JP6450964B2 - 個片体製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、個片体製造方法に関する。

半導体ウエハ（以下、ウエハと省略する場合がある）等の板状部材は、例えばＳＥＭＩ（Semiconductor Equipment and Materials International）規格により、直径が２００ｍｍのものは厚みが７２５μｍになるように、直径が３００ｍｍのものは厚みが７７５μｍとなるようにと規定されている。このようなウエハは、多数のＩＣやＬＳＩ等の電子回路（以下、回路と略称する場合がある）が形成された後、例えば５０μｍ前後にまで研削されて半導体チップ（個片体）となるので、その９割以上が捨てられることになる。

特許文献１には、半導体基板（板状部材）の両面に不純物を拡散して拡散領域を形成する工程と、上記半導体基板を厚み方向で２分割する工程と、２分割されたそれぞれの半導体基板における拡散領域の反対面を研磨して鏡面化する工程とを備える半導体基板の製造方法が記載されている。そして、２分割されたそれぞれの半導体基板はダイシング工程で個片体とされ、リードフレーム等の被搭載物に搭載される。

特開平１−１１４０４４号公報

しかしながら、従来の個片体の製造方法では、回路面側を保持しながらウエハを厚み方向で２分割した後、回路面に沿って個片化を行うために、保持面を回路面側から分割面側に保持し直さなければならず、個片体を被搭載物に搭載する搭載工程を含めた個片体の製造工程が煩雑になるという課題がある。

本発明の目的は、個片体の製造工程を簡素化することができる個片体製造方法を提供することである。

上記目的を解決するために、本発明の個片体製造方法は、板状部材を用意する板状部材用意工程と、前記板状部材の一方の面および他方の面の両方の面に、反対側の面に貫通することのない溝を形成する溝形成工程と、前記板状部材の側面から一方の面または他方の面に沿い、かつ前記溝を横切る切込を形成することで、当該板状部材を薄化すると同時に分割し、前記一方の面および他方の面の両方の面からそれぞれ複数の個片体を形成する切込形成工程とを有している。

本発明の個片体製造方法は、板状部材を用意する板状部材用意工程と、前記板状部材が脆弱になる改質層を当該板状部材に形成する改質層形成工程と、前記板状部材の側面から一方の面または他方の面に沿い、かつ前記改質層を横切る切込を形成することで、当該板状部材を薄化すると同時に分割し、前記一方の面および他方の面の両方の面からそれぞれ複数の個片体を形成する切込形成工程とを有している。

前記切込形成工程後、前記板状部材を引っ張るエキスパンド工程とを有していてもよい。

本発明によれば、板状部材の分割後、分割面側を保持し直す必要がなく、個片体を被搭載物に搭載する搭載工程を含めた個片体の製造工程を簡素化することができる。
また、エキスパンド工程を有する場合、切込形成工程後においても相互に繋がっている各個片体の間隔を離間させることができる。

第１実施形態に係る個片体製造方法の工程の説明図。 上記実施形態に係る個片体製造方法の工程の説明図。 上記実施形態に係る個片体製造方法の工程の説明図。 上記実施形態に係る個片体製造方法の工程の説明図。 第２実施形態に係る個片体製造方法の工程の説明図。 変形例１の個片体製造方法の工程の説明図。 変形例１の個片体製造方法の工程の説明図。 変形例１の個片体製造方法の工程の説明図。 変形例２の説明図。 変形例３の説明図。 変形例４の説明図。

（第１実施形態）
各実施形態において基準となる図を挙げることなく、例えば、上、下、左、右、または、前、後といった方向を示した場合は、全て図１（ｂ）を正規の方向（付した番号が適切な向きとなる方向）から観た場合を基準とし、上、下、左、右方向が紙面に平行な方向であり、前が紙面に直交する手前方向、後が紙面に直交する奥方向とする。

図１〜図４において、第１実施形態の個片体製造方法は、板状部材としてのウエハＷＦを用意する板状部材用意工程と、ウエハＷＦの一方の面および他方の面の両面に、反対側の面に貫通することのない溝１１を形成する溝形成工程と、ウエハＷＦの側面から一方または他方の面に沿う切込１２を形成することで、当該ウエハＷＦから複数の個片体としての半導体チップ（以下、チップと省略する場合がある）ＣＰを形成する切込形成工程とを有している。

板状部材用意工程は、図１（ａ）〜（ｃ）に示すように、造形物形成手段としての回路形成手段１０によって、円盤状のウエハの両面に造形物としての回路ＣＡを形成する（造形物形成工程）。回路ＣＡが形成されたウエハＷＦの各面には、図２（ａ）にも示すように、各回路ＣＡ間にストリートＳＴが格子状に形成される。

溝形成工程は、図２（ｂ）に示すように、回路ＣＡが形成されたウエハＷＦを一方の面を上に向けた状態で保持テーブル２０上に載置し、減圧ポンプや真空エジェクタ等の図示しない減圧手段によって保持する。次いで、切削ブレード、レーザ照射装置、エッチング等の溝形成手段ＢＬによって、一方の面側のストリートＳＴに沿って他方の面側に貫通することのない溝１１を形成する。その後、一方の面側に溝１１が形成されたウエハＷＦを天地反転し、図３（ａ）に示すように、他方の面を上に向けた状態で保持テーブル２０上に載置し、図示しない減圧手段によって保持する。次いで、溝形成手段ＢＬによって、他方の面側のストリートＳＴに沿って一方の面側および、一方の面側から形成された溝１１に貫通することのない溝１１を形成する。これにより、図３（ｂ）に示すように、両面の回路ＣＡの周囲に沿って溝１１が形成されたウエハＷＦが形成される。

切込形成工程は、図４に示すように、両面に溝１１が形成されたウエハＷＦを両面側から接着シートや吸着テーブル等の保持部材３０によって保持する。次いで、ワイヤソー、レーザ照射装置、ブレード等の切断手段４０によって、ウエハＷＦの側面からウエハＷＦの一方のまたは他方の面に沿い、かつ溝１１を横切る切込１２を形成し、当該ウエハＷＦを厚み内で２分割する。これにより、ウエハＷＦは、溝１１に沿った複数のチップＣＰに分割される。その後、各チップＣＰは、チップ搭載工程で接着やボンディング等によってリードフレームや基板等の図示しない被搭載部材に搭載される。なお、切断手段４０の線径、レーザ幅、ブレード幅を変更することによって切断後のチップＣＰの厚みを調整することができる。例えば、厚みが７７５μｍのウエハＷＦに対し、厚みが６７５μｍの線径、レーザ幅、ブレード幅を有する切断手段４０を用いれば、両面に厚みが５０μｍの複数のチップＣＰを形成することができる。この場合、裏面研削工程が不要となり、個片体の製造工程を短くすることができるが、裏面研削工程でチップＣＰをもっと薄く研削してもよい。

以上のような第１実施形態によれば、ウエハＷＦの分割後（厚み内での分割後）、分割面側を保持し直す必要がなく、チップＣＰを被搭載物に搭載する搭載工程を含めたチップＣＰの製造工程を簡素化することができる。

（第２実施形態）
図５において、第２実施形態の個片体製造方法は、板状部材としてのウエハＷＦを用意する板状部材用意工程と、ウエハＷＦが脆弱になる改質層２１を形成する改質層形成工程と、ウエハＷＦの側面から一方または他方の面に沿う切込１２を形成することで、当該ウエハＷＦから複数の個片体としての半導体チップＣＰを形成する切込形成工程と、ウエハＷＦを引っ張るエキスパンド工程とを有している。

板状部材用意工程は、第１実施形態と同様に、両面に造形物としての回路ＣＡおよびストリートＳＴが形成されたウエハＷＦを用意する。

改質層形成工程は、図５（ａ）に示すように、回路ＣＡが形成されたウエハＷＦを一方の面を上に向けた状態で保持テーブル２０上に載置し、図示しない減圧手段によって保持する。次いで、レーザ照射装置等の改質層形成手段６０によってレーザ光６０Ａを照射し、一方の面側のストリートＳＴに沿って当該ウエハが脆弱となる改質層２１を形成する。

切込形成工程は、図５（ｂ）に示すように、改質層２１が形成されたウエハＷＦを両面側から保持部材３０によって保持する。次いで、切断手段４０によって、ウエハＷＦの側面からウエハＷＦの一方のまたは他方の面に沿い、かつ改質層２１を横切る切込１２を形成し、当該ウエハＷＦをその厚み内で２分割する。

エキスパンド工程は、図５（ｃ）に示すように、図示しないエキスパンド手段により、保持部材３０を引っ張ることで、ウエハＷＦが改質層２１に沿って複数のチップＣＰに分割される。その後、各チップＣＰは、ピックアップ装置等によって保持部材３０から剥離され、図示しない被搭載部材に搭載される。なお、切込形成工程において、改質層２１が破壊されて当該改質層２１に沿った複数のチップＣＰが形成されるような場合や、他の工程でエキスパンドを行う場合、本願発明においてエキスパンド工程は不要である。

以上のような第２実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

本発明における手段および工程は、それら手段および工程について説明した動作、機能または工程を果たすことのできる限りなんら限定されるものではなく、まして、前記実施形態で示した単なる１実施形態の構成物や工程に全く限定されるものではない。例えば、溝形成工程は、板状部材の少なくとも一方の面に、反対側の面に貫通することのない溝を形成可能な工程であれば、出願当初の技術常識に照らし合わせてその範囲内であればなんら限定されることはない（他の手段および工程についての説明は省略する）。

[変形例１]
図６（ａ）に示すように、板状部材用意工程において、一方の面に回路ＣＡおよびストリートＳＴが形成されたウエハＷＦを用意し、図６（ｂ）に示すように、溝形成工程において、溝形成手段ＢＬが一方の面側のストリートＳＴに沿って他方の面側に貫通することのない溝１１を形成する。その後、図７に示すように、ウエハＷＦを両面側から保持部材３０で保持し、切断手段４０によって、その側面からウエハＷＦの一方のまたは他方の面に沿い、かつ溝１１を横切る切込１２を形成し、当該ウエハＷＦをその厚み内で２分割する。これにより、ウエハＷＦは、溝１１に沿った複数のチップＣＰと回路ＣＡが形成されていない下半ウエハＷＦ１とに分割される。下半ウエハＷＦ１は、図８（ａ）に示すように、板状部材用意工程において、回路形成手段１０によって回路ＣＡおよびストリートＳＴが形成される。回路ＣＡが形成された下半ウエハＷＦ１は、図８（ｂ）に示すように、溝形成工程において、保持テーブル２０上に保持され、溝形成手段ＢＬによって複数のチップＣＰに分割され、被搭載部材に搭載される。このような変形例１によれば、板状部材用意工程の際にウエハＷＦの両面の回路ＣＡを決定しておく必要がないので、各回路形成の組合せ等の自由度を高めることができる。
なお、変形例１の溝形成工程の代わりに、第２実施形態の改質層形成工程を適用してもよい。
また、変形例１の「一方の面」と「他方の面」とを入れ替えて実施してもよい。

[変形例２]
図９に示すように、板状部材用意工程において、一方の面と他方の面とに大きさやパターンの異なる回路ＣＡ１、ＣＡ２とが形成されたウエハＷＦを用意し、溝形成工程や改質層形成工程において、溝１１や改質層２１を形成して複数のチップＣＰを形成してもよい。

[変形例３]
図１０に示すように、板状部材用意工程において、ウエハＷＦの両面に回路ＣＡが上下方向でずれたウエハＷＦを用意する。そして、溝形成工程において、ストリートＳＴに沿って反対側の面に貫通することのない深さであり、ウエハＷＦの一方の面からの深さと他方の面からの深さとの合計がウエハＷＦの厚みよりも大きな溝１１ａを形成し、上述と同様にして複数のチップを形成してもよい。この場合、溝形成工程の代わりに改質層形成工程としてもよい。

[変形例４]
図１１に示すように、板状部材用意工程において、例えば、厚みが７２５μｍのウエハＷＦを用意し、切込形成工程において、厚みが３１７．５μｍの線径、レーザ幅、ブレード幅を有する切断手段５０を用いれば、両面に厚みが３０μｍの複数のチップＣＰを形成することができるとともに、中央にも厚みが３０μｍのウエハＷＦ２を形成することができる。このようなウエハＷＦ２も、板状部材用意工程、溝形成工程、改質層形成工程、エキスパンド工程等を適宜に行って回路ＣＡが形成された複数のチップＣＰに分割することができる。なお、このようにウエハＷＦを３分割するような場合、切込形成工程において、切断手段５０を２体並べて使用してもよいし、１体の切断手段５０で２度切込形成工程を行ってもよい。このような変形例４によっても、分割後のウエハＷＦの厚みを調整することができる。

板状部材用意工程において形成する回路ＣＡはどのようなものでもよく、例えば回路ＣＡが、貫通電極を有する（あるいは貫通電極のみを有する）ものでもよい。この場合、貫通電極を埋め込む貫通電極埋め込み工程を設け、上記切込形成工程において当該貫通電極を埋め込んだウエハＷＦを厚み内で２分割して貫通電極付きの複数のチップやウエハを形成することができる。
板状部材用意工程において、少なくとも一方の面に予め回路ＣＡ及びストリートＳＴが形成されたウエハＷＦを用意してもよく、この場合、回路形成手段１０による造形物形成工程が不要となる。
ウエハＷＦは、７２５μｍ、６２５μｍ等どんな厚みでもよいし、３００ｍｍ、４５０ｍｍ等どんな直径でもよい。
ウエハＷＦは、シリコン半導体ウエハ、ＳｉＣ（シリコンカーバイド）ウエハ、サファイアウエハ、化合物半導体ウエハ等が例示できる。化合物半導体ウエハは、例えばＧａＰ（リン化ガリウム）ウエハ、ＧａＡ（ヒ化ガリウム）ウエハ、ＩｎＰ（リン化インジウムガリウム）ウエハ、ＧａＮ（窒化ガリウム）ウエハ等が挙げられる。
ウエハＷＦの形状は、円形、Ｄ型、楕円形、四角形、その他の多角形等どんな形でもよい。
ウエハＷＦに形成される回路は、一方の面と他方の面とで大きさやパターンが異なっていてもよい。
ウエハＷＦには、Ｖノッチやオリエンテーションフラット等の結晶方位を示す部位があってもよい。
板状部材は、ウエハＷＦ以外に、例えば、回路基板、ベース基板、リードフレーム、ガラス板、鋼板、陶器、木板または樹脂板等、任意の形態の部材や物品等でよく、何ら限定されるものではない。従って、個片体も、それら任意の形態の部材や物品等から切断されたものでよく、何ら限定されるものではない。
造形物は、回路ＣＡ以外に、所定の図柄、絵、模様、文字、数字、立体図、凹凸模様またはそれらを組み合わせたもの等、何ら限定されることはなく、造形物形成手段も、それらを形成できるものであれば何ら限定されることはない。

溝形成工程において、溝１１の深さは任意に決定できる。
溝形成工程において、切込１２と干渉しない深さの溝１１すなわち、切込１２が横切ることのない深さの溝１１を形成し、切込形成工程の後に上述と同様のエキスパンド工程や、裏面研削工程等で複数のチップＣＰに分割してもよい。
１つのウエハＷＦに対し、溝形成工程と改質層形成工程との両方を行ってもよい。

改質層形成工程で形成する改質層は、一方の面と他方の面との両面から形成し、それら改質層を相互に接続させてもよいし、接続させなくてもよい。
改質層形成工程において、切込１２と干渉しない深さの改質層２１すなわち、切込１２が横切ることのない深さの改質層２１を形成し、切込形成工程の後に上述と同様のエキスパンド工程や、裏面研削工程等で複数のチップＣＰに分割してもよい。
改質層形成工程において、ウエハＷＦを脆弱にできる薬品や化学物質等の脆弱化部材を投与し、ストリートＳＴに沿ってウエハＷＦが脆弱となる改質層を形成してもよい。

切込形成工程後に研削工程を設けて各チップＣＰを所定の厚みにまで研削してもよい。
切込形成工程において、切断手段４０、５０でウエハＷＦを厚み内で４以上に分割してもよいし、切断手段４０、５０を３体以上並べて使用してもよい。
切込形成工程後や裏面研削工程後のウエハ又はチップの厚みは、２０μｍ、３０μｍ、６０μｍ、１００μｍ等、どんな厚みでもよい。

１１、１１ａ 溝
１２ 切込
２１ 改質層
ＣＰ 半導体チップ（個片体）
ＷＦ 半導体ウエハ（板状部材）

Claims (2)

1. 板状部材を用意する板状部材用意工程と、
   前記板状部材の一方の面および他方の面の両方の面に、反対側の面に貫通することのない溝を形成する溝形成工程と、
   前記板状部材の側面から一方の面または他方の面に沿い、かつ前記溝を横切る切込を形成することで、当該板状部材を薄化すると同時に分割し、前記一方の面および他方の面の両方の面からそれぞれ複数の個片体を形成する切込形成工程とを有していることを特徴とする個片体製造方法。
2. 板状部材を用意する板状部材用意工程と、
   前記板状部材が脆弱になる改質層を当該板状部材に形成する改質層形成工程と、
   前記板状部材の側面から一方の面または他方の面に沿い、かつ前記改質層を横切る切込を形成することで、当該板状部材を薄化すると同時に分割し、前記一方の面および他方の面の両方の面からそれぞれ複数の個片体を形成する切込形成工程とを有していることを特徴とする個片体製造方法。

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