JP5657302B2 - 切削方法 - Google Patents

Description

本発明は、例えば半導体ウェーハ等の薄板状の被加工物を切削ブレードで切削して分割する際などに用いられて好適な切削方法に関する。

例えば、半導体デバイス製造工程においては、まず、シリコンやガリウムヒ素（ＧａＡｓ）等の半導体からなるウェーハの表面に、第１の方向に延びる複数の第１分割予定ラインと、第１の方向に交差する第２の方向に延びる複数の第２分割予定ラインとが格子状に形成され、次いで、これら第１分割予定ラインと第２分割予定ラインとにより区画された矩形状のデバイス領域に、ＩＣやＬＳＩ等による複数の回路素子が形成される。この後、該ウェーハの裏面が研削されて所定の厚さに薄化されてから、デバイス領域を各分割予定ラインに沿って切断、分割するダイシングが行われて、１枚のウェーハから多数のデバイス（半導体チップ）が製造される。

ウェーハをダイシングする装置としては、30000ｒｐｍ（revolution per minute）程度に高速回転させた厚さが３０μｍ程度の切削ブレードを被加工物に切り込ませながら、該切削ブレードと被加工物とを分割予定ラインの方向に相対移動させて切削する切削装置が知られている（例えば特許文献１）。このような切削装置で上記ウェーハをダイシングする場合、一般的には、全ての第１分割予定ラインを切削した後、全ての第２分割予定ラインを切削するといった手順が採られている。

特開平７−２７６１８３号公報

ところが、上記手順でウェーハのダイシングを行った場合、最初に切削した複数の第１分割予定ラインの方が次に切削する複数の第２分割予定ラインに比べて、大きな欠けが発生したりクラックが多く発生するなどの不具合が認められ、結果として加工品質の悪化を招くことになる場合があった。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その主たる技術的課題は、互いに交差する複数の第１分割予定ラインと第２分割予定ラインを切削するにあたり、最初に切削する第１分割予定ラインで発生する加工品質の悪化を低減することができる切削方法を提供することにある。

本発明の切削方法は、第１の方向に延びる複数の第１分割予定ラインと、該第１分割予定ラインに交差する第２の方向に延びる複数の第２分割予定ラインとを有する被加工物を切削ブレードで切削する切削方法であって、前記切削ブレードにより、少なくとも隣接する前記第１分割予定ラインを飛ばして複数の該第１分割予定ラインを切削する第１の切削工程と、該第１の切削工程を実施した後に、前記切削ブレードにより全ての前記第２分割予定ラインを切削する第２の切削工程と、該第２の切削工程を実施した後、前記第１の切削工程で切削しなかった前記第１分割予定ラインを切削する第３の切削工程と、を備えることを特徴とする。

本発明は、最初に第１分割予定ラインを切削する第１の切削工程で全ての第１分割予定ラインを切削するのではなく、少なくとも隣接する第１分割予定ラインを飛ばして、すなわち例えば１本おき、あるいは２本おきに切削し、次いで第２の切削工程で第２分割予定ラインを切削した後、第３の切削工程で残りの第１分割予定ラインを切削するといった切削方法である。

本発明によれば、第１分割予定ラインで発生する加工品質の悪化を低減することができる。その理由としては、第１の切削工程で切り出される被加工物のサイズ（切断された第１分割予定ライン間の幅に応じたサイズ）は、第１分割予定ラインを端から順次、かつ全てを切削する場合よりも大きい。これにより切削ブレードに生じるびびりが低減し、第１分割予定ラインに欠けやクラックが発生しにくいためと考えられる。

本発明で言う被加工物は特に限定はされないが、例えば上記のシリコン、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）、あるいはシリコンカーバイド（ＳｉＣ）等からなる半導体ウェーハ、半導体製品のパッケージ、セラミック、ガラス、サファイア（Ａｌ_２Ｏ_３）系の無機材料基板、液晶表示装置を制御駆動するＬＣＤドライバ等の各種電子部品、ミクロンオーダーの加工位置精度が要求される各種加工材料等が挙げられる。

本発明によれば、互いに交差する複数の第１分割予定ラインと第２分割予定ラインを切削するにあたり、最初に切削する第１分割予定ラインで発生する加工品質の悪化を低減することができるといった効果を奏する。

本発明の一実施形態に係る切削方法により半導体ウェーハ（被加工物）を切削する状態を示す斜視図である。 半導体ウェーハの平面図である。 一実施形態に係る切削方法の第１の切削工程を示す平面図である。 一実施形態に係る切削方法の第２の切削工程を示す平面図である。 一実施形態に係る切削方法の第３の切削工程を示す平面図である。 本発明の他の実施形態に係る切削方法の第１の切削工程を示す平面図である。 他の実施形態に係る切削方法の第２の切削工程を示す平面図である。 他の実施形態に係る切削方法の第３の切削工程を示す平面図である。 他の実施形態に係る切削方法の第４の切削工程を示す平面図である。

以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。
（１）半導体ウェーハ
図１は、一実施形態の切削方法を採用して切削手段１０の切削ブレード１３により被加工物である半導体ウェーハ（以下、ウェーハと略称）１を切削する状態を示している。図２に示すように、ウェーハ１の表面には、互いに交差する複数の分割予定ライン２が格子状に形成されているとともに、これら分割予定ライン２で区画された矩形状のデバイス領域３が形成されている。

各デバイス領域３の表面には、ＩＣやＬＳＩ等からなる図示せぬ電子回路が形成されている。デバイス領域３を区画する分割予定ライン２は、本実施形態では互いに直交している。ここでは、図２においてＡ方向（第１の方向）に延びる分割予定ラインを第１分割予定ライン２ａ、Ｂ方向（第２の方向）に延びる分割予定ラインを第２分割予定ライン２ｂとして説明を進める。ウェーハ１の周面の所定箇所には、半導体の結晶方位を示すＶ字状の切欠き（ノッチ）４が形成されている。第１分割予定ライン２ａが延びるＡ方向はノッチ４の部分を通る接線と平行な方向であり、第２分割予定ライン２ｂが延びるＢ方向はＡ方向に直交する方向である。

ウェーハ１は裏面研削がなされて所定厚さ（例えば１００μｍ程度）に薄化加工されており、上記切削手段１０により分割予定ライン２に沿って切削されてデバイス領域３がデバイス（半導体チップ）として分割されるダイシングが行われる。図１に示すように、ウェーハ１は、フレーム５の内側に粘着テープ６を介して同心状に一体に支持された状態で切削される。粘着テープ６は片面が粘着面となっており、その粘着面に、フレーム５とウェーハ１の裏面が貼り付けられ、フレーム５を支持することにより、ウェーハ１は搬送される。

（２）切削手段
図１に示す切削手段１０は図示せぬ切削装置に装備されており、円筒状のスピンドルハウジング１１と、スピンドルハウジング内に回転可能に支持されたスピンドルシャフト１２と、スピンドルシャフト１２の先端に固定された切削ブレード１３とを備えた構成である。スピンドルハウジング１１内には、スピンドルシャフト１２を回転駆動するモータ（不図示）が収容されている。切削手段１０は、スピンドルシャフト１２がＹ方向と平行に設置され、図示せぬ上下動手段により鉛直方向（Ｚ方向）に移動可能、かつ、割出し送り手段によりスピンドルシャフト１２の軸方向（Ｙ方向）に移動可能となっている。

粘着テープ６を介してフレーム５に支持されるウェーハ１は、切削手段１０の下方に配設される保持テーブル２０上に、被加工面である表面を上方に露出させた状態で保持される。保持テーブル２０は鉛直方向（Ｚ方向）を回転軸として回転可能であり、回転することによりウェーハ１が自転するようになっている。また、保持テーブル２０は、図示せぬ加工送り手段によってＸ方向に移動可能となっている。

切削手段１０によるウェーハ１の切削、すなわち第１分割予定ライン２ａと第２分割予定ライン２ｂの切削は、まず、保持テーブル２０を回転させてウェーハ１を自転させることにより、第１分割予定ライン２ａをＸ方向と平行にする。次いで、保持テーブル２０をＸ２方向に移動させながら、図１で矢印Ｃ方向に回転する切削ブレード１３の下端の刃先をウェーハ１のＸ２側の端部から切り込ませ、切削ブレード１３をＸ１方向に相対的に移動させる加工送りをすることによってなされる。加工送り方向は切削ブレード１３の回転方向に応じて一定方向とされ、この場合はＸ１方向とされる。また、切断する分割予定ライン２の選択は、切削手段１０をＹ方向に移動させる割出し送りによってなされる。

なお、ここで言う切削とは、ウェーハ１の厚さを貫通するフルカットの他に、表面側から厚さの途中まで切削ブレード１３を切り込ませる溝加工を含む。溝加工の場合には、ウェーハ１に外力を与えて割断することで、最終的にダイシングがなされる。

（３）切削方法
次いで、一実施形態の切削方法でウェーハ１を切削する手順を説明する。

（３−１）第１の切削工程
はじめに上記切削手段１０の切削ブレード１３により第１分割予定ライン２ａを切削する第１の切削工程を行うが、この場合には、全ての第１分割予定ライン２ａを切削するのではなく、少なくとも隣接する１本以上の第１分割予定ライン２ａを飛ばして複数の第１分割予定ライン２ａを切削する。例えば、図３の実線矢印のように切削ブレード１３を第１分割予定ライン２ａに切り込ませる切削を、１本おきに複数の第１分割予定ライン２ａに対して施す。

（３−２）第２の切削工程
次いで、ウェーハ１を保持している上記保持テーブル２０を９０°回転させて第２分割予定ライン２ｂを切削ブレード１３の加工送り方向と平行にし、図４の一点鎖線矢印に示すように全ての第２分割予定ライン２ｂを切削ブレード１３で切削する。

（３−３）第３の切削工程
次いで、保持テーブル２０を９０°回転させて再び第１分割予定ライン２ａを切削ブレード１３の加工送り方向と平行にする。そして図５の太い実線矢印に示すように、第１の切削工程で切削しなかった残りの第１分割予定ライン２ａを切削する。

以上で第１分割予定ライン２ａおよび第２分割予定ライン２ｂの全てが切削され、ウェーハ１は個々のデバイス領域３（半導体チップ）にダイシングされる。上記一実施形態の切削方法によれば、第１の切削工程でウェーハ１が切り出されて分割された分割片のサイズ（切断された第１分割予定ライン２ａ間の幅に応じたサイズ）は、第１分割予定ライン２ａを端から順次、かつ全てを切削する場合よりも大きい。これにより、接触するウェーハ１からの摩擦によって切削ブレード１３に生じるびびりが低減し、このため第１分割予定ライン２ａに欠けやクラックが従来よりも発生しにくい。その結果、第１分割予定ライン２ａで発生する加工品質の悪化が低減する。

また、第２の切削工程では、第１の切削工程でウェーハ１が複数に分割されているため切削対象物は見かけ上小さくなっており、このため加工品質よく第２分割予定ライン２ｂを切削することができる。さらに、このようにして第１分割予定ライン２ａと第２分割予定ライン２ｂの双方の加工品質が向上するため、良好な加工品質を有するデバイスを得ることができる。

（４）他の実施形態の切削方法
次に、本発明に係る他の実施形態の切削方法を説明する。

（４−１）第１の切削工程
上記一実施形態と同様に、隣接する１本以上の第１分割予定ライン２ａを飛ばして複数の第１分割予定ライン２ａを切削ブレード１３により切削する。図６の実線矢印は該第１の切削工程で切削した第１分割予定ライン２ａの例を示しており、この場合は、間に３本の第１分割予定ライン２ａが存在するように第１分割予定ライン２ａを切削している。

（４−２）第２の切削工程
次に、ウェーハ１を保持している上記保持テーブル２０を９０°回転させて第２分割予定ライン２ｂを切削ブレード１３の加工送り方向と平行にし、少なくとも隣接する第２分割予定ライン２ｂを飛ばして複数の第２分割予定ライン２ｂを切削する。例えば図７の一点鎖線矢印に示すように、１本おきに複数の第２分割予定ライン２ｂを切削する。

（４−３）第３の切削工程
次に、保持テーブル２０を９０°回転させて再び第１分割予定ライン２ａを切削ブレード１３の加工送り方向と平行にする。そして図８の太い実線矢印に示すように第１の切削工程で切削しなかった残りの第１分割予定ライン２ａを切削する。

（４−４）第４の切削工程
次に、保持テーブル２０をもう一度９０°回転させて第２分割予定ライン２ｂを切削ブレード１３の加工送り方向と平行にする。そして図９の太い一点鎖線矢印に示すように第２の切削工程で切削しなかった残りの第２分割予定ライン２ｂを切削する。

以上で第１分割予定ライン２ａおよび第２分割予定ライン２ｂの全てが切削され、ウェーハ１は個々のデバイス領域３（半導体チップ）にダイシングされる。この切削方法は、先の一実施形態の切削方法に加えて、第２分割予定ライン２ｂも第１分割予定ライン２ａと同様に２段階（第２の切削工程と第４の切削工程）に分けて行うもので、第２分割予定ライン２ｂも第１分割予定ライン２ａと同様に加工品質の悪化が低減するという効果が得られる。

１…半導体ウェーハ（被加工物）
１３…切削ブレード
Ａ…第１の方向
２ａ…第１分割予定ライン
Ｂ…第２の方向
２ｂ…第２分割予定ライン

Claims (1)

1. 第１の方向に延びる複数の第１分割予定ラインと、該第１分割予定ラインに交差する第２の方向に延びる複数の第２分割予定ラインとを有する被加工物を切削ブレードで切削する切削方法であって、
   前記切削ブレードにより、少なくとも隣接する前記第１分割予定ラインを飛ばして複数の該第１分割予定ラインを切削する第１の切削工程と、
   該第１の切削工程を実施した後に、前記切削ブレードにより全ての前記第２分割予定ラインを切削する第２の切削工程と、
   該第２の切削工程を実施した後、前記第１の切削工程で切削しなかった前記第１分割予定ラインを切削する第３の切削工程と、
   を備えることを特徴とする切削方法。

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