JP2004119573A

JP2004119573A - 半導体装置の製造方法およびフィルム貼付装置

Info

Publication number: JP2004119573A
Application number: JP2002278940A
Authority: JP
Inventors: Mitsue Ueno; 上野　光江; Takashi Wada; 和田　隆
Original assignee: Renesas Technology Corp
Current assignee: Renesas Technology Corp
Priority date: 2002-09-25
Filing date: 2002-09-25
Publication date: 2004-04-15

Abstract

【課題】半導体ウエハの真空吸着時の反りの発生を防止する。
【解決手段】半導体ウエハ２５の第二主面２２にフィルム３０を貼り付けるフィルム貼付装置１０において、テーブル１１の保持面１３の周縁部に半導体ウエハ２５の外径よりも小径の環状溝１４を没設する。第二主面２２へのフィルム３０の貼付時に、半導体ウエハ２５の第一主面２１の周縁部を同心円に真空吸着できるため、半導体ウエハ２５の反りの発生を防止できる。
【効果】半導体ウエハの真空吸着保持時に半導体ウエハの反りを防止することで、フィルムが半導体ウエハの反対側からローラで押される時に、半導体ウエハが割れるのを防止できるため、製造歩留りの低下を防止できる。極薄仕上げの半導体ウエハでの割れを防止することで、極薄い半導体チップを製造できるため、携帯電話やモバイル機器向け等の半導体装置を薄くできる。
【選択図】　　　図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置の製造技術、特に、半導体素子を含む集積回路が作り込まれた半導体ウエハを半導体素子を含む集積回路が作り込まれた半導体チップに分割する技術に関し、例えば、携帯電話やモバイル機器向けのＲＦモジュールに搭載される半導体チップやパワーＭＯＳＦＥＴを製造するのに利用して有効なものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、半導体装置の製造方法においてシリコンウエハに半導体素子を含む集積回路が作り込まれる前工程においては、半導体ウエハの厚さはプロセスに必要な強度や剛性から６２５μｍまたは７２５μｍ程度に設定されている。他方、半導体素子を含む集積回路が作り込まれた半導体チップの機能は表面の数μｍを活用するのみであり、熱抵抗の低減等の点から半導体チップの厚さは薄く設定することが望ましい。このため、前工程経過後の半導体ウエハの厚さは裏面処理工程において薄仕上げ加工されるのが一般的である。但し、薄仕上げ加工後の半導体ウエハの反りの発生、および、ハンドリングやダイシングに際しての破損等を防止するために、従来は、薄仕上げ加工後の半導体ウエハの厚さは２３０μｍ以上に設定されている。
【０００３】
半導体ウエハの厚さを薄くする方法としては、グライディング法、化学的エッチング法およびラッピング法の三つがあるが、グライディング法が主流になっている。グライディング法は半導体ウエハの半導体素子形成面を保護テープによって保護し、ステージに真空吸着した状態でダイヤモンド砥石によって研削して行く方法であるため、半導体ウエハの被研削面に破砕層や研削加工歪等が生成される。そこで、グライディング法の施工後にウエットエッチング処理を実施することにより、グライディング法によって半導体ウエハの裏面に形成された破砕層や研削加工歪を除去することが実施されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
最近、携帯電話やモバイル向けのＲＦモジュールの全高はその性質上、益々薄く設定することが要求されており、それに伴って、このＲＦモジュールに搭載される半導体チップの厚さは、２３０μｍから１８０μｍさらには１３０μｍに設定することが要求されて来ている。したがって、携帯電話やモバイル向けのＲＦモジュールに搭載される半導体チップを製造する半導体装置の製造方法においては、この半導体チップの元になる半導体ウエハの厚さを２３０μｍ以下に薄く仕上げる技術の開発が要求されている。
【０００５】
例えば、高周波パワーＭＯＳＦＥＴ（以下、パワートランジスタという。）をシリコンウエハによって製造する場合には、裏面処理されたシリコンウエハの裏面に電極（以下、裏面電極という。）を形成することが要求されている。つまり、裏面電極付きパワートランジスタの製造方法においては、厚さが１００μｍ以下の半導体ウエハの製造が要求されている。
【０００６】
しかしながら、半導体ウエハの厚さを１００μｍ以下に薄くすると、ダイシング工程において、フィルムが半導体ウエハにフィルム貼付装置によって貼り付けられる際に、被貼付面と反対側の主面がテーブルによって真空吸着保持された半導体ウエハの周縁部が上側に反る場合があり、半導体ウエハが割れるという問題点がある。
【０００７】
本発明の目的は、半導体ウエハの真空吸着時の反りの発生を防止することができる半導体装置の製造方法を提供することにある。
【０００８】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要を説明すれば、次の通りである。
【００１０】
すなわち、半導体ウエハの主面にフィルムを貼り付けるフィルム貼付装置は、前記半導体ウエハの被貼付面と反対側の主面を真空吸着保持するテーブルを備えており、このテーブルの保持面の周縁部には前記半導体ウエハの外径よりも小径の環状吸着口が開設されていることを特徴とする。
【００１１】
前記した手段によれば、半導体ウエハの主面にフィルムが貼り付けられる際に、半導体ウエハの被貼付面と反対側の主面の周縁部が真空吸着されるため、半導体ウエハの反りの発生を防止することができる。したがって、フィルムが半導体ウエハの反対側からローラによって押される時に、半導体ウエハが割れるのを防止することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の一実施の形態であるフィルム貼付装置のテーブルを示しており、（ａ）は正面断面図、（ｂ）は平面図である。図２は本発明の一実施の形態である半導体装置の製造方法に使用される半導体ウエハを示しており、図３はそのフィルム貼付工程を示している。
【００１３】
図１に示されているように、本実施の形態に係るフィルム貼付装置１０は、半導体ウエハの主面にフィルムが貼り付けられる際に半導体ウエハの被貼付面と反対側の主面を真空吸着保持するテーブル１１を備えており、このテーブル１１は半導体ウエハの外径よりも若干小径の円盤形状に形成された本体１２を備えている。このテーブル１１の保持面１３である本体１２の上面における周縁部には、半導体ウエハの外径よりも小径の環状吸着口としての環状溝１４が同心円に没設されており、環状溝１４の内側には小径の円形形状の吸着口１５が多数個、本体１２の中心を起点とした放射状に配置されて開設されている。本体１２の内部には負圧供給路１６が敷設されており、負圧供給路１６は環状溝１４の底部および各吸着口１５に接続されている。負圧供給路１６は本体１２の下面における中心に介設された負圧供給口１７に接続されており、負圧供給口１７には真空ポンプ等の負圧供給源（図示せず）が接続されている。
【００１４】
以下、前記構成に係るフィルム貼付装置１０の作用を説明することにより、本実施の形態に係る半導体装置の製造方法における特徴工程であるフィルム貼付工程を説明する。
【００１５】
図２に示されているように、半導体の一例であるシリコンからなるサブストレート（シリコンウエハ）２０の半導体素子形成面（以下、第一主面という。）２１には、半導体素子を含む集積回路が多数個のチップ部２３に区画されて作り込まれている。すなわち、前工程において、半導体素子を含む集積回路がそれぞれ作り込まれた多数個のチップ部２３が、碁盤の目のように縦横に規則的に配列された半導体ウエハ２５が製造される。半導体ウエハ２５の第一主面２１には隣合うチップ部２３、２３同士を仕切るスクライブライン２４が格子形状に形成されており、チップ部２３には複数個の半田バンプ２３ａが突設されている。半導体ウエハ２５の第一主面２１と反対側の主面（以下、第二主面という。）２２は研削加工やエッチング加工等によって極薄仕上げされており、半導体ウエハ２５の厚さは１００μｍ以下に設定されている。
【００１６】
極薄仕上げされた半導体ウエハ２５はフィルム貼付装置１０に供給されて、図３（ａ）に示されているように、第一主面２１がテーブル１１の保持面１３に当接され、環状溝１４および多数個の吸着口１５によって真空吸着保持される。すなわち、半導体ウエハ２５の第一主面２１が本体１２の保持面１３の上に同心円に載置されると、負圧が負圧供給口１７へ供給されて負圧供給路１６を経由して環状溝１４および多数個の吸着口１５に伝えられることにより、半導体ウエハ２５の第一主面２１が保持面１３に真空吸着保持される。この際、半導体ウエハ２５の周縁部が保持面１３の環状溝１４によって同心円に真空吸着されるため、極薄仕上げされた半導体ウエハ２５であっても、その周縁部が上側に反り返ることはない。
【００１７】
半導体ウエハ２５がテーブル１１の保持面１３に真空吸着保持されると、図３（ｂ）に示されているように、半導体ウエハ２５の第二主面２２にはフィルム３０が当接され、ローラ３１によって貼り付けられる。この際、半導体ウエハ２５の周縁部は上側に反り返っていないため、ローラ３１によって半導体ウエハ２５が擦られても、半導体ウエハ２５は割れることはない。
【００１８】
フィルム３０が半導体ウエハ２５に貼り付けられると、図３（ｃ）に示されているように、フィルム３０が半導体ウエハ２５の外側においてカッター３２によって切断される。フィルム３０が切断されると、負圧供給口１７への負圧の供給が停止され、環状溝１４および多数個の吸着口１５による半導体ウエハ２５の真空吸着保持が解除される。
【００１９】
ところで、図４に示されているように、テーブル１１の保持面１３に環状溝１４が敷設されていない従来例の場合においては、極薄仕上げされた半導体ウエハ２５は周縁部が上向きになるように反り返る。半導体ウエハ２５が上向きに反っていると、半導体ウエハ２５がフィルム３０を挟んでローラ３１によって擦られる時に割れる場合がある。
【００２０】
しかし、本実施の形態においては、テーブル１１の保持面１３に環状溝１４が敷設されていることにより、テーブル１１の保持面１３に真空吸着保持される半導体ウエハ２５の周縁部が環状溝１４によって全体的に環状に吸着されるため、図３に示されているように、極薄仕上げされた半導体ウエハ２５であっても周縁部が上向きになるように反り返ることはない。その結果、半導体ウエハ２５がフィルム３０を挟んでローラ３１によって擦られる時に割れることはない。
【００２１】
フィルム３０が貼付された半導体ウエハ２５は、その後、フィルム貼付装置１０からダイシング工程に供給され、スクライブライン２４がダイシング装置（図示せず）のダイシングカッターによって切断されることにより、各チップ部２３からなる半導体チップにダイシングされる。ダイシングされた半導体ウエハ２５はフィルム３０が貼付された状態のままで、ダイボンディング工程に供給される。ダイボンディング工程において、半導体ウエハ２５のチップが一個ずつダイボンダ（図示せず）によってピックアップされ、半導体装置のキャリアにダイボンディングされる。
【００２２】
本実施の形態においては、ピックアップされた半導体チップは携帯電話やモバイル機器向けのＲＦモジュールの配線基板にプットダウンされてダイボンディングされる。すなわち、図５に示されているように、半導体チップ２６は配線基板４１の上に半田バンプ２３ａ側を下向き（フェイスダウン）にしてプットダウンされ、各半田バンプ２３ａが配線基板４１の本体４２の上面に形成されたランド４３に整合される。半導体チップ２６が搭載された配線基板４１が加熱炉を通されてリフロー半田付け処理されることにより、半田バンプ２３ａとランド４３との間が半田付けされる。この半田バンプ２３ａとランド４３との半田付けによって、半導体チップ２６は配線基板４１に機械的かつ電気的に接続（フリップ・チップ・ボンディング）された状態になる。
【００２３】
この半導体チップ２６は極薄仕上げ半導体ウエハ２５のチップ部２３の厚さｔを備えているため、配線基板４１にフリップ・チップ・ボンディングされた半導体チップ２６の全高Ｈは小さくなる。したがって、携帯電話やモバイル機器向けのＲＦモジュールの全体の厚さを小さく設定することができる。なお、図５中、４４はソルダレジストであり、４５は端子部である。ちなみに、半導体チップ２６が機械的かつ電気的に接続された配線基板４１には他の機能を具備した半導体チップや受動素子等が適宜に搭載され、これらの電気部品を搭載した配線基板４１はＲＦモジュールのマザーボード（図示せず）に搭載されることになる。
【００２４】
前記実施の形態によれば、次の効果が得られる。
【００２５】
１）　半導体ウエハの主面にフィルムを貼り付けるフィルム貼付装置のテーブルの保持面における周縁部に半導体ウエハの外径よりも小径の環状吸着口を開設することにより、半導体ウエハの主面にフィルムが貼り付けられる際に、半導体ウエハの被貼付面と反対側の主面の周縁部を同心円に真空吸着することができるため、半導体ウエハの反りの発生を防止することができる。
【００２６】
２）　半導体ウエハの真空吸着保持時に半導体ウエハの反りを防止することにより、フィルムが半導体ウエハの反対側からローラによって押される時に、半導体ウエハが割れるのを防止することができるため、半導体装置の製造方法の製造歩留りの低下を防止することができる。
【００２７】
３）　極薄仕上げの半導体ウエハであっても割れの発生を防止することにより、極薄い半導体チップを製造することができるため、携帯電話やモバイル機器向けのＲＦモジュールの全体の厚さを小さく設定することができる。
【００２８】
以上本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【００２９】
例えば、フィルムは半導体ウエハの第二主面に貼り付けるに限らず、半導体ウエハの第一主面に貼り付けてもよい。
【００３０】
第二主面には裏面金属膜を被着してもよい。
【００３１】
【発明の効果】
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、次の通りである。
【００３２】
半導体ウエハの主面にフィルムが貼り付けられる際に、半導体ウエハの被貼付面と反対側の主面の周縁部を同心円に真空吸着することにより、半導体ウエハの反りの発生を防止して割れの発生を回避することができるため、極薄い半導体チップを製造することができ、半導体装置の全体の厚さを小さく設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態であるフィルム貼付装置のテーブルを示しており、（ａ）は正面断面図、（ｂ）は平面図である。
【図２】本発明の一実施の形態である半導体装置の製造方法に使用される半導体ウエハを示しており、（ａ）は平面図、（ｂ）は拡大部分断面図である。
【図３】そのフィルム貼付工程を示す各正面断面図であり、（ａ）は半導体ウエハ保持ステップを示し、（ｂ）はフィルム貼付ステップを示し、（ｃ）はフィルム切断ステップを示している。
【図４】半導体ウエハの割れの作用を説明するための各正面断面図である。
【図５】半導体チップのダイボンディング工程後の配線基板を示しており、（ａ）は一部省略平面図、（ｂ）は一部省略正面断面図である。
【符号の説明】
１０…フィルム貼付装置、１１…テーブル、１２…本体、１３…保持面、１４…環状溝（環状の吸着口）、１５…吸着口、１６…負圧供給路、１７…負圧供給口、２０…サブストレート（シリコンウエハ）、２１…半導体素子形成面（第一主面）、２２…裏面（第二主面）、２３…チップ部、２３ａ…半田バンプ、２４…スクライブライン、２５…半導体ウエハ、２６…半導体チップ、３０…フィルム、３１…ローラ、３２…カッター、４１…配線基板、４２…本体、４３…ランド、４４…ソルダレジスト、４５…端子部。

Claims

半導体ウエハの主面にフィルムが貼り付けられる際に、前記半導体ウエハの被貼付面と反対側の主面の周縁部が真空吸着されることを特徴とする半導体装置の製造方法。
前記フィルムが前記半導体ウエハの反対側からローラによって押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。
前記半導体ウエハの被吸着面が複数個のチップ部がスクライブラインに画成されて形成された第一主面であることを特徴とする請求項１または２に記載の半導体装置の製造方法。
半導体ウエハの主面にフィルムが貼り付けられる際に、前記半導体ウエハの被貼付面と反対側の主面を真空吸着保持するテーブルを備えており、このテーブルの保持面の周縁部には前記半導体ウエハの外径よりも小径の環状吸着口が開設されていることを特徴とするフィルム貼付装置。
前記テーブルの保持面における前記環状吸着口の内側には複数個の吸着口が放射状に配置されて開設されていることを特徴とする請求項４に記載のフィルム貼付装置。