(57)【要約】【課題】  本発明は、支持基板が貼り合わされて成る半導体装置の切削工程において、切削屑を充分に除去し得る半導体装置の製造方法、及びその製造方法を実施するためのダイシング装置を提供する。【解決手段】  本発明のダイシング装置３０は、第２の支持基板１５が貼り合わされた半導体ウェハ１１から成る積層体１０ｗを切削するダイシングソー３１と、ダイシングソー３１が装着された駆動手段３０ｄと、駆動手段３０ｄに装着され、かつ第２の支持基板１５表面の切削屑を除去するための洗浄水を噴射する洗浄水噴射装置３３と、を少なくとも有し、洗浄水噴射装置３３は、洗浄水が常に第２の支持基板１５の表面上に到達するように、第２の支持基板１５に対する所定の噴射角度を以って洗浄水が噴射するように噴射方向が調整されていることを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持基板が貼り合わされた半導体ウェハを準備し、ダイシングソーを用いて、少なくとも前記支持基板を、前記支持基板の表面側から、前記半導体ウェハの一方の端から他方の端まで切削する切削工程を含む半導体装置の製造方法において、
前記支持基板の表面の切削屑を除去する洗浄水を、前記切削工程中、前記洗浄水が常に前記支持基板の表面上に到達するように、前記支持基板の表面に対する所定の俯角を以って噴射することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記洗浄水は、前記ダイシングソーの切削方向の前方に配置された洗浄水噴射装置から噴射されてい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】
前記支持基板は、ガラス基板であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
第１の配線が形成された半導体ウェハの表面に樹脂を介して第１の支持基板を貼り合わせると共に、前記半導体ウェハの裏面に樹脂を介して第２の支持基板を貼り合わせる工程と、
前記第１の支持基板の一部、前記樹脂の一部、前記第１の配線の一部、及び前記第２の支持基板の一部を、ダイシングソーを用いて、前記第２の支持基板の表面側から、前記半導体ウェハの一方の端から他方の端まで切削して、前記第１の配線の一部を露出する溝を形成する工程と、を含む半導体装置の製造方法において、
前記溝を形成する工程は、
前記第２の支持基板の表面の切削屑を除去する洗浄水を、前記溝を形成する工程中、前記洗浄水が常に前記第２の支持基板の表面上に到達するように、前記第２の支持基板の表面に対する所定の俯角を以って噴射することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記第１の配線の一部を露出する溝を形成する工程の後に、さらに、前記半導体ウェハを、前記ダイシングソーを用いて、前記第２の支持基板の表面側から、前記半導体ウェハの一方の端から他方の端まで切削して、複数の半導体チップに分割する工程と、を含み、
前記半導体ウェハを複数の半導体チップに分割する工程は、
前記第２の支持基板の表面の切削屑を除去する洗浄水を、前記半導体ウェハを複数の半導体チップに分割する工程中、前記洗浄水が常に前記第２の支持基板の表面上に到達するように、前記第２の支持基板の表面に対する所定の俯角を以って噴射することを特徴とする請求項４記載の半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記第１及び第２の支持基板は、ガラス基板であることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項７】
支持基板が貼り合わされた半導体ウェハを、前記支持基板の表面側から切削するダイシングソーと、
前記ダイシングソーが装着され、かつ当該ダイシングソーを駆動する駆動手段と、
前記駆動手段に装着され、かつ前記支持基板の表面の切削屑を除去するための洗浄水を噴射する洗浄水噴射装置と、を少なくとも有し、
前記洗浄水噴射装置は、前記洗浄水が常に前記支持基板の表面上に到達するように、前記支持基板に対する所定の噴射角度を以って前記洗浄水が噴射するように噴射方向が調整されていることを特徴とするダイシング装置。
【請求項８】
前記洗浄水噴射装置は、
前記洗浄水噴射装置の中心と前記ダイシングソーの中心との間に所定の離間距離を有し、
前記所定の噴射角度が５°以上１５°以下であることを特徴とする請求項７記載のダイシング装置。
【請求項９】
前記支持基板は、ガラス基板であることを特徴とする請求項７または請求項８に記載のダイシング装置。
【請求項１０】
前記駆動手段に装着され、かつ前記ダイシングソー及び前記支持基板の被切削部分に冷却水を噴射する冷却水噴射装置を有することを特徴とする請求項７，８，９のいずれかに記載のダイシング装置。
【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ダイシング装置に関し、特に、ガラス基板等の支持基板を貼り合わせて成る半導体装置の製造方法、及びその製造方法を実施するためのダイシング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、三次元実装技術として、また、新たなパッケージ技術として、ＣＳＰ（Ｃｈｉｐ  Ｓｉｚｅ  Ｐａｃｋａｇｅ）が注目されている。ＣＳＰとは、半導体チップ（半導体素子）の外形寸法と略同サイズの外形寸法を有する小型パッケージをいう。
【０００３】
このようなＣＳＰは、例えば携帯電話機に内蔵されるＣＣＤカメラのイメージセンサチップに採用されている。
【０００４】
図１０は、ＣＳＰとして構成された従来例に係る半導体装置の一例の概略構成を示す図である。図１０（ａ）及び図１０（ｂ）は、それぞれ、上記従来例に係る半導体装置の表面側の斜視図、及び上記従来例に係る半導体装置の裏面側の斜視図である。
【０００５】
図１０（ａ）及び図１０（ｂ）に示しように、上記半導体装置１０では、第１及び第２の支持基板１４、１５（例えばガラス基板）の間に、半導体チップ１６が、樹脂１７ａ，１７ｂ（例えばエポキシ樹脂）を介して封止されている。第２の支持基板１５の一主面上、即ち半導体装置１０の裏面上には、導電端子２１が格子状に複数配置されている。この導電端子２１は、第２の配線１９を介して半導体チップ１６へと接続される。複数の第２の配線１９には、それぞれ半導体チップ１６の内部から引き出されたアルミニウム配線が接続されており、各導電端子２１と半導体チップ１６との電気的接続が為されている。
【０００６】
ここで、上記半導体装置１０がＣＣＤカメラ等のイメージセンサチップである場合、その半導体装置１０は受光面を有するため、少なくとも第1の支持基板１４は、光学的に透明なガラス基板等であると共に、樹脂１７ａは、光学的な透明性を有するエポキシ樹脂等が用いられる。
【０００７】
なお、関連した技術文献として、例えば以下の特許文献１に記載されている。
【特許文献１】特許公表２００２−５１２４３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述したような半導体装置１０の製造工程は、第２の支持基板１５を、その一方の端から他方の端まで、ダイシング装置のダイシングソーにより切削する切削工程を含む。
【０００９】
この切削工程中、切削される第２の支持基板１５の表面には、切削による切削屑（第２の支持基板１５を構成するガラス細片や半導体ウェハの細片など）が溜まる。この第２の支持基板１５の表面の切削屑は、その切削屑を洗浄する洗浄水によって除去される。上記洗浄水は、ダイシングソーから所定の距離で離間してダイシング装置に装着された洗浄水噴射装置より、第２の支持基板１５の表面に向けて噴射される。ここで、洗浄水噴射装置は、第２の支持基板１５に対する所定の噴射角度を以って洗浄水が噴射されるように、噴射方向が調整されている。
【００１０】
しかしながら、従来例に係るダイシング装置では、切削部位が、切削方向の終点、即ち、第２の支持基板上における切削方向の端部に至った場合、洗浄水が第２の支持基板１５の表面上に届かず、切削屑の洗浄が充分に行われないという問題が生じていた。特に、第２の支持基板１５がガラス基板である場合には、上記端部の切削屑と他の切削部位の洗浄に用いられた洗浄水等とが混じり合った汚濁水が乾燥して、第２の支持基板１５（もしくは切削により形成された溝内及び第２の支持基板１５）の表面上に切削屑が固着して汚れとなっていた。第２の支持基板１５の表面上に切削屑が固着して汚れとなった後、その固着した切削屑を別工程の洗浄作業で除去することは困難であった。
【００１１】
そこで本発明は、支持基板が貼り合わされた半導体ウェハの切削工程において、切削屑の洗浄を充分に実施可能な半導体装置の製造方法、及びその製造方法を実施するためのダイシング装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の半導体装置の製造方法は、上述の課題に鑑みて為されたものであり、支持基板が貼り合わされた半導体ウェハを準備し、ダイシングソーを用いて、少なくとも支持基板を、例えば支持基板の表面側から、半導体ウェハの一方の端から他方の端まで切削する切削工程を含む半導体装置の製造方法において、支持基板の表面の切削屑を除去する洗浄水を、切削工程中、洗浄水が常に支持基板の表面上に到達するように、支持基板の表面に対する所定の俯角を以って噴射することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明のダイシング装置は、支持基板が貼り合わされた半導体ウェハを、その支持基板の表面側から切削するダイシングソーと、そのダイシングソーが装着され、かつダイシングソーを駆動する駆動手段と、駆動手段に装着され、かつダイシングソー及び支持基板の被切削部分に冷却水を噴射する第１及び第２の冷却水噴射装置と、駆動手段に装着され、かつ支持基板の表面の切削屑を除去するための洗浄水を噴射する洗浄水噴射装置と、を少なくとも有し、洗浄水噴射装置は、洗浄水が常に支持基板の表面上に到達するように、支持基板に対する所定の噴射角度を以って洗浄水が噴射するように噴射方向が調整されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のダイシング装置及びその装置を用いた半導体装置の製造方法では、切削工程中、半導体ウェハに貼り合わされた支持基板の表面の切削屑を除去する洗浄水を、洗浄水が常に支持基板の表面上に到達するように、支持基板の表面に対する所定の俯角を以って噴射する。これにより、支持基板の表面の切削屑を、切削工程中、常に除去することが可能となる。即ち、切削屑を含む上記汚濁水（他の部位で噴射された洗浄水等と切削屑との混合水）が乾燥して、切削屑が支持基板上（もしくは切削により形成された溝内及び支持基板上）に固着して汚れとなることを抑止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
次に、本発明の実施形態に係るダイシング装置について、図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施形態に係るダイシング装置の構成を説明する図である。ここで、図１（ａ）は、本発明の実施形態に係るダイシング装置の全体を示す正面図である。図１（ｂ）は、上記ダイシング装置の概略上面図である。なお、図１（ｂ）では、上記ダイシング装置の構成要素のうち、後述するダイシングソー、洗浄水噴射装置のみを示している。
【００１６】
図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、第１の支持基板１４及び第２の支持基板１５が貼り合わされた半導体ウェハ１１から成る積層体１０ｗが準備されている。この積層体１０ｗは、第２の支持基板１５を上面にして、ダイシング装置３０と対向して配置されている。
【００１７】
ここで、上記積層体１０ｗは、図１０に示した従来例に係る半導体装置１０と同様の積層構造を有しているものとするが、本発明は、これに限定されない。即ち、準備される上記積層体１０ｗは、半導体ウェハ１１の少なくとも一方の主面上に、第１の支持基板１４もしくは第２の支持基板１５が貼り合わされたものであってもよい。その場合の積層体１０ｗは、貼り合わされている第１の支持基板１４もしくは第２の支持基板１５を上面にして、ダイシング装置３０に対向して配置される。
【００１８】
ダイシング装置３０は、積層体１０ｗを切削するダイシングソー３１が装着された駆動手段３０ｄを有している。駆動手段３０ｄは、ダイシングソー３１を所定の回転方向に回転させると共に、対向して配置された積層体１０ｗ上を移動し得る。また、駆動手段３０ｄには、ダイシングソー３１に冷却水（例えば純水）を噴射する第１の冷却水噴射装置３２ａ、及び１対の第２の冷却水噴射装置３２ｂが装着されている。
【００１９】
ここで、第１の冷却水噴射装置３２ａは、ダイシングソー３１の切削方向の前方に配置され、第２の支持基板１５表面の切削部位、及び上記切削部位と接触するダイシングソー３１の接触部位近傍に冷却水が噴射されるように、その噴射角度が調整されている。また、１対の第２の冷却水噴射装置３２ｂは、その長手方向が第２の支持基板１５の表面と平行し、かつダイシングソー３１の表面と平行するように、ダイシングソー３１側面を挟むようにして装着されている。そして、１対の第２の冷却水噴射装置３２ｂは、第２の支持基板１５表面の切削部位、及び上記切削部位と接触するダイシングソー３１の接触部位近傍に冷却水が噴射されるように、その噴射角度が調整されている。
【００２０】
また、ダイシング装置３０の駆動手段３０ｄの両側部には、切削により生じる切削屑を除去するための洗浄水（例えば純水）を噴射する１対の洗浄水噴射装置３３が装着されている。この１対の洗浄水噴射装置３３は、第１の冷却水噴射装置３２ａよりも、さらに切削方向の前方に装着されている。洗浄水噴射装置３３は、その中心と、ダイシングソー３１の中心との間に所定の離間距離ｄを有して取り付けられている。
【００２１】
洗浄水噴射装置３１の洗浄水の噴射角度は、切削工程中、第２の支持基板１５の表面のうちダイシングソー３１との接触部位の周辺の被洗浄領域１５ｃに、常に洗浄水が到達するように、所定の噴射角度αに調整されている。上記所定の噴射角度αとは、洗浄水噴射装置３３の中心を基準としてみたときの、第２の支持基板１５（もしくは半導体ウェハ）の表面上のスクライブライン（即ち切削方向）に対する所定の俯角を意味する。
【００２２】
ここで、上記所定の離間距離ｄ、及び上記所定の噴射角度αは、それぞれ、例えば５０ｍｍ程度、５℃以上１５°以下程度であることが好ましい。また、洗浄水噴射装置３３は、図２の断面図に示すような構造を有して形成されていることが好ましい。この洗浄水噴射装置３３は、洗浄水を導入する導入部ａと、導入部ａからの洗浄水を所定の噴射角度αとなるように反射する凹部ｂを有している。この凹部ｂは、噴射方向（切削方向に対して逆方向）に向って開口している。この凹部ｂの曲面は、噴射方向に向うに従って開口径が大きくなっている。ここで、凹部ｂの下部に位置する曲面は、導入された洗浄水を上記所定の噴射角度αを以って噴射するような曲率を有して形成されている。
【００２３】
上述した洗浄水噴射装置３３の構造により、洗浄水が所定の勢いを有して凹部ｂに導入されると、洗浄水は、凹部ｂの下部に位置する曲面によって反射され、第２の支持基板１５表面の切削部位１５に対して、所定の俯角（即ち噴射角度α）を以って噴射される。ここで、第２の支持基板１５の表面の上面から洗浄水をみると、図１（ｂ）に示すように、洗浄水は、平面的には扇状に噴射され、第２の支持基板１５表面のうち、ダイシングソー３１との接触部位の周辺の被洗浄領域１５ｃに到達する。被洗浄領域１５ｃに到達した洗浄水は、所定の勢いを有して流動するため、当該領域の切削屑を除去することができる。
【００２４】
次に、上述したダイシング装置３０の動作、即ちダイシング装置３０を用いた切削工程について説明する。ダイシング装置３０の駆動手段３０ｄは、半導体ウェハ１１のスクライブライン上を、切削方向に沿って、半導体ウェハ１１の一方の端から他方の端まで移動する。その際、駆動手段３０ｄにより所定の方向に回転するダイシングソー３１が、第２の支持基板１５表面を、その一方の端から他方の端まで移動しながら切削する。そのような切削工程中、第２の支持基板１５表面の切削部位、及び上記切削部位と接触するダイシングソー３１の接触部位近傍に、第１及び第２の冷却水噴射装置３２ａ，３２ｂから冷却水が噴射される。これにより、第２の支持基板１５との摩擦によりダイシングソー３１に生じる熱を冷却することが可能となる。
【００２５】
また、上記ダイシングソー３１の冷却を行うと共に、洗浄水噴射装置３３により、第２の支持基板１５表面のうち、ダイシングソー３１との接触部位の周辺の被洗浄領域１５ｃに洗浄水を噴射して、当該被洗浄領域１５ｃ上の切削屑を除去する。その際、ダイシング装置３０及びダイシングソー３１が、切削方向における第２の支持基板１５表面上の端部に位置した場合においても、洗浄水が被洗浄領域１５ｃに到達するため、当該被洗浄領域１５ｃの切削屑を除去することが可能となる（図１（ｂ）参照）。
【００２６】
ここで、もし仮に、洗浄水噴射装置３３の噴射角度が、上述した所定の噴射角度よりも大きい俯角の噴射角度βであるとすると、図３に示すダイシング装置３０ｆのように、洗浄水が第２の支持基板１５の表面上に到達しない場合が存在する、即ち、ダイシング装置３０及びダイシングソー３１が、切削方向における第２の支持基板１５表面上の端部に位置した場合、洗浄水噴射装置３３から噴射される洗浄水は、第２の支持基板１５の表面上の如何なる位置にも到達しない。そのため、冷却水等と混ざった被切削屑を、洗浄領域１５ｃから除去することができない。これにより、ダイシング装置３０の駆動手段３０ｄが第２の支持基板１５から離間して他の位置に移動する間、切削屑と冷却水や他の切削部位の洗浄に用いられた洗浄水等とが混ざった汚濁水が乾燥して、切削屑が上記被洗浄領域１５ｃに固着して汚れとなる。特に、第２の支持基板１５がガラス基板である場合、その材質が有する性状により、固着した切削屑は、後に行われ得る別の洗浄工程におていも除去することは困難である。
【００２７】
以上に示したように、本実施形態のダイシング装置３０及びそのダイシング装置３０を用いた上記切削工程では、その切削工程中、常に切削屑を除去することが可能となる。これにより、切削屑が、第２の支持基板１５（もしくは切削により形成された溝内及び第２の支持基板１５表面上）に固着して汚れとなることを抑止できる。
【００２８】
上述した本実施形態のダイシング装置３０及びその装置を用いた上記切削工程は、例えば以下に示す半導体装置の製造方法に対して適用され得る。次に、本実施形態のダイシング装置３０及びそのダイシング装置３０を用いた上記切削工程が適用され得る半導体装置１０の製造方法について、図面を参照して説明する。図４乃至９は、本実施形態に係る上記製造方法を説明する図である。
【００２９】
最初に、図４に示すように、不図示の複数の半導体チップ（半導体素子）１６が形成された半導体ウェハ１１の表面に、互いに隣接する半導体チップ１６の境界Ｓを跨ぐように、絶縁膜１２を介して第１の配線１３を形成する。この第１の配線１３は、絶縁膜１２に形成される不図示のコンタクトホールを介して、半導体チップ１６の不図示の回路と電気的に接続される。
【００３０】
次に、図５に示すように、半導体ウェハ１１の表面に、ガラス基板等の第１の支持基板１４を、樹脂１７ａを介して貼り合わせる。そして、半導体ウェハ１１を、境界Ｓ、即ち境界Ｓ上に延びるスクライブラインに沿って、半導体ウェハ１１の裏面側からエッチングして、第１の配線１３を一旦露出させた後、半導体ウェハ１１の裏面に、ガラス基板等の第２の支持基板１５を、樹脂１７ｂを介して貼り合わせる。さらに第２の支持基板１５上に、緩衝部材１８を形成する。この緩衝部材１８は、導電端子２１に加わる応力を和らげるクッションの働きを有する。
【００３１】
次に、図６に示すように、半導体ウェハ１１上の境界Ｓ上に延びるスクライブラインに沿って、第２の支持基板１５側から、ダイシング装置３０に装着されたダイシングソー３１により、Ｖ字型の溝ＶＧを形成し、第1の配線１３の一部を溝ＶＧの側面に露出させる。即ち、この溝ＶＧを形成する工程において、上述した本実施形態のダイシング装置３０及びその装置を用いた上記切削工程が適用される。
【００３２】
次に、図７に示すように、緩衝部材１８上を含む第２の支持基板１５上及び溝ＶＧの内面に、第２の配線１９を形成する。さらに、図８に示すように、第２の配線１９上に保護層２０及び導電端子２１を形成する。
【００３３】
そして、図９に示すように、半導体ウェハ１１をスクライブラインに沿って分断することにより、個々の半導体パッケージ、即ちＣＳＰである半導体装置１０が完成する。この半導体ウェハ１１をスクライブラインに沿って分断する工程においても、上述した本実施形態のダイシング装置３０及びその装置を用いた上記切削工程を適用することができる。
【００３４】
なお、本実施形態のダイシング装置３０及びその装置を用いた上記切削工程は、上述したように、図１０に示した半導体装置１０の製造方法に対して適されるものとしたが、本発明はこれに限定されない。即ち、支持基板が貼り合わされた半導体ウェハから成る半導体装置であれば、半導体装置１０以外の構造を有した半導体装置の製造方法に対して適用されてもよい。
【００３５】
また、本実施形態に用いられる冷却水及び洗浄水は、純水であるとしたが、本発明はこれに限定されない。即ち、冷却水もしくは洗浄水は、切削により形成された溝ＶＧ内に露出する第１の配線１３等を腐食させず、かつ上記切削工程を実施し得るものであれば、純水以外の液体を用いてよい。例えば、逆浸透膜を用いて濾過した浄化水などを、冷却水もしくは洗浄水に用いてもよい。
【００３６】
また、本実施形態のダイシング装置３０及びその装置を用いた上記切削工程は、ダイシング装置３０が、その上面からみて１８０°回転して設置され、その切削方向が図１に示した切削方向と逆方向になる場合においても適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の実施形態に係るダイシング装置の構成を説明する図である。
【図２】本発明の実施形態に係るダイシング装置の洗浄水噴射装置の断面図である。
【図３】ダイシング装置の構成を説明する図である。
【図４】本発明の実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明する断面図である。
【図５】本発明の実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明する断面図である。
【図６】本発明の実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明する断面図である。
【図７】本発明の実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明する断面図である。
【図８】本発明の実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明する断面図である。
【図９】本発明の実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明する断面図である。
【図１０】従来例に係る半導体装置の概略構成を説明する図である。
【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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