JP2000077361A - 半導体ウエハのダイシング方法 - Google Patents

半導体ウエハのダイシング方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体ウエハから精度よく個々の半導体チッ
プを切出す。 【解決手段】 (1)に示すように、半導体ウエハ11
を未硬化のUV硬化シート12に貼付け、(2)に示す
ように紫外線照射で硬化させる。UV硬化シート12が
硬化しているので、(3)に示すようにダイシングブレ
ード13でダイシングを行う際に、UV硬化シート12
まで切込むフルダイシングを行って、切離される発光ダ
イオードチップ14の側面が平坦かつPN接合部に垂直
となるように精度よく切断することができる。多数の発
光ダイオードチップ14を、チップ横置き方式でプリン
ト配線基板などに実装すると、PN接合部が基板面に垂
直になるので、発光強度が均一になる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウエハから
個々のチップを切り離す半導体ウエハのダイシング方法
に関する。
【0002】
【従来の技術】従来から、各種半導体素子は、半導体ウ
エハ上に複数個を同時に形成し、ダイシング工程で個々
の素子をチップに切り離し、パッケージ封入などの工程
を経て製造されている。
【0003】図8は、従来からの一般的なダイシングの
状態を示す。図8(1)は発光表示用の発光ダイオード
素子が複数個同時に形成されている半導体ウエハを切断
している状態を示し、図8(2)は切断された発光ダイ
オードの半導体チップを示す。ダイシングの対象となる
半導体ウエハ1は、裏面側が貼付シート2に貼付けら
れ、ダイシングブレード3で切断される。貼付シート2
は、紫外線(以下、「UV」と略称することがある)硬
化型、または熱硬化型の粘着剤層が表面に形成されてい
る合成樹脂フィルムであり、半導体ウエハ1の裏面に貼
付けて、ダイシングの際に切離された半導体チップを保
持することができる。ダイシングブレード3は、薄い可
撓性がある円板状の基体に、ダイヤモンドなどのように
硬質な研削材の粒子を付着させて形成され、周縁部は先
細状になっている。
【0004】一般には、図8(1)に示すように、「セ
ミフルダイス」と呼ばれる方法で半導体ウエハ1が切断
される。ダイシングブレード3は半導体ウエハ1の厚み
の全部を切断するのではないので、図8(2)に示すよ
うに、切離される発光ダイオードチップ4の底面の形状
は台形となる。このようなセミフルダイスのダイシング
では、最終的な半導体チップの切り離しを、残存部分を
折り曲げることなどによって行うことができる。しかし
ながら、図8(2)に示すように、底面にバリができる
ような形状となる。
【0005】半導体ウエハ1の厚さは、たとえば標準
(Typ.)で280μmである。したがって、発光ダイオ
ードチップ4の高さHは標準で280μmとなる。バリ
の高さDは、約20μm程度となる。半導体ウエハ1か
らダイシングによって切出す半導体素子としては、発光
ダイオードチップ4の他に、各種トランジスタなどの半
導体回路素子、あるいは半導体集積回路などがある。半
導体ウエハ1から切り離される発光ダイオードチップ4
は、たとえば特開平6−177435に示すように、P
N接合部5が基板に垂直となるように実装される場合が
ある。そのような発光ダイオードチップ4は、図8
(1)の状態では側面となる部分が、基板に載置され、
また真空コレットで吸着されて取扱われる。
【0006】なお半導体ウエハのダイシングに関連する
先行技術は、特開平6−85057や特開平9−177
52などにも開示されている。特開平6−85057に
は、ダイシングブレードで半導体ウエハを切断するダイ
シングラインに沿って紫外線硬化性樹脂膜を形成してお
き、ダイシングの際に受ける機械的衝撃を緩和し、チッ
ピングクラックの発生を防ごうとしている。特開平9−
17752の先行技術では、ダイシングブレードで切断
する半導体ウエハの裏面側に接着しているダイシングテ
ープの接着剤層を、紫外線を照射して接着力を低下させ
ながら切断し、切断屑の洗浄が容易に行えるようにして
いる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】図8(1)に示すよう
に、「セミフルダイス」方式のダイシングで図8(2)
に示すような台形の発光ダイオードチップ4を形成する
と、図9に示すように、いわゆるチップ横置き方式で、
PN接合部5をプリント配線基板6の表面に垂直な状態
で実装しようとするとき支障が生じる。すなわち図8
(1)に示す半導体ウエハ1の状態の表面と裏面とに電
極を形成しておき、プリント配線基板6の配線パターン
7間に発光ダイオードチップ4をPN接合部5がプリン
ト配線基板6の表面に垂直となるように載置し、配線パ
ターン7と発光ダイオードチップ4の電極との間を半田
などの導電剤8で接合する実装形態では、バリ9のため
にPN接合部5が傾斜してしまう。発光ダイオードチッ
プ4では、PN接合部5と平行な方向に光量が強くなる
ので、PN接合部5が傾斜していると、複数の発光ダイ
オードチップ4を実装するプリント配線基板6の全体と
しては均一な発光が得られなくなってしまう。
【0008】図10は図8に示すように半導体ウエハ1
の厚み方向の途中までしか切断しない方式ではなく、半
導体ウエハ1の厚み全体を切断する「フルダイス」を行
った状態を示す。貼付シート2は、表面に形成されてい
る粘着剤層で半導体ウエハ1の裏面を粘着し、機械的に
保持している。ダイシングブレード3の先端を貼付シー
ト2内に切込ませて、ダイシングブレード3の側面で半
導体ウエハ1を切断するようにすれば、側面を平面に切
断することができる。しかしながら、粘着剤がゲル状の
ために、ダイシングブレード3から受けるストレスによ
って、粘着剤が地盤沈下し、切り離される半導体チップ
が傾いて切断精度が悪くなってしまう恐れがある。バリ
が生じなくても、傾いた面を図9に示すようなプリント
配線基板6に載置すると、PN接合部5は図9と同様に
傾斜してしまう。
【0009】特開平6−85057の先行技術のよう
に、半導体ウエハの表面側に紫外線硬化性樹脂膜を形成
しても、半導体ウエハの裏面側で生じる問題を解決する
ことはできない。また特開平9−17752の先行技術
のようにダイシングの際に接着剤の接着力を低下させる
と、図10に示すような切断精度の劣化を一層助長する
と考えられる。
【0010】本発明の目的は、半導体ウエハから精度よ
く個々の半導体チップを切出すことができる半導体ウエ
ハのダイシング方法を提供することである。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は、複数のチップ
が形成される半導体ウエハを切断して、個々のチップを
切出す半導体ウエハのダイシング方法において、半導体
ウエハの一方表面側を未硬化のシート粘着材に貼付け、
シート粘着材を硬化させた後、ダイシングブレードで他
方表面側から半導体ウエハをダイシングすることを特徴
とする半導体ウエハのダイシング方法である。
【0012】本発明に従えば、半導体ウエハの一方表面
側を未硬化のシート粘着材に貼付け、シート粘着材を硬
化させた後、半導体ウエハの他方表面側からダイシング
ブレードで半導体ウエハを切断し、個々のチップを切出
す。ダイシングブレードによる切断の際には、シート粘
着材が硬化しているので、切断される半導体チップがダ
イシングブレードから受ける力によって変位しないよう
にシート粘着材によって支えられ、切断精度の向上を図
ることができる。
【0013】また本発明で前記シート粘着材は、紫外線
硬化性であり、紫外線を照射して硬化させることを特徴
とする。
【0014】本発明に従えば、シート粘着材は紫外線硬
化性であるので、半導体ウエハを貼付けた後、紫外線を
照射することによって容易に硬化させることができる。
【0015】また本発明で前記シート粘着材は、熱硬化
性であり、加熱して硬化させることを特徴とする。
【0016】本発明に従えば、シート粘着材は熱硬化性
であるので、半導体ウエハを貼付けた後、全体を加熱す
ることによって容易に硬化させることができる。
【0017】また本発明で前記ダイシングは、半導体ウ
エハの前記他方表面から前記一方表面まで1回で切断す
るフルダイシングによって行うことを特徴とする。
【0018】本発明に従えば、ダイシングブレードで半
導体ウエハを切断する際に、半導体ウエハの他方表面か
らシート粘着材に貼付けられる表面まで1回で切断し、
良好な側面の形状を得ることができる。
【0019】また本発明で前記ダイシングは、ダイシン
グブレードの先端を前記シート粘着材中に切り込ませ、
ダイシングブレードの側面の平坦な部分で半導体ウエハ
を切断するように行うことを特徴とする。
【0020】本発明に従えば、ダイシングブレードの側
面の平坦な部分で半導体ウエハを切断するので、切断さ
れた半導体チップの側面として、平坦な側面を得ること
ができる。
【0021】また本発明で前記シート粘着材は、半導体
ウエハの付着強度が予め定める強度に低下するまで硬化
させることを特徴とする。
【0022】本発明に従えば、シート粘着材を硬化させ
るとともに、半導体ウエハの付着強度が予め定める強度
に低下するので、切断後の半導体チップを容易にシート
粘着材から剥離させることができる。
【0023】
【発明の実施の形態】図1は、本発明の実施の一形態の
ダイシング方法の概要を示す。図1(1)では、半導体
ウエハ11を紫外線を照射することによって硬化する未
硬化のUV硬化シート12に貼付ける状態を示す。図1
(2)は、半導体ウエハ11を貼付けたUV硬化シート
12の裏面側から、紫外線を照射してUV硬化シート1
2を硬化させている状態を示す。図1(3)は、半導体
ウエハ11の表面側からダイシングブレード13で半導
体ウエハ11を切断するダイシングの状態を示す。半導
体ウエハ11にはウエハプロセスで複数の発光ダイオー
ドチップ14が形成され、ダイシングによって個々の発
光ダイオードチップ14に切り離される。
【0024】本実施形態で、半導体ウエハ11の厚みは
300μm程度であり、シート粘着材であるUV硬化シ
ート12は株式会社古河電工製のUC−100Mで、接
着剤の厚みが20μmで、基材となるフイルムの厚みは
100μmである。図1(2)で照射する紫外線の光強
度は、100mj/cm2としている。このときUV硬
化シート12の粘着力は、紫外線の照射前に1000g
f/25mmであり、紫外線照射後は17gf/25m
m程度に低下する。粘着力は、SUS280に対する粘
着力であり、JISに規定されている測定方法にしたが
って求めている。
【0025】図1(3)のダイシングでは、半導体ウエ
ハ11がUV硬化シート12に付着したままの状態で、
フルダイシングを行っている。UV硬化シート12の粘
着剤層は、紫外線照射によって硬化されている。ダイシ
ングの条件は、ダイシングブレード13として、株式会
社ディスコ製で、製品型番NBC−ZB 2050 5
0、6X0,03X4を用いている。UV硬化シート1
2は、紫外線照射で硬化させると、粘着力は低下する。
この粘着力が10〜50gf/25mmの範囲でダイシ
ングを行うことが好ましいと判明している。
【0026】図2は、ダイシングの際におけるダイシン
グブレード13と半導体ウエハ11およびUV硬化シー
ト12の関係を示す。UV硬化シート12の粘着剤15
の表層の厚さT1は、たとえば20μmであり、フイル
ムの厚みは前述のように100μmであるので、貼付シ
ート12全体の厚みTt=120μmである。ダイシン
グブレード13の先端は、UV硬化シート12中に60
μmまで切込まれている。UV硬化シート12は、T2
=40μmの切り残しができる。ダイシングブレード1
3は、UV硬化シート12を粘着剤15の層よりもさら
に下方まで、80μmだけ切断しているので、ダイシン
グブレード13の先端付近の先細状の部分は半導体ウエ
ハ11の切断部分にはかからず、半導体ウエハ11の切
断面を平面にすることができる。なおダイシング速度
は、5mm/secとする。
【0027】図3は、本発明の実施の他の形態としての
ダイシングの概要を示す。図3(1)に示すように、本
実施形態で半導体ウエハ11は、未硬化の熱硬化シート
22に貼付けられる。シート粘着材である熱硬化シート
22は、加熱によって硬度が上昇する材料であり、図3
(1)で貼付けた後、図3(2)でホットプレート23
で加熱し、熱硬化シート22を硬化させている状態を示
す。ホットプレート23は、内部にヒータなどの加熱源
が収納されている。熱硬化シート22が硬化して粘着力
が10〜50gf/25mmに低下した後で、図3
(3)に示すように、図1(3)と同様にダイシングを
行い、個々の発光ダイオードチップ14を得ることがで
きる。
【0028】図1の実施形態または図3に示す実施形態
では、ダイシングの際に図4に示すようなフルダイシン
グを行う。本実施形態では、UV硬化シート12または
熱硬化シート22が紫外線の照射または加熱で硬化して
いるので、ダイシングブレード13の先端25がUV硬
化シート12または熱硬化シート22中に切込まれて寸
法精度が悪化することなく、切断面である発光ダイオー
ドチップ14の側面26が平坦で、かつ、」半導体ウエ
ハ11の表面に対して垂直となるように得られる。ま
た、UV硬化シート12または熱硬化シート22の粘着
力は低下しているので、切離した後の発光ダイオード1
4を分離する作業が容易となる。
【0029】図5は、フルダイシングの深さに付いての
概念を示す。ダイシングブレード13の先端25がUV
硬化シート12または熱硬化シート22中に切込む深さ
T3は、切離された発光ダイオードチップ14としての
側面26が平坦となることが望ましい。必要な深さは、
ダイシングブレード13の形状によっても変る。前述の
条件下では、T3≧30μmであることが判明してい
る。すなわち、ダイシングブレード13の下端が、半導
体ウエハ11の裏面から30μmよりも下になるような
ダイシング方法が望ましいことになる。したがって、ダ
イシングブレード13の先端25が摩耗して、ダイシン
グブレード13の径が小さくなるようなときには、ダイ
シングブレード13の切込み深さの調整を行い、不足し
ないようにする必要がある。
【0030】図6および図7は、図1または図3の実施
形態でダイシングを行った発光ダイオードチップ14
を、いわゆるチップ横置き状態で、配線パターン27間
に導電剤28で接合し、プリント配線基板29上に実装
する状態を示す。図6は斜視した状態、図7は断面視し
た状態をそれぞれ示す。各実施形態でダイシングした発
光ダイオードチップ14は、側面26が平坦かつPN接
合部15に垂直であるので、プリント配線基板29の表
面に対して垂直な方向への発光強度を高めることができ
る。したがって、プリント配線基板29の表面に、多数
の発光ダイオードチップ14を実装して発光表示装置な
どを構成しても、発光強度が高い方向を均一にして、高
品位の表示を行うことができる。なお、導電剤28とし
ては、はんだなどの低融点金属のろう材や、導電性樹脂
などを用いることができる。
【0031】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、半導体ウ
エハを貼付けるシート粘着材を硬化させてからダイシン
グブレードによる半導体ウエハの切断を行うので、切り
離された半導体チップがシート粘着材側に確実に保持さ
れ、切断精度を向上させることができる。
【0032】また本発明によれば、紫外線によってシー
ト粘着材を硬化させ、半導体ウエハの切断を精度よく行
うことができる。
【0033】また本発明によれば、加熱によってシート
粘着材を硬化させ、半導体ウエハの切断を精度よく行う
ことができる。
【0034】また本発明によれば、ダイシングでは半導
体ウエハの全断面を1回で切断するフルダイシングを行
うので、側面の形状が平坦に近い半導体チップを得るこ
とができる。
【0035】また本発明によれば、ダイシングブレード
の先端をシート粘着材中に切込ませて、ダイシングブレ
ードの側面の平坦な部分で半導体ウエハを切断するの
で、半導体チップのダイシング切断面が平面となり、側
面側を基板に載置するような実装の際にも真空コレット
で確実に吸着して、精度よく実装することができる。ま
たダイシングブレードの先端をシート粘着材中に切込ま
せているので、ダイシングブレードが磨耗して径が小さ
くなるようなことがあっても、確実に半導体チップの側
面を切断し、半導体チップの分離を確実に行うことがで
きる。
【0036】また本発明によれば、半導体ウエハの付着
強度が予め定める強度に低下するまで硬化させるので、
硬化後のシート粘着材から半導体チップを容易に剥離す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の一形態でのダイシングの概要を
示す簡略化した断面図である。
【図2】図1の実施形態で行うフルダイシングの状態を
示す部分的な断面図である。
【図3】本発明の実施の他の形態でのダイシングの概要
を示す簡略化した断面図である。
【図4】図1または図3の実施形態で、ダイシングブレ
ード13の側面で平坦に切断する状態を示す部分的な断
面図である。
【図5】図1または図3の実施形態でのフルダイシング
の概念を示す部分的な断面図である。
【図6】図1または図3の実施形態でダイシングした発
光ダイオードチップ14を横置き方式で実装する状態を
示す斜視図である。
【図7】図1または図3の実施形態でダイシングした発
光ダイオードチップ14を横置き方式で実装する状態を
示す断面図である。
【図8】従来からのダイシングの概要を示す簡略化した
断面図である。
【図9】図8でダイシングした発光ダイオードチップ4
を横置き方式で実装する状態を示す断面図である。
【図10】従来からのダイシングの方式でフルダイシン
グする際に生じる問題を示す部分的な断面図である。
【符号の説明】
11 半導体ウエハ 12 UV硬化シート 13 ダイシングブレード 14 発光ダイオードチップ 15 粘着剤 22 熱硬化シート 25 先端 26 側面 29 プリント配線基板

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数のチップが形成される半導体ウエハ
    を切断して、個々のチップを切出す半導体ウエハのダイ
    シング方法において、 半導体ウエハの一方表面側を未硬化のシート粘着材に貼
    付け、 シート粘着材を硬化させた後、ダイシングブレードで他
    方表面側から半導体ウエハをダイシングすることを特徴
    とする半導体ウエハのダイシング方法。
  2. 【請求項2】 前記シート粘着材は、紫外線硬化性であ
    り、紫外線を照射して硬化させることを特徴とする請求
    項1記載の半導体ウエハのダイシング方法。
  3. 【請求項3】 前記シート粘着材は、熱硬化性であり、
    加熱して硬化させることを特徴とする請求項1記載の半
    導体ウエハのダイシング方法。
  4. 【請求項4】 前記ダイシングは、半導体ウエハの前記
    他方表面から前記一方表面まで1回で切断するフルダイ
    シングによって行うことを特徴とする請求項1〜3のい
    ずれかに記載の半導体ウエハのダイシング方法。
  5. 【請求項5】 前記ダイシングは、ダイシングブレード
    の先端を前記シート粘着材中に切り込ませ、ダイシング
    ブレードの側面の平坦な部分で半導体ウエハを切断する
    ように行うことを特徴とする請求項4記載の半導体ウエ
    ハのダイシング方法。
  6. 【請求項6】 前記シート粘着材は、半導体ウエハの付
    着強度が予め定める強度に低下するまで硬化させること
    を特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の半導体ウ
    エハのダイシング方法。
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