JP2008300521A - 半導体ウェーハおよびその加工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】裏面研削後の半導体ウェーハの裏面に貼着した接着フィルムが表面に貼着されている保護テープに接触することを確実に防止して、保護テープを円滑に剥離可能とする。
【解決手段】表面に保護テープ１０が貼着され、裏面研削されたウェーハ１の裏面に貼着するダイボンディング用の接着フィルム２０の大きさを、ウェーハ１の面取り部２の内側の平坦部５に対応する領域と同等として、その領域のみに接着フィルム２０を貼着する。接着フィルム２０がウェーハ１の周縁からはみ出さない構成として、接着フィルムが保護テープ１０と接触することを防止し、保護テープ１０を表面から円滑に剥離できるようにする。
【選択図】図３

Description

本発明は、表面に複数のデバイスが形成され、裏面には接着フィルムが貼着される半導体ウェーハと、半導体ウェーハに接着フィルムを裏面研削して薄化した後に裏面に接着フィルムを貼着する工程を含む半導体ウェーハの加工方法に関する。

近年の半導体デバイス技術においては、ＭＣＰ（マルチ・チップ・パッケージ）やＳｉＰ（システム・イン・パッケージ）といった複数の半導体チップを積層した積層型パッケージが、高密度化や小型化を達成する上で有効に利用されている。このような技術に対応する半導体チップは、裏面にＤＡＦ（Die Attach Film）と呼ばれるダイボンディング用の接着フィルムが貼られており、この接着フィルムで半導体チップの積層状態を保持することが行われている。接着フィルムはエポキシやポリイミド等の樹脂製粘着材からなるもので、ウェーハを薄化するために裏面研削した後、そのウェーハの裏面に貼着される。

ウェーハの裏面研削は、ウェーハの表面側をチャックテーブルに密着させて研削する裏面が露出するように保持し、その裏面に、高速回転させた砥石を押圧させる方法が一般に採用されており、その際には、表面に保護テープを貼着して、表面に形成されているデバイスがチャックテーブルに直接当接することを防いでいる。ウェーハはこの後に切断、分割されて複数のチップに個片化される。ウェーハを切断するには、接着フィルムが貼着された裏面側にダイシングフレームに支持されたダイシングテープを貼着して保持し、ダイシングフレームおよびダイシングテープごと切断装置にセットされる（特許文献１等参照）。ウェーハの切断装置としては、回転ブレードをウェーハに切り込ませて切断するダイシング装置や、レーザ光を照射するレーザ装置等が用いられるが、いずれにしろウェーハ切断時には、表面に貼着した保護テープを剥離している（特許文献２等参照）。

特開２００５−２７６９７１号公報 特開平５−６３０７７号公報

通常、半導体ウェーハの周縁は、衝撃を受けた際に欠けなどが発生しないように、表面側から裏面側にわたって円弧状に面取り加工されている。このような半導体ウェーハを裏面研削して元の厚さの半分以上の厚さに薄化すると直径は元の寸法よりも小さくなり、したがって表面に貼着された保護テープの直径は半導体ウェーハの直径よりも相対的に大きくなる。このため、表面側の保護テープの周縁は半導体ウェーハの裏面側に近くなる。

この状態で裏面に接着フィルムを貼着すると、接着フィルムの半導体ウェーハの周縁から外側にはみ出した周縁部分が保護テープの周縁に接触するといった事態が起こりやすく、接触すると保護テープが接着フィルムに粘着して剥がれにくくなり、後のウェーハ切断工程で保護テープをウェーハから剥離することが困難になるといった不具合を招く。この不具合は、ウェーハがきわめて薄いものであったり、接着フィルムが比較的厚く、かつ貼着時に加熱する場合であったりすると、顕著に起こる。また、上記ダイシングテープの中には、片面に接着フィルムが一体に形成されたものがあり、この場合にも、接着フィルムを研削されたウェーハ裏面に貼着する際に接着フィルムが保護テープに接触しやすく、同様に保護テープが剥離し難くなるといった不具合が起こっていた。

よって本発明は、裏面研削後の半導体ウェーハの裏面に貼着した接着フィルムが、表面に貼着されている保護テープに接触することを確実に防止して、保護テープが接着フィルムに粘着しない状態を確保し、保護テープを円滑に表面から剥離することを可能とする半導体ウェーハおよびその加工方法を提供することを目的としている。

本発明は、複数の半導体デバイスが形成された表面の平坦部の周縁に面取り部が形成されており、裏面に円形状の接着フィルムが貼着された円盤状の半導体ウェーハであって、前記接着フィルムは、前記裏面の、前記平坦部に対応する領域のみに貼着されていることを特徴としている。

本発明の半導体ウェーハによれば、接着フィルムが表面側の平坦部に対応する領域のみに貼着されているため、接着フィルムの周縁と表面に貼着される保護テープの周縁との間にスペースが確保される。したがって保護テープが接着フィルムに粘着することが防止され、その結果、表面に貼着した保護テープを確実に剥離することができる。

半導体ウェーハの周縁に形成される環状の面取り部の幅は、概ね０．５ｍｍ程度の場合が多い。この面取り部よりも内側に接着フィルムの周縁を確実に存在させれば本発明の目的は達成される。したがって、接着フィルムの直径はウェーハの直径よりも１ｍｍ以上小さく、接着フィルムの周縁とウェーハの周縁との間に、０．５ｍｍ以上の間隔が空いている形態が実用的とされる。

次に、本発明の半導体ウェーハの加工方法は、複数の半導体デバイスが形成された表面の平坦部の周縁に面取り部が形成されており、裏面に円形状の接着フィルムが貼着される円盤状の半導体ウェーハの加工方法であって、半導体デバイスが形成された表面に保護テープを貼着する保護テープ貼着工程と、該半導体ウェーハを裏面研削して薄化する薄化工程と、薄化された該ウェーハの裏面における平坦部に対応する領域のみに接着フィルムを貼着する接着フィルム貼着工程と、接着フィルムが貼着された裏面側を保持して、表面に貼着された保護テープを剥離する保護テープ剥離工程とを備えることを特徴としている。

この加工方法では、接着フィルム貼着工程を終えた段階で、上記本発明の半導体ウェーハが得られ、裏面に貼着された接着フィルムは表面側の平坦部に対応する領域のみに存在しており、このため表面側の保護テープに粘着することが防がれている。このため、後の保護テープ剥離工程では、保護テープを円滑、かつ確実に剥離することができる。

本発明によれば、裏面研削後の半導体ウェーハの裏面に貼着した接着フィルムが、表面に貼着されている保護テープに接触することが確実に防止され、このため、保護テープが接着フィルムに粘着しない状態を確保することができ、その結果、保護テープを円滑に表面から剥離することができるといった効果を奏する。

以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。
図１は円盤状の半導体ウェーハ（以下、ウェーハと略称）を示しており、このウェーハ１は裏面研削されて素材の厚さから所定の厚さに薄化されている。ウェーハ１は、素材の段階で周縁が表面側から裏面側にわたって円弧状に面取り加工されており、このウェーハ１が裏面研削されて薄化されると、図３に示すように、周縁の面取り部２は、表面側のみが弧状となったナイフエッジ状を呈している。

図１に示すように、ウェーハ１の表面には、格子状の分割予定ライン６によって複数の矩形状の半導体チップ（デバイス）３が区画されており、これら半導体チップ３の表面には、ＩＣやＬＳＩ等の図示せぬ電子回路が形成されている。ウェーハ１の周縁の所定箇所には、半導体の結晶方位を示すＶ字状の切欠き（ノッチ）４が形成されている。複数の半導体チップ３は、ウェーハ１の表面の円形状の平坦な領域である平坦部５に形成されており、上記面取り部２は平坦部５の周縁に環状に形成されている。

図３に示すように、ウェーハの表面全面には保護テープ１０が貼着される（図１では図示を省略している）。保護テープ１０は、例えば厚さ１００〜２００μｍ程度のポリエチレンやポリオレフィンシートの片面に１０μｍ程度の粘着剤を塗布した構成のものが用いられる。保護テープ１０は、ウェーハ１と同等の直径を有する円形状であって、裏面研削する前の段階でウェーハ１の表面に同心状に貼着される。

ウェーハ１の裏面研削は、ウェーハ１の表面側をチャックテーブルに密着させて研削する裏面が露出するように保持し、その裏面に、高速回転させた砥石を押圧させる方法が採用される。表面を直接チャックテーブルに当接させると半導体チップ３が損傷を受けるおそれがあるため、表面を保護する目的で保護テープ１０が表面に貼着される。

裏面研削によって所定厚さまで薄化された該ウェーハ１の裏面には、ボンディング用の接着フィルム２０（図３参照）が貼着される。そしてこの後、ウェーハ１は分割予定ライン６に沿って切断され、複数の半導体チップ３に個片化される。この場合、接着フィルム２０を裏面に貼着すると同時に、ウェーハ１を切断する際のハンドリング用治具であるダイシングテープ３０がウェーハ１の裏面に貼着される。

図２および図３は、ウェーハ１の裏面に、接着フィルム２０が一体化されたダイシングテープ３０が、接着フィルム２０を介して貼着された状態を示している。ダイシングテープ３０は、例えば、厚さ１００μｍ程度のポリ塩化ビニルを基材とし、その片面に厚さ５μｍ程度でアクリル樹脂系の粘着剤が塗布された粘着テープである。ダイシングテープ３０の粘着面（図３で上面）の外周部には、ウェーハ１の直径よりも大きな内径を有する環状のダイシングフレーム４０が貼り付けられている。ダイシングフレーム４０は剛性を有する金属板等からなるもので、ウェーハ１は、ダイシングフレーム４０およびダイシングテープ３０を介してハンドリングされる。

上記接着フィルム２０は、ダイシングテープ３０の粘着面に円形状に形成されている。接着フィルム２０は、エポキシやポリイミドなどの熱硬化性または熱可塑性樹脂を５〜１００μｍ程度の厚さに調整した樹脂フィルムであり、塗布またはシート状のものを貼着するなどの手段によって、ダイシングテープ３０の粘着面に一体に積層されている。円形状の接着フィルム２０は、ウェーハ１の裏面に、同心状であって、かつ、該裏面における表面側の平坦部５に対応する領域のみに貼着されている。ウェーハ１の面取り部２の幅は０．５ｍｍ程度であり、接着フィルム２０が平坦部５に対応する領域のみに貼着されるには、接着フィルム２０の直径はウェーハの直径よりも１ｍｍ以上小さく、ウェーハ１に対して同心状に貼着されることで達成される。その際には、接着フィルム２０の周縁とウェーハ１の周縁との間に、０．５ｍｍ以上の間隔９が空く（図３：右側の拡大図参照）。

本実施形態のようにダイシングテープ３０と一体に積層された接着フィルム２０をダイシングテープ３０ごとウェーハ１に貼着するには、次のような方法が採られる。すなわち、ロール状に蓄積される長尺なダイシングテープ３０の粘着面に円形状の接着フィルム２０を長手方向に適宜間隔をおいて多数積層したものを用意し、このダイシングテープ３０をウェーハ１の裏面に引き出して、その裏面に接着フィルム２０を対応させて位置決めし、ローラで押圧して貼着する。この時、ダイシングフレーム４０の開口部の中心にウェーハ１を配してダイシングフレーム４０とウェーハ１にダイシングテープ３０を貼着し、この後、ダイシングフレーム４０に合わせてダイシングテープ３０をカットする。

ここまでのウェーハ１に対する加工は、半導体チップ３が形成された表面に保護テープ１０を貼着する保護テープ貼着工程を行い、次いで、裏面を研削してウェーハ１を所定厚さまで薄化する薄化工程を行い、次いで、薄化したウェーハ１の裏面における平坦部５に対応する領域のみに接着フィルム２０を貼着すると同時にダイシングテープ３０を貼着する接着フィルムおよびダイシングテープ貼着工程を行ってきている。このウェーハ１には、続いて表面から保護テープ１０を剥離する保護テープ剥離工程が行われる。

保護テープ１０の剥離は、ウェーハ１側を上にして、ダイシングフレーム４０を所定の支持部材で水平に支持して、図４に示す剥離ローラ６０を用いると円滑に剥離することができる。剥離ローラ６０は、図示せぬ他方のローラと一対で、これらローラ６０に、表面側に粘着層が設けられた強粘着テープ６１が巻回されている。保護テープ１０を剥離するには、まず図４（ａ）に示すように、強粘着テープ６１の、剥離ローラ６０への巻回部分を保護テープ１０の一端部の表面に当接させ、さらに荷重をかけて押し付ける。この状態から、図４（ｂ）に示すように剥離ローラ６０を外周側（図で右側に）に若干移動させ、なるべく保護テープ１０の周縁側が強粘着テープ６１に粘着するようにする。次いで、図４（ｃ）に示すように、剥離ローラ６０を矢印方向に回転させると、保護テープ１０はウェーハ１の表面から剥がれて強粘着テープ６１に巻き取られ、剥離される。

このようにして保護テープ１０が剥離されたウェーハ１は、ダイシングフレーム４０およびダイシングテープ３０ごと図示せぬ切断装置にセットされ、全ての分割予定ライン６が切断される。これによりウェーハ１は、裏面に接着フィルム２０が貼着された複数の半導体チップ３に個片化され、これら半導体チップ３はダイシングテープ３０からピックアップされる。切断装置としては、回転ブレードをウェーハ１に切り込ませて切断するダイシング装置や、レーザ光を照射するレーザ装置等が用いられる。

上記本実施形態によれば、ウェーハ１を裏面研削した後にその裏面に貼着する接着フィルム２０が、表面側の平坦部５に対応する領域と同等の大きさであって、その領域のみに貼着されている。このため、接着フィルム２０の周縁と、表面に貼着される保護テープ１０の周縁との間に上記間隔９が確保される。したがって保護テープ１０の周縁に接着フィルム２０の周縁が接触して粘着してしまうおそれがない。その結果、保護テープ剥離工程では、ウェーハ１の表面から保護テープ１０を確実に剥離することができる。

上記のように、多数の接着フィルム２０を一体に積層したロール状のダイシングテープ３０を引き出して接着フィルム２０をウェーハ１の裏面に位置決めして貼着するにあたっては、この工程を自動的に、かつ連続して行う装置を用いる場合がある。その場合の、ウェーハ１の裏面に対する接着フィルム２０の位置決めに際して、例えば±０．３ｍｍ程度の誤差があったとしても、接着フィルム２０の周縁とウェーハ１の周縁との間に０．５ｍｍ以上の上記間隔９が空くように設定されることから、接着フィルム２０はウェーハ１の周縁からはみ出ることはなく、したがって保護テープ１０に接触して粘着するといった不具合は生じない。また、接着フィルム２０の周縁とウェーハ１の周縁との間隔９が０．５〜１ｍｍ程度に設定されれば、ダイシング装置でウェーハ１を切断する際に、ウェーハ１の端縁が欠けて小片が飛散するといったことは起こりにくい。

図５および図６は、本実施形態の接着フィルム２０のようにウェーハ１の表面の平坦部５に対応する領域のみではなく、その領域以上の大きさを有し、周縁部分がウェーハ１の周縁からはみ出る接着フィルム２０Ｂをウェーハ１の裏面に貼着した例を示している。この場合も接着フィルム２０Ｂはダイシングテープ３０に一体に積層されており、その接着フィルム２０Ｂの直径は、ダイシングテープ３０に積層される段階で、ウェーハ１の直径よりも大きいものとされている。この接着フィルム２０Ｂでは、ウェーハ１の周縁からはみ出る周縁部分が保護テープ１０に接触して粘着してしまい、図４で示した剥離工程においては、保護テープ１０を表面から円滑に剥離しにくくなるという不具合が起こる。

図４の破線２０ｂで示す部分は、本発明の実施形態にはない接着フィルム２０Ｂの周縁部分であり、この周縁部分２０ｂが保護テープ１０に接触して粘着してしまう。一方、本発明の実施形態ではこの周縁部分２０ｂがなく、上記間隔９が確保されるので、接着フィルム２０は保護テープ１０に粘着せず、保護テープ１０を円滑、かつ確実に剥離することができるのである。

上記実施形態では、ダイシングテープ３０と一体の接着フィルム２０をウェーハ裏面に貼着しているが、単体の接着フィルムをウェーハ裏面に貼着することも勿論可能である。単体の接着フィルムは、ロール状に蓄積されたものや、ロール状に蓄積される長尺なセパレータシートの片面に、ウェーハに対応して円形状に打ち抜かれた接着フィルムが長手方向に適宜間隔をおいて貼り付けられたものなどが用いられる。

長尺な接着フィルムがロール状に巻かれたものの場合には、ロールから引き出した端部をウェーハ裏面に当ててローラ等により押圧して貼着し、ウェーハの周縁に沿って円形状にカットする。この場合には、カットするラインを上記平坦部５の周縁に対応させ、接着フィルムが平坦部に対応する領域のみに貼着されるようにする。

また、セパレータシートに貼り付けられた接着フィルムの場合には、ロール状のシートを引き出し、円形状に形成されている接着フィルムをウェーハ裏面に対応させて位置決めし、ローラで押圧して貼着した後、セパレータシート剥離する。この場合にセパレータシートに貼り付けられる円形状の接着フィルムは、ウェーハにおける上記平坦部５と同等の直径を有するものとされる。接着フィルムをウェーハの直径より１ｍｍ程度小さく打ち抜いたものとすることにより、上記のように貼着工程を自動的に装置で行う場合、位置決めに際して例えば±０．３ｍｍ程度の誤差があったとしても、接着フィルムの周縁とウェーハ１の周縁との間に０．５ｍｍ以上の上記間隔９が空くように設定されることから、接着フィルムはウェーハの周縁からはみ出ることなく貼着される。

本発明の一実施形態に係る半導体ウェーハの斜視図である。 一実施形態に係る半導体ウェーハの裏面に接着フィルムを介してダイシングテープに貼着した状態を示す斜視図である。 図２のIII−III断面図である。 保護テープ剥離工程を示す側面図である。 従来の接着フィルムを介して半導体ウェーハの裏面にダイシングテープを貼着した状態の斜視図である。 図５のVI−VI断面図である。

符号の説明

１…半導体ウェーハ
２…面取り部
３…半導体チップ（半導体デバイス）
５…平坦部
９…間隔
１０…保護テープ
２０…接着フィルム
３０…ダイシングテープ
４０…ダイシングフレーム

Claims (3)

1. 複数の半導体デバイスが形成された表面の平坦部の周縁に面取り部が形成されており、裏面に円形状の接着フィルムが貼着される円盤状の半導体ウェーハであって、
   前記接着フィルムは、前記裏面の、前記平坦部に対応する領域のみに貼着されていることを特徴とする半導体ウェーハ。
2. 前記接着フィルムの直径が、該ウェーハの直径よりも１ｍｍ以上小さく、該接着フィルムの周縁と、該ウェーハの周縁との間に、０．５ｍｍ以上の間隔が空いていることを特徴とする請求項１に記載の半導体ウェーハ。
3. 複数の半導体デバイスが形成された表面の平坦部の周縁に面取り部が形成されており、裏面に円形状の接着フィルムが貼着される円盤状の半導体ウェーハの加工方法であって、
   前記半導体デバイスが形成された前記表面に保護テープを貼着する保護テープ貼着工程と、
   該半導体ウェーハを裏面研削して薄化する薄化工程と、
   薄化された該ウェーハの裏面における前記平坦部に対応する領域のみに前記接着フィルムを貼着する接着フィルム貼着工程と、
   前記接着フィルムが貼着された裏面側を保持して、前記表面に貼着された前記保護テープを剥離する保護テープ剥離工程と
   を備えることを特徴とする半導体ウェーハの加工方法。

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