特許 5780446 半導体ウエーハブレーキング装置及び方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5780446

(24)【登録日】2015年7月24日

(45)【発行日】2015年9月16日

(54)【発明の名称】半導体ウエーハブレーキング装置及び方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/301 20060101AFI20150827BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/78 T

【請求項の数】11

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2011-21000(P2011-21000)

(22)【出願日】2011年2月2日

(65)【公開番号】特開2012-160660(P2012-160660A)

(43)【公開日】2012年8月23日

【審査請求日】2014年1月7日

(73)【特許権者】

【識別番号】000151494

【氏名又は名称】株式会社東京精密

(74)【代理人】

【識別番号】100083116

【弁理士】

【氏名又は名称】松浦 憲三

(72)【発明者】

【氏名】清水 貴介

(72)【発明者】

【氏名】藤田 隆

【審査官】 平野 崇

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０３−２０９７４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１１２７５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０２−１１９２４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０１−２６４２３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０４−２６３９４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−２４３５７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−０２４５９１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／３０１

Ｈ０１Ｌ ２１／６８３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

裏面に金属膜が形成されるとともに、予め形成された分断予定ラインに沿って個々のチップにダイシング加工された半導体ウエーハを、前記金属膜を介して粘着シートに貼着してリング状のフレームにマウントしたワークを固定するフレーム固定手段と、
前記半導体ウエーハを前記分断予定ラインにより個々の半導体チップに分割する、前記半導体ウエーハの径方向に沿って棒状に形成され、長手方向の中央部が両端部よりも高く形成されたスキージと、
前記スキージを、該スキージの中心を前記半導体ウエーハの中心と略一致させるようにして前記粘着シートに押し当てて、前記スキージをその中心の回りに回転させる昇降回転機構と、
を備えたことを特徴とする半導体ウエーハブレーキング装置。

【請求項2】

前記スキージの前記粘着シートに接触する上側の表面は、長手方向の中央部が最も高くなるような丸みをもって形成されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体ウエーハブレーキング装置。

【請求項3】

前記スキージの前記粘着シートに接触する上側の表面は、長手方向の中央部が最も高く、両端に向かって直線的に低くなるようにへの字状に形成されたことを特徴とする請求項１に記載の半導体ウエーハブレーキング装置。

【請求項4】

前記スキージの長手方向の長さは、少なくとも前記半導体ウエーハの径と略同じであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の半導体ウエーハブレーキング装置。

【請求項5】

前記スキージの前記粘着シートに接触する表面は、その前記長手方向に垂直な断面が丸みを有していることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の半導体ウエーハブレーキング装置。

【請求項6】

前記スキージの前記粘着シートに接触する表面は、前記スキージを回転する際にスティックスリップが発生しないようにコーティングされていることを特徴とする請求項５に記載の半導体ウエーハブレーキング装置。

【請求項7】

裏面に金属膜が形成されるとともに、予め形成された分断予定ラインに沿って個々のチップにダイシング加工された半導体ウエーハを、前記金属膜を介して粘着シートに貼着してリング状のフレームにマウントしたワークを固定するフレーム固定工程と、
前記半導体ウエーハの径方向に沿って棒状に形成され、長手方向の中央部が両端部よりも高く形成されたスキージを、該スキージの中心を前記半導体ウエーハの中心と略一致させるようにして前記粘着シートに押し当てて、前記スキージをその中心の回りに回転させることにより、前記半導体ウエーハを前記分断予定ラインにより個々の半導体チップに分割するブレーキング工程と、
を備えたことを特徴とする半導体ウエーハブレーキング方法。

【請求項8】

前記スキージの前記粘着シートに接触する上側の表面は、長手方向の中央部が最も高くなるような丸みをもって形成されていることを特徴とする請求項７に記載の半導体ウエーハブレーキング方法。

【請求項9】

前記スキージの前記粘着シートに接触する上側の表面は、長手方向の中央部が最も高く、両端に向かって直線的に低くなるように、への字状に形成されたことを特徴とする請求項７に記載の半導体ウエーハブレーキング方法。

【請求項10】

前記スキージの長手方向の長さは、少なくとも前記半導体ウエーハの径と略同じであることを特徴とする請求項７〜９のいずれかに記載の半導体ウエーハブレーキング方法。

【請求項11】

前記スキージの前記粘着シートに接触する表面は、その前記長手方向に垂直な断面が丸みを有していることを特徴とする請求項７〜１０のいずれかに記載の半導体ウエーハブレーキング方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、半導体ウエーハブレーキング装置及び方法に係り、特に、レーザー改質後の半導体ウエーハをスキージによりブレーキングして半導体ウエーハを個々の半導体チップに個片化する半導体ウエーハブレーキング装置及び方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、半導体装置の製造にあたり、半導体ウエーハの表面に半導体装置や電子部品等が形成された板状物であるワークを個々の半導体チップに分割していた。図１に、このようなワークを示す。図１に示すように、ワークは、上面に粘着層が形成された厚さ１００μｍ程度の粘着シート（ダイシングテープ）Ｓに、半導体ウエーハＷの裏面が貼付される。粘着シートＳに貼着された半導体ウエーハＷは、粘着シートＳを介して、剛性のあるリング状のフレームＦにマウントされる。フレームＦにマウントされた半導体ウエーハＷは、この状態でワーク分割装置において、チャックステージに載置される。そして、例えば半導体ウエーハＷに予め形成された分割予定ラインに沿ってブレード（スキージ）等のブレーキング部材をＸ軸方向及びＹ軸方向に走査することによって、半導体ウエーハＷが個々の半導体チップＴに分割（個片化）される。

【0003】

例えば、特許文献１には、予め割断予定線が形成されたウエーハを貼着したシートを介して前記ウエーハの割断予定線部分を局部的に真空吸引する真空吸引口を有するウエーハ分割治具を前記シートに接触させ、真空吸引動作しながら前記ウエーハ分割治具を割断予定線と直交する方向に前記ウエーハ及びシートに対して相対移動させ、前記シートを介して前記ウエーハの割断予定線部分を真空吸引して割断予定線部分に曲げ応力を発生させ、この曲げ応力で割断予定線部分を割断するウエーハ分割方法が開示されている。

【0004】

また特許文献２には、表面にダイシングによる格子状の溝が形成され、裏面に粘着テープが貼り付けられた半導体ウエーハに対し、ブレーキング部材のエッジ部をブレーキング部材の長手方向が前記溝の形成方向と異なるように前記粘着テープ側から押し当てて、前記ブレーキング部材のエッジを前記粘着テープに対して摺動させることにより半導体チップに分割する半導体ウエーハのブレーキング方法が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特許第４３６１５１６号公報

【特許文献2】特開２００３−１７４４３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、前記従来のウエーハ分割（ウエーハブレーキング）方法では、以下のような問題がある。

【0007】

例えば、上記特許文献１に記載のものでは、ウエーハ分割治具を割断予定線に対して平行に当てており、その割断予定線の端から端の全体に一度にウエーハ分割治具が当たるので、割断予定線のライン全体に急激に曲げ応力がかかり、一度にそのライン全体が割れてしまうため、チップ破損が生じる虞があるという問題がある。

【0008】

また、割れた際に割れたことによる衝撃がフィルム内を伝播し、その伝播する形態が割断予定線に垂直に波打つ形で伝播する。場合によっては、割断予定ラインが短くなるウエーハの外周部のチップでは、隣のラインが割断されたことによる副次的な衝撃で割れることや、その割れの衝撃によって、割断予定ラインにそって割れるのではなく、チップ内で割断する場合が存在する。

【0009】

そうしたことから、割断予定ラインに沿って効率よく、大きく衝撃を与えることのない割断が求められる。

【0010】

また、上記特許文献２に記載のものでは、ブレーキング部材を溝の形成方向と異ならせてはいるが、ブレーキング部材が半導体ウエーハの内部にある場合、半導体ウエーハが、ブレーキング部材によってすでに半導体チップに分割された領域とまだ分割されていない領域に二分され、すでに半導体チップに分割された領域では応力が分散されてしまう。また、ブレーキング部材が平行移動していく側では粘着テープが縮み、移動した後の側では粘着テープが伸び、ブレーキング部材の摺動開始付近と摺動終了付近とで、粘着テープにかかるテンションが変化し、ブレーキング中において粘着テープのテンションにばらつきが生じる。

【0011】

具体的には、ブレーキング開始時においては、ブレーキングされて分割された部分は少なく、ブレーキングされていない部分が多い。よって、粘着テープ全体のテンションは比較的大きく、ブレーキング時にかかる粘着テープのテンションは大きい。それに対して、ブレーキング終了時では、すでにブレーキング部材が通過した領域においてはウエーハが分割されており、また半導体チップ間のつながりもないために、ゆるい状態になっている。すなわち、粘着テープ全体にかかるテンションは非常に小さくなる。

【0012】

こうした場合、ブレーキング開始時におけるブレーキング部材が粘着テープに与える摺動抵抗と、ブレーキング終了時におけるブレーキング部材が粘着テープに与える摺動抵抗は粘着テープのテンション状態が大きく異なるため、ブレーキングの割断における曲げ応力もブレーキング開始時とブレーキング終了時に大きく異なることになる。

【0013】

これは、例えばブレーキング開始時には、比較的精度よくブレーキングができるが、ブレーキング終了時にはブレーキングが行われない箇所が出てくるといった問題が生じることがある。

【0014】

このように粘着テープの応力が分散したり、テンションにばらつきが生じると、分割された半導体チップ同士が接触したりチップ配列がずれる等の問題がある。

【0015】

先の問題は、ブレーキング部材がウエーハに対して移動する前後の領域部分におけるテンションばらつきについてであるが、一方で、ウエーハに対して平行移動していくブレーキング部材の左右の領域においても、テンションのばらつきがある。

【0016】

すなわち、ブレーキング部材は直線状であり、それを平行移動するとなると、ブレーキング部材が通る軌跡は、長方形ないしは平行四辺形になる。フレームに粘着テープ貼り付けられたウエーハは、フレーム内周の形状どおり円状である。

【0017】

したがって、こうした場合、直線状のブレーキング部材が平行移動していく過程で、ブレーキング部材の左右の両端部において、初期過程は、ウエーハ部分が少なく、外側のフレームとウエーハの間のフィルム部分が占める割合が大きくなる。すなわち、フィルムの変形は大きくなる。しかし、ブレーキング部材が、ウエーハの中央部に差し掛かると、ウエーハの領域が大きくなり、それに対して、フレームとウエーハ間の粘着テープ(フィルム)の領域が小さくなる。すなわち、フィルムの変形は小さくなる。

【0018】

こうした場合、ブレーキング部材の左右におけるフィルム部分とウエーハ部分の相対的な領域によって、ウエーハにかかるテンションに場所によるばらつきをうみ、こうしたことがブレーキングのばらつきに大きく影響する。

【0019】

また、半導体ウエーハは略円形であり、ウエーハ分割治具（あるいはブレーキング部材）を平行移動する場合には、平行移動の初期及び末端部においてはウエーハ分割治具と半導体ウエーハを貼着したシートを保持するフレームとが干渉しないようにフレーム径を大きくしなければならないという問題もある。さらに、平行移動する場合には、縦横２回分割動作が必要となり、また、縦横の動作以外に向きを代えるための円運動も必要になり、ウエーハ分割治具の動きに無駄が多いという問題もある。

【0020】

なお、これらのことは上記特許文献１においてもウエーハ分割治具を平行に移動しているため同様である。

【0021】

また、デバイス機構として半導体ウエーハの裏面にＡｌ（アルミニウム）やＮｉ（ニッケル）等の金属膜（バックメタル）を形成する場合があり、これらの金属膜は分断性が低く、従来の分割方法では確実に分割することができなかった。

【0022】

本発明はこのような問題に鑑みて成されたものであり、裏面に金属膜が形成されたレーザー改質後の半導体ウエーハをブレーキングする際、チップが破損したり、チップの配列がずれたりすることなく、ウエーハ裏面の金属膜を確実に分割することのできる半導体ウエーハブレーキング装置及び方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0023】

前記目的を達成するために、本発明の半導体ウエーハブレーキング装置は、裏面に金属膜が形成されるとともに、予め形成された分断予定ラインに沿って個々のチップにダイシング加工された半導体ウエーハを、前記金属膜を介して粘着シートに貼着してリング状のフレームにマウントしたワークを固定するフレーム固定手段と、前記半導体ウエーハを前記分断予定ラインにより個々の半導体チップに分割する、その長手方向の中央部が両端部よりも高く形成されたスキージと、前記スキージを、該スキージの中心を前記半導体ウエーハの中心と略一致させるようにして前記粘着シートに押し当てて、前記スキージをその中心の回りに回転させる昇降回転機構と、を備えたことを特徴とする。

【0024】

これにより、例えば図１に示すように、ブレーキング部材１００が移動する軌跡は、フレームＦの内周形状と同じ円状になる。すなわち、ブレーキング部材１００の両側において、絶えず一定のウエーハ領域Ｗ０と、ウエーハＷとフレームＦの内周部の間のフィルム(粘着テープ)領域Ｓ０が存在する。ブレーキング部材１００がフィルムＳ越しにウエーハＷを押し上げる上で、フィルムＳに絶えず一定の捻る方向のトルクがかかり、その捻りを戻そうとする反力も同時に作用する。その捻る方向にかかる応力は、ウエーハ領域Ｗ０とウエーハＷが貼り付けられていないフィルム領域Ｓ０は、ブレーキング部材１００内及びその両端部で同じになることから、ブレーキング初期であれ、ブレーキング終期であれ絶えずフィルムＳから受けるトルクは一定であり、安定してウエーハＷを割断することができる。

【0025】

また、図２に示すように、ブレーキング部材１００としてスキージを用いた場合に、ブレーキング部材（スキージ）１００が回転する際のウエーハＷの割れ方のメカニズムは以下のようになる。

【0026】

すなわち、例えば、特許文献１においては、割断予定ラインに平行に全て同時に割っていた。しかし、本願発明の場合は、割断予定ラインに対して、スキージ１００がウエーハＷに対して図に矢印Ｖで示すように回転移動する。そうすると、スキージ１００が例えば、ウエーハＷのＸ軸上と一致し、その状態から反時計回りに回転しながら、割断する場合に、まずＸ軸上からＹ側に一つ上に存在する割断予定ライン１１０に着目する。当該割断予定ライン１１０上において、スキージ１００はまず割断予定ライン１１０の最外周部に接することになる。その際に、割断予定ライン１１０の最外周部に局所応力が作用し、最外周部で微小な割れを起こす。このとき割断予定ラインは最外周部分が割れを起こすが、内周側ではスキージ１００が到達していないため割れを起こさない。

【0027】

その後徐々にスキージ１００が回転していくに伴って、スキージ１００と割断予定ライン１１０の交点部分は図に矢印Ｚで示すように徐々に内側に移動していく。それに伴って、ウエーハＷにかかる局所応力の部分が移動する。これはウエーハＷの割れがスキージ１００と割断予定ライン１１０の交点の移動に沿って起こることを意味する。その結果、割断予定ライン１１０は特許文献１に記載のように一度に割れるのではなく、スキージ１００の回転に伴って、徐々に割れるエリアが内側に入っていくことを意味する。こうすることでウエーハＷの全エリア均等かつゆっくりと割れていくことになる。

【0028】

さらに、図２に示すように、Ｘ軸上にあるスキージ１００が反時計回りに回転していく場合、第1象限において、外周部からウエーハの割れが徐々に内側に進展していく一方で、第3象限において、Ｙ側で一つ下にある割断予定ラインにおいても、同様のメカニズムでウエーハＷの外周部がまず割れて、スキージ１００との交点が内側に進行していくにしたがって、ウエーハＷも徐々に割れていく。なお、略同時に割れていく部分において、略対称位置で割れが進行する。

【0029】

よって、本願発明においては、先の特許文献２であったようなすでに割れた部分とウエーハが割れていない部分でフィルムのテンションが大きく変化して、初期に効率よく割れていたものが、後半割れミスを多数起こしてしまうという、問題を起こすことはない。これは、図２を用いて説明したように本願発明においては、絶えず対称位置で割れていくために、割れる位置のバランスがとれているからである。

【0030】

また、スキージで伸ばされたフィルムが戻ろうとしてトルクがかかる応力も、スキージの一方側と他端側にわけることができ、スキージ付近にかかる応力もバランスされている。また、スキージのウエーハに対する相対的な回転運動の際、スキージの両端部分が描く軌跡は円状であるため、特許文献１、２に示すような平行移動に基づく長方形や平行四辺形ではない。これは、特許文献１、２ではスキージ(ブレーキング部材)の長方形や平行四辺形であるためスキージとフレーム内周が干渉していたが、本願の場合はフレーム内周も円状でスキージの運動軌跡も円状であるため、フレームとスキージの干渉を心配する必要はない。

【0031】

また、特許文献１や２の場合は、フレーム内径は円状であるのに対して、ブレーキング部材の移動軌跡は長方形や平行四辺形であるために、フレーム内径を干渉しないように大きく取らなければならなかったが、本願発明の場合、フレームの内径はスキージよりも少し大きい程度で十分であり、フレームに干渉することなく一定のトルクを作用させながら、安定してウエーハを割断することが可能となる。

【0032】

これにより、裏面に金属膜が形成されたレーザー改質後の半導体ウエーハをブレーキングする際、チップが破損したり、チップの配列がずれたりすることなく、ウエーハ裏面の金属膜を確実に分割することが可能となる。

【0033】

また、一つの実施態様として、前記スキージの前記粘着シートに接触する上側の表面は、長手方向の中央部が最も高くなるような丸みをもって形成されていることが好ましい。

【0034】

また、一つの実施態様として、前記スキージの前記粘着シートに接触する上側の表面は、長手方向の中央部が最も高く、両端に向かって直線的に低くなるようにへの字状に形成されたことが好ましい。

【0035】

これにより、スキージからの押圧力のかかりにくい半導体ウエーハの中央部に対しても確実に押圧力を加えることができ、全ての半導体チップを均等に分割していくことが可能となる。

【0036】

また、一つの実施態様として、前記スキージの長手方向の長さは、少なくとも前記半導体ウエーハの径と略同じであることが好ましい。

【0037】

これにより、スキージの運動に伴いスキージがワークのフレームと干渉することがないので、フレームを大型化する必要がない。

【0038】

また、一つの実施態様として、前記スキージの前記粘着シートに接触する表面は、その前記長手方向に垂直な断面が丸みを有していることが好ましい。

【0039】

これにより、スキージの回転により粘着シートを傷つけることなく、スキージをスムーズに回転して半導体チップを金属膜とともに確実に分割することが可能となる。

【0040】

また、一つの実施態様として、前記スキージの前記粘着シートに接触する表面は、前記スキージを回転する際にスティックスリップが発生しないようにコーティングされていることが好ましい。

【0041】

これにより、スキージの回転に伴いスティックスリップを発生させることなく、スキージを回転させ、半導体ウエーハを確実に分割することが可能となる。

【0042】

また、同様に前記目的を達成するために、本発明の半導体ウエーハブレーキング方法は、裏面に金属膜が形成されるとともに、予め形成された分断予定ラインに沿って個々のチップにダイシング加工された半導体ウエーハを、前記金属膜を介して粘着シートに貼着してリング状のフレームにマウントしたワークを固定するフレーム固定工程と、その長手方向の中央部が両端部よりも高く形成されたスキージを、該スキージの中心を前記半導体ウエーハの中心と略一致させるようにして前記粘着シートに押し当てて、前記スキージをその中心の回りに回転させることにより、前記半導体ウエーハを前記分断予定ラインにより個々の半導体チップに分割するブレーキング工程と、を備えたことを特徴とする。

【0043】

これにより、裏面に金属膜が形成されたレーザー改質後の半導体ウエーハをブレーキングする際、チップが破損したり、チップの配列がずれたりすることなく、ウエーハ裏面の金属膜を確実に分割することが可能となる。

【0044】

また、一つの実施態様として、前記スキージの前記粘着シートに接触する上側の表面は、長手方向の中央部が最も高くなるような丸みをもって形成されていることが好ましい。

【0045】

また、一つの実施態様として、前記スキージの前記粘着シートに接触する上側の表面は、長手方向の中央部が最も高く、両端に向かって直線的に低くなるように、への字状に形成されたことが好ましい。

【0046】

これにより、スキージからの押圧力のかかりにくい半導体ウエーハの中央部に対しても確実に押圧力を加えることができ、全ての半導体チップを均等に分割していくことが可能となる。

【0047】

また、一つの実施態様として、前記スキージの長手方向の長さは、少なくとも前記半導体ウエーハの径と略同じであることが好ましい。

【0048】

これにより、スキージの運動に伴いスキージがワークのフレームと干渉することがないので、フレームを大型化する必要がない。

【0049】

また、一つの実施態様として、前記スキージの前記粘着シートに接触する表面は、その前記長手方向に垂直な断面が丸みを有していることが好ましい。

【0050】

これにより、スキージの回転により粘着シートを傷つけることなく、スキージをスムーズに回転して半導体チップを金属膜とともに確実に分割することが可能となる。

【発明の効果】

【0051】

以上説明したように、本発明によれば、裏面に金属膜が形成されたレーザー改質後の半導体ウエーハをブレーキングする際、チップが破損したり、チップの配列がずれたりすることなく、ウエーハ裏面の金属膜を確実に分割することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0052】

【図1】ブレーキング部材が回転する際のフレームとの関係を示す平面図である。

【図2】ブレーキング部材を回転する際ウエーハの割れ方を示す平面図である。

【図3】ワークの一例を示す斜視図である。

【図4】本発明に係る半導体ウエーハブレーキング装置の一実施形態を示す要部断面図である。

【図5】半導体ウエーハとスキージの関係を示す透視平面図である。

【図6】スキージの概略を示す説明図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は他のスキージの例を示す正面図である。

【図7】ブレーキング時のスキージの作用を拡大して示す模式図である。

【図8】スキージを回転させて半導体ウエーハのブレーキングを行う様子を示す平面図である。

【図9】本実施形態におけるブレーキング装置の処理の流れを示すフローチャートである。

【図10】ブレーキング部材の他の例を示す（ａ）は斜視図、（ｂ）は平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0053】

以下、添付図面を参照して、本発明に係る半導体ウエーハブレーキング装置及び方法について詳細に説明する。

【0054】

図３は、ワークの一例を示す斜視図である。

【0055】

図３に示すように、ワークは、半導体ウエーハＷの表面に半導体装置や電子部品等が形成された板状物であり、上面に粘着層が形成された厚さ１００μｍ程度の粘着シート（ダイシングテープ）Ｓに、半導体ウエーハＷの裏面が貼付される。粘着シートＳに貼着された半導体ウエーハＷは、粘着シートＳを介して、剛性のあるリング状のフレームＦにマウントされる。フレームＦにマウントされた半導体ウエーハＷは、この状態で半導体ウエーハブレーキング装置において、フレーム固定手段によって固定され、粘着シートＳ側からスキージ（ウエーハブレーキング部材）によって押し上げられる。詳しくは後述するが、粘着シートＳを押し上げたまま、スキージを回転することによって、半導体ウエーハＷに予め形成された分割予定ラインに沿って、半導体ウエーハＷが個々の半導体チップＴに分割（個片化）されるようになっている。

【0056】

なお、本実施形態でブレーキングするワークは、半導体ウエーハＷの裏面に、Ａｌ（アルミニウム）あるいはＮｉ（ニッケル）等の金属膜（バックメタル）が形成されている。

【0057】

本実施形態の半導体ウエーハブレーキング装置は、これらの分断性の低い金属膜（バックメタル）を確実にブレーキングするのに好適なものである。

【0058】

図４に、本発明に係る半導体ウエーハブレーキング装置の一実施形態を示す要部断面図を示す。

【0059】

図４に示すように、半導体ウエーハブレーキング装置は、ワーク２のフレームＦを保持・固定するフレーム固定手段１０と、半導体ウエーハＷを各半導体チップＴに個片化するブレーキング部材としてのスキージ１２を有して構成されている。

【0060】

フレーム固定手段１０は、半導体ウエーハＷをＡｌ（アルミニウム）あるいはＮｉ（ニッケル）等のバックメタル４を介して粘着シートＳに貼り付け、粘着シートＳをフレームＦにマウントしたワーク２のフレームＦを保持・固定するものである。また、スキージ１２は、粘着シートＳの下側から半導体ウエーハＷを上方へ押し上げたまま回転することにより半導体ウエーハＷを各半導体チップＴに分割するものである。

【0061】

図５に、半導体ウエーハＷとスキージ１０との関係を平面図で示す。図５は、半導体ウエーハＷの表面側から見た平面図であるが、スキージ１２の位置もわかるように透視図として表現している。

【0062】

スキージ１２は、半導体ウエーハＷの径と少なくとも略同じ長さを有する棒状の部材であり、スキージ１２の中心Ｐと半導体ウエーハＷの中心とは略一致するように配置されている。なお、スキージ１２の中心Ｐは、必ずしも半導体ウエーハＷの中心と完全に一致する必要はなく、半導体ウエーハＷの大きさに応じて、その位置を多少ずらして配置するようにしてもよい。

【0063】

スキージ１２によって半導体ウエーハＷをブレーキングする際には、スキージ１２を、粘着シートＳの下側から半導体ウエーハＷを押し上げて図に矢印Ａで示すように、スキージ１２の中心Ｐの回りに回転する。すると、スキージ１２によって押し上げられ、押圧力が加えられた部分において剪断力が働き、半導体ウエーハＷに予めレーザーによって改質されて形成された分割予定ラインに沿って半導体ウエーハＷ及びバックメタル４がブレーキング（分割）されるようになっている。

【0064】

なお、このときブレーキング時における、スキージ１２の回転数は例えば５ｒｐｍであり、スキージ１２が粘着シートＳを開始て半導体ウエーハＷを押し上げる押圧力は、粘着シートＳの引き込み量でいうと、例えば半導体ウエーハＷのサイズが６／８ｉｎｃｈを想定した場合で、２１〜２４ｍｍ程度である。

【0065】

図６に、スキージ１２の概略を示す。図６（ａ）はスキージ１２の斜視図であり、図６（ｂ）はスキージ１２の正面図である。また、図６（ｃ）は他のスキージ１２’を示す正面図である。

【0066】

図６（ａ）に示すように、スキージ１２は、棒状の部材であり、粘着シートＳに接触する上側の表面１２ａは、図６（ｂ）に示すように、長手方向の中央部が最も高くなるように丸みを帯びて山型に形成されている。また、スキージ１２は、長手方向に垂直な断面が上側に丸み（Ｒ）を有するように形成されている。このスキージ１２のＲ形状としては、例えばチューブ径が直径６ｍｍのＲ形状を有している。また、スキージ１２の硬度としては、チューブ肉厚が１ｍｍ、あるいはポリウレタンチューブ直径は６ｍｍなどが好適に例示される。

【0067】

また、図６（ｃ）に他のスキージの例を示すように、スキージ１２’の上側の表面は、長手方向の中央部が最も高く、両端に向けて直線的に下がるように、「へ」の字状に形成されていてもよい。この場合には、最も高い山の頂上部１２’ｂには丸みを形成しておくことが好ましい。

【0068】

図６（ａ）に示すように、スキージ１２の中央部の下側には、支持部材１４が取り付けられており、支持部材１４の下部には、支持部材１４を昇降及び回転可能に保持する昇降回転機構１６が設置されている。また、図示を省略したが、半導体ウエーハブレーキング装置には、これらの動きを制御するための制御手段も備えられている。

【0069】

半導体ウエーハＷのブレーキング時には、昇降回転機構１６により、支持部材１４を介してスキージ１２を上昇させて、粘着シートＳの下側から半導体ウエーハＷを押し上げ、スキージ１２をその中心の回りに回転させるようになっている。

【0070】

このように、本実施形態においては、スキージ１２（１２’）のように長手方向の中央部を高くするように形成したため、押圧力の掛り難い半導体ウエーハの中央部に対しても、十分に押圧力を加えることができ、全ての半導体チップを金属膜（バックメタル）とともに確実に分割することができる。

【0071】

特に、スキージ１２が上昇してウエーハを押し上げる場合、スキージが仮にフラットな形状である場合、粘着シートの張力によっては、ウエーハを貼り付けた粘着シートの外周部だけにスキージが当接し、粘着シートの内周部はスキージから浮き上がる場合も存在する。

【0072】

こうした場合において、ウエーハの大きさ、スキージの上昇量、粘着シートの張力などに関係なく安定してスキージの応力が、スキージのライン全体にかかるようにするため、スキージとウエーハを貼り付けた粘着シートが一様な応力を有するためにも、スキージの形状は中央部を高くした形状が望ましい。そのラウンド形状は、粘着シートの張力分布に応じて設定するのが望ましい。

【0073】

図７に、ブレーキング時のスキージ１２の作用を拡大して模式的に示す。

【0074】

図７に示すように、ブレーキング時には、スキージ１２は粘着シートＳを下側から押し上げて、矢印Ａ方向に移動（回転）する。

【0075】

このようにスキージ１２を移動させると、粘着シートＳがスキージ１２の押圧力によって変位し、隣り合う半導体チップＴ同士の間に形成されていた分割予定ラインが剪断力により分割されて、隣り合う半導体チップＴ同士の間隔が広がる。

【0076】

さらに、これに伴い、半導体ウエーハＷの下側に貼り付けられていたバックメタル４にも剪断力が働き、バックメタル４も分割されて、半導体ウエーハＷが完全に分割されて半導体チップＴとなる。

【0077】

粘着シートＳは、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）やＰＯ（ポリオレフィン）等の材料で形成されており、スキージ１２が移動していく方向（Ａ）の粘着シートＳは、スキージ１２によって押されて縮み、スキージ１２の移動方向（Ａ）より後側の粘着シートＳは引き伸ばされる。

【0078】

また、スキージ１２の粘着シートＳに接触する表面１２ａにはＲが形成されているが、スキージ１２を移動させていくときに粘着シートＳとの間でスティックスリップが発生しないように、スキージ１２の表面１２ａにコーティングを施すことが好ましい。

【0079】

スキージ１２のコーティングの材質としては、例えば、ポリプロピレンフィルム（ＮＩＴＴＯ製）あるいはコーティング無しのポリウレタンチューブなどが好適に例示される。

【0080】

図８に、スキージ１２を回転させて半導体ウエーハＷのブレーキングを行う様子を平面図で示す。

【0081】

図８に示すように、スキージ１２は、下側から粘着シートＳを介してバックメタル４及び半導体ウエーハＷを押し上げて、中心Ｐの回りに矢印Ａで示すように回転していく。このとき半導体ウエーハＷに形成された分割予定ラインは、スキージ１２の回転に伴い、図に矢印Ｂで示すように最外周側から割れていく。図示は省略したが、図の矢印Ｂと対称の位置においても同じように最外周側から分割予定ラインに沿って半導体チップＴが分割されていく。

【0082】

したがって、本実施形態においては、従来のように分割予定ライン全体が一度に割れてしまうことはなく、スキージ１２の回転に伴って外周側から徐々に割れていくので、半導体チップＴが破損することはない。

【0083】

また、スキージ１２が回転していくとき、図に矢印Ｃで示すスキージ１２が回転していく側の領域では粘着シートＳは縮み、図に矢印Ｄで示すスキージ１２が回転した後の側の領域では粘着シートＳは伸びる。したがって、粘着シートＳ全体で見ると粘着シートＳにかかる応力のバランスが均等になるようになっている。その結果、分割された半導体チップＴの配列がずれるようなことはない。

【0084】

また、スキージが回転する際の粘着シートの伸び縮みについて、スキージの半径が大きい部分、すなわちウエーハの外周部分は、スキージが粘着シートを押し上げながら回転することで、スキージが近づいてくる部分の粘着シートの縮みは大きく、かつスキージが通過した後の粘着シートの伸びも大きく取ることができる。よって、ウエーハ外周部では、特に粘着シートの伸び縮みを大きく取り、最初にウエーハ外周部でチップを分割するきっかけを与えることが可能となる。初期にきっかけを与えてウエーハを分断すると、その分断を進展させる応力は、それほど大きい応力は必要なく、分断が進展するにしたがってその応力は小さくしていってよい。

【0085】

すなわち、初期の分断に、すなわち外周部の分断に最も大きな応力を与えて、ウエーハの内側にいくほど、小さい応力を与えればよいことになる。

【0086】

こうした原理は、スキージを押し上げて粘着シートをこすり付ける摩擦力は、スキージを回転させる機構を取ることで、自然に、半径の大きいところでは大きい摩擦力のもと、分断に対する応力を大きくすることができ、半径の小さいところでは小さい摩擦力で分断に対する応力を小さくすることができるため、分断の機構として理にかなっている。

【0087】

また、本実施形態においては、半導体ウエーハＷの径と略同じ長さを有するスキージ１２をその中心の回りに回転しているので、スキージ１２の動きによってスキージ１２がワーク２のフレームＦと干渉することはなく、フレームＦを大きくする必要もない。

【0088】

さらに、スキージ１２を１回転すれば、完全に半導体ウエーハＷ及びバックメタル４が分割されるので、従来のように縦横２回ブレーキング部材を駆動する必要もなく、ブレーキング処理にかかる時間が短縮される。

【0089】

なお、本実施形態においては、図６に示したように、スキージ１２の中央部が高くなるように形成されているため、押圧力の掛り難い中央部においても、半導体ウエーハＷに対して十分な押圧力を加えることができ、全ての半導体チップＴを裏面に形成されたバックメタル４とともに確実に分割することができる。

【0090】

図９に、本実施形態におけるブレーキング装置の処理の流れをフローチャートで示す。

【0091】

まず図９のステップＳ１００において、図４に示すように、ワーク２のフレームＦを半導体ウエーハブレーキング装置のフレーム固定手段１０に固定する。このとき、粘着シートＳが下側、半導体ウエーハＷが上側となるようにする。

【0092】

次に、ステップＳ１１０において、昇降回転機構１６によりスキージ１２を上昇させて、スキージ１２の上側の表面１２ａが粘着シートＳに接触させ、下側から粘着シートＳを介してバックメタル４及び半導体ウエーハＷを押し上げるようにする。

【0093】

次に、ステップＳ１２０において、スキージ１２を、下側から粘着シートＳを介してバックメタル４及び半導体ウエーハＷを押し上げたまま、昇降回転機構１６によって図５に示すようにその中心Ｐの回りに回転する。これにより、図７、図８に示すように、バックメタル４も分割され半導体ウエーハＷが半導体チップＴに個片化される。

【0094】

すなわち、本実施形態のようにスキージ１２をその中心の回りに回転して分割することにより、図７に示すように、Ａｌ（アルミニウム）あるいはＮｉ（ニッケル）等からなる分断性が低く従来分断が困難であったバックメタル４も確実に分断することができる。

【0095】

特に、本実施形態においては、スキージ１２の中央部が高くなるように形成したため、押圧力の掛り難い半導体ウエーハＷの中央部に対しても十分な押圧力を加えることができ、端部から中央部まで全ての半導体チップＴを裏面に形成されたバックメタル４とともに確実に分割することができる。

【0096】

なお、上で説明した例においては、スキージの中心と回転中心とが一致していたが、必ずしも、これは一致していなくともよくて、回転中心をスキージの中心からオフセットさせても良い。

【0097】

図１０に、回転中心をスキージの中心からオフセットした例を示す。

【0098】

図１０（ａ）は、このようなスキージの斜視図であり、図１０（ｂ）はワークとの位置関係を示すようにした平面図である。

【0099】

図１０（ａ）に示すように、スキージ１２は図６に示すものと同様の棒状の部材であり、その中央部が水平梁部材１８を介して支持部材１４に取り付けられ、昇降回転機構１６によって昇降可能かつ回転可能となっている。

【0100】

スキージ１２と回転中心とのオフセット量Δは、例えば１０ｍｍ〜２０ｍｍ程度に設定されているが、半導体ウエーハＷのサイズに応じて適宜変更するようにしてもよい。

【0101】

図１０（ｂ）は、この回転中心からオフセットされたスキージ１２とワークとの位置関係を示す平面図であるが、その位置関係をわかりやすくするために透視図として表現している。

【0102】

昇降回転機構１６によって支持部材１４が回転すると、支持部材１４に設置された水平梁１８によってスキージ１２が図に矢印で示したように回転するようになっている。このように回転中心からオフセットされたスキージは、例えばウエーハサイズの大きいものに対して有効である。

【0103】

以上、本発明の半導体ウエーハブレーキング装置及び方法について詳細に説明したが、本発明は、以上の例には限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行ってもよいのはもちろんである。

【符号の説明】

【0104】

２…ワーク、４…金属膜（バックメタル）、１０…フレーム固定手段、１２…スキージ、１４…支持部材、１６…昇降回転機構

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】