JP2011159679A - チップの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ウエハのダイシング工程におけるチッピング、バリ、コンタミ等の発生を抑えつつ、適用可能なウエハが限定されることもなく、分割後の整直性の問題もなく、ダイシング装置以外の装置を必要とすることなく、ウエハをチップに分割すること。
【解決手段】ウエハ１を複数のチップ８に分割するチップ製造方法において、少なくとも一方の面に粘着剤層を有する保護テープ２の粘着剤層をウエハ１に貼りつける第１の工程と、ウエハ１にハーフカットダイシングを行う第２の工程と、第２の工程によりハーフカットされたウエハ１のハーフカット面に、少なくとも一方の面に粘着剤層を有する保護テープ６の粘着剤層を貼りつける第３の工程と、第１の工程において貼った保護テープ２を剥がす第４の工程と、ハーフカット面と反対側の面からウエハ１にハーフカットダイシングを行って複数のチップ８に分割する第５の工程と、を有する。
【選択図】図１

Description

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し、特にダイシング加工時のチッピングやバリ、コンタミ（コンタミネーション）、デブリ等を抑えつつ、ウエハを個々のチップに分割するチップ製造方法に関する。

半導体の製造工程において、表面に回路パターン等が形成されたウエハは、ダイシング工程で個々のチップに分割される。
一般的に、ダイシング工程では、回路パターンが形成されたウエハの裏面にダイシングテープを貼り付け、ウエハを固定した状態で回路パターンが形成されたウエハの表面側からダイシングブレードやレーザにより切り込みを入れ、個々のチップに分割する。
ダイシングブレードを用いてダイシングを行う場合には、ダイシングブレードが円板状に形成され、ダイシングブレードを高速で回転させてウエハを切断することから、ダイシングブレードの位置によってウエハを切断し始める位置が異なる。そのため、切断領域のウエハを完全に切断するためには、最も突出したダイシングブレードの刃先部分がウエハの裏面のダイシングシートまで切り込む必要がある。しかし、ウエハと一緒にダイシングシートまで切断してしまうと、ダイシングシートからバリやコンタミが発生する。また、ダイシングブレードにかかる切削抵抗により、ウエハの裏面にクラックやチッピングが発生することもある。
レーザダイシングを行う場合には、ウエハはダイシングシートに固定されているため、ウエハをフルカットする際に、ウエハを貫通したレーザがダイシングシートにあたり、デブリが発生する。
以上のように、バリやデブリが発生するとその後のピックアップ工程に悪影響を及ぼし、チッピングやコンタミが発生すると、チップの強度、デバイスの信頼性に悪影響を及ぼす。

そこで、ダイシングブレードやレーザがダイシングシートに触れないようにダイシングを行い、ウエハをチップに分割する方法が開示されている。
チップの分割方法としては、ウエハをハーフカットした後、ハーフカットした面にエキスパンドシートを貼り付け、このエキスパンドシートをエキスパンドすることによりウエハの切り残された部分を劈開してチップに分割する方法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
また、他の方法としては、ウエハをハーフカットした後、ハーフカットした面の裏面からハーフカットの溝に到達するまで研削してチップに分割する方法が知られている（例えば、特許文献２参照。）。

特開２００５−２６０１５４号公報 特開２００３−００７６５３号公報

しかし、上記の特許文献１に記載のチップの製造方法は、ガリウム砒素等からなるウエハのような劈開可能なウエハにしか適用することができない。
また、上記の特許文献２に記載のチップの製造方法は、チップに分割した後のウエハの整直性に問題があり、さらにはダイシング装置以外にもウエハ研削用の装置が必要となる。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、ウエハのダイシング工程におけるチッピング、バリ、コンタミ、デブリ等の発生を抑えつつ、適用可能なウエハが限定されることもなく、分割後の整直性の問題もなく、ダイシング装置以外の装置を必要とすることなく、ウエハをチップに分割することができるチップの製造方法を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明は、一方の面にパターンが形成されたウエハを複数のチップに分割するチップ製造方法において、
少なくとも一方の面に粘着剤層を有する保護テープの粘着剤層を前記ウエハに貼りつける第１の工程と、
前記ウエハにハーフカットダイシングを行う第２の工程と、
前記第２の工程によりハーフカットされた前記ウエハのハーフカット面に、少なくとも一方の面に粘着剤層を有する保護テープの粘着剤層を貼りつける第３の工程と、
前記第１の工程において貼った保護テープを剥がす第４の工程と、
前記ハーフカット面と反対側の面から前記ウエハにハーフカットダイシングを行って複数のチップに分割する第５の工程と、
を有することを特徴とする。

また、本発明に係るチップ製造方法では、前記第２の工程と前記第５の工程の少なくとも一方では、ダイシングブレードを用いてハーフカットダイシングを行うことを特徴とする。

また、本発明に係るチップ製造方法では、前記第２の工程と前記第５の工程の少なくとも一方では、レーザダイシングによりハーフカットダイシングを行うことを特徴とする。

また、本発明に係るチップ製造方法では、前記第１の工程及び前記第３の工程において、前記ウエハに貼る保護テープの粘着剤層は、紫外線硬化型の粘着剤層であり、
前記第４の工程では、この保護テープに紫外線を照射した後に前記ウエハから剥がすことを特徴とする。

また、本発明に係るチップ製造方法では、前記第１の工程及び前記第３の工程において、前記ウエハに貼る保護テープの粘着剤層は、熱硬化型の粘着剤層であり、
前記第４の工程では、この保護テープを加熱した後に前記ウエハから剥がすことを特徴とする。

また、本発明に係るチップ製造方法では、前記第３の工程において、前記ウエハに貼られる保護テープの粘着剤層は、前記第２の工程で行われたハーフカットダイシングによる前記ウエハのハーフカット深さよりも厚いことを特徴とする。

本発明によれば、ウエハのダイシング工程におけるチッピング、バリ、コンタミ、デブリ等の発生を抑えつつ、適用可能なウエハが限定されることもなく、分割後の整直性の問題もなく、ダイシング装置以外の装置を必要とすることなく、ウエハをチップに分割することができる。

チップの製造方法のフローチャート。 チップの製造方法を模式的に表した模式図。

本発明に係るチップの製造方法の実施形態について説明する。
チップは、例えば、一方の面に回路パターンが形成されたシリコンウエハをダイシングにより切断することで製造される。
図１は、チップの製造方法のフローチャートであり、図２は、チップの製造方法を模式的に表した模式図である。なお、ウエハ１の一方の面には、予め回路パターンを形成しておく。以下、ダイシングにおいて、最初にハーフカットダイシングが行われる面を表面、この表面に対向する面であって、次にハーフカットダイシングが行われる面を裏面とする。

＜チップの製造方法＞
図１、図２に示すように、ダイシングを行う際には、ウエハ１の裏面に保護テープ２の粘着剤層を貼りつける（ステップＳ１：第１の工程）。
ここで、保護テープ２は、基材フィルムの一方の面に粘着剤からなる粘着剤層が設けられたものである。この粘着剤層は、ウエハ１に貼りつけた際に、ウエハ１がずれない程度に支持する接着力を有している。
なお、保護テープ（ダイシングテープ）は、ロール状の製品状態であってウエハに貼りつける前のものを指し、保護シート（ダイシングシート）は、ウエハに貼りつけた状態のものを指すこととする。

基材フィルムは、例えば、ポリオレフィン系やエラストマー系等の汎用重合体の層を用いることが可能である。具体的には、ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体等のエチレン系共重合体、ポリプロピレン、ポリブチレン、アイオノマー、ポリブタジエン、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリメチルペンテン、ポリウレタン等の汎用重合体が使用可能で、要求特性、コスト等の点に応じて樹脂の種類や層比率を任意に選択することができる。

粘着剤層は、従来より公知のものを広く使用可能で、例えば、アクリル系粘着剤等が用いられる。具体的には、アクリル酸エステルを重合体構成単位とする重合体及びアクリル酸エステル系共重合体等のアクリル系重合体、あるいは官能性単量体との共重合体、及びこれら重合体の混合物が挙げられる。

また、保護テープ２は、紫外線硬化型の粘着剤層を有するものを用いても良い。粘着剤層が紫外線硬化型であれば、保護テープ２をウエハ１から剥がす際に、紫外線を照射することで粘着剤層が硬化し、剥がしやすくなるからである。
また、保護テープ２は、熱硬化型の粘着剤層を有するものを用いても良い。粘着剤層が熱硬化型であれば、保護テープ２をウエハ１から剥がす際に、加熱することで粘着剤層が硬化し、剥がしやすくなるからである。

保護テープ２は、透明であり、ウエハ１に貼った状態でもウエハ１の裏面が見えるようになっている。
保護テープ２は、ダイシング装置３のフレーム４に張った状態で支持されている。このとき、ウエハ１の表面は上方を向いており、ウエハ１の裏面は下方を向くと共に保護テープ２上に設けられた状態となっている。

次いで、ダイシング装置３のダイシングブレード５を高速で回転させることにより、ウエハ１の表面側からウエハ１の表面にハーフカットダイシングを施す（ステップＳ２：第２の工程）。ここで、ハーフカットとは、ウエハ１の表面から裏面に貫通しないようにダイシングをすることをいい、必ずしもウエハ１の厚さの半分である必要はない。なお、ダイシングは、ダイシングブレード５によるものでも良いし、レーザによるものであっても良い。

次いで、ステップＳ２において形成されたウエハ１のハーフカット面に保護テープ６の粘着剤層を貼りつける（ステップＳ３：第３の工程）。ここで、保護テープ６は、ダイシング装置３のフレーム４に張った状態で支持されている。このとき、ウエハ１は、表面に保護テープ６、裏面に保護テープ２が貼られた状態となっている。
保護テープ６は、保護テープ２と同じものであり、汎用重合体層からなる基材フィルムと汎用の粘着剤層を有するものである。

保護テープ６は、透明であり、ウエハ１に貼った状態でもウエハ１の表面が見えるようになっている。
保護テープ６は、その粘着剤層が、ステップＳ２で行われたハーフカットダイシングによるウエハ１のハーフカット溝７の深さよりも厚いものが用いられる。

次いで、ステップＳ１で貼った保護テープ２を剥がす（ステップＳ４：第４の工程）。
ここで、保護テープ２の粘着剤層が紫外線硬化型であれば、保護テープ２を剥がす際、保護テープ２に紫外線を照射した後にウエハ１から剥がすと、粘着剤層の粘着力が弱まっているので剥がしやすくなる。
また、保護テープ２の粘着剤層が熱硬化型であれば、保護テープ２を剥がす際、保護テープ２を加熱した後にウエハ１から剥がすと、粘着剤層の粘着力が弱まっているので剥がしやすくなる。

次いで、保護テープ６を貼った面、すなわち、ウエハ１の表面側からカメラによりハーフカット溝７を撮像し、その撮像画像に基づいて、ハーフカット溝７の位置を特定する。ハーフカット溝７の位置を特定後、ダイシング装置３のダイシングブレード５がハーフカット溝７の直下にくるように位置合わせを行い、位置合わせ完了後、ウエハ１のハーフカット面（表面）と反対側の面（裏面側）からウエハ１の裏面にハーフカットダイシングを行って複数のチップ８に分割する（ステップＳ５：第５の工程）。ここで、ステップＳ５におけるハーフカットは、少なくともステップＳ１において形成されたハーフカット溝７に連通する深さまで行えばよい。なお、ダイシングは、ダイシングブレード５によるダイシングでも良いし、レーザによるダイシングであっても良い。
以上の手順により、ダイシング工程が終了し、保護テープ６上の各チップ８は、ピックアップ装置によるピックアップ工程に移される。

＜作用・効果＞
以上のように、上記チップ８の製造方法によれば、ウエハ１のダイシング工程において、保護テープ２，６は切断されない。そのため、ステップＳ２及びステップＳ５において、ダイシングブレード５を用いてハーフカットダイシングを行う場合には、保護テープ２，６に切れ込みが入ることはなく、保護テープ２，６からのバリやコンタミの発生を抑えることができる。
また、ステップＳ２及びステップＳ５において、レーザダイシングによりハーフカットダイシングを行う場合には、保護テープ２，６にレーザが当たることはないため、保護テープ２，６にデブリの発生を抑えることができる。
また、ステップＳ２においてウエハ１の表面にハーフカットダイシングした後、ステップＳ５においてウエハ１の裏面からハーフカットダイシングを行うので、ウエハ１の裏面のクラックやチッピングの発生を抑えることができる。

また、上記チップ８の製造方法によれば、ウエハ１にハーフカットダイシングをした後にシートをエキスパンドして劈開することもないので、ウエハ１を形成する材料が劈開可能な材料に限られることもない。
また、上記チップ８の製造方法によれば、ウエハ１の表面にハーフカットダイシングをした後にウエハ１の裏面を研削（グラインド）することもないので、チップ８に分割後の整直性の問題もなく、研削装置のようなダイシング装置以外の装置を必要とすることがない。

また、ステップＳ３において、ウエハ１に貼られる保護テープ６の粘着剤層は、ステップＳ２で行われたハーフカットダイシングによるウエハ１のハーフカット溝７の深さよりも厚いため、ハーフカット溝７を粘着剤で埋めることができる。これにより、製造されるチップ８の品質を安定させることができる。

＜その他＞
なお、本発明は、上記実施形態に限られるものではない。例えば、ウエハ１のハーフカットにおいて、表面と裏面のハーフカットを同じ方法で行う必要はなく、ウエハ１の表面をダイシングブレード、裏面をレーザダイシングによってダイシングしても良い。
また、回路パターンが形成された面をウエハの表面とするか裏面とするかは自由であって、どちらの面のダイシングを先に行うかは自由である。
また、ステップＳ２とステップＳ５においては、ダイシングを行う方向が異なっているが、ステップＳ５においてウエハ側を反転させ、ステップＳ２と同じ方向からダイシングを行っても良い。

次に、本発明に係るチップの製造方法を上記実施形態に基づいて具体的に実施した実施例について説明する。また、本発明に係るチップの製造方法の優れている点を示すため、比較例として従来の方法を挙げ、製造されたチップの品質を比較した。さらに、ダイシングブレードを用いてブレードダイシングを行った場合と、レーザを用いてレーザダイシングを行った場合とでダイシング方法の違いによるチップの品質を比較した。

＜ブレードダイシング＞
上記実施形態の方法でブレードダイシングを行ったときの条件を表１に示し、従来の方法でブレードダイシングを行ったときの条件を表２に示す。そして、それぞれの方法で製造されたチップの評価結果を表３に示す。
実施例１及び比較例におけるブレードダイシングでは、古河電気工業株式会社製UC-353EP-110で、粘着剤層の厚さが１０μｍの保護テープ（ダイシングテープ）を用いた。
実施例２におけるブレードダイシングでは、古河電気工業株式会社製SP-537T-160で、粘着剤層の厚さが６０μｍの保護テープ（ダイシングテープ）を用いた。
また、各例では、同じシリコンウエハを用い、製造するチップの厚さが１００μｍ、チップのサイズが７ｍｍ×８ｍｍとなるようにシングルカットでブレードダイシングを行った。
表１、表２に示すように、使用したダイシング装置、ダイシングブレード、ダイシングブレードの回転数、送り速度は各実施例及び比較例共に同じである。
実施例１，２では、カットハイトは、第２の工程（ステップＳ２）においてウエハの表面から４０μｍの深さまで切り込んでハーフカット溝を形成し、第５の工程（ステップＳ５）においてウエハの裏面から６５μｍの深さまで切り込み、ウエハを分割した。
比較例では、カットハイトは、ウエハの表面から裏面のダイシングテープに２０μｍ切り込む深さまで切り込み、ウエハを分割した。

表３に示すように、ブレードダイシングにより製造されるチップの評価は、ダイシングシートからのバリの発生の有無と、ウエハの裏面のチッピングの深さとによって行った。ここで、バリの発生の有無は、目視によって観察し、一つでもあれば「あり」としている。また、チッピングの深さは、顕微鏡観察によって行い、最大深さで評価した。
実施例１においては、バリの発生はなく、チッピングの最大深さは２μｍであった。
実施例２においては、バリの発生はなく、チッピングの最大深さは１μｍであった。
比較例においては、バリの発生があり、チッピングの最大深さは４μｍであった。
これにより、上記実施形態のチップの製造方法が従来の製造方法よりも優れていることがわかる。
また、実施例１と実施例２を比べると、ダイシングテープの粘着剤層の厚さが第２の工程におけるウエハの表面のハーフカット溝の深さよりも厚い方がより良好なチップを製造できることが分かる。

＜レーザダイシング＞
上記実施形態の方法でレーザダイシングを行ったときの条件を表４に示し、従来の方法でレーザダイシングを行ったときの条件を表５に示す。そして、それぞれの方法で製造されたチップの評価結果を表６に示す。
実施例及び比較例におけるレーザダイシングでは、古河電気工業社製UC-353EP-110で、粘着剤層の厚さが１０μｍの保護テープ（ダイシングテープ）を用いた。
また、各例において、同じシリコンウエハを用い、製造するチップの厚さが１００μｍ、チップのサイズが７ｍｍ×８ｍｍとなるようにレーザダイシングを行った。
表４、表５に示すように、使用したダイシング装置、送り速度は実施例及び比較例共に同じである。
実施例では、第２の工程（ステップＳ２）においてウエハの分割領域をレーザで２回照射して、ウエハの表面から４０μｍの深さを目標としてハーフカット溝を形成し、第５の工程（ステップＳ５）においてウエハの分割領域をレーザで３回照射して、ウエハを分割した。
比較例では、ウエハの分割領域をレーザで５回照射して、ウエハを分割した。

表６に示すように、レーザダイシングにより製造されるチップの評価は、ダイシングテープからのバリの発生の有無と、デブリの発生の有無とによって行った。ここで、バリ及びデブリの発生の有無は、目視によって観察し、一つでもあれば「あり」としている。
実施例においては、バリの発生はなく、デブリの発生もなかった。
比較例においては、バリの発生はなく、デブリの発生があった。
これにより、上記実施形態のチップの製造方法が従来の製造方法よりも優れていることがわかる。

１ ウエハ
２ 保護テープ
３ ダイシング装置
４ フレーム
５ ダイシングブレード
６ 保護テープ
７ ハーフカット溝
８ チップ

Claims (6)

1. 一方の面にパターンが形成されたウエハを複数のチップに分割するチップ製造方法において、
   少なくとも一方の面に粘着剤層を有する保護テープの粘着剤層を前記ウエハに貼りつける第１の工程と、
   前記ウエハにハーフカットダイシングを行う第２の工程と、
   前記第２の工程によりハーフカットされた前記ウエハのハーフカット面に、少なくとも一方の面に粘着剤層を有する保護テープの粘着剤層を貼りつける第３の工程と、
   前記第１の工程において貼った保護テープを剥がす第４の工程と、
   前記ハーフカット面と反対側の面から前記ウエハにハーフカットダイシングを行って複数のチップに分割する第５の工程と、
   を有することを特徴とするチップ製造方法。
2. 前記第２の工程と前記第５の工程の少なくとも一方では、ダイシングブレードを用いてハーフカットダイシングを行うことを特徴とする請求項１に記載のチップ製造方法。
3. 前記第２の工程と前記第５の工程の少なくとも一方では、レーザダイシングによりハーフカットダイシングを行うことを特徴とする請求項１に記載のチップ製造方法。
4. 前記第１の工程及び前記第３の工程において、前記ウエハに貼る保護テープの粘着剤層は、紫外線硬化型の粘着剤層であり、
   前記第４の工程では、この保護テープに紫外線を照射した後に前記ウエハから剥がすことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のチップ製造方法。
5. 前記第１の工程及び前記第３の工程において、前記ウエハに貼る保護テープの粘着剤層は、熱硬化型の粘着剤層であり、
   前記第４の工程では、この保護テープを加熱した後に前記ウエハから剥がすことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のチップ製造方法。
6. 前記第３の工程において、前記ウエハに貼られる保護テープの粘着剤層は、前記第２の工程で行われたハーフカットダイシングによる前記ウエハのハーフカット深さよりも厚いことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のチップ製造方法。

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