(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の集積回路素子が縦横に配列された半導体基板の裏面を、両面が粘着性を有し、前記半導体基板よりもサイズの大きいリング状のフレームの内側に展張された粘着フィルムを介して板状の治具に接着させる工程と、
次いで切断刃により前記半導体基板を切断することにより各集積回路チップに分離する工程と、を含み、
前記粘着フィルムは、半導体基板側に接着し、半導体基板側の面の粘着性が紫外線により小さくなる第１の粘着フィルムと、治具側に接着し、両面の粘着性が加熱により小さくなる第２の粘着フィルムと、を積層したものであることを特徴とするダイシング方法。
【請求項２】
各集積回路チップに分離する工程は、治具をチャックテーブルに載せて行われることを特徴とする請求項１記載のダイシング方法。
【請求項３】
複数の集積回路素子が縦横に配列された半導体基板の裏面を、両面が粘着性を有し、前記半導体基板よりもサイズの大きいリング状のフレームの内側に展張された粘着フィルムを介して板状の治具に接着させる工程と、
次いで切断刃により前記半導体基板を切断することにより各集積回路チップに分離する工程と、
その後、前記治具の上に半導体基板が接着されている状態で半導体基板とプローブとの位置合わせを行った後、集積回路チップの電極パッドにプローブを接触させ、集積回路チップに対して電気的特性の検査を行う工程と、を含み、
前記粘着フィルムは、半導体基板側に接着し、半導体基板側の面の粘着性が紫外線により小さくなる第１の粘着フィルムと、治具側に接着し、両面の粘着性が加熱により小さくなる第２の粘着フィルムと、を積層したものであることを特徴とする集積回路チップの検査方法。
【請求項４】
各集積回路チップに分離する工程は、治具をチャックテーブルに載せて行われることを特徴とする請求項３に記載の集積回路チップの検査方法。
【請求項５】
集積回路チップに対して電気的特性の検査を行った後、
治具を加熱して第２の粘着フィルムから第１の粘着フィルムを剥がす工程と、
第１の粘着フィルムに紫外線を照射して第１の粘着フィルムから集積回路チップを剥がす工程と、をこの順に行うことを特徴とする請求項３または４に記載の集積回路チップの検査方法。
【請求項６】
集積回路チップに対して電気的特性の検査を行う工程は、複数の集積回路チップの電極パッドにプローブを同時に接触させ、複数の集積回路チップに対して一括して電気的特性の検査を行う工程であることを特徴とする請求項３ないし５のいずれか一つに記載の集積回路チップの検査方法。
【請求項７】
複数の集積回路素子が縦横に配列された半導体基板を保持する基板保持装置であって、
半導体基板よりもサイズの大きいリング状のフレームと、
このフレームの内側に展張され、半導体基板の裏面がその一面側に粘着される粘着フィルムと、
少なくとも半導体基板における集積回路素子の配列領域よりも広い領域において前記粘着フィルムの他面側に粘着された板状の治具と、を備え、
前記粘着フィルムは、半導体基板側に接着し、半導体基板側の面の粘着性が紫外線により小さくなる第１の粘着フィルムと、治具側に接着し、両面の粘着性が加熱により小さくなる第２の粘着フィルムと、を積層したものであることを特徴とする基板保持装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の集積回路素子が縦横に配列された半導体基板をダイシングする方法、及びその後集積回路チップに対して電気的特性の検査を行う方法並びにこれら方法に使用する基板保持装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一連の製造工程を終えた半導体ウエハ（以下ウエハという）上には多数の集積回路素子が縦横に配列されており、これら素子は従来例えば図１３に示すようなダイシング工程により分離される。即ち、ウエハＷよりもサイズの大きいリング状のフレーム１１の一面側に片面が粘着性の例えば１００〜２００μｍの粘着フィルム１２を貼り付けた保持具１０を用い、この粘着フィルム１２の粘着面側にウエハＷを貼り付けて当該保持具１０をチャックテーブル１３の上に載置し、ブレード１４を回転させながら各集積回路素子Ｃを区画するスクライブ線に沿って走行させることにより各チップＣ（便宜上、集積回路素子及びチップには同符号「Ｃ」を割り当てる）に分離される。
【０００３】
次いで保持具１０をチャックテーブル１３から搬出し、各チップＣに対応する位置において粘着フィルム１２の下面側から突き上げ手段で突き上げてチップＣを１個ずつ剥がし、ハンドラー装置で次工程に搬送する。ところで分離されたチップＣに対して電気的特性の検査を行う場合があり、またチップＣにリードフレームを付けないで直接実装する場合も多くなってきている。この場合にはハンドリングアームによりチップＣを１個ずつ検査装置内に搬送し、検査を行っている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところでウエハＷから分離されたチップＣにリードフレームを付けないで検査を行う場合には、チップＣを粘着フィルム１２から剥がさずにつまりダイシングしたままの状態で複数のチップＣに対して一括して（同時に）プロービングを行うことが検査の効率化などの点から得策である。しかしながらダイシング工程においては、切断刃１４により粘着フィルム１２の途中まで切り込まれるが、このとき各チップＣの相対位置が最大数百μｍも位置ずれを起こし、しかも位置ずれの仕方が不規則である。これは、粘着フィルム１２に張力が加わった状態でウエハＷを貼り付けているため、粘着フィルム１２に切り込みが入ると、その部位の張力がなくなって変形することなどが要因であると考えられる。
【０００５】
一方チップはサイズが例えば１．５ｍｍ角程度の微小なものもあり、このようにチップサイズが小さいと、ダイシング時にチップの相対位置が数百μｍオーダで動くと、検査装置（プローブ装置）において各チップの電極パッドとプローブの針先との位置あわせができなくなるため、ダイシングしたままの状態で複数のチップに対して一括して（同時に）プロービングを行うことができない。
【０００６】
このためトータルの検査時間が長くかかってしまうなど検査効率が悪いという課題があり、またチップが小さいことからハンドラー装置によるハンドリングにおいてトラブルが多いという課題もある。
【０００７】
本発明はこのような事情の下になされたものであり、集積回路チップの検査効率を向上させることのできるダイシング方法及び検査方法並びにこれらの方法に使用する基板保持装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、複数の集積回路素子が縦横に配列された半導体基板の裏面を、両面が粘着性を有し、前記半導体基板よりもサイズの大きいリング状のフレームの内側に展張された粘着フィルムを介して板状の治具に接着させる工程と、次いで切断刃により前記半導体基板を切断することにより各集積回路チップに分離する工程と、を含み、前記粘着フィルムは、半導体基板側に接着し、半導体基板側の面の粘着性が紫外線により小さくなる第１の粘着フィルムと、治具側に接着し、両面の粘着性が加熱により小さくなる第２の粘着フィルムと、を積層したものであることを特徴とするダイシング方法である。
【０００９】
各集積回路チップに分離する工程は、例えば治具をチャックテーブルに載せて行われる。
【００１０】
このようなダイシング方法によれば、半導体基板が治具に接着されている状態で切断されるので、切断時に集積回路チップの相対位置がずれない。従ってその後、この治具上にチップが載ったまま検査装置にてプローブとチップの電極パッドとの位置合わせを行うことができるのでチップを粘着フィルムから剥がさずに電気的特性の検査を行うことができ、検査効率が高い。検査工程においては、１個ずつ検査を行ってもよいが、複数のチップに対して同時に電気的特性の検査を行ってもよく、この場合特に検査効率が高くなる。
【００１１】
更に他の発明は、複数の集積回路素子が縦横に配列された半導体基板の裏面を、両面が粘着性を有し、前記半導体基板よりもサイズの大きいリング状のフレームの内側に展張された粘着フィルムを介して板状の治具に接着させる工程と、
次いで切断刃により前記半導体基板を切断することにより各集積回路チップに分離する工程と、
その後、前記治具の上に半導体基板が接着されている状態で半導体基板とプローブとの位置合わせを行った後、集積回路チップの電極パッドにプローブを接触させ、集積回路チップに対して電気的特性の検査を行う工程と、を含み、
前記粘着フィルムは、半導体基板側に接着し、半導体基板側の面の粘着性が紫外線により小さくなる第１の粘着フィルムと、治具側に接着し、両面の粘着性が加熱により小さくなる第２の粘着フィルムと、を積層したものであることを特徴とする集積回路チップの検査方法である。つまりこの検査方法に係る発明は、上述のようなダイシングを行った後、前記治具の上に半導体基板が接着されている状態で集積回路チップについて電気的特性の検査を行う工程まで含めた手法である。
【００１２】
また粘着フィルムとして、例えば粘着フィルムとして上述のように第１の粘着フィルムと第２の粘着フィルムとを積層したものを用いた場合、集積回路チップに対して電気的特性の検査を行った後、例えば治具を加熱して第２の粘着フィルムから第１の粘着フィルムを剥がす工程と、第１の粘着フィルムに紫外線を照射して第１の粘着フィルムから集積回路チップを剥がす工程と、をこの順に行う。
【００１４】
更にまた他の発明は、複数の集積回路素子が縦横に配列された半導体基板を保持する基板保持装置であって、
半導体基板よりもサイズの大きいリング状のフレームと、
このフレームの内側に展張され、半導体基板の裏面がその一面側に粘着されている粘着フィルムと、
少なくとも半導体基板における集積回路素子の配列領域よりも広い領域において前記粘着フィルムの他面側に粘着された板状の治具と、を備え、
前記粘着フィルムは、半導体基板側に接着し、半導体基板側の面の粘着性が紫外線により小さくなる第１の粘着フィルムと、治具側に接着し、両面の粘着性が加熱により小さくなる第２の粘着フィルムと、を積層したものであることを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下に本発明のダイシング方法を含む本発明の検査方法の実施の形態について説明する。先ず初めにこの実施の形態に用いられるウエハの保持具について図１（ａ）、（ｂ）を参照しながら述べると、この保持具２は、ウエハサイズよりも大きいリング状のフレーム２１と、このフレーム２１の外周縁と同じサイズの円形状の第１の粘着フィルム２２とからなる。第１の粘着フイルム２２は片面側が紫外線により粘着性が小さくなる粘着面であり、当該片面がフレーム２１の一面側に貼り付けられていてフレーム２１の内側に展張された状態になっている。この保持具２の中央部（詳しくは第１の粘着フィルム２２の中央部）には、多数の集積回路素子が縦横に配列された半導体基板例えばシリコン基板であるウエハＷの裏面側が貼り付けられており、この保持具２を用いることにより、作業者がフレーム２１を持ってウエハＷを搬送でき、またハンドリング装置でウエハＷを搬送できる。
【００１６】
図２は本実施の形態に係る検査方法の全体の流れを示す図である。先ず図３（ａ）に示すように板状の治具３、例えば厚さ１ｍｍ程度でフレーム２１上の外径と略同じ大きさの円形プレートからなる治具３の上に、両面が粘着性を有しその粘着性が加熱により小さくなる第２の粘着フィルム４を貼り付ける（ステップＳ１）。治具３の材質としては、その熱膨張がシリコンウエハの熱膨張と近似しているかそれより小さいものを用いることが好ましく、例えばインバー、アルミナイトライド（ＡｌＮ）、炭化珪素（ＳｉＣ）あるいはシリコンなどが用いられる。その理由は、各チップを検査する工程でチップを加熱した状態で検査する場合があり、このときに熱膨張の影響による各チップ間の位置ずれを少なくするためである。
【００１７】
次いで図３（ｂ）に示すようにウエハＷが付いた保持具２の第１の粘着フィルム２２におけるウエハＷと反対側の面を治具３上の第２の粘着フィルム４に貼り付ける（ステップＳ２）。なお第１の粘着フィルム２２及び第２の粘着フィルム４は、この例ではウエハＷを治具３に接着させるための接着層をなすものであり、各々厚さが例えば１００〜２００μｍである。続いて図４に示すようにウエハＷが載っている治具３をチャックテーブル５の上に載せて、図示しない吸引孔により吸引して吸着固定し、切断刃であるブレード５１を回転させながらウエハＷ上のスクライブラインに沿って走行させてウエハＷを切断し、集積回路チップＣに分離する。ブレード５１により切断が行われている間、例えば給水手段５０から切断部位に給水される。図４中５２はブレード５１による切り込みラインであり、この切り込みライン５２は第１の粘着フィルム２２の途中まで食い込んでいる。チャックテーブル５はＸ，Ｙ，Ｚ方向に移動できるように、また垂直軸回りに回転できるように構成されており、ブレード５１に対するウエハＷの位置合わせを行った後、ブレード５１に対してチャックテーブル５を相対的に正確に移動させることによりダイシングが行われる（ステップＳ３）。図５はダイシングが行われた後、ウエハ付き保持具２を上から見た図である。
【００１８】
しかる後、治具３を検査装置（プローバ）に搬入し、図６に示すようにチャックテーブル６の上に載せて、図示しない吸引孔により吸引して吸着固定し、プローブカード６０に設けられたプローブ例えばプローブ針６１をチップＣの電極パッドに接触させ、テスタ６２により各チップＣの電気的特性の検査が行われる。この場合例えば複数のチップＣの電極パッドにプローブ針６１が一括して接触し、複数のチップＣの電気的特性の検査が同時に行われる（ステップＳ４）。テスタ６２からは例えば各チップＣに順次検査パルスを与えるが、複数のチップＣを同時に検査するとは、複数のチップＣの電極パッドにプローブ針６１が同時に接触するという意味であって、検査パルスを与えるミクロ的なタイミングの遅れを問題とするものではない。
【００１９】
またチャックテーブル６はＸ，Ｙ，Ｚ方向に移動できかつ垂直軸回りに回転できるように構成されており、プローブ針６１に対するウエハＷ（ここでいうウエハＷは正確にはチップ群Ｃからなる集合体である）の位置合わせを行った後、例えばチャックテーブル６を正確に間欠移動させることにより順次プローブ針６１とチップＣの電極パッドとが接触することになる。位置合わせについては、例えばＣＣＤカメラの画面の所定位置にウエハＷ上のターゲットマークが位置するようにチャックテーブル６を位置させることにより行うことができる。
【００２０】
こうして各チップＣに対する検査が終了すると、治具３を図７に示す加熱手段である加熱プレート７の上に搬送し、例えば治具３を１２０℃程度に加熱する。これにより第２の粘着フィルム４の粘着性が小さくなり、簡単に第１の粘着フィルム２２を第２の粘着フィルム４から剥がすことができる（ステップＳ５）。図７はこのように剥がれた状態を示している。
【００２１】
治具３から剥がれた保持具２の第１の粘着フィルム２２は、図８に示すようにウエハＷとは反対側の面から紫外線照射手段７１により紫外線を照射し、第１の粘着フィルム２２の粘着力を小さくする（ステップＳ６）。続いて図９に示すように突き上げ手段例えば突き上げピン７２により第１の粘着フィルム２２における各チップＣに対応する位置の下面側を突き上げてチップＣを第１の粘着フィルム２２から剥がし、図示しないハンドリング装置によりハンドリングして回路基板に実装する。この場合１個ずつ突き上げてハンドリングしてもよいが、複数個同時の突き上げてハンドリングしてもよい。
【００２２】
上述の実施の形態によれば、保持具２の第１の粘着フィルム２２が治具３に接着されている状態で切断されるので、第１の粘着フィルム２２が切り込まれても、当該粘着フィルム２２は変形せず、集積回路チップＣの各位置は分離される前と同じであり、各チップＣの相対位置がずれない。従ってその後、この治具３上にチップＣが載ったまま検査装置にてプローブ針６２とチップＣの電極パッドとの位置合わせを行うことができるのでチップＣをダイシングを行ったままの状態でつまり第１の粘着フィルム２２から剥がさずに電気的特性の検査を行うことができる。このため検査効率が高くなるので、スループットが高くなり、またコストダウンにも寄与する。特に複数個のチップＣを同時に検査すればその効果は極めて大きい。更にまたチップＣを１個ずつ粘着フィルム２２から剥がして検査を行っていたときのハンドリングに伴うトラブルの問題も解消される。
【００２３】
ここで本発明は、このようなダイシング方法あるいは検査方法に用いられる基板保持装置についても成り立つものであり、これは上述の実施の形態では、フレーム２１、第１の粘着フィルム２２、第２の粘着フィルム４及び治具３からなる構造体が相当する。
【００２４】
上述の例では、ウエハＷを治具３に接着させるための接着層として第１の粘着フィルム２２及び第２の粘着フィルム４を用いているが、この接着層としては１枚の両面粘着フィルムを用いてもよい。図１０はこのような例を示し、第１の粘着フィルムとして一面側の粘着性が紫外線により小さくなり、他面側の粘着性が加熱により小さくなる粘着フィルム２３を用い、一面側にウエハを貼り付け、他面側に治具３を貼り付けて保持具２００が構成されている。図１０の例では、先の例と同様にフレーム２１が設けられているが、例えば治具３をウエハＷと略同サイズあるいは少し大きく構成し、例えば治具３の上に粘着フィルム２３を貼り付け、次いでこの粘着フィルム２３の上にウエハＷを貼り付け、フレーム２１を用いずに治具３により保持具を構成してもよい。
【００２５】
この場合、検査後に治具３を加熱して粘着フィルム２３から治具３を剥がし、次いで紫外線を粘着フィルム２３に照射して各チップを既述のようにして剥がすことができる。この例によれば、粘着フィルムが１種類で済み、また治具３の上にウエハＷをセットする作業が簡単になる。
【００２６】
また粘着フィルムとしては、粘着性を小さくするために粘着面に加えるエネルギーが両面で異なるもの、あるいは治具側の粘着性を小さくするために粘着面に加えるエネルギーが、半導体基板側の粘着性を小さくするために粘着面に加えるエネルギーよりも小さいものが好ましい。その理由は、通常、チップを粘着フィルムから剥がす工程は粘着フィルムの下側から突き上げて行われるが、粘着フィルムを治具から剥がしたときにチップ側の粘着性も小さくなるとチップが粘着フィルムから剥がれ落ちるおそれがあるため、治具側のみの粘着性を小さくすることが好ましいからである。
【００２７】
この種の粘着フィルムとしては、例えば一方の面の粘着性が加熱により小さくなり、他方の面の粘着性が紫外線により小さくなるものの他、両面の粘着性が紫外線により小さくなり、粘着性が小さくなる紫外線の波長が両面で異なるものを用いることができる。このような粘着フィルムを用いた場合には、例えば波長の異なる２種類の紫外線照射手段を用いればよい。あるいはまた、両面の粘着性が加熱により小さくなり、治具側の粘着性を小さくするための加熱温度が、半導体基板側の粘着性を小さくするための加熱温度よりも低いものを用いることもでき、この場合には粘着フィルムを加熱する例えば加熱プレートの加熱温度を変えればよい。なお治具側の面の粘着性が紫外線により小さくなる場合には、紫外線透過性の治具を用いれば、治具３の下から紫外線を照射することによりウエハＷを治具３から剥がすことができる。そしてここでいう粘着フィルムとは、複数枚の粘着フィルムを積層したものも含む。更にまた本発明は、接着層としてフィルムを用いずに接着剤を用いてもよい。
【００２８】
以上において、本発明はダイシングを行う手法として、図１１及び図１２に示すように複数の集積回路素子に夫々対応する位置に吸引孔８１が形成されかつ集積回路素子間のスクライブラインに対応する部位に溝８２が形成されたチャックテーブル８を用い、このチャックテーブル８にウエハＷを吸着させ、次いでブレード５１によりスクライブラインに沿って前記溝８２内に切り込み、ダイシングを行うようにしてもよい。図１２中８３は吸引路、８４は吸引ポンプである。この例では、ダイシングを行って各チップに分離した状態で例えばチャックテーブル８を検査エリアに移動させ、プローブ針６１を用いて既述のようにして検査が行われる。
【００２９】
更にこのようなチャックテーブルにウエハを吸着させる手法においては、ウエハＷの裏面側に前記第１の粘着フィルム２２のように粘着性が紫外線により小さくなる片面粘着フィルムを貼り付け、これをチャックテーブルに吸着させるようにしてもよく、この場合には粘着フィルムにブレード５１が切り込まれるので、溝８２は必ずしも必要ではない。
【００３０】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、半導体基板が治具に接着されている状態で切断されるので、切断時に集積回路チップの相対位置がずれない。従ってその後、この治具上にチップが載ったまま検査装置にて集積回路チップの電気的特性の検査を行うことができるので、検査効率が高い。またダイシング後に検査装置に搬入される基板を保持する基板保持装置は小型かつ薄い構造であるから、従来のダイシング前の基板を検査する検査装置を少しの変更を加えるだけで流用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明方法に用いられるウエハの保持具を示す説明図である。
【図２】本発明方法の実施の形態を示す工程図である。
【図３】本発明の実施の形態においてウエハを切断する前段階の工程を示す説明図である。
【図４】本発明の実施の形態においてウエハを切断する様子を示す説明図である。
【図５】保持具に保持されたウエハを切断して各集積回路チップに分離された後の状態を示す平面図である。
【図６】本発明の実施の形態においてウエハ上の集積回路チップを検査装置により検査する様子を示す説明図である。
【図７】本発明の実施の形態において治具を加熱してウエハの保持具の粘着フィルムを治具から離す様子を示す説明図である。
【図８】本発明の実施の形態においてウエハを保持具の粘着フィルムから剥がすために粘着フィルムに紫外線を照射している様子を示す説明図である。
【図９】本発明の実施の形態において粘着フィルムから集積回路チップを剥がす様子を示す説明図である
【図１０】本発明の実施の形態の他の例において用いられるウエハの保持具を示す縦断側面図である。
【図１１】本発明の他の実施の形態に用いられるチャックテーブルを示す斜視図である。
【図１２】本発明の他の実施の形態にて用いられる装置の概略を示す説明図である。
【図１３】従来のダイシング方法を示す説明図である。
【符号の説明】
２            保持具
２１          フレーム
２２          第１の粘着フィルム
２３          粘着フィルム
３            治具
Ｗ            半導体ウエハ
Ｃ            集積回路チップ（集積回路素子）
４            第２の粘着フィルム
５１          ブレード
６１          プローブ針
７            加熱プレート
７１          紫外線照射手段
７２          突き上げ手段
８            チャックテーブル
８１          吸引孔
８２          溝
【図１】
0004137471.tif 000002
【図２】
0004137471.tif 000003
【図３】
0004137471.tif 000004
【図４】
0004137471.tif 000005
【図５】
0004137471.tif 000006
【図６】
0004137471.tif 000007
【図７】
0004137471.tif 000008
【図８】
0004137471.tif 000009
【図９】
0004137471.tif 000010
【図１０】
0004137471.tif 000011
【図１１】
0004137471.tif 000012
【図１２】
0004137471.tif 000013
【図１３】
0004137471.tif 000014