JP2009032847A

JP2009032847A - 半導体ウェハの個片化方法

Info

Publication number: JP2009032847A
Application number: JP2007194175A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshi Arita; 潔有田; Atsushi Harigai; 篤史針貝
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2007-07-26
Filing date: 2007-07-26
Publication date: 2009-02-12
Anticipated expiration: 2027-07-26
Also published as: JP4882900B2

Abstract

【課題】チップのチッピングを防止することができる半導体ウェハの個片化方法を提供する。
【解決手段】チャンバ５内でのプラズマエッチング処理によって複数のチップ２に個片化された半導体ウェハ１を、その上面に保持シート１０、下面に保護シート３をそれぞれ貼り付けた状態でチャンバ５から搬出するようにした。これにより搬送中の隣り合うチップ２の間隔の変動が抑制され、接触によるチッピングが減少し、歩留まりの向上が期待できる。
【選択図】図５

Description

本発明は、半導体ウェハをプラズマエッチングによって複数のチップに個片化する方法に関するものである。

半導体ウェハの薄化に伴い、ブレード等の切削工具によって半導体ウェハを直接切断して複数のチップに個片化する方法では半導体ウェアに欠けや割れが発生し歩留まりが低下していたため、近年はプラズマによるエッチング方法が注目を集めている。この方法は、回路面側に保護シートを貼り付けた状態の半導体ウェハをプラズマ処理チャンバ内に密閉し、他方の面側からプラズマエッチングを施すことで複数のチップに個片化するものであり、保護シートが個片化されたチップの離散防止と回路保護を担っている（特許文献１参照）。
特開２００５−１９１０３９号公報

プラズマエッチング施工後の半導体ウェハは、複数のチップに個片化されることで個片化される前の平面状態を維持することができなくなり、保護シートの撓みによって隣り合うチップ同士が接触し、チッピング（欠けや割れ）が発生して歩留まりが低下するという問題が生じていた。この問題は、エッチング幅が狭まり隣り合うチップ同士の間隔が小さくなる傾向においてますます拡大していくものと予想される。

そこで本発明は、個片化されたチップのチッピングを防止することができる半導体ウェハの個片化方法を提供することを目的とする。

請求項１に記載の半導体ウェハの個片化方法は、回路面に保護シートが貼り付けられた半導体ウェハを保護シートが下向きになる姿勢でチャンバ内の支持台上で支持した状態でプラズマエッチングを施して複数のチップに個片化する工程と、複数のチップに個片化された半導体ウェハの上面に保持シートを貼り付ける工程と、上面側に保持シートが貼り付けられ下面側に保護シートが貼り付けられた状態の半導体ウェハをチャンバから搬出する工程を含む。

請求項２に記載の半導体ウェハの個片化方法は、請求項１に記載の半導体ウェハの個片化方法であって、貼り付け面が下向きになる姿勢で前記保持シートを前記チャンバ内に搬入するとともに上面側に保持シートが貼り付けられ下面側に保護シートが貼り付けられた状態の前記半導体ウェハをチャンバから搬出する搬送手段を用いた。

請求項３に記載の半導体ウェハの個片化方法は、請求項２に記載の半導体ウェハの個片化方法であって、前記半導体ウェハの上面に前記保持シートを貼り付ける工程において、前記支持台の上面から気体を噴出して前記半導体ウェハの上面を前記保持シートに押し付ける工程をさらに含む。

請求項４に記載の半導体ウェハの個片化方法は、請求項１乃至３の何れかに記載の半導体ウェハの個片化方法であって、前記保持シートの半導体ウェハに貼り付けられる領域を囲繞する領域に形状保持用リングが設けられている。

本発明によれば、複数のチップに個片化された半導体ウェハを、その上面に保持シート、下面に保護シートをそれぞれ貼り付けた状態でチャンバから搬出するようにしたので、搬送中のチップの間隔の変動が抑制され、接触によるチッピングが減少し、歩留まりの向上が期待できる。

本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は本発明の実施の形態の個片化された半導体ウェハの平面図、図２は図１のＡ−Ａ切断線における断面図である。半導体ウェハ１は、シリコン、ゲルマニウム、ガリウムヒ素等を円柱状に結晶成長させたインゴットを厚さ０．５ｍｍ〜１．５ｍｍ程度にスライスして形成された円板であり、直径が５インチ（１２５ｍｍ）、８インチ（２００ｍｍ）、１２インチ（３００ｍｍ）のものが一般的である。半導体ウェハ１の一方の面（回路面）には回路パターン（集積回路）が形成され、これをプラズマエッチングによって複数のパーツに個片化したものがチップ（ＩＣチップ）２となる。回路面には保護シート３が貼り付けられており、個片化の際のチップ２の離散防止と回路面を破損から保護する役割を担っている。

図３はプラズマエッチングによる半導体ウェハの個片化方法を工程順に示す側断面図である。まず、（ａ）半導体ウェハ１の回路面に保護シート３を貼り付け、（ｂ）半導体ウェハ１を所定の厚さになるまで研磨する。（ｃ）半導体ウェハ１の上面をレジスト４でマスキングする。レジスト４は後のプラズマ処理工程においてエッチングを施したくない部分（後にチップとなる部分）をマスクするものであり、半導体ウェハ１の上面を全面に亘ってマスクした後にエッチングを施す部分を除去する。そして、（ｄ）半導体ウェハ１にプラズマ処理を施し、複数のチップ２に個片化し、（ｅ）半導体ウェハ１の上面に残存したレジスト４を気相中でオゾンやプラズマにより灰化（アッシング）することにより除去する。

図４はプラズマ処理用のチャンバに半導体ウェハを搬入した状態を示す側断面図である。チャンバ５は密閉空間を形成し、空間の下方には高周波電源６と接続された電極７が配され、これに対向する上方には接地された電極８が配されている。下側の電極７は半導体ウェハ１の支持台となっており、半導体ウェハ１は保護シート３を下向きにした状態で電極７上に支持されている。所定圧以下に減圧したチャンバ５内にプラズマ発生用ガスを充満させた状態で電極７に高周波電圧を印加することで半導体ウェハ１にプラズマ処理が施される。プラズマ処理によって半導体ウェハ１はレジスト４でマスクされていない部分で切断され、複数のチップ２に個片化される。

個片化された半導体ウェハ１をチャンバ５から搬出する前に、（ｆ）半導体ウェハ１の上面に保持シート１０を貼り付け、半導体ウェハ１を、その上面に保持シート１０、下面に保護シート３をそれぞれ貼り付けた状態にした後にチャンバ５から搬出する。

図５はチャンバから半導体ウェハを搬出する方法を示す側断面図である。プラズマ処理後のチャンバ５内を大気圧開放した後、チャンバ５の側壁の扉５ａを開き、内外に通じる開口部５ｂを形成する。この開口部５ｂからロボットハンド１１をチャンバ５内に進入させ、半導体ウェハ１をチャンバ５外に搬出する。ロボットハンド１１は、図示しない保持シート供給部にて保持シート１０をその粘着面とは反対の面から吸着し、保持シート１０の粘着面を下向きにしてチャンバ５内へ進入する。チャンバ５内へ進入したロボットハンド１１は、保持シート１０を個片化された半導体ウェハ１に向けて押し下げ、保持シート１０粘着面を半導体ウェハ１の上面に貼り付ける。これにより半導体ウェハ１は上面に保持シート１０が貼り付けられ下面に保護シート３が貼り付けられた状態となり、ロボットハンド１１の移動に伴ってチャンバ５外に搬出される。

個片化された半導体ウェハ１は微小な間隔をおいて格子状に並列されたチップ２の集合体であるので、搬出の際の振動や衝撃等の外力によってチップ２の間隔が変動するとチッピングが発生しやすい状態にあるが、上下面にそれぞれ貼り付けられた保持シート１０および保護シート３によって挟まれた状態で搬出されるので、搬送中のチップ２の間隔の変動が抑制され、チッピングの発生が大幅に減少する。なお、保持シート１０のチップ２を囲繞する外周部分に剛性の高い形状保持用リング１２を設けておくと保持シート１０の変形を抑制することができるので、より効果的にチッピングを防止することができる。

電極７には上面に開口する通気孔７ａが設けられており、プラズマ処理時には半導体ウェハ１を電極７の上面に吸着するための吸引孔として機能しているが、半導体ウェハ１の上面に保持シート１０を貼り付けるときには、気体を噴出する送気孔として機能することが可能であり、風圧によって半導体ウェハ１の上面を保持シート１０に押し付けて貼り付け作業を補助するようにしてもよい。

ロボットハンド１１によってチャンバ５外に搬出された半導体ウェハ１は、保護シート３が剥離され、図３（ｇ）に示すように、チップ２の回路面を上向きにした姿勢で実装装置等に供給される。実装装置ではノズル１３によってチップ２を回路面側から吸着し、同時に保持シート１０の裏側からエジェクタ１４によってチップ２を突き上げることにより保持シート１０からチップ２をピックアップし、回路基板等に実装する。

本発明によれば、複数のチップに個片化された半導体ウェハを、その上面に保持シート、下面に保護シートをそれぞれ貼り付けた状態でチャンバから搬出するようにしたので、搬送中のチップの間隔の変動が抑制され、接触によるチッピングが減少し、歩留まりの向上が期待できるという効果があり、半導体チップの実装分野において有用である。

本発明の実施の形態の個片化された半導体ウェハの平面図図１のＡ−Ａ切断線における断面図本発明の実施の形態のプラズマエッチングによる半導体ウェハの個片化方法を工程順に示す側断面図本発明の実施の形態のプラズマ処理用のチャンバに半導体ウェハを搬入した状態を示す側断面図本発明の実施の形態のプラズマ処理用のチャンバから半導体ウェハを搬出する方法を示す側断面図

符号の説明

１半導体ウェハ
２チップ
３保護シート
５チャンバ
１０保持シート
１１ロボットハンド
１２形状保持用リング

Claims

回路面に保護シートが貼り付けられた半導体ウェハを保護シートが下向きになる姿勢でチャンバ内の支持台上で支持した状態でプラズマエッチングを施して複数のチップに個片化する工程と、複数のチップに個片化された半導体ウェハの上面に保持シートを貼り付ける工程と、上面側に保持シートが貼り付けられ下面側に保護シートが貼り付けられた状態の半導体ウェハをチャンバから搬出する工程、を含む半導体ウェハの個片化方法。
貼り付け面が下向きになる姿勢で前記保持シートを前記チャンバ内に搬入するとともに上面側に保持シートが貼り付けられ下面側に保護シートが貼り付けられた状態の前記半導体ウェハをチャンバから搬出する搬送手段を用いた請求項１に記載の半導体ウェハの個片化方法。
前記半導体ウェハの上面に前記保持シートを貼り付ける工程において、前記支持台の上面から気体を噴出して前記半導体ウェハの上面を前記保持シートに押し付ける工程をさらに含む請求項２に記載の半導体ウェハの個片化方法。
前記保持シートの半導体ウェハに貼り付けられる領域を囲繞する領域に形状保持用リングが設けられている請求項１乃至３の何れかに記載の半導体ウェハの個片化方法。