JP2008258412A

JP2008258412A - シリコンウエハの個片化方法

Info

Publication number: JP2008258412A
Application number: JP2007099229A
Authority: JP
Inventors: Hideki Maruyama; 秀樹丸山
Original assignee: Shinko Electric Industries Co Ltd
Current assignee: Shinko Electric Industries Co Ltd
Priority date: 2007-04-05
Filing date: 2007-04-05
Publication date: 2008-10-23

Abstract

【課題】ＤＢＧ法によりシリコンウエハを個片化する際において、裏面にダイアタッチフィルムが貼着された状態で個片化されたシリコンチップを得る。
【解決手段】シリコンウエハの回路形成面に保護材を貼付し、保護材貼付面と対向面からシリコンウエハを研削し、シリコンウエハの研削面にダイアタッチフィルムを貼付し、ダイアタッチフィルム上にウエハ保持材を接着し、保護材を除去し、シリコンウエハの回路形成面側からウエハ保持材に切断刃が到達するようにシリコンウエハを個片のチップにダイシングし、チップの回路形成面に保護材を貼付し、ウエハ保持材をダイアタッチフィルムが出るまで研削し、ダイアタッチフィルムに保持テープを貼付し、ダイアタッチフィルムと共にチップを保持テープに転写させ、チップから保護材を除去する。
【選択図】図１

Description

本発明はシリコンウエハの個片化方法に関し、より詳細には、先ダイシング法に用いて好適なシリコンウエハの個片化方法に関する。

半導体装置に用いられるシリコンウエハは、半導体装置の生産性向上のため大径化および薄型化が進んでいる。このような大径化および薄型化したシリコンウエハを破損させることなく個片化するための加工方法として、先ダイシング（ＤＢＧ：ＤｉｃｉｎｇＢｅｆｏｒｅＧｒｉｎｄｉｎｇ）法（以下、単にＤＢＧ法という）が広く用いられている。

ＤＢＧ法は、シリコンウエハを個片化する際において、シリコンウエハをねらい通りの厚さ寸法に研削する前に、シリコンウエハを回路形成面側からハーフカットし、シリコンウエハの裏面側からハーフカットした位置まで研削して、シリコンウエハを所定の厚さ寸法に整えると同時に、シリコンウエハを個片化するシリコンウエハの個片化方法である。ＤＢＧ法により個片化されたシリコンチップは、接着剤を用いてリードフレーム等の配線基板に接合されて半導体装置に形成される。このように、ＤＢＧ法により個片化されたシリコンチップは、配線基板との接合面に接着剤を後付けして搭載される。
特開２０００−２９４５２２号公報

半導体装置の小型化にともなって、シリコンウエハもまたさらに細かく個片化されるようになってきた。したがってＤＢＧ法によってシリコンウエハを個片化する方法の場合は、個々のシリコンチップに個別に接着剤を塗布しなければならないから、シリコンチップの接合面に接着剤を均一に塗布する作業が非常に煩雑であるという課題がある。

また、半導体装置にはシリコンチップを積み重ねて搭載する形態の製品もある。このような製品では、シリコンチップを平坦に積み重ねる必要があるから、接着剤のかわりにダイアタッチフィルムなどの両面粘着フィルムを用いて接着する方法が用いられるようになった。しかしながら、従来のＤＢＧ法では、シリコンウエハを個片化することは可能であっても、ダイアタッチフィルムを貼着した状態で個片化することは不可能である。そこで個片化したシリコンウエハのそれぞれにダイアタッチフィルムを貼り付ける必要が生じるが、シリコンチップへダイアタッチフィルムを貼り付る作業はきわめて非効率的である。

また、ＤＢＧ法では、シリコンウエハは研削加工によりねらいとする厚さ寸法に整えられて個片化されるが、研削加工を施すことによってシリコンウエハの研削面に破砕層が形成されひずみが残留してしまう。この残留ひずみによりシリコンチップの抗折強度が低下してしまうため、研削加工後に研磨加工を施して残留ひずみを取り除く（ストレスリリーフ）工程がなされる場合がある。しかしながらこの研磨加工は個片化されたシリコンチップの表面を研磨することになるから、保持シートに支持されているシリコンチップ間の溝内にコンタミが堆積してしまい、研磨加工が的確に行うことができないといった課題や、研磨加工によりチップ剥がれが生じ、歩留まりが低下するといった課題も有している。

そこで本願発明は、ＤＢＧ法によりシリコンウエハを個片化する際において、裏面にダイアタッチフィルムが貼着された状態で個片化されたシリコンチップを得ることができると共に、歩留まりを低下させることなくシリコンウエハを容易に研磨加工することができるシリコンウエハの個片化方法の提供を目的としている。

本発明は、シリコンウエハの回路形成面に第１の保護材を貼付した後、該第１の保護材を貼付した面と対向する側の面から前記シリコンウエハを研削する工程と、該シリコンウエハの研削面にダイアタッチフィルムを貼付し、次いで該ダイアタッチフィルム上にウエハ保持材を接着し、前記第１の保護材を除去する工程と、前記シリコンウエハの回路形成面側から前記ウエハ保持材に切断刃が到達するように前記シリコンウエハを個片のチップにダイシングする工程と、前記ウエハ保持材に保持されたすべてのチップにわたってチップの回路形成面に第２の保護材を貼付する工程と、前記ウエハ保持材を前記ダイアタッチフィルムがあらわれるまで研削した後、前記ダイアタッチフィルムに保持テープを貼付し、前記ダイアタッチフィルムと共に前記チップを前記保持テープに転写させる工程と、前記チップから前記第２の保護材を除去する工程と、を有していることを特徴とするシリコンウエハの個片化方法である。

また、前記シリコンウエハを研削する工程が、前記シリコンウエハを研削する工程と、該研削後に研磨する工程からなることを特徴とする。かかる研磨工程は、ドライポリッシングによるものであることが好ましい。これにより、抗折強度を向上させるためにシリコンチップに研磨加工を施しても、シリコンチップ間に形成された溝内へのコンタミ堆積を防ぐことができ、効率的かつ高精度な研磨加工を施すことができる。

また、前記ウエハ保持材として、ベアシリコンウエハを使用することを特徴とする。これにより、シリコンウエハの研磨に用いる設備やシリコンウエハの処理方法をそのまま適用することができるため、大規模な設備投資が不要であり、オペレータの作業負担を軽減することができる。加えてシリコンウエハの加工精度の向上が期待できる。

本発明にかかるシリコンウエハの個片化方法によれば、シリコンウエハにダイアタッチフィルムを貼着した状態で、シリコンウエハとダイアタッチフィルムを同時に個片化することができる。また、研削加工時にシリコンウエハのチッピングが発生しやすいシリコンウエハの裏面側がダイアタッチフィルムにより支持されて研削加工されるから、シリコンウエハを研磨処理する際にチッピングの発生を防止することができる。さらには、従来のＤＢＧプロセスに用いた設備をそのまま適用することができるため、大規模な設備投資をする必要がなく経済的である。

以下、本発明にかかるシリコンウエハの個片化方法の実施形態について、図面に基づいて説明する。図１は、本実施形態におけるシリコンウエハの個片化方法の工程順を示すフロー図である。図２〜図１６は、各工程におけるシリコンウエハの状態を示す説明図である。

まず、図２に示すように所定の大きさに形成されたシリコンウエハ１０の片側面に図示しない回路を形成する（ステップ１）。次に図３に示すようにシリコンウエハ１０の回路形成面１２に第１の保護材であるバックグラインド保護テープ２０（以下、ＢＧ保護テープ２０という）を貼り付ける（ステップ２）。ＢＧ保護テープ２０は、バックグラインド処理時において研削（研磨）装置３０のチャックテーブル（図示せず）がシリコンウエハ１０を吸着保持する際に、シリコンウエハ１０に形成された回路および回路部品を保護するものである。次に図４に示すように、ＢＧ保護テープ２０が貼り付けられた面と対向するシリコンウエハ１０の面をバックグラインド砥石３２による研削加工する（ステップ３）。このようにしてバックグラインド砥石３２によりシリコンウエハ１０は板厚が設計寸法になるまでバックグラインド処理される。

シリコンウエハ１０の板厚寸法が設計寸法になったら、研削工程を終了し、次に図５に示すように研削面を研磨する研磨工程を実行する（ステップ４）。この研磨工程においては、ポリッシャー用砥石３４を用いる研磨装置３０を用いて研磨加工する。研磨工程にはドライポリッシングが好適に用いられる。
このようにシリコンウエハ１０の研削面をポリッシャー用砥石３４で研磨することにより、研削加工時に生じたシリコンウエハ１０の研削面における残留ひずみを取り除くことができる。シリコンウエハ１０の残留ひずみを取り除くことによりシリコンウエハ１０の抗折強度を向上させることができるので、シリコンウエハ１０の取り扱い時における破損を大幅に削減することができ、歩留まりが向上する。

研磨工程が終了した後、図６に示すようにシリコンウエハ１０の研磨面１４にダイアタッチフィルム４０を貼り付ける（ステップ５）。ダイアタッチフィルム４０は熱可塑性材料からなり、ダイアタッチフィルム４０の厚さ寸法は１５〜４０マイクロメートルである。
シリコンウエハ１０の研磨面１４にダイアタッチフィルム４０を貼り付けた後、図７に示すようにダイアタッチフィルム４０の上にウエハ保持材であるベアシリコン５０を重ねて貼り付けする（ステップ６）。本実施形態におけるベアシリコン５０は、ステップ１で用いたシリコンウエハ１０と同一のものを用いている。ダイアタッチフィルム４０とベアシリコン５０の貼り付けは、ダイアタッチフィルム４０を１２０〜１５０℃に加熱して粘着性をもたせた後に、ベアシリコン５０を重ね合わせることによりなされる。

ダイアタッチフィルム４０にベアシリコン５０を貼り付けた後、自然冷却または強制冷却して常温状態にした後、図８に示すように第１の保護材であるＢＧ保護テープ２０を剥離して除去する（ステップ７）。次に、図９に示すようにシリコンウエハ１０の回路形成面側から切断刃であるダイシングソー６０によりダイシングする（ステップ８）。ダイシング工程においては、ダイシングソー６０の刃先がベアシリコン５０の一部にまで到達するようにしておこなわれる。ダイシング工程により、シリコンウエハ１０とダイアタッチフィルム４０が個片化されるが、ダイアタッチフィルム４０がベアシリコン５０に予め貼り付けされているため、個片化されたそれぞれのシリコンチップ１６は、ダイシング前における平面位置と同じ位置を維持することができ、シリコンチップ１６どうしの配列が乱れることはない。

ダイシング工程が済んだら、図１０に示すようにシリコンウエハ１０（シリコンチップ１６）の回路形成面１２に第２の保護材であるバックグラインド保護テープ７０（以下、ＢＧ保護テープ７０という）を貼り付ける（ステップ９）。このＢＧ保護テープ７０は、第１の保護材で用いたＢＧ保護テープ２０と同じものを用いることができる。ＢＧ保護テープ７０を貼り付けた後、図１１に示すようにバックグラインド処理によりベアシリコン５０を研削する（ステップ１０）。本実施形態においては、ウエハ保持材としてシリコンウエハ１０と同じ材料からなるベアシリコン５０を用いているため、通常のＤＢＧ法において用いられる研削（研磨）装置３０を用いることができる。また、研削（研磨）装置３０の砥石はステップ４で用いたバックグラインド砥石３２を用い、ステップ４と同様の研削方法を適用することができ、オペレータへの作業負担が非常に少ないため好都合である。

バックグラインド処理によりベアシリコン５０をすべて研削すると、ベアシリコン５０の下にあるダイアタッチフィルム４０があらわれ、ダイアタッチフィルム４０が個片化された状態でシリコンチップ１６を得ることができる（図１２）。この研削工程においては、チッピングが発生しやすいシリコンウエハ１０（シリコンチップ１６）の研磨面１４側がダイアタッチフィルム４０により保持されているので、シリコンウエハ１０のチッピング発生を防止することができ、歩留りが向上する。
ダイアタッチフィルム４０が研削面にあらわれたらバックグラインド処理を終了し、図１３に示すように保持テープであるダイシングテープ８０にシリコンチップ１６と、シリコンチップ１６に対応して個片化されたダイアタッチフィルム４０とを転写し（ステップ１１）、図１４に示すようにシリコンチップ１６，１６・・・からＢＧ保護テープ７０を剥離して除去する（ステップ１２）。

ダイシングテープ８０に転写されたシリコンチップ１６と個片化されたダイアタッチフィルム４０は、図１５に示すように搬送手段であるピックアップ装置９０により個別にピックアップされ、図１６に示すように配線基板Ｋにダイアタッチフィルム４０によって接着される（ステップ１３）。

以上に、本発明にかかるシリコンウエハの個片化方法について、実施形態に基づいて詳細に説明してきたが、本願発明は以上の実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を変更しない範囲で各種の改変を行っても本願発明の技術的範囲に属することはもちろんである。
例えば、以上の実施形態においては、ステップ３のシリコンウエハ１０の研削工程の後にシリコンウエハ１０表面の残留ひずみを取り除くドライポリッシングによる研削面の研磨工程（ステップ４）を実行する形態について説明しているが、シリコンウエハ１０の表面に研削工程（ステップ３）による残留ひずみがない場合や、抗折強度に大きな影響を与えない程度の残留ひずみであれば、シリコンウエハ１０の研削面を研磨する研磨工程を省略することも可能である。

また、以上に説明した実施形態においては、ウエハ保持材としてベアシリコン５０を用いた例について説明を行っているが、ウエハ保持材は他の材料により形成されたものであってもよいのはもちろんである。要は、ウエハ保持材はバックグラインド処理により研削されるものであるから、研削装置３０で容易に研削することができる材料が好ましい。例えば、アルミナなどのセラミック製のウエハ保持材の他、エポキシ樹脂等の合成樹脂製のウエハ保持材を用いても良い。また、ウエハ保持材は安価な材料で形成されていればなお好適である。

本実施形態におけるシリコンウエハの個片化方法の工程順を示すフロー図である。シリコンウエハを示す説明図である。シリコンウエハの回路形成面にＢＧ保護テープを貼り付けた状態を示す説明図である。シリコンウエハをバックグラインドしている状態を示す説明図である。シリコンウエハの研削面を研磨している状態を示す説明図である。シリコンウエハの研磨面にダイアタッチフィルムを貼り付けた状態を示す説明図である。ダイアタッチフィルムの上にベアシリコンを重ね合わせた状態を示す説明図である。シリコンウエハからＢＧ保護テープを除去した状態を示す説明図である。シリコンウエハとダイアタッチフィルムをダイシングしている状態を示す説明図である。ダイシングしたシリコンウエハの回路形成面にＢＧ保護テープを貼り付けた状態を示す説明図である。ベアシリコンをバックグラインドしている状態を示す説明図である。ベアシリコンの研削が完了した状態を示す説明図である。ベアシリコンの研削面にダイシングテープを貼り付けた状態を示す説明図である。シリコンチップの回路形成面からＢＧ保護テープを除去している状態を示す説明図である。シリコンチップをピックアップしている状態を示す説明図である。ダイアタッチフィルムによりシリコンチップを半導体基板に接着している状態を示す説明図である。

符号の説明

１０シリコンウエハ
１２回路形成面
１４研磨面
１６シリコンチップ
２０，７０ＢＧ保護テープ
３０研削（研磨）装置
３２バックグラインド砥石
３４ポリッシャー用砥石
４０ダイアタッチフィルム
５０ベアシリコン
６０ダイシングソー
８０ダイシングテープ
９０ピックアップ装置
Ｋ配線基板

Claims

シリコンウエハの回路形成面に第１の保護材を貼付した後、該第１の保護材を貼付した面と対向する側の面から前記シリコンウエハを研削する工程と、
該シリコンウエハの研削面にダイアタッチフィルムを貼付し、次いで該ダイアタッチフィルム上にウエハ保持材を接着し、前記第１の保護材を除去する工程と、
前記シリコンウエハの回路形成面側から前記ウエハ保持材に切断刃が到達するように前記シリコンウエハを個片のチップにダイシングする工程と、
前記ウエハ保持材に保持されたすべてのチップにわたってチップの回路形成面に第２の保護材を貼付する工程と、
前記ウエハ保持材を前記ダイアタッチフィルムがあらわれるまで研削した後、前記ダイアタッチフィルムに保持テープを貼付し、前記ダイアタッチフィルムと共に前記チップを前記保持テープに転写させる工程と、
前記チップから前記第２の保護材を除去する工程と、を有していることを特徴とするシリコンウエハの個片化方法。
前記シリコンウエハを研削する工程が、前記シリコンウエハを研削する工程と、該研削後に研磨する工程からなることを特徴とする請求項１記載のシリコンウエハの個片化方法。
前記研磨する工程は、ドライポリッシングによるものであることを特徴とする請求項２記載のシリコンウエハの個片化方法。
前記ウエハ保持材として、ベアシリコンウエハを使用することを特徴とする請求項１〜３のうちのいずれか一項に記載のシリコンウエハの個片化方法。