JP4385901B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、半導体基板に形成された多数の集積回路をチップ単位にダイシングして半導体装置を形成する半導体装置の製造方法に関するものである。

従来より、半導体装置の製造技術としてダイシングがある。この技術は、半導体基板に多数の集積回路を作り込んだのち、半導体基板をチップ単位に分割する手法である。このダイシングの時に、切断されたチップが飛び散ることがないように、予め半導体基板をテープ上に固定しておいた後で、半導体基板をダイシングによってチップ単位に切断し、それから各チップをテープからはがすという手順がとられている（例えば、特許文献１および特許文献２参照）。
特開平１５−１９７５６１号公報 特開平１５−３１８２０５号公報

しかしながら、上述したダイシングによると、ダイシング時に発生した切削屑、例えばシリコン屑や接着剤屑、テープ屑などの汚れがチップ上に付着してしまい、半導体装置の品質を悪化させるという問題がある。

本発明は上記点に鑑みて、ダイシング時に発生した切削屑などの汚れを除去し、半導体装置の品質の悪化を防止できるようにすることを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、多数の集積回路が形成される半導体基板（１）に対して、ダイシングが行われるスクライグラインに沿って溝部（１ａ）を形成する工程と、半導体基板（１）における溝部（１ａ）が形成された面に、接着剤（２ａ）が付けられたテープ（２）を貼り付ける工程と、半導体基板（１）をチップ単位にダイシングにより分割する工程と、ダイシング後に、半導体基板（１）におけるテープ（２）が貼り付けられた面の反対側の面から吸引を行うことで、接着剤（２ａ）を半導体基板（１）における溝部（１ａ）と接着剤（２ａ）との間に形成される空間（３）に入り込ませる吸引工程と、半導体基板（１）をテープ（２）から剥がしてチップに分割することで半導体装置を形成する工程と、を有していることを特徴としている。

このように、ダイシング後に、半導体基板（１）におけるテープ（２）が貼り付けられた面の反対側の面から吸引を行うことで、接着剤（２ａ）を半導体基板（１）における溝部（１ａ）と接着剤（２ａ）との間に形成される空間（３）に入り込ませることができる。

このため、溝部（１ａ）によって形成された空間（３）に残った汚れを接着剤（２ａ）に付着させることができ、各チップをテープ（２）から剥がすときに、各チップに付着した汚れを取り除くことが可能となる。そして、チップ単位に分割されたときに、半導体装置の品質が悪化することを防止することが可能となる。

請求項２に記載の発明では、ダイシングを行う工程では、ダイシングブレード（４）を用いてダイシングを行い、ダイシングブレード（４）の切り込み深さを、ダイシングブレード（４）が接着剤（２ａ）およびテープ（２）に接触する深さとすることを特徴としている。

このようにすると、ダイシングブレード（４）によって加えられる力により、テープ（２）が伸び、伸びたテープ（２）が溝部（１ａ）によって形成された空間（３）内に入り込み、より汚れを除去することが可能となる。

請求項３に記載の発明では、吸引工程では、吸引を行うために吸引装置を用い、該吸引装置の吸引口を構成する壁面が半導体基板における有効チップ（１ｃ）の外側の無効チップ（１ｂ）が配置される無効エリア内の領域（１０）のみに当たるように吸引を行うことを特徴としている。

このようにすれば、有効チップ（１ｃ）に傷などのダメージを与え難くすることが可能である。

請求項４に記載の発明では、半導体基板（１）の外縁部において空間（３）を通じて吸引を行うことにより、空間（３）内に接着剤（２ａ）を入り込ませるように吸引工程を行い、この後にダイシング工程を行うことを特徴としている。

このように、ダイシング工程の前に吸引工程を行うようにしても、請求項１と同様の効果を得ることができる。

このような溝部（１ａ）は、断面形状が長方形となるようにしても良いが、例えば、請求項５に示されるような台形、請求項６に示されるような三角形にすることができ、また、請求項７に示されるように溝部（１ａ）の底面と側壁とによる角部が丸められた形状、もしくは、請求項８に示されるような円弧状とすることもできる。

これらの形状とすれば、よりテープ（２）の接着剤（２ｂ）が溝部（１ａ）によって形成される空間（３）内に入り込みやすくなる。このため、より汚れを除去することができ、より半導体装置の品質の悪化を防ぐことが可能となる。

また、吸引工程では、請求項９に示されるように、接着剤（２ａ）と共に、テープ（２）も空間（３）に入り込むようにしても良い。

請求項１０に記載の発明では、上記のような溝部（１ａ）を形成しないで、ダイシングされた部分から吸引を行い、接着剤（２ａ）をダイシングされた部分に入り込ませることで、汚れを除去することを特徴としている。

このように、ダイシングされた部分から吸引を行うことで、汚れを除去することも可能である。

請求項１１に記載の発明では、吸引工程を行う前、もしくは吸引工程中において、接着剤（２ａ）を加熱することを特徴としている。

このようにすれば、接着剤（２ａ）を軟化させることができるため、より接着剤（２ａ）が溝部（１ａ）によって形成された空間（３）に入り込みやすくなるようにすることができる。

なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。

（第１実施形態）
本発明の一実施形態を適用した半導体装置の製造方法について説明する。図１は、本実施形態における半導体装置の製造工程を示した図である。ただし、この図は、半導体基板に対して多数の集積回路を形成した後、半導体基板１の一面側にテープ２を付着させたときの様子を示したものである。

まず、一般的に行われるデバイス形成工程を行った後、図１（ａ）に示されるように、例えば半導体基板１の裏面におけるダイシングを行う領域、すなわちスクライブラインに沿って、例えばエッチングにより溝部１ａを形成する。そして、半導体基板１のうち溝部１ａが形成された裏面側にテープ２を付着させる。ここでは、例えばテープ２としてＵＶテープを用いている。これにより、図１（ａ）に示される状態となり、溝部１ａにより、半導体基板１とテープ２における接着剤２ａとの間に空間３が形成される。

続いて、図１（ｂ）に示されるように、ダイシングブレード４を用いて、スクライグラインに沿って半導体基板１をチップ単位に分割する。これにより、ダイシングブレード４の先端が溝部１ａによって形成された空間３まで入り込み、ダイシングブレード４によっる切削屑５が空間３内に入り込む。このため、図１（ｃ）に示されるようにダイシング後には溝部１ａによって形成された空間３内に切削屑５が取り残された状態となる。

このため、本実施形態では、切削屑５を取り除くための吸引工程を行う。具体的には、図１（ｄ）に示されるように、半導体基板１におけるテープ２を貼り付けた裏面とは反対側、つまり表面側から吸引を行う。これにより、ダイシングブレード４によって分割された部分を通じてテープ２の接着剤２ａが吸引され、接着剤２ａにより溝部１ａによって形成された空間３が埋まり、空間３内の切削屑５が接着剤２ａに付着する。

このとき、必要に応じて、テープ２における接着剤２ａを軟化させるために、テープ２を加熱するようにしても構わない。

図２は、加熱温度と接着剤２ａの硬さとの関係を示した図である。この図に示されるように、加熱温度が約４０度を超えると接着剤２ａが軟化し始め、加熱温度が約５０度を超えると接着剤２ａが急激に軟化する。そして、加熱温度が約６０度を超えると接着剤２ａが最も軟化した状態となる。このため、接着剤２ａが４０度以上、好ましくは６０度以上となるように加熱することで、より接着剤２ａが溝部１ａによって形成された空間３に入り込みやすくなるようにすることができる。

次に、図１（ｅ）に示されるように、半導体基板１、すなわち各チップをテープ２から剥がす。これにより、チップ単位に分割された半導体装置が完成する。このとき、切削屑５が接着剤２ａに付着した状態となっているため、各チップに付着した切削屑５を取り除くことができる。

以上説明したように、本実施形態では、ダイシング後に、半導体基板１におけるテープ２を貼り付けた裏面とは反対側となる表面側から吸引を行うようにしている。

これにより、テープ２の接着剤２ａが溝部１ａによって形成された空間３に入り込むようにすることができる。このため、溝部１ａによって形成された空間３に残った切削屑５を接着剤２ａに付着させることができ、各チップをテープ２から剥がすときに、各チップに付着した切削屑５を取り除くことが可能となる。そして、チップ単位に分割されたときに、半導体装置の品質が悪化することを防止することが可能となる。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態は、基本的には第１実施形態と同様であるが、ダイシングブレード４による切り込み深さを第１実施形態に対して変更したものである。以下、図３を参照して、本実施形態の半導体装置の製造方法について説明する。

図３（ａ）は、第１実施形態でのダイシングブレード４の切り込み深さを示す断面模式図であり、図１（ｂ）を拡大した図に相当している。図３（ｂ）は、本実施形態におけるダイシングブレード４の切り込み深さを示す断面模式図である。

図３（ａ）に示されるように、第１実施形態では、ダイシングブレード４が接着剤２ａに接触しないもしくは若干しか接触しない程度となるように、ダイシングブレード４の切り込み深さを浅くしている。この場合、テープ２や接着剤２ａの変形がない。

これに対し、図３（ｂ）に示されるように、本実施形態では、ダイシングブレード４が接着剤２ａおよびテープ２に接触するように、ダイシングブレード４の切り込み深さを深くしている。

このようにすると、ダイシングブレード４によって加えられる力により、テープ２が図中Ａ方向に伸び、伸びたテープ２が図中Ｂの場所において溝部１ａによって形成された空間３内に入り込み、より切削屑５を除去することが可能となる。

（第３実施形態）
本発明の第３実施形態について説明する。本実施形態は、基本的には第１実施形態と同様であるが、半導体基板１に形成した溝部１ａの形状を第１実施形態に対して変更したものである。以下、図４を参照して、本実施形態の半導体装置の製造方法について説明する。

図４（ａ）は、第１実施形態の溝部１ａを示した断面図であり、図１（ａ）を拡大した図に相当している。図４（ｂ）は、本実施形態の溝部１ａを示した断面図である。

図４（ａ）に示されるように、第１実施形態では、溝部１ａは、断面長方形とされていた。つまり、溝部１ａの側壁が底面に対して垂直となるようにしていた。

これに対し、図４（ｂ）に示されるように、本実施形態では、溝部１ａは、断面台形とされている。つまり、溝部１ａの側壁が底面に対して垂直とならず、テーパ形状となるようにしている。

このように、溝部１ａの側壁がテーパ形状となるようにすると、よりテープ２の接着剤２ｂが溝部１ａによって形成される空間３内に入り込みやすくなる。このため、より切削屑５を除去することができ、より半導体装置の品質の悪化を防ぐことが可能となる。

また、ここでは、溝部１ａの形状が断面台形となるようにしているが、他の変形例も可能である。図５（ａ）〜（ｃ）に溝部１ａの形状の変形例を示す。これらに示されるように、溝部１ａを断面三角形（図５（ａ））としても良いし、断面長方形の角部を丸めた形状（図５（ｂ））としても良いし、円弧状（図５（ｃ））としても良い。

なお、このように溝部１ａの形状を変更するには、半導体基板１に溝部１ａを形成するときの条件、例えばエッチング条件、すなわちエッチング材料やエッチング時間などを変更すれば良い。

（他の実施形態）
上記各実施形態において、吸引工程により、テープ２の接着剤２ａが溝部１ａによって形成された空間３内に埋め込まれるようにすることで、切削屑５が接着剤２ａに付着するようにしている。このとき、空間３内すべてが完全に接着剤２ａに充填されなくても良い。例えば、図６（ａ）に示す吸引工程を行う前の状態に対して、吸引工程後の状態が、図６（ｂ）〜（ｇ）に示されるように、空間３の一部が接着剤２で充填されない状態となっていても構わない。また、空間３内が完全に接着剤２ａに充填され、各チップの間の隙間まで接着剤２ａが入り込む状態、例えば図６（ｈ）に示されるような状態であっても良い。

また、吸引工程により、接着剤２ａのみでなく、テープ２が空間３内に入り込むような形態であっても構わない。この場合においても、例えば図７（ａ）に示されるように、テープ２および接着剤２ａにより、空間３内がすべて充填されても良いし、図７（ｂ）に示されるように、テープ２および接着剤２ａによっても、空間３内がすべて充填されなくても良い。

また、吸引工程のとき、図８に示されるように、吸引を行う部分、つまり吸引する装置の吸引口を構成する壁面の当たる領域１０が半導体基板１における無効チップ１ｂなどが位置する無効エリア、つまり製品となる有効チップ１ｃが配置された領域１ｄの外周に位置する領域となるようにするのが好ましい。このようにすれば、有効チップ１ｃに傷などのダメージを与え難くすることが可能である。

上記実施形態では、テープ２の一例として、ダイシングで一般的に使用されているＵＶテープを用いる場合を挙げたが、これは単なる一例であり、その他の種類のテープを用いても構わない。ただし、ＵＶテープを用いる場合には、ＵＶ照射するだけで剥がれやすくなるため、吸引による接着剤２ａの形状変化が生じても、接着剤２ａがチップに残ったり、テープ２が剥がれ難くなるなどの不具合が発生し難い。

上記実施形態では、ダイシングブレードを用いた切削によるダイシングを例に挙げて説明したが、これも単なる一例である。例えば、レーザーダイシングなどに関しても、本発明を適用することが可能である。

上記実施形態で説明したダイシング後の吸引工程の際に、超音波によって半導体基板１を振動させることも可能である。このように、半導体基板１を振動させると、切削屑５が接着剤２ａ上に落下して、より切削屑５の除去を行うことが可能となる。

また、上記実施形態で説明した吸引工程は、１度に連続して吸引して行う連続吸引であっても、複数回に分けて吸引を行う断続吸引であっても構わない。

さらに、上記実施形態では、吸引工程をダイシング工程の後に行うようにしたが、ダイシング工程の前に予め行うようにしても良い。すなわち、溝部１ａをスクライブライン全域に形成するような場合、半導体基板１の外縁部において、溝部１ａによって形成される半導体基板１とテープ２との間の空間３が外部と連通した状態となる。このため、半導体基板１の外縁部から空間３内を吸引することで、接着剤２ａによって空間３内が埋め込まれるようにし、その後、ダイシング工程を行うようにすれば、ダイシング時に発生した切削屑５が予め空間３内に埋められた接着剤２ａに付着する。したがって、半導体基板１からテープ２を剥がすときに、切削屑５が接着剤２ａに付着したままとなり、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。

また、上記実施形態では、スクライブラインに溝部１ｂを備えるようにしたが、この溝部１ｂが無い場合であっても、吸引工程を行うことで、切削屑５の除去を行うことが可能である。

この様子を図９に示す。まず、図９（ａ）に示されるように、半導体基板１をチップ単位に分割する前の状態から、図９（ｂ）に示されるように、ダイシングブレード４によってチップ単位に分割する。このとき、切削屑５が発生し、図９（ｃ）に示されるようにダイシングカットされた部分、つまり各チップ間に切削屑５が残る。この後、図９（ｄ）に示されるようにこのダイシングカットされた部分から吸引を行うことで接着剤２ａを吸引する。これにより、接着剤２ａがダイシングカットされた部分に入り込み、図９（ｅ）に示されるように、テープ２を剥がしたときに切削屑５が除去される。

このとき、上記と同様に、接着剤２ａがダイシングカットされた部分にどのような形状で入り込んでも良く、例えば、図１０（ａ）に示されるように、接着剤２ａによってダイシングカットされた部分が完全に埋め込まれても良いし、図１０（ｂ）〜（ｄ）に示されるように、接着剤２ａによってダイシングカットされた部分が完全には埋め込まれないような状態であっても良い。

本発明の第１実施形態における半導体装置の製造工程を示した断面図である。 加熱温度と接着剤の硬さとの関係を示した図である。 （ａ）は、第１実施形態でのダイシングブレードの切り込み深さを示す断面模式図であり、（ｂ）は、第２実施形態におけるダイシングブレードの切り込み深さを示す断面模式図である。 （ａ）は、第１実施形態の溝部を示した断面図であり、（ｂ）は、第３実施形態の溝部を示した断面図である。 第３実施形態の変形例における溝部を示した断面図である。 （ａ）は、吸引工程前の接着剤の様子を示した図であり、（ｂ）〜（ｈ）は、吸引工程後の接着剤の様子を示した図である。 接着剤と共にテープが溝部に形成された空間内に入り込む場合の模式図である。 吸引工程のときの吸引装置の吸引口を構成する壁面が当たる領域を示した模式図である。 他の実施形態で示す溝部を形成しない場合の吸引工程の様子を示した断面図である。 図９に示す吸引工程による接着剤の様子を示した断面図である。

符号の説明

１…半導体基板、１ａ…溝部、２…テープ、２ａ…接着剤、３…空間、
４…ダイシングブレード、５…切削屑、１０…領域。

Claims (11)

1. 半導体基板（１）に多数の集積回路を形成したのち、前記半導体基板（１）をチップ単位にダイシングにより分割することで半導体装置を形成する半導体装置の製造方法において、
   前記多数の集積回路が形成される前記半導体基板（１）に対して、前記ダイシングが行われるスクライグラインに沿って溝部（１ａ）を形成する工程と、
   前記半導体基板（１）における前記溝部（１ａ）が形成された面に、接着剤（２ａ）が付けられたテープ（２）を貼り付ける工程と、
   前記半導体基板（１）をチップ単位にダイシングにより分割する工程と、
   前記ダイシング後に、前記半導体基板（１）における前記テープ（２）が貼り付けられた面の反対側の面から吸引を行うことで、前記接着剤（２ａ）を前記半導体基板（１）における前記溝部（１ａ）と前記接着剤（２ａ）との間に形成される空間（３）に入り込ませる吸引工程と、
   前記半導体基板（１）を前記テープ（２）から剥がしてチップに分割することで前記半導体装置を形成する工程と、を有していることを特徴とする半導体装置の製造方法。
2. 前記ダイシングを行う工程では、ダイシングブレード（４）を用いて前記ダイシングを行うようになっていると共に、該ダイシングブレード（４）の切り込み深さを、該ダイシングブレード（４）が前記接着剤（２ａ）および前記テープ（２）に接触する深さとすることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
3. 前記吸引工程では、前記吸引を行うために吸引装置を用い、該吸引装置の吸引口を構成する壁面が前記半導体基板における有効チップ（１ｃ）の外側の無効チップ（１ｂ）が配置される無効エリア内の領域（１０）のみに当たるように吸引を行うことを特徴とする請求項１または２に記載の半導体装置の製造方法。
4. 半導体基板（１）に多数の集積回路を形成したのち、前記半導体基板（１）をチップ単位にダイシングにより分割することで半導体装置を形成する半導体装置の製造方法において、
   前記多数の集積回路が形成される前記半導体基板（１）に対して、前記ダイシングが行われるスクライグラインに沿って溝部（１ａ）を形成する工程と、
   前記半導体基板（１）における前記溝部（１ａ）が形成された面に、接着剤（２ａ）が付けられたテープ（２）を貼り付ける工程と、
   前記半導体基板（１）における外縁部から、前記溝部（１ａ）によって形成された前記半導体基板（１）と前記テープ（２）との間の空間（３）を通じて吸引を行うことで、該空間（３）に前記接着剤（２ａ）を入り込ませる吸引工程と、
   前記吸引工程後に、 前記半導体基板（１）をチップ単位にダイシングにより分割する工程と、
   前記半導体基板（１）を前記テープ（２）から剥がしてチップに分割することで前記半導体装置を形成する工程と、を有していることを特徴とする半導体装置の製造方法。
5. 前記溝部（１ａ）を形成する工程では、前記溝部（１ａ）の断面形状が該溝部（１ａ）の底面に対して側壁がテーパ状となる台形となるようにすることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の半導体装置の製造方法。
6. 前記溝部（１ａ）を形成する工程では、前記溝部（１ａ）の断面形状が三角形となるようにすることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の半導体装置の製造方法。
7. 前記溝部（１ａ）を形成する工程では、前記溝部（１ａ）の断面形状が該溝部（１ａ）の底面と側壁とによる角部が丸められた形状となるようにすることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の半導体装置の製造方法。
8. 前記溝部（１ａ）を形成する工程では、前記溝部（１ａ）の断面形状が円弧状となるようにすることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の半導体装置の製造方法。
9. 前記吸引工程では、前記接着剤（２ａ）と共に、前記テープ（２）も前記空間（３）に入り込むようにすることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１つに記載の半導体装置の製造方法。
10. 半導体基板（１）に多数の集積回路を形成したのち、前記半導体基板（１）をチップ単位にダイシングにより分割することで半導体装置を形成する半導体装置の製造方法において、
    前記半導体基板（１）の一面に、接着剤（２ａ）が付けられたテープ（２）を貼り付ける工程と、
    前記半導体基板（１）をチップ単位にダイシングにより分割する工程と、
    前記ダイシング後に、前記半導体基板（１）における前記テープ（２）が貼り付けられた面の反対側の面から吸引を行うことで、前記接着剤（２ａ）を前記半導体基板（１）における前記ダイシングがされた部分に入り込ませる吸引工程と、
    前記半導体基板（１）を前記テープ（２）から剥がしてチップに分割することで前記半導体装置を形成する工程と、を有していることを特徴とする半導体装置の製造方法。
11. 前記吸引工程を行う前、もしくは前記吸引工程中において、前記接着剤（２ａ）を加熱する加熱工程が含まれていることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか１つに記載の半導体装置の製造方法。
    

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