程とを併合した構成とした。【選択図】　　　　　図１
2004087663.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転するブレードで表面に半導体装置や電子部品等が形成されたウエーハに溝加工を施し、個々のチップに切断するダイシング装置において、
前記ウエーハにレーザー光を照射するレーザー光照射手段が設けられ、
前記レーザー光によって前記ウエーハの内部に改質領域を形成することを特徴とするダイシング装置。
【請求項２】
表面に半導体装置や電子部品等が形成されたウエーハを個々のチップに分割するチップ製造方法において、
前記ウエーハにダイシングブレードで研削溝を入れる工程、又はスクライビングカッタでスクライビング溝を入れる工程と、
前記ウエーハにレーザー光を入射して前記ウエーハの内部に改質領域を形成する工程と、によって前記ウエーハを個々のチップに分割することを特徴とするチップ製造方法。
【請求項３】
表面に半導体装置や電子部品等が形成されたウエーハを個々のチップに分割するチップ製造方法において、
前記ウエーハをダイシングブレードでカットする工程と、
前記チップの稜線に沿ってチップ面に斜めにレーザー光を入射させ、前記稜線近傍の前記チップの内部に改質領域を形成する工程と、を有し、
前記形成された改質領域を起点として稜線部を割断することによって、前記チップの稜線部を面取りすることを特徴とするチップ製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置や電子部品等のチップを製造するダイシング装置及びチップ製造方法に関するもので、特にレーザー光を応用したダイシング装置及びチップ製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、表面に半導体装置や電子部品等が形成されたウエーハを個々のチップに分割するには、ダイシングブレードと呼ばれる砥石でウエーハに研削溝を入れてウエーハをカットするダイシング装置が用いられていた。ダイシングブレードは、細かなダイヤモンド砥粒をＮｉで電着したもので、厚さ３０μｍ程度の極薄のものが用いられる。
【０００３】
このダイシングブレードを３０，０００〜６０，０００ｒｐｍで高速回転させてウエーハに切込み、ウエーハを完全切断（フルカット）又は不完全切断（ハーフカット或いはセミフルカット）していた。ハーフカットはウエーハに厚さの半分程度切り込む方法で、セミフルカットは１０μｍ程度の肉厚を残して研削溝を形成する場合のことである。
【０００４】
しかし、このダイシングブレードによる研削加工の場合、ウエーハが高脆性材料であるため脆性モード加工となり、ウエーハの表面や裏面にチッピングが生じ、このチッピングが分割されたチップの性能を低下させる要因になっていた。特に裏面に生じたチッピングは、クラックが徐々に内部に進行するためやっかいな問題であった。
【０００５】
ダイシング工程におけるこのチッピングの問題を解決する手段として、従来のダイシングブレードによる切断に替えて、ウエーハの内部に集光点を合わせたレーザー光を入射し、ウエーハ内部に多光子吸収による改質領域を形成して個々のチップに分割するレーザ加工方法に関する技術が提案されている（例えば、特許文献１〜６参照。）。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−１９２３６７号公報
【０００７】
【特許文献２】
特開２００２−１９２３６８号公報
【０００８】
【特許文献３】
特開２００２−１９２３６９号公報
【０００９】
【特許文献４】
特開２００２−１９２３７０号公報
【００１０】
【特許文献５】
特開２００２−１９２３７１号公報
【００１１】
【特許文献６】
特開２００２−２０５１８０号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記の特許文献で提案されている技術は、レーザー光を用いた割断技術によるもので、薄いウエーハの場合は効果的であるが、ウエーハの厚さが厚い場合は割断され難いという問題を有していた。また、ストリートと呼ばれるウエーハのダイシング領域にＴＥＧと称されるテスト用の回路が形成されている場合がある。このテスト用回路は金属膜で形成されているため、上記特許文献で提案されているレーザー加工方法ではやはり割断され難いという問題があった。
【００１３】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、厚いウエーハであっても、またストリートにТＥＧと称されるテストパターンが形成されたウエーハであっても、容易にチップに分割することができると共に裏面にチッピングを生じさせないダイシング装置、及びチップ製造方法を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、回転するブレードで表面に半導体装置や電子部品等が形成されたウエーハに溝加工を施し、個々のチップに切断するダイシング装置において、前記ウエーハにレーザー光を照射するレーザー光照射手段が設けられ、前記レーザー光によって前記ウエーハの内部に改質領域を形成することを特徴としている。
【００１５】
請求項１の発明によるダイシング装置は、ダイシングブレードと、ウエーハの表面側又は裏面側からレーザー光を入射させ、前記ウエーハの内部に改質領域を形成するレーザー光照射手段とを有しているので、ブレードダイシングとレーザーダイシングとを併用したダイシングを行うことができ、厚いウエーハであっても、またストリートにТＥＧと称されるテストパターンが形成されたウエーハであっても、裏面にチッピングを生じさせずに容易にチップに分割することができる。
【００１６】
また、請求項２に記載の発明は、表面に半導体装置や電子部品等が形成されたウエーハを個々のチップに分割するチップ製造方法において、前記ウエーハにダイシングブレードで研削溝を入れる工程、又はスクライビングカッタでスクライビング溝を入れる工程と、前記ウエーハにレーザー光を入射して前記ウエーハの内部に改質領域を形成する工程と、によって前記ウエーハを個々のチップに分割することを特徴としている。
【００１７】
請求項２の発明によれば、ダイシングブレードで研削溝を入れる工程とレーザー光を入射してウエーハの内部に改質領域を形成する工程とを併用しているので、厚いウエーハであっても、裏面にチッピングを生じさせずに容易にチップに分割することができる。
【００１８】
また、ストリートにТＥＧが形成されたウエーハであっても、ダイシングブレードで研削溝を入れる工程、又はスクライビングカッタでスクライビング溝を入れる工程を、レーザーダイシング工程に併用しているので、裏面にチッピングを生じさせずに容易にチップに分割することができる。
【００１９】
請求項３に記載の発明は、表面に半導体装置や電子部品等が形成されたウエーハを個々のチップに分割するチップ製造方法において、前記ウエーハをダイシングブレードでカットする工程と、前記チップの稜線に沿ってチップ面に斜めにレーザー光を入射させ、前記稜線近傍の前記チップの内部に改質領域を形成する工程と、を有し、前記形成された改質領域を起点として稜線部を割断することによって、前記チップの稜線部を面取りすることを特徴としている。
【００２０】
請求項３の発明によれば、ダイシングブレードでカットする工程と、前記チップの稜線に沿ってチップ面に斜めにレーザー光を入射させ、前記稜線近傍の前記チップの内部に改質領域を形成する工程とによって、チップの稜線部を面取りしているので、得られたチップはチッピングによる性能低下の心配がない。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下添付図面に従って本発明に係るチップ製造方法の好ましい実施の形態について詳説する。尚、各図において同一部材には同一の番号または記号を付している。
【００２２】
図１は、本発明に係るダイシング装置の外観斜視図である。ダイシング装置１０は、図１に示すように、ミストカバー２５で覆われたブレードダイシング部２０、レーザー光照射手段３１が設けられたレーザーダイシング部３０、操作板１６、テレビモニタ１７、表示灯１８、及びコントローラ４０等から構成されている。
【００２３】
操作板１６には、ダイシング装置１０の各部を操作するスイッチ類や表示装置が取付けられている。テレビモニタ１７は、図示しないＣＣＤカメラで撮像したウエーハの画像を表示したり、プログラム内容の表示や各種メッセージ等を表示する。表示灯１８は、ダイシング装置１０の加工中、加工終了、非常停止等の稼動状況を表示する。ダイシング装置本体内部に収納されたコントローラ４０は、ＣＰＵ、メモリ、入出力回路部等からなり、ダイシング装置１０の各部の動作を制御する。
【００２４】
図２は、ダイシング装置１０の内部構造を説明するための断面図である。図２に示すように、本体ベース１１上にはウエーハＷを吸着載置して図示しない駆動機構によって図のＸＹＺθ方向に移動されるＸＹＺθテーブル１２がある。ＸＹＺθテーブル１２は、ＸＹテーブル１２Ａ、θテーブル１２Ｃ、Ｚテーブル１２Ｂ、及び吸着テーブル１２Ｄとからなっている。
【００２５】
ブレードダイシング部２０は、ミストカバー２５で覆われており、図示しない静圧エアーベアリング式高周波モータ内臓型スピンドルによって高速回転されるダイシングブレード２１、ダイシングブレード２１を円周方向で覆うとともに下方に開口部を有するフランジカバー２２、フランジカバー２２に設けられたクーラントノズル２３、及び洗浄ノズル２４を有している。
【００２６】
ダイシングブレード２１は、人工ダイヤモンドの微細砥粒をＮｉで電着した直径５０．８ｍｍ、厚さ３０μｍのブレードで、３０，０００ｒｐｍ〜６０，０００ｒｐｍで回転され、クーラントノズル２３から供給されるクーラント液の下でダイシングが行われる。クーラント液は取付け板１４でベース１１に取り付けられているオイルパン１３に流れ込み、装置外に排出されるようになっている。また、ＸＹＺθテーブル１２とオイルパン１３との間にはＸＹ方向に伸縮する円形蛇腹１５が設けられている。
【００２７】
ブレードダイシング部２０のミストカバー２５の外側にはレーザーダイシング部３０がある。図３はレーザーダイシング部３０の構成を説明する側面図である。レーザーダイシング部３０は、ダイシング装置１０のベース１１から立設したホルダ３２に取付けられたレーザー光照射手段３１を有している。
【００２８】
レーザー光照射手段３１は、レーザー光源３１Ａ、コリメートレンズ３１Ｂ、ミラー３１Ｃ、コンデンスレンズ３１Ｄ等からなり、図３に示すように、レーザー光源３１Ａから発振されたレーザー光Ｌは、コリメートレンズ３１Ｂで水平方向に平行光線とされ、ミラー３１Ｃで垂直方向に反射され、コンデンスレンズ３１Ｄによって集光される。
【００２９】
レーザー光Ｌの集光点を、ＸＹＺθテーブル１２に載置されたウエーハＷの厚さ方向内部に設定すると、ウエーハＷの表面を透過したレーザー光Ｌは集光点でエネルギーが集中され、ウエーハ内部の集光点近傍に多光子吸収によるクラック領域、溶融領域、屈折率変化領域等の改質領域を形成する。
【００３０】
また、レーザー光照射手段３１は、図示しない傾斜機構を有しており、レーザー光Ｌをウエーハ面に対して任意の角度に傾斜させて照射させることができるようになっている。
【００３１】
図４は、ウエーハ内部の集光点近傍に形成される改質領域を説明する概念図である。図４（ａ）は、ウエーハＷの内部に入射されたレーザー光Ｌが集光点に改質領域Ｐを形成した状態を示し、図４（ｂ）はウエーハＷが水平方向に移動され、改質領域Ｐが並んで形成された状態を表わしている。この状態でウエーハＷは改質領域Ｐを起点として自然に割断するか、或いは僅かな外力を加えることによって改質領域Ｐを起点として割断される。この場合、ウエーハＷは表面や裏面にはチッピングが発生せずに容易にチップに分割される。
【００３２】
本発明のダイシング装置１０は、ブレードダイシング部２０とレーザーダイシング部３０とを有しているので、ウエーハＷの特性に合わせ両方を併用した加工を行うことができる。
【００３３】
次に、本発明に係るチップ製造方法について説明する。ウエーハＷがダイシングされるときは、図５に示すように、片方の面に粘着剤を有するダイシングテープＴを介してダイシング用のフレームＦにマウントされ、ダイシング工程中はこの状態で搬送される。ウエーハＷはこのように、裏面にダイシングテープＴが貼られているので、個々のチップに分割されても１個１個バラバラになることがない。
【００３４】
図６は、本発明のチップ製造方法を説明するための概念図である。図６（ａ）に示すように、ウエーハＷの表面に回路パターンが形成された各チップ同士の間のダイシング領域であるストリートＳにレーザー光Ｌが照射される。このレーザー光Ｌの集光点は、ウエーハＷの裏面に近い位置に設定されている。ウエーハＷの表面から入射されたレーザー光Ｌのエネルギーは、この集光点に集中され、集光点では多光子吸収による改質領域が形成される。レーザー光Ｌに対してウエーハＷが相対的に移動され、全てのストリートに対して改質領域Ｐが形成される。
【００３５】
全てのストリートに対して改質領域が形成されると、次に図６（ｂ）に示すように、高速回転するダイシングブレード２１を用い、ウエーハＷの内部に形成された改質領域Ｐの上方から改質領域Ｐの近傍の深さまで研削溝ＧＭを加工する。
【００３６】
全てのストリートに対して研削溝ＧＭが形成されることにより、ウエーハＷは個々のチップＣに分割される。即ち、研削溝ＧＭによってウエーハＷの肉厚が薄くなっているので、改質領域Ｐを起点に自然に割断されるか、研削溝ＧＭ形成時の研削応力で改質領域Ｐを起点として割断されるか、或いは僅かの外力を加えることによって個々のチップに割断される。割断されるときに、ウエーハＷの裏面にチッピングが生じることがない。
【００３７】
このように本発明のチップ製造方法によれば、ダイシングブレード２１によるウエーハＷの表面からの研削溝ＧＭの形成と、レーザー光Ｌによる改質領域Ｐを起点としての割断とを組み合わせているので、ウエーハＷの肉厚が厚くても、或いはストリートＳにТＥＧと称するテスト回路があっても、ウエーハＷの裏面にチッピングを生じさせることなく、容易に個々のチップＣに分割することができる。
【００３８】
図７は、ダイシングブレード２１の代わりにスクライビングカッタ５１を用い、ウエーハＷのストリートＳにスクライビング溝を形成する場合を表わしている。ウエーハＷとスクライビングカッタ５１とを相対的に移動して、全てのストリートＳにスクライビング溝を形成する。このスクライビング溝を形成する工程とレーザーダイシング工程とを併用することにより、ストリートＳにТＥＧの存在するウエーハＷを裏面チッピングを防止しながら個々のチップＣに容易に分割することができる。
【００３９】
なお、上記説明した実施の形態では、レーザーダイシングを先に行い、ブレードダイシングを後に行っているが、これに限らず、ブレードダイシングを先に行い、レーザーダイシングは研削溝ＧＭの底からレーザー光Ｌを入射させるようにしてもよい。
【００４０】
また、レーザーダイシングとブレードダイシングとをウエーハＷの表面側から行っているが、これに限らず、ウエーハＷの裏面側から加工してウエーハＷの表面のチッピングを防止するようにしてもよい。この場合はウエーハＷは表面側を下向きにしてダイシングテープＴに貼付される。また、裏面側から赤外光等のウエーハＷを透過する光を用い、ウエーハ表面の回路パターンを観察してアライメントする必要がある。
【００４１】
図８は、ウエーハＷを個々のチップＣに分割するダイシング工程と、個々のチップＣの表面及び裏面の稜線部の面取り工程とを行う複合加工方法を説明するための概念図である。この加工方法では、先ず、チップＣの表面及び裏面の稜線Ｒに相当する部分の近傍に向けて、ウエーハＷの表面から斜めにレーザー光Ｌを入射させる。この時稜線Ｒに相当する部分の近傍内部にレーザー光Ｌの集光点が位置するように、ウエーハＷ又はレーザー光Ｌ側の高さを制御する。
【００４２】
これによりウエーハＷの内部の、チップＣの表面及び裏面の稜線Ｒに相当する部分の近傍に、斜め方向に多光子吸収による改質領域Ｐを形成させる。このように、ウエーハＷを相対的にＸＹＺ方向に移動制御して、全ての稜線Ｒに相当する部分の近傍内部に斜め方向に改質領域Ｐを形成させる。
【００４３】
次に、高速回転するダイシングブレード２１によってウエーハＷに研削溝ＧＭを入れ、ウエーハＷをフルカットする。全てのストリートに対してフルカットすることにより、ウエーハＷは個々のチップＣに分割される。そして、チップＣの表面及び裏面の稜線Ｒに相当する部分の近傍内部に斜め方向に形成された改質領域Ｐを起点として稜線部のエッジが自然と、或いはフルカット時に研削応力によって、又は外部から僅かな力を加えることにより、斜め方向に割断され、稜線部が面取りされる。
【００４４】
図９は、このようにして面取りされたチップＣを表わす斜視図である。チップＣは、図９に示すように、表面及び裏面の稜線部が斜めに割断されて面取りされているので、ダイシングブレード２１によるフルカット時に形成されたチッピング発生部分が除去されると共に、後工程のチップボンディング工程でエッジ部に欠けが生じることがなく、また、樹脂モールドされた完成品がエッジ部のクラックの進行によって製品寿命が短縮される等の問題が生じない。
【００４５】
なお、図９の実施の形態ではレーザーダイシングをウエーハＷの表面側から行っているが、これに限らず、裏面側から行ってもよく、或いは表裏両面に夫々分けて行ってもよい。また、ブレードダイシングもウエーハＷの裏面側から行うようにしてもよい。
【００４６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明のダイシング装置は、ダイシングブレードと、ウエーハの表面側又は裏面側からレーザー光を入射させ、前記ウエーハの内部に改質領域を形成するレーザー光照射手段とを有しているので、ブレードダイシングとレーザーダイシングとを併用させたダイシングを行うことができ、厚いウエーハであっても、またストリートにТＥＧと称されるテストパターンが形成されたウエーハであっても、裏面にチッピングを生じさせずに容易にチップに分割することができる。
【００４７】
また、請求項２のチップ製造方法によれば、ダイシングブレードで研削溝を入れる工程とレーザー光を入射してウエーハの内部に改質領域を形成する工程とを併用しているので、厚いウエーハであっても、裏面にチッピングを生じさせずに容易にチップに分割することができる。
【００４８】
また、ストリートにТＥＧが形成されたウエーハであっても、ダイシングブレードで研削溝を入れる工程、又はスクライビングカッタでスクライビング溝を入れる工程を、レーザーダイシング工程に併用させているので、裏面にチッピングを生じさせずに容易にチップに分割することができる。
【００４９】
更に、請求項３のチップ製造方法によれば、ダイシングブレードでカットする工程と、チップの稜線に沿ってチップ面に斜めにレーザー光を入射させ、稜線近傍のチップの内部に斜め方向の改質領域を形成する工程とによって、チップの稜線部を面取りしているので、得られたチップはチッピングや欠け及びクラックの進行等による性能低下の心配がない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るダイシング装置の外観斜視図
【図２】ダイシング装置の内部構造を表わす断面図
【図３】レーザーダイシング部を表わす側面図
【図４】ウエーハ内部に形成された改質領域を説明する概念図
【図５】フレームにマウントされたウエーハを示す斜視図
【図６】ブレードダイシングとレーザーダイシングとの複合加工を説明する概念図
【図７】スクライビング加工を説明する斜視図
【図８】ダイシング加工とチップ面取り加工との複合加工を説明する概念図
【図９】面取り加工されたチップを示す斜視図
【符号の説明】
１０…ダイシング装置、１２…ＸＹＺθテーブル、２０…ブレードダイシング部、２１…ダイシングブレード、３０…レーザーダイシング部、３１…レーザー光照射手段、３１Ａ…レーザー光源、５１…スクライビングカッタ、Ｃ…チップ、Ｆ…フレーム、Ｌ…レーザー光、Ｐ…改質領域、Ｒ…稜線、Ｓ…ストリート、Ｔ…ダイシングテープ、Ｗ…ウエーハ、ＧＭ…研削溝
【図１】
2004087663.tif 000003
【図２】
2004087663.tif 000004
【図３】
2004087663.tif 000005
【図４】
2004087663.tif 000006
【図５】
2004087663.tif 000007
【図６】
2004087663.tif 000008
【図７】
2004087663.tif 000009
【図８】
2004087663.tif 000010
【図９】
2004087663.tif 000011