(57)【要約】【課題】ステルスダイシング方式のウェハの分割方法を使用して、裏面側に保護膜が形成されたチップを製造することができるチップの製造方法を提供する。【解決手段】半導体ウェハ１の表面１Ａに保護部材２を貼着する保護部材の貼着工程と、保護部材２が貼着された半導体ウェハ１の裏面１Ｂ側から、分割予定ラインに沿って、半導体ウェハ１に対して透過性を有するレーザー光線を照射し、変質層を形成する変質層形成工程と、保護部材が貼着された半導体ウェハ１の裏面１Ｂを研磨する研磨工程と、半導体ウェハ１の裏面側に熱硬化性の保護膜形成層３を形成させる工程と、変質層が形成された半導体ウェハ１の裏面１Ｂ側にダイシングシート４を貼着するダイシングシート貼着工程と、保護部材２を剥離する保護部材の剥離工程と、複数のチップに分割する半導体ウェハ分割工程と、を実施する。【選択図】図６
2015099825.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の機能素子が形成されたウェハの表面に保護部材を貼着する工程と、
前記保護部材が貼着された前記ウェハの裏面側から、前記機能素子間に設定された分割予定ラインに沿って、前記ウェハに対して透過性を有するレーザー光線を照射し、前記ウェハの内部に変質層を形成する工程と、
前記保護部材が貼着された前記ウェハの裏面を研磨する工程と、
前記変質層が形成された前記ウェハの裏面側に熱硬化性を有する保護膜形成層を形成する工程と、
前記保護膜形成層が形成された前記ウェハの裏面側に、支持基材と粘着剤層とを備えるダイシングシートを貼着する工程と、
前記ダイシングシートを貼着した後、前記ウェハの表面に貼着されていた前記保護部材を剥離する工程と、
前記分割予定ラインに沿って前記ウェハを複数のチップに分割する工程と、を実施する、
ことを特徴とするチップの製造方法。
【請求項２】
複数の機能素子が形成されたウェハの表面に保護部材を貼着する工程と、
前記保護部材が貼着された前記ウェハの裏面側から、前記機能素子間に設定された分割予定ラインに沿って、前記ウェハに対して透過性を有するレーザー光線を照射し、前記ウェハの内部に変質層を形成する工程と、
前記保護部材が貼着された前記ウェハの裏面を研磨する工程と、
支持基材、前記支持基材に積層されている粘着剤層、および前記粘着剤層に積層され、熱硬化性を有する保護膜形成層を備える多層膜シートを、前記保護膜形成層が前記ウェハの裏面側に形成されるように、前記変質層が形成された前記ウェハの裏面側に貼着する工程と、
前記多層膜シートを貼着した後、前記ウェハの表面に貼着されていた前記保護部材を剥離する工程と、
前記分割予定ラインに沿って前記ウェハを複数のチップに分割する工程と、を実施する、
ことを特徴とするチップの製造方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のチップの製造方法において、
前記保護膜形成層および前記ダイシングシートが積層された前記ウェハ、または、前記多層膜シートが貼着された前記ウェハを加熱して、前記保護膜形成層を硬化させ、保護膜を形成する工程を実施する
ことを特徴とするチップの製造方法。
【請求項４】
請求項３に記載のチップの製造方法において、
前記ウェハを加熱する工程は、前記保護部材を剥離する工程よりも後に実施される
ことを特徴とするチップの製造方法。
【請求項５】
請求項３または請求項４に記載のチップの製造方法において、
前記支持基材側から前記保護膜にマーキング用レーザー光線を照射し、前記保護膜にマーキングを行う工程を実施する
ことを特徴とするチップの製造方法。
【請求項６】
請求項１から請求項５までのいずれかに記載のチップの製造方法において、
前記ウェハの内部に前記変質層を形成する工程の後に、前記ウェハの裏面を研磨する工程を実施し、前記変質層を除去する
ことを特徴とするチップの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、チップの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの製造工程において、表面に機能素子が設けられたウェハを複数のチップに分割する方法として、新たな方法が提案されている。すなわち、ウェハの表面に格子状に配列された分割予定ラインに沿って、ウェハに対して透過性を有するパルスレーザー光線を照射して変質層を連続的に形成し、この変質層が形成されることによって強度が低下した分割予定ラインに沿って半導体ウェハを分割する、いわゆるステルスダイシング方式の分割方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に記載のウェハの分割方法では、表面に保護部材が貼着されたウェハの裏面を研磨した後、裏面側から透過性を有するパルスレーザー光線を分割予定ラインに沿って照射し、変質層を形成する。そして、変質層が形成されたウェハの裏面にダイボンディング用、すなわち、チップの実装時に基板にチップを固定するための接着フィルムを貼着する。さらに接着フィルム側を、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。その後、個々のチップに分割して、各チップをピックアップする。ピックアップされたチップは、接着フィルムが貼着されている裏面側を基板側に向けて、基板に固定される（ダイボンディング工程）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２２３２８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の分割方法では、ウェハの裏面側にダイボンディング用の接着フィルムを貼着している。しかしながら、ステルスダイシング方式の分割方法を使用するチップの製造方法において、ウェハの裏面側にチップを保護するための保護膜を形成したうえで、ウェハを分割してチップを製造する方法は確立されていない。
【０００６】
本発明の目的は、ステルスダイシング方式のウェハの分割方法を使用して、裏面側に保護膜が形成されたチップを製造することができるチップ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】
【０００７】
本発明のチップの製造方法の第１態様は、
複数の機能素子が形成されたウェハの表面に保護部材を貼着する工程と、
前記保護部材が貼着された前記ウェハの裏面側から、前記機能素子間に設定された分割予定ラインに沿って、前記ウェハに対して透過性を有するレーザー光線を照射し、前記ウェハの内部に変質層を形成する工程と、
前記保護部材が貼着された前記ウェハの裏面を研磨する工程と、
前記変質層が形成された前記ウェハの裏面側に熱硬化性を有する保護膜形成層を形成する工程と、
前記保護膜形成層が形成された前記ウェハの裏面側に、支持基材と粘着剤層とを備えるダイシングシートを貼着する工程と、
前記ダイシングシートを貼着した後、前記ウェハの表面に貼着されていた前記保護部材を剥離する工程と、
前記分割予定ラインに沿って前記ウェハを複数のチップに分割する工程と、を実施する。
【０００８】
本発明のチップの製造方法の第２態様は、
複数の機能素子が形成されたウェハの表面に保護部材を貼着する工程と、
前記保護部材が貼着された前記ウェハの裏面側から、前記機能素子間に設定された分割予定ラインに沿って、前記ウェハに対して透過性を有するレーザー光線を照射し、前記ウェハの内部に変質層を形成する工程と、
前記保護部材が貼着された前記ウェハの裏面を研磨する工程と、
支持基材、前記支持基材に積層されている粘着剤層、および前記粘着剤層に積層され、熱硬化性を有する保護膜形成層を備える多層膜シートを、前記保護膜形成層が前記ウェハの裏面側に形成されるように、前記変質層が形成された前記ウェハの裏面側に貼着する工程と、
前記多層膜シートを貼着した後、前記ウェハの表面に貼着されていた前記保護部材を剥離する工程と、
前記分割予定ラインに沿って前記ウェハを複数のチップに分割する工程と、を実施する。
【０００９】
本発明のチップの製造方法において、
前記保護膜形成層および前記ダイシングシートが積層された前記ウェハ、または、前記多層膜シートが貼着された前記ウェハを加熱して、前記保護膜形成層を硬化させ、保護膜を形成する工程を実施することが好ましい。
【００１０】
本発明のチップの製造方法において、
前記ウェハを加熱する工程は、前記保護部材を剥離する工程よりも後に実施されることが好ましい。
【００１１】
本発明のチップの製造方法において、
前記支持基材側から前記保護膜にマーキング用レーザー光線を照射し、前記保護膜にマーキングを行う工程を実施することが好ましい。
【００１２】
本発明のチップの製造方法において、
前記ウェハの内部に前記変質層を形成する工程の後に、前記ウェハの裏面を研磨する工程を実施し、前記変質層を除去することが好ましい。
【００１３】
本発明のチップの製造方法では、ウェハの裏面側に、熱硬化性を有する保護膜形成層および支持基材を積層させる。
これにより、ステルスダイシング方式を採用してウェハを複数のチップに分割するチップの製造方法において、チップの裏面側に保護膜を形成するための熱硬化性の保護膜形成層をウェハの裏面側に形成することができる。この保護膜形成層を加熱硬化させることにより、裏面側に保護膜が形成されたチップを製造することができる。
【００１４】
本発明のチップの製造方法において、保護膜形成層を加熱硬化させる工程を実施する場合には、裏面側に保護膜が形成されたチップを製造することができる。これにより、製造したチップを個別に取り出したり、半導体装置に実装したりする際に、裏面側に形成された保護膜によりチップを保護することができる。
なお、加熱硬化前の保護膜形成層が形成されたチップを取り出したり、半導体装置に実装したりすると、保護膜形成層の表面に傷や跡が付いて外観が悪化するという不具合が発生するおそれがある。これに対して、チップの製造方法において保護膜形成層を加熱硬化させて保護膜を形成することにより、上述の不具合の発生を抑制できる。
【００１５】
本発明のチップの製造方法において、保護部材を剥離する工程よりも後にウェハを加熱する工程を実施する場合には、保護部材を剥離した後に加熱工程を行うので、保護部材として、耐熱性を有していない一般的に使用される材料を用いることができ、コストの削減を図ることができる。
【００１６】
本発明のチップの製造方法において、保護膜にマーキングを行う工程を実施する場合には、チップの裏面に形成された保護膜の表面に品番や各チップのシリアルナンバー等の各種の情報をマーキングすることができる。
【００１７】
本発明のチップの製造方法では、好ましくは、変質層を形成した後に、ウェハの裏面を研磨する。
ここで、チップの端面が平滑ではなく欠けが存在する場合、当該欠けをきっかけにしてチップに亀裂が生じるおそれがある。
これに対して、変質層を形成した後に、ウェハを研磨することにより、変質層に沿ってウェハを割ることができる。また、ウェハを研磨する際に、ウェハとともに変質層を研磨して、除去することができ、チップの端面を平滑にできる。その結果、上述の亀裂の発生を防止し、チップ強度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】第１実施形態の半導体ウェハを模式的に示す斜視図。
【図２】第１実施形態の保護部材の貼着工程を模式的に示す断面概略図。
【図３】第１実施形態の変質層形成工程を模式的に示す断面概略図。
【図４】第１実施形態の研磨工程を模式的に示す断面概略図。
【図５】第１実施形態の保護膜形成層の形成工程を模式的に示す断面概略図。
【図６】第１実施形態のダイシングシート貼着工程を模式的に示す断面概略図。
【図７】第１実施形態の保護部材の剥離工程を模式的に示す断面概略図。
【図８】第１実施形態のマーキング工程を模式的に示す断面概略図。
【図９】第１実施形態の半導体ウェハ分割工程を模式的に示す断面概略図。
【図１０】第１実施形態のピックアップ工程を模式的に示す断面概略図。
【図１１】第１実施形態の回路基板に実装されたチップを模式的に示す断面概略図。
【図１２】第２実施形態の積層シート貼着工程を模式的に示す断面概略図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態を説明するが、本発明の範囲はこれらの実施例等に限定されるものではない。なお、本実施形態ではウェハの一例として、半導体ウェハを用いる場合について説明する。
［第１実施形態］
本実施形態に係るチップの製造方法は、半導体ウェハの裏面側から、半導体ウェハの内部に集光点を合わせて、例えば、赤外線レーザー光線を照射し、半導体ウェハの内部に強度が低下した変質層を形成する。そして、この変質層に沿って半導体ウェハを分割する。
この際、半導体ウェハの裏面に熱硬化性の保護膜形成層を形成した後に、半導体ウェハの裏面側に支持基材と粘着剤層とを備えるダイシングシートを配置する。そして、半導体ウェハを加熱し、保護膜形成層を硬化させることで保護膜を形成した後、ダイシングシートを拡張させて半導体ウェハを複数の保護膜付きのチップに分割する。
以下、本実施形態に係るチップの製造方法について詳細に説明する。
【００２０】
図１は、表面に複数の機能素子が形成された半導体ウェハを模式的に示す斜視図である。また、図２〜図９は、本実施形態のチップの製造方法の対応する工程における半導体ウェハの断面を模式的に示す図である。
【００２１】
＜チップの製造方法＞
・保護部材の貼着工程
半導体ウェハ１は、図１に示すように、シリコン等の基板１０と、基板１０の表面１Ａに形成された複数の機能素子１１と有する。複数の機能素子１１の間には、これら複数の機能素子１１を区画し、かつ、後に分割される位置を示す仮想線である分割予定ライン１２が設定されている。本実施形態では、複数の分割予定ライン１２が、格子状に設定されている。なお、分割予定ライン１２は、仮想線ではなく、基板１０に実際に引いた線であってもよい。
機能素子１１としては、ＩＣ（Integrated Circuit）、ＬＳＩ（Large Scale Integration）等が例示できる。これら複数の機能素子１１は、複数の分割予定ライン１２によって区画され、マトリクス状に配列されている。
【００２２】
図２には、表面に保護部材２が貼着された半導体ウェハ１の断面概略図が示されている。
本実施形態では、半導体ウェハ１の表面１Ａに、図２に示すように保護部材２を貼着する貼着工程を実施する。
保護部材２は、表面１Ａに形成された機能素子１１を保護する。保護部材２は、例えば、樹脂層の単層シートや、基材上に樹脂層が形成された積層シートである。
この保護部材２に用いられる樹脂層の材質は、例えば、ゴム系、アクリル系、シリコーン系、ポリウレタン系、ポリウレタンアクリレート系、ポリエステル系、ポリオレフィン系、ポリビニルエーテル系等の樹脂である。
【００２３】
保護部材２が樹脂層の単層シートである場合には、その厚さは好ましくは５μｍ以上５００μｍ以下、さらに好ましくは１０μｍ以上３００μｍ以下、特に好ましくは３０μｍ以上２００μｍ以下の範囲にある。シートの厚さが薄すぎる場合には、研削時に研削水が浸入し、ウェハ表面が汚染されることがある。また、保護シートに自立性がなく、取扱性が低下する。一方、シートの厚さが厚すぎる場合には、ウェハの研削厚み精度が低下する。また、ウェハに樹脂層に由来する残渣物が発生することがある。
【００２４】
また、保護部材２が基材と樹脂層とから構成される積層シートである場合、基材は特に限定はされないが、例えば低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン等のポリオレフィン、エチレン酢酸ビニル共重合体、エチレン(メタ)アクリル酸共重合体、エチレン(メタ)アクリル酸エステル共重合体等のエチレン共重合体、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル、ポリ塩化ビニル、アクリルゴム、ポリアミド、ウレタン等からなるフィルムが用いられる。また、基材としては、例えば、これらの架橋フィルムも用いられる。上記の基材は１種単独でもよいし、さらにこれらを２種類以上組み合わせた複合フィルムであってもよい。また上記のフィルムの他、これらを着色した透明フィルムまたは不透明フィルム等を用いることができる。
【００２５】
また、樹脂層が設けられる基材表面には、樹脂層との密着性を向上させるために、コロナ処理を施したり、プライマー層を設けてもよい。また樹脂層とは反対面に耐熱性、易滑性等の各種層を設けてもよい。
【００２６】
保護部材２が、上述のような基材と樹脂層とを備える積層シートである場合、樹脂層の厚さは好ましくは０．５μｍ以上２００μｍ以下、さらに好ましくは１μｍ以上１００μｍ以下、特に好ましくは５μｍ以上５０μｍ以下の範囲にある。また、基材の厚さは好ましくは５μｍ以上５００μｍ以下、さらに好ましくは１０μｍ以上３００μｍ以下、特に好ましくは３０μｍ以上２００μｍ以下の範囲にある。積層シートの場合には、シートの自立性が保たれるため、樹脂層は単層シートの場合と比べて薄くてもよい。
【００２７】
・変質層形成工程
図３には、半導体ウェハ１の内部に変質層を形成する工程を説明する断面概略図が示されている。
本実施形態では、半導体ウェハ１の表面１Ａに保護部材２を貼着した後、半導体ウェハ１の裏面１Ｂ側から半導体ウェハ１に対して透過性を有するパルスレーザー光線を分割予定ライン１２に沿って照射し、半導体ウェハ１の基板１０の内部に分割予定ライン１２（図１参照）に沿って変質層１３を形成する変質層形成工程を実施する。
【００２８】
変質層形成工程は、図３に示すように、レーザー加工装置６を用いて実施される。このレーザー加工装置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パルスレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段６２と、図示しないが、チャックテーブル６１上に保持された半導体ウェハ１を撮像する撮像手段と、チャックテーブル６１を移動させる移動手段とを備えている。
レーザー光線照射手段６２は、ＹＡＧレーザー発振器やＹＶＯ４レーザー発振器等のパルスレーザー光線発振器と、繰り返し周波数設定手段と、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とを備える。このレーザー光線照射手段６２は、半導体ウェハ１の基板１０に対して透過性を有するパルスレーザー光線を照射する。
【００２９】
この変質層形成工程は、先ず、半導体ウェハ１の保護部材２側をチャックテーブル６１に載置する。
そして、図示しない撮像手段により、半導体ウェハ１を撮像して、半導体ウェハ１に対して予め設定された分割予定ライン１２を、半導体ウェハ１における実際の設定位置に一致させて、パルスレーザー光線の照射すべき位置の位置合わせを行うアライメント作業を行う。
アライメント作業を行った後、チャックテーブル６１を図示しない移動手段により移動させて、複数の分割予定ライン１２の内の１つの分割予定ラインの一端が、レーザー光線照射手段６２の照射位置と重なるように、半導体ウェハ１とレーザー光線照射手段６２との相対的な位置を変更する。
そして、レーザー光線照射手段６２からパルスレーザー光線を、半導体ウェハ１の裏面１Ｂ側から内部の集光点Ｐに集光させるように照射しつつ、チャックテーブル６１すなわち半導体ウェハ１を所定の送り速度で移動させて、パルスレーザー光線が照射される位置を分割予定ライン１２に沿って移動させる。レーザー光線照射手段６２による照射位置を分割予定ライン１２の一端から他端まで移動させたら、レーザー光線照射手段６２によるパルスレーザー光線の照射を停止させるとともに半導体ウェハ１の移動を停止させる。このようなパルスレーザー光線の照射を、格子状に設定された複数の分割予定ライン１２のそれぞれに沿って実施する。
【００３０】
この変質層形成工程において、レーザー加工装置６は、パルスレーザー光線の集光点Ｐを半導体ウェハ１の内部の任意の位置に合わせることができ、半導体ウェハ１の内部の任意の位置に変質層１３を形成することができる。この変質層１３は、溶融再固化層として形成され、周辺部よりも強度が低下している。
【００３１】
ここで、後述する研磨工程において裏面１Ｂ側から基板１０が研磨され、基板１０の一部が除去される。本実施形態では、変質層１３は、半導体ウェハ１の厚み方向（以下、単に、厚み方向とも称する）において、研磨工程で研磨され除去される範囲で、基板１０に形成されている。
【００３２】
・研磨工程
図４には、半導体ウェハ１の裏面１Ｂを研磨する工程を説明する断面概略図が示されている。
本実施形態では、変質層１３を半導体ウェハ１に形成した後、図４に示すように、半導体ウェハ１の裏面１Ｂを研磨する研磨工程を実施する。
研磨工程は、図４に示すように、研磨装置７を用いて実施される。研磨装置７は、半導体ウェハ１を載置するチャックテーブル７１と、半導体ウェハ１を研磨する研磨工具７２と、を備える。
チャックテーブル７１は、載置された半導体ウェハ１を図示しない吸着手段で保持しつつ、回転可能に構成されている。
研磨工具７２は、半導体ウェハ１に接触して研磨する研磨砥石７２１を備え、この研磨砥石７２１を半導体ウェハ１に接触させた状態で回転させる。研磨砥石７２１として、例えば、フエルト等の柔軟部材に酸化ジルコニア等の砥粒を分散させ適宜のボンド剤で固定したものを用いる。
【００３３】
研磨工程では、先ず、半導体ウェハ１に貼着されている保護部材２側が研磨装置７のチャックテーブル７１に接触するように、半導体ウェハ１をチャックテーブル７１に載置する。そして、チャックテーブル７１を例えば３００ｒｐｍで回転させながら、研磨砥石７２１を例えば６０００ｒｐｍで回転させて半導体ウェハ１の裏面１Ｂに接触させる。これにより、半導体ウェハ１の裏面１Ｂを研磨する。半導体ウェハ１の裏面１Ｂは、鏡面状に研磨されることが好ましい。なお、研磨後の半導体ウェハ１の基板１０の厚さは、特に限定されないが、通常は５０μｍ以上２００μｍ以下程度である。
【００３４】
この研磨工程において、半導体ウェハ１が裏面１Ｂ側から研磨される。本実施形態の研磨工程において、半導体ウェハ１の基板１０は、研磨工具７２からの外力によって変質層１３に沿って割れ、各チップに対応する複数部分に分かれる。この際、基板１０は、基板１０の材料であるシリコンの結晶方位に準じて割れる。
また、上述のよう変質層１３は、半導体ウェハ１の厚み方向において、研磨工程にて研磨される範囲で基板１０に形成されている。このため、変質層１３は、基板１０とともに研磨装置７によって研磨され除去される。このようにして、基板１０に形成された変質層１３は除去され、シリコンの結晶方位に準じて割れた基板１０の断面は平滑となっている。これに対して、ブレードを用いて基板１０を切断する場合、断面が荒れるため、チップの端面が平滑ではなく、端面に欠けが生じやすい。このため、チップの端面に形成された欠けをきっかけとして、チップに亀裂（チッピング）が生じやすい。
なお、半導体ウェハ１は、表面１Ａに貼着された保護部材２によって保持されている。このため、上述のように複数部分に分かれた基板１０の各部分が離散することを抑制できる。
【００３５】
・保護膜形成層の形成工程
図５には、研磨された半導体ウェハ１の裏面１Ｂに保護膜形成層３を形成する工程を説明する断面概略図が示されている。
本実施形態では、研磨工程を実施した後、図５に示すように、半導体ウェハ１の裏面１Ｂに保護膜形成層３を形成する本形成工程を実施する。本実施形態の保護膜形成層の形成工程は、例えば、保護膜形成層３の材料として、ペースト状の材料を半導体ウェハ１の裏面１Ｂに塗布することで実施される。また、保護膜形成層の形成工程は、保護膜形成層３の材料が剥離可能に基材に支持されたシートを作成し、当該シートを裏面１Ｂに配置した後、基材を剥離させることで実施されてもよい。
【００３６】
保護膜形成層３は、例えば、熱硬化性成分と、バインダーポリマー成分と、を含むものが好ましく、後述する加熱工程によって硬化される。この保護膜形成層３の厚さは、好ましくは３μｍ以上１００μｍ以下、より好ましくは１０μｍ以上６０μｍ以下である。保護膜形成層３の硬化後の２３℃における貯蔵弾性率は、好ましくは１００ＭＰａ以上１０万ＭＰａ以下、より好ましくは１０００ＭＰａ以上１万ＭＰａ以下である。
【００３７】
熱硬化性成分としては、例えばエポキシ樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、ベンゾオキサジン樹脂等およびこれらの混合物が挙げられる。特に本実施形態では、エポキシ樹脂、フェノール樹脂ならびにこれらの混合物が好ましく用いられる。
【００３８】
エポキシ樹脂は、加熱を受けると三次元網状化し、強固な被膜を形成する性質を有する。このようなエポキシ樹脂としては、公知の種々のエポキシ樹脂が用いられるが、通常は、分子量３００〜２０００程度のものが好ましく、特に分子量３００〜５００、好ましくは分子量３３０〜４００の常態で液状のエポキシ樹脂と、分子量４００〜２５００、好ましくは分子量５００〜２０００の常温で固体のエポキシ樹脂とをブレンドした形で用いるのが望ましい。また、本実施形態において好ましく使用されるエポキシ樹脂のエポキシ当量は通常５０ｇ／ｅｑ〜５０００ｇ／ｅｑである。このようなエポキシ樹脂としては、具体的には、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、レゾルシノール、フェニルノボラック、クレゾールノボラックなどのフェノール類のグリシジルエーテル；ブタンジオール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールなどのアルコール類のグリシジルエーテル；フタル酸、イソフタル酸、テトラヒドロフタル酸などのカルボン酸のグリシジルエーテル；アニリンイソシアヌレートなどの窒素原子に結合した活性水素をグリシジル基で置換したグリシジル型もしくはアルキルグリシジル型のエポキシ樹脂；ビニルシクロヘキサンジエポキシド、3,4-エポキシシクロヘキシルメチル-3,4-ジシクロヘキサンカルボキシレート、2-(3,4-エポキシ)シクロヘキシル-5,5-スピロ(3,4-エポキシ)シクロヘキサン-m-ジオキサンなどのように、分子内の炭素−炭素二重結合を例えば酸化することによりエポキシが導入された、いわゆる脂環型エポキシドを挙げることができる。その他、ビフェニル骨格、ジシクロヘキサジエン骨格、ナフタレン骨格を有するエポキシ樹脂を用いることができる。
【００３９】
これらの中でも、本実施形態では、ビスフェノール系グリシジル型エポキシ樹脂、o-クレゾールノボラック型エポキシ樹脂およびフェノールノボラック型エポキシ樹脂が好ましく用いられる。これらエポキシ樹脂は、１種単独で、または２種以上を組み合わせて用いることができる。エポキシ樹脂を用いる場合には、助剤として、熱活性型潜在性エポキシ樹脂硬化剤を併用することが好ましい。
【００４０】
熱活性型潜在性エポキシ樹脂硬化剤とは、室温ではエポキシ樹脂と反応せず、ある温度以上の加熱により活性化し、エポキシ樹脂と反応するタイプの硬化剤である。熱活性型潜在性エポキシ樹脂硬化剤の活性化方法には、加熱による化学反応で活性種（アニオン、カチオン）を生成する方法；室温付近ではエポキシ樹脂中に安定に分散しており高温でエポキシ樹脂と相溶・溶解し、硬化反応を開始する方法；モレキュラーシーブ封入タイプの硬化剤で高温で溶出して硬化反応を開始する方法；マイクロカプセルによる方法等が存在する。
【００４１】
本実施形態において、使用される熱活性型潜在性エポキシ樹脂硬化剤の具体例としては、各種オニウム塩や、二塩基酸ジヒドラジド化合物、ジシアンジアミド、アミンアダクト硬化剤、イミダゾール化合物等の高融点活性水素化合物等を挙げることができる。これら熱活性型潜在性エポキシ樹脂硬化剤は、１種単独で、または２種以上を組み合わせて用いることができる。上記のような熱活性型潜在性エポキシ樹脂硬化剤は、エポキシ樹脂１００質量部に対して、好ましくは０．１質量部以上２０質量部以下、さらに好ましくは０．２質量部以上１０質量部以下、特に好ましくは０．３質量部以上５質量部以下の割合で用いられる。
【００４２】
フェノール系樹脂としては、アルキルフェノール、多価フェノール、ナフトール等のフェノール類とアルデヒド類との縮合物等が特に制限されることなく用いられる。本実施形態において好ましく使用されるフェノール系樹脂としては、具体的には、フェノールノボラック樹脂、o-クレゾールノボラック樹脂、p-クレゾールノボラック樹脂、t-ブチルフェノールノボラック樹脂、ジシクロペンタジエンクレゾール樹脂、ポリパラビニルフェノール樹脂、ビスフェノールＡ型ノボラック樹脂、あるいはこれらの変性物等が用いられる。
【００４３】
これらのフェノール系樹脂に含まれるフェノール性水酸基は、前記エポキシ樹脂のエポキシ基と加熱により容易に付加反応して、耐衝撃性の高い硬化物を形成できる。このため、エポキシ樹脂とフェノール系樹脂とを併用してもよい。
【００４４】
バインダーポリマー成分は、保護膜形成層３に適度なタックを与え、シートの操作性を向上させるために用いられる。バインダーポリマーの質量平均分子量は、通常は５万以上２００万以下、好ましくは１０万以上１５０万以下、特に好ましくは２０万以上１００万以下の範囲にある。分子量が低過ぎるとシート形成が不充分となり、高過ぎると他の成分との相溶性が悪くなり、結果として均一なシート形成が妨げられる。このようなバインダーポリマーとしては、例えばアクリル系ポリマー、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ゴム系ポリマー等が用いられ、特にアクリル系ポリマーが好ましく用いられる。
【００４５】
アクリル系ポリマーとしては、例えば、（メタ）アクリル酸エステルモノマーおよび（メタ）アクリル酸誘導体から導かれる構成単位とからなる（メタ）アクリル酸エステル共重合体が挙げられる。ここで（メタ）アクリル酸エステルモノマーとしては、好ましくはアルキル基の炭素数が１〜１８である（メタ）アクリル酸アルキルエステル、例えば（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸プロピル、（メタ）アクリル酸ブチル等が用いられる。また、（メタ）アクリル酸誘導体としては、例えば（メタ）アクリル酸、（メタ）アクリル酸グリシジル、（メタ）アクリル酸ヒドロキシエチル等を挙げることができる。
【００４６】
メタクリル酸グリシジル等を構成単位として用いることでアクリル系ポリマーにグリシジル基を導入すると、前述した熱硬化性成分としてのエポキシ樹脂との相溶性が向上し、保護膜形成層の硬化後のガラス転移温度（Ｔｇ）が高くなり耐熱性が向上する。また、アクリル酸ヒドロキシエチル等を構成単位として用いてアクリル系ポリマーに水酸基を導入することで、基板１０への密着性や粘着性をコントロールすることができる。
【００４７】
バインダーポリマーとしてアクリル系ポリマーを使用した場合における当該ポリマーの質量平均分子量は、好ましくは１０万以上であり、特に好ましくは１５万以上１００万以下である。アクリル系ポリマーのガラス転移温度は通常２０℃以下、好ましくは−７０℃〜０℃程度であり、常温（２３℃）においては粘着性を有する。
【００４８】
保護膜形成層３は、上述の熱硬化性成分とバインダーポリマー成分とが以下の配合比率で配合されていることが好ましい。すなわち、熱硬化性成分は、バインダーポリマー成分１００質量部に対して、好ましくは５０質量部以上１５００質量部以下、さらに好ましくは７０質量部以上１０００質量部以下、特に好ましくは８０質量部以上８００質量部以下である。
【００４９】
また、保護膜形成層３は、フィラーが配合されていてもよい。フィラーとしては、結晶シリカ、溶融シリカ、合成シリカ等のシリカや、アルミナ、ガラスバルーン等の無機フィラーが挙げられる。保護膜形成層３に無機フィラーを添加することにより、硬化後の層の熱膨張係数をウェハの熱膨張係数に近づけることができ、これによって加工途中のウェハの反りを低減することができる。フィラーとしては合成シリカが好ましく、特に半導体装置の誤作動の要因となるα線の線源を極力除去したタイプの合成シリカが最適である。フィラーの形状としては、球形、針状、無定型タイプのものいずれも使用可能であるが、特に最密充填の可能な球形のフィラーが好ましい。
【００５０】
また、保護膜形成層３に添加するフィラーとしては、上述した無機フィラーの他にも、下記のような機能性のフィラーが配合されていてもよい。例えば、ダイボンド後の導電性の付与を目的として、金、銀、銅、ニッケル、アルミニウム、ステンレス、カーボン、またはセラミック、あるいはニッケル、アルミニウム等を銀で被覆したもののような導電性フィラーを添加してもよく、また熱伝導性の付与を目的として、金、銀、銅、ニッケル、アルミニウム、ステンレス、シリコーン、ゲルマニウム等の金属材料やそれらの合金等の熱伝導性物質を添加してもよい。
【００５１】
さらに、保護膜形成層３に添加するフィラーとしては、硬化後における保護膜と基板１０との接着性・密着性を向上させる目的で、カップリング剤を添加することもできる。カップリング剤は、保護膜の耐熱性を損なわずに、接着性、密着性を向上させることができ、さらに耐水性（耐湿熱性）も向上する。カップリング剤としては、その汎用性とコストメリットなどからシラン系（シランカップリング剤）が好ましい。
【００５２】
保護膜形成層３に配合されるフィラーの添加量は、フィラーの種類により様々であるが、一般的には保護膜形成層３を形成する全成分の４０質量％以上９０質量％以下であることが好ましく、５０質量％以上８５質量％以下であることがより好ましい。保護膜形成層３中のフィラーをこのような配合比とすることで、硬化被膜（保護膜）の２３℃における弾性率、グロス、全光線透過率を調整することができる。フィラーを増量することで、硬化被膜の２３℃における弾性率を増加させることができ、半導体ウェハ１（または、後述するチップ１００（図１０参照））に対する保護機能が付与される。一方、グロスや全光線透過率は減少して、保護膜表面にレーザーによって印字されたマークの認識性も向上する。また、硬化後の保護膜の熱膨張係数をウェハの熱膨張係数に近づけることができる。これによって加工途中において熱膨張係数の違いにより発生するウェハの反りを低減することができる。ウェハに反りが発生すると破損しやすく、また搬送が困難となる。
【００５３】
また、保護膜形成層３には、顔料や染料が添加されていることが好ましい。保護膜形成層３に顔料や染料を添加することによって、後述するマーキング工程において保護膜の表面に形成される印字の認識性を向上させることができる。また、顔料や染料を添加することにより、上記保護膜の弾性率をある程度制御することができる。
このような顔料としては、カーボンブラックや、各種の無機顔料が例示できる。またアゾ系、インダスレン系、インドフェノール系、フタロシアニン系、インジゴイド系、ニトロソ系、ザンセン系、オキシケトン系などの各種有機顔料が挙げられる。
【００５４】
顔料、染料の添加量もその種類により様々であるが、一般的には保護膜形成層３を形成する全成分の０．１質量％以上２０質量％以下であることが好ましく、０．２質量％以上１５質量％以下であることがより好ましい。
また、保護膜形成層３には、硬化前の凝集力を調節するために、有機多価イソシアナート化合物、有機多価イミン化合物、有機金属キレート化合物等の架橋剤を添加することもできる。
【００５５】
また、保護膜形成層３は、着色されていてもよい。保護膜形成層３の着色は、例えば、顔料、染料等を配合することで行われる。保護膜形成層３を着色しておくと、外観の向上を図ることができる。
【００５６】
さらに保護膜形成層３に帯電防止剤を添加してもよい。帯電防止剤を添加することにより、静電気を抑制できるため、チップの信頼性が向上する。また、リン酸化合物、ブロム化合物、リン系化合物等を加え難燃性を付加することでパッケージとしての信頼性が向上する。
【００５７】
保護膜形成層３が上述のようにフィラー、顔料、染料を含む場合には、上記保護膜にレーザーマーキング等によって鮮明な印字を形成できる。すなわち、これらの場合には、印字部と非印字部との間で充分なコントラスト差が得られることになり、印字の認識性が向上される。
【００５８】
・ダイシングシート貼着工程
図６には、半導体ウェハ１の裏面１Ｂ側にダイシングシート４を貼着する工程を説明する断面概略図が示されている。
ダイシングシート４は、図６に示すように、支持基材４１と、支持基材４１に積層された粘着剤層４２と、を備え、伸長可能に形成されている。ダイシングシート４は、粘着剤層４２が環状のリングフレーム５に貼着されることで、装着されている。
本実施形態では、図６に示すように、保護膜形成層３が形成された半導体ウェハ１の裏面１Ｂ側にダイシングシート４をさらに貼着するダイシングシート貼着工程を実施する。より具体的には、ダイシングシート４の粘着剤層４２が保護膜形成層３に貼着され、半導体ウェハ１側から、保護膜形成層３、粘着剤層４２、および支持基材４１がこのような順番で積層されている。
このようにして、本実施形態の半導体ウェハ１は、図６に示すようにリングフレーム５およびダイシングシート４によって支持された状態となる。
【００５９】
支持基材４１としては、後述するマーキング工程において、保護膜にレーザーマーキングによる印字が可能となるように、使用するレーザーの波長に対して透過性を有する材質で形成されていることが好ましい。例えば、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリブテンフィルム、ポリブタジエンフィルム、ポリメチルペンテンフィルム、ポリ塩化ビニルフィルム、塩化ビニル共重合体フィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリエチレンナフタレートフィルム、ポリブチレンテレフタレートフィルム、ポリウレタンフィルム、エチレン酢酸ビニルフィルム、アイオノマー樹脂フィルム、エチレン・（メタ）アクリル酸共重合体フィルム、ポリスチレンフィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリイミドフィルム、フッ素樹脂フィルム、液晶ポリマーフィルム等が用いられる。またこれらの架橋フィルム、放射線・放電等による改質フィルムも用いられる。またこれらの積層フィルムであってもよい。
【００６０】
さらに、耐熱性を考慮すると支持基材４１としては、高融点のものが好ましい。具体的には、融点は１５０℃以上が好ましく、２００℃以上がさらに好ましい。融点が１５０℃以上であれば、保護膜形成層３を加熱硬化させる加熱工程において、支持基材４１が溶融し形状を保てなくなったり、周辺の装置と融着してしまうことを防止できる。具体的には、支持基材４１として、例えばポリメチルペンテンフィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリエチレンナフタレートフィルム、ポリイミドフィルム、フッ素樹脂フィルム、液晶ポリマーフィルムを用いることが好ましい。
【００６１】
この支持基材４１の厚さ寸法は、後述する分割工程において、半導体ウェハ１を各チップに分割するために支持基材４１を拡張させた際に、支持基材４１が裂けない程度の強度を有する寸法であることが望ましい。
ところで、支持基材４１の厚さ寸法が大きいと、後述するマーキング工程において、レーザーマーキングに用いられるマーキング用レーザー光線を、支持基材４１越しに保護膜上に合焦させることが困難となるおそれがある。
従って、本実施形態のようにマーキング工程を実施する場合では、支持基材４１の厚さ寸法は次のような条件を満たすことが好ましい。すなわち、支持基材４１の厚さ寸法は、上述のような断裂を抑制可能な強度を有する寸法であることに加えて、さらに、マーキング用レーザー光線を、支持基材４１越しに保護膜上に合焦可能な寸法であることが好ましい。
【００６２】
粘着剤層４２は、粘着剤により形成されており、粘着性を有している。本実施形態では、粘着剤層４２は、保護膜形成層３が硬化されて裏面１Ｂに形成された保護膜と、粘着剤層４２との界面での剥離を適切に行うことができる粘着力を有するものであればよい。
具体的には、粘着剤層４２に用いる粘着剤としては、例えば、アクリル系粘着剤、ゴム系粘着剤、ビニルアルキルエーテル系粘着剤、シリコーン系粘着剤、ポリエステル系粘着剤、ポリアミド系粘着剤、ウレタン系粘着剤、フッ素系粘着剤、スチレン−ジエンブロック共重合体系粘着剤を適宜選択して用いることができる。
また、粘着剤層４２としては、紫外線等の外的刺激によって粘着力が低下する性質を有する粘着剤を用いて形成してもよく、これにより、保護膜と粘着剤層４２との界面での剥離を適切に行うことができる。このような、粘着剤層４２と保護膜との剥離を容易にする粘着剤としては、例えば、エネルギー線硬化型粘着剤や、熱膨張性粘着剤を用いることができる。粘着剤は単独でまたは２種以上組み合わせて使用することができる。例えば、アクリル系樹脂、エネルギー線重合性化合物、光重合開始剤および硬化剤等を適宜配合して調製された粘着剤で粘着剤層４２を構成することが好ましい。エネルギー線重合性化合物としては、アクリレート系化合物やウレタンアクリレート系オリゴマー等を用いることができる。光重合開始剤としては、公知の材料を用いることができる。
【００６３】
本実施形態では、後述のように保護膜形成層３の硬化が加熱によって行われるため、粘着剤層４２は耐熱性を有する粘着剤により形成されていることが好ましい。耐熱性を有する粘着剤としては、例えば、アクリル系、シリコーン系の粘着剤が好ましく用いられる。
【００６４】
本実施形態では、支持基材４１にコロナ処理等の処理を施した後、粘着剤層４２を積層し、支持基材４１と粘着剤層４２との接合力を高めたダイシングシート４を用いることが好ましい。保護膜形成層３の硬化により形成される保護膜は、支持基材４１上に粘着剤層４２を介して剥離可能に積層された状態にある。従って、支持基材４１と粘着剤層４２との接合力を高めておくことにより、後述するピックアップ工程において、保護膜と粘着剤層４２との界面での剥離をより適切に行うことができる。
【００６５】
・保護部材の剥離工程
図７には、貼着されていた保護部材２を剥離した後の半導体ウェハ１の断面概略図が示されている。
本実施形態では、ダイシングシート貼着工程において、半導体ウェハ１の裏面１Ｂ側の保護膜形成層３にダイシングシート４を貼着した後、半導体ウェハ１の表面１Ａに貼着された保護部材２を剥離する剥離工程を実施する。
剥離工程は、ダイシングシート４側を吸着テーブル等で吸着保持した状態で、半導体ウェハ１の表面１Ａ側から保護部材２を剥離することが好ましい。加熱硬化前の保護膜形成層３は、柔らかいため、ダイシングシート４を貼着することなく、保護膜形成層３側を直接吸着テーブル等で吸着保持すると、吸着跡が形成されてしまう。そして、その後の加熱工程により保護膜にも吸着跡が残り外観不良となるおそれがある。しかしながら、本実施形態では、予めダイシングシート４を貼着して柔らかい保護膜形成層３を覆って保護しているため、外観不良を抑制することができる。
【００６６】
・加熱工程
本実施形態では、保護部材２を剥離する剥離工程を実施した後、ダイシングシート４に支持された半導体ウェハ１を図示しない加熱装置によって加熱し、保護膜形成層３を硬化させて保護膜（以下、保護膜３Ａとも称する）を形成する。本実施形態の加熱工程では、例えば、半導体ウェハ１を１３０℃で２時間、加熱する。
【００６７】
・マーキング工程
図８には、半導体ウェハ１の裏面１Ｂに形成された保護膜３Ａにレーザーマーキングを施す工程を説明する断面概略図が示されている。
本実施形態では、加熱工程を実施した後、図８に示すように、レーザーマーキング装置８を用いて保護膜３Ａにマーキングを行うマーキング工程を実施する。このマーキング工程では、レーザーマーキング装置８は、ダイシングシート４に支持された半導体ウェハ１の保護膜３Ａに対して支持基材４１側からマーキング用レーザー光線を照射し、保護膜３Ａにチップの品番や製造番号等を意味する数字、文字およびマーク等を印字する。
【００６８】
・半導体ウェハ分割工程
図９には、ダイシングシート４およびリングフレーム５に支持された半導体ウェハ１をチップ１００に分割する工程を説明する断面概略図が示されている。
本実施形態では、マーキング工程を実施した後、図９に示すように、ダイシングシート４を拡張して、半導体ウェハ１を各チップ１００に分割する半導体ウェハ分割工程を実施する。この半導体ウェハ分割工程は、ダイシングシート４に支持された半導体ウェハ１を図示しないウェハ設置部の設置面に載置するとともに、図示しないリングフレーム保持部によってリングフレーム５を保持した状態で、図示しない昇降手段により、例えばウェハ設置部を上昇させることで実施される。なお、ウェハ設置部の外形寸法は、リングフレーム５の内径寸法よりも小さくなっており、ウェハ設置部は、昇降手段によって上昇された際に、リングフレーム５の内側を通過する。
昇降手段によりウェハ設置部を上昇させ、ウェハ設置部の設置面の高さが、リングフレーム保持部に保持されたリングフレーム５の高さよりも相対的に高くなると、ダイシングシート４が、図９の矢印で示すように、厚み方向と直交し、外側に向かう方向に拡張される。その結果、半導体ウェハ１が複数のチップ１００に分割される。具体的には、ダイシングシート４に貼着された保護膜３Ａは、ダイシングシート４の拡張に応じて外側に向かって伸長される。伸長された保護膜３Ａは、研磨工程において半導体ウェハ１が割れた位置（分割予定ライン１２が設定された位置）に沿って切断される。このようにして半導体ウェハ１が各チップ１００に分割される。分割されたチップ１００は、表面に機能素子１１を、裏面に保護膜３Ａを有する。
【００６９】
＜半導体装置の製造方法＞
以下、上述のようなチップの製造方法によって製造されたチップを回路基板に実装して半導体装置を製造する、半導体装置の製造方法について説明する。図１０および図１１は、半導体装置の製造方法の一実施形態に対応する工程における各部材の断面を模式的に示す図である。
・ピックアップ工程
図１０には、半導体ウェハ１の分割後、ダイシングシート４に支持された各チップ１００を取り出す工程を説明する断面概略図が示されている。
本実施形態では、半導体ウェハ分割工程を実施した後、図１０に示すように、個片化されたチップ１００を取り出すピックアップ工程を実施する。
ピックアップ工程は、コレット等の汎用手段によりチップ１００を取り出すことで実施される。
【００７０】
・取り付け工程
図１１には、取り出したチップ１００を回路基板９に取り付ける工程を説明する断面概略図が示されている。
チップ１００の保護膜３Ａが設けられている面とは反対側の面には、図１１に示されるようにバンプ電極１１Ａが設けられている。なお、バンプ電極１１Ａが設けられている面には、機能素子１１も設けられているが、図１１においては、機能素子１１を省略する。
回路基板９は、図１１に示すように、基板電極９１を表面に有する。
チップ１００のバンプ電極１１Ａと回路基板９の基板電極９１とが電気的に接続されている。
本実施形態では、ピックアップ工程により取り出されたチップ１００を回路基板９に取り付ける取り付け工程を実施する。本実施形態のチップ１００の取り付け工程は、フリップチップ方式により行われる。以下に示す工程を経る。回路基板９の基板電極９１に、接合材８０を所定量設ける。接合材８０としては、例えば、ハンダ、異方導電性フィルム（ＡＣＦ）、異方導電性接着剤（ＡＣＡ）、異方導電性ペースト（ＡＣＰ）を適用できる。次に、チップ１００のバンプ電極１１Ａが設けられている面を基板電極９１側に向けて、設けられた接合材８０の上からを押し付けて、接合材８０の中にバンプ電極１１Ａを入り込ませる。その際、チップ１００の周縁にも接合材８０が行きわたる。次に、実装装置の熱圧着ヘッドにより回路基板９に向かってチップ１００を所定時間、加熱および加圧して熱圧着する。その後、接合材８０の硬化により、チップ１００と回路基板９との間やチップ１００の周縁にフィレット８１が形成される。なお、フリップチップ方式による実装方法としては、例えば、ＥＳＣ（Epoxy Encapsulated Solder Connection）工法、Ｃ４（Controlled Collapse Chip Connection）工法、超音波フリップチップ工法などが挙げられる。
【００７１】
以上説明した本実施形態に係るチップの製造方法によれば、以下の効果がある。
本実施形態では、半導体ウェハ１の表面１Ａに保護部材２を貼着する保護部材の貼着工程と、保護部材２が貼着された半導体ウェハ１の裏面１Ｂ側から、機能素子１１間に設定された分割予定ライン１２に沿ってレーザー光線を照射し、半導体ウェハ１の内部に変質層１３を形成する変質層形成工程と、半導体ウェハ１の裏面１Ｂを研磨する研磨工程と、変質層１３が形成された半導体ウェハ１の裏面１Ｂ側に保護膜形成層３を形成する保護膜形成層の形成工程と、保護膜形成層３が形成された半導体ウェハ１の裏面１Ｂ側にダイシングシート４を貼着するダイシングシート貼着工程と、保護部材２を剥離する保護部材の剥離工程と、保護膜形成層３が形成された半導体ウェハ１を加熱して、保護膜形成層３を硬化させ、保護膜３Ａを形成する加熱工程と、支持基材４１を拡張させて、分割予定ライン１２に沿ってウェハを複数のチップに分割する半導体ウェハ分割工程と、を順次実施する。
本実施形態によれば、熱硬化性を有する保護膜形成層３を裏面１Ｂに形成した後、支持基材４１を含むダイシングシート４を裏面１Ｂ側に配置する。そして、保護部材２を剥離した後に、保護膜形成層３を加熱硬化させて保護膜３Ａを形成する。
これにより、ステルスダイシング方式を採用して半導体ウェハ１を複数のチップ１００に分割するチップの製造方法において、熱硬化性の保護膜形成層３を用いて、チップ１００の裏面に保護膜３Ａを形成することができる。
特に、チップ１００のように、フリップチップ実装方式を採用した場合、チップ１００の裏面側に遮光性や帯電防止性を有する保護膜３Ａを形成することにより、光の入射や、帯電によるチップ１００の劣化を抑制するとともに、チップ１００の強度を向上させることができる。
【００７２】
本実施形態では、半導体ウェハ１の表面１Ａに保護部材２を配置した状態で変質層形成工程を実施して変質層１３を形成する。次に、研磨工程を経て、保護部材２を配置したまま保護膜形成層の形成工程およびダイシングシート貼着工程を実施して、半導体ウェハ１に保護膜形成層３およびダイシングシート４を順次積層させる。その後、保護部材の剥離工程を実施して保護部材２を剥離する。
これによれば、半導体ウェハ１は、変質層１３が形成された状態で、表面１Ａ側および裏面１Ｂ側の少なくともいずれかに半導体ウェハ１の全体を支持する部材、すなわち、保護部材２および支持基材４１の内のいずれかが配置されている。従って、変質層１３が形成されて分割されやすくなった半導体ウェハ１が、当該変質層１３の形成位置で意図せず分割されて、マーキング工程前や回路基板９への実装する前に、チップ状にばらばらになってしまうことを防止できる。
【００７３】
また、本実施形態によれば、半導体ウェハ１の機能素子１１が形成されていない裏面１Ｂ側からパルスレーザー光線を入射させることができる。
ここで、変質層形成工程において、半導体ウェハ１の表面１Ａ側からパルスレーザー光線を入射させると、表面１Ａに形成された機能素子１１が有する金属配線等によりパルスレーザー光線の透過が妨げられ、半導体ウェハ１の内部の所望の位置にパルスレーザー光線を集光させることができないおそれがある。その結果、変質層１３の形成不良が発生し、半導体ウェハ１を分割予定ライン１２に沿って分割することができないおそれがある。
これに対して、本実施形態のチップの製造方法では、上述のように裏面１Ｂ側からパルスレーザー光線を入射させることができるので、変質層１３を分割予定ライン１２に沿って適切に形成することができる。
【００７４】
本実施形態では、半導体ウェハ１に保護部材２を配置した状態で、変質層形成工程、研磨工程、保護膜形成層の形成工程およびダイシングシート貼着工程を実施して、半導体ウェハ１の裏面１Ｂに保護膜形成層３および支持基材４１を順次積層させる。その後、保護部材の剥離工程を実施して保護部材２を剥離した後、加熱工程を実施して保護膜形成層３を加熱硬化させる。
ここで、半導体ウェハ１を研磨する際に表面１Ａを保護する保護部材２が耐熱性を有し、加熱後に容易に剥離可能な特殊な材料であれば、保護膜形成層３を加熱硬化させる加熱工程の後、保護部材２を剥離することが可能である。しかしながら、このような半導体ウェハ１を研磨する際に表面１Ａを保護する性能と耐熱性とを兼ね備えた保護部材２は一般的に知られていない。
本実施形態では、保護部材２を剥離した後に加熱工程を行うので、保護部材２として一般的に使用される材料を用いることができ、コストの増大を抑制することができる。
【００７５】
ところで、加熱硬化前の保護膜形成層３は柔らかく、傷や跡が付きやすい。ところが、本実施形態では保護部材の剥離工程および加熱工程等を行う際に、保護膜形成層３は、ダイシングシート４で覆われている。そのため、例えば吸着装置等が保護膜形成層３の表面に接触して保護膜形成層３に接触跡が残り、加熱硬化後の保護膜３Ａの外観が悪化することを防止できる。また、保護膜３Ａが設けられている面は、回路基板９に実装された後も、視認されやすい。本実施形態によれば、保護膜３Ａに形成された傷や接触跡によるチップ１００の外観不良を防止することができる。
【００７６】
また、本実施形態では、チップの製造時に保護膜形成層３を加熱硬化させ、裏面に保護膜３Ａが形成されたチップ１００に対して、半導体装置の製造方法の各工程（ピックアップ工程、取り付け工程）を実施する。これにより、半導体製造方法の各工程において、保護膜３Ａによりチップ１００を保護することができる。
なお、上述のように、加熱前の保護膜形成層３は柔らかい。このため、保護膜形成層３が加熱硬化される前にピックアップ工程や取り付け工程を実施する場合、チップ１００の裏面側に物体が接触して加熱硬化前の保護膜形成層３の表面が粗くなったり、削れたりすることや、保護膜形成層３の表面に異物が付着することがある。
これに対して、本実施形態では、保護膜形成層３を加熱硬化させた後に、ピックアップ工程や、取り付け工程を行うので、保護膜形成層３の表面が荒れたり削れたりすることや、当該表面に異物が付着することを抑制できる。
【００７７】
本実施形態では、加熱硬化された保護膜３Ａにマーキングするマーキング工程を実施する。
ここで、フリップチップ実装を採用したチップ１００では、機能素子１１が回路基板９に向けて実装され、保護膜３Ａが回路基板９とは反対側の表面に位置する。そのため、品番や各チップ１００のシリアルナンバー等の各種の情報を回路基板９の上面から容易に確認することができる。
また、本実施形態では、保護膜３Ａは、顔料や染料を含有しており、印字部と非印字部との間で充分なコントラスト差が得られることになり、印字の認識性を向上させることができる。
【００７８】
本実施形態では、変質層形成工程の後に、研磨工程を実施する。これにより、研磨工程において、変質層１３に沿って半導体ウェハ１の基板１０が割れる。この際、基板１０は、基板１０の材料であるシリコンの結晶方位に準じて割れる。その後、研磨工程において、基板１０の一部とともに変質層１３を研磨し、除去する。このため、基板１０の断面は、変質層１３が殆ど残留しておらず、結晶方位に準じて形成された平滑な面となる。従って、チップ１００の端面を平滑にすることができる。
ここで、端面が平滑ではなく欠けが存在する場合、当該欠けからチップ１００に亀裂が生じるおそれがある。本実施形態では、端面を平滑にできるので、このような亀裂の発生を防止し、チップ強度を向上させることができる。
【００７９】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について説明する。なお、以下の説明では、既に説明したものと、同一の部材、構成、手段等については、同一符号を付して説明を簡略または省略する。
【００８０】
図１２には、半導体ウェハ１の裏面１Ｂ側に積層シート４Ａを貼着する積層シート貼着工程を模式的に示す断面概略図が示されている。
第２実施形態に係る半導体チップの製造方法では、貼着工程、変質層形成工程および研磨工程を実施した後、支持基材４１上に粘着剤層４２および保護膜形成層３が予め積層されてなる積層シート４Ａを半導体ウェハ１の裏面１Ｂに貼着する点で、保護膜形成層３の形成およびダイシングシート４の貼着を順次実施する第１実施形態とは異なる。
積層シート４Ａは、本発明の多層膜シートに相当し、図１２に示すように、支持基材４１に対して、粘着剤層４２および保護膜形成層３が順次積層されて構成されている。積層シート４Ａの粘着剤層４２がリングフレーム５に貼着されて、積層シート４Ａがリングフレーム５に装着される。
【００８１】
本実施形態では、積層シート４Ａを、保護部材の貼着工程、変質層形成工程および研磨工程が実施された後の半導体ウェハ１の裏面１Ｂ側に貼着する。この際、半導体ウェハ１の裏面１Ｂ側を覆うように保護膜形成層３を貼着する。
その後、第１実施形態同様に、保護部材の剥離工程、加熱工程、マーキング工程および半導体ウェハ分割工程を実施して、半導体ウェハ１を各チップ１００に分割する。分割されたチップ１００は、ピックアップ工程で取り出され、取り付け工程で回路基板９に実装される。
【００８２】
第２実施形態のチップの製造方法では、第１実施形態と同様の効果に加え、支持基材４１および保護膜形成層３を、半導体ウェハ１の裏面１Ｂに同時に配置することができる。従って、工程数を削減でき、チップの製造方法を簡略化できる。
【００８３】
［変形例］
本発明は上述の各実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
【００８４】
前記各実施形態において、マーキング工程を実施する場合には、レーザーマーキングによる印字可能な材質の支持基材を用いる態様を挙げて説明したが、本発明はこのような態様に限定されない。マーキング工程を実施しない場合には、その他の材質の支持基材を用いることもできる。例えば、金属箔や金属板等の金属系基材、樹脂発泡フィルム、上質紙、含浸紙、グラシン紙、コート紙、不織布などの紙材等を用いることができる。
【００８５】
前記各実施形態では、変質層形成工程を実施した後で、研磨工程を実施したが、本発明はこれに限定されず、研磨工程を実施した後、変質層形成工程を実施してもよい。研磨工程を先に実施した場合、裏面１Ｂの表面をより平滑にした状態で、変質層形成工程を行うことができる。これにより、裏面１Ｂから入射されてレーザー光線が裏面１Ｂにおいて乱反射されることをより確実に防ぐことができる。
【００８６】
前記各実施形態では、半導体ウェハ１の基板１０は、研磨工程において割れる場合について説明したが、本発明はこれに限定されない。すなわち、基板１０は、研磨工程において割れず、半導体ウェハ分割工程において支持基材４１が拡張された際に、保護膜３Ａとともに分割されてもよい。なお、上述のように、研磨工程の後に変質層形成工程を行う場合も同様に、分割工程において基板１０が保護膜３Ａとともにチップ状に分割される。
【００８７】
前記各実施形態では、基板１０の、厚み方向において研磨工程で除去される範囲に変質層１３を形成するとしたが、本発明はこれに限定されず、厚み方向における任意の位置に形成してもよい。
【００８８】
前記各実施形態では、加熱工程を、保護部材の剥離工程の後に実施したが、本発明はこれに限定されず、保護部材の剥離工程よりも前に実施してもよい。なお、加熱工程よりも前に保護部材の剥離工程を行う場合には、保護部材として、上述のように加熱工程に耐え得る耐熱性を有していない材料を用いることができる。
【００８９】
また、前記各実施形態では、加熱工程を、マーキング工程よりも前に実施したが、本発明はこれに限定されず、マーキング工程の後であってピックアップ工程の前に実施してもよい。また、チップにマーキングが不要であれば、マーキング工程を実施しなくてもよい。
【００９０】
前記各実施形態では、チップの製造方法において加熱工程を実施し、保護膜形成層３を硬化させて保護膜３Ａが形成されたチップ１００を製造していたが、本発明はこれに限定されない。
例えば、チップの製造方法において、上記加熱工程を実施せずに半導体ウェハ分割工程を実施し、裏面に保護膜形成層が形成されたチップを製造してもよい。
この場合、半導体装置の製造方法の取り付け工程において、回路基板にチップを熱圧着する際に、同時に、保護膜形成層を硬化させて保護膜を形成してもよい。
また、取り付け工程の後に、さらに加熱工程を実施することで保護膜形成層を硬化させて保護膜を形成してもよい。なお、加熱工程としては、単に、保護膜形成層を加熱硬化させるために行われる工程や、圧着された回路基板とチップとの間に間隙が発生するような場合に、当該間隙を熱硬化性の封止樹脂で封止する封止工程等が例示できる。
これにより、チップの製造方法から、保護膜形成層を加熱硬化させる加熱工程を省略することができ、チップの製造方法において工程の簡略化を図ることができる。なお、上述のように、取り付け工程等の既存の工程で保護膜形成層も同時に加熱硬化させる場合は、上記チップの製造方法と半導体装置の製造方法との全体において、工程の簡略化を図ることができる。
また、チップの製造方法において、上記加熱工程を実施しないので、ダイシングシート４および積層シート４Ａの支持基材４１として、耐熱性を有するものを使用する必要がなく、支持基材として選択可能な材質の種類を増やすことができる。これにより、例えば、耐熱性を有しない安価な材質も選択でき、チップの製造コストの低減を図ることができる。
なお、上述のように、ピックアップ工程の前に加熱工程を実施して、保護膜形成層を加熱硬化させた後にピックアップ工程や、取り付け工程を行うことで、保護膜形成層の表面が荒れたり、保護膜形成層の表面に異物が付着したりすることを抑制できる。
【００９１】
前記各実施形態では、保護膜形成層は、熱硬化性成分を含有するとしたが、本発明はこれに限らず、さらにエネルギー線硬化性成分を含むものであってもよい。
ここで、エネルギー線硬化性成分は、紫外線、電子線等のエネルギー線の照射を受けると重合硬化する化合物が例示できる。この化合物は、分子内に少なくとも１つの重合性二重結合を有し、通常は、分子量が１００〜３００００、好ましくは３００〜１００００程度である。このようなエネルギー線重合型化合物としては、具体的には、トリメチロールプロパントリアクリレート、テトラメチロールメタンテトラアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ジペンタエリスリトールモノヒドロキシペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートあるいは１，４−ブチレングリコールジアクリレート、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、オリゴエステルアクリレート、さらにポリエステル型またはポリエーテル型のウレタンアクリレートオリゴマーやポリエステルアクリレート、ポリエーテルアクリレート、エポキシ変性アクリレート等を用いることができる。これらの中でも、紫外線硬化型樹脂を用いることが好ましく、具体的には、オリゴエステルアクリレート、ウレタンアクリレートオリゴマー等を用いることが特に好ましい。
【００９２】
また、エネルギー線硬化性成分に光重合開始剤を混入することにより、重合硬化時間ならびに光線照射量を少なくすることができる。このような光重合開始剤としては、具体的には、ベンゾフェノン、アセトフェノン、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンゾイン安息香酸、ベンゾイン安息香酸メチル、ベンゾインジメチルケタール、2,4-ジエチルチオキサンソン、α-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、ベンジルジフェニルサルファイド、テトラメチルチウラムモノサルファイド、アゾビスイソブチロニトリル、ベンジル、ジベンジル、ジアセチル、β−クロールアンスラキノンなどが挙げられる。光重合開始剤は、前記エネルギー線硬化性成分１００質量部に対し、１．５〜４．５質量部、好ましくは２．４〜３．８質量部程度の割合で用いることが望ましい。
【００９３】
また、硬化性成分として熱硬化性成分とエネルギー線硬化性成分の両方を保護膜形成層３に配合する場合、熱硬化性成分およびエネルギー線硬化性成分は合計で、バインダーポリマー成分１００質量部に対して、好ましくは５０〜１５００質量部、さらに好ましくは７０〜１０００質量部、特に好ましくは８０〜８００質量部の割合で用いられる。またこの場合、熱硬化性成分とエネルギー線硬化性成分との質量比（熱硬化性成分／エネルギー線硬化性成分）が、好ましくは５５／４５〜９７／３、さらに好ましくは６０／４０〜９５／５、特に好ましくは７０／３０〜９０／１０であることが望ましい。
このような割合で、熱硬化性成分および／またはエネルギー線硬化性成分とバインダーポリマー成分とを配合すると、硬化前には適度なタックを示し、保護膜形成層の形成作業を安定して行え、また硬化後には、被膜強度に優れた保護膜が得られる。
【符号の説明】
【００９４】
１…半導体ウェハ
１Ａ…表面
１Ｂ…裏面
１１…機能素子
１２…分割予定ライン
１３…変質層
２…保護部材
３…保護膜形成層
３Ａ…保護膜
４…ダイシングシート
４１…支持基材
４Ａ…積層シート
１００…チップ
【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】
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【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】
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