JP2003133260A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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JP2003133260A JP2001322812A JP2001322812A JP2003133260A JP 2003133260 A JP2003133260 A JP 2003133260A JP 2001322812 A JP2001322812 A JP 2001322812A JP 2001322812 A JP2001322812 A JP 2001322812A JP 2003133260 A JP2003133260 A JP 2003133260A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明はバックグラインド工程において背面
に対しバックグラインド処理が実施される半導体装置の
製造方法に関し、製造コストを上昇させることなく、薄
型化された半導体素子の機械的強度を向上することを課
題とする。 【解決手段】 ウェハ1の背面をバックグラインドする
バックグラインド工程と、このバックグラインド工程が
終了した後にウェハ1を所定のダイシングラインに沿っ
てダイシングして個々の半導体素子10に個片化するダ
イシング工程とを有する半導体装置の製造方法におい
て、バックグラインド工程とダイシング工程との間に、
ダイシング工程でダイシングラインの延在方向と異なる
方向(45度の方向)に研磨痕20Aを形成する研磨痕
形成工程(図5(C))を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体装置の製造方
法に係り、特にバックグラインド工程において背面に対
しバックグラインド処理が実施される半導体装置の製造
方法に関する。
【0002】近年、携帯電話に代表されるように、携帯
端末の小型化及び薄型化は急速な勢いで進んでいる。こ
れに伴い、これらの電子機器に搭載される半導体装置に
おいても薄型化が望まれている。
【0003】このため、ウェハに回路形成した後にウェ
ハの背面をバックグラインドし、これにより半導体素子
(半導体装置)の薄型化を図ることが行なわれている。
半導体素子を薄型化した場合には、半導体素子の機械的
強度は低下する。
【0004】そこで、薄型化された半導体素子を製造す
る際、各工程において半導体素子に欠陥やチップクラッ
クが発生しないようにする必要がある。
【0005】
【従来の技術】図1は、従来の半導体装置の製造方法の
一例を示す工程図である。同図では、ウェハ1に対し回
路形成等を行なうウェーハプロセスの終了後、ウェハ1
に対して実施されるバックグラインド工程(図1
(A),(B))、ダイシング工程(図1(C),
(D))、及びダイ付け工程(図1(E))を示してい
る。
【0006】ウェーハプロセスの終了したウェハ1は、
図1(A)に示すように、表面保護テープ2に貼着され
る。この際、ウェハ1の回路形成面が表面保護テープ2
と対峙するよう貼着される。これにより、ウェハ1に形
成されている回路形成面は、表面保護テープ2により保
護される。
【0007】続いて、表面保護テープ2が貼着されたウ
ェハ1は、バックグラインド装置のウェハチャックテー
ブル3に装着される。バックグラインド装置は、回転す
る研磨用砥石ヘッド4を有している。そして、図1
(B)に示すように、ウェハ1の背面は研磨用砥石ヘッ
ド4に摺接され、これによりウェハ1の背面はバックグ
ラインドされる(バックグラインド工程)。
【0008】バックグラインド工程において、ウェハ1
が所定の厚さまでバックグラインドされると、図1
(C)に示されるように、表面保護テープ2がウェハ1
から剥がされると共に、ウェハ1の背面がダイシング用
テープ6に固定される。このダイシング用テープ6は、
枠状のフレーム5に配設されており、その表面にはウェ
ハ1を貼着するための接着剤(例えば、紫外線硬化型の
接着剤)が塗布されている。
【0009】ウェハ1をダイシング用テープ6に貼着す
ると、フレーム5と共にウェハ1はダイシング装置に搬
送され、ダイシング処理が実施される(ダイシング工
程)。このダイシング処理は、ウェハ1に予め設定され
ているダイシングラインをダイシングソー7によりダイ
シングする。これにより、ウェハ1は複数の半導体素子
10に個片化される。しかしながら、個片化されても各
半導体素子10はダイシング用テープ6に貼着された状
態を維持するため、ダイシング用テープ6から脱落する
ようなことはない。
【0010】ダイシング工程が終了すると、個片化され
た複数の半導体素子10は、フレーム5と共にダイマウ
ント装置に搬送される。ダイマウント装置では、先ず紫
外線の照射が行なわれ、半導体素子10を貼着している
接着剤(紫外線硬化型)の接着力を低下させる。続い
て、突き上げピン11により半導体素子10を突き上げ
ることにより、半導体素子10をダイシング用テープ6
から離間させる。
【0011】このダイシング用テープ6から離脱された
半導体素子10は、コレット8により吸引されて実装基
板9まで搬送される。そして、半導体素子10は実装基
板9上にダイ付けされ、これにより実装基板9に実装さ
れる。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】上記したように、ウェ
ハ1を薄くする方法としては、一般的にバックグライン
ドと呼ばれる機械式背面研磨が用いられる(図1(B)
参照)。このバックグラインド工程において、ウェハ1
の背面に研磨用砥石ヘッド4を当接させ研磨を行なう
と、その仕上がり面(ウェハ1の背面)にはバックグラ
インド研磨痕(以下、BG研磨痕という)と呼ばれる細
かい傷が発生する。
【0013】図2は、このBG研磨痕12を概略的に示
している。同図に示すように、BG研磨痕12はウェハ
1上に風車状に形成される。このBG研磨痕12は、ウ
ェハ1を個片化し個々の半導体素子10にした場合も、
その背面に残るものである。
【0014】ここで、個片化された半導体素子10に形
成されるBG研磨痕12の形状に注目する。尚、同図に
示すウェハ1に対するダイシングラインは、図中矢印X
方向と、図中矢印Y方向であるとする。図2に矢印Aで
示すように切り出された半導体素子10Yは、図中矢印
Y方向(ダイシングラインの方向)と略平行なBG研磨
痕12が形成されている。また、図2に矢印Bで示すよ
うに切り出された半導体素子10Xは、図中矢印X方向
(ダイシングラインの方向)と略平行なBG研磨痕12
が形成されている。このように、ダイシングラインの延
在方向(図中矢印X,Y方向)と略平行なBG研磨痕1
2を有する半導体素子10X,10Yは、ウェハ1上に
風車状にBG研磨痕12が形成される場合には必ず発生
する。
【0015】図3に示すように、このようなBG研磨痕
12を有する半導体素子10X,10Yを、突き上げピ
ン11を用いてダイシング用テープ6から離脱させる
際、半導体素子10X,10Yには同図に矢印F1で示
す力が作用する。この力は、図4に示すように半導体素
子10X,10Yを曲げる力(図4に矢印F2で示す
力)となる。
【0016】このため、ダイシングラインの延在方向
(矢印X,Y方向)と略平行な、換言すれば半導体素子
10の外周辺と略平行なBG研磨痕12を有する半導体
素子10X,10Yは、これ以外の方向のBG研磨痕1
2を有する半導体素子10に比べて機械的強度が弱くな
り、このBG研磨痕12からチップクラックや割れが発
生してしまうという問題点があった。
【0017】また、BG研磨痕12の下層部には、破砕
層及びマイクロクラックと呼ばれる結晶的欠陥が発生す
るおそれがある。このようなBG研磨痕12、破砕層及
びマイクロクラックは、前記したようにチップクラック
や割れの原因となる。
【0018】更に、BG研磨痕12はダイシング時のチ
ッピング(ウェハエッジに形成される欠け)発生を促進
し、このチッピングを起点としたチップクラックや割れ
も発生するという問題点もある。例えば100μm厚に
バックグラインド処理されたウェハ1を□8×8mmの
半導体素子10に個片化し、そのままの状態で3点曲げ
試験で抗折強度を測定した場合、平均2.8N、最大値
3.4N、および最小値2Nの値を示す。これに対し、
ダイ付け工程にて半導体素子10をダイシング用テープ
6から突き上げピン11(13本)にてピックアップす
る際、半導体素子10に求められる許容抗折強度(半導
体素子10が割れない抗折強度限界)は、計算及び実測
に基づき1.8Nであることが分かっている。
【0019】この値は上記の抗折強度の最小値(2N)
に極めて近接しており、マージンがほとんどとれていな
い。よって、ダイシング用テープ6の粘着強度バラツキ
により、少しでも粘着強度の高い領域が存在すると、確
実に半導体素子10に割れが発生してしまう。
【0020】従って、半導体素子10の機械的強度の欠
陥部位を削除することにより、半導体素子10の抗折強
度の最小値を上昇させることが考えられる。この例とし
ては、薬液等を用いたケミカルエッチング方式が考えら
れるが、この方式では設備が高価な上、大量の薬液を使
用する為、多大な製造コストアップとなってしまい現実
的でない。
【0021】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
あり、半導体装置の製造コストを上昇させることなく、
薄型化された半導体素子の機械的強度を向上しうる半導
体装置の製造方法を提供することを目的とする。
【0022】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに本発明では、次に述べる各手段を講じたことを特徴
とするものである。
【0023】請求項1記載の発明は、半導体基板の背面
をバックグラインドするバックグラインド工程と、該バ
ックグラインド工程が終了した後に、前記半導体基板を
所定のダイシングラインに沿ってダイシングして個々の
半導体素子に個片化するダイシング工程とを有する半導
体装置の製造方法において、前記バックグラインド工程
と前記ダイシング工程との間に、前記ダイシング工程で
前記ダイシングラインの延在方向と異なる方向に研磨痕
を形成する研磨痕形成工程を設けたことを特徴とするも
のである。
【0024】上記発明によれば、バックグラインド工程
においてダイシングラインの延在方向と平行な方向に研
磨痕が発生したとしても、その後に実施される研磨痕形
成工程において半導体基板にはダイシングラインの延在
方向と異なる方向に研磨痕が形成されるため、半導体素
子の強度を高めることができる。
【0025】また、請求項2記載の発明は、請求項1記
載の半導体装置の製造方法において、研磨痕形成工程で
は、回転軸が前記ダイシングラインの延在方向と異なる
方向にとなるよう設置されると共に円筒表面が研磨面と
された円筒砥石を用い、前記研磨痕を形成することを特
徴とするものである。
【0026】上記発明によれば、円筒表面が研磨面とさ
れた円筒砥石を用いることにより、円筒砥石を半導体基
板上で回転させることにより研磨痕を形成することがで
きる。また、円筒砥石の回転軸をダイシングラインの延
在方向と異なる方向となるよう設置するだけで、半導体
基板にダイシングラインの延在方向と異なる方向に研磨
痕を形成することができる。よって、ダイシングライン
の延在方向と異なる方向に対し、研磨痕を容易に形成す
ることができる。
【0027】また、請求項3記載の発明は、請求項2記
載の半導体装置の製造方法において、前記研磨痕の形成
方向が、前記ダイシングラインに対して略45度の角度
を有することを特徴とするものである。
【0028】上記発明のように、研磨痕の形成方向は、
ダイシングラインに対して略45度となるよう設定する
ことが望ましい。
【0029】また、請求項4記載の発明は、請求項1記
載の半導体装置の製造方法において、研磨痕形成工程で
は、複数のエンドミルを有した研磨器機を用いて前記研
磨痕を形成することを特徴とするものである。
【0030】上記発明によれば、複数のエンドミルを有
した研磨器機を用いることにより、半導体基板上には不
規則な研磨痕が形成される。よって、いずれの方向から
応力が印加されても所定の強度を維持するため、製造さ
れる半導体素子の信頼性を向上させることができる。
【0031】また、請求項5記載の発明は、半導体基板
の背面をバックグラインドするバックグラインド工程
と、該バックグラインド工程が終了した後に、前記半導
体基板を所定のダイシングラインに沿ってダイシングし
て個々の半導体素子に個片化するダイシング工程とを有
する半導体装置の製造方法において、前記バックグライ
ンド工程の終了後に、前記半導体基板の背面にレーザ光
を照射し、前記バックグラインド工程で発生した研磨痕
を除去するレーザ照射工程を設けたことを特徴とするも
のである。
【0032】上記発明によれば、バックグラインド工程
の終了後に実施されるレーザ照射工程において、バック
グラインド工程で半導体基板の背面に発生した研磨痕は
レーザ光の照射により除去されるため、半導体素子の機
械的強度を向上させることができる。
【0033】また、請求項6記載の発明は、請求項5記
載の半導体装置の製造方法において、前記レーザ照射工
程で、前記研磨痕と共に破砕層を除去することを特徴と
するものである。
【0034】上記発明によれば、レーザ照射工程で研磨
痕と共に破砕層をも除去するため、半導体素子の機械的
強度をより向上させることができる。
【0035】また、請求項7記載の発明は、請求項5ま
たは6記載の半導体装置の製造方法において、前記レー
ザ照射工程を前記ダイシング工程の終了後に実施するこ
とを特徴とするものである。
【0036】上記発明によれば、レーザ照射工程をダイ
シング工程の終了後に実施することにより、ダイシング
工程で発生した欠けや欠陥をレーザ照射により除去する
ことができる。
【0037】また、請求項8記載の発明は、請求項7記
載の半導体装置の製造方法において、前記レーザ照射工
程で、個片化された前記半導体素子の外周部に形成され
たチッピングを除去することを特徴とするものである。
【0038】上記発明によれば、レーザ照射工程で半導
体素子の外周部に形成されたチッピングが除去されるた
め、素子外周からのチップクラックの発生を防止でき、
よって半導体素子の強度を高めることができる。
【0039】また、請求項9記載の発明は、請求項5ま
たは6記載の半導体装置の製造方法において、前記ダイ
シング工程の終了後に、個片化された前記半導体素子を
実装基板に実装する半導体素子実装工程を有し、かつ、
前記レーザ照射工程を、個片化された前記半導体素子を
ダイシング位置から実装基板へ搬送する途中において実
施することを特徴とするものである。
【0040】上記発明によれば、個片化された半導体素
子をダイシング位置から実装基板へ搬送する途中におい
て半導体基板の背面にレーザ照射が行なわれるため、前
記した研磨痕の除去と共にダイシング時に発生した塵埃
もレーザ光により除去され、よって半導体素子の実装基
板への実装を確実に行なうことができる。
【0041】また、請求項10記載の発明は、請求項5
乃至9のいずれかに記載の半導体装置の製造方法におい
て、前記レーザ照射工程において、前記半導体素子の外
周のみにレーザ光を照射して前記バックグラインド工程
で発生した研磨痕及びダイシング工程で発生したチッピ
ングを除去することを特徴とするものである。
【0042】上記発明によれば、半導体素子の外周のみ
にレーザ光を照射して研磨痕及びチッピングを除去する
構成としたことにより、研磨痕及びチッピングに起因す
るチップクラックの発生を防止できると共に、レーザ照
射時間の短縮を図ることができる。
【0043】即ち、研磨痕及びチッピングが発生してい
る場合、これに起因してチップクラックや割れが発生す
るのは半導体素子の外周である。よって、半導体素子の
外周に研磨痕が存在しなければ、全ての研磨痕等を除去
した場合に比べて効果が劣るものの、チップクラックや
割れの発生を抑制することができる。また、レーザ光の
照射位置が半導体素子の外周に限定されるため、レーザ
照射時間の短縮を図ることができる。
【0044】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面と共に説明する。
【0045】図1は、本発明の第1実施例である半導体
装置の製造方法を示す工程図である。尚、本発明の特徴
はバックグラインド工程、ダイシング工程、及びダイ付
け工程等に特徴があり、他の製造工程は周知の方法を用
いている。このため、図にはバックグラインド工程、ダ
イシング工程、及びダイ付け工程を示して説明し、他の
周知な製造工程についての説明は省略するものとする。
また、以下説明する各実施例の説明及びこれに用いる図
において、既に説明した図1乃至図4に図示した構成と
同一構成については同一符号を付して説明するものとす
る。
【0046】図5(A)に示されるように、ウェーハプ
ロセスの終了したウェハ1は、表面保護テープ2に貼着
される。この際、ウェハ1の回路形成面が表面保護テー
プ2に貼着され、よってウェハ1の回路形成面は表面保
護テープ2により保護される。
【0047】続いて、表面保護テープ2が貼着されたウ
ェハ1は、バックグラインド装置のウェハチャックテー
ブル3に装着され、図5(B)に示すように、ウェハ1
の背面は回転する研磨用砥石ヘッド4(粒度#2000の砥
石)によりバックグラインドされる(バックグラインド
工程)。尚、このバックグラインド工程は、従来と変わ
るところはない。
【0048】上記したように、このバックグラインド工
程が終了した時点で、その仕上がり面(ウェハ1の背
面)にはBG研磨痕12が発生している。このとき発生
する12は、図2を用いて説明したものと同一であり、
ウェハ1上に風車状に形成される。
【0049】本実施例では、上記したバックグラインド
工程が終了した後、研磨痕形成工程を実施することを特
徴としている。研磨痕形成工程では、ダイシング工程で
形成されたBG研磨痕12を除去し、ダイシングライン
の延在方向(図中、矢印X,Yで示す方向)と異なる方
向に研磨痕20Aを形成する。本実施例では、研磨痕形
成ローラ14を用いて研磨痕20Aを形成する構成とし
ている。
【0050】研磨痕形成ローラ14は円筒形状を有して
おり、図6及び図7に拡大して示すように、モータ15
により回転する構成とされている。この研磨痕形成ロー
ラ14は、例えば直径が200mmの円筒形状を有して
おり、上記のモータ15により5000rpmで回転す
る構成とされている。また、研磨痕形成ローラ14の表
面は砥石(ダイヤモンド砥石)とされており、その粒度
は#4000、研磨量は1μm弱とされている。
【0051】更に、研磨痕形成ローラ14の回転軸21
は固定されており、ウェハ1が装着されるテーブル13
が図中矢印X方向,Y方向に移動する構成とされてい
る。そして、研磨痕形成ローラ14の下部をテーブル1
3が通過する際、テーブル13に装着されたウェハ1が
研磨痕形成ローラ14と接触することにより、ウェハ1
に対する研磨が行なわれる。
【0052】本実施例では、研磨痕形成ローラ14によ
りウェハ1上に形成される研磨痕20Aの形成方向が、
ダイシングライン(図中、矢印X,Y方向)に対して略
45度の角度を有するよう構成されている。図8は、研
磨痕形成ローラ14によりウェハ1上に形成された研磨
痕20Aを示している。同図に示すように、研磨痕20
Aは、ダイシングライン(矢印X,Y方向)に対して略
45度の角度を有して形成されている。尚、この角度
は、テーブル13の進行方向を制御することにより容易
に設定することができ、またこの角度を45度以外の角
度に変更することも容易に行なうことができる。
【0053】上記した研磨痕形成工程が終了すると、図
5(D)に示されるように、表面保護テープ2がウェハ
1から剥がされると共に、ウェハ1の背面がダイシング
用テープ6に固定される。このダイシング用テープ6
は、枠状のフレーム5に配設されており、その表面には
ウェハ1を貼着するための接着剤(例えば、紫外線硬化
型の接着剤)が塗布されている。
【0054】ウェハ1をダイシング用テープ6に貼着す
ると、フレーム5と共にウェハ1はダイシング装置に搬
送され、ダイシング処理が実施される(ダイシング工
程)。このダイシング処理は、ウェハ1に予め設定され
ているダイシングラインをダイシングソー7によりダイ
シングする。
【0055】これにより、ウェハ1は複数の半導体素子
10Aに個片化される。しかしながら、個片化されても
各半導体素子10Aはダイシング用テープ6に貼着され
た状態を維持するため、ダイシング用テープ6から脱落
するようなことはない。また、前記したようにダイシン
グラインの延在方向は各図に矢印X,Yで示す方向であ
るため、個片化された半導体素子10Aの外周の各辺も
矢印X,Yで示す方向に沿った状態となっている。
【0056】ダイシング工程が終了すると、個片化され
た複数の半導体素子10Aは、フレーム5と共にダイマ
ウント装置に搬送される。ダイマウント装置では、先ず
紫外線の照射が行なわれ、半導体素子10Aを貼着して
いる接着剤(紫外線硬化型)の接着力を低下させる。
【0057】続いて、突き上げピン11により半導体素
子10Aを突き上げることにより、半導体素子10Aを
ダイシング用テープ6から離間させる。この際、図3を
用いて説明したように、突き上げ時には半導体素子10
Aに力F1が作用する。そして、この力F1は、図9に
示すように半導体素子10Aを曲げる力F2として作用
する。
【0058】しかしながら本実施例では、研磨痕20A
の形成方向がスクライブライン(これは、矢印X,Y方
向、半導体素子10Aの外周辺の延在方向と等しい)と
異なる方向に、詳細にはスクライブラインに対し45度
の角度を持っているため、前記したBG研磨痕12がス
クライブラインと平行に形成された半導体素子10X,
10Y(図4参照)に比べて曲げ応力に強くなり、チッ
プクラックや割れの発生を防止することができる。
【0059】例えば、半導体素子の厚さ400μmにて
スクライブライン(半導体素子の外周辺)に対し0度の
角度をもつものは約11N、45度の角度をもつものの強
度は約30Nとなる。半導体素子の厚さ100μmでは
0度の角度をもつものは約0.8N、45度の角度をも
つものの強度は約1.7Nとなる。
【0060】上記のようにしてダイシング用テープ6か
ら離脱された半導体素子10は、図5(F)に示すよう
に、コレット8により吸引されて実装基板9まで搬送さ
れる。そして、半導体素子10は実装基板9上にダイ付
けされ、これにより実装基板9に実装される。
【0061】上記のように本実施例では、研磨痕形成ロ
ーラ14をウェハ1上で回転させることにより、BG研
磨痕12を除去すると共に研磨痕20Aを形成すること
ができる。また、研磨痕形成ローラ14の回転軸21を
ダイシングラインの延在方向と異なる方向となるよう設
置するだけで、ウェハ1にダイシングラインの延在方向
と異なる方向に研磨痕20Aを形成することができる。
よって、ダイシングラインの延在方向と異なる方向に対
し、研磨痕20Aを容易に形成することができる。
【0062】また、バックグラインド工程においてダイ
シングラインの延在方向と平行な方向にBG研磨痕12
が発生したとしても、その後に実施される研磨痕形成工
程においてウェハ1にはダイシングラインの延在方向と
異なる方向に研磨痕20Aが形成されるため、上記した
ように半導体素子10Aの強度を高めることができる。
【0063】次に、本発明の第2実施例である半導体装
置の製造方法について説明する。
【0064】本実施例に係る半導体装置の製造方法は、
図5乃至図9を用いて説明した第1実施例に係る製造方
法に対し、研磨痕形成工程が異なるのみで他の工程は同
一である。このため、本実施例の説明においては、研磨
痕形成工程についてのみ説明し、他の工程の説明につい
ては省略するものとする。
【0065】本実施例においても、研磨痕形成工程にお
いてダイシング工程で形成されたBG研磨痕12を除去
し、ダイシングラインの延在方向(図中、矢印X,Yで
示す方向)と異なる方向に研磨痕20Bを形成する。本
実施例では、研磨装置17を用いて研磨痕20Bを形成
する構成としている。
【0066】研磨装置17は、モータ19により回転駆
動される複数(本実施例では6個)のエンドミル18を
有している。このエンドミル18の直径は5mmであ
り、モータ19に直結している。このエンドミル18が
回転した状態でウェハ1上を走行することにより、バッ
クグラインド工程で発生したBG研磨痕12が除去され
ると共に、新たに研磨痕20Bが形成されている。
【0067】この際、ウェハ1はバキュームによってテ
ーブル13の上に固定され、研磨機がウェハの上を動き
研磨する。また、本実施例では、テーブル13に固定さ
れたウェハ1に対して移動する構成とされている。具体
的には、図12に示されるように、研磨装置17は図中
矢印X方向に移動してエンドミル18によりウェハ1の
研磨処理を行なう。
【0068】そして、ウェハ1上を通り過ぎると図中矢
印Y方向に3mm移動し、続いて−X方向に移動してウ
ェハ1の研磨を行なう。以下、この手順を繰り返すこと
により、ウェハ1の背面全面にわたりエンドミル18に
よる研削処理を行なう。図13は、このようにして形成
された研磨痕20Bを示している。同図に示すように、
本実施例では複数のエンドミル18が回転しつつウェハ
1上を移動して研磨処理を行なうため、ウェハ1には方
向性のない研磨痕20Bが形成される。
【0069】よって、この研磨痕20Bが形成されたウ
ェハ1をダイシング工程において個片化して半導体素子
10Bを形成した場合も、図14に示すように研磨痕2
0Bは半導体素子10Bに残るため、前記したBG研磨
痕12がスクライブラインと平行に形成された半導体素
子10X,10Y(図4参照)に比べて曲げ応力に強く
なり、チップクラックや割れの発生を防止することがで
きる。また、本実施例によれば研磨痕20Bは不規則な
形状で規則性がないため、いずれの方向から応力F2が
印加されても所定の強度を維持するため、製造される半
導体素子10Bの信頼性を向上させることができる。
【0070】次に、本発明の第3実施例である半導体装
置の製造方法について説明する。
【0071】本実施例に係る半導体装置の製造方法は、
図5乃至図9を用いて説明した第1実施例に係る製造方
法に対し、研磨痕形成工程に代えてレーザ照射工程を実
施することを特徴とするものである。しかしながら、レ
ーザ照射工程以外の他の工程は同一であるため、本実施
例の説明においてはレーザ照射工程についてのみ説明
し、他の工程の説明については省略するものとする。
【0072】本実施例では、バックグラインド工程が終
了した後にレーザ照射工程を実施する。このレーザ照射
工程では、レーザ照射装置30Aを用い、BG研磨痕1
2が形成されたウェハ1に対してレーザ光31の照射を
行なう。レーザ照射装置30Aはレーザ光31を走査さ
せる機構(走査機構)を有しており、これによりレーザ
光31はウェハ1の背面全面に照射可能な構成となって
いる。
【0073】図19は、走査機構を含むレーザ照射装置
30Aの具体的構成を示している。レーザ発生装置33
は、レーザ光31を生成する装置である。本実施例で
は、レーザ発生装置33が生成するレーザ波長は、20
0nm〜700nmを使用している。
【0074】半導体材料(例えば、ウェハ1)のレーザ
浸透深さの波長依存性は大きく、波長が長い程、レーザ
の浸透深さが深くなる特性を有する。これによりウェハ
1の厚み次第では、背面へのレーザ照射が表面に形成さ
れている回路層へ影響を与えることも十分考えられる。
このことから、ウェハ厚により使用する波長を適宜選択
する必要がある。例えば、ウェハ1の厚さが50μm未
満の場合は波長200nm〜450nmのレーザ光31
を使用し、ウェハ1の厚さが50μm以上の場合には波
長200nm〜700nmのレーザ光31を使用するこ
とができる。
【0075】一方、レーザ発生装置33が生成するレー
ザ光31をレーザパルス幅から考察すると、本実施例で
使用できるレーザパルス幅は100fs〜200μsで
ある。
【0076】照射されたレーザ光31はウェハ1内部
(シリコン内部)で吸収されて熱に変換されるが、この
ときの熱拡散距離はd=√(4kt)(k:熱拡散率
[?/s],t:パルス幅[s])で表される。即ち、
パルス幅が長い程、熱がシリコン内を伝導し溶融する時
間が十分にある為、結果として熱的な加工が起り易い。
【0077】一方パルス幅が十分に短い場合は、熱拡散
がほとんどなく、照射エネルギーは格子系へ移乗、分子
結合が破壊し非熱的加工(アブレーション)が起こる。
100ps〜200μsのパルス幅では、熱的加工の挙
動をとることから、比較的熱影響を受けにくい半導体素
子に使用される。この場合、照射領域外へも熱を伝導す
る為、レーザ光31を走査して背面処理する場合に走査
ピッチを比較的大きくとることができ、短時間で処理す
ることができる。また、100fs〜100psのパル
ス幅とした場合には、非熱的加工の挙動となり、加熱を
できるだけ避けたい半導体素子への背面処理に使用す
る。
【0078】続いて、レーザ照射装置30Aの走査機構
について説明する。
【0079】本実施例では、図17に示すようの、レー
ザスポット31aのスポット径dをφ10〜100μm
とし、ウェハ1もしくは半導体素子10の背面を走査さ
せる。本実施例では、このレーザスポット31a(レー
ザ光31)を走査させるのに、X方向用ガルバノミラー
34とY方向用ガルバノミラー35の二つのガルバノミ
ラーを用いている。各ガルバノミラー34,35で反射
されたレーザ光31は集光レンズ36を介してウェハ1
に照射される。
【0080】上記のX方向用ガルバノミラー34は、レ
ーザ発生装置33から出射されたレーザ光31の進行方
向をX方向に可変する。また、Y方向用ガルバノミラー
35は、レーザ発生装置33から出射されたレーザ光3
1の進行方向をY方向に可変する。各ガルバノミラー3
4,35は独立して回転する構成とされており、よって
各ガルバノミラー34,35の回転が組み合わされるこ
とにより、レーザ光31はウェハ1上をX方向及びY方
向に走査する。
【0081】この構成によれば、光学的にレーザ光31
の照射位置を走査させる為、高速走査が可能である。し
かし、照射範囲が狭いため、比較的小径のウェハ1に対
し適用される。
【0082】また、図17に示すように、レーザ光31
の走査ピッチはレーザスポット31aの直径の30〜8
0%とし、必ずレーザスポット31aの一部が重なり合
うようにする。また、レーザ光31のパルス幅が100
ps〜200μsの場合では、隣接するレーザスポット
31aの重なっている領域がスポット31aの直径の5
0〜80%であっても、熱的加工の為にレーザ比較的平
坦度の高い仕上げができる。一方、100fs〜100
psの短パルスの場合は、非熱的加工で照射領域内のみ
に加工が限定される為、30〜60%の短ピッチで走査
することが望ましい。
【0083】尚、走査機構は、上記したガルバノミラー
34,35を用いる構成に限定されものではない。例え
ば、図20に示すレーザ照射装置30Bは、走査機構と
してXYテーブル38を用いたものである。この構成で
は、レーザ発生装置33を固定し、このレーザ発生装置
33から発射されたレーザ光31を、XYテーブル38
上のウェハ1にミラー37を介して照射する。XYテー
ブル38はウェハ1をX方向及びY方向に移動できるた
め、相対的にレーザ光31をウェハ1上で走査させるこ
とができる。この構成は、比較的広範囲の照射が可能で
あるため、大面積を有するウェハ1に適用して効果が大
である。
【0084】また、図21に示すレーザ照射装置30C
は、図19に示したレーザ照射装置30Aと図20に示
したレーザ照射装置30Bを組み合わせた構成のもので
ある。即ち、レーザ発生装置33から発射したレーザ光
31をX方向に可変するのにX方向用ガルバノミラー3
4を用い、また相対的にレーザ光31をウェハ1上でY
方向に走査させるのにY方向用テーブル39を用いたも
のである。この構成によれば、広範囲を比較的高速で走
査させることができる。
【0085】次に、図16を参照して、レーザ照射工程
の実施前と実施後のウェハ1の背面状態について説明す
る。図16(A)は、レーザ照射工程を実施する前のウ
ェハ1の背面を拡大して示す図であり、図16(B)は
レーザ照射工程を実施した後のウェハ1の背面を拡大し
て示す図である。
【0086】前記したようにバックグラインド工程の終
了後には、図16(A)に示されるように、ウェハ1の
背面にはBG研磨痕12が形成されており、更にそれよ
り深い位置には破砕層32が形成されている。また、B
G研磨痕12及び破砕層32に加え、チッピングが発生
している場合もある。このBG研磨痕12,破砕層3
2,及びチッピングは、曲げ力等の外力が印加された際
にチップクラックや割れの原因となる。
【0087】しかしながら、レーザ照射工程においてレ
ーザ光31を照射することにより、図16(B)に示す
ように、BG研磨痕12,破砕層32,及びチッピング
は除去されてしまう。従って、レーザ照射工程終了後に
おけるウェハ1の背面は、BG研磨痕12,破砕層3
2,及びチッピングの存在しない略平滑な面となる。こ
のため、半導体素子10の機械的強度を向上させること
ができ、突き上げピン11による突き上げ時等の外力印
加時においてもチップクラックや割れが発生することを
確実に防止することができる。
【0088】本実施例による、半導体素子10の抗折強
度実測値の変化を図18に示す。半導体素子10は、□
8×8mm、厚さ100μmのBG研磨痕12が形成さ
れた状態のものである。レーザ発生装置33は、波長5
32nmで、パルス幅200μsのものを使用した。半
導体素子10の背面処理方法は、前記したレーザ照射装
置30Aを用い、レーザスポット31aのスポット径10
0μmのガルバノ走査方式(ピッチ50μm)を用い
た。
【0089】前記したように、BG研磨痕12を除去し
ない従来の半導体素子10X,10Yの場合、チップピ
ックアップ時の許容抗折強度が1.8Nに対し、実測抗
折強度は平均2.8N、最小値2Nと非常にマージンの無
い状態にある。しかしながら、本実施例によりレーザ光
31をウェハ1の背面に照射したものであると、その実
測抗折強度は、平均5N、最大値5.6N、最小値4.3
Nという結果が得られた。
【0090】これにより、ダイ付け工程において突き上
げピン11を用いて半導体素子10をダイシング用テー
プ6からピックアップするのに十分な機械的強度マージ
ンを確保できたことが確認された。また、レーザ光31
を照射しない半導体素子10(ウェハ1)では、100
μm厚以下では確実にピックアップ不可能とされていた
が、レーザ光31の照射を行なうと80μm厚であって
もピックアップが可能となった。
【0091】次に、本発明の第4実施例である半導体装
置の製造方法について説明する。
【0092】尚、本実施例に係る半導体装置の製造方法
の説明において、図15乃至図18を用いて説明した第
3実施例に係る製造方法と同一構成及び同一工程につい
ては、その説明を省略するものとする。
【0093】本実施例では、ダイシング工程の終了後に
レーザ照射工程を実施することを特徴とするものであ
る。即ち、図22に示すように、ウェハ1をダイシング
ライン40に沿ってフルカットダイシングした後、ウェ
ハ単位でレーザ光31をウェハ1の背面に照射する。
【0094】図23(A)は、レーザ照射工程を実施す
る前のウェハ1の背面を拡大して示す図であり、図23
(B)はレーザ照射工程を実施した後のウェハ1の背面
を拡大して示す図である。
【0095】前記したように本実施例では、バックグラ
インド工程及びダイシング工程が終了した後にレーザ照
射工程を実施するため、レーザ照射工程を実施する前の
ウェハ1には、図23(A)に示すようにBG研磨痕1
2,破砕層32が形成されると共に、ダイシング位置に
はチッピング41が形成されている。このBG研磨痕1
2,破砕層32,及びチッピング41は、半導体素子1
0に曲げ力等の外力が印加された際にチップクラックや
割れの原因となる。
【0096】しかしながら、レーザ照射工程においてレ
ーザ光31を照射することにより、図23(B)に示す
ように、BG研磨痕12及び破砕層32は除去されてし
まう。更に、もともと強度が弱いチッピング41におい
ては、チッピング41が除去された後、半導体素子10
の外周部分が加工されて面取り部42(断面視した場合
に湾曲形状を有する)が形成される。
【0097】従って、レーザ照射工程終了後における半
導体素子10の背面は、BG研磨痕12や破砕層32の
存在しない略平滑な面となる。更に、外周部分には面取
り部42が形成された構成となる。このため、半導体素
子10の機械的強度を向上させることができ、突き上げ
ピン11による突き上げ時等の外力印加時においてもチ
ップクラックや割れが発生することを確実に防止するこ
とができる。
【0098】次に、本発明の第5実施例である半導体装
置の製造方法について説明する。
【0099】尚、本実施例に係る半導体装置の製造方法
の説明において、図15乃至図18を用いて説明した第
3実施例に係る製造方法と同一構成及び同一工程につい
ては、その説明を省略するものとする。
【0100】本実施例では、レーザ照射工程を、個片化
された半導体素子10をダイシング位置から実装基板9
へ搬送する途中において実施することを特徴としてい
る。即ち本実施例では、ダイ付け工程の途中にレーザ照
射工程を割り込ませた構成とされている。
【0101】前記したように、ダイ付け工程ではダイシ
ング工程により個片化された半導体素子10が突き上げ
ピン11により突き上げられることによりダイシング用
テープ6から離間し、図24(A)に示されるようにコ
レット8にピックアップされる。前記した各実施例で
は、コレット8は図24(C)のように直ちに半導体素
子10を実装基板9に搬送する構成としていたが、本実
施例では半導体素子10を実装基板9に搬送する途中位
置にレーザ照射装置30Aを設けている。そして、この
実装基板9への搬送途中において、図24(B)に示す
ように半導体素子10の背面にレーザ光31の照射が行
なわれる。
【0102】このように、本実施例においては,第4実
施例ではダイシング工程が行なわれたウェハ1に対しウ
ェハ単位でレーザ光31の照射が行われたが、本実施例
ではダイシング工程の終了後に個片化された半導体素子
単位でレーザ光31の照射が行なわれる構成とされてい
る。
【0103】本実施例も、前記した第4実施例と同様に
ダイシング工程の終了後にレーザ光31の照射を行なう
ため、BG研磨痕12,破砕層32と共にチッピング4
1が除去され、更に半導体素子10の外周部分に面取り
部42が形成される。従って、レーザ照射工程終了後に
おける半導体素子10の背面は、BG研磨痕12や破砕
層32の存在しない略平滑な面となると共に外周部分に
は面取り部42が形成される。
【0104】このため、半導体素子10の機械的強度を
向上させることができ、突き上げピン11による突き上
げ時等の外力印加時においてもチップクラックや割れが
発生することを確実に防止することができる。更に、ダ
イシング時に発生し、半導体素子10の背面に付着した
塵埃もレーザ光31により除去されるため、半導体素子
10の実装基板9への実装を確実に行なうことができ
る。
【0105】次に、本発明の第6実施例である半導体装
置の製造方法について説明する。
【0106】尚、本実施例に係る半導体装置の製造方法
の説明において、図15乃至図18を用いて説明した第
3実施例に係る製造方法と同一構成及び同一工程につい
ては、その説明を省略するものとする。
【0107】BG研磨痕12,破砕層32を除去するた
めのレーザ照射範囲は、全面照射及び一部照射に分けら
れる。全面照射ではウェハ1或いは半導体素子10の背
面上のあらゆる欠陥を全て削除することができるが、走
査型の照射方法の場合、処理時間が長くかかってしま
う。
【0108】そこで本実施例では、図25に示すよう
に、半導体素子10Cの外周のみにレーザ光31を照射
して研磨痕を除去する構成としたことを特徴とするもの
である。具体的には、半導体素子10Cにレーザ光31
を照射したレーザ照射部45と、レーザ光31を照射し
ないレーザ未照射部46とを設けた。従って、レーザ未
照射部46には依然としてBG研磨痕12等が存在して
いる。
【0109】本実施例のように、半導体素子10Cの外
周部分にのみレーザ照射部45を形成した構成でも、研
磨痕12等に起因するチップクラックの発生を防止でき
る。即ち、研磨痕12が発生している場合、これに起因
してチップクラックや割れが発生するのは半導体素子1
0Cの外周である。よって、半導体素子10Cの外周に
研磨痕12が存在しなければ、全ての研磨痕12を除去
した場合に比べて効果が劣るものの、チップクラックや
割れの発生を抑制することができる。
【0110】また、半導体素子10Cの外周部分にのみ
レーザ照射部45を形成する場合、半導体素子10Cの
全体にレーザ光31の照射を行なう場合に比べて照射面
積が小さくなるため、レーザ照射時間の短縮を図ること
ができる。
【0111】次に、本発明の第7実施例である半導体装
置の製造方法について説明する。
【0112】尚、本実施例に係る半導体装置の製造方法
の説明において、図15乃至図18を用いて説明した第
3実施例に係る製造方法と同一構成及び同一工程につい
ては、その説明を省略するものとする。
【0113】本実施例は、ウェハ1若しくは半導体素子
10に対してひとまわり大きい径を持つレーザ光31B
を照射しうるレーザ照射装置30Dを用いたことを特徴
とするものである。この構成では、レーザ光を走査する
必要が無いため、処理時間の短縮を図ることができる。
また、一括的にウェハ1若しくは半導体素子10の背面
全面が処理されるため、均一な仕上面を得ることが可能
となる。
【0114】
【発明の効果】上述の如く本発明によれば、次に述べる
種々の効果を実現することができる。
【0115】請求項1および請求項3記載の発明によれ
ば、バックグラインド工程においてダイシングラインの
延在方向と平行な方向に研磨痕が発生したとしても、そ
の後に実施される研磨痕形成工程において半導体基板に
はダイシングラインの延在方向と異なる方向に研磨痕が
形成されるため、半導体素子の強度を高めることができ
る。
【0116】また、請求項2記載の発明によれば、ダイ
シングラインの延在方向と異なる方向に対し、研磨痕を
容易に形成することができる。
【0117】また、請求項4記載の発明によれば、半導
体基板上には不規則な研磨痕が形成されるため、いずれ
の方向から応力が印加されても所定の強度を維持し、よ
って製造される半導体素子の信頼性を向上させることが
できる。
【0118】また、請求項5記載の発明によれば、バッ
クグラインド工程で半導体基板の背面に発生した研磨痕
はレーザ光の照射により除去されるため、半導体素子の
機械的強度を向上させることができる。
【0119】また、請求項6記載の発明によれば、レー
ザ照射工程で研磨痕と共に破砕層をも除去するため、半
導体素子の機械的強度をより向上させることができる。
【0120】また、請求項7記載の発明によれば、レー
ザ照射工程をダイシング工程の終了後に実施することに
より、ダイシング工程で発生した欠けや欠陥をレーザ照
射により除去することができる。
【0121】また、請求項8記載の発明によれば、レー
ザ照射工程で半導体素子の外周部に形成されたチッピン
グが除去されるため、素子外周からのチップクラックの
発生を防止でき、よって半導体素子の強度を高めること
ができる。
【0122】また、請求項9記載の発明によれば、個片
化された半導体素子をダイシング位置から実装基板へ搬
送する途中において半導体基板の背面にレーザ照射が行
なわれるため、前記した研磨痕の除去と共にダイシング
時に発生した塵埃もレーザ光により除去され、よって半
導体素子の実装基板への実装を確実に行なうことができ
る。
【0123】また、請求項10記載の発明によれば、研
磨痕及びチッピングに起因するチップクラックの発生を
防止できると共に、レーザ照射時間の短縮を図ることが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の一例である半導体装置の製造方法の工程
図である。
【図2】従来のバックグラインド工程において形成され
るBG研磨痕を説明するための図である。
【図3】従来の問題点を説明するための図である(その
1)。
【図4】従来の問題点を説明するための図である(その
2)。
【図5】本発明の第1実施例である半導体装置の製造方
法の工程図である。
【図6】研磨痕形成ローラを拡大して示す斜視図であ
る。
【図7】研磨痕形成ローラを拡大して示す平面図であ
る。
【図8】研磨痕形成ローラにより形成される研磨痕を説
明するための図である。
【図9】第1実施例の効果を説明するための図である。
【図10】本発明の第2実施例である半導体装置の製造
方法の工程図である。
【図11】研磨装置を拡大して示す斜視図である。
【図12】エンドミル18により研磨方向を説明するた
めの図である。
【図13】研磨装置により形成される研磨痕を説明する
ための図である。
【図14】第2実施例の効果を説明するための図であ
る。
【図15】本発明の第3実施例である半導体装置の製造
方法の工程図である。
【図16】第3実施例におけるレーザ照射前のウェハ
と、レーザ照射後のウェハを示す図である。
【図17】レーザ光の走査を説明するための図である。
【図18】第3実施例の効果を説明するための図であ
る。
【図19】レーザ照射装置のレーザ走査機構の一例を示
す図である(その1)。
【図20】レーザ照射装置のレーザ走査機構の一例を示
す図である(その2)。
【図21】レーザ照射装置のレーザ走査機構の一例を示
す図である(その3)。
【図22】本発明の第4実施例である半導体装置の製造
方法を説明するための図である。
【図23】第4実施例におけるレーザ照射前のウェハ
と、レーザ照射後のウェハを示す図である。
【図24】本発明の第5実施例である半導体装置の製造
方法の工程図である。
【図25】本発明の第6実施例である半導体装置の製造
方法により個片化された半導体素子を示す図である。
【図26】本発明の第7実施例である半導体装置の製造
方法におけるレーザ照射工程を示す図である。
【符号の説明】
1 ウェハ 2 表面保護テープ 4 研磨用砥石ヘッド 6 ダイシング用テープ 7 ダイシングソー 8 コレット 9 基板 10,10X,10Y,10A,10B,10C 半導
体素子 11 突き上げピン 12 BG研磨痕 13 テーブル 14 研磨痕形成ローラ 17 研磨装置 18 エンドミル 20A,20B 研磨痕 30A〜30D レーザ照射装置 31 レーザ光 31a レーザスポット 30b 大径レーザ光 32 破砕層 33 レーザ発生装置 34 X方向用ガルバノミラー 35 Y方向用ガルバノミラー 36 集光レンズ 38 XYテーブル 39 Y方向用テーブル 40 ダイシングライン 41 チッピング 42 面取り部 45 レーザ照射部 46 レーザ未照射部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 手代木 和雄 神奈川県川崎市中原区上小田中4丁目1番 1号 富士通株式会社内 (72)発明者 吉本 和浩 神奈川県川崎市中原区上小田中4丁目1番 1号 富士通株式会社内 (72)発明者 吉田 英治 神奈川県川崎市中原区上小田中4丁目1番 1号 富士通株式会社内 (72)発明者 早坂 昇 神奈川県川崎市中原区上小田中4丁目1番 1号 富士通株式会社内 (72)発明者 渡部 光久 神奈川県川崎市中原区上小田中4丁目1番 1号 富士通株式会社内 Fターム(参考) 4E068 DB00

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体基板の背面をバックグラインドす
    るバックグラインド工程と、 該バックグラインド工程が終了した後に、前記半導体基
    板を所定のダイシングラインに沿ってダイシングして個
    々の半導体素子に個片化するダイシング工程とを有する
    半導体装置の製造方法において、 前記バックグラインド工程と前記ダイシング工程との間
    に、 前記ダイシング工程で前記ダイシングラインの延在方向
    と異なる方向に研磨痕を形成する研磨痕形成工程を設け
    たことを特徴とする半導体装置の製造方法。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の半導体装置の製造方法に
    おいて、 研磨痕形成工程では、 回転軸が前記ダイシングラインの延在方向と異なる方向
    にとなるよう設置されると共に円筒表面が研磨面とされ
    た円筒砥石を用い、前記研磨痕を形成することを特徴と
    する半導体装置の製造方法。
  3. 【請求項3】 請求項2記載の半導体装置の製造方法に
    おいて、 前記研磨痕の形成方向が、前記ダイシングラインに対し
    て略45度の角度を有することを特徴とする半導体装置
    の製造方法。
  4. 【請求項4】 請求項1記載の半導体装置の製造方法に
    おいて、 研磨痕形成工程では、 複数のエンドミルを有した研磨器機を用いて前記研磨痕
    を形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。
  5. 【請求項5】 半導体基板の背面をバックグラインドす
    るバックグラインド工程と、 該バックグラインド工程が終了した後に、前記半導体基
    板を所定のダイシングラインに沿ってダイシングして個
    々の半導体素子に個片化するダイシング工程とを有する
    半導体装置の製造方法において、 前記バックグラインド工程の終了後に、前記半導体基板
    の背面にレーザ光を照射し、前記バックグラインド工程
    で発生した研磨痕を除去するレーザ照射工程を設けたこ
    とを特徴とする半導体装置の製造方法。
  6. 【請求項6】 請求項5記載の半導体装置の製造方法に
    おいて、 前記レーザ照射工程で、前記研磨痕と共に破砕層を除去
    することを特徴とする半導体装置の製造方法。
  7. 【請求項7】 請求項5または6記載の半導体装置の製
    造方法において、 前記レーザ照射工程を前記ダイシング工程の終了後に実
    施することを特徴とする半導体装置の製造方法。
  8. 【請求項8】 請求項7記載の半導体装置の製造方法に
    おいて、 前記レーザ照射工程で、個片化された前記半導体素子の
    外周部に形成されたチッピングを除去することを特徴と
    する半導体装置の製造方法。
  9. 【請求項9】 請求項5または6記載の半導体装置の製
    造方法において、 前記ダイシング工程の終了後に、個片化された前記半導
    体素子を実装基板に実装する半導体素子実装工程を有
    し、 かつ、前記レーザ照射工程を、個片化された前記半導体
    素子をダイシング位置から実装基板へ搬送する途中にお
    いて実施することを特徴とする半導体装置の製造方法。
  10. 【請求項10】 請求項5乃至9のいずれかに記載の半
    導体装置の製造方法において、 前記レーザ照射工程において、前記半導体素子の外周の
    みにレーザ光を照射して前記バックグラインド工程で発
    生した研磨痕及びダイシング工程で発生したチッピング
    を除去することを特徴とする半導体装置の製造方法。
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