JP2010003734A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ウェハシートを引き伸ばすときに半導体チップの整列乱れが発生することを抑制する。
【解決手段】粘着層を有するウェハシート２００に、複数の半導体チップ１１０が切り出されるウェハ１００を粘着する。次いで、ウェハ１００を分割ラインに沿って分割することにより、複数の半導体チップ１１０を個片化する。次いで、ウェハシート２００を、ウェハ１００の中心を中心として等方的に引き伸ばす。本半導体装置の製造方法は、ウェハシート２００を等方的に引き伸ばす工程の前に、粘着層の粘着力を部分的に低下させる工程を有する。これにより、ウェハシート２００に、複数の半導体チップ１１０それぞれの下に位置していて各々が半導体チップ１１０より面積が小さい複数の強粘着領域と、複数の強粘着領域相互間の領域であり強粘着領域より粘着力が小さい低粘着領域が形成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体ウェハに形成された複数の半導体チップを個片化する工程を有する半導体装置の製造方法に関する。

半導体装置の製造工程には、半導体ウェハに形成された複数の半導体チップを個片化する工程がある。この個片化工程には、半導体ウェハをウェハシート上に貼り付けた状態で個々の半導体チップに分割する工程、及びウェハシートを等方的に伸ばして個片化された半導体チップ相互間に隙間を形成する工程がある。個片化された半導体チップは画像認識により認識され、ピックアップされる。このため、ウェハシートを等方的に引き伸ばすときに半導体チップの配列が乱れると、ピックアップしにくくなってしまう。

特許文献１には、以下の技術が開示されている。まず最上層にＵＶ照射効果型粘着剤層、中間層に延性の小さい材質からなる基材層、最下層に延性の大きい材質からなる基材層の３層構造を有するダイシングテープ（ウェハシート）を用いる。そして、半導体チップを個片化する工程において、ダイシングブレードにて最下層の中央部まで切り込みをいれる。そして、ＵＶ光を照射して粘着剤層の粘着力を低下させ、そのダイシングテープを引き伸ばす。このとき、最下層のみが引き伸ばされるので、半導体チップの整列乱れは発生しない、と記載されている。

また特許文献２には、ウェハシートの下面に位置するノズルの温風噴出し口を回転可能にし、かつ回転中心に対して傾斜させる技術が開示されている。特許文献２によれば、ウェハシートの温度のばらつきが半導体チップの整列乱れの原因であるため、この技術により、半導体チップを均一な間隔に分離できる、と記載されている。
特開平８−１２４８８１号公報 特開平１１−２５１４０７号公報

ウェハシートは、半導体チップに粘着していない領域が引き伸ばされる。一方、上記したいずれの文献においても、半導体チップは下面全面がウェハシートに密着しているが、ウェハシートを引き伸ばしたときに、半導体チップの下面の一部がウェハシートから剥がれる。このため、ウェハシートのうち半導体チップに粘着していない領域の幅が半導体チップそれぞれごとに異なり、この結果、半導体チップの整列乱れが発生する可能性がある。

本発明によれば、粘着層を有するウェハシートに、複数の半導体チップが切り出されるウェハを粘着する工程と、
前記ウェハを分割ラインに沿って分割することにより、前記複数の半導体チップを個片化する工程と、
前記ウェハシートを、前記ウェハの中心を中心として等方的に引き伸ばす工程と、
を備え、
前記ウェハシートを引き伸ばす工程の前に、前記粘着層の粘着力を部分的に低下させることにより、前記ウェハシートに、前記複数の半導体チップそれぞれの下に位置していて各々が前記半導体チップより面積が小さい複数の強粘着領域と、前記複数の強粘着領域相互間の領域であり前記強粘着領域より粘着力が小さい低粘着領域とを形成する工程を備える半導体装置の製造方法が提供される。

本発明によれば、前記強粘着領域の面積は前記半導体チップの面積より小さいため、前記低粘着領域の一部は前記半導体チップの縁の下方に位置する。このため、前記ウェハシートを引き伸ばしたときに、前記半導体チップの下面の強粘着領域の一部が前記ウェハシートから剥がれることが抑制され、ウェハシートのうち半導体チップに粘着していない領域の幅が半導体チップごとに異なることが抑制される。従って、半導体チップの整列乱れが発生することが抑制される。

本発明によれば、半導体チップの整列乱れが発生することを抑制することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。

図１〜図５は、第１の実施形態にかかる半導体装置の製造方法を説明するための図である。本半導体装置の製造方法の概略は、以下の通りである。まず、粘着層を有するウェハシート２００に、複数の半導体チップ１１０が切り出されるウェハ１００を粘着する。次いで、ウェハ１００を分割ラインに沿って分割することにより、複数の半導体チップ１１０を個片化する。次いで、ウェハシート２００を、ウェハ１００の中心を中心として等方的に引き伸ばす。本半導体装置の製造方法は、ウェハシート２００を等方的に引き伸ばす工程の前に、粘着層の粘着力を部分的に低下させる工程を有する。これにより、ウェハシート２００に、複数の半導体チップ１１０それぞれの下に位置していて各々が半導体チップ１１０より面積が小さい複数の強粘着領域と、複数の強粘着領域相互間の領域であり強粘着領域より粘着力が小さい低粘着領域が形成される。

強粘着領域及び低粘着領域を形成する工程は、例えば半導体チップ１１０を個片化する工程の後でも良いが、ウェハ１００をウェハシート２００の上に粘着した後、半導体チップ１１０を個片化する工程の前であってもよいし、ウェハ１００をウェハシート２００の上に粘着する工程の前であっても良い。ただし、ウェハ１００をウェハシート２００の上に粘着した後のほうが、強粘着領域と半導体チップ１１０の相対位置の精度が高くなる。以下、詳細に説明する。

まず図１の断面図に示すように、粘着層を有するウェハシート２００の表面に、ウェハ１００を載置する。次いでウェハシート２００をウェハリング１５０に固定する。このとき、ウェハ１００は、ウェハリング１５０の内側に位置する領域に位置する。次いで、ダイシングによりウェハ１００を複数の半導体チップ１１０に個片化する。ウェハ１００は、例えばシリコンウェハである。ウェハシート２００の表面には粘着層（図示せず）が設けられており、ウェハ１００はこの粘着層によりウェハシート２００の表面に粘着する。粘着層は、紫外線照射により粘着力が低下する粘着剤で構成されている。紫外線照射前後の粘着層の粘着比は、例えば１：１０前後である。またウェハシート２００は、紫外線を透過する材料により形成されている。

次いで、ウェハシート２００の裏面側にメタルマスク３０を配置する。メタルマスク３０は、ガラス基板上にメタルパターン３２を有している。メタルパターン３２は、強粘着領域となる領域を覆う形状をしている。次いでメタルマスク３０をマスクとして、ウェハシート２００の裏面側からウェハシート２００に紫外線を照射する。これにより、ウェハシート２００に強粘着領域及び低粘着領域が形成される。

図２（ａ）は紫外線照射前のウェハシート２００の平面拡大図であり、図２（ｂ）は紫外線照射後のウェハシート２００の平面拡大図である。各図において、説明のためウェハシート２００の中に半導体チップ１１０の位置を示している。

図２（ａ）に示す状態において、ウェハシート２００には紫外線が照射されていないため、粘着層はいずれの領域においても粘着力が低下していない。これに対して、図２（ｂ）に示す状態は、ウェハシート２００に紫外線が照射された後の状態であるため、粘着層の粘着力が部分的に低下している。このため、ウェハシート２００には複数の強粘着領域２０２、及び低粘着領域２０４が形成されている。

強粘着領域２０２は、複数の半導体チップ１１０それぞれの下に位置しており、半導体チップ１１０より面積が小さい。半導体チップ１１０に対する強粘着領域２０２の面積比は、例えば５％以上２０％以下である。強粘着領域２０２の中心は半導体チップ１１０の中心に重なっている。本図に示す例において、強粘着領域２０２は円形であり、全周が半導体チップ１１０の周の内側に位置している。本実施形態において、強粘着領域２０２の形状はすべて等しい。

低粘着領域２０４は、本図に示す例において、複数の強粘着領域２０２の相互間の全領域であり、一部が半導体チップ１１０の全周から半導体チップ１１０の下方に入り込んでいる。

図３は、紫外線が照射された後のウェハシート２００の平面図であり、説明のためにウェハ１００及び半導体チップ１１０を点線で示している。本図に示すように、ウェハ１００は複数の半導体チップ１１０に個片化されている。そして強粘着領域２０２は、ウェハ１００の下方のみではなくウェハシート２００の全面にわたって等間隔に形成されている。

次いで図４（ａ）に示すように、複数の半導体チップ１１０及びウェハリング１５０が粘着されたウェハシート２００を、エキスパンドリング１７０上に乗せる。平面視においてエキスパンドリング１７０は、ウェハリング１５０とウェハ１００の間に位置する。次いで図４（ｂ）に示すように、プレスリング１６０を用いてウェハリング１５０を押し下げる。または、エキスパンドリング１７０を押し上げる。これにより、ウェハシート２００はウェハ１００の中心を中心として等方的に引き伸ばされる。この引き伸ばし量は、例えば１１０％である。

図５（ａ）は、図４（ｂ）の工程を経た後のウェハシート２００及び半導体チップ１１０の配置を示す平面図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）の拡大図を模式的に示す図である。これらの図に示すように、ウェハシート２００は、低粘着領域２０４が引き伸ばされている。そして半導体チップ１１０に整列乱れは生じていない。

その後、半導体製造装置がウェハシート２００を上方から撮像し、得られた画像データを画像処理することによりウェハシート２００上の複数の半導体チップ１１０の位置及び形状を認識し、各々の半導体チップ１１０をピックアップする。

次に、本発明の作用効果について、図５の各図を用いて説明する。上記したように、強粘着領域２０２は半導体チップ１１０より小さい。そして強粘着領域２０２の相互間の領域は低粘着領域２０４である。このため、半導体チップ１１０の下面は一部のみが強粘着領域２０２によってウェハシート２００に粘着されている。従って、ウェハシート２００を等方的に引き伸ばす工程において、半導体チップ１１０の下面の強粘着領域２０２の一部がウェハシート２００から剥がれることが抑制される。この結果、ウェハシート２００のうち半導体チップ１１０に粘着していない領域の幅が半導体チップ１１０ごとに異なることが抑制される。従って、図５の各図に示すように、半導体チップ１１０の整列乱れが発生することが抑制される。この効果は、半導体チップ１１０に対する強粘着領域２０２の面積比が５％以上２０％以下である場合、特に顕著になる。

また強粘着領域２０２と低粘着領域２０４の形成を、マスクを用いた紫外線照射により行っているため、これらの形成工程が簡単である。また、ウェハ１００が有するアライメントマークを用いてメタルマスク３０の位置あわせを行った場合、半導体チップ１１０に対する強粘着領域２０２と低粘着領域２０４の位置精度が向上する。

次に第２の実施形態にかかる半導体装置の製造方法について説明する。本実施形態にかかる半導体装置の製造方法は、強粘着領域２０２及び低粘着領域２０４の形状を除いて第１の実施形態と同様である。強粘着領域２０２及び低粘着領域２０４の形状の変更は、第１の実施形態の図１に示したメタルパターン３２の形状を変更することにより行うことができる。

図６は、本実施形態における強粘着領域２０２及び低粘着領域２０４の形状を示す平面図である。本実施形態においても、強粘着領域２０２は複数の半導体チップ１１０それぞれの下に位置しており、半導体チップ１１０より面積が小さい。また強粘着領域２０２の形状は同一ではなく、ウェハ１００のどの位置に対応しているかによって異なっている。また低粘着領域２０４は、第１の実施形態と同様に、複数の強粘着領域２０２の相互間の全領域である。そして、ウェハ１００の径方向における低粘着領域２０４の幅の総和は、いずれの方向においても略等しいか、又は最大値に対する最小値の割合が６５％以上になっている。

なお、本実施形態においても、半導体チップ１１０に対する強粘着領域２０２の面積比は、例えば５％以上２０％以下である。強粘着領域２０２の中心は半導体チップ１１０の中心に重なっている。また低粘着領域２０４は、一部が半導体チップ１１０の全周から半導体チップ１１０の下方に入り込んでいる。

図７は、強粘着領域２０２の形状の一例を説明する図である。本図に示す例において、半導体チップ１１０は正方形又は長方形であり、ウェハ１００の中心には半導体チップ１１０の中心が位置している。そして、ウェハ１００の中心Ｏを通っていて分割ラインに対して平行又は垂直な第１ラインＯ−Ａ上及びＯ−Ａ´上に位置する半導体チップ１１０に対応する強粘着領域２０２は、直径がｒ₁の略円形である。一方、半導体チップ１１０のうち対角線の延長線Ｏ−Ｂ又はＯ−Ｂ´がウェハ１００の中心Ｏを通る半導体チップ１１０に対応する強粘着領域２０２は、長軸が対角線に平行であり長径がｒ₂の略楕円形である。そして、ｒ₁とｒ₂は、以下の式（１）を満たしている。
ｒ₂＝（（ｎ_a―１）×ｒ₁）／（ｎ_b−１）・・・（１）
ただしｎ_a＝第１ラインＯ−Ａ上又はＯ−Ａ´上に位置する半導体チップ１１０の数、ｎ_b＝対角線の延長線Ｏ−Ｂ上又はＯ−Ｂ´上に位置する半導体チップ１１０の数である。

式（１）は、以下のようにして導出される。ウェハ１００のＯ−Ａ方向における低粘着領域２０４の幅の総和Ｗ₁は、以下の式（２）で示され、ウェハ１００のＯ−Ｂ方向における低粘着領域２０４の幅の総和Ｗ₂は、以下の式（３）で示される。
Ｗ₁＝Ｒ−（ｒ₁／２＋（ｎ_a−１）×ｒ₁）・・・（２）
Ｗ₂＝Ｒ−（ｒ₁／２＋（ｎ_b−１）×ｒ₂）・・・（３）
ただしＲはウェハ１００の半径である。そして式（２）及び（３）の右辺のうち第２項の「ｒ₁／２」は、ウェハ１００の中心に位置する強粘着領域２０２を示している。
そして（２）＝（３）を解けば、（１）式が得られる。

そしてＯ−Ａ上、Ｏ−Ａ´上、Ｏ−Ｂ上、及びＯ−Ｂ´上以外の半導体チップ１１０に対応する強粘着領域２０２の形状は、例えばその強粘着領域２０２上に位置する半導体チップ１１０の中心からＯ−Ａ又はＯ−Ａ´までの最短距離と、その強粘着領域２０２上に位置する半導体チップ１１０の中心からＯ−Ｂ又はＯ−Ｂ´までの最短距離との比の逆数に応じて、上記した略円形と略楕円形を加重平均することにより定められる。すなわち、略円形の加重比は半導体チップ１１０の中心からＯ−Ｂ又はＯ−Ｂ´までの最短距離に相当し、略楕円形の加重比は半導体チップ１１０の中心からＯ−Ａ又はＯ−Ａ´までの最短距離に相当する。

本実施形態によっても、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。また、ウェハ１００の径方向における低粘着領域２０４の幅の総和は、いずれの方向においても略等しいか、又は最大値に対する最小値の割合が６５％以上である。ウェハシート２００は、主に低粘着領域２０４が引き伸ばされる。従って、ウェハシート２００は等方的に引き伸ばされやすくなり、ウェハ１００の径方向に半導体チップ１１０の整列乱れが発生することがさらに抑制される。

なお第１及び第２の実施形態において、ウェハシート２００にウェハ１００を粘着させた後に、強粘着領域２０２及び低粘着領域２０４を形成していたが、強粘着領域２０２及び低粘着領域２０４を形成した後に、ウェハシート２００にウェハ１００を粘着させても良い。この場合、強粘着領域２０２及び低粘着領域２０４の形成方法は第１及び第２の実施形態と同様である。

以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。

実施形態にかかる半導体装置の製造方法を示す断面図である。 （ａ）は紫外線照射前のウェハシートの平面拡大図であり、（ｂ）は紫外線照射後のウェハシートの平面拡大図である 紫外線が照射された後のウェハシートの平面図である。 各図は実施形態にかかる半導体装置の製造方法を示す断面図である。 （ａ）は図４（ｂ）の工程を経た後のウェハシート及び半導体チップの配置を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）の拡大図を模式的に示す図である。 第２の実施形態における強粘着領域及び低粘着領域の形状を示す平面図である。 強粘着領域の形状の一例を説明する図である。

符号の説明

３０ メタルマスク
３２ メタルパターン
１００ ウェハ
１１０ 半導体チップ
１５０ ウェハリング
１６０ プレスリング
１７０ エキスパンドリング
２００ ウェハシート
２０２ 強粘着領域
２０４ 低粘着領域

Claims (5)

1. 粘着層を有するウェハシートに、複数の半導体チップが切り出されるウェハを粘着する工程と、
   前記ウェハを分割ラインに沿って分割することにより、前記複数の半導体チップを個片化する工程と、
   前記ウェハシートを、前記ウェハの中心を中心として等方的に引き伸ばす工程と、
   を備え、
   前記ウェハシートを引き伸ばす工程の前に、前記粘着層の粘着力を部分的に低下させることにより、前記ウェハシートに、前記複数の半導体チップそれぞれの下に位置していて各々が前記半導体チップより面積が小さい複数の強粘着領域と、前記複数の強粘着領域相互間の領域であり前記強粘着領域より粘着力が小さい低粘着領域とを形成する工程を備える半導体装置の製造方法。
2. 請求項１に記載の半導体装置の製造方法において、
   前記粘着層は、紫外線照射により粘着力が変化し、
   前記複数の強粘着領域及び前記低粘着領域を形成する工程は、前記粘着層に部分的に紫外線を照射することにより、前記複数の強粘着領域及び前記低粘着領域を形成する工程である半導体装置の製造方法。
3. 請求項１または２に記載の半導体装置の製造方法において、
   前記ウェハの径方向における前記低粘着領域の幅の総和は、いずれの方向においても略等しいか、又は最大値に対する最小値の割合が６５％以上である半導体装置の製造方法。
4. 請求項３に記載の半導体装置の製造方法において、
   前記半導体チップは正方形又は長方形であり、
   前記ウェハの中心を通っていて前記分割ラインに対して平行又は垂直な第１ライン上に位置する前記半導体チップに対応する前記強粘着領域は、略円形であり、
   対角線の延長線が前記ウェハの中心を通る前記半導体チップに対応する前記強粘着領域は、長軸が前記対角線に平行な略楕円形であり、
   前記円形の直径ｒ₁と前記楕円形の長径ｒ₂は、以下の式を満たす半導体装置の製造方法。
   ｒ₂＝（（ｎ_a―１）×ｒ₁）／（ｎ_b−１）
   ただしｎ_a＝前記第１ライン上に位置する前記半導体チップの数、ｎ_b＝前記延長線上に位置する前記半導体チップの数。
5. 請求項１〜４のいずれか一つに記載の半導体装置の製造方法において、
   前記半導体チップに対する前記強粘着領域の面積比は、５％以上２０％以下である半導体装置の製造方法。

Images