(57)【要約】      （修正有）【課題】品質を低下させることなく、第１の半導体デバイスの裏面に第２の半導体デバイスを接合して構成する半導体装置の製造方法を提供する。【解決手段】基板の表面に絶縁膜と機能膜が積層された積層体によって複数の第１のデバイスが形成されたウエーハ２の裏面を研削する裏面研削工程と、ウエーハ２の裏面に第２の半導体デバイス２２０を接合し積層ウエーハ２２２を形成するデバイス接合工程と、ウエーハ２の複数のデバイスを区画するストリート２３に沿ってレーザー光線を照射する積層体除去工程と、ウエーハ２の表面２ａをフレームに装着されたダイシングテープＴに貼着するウエーハ支持工程と、ウエーハ２の基板の裏面側からストリート２３に沿って加工し、第１の半導体デバイスの裏面に第２の半導体デバイス２２０が接合された個々の半導体装置に分離するウエーハ分割工程とを含む。【選択図】図１１
2010251416.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の半導体デバイスの裏面に第２の半導体デバイスを接合して構成する半導体装置の製造方法であって、
基板の表面に絶縁膜と機能膜が積層された積層体によって複数の第１のデバイスが形成されたウエーハの基板の裏面を研削して所定の厚みに形成する裏面研削工程と、
第１のデバイスが形成されたウエーハの基板の裏面における該第１の半導体デバイスと対応する所定位置に該第２の半導体デバイスを接合し積層ウエーハを形成するデバイス接合工程と、
第１のデバイスが形成されたウエーハの複数のデバイスを区画するストリートに沿ってレーザー光線を照射しストリートに沿って積層体を除去する積層体除去工程と、
該デバイス接合工程および該積層体除去工程が実施された積層ウエーハを構成するウエーハの表面を環状のフレームに装着されたダイシングテープに貼着するウエーハ支持工程と、
該ウエーハ支持工程が実施された積層ウエーハを構成するウエーハの基板の裏面側からストリートに沿って加工し、該第１の半導体デバイスの裏面に該第２の半導体デバイスが接合された個々の半導体装置に分離するウエーハ分割工程と、を含む、
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
該積層体除去工程は、該デバイス接合工程を実施した後に実施する、請求項１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
該積層体除去工程は、該裏面研削工程を実施した後に実施する、請求項１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
該積層体除去工程は、該裏面研削工程を実施する前に実施する、請求項１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
該ウエーハ分割工程は、積層ウエーハを構成するウエーハの基板の裏面側から切削ブレードによってウエーハをストリートに沿って切断する、請求項１から４のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項６】
該ウエーハ分割工程は、積層ウエーハを構成するウエーハの基板の裏面側からストリートに沿ってレーザー光線を照射し、積層ウエーハを構成するウエーハをストリートに沿って分割する、請求項１から４のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、第１の半導体デバイスの裏面に第２の半導体デバイスを接合して構成する半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイス製造工程においては、略円板形状であるウエーハの表面に格子状に配列されたストリートと呼ばれる分割予定ラインによって複数の領域が区画され、この区画された領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスを形成する。このように形成されたウエーハはストリートに沿って個々のデバイスに分割され、電気機器に広く利用されている。ウエーハをストリートに沿って分割する方法としては、切削装置を用いて切削ブレードによりストリートに沿って切断する方法が一般に用いられている。また、ウエーハをストリートに沿って分割する方法として、ウエーハのストリートに沿ってパルスレーザー光線を照射することによりレーザー加工溝を形成する方法も実用化されている。
【０００３】
一方近年、電気機器の小型化を図るため、第１の半導体デバイスの裏面に第２の半導体デバイスを接合して構成する半導体装置が提案されている。この半導体装置は、フリップチップボンディング技術を用いて、第１の半導体デバイスに設けられ裏面に露出するスタッド電極と第２の半導体デバイスの表面に形成されたボンディングパッドを接合して構成する。
【０００４】
上述した第１の半導体デバイスの裏面に第２の半導体デバイスを接合して構成する半導体装置は、半導体装置を１個づつ組み立てて製造するため、その都度半導体デバイスを搬送・配置する工程と、各半導体デバイスの位置を検出する工程とを実施しなければならず、生産性の面で問題がある。
【０００５】
上記問題を解消するために、第１の半導体デバイスが複数形成されたウエーハを個々の半導体デバイスに分割する前のウエーハの状態において、各第１の半導体デバイスの裏面に第２の半導体デバイスを接合した後に、第１の半導体デバイスが複数形成されたウエーハを個々の半導体デバイスに分割することにより、第１の半導体デバイスの裏面に第２の半導体デバイスを接合した半導体装置を製造する方法が、下記特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−２５０５５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
而して、裏面に第２の半導体デバイスを接合したウエーハを、表面に形成されたストリートに沿って表面側から切削ブレードによって切削すると、ウエーハの裏面にはストリートに対応する領域に隙間を形成して第２の半導体デバイスが接合されているので、隙間の近傍において微細な振動が発生し、切削溝に沿ってチッピングが生じるという問題がある。
また、裏面に第２の半導体デバイスを接合したウエーハの表面に形成されたストリートに沿って表面側からレーザー光線を照射してウエーハをストリートに沿って分割すると、レーザー光線の照射によって発生するデブリがウエーハの裏面に接合された第２の半導体デバイスの側面に付着し、第２の半導体デバイスの品質を低下させるという問題がある。
更に、裏面に第２の半導体デバイスを接合したウエーハを、表面に形成されたストリートに沿って裏面側から切削ブレードによって切削すると、基板の表面に絶縁膜と機能膜が積層された積層体によって複数のデバイスが形成されたウエーハにおいては、積層体が剥離して第１の半導体デバイスの品質を低下させるという問題がある。即ち、ＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスの処理能力を向上するために、シリコン等の基板の表面にSiO2,SiO,SiN等のガラス質材料からなる低誘電率絶縁体被膜（Ｌｏｗ−ｋ膜）と回路を形成する機能膜が積層された積層体によってデバイスを形成せしめた形態のウエーハが実用化されている。しかるに、Ｌｏｗ−ｋ膜はウエーハの素材と異なるため、切削ブレードによって同時に切削することが困難である。即ち、Ｌｏｗ−ｋ膜は雲母のように非常に脆いことから、切削ブレードによりストリートに沿って切削すると、Ｌｏｗ−ｋ膜が剥離し、この剥離が回路にまで達しデバイスに致命的な損傷を与えるという問題がある。
【０００８】
本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術的課題は、第１の半導体デバイスおよび第１の半導体デバイスの裏面に接合される第２の半導体デバイスの品質を低下させることなく、第１の半導体デバイスの裏面に第２の半導体デバイスを接合して構成する半導体装置の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、第１の半導体デバイスの裏面に第２の半導体デバイスを接合して構成する半導体装置の製造方法であって、
基板の表面に絶縁膜と機能膜が積層された積層体によって複数の第１のデバイスが形成されたウエーハの基板の裏面を研削して所定の厚みに形成する裏面研削工程と、
第１のデバイスが形成されたウエーハの基板の裏面における該第１の半導体デバイスと対応する所定位置に該第２の半導体デバイスを接合し積層ウエーハを形成するデバイス接合工程と、
第１のデバイスが形成されたウエーハの複数のデバイスを区画するストリートに沿ってレーザー光線を照射しストリートに沿って積層体を除去する積層体除去工程と、
該積層体除去工程が実施された積層ウエーハの表面を環状のフレームに装着されたダイシングテープに貼着するウエーハ支持工程と、
該ウエーハ支持工程が実施された積層ウエーハを構成するウエーハの基板の裏面側からストリートに沿って加工し、該第１の半導体デバイスの裏面に該第２の半導体デバイスが接合された個々の半導体装置に分離するウエーハ分割工程と、を含む、
ことを特徴とする半導体装置の製造方法が提供される。
【００１０】
上記積層体除去工程は、上記デバイス接合工程を実施した後に実施してもよく、上記裏面研削工程を実施した後に実施してもよく、また、上記裏面研削工程を実施する前に実施してもよい。
上記ウエーハ分割工程は、積層ウエーハを構成するウエーハの基板の裏面側から切削ブレードによってウエーハをストリートに沿って切断する。
また、ウエーハ分割工程は、積層ウエーハを構成するウエーハの基板の裏面側からストリートに沿ってレーザー光線を照射し、積層ウエーハを構成するウエーハをストリートに沿って分割する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、上記ウエーハ支持工程が実施された積層ウエーハを構成するウエーハの基板の裏面側からストリートに沿って加工し、第１の半導体デバイスの裏面に第２の半導体デバイスが接合された個々の半導体装置に分離するウエーハ分割工程を実施するので、積層ウエーハを構成するウエーハの下側となる表面はダイシングテープに貼着され隙間がなく、切削装置によってウエーハ分割工程を実施する場合には切削ブレードによる切削で振動が発生しないため、切削溝に沿ってチッピングが生じることはない。なお、ウエーハ分割工程を実施する際には、上記積層体除去工程が既に実施され第１のデバイスが形成されたウエーハのストリートに沿って積層体が除去されているので、切削ブレードによってウエーハをストリートに沿って切削しても積層体が剥離することはない。また、ウエーハ分割工程をレーザー加工装置によって実施する場合には、レーザー光線の照射によって発生するデブリはダイシングテープに付着し、積層ウエーハを構成するウエーハの裏面に接合された第２の半導体デバイスの側面にデブリが付着することはない。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明による半導体装置の製造方法に用いる第１の半導体デバイスが複数形成されたウエーハの斜視図。
【図２】本発明による半導体装置の製造方法に用いる第２の半導体デバイスが複数形成されたウエーハおよび第２の半導体デバイスの斜視図。
【図３】本発明による半導体装置の製造方法における保護部材貼着工程の説明図。
【図４】本発明による半導体装置の製造方法における裏面研削工程の説明図。
【図５】本発明による半導体装置の製造方法におけるデバイス接合工程の説明図。
【図６】図５に示すデバイス接合工程が実施されたウエーハの斜視図。
【図７】本発明による半導体装置の製造方法における積層体除去工程を実施するためのレーザー加工装置の要部斜視図。
【図８】本発明による半導体装置の製造方法における積層体除去工程の説明図。
【図９】本発明による半導体装置の製造方法におけるウエーハ支持工程の説明図。
【図１０】本発明による半導体装置の製造方法におけるウエーハ分割工程の第１の実施形態を実施するための切削装置の要部斜視図。
【図１１】本発明による半導体装置の製造方法におけるウエーハ分割工程の第１の実施形態を示す説明図。
【図１２】図１１に示すウエーハ分割工程における切削ブレードの切り込み送り位置およびウエーハ分割工程が実施されたウエーハを拡大して示す断面図。
【図１３】本発明による半導体装置の製造方法によって製造された半導体装置の斜視図。
【図１４】本発明による半導体装置の製造方法におけるウエーハ分割工程の第２の実施形態を実施するためのレーザー加工装置の要部斜視図。
【図１５】本発明による半導体装置の製造方法におけるウエーハ分割工程の第２の実施形態を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明による半導体装置の製造方法の好適な実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
【００１４】
図１の(a)および(b)には、本発明による半導体装置の製造方法に用いる第１の半導体デバイスが複数形成されたウエーハの斜視図および要部拡大断面図が示されている。図１の(a)および(b)に示すウエーハ２は、例えば厚みが７００μmのシリコン等の基板２０の表面に絶縁膜と回路を形成する機能膜が積層された積層体２１によって複数のＩＣ、ＬＳＩ等の第１の半導体デバイス２２がマトリックス状に形成されている。そして、各第１の半導体デバイス２２は、格子状に形成されたストリート２３によって区画されている。積層体２１は厚みが２〜１０μmに形成されており、積層体２１を形成する絶縁膜は、SiO2,
SiO,SiN等ガラス質材料からなる低誘電率絶縁体被膜（Ｌｏｗ−ｋ膜）からなっている。また、ウエーハ２は、図１の(b)に示すようにデバイス２２の表面に配設された複数のボンディングパッド２４を備えているとともに、このボンディングパッド２４に接続しシリコン基板２０に埋設された銅等の金属材からなるスタッド電極２５を備えている。
【００１５】
また、図２の(a)および(b)には本発明による半導体装置の製造方法に用いる第２の半導体デバイスが複数形成されたウエーハの斜視図および要部拡大断面図が示されている。図２の(a)および(b)に示すウエーハ２００は、例えば厚みが７００μmのシリコンウエーハからなり、表面２００ａに複数のＩＣ、ＬＳＩ等の第２の半導体デバイス２２０がマトリックス状に形成されている。そして、各第１の半導体デバイス２２０は、格子状に形成されたストリート２３０によって区画されている。第２の半導体デバイス２２０の表面には、上記第１の半導体デバイス２２に設けられたスタッド電極２５と対応する位置にボンディングパッド２４０が形成されている。このように構成されたウエーハ２００は、裏面２００bが研削されて所定の厚みに形成された後、切削装置等のダイシング装置によってストリート２３０に沿って切断され、図２の(c)に示すように個々の第２の半導体デバイス２２０に分割される。
【００１６】
以下、上記第１の半導体デバイス２２が複数形成されたウエーハ２および第２の半導体デバイス２２０を用いて第１の半導体デバイス２２の裏面に第２の半導体デバイス２２０を接合して構成する半導体装置の製造方法について説明する。
本発明による半導体装置の製造方法の実施形態においては、図３の(a)および(b)に示すようにウエーハ２の表面２ａに第１の半導体デバイス２２を保護するための保護部材３を貼着する（保護部材貼着工程）。
【００１７】
上述した保護部材貼着工程を実施したならば、ウエーハ２の基板２０の裏面２０bを研削して所定の厚みに形成する裏面研削工程を実施する。この裏面研削工程は、図４に示す研削装置によって実施する。図４に示す研削装置４は、被加工物を保持するチャックテーブル４１と、該チャックテーブル４１に保持された被加工物を研削する研削手段４２を具備している。チャックテーブル４１は、上面に被加工物を吸引保持し図４において矢印４１aで示す方向に回転せしめられる。研削手段４２は、スピンドルハウジング４２１と、該スピンドルハウジング４２１に回転自在に支持され図示しない回転駆動機構によって回転せしめられる回転スピンドル４２２と、該回転スピンドル４２２の下端に装着されたマウンター４２３と、該マウンター４２３の下面に取り付けられた研削ホイール４２４とを具備している。この研削ホイール４２４は、円板状の基台４２５と、該基台４２５の下面に環状に装着された研削砥石４２６とからなっており、基台４２５がマウンター４２３の下面に締結ボルト４２７によって取り付けられている。
【００１８】
上述した研削装置４を用いて裏面研削工程を実施するには、チャックテーブル４１の上面（保持面）に上述した保護部材貼着工程が実施されたウエーハ２の保護部材３側を載置する。そして、図示しない吸引手段を作動することにより、チャックテーブル４１上に保護部材３を介してウエーハ２を吸引保持する。従って、チャックテーブル４１上に保護部材３を介し吸引保持されたウエーハ２は、基板２０の裏面２０ｂが上側となる。このようにチャックテーブル４１上にウエーハ２を吸引保持したならば、チャックテーブル４１を矢印４１aで示す方向に例えば３００ｒｐｍで回転しつつ、研削手段４２の研削ホイール４２４を矢印４２４aで示す方向に例えば６０００ｒｐｍで回転せしめてウエーハ２の基板２０の裏面２０bに接触せしめ、研削ホイール４２４を所定の研削送り速度で下方に所定量研削送りすることによりウエーハ２の基板２０の裏面２０bを研削してウエーハ２を所定の厚み(例えば、１００μm)に形成する。
【００１９】
上述した裏面研削工程を実施したならば、裏面研削工程が実施されたウエーハ２の基板２０の裏面２０bにおける第１の半導体デバイス２２と対応する所定位置に第２の半導体デバイス２２０を接合し積層ウエーハを形成するデバイス接合工程を実施する。このデバイス接合工程について、図５および図６を参照して説明する。即ち、図５の(a)および(b)に示すようにボンディング装置５の保持テーブル５１上に上述したように裏面研削工程が実施されたウエーハ２の表面２ａに貼着された保護部材３側を載置する。そして、図示しない吸引手段を作動することにより、保持テーブル５１上に保護部材３を介してウエーハ２を吸引保持する。従って、保持テーブル５１上に保護部材３を介して保持されたウエーハ２は、基板２０の裏面２０ｂが上側となる。このようにして保持テーブル５１上に保護部材３を介してウエーハ２を保持したならば、吸着ハンド５２によって上記図２の(b)に示す第２の半導体デバイス２２０を吸引保持し、保持テーブル５１上に保持されたウエーハ２の基板２０の裏面２０bにおける第１の半導体デバイス２２と対応する所定位置の上方に搬送する。そして、ウエーハ２の基板２０の裏面２０bにおける第１の半導体デバイス２２と対応する所定位置と第２の半導体デバイス２２０との位置合わせを行い、図５の(b)に示すように吸着ハンド５２を下降させて、第２の半導体デバイス２２０を第１の半導体デバイス２２の基板２０の裏面２０bにおける所定位置に接合する。そして、このデバイス接合工程をウエーハ２の基板２０の裏面２０bにおける全ての第１の半導体デバイス２２と対応する所定位置に実施することにより、図６に示すように積層ウエーハ２２２が形成される。なお、上述したデバイス接合工程においては、フリップチップボンディング技術を用いて、第１の半導体デバイス２２に設けられたスタッド電極２５（図１の(b)参照）と第２の半導体デバイス２２０の表面に形成されたボンディングパッド２４（図２の(b)および(c)）を対面させて接合する。
【００２０】
次に、第１のデバイス２２が形成されたウエーハ２のストリート２３に沿ってレーザー光線を照射しストリート２３に沿って積層体２１を除去する積層体除去工程を実施する。この積層体除去工程は、図７に示すレーザー加工装置６を用いて実施する。図７に示すレーザー加工装置６は、被加工物を保持するチャックテーブル６１と、該チャックテーブル６１上に保持された被加工物にレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段６２と、チャックテーブル６１上に保持された被加工物を撮像する撮像手段６３を具備している。チャックテーブル６１は、被加工物を吸引保持するように構成されており、図示しない移動機構によって図７において矢印Ｘで示す加工送り方向および矢印Ｙで示す割り出し送り方向に移動せしめられるようになっている。上記レーザー光線照射手段６２は、実質上水平に配置された円筒形状のケーシング６２１を含んでいる。ケーシング６２１内には図示しないＹＡＧレーザー発振器或いはＹＶＯ４レーザー発振器からなるパルスレーザー光線発振器や繰り返し周波数設定手段を備えたパルスレーザー光線発振手段が配設されている。上記ケーシング６２１の先端部には、パルスレーザー光線発振手段から発振されたパルスレーザー光線を集光するための集光器６２２が装着されている。上記レーザー光線照射手段６２を構成するケーシング６２１の先端部に装着された撮像手段６３は、被加工物を照明する照明手段と、該照明手段によって照明された領域を捕らえる光学系と、該光学系によって捕らえられた像を撮像する撮像素子（ＣＣＤ）等を備え、撮像した画像信号を図示しない制御手段に送る。
【００２１】
上述したレーザー加工装置６を用いて実施する積層体除去工程について、図７および図８を参照して説明する。
積層体除去工程は、積層ウエーハ２２２を構成するウエーハ２の表面２aに貼着されている保護テープ３を剥離するとともに、積層ウエーハ２２２を構成する複数の第２の半導体デバイス２２０の裏面に保護部材３０を貼着し、図７に示すようにレーザー加工装置３のチャックテーブル６１上に積層ウエーハ２２２に貼着された保護部材３０側を載置する。そして、図示しない吸引手段を作動することによりチャックテーブル６１上に保護部材３０を介して積層ウエーハ２２２が吸引保持される。このようにしてチャックテーブル６１上に保持された積層ウエーハ２２２は、第１の半導体デバイス２２が形成されたウエーハ２の表面２aが上側となる。
【００２２】
上述したように積層ウエーハ２２２を吸引保持したチャックテーブル６１は、図示しない加工送り手段によって撮像手段６３の直下に移動される。チャックテーブル６１が撮像手段６３の直下に位置付けられると、撮像手段６３および図示しない制御手段によって積層ウエーハ２２２を構成するウエーハ２のレーザー加工すべき加工領域を検出するアライメント作業を実行する。即ち、撮像手段６３および図示しない制御手段は、積層ウエーハ２２２を構成するウエーハ２の所定方向に形成されているストリート２３と、ストリート２３に沿ってレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段６２の集光器６２２との位置合わせを行うためのパターンマッチング等の画像処理を実行し、レーザー光線照射位置のアライメントを遂行する。また、積層ウエーハ２２２を構成するウエーハ２に形成されている上記所定方向に対して直交する方向に延びるストリート２３に対しても、同様にレーザー光線照射位置のアライメントが遂行される。
【００２３】
以上のようにしてチャックテーブル６１上に保持された積層ウエーハ２２２を構成するウエーハ２の所定方向に形成されているストリート２３を検出し、レーザー光線照射位置のアライメントが行われたならば、図８の（ａ）で示すようにチャックテーブル６１をレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段６２の集光器６２２が位置するレーザー光線照射領域に移動し、所定のストリート２３を集光器６２２の直下に位置付ける。このとき、図８の（ａ）で示すように積層ウエーハ２２２を構成するウエーハ２は、ストリート２３の一端(図８の（ａ）において左端)が集光器６２２の直下に位置するように位置付けられる。次に、レーザー光線照射手段６２の集光器６２２から積層体２１に対して吸収性を有する波長（例えば、３５５nm）のパルスレーザー光線を照射しつつチャックテーブル６１を図８の（ａ）において矢印Ｘ１で示す方向に所定の加工送り速度で移動せしめる。そして、図８の（ｂ）で示すようにストリート２３の他端（図８において右端）が集光器６２２の直下位置に達したら、パルスレーザー光線の照射を停止するとともにチャックテーブル６１の移動を停止する。この積層体除去工程においては、パルスレーザー光線の集光点Ｐをストリート２３の表面付近に合わせる。この結果、図８の(c)に示すように積層ウエーハ２２２を構成するウエーハ２の基板２０の表面に積層された積層体２１には、ストリート２３に沿ってレーザー加工溝２３０が形成されストリート２３に沿って積層体２１が除去される。
【００２４】
なお、上記積層体除去工程は、例えば以下の加工条件で行われる。
レーザー光線の光源  ：ＹＶＯ４レーザーまたはＹＡＧレーザー
波長                ：３５５ｎｍ
出力                ：４Ｗ
繰り返し周波数      ：１００ｋＨｚ
集光スポット径      ：φ５０μｍ
加工送り速度        ：１００ｍｍ／秒
【００２５】
上述した積層体除去工程を積層ウエーハ２２２を構成するウエーハ２に形成された全てのストリート２３に実施する。
以上のようにして、積層ウエーハ２２２を構成するウエーハ２の所定方向に延在する全てのストリート２３に沿って積層体除去工程を実施したならば、チャックテーブル６１を９０度回動せしめて、上記所定方向に対して直交する方向に延びる各ストリート２３に沿って積層体除去工程を実施する。この結果、積層ウエーハ２２２を構成するウエーハ２の基板２０の表面に積層された積層体２１には、全てのストリート２３に沿ってレーザー加工溝２３０が形成されストリート２３に沿って積層体２１が除去される。
【００２６】
なお、積層体除去工程は、上述したデバイス接合工程を実施した後に実施してもよいが、上記裏面研削工程を実施した後に実施してもよく、また、上記裏面研削工程を実施する前に実施してもよい。
【００２７】
以上のようにしてデバイス接合工程および積層体除去工程を実施したならば、積層ウエーハ２２２を構成するウエーハ２の表面２aを環状のフレームに装着されたダイシングテープに貼着するウエーハ支持工程を実施する。即ち、図９に示すように環状のフレームFに装着されたダイシングテープTの表面に積層ウエーハ２２２を構成するウエーハ２の表面２aを貼着する。そして、積層ウエーハ２２２を構成する複数の第２の半導体デバイス２２０の裏面に貼着されている保護部材３０を剥離する。
【００２８】
次に、積層ウエーハ２２２を構成するウエーハ２を基板２０の裏面２０b側からストリート２３に沿って加工し、第１の半導体デバイス２２の裏面に第２の半導体デバイス２２０が接合された個々の半導体装置に分離するウエーハ分割工程を実施する。このウエーハ分割工程の第１に実施形態について、図１０乃至図１２を参照して説明する。ウエーハ分割工程の第１の実施形態は、図１０に示す切削装置を用いて実施する。図１０に示す切削装置７は、吸引保持手段を備えたチャックテーブル７１と、切削ブレード７２１を備えた切削手段７２と、チャックテーブル７１上に保持された被加工物を撮像する撮像手段７３を具備している。チャックテーブル７１は、図示しない切削送り機構によって図１０において矢印Ｘで示す切削送り方向に移動せしめられるとともに、図示しない割り出し送り機構によって矢印Ｙで示す割り出し送り方向に移動せしめられるようになっている。また、チャックテーブル７１は、図示しない回転機構によって回転せしめられるようになっている。上記撮像手段７３は、切削ブレード７２１と矢印Ｘで示す切削送り方向において同一線上に配設されている。この撮像手段７３は、図示の実施形態においては可視光線によって撮像する通常の撮像素子（ＣＣＤ）の外に、被加工物に赤外線を照射する赤外線照明手段と、該赤外線照明手段によって照射された赤外線を捕らえる光学系と、該光学系によって捕らえられた赤外線に対応した電気信号を出力する撮像素子（赤外線ＣＣＤ）等で構成されており、撮像した画像信号を図示しない制御手段に送る。
【００２９】
上述した切削装置７を用いて実施するウエーハ分割工程について、図１０乃至図１２を参照して説明する。
即ち、図１０に示すように切削装置７のチャックテーブル７１上に上述したウエーハ支持工程が実施され図９に示すように環状のフレームFに装着されたダイシングテープTの表面に貼着された積層ウエーハ２２２を載置する。そして、図示しない吸引手段を作動することによりチャックテーブル７１上にダイシングテープTを介して積層ウエーハ２２２が吸引保持される。なお、図１０においては、ダイシングテープTが装着された環状のフレームFを省いて示しているが、環状のフレームFはチャックテーブル７１に配設された適宜のフレーム保持手段に保持されている。このようにして積層ウエーハ２２２を吸引保持したチャックテーブル７１は、図示しない切削送り機構によって撮像手段７３の直下に位置付けられる。
【００３０】
チャックテーブル７１が撮像手段７３の直下に位置付けられると、撮像手段７３および図示しない制御手段によって積層ウエーハ２２２を構成するウエーハ２の切削すべき領域を検出するアライメント工程を実行する。即ち、撮像手段７３および図示しない制御手段は、積層ウエーハ２２２を構成するウエーハ２の所定方向に形成されているストリート２３に沿って形成されたレーザー加工溝２３０と、切削ブレード７２１との位置合わせを行うためのアライメントを遂行する。即ち、撮像手段７３は、積層ウエーハ２２２を構成するウエーハ２の所定方向に形成されているストリート２３に沿って形成されたレーザー加工溝２３０を撮像し、その画像信号を図示しない制御手段に送る。そして、図示しない制御手段は、撮像手段７３から送られたレーザー加工溝２３０の画像信号に基づいて、レーザー加工溝２３０の幅方向中心に切削ブレード７２１を位置付けるアライメント工程を実行する。また、積層ウエーハ２２２を構成するウエーハ２の上記所定方向に対して直交して延びるストリート２３に沿って形成されたレーザー加工溝２３０に対しても、同様にアライメントが遂行される（アライメント工程）。このとき、積層ウエーハ２２２を構成するウエーハ２の所定方向に形成されているストリート２３に沿って形成されたレーザー加工溝２３０は下側に位置しているが、撮像手段７３が上述したように赤外線照明手段と赤外線を捕らえる光学系および赤外線に対応した電気信号を出力する撮像素子（赤外線ＣＣＤ）等で構成された撮像手段を備えているので、積層ウエーハ２２２を構成するウエーハ２の裏面側から透かしてストリート２１に沿って形成されたレーザー加工溝２３０を撮像することができる。
【００３１】
以上のようにしてチャックテーブル７１上に保持されている積層ウエーハ２２２を構成するウエーハ２に形成されているストリート２３に沿って形成されたレーザー加工溝２３０を検出し、切削領域のアライメントが行われたならば、積層ウエーハ２２２を保持したチャックテーブル７１を切削領域の切削開始位置に移動する。このとき、図１１で示すように積層ウエーハ２２２は切削すべきストリート２３（レーザー加工溝２３０が形成されている）の一端（図１１において左端）が切削ブレード７２１の直下より所定量右側に位置するように位置付けられる。
【００３２】
このようにしてチャックテーブル７１即ち積層ウエーハ２２２が切削加工領域の切削開始位置に位置付けられたならば、切削ブレード７２１を図１１の（ａ）において２点鎖線で示す待機位置から下方に切り込み送りし、図１１の（ａ）において実線で示すように所定の切り込み送り位置に位置付ける。この切り込み送り位置は、図１２の（ａ）に示すように切削ブレード７２１の下端が積層ウエーハ２２２を構成するウエーハ２の表面２０a（下面）に貼着されたダイシングテープTに達する位置に設定されている。
【００３３】
次に、切削ブレード７２１を図１１の（ａ）において矢印７２１aで示す方向に所定の回転速度で回転せしめ、チャックテーブル７１即ち積層ウエーハ２２２を図１１の（ａ）において矢印Ｘ１で示す方向に所定の切削送り速度で移動せしめる。そして、チャックテーブル７１即ち積層ウエーハ２２２が図１１の（ｂ）で示すようにストリート２３の他端（図１１の（ｂ）において右端）が切削ブレード７２１の直下より所定量左側に位置するまで達したら、チャックテーブル７１即ち積層ウエーハ２２２の移動を停止する。このようにチャックテーブル７１即ち積層ウエーハ２２２を切削送りすることにより、図１２の（ｂ）で示すように積層ウエーハ２２２を構成するウエーハ２にはストリート２３に形成されたレーザー加工溝２３０に沿って表面２０a（図８の（ｂ）において下面）に達する分割溝２３１が形成される（切断工程）。この切断工程においては、積層ウエーハ２２２を構成するウエーハ２の下側となる表面２０aはダイシングテープTに貼着され隙間がないので、切削ブレード７２１による切削で振動が発生しないため、切削溝に沿ってチッピングが生じることはない。また、ウエーハ２の基板２０の表面に積層された積層体２１にはストリート２３に沿ってレーザー加工溝２３０が形成されストリート２３に沿って積層体２１が除去されているので、切削ブレード７２１によってウエーハ２をストリート２３に沿って切削しても積層体２１が剥離することはない。
【００３４】
なお、上記切断工程は、例えば以下の加工条件で行われる。
切削ブレード          ：外径５２ｍｍ、厚さ３０μｍ
切削ブレードの回転速度：４００００ｒｐｍ
切削送り速度          ：５０ｍｍ／秒
【００３５】
上述した切断工程を積層ウエーハ２２２を構成するウエーハ２に形成された全てのストリート２３に沿って実施する。この結果、積層ウエーハ２２２を構成するウエーハ２はストリート２３に形成されたレーザー加工溝２３０に沿って切断され、第１の半導体デバイス２２の裏面に第２の半導体デバイス２２０が接合して構成された個々の半導体装置に分割される（ウエーハ分割工程）。
【００３６】
以上のようにして、積層ウエーハ２２２を構成するウエーハ２の所定方向に延在する全てのストリート２３に沿って分割溝２３１を形成したならば、チャックテーブル７１を９０度回動せしめて、上記所定方向に対して直交する方向に延びる各ストリート２３に沿って分割溝２３１を形成する。この結果、積層ウエーハ２２２を構成するウエーハ２はストリート２３に形成されたレーザー加工溝２３０に沿って切断され、第１の半導体デバイス２２の裏面に第２の半導体デバイス２２０が接合して構成された個々の半導体装置に分割される。
【００３７】
上述したようにウエーハ分割工程を実施することにより積層ウエーハ２２２を構成するウエーハ２の所定方向に延在する全てのストリート２３に沿って分割溝２３１を形成し、第１の半導体デバイス２２の裏面に第２の半導体デバイス２２０が接合して構成された個々の半導体装置に分離したならば、ダイシングテープTから第１の半導体デバイス２２（裏面に第２の半導体デバイス２２０が接合されている）を剥離してピックアップすることにより、図１３に示すように第１の半導体デバイス２２の裏面に第２の半導体デバイス２２０が接合された半導体装置２Aが得られる。
【００３８】
次に、ウエーハ分割工程の第２の実施形態について、図１４および図１５を参照して説明する。このウエーハ分割工程の第２の実施形態は、上記図７に示すレーザー加工装置６と実質的に同様のレーザー加工装置を用いて実施する。従って、以下の説明においてはレーザー加工装置６と同一符号を用いて説明する。
ウエーハ分割工程の第２の実施形態を実施するには、図１４に示すようにレーザー加工装置６のチャックテーブル６１上に上述したウエーハ支持工程が実施され図９に示すように環状のフレームFに装着されたダイシングテープTの表面に貼着された積層ウエーハ２２２を載置する。そして、図示しない吸引手段を作動することによりチャックテーブル６１上にダイシングテープTを介して積層ウエーハ２２２が吸引保持される。なお、図１４においては、ダイシングテープTが装着された環状のフレームFを省いて示しているが、環状のフレームFはチャックテーブル６１に配設された適宜のフレーム保持手段に保持されている。このようにして積層ウエーハ２２２を吸引保持したチャックテーブル６１は、図示しない加工送り機構によって撮像手段６３の直下に位置付けられる。
【００３９】
チャックテーブル６１が撮像手段６３の直下に位置付けられると、撮像手段６３および図示しない制御手段によって積層ウエーハ２２２を構成するウエーハ２の切削すべき領域を検出するアライメント工程を実行する。即ち、撮像手段６３および図示しない制御手段は、積層ウエーハ２２２を構成するウエーハ２の所定方向に形成されているストリート２３に沿って形成されたレーザー加工溝２３０と、集光器６２２との位置合わせを行うためのアライメントを遂行する。即ち、撮像手段６３は、積層ウエーハ２２２を構成するウエーハ２の所定方向に形成されているストリート２３に沿って形成されたレーザー加工溝２３０を撮像し、その画像信号を図示しない制御手段に送る。そして、図示しない制御手段は、撮像手段６３から送られたレーザー加工溝２３０の画像信号に基づいて、レーザー加工溝２３０の幅方向中心に集光器６２２を位置付けるアライメント工程を実行する。また、積層ウエーハ２２２を構成するウエーハ２の上記所定方向に対して直交して延びるストリート２３に沿って形成されたレーザー加工溝２３０に対しても、同様にアライメントが遂行される（アライメント工程）。このとき、積層ウエーハ２２２を構成するウエーハ２に形成されているストリート２３に沿って形成されたレーザー加工溝２３０は下側に位置しているが、撮像手段６３が赤外線照明手段と赤外線を捕らえる光学系および赤外線に対応した電気信号を出力する撮像素子（赤外線ＣＣＤ）等で構成された撮像手段を用いることにより、積層ウエーハ２２２を構成するウエーハ２の裏面側から透かしてストリート２３に沿って形成されたレーザー加工溝２３０を撮像することができる。
【００４０】
以上のようにしてチャックテーブル６１上に保持されている積層ウエーハ２２２を構成するウエーハ２に形成されているストリート２３に沿って形成されたレーザー加工溝２３０を検出し、レーザー光線照射位置のアライメントが行われたならば、図１５の（ａ）で示すようにチャックテーブル６１をレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段６２の集光器６２２が位置するレーザー光線照射領域に移動し、所定のストリート２３を集光器６２２の直下に位置付ける。このとき、図１５の（ａ）で示すように積層ウエーハ２２２を構成するウエーハ２は、ストリート２３の一端(図１５の（ａ）において左端)が集光器６２２の直下に位置するように位置付けられる。次に、レーザー光線照射手段６２の集光器６２２からウエーハ２を構成するシリコン等の基板２０に対して吸収性を有する波長（例えば、３５５nm）のパルスレーザー光線を照射しつつチャックテーブル６１を図１５の（ａ）において矢印Ｘ１で示す方向に所定の加工送り速度で移動せしめる。そして、図１５の（ｂ）で示すようにストリート２３の他端（図１５において右端）が集光器６２２の直下位置に達したら、パルスレーザー光線の照射を停止するとともにチャックテーブル６１の移動を停止する（レーザー切断工程）。このレーザー切断工程においては、パルスレーザー光線の集光点Ｐを積層ウエーハ２２２を構成するウエーハ２の裏面２０b(上面)付近に合わせる。この結果、図１５の(c)に示すように積層ウエーハ２２２を構成するウエーハ２にはストリート２３に形成されたレーザー加工溝２３０に沿って表面２a（図１５の（c）において下面）に達する分割溝２３２が形成される。このレーザー切断工程においては、積層ウエーハ２２２を構成するウエーハ２の下側となる表面２aはダイシングテープTに貼着されているので、レーザー光線の照射によって発生するデブリはダイシングテープTに付着し、積層ウエーハ２２２を構成するウエーハ２の基板２０の裏面（図１５の（c）においての上面）に接合された第２の半導体デバイス２２０の側面にデブリが付着することはない。
【００４１】
なお、上記レーザー切断工程は、例えば以下の加工条件で行われる。
レーザー光線の光源  ：ＹＶＯ４レーザーまたはＹＡＧレーザー
波長                ：３５５ｎｍ
出力                ：１０Ｗ
繰り返し周波数      ：１００ｋＨｚ
集光スポット径      ：φ１０μｍ
加工送り速度        ：１００ｍｍ／秒
【００４２】
上述したレーザー切断工程を積層ウエーハ２２２を構成するウエーハ２に形成された全てのストリート２３に形成されたレーザー加工溝２３０に沿って実施する。この結果、積層ウエーハ２２２を構成するウエーハ２はストリート２３に形成されたレーザー加工溝２３０に沿って切断され、第１の半導体デバイス２２の裏面に第２の半導体デバイス２２０が接合して構成された個々の半導体装置に分離される（ウエーハ分割工程）。
【００４３】
上述したようにウエーハ分割工程を実施したならば、ダイシングテープTから第１の半導体デバイス２２（裏面に第２の半導体デバイス２２０が接合されている）を剥離してピックアップすることにより、図１３に示すように第１の半導体デバイス２２の裏面に第２の半導体デバイス２２０が接合された半導体装置２Aが得られる。
【符号の説明】
【００４４】
２：ウエーハ
２１：ストリート
２２：第１の半導体デバイス
２３：デバイス領域
２４：外周余剰領域
２００：ウエーハ
２２０：第２の半導体デバイス
２２２：積層ウエーハ
３：保護部材
４：研削装置
４１：研削装置のチャックテーブル
４２：研削手段
４２４：研削ホイール
５：ボンディング装置
５１：保持テーブル
５２：吸着ハンド
６：レーザー加工装置
６１：レーザー加工装置のチャックテーブル
６２：レーザー光線照射手段
６２２：集光器
７：切削装置
７１：切削装置のチャックテーブル
７２：切削手段
７２１：切削ブレード
Ｆ：環状のフレーム
Ｔ：ダイシングテープ
【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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【図６】
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【図７】
2010251416.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
2010251416.tif 000014
【図１３】
2010251416.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
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