(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属層を有する金属層付きチップの製造方法であって、
表面が分割予定ラインによって複数の矩形状のチップ領域に区画されているワークの該表面に保護部材を貼着する保護部材貼着工程と、
該保護部材貼着工程の後に、前記ワークにおける前記表面の反対側の面である裏面に研削加工を施して該ワークを薄化するワーク研削工程と、
該研削工程の後に、少なくとも前記ワークの前記裏面における製品として用いられない異形チップのみが存在する外周縁の少なくとも一部を除いて該裏面に金属層を形成する金属層形成工程と、
該金属層形成工程の後に、前記ワークの前記裏面の前記金属層が形成されていない箇所を赤外線カメラで撮像することにより、該ワークの前記表面に形成されている前記分割予定ラインの位置を検出する分割予定ライン検出工程と、
該分割予定ライン検出工程で検出された前記分割予定ラインの位置に基づいて、前記金属層側の該分割予定ラインに対応する位置に該金属層の厚さと同等深さの溝を形成する溝形成工程と、
該溝形成工程の後に、前記ワークの前記裏面側である前記金属層の表面に粘着テープを貼着する粘着テープ貼着工程と、
該粘着テープ貼着工程の後に、前記ワークの前記表面から前記保護部材を剥離する保護部材剥離工程と、
該保護部材剥離工程の後に、前記ワークを前記分割予定ラインに沿って切断して該ワークを複数のチップに分割する分割工程と
を含むことを特徴とする金属層付きチップの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体チップ等のチップの製造方法に係り、特に、裏面に半田層等の金属層が形成された金属層付きチップの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、表面に多数のデバイスが形成された半導体ウェーハをデバイスごとに分割して個々の半導体チップを得るにあたっては、切削式のダイシング装置が広く用いられている。切削式のダイシング装置は、金属や樹脂からなる円板状の基材の外周縁にダイヤモンドやＣＢＮ（Cubic Boron Nitride）等の超砥粒を固着させて刃を形成した切削ブレードを、例えば３００００ｒｐｍ（revolution per minute）程度で高速回転させながら半導体ウェーハに切り込ませて、半導体ウェーハの切削代を切削して除去するものである（特許文献１等参照）。
【０００３】
半導体ウェーハから分割された半導体チップはプリント基板上に実装されるが、実装するための技術としては半田付けが広く採用されている。半田付けのためには、半導体チップの裏面に半田層を形成する必要があり、したがって半導体ウェーハの段階で、半導体ウェーハの裏面に半田層が形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−２５２０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、半導体ウェーハを多数の半導体チップに分割する際には、きわめて薄い半導体ウェーハを搬送しやすくするために、通常、半導体ウェーハをリング状のフレームの内側に粘着テープを介して支持している。粘着テープは片面に粘着層が設けられたものであって、その粘着層に半導体ウェーハの裏面側およびフレームが粘着され、フレームを取り扱うことで半導体ウェーハを搬送している。
【０００６】
上記のように半田層等の金属層が裏面に形成された半導体ウェーハは金属層側に粘着テープが貼着されるが、その状態で半導体ウェーハが表面側から切削ブレードで切削されると、金属層に生じたバリが粘着テープに食い込んでしまう場合があった。このように金属層のバリが粘着テープに食い込んでしまうと、分割後に個々の半導体チップをピックアップすることが困難になるといった問題が生じる。一方、金属層側から切断することを考えた場合、金属層が障害となって表面側の分割予定ラインの撮像が不可能であるので、金属層側からの切断はできない。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、裏面に金属層が形成された半導体ウェーハ等のワークを分割して多数のチップを得るにあたり、品質の良いチップを効率良く得ることを可能とするチップ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】
【０００８】
本発明は、金属層を有する金属層付きチップの製造方法であって、表面が分割予定ラインによって複数の矩形状のチップ領域に区画されているワークの該表面に保護部材を貼着する保護部材貼着工程と、該保護部材貼着工程の後に、ワークにおける表面の反対側である裏面に研削加工を施して該ワークを薄化するワーク研削工程と、該研削工程の後に、少なくともワークの裏面における製品として用いられない異形チップのみが存在する外周縁の少なくとも一部を除いて該裏面に金属層を形成する金属層形成工程と、該金属層形成工程の後に、ワークの裏面の金属層が形成されていない箇所を赤外線カメラで撮像することにより、該ワークの表面に形成されている分割予定ラインの位置を検出する分割予定ライン検出工程と、該分割予定ライン検出工程で検出された分割予定ラインの位置に基づいて、金属層側の該分割予定ラインに対応する位置に該金属層の厚さと同等深さの溝を形成する溝形成工程と、該溝形成工程の後に、ワークの裏面側である金属層の表面に粘着テープを貼着する粘着テープ貼着工程と、該粘着テープ貼着工程の後に、ワークの表面から保護部材を剥離する保護部材剥離工程と、該保護部材剥離工程の後に、ワークを分割予定ラインに沿って切断して該ワークを複数のチップに分割する分割工程とを含むことを特徴とする。
【０００９】
上記方法によると、溝形成工程で金属層の分割予定ラインに対応する位置に溝を形成して該位置の金属層を予め除去するため、分割工程時には、裏面側に金属層がないワークのみを切断することが可能となる。このため、例えばワークを切削して切断する際に金属層に発生したバリが粘着テープに食い込むなどの問題を防ぐことができる。
【００１０】
なお、本発明で言うワークは特に限定はされないが、例えばシリコンウェーハ等の半導体ウェーハや、半導体製品のパッケージ、あるいはセラミックやガラス系あるいはシリコン系の基板、さらには、ミクロンオーダーの精度が要求される各種加工材料等が挙げられる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、裏面に金属層が形成された半導体ウェーハ等のワークを切断して多数のチップに分割する際に、品質の良いチップを効率良く得ることができるといった効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態で多数の半導体チップに分割されるウェーハを示す斜視図であって、（ａ）ウェーハ単体、（ｂ）保護テープ貼着工程で表面に保護テープが貼着されたウェーハ、（ｃ）半田層形成工程で裏面に半田層が形成されたウェーハ、である。
【図２】一実施形態の粘着テープ貼着工程で半田層側にフレーム付きの粘着テープが貼着されたウェーハの斜視図である。
【図３】一実施形態の工程を示す断面図であって、（ａ）保護テープ貼着工程、（ｂ）ウェーハ研削工程、（ｃ）半田層形成工程、（ｄ）分割予定ライン検出工程、を示す。
【図４】一実施形態の工程を示す断面図であって、（ａ）溝形成工程、（ｂ）粘着テープ貼着工程、（ｃ）保護テープ剥離工程、（ｄ）分割工程、を示す。
【図５】半田層に溝を形成しない従来方法での分割工程を示す断面図である。
【図６】（ａ）従来のレーザ加工による分割工程を示す断面図、（ｂ）レーザ加工による本発明の他の実施形態の分割工程を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明を半導体ウェーハから多数の半導体チップを得る製造方法に適用した一実施形態を説明する。
【００１４】
（１）ウェーハ
本実施形態は、図１（ａ）に示す円板状の半導体ウェーハ（以下、ウェーハ）１をワークとするものであって、該ウェーハ１の裏面に半田層を形成してから、その半田層付きのウェーハ１を分割して、裏面に半田層を有する多数の半導体チップ（以下、チップ）を得る方法である。ウェーハ１は、厚さが例えば７００μｍ程度のシリコンウェーハ等であり、表面１ａには格子状の分割予定ライン２によって区画された多数の矩形状のデバイス（チップ領域）３が形成されている。各デバイス３の表面には、図示せぬＩＣやＬＳＩ等の電子回路が形成されている。
以下、本実施形態の工程を説明する。
【００１５】
（２）製造方法の工程
（２−１）保護テープ貼着工程
はじめに、図１（ｂ）および図３（ａ）に示すように、ウェーハ１の表面１ａ全面に、上記電子回路の保護のために保護テープ（保護部材）１０を貼着する。保護テープ１０は、例えば厚さ７０〜２００μｍ程度のポリオレフィン等の樹脂製基材シートの片面に５〜２０μｍ程度の粘着層を形成したものが用いられ、粘着層をウェーハ１の表面１ａに合わせて貼着される。
【００１６】
（２−２）ウェーハ研削工程
次に、図３（ｂ）に示すように、研削手段２０を用いてウェーハ１の裏面１ｂを研削し、ウェーハ１を所定の厚さ（例えば５０〜１００μｍ程度）に薄化する。研削手段２０は、高速回転するスピンドル２１の先端に研削ホイール２２が固定されたものである。研削ホイール２２は、スピンドル２１の先端に固定される円板状のフレーム２３の下面に研削砥石２４が固着されたもので、スピンドル２１とともに高速回転する研削砥石２４をウェーハ１の表面１ａに荷重をかけながら押し当てて、該ウェーハ１の表面１ａを研削する。ウェーハ１は真空吸着式のチャックテーブル等の保持手段に表面１ａ側の保護テープ１０を介して吸着、保持され、該保持手段が回転して自転することにより、露出する裏面１ｂ全面が研削砥石２４で研削される。このようにしてウェーハ１の裏面１ｂを研削するには、例えば特開２００２−３１９５５９号公報に記載される研削装置が好適に用いられる。
【００１７】
（２−３）半田層形成工程
次に、図１（ｃ）および図３（ｃ）に示すように、ウェーハ１の裏面１ｂに、外周縁を残して円形状の半田層（金属層）５を形成する。半田層５は、例えば数μｍ〜数十μｍ程度の厚さであり、半田の合金材料を蒸着やスパッタリングによって薄膜に形成する薄膜形成手段で形成することができる。半田層５は、ウェーハ１の表面１ａの、矩形状のデバイス３の全てを覆っており、半田層５の非形成領域である露出する裏面１ｂの外周縁には、製品として用いられない異形チップのみが存在している。
【００１８】
（２−４）分割予定ライン検出工程
次に、図３（ｄ）に示すように、ウェーハ１の裏面１ｂの半田層５が形成されていない外周縁の一部を赤外線カメラ３０で撮像し、撮像した画像に基づいて、表面に形成されている全ての分割予定ライン２の位置を検出する。
【００１９】
（２−５）溝形成工程
続いて、図４（ａ）に示すように、分割予定ライン検出工程で検出された分割予定ライン２の位置に基づいて、半田層５側の全ての分割予定ライン２に対応する位置に、半田層５の厚さと同等深さの溝６を形成する。溝６は、ウェーハ１の分割予定ライン２を切断する切削式のダイシング装置の切削ブレード４０を半田層５に切り込ませ、検出した分割予定ライン２に沿って加工送りすることにより形成することができる。溝６は半田層５の厚さと同等深さであるから、溝６が形成された箇所はウェーハ１の裏面１ｂが露出している。
【００２０】
なお、分割予定ライン検出工程と溝形成工程は、ウェーハ１を、例えば前記許文献１（特開平８−２５２０９号公報）等に記載される切削装置のチャックテーブルに保持した状態で連続して行われる。
【００２１】
（２−６）粘着テープ貼着工程
次に、図２および図４（ｂ）に示すように、分割予定ライン２に対応した位置に溝６が形成された半田層５の表面（半田層５の露出面）に、リング状のフレーム１１に張られた粘着テープ１２を貼着する。粘着テープ１２は片面が粘着面とされたもので、その粘着面にフレーム１１が貼り付けられ、ウェーハ１はフレーム１１の内側に同心状に位置付けられて、該粘着面に貼着される。フレーム１１は、金属等の板材からなる剛性を有するものであり、このフレーム１１を取り扱うことでウェーハ１が搬送される。なお、図４（ｂ）は、図４（ａ）の状態からウェーハ１を反転させてウェーハ１の表面１ａ側を上にしている。
【００２２】
（２−７）保護テープ剥離工程
次に、図４（ｃ）に示すように、ウェーハ１の表面１ａに貼着してある保護テープ１０を剥離し、表面１ａを露出させる。
【００２３】
（２−８）分割工程
保護テープ１０を剥離したら、ウェーハ１の表面１ａを図示せぬ撮像手段で撮像し、撮像した画像に基づいて、表面１ａに形成されている全ての分割予定ライン２の位置を検出する。続いて、図４（ｄ）に示すように、分割予定ライン２に沿って切削ブレード４１を加工送りし、全ての分割予定ライン２を切断する。切削ブレード４１は、上記溝形成工程で使用した切削装置に具備されるものを使用することができる。切削ブレード４１のウェーハ１に対する切り込み深さは、ウェーハ１の厚さを貫通してウェーハ１を切断可能であればよい。
【００２４】
以上でウェーハ１は、表面にデバイス３が形成され、裏面に半田層５が形成された多数のチップ（半田層付きチップ）４に分割される。分割されたチップ４は粘着テープ１２に貼り付いた状態であり、後のピックアップ工程で粘着テープ１２からピックアップされる。そしてピックアップされたチップ４は、半田層５を利用してプリント基板等に半田付けによって実装される。
【００２５】
（３）作用効果
上記本実施形態のチップの製造方法によれば、溝形成工程で半田層５の分割予定ライン２に対応する位置に溝６を形成して該位置の半田層５を予め除去するため、分割工程時においては、裏面１ｂ側に半田層５がないウェーハ１のみを切削ブレード４１により切断することができる。溝６を形成しない状態で表面１ａ側からウェーハ１を分割すると、図５に示すように、切削ブレード４１をウェーハ１と半田層５に貫通させるため、半田層５からバリ５ａが生じ、このバリ５ａが粘着テープ１２に食い込むといったことが起こる。
【００２６】
バリ５ａが粘着テープ１２に食い込むと、チップ４を粘着テープ１２から剥離させにくくなり、ピックアップ工程でチップ４を円滑にピックアップすることができなくなる。ところが本実施形態では、切削ブレード４１はウェーハ１のみを切断し、半田層５は切断しないため、分割されたチップ４はバリのない健全なものとなる。このため、チップ４を円滑にピックアップすることができる。
【００２７】
なお、溝６を形成せずに切削ブレードの加工送り速度を遅くすることにより半田層５からバリが発生することを抑えることはできるが、本実施形態のように溝６を形成した後に速い加工送り速度でウェーハ１を分割する方が、総合処理時間を短くすることができる。その結果、上記のように円滑なピックアップが可能となることと相まって、生産性の向上が図られる。
【００２８】
（４）他の実施形態
上記一実施形態では、分割工程でウェーハ１を分割予定ライン２に沿って切断、分割するには切削ブレードを用いた切削加工によって行っているが、ウェーハ１の分割方法としては、レーザ光を分割予定ライン２に沿って照射してウェーハ１の成分を蒸散させて除去するアブレーション加工を用いてもよい。
【００２９】
図６（ａ）に示すように、半田層５に上記溝６を形成せずにウェーハ１の表面１ａ側から分割予定ライン２にレーザ光Ｌを照射してアブレーション加工すると、ウェーハ１と半田層５が切断されるが、この時、半田層５の蒸散成分であるデブリ５ｂがチップ４の側面に付着し、チップ４を汚染して品質を低下させるといった問題が生じる場合がある。
【００３０】
ところが、本発明では上記溝形成工程を有するため、分割工程では図６（ｂ）に示すようにレーザ光Ｌはウェーハ１のみに照射されて該ウェーハ１が切断されるため、半田層５からデブリは生じない。このため、チップ４は半田層５のデブリで汚染されず健全な状態が保たれる。
【符号の説明】
【００３１】
１…ウェーハ（ワーク）
１ａ…表面
１ｂ…裏面
２…分割予定ライン
３…デバイス（チップ領域）
４…半田層付きチップ
５…半田層（金属層）
６…溝
１０…保護テープ（保護部材）
１２…粘着テープ
３０…赤外線カメラ
【図１】
0005486865.tif 000002
【図２】
0005486865.tif 000003
【図３】
0005486865.tif 000004
【図４】
0005486865.tif 000005
【図５】
0005486865.tif 000006
【図６】
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