JP2005310889A - 半導体装置の製造方法、半導体装置及び識別情報付きウェハ - Google Patents

Abstract

【課題】製造工程をさほど増やすことなく、また半導体素子の面積を増やすこともなく、半導体ウェハとそのウェハにおける位置を特定可能な識別情報が付与された半導体装置の製造方法、半導体装置及び識別情報付きウェハを提供する。
【解決手段】半導体ウェハ１０１の裏面に、各半導体素子１０２と対応した位置に半導体ウェハ１０１のシリアルＮｏ．と半導体ウェハ１０１上での識別情報を記した情報付きテープ２０１を貼り付ける。識別情報は、半導体ウェハ識別情報と、半導体素子識別情報とを含む。次にダイシングテープ３０１を貼ってダイシングを行い、個々の半導体素子１０２に切り分ける。ダイシング前に半導体ウェハ１０１裏面に情報付きテープ２０１を貼り付けてあるため半導体素子裏面に貼り付けた識別情報を見れば半導体の製造履歴追跡が可能となる。
【選択図】図４

Description

本発明は、半導体装置（半導体素子）の構成要素である半導体素子の製造履歴追跡を可能とした半導体装置の製造方法、半導体装置及び識別情報付きウェハに関する。

半導体ウェハ上に形成された複数の半導体素子をダイシングして個々の半導体素子に分離してしまうと、半導体ウェハ上の情報記載部（半導体素子形成領域以外の領域）に記されていた半導体ウェハ識別情報や、半導体ウェハ上の位置情報を含む半導体素子識別情報は消失し、半導体素子の製造履歴追跡は極めて困難になる。半導体素子毎の製造履歴追跡を可能とするためには、半導体ウェハをダイシングする前に半導体素子識別情報や半導体ウェハ識別情報を各半導体素子に付与することが必要となる。識別情報を添付した半導体素子からなる半導体装置では、半導体素子個々の製造履歴を追跡することができるので、不良解析等が容易に行える利点がある。

個々の半導体素子に識別情報を付与する手段としては、例えば特許文献１に示されるように半導体装置上に形成されたヒューズアレイにレーザ光等を用いて情報を書き込むことで、ウェハ識別情報や、半導体素子識別情報等を書き込む方法が提案されている。

また、特許文献２に示されるように半導体ウェハに幾何学模様を書き込むことで個々の半導体素子識別情報を書き込む手段が提案されている。

特開２０００−２１６９４号公報 特開平９−２４６１２６号公報

しかしながら、特許文献１にあるヒューズアレイにレーザ光等を用いて情報を書き込む方法を用いる場合、半導体素子一つ一つにレーザ光を照射して情報を書き込む工程を追加する必要があるため、製造工程が増えてしまうという課題が指摘されている。また情報書き込みのためのヒューズアレイ領域を半導体素子上に確保する必要性から、半導体素子の面積増加を招くという課題も指摘されている。

また、特許文献２にある、半導体ウェハ裏面に幾何学模様を書き込む方法では、半導体素子識別情報は得られ、半導体ウェハのどこに位置していた半導体素子かは識別できるが、半導体ウェハ識別情報は幾何学模様中には記載されていないため、どの時期に製造された半導体素子であるかが特定できず、半導体ウェハの製造履歴追跡が困難という課題がある。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、製造工程をさほど増やすことなく、また半導体素子の面積を増やすこともなく、半導体ウェハとそのウェハにおける位置を特定可能な識別情報が付与された半導体装置の製造方法、半導体装置及び識別情報付きウェハを提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の半導体装置の製造方法は、複数の半導体素子を有する半導体ウェハと、少なくとも片面に前記半導体素子の情報を記した情報付きテープとを備え、前記情報付きテープの一方の面と前記半導体ウェハとを第一接着剤を介在させて貼り合わせる工程と、前記情報付きテープの他方の面とダイシングテープとを第二接着剤を介在させて貼り合わせる工程と、前記ダイシングテープの一部を切り残して前記半導体ウェハと前記情報付きテープとを各半導体素子ごとに切断するダイシング工程とを有することを特徴とする。

この製造方法によれば、識別情報が記された情報付きテープを半導体ウェハに貼り付けるだけで各半導体素子に所望の識別情報を与えた半導体装置を得ることができる。また、ヒューズアレイにレーザ光等を用いて、情報を書き込む手法と比べ、半導体ウェハを処理する時間が短く済み、半導体装置の生産効率を上げることができる。さらに、この製造方法によれば、情報書き込みのためのヒューズアレイ領域を半導体素子上に確保する必要がないため、半導体素子の面積を増やすことなく識別情報を付与できる。従ってフューズアレイを半導体素子上に形成して所望の情報を書き込む方法と比べ、半導体素子面積を小さく抑えた半導体装置を得ることができる。

また、本発明の半導体装置の製造方法は、前記第二接着剤は光照射により接着力が低下する光硬化性樹脂であり、前記ダイシング工程終了後に光を照射する工程を有することを特徴とする。

この製造方法によれば、ダイシングし、第二接着剤に光照射して接着力を低下させた後、半導体ウェハから個々の半導体装置をダイシングテープから剥がす工程で、第二接着剤の接着力が低下しているため、弱い力でダイシンテープから半導体装置を剥すことができる。従って、半導体装置をダイシングテープから剥す際に情報付きテープが剥がれてしまう等の問題を起こすことが低減される。また、光照射をするまでは接着力は弱まらないため、ダイシング時に応力がかかることがあっても半導体装置が剥がれ落ちる等の問題が起こりにくい。

また、本発明の半導体装置の製造方法は、前記第一接着剤の接着力よりも弱い接着力を有する前記第二接着剤を用いる工程を有することを特徴とする。

この製造方法によれば、半導体装置をダイシングテープから剥す際に情報付きテープが剥がれてしまう等の問題を起こすことが低減され、ダイシング後は第二接着剤で接着した面で剥がされることになる。そのため光照射等の工程を用いることなく、ダイシング終了後そのままパッケージ等に実装することが可能となるため、工程短縮を行うことができる。

また、本発明の半導体装置の製造方法は、前記情報付きテープに記されている情報には、少なくともウェハ識別情報と半導体素子識別情報が含まれていることを特徴とする。

この製造方法によれば、ダイシング工程を行い、ばらばらの半導体装置になってもウェハ識別情報と半導体素子識別情報が得られるため、半導体装置の製造履歴を追跡していくことができる。ウェハ識別情報と半導体素子情報の両方がわかると、いつ、どの装置のどの工程で、半導体ウェハ上のどの位置にあった半導体素子であるかまで製造履歴を追跡できるため、例えば不良解析に対して有効な情報が得られる。

また、本発明の半導体装置は、前記製造方法で製造される。

この構成によれば、半導体素子の識別情報を付与された半導体装置が得られるため、不良解析に優れた特性を有することができる。例えば、半導体ウェハ周縁部の半導体装置に不良が多発している等の情報が得られれば、半導体ウェハを回転させる製造装置の不具合が疑われ、またある半導体装置に不良が多発している場合、その半導体ウェハ識別情報を手がかりとして製造履歴を追うことにより半導体ウェハを処理していた時期に何らかの変更を行った製造装置の不具合が疑われる等、不良解析に秀でた特性を有している。

また、本発明の識別情報付きウェハは、複数の半導体素子を有する半導体ウェハと、少なくとも片面に前記半導体素子毎に、それぞれ対応する前記半導体素子と対応する位置に半導体素子の情報を記した情報付きテープとを備え、前記情報付きテープそれぞれの一方の面と前記半導体ウェハとを第一接着剤を介在させて貼り合わせて製造される。

この構成によれば、半導体ウェハ処理と独立に（並列の工程で）情報付きテープを作り、これらを貼り合せるだけで済む。半導体ウェハを特定する半導体ウェハ識別情報と半導体素子を特定できる半導体素子識別情報を個々の半導体素子に一つ一つレーザ光等で記すにはかなりの時間が必要だが、貼り付ける作業は殆ど時間を使うことなく実現可能である。従って、特許文献１で用いられているレーザ光等を用いてヒューズアレイに識別情報を書き込む構成に比べ、半導体ウェハ処理工程に時間をかけることなく識別情報付きウェハを得ることができる。さらに特許文献１に示されるようなヒューズアレイを持ち、レーザ光等を用いてヒューズアレイに識別情報を書き込む識別情報付きウェハの構成と比べると、ヒューズアレイの面積分だけ小さい半導体素子寸法で半導体素子が得られる。

＜実施形態１＞
本発明を具体化した実施形態１について、図面を参照して説明する。

なお、以下の記述については説明の都合上、半導体ウェハ識別情報、または半導体素子識別情報、を添付した半導体素子を半導体装置と呼ぶこととする。

図１は、半導体素子を形成した半導体ウェハの平面図である。半導体ウェハ１０１上に形成された個々の半導体素子１０２は、スクライブライン１０３によって区分けされている。

図２は、半導体ウェハ１０１に貼り付けられる情報付きテープの構成を示し、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は断面図である。情報付きテープ２０１は、エポキシ樹脂テープからなる基材テープ２０２上に、半導体ウェハ１０１上での半導体素子１０２（図１参照）のレイアウトと対応させて、ウェハ識別情報と半導体素子識別情報を含む識別情報を記した識別情報層２０３がエポキシ樹脂からなる基材テープ２０２上に形成されている。なお、識別情報層２０３の厚みは殆ど無視しうるものであるが、図示の都合上厚みを有するように記載している。また、同図では識別情報の記入領域のみ図示しているが、実際には識別情報層２０３は記号や数字が描かれている。

ここで、本実施形態では、半導体ウェハ識別情報と半導体素子識別情報を印刷しておりその印刷領域は、半導体素子１０２の寸法よりも小さく設定されており、若干の合わせずれがあっても情報を欠落させることなく半導体素子１０２に識別情報を付与することができる。

ここで、半導体ウェハ識別情報としては、例えば半導体ウェハ１０１のシリアルＮｏ．や、半導体ウェハを製造した工場のＩＤ等のアルファベットを含んだ数値データが記入されている。また、半導体素子識別情報としては、半導体ウェハ１０１上での位置情報を表す数値データが記入されている。なお、半導体ウェハ識別情報や半導体素子識別情報はあくまでも一例として述べており、上記の例に限定されることはない。

また、情報付きテープ２０１の表面には接着力が強く光に対して反応しないエポキシ系樹脂からなる接着層２０４が形成されている。

ここで、半導体ウェハ１０１と情報付きテープ２０１とを貼り合わせる工程について説明する。情報付きテープ２０１の表面と、半導体ウェハ１０１とを対向させ、位置合わせをして貼り合わせる。この工程により、半導体素子１０２と情報付きテープ２０１が一体に接着され、各半導体素子１０２毎に半導体ウェハ識別情報と半導体素子識別情報を持った識別情報付きウェハ２０５が形成される。

なお、本実施形態では、基材テープ２０２にエポキシ系の透明なテープを用いている。
従って、基材テープ２０２を透して半導体ウェハシリアルＮｏ．、半導体素子の半導体ウェハ上の位置情報等を含む識別情報を読み取ることが可能となる。このように透明なテープを用いた場合、識別情報を印刷した面と半導体素子１０２とを貼り合わせることで、印刷された情報が削りとられて読みにくくなることを防止することができる。

次に、ダイシングテープ３０１と識別情報付きウェハ２０５とを貼り合わせる工程について説明する。図３に貼り合わせ後の断面図を示す。ダイシングテープ３０１は、基材テープ３０２と硬化と共に粘性が低下する光硬化性アクリル系樹脂からなる接着層３０３からなる。ダイシングテープ３０１の表面と、識別情報付きウェハ２０５の裏面とを対向させ、接着層３０３の粘性を用いて貼り合わせる。

次に、半導体装置４０１ごとに分離するためダイシング工程について説明する。図４にダイシングテープ３０１と識別情報付きウェハ２０５とを貼り合わせたもののダイシング後の構成を示し、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は断面図である。ダイシングはスクライブライン１０３に沿って行われ、識別情報付きウェハ２０５を完全に切り離し、ダイシングテープ３０１を構成する基材テープ３０２の厚みの途中まで切ることで実現される。

次に、ダイシングテープ３０１から各半導体装置を剥す工程について説明する。まずダイシングテープ３０１に塗布されている光硬化性の接着層３０３に水銀ランプ等の光源を用いて紫外線を照射する（光照射工程）。すると接着層３０３は硬化し粘性を失い、剥がれ易くなる。一方、接着層２０４は紫外線に対して反応しないため、半導体装置４０１はダイシングテープ３０１から容易に外すことができる。この一連の工程により、素子情報を備えた半導体装置４０１が完成する。

次に、実施形態１の効果について記述する。
（１）半導体装置４０１の識別情報が記載された、識別情報層２０３を持つ情報付きテープ２０１を、半導体素子１０２と一体に接着することで、各半導体素子１０２に所望の識別情報を与えた半導体装置４０１を得ることができる。
（２）ダイシングテープ３０１上に、硬化と共に粘性が低下する光硬化性アクリル系樹脂からなる接着層３０３を用いているため、水銀ランプ等の光源を用いて紫外線を照射（光照射工程）すると接着層３０３は硬化し粘性を失い、剥がれ易くなるため、弱い力で半導体装置を取り外すことができる。
（３）識別情報層２０３に半導体ウェハ識別情報と半導体素子識別情報が含まれているため、ダイシングにより個々の半導体装置に分離しても識別情報層２０３に記載された識別情報を用いて半導体装置の解析をしていくことができる。
（４）実施形態１で提示した製造方法で製造された半導体装置４０１は、ウェハ識別情報と、半導体素子１０２の識別情報を有しているため、ダイシングされた後でも識別情報層２０３に記載された識別情報を用いて半導体装置の解析をしていくことができる。
（５）識別情報付きウェハ２０５は半導体ウェハ１０１と情報付きテープ２０１とを貼り合わせる工程を用い、情報付きテープ２０１の表面と、半導体ウェハ１０１とを対向させ、位置合わせをして貼り合わせているため、半導体素子と関連付けられた識別情報を識別情報層２０３から得ることができる。
＜実施形態２＞
この実施形態２はアルミナ系のセラミックを情報付きテープに用いた例である。

実施形態２における半導体ウェハ１０１は、実施形態１と同様で、図１に示すように半導体ウェハ１０１上に形成された個々の半導体素子１０２は、スクライブライン１０３によって区分けされている。

図５は、アルミナ系のセラミックからなるテープを、情報付きテープに用いた場合の構成を示し、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は断面図である。情報付きテープ５０１の表面には、半導体ウェハ１０１上での半導体素子１０２（図１参照）のレイアウトと対応させて、アルミナ系のセラミックからなる基材テープ５０２上に、半導体ウェハ１０１上での半導体素子１０２のウェハ識別情報と半導体素子識別情報等を含む識別情報を記載した識別情報層５０３が形成されている。また、情報付きテープ５０１の裏面には接着性が強く熱抵抗の小さいアルミナを主材料とした無機系接着剤からなる接着層５０４が形成されている。なお、識別情報層５０３の厚みは殆ど無視しうるものであるが、図示の都合上厚みを有するように記載している。また、同図では識別識別情報の記入領域のみ図示しているが、実際には識別情報層５０３は記号や数字が描かれている。

ここで、本実施形態では、半導体ウェハ識別情報と半導体素子識別情報を含む識別情報は印刷されておりその印刷領域は、半導体素子１０２の寸法よりも小さく設定されており、若干の合わせずれがあっても情報を欠落させることなく半導体素子１０２に識別情報を付与することができる。

ここで、半導体ウェハ識別情報としては、例えば半導体ウェハ１０１のシリアルＮｏ．や、半導体ウェハを製造した工場のＩＤ等のアルファベットを含んだ数値データが記入されている。また、半導体素子識別情報としては、半導体ウェハ上での位置情報を表す数値データが記入されている。なお、半導体ウェハ識別情報や半導体素子識別情報はあくまでも一例として述べており、上記の例に限定されることはない。

次に、半導体ウェハ１０１とシート状のアルミナ系のセラミックからなる情報付きテープ５０１とを貼り合わし、一体化する工程について説明する。情報付きテープ５０１の裏面と、半導体ウェハ１０１とを対向させ、位置合わせをし、アルミナを主材料とした無機系接着剤からなる接着層５０４を介在させて貼り合わせ、１５０℃程度で加熱する。加熱により接着層５０４は、半導体素子１０２と情報付きテープ５０１を強固に接着し、各半導体素子１０２毎に半導体ウェハ識別情報と半導体素子識別情報を持った識別情報付きウェハ５０５が形成される。アルミナ系セラミックは熱抵抗が小さいため、半導体素子からの放熱を妨げることがない。従って、ＭＰＵや高周波回路等、消費電力が大きく、外部からの冷却が必要な半導体素子を用いる場合には適切な選択となる。

次に、ダイシングテープ６０１と識別情報付きウェハ５０５とを貼り合わせる。図６に貼り合わせ後の断面図を示す。ダイシングテープ６０１の表面には、ダイシング中には剥がれず、ダイシング終了時の剥離では剥せる程度の適度な接着力を有する合成ゴム系樹脂からなる接着層６０３が基材テープ６０２上に形成されている。ダイシングテープ６０１の表面と、情報付きテープ５０１の裏面とを対向させ、接着層５０４の粘性を用いて貼り合わせる。

次に、半導体装置ごとに分離するためダイシング工程について説明する。図７にダイシングテープ６０１と識別情報付きウェハ５０５とを貼り合わせたもののダイシング後の構成を示し、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は断面図である。ダイシングは図７のスクライブライン１０３に沿って行われ、半導体ウェハ１０１と情報付きテープ５０１とを完全に切り離し、ダイシングテープ６０１を構成する基材テープ６０２の厚みの途中まで切ることで実現される。

次に、ダイシングテープ６０１から各半導体装置を剥す工程について説明する。接着層６０３の接着力は接着層５０４の接着力よりも弱いため、普通に引っ張るだけで外すことが可能である。この一連の工程により、素子情報を備えた半導体装置７０１が完成する。

実施形態２の効果を次に示す。

実施形態１の効果のうち、（１）、（３）、（４）、（５）の効果は実施形態２においても得ることができる。実施形態２では、さらに、
（６）ダイシングテープ６０１上に、ダイシング終了時の剥離では剥せる程度の適度な接着力を有する合成ゴム系樹脂からなる接着層６０３が基材テープ６０２上に形成されているため、紫外線での硬化工程を行うことなく半導体装置７０１を取り外すことができる。
＜変形例＞
・前記各実施形態では、識別情報を与える手段として、印刷という手法を用いているが、これは情報付与手段を印刷に限定する趣旨ではない。例えば、テープをエッチングして段差をつけることで情報を盛り込む手段や磁気記録等その他情報付与手段を用いても良い。また、他社がこの情報を容易に解析できないよう、暗号化した情報を付与する構成を用いても良い。

・また、識別情報を付与したテープの材質として、エポキシ樹脂とアルミナ系セラミックを用いた例を例示したが、これも勿論エポキシ樹脂やアルミナ系セラミックに限定する趣旨ではない。例えばアクリル系の樹脂や金属、ガラス、セラミック、樹脂あるいはそれらの複合材料等、情報を付与できるテープ上の構造に加工できるものであれば良い。この際、透明な材質を用いた場合には、半導体素子情報を接着面側に付与しても良い。この場合、テープが半導体素子情報の記入面を保護する形となるためより好ましい形態となる。

・また、本実施形態では、接着層を形成し、貼り合わせる例について説明したが、これは接着剤を塗布して貼り合わせても良い。

次に、前記各実施形態から把握できる請求項に記載した発明以外の技術的思想について、それらの効果とともに以下に記載する。
（イ）情報付きテープに透明な材料を用い、情報付与面と半導体素子とを対向させて接着することを特徴とする半導体装置。このような構成にすれば、情報が記載された面を情報付きテープにより保護することができ、情報の欠落等を防止することができる。
（ロ）識別情報を印刷する領域を半導体素子の寸法よりも小さくしたことを特徴とする半導体装置。このような構成にすれば、若干の合わせずれがあっても情報を欠落させることなく付与することができる。
（ハ）セラミックを情報付きテープに用い、半導体ウェハと前記情報付きテープとをセラミック系接着剤で貼り合わせたことを特徴とした半導体装置。このような構成にすれば、セラミック系材料は熱抵抗が小さいため、半導体素子からの放熱を妨げることがない。従って、ＭＰＵや高周波回路等、消費電力が大きく、外部からの冷却が必要な半導体素子を用いる場合に素子温度の上昇を抑えることができる。

実施形態１及び２における半導体素子を形成した半導体ウェハの平面図。 実施形態１における情報付きテープの構成を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図。 実施形態１におけるダイシングテープと識別情報付きウェハの貼り合わせたものの断面図。 実施形態１におけるダイシングテープと識別情報付きウェハの貼り合わせたもののダイシング後の断面図。 実施形態２における半導体素子情報を記入したテープを示し（ａ）は平面図（ｂ）は断面図。 実施形態２におけるダイシングテープと識別情報付きウェハの貼り合わせたものの断面図。 実施形態２におけるダイシングテープと識別情報付きウェハの貼り合わせたもののダイシング後の断面図。

符号の説明

１０１…半導体ウェハ、１０２…半導体素子、１０３…スクライブライン、２０１…情報付きテープ、２０２…基材テープ、２０３…識別情報層、２０４…第一接着剤としての接着層、２０５…識別情報付きウェハ、３０１…ダイシングテープ、３０２…基材テープ、３０３…第ニ接着剤としての接着層、４０１…半導体装置、５０１…情報付きテープ、５０２…基材テープ、５０３…識別情報層、５０４…第一接着剤としての接着層、５０５…識別情報付きウェハ、６０１…ダイシングテープ、６０２…基材テープ、６０３…第ニ接着剤としての接着層、７０１…半導体装置。

Claims (6)

1. 複数の半導体素子を有する半導体ウェハと、少なくとも片面に前記半導体素子とのそれぞれと対応する位置に半導体素子毎の識別情報を記した情報付きテープとを備え、前記情報付きテープと前記半導体ウェハとを第一接着剤を介在させて貼り合わせる工程と、前記情報付きテープの他方の面とダイシングテープとを第二接着剤を介在させて貼り合わせる工程と、前記ダイシングテープの一部を切り残して前記半導体ウェハと前記情報付きテープとを各半導体素子ごとに切断するダイシング工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
2. 前記第二接着剤は光照射により接着力が低下する光硬化性樹脂であり、前記ダイシング工程終了後に光を照射する工程を更に有することを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
3. 前記第二接着剤は、前記第一接着剤の接着力よりも弱い接着力を有することを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
4. 前記情報付きテープに記されている前記識別情報には、少なくとも半導体ウェハ識別情報と半導体素子識別情報が含まれていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。
5. 前記請求項１から４のいずれか一項に記載の製造方法で製造された半導体装置。
6. 複数の半導体素子を有する半導体ウェハと、少なくとも片面に前記半導体素子の、それぞれと対応する位置に半導体素子毎の識別情報を記した情報付きテープとを備え、前記情報付きテープと前記半導体ウェハとを前記各半導体素子と前記各識別情報とが対応する状態に第一接着剤を介在させて貼り合わせてなる識別情報付きウェハ。
   

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