JP2005129741A - ダイシングブレード及びダイシング方法 - Google Patents

Abstract

【課題】裏面にダイアタッチフィルムが貼付された極薄のウェーハのダイシングにおいて、ブレード先端部へのダイアタッチフィルム材の付着によるダイシングブレードの目詰まりを抑制するとともに、切り粉の排除機能を向上させたダイシングブレード、及びダイシング方法を提供すること。
【解決手段】ダイシングブレードは、砥粒の粒度が＃４０００〜＃６０００で、砥粒の集中度が６０〜９０とし、結合材にはニッケルよりも軟質の金属を用いるとともに、外周部に複数のＶ字型切欠きを形成した。
また、ダイシングブレードは上記のダイシングブレードを用い、室温よりも低温に冷却した切削水をダイシングブレード及びウェーハに供給しながらダイシングするようにした。
【選択図】 図１

Description

本発明はダイシングブレード及びダイシング方法に関し、特に半導体装置や電子部品等のウェーハを個々のチップに分割するダイシングブレード及びダイシング方法に関する。

半導体製造工程等において、表面に半導体装置や電子部品等が形成されたウェーハは、プロービング工程で電気試験が行われた後、ダイシング工程で個々のチップ（ダイ、又はペレットとも言われる）に分割され、次に個々のチップはダイボンディング工程で部品基台にダイボンディングされる。ダイボンディングされた後はワイヤボンディングされ、ワイヤボンディングされた後は、樹脂モールドされて、半導体装置や電子部品等の完成品となる。

プロービング工程の後ウェーハは、図５に示すように、片面に粘着層が形成された厚さ１００μｍ程度の粘着シート（ダイシングシート又はダイシングテープとも呼ばれる）Ｓに裏面を貼り付けられ、剛性のあるリング状のフレームＦにマウントされる。ウェーハＷはこの状態でダイシング工程内、ダイシング工程ダイボンディング工程間、及びダイボンディング工程内を搬送される。

ダイシング工程では、ダイシングブレードと呼ばれる薄型砥石でウェーハＷに研削溝を入れてウェーハをカットするダイシング装置が用いられている。ダイシングブレードは、微細なダイヤモンド砥粒をＮｉで電着したもので、厚さ１０μｍ〜３０μｍ程度の極薄のものが用いられる。

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ェーハＷに切込み、ウェーハＷを完全切断（フルカット）する。このときウェーハＷの裏面に貼られた粘着シートＳは、表面から１０μｍ程度しか切り込まれていないので、ウェーハＷは個々のチップＴに切断されてはいるものの、個々のチップＴがバラバラにはならず、チップＴ同士の配列が崩れていないので全体としてウェーハ状態が保たれている。

この後ウェーハＷはダイボンディング工程に送られる。ダイボンディング工程ではダイボンダが用いられる。ダイボンダではウェーハＷは先ずエキスパンドステージに載置され、次に粘着シートＳがエキスパンドされて、チップＴ同士の間隔が広げられチップＴをピックアップし易くしている。

次に、下方からチップＴをプッシャで突上げるとともに上方からコレットでチップＴをピックアップし、基台の所定位置にチップＴをボンディングする。

チップＴのボンディングは、基台に接着ペーストを塗布しておき、そこにチップＴを押付ける方法等が行われていたが、近年接着剤を有する非導電性エポキシ樹脂等のダイアタッチフィルムと呼ばれるシートを介してチップＴをボンディングする方法が用いられるようになってきた。

この方法では、先に基台にダイアタッチフィルムを貼付しておき、その場所にチップＴを熱圧着する方法が用いられていたが、最近はダイシング前のウェーハＷの裏面にダイアタッチフィルムを貼付し、ダイシング工程でウェーハＷをダイアタッチフィルムごと切断して、ダイアタッチフィルム付のチップＴを製造し、これを基台に熱圧着する方法が主流になりつつある。

この場合、ダイシング工程では、ウェーハＷだけでなく樹脂製のダイアタッチフィルムをも切断するため、ダイシングブレード先端部にダイアタッチフィルム材が付着して目詰まりを起こしたり、ダイアタッチフィルムの切り屑がウェーハ表面に付着するという問題があった。

一方、ダイシングブレードの一般的な機能向上を図るために、ダイシングブレードの表裏両面に複数の溝を放射状に形成し、加工部への切削水の供給と切粉の排除の改善を狙ったダイシングブレードが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
特開平６−１８８３０８号公報

ところが、近年ウェーハ１枚当たりのチップ収量を増加させるため、ストリートと呼ばれるダイシング時の切り代の幅が徐々に狭くなってきている。このため、このような狭ストリート用のダイシングブレードとして、厚さ１０μｍ〜１５μｍ程度の極薄のダイシングブレードが用いられるようになってきた。

このような極薄のダイシングブレードに前述の特許文献１の技術を適用したとしても、ダイシングブレードの表裏両面に形成する溝の深さはせいぜい数μｍに過ぎず、加工部への切削水の供給と切粉の排除機能の向上はほとんど期待できない程度のものである。

また、近年スマートカードや、薄型ＩＣカードに用いられる極薄チップを製造する場合のウェーハは、厚さ３０μｍ〜５０μｍ等の極薄のものが要求されている。一方ダイアタッチフィルムは厚さ１００μｍ程度が一般的であり、ダイシングブレード先端部へのダイアタッチフィルム材の付着によるダイシングブレードの目詰まりや、ダイアタッチフィルムの切り屑のウェーハ表面への付着が一層顕著に現れるようになってきた。

即ち、厚さが厚いウェーハの場合、ダイシングブレード先端部に付着したフィルム材の切り粉がウェーハを加工中に大部分取り除かれるので、目詰まりが顕著に現れないが、極薄のウェーハの場合はこのような作用が少なく、目詰まりや切り屑の付着が顕著に現れるのである。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、裏面にダイアタッチフィルムが貼付された極薄のウェーハのダイシングにおいて、ブレード先端部へのダイアタッチフィルム材の付着によるダイシングブレードの目詰まりを抑制するとともに、切り粉の排除機能を向上させたダイシングブレード、及びダイシング方法を提供することを目的とする。

本発明は前記目的を達成するために、ウェーハを個々のチップに分割するダイシングブレードであって、刃厚７０μｍ以下の極薄型ダイシングブレードにおいて、該ダイシングブレードは、砥粒の粒度が＃４０００〜＃６０００で、砥粒の集中度が６０〜９０であり、結合材にはニッケルよりも軟質の金属が用いられるとともに、外周部に複数のＶ字型切欠きが形成されていることを特徴とする。

本発明のダイシングブレードによれば、砥粒の粒度が高番手のためチッピングが少なく、砥粒の集中度が低くまた軟質ボンドのため切れ味がよく、更にダイシングブレードの外周部に複数のＶ字型切欠きが形成されているので、ブレード先端部へのダイアタッチフィルム材の付着が低減し、切れ味持続効果を有するとともに、加工部への切削水の供給が促進され切削負荷が低減し、併せて切粉排除機能が向上する。

また本発明のダイシングブレードは、前記Ｖ字型切欠きの底部の角度が８０°〜１００°であることを付加的要件としている。これによれば、Ｖ字型切欠きの肩部がブレード外周部と広角で交わるので、Ｖ字型切欠きの肩部によってウェーハに生じるチッピングが減少する。

また、本発明は前記目的を達成するために、ウェーハを個々のチップに分割するダイシング方法において、前記請求項１又は請求項２に記載のダイシングブレードを用い、室温よりも低温の切削水を前記ダイシングブレード及び前記ウェーハに供給しながらダイシングすることを特徴とする。

また、本発明のダイシング方法は、前記切削水の温度が１０℃以下であることを付加的要件とし、更に前記ウェーハが、裏面にダイアタッチフィルムが貼付されたウェーハであることを付加的要件としている。

本発明のダイシング方法によれば、砥粒の粒度が高番手で、砥粒の集中度が低くまた軟質ボンドを使用するとともに外周部に複数のＶ字型切欠きが形成されたダイシングブレードを用いているので、チッピングが少なく、切れ味がよく、更にブレード先端部へのダイアタッチフィルム材の付着が低減し、切れ味持続効果を有するとともに、加工部への切削水の供給が促進されて切削負荷が低減し、併せて切粉排除機能が向上する。

また、低温の冷却水によってダイアタッチフィルムが硬化するので、目詰まり防止効果の向上と、ウェーハ裏面のチッピング低減が図れる。

以上説明したように本発明のダイシングブレード及びダイシング方法によれば、裏面にダイアタッチフィルムが貼付された極薄のウェーハのダイシングにおいて、ブレード先端部へのダイアタッチフィルム材の付着によるダイシングブレードの目詰まりが抑制されるとともに、切り粉の排除機能が向上し、更にウェーハに生じるチッピングが減少する。

以下添付図面に従って本発明に係るダイシングブレード及びダイシング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。

図１は、本発明の実施の形態に係るダイシングブレードを表わす平面図で、図２は側断面図である。ダイシングブレード１０は、図１及び図２に示すように、アルミニューム（Ａl ）製のフランジ１０Ｃと切断刃１０Ａとから成っている。

切断刃１０Ａは、フランジ１０Ｃの一方の端面にダイヤモンド砥粒を、ニッケル（Ｎi ）と銅（Ｃｕ）等のニッケルよりも軟質の金属との合金を結合材として、電気メッキ技術を用いた電鋳法で固着させたもので、ダイヤモンド砥粒を固着させた後フランジ１０Ｃの鍔部１０Ｄ（図２の２点鎖線で示す部分）をエッチングで取り除くことにより刃部が形成される。

結合材に通常のニッケルよりも軟質の金属を用いることにより、砥粒の自生作用が活発化し切れ味が持続する効果がある。

ダイヤモンド砥粒は粒度＃４０００〜＃６０００の細かい砥粒が用いられ、ウェーハ切断時のチッピングを減少させるようになっている。また、切断刃１０Ａ中に占める砥粒の割合を表わす集中度は、ダイヤモンドの重量単位を基準としており、４．４ｃｔ／ｃｍ³ を１００とすることから、体積％の４倍の値となっているが、本実施の形態では６０〜９０とした。

集中度が６０よりも小さいと、砥粒の数が不足して切れ味が低下し、９０よりも大きいと砥粒間に形成されるポケットが小さすぎて切削水の供給と切り粉の排除が悪くなり、同じく切れ味が低下する。本実施の形態では、集中度が６０〜９０が好ましいが、７０〜８０が更に好適である。

切断刃１０Ａのの外径は約５０ｍｍで、厚さは１０μｍ〜３０μｍ程度のものがウェーハＷのストリートＫの幅に対応して用いられる。また、ストリート幅が広い場合は厚さは７０μｍ程度まで適宜用いられる。

切断刃１０Ａの先端部（外周部）には、図１に示すように、複数のＶ字型切欠き１０Ｂ、１０Ｂ、…が円周上等間隔に形成されている。Ｖ字型切欠き１０Ｂの底部、及びＶ字型切欠き１０Ｂの肩部と外周円との接続部は夫々円弧で緩やかに連結されている。

Ｖ字型切欠き１０Ｂの底部の角度即ちＶ字角度θは８０°〜１００°が好ましく、更に好ましいのは８５°〜９５°である。Ｖ字角度θが８０°よりも小さいと、Ｖ字型切欠き１０Ｂと外周部との接続部の角度がきつくなり、切断時にチッピングが生じやすい。また、１００°よりも大きいと、切削水の搬送効果と切削屑排出効果が低下する。

Ｖ字型切欠き１０Ｂの開口幅Ｌは２００μｍ程度、深さＨは１００μｍ程度である。また、Ｖ字型切欠き１０Ｂの形成数は多過ぎてもまた少な過ぎても良好な切断結果が得られず、１２個〜２０個が好ましい。

Ｖ字型切欠き１０Ｂの形成方法は、切断刃１０Ａの刃部形成後、外周部にエッチングでＶ字型切欠き１０Ｂを形成してもよいが、ダイシングブレード１０のフランジ１０Ｃの鍔部１０Ｄ（図２の２点鎖線で示す部分）の外周部に予めＶ字型の切欠きを形成しておき、このフランジ１０Ｃの端面にダイヤモンド砥粒を電着することによりＶ字型切欠き１０Ｂを有する切断刃１０Ａが形成される。この後切断刃１０Ａの突出した量だけフランジ１０Ｃの鍔部１０Ｄをエッチングで取り除けばよい。

次に、本発明に係るダイシング方法の実施の形態について説明する。ウェーハＷは厚さ１００μｍ以下の極薄で、裏面にダイアタッチフィルムが貼付されている。ウェーハＷはこのように裏面にダイアタッチフィルムが貼付された状態で、図５に示すように、粘着シートＳを介してフレームＦにマウントされ、ダイシング装置に供給される。

図３は、ダイシング装置の切断部の一部を表わした斜視図である。本発明に係るダイシング方法では、前述したダイシングブレード１０を用いる。ダイシングブレード１０を、図３に示すように、高周波モータ内臓のスピンドル２１に取り付け、３０，０００〜６０，０００ｒｐｍで高速回転する。

なお、ダイシングブレード１０の外周に形成されたＶ字型切欠き１０Ｂ、１０Ｂ、…は微小形状のため、図３ではその表記を省略してある。また、図３ではウェーハＷの裏面に貼付されているダイアタッチフィルム、粘着シートＳ、及びフレームＦもその記載を省略してある。

スピンドル２１の前端部には、ダイシングブレード１０を覆うフランジカバー２３がダイシングブレード１０の前方側及び下方側のみ開口した状態で取り付けられている。フランジカバー２３にはダイシングブレード１０の先端に切削水を供給する冷却ノズル３６、及びダイシングブレード１０を両側から挟む状態で切削水を供給する洗浄ノズル３７、３７が設けられている。

冷却ノズル３６及び洗浄ノズル３７、３７を夫々供給ホース３８、３９で切削水冷却装置４０を介して切削水供給装置５０に接続し、切削水冷却装置４０で室温よりも低温に冷却された切削水を加工部に供給する。

切削水の冷却温度は１０℃以下が好ましく、本実施の形態では５℃に冷却した切削水を供給している。なお、切削水には純水にＣО₂ をバブリングして用いている。

このような条件の下でウェーハＷとダイシングブレード１０とを、ウェーハＷのストリートＫに沿って相対的に移動させ、図４に示すように、ウェーハＷを裏面に貼付されたダイアタッチフィルムＤごと完全切断（フルカット）する。即ちダイシングブレード１０の切り込み量をウェーハＷの厚さとダイアタッチフィルムＤの厚さとの和プラス１０μｍ程度に設定し、粘着シートＳに１０μｍ程度切り込むことによってウェーハＷをダイアタッチフィルムＤごとフルカットする。

なお、ダイシング装置の全体動作は一般によく知られているので説明を省略する。

このようにして極薄のウェーハＷをフルカットダイシングすることにより、低温切削水の冷却効果でダイアタッチフィルムＤが硬化され、ウェーハ裏面チッピングの低減とフィルム切り屑の発生が低減され、また、ダイシングブレード１０のＶ字型切欠き効果で目詰まり防止、チッピング低減、切り屑排除、切削水好適供給等が図られるので、目詰まり、チッピング、表面汚染に対し多大な効果がある。

なお、前述の実施の形態では、ダイシングブレード１０はフランジ１０Ｃ付のタイプで説明したが、本発明はこれに限らず、フランジと一体になっていないワッシャタイプのブレードであってもよい。また、使用砥粒もダイヤモンド砥粒に限らず、ＣＢＮ（キュービック・ ボロン・ナイトライド）砥粒等を用いてもよく、更に電鋳ブレードに限らず、通常のメタルボンドブレードやレジンボンドブレードに適用してもよい。

本発明の実施の形態に係るダイシングブレードを表わす平面図 本発明の実施の形態に係るダイシングブレードを表わす側断面図 ダイシング装置の加工部を表わす斜視図 加工状態を表わす断面図 フレームにマウントされたウェーハを表わす斜視図

符号の説明

１０…ダイシングブレード、１０Ａ…切断刃、１０Ｂ…Ｖ字型切欠き、１０Ｃ…フランジ、４０…切削水冷却装置、５０…切削水供給装置、Ｄ…ダイアタッチフィルム、Ｆ…フレーム、Ｓ…粘着シート、Ｔ…チップ、Ｗ…ウェーハ

Claims (5)

1. ウェーハを個々のチップに分割するダイシングブレードであって、刃厚７０μｍ以下の極薄型ダイシングブレードにおいて、
   該ダイシングブレードは、砥粒の粒度が＃４０００〜＃６０００で、砥粒の集中度が６０〜９０であり、結合材にはニッケルよりも軟質の金属が用いられるとともに、外周部に複数のＶ字型切欠きが形成されていることを特徴とするダイシングブレード。
2. 前記Ｖ字型切欠きの底部の角度が８０°〜１００°であることを特徴とする、請求項１に記載のダイシングブレード。
3. ウェーハを個々のチップに分割するダイシング方法において、
   前記請求項１又は請求項２に記載のダイシングブレードを用い、
   室温よりも低温の切削水を前記ダイシングブレード及び前記ウェーハに供給しながらダイシングすることを特徴とするダイシング方法。
4. 前記切削水の温度が１０℃以下であることを特徴とする、請求項３に記載のダイシング方法。
5. 前記ウェーハが、裏面にダイアタッチフィルムが貼付されたウェーハであることを特徴とする、請求項３又は請求項４に記載のダイシング方法。

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