(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ストリートによって区画された複数個のチップが表面に形成され半導体ウエーハをチップ毎に分割する半導体ウエーハの分割方法であって、
半導体ウエーハの表面にストリートに沿ってウエーハのスクライブラインをスクライバによって各ストリートの一端から他端にわたって形成して分割誘導線を生成するスクライブ工程と、
該分割誘導線が生成された半導体ウエーハの表面にテープを貼着するテープ貼着工程と、
該テープが貼着された半導体ウエーハの裏面に、回転ブレードを用いて該分割誘導線に沿って切り残し部を有して切削溝を生成する裏面切削工程と、を含み、
該切削溝の生成により該分割誘導線に誘導されて該切り残し部が完全分割されてチップ毎に分割される、
ことを特徴とする半導体ウエーハの分割方法。
【請求項２】
該回転ブレードは先端がＶ字形状または丸みを有する形状であり、該切削溝は該分割誘導線に沿って２０〜５０μｍの切り残し部を残すようにした、請求項１記載のウエーハの分割方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ストリートによって区画された複数個の回路（チップ）が表面に形成された半導体ウエーハをチップ毎に分割する半導体ウエーハの分割方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、半導体デバイスの製造におては、略円盤状の半導体ウエーハの表面が格子状に配列されたストリートといわれる切断ラインによって複数個の矩形領域に区画されており、この矩形領域の各々に所定の回路（チップ）が形成されている。このようにして各々回路（チップ）が施された複数個の矩形領域が個々に切断分離されて、所謂半導体チップを形成する。半導体ウエーハの切断は、一般にダイシング装置とよばれる精密切削装置によって施される。このダイシング装置は、厚さが２０μｍ程度の回転ブレードを高速回転させながら半導体ウエーハの表面に形成されたストリートに沿って切断し個々のチップに分割する。なお、半導体ウエーハの分割方法としては、ガラス切りのようなポイントスクライバやレーザー光線による切断も試みられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
而して、ダイシング装置による半導体ウエーハの分割は、高速回転する回転ブレードによりストリートに衝撃力を与えながら徐々に破壊して切削溝を形成する形態で遂行されるため、切削溝の両側には数μｍ以上の細かな欠けが複数発生する。従って、半導体ウエーハに形成されるチップは切削時に発生する欠けが及ばない範囲に設けなければならないため、ダイシング装置によって切削する場合にはストリートの幅が５０μｍ程度必要となる。しかるに、半導体チップの生産性を向上するためには、一枚の半導体ウエーハに如何に多くのチップを形成できるかが問題であり、このためにはチップが形成されていないストリートの幅を如何に狭くできるかが課題となる。一方、ポイントスクライバやレーザー光線による切断は、切断幅そのものは狭いが割れ等による製品の歩留りが悪く、生産性の面で必ずしも満足し得るものではない。
【０００４】
本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術課題は、ストリートの幅を狭くすることができ、かつ、製品の歩留りがよく生産性を向上することができる半導体ウエーハの分割方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、ストリートによって区画された複数個のチップが表面に形成され半導体ウエーハをチップ毎に分割する半導体ウエーハの分割方法であって、
半導体ウエーハの表面にストリートに沿ってウエーハのスクライブラインをスクライバによって各ストリートの一端から他端にわたって形成して分割誘導線を生成するスクライブ工程と、
該分割誘導線が生成された半導体ウエーハの表面にテープを貼着するテープ貼着工程と、
該テープが貼着された半導体ウエーハの裏面に、回転ブレードを用いて該分割誘導線に沿って切り残し部を有して切削溝を生成する裏面切削工程と、を含み、
該切削溝の生成により該分割誘導線に誘導されて該切り残し部が完全分割されてチップ毎に分割される、
ことを特徴とする半導体ウエーハの分割方法が提供される。
【０００６】
該回転ブレードは先端がＶ字形状または丸みを有する形状であり、該切削溝は該分割誘導線に沿って２０〜５０μｍの切り残し部を残すようにすることが好ましい。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による半導体ウエーハの分割方法の実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
【０００８】
図１には、本発明による半導体ウエーハの分割方法の各加工工程が示されている。
本発明による半導体ウエーハの分割方法は、図１の（ａ）に示すように半導体ウエーハ２の表面に設けられた各回路（チップ）３間に形成されたストリート４に沿ってスクライブラインを形成して分割誘導線５を生成するスクライブ工程と、図１の（ｂ）に示すように分割誘導線５が生成された半導体ウエーハ２の表面にテープ７を貼着するテープ貼着工程と、図１の（ｃ）に示すように半導体ウエーハ２の裏面に分割誘導線５に沿って切削溝６を生成する裏面切削工程とを含んでいる。以下、上記各工程について更に詳細に説明する。
【０００９】
上記スクライブ工程について、図２乃至図６を参照して説明する。
図２には上記スクライブ工程を実施するためのスクライブ装置の一実施形態が示されている。図２に示すスクライブ装置は、略直方体状の装置ハウジング１を具備している。この装置ハウジング１内には、被加工物を保持するチャックテーブル９が加工送り方向である矢印Ｘで示す方向に移動可能に配設されている。チャックテーブル９は、吸着チャック支持台９１と、該吸着チャック支持台９１上に装着された吸着チャック９２を具備しており、該吸着チャック９２上に被加工物である例えば円盤状の半導体ウエーハ２を図示しない吸引手段によって保持するようになっている。また、チャックテーブル９は、図示しない回転機構によって回動可能に構成されている。
【００１０】
図示の実施形態におけるスクライブ装置は、上述したチャックテーブル９上に保持された半導体ウエーハ２のストリート４に沿ってスクライブラインを形成して分割誘導線５を生成するスクライブ機構２０を具備している。スクライブ機構２０について、図３および図４を参照して説明する。スクライブ機構２０は、移動基台２１と、該移動基台２１に一端を支持軸２２によって上下方向に揺動可能に支持されたスクライバ支持部材２３と、該スクライバ支持部材２３の他端に回転支持軸２４によって回転可能に支持されたローラスクライバ２５と、スクライバ支持部材２３に押圧力を作用せしめる押圧力付勢手段２６とを具備している。移動基台２１は図示しない支持台に割り出し方向である図２において矢印Ｙで示す方向（図３において紙面に垂直な方向）に移動可能に配設されている。ローラスクライバ２５は焼結ダイヤモンドによって形成されており、図３において紙面に垂直な方向に配設された回転支持軸２４によってスクライバ支持部材２３の他端に回転可能に支持されている。押圧力付勢手段２６は、上記移動基台２１の上端に突出して形成された支持部２１１に螺合された調整ネジ２６１と、該調整ネジ２６１の下端に装着されたバネ受け板２６２と、該バネ受け板２６２と上記スクライバ支持部材２３の上面との間に配設されたコイルバネ２６３とからなっている。なお、図示の実施形態においては押圧力付勢手段としてコイルバネ２６３および調整ネジ２６１を用いた例を示したが、押圧力付勢手段としてエアーピストンを用い、エアー圧を調整することにより押圧力を制御してもよい。また、図示の実施形態におけるスクライブ装置は、顕微鏡やＣＣＤカメラを備えたアライメント手段３０を具備している。図４に示すようにアライメント手段３０の顕微鏡に形成されたヘアライン（基準線）３０１と上記スクライブ機構２０のローラスクライバ２５の外周接触部が同一線上に位置するように調整されている。なお、図示の実施形態においてスクライブ機構２０はローラスクライバ２５を用いた例を示したが、ローラスクライバ２５に代えてポイントスクライバを用いてもよい。
【００１１】
次に、本発明における上記スクライブ工程を上述したスクライブ装置によって実施する例について説明する。
先ず、上記チャックテーブル９の吸着チャック９２上に半導体ウエーハ２が例えばオペレータによって載置される。このとき、半導体ウエーハ２は表面を上にして載置される。吸着チャック９２上に載置された半導体ウエーハ２は、図示しない吸引手段によって吸着チャック９２上に表面を上にして裏面が吸引保持される。このようにして半導体ウエーハ２を吸引保持したチャックテーブル９はアライメント手段３０の直下まで移動せしめられる。チャックテーブル９がアライメント手段３０の直下に位置付けられると、アライメント手段３０によって半導体ウエーハ２に形成されているストリート４が検出され、スクライブ機構２０の割り出し方向である矢印Ｙ方向に移動調節して精密位置合わせ作業が行われる。その後、半導体ウエーハ２を吸引保持したチャックテーブル９を加工送り方向である矢印Ｘで示す方向に移動することにより、チャックテーブル９に保持された半導体ウエーハ２のストリート４にはローラスクライバ２５が転動される。この結果、ストリート４に沿ってスクライブラインが形成され分割誘導線５が生成される。なお、ローラスクライバ２５による分割誘導線５の生成は５０〜１５０ｇの荷重の下で実施するのが望ましい。この荷重は、押圧力付勢手段２６の調整ネジ２６１を進退することによって調整することができる。そして、半導体ウエーハ２に形成された全ストリート４に対して、上述したスクライブ機構２０の割り出し方向である矢印Ｙ方向の送りとチャックテーブル９の加工送り方向である矢印Ｘ方向の送りとを順次繰り返して実行することにより、図６に示すように半導体ウエーハ２にはストリート４に沿って分割誘導線５を生成することができる。
【００１２】
このようにして半導体ウエーハ２のストリート４に沿って分割誘導線５を生成するスクライブ工程が終了した後、半導体ウエーハ２を保持したチャックテーブル９は、最初に半導体ウエーハ２を吸引保持した位置に戻され、ここで半導体ウエーハ２の吸引保持を解除する。従って、スクライブ工程によって分割誘導線５が生成され半導体ウエーハ２をチャックテーブル９上から取り出すことができる。
【００１３】
このようにして、半導体ウエーハ２のストリート４に沿って分割誘導線５を生成したならば、上述したテープ貼着工程を実施する。即ち、図１の（ｂ）に示すように分割誘導線５が生成された半導体ウエーハ２の表面にテープ７を貼着する。従って、半導体ウエーハ２は表面に形成された各チップ３の表面がテープ７と貼着する。
【００１４】
上述したようにテープ貼着工程を実施したら、上記裏面切削工程を実施するが、ここで裏面切削工程を実施するための切削装置であるダイシング装置について図７および図８を参照して説明する。
図示の実施形態におけるダイシング装置は、略直方体状の装置ハウジング１０を具備している。この装置ハウジング１０内には、被加工物を保持するチャックテーブル１１が切削送り方向である矢印Ｘで示す方向に移動可能に配設されている。チャックテーブル１１は、吸着チャック支持台１１１と、該吸着チャック支持台１１１上に装着された吸着チャック１１２を具備しており、該吸着チャック１１２上に被加工物である例えば円盤状の半導体ウエーハ２を図示しない吸引手段によって保持するようになっている。また、チャックテーブル１１は、図示しない回転機構によって回動可能に構成されている。
【００１５】
図示の実施形態におけるダイシング装置は、切削手段としてのスピンドルユニット４０を具備している。スピンドルユニット４０は、図示しない移動基台に装着された割り出し方向である矢印Ｙで示す方向および切り込み方向である矢印Ｚで示す方向に移動調整されるスピンドルハウジング４１と、該スピンドルハウジング４１に回転自在に支持され図示しない回転駆動機構によって回転駆動される回転スピンドル４２と、該回転スピンドル４２に装着された回転ブレード４３とを具備している。なお、回転ブレード４３は、図示の実施形態においてはＶブレードが用いられている。また、図示のダイシング装置におけるアライメント手段３０は、赤外線ＣＣＤカメラを備えている。
【００１６】
図示の実施形態におけるダイシング装置は、図７に示すように被加工物である半導体ウエーハ２をストックするカセット１２と、被加工物搬出手段１３と、被加工物搬送手段１４と、洗浄手段１５、および洗浄搬送手段１６を具備している。なお、カセット１２は、図示しない昇降手段によって上下に移動可能に配設されたカセットテーブル１２１上に載置される。
【００１７】
次に、本発明における上記裏面切削工程を上述した切削装置によって実施する例について説明する。
なお、上記テープ貼着工程において半導体ウエーハ２の表面に貼着されたテープ７はフレーム８に装着されており、半導体ウエーハ２はテープ７を介してフレーム８に装着された状態で上記カセット１２に収容される。従って、フレーム８に装着された半導体ウエーハ２は、裏面を上にして収容される。
カセット１２の所定位置に収容されたフレーム８に装着された状態の半導体ウエーハ２（以下、フレーム８に装着された状態の半導体ウエーハ２を単に半導体ウエーハ２という）は、図示しない昇降手段によってカセットテーブル１２１が上下動することにより搬出位置に位置付けられる。次に、被加工物搬出手段１３が進退作動して搬出位置に位置付けられた半導体ウエーハ２を被加工物載置領域１８に搬出する。被加工物載置領域１８に搬出された半導体ウエーハ２は、被加工物搬送手段１４の旋回動作によって上記チャックテーブル１１の吸着チャック１１２上に搬送され、該吸着チャック１１２に裏面を上にして表面側が吸引保持される。なお、このときテープ７を介して半導体ウエーハ２を装着したフレーム８は、チャックテーブル１１に配設されたクランプ１１３によって固定される。このようにして半導体ウエーハ２を吸引保持したチャックテーブル１１はアライメント手段３０の直下まで移動せしめられる。チャックテーブル１１がアライメント手段３０の直下に位置付けられると、アライメント手段３０によって上記スクライブ工程で半導体ウエーハ２のストリート４に生成された分割誘導線５が検出され、スピンドルユニット４０の割り出し方向である矢印Ｙ方向に移動調節して精密位置合わせ作業が行われる。なお、半導体ウエーハ２は上記テープ貼着工程において表面（分割誘導線５が生成されている側の面）にテープ７が貼着されているので、裏面が上側に位置付けられているが、アライメント手段３０は赤外線ＣＣＤカメラを備えているので、下側に位置する表面に生成された分割誘導線５を検出することができる。
【００１８】
その後、半導体ウエーハ２を吸引保持したチャックテーブル１１を切削送り方向である矢印Ｘで示す方向に移動することにより、半導体ウエーハ２の裏面側から分割誘導線５に沿って切削溝６を生成することができる。なお、このとき、回転ブレード４３による切り込み量は、分割誘導線５が形成されたストリート４の表面から２０〜５０μｍまでの位置に設定されている。即ち、裏面切削工程においては、回転ブレード４３によって半導体ウエーハ２は裏面側から分割誘導線５に沿ってストリート４の表面から２０〜５０μｍの切り残し部を設けて切削溝６が生成される。このように、分割誘導線５に沿ってストリート４の表面から２０〜５０μｍの切り残し部を設けて切削溝６が生成されることにより、半導体ウエーハ２は分割誘導線５に誘導されて切り残し部が完全分割される。そして、半導体ウエーハ２に形成された上記全分割誘導線５に対して、上述したスピンドルユニット４０の割り出し方向である矢印Ｙ方向の送りとチャックテーブル１１の切削送り方向である矢印Ｘ方向の送りとを順次繰り返して実行することにより、図９に誇張して示すように各チップ３に分割することができる。なお、分割された半導体チップは、テープ７の作用によってバラバラにはならず、フレーム８に装着された半導体ウエーハ２の状態が維持されている。
【００１９】
以上のように図示の実施形態においては、半導体ウエーハ２のストリート４に形成されたスクライブラインによって生成された分割誘導線５の裏面から分割誘導線５に沿って切り残し部を設けて切削溝６を生成することにより、分割誘導線５に誘導されて切り残し部が完全分割されてチップ毎に分割するので、半導体ウエーハ２の表面に形成されるストリート４の幅を極めて狭くすることが可能となる。従って、ストリート４の幅を１０μｍ以下にすることができるので、半導体ウエーハ２の表面に多数のチップを形成することができ、生産性の向上を図ることができる。また、図示の実施形態においては、半導体ウエーハ２のストリート４に形成された分割誘導線５の裏面から分割誘導線５に沿って切り残し部を設けて確実性の高い切削溝６を生成することによって各チップに分割するので、ポイントスクライバやレーザー光線による切断のように割れ等の発生がなく、製品の歩留りがよく生産性を向上することができる。なお、図示の実施形態においては、回転ブレード４３にＶブレードを用いた例を示したが、回転ブレード４３は図１の（ｃ）において２点差線で示すような先端が丸みを有する形状のブレードを用いてもよい。
【００２０】
このようにして半導体ウエーハ２が各チップに分割されたら、半導体ウエーハ２を保持したチャックテーブル１１は、最初に半導体ウエーハ２を吸引保持した位置に戻され、ここで半導体ウエーハ２の吸引保持を解除するとともに、クランプ１１３によるフレーム８の固定も解除する。次に、半導体ウエーハ２は、洗浄搬送手段１６によって洗浄手段１５に搬送され、ここで洗浄される。このようにして洗浄された半導体ウエーハ２は、被加工物搬送手段１４によって被加工物載置領域１８に搬出される。そして、半導体ウエーハ２は、被加工物搬出手段１３によってカセット１２の所定位置に収納される。なお、各チップに分割された半導体ウエーハ２はテープ７によって半導体ウエーハの形態を維持しているが、個々のチップに分割されているため、搬送の際に隣接するチップ同士が擦れ合い損傷する虞がある。即ち、従来一般に行われているダイシング装置による切削によって半導体ウエーハを各チップに分割した場合には、各チップ間には切削ブレードの厚さ（２０μｍ程度）の隙間が形成される。しかるに、本発明による分割方法によって分割された各チップは、上述したように切削ブレード４３により切り残し部を設けて切削溝６が生成されて分割されるので、分割面は実質的に接触している。このため、分割された各チップの自重によってテープ７が下方に撓むことによりチップが中心方向によってチップ同士が擦れ合う。
【００２１】
上述した搬送時における各チップ同士の擦れ合いを防止することが望ましい。搬送時における各チップ同士の擦れ合いを防止するためには、各チップ同士の間隔を広げればよく、次の方策が考えられる。
第１の方策は、各チップに貼着されているテープにおけるフレームとの間を刺繍枠のような枠で押さえ、テープ全体を拡張することにより、各チップ同士の間隔を広げる。第２の方策は、分割されたチップをテープを介して装着しているフレームを上下反転してチップを貼着している面を下側にし、分割された各チップの自重によってテープ７が下方に撓むことにより各チップ同士の間隔を広げる。
【００２２】
【発明の効果】
本発明による半導体ウエーハの分割方法は以上のように構成されているので、次の作用効果を奏する。
【００２３】
即ち、本発明によれば、半導体ウエーハの表面にストリートに沿ってスクライブラインを形成して分割誘導線を生成し、半導体ウエーハの表面にテープを貼着した後、裏面から分割誘導線に沿って切り残し部を設けて切削溝を生成することにより、分割誘導線に誘導されて切り残し部が完全分割されてチップ毎に分割するので、半導体ウエーハの表面に形成されるストリートの幅を極めて狭くすることが可能となる。従って、ストリートの幅を１０μｍ以下にすることができるので、半導体ウエーハの表面に多数のチップを形成することができ、生産性の向上を図ることができる。また、図示の実施形態においては、半導体ウエーハのストリートに形成された分割誘導線の裏面から分割誘導線に沿って切り残し部を設けて確実性の高い切削溝を生成することによって各チップに分割するので、ポイントスクライバやレーザー光線による切断のように割れ等の発生がなく、製品の歩留りがよく生産性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による半導体ウエーハの分割方法の各工程を示す説明図。
【図２】本発明による半導体ウエーハの分割方法のスクライブ工程を実施するためのスクライブ装置の一実施形態を示す斜視図。
【図３】図２に示すスクライブ装置に装備されるスクライブ機構の正面図。
【図４】図２に示すスクライブ装置に装備されるスクライブ機構のローラスクライバとアライメント手段との関係を示す説明図。
【図５】図２に示すスクライブ装置の要部斜視図。
【図６】図２に示すスクライブ装置によって分割誘導線が生成された半導体ウエーハの斜視図。
【図７】本発明による半導体ウエーハの分割方法の裏面切削工程を実施するための切削装置としてのダイシング装置の一実施形態を示す斜視図。
【図８】図２に示すダイシング装置の要部斜視図。
【図９】本発明による半導体ウエーハの分割方法によって分割されたチップの正面図。
【符号の説明】
１：スクライブ装置の装置ハウジング
２：半導体ウエーハ
３：回路（チップ）
４：ストリート
５：分割誘導線
６：切削溝
７：テープ
８：フレーム
９：スクライブ装置のチャックテール
９１：吸着チャック支持台
９２：吸着チャック
１０：ダイシング装置の装置ハウジング
１１：ダイシング装置のチャックテール
１１１：吸着チャック支持台
１１２：吸着チャック
１１３：クランプ
１２：カセット
１３：被加工物搬出手段
１４：被加工物搬送手段
１５：洗浄手段
１６：洗浄搬送手段
２０：スクライブ機構
２１：スクライブ機構の移動基台
２３：スクライブ機構のスクライバ支持部材
２５：スクライブ機構のローラスクライバ
２６：スクライブ機構の押圧力付勢手段
３０：アライメント手段
４０：スピンドルユニット
４１：スピンドルハウジング
４２：回転スピンドル
４３：回転ブレード
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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