JP7340838B2 - ウエハーのブレイク方法並びにブレイク装置 - Google Patents

Description

本発明は、ガラスやシリコン等の脆性材料からなるウエハー（基板ともいう）のブレイク方法並びにブレイク装置に関する。特に本発明は、ガラスやシリコン等の脆性材料基板の表面又は内部に、電子回路や電子部品を組み込んだＭＥＭＳ(Micro Electro Mechanical Systems)用のウエハーをその表面に加工されたスクライブラインに沿って分断して個々のチップ（素子）に切り出すブレイク方法並びにブレイク装置に関する。

一般にマザー基板となるウエハーからチップを切り出す工程では、先ず、ウエハーの表面にカッターホイールやレーザを用いて、互いに直交するＸ方向並びにＹ方向のスクライブライン（基板厚み方向に浸透したクラック）を形成する。その後、スクライブラインの反対側の面からブレイクバーを押しつけてウエハーを撓ませることにより、方形または矩形状のチップ（単位製品）に分断する（特許文献１参照）。

ブレイクされるウエハーは、多くの場合、図１に示すように、リング状のダイシングフレイム１に保持された粘着性のある樹脂製のダイシングテープ２に貼り付けて固定されている。ウエハーＷの上面には互いに直交するＸ方向（縦方向）スクライブラインＳ１並びにＹ方向（横方向）のスクライブラインＳ２が先行するスクライブ工程で加工されている。

ブレイクに際して、ウエハーの開放された上面が傷つかないように薄い樹脂製の保護フィルム（特許文献１における保護シート（８））でカバーした状態でウエハーＷを反転させ、スクライブラインＳ１が作業ステージの中間に設けた左右一対の受刃の間に位置するようにして作業ステージに載置する。
このようにして、上方からブレイクバーをスクライブラインＳ１に向かって押し下げることにより、基板Ｗを左右の受刃との間で３点支持曲げ方式により撓ませて先ずＸ方向のスクライブラインＳ１に沿ってブレイクして長尺状の基板に分断し、次いで、同様な手段によりＹ方向のスクライブラインＳ２に沿ってブレイクして方形状または矩形状のチップに分断している。

特開２０１６－６８３９３号公報

しかし、従来の方法では、ウエハーＷは粘着性のあるダイシングテープ２に貼り付けて固定されているが、保護フィルムは単に面接触でカバーしているだけであり、かつ、非常に薄いフィルム（一般的に２０～３０μｍ）であるので、ブレイクの際の基板保持が不安定であり、分断面の一部が傾斜する「ソゲ」や、縁部が欠ける「カケ」などの不具合がしばしば発生することがあった。特に、ウエハーＷがＸ方向スクライブラインＳ１に沿って長尺状に分断された後、Ｙ方向のスクライブラインＳ２をブレイクする際、長尺状のウェハー（長尺状基板）のＸ方向に沿った左右両辺は既に切り離されているため非常に不安定であり、そのため、上記した「ソゲ」や「カケ」が多発して商品品質を著しく劣化するといった問題点があった。

そこで本発明は、ブレイク時にウエハーを安定した状態で保持して分断面での「ソゲ」や「カケ」などの発生を低減し、高品質のチップを得ることのできるブレイク方法並びにブレイク装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明では次のような技術的手段を講じた。すなわち本発明のブレイク方法は、ウエハーの片面に互いに直交するＸ方向、Ｙ方向の格子状のスクライブラインが加工され、厚さ方向がＺ方向とされ、粘着性のあるダイシングテープに貼り付けて固定されたウエハーのブレイク方法であって、前記スクライブラインは、前記ウエハーをＸ方向のスクライブラインに沿ってブレイクした後でＹ方向のスクライブラインに沿ってブレイクする前の長尺状基板のときに前記ウエハーの基板厚さであるＺ方向長さとＹ方向の長さとの比であるＹ／Ｚ比が１．５／１～３／１となるようにＹ方向のスクライブライン幅が加工され、 前記ウエハーのブレイクに先立って、当該ウエハーの前記ダイシングテープを貼り付けた面とは反対側の面に粘着性のある被覆テープを貼り付けて、前記ウエハーを前記被覆テープと前記ダイシングテープとによって上下両面から挟みつけて固定し、次いで、前記スクライブラインを形成した面とは反対側の面の上方からブレイクバーを押しつけてウエハーを撓ませることにより、前記スクライブラインに沿ってウエハーを分断するようにした。
ここで、前記ダイシングテープ並びに被覆テープは、リング状のダイシングフレイムに保持するようにするのがよい。

また別の観点からの発明で、片面にスクライブラインが加工されたウエハーを粘着性のあるダイシングテープに貼り付けて固定されたウエハーのブレイク装置であって、前記ウエハーの前記ダイシングテープに貼り付けた面とは反対側の面に粘着性のある被覆テープを貼り付けて固定する被覆テープ貼り付け部と、前記スクライブラインの上方からブレイクバーを押しつけてウエハーを撓ませることにより、前記スクライブラインに沿ってウエハーをブレイクするブレイク部とを備えたウエハーのブレイク装置も特徴とする。

本発明によれば、ウエハーは、粘着性のあるダイシングテープと被覆テープとによって上下両面から挟まれて安定よく固定保持されるので、ブレイク時に「ソゲ」や「カケ」などの不具合の発生を軽減して高品質のチップを得ることができる。

本発明において、被覆テープをウエハーの周囲を取り巻くようにリング状接合部分を介してダイシングテープに接合するようにするのがよい。
これにより、ウエハーをダイシングテープと被覆テープとの間で真空パックのように挟み付けて更に安定よく固定保持することが可能となる。

本発明の加工対象物となるウエハーをダイシングテープに取り付けた状態を示す斜視図。 図２（ａ）は、上記ウエハーの開放された上面に被覆テープを取り付けた状態を示す断面図であり、図２（ｂ）は、被覆テープ貼り付け手段の一例を示す断面図。 本発明のブレイク手段を示す断面図。 本発明の別のブレイク手段を示す断面図。

以下、本発明の詳細を図に示した実施形態に基づき説明する。本発明のブレイク方法では、主としてガラスやシリコン等の脆性材料基板の表面又は内部に、電子回路や電子部品を組み込んだＭＥＭＳ(Micro Electro Mechanical Systems)用のウエハーがブレイク対象となる。ここでは、母材となる一枚のガラスウエハーＷから、１．２５ｍｍ四方のチップを２００００個程度切り出すことができる直径２００ｍｍ、厚み０．８０ｍｍのガラスウエハーを実施対象とした。

ガラスウエハーＷは、図１に示すように、周縁部分でリング状のダイシングフレイム１に張設保持されたダイシングテープ２に取り付けられている。ダイシングテープ２は、厚み９０～１２０μｍ、好ましくは９５μｍのポリ塩化ビニルやポリオレフインなどの引伸ばし可能な樹脂で形成され、その上面が粘着性のある接着面に形成されており、この接着面にガラスウエハーＷが接合されている。

ガラスウエハーＷの上面には、先行するスクライブ工程でカッターホイールやレーザなどを用いて、互いに直交するＸ方向（縦方向）のスクライブラインＳ１並びにＹ方向（横方向）のスクライブラインＳ２が格子状に加工される。この縦、横のスクライブラインＳ１、Ｓ２によって囲まれたマス目の一つ一つが１．２５ｍｍ四方のチップとなる。スクライブラインＳ１、Ｓ２の加工は、ガラスウエハーＷをダイシングテープ２に取り付けたあとに実施するのが一般的であるが、取り付ける前に加工する場合もある。

本発明方法では、ガラスウエハーＷの開放された上面、即ち、スクライブラインＳ１、Ｓ２が加工された上面に、上記ダイシングテープ２と同様な材質の粘着性のある被覆テープ３を貼り付ける。被覆テープ３は、図２（ａ）に示すように、周縁部でダイシングフレイム１に保持するとともに、ガラスウエハーＷの周囲を取り囲むようにリング状の接合部分３ａでダイシングテープ２に接合する。これにより、ガラスウエハーＷがダイシングテープ２と被覆テープ３との間で真空パックのように挟み付けられて安定よく固定される。なお、被覆テープ３の厚みは７０～９０μｍ、好ましくは８０μｍとするのがよい。
上記の被覆テープ３をガラスウエハーＷに貼り付けるには、例えば図２（ｂ）に示すように、被覆テープ貼り付け装置Ａの台盤７上にガラスウエハーＷを載置し、その上面に粘着面を下向きにして被覆テープ３を載置し、その上方から押し型８で軽く押しつけることにより行うことができる。

このようにして被覆テープ３を貼り付けたガラスウエハーＷを次のブレイク装置ＢでスクライブラインＳ１、Ｓ２に沿って分断する。具体的には、図３に示すように、スクライブラインＳ１を加工した面、即ち、被覆テープ３が下側になるようにガラスウエハーＷを反転させて、スクライブラインＳ１がブレイク装置Ｂのテーブル４の中間に設けた左右一対の受刃５、５の間に位置するようにしてテーブル４に載置する。
次いで、上方から先端を細くしたブレイクバー６をスクライブラインＳ１に向かって押し下げることにより、基板Ｗを受刃５、５の間で三点支持曲げ方式により撓ませて先ずＸ方向のスクライブラインＳ１に沿ってブレイクして長尺状の基板に分断する。次いで、テーブル４を９０度回転させて、上記と同様な手段によりＹ方向のスクライブラインＳ２をブレイクして１．２５ｍｍ四方のチップに分断する。尚、上記した受け刃とブレイクバーによる３点支持曲げ方式のブレイク手段は周知であるので、ここではブレイクバー昇降機構などの詳細な説明は省略する。

このブレイクの際、ガラスウエハーＷは、粘着性のあるダイシングテープ２と被覆テープ３とによって上下両面から保持されるとともに、被覆テープ３を、ガラスウエハーＷの周片部分でリング状接合部分３ａを介してダイシングテープ２に接合することにより、ガラスウエハーＷをダイシングテープ２と被覆テープ３との間で真空パックのように挟み付けられて安定よく固定されているので、切り出されるチップが１．２５ｍｍ四方といった小さなサイズであっても、厚さ０．８ｍｍの基板をスクライブラインに沿って精度良く分断することができる。
特に、ガラスウェハーＷをＸ方向スクライブラインＳ１に沿って分断された長尺状の基板を、Ｙ方向のスクライブラインＳ２に沿ってブレイクする際に、従来では長尺状基板のＸ方向に沿った左右両辺が切り離されていることで基板が不安定となり、「ソゲ」や「カケ」などの不具合が多発していたが、本発明方法では安定した固定保持により上記のような不具合の発生を抑制して高品質のチップを得ることができる。

分断後は、被覆テープ３を取り除いたあと、ダイシングテープ２を引き延ばすことにより、各チップの間に隙間を発生させてダイシングテープ２からチップをピックアップして取り出す。

上記実施例において、ガラスウエハーＷのスクライブラインを加工した面を被覆テープ３側に向けて構成したが、図４に示すように、ガラスウエハーＷをダイシングテープ２に貼り付ける前にスクライブラインＳ１、Ｓ２を加工しておいてこのスクライブラインを加工した面を下側に向けてダイシングテープ２に貼り付け、反対側の面に被覆テープ３を貼り付けるようにしてもよい。この場合は、上記した実施例のようにガラスウエハーＷを反転させないでそのままの姿勢でブレイクバー６によりブレイクすることができる。

本発明方法によって分断されるチップのサイズとして、上記実施例では厚み０．８ｍｍで、１．２５ｍｍ四方の場合を示したが、その数値は限定されない。また、ウエハーの厚みが薄ければこれに比例して更に小さなサイズまで基板をブレイクすることが可能である。
更に、分断されるチップの形状は方形に限らず、矩形状であってもよいことは勿論である。
また、（微細孔加工のアスペクト比（深さＺ／穴径Ｄ）と同様の）加工の困難さに関係するＹ／Ｚ比（基板厚さ（Ｚ方向）と、長尺状基板に切り出した後にブレイクする側であるＹ方向の長さとの比）は、１．５／１～３／１の範囲で選択される。一般に、このＹ／Ｚ比が３以下になると加工の困難度が増し、従来の基板固定方法（片面は粘着テープ貼り付けで固定、片面は保護フィルムのみ）ではソゲが多発し、加工品質が悪くなっていたが、本発明方法の採用により３以下でもソゲを大きく低減することができ、加工品質を向上させることが可能となった。

以上、本発明の代表的な実施例について説明したが、本発明は必ずしも上記の実施形態に特定されるものでない。例えば、上記実施例では、ダイシングテープ２並びに被覆テープ３をダイシングフレイム１で保持するようにしたが、ダイシングフレイムに代えて、テーブル近傍に配置したクリップなどの保持機構で挟着保持するようにしてもよい。
また、上記実施例では、左右一対の受け刃とブレイクバー（ブレイクプレートともいう）とによる３点支持曲げ方式で基板を撓ませてブレイクするようにしたが、受け刃に代えてクッション材を基板下方に配置してブレイクバーの押付により基板を撓ませるようにすることも可能である。また、ガラスウェハーに代えてシリコンウェハーであってもよい。
その他本発明では、その目的を達成し、請求の範囲を逸脱しない範囲内で適宜修正、変更することが可能である。

本発明方法は、ダイシングテープに貼り付けられたウエハーをブレイクバーでブレイクするのに利用される。

Ｓ１ Ｘ方向のスクライブライン
Ｓ２ Ｙ方向のスクライブライン
Ａ 被覆テープ貼り付け装置
Ｂ ブレイク装置
Ｗ ウエハー
１ ダイシングフレイム
２ ダイシングテープ
３ 被覆テープ
４ テーブル
５ 受刃
６ ブレイクバー

Claims (4)

1. ウエハーの片面に互いに直交するＸ方向、Ｙ方向の格子状のスクライブラインが加工され、厚さ方向がＺ方向とされ、粘着性のあるダイシングテープに貼り付けて固定されたウエハーのブレイク方法であって、
   前記スクライブラインは、前記ウエハーをＸ方向のスクライブラインに沿ってブレイクした後でＹ方向のスクライブラインに沿ってブレイクする前の長尺状基板のときに前記ウエハーの基板厚さであるＺ方向長さとＹ方向の長さとの比であるＹ／Ｚ比が１．５／１～３／１となるようにＹ方向のスクライブライン幅が加工され、
   
   前記ウエハーのブレイクに先立って、当該ウエハーの前記ダイシングテープを貼り付けた面とは反対側の面に粘着性のある被覆テープを貼り付けて、前記ウエハーを前記被覆テープと前記ダイシングテープとによって上下両面から挟みつけて固定し、
   次いで、前記スクライブラインを形成した面とは反対側の面の上方からブレイクバーを押しつけてウエハーを撓ませることにより、前記スクライブラインに沿ってウエハーをブレイクするようにしたウエハーのブレイク方法。
2. 前記被覆テープは、前記ウエハーの周囲を取り囲むようにリング状の接合部分を介して前記ダイシングテープに接合されている請求項１に記載のウエハーのブレイク方法。
3. 前記ダイシングテープ並びに被覆テープが、リング状のダイシングフレイムに保持されている請求項１または請求項２に記載のウエハーのブレイク方法。
4. 前記被覆テープが、ウエハーの前記スクライブラインを形成した面に貼り付けられている請求項１～請求項３の何れかに記載のウエハーのブレイク方法。

Images