JP4478053B2 - 半導体ウエーハ処理方法 - Google Patents

Description

本発明は、半導体ウエーハを格子状に配列されたストリートに沿って分断すると共に、ウエーハの裏面全体に渡って粘着テープを貼着し、しかる後に分断された該ストリートに沿って粘着テープを分断する半導体ウエーハ処理方法に関する。

下記特許文献１には、表面には格子状に配列されたストリートによって複数個の矩形領域が区画され、かかる矩形領域には半導体素子が配設されているウエーハを処理する様式として、ウエーハの表面にストリートに沿って所定深さの溝を形成し、次いでウエーハの表面に保護テープを貼着し、しかる後にウエーハの裏面を研削してウエーハの厚さを上記所定深さと実質上同一にせしめ、かくしてウエーハをストリートに沿って分断し、次いでウエーハの裏面全体に渡って粘着テープを貼着し、しかる後に分断されたストリートに沿って粘着テープを分断することが開示されている。粘着テープの分断は、分断されたストリートに沿って粘着テープにレーザ光線を照射することによって遂行することができる。個々に分離され裏面には粘着テープが貼着されている矩形領域の各々は、保護テープから離脱せしめられ、粘着テープを介してダイに装着される。
特開２００２−１１８０８１公報

而して、上記特許文献１に開示されている半導体ウエーハ処理方法には、次のとおりの問題が存在する。即ち、本発明者等の経験によれば、ウエーハの裏面を研削してウエーハをストリートに沿って分断し、矩形領域を個々に分離すると、矩形領域の各々は、その表面が共通の保護テープに貼着されているにも拘らず、幾分変位せしめられる。従って、個々の矩形領域間に存在する分断されたストリートは、初期の真直に延在していた状態から幾分ゆがんで真直な直線ではなくなる。にも拘らず、従来の半導体ウエーハ処理方法においては、分断されたストリートは真直に延在しているものとして、粘着テープにレーザ光線を照射して粘着テープを分断している。それ故に、従来の半導体ウエーハ処理方法においては、粘着テープを分断するためのレーザ光線が、分断されたストリートの領域ではなくて、半導体素子が配設されている矩形領域に照射されてしまって半導体素子が損傷されてしまう虞があった。

本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術的課題は、矩形領域にレーザ光線を照射して矩形領域に損傷を与えることなく、分断されたストリートに沿って粘着テープを分断することができる、新規且つ改良された半導体ウエーハ処理方法を提供することである。

本発明者等は、個々の矩形領域間に存在する分断されたストリートは、初期の真直に延在していた状態から幾分ゆがんで真直な直線ではなくなるという事実に鑑み、レーザ光線を照射して粘着テープの分断を遂行するのに先立って、分断されたストリートの状態を検出し、かかる検出に基づいて粘着テープにレーザ光線を照射することによって、上記主たる技術的課題を達成する。

即ち、本発明によれば、上記主たる技術的課題を達成する半導体ウエーハ処理方法として、表面には格子状に配列されたストリートによって複数個の矩形領域が区画されているウエーハを、該ストリートに沿って分断すると共に、該ウエーハの裏面全体に渡って粘着テープを貼着し、しかる後に分断された該ストリートに沿って該粘着テープを分断する半導体ウエーハ処理方法において、
分断された該ストリートに沿って該粘着テープを分断するのに先立って、分断された該ストリートの状態を検出することを含み、分断された該ストリートの状態の検出は、分断された該ストリートにおいて、該ストリートの延在方向に間隔をおいた少なくとも３点のｘｙ座標位置を検出し、該３点の座標位置に基づいて最小二乗法によって一次関数直線を算出して該一次関数直線の傾斜角度を算出し、そして更に該一次関数直線をｘ軸方向に平行に延びる状態とした時の該一次関数直線に関する該３点のｙ軸方向変位量を算出することを含み、
該粘着テープの分断は、該一次関数直線の片端と該３点のうちの該片端に最も近い点とを結ぶ直線に沿って該粘着テープにレーザ光線を照射して該粘着テープを分断し、次いで該最も近い点と該３点のうちの該片端に２番目に近い点とを結ぶ直線に沿ってレーザ光線を照射して該粘着テープを分断し、しかる後に該２番目に近い点と該片端に３番目に近い点とを結ぶ直線に沿ってレーザ光線を照射して該粘着テープを分断し、次いで該３番目に近い点と該一次関数直線の他端とを結ぶ直線に沿ってレーザ光線を照射して該粘着テープを分断することを含む、
ことを特徴とする半導体ウエーハ処理方法が提供される。

好適実施形態においては、該ウエーハの表面に該ストリートに沿って所定深さｄの溝を形成し、次いで該ウエーハの表面に保護テープを貼着し、しかる後に該ウエーハの裏面を研削して該ウエーハの厚さを該所定深さｄと実質上同一にせしめ、かくして該ウエーハを該ストリートに沿って分断し、次いで該ウエーハの裏面に該粘着テープを貼着する。

本発明の半導体ウエーハ処理方法においては、分断されたストリートの状態を検出し、かかる検出に基づいて粘着テープにレーザ光線を照射する故に、矩形領域にレーザ光線を照射して矩形領域に損傷を与えてしまうことが確実に回避され得る。

以下、添付図面を参照して、本発明に従って構成された半導体ウエーハ処理方法の好適実施形態について詳述する。

図１には、本発明の半導体ウエーハ処理方法を適用することができる半導体ウエーハの典型例が図示されている。シリコンの如き適宜の材料から形成されている、全体を番号２で示すウエーハは、オリエンテーションフラットと称されている直線縁４を除いて円板形状である。このウエーハ２の表面６には格子状に配列されたストリート８によって複数個の矩形領域１０が区画されている。矩形領域１０の各々には半導体素子が配設されている。

本発明の半導体ウエーハ処理方法の好適実施形態においては、最初に、図２に図示する如く、ウエーハ２の表面６にストリート８の各々に沿って所定深さｄの溝１２を形成する。かかる溝１２は、例えばダイヤモンド粒子を含有した薄円環形状の切断刃（図示していない）によってウエーハ２の表面６をストリート８の各々に沿って深さｄで切断することによって形成することができる。

次いで、図３に図示する如く、ウエーハ２の表面６上に適宜の合成樹脂フィルム乃至シートから構成することができる保護テープ１４を貼着する。しかる後に、図４に図示する如く、ウエーハ２の裏面１６を研削してウエーハ２の厚さを溝１２の深さｄと実質上同一にせしめ、かくしてストリート８の各々に沿ってウエーハ２を分断し、矩形領域１０を個々に分離する。ウエーハ２の裏面１６の研削は、例えば表面６に保護テープ１４が貼着されたウエーハ２を表裏を反転せしめた状態で回転チャック（図示していない）上に保持し、ウエーハ２の露呈せしめられている裏面に、ダイヤモンド粒子を含有した研削部材を有する回転研削ホイール（図示していない）を作用せしめて研削することによって遂行することができる。

しかる後に、図５に図示する如く、ウエーハ２の裏面１６の全体に渡って、即ち個々に分離せしめられた矩形領域１０の全ての裏面に渡って、粘着テープ１８を貼着する。ダイアタッチフィルムとも称されている粘着テープ１８は、ポリイミド、エポキシ或いはアクリル製フィルム乃至シートから形成することができる。

本発明の半導体ウエーハ処理方法においては、ウエーハ２の裏面１６に粘着テープ１８を貼着した後に、粘着テープ１８にレーザ光線を照射するのに先立って。分断されたストリート８の状態を検出することが重要である。分断されたストリート８の一本を図式的に且つゆがみを誇張して図示している図６を参照して説明すると、分断されたストリート８の状態を検出する際には、レーザ光線照射機（図示していない）に付設された顕微鏡を通してウエーハ２の裏面１６を撮像する。そして、粘着テープ１８を通して観察される分断されたストリート８における、ストリート８の延在方向に間隔をおいた少なくとも３点、Ｐ１、Ｐ２及びＰ３の、顕微鏡におけるｘｙ座標における位置、（ｘ_１、ｙ_１）、（ｘ_２、ｙ_２）及び（ｘ_３、ｙ_３）を検出する。次いで、これらのｘｙ座標位置に基づいて最小二乗法により分断されたストリート８の一次関数直線、ｙ＝ａｘ＋ｂを算出し、かかる一次関数直線の、ｘ軸に対する傾斜角度θ＝ｔａｎ−ａを算出する。そして、図７に図示する如く、ウエーハ２が保持されているチャック（図示していない）をθだけ回転せしめて、上記一次関数直線ｙ＝ａｘ＋ｂがｘ軸と平行に延在する状態にせしめる。

次いで、ｘ軸に平行に延在する上記一次関数直線ｙ＝ａｘ＋ｂに対する、上記３点Ｐ１、Ｐ２及びＰ３のｙ軸方向の変位量である、
γ_１＝ｘ_１ｓｉｎθ−ｙ_１ｃｏｓθ＋ｂ′
γ_２＝ｘ_２ｓｉｎθ−ｙ_２ｃｏｓθ＋ｂ′
γ_３＝ｘ_３ｓｉｎθ−ｙ_３ｃｏｓθ＋ｂ′
ここでｂ′＝ｂｃｏｓθである
を算出する。

上述とおりにして検出した、分断されたストリート８の状態に基づいて、ウエーハ２に対するレーザ光線の相対的移動軌跡を適宜に制御して、粘着テープ１８にレーザ光線を照射し、粘着テープ１８を分断する。ウエーハ２の裏面側からレーザ光線を投光して粘着テープ１８に照射し、或いはウエーハ２の表面側からレーザ光線を投光し分断されたストリート８を通して粘着テープ１８に照射することができる。

図７を参照して、レーザ光線の相対的移動軌跡の制御様式を説明すると、領域Ｌ１においては一次関数直線ｙ＝ａｘ＋ｂの片端と点Ｐ１（３点のうち一次関数直線の片端に最も近い点）とを結ぶ直線に沿って、従ってｘ軸方向の進行に対応して下記式
ｙ′＝（γ_１／Ｌ１）×ｘ
に応じてｙ軸方向に補正してレーザ光線を相対的に移動せしめてレーザ光線を照射する。次いで、領域Ｌ２においては、点Ｐ１と点Ｐ２（３点のうち一次関数直線の片端に２番目に近い点）を結ぶ直線に沿って、従ってｘ軸方向の進行に対応して下記式
ｙ′＝（γ_２−γ_１）／Ｌ２）×ｘ＋γ_１
に応じてｙ軸方向に補正してレーザ光線を相対的に移動せしめてレーザ光線を照射する。更に、領域Ｌ３においては、点Ｐ２と点Ｐ３（３点のうち一次関数直線の片端に３番目に近い点）を結ぶ直線に沿って、従ってｘ軸方向の進行に対応して下記式
ｙ′＝（γ_３−γ_２）／Ｌ３）×ｘ＋γ_２
に応じてｙ軸方向に補正してレーザ光線を相対的に移動せしめてレーザ光線を照射する。次いで、領域Ｌ４においては、点Ｐ３と一次関数直線ｙ＝ａｘ＋ｂの他端とを結ぶ直線に沿って、従ってｘ軸方向の進行に対応して下記式
ｙ′＝（−γ_３／Ｌ４）×ｘ＋γ_３
に応じてｙ軸方向に補正してレーザ光線を相対的に移動せしめてレーザ光線を照射する。

分断されたストリート８の状態検出は全てのストリート８について夫々個々に遂行し、かかる検出に応じてレーザ光線の相対的移動軌跡を制御するのが好適である。しかしながら、所望ならば、例えば分断されたストリート８のゆがみにある程度共通な特性が存在する場合には、図７においてｘ軸方向に延在するストリート８に関して、特定の数本のストリート８について状態を検出し、状態の検出を省略したストリート８については状態を検出した１本のストリート８の状態と同一であると仮定してレーザ光線の相対的移動を制御し、同様に図７においてｙ軸方向に延在するストリート８に関しても、ウエーハ２を９０度回転せしめた後に、特定の数本のストリート８について状態を検出し、状態の検出を省略したストリート８については状態を検出した１本のストリート８の状態と同一であると仮定してレーザ光線の相対的移動を制御することもできる。

本発明の半導体ウエーハ処理方法が適用され得る半導体ウエーハの典型例を示す斜面図。 図１のウエーハの表面にストリートに沿って溝を形成した状態を示す斜面図。 図２のウエーハの表面に保護テープを貼着した常態を示す斜面図。 図３のウエーハの裏面を研削してウエーハをストリートに沿って分断し、矩形領域を個々に分離した状態を、ウエーハの表裏を反転して示す斜面図。 図４のウエーハの裏面に粘着テープを貼着した状態を、ウエーハの表裏を反転して示す斜面図。 分断された１本のストリートのゆがみを誇張して示す簡略図。 分断された１本のストリートの一次関数直線の傾斜角度を補正してｘ軸と平行にせしめた状態で、レーザ光線照射軌跡の一例を示す簡略図。

符号の説明

２：半導体ウエーハ
６：ウエーハの表面
８：ストリート
１０：矩形領域
１２：溝
１４：保護テープ
１６：ウエーハの裏面
１８：粘着テープ

Claims (2)

1. 表面には格子状に配列されたストリートによって複数個の矩形領域が区画されているウエーハを、該ストリートに沿って分断すると共に、該ウエーハの裏面全体に渡って粘着テープを貼着し、しかる後に分断された該ストリートに沿って該粘着テープを分断する半導体ウエーハ処理方法において、
   分断された該ストリートに沿って該粘着テープを分断するのに先立って、分断された該ストリートの状態を検出することを含み、分断された該ストリートの状態の検出は、分断された該ストリートにおいて、該ストリートの延在方向に間隔をおいた少なくとも３点のｘｙ座標位置を検出し、該３点の座標位置に基づいて最小二乗法によって一次関数直線を算出して該一次関数直線の傾斜角度を算出し、そして更に該一次関数直線をｘ軸方向に平行に延びる状態とした時の該一次関数直線に関する該３点のｙ軸方向変位量を算出することを含み、
   該粘着テープの分断は、該一次関数直線の片端と該３点のうちの該片端に最も近い点とを結ぶ直線に沿って該粘着テープにレーザ光線を照射して該粘着テープを分断し、次いで該最も近い点と該３点のうちの該片端に２番目に近い点とを結ぶ直線に沿ってレーザ光線を照射して該粘着テープを分断し、しかる後に該２番目に近い点と該片端に３番目に近い点とを結ぶ直線に沿ってレーザ光線を照射して該粘着テープを分断し、次いで該３番目に近い点と該一次関数直線の他端とを結ぶ直線に沿ってレーザ光線を照射して該粘着テープを分断することを含む、
   ことを特徴とする半導体ウエーハ処理方法。
2. 該ウエーハの表面に該ストリートに沿って所定深さｄの溝を形成し、次いで該ウエーハの表面に保護テープを貼着し、しかる後に該ウエーハの裏面を研削して該ウエーハの厚さを該所定深さｄと実質上同一にせしめ、かくして該ウエーハを該ストリートに沿って分断し、次いで該ウエーハの裏面に該粘着テープを貼着する、請求項１記載の半導体ウエーハ処理方法。

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