(57)【要約】【課題】酸化膜を容易に形成できる半導体ダイの製造方法を提供する。【解決手段】本発明による半導体ダイの製造方法では、初めに、ウェハを準備する（Ｓ１）。ウェハ表面に保護フィルムを貼付した後（Ｓ２）、ウェハ裏面を研磨する（Ｓ３）。研磨後、７０％以上の湿度を有する雰囲気内にウェハを配置し、ウェハ裏面に酸化膜を形成する（Ｓ４）。酸化膜が形成された裏面にダイシングテープを貼付し（Ｓ５）、ダイシング工程（Ｓ６）及びピックアップ工程（Ｓ７）を実施する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路が形成された表面と、前記表面と反対側の裏面とを有するウェハを準備する工程と、
前記裏面を研磨する工程と、
研磨された前記裏面を湿度７０％以上の雰囲気に接触させ、前記裏面上に酸化膜を形成する工程と、
酸化膜が形成された前記裏面にダイシングテープを貼付する工程と、
前記ウェハをダイシングして複数の半導体ダイを形成する工程と、
前記半導体ダイを前記ダイシングテープからピックアップする工程とを備える、半導体ダイの製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の半導体ダイの製造方法であってさらに、
前記表面に保護フィルムを貼付する工程を備え、
前記酸化膜を形成する工程では、前記保護フィルムが貼付されたウェハを前記湿度７０％以上の雰囲気内に配置する、半導体ダイの製造方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の半導体ダイの製造方法であって、
前記酸化膜を形成する工程は、
湿度が７０％以上の雰囲気を有する容器を準備する工程と、
前記ウェハを前記容器内に配置する工程とを含む、半導体ダイの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ダイの製造方法に関し、さらに詳しくは、半導体装置に搭載される半導体ダイの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ダイの製造方法は以下のとおりである。初めに、表面に回路が形成されたウェハの裏面を研磨する。次に、研磨されたウェハにダイシングテープを貼付する。次に、ダイシングテープが貼付されたウェハをダイシングして半導体ダイを形成する。そして、形成された半導体ダイをピックアップする。
【０００３】
上記製造方法において、ウェハはダイシングテープに接着される。ダイシングテープの接着力が大きければ、半導体ダイはピックアップされにくい。そのため、半導体ダイがダイシングテープから離れない、いわゆるピックアップ不良が発生しやすい。
【０００４】
特開２００５−７２１４０号公報（特許文献１）に開示された半導体装置の製造方法は、ピックアップ不良の発生を抑制する。この文献の製造方法は、研削されたシリコンウェハの裏面を酸化処理し、酸化膜を形成する。そして、酸化膜が形成されたシリコンウェハ裏面にダイシングテープを貼着する。酸化膜により、ダイシングテープの粘着剤層との間の相互作用が小さくなる。そのため、ピックアップ不良が低減される。
【０００５】
特許文献１では、以下の（１）〜（８）のいずれかの方法で酸化膜が形成される。（段落番号００２５〜００２７参照）。
（１）密閉可能な短波長紫外線照射装置を用いて、含酸素雰囲気中において短波長紫外線をウェハ裏面に照射する。
（２）含酸素雰囲気中においてウェハ裏面に対してプラズマ処理を施す。
（３）ウェハ裏面を陽極酸化する。
（４）ウェハ裏面に酸素イオンを打ち込む。
（５）スパッタリングにより酸化膜を形成する。
（６）ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）により酸化膜を形成する。
（７）水または砥粒を含む水を含ませた軟質樹脂製の摺動面を有するポリッシャでウェハ裏面を摩擦摺動させる。
（８）オゾン溶液やアンモニア過水溶液、塩酸過水溶液、硫酸過水溶液等の酸化剤溶液をウェハ裏面に供給する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−７２１４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述の（１）〜（８）の方法では酸化膜の形成工程が煩雑であり、ダイシングテープの粘着力を低減できる程度の酸化膜を容易に形成することができない。つまり、ピックアップ不良を低減するために、煩雑な工程が必要である。
【０００８】
本発明の目的は、酸化膜を容易に形成できる半導体ダイの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
【０００９】
本発明者らは、ウェハの裏面に酸化膜を容易に形成する方法を検討した。そして、本発明者らは、所定の湿度を有する雰囲気内にウェハを配置すれば、短時間で容易に酸化膜が形成されると考えた。そこで、本発明者らはさらに、形成される酸化膜と湿度との関係について検討した。
【００１０】
図１は、酸化膜を形成したときの湿度と、粘着力との関係を示す図である。図１は以下の方法により得られた。１００ｍｍの外径を有する複数のシリコンウェハを準備した。ケメット株式会社製のウェハ研磨装置（商品名ＬＭ−１５）を用いて、各シリコンウェハの表面を５μｍ研磨した。研磨後、各シリコンウェハを所定の湿度を有する雰囲気内に３０秒置いた。より具体的には、所定の湿度に調整できる湿度室を準備した。シリコンウェハごとに異なる湿度に調整し、湿度室内にシリコンウェハを３０秒置いた。湿度室内の温度は２５℃であった。３０秒後、各シリコンウェハの研磨面に、同一の粘着力を有する、紫外線硬化型のダイシングテープを貼付した。ダイシングテープは、紫外線により硬化する粘着層を有した。湿度室からシリコンウェハを出した後、ダイシングテープに紫外線を３０秒照射して粘着層を硬化した。このとき、アイグラフィックス株式会社製の紫外線照射装置（商品名ＵＢＯ１５１−５Ａ）を使用した。粘着層が硬化した後、ＪＩＳ  Ｚ０２３７に基づいて、ダイシングテープのシリコンウェハに対する粘着力を測定し、図１を得た。
【００１１】
図１を参照して、湿度雰囲気下において短時間で酸化処理する場合、湿度が上昇するにしたがって、ダイシングテープの粘着力は低下した。さらに、７０％の湿度を境に、粘着力は顕著に変化した。具体的には、湿度が７０％になるまでは、湿度が上昇するにしたがって、粘着力は急激に低下した。一方、湿度が７０％を超えると、湿度が上昇しても、粘着力はそれほど低下しなかった。つまり、湿度と粘着力との関係を示す曲線Ｃ１は、湿度＝７０％において変曲点を有した。
【００１２】
以上の新たな知見に基づいて、本発明者らは、以下の発明を完成した。
【００１３】
本発明による半導体ダイの製造方法は、ウェハを準備する工程と、研磨する工程と、酸化膜を形成する工程と、ダイシングテープを貼付する工程と、半導体ダイを形成する工程と、ピックアップする工程とを備える。ウェハを準備する工程では、回路が形成された表面と、表面と反対側の裏面とを有するウェハを準備する。研磨する工程では、ウェハの裏面を研磨する。酸化膜を形成する工程では、研磨された裏面を湿度７０％以上の雰囲気に接触させ、裏面上に酸化膜を形成する。ダイシングテープを貼付する工程では、裏面にダイシングテープを貼付する。半導体ダイを形成する工程では、ウェハをダイシングして複数の半導体ダイを形成する。ピックアップする工程では、半導体ダイをダイシングテープからピックアップする。
【００１４】
本発明によれば、研磨された裏面を湿度７０％以上の雰囲気に接触させれば、ウェハの裏面に、ダイシングテープの粘着力を低減できる程度の十分な酸化膜を容易に形成することができる。そのため、ピックアップ不良を低減できる。
【００１５】
好ましくは、半導体ダイの製造方法はさらに、保護フィルムを貼付する工程を備える。保護フィルムを貼付する工程は、表面に保護フィルムを貼付する。酸化膜を形成する工程では、保護フィルムが貼付されたウェハを湿度７０％以上の雰囲気内に配置する。
【００１６】
この場合、ウェハの表面に保護フィルムが貼付されるので、回路が酸化するのを防止できる。
【００１７】
好ましくは、酸化膜を形成する工程は、容器を準備する工程と、配置する工程とを含む。容器を準備する工程は、湿度が７０％以上の雰囲気を有する容器を準備する。配置する工程は、ウェハを容器内に配置する。
【００１８】
この場合、湿度が７０％以上の雰囲気を有する容器を準備し、ウェハを容器内に配置するので、ウェハの裏面を湿度７０％以上の雰囲気に容易に接触させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】ウェハ裏面に酸化膜を形成するための湿度と、ダイシングテープの粘着力との関係を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態による半導体ダイの製造工程を示すフロー図である。
【図３】図２に示す製造工程で準備されるウェハの斜視図である。
【図４】保護フィルムが貼付されたウェハの斜視図である。
【図５】図２中の酸化膜形成工程で利用される容器の斜視図である。
【図６】図５に示す容器内で酸化膜が形成されたウェハの斜視図である。
【図７】図２に示す製造工程でダイシングテープが貼付されたウェハの斜視図である。
【図８】図７中のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線での断面図である。
【図９】図２に示す製造工程でダイシングされるウェハの斜視図である。
【図１０】図９中のＸ−Ｘ線での断面図である。
【図１１】図２に示す製造工程でピックアップされる半導体ダイを有するウェハの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照し、本発明の実施の形態を詳しく説明する。図中同一又は相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
【００２１】
図２は、本実施の形態による半導体ダイの製造方法のフロー図である。図２を参照して、本実施の形態による半導体ダイの製造方法では、最初に、ウェハを準備する（Ｓ１）。次に、ウェハ表面に保護フィルムを貼付する（Ｓ２）。次に、ウェハの裏面を研磨する（Ｓ３）。次に、７０％以上の湿度雰囲気にウェハ裏面を接触させ、酸化膜を形成する（Ｓ４）。次に、酸化膜が形成された裏面にダイシングテープを貼付する（Ｓ５）。次に、ウェハをダイシングして複数の半導体ダイを製造し（Ｓ６）、製造された半導体ダイをピックアップする（Ｓ７）。以下、それぞれの工程について詳述する。
【００２２】
［ウェハ準備工程（Ｓ１）］
最初に、周知のウェハを準備する（Ｓ１）。図３はウェハの斜視図である。図３を参照して、ウェハ２０は、シリコン（Ｓｉ）や、ゲルマニウム（Ｇｅ）、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）等である。ウェハ２０は、表面２０Ａと、裏面２０Ｂとを有する。表面２０Ａには、回路が形成される。裏面２０Ｂは表面２０Ａと反対側に配置される。
【００２３】
［保護フィルム貼付工程（Ｓ２）］
次に、図４に示すように、ウェハ２０の表面２０Ａに保護フィルム２１を貼付する（Ｓ２）。保護フィルム２１は、表面２０Ａに形成される回路全体を覆うように貼付される。保護フィルム２１は、周知の構成を有する。保護フィルム２１が貼付されるため、次工程で裏面２０Ｂが研磨されるときに、表面２０Ａの回路に傷がつきにくい。
【００２４】
［研磨工程（Ｓ３）］
保護フィルム２１が貼付されたウェハ２０の裏面２０Ｂを研磨する（Ｓ３）。裏面２０Ｂを研磨することにより、ウェハ２０を薄くする。裏面２０Ｂは、周知の方法及び装置を用いて研磨される。
【００２５】
［酸化膜形成工程（Ｓ４）］
次に、ウェハ２０の裏面２０Ｂに酸化膜を形成する（Ｓ４）。本実施の形態では、図５に示す容器５０を用いて、裏面２０Ｂに酸化膜を形成する。
【００２６】
図５を参照して、容器５０は、加湿容器５１と、除湿容器５２及び５３とを備える。加湿容器５１は、空調設備５１Ａと、図示しない温度計、湿度計とを備える。加湿容器５１内の温度及び湿度は、空調設備５１Ａにより調節される。
【００２７】
除湿容器５２は、扉５２Ａ及び５２Ｂと、空調設備５２Ｃとを備える。除湿容器５３は、扉５３Ａ及び５３Ｂと、空調設備５３Ｃとを備える。扉５２Ａ，５２Ｂ，５３Ａ及び５３Ｂは、それぞれ独立して開閉される。空調設備５２Ｃ及び５３Ｃは、除湿容器５２及び除湿容器５３内を除湿して、湿度を調節する。
【００２８】
加湿容器５１内の湿度は、空調設備５１Ａにより７０％以上に調整される。ここで、本明細書において、湿度は、相対湿度を意味する。温度Ｔ１（℃）における湿度は、以下の式（１）で定義される。
【００２９】
湿度＝加湿容器５１内の水蒸気量／温度Ｔ１における飽和水蒸気量  （１）
保護フィルム２１が貼付されたウェハ２０は、加湿容器５１内に収納され、７０％の湿度を有する雰囲気内で所定時間（１０秒〜１分）配置される。これにより、裏面２０Ｂが７０％の雰囲気と接触する。
【００３０】
具体的には、はじめに、除湿容器５２の扉５２Ａが開かれ、ウェハ２０が除湿容器５２内に収納される。容器５０の底面には、除湿容器５２から５３に延びるベルトコンベアが配置されている。除湿容器５２内にウェハ２０が収納されたとき、扉５２Ａが閉じて扉５２Ｂが開く。そして、ウェハ２０はベルトコンベアにより除湿容器５２から加湿容器５１に搬送され、加湿容器５１に収納される。ウェハ２０が加湿容器５１に入ると、ウェハ２０の裏面２０Ｂが７０％以上の湿度雰囲気と接触し始める。このとき、扉５２Ｂが閉じ、タイマが作動する。以上の工程により、ウェハ２０が加湿容器５１内に配置される。扉５２Ｂが閉じると、空調設備５２Ｃが除湿容器５２を除湿する。次に搬送されるウェハ２０を受け入れるためである。
【００３１】
タイマが作動してから所定時間（１０秒〜１分）経過するまで、ウェハ２０は加湿容器５１内に配置される。このとき、裏面２０Ｂが酸化されて裏面２０Ｂ上に酸化膜が形成される。好ましい所定時間は１０秒〜３０秒である。ただし、１０秒〜１分の任意の時間ウェハ２０を加湿容器５１内に配置すれば、本発明の効果が得られる。
【００３２】
タイマが作動してから所定時間経過後、扉５３Ａが開く。そして、加湿容器５１内のウェハ２０は、ベルトコンベアにより扉５３Ａを通過して除湿容器５３に搬送される。ウェハ２０が扉５３Ａを通過した後、扉５３Ａが閉じる。
【００３３】
ウェハ２０が除湿容器５３内に収納されたとき、空調設備５３Ｃが除湿容器５３内を除湿する。除湿後、扉５３Ｂが開き、ウェハ２０が容器５０の外部に搬送される。除湿容器５３内が除湿されてからウェハ２０が搬送されるため、容器５０の外部の湿度の変動が抑えられる。
【００３４】
以上の酸化膜形成工程により、図６に示すとおり、ウェハ２０の裏面２０Ｂには、酸化膜２２が形成される。
【００３５】
［ダイシングテープ貼付工程（Ｓ５）］
酸化膜２２が形成された裏面２０Ｂ上にダイシングテープを貼付する（Ｓ５）。本実施の形態では、周知のダイシングテープが利用可能である。好ましくは、紫外線硬化型の粘着層を有するダイシングテープが利用される。紫外線照射により粘着層の粘着力が低減するため、ピックアップ不良を低減しやすいからである。
【００３６】
図７は、紫外線硬化型のダイシングテープに貼付されたウェハ２０を示す斜視図であり、図８は図７中のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線での断面図である。図７及び図８を参照して、ダイシングテープ８０は、基材８３と、粘着層８１とを備える。基材８３は周知の樹脂からなる。粘着層８１は、基材８３上に形成される。粘着層８１は、周知の紫外線硬化樹脂からなる。ダイシングテープ８０上には、リングフレーム８２が配置される。リングフレーム８２は、円環状のフレームであり、内部にウェハ２０が収納される。リングフレーム８２は、ウェハ２０を固定するために利用される。ウェハ２０は、リングフレーム８２内に収納され、粘着層８１上に配置される。このとき、裏面２０Ｂに形成された酸化膜２２が粘着層８１と接着される。
【００３７】
保護フィルム２１は、ダイシングテープ８０がウェハ２０に貼付された後、周知の方法で表面２０Ａから剥がされる。
【００３８】
［ダイシング工程（Ｓ６）］
図９及び図１０に示すように、ダイシングテープ８０が貼付されたウェハ２０をダイシングして複数の半導体ダイ１１１を形成する（Ｓ６）。ウェハ２０は、図示しないダイシングソーを利用して、ダイシングされる。
【００３９】
［ピックアップ工程（Ｓ７）］
複数の半導体ダイ１１１を形成した後、半導体ダイ１１１をピックアップしてウェハ２０から取り出す（Ｓ７）。初めに、粘着層８１に紫外線を照射する。これにより粘着層８１は硬化し、粘着力が低下する。
【００４０】
次に、図１１に示すように、半導体ダイ１１１をピックアップする。具体的には、複数の半導体ダイ１１１が貼付されている面の反対側の面から半導体ダイ１１１を押すことにより、各半導体ダイ１１１をピックアップし、各半導体ダイ１１１をウェハ２０から取り出す。
[本実施の形態の効果]
【００４１】
本実施の形態では、ウェハ２０の裏面２０Ｂを湿度７０％以上の雰囲気に接触させることにより、ダイシングテープ８０の粘着力を低下できる程度の酸化膜２２が容易に生成される。そして、酸化膜２２により、半導体ダイ１１１はダイシングテープ８０から離れ易くなり、ウェハ２０から容易に取り出される。そのため、本実施の形態による半導体ダイの製造方法は、酸化膜２２を容易に形成でき、ピックアップ不良を低減できる。
【００４２】
また、表面２０Ａに保護フィルム２１を貼付して、ウェハ２０を加湿容器５１内に配置するため、表面２０Ａは酸化しにくい。
【００４３】
また、湿度が７０％以上の雰囲気を有する加湿容器５１を準備し、ウェハ２０を加湿容器５１内に配置することにより、裏面２０Ｂを湿度７０％以上の雰囲気に容易に接触させることができる。
[他の実施の形態]
【００４４】
本実施の形態では、容器５０は、加湿容器５１と、除湿容器５２及び５３とを備える。しかしながら、容器５０は、加湿容器５１のみで構成されていてもよい。また、加湿容器５１へのウェハ２０の収納方法は特に限定されない。上述の実施の形態のように、ベルトコンベアによりウェハ２０を搬送してもよいし、作業者がウェハ２０を加湿容器５１内に収納してもよい。
【００４５】
さらに、容器５０は、上端が開口する加湿容器５１で構成されていてもよい。この場合、加湿容器５１は円筒形状であり、外径はウェハ２０の外径とほぼ一致する。加湿容器５１の上端にウェハ２０が配置される。このとき、裏面２０Ｂが加湿容器５１の底面と対向する。ウェハ２０が配置された後、加湿容器５１内の湿度が７０％以上に調整される。このような方法でも、裏面２０Ｂ上に酸化膜２２を形成できる。
【００４６】
本実施の形態では、紫外線硬化型のダイシングテープを用いているが、これに限定されない。例えば、紫外線硬化型でないダイシングテープを用いてもよい。
【実施例】
【００４７】
６枚のウェハの各々に、湿度の異なる雰囲気下で酸化膜を形成した。酸化膜が形成されたウェハを利用して、湿度とダイシングテープの粘着力との関係を調査した。
[試験方法]
【００４８】
１００ｍｍの外径を有する６枚のシリコンウェハを準備した。ケメット株式会社製のウェハ研磨装置（商品名ＬＭ−１５）を用いて、各シリコンウェハの表面を５μｍ研磨した。そして、研磨されたシリコンウェハを所定の湿度を有する雰囲気内に３０秒置いた。具体的には、所定の湿度に調整できる加湿室を準備した。シリコンウェハごとに異なる湿度に調整し、加湿室内にシリコンウェハを３０秒置いた。加湿室内の温度は２５℃であった。３０秒後、各シリコンウェハの研磨面に、同一の粘着力を有するダイシングテープを貼付した。ダイシングテープは、紫外線により硬化する粘着層を有した。加湿室からシリコンウェハを出した後、ダイシングテープに紫外線を３０秒照射して粘着層を硬化した。このとき、アイグラフィックス株式会社製の紫外線照射装置（商品名ＵＢＯ１５１−５Ａ）を使用した。粘着層が硬化された後、ＪＩＳ  Ｚ０２３７に基づいて、ダイシングテープのシリコンウェハに対する粘着力を測定した。
[試験結果]
【００４９】
調査結果を表１に示す。
【表１】
2011142277.tif 000003
【００５０】
表１を参照して、試験番号１〜３のシリコンウェハは、７０％以上の湿度を有する雰囲気下で酸化された。そのため、粘着力は０．１Ｎ／１０ｍｍ未満であり、十分に小さかった。一方、試験番号４〜６のシリコンウェハには、７０％未満の湿度を有する雰囲気下で酸化された。そのため、粘着力は０．１Ｎ／１０ｍｍを超え、高かった。
【００５１】
以上の結果より、シリコンウェハの裏面を７０％以上の湿度雰囲気に接触させ、酸化膜を形成することにより、シリコンウェハの裏面に、ピックアップ不良を低減できる程度の十分な酸化膜が形成されていることが確認できた。
【００５２】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、上述した実施の形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。よって、本発明は上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変形して実施することが可能である。
【符号の説明】
【００５３】
２０  ウェハ
２０Ａ  表面
２０Ｂ  裏面
２１  保護フィルム
２２  酸化膜
５０  容器
５１  加湿容器
８０  ダイシングテープ
８１  粘着層
１１１  半導体ダイ
【図１】
2011142277.tif 000004
【図２】
2011142277.tif 000005
【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】
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【図８】
2011142277.tif 000011
【図９】
2011142277.tif 000012
【図１０】
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【図１１】
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