(57)【要約】【課題】切断時にウエハのダイシングによる切削屑のウエハ表面等への付着残りを低減し、表面側に開口部を有する半導体素子を安定して製造する。【解決手段】一つの切断ラインを二段カットでの往復動作でウエハのダイシングを行なう。このとき、往方向ではウエハ１０１にダウンカットにて切り込むハーフカットのカットライン１００Ａを形成する。さらに、カットライン１００Ａに沿った復方向では、アップカットにて残りのワーク部分とダイシングテープとをフルカットし、カットライン１００Ｂを形成する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の半導体素子を配列したウエハを切断ラインに沿って各々の前記半導体素子に分離するウエハのダイシング方法であって、
一つの切断ラインにおいて、二段カットでの往復動作でダイシングを行ない、ダイシングブレードが往方向に移動するときに一段目のカットで前記ウエハを所定の深さで切断し、復方向に移動するときに二段目のカットで残りの部分とダイシングテープの切断を行なうことを特徴とするダイシング方法。
【請求項２】
それぞれ表面側に液体を吐出する複数の吐出素子を配列したウエハを切断ラインに沿って各々の前記吐出素子に分離するウエハのダイシング方法であって、
一つの切断ラインにおいて、二段カットでの往復動作でダイシングを行ない、ダイシングブレードが往方向に移動するときに一段目のカットで前記ウエハを所定の深さで切断し、復方向に移動するときに二段目のカットで残りの部分とダイシングテープの切断を行なうことを特徴とするダイシング方法。
【請求項３】
ダイシング時の前記ダイシングブレードの送り速度は往方向よりも復方向の方を早く、前記ウエハへの切断深さは往方向よりも復方向の方が浅いことを特徴とする請求項１又は２に記載のダイシング方法。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載のダイシング方法によって分離された吐出素子と、前記吐出素子に液体を供給する液体供給手段とを有することを特徴とする液体吐出ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウエハから半導体素子を分離するためのウエハのダイシング方法に関する。特に、表面のオリフィスからインク等の液体を吐出する液体吐出ヘッドの吐出素子のように開口部を有する半導体素子が形成され、且つ、複数配列されたウエハのダイシング方法及び、その方法を用いて製造された液体吐出ヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
図１は一従来例によるダイシング工程を示すもので、同図の（ａ）に示すように、シリコン基材に複数の半導体素子１０１ａを形成してなるウエハ１０１の裏面側を、リング状のフレームＫに支持されたダイシングテープ１１０に貼着する。
【０００３】
その後、図示しないダイシング装置上のチャックテーブル上にフレームＫを載置固定し、アライメント装置により位置決めする。その後、図１の（ｂ）に示すように、ダイシングブレードＢにより、ウエハ１０１のＸ，Ｙ方向の切断ライン１０１ｂに沿ってダイシング（切断分割）する。
【０００４】
ダイシングの被切削物であるウエハ１０１の各半導体素子１０１ａは図２の（ａ）で示すように、それぞれオリフィスを形成したオリフィス層１０２と、裏面側へ連通する開口部１０３を有する。ウエハ１０１の裏面には、図２の（ａ）に示すようにダイシングテープ１１０が貼着される。
【０００５】
ダイシングテープ１１０はフィルム状基材１１１を有し、その表面に粘着剤１１２が層状に形成されている。
【０００６】
図２の（ｂ）に示すように、ダイシングブレードＢによりダイシングを行なうダイシング工程においては、通常のダイシングマシンを使用する場合、直径がおよそ５０ｍｍから７５ｍｍの回転ブレードを使用することが一般的である。
【０００７】
特に、ダイシングによって個々の素子を完全に切断分離する場合においては、ダイシングブレードＢの先端をダイシングテープ１１０に数十μｍ切り込ませている。この加工をダウンカットと呼ぶ。
【０００８】
このため、図３に示すように、ダイシング時にはウエハ１０１の切り込みにより切削屑Ｈ１が、ダイシングテープ１１０のフィルム状基材１１１や粘着剤１１２からは切削屑Ｈ２が発生する。切削屑Ｈ１，Ｈ２はダイシングブレードＢの回転力により同時に飛散し、切断中のウエハ１０１の表面に付着する。
【０００９】
通常、ダイシングブレードＢによる加工領域は、ウエハ１０１のサイズ（外径）よりも数ミリから数十ミリ大きく設定されており、ダイシングブレードＢが完全にウエハ１０１の外縁を通り過ぎてから次の切断ラインに移動する。
【００１０】
このため、ダイシングブレードＢがダイシングテープ１１０のみを切断する部位、いわゆるワーク外加工部１１０ａが、ウエハ１０１上の各切断ライン１０１ｂの切り始めと切り終わりに生じることになる。
【００１１】
つまり、ウエハ１０１の切断ライン１０１ｂ毎に、ダイシングブレードＢの最下端は、切断ライン１０１ｂの延長部に沿ってダイシングテープ１１０の空き領域に延在するワーク外加工部１１０ａを数十ミクロン切り込みながら移動する。
【００１２】
そのうえ、ウエハ１０１とフレームＫの間の空き領域には、ダイシングテープ１１０の粘着剤１１２による粘着面が露出する。
【００１３】
したがって、ダイシングテープ１１０のワーク外加工部１１０ａからも粘着剤が混入した切削屑Ｈ２が発生し、ウエハ１０１の表面に付着する。
【００１４】
ウエハ１０１に付着した切削屑Ｈ１，Ｈ２のうちで、ウエハ１０１から生じたシリコンの切削屑Ｈ１は図２の（ｃ）に示す洗浄工程により除去することが可能である。
【００１５】
切断ライン１０１ｂに沿ったダイシング後は、ウエハ１０１の裏面側からダイシングテープ１１０に対して紫外線照射を行ったうえで、図２の（ｄ）に示すようにダイシングテープ１１０から各半導体素子１０１ａを剥離しピックアップを行なう。
【００１６】
一方、ウエハ１０１の表面のオリフィス層１０２に付着した粘着剤を含む切削屑Ｈ２は前記ピックアップの後も粘着力を維持し、また実装以降の熱工程にて加熱された場合、さらに粘着力が増加して除去することが困難となる。
【００１７】
その結果、図２の（ｅ）に示すように、オリフィス層１０２のオリフィス１０２ａの周囲に付着した粘着剤を含む切削屑Ｈ2は、オリフィス１０２ａからインク等液滴を飛翔させると、液滴が切削屑Ｈ２のほうに引かれる。そのため、液滴が真っ直ぐ飛ばないことによる、いわゆる「よれ」の原因となり、プリンタ等の画質を大幅に低下させる。
【００１８】
切断時にウエハの切断ライン上及びその周辺に付着する切削屑等の汚れを除去する手段としては、ウエハ載置台または切断ヘッドを移動させながら、切断されたウエハのライン上を、ダイシングブレードの為の切削水によって洗浄する方法がある。（特許文献１参照）
【特許文献１】特開平１−３２１２０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
しかしながら、従来の方法ではウエハ１０１から生じたシリコンの切削屑Ｈ１を除去することは可能であるが、粘着剤が混入した切削屑Ｈ２は付着すると、単なる洗浄では除去することが難しい。
【００２０】
ウエハから切り出される半導体素子が液体吐出ヘッドの吐出素子である場合は、切削屑のオリフィス１０２ａへの付着が基点となる吐出方向の「よれ」が発生し、液滴の安定吐出ができなくなる。
【００２１】
従来のダウンカットでの加工時には、ダイシングテープの粘着剤が混入した切削屑Ｈ２は、ウエハ１０１のダイシングブレードＢの送り方向の反対側である切断ラインの下流に多く付着する。
【００２２】
また、ウエハ１０１の表面は撥水剤が塗布されているため、切削屑Ｈ２がより付着しやすい状況にある。付着した切削屑については切断後の洗浄工程にて洗浄時間を延ばすことで除去する必要がある。
【００２３】
本発明は、上記従来技術の有する課題を解決することができるウエハのダイシング方法及び、この方法を用いて製造された液体吐出ヘッドを提供することを目的とする。その目的の一例は、切断時にウエハのダイシングによる切削屑のウエハ表面等への付着残りを低減し、表面側に開口部を有する半導体素子を安定して製造することである。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
上記目的を達成する為、本発明の一態様は、複数の半導体素子を配列したウエハを切断ラインに沿って各々の前記半導体素子に分離するウエハのダイシング方法である。このダイシング方法は、一つの切断ラインにおいて、二段カットでの往復動作でダイシングを行ない、ダイシングブレードが往方向に移動するときに一段目のカットで前記ウエハを所定の深さで切断し、復方向に移動するときに二段目のカットで残りの部分とダイシングテープの切断を行なうことを特徴とする。
【００２５】
また本発明の他の態様は、それぞれ表面側に液体を吐出する複数の吐出素子を配列したウエハを切断ラインに沿って各々の前記吐出素子に分離するウエハのダイシング方法である。このダイシング方法は、一つの切断ラインにおいて、二段カットでの往復動作でダイシングを行ない、ダイシングブレードが往方向に移動するときに一段目のカットで前記ウエハを所定の深さで切断し、復方向に移動するときに二段目のカットで残りの部分とダイシングテープの切断を行なうことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、切断時にウエハのダイシングによる切削屑のウエハ表面等への付着残りを低減し、表面側に開口部を有する半導体素子を安定して製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。ここでは、背景技術で説明した構成要素と同じものには同一符号を用いる。
【００２８】
図１の（ａ）に示すように、複数の半導体素子１０１ａをダイシングブレードＢにて切断分離するダイシング方法において、粘着力を有するダイシングテープ１０をリング状のフレームＫの開口部を塞ぐように貼着する。そして、ダイシングテープ１１０の中央部に、ウエハ１０１の裏面側を貼着する。
【００２９】
このように、ウエハ1０１の裏面側をダイシングテープ１０にマウントして、ウエハ１０１が保持される。
【００３０】
ダイシングテープ１１０に貼り付けられたウエハ１０１の外周面と、フレームＫの内周面との間には、環状のスペースが形成される。フレームＫを支持台に固定したうえで、図１の（ｂ）に示すように、ダイシングブレードＢによってウエハ１０１をその表面側からダイシングして個々の半導体素子１０１ａに分割する。
【００３１】
ダイシング方法は、図６に示すようにダイシングする一つのカットラインにおいて、単一スピンドルにより、二段カットでの往復動作でダイシングを行なう。このとき、一往復のダイサーの走査において、往方向時は一段目のカットであるダウンカット、復方向時では二段目のカットであるアップカットで切断する。
【００３２】
つまり、往方向はウエハ１０１をダウンカットして、所定の深さにハーフカットの往方向カットライン１００Ａを形成し、次に、復方向カットライン１００Ｂをアップカットにて残りのワーク部分とダイシングテープとをフルカットする。
【００３３】
このときのダイシングブレードＢの送りスピードに関しては往方向よりも、ダイシングテープ１１０を切断する復方向を、ダイシングテープの粘着剤が混入した切削屑Ｈ２を滞留して沈積させないために早くする。
【００３４】
ウエハ１０１への復方向カットライン１００Ｂの切断深さは、往方向よりも復方向のダイシングブレードＢへの切削負荷を低減させるために浅くする。このことにより、ダイシングにより生じる切削屑が低減し、高スループットを実現できる。
【実施例】
【００３５】
図１及び図２を用いて、本発明の一実施例によるウエハのダイシング方法を説明する。
【００３６】
ダイシング装置でウエハ１０１をダイシングする際は、チャックテーブルの位置においてウエハ１０１を保持し、切断ライン１０１ｂをダイシング装置（ダイサーとも呼ぶ。）に組み込まれているアライメント装置で認識し位置合わせを行なう。
【００３７】
最初にチャックテーブルにウエハ１０１を乗せた際、ある程度の位置が出ていないと画像処理エラーとなってしまう。そのため、図１の（ａ）に示すように、位置合わせが行ないやすいように外周の一部を切り欠いたリング状のフレームＫの裏面にダイシングテープ１１０を貼着する。
【００３８】
なお、ウエハ１０１はフレームＫの開口に露出するダイシングテープ１０の粘着面に貼着する。
【００３９】
このとき、ウエハ１０１の外周とオリエンテーションフラットでフレームＫとの位置合わせを行なって上記の貼着を行うことにより、ウエハ１０１がダイシングテープ１０を介してフレームＫと一体となった状態となる。
【００４０】
ウエハ１０１をダイシングテープ１１０にマウントする工程では、いわゆるテープマウンターを用いるのが一般的である。すなわち、ダイシングテープ１１０をフレームＫ及びウエハ１０１に同時に貼着し、ダイシングテープ１１０をフレームＫの裏面にあてがって円形にカットするのが一般的である。
【００４１】
本実施例では、図２に示すように、ダイシングテープ１１０として、フィルム基材１１１上に紫外線硬化型の所定の接着力を備えたラジカル重合型アクリル系の粘着剤１１２が塗工されたリンテック株式会社製Ｄ−105Ｖを使用した。テープ厚は、粘着剤１１２の厚さ５μｍ、フィルム基材１１の厚さ８０μｍである。
【００４２】
またウエハ１０１には、インクジェット記録装置（プリンタ）に搭載される液体吐出ヘッドの吐出素子を構成する複数の半導体素子１０１ａが形成された直径１５０ｍｍ、厚さ約０.６ｍｍのシリコンウエハを用いた。
【００４３】
図２の（ａ）に示すように、各半導体素子１０１ａの表面には、液体であるインクを吐出させる吐出手段である複数のオリフィス（細孔の開口部）１０２ａを有するオリフィス層１０２が形成されている。また、半導体素子１０１ａの裏面側には、表面のオリフィス１０２ａにインクを安定的に供給するため、表面のパターンを基準に、異方性エッチングで高精度に加工されている。
【００４４】
図１の（ｃ）及び図２の（ｄ）に示すようにダイシングが行なわれ、半導体素子１０１ａが分離される。ダイシングの条件として、ダイシング装置に東京精密（株）製ダイシングマシンＡ−ＷＤ５０００Ａを用い、回転数４５０００ｒｐｍにて行なった。
【００４５】
加工速度は、ダウンカットにてフルカットした際には３０ｍｍ／秒とし、本発明での往復カットにおいては往方向で３０ｍｍ／秒とし、復方向では３０ｍｍ／秒、あるいは速度を上げた６０ｍｍ／秒にて行なった。ダイシングブレードは、株式会社ディスコ製の製品型番ＮＢＣ−ＺＨ２０５０（刃厚５０μｍ）を使用した。
【００４６】
図７はダイシングの際におけるダイシングブレードＢとウエハ１０１及びダイシングテープ１１０の関係を示す。ダイシングブレードＢの先端をダイシングテープ１１０に３５μｍ深さまで切り込んで、切り残し量を５０μｍに設定している。
【００４７】
ダイシングブレードＢはダイシングテープ１１０を粘着剤１１２の層よりもさらに下方まで３０μｍだけ切断している。したがって、ダイシングブレードＢの先端付近の先細り状部分はウエハ１０１の切断部分にはかかわらず、ウエハ１０１の切断面を平面にすることができる。
【００４８】
図３は、ウエハへの切断長さを示しており、ウエハ１０１のダイシングテープ１１０に切り込む切断長１０ｂは、ウエハ１０１の切断ライン１ｂの長さに約１１ｍｍを足した長さとなる。一般にダイシング装置は、ダイシングブレードＢの直径、ウエハサイズ、ウエハ厚さを入力するとマージンを加味してダイシングテープ１１０の切断長１０ｂを設定するようになっている。
【００４９】
図３で示すダイシング工程では、ダウンカットにてフルカットし、ウエハ１０１から切削屑Ｈ１が、ダイシングテープ１１０からは切削屑Ｈ１，Ｈ２が発生する。これらの切削屑は、回転するダイシングブレードＢの回転力により同時に飛散し、切断中のウエハ１０１の表面に付着する。
【００５０】
図４は、図３で示すダウンカットした場合の加工軌跡を示している。
【００５１】
図４において、背景技術の場合と同様に切削水を供給しながら、図中に実線で示されるカットライン１０Ａに沿ってウエハ１０１をカットする。
【００５２】
切断後、ＸＹテーブルにて、図４中に破線で示される空スキャン１１Ａに沿ってＹ方向に所定量インデックス送りを実施しながら、カットライン１２Ａの切断スタート位置に移動し、カットライン１２Ａをカットする。
【００５３】
その後、前述した切断操作が所定のピッチ方向１０に繰り返される。ウエハ１０１に対して平行に所定の本数操作が完了した後には、ＸＹテーブルが９０度旋回して、同様の切断操作が所定のピッチ毎に行なわれる。
【００５４】
各半導体素子１０１ａに分離された後、オリフィス１０２ａに付着する切削屑をカウントすると、ダイシングブレードＢの送り方向の反対側である切断ラインの下流に多く付着する。
【００５５】
本発明では図６に示すように、一つの切断ラインを二段カットでの往復動作でダイシングを行なう。このとき、一往復のダイサーの走査において、往方向時はダウンカット、復方向時ではアップカットで切断する。
【００５６】
すなわち、往方向ではウエハ１０１にダウンカットにて切り込むハーフカットのカットライン１００Ａを形成する。さらに、カットライン１００Ａに沿った復方向では、アップカットにて残りのワーク部分とダイシングテープとをフルカットし、カットライン１００Ｂを形成する。この事により、オリフィス層に付着する切削屑の付着が低減することができる。さらに、復方向の加工速度を往方向時よりも上げることでより効果が大きくなる。
【００５７】
切断深さに関し、ウエハ１０１に切り込む往方向カットライン１００Ａのときは深く切り込み、ダイシングテープに切り込む復方向カットライン１００Ｂのときは加工速度を上げるために、浅くしてダイシングブレードＢへの切削負荷を低減させることが望ましい。
【００５８】
図５で示すダイシング工程では、本発明の特徴であるダイシングテープに切り込む復方向でのアップカット動作を示している。
【００５９】
ダイシングブレードＢの送り方向と切削屑の排出方向とを同一方向にする。これにより、ウエハ１０１から発生する切削屑Ｈ１と、ダイシングテープ１１０から発生する切削屑Ｈ１，Ｈ２とが同時に飛散してもウエハ１０１上に付着してからの滞留時間が少なく、ウエハ１０１外に排出しながらダイシングできる。
【００６０】
図６では図５で示す復方向のダイシングを含めた本発明の加工軌跡を示している。背景技術の場合と同様に切削水を供給しながら、図６に実線で示される往方向カットライン１００Ａに沿ってダウンカットでウエハ１０１を所定の深さでカットする。
【００６１】
切断後、ダイシングブレードＢは回転方向を維持して、往方向カットライン１００Ａと同じ復方向カットライン１００Ｂに沿って、往方向１００Ａの切り込み開始位置に、アップカットにてダイシングテープに切り込みながら戻る。
【００６２】
続いて、往方向カットライン１１０Ａの切断スタート位置に移動し、カットライン１１０Ａをカットする。その後、前述した切断操作が所定のピッチ方向２０に繰り返される。
【００６３】
ウエハ１０１に対して平行に所定の本数操作が完了した後には、ＸＹテーブルが９０度旋回して、同様の切断操作が所定のピッチ毎に行なわれる。このようにして、ウエハ１０１は格子状に切断され、複数の半導体素子１０１ａが形成される。
【００６４】
図１の（ｄ）に示す工程では、ダイシング、洗浄が終了したウエハ１０１をフレームＫごとにダイシング装置から取り外す。そして、ダイシングテープ１０の裏面から紫外線Ｐを全面に照射することによって、ダイシングテープ１１０の粘着剤１１２がすべて硬化する。
【００６５】
被着体であるウエハ１０１の粘着力を低下させる事によって、図１の（ｄ）及び図２の（ｄ）に示すように、各半導体素子１０１ａをウエハ及びダイシングテープ１１０から容易にピックアップすることができる。
【００６６】
図８は、本実施例のダイシング方法により得られた半導体素子である吐出素子を実装した液体吐出ヘッドとしてのインクジェット記録ヘッドを示すもので、その組立は以下の工程で行なわれる。
【００６７】
１）２種類のウエハから分離された、吐出素子であるブラック用素子５２Ａ、カラー用素子５２Ｂをマウント基板５６にマウントする工程
２）フレキシブル基板５７の電極端子と各素子５２Ａ，５２Ｂの電極部との位置合わせとフレキシブル基板５７への接合
３）フレキシブル基板５７の電極端子と、各素子５２Ａ、５２Ｂの電極部との接続と封止
４）上記の素子実装部と、インクタンク５０、インク供給ユニット５８、タンクホルダー５９等の液体供給手段であるインク供給部材との組立
以上の工程で作製したインクジェット記録装置は、液滴の「よれ」のない、安定した液体形成が可能であった。また、長期の使用にあたってオリフィス詰まりや吐出不良のない優れた信頼性を得ることができた。
【００６８】
以上説明したように、本実施例によるダイシング方法では、切削屑の排出方向と切削方向が同じ方向に設定されている。このことにより、ダイシングテープの粘着剤が混入した切削屑Ｈ２はウエハ１０１の切断ライン上の切削方向に向かって排出されながら、ダイシング加工が実施される。特に、ダイシングブレードの同一往復移動の間に、往方向はブレードのダウンカット、復方向ではブレードのアップカットで切断することで、ウエハ等の被切断物表面への切削屑付着を低減することができる。
【００６９】
そのため、飛散した切削屑Ｈ２のウエハ上における滞留時間が少なく、切削屑が沈積しづらくなるため、半導体素子表面における切削屑の好ましくない付着残りを低減すると共に、高スループットを実現できる。
【００７０】
ウエハから切り出される半導体素子が液体吐出ヘッドの吐出素子である場合は、切削屑のオリフィス１０２ａ周囲への付着が基点となる吐出方向の「よれ」がなく、液滴の安定吐出が可能で画像品位の高い液体吐出ヘッド及びプリンタ等を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】一般的なウエハのダイシング方法を斜視図で説明する工程図である。
【図２】図１のダイシング方法で切断分離する一般的な液体吐出ヘッドを断面図で説明する工程図である。
【図３】従前のダイシング工程における切削屑の発生を説明する図である。
【図４】ダウンカットによるダイシング加工を行なった場合の加工軌跡の説明図である。
【図５】本発明でのダイシング工程における切削屑の発生を説明する図である。
【図６】本発明での往復カットによるダイシング加工を行なった場合の加工軌跡の説明図である。
【図７】ダイシングブレードによる切り込みを説明する図である。
【図８】液体吐出ヘッドの組立工程を説明する図である。
【符号の説明】
【００７２】
２０          ピッチ方向
１０１        ウエハ
１００Ａ      往方向カットライン
１００Ｂ      復方向カットライン
１１０Ａ      往方向カットライン
【図１】
2009302228.tif 000003
【図２】
2009302228.tif 000004
【図３】
2009302228.tif 000005
【図４】
2009302228.tif 000006
【図５】
2009302228.tif 000007
【図６】
2009302228.tif 000008
【図７】
2009302228.tif 000009
【図８】
2009302228.tif 000010