JP2005243910A - 半導体チップの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】いわゆる「先ダイシング法」の初期工程である溝の形成工程において、切削屑により回路面が汚染、破損されることを防止しうる技術を提供する。
【解決手段】半導体チップの製造方法は、表面に回路が形成された半導体ウエハ１の回路面に表面保護シート２を貼着する工程、該表面保護シート２を完全に切断し、かつウエハ１表面からそのウエハ厚さよりも浅い切込み深さの溝３を形成する工程、切断された表面保護シート側に、支持シートを貼着する工程、および上記半導体ウエハ１の裏面研削をすることでウエハの厚みを薄くするとともに、最終的には個々のチップへの分割を行なう工程、からなる。
【選択図】図２

Description

本発明は、裏面研削をすることでウエハの厚みを薄くするとともに、最終的には個々のチップへの分割を行なう半導体チップの製造方法において、回路面の汚染、破損を低減可能な技術を提供するものである。

近年、ＩＣカードの普及が進み、さらなる薄型化が望まれている。このため、従来は厚さが３５０μｍ程度であった半導体チップを、厚さ５０〜１００μｍあるいはそれ以下まで薄くする必要が生じている。

このようなチップの薄厚化を達成する方法として、特許文献１には、ウエハの表面側から所定深さの溝を形成（ハーフカットダイシング）した後、この裏面側から研削する半導体チップの製造方法が開示されている。このようなプロセスは、「先ダイシング法」とも呼ばれている。このプロセスでは、回路面に洗浄水を噴霧しつつダイシングブレードにより所定深さの溝を形成している。

しかし、ハーフカットダイシングの工程では回路面が暴露されているため、ウエハからの切削屑が回路面を汚染、破損してしまうことがあり、撮像素子のように回路面の汚染を極度に嫌うデバイスには適用が困難であった。
特開平５−３３５４１１号公報

本発明は、上記したいわゆる「先ダイシング法」の初期工程である溝の形成工程において、切削屑により回路面が汚染、破損されることを防止しうる技術を提供することを目的としている。

本発明に係る半導体チップの製造方法は、
表面に回路が形成された半導体ウエハの回路面に表面保護シートを貼着する工程、
該表面保護シートを完全に切断し、かつウエハ表面からそのウエハ厚さよりも浅い切込み深さの溝を形成する工程、
切断された表面保護シート側に、支持シートを貼着する工程、および
上記半導体ウエハの裏面研削をすることでウエハの厚みを薄くするとともに、最終的には個々のチップへの分割を行なう工程、からなることを特徴としている。

本発明の製造方法において、最終的なチップのピックアップは以下の何れかの方法で行うことが好ましい。すなわち、分割工程の後、
（１）分割された各チップを、整列状態を保ったまま、研削面をピックアップ用シートに貼着し、切断された表面保護シートを支持シートとともに剥離することで、各チップをピックアップ用シートに転写する工程の後、
ピックアップ用シートからチップをピックアップする工程。
（２）独立して制御可能な吸着部を複数有し全体としてウエハを吸着固定できる吸着テーブルに、分割された各チップの研削された裏面を、整列状態を保ったまま吸着固定する工程、
支持シートを切断された表面保護シートとともに剥離する工程の後、
吸着テーブルからチップをピックアップする工程。

このような本発明によれば、いわゆる「先ダイシング法」の初期工程である溝の形成工程において、回路面が表面保護シートにより保護されているために、切削屑による回路面の汚染、破損が防止され、チップの歩留まりを向上できる。

以下、本発明について図面を参照しながらさらに具体的に説明する。

本発明では、まず図１に示すように、表面に回路が形成された半導体ウエハ１の回路面に表面保護シート２を貼着し、回路の保護を行う。

表面保護シート２は、後の工程で回路面から剥離する必要があるため、剥離可能な粘着シートが用いられる。このような粘着シートの粘着剤層としては、再剥離性の粘着剤あるいは、エネルギー線の照射により粘着力を低減または消失できるエネルギー線硬化型粘着剤が好ましく用いられる。また、表面保護シート２の基材は熱収縮性フィルムのような熱変形性のフィルムが好ましい。このような構成であれば、接断された多数の表面保護フィルムを一括してチップから剥離する際、前もって加熱して変形させることにより支持シート４との密着が確実になり、表面保護シート２の剥離残しを防ぐことができる。

次いで、図２に示すように、表面保護シート２を完全に切断し、かつウエハ表面からそのウエハ厚さよりも浅い切込み深さの溝３を形成する。溝３は、ウエハ１表面に形成された複数の回路を区画するように形成される。溝の深さは、目的とするチップの厚みよりもやや深い程度であれば、特に限定はされない。溝３の形成は、ダイシング装置のダイシングブレードなどを用いて行われる。この際、ウエハからの切削屑が発生するが、本発明では、回路面が表面保護シート２により保護された状態で溝の形成を行っているため、回路面が切削屑により汚染、破損されることはない。

次いで、切断された表面保護シート２側に、支持シート４を貼着する。支持シート４は、ウエハと略同形状にとなるように、予めカットしてあってもよく、またウエハよりも大きな支持シートを準備し、ウエハに貼着後、ウエハと同形状にカットしてもよい。

支持シート４は、後の工程で、切断された表面保護シート２を同伴して剥離できるように、比較的粘着力の強い粘着剤を用いたシートが好ましく用いられる。また、剥離する際に伸びがおこらないように、支持シート４の基材としてはポリエチレンテレフタレートのように比較的剛性のフィルムが好ましく用いられる。

支持シート４を貼付するにあたって、前述のように表面保護シート２の基材に熱変形性のフィルムが使用される場合では、支持シート４を表面保護シート２面に貼着時、または貼着した後剥離を行う直前までの間に、加熱して適度に表面保護シート２を変形させることにより、支持シート４の粘着剤層と表面保護フィルム２の基材との密着を向上させると、表面保護シート４の剥離残しを防ぐことができるようになる。

次いで、図３に示すように、半導体ウエハ１の裏面を、グラインダー５を用いて研削をすることでウエハの厚みを薄くするとともに、最終的には個々のチップへの分割を行なう。すなわち、溝３の底部が除去されるまで裏面研削を行い、ウエハを各回路毎にチップ化する。その後、必要に応じてさらに裏面研削を行い、所定厚さのチップを得ることができる。

得られたチップのピックアップ方法は特に限定はされないが、下記（１）、（２）の方
法が好ましく採用できる。
（１）分割された各チップ６を、整列状態を保ったまま、研削面をピックアップ用シート７に貼着し、切断された表面保護シート２を支持シート４とともに剥離することで、各チップ６をピックアップ用シート７に転写し（図４参照）、ピックアップ用シート７からチップ６をピックアップする。

ピックアップ用シート７としては、転写されたチップ６をピックアップできる程度の剥離力を示す再剥離性粘着シートや、エネルギー線の照射により粘着力を低減または消失できるエネルギー線硬化型粘着シートが好ましく用いられる。このような粘着シートは、いわゆる市販のダイシングシートと同様のものも使用できる。

チップ６の研削面側をピックアップ用シート７を介してリングフレーム８に貼付した後、支持シート４の剥離を行う。この際、表面保護シート２がエネルギー線硬化型である場合には、支持シート４の剥離に先立ち、表面保護シート２にエネルギー線を照射しておき、その粘着力を低減または消失させておく。表面保護シート２は再剥離性であるか、またはエネルギー線照射により粘着力が低下または消失した状態であり、チップ回路面と表面保護シート２との接着力はごく小さい。一方、支持シート４はこれよりも強粘着性のものが選択されると、支持シート４の剥離を行うと、切断された表面保護シート２も支持シート４に同伴して剥離される（図４参照）。この結果、チップ６が整列状態を保ったまま、ピックアップ用シート７に転写される。

支持シート４の剥離は、たとえば支持シート４の基材面上に接着テープ（剥離テープ）を貼着し、この剥離テープを起点とすることで容易に剥離できる。剥離テープは、粘着テープであってもよいし、ヒートシールテープであってもよい。図４ではヒートシールテープを用いて支持シート４及び表面保護シート２を剥離を例示している。

次いで、ピックアップ用シート７からチップ６のピックアップを行う。なおピックアップに先立ち、シート７のエキスパンドを行い、チップ間隔を離間させてもよい。この場合、ピックアップ用シート７として延伸性を有するシートが用いられる。

ピックアップ用シート７としてエネルギー線硬化型粘着シートを用いた場合には、チップのピックアップに先立ち、粘着剤層にエネルギー線照射を行い、粘着力を低下または消失させておく。次いで、吸引コレットや突き上げピン等を用いた公知のピックアップ法によりチップ６をピックアップし、実装を行う。

第２のピックアップ法としては、
（２）独立して制御可能な吸着部９を複数有し全体としてウエハを吸着固定できる吸着テーブル１０に、分割された各チップ６の研削された裏面側を、整列状態を保ったまま吸着固定し、
支持シート４を切断された表面保護シート２とともに剥離し、
吸着テーブル１０からチップ６をピックアップする方法があげられる。

第２のピックアップ法は、前記第１のピックアップ法において、ピックアップ用シート７に代えて吸着テーブル１０を用いた点で相違している。

吸着テーブル１０は、独立して制御可能な複数の吸着部９を有する。図５では、６つの吸着部９−１〜９−６を有する例を示した。このような吸着テーブル１０の詳細な説明はたとえば特開２００３−１７９１２６号公報に記載されている。吸着テーブル１０の概略は図示したように、複数の吸着部９（９−１〜９−６）を有し、各吸着部にはバルブ１１が連結されており、それぞれ独立に吸着力を制御できる構造になっている。バルブ１１は
真空ポンプに接続されている。したがって、バルブの開閉を制御することで、各吸着部の吸着力を独立して制御できる。また、１つの吸着部に２以上の真空ポンプを接続するようにしてもよい。

チップ６の研削面側を吸着テーブル１０に載置し、吸着部９を真空ポンプに接続することで、各チップ６が吸着部に固定される。その後、支持シート４の剥離を行う。支持シート４の剥離は前記と同様にして行われ、切断された表面保護シート２も支持シート４に同伴して剥離される（図５参照）。この結果、チップ６が整列状態を保ったまま、吸着テーブル１０に吸着される。

次いで、吸引コレットを用いて、吸着テーブル１０からチップ６のピックアップを行う。この際、ピックアップされるチップが吸着されている吸着部に接続されているバルブを開放することで吸着状態が解消されるため、チップのピックアップをよりスムースに行える。

このような本発明によれば、いわゆる「先ダイシング法」の初期工程である溝の形成工程において、回路面が表面保護シートにより保護されているために、切削屑による回路面の汚染、破損が防止され、チップの歩留まりを向上できるので、製造コストの削減に寄与することができる。

（実施例）
以下、本発明を実施例により説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。

（実施例１）
（１） 720μｍ厚、直径８インチサイズのシリコンウエハのミラー面に、基材として
熱収縮性ポリエチレンを用いた紫外線硬化型の粘着シートである表面保護シート(リンテ
ック社製、商品名：Adwill P-5781)を、テープ貼付装置(リンテック社製、RAD-3500m/12)でラミネートし、ウエハの外周に沿って切断した。続いて、ダイシング装置(ディスコ社
製、DFD-6360)により、チップサイズが5mm×5mmになるように表面保護シートを完全に切
断するとともに、シリコンウエハをミラー面から70μｍ深さとなるよう切り溝を設けた。次に、切断された表面保護シート面側に、ポリエチレンテレフタレートを基材とした強粘着タイプの支持シート（リンテック社製、Adwill P-4100）を、テープ貼付装置(RAD-3500m/12)により、貼付ローラー温度７０℃で表面保護シートの基材を変形させながらラミネ
ートを行い、ウエハの外周に沿って切断した。このシリコンウエハの裏面を裏面研削装置(ディスコ社製、DFG-850)により研削し、ウエハを厚さ50μｍまにで薄くするとともにチ
ップに分割した。これによりウエハサイズの支持シート上にウエハ形状のままチップ状に分割されたチップ（5mm×5mm、厚さ50μｍ）の集合体を得た。

（２）ピックアップ用シートの貼付及び表面保護シートと支持シートの剥離は、紫外線照射装置付きのウエハマウンタ(リンテック社製、RAD-2500F/12-MUL)を用いて、次のような操作により行った。支持シート側に紫外線照射し表面保護シートの粘着剤層を硬化させた後、ピックアップ用シート(リンテック社製紫外線硬化型ダイシングシート、Adwill D-650)をシリコンウエハ（研削面）とともにその外周を８インチ用フレームにマウントし、ピックアップ用シートの貼着を行った。さらに、ヒートシールタイプの剥離テープ（リンテック社製、Adwill S-25A）を支持シートの端部に接着し、これを反対側の端部に向かって引き剥がすことにより、シリコンウエハのミラー面より表面保護シート及び支持シートを剥離した。次に、ピックアップ用シートの基材面から粘着剤層に対し紫外線を照射して、ピックアップ用シートとチップとの粘着力を低下させた。

続いて、ピックアップ用シートの背面から突き上げ治具でチップを突き上げ、同時に上方からチップを吸着コレットで吸着して、個別のシリコンチップを得た。

チップのミラー面を観察したところダイシング時の切削水、切削屑による汚染は見られなかった。

（実施例２）
実施例１の（１）と同様の操作を行って、ウエハサイズの支持シート上にウエハ形状のままチップ状に分割されたチップの集合体を得た。次に、支持シート側より紫外線照射装置（リンテック社製、RAD-2000m8）で紫外線照射し、表面保護シートの粘着剤層を硬化させた。

続いて、独立して制御可能な７区画の吸着部を有して全体としてウエハを吸着固定できる吸着テーブルを用意し、その吸着テーブル上にチップ集合体の研削面を対面させ、支持シート、表面保護シートを上側にして対置してチップを集合体を吸着固定した。吸着固定されたチップ集合体上の支持シート側に７０℃に加熱した加熱プレートを接触させ、表面保護シートの基材を熱変形させた。加熱プレートを外した後、ヒートシールタイプの剥離テープ（リンテック社製、Adwill S-25A）を支持シートの端部に接着し、これを反対側の端部に向かって引き剥がすことにより、シリコンウエハのミラー面より表面保護シート及び支持シートを剥離した。次に、吸着テーブルの吸着を順次停止し、吸着を止めた吸着部上のチップを上方から吸着コレットで吸着して、個別のシリコンチップを得た。

チップのミラー面を観察したところダイシング時の切削水、切削屑による汚染は見られなかった。

本発明に係る半導体チップの製造方法の一工程を示す。 本発明に係る半導体チップの製造方法の一工程を示す。 本発明に係る半導体チップの製造方法の一工程を示す。 本発明に係る半導体チップの製造方法の一工程を示す。 本発明に係る半導体チップの製造方法の一工程を示す。

符号の説明

１…半導体ウエハ
２…表面保護シート
３…溝
４…支持シート
５…グラインダー
６…半導体チップ
７…ピックアップ用シート
８…リングフレーム
９（９−１〜９−６）：吸着部
１０…吸着テーブル
１１…バルブ

Claims (3)

1. 表面に回路が形成された半導体ウエハの回路面に表面保護シートを貼着する工程、
   該表面保護シートを完全に切断し、かつウエハ表面からそのウエハ厚さよりも浅い切込み深さの溝を形成する工程、
   切断された表面保護シート側に、支持シートを貼着する工程、および
   上記半導体ウエハの裏面研削をすることでウエハの厚みを薄くするとともに、最終的には個々のチップへの分割を行なう工程、
   からなる半導体チップの製造方法。
2. 分割工程の後、分割された各チップを、整列状態を保ったまま、研削面をピックアップ用シートに貼着し、切断された表面保護シートを支持シートとともに剥離することで、各チップをピックアップ用シートに転写する工程、および
   ピックアップ用シートからチップをピックアップする工程、
   をさらに含む請求項１に記載の半導体チップの製造方法。
3. 分割工程の後、独立して制御可能な吸着部を複数有し全体としてウエハを吸着固定できる吸着テーブルに、分割された各チップの研削された裏面を、整列状態を保ったまま吸着固定する工程、
   切断された表面保護シートを支持シートとともに剥離する工程、および
   吸着テーブルからチップをピックアップする工程、
   をさらに含む請求項１に記載の半導体チップの製造方法。
   

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