(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の半導体素子が形成された第１の表面と該第１の表面とは反対側の第２の表面とを有する半導体基板の該第１の表面にポリエステル系又はポリオレフィン系の樹脂材からなる保護テープを貼る工程と、
半導体基板の該第２の表面を削る工程と、
半導体基板を３５〜６０℃の温度範囲に温度制御しながら該半導体基板を搬送する工程と、
該半導体基板を複数の半導体素子に分離する工程と
を備えたことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
該半導体基板を搬送する工程において、該半導体基板は温度制御手段を有する吸着チャックにより支持されることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
該半導体基板を搬送する工程において、該半導体基板は複数の半導体基板を収容できるキャリアへ搬送され、該キャリアは温度制御手段を有することを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
保護テープに紫外線を照射する工程と、半導体基板の該第１の表面から保護テープを剥がす工程とをさらに備え、保護テープに紫外線を照射する工程において、紫外線照射源と温度制御手段とが使用されることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体装置は、例えばシリコンウエハ（半導体基板）の第１の表面に複数の半導体素子を形成し、このシリコンウエハをダイシングして半導体素子（シリコンチップ）毎に分離することにより形成される。シリコンウエハへの半導体素子の形成工程と、ダイシング工程との間には、分離されたシリコンチップが所定の厚さになるようにシリコンウエハを削る工程がある。シリコンウエハを削るのに際しては、シリコンウエハの一方の表面に保護テープを貼り、それからシリコンウエハの反対側の表面を砥石等により研削する。
【０００３】
シリコンウエハが研削された後、シリコンウエハに貼られた保護テープが紫外線照射され、接着力が低下した保護テープがシリコンウエハから剥がされる。それと同時に、シリコンウエハはダイシングテープに取り付けられる。これらの工程において、シリコンウエハは真空吸着装置により吸着されて搬送される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
最近、シリコンウエハ及びシリコンチップをますます薄くする要求がある。しかし、シリコンウエハが薄くなるにつれて、シリコンウエハに反りが発生するという問題点が生じた。特に、保護テープがシリコンウエハに貼られた状態で、シリコンウエハの半導体素子が形成された側とは反対側の表面を研削したときに、シリコンウエハに反りが発生しやすいという問題点が生じた。シリコンウエハが反ると、その後でシリコンウエハをハンドリングしたり、搬送したりするのが難しくなる。
【０００５】
本発明の目的は半導体基板を薄くしても半導体基板に反りが生じないで搬送することができるようにした半導体装置の製造方法を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明による半導体装置の製造方法は、複数の半導体素子が形成された第１の表面と該第１の表面とは反対側の第２の表面とを有する半導体基板の該第１の表面にポリエステル系又はポリオレフィン系の樹脂材からなる保護テープを貼る工程と、半導体基板の該第２の表面を削る工程と、半導体基板を３５〜６０℃の温度範囲に温度制御しながら該半導体基板を搬送する工程と、該半導体基板を複数の半導体素子に分離する工程とを備えたことを特徴とするものである。
【０００７】
この構成によれば、保護テープが貼られ、保護テープが貼られた側とは反対側の表面が削られた半導体基板は、温度制御（例えば加熱）しながら次の工程へ搬送される。半導体基板は通常は保護テープが貼られた側へ反る傾向があるが、保護テープが温度制御により熱膨張すると半導体基板が保護テープが貼られた側へ反るのが緩和される。こうして、半導体基板に反りが発生しない状態で半導体基板を搬送することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施例について図面を参照して説明する。図９を参照して半導体装置の製造方法の典型的な一連の工程の例を説明する。
【０００９】
図９（Ａ）は集積回路形成プロセスが実施されたシリコンウエハ（半導体基板）１０を示す図である。シリコンウエハ１０は第１の表面１２と第２の表面１４とを有する。シリコンウエハ１０の第１の表面１２には集積回路形成プロセスによって複数の半導体素子１６が形成されている。半導体素子１６は後で述べるダイシングによってシリコンチップに分離される部分である。
【００１０】
図９（Ｂ）において、保護テープ１８が半導体素子１６が形成されているシリコンウエハ１０の第１の表面１２に貼られる。保護テープ１８はシリコンウエハ１０の形状と一致するようにカットされる。
【００１１】
図９（Ｃ）において、保護テープ１８がシリコンウエハ１０の第１の表面１２に貼られた状態で、シリコンウエハ１０の第２の表面１４が削られる。この例では、回転支持部材２０がシリコンウエハ１０の保護テープ１８の側を支持した状態で、機械的な加工工具であるダイヤモンド砥石２２がシリコンウエハ１０の第２の表面１４を削る。この間、シリコンウエハ１０の半導体素子１６が形成されている第１の表面１２は保護テープ１８によって保護される。
【００１２】
集積回路形成プロセスにおいては、シリコンウエハ１０はある程度の厚さをもつことが必要であるので、シリコンウエハ１０は所望の厚さよりも厚くなっている。図９（Ｃ）に示されるように、シリコンウエハ１０は集積回路形成プロセスの後で保護テープ１８を貼った状態で所定の厚さになるように削られる。
【００１３】
図９（Ｄ）において、シリコンウエハ１０が所定の厚さになるように削られたら、シリコンウエハ１０の第２の表面１４がダイシングテープ２４に貼られ、保護テープ１８がシリコンウエハ１０の第１の表面１２から剥がされる。ダイシングテープ２４はウエハリング２６に貼られており、保護テープ１８は例えば両面接着テープ２８により剥がされる。保護テープ１８を剥がす前に、保護テープ１８にＵＶ照射を行う。
【００１４】
図９（Ｅ）において、シリコンウエハ１０はダイシングテープ２４に貼られた状態でダイサー３０によってダイシングされ、シリコンウエハ１０が複数の半導体素子（シリコンチップ）１６に分離される。分離された半導体素子（シリコンチップ）１６はダイシングテープ２４に接着している。
【００１５】
図９（Ｆ）において、分離された半導体素子（シリコンチップ）１６はリードフレーム３２にダイボンディングされる。この場合、各半導体素子（シリコンチップ）１６はニードル装置３４によってダイシングテープ２４から剥がされ、吸着ヘッド３６によってリードフレーム３２へ運ばれる。
【００１６】
図１０は反りのあるシリコンウエハ１０を示す図である。図９（Ｃ）の研削前のシリコンウエハ１０の厚さは例えば２００μｍであったものが、図９（Ｃ）の研削後には例えば１００μｍ又はそれ以下に減少する。シリコンウエハ１０が薄くなると、シリコンウエハ１０には反りが生じることがある。保護テープ１８がシリコンウエハ１０に貼られていると、シリコンウエハ１０は保護テープ１８の応力を受けてさらに反りが生じやすくなる。
【００１７】
図１０において、シリコンウエハ１０は図９（Ｃ）の回転支持部材２０の一部である真空吸着ヘッド３８に吸着されて支持される。研削が終了するとシリコンウエハ１０は真空吸着ヘッド３８から解放されて、搬送装置の一部である真空吸着ヘッド４０に吸着されて支持される。シリコンウエハ１０が反らないようにするためには、真空吸着ヘッド３８がシリコンウエハ１０を吸着している間に、真空吸着ヘッド４０をシリコンウエハ１０に押しつけ、吸着させ、それから真空吸着ヘッド３８の吸着を停止すればよい。
【００１８】
そうすれば、シリコンウエハ１０が反ることなく、シリコンウエハ１０を真空吸着ヘッド４０を含む搬送装置によって搬送することができる。しかし、このような方法では、シリコンウエハ１０が搬送中に反る可能性があり、ハンドリングミスが生じやすく、またシリコンウエハ１０にかかるストレスが大きくなる。さらに、その後で真空吸着ヘッド４０がシリコンウエハ１０を解放したときにシリコンウエハ１０に反りが生じる。
【００１９】
図１１は複数のシリコンウエハ１０を収容しているキャリア（又はケース）４２を示す図である。シリコンウエハ１０は図１０の真空吸着ヘッド４０から解放されてキャリア４２に入れられる。真空吸着ヘッド４０がシリコンウエハ１０を釈放したときにシリコンウエハ１０に反りが生じる。そのために、次にシリコンウエハ１０を吸着するのが難しくなる。従って、シリコンウエハ１０が薄くされても、シリコンウエハ１０に反りが生じないようにすることが望まれる。
【００２０】
図１は本発明による半導体装置の製造方法の一連の工程のうちでシリコンウエハ１０の研削工程の後でシリコンウエハ１０を搬送する工程を説明する図である。この搬送工程は、図９に示される半導体装置の製造方法の一連の工程のうちで、図９（Ｃ）の研削工程の後の搬送工程に相当する。
【００２１】
図１においては、図１０の場合と同様に、シリコンウエハ１０は図９（Ｃ）の回転支持部材２０の一部である真空吸着ヘッド３８に吸着されて支持されている。研削が終了するとシリコンウエハ１０は真空吸着ヘッド３８から釈放されて、搬送装置の一部である真空吸着ヘッド５０に吸着されて支持される。
【００２２】
真空吸着ヘッド５０は温度制御手段５２を有している。温度制御手段５２は温度を制御可能なヒータからなり、保護テープ１８が貼られているシリコンウエハ１０を加熱することによってシリコンウエハ１０に反りが生じるのを防止する。保護テープ１８はシリコンウエハ１０よりも大きく熱膨張する。シリコンウエハ１０は通常は保護テープ１８が貼られた側へ反る傾向があるが、保護テープ１８が熱膨張するとシリコンウエハ１０が保護テープ１８が貼られた側へ反るのが緩和される。
【００２３】
温度制御手段５２は真空吸着ヘッド５０に内蔵されているので、シリコンウエハ１０が真空吸着ヘッド５０を含む搬送手段によって搬送される間中シリコンウエハ１０に反りが生じない。シリコンウエハ１０は単に加熱されるだけでなく、所定の温度になるように加熱されることが好ましい。所定の温度はシリコンウエハ１０の厚さ及び保護テープ１８の種類に従って定められる。
【００２４】
例えば、シリコンウエハ１０の厚さが１００μｍ未満で、保護テープ１８がポリエステル系のテープの場合には、温度が３５〜６０℃の範囲でシリコンウエハ１０の反りが防止される。この場合、例えば、保護テープ１８は、厚さが１００μｍのリンテック製ＰＥＴを使用できる。また、シリコンウエハ１０の厚さが１００〜３００μｍで、保護テープ１８がポリオレフィン系のテープの場合には、温度が３５〜６０℃の範囲で反りが防止される。この場合、例えば、保護テープ１８は、厚さが２００μｍの古河電工製ＰＯを使用できる。このようにして、シリコンウエハ１０に反りが発生しなくなると、シリコンウエハ１０を正常に搬送することができる。
【００２５】
図２は複数のシリコンウエハ１０を収容したキャリア（ケース）５４を示す図である。シリコンウエハ１０は図１の真空吸着ヘッド５０を含む搬送手段によって搬送されるキャリア５４へ搬送される。シリコンウエハ１０は反りのない状態でキャリア５４に収容される。
【００２６】
キャリア５４は温度制御手段５６を有している。温度制御手段５６は温度制御手段５２と同様に温度を制御可能なヒータからなる。従って、シリコンウエハ１０はキャリア５４内で反りが生じることなく維持される。キャリア５４はステンレス鋼で作られている。ただし、８０℃位の耐熱性がある材料であれば、その他の材料を使用することができる。
【００２７】
図３は図２のキャリア５４からシリコンウエハ１０を取り出すところを示す図である。この場合にも、シリコンウエハ１０は図１に示した温度制御手段５２を有する真空吸着ヘッド５０を含む搬送手段によってキャリア５４から取り出され、反りが生じることなく搬送される。
【００２８】
図４はシリコンウエハ１０への紫外線照射工程を説明する図である。シリコンウエハ１０は温度制御手段５２を有する真空吸着ヘッド５０を含む搬送手段によってキャリア５４から取り出され、紫外線照射工程へ搬送される。シリコンウエハ１０はガラス板５８に載置され、紫外線ランプ６０によって照射される。保護テープ１８は紫外線照射によって糊を硬化し、剥離しやすくする。その後で、図９（Ｄ）に示すように、保護テープ１８はシリコンウエハ１０から剥がされる。
【００２９】
図４において、シリコンウエハ１０の温度は紫外線照射によって上昇し、反りが生じやすくなる。そこで、ノズル６２から温調された空気を吹き出すことによって、シリコンウエハ１０の温度を３５〜６０℃の範囲に維持し、反りが生じないようにする。ノズル６２は外部温調ユニット６４に接続されている。
【００３０】
図５は温度制御手段５２を有する真空吸着ヘッド５０の例を示す図である。真空吸着ヘッド５０は流体通路５０ａ及び吸着溝５０ｂを有する。空気は矢印で示されるように排気され、シリコンウエハ１０が真空吸着ヘッド５０に吸着される。さらに、真空吸着ヘッド５０はヒータ６６を内蔵し、温度制御ユニット６８がヒータ６６に接続されている。温度制御ユニット６８はシリコンウエハ１０の温度が３５〜６０℃の範囲にくるようにヒータ６６を制御する。ヒータ６６と温度制御ユニット６８が温度制御手段５２を構成する。温度制御ユニット６８は熱電対等のスイッチ手段からなる。
【００３１】
図６は温度制御手段５２を有する真空吸着ヘッド５０の例を示す図である。真空吸着ヘッド５０は流体通路５０ｃ及び吸着溝５０ｄを有する。空気は矢印で示されるように供給される。シリコンウエハ１０は真空吸着ヘッド５０との間に微小な隙間をあけて配置され、ベルヌーイ吸着により真空吸着ヘッド５０に吸着される。流体通路５０ｃは外部温調ユニット７０に接続され、温調された空気が真空吸着ヘッド５０に供給されるようになっている。流体通路５０ｃ及び外部温調ユニット７０が温度制御手段５２を構成する。
【００３２】
図７は温度制御手段５２を有する真空吸着ヘッド５０の例を示す図である。真空吸着ヘッド５０は流体通路５０ｃ及び吸着溝５０ｄを有する。空気は矢印で示されるように供給される。シリコンウエハ１０は真空吸着ヘッド５０との間に微小な隙間をあけて配置され、ベルヌーイ吸着により真空吸着ヘッド５０に吸着される。ヒータ７２が流体通路５０ｃに配置され、流体通路５０ｃを流れる空気の温度を所望の範囲に制御する。流体通路５０ｃ及びヒータ７２が温度制御手段５２構成する。
【００３３】
図８は図６及び図７の吸着溝５０ｄの詳細を示す図である。真空吸着ヘッド５０の吸着溝５０ｄはヘッド表面に対して３０度で形成されていると、シリコンウエハ１０はベルヌーイ吸着により非接触で且つ確実に真空吸着ヘッド５０に吸着される。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、半導体基板に反りが発生することなく搬送することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による半導体装置の製造方法の一連の工程のうちでシリコンウエハの研削工程の後でシリコンウエハを搬送する工程を説明する図である。
【図２】複数のシリコンウエハを収容したキャリアを示す図である。
【図３】図２のキャリアからシリコンウエハを取り出すところを示す図である。
【図４】シリコンウエハへの紫外線照射工程を説明する図である。
【図５】温度制御手段を有する真空吸着ヘッドの例を示す図である。
【図６】温度制御手段を有する真空吸着ヘッドの例を示す図である。
【図７】温度制御手段を有する真空吸着ヘッドの例を示す図である。
【図８】図６及び図７の吸着溝の詳細を示す図である。
【図９】半導体装置の製造方法の典型的な一連の工程の例を示す図である。
【図１０】反りのあるシリコンウエハを示す図である。
【図１１】複数の反りのあるシリコンウエハを収容したキャリアを示す図である。
【符号の説明】
１０…シリコンウエハ
１２…第１の表面
１４…第２の表面
１６…半導体素子
１８…保護テープ
５０…真空吸着ヘッド
５２…温度制御手段
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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