(57)【要約】      （修正有）【課題】薄く形成され剛性が低下する半導体ウェーハを個々のチップに分割する場合の、取り扱いを容易化して半導体ウェーハの損傷を防止する。【解決手段】表面に複数の回路が形成された半導体ウェーハＷを個々の回路ごとのチップに分割する場合、半導体ウェーハＷを支持する第一の支持基板１１の上面に半導体ウェーハＷの表面を対面させ、粘着剤１０を介して半導体ウェーハＷと第一の支持基板１１とを一体とし、第一の支持基板１１と一体となった状態で裏面を研磨し、第二の支持基板の上面に半導体ウェーハＷの裏面を対面させ、粘着剤を介して半導体ウェーハと第二の支持基板とを一体とし、第一の支持基板１１を剥離し、表面を露出させた状態で、第二の支持基板に半導体ウェーハＷを移し替え、一体となった半導体ウェーハＷを個々のチップに分割する。半導体ウェーハＷは常に第一の支持基板または第二の支持基板に支持されているため、損傷することがない。【選択図】  図２
2004228133.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に複数の回路が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割方法であって、
半導体ウェーハを支持する第一の支持基板の上面に半導体ウェーハの表面を対面させ粘着剤を介して該半導体ウェーハと該第一の支持基板とを一体とする第一の一体化工程と、
該第一の支持基板と一体となった状態の半導体ウェーハの裏面を研磨する研磨工程と、
半導体ウェーハを支持する第二の支持基板の上面に該半導体ウェーハの裏面を対面させ粘着剤を介して該半導体ウェーハと該第二の支持基板とを一体とする第二の一体化工程と、
該第一の支持基板を半導体ウェーハの表面から剥離し、該半導体ウェーハの表面を露出させた状態で、該第二の支持基板に該半導体ウェーハを移し替える移し替え工程と、
該第二の支持基板と一体となった半導体ウェーハを個々の半導体チップに分割する分割工程と、
から構成される半導体ウェーハの分割方法。
【請求項２】
分割工程の後に、第二の支持基板から半導体チップをピックアップするピックアップ工程が遂行される請求項１に記載の半導体ウェーハの分割方法。
【請求項３】
粘着剤は両面テープである請求項１または２に記載の半導体ウェーハの分割方法。
【請求項４】
粘着剤は外的刺激によって粘着力が低下する請求項１、２または３に記載の半導体ウェーハの分割方法。
【請求項５】
両面テープのうち、少なくとも半導体ウェーハが貼着される側の面は、外的刺激によって粘着力が低下する請求項４に記載の半導体ウェーハの分割方法。
【請求項６】
第二の一体化工程の前または後に、第一の支持基板と半導体ウェーハとの間に介在する粘着剤に外的刺激を与え、該粘着剤の粘着力を低下させる請求項４または５に記載の半導体ウェーハの分割方法。
【請求項７】
ピックアップ工程において、半導体チップをピックアップする前に、第二の支持基板と半導体ウェーハとの間に介在する粘着剤に外的刺激を与え、該粘着剤の粘着力を低下させる請求項４、５または６に記載の半導体ウェーハの分割方法。
【請求項８】
第一の支持基板及び第二の支持基板は、合成樹脂、金属、ガラス、セラミックスのいずれかにより形成される請求項１、２、３、４、５、６または７に記載の半導体ウェーハの分割方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウェーハの裏面を研磨し、個々の半導体チップに分割する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＩＣ、ＬＳＩ等の回路が表面に形成された半導体ウェーハは、裏面が研磨されて所定の厚さに形成された後、ダイシング装置等の分割装置によって個々の半導体チップに分割される。
【０００３】
半導体ウェーハの裏面を研磨する際は、表面の回路が傷付くのを防止するため、半導体ウェーハの表面には保護テープが貼着される。また、研磨後の半導体ウェーハを個々の半導体チップに分割する際は、ストリートが形成された表面側を露出させ裏面をダイシングテープに貼着して半導体ウェーハを移し替え、ダイシングフレームと一体化する（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０―２８４４４９号公報（第１０頁、第９図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、近年は、各種電子機器の小型化、軽量化のために、半導体ウェーハをその厚さが１００μｍ以下、５０μｍ以下と極めて薄くなるまで研削することが必要とされており、そのように薄くなるまで研削を行うと、半導体ウェーハの剛性が著しく低下して取り扱いが困難になるという問題がある。特に、半導体ウェーハを保護テープからダイシングテープに移し替える際には半導体ウェーハが割れたりして損傷するおそれがあるという問題がある。
【０００６】
また、半導体ウェーハを保護テープからダイシングテープに移し替えても、ダイシングテープにたるみが生じて半導体ウェーハが割れるという問題もある。
【０００７】
従って、薄く形成され剛性が低下する半導体ウェーハを個々の半導体チップに分割する場合においては、取り扱いを容易化して半導体ウェーハの割れ等の損傷を防止す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、表面に複数の回路が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割方法であって、半導体ウェーハを支持する第一の支持基板の上面に半導体ウェーハの表面を対面させ粘着剤を介して半導体ウェーハと第一の支持基板とを一体とする第一の一体化工程と、第一の支持基板と一体となった状態の半導体ウェーハの裏面を研磨する研磨工程と、半導体ウェーハを支持する第二の支持基板の上面に半導体ウェーハの裏面を対面させ粘着剤を介して半導体ウェーハと第二の支持基板とを一体とする第二の一体化工程と、第一の支持基板を半導体ウェーハの表面から剥離し、半導体ウェーハの表面を露出させた状態で、第二の支持基板に半導体ウェーハを移し替える移し替え工程と、第二の支持基板と一体となった半導体ウェーハを個々の半導体チップに分割する分割工程とから構成される半導体ウェーハの分割方法を提供する。
【０００９】
そしてこの半導体ウェーハの分割方法は、分割工程の後に、第二の支持基板から半導体チップをピックアップするピックアップ工程が遂行されること、粘着剤は両面テープであること、粘着剤は外的刺激によって粘着力が低下すること、両面テープのうち、少なくとも半導体ウェーハが貼着される側の面は、外的刺激によって粘着力が低下すること、第二の一体化工程の前または後に、第一の支持基板と半導体ウェーハとの間に介在する粘着剤に外的刺激を与え、粘着剤の粘着力を低下させること、ピックアップ工程において、半導体チップをピックアップする前に、第二の支持基板と半導体ウェーハとの間に介在する粘着剤に外的刺激を与え、粘着剤の粘着力を低下させること、第一の支持基板及び第二の支持基板は、合成樹脂、金属、ガラス、セラミックスのいずれかにより形成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割方法によれば、半導体ウェーハが第一の支持基板または第二の支持基板に支持された状態で研磨工程、分割工程、ピックアップ工程が遂行されるため、半導体ウェーハが薄くなっても取り扱いが極めて容易である。
【００１１】
また、研磨工程から分割工程に移る際に、テープへの貼り替えを行わないため、貼り替えの際及び貼り替え後の半導体ウェーハの損傷を防止することができる。
【００１２】
【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に示す半導体ウェーハＷは、本発明により分割される半導体ウェーハの一例を示したものであり、ストリートＳ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Ｓを切削等することにより個々の半導体チップＣに分割される。
【００１３】
この半導体ウェーハＷの表裏を反転し、図２に示すように、第一の支持基板１１の上面に半導体ウェーハＷの表面を対面させ、両面テープ１０を介して両者を一体として図３に示す状態とする（第一の一体化工程）。ここで、両面テープ１０は、粘着剤の一例を示すもので、このほかにも例えば液状樹脂等を用いることもできる。
【００１４】
また、第一の支持基板１１は、合成樹脂、ガラス、セラミックス、金属等により構成され、撓まない程度の剛性を有する。支持基板１１の厚さは、ガラスまたはセラミックスにより形成される場合は０．５ｍｍ〜１．５ｍｍ、金属（例えばステンレス）により形成される場合は０．３ｍｍ〜１．０ｍｍ、合成樹脂（例えばＰＥＴ）により形成される場合は０．１ｍｍ〜０．５ｍｍであることが好ましい。
【００１５】
図３に示したように、第一の支持基板１１と一体になった半導体ウェーハＷは、例えば図４に示す研磨装置２０によって裏面が研磨される。
【００１６】
研磨装置２０においては、基台２１の端部から壁部２２が起立して設けられており、この壁部２２の内側の面には一対のレール２３が垂直方向に配設され、レール２３に沿って支持板２４が上下動するのに伴い支持板２４に取り付けられた研磨手段２５が上下動するよう構成されている。また、基台２１には、ターンテーブル２６が回転可能に配設され、更にターンテーブル２６は、半導体ウェーハを保持するチャックテーブル２７を回転可能に支持している。
【００１７】
研磨手段２５においては、垂直方向の軸心を有するスピンドル２８の先端にマウンタ２９が装着され、更にその下部に研磨ホイール３０が装着され、研磨ホイール３０の下面には研磨砥石３１が固着されており、スピンドル２８の回転に伴って研磨砥石３１が回転する構成となっている。
【００１８】
研磨装置２０を用いて半導体ウェーハＷの裏面を研削する際は、第一の支持基板１１と一体となった半導体ウェーハＷをその裏面が露出するようにチャックテーブル２７に保持させて研磨手段２５の直下に位置付け、チャックテーブル２７を回転させると共に、スピンドル２８を回転させながら研磨手段２５を下降させていく。そして、スピンドル２８の回転に伴って研磨ホイール３０が回転し、回転する研磨砥石３１が半導体ウェーハＷの裏面に接触して押圧力が加えられることにより、その裏面が研磨砥石３１によって研磨される（研磨工程）。
【００１９】
そして、図５に示すように、半導体ウェーハＷが所望の厚さ（例えば１００μｍ以下、５０μｍ以下）に形成された後は、第一の支持基板１１と一体となったままの状態で表裏を反転させ、図６に示すように、第二の支持基板４０の上面に半導体ウェーハＷの裏面を対面させ、両面テープ４１を介して半導体ウェーハＷと第二の支持基板４０とを一体とし、図７に示す状態とする（第二の一体化工程）。
【００２０】
ここで、第二の支持基板４０は、合成樹脂、ガラス、セラミックス、金属等により構成され、撓まない程度の剛性を有する。支持基板１１の厚さは、ガラスまたはセラミックスにより形成される場合は０．５ｍｍ〜１．５ｍｍ、金属（例えばステンレス）により形成される場合は０．３ｍｍ〜１．０ｍｍ、合成樹脂（例えばＰＥＴ）により形成される場合は０．１ｍｍ〜０．５ｍｍであることが好ましい。
【００２１】
次に、第一の一体化工程において半導体ウェーハＷの表面に貼着した第一の支持基板１１を剥離すると、図８に示すように、回路が形成された表面が露出した状態となる（移し替え工程）。
【００２２】
なお、両面テープ１０のうち、少なくとも半導体ウェーハＷが貼着される側の面の粘着剤が外的刺激により粘着力が低下するタイプのものにより構成される場合は、第二の一体化工程の前または後に、両面テープ１０に対して外的刺激を与えておけば、移し替え工程において第一の支持基板１１を容易に剥離させることができる。例えば外的刺激が紫外線である場合は、第一の支持基板１１は紫外線を透過させるガラス、ＰＥＴで形成されていて、両面テープ１０のうち、少なくとも半導体ウェーハＷが貼着される方の面の粘着剤は、紫外線の照射により粘着力を低下させることができるタイプのものである。
【００２３】
このように、裏面側に第二の支持基板４０が貼着され、表面が露出した半導体ウェーハＷは、その状態で、例えば図９に示す切削装置５０によってダイシングされ、個々の半導体チップに分割される。
【００２４】
切削装置５０においては、図８に示したように、第二の支持基板４０と一体となった半導体ウェーハＷがカセット５１に複数収容される。そして、搬出入手段５２によって一枚ずつ仮置き領域５３に搬出され、搬送手段５４に吸着されその旋回動によってチャックテーブル５５に搬送され、半導体ウェーハＷの裏面が上を向いて露出した状態で吸引保持される。
【００２５】
第二の支持基板４０と一体となった半導体ウェーハＷがチャックテーブル５５に吸引保持されると、チャックテーブル５５が＋Ｘ方向に移動して撮像手段５６の直下に位置付けられる。
【００２６】
撮像手段５６は、半導体ウェーハＷの表面を撮像し、表面に形成されている切削すべきストリートＳ（図１参照）をアライメント手段５６ａによるパターンマッチング等の処理によって検出する。そして、撮像手段５６とＹ座標が等しい切削ブレード５７と検出されたストリートとのＹ軸方向の位置合わせが行われた後に、更にチャックテーブル５５が＋Ｘ方向に移動し、高速回転する切削ブレード５７の作用を受けて、検出されたストリートの切削が行われる。
【００２７】
また、切削ブレード５７をストリート間隔ずつＹ軸方向に割り出し送りしながらチャックテーブル５５をＸ軸方向に往復移動させると、同一方向のストリートがすべて切削される。
【００２８】
そして更に、チャックテーブル５５を９０度回転させた後、上記と同様の切削を行うと、図１０に示すように、すべてのストリートが縦横に切削されて個々の半導体チップＣ（図１参照）に分割される（分割工程）。このとき、個々の半導体チップＣは、半導体ウェーハＷの形状を維持しながら第二の支持基板４０に保持された状態となっている。
【００２９】
なお、上記の例では、切削により半導体チップに分割する場合について説明したが、レーザー割断装置を用いてレーザー光の照射によりストリートを割断して個々の半導体チップに分割することもできる。
【００３０】
図１０に示したように、半導体ウェーハＷがその形状を維持しながら個々の半導体チップＣに分割された後は、図１１に示すように、吸着コレット６０等を用いて半導体チップＣを第二の支持基板４０から１つずつピックアップする（ピックアップ工程）。
【００３１】
ここで、図６に示した両面テープ４１のうち、少なくとも半導体ウェーハＷが貼着される方の面が外的刺激によって粘着力が低下するタイプの粘着剤である場合は、その粘着剤に外的刺激を与えることにより粘着力を低下させてからピックアップを行えば、ピックアップを容易かつ円滑に行うことができる。図示の例では、外的刺激が紫外線であり、第二の支持基板４０は紫外線を透過させるガラス、ＰＥＴで形成されていて、両面テープ４１のうち、少なくとも半導体ウェーハＷが貼着される方の面の粘着剤は、紫外線の照射により粘着力を低下させることができるタイプのものである。
【００３２】
以上のようにして第一の一体化工程、研磨工程、第二の一体化工程、移し替え工程、分割工程を行うと、従来のように支持基板から半導体ウェーハを剥離してダイシングテープに貼着する必要がなく、研磨工程、分割工程、ピックアップ工程は第一の支持基板１１または第二の支持基板４０に支持された状態で遂行されるため、研磨により薄くなった半導体ウェーハＷの取り扱いが容易であり、半導体ウェーハＷに割れや欠けが生じるのを防止することができる。
【００３３】
なお、上記の実施の形態においては、半導体ウェーハＷの外径と第一の支持基板１１の外径とが等しい場合を例に挙げて説明したが、図１２に示す第一の支持基板１１ａのように半導体ウェーハＷより外径の大きな支持基板を用いた場合には、図１３に示すように、研磨工程において、触針７０、７１を有する触針式の厚さ計測器７２を用いて、一方の触針７０を第一の支持基板１１ａの上面に接触させると共に、もう一方の触針７１を半導体ウェーハＷの裏面に接触させることによって、両触針の高さ方向の位置の差に基づいて半導体ウェーハＷの厚さを計測しながら研磨を行うことができる。また、搬送の際に第一の支持基板１１のみを保持することができるため、半導体ウェーハＷに傷をつけるおそれもない。
【００３４】
【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割方法によれば、半導体ウェーハが第一の支持基板または第二の支持基板に支持された状態で研磨工程、分割工程、ピックアップ工程が遂行されるため、半導体ウェーハが薄くなっても取り扱いが極めて容易であり、半導体ウェーハの損傷を防止することができる。
【００３５】
また、研磨工程から分割工程に移る際に、テープへの貼り替えを行わないため、貼り替えの際及び貼り替え後の半導体ウェーハの損傷を防止することができ、安全性が増す。
【図面の簡単な説明】
【図１】半導体ウェーハの一例を示す斜視図である。
【図２】第一の一体化工程を示す斜視図である。
【図３】第一の支持基板と一体化された半導体ウェーハを示す斜視図である。
【図４】研磨装置の一例を示す斜視図である。
【図５】研磨後における第一の支持基板と一体となった半導体ウェーハを示す斜視図である。
【図６】第二の一体化工程を示す斜視図である。
【図７】第一の支持基板及び第二の支持基板と一体化された半導体ウェーハを示す斜視図である。
【図８】第二の支持基板と一体化された半導体ウェーハを示す斜視図である。
【図９】切削装置の一例を示す斜視図である。
【図１０】個々の半導体チップに分割され第二の支持基板と一体となった半導体ウェーハを示す斜視図である。
【図１１】ピックアップ工程の一例を示す斜視図である。
【図１２】第一の支持基板の第二の例を示す斜視図である。
【図１３】研磨工程において半導体ウェーハの厚さを計測する様子を示す正面図である。
【符号の説明】
Ｗ…半導体ウェーハ  Ｓ…ストリート
Ｃ…半導体チップ
１０…両面テープ（粘着剤）  １１…第一の支持基板
２０…研磨装置  ２１…基台  ２２…壁部
２３…レール  ２４…支持板  ２５…研磨手段
２６…ターンテーブル  ２７…チャックテーブル
２８…スピンドル  ２９…マウンタ
３０…研磨ホイール  ３１…研磨砥石
４０…第二の支持基板  ４１…両面テープ（粘着剤）
５０…切削装置  ５１…カセット  ５２…搬出入手段
５３…仮置き領域  ５４…搬送手段
５５…チャックテーブル  ５６…撮像手段
５６ａ…アライメント手段  ５７…切削ブレード
６０…吸着コレット
７０、７１…触針  ７２…厚さ計測器
【図１】
2004228133.tif 000003
【図２】
2004228133.tif 000004
【図３】
2004228133.tif 000005
【図４】
2004228133.tif 000006
【図５】
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【図６】
2004228133.tif 000008
【図７】
2004228133.tif 000009
【図８】
2004228133.tif 000010
【図９】
2004228133.tif 000011
【図１０】
2004228133.tif 000012
【図１１】
2004228133.tif 000013
【図１２】
2004228133.tif 000014
【図１３】
2004228133.tif 000015