JP7019254B2

JP7019254B2 - 被加工物の切削方法

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Publication number: JP7019254B2
Application number: JP2018075171A
Authority: JP
Inventors: 大吾法積; 真増永
Original assignee: Disco Corp
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2018-04-10
Filing date: 2018-04-10
Publication date: 2022-02-15
Anticipated expiration: 2038-04-10
Also published as: TW201944499A; CN110364458A; KR102680920B1; KR20190118518A; JP2019181621A; CN110364458B; TWI781313B

Description

本発明は、板状の被加工物を切削ブレードで切削する被加工物の切削方法に関する。

表面側にＩＣ（Integrated Circuit）等に代表される複数のデバイスが形成された半導体ウェーハやガラス基板等でなる板状の被加工物を分割予定ライン（ストリート）に沿って分割することにより、デバイスをそれぞれ含む複数のデバイスチップが得られる。この被加工物の分割は、例えば被加工物を切削する円環状の切削ブレードが装着された切削装置を用いて行われる。切削ブレードを回転させ、分割予定ラインに沿って被加工物に切り込ませることにより、被加工物が切削されて分割される。

デバイスチップにはそれぞれ、ダイアタッチフィルムと称されるダイボンディング用の粘着層が貼着されることが多い。ダイアタッチフィルムの貼着に関しては、まず分割前の被加工物に該被加工物の裏面全体を覆うダイアタッチフィルムを貼着した後、該被加工物を分割予定ラインに沿ってダイアタッチフィルムごと分割することにより、ダイアタッチフィルムが付着した複数のデバイスチップを得る手法が知られている。

ダイアタッチフィルムは柔軟な樹脂等によって形成されているため、切削ブレードでダイアタッチフィルムを切断するとダイアタッチフィルムが切削ブレードによって引き延ばされ、髭状の突起（バリ）が発生する。このバリはデバイスチップをダイボンディングする際の障害となり得ることから、バリの抑制について様々な提案がなされている。例えば特許文献１には、切削ブレードによってダイアタッチフィルムを切断した後、ダイアタッチフィルムに加熱処理を施すことによってバリを収縮させる手法が開示されている。

特開２００４－７９５９７号公報

上記のように被加工物の裏面側に柔軟なダイアタッチフィルムが貼着されると、被加工物は柔軟な部材によって支持された状態となる。この状態で被加工物とダイアタッチフィルムとを切削ブレードで同時に切断すると、被加工物にチッピングと呼ばれる欠けやクラック等の加工不良が発生する場合がある。

また、ダイアタッチフィルムを切削ブレードによって切断した際に生じるバリについては、前述の通り加熱によってバリを収縮させる方法が提案されている。しかしながら、この方法ではバリを除去するために被加工物の分割とは別途独立した加熱処理の工程が必要となり、デバイスチップの生産効率が低下する。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであり、被加工物の加工不良の発生を防止しつつ、ダイアタッチフィルムのバリの発生を効率的に抑制することが可能な被加工物の切削方法を提供することを課題とする。

本発明によれば、格子状に形成された複数の分割予定ラインによって区画された表面側の領域にそれぞれデバイスが形成された板状の被加工物を切削ブレードで切削する被加工物の切削方法であって、ダイアタッチフィルムとダイシングテープとが積層された積層テープの該ダイアタッチフィルムを該被加工物の裏面に貼着するとともに、該ダイシングテープの外周部を環状フレームに貼着し、フレームユニットを形成するフレームユニット形成ステップと、該被加工物を、該積層テープを介して切削装置のチャックテーブルで保持する保持ステップと、該チャックテーブルと該切削ブレードとを、回転する該切削ブレードの下端が移動する方向と該チャックテーブルの移動方向とが一致するように相対的に移動させ、該切削ブレードを該被加工物に切り込ませることにより、該ダイアタッチフィルムを残して該被加工物を切断する切削溝を該分割予定ラインに沿って形成する第１切削ステップと、該第１切削ステップを実施した後、該チャックテーブルと該切削ブレードとを、回転する該切削ブレードの下端が移動する方向と該チャックテーブルの移動方向とが逆方向になるように相対的に移動させ、該切削溝の底で露出した該ダイアタッチフィルムを該切削ブレードで切断する第２切削ステップと、を備える被加工物の切削方法が提供される。

なお、本発明に係る被加工物の切削方法において、該第１切削ステップで該切削ブレードが該ダイアタッチフィルムに切り込む深さは５μｍ以下であってもよい。

本発明に係る被加工物の切削方法では、ダイアタッチフィルム上に貼着された被加工物をダウンカットによって切断した後、ダイアタッチフィルムをアップカットによって切断する。これにより、被加工物の加工不良（チッピング、クラックなど）の発生を防止するとともに、ダイアタッチフィルムのバリの発生を効率的に抑制できる。

フレームユニットの構成例を示す斜視図である。被加工物が切削装置のチャックテーブルで保持された状態を示す一部断面側面図である。図３（Ａ）は切削溝が形成される様子を示す一部断面側面図であり、図３（Ｂ）は第１切削ステップにおける切削ブレードの下端部の拡大図である。第１切削ステップにおける加工送りの様子を示す一部断面側面図である。図５（Ａ）はダイアタッチフィルムが切断される様子を示す一部断面側面図であり、図５（Ｂ）は第２切削ステップにおける切削ブレードの下端部の拡大図である。第２切削ステップにおける加工送りの様子を示す一部断面側面図である。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。図１は、本実施形態に係る板状の被加工物１３が環状フレーム１９によって支持されたフレームユニット１１の構成例を示す斜視図である。

被加工物１３は、半導体ウェーハやガラス基板等を用いて円盤状に形成され、表面１３ａ及び裏面１３ｂを備える。被加工物１３は格子状に配列された複数の分割予定ライン（ストリート）１５によって複数の領域に区画されており、この複数の領域の表面１３ａ側にはそれぞれＩＣ等で構成されるデバイス１７が形成されている。被加工物１３を分割予定ライン１５に沿って分割することにより、デバイス１７をそれぞれ備える複数のデバイスチップが得られる。

なお、被加工物１３の材質、形状、構造、大きさ等に制限はない。例えば被加工物１３として、半導体基板（シリコン基板、ＳｉＣ基板、ＧａＡｓ基板、ＩｎＰ基板、ＧａＮ基板など）、ガラス基板、サファイア基板、セラミックス基板、樹脂基板、金属基板などを用いることができる。また、デバイス１７の種類、数量、形状、構造、大きさ、配置等にも制限はない。

被加工物１３を分割する際は、まず、被加工物１３を加工装置のチャックテーブルによって保持するために、被加工物１３が環状フレーム１９で支持されたフレームユニット１１を形成する（フレームユニット形成ステップ）。

図１に示すように、被加工物１３は、円形のダイアタッチフィルム２３と円形のダイシングテープ２５とが積層された積層テープ２１を介して、環状フレーム１９に支持されている。積層テープ２１は柔軟なダイアタッチフィルム２３をダイシングテープ２５上に貼着して構成されており、ダイアタッチフィルム２３はその径が被加工物１３の径以上、且つダイシングテープ２５の径以下となるように形成されている。

積層テープの２１のダイアタッチフィルム２３を被加工物１３の裏面１３ｂに貼着するとともに、ダイシングテープ２５の外周部を環状フレーム１９に貼着する。これにより、被加工物１３が環状フレーム１９で支持されたフレームユニット１１が得られる。

なお、ダイアタッチフィルム２３及びダイシングテープ２５の材料に制限はない。例えば、ダイアタッチフィルム２３はアクリルとエポキシ系の樹脂とによって形成でき、ダイシングテープ２５はポリオレフィンや塩化ビニル等の樹脂によって形成できる。

次に、環状フレーム１９で支持された被加工物１３を、積層テープ２１を介して切削装置のチャックテーブルで保持する（保持ステップ）。図２は、被加工物１３が切削装置２のチャックテーブル４で保持された状態を示す一部断面側面図である。

切削装置２は、被加工物１３を吸引保持するチャックテーブル４と、被加工物１３を支持する環状フレーム１９を固定するクランプ８とを備える。被加工物１３はチャックテーブル４上に積層テープ２１を介して配置され、環状フレーム１９はクランプ８によって固定される。チャックテーブル４の上面の一部は、積層テープ２１を介して被加工物１３を吸引保持する保持面４ａを構成し、この保持面４ａはチャックテーブル４の内部に形成された吸引路（不図示）等を介して吸引源（不図示）に接続されている。

また、チャックテーブル４の下方には加工送り機構（不図示）が設けられている。この加工送り機構は、チャックテーブル４を保持面４ａと概ね平行な加工送り方向（第１水平方向）に移動させる機能を備える。なお、チャックテーブル４の代わりに、機械的な方法や電気的な方法等によって被加工物１３を保持するチャックテーブルを用いてもよい。

また、切削装置２はチャックテーブル４の上方に被加工物１３を切削するための切削ユニット６を備える。切削ユニット６は、保持面４ａに対して概ね平行な方向に軸心をとるスピンドル１０を備えており、スピンドル１０の先端部には環状の切削ブレード１２が装着されている。スピンドル１０はモータ等の回転駆動源（不図示）と連結されており、スピンドル１０に装着された切削ブレード１２は回転駆動源から伝わる力によって回転する。切削ブレード１２は、例えばダイヤモンド砥粒をニッケルメッキで固定した電鋳砥石によって構成される。

また、切削ユニット６は昇降機構（不図示）及び割り出し送り機構（不図示）に支持されている。昇降機構は切削ユニット６を切り込み送り方向（鉛直方向）に移動（昇降）させる機能を備え、割り出し送り機構は切削ユニット６を保持面４ａと概ね平行で加工送り方向（第１水平方向）と概ね垂直な割り出し送り方向（第２水平方向）に移動させる機能を備える。

保持ステップでは、チャックテーブル４の保持面４ａ上に積層テープ２１を介して被加工物１３を配置し、環状フレーム１９をクランプ８によって固定した状態で、保持面４ａに吸引源の負圧を作用させる。これにより、被加工物１３は表面１３ａ側が上方に露出した状態で、積層テープ２１を介してチャックテーブル４によって保持される。

次に、切削ブレード１２を被加工物１３に切り込ませることにより、ダイアタッチフィルム２３を残して被加工物１３を切断する切削溝２７を分割予定ライン１５に沿って形成する（第１切削ステップ）。図３（Ａ）は、第１切削ステップで切削溝２７が形成される様子を示す一部断面側面図である。

第１切削ステップでは、切削ブレード１２を回転させて被加工物１３に切り込ませながら、チャックテーブル４を保持面４ａと概ね平行でスピンドル８の軸心と概ね垂直な方向に相対的に移動させる加工送りを行う。これにより、被加工物１３を切断する直線状の切削溝２７が形成される。

第１切削ステップにおける切削ブレード１２の鉛直方向における高さは、被加工物１３が切断され、且つ、ダイアタッチフィルム２３が切断されないように設定する。図３（Ｂ）は、第１切削ステップにおける切削ブレード１２の下端部の拡大図である。図３（Ｂ）に示すように、切削ブレード１２はその下端が被加工物１３の裏面１３ｂと概ね同じ高さになるように位置付けられる。

この状態で、チャックテーブル４と切削ブレード１２とを相対的に移動させる加工送りを行うことにより、切削ブレード１２はダイアタッチフィルム２３を切断することなく被加工物１３を切断する。その結果、切削ブレード１２によって形成された切削溝２７の底でダイアタッチフィルム２３が露出した状態となる。

このように、第１切削ステップでは切削ブレード１２がダイアタッチフィルム２３に切り込まないように切削ブレード１２の高さが設定され、被加工物１３のみが切削ブレード１２によって切断される。これにより、被加工物１３とダイアタッチフィルム２３とを同時に切断した場合に生じ得る被加工物１３の加工不良（裏面１３ｂ側のチッピング、クラック等）の発生を回避できる。

なお、切削ブレード１２の高さは、切削ブレード１２がダイアタッチフィルム２３に僅かに切り込むように設定してもよい。切削ブレード１２のダイアタッチフィルム２３への切り込み深さがダイアタッチフィルム２３の厚さ未満であれば、ダイアタッチフィルム２３は切断されることなく残存する。ただし、切削ブレード１２がダイアタッチフィルム２３に切り込む深さが大きくなると加工不良が生じやすくなるため、切り込み深さは例えば５μｍ以下とすることが好ましい。

さらに第１切削ステップでは、チャックテーブル４と切削ブレード１２とを、回転する切削ブレード１２の下端が移動する方向とチャックテーブル４の移動方向とが一致するように相対的に移動させる加工送りを行う。

図４は、第１切削ステップにおける加工送りの様子を示す一部断面側面図である。図４に示すように、切削ブレード１２を矢印Ａで示す方向に回転させながら、チャックテーブル４を矢印Ｂで示す加工送り方向に移動させる。これにより、切削ブレード１２が被加工物１３の表面１３ａ側から裏面１３ｂ側に向かって被加工物１３を切削する、所謂ダウンカットが行われる。

表面１３ａが露出し、裏面１３ｂが支持部材（図４においてはダイアタッチフィルム２３）に支持された被加工物１３を切断する場合、切削ブレード１２が裏面１３ｂ側から表面１３ａ側に向かって被加工物１３を切削する所謂アップカットを行うと、表面１３ａ側にチッピングが発生しやすい。一方、ダウンカットによって被加工物１３ｂを切断する場合、裏面１３ｂ側を支持する支持部材によってチッピングの発生が抑制される傾向がある。

そのため、本実施形態においてはダウンカットによって被加工物１３を切断する。これにより、被加工物１３の分割時におけるチッピングの発生を抑制できる。

以上のように第１切削ステップでは、切削ブレード１２がダイアタッチフィルム２３に切り込まない、又は切り込み量が僅かとなる条件下で、被加工物１３をダウンカットによって切断する。これにより、被加工物１３の切断による加工不良の発生を抑制できる。

次に、第１切削ステップで形成された切削溝２７の底で露出したダイアタッチフィルム２３を切削ブレード１２で切断する（第２切削ステップ）。図５（Ａ）は、第２切削ステップでダイアタッチフィルム２３が切断される様子を示す一部断面側面図である。

第２切削ステップでは、切削ブレード１２を回転させて切削溝２７の底で露出したダイアタッチフィルム２３に切り込ませながら、チャックテーブル４を保持面４ａと概ね平行でスピンドル８の軸心と概ね垂直な方向に移動させる加工送りを行う。これにより、ダイアタッチフィルム２３が切削溝２７に沿って切断される。

第２切削ステップにおける切削ブレード１２の鉛直方向における高さは、ダイアタッチフィルム２３が切断されるように設定する。図５（Ｂ）は、第２切削ステップにおける切削ブレード１２の下端部の拡大図である。図５（Ｂ）に示すように、切削ブレード１２はその下端がダイアタッチフィルム２３の下面よりも下方に配置され、ダイアタッチフィルム２３の厚さ方向全体を切削可能となるように位置付けられる。

この状態で加工送りをすることにより、切削ブレード１２がダイアタッチフィルム２３を切削溝２７に沿って切断する。ただし、第２切削ステップでは第１切削ステップと異なり、チャックテーブル４と切削ブレード１２とを、回転する切削ブレード１２の下端が移動する方向とチャックテーブル４の移動方向とが逆方向になるように相対的に移動させる。

図６は、第２切削ステップにおける加工送りの様子を示す一部断面側面図である。図６に示すように、切削ブレード１２を矢印Ａで示す方向に回転させながら、チャックテーブル４を矢印Ｃで示す加工送り方向に移動させる。これにより、切削ブレード１２がダイアタッチフィルム２３を下面側から上面側に向かって切削するアップカットが行われる。

ダイアタッチフィルム２３を切削ブレード１２で切断する際、ダイアタッチフィルム２３が切削ブレード１２によって引き延ばされ、髭状の突起（バリ）が発生することがある。このバリは被加工物１３を分割して得たデバイスチップをダイボンディングする際の障害となり得るため、極力発生させないことが好ましい。

図６に示すように、ダイアタッチフィルム２３の上面側が被加工物１３に覆われ、下面側が被加工物１３よりも柔軟なダイシングテープ２５によって覆われている場合に、ダイアタッチフィルム２３の切断を第１切削ステップと同様にダウンカットで行うと、ダイアタッチフィルム２３はより柔軟なダイシングテープ２５側に向かって切削される。このように切削ブレード１２が柔軟な層に向かってダイアタッチフィルム２３を切削すると、ダイアタッチフィルム２３のバリが発生しやすい傾向がある。

そこで、本実施形態ではダイアタッチフィルム２３の切断をアップカットで行い、ダイアタッチフィルム２３をダイシングテープ２５よりも剛性の高い被加工物１３に向かって切削する。これにより、ダイアタッチフィルム２３の切断によるバリの発生が抑制される。

また、第１切削ステップと第２切削ステップとはそれぞれ、加工送りの往路と復路とで連続して実施できる。具体的には、まず、チャックテーブル４を矢印Ｂ（図４）で示す第１の加工送り方向に移動させる（往路）ことにより、被加工物１３をダウンカットで切断する。その後、切削ブレード１２の回転方向を変えずにチャックテーブルを矢印Ｃ（図６）で示す第２の加工送り方向、すなわち第１の加工送り方向とは逆方向に移動させる（復路）ことによりダイアタッチフィルム２３をアップカットで切断する。

このように、ダイアタッチフィルム２３をアップカットで切断する第２切削ステップは、第１切削ステップ後にチャックテーブル４の移動方向を変えることによって連続して実施できる。そのため、加熱処理等の新たな独立した工程を追加することなく、ダイアタッチフィルム２３のバリの発生を効率的に抑制できる。

さらに第２切削ステップは、第１切削ステップ後に切削ユニット６のスピンドル１０を割り出し送り方向に移動させることなく実施できる。そのため、第１切削ステップと第２切削ステップとで切削ブレード１２の切削領域の位置ずれが生じず、第２切削ステップにおいて被加工物１３がアップカットで切削されることを防止できる。これにより、被加工物１３の表面１３ａ側にチッピングが発生することを回避できる。

全ての分割予定ライン１５に対して第１切削ステップ及び第２切削ステップを実施すると、被加工物１３はデバイス１７を備えダイアタッチフィルムが貼着された複数のデバイスチップに分割される。これにより、加工不良（チッピング、クラック等）及びダイアタッチフィルムのバリの発生が抑制された良質なデバイスチップが得られる。

第１切削ステップ及び第２切削ステップによって被加工物１３及びダイアタッチフィルム２３を切断した結果を、表１に示す。表１は、第１切削ステップにおいて切削ブレード１２がダイアタッチフィルム２３に切り込む深さを－５μｍ、０μｍ、５μｍ、１０μｍに設定し、得られたデバイスチップのチッピング及びダイアタッチフィルム２３のバリの発生の有無を示したものである。なお、ダイアタッチフィルム２３はその厚さが３０μｍのものを用いた。

なお、切り込み深さ－５μｍは、切削ブレード１２の下端が被加工物１３の裏面１３ｂよりも５μｍ上方に位置付けられた条件である。また、切り込み深さ０μｍは、切削ブレード１２の下端と被加工物１３の裏面１３ｂとが同じ高さとなるように切削ブレード１２が位置付けられ、切削ブレード１２のダイアタッチフィルム２３への切り込みがない条件である。

表１より、切り込み深さが－５μｍ、すなわち被加工物１３の裏面側１３ｂの一部が切削されず、被加工物１３が完全には切断されない条件で第１切削ステップを実施した場合は、デバイスチップにチッピングが発生していることが分かる。そのため、第１切削ステップでは少なくとも被加工物１３が切断可能となるよう、切り込み深さを０μｍ以上とすることが好ましい。

切り込み深さが０μｍ以上５μｍ以下である場合はデバイスチップのチッピングが発生しておらず、良好な結果が得られることが分かる。一方、切り込み深さが１０μｍに達すると、デバイスチップにチッピングが生じる結果が得られた。そのため、第１切削ステップにおける切削ブレード１２のダイアタッチフィルム２３への切り込み深さは、５μｍ以下とすることが特に好ましい。ただし、チッピングの発生頻度が一定以下であれば、切り込み深さを５μｍより大きく設定して第１切削ステップを実施してもよい。

また、切り込み深さがいずれの値であってもダイアタッチフィルム２３のバリは観察されなかった。そのため、第１切削ステップでダイアタッチフィルム２３がある程度切削されても、第２切削ステップでダイアタッチフィルム２３をアップカットで切断することによりバリの発生が防止できることが分かる。

以上のように、本実施形態に係る被加工物の加工方法では、ダイアタッチフィルム２３上に貼着された被加工物１３をダウンカットによって切断した後、ダイアタッチフィルム２３をアップカットによって切断する。これにより、被加工物１３の加工不良（チッピング、クラックなど）の発生を防止するとともに、ダイアタッチフィルム２３のバリの発生を効率的に抑制できる。

その他、上記実施形態に係る構造、方法等は、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できる。

１１フレームユニット
１３被加工物
１３ａ表面
１３ｂ裏面
１５分割予定ライン
１７デバイス
１９環状フレーム
２１積層テープ
２３ダイアタッチフィルム
２５ダイシングテープ
２７切削溝
２切削装置
４チャックテーブル
４ａ保持面
６切削ユニット
８クランプ
１０スピンドル
１２切削ブレード

Claims

格子状に形成された複数の分割予定ラインによって区画された表面側の領域にそれぞれデバイスが形成された板状の被加工物を切削ブレードで切削する被加工物の切削方法であって、
ダイアタッチフィルムとダイシングテープとが積層された積層テープの該ダイアタッチフィルムを該被加工物の裏面に貼着するとともに、該ダイシングテープの外周部を環状フレームに貼着し、フレームユニットを形成するフレームユニット形成ステップと、
該被加工物を、該積層テープを介して切削装置のチャックテーブルで保持する保持ステップと、
該チャックテーブルと該切削ブレードとを、回転する該切削ブレードの下端が移動する方向と該チャックテーブルの移動方向とが一致するように相対的に移動させ、該切削ブレードを該被加工物に切り込ませることにより、該ダイアタッチフィルムを残して該被加工物を切断する切削溝を該分割予定ラインに沿って形成する第１切削ステップと、
該第１切削ステップを実施した後、該チャックテーブルと該切削ブレードとを、回転する該切削ブレードの下端が移動する方向と該チャックテーブルの移動方向とが逆方向になるように相対的に移動させ、該切削溝の底で露出した該ダイアタッチフィルムを該切削ブレードで切断する第２切削ステップと、を備えることを特徴とする被加工物の切削方法。
該第１切削ステップで、該切削ブレードが該ダイアタッチフィルムに切り込む深さは５μｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の被加工物の切削方法。