JP2004207607A - 半導体ウェーハの分割方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】表面に複数の回路が形成された半導体ウェーハを個々の回路ごとの半導体チップに分割する場合において、半導体ウェーハを支持する支持基板11の上面に半導体ウェーハWの表面を対面させ粘着剤10を介して半導体ウェーハWと支持基板11とを一体化させ、支持基板11と一体となった状態で半導体ウェーハWの裏面を研磨し、支持基板11と一体となった状態で半導体ウェーハWを裏面側から個々の半導体チップに分割し、支持基板11から半導体チップをピックアップする。半導体ウェーハWは常に支持基板に支持されているため、損傷することがない。
【選択図】 図2
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウェーハの裏面を研磨し、個々の半導体チップに分割する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
IC、LSI等の回路が表面に形成された半導体ウェーハは、裏面が研磨されて所定の厚さに形成された後、ダイシング装置等の分割装置によって個々の半導体チップに分割される。
【0003】
半導体ウェーハの裏面を研磨する際は、表面の回路が傷付くのを防止するため、半導体ウェーハの表面には保護テープが貼着される。また、研磨後の半導体ウェーハを個々の半導体チップに分割する際は、ストリートを直接的に検出することができる表面側を表にしてダイシングテープに貼着して半導体ウェーハを移し替え、ダイシングフレームと一体化する(例えば特許文献1参照)。
【0004】
【特許文献1】
特開平10―284449号公報(第10頁、第9図)
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、近年は、各種電子機器の小型化、軽量化のために、半導体ウェーハをその厚さが100μm以下、50μm以下と極めて薄くなるまで研削することが必要とされており、そのように薄くなるまで研削を行うと、半導体ウェーハの剛性が著しく低下して取り扱いが困難になるという問題がある。特に、半導体ウェーハを保護テープからダイシングテープに移し替える際には半導体ウェーハが割れたりして損傷するおそれがあるという問題がある。
【0006】
一方、表面に保護テープが貼着されたままの状態で半導体ウェーハの裏面をダイシングテープに貼着した後に、半導体ウェーハの表面から保護テープを剥がすことにより半導体ウェーハの割れを防止する方法も考えられるが、そのためには特別な装置が必要になり、生産コストの増大につながるという問題がある。
【0007】
従って、薄く形成され剛性が低下する半導体ウェーハを個々の半導体チップに分割する場合においては、生産コストを増大させずに、取り扱いを容易化して半導体ウェーハの損傷を防止することに課題を有している。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための具体的な手段として本発明は、表面に複数の回路が形成された半導体ウェーハを個々の回路ごとの半導体チップに分割する半導体ウェーハの分割方法であって、半導体ウェーハを支持する支持基板の上面に半導体ウェーハの表面を対面させ粘着剤を介して半導体ウェーハと支持基板とを一体とする一体化工程と、支持基板と一体となった状態の半導体ウェーハの裏面を研磨する研磨工程と、支持基板と一体となった状態の半導体ウェーハを裏面側から個々の半導体チップに分割する分割工程と、支持基板から半導体チップをピックアップするピックアップ工程とから構成される半導体ウェーハの分割方法を提供する。
【0009】
そしてこの半導体ウェーハの分割方法は、粘着剤は両面テープであこと、粘着剤は外的刺激によって粘着力が低下すること、両面テープのうち、少なくとも半導体ウェーハが貼着される側の面は、外的刺激によって粘着力が低下すること、支持基板は、合成樹脂、金属、ガラス、セラミックスのいずれかにより形成されることを付加的要件とする。
【0010】
このように構成される半導体ウェーハの分割方法によれば、半導体ウェーハが支持基板に貼着されたままの状態で研磨工程、分割工程、ピックアップ工程が遂行されるため、半導体ウェーハが薄くなっても取り扱いが極めて容易である。
【0011】
また、研磨工程から分割工程に移る際に、テープへの貼り替えが不要であるため、特別な装置を用いることなく貼り替えの際の半導体ウェーハの損傷を防止することができる。
【0012】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態の一例について、図面を参照して説明する。図1に示す半導体ウェーハWは、本発明により分割される半導体ウェーハの一例を示したものであり、ストリートSによって区画されて複数の回路が表面に形成された構成となっており、ストリートSを切削等することにより個々の半導体チップCに分割される。
【0013】
この半導体ウェーハWの表裏を反転し、図2に示すように、支持基板11の上面に半導体ウェーハWの表面を対面させ、両面テープ10を介して両者を一体として図3に示す状態とする(一体化工程)。ここで、両面テープ10は、粘着剤の一例を示すもので、このほかにも例えば液状樹脂等を用いることもできる。
【0014】
また、支持基板11は、合成樹脂、ガラス、セラミックス、金属等の剛性の高い部材により構成される。支持基板11の厚さは、ガラスまたはセラミックスにより形成される場合は0.5mm〜1.5mm、金属(例えばステンレス)により形成される場合は0.3mm〜1.0mm、合成樹脂(例えばPET)により形成される場合は0.1mm〜0.5mmであることが好ましい。
【0015】
図3に示したように、支持基板11と一体になった半導体ウェーハWは、例えば図4に示す研磨装置20によって裏面が研磨される。
【0016】
研磨装置20においては、基台21の端部から壁部22が起立して設けられており、この壁部22の内側の面には一対のレール23が垂直方向に配設され、レール23に沿って支持板24が上下動するのに伴い支持板24に取り付けられた研磨手段25が上下動するよう構成されている。また、基台21には、ターンテーブル26が回転可能に配設され、更にターンテーブル26は、半導体ウェーハを保持するチャックテーブル27を回転可能に支持している。
【0017】
研磨手段25においては、垂直方向の軸心を有するスピンドル28の先端にマウンタ29が装着され、更にその下部に研磨ホイール30が装着され、研磨ホイール30の下面には研磨砥石31が固着されており、スピンドル28の回転に伴って研磨砥石31が回転する構成となっている。
【0018】
研磨装置20を用いて半導体ウェーハWの裏面を研削する際は、支持基板11と一体となった半導体ウェーハWをその裏面が露出するようにチャックテーブル27に保持させて研磨手段25の直下に位置付け、チャックテーブル27を回転させると共に、スピンドル28を回転させながら研磨手段25を下降させていく。そして、スピンドル28の回転に伴って研磨ホイール30が回転し、回転する研磨砥石31が半導体ウェーハWの裏面に接触して押圧力が加えられることにより、その裏面が研磨砥石31によって研磨される(研磨工程)。
【0019】
そして、図5に示すように、半導体ウェーハWが所望の厚さ(例えば100μm以下、50μm以下)に形成された後は、例えば図6に示す切削装置50によって半導体ウェーハWを個々の半導体チップに分割する。
【0020】
切削装置50においては、支持基板11と一体となった半導体ウェーハWがカセット51に複数収容される。そして、搬出入手段52によって一枚ずつ仮置き領域53に搬出され、搬送手段54に吸着されその旋回動によってチャックテーブル55に搬送され、半導体ウェーハWの裏面が上を向いて露出した状態で吸引保持される。
【0021】
支持基板11と一体となった半導体ウェーハWがチャックテーブル55に吸引保持されると、チャックテーブル55が+X方向に移動して撮像手段56の直下に位置付けられる。撮像手段56は、例えば赤外線により半導体ウェーハWの裏面側から透過させて表面側を撮像し、表面側に形成されている切削すべきストリートS(図1参照)をアライメント手段56aによるパターンマッチング等の処理によって検出する。そして、撮像手段56とY座標が等しい切削ブレード57と検出されたストリートとのY軸方向の位置合わせが行われた後に、更にチャックテーブル55が+X方向に移動し、高速回転する切削ブレード57の作用を受けて、検出されたストリートの切削が行われる。
【0022】
また、切削ブレード57をストリート間隔ずつY軸方向に割り出し送りしながらチャックテーブル55をX軸方向に往復移動させると、同一方向のストリートがすべて切削される。
【0023】
そして更に、チャックテーブル55を90度回転させた後、上記と同様の切削を行うと、図7に示すように、すべてのストリートが縦横に切削されて個々の半導体チップC(図1参照)に分割される(分割工程)。このとき、個々の半導体チップCは、支持基板11に保持されたままの状態を維持している。
【0024】
なお、上記の例では赤外線による撮像によって切削すべきストリートを検出することとしたが、支持基板11がガラス、PET等の透明な部材により構成される場合は、下方から透明な支持基板11を透過させて撮像を行ってアライメントを行うこともできる。
【0025】
更に、切削装置のみでなく、レーザー割断装置を用いてレーザー光の照射によってストリートを割断して個々の半導体チップに分割することもできる。
【0026】
図7に示したように、半導体ウェーハWがその形状を維持しながら個々の半導体チップCに分割された後は、図8に示すように、吸着コレット60等を用いて半導体チップCを支持基板11から1つずつピックアップする(ピックアップ工程)。
【0027】
ここで、両面テープ10のうち、少なくとも半導体ウェーハWが貼着される方の面が外的刺激によって粘着力が低下するタイプの粘着剤である場合は、その粘着剤に外的刺激を与えることにより粘着力を低下させてからピックアップを行えば、ピックアップを容易かつ円滑に行うことができる。図示の例では、外的刺激が紫外線であり、両面テープ10のうち、少なくとも半導体ウェーハWが貼着される方の面の粘着剤は、紫外線の照射により粘着力を低下させることができるタイプのものである。
【0028】
以上のようにして一体化工程、研磨工程、分割工程、ピックアップ工程を行うと、従来のように支持基板から半導体ウェーハを剥離してダイシングテープに貼着する必要がなく、研磨工程、分割工程、ピックアップ工程は支持基板11に支持された状態で遂行されるため、研磨により薄くなった半導体ウェーハWの取り扱いが容易であり、特別な装置を用いなくても半導体ウェーハWに割れや欠けが生じるのを防止することができる。
【0029】
なお、上記の実施の形態においては、半導体ウェーハWの外径と支持基板11の外径とが等しい場合を例に挙げて説明したが、図9に示す支持基板11aのように半導体ウェーハWより外径の大きな支持基板を用いた場合には、図10に示すように、研磨工程において、触針70、71を有する触針式の厚さ計測器72を用いて、一方の触針70を支持基板11aの上面に接触させると共に、もう一方の触針71を半導体ウェーハWの裏面に接触させることによって、両触針の高さ方向の位置の差に基づいて半導体ウェーハWの厚さを計測しながら研磨を行うことができる。また、搬送の際に支持基板11のみを保持することができるため、半導体ウェーハWに傷をつけるおそれもない。
【0030】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る半導体ウェーハの分割方法によれば、半導体ウェーハが支持基板に貼着されたままの状態で研磨工程、分割工程、ピックアップ工程が遂行されるため、半導体ウェーハが薄くなっても取り扱いが極めて容易であり、半導体ウェーハの損傷を防止することができる。
【0031】
また、研磨工程から分割工程に移る際に、テープへの貼り替えが不要であるため、特別な装置を用いることなく貼り替えの際の半導体ウェーハの損傷を防止することができ、安全性が増す。
【図面の簡単な説明】
【図1】半導体ウェーハの一例を示す斜視図である。
【図2】一体化工程を示す斜視図である。
【図3】支持基板と一体化された半導体ウェーハを示す斜視図である。
【図4】研磨装置の一例を示す斜視図である。
【図5】研磨後における支持基板と一体となった半導体ウェーハを示す斜視図である。
【図6】切削装置の一例を示す斜視図である。
【図7】個々の半導体チップに分割され支持基板と一体となった半導体ウェーハを示す斜視図である。
【図8】ピックアップ工程の一例を示す斜視図である。
【図9】支持基板の第二の例を示す斜視図である。
【図10】研磨工程において半導体ウェーハの厚さを計測する様子を示す正面図である。
【符号の説明】
W…半導体ウェーハ S…ストリート
C…半導体チップ
10…両面テープ(粘着剤) 11…支持基板
20…研磨装置 21…基台 22…壁部
23…レール 24…支持板 25…研磨手段
26…ターンテーブル 27…チャックテーブル
28…スピンドル 29…マウンタ
30…研磨ホイール 31…研磨砥石
50…切削装置 51…カセット 52…搬出入手段
53…仮置き領域 54…搬送手段
55…チャックテーブル 56…撮像手段
56a…アライメント手段 57…切削ブレード
60…吸着コレット
70、71…触針 72…厚さ計測器
Claims (5)
- 表面に複数の回路が形成された半導体ウェーハを個々の回路ごとの半導体チップに分割する半導体ウェーハの分割方法であって、
半導体ウェーハを支持する支持基板の上面に半導体ウェーハの表面を対面させ粘着剤を介して該半導体ウェーハと該支持基板とを一体とする一体化工程と、
該支持基板と一体となった状態の半導体ウェーハの裏面を研磨する研磨工程と、
該支持基板と一体となった状態の半導体ウェーハを裏面側から個々の半導体チップに分割する分割工程と、
該支持基板から半導体チップをピックアップするピックアップ工程と
から構成される半導体ウェーハの分割方法。 - 粘着剤は両面テープである請求項1に記載の半導体ウェーハの分割方法。
- 粘着剤は外的刺激によって粘着力が低下する請求項1または2に記載の半導体ウェーハの分割方法。
- 両面テープのうち、少なくとも半導体ウェーハが貼着される側の面は、外的刺激によって粘着力が低下する請求項2に記載の半導体ウェーハの分割方法。
- 支持基板は、合成樹脂、金属、ガラス、セラミックスのいずれかにより形成される請求項1、2、3または4に記載の半導体ウェーハの分割方法。
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