JP2005019525A - 半導体チップの製造方法 - Google Patents

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Kentaro Odanaka
健太郎 小田中
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株式会社ディスコ
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Abstract

【課題】個々の半導体チップの表面にダメージを与えることなく、その裏面にダイボンディング用の接着フィルムを容易に装着することができる半導体チップの製造方法を提供する。
【解決手段】半導体ウエーハの表面からストリートに沿って所定の深さの分割溝23を形成する工程と、分割溝23が形成された半導体ウエーハの表面に保護部材4を貼着する工程と、半導体ウエーハの裏面を研削して分割溝23を表出することで個々の半導体チップ20に分離する工程と、分離された半導体チップ20の裏面に接着フィルム6を貼着する工程と、半導体チップの裏面に貼着された接着フィルム6にその表面側から分割溝に沿ってレーザー光線を照射して接着フィルムを分割溝に沿って破断する工程とを含む。
【選択図】 図6

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表面に複数のストリートが格子状に形成されているとともに該複数のストリートによって区画された複数の領域に回路が形成された半導体ウエーハを個々の半導体チップに分割するとともに、該個々の半導体チップの裏面にダイボンディング用の接着フィルムを装着する半導体チップの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
例えば、半導体デバイス製造工程においては、略円板形状である半導体ウエーハの表面に格子状に形成されたストリート(切断予定ライン)によって区画された複数の領域にIC、LSI等の回路を形成し、該回路が形成された各領域をストリートに沿って分割することにより個々の半導体チップを製造している。半導体ウエーハを分割する分割装置としては一般にダイシング装置が用いられており、このダイシング装置は厚さが20μm程度の切削ブレードによって半導体ウエーハをストリートに沿って切削する。このようにして分割された半導体チップは、パッケージングされて携帯電話やパソコン等の電気機器に広く利用されている。
【0003】
個々に分割された半導体チップは、その裏面にポリイミド樹脂等で形成された厚さ20〜40μmのダイアタッチフィルムと称するダイボンディング用の接着フィルムが装着され、この接着フィルムを介して半導体チップを支持するフレームに加熱することによりボンディングされる。半導体チップの裏面にダイボンディング用の接着フィルムを装着する方法としては、半導体ウエーハの裏面に接着フィルムを貼着し、この接着フィルムを介して半導体ウエーハをダイシングテープに貼着した後、半導体ウエーハの表面に形成されたストリートに沿って切削ブレードにより接着フィルムと共に切削することにより、裏面に接着フィルムが装着された半導体チップを形成している。この半導体チップを半導体チップを支持するフレームにボンディングする際には、既に半導体チップの裏面に接着フィルムが装着されているので、ボンディング作業が円滑に行われる。
【0004】
近年、携帯電話やパソコン等の電気機器はより軽量化、小型化が求められており、より薄い半導体チップが要求されている。より薄く半導体チップを分割する技術として所謂先ダイシング法と称する分割技術が実用化されている。この先ダイシング法は、半導体ウエーハの表面からストリートに沿って所定の深さ(半導体チップの仕上がり厚さに相当する)の分割溝を形成し、その後、表面に分割溝が形成された半導体ウエーハの裏面を研削して該裏面に分割溝を表出させ個々の半導体チップに分離する技術であり、半導体チップの厚さを50μm以下に加工することが可能である。
【0005】
しかるに、先ダイシング法によって半導体ウエーハを個々の半導体チップに分割する場合には、半導体ウエーハの表面からストリートに沿って所定の深さの分割溝を形成した後に半導体ウエーハの裏面を研削して該裏面に分割溝を表出させるので、ダイボンディング用の接着フィルムを前もって半導体ウエーハの裏面に装着することができない。従って、先ダイシング法によって半導体チップを半導体チップを支持するフレームにボンディングする際には、半導体チップとフレームとの間にボンド剤を挿入しながら行わなければならず、ボンディング作業を円滑に実施することができないという問題がある。
【0006】
このような問題を解消するために、半導体ウエーハは先ダイシングによって個々に分割された半導体チップの裏面にダイボンディング用の接着フィルムを貼着し、この接着フィルムを介して半導体チップをダイシングテープに貼着した後、各半導体チップ間の間隙に露出された該接着フィルムの部分に、半導体チップの表面側から上記間隙を通してレーザー光線を照射し、接着フィルムの上記間隙に露出された部分を除去するようにした半導体チップの製造方法が提案されている。(例えば、特許文献1参照。)
【0007】
【特許文献1】
特開2000−118081号公報
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
而して、特開2000−118081号公報に開示された技術は、厚さが20μm程度の切削ブレードによって形成された分割溝に半導体チップの表面側からレーザー光線を照射して接着フィルムにおける各半導体チップ間の間隙に露出された部分を破断するものあり、半導体チップの表面にレーザー光線を照射することなく接着フィルムのみを破断することが困難である。従って、上記公報に開示された半導体チップの製造方法においては、回路が形成された半導体チップの表面にレーザー光線によるダメージを与える虞がある。
【0009】
本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術課題は、半導体ウエーハが先ダイシングによって分割される個々の半導体チップの表面にダメージを与えることなく、その裏面にダイボンディング用の接着フィルムを容易に装着することができる半導体チップの製造方法を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、表面に複数のストリートが格子状に形成されているとともに該複数のストリートによって区画された複数の領域に回路が形成された半導体ウエーハを個々の半導体チップに分割し、該個々の半導体チップの裏面にダイボンディング用の接着フィルムを装着する半導体チップの製造方法であって、
半導体ウエーハの表面から該ストリートに沿って所定の深さの分割溝を形成する分割溝形成工程と、
該分割溝が形成された半導体ウエーハの表面に保護部材を貼着する保護部材貼着工程と、
半導体ウエーハの裏面を研削して該裏面に該分割溝を表出させ個々の半導体チップに分離する分割溝表出工程と、
個々に分離された半導体チップの裏面に該接着フィルムを貼着する接着フィルム貼着工程と、
個々に分離された半導体チップの裏面に貼着された該接着フィルムにその表面側から該分割溝に沿ってレーザー光線を照射して該接着フィルムを該分割溝に沿って破断する接着フィルム破断工程と、を含む、
ことを特徴とする半導体チップの製造方法が提供される。
【0011】
また、本発明によれば、表面に複数のストリートが格子状に形成されているとともに該複数のストリートによって区画された複数の領域に回路が形成された半導体ウエーハを個々の半導体チップに分割し、該個々の半導体チップの裏面にダイポンディング用の接着フィルムを装着する半導体チップの製造方法であって、
半導体ウエーハの表面から該ストリートに沿って所定の深さの分割溝を形成する分割溝形成工程と、
該分割溝が形成された半導体ウエーハの表面に保護部材を貼着する保護部材貼着工程と、
半導体ウエーハの裏面を研削して裏面に該分割溝を表出させ個々の半導体チップに分離する分割溝表出工程と、
個々に分離された半導体チップの裏面に該接着フィルムを貼着する接着フィルム貼着工程と、
個々に分離された半導体チップの裏面に貼着された該接着フィルムにその表面側から該分割溝に沿ってレーザー光線を照射して該接着フィルムを該分割溝に沿って破断する接着フィルム破断工程と、
該破断された該接着フィルムが貼着されている個々に分離された半導体チップを、該接着フィルム側をダイシングテープに貼着するとともに、個々に分離された半導体チップの表面に貼着されている保護部材を剥離するダイシングテープ装着工程と、
該ダイシングテープから該接着フィルムが貼着されている半導体チップを離脱する半導体チップ離脱工程と、を含む、
ことを特徴とする半導体チップの製造方法が提供される。
【0012】
上記接着フィルム貼着工程は、半導体チップに分離された半導体ウエーハの裏面に該接着フィルムを載置し、80〜200°Cの温度で加熱しつつ該接着フィルムを半導体ウエーハの裏面に押圧して装着する。また、上記保護粘着テープは外的刺激によって粘着力が低下する性質を有しており、上記ダイシングテープは外的刺激によって粘着力が低下する性質を有しており、上記半導体チップ離脱工程において接着フィルムが貼着されている半導体チップをダイシングテープから離脱する際には外的刺激を付与してダイシングテープの粘着力を低下せしめることが望ましい。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による半導体チップの製造方法の好適な実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
【0014】
図1には、本発明に従って分割される半導体ウエーハの斜視図が示されている。図1に示す半導体ウエーハ2は、表面2aに複数のストリート21が格子状に形成されているとともに該複数のストリート21によって区画された複数の領域に回路22が形成されている。この半導体ウエーハ2を個々の半導体チップに分割して半導体チップを製造する方法について、図2乃至図10を参照して説明する。
【0015】
半導体ウエーハ2を個々の半導体チップに分割するには、先ず半導体ウエーハ2の表面2aに形成されたストリート21に沿って所定深さ(各半導体チップの仕上がり厚さに相当する深さ)の分割溝を形成する(分割溝形成工程)。この分割溝形成工程は、図2の(a)に示すようにダイシング装置として一般に用いられている切削装置3を用いることができる。即ち、切削装置3は、吸引保持手段を備えたチャックテーブル31と、切削ブレード321を備えた切削手段32を具備している。この切削装置3のチャックテーブル31上に半導体ウエーハ2を表面2aを上にして保持し、切削手段32の切削ブレード321を回転しつつチャックテーブル31を矢印Xで示す方向に切削送りすることによって、所定方向に延在するストリート21に沿って分割溝23を形成する。この分割溝23は、図2の(b)に示すように分割される各半導体チップの仕上がり厚さに相当する深さに設定されている。このように所定方向に延在するストリート21に沿って分割溝23を形成したら、切削手段32を矢印Yで示す方向にストリート21の間隔だけ割り出し送りして、再度上記切削送りを遂行する。そして、所定方向に延在する全てのストリートについて上記切削送りと上記割り出し送りを遂行したならば、チャックテーブル36を90度回動せしめて、上記所定方向に対して直角に延びる各ストリートに沿って上記切削送りと上記割り出し送りを実行することにより、半導体ウエーハ10に形成された全てのストリートに沿って分割溝23が形成される。
【0016】
上述した分割溝形成工程により半導体ウエーハ2の表面2aにストリート22に沿って所定深さの分割溝23を形成したら、図2の(a)、図2の(b)に示すように半導体ウエーハ2の表面2a(回路22が形成されている面)に研削用の保護部材4を貼着する(保護部材貼着工程)。
【0017】
次に、上述したように表面に保護部材4を貼着した半導体ウエーハ2の裏面2bを研削し、分割溝23を裏面2bに表出させて個々の半導体チップに分割する(分割溝表出工程)。この分割溝表出工程は、図4の(a)に示すようにチャックテーブル51と研削砥石521を備えた研削手段52を具備する研削装置5によって行われる。即ち、チャックテーブル51上に半導体ウエーハ2を裏面2bを上にして保持し、例えば、チャックテーブル51を300rpmで回転しつつ、研削手段52の研削砥石52を6000rpmで回転せしめて半導体ウエーハ2の裏面2bに接触することにより研削し、図4の(b)に示すように分割溝23が裏面2bに表出するまで研削する。このように分割溝23が表出するまで研削することによって、図4の(c)に示すように半導体ウエーハ2は個々の半導体チップ20に分離される。なお、分離された複数の半導体チップ20は、その表面に保護部材4が貼着されているので、バラバラにはならず半導体ウエーハ2の形態が維持されている。
【0018】
上述した分割溝表出工程によって半導体ウエーハ2を個々の半導体チップ20に分離したならば、図5の(a)、(b)に示すよう半導体ウエーハの形態が維持されている個々に分離された半導体チップ20の裏面20bにダイアタッチフィルムと称するダイボンディング用の接着フィルム6を貼着する(接着フィルム貼着工程)。この接着フィルム貼着工程は、半導体ウエーハの形態が維持されている個々に分離された半導体チップ20の裏面20bにポリイミド樹脂によって厚さが20〜40μmに形成された接触フィルム6を載置し、80〜200°Cの温度で加熱しつつ接着フィルム6を個々に分離された半導体チップ20の裏面20bに押圧して貼着する。このように半導体ウエーハ2の形態が維持されている個々に分離された半導体チップ20の裏面20bに接着フィルム6を貼着するので、半導体チップ20の裏面に接着フィルム6を容易に貼着することができる。
【0019】
上述した接着フィルム貼着工程において半導体ウエーハの形態が維持されている個々に分離された半導体チップ20の裏面20bに接着フィルム6を貼着したならば、接着フィルム6にその表面側から上記分割溝23に沿ってレーザー光線を照射し、接着フィルム6を分割溝23に沿って破断する接着フィルム破断工程を実行する。この接着フィルム破断工程は、図6の(a)に示すようにレーザー加工装置7によって実施する。即ち、半導体ウエーハの形態が維持されている個々に分離された半導体チップ20をレーザー加工装置7のチャックテーブル71上に接着フィルム6を上にして保持し、撮像手段72の直下に位置付ける。そして、撮像手段72および図示しない制御手段によって上記分割溝23に沿ってレーザー光線照射手段72との位置合わせを行うためのパターンマッチング等の画像処理が実行され、レーザー光線照射位置のアライメントが遂行される。このとき、個々に分離された半導体チップ20の裏面20bに貼着された接着フィルム6が非透明性で分割溝23が確認できない場合には、撮像手段72として赤外線照明手段と赤外線を捕らえる光学系および赤外線に対応した電気信号を出力する撮像素子(赤外線CCD)等で構成したものを用いることにより、接着フィルム6を通して分割溝23を撮像することができる。
【0020】
以上のようにしてレーザビーム照射位置のアライメントが行われたならば、チャックテーブル71をレーザー光線照射手段72が位置するレーザー光線照射領域に移動し、レーザー光線照射手段72からレーザー光線を接着フィルム6の表面に集光点を合わせて照射しつつ、チャックテーブル71を矢印Xで示す方向に加工送りする。この結果、接着フィルム6は、レーザー光線のエネルギーにより分割溝23に沿って破断され破断線61が形成される。このように所定方向の分割溝23に沿って破断線61を形成したならば、チャックテーブル71を矢印Yで示す方向に分割溝23の間隔だけ割り出し送りし、再度上記加工送りを遂行する。そして、所定方向に形成された全ての分割溝23に沿って上記加工送りと割り出し送りを遂行したならば、チャックテーブル71を90度回動せしめて、上記所定方向に対して直角に形成された分割溝23に沿って上記加工送りと割り出し送りを実行することにより、接着フィルム6は図6の(b)に示すように半導体チップ20毎に貼着された接着フィルム60に破断される。この接着フィルム破断工程においては、個々に分離された半導体チップ20の裏面20bに貼着された接着フィルム6の表面側からレーザー光線を照射するので、半導体チップ20の回路が形成されている表面にレーザー光線によるダメージを与えることはない。なお、分離された複数の半導体チップ20は、その裏面に貼着された接着フィルム6が上述したように半導体チップ20毎の接着フィルム60に破断されても、その表面には保護部材4が貼着されているので、バラバラにはならず半導体ウエーハ2の形態が維持されている。
【0021】
次に、半導体ウエーハの形態が維持されている個々に分離された半導体チップ20を、接着フィルム60側をダイシングテープに貼着するとともに、個々に分離された半導体チップ20の表面に貼着されている保護部材4を剥離するダイシングテープ装着工程を実行する。このダイシングテープ装着工程は、半導体ウエーハ2の形態が維持されている個々に分離された半導体チップ20を、図7に示すように環状の支持フレーム8の内側開口部を覆うように装着された塩化ビニールテープ等からなる伸長可能なダイシングテープ9の上面に半導体チップ20毎に破断された接着フィルム60側を貼着する。そして、個々に分離された半導体チップ20の表面に貼着されている保護部材4を剥離する。なお、ダイシングテープ9としては、紫外線等の外的刺激によって粘着力が低下する性質を有するUVテープが用いられている。
【0022】
上記ダイシングテープ装着工程を実行したならば、ダイシングテープ9から接着フィルム60が貼着されている半導体チップ20を離脱する半導体チップ離脱工程を実行する。この半導体チップ離脱工程は、図8および図9に示すピックアップ装置10によって実施される。ここで、ピックアップ装置10について説明する。図示のピックアップ装置10は、上記支持フレーム8を載置する載置面111が形成された円筒状のベース11と、該ベース11内に同心的に配設され支持フレーム8に装着されたダイシングテープ9を押し広げるための拡張手段12を具備している。拡張手段12は、上記ダイシングテープ9における複数個の半導体チップ20が存在する領域91を支持する筒状の拡張部材121を具備している。この拡張部材121は、図示しない昇降手段によって図9の(a)に示す基準位置と該基準位置から上方の図9の(b)に示す拡張位置の間を上下方向(円筒状のベース11の軸方向)に移動可能に構成されている。なお、図示の実施形態においては拡張部材121内には、紫外線照射ランプ113が配設されている。
【0023】
上述したピックアップ装置10を用いて実施する半導体チップ離脱工程について、図8および図9を参照して説明する。
上述したように支持フレーム8に装着された伸長可能なダイシングテープ9の上面に支持された複数個の半導体チップ20(裏面に貼着された接着フィルム60側がダイシングテープ9の上面に貼着されている)は、図8および図9の(a)に示すように支持フレーム8が円筒状のベース11の載置面111上に載置され、クランプ14によってベース11に固定される。次に、図9の(b)に示すように上記ダイシングテープ9における複数個の半導体チップ20が存在する領域91を支持した拡張手段12の拡張部材121を図示しない昇降手段によって図9(a)の基準位置から上方の図9の(b)に示す拡張位置まで移動する。この結果、伸長可能なダイシングテープ9は拡張されるので、保護粘着テープ9と半導体チップ20に装着されている接着フィルム60との間にズレが生じ密着性が低下するため、接着フィルム60を装着した半導体チップ20が保護粘着テープ9から容易に離脱できる状態となるとともに、個々の半導体チップ20および該半導体チップ20に貼着された接着フィルム60間には隙間は形成される。
【0024】
次に、図8に示すようにピックアップ装置10の上方に配置されたピックアップコレット15を作動して、個々の半導体チップ20をダイシングテープ9の上面から離脱し、図示しないトレーに搬送する。このとき、拡張部材121内に配設された紫外線照射ランプ113を点灯してダイシングテープ9に紫外線を照射し、ダイシングテープ9の粘着力を低下せしめることにより、より容易に離脱することができる。このようにして、ダイシングテープ9から離脱された半導体チップ20は、図10に示すように裏面に接着フィルム60が装着された状態であり、裏面に接着フィルム60が装着された半導体チップ20が得られる。
【0025】
【発明の効果】
本発明による半導体チップの製造方法によれば、先ダイシングによって個々の半導体チップに分離されてはいるが半導体ウエーハの形態が維持されている状態でその裏面にダイボンディング用の接着フィルムを装着するので、半導体チップの裏面に接着フィルムを容易に装着することができる。本発明においては、個々に分離された半導体チップの裏面に貼着された接着フィルムを、該接着フィルムの表面側から分割溝に沿ってレーザー光線を照射することにより半導体チップ毎に破断されるので、半導体チップの表面にレーザー光線が照射されることがなく表面(回路面)にダメージを与えることはない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による半導体チップの製造方法よって分割される半導体ウエーハの斜視図。
【図2】本発明による半導体チップの製造方法における分割溝形成工程の説明図。
【図3】本発明による半導体チップの製造方法における保護部材貼着工程の説明図。
【図4】本発明による半導体チップの製造方法における分割溝表出工程の説明図。
【図5】本発明による半導体チップの製造方法における接着フィルム貼着工程の説明図。
【図6】本発明による半導体チップの製造方法における接着フィルム破断工程の説明図。
【図7】本発明による半導体チップの製造方法における本発明によるダイシングテープ装着工程の説明図。
【図8】本発明による半導体チップの製造方法における半導体チップ離脱工程を実施するためのピックアップ装置の斜視図。
【図9】本発明による半導体チップの製造方法における半導体チップ離脱工程の説明図。
【図10】本発明による半導体チップの製造方法によって形成された半導体チップの斜視図。
【符号の説明】
2:半導体ウエーハ
20:半導体チップ
21:ストリート
22:回路
23:分割溝
3:切削装置
31:チャックテーブル
32:切削手段
321:切削ブレード
4:保護部材
5:研削装置
51:チャックテーブル
52:研削手段
521:研削砥石
6:ダイボンディング用の接着フィルム
7:レーザー加工装置
71:チャックテーブル
72:撮像手段
73:レーザー光線照射手段
8:環状の支持フレーム
9:ダイシングテープ
10:ピックアップ装置
11:円筒状のベース
22:拡張手段
121:円筒状の拡張部材
13:紫外線照射ランプ
14:クランプ
15:ピックアップコレット

Claims (4)

  1. 表面に複数のストリートが格子状に形成されているとともに該複数のストリートによって区画された複数の領域に回路が形成された半導体ウエーハを個々の半導体チップに分割し、該個々の半導体チップの裏面にダイボンディング用の接着フィルムを装着する半導体チップの製造方法であって、
    半導体ウエーハの表面から該ストリートに沿って所定の深さの分割溝を形成する分割溝形成工程と、
    該分割溝が形成された半導体ウエーハの表面に保護部材を貼着する保護部材貼着工程と、
    半導体ウエーハの裏面を研削して該裏面に該分割溝を表出させ個々の半導体チップに分離する分割溝表出工程と、
    個々に分離された半導体チップの裏面に該接着フィルムを貼着する接着フィルム貼着工程と、
    個々に分離された半導体チップの裏面に貼着された該接着フィルムに、該接着フィルムの表面側から該分割溝に沿ってレーザー光線を照射して該接着フィルムを該分割溝に沿って破断する接着フィルム破断工程と、を含む、
    ことを特徴とする半導体チップの製造方法。
  2. 表面に複数のストリートが格子状に形成されているとともに該複数のストリートによって区画された複数の領域に回路が形成された半導体ウエーハを個々の半導体チップに分割し、該個々の半導体チップの裏面にダイポンディング用の接着フィルムを装着する半導体チップの製造方法であって、
    半導体ウエーハの表面から該ストリートに沿って所定の深さの分割溝を形成する分割溝形成工程と、
    該分割溝が形成された半導体ウエーハの表面に保護部材を貼着する保護部材貼着工程と、
    半導体ウエーハの裏面を研削して裏面に該分割溝を表出させ個々の半導体チップに分離する分割溝表出工程と、
    個々に分離された半導体チップの裏面に該接着フィルムを貼着する接着フィルム貼着工程と、
    個々に分離された半導体チップの裏面に貼着された該接着フィルムに、該接着フィルムの表面側から該分割溝に沿ってレーザー光線を照射して該接着フィルムを該分割溝に沿って破断する接着フィルム破断工程と、
    該破断された該接着フィルムが貼着されている個々に分離された半導体チップを、該接着フィルム側をダイシングテープに貼着するとともに、個々に分離された半導体チップの表面に貼着されている保護部材を剥離するダイシングテープ装着工程と、
    該ダイシングテープから該接着フィルムが貼着されている半導体チップを離脱する半導体チップ離脱工程と、を含む、
    ことを特徴とする半導体チップの製造方法。
  3. 該接着フィルム貼着工程は、個々に分離された半導体チップの裏面に該接着フィルムを載置し、80〜200°Cの温度で加熱しつつ該接着フィルムを個々に分離された半導体チップの裏面に押圧して装着する、請求項1又は2記載の半導体チップの製造方法。
  4. 該ダイシングテープは外的刺激によって粘着力が低下する性質を有しており、該半導体チップ離脱工程において該接着フィルムが貼着されている半導体チップを該ダイシングテープから離脱する際には外的刺激を付与して該ダイシングテープの粘着力を低下せしめる、請求項2又は3に記載の半導体チップの製造方法。
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