JP3276506B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置の製造技
術、特に、ウエハ固定シートが貼着された半導体ウエハ
を複数の半導体ペレット（以下、ペレットという。）に
分割するブレーキング技術に関し、例えば、半導体装置
の製造工程において、半導体ウエハを複数のペレットに
分割するのに利用して有効な技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体装置の製造工程は、半導体ウエハ
の表面（上面）に半導体集積回路や光半導体回路等が作
り込まれる前工程と、半導体ウエハが各ペレット毎に分
割されてリードフレーム等に組み付けられペレットに電
気的接続が行われて樹脂封止等が行われる後工程と、に
大別される。一般に、前記半導体装置の製造工程におけ
る後工程において、半導体ウエハを各ペレット毎に分割
する分割工程は、次のような作業によって実施される。

【０００３】まず、分割された各ペレットが離散しない
ようにするために、半導体ウエハの裏面（下面）に合成
樹脂製のウエハ固定シートが貼着される。次に、この半
導体ウエハの表面における各ペレット間の分割ライン上
に、次のようにして切り欠きが形成される。ダイヤモン
ドブレードを用い、次の、あるいはの方法で切り
欠きを形成する。 半導体ウエハの厚さの半分程度まで切り込みを入れ
るハーフダイシング方法。 半導体ウエハの厚さ方向に若干切り残すセミフルダ
イシング方法。 完全に切断分離するフルダイシング方法。

【０００４】または、ダイヤモンド工具を用い、次の方
法で切り欠きを形成する。 半導体ウエハ表面に比較的浅い切り欠きを直線状に
付加するスクライブ方法。

【０００５】上記方法において、フルダイシング方法は
ブレーキング工程を必要としない。しかし、この方法は
他に比べて切削時間が長いという欠点があり、依然他の
方法が多用されているのが実状である。

【０００６】次に、上記方法で半導体ウエハの表面に付
加された切り欠きを起点として、半導体ウエハのペレッ
ト間を結晶軸方向に劈開させ、各ペレット毎に分離する
ブレーキング作業が実施される。

【０００７】従来、このブレーキング作業は適当な硬度
を有するステージ上に半導体ウエハを切り欠きを付加し
た面を下にして載せ、半導体ウエハの裏面方向からゴム
等の材質からなるローラを押し付け、適当な圧力を加え
ながら擦るようにして行われている。

【０００８】なお、この種のブレーキング方法を述べて
ある例としては、特公平２−５９６３６号公報、特公平
２−６００７６号公報、がある。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ブレーキング方法においては、次のような問題点が生じ
ることが本発明者によって明らかにされた。

【００１０】 半導体ウエハをブレーキングするステ
ージと、電子回路等が形成された半導体ウエハの表面と
は面接触しているため、ブレーキング作業時に半導体ウ
エハの表面に傷が発生することがある。また、劈開時
に、半導体ウエハから発生する導電性の屑が半導体ウエ
ハの表面に付着する。

【００１１】 従来、上記の問題点を解決するため
に、半導体ウエハをブレーキングするステージと、半導
体ウエハ表面との間にシート状の保護テープを介在させ
る必要があった。この保護テープは作業性および経済性
の観点から省略することが望ましい。

【００１２】 半導体ウエハを裏返して半導体ウエハ
の裏面方向からローラを押し付け劈開する際、半導体ウ
エハ表面の切り欠き方向とローラがけする方向とが直角
になるように合わせる必要がある。しかし、半導体ウエ
ハの切り欠きが見えないために、ローラがけ方向を正確
に合わせることが困難である。

【００１３】 ローラにより劈開する方法では、真に
力を加えるべき切り欠き部に対し力が効率的に伝わらな
いため、無理な力を加えることによってペレットに損傷
を与えるおそれがある。

【００１４】 上記の傾向は、ペレット寸法が小さ
くなるほど、ローラが複数のペレットにわたって押し付
けられるようになるため、顕著に現れ、場合によっては
割れ残りが生じる。これを完全に分割するため、さらに
ローラがけを継続すると、既に割れたペレット同志が接
触し、チッピングや割れ欠け等の損傷が多発する傾向に
ある。

【００１５】 ダイシングまたはスクライブによる切
り欠きは、通常、半導体ウエハの表面に格子状に付加さ
れており、ローラにより一方向の劈開を行った後、作業
者は、ウエハを正確に９０°回転させて、もう一方向の
劈開を行う必要がある。しかし、この位置合わせミスに
よる歩留り低下も少なく無かった。

【００１６】本発明の目的は、ペレットに損傷を与えず
に正確かつ作業性および経済性よくブレーキングするこ
とにある。

【００１７】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち代表的なものの概要を説明すれば、次の通り
である。

【００１９】すなわち、半導体ウエハの表面に形成され
たペレット間の分割ライン上に沿って切り欠きを形成す
る工程と、前記半導体ウエハの裏面に貼着されたウエハ
固定シートによって前記半導体ウエハを保持する工程
と、前記半導体ウエハを劈開する箇所の周辺の前記ウエ
ハ固定シートを真空吸着する工程と、前記ウエハ固定シ
ートを介して前記半導体ウエハの前記切り欠き位置に対
応した裏面を突き上げ部材によって突き上げて前記半導
体ウエハを劈開する工程と、を有することを特徴とす
る。

【００２０】

【作用】前記した手段によれば、半導体ウエハに貼着し
たウエハ固定シートの周辺部を真空吸着して半導体ウエ
ハを固定するため、ウエハを固定するステージを省略す
ることができる。その結果、半導体ウエハの表面が従来
のようにステージに面接触されることがなくなるため、
半導体表面への擦り傷や導電性異物の付着を防止するこ
とができ、かつ、従来使用されている保護テープは使用
せずに済む。

【００２１】半導体ウエハの表面に付加された切り欠き
位置を検出し、半導体ウエハを劈開させる突き上げ手段
の突き上げ部材の位置を、切り欠き位置に正確に位置合
わせすることにより、半導体ウエハの無用な位置に余分
な力を加えることなく、正確に劈開することができる。

【００２２】

【実施例】図１は本発明の一実施例である半導体装置の
製造方法に使用される半導体ウエハのブレーキング装置
を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線断
面図である。図２はブレーキング時の拡大部分図であ
る。

【００２３】半導体ウエハは前工程において次のような
作業によって製造される。まず、半導体ウエハ３０（図
１（ａ）において、半導体ウエハは上半分のみが表示さ
れている。）は略円板形状に形成され、各ペレット３１
毎に、トランジスタやダイオード、半導体集積回路、光
半導体回路等が作り込まれる。

【００２４】次に、半導体ウエハ３０にはウエハ固定シ
ート３２が裏面に貼着される。ウエハ固定シート３２は
合成樹脂等のような伸縮性を有する材料を用いられて、
半導体ウエハ３０よりも大径の円形薄膜形状に形成され
ており、片側表面に適当な接着剤が塗布されている。シ
ート基材としては、例えば、塩化ビニールシートやポリ
エステルシート等が一般に使用されている。

【００２５】続いて、ダイシングあるいはスクライブ等
の方法が使用されて、半導体ウエハ３０の表面の各ペレ
ット３１間の分割ライン上に切り欠き３３が形成され
る。本実施例においては、切り欠き３３の深さは半導体
ウエハ３０の厚さの略半分に設定されている。

【００２６】次に、上記半導体ウエハ３０をブレーキン
グする装置を説明する。ブレーキング装置はウエハ保持
ユニット１を備えており、ユニット本体２は環状の円盤
部材で構成されている。ユニット本体２には真空吸着用
の孔３が円周方向に等間隔をおいて複数個、肉厚方向に
貫通するように開設されており、これらの孔３は真空源
４に接続されている。また、ユニット本体２の下面には
吸着パッド５が環状に埋設固定されており、この吸着パ
ッド５を介して、半導体ウエハ３０の周辺のウエハ固定
シート３２部分が真空吸着されるように構成されてい
る。なお、ウエハ保持ユニット１は適当な回転支持装置
（図示せず）により９０°回転可能なように支持されて
いる。

【００２７】ウエハ保持ユニット１内の上方位置には、
光反射形センサ６が設置されている。センサ６は一定間
隔を保って２個、設けられており、半導体ウエハ３０の
表面に一直線上に形成されている切り欠き３３を検出す
るように構成されている。なお、これらのセンサ６は平
行移動するように構成されている。

【００２８】ウエハ保持ユニット１内の下方位置には突
き上げユニット７が設けられており、突き上げユニット
７は突き上げ部材８を有している。この突き上げ部材８
は本体８ａと、この本体８ａに垂直に支持されている突
き上げ板体８ｂとを備えている。突き上げ板体８ｂの上
端の先端部は長手方向の全長にわたって幅方向断面がＶ
字形の尖った形状に形成されており、その峰部の長さは
半導体ウエハ３０の切り欠き３３の長さよりも若干長い
長さに設定されている。突き上げ部材８は突き上げ板体
８ｂの峰部が、上記２つのセンサ６の光軸の中心を結ん
だ線に平行になるように予め調整されている。

【００２９】突き上げ部材８の周囲は四角い筒状のガイ
ド体９によって閉じられており、突き上げ部材８はガイ
ド体９にガイドされながら適当な手段（図示せず）によ
って上下動可能に構成されている。ガイド体９の側壁に
は真空吸引孔１１が開設されており、この孔１１はウエ
ハ保持ユニット１に接続されている真空源４とは別の独
立した真空源１０に接続されている。したがって、ガイ
ド体９内に吸引孔１１を介して真空源１０によって真空
状態にされるように構成されている。ガイド体９の上面
には吸着パッド１２が環状に埋設固定されており、この
吸着パッド１２を介して、突き上げ部材８の周囲におけ
る半導体ウエハ３０のウエハ固定シート３２部分が真空
吸着されるように構成されている。突き上げ部材８によ
るブレーキング時、半導体ウエハ３０の劈開しようとす
る切り欠き３３の周辺が吸着されて保持されることが好
ましく、本実施例においては、ガイド体９の幅はペレッ
ト３１の２倍程度に形成されており、長さは半導体ウエ
ハ３０の外径寸法よりも若干長めに形成されている。

【００３０】突き上げユニット７は移動テーブル１３上
に搭載されており、この移動テーブル１３によって突き
上げ板体８ｂの幅方向に直線上を移動し得るように構成
されている。そして、突き上げユニット７は光反射形セ
ンサ６の検出信号に基づいて半導体ウエハ３０の切り欠
き３３の位置との位置ずれをフィードバック制御手段に
より補正され、突き上げ部材８の突き上げ板体８ｂの先
端部が半導体ウエハ３０の切り欠き３３の直下位置に配
置するように移動テーブル１３が動かされるように構成
されている。

【００３１】次に、前記構成に係る半導体ウエハのブレ
ーキング装置が使用されて、前記のように製造されたワ
ークとしての半導体ウエハ３０を個々のペレット３１に
分割する本発明の一実施例である半導体装置の製造方法
における半導体ウエハのブレーキング方法について説明
する。

【００３２】まず、半導体ウエハ３０が切り欠き３３が
上側になるようにしてウエハ保持ユニット１の下面に配
され、半導体ウエハ３０の周辺のウエハ固定シート３２
部分が吸着パッド５を介してウエハ保持ユニット１の下
面に真空吸着される。

【００３３】次に、一対の光反射形センサ６のいずれも
が半導体ウエハ３０の切り欠き３３を検出するように配
置される。続いて、両センサ６の検出に基づいてウエハ
保持ユニット１が回転され、θアライメントが実施され
る。このとき、突き上げ部材８の突き上げ板体８ｂの先
端部が半導体ウエハ３０の切り欠き３３の直下位置に配
置するように、突き上げユニット７を搭載した移動テー
ブル１３が光反射形センサ６の出力に基づいて移動され
て位置合わせされる。

【００３４】この位置合わせ状態で、半導体ウエハ３０
の劈開しようとする切り欠き３３の周辺に相当するウエ
ハ固定シート３２の部分が、突き上げユニット７のガイ
ド体９の上面の吸着パッド１２を介して突き上げユニッ
ト７に真空吸着される。

【００３５】そして、図２に示されているように、突き
上げユニット７の突き上げ部材８が上昇され、突き上げ
板体８ｂの先端部が半導体ウエハ３０の裏面から半導体
ウエハ３０の切り欠き３３部分を突き上げる。このと
き、突き上げ板体８ｂの先端部は半導体ウエハ３０の厚
さの半分程度まで上昇される。この突き上げ部材８の突
き上げによって、半導体ウエハ３０は切り欠き３３位置
を起点として劈開される。

【００３６】ちなみに、突き上げ部材８の突き上げ量が
過多であると、劈開されたペレット３１が隣のペレット
に接衝することにより、チッピングを発生する。また、
突き上げ量が不足すると、劈開しない。半導体ウエハが
突き上げられる際に、突き上げられる領域が突き上げユ
ニット７に真空吸着されることにより、突き上げられる
半導体ウエハ３０と、突き上げ部材８との関係が各突き
上げ作動間で常に一定に維持されているため、常に定量
制御を確保することができる。

【００３７】次に、突き上げ部材８は下降され、突き上
げユニット７による真空吸着が解除された後、突き上げ
ユニット７は次列の切り欠き位置に移動される。この
際、突き上げユニット７は突き上げ部材８が次列の切り
欠き３３の直下位置に配置されるように、光反射形セン
サ６による切り欠き３３位置の検出によって移動され
る。そして、前記動作が繰り返されることにより、切り
欠き３３位置を起点として半導体ウエハ３０は劈開され
る。

【００３８】同一方向の切り欠き３３について全て劈開
された後、ウエハ保持ユニット１は９０°回転され、も
う一方向の切り欠き３３群について前記と同様に順次劈
開される。

【００３９】以上のようにして、半導体ウエハ３０は全
ての切り欠き３３を起点として劈開され、個々のペレッ
ト３１に分割される。

【００４０】前記実施例によれば次の効果が得られる。 半導体ウエハに貼着されているウエハ固定シートを
半導体ウエハ周辺部において真空吸着することによっ
て、半導体ウエハを固定するステージを省略することが
できるため、半導体ウエハの表面がステージに面接触す
ることがなくなる。これによって、半導体ウエハの表面
への擦り傷や、導電性異物の付着を防止することができ
る。

【００４１】 また、従来使用されていた保護テープ
も省略することができるようになるため、作業性、経済
性を向上させることができる。

【００４２】 半導体ウエハの切り欠き位置を検出
し、この検出信号に基づいて突き上げ部材を半導体ウエ
ハの切り欠きの直下位置に配置するため、所望の切り欠
き位置の劈開を正確に行うことができ、余分な力をペレ
ットに加えることがない。そのため、ペレットの割れや
欠けを防止でき、歩留りを向上させることができる。

【００４３】図３は本発明の別の実施例２を示す。本実
施例２が上記実施例１と相違している点は次の通りであ
り、他の点は実施例１と同じである。

【００４４】突き上げユニット１７はＸ−Ｙ移動テーブ
ル２３に搭載されており、半導体ウエハ３０の直交する
各切り欠き３３の方向に沿って移動し得るように構成さ
れている。また、突き上げユニット１７の突き上げ部材
１８は本体１８ａと、この本体１８ａに垂直に支持され
ている突き上げ針体１８ｂとを備えており、突き上げ針
体１８ｂの上端の先端部は尖っている。また、突き上げ
部材１８の周囲のガイド体１９は長円形の筒形状に形成
されている。このガイド体１９の上面には吸着パッド２
２が環状に埋設固定されており、また、側壁には真空源
１０に接続されている孔２１が開設されている。

【００４５】半導体ウエハ３０が劈開される際には、光
反射形センサ６の出力に応じて突き上げユニット１７が
移動され、半導体ウエハ３０の一端に配置されている切
り欠き３３の一端部の周辺に相当するウエハ固定シート
３２の部分が、突き上げユニット１７のガイド体１９の
上面の吸着パッド２２を介して突き上げユニット１７に
真空吸着される。

【００４６】そして、突き上げユニット１７の突き上げ
部材１８が上昇され、突き上げ針体１８ｂの先端部が半
導体ウエハ３０の裏面から半導体ウエハ３０の切り欠き
３３の一端部を局所的に突き上げる。このとき、突き上
げ針体１８ｂの先端部は半導体ウエハ３０の厚さの半分
程度まで上昇される。この状態から、突き上げユニット
１７は半導体ウエハ３０の切り欠き３３に沿って移動さ
れ、突き上げユニット１７の突き上げ針体１８ｂが半導
体ウエハ３０の裏面を擦りながら移動する。この突き上
げ針体１８ｂの動作によって、半導体ウエハ３０は切り
欠き３３位置を起点として劈開される。

【００４７】そして、突き上げユニット１７が次列の切
り欠き３３位置の一端部に移動され、上記と同様にし
て、切り欠き３３位置を起点として半導体ウエハ３０は
劈開される。

【００４８】同一方向の切り欠き３３について全て劈開
された後、上記と同様にして、もう一方向の切り欠き３
３についても半導体ウエハ３０は劈開される。

【００４９】以上のようにして、半導体ウエハ３０は全
ての切り欠き３３を起点として劈開され、個々のペレッ
ト３１に分割される。

【００５０】上記実施例２では、突き上げ針体１８ｂを
一旦、突き上げて、その状態で半導体ウエハ３０の裏面
を擦りながら切り欠き３３に沿って移動させることによ
り半導体ウエハ３０を劈開させるように操作したが、突
き上げ針体１８ｂが切り欠き３３部分を間隔をおいて複
数箇所、突き上げるように操作してもよい。

【００５１】図４は本発明のさらに別の実施例３を示
す。本実施例３は上記実施例１の構成から、ガイド体を
省略した例である。本例はペレット３１の大きさが比較
的大きな場合に使用することができる。つまり、ペレッ
ト３１が大きい場合には、突き上げ部材８の突き上げに
伴ってウエハ固定シート３２の可撓性により半導体ウエ
ハ３０が上方に若干逃げても切り欠き３３を起点とする
モーメント力は大きく作用するため、半導体ウエハ３０
は充分に劈開することができる。したがって、大きいペ
レットをブレーキングする場合には、突き上げユニット
７におけるガイド体９を省略することができる。

【００５２】以上本発明者によってなされた発明を実施
例に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施例に
限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で
種々変更可能であることはいうまでもない。

【００５３】例えば、突き上げ板体８ｂの先端は幅方向
になめらかな円弧状に形成してもよいし、突き上げ針体
１８ｂの先端はなめらかな球面状に形成してもよい。

【００５４】切り欠き３３を検出する手段としては、光
反射形センサに代えて、画像認識装置等の非接触形の位
置検出手段を使用することもできる。

【００５５】また、上記実施例では、突き上げユニット
７、１７をウエハ保持ユニット１に対して移動するよう
に構成したが、突き上げユニット７、１７に対してウエ
ハ保持ユニット１を移動するように構成することもでき
る。

【００５６】以上の説明では主として本発明者によって
なされた発明をその背景となった利用分野である円形の
半導体ウエハを縦横に分割する場合について説明した
が、本発明は特に小信号トランジスタ等の１ｍｍ以下の
ペレットが形成されている半導体ウエハの分割に利用し
て有効である。

【００５７】

【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、次
の通りである。

【００５８】半導体ウエハの表面が非接触の状態で保持
されるため、半導体ウエハの表面への擦り傷や、導電性
異物の付着を防止することができるとともに、従来使用
されていた保護テープを省略することができて作業性お
よび経済性を向上できる。また、半導体ウエハの切り欠
き位置に適正なブレーキング圧力を作用させることがで
きるため、半導体ウエハを各ペレット毎に良好に分割す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である半導体装置の製造方法
に使用される半導体ウエハのブレーキング装置を示し、
（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線断面図であ
る。

【図２】ブレーキング時の拡大部分図である。

【図３】本発明の別の実施例に係る半導体ウエハのブレ
ーキング装置を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）
のｂ−ｂ線断面図である。

【図４】本発明のさらに別の実施例に係る半導体ウエハ
のブレーキング装置を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は
（ａ）のｂ−ｂ線断面図である。

【符号の説明】

１…ウエハ保持ユニット、２…ユニット本体、３、１
１、２１…孔、４、１０…真空源、５、１２、２２…吸
着パッド、６…光反射形センサ、７、１７…突き上げユ
ニット、８、１８…突き上げ部材、８ａ、１８ａ…本
体、８ｂ…突き上げ板体、１８ｂ…突き上げ針体、９、
１９…ガイド体、１３、２３…移動テーブル、３０…半
導体ウエハ、３１…ペレット、３２…ウエハ固定シー
ト、３３…切り欠き。

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L 21/301

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体ウエハの表面に形成されたペレッ
   ト間の分割ライン上に沿って切り欠きを形成する工程
   と、 前記半導体ウエハの裏面に貼着された ウエハ固定シート
   によって前記半導体ウエハを保持する工程と、 前記半導体ウエハを劈開する箇所の周辺の前記ウエハ固
   定シート を真空吸着する工程と、前記ウエハ固定シートを介して前記半導体ウエハの前記
   切り欠き位置に対応した裏面を突き上げ部材によって 突
   き上げて前記半導体ウエハを劈開する工程と、 を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。