(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光により溶断制御されるヒューズ素子が形成されたチップ領域を半導体ウエハ上に形成する工程と、
前記半導体ウエハ上の各チップ領域の電気的特性を測定して不良箇所を検知する第１回目のダイソート工程と、
前記不良箇所を冗長素子に置換して不良を救済するために前記ヒューズ素子を第１のレーザ光により選択的に溶断すると同時に、前記リダンダンシーで使用する第１のレーザ光とは異なる２系統以上の第２のレーザ光によりダイシングラインをある程度の深さまで溶断しておくリダンダンシー・ダイシング工程と、
前記半導体ウエハの裏面を削るラッピング工程と、
前記リダンダンシー工程による不良救済の結果を確認する第２回目のダイソート工程と、
周縁部がリングに貼られた粘着テープ上に前記半導体ウエハをマウントし、物理的力を印加して個々のチップ領域に分割するウエハマウント・クラッキング工程
とを具備することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
請求項１記載の半導体装置の製造方法において、
前記ウエハマウント・クラッキング工程において個々のチップ領域に分割する際、中心部にかけて太くなる形状のローラを前記粘着テープの裏面に接触させ、Ｘ方向、Ｙ方向に別々に順にローラを回転させながら走行させることにより、各チップ領域を個々に分離するための物理的力を加えることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項３】
請求項１または２記載の半導体装置の製造方法において、
前記チップ領域は、不良のメモリセルを予備のメモリセルに置換する冗長回路を備えたメモリチップ領域であり、前記ヒューズ素子は不良セルのアドレスを記憶させるものであることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置の製造方法に係り、特にレーザ光により溶断制御されるヒューズ素子が形成された半導体ウエハの各チップ領域を個々に分離するための工程に関するもので、例えば半導体メモリの製造に適用されるものである。
【０００２】
【従来の技術】
レーザ光により溶断制御されるヒューズ素子が形成された半導体チップの一例として、例えば不良のメモリセルを予備のメモリセルに置換するための冗長回路を備えた半導体メモリがある。
【０００３】
このような半導体メモリの製造に際しては、ウエハ上に素子を形成した後、各チップ領域における不良セルのアドレスをヒューズ素子に記憶させておくためのリダンダンシー工程を行っている。
【０００４】
図８は、従来の半導体メモリの製造工程のうち、ウエハ上に素子を形成した後の工程の一例を概略的に示すフローチャートである。
図９は、図８中のリダンダンシー工程で使用されるヒューズ素子溶断装置とその後に各チップ領域を個々に分離するためのダイシング工程で使用されるダイヤモンドブレード３とウエハ１を概略的に示している。
【０００５】
図１０は、図９中のウエハ１の一部を取り出して、チップ領域４のヒューズ素子５と各チップ領域間のダイシングライン６を概略的に示している。
図８に示すフローチャートにおいて、まず、ダイソータ（図示せず）によるプロービングを行って第１回目のダイソートにより各チップ領域の電気的特性を測定して不良セルを検知し、不良セルのアドレスをヒューズ素子に記憶させておくためのリダンダンシーを行う。この際、ヒューズ素子溶断装置から照射されるレーザ光２によりヒューズ素子群を選択的に溶断する。
【０００６】
次に、半導体ウエハの裏面を削るラッピングを行う。
この後、前記第１回目のダイソートと同様の方法により第２回目のダイソートを行って前記ダンダンシーの結果を確認する。
【０００７】
この後、ウエハマウント工程で粘着テープ上に半導体ウエハの裏面を載置した後、ウエハの各チップ領域を個々に分離するためのダイシング工程として、ダイヤモンドブレード３によりダイシングライン６に対してフルカットを行う。
【０００８】
この後、所望の半導体パッケージの形態に応じて、個々のチップに対してマウント、ダイボンディング、樹脂モールドを行うことによって半導体装置を得る。しかし、上記したようにダイヤモンドブレード３によりダイシングライン６に対してフルカットを行うと、クラック、歪み、基板（通常はシリコン）の屑によるダメージ等がチップに生じる。
【０００９】
これらの問題を軽減するために、ダイヤモンドブレード３の回転数を上げる、あるいは、ダイヤモンドの粒径を小さくすることは可能であるが、このようにしても前記したような問題を解決することはできなかった。
【００１０】
一方、ダイシング工程において、ダイヤモンドブレード３に代えてレーザ溶断装置からレーザ光を照射してダイシングライン６を溶断してフルカットを行うことが考えられる。
【００１１】
しかし、ダイシングライン６をレーザ光により溶断してフルカットを行うことは、レーザ光の能力では溶断に長い時間がかかり、この溶断時間を短縮するために多数のレーザ溶断装置を同時に使用するようにすると、一般にレーザ溶断装置は高価であるので全体として非常に高価になる。
【００１２】
また、半導体メモリの１チップ領域におけるヒューズ素子の数は多いものでは数千本に達する場合があり、リダンダンシー工程の時間は比較的長くなり、リダンダンシー工程の時間を有効に活用することが望ましい。
【００１３】
上記したような従来の工程の問題を解決し、かつ、リダンダンシー工程の時間を有効に活用するために、リダンダンシー工程においてリダンダンシーを行うと同時に、リダンダンシーで使用するレーザ光によりダイシングラインを溶断してフルカットを行うことが考えられる。
【００１４】
しかし、上記したようにリダンダンシー工程で使用するレーザ光によりダイシングラインを溶断してフルカットを行うと、フルカットによる各チップ領域の分離に伴ってウエハ全体のサイズが膨脹し、ヒューズ素子溶断後のダイソート（第２回目のダイソート）においてヒューズ素子溶断前のダイソート（第１回目のダイソート）と同様の自動的なプロービングが不可能になり、マニュアルによるプロービングを行う必要が生じる。また、フルカットによる各チップ領域の分離後は、前記したようなウエハマウントを行うことが困難になる。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
上記したように従来の半導体装置の製造に際して、ウエハ上に素子を形成した後のダイシング工程として、ダイヤモンドブレードによりダイシングラインに対してフルカットを行う場合には、クラック、歪み、基板の屑によるダメージ等がチップに生じるという問題があった。
【００１６】
また、前記リダンダンシー工程においてリダンダンシーを行うと同時に、リダンダンシーで使用するレーザ光によりダイシングラインを溶断してフルカットを行うと、ヒューズ素子溶断後のダイソートにおいて自動的なプロービングが不可能になるという問題があった。
【００１７】
本発明は上記の問題点を解決すべくなされたもので、リダンダンシー工程の時間を有効に活用してレーザ光によりダイシングラインに対してハーフカットを行うことによって第２回目のダイソートでも自動的なプロービングを可能とし、ウエハマウントと同時に各チップ領域を個々に分離するためのクラッキングを行うことによって工程数の増大を抑制し得る半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明の半導体装置の製造方法は、レーザ光により溶断制御されるヒューズ素子が形成されたチップ領域を半導体ウエハ上に形成する工程と、前記半導体ウエハ上の各チップ領域の電気的特性を測定して不良箇所を検知する第１回目のダイソート工程と、前記不良箇所を冗長素子に置換して不良を救済するために前記ヒューズ素子を第１のレーザ光により選択的に溶断すると同時に、前記リダンダンシーで使用する第１のレーザ光とは異なる２系統以上の第２のレーザ光によりダイシングラインをある程度の深さまで溶断しておくリダンダンシー・ダイシング工程と、前記半導体ウエハの裏面を削るラッピング工程と、前記ダンダンシー工程による不良救済の結果を確認する第２回目のダイソート工程と、周縁部がリングに貼られた粘着テープ上に前記半導体ウエハをマウントし、物理的力を印加して個々のチップ領域に分割するウエハマウント・クラッキング工程とを具備することを特徴とする。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
本発明に係る半導体装置は、レーザ光により溶断制御されるヒューズ素子および電気的特性が不良の箇所を冗長素子に置換して不良を救済するため冗長回路をチップ上に備え、リダンダンシー工程で前記不良の箇所に対応してヒューズ素子が選択的に溶断されるものであり、その一例として半導体メモリが挙げられる。
【００２２】
この半導体メモリは、不良のメモリセルのアドレスをヒューズ素子に記憶させておくことによって不良のメモリセルを冗長素子に置換して不良を救済するための冗長回路を備えている。
【００２３】
図１は、本発明の半導体装置の製造方法の第１の実施の形態に係る半導体メモリの製造工程のうち、ウエハ上に素子を形成した後の工程の一例を概略的に示すフローチャートである。
【００２４】
図２は、図１中のリダンダンシー・ダイシング工程におけるウエハと関連する装置製造装置を概略的に示している。
図２において、ヒューズ素子溶断装置を構成するヒューズ素子溶断用のレーザ発振器９およびヒューズ素子溶断用のレーザ光学制御系８は、リダンダンシー用の第１のレーザ２を半導体ウエハ１に照射するものである。
【００２５】
ダイシングライン溶断用装置を構成するダイシングライン溶断用のレーザ発振器９ａ、９ｂおよびダイシングライン溶断用のレーザ光学制御系８ａ、８ｂは、ダイシング用の第２のレーザ光１０、１１をウエハ１に照射するものである。７は前記各レーザ発振器９、９ａ、９ｂで共通に使用される電源である。
【００２６】
図３は、図２中のウエハの一部を取り出してヒューズ素子が形成されたチップ領域と各チップ領域間のダイシングラインを概略的に示している。
図３において、４はチップ領域、５はリダンダンシー用のヒューズ素子、１２はダイシングラインである。
【００２７】
図４は、図１中のレーザ光を用いたダイシング工程におけるウエハの一部と関連する製造装置の一部を取り出して拡大して概略的に示している。
図５は、図１中のラッピング工程後におけるウエハの一部を概略的に示している。
【００２８】
図６は、図１中のウエハマウント・クラッキング工程におけるウエハと関連する装置を概略的に示している。
図７は、クラッキング終了後のチップおよび粘着テープの状態を側面から見て概略的に示している。
【００２９】
以下、図１に示したフローチャートについて図２乃至図７を参照しながら順に説明する。
まず、第１回目のダイソート工程では、ウエハ１上の各チップ領域（図３中４）の電気的特性を測定して不良セルを検知する。
【００３０】
次に、前記不良セルを冗長セルに置換して不良を救済するために、図２に示すリダンダンシー・ダイシング工程のようにヒューズ素子溶断装置から照射される第１のレーザ光２によりヒューズ素子（図３中５）群を選択的に溶断する。
【００３１】
これと同時に、リダンダンシーで使用する前記第１のレーザ光２とは異なる２系統以上の第２のレーザ光１０、１１により、図３中に示すダイシングライン１２をそれぞれある程度の深さまで溶断する。
【００３２】
この場合、図４に示すように、第１のレーザ光２によるヒューズ素子５群の溶断位置および２系統以上の第２のレーザ光１０、１１によるダイシングライン１２の溶断位置を並行して制御するためには、ウエハ１を固定し、レーザ光の照射位置を制御するものとする。
【００３３】
図４中、１２ａ、１２ｂはレーザ加工により形成されたダイシングライン１２の溝であり、この溝１２ａ、１２ｂの深さが深いと溶断時間が長くなるので、溝１２ａ、１２ｂの深さは、後工程のウエハマウント・クラッキングで支障が生じない程度（クラッキングを簡単に行うことができ、クラッキングによる切断面に悪影響が残らないよう）に浅く設定することが望ましい。
【００３４】
ここで、上記ダイシング工程で２系統の第２のレーザ光１０、１１を使用するものとした場合、図２に示したように、ウエハ上のＸ軸のダイシングラインを溶断するためのレーザ光１１はＸ軸ダイシングライン溶断装置から照射され、Ｙ軸のダイシングラインを溶断するためのレーザ光１０はＹ軸ダイシングライン溶断用の装置から照射される。
【００３５】
この際、ヒューズ素子溶断装置から照射される第１のレーザ光１とＸ軸ダイシングライン溶断用の装置から照射されるレーザ光１１あるいはＹ軸ダイシングライン溶断用の装置から照射されるレーザ光１０とは横並びになっており、これらの２つのレーザ光の間隔は、ヒューズ素子５とダイシングラインの中心位置との間の距離により決まるものであり、ウエハ製品の種類別に対応して任意に調整することができる。
【００３６】
また、Ｘ軸ダイシングライン溶断用の装置から照射されるレーザ光１１は、Ｙ軸ダイシングライン溶断用の装置から照射されるレーザ光１０による溶断方向とは直交する方向に溶断するので、光学制御系８ａ、８ｂから出力しているレーザ光１１、１０をウエハ製品のサイズに応じて走査させることができる。
【００３７】
この場合、第１のレーザ光２および第２のレーザ光１０、１１は、レーザ種を別々にしても、また、組み合わせても構わない。また、レーザ光のパワーやビーム径も、各溶断装置のレーザ発振器９、９ａ、９ｂにより調整することにより、第１のレーザ光と２系統以上の第２のレーザ光とを別々の条件で発生させることができる。
【００３８】
また、リダンダンシー工程において第１のレーザ光２によるヒューズ素子５群の溶断および２系統以上の第２のレーザ光１０、１１によるダイシングライン１２の溶断を行うために必要なウエハ１の位置合わせは、各チップ領域４内にリダンダンシー用のアライメントマークとダイシング用のアライメントマークを形成しておき、いずれかのアライメントマークを使用してことができる。
【００３９】
次に、図５に示すように、ラッピング工程を行ってウエハ１の裏面を削り、さらに、第２回目のダイソート工程では、リダンダンシー工程による不良救済の結果を確認する。
【００４０】
次に、図６（ａ）に示すウエハマウント工程のように、ウエハマウント装置において周縁部がリング１５に貼られた粘着テープ１６上にウエハ１の裏面を載置した後、図６（ｂ）に示すクラッキング工程のように、粘着テープ１６の裏面にローラ１４を接触させて回転させながら走行（走査）させる。
【００４１】
上記ローラ１４は中心部にかけて次第に厚く（太く）なる形状のものであり、このローラ１４を粘着テープ１６の裏面に接触させ、Ｘ方向、Ｙ方向に順にローラ１４を走査させることにより、各チップ領域を個々に分離するための物理的力を加えることによって、図７に示すように個々のチップ領域４に分割することが可能になる。
【００４２】
このようにしてクラッキングを終了した後のチップおよび粘着テープの状態は、以後のマウント工程に支障が生じないように各チップが分離されている。この後、個々のチップに対してマウント、ダイボンディング、樹脂モールドを行うことによって半導体装置を得る。
【００４３】
なお、図６（ａ）、（ｂ）に示したウエハマウント・クラッキング工程に代えて、周縁部がリング１５に貼られた粘着テープ１６上にウエハ１をマウントする際、ウエハマウント装置の上型が閉まると同時に下方からウエハを上方に押しながら粘着テープ１６に貼ると同時に個々のチップ領域４に分割するようにしてもよい。
【００４４】
上記した工程によれば、リダンダンシー工程において、リダンダンシーを行うと同時に、リダンダンシーで使用する第１のレーザ光とは別の第２のレーザ光によりダイシングラインを溶断してハーフカットを行うので、リダンダンシー工程の時間を有効に活用することができる。
【００４５】
このように第２のレーザ光によりダイシングラインを溶断してハーフカットを行うので、ウエハサイズの膨脹をまねくことがなく、この後の第２回目のダイソートにおいてリダンダンシー前の第１回目のダイソートと同様の自動的なプロービングが可能になる。
【００４６】
また、上記したようなハーフカットを行う場合には、その後に各チップ領域を個々に分離するために物理的力による分割（クラッキング）を行う必要があるが、ウエハマウント工程と同時にクラッキングを実施するので、全体の工程数を抑制することが可能になる。
【００４７】
また、第２のレーザ光のビーム径を調整することにより、従来のダイヤモンドブレードに比べてダイシングラインの溶断幅を狭めることができ、ウエハ１枚当りのグロスが向上する。
【００４８】
また、レーザ光を用いてダイシングを行うので、レーザ光の本来の特徴を活用することができ、従来のダイヤモンドブレードを用いてダイシングを行う場合の問題点であったチップのクラックや歪み、また、シリコン屑によるチップへのダメージ等を防止することができる。
【００４９】
【発明の効果】
上述したように本発明によれば、リダンダンシー工程の時間を有効に活用してレーザ光によりダイシングラインに対してハーフカットを行うことによって第２回目のダイソートでも自動的なプロービングを可能とし、ウエハマウントと同時に各チップ領域を個々に分離するためのクラッキングを行うことによって工程数の増大を抑制し得る半導体装置の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の半導体装置の製造方法の第１の実施の形態に係る半導体メモリの製造工程のうちウエハ上に素子を形成した後の工程の一例を概略的に示すフローチャート。
【図２】図１中のリダンダンシー工程におけるウエハと関連する装置を概略的に示す図。
【図３】図２中のウエハの一部を取り出してヒューズ素子が形成されたチップ領域と各チップ領域間のダイシングラインを概略的に示す図。
【図４】図１中のレーザ光を用いたダイシング工程におけるウエハの一部と関連する製造装置の一部を取り出して拡大して概略的に示す図。
【図５】図１中のラッピング工程後におけるウエハの一部を概略的に示す図。
【図６】図１中のウエハマウント・クラッキング工程におけるウエハと関連する製造装置を概略的に示す図。
【図７】クラッキング終了後のチップおよび粘着テープの状態を側面から見て概略的に示す図。
【図８】従来の半導体メモリの製造工程のうちウエハ上に素子を形成した後の工程の一例を概略的に示すフローチャート。
【図９】図８中のリダンダンシー工程で使用されるヒューズ素子溶断用の装置とダイシング工程で使用されるダイヤモンドブレードとウエハを概略的に示す図。
【図１０】図９中のウエハの一部を取り出してチップ領域のヒューズ素子と各チップ領域間のダイシングラインを概略的に示す図。
【符号の説明】
１…半導体ウエハ、
２…第１のレーザ光、
４…チップ領域、
５…ヒューズ素子、
７…電源、
８…ヒューズ素子溶断用のレーザ光学制御系、
８ａ、８ｂ…ダイシングライン溶断用のレーザ光学制御系、
９…ヒューズ素子溶断用のレーザ発振器、
９ａ、９ｂ…ダイシングライン溶断用のレーザ発振器、
１０、１１…第２のレーザ光、
１２…ダイシングライン、
１２ａ、１２ｂ…レーザ光により加工されたダイシングラインの溝、
１６…粘着テープ、
１４…ローラ。
【図１】
0003581252.tif 000002
【図２】
0003581252.tif 000003
【図３】
0003581252.tif 000004
【図４】
0003581252.tif 000005
【図５】
0003581252.tif 000006
【図６】
0003581252.tif 000007
【図７】
0003581252.tif 000008
【図８】
0003581252.tif 000009
【図９】
0003581252.tif 000010
【図１０】
0003581252.tif 000011