JP2010171068A - 半導体装置の製造装置および半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】半導体ウェハを損傷させることなく複数の半導体チップに切断し得る半導体装置の製造装置および半導体装置の製造方法を提供する。
【解決手段】テーブル１１ａをダイシングブレード１２の回転方向に対して順方向である切断予定方向に移動させるためのテーブル移動装置１１を備えている。さらに、テーブル１１ａ上の半導体ウェハ３０に対して切断予定方向に切削液Ｗを流出する切削液流出装置１３を備えている。そして、切断予定方向に流れる切削液Ｗ中にて、回転するダイシングブレード１２を半導体ウェハ３０に対して押し付けることにより、半導体ウェハ３０が切断分離される。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体ウェハをダイシングブレードにより切断して複数の半導体チップを成形する半導体装置の製造装置および半導体装置の製造方法に関するものである。

従来より、半導体ウェハ、特に、機械的強度が低い薄膜構造部が多数形成される半導体ウェハをダイシングブレードにより切断して複数の半導体チップを成形する半導体装置の製造装置に関する技術として、例えば、下記特許文献１に開示される薄膜構造部形成基板のダイシング方法がある。このダイシング方法では、ダイシングブレードの冷却および切屑除去のために吹き付ける純水の圧力（切削液の噴射）から薄膜構造部を保護するために、薄膜構造部形成基板の薄膜構造部側面に保護層を形成した後にダイシングブレードにより個別の半導体チップに切断する。そして、このように切断された各半導体チップの保護層をプラズマエッチングや樹脂剥離液等の手段で剥離させた後にダイシング用シートから個々の半導体チップを剥がしている。

そして、下記特許文献２に開示される半導体力学量センサでは、各可動部を保護するために各可動部をそれぞれキャップにて覆うことで、ウェハ状態から半導体チップにダイシングカットする際の水圧や水流（切削液の噴射）から各稼動部を保護している。

また、下記特許文献３に開示されるＩＣウェハのダイシング装置の装置構造では、切削水が満たされた切削水槽内でブレードによりＩＣウェハを切削した後、ウェハ洗浄ノズルによりＩＣウェハ上に残留していた切削屑を洗浄している。

特開２００４−１８６２５５号公報 特開２００１−１１９０４０号公報 特開平１１−２６０７６５号公報

しかしながら、上記特許文献１および２では、薄膜構造部形成基板のように、切削液の噴射から各検出部を保護するために各検出部上に保護層を形成する場合、ダイシングブレードによる切断後に各半導体チップの保護層を剥離させる必要があるため、作業が複雑となり製造コスト低減の障害となる。

さらに、検出部が検出対象に直接接触することにより当該検出対象の物理量を検出するものであれば、上述した半導体力学量センサのように各検出部をキャップにて覆うことで保護する場合、ダイシングブレードによる切断後に各半導体チップのキャップを外す必要があるため、作業が複雑となり製造コスト低減の障害となる。

また、上記特許文献３のように、切削水が貯められた切削水槽内で半導体ウェハの切削を行う場合、切削水槽内に切屑が停滞して、半導体ウェハに切屑が付着してしまうため、半導体ウェハを切削した後に、半導体ウェハの洗浄工程を設ける必要がある。そのため、作業が複雑となり製造コスト低減の障害となる。

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、半導体ウェハを損傷させることなく複数の半導体チップに切断し得る半導体装置の製造装置および半導体装置の製造方法を提供することにある。

上記目的を達成するため、特許請求の範囲に記載の請求項１の半導体装置の製造装置では、テーブル上に配置される半導体ウェハをダイシングブレードにより切断分離して半導体チップを複数形成する半導体装置の製造装置であって、前記テーブルを前記ダイシングブレードの回転方向に対して順方向である切断予定方向に移動させるためのテーブル移動手段と、前記テーブル上の前記半導体ウェハに対して前記切断予定方向に切削液を流出する切削液流出手段と、を備え、前記テーブル移動手段により前記切断予定方向に移動する前記テーブル上の前記半導体ウェハに対して、前記切断予定方向に流れる前記切削液中にて、回転する前記ダイシングブレードを押し付けることにより前記半導体ウェハを切断分離することを特徴とする。

請求項２の半導体装置の製造方法では、テーブル上に配置される半導体ウェハをダイシングブレードにより切断分離して半導体チップを複数形成する半導体装置の製造方法であって、前記半導体ウェハを前記テーブル上に配置して該半導体ウェハに対し切断予定方向に切削液を流出する第１工程と、前記切断予定方向に流れる前記切削液中の前記半導体ウェハに対して前記ダイシングブレードを回転させて押し付けるとともに、この半導体ウェハが配置される前記テーブルを前記ダイシングブレードの回転方向に対して順方向となるように前記切断予定方向に移動させる第２工程と、前記半導体ウェハを前記ダイシングブレードにより前記切断予定方向に流れる前記切削液中にて切断分離する第３工程と、を備えることを特徴とする。

請求項１の半導体装置の製造装置では、テーブルをダイシングブレードの回転方向に対して順方向である切断予定方向に移動させるためのテーブル移動手段を備えている。さらに、テーブル上の半導体ウェハに対して切断予定方向に切削液を流出する切削液流出手段を備えている。そして、切断予定方向に流れる切削液中にて、回転するダイシングブレードを半導体ウェハに対して押し付けることにより、半導体ウェハが切断分離される。

これにより、本発明の半導体装置の製造装置では、半導体ウェハに切削液を直接噴射して切屑を除去して製造する半導体装置の製造装置と比較して、半導体ウェハを損傷させることなく複数の半導体チップに切断することができる。とくに、本発明の半導体装置の製造装置では、機械的強度が低い薄膜構造部が多数形成される半導体ウェハを切断する場合でも、半導体ウェハを損傷させることがない。
そして、切削液流出手段から流出する切削液により、切屑は半導体チップ上に停滞することなく切削液とともに常に流される。そのため、半導体ウェハへの切屑付着が確実に抑制されるので、半導体ウェハを切断した後に、半導体ウェハの洗浄工程を設ける必要がなく、装置を簡略化することができる。さらに、テーブル上の半導体ウェハに対して切断予定方向と同じ方向に切削液を流出させているため、切屑の停滞をより抑制することができる。

請求項２の半導体装置の製造方法では、半導体ウェハをテーブル上に配置して半導体ウェハに対し切断予定方向に切削液を流出する。次に、切断予定方向に流れる切削液中の半導体ウェハに対してダイシングブレードを回転させて押し付けるとともに、この半導体ウェハが配置されるテーブルをダイシングブレードの回転方向に対して順方向となるように切断予定方向に移動させる。そして、半導体ウェハをダイシングブレードにより切断予定方向に流れる切削液中にて切断分離する。

これにより、本発明の半導体装置の製造方法では、半導体ウェハに切削液を直接噴射して切屑を除去して半導体装置を製造する方法と比較して、半導体ウェハを損傷させることなく複数の半導体チップに切断することができる。とくに、本発明の半導体装置の製造方法では、機械的強度が低い薄膜構造部が多数形成される半導体ウェハを切断する場合でも、半導体ウェハを損傷させることがない。
そして、テーブル上の半導体ウェハに対して切断予定方向に切削液を流出させているため、切屑を停滞させることなく切削液とともに流すことができる。そのため、半導体ウェハへの切屑の付着が抑制されるとともに、半導体ウェハを切断した後に、半導体ウェハの洗浄工程を設ける必要がなく、作業の簡略化を図ることができる。さらに、テーブル上の半導体ウェハに対して切断予定方向と同じ方向に切削液を流出させているため、切屑が停滞するのをより抑制することができる。

本発明の実施形態におけるダイシング装置の全体概略斜視図である。 テーブル上に配置された半導体ウェハの切断分離する部分の拡大断面図である。 図３（Ａ）は、切削液中にテーブル上の半導体ウェハが配置された状態を示す拡大断面図であり、図３（Ｂ）は、ダイシングブレード１２により半導体ウェハ３０を切断する状態を示す拡大断面図であり、図３（Ｃ）は、半導体ウェハ３０を切断後にダイシングブレード１２を上方へ移動させた状態を示す拡大断面図である。

以下、本発明に係る半導体装置の製造装置およびその製造方法について図を参照して説明する。
本発明の実施形態（以下「本実施形態」という。）では、半導体装置の製造装置としてのダイシング装置に本発明を適用した場合について図を参照して説明する。図１は、本実施形態におけるダイシング装置１０の全体概略斜視図である。図２は、テーブル上に配置された半導体ウェハの切断分離する部分の拡大断面図である。なお、各図では、説明のために一部を拡大して誇張して示している。

図１に示すように、ダイシング装置１０は、半導体ウェハ３０を切断分離して検出部である後述の薄膜構造部３２を有する半導体チップを複数成形するための装置であって、主に、テーブル１１ａを移動可能に支持するテーブル移動装置１１と、ダイシングブレード１２と、切削液流出装置１３とを備えている。

図２に示すように、半導体ウェハ３０は、基板３１の表面に各薄膜構造部３２を形成した後に基板３１の裏面側から各薄膜構造部３２を残すように空洞部３３をそれぞれ設けることにより形成されている。

このように形成される半導体ウェハ３０は、その裏面が当該半導体ウェハ３０を囲む図略のフレームの裏面とともにダイシングテープ３４により貼着された状態で、テーブル１１ａに真空吸着される。

テーブル移動装置１１は、テーブル１１ａをダイシングブレード１２の回転方向（図１中α方向）に対して順方向（図１中右方向）であって、半導体ウェハ３０の切断予定ラインＬがダイシングブレード１２の切断位置に合うように移動可能に構成されている。なお、テーブル移動装置１１は、特許請求の範囲に記載の「テーブル移動手段」の一例に相当する。

ダイシングブレード１２は、例えば、ダイヤモンド砥粒等を埋め込んで円盤状に形成されている。このダイシングブレード１２は、図略のモータの回転軸に連結されて高速回転可能であって、上下方向に移動可能に支持されている。

切削液流出装置１３は、例えば、切屑除去のための切削液Ｗとして純水を、テーブル１１ａ上の半導体ウェハ３０に対して切断予定方向（図１中β方向）に流出するように構成されている。また、図１および図２に示すように、切削液流出装置１３は、半導体ウェハ３０が切削液Ｗ中に浸かる程度に、切削液Ｗを供給する。なお、切削液流出装置１３は、特許請求の範囲に記載の「切削液流出手段」の一例に相当する。

このように構成される本実施形態に係るダイシング装置１０によるダイシング方法について、図３（Ａ）〜（Ｃ）を用いて説明する。図３（Ａ）は、切削液Ｗ中にテーブル１１ａ上の半導体ウェハ３０が配置された状態を示す拡大断面図であり、図３（Ｂ）は、ダイシングブレード１２により半導体ウェハ３０を切断する状態を示す拡大断面図であり、図３（Ｃ）は、半導体ウェハ３０を切断後にダイシングブレード１２を上方へ移動させた状態を示す拡大断面図である。

まず、図３（Ａ）に示すように、ダイシングテープ３４が貼着された半導体ウェハ３０をテーブル１１ａ上に真空吸着させて配置する。そして、切削液流出装置１３（図１参照）により切削液Ｗを、テーブル１１ａ上の半導体ウェハ３０に対して切断予定方向に流出させ（特許請求の範囲に記載の「第１工程」の一例に相当）、半導体ウェハ３０が切削液Ｗ中に浸かる程度に供給する。

次に、図３（Ｂ）に示すように、高速回転するダイシングブレード１２の刃先部を下方へ移動させて切断予定ラインＬに押し付ける。そして、テーブル移動装置１１によりテーブル１１ａをダイシングブレード１２の回転方向に対して順方向である切断予定方向に移動させて、半導体ウェハ３０の切断を開始する（図１参照、特許請求の範囲に記載の「第２工程」の一例に相当）。

このとき、切断工程により発生した切屑Ｓは、図１に示すように、テーブル１１ａ上の半導体ウェハ３０に対して切断予定方向に流出する切削液Ｗにより図１中β方向に流されるため、当該切屑Ｓが半導体ウェハ３０に付着することが抑制されるとともに、ダイシングブレード１２に付着した切屑Ｓを除去することができる。さらに、切削液Ｗを半導体ウェハ３０に直接噴射させないので、半導体ウェハ３０の検出部である薄膜構造部３２が損傷し難くなる。

そして、図３（Ｃ）に示すように、切断対象の切断予定ラインＬに沿う基板３１の切断が終了すると（特許請求の範囲に記載の「第３工程」の一例に相当）、ダイシングブレード１２をテーブル１１ａに対して上方に移動させ、半導体ウェハ３０をテーブル１１ａとともに次の切断対象となる切断予定ラインＬを切断可能な位置に移動させる。このようなダイシング作業を繰り返すことにより、半導体ウェハ３０を各半導体チップに切断することができる。
さらに、切屑Ｓは半導体ウェハ３０上に停滞することなく切削液Ｗとともに流されるため、半導体ウェハ３０を切断した後に、半導体ウェハ３０に付着する切屑Ｓを除去するための洗浄工程を設ける必要がなく、作業の簡略化を図ることができる。なお、流水させた切削液Ｗは切屑Ｓとともに図略の切削液回収装置によってフィルタを介して回収することにより、切削液Ｗと切屑とを分離回収して、回収した切削液Ｗを再利用することができる。

以上説明したように、本実施形態に係るダイシング装置１０は、テーブル１１ａをダイシングブレード１２の回転方向に対して順方向である切断予定方向に移動させるためのテーブル移動装置１１を備えている。さらに、テーブル１１ａ上の半導体ウェハ３０に対して切断予定方向に切削液Ｗを流出する切削液流出装置１３を備えている。そして、切断予定方向に流れる切削液Ｗ中にて、回転するダイシングブレード１２を半導体ウェハ３０に対して押し付けることにより、半導体ウェハ３０が切断分離される。

これにより、本実施形態に係るダイシング装置１０では、半導体ウェハ３０に切削液Ｗを直接噴射して切屑Ｓを除去して製造する半導体装置のダイシング装置と比較して、半導体ウェハ３０を損傷させることなく複数の半導体チップに切断することができる。とくに、本実施形態に係るダイシング装置１０では、機械的強度が低い薄膜構造部３２が多数形成される半導体ウェハ３０を切断する場合でも、半導体ウェハ３０を損傷させることがない。
そして、切削液流出装置１３から流出する切削液Ｗにより、切屑Ｓは半導体チップ上に停滞することなく切削液Ｗとともに常に流される。そのため、半導体ウェハ３０への切屑Ｓの付着が確実に抑制されるので、半導体ウェハ３０を切断した後に、半導体ウェハ３０の洗浄工程を設ける必要がなく、装置を簡略化することができる。さらに、テーブル１１ａ上の半導体ウェハ３０に対して切断予定方向と同じ方向に切削液Ｗを流出させているため、切屑Ｓの停滞をより抑制することができる。

また、本実施形態に係る半導体装置の製造方法では、半導体ウェハ３０をテーブル１１ａ上に配置して半導体ウェハ３０に対し切断予定方向に切削液Ｗを流出する。次に、切断予定方向に流れる切削液Ｗ中の半導体ウェハ３０に対してダイシングブレード１２を回転させて押し付けるとともに、この半導体ウェハ３０が配置されるテーブル１１ａをダイシングブレード１２の回転方向に対して順方向となるように切断予定方向に移動させる。そして、半導体ウェハ３０をダイシングブレード１２により切断予定方向に流れる切削液Ｗ中にて切断分離する。

これにより、本発明の半導体装置の製造方法では、半導体ウェハ３０に切削液Ｗを直接噴射して切屑Ｓを除去して半導体装置を製造する方法と比較して、半導体ウェハ３０を損傷させることなく複数の半導体チップに切断することができる。とくに、本発明の半導体装置の製造方法では、機械的強度が低い薄膜構造部３２が多数形成される半導体ウェハ３０を切断する場合でも、半導体ウェハ３０を損傷させることがない。
そして、テーブル上の半導体ウェハ３０に対して切断予定方向に切削液Ｗを流出させているため、切屑Ｓを停滞させることなく切削液Ｗとともに流すことができる。そのため、半導体ウェハ３０への切屑Ｓの付着が抑制されるとともに、半導体ウェハ３０を切断した後に、半導体ウェハ３０の洗浄工程を設ける必要がなく、作業の簡略化を図ることができる。さらに、テーブル１１ａ上の半導体ウェハ３０に対して切断予定方向と同じ方向に切削液Ｗを流出させているため、切屑Ｓが停滞するのをより抑制することができる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、以下のように具体化してもよく、その場合でも、上記実施形態と同等の作用・効果が得られる。
（１）半導体ウェハ３０に形成される各検出部は、薄膜構造で形成される薄膜構造部３２であることに限らず、薄膜構造でない検出部であってもよいし、機械的強度が低い検出部であってもよい。

（２）切削液流出装置１３から流出される切削液Ｗによるダイシングブレード１２の冷却が十分でない場合は、さらに切削液Ｗをダイシングブレード１２に直接吹きかけて冷却してもよい。

（３）切削液Ｗは純水に限らず、例えばアセトンやエタノールなどの有機溶剤を用いてもよい。この場合、半導体チップの乾燥時間を短くすることができるとともに、半導体チップ表面の洗浄も行うことができる。

１０…ダイシング装置（半導体装置の製造装置）
１１…テーブル移動装置（テーブル移動手段）
１１ａ…テーブル
１２…ダイシングブレード
１３…切削液流出装置（切削液流出手段）
３０…半導体ウェハ
３１…基板
３２…薄膜構造部
３３…空洞部
３４…ダイシングテープ
Ｗ…切削液
Ｓ…切屑

Claims (2)

1. テーブル上に配置される半導体ウェハをダイシングブレードにより切断分離して半導体チップを複数形成する半導体装置の製造装置であって、
   前記テーブルを前記ダイシングブレードの回転方向に対して順方向である切断予定方向に移動させるためのテーブル移動手段と、
   前記テーブル上の前記半導体ウェハに対して前記切断予定方向に切削液を流出する切削液流出手段と、を備え、
   前記テーブル移動手段により前記切断予定方向に移動する前記テーブル上の前記半導体ウェハに対して、前記切断予定方向に流れる前記切削液中にて、回転する前記ダイシングブレードを押し付けることにより前記半導体ウェハを切断分離することを特徴とする半導体装置の製造装置。
2. テーブル上に配置される半導体ウェハをダイシングブレードにより切断分離して半導体チップを複数形成する半導体装置の製造方法であって、
   前記半導体ウェハを前記テーブル上に配置して該半導体ウェハに対し切断予定方向に切削液を流出する第１工程と、
   前記切断予定方向に流れる前記切削液中の前記半導体ウェハに対して前記ダイシングブレードを回転させて押し付けるとともに、この半導体ウェハが配置される前記テーブルを前記ダイシングブレードの回転方向に対して順方向となるように前記切断予定方向に移動させる第２工程と、
   前記半導体ウェハを前記ダイシングブレードにより前記切断予定方向に流れる前記切削液中にて切断分離する第３工程と、を備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。

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