(57)【要約】【課題】基板の使用効率が高く、分割時の基板の破損のおそれが少ないうえに、効率の良い製造が可能な半導体装置の製造方法、及び半導体装置を提供する。【解決手段】一方が半導体基板からなる第１の基板１１と第２の基板１２とを接着剤層１３を介して貼り合わせた積層基板１０を、所定のラインＬ５に沿ってダイシングすることからなる半導体装置の製造方法であって、接着剤層１３にダイシングラインＬ５に沿ってレーザ光Ｌを照射し、接着剤層１３を局所的に加熱することによって、第１の基板１１と第２の基板１２にダイシングラインＬに対応するスクライブライン２３ａ、２３ｂを形成する工程（ａ）と、スクライブライン２３ａ、２３ｂを形成した積層基板１０に衝撃を加えて、スクライブライン２３ａ、２３ｂに沿って分割する工程（ｂ）とを備える半導体装置の製造方法。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方が半導体基板からなる第１の基板と第２の基板とを接着剤層を介して貼り合わせた積層基板を、所定のラインに沿ってダイシングすることからなる半導体装置の製造方法であって、
前記接着剤層に前記ダイシングラインに沿ってレーザ光を照射し、前記接着剤層を局所的に加熱することによって、前記第１の基板と前記第２の基板に前記ダイシングラインに対応するスクライブラインを形成する工程（ａ）と、
前記スクライブラインを形成した積層基板に衝撃を加えて、前記スクライブラインに沿って分割する工程（ｂ）と
を備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記工程（ａ）に先立って、前記第１の基板と前記第２の基板の各外周部の前記ダイシングラインの起点に傷を入れ、この傷を入れた部分より前記レーザを照射することを特徴とする請求項１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記工程（ｂ）は、テープエキスパンド法、３点曲げ法及び突き上げ法から選ばれる１種の方法を適用して行われる請求項１または２記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記第１の基板はシリコン基板であり、前記第２の基板はガラス基板であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
一方が半導体基板からなる第１の基板と第２の基板とを接着剤層を介して貼り合わせた積層基板をダイシングしてなる半導体装置であって、
前記接着剤層はレーザ光照射による改質部を有することを特徴とする半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置の製造方法及び半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話やデジタルカメラ等において、半導体素子が形成されたシリコン基板をガラス基板と接着剤により貼り合わせた構造の半導体装置が使用されている。このような半導体装置を製造するにあたっては、複数の半導体素子を形成したシリコン基板にガラス基板を接着剤により貼り合わせた積層基板を用意し、これを複数に分割して個片化する方法が用いられている。
【０００３】
上記積層基板の分割方法としては、ダイヤモンド砥粒の刃先を有するブレードを用いる方法が一般的である。この方法では、まず、シリコン基板の切断に適したブレード（シリコン用ブレード）を用いてシリコン基板を切断する。次に、この切断によって生じた溝に、シリコン用ブレードより幅狭のガラス基板の切断に適したブレード（ガラス用ブレード）を挿入し、シリコン基板側よりガラス基板を切断する。このように異なるブレードを用いて切断するのは、シリコン基板とガラス基板は物性値が大きく異なっており、シリコン用ブレードまたはガラス用ブレードを用いてシリコン基板及びガラス基板を一括して切断使用すると、チッピングと称するダイシングライン付近の欠けが大きくなり、１基板当たりの素子の取れ数が少なくなる（つまり、基板の使用効率が低くなる）からである。
【０００４】
しかし、このブレードを用いる方法は、ブレード自体が幅を有するものであり、しかも一方のブレードに他方のブレードより幅広のブレードを使用しなければならないため、ダイシングラインの幅（スペーシング）を狭くするには限度があり、基板の使用効率を高めることは困難であった。
【０００５】
近年、この種の技術として、レーザ光を用いる方法も提案されている（例えば、特許文献１参照。）。この方法は、レーザ光により、基板を局所的に溶融するものであり、ブレード法に比べダイシングライン幅を狭くすることができ、基板の使用効率を高めることができる。しかし、基板を構成するシリコンもガラスも極めて脆性の高い材料であるため、切断時に基板が破損するおそれがあった。また、レーザ光１回の走査当たりのスクライブ量が小さいため、１ラインの切断のために多数回走査させる必要があり、効率が悪いという問題もあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−１７８０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、基板の使用効率が高く、分割時の基板の破損のおそれが少ないうえに、効率の良い製造が可能な半導体装置の製造方法、及び半導体装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様によれば、一方が半導体基板からなる第１の基板と第２の基板とを接着剤層を介して貼り合わせた積層基板を、所定のラインに沿ってダイシングすることからなる半導体装置の製造方法であって、前記接着剤層に前記ダイシングラインに沿ってレーザ光を照射し、前記接着剤層を局所的に加熱することによって、前記第１の基板と前記第２の基板に前記ダイシングラインに対応するスクライブラインを形成する工程（ａ）と、前記スクライブラインを形成した積層基板に衝撃を加えて、前記スクライブラインに沿って分割する工程（ｂ）とを備えることを特徴とする半導体装置の製造方法が提供される。
【０００９】
また、本発明の他の態様によれば、一方が半導体基板からなる第１の基板と第２の基板とを接着剤層を介して貼り合わせた積層基板をダイシングしてなる半導体装置であって、前記接着剤層はレーザ光照射による改質部を有することを特徴とする半導体装置が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の一態様に係る半導体装置の製造方法によれば、基板の使用効率が高く、分割時の基板の破損のおそれが少ないうえに、効率の良い製造が可能である。また、本発明の一態様に係る半導体装置によれば、基板の使用効率が高く、分割時の基板の破損のおそれが少ないうえに、効率の良い製造が可能な半導体装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１の実施の形態に使用される積層基板の構成を示す斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置の製造工程を示す平面図である。
【図３】図２に示す工程の後の半導体装置の製造工程を示す平面図である。
【図４】図３に示す工程の後の半導体装置の製造工程を示す断面図である。
【図５】図４に示す工程の後の半導体装置の製造工程を示す断面図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態におけるレーザ光の照射工程を説明する斜視図である。
【図７】図５に示す工程の後の半導体装置の製造工程を示す断面図である。
【図８】図７に示す工程の後の半導体装置の製造工程を示す断面図である。
【図９】ブレード法を適用した半導体装置の製造方法を説明する断面図である。
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下では本発明の実施の形態を図面に基づいて説明するが、それらの図面は図解のために提供されるものであり、本発明はそれらの図面に何ら限定されるものではない。
【００１３】
（第１の実施の形態）
図１は本実施形態に使用される積層基板を示す斜視図であり、図２乃至図８は、本実施形態の半導体装置の製造方法を説明するための図で、図２、図３、図７及び図８は平面図であり、図４及び図５は側面図であり、図６は斜視図である。
【００１４】
本実施形態においては、まず、図１に示すような積層基板１０を用意する。この積層基板１０は、同図に示すように、第１の基板１１と第２の基板１２とを接着剤層１３を介して貼り合わせた構造を有する。ここでは、第１の基板１１がシリコン基板からなり、第２の基板１２がガラス基板からなる例について説明する。第１の基板、すなわち、シリコン基板１１の裏面接着剤層１３側の面には、図示は省略したが、複数の半導体素子となる回路パターンが形成されており、シリコン基板１１の表面（積層基板１０のシリコン基板１１側の基板面）１１ａには、それらの回路パターンに接続された配線層が形成されている。接着剤層１３は、例えば、エポキシ系、ポリイミド系、アクリル系、フェノール系等の接着剤からなる。シリコン基板１１の厚みは、通常、５０〜８００μｍであり、ガラス基板１２の厚みは、通常、５０〜１０００μｍであり、接着剤層１３の厚みは、通常、１０〜１００μｍである。
【００１５】
図２に示すように、積層基板１０には、これを分割して複数の半導体装置を得るためのダイシングラインＬ１、Ｌ２、Ｌ３……が設定されている。図面の例では、図面上下方向に延びる８本の互いに平行なダイシングラインＬ１〜Ｌ８と、これらのダイシングラインＬ１〜Ｌ８に直交する５本の互いに平行なダイシングラインＬ９〜Ｌ１３が設定されている。
【００１６】
本実施形態においては、これらのダイシングラインＬ１〜Ｌ１３のそれぞれの一端に、ダイアモンドカッタ等を用いて、シリコン基板１１側より傷２１ａを入れる（図２）。
次に、図３に示すように、傷２１ａを入れたシリコン基板１１の表面（積層基板１０のシリコン基板１１側の基板面）１１ａを下側にして、ダイシングテープ２２に固定するとともに、ガラス基板１２側からもダイアモンドカッタ等を用いて同様の傷２１ｂを入れる。傷２１ａ、２１ｂは、まず、ガラス基板１２側の傷２１ｂを入れた後、シリコン基板１１側の傷２１ａを入れるようにしてもよい、また、ダイシングテープ２２に固定する面も、傷２１ｂを入れたガラス基板１２の表面（積層基板１０のガラス基板１２側の基板面）１２ａとしてもよい。ダイシングテープ２２としては、粘着テープ、例えば、ポリ塩化ビニル樹脂（ＰＶＣ）、ポリエチレンテレフタレート樹脂（ＰＥＴ）、ポリオレフィン樹脂（ＰＯ）等からなるテープ基材上に粘着剤層を設けたもの等が使用される。
【００１７】
次に、図４に示すように、レーザ照射装置（図示なし）からレーザ光Ｌを、ダイシングラインＬ１〜Ｌ１３のうちの１本、例えばダイシングラインＬ５上の傷２１ｂ部分下の、シリコン基板１１とガラス基板１２の間の接着剤層１３に集光するように照射し、集光点を傷２１ｂ部分下からダイシングラインＬ５に沿って積層基板１０を横断するように接着剤層１３内を移動させる。レーザ光Ｌは、ガラス基板１２側より照射してもよく、シリコン基板１１側より照射してもよい。図面の例では、レーザ光Ｌは、ガラス基板１２側より照射している。
【００１８】
レーザ光Ｌの照射により、図５に示すように、接着剤層１３に、ダイシングラインＬ５に沿った改質部１３ａが形成される。すなわち、接着剤層１３にレーザ光Ｌが照射されると、接着剤層１３はレーザ光Ｌのエネルギーを吸収して、その集光点及びその近傍部分の接着剤が溶融もしくは気化し、体積を膨張させようとする。しかし、接着剤層１３は剛性の大きいシリコン基板１１とガラス基板１２に挟まれているため膨張することはできない。このため、改質部１３ａ近傍のシリコン基板１１及びガラス基板１２には、図面矢印に示すような大きな引張応力が生じる。一方、シリコン基板１１とガラス基板１２のダイシングラインＬ５の起点には、前述したように、それぞれ傷２１ａ、２１ｂが形成されており、シリコン基板１１及びガラス基板１２はいずれも脆性材料であるため、シリコン基板１１及びガラス基板１２にはそれらの傷２１ａ、２１ｂを起点に、ダイシングラインＬ５に沿ったスクライブライン２３ａ、２３ｂが形成される。なお、図５では、改質部１３ａを、膨らみを持った改質部１３ａとして示しているが、上述したように、実際には、シリコン基板１１及びガラス基板１２によって加熱変形が抑えられるため、膨らみを有することはない。図４及び図５では、図示を簡単にするために、シリコン基板１１の表面１１ａに固定したダイシングテープ２２の図示を省略している。
【００１９】
レーザ照射装置としては、レーザ発生装置を備え、このレーザ発生装置から発生したレーザ光Ｌを接着剤層１３で集光させ、その集光点部分の接着剤を溶融もしくは気化させることができるものであればよく、基板や接着剤の種類、それらの厚み等によって適宜選択される。レーザ光Ｌとしては、通常、波長０．２〜１２μｍ程度のレーザ光が使用される。具体的には、例えば、炭酸ガスレーザ光、ＹＡＧレーザ光、ＵＶレーザ光等が使用される。
【００２０】
図６は、レーザ光Ｌを走査させることによって、シリコン基板１１及びガラス基板１２にそれぞれ傷２１ａ及び傷２１ｂを起点にレーザ光Ｌによるスクライブライン（シリコン基板側スクライブライン２３ａ及びガラス基板側スクライブライン２３ｂ）がダイシングラインＬ５に沿って矢印方向に形成されていく様子を示したものである。同図に示すように、シリコン基板側スクライブライン２３ａ及びガラス基板側スクライブライン２３ｂは、接着剤層１３の改質部１３ａからシリコン基板１１及びガラス基板１２のそれぞれの表面または表面近傍にまで達している。なお、図６では１本のダイシングラインＬ５についてのみ示しており、その他のダイシングラインと、それらの各ダイシングラインの一端に入れた傷は省略してある。
【００２１】
同様にして、残りのダイシングラインＬ１〜Ｌ４、Ｌ６〜Ｌ１３についてもレーザ光Ｌを照射して、接着剤層１３に、各ダイシングラインＬ１〜Ｌ４、Ｌ６〜Ｌ１３に沿った改質部１３ａを形成し、シリコン基板１１及びガラス基板１２に各ダイシングラインＬ１〜Ｌ４、Ｌ６〜Ｌ１３に沿ったスクライブラインを形成する。図７は、このようにしてすべてのダイシングラインＬ１〜Ｌ１３に沿ってスクライブラインが形成された後の積層基板１０をガラス基板１２側より視た平面図であり、ガラス基板１２には、ダイシングラインＬ１〜Ｌ１３に対応する位置に、レーザ光によるスクライブライン２３ｂが形成されている。
【００２２】
次に、図８に示すように、シリコン基板１１の表面１１ａに貼着したダイシングテープ２２を面方向に拡張し、積層基板１０に衝撃を加える。この結果、シリコン基板１１及びガラス基板１２に形成されたスクライブライン２３ａ、２３ｂが分断され、改質部１３ａも、レーザ光Ｌの照射によって一旦溶融もしくは気化しているため、略切断された状態にあり、積層基板１０は半導体素子を備えた複数の半導体装置２４に分割される。
【００２３】
このような方法においては、レーザ光Ｌで接着剤層１３を選択的に改質させることによって、シリコン基板１１及びガラス基板１２に接着剤層１３の改質部１３ａからそれぞれの表面に略達するスクライブライン２３ａ、２３ｂが形成され、その後、積層基板１０に衝撃を加えることによって、形成されたスクライブライン２３ａ、２３ｂが分断され、その結果、個々の半導体装置２４に分割されるため、ダイシングラインの幅を０（ゼロ）もしくは０（ゼロ）近くまで狭幅化することができ、従来のブレードを用いた方法に比べ、積層基板１０の使用効率を高めることができる。
【００２４】
すなわち、図９は、従来のブレード法を適用して、積層基板１０から複数の半導体装置を製造する方法の一例を示したものである。同図に示すように、この方法では、積層基板１０のガラス基板１２側の基板面１２ａにダイシングテープ９１を貼着した後、シリコン基板１１の切断に適したシリコン用ブレード（図示なし）でシリコン基板１１を切断する。次に、この切断によって生じた溝９２に、シリコン用ブレードより幅狭のガラス基板１２の切断に適したガラス用ブレード９３を挿入し、シリコン基板１１側よりガラス基板１２を切断する。このような方法では、ダイシングラインの狭幅化は２００μｍ程度が限度である。
【００２５】
これに対し、本実施形態の方法では、個々の半導体装置への分割は、シリコン基板１１及びガラス基板１２に形成されたレーザ光Ｌによるスクライブライン２３ａ、２３ｂに入ったクラックによるものであるため、分断幅は略０（ゼロ）となり、従来のブレード法に比べ、積層基板の使用効率を高めることができる。
【００２６】
また、レーザ光Ｌはシリコン基板１１やガラス基板１２に照射せず、接着剤層１３に選択的に照射するため、従来のレーザ光を用いた方法のように、シリコン基板１１やガラス基板１２が破損することもなく、また、１ラインの切断のためにレーザ光を多数回走査させる必要もない。したがって、品質の良い半導体装置を歩留まり良く、かつ効率良く製造することが可能となる。
【００２７】
なお、本実施形態の方法により分割すると、シリコン基板１１及びガラス基板１２の分断面の表面粗さは小さくなるが、接着剤層１３はレーザ光による改質によって略切断状態にあるものを分断することになり、分断面の凹凸は大きくなる（つまり、表面粗さが大きくなる）。具体的には、接着剤層１３の改質部１３の分断面は、触針式表面粗さ測定器、あるいはレーザ光を用いる非接触式表面粗さ測定器による測定値で、最大高さ粗さＲｙ１０μｍ以上の表面粗さを有する。但し、この表面粗さ値は上記効果を損なうものではない。
【００２８】
（その他の実施の形態）
上記第１の実施の形態では、レーザ光Ｌでスクライブライン２３ａ、２３ｂを形成した積層基板１０の分割方法として、シリコン基板１１の表面１１ａに予め貼着しておいたダイシングテープ２２を面方向に拡張する、いわゆるテープエキスパンド法を用いているが、例えば、３点曲げ法、突き上げ法等の方法を用いることも可能である。３点曲げ法は、レーザ光で形成したスクライブライン上にブレードを押し当て、積層基板を３点曲げするものである。突き上げ法は、ダイシングテープを介して、裏面から１本または複数本のピンまたはブレードを当て、上方に押し上げるものである。いずれの方法でも、スクライブライン２３ａ、２３ｂ形成後の積層基板１０に適度の衝撃を与え、容易に複数の半導体装置２４に分割することができる。そして、いずれの方法においても、第１の実施形態の場合と同様、シリコン基板１１及びガラス基板１２の分断面の表面粗さは小さくなるが、レーザ光照射により改質された接着剤層１３の分断面は、触針式表面粗さ測定器、あるいはレーザ光を用いる非接触式表面粗さ測定器による測定値で、最大高さ粗さＲｙ１０μｍ以上の表面粗さを有する。ダイシングテープを貼着していない面に触れずに分割でき、かつ分割時にスクライブ面同士が擦れ合うことによるチッピングの懸念がないとの観点からは、上述したテープエキスパンド法を用いることが好ましい。
【００２９】
さらに、本発明は、以上説明した実施の形態の記載内容に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能であることはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明は、携帯電話やデジタルカメラ等に用いられているような、シリコン基板とガラス基板のような第１の基板と第２の基板とを接着剤層を介して貼り合わせた積層基板を所定のラインに沿って分割して製造される半導体装置に適用することができる。
【符号の説明】
【００３１】
１０…積層基板、１１…第１の基板（シリコン基板）、１２…第２の基板（ガラス基板）、１３…接着剤層、２１ａ，２１ｂ…傷、２２…ダイシングテープ、２３ａ，２３ｂ…スクライブライン、２４…半導体装置、Ｌ…レーザ光、Ｌ１〜Ｌ１３…ダイシングライン。
【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】
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【図８】
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【図９】
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