JP2005101182A

JP2005101182A - 半導体チップの製造方法

Info

Publication number: JP2005101182A
Application number: JP2003331651A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Genda; 悟史源田
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2003-09-24
Filing date: 2003-09-24
Publication date: 2005-04-14

Abstract

【課題】裏面に接着フィルムが貼着された半導体ウエーハを、裏面にチッピングを発生することなく、且つ、切削ブレードの寿命を低下させることなく分割することができる半導体チップの製造方法を提供する。
【解決手段】表面に複数のストリート２１が格子状に形成されているとともに該複数のストリート２１によって区画された複数の領域に回路２２が形成された半導体ウエーハを個々の半導体チップに分割する半導体チップの製造方法であって、半導体ウエーハの裏面に接着フィルム３を貼着する接着フィルム貼着工程と、半導体ウエーハの表面からストリートに沿って切削し裏面側に所定厚さに切代２４を残して切削溝２３を形成するストリート切削行程と、ストリート２１に沿って形成された切削溝２３の該切代２４にレーザー光線を照射し切代および接着フィルムを切断する切断行程とを含む。
【選択図】図４

Description

本発明は、表面に複数のストリートが格子状に形成されているとともに該複数のストリートによって区画された複数の領域に回路が形成された半導体ウエーハを個々の半導体チップに分割するとともに、該個々の半導体チップの裏面にダイボンディング用の接着フィルムを装着する半導体チップの製造方法に関する。

例えば、半導体デバイス製造工程においては、略円板形状である半導体ウエーハの表面に格子状に形成されたストリートと呼ばれる切断予定ラインによって区画された複数の領域にＩＣ、ＬＳＩ等の回路を形成し、該回路が形成された各領域をストリートに沿って分割することにより個々の半導体チップを製造している。半導体ウエーハを分割する分割装置としては一般にダイシング装置が用いられており、このダイシング装置は厚さが２０μｍ程度の切削ブレードによって半導体ウエーハをストリートに沿って切削する。このようにして分割された半導体チップは、パッケージングされて携帯電話やパソコン等の電気機器に広く利用されている。

個々に分割された半導体チップは、その裏面にポリイミド樹脂等で形成された厚さ２５μｍ程度のダイアタッチフィルムと称するダイボンディング用の接着フィルムが装着され、この接着フィルムを介して半導体チップを支持するフレームに加熱することによりボンディングされる。半導体チップの裏面にダイボンディング用の接着フィルムを装着する方法としては、半導体ウエーハの裏面に接着フィルムを貼着し、この接着フィルムを介して半導体ウエーハをダイシングテープに貼着した後、半導体ウエーハの表面に形成されたストリートに沿って切削ブレードにより接着フィルムと共に切削することにより、裏面に接着フィルムが装着された半導体チップを形成している。（例えば、特許文献１参照。）
特開２０００−１８２９９５号公報

上述したように裏面に接着フィルムが貼着された半導体チップは、半導体チップを支持するフレームにボンディングする際には、既に裏面に接着フィルムが装着されているので、ボンディング作業を円滑に行うことができる。

而して、接着フィルムは柔軟な材料によって形成されているため、切削ブレードにより半導体ウエーハを接着フィルムと共に切削すると、接着フィルムが貼着されている半導体ウエーハの裏面側における切削溝の両側にチッピングが発生する。このように切削溝の両側にチッピングが発生すると、分割された半導体チップの抗折強度が低下するとともに、破片が半導体チップの回路面に付着して半導体チップの品質を低下させるという問題がある。また、切削ブレードは、半導体ウエーハを接着フィルムと共に切削するため、接着フィルムの切り屑が付着して寿命が低下するという問題もある。

本発明は上記事実に鑑みてなされたもので、その主たる技術課題は、裏面に接着フィルムが貼着された半導体ウエーハを、裏面にチッピングを発生することなく、且つ、切削ブレードの寿命を低下させることなく分割することができる半導体チップの製造方法を提供することにある。

上記主たる技術課題を解決するために、本発明によれば、表面に複数のストリートが格子状に形成されているとともに該複数のストリートによって区画された複数の領域に回路が形成された半導体ウエーハを個々の半導体チップに分割する半導体チップの製造方法であって、
半導体ウエーハの裏面に接着フィルムを貼着する接着フィルム貼着工程と、
半導体ウエーハの表面から該ストリートに沿って切削し、裏面側に所定厚さの切代を残して切削溝を形成するストリート切削行程と、
該ストリートに沿って形成された該切削溝の該切代にレーザー光線を照射し、該切代および該接着フィルムを切断する切断行程と、を含む、
ことを特徴とする半導体チップの製造方法が提供される。

上記切代は５〜２０μｍに設定されている。また、上記接着フィルム貼着工程を実施した後に、半導体ウエーハの接着フィルム側をダイシングテープに貼着するダイシングテープ装着工程を実施することが望ましい。

本発明においては、ストリート切削行程は半導体ウエーハの裏面側に切代を残して切削溝を形成するので、切削溝の両側にチッピングが発生することはない。また、ストリート切削行程においては、半導体ウエーハの裏面に貼着された接着フィルムを切断しないので、切削ブレードに接着フィルムが付着しないため、接着フィルムが付着することによる切削ブレードの寿命の低下を未然に防止できる。

以下、本発明による半導体チップの製造方法の好適な実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。

図１には、本発明に従って分割される半導体ウエーハの斜視図が示されている。図１に示す半導体ウエーハ２は、厚さ６００μｍのシリコン基板の表面２ａに複数のストリート２１が格子状に形成されているとともに該複数のストリート２１によって区画された複数の領域に回路２２が形成されている。この半導体ウエーハ２を個々の半導体チップに分割して半導体チップを製造する方法について、図２乃至図５を参照して説明する。

半導体ウエーハ２を個々の半導体チップに分割するには、先ず図２の（ａ）、（ｂ）に示すよう半導体ウエーハ２の裏面２ｂにダイアタッチフィルムと称するダイボンディング用の接着フィルム３を貼着する（接着フィルム貼着工程）。この接着フィルム貼着工程は、半導体ウエーハ２の裏面２ｂにポリイミド樹脂によって厚さが２５μｍ程度に形成された接触フィルム３を載置し、８０〜２００°Ｃの温度で加熱しつつ半導体ウエーハ２の裏面２ｂに押圧して貼着する。

上述した接着フィルム貼着工程を実施したならば、裏面２ｂに接着フィルム３が貼着された半導体ウエーハ２を、接着フィルム３側をダイシングテープに貼着するダイシングテープ装着工程を実施する。即ち、図３に示すように裏面２ｂに接着フィルム３が貼着された半導体ウエーハ２を、環状の支持フレーム４の内側開口部を覆うように装着されたポリオリフィンシート等からなるダイシングテープ５の上面に接着フィルム３側を貼着する。。また、予めダイシングテープに接着フィルムが積層されているタイプのダイシングテープを用いる場合には、接着フィルム貼着行程とダイシングテープ装着工程が同時に遂行されるとになる。

次に、ダイシングテープ５に装着された半導体ウエーハ２の表面２ａからストリート２１に沿って切削し、裏面２ｂ側に所定厚さの切代を残して切削溝を形成するストリート切削行程を実施する。このストリート切削行程は、図４の（ａ）に示すようにダイシング装置として一般に用いられている切削装置６を用いることができる。切削装置６は、吸引保持手段を備えたチャックテーブル６１と、切削ブレード６２１を備えた切削手段６２を具備している。なお、図４の（ａ）においては、ダイシングテープ５が装着された環状の支持フレーム４を省いて示しているが、支持フレーム４は適宜のフレーム保持手段に保持されている。この切削装置６のチャックテーブル６１上に半導体ウエーハ２の表面２ａを上にして（ダイシングテープ５を下側にして）保持し、切削手段３２の切削ブレード６２１を回転しつつチャックテーブル６１を矢印Ｘで示す方向に切削送りすることによって、所定方向に延在するストリート２１に沿って切削溝６３を形成する。この切削溝２３は、図４の（ｂ）に示すように半導体ウエーハ２の裏面２ｂ側に所定厚さの切代２４を残して形成される。なお、切代２４の厚さは５〜２０μｍが適当である。

このように所定方向に延在するストリート２１に沿って切削溝２３を形成したら、切削手段６２を矢印Ｙで示す方向にストリート２１の間隔だけ割り出し送りして、再度上記切削送りを遂行する。そして、所定方向に延在する全てのストリートについて上記切削送りと上記割り出し送りを遂行したならば、チャックテーブル６１を９０度回動せしめて、上記所定方向に対して直角に延びる各ストリートに沿って上記切削送りと上記割り出し送りを実行することにより、半導体ウエーハ２に形成された全てのストリート２１に沿って切削溝２３が形成される。

以上のようにストリート切削行程においては、半導体ウエーハ２の裏面２ｂ側に切代２４を残して切削溝２３を形成するので、切削溝２３の両側にチッピングが発生することはない。また、ストリート切削行程においては、半導体ウエーハ２の裏面２ｂに貼着された接着フィルム３を切断しないので、切削ブレード６２１に接着フィルム３が付着しないため、接着フィルム３が付着することによる切削ブレード６２１の寿命の低下を未然に防止できる。

上述したストリート切削行程を実施したならば、半導体ウエーハ２のストリート２１に沿って形成された切削溝２３の切代２４にレーザー光線を照射し、切代２４および接着フィルム３を切断する切断行程を実施する。この切断行程は、図５の（ａ）に示すようにレーザー加工装置７によって実施する。なお、図５の（ａ）においては、ダイシングテープ５が装着された環状の支持フレーム４を省いて示しているが、支持フレーム４は適宜のフレーム保持手段に保持されている。即ち、切断行程は、チャックテーブル７１上に半導体ウエーハ２を表面２ａを上にして（ダイシングテープ５を下側にして）保持し、撮像手段７２の直下に位置付ける。そして、撮像手段７２および図示しない制御手段によって半導体ウエーハ２のストリート２１に沿って形成された切削溝２３とレーザー光線照射手段７３との位置合わせを行うためのパターンマッチング等の画像処理が実行され、レーザー光線照射位置のアライメントが遂行される。

このようにしてレーザビーム照射位置のアライメントが行われたならば、チャックテーブル７１をレーザー光線照射手段７３が位置するレーザー光線照射領域に移動し、レーザー光線照射手段７３から切削溝２３の切代２４に向けてレーザー光線を照射しつつ、チャックテーブル７１を矢印Ｘで示す方向に所定速度（５０〜２００ｍｍ／秒）で加工送りする。この結果、図５の（ｂ）に示すように半導体ウエーハ２に形成された切削溝２３の切代２４にはレーザー加工溝２５が形成されて切断されるとともに、接着フィルム３も溶融切断される。なお、上記切断行程で照射されるレーザー光線は、例えば次のような紫外レーザー光線を用いることができる。
レーザー；ＹＶＯ４パルスレーザー
波長；３５５ｎｍ
繰り返し周波数：５０ｋＨｚ
平均出力；１．０〜４．０Ｗ
パルス幅；１２ｎｓ
集光スポット径；φ１０〜２５μｍ

上述したように半導体ウエーハ２の所定方向のストリート２１に沿って形成された切削溝２３の切代２４にレーザー光線を照射し切代２４および接着フィルム３を切断したならば、チャックテーブル７１またはレーザー光線照射手段７３を矢印Ｙで示す方向にストリート２１の間隔だけ割り出し送りし、再度上記レーザー光線照射しつつ加工送りを遂行する。そして、所定方向に形成された全てのストリート２１に沿って形成された切削溝２３の切代２４に対して上記加工送りと割り出し送りを遂行したならば、チャックテーブル７１を９０度回動せしめて、上記所定方向に対して直角に形成されたストリート２１に沿って形成された切削溝２３の切代２４に対して上記加工送りと割り出し送りを実行することにより、半導体ウエーハ２は裏面２ｂに接着フィルム３が貼着された個々の半導体チップ２０に分割される。

上述した切断行程によって個々に分割された半導体チップ２０は、支持フレーム４に装着されたダイシングテープ５の上面に貼着された状態でピックアップ行程に搬送される。そして、ピックアップ行程において個々に分割された半導体チップ２０をダイシングテープ５から剥離することにより、図６に示すように裏面に接着フィルム３が貼着された半導体チップを得ることができる。

以上、本発明を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明は次の手順で実施してもよい。即ち、半導体ウエーハの表面からストリートに沿って半導体チップの仕上がり厚さより５〜２０μｍ小さい深さの切削溝を形成し、その後半導体ウエーハの裏面を研削して半導体チップの仕上がり厚さに相当する厚さに形成し（従って、切削溝は裏面に表出しないで半導体ウエーハの裏面側には５〜２０μｍの切代が形成される）、次に半導体ウエーハの裏面に接着フィルムを貼着する上記接着フィルム貼着工程および切削溝の切代にレーザー光線を照射して切代および接着フィルムを切断する上記切断行程とを実施することで、上述した実施形態と実質的に同一の作用効果が得られる。

本発明による半導体チップの製造方法に従って分割される半導体ウエーハの斜視図。本発明による半導体チップの製造方法における接着フィルム貼着工程を示す説明図。本発明による半導体チップの製造方法におけるダイシングテープ装着工程を示す説明図。本発明による半導体チップの製造方法におけるストリート切削行程を示す説明図。本発明による半導体チップの製造方法における切断行程を示す説明図。本発明による半導体チップの製造方法によって分割された半導体チップの斜視図。

符号の説明

２：半導体ウエーハ
２１：ストリート
２２：回路
２３：切削溝
２４：切代
２５：レーザー加工溝
３：接着フィルム
４：支持フレーム
５：ダイシングテープ
６：切削装置
６１：チャックテーブル
６２：切削手段
７：レーザー加工装置
７１：チャックテーブル
７２：撮像手段
７３：レーザー光線照射手段

Claims

表面に複数のストリートが格子状に形成されているとともに該複数のストリートによって区画された複数の領域に回路が形成された半導体ウエーハを個々の半導体チップに分割する半導体チップの製造方法であって、
半導体ウエーハの裏面に接着フィルムを貼着する接着フィルム貼着工程と、
半導体ウエーハの表面から該ストリートに沿って切削し、裏面側に所定厚さの切代を残して切削溝を形成するストリート切削行程と、
該ストリートに沿って形成された該切削溝の該切代にレーザー光線を照射し、該切代および該接着フィルムを切断する切断行程と、を含む、
ことを特徴とする半導体チップの製造方法。
該切代は、５〜２０μｍに設定されている、請求項１記載の半導体チップの製造方法。
該接着フィルム貼着工程を実施した後に、該半導体ウエーハの該接着フィルム側をダイシングテープに貼着するダイシングテープ装着工程を実施する、請求項１又は２記載の半導体チップの製造方法。