JP2005286003A - 半導体ウエハの小片化方法 - Google Patents

半導体ウエハの小片化方法 Download PDF

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Abstract

【課題】 半導体ウエハを分断ラインに沿って分断して小片に細分する半導体ウエハの小片化方法において、欠けや細塵が分断された小片の表面に付着するようなことなく小片化処理を行うことができるようにする。
【解決手段】 半導体ウエハ１を小片１ａに分離する際に起点となる分断ラインＬが形成された半導体ウエハ１を粘着テープ５に保持し、半導体ウエハ１の各小片１ａが分離されていない状態で粘着テープ５を放射状に延伸することにより各小片１ａを分離するとともに、小片１ａ間の間隙ｃを拡大する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、半導体ウエハを小片（チップ）に細分化する方法に関する。
半導体ウエハの小片化手段としては、次の手法が知られている。表面が保護テープで保護された半導体ウエハの裏面を研削（バックグラインド）して所望の厚さに加工した後、ウエハ裏面側を粘着テープに貼り付けた状態でダイシングリングにマウントする。次いで、ウエハ表面の保護テープを剥離した後、半導体ウエハ表面のスクライブラインに沿ってダイヤモンドカッタ等を用いて縦横の細溝からなる分断ラインを加工形成する。その後、粘着テープの裏面にローラ等の押圧部材を押し付けて分断ラインに曲げ応力を集中させることで半導体ウエハを分断ラインに沿って分断して小片化する。最後に粘着テープを放射状に延伸させて小片間の間隔を拡大する。
また、レーザーを用いて半導体ウエハの内部に改質部を形成して分断ラインにすることで、ダイヤモンドカッタを用いる場合に比べて分断ライン形成に伴う発塵を抑制する手段も開発されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３−３３８８７号公報
従来の小片化手段では、各種形態で形成された分断ラインに沿って半導体ウエハを分断する際に、半導体ウエハを貼り付け保持した粘着テープに裏面側から外力を加えて分断ラインに曲げ応力を集中させるので、欠けが発生したり、破断によって発生した細塵が分断された小片の表面に付着したりしてウエハ表面のパターンを傷付けるおそれがある。
本発明はこのような実情に着目してなされたものであって、欠けや細塵が分断された小片の表面に付着するようなことなく小片化処理を行うことができる半導体ウエハの小片化方法を提供することを目的としている。
第１の発明に係る半導体ウエハの小片化方法は、半導体ウエハを小片に分離する際に起点となる分断ラインが形成された半導体ウエハを粘着テープに保持し、半導体ウエハの各小片が分離されていない状態で粘着テープを放射状に延伸することにより各小片を分離するとともに、小片間の間隙を拡大することを特徴とする。
これによると、粘着テープの延伸によって、粘着テープに強く貼り付け保持された半導体ウエハの分断ラインにテープ面に沿った方向の引っ張り応力が集中し、分断ラインに沿った破断が進行して半導体ウエハが小片化される。また、これと同時に各小片は粘着テープの放射状延伸によって互いに離間し、小片同士の間には間隙が形成され、ウエハ破断によって発生した細塵はこの間隙に落ち、小片の表面に移動しにくい。
第２の発明は、上記第１の発明に係る半導体ウエハの小片化方法において、
表面に保護テープが貼付けられ、裏面が研削された半導体ウエハに分断ラインを形成する工程と、前記分断ラインが形成された半導体ウエハの裏面に粘着テープを貼り付ける工程と、裏面への前記粘着テープの貼り付け後に前記保護テープを剥離する工程と、保護テープの剥離後に前記粘着テープを放射状に延伸する工程を備えることを特徴とする。
第３の発明は、上記第２の発明に係る半導体ウエハの小片化方法において、
半導体ウエハの裏面でレーザーを走査させて前記分断ラインを形成することを特徴とする。
これによると、半導体ウエハの内部に脆性の高い改質層が形成され、この改質層が小片化のための分断ラインとなり、分断ラインの形成加工によって細塵が発生することはない。
第４の発明は、上記第１の発明に係る半導体ウエハの小片化方法において、
表面に保護テープが貼り付けられ、裏面が研削された半導体ウエハの裏面に粘着テープを貼り付けて補助リングで保持する工程と、補助リングで保持された半導体ウエハの表面から保護テープを剥離する工程と、保護テープが剥離された半導体ウエハに分断ラインを形成する工程と、分断ラインを形成した後に前記補助リング内の粘着テープを放射状に延伸させる工程と、補助リング内で延伸された粘着テープを別のダイシングリングを使って保持する工程とを備えることを特徴とする。
これによると、粘着テープの延伸によって半導体ウエハから分断された小片群を、粘着テープを介してダイシングリングに保持することができ、次のダイボンディング処理工程への搬送が容易となる。
第５の発明は、上記第４の発明に係る半導体ウエハの小片化方法において、
半導体ウエハの裏面でレーザーを走査させて前記分断ラインを形成することを特徴とする。
これによると、半導体ウエハの内部に脆性の高い改質層が形成され、この改質層が小片化のための分断ラインとなり、分断ラインの形成加工によって細塵が発生することはない。
第６の発明は、上記第１〜５のいずれかの発明の半導体ウエハの小片化方法において、
前記粘着テープが紫外線硬化型粘着テープであり、かつ、粘着テープを延伸した後に、粘着テープに紫外線を照射することを特徴とする。
これによると、粘着テープ延伸工程では半導体ウエハは強く粘着テープで保持されているので、分断ラインで細分された小片群は粘着テープの延伸に追随して、分断ラインで破断分離される。そして、粘着テープ延伸後に紫外線照射によって粘着テープの粘着力が低下されることで、分断された各小片を容易に粘着テープから剥がして取り出すことができる。
第７の発明は、上記第１〜６のいずれかの発明の半導体ウエハの小片化方法において、
前記粘着テープの延伸量を制御することを特徴とする。
これによると、粘着テープ全面において均等な延伸を行わせることができる。
第８の発明は、上記第７の発明に係る半導体ウエハの小片化方法において、
前記粘着テープの延伸量の制御が、粘着テープの中央部位と周辺部位とで温度差をつけることを特徴とする。
これによると、半導体ウエハの外周部から延伸筒までの距離が大きいと、半導体ウエハが貼り付けられていない粘着テープの周辺部位のほうが、半導体ウエハの強力な貼り付けによって延伸性が抑制されている中央部位よりも延伸しやすくなっているので、粘着テープの中央部位が周辺部位より高温になるように温度差をつけることで、粘着テープの中央部位の延伸性を助長し、粘着テープ全面において均等な延伸を行わせることができる。
また、半導体ウエハの外周部から延伸筒までの距離が小さいと、粘着テープの延伸工程において、放射状の延伸力が粘着テープの中心部位に集中しやすくなって、周辺部位のほうが中央部位よりも延伸しにくくなるので、このような条件下では、粘着テープの周辺部位が中心部位より高温になるように温度差をつけることで、粘着テープ全面において均等な延伸が行われるようにすることができる。
第９発明は、上記第８の発明に係る半導体ウエハの小片化方法において、
前記粘着テープの延伸時に温風を吹き付けることにより、粘着テープの中央部位と周辺部位とで温度差をつけることを特徴とする。
これによると、中央部位（または周辺部位）に吹き付けた温風を周辺部位（または中央部位）にも流動するようにすることで、周辺部位と中央部位で温度差をつけながらも、滑らかな温度分布を得ることができる。
従って、本発明によると、粘着テープの延伸によって分断ラインに沿った破断と形成された小片同士の間隙拡大が同時に行われるので、発生した細塵が分断された小片の表面に移行して付着するおそれが極めて少なくなり、細塵によるパターンの損傷を招くことなく半導体ウエハの小片化を行うことが可能となる。
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
〔第１例〕
図１および図２に、半導体ウエハの小片化方法の第１例の工程が示されている。
図１（ａ）に示すように、小片化工程に搬入された半導体ウエハ１は、パターン形成された表面が保護テープ２で保護された状態で裏面研削されて所定の厚さに加工された状態にある。この例の場合、保護テープ２は紫外線硬化型の粘着テープが利用される。
図１（ｂ）に示すように、搬入された半導体ウエハ１の裏面側でレーザー３がウエハ表面のパターンに対応して縦横に走査され、半導体ウエハ１の内部に脆性の高い改質層が縦横に形成され、この改質層が小片化のための分断ラインＬとなる。
次に、図１（ｃ）に示すように、保護テープ２の表面上から紫外線ランプ４からの紫外線が照射され、保護テープ２の粘着力が低下される。
図１（ｄ）に示すように、紫外線照射を受けた半導体ウエハ１が紫外線硬化型の粘着テープ５の上に貼り付け保持され後、図１（ｅ）に示すように、粘着力の低下した保護テープ２が半導体ウエハ１の表面から剥離除去される。
次に、図２（ｆ）に示すように、粘着テープ５が補助リング６に貼り付け保持されるとともに、粘着テープ５の周部が補助リング６と挟持リング７とで上下から挟み持たれた状態で延伸筒８の上方に搬入される。
図２（ｇ）に示すように、補助リング６と挟持リング７が延伸筒８に外嵌されて押し下げられる（または、延伸筒８が突き上げられ）ことで、粘着テープ５は延伸筒８の上端に被さった状態で放射状に延伸される。この粘着テープ５の延伸によって、粘着テープ５に強く貼り付け保持された半導体ウエハ１の分断ラインＬに引張応力が集中し、図３に示すように、縦横の分断ラインＬに沿った破断が進行して半導体ウエハ１が小片化されるとともに、各小片１ａは粘着テープ５の放射状延伸によって互いに離間し、小片同士の間には間隙ｃが形成される。
この場合、半導体ウエハ１の外周部から延伸筒８までの距離が大きいと、半導体ウエハ１が貼り付けられていないテープ周辺部位のほうが、半導体ウエハ１の貼り付けによって延伸性が抑制されているテープ中央部位よりも延伸しやすくなっているので、延伸筒８の中央に配備されたノズル９から温風を粘着テープ５の中央部から周辺部に向けて流動させて、粘着テープ５の中央部位が周辺部位より高温になるように温度差をつけることで、粘着テープ５は全面において均等に延伸する。
小片化工程が済むと、図２（ｈ）に示すように、粘着テープ５の上にダイシングリング１０が貼り付けられるとともに、このダイシングリング１０と同心に回転移動するカッタ１１によって粘着テープ５がダイシングリング１０に沿って切り抜き切断される。
その後、図２（ｉ）に示すように、小片を保持する粘着テープ５の部位に紫外線ランプ１２からの紫外線が照射される。紫外線照射を受けた粘着テープ５の粘着力は低下し、次のダイボンディング処理において真空ピックアップノズルなどによって取り出されて行く際の小片１ａの剥離が容易となる。
なお、半導体ウエハ１の外周部から延伸筒８までの距離が小さいと、上記した粘着テープ５の延伸工程において、放射状の延伸力が粘着テープ５の中央部位に集中しやすくなって、周辺部位のほうが中央部位よりも延伸しにくくなるので、このような条件下では、図４に示すように、延伸筒８の周辺に配備されたノズル９群から温風を粘着テープの周辺部位から中心部位に向けて流動させて、粘着テープ５の周辺部位が中心部位より高温になるように温度差をつけることで、粘着テープ５を全面において均等に延伸させることができる。
〔第２例〕
図５および図６に、半導体ウエハの小片化方法の第２例の工程が示されている。
図５（ａ）に示すように、小片化工程に搬入された半導体ウエハ１は、パターン形成された表面が保護テープ２で保護された状態で裏面研削されて所定の厚さに加工された状態にある。この例の場合も、保護テープ２は紫外線硬化型の粘着テープが利用される。
図５（ｂ）に示すように、保護テープ２に紫外線ランプ４からの紫外線が照射され、保護テープ２の粘着力が低下される。
次に、図５（ｃ）に示すように、紫外線照射を受けた半導体ウエハ１が、補助リング６に貼り付け保持された紫外線硬化型の粘着テープ５の上に貼り付け搭載されるとともに、図５（ｄ）に示すように、粘着力の低下した保護テープ２が半導体ウエハ１の表面から剥離除去される。
次に、図５（ｅ）に示すように、粘着テープ５の裏面側においてレーザー３がウエハ表面のパターンに対応して縦横に走査されて、半導体ウエハ１の内部に脆性の高い改質層が縦横に形成され、この改質層が小片化のための分断ラインＬとなる。
次に、図６（ｆ）に示すように、粘着テープ５の周部が補助リング６と挟持リング７とで上下から挟み持たれた状態で延伸筒８の上方に搬入される。
図６（ｇ）に示すように、補助リング６と挟持リング７が延伸筒８に外嵌されて押し下げられることで、粘着テープ５は延伸筒８の上端に被さった状態で放射状に延伸される。この粘着テープ５の延伸によって、粘着テープ５に強く貼り付け保持された半導体ウエハ１の分断ラインＬに引張応力が集中し、縦横の分断ラインＬに沿った破断が進行して半導体ウエハ１が小片化されるとともに、各小片１ａは粘着テープ５の放射状延伸によって互いに離間し、小片１ａ同士の間には間隙ｃが形成される。
この場合も、半導体ウエハ１の外周部から延伸筒８までの距離が大きいと、半導体ウエハ１が貼り付けられていないテープ周辺部位のほうが、半導体ウエハ１の貼り付けによって延伸性が抑制されているテープ中央部位よりも延伸しやすくなっているので、延伸筒８の中央に配備されたノズル９から温風を粘着テープ５の中央部から周辺部に向けて流動させて、粘着テープ５の中央部位が周辺部位より高温になるように温度差をつけることで、粘着テープ５は全面において均等に延伸する。
小片化工程が済むと、図６（ｈ）に示すように、粘着テープ５の上にダイシングリング１０が貼り付けられるとともに、このダイシングリング１０と同心に回転移動するカッタ１１によって粘着テープ５がダイシングリング１０に沿って切り抜き切断される。
その後、図６（ｉ）に示すように、粘着テープ５に紫外線ランプ１２からの紫外線が照射される。紫外線照射を受けた粘着テープ５の粘着力は低下し、次のダイボンディング処理において真空ピックアップノズルなどによって取り出されて行く際の小片１ａの剥離が容易となる。
〔他の実施例〕
（１）分断ラインＬを形成する手段としては、上記のようにレーザーを用いることが発塵を抑制する上で好ましいが、ダイヤモンドカッタなどの機械的なカット手段を用いて分断ラインＬを形成する形態で実施することもできる。
（２）粘着テープは紫外線硬化型に限らず、感圧型粘着テープを利用することもできる。
（３）粘着テープの温度差を持って加温する手段として、温風供給の他に、赤外線ランプによる赤外線照射、などの任意の加温手段を利用することができる。
本発明方法の第１例の工程図である。 本発明方法の第１例の工程図である。 小片化工程の半導体ウエハを示す平面図である。 第１例の変形例における小片化工程の縦断面図である。 本発明方法の第２例の工程図である。 本発明方法の第２例の工程図である。
符号の説明
１ 半導体ウエハ
１ａ 小片
２ 保護テープ
３ レーザー
５ 粘着テープ
６ 補助リング
１０ ダイシングリング
ｃ 間隙
Ｌ 分断ライン

Claims (9)

  1. 半導体ウエハを小片に分離する際に起点となる分断ラインが形成された半導体ウエハを粘着テープに保持し、半導体ウエハの各小片が分離されていない状態で粘着テープを放射状に延伸することにより各小片を分離するとともに、小片間の間隙を拡大することを特徴とする半導体ウエハの小片化方法。
  2. 請求項１に記載の半導体ウエハの小片化方法において、
    表面に保護テープが貼付けられ、裏面が研削された半導体ウエハに分断ラインを形成する工程と、前記分断ラインが形成された半導体ウエハの裏面に粘着テープを貼り付ける工程と、裏面への前記粘着テープの貼り付け後に前記保護テープを剥離する工程と、保護テープの剥離後に前記粘着テープを放射状に延伸する工程を備えることを特徴とする半導体ウエハの小片化方法。
  3. 請求項２に記載の半導体ウエハの小片化方法において、
    半導体ウエハの裏面でレーザーを走査させて前記分断ラインを形成することを特徴とする半導体ウエハの小片化方法。
  4. 請求項１に記載の半導体ウエハの小片化方法において、
    表面に保護テープが貼り付けられ、裏面が研削された半導体ウエハの裏面に粘着テープを貼り付けて補助リングで保持する工程と、補助リングで保持された半導体ウエハの表面から保護テープを剥離する工程と、保護テープが剥離された半導体ウエハに分断ラインを形成する工程と、分断ラインを形成した後に前記補助リング内の粘着テープを放射状に延伸させる工程と、補助リング内で延伸された粘着テープを別のダイシングリングを使って保持する工程とを備えることを特徴とする半導体ウエハの小片化方法。
  5. 請求項４に記載の半導体ウエハの小片化方法において、
    半導体ウエハの裏面でレーザーを走査させて前記分断ラインを形成することを特徴とする半導体ウエハの小片化方法。
  6. 請求項１〜５のいずれかに記載の半導体ウエハの小片化方法において、
    前記粘着テープが紫外線硬化型粘着テープであり、かつ、粘着テープを延伸した後に、粘着テープに紫外線を照射することを特徴とする半導体ウエハの小片化方法。
  7. 請求項１〜６のいずれかに記載の半導体ウエハの小片化方法において、
    前記粘着テープの延伸量を制御することを特徴とする半導体ウエハの小片化方法。
  8. 請求項７に記載の半導体ウエハの小片化方法において、
    前記粘着テープの延伸量の制御が、粘着テープの中央部位と周辺部位とで温度差をつけることを特徴とする半導体ウエハの小片化方法。
  9. 請求項８に記載の半導体ウエハの小片化方法において、
    前記粘着テープの延伸時に温風を吹き付けることにより、粘着テープの中央部位と周辺部位とで温度差をつけることを特徴とする半導体ウエハの小片化方法。
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