(57)【要約】【課題】  チップが温度変化にさらされても破損する恐れを低減可能なウエーハの加工方法を提供することである。【解決手段】  表面に形成された複数の分割予定ラインによって区画されたチップ領域にそれぞれデバイスが形成されたデバイスウエーハの表面が封止材で封止されたウエーハを加工するウエーハの加工方法であって、ウエーハを該分割予定ラインに沿って分割して複数のチップを形成する分割ステップと、該分割ステップを実施する前又は後に、該各チップの外周縁の封止材を薄化する薄化ステップと、該分割ステップと該薄化ステップとを実施した後、該分割ステップで形成されたチップに温度変化を生じさせる温度変化ステップと、を備え、該薄化ステップで該封止材を薄化することで該封止材の応力を開放し、該温度変化ステップでの該チップと該封止材との熱膨張率の違いによるチップ破損を防止することを特徴とする。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に形成された複数の分割予定ラインによって区画されたチップ領域にそれぞれデバイスが形成されたデバイスウエーハの表面が封止材で封止されたウエーハを加工するウエーハの加工方法であって、
ウエーハを該分割予定ラインに沿って分割して複数のチップを形成する分割ステップと、
該分割ステップを実施する前又は後に、該各チップの外周縁の封止材を薄化する薄化ステップと、
該分割ステップと該薄化ステップとを実施した後、該分割ステップで形成されたチップに温度変化を生じさせる温度変化ステップと、を備え、
該薄化ステップで該封止材を薄化することで該封止材の応力を開放し、該温度変化ステップでの該チップと該封止材との熱膨張率の違いによるチップ破損を防止することを特徴とするウエーハの加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＷＬ−ＣＳＰウエーハ等のウエーハの加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＷＬ−ＣＳＰ（Ｗａｆｅｒ−ｌｅｖｅｌ  Ｃｈｉｐ  Ｓｉｚｅ  Ｐａｃｋａｇｅ）ウエーハとは、ウエーハの状態で再配線層や電極（金属ポスト）を形成後、表面側を樹脂封止し、切削ブレード等で各パッケージに分割する技術であり、ウエーハを個片化したパッケージの大きさが半導体デバイスチップの大きさになるため、小型化及び軽量化の観点からも広く採用されている。
【０００３】
ＷＬ−ＣＳＰウエーハの製造プロセスでは、複数のデバイスが形成されたデバイスウエーハのデバイス面側に再配線層を形成し、更に再配線層を介してデバイス中の電極に接続する金属ポストを形成した後、金属ポスト及びデバイスを樹脂で封止する。
【０００４】
次いで、封止材を薄化するとともに金属ポストを封止材表面に露出させた後、金属ポストの端面に電極バンプと呼ばれる外部端子を形成する。その後、切削装置等で切削して個々のＣＳＰへと分割する。半導体デバイスを衝撃や湿気等から保護するために、封止材で封止することが重要である。
【０００５】
ＷＬ−ＣＳＰウエーハは、一般的に切削装置を使用して個々のＣＳＰに分割される。この場合、ＷＬ−ＣＳＰウエーハは、分割予定ラインを検出するために利用するデバイスが樹脂で覆われているため、表面側からデバイスのターゲットパターンを検出することができない。
【０００６】
その為、ＷＬ−ＣＳＰウエーハの樹脂上に形成された電極バンプをターゲットにして分割予定ラインを割り出したり、樹脂の上面にアライメント用のターゲットを印刷する等して分割予定ラインと切削ブレードとのアライメントをおこなっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１３−７４０２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ＷＬ−ＣＳＰウエーハ等のウエーハを個々のチップへと分割した後、デバイスの高温、低温及び温度変化に対する耐性を評価するために温度サイクル試験を施すことがある。このような温度サイクル試験を施すと、チップと封止材の熱膨張率の違いから温度サイクル試験中にチップと封止材との界面にクラックが発生し、チップが破損してしまうことがある。
【０００９】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、チップが温度変化にさらされても破損する恐れを低減可能なウエーハの加工方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明によると、表面に形成された複数の分割予定ラインによって区画されたチップ領域にそれぞれデバイスが形成されたデバイスウエーハの表面が封止材で封止されたウエーハを加工するウエーハの加工方法であって、ウエーハを該分割予定ラインに沿って分割して複数のチップを形成する分割ステップと、該分割ステップを実施する前又は後に、該各チップの外周縁の封止材を薄化する薄化ステップと、該分割ステップと該薄化ステップとを実施した後、該分割ステップで形成されたチップに温度変化を生じさせる温度変化ステップと、を備え、該薄化ステップで該封止材を薄化することで該封止材の応力を開放し、該温度変化ステップでの該チップと該封止材との熱膨張率の違いによるチップ破損を防止することを特徴とするウエーハの加工方法が提供される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の加工方法によると、チップの外周縁の封止材が薄化されるため、薄化された箇所での封止材の応力を開放することができ、チップと封止材とに熱膨張率の違いがあっても温度変化に応じてチップが破損する恐れを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１（Ａ）はＷＬ−ＣＳＰウエーハの分解斜視図、図１（Ｂ）はＷＬ−ＣＳＰウエーハの斜視図である。
【図２】ＷＬ−ＣＳＰウエーハの拡大断面図である。
【図３】ＷＬ−ＣＳＰウエーハを外周部が環状フレームに装着されたダイシングテープに貼着する様子を示す斜視図である。
【図４】切削装置の斜視図である。
【図５】薄化ステップを説明する断面図である。
【図６】ダイシングによる分割ステップを説明する断面図である。
【図７】分割起点としての改質層形成ステップを説明する断面図である。
【図８】ウエーハに外力を付与して改質層を分割起点としてチップに分割した状態の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。図１（Ａ）を参照すると、ＷＬ−ＣＳＰウエーハ２７の分解斜視図が示されている。図１（Ｂ）はＷＬ−ＣＳＰウエーハ２７の斜視図である。
【００１４】
図１（Ａ）に示されているように、デバイスウエーハ１１の表面１１ａには格子状に形成された複数の分割予定ライン（ストリート）１３によって区画された各領域にＬＳＩ等のデバイス１５が形成されている。
【００１５】
デバイスウエーハ（以下、単にウエーハと略称することがある）１１は予め裏面１１ｂが研削されて所定の厚さ（２００〜３００μｍ程度）に薄化された後、図２に示すように、デバイス１５中の電極１７に電気的に接続された複数の金属ポスト２１を形成した後、ウエーハ１１の表面１１ａ側を金属ポスト２１が埋設するように封止材で封止する。封止材２３としては、エポキシ樹脂等の樹脂を使用するのが好ましい。
【００１６】
他の実施形態として、デバイスウエーハ１１の表面１１ａ上に再配線層を形成した後、再配線層上にデバイス１５中の電極１７に電気的に接続された金属ポスト２１を形成するようにしても良い。
【００１７】
次いで、単結晶ダイアモンドからなるバイト切削工具を有する平面切削装置（サーフェスプレイナー）やグラインダーと呼ばれる研削装置を使用して樹脂封止材２３を薄化する。樹脂封止材２３を薄化した後、例えばプラズマエッチングにより金属ポスト２１の端面を露出させる。
【００１８】
次いで、露出した金属ポスト２１の端面によく知られた方法によりハンダ等の金属バンプ２５を形成して、ＷＬ−ＣＳＰウエーハ２７が完成する。本実施形態のＷＬ−ＣＳＰウエーハ２７では、樹脂封止材２３の厚さは１００μｍ程度である。
【００１９】
ＷＬ−ＣＳＰウエーハ２７を切削装置で切削するのに当たり、好ましくは、図３に示すように、ＷＬ−ＣＳＰウエーハ２７を外周部が環状フレームＦに貼着された粘着テープとしてのダイシングテープＴに貼着する。これにより、ＷＬ−ＣＳＰウエーハ２７はダイシングテープＴを介して環状フレームＦに支持された状態となる。
【００２０】
しかし、ＷＬ−ＣＳＰウエーハ２７を切削装置で切削するのに当たり、環状フレームＦを使用せずに、ＷＬ−ＣＳＰウエーハ２７の裏面に粘着テープを貼着する形態でもよい。
【００２１】
図４を参照すると、ＷＬ−ＣＳＰウエーハ２７を切削するのに適した切削装置２の斜視図が示されている。４は切削装置２のベースであり、ベース４上にはチャックテーブル６は回転可能且つ図示しない切削送り機構によりＸ軸方向に往復動可能に配設されている。チャックテーブル６には、環状フレームＦをクランプする複数のクランプ８が取り付けられている。１０は切削送り機構を保護するための蛇腹である。
【００２２】
ベース４上には門形状のコラム１２が立設されている。コラム１２にはＹ軸方向に伸長する一対のガイドレール１４が固定されている。コラム１２上には、Ｙ軸移動ブロック１６がボールねじ１８と図示しないパルスモーターとからなる割り出し送り機構２０により、ガイドレール１４に沿ってＹ軸方向に移動可能に搭載されている。
【００２３】
Ｙ軸移動ブロック１６にはＺ軸方向に伸長する一対のガイドレール２２が固定されている。Ｙ軸移動ブロック１６上には、Ｚ軸移動ブロック２４がボールねじ２６とパルスモーター２８とからなるＺ軸移動機構３０により、ガイドレール２２に案内されてＺ軸方向に移動可能に搭載されている。
【００２４】
Ｚ軸移動ブロック２４には、切削ユニット３２とアライメントユニット３６が取り付けられている。切削ユニット３２のスピンドルハウジング中には図示しないスピンドルが回転可能に収容されており、スピンドルの先端には切削ブレード３４が装着されている。
【００２５】
アライメントユニット３６には、マクロ顕微鏡及び可視光線で撮像する標準カメラを備えた第１撮像ユニット３８と、ミクロ顕微鏡及び標準カメラと赤外線カメラを備えた第２撮像ユニット４０が搭載されている。
【００２６】
次に、切削装置２を使用したＷＬ−ＣＳＰウエーハ２７の加工方法について説明する。まず、ダイシングテープＴを介して環状フレームＦに支持されたＷＬ−ＣＳＰウエーハ２７をチャックテーブル６の保持面上に載置してチャックテーブル６で吸引保持し、クランプ８で環状フレームＦをクランプして固定する。
【００２７】
次いで、第１撮像ユニット３８及び第２撮像ユニット４０を使用してＷＬ−ＣＳＰウエーハ２７の表面を撮像し、金属バンプ２５に基づいて金属バンプ２５間の切削領域を検出するアライメントを実施する。
【００２８】
そして、このアライメントに基づいて、デバイス（チップ）１５の外周縁の封止材２３を薄化する薄化ステップを実施する。即ち、分割予定ライン１３上の樹脂封止材２３を分割予定ライン１３の幅ｔ１よりも広い幅を有する切削ブレード３４を使用して、デバイスウエーハ１１の表面１１ａに至らない深さの溝２９を形成して、デバイス１５の外周縁の樹脂封止材２３を薄化する。
【００２９】
薄化ステップを実施することにより、樹脂封止材２３に所定厚みｔ２の切残し部３１が残存する。溝２９の幅は、バンプ間距離と分割予定ライン１３の幅に応じて適宜設定される。バンプ２５と溝２９との間に例えば１００μｍ以上の余裕幅を持たせるのが好ましい。
【００３０】
分割予定ライン１３の幅ｔ１は８０μｍ程度であり、切残し部３１の厚みｔ２は樹脂封止材２３の種類に応じて適宜設定する。例えば切残し部３１の厚みｔ２は１００μｍ以下、好ましくは７０μｍ以下に設定される。薄化ステップを実施することにより、薄化された箇所での樹脂封止材２３の応力が開放される。
【００３１】
次いで、分割予定ライン１３に沿って、図６に示すように、溝２９の底をダイシングしてＷＬ−ＣＳＰウエーハ２７を個々のチップへと分割する分割ステップを実施する。このダイシングに使用する切削ブレードは薄化ステップで使用した切削ブレード３４と比較して、幅の狭い切削ブレードを使用して、ダイシングテープＴに至る切削溝３３を形成し、ＷＬ−ＣＳＰウエーハ２７を個々のチップへと分割する。この分割ステップは、ダイシングに替えてレーザビームによるアブレーション加工によりＷＬ−ＣＳＰウエーハ２７をフルカットするようにしても良い。
【００３２】
次に、図７及び図８を参照して、分割ステップの他の実施形態について説明する。この実施形態では、まずデバイスウエーハ１１に分割起点を形成し、次いでＷＬ−ＣＳＰウエーハ２７に外力を付与して、ＷＬ−ＣＳＰウエーハ２７を個々のチップへと分割する。
【００３３】
図７を参照して、分割起点形成ステップの一実施形態について説明する。この実施形態では、薄化ステップで形成する溝２９Ａを深く形成し、切残し部３１Ａをウエーハに外力を付与した際に分割できる薄さ、例えば１０μｍ程度に形成しておく。
【００３４】
そして、レーザビーム照射ヘッド４２からデバイスウエーハ１１に対して透過性を有する波長（例えば１０６４ｎｍ）のレーザビーム４３を照射して、デバイスウエーハ１１の内部に分割起点としての改質層３５を形成する。この改質層形成時には、レーザビーム４３の集光点をウエーハ１１の内部に設定し、切残し部３１Ａを通してレーザビーム４３をデバイスウエーハ１１に照射する。
【００３５】
ＷＬ−ＣＳＰウエーハ２７を吸引保持したレーザ加工装置のチャックテーブルを割り出し送りしながら第１の方向に伸長する分割予定ライン１３に沿ってデバイスウエーハ１１の内部に改質層３５を形成する。
【００３６】
第１の方向に伸長する全ての分割予定ライン１３に沿った改質層３５を形成した後、チャックテーブルを９０°回転し、第１の方向と直交する第２の方向に伸長する全ての分割予定ライン１３に沿って同様な改質層３５を形成する。
【００３７】
分割起点の形成はレーザビームの照射による改質層３５の形成に限定されるものではなく、レーザビーム照射によるアブレーション加工に基づくグルービング溝の形成、或いは切削ブレードにより形成される溝を分割起点とするようにしても良い。
【００３８】
分割起点形成後、図８に示すように、ダイシングテープＴを矢印Ａ方向に拡張して、ＷＬ−ＣＳＰウエーハ２７に外力を付与し、ＷＬ−ＣＳＰウエーハ２７を改質層３５を分割起点として個々のチップへと分割する。３７は分割溝である。
【００３９】
なお、上述した実施形態では、薄化ステップ実施後分割ステップを実施しているが、分割ステップを実施した後に薄化ステップを実施するようにしてもよい。
【００４０】
本発明のウエーハの加工方法では、薄化ステップ及び分割ステップ実施後、デバイス１５の高温、低温及び温度変化に対する耐性を評価するために温度変化ステップを実施する。この温度変化ステップは、例えばデバイスチップ１５の温度を所定サイクルで変化させる温度サイクル試験で実施する。デバイスチップ１５の周囲の雰囲気の温度を変化させるようにしても良い。
【００４１】
上述した実施形態のウエーハの加工方法によると、デバイスチップ１５の外周縁の樹脂封止材２３を薄化することで薄化された部分の樹脂封止材２３の応力が開放されるため、温度変化ステップを実施してもデバイスチップ１５と樹脂封止材２３との熱膨張率の違いによるデバイスチップ１５の破損を防止することができる。
【符号の説明】
【００４２】
１１    デバイスウエーハ
１３    分割予定ライン
１５    デバイス
２１    金属ポスト
２３    封止樹脂
２５    バンプ
２７    ＷＬ−ＣＳＰウエーハ
２９    溝
３１    切残し部
３３    切削溝
３５    改質層
４２    レーザビーム照射ヘッド
【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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