JP3568980B2 - チップに切断後のｉｃのウエハ形態での加工処理法 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は集積回路プロセスに関するものであり、更に詳細にはデジタルマイクロミラーデバイスを含むマイクロメカニカルデバイス製造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
集積回路（ＩＣ）プロセスをコスト効率のよいものにするためには、個々のデバイスまたはチップは、単一の基板の上に同時に数多くのチップを作製するように、半導体ウエハを使用して大量生産できなければならない。そのようにすることで、プロセス装置は数多くのチップについて個別にではなく、１枚のウエハを移動し位置合わせするだけでよくなり、必要な取り扱いの手間が削減される。位置合わせ、あるいは位置決めは、リソグラフィやダイ試験を含むＩＣ製造プロセスの中のいくつかの工程にとって正確さを要求される非常に重要な工程である。ウエハレベルでのすべてのプロセスが施された後、チップは切断され、あるいは劈開されて、パッケージ化される。デバイスがウエハから切り離される時、ダイシングの切り屑として知られるウエハの粒子およびゴミが生ずる。この切り屑は、チップをパッケージへボンディングする前にＩＣの表面から洗い流される。
【０００３】
【発明の概要】
マイクロメカニカルデバイスはしばしば、標準的なＩＣ製造工程のいくつかに曝されるにはあまりに壊れやすい構造を取る。１つの例はデジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）である。ＤＭＤは本発明の譲受人へ譲渡された、ホーンベック博士（Ｄｒ．Ｈｏｒｎｂｅｃｋ）による米国特許第５，０６１，０４９号に述べられている。この特許に述べられたように、ＤＭＤはシリコン基板の表面に形成された電極の上に、間隙をおいて浮かせた非常に小さいミラーを有している。このミラーが一旦形成されて、ダミーの材料を空隙からエッチして取り除いた後は、ＤＭＤは非常に壊れやすくなっている。このデバイスはミラーを破壊することなしに洗うことはできない。従って、このデバイスでは、ミラーからダミー材料をエッチして取り除く前に切断を行い、切り屑を洗い流しておく必要がある。このためいは、洗浄とエッチングの工程、そしてパッシベーションおよび試験を含むそれに続く任意の工程はウエハに対してではなく、個々のチップに対して施されなければならない。
【０００４】
本発明の１つの目的は、切り屑を許さないデバイスのウエハの形態での効率的な処理の方法を提供することである。このことはダイシング操作に先だって、ウエハの裏面へ基板を仮止めすることによってなされる。ウエハプロセス工程が完了するまで、基板はダイシングされたチップをまとめて１つのウエハとして保持する。ウエハ形態で処理するため、製造工程での取り扱いが簡単になり、製造処理の流れは標準的な集積回路のそれにより近づいたものとなる。標準的なウエハ処理の技術は、デバイスを個別に製造する高価な方法とは対照的に、量的にコスト効率の高いデバイス製造を可能にする。
【０００５】
【実施例】
図１は本発明の１つの実施例を示す。デバイスウエハ２２は、通常は１枚のダイシングテープであるメンブレン２４に接着され、それがアルミニウムリング２６に設置される。基板ウエハ２８がダイシングテープの裏面へ接着される。基板ウエハ２８はソーイングされたチップを互いに揃った配置状態に保持するために十分しっかりした任意の材料でできている。この材料はプロセス装置が、搭載されたデバイスウエハ２２を取り扱ううえで支障のないように十分薄く、軽量のものでなければならない。本発明の１つの実施例ではシリコン基板ウエハが使用されている。別の実施例では基板ウエハ２８は紫外（ＵＶ）光に対して透明な、例えば石英のような材料でできていることを要求する。金属でできた基板ウエハを使用することも可能である。
【０００６】
製造されるデバイスおよびそのデバイスを作製するために必要とされる処理工程に依存して、ソーイング操作の間に保護のための層が必要となる場合もある。これは酸化物層、スピン塗布したフォトレジスト層、あるいは、ソーイング操作、切り屑、および洗浄過程からデバイスを保護できる任意のその他の物質でよい。ＤＭＤの製造の場合は、薄い酸化物層を成長させ、その後フォトレジストの層をスピン塗布して、後続のソーイング操作の間にミラーが傷つけられるのを防ぐ。
【０００７】
ダイシングテープ２４への基板の搭載は両面接着性のダイシングテープを用いて行ってもよいし、あるいは基板ウエハを７０℃以上に加熱し、それをダイシングテープ２４の裏面へ圧着することで行ってもよい。基板ウエハ２８の取り付けの別の１つの方法が図２に示されている。１枚のＵＶ剥離テープ３８がデバイスウエハ２２に取り付けられたダイシングテープ２４の裏面に取り付けられる。このＵＶテープ３８は両面テープでもよいし、あるいはその裏面に接着剤４０を備えたものでもよい。次に基板ウエハ２８がこのＵＶテープ３８の裏面に取り付けられる。ＵＶ剥離テープ３８は処理の後にこのテープと基板ウエハ２８とがダイシングテープ２４から容易に剥がれるのを可能にする。
【０００８】
デバイスウエハ２２および基板ウエハ２８をダイシングテープ２４へ搭載した後、デバイスウエハ２２はソーイングされて個々のチップ３０に切り出される。図３に示すように、このソーイングの切り溝はデバイスウエハ２２を完全に貫通しなければならないが、しかしダイシングテープ２４中へまで入り込むべきではない。
【０００９】
図１はソーイング操作に先だってダイシングテープ２４上へ基板ウエハ２８を搭載する好適方法を示しているが、この方法ではしばしばダイシングテープ２４と基板ウエハ２８との間に空気の泡が入り込む。この空気泡は、ソーイング操作の間にソーあるいはデバイスウエハ２２のいずれかが破損する原因になることがある。別の方法は基板ウエハ２８の搭載に先立ってデバイスウエハ２２を切り出すものである。この別の方法は空気泡によって引き起こされる破損の問題を解消する利点がある。欠点は、ソーイング操作の間、あるいは基板ウエハ２８が傷つきやすいダイシングテープ２４上へ搭載される時に、いくつかのチップ３０の位置合わせに狂いが生じやすいということである。
【００１０】
すべてのウエハ処理が完了した後に、チップ３０はダイシングテープ２４から取り外されて、所定のパッケージ中へ配置される。チップ３０は基板ウエハ２８を取り付けたままでダイシングテープ２４から直接的に取り出してもよい。既存の移送機械（ピック・アンド・プレイスマシン）がチップ３０にアクセスできるように基板ウエハ２８を除去するのが好ましい。チップ３０をダイシングテープ２４へ保持している接着剤はチップ３０を取り外すためには接着力を弱めることが必要であろう。この接着剤を弱める１つの方法は、石英等のＵＶ光に透明な材料を基板ウエハ２８として使用することである。図４に示すように、この場合はＵＶ光を放射する光源３６が基板ウエハ２８の裏面からダイシングテープ２４を照らしている。これによって接着剤が弱まって、完成したチップ３０はダイシングテープ２４から容易に剥がすことができる。
【００１１】
完成したチップ３０へのアクセスを許容する別の方法は、図４に示すように基板ウエハ２８を貫通して孔３４を開けることである。これらの孔を通して、移送機械のフィンガーがダイシングテープ２４および完成したチップ３０へアクセスすることができる。フィンガーはこれらの孔から突き出して完成したチップ３０をダイシングテープ２４から持ち上げる。
【００１２】
このように、ここまでは、ダイシング後のウエハ処理を許容する、切り屑を許さないマイクロメカニカルデバイス製造の方法の特定の実施例について説明してきたが、そのような特定の引用が、請求項によってのみ限定されるべき本発明の範囲を限定するものと解されるべきではない。更に、本発明について、それの特定の実施例に関連して説明してきたが、当業者には別の修正が自ずと思いつかれるであろうことは理解されるべきであり、従って、そのようなすべての修正がここに請求する本発明の請求項の範囲に含まれると解釈されるべきである。
【００１３】
以上の説明に関して更に以下の項を開示する。
（１）切り屑を許さないデバイスを製造するための方法であって：
１個または複数個の前記デバイスを収容するウエハに対して、基板を取り付けること、および
前記ウエハをソーイングまたは分離することによって前記デバイスを分離することであって、前記分離処理の間およびその後に、前記基板が前記デバイスを揃った配置状態にしっかり保持しているデバイス分離工程、
を含む方法。
【００１４】
（２）第１項記載の方法であって、前記基板が両面に接着剤を備えたテープによって前記ウエハへ取り付けられる方法。
【００１５】
（３）第１項記載の方法であって、前記基板が前記基板を加熱して前記テープの裏面へ圧着させることによって、前面に接着剤を備えたテープの裏面へ取り付けられ、前記ウエハが前記テープの前面へ取り付けられる方法。
【００１６】
（４）第１項記載の方法であって、前記取り付け工程が更に、前記基板をテープの裏面へ取り付けるために接着剤を使用することを含んでおり、前記テープが前面に接着剤を備え、前記ウエハが前記テープの前面へ取り付けられるようになっている方法。
【００１７】
（５）第１項記載の方法であって、前記取り付け工程が更に、前記基板を前記ウエハの裏面へ取り付けるために接着剤を使用することを含んでいる方法。
【００１８】
（６）切り屑を許さないデバイスを製造する方法であって：
１個または複数個のデバイスを収容するウエハへ、メンブレンを取り付けること、
前記ウエハをソーイングまたは分離することによってデバイスを分離させること、および
前記メンブレンに対して、デバイスを揃った配置状態にしっかり保持する基板を取り付けること、
を含む方法。
【００１９】
（７）第６項記載の方法であって、前記メンブレンが両面に接着剤を備えたテープである方法。
【００２０】
（８）第６項記載の方法であって、前記メンブレンが前面に接着剤を備えたテープであって、基板を加熱して前記メンブレンの裏面に対して圧着させることによって前記メンブレンの裏面に基板が取り付けられ、前記ウエハが前記メンブレンの前面に取り付けられる方法。
【００２１】
（９）第６項記載の方法であって、前記メンブレンが全面に接着剤を備えたテープであって、前記基板が接着剤を用いて前記メンブレンの裏面に取り付けられる方法。
【００２２】
（１０）第１項または第６項記載の方法であって、前記基板がシリコンである方法。
【００２３】
（１１）第１項または第６項記載の方法であって、前記基板が石英である方法。
【００２４】
（１２）第１項または第６項記載の方法であって、前記基板が金属である方法。
【００２５】
（１３）第１項または第６項記載の方法であって、前記基板がデバイスへのアクセスを許容するために形成された孔を有している方法。
【００２６】
（１４）第１項または第６項記載の方法であって、前記基板を取り付けるために接着剤が使用され、更に、前記接着剤の接着力を弱めるために前記接着剤を光に曝す工程を含み、それによって前記メンブレンから前記基板を取り外すことを容易にしている方法。
【００２７】
（１５）基板をダイシングテープの裏面へボンディングする方法であって：
前記基板を加熱すること、および
加熱された基板を前記ダイシングテープの裏面に対して圧着すること、
を含む方法。
【００２８】
（１６）切り屑を許さないデバイス３０、そして特にＤＭＤ等のマイクロメカニカルデバイスを製造する方法であって、すべての製造工程が完了する前にウエハをソーイングすることを許容する方法。前記のようなデバイスは壊れやすいため、デバイスの製造工程が終了した後に洗浄することができない。このための解決策は、デバイスを壊れやすいものとする製造工程の完了に先立って、ウエハをソーイングし洗浄することである。チップ３０を個別に処理することを回避するために、基板ウエハ２８をダイシングテープ２４の裏面に取り付ける。この基板ウエハはソーイングされたチップ３０を揃った配置状態に保持しており、残りの製造工程をウエハの形態で施すことを可能にする。
【図面の簡単な説明】
【図１】ダイシングテープ用リングに設置された半導体ウエハおよび基板ウエハのダイシング前の断面図。
【図２】別の設置方法を採用した半導体ウエハおよび基板ウエハの断面図。
【図３】ダイシングテープ用リングに設置された半導体ウエハおよび基板ウエハのダイシング後の断面図。
【図４】チップの剥離を容易にするために紫外光を照射されるダイシングテープの断面図。
【符号の説明】
２２ デバイスウエハ
２４ ダイシングテープ
２６ アルミニウムリング
２８ 基板ウエハ
３０ チップ
３４ 孔
３６ ＵＶ光源
３８ ＵＶ剥離テープ
４０ 接着剤

Claims (1)

1. デバイスを製造するための方法であって：
   １個または複数個の前記デバイスを収容するデバイスウエハを、薄膜（メンブレン）の表面に取り付ける工程を含み、その際、前記デバイスは最初の位置関係を有し、
   基板ウエハを、前記薄膜（メンブレン）の裏面に取り付ける工程を含み、更に
   前記デバイスウエハをソーイングまたは分離することによって前記デバイスを分離する工程を含み、その際、前記基板ウエハは前記デバイスの最初の位置関係を、前記分離する工程中及びその後も保持している、
   ことを特徴とするデバイスを製造するための方法。

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