(57)【要約】【課題】いわゆる先ダイシングの技術において、研削による半導体チップへの分離及び半導体チップのピックアップ用テープへの移し替えを効率的に行い、生産性を向上させる。【解決手段】ストリートによって区画されて複数の回路が表面に形成された半導体ウェーハを個々の回路ごとの半導体チップに分割する半導体ウェーハの分離方法において、半導体チップの厚さに相当する深さの分離溝をストリートに形成する分離溝形成工程Ｓ１と、半導体ウェーハの表面に保護部材を被覆する保護部材被覆工程Ｓ２と、半導体ウェーハの裏面を研削して裏面から分離溝を表出させて個々の半導体チップに分離する分離工程Ｓ３と、保護部材に被覆され半導体ウェーハの外形を維持した状態の半導体チップをウェーハカセットに収容する収容工程Ｓ４と、半導体チップが収容されたウェーハカセットを、半導体チップをピックアップ用のテープに移し替える移し替え装置に供給する移し替え準備工程Ｓ５とから構成する。【選択図】  図１
2004193417.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ストリートによって区画されて複数の回路が表面に形成された半導体ウェーハを個々の回路ごとの半導体チップに分割する半導体ウェーハの分離方法であって、
半導体チップの厚さに相当する深さの分離溝をストリートに形成する分離溝形成工程と、
半導体ウェーハの表面に保護部材を被覆する保護部材被覆工程と、
該半導体ウェーハの裏面を研削して該裏面から前記分離溝を表出させて個々の半導体チップに分離する分離工程と、
前記保護部材に被覆され半導体チップに分離された半導体ウェーハをウェーハカセットに収容する収容工程と、
該半導体チップが収容されたウェーハカセットを、半導体チップをピックアップ用のテープに移し替える移し替え装置に供給する移し替え準備工程と
から構成される半導体ウェーハの分離方法。
【請求項２】
ウェーハカセットには、半導体ウェーハを面で支持する支持プレートが配設され、収容工程において、半導体チップは、保護部材に支持され半導体ウェーハの外形を維持した状態で該ウェーハカセットに収容される請求項１に記載の半導体ウェーハの分離方法。
【請求項３】
保護部材は、ポリエチレンテレフタレート、ガラス、セラミックス、金属のいずれかにより形成された支持基板であり、両面テープまたは液状樹脂によって半導体ウェーハに固着される請求項１または２に記載の半導体ウェーハの分離方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウェーハの表面に半導体チップの厚さに相当する深さの分離溝を形成した後に裏面を研削して分離溝を表出させて半導体チップに分割し、その半導体チップをカセットに収容する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複数の回路が形成された半導体ウェーハは、回路ごとに個々の半導体チップに分割されて各種電子機器に利用されるが、電子機器の軽量化、小型化のために、半導体チップの厚さは例えば１００μｍ以下、５０μｍ以下と極めて薄くすることが求められている。
【０００３】
半導体チップを薄く形成するための技術としては、半導体チップの厚さに相当する深さの分離溝を半導体ウェーハのストリートに形成し、その後、回路保護用の部材を表面に被覆し、その状態で裏面を研削して分離溝を裏面側から表出させて個々の半導体チップに分離する先ダイシングと称される技術が開発され、実用に供されている（例えば特許文献１、特許文献２、特許文献３参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平５−３３５４１１号公報
【特許文献２】
特開２００１−２２３１８６号公報
【特許文献３】
特開２００２−１１８０８１号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
先ダイシングにおいては、裏面の研削により分離溝が表出して個々の半導体チップに分割された後は、全体としての剛性がなくなるため、半導体チップのピックアップを行うために、ウェーハ単位でピックアップ用のテープに半導体チップを貼り替えてピックアップ用のフレームに支持される状態とする移し替えの作業を行う必要がある。
【０００６】
しかしながら、研削装置内に移し替え手段を配設してインラインで移し替えを行うとすると、研削には移し替えの２倍程の時間を要するため、移し替え手段が有する能力の半分程度しか発揮することができず、生産効率が悪いという問題がある。
【０００７】
従って、いわゆる先ダイシングの技術においては、研削及び移し替えを効率的に行うことにより生産性を向上させることに課題を有している。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための具体的手段として本発明は、ストリートによって区画されて複数の回路が表面に形成された半導体ウェーハを個々の回路ごとの半導体チップに分割する半導体ウェーハの分離方法であって、半導体チップの厚さに相当する深さの分離溝をストリートに形成する分離溝形成工程と、半導体ウェーハの表面に保護部材を被覆する保護部材被覆工程と、半導体ウェーハの裏面を研削して裏面から分離溝を表出させて個々の半導体チップに分離する分離工程と、前記保護部材に被覆され半導体チップに分離された半導体ウェーハをウェーハカセットに収容する収容工程と、半導体チップが収容されたウェーハカセットを、半導体チップをピックアップ用のテープに移し替える移し替え装置に供給する移し替え準備工程とから構成される半導体ウェーハの分離方法を提供する。
【０００９】
そしてこの半導体ウェーハの分離方法は、ウェーハカセットには、半導体ウェーハを面で支持する支持プレートが配設され、収容工程において、半導体チップは、保護部材に支持され半導体ウェーハの外形を維持した状態でウェーハカセットに収容されること、保護部材は、ポリエチレンテレフタレート、ガラス、セラミックス、金属のいずれかにより形成された支持基板であり、両面テープまたは液状樹脂によって半導体ウェーハに固着されることを付加的要件とする。
【００１０】
このように構成される半導体ウェーハの分離方法によれば、半導体ウェーハの研削による半導体チップへの分離作業とその半導体チップのピックアップ用テープへの移し替え作業とを独立して行うようにしたことにより、研削装置の研削能力と移し替え装置の移し替え能力とのバランスをとることができるため、ピックアップ用テープへの移し替えまでの作業を効率的に行うことができる。
【００１１】
また、保護部材の剛性が低く、半導体チップと一体となった状態で全体として剛性がなくても、半導体ウェーハを面で支持する支持プレートが配設されたカセットにおいては、保護部材に固着された半導体チップを安定的に支持することができるため、ピックアップ用テープへの移し替えを円滑に行うことができる。
【００１２】
更に、保護部材として、ＰＥＴ、ガラス、セラミックス、金属等の剛性の高い部材を用いれば、半導体チップが撓むことなく安定的に支持され、カセットにおいて半導体ウェーハを面で支持する必要がなく、外周部分のみを支持するだけで足りる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態の一例について、図面を参照して説明する。図１に示すように、本発明は、分離溝形成工程Ｓ１と、保護部材被覆工程Ｓ２と、分離工程Ｓ３と、収容工程Ｓ４と、移し替え準備工程Ｓ５とから構成される。
【００１４】
例えば図２に示す半導体ウェーハ１０は、ストリート１１によって区画されて複数の回路が表面に形成された構成となっており、ストリート１１において分離させることにより個々の半導体チップ１２となる。
【００１５】
分離溝形成工程Ｓ１においては、ダイシング装置等を用いて図３に示すようにストリート１１に分離溝１３を形成する。この分離溝１３は、最終的な半導体チップ１２の厚さに相当する深さに形成される。
【００１６】
次に、保護部材被覆工程Ｓ２においては、図４に示すように半導体ウェーハ１０の表裏を反転し、半導体ウェーハＷの表面に保護部材１４を被覆して一体化し、図５に示す被研削体１５とする。保護部材１４は、厚さが１００μｍ以下のように極めて薄くなった半導体ウェーハを湾曲させずに安定的に支持することができ、後に行われる分離工程Ｓ３によって半導体ウェーハＷが半導体チップに分離された後も、個々の半導体チップを安定的に支持できる程度の剛性を有する支持基板であることが好ましく、例えば、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ガラス、セラミックス、金属のいずれかにより形成される。この保護部材１４と半導体ウェーハ１０とは、両面テープまたは液状樹脂によって固着されて一体となる。
【００１７】
半導体ウェーハ１０に保護部材１４が貼着された後は、分離工程Ｓ３において、半導体ウェーハＷの裏面を研削することにより、分離溝形成工程Ｓ１において形成した分離溝１３を裏面から表出させる。
【００１８】
分離工程Ｓ３は、例えば図６に示す研削装置２０を用いて遂行される。この研削装置２０は、研削前の被研削体１５を収容するカセット２１と、研削後の被研削体１５を収容するカセット２２と、被研削体１５を全面で吸引保持する保持プレート２３ａを備え、カセット２１からの被研削体１５の搬出またはカセット２２への被研削体１５の搬入を行う搬出入手段２３と、被研削体の位置合わせを行う中心合わせテーブル２４と、被研削体を搬送する第一の搬送手段２５及び第二の搬送手段２６と、被研削体を吸引保持するチャック面を有する４つのチャックテーブル２７、２８、２９、３０と、チャックテーブル２７、２８、２９、３０を自転及び公転可能に支持するターンテーブル３１と、各チャックテーブルに保持された被研削体１５を構成する半導体ウェーハ１０を研削する第一の研削手段３２及び第二の研削手段３３とを備えている。
【００１９】
カセット２１には、図５に示した被研削体１５が半導体ウェーハ１０の裏面が上を向いた状態で複数段に重ねて収納されており、搬出入手段２３によって１枚ずつピックアップされて中心合わせテーブル２４に載置される。そしてここで被研削体１５の位置合わせが行われた後、第一の搬送手段２５に吸着されると共に第一の搬送手段２５が旋回動することによって、チャックテーブル２７に載置されて保持される。
【００２０】
次に、ターンテーブル３１が所要角度（図示の例のようにチャックテーブルが４つの場合は９０度）回転することにより、チャックテーブル２７に保持された被研削体１５がまず第一の研削手段３２の直下に位置付けられる。このとき、ターンテーブル３１の回転前にチャックテーブル２７が位置していた位置には、チャックテーブル２８が自動的に位置付けられる。そして、カセット２１から次に研削する被研削体が搬出されて中心合わせテーブル２４に載置され、位置合わせがなされた後、第一の搬送手段２５によってチャックテーブル２８に搬送されて載置される。
【００２１】
第一の研削手段３２は、起立した壁部３４に対して上下動可能となっており、壁部３４の内側の面には一対のレール３５が垂直方向に併設され、駆動源３６に駆動されてレール３５に沿って支持板３７が上下動するのに伴い、支持板３７に固定された第一の研削手段３２が上下動するように構成されている。
【００２２】
第一の研削手段３２においては、回転可能に支持されたスピンドル３８の先端にマウンタ３９を介して研削ホイール４０が装着されており、研削ホイール４０の下部には粗研削用の研削砥石４１が固着されている。
【００２３】
被研削体１５が第一の研削手段３２の直下に位置付けられると、スピンドル３８の回転と共に研削砥石４１が回転しながら第一の研削手段３１が下降することによって、回転する研削砥石４１が半導体ウェーハ１０の裏面に接触し、半導体ウェーハ１０の裏面が研削されて、図３に示した分離溝１３が裏面に表出する直前で研削を終了する。
【００２４】
チャックテーブル２７に保持された被研削体１５は、更にターンテーブル３１が所要角度回転することにより、第二の研削手段３３の直下に位置付けられる。
【００２５】
第二の研削手段３３は、起立した壁部３４に対して上下動可能となっており、壁部３４の内側の面には一対のレール４２が垂直方向に併設され、駆動源４３に駆動されてレール４２に沿って支持板４４が上下動するのに伴い、支持板４４に固定された第二の研削手段３３が上下動するように構成されている。
【００２６】
第二の研削手段３３においては、回転可能に支持されたスピンドル４５の先端にマウンタ４６を介して研削ホイール４７が装着されており、研削ホイール４７の下部には仕上げ研削用の研削砥石４８が固着されている。
【００２７】
被研削体１５が第二の研削手段３３の直下に位置付けられると、スピンドル４５の回転と共に研削砥石４８が回転しながら第二の研削手段３３が下降することによって回転する研削砥石４８が半導体ウェーハ１０の裏面に接触し、半導体ウェーハ１０の裏面が研削されて裏面が平滑化され、図３に示した分離溝１３が裏面から表出し、図７に示すように個々の半導体チップ１２に分離され、保護部材１４に固着されて半導体ウェーハ１０の形態を維持した状態となる。
【００２８】
チャックテーブル２７に保持され仕上げ研削された被研削体１５は、ターンテーブル３１の回転によって第二の搬送手段２６の近傍に位置付けられる。そして、第二の搬送手段２６によって洗浄領域４９に搬送されて洗浄された後、搬出入手段２３によってカセット２２に収容される（収容工程Ｓ４）。
【００２９】
カセット２２は、図８に示すように、把持部５０が形成された天板５１と、底板５２と、収容された被研削体１５を面で支持する複数の支持プレート５３と、上下方向に隣り合う２つの支持プレートの間隔を保つスペーサ５４と、スペーサ５４の外周側に遊嵌する緩衝部材５５と、すべての支持プレート５３を貫通する複数の棒状部材により構成される位置規制部５６を備えており、前面側における上下方向に隣り合う支持プレート５３の間から被研削体１５が挿入され載置されることにより、各被研削体１５が各支持プレート５３に支持された状態で収容される。そして、被研削体１５が収容されたカセット２２は、各半導体チップをピックアップするための準備を行う移し替え装置に供給される（移し替え準備工程）。
【００３０】
なお、図４及び図５に示した保護部材１４が、研削により薄くなった半導体チップを安定的に支持できる程度の剛性を有する支持基板である場合は、支持プレート５３は、必ずしも被研削体の全面を支持するタイプのものでなくてもよい。例えば図９に示すカセット６０のように、天板６１と底板６２と側板６３とを備え、側板６３の内側に被研削体１５を支持するための溝部６４が形成され、溝部６４において被研削体１５の外周部を支持するタイプのものであってもよい。また、保護部材１４が塩化ビニール等の比較的柔軟な部材で構成されている場合は、半導体チップに分離された後の半導体ウェーハには剛性がなくなるので、図８に示すカセット２２及び搬出入手段２３を構成する被研削体１５を全面で保持する保持プレート２３ａは、本発明を実施する上で不可欠である。
【００３１】
被研削体に保持され半導体ウェーハの外形を維持した半導体チップ１２が収容されたカセット２２が移し替え装置に搬送されると、移し替え装置においては、保護部材１４に固着され支持された半導体チップ１２を、図１０に示すように、ピックアップ用フレーム７０と一体となったピックアップ用のテープ７１に貼り替える。そして、吸着コレット等を用いて半導体チップ１２を１つずつピックアップしていく。
【００３２】
このように、研削装置と移し替え装置とをインラインで連結せず、研削装置では半導体チップをカセットに収容して移し替え装置に供給するのみとしたことで、分離工程と移し替え作業とは独立して非同期に行われる。従って、研削装置における研削能力と移し替え装置における移し替え能力とに差があり、研削に要する時間と貼り替えに要する時間とが異なる場合でも、研削能力と移し替え能力とをそれぞれ十分に発揮できるため、各装置の台数比率等を調整することで、生産性の向上を図ることができる。例えば、分離工程に移し替え作業の２倍の時間がかかるときは、研削装置２台に対して移し替え装置１台を対応させれば効率的である。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る半導体ウェーハの分離方法によれば、半導体ウェーハの研削による半導体チップへの分離作業とその半導体チップのピックアップ用テープへの移し替え作業とを独立して行うようにしたことにより、研削装置の研削能力と移し替え装置の移し替え能力とのバランスをとることができるため、ピックアップ用テープへの移し替えまでの作業を効率的に行うことができ、生産性の向上を図ることができる。
【００３４】
また、保護部材の剛性が低く、半導体チップと一体となった状態で全体として剛性がなくても、半導体ウェーハを面で支持する支持プレートが配設されたカセットにおいては、保護部材に固着された半導体チップを安定的に支持することができるため、ピックアップ用テープへの移し替えを円滑に行うことができる。
【００３５】
更に、保護部材として、ＰＥＴ、ガラス、セラミックス、金属等の剛性の高い部材で形成された支持基板を用いれば、半導体チップが撓むことなく安定的に支持され、カセットにおいて半導体ウェーハを面で支持する必要がなく、外周部分のみを支持するだけで足りるため、カセットの構造が限定されないという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の構成を工程順に示すフローチャートである。
【図２】本発明により分離される半導体ウェーハの一例を示す斜視図である。
【図３】同半導体ウェーハに分離溝が形成された状態を示す斜視図である。
【図４】同半導体ウェーハを保護部材と一体化する様子を示す斜視図である。
【図５】半導体ウェーハと保護部材とが一体となった被研削体を示す斜視図である。
【図６】分離工程に用いる研削装置の一例を示す斜視図である。
【図７】分離工程により分離されて形成された半導体チップが保護部材に固着されている状態を示す斜視図である。
【図８】保護部材に固着された半導体チップが収容されるカセットの第一の例を示す斜視図である。
【図９】保護部材に固着された半導体チップが収容されるカセットの第二の例を示す斜視図である。
【図１０】ピックアップ用のテープに貼着された半導体チップを示す斜視図である。
【符号の説明】
１０…半導体ウェーハ  １１…ストリート
１２…半導体チップ  １３…分離溝  １４…保護部材
１５…被研削体  ２０…研削装置  ２１…カセット
２２…カセット  ２３…搬出入手段
２３ａ…保持プレート  ２４…中心合わせテーブル
２５…第一の搬送手段  ２６…第二の搬送手段
２７、２８、２９、３０…チャックテーブル
３１…ターンテーブル  ３２…第一の研削手段
３３…第二の研削手段  ３４…壁部  ３５…レール
３６…駆動源  ３７…支持板  ３８…スピンドル
３９…マウンタ  ４０…研削ホイール
４１…研削砥石  ４２…レール  ４３…駆動源
４４…支持板  ４５…スピンドル  ４６…マウンタ
４７…研削ホイール  ４８…研削砥石
４９…洗浄領域  ５０…把持部  ５１…天板
５２…底板  ５３…支持プレート  ５４…スペーサ
５５…緩衝部材  ５６…位置規制部
６０…カセット  ６１…天板  ６２…底板
６３…側板  ６４…溝部
７０…ピックアップ用フレーム  ７１…テープ
【図１】
2004193417.tif 000003
【図２】
2004193417.tif 000004
【図３】
2004193417.tif 000005
【図４】
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【図５】
2004193417.tif 000007
【図６】
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【図７】
2004193417.tif 000009
【図８】
2004193417.tif 000010
【図９】
2004193417.tif 000011
【図１０】
2004193417.tif 000012