JP2004079746A - チップ製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】ダイシング時にウエーハにチッピングや割れ欠けが生じることがなく、また、保護テープとダイシングテープとの何れか一方を用いずに極薄のチップを製造することのできる高品質低ランニングコストのチップ製造方法を提供すること。
【解決手段】ウエーハの表面にダイシングテープを貼付するダイシングテープ貼付工程と、ウエーハの裏面を研削してウエーハを所定の厚さに加工する裏面研削工程と、ウエーハの裏面側から又はダイシングテープを介してウエーハの表面側からレーザー光を入射させ、ウエーハの内部に改質領域を形成することにより個々のチップに分割するレーザーダイシング工程と、ダイシングテープを放射状に引き伸ばすエキスパンド工程とを、記載の順序で行うことにより、ウエーハの表面を保護する保護テープを不要とした。
【選択図】 図１
【解決手段】ウエーハの表面にダイシングテープを貼付するダイシングテープ貼付工程と、ウエーハの裏面を研削してウエーハを所定の厚さに加工する裏面研削工程と、ウエーハの裏面側から又はダイシングテープを介してウエーハの表面側からレーザー光を入射させ、ウエーハの内部に改質領域を形成することにより個々のチップに分割するレーザーダイシング工程と、ダイシングテープを放射状に引き伸ばすエキスパンド工程とを、記載の順序で行うことにより、ウエーハの表面を保護する保護テープを不要とした。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置や電子部品等のチップを製造するチップ製造方法に関するもので、特にウエーハの裏面を研削して所定の厚さに加工した後、ダイシング加工を行い個々のチップに分割するチップ製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、スマートカードに代表される薄型ＩＣカード等に組込まれる極薄のＩＣチップが要求されるようになってきている。このような極薄のＩＣチップは、１００μｍ以下の極薄のウエーハから個々のチップに分割することによって製造されている。
【０００３】
このような背景の下に、従来の半導体装置や電子部品等のチップ製造方法は、図７に示すように、先ず表面に半導体装置や電子部品等が多数形成されたウエーハの表面を保護するために、片面に粘着剤を有する保護テープをウエーハ表面に貼る保護テープ貼付工程が行われる（ステップＳ１０１）。次にウエーハを裏面から研削して所定の厚さに加工する裏面研削工程が行われる（ステップＳ１０３）。
【０００４】
裏面研削工程の後、片面に粘着剤を有するダイシングテープを用いてウエーハをダイシング用フレームに取付けるフレームマウント工程が行われ、ウエーハとダイシング用のフレームとが一体化される（ステップＳ１０５）。次にこの状態でウエーハをダイシングテープ側で吸着し、表面に貼付されている保護テープを剥離する保護テープ剥離工程が行われる（ステップＳ１０７）。
【０００５】
保護テープが剥離されたウエーハは、フレームごとダイシングソーに搬送され、高速回転するダイヤモンドブレードで個々のチップに切断される（ステップＳ１０９）。次にエキスパンド工程でダイシングテープが放射状に引き伸ばされて、個々のチップの間隔が広げられ（ステップＳ１１１）、チップマウント工程でリードフレーム等のパッケージ基材にマウントされる（ステップＳ１１３）。
【０００６】
ところがこの従来のチップ製造方法では、ウエーハの裏面研削時にウエーハの表面の汚染防止のための保護テープと、ダイシング以後のチップを保持するためのダイシングテープとを必要とし、消耗品費用の増大につながっていた。
【０００７】
また、厚さ１００μｍ以下の極薄のウエーハの場合、この従来のダイシングソーで切断する方法では、切断時にウエーハにチッピングや割れ欠けが生じ、良品チップを不良品にしてしまうという問題があった。
【０００８】
この切断時にウエーハにチッピングや割れ欠けが生じるという問題を解決する手段として、従来のダイシングソーによる切断に替えて、例えば、特開２００２−１９２３６７号公報、特開２００２−１９２３６８号公報、特開２００２−１９２３６９号公報、特開２００２−１９２３７０号公報、特開２００２−１９２３７１号公報、特開２００２−２０５１８０号公報等に記載されたウエーハの内部に集光点を合わせたレーザー光を入射し、ウエーハ内部に多光子吸収による改質領域を形成して個々のチップに分割するレーザ加工方法に関する技術が提案されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記の特許文献で提案されている技術は、従来のダイシングソーによるダイシング装置に替えて、レーザー光を用いた割断技術によるダイシング装置を提案したもので、切断時にウエーハにチッピングや割れ欠けが生じるという問題は解決するものの、保護テープとダイシングテープとのどちらかを不要にするものではなく、消耗品費用の増大という問題は依然として解決されていなかった。
【００１０】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、ダイシング時にウエーハにチッピングや割れ欠けが生じることがなく、また、保護テープとダイシングテープとの何れか一方を用いずに極薄のチップを製造することのできる高品質低ランニングコストのチップ製造方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、表面に半導体装置や電子部品等が形成されたウエーハを個々のチップに分割するチップ製造方法であって、前記ウエーハの表面にダイシングテープを貼付するダイシングテープ貼付工程と、前記ダイシングテープが貼付されたウエーハの裏面を研削して該ウエーハを所定の厚さに加工する裏面研削工程と、裏面研削工程後、前記ウエーハの裏面側から又は前記ダイシングテープを介して前記ウエーハの表面側からレーザー光を入射させ、前記ウエーハの内部に改質領域を形成することにより個々のチップに分割するレーザーダイシング工程と、レーザーダイシング工程の後、前記ダイシングテープを放射状に引き伸ばすエキスパンド工程と、を有し、前記ウエーハの表面を保護する保護テープを不要としたことを特徴としている。
【００１２】
請求項１の発明によれば、ウエーハの表面側又は裏面側からレーザー光を入射させ、前記ウエーハの内部に改質領域を形成することにより個々のチップにダイシングするので、ウエーハにチッピングや割れ欠けが発生せず、高品質のチップが得られるとともに、保護テープを使用していないのでランニングコストが安い。
【００１３】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１の発明において、前記ダイシングテープ貼付工程では、前記ウエーハの表面とともにダイシング用のフレームに前記ダイシングテープが貼付され、前記ウエーハがダイシング用のフレームと一体化されることを特徴としている。
【００１４】
請求項２の発明によれば、ウエーハは表面にダイシングテープが貼られてフレームに一体的に取付けられているので、裏面研削時にウエーハの表面が保護されるとともに、フレームごと安定した搬送がなされる。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、表面に半導体装置や電子部品等が形成されたウエーハを個々のチップに分割するチップ製造方法であって、前記ウエーハの表面に保護テープを貼付する保護テープ貼付工程と、前記保護テープが貼付されたウエーハの裏面を研削して該ウエーハを所定の厚さに加工する裏面研削工程と、裏面研削工程後、前記ウエーハの裏面側から又は前記ウエーハの表面側からレーザー光を入射させ、前記ウエーハの内部に改質領域を形成することにより個々のチップに分割するレーザーダイシング工程と、レーザーダイシング工程の後、前記保護テープを放射状に引き伸ばすエキスパンド工程と、エキスパンド工程後、前記保護テープを前記ウエーハの表面から剥離する保護テープ剥離工程と、を有し、ダイシング時に各チップを保持するダイシングテープを不要としたことを特徴としている。
【００１６】
請求項３の発明によれば、ウエーハの表面側又は裏面側からレーザー光を入射させ、前記ウエーハの内部に改質領域を形成することにより個々のチップにダイシングするので、ウエーハにチッピングや割れ欠けが発生せず、高品質のチップが得られるとともに、ダイシングテープとダイシング用のフレームを使用していないのでランニングコストが安い。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下添付図面に従って本発明に係るチップ製造方法の好ましい実施の形態について詳説する。
【００１８】
図１は、本発明のチップ製造方法に係る第１の実施形態を表わすフローチャートである。この第１の実施形態では、先ず表面側に多数のＩＣ回路が形成されたウエーハの裏面側をテーブルに載置し、次いでリング状のダイシング用フレームをウエーハの外側に配置する。次に上方から片面に紫外線（以下ＵＶと称す）硬化型粘着剤を有するダイシングテープをフレームとウエーハの表面とに貼付し、ウエーハをフレームにマウントする（ステップＳ１１）。この状態でウエーハの表面はダイシングテープで保護されるとともに、フレームと一体化されているので搬送性がよい。
【００１９】
次にバックグラインダでウエーハの裏面が研削され所定の厚さ（例えば５０μｍ）近傍まで加工される。研削の後は、研削時に生成された加工変質層を研磨加工で除去する。ここで用いられるバックグラインダは、研磨機能付のポリッシュグラインダであり、研削後ウエーハの吸着を解除せずにそのまま研磨して加工変質層を除去できるので、厚さ３０μｍ程度であっても破損することがない。研磨されたウエーハはバックグラインダに設けられた洗浄、乾燥装置で洗浄され、乾燥される（ステップＳ１３）。
【００２０】
次に、所定の厚さに加工されたウエーハは、研磨機能付のポリッシュグラインダに組込まれているレーザーダイシング装置で個々のチップに分割されるべくダイシングされる。ここではウエーハはフレームごとテーブルに吸着され、ダイシングテープを介してウエーハの表面側からレーザー光が入射される。レーザー光の集光点がウエーハの厚さ方向の内部に設定されているので、ウエーハの表面を透過したレーザー光は、ウエーハ内部の集光点でエネルギーが集中し、ウエーハの内部に多光子吸収による改質領域が形成される。これによりウエーハは分子間力のバランスが崩れ、自然に割断するかあるいは僅かな外力を加えることにより割断されるようになる（ステップＳ１５）。
【００２１】
図２は、ポリッシュグラインダに組込まれているレーザーダイシング装置を説明する概念図である。レーザーダイシング装置１０は、図２に示すように、マシンベース１１上にＸＹＺθテーブル１２が設けられ、ウエーハＷを吸着載置してＸＹＺθ方向に精密に移動される。同じくマシンベース１１上に設けられたホルダ１４にはダイシング用の光学系１３が取付けられている。
【００２２】
光学系１３にはレーザー光源１３Ａが設けられ、レーザー光源１３Ａから発振されたレーザー光はコリメートレンズ、ミラー、コンデンスレンズ等の光学系を経てウエーハＷの内部に集光される。ここでは、集光点におけるピークパワー密度が１×１０８（Ｗ／ｃ ｍ２ ）以上でかつパルス幅が１μｓ以下の条件で、ダイシングテープに対して透過性を有するレーザー光が用いられる。なお、集光点の厚さ方向位置は、ＸＹＺθテーブル１２のＺ方向微動によって調整される。
【００２３】
また、図示しない観察光学系が設けられており、ウエーハ表面に形成されているパターンを基にウエーハのアライメントが行われ、レーザー光の入射位置が位置決めされる。アライメントが終了すると、ＸＹＺθテーブル１２がＸＹに移動してウエーハのダイシングストリートに沿ってレーザー光が入射される。
【００２４】
図１に示すステップＳ１５のレーザーダイシングの後は、ダイシングテープを放射状に伸延させ各チップ間の隙間を広げるエキスパンド工程が行われる。ここではダイシングテープに対してウエーハ側を上にしてリング状テーブルに載置し、フレームを下方に押し下げることでダイシングテープを伸延させる。あるいは二重リングでダイシングテープを挟み込んで引き伸ばすようにしてもよい（ステップＳ１７）。
【００２５】
ダイシングテープがエキスパンドされた状態でダイシングテープ側からＵＶを照射し、ダイシングテープの粘着剤を硬化させ粘着力を低下させる。尚、このＵＶ照射は、ダイシング工程の最後に行ってもよい。
【００２６】
次に、エキスパンドされた状態で１個のチップがダイシングテープ側から突き上げピンで突き上げられてダイシングテープから剥離され、ピックアップヘッドで吸引され、表裏反転されてチップマウント用のコレットに吸引され、リードフレーム等のパッケージ基材にマウントされる（ステップＳ１９）。チップマウント工程後は、ワイヤボンディング、モールディング、リード切断成形、マーキング等のパッケージング工程が施されＩＣが完成される。以上が第１の実施形態である。
【００２７】
以上説明した第１の実施形態によれば、従来のウエーハ表面の保護テープとチップ保持用のダイシングテープを用いていた方法に比べ、ダイシングテープだけで済み、保護テープが不要になるので消耗品のコストを削減することができる。また、高速回転するダイシングブレードで切断するダイシングソウによるダイシングに替えてレーザーダイシングを用いているのでウエーハにチッピングや割れ欠けが生じない。このため高品質低ランニングコストで極薄のチップを製造することができる。
【００２８】
次に、本発明に係る第２の実施形態について、図３に基いて説明する。この第２の実施形態は前述の第１の実施形態と比べ、ダイシング工程のみが異なっている。従って、共通の工程については詳細説明は省略する。
【００２９】
先ず、ダイシングテープをフレームとウエーハの表面とに貼付し、ウエーハをフレームにマウントする（ステップＳ２１）。次に、ポリッシュグラインダでウエーハの裏面を研削して所定の厚さに加工し、研磨で加工変質層を除去する（ステップＳ２３）。
【００３０】
次に、ポリッシュグラインダに組込まれたレーザーダイシング装置内でウエーハの裏面を上にして吸着テーブルに固定する。このレーザーダイシング装置の観察光学系は、ウエーハを透過する赤外光を用いているので、ウエーハの裏面から表面側の回路パターンを観察しアライメントと位置決めがなされる。
【００３１】
アライメント終了後、ウエーハの裏面からレーザー光を入射させ内部に改質領域を形成し、ウエーハを移動させてダイシングストリートに沿ってレーザー光を入射させ全ラインのダイシングを行う（ステップＳ２５）。ダイシング後はダイシングテープをエキスパンドしてチップ間隔を広げ（ステップＳ２７）、各チップをパッケージ基材にマウントする（ステップＳ２９）。
【００３２】
この第２の実施形態においても、保護テープが不要になるとともに、ウエーハにチッピングや割れ欠けが生じないため、高品質低ランニングコストで極薄のチップを製造することができる。
【００３３】
次に、図４のフローチャートに基いて、第３の実施形態について説明する。先ず、ウエーハの裏面研削時にウエーハの表面に形成された回路パターンが汚染されるのを防止するために、片面にＵＶ硬化型粘着剤付の保護テープをウエーハの表面に貼付する（ステップＳ３１）。
【００３４】
次いで、ポリッシュグラインダでウエーハの裏面を研削して所定の厚さに加工し、研磨で加工変質層を除去する（ステップＳ３３）。次にレーザーダイシング装置でウエーハの裏面からレーザーダイシングを行う。この時赤外光観察光学系でウエーハの裏面側からアライメントがなされる。また、ダイシング終了後保護テープにＵＶ照射を行い、保護テープの粘着剤を硬化させる（ステップＳ３５）。
【００３５】
次いで、熱膨張係数の大きな材質でできた多孔質吸着テーブルでウエーハの裏面を吸着するとともに、この多孔質吸着テーブルと保護テープとの両者に熱を加えて膨張させることにより保護テープをエキスパンドさせ、チップ間隔を広げる（ステップＳ３７）。この状態で保護テープの表面に剥離テープを貼り、この剥離テープを保護テープごと剥がすことによりウエーハ表面から保護テープを剥離する（ステップＳ３９）。そして多孔質吸着テーブルの吸着力を弱めるとともに、チップマウント用のコレットでチップを１個ずつピックアップしパッケージ基材にマウントする（ステップＳ４１）。
【００３６】
この第３の実施形態によれば、レーザーダイシングで高品質のダイシングが行われるとともに、ダイシングテープ及びダイシング用フレームを使用していないので、低ランニングコストで極薄のチップを製造することができる。
【００３７】
次に、本発明に係る実施形態の第１の変形例について、図５のフローチャートに基いて説明する。先ず、ＵＶ硬化型粘着剤付の保護テープをウエーハの表面に貼付する（ステップＳ５１）。次いでウエーハの裏面を研削して所定の厚さに加工した後、研磨加工で加工変質層を除去する（ステップＳ５３）。
【００３８】
研削、研磨後の洗浄及び乾燥されたウエーハの保護テープにＵＶ照射を行って保護テープの粘着力を弱め、剥離テープを使用してウエーハ表面から保護テープを剥離する。この保護テープ剥離は、ウエーハの裏面を吸着テーブルに吸着させた状態で行われる。これにより剥離時にウエーハが損傷することがない（ステップＳ５５）。
【００３９】
保護テープ剥離後、研磨機能付研削装置に組込まれたレーザーダイシング装置でウエーハの裏面側からレーザーダイシングを行う。この場合のアライメントは赤外光観察光学系を用いて行われる（ステップＳ５７）。ダイシング後は、ウエーハを吸着テーブルで吸着保持した状態で上側から僅かに中べこの椀状部材でウエーハ全体を覆い、真空吸着をエアーブローに切替えることにより、ウエーハを椀状部材の中べこ面に倣わせて個々のチップにブレーキングする。次いでチップマウント用のコレットで個々のチップをピックアップして、１個ずつパッケージ基材にマウントする（ステップＳ５９）。
【００４０】
この第１の変形例においても、レーザーダイシングで高品質のダイシングが行われるとともに、ダイシングテープ及びダイシング用フレームを使用していないので、低ランニングコストで極薄のチップを製造することができる。
【００４１】
次に、図６に示す本発明に係る実施形態の第２の変形例について説明する。先ず、ＵＶ硬化型粘着剤付の保護テープをウエーハの表面に貼付する（ステップＳ６１）。次いでウエーハの裏面を研削して所定の厚さに加工した後、研磨加工で加工変質層を除去する（ステップＳ６３）。
【００４２】
研削、研磨後の洗浄及び乾燥されたウエーハの裏面側からレーザーダイシングを行う。この場合のアライメントは赤外光観察光学系を用いて行われる（ステップＳ６５）。ダイシング後は、ウエーハの保護テープにＵＶ照射を行って保護テープの粘着力を弱める。次にウエーハの裏面にエキスパンド用のテープを貼付する。このエキスパンド用のテープは、伸展性のよい基材の片面にＵＶ硬化型粘着剤が付着されたもので、ダイシングテープをエキスパンド用として用いてもよい（ステップＳ６７）。
【００４３】
次にウエーハを反転して吸着し、剥離テープを用いてウエーハの表面に貼られた保護テープを剥離する（ステップＳ６９）。次に、エキスパンド用のテープを二重リングで引き伸ばすようにして挟み込んでエキスパンドし、チップ間隔を広げ（ステップＳ７１）、ＵＶ照射でエキスパンド用テープのチップ保持力を弱め、テープ側からチップを１個ずつ突き上げピンで突き上げ、チップマウント用のコレットでチップをピックアップして、１個ずつパッケージ基材にマウントする（ステップＳ７３）。
【００４４】
この第２の変形例においても、レーザーダイシングで高品質のダイシングが行われるとともに、ダイシング用フレームを使用していないので、低ランニングコストで極薄のチップを製造することができる。
【００４５】
なお、以上説明した実施形態及び変形例において使用されるテープ貼付装置、テープ剥離装置、ポリッシュグラインダ、ＵＶ照射装置、チップマウント装置等は夫々既知であるので詳細説明は省略した。
【００４６】
また、ダイシングテープ、保護テープ、エキスパンド用テープには夫々ＵＶ硬化型粘着剤付のテープを用いたが、これに限らず、熱硬化型粘着剤、あるいは単なる粘着剤等を有するテープが適宜用いられる。熱硬化型粘着剤が使用される場合は、ＵＶ照射装置に替えて熱風ブロー装置や電気ヒータ等の加熱装置が用いられる。
【００４７】
また、厚さ３０μｍ〜１００μｍ程度の極薄のウエーハに加工して極薄のチップを得るという例で説明したが、本発明のチップ製造方法は１００μｍ以上のチップに対しても適用することができる。
【００４８】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１の発明によれば、ウエーハの表面側又は裏面側からレーザー光を入射させ、ウエーハの内部に改質領域を形成することにより個々のチップにダイシングするので、ウエーハにチッピングや割れ欠けが発生せず、高品質のチップが得られるとともに、保護テープを使用していないのでランニングコストが安い。
【００４９】
また、請求項２の発明によれば、ウエーハは表面にダイシングテープが貼られてフレームに一体的に取付けられているので、裏面研削時にウエーハの表面が保護されるとともに、フレームごと搬送できるので安定した搬送がなされる。
【００５０】
更に、請求項３の発明によれば、ウエーハの表面側又は裏面側からレーザー光を入射させ、ウエーハの内部に改質領域を形成することにより個々のチップにダイシングするので、ウエーハにチッピングや割れ欠けが発生せず、高品質のチップが得られるとともに、ダイシングテープとダイシング用のフレームを使用していないのでランニングコストが安い。
【００５１】
このため本発明によれば、高品質低ランニングコストで極薄のチップを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るチップ製造方法の第１の実施形態の流れを示すフローチャート
【図２】レーザーダイシング装置を説明する概念図
【図３】第２の実施形態を示すフローチャート
【図４】第３の実施形態を示すフローチャート
【図５】実施形態の第１の変形例を示すフローチャート
【図６】実施形態の第２の変形例を示すフローチャート
【図７】従来のチップ製造方法の流れを示すフローチャート
【符号の説明】
１０…レーザーダイシング装置、１１…マシンベース、１２…ＸＹＺθテーブル、１３…光学系、１３Ａ…レーザー光源、１４…ホルダ、Ｗ…ウエーハ
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置や電子部品等のチップを製造するチップ製造方法に関するもので、特にウエーハの裏面を研削して所定の厚さに加工した後、ダイシング加工を行い個々のチップに分割するチップ製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、スマートカードに代表される薄型ＩＣカード等に組込まれる極薄のＩＣチップが要求されるようになってきている。このような極薄のＩＣチップは、１００μｍ以下の極薄のウエーハから個々のチップに分割することによって製造されている。
【０００３】
このような背景の下に、従来の半導体装置や電子部品等のチップ製造方法は、図７に示すように、先ず表面に半導体装置や電子部品等が多数形成されたウエーハの表面を保護するために、片面に粘着剤を有する保護テープをウエーハ表面に貼る保護テープ貼付工程が行われる（ステップＳ１０１）。次にウエーハを裏面から研削して所定の厚さに加工する裏面研削工程が行われる（ステップＳ１０３）。
【０００４】
裏面研削工程の後、片面に粘着剤を有するダイシングテープを用いてウエーハをダイシング用フレームに取付けるフレームマウント工程が行われ、ウエーハとダイシング用のフレームとが一体化される（ステップＳ１０５）。次にこの状態でウエーハをダイシングテープ側で吸着し、表面に貼付されている保護テープを剥離する保護テープ剥離工程が行われる（ステップＳ１０７）。
【０００５】
保護テープが剥離されたウエーハは、フレームごとダイシングソーに搬送され、高速回転するダイヤモンドブレードで個々のチップに切断される（ステップＳ１０９）。次にエキスパンド工程でダイシングテープが放射状に引き伸ばされて、個々のチップの間隔が広げられ（ステップＳ１１１）、チップマウント工程でリードフレーム等のパッケージ基材にマウントされる（ステップＳ１１３）。
【０００６】
ところがこの従来のチップ製造方法では、ウエーハの裏面研削時にウエーハの表面の汚染防止のための保護テープと、ダイシング以後のチップを保持するためのダイシングテープとを必要とし、消耗品費用の増大につながっていた。
【０００７】
また、厚さ１００μｍ以下の極薄のウエーハの場合、この従来のダイシングソーで切断する方法では、切断時にウエーハにチッピングや割れ欠けが生じ、良品チップを不良品にしてしまうという問題があった。
【０００８】
この切断時にウエーハにチッピングや割れ欠けが生じるという問題を解決する手段として、従来のダイシングソーによる切断に替えて、例えば、特開２００２−１９２３６７号公報、特開２００２−１９２３６８号公報、特開２００２−１９２３６９号公報、特開２００２−１９２３７０号公報、特開２００２−１９２３７１号公報、特開２００２−２０５１８０号公報等に記載されたウエーハの内部に集光点を合わせたレーザー光を入射し、ウエーハ内部に多光子吸収による改質領域を形成して個々のチップに分割するレーザ加工方法に関する技術が提案されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記の特許文献で提案されている技術は、従来のダイシングソーによるダイシング装置に替えて、レーザー光を用いた割断技術によるダイシング装置を提案したもので、切断時にウエーハにチッピングや割れ欠けが生じるという問題は解決するものの、保護テープとダイシングテープとのどちらかを不要にするものではなく、消耗品費用の増大という問題は依然として解決されていなかった。
【００１０】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、ダイシング時にウエーハにチッピングや割れ欠けが生じることがなく、また、保護テープとダイシングテープとの何れか一方を用いずに極薄のチップを製造することのできる高品質低ランニングコストのチップ製造方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、表面に半導体装置や電子部品等が形成されたウエーハを個々のチップに分割するチップ製造方法であって、前記ウエーハの表面にダイシングテープを貼付するダイシングテープ貼付工程と、前記ダイシングテープが貼付されたウエーハの裏面を研削して該ウエーハを所定の厚さに加工する裏面研削工程と、裏面研削工程後、前記ウエーハの裏面側から又は前記ダイシングテープを介して前記ウエーハの表面側からレーザー光を入射させ、前記ウエーハの内部に改質領域を形成することにより個々のチップに分割するレーザーダイシング工程と、レーザーダイシング工程の後、前記ダイシングテープを放射状に引き伸ばすエキスパンド工程と、を有し、前記ウエーハの表面を保護する保護テープを不要としたことを特徴としている。
【００１２】
請求項１の発明によれば、ウエーハの表面側又は裏面側からレーザー光を入射させ、前記ウエーハの内部に改質領域を形成することにより個々のチップにダイシングするので、ウエーハにチッピングや割れ欠けが発生せず、高品質のチップが得られるとともに、保護テープを使用していないのでランニングコストが安い。
【００１３】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１の発明において、前記ダイシングテープ貼付工程では、前記ウエーハの表面とともにダイシング用のフレームに前記ダイシングテープが貼付され、前記ウエーハがダイシング用のフレームと一体化されることを特徴としている。
【００１４】
請求項２の発明によれば、ウエーハは表面にダイシングテープが貼られてフレームに一体的に取付けられているので、裏面研削時にウエーハの表面が保護されるとともに、フレームごと安定した搬送がなされる。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、表面に半導体装置や電子部品等が形成されたウエーハを個々のチップに分割するチップ製造方法であって、前記ウエーハの表面に保護テープを貼付する保護テープ貼付工程と、前記保護テープが貼付されたウエーハの裏面を研削して該ウエーハを所定の厚さに加工する裏面研削工程と、裏面研削工程後、前記ウエーハの裏面側から又は前記ウエーハの表面側からレーザー光を入射させ、前記ウエーハの内部に改質領域を形成することにより個々のチップに分割するレーザーダイシング工程と、レーザーダイシング工程の後、前記保護テープを放射状に引き伸ばすエキスパンド工程と、エキスパンド工程後、前記保護テープを前記ウエーハの表面から剥離する保護テープ剥離工程と、を有し、ダイシング時に各チップを保持するダイシングテープを不要としたことを特徴としている。
【００１６】
請求項３の発明によれば、ウエーハの表面側又は裏面側からレーザー光を入射させ、前記ウエーハの内部に改質領域を形成することにより個々のチップにダイシングするので、ウエーハにチッピングや割れ欠けが発生せず、高品質のチップが得られるとともに、ダイシングテープとダイシング用のフレームを使用していないのでランニングコストが安い。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下添付図面に従って本発明に係るチップ製造方法の好ましい実施の形態について詳説する。
【００１８】
図１は、本発明のチップ製造方法に係る第１の実施形態を表わすフローチャートである。この第１の実施形態では、先ず表面側に多数のＩＣ回路が形成されたウエーハの裏面側をテーブルに載置し、次いでリング状のダイシング用フレームをウエーハの外側に配置する。次に上方から片面に紫外線（以下ＵＶと称す）硬化型粘着剤を有するダイシングテープをフレームとウエーハの表面とに貼付し、ウエーハをフレームにマウントする（ステップＳ１１）。この状態でウエーハの表面はダイシングテープで保護されるとともに、フレームと一体化されているので搬送性がよい。
【００１９】
次にバックグラインダでウエーハの裏面が研削され所定の厚さ（例えば５０μｍ）近傍まで加工される。研削の後は、研削時に生成された加工変質層を研磨加工で除去する。ここで用いられるバックグラインダは、研磨機能付のポリッシュグラインダであり、研削後ウエーハの吸着を解除せずにそのまま研磨して加工変質層を除去できるので、厚さ３０μｍ程度であっても破損することがない。研磨されたウエーハはバックグラインダに設けられた洗浄、乾燥装置で洗浄され、乾燥される（ステップＳ１３）。
【００２０】
次に、所定の厚さに加工されたウエーハは、研磨機能付のポリッシュグラインダに組込まれているレーザーダイシング装置で個々のチップに分割されるべくダイシングされる。ここではウエーハはフレームごとテーブルに吸着され、ダイシングテープを介してウエーハの表面側からレーザー光が入射される。レーザー光の集光点がウエーハの厚さ方向の内部に設定されているので、ウエーハの表面を透過したレーザー光は、ウエーハ内部の集光点でエネルギーが集中し、ウエーハの内部に多光子吸収による改質領域が形成される。これによりウエーハは分子間力のバランスが崩れ、自然に割断するかあるいは僅かな外力を加えることにより割断されるようになる（ステップＳ１５）。
【００２１】
図２は、ポリッシュグラインダに組込まれているレーザーダイシング装置を説明する概念図である。レーザーダイシング装置１０は、図２に示すように、マシンベース１１上にＸＹＺθテーブル１２が設けられ、ウエーハＷを吸着載置してＸＹＺθ方向に精密に移動される。同じくマシンベース１１上に設けられたホルダ１４にはダイシング用の光学系１３が取付けられている。
【００２２】
光学系１３にはレーザー光源１３Ａが設けられ、レーザー光源１３Ａから発振されたレーザー光はコリメートレンズ、ミラー、コンデンスレンズ等の光学系を経てウエーハＷの内部に集光される。ここでは、集光点におけるピークパワー密度が１×１０８（Ｗ／ｃ ｍ２ ）以上でかつパルス幅が１μｓ以下の条件で、ダイシングテープに対して透過性を有するレーザー光が用いられる。なお、集光点の厚さ方向位置は、ＸＹＺθテーブル１２のＺ方向微動によって調整される。
【００２３】
また、図示しない観察光学系が設けられており、ウエーハ表面に形成されているパターンを基にウエーハのアライメントが行われ、レーザー光の入射位置が位置決めされる。アライメントが終了すると、ＸＹＺθテーブル１２がＸＹに移動してウエーハのダイシングストリートに沿ってレーザー光が入射される。
【００２４】
図１に示すステップＳ１５のレーザーダイシングの後は、ダイシングテープを放射状に伸延させ各チップ間の隙間を広げるエキスパンド工程が行われる。ここではダイシングテープに対してウエーハ側を上にしてリング状テーブルに載置し、フレームを下方に押し下げることでダイシングテープを伸延させる。あるいは二重リングでダイシングテープを挟み込んで引き伸ばすようにしてもよい（ステップＳ１７）。
【００２５】
ダイシングテープがエキスパンドされた状態でダイシングテープ側からＵＶを照射し、ダイシングテープの粘着剤を硬化させ粘着力を低下させる。尚、このＵＶ照射は、ダイシング工程の最後に行ってもよい。
【００２６】
次に、エキスパンドされた状態で１個のチップがダイシングテープ側から突き上げピンで突き上げられてダイシングテープから剥離され、ピックアップヘッドで吸引され、表裏反転されてチップマウント用のコレットに吸引され、リードフレーム等のパッケージ基材にマウントされる（ステップＳ１９）。チップマウント工程後は、ワイヤボンディング、モールディング、リード切断成形、マーキング等のパッケージング工程が施されＩＣが完成される。以上が第１の実施形態である。
【００２７】
以上説明した第１の実施形態によれば、従来のウエーハ表面の保護テープとチップ保持用のダイシングテープを用いていた方法に比べ、ダイシングテープだけで済み、保護テープが不要になるので消耗品のコストを削減することができる。また、高速回転するダイシングブレードで切断するダイシングソウによるダイシングに替えてレーザーダイシングを用いているのでウエーハにチッピングや割れ欠けが生じない。このため高品質低ランニングコストで極薄のチップを製造することができる。
【００２８】
次に、本発明に係る第２の実施形態について、図３に基いて説明する。この第２の実施形態は前述の第１の実施形態と比べ、ダイシング工程のみが異なっている。従って、共通の工程については詳細説明は省略する。
【００２９】
先ず、ダイシングテープをフレームとウエーハの表面とに貼付し、ウエーハをフレームにマウントする（ステップＳ２１）。次に、ポリッシュグラインダでウエーハの裏面を研削して所定の厚さに加工し、研磨で加工変質層を除去する（ステップＳ２３）。
【００３０】
次に、ポリッシュグラインダに組込まれたレーザーダイシング装置内でウエーハの裏面を上にして吸着テーブルに固定する。このレーザーダイシング装置の観察光学系は、ウエーハを透過する赤外光を用いているので、ウエーハの裏面から表面側の回路パターンを観察しアライメントと位置決めがなされる。
【００３１】
アライメント終了後、ウエーハの裏面からレーザー光を入射させ内部に改質領域を形成し、ウエーハを移動させてダイシングストリートに沿ってレーザー光を入射させ全ラインのダイシングを行う（ステップＳ２５）。ダイシング後はダイシングテープをエキスパンドしてチップ間隔を広げ（ステップＳ２７）、各チップをパッケージ基材にマウントする（ステップＳ２９）。
【００３２】
この第２の実施形態においても、保護テープが不要になるとともに、ウエーハにチッピングや割れ欠けが生じないため、高品質低ランニングコストで極薄のチップを製造することができる。
【００３３】
次に、図４のフローチャートに基いて、第３の実施形態について説明する。先ず、ウエーハの裏面研削時にウエーハの表面に形成された回路パターンが汚染されるのを防止するために、片面にＵＶ硬化型粘着剤付の保護テープをウエーハの表面に貼付する（ステップＳ３１）。
【００３４】
次いで、ポリッシュグラインダでウエーハの裏面を研削して所定の厚さに加工し、研磨で加工変質層を除去する（ステップＳ３３）。次にレーザーダイシング装置でウエーハの裏面からレーザーダイシングを行う。この時赤外光観察光学系でウエーハの裏面側からアライメントがなされる。また、ダイシング終了後保護テープにＵＶ照射を行い、保護テープの粘着剤を硬化させる（ステップＳ３５）。
【００３５】
次いで、熱膨張係数の大きな材質でできた多孔質吸着テーブルでウエーハの裏面を吸着するとともに、この多孔質吸着テーブルと保護テープとの両者に熱を加えて膨張させることにより保護テープをエキスパンドさせ、チップ間隔を広げる（ステップＳ３７）。この状態で保護テープの表面に剥離テープを貼り、この剥離テープを保護テープごと剥がすことによりウエーハ表面から保護テープを剥離する（ステップＳ３９）。そして多孔質吸着テーブルの吸着力を弱めるとともに、チップマウント用のコレットでチップを１個ずつピックアップしパッケージ基材にマウントする（ステップＳ４１）。
【００３６】
この第３の実施形態によれば、レーザーダイシングで高品質のダイシングが行われるとともに、ダイシングテープ及びダイシング用フレームを使用していないので、低ランニングコストで極薄のチップを製造することができる。
【００３７】
次に、本発明に係る実施形態の第１の変形例について、図５のフローチャートに基いて説明する。先ず、ＵＶ硬化型粘着剤付の保護テープをウエーハの表面に貼付する（ステップＳ５１）。次いでウエーハの裏面を研削して所定の厚さに加工した後、研磨加工で加工変質層を除去する（ステップＳ５３）。
【００３８】
研削、研磨後の洗浄及び乾燥されたウエーハの保護テープにＵＶ照射を行って保護テープの粘着力を弱め、剥離テープを使用してウエーハ表面から保護テープを剥離する。この保護テープ剥離は、ウエーハの裏面を吸着テーブルに吸着させた状態で行われる。これにより剥離時にウエーハが損傷することがない（ステップＳ５５）。
【００３９】
保護テープ剥離後、研磨機能付研削装置に組込まれたレーザーダイシング装置でウエーハの裏面側からレーザーダイシングを行う。この場合のアライメントは赤外光観察光学系を用いて行われる（ステップＳ５７）。ダイシング後は、ウエーハを吸着テーブルで吸着保持した状態で上側から僅かに中べこの椀状部材でウエーハ全体を覆い、真空吸着をエアーブローに切替えることにより、ウエーハを椀状部材の中べこ面に倣わせて個々のチップにブレーキングする。次いでチップマウント用のコレットで個々のチップをピックアップして、１個ずつパッケージ基材にマウントする（ステップＳ５９）。
【００４０】
この第１の変形例においても、レーザーダイシングで高品質のダイシングが行われるとともに、ダイシングテープ及びダイシング用フレームを使用していないので、低ランニングコストで極薄のチップを製造することができる。
【００４１】
次に、図６に示す本発明に係る実施形態の第２の変形例について説明する。先ず、ＵＶ硬化型粘着剤付の保護テープをウエーハの表面に貼付する（ステップＳ６１）。次いでウエーハの裏面を研削して所定の厚さに加工した後、研磨加工で加工変質層を除去する（ステップＳ６３）。
【００４２】
研削、研磨後の洗浄及び乾燥されたウエーハの裏面側からレーザーダイシングを行う。この場合のアライメントは赤外光観察光学系を用いて行われる（ステップＳ６５）。ダイシング後は、ウエーハの保護テープにＵＶ照射を行って保護テープの粘着力を弱める。次にウエーハの裏面にエキスパンド用のテープを貼付する。このエキスパンド用のテープは、伸展性のよい基材の片面にＵＶ硬化型粘着剤が付着されたもので、ダイシングテープをエキスパンド用として用いてもよい（ステップＳ６７）。
【００４３】
次にウエーハを反転して吸着し、剥離テープを用いてウエーハの表面に貼られた保護テープを剥離する（ステップＳ６９）。次に、エキスパンド用のテープを二重リングで引き伸ばすようにして挟み込んでエキスパンドし、チップ間隔を広げ（ステップＳ７１）、ＵＶ照射でエキスパンド用テープのチップ保持力を弱め、テープ側からチップを１個ずつ突き上げピンで突き上げ、チップマウント用のコレットでチップをピックアップして、１個ずつパッケージ基材にマウントする（ステップＳ７３）。
【００４４】
この第２の変形例においても、レーザーダイシングで高品質のダイシングが行われるとともに、ダイシング用フレームを使用していないので、低ランニングコストで極薄のチップを製造することができる。
【００４５】
なお、以上説明した実施形態及び変形例において使用されるテープ貼付装置、テープ剥離装置、ポリッシュグラインダ、ＵＶ照射装置、チップマウント装置等は夫々既知であるので詳細説明は省略した。
【００４６】
また、ダイシングテープ、保護テープ、エキスパンド用テープには夫々ＵＶ硬化型粘着剤付のテープを用いたが、これに限らず、熱硬化型粘着剤、あるいは単なる粘着剤等を有するテープが適宜用いられる。熱硬化型粘着剤が使用される場合は、ＵＶ照射装置に替えて熱風ブロー装置や電気ヒータ等の加熱装置が用いられる。
【００４７】
また、厚さ３０μｍ〜１００μｍ程度の極薄のウエーハに加工して極薄のチップを得るという例で説明したが、本発明のチップ製造方法は１００μｍ以上のチップに対しても適用することができる。
【００４８】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１の発明によれば、ウエーハの表面側又は裏面側からレーザー光を入射させ、ウエーハの内部に改質領域を形成することにより個々のチップにダイシングするので、ウエーハにチッピングや割れ欠けが発生せず、高品質のチップが得られるとともに、保護テープを使用していないのでランニングコストが安い。
【００４９】
また、請求項２の発明によれば、ウエーハは表面にダイシングテープが貼られてフレームに一体的に取付けられているので、裏面研削時にウエーハの表面が保護されるとともに、フレームごと搬送できるので安定した搬送がなされる。
【００５０】
更に、請求項３の発明によれば、ウエーハの表面側又は裏面側からレーザー光を入射させ、ウエーハの内部に改質領域を形成することにより個々のチップにダイシングするので、ウエーハにチッピングや割れ欠けが発生せず、高品質のチップが得られるとともに、ダイシングテープとダイシング用のフレームを使用していないのでランニングコストが安い。
【００５１】
このため本発明によれば、高品質低ランニングコストで極薄のチップを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るチップ製造方法の第１の実施形態の流れを示すフローチャート
【図２】レーザーダイシング装置を説明する概念図
【図３】第２の実施形態を示すフローチャート
【図４】第３の実施形態を示すフローチャート
【図５】実施形態の第１の変形例を示すフローチャート
【図６】実施形態の第２の変形例を示すフローチャート
【図７】従来のチップ製造方法の流れを示すフローチャート
【符号の説明】
１０…レーザーダイシング装置、１１…マシンベース、１２…ＸＹＺθテーブル、１３…光学系、１３Ａ…レーザー光源、１４…ホルダ、Ｗ…ウエーハ
Claims (3)
- 表面に半導体装置や電子部品等が形成されたウエーハを個々のチップに分割するチップ製造方法であって、
前記ウエーハの表面にダイシングテープを貼付するダイシングテープ貼付工程と、
前記ダイシングテープが貼付されたウエーハの裏面を研削して該ウエーハを所定の厚さに加工する裏面研削工程と、
裏面研削工程後、前記ウエーハの裏面側から又は前記ダイシングテープを介して前記ウエーハの表面側からレーザー光を入射させ、前記ウエーハの内部に改質領域を形成することにより個々のチップに分割するレーザーダイシング工程と、レーザーダイシング工程の後、前記ダイシングテープを放射状に引き伸ばすエキスパンド工程と、を有することを特徴とするチップ製造方法。 - 前記ダイシングテープ貼付工程では、前記ウエーハの表面とともにダイシング用のフレームに前記ダイシングテープが貼付され、前記ウエーハがダイシング用のフレームと一体化されることを特徴とする請求項１に記載のチップ製造方法。
- 表面に半導体装置や電子部品等が形成されたウエーハを個々のチップに分割するチップ製造方法であって、
前記ウエーハの表面に保護テープを貼付する保護テープ貼付工程と、
前記保護テープが貼付されたウエーハの裏面を研削して該ウエーハを所定の厚さに加工する裏面研削工程と、
裏面研削工程後、前記ウエーハの裏面側から又は前記ウエーハの表面側からレーザー光を入射させ、前記ウエーハの内部に改質領域を形成することにより個々のチップに分割するレーザーダイシング工程と、
レーザーダイシング工程の後、前記保護テープを放射状に引き伸ばすエキスパンド工程と、
エキスパンド工程後、前記保護テープを前記ウエーハの表面から剥離する保護テープ剥離工程と、を有することを特徴とするチップ製造方法。
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