JP2012004278A

JP2012004278A - 半導体装置の製造方法及び半導体製造装置

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Publication number: JP2012004278A
Application number: JP2010136906A
Authority: JP
Inventors: Masaya Tazawa; 雅也田澤; Hironori Fukaya; 浩則深谷; Naoyuki Watanabe; 直行渡辺
Original assignee: Fujitsu Semiconductor Ltd
Current assignee: Fujitsu Semiconductor Ltd
Priority date: 2010-06-16
Filing date: 2010-06-16
Publication date: 2012-01-05
Anticipated expiration: 2030-06-16
Also published as: JP5549403B2

Abstract

【課題】半導体装置の製造方法及び半導体製造装置に関し、製造装置間搬送回数を減らすとともに、ウェーハワレリスクを少なくする。
【解決手段】半導体ウェーハの背面からレーザ光を照射して、前記半導体ウェーハの背面より内部に非単結晶質の改質層からなるマークを形成する工程と、前記マークを形成する工程の後に、前記半導体ウェーハの背面を研磨或いは研削処理して前記改質層を表出させる工程を設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は半導体装置の製造方法及び半導体製造装置に関するものであり、例えば、ステルスダイシング技術を用いたマーキングに関するものである。

半導体パッケージを製造する際には、半導体チップの品種等を区別するために、文字等のマークを捺印している。近年、半導体パッケージの高機能、且つ、小型薄型化が進んでおり、そのため、更なるチップの薄型化が求められるようになった。

また、小型化の進展に伴って、半導体装置への文字等の品種や製造者を表すマークの捺印を半導体チップそのものに実施することも多くなってきている。近年、このようなマークをレーザ光照射によって形成しているので、図１５乃至図１９を参照して説明する。

まず、図１５（ａ）に示すように、半導体ウェーハ５１の表面側、即ち、ウェーハプロセスで最終的な多層配線構造が形成されたパターン層５２に、ローラー５５を用いて背面研削処理時の表面保護テープ５４を貼り付ける。これは、背面研削処理時は半導体ウェーハ５１の背面５３を処理するため、表面のパターン層５２を吸着テーブルで保持する必要があり、その接触からパターン層５２を保護するために必要になる。

次いで、図１５（ｂ）に示すように、半導体ウェーハ５１を表裏反転させて、半導体ウェーハ５１の表面のパターン層５２を吸着テーブル５６で保持する。この状態で背面５３をバックグラインドホイール５７によって目的とする厚さまで背面研削処理する。

この工程では、吸着テーブル５６に半導体ウェーハ５１が吸着され、背面５３が上を向いた状態になっている。そこに研削砥石５８を備えるバックグラインドホイール５７が接触し、背面研削を行う。バックグラインドホイール５７と吸着テーブル５６は双方とも回転し、その摩擦によって研削することが出来る。背面研削装置の研削部には厚さ測定部５９から出ている触芯６０が吸着テーブル５６の表面と半導体ウェーハ５１の背面５３に接触しており、その差で半導体ウェーハ５１の厚さを監視している。設定する条件によって、背面研削処理中の条件切り替えが可能であり、モーター回転数、バックグラインドホイール下降スピード変更などが可能である。

次いで、図１６（ｃ）に示すように、半導体ウェーハ５１の背面５３側にレーザ光６１を照射して文字等を表示する改質層６２を形成する。これを捺印工程と呼ぶ。レーザ光６１による捺印は、例えば、レーザ光６１は半導体励起ＹＶＯ_４レーザ光の第２高調波など、シリコンを透過しない波長、例えば、５３２ｎｍのレーザ光６１を用いる。この場合、半導体ウェーハ５１の背面５３は、研削処理によって表面の凹凸の高低差は２００ｎｍ程度になっているが、改質層６２の表面は、そのような凹凸表面に対して浅い平坦な窪みとなるとともに、内部は多結晶質となる。

次いで、図１７（ｄ）に示すように、ダイシングテープ６３に半導体ウェーハ５１の背面５３が接するようにマウント（ウェーハマウント工程）したのち、表面保護テープ５４を剥離する（表面保護テープ剥離工程）。表面保護テープ５４を剥離してからダイシングテープ６３にマウントする場合もあるが、ウェーハ径が２００ｍｍ以上に大口径化している今般では、剥離時に半導体ウェーハ５１にダメージが入る可能性が大きいため、前者の方法が一般的となっている。

なお、ウェーハ径が２００ｍｍ以上の半導体ウェーハ５１を用いて製造する場合、一般的にウェーハマウント工程、表面保護テープ剥離工程を連続して行う装置が使われており、その装置ではダイシングテープを保持するウェーハリングも同時に貼り付けられる。また、３００ｍｍ以上の半導体ウェーハを用いて製造する場合には、背面研削処理装置も一体化となったインライン装置を使用することが一般的である。

次いで、図１７（ｅ）に示すように、半導体ウェーハをブレード６４によるダイシングによって半導体ウェーハ５１を半導体チップ６５として個片化する。次いで、図１７（ｆ）に示すように、ダイシングテープ６３の裏面から紫外光６６を照射して、ダイシングテープ６３の粘着力を低下させる。

次いで、図１８（ｇ）に示すように、半導体チップ６５を突き上げピン６８で突き上げてダイシングテープ６３から剥離し、ピックアップツール６９によって吸着することにより取り上げる。なお、図における符号６７はステージである。

図１９は完成した半導体チップの構成説明図であり、図１９（ａ）は、半導体チップの表面図であり、図１９（ｂ）は断面図であり、図１９（ｃ）は背面図である。ここでは、改質層６２によって、「Ｆ」を表示した例を示しており、肉眼で目視できる程度の大きさである。

しかし、上述のように半導体チップ、または半導体ウェーハに文字の捺印を施す場合、図２０に示すようにレーザ光６１による文字の捺印時に半導体ウェーハ５１を構成するシリコンの加工屑７０が発生し、チップへ加工屑７０が背面付着するという問題がある。

加工屑７０が付着すると、半導体チップの外観品質が低下するとともに、ウェーハマウント工程などにおいて加工屑７０によるウェーハワレが発生するという問題がある。また、バックグラインド後の半導体ウェーハは、薄いため割れやすい。捺印工程は独立した装置のため、その薄い半導体ウェーハを輸送する必要があるのでウェーハワレのリスクが高まるとともに、輸送時間が常に存在するという問題がある。

図２１は、従来の研削工程及び捺印工程を含む半導体製造工程の後工程のフロー図であり、上述の図１５乃至図１８の工程をフロー図化したものである。図に示すように、半導体ウェーハを研削により薄層化したのち、捺印工程とウェーハマウント工程へと移る際に２度のウェーハ搬送工程を必要とするが、この搬送工程においてウェーハワレが発生しやすくなる。なお、ウェーハマウント工程以降は半導体ウェーハにはリングフレームが設けられていたり、或いは、チップ化されているので搬送工程におけるウェーハワレのリスクは少ない。

また、各ウェーハ搬送工程には例えば、５分程度の時間を要することになり、６回の搬送工程で約３０分の搬送時間を要することになる。また、品質管理のために各工程間に抜き取り検査を行うと、一回当たり１分乃至３０分の搬送時間が別途必要になるため、できるだけ搬送回数を低減することが望まれる。

一方、近年ダイシング手法のひとつとして半導体ウェーハ内部にレーザ光によって改質層を形成し、ブレードを用いずに劈開によるダイシング方法が着目されている。このダイシング方法は、加工対象物となるシリコンに対して透過する波長、例えば、１０６４ｎｍのレーザ光を基板内部で集光してシリコン改質層を形成する。次いで、ダイシングテープをエキスパンド（拡張）することによって半導体ウェーハを劈開して半導体チップに分割するものである。

この技術は、レーザ光による捺印工程などに用いられるレーザ光アブレーション方法と異なり、シリコン基板内部で加工反応が起こるため、加工屑が発生しないという特徴があり、ステルスダイシング法と呼称されている。

さらに、このような改質層を形成するダイシング手法を利用して、レーザ光の波長に対し透明な化合物半導体ウェーハ材料を利用してウェーハ内部に捺印を形成することも提案されている。この手法は、ガラスなどの可視光を透過する基板内部へ捺印した場合に有効な手段となると考えられる。

特開２００２−１９２３７０号公報特開２００３−２０９０３２号公報特開２００６−１５０３８６号公報

しかし、ステルスダイシング技術を利用してシリコンウェーハの内部にマーキングを行った場合には、加工屑の問題は解消されるものの、搬送時間の短縮やウェーハワレのリスクの低減の課題は依然として解決されないことになる。即ち、上述の各手法は、レーザ光照射の前にウェーハを所定の厚さに研削することを前提にしているので、搬送回数やウェーハワレリスクに関しては事情が変わらない。

また、近年の半導体ウェーハの薄層化に対しては、直ちに適用できないという問題がある。即ち、半導体ウェーハが薄くなると、加工屑を発生しないように半導体ウェーハの内部に改質層を形成するためには、改質層をパターン層に近接させることになり、レーザ光照射に伴う熱により不純物分布が再拡散により変動する虞がある。

開示する一観点からは、半導体ウェーハの背面からレーザ光を照射して、前記半導体ウェーハの背面より内部に非単結晶質の改質層からなるマークを形成する工程と、前記マークを形成する工程の後に、前記半導体ウェーハの背面を研磨或いは研削処理して前記改質層を表出させる工程を有することを特徴とする半導体装置の製造方法が提供される。

また、開示する別の観点からは、半導体ウェーハを支持・固定するステージと、半導体ウェーハの背面より内部での吸収量の多い波長のレーザ光源と、前記レーザ光源からのレーザ光を走査する走査手段とを有し、前記走査手段は、前記レーザ光を照射してマーク用の改質層を形成する第一の走査工程と、チップ分割用の改質層を形成する第二の走査工程とを行う機能を備えていることを特徴とする半導体製造装置が提供される。

開示の半導体装置の製造方法及び半導体製造装置によれば、捺印工程の後に研磨或いは研削工程を行っているので、搬送時間を短縮するとともに、ウェーハワレリスクを少なくすることができる。

本発明の実施の形態の製造フロー図である。本発明の実施の形態の半導体製造装置の概念的構成図である。本発明の実施例１の半導体装置の途中までの製造工程の説明図である。本発明の実施例１の半導体装置の図３以降の途中までの製造工程の説明図である。本発明の実施例１の半導体装置の図４以降の製造工程の説明図である。完成品の構成説明図である。本発明の実施例２の半導体装置の途中までの製造工程の説明図である。本発明の実施例２の半導体装置の図７以降の途中までの製造工程の説明図である。本発明の実施例２の半導体装置の図８以降の途中までの製造工程の説明図である。本発明の実施例２の半導体装置の図９以降の製造工程の説明図である。完成品の構成説明図である。本発明の実施例３の半導体装置の途中までの製造工程の説明図である。本発明の実施例３の半導体装置の図１２以降の製造工程の説明図である。工程を終了したシリコンウェーハの構成説明図である。従来の半導体装置の途中までの製造工程の説明図である。従来の半導体装置の図１５以降の途中までの製造工程の説明図である。従来の半導体装置の図１６以降の途中までの製造工程の説明図である。従来の半導体装置の図１７以降の製造工程の説明図である。完成した半導体チップの構成説明図である。従来の製造工程の問題点の説明図である。従来の研削工程及び捺印工程を含む半導体製造工程の後工程のフロー図である。

ここで、図１を参照して、本発明の実施の形態の半導体装置の製造工程を説明する。図１は、本発明の実施の形態の製造フロー図であり、
ａ．ラミネーターを用いたラミネート工程
ｂ．レーザ照射装置を用いた捺印工程
ｃ．バックグラインダーとマウントリムーバーとのインライン装置を用いた背面研削工程とウェーハマウント工程と表面保護テープ剥離工程とからなる一連の工程
ｄ．ダイシング工程
ｅ．紫外光照射装置を用いた紫外光照射工程
ｆ．チップソーター等を用いたピックアップ工程
の６工程からなる。

本発明の実施の形態においては、捺印工程の後に研削工程を行っているので、背面研削工程とウェーハマウント工程と表面保護テープ剥離工程からなる一連の工程をバックグラインダーとマウントリムーバーとのインライン装置により行うことが可能になる。したがって、製造装置間の搬送回数は従来に比べて１回減って５回になるのでその分だけ搬送に要する時間を短縮することができる。

また、薄層化した後の半導体ウェーハの製造装置間搬送工程においては、半導体ウェーハはリングフレームに装着されていたり、或いは、チップ化されているので、ウェーハワレのリスクを大幅に低減することが可能になる。

なお、ｂの捺印工程において、ダイシングのための改質層を形成するステルスダイシングを一連の工程として行っても良い。この場合のステルスダイシング工程は捺印工程の前に行っても或いは後に行っても良い。

ステルスダイシングを行う場合は、ｄのダイシング工程はエキスパンドによる劈開工程となり、一方、ステルスダイシングを行わない場合には、ｄのダイシング工程はダイサーのブレードを用いたダイシング工程となる。

また、捺印工程と研削工程とは、同じ工場内において行う必要はなく、捺印工程を終了した半導体ウェーハを製品として出荷し、アセンブリメーカーにおいて研削処理を行ったのち、ダイシングしても良い。

図２は、本発明の実施の形態の半導体製造装置の概念的構成図である。半導体ウェーハ１を載置するステージ２、半導体ウェーハの高さを測定するレーザ光源３、半導体ウェーハ１の内部に改質層を形成するレーザ光源４、改質層を監視するＩＲカメラ５、及び、各レーザ光源を走査制御する制御機構６を備えている。

制御機構６は、レーザ光源３を走査制御する第１の走査制御手段７、レーザ光源４を捺印のために走査制御する第２の走査制御手段８、及び、レーザ光源４をステルスダイシングのために走査制御する第３の走査制御手段９を備えている。

以上を前提として、次に、図３乃至図６を参照して、本発明の実施例１の半導体装置の製造工程を説明する。なお、実施例１においては、加工前の半導体ウェーハは、例えば厚さ７８０μｍとし、直径は３００ｍｍ、片側に回路を形成しているシリコンウェーハとし、半導体製品の厚みを１００μｍとした場合の例として説明する。

まず、図３（ａ）に示すように、ラミネーターを用いてシリコンウェーハ１１の表面側、即ち、ウェーハプロセスで最終的な多層配線構造を形成したパターン層１２側に、ローラー１５により背面研削処理時の表面保護テープ１４を貼り付ける。

次いで、図３（ｂ）及び（ｃ）に示すように、レーザ光１６をシリコンウェーハ１１の背面１３から走査しながら照射してシリコンウェーハ１１の内部へ集光して捺印文字に相当する改質層１７を形成する。このレーザ光１６は、シリコンウェーハ１１の内部に改質層１７を形成し、へき開によるダイシングを行うステルスダイシング技術と同等の光を用いる。

例えば、半導体励起Ｎｄ−ＹＡＧレーザ光など、Ｓｉを透過する波長（例えば、１０６４ｎｍ）を持つ光源を用いる。ピークパワー密度は１×１０^８Ｗ/ｃｍ^２以上、例えば、２×１０^１０Ｗ/ｃｍ^２、パルス幅は１μｓ以下、例えば、０．０３μｓが望ましい。レーザ光１６の集光点は、例えば半導体ウェーハ回路面から９５μｍの位置に設定する。

この時、ワークの０点補正を行ってシリコンウェーハ１１のパターン層１２を形成した表面の位置を予め決定しておき、これを基準にしてレーザ光１６の集光点を定める。この場合、後の背面研削工程で捺印文字が露出するよう、ビームパワーを制御し高さ方向の幅、即ち、厚さが５μｍ乃至１０μｍの改質層１７を形成することが望ましい。

また、図３（ｃ）に示すように、改質層１７の形成有無は、シリコンウェーハ１１背面上方部位にＩＲカメラ１８を設置し、シリコンウェーハ１１の内部の改質層１７の形成有無を確認する)。また、形成した改質層１７の幅を検出するためには、ＩＲカメラ１８を任意の角度θ（０＜θ＜９０°）で傾ける。

すると、改質層１７の厚さｄ×Ｓｉｎθでカメラ観察像が得られるので、実際の改質層の幅は前述の計算式で算出することで得られる。なお、ＩＲカメラ１８の光源としては、ハロゲンランプやキセノンランプに代表される、シリコンウェーハ１１を透過する光源を用いる。

次いで、図４（ｄ）に示すように、吸着テーブル１９に表面保護テープ１４を介してシリコンウェーハ１１を吸着した状態でシリコンウェーハ１１の背面１３をバックグラインドホイール２０によって目的とする厚さまで背面研削処理を行う。この時、研削用砥石２１を備えるバックグラインドホイール２０が背面１３に接触して半導体製品の厚さである１００μｍの厚さまで背面研削処理を行う。バックグラインドホイール２０と吸着テーブル１９は双方とも回転し、その摩擦によって研削処理を行う。

この背面研削処理における厚さの検出は、加工抵抗検出部２２により背面研削処理時の加工抵抗を検出する方法で行っても良い。捺印文字に相当する改質層１７を研削処理した場合、研磨面の表面積は低減する、即ち、接触面積が低減するため、加工抵抗が低下する。従来の背面研削処理の仕上げ厚さの計測は接触式の厚さ測定器により測定を行うが、本機能を用いれば改質層１７の露出を判定することができると同時に、非接触で厚さの測定を実施することができる。

或いは、吸着テーブル１９の上部にカメラ２３を設置し、反射光のコントラストを捉えて厚さを検出しても良い。改質層１７の部位は通常の研削面と比較すると溝状となっており、またその表面はシリコンの研削面と比べて粗くなる。そのため、通常の研削面とは異なり、改質層１７の部位が異なるコントラストとなり観測されるため、改質層１７の形成箇所を確認することができる。

このカメラ２３で改質層１７を観察する場合、バックグラインドホイール２０が接触していないウェーハ面に対し、エアーノズル２４によりエアーを吹きかけ研削水を除去する。研削水を除去することにより、カメラ２３の視認性の低下を防止することができる。

次いで、図４（ｅ）に示すように、バックグラインダーと一体化されたインライン装置内において、ダイシングテープ２５にシリコンウェーハ１１をマウントする工程と、表面保護テープ１４の剥離工程を一連の工程として行う。表面保護テープ１４を剥離してからダイシングテープ２５にマウントしても良いが、ウェーハ径が２００ｍｍ以上の場合には、剥離時にシリコンウェーハ１１ウェーハマウント工程を先に行うことが望ましい。この時、このインライン装置において、ダイシングテープ２５を保持するウェーハリング（図示は省略）も同時に貼り付けられる。

次いで、図４（ｆ）に示すように、ダイサーを用いてブレード２６によりシリコンウェーハ１１をダイシングして半導体チップ２７に個片化する。
次いで、図５（ｇ）に示すように、ダイシングテープ２５の裏面から紫外光２８を照射してダイシングテープ２５の粘着力を低下させる。

次いで、図５（ｈ）に示すように、ピックアップ装置のステージ２９上に半導体チップ２７に対する粘着力の低下したダイシングテープ２５を載置し、半導体チップ２７を突き上げピン３０によりダイシングテープ２５から剥離する。剥離した半導体チップ２７はピックアップツール３１によって吸着することにより取り上げる。

図６は、完成品の構成説明図であり、図６（ａ）は、半導体チップの表面図であり、図６（ｂ）は断面図であり、図６（ｃ）は背面図であり、背面に加工屑が存在しないだけで、他の構成は従来と同じである。

本発明の実施例１においては、シリコンウェーハの厚さが厚い時点で捺印処理を行い、背面研削処理からインラインでウェーハマウント処理を施すことが可能であり、薄層化してからリングフレームなしでの製造装置間搬送をなくすことができる。

したがって、製造装置間搬送工程を１回分少なくすることができるとともに、ウェーハワレリスクを大幅に低減することができる。また、改質層を形成して捺印文字したのち背面研削を行っているので、背面に加工屑が付着することはなく、外観不良の要因をなくすことができる。

次に、図７乃至図１１を参照して、本発明の実施例２の半導体装置の製造工程を説明する。なお、実施例２においても、加工前の半導体ウェーハは、例えば厚さ７８０μｍとし、直径は３００ｍｍ、片側に回路を形成しているシリコンウェーハとし、半導体製品の厚みを１００μｍとした場合の例として説明する。

まず、上記の実施例１と全く同様に、図７（ａ）に示すように、ラミネーターを用いてシリコンウェーハ１１の表面側、即ち、ウェーハプロセスで最終的な多層配線構造を形成したパターン層１２側に、ローラー１５により背面研削処理時の表面保護テープ１４を貼り付ける。

次いで、図７（ｂ）に示すように、高さ測定用の低エネルギーのレーザ光３２を走査しながら照射して、シリコンウェーハ１１の背面１３の高さを測定し、ダイシング用の改質層を形成する深さを決定する。

次いで、図７（ｃ）に示すように、レーザ光３３を照射してダイシング用の改質層３４を形成する。この場合の改質層３４の厚さは、レーザ光３３のエネルギーと焦点位置を変えた複数回のレーザ照射によって制御する。照射回数はエネルギーと半導体製品の最終的な厚さに依存するが、最終的な厚さが１００μｍの場合には、例えば、１回乃至２回照射する。

この場合のレーザ光３３は、例えば、半導体励起Ｎｄ−ＹＡＧレーザ光など、Ｓｉを透過する波長、例えば、１０６４ｎｍを持つ光源を用いる。ピークパワー密度は１×１０^８Ｗ/ｃｍ^２以上、パルス幅は１μｓ以下が望ましい。

次いで、図８（ｄ）及び（ｅ）に示すように、レーザ光１６をシリコンウェーハ１１の背面１３から走査しながら照射してシリコンウェーハ１１の内部へ集光して捺印文字に相当する改質層１７を形成する。このレーザ光１６は、レーザ光３３と同じレーザ光源を用いる。この時、ビームパワーを制御し高さ方向の幅、即ち、厚さが５μｍ乃至１０μｍの改質層１７を形成することが望ましい。

また、図８（ｅ）に示すように、改質層１７の形成有無は、実施例１と同様に、シリコンウェーハ１１背面上方部位にＩＲカメラ１８を設置し、シリコンウェーハ１１の内部の改質層１７の形成有無を確認する。また、形成した改質層１７の幅を検出するためには、ＩＲカメラ１８を任意の角度θ（０＜θ＜９０°）で傾ける。

次いで、図８（ｆ）に示すように、吸着テーブル１９に表面保護テープ１４を介してシリコンウェーハ１１を吸着した状態でシリコンウェーハ１１の背面１３をバックグラインドホイール２０によって目的とする厚さまで背面研削処理を行う。この時、研削用砥石２１を備えるバックグラインドホイール２０が背面１３に接触して半導体製品の厚さである１００μｍの厚さまで背面研削処理を行うことによって、改質層１７及び改質層３４が露呈する。

実施例２においても、背面研削処理における厚さの検出は、加工抵抗検出部２２により背面研削処理時の加工抵抗を検出する方法で行っても良い。捺印文字に相当する改質層１７を研削処理した場合、接触面積が低減するため、加工抵抗が低下する。従来の背面研削処理の仕上げ厚さの計測は接触式の厚さ測定器により測定を行うが、本機能を用いれば改質層１７の露出を判定することができると同時に、非接触で厚さの測定を実施することができる。

次いで、図９（ｇ）に示すように、バックグラインダーと一体化されたインライン装置内において、ダイシングテープ２５にシリコンウェーハ１１をマウントする工程と、表面保護テープ１４の剥離工程を一連の工程として行う。表面保護テープ１４を剥離してからダイシングテープ２５にマウントしても良い。この時、このインライン装置において、ダイシングテープ２５を保持するウェーハリング（図示は省略）も同時に貼り付けられる。

次いで、図９（ｈ）に示すように、ダイシングテープ２５の裏面にロール状の治具３５を押し当てて、ダイシングテープ２５に伸びによる張力を加えて、改質層３４を起点にしてシリコンウェーハ１１をスクライブして半導体チップ２７に個片化する。
次いで、図９（ｉ）に示すように、ダイシングテープ２５の裏面から紫外光２８を照射してダイシングテープ２５の粘着力を低下させる。

次いで、図１０（ｊ）に示すように、ピックアップ装置のステージ２９上に半導体チップ２７に対する粘着力の低下したダイシングテープ２５を載置し、半導体チップ２７を突き上げピン３０によりダイシングテープ２５から剥離する。剥離した半導体チップ２７はピックアップツール３１によって吸着することにより取り上げる。

図１１は、完成品の構成説明図であり、図１１（ａ）は、半導体チップの表面図であり、図１１（ｂ）は断面図であり、図１１（ｃ）は背面図であり、半導体チップの側端面に改質層３４が露出している以外は実施例１と同じである。

本発明の実施例２においても、シリコンウェーハの厚さが厚い時点で捺印処理を行い、背面研削処理からインラインでウェーハマウント処理を施すことが可能であり、薄層化してからリングフレームなしでの製造装置間搬送をなくすことができる。

したがって、製造層置間搬送工程を１回分少なくすることができるとともに、ウェーハワレリスクを大幅に低減することができる。また、改質層を形成して捺印文字したのち背面研削を行っているので、背面に加工屑が付着することはなく、外観不良の要因をなくすことができる。

また、ステルスダイシングを利用して半導体チップを個片化しているので、ダイサーを用いた機械的な加工工程がなくなっており、この点でもウェーハワレリスクを低減することができる。特に、半導体チップの薄層化、例えば、１００μｍ以下にする場合いは、ステルスダイシングのための焦点をずらせた重複照射回数は少なくて済むのでダイサーを用いた個片化より処理時間を短縮することが可能になる。例えば、半導体チップの厚さを５０μｍにする場合には、ダイシングのためのレーザ照射は１回で良い。

次に、図１２及び図１４を参照して、本発明の実施例３の半導体装置の製造工程を説明するが、実質的な工程は上記の実施例１の図４（ｅ）までの工程と同じであり、ダイシングしない段階で工程を終了し、以降は他の工場或いは他のメーカにおいて行う。なお、実施例３においても、加工前の半導体ウェーハは、例えば厚さ７８０μｍとし、直径は３００ｍｍ、片側に回路を形成しているシリコンウェーハとし、半導体製品の厚みを１００μｍとした場合の例として説明する。

まず、図１２（ａ）に示すように、ラミネーターを用いてシリコンウェーハ１１の表面側、即ち、ウェーハプロセスで最終的な多層配線構造を形成したパターン層１２側に、ローラー１５により背面研削処理時の表面保護テープ１４を貼り付ける。

次いで、図１２（ｂ）及び（ｃ）に示すように、レーザ光１６をシリコンウェーハ１１の背面１３から走査しながら照射してシリコンウェーハ１１の内部へ集光して捺印文字に相当する改質層１７を形成する。レーザ光１６として、例えば、半導体励起Ｎｄ−ＹＡＧレーザ光を用い、半導体ウェーハ回路面から９５μｍの位置に厚さが５μｍ乃至１０μｍの改質層１７を形成することが望ましい。

この場合も、図１２（ｃ）に示すように、改質層１７の形成有無は、シリコンウェーハ１１背面上方部位にＩＲカメラ１８を設置し、シリコンウェーハ１１の内部の改質層１７の形成有無を確認する。また、形成した改質層１７の幅を検出するためには、ＩＲカメラ１８を任意の角度θ（０＜θ＜９０°）で傾ける。

次いで、図１３（ｄ）に示すように、吸着テーブル１９に表面保護テープ１４を介してシリコンウェーハ１１を吸着した状態でシリコンウェーハ１１の背面１３をバックグラインドホイール２０によって目的とする厚さまで背面研削処理を行う。この時、研削用砥石２１を備えるバックグラインドホイール２０が背面１３に接触して半導体製品の厚さである１００μｍの厚さまで背面研削処理を行う。

次いで、図１３（ｅ）に示すように、バックグラインダーと一体化されたインライン装置内において、吸着テープ３６にシリコンウェーハ１１をマウントした状態で、表面保護テープ１４を剥離して一連の工程を終了する。

図１４は、工程が終了したシリコンウェーハの構成説明図であり、図１４（ａ）は、シリコンウェーハの表面図であり、図１４（ｂ）は断面図であり、図１４（ｃ）は背面図であり、ダイシング前の実施例１のシリコンウェーハと同じである。なお、この実施例３においても、実施例２と同様にスクライブのための改質層を形成しても良い。

１半導体ウェーハ
２載置するステージ
３，４レーザ光源
５ＩＲカメラ
６制御機構
７第１の走査制御手段
８第２の走査制御手段
９第３の走査制御手段
１１シリコンウェーハ
１２，５２パターン層
１３，５３背面
１４，５４表面保護テープ
１５，５５ローラー
１６，６１レーザ光
１７，６２改質層
１８ＩＲカメラ
１９，５６吸着テーブル
２０，５７バックグラインドホイール
２１，５８研削用砥石
２２加工抵抗検出部
２３カメラ
２４エアーノズル
２５，６３ダイシングテープ
２６，６４ブレード
２７，６５半導体チップ
２８，６６紫外光
２９，６７ステージ
３０，６８突き上げピン
３１，６９ピックアップツール
３２レーザ光
３３レーザ光
３４改質層
３５治具
３６吸着テープ
５１半導体ウェーハ
５９厚さ測定部
６０触芯
７０加工屑

Claims

半導体ウェーハの背面からレーザ光を照射して、前記半導体ウェーハの背面より内部に非単結晶質の改質層からなるマークを形成する工程と、
前記マークを形成する工程の後に、前記半導体ウェーハの背面を研磨或いは研削処理して前記改質層を表出させる工程を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
前記改質層を表出させる工程において、前記改質層の表出を光学的検出手段で検出して、前記改質層の表出を基準にして前記半導体ウェーハの厚みを検出する工程を有することを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
前記半導体ウェーハの背面からレーザ光を照射して、前記半導体ウェーハの背面より内部にチップ分割用の改質層を形成する工程をさらに有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の半導体装置の製造方法。
前記マークを形成する工程は、文字或いは記号の少なくとも一方を含むマークを形成することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
半導体ウェーハを支持・固定するステージと、
半導体ウェーハの背面より内部での吸収量の多い波長のレーザ光源と、
前記レーザ光源からのレーザ光を走査する走査手段と
を有し、
前記走査手段は、前記レーザ光を照射してマーク用の改質層を形成する第一の走査工程と、チップ分割用の改質層を形成する第二の走査工程とを行う機能を備えていることを特徴とする半導体製造装置。