JP5436906B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、半導体装置の製造方法に関する。
特許文献１には、シリコン基板及びガラス基板からなる加工対象物について、シリコン基板の表面近傍及びガラス基板の表面近傍にレーザ光による改質領域をそれぞれ形成し、その後、この加工対象物の裏面にナイフエッジを押し当てて、加工対象物を割って切断することが開示されている。
特開２００６−２３１４１３号公報（図２０）
しかしながら、この種の半導体装置の製造方法においては、製造効率の向上が課題である。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、製造効率を向上させることができる半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
また、前記課題を解決するために、請求項１に記載の半導体装置の製造方法は、接着層によって互いに厚さ方向に貼り合わされたウェハ及びガラス基板を有するウェハ部材について、前記ガラス基板の前記接着層と反対側の表層部に破断起点部を形成する破断起点部形成工程と、前記ウェハ部材の平面視において前記破断起点部と重複するように、前記ウェハ及び前記接着層を貫通して前記ガラス基板の前記破断起点部よりも前記接着層側の部分まで延びる切り込みをダイシングブレードによって形成するダイシング工程と、前記ガラス基板の前記接着層と反対側の前記破断起点部の下に支持台を置き、前記支持台を挟んだ両側に前記ウェハ側から機械的応力を作用させて、前記破断起点部及び前記切り込みを起点として破断されるように前記ウェハ部材を複数の半導体装置に個片化させる個片化工程と、を備えている。
この製造方法では、ガラス基板の接着層と反対側の表層部に、切り込み、スクラッチ、レーザ光による変質領域のいずれかよりなる破断起点部を形成し、さらに、ウェハ部材の平面視において破断起点部と重複するように、ウェハ及び接着層を貫通してガラス基板の破断起点部よりも接着層側の部分まで延びる切り込みをダイシングブレードによって形成する。そして、その後、ガラス基板の接着層と反対側の破断起点部の下に支持台を置き、支持台を挟んだ両側にウェハ側からウェハ部材に対して応力を作用させて、このウェハ部材を上述の破断起点部及び切り込みを起点として複数の半導体装置に個片化させている。
ここで、この製造方法では、ダイシングブレードによってガラス基板を厚さ方向に全て切断するのではなく、上述のように、ガラス基板における厚さ方向の一部に切り込みを形成するようにしている。
従って、ダイシングブレードによってガラス基板を厚さ方向に全て切断する場合に比して、ガラス基板からダイシングブレードに作用する抵抗を小さくすることができる。これにより、ウェハよりもガラス基板の方がダイシングブレードに対する抵抗が大きい場合でも、ダイシングブレードの回転速度及び送り速度をガラス基板に合わせて遅くする必要が無く、ウェハに合わせて速くすることができる。
この結果、例えば、ウェハ、接着層、及び、ガラス基板を一斉にダイシングブレードによって切断する場合に比して、ダイシング工程に要する時間を短縮することができるので、半導体装置の製造効率を向上させることができる。
また、ガラス基板の両面側に破断起点部及び切り込みを形成するので、例えば、ガラス基板の接着層側にのみ切り込みを形成した場合に比して、ウェハ部材を複数の半導体装置に個片化したときにおける各半導体装置の外径寸法のバラつきを小さくすることができる。
また、前記課題を解決するために、請求項２に記載の半導体装置の製造方法は、接着層によって互いに厚さ方向に貼り合わされたウェハ及びガラス基板を有するウェハ部材について、前記ウェハ及び前記接着層を貫通して前記ガラス基板の厚さ方向の一部まで延びる切り込みをダイシングブレードによって形成するダイシング工程と、前記ウェハ部材の平面視において前記切り込みと重複するように、前記ガラス基板の前記切り込みよりも前記接着層と反対側の表層部に破断起点部を形成する破断起点部形成工程と、前記ウェハ側の前記切り込みの下に支持台を置き、前記支持台を挟んだ両側に前記ガラス基板側から機械的応力を作用させて、前記切り込み及び前記破断起点部を起点として破断されるように前記ウェハ部材を複数の半導体装置に個片化させる個片化工程と、を備えている。
この製造方法では、ウェハ及び接着層を貫通してガラス基板の厚さ方向の一部まで延びる切り込みをダイシングブレードによって形成し、ウェハ部材の平面視において切り込みと重複するように、ガラス基板の切り込みよりも接着層と反対側の表層部に、切り込み、スクラッチ、レーザ光による変質領域のいずれかよりなる破断起点部を形成する。そして、その後、ウェハ側の切り込みの下に支持台を置き、支持台を挟んだ両側にガラス基板側からウェハ部材に対して応力を作用させて、このウェハ部材を上述の破断起点部及び切り込みを起点として複数の半導体装置に個片化させている。
ここで、この製造方法では、ダイシングブレードによってガラス基板を厚さ方向に全て切断するのではなく、上述のように、ガラス基板における厚さ方向の一部に切り込みを形成するようにしている。
従って、ダイシングブレードによってガラス基板を厚さ方向に全て切断する場合に比して、ガラス基板からダイシングブレードに作用する抵抗を小さくすることができる。これにより、ウェハよりもガラス基板の方がダイシングブレードに対する抵抗が大きい場合でも、ダイシングブレードの回転速度及び送り速度をガラス基板に合わせて遅くする必要が無く、ウェハに合わせて速くすることができる。
この結果、例えば、ウェハ、接着層、及び、ガラス基板を一斉にダイシングブレードによって切断する場合に比して、ダイシング工程に要する時間を短縮することができるので、半導体装置の製造効率を向上させることができる。
また、ガラス基板の両面側に破断起点部及び切り込みを形成するので、例えば、ガラス基板の接着層側にのみ切り込みを形成した場合に比して、ウェハ部材を複数の半導体装置に個片化したときにおける各半導体装置の外径寸法のバラつきを小さくすることができる。
以上詳述したように、本発明によれば、半導体装置を製造する際の製造効率を向上させることができる。
本発明の一実施形態に係る半導体装置の側面断面図である。 本発明の第一実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明する図である。 本発明の第二実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明する図である。 本発明の第三実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明する図である。 比較例に係る半導体装置の製造方法を説明する図である。
［半導体装置の構成］
はじめに、図１を参照しながら、後述する本発明の各実施形態に係る半導体装置の製造方法の対象となる半導体装置１０の構成について説明する。
半導体装置１０は、例えば、イメージセンサＣＳＰ（Ｃｈｉｐ Ｓｉｚｅ Ｐａｃｋａｇｅ）とされており、ウェハ１２（センサチップ）、ガラス基板１４、接着層１６、絶縁膜１８、外部接続端子２０を有して構成されている。
ウェハ１２及びガラス基板１４は、接着層１６によって互いに厚さ方向に貼り合わされている。ウェハ１２は、例えば、シリコンにより構成されており、ガラス基板１４は、例えば、石英により構成されている。ガラス基板１４は、ウェハ１２よりも硬く形成されており、ウェハ１２よりも後述するダイシングブレード２４に対する抵抗が大きくなっている。
絶縁膜１８は、ウェハ１２に対する接着層１６と反対側からウェハ１２に積層されており、外部接続端子２０は、絶縁膜１８におけるウェハ１２と反対側の面に設けられている。
次に、上述の半導体装置１０を製造する方法について説明する。
［第一実施形態］
本発明の第一実施形態に係る半導体装置の製造方法では、先ず、図２の上図に示されるように、半導体装置１０を個片化する前の状態であるウェハ部材２２をガラス基板１４が下になるようにしてダイシングテープ３０に貼り付ける。そして、この状態で、絶縁膜１８、ウェハ１２、及び、接着層１６を貫通してガラス基板１４の厚さ方向の一部まで延びる切り込み３２をダイシングブレード２４によって形成する（ダイシング工程）。
続いて、図２の下図に示されるように、ダイシングテープ３０の下に支持台２６を置き、この支持台２６を挟んだ両側に外部接続端子２０側から機械的応力２８を作用させる。そして、これにより、ガラス基板１４における切り込み３２がクラック３４の起点となり、このクラック３４が進行することによりウェハ部材２２を複数の半導体装置１０に個片化させる（個片化工程）。
この製造方法によれば、以下の作用及び効果を奏する。ここで、本発明の第一実施形態に係る半導体装置の製造方法の作用及び効果を明確にするために、先ず、図５を参照しながら、比較例について説明する。
比較例に係る半導体装置の製造方法では、半導体装置１０を個片化する前の状態であるウェハ部材２２をガラス基板１４が下になるようにしてダイシングテープ８０に貼り付ける。そして、この状態で、絶縁膜１８、ウェハ１２、接着層１６、ガラス基板１４の全てをダイシングブレード２４によって一斉に切断し、ウェハ部材２２を複数の半導体装置１０に個片化させる。
しかしながら、この製造方法では、ウェハ１２よりもガラス基板１４の方がダイシングブレード２４に対する抵抗が大きいため、ダイシングブレード２４の回転速度及び送り速度をガラス基板１４に合わせて遅くする必要がある。従って、ダイシング工程に要する時間が長くなり、半導体装置１０の製造効率が低下するという問題がある。
これに対し、本発明の第一実施形態に係る半導体装置の製造方法では、図２に示されるように、絶縁膜１８、ウェハ１２、及び、接着層１６を貫通してガラス基板１４の厚さ方向の一部まで延びる切り込み３２をダイシングブレード２４によって形成し、その後、ウェハ部材２２に対して機械的応力２８を作用させて、上述の切り込み３２を起点として破断されるようにウェハ部材２２を破断複数の半導体装置１０に個片化させている。
ここで、この製造方法では、ダイシングブレード２４によってガラス基板１４を厚さ方向に全て切断するのではなく、上述のように、ガラス基板１４における厚さ方向の一部に切り込み３２を形成するようにしている。
従って、比較例の如く、ダイシングブレード２４によってガラス基板１４を厚さ方向に全て切断する場合に比して、ガラス基板１４からダイシングブレード２４に作用する抵抗を小さくすることができる。これにより、ウェハ１２よりもガラス基板１４の方がダイシングブレード２４に対する抵抗が大きい場合でも、ダイシングブレード２４の回転速度及び送り速度をガラス基板１４に合わせて遅くする必要が無く、ウェハ１２に合わせて速くすることができる。
この結果、比較例の如く、ウェハ１２、接着層１６、及び、ガラス基板１４を一斉にダイシングブレード２４によって切断する場合に比して、ダイシング工程に要する時間を短縮することができるので、半導体装置１０の製造効率を向上させることができる。
なお、本発明の第一実施形態では、個片化工程において、ダイシングテープ３０の下に支持台２６を置き、この支持台２６を挟んだ両側に外部接続端子２０側から機械的応力２８を作用させていたが、支持台２６を挟んだ両側を外部接続端子２０側から支持し、支持台２６に対して機械的応力を作用させても良い。
また、本発明の第一実施形態では、個片化工程において、ウェハ部材２２に対して機械的応力２８を作用させていたが、ガラス基板１４が膨張又は収縮されることによって切り込み３２を起点として破断されるように、ウェハ部材２２に対して熱応力を作用させても良い。
［第二実施形態］
本発明の第二実施形態に係る半導体装置の製造方法では、先ず、図３の上図に示されるように、ウェハ部材２２を外部接続端子２０が下になるようにしてダイシングテープ４０に貼り付ける。そして、この状態で、ガラス基板１４の接着層１６と反対側の表層部（厚さ方向の一部）に、ダイシングブレード２４によって破断起点部としての切り込み４２を形成する（破断起点部形成工程）。
続いて、図３の中図に示されるように、ウェハ部材２２をガラス基板１４が下になるようにしてダイシングテープ５０に貼り付ける。そして、この状態で、ウェハ部材２２の平面視において切り込み４２と重複するように、絶縁膜１８、ウェハ１２、及び、接着層１６を貫通してガラス基板１４の厚さ方向の一部まで延びる切り込み５２をダイシングブレード２４によって形成する（ダイシング工程）。
続いて、図３の下図に示されるように、ダイシングテープ５０の下に支持台２６を置き、この支持台２６を挟んだ両側に外部接続端子２０側から機械的応力２８を作用させる。そして、これにより、ガラス基板１４において、切り込み４２を起点としてクラック４４を生じさせると共に、切り込み５２を起点としてクラック５４を生じさせ、これらクラック４４，５４がつながることによりウェハ部材２２を複数の半導体装置１０に個片化させる（個片化工程）。
この製造方法によっても、本発明の第一実施形態と同様な作用及び効果を奏する。
すなわち、この製造方法では、図３に示されるように、ガラス基板１４の接着層１６と反対側の表層部にダイシングブレード２４によって切り込み４２を形成し、さらに、ウェハ部材２２の平面視において切り込み４２と重複するように、絶縁膜１８、ウェハ１２、及び、接着層１６を貫通してガラス基板１４の厚さ方向の一部まで延びる切り込み５２をダイシングブレード２４によって形成する。そして、その後、ウェハ部材２２に対して応力を作用させて、上述の切り込み４２，５２を起点として破断されるようにウェハ部材２２を複数の半導体装置１０に個片化させている。
ここで、この製造方法では、ダイシングブレード２４によってガラス基板１４を厚さ方向に全て切断するのではなく、上述のように、ガラス基板１４における厚さ方向の一部に切り込み５２を形成するようにしている。
従って、比較例の如く、ダイシングブレード２４によってガラス基板１４を厚さ方向に全て切断する場合に比して、ガラス基板１４からダイシングブレード２４に作用する抵抗を小さくすることができる。これにより、ウェハ１２よりもガラス基板１４の方がダイシングブレード２４に対する抵抗が大きい場合でも、ダイシングブレード２４の回転速度及び送り速度をガラス基板１４に合わせて遅くする必要が無く、ウェハ１２に合わせて速くすることができる。
この結果、比較例の如く、ウェハ１２、接着層１６、及び、ガラス基板１４を一斉にダイシングブレード２４によって切断する場合に比して、ダイシング工程に要する時間を短縮することができるので、半導体装置１０の製造効率を向上させることができる。
なお、本発明の第一実施形態の場合には、ガラス基板１４が非晶質構造のためクラック３４の方向を制御できず、ガラス基板１４の接着層１６とは反対側の外径寸法のバラつきが大きくなる虞がある。
これに対し、本発明の第二実施形態によれば、ガラス基板１４の両面側に切り込み４２，５２を形成するので、上述の本発明の第一実施形態のように、ガラス基板１４の接着層１６側にのみ切り込み３２を形成した場合に比して、ウェハ部材２２を複数の半導体装置１０に個片化したときにおける各半導体装置１０の外径寸法のバラつきを小さくすることができる。
なお、本発明の第二実施形態では、個片化工程において、ダイシングテープ５０の下に支持台２６を置き、この支持台２６を挟んだ両側に外部接続端子２０側から機械的応力２８を作用させていたが、支持台２６を挟んだ両側を外部接続端子２０側から支持し、支持台２６に対して機械的応力を作用させても良い。
また、本発明の第二実施形態では、個片化工程において、ウェハ部材２２に対して機械的応力２８を作用させていたが、ガラス基板１４が膨張又は収縮されることによって切り込み４２，５２を起点として破断されるように、ウェハ部材２２に対して熱応力を作用させても良い。
また、本発明の第二実施形態では、破断起点部形成工程において、ガラス基板１４の接着層１６と反対側の表層部に、破断起点部として、ダイシングブレード２４による切り込み４２を形成していたが、ダイアモンド針等によるスクラッチや、レーザ光による変質領域を形成しても良い。
［第三実施形態］
本発明の第三実施形態に係る半導体装置の製造方法では、先ず、図４の上図に示されるように、ウェハ部材２２をガラス基板１４が下になるようにしてダイシングテープ６０に貼り付ける。そして、この状態で、絶縁膜１８、ウェハ１２、及び、接着層１６を貫通してガラス基板１４の厚さ方向の一部まで延びる切り込み６２をダイシングブレード２４によって形成する（ダイシング工程）。
続いて、図４の中図に示されるように、ウェハ部材２２を外部接続端子２０が下になるようにしてダイシングテープ７０に貼り付ける。そして、この状態で、ウェハ部材２２の平面視において切り込み６２と重複するように、ガラス基板１４の切り込み６２よりも接着層１６と反対側の表層部（厚さ方向の一部）に、ダイシングブレード２４によって破断起点部としての切り込み７２を形成する（破断起点部形成工程）。
続いて、図４の下図に示されるように、ダイシングテープ７０の下に支持台２６を置き、この支持台２６を挟んだ両側にガラス基板１４側から機械的応力２８を作用させる。そして、これにより、ガラス基板１４において、切り込み６２を起点としてクラック６４を生じさせると共に、切り込み７２を起点としてクラック７４を生じさせ、これらクラック６４，７４がつながることによりウェハ部材２２を複数の半導体装置１０に個片化させる（個片化工程）。
この製造方法によっても、本発明の第一実施形態、第二実施形態と同様な作用及び効果を奏する。
すなわち、この製造方法では、図４に示されるように、絶縁膜１８、ウェハ１２、及び、接着層１６を貫通してガラス基板１４の厚さ方向の一部まで延びる切り込み６２をダイシングブレード２４によって形成し、ウェハ部材２２の平面視において切り込み６２と重複するように、ガラス基板１４の切り込み６２よりも接着層１６と反対側の表層部にダイシングブレード２４によって切り込み７２を形成する。そして、その後、ウェハ部材２２に対して応力を作用させて、上述の切り込み６２，７２を起点として破断されるようにウェハ部材２２を破断複数の半導体装置１０に個片化させている。
ここで、この製造方法では、ダイシングブレード２４によってガラス基板１４を厚さ方向に全て切断するのではなく、上述のように、ガラス基板１４における厚さ方向の一部に切り込み６２を形成するようにしている。
従って、比較例の如く、ダイシングブレード２４によってガラス基板１４を厚さ方向に全て切断する場合に比して、ガラス基板１４からダイシングブレード２４に作用する抵抗を小さくすることができる。これにより、ウェハ１２よりもガラス基板１４の方がダイシングブレード２４に対する抵抗が大きい場合でも、ダイシングブレード２４の回転速度及び送り速度をガラス基板１４に合わせて遅くする必要が無く、ウェハ１２に合わせて速くすることができる。
この結果、比較例の如く、ウェハ１２、接着層１６、及び、ガラス基板１４を一斉にダイシングブレード２４によって切断する場合に比して、ダイシング工程に要する時間を短縮することができるので、半導体装置１０の製造効率を向上させることができる。
また、本発明の第三実施形態によれば、ガラス基板１４の両面側に切り込み６２，７２を形成するので、上述の本発明の第一実施形態のように、ガラス基板１４の接着層１６側にのみ切り込み３２を形成した場合に比して、ウェハ部材２２を複数の半導体装置１０に個片化したときにおける各半導体装置１０の外径寸法のバラつきを小さくすることができる。
なお、本発明の第三実施形態では、個片化工程において、ダイシングテープ７０の下に支持台２６を置き、この支持台２６を挟んだ両側にガラス基板１４側から機械的応力２８を作用させていたが、支持台２６を挟んだ両側をガラス基板１４側から支持し、支持台２６に対して機械的応力を作用させても良い。
また、本発明の第三実施形態では、個片化工程において、ウェハ部材２２に対して機械的応力２８を作用させていたが、ガラス基板１４が膨張又は収縮されることによって切り込み６２，７２を起点として破断されるように、ウェハ部材２２に対して熱応力を作用させても良い。
また、本発明の第三実施形態では、破断起点部形成工程において、ガラス基板１４の接着層１６と反対側の表層部に、破断起点部として、ダイシングブレード２４による切り込み７２を形成していたが、ダイアモンド針等によるスクラッチや、レーザ光による変質領域を形成しても良い。
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施することが可能であることは勿論である。
１０ 半導体装置
１２ ウェハ
１４ ガラス基板
１６ 接着層
１８ 絶縁膜
２０ 外部接続端子
２４ ダイシングブレード
３２，５２，６２ 切り込み
４２，７２ 切り込み（破断起点部）

Claims (2)

  1. 接着層によって互いに厚さ方向に貼り合わされたウェハ及びガラス基板を有するウェハ部材について、前記ガラス基板の前記接着層と反対側の表層部に破断起点部を形成する破断起点部形成工程と、
    前記ウェハ部材の平面視において前記破断起点部と重複するように、前記ウェハ及び前記接着層を貫通して前記ガラス基板の前記破断起点部よりも前記接着層側の部分まで延びる切り込みをダイシングブレードによって形成するダイシング工程と、
    前記ガラス基板の前記接着層と反対側の前記破断起点部の下に支持台を置き、前記支持台を挟んだ両側に前記ウェハ側から機械的応力を作用させて、前記破断起点部及び前記切り込みを起点として破断されるように前記ウェハ部材を複数の半導体装置に個片化させる個片化工程と、
    を備えた半導体装置の製造方法。
  2. 接着層によって互いに厚さ方向に貼り合わされたウェハ及びガラス基板を有するウェハ部材について、前記ウェハ及び前記接着層を貫通して前記ガラス基板の厚さ方向の一部まで延びる切り込みをダイシングブレードによって形成するダイシング工程と、
    前記ウェハ部材の平面視において前記切り込みと重複するように、前記ガラス基板の前記切り込みよりも前記接着層と反対側の表層部に破断起点部を形成する破断起点部形成工程と、
    前記ウェハ側の前記切り込みの下に支持台を置き、前記支持台を挟んだ両側に前記ガラス基板側から機械的応力を作用させて、前記切り込み及び前記破断起点部を起点として破断されるように前記ウェハ部材を複数の半導体装置に個片化させる個片化工程と、
    を備えた半導体装置の製造方法。
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