JP2008004804A - 半導体装置の製造装置及び半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】割断により発生した破砕微粒子を除去して、破砕微粒子が半導体基板の上面に散らばることを防止する。
【解決手段】本発明の半導体装置の製造装置は、半導体基板７をダイシングテープ５に貼り付けた後、半導体基板７にレーザ照射して割断用の改質層を形成し、ダイシングテープ５をエクスパンドすることにより半導体基板７を割断して多数の半導体チップ７ａを製造するものにおいて、ダイシングテープ５をエクスパンドするときに、ダイシングテープ５に対して半導体基板７が下向きになるようにセットしてエクスパンドするエクスパンド装置１を備えたものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体基板をいわゆるレーザダイシングすることにより割断して多数の半導体チップを製造する半導体装置の製造装置及び半導体装置の製造方法に関する。

半導体基板（ウエハ）をレーザダイシングする技術の一例が、特許文献１に記載されている。この特許文献１の構成においては、半導体基板をダイシングテープ（ダイシングシート）に貼り付けた後、半導体基板の表面にレーザ照射して割断用の改質層を形成し、ダイシングテープをその裏側から押し上げてエクスパンドすることにより、半導体基板を割断して多数の半導体チップを製造している。

このような構成のレーザダイシングにおいては、半導体基板を割断ずる際に、割断面から破砕微粒子（パーティクル）が発生し、半導体チップの上面に飛散してしまい、半導体チップの歩留まりや品質が低下するという問題点があった。これに対して、上記特許文献１の構成では、破砕微粒子を吸引する吸引装置を設け、上記問題点を解消しようとしている。
特開２００３−１０９８６号公報

しかし、上記特許文献１の構成においては、吸引装置により半導体基板の上面側から破砕微粒子を吸引する構成であるので、割断により発生した破砕微粒子をすべて吸引することは困難であり、吸引できなかった破砕微粒子が半導体基板の上方で舞うことがある。そして、このように舞った破砕微粒子が半導体基板の上面に散らばってしまい、半導体チップの歩留まりや品質が低下するという問題点が発生した。

そこで、本発明の目的は、割断により発生した破砕微粒子を除去することができて、破砕微粒子が半導体基板の上面に散らばることを防止できる半導体装置の製造装置及び半導体装置の製造方法を提供することにある。

本発明の半導体装置の製造装置は、半導体基板をダイシングテープに貼り付けた後、前記半導体基板にレーザ照射して割断用の改質層を形成し、前記ダイシングテープをエクスパンドすることにより前記半導体基板を割断して多数の半導体チップを製造するものにおいて、前記ダイシングテープをエクスパンドするときに、前記ダイシングテープに対して前記半導体基板が下向きになるようにセットしてエクスパンドするエクスパンド装置を備えたところに特徴を有する。

上記構成によれば、エクスパンド装置によってダイシングテープに対して半導体基板が下向きになるようにセットしてエクスパンドするように構成したので、割断により発生した破砕微粒子は、下方へ自然に落下することから、破砕微粒子を除去することができ、破砕微粒子が半導体基板の上面に散らばることを防止できる。

上記構成の場合、前記エクスパンド装置は、上下動可能に設けられ、前記ダイシングテープにおける前記半導体基板の外側の円環状部分を押し上げてエクスパンドする押し上げ治具を有し、前記押し上げ治具は、円筒状部材で構成されていることが好ましい。

また、前記エクスパンド装置は、上下動可能に設けられ、前記ダイシングテープにおける前記半導体基板の外側の円環状部分を押し上げてエクスパンドする押し上げ治具を有し、前記押し上げ治具は、円柱状部材で構成されていると共に、その上端部に凹部が前記半導体基板を囲むように形成されていることが良い構成である。

更に、前記半導体基板における前記ダイシングテープに接着している面と反対の面の近傍から下方へ向かって流れる空気の流れを生成する空気流生成装置を備えることがより一層好ましい。この場合、前記空気流生成装置は、前記円筒状の押し上げ治具の上端部に設けられた複数の溝または孔を備えていることが良い構成である。

また、前記空気流生成装置は、前記円柱状の押し上げ治具の凹部の円環状周壁部の上端部に設けられた複数の溝または孔と、前記凹部の底部に設けられた空気抜き孔とを備えていることが良い。また、前記空気流生成装置は、微細な孔が多数形成されたテープまたは多孔質の素材からなるテープで構成された前記ダイシングテープを備えていることも好ましい構成である。

また、本発明の半導体装置の製造方法は、半導体基板をダイシングテープに貼り付けた後、前記半導体基板にレーザ照射して割断用の改質層を形成し、前記ダイシングテープをエクスパンドすることにより前記半導体基板を割断して多数の半導体チップを製造する方法において、前記ダイシングテープをエクスパンドするときに、前記ダイシングテープに対して前記半導体基板が下向きになるようにセットしてエクスパンドする工程を備えたところに特徴を有する。

以下、本発明の第１の実施例について、図１ないし図５を参照しながら説明する。まず、図１及び図２は、本実施例のエクスパンド装置１の全体構成を概略的に示す縦断面図及び分解斜視図である。

エクスパンド装置１は、円筒状のフラットリング固定台２と、円環状のフラットリング固定治具３と、円筒状の押し上げ治具４と、押し上げ治具４の内部の空気を下方へ吸引する空気吸引装置（図示しない）とを備えて構成されている。上記フラットリング固定台２の上端面部には、複数個の溝２ａが内外を連通するように設けられている。

フラットリング固定台２上には、円形のダイシングテープ（ダイシングシート）５の外周縁部に貼り付けたフラットリング６を載置すると共に、その上にフラットリング固定治具３を載置固定することにより、フラットリング固定台２とフラットリング固定治具３との間にダイシングテープ５及びフラットリング６を挟んで固定することが可能なように構成されている。上記ダイシングテープ５の下面には、表面に半導体素子が形成された半導体基板（ウエハ）７が貼り付けられている。

押し上げ治具４は、上下動可能に設けられており、ダイシングテープ５の下面における半導体基板７の外側の円環状部分を押し上げてエクスパンド（拡開）することにより、半導体基板７を割断する機能を有している。上記押し上げ治具４の上端部には、複数個の孔４ａが周壁部を貫通する（内外を連通する）ように形成されている。

次に、本実施例により半導体基板７を割断する工程について、図３を参照しながら説明する。まず、図３（ａ）に示すように、フラットリング６の下面に貼り付けられたダイシングテープ５の上面のほぼ中央部に半導体基板７を貼付ける。この場合、半導体基板７の表面（上面）には半導体素子が形成されており、半導体基板７の裏面（下面）をダイシングテープ５に貼り付けている。

ダイシングテープ５の図３（ａ）中の上面には、半導体基板７等を貼り付けるための接着剤が塗布されている。但し、ダイシングテープ５の上面における半導体基板７の外側の円環状部分（押し上げ治具４の上端部を当接させる部分周辺）については、塗布された接着剤の接着力を低下させる処理を施している。これにより、押し上げ治具４の上端部にダイシングテープ５が貼りつかないようになっており、押し上げ治具４によるエクスパンドが阻害されない構成となっている。

尚、上記接着剤の接着力を低下させる処理を施すに際しては、ダイシングテープ５として例えば紫外線照射剥離型ダイシングテープを使用し、接着力を低下させたい部分にだけ紫外線を照射するように構成すれば良い。また、このような接着力を低下させる処理は、エクスパンドを実行する前であればいつでも良い。

次に、図３（ｂ）に示すように、半導体基板７の表面にレーザ９を照射して半導体基板７内部に割断用の改質層（エクスパンド割断に必要な改質層）を必要数形成する。尚、半導体基板７に描かれた破線は、割断する位置（ライン）を示している。

この後、図３（ｃ）に示すように、半導体基板７の表面（ダイシングテープ５に接着している面と反対の面）が下向きになるようにダイシングテープ５及びフラットリング６を、エクスパンド装置１にセットする。具体的には、ダイシングテープ５のうちの半導体基板７を貼り付けた側の面が下面となるようにして、フラットリング６及びダイシングテープ５の外周縁部を、フラットリング固定台２とフラットリング固定治具３との間に挟んで固定する。更に、押し上げ治具４の上端部を、ダイシングテープ５の下面における半導体基板７の外側の円環状部分に当接させておく。

そして、空気吸引装置を駆動することにより、押し上げ治具４の内部の空気を下方へ吸引している。これにより、図３（ｃ）において実線の矢印で示すように、外部の空気は、フラットリング固定台２の上端面部の溝２ａを通り、さらに、押し上げ治具４の上端部の孔４ａを通って、押し上げ治具４内へ入り、そして、半導体基板７の表面近傍から下方へ向かって流れるようになっている。即ち、半導体基板７の表面近傍から下方へ向かって流れる空気の流れが生成される。この場合、フラットリング固定台２の溝２ａ、押し上げ治具４の孔４ａ及び空気吸引装置等から、空気流生成装置が構成さている。

次に、図３（ｄ）に示すように、押し上げ治具４を上昇させて、その上端部によりダイシングテープ５の下面における半導体基板７の外側の円環状部分を押し上げる。この結果、ダイシングテープ５がエクスパンドされることにより、半導体基板７が割断され、多数の半導体チップ７ａが製造される。

この場合、半導体基板７が割断されるときには、割断面から破砕微粒子が発生するが、半導体基板７の表面（ダイシングテープ５に接着している面と反対の面）が下方を向いているので、上記発生した破砕微粒子は下方へ自然落下するようになり、半導体基板７の表面に付着することはない。特に、本実施例においては、空気吸引装置を駆動することにより、押し上げ治具４の内部の空気を下方へ吸引して、半導体基板７におけるダイシングテープ５に接着している面と反対の面の近傍から下方へ向かって流れる空気の流れを生成しているので、上記発生した破砕微粒子は上記空気の流れによって下方へ運ばれて排出される。従って、破砕微粒子が半導体基板７の表面に付着することはない。

この後、割断した半導体チップの状態を保持するために、図４に示すように、外径寸法が押し上げ治具４の外径寸法とほぼ同じ大きさの円環状の第２のフラットリング８を、ダイシングテープ５の上面に接着して貼り付ける。そして、ダイシングテープ５のうちの第２のフラットリング８の外側を切り取る。

これにより、図５に示すように、半導体チップ７ａの割断状態の構成、即ち、割断された半導体チップ７ａ及びダイシングテープ５を第２のフラットリング８で固定した構成が得られる。そして、後工程には、上記図５に示す状態の構成が送られる。

このような構成の本実施例においては、半導体基板７をダイシングテープ５に貼り付けた後、半導体基板７にレーザ照射して割断用の改質層を形成し、ダイシングテープ５をエクスパンドすることにより半導体基板７を割断して多数の半導体チップ７ａを製造する場合に、ダイシングテープ５をエクスパンドするとき、ダイシングテープ５に対して半導体基板７が下向きになるようにセットしてエクスパンドするように構成した。

上記構成によれば、割断により発生した破砕微粒子は、下方へ自然に落下することから、破砕微粒子を除去することができ、破砕微粒子が半導体基板７の上面に散らばって付着することを防止できる。このため、半導体チップの歩留まりや品質が低下するという問題点を解消することができる。

また、上記実施例では、半導体基板７の割断時に半導体基板７におけるダイシングテープ５に接着している面と反対の面の近傍から下方へ向かって流れる空気の流れを生成するように構成したので、割断により発生した破砕微粒子は上記空気の流れによって強制的に下方へ運ばれて排出される。従って、破砕微粒子が半導体基板７の表面に付着することを確実に防止することができる。

更に、上記実施例のエクスパンド装置１においては、ダイシングテープ５のうちの半導体基板７の外側の円環状部分を押し上げてエクスパンドする押し上げ治具４を上下動可能に設けると共に、この押し上げ治具４を円筒状部材で構成したので、半導体基板７におけるダイシングテープ５に接着している面と反対の面の近傍から下方へ向かって流れる空気の流れを生成する構成を、簡単な構成にて容易に実現することができる。

そして、上記実施例の場合、円筒状の押し上げ治具４の上端部に複数の孔４ａを設けたので、押し上げ治具４の外部の空気を押し上げ治具４の内部へ導入し易い。尚、押し上げ治具４の上端部に複数の孔４ａを設ける代わりに、複数の溝を設けるように構成しても良い。

また、上記実施例においては、フラットリング固定台２の上端部に複数の溝２ａを設けたので、フラットリング固定台２の外部の空気をフラットリング固定台２の内部へ導入し易くなる。

図６は、本発明の第２の実施例を示すものである。第１の実施例と同一構成には、同一符号を付している。この第２の実施例では、押し上げ治具９を円柱状部材で構成すると共に、その上端部に凹部１０を形成し、この凹部１０により半導体基板７全体を囲むことが可能なように構成している。上記凹部１０の周壁部１１には、複数個の孔１１ａが周壁部１１を貫通する（内外を連通する）ように形成されている。そして、凹部１０の底部の中心部には、空気抜き孔１２が押し上げ治具９の軸心に沿って形成されている。

上記構成の場合、空気吸引装置を駆動すると、図６において実線の矢印で示すように、押し上げ治具９の外部の空気が、押し上げ治具９の上端部の孔１１ａを通って、押し上げ治具９の凹部１０内へ入り、半導体基板７の表面近傍から凹部１０の底面の中心部の空気抜き孔１２を通り、下方へ向かって流れる。

また、上述した以外の第２の実施例の構成は、第１の実施例の構成と同じ構成となっている。従って、第２の実施例においても、第１の実施例とほぼ同じ作用効果を得ることができる。

図７、図８、図９は、本発明の第３の実施例を示すものである。第１の実施例と同一構成には、同一符号を付している。この第３の実施例では、円環状の２重枠１３で半導体チップ７ａの割断状態を固定するように構成している。２重枠１３は、内側リング１４と外側リング１５とから構成されている。

上記構成の場合、エクスパンドを実行する前に、２重枠１３のうちの内側リング１４を押し上げ治具４の上端部に着脱可能に取り付けておく。そして、図７に示すように、押し上げ治具４を上昇させてダイシングテープ５のうちの半導体基板７の外側の円環状部分を押し上げてエクスパンドして半導体基板７を割断する。この後、図８に示すように、外側リング１５を上方から内側リング１４に嵌めることにより、両リング１４、１５間にダイシングテープ５を挟んで固定する。

そして、ダイシングテープ５のうちの外側リング１５の外側を切り取ると共に、内側リング１４を押し上げ治具４から取り外す。これにより、図９に示すように、半導体チップ７ａの割断状態の構成、即ち、割断された半導体チップ及びダイシングテープ５を２重枠１３で固定した構成が得られる。

尚、上述した以外の第３の実施例の構成は、第１の実施例の構成と同じ構成となっている。従って、第３の実施例においても、第１の実施例とほぼ同じ作用効果を得ることができる。

また、上記各実施例においては、フラットリング固定台２の上端面部や押し上げ治具４の上端面部に溝２ａ、４ａを形成したが、これら溝２ａ、４ａは絶対に形成しなければならないものではなく、必要に応じて適宜設ければ良い。

例えば、ダイシングテープ５として、微細な孔がテープ全面に多数形成されているダイシングテープや、多孔質の素材から構成されたダイシングテープを使用するように構成すれば、上記溝２ａ、４ａを省略しても良い。

本発明の第１の実施例を示すエクスパンド装置の縦断面図 エクスパンド装置の分解斜視図 半導体基板の割断工程を説明する図 割断後、第２のフラットリングをダイシングテープに接着する工程を示す図 割断された半導体チップ、ダイシングテープ及び第２のフラットリングを示す図 本発明の第２の実施例を示す図１相当図 本発明の第３の実施例を示す図３（ｄ）相当図 図４相当図 図５相当図

符号の説明

図面中、１はエクスパンド装置、２はフラットリング固定台、２ａは溝、３はフラットリング固定治具、４は押し上げ治具、４ａは孔、５はダイシングテープ、６はフラットリング、７は半導体基板、８は第２のフラットリング、９は押し上げ治具、１０は凹部、１１は周壁部、１２は空気抜き孔、１３は２重枠、１４は内側リング、１５は外側リングを示す。

Claims (16)

1. 半導体基板をダイシングテープに貼り付けた後、前記半導体基板にレーザ照射して割断用の改質層を形成し、前記ダイシングテープをエクスパンドすることにより前記半導体基板を割断して多数の半導体チップを製造する半導体装置の製造装置において、
   前記ダイシングテープをエクスパンドするときに、前記ダイシングテープに対して前記半導体基板が下向きになるようにセットしてエクスパンドするエクスパンド装置を備えたことを特徴とする半導体装置の製造装置。
2. 前記エクスパンド装置は、上下動可能に設けられ、前記ダイシングテープにおける前記半導体基板の外側の円環状部分を押し上げてエクスパンドする押し上げ治具を有し、
   前記押し上げ治具は、円筒状部材で構成されていることを特徴する請求項１記載の半導体装置の製造装置。
3. 前記エクスパンド装置は、上下動可能に設けられ、前記ダイシングテープのうちの前記半導体基板の外側の円環状部分を押し上げてエクスパンドする押し上げ治具を有し、
   前記押し上げ治具は、円柱状部材で構成されていると共に、その上端部に凹部が前記半導体基板を囲むように形成されていることを特徴する請求項１記載の半導体装置の製造装置。
4. 前記半導体基板における前記ダイシングテープに接着している面と反対の面の近傍から下方へ向かって流れる空気の流れを生成する空気流生成装置を備えたことを特徴する請求項２記載の半導体装置の製造装置。
5. 前記空気流生成装置は、前記円筒状の押し上げ治具の上端部に設けられた複数の溝または孔を備えていることを特徴する請求項４記載の半導体装置の製造装置。
6. 前記半導体基板における前記ダイシングテープに接着している面と反対の面の近傍から下方へ向かって流れる空気の流れを生成する空気流生成装置を備えたことを特徴する請求項３記載の半導体装置の製造装置。
7. 前記空気流生成装置は、前記円柱状の押し上げ治具の凹部の円環状周壁部の上端部に設けられた複数の溝または孔と、前記凹部の底部に設けられた空気抜き孔とを備えていることを特徴する請求項６記載の半導体装置の製造装置。
8. 前記空気流生成装置は、微細な孔が多数形成されたテープまたは多孔質の素材からなるテープで構成された前記ダイシングテープを備えていることを特徴する請求項４または６記載の半導体装置の製造装置。
9. 半導体基板をダイシングテープに貼り付けた後、前記半導体基板にレーザ照射して割断用の改質層を形成し、前記ダイシングテープをエクスパンドすることにより前記半導体基板を割断して多数の半導体チップを製造する半導体装置の製造方法において、
   前記ダイシングテープをエクスパンドするときに、前記ダイシングテープに対して前記半導体基板が下向きになるようにセットしてエクスパンドする工程を備えたことを特徴とする半導体装置の製造方法。
10. 前記ダイシングテープにおける前記半導体基板の外側の円環状部分を押し上げてエクスパンドする押し上げ治具を、円筒状部材で構成したことを特徴する請求項９記載の半導体装置の製造方法。
11. 前記ダイシングテープにおける前記半導体基板の外側の円環状部分を押し上げてエクスパンドする押し上げ治具を、円柱状部材で構成すると共に、その上端部に凹部が前記半導体基板を囲むように形成されていることを特徴する請求項９記載の半導体装置の製造方法。
12. 空気を前記半導体基板における前記ダイシングテープに接着している面と反対の面の近傍から下方へ向かって流すように構成したことを特徴する請求項１０記載の半導体装置の製造方法。
13. 前記円筒状の押し上げ治具の上端部に複数の溝または孔を設けたことを特徴する請求項１２記載の半導体装置の製造方法。
14. 空気を前記半導体基板における前記ダイシングテープに接着している面と反対の面の近傍から下方へ向かって流すように構成したことを特徴する請求項１１記載の半導体装置の製造方法。
15. 前記円柱状の押し上げ治具の凹部の円環状周壁部の上端部に複数の溝または孔を設けると共に、前記凹部の底部に空気抜き孔を設けたことを特徴する請求項１４記載の半導体装置の製造方法。
16. 微細な孔が多数形成されたテープまたは多孔質の素材からなるテープで構成された前記ダイシングテープを備えていることを特徴する請求項１２または１４記載の半導体装置の製造方法。

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