JPH08236485A - ウェーハからダイを解体し分割する方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 損傷しやすい腐食加工済みの半導体デバイス
のウェーハをデバイスに分割する。 【解決手段】 アンビル１００がウェーハ３００を付け
たフレキシブルな薄膜を圧する。アンビル１００に用い
た真空が、ウェーハ３００をアンビル１００の表面に密
着させる。アンビル１００に接するフレキシブルな薄膜
が変形するにつれて、ウェーハ３００は解体して個別デ
バイスになる。ウェーハ３００の解体で生ずるさいの目
切りの破片は、基部固定装置４０８へ落ちるので破片が
デバイスに接触して損傷することはない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術の分野】本発明は，集積回路製作の
分野に係り、特に、ディジタルマイクロミラー装置の製
作等のマイクロメカニカルデバイスの製作に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】集積回路の製作は、多数の回路またはデ
バイスを単一の半導体ウェーハ上で同時に製作する時に
最もコスト効果がよい。このバッチ加工の形式、すなわ
ち、ウェーハ加工は、各製作工程のコストを多数のデバ
イスの間に分散し、また個別のデバイス加工に要する処
理を削減する。典型的な工程の流れは、多くの石版術、
析出、ドーピング、エッチングおよびテストのステップ
を含んでいる。石版術とテストのステップでは、デバイ
スの非常に小さな各部分が正確に製作されテストされる
よう、加工設備の正確な位置調整が要求される。ウェー
ハレベルの加工では、一度ウェーハに位置を合わせれ
ば、加工機械が自らウェーハ上のデバイスに位置合わせ
することが可能である。ウェーハ上のデバイスが製作さ
れた後に、各デバイスがテストされ、一般的にはウェー
ハを鋸引きまたは解体して、ウェーハが分割される。個
々のデバイスは、次に包装されて製作工程が完了する。

【０００３】ウェーハからデイバイスを分割する際に、
ウェーハの細片とほこりからなるさいの目切りの破片が
生ずる。このさいの目切りの破片は、デバイスをパッケ
ージに結合する前にデバイスの表面から洗浄される。マ
イクロ電子機械システム（ＭＥＭＳ）、またはマイクロ
メカニカルデバイスは、非常に脆い構造を有するので、
デバイス分割や洗浄などいくつかの標準的なデバイス製
作ステップに耐えられない場合が多い。いくつかのＭＥ
ＭＳのこの脆弱な性質のために、標準的なＩＣ加工ステ
ップを再構成して、完成デバイスの損傷を避けることが
必要である。たとえばディジタルマイクロミラー装置
や、米国特許Ｎｏ．５０６１０４９と米国特許シリアル
ナンバー０７／８８３６１６を共に与えられた特許に記
述されたような加速度計は、シリコン基板の表面に形成
された電極の上に吊された非常に小さな構造物を有す
る。ひとたびこれらの構造物が形成されて、これら構造
物と電極の間の隙間から犠牲の材料が腐食されれば、デ
バイスは非常に脆くなる。吊された構造物を破壊する危
険をおかすことなしに、ウェーハの洗浄ステップなど
で、これらのデイバイスを液体でぬらすことができな
い。したがって、ミラーの底面から犠牲の物質を腐食す
る以前に、これらのデバイスを分割して、さいの目切り
の破片を洗い去らなければならない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】デバイスが完成する以
前にウェーハを分割することは、パッシベーション（ｐ
ａｓｓｉｖａｔｉｏｎ）やデバイスのテストなど残りの
デバイス製作ステップの間の大量のデバイス処理を結果
として生ずる。残りのステップ、特にデバイスのテスト
を個別のデバイスについて実行することは、必要な処理
を大きく増大させ、したがって完成したデバイスのコス
トを大きく増大させる。さいの目切りの破片の清掃の必
要を省くような半導体ウェーハの解体と分解のための方
法と必要が存在する。そのような方法によれば、破片に
敏感なデバイスをウェーハの形で完全に製造して、高価
なデバイスレベルでの加工を省くことができよう。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明においては、ウ
ェーハはフレキシブルな薄膜上に装着され、アンビルが
このウェーハを変形して、個別のウェーハ部分に分割す
る。アンビルがフレキブルな薄膜を変形していてウェー
ハを解体している時、フレキシブルな薄膜は引っ張られ
て、空間的にひろがってウェーハ部分に分割される。こ
の解体作業の間、基部固定装置が、テープ枠を保持す
る。基部固定装置を電離窒素で浄化して、静電気の放電
による損傷を防止してもよい。

【０００６】この発明においては、単一の作業で、ウェ
ーハを、Ｘ軸方向とＹ軸方向に空間的にひろげて分割す
ることにより、ウェーハが解体される時に生ずるさいの
目切りの破片がウェーハから脱落し去ることを可能に
し、破片がデバイスを損傷するのを防止する。

【０００７】

【発明の実施の形態】ここに開示される発明は、一個の
ウェーハを解体して複数のデバイスへの分解することを
単一作業で行ない、同時に、このウェーハ分割工程で発
生するさいの目切りの破片を制御する方法と手段を提供
する。図１および図２に示したドーム形のアンビル１０
０は、図３に示すウェーハ３００を変形して解体するの
に用いられる。ウェーハ３００は、多数のデバイス３０
２、すなわちダイを含んでなり、フレキシブルな薄膜、
典型的には一片のダイシングテープ（ｄｉｃｉｎｇ ｔ
ａｐｅ）３０４上に保持され、ダイシングテープ３０４
はテープ枠３０６に保持される。アンビル１０２の面
は、一つの曲率半径があるだけでも良く、また、図１、
図２に示すようなより複雑な形のものでも良い。図示さ
れたアンビル１００は、差渡し５インチの中心部の曲率
半径が３６インチであり、外側部の曲率半径が２４イン
チである。この二つの部分の曲率半径はウェーハ３００
の直径とウェーハ３００上のデバイス３０２のサイズに
基づいて選ばれる。ウェーハ３００上のデバイス３０２
が大きくなればなるほど、アンビル１００の曲率半径が
大きくなる。

【０００８】アンビル１００の端部には縁１０４があっ
て、アンビル１００をテープ枠３０６に、かみ合わせ可
能にしている。アンビル１００にあるオリフィスまたは
穴１０６により、アンビル１００の背面から真空を用い
ることができ、これにより、ダイシングテープ３０４を
アンビル１００に押し付けて、ウェーハ３００の解体を
容易にする。図２に示すようにアンビル１００はバキュ
ームカバー２００の上に装着され、バキュームポート２
０２を通じてアンビル１００の背面に真空を用いること
が可能になっている。

【０００９】テープ枠３０６は、図４に示すように、典
型的には二つの独立したリング、すなわち内輪４００と
外輪４０２を含んでなる。ダイシングテープ３０４は、
この二つのリング４００、４０２の間に保持される。ウ
ェーハ３００は、典型的には、デバイス３０２の間の領
域に刻みをつけるか、またはデバイス３０２の間を部分
的に鋸びきして、ひき目４０６を残すかして、デバイス
３０２の間を弱めてある。テープ枠３０６は、一体形の
枠であってもよいが、典型的には、ダイシングテープ３
０４がアンビル１００に引っ張られた後に、一体形の枠
の中でぴんと張っていない。

【００１０】ウェーハ３００を解体する以前に、ウェー
ハ３００、テープ３０４、フレーム３０６が基部固定装
置４０８の上に置かれる。ウェーハ３００は典型的に
は、基部固定装置４０８の上に表面を下向きして置かれ
て、ウェーハ３００の裏側にあるダイシングテープ３０
４をアンビル１００がプレスできるようにする。アンビ
ル１００がウェーハ３００自体をプレスしても良いが、
表面の損傷が起こるかも知れないし、さいの目切りの破
片がアンビル１００と分割されたウェーハの間に挟まる
かも知れない。典型的には外輪４０２と一致するもので
ある第三のリング４１０が、基部固定装置４０８と、内
外輪４００、４０２を含んでなるテープ枠３０６との間
に保持されている。

【００１１】基部固定装置４０８は、低圧の電離窒素で
浄化され、からになっている。電離窒素は静電気の放電
がデバイス４０２を損傷するのを防ぐ。ウェーハが下向
きになっているので、ウェーハ３００が解体した時にで
きるさいの目切りの破片が基部固定装置４０８に入り、
ここで基部固定装置に利用される真空が、さいの目切り
の破片を基部固定装置４０８から除去するのを助ける。

【００１２】アンビル１００がダイシングテープ３０４
を押しつけるとウェーハ３００が変形し、ついにはＸ軸
方向とＹ軸方向へ解体し、こうしたウェーハ３００は物
理的に分割されて個別のデバイス３０２になる。分割さ
れたデバイス３０２はまた、引っ張り手段の働きによ
り、相互に空間的に離れている。薄膜３０４のこの引っ
張り手段には、内輪４００、外輪４０２、第三のリング
４１０、アンビル１００の縁１０４が含まれる。

【００１３】装置の作用を図５Ａから図５Ｅまでに示
す。ウェーハ３００は基部固定装置４０８に下向きに置
かれる。この時、基部固定装置４０８は浄化され、から
になっている。アンビル１００がダイシングテープ３０
４の裏側に接触させられ、バキュームカバー２００が撤
去される。真空がダイシングテープ３０４をアンビル１
００に圧着させ、ウェーハ３００を解体する。ウェーハ
３００が解体された後、または、ウェーハ３００が解体
しつつある時は、アンビル１００がダイシングテープ３
０４を圧着している。典型的には、ウェーハ３００が解
体された後に、真空がバキュームカバー２００から取り
除かれて、ダイシングテープ３０４がアンビル１００の
上に引き伸ばせるようになる。アンビルの縁１０４は、
テープ枠３０６の内輪４００とかみ合って、内輪４００
を基部固定装置４０８の方へ押し付けるので、第三のリ
ング４１０が外輪４０２を内輪４００から滑り抜けさせ
る。外輪４０２が内輪４００を滑り抜けるとき、外輪４
０２はダイシングテープ３０４を引っ張って、デバイス
３０２を相互に空間的にひろがるように分割する。ウェ
ーハ３００を解体した後にアンビル１００が移動する距
離は、デバイス３０２の分割の空間的なひろがりを決定
する。

【００１４】図６Ａと図６Ｂは、上述した引っ張り手段
の実施例を示す。ダイシングテープ３０４は、最初は内
輪４００と外輪４０２の間に保持されている。アンビル
の縁１０４が内輪４００を下方へ圧して、ダイシングテ
ープが内輪４００と第三のリング４１０の間に保持され
るまで圧する。外輪４０２と接触するダイシングテープ
の底面６００には接着剤がついているので、ダイシング
テープ３０４は外輪４０２に対して滑らず、従って、ア
ンビル１００とリング４００、４０２、４１０の動作に
よって引っ張られる。

【００１５】図７Ａと図７Ｂは、第三のリング４１０を
用いた引っ張り手段の代替案を示す。図７Ａと図７Ｂに
おいて、外輪７００は図６Ａと図６Ｂの外輪４０２より
も大きい。これにより内輪４００は外輪７００の上端の
位置から滑って、外輪７００の下端の位置に到り、この
間にダイシングテープ３０４が引っ張られる。

【００１６】図８Ａと図８Ｂは引っ張り手段のもう一つ
の代替案を示す。図７Ａと図７Ｂの場合と同様に大きく
された外輪７００を使用しているが、内輪４００を外輪
７００に対して滑らせる代わりに、内側に割りリング８
００を用いている。この割りリング（ｓｐｌｉｔ ｒｉ
ｎｇ ）８００は、最初は圧縮されて内輪４００の内側
に保持されている。アンビルの縁１０４が、内輪４００
の代わりに割りリング８００とかみ合い、割りリング８
００を下方へ圧し下げて、内輪４００を通過する。割り
リング８００が内輪４００を通過し終えると、割りリン
グ８００は外輪７００に対して展開し、ダイシングテー
プ３０４を引っ張る。ダイシングテープ３０４を引き伸
ばすため、または、ダイシングテープ３０４がアンビル
１００で引っ張られた後にダイシングテープ３０４をぴ
んと張っておくために、多数の代替の引っ張り手段を利
用できる。

【００１７】以上に、特定の実施例について、ウェーハ
を解体し分割する装置とその方法を説明してきたが、こ
れらの詳細な説明は、この発明を後述するクレームに示
す範囲のほかに限定して考えることを目的とするもので
はない。さらに、この発明をいくつかの詳細な実施例と
結びつけて説明したので、さらなる修正例が当業者にお
のずから暗示されることを理解すべきである。添付する
クレームの範囲に入るすべてのそうした修正をカバーす
ることを意図している。

【００１８】以上の説明に関して更に以下の項を開示す
る。

【００１９】（１） 一個のウェーハを複数のウェーハ
部分に分割する方法であって、フレキシブルな薄膜上に
ウェーハを装着すること、このウェーハをアンビルで変
形させてこのウェーハを複数のウェーハ部分に分割する
こと、この薄膜を引っ張ってこれらのウェーハ部分を空
間的に分割することを含んでなる方法。

【００２０】（２） ウェーハ部分の間に変形のステッ
プに先立ってウェーハを弱めた領域があり、弱めること
により弱めた領域の解体を容易にした第１項記載の方
法。

【００２１】（３） 変形のステップが、薄膜をアンビ
ルに接触させること、アンビルの内側部分をからにし
て、薄膜がアンビルに押し付けられるようにすることを
含んでなる第１項記載の方法。

【００２２】（４） フレキシブルな薄膜が内輪と外輪
の間に保持されて、引っ張りのステップが、内輪を第三
のリングへ圧することを含んでなる第１項記載の方法。

【００２３】（５） フレキシブルな薄膜が内輪と外輪
の第一の部分の間に保持され、引っ張りのステップが内
輪を外輪の第二の部分へ圧することを含んでなる第１項
記載の方法。

【００２４】（６） フレキシブルな薄膜が内輪と外輪
の第一の部分の間に保持され、引っ張りのステップが割
りリングを外輪の第二の部分へ圧することを含んでなる
第１項記載の方法。

【００２５】（７） アンビルと、フレキシブルな薄膜
を支持するテープ枠であってそこでウェーハがこのフレ
キシブルな薄膜の片面に貼付されるテープ枠と、アンビ
ルがフレキシブルな薄膜とこのウェーハを変形する間こ
のテープ枠を支持することによりウエーハを個別のデバ
イスに解体する基部固定装置と、フレキシブルな薄膜を
引っ張って個別のデバイスに空間的に分割する手段とを
含んでなるウェーハをデバイスに分割する装置。

【００２６】（８） テープ枠は内輪と外輪を含んでな
り、フレキシブルな薄膜が内輪と外輪の第一の部分の間
に保持されている第７項記載の装置。

【００２７】（９） フレキシブルな薄膜を引っ張る手
段が、内輪を第三のリングへ圧することを含んでなる第
８項記載の装置。

【００２８】（１０） フレキシブルな薄膜を引っ張る
手段が、内輪を外輪の第二の部分へ圧することを含んで
なる第８項記載の装置。

【００２９】（１１） フレキシブルな薄膜を引っ張る
手段が、内輪から割りリングを押し出して、割りリング
が展開して薄膜を外輪の第二の部分へ押しつけるように
するアンビルの縁を含んでなる第８項記載の装置。 （１２） 一つのウェーハを複数の個別のデバイスに解
体する装置およびこれを使用する方法。アンビル１００
が、ウェーハ３００を付けたフレキシブルな薄膜を圧す
る。アンビル１００が用いる真空がフレキシブルな薄膜
とウェーハ３００をアンビル１００の面に圧することを
可能にする。フレキシブルな薄膜がアンビル１００に圧
されて変形させられるときに、ウェーハ３００が解体し
て個別のデバイスになる。ウェーハ３００が解体すると
きに生ずるさいの目切りの破片は基部固定装置４０８へ
落ちるので、この破片が装置に接触し損傷することは無
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例で、半導体のウェーハを解
体するのに用いるアンビルの平面図である。

【図２】図１のアンビルの横断面図であって、アンビル
の裏側に接触させたバキュームカバーを示している。

【図３】部分的に鋸びきされた筋道を有し、テープ枠が
保持する一片のダイシングテープに貼付された半導体ウ
ェーハの透視図。

【図４】基部固定装置の中に置かれた図３のウェーハ、
ダイシングテープ、テープ枠の横断面図。

【図５】図４に示したダイシングテープとテープ枠に付
けられたウェーハを解体し分解するアンビルを示す一連
の横断面図。

【図６】引っ張り手段の一実施例を示す一連の横断面
図。

【図７】引っ張り手段の他の実施例を示す一連の横断面
図。

【図８】引っ張り手段の他の実施例を示す一連の横断面
図。

【符号の説明】

１００ アンビル ２００ バキュームカバー ３００ ウェーハ ３０２ デバイス ３０４ ダイシングテープ（フレキシブルシブルな薄膜
の例） ３０６ テープ枠 ４００ 内輪 ４０２ 外輪 ４０８ 基部固定装置

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一個のウェーハを複数のウェーハ部分に
   分割する方法であって、フレキシブルな薄膜上にウェー
   ハを装着すること、このウェーハをアンビルで変形させ
   てこのウェーハを複数のウェーハ部分に分割すること、
   この薄膜を引っ張ってこれらのウェーハ部分を空間的に
   分割することを含んでなる方法。
2. 【請求項２】 アンビルと、フレキシブルな薄膜を支持
   するテープ枠であってそこでウェーハがこのフレキシブ
   ルな薄膜の片面に貼付されるテープ枠と、アンビルがフ
   レキシブルな薄膜とこのウェーハを変形する間このテー
   プ枠を支持することによりウエーハを個別のデバイスに
   解体する基部固定装置と、フレキシブルな薄膜を引っ張
   って個別のデバイスに空間的に分割する手段とを含んで
   なるウェーハをデバイスに分割する装置。