JP2005086074A - 半導体ウェーハの移し替え方法 - Google Patents

Abstract

【課題】表面に保護テープが貼着された半導体ウェーハの裏面をダイシングテープに貼着して表面から保護テープを剥離させる場合において、半導体ウェーハを破損させることなく保護テープの剥離を容易に行う。
【解決手段】外的刺激を受けて粘着力が低下する保護テープ２を半導体ウェーハ１の表面に貼着した状態で半導体ウェーハ１の裏面を研削し、同様の外的刺激を受けて粘着力が低下するダイシングテープ４に研削後の半導体ウェーハ１の裏面を貼着してダイシングフレームと一体化し、保護テープ２側にその外的刺激を与えてから保護テープ２を半導体ウェーハの表面から剥離する。
【選択図】図１０

Description

本発明は、表面に保護テープが貼着された状態で裏面が研削された半導体ウェーハの当該裏面をダイシングテープに貼着し、表面に貼着された保護テープを剥離する方法に関する。

表面側に複数の回路が形成された半導体ウェーハは、裏面を研削することにより所定の厚さに形成される。近年は、半導体チップの薄型化を図るために、ウェーハの段階において厚さが１００μｍ以下、５０μｍ以下というように極めて薄くなるまで裏面を研削することが求められている。

裏面の研削時は、表面側を研削装置のチャックテーブルに載置するため、回路を保護するために表面には保護テープが貼着される。そして、表面側をチャックテーブルに載置した状態で裏面を研削して半導体ウェーハを所望の厚さに形成した後に、半導体ウェーハの裏面をダイシングテープに貼り替えてダイシングフレームと一体とし、表面から保護テープを剥離してからダイシングを行うことにより個々の半導体チップに分割される。その後、半導体チップは裏面がダイシングテープに貼着された状態で個々にピックアップされる。

また、半導体ウェーハの表面に半導体チップの厚さに相当する深さの溝を形成しておき、裏面を研削して裏面から当該溝を表出させることにより個々の半導体チップに分割するいわゆる先ダイシングと称される技術においては、表面に保護テープを貼着した状態で裏面を研削して溝を表出させて半導体チップに分割した後に、表面が保護テープに貼着され全体として半導体ウェーハの形態を維持した半導体チップをダイシングテープに貼り替えた後に、複数の半導体チップを個々にピックアップする（例えば特許文献１参照）。
特開２００３−７６５３号公報

しかしながら、半導体ウェーハの外周部を確実に保護するために保護テープの外径が半導体ウェーハの外径より若干大きく形成されていると、研削により半導体ウェーハが薄くなるために、半導体ウェーハの裏面をダイシングテープに貼着した際に、保護テープが半導体ウェーハを外周側から包み込むような状態となり、保護テープの外周部分がダイシングテープに貼着されてしまい、保護テープを剥離できなくなるという問題がある。また、無理に剥離しようとすると、保護テープがダイシングテープを引っ張り上げてしまい、半導体ウェーハが破損するという問題がある。しかも、裏面研削後の半導体ウェーハは、例えば厚みが１００μｍ以下というように薄く形成されているため、破損しやすい。

また、加工の過程において欠け等が生じるのを防止するべく、外周側面が円弧状に面取りされている半導体ウェーハにおいては、裏面を研削すると半導体ウェーハの外径が小さくなるため、この場合も保護テープが半導体ウェーハの外周側から突出し、保護テープの外径と半導体ウェーハの外径との差が大きくなるため、この場合も保護テープの外周部分がダイシングテープに貼着されてしまい、保護テープを剥離できなくなるという問題がある。

このような問題は、先ダイシングの技術を利用する場合において、裏面研削後、全体として半導体ウェーハの形態を維持した複数の半導体チップを個々にピックアップするためにダイシングテープに貼り替える際にも同様に起こる問題である。

このように、表面に保護テープが貼着された半導体ウェーハの裏面をダイシングテープに貼着して表面から保護テープを剥離させる場合においては、保護テープの剥離を容易に行い半導体ウェーハの破損を防止することに課題を有しており、本発明は、かかる課題を解決するものである。

上記課題を解決するために本発明は、表面に回路が形成された半導体ウェーハの裏面を研削した後にその半導体ウェーハをダイシングフレームに移し替える半導体ウェーハの移し替える場合において、外的刺激を受けて粘着力が低下する保護テープを半導体ウェーハの表面に貼着した状態で半導体ウェーハの裏面を研削し、同様の外的刺激を受けて粘着力が低下するダイシングテープに研削後の半導体ウェーハの裏面を貼着してダイシングフレームと一体化し、保護テープ側にその外的刺激を与えてから保護テープを半導体ウェーハの表面から剥離することを要旨とする。保護テープとダイシングテープとは、全く同一の材質により構成されていてもよいし、材質が異なっていても同様の外的刺激によって粘着力が低下するものであればよい。

半導体ウェーハは、外周側面が円弧状に面取りされているものであってもよいし、面取りされてないものであってもよい。また、保護テープの外径が半導体ウェーハの外径と等しくてもよいし、保護テープの外径の方が大きく形成されていてもよい。

外的刺激としては、例えば紫外線があるが、加熱等の他の刺激であってもよい。また、半導体ウェーハには、先ダイシングの手法により半導体チップに分割される半導体ウェーハも含まれる。先ダイシングの場合には、研削工程において裏面が研削されることにより溝が表出して個々の半導体チップに分割されるが、表面に保護テープが貼着されているため、全体としてウェーハの形状を維持しており、分割後もその形状を維持したものが半導体ウェーハとなる。

本発明においては、半導体ウェーハの表面に貼着する保護テープとして外的刺激を受けることにより粘着力が低下するタイプのものを使用すると共に、半導体ウェーハの裏面に貼着するダイシングテープにも同様のものを使用し、半導体ウェーハの表面に保護テープが貼着されたままの状態で半導体ウェーハの裏面をダイシングテープに貼着して保護テープ側に外的刺激を与えるようにしたため、保護テープとダイシングテープとが貼合されていても、その貼合部分について、双方のテープの粘着力を低下させることができる。しかも、半導体ウェーハとダイシングテープとが貼着されている部分については半導体ウェーハによって外的刺激が遮蔽されてダイシングテープの粘着力が低下しない。従って、保護テープ剥離工程では、半導体ウェーハの裏面がダイシングテープにしっかりと保持された状態であると共に、保護テープとダイシングテープとの貼合部分の粘着力は低下しているため、保護テープを容易かつ円滑に剥離することができ、半導体ウェーハが破損するのを防止することができる。特に、研削工程によって半導体ウェーハの厚みが１００μｍ以下のように極めて薄く形成されていても半導体ウェーハを破損させることなくダイシングテープへの貼り替えを行うことができる。

また、半導体ウェーハの外周側面が円弧状に形成されている場合や、保護テープの外径が半導体ウェーハの外径より大きく形成されている場合、半導体ウェーハの厚みが１００μｍ以下のように極めて薄く形成される場合は、半導体ウェーハをダイシングテープに貼着する際に保護テープとダイシングテープとが貼合されてしまうことが多いため、保護テープ側から外的刺激を与えて貼合部を形成する双方のテープの粘着力を低下させることは効果的である。

更に、半導体ウェーハに半導体チップの厚みに相当する深さの溝が形成されており、研削工程においてその溝が裏面から表出するまで裏面を研削して個々の半導体チップに分割する場合においても、半導体チップを破損させることなく保護テープを容易に剥離することができる。

図１に示す半導体ウェーハ１の表面１０には、所定間隔を置いて格子状に配列された複数の直線状領域であるストリート１１が存在し、ストリート１１によって区画された多数の矩形領域にはそれぞれ回路が形成されている。そして、ストリート１１を切削することにより、各矩形領域が半導体チップ１２となる。また、図２に示すように、本実施形態においては半導体ウェーハ１０の外周側部１３は円弧状に面取りされている。

図３に示すように、半導体ウェーハ1の表面１０に保護テープ２を貼着し、図４及び図５に示す状態とし、半導体ウェーハ１の裏面１４が露出した状態とする（保護テープ貼着工程）。保護テープ２は、外的刺激により粘着力が低下するタイプのもので、本実施形態における外的刺激は紫外線である。

図４及び図５に示したように表面１０に透明または半透明の保護テープ２が貼着された半導体ウェーハ１の裏面１４を、例えば図６に示す研削装置３を用いて研削する。この研削装置３には、表面に保護テープ２が貼着された研削前の半導体ウェーハ１を複数収容した第一のカセット３００と研削後の半導体ウェーハ１を複数収容可能な第二のカセット３１０とがそれぞれ第一のカセット載置領域３０及び第二のカセット載置領域３１にそれぞれ載置されている。なお、以下においては、表面に保護テープ２が貼着された半導体ウェーハ１のことを単に半導体ウェーハ１と記す場合がある。

第一のカセット載置領域３０及び第二のカセット載置領域３１の近傍には搬出入手段３２が配設されている。搬出入手段３２には、上下動及び進退可能な保持部３２０を備えており、保持部３２０が第一のカセット３００に進入して半導体ウェーハ１を取り出して位置合わせテーブル３３に載置する。

位置合わせテーブル３３においては半導体ウェーハ１が一定の位置に位置合わせされ、その後、第一の搬送手段３４０に吸着されてチャックテーブル３５０に搬送される。チャックテーブル３５０においては保護テープ２側が載置されて保持され、半導体ウェーハ１の裏面１４が上を向いて露出した状態となる。

チャックテーブル３５０は、自転可能であると共に、ターンテーブル３５によって公転可能となっている。ターンテーブル３５は、自身が回転することによりチャックテーブル３５０、３５１、３５２、３５３をそれぞれ公転させることができると共に、これらのチャックテーブルを自転可能に支持している。

研削装置３の基台の端部からは壁部３６が起立して設けられている。壁部の内側の面には一対のレール３６０ａ、３６０ｂがそれぞれ垂直方向に配設されており、駆動源３６１ａに駆動されレール３６０ａに沿って支持板３６２ａが上下動するのに伴い、支持板３６２ａに固定された第一の研削手段３７が昇降し、駆動源３６１ｂに駆動されてレール３６０ｂに沿って支持板３６２ｂが上下動するのに伴い、支持板３６２ｂに固定された第二の研削手段３８が昇降する構成となっている。

第一の研削手段３７においては、垂直方向の軸心を有し回転可能なスピンドル３７０の先端にマウンタ３７１を介して研削ホイール３７２が装着されており、研削ホイール３７２の下部には研削砥石３７３が固着されている。研削砥石３７３としては、例えば粗研削用の砥石が用いられ、スピンドル３７０の回転に伴って研削砥石３７３が回転する構成となっている。

第二の研削手段３８においては、垂直方向に軸心を有し回転可能なスピンドル３８０の先端にマウンタ３８１を介して研削ホイール３８２が装着されており、研削ホイール３８２の下部には研削砥石３８３が固着されている。研削砥石３８３としては、例えば仕上げ研削用の砥石が用いられ、スピンドル３８０の回転に伴って研削砥石３８３が回転する構成となっている。

半導体ウェーハ１がチャックテーブル３５０に保持されると、ターンテーブル３５が反時計回りに所定角度回転することによって半導体ウェーハ１が第一の研削手段３７の直下に位置付けられる。そして、研削砥石３７３が回転しながら第一の研削手段３７が下降して半導体ウェーハ１の裏面に接触することにより、当該裏面が粗研削される。

次に、ターンテーブル３５が反時計回りに所定角度回転することによって半導体ウェーハ１が第二の研削手段３８の直下に位置付けられ、研削砥石３８３が回転しながら第二の研削手段３８が下降して半導体ウェーハ１の裏面に接触することにより、当該裏面が仕上げ研削される。

仕上げ研削された半導体ウェーハ１は、ターンテーブル３５が反時計回りに所定角度回転することによって洗浄手段３９の近傍に位置付けられた後、第二の搬送手段３４１に吸着されて洗浄手段３９を構成する保持テーブル３９０に搬送され、保持される。そして、洗浄により研削屑が除去された後に、搬出入手段３２を構成する保持部３２０に保持され、表面に保護テープ２が表面に貼着されたままの状態で半導体ウェーハ１が第二のカセット３１０に収容される。このようにして裏面が研削された半導体ウェーハ１が順次第二のカセット３１０に収容される。

裏面研削後の半導体ウェーハ１においては、図７に示すように、２点鎖線で示す部分が研削されて除去されると、外周側面にナイフのように尖った鋭利部１３０が形成され、半導体ウェーハ１の外径が保護テープ２の外径より小さくなっているため、保護テープ２が半導体ウェーハ１の外周側に突出する（研削工程）。裏面研削後の半導体ウェーハ１の厚みは、例えば１００μｍ以下である。

次に、図８に示すように、半導体ウェーハ１を裏返し、半導体ウェーハ１の裏面１４をダイシングテープ４の粘着面４０に貼着する。ダイシングテープ４の粘着面４０はダイシングフレーム５の裏面に貼着されているため、半導体ウェーハ１がダイシングテープ４を介してダイシングフレーム５と一体化される（ダイシングテープ貼着工程）。このダイシングテープ４は、半導体ウェーハ１の表面に貼着された保護テープ２と同様に、外的刺激（本実施形態では紫外線）により粘着力が低下するタイプのものである。

図７に示したように、半導体ウェーハ１の外径が保護テープ２の外径より小さくなっているため、保護テープ２及び半導体ウェーハ１をダイシングテープ４に対して押圧することにより、図９に示すように、保護テープ２のうち、半導体ウェーハ１の外周部から突出した突出部分２０がダイシングテープ４に貼り合わされて貼合部６が形成され、半導体ウェーハ１がダイシングテープ４及び保護テープ２によって包み込まれた状態になることがある。

図１０に示すように、保護テープ２側に外的刺激である紫外線を照射する（外的刺激付与工程）。保護テープ２は紫外線により粘着力が低下するタイプのものであるため、保護テープ２の粘着力は低下し、半導体ウェーハ１の表面から剥離しやすくなる。

一方、ダイシングテープ４も保護テープ２と同様に紫外線を受けることによって粘着力が低下するタイプのものであるため、紫外線を受けた部分については粘着力が低下する。即ち、図１１に示すように、保護テープ２とダイシングテープ４とが貼り合わされた部分である貼合部６については、保護テープ２の粘着力が低下するだけでなく、外的刺激である紫外線が保護テープ２を透過してダイシングテープ４にも作用して貼合部６におけるダイシングテープ４の粘着力も低下させるため、双方のテープの粘着力が低下することにより、貼合部６における貼着力は低下する。一方、ダイシングテープ４のうち、半導体ウェーハ１が貼着されている部分及びダイシングフレーム５が貼着されている部分については半導体ウェーハ１及びダイシングフレーム５が紫外線を遮蔽するため、粘着力が低下しない。従って、半導体ウェーハ１及びダイシングフレーム５がダイシングテープ４にしっかりと貼着された状態が維持されると共に、保護テープ２は半導体ウェーハ１及びダイシングテープ４から剥離しやすい状態となる。

このようにして保護テープ２の粘着力及び貼合部６における貼着力を低下させた後に、半導体ウェーハ１の表面から保護テープ２を剥離する（保護テープ剥離工程）。紫外線の照射によって保護テープ２の粘着力が低下していると共に、貼合部６における貼着力も低下しており、更には半導体ウェーハ１が貼着された部分におけるダイシングテープ４の貼着力は低下しないため、図１２に示すように保護テープ２を剥離する際には、保護テープ２を容易に剥離でき、半導体ウェーハ１はダイシングテープ４から剥離されない。従って、半導体ウェーハ１の保護テープ２からダイシングテープ４への貼り替えが円滑に行われる。

また、保護テープ２の剥離時にダイシングテープ４を保護テープ２が引っ張り上げてしまうことがないため、半導体ウェーハの割れや欠けを防止することができる。

上記の例では通常の半導体ウェーハをダイシングテープに貼り替えてダイシングフレームに移し替える場合について説明したが、いわゆる先ダイシングの技術により研削工程において半導体ウェーハが半導体チップに分割されている場合も同様である。先ダイシングの場合は、半導体ウェーハがすでに半導体チップに分割されているためダイシングテープに貼り替えてからダイシングする必要はないが、個々の半導体チップをピックアップするためにダイシングテープに貼り替えてダイシングフレームに移し替えることになる。

本発明は、半導体ウェーハをダイシングする前に、半導体ウェーハを破損させることなくダイシングフレームに移し替えるのに利用することができる。

半導体ウェーハを示す斜視図である。 半導体ウェーハを示す正面図である。 半導体ウェーハの表面を保護テープに貼着する様子を示す斜視図である。 表面に保護テープが貼着された半導体ウェーハを示す斜視図である。 表面に保護テープが貼着された半導体ウェーハを示す正面図である。 研削装置の一例を示す斜視図である。 裏面研削後の半導体ウェーハ及び保護テープを示す一部拡大正面図である。 半導体ウェーハの裏面をダイシングテープに貼着する様子を示す斜視図である。 半導体ウェーハの裏面がダイシングテープに貼着された状態を示す一部拡大断面図である。 保護テープ側に紫外線を照射する様子を示す斜視図である。 保護テープ側に紫外線を照射する様子を示す断面図である。 保護テープを剥離する様子を示す斜視図である。

符号の説明

１：半導体ウェーハ
１０：表面 １１：ストリート １２：半導体チップ １３：外周側部 １４：裏面
１３０：鋭利部
２：保護テープ
２０：突出部
３：研削装置
３０：第一のカセット載置領域 ３１：第二のカセット載置領域
３００：第一のカセット ３１０：第二のカセット
３２：搬出入手段
３２０：保持部
３３：位置合わせテーブル
３４０：第一の搬送手段 ３４１：第二の搬送手段
３５：ターンテーブル
３５０、３５１、３５２、３５３：チャックテーブル
３６：壁部
３６０ａ、３６０ｂ：レール ３６１ａ、３６１ｂ：駆動源
３６２ａ、３６２ｂ：支持板
３７：第一の研削手段
３７０：スピンドル ３７１：マウンタ ３７２：研削ホイール
３７３：研削砥石
３８：第二の研削手段
３８０：スピンドル ３８１：マウンタ ３８２：研削ホイール
３８３：研削砥石
３９：洗浄手段
３９０：保持テーブル
４：ダイシングテープ
４０：粘着面
５：ダイシングフレーム
６：貼合部

Claims (6)

1. 表面に回路が形成された半導体ウェーハの裏面を研削した後に、該半導体ウェーハをダイシングフレームに移し替える半導体ウェーハの移し替え方法であって、
   外的刺激を受けて粘着力が低下する保護テープを半導体ウェーハの表面に貼着する保護テープ貼着工程と、
   該保護テープ側を研削装置のチャックテーブルに載置して該半導体ウェーハの裏面を研削する研削工程と、
   該外的刺激を受けて粘着力が低下するダイシングテープに研削後の該半導体ウェーハの裏面を貼着してダイシングフレームと一体化するダイシングテープ貼着工程と、
   該保護テープ側に該外的刺激を与える外的刺激付与工程と、
   該保護テープを該半導体ウェーハの表面から剥離する保護テープ剥離工程と
   から構成される半導体ウェーハの移し替え方法。
2. 前記外的刺激は紫外線である
   請求項１に記載の半導体ウェーハの移し替え方法。
3. 前記半導体ウェーハの外周側面は円弧状に形成されている請求項１または２に記載の半導体ウェーハの移し替え方法。
4. 前記保護テープは前記半導体ウェーハより外径が大きく形成される請求項１または２に記載の半導体ウェーハの移し替え方法。
5. 前記研削工程において、前記半導体ウェーハは、厚みが１００μｍ以下になるように研削される
   請求項１、２、３または４に記載の半導体ウェーハの移し替え方法。
6. 前記半導体ウェーハの表面には、半導体チップの厚みに相当する深さの溝が形成されており、
   前記研削工程においては、該溝が裏面から表出するまで該裏面を研削して個々の半導体チップに分割する
   請求項１、２、３、４または５に記載の半導体ウェーハの移し替え方法。

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