JP6176627B2 - フォトマスクの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、ウエーハ加工用のフォトマスクの製造方法に関する。

ＩＣ，ＬＳＩ等の複数のデバイスが分割予定ラインによって区画されて表面に形成された半導体ウエーハは、裏面が研削されて所定の厚みに加工された後、ダイシング装置、レーザー加工装置によって個々のデバイスに分割され、分割されたデバイスは携帯電話、パソコン等の各種電子機器に広く利用されている。

しかし、ダイシング装置によるダイシング時には、高速回転する切削ブレードがウエーハの分割予定ラインに切り込むため、切削ブレードの破砕力に起因してデバイスに欠けが生じ、デバイスの抗折強度を低下させるという問題がある。

また、切削ブレードによるダイシングは、切削ブレードを各分割予定ラインに精密に位置合わせした上で、各分割予定ラインを一本一本切削していく必要があり、非効率的である。特に、デバイスのサイズが小さく切削する分割予定ラインの数が多い場合は、全ての分割予定ラインを切削するのに相当の時間を有し、生産性が低下するという問題がある。

そこで、デバイスの抗折強度を向上させるため、或いは生産性を向上させるために、ウエーハの分割予定ラインをプラズマエッチングして個々のデバイスに分割する技術が特開２００６−１１４８２５号公報で提案されている。

特開２００６−１１４８２５号公報 特開昭６２−２２９１５１号公報

しかし、特許文献１で開示されているように、分割予定ラインをプラズマエッチングしてウエーハを個々のデバイスに分割するには、フォトマスクが必要であり、従来のフォトマスクは高額でコスト高になり生産性が悪いという問題がある。

従来のフォトマスクの製造方法は、特許文献２に開示されているように、ガラス板の表面にクロム等の遮光膜を被覆する工程、遮光膜の上面にフォトレジスト膜を被覆する工程、フォトレジスト膜に対して遮光したい領域と透光したい領域に選択的に光又は電子ビームを照射してパターンを描画する工程、フォトレジスト膜を現像してフォトレジスト膜を部分的に除去する工程、エッチングによって遮光膜を部分的に除去する工程を含んでおり、製造工程が複雑でフォトマスクが高額にな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、その目的とするところは、フォトマスクを安価で容易に製造できるウエーハ加工用フォトマスクの製造方法を提供することである。

本発明によると、ウエーハ加工用フォトマスクの製造方法であって、加工すべきウエーハと同等以上の大きさを有し光を透過する透光板と、遮光すべき領域の大きさに対応した複数の遮光チップと、を準備する準備工程と、ダイボンダーによって該遮光チップを該透光板の表面にボンド剤を介して配設する遮光チップ配設工程と、を備えたことを特徴とするウエーハ加工用フォトマスクの製造方法が提供される。

好ましくは、ウエーハの表面には格子状に形成された複数の分割予定ラインによって区画された各領域にデバイスが形成されており、該準備工程において、デバイスの形状に対応する形状の複数の遮光チップを準備する。

好ましくは、準備工程は、切削ブレードによって加工すべきウエーハに形成された分割予定ラインに対応して遮光板を個々の遮光チップに分割する分割工程を含んでいる。

本発明のウエーハ加工用フォトマスクの製造方法によると、従来の複雑で高価な工程を不要とし、ウエーハ加工用フォトマスクを簡単な工程で容易に製造することができ、生産性が向上する。

半導体ウエーハの表面側斜視図である。 遮光板の斜視図である。 遮光板を外周部が環状フレームに装着されたＤＡＦ一体型ダイシングテープに貼着した状態の斜視図である。 図４（Ａ）は遮光板の分割工程を示す斜視図、図４（Ｂ）は分割された遮光チップの斜視図である。 遮光チップの間隔拡張工程を説明する断面図である。 図６（Ａ）はチャックテーブルで透光板を吸引保持する様子を示す斜視図、図６（Ｂ）は透光板上に複数の遮光チップを配設する配設工程を説明する側面図である。 本発明の製造方法により製造されたウエーハ加工用フォトマスクの斜視図である。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。図１を参照すると、半導体ウエーハ（以下、単にウエーハと略称することがある）１１の表面側斜視図が示されている。

半導体ウエーハ１１は、例えば厚さが７００μｍのシリコンウエーハからなっており、表面１１ａに複数の分割予定ライン１３が格子状に形成されているとともに、複数の分割予定ライン１３によって区画された各領域にＩＣ，ＬＳＩ等のデバイス１５が形成されている。

本発明のフォトマスクの製造方法では、まず、図６（Ａ）に示す加工すべきウエーハ１１と同等以上の大きさを有し光を透過する透光板５２と、遮光すべき領域の大きさに対応した複数の遮光チップと、を準備する準備工程を実施する。遮光板５２は、ガラス、石英、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等から形成されている。

遮光チップは、図２に示す光を遮断する遮光板１０を加工して形成する。遮光板１０は、例えばパターンを有しないシリコンウエーハから形成されており、半導体ウエーハ１１と同様な直径及び表面１０ａ、裏面１０ｂを有している。

複数の遮光チップの形成は、遮光板１０をダイシングすることにより実施する。以下、遮光チップの製造方法について図３及び図４を参照して説明する。まず、図３に示すように、遮光板１０の裏面１０ｂを外周部が環状フレームＦに装着されたダイアタッチフィルム（ＤＡＦ）付きダイシングテープＴに貼着する貼着工程を実施する。

貼着工程実施後、図４（Ａ）に示すように、切削ブレード１８により遮光板１０及びＤＡＦ１２に分割溝２６を形成して、遮光板１０を図４（Ｂ）に示す裏面にＤＡＦ１２が貼着された複数の遮光チップ１０Ａに分割する分割工程を実施する。

図４において、切削ユニット１４はスピンドルハウジング１６中に回転可能に収容された図示しないモーターにより回転駆動されるスピンドルと、スピンドルの先端に着脱可能に装着された切削ブレード１８とを含んでいる。

切削ブレード１８は、ホイールカバー２０で覆われており、ホイールカバー２０のパイプ２２が切削水供給源に接続されている。パイプ２２を介して供給された切削水は、切削ブレード１８を挟むように配置された切削水ノズル２４から噴出されて、遮光板１０の切削が遂行される。

遮光板１０の切削時には、切削水ノズル２４から切削水を噴射しながら、切削ブレード１８を遮光板１０を介して少なくともＤＡＦ１２の途中まで切り込ませ、切削ブレード１８を高速（例えば３００００ｒｐｍ）で回転させながら、図示しないチャックテーブルを加工送りすることにより、遮光板１０及びＤＡＦ１２に分割溝２６を形成する。

分割溝２６は図１に示す半導体ウエーハ１１の分割予定ライン１３に対応する領域に形成するのが好ましい。分割予定ライン１３に対応する全ての領域に分割溝２６を形成すると、遮光板１０は、図４（Ｂ）に示すように、裏面にＤＡＦ１２が貼着された複数の遮光チップ１０Ａに分割される。

分割工程実施後、図５に示すエキスパンド装置３０を使用して、隣接する遮光チップ１０Ａの間隔を拡張する拡張工程を実施する。図５に示すエキスパンド装置３０は、環状フレームＦを保持するフレーム保持手段３２と、フレーム保持手段３２に保持された環状フレームＦに装着されたダイシングテープＴを拡張する拡張ドラム３８を具備している。

フレーム保持手段３２は、環状のフレーム保持部材３４と、フレーム保持部材３４の外周に配設された固定手段としての複数のクランプ３６とから構成される。フレーム保持部材３４の上面は環状フレームＦを載置する載置面３４ａを形成しており、この載置面３４ａ上に環状フレームＦが載置される。

そして、載置面３４ａ上に載置された環状フレームＦは、クランプ３６によってフレーム保持部材３４に固定される。このように構成されたフレーム保持手段３２は拡張ドラム３８に対して上下方向に移動可能に支持されている。

拡張ドラム３８の上端は蓋４０で閉鎖されている。この拡張ドラム３８は、環状フレームＦの内径より小さく、環状フレームＦに装着されたダイシングテープＴに貼着された遮光板１０の外径より大きい内径を有している。

エキスパンド装置３０は更に、環状のフレーム保持部材３４を上下方向に移動する駆動手段４２を具備している。駆動手段４２は複数のエアシリンダ４４から構成されており、そのピストンロッド４６がフレーム保持部材３４の下面に連結されている。

複数のエアシリンダ４４から構成される駆動手段４２は、環状のフレーム保持部材３４を、その載置面３４ａが拡張ドラム３８の上端である蓋４０の表面と略同一高さとなる基準位置と、拡張ドラム３８の上端より所定量下方の拡張位置との間で上下方向に移動する。

隣接する遮光チップ１０Ａの間隔を拡張する拡張工程では、まず図５（Ａ）に示すように、裏面にＤＡＦ１２が貼着された遮光板１０をダイシングテープＴを介して支持した環状フレームＦを、フレーム保持部材３４の載置面３４ａ上に載置し、クランプ３６によってフレーム保持部材３４に固定する。この時、フレーム保持部材３４はその載置面３４ａが拡張ドラム３８の上端と略同一高さとなる基準位置に位置付けられる。

次いで、エアシリンダ４４を駆動してフレーム保持部材３４を図５（Ｂ）に示す拡張位置に下降する。これにより、フレーム保持部材３４の載置面３４ａ上に固定されている環状フレームＦも下降するため、環状フレームＦに装着されたダイシングテープＴは拡張ドラム３８の上端縁に当接して主に半径方向に拡張される。

その結果、ダイシングテープＴに貼着されている遮光板１０及びＤＡＦ１２には放射状に引っ張り力が作用する。このように遮光板１０及びＤＡＦ１２に放射状に引っ張り力が作用すると、隣接する遮光板チップ１０Ａの間隔が拡張される。

このように隣接する遮光チップ１０Ａの間隔を拡張してから、ダイボンダーのピックアップコレット４８によりＤＡＦ付き遮光チップ１０Ａをピックアップし、図６に示す透光板５２上に遮光チップ１０Ａを貼着する。

図６を参照して、遮光チップ１０Ａの透光板５２上へのダイボンディングについて説明する。まず、図５（Ａ）に示すように、透光板５２をチャックテーブル５０で吸引保持する。

次いで、図６（Ｂ）に示すように、ダイボンダーのピックアップコレット４８により隣接する遮光チップ１０Ａと所定の間隔１７をもって遮光チップ１０Ａをダイボンディングする遮光チップ配設工程を実施する。

図７はこのようにして製造されたウエーハ加工用フォトマスク５４の斜視図を示している。所定の間隔１７は図１に示した半導体ウエーハ１１の分割予定ライン１３の幅に相当する。尚、図６（Ｂ）及び図７においては、遮光チップ１０Ａの裏面に貼着されたＤＡＦ１２は省略されている。

ウエーハ加工用フォトマスク５４では、複数の遮光チップ１０Ａが透光板５２上に所定の間隔１７をもって配設されているため、所定の間隔１７の領域でのみ光が透過し、他の領域では遮光チップ１０Ａにより光が遮光される。

上述した実施形態では、図３に示すように、遮光板１０をＤＡＦ１２付きダイシングテープＴに貼着する例について説明したが、遮光板１０を直接ダイシングテープＴに貼着するようにしてもよい。

この場合には、図６（Ｂ）に示すダイボンディング工程において、透光板５２上に接着剤を塗付してから遮光チップ１０Ａを透光板５２上にダイボンディングするようにすればよい。

１０ 遮光板
１０Ａ 遮光チップ
１１ 半導体ウエーハ
１２ ＤＡＦ
１８ 切削ブレード
２６ 分割溝
３０ エキスパンド装置
４８ ピックアップコレット
５２ 透光板
Ｔ ダイシングテープ
Ｆ 環状フレーム

Claims (3)

1. ウエーハ加工用フォトマスクの製造方法であって、
   加工すべきウエーハと同等以上の大きさを有し光を透過する透光板と、遮光すべき領域の大きさに対応した複数の遮光チップと、を準備する準備工程と、
   ダイボンダーによって該遮光チップを該透光板の表面にボンド剤を介して配設する遮光チップ配設工程と、
   を備えたことを特徴とするウエーハ加工用フォトマスクの製造方法。
2. ウエーハの表面には格子状に形成された複数の分割予定ラインによって区画された各領域にデバイスが形成されており、
   該準備工程において、該デバイスの形状に対応する形状の複数の遮光チップを準備する請求項１記載のウエーハ加工用フォトマスクの製造方法。
3. 該準備工程は、切削ブレードによって加工すべきウエーハに形成された分割予定ラインに対応して該遮光板を個々の遮光チップに分割する分割工程を含んでいる請求項２記載のウエーハ加工用フォトマスクの製造方法。

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