(57)【要約】【課題】半導体ウエハを極薄型化してチップ個片化するプロセスにおいても、ウエハの表面を確実に保護して研削水の浸入による汚染を発生させないとともに、研削工程の後にはシートを容易に剥離する半導体ウエハの加工プロセスを実現する。【解決手段】回路面１０Ｓに表面保護用シート２０を貼付し、表面保護用シート２０側からウエハ１０のハーフカットダイシングを行ってハーフカット溝１０Ｋを形成する。研削用シート３０を表面保護用シート２０に重ねて貼付し、ウエハ１０の裏面を研削する。この研削によってウエハ１０を個片化チップ１８に分割した後に、シート側から紫外線を照射して表面保護用シート２０を硬化させる。さらに、表面保護用シート２０を加熱して収縮させることにより、個片化チップ１８との接触面積を低減させた後に剥離する。【選択図】図５
2010239025.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウエハの回路面に表面保護用シートを貼付した状態で、前記表面保護用シート側から前記ウエハのハーフカットダイシングを行うダイシング工程と、
研削用シートを前記表面保護用シートに貼付する貼付工程と、
前記ウエハの裏面を研削して前記ウエハをチップに個片化する研削工程と、
前記表面保護用シートを処理して前記表面保護用シートと前記回路面との接触面積を低減させる処理工程と、
処理された前記表面保護用シートおよび前記研削用シートを剥離する剥離工程とを備えることを特徴とする半導体ウエハの加工方法。
【請求項２】
前記研削工程において、前記ウエハを厚さが５０μｍ以下になるまで研削することを特徴とする請求項１に記載の半導体ウエハの加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエハの加工方法、特に極薄化するウエハの加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
情報端末機器の小型化、多機能化が急速に進む中、それらに搭載される半導体装置については、薄型化、高密度化が必要とされている。特にメモリチップにおいては、シリコンウエハを極限まで薄く加工し、多層化することで高容量化が図られている。このような半導体装置の傾向に対応して、半導体加工プロセスにおいては、ウエハの極薄加工が重要となっており、様々な極薄加工法が考案されている。
【０００３】
極薄加工法の一つとして、先ダイシングプロセス（ＤＢＧプロセス・例えば特許文献１）が有望視されている。ＤＢＧプロセスにおいては、裏面研削に先立ってウエハの回路面側からハーフカットダイシングを行い、その後、研削と同時にウエハをチップ化する。この極薄加工のためのＤＢＧプロセスでは、一般に、ウエハの表面を保護する表面保護用シートの剥離力、すなわち剥離に必要な力をあえて低下させておく必要がある。表面保護用シートを剥離する際のウエハの破損を防止するためであり、特に、厚さが１００μｍ以下程度であるウエハ（チップ）は非常に脆質であるため、剥離力の低い表面保護用シートが必要となる。
【０００４】
一方、表面保護用シートは、ウエハの裏面研削時に用いられる研削水等からウエハの回路面を保護するためのものであるため、裏面研削時にはウエハに十分に粘着していることも要求される。以上のように、表面保護用シートに対する相反する要求性能を満たすために、エネルギー線硬化型の表面保護用シートが広く用いられている。エネルギー線照射前には十分な粘着力を有し、エネルギー線の照射によって剥離が容易となるためである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−１２７０２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年のメモリーチップの高容量化に伴い、ウエハの回路表面の極微細化、高密度化が進んでいるため、個片化されたチップには微細な凹凸が多く設けられていることが多い。このように、チップの実表面積が見かけの表面積に比べて大変広くなる傾向にあるため、エネルギー線硬化型シートにエネルギー線を照射しても、剥離力を十分に低下させることができない場合がある。この場合、表面保護用シートの剥離時に、ウエハ（チップ）が破損するという問題が生じ得る。この問題は、特に、薄いウエハ（チップ）において顕著である。
【０００７】
そこで、予め剥離力が十分に低い表面保護用シートを用いる場合、表面保護用シートに十分な粘着性を持たせることはできない。この結果、ウエハが表面保護用シートによって十分に保護されなくなる。例えば、ウエハの裏面研削時に、研削水がウエハの回路面に浸入して回路面が汚染されるといった問題が生じ得る。
【０００８】
そこで本発明は、半導体ウエハを極薄型化してチップ個片化するプロセスにおいても、ウエハの表面を確実に保護するとともに、研削工程の後にはシートを容易に剥離する半導体ウエハの加工プロセスを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明における半導体ウエハの加工方法は、以下の工程を備えることを特徴とする。すなわち、ウエハの回路面に表面保護用シートを貼付した状態で、表面保護用シート側からウエハのハーフカットダイシングを行うダイシング工程と、研削用シートを表面保護用シートに貼付する貼付工程と、ウエハの裏面を研削してウエハをチップに個片化する研削工程と、表面保護用シートを処理して表面保護用シートと回路面との接触面積を低減させる処理工程と、処理された表面保護用シートおよび研削用シートを剥離する剥離工程である。また、上述の研削工程においては、厚さが５０μｍ以下になるまでウエハを研削することが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、半導体ウエハを極薄型化してチップ個片化するプロセスにおいても、ウエハの表面を確実に保護してチッピング、チップの破損等の不具合を発生させないとともに、研削工程の後にはシートを容易に剥離する半導体ウエハの加工プロセスを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】回路面にチップがボンディングされたウエハに、表面保護用シートが貼付された状態を示す断面図である。
【図２】ウエハのハーフカットダイシングを行うダイシング工程を示す断面図である。
【図３】研削用シートを表面保護用シートに重ねて貼付する貼付工程を示す断面図である。
【図４】個片化したチップの研削面に転写テープを貼付した状態を示す断面図である。
【図５】表面保護用シートを加熱して収縮させる処理工程を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本実施形態における半導体ウエハの加工方法につき説明する。この加工方法は、表面保護用シートおよび研削用シートを活用したＤＢＧプロセスである。図１は、ウエハに、表面保護用シートが貼付された状態を示す断面図である。図２は、ウエハのハーフカットダイシングを行うダイシング工程を示す断面図である。
【００１３】
ウエハ１０の回路面１０Ｓに、表面保護用シート２０を貼付する。
【００１４】
回路面１０Ｓに表面保護用シート２０を貼付したままの状態で、表面保護用シート２０側からウエハ１０のハーフカットダイシングを行う（図２参照、ダイシング工程）。ハーフカットダイシングとは、ウエハを完全に切断しないように切り込むダイシング方法である。このダイシング工程により、ハーフカット溝１０Ｋを複数形成する。ハーフカット溝１０Ｋは、ウエハ１０に対する適度な切り込み深さを有しており、ウエハ１０の裏面１０Ｒまでは達していない。ダイシング工程において、表面保護用シート２０はウエハ１０のハーフカット時に切断されるが、表面保護用シート２０によって回路面１０Ｓに対する切削水等の浸入が防止される。
【００１５】
ダイシング工程の次に、研削用シート３０を切断された表面保護用シート２０に貼付する（図３参照、貼付工程）。
【００１６】
このように、研削用シート３０と表面保護用シート２０とを積層させた状態で、グラインダを用いてウエハ１０の裏面１０Ｒを研削する。この研削時には、回路面１０Ｓが、表面保護用シート２０に積層させた研削用シート３０により、ハーフカット溝１０Ｋを介した研削水の浸入等から保護される。
【００１７】
グラインダが、ハーフカット溝１０Ｋの底面を越えて所定のチップの厚さまでウエハ１０を研削することにより、ウエハ１０を、ハーフカット溝１０Ｋにより隔てられた多数のチップに分割、個片化する（研削工程）。例えば、厚さが５０μｍ以下の極薄となるように、ウエハ１０を研削する。こうして個片化されたチップは、表面保護用シート２０に積層された研削用シート３０により固定されているため、チップが散逸することもなく、また、チップ同士の接触による破損等も防止される。
【００１８】
図４は、個片化したチップの研削面に転写テープ１６を貼付した状態を示す断面図である。図５は、表面保護用シート２０を処理して収縮させる処理工程を示す断面図である。
【００１９】
表面保護用シート２０の硬化後、個片化チップ１８の裏面（研削された面）１８Ｒ側に転写テープ１６を貼付する。転写テープ１６は、適度な粘着性により個片化チップ１８を保持する。この状態において、表面保護用シート２０を処理する。処理を加熱で行う場合、加熱は、加熱炉やヒートプレート等によって行ってもよい。ヒートプレートを用いる場合は、研削用シート３０側から行っても良く、転写テープ１６側から行っても良い。この処理（処理工程）により、収縮性の表面保護用シート２０を収縮させ、図５に示されるように、表面保護用シート２０と、個片化チップ１８の表面との接触面積を低減させる。また、収縮した表面保護用シート２０の端部は個片化チップ１８の表面から浮き上がり、個片化チップ１８の表面との間にわずかな隙間が形成され得る。
【００２０】
その後、表面保護用シート２０と研削用シート３０とを個片化チップ１８から剥離する（剥離工程）。このとき、研削用シート３０が表面保護用シート２０に強固に接着していることで、切断された表面保護用シート２０は、研削用シート３０と一体で剥離することができる。また、表面保護用シート２０における個片化チップ１８との接触面が小さくなっている上に、表面保護用シート２０の周辺部と個片化チップ１８の表面との間にわずかな隙間が形成され得るため、厚さが５０μｍ以下、特に厚さが２５μｍ以下の極薄のチップにおいても、表面保護用シート２０の剥離は、さらに容易となる。
【００２１】
次に、本実施形態で用いられる表面保護用シート２０について説明する。
本発明における表面保護用シート２０は、基材２２と粘着剤層２４を含む。基材２２は、何らかの処理を施すと収縮するフィルムである。基材２２を収縮させるための処理としては、加熱処理が好ましい。
このような性質を有する基材２２としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン等のポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート、ポリ塩化ビニルなどが挙げられる。特に、熱収縮性ポリエチレンフィルムが好ましい。
基材２２の収縮率Ｒ（％）は、以下の（１）式により算出される。基材２２を１２０℃に加熱したときの収縮率Ｒは、１０〜９０％であることが好ましく、より好ましくは２０〜８０％である。基材２２の収縮率Ｒが低い場合、個片化チップ１８（図４、５等参照）からの表面保護用シート２０の剥離が困難となり、収縮率Ｒが高い場合、剥離工程に先立って表面保護用シート２０が不必要に収縮し得るからである。
Ｒ＝（Ｌ１−Ｌ２）／Ｌ１×１００・・・（１）
（Ｌ１（ｍｍ）は収縮前の寸法、Ｌ２（ｍｍ）は加熱による収縮後の寸法）
基材２２の厚さは、好ましくは２〜１６０μｍであり、より好ましくは１０〜５０μｍである。基材２２があまりにも薄い場合、回路面１０Ｓ（図１、２等参照）を十分に保護できなくなり、厚さが大き過ぎる場合、加熱による収縮が不十分となり得るからである。
また、基材２２は、熱収縮するタイプの他にも、紫外線、電子線などのエネルギー線の照射によって収縮する材質を用いて形成されても良い。
表面保護用シート２０の粘着剤層２４は、例えばアクリル系粘着剤を主な成分とする。粘着剤層２４は適度に柔らかいため、回路面１０Ｓに貼付されると、チップ１２の表面の微小な凹凸にも追従する。粘着剤層２４は、紫外線などのエネルギー線の照射によって硬化し、剥離が容易になるエネルギー線硬化型粘着剤からなる層であることが好ましい。粘着剤層２４の厚さは、好ましくは２〜２００μｍであり、より好ましくは５〜６０μｍである。
【００２２】
続いて、本実施形態で用いられる研削用シート３０について説明する。
研削用シート３０は、基材３２と粘着剤層３４を含む。
基材３２は、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリブタジエン、ポリメチルペンテン、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル共重合体、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、ポリウレタン、エチレン酢酸ビニル共重合体、アイオノマー樹脂、エチレン・（メタ）アクリル酸共重合体、エチレン・（メタ）アクリル酸エステル共重合体、ポリスチレン、ポリカーボネート、フッ素樹脂、およびその水添加物または変性物等からなるフィルムで形成されている。またこれらの架橋フィルムも用いられる。上記の基材は、１種単独でも良いし、さらにこれらを２種類以上組み合わせた複合フィルムであっても良い。
基材３２のヤング率は、３．０×１０７〜５．０×１０９Ｐａの範囲内にあることが好ましく、ヤング率と基材３２の厚さとの積は、１．０×１０３〜１．０×１０７Ｎ／ｍの範囲内にあることが好ましい。ヤング率の値や、ヤング率と厚さの積の値が上述の範囲未満であれば、研削用シート３０が柔らかくなり過ぎ、研削時にウエハが割れたり、チッピング等の不具合を生じ得る。また、表面保護シート２０の熱収縮により研削用シート３０の形状が保たれなくなり、シートが反る等の不具合を生じる。一方、ヤング率の値等が上述の範囲を超えると、硬すぎる研削用シート３０が、表面保護用シート２０に追従できなくなり、表面保護用シート２０から剥離してしまうおそれがあるからである。
基材３２の厚さは、好ましくは１０〜２００μｍであり、より好ましくは５０〜１５０μｍである。
粘着剤層３４は、例えばアクリル系粘着剤を主な成分とする。粘着剤層３４は、研削用シート３０が、収縮した表面保護用シート２０から剥れない強固な粘着性を有する強粘着タイプの粘着剤が選択される。粘着剤層３４の厚さは、好ましくは５〜１００μｍであり、より好ましくは１０〜５０μｍである。
【００２３】
以下、本実施形態における、表面保護用シート２０と研削用シート３０の実施例の成分ならびに製造方法につき説明する。
【００２４】
まず、実施例１における表面保護用シート２０の配合につき、説明する。各配合量は、固形分換算の値を示す。アクリル酸ｎ−ブチル７０重量部、メタクリル酸メチル１０重量部、アクリル酸２−ヒドロキシエチル２０重量部の共重合体を作成し、アクリル酸２−ヒドロキシエチルの水酸基の８０％に対しメタクリロイルオキシエチルイソシアナートを付加させ、アクリル系粘着剤とした。このアクリル系粘着剤１００重量部に、イソシアナート系架橋剤（日本ポリウレタン社製・コロネートＬ）０．１８５重量部を加え、実施例１の表面保護用シート２０における粘着剤層２４の組成物を製造した。
【００２５】
この粘着剤層組成物を、剥離処理された厚さ３８μｍのポリエチレンテレフタレートフィルム上に厚さ２０μｍとなるように塗布し、１００℃で１分間加熱した。こうして形成された粘着剤層２４を、基材２２を形成するための収縮性ポリエチレンフィルムと貼合して転写し、実施例１の表面保護用シート２０とした。
【００２６】
なお、基材２２を形成した収縮性ポリエチレンフィルムは、厚さが３５μｍであり、１２０℃に加熱したときの収縮率が５０％であった。
【００２７】
なお収縮率Ｒ（％）は、ポリエチレンフィルムにおける収縮前の寸法Ｌ１（ｍｍ）と、加熱による収縮後の寸法Ｌ２（ｍｍ）とから、以下の（１）式により算出した。
Ｒ＝（Ｌ１−Ｌ２）／Ｌ１×１００・・・（１）
【００２８】
実施例１の研削用シート３０としては、粘着剤層３４の厚さが４０μｍであるアクリル系強粘着フィルムを用いた。この研削用シート３０においては、基材３２のヤング率が４６００ＭＰａ、厚さが１００μｍであり、ヤング率と厚さの積は、４６０，０００Ｎ／ｍであった。
【００２９】
実施例２では、１２０℃加熱時の収縮率が７０％である収縮性ポリエチレンを用いて、表面保護用シート２０の基材２２を形成した他、実施例１と同じ表面保護用シート２０および研削用シート３０を用いた。また、実施例３では、１２０℃加熱時の収縮率が３０％の収縮性ポリエチレンを基材２２として用いた他、実施例１、２と同じ表面保護用シート２０および研削用シート３０を用いた。
【００３０】
次に、実施例１〜３の表面保護用シート２０および研削用シート３０の評価試験と結果につき説明する。
【００３１】
まず、直径８インチ、厚さ７２５μｍのダミーウエハにおける回路面に、ラミネータ（リンテック株式会社製ＲＡＤ−３５１０Ｆ／１２）を用いて、上述の熱収縮性の表面保護用シート２０を貼付した。次に、ダイシング装置（ディスコ株式会社製、ＤＦＤ６３６１）を用いて、回路面に対して表面保護用シート２０とともにウエハのハーフカットダイシングを行い、幅３５μｍ、深さ５０μｍの格子状の溝を形成した。
【００３２】
次に、ラミネータ（リンテック株式会社製ＲＡＤ−３５１０Ｆ／１２）を用いて、研削用シート３０を表面保護用シート２０上に貼付した。そして、裏面研磨装置（ディスコ（株）製、ＤＧＰ８７６０）にてダミーウエハの厚さが２０μｍとなるまで極薄化研削すると同時に個片化チップ１８（１２ｍｍ×１２ｍｍ）へと個片化した。
【００３３】
その後、紫外線照射ユニット付きテープマウンタ（リンテック社製、ＲＡＤ−２７００Ｆ／１２）を用いて、シート面側から紫外線を照射し、転写テープ１６を個片化チップ１８の研削面側に貼付した。そして８０℃のホットプレート上に転写テープ１６面が接するように３０秒間、静置して表面保護用シート２０を加熱収縮させた。こうして収縮させた表面保護用シート２０と研削用シート３０とを、転写テープ１６により保持された個片化チップ１８から剥離した。
【００３４】
表面保護用シート２０と研削用シート３０との剥離後に、個片化チップ１８の表面への研削水の浸入、汚染の有無を観察、評価した。また、チップが破損することなく、すべてのチップが転写シートに転写されるかを評価した。
表１は、実施例の評価試験の結果を示す。
【００３５】
【表１】
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【００３６】
表１の結果から明らかであるように、本発明の実施例においては、研削水の浸入や個片化チップ１８の表面汚染も観察されなかった。また、全てのチップが破損することなく転写シートに転写されており、剥離不良は発生しなかった。以上のことから明らかであるように、本発明の実施例においては、ダイシング工程にて表面保護用シート２０がウエハ１０を確実に保護しており、研削水のウエハ表面への浸入を研削用シート３０が確実に防止しており、さらに極薄のチップから表面保護用シート２０および研削用シート３０を問題なしに剥離することができたという、全般的に良好な結果が示された。
【００３７】
以上のように本実施形態によれば、表面保護用シート２０および研削用シート３０を併用したＤＢＧプロセスにより、ウエハ１０を極薄化するための裏面研削においても、ウエハ１０の表面を確実に保護して研削水の浸入による汚染等を防止し、さらにチップを破損することなしにシートを剥離することが可能である。
【００３８】
これは、十分な粘着性のある表面保護用シート２０をウエハ１０に貼付し、表面保護用シート２０ごとハーフカットダイシングを行うことにより回路面１０Ｓを確実に保護する（図２等参照）とともに、研削用シート３０を積層させた状態でウエハ裏面を研削する（図４等参照）ため、個片化されたチップの表面を研削用シート３０によって保護することができるからである。さらに、このように粘着性の高い表面保護用シート２０を、ウエハ１０およびチップの表面を保護する役目を終えた後で加熱し、収縮させた（図５等参照）ことにより、剥離を容易にしたためである。
【符号の説明】
【００３９】
１０  ウエハ
１０Ｋ  ハーフカット溝
１０Ｒ  裏面
１０Ｓ  回路面
１６  転写テープ
１８  個片化チップ
２０  表面保護用シート
２２  基材
２４  粘着剤層
３０  研削用シート
３２  基材
３４  粘着剤層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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