JP6509614B2 - ウエーハの分割方法 - Google Patents

Description

本発明は、ウエーハとウエーハに貼着されたＤＡＦテープとの両方を分割予定ラインに沿って分割することができるウエーハの分割方法に関する。

半導体デバイス製造工程では、略円板形状であるウエーハの表面に配列されたストリートと呼ばれる分割予定ラインで区画された複数の領域に、ＩＣやＬＳＩ等のデバイスの形成が行われている。そして、ウエーハをストリートに沿って切断することで、デバイスが形成された領域毎にウエーハを分割加工し、個々のデバイスチップの製造が行われている。

このようなウエーハ等を分割予定ラインに沿って分割する分割方法としては、ダイシング加工やレーザ加工が行われている。ダイシング加工では、高速回転する切削ブレードによって切り込むため、切削ブレードの破砕力に起因してチップに欠けが発生し易く、分割されたチップの抗折強度が低くなるという問題がある。また、レーザ加工では、分割予定ラインに沿う範囲が高温となって損傷が生じてしまい、これによっても、分割されたチップの抗折強度が低くなるという問題がある。

ここで、特許文献１には、プラズマエッチングを利用してウエーハを個々のチップに分割する加工方法が開示されている。この加工方法では、分割予定ラインに沿う位置において、ウエーハの表面から裏面にかけてプラズマエッチングして分割するので、上述したダイシング加工やレーザ加工の問題が発生しなくなり、抗折強度の低下を抑制することができる。

このように分割された個々のチップは、その裏面に積層用の接着フィルムとしてＤＡＦ（Die Attach Film）テープが貼着される（特許文献２参照）。特許文献２では、個々のチップに分割されたウエーハの裏面にＤＡＦテープを貼着した後、ＤＡＦテープをレーザーアブレーションで分割予定ラインに沿って切断している。

特開２００６−１１４８２５号公報 特許第４７９１８４３号公報

しかしながら、レーザーアブレーションでＤＡＦテープを切断すると、熱の影響によってＤＡＦテープが膨張し、ＤＡＦテープの分割予定ラインが直線にならなくなる。このため、ウエーハの分割位置となるチップの外縁に沿ってＤＡＦテープを切断することが困難になる、という問題がある。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、抗折強度を向上させつつ、ウエーハに貼着されたＤＡＦテープを容易に分割することができるウエーハの分割方法を提供することを目的とする。

本発明のウエーハの分割方法は、表面に配線層を備え複数の分割予定ラインで区画してデバイスを形成するウエーハの裏面を研削して所定の厚みに薄化し、裏面にＤＡＦテープを貼着し、分割予定ラインに沿ってＤＡＦテープと共に分割するウエーハの分割方法であって、所定の厚みに薄化されたウエーハの裏面にＤＡＦテープを貼着するＤＡＦテープ貼着工程と、ＤＡＦテープ貼着工程で貼着されたＤＡＦテープの表面に保護テープを貼着する保護テープ貼着工程と、ウエーハ表面にレジスト膜を形成するレジスト膜形成工程と、チャックテーブルが保護テープを介してウエーハを保持する保持工程と、保持工程でチャックテーブルに保持されたウエーハの表面側から分割予定ラインに沿って先端が鋭角に尖った切削ブレードを切込ませ、ウエーハ表面にＶ溝を形成するＶ溝形成工程と、Ｖ溝形成工程の後、ウエーハの表面側からプラズマエッチングしてＶ溝を裏面に向かって進行させ、Ｖ溝の先端が裏面に達するまでウエーハをプラズマエッチングするプラズマエッチング工程と、ウエーハ表面のレジスト膜を除去するレジスト膜除去工程と、プラズマエッチング工程の後、Ｖ溝の先端を起点にＤＡＦテープを分割させる分割工程と、からなることを特徴とする。

この構成によれば、切削ブレードの切込みによってウエーハ表面にＶ溝を形成し、プラズマエッチングしてＶ溝を裏面に向かって進行させるので、ウエーハを分割して形成されるチップの側面が綺麗になり、抗折強度を向上させることができる。また、プラズマエッチングでＶ溝の先端がウエーハ裏面に達するまで進行し、Ｖ溝の先端がＤＡＦテープの分割の起点になるので、ＤＡＦテープの分割を一定の位置で容易に行うことができる。

本発明によれば、抗折強度を向上させつつ、ウエーハに貼着されたＤＡＦテープを容易に分割することができる。

ウエーハの一例を示す斜視図である。 実施の形態に係るＤＡＦテープ貼着工程の一例を示す図である。 実施の形態に係る保護テープ貼着工程の一例を示す図である。 実施の形態に係るレジスト膜形成工程の一例を示す図である。 実施の形態に係る保持工程の一例を示す図である。 実施の形態に係るＶ溝形成工程の一例を示す図である。 実施の形態に係るプラズマエッチング工程の一例を示す図である。 実施の形態に係るレジスト膜除去工程の一例を示す図である。 実施の形態に係る分割工程の一例を示す図である。 変形例に係るウエーハの保護テープ貼着工程後を示す図である。 変形例に係るＶ溝形成工程の一例を示す図である。 変形例に係るプラズマエッチング工程の一例を示す図である。

以下、添付図面を参照して、本実施の形態に係るウエーハの分割方法ついて説明する。先ず、図１を参照して、ウエーハについて説明する。図１は、ウエーハの一例を示す斜視図である。

図１に示すように、ウエーハ１は、略円板状に形成されている。ウエーハ１の表面（上面）１ａは、複数の交差する分割予定ライン２によって複数の領域に区画され、この区画された各領域にそれぞれデバイス３が形成されている。デバイス３は、不図示の配線層をウエーハ１の表面１ａに備えている。なお、ウエーハ１は、本実施の形態では、シリコン、ガリウム砒素等の半導体基板にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスが形成された半導体ウエーハとされる。

続いて、図２から図９を参照して、本実施の形態に係るウエーハの分割方法の流れについて説明する。本実施の形態に係るウエーハの分割方法は、ＤＡＦテープ貼着工程、保護テープ貼着工程、レジスト膜形成工程、保持工程、Ｖ溝形成工程、プラズマエッチング工程、レジスト膜除去工程、及び、分割工程を含む。図２から図９は、ウエーハの分割方法における各工程の説明図である。なお、これらの工程は、あくまでも一例に過ぎず、この構成に限定されるものではない。

まず、図２に示すＤＡＦテープ貼着工程が実施される。このＤＡＦテープ貼着工程を行う前に、ウエーハ１の裏面１ｂは、回転する研削砥石との接触によって所定の仕上げ厚みまで研削されて薄化される。ＤＡＦテープ貼着工程では、ウエーハ１の図２中下面となる裏面１ｂに対し、ダイボンディング用の接着フィルムとしてＤＡＦテープ５が貼着される。ＤＡＦテープ５の貼着は、テープマウンタの貼着ローラを転動させてＤＡＦテープ５をウエーハ１に押さえ付けてもよいし、オペレータによる手作業で実施されてもよい。

ＤＡＦテープ貼着工程が実施された後、図３に示すように、保護テープ貼着工程が実施される。保護テープ貼着工程では、フレーム７の内側にウエーハ１がＤＡＦテープ５の表面５ａを上向きとした状態で配置される。その後、ＤＡＦテープ５の表面５ａ側とフレーム７の上面とが保護テープ８によって一体に貼着され、ＤＡＦテープ５及び保護テープ８を介してフレーム７にウエーハ１が装着される。保護テープ８は、伸延性を有する樹脂製フィルムが用いられる。

保護テープ貼着工程が実施された後、図４に示すように、レジスト膜形成工程が実施される。レジスト膜形成工程は、後述するＶ溝形成工程の前に実施される。レジスト膜形成工程では、ウエーハ１の表面１ａの全領域をレジスト膜９によって被覆する。例えば、ウエーハ１を保持するスピンナテーブル（不図示）を高速回転しながら、ウエーハ１の表面１ａにレジスト膜剤を図示しないノズル等から塗布する。これにより、いわゆるスピンコート法によってウエーハ１の表面１ａにレジスト膜９が薄膜形成される。

レジスト膜形成工程が実施された後、図５に示すように、保持工程が実施される。保持工程では、不図示の搬送手段を介して、チャックテーブル１１上に保護テープ８を介してウエーハ１が保持される。チャックテーブル１１には、吸引源（不図示）に接続される保持面１１ａが形成され、保持面１１ａに生じる負圧によって保護テープ８を介してウエーハ１が吸引保持される。

保持工程が実施された後、図６に示すように、Ｖ溝形成工程が実施される。Ｖ溝形成工程では、チャックテーブル１１上に保持されたウエーハ１の表面１ａ側となるレジスト膜９に、ダイシング装置の切削ブレード１３を切り込ませる。これにより、レジスト膜９を貫通するように切削してウエーハ１の表面１ａにＶ溝１５が分割予定ライン２に沿って格子状に形成される。切削ブレード１３の先端は、鋭角に尖ったＶ字状に形成される。従って、Ｖ溝１５の先端側（底側）も、その幅がウエーハ１の表面１ａから裏面１ｂに向かう方向に先細り（テーパ）形状になり、鋭角に形成される。Ｖ溝１５の深さは、先細り形状となる部分の略全てがウエーハ１の表面１ａより裏面１ｂ側となるように設定され、Ｖ溝１５の内部底側において、ウエーハ１がレジスト膜９で被覆されずに露出している。

Ｖ溝形成工程が実施された後、図７Ａに示すように、プラズマエッチング工程が実施される。プラズマエッチング工程では、先ず、不図示のプラズマエッチング装置のチャンバー内に、フレーム７に装着されたウエーハ１を搬入する。そして、チャンバー内にエッチングガスを噴出させると共に、高周波電圧を印加してエッチングガスをプラズマ化させる。そうすると、プラズマのエッチング効果によりウエーハ１の表面１ａのうち、レジスト膜９が被覆されていない部分、すなわち、分割予定ライン２のＶ溝１５内だけがプラズマエッチングされる。これにより、ウエーハ１の表面１ａ側からプラズマエッチングされてＶ溝１５が裏面１ｂに向かって進行される。そして、Ｖ溝１５の先端がウエーハ１の裏面１ｂに達するまでプラズマエッチングされると、分割予定ライン２においてウエーハ１にＶ溝１５が貫通して縦横に分離され、デバイス３を備えた個々のチップ１７に分割される。プラズマエッチングでは異方性エッチングが可能であり、Ｖ溝１５の先端側を除き、各チップ１７の側面をほぼ垂直に形成することができる。

図７ＡのＡ部拡大図となる図７Ｂ及び図７Ｃに示すように、Ｖ溝１５は、先端側が尖った形状としてウエーハ１の裏面１ｂに達するので、各チップ１７の側面下部には外方に突出する突部１９が形成される。このように、ウエーハ１はＶ溝１５の形を維持してプラズマエッチングされるが、ＤＡＦテープ５は、プラズマエッチングされない。突部１９は、上面がテーパ面とされて先細りとなるＶ溝１５の先端側を形成し、下面がＤＡＦテープ５に接着されている。Ｖ溝１５を形成する２つの突部１９の先端が若干離れる場合（図７Ｂ参照）と、２つの突部１９の先端が連なり厚みが極めて薄く形成される場合（図７Ｃ参照）とが有る。このような場合であっても分割工程では先にチップ１７が分割され突部１９の先端がＤＡＦテープ５の分割起点となる。

プラズマエッチング工程が実施された後、図８に示すように、レジスト膜除去工程が実施される。レジスト膜除去工程は、プラズマエッチング工程と後述する分割工程との間に実施される。レジスト膜除去工程では、ウェットエッチングを行い、薬液によってウエーハ１の表面１ａ上のレジスト膜９を除去する。なお、レジスト膜除去工程では、上述した不図示のプラズマエッチング装置やアッシング装置を用いてもよい。この場合、チャンバー内にＯ_２ガス等を噴出させると共に、高周波電圧を印加してＯ_２ガスをプラズマ化させることで、レジスト膜９が酸化、灰化して除去される。

レジスト膜除去工程が実施された後、図９に示すように、分割工程が実施される。分割工程では、テープ拡張装置（不図示）の環状テーブル２１上にフレーム７が載置され、クランプ部２２によって環状テーブル２１にフレーム７が保持される。また、拡張ドラム２３の外径はフレーム７の内径より小さくなっており、拡張ドラム２３の内径はウエーハ１の外径より大きくなっている。このため、拡張ドラム２３の上端部がウエーハ１とフレーム７との間で保護テープ８に当接される。

この状態から、環状テーブル２１と共にフレーム７が下降することで、拡張ドラム２３が環状テーブル２１に対して相対的に上昇され、保護テープ８が放射方向に拡張される。この保護テープ８の拡張によって、ＤＡＦテープ５に張力が作用すると、ＤＡＦテープ５が分割予定ライン２に沿って破断分割される。このとき、隣り合うチップ１７の間にＶ溝１５が形成されるので、Ｖ溝１５を形成する２つの突部１９（図７Ｂ参照）の先端間でＤＡＦテープ５への張力が集中的に作用する。従って、ＤＡＦテープ５の破断分割は、Ｖ溝１５の先端を起点にして行われようになる。ＤＡＦテープ５が分割されると、個々のチップ１７の間隔が広げられる。この状態において、複数のチップ１７それぞれに分割予定ライン２の位置で破断された小片状のＤＡＦテープ５が貼着した状態となる。

上記のように保護テープ８上で間隔をあけて配設されたチップ１７は、ピックアップコレット（不図示）で吸着して保護テープ８から剥離される。そして、ＤＡＦテープ５が貼着されたチップ１７は、ＤＡＦテープ５側をダイボンディングフレーム（不図示）に加圧接着することによりボンディングされる。

以上のように、本実施の形態に係る分割方法によれば、プラズマエッチングによるＶ溝１５の進行によってチップ１７の側面を綺麗に形成でき、各チップ１７の抗折強度を高めることができる。しかも、切削ブレード１３で切り込んで形成したＶ溝１５をプラズマエッチングしてウエーハ１の分割の起点としたので、ウエーハ１及びＤＡＦテープ５の両方の分割位置を精度良く直線的にすることができる。

ここで、例えば、チップ１７間の溝の幅が一様となって裏面１ｂに達する構成では、保護テープ８の拡張時に、その溝の幅の範囲でＤＡＦテープ５が伸展してしまい、ＤＡＦテープ５の分割位置がチップ１７の外縁に対して一定にならなくなる。これに対し、本実施の形態では、Ｖ溝１５の先端がウエーハ１の裏面１ｂに達し、突部１９の下面がＤＡＦテープ５に接着されるので、保護テープ８を拡張したときに、Ｖ溝１５の先端からＤＡＦテープ５が破断分割されるようになる。これにより、ＤＡＦテープ５の分割の起点を、Ｖ溝１５の先端として一定の位置に極めて細い線状に設定でき、ＤＡＦテープ５を容易に精度良く分割することができる。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている大きさや形状、方向などについては、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。

例えば、図１０に示すように、表面１ａに酸化膜１ｃが被覆されたウエーハ１を分割する場合、上記実施の形態のレジスト膜形成工程及びレジスト膜除去工程を省略した分割方法とすることができる。図１０は、変形例に係るウエーハの保護テープ貼着工程後を示す図である。また、図１１は、変形例に係るＶ溝形成工程の一例を示す図であり、図１２は、変形例に係るプラズマエッチング工程の一例を示す図である。

本変形例において、酸化膜１ｃは、ＳｉＯ_２膜等からなり、ウエーハ１の表面１ａにおいて酸化膜１ｃが被覆された領域ではプラズマエッチングされないようすることができる。従って、変形例では、図１１に示すように、切削ブレード１３で酸化膜１ｃを切り込み、上記実施の形態と同様に分割予定ライン２に沿ってウエーハ１の表面１ａにＶ溝１５を形成する。そして、図１２に示すように、上記実施の形態と同様にプラズマエッチングすることで、Ｖ溝１５の先端がウエーハ１の裏面１ｂに達することとなる。これにより、Ｖ溝１５の形成後、上記実施の形態と同じ要領で分割工程を行うことができ、ＤＡＦテープ５を容易に分割することができる。また、酸化膜１ｃの他にＳｉ_３Ｎ_４膜等からなる窒化膜であっても、同様に窒化膜に切削ブレード１３を切込ませウエーハ１の表面１ａにＶ溝１５を形成してＶ溝形成工程を実施させても良い。

また、上記の実施の形態においては、上記各工程は別々の装置で実施されてもよいし、同一の装置で実施されてもよい。

以上説明したように、本発明は、分割予定ラインに沿ってＤＡＦテープと共にウエーハを分割する分割方法に有用である。

１ ウエーハ
１ａ 表面
１ｂ 裏面
２ 分割予定ライン
３ デバイス
５ ＤＡＦテープ
８ 保護テープ
９ レジスト膜
１１ チャックテーブル
１３ 切削ブレード
１５ Ｖ溝
１７ チップ

Claims (1)

1. 表面に配線層を備え複数の分割予定ラインで区画してデバイスを形成するウエーハの裏面を研削して所定の厚みに薄化し、該裏面にＤＡＦテープを貼着し、該分割予定ラインに沿って該ＤＡＦテープと共に分割するウエーハの分割方法であって、
   所定の厚みに薄化されたウエーハの裏面にＤＡＦテープを貼着するＤＡＦテープ貼着工程と、
   該ＤＡＦテープ貼着工程で貼着された該ＤＡＦテープの表面に保護テープを貼着する保護テープ貼着工程と、
   ウエーハ表面にレジスト膜を形成するレジスト膜形成工程と、
   チャックテーブルが該保護テープを介してウエーハを保持する保持工程と、
   該保持工程で該チャックテーブルに保持されたウエーハの表面側から該分割予定ラインに沿って先端が鋭角に尖った切削ブレードを切込ませ、ウエーハ表面にＶ溝を形成するＶ溝形成工程と、
   該Ｖ溝形成工程の後、ウエーハの表面側からプラズマエッチングして該Ｖ溝を裏面に向かって進行させ、該Ｖ溝の先端が該裏面に達するまでウエーハをプラズマエッチングするプラズマエッチング工程と、
   ウエーハ表面の該レジスト膜を除去するレジスト膜除去工程と、
   該プラズマエッチング工程の後、該Ｖ溝の先端を起点に該ＤＡＦテープを分割させる分割工程と、
   からなるウエーハの分割方法。

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