(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面には格子状に配列されたストリートによって区画された多数の矩形領域が配設されており、該矩形領域の各々には半導体回路が施されている半導体ウエーハの加工方法にして、
低剛性層に複数の高剛性層を積層し且つ各層を粘着剤を介して相互に貼着して構成された支持基板の該低剛性層側に該半導体ウエーハの表面を貼着せしめて該支持基板上に該半導体ウエーハを装着する装着工程と、
該半導体ウエーハの表面を該支持基板を介してチャック手段上に吸着し、該半導体ウエーハの裏面に研削手段を作用せしめて該半導体ウエーハの裏面を研削して該半導体ウエーハの厚さを低減せしめる研削工程と、
中央部に装着開口を有するフレームに、該装着開口を跨がって延びる装着テープを装着すると共に、該半導体ウエーハの裏面を該装着テープに貼着せしめて該フレームの該装着開口内に該半導体ウエーハを装着し、次いで該半導体ウエーハの表面から該支持基板の該複数の高剛性層と該低剛性層とを各層毎に順次に離脱せしめる移し替え工程と、
を含む、ことを特徴とする半導体ウエーハ加工方法。
【請求項２】
該高剛性層はポリエチレンテレフタレートシート又はポリエチレンテレフタレートフィルムから構成され、該低剛性層はポリオレフィンシート又はポリオレフィンフィルムから構成されている、請求項１記載の半導体ウエーハの加工方法。
【請求項３】
該支持基板は半導体ウエーハよりも大きく、該支持基板の周縁は半導体ウエーハの周縁を越えて１乃至２ｍｍ張り出している、請求項１又は２記載の半導体ウエーハの加工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表面には格子状に配列されたストリートによって区画された多数の矩形領域が配列されており、矩形領域の各々には半導体回路が施されている半導体ウエーハの加工方法、及びかかる加工方法に使用される支持基板に関する。
【０００２】
当業者には周知の如く、半導体デバイスの製造においては、半導体ウエーハの表面に、格子状に配列されたストリートによって多数の矩形領域を区画し、かかる矩形領域の各々に半導体回路を施している。そして、半導体ウエーハの裏面を研削してその厚さを低減せしめると共に、ストリートに沿って半導体ウエーハを切削し、矩形領域を個々に分離して半導体チップを形成している。
【０００３】
通常、半導体ウエーハの裏面に研削手段を作用せしめて半導体ウエーハの厚さを所要値まで低減し、しかる後に半導体ウエーハの表面から切削手段を作用せしめて半導体ウエーハをストリートに沿って切削し、これによって矩形領域を個々に分離している。半導体ウエーハをストリートに沿って切削する際には、切削の後も個々に分離された矩形領域を一体として搬送、洗浄等の処理を施すことができるようになすために、中央部に装着開口を有するフレームに装着テープを介して装着している。更に詳しくは、装着開口を跨がって延びるテープをフレームに装着すると共に、装着開口内において半導体ウエーハの裏面を装着テープに貼着せしめ、かくしてフレームに半導体ウエーハを装着している。次いで、個々に分離された矩形領域即ち半導体チップをピックアップして所要場所に搬送する。
【０００４】
近時においては、最初に、半導体ウエーハの表面から切削手段を作用せしめてストリートに沿って所要深さの溝を形成し、しかる後に半導体ウエーハの裏面に研削手段を作用せしめて半導体ウエーハの厚さを低減せしめ、かくして上記溝の存在に起因して矩形領域の各々が分離せしめられるようになす、ことも実施されている。この場合にも、個々に分離された矩形領域を一体として搬送、洗浄等の処理を施すことができるようになすために、半導体ウエーハの裏面を研削する際には、中央部に装着開口を有するフレームに装着テープを介して装着している。更に詳しくは、装着開口を跨がって延びるテープをフレームに装着すると共に、装着開口内において半導体ウエーハの表面を装着テープに貼着せしめ、かくしてフレームに半導体ウエーハを装着している。次いで、個々に分離された矩形領域即ち半導体チップをピックアップして所要場所に搬送する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
著しく小型且つ軽量の半導体チップを形成するために、近時においては、半導体ウエーハの裏面を研削して半導体ウエーハの厚さを著しく薄くする、例えば１５０μm 以下、殊に５０μm 以下、にすることが望まれることが少なくない。然るに、例えばシリコン製である半導体ウエーハの厚さを著しく薄くせしめると、半導体ウエーハの剛性が著しく小さくなり、損傷せしめることなく研削することが困難であると共に、研削された半導体ウエーハを所要速度で搬送することも著しく困難になる。研削の際に半導体ウエーハが損傷せしめられるのを防止ためには、半導体ウエーハの表面に保護基板乃至保護テープを貼着した状態で、半導体ウエーハの裏面に研削手段を作用せしめて半導体ウエーハの研削を遂行すればよい。しかしながら、半導体ウエーハの表面に保護基板乃至保護テープを貼着した場合、半導体ウエーハの裏面研削工程の後に遂行される処理工程、例えばストリートに沿った切削或いは個々に分離された矩形領域のピックアップ等においては、半導体ウエーハにその表面から直接的にアクセスすることが必要であるが、かようなアクセスが保護基板乃至保護テープによって妨害されてしまう。
【０００６】
本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術的課題は、半導体ウエーハの裏面研削によって半導体ウエーハの厚さを著しく薄くせしめる場合にも、半導体ウエーハを損傷せしめることなく裏面研削を遂行することができ、半導体ウエーハを充分容易に所要とおりに搬送することができ、そして更にウエーハの裏面研削の後に半導体ウエーハの表面に自由にアクセスすることが可能である、新規且つ改良された半導体ウエーハ加工方法を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、上記主たる技術的課題を達成する半導体ウエーハ加工方法として、表面には格子状に配列されたストリートによって区画された多数の矩形領域が配設されており、該矩形領域の各々には半導体回路が施されている半導体ウエーハの加工方法にして、
低剛性層に複数の高剛性層を積層し且つ各層を粘着剤を介して相互に貼着して構成された支持基板の該低剛性層側に該半導体ウエーハの表面を貼着せしめて該支持基板上に該半導体ウエーハを装着する装着工程と、
該半導体ウエーハの表面を該支持基板を介してチャック手段上に吸着し、該半導体ウエーハの裏面に研削手段を作用せしめて該半導体ウエーハの裏面を研削して該半導体ウエーハの厚さを低減せしめる研削工程と、
中央部に装着開口を有するフレームに、該装着開口を跨がって延びる装着テープを装着すると共に、該半導体ウエーハの裏面を該装着テープに貼着せしめて該フレームの該装着開口内に該半導体ウエーハを装着し、次いで該半導体ウエーハの表面から該支持基盤の該複数の高剛性層と該低剛性層とを各層毎に順次に離脱せしめる移し替え工程と、
を含む、ことを特徴とする半導体ウエーハ加工方法が提供される。
【０００９】
該高剛性層はポリエチレンテレフタレートシート又はポリエチレンテレフタレートフィルムから構成され、該低剛性層はポリオレフィンシート又はポリオレフィンフィルムから構成されているのが好適である。好ましくは、該支持基板は半導体ウエーハよりも大きく、該支持基板の周縁は半導体ウエーハの周縁を越えて１乃至２ｍｍ張り出している。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明の半導体加工方法及びこれに使用される支持基板の好適実施形態について、更に詳細に説明する。
【００１５】
図１には、本発明の加工方法を適用することができる半導体ウエーハの典型例が図示されている。図示の半導体ウエーハ２は、円板形状の一部にオリエンテーションフラットと称される直線縁４を形成した形状であり、その表面には格子状に配列されたストリート６によって多数の矩形領域８が区画されている。矩形領域８の各々には半導体回路が施されている。
【００１６】
本発明の加工方法においては装着工程が遂行される。この装着工程においては、図２及び図３に図示する如く、半導体ウエーハ２の表面を支持基板１０上に貼着せしめて支持基板１０上に半導体ウエーハ２を装着する。支持基板１０は、円板形状或いは半導体ウエーハ２の相似形状であって半導体ウエーハ２の直線縁４に対応した直線縁を有する形状でよい。
【００１７】
支持基板１０は半導体ウエーハ２よりも若干大きく、支持基板１０の周縁は半導体ウエーハ２の周縁を越えて張り出しているのが好適である。支持基板１０の周縁の、半導体ウエーハ２の周縁を越えて張り出す張出長さは１乃至２ｍｍ程度でよい。支持基板１０が円板形状で半導体ウエーハ２には直線縁４が形成されている場合には、直線縁４を除く部分では支持基板１０の周縁が半導体ウエーハ２の周縁を越えて１乃至２ｍｍ張り出し、直線縁４の部分においては支持基板１０の周縁の張り出し長さが１乃至２ｍｍよりも大きくなるのが好適である（本明細書において、支持基板１０の周縁の張り出し長さは、半導体ウエーハ２が直線縁４を有する場合には、半導体ウエーハ２の直線縁以外の部分における支持基板１０の周縁の張り出し長さを意味する）。半導体ウエーハ２の加工においては、複数個の半導体ウエーハ２をカセット（図示していない）に収容、更に詳しくはカセットの側壁に上下方向に間隔をおいて形成されている複数個の収容溝の各々に半導体ウエーハ２を収容して搬送することが少なくないが、半導体ウエーハ２が著しく薄い（例えば５０μｍ以下）場合、半導体ウエーハ２の周縁を収容溝の底面等に当接せしめると、半導体ウエーハ２が損傷されてしまう虞が少なくない。然るに、半導体ウエーハ２を装着した支持基板１０の周縁が半導体ウエーハ２の周縁を越えて張り出している場合には、半導体ウエーハ２の周縁が収容溝の底面等に直接的に当接することが確実に防止され、半導体ウエーハ２の損傷が防止される。一方、支持基板１０が過剰に大きくその周縁が過剰に張り出してしまうと、半導体ウエーハ２を載置した支持基板１０を標準寸法のカセットの収容溝に収容することができなくなってしまう。更に、支持基板１０が半導体ウエーハ２よりも若干大きく、その周縁が半導体ウエーハ２の周縁を越えて張り出している場合には、その理由は必ずしも明確ではないが本発明者等の経験によれば、後述するとおりにして半導体ウエーハ２の裏面を研削する際に半導体ウエーハ２の周縁にチッピングが発生する確立が激減し、そしてまた後述するとおりにして支持基板１０から半導体ウエーハ２を離脱せしめる際の離脱操作が相当容易になる。
【００１８】
支持基板１０は、剛性が比較的小さい低剛性層に複数の合成が比較的高い高剛性層を積層し且つ各層を粘着剤を介して相互に貼着して構成されたものであり、半導体ウエーハ２は低剛性層側に貼着されていることが重要である。図示の実施形態においては、支持基板１０は最上位に位置する低剛性層１２とその下方に積層されている３層の高剛性層１４とから構成されている。低剛性層１２はポリオレフィンシート又はポリオレフィンフィルムでよく、高剛性層１４はポリエチレンテレフタレートシート又はポリエチレンテレフタレートフィルムでよい。粘着剤は紫外線を照射することによって硬化せしめられて粘着性が消失乃至低下する紫外線硬化型、或いは加熱することによって硬化せしめられて粘着性が消失乃至低下する加熱硬化型粘着剤であるのが好都合である。低剛性層１２の上面にも紫外線硬化型或いは熱硬化型であるのが好都合である粘着剤が塗布されており、かかる粘着剤によって半導体ウエーハ２の表面が低剛性層１２の上面に貼着される。かくして、半導体ウエーハ２はその表面を下方に向けた状態で、換言すればその裏面を上方に向けた状態で支持基板１０上に装着される。
【００１９】
次に、研削工程が遂行される。図４を参照して説明すると、研削工程においては、多孔性チャック板を含むチャック手段１６が使用されている。このチャック手段１６は、支持基板１０の外径よりも幾分大きい外径を有しており、支持基板１０及びその上面に装着された半導体ウエーハ２がチャック手段１６上に載置される。チャック手段１６は真空源に連通せしめられ、これによってチャック手段１６上に支持基板１０を介して半導体ウエーハ２の表面が吸着せしめられる。そして、半導体ウエーハ２の裏面に研削手段１８が作用せしめられて半導体ウエーハ２の裏面が研削され、半導体ウエーハ２の厚さが所定値まで低減せしめられる。研削手段１８はその下面にダイヤモンド粒子を含有した研削具を有する環状研削工具から構成することができ、半導体ウエーハ２の裏面を研削する際には半導体ウエーハ２を保持したチャック手段１６がその中心軸線を中心として回転せしめられると共に研削手段１８がその中心軸線を中心として回転せしめられ、そして研削手段１８が半導体ウエーハ２の裏面に押圧せしめられる。かような研削工程においては、半導体ウエーハ２の表面に貼着されている支持基板１０によって半導体ウエーハ２が補強されている故に、半導体ウエーハ２を破損せしめる等の問題を発生せしめることなく、半導体ウエーハ２を例えば１５０μm 以下、殊に５０μm 以下の厚さまで研削することが可能である。半導体ウエーハ２の裏面の上述したとおりの研削は、例えば株式会社ディスコから商品名「ＤＦＧ８４１」として販売されている研削機によって好都合に遂行することができる。かような研削機を使用する場合には、支持基板１０上に装着した半導体ウエーハ２をそれ自体は周知のカセット（図示していない）に上下方向に間隔をおいて複数個収容して、研削機に供給することができる。
【００２０】
本発明の加工方法においては、研削工程に続いて移し替え工程を遂行することが重要である。図５に図示している移し替え工程においては、最初に、半導体ウエーハ２を装着テープ２０を介してフレーム２２に装着する。フレーム２２は適宜の合成樹脂或いは金属から形成することができる環状部材から構成されており、その中央部には円形の装着開口２４が形成されている。装着テープ２０は適宜の合成樹脂シート又はフィルムから構成することができ、その片面即ち下面には紫外線硬化型粘着剤或いは熱硬化型粘着剤であるのが好都合である粘着剤が塗布されており、かかる粘着剤によってフレーム２２の片面即ち上面に貼着されている。図５（ａ）に図示する如く、支持基台２６（この支持基台２６は図４に図示するチャック手段１６から或いはこれとは別個の支持部材から構成することができる）上に載置されている半導体ウエーハ２に対して、装着テープ２０が貼着されているフレーム２２を下降せしめ、フレーム２２の装着開口２４内に半導体ウエーハ２を位置せしめる。そして、装着テープ２０の下面を半導体ウエーハ２の裏面に貼着せしめる。次いで、下方から上方に向かって順次に位置せしめられていた支持基板１０、半導体ウエーハ２、フレーム２２及び装着テープ２０を、上下を反転せしめて下方から上方に向かって順次に装着テープ２０、フレーム２２、半導体ウエーハ２及び支持基板１０が位置する状態にせしめ、適宜の支持基台２８上に載置する。そして、支持基板１０に紫外線を照射或いは支持基板１０を加熱して支持基板１０と半導体ウエーハ２の表面との間に存在する粘着剤及び支持基板１０の各層間に存在する粘着剤を硬化せしめてそれらの粘着性を消失乃至低下せしめる。次いで、支持基板１０を構成している各層、即ち低剛性層１２及び３層の高剛性層１４を、その片縁部を他縁部に向けて漸次引っ張ることによって順次に剥離せしめる。即ち、図５（ｂ）状態において、最初に最上位の高剛性層１４を剥離し、次いで２番目の高剛性層１４を剥離し、そして３番目の高剛性層１４を剥離し、しかる後に低剛性層１２を剥離し、かくして半導体ウエーハ２の表面から支持基板１０を剥離する。かくして、半導体ウエーハ２はその表面を支持基板１０に貼着せしめて支持基板１０上に装着した状態から、その裏面を装着テープ２０に貼着せしめてフレーム２２に装着した状態に変更せしめられる。図６は、装着テープ２０を介してフレーム２２に装着された半導体ウエーハ２を、その表面を上方に向けた状態で図示している。
【００２１】
而して、図示の実施形態において使用されている支持基板１０については、次の事実が留意されるべきである。即ち、支持基板１０は低剛性層１２及び高剛性層１４を積層せしめて構成されており、それ故に高剛性層１４の剛性自体も比較的小さいとしても、積層体全体としては相当大きな剛性を有する。また、低剛性層１２は所謂緩衝材料として半導体ウエーハ２の表面を外力から保護する。従って、図４に図示する様式によって半導体ウエーハ２の裏面を研削する際には、半導体ウエーハ２をその厚さが１５０μm 以下、殊に５０μm 以下、になるまで研削しても、支持基板１０によって半導体ウエーハ２が充分に補強されている故に、半導体ウエーハ２に破損を発生せしめることなく充分良好に研削を遂行することができる。一方、半導体ウエーハ２の表面から支持基板１０を離脱せしめる際には、支持基板１０全体を同時に離脱せしめるのではなくて、３層の高剛性層１４を順次に剥離し、しかる後に低剛性層１２を剥離することができる。従って、半導体ウエーハ２の表面から支持基板１０を離脱する際に、半導体ウエーハ２に過剰な応力を生成せしめることが回避される。加えて、剛性が比較的大きい高剛性層１４を剥離する時には、高剛性層１４と半導体ウエーハ２の表面との間に介在されている低剛性層１２が所謂緩衝材料として機能し、これによっても半導体ウエーハ２に生成される応力が低減される。かくして、半導体ウエーハ２に過剰な応力を生成せしめて半導体ウエーハ２を破損せしめる虞なくして、半導体ウエーハ２の表面から支持基板１０を離脱することができる。全体として相当な剛性を有する支持基板１０を全体を同時に半導体ウエーハ２の表面から剥離せんとする場合、半導体ウエーハ２に相当な応力が生成させて半導体ウエーハ２が破損されてしまう虞がある。
【００２２】
上記移し替え工程が終了すると、半導体ウエーハ２にその表面からアクセスして所要処理を加える処理工程が遂行される。図示の実施形態においては、図７に図示する如く、半導体ウエーハ２の裏面をこれに貼着されている装着テープ２０を介してチャック手段３０上に吸着し、半導体ウエーハ２の表面に切削手段３２を作用せしめて半導体ウエーハ２をストリート６に沿って切削する。チャック手段３０は、真空源に連通せしめられて半導体ウエーハ２の裏面を装着テープ２０を介して吸引する多孔性チャック板を含んでいる。切削手段３２はダイヤモンド砥粒を適宜の結合剤で結合することによって形成することができる薄肉円板形状のブレードから好都合に構成することができる、かような切削手段３２をその中心軸線を中心として高速回転せしめながら、チャック手段３０と切削手段３２とをストリート６に沿って相対的に移動せしめることによって、半導体ウエーハ２のストリート６に沿って切削し、矩形領域８を個々に分離することができる。装着テープ２０は切削されることなく維持され、従って矩形領域８を個々に分離しても、各矩形領域８はその裏面が装着テープ２０に貼着されてフレーム２２に保持され続ける。かような切削工程を遂行した後には、個々に分離した矩形領域８を洗浄した後に個々にピックアップして所要場所に搬送することができる。半導体ウエーハ２の上述したとおりの切削は、例えば株式会社ディスコから商品名「ＤＦＤ６４１」として販売されている切削機（ダイサーとも称されている）によって好都合に遂行することができる。かような切削機を使用する場合にも、装着テープ２０を介してフレーム２２に装着した半導体ウエーハ２をそれ自体は周知のカセット（図示していない）に上下方向に間隔をおいて複数個収容して、切削機に供給することができる。
【００２３】
図示の実施形態においては、半導体ウエーハ２の裏面を研削して半導体ウエーハ２の厚さを所定値に低減した後に半導体ウエーハ２をストリート６に沿って切削しているが、所望ならば、図４に図示する研削工程に先立って、半導体ウエーハ２の表面にストリート６に沿って所要深さの溝を刻設することもできる（かかる溝の刻設は図７を参照して説明した切削工程と同様な切削工程によって遂行することができる）。この場合には、図４に図示する研削工程において半導体ウエーハ２の裏面を研削してその厚さを低減せしめると、上記溝の存在に起因して半導体ウエーハ２は個々の矩形領域８に分離される。そして、分離された矩形領域８が支持基板１０に装着され続ける。そして、図５を参照して説明したとおりの移し替え工程を遂行すると、個々に分離されている矩形領域８の各々が装着テープ２０を介してフレーム２２に装着された状態が確立される。かかる場合には移し替え工程の後に遂行される処理工程として、個々に分離されている矩形領域８を個々にピックアップして所要場所（例えば矩形領域８を装着すべき装着台上）に搬送するそれ自体は周知のピックアップ工程を遂行すればよい。
【００２４】
【発明の効果】
本発明の半導体ウエーハの加工方法によれば、半導体ウエーハの裏面研削によって半導体ウエーハの厚さを著しく薄くせしめる場合にも、半導体ウエーハを損傷せしめることなく裏面研削を遂行することができ、半導体ウエーハを充分容易に所要とおりに搬送することができ、そして更にウエーハの裏面研削の後に半導体ウエーハの表面に自由にアクセスすることが可能である。
【００２５】
また、本発明の半導体支持基板は、半導体ウエーハの表面を貼着する支持基板として好都合に使用することができ、半導体ウエーハの表面から支持基板を離脱せしめる際に半導体ウエーハを損傷せしめてしまうことを充分確実に回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の加工方法が適用される半導体ウエーハの典型例を示す斜面図。
【図２】  本発明の加工方法における装着工程において支持基板上に半導体ウエーハを装着した状態を示す斜面図。
【図３】  本発明の加工方法における装着工程において支持基板上に半導体ウエーハを装着した状態を示す側面図。
【図４】  本発明の加工方法における研削工程を示す簡略側面図。
【図５】  本発明の加工方法における移し替え工程を示す簡略断面図。
【図６】  本発明の加工方法における移し替え工程の後における、半導体ウエーハが装着テープを介してフレームに装着されている状態を示す斜面図。
【図７】  本発明の加工方法における切削工程（処理工程）示す簡略断面図。
【符号の説明】
２：半導体ウエーハ
６：ストリート
８：矩形領域
１０：支持基板
１２：低剛性層
１４：高剛性層
１６：チャック手段
１８：研削手段
２０：装着テープ
２２：フレーム
２６：装着開口
３０：チャック手段
３２：切削手段
【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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