JP2007227810A - 表面保護シートおよび表面保護シートを用いた半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 半導体ウェハーの加工工程において、より安定した作業を提供することができる半導体装置の製造方法を実現する。
【解決手段】 チャックテーブル５１上に表面に突起状物１１が形成された半導体ウェハーを固定して、該半導体ウェハーの加工において、表面保護シート２０として、前記半導体ウェハーの表面に貼付けられることによって、該半導体ウェハー上に形成された突起状物１１を保護する粘着層２０ａと、前記粘着層２０ａ上に積層され、チャックテーブル５１に対し、半導体ウェハーを密着させるための多孔質層２０ｂとを含む保護シートを用いることにより、不良の発生を低減でき、より安定した作業を提供することができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、表面保護シートおよび表面保護シートを用いた半導体装置の製造方法に関するものである。

近年、半導体装置の高密度実装化の流れにより、半導体装置をチップ状態で積層し、機能をシステム化する動きが出てきている。この場合、半導体装置の裏面側には、回路配線、貫通電極、インターポーザー基板（配線板）の貼り付け等により新たに電極端子を設けることがあり、半導体装置はウェハー状態で極限まで薄く加工され、前記の電極形成までをウェハーレベルのまま加工する必要が生じている。

半導体装置は、一般的に、回路形成された半導体ウェハーの表面に表面保護シートが貼り付けられ、裏面側が所定のウェハー厚になるよう研削・研磨される。薄層化された半導体ウェハーは、裏面研磨面側がダイシングシートなる固定粘着シートで固定され、表面保護シートを剥離した上で、ダイシングソーにより個々の半導体装置に切断分離される。

表面保護シートは、一般的に、半導体ウェハー表面への水や切屑（コンタミネーション）の進入を防ぎ、半導体ウェハー表面のパーツへの加圧の集中を防ぐためのものである。また、表面に表面保護シートが貼付された半導体ウェハーの裏側面を所定の厚さまで研磨する工程において、回路形成された半導体ウェハーの表面の凹凸形状を吸収することで平坦な研磨裏側が形成できるようにする。このように、表面保護シートは、半導体ウェハーの研磨による厚みばらつき、ディンプル、クラック、ウェハー破損などの発生を予防し、半導体ウェハーに研磨作業による圧力に耐えられるだけの強度を与えるものでもある。

一方、ダイシングシートは、一般的に、半導体ウェハーを個々の半導体装置に切り分けるダイシング作業を行う工程において、半導体ウェハーの切断に用いるダイシングソーなどに対してしっかりと半導体ウェハーを固定する保持力を有し、個々の半導体装置のピックアップ時には弱粘性となり、薄層化された半導体装置にストレス無く分離可能とすることが要求される。

このダイシングシートの代表的なものとして、紫外線硬化性接着剤からなるダイシングシートが用いられている。（例えば、特許文献４、５参照）。特許文献５では、ダイシング後に、ダイシングシートに紫外線を照射してその粘着力を弱めることにより、表面保護シート剥離時のウェハーの破損防止を図っている。

しかしながら、上記の方法では、表面保護シートを剥がした後、半導体ウェハーに形成された半導体装置の回路が保護されず、半導体デバイスの損傷、汚染等が生じやすい。また、表面保護シートを用いて薄層化された半導体ウェハーをダイシングシートに転写する際に加わるストレスで、半導体装置の破損が生じやすい。さらに、回路保護シートを剥がす工程と、ダイシングシートを貼着させる工程とが必要となり、作業効率が悪く、また、剥離、貼着のための装置が必要となるため、コスト高の問題がある。

そこで、半導体ウェハーの研削・研磨で用いた表面保護シートをダイシング時のダイシングシートとして兼用し、貼り替えを必要としない研磨−ダイシング加工方法が提案されている（例えば、特許文献１〜３参照）。

特許文献２は、また、赤外線を用いることにより、ダイシング時の切削位置のアライメントを回路の形成されていない裏面から行うシステムを開示している。

特許文献３では、半導体ウェハーの表面に形成された半導体デバイスの凹凸を吸収する弾性を有し、ダイシングシートとしても機能する表面保護シートを用いることで、保護シートと、ダイシングシートとの兼用を実現している。
特開平７−７５９５５号公報（平成７年３月２０日公開） 特開平１０−２８４４４９号公報（平成７年３月２０日公開） 特開２００２−１４１３０９号公報（平成１４年５月１７日公開） 特開２０００−１２４９２号公報（平成１２年１月１４日公開） 特開２００１−４４１４４号公報（平成１３年２月１６日公開）

半導体装置の製造に用いられる前記表面保護シートは、半導体ウェハーの表面に貼付けられて前記突起状物を保護する粘着層と、粘着層上に積層される支持基材層とから構成されている。

半導体ウェハー上に形成される回路を構成する突起電極、厚メッキ、ハンダボール等の突起状物は、凹凸段差が大きいため、これらの突起状物を保護する表面保護シートの接着層として、凹凸形状に追従できない材質の材料を使用した場合、保護シートと突起状物面との間に、気泡を挿み接着力の低下や突起状物のある回路面への異物の進入、またはウェハーのサポート力低下によるウェハーの破損等の問題が生じる可能性がある。したがって、半導体ウェハー上に形成された突起状物を裏面研磨の加圧ストレスから保護し、かつ半導体ウェハーに裏映りが発生しないように薄層化する為には、表面保護シートの接着層の材質として、凹凸形状に追従するような柔らかい材料を使用し、応力集中を緩和できるようなテープ材を用いる必要がある。

また、表面保護シートの粘着層は突起状物の高さに応じて層厚を厚くする必要がある。表面保護シートをダイシングシートとして兼用する場合、柔らかい接着層に厚みがあることによって、ダイシング時において、表面保護シートの支持基材層を載置台に吸着固定するだけでは、柔らかい粘着層を介している半導体ウェハーを十分に固定しきれず、半導体ウェハーが動き、ブレが生じることによって半導体ウェハーのエッジ部にチッピングの発生やダイシングのカッティングラインが曲がる、カット幅が大きくなるといった問題が生じやすい。

また、ダイシング工程において半導体ウェハーとともに接着層を切断する際に接着層の柔らかい粘着材がダイシングソーに大きな付加を加えることなり、ダイシングソーの破損やウェハーの破損が生じるおそれがあった。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、半導体ウェハーの加工工程における加圧ストレスから半導体ウェハー上に形成された突起状物を保護し、かつ半導体ウェハーの固定を強化し安定した作業を可能とする表面保護シート、および該表面保護シートを用いて、不良の発生の少ない半導体装置の製造方法を実現することにある。

本発明の半導体装置の製造方法は、上記の課題を解決するために、表面に突起状物が形成された半導体ウェハーのダイシングを行うダイシング工程を含む半導体装置の製造方法において、前記突起状物を保護する粘着層と、前記粘着層上に積層された支持基材層とを有する表面保護シートを、前記半導体ウェハーの表面上に貼り付ける保護シート貼付工程と、前記ダイシング工程の前に、前記保護シート貼付工程にて半導体ウェハーの表面上に貼り付けられた表面保護シートの粘着層の全面を硬化させる粘着層硬化工程とを含むことを特徴とする。

上記の構成によれば、保護シート貼付工程により表面保護シートが半導体ウェハーに貼り付けられることによって、ダイシング工程の前に行われる各工程（たとえば、研磨工程）において、半導体ウェハーの粘着層にて半導体ウェハー表面の突起状物が保護される。

そして、ダイシング工程の前に粘着層硬化工程が実施され、半導体ウェハーの表面上に貼り付けられた表面保護シートの粘着層の全面が硬化される。これにより、半導体ウェハーと表面保護シートとの粘着力（弾性）が低下し、硬化した粘着層により、粘着層に埋め込まれた突起状物が強固に固定されるアンカー効果を得ることができる。つまり、ダイシング工程において、半導体ウェハーが表面保護シートにて安定して強固に固定される。よって、半導体ウェハーが動き、ブレが生じることによって半導体ウェハーのエッジ部にチッピングが発生する等の従来の課題を解決することができる。

本発明の半導体装置の製造方法は、前記支持基材層として、層厚方向に貫通した複数の孔が形成された多孔質層を用いると共に、前記ダイシング工程は、表面保護シートの支持基材層側を載置台上に載せた状態で、表面保護シートが貼り付けられた半導体ウェハーを載置台にエアー吸着する工程を含むことが望ましい。

上記の構成によれば、前記多孔質層に形成された複数の孔により、該多孔質層を通じて、硬化した粘着層および粘着層に埋め込まれて固定された突起状物（つまり、突起状物を有する半導体ウェハー）を、載置台にエアー吸着させることができる。これにより、上記アンカー効果に加えて、半導体ウェハーの載置台への固定力を強化することができる。したがって、載置台上に半導体ウェハーを固定して半導体ウェハーのダイシング加工を施す際の振動等による半導体ウェハーのブレをさらに効果的に抑制することができ、半導体ウェハーの加工を安定して行うことができる。この結果、半導体ウェハーの破損、チッピング、割れ等の不良の発生を低減することができ、半導体装置の製造における歩留まりの向上を図ることができる。

また、本発明の半導体装置の製造方法は、前記保護シート貼付工程後であって前記粘着層硬化工程前に、半導体ウェハーの裏面を研磨する研磨工程を含み、前記表面保護シートが前記研磨工程および前記ダイシング工程の両工程で共用されることが望ましい。

すなわち、上記表面保護シートを用いた半導体装置の製造方法は、特にダイシング工程において有効であるが、粘着層硬化工程前の研磨工程においても表面保護シートを用い、研磨工程および前記ダイシング工程の両工程で表面保護シートを共用すれば、作業効率が良くなるという効果を奏する。

また、本発明の半導体装置の製造方法は、前記研磨工程後であって前記粘着層硬化工程前に、研磨された半導体ウェハーの裏面に突起状物を形成する工程を含むことが望ましい。

また、本発明の半導体装置の製造方法は、前記研磨工程後であって前記粘着層硬化工程前に、研磨された半導体ウェハーの裏面に保護膜を形成する工程を含むことが望ましい。

また、本発明の半導体装置の製造方法は、前記半導体ウェハーの裏面にも、予め突起状物が形成されていることが望ましい。

また、本発明の半導体装置の製造方法は、前記粘着層は光硬化特性を有すると共に、前記粘着層硬化工程は、前記粘着層の全面に光を照射することにより該粘着層の全面を硬化させる構成としてもよい。

前記粘着層硬化工程は、前記粘着層の全面に光を照射することにより該粘着層の全面を硬化させる構成とすることが望ましい。

本発明の表面保護シートは、表面に突起状物が形成された半導体ウェハーを載置台上に固定して研磨工程またはダイシング工程を実施する半導体装置の製造方法に用いられる表面保護シートであって、前記突起状物を保護する粘着層と、前記粘着層上に積層され、層厚方向に貫通した複数の孔が形成された多孔質層とを含むことを特徴とする。

本発明の構成によれば、前記多孔質層に形成された複数の孔により、該多孔質層を通じて、硬化した粘着層および粘着層に埋め込まれて固定された突起状物（つまり、突起状物を有する半導体ウェハー）を、載置台にエアー吸着させることができる。したがって、本発明の表面保護シートを用いることにより、上記アンカー効果に加えて、半導体ウェハーの載置台への固定力を強化することができる。したがって、載置台上に半導体ウェハーを固定して半導体ウェハーのダイシング加工を施す際の振動等による半導体ウェハーのブレをさらに効果的に抑制することができ、半導体ウェハーの加工を安定して行うことができる。この結果、半導体ウェハーの破損、チッピング、割れ等の不良の発生を低減することができ、半導体装置の製造における歩留まりの向上を図ることができる。

本発明の表面保護シートは、前記粘着層が光硬化特性を有する構成とすることが望ましい。

上記の構成によれば、粘着層が光硬化特性を有しているため、半導体ウェハーの表面に形成された突起状物を保護する粘着層の全面を硬化することができる。これにより、半導体ウェハーと表面保護シートとの粘着力（弾性）が低下し、硬化した粘着層により、粘着層に埋め込まれた突起状物が強固に固定されるアンカー効果を得ることができる。つまり、ダイシング工程において、半導体ウェハーが表面保護シートにて安定して強固に固定される。よって、半導体ウェハーが動き、ブレが生じることによって半導体ウェハーのエッジ部にチッピングが発生する等の従来の課題を解決することができる。

本発明の半導体装置の製造方法は、以上のように、表面に突起状物が形成された半導体ウェハーのダイシングを行うダイシング工程を含む半導体装置の製造方法において、前記突起状物を保護する粘着層と、前記粘着層上に積層された支持基材層とを有する表面保護シートを、前記半導体ウェハーの表面上に貼り付ける保護シート貼付工程と、前記ダイシング工程の前に、前記保護シート貼付工程にて半導体ウェハーの表面上に貼り付けられた表面保護シートの粘着層の全面を硬化させる粘着層硬化工程とを含むことを特徴とする。

上記の構成によれば、保護シート貼付工程により表面保護シートが半導体ウェハーに貼り付けられることによって、ダイシング工程の前に行われる各工程（たとえば、研磨工程）において、半導体ウェハーの粘着層にて半導体ウェハー表面の突起状物が保護される。

そして、ダイシング工程の前に粘着層硬化工程が実施され、半導体ウェハーの表面上に貼り付けられた表面保護シートの粘着層の全面が硬化される。これにより、半導体ウェハーと表面保護シートとの粘着力（弾性）が低下し、硬化した粘着層により、粘着層に埋め込まれた突起状物が強固に固定されるアンカー効果を得ることができる。つまり、ダイシング工程において、半導体ウェハーが表面保護シートにて安定して強固に固定される。よって、半導体ウェハーが動き、ブレが生じることによって半導体ウェハーのエッジ部にチッピングが発生する等の従来の課題を解決することができる。

本発明の表面保護シートは、以上のように、表面に突起状物が形成された半導体ウェハーを載置台上に固定して研磨工程またはダイシング工程を実施する半導体装置の製造方法に用いられる表面保護シートであって、前記突起状物を保護する粘着層と、前記粘着層上に積層され、層厚方向に貫通した複数の孔が形成された多孔質層とを含むことを特徴とする。

本発明の構成によれば、前記多孔質層に形成された複数の孔により、該多孔質層を通じて、硬化した粘着層および粘着層に埋め込まれて固定された突起状物（つまり、突起状物を有する半導体ウェハー）を、載置台にエアー吸着させることができる。したがって、本発明の表面保護シートを用いることにより、上記アンカー効果に加えて、半導体ウェハーの載置台への固定力を強化することができる。したがって、載置台上に半導体ウェハーを固定して半導体ウェハーのダイシング加工を施す際の振動等による半導体ウェハーのブレをさらに効果的に抑制することができ、半導体ウェハーの加工を安定して行うことができる。この結果、半導体ウェハーの破損、チッピング、割れ等の不良の発生を低減することができ、半導体装置の製造における歩留まりの向上を図ることができる。

本発明の一実施形態について、図１ないし図１３を参照し説明すると以下の通りである。

図１に示すように、本実施の形態に係る半導体装置の製造には、半導体ウェハー１０に貼り付けて使用される表面保護シート２０が用いられる。

まず、表面保護シート２０が貼り付けられる半導体ウェハー１０の構成を以下に説明する。図３は、本実施の形態に係る半導体ウェハー１０の表面全体の構成を示す斜視図である。同図に示すように、半導体ウェハー１０には、複数の半導体装置１００が形成されている。そして、半導体ウェハー１０の表面１０ａには、半導体装置１００の回路を構成する２０〜３００μｍ程度の突起状物１１が形成されている。

図４は、半導体ウェハー１０の断面構造を示している。図４に示すように、半導体ウェハー１０には、突起状物１１およびダイシングライン１２が形成されている。本実施の形態では、突起状物１１およびダイシングライン１２が設けられた面を半導体ウェハーの表面１０ａとし、該表面１０ａの反対側面で、後述する研磨工程により研磨される側の面を裏面１０ｂとする。半導体ウェハー１０の表面１０ａ上に形成される突起状物１１は、例えば、突起電極、厚メッキ、インクドット、回路配線、貫通電極、インターポーザー貼付等によって設けられた電極端子などである。半導体ウェハー１０は、後述するダイシング工程にて、ダイシングライン１２に沿って切断されることにより、個々の半導体装置１００に分離される。

次に、本実施の形態に係る表面保護シート２０について、図５を参照しながら詳細に説明する。

図５は、半導体ウェハー１０の表面１０ａに貼り付けられる表面保護シート２０の断面構造を示している。図５に示すように、表面保護シート２０は、粘着層２０ａと支持基材層としての多孔質層２０ｂとから構成されている。前記粘着層２０ａは、半導体ウェハー１０の表面１０ａに貼付けられることによって、該半導体ウェハー１０の表面１０ａ上に形成された突起状物１１を保護する機能を有している。また、前記多孔質層２０ｂは、粘着層２０ａ上に積層され、半導体ウェハー１０を支持すると共に、研磨やダイシング等の加工処理を行う際に、半導体ウェハー１０を、チャックテーブル（載置台）に対し、エアー吸着により密着固定させる機能を有している。

上記粘着層２０ａは、半導体ウェハー１０の表面１０ａ上に形成された突起状物１１を埋め込むことができる肉厚ならびに柔軟性（凹凸への追従性）を持つように形成される。

本実施の形態では、粘着層２０ａとして、柔軟な性質の光硬化性粘着材料を用いて、突起状物１１を埋め込むことができる厚さに形成している。このため、粘着層２０ａは、半導体ウェハー１０の表面１０ａに形成された突起状物１１を包み込む追従性を持っている。

粘着層２０ａの光硬化性粘着材料としては、光重合性プレポリマー、光重合性モノマー、光重合開始剤、およびその他の添加剤で構成されたアクリル系またはエポキシ系の樹脂などを用いることができる。

支持基材層としての多孔質層２０ｂは、弾性力を有する多孔質フィルムからなる。図１２に示すように、多孔質層２０ｂには、膜厚（層厚）方向に貫通した複数の孔が形成されている。多孔質層２０ｂの材料および厚みは、半導体ウェハー１０のサイズ、加工性、反りに対する耐性、流動プロセスにおける耐熱性、耐薬品性等を考慮した上で、半導体ウェハー１０を支持できるように適宜選択されるものであり、通常用いられる支持基材を多孔質状に加工したものを用いることができる。

例えば、多孔質層２０ｂとして、エチレン酢酸ビニル重合体などのプラスチックフィルムからなる支持基材を、多孔質状に加工したものを適用できる。この多孔質層２０ｂは、前記プラスチックフィルムのように、粘着層２０ａの光硬化性粘着材料を硬化させる光線を、透過させる特性も有している。

本実施の形態の形態に係る表面保護シート２０が貼り付けられた半導体ウェハー１０は、多様な製造工程を経るため、各工程における耐熱性や耐薬品性、耐候性、電気特性等のレベルに応じて、表面保護シート２０の最適な材料を選択する必要がある。

したがって、多孔質層２０ｂの最適材料についてもエチレン酢酸ビニル、ポリイミド、ポリエステル、ポリアミド等多種多様であり、半導体ウェハー１０の各製造工程での条件を考慮し適宜選択し得るものである。したがって、多孔質層２０ｂの材料の相違等により、多孔質層２０ｂの製造方法も異なるものである。

なお、多孔質層２０ｂの厚みは、５０〜２００μｍの範囲であり、各孔のサイズは、０．１〜５．０μｍの範囲であり、孔の数は１億個／ｃｍ^２以上であることが望ましいが、種々の条件により適宜選択されるものである。

図６および図２は、表面保護シート２０を半導体ウェハー１０の表面１０ａに貼付けた状態を示している。同図に示すように、半導体ウェハー１０の表面１０ａ上に形成された突起状物１１は、粘着層２０ａに埋め込まれ、また、その先端部分が、多孔質層２０ｂに接触することにより保護される。

本実施の形態にかかる表面保護シート２０は、上述のように、粘着層２０ａ上に積層された多孔質層２０ｂに、膜厚（層厚）方向に貫通した複数の孔が形成されている。このため、表面保護シート２０が貼り付けられた半導体ウェハー１０において、多孔質層２０ｂ側の面をチャックテーブル５１に載置して、バキューム機能を有するチャックテーブル５１にてエア吸着（減圧による真空吸着）をすれば、該多孔質層２０ｂを介して、粘着層２０ａおよび半導体ウェハー１０の表面１０ａ上に形成された突起状物１１の先端部分を直接エアー吸着することができる。この結果、半導体ウェハー１０のチャックテーブル５１への固定を強化することができ、例えば、研磨工程、ダイシング工程における振動による半導体ウェハー１０のブレに起因したチップ飛び等の問題を抑制することができる。

次に、上記の表面保護シート２０を用いた半導体ウェハー１０の裏面研磨工程について図１および図２を参照し説明する。

本実施の形態に係る半導体ウェハー１０の研磨工程においては、図１に示すように、表面保護シート２０が貼り付けられた半導体ウェハー１０を、多孔質層２０ｂ側がチャックテーブル５１の表面上に接するように全面固定する。この状態で、研磨砥石５０を、半導体ウェハー１０の裏面１０ｂに押し当て、チャックテーブル５１を回転させた上で、研磨砥石５０を回転させながら研磨する。研磨砥石５０としては、半導体ウェハー１０の径よりも小さい径の砥石、あるいは、リング状に並べられた棒状砥石を用いることができる。

この研磨工程において、図２に示すように、半導体ウェハー１０の研磨された裏面１０ｂに押し当てられる加圧力によって、半導体ウェハー１０の表面１０ａに形成された突起状物１１は、柔らかい粘着層２０ａを押し広げる。このため、多孔質層２０ｂと接触する突起状物１１の先端部分の面積が広くなり、粘着層２０ａと突起状物１１との密着性が増すため突起状物１１をより安定した状態で保護することができる。

さらに、上記のように、粘着層２０ａと突起状物１１との密着性が増すことに加え、多孔質層２０ｂがチャックテーブル５１に密着されることにより、多孔質層２０ｂに形成された複数の貫通孔を通じて、粘着層２０ａ及び半導体ウェハー１０の表面１０ａに形成された突起状物１１の先端部分をチャックテーブル５１にエア吸着することができる。これにより、半導体ウェハー１０のチャックテーブル５１への固定力を強化することができる。

以上のように、本実施の形態に係る表面保護シート２０を用いることにより、チャックテーブル５１上に半導体ウェハー１０を固定して半導体ウェハー１０の裏面１０ｂを研磨し、薄型化する研磨工程における振動等による半導体ウェハー１０のブレを抑制することができ、半導体ウェハー１０の加工を安定して行うことができる。この結果、半導体ウェハー１０の破損、チッピング、割れ等の不良の発生を低減することができ、半導体装置１００の製造における歩留まりの向上を図ることができる。

また、粘着層２０ａは、突起状物１１の形状に追従できる弾性特性を有しているため、研磨工程で加圧されても、突起状物１１とチャックテーブル５１との間での接触ストレスを緩和することができる。

さらに、本実施の形態に係る表面保護シート２０を用いることにより、半導体ウェハー１０を減圧状態でチャックテーブル５１に密着させることができるため、半導体ウェハー表面１０ａと突起状物１１との間や、半導体ウェハー表面１０ａと粘着層２０ａとの間に気泡が入ることを防止することができる。

図７は、上記の研磨工程にて、半導体ウェハー１０の裏面１０ｂを研削・研磨し、半導体ウェハー１０が薄層化された状態を示している。

本実施の形態にかかる表面保護シート２０を用いた裏面研磨工程によれば、薄型で割れやすく、取り扱いに注意を要する半導体ウェハー１０であっても、表面保護シート２０による固定力の強化により、ハンドリングや、シートの剥離や、その他のストレスなどによって引き起こされる半導体ウェハー１０の不良の発生を抑制することができる。したがって、研磨する工程において略２００μｍ以下の肉厚まで半導体ウェハー１０を薄型化することができる。

半導体ウェハー１０が薄層化された図７の状態において、半導体ウェハー１０の裏面１０ｂ側に保護膜形成を必要とするウェハーレベルＣＳＰ等では、裏面１０ｂ側（研磨面側）に保護膜３３が形成される。上記保護膜３３は、有機材、樹脂材等にて形成される。

図８は、半導体ウェハー１０の研磨された裏面１０ｂ上に、配線（裏面突起状物）３１及び電極（裏面突起状物）３２を形成した例を示している。

また、半導体ウェハー１０の表面１０ａおよび裏面１０ｂの両面に配線等の形成が必要な積層型ＣＳＰ等については、半導体ウェハー１０の研磨された裏面１０ｂに、配線３１、電極３２に加え、インターポーザー貼り付け等により新たに電極端子（図示せず）を設けることもできる。

以下に、半導体ウェハー１０を個々の半導体装置１００に分離するダイシング工程等について説明する。

なお、すでに表面１０ａ、裏面１０ｂ両面に突起状物が形成された半導体ウェハー１０についても、その表面１０ａに表面保護シート２０を貼り付けて、以下に説明するダイシング工程の前工程、ダイシング工程、ピックアップ工程、保護シート剥離工程等を行うことができる。

ダイシング工程の前に、まず、図９に示すように、表面保護シート２０を貼り付けた半導体ウェハー１０に対し、表面保護シート２０の多孔質層２０ｂ側より表面保護シート２０の粘着層２０ａの全面に、光線４０を照射し、表面保護シート２０の粘着層２０ａの全面（全体）を硬化させる。

本実施の形態においては、表面保護シート２０の粘着層２０ａは、光硬化性を有し弾性性質の粘着剤を用いて、突起状物１１を埋め込むことができる厚さに形成されている。したがって、上記のように、光線４０の照射により粘着層２０ａの全面（全体）を硬化させることにより、アンカー効果（硬化した粘着層２０ａにより、粘着層２０ａに埋め込まれた突起状物１１が強固に固定される効果）を得ることができる。

粘着層２０ａの硬化に用いる光反応硬化を促進する光線４０として、光反応硬化の特性を持つ粘着層２０ａに対応した性質を持つものを用いる。例えば、紫外線硬化性の接着剤を粘着層に用いるのであれば、光線４０として紫外線を、粘着層２０ａの照射に用いる。

次に、半導体ウェハー１０をダイシングライン１２に沿って切断し、個々の半導体装置１００に分離するダイシング工程について説明する。図１１は、ダイシング工程を示す説明図である。

本実施の形態の表面保護シート２０は、後に詳細に説明するように、薄型化された半導体ウェハー１０を個々の半導体装置に分離するダイシング工程において、半導体ウェハー１０を保護し、ダイシング台に固定するダイシングシートとして特に有益である。

図１１に示すように、半導体ウェハー１０の表面１０ａに貼り付けられた表面保護シート２０の多孔質層２０ｂがチャックテーブル（ダイシング台、載置台）６１の表面に接するように、半導体ウェハー１０をチャックテーブル６１に設置し、半導体ウェハー１０の裏面１０ｂよりダイシングソー６２を当てて、半導体ウェハー１０を個々の半導体装置１００に切断する。チャックテーブル６１は、上面に半導体ウェハー１０を載せてダイシング作業に用いるものであり、バキューム機能を有し、載置された半導体ウェハー１０をエア吸着（減圧による真空吸着）する。このダイシング台としてのチャックテーブル６１は、先に説明した研磨工程で用いる研磨台としてのチャックテーブル５１と兼用であってもよい。

ダイシングソー６２は、チャックテーブル６１上に載置され、上記研磨工程において研磨された半導体ウェハー１０を、裏側面１０ｂから半導体ウェハー１０上のダイシングライン１２に沿って切断する。

研磨工程における表面保護シート２０とダイシング工程におけるダイシングシートとを共用化するプロセスでは、ダイシング工程において、研磨された裏面１０ｂ側から赤外線等を用いて表面１０ａ上に形成されたパターンを認識できる装置を用いてもよい。また、予めウェハー回路パターンの座標認識をダイシング装置にインプットした上で、そのダイシングカット位置座標を元に回路パターンの無い研磨面側からダイシング切断するといった特殊なダイシング装置を用いることもできる。

また、裏面１０ｂ側に形成された裏面認識マーク３４を指標として、ダイシング切断を行う構成としてもよい。

半導体ウェハー１０上に形成された認識マークの例を図１４ないし図１６に示している。図１４は、表面１０ａ上に形成された表面認識マーク１４を示している。図１５は、裏面１０ｂ上に形成された裏面認識マーク３４を示している。図１６は、表面１０ａおよび裏面１０ｂにそれぞれ認識マーク１４・３４が形成された半導体ウェハー１０の断面図である。図１４ないし図１６に示すように、裏面認識マーク３４は、表面認識マーク１４と同位置を示す指標として裏面１０ｂ上に形成されている。

次に、図１７ないし図２２を参照し、裏面認識マーク３４の形成工程について説明する。

図１７は、表面１０ａ上に表面認識マーク１４が形成された半導体ウェハー１０の裏面１０ｂ側を研磨工程により薄型化した状態を示している。図１８に示すように、研磨後の裏面１０ｂ上には、配線３１を形成するための金属膜３５が形成される。次に、図１９に示すように、金属膜３５上に感光性のレジスト膜３６を形成する。さらに、裏面１０ｂの配線３１部分のパターンとなるべき部分のレジスト膜３６を排除する。この工程において、表面１０ａのダイシングライン１２上に形成された表面認識マーク１４を赤外線や表面認識カメラ等を用いて、裏面１０ｂ上に写し、裏面１０ｂ上の表面認識マーク１４の形成位置と対応する位置にもレジスト膜を形成する。次に、図２０に示すように、上記の工程で形成されたレジスト膜のパターンをマスクとして下層の金属膜３５をエッチング除去する。続いて、図２１に示すように、残存するレジスト膜３６を除去し、配線３１および裏面認識マーク３４を形成する。最後に、図２２に示すように、配線３１および裏面認識マーク３４が形成された裏面１０ｂ上に、保護膜３３および電極３２を形成する。

以上のように、研磨工程の後に研磨された裏面１０ｂに電極３２、配線３１等の突起状物を形成する場合、上記突起状物を形成する工程において、表面１０ａに形成された表面認識マーク１４と同位置の指標を裏面１０ｂ側に裏面認識マーク３４として形成すれば、該認識マーク３４を確認しながら、ダイシング切断を行うことができる。このため、保護シートの貼り替えを要することなく、上記裏面１０ｂ側の認識マーク３４を確認しながら、ダイシング切断を行うことができる。

一般に、ダイシング工程において、ダイシングソー６２にて半導体ウェハー１０と表面保護シート２０の粘着層２０ａとを重ね合わせて一度に切断する場合、粘着層２０ａを厚く形成するほど、また、粘着層２０ａの材料として、柔らかく、粘性が高い粘着剤を用いるほど、ダイシング時のダイシングソー６２に加わる負荷が大きくなり、ダイシングソー６２の破損や負荷増大による切断スピードの低下を招くことになる。

また、図１０に示すように、ダイシング工程において、柔らかく厚い粘着層２０ａを介している半導体ウェハー１０は切断時の振動等により動き、ブレによってダイシングソー６２の側面と半導体装置１００が接触し、ウェハーチッピングやブレードの破損に至る場合がある。

そこで、本発明は、図９のように、ダイシング工程の前に、粘着層２０ａの全面を硬化させることによって、硬化した粘着層２０ａにより、粘着層２０ａに埋め込まれた突起状物１１が強固に固定されるアンカー効果を奏し、ダイシングソー６２は、大きな負荷を受けることなく効率的に半導体ウェハー１０を切断してダイシング作業を進めることができる。この結果、切断時の半導体ウェハー１０の位置ズレやブレを低減することができ、ウェハー切断部であるダイシングライン１２のチッピングやウェハーの割れの発生を抑えることができる。

実際のダイシング工程においては、図１１に示す通り、表面保護シート２０が貼り付けられ、薄型化された半導体ウェハー１０が、表面保護シート２０の多孔質層２０ｂ側に接してエアー吸着するチャックテーブル６１に固定される。また、光硬化させた粘着層２０ａを介して半導体ウェハー１０が固定され、安定した状態で、個々の半導体装置１００にダイシング切断される。

このダイシング工程の前に、粘着層２０ａの全面を硬化させたことにより、半導体ウェハー１０と表面保護シート２０との粘着力（弾性）が、粘着層２０ａの全体に渡って低下し、突起状物１１が粘着層２０ａ内に埋め込まれていることによるアンカー効果を得ることができる。さらに、このアンカー効果に加え、図１２で示すように、多孔質層２０ｂの複数の貫通孔を通じて、硬化された粘着層２０ａおよび突起状物１１の先端部分がチャックテーブル６１へエアー吸着される。このエアー吸着効果により、半導体ウェハー１０のチャックテーブル６１への固定力をより強化することができる。この結果、半導体ウェハー１０をチャックテーブル６１（載置台）への固定を補強することができ、ダイシング工程におけるチップ飛び等の問題を回避することができる。

なお、上記の半導体装置の製造方法では、粘着層２０ａと支持基材層としての多孔質層２０ｂとからなる表面保護シート２０を用いた例を説明したが、粘着層２０ａと多孔質でない一般的な支持基材層とからなる表面保護シートを用いることもできる。この場合、半導体ウェハー１０のチャックテーブル６１へエアー吸着効果は薄れるが、ダイシング工程の前に粘着層２０ａの全面を硬化させたことによる上記アンカー効果により、表面保護シート２０をダイシングシートとして兼用する場合に従来問題となっていた「柔らかい粘着層を介して半導体ウェハーを十分に固定しきれず、半導体ウェハーが動き、ブレが生じることによって半導体ウェハーのエッジ部にチッピングの発生やダイシングのカッティングラインが曲がる、カット幅が大きくなるといった問題」を回避できる。

なお、ダイシングソー６２による切断は、表面保護シート２０内に収めて（ダイシングソー６２の先端を、硬化した粘着層２０ａの層内または多孔質層２０ｂの層内でとどめて）、表面保護シート２０全体を切断してしまわないことが望ましい。該切断を上記表面保護シート２０内に収めることによって、半導体ウェハー１０から切り出された各半導体装置１００がばらばらになることがなく、後述する表面保護シート２０を剥離して各半導体装置１００をピックアップする工程まで安定した状態を保つことができる。

次に、半導体装置のピックアップ工程および表面保護シートの剥離工程を説明する。これらの工程は、図１３に示すように、半導体ウェハー１０から切り出された各半導体装置１００を表面保護シート２０から剥離してピックアップするものである。

まず、半導体装置１０の裏面１０ｂをコレット７０等にて固定する。次に、表面保護シート２０側のエアー吸着を止め、表面保護シート２０を伸ばしながらピール剥離する。

また、個片化された半導体装置１００のピックアップ時においても、表面保護シート２０をピール剥離することで、硬化した粘着剤層の糊残りのない剥離をすることができる。

以上のように、本実施の形態実施の形態に係る表面保護シート２０を用いた上記の半導体装置の製造方法によれば、粘着層２０ａの硬化によるアンカー効果と、多孔質層２０ｂを通じた粘着層２０ａ及び突起状物１１の先端部分のチャックテーブル６１へのエアー吸着効果により、半導体ウェハー１０のチャックテーブル６１への固定を強化することができる。この結果、ダイシング切断工程における振動に対して半導体ウェハー１０のブレが抑制することができ、ブレードの破損、ウェハーのチッピング、割れを低減することができる。さらに、続く半導体装置１００のピックアップ、表面保護シート２０の剥離工程も容易となる。

本発明は、半導体ウェハーの状態で半導体ウェハーの表面に突起状電極端子等を有し、薄層化した後にウェハー裏面側にも再配線や電極端子形成を必要とする半導体装置、あるいはすでに表裏両面に突起状電極端子等のウェハー加工を施した半導体装置を最後にダイシング切断によって個片化を行うような半導体装置の組み立てプロセスに有用な半導体装置の製造方法に好適に適用できる。

ウェハー裏面の研磨方法を示す説明図である。 裏面研磨後の半導体ウェハーと表面保護シートの貼り付け状態を示す断面拡大図である。 突起状物（電極）が半導体装置表面に配列された半導体ウェハー表面の斜図である。 突起状物（電極）が半導体装置表面に配列された半導体ウェハーの断面図である。 半導体ウェハー表面の突起状物（電極）を保護する表面保護シートの断面図である。 半導体ウェハー表面の突起状物側に表面保護シートを貼り付けた状態を示す断面図である。 裏面研磨後の半導体ウェハーが薄層化された状態を示す説明図である。 表面保護シートの粘着層を硬化方法を示す説明図である。 従来の表面保護シートを用いた場合のダイシング工程におけるウェハーブレの問題を示す説明図である。 半導体ウェハーのダイシングによる切断状態を示す断面図である。 ダイシング工程における半導体ウェハーの吸着サポート状態を示す説明図である。 半導体装置のピックアップ工程を示す説明図である。 ダイシングにより個々に切断された半導体装置のピックアップ方法を示す説明図である。 半導体ウェハーの表面上に形成された表面認識マークを示す説明図である。 半導体ウェハーの裏面上に形成された裏面認識マークを示す説明図である。 表面および裏面にそれぞれ認識マークが形成された半導体ウェハーの断面図である。 裏面認識マークの形成工程を示す説明図である。 裏面認識マークの形成工程を示す説明図である。 裏面認識マークの形成工程を示す説明図である。 裏面認識マークの形成工程を示す説明図である。 裏面認識マークの形成工程を示す説明図である。 裏面認識マークの形成工程を示す説明図である。

符号の説明

１０ 半導体ウェハー（半導体ウェハー）
１０ａ 表面
１０ｂ 裏面
１１ 突起状物
１２ ダイシングライン
１３ 保護膜
１４ 表面認識マーク
２０ 表面保護シート
２０ａ 粘着層（粘着層）
２０ｂ 多孔質層
３１ 配線
３２ 電極
３３ 保護膜
３４ 裏面認識マーク
３５ 金属膜
３６ レジスト膜
４０ 光（光線）
５０ 研磨砥石
５１ チャックテーブル（研磨台、載置台）
６１ チャックテーブル（ダイシング台、載置台）
６２ ダイシングソー
７０ コレット
１００ 半導体装置（チップ）
１００ａ 表面
１００ｂ 裏面

Claims (9)

1. 表面に突起状物が形成された半導体ウェハーのダイシングを行うダイシング工程を含む半導体装置の製造方法において、
   前記突起状物を保護する粘着層と、前記粘着層上に積層された支持基材層とを有する表面保護シートを、前記半導体ウェハーの表面上に貼り付ける保護シート貼付工程と、
   前記ダイシング工程の前に、前記保護シート貼付工程にて半導体ウェハーの表面上に貼り付けられた表面保護シートの粘着層の全面を硬化させる粘着層硬化工程とを含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
2. 前記支持基材層として、層厚方向に貫通した複数の孔が形成された多孔質層を用いると共に、
   前記ダイシング工程は、表面保護シートの支持基材層側を載置台上に載せた状態で、表面保護シートが貼り付けられた半導体ウェハーを載置台にエアー吸着する工程を含むことを特徴とする請求項１記載の半導体装置の製造方法。
3. 前記保護シート貼付工程後であって前記粘着層硬化工程前に、半導体ウェハーの裏面を研磨する研磨工程を含み、
   前記表面保護シートが前記研磨工程および前記ダイシング工程の両工程で共用されることを特徴とする請求項１または２記載の半導体装置の製造方法。
4. 前記研磨工程後であって前記粘着層硬化工程前に、研磨された半導体ウェハーの裏面に突起状物を形成する工程を含むことを特徴とする請求項３記載の半導体装置の製造方法。
5. 前記研磨工程後であって前記粘着層硬化工程前に、研磨された半導体ウェハーの裏面に保護膜を形成する工程を含むことを特徴とする請求項３記載の半導体装置の製造方法。
6. 前記半導体ウェハーの裏面にも、予め突起状物が形成されていることを特徴とする請求項１または２記載の半導体装置の製造方法。
7. 前記粘着層は光硬化特性を有すると共に、
   前記粘着層硬化工程は、前記粘着層の全面に光を照射することにより該粘着層の全面を硬化させることを特徴とする請求項１ないし６の何れかに記載の半導体装置の製造方法。
8. 表面に突起状物が形成された半導体ウェハーを載置台上に固定して研磨工程またはダイシング工程を実施する半導体装置の製造方法に用いられる表面保護シートであって、
   前記突起状物を保護する粘着層と、
   前記粘着層上に積層され、層厚方向に貫通した複数の孔が形成された多孔質層とを含むことを特徴とする表面保護シート。
9. 前記粘着層は光硬化特性を有することを特徴とする請求項８記載の表面保護シート。

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