JP2013219175A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】主面の中央部に複数の半導体装置が設けられ、主面の外周部に環状補強部が設けられたウェハを保持テープによりダイシングフレームにマウントする際に、環状補強部の段差に対して保持テープを気泡なく貼着することができる半導体装置の製造方法を得る。
【解決手段】まず、ウェハ1の主面に保持テープ8を貼着する。そして、保持テープ8を保持テープ8の融点の0.6倍以上に加熱することにより、環状補強部7の段差に沿って保持テープ8を貼着する。
【選択図】図6

Description

本発明は、主面の中央部に複数の半導体装置が設けられ、主面の外周部に環状補強部が設けられたウェハを保持テープによりダイシングフレームにマウントする方法に関し、特に環状補強部の段差に対して保持テープを気泡なく貼着することができる半導体装置の製造方法に関する。
LSIでは3次元実装等によるパッケージの高密度化が行われており、プロセス完了時のウェハ厚みが10μm程度になるまで薄ウェハ化が進んでいる。
また、IGBT(絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ)やMOSFET(MOS型電界効果トランジスタ)などのパワーデバイスは、産業用モータや自動車用モータなどのインバータ回路、大容量サーバの電源装置、及び無停電電源装置などの半導体スイッチとして広く使われている。パワーデバイスの製造において、オン特性などの通電性能を改善するために、半導体基板が薄く加工される。
近年では、コスト面・特性面を改善するため、FZ(Floating Zone)法により作製されたウェハを50μm程度まで薄型化した極薄ウェハを用いて半導体装置が製造されている。
一般に、ウェハの薄型化には、バックグラインドやポリッシュによる機械研磨、及び機械研磨で発生した加工歪みを除去するためのウエットエッチングやドライエッチングが行なわれる。その後に、裏面側にイオン注入や熱処理により拡散層が形成され、スパッタ法等により電極が形成される。
このような状況において、ウェハの裏面加工時におけるウェハ割れの発生頻度が高くなっている。そこで、ウェハ外周部を環状補強部(リブ)として厚く残したまま、ウェハ中心部のみを薄く加工する加工方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。このようなリブ付きウェハを用いることで、ウェハの反りが大幅に緩和され、プロセス装置でのウェハ搬送が容易になるとともに、ウェハの強度が大幅に向上してハンドリングの際にウェハの割れや欠けを軽減することができる。
チップを個片化する際には、ウェハを保持テープによりダイシングフレームにマウントした後、ブレードやレーザによるダイシングが行われる。その際に、環状補強部の段差に対して保持シートが十分に貼着されていないと、ダイシング時にチップが飛散し、飛散したチップでブレードの破損など、半導体装置の生産が困難になる。
この問題を解消するために、環状補強部の内径に合わせて精密に調整された環状凸部によりリブ付きウェハの形状に合わせて保持テープを押圧変形させることで、段差部への貼り込み性を向上させる方法が提案されている(例えば、特許文献2参照)。また、圧縮空気の導入により保持テープを押圧変形させることで、段差に対する貼り込み性を向上させる方法も提案されている(例えば、特許文献3参照)。
特開2007−19379号公報 特開2008−42016号公報 特開2010−118584号公報
環状凸部によりリブ内径に合わせて保持テープを押し込む方法では、研削時のリブ幅のばらつきや押し込み位置のばらつきによって、押圧時にウェハが割れるという問題や、保持テープに気泡が発生するという問題がある。
圧縮空気の導入により保持テープを押圧する方法では、保持テープの剛性によっては圧縮空気で十分な押圧を得ることができず、保持テープに気泡が発生するという問題がある。
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、その目的は環状補強部の段差に対して保持テープを気泡なく貼着することができる半導体装置の製造方法を得るものである。
本発明に係る半導体装置の製造方法は、主面の中央部に複数の半導体装置が設けられ、前記主面の外周部に環状補強部が設けられたウェハを保持テープによりダイシングフレームにマウントする方法であって、前記ウェハの前記主面に前記保持テープを貼着する工程と、前記保持テープを前記保持テープの融点の0.6倍以上に加熱することにより、前記環状補強部の段差に沿って前記保持テープを貼着する工程とを備えることを特徴とする。
本発明により、環状補強部の段差に対して保持テープを気泡なく貼着することができる。
本発明の実施の形態1に係るマウント装置を示す上面図である。 本発明の実施の形態1に係る半導体装置の製造方法のフローチャートである。 本発明の実施の形態1に係るウェハマウント処理部を示す断面図である。 本発明の実施の形態1に係るウェハマウント処理部を示す断面図である。 本発明の実施の形態1に係るウェハマウント処理部を示す断面図である。 本発明の実施の形態1に係るウェハマウント処理部を示す断面図である。 本発明の実施の形態1における保持テープの密着不良領域の幅と加熱温度の関係を示す図である。 図7の加熱温度を保持テープの融点で規格化した図である。 本発明の実施の形態2に係るウェハマウント処理部を示す断面図である。 本発明の実施の形態3に係るウェハマウント処理部を示す断面図である。
本発明の実施の形態に係る半導体装置の製造方法について図面を参照して説明する。同じ又は対応する構成要素には同じ符号を付し、説明の繰り返しを省略する場合がある。
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1に係るマウント装置を示す上面図である。リブ付きのウェハ1が、アライメント部2でウェハアライメント等の位置調整された後に、ウェハマウント処理部3に搬送アーム4により搬送される。保持テープ付きダイシングフレーム5が、アライメント部2で位置調整された後に、ウェハマウント処理部3に搬送アーム4により搬送される。ウェハマウント処理部3でウェハ1と保持テープ付きダイシングフレーム5が貼り合わされ、搬送アーム4によりウェハ収納部6に収納される。
図2は、本発明の実施の形態1に係る半導体装置の製造方法のフローチャートである。図3から図6は、本発明の実施の形態1に係るウェハマウント処理部を示す断面図である。これらの図を参照して本発明の実施の形態1に係る半導体装置の製造方法を説明する。
ウェハ1の主面の中央部にMOSFETやIGBTなどの複数の半導体装置が設けられ、主面の外周部に環状補強部7が設けられ、ウェハ1の裏面に拡散層や電極が設けられている。本実施の形態の方法は、このようなリブ付きのウェハ1を保持テープ8によりダイシングフレーム9にマウントする方法である。
まず、図3に示すように、ウェハ1を搬送アーム4によりステージ10上にセットする(ステップS1)。そして、保持テープ8が貼着されたダイシングフレーム9を搬送アーム4によりウェハ1上にセットする(ステップS2)。
次に、図4に示すように、上部チャンバ11が上方から下部チャンバ12の方向に下降し、上部チャンバ11のOリング13と下部チャンバ12のOリング14で保持テープ8を挟む。上部チャンバ11と保持テープ8で上室が構成され、下部チャンバ12と保持テープ8で下室が構成される。次に、真空ポンプ15,16を用いてそれぞれ上室と下室を1000Pa以下に真空引きする(ステップS3)。
次に、図5に示すように、真空ポンプ15を停止し、窒素ガス17で上部チャンバ11をベントして、下部チャンバの1000Pa以下の真空と上部チャンバの大気の差圧によりウェハ1の主面に保持テープ8を貼着する(ステップS4)。その後に下室をパージする(ステップS5)。次に、図6に示すように、保持テープ8をランプ加熱により保持テープ8の融点の0.6倍以上に加熱することで、環状補強部7の段差に沿って保持テープ8を貼着する(ステップS6)。なお、図2のフローチャートに示すように、ステップS4〜S6の保持テープ8の加熱やベントの順番を変えた3通りの方法がある。
次に、ウェハ1を搬送アーム4により取り出して、ウェハ収納部6に収納する(ステップS7)。さらに、ブレードやレーザを用いたダイシング加工によって、環状補強部7を除去し、その後に個々の半導体装置に分割する。
ここで、図7は、本発明の実施の形態1における保持テープの密着不良領域の幅と加熱温度の関係を示す図である。横軸は、加熱用ランプ18によって加熱されたウェハの実測温度である。縦軸は、当該温度で1分間の処理を行った後の密着不良領域の幅w(図5を参照)である。このデータから、加熱温度を60℃以上にすることで、密着不良領域幅を大幅に低減することができることが分かる。
図8は、図7の加熱温度を保持テープの融点で規格化した図である。加熱温度をポリプロピレン系保持テープの融点である130℃で規格化している。このデータから、加熱温度を保持テープ8の融点の0.6倍以上にすることで、密着不良領域幅を大幅に低減することができることが分かる。なお、ステップS4〜S6の順番を変えた3通りの方法があるが、今回の評価では何れの方法でも密着不良領域の幅に差異は見られなかった。
本実施の形態では、保持テープ8を保持テープ8の融点の0.6倍以上に加熱することで、保持テープ8が柔軟になるため、環状補強部7の段差に対して保持テープ8を気泡なく貼着することができる。
また、本実施の形態では、保持テープ8をランプ加熱により加熱する。ランプ加熱であれば真空中で加熱することができるという利点がある。
また、本実施の形態では、1000Pa以下の真空と大気の差圧によりウェハ1の主面に保持テープ8を貼着する。この差圧により保持テープ8とウェハ1が密着するため、保持テープ8の貼着が容易となる。
実施の形態2.
図9は、本発明の実施の形態2に係るウェハマウント処理部を示す断面図である。これらの図を参照して本発明の実施の形態2に係る半導体装置の製造方法を説明する。
まず、実施の形態1と同様にステップS3までを実行する。次に、真空ポンプ15を停止し、窒素ガス加熱用ヒータ19により高温に加熱した窒素ガス17で上部チャンバ11をベントして、下部チャンバと上部チャンバの差圧によりウェハ1の主面に保持テープ8を貼着する。その際に、加熱した窒素ガス17により保持テープ8が熱変形することで、環状補強部7の段差に沿って保持テープ8を貼着する。その後に下室をパージする。
このように窒素ガス加熱用ヒータ19により高温に加熱した窒素ガスを用いて保持テープ8を加熱しても、実施の形態1と同様の効果を得ることができる。
実施の形態3.
図10は、本発明の実施の形態3に係るウェハマウント処理部を示す断面図である。これらの図を参照して本発明の実施の形態3に係る半導体装置の製造方法を説明する。
まず、実施の形態1と同様にステップS5までを実行する。次に、ステージ加熱用ヒータ20を用いてウェハ1を介して保持テープ8を加熱して、環状補強部7の段差に沿って保持テープ8を貼着する。その後に下室をパージする。
このようにウェハステージ加熱用ヒータ20を用いて保持テープ8を加熱しても、実施の形態1と同様の効果を得ることができる。
1 ウェハ
7 環状補強部
8 保持テープ
9 ダイシングフレーム

Claims (3)

  1. 主面の中央部に複数の半導体装置が設けられ、前記主面の外周部に環状補強部が設けられたウェハを保持テープによりダイシングフレームにマウントする方法であって、
    前記ウェハの前記主面に前記保持テープを貼着する工程と、
    前記保持テープを前記保持テープの融点の0.6倍以上に加熱することにより、前記環状補強部の段差に沿って前記保持テープを貼着する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。
  2. 前記保持テープをランプ加熱により加熱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。
  3. 1000Pa以下の真空と大気の差圧により前記ウェハの前記主面に前記保持テープを貼着す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。
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