(57)【要約】      （修正有）【課題】基板のダイシングによって生じるチッピングを小さくする。【解決手段】スクライブラインで分離された複数の集積回路を表面に有する基板６の裏面において前記スクライブラインに対向する領域にエネルギービームを照射して、前記基板６の裏面の材料を飛散させずに前記基板の裏面側をアモルファス化２２する第１の工程と、前記第１の工程の後に、回転するダイシング手段により、前記ダイシング手段の回転中心側に表面が向けられた前記基板６を前記スクライブラインに沿ってダイシングする第２の工程とを有する。【選択図】図２
2013197303.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スクライブラインで分離された複数の集積回路を表面に有する基板の裏面において前記スクライブラインに対向する領域にエネルギービームを照射して、前記基板の裏面の材料を飛散させずに前記基板の裏面側をアモルファス化する第１の工程と、
前記第１の工程の後に、回転するダイシング手段により、前記ダイシング手段の回転中心側に表面が向けられた前記基板を、前記スクライブラインに沿ってダイシングする第２の工程とを有する
半導体装置の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の半導体装置の製造方法において、
前記基板は、少なくとも裏面側が単結晶であり、
前記第１の工程では、前記基板を厚さの途中までアモルファス化することを
特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の半導体装置の製造方法において、
前記第１の工程の後であって、更に前記第２の工程の前に、前記基板の裏面にダイシングテープを貼り付けることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に半導体装置の製造方法において、
前記第１の工程では、前記エネルギービームを照射した領域が周囲より５μｍ以上窪まないように調整された前記エネルギービームを照射することを
特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法において、
前記第１の工程では、前記スクライブラインに垂直な方向における照射位置が異なるように、前記エネルギービームを複数回照射することを
特徴とする半導体装置の製造方法。
【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に関する。
【背景技術】
【０００２】
ウエハレベルＣＳＰ(Chip Size Package)は、極限まで小型化された半導体装置のパケージである。ウエハレベルＣＳＰにパケージされた半導体装置は、例えばウエハ上の集積回路に外部端子を形成し、このウエハをチップに分割することで製造される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−４０６１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ウエハのチップへの分割は、高速回転するダイシングブレードにより行われる。ダイシングブレードにより分割されたチップの裏面には、大きなチッピング（欠けやヒビ）が発生する。
【０００５】
このため、ダイシングによりパッケージ（ウエハレベルＣＳＰ等）が完成する半導体装置は、外観品質が良くないという問題を有している。また、半導体装置は、そのチッピングが大きくなると、外力により破壊されやすくなるという問題を有している。
【０００６】
上記特許文献１には、チップが個片化された際に生じるチッピングを防止する技術が開示されている。この技術は、ウエハ裏面にレーザー照射により溝を形成し、当該溝内を樹脂で被覆した後、ダイシング処理を行う。しかし、レーザー照射の際、レーザー光のエネルギーにより溶融したシリコンが飛散して、加工面やその周囲に付着し、付着したシリコンは、急冷・凝固することで粒子状となって固着し、加工面が凹凸形状となる。この凹凸形状により、ウエハ裏面がダイシングテープから剥がれやすくなり、ダイシング処理に支障が生じる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
そこで、上記の問題を解決するために、本製造方法の一観点によれば、スクライブラインで分離された複数の集積回路を表面に有する基板の裏面において前記スクライブラインに対向する領域にエネルギービームを照射して、飛散させずに前記基板の裏面側をアモルファス化する第１の工程と、前記第１の工程の後に、回転するダイシング手段により、前記ダイシング手段の回転中心側に表面が向けられた前記基板を前記スクライブラインに沿ってダイシングする第２の工程とを有する半導体装置の製造方法が提供される。 
【発明の効果】
【０００８】
本製造方法によれば、ダイシングによって生じる基板のチッピングが小さくなる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態の半導体装置の製造方法を説明する工程図である。
【図２】実施の形態の半導体装置の製造方法を説明する工程図である。
【図３】実施の形態の半導体装置の製造方法を説明する工程図である。
【図４】図１のIV-IV線に沿った基板の断面図である。
【図５】レーザ照射工程を説明する図である。
【図６】レーザ照射工程を説明する図である。
【図７】アモルファス領域の形状の一例を説明する断面図である。
【図８】基板のダイシング装置への装着方法を説明する図である。
【図９】ダイシング方法を説明する平面図である。
【図１０】図９のX-X線に沿った断面図である。
【図１１】図９のXI-XI線に沿った断面図である
【図１２】基板のチッピングを説明する平面図である。
【図１３】基板のチッピングを説明する平面図である。
【図１４】図１３のXIV-XIV線に沿った断面図である。
【図１５】スクライブラインに対向する領域がアモルファス化されていない基板のダイシングを説明する平面図である。
【図１６】図１５のXVI−XVI線に沿った断面図である。
【図１７】実施の形態のチップの裏面を示す斜視図である。
【図１８】スクライブラインに対向する領域がアモルファス化されていない基板から分割されるチップの裏面を示す図である。
【図１９】実施の形態の変形例を説明する図である。
【図２０】実施の形態の変形例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面にしたがって本発明の実施の形態について説明する。但し、本発明の技術的範囲はこれらの実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された事項とその均等物まで及ぶものである。尚、図面が異なっても対応する部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００１１】
図１〜３は、実施の形態の半導体装置の製造方法を説明する工程図(斜視図)である。
【００１２】
（１）バックグラインド工程（図１（ａ）〜（ｃ））
まず、図１（ａ）に示すように、スクライブライン２で分離された複数の集積回路４を表面に有する基板（ウエハ）６を用意する。
【００１３】
集積回路４は、例えば論理回路やＣＰＵ（Central Processing Unit）である。基板６は、例えば厚さ約７７５μｍのシリコン単結晶基板に集積回路４が形成されたウエハである。
【００１４】
図４は、図１のIV-IV線に沿った基板６の断面図である。図４には、IV-IV線の中央部が示されている。図４に示す基板６は、ウエハレベルＣＳＰ用のウエハである。
【００１５】
集積回路４は、図４に示すように、基板６の表面に形成された素子（トランジスタ、抵抗など）８と、多層配線層を含む配線層１０と、外部端子（図４の例では、バンプ１２）を有している。配線層１０は、再配線層を含んでも良い。集積回路４は、配線層１０を覆う樹脂保護層（図示せず）を有してもよい。
【００１６】
スクライブライン２は、後述するダイシング工程により切削される領域である。図４に示す例では、スクライブライン２には何も形成されない。しかし、スクライブライン２には、ＴＥＧ（Test Element Group）やスクライブラインの位置を示すマーカなどが形成されてもよい。
【００１７】
次に、図１（ｂ）に示すように、基板６の表面に表面保護テープ１４を貼り付ける。基板６から食み出した表面保護テープ１４は、除去される。その後、図１（ｃ）に示すように、回転するリング状の砥石１６により、基板６の裏面をバックグラインド(研磨）する。このバックグラインドにより、基板６を所定の厚さ（例えば、２５〜７００μｍ）にする。図１（ｃ）に示す基板６の裏側の模様は、バックグラインドにより生じるソーマークである。
【００１８】
（２）レーザ照射工程（図２（ａ）参照）
図５乃至７は、レーザ照射工程を説明する図である。尚、図５では、基板６に形成された素子およびバンプは省略されている（以下の図面においても、同様）。
【００１９】
まず、バックグラインドした裏面から、例えば赤外線により基板６を透視して、スクライブライン２に対向する領域１８（図５参照）を確認する。この基板裏面の領域１８にレーザビーム２０を照射する。レーザビーム２０の照射は、図２（ａ）に示すように、スクライブラインに沿ったレーザビーム２０の走査により行われる。
【００２０】
レーザビームの照射により、スクライブライン２に対向する領域１８は、加熱され溶融する。レーザビームが通り過ぎると溶融箇所は急激に冷却され、図２（ａ）および図６に示すように、スクライブライン２に沿って単結晶がアモルファスに変化したアモルファス領域２２が形成される。
【００２１】
ところで、単結晶は、アモルファス化すると脆くなる。したがって、アモルファス領域２２は、周囲の領域より脆くなる。
【００２２】
図６に示すように、レーザビーム２０の照射により、基板６は厚さの途中までアモルファス化される。例えば、基板６は、厚さの略半分までアモルファス化される。ただし、基板表面の２０μｍ以内は、アモルファス化されないことが好ましい。更に好ましくは、基板表面の３０μｍ以内はアモルファス化されないことが好ましい。アモルファス化のため基板を表面近傍まで溶融すると、集積回路４が劣化することがある。
【００２３】
アモルファス領域２２の幅は、図６に示すように、スクライブライン２の幅と同程度が好ましい。アモルファス領域２２は、スクライブライン２より狭くてもよいが、後述するダイシングブレードより広いことが好ましい。
【００２４】
実施の形態では、溶融した基板６が沸騰しない程度に、レーザビームは基板６に照射される。基板６が沸騰すると、溶融した基板が微粒子になって飛び散り、基板６の裏面に付着する。付着した微粒子は、半導体装置の外観品質を劣化させる。さらに、付着した微粒子は、後述するダイシング工程を困難にする。
【００２５】
したがって、基板６は、構成材料の融点以上であって沸点未満の温度（基板がＳｉの場合は、１,４２０℃以上２,５９９℃以下）に加熱されることが好ましい。基板が沸騰したか否かは、アモルファス領域２２の形状を観察することで確認できる。
【００２６】
図７は、アモルファス領域の形状の一例を説明する断面図である。
【００２７】
図７に示すように、基板６は加熱温度が高くなると一部蒸発して、アモルファス領域２２ａに窪みが生じる。基板６が溶融するだけで沸騰しなければ、窪みの深さｄは高々５μｍ程度である。したがって、窪みの深さｄを観察することで、基板６の裏面が沸騰したか否かを判断することができる。
【００２８】
実施の形態では、レーザビーム２０の照射後にスクライブライン２に対向する領域１８ａが周囲より５μｍ以上（好ましくは、３μｍ以上）窪まないように、レーザビーム２０のスポット径、パワー、および走査速度等を調整する。その後、レーザビーム２０を基板６に照射する。
【００２９】
レーザビームは、例えば、レーザマーキング装置やレーザスクライブ装置により基板６に照射することができる。レーザビームの波長は、基板に吸収される波長（Ｓｉ基板では、例えば２００ｎｍ〜１,０００ｎｍ）が好ましい。
【００３０】
レーザビームのパワーは、例えば０．１Ｗ〜１０Ｗである。レーザ発振の形態は、連続発振およびパルス発振のいずれであってもよい。
【００３１】
（３）ダイシング工程（図２（ｂ）〜図３（ａ））
次に、図２（ｂ）に示すように、フレームリング２４の中央に基板６を配置し、ダイシングテープ２６を基板６の裏面とフレームリング２４に貼りつける。これにより、基板６はダイシングテープ２６に固定される。
【００３２】
その後、フレームリング２４から食み出したダイシングテープ２６を除去し、さらに図２（ｃ）に示すように、基板６の表面を覆う表面保護テープ１４を取り除く。
【００３３】
次に、ダイシングテープ２６に固定された基板６を、ダイシングブレードを有するダイシング装置（所謂、ダイシングソー）に装着する。図８は、基板６のダイシング装置への装着方法を説明する図である。
【００３４】
図８に示すように、基板６は、その表面がダイシングブレード２８の回転中心３０側に向くように、ダイシング装置に装着される。ダイシングブレード２８の高さは、その先端がダイシングテープ２６に入り込むように調整される。尚、ダイシングブレード２８が回転軸に取り付けられる場合、回転軸の中心がダイシングブレード２８の回転中心３０になる。
【００３５】
この状態で、ダイシングブレード２８を回転させ、図３（ａ）に示すように、基板６をスクライブライン２に沿ってダイシング（切削）する。ダイシングブレード２８は、例えば金属等の基材にダイヤモンド粒子等をボンド材で固定したダイシング手段である。
【００３６】
図９は、ダイシング方法を説明する平面図である。図１０は、図９のX-X線に沿った断面図である。図１１は、図９のXI-XI線に沿った断面図である。
【００３７】
ダイシングブレード２８は、図９に示すように、スクライブライン２８に沿って基板６を切削する。ダイシングブレードは、スクライブライン２より狭い幅Ｗ１を有している。スクライブライン２の幅Ｗ２は、例えば４０〜１００μｍである。ダイシングブレード２８の幅Ｗ１は、スクライブライン２の幅Ｗ２より１０〜３０μｍ狭いことが好ましい。
【００３８】
図１０に示すように、ダイシングブレード２８は、基板６の厚さ全体およびダイシングテープ２６の一部を切削する。
【００３９】
ところで、スクライブライン２は、図３（ａ）に示すように、第１の方向３２ａと第１の方向に交差（例えば、直交）する第２の方向３２ｂに延びている。したがって、基板６は、上記ダイシングにより集積回路４ごとに分割される。
【００４０】
図１１に示すように、アモルファス領域２２の幅Ｗ３は、ダイシングブレード２８の幅Ｗ１より広い。したがって、チッピングは、後述するようにアモルファス領域内に閉じ込められる。
【００４１】
―チッピング―
図１２乃至１３は、基板６のチッピングを説明する平面図である。図１４は、図１３のXIV-XIV線に沿った断面図である。
【００４２】
図１２には、基板６を切削しているダイシングブレード２８が示されている。ダイシングブレード２８は、回転しながら進行方向３３に押されることで、基板６を切削する。この時、ダイシングブレード２８は基板６からの反作用（切削抵抗）３６を受け、応力を蓄積する。
【００４３】
この応力が閾値に達すると、図１３に示すように、ダイシングブレード２８の先端が振動して、応力が解放される。
【００４４】
ダイシングブレード２８は、図１０に示すように、基板６の表面から裏面に向かって回転する。したがって、基板６の裏面には、基板本体から引き剥がそうとする力が働く。ダイシングブレード２８の先端が振動すると、図１４に示すように、振動の衝撃と基板から引き剥がそうとする力により、基板６の裏面側が破壊される。
【００４５】
基板６の裏面側には、アモルファス領域２２が形成されている。上述したようにアモルファス領域２２は脆いので、ダイシングブレード２８の応力が大きくなる前に破壊される。このためダイシングブレード２８の振動は微弱であり、基板６には小さなチッピング３４が発生する。
【００４６】
アモルファス領域２２は、破壊され難い単結晶により囲まれている。したがって、図１４に示すように、基板６の破壊は略アモルファス領域２２に閉じ込められる。このため、基板６のチッピング３４は更に小さくなる。
【００４７】
図１５は、スクライブライン２に対向する領域がアモルファス化されていない基板６ａのダイシングを説明する平面図である。図１６は、図１５のXVI−XVI線に沿った断面図である。図１５及び１６に示す例では、基板全体が壊れにくい単結晶である。したがって、ダイシングブレードが振動する閾値は高い。このため、図１５に示すように、ダイシングブレードの振動３５は大きくなる。その結果、基板６ａは、図１６に示すように大きく破壊され、チッピング３４ａは大きくなる。
【００４８】
尚、ダイシングブレード２８を基板６の裏面から表面に向かって回転させると、基板６の表面にチッピングが発生し、集積回路４が破壊されてしまう。したがって、このようなダイシングは殆ど行われない。
【００４９】
（４）後工程（図３（ｂ）〜（ｃ））
次に、図３（ｂ）に示すように、基板６の裏面側からダイシングテープ２６に紫外線３８を照射して、ダイシングテープ２６を硬化させる。これにより、分割された基板（チップ）が、ダイシングテープ２６から剥がれ易くなる。
【００５０】
その後、図３（ｃ）に示すように、ダイシングテープ２６からチップ３８をピックアップする。このチップ３８は、ウエハレベルＣＳＰによりパッケージされた半導体装置である。
【００５１】
図１７は、チップ（半導体装置）３８の裏面を示す斜視図である。図１７に示すように、実施の形態によれば、半導体装置３８に生じるチッピング３４は微細である。例えば、チッピング３４の幅は５μｍ〜１５μｍ程度である。したがって、半導体装置３８の外観品質は良好である。
【００５２】
図１８は、スクライブライン２に対向する領域がアモルファス化されていない基板６ａから分割されるチップ３８ａの裏面を示す斜視図である。図１８に示すように、基板６ａには、大きなチッピング３４ａが発生する。
【００５３】
チッピング３４ａの長さＬは、例えば約２００μｍである。チッピング３４ａの幅Ｗ４は、例えば５０〜６０μｍである。チッピング３４ａの深さは、例えば３０〜１００μｍである。
【００５４】
したがって、チップ３８ａの外観品質は不良である。このようなチップ３８ａは、外力に弱く壊れやすい。
【００５５】
（５）変形例
図１９及び２０は、実施の形態の変形例を説明する図である。
【００５６】
アモルファス領域２２の深さを抑制するためレーザビームの走査速度を速くすると、アモルファス領域の幅が、スクライブライン２より狭くなり過ぎることがある。
【００５７】
このような場合には、図１９に示すように、スクライブライン２の横方向（すなわち、スクライブラインに垂直な方向）４０における照射位置が異なるように、レーザビーム２０を複数回（例えば、２回）走査してもよい。
【００５８】
図１９に示す例では、第１のレーザビーム２０ａは、１回目の走査におけるレーザビームである。第２のレーザビーム２０ｂは、２回目の走査におけるレーザビームである。
【００５９】
図２０に示すように、第１のレーザビーム２０ａによるアモルファス領域２２ａと第２のレーザビーム２０ｂによるアモルファス領域２２ｂとは合体して、スクライブライン２と略同じ幅のアモルファス領域２２ｃになる。したがって、レーザビームを複数回走査することで、スクライブライン２と同程度に、アモルファス領域を太くすることができる。
【００６０】
以上の例では、レーザビームを基板に照射して、飛散させずに基板の裏面を局所的にアモルファス化する。しかし、レーザビームの代わりに、他のエネルギービーム（例えば、電子線）を基板に照射してもよい。
【００６１】
また、以上の例では、基板は、シリコン単結晶基板である。しかし、基板は、少なくとも裏面側が単結晶であればよい。例えば、基板は、ＳＩＯ（Silicon on Insulator）基板や化合物半導体基板であってもよい。
【００６２】
また、以上の例では、ダイヤモンドを金属の基材に固定したダイシングブレードを用いて基板をダイシングする。しかし、他のダイシング手段（例えば、研磨剤に結合材を混ぜて焼結した人工砥石）により、基板をダイシングしてもよい。
【００６３】
また、以上の例では、レーザビームの横断面はスポット（点状）である。しかし、横断面がライン状のレーザビームを基板裏面に照射して、スクライブラインに対向する領域を一括してアモルファス化してもよい。
【００６４】
また、以上の例では、基板は厚さの途中までアモルファス化される。しかし、スクライブラインが十分に広い場合には、基板表面までアモルファス化してもよい。この場合は、スクライブラインよりアモルファス領域を十分に細くすることで、集積回路の加熱を回避することができる。
【００６５】
以上の実施の形態に関し、更に以下の付記を開示する。
【００６６】
（付記１）
スクライブラインで分離された複数の集積回路を表面に有する基板の裏面において前記スクライブラインに対向する領域にエネルギービームを照射して、前記基板の裏面の材料を飛散させずに前記基板の裏面側をアモルファス化する第１の工程と、
前記第１の工程の後に、回転するダイシング手段により、前記ダイシング手段の回転中心側に表面が向けられた前記基板を、前記スクライブラインに沿ってダイシングする第２の工程とを有する
半導体装置の製造方法。          
【００６７】
（付記２）
付記１に記載の半導体装置の製造方法において、
前記基板は、少なくとも裏面側が単結晶であり、
前記第１の工程では、前記基板を厚さの途中までアモルファス化することを
特徴とする半導体装置の製造方法。
【００６８】
（付記３）
付記１又は２に記載の半導体装置の製造方法において、
前記第１の工程の後であって、更に前記第２の工程の前に、前記基板の裏面にダイシングテープを貼り付けることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【００６９】
（付記４）
付記１乃至３のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法において、
前記第１の工程では、前記エネルギービームを照射した前記領域が周囲より５μｍ以上窪まないように調整された前記エネルギービームを照射することを
特徴とする半導体装置の製造方法。
【００７０】
（付記５）
付記１乃至４のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法において、
前記第１の工程では、前記スクライブラインに垂直な方向における照射位置が異なるように、前記エネルギービームを複数回照射することを
特徴とする半導体装置の製造方法。
【００７１】
（付記６）
付記１乃至５のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法において、
前記エネルギービームは、レーザビームまたは電子線ビームであることを
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【符号の説明】
【００７２】
２・・・スクライブライン
４・・・集積回路
６・・・基板
８・・・素子
１０・・・配線層
２２・・・アモルファス領域
３０・・・回転中心
３４・・・チッピング
【図４】
2013197303.tif 000003
【図１２】
2013197303.tif 000004
【図１】
2013197303.tif 000005
【図２】
2013197303.tif 000006
【図３】
2013197303.tif 000007
【図５】
2013197303.tif 000008
【図６】
2013197303.tif 000009
【図７】
2013197303.tif 000010
【図８】
2013197303.tif 000011
【図９】
2013197303.tif 000012
【図１０】
2013197303.tif 000013
【図１１】
2013197303.tif 000014
【図１３】
2013197303.tif 000015
【図１４】
2013197303.tif 000016
【図１５】
2013197303.tif 000017
【図１６】
2013197303.tif 000018
【図１７】
2013197303.tif 000019
【図１８】
2013197303.tif 000020
【図１９】
2013197303.tif 000021
【図２０】
2013197303.tif 000022