JP2010073964A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ダイシング工程でのチップの品質低下を回避する。
【解決手段】被処理基板上に水溶性保護膜を形成した後、レーザダイシングを行い、その除去物と保護膜を水洗により除去する（ステップＳ１〜Ｓ３）。その後、例えば、ブレードダイシングを行って被処理基板をチップに個片化し、そのチップをアルカリ溶液に浸漬し、さらに水洗処理を行う（ステップＳ４〜Ｓ６）。このアルカリ溶液への浸漬処理及び水洗処理により、先の水洗で除去されずにチップ表面に残った保護膜残渣を除去し、保護膜残渣に起因したチップの品質低下を回避する。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体装置の製造方法に関し、特に、チップのダイシング工程を有する半導体装置の製造方法に関する。

ウェーハ上に形成された複数のチップを個片化する方法の１つに、ブレードによってウェーハをダイシングラインに沿ってダイシングする方法（ブレードダイシング）がある。また、ブレードダイシングの際に生じ得るチップへのダメージを考慮し、ウェーハのダイシングラインにレーザビームを照射して照射面側の部分的な除去（レーザダイシング）を行った後に、ブレードダイシングを行う方法も提案されている。

レーザダイシングでは、その時の除去物がチップ表面に付着する、所謂デブリといった現象がしばしば発生する。そのようなチップ表面に付着した除去物は、その後、除去することが難しい。そこで、例えば、ウェーハ表面に水溶性の保護膜を形成した上で、レーザダイシング及びブレードダイシングを順に行い、その後、レーザダイシングの際に保護膜上に付着した除去物を、水洗によりその保護膜と共に除去する方法が提案されている（例えば、特許文献１，２参照。）。
特開２００４−１８８４７５号公報 特開２００５−１５０５２３号公報

しかし、水溶性の保護膜を水洗により除去する際には、保護膜が完全に溶解されずに、チップ表面に残ってしまう場合があった。このようなチップ表面の保護膜の残渣は、チップ電極付近に残って実装基板との接続を阻害することがあり、また、実装基板との間にアンダーフィル材を用いる場合にその充填を阻害したり内部にボイドを発生させてしまったりすることがある。そのため、チップ表面の保護膜の残渣は、チップの品質低下や、チップと実装基板等との接続信頼性の低下を招くおそれがある。

本発明の一観点によれば、被処理基板の表面に保護膜を形成する工程、前記保護膜及び前記被処理基板の一部をエネルギービームにより選択的に除去する工程、前記保護膜及び前記被処理基板を選択的に除去した後、前記被処理基板上に残留する前記保護膜を水洗により除去する工程及び、前記被処理基板上に残留する前記保護膜を除去した後、前記被処理基板の表面をアルカリ溶液に晒す工程を含む半導体装置の製造方法が提供される。

開示の半導体装置の製造方法によれば、保護膜残渣のない、高品質で高信頼性の半導体装置が実現可能になる。

以下、図面を参照して詳細に説明する。
まず、第１の実施の形態について説明する。
図１は第１の実施の形態の半導体装置形成フローの一例を示す図である。また、図２〜図９は半導体装置形成フローの各工程の説明図である。ここで、図２は初期状態の要部断面模式図、図３は保護膜形成工程の要部断面模式図、図４はレーザダイシング工程の要部断面模式図、図５はレーザダイシング工程後の要部断面模式図、図６は保護膜の水洗処理工程の要部断面模式図である。図７はブレードダイシング工程の要部断面模式図、図８はアルカリ溶液への浸漬処理工程の要部断面模式図、図９は水洗処理工程の要部断面模式図である。以下、第１の実施の形態の半導体装置形成フローを図１〜図９を参照して説明する。

ここでは、初期状態として、図２に示すような、複数のチップ１０ａが形成された被処理基板１０を用いる。なお、図２に示したチップ１０ａの内部構造は、一部分を模式的に例示したものである。

図２に例示した被処理基板１０は、シリコン基板１１の各チップ１０ａ領域に形成されたＭＯＳトランジスタ１２、その上に形成された多層配線１３、及びポリイミド（ＰＩ）等を用いて形成されたパッシベーション膜１４を有している。各チップ１０ａ間の領域は、ダイシングエリア（スクライブライン）１５となっており、被処理基板１０は、この部分でダイシングされることで、個々のチップ１０ａに個片化されるようになっている。

ＭＯＳトランジスタ１２は、例えば、シリコン基板１１に形成された素子分離領域１１ａによって画定された素子領域に、ゲート絶縁膜１２ａを介してゲート電極１２ｂが形成され、その両側のシリコン基板１１内にソース・ドレイン領域１２ｃが形成されている。ゲート電極１２ｂの側壁には、側壁絶縁膜１２ｄが形成されている。

また、多層配線１３は、例えば、層間絶縁膜１３ａを介して異なる層に配線１３ｂが形成され、ＭＯＳトランジスタ１２と配線１３ｂ間、異なる層の配線１３ｂ間はビア１３ｃによって電気的に接続されている。ここでは、層間絶縁膜１３ａの一部或いは全部に、チップ１０ａの電気的特性向上のため、低誘電率膜（Ｌｏｗ−ｋ膜）が用いられている。また、パッシベーション膜１４からは、配線１３ｂ等と電気的に接続された、外部接続用の電極１３ｄが部分的に露出している。

この図２に示すような初期状態の被処理基板１０に対し、そのスクライブライン１５に沿ってブレードダイシングを行うと、特に層間絶縁膜１３ａにＬｏｗ−ｋ膜を用いているような場合には、層間絶縁膜１３ａが剥離する等、チップ１０ａにダメージが加わることがある。

また、図２に示すような初期状態の被処理基板１０に対し、まずそのスクライブライン１５に沿ってレーザダイシングを行ってその部分の多層配線１３等を除去し、その後、ブレードダイシングを行う方法がある。この方法では、層間絶縁膜１３ａにＬｏｗ−ｋ膜を用いているような場合にも、ダイシング工程でチップ１０ａに加わるダメージを抑制することが可能になる。但し、レーザダイシング時に発生した除去物がチップ１０ａ表面に直接付着してしまうことがあり、この付着物は、その後、チップ１０ａ表面から除去することが難しい。

そこで、まずダイシングに先立ち、初期状態の被処理基板１０表面に、図３に示すように、保護膜１６を形成する（ステップＳ１）。保護膜１６には、後に除去可能な材料を用いる。ここでは、保護膜１６を、後に水洗によって溶解除去が可能な水溶性の樹脂材料を用いて形成する。そのような水溶性樹脂材料としては、例えば、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）を挙げることができる。例えば、樹脂材料にＰＶＡを用いる場合、保護膜１６は、まず水、ＰＶＡ及び添加剤を含む混合水溶液をスピンコート等の方法で被処理基板１０表面に塗布し、それを硬化させることによって形成することができる。

そして、このようにして保護膜１６を形成した後、図４に示すように、スクライブライン１５にレーザビーム２０を照射し、レーザダイシングを行う（ステップＳ２）。照射するレーザビーム２０には、紫外線レーザビームや赤外線レーザビームを用いることができる。このレーザダイシングにより、例えば、被処理基板１０の保護膜１６及び多層配線１３と、シリコン基板１１の一部を除去する。

このようにレーザダイシングを行うと、被処理基板１０に加工溝１０ｃが形成される。また、加工溝１０ｃの形成に伴い、被処理基板１０からの除去物（被処理基板１０のレーザビーム２０の照射による加工屑や被処理基板１０の構成材料の蒸気等）１０ｂが飛散し、或いはさらに凝集して、図５に示すように、保護膜１６上に堆積するようになる。ここでは、保護膜１６を形成しているため、除去物１０ｂがチップ１０ａ表面に直接堆積してしまうことがない。

図４及び図５に示したようなレーザダイシング後、保護膜１６を除去するため、図６に示すように、被処理基板１０を水２１に浸漬して水洗処理を行う（ステップＳ３）。この水洗処理は、保護膜１６をチップ１０ａ表面から溶解除去し、その際、保護膜１６上に堆積していた除去物１０ｂもチップ１０ａ表面から除去しようとするものである。

但し、この水洗処理では、図６に示したように、被処理基板１０表面に形成した保護膜１６の大部分が除去されるものの、保護膜１６の一部が除去されず、チップ１０ａ表面に残渣１６ａが発生してしまう場合がある。この残渣１６ａの発生には、レーザダイシング時に局所的なレーザビーム２０の照射によって発生した熱がパッシベーション膜１４上の保護膜１６を変質させ、チップ１０ａ表面に固化させたことが要因の１つとして挙げられる。残渣１６ａは、特に、各チップ１０ａの電極１３ｄが形成される段差部付近のパッシベーション膜１４上や電極１３ｄ上に残り易い。

このような保護膜１６の残渣１６ａの発生を考慮し、ここでは以下のような流れで処理を進める。
即ち、まず、図６に示した保護膜１６及び除去物１０ｂを除去するための水洗処理後、図７に示すように、レーザダイシングの結果できた加工溝１０ｃに沿ってブレード２２によるブレードダイシングを行い、チップ１０ａを個片化する（ステップＳ４）。このとき、残渣１６ａは、未だチップ１０ａ表面に残ったままである。

次いで、図８に示すように、表面に残渣１６ａが残る個片化したチップ１０ａを所定のアルカリ溶液２３に浸漬する（ステップＳ５）。チップ１０ａを浸漬するアルカリ溶液２３には、例えば、水酸化ナトリウム又はモノエタノールアミンが含まれる。

アルカリ溶液２３は、例えば、水酸化ナトリウムを用いる場合、濃度１．５％〜５．０％の水酸化ナトリウム水溶液とすることができる。この水酸化ナトリウム水溶液には、所定濃度の水酸化ナトリウムと水のほか、界面活性剤等の添加剤を含めるようにしてもよい。また、アルカリ溶液２３は、例えば、モノエタノールアミンを用いる場合、濃度５．０％〜２０．０％のモノエタノールアミン水溶液とすることができる。このモノエタノールアミン水溶液には、所定濃度のモノエタノールアミンと水のほか、界面活性剤等の添加剤を含めるようにしてもよい。

このような水酸化ナトリウム又はモノエタノールアミンを含んだアルカリ溶液２３にチップ１０ａを浸漬すると、図８に示したように、チップ１０ａ表面に固化していた残渣１６ａが膨潤するようになる。この膨潤の結果、チップ１０ａ表面と残渣１６ａとの密着力は弱まるようになる。

このようにしてアルカリ溶液２３への浸漬処理を行った後、図９に示すように、被処理基板１０を水２４に浸漬して水洗処理を行う（ステップＳ６）。この水洗処理を行うことにより、チップ１０ａからアルカリ溶液２３が除去されると共に、膨潤によりチップ１０ａ表面との密着力が弱まった残渣１６ａも除去されるようになる。その結果、表面に保護膜１６の残渣１６ａが残らないチップ１０ａを得ることができる。

例えば、残渣１６ａが、チップ１０ａの電極１３ｄ上やその付近に残っていると、バンプやワイヤの形成が阻害され、チップ１０ａとそれをバンプやワイヤを介して実装する基板やリードフレーム等との電気的接続信頼性を確保することができない場合が起こり得る。また、特にチップ１０ａがフリップチップ実装品である場合、バンプを介した実装基板との接続後、チップ１０ａとその実装基板との間にはアンダーフィル材が充填される。しかし、チップ１０ａ表面に残渣１６ａが残っていると、アンダーフィル材の充填が阻害されたり、アンダーフィル材の濡れ性悪化によって内部にボイドが発生したりして、接続強度を確保することができない場合がある。

上記のように、アルカリ溶液２３への浸漬処理及び水洗処理を行って残渣１６ａをチップ１０ａ表面から除去することにより、チップ１０ａの品質低下、チップ１０ａと実装基板等との接続信頼性の低下を回避することが可能になる。

なお、チップ１０ａを浸漬する際のアルカリ溶液２３の液温は、５０℃より高く、且つ１００℃未満、好ましくは６０℃以上１００℃未満とする。液温が５０℃以下の場合には、残渣１６ａとチップ１０ａ表面との密着力を弱めることが難しい。また、液温が１００℃以上の場合には、アルカリ溶液２３によるチップ１０ａの損傷を引き起こしてしまう可能性が高くなる。さらに、液温が１００℃以上の場合、アルカリ溶液２３の組成維持や取扱いも難しくなる。

チップ１０ａ表面からの残渣１６ａの除去後は、そのチップ１０ａをイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）溶液に浸漬し、その表面に残留するアルカリ成分（水酸化ナトリウム、モノエタノールアミン）をＩＰＡで置換する（ステップＳ７）。さらに、ＩＰＡ置換後のチップ１０ａを純水置換するようにしてもよい。このようなＩＰＡ溶液への浸漬処理により、アルカリ溶液２３の成分が残留することによる電極１３ｄやバンプの酸化等の劣化を抑制する。なお、このＩＰＡ溶液への浸漬処理等は、省略することもできる。

上記フローにおいて、例えば、チップ１０ａをフリップチップ実装品とする場合には、ステップＳ３の保護膜１６の水洗処理後（図６）、電極１３ｄにはんだ等の金属を用いたバンプを搭載するようにしてもよい。その場合、以後のステップＳ４のブレードダイシング（図７）、ステップＳ５，Ｓ６のアルカリ溶液２３への浸漬処理（図８）、水２４による水洗処理（図９）、及びステップＳ７のＩＰＡ溶液への浸漬処理等は、バンプを搭載した状態で行うようにすればよい。

なお、上記説明では、水酸化ナトリウムを含むアルカリ溶液２３を用いる場合、アルカリ溶液２３中の水酸化ナトリウム濃度として、１．５％〜５．０％の範囲を例示した。１．５％〜５．０％の範囲であれば、アルカリ溶液２３によってチップ１０ａに損傷を与えることなく、保護膜１６の残渣１６ａとチップ１０ａとの密着力を弱めることができ、その後の水洗処理でその残渣１６ａを除去することができる。チップ１０ａへの損傷としては、例えば、パッシベーション膜１４の膨潤や剥離、また、既にバンプが形成されている場合にはそのバンプの特定金属成分（スズ等）のエッチング等が挙げられる。

但し、アルカリ溶液２３中の水酸化ナトリウム濃度は、このような１．５％〜５．０％の範囲に限定されるものではない。
アルカリ溶液２３中の水酸化ナトリウム濃度が１．５％を下回る場合でも、アルカリ溶液２３によってチップ１０ａに損傷を与えることなく、保護膜１６の残渣１６ａとチップ１０ａとの密着力を弱めることは可能である。但し、その後の水洗処理で除去可能な程度まで密着力を弱めるために要する時間は、１．５％以上としたときに比べて長くなる可能性がある。また、アルカリ溶液２３中の水酸化ナトリウム濃度が５．０％を上回る場合でも、残渣１６ａとチップ１０ａとの密着力を弱めることは可能である。この場合、５．０％以下としたときに比べて短時間で、その後の水洗処理で除去可能な程度にチップ１０ａとの密着力を弱めることが可能である。但し、５．０％以下としたときに比べ、チップ１０ａがアルカリ溶液２３によって損傷を受ける可能性は高まる。

同様に、モノエタノールアミンを含むアルカリ溶液２３を用いる場合、アルカリ溶液２３中のモノエタノールアミン濃度は、先に例示した５．０％〜２０．０％の範囲に限定されるものではない。

アルカリ溶液２３中のモノエタノールアミン濃度が５．０％を下回る場合でも、アルカリ溶液２３によってチップ１０ａに損傷を与えることなく、残渣１６ａとチップ１０ａとの密着力を弱めることは可能である。但し、その後の水洗処理で除去可能な程度まで密着力を弱めるために要する時間は、５．０％以上としたときに比べて長くなる可能性がある。また、アルカリ溶液２３中のモノエタノールアミン濃度が２０．０％を上回る場合でも、残渣１６ａとチップ１０ａとの密着力を弱めることは可能である。この場合、２０．０％以下としたときに比べて短時間で密着力を弱めることが可能である。但し、２０．０％以下としたときに比べ、チップ１０ａがアルカリ溶液２３によって損傷を受ける可能性は高まる。

水酸化ナトリウム又はモノエタノールアミンを含むアルカリ溶液２３には、他工程においても使用されるものを用いるようにしてもよい。例えば、アルカリ溶液２３として、モノエタノールアミンを含む、ドライフィルムレジスト（ＤＦＲ）剥離液を流用することが可能である。例えば、５．０％〜２０．０％のモノエタノールアミンと、５．０％〜３０．０％の水を含んだもの等を用いることができる。

以上述べたように、ここでは、まず、レーザダイシング前に保護膜１６を形成し、レーザダイシング時の除去物１０ｂを保護膜１６上に堆積させ、その除去物１０ｂと一緒に保護膜１６を水洗処理によって除去する。そして、その水洗処理の際に除去しきれずに残った保護膜１６の残渣１６ａを、アルカリ溶液２３によってチップ１０ａ表面との密着力を弱め、水洗処理によって除去する。

レーザダイシングを行うため、チップ１０ａにＬｏｗ−ｋ膜等を用いている場合にも、ダイシングによってダメージが加わるのを抑え、チップ１０ａの品質劣化を抑えることができる。また、アルカリ溶液２３を用いることにより、形成過程で生じる残渣１６ａが除去された清浄なチップ１０ａを得ることができ、チップ１０ａの実装基板等との接続信頼性を確保することができる。

続いて、上記のようなアルカリ溶液を用いた保護膜残渣の除去について、さらに詳しく説明する。
図１０はアルカリ溶液に浸漬する方法及び他の方法による保護膜残渣除去の比較を示す図である。また、比較結果をまとめたものを表１に示す。

ここでは比較のため、次のような第１の方法、第２の方法及び第３の方法によってチップを作製している。
まず、第１の方法では、上記フローの例に従い、水溶性保護膜を形成してレーザダイシングを行った後、保護膜除去のための水洗処理を行い、はんだバンプ３１ａの搭載を経て、ブレードダイシングにより個片化したチップ３０ａを得る。そして、そのチップ３０ａについて、フラックスの塗布、はんだ融点以上の温度でのリフロー、及び溶剤によるフラックス洗浄を行う（フラックス・リフロー処理）。その後、そのチップ３０ａを６０℃のＩＰＡ溶液に５分、１０分、１５分浸漬する。また、ＩＰＡ溶液に１５分浸漬した後のチップ３０ａについては、溶剤及びフラックス成分を除去する、界面活性剤等を用いた仕上げ工程（リンス工程）を行う。図１０には、ＩＰＡ溶液浸漬処理前（初期）、ＩＰＡ溶液浸漬処理５分、１０分、１５分、及び仕上げ工程後のそれぞれのチップ表面状態を模式的に図示している。

第２の方法では、第１の方法と同様にして、はんだバンプ３１ｂを搭載した、個片化したチップ３０ｂを得た後、そのチップ３０ｂを、フラックス・リフロー処理を行うことなく、６０℃のＩＰＡ溶液に５分、１０分、１５分浸漬する。また、ＩＰＡ溶液に１５分浸漬した後のチップ３０ｂについては、フラックス・リフロー処理、さらに仕上げ工程まで行う。図１０には、ＩＰＡ溶液浸漬処理前（初期）、ＩＰＡ溶液浸漬処理５分、１０分、１５分、及び仕上げ工程後のそれぞれのチップ表面状態を模式的に図示している。

第３の方法は、上記フローのようにアルカリ溶液を用いる方法である。第３の方法では、まず第１の方法と同様にして、はんだバンプ３１ｃを搭載した、個片化したチップ３０ｃを得る。そして、そのチップ３０ｃを、フラックス・リフロー処理を行うことなく、６０℃のアルカリ溶液に５分浸漬し、水洗処理を行い、さらにＩＰＡ溶液浸漬処理を行う。また、同様にして、個片化したチップ３０ｃを、フラックス・リフロー処理を行うことなく、６０℃のアルカリ溶液に１０分浸漬し、水洗処理を行い、さらにＩＰＡ溶液浸漬処理を行う。図１０には、アルカリ溶液浸漬処理前（初期）、及びアルカリ溶液浸漬処理５分、１０分それぞれの場合のチップ表面状態を模式的に図示している。

このような第１の方法、第２の方法及び第３の方法を比較する。
まず、第１の方法では、図１０に示したように、ＩＰＡ溶液浸漬処理前（フラックス・リフロー処理後）、保護膜の水洗処理によって除去しきれなかった残渣３２ａがはんだバンプ３１ａ付近に残る。この残渣３２ａは、その後、６０℃のＩＰＡ溶液に５分浸漬しても除去されず、浸漬時間を１０分、１５分と延ばしても除去されない。さらに、ＩＰＡ溶液への１５分の浸漬後、仕上げ工程まで行ってみても、残渣３２ａは除去されない。このようなことから、保護膜の水洗処理によって除去されなかった残渣３２ａは、リフロー前のフラックスや、リフロー時の高温のフラックスに溶解せず、また、フラックス存在下の６０℃のＩＰＡ溶液にも溶解しないということができる。

また、第２の方法では、図１０に示したように、ＩＰＡ溶液浸漬処理前（個片化後）、保護膜の水洗処理によって除去しきれなかった残渣３２ｂがはんだバンプ３１ｂ付近に残る。この残渣３２ｂは、その後、６０℃のＩＰＡ溶液に５分、１０分、１５分と浸漬しても除去されない。さらに、ＩＰＡ溶液への１５分の浸漬後、フラックス・リフロー処理、さらに仕上げ工程まで行ってみても、残渣３２ｂは除去されない。このようなことから、保護膜の水洗処理によって除去されなかった残渣３２ｂは、６０℃のＩＰＡ溶液に溶解せず、また、ＩＰＡ溶液浸漬処理後のフラックス・リフロー処理によっても溶解しないということができる。

第３の方法では、図１０に示したように、ＩＰＡ溶液浸漬処理前（個片化後）、保護膜の水洗処理によって除去しきれなかった残渣３２ｃがはんだバンプ３１ｃ付近に残る。この残渣３２ｃは、６０℃のアルカリ溶液に５分浸漬して水洗処理を行うと、その一部が除去される。そして、６０℃のアルカリ溶液に１０分浸漬して水洗処理を行った場合には、残渣３２ｃが完全に除去される。このようなことから、保護膜の水洗処理によって除去されなかった残渣３２ｃは、アルカリ溶液を用いることで、効果的に除去可能であるということができる。

チップ３０ｃ表面について、残渣３２ｃが除去された領域と、元々残渣３２ｃが存在していなかった領域とを、走査型電子顕微鏡により観察すると、両領域の間で差は見られない。アルカリ溶液を用いるこの第３の方法によれば、残渣３２ｃをチップ３０ｃ表面に損傷を与えることなく除去可能である。

なお、アルカリ溶液として、モノエタノールアミン水溶液と水酸化ナトリウム水溶液のいずれを用いた場合にも、同様の効果が得られる。また、アルカリ溶液は、その液温を５０℃〜１００℃の範囲に設定して用いることができ、このような温度範囲内であれば、液温６０℃に限らず、同様の効果が得られる。

続いて、上記のようなアルカリ溶液を用いた保護膜残渣の除去を行う際に用いる治具及び処理装置について説明する。
図１１は治具の構成例の平面模式図であって、（Ａ）はトレイ、（Ｂ）はキャップ、（Ｃ）はキャップ付トレイを示す図である。図１２はキャップ付トレイを保持するトレイホルダの構成例を示す図である。

図１１（Ａ）に示すように、トレイ５０には、縦横にそれぞれ複数（ここでは３本）の溝５１が形成されている。これら縦横の溝５１によって囲まれた部分には、第１貫通孔５２が形成されており、さらに、縦横の溝５１が交差する部分には、その第１貫通孔５２よりも大きな径の第２貫通孔５３が形成されている。アルカリ溶液への浸漬処理を行うチップ４０は、縦横の溝５１の交差位置、即ち第２貫通孔５３上に載置される。このようなトレイ５０は、例えば、ステンレスを用いて形成することができる。

このトレイ５０の上には、図１１（Ｂ）に示すようなキャップ６０が被せられるようになっている。キャップ６０には、トレイ５０に形成されている第２貫通孔５３に対応する位置に貫通孔６１が形成されている。このようなキャップ６０は、例えば、ステンレスを用いて形成することができる。

このようなキャップ６０を、所定位置にチップ４０を載置したトレイ５０に重ね合わせることにより、図１１（Ｃ）に示すような、チップ４０を保持したキャップ付トレイ７０が得られる。

このようにして得られたキャップ付トレイ７０は、図１２に示すようなトレイホルダ８０にセットされる。トレイホルダ８０は、枠８１の一方側からキャップ付トレイ７０を挿入可能な支持部材８２を備えている。支持部材８２は、複数のキャップ付トレイ７０を縦方向に一定間隔で並べて（ここでは３段）配置できるように設けられている。

このように、チップ４０をキャップ付トレイ７０に保持し、そのキャップ付トレイ７０を挿入したトレイホルダ８０を、次の図１３に例示するような処理装置９０にセットして、チップ４０のアルカリ溶液等への浸漬処理を行う。

図１３は処理装置の構成例の模式図である。
図１３に示す処理装置９０は、処理に当たってトレイホルダ８０がセットされるローダ９１、及びローダ９１にセットされたトレイホルダ８０をアンローダ９２まで搬送可能な、レール９３ａに沿って移動するハンドラ９３を有している。

ローダ９１とアンローダ９２との間には、第１槽９４、第２槽９５、第３槽９６及び第４槽９７が配置されている。ここでは、第１槽９４をアルカリ溶液が貯留されたアルカリ溶液槽とし、第２槽９５を水が貯留された水洗槽とし、第３槽９６を窒素が流通可能な乾燥槽とし、第４槽９７をＩＰＡ溶液が貯留されたＩＰＡ溶液槽としている。

第１槽９４、第２槽９５、第３槽９６及び第４槽９７はそれぞれ、貯留されている液体の温度や内部の空間温度を所定温度に制御する処理温度制御部９８ａを備えている。さらに、第１槽９４、第２槽９５、第３槽９６及び第４槽９７はそれぞれ、処理時間を制御する処理時間制御部９８ｂを備えている。なお、液体が貯留される第１槽９４、第２槽９５及び第４槽９７には、液体をバブリング等によって撹拌する撹拌機構を設けてもよい。

この処理装置９０は、内部のガスを排気する排気口９９を備えたドラフト構造になっている。
このような構成を有する処理装置９０を用いて、チップ４０の保護膜残渣の除去処理を行う場合には、まず、レーザダイシング後の保護膜の水洗処理が済んでいるチップ４０を、キャップ付トレイ７０に保持する。そして、そのキャップ付トレイ７０をトレイホルダ８０に挿入し、そのトレイホルダ８０をローダ９１にセットする。

次いで、ハンドラ９３により、そのローダ９１のトレイホルダ８０を所定温度のアルカリ溶液が貯留されている第１槽９４へと搬送する。そして、そのトレイホルダ８０を第１槽９４のアルカリ溶液に所定時間、例えば１０分〜数十分程度、浸漬する。これにより、チップ４０表面に残っている保護膜残渣を膨潤させ、チップ４０表面との密着力を弱める。

第１槽９４への浸漬後は、ハンドラ９３により、トレイホルダ８０を水が貯留されている第２槽９５へと搬送する。そして、そのトレイホルダ８０を第２槽９５の水に所定時間浸漬し、チップ４０の水洗処理を行う。これにより、密着力が弱まった保護膜残渣をチップ４０表面から除去する。

第２槽９５への浸漬後は、ハンドラ９３により、トレイホルダ８０を第３槽９６へと搬送する。第３槽９６では、所定温度で窒素を流通させ、トレイホルダ８０、キャップ付トレイ７０、及びそれに保持されているチップ４０を乾燥させる。

第３槽９６での乾燥後は、ハンドラ９３により、トレイホルダ８０を所定温度のＩＰＡ溶液が貯留されている第４槽９７へと搬送する。そして、そのトレイホルダ８０を第４槽９７のＩＰＡ溶液に所定時間浸漬する。

第４槽９７への浸漬後は、ハンドラ９３により、トレイホルダ８０を再び第３槽９６へと搬送し、チップ４０等の乾燥を行い、保護膜残渣の除去処理を終了する。
以上説明したように、この第１の実施の形態では、レーザダイシングを行うに際して形成した保護膜を、レーザダイシング後に水洗処理によって除去し、ブレードダイシングを行って個片化した後に、そのチップのアルカリ溶液への浸漬処理を行い、水洗処理を行う。これにより、レーザダイシング後の水洗処理によって除去されなかった保護膜残渣を、アルカリ溶液への浸漬によってチップ表面との密着力を弱め、その後の水洗処理によってチップ表面から除去する。その結果、高品質で、実装基板等との接続信頼性を確保することのできるチップを得ることが可能になる。

また、この第１の実施の形態では、ブレードダイシングを行って個片化した後のチップに対し、アルカリ溶液への浸漬処理及び水洗処理を行う。そのため、個片化後、外観検査等によって保護膜残渣が残っているチップのみを選別し、その選別したチップに対してアルカリ溶液への浸漬処理及び水洗処理を行うようにすることが可能である。

次に、第２の実施の形態について説明する。
図１４は第２の実施の形態の半導体装置形成フローの一例を示す図である。
この図１４に示す第２の実施の形態のフローにおいて、レーザダイシング後の保護膜の水洗処理工程までは、上記第１の実施の形態と同じである（ステップＳ１〜Ｓ３，図２〜図６）。

即ち、第２の実施の形態では、まず、ダイシング前の初期状態の被処理基板１０表面に保護膜１６を形成する（ステップＳ１０，図２，図３）。次いで、その被処理基板１０に対し、スクライブライン１５に沿ってレーザダイシングを行った後（ステップＳ１１，図４）、除去物１０ｂが堆積した保護膜１６を除去するため（図５）、水洗処理を行う（ステップＳ１２，図６）。このとき、前述のように、チップ１０ａ表面には、水洗処理によって除去されなかった保護膜１６の残渣１６ａが発生する場合がある。

ここでは、次のようなフローによって、水洗処理後のチップ１０ａ表面に残る保護膜１６の残渣１６ａを除去する。
図１５はアルカリ溶液への浸漬処理工程の要部断面模式図、図１６は水洗処理工程の要部断面模式図、図１７はブレードダイシング工程の要部断面模式図である。以下、第２の実施の形態における保護膜１６の水洗処理後のフローについて、図１４〜図１７を参照してさらに説明する。

ここでは、図１５に示すように、レーザダイシング後の保護膜１６の水洗処理後、表面に残渣１６ａが残る被処理基板１０をアルカリ溶液２３に浸漬する（ステップＳ１３）。これにより、被処理基板１０表面の残渣１６ａを膨潤させ、被処理基板１０表面と残渣１６ａとの密着力を弱める。そして、図１６に示すように、アルカリ溶液２３への浸漬後の被処理基板１０を水２４に浸漬して水洗処理を行うことにより（ステップＳ１４）、被処理基板１０から残渣１６ａを除去する。

被処理基板１０表面からの残渣１６ａの除去後は、その被処理基板１０をＩＰＡ溶液に浸漬し、その表面に残留するアルカリ成分をＩＰＡで置換する（ステップＳ１５）。さらに、このＩＰＡ置換後、純水置換を行うようにしてもよい。なお、このＩＰＡ溶液への浸漬処理等は、省略することもできる。

このようなアルカリ溶液への浸漬処理及び水洗処理の後、或いはＩＰＡ溶液への浸漬処理の後、図１７に示すように、先のレーザダイシングによってできた加工溝１０ｃに沿ってブレード２２によるブレードダイシングを行う（ステップＳ１６）。これにより、被処理基板１０を複数のチップ１０ａに個片化する。

なお、ステップＳ１２の保護膜１６の水洗処理後（図６）、電極１３ｄにはんだ等の金属を用いたバンプを搭載する場合には、以後のステップＳ１３〜Ｓ１６（図１５〜図１７）の処理は、バンプを搭載した状態で行うようにすればよい。

このように、第２の実施の形態では、チップに個片化する前に、被処理基板に対し、アルカリ溶液への浸漬処理及び水洗処理を行う。そのため、被処理基板に形成されている複数のチップに対するアルカリ溶液への浸漬処理及び水洗処理を一括で行うことができ、処理に先立ってチップを選別したり、選別したチップを所定のトレイに並べてセットしたりする等の作業が不要になる。

以上、第１及び第２の実施の形態について説明したが、アルカリ溶液を用いた保護膜残渣の除去は、チップ或いはチップを形成した被処理基板のアルカリ溶液への浸漬処理及び水洗処理に限定されるものではない。例えば、チップや被処理基板の表面にアルカリ溶液を滴下したりスプレーしたりして保護膜残渣の密着力を弱め、その後、水洗処理を行うようにすることもできる。アルカリ溶液への浸漬処理に替えて、このようなアルカリ溶液の滴下処理やスプレー処理を行っても、チップや被処理基板の表面からの保護膜残渣の除去が可能である。

以上説明した実施の形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
（付記１） 被処理基板の表面に保護膜を形成する工程と、
前記保護膜及び前記被処理基板の一部をエネルギービームにより選択的に除去する工程と、
前記保護膜及び前記被処理基板を選択的に除去した後、前記被処理基板上に残留する前記保護膜を水洗により除去する工程と、
前記被処理基板上に残留する前記保護膜を除去した後、前記被処理基板の表面をアルカリ溶液に晒す工程と、
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。

（付記２） 前記アルカリ溶液は、水酸化ナトリウム、又はモノエタノールアミンを含むことを特徴とする付記１記載の半導体装置の製造方法。
（付記３） 前記アルカリ溶液の温度は、５０℃より高く、且つ、１００℃未満であることを特徴とする付記１又は２に記載の半導体装置の製造方法。

（付記４） 前記アルカリ溶液の温度は、６０℃以上で、且つ、１００℃未満であることを特徴とする付記１乃至３のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
（付記５） 前記保護膜は、ポリビニルアルコールであることを特徴とする付記１乃至４のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。

（付記６） 前記被処理基板の表面に前記保護膜を形成する前に、前記被処理基板上に低誘電率膜を形成する工程をさらに含むことを特徴とする付記１乃至５のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。

（付記７） 前記エネルギービームは、レーザビームであることを特徴とする付記１乃至６のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
（付記８） 前記エネルギービームは、前記被処理基板上に形成されたスクライブラインに照射されることを特徴とする付記１乃至７のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。

（付記９） 前記被処理基板上に残留する前記保護膜を除去した後に、前記スクライブラインに沿ってブレードを用いたダイシングを行う工程をさらに含み、
前記ブレードを用いたダイシング後に、ダイシング後の前記被処理基板片の表面を前記アルカリ溶液に晒すことを特徴とする付記８記載の半導体装置の製造方法。

（付記１０） 前記被処理基板の表面を前記アルカリ溶液に晒した後に、前記スクライブラインに沿ってブレードを用いたダイシングを行う工程をさらに含むことを特徴とする付記８記載の半導体装置の製造方法。

（付記１１） 前記被処理基板の表面を前記アルカリ溶液に晒した後に、水洗を行う工程をさらに含むことを特徴とする付記１乃至１０のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。

第１の実施の形態の半導体装置形成フローの一例を示す図である。 初期状態の要部断面模式図である。 保護膜形成工程の要部断面模式図である。 レーザダイシング工程の要部断面模式図である。 レーザダイシング工程後の要部断面模式図である。 保護膜の水洗処理工程の要部断面模式図である。 ブレードダイシング工程の要部断面模式図である。 アルカリ溶液への浸漬処理工程の要部断面模式図である。 水洗処理工程の要部断面模式図である。 アルカリ溶液に浸漬する方法及び他の方法による保護膜残渣除去の比較を示す図である。 治具の構成例の平面模式図であって、（Ａ）はトレイ、（Ｂ）はキャップ、（Ｃ）はキャップ付トレイを示す図である。 キャップ付トレイを保持するトレイホルダの構成例を示す図である。 処理装置の構成例の模式図である。 第２の実施の形態の半導体装置形成フローの一例を示す図である。 アルカリ溶液への浸漬処理工程の要部断面模式図である。 水洗処理工程の要部断面模式図である。 ブレードダイシング工程の要部断面模式図である。

符号の説明

１０ 被処理基板
１０ａ，３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，４０ チップ
１０ｂ 除去物
１０ｃ 加工溝
１１ シリコン基板
１１ａ 素子分離領域
１２ ＭＯＳトランジスタ
１２ａ ゲート絶縁膜
１２ｂ ゲート電極
１２ｃ ソース・ドレイン領域
１２ｄ 側壁絶縁膜
１３ 多層配線
１３ａ 層間絶縁膜
１３ｂ 配線
１３ｃ ビア
１３ｄ 電極
１４ パッシベーション膜
１５ スクライブライン
１６ 保護膜
１６ａ，３２ａ，３２ｂ，３２ｃ 残渣
２０ レーザビーム
２１，２４ 水
２２ ブレード
２３ アルカリ溶液
３１ａ，３１ｂ，３１ｃ はんだバンプ
５０ トレイ
５１ 溝
５２ 第１貫通孔
５３ 第２貫通孔
６０ キャップ
６１ 貫通孔
７０ キャップ付トレイ
８０ トレイホルダ
８１ 枠
８２ 支持部材
９０ 処理装置
９１ ローダ
９２ アンローダ
９３ ハンドラ
９３ａ レール
９４ 第１槽
９５ 第２槽
９６ 第３槽
９７ 第４槽
９８ａ 処理温度制御部
９８ｂ 処理時間制御部
９９ 排気口

Claims (5)

1. 被処理基板の表面に保護膜を形成する工程と、
   前記保護膜及び前記被処理基板の一部をエネルギービームにより選択的に除去する工程と、
   前記保護膜及び前記被処理基板を選択的に除去した後、前記被処理基板上に残留する前記保護膜を水洗により除去する工程と、
   前記被処理基板上に残留する前記保護膜を除去した後、前記被処理基板の表面をアルカリ溶液に晒す工程と、
   を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
2. 前記アルカリ溶液は、水酸化ナトリウム、又はモノエタノールアミン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. 前記アルカリ溶液の温度は、５０℃より高く、且つ、１００℃未満であることを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体装置の製造方法。
4. 前記エネルギービームは、前記被処理基板上に形成されたスクライブラインに照射されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
5. 前記被処理基板の表面を前記アルカリ溶液に晒した後に、水洗を行う工程をさらに含むことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。

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