JP6578985B2 - 基板、基板の切断方法 - Google Patents

Description

本発明は、ブレードでダイシングされる基板及び基板の切断方法に関する。

ウエハなどの基板をチップに個片化する技術として、ブレードを用いたブレードダイシング方式がある。この方式では、まず被加工物である基板をダイシングテープの表面に貼り付ける。そして、ダイシングテープの裏面を吸着保持しながらダイシングブレード（以下、ブレードという）を回転させ基板を切断する。

ブレードは、主に砥粒と、砥粒間にある結合材とで構成される切削工具である。ブレードを高速で回転させて無数の鋭い砥粒の角先で基板を削る。切削する基板の材質に応じて砥粒の種類、粒度、集中度、及び結合材を選定する。たとえば化合物半導体である砒化ガリウムは、単体半導体であるシリコンと比較して脆いため、粒度の小さい砥粒を使用する必要がある。

ブレードの結合材には砥粒が満遍なく混入されている。基板のダイシングを進めると、結合材が磨耗し、結合材から新たな砥粒が表面に現れ、その新たな砥粒が被加工物を削ることにより、切れ味を保つ。これを自生発刃作用という。

ダイシングテープの基材には、ポリ塩化ビニール（ＰＶＣ）、ポレオレフィン(ＰＯ)、又はポリエチレンテレフタレート(ＰＥＴ)等が用いられ、その表面には粘着層が形成されている。

ブレードの切れ味を保つために、ドレッシングボードとよばれる板を用いてブレードの目だしを行う。ドレッシングボードとは、樹脂からなる結合材中に炭化珪素などの研磨剤を混ぜた板である。

特許文献１には、基材面上に粘着剤層を塗布してなるウエハ貼着用粘着シートを、ダイシングテープとして用いることが開示されている。この、ウエハ貼着用粘着シートは、基材中に、粒径が０．５〜１００μｍでありモース硬度が６〜１０である砥粒を分散させたものである。

特開昭６３−２０５３８２号公報

ブレードダイシング方式には、ハーフカット、セミフルカット、フルカットの３つの方式があり、現状では完全に基板を切断するフルカット方式が主流となっている。フルカット時のブレードは、基板だけでなくダイシングテープにも切り込む。そのため、ブレード先端部がダイシングテープ又はメタルなどの切削屑によって覆われ、砥粒が突出していないブレード目詰まり状態となることがある。その結果、ブレードの切れ味が低下しチップ欠け又はクラックの発生を招いていた。

また近年、放熱性を高めるために基板の薄型化が進んでいる。基板を薄くするとその分だけブレードダイシング時のブレード切削抵抗が減少するので、結合材の磨耗による自生発刃作用が小さくなる。その結果、ブレードの砥粒が平滑に磨耗してしまう目潰れ又は目詰まり等によってブレードの切れ味が落ちたり、チップ欠け又はクラックが発生したりする。

ブレードの種類として、電鋳ブレード、メタルブレード、及びレジンブレードがある。レジンブレードは結合材に樹脂を用いているので、結合材が磨耗しやすく、目詰まりと目潰れが発生しにくい。しかし、レジンブレードは、結合材の強度が小さいためブレード厚を厚くする必要がある。そのため、ブレードダイシング時の切り代であるカーフ幅が１００μｍ以上と広くなってしまう問題があった。メタルブレードでも同様の理由により、カーフ幅が広くなってしまう。

電鋳ブレードは例えばニッケルなどの強度の高い材料を結合材に用いるため、ブレード厚を薄くすることが可能である。しかし、ニッケルは磨耗しにくく、目詰まり、目潰れが発生しやすい。このことによりブレードの寿命が短くなることがある。電鋳ブレードの自生発刃作用を長期間維持することが求められている。

特許文献１に開示の技術では、ダイシングテープの基材中に砥粒を設ける。これにより、ブレードの自生発刃作用を維持し得る。しかしながら、ダイシングテープの基材には、耐水性、耐熱性、ＵＶ照射する場合には透明であること、及びエキスパンディング処理する場合には伸縮性などの性質が要求される。基材中に砥粒を設けるとそのような性質が損なわれるおそれがある。また、ブレードで基材を切断しなければブレードの自生発刃作用を得ることができない。

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、弊害なく、ブレードの自生発刃作用を長期間維持することができる基板及びその基板の切断方法を提供することを目的とする。

本願の発明に係る基板は、ダイシングストリートの本体部の上面および下面には研磨層を備え、研磨層に設けられた、酸化シリコン、酸化アルミニウム、炭化シリコン、チタン合金又はタングステン合金を材料とする研磨剤を備えたことを特徴とする。

本願の発明に係る基板の切断方法は、砥粒と、砥粒を結合する結合材とを有するブレードで、該結合材のモース硬度以上のモース硬度を有する研磨剤が設けられたダイシングストリートをダイシングすることを特徴とする基板の切断方法であって、ダイシングストリートには、ダイシングストリートに沿って研磨剤が設けられた第１部分と、第１部分の左右に位置し研磨剤が設けられた第２部分とが形成され、第１部分の研磨剤の密度は、第２部分の研磨剤の密度より大きく、ブレードの側面を含む側面部は第２部分に接触し、ブレードの側面部に挟まれた中央部は第１部分に接触することを特徴とする。

本発明によれば、基板のダイシングストリートに研磨剤を設けたので、弊害なく、ブレードの自生発刃作用を長期間維持することができる。

実施の形態１に係る基板の斜視図である。 ダイシングストリートの断面図である。 基板の切断方法を示す図である。 実施の形態２に係るダイシングストリートの断面図である。 実施の形態３に係るダイシングストリートの断面図である。 実施の形態４に係るダイシングストリートの断面図である。

本発明の実施の形態に係る基板と基板の切断方法について図面を参照して説明する。同じ又は対応する構成要素には同じ符号を付し、説明の繰り返しを省略する場合がある。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る基板の斜視図である。基板１０には複数のチップ１２が形成されている。複数のチップ１２を個片化するために、複数のチップ１２の間にはダイシングストリート１４、１６が形成されている。ダイシングストリート１４はｙ方向に長く伸びるダイシングストリートである。ダイシングストリート１６はｘ方向に長く伸びるダイシングストリートである。

図２は、ダイシングストリート１４の断面図である。ダイシングストリート１４は、例えば珪素などの基板材料で形成された本体部２０と、本体部２０の上面に設けられた研磨層２２と、本体部２０の下面に設けられた研磨層２４を備えている。研磨層２２、２４には研磨剤が設けられている。研磨剤は例えば、酸化シリコン、酸化アルミニウム、炭化シリコン、チタン合金又はタングステン合金である。研磨層２２、２４は、すべてのダイシングストリートに形成される。

研磨層２２、２４は、例えば、モールド成形用の樹脂に上記研磨剤を混入させて、それをダイシングストリート１４に流し込み、１５０度程度で焼き固める方法で形成することができる。この場合、研磨剤と樹脂が混合した研磨層２２、２４を得ることができる。研磨剤と樹脂が混合した研磨層は、周知のドレッシングボードに類似した構造を有する。しかしながら、研磨層２２、２４は別の方法で形成してもよい。例えば、スパッタリング法を用いて直接ダイシングストリートに研磨剤を製膜することで、研磨層２２、２４を形成してもよい。

図３は、実施の形態１に係る基板の切断方法を示す図である。ブレード３０は矢印方向に回転する電鋳ブレードである。ブレード３０は、無数の砥粒３２と、砥粒３２を結合する結合材３４とを有する。砥粒３２は、切削する基板の材質に応じて適宜選択することができるが、例えば、グリーンカーボランダム、人造コランダム、オプティカルエメリー、ホワイトアランダム、炭化ホウ素、酸化クロム（ＩＩＩ）、酸化セリウム又はダイヤモンドパウダーである。結合材３４の主成分は例えばニッケルである。結合材３４の中に無数の砥粒３２が混入している。

高速回転させたブレード３０を図３のｙ正方向に送ることで、ダイシングストリート１４に沿って基板１０を切断する。このとき、ブレード３０によって本体部２０と研磨層２２、２４を切断する。研磨層２２、２４を切断することで、研磨層２２、２４がない場合と比べてブレード３０の切削抵抗が増加する。研磨層２２、２４にある研磨剤により、ブレード３０の結合材３４が磨耗するので、自生発刃作用が得られる。研磨剤で結合材３４の磨耗を促すことが重要である。研磨剤で結合材３４の磨耗を促すためには、研磨剤のモース硬度は、結合材３４のモース硬度以上であることが必要である。結合材３４の材料がニッケルである場合、結合材３４のモース硬度は約５である。この場合、研磨層２２、２４に含まれる研磨剤のモース硬度を５以上とする必要がある。

ブレード３０で、すべてのダイシングストリートをダイシングすることで、基板１０の切断が終了し、チップが個片化される。基板１０の切断中、研磨層２２、２４に含まれる研磨剤によって、結合材３４が磨耗を続けるので、自生発刃が促され、ブレード３０の目詰まり及び目潰れを防止することができる。したがって、ブレード３０の寿命が長くなり、ブレード交換頻度が減少するので、生産性が向上し、しかもブレードのコストを削減できる。また、ブレードの切れ味を保つことができ、チップ欠けやクラックが発生しにくくなる。

ダイシングの際には、基材と基材面に塗布された粘着層を有するダイシングテープを、被切断物である基板に貼り付ける。本発明の実施の形態１に係る基板の切断方法では、ダイシングテープを切断しなくてもブレードの自生発刃作用を長期間維持することができる。ダイシングテープの基材中に砥粒を設ける必要は無いのでダイシングテープの機能を維持できる。

本発明の実施の形態１に係る基板及び基板の切断方法は、その特徴を失わない範囲で様々な変形が可能である。例えば、研磨層を設ける位置は任意である。研磨層はダイシングストリートの少なくとも一部に設けられていればよい。研磨層には、研磨剤があればよく、他の構成の有無は重要ではない。基板１０の裏面電極におけるダイシングストリートに、研磨層を形成してもよい。

これらの変形は以下の実施の形態に係る基板及び基板の切断方法にも適宜応用できる。なお、以下の実施の形態に係る基板及び基板の切断方法は、実施の形態１との類似点が多いので、実施の形態１との相違点を中心に説明する。

実施の形態２．
図４は、実施の形態２に係るダイシングストリートの断面図である。ダイシングストリート１４には、ダイシングストリート１４に沿って設けられた第１部分４０と、第１部分４０の左右に位置する第２部分４２がある。第１部分４０と第２部分４２には研磨剤が設けられている。第１部分４０の研磨剤の密度は、第２部分４２の研磨剤の密度より大きい。したがって、ブレード３０のうち第１部分４０を切断する部分に強い自生発刃作用が及ぼされ、ブレード３０のうち第２部分４２を切断する部分に弱い自生発刃作用が及ぼされる。

図４には、ブレード３０の幅を示すために、ブレード３０が２次元的に示されている。ブレード３０の幅ｘ２は、第１部分４０の幅ｘ１より大きい。その結果、ブレード３０の側面を含む側面部３０ａ、３０ｂは第２部分４２に接触し、ブレード３０の側面部３０ａ、３０ｂに挟まれた中央部３０ｃは第１部分４０に接触する。

均質なダイシングストリートをブレードで切断し続けると、ブレードの中央部に比べて、ブレードの側面部が磨耗しやすい。側面部の磨耗はチップ欠けの原因となるので好ましくない。そこで、本発明の実施の形態２では、ダイシングストリートにおける研磨剤の密度を不均一としたことで、ブレード３０の中央部３０ｃではブレードが磨耗しやすく、ブレード３０の側面部３０ａ、３０ｂでは中央部３０ｃよりはブレードが磨耗しづらくなるようにした。これにより、基板の切断を継続しても、ブレードの形状を均一に保つことができる。

実施の形態３．
図５は、実施の形態３に係るダイシングストリートの断面図である。ダイシングストリート１４には、研磨剤が設けられない非研磨部５２と、研磨剤を有する研磨部５０が形成されている。非研磨部５２には浅い溝５２ａと、溝５２ａより深い溝５２ｂが形成されている。研磨部５０は、溝５２ａ、５２ｂを埋めている。研磨部５０が溝５２ａ、５２ｂを埋めることでアンカー効果が生じる。そのため、ダイシングストリートにおいて、研磨部５０が非研磨部５２から剥離することを防止できる。非研磨部５２に設ける溝の形状はアンカー効果が得られる限り適宜変更することができる。

実施の形態４．
図６は、実施の形態４に係るダイシングストリートの断面図である。ダイシングストリート１４には、研磨剤６０が埋め込まれている。研磨剤６０を製膜した後に、マスクを被せずにそのまま製膜を続けることで、生産を合理化しつつ図６の構成を得ることができる。図５の研磨部５０と同様、図６の研磨剤は板状の固体である。ブレード３０で研磨剤６０を切断しつつ基板の切断を進めることで、自生発刃作用を促すことができる。なお、ここまでに説明した各実施の形態に係る基板及び基板の切断方法に係る特徴は適宜に組み合わせて用いてもよい。

１０ 基板、 １２ チップ、 １４,１６ ダイシングストリート、 ２０ 本体部、 ２２,２４ 研磨層、 ３０ ブレード、 ３２ 砥粒、 ３４ 結合材

Claims (6)

1. ダイシングストリートの本体部の上面および下面には研磨層を備え、前記研磨層に設けられた、酸化シリコン、酸化アルミニウム、炭化シリコン、チタン合金又はタングステン合金を材料とする研磨剤を備えたことを特徴とする基板。
2. ダイシングストリートに設けられた、酸化シリコン、酸化アルミニウム、炭化シリコン、チタン合金又はタングステン合金を材料とする研磨剤を備え、
   前記ダイシングストリートには、前記ダイシングストリートに沿って前記研磨剤が設けられた第１部分と、前記第１部分の左右に位置し前記研磨剤が設けられた第２部分と、が形成され、
   前記第１部分の前記研磨剤の密度は、前記第２部分の前記研磨剤の密度より大きいことを特徴とする基板。
3. 前記研磨剤に混合した樹脂を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の基板。
4. 前記ダイシングストリートには、溝が形成され前記研磨剤が設けられない非研磨部と、前記溝を埋めるように設けられた前記研磨剤を有する研磨部と、があり、
   前記研磨部が前記溝を埋めることでアンカー効果が生じることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の基板。
5. 前記研磨剤は、前記ダイシングストリートに埋め込まれたことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の基板。
6. 砥粒と、砥粒を結合する結合材とを有するブレードで、前記結合材のモース硬度以上のモース硬度を有する研磨剤が設けられたダイシングストリートをダイシングすることを特徴とする基板の切断方法であって、
   前記ダイシングストリートには、前記ダイシングストリートに沿って前記研磨剤が設けられた第１部分と、前記第１部分の左右に位置し前記研磨剤が設けられた第２部分とが形成され、
   前記第１部分の前記研磨剤の密度は、前記第２部分の前記研磨剤の密度より大きく、
   前記ブレードの側面を含む側面部は前記第２部分に接触し、前記ブレードの前記側面部に挟まれた中央部は前記第１部分に接触することを特徴とする基板の切断方法。

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