JP2015207724A - ウェーハの加工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】アライメント時間が長くなることを抑制でき、半導体チップの誤加工を防止できるようにすること。
【解決手段】個々の半導体チップ（６）に分離された半導体ウェーハ（１）の裏面に接着フィルム（２５）を装着し、接着フィルムの裏面を支持テープ（２６）で支持する。その後、支持テープ側をレーザー加工装置のチャックテーブル（３０）に載置し、支持テープ及び接着フィルムを介して半導体ウェーハをチャックテーブルに吸引保持する。この吸引保持した状態で、半導体ウェーハの表面（１ａ）側に貼着された保護テープ（１５）を剥離し、剥離後もチャックテーブルで吸着保持しながら、半導体チップ間の間隙に露出された接着フィルムにレーザー光線を照射し、接着フィルムを分割溝（４）に沿って破断する。
【選択図】図７

Description

本発明は、半導体ウェーハを分割し、裏面側にダイボンディング用の接着フィルムが貼着される半導体チップを製造するためのウェーハの加工方法に関する。

半導体デバイス製造工程では、略円板形状である半導体ウェーハの表面に配列されたストリートと呼ばれる分割予定ラインで区画された複数の領域に、ＩＣやＬＳＩ等のデバイスの形成が行われている。そして、半導体ウェーハをストリートに沿って切断することで、デバイスが形成された領域毎に半導体ウェーハを分割加工し、個々の半導体チップの製造が行われている。半導体チップにおいては、後工程におけるダイボンディングのため、裏面に対して接着フィルムの貼着が行われている。

このような半導体ウェーハをストリートに沿って分割する分割方法としては、特許文献１に開示されている。特許文献１では、最初に、先ダイシング法等によって個々に分割された半導体チップの裏面にダイボンディング用の接着フィルムを貼着し、この接着フィルムを介して個々の半導体チップをダイシングテープに貼着する。続いて、各半導体チップ間の間隙に露出された接着フィルムの部分にレーザー光線を照射し、その後、接着フィルムを拡張して半導体チップ毎に接着フィルムを破断している。

ここで、先ダイシング法により半導体ウェーハを分割する場合、いわゆるハーフカットにて半導体ウェーハの表面に分割溝を形成し、その後、半導体ウェーハの表面に保護テープを貼着する。保護テープの貼着後、半導体ウェーハの裏面を研削して薄厚化することで、個々の半導体チップに分割される。研削完了後、半導体ウェーハの裏面にダイボンディング用の接着フィルムを貼着し、更に、接着フィルムにエキスパンドテープ等の支持テープを貼着して半導体ウェーハを支持する。

特開２００２−１１８０８１号公報

接着フィルム及び支持テープを貼着した後、保護部材は半導体ウェーハから剥離されるが、この剥離後に、半導体ウェーハを搬送すると、分割後の半導体チップが動いてずれてしまう。このズレが生じる原因は、接着フィルムを半導体ウェーハに貼着する際のテンション方向に接着フィルムが縮むからである。半導体チップにズレが生じるため、半導体チップ間の間隙に露出された接着フィルムにレーザー光線を照射する際に、半導体チップに誤ってレーザー光線を照射して加工してしまったり、半導体チップがずれた分、アライメントに時間を要する、という問題がある。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、アライメント時間が長くなることを抑制でき、半導体チップの誤加工を防止することができるウェーハの加工方法を提供することを目的とする。

本発明のウェーハの加工方法は、表面に複数のストリートが格子状に形成されているとともに、複数のストリートによって区画された複数の領域にデバイスが形成された半導体ウェーハを個々の半導体チップに分割し、個々の半導体チップの裏面にダイボンディング用の接着フィルムを装着するウェーハの加工方法であって、半導体ウェーハの表面からストリートに沿って所定の深さの分割溝を形成する分割溝形成工程と、分割溝が形成された半導体ウェーハの表面に保護部材を貼着する保護部材貼着工程と、保護部材貼着工程を実施した後に、半導体ウェーハの裏面を研削して裏面に分割溝を表出させ、個々の半導体チップに分離する分割溝表出工程と、分割溝表出工程を実施した後に、個々の半導体チップに分離された半導体ウェーハの裏面に接着フィルムを装着し、接着フィルムの裏面を支持テープで支持する接着フィルム装着工程と、接着フィルム装着工程を実施した後に、支持テープ側をレーザー加工装置のチャックテーブルに載置し、支持テープ及び接着フィルムを介して半導体ウェーハをチャックテーブルに吸引保持する保持工程と、保持工程を実施した後に、半導体ウェーハの表面側に貼着された保護部材を剥離する保護部材剥離工程と、保護部材剥離工程を実施した後に、半導体ウェーハの表面側から各半導体チップ間の間隙に露出された接着フィルムに分割溝に沿ってレーザー光線を照射し、接着フィルムを分割溝に沿って破断する接着フィルム破断工程と、を備えることを特徴とする。

この構成によれば、レーザー加工装置のチャックテーブル上に接着フィルム側を吸引保持した後、半導体ウェーハ表面に貼着された保護部材を剥離し、剥離後も同じチャックテーブルで吸着保持しながら、半導体チップの間隔を維持した状態でレーザー加工を行うことができる。これにより、保護部材を剥離してからレーザー光線を照射するために半導体ウェーハを搬送する工程をなくし、特に搬送中に接着フィルムが縮むことによる半導体チップのズレもなくすことができる。この結果、半導体チップのアライメントが長時間になることを回避でき、効率良く半導体チップの間隙から接着フィルムにレーザー光線を照射することができる。また、半導体チップのズレによって、チップにレーザー光線を照射する誤加工を防ぐこともできる。

本発明によれば、アライメント時間が長くなることを抑制でき、半導体チップの誤加工を防止することができる。

半導体ウェーハの一例を示す斜視図である。 実施の形態に係る分割溝形成工程の一例を示す図である。 実施の形態に係る保護部材貼着工程の一例を示す図である。 実施の形態に係る分割溝表出工程の一例を示す図である。 実施の形態に係る接着フィルム装着工程の一例を示す図である。 実施の形態に係る保持工程の一例を示す図である。 実施の形態に係る保護部材剥離工程の一例を示す図である。 実施の形態に係る接着フィルム破断工程におけるレーザー光線照射処理の一例を示す図である。 実施の形態に係る接着フィルム破断工程におけるエキスパンド処理の一例を示す図である。

以下、添付図面を参照して、本実施の形態に係るウェーハの加工方法ついて説明する。先ず、図１を参照して、半導体ウェーハについて説明する。図１は、半導体ウェーハの一例を示す斜視図である。

図１に示すように、半導体ウェーハ１は、略円板状に形成されている。半導体ウェーハ１の表面（上面）１ａは、複数の交差する分割予定ラインとなるストリート２によって複数の領域に区画され、この区画された各領域にそれぞれデバイス３が形成されている。なお、半導体ウェーハ１は、シリコン、ガリウム砒素等の半導体基板にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスが形成されたものが例示できる。

続いて、本発明の実施の形態に係るウェーハの加工方法について説明する。本実施の形態に係るウェーハの加工方法は、分割溝形成工程、保護部材貼着工程、分割溝表出工程、接着フィルム装着工程、保持工程、保護部材剥離工程、接着フィルム破断工程の順に実施される。本実施の形態に係る分割溝形成工程、保護部材貼着工程及び分割溝表出工程は、ＤＢＧ（Ｄｉｃｉｎｇ Ｂｅｆｏｒｅ Ｇｒｉｎｄｉｎｇ）プロセスと呼ばれる加工方法であり、半導体ウェーハをデバイス毎に個々の半導体チップに分割する。そして、接着フィルム装着工程、保持工程、保護部材剥離工程、接着フィルム破断工程を行うことで、個々の半導体チップそれぞれに接着フィルムが貼着した状態とする。

図２から図９を参照して、本実施の形態に係るウェーハの加工方法の流れについて説明する。図２から図９は、ウェーハの加工方法における各工程の説明図である。なお、図２から図９に示す各工程は、あくまでも一例に過ぎず、この構成に限定されるものではない。

まず、図２に示す分割溝形成工程が実施される。この分割溝形成工程では、切削装置（不図示）のチャックテーブル１１上に、半導体ウェーハ１が表面１ａを上向きとして露出した状態で保持される。次いで、撮像手段（不図示）によってストリート２を検出し、この検出したストリート２に沿って切削ブレード１２を位置付ける。そして、切削ブレード１２の下端が半導体ウェーハ１の厚み方向中間に達するように位置付ける。この状態から、高速回転する切削ブレード１２と、半導体ウェーハ１とをストリート２の延在方向に相対移動する。これにより、半導体ウェーハ１において、切削ブレード１２によるハーフカットにより、ストリート２に沿って所定の深さの分割溝４が形成される。なお、分割溝４の溝深さは、後述する半導体チップ６の仕上げ厚みよりも深く設定される。

分割溝形成工程が実施された後、図３に示すように、保護部材貼着工程が実施される。保護部材貼着工程では、半導体ウェーハ１の表面１ａに対し、半導体ウェーハ１を保護する保護部材としての保護テープ１５（ＢＧ（Ｂａｃｋ Ｇｒｉｎｄｉｎｇ）テープ）が貼着される。この貼着は、保護テープ１５上にローラ（不図示）等を転動し、保護テープ１５を半導体ウェーハ１の表面１ａに押し付ける方法を例示できる。

保護部材貼着工程が実施された後、図４に示すように、分割溝表出工程が実施される。分割溝表出工程では、研削装置（不図示）のチャックテーブル２０上に保護テープ１５を介してウェーハ１が保持される。また、チャックテーブル２０に保持された半導体ウェーハ１の上方に研削手段２１が位置付けられる。そして、回転するチャックテーブル２０に対し、研削手段２１の研削砥石２２が回転しながら近付けられ、研削砥石２２と半導体ウェーハ１の裏面１ｂとが平行状態で回転接触することで半導体ウェーハ１が所定の仕上げ厚みまで研削される。この研削によって、半導体ウェーハ１の裏面１ｂに分割溝４が表出し、デバイス３に応じて半導体ウェーハ１が個々の半導体チップ６に分割される。

保護部材貼着工程が実施された後、図５に示すように、接着フィルム装着工程が実施される。接着フィルム装着工程では、まず、ダイボンディング用の接着フィルム（ＤＡＦ：Ｄｉｅ Ａｔｔａｃｈ Ｆｉｌｍ）からなる接着フィルム２５が支持テープ２６の面内に貼着され、支持テープ２６の外周側が環状のフレーム２７に貼着される。この貼着によって、フレーム２７の内側に接着フィルム２５が配置され、接着フィルム２５が支持テープ２６を介してフレーム２７と一体となる。その後、フレーム２７と一体となった接着フィルム２５が、半導体ウェーハ１の裏面１ｂにローラ等を介して押さえ付けられる。これにより、個々の半導体チップ６に分割された半導体ウェーハ１の裏面１ｂに接着フィルム２５の表面（図中下面）が装着され、接着フィルム２５の裏面（図中上面）が支持テープ２６で支持された状態となる。この状態において、接着フィルム２５及び支持テープ２６を介してフレーム２７に半導体ウェーハ１が装着され、これらが一体となるので、フレーム２７を把持して半導体ウェーハ１を搬送することが可能となる。また、半導体ウェーハ１は、表面１ａに保護テープ１５が貼着されるので、接着フィルム２５及び支持テープ２６と、保護テープ１５とで両面側から挟まれて固定された状態となる（図６参照）。

なお、図５では、半導体ウェーハ１が載置されるテーブルの図示を省略したが、上記のように接着フィルム２５を貼着する際、図４のチャックテーブル２０上に半導体ウェーハ１を載置してもよいし、不図示の貼着装置のテーブル上に載置してもよい。また、接着フィルム２５と支持テープ２６とは、予め一体に積層されたものを用いてもよい。

接着フィルム装着工程が実施された後、図６に示すように、保持工程が実施される。保持工程と、後述する保護部材剥離工程及び接着フィルム破断工程とでは、レーザー加工装置（不図示）を構成するチャックテーブル３０が使用される。チャックテーブル３０は、ポーラスセラミック材３１により保持面３２が形成され、この保持面３２は、半導体ウェーハ１より若干小さい平面形状に形成されている。また、保持面３２は、チャックテーブル３０内の流路３３を通じて吸引源（不図示）に接続されている。チャックテーブル３０の周囲における複数箇所には、クランプ部（不図示）が設けられ、かかるクランプ部を介して半導体ウェーハ１の周囲のフレーム２７が挟持固定される。

保持工程では、フレーム２７と一体となる半導体ウェーハ１をチャックテーブル３０に搬送し、支持テープ２６側を保持面３２上に載置する。そして、保持面３２を吸引源に連通し、支持テープ２６及び接着フィルム２５を介して半導体ウェーハ１がチャックテーブル３０に吸引保持される。

保持工程が実施された後、図７に示すように、保護部材剥離工程が実施される。保護部材剥離工程は、保持工程による吸引保持を維持した状態で、半導体ウェーハ１の表面１ａ側に貼着された保護テープ１５が剥離される。この剥離は、作業者による手作業で行ってもよいし、不図示の剥離装置によって保護テープ１５の一端を把持し、保護テープ１５の他端に向かって折り返しながら剥離面積を徐々に広げる作業を行ってもよい。

保護部材剥離工程が実施された後、接着フィルム破断工程が実施される。接着フィルム破断工程では、まず、図８に示すように、レーザー光線照射処理が実施される。レーザー光線照射処理は、まず、撮像手段（不図示）によってストリート２又は分割溝４が検出される。その後、撮像手段の検出結果に基づき、レーザー加工装置（不図示）を構成する加工ヘッド３５の出射口を分割溝４に位置付けるアライメントが行われる。アライメント後、各半導体チップ６間における分割溝４内の間隙に露出された接着フィルム２５に対し、加工ヘッド３５によって半導体ウェーハ１の表面１ａ側からレーザー光線が照射される。レーザー光線は、接着フィルム２５に対して吸収性を有する波長であり、接着フィルム２５の表面（図中上面）に集光点が位置付けられるように調整される。

そして、半導体ウェーハ１と加工ヘッド３５とを相対移動することで、全ての分割溝４に沿ってレーザー光線が照射され、各分割溝４の内側における接着フィルム２５の表面に改質領域が形成される。この改質領域は、レーザー光線の照射によって接着フィルム２５表面の密度、屈折率、機械的強度やその他の物理的特性が周囲と異なる状態となり、周囲よりも強度が低下する領域のことをいう。改質領域は、例えば、溶融処理領域、クラック領域、絶縁破壊領域、屈折率変化領域であり、これらが混在した領域でもよい。

接着フィルム破断工程では、レーザー光線照射処理が実施された後、図９に示すように、エキスパンド処理が実施される。エキスパンド処理では、テープ拡張装置（不図示）の環状テーブル４１上にフレーム２７が載置され、クランプ部４２によって環状テーブル４１にフレーム２７が保持される。また、拡張ドラム４３の外径はフレーム２７の内径より小さくなっており、拡張ドラム４３の内径は半導体ウェーハ１の外径より大きくなっている。このため、拡張ドラム４３の上端部が半導体ウェーハ１とフレーム２７との間で支持テープ２６に当接される。

この状態から、環状テーブル４１と共にフレーム２７が下降することで、拡張ドラム４３が環状テーブル４１に対して相対的に上昇され、支持テープ２６が放射方向に拡張される。この支持テープ２６の拡張によって、接着フィルム２５に張力を作用させ、接着フィルム２５が改質領域を起点として分割溝４に沿って破断分割される。これにより、個々の半導体チップ６の間隔が広げられ、この状態において、複数の半導体チップ６それぞれに分割溝４の位置で破断された小片状の接着フィルム２５が貼着した状態となる。

上記のように支持テープ２６上で間隔をあけて配設された半導体チップ６は、ピックアップコレット（不図示）で吸着して支持テープ２６から剥離される。このとき、拡張ドラム４３の上部内側に形成された保持テーブル４５に対して開閉バルブ４６の切り替えによって吸引源４７を接続し、支持テープ２６を吸引保持して半導体チップ６の位置規制を行ってもよい。接着フィルム２５が貼着された半導体チップ６は、接着フィルム２５側をダイボンディングフレーム（不図示）に加圧接着することによりボンディングされる。

以上のように、本実施の形態に係る加工方法によれば、チャックテーブル３０において吸着保持を行いながら、保護テープ１５の剥離と、加工ヘッド３５からのレーザー光線照射による加工との両方を行うことができる。これにより、保護テープ１５を剥離後、分割溝４の内部にレーザー光線を照射するために、半導体ウェーハ１を搬送しなくてよくなり、搬送中に接着フィルム２５が縮むことによる半導体チップ６のズレを防止することができる。この半導体チップ６のズレ防止を通じて、レーザー光線照射前のアライメントに要する時間を短縮でき、半導体チップ６にレーザー光線を照射する誤加工を回避することができる。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている大きさや形状などについては、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。

例えば、上記のレーザー光線照射処理では、接着フィルム２５に対し、分割溝４に沿って改質領域を連続的に形成してもよいし、断続的に形成してもよい。

また、上記の実施の形態においては、上記各工程は別々の装置で実施されてもよいし、同一の装置で実施されてもよい。

以上説明したように、本発明は、アライメント時間が長くなることを抑制しつつ半導体チップの誤加工を防止できるという効果を有し、特に、個々の半導体チップに接着フィルムを装着するウェーハの加工方法に有用である。

１ 半導体ウェーハ
１ａ 表面
１ｂ 裏面
２ ストリート
３ デバイス
４ 分割溝
６ 半導体チップ
１５ 保護テープ（保護部材）
２５ 接着フィルム
２６ 支持テープ
３０ チャックテーブル

Claims (1)

1. 表面に複数のストリートが格子状に形成されているとともに、該複数のストリートによって区画された複数の領域にデバイスが形成された半導体ウェーハを個々の半導体チップに分割し、該個々の半導体チップの裏面にダイボンディング用の接着フィルムを装着するウェーハの加工方法であって、
   該半導体ウェーハの表面から該ストリートに沿って所定の深さの分割溝を形成する分割溝形成工程と、
   該分割溝が形成された半導体ウェーハの表面に保護部材を貼着する保護部材貼着工程と、
   該保護部材貼着工程を実施した後に、該半導体ウェーハの裏面を研削して該裏面に該分割溝を表出させ、個々の半導体チップに分離する分割溝表出工程と、
   該分割溝表出工程を実施した後に、個々の半導体チップに分離された該半導体ウェーハの裏面に該接着フィルムを装着し、該接着フィルムの裏面を支持テープで支持する接着フィルム装着工程と、
   該接着フィルム装着工程を実施した後に、該支持テープ側をレーザー加工装置のチャックテーブルに載置し、該支持テープ及び該接着フィルムを介して該半導体ウェーハを該チャックテーブルに吸引保持する保持工程と、
   該保持工程を実施した後に、該半導体ウェーハの表面側に貼着された該保護部材を剥離する保護部材剥離工程と、
   該保護部材剥離工程を実施した後に、該半導体ウェーハの表面側から各半導体チップ間の間隙に露出された該接着フィルムに該分割溝に沿ってレーザー光線を照射し、該接着フィルムを該分割溝に沿って破断する接着フィルム破断工程と、
   を備えることを特徴とするウェーハの加工方法。

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