JP2004006635A - 土台ウエハー表面に対する保護コーティングの形成方法 - Google Patents

土台ウエハー表面に対する保護コーティングの形成方法 Download PDF

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Abstract

【課題】ウエハーの新しい裏面処理方法を提供する。
【解決手段】本方法では、トレンチを、鋸引きまたはエッチングによってウエハー１の最上表面に切り込む。そして、土台側からウエハー１を研磨した後、保護物質８を、トレンチを充填させながら、表面層として土台表面に塗布する。そして、この保護物質８を、鋸引きプロセスを行うために硬化させる。本方法の他の実施形態では、二重薄膜層を、実装テープ６とウエハー１の背面に向かい合っている保護層８とを含むウエハー１の背面に形成する。
【選択図】　図４

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウエハーの土台表面に対する保護コーティングの形成方法に関するものであり、特に、ウエハーを連続的にダイシングして個々の半導体チップを得る方法に関連している。
【０００２】
【従来の技術】
ウエハーに集積回路を形成した後、ウエハーは、平行な線に沿った鋸引き（ｓａｗｉｎｇ）またはエッチングによってダイシングされる。そして、この鋸引きプロセスの間に、チップの端部は、亀裂や欠けなどの様々な損傷を受ける。従って、半導体ダイ（ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ　ｄｉｅｓ）の保護が必要である。
【０００３】
特許文献１には、土台表面保護コーティングを有する半導体ウエハーが記載されている。土台表面の保護フィルムは、ウエハーダイシングプロセスの間に、欠けの防止を補助するためのものであり、厚いフィルムの貼付に適しているどのようなプロセスによっても形成できる。その実施形態では、スクリーン印刷プロセスが使用されている。このプロセスでは、土台表面にスクリーンを取り付け、スキージー（ｓｑｕｅｅｇｅｅ）を用いて、堆積される物質を均す（ｄｒａｇｇｉｎｇ）ようになっている。他の例では、回転型プロセスを使用することもできる。この場合、厚いフィルムを、ウエハーの土台表面全体に広げる。
【０００４】
この厚いフィルムを貼る際には、ウエハーを保護するために、保持構造（ｈｏｌｄｉｎｇ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）を用いる。ウエハーは、実装テープ（ｍｏｕｎｔｉｎｇ　ｔａｐｅ）に実装され、厚い保護フィルムが実装テープに向かい合っている。また、ダイを相互分割するためには、どような適切な切断デバイスも使用できる。さらに、保護フィルムによって実装テープへの接着を促進できるので、接着力の劣る実装テープも使用できるようになる。
【０００５】
【特許文献１】米国特許６，０２３，０９４号明細書
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、簡単なプロセスで十分な破損保護を実現できるように、半導体ウエハーの土台表面に保護コーティングを形成するための、より良い方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明における第１方法は、土台ウエハー表面に対する保護コーティングの形成方法（ｍｅｔｈｏｄ　ｆｏｒ　ａｐｐｌｙｉｎｇ　ａ　ｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅ　ｃｏａｔｉｎｇ　ｔｏ　ａ　ｂｏｔｔｏｍ　ｗａｆｅｒ　ｓｕｒｆａｃｅ）において、
（ａ）ウエハーの最上表面にトレンチを形成する工程と、
（ｂ）この最上表面に上側ダイシングテープを貼付する工程と、
（ｃ）最上表面とは反対側の土台表面からウエハーを研磨してトレンチを露出させる工程と、
（ｄ）土台表面に保護物質を塗布してトレンチを充填する工程と、
（ｅ）保護層を形成するために上記の保護物質を硬化させる工程と、
を含んでいることを特徴としている。
【０００８】
また、この第１方法は、半導体ウエハーをダイシングするために、
（ｆ）ダイシング枠にウエハーを取り付けるための実装テープに、上記保護層を固定する工程と、
（ｇ）上記の上側ダイシングテープを取り除く工程と、
（ｈ）ウエハーをダイシングする工程と、
（ｉ）実装テープからダイを剥がす工程と、
をさらに含むことが好ましい。
【０００９】
また、本発明の第２方法は、土台ウエハー表面に対する保護コーティングの形成方法において、
（ａ）ウエハーの最上表面にトレンチを形成する工程と、
（ｂ）この最上表面に上側ダイシングテープを付与する工程と、
（ｃ）最上表面とは反対側の土台表面からウエハーを研磨してトレンチを露出させる工程と、
（ｄ）実装テープに接着層を付与する工程と、
（ｅ）この実装テープにウエハーを実装し、接着剤によってトレンチを充填する工程と、
を含んでいることを特徴としている。
【００１０】
また、この第２方法は、半導体ウエハーをダイシングするために、
（ｆ）上記の上側ダイシングテープを取り除く工程と、
（ｇ）ウエハーをダイシングする工程と、
（ｈ）実装テープからダイを剥がす工程と、
をさらに含むことが好ましい。
【００１１】
また、本発明の第３方法は、土台ウエハー表面に対する保護コーティングの形成方法において、
（ａ）実装テープに保護薄膜を付与する工程と、
（ｂ）実装テープにウエハーの土台表面を実装し、保護薄膜をウエハーに向かい合わせる工程と、
を含んでいることを特徴としている。
【００１２】
また、この第３方法は、半導体ウエハーをダイシングするために、
（ｃ）保護薄膜を含むウエハーをダイシングする工程と、
（ｄ）実装テープから保護薄膜とともにダイを剥がす工程と、
をさらに含むことが好ましい。
【００１３】
さらに、この場合、
上記工程（ａ）では、実装テープがＵＶ薄膜であり、
上記工程（ｄ）では、保護薄膜からＵＶ薄膜を分割させるためにＵＶ放射を付与する工程によって、実装テープからダイを剥がす、
ことが好ましい。
【００１４】
また、前述および他の目的を達成するために、本発明は、ウエハーの新しい裏面処理を提供する。この処理では、トレンチを、鋸引きまたはエッチングによってウエハーの最上表面に切り込む。そして、ウエハーを土台側から研磨した後、保護物質を、トレンチを充填させながら、表面層として土台表面へ形成する（塗り付ける）。そして、この物質を、次の鋸引きプロセスのために硬化する。本方法の他の実施形態では、二重薄膜層を、実装テープとウエハー背面に向かい合っている保護層とを含むウエハーの背面に形成する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１〜４に、本発明を、限定のためにではなく、例を挙げるために図式化して示す。なお、これらの図面では、類似部材に同様の参照番号を付している。
図１〜３は、製造プロセス（ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ　ｐｒｏｃｅｓｓ）における各工程を経た後の、ウエハー断面を示す図である。また、図４は、他の製造方法（ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄ）における、図３に関連する断面を示す図である。
【００１６】
本発明の第１実施形態では、特にダイシング溝として備えられるトレンチを、ダイシングされるチップの間の分割線に沿って、ウエハーの最上表面に切り込む。このトレンチは、例えば、鋸引きまたはエッチングで形成できる。このときは、チップはまだ分割されない。なぜなら、トレンチは、ある程度の深さだけ切り込まれているからである。図１は、ダイを分割していない、ある程度の深さにまで最上表面に切り込まれたトレンチ２を有するウエハー１の断面を示す図である。ウエハーに形成された集積回路を覆っている上側ダイシングテープ３は、最上表面に対し、矢印方向に貼付される。
【００１７】
この種の研磨前ダイシング方法論（ｄｉｃｉｎｇ−ｂｅｆｏｒｅ−ｇｒｉｎｄｉｎｇ　ｍｅｔｈｏｄｏｌｏｇｙ）に従って、このとき、通常の研磨プロセスによって、ウエハーを土台側から薄くする。この研磨プロセスの間に、トレンチが、土台表面に露出される。図２に、上側（上側ダイシングテープ３を有する側）と反対側の土台表面に保護物質５を形成した後の残留ウエハー４を、上下逆に示す。この保護物質は、ウエハーの土台表面全体に薄く平坦な保護層を形成する、粘度の低い物質である。なお、保護層の形成と同時に、この保護物質によって、トレンチまたはダイシング溝の全てを充填する。これは、適切な物質（例えば、漆剤または絶縁塗料）を土台表面に流入し、低速回転により拡散させることで実現できる。あるいは、先行技術として引用した特許文献１に記載のプロセスと同様の手順で、スクリーン印刷機システムを用いて、適切な物質を塗布することもできる。
【００１８】
すなわち、連続した表面層のみに塗布するのではなく、トレンチを、保護物質によって同じように充填する。ダイシング溝は、典型的にはたった５０ミクロンの幅である。従って、保護物質としては、十分に接着性の低いものを選択することが好ましい。さらに、製造プロセスの間に、硬化、あるいは、その低い接着性または流動性を失うような保護物質を選択することで、保護物質によって保護層を形成し、後のプロセス工程においてこれを鋸引きできる。
【００１９】
図３は、保護物質５によってまとめられているダイ４で構成された残留ウエハー４の断面を示す図である。この図に示す残留ウエハー４は、実装テープ６に実装され、ダイシング枠７に固定されている。また、上側ダイシングテープ３は取り除かれており、その結果、ダイ４の間のダイシング溝において、保護物質５を切断できる。なお、ダイ４を分割には、トレンチの切断に使用する器具よりも薄い刃を有する鋸を使用することが好ましい。そして、切断後、ダイを、実装テープ６から剥がすこととなる。
【００２０】
特に好ましい異なる実施形態では、ダイ４を含むウエハーを実装する前に、実装テープに、厚い接着層を塗布する（このダイ４は、研磨プロセスの後に、上側ダイシングテープによって固定されている）。この接着層は、スクリーン印刷機システムまたはレジスト回転装置により分割塗布（ｓｅｐａｒａｔｅ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ）される保護物質５の代わりとなる。この実施形態では、ウエハーの土台表面（すなわち、上側ダイシングテープ３を有する表面と反対側の表面）を、実装テープ上で、上記の接着層と接触させる。この接着層は、ダイ４の間のトレンチを充填するためのものであり、基本的には、図３に示した保護物質５と同じ部位に位置する。この接着層としては、例えば、紫外線光を用いて硬化させられるもの（紫外線硬化材料）を用いることが可能である。また、短時間で硬化する種類の接着剤を使用することも可能である。接着剤は、比較的容易に実装テープ６から離れる一方、ダイ４に接着する性質を有している。従って、硬化した接着層は、分割されたダイの裏面に残る。
【００２１】
また、ダイの裏面に保護層を形成するための方法には、実装テープとして二重薄膜層（ｄｏｕｂｌｅ　ｆｏｉｌ　ｌａｙｅｒ）を使用する方法もある。この方法では、保護第２薄膜によって、ダイシング枠に対するウエハーの実装に使用される実装テープを薄く覆う。ウエハーは、実装テープに実装されており、二重薄膜層の保護薄膜がウエハーに向かい合っている。従って、ウエハーの土台表面は、保護薄膜と接触する。保護薄膜は、ダイシングのプロセスのときに、ウエハーのダイとともに切断される。
【００２２】
分割されたチップは、各分割ダイの土台表面に接着している保護薄膜に属する部分とともに、実装テープから剥がされる。実装テープそのものと保護薄膜との間の接着力は、保護薄膜とウエハーの半導体物質との間の接着力よりも劣るように調節されている。このことは、層の間に作用する接着力を調節すること、または、実装テープとして紫外線薄膜（ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ　ｆｏｉｌ）を使用することによって実現できる。このような紫外線薄膜は、紫外線の放射によって、それが付与されている物質から引き離されるものである。ＵＶ放射は、薄膜と基板との間の接着性の結びつきを破壊する。特に、製造後にＩＣチップを使用する際、チップの裏面全体に適切な熱伝導性を必要とする場合には、熱を伝導する薄膜（ｔｈｅｒｍａｌｌｙ　ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ　ｆｏｉｌ）を保護薄膜として使用してもよい。
【００２３】
図４に、ダイシング枠７に実装された、実装テープ６と保護薄膜８との積層を土台表面に有するウエハー１の構成を示す。また、この図では、鋸引きされたトレンチまたはダイシング溝を、破線で示している。また、矢印は、分割されたダイを実装テープ６から剥がすときに、その取り除かれる方向を示す。なお、保護薄膜８に属する部分は、個々のダイの土台に残る。
【００２４】
【発明の効果】
以上のように、本発明では、トレンチを、鋸引きまたはエッチングによってウエハーの最上表面に切り込む。そして、ウエハーを土台側から研磨した後、保護物質を、トレンチを充填させながら、表面層として土台表面へ形成する（塗り付ける）。そして、この物質を、次の鋸引きプロセスのために硬化する。本方法の他の実施形態では、二重薄膜層を、実装テープとウエハー背面に向かい合っている保護層とを含むウエハーの背面に形成する。
これにより、ウエハーから得られる半導体ダイの破損保護を、簡単なプロセスで十分に実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態にかかる製造プロセスの一工程を経た後のウエハーの断面図である。
【図２】本発明の一実施形態にかかる製造プロセスの他の工程を経た後のウエハーの断面図である。
【図３】本発明の一実施形態にかかる製造プロセスのさらに他の工程を経た後のウエハーの断面図である。
【図４】本発明の一実施形態にかかる他の実施形態における、図３に関連する断面図である。
【符号の説明】
１　　ウエハー
２　　トレンチ
３　　上側ダイシングテープ
４　　残留ウエハー
５　　保護物質
６　　実装テープ
７　　ダイシング枠
８　　保護薄膜

Claims (7)

  1. 土台ウエハー表面に対する保護コーティングの形成方法において、
    （ａ）ウエハーの最上表面にトレンチを形成する工程と、
    （ｂ）この最上表面に上側ダイシングテープを貼付する工程と、
    （ｃ）最上表面とは反対側の土台表面からウエハーを研磨してトレンチを露出させる工程と、
    （ｄ）土台表面に保護物質を塗布してトレンチを充填する工程と、
    （ｅ）保護層を形成するために上記の保護物質を硬化させる工程と、
    を含んでいることを特徴とする方法。
  2. （ｆ）ダイシング枠にウエハーを取り付けるための実装テープに、上記保護層を固定する工程と、
    （ｇ）上記の上側ダイシングテープを取り除く工程と、
    （ｈ）ウエハーをダイシングする工程と、
    （ｉ）実装テープからダイを剥がす工程と、
    によって、半導体ウエハーをダイシングすることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
  3. 土台ウエハー表面に対する保護コーティングの形成方法において、
    （ａ）ウエハーの最上表面にトレンチを形成する工程と、
    （ｂ）この最上表面に上側ダイシングテープを付与する工程と、
    （ｃ）最上表面とは反対側の土台表面からウエハーを研磨してトレンチを露出させる工程と、
    （ｄ）実装テープに接着層を付与する工程と、
    （ｅ）この実装テープにウエハーを実装し、接着剤によってトレンチを充填する工程と、
    を含んでいることを特徴とする方法。
  4. （ｆ）上記の上側ダイシングテープを取り除く工程と、
    （ｇ）ウエハーをダイシングする工程と、
    （ｈ）実装テープからダイを剥がす工程と、
    によって、半導体ウエハーをダイシングすることを特徴とする、請求項３に記載の方法。
  5. 土台ウエハー表面に対する保護コーティングの形成方法において、
    （ａ）実装テープに保護薄膜を付与する工程と、
    （ｂ）実装テープにウエハーの土台表面を実装し、保護薄膜をウエハーに向かい合わせる工程と、
    を含んでいることを特徴とする方法。
  6. （ｃ）保護薄膜を含むウエハーをダイシングする工程と、
    （ｄ）実装テープから保護薄膜とともにダイを剥がす工程と、
    によって、半導体ウエハーをダイシングすることを特徴とする、請求項５に記載の方法。
  7. 上記工程（ａ）では、実装テープがＵＶ薄膜であり、
    上記工程（ｄ）では、保護薄膜からＵＶ薄膜を分割させるためにＵＶ放射を付与する工程によって、実装テープからダイを剥がす、
    ことを特徴とする請求項６に記載の方法。
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