JP2006222119A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 紫外線硬化型粘着材のウェハ裏面への引きずりを防止して、歩留まり向上を図ることができる技術を提供する。
【解決手段】 ウェハ１の素子形成面に表面保護シート１１を貼り付ける。そして、表面保護シート１１をウェハ単位で切断する。このとき、ウェハの外側にはみ出す切り残し１４が発生する。続いて、ウェハ１の素子形成面とは反対側の面から紫外線照射ランプ１５ａによって紫外線を照射する。すると、ウェハ１がマスクとなり、切り残し１４に形成されている紫外線硬化型粘着材１１ｂだけが硬化する。
【選択図】 図８

Description

本発明は、半導体装置の製造技術に関し、特に、半導体ウェハの素子形成面に表面保護テープを貼り付けた後、半導体ウェハの素子形成面と反対側の面を研削する工程に適用して有効な技術に関するものである。

日本特開２００４−１１９７８０号公報（特許文献１）には、粘着シートを用いた半導体ウェハの加工方法であって、粘着シートの自動貼付機での走行性がよく、かつ加工時においては半導体ウェハに対して良好な粘着力を示す半導体ウェハの加工技術が開示されている。具体的には、基材フィルム上に紫外線反応性粘着剤層が設けられている紫外線反応性粘着シートを、半導体ウェハの表面または裏面に貼着した状態で、半導体ウェハに加工を施す工程を含む半導体ウェハの加工方法において、まず、半導体ウェハに粘着シートを貼着する。そして、加熱工程、次いで紫外線照射工程を施すことによって、粘着シートの半導体ウェハに対する粘着力を貼着時よりも上げた状態にする。続いて、粘着力を貼着時よりも上げた状態で半導体ウェハを加工するとしている。

日本特開平６−１４３４３４号公報（特許文献２）には、貫通孔を有するガラス板をダイシングする際、ＵＶ硬化型粘着剤を有するダイシングシートをガラス板に貼り付ける方法において、貫通孔に貼り付けるダイシングシートの粘着部分を予めＵＶ照射して硬化させる技術が開示されている。

日本特開平５−６２９５０号公報（特許文献３）には、半導体ウェハの表面と保護テープの界面から研磨液やエッチング液の浸入を防ぎ、かつ保護テープを半導体ウェハから容易に剥離することができる技術が開示されている。具体的には、紫外線硬化型の粘着テープからなる保護テープを半導体ウェハの表面に貼り付ける。そして、半導体ウェハの素子形成領域と当接する領域に紫外線を照射することにより、保護テープの接着力を弱める。一方、半導体ウェハの周辺領域には紫外線を照射しないことにより、保護テープの接着力を高めた状態に維持する。このように半導体ウェハの周辺部において接着力を高めているので、半導体ウェハの研磨時に外周部からの研磨液の浸入を防止できる。また、半導体ウェハから保護テープを剥離するときには、半導体ウェハの外周部にも紫外線を照射する。これにより、粘着力が弱まるので、保護テープを半導体ウェハから容易に剥離することができる。

日本特開平１１−６７８８１号公報（対応米国特許６０３０４８５号）（特許文献４）には、半導体ウェハに貼着したＵＶテープを確実に剥離できるとともに省スペース化を図ることができる半導体装置の製造装置が開示されている。具体的には、ＵＶテープを貼着した半導体ウェハに対してグラインディング処理を行なうウェハグライディング部と、ウェハグラインディング処理の終了後、ウェハに対して乾燥処理を行なう乾燥部とを具備する半導体装置の製造装置において、乾燥部にＵＶテープに対し紫外線を照射する紫外線照射装置を一体的に設ける技術が開示されている。

日本特開２０００−３１２４９号公報（特許文献５）には、半導体ウェハの上面または下面に粘着シートを貼り付けるウェハマウンタにおいて、半導体ウェハに貼り付けられた粘着シートへ紫外線を照射する紫外線照射機を搭載する技術が開示されている。

日本特開２００４−１４６６７１号公報（特許文献６）には、半導体ウェハの外径よりも大きな保護層と粘着剤層とからなる保護シートを半導体ウェハの素子形成面上に貼り付けるという技術が開示されている。
特開２００４−１１９７８０号公報 特開平６−１４３４３４号公報 特開平５−６２９５０号公報 特開平１１−６７８８１号公報 特開２０００−３１２４９号公報 特開２００４−１４６６７１号公報

表面に素子を形成した半導体ウェハ（以下、単にウェハという）を裏面から研削（バックグラインド）する工程は、以下のように行なわれる。

まず、ウェハの素子形成面に粘着性の表面保護テープを貼り付けた後、貼り付けた表面保護テープをウェハに合わせて切断する。続いて、表面保護テープを貼り付けた素子形成面とは反対側の面（裏面）を上に向けてウェハを研磨装置に装着する。そして、回転する研削材を押し当ててウェハの裏面を研削することにより、ウェハの厚さを所定の厚さまで薄くする。

ここで、ウェハの素子形成面に貼り付ける表面保護シートには粘着力の強い紫外線硬化型粘着材が使用されている。紫外線硬化型粘着材は、紫外線を照射しない場合は強い粘着性を有する一方、紫外線を照射すると硬化して粘着性が無くなる性質を持っている。このような、粘着力の強い紫外線硬化型粘着材を使用する背景には、例えばウェハの素子形成面に突起形状をしたバンプ電極を形成することが一因となっている。すなわち、ウェハの素子形成面にバンプ電極を形成する場合、ウェハの素子形成面には凹凸が生じることになる。このような凹凸形状の素子形成面に表面保護シートを貼り付ける場合、粘着力が弱いと表面保護シートが剥がれてしまう。そこで、バンプ電極を形成したウェハであっても表面保護シートが剥がれないようにするため、粘着力の強い紫外線硬化型粘着材が使用されている。なお、バンプ電極を形成しないウェハにおいても、表面保護シートが剥がれないように紫外線硬化型粘着材を使用した表面保護シートが使用される。

しかし、粘着力の強い紫外線硬化型粘着材を使用すると以下に示す問題点が発生することを本発明者は見出した。

図１は、ウェハ１の一例を示した平面図である。図１に示したウェハ１ではノッチ２が形成されている。ノッチ２とは、面方位を示すためウェハ周辺部の一部に入れられたＶ字型の切り欠けである。このノッチ２は多数のウェハ間で結晶面方向を揃えるために利用されるだけでなく、ウェハを製造装置や検査装置へローディングする際にも利用される。ノッチ２は、例えば、サイズがφ２００ｍｍやφ３００ｍｍのウェハに使用される。

図２はウェハ１の他の一例を示した平面図である。図２に示したウェハ１ではノッチ２の代わりにオリエンテーションフラット３が形成されている。このオリエンテーションフラット３も上述したノッチ２と同様の機能を有し、例えばサイズがφ２００ｍｍ、φ１５０ｍｍあるいはφ１２５ｍｍのウェハに使用される。

ウェハ１の裏面を研削する工程では、ウェハ１の素子形成面に、紫外線硬化型粘着材を使用した表面保護シートが貼り付けられ、その後、表面保護シートをウェハに合わせて切断する。ところが、ウェハ１にはノッチ２あるいはオリエンテーションフラット３が形成されており、オリエンテーションフラットの端部（図２の丸で囲った領域）３ａやノッチ２で、表面保護シートの切り残しが発生しやすい。つまり、オリエンテーションフラットの端部３ａやノッチ２などの特異領域では、図３に示すようにウェハ１よりも外側の領域に基材６および紫外線硬化型粘着材７よりなる表面保護シート４が残存する。このため、研削材５でウェハ１の裏面（上面）を研削する際、ウェハ１よりも外側にはみ出した表面保護シート（切り残し）４上に紫外線硬化型粘着材７が露出する状態となる。この状態でウェハ１の裏面を研削すると、回転する研削材（砥石）５がウェハ１からはみ出した紫外線硬化型粘着材７に接触して、紫外線硬化型粘着材７をウェハ１の裏面に引きずる不具合が発生する。すなわち、紫外線硬化型粘着材７が研削材５に引き込まれる。すると、研削材５に目詰まりが生じて研削能力が低下し、ウェハ１に割れが発生する問題点がある。また、紫外線硬化型粘着材７がウェハ１の裏面に引きずられることにより、ウェハ１の裏面に外観異常が発生する問題点がある。

本発明の目的は、紫外線硬化型粘着材のウェハ裏面への引きずりを防止して、歩留まり向上を図ることができる技術を提供することにある。

本願で開示された一つの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。

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簡単に説明すれば、次のとおりである。

本願で開示される一つの発明は、（ａ）紫外線を照射することにより硬化する粘着材を含む表面保護シートを、半導体ウェハの素子形成面に貼り付ける工程と、（ｂ）前記表面保護シートを前記半導体ウェハ単位で切断する工程と、（ｃ）前記（ｂ）工程後、前記半導体ウェハの素子形成面とは反対側の面から、紫外線を照射する工程と、（ｄ）前記（ｃ）工程後、前記半導体ウェハの素子形成面とは反対側の面を研削する工程とを備えるものである。

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以下のとおりである。

ウェハの素子形成面とは反対側の面（裏面）を研削する工程の前にウェハの素子形成面とは反対側の面から、紫外線を照射する工程を備えたので、ウェハからはみ出した表面保護シートの紫外線硬化型粘着材にのみ紫外線が照射される。このため、ウェハからはみ出した表面保護シート上の紫外線硬化型粘着材は硬化して接着力がなくなる。したがって、ウェハからはみ出した紫外線硬化型粘着材は砥石にくっつくことがなくなるので、ウェハからはみ出した紫外線硬化型粘着材がウェハの裏面に引きずられることを防止でき、歩留まり向上を図ることができる。

本願発明を詳細に説明する前に、本願における用語の意味を説明すると次の通りである。

半導体ウェハとは、集積回路の製造に用いるシリコン単結晶基板（一般にほぼ平面円形状）、エピタキシャル基板、サファイア基板、ＳＯＩ（Silicon On Insulator）基板、ガラス基板、その他の絶縁、半絶縁または半導体基板等並びにそれらの複合的基板を言う。また、本願において半導体装置というときは、シリコンウェハやサファイア基板等の半導体または絶縁体基板上に作られるものだけでなく、特に、そうでない旨明示された場合を除き、ＴＦＴ（Thin-Film-Transistor）およびＳＴＮ（Super-Twisted-Nematic）液晶等のようなガラス等の他の絶縁基板上に作られるもの等も含むものとする。シリコン基板等と言うときは、当然のことであるが、その一部または全部が、純粋なシリコン部材のみでなく、単一種類または複数種類の不純物をドープしたもの、その他、ＳｉＧｅその他のシリコンを主要な構成要素とする化合物、個溶体等を含むものとする。

特異領域とは、ウェハに貼り付けた表面保護シートをウェハの外形に合わせて切断する場合に切り残しが発生しやすいウェハの部分をいい、例えば、オリエンテーションフラットの端部あるいはノッチが該当する。

また、局所領域とは、ウェハに貼り付けた表面保護シートのうちウェハからはみ出した切り残しの領域をいう。

以下の実施の形態においては便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明等の関係にある。

また、以下の実施の形態において、要素の数等（個数、数値、量、範囲等を含む）に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でもよい。

さらに、以下の実施の形態において、その構成要素（要素ステップ等も含む）は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。

同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうではないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲についても同様である。

また、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。

（実施の形態１）
本実施の形態１における半導体装置の製造方法について図４から図１９を参照しながら説明する。以下の説明では、ウェハの素子形成面上に紫外線硬化性の表面保護テープを貼り付けた後、ウェハの裏面（素子形成面とは反対側の面）を研削する工程（バックグラインド工程）などについて説明する。なお、表面保護テープを貼り付けてウェハの裏面を研削する技術については、例えば、ＰＣＴ／ＪＰ０４／０１０５５０号、特願２００４−３６９６６号および特開２００４−１４６６４５号公報に記載されている。

まず、通常使用されるプロセスを使用してウェハの素子形成面に集積回路を形成する（図４のＳ１０１）。ウェハは、例えば単結晶シリコンからなり、その直径は、例えば３００ｍｍ、厚さは、例えば７００μｍ以上（ウェハ工程への投入時の値）である。

次に、ウェハ上に形成された集積回路の良否を判定する（図４のＳ１０２）。つまり、ウェハ上には集積回路が形成された複数のチップ領域があり、この複数のチップ領域のそれぞれに形成された集積回路が正常に動作するかテストされる。具体的には、ウェハを測定用ステージに配置し、各チップ領域に形成された集積回路の電極パッドにプローブ（探針）を接触させる。そして、プローブを介して集積回路の入力端子に入力信号波形を入力すると、集積回路の出力端子から出力信号波形が出力される。この出力信号波形をテスタで読み取ることにより、チップ領域のそれぞれに形成された集積回路の良否が判定される。ここでは、例えば、一つのチップ領域に形成されている集積回路の全電極パッドに合わせてプローブを配置するプローブカードが使用される。プローブカードからは各プローブに対応する信号線が出ており、この信号線はテスタに接続されている。不良と判断された集積回路が形成されているチップ領域には、不良品であることを示すためマーキングがなされる。

次に、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、ウェハ１をステージ１０上に固定する（図４のＳ１０３）。図５（ａ）は、ウェハ１をステージ１０上に固定した状態を示す上面図であり、図５（ｂ）は、ウェハ１をステージ１０上に固定した状態を示す側面図である。ウェハ１はステージ１０上に配置されるが、このときウェハ１の素子形成面を上側にして固定される。

続いて、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、ウェハ１の素子形成面上に表面保護シート１１を貼り付ける（図４のＳ１０４）。具体的には、ウェハ１の素子形成面上に表面保護シート１１を配置した後、表面保護シート１１を回転するローラ１２でウェハ１に押し付けることにより行なわれる。表面保護シート１１の大きさは、ウェハ１の大きさに比べて大きくなっており、ウェハ１の全体に表面保護シート１１が貼り付けられるようになっている。また、表面保護シート１１は、基材１１ａと紫外線硬化型粘着材１１ｂより構成されている。基材１１ａは、例えばポリオレフィンやポリエチレンテレフタレートなどから形成され、紫外線硬化型粘着材１１ｂは、例えばアクリル系の物質から形成されている。紫外線硬化型粘着材１１ｂは、紫外線を照射しない状態では、比較的強い粘着性を有する一方、一定量の紫外線を照射すると硬化して粘着力が弱まる性質を有している。ウェハ１に表面保護シート１１を貼り付ける工程は、紫外線硬化型粘着材１１ｂに紫外線を照射しない状態、つまり紫外線硬化型粘着材１１ｂの粘着力が強い状態で行なわれる。なお、表面保護シート１１は、その後に行なわれるウェハ１の裏面研削工程において素子形成面を保護するために貼り付けられるものである。表面保護シート１１の粘着力は、例えば紫外線照射前では２００ｇ／２５ｍｍであり、紫外線照射後では１０〜２０ｇ／２５ｍｍである。

次に、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、ウェハ１に貼り付けた表面保護シート１１をウェハ単位で切断する（図４のＳ１０５）。表面保護シート１１の切断はカッタ１３をウェハ１の外周部に沿って動作させることにより行なわれる。実際には、表面保護シート１１の大きさをウェハ１の大きさより若干小さくするため、カッタ１３をウェハ１の内側のやや傾けた状態で表面保護シート１１の自動切断を行なう。

ここで、ウェハ１は、完全な円形形状をしているのではなく、オリエンテーションフラットが形成されている。このため、オリエンテーションフラットの端部には、曲線と直線が接合する特異領域が形成され、カッタ１３による表面保護シート１１の切断がスムーズに行なわれない。すなわち、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、切り残し（局所領域）１４が発生する。この切り残し１４は、ウェハ１からはみ出すようにして形成される。また、ウェハ１としてオリエンテーションフラットの代わりにノッチを形成したものがあるが、このウェハ１では、ノッチ部分において切り残しが発生しやすい。

従来では、表面保護シート１１をウェハ単位で切断した後、表面保護シート１１で覆われた素子形成面とは反対側の面（裏面）を研磨材で研削している。しかし、上述したように表面保護シート１１に切り残し１４が存在すると、切り残し１４では、粘着性の高い紫外線硬化型粘着材１１ｂが露出することになる。このため、ウェハ１の裏面を研削している際、研削装置の研削材が切り残し１４で露出している紫外線硬化型粘着材１１ｂに接触することが起こり得る。この場合、紫外線硬化型粘着材１１ｂが研削材に付着して、ウェハ１の裏面に引きずられることになる。すると、研磨装置の研削材が目詰まりを起して研削能力が低下し、ひどい場合にはウェハの割れが発生する。また、紫外線硬化型粘着材１１ｂがウェハ１の裏面で引き伸ばされ外観不良が発生する。このような不良が発生すると歩留まり低下を引き起こすことになる。

そこで、本実施の形態１では、表面保護シート１１をウェハ単位で切断する工程を行なった後、ウェハ１の裏面研削工程の前に以下に示す工程を追加している。すなわち、図８（ａ）、（ｂ）に示すように、表面保護シート１１をウェハ単位で切断した後、紫外線照射ランプ１５ａを備えるステージ１５上にウェハ１を配置する。このとき、ウェハ１は素子形成面、すなわち表面保護シート１１を貼り付けた面を上側にして載置される。そして、紫外線照射ランプ１５ａから紫外線をウェハ１に対して下側から照射する（図４のＳ１０６）。すると、ウェハ１の内側に形成されている表面保護シート１１にはウェハ１がマスクとなって紫外線が照射されない。つまり、ウェハの内側に形成されている紫外線硬化型粘着材１１ｂには紫外線が照射されないため、強力な粘着力が持続する。このため、ウェハ１に貼られた表面保護シート１１は、ウェハ１から剥がれない。

一方、表面保護シート１１の切り残し１４はウェハ１からはみ出してウェハ１の外側にあるので、ウェハ１がマスクにならず切り残し１４に紫外線が照射される。すなわち、切り残し１４で露出する紫外線硬化型粘着材１１ｂには紫外線が照射される。したがって、切り残し１４において、紫外線硬化型粘着材１１ｂは硬化して粘着力が著しく低下する。
このように、ウェハ１をマスクにして紫外線を照射することにより、ウェハ１からはみ出した切り残し１４においてだけ紫外線硬化型粘着材１１ｂを硬化させることができる。

なお、紫外線照射ランプ１５ａとしては、例えば高圧水銀灯が使用される。このとき、紫外線の照度は、例えば１２０〜１５０ｍＷ／ｃｍ^２であり、照射時間は、例えば１０〜２０秒程度である。また、紫外線照射ランプ１５ａを備えるステージ１５は、例えば紫外線を透過する石英ガラスから構成されている。

次に、ウェハの裏面（素子形成面とは反対側の面、すなわち表面保護テープ１１を貼り付けた面とは反対側の面）を研削して、ウェハ１の厚さを所定の厚さ、例えば１００μｍ未満、９０μｍ未満あるいは７０μｍ未満にする（図４のＳ１０７）。

図９に示すように、ウェハ１の裏面を研削装置の研削材１６によって研削する。このときウェハ１に貼り付けている表面保護テープ１１には切り残し１４が存在する。しかし、切り残し１４では前述した工程により、紫外線硬化型粘着材１１ｂが硬化して粘着力が低下している。このため、ウェハ１の裏面を研削している際、切り残し１４に研削材１６が接触しても、硬化した紫外線硬化型粘着材１１ｂが研削材１６に付着することはない。つまり、硬化した紫外線硬化型粘着材１１ｂの粘着力は研削材１６につかない程度まで低下している。したがって、硬化した紫外線硬化型粘着材１１ｂがウェハ１の裏面に引き込まれることはなく、ウェハ１の外観不良を防止することができる。特に、ウェハ１の厚さを薄くすればするほど、本実施の形態１における半導体装置の製造方法は有効である。なぜなら、ウェハ１の厚さを薄くすればするほど、研削材１６と切り残し１４との接触する確率は高くなるからである。例えば、ウェハ１の厚さを１００μｍ未満、９０μｍ未満さらには７０μｍ未満まで研磨する工程に適用して有効である。

次に、ウェハ１を洗浄して乾燥させた後、図１０（ａ）、（ｂ）に示すように、ウェハ１をダイシングテープ１８に貼り付ける（図４のＳ１０８）。具体的には、まず、ウェハ搬送治具によりウェハ１を真空吸着し、そのままウェハマウント装置へ搬送する。そして、ウェハマウント装置に搬送されたウェハ１は、アライメント部へ送られてノッチあるいはオリエンテーションフラットのアライメントが行なわれる。その後、ウェハ１はウェハマウント部に搬送されてウェハマウントが行なわれる。ウェハマウントでは、予めダイシングテープ１８を貼り付けた環状のフレーム１７を用意しておく。そして、素子形成面を上にしてウェハ１をダイシングテープ１８に貼り付ける。つまり、ダイシングテープ１８は、ウェハの裏面（素子形成面とは反対側の面）に貼り付けられる。ダイシングテープ１８は、例えばポリオレフィンを基材とし、この基材にアクリル系の紫外線硬化型粘着材を塗布した構成をしている。ダイシングテープの厚さは、例えば９０μｍである。また、粘着力は紫外線照射前が例えば２００ｇ／２５ｍｍであり、紫外線照射後が例えば１０〜２０ｇ／２５ｍｍである。

続いて、ウェハ１が貼り付けられたフレーム１７は、表面保護シート剥離部へ送られる。ここでは、図１０（ｂ）に示すように、ウェハ１から表面保護シート１１が剥離される。具体的には、表面保護シート側から紫外線を照射して表面保護シート１１を構成する紫外線硬化型粘着材を硬化させる。これにより、粘着力を弱くしてウェハ１から表面保護シート１１を剥離する。このように、ウェハ１をフレーム１７に貼り直すのは以下に示す理由による。すなわち、後述するダイシング工程では、ウェハの素子形成面に形成されているアライメントマークを基準にしてダイシングを行なうため、アライメントマークが形成されている素子形成面を露出させる必要がある。したがって、ウェハ１の素子形成面に貼られている表面保護シート１１を剥離する必要がある一方、ダイシングの際ウェハを固定する必要があるので、ウェハ１の裏面にダイシングテープ１８を貼り付けるのである。なお、表面保護シート１１が剥離されても、フレーム１７に貼られたダイシングテープ１８を介してウェハ１は固定されているので、ウェハの反りが表面化することはない。

次に、図１１に示すように、ウェハ１を個々のチップＣ１にダイシングする（図４のＳ１０９）。ダイシングにより、ウェハ１は個々のチップＣ１に個片化されるが、個片化された各チップＣ１はダイシングテープ１８を介してフレーム１７に固定されているため、各チップＣ１は整列した状態を維持している。ダイシングは、例えば以下のようにして行なわれる。

まず、ウェハ搬送治具によりウェハ１の素子形成面を真空吸着し、そのままウェハ１をダイシング装置に搬入する。そして、ダイシング装置内にあるダイシングテーブル１９上にウェハ１を載置する。続いて、ダイヤモンド・ソーと呼ばれるダイヤモンド微粒を貼り付けた極薄の円形刃２０を使用して、ウェハ１をスクライブラインに沿って縦、横にカットする。なお、ウェハの分割は、レーザを用いた方法を使用してもよい。この場合、切削幅を微小にできるなどの付加的なメリットがある。

次に、図１２に示すように、個片化したチップＣ１に対して紫外線を照射する（図４のＳ１１０）。ダイシングテープ１８の裏面（チップＣ１が搭載されている面とは反対側の面）から紫外線を照射することにより、ダイシングテープ１８と各チップＣ１との接する面の粘着力を、例えば１０〜２０ｇ／２５ｍｍ程度に低下させる。これにより、各チップＣ１がダイシングテープ１８から剥がれやすくなる。

続いて、図１３に示すように、ウェハテストで良と判断されたチップＣ１をピックアップする（図４のＳ１１１）。ピックアップ工程は、まず、ダイシングテープ１８を介してチップＣ１の裏面を突き上げピン２１により押し上げることにより、チップＣ１をダイシングテープ１８から剥離する。そして、コレット２２を移動させて突き上げピン２１と対向する上部に配置する、その後、突き上げピン２１によって押し上げられたチップＣ１の素子形成面をコレット２２により真空吸着する。このようにして、１個づつチップＣ１をダイシングテープ１８から引き剥がしてピックアップする。紫外線照射によりダイシングテープ１８とチップＣ１との接着力が弱められているため、薄く強度が低下しているチップＣ１であっても確実にピックアップすることができる。コレット２２は、例えば略円筒形の外形を有し、その底部に位置する吸着部は、例えば軟質の合成ゴムなどで構成されている。

次に、図１４に示すように、コレット２２により、チップＣ１を配線基板２３に搭載する（図４のＳ１１２）。コレット２２によってピックアップされたチップＣ１は、配線基板２３の所定位置に搬送される。続いて、配線基板２３のメッキされたチップ搭載領域上にペースト材２４を載せた後、このペースト材２４上にチップＣ１を軽く押し付ける。そして、１００℃〜２００℃程度の温度により硬化処理を行なう。これにより、チップＣ１を配線基板２３に貼り付ける。ペースト材２４は例えばエポキシ樹脂、ポリイミド系樹脂、アクリル系樹脂またはシリコーン系樹脂を使用することができる。なお、チップＣ１の配線基板２３への搭載方法は、上述したペースト材２４による貼り付けの他、メッキされたチップ搭載領域にチップＣ１の裏面を軽く擦り付ける、あるいはメッキされたチップ搭載領域とチップＣ１との間に金テープの小片を挟み、金とシリコンとの共晶を作って接着してもよい。

ダイシングテープ１８に貼り付けられた良品チップのダイボンディングおよび不良品チップの除去が終了すると、ダイシングテープ１８はフレーム１７から剥がされフレーム１７は再び新しいダイシングテープ１８を貼り付けて使用する。

続いて、図１５に示すように、チップＣ１と同様にしてチップＣ２を用意し、例えば絶縁性ペースト２５ａを使用して１段目のチップＣ１上に２段目となるチップＣ２を搭載する。さらに、チップＣ１と同様にしてチップＣ３を用意し、例えば絶縁性ペースト２５ｂを使用して２段目のチップＣ２上に３段目となるチップＣ３を搭載する。このようにして、チップＣ１、チップＣ２およびチップＣ３を積層する。１段目のチップＣ１は、例えばマイコン、２段目のチップＣ２は、例えば電気的一括消去型ＥＥＰＲＯＭ（Electric Erasable Programmable Read Only Memory）、３段目のチップＣ３は、例えばＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）を例示することができる。配線基板２３の表面には複数個の電極パッド２６が設けられている一方、裏面には複数個の接続パッド２７が設けられている。この電極パッド２６と接続パッド２７とは基板内配線２８によって電気的に接続されている。

次に、図１６に示すように、それぞれのチップＣ１、Ｃ２またはＣ３の表面の外縁部に配置されたボンディングパッドと配線基板２３の表面に形成された電極パッド２６とをボンディングワイヤ２９を使用して接続する（図４のＳ１１３）。この工程は自動化されており、ボンディング装置によって行われる。ボンディング装置には、予めチップＣ１、Ｃ２およびＣ３に形成されているボンディングパッドの配置情報と配線基板２３の表面に形成されている電極パッド２６の配置情報が入力されている。そして、ボンディング装置は、配線基板２３に搭載されたチップＣ１、Ｃ２およびＣ３、それぞれのチップに形成されたボンディングパッド、配線基板２３の表面に形成された電極パッド２６との間の相対的位置関係を画像として取り込み、データ処理を行なって正確にボンディングワイヤ２９を接続する。この際、ボンディングワイヤ２９のループ形状は、チップＣ１、Ｃ２およびＣ３の周辺部に触れないように、盛り上がった形に制御される。

続いて、図１７に示すように、ボンディングワイヤ２９を形成した配線基板２３を金型成形機にセットする。そして、温度を上昇させることによって液状化した樹脂３０を圧送して配線基板２３に流し込み、積層されたチップＣ１、Ｃ２およびＣ３を封入してモールド成形する（図４のＳ１１４）。その後、余計な樹脂３０およびバリを取り除く。

次に、図１８に示すように、例えば半田からなるバンプ電極３１を配線基板２３の裏面に形成されている接続パッド２７に供給した後、リフロー処理を施すことによりバンプ電極３１を溶解させる。これにより、接続パッド２７とバンプ電極３１とを接続する（図４のＳ１１５）。

その後、図１９に示すように、樹脂３０上に品名などを捺印し、配線基板２３を個々の製品に切り分ける（図４のＳ１１６）。そして、切り分けた製品を製品規格に沿って選別し、検査工程を経て製品が出荷される（図４のＳ１１７）。

次に、ウェハ１を固定した後（図４のＳ１０３）、ウェハ１の素子形成面に表面保護シートを貼り付ける工程（図４のＳ１０４）から紫外線（ＵＶ）を照射する工程（図４のＳ１０６）までを連続処理する一例について図面を参照しながら説明する。

図２０は、一貫処理装置４０を示した説明図である。図２０において、一貫処理装置４０は、表面保護シート貼付部４１と紫外線照射部４２とを有している。表面保護シート貼付部４１は、ウェハ供給カセット４３、搬送装置４４、チャックテーブル４５、供給リール４６、巻き取りリール４７、回転ローラ４８、カッタ駆動部４９およびカッタ５０を有している。一方、紫外線照射部４２は、紫外線照射装置５２、上蓋５３、搬送装置５４およびウェハ収納カセット５５を有している。

以下に、このように構成された一貫処理装置４０の動作について説明する。まず、処理前のウェハ１はウェハ供給カセット４３に格納されている。そして、搬送装置４４によってウェハ１はウェハ供給カセット４３から取り出されてチャックテーブル４５に搬送される。その後、チャックテーブル４５において、ウェハ１は素子形成面を上側にした状態で固定される。

続いて、ウェハ１の素子形成面に表面保護シート１１を貼り付ける。具体的には、供給リール４６と巻き取りリール４７によって表面保護シート１１の未使用領域がウェハ１上にくるように配置する。すなわち、供給リール４６と巻き取りリールによってテープ状の表面保護シート１１が移動できるようになっており、一枚のウェハ１に表面保護シート１１を貼り付けると、供給リール４６と巻き取りリール４７が回転して、次のウェハ１に貼り付ける表面保護シート１１の未使用領域がチャックテーブル４５上に配置されるようになっている。

次に、回転ローラ４８によって表面保護シート１１をウェハ１へ押し付けることにより、ウェハ１上に表面保護シート１１を貼り付ける。表面保護シート１１には紫外線硬化型粘着材が形成されており、この紫外線硬化型粘着材によりウェハ１に表面保護シート１１が貼り付けられる。

続いて、カッタ駆動部４９に制御されたカッタ５０によってウェハ１に貼り付けられた表面保護シート１１をウェハ単位で切断する。このとき、ウェハ１の大きさよりも表面保護シート１１の大きさが小さくなるようにカッタ５０に角度をもたせて切断する。この切断工程では、ウェハ１に形成されているオリエンテーションフラットの端部あるいはノッチの部分で切り残しが発生しやすい。つまり、カッタ５０による切断工程においては、ウェハ１からはみ出した切り残し部分が形成されることがある。

続いて、表面保護シート貼付部４１と紫外線照射部４２の間に配置されている搬送装置５１により、ウェハ１をチャックテーブル４５から紫外線照射装置５２上に搬送する。紫外線照射装置５２では、ウェハ１の素子形成面を上側にして載置される。つまり、ウェハ１の面のうち表面保護シート１１を貼り付けた面を上側にして載置される。その後、ウェハ１の下側より紫外線を照射する。このとき、ウェハ１の内側に貼り付けられた表面保護シート１１には、ウェハ１がマスクとなるため紫外線が照射されない。すなわち、ウェハ１の内側にある紫外線硬化型粘着材には紫外線が照射されないので、硬化せず粘着性を維持する。一方、ウェハ１からはみ出した切り残し部分については、ウェハ１がマスクとならない。このため、はみ出した切り残し部分には紫外線が照射され、紫外線硬化型粘着材が硬化する。これにより、ウェハ１からはみ出した部分だけ紫外線硬化型粘着材の粘着力を低下させることができる。なお、紫外線照射装置５２の上部には紫外線を遮蔽するための上蓋５３が配置されている。

紫外線の照射が終了すると、ウェハ１は搬送装置５４によって紫外線照射装置５２からウェハ収納カセット５５に搬送される。

このように一貫処理装置４０によれば表面保護シート１１の貼り付けから紫外線の照射まで一貫して処理できるので、製造工程のスループットを向上させることができる。ここでの一貫処理とは、ウェハ１をカセットから取り出して表面保護シートの貼り付けおよび切断を実施した後、ウェハ１をカセットに戻すことなく、ウェハ１に紫外線を照射し、その後、ウェハ１をカセットに戻す処理を示している。

一貫処理装置４０での処理を終了した後、ウェハ１の裏面を研削するが、ウェハ１からはみ出した表面保護シートには一貫処理装置４０で紫外線が照射されている。したがって、はみ出した部分における紫外線硬化型粘着材は硬化して粘着力が低下しているので、ウェハ１からはみ出した紫外線硬化型粘着材は研削材（砥石）にくっつくことがなくなる。このため、ウェハ１からはみ出した紫外線硬化型粘着材がウェハの裏面に引きずられることを防止でき、歩留まり向上を図ることができる。

（実施の形態２）
前記実施の形態１ではウェハ上にバンプ電極を形成しない例について説明したが、本実施の形態１ではバンプ電極を形成したウェハ（例えばＩＣカードの製造に使用される）を使用して半導体装置を製造する例について図面を参照しながら説明する。

まず、通常の方法を使用してウェハ上に集積回路を形成する。この集積回路を形成する工程でウェハ上にバンプ電極が形成される。バンプ電極は、例えば金膜から形成することができる。続いて、ウェハ上に形成された集積回路の良否を判定する（ウェハテスト）。

次に、図２１に示すように、ステージ１０上にウェハ１を固定する。ウェハ１にはバンプ電極６０が形成されており、バンプ電極６０が形成されている素子形成面を上側にしてステージ１０上に載置される。

そして、図２２に示すように、ウェハ１の素子形成面上に表面保護シート１１を貼り付ける。表面保護シート１１は、基材１１ａと紫外線硬化型粘着材１１ｂより構成されている。ここで、素子形成面の表面はバンプ電極６０が形成されているため、凹凸が形成されている。しかし、表面保護シート１１の粘着材は粘着力の高い紫外線硬化型粘着材１１ｂで形成されているので、バンプ電極６０が形成されているウェハ１に対して確実に表面保護シート１１を貼り付けることができる。

続いて、図２３に示すように、ウェハ１に貼り付けた表面保護シート１１をウェハ単位で切断する。このとき、ウェハ１のオリエンテーションフラットの端部やノッチ（特異領域）には、ウェハ１からはみ出した切り残し（局所領域）１４が発生することがある。

次に、図２４に示すように、ウェハ１を紫外線照射装置のステージ１５に配置する。ウェハ１は表面保護シート１１を貼り付けた面を上側にして載置される。そして、紫外線照射ランプ１５ａから紫外線を照射する。すると、ウェハ１の内側に貼り付けられている表面保護シート１１には、ウェハ１がマスクとなって紫外線が照射されない。一方、ウェハ１から外側にはみ出している切り残し１４には紫外線が照射され、切り残し１４に形成されている紫外線硬化型粘着材は硬化する。

その後、図９に示す場合と同様にウェハ１の裏面（素子形成面とは反対側の面、つまり表面保護シート１１を貼り付けた面とは反対側の面）を研削する。このとき、はみ出した切り残し１４において、紫外線硬化型粘着材は硬化して粘着力が低下している。このため、ウェハ１からはみ出した紫外線硬化型粘着材は研削材（砥石）にくっつくことがなくなるので、ウェハ１からはみ出した紫外線硬化型粘着材がウェハの裏面に引きずられることを防止でき、歩留まり向上を図ることができる。

続いて、前記実施の形態１と同様の工程を経ることにより、ウェハ１を個々のチップに個片化する（図１０〜図１３参照）。

次に、図２５に示すように、個片化したチップＣ４をテープ状の薄いフィルム基板６１に接合する。例えばポリイミド樹脂からなるフィルム基板６１には接着剤６２によって、例えば銅膜よりなるインナーリード６３が形成されている。そして、このインナーリード６３とチップＣ４に形成されているバンプ電極６０とをボンディングツールで熱圧着することによりフィルム基板６１にチップＣ４を搭載する。なお、フィルム基板６１のインナーリード６３上にはソルダレジスト６４が形成されている。

続いて、図２６に示すように、チップＣ４を樹脂６５によって樹脂封止する。このようにしてチップＣ４をフィルム基板６１に実装することができる。

なお、バンプ電極６０を形成したチップＣ４の実装例として図２６に示した形態の他に以下に示す形態とすることもできる。

図２７は、例えばポリイミド樹脂からなるフィルム基板６６にチップＣ４を接合した様子を示す断面図である。図２７において、フィルム基板６６には、インナーリード６７が形成されている。そして、このインナーリード６７とチップＣ４に形成されているバンプ電極６０とを熱圧着させることにより、フィルム基板６６にチップＣ４を搭載する。なお、フィルム基板６６のインナーリード６７上にはソルダレジスト６８が形成されている。このフィルム基板６６は、チップ搭載領域が空洞領域になっていない点で前述したフィルム基板６１と異なる。

続いて、図２８に示すように、フィルム基板６６とチップＣ４との間にアンダーフィル材６９を充填する。そして、例えば加熱することにより、アンダーフィル材６９を硬化させる。アンダーフィル材６９は、隣接するバンプ電極６０が熱処理によって溶融することにより接続することを防止する機能を有している。このようにして、チップＣ４をフィルム基板６６に実装することができる。

なお、図２７および図２８では、チップＣ４をフィルム基板６６に搭載した後、アンダーフィル材６９を充填している例を示したがこれに限らない。例えば、チップＣ４を搭載する前にアンダーフィル材６９を塗布し、その後、チップＣ４を搭載するようにしてもよい。また、アンダーフィル材６９として熱硬化性のものを使用したが、例えば紫外線硬化性のものを使用してもよい。

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。

本願で開示された一つの発明は、半導体装置を製造する製造業に幅広く利用することができる。

ウェハの一例を示した平面図である。 ウェハの一例を示した平面図である。 ウェハの裏面を研削する様子を示した側面図である。 本発明の実施の形態１における半導体装置の製造工程を示したフローチャートである。 （ａ）はウェハをステージ上に固定した様子を示す上面図であり、（ｂ）はウェハをステージ上に固定した様子を示す側面図である。 （ａ）はウェハ上に表面保護シートを貼り付ける様子を示した上面図であり、（ｂ）はウェハ上に表面保護シートを貼り付ける様子を示した側面図である。 （ａ）はウェハに貼り付けた表面保護シートをウェハ単位で切断した様子を示す上面図であり、（ｂ）はウェハに貼り付けた表面保護シートをウェハ単位で切断した様子を示す側面図である。 （ａ）はウェハに紫外線を照射する様子を示した上面図であり、（ｂ）はウェハに紫外線を照射する様子を示した側面図である。 ウェハの裏面を研削する様子を示した側面図である。 （ａ）はフレームにウェハを貼り付けた様子を示す上面図であり、（ｂ）はフレームにウェハを貼り付けた様子を示す側面図である。 ウェハをダイシングする様子を示した側面図である。 ウェハを個片化したチップに紫外線を照射する様子を示した側面図である。 チップをピックアップする様子を示した側面図である。 チップを配線基板に搭載する様子を示した側面図である。 実施の形態１における半導体装置の製造工程を示した断面図である。 図１５に続く半導体装置の製造工程を示した断面図である。 図１６に続く半導体装置の製造工程を示した断面図である。 図１７に続く半導体装置の製造工程を示した断面図である。 図１８に続く半導体装置の製造工程を示した断面図である。 一貫処理装置を説明するための説明図である。 実施の形態２における半導体装置の製造工程を示した側面図である。 図２１に続く半導体装置の製造工程を示した側面図である。 図２２に続く半導体装置の製造工程を示した側面図である。 図２３に続く半導体装置の製造工程を示した側面図である。 図２４に続く半導体装置の製造工程を示した断面図である。 図２５に続く半導体装置の製造工程を示した断面図である。 実施の形態２の変形例における半導体装置の製造工程を示した断面図である。 図２７に続く半導体装置の製造工程を示した断面図である。

符号の説明

１ ウェハ
２ ノッチ
３ オリエンテーションフラット
３ａ 端部
４ 表面保護シート
５ 研削材
６ 基材
７ 紫外線硬化型粘着材
１０ ステージ
１１ 表面保護シート
１１ａ 基材
１１ｂ 紫外線硬化型粘着材
１２ ローラ
１３ カッタ
１４ 切り残し
１５ ステージ
１５ａ 紫外線照射ランプ
１６ 研削材
１７ フレーム
１８ ダイシングテープ
１９ ダイシングテーブル
２０ 円形刃
２１ 突き上げピン
２２ コレット
２３ 配線基板
２４ ペースト材
２５ａ 絶縁性ペースト
２５ｂ 絶縁性ペースト
２６ 電極パッド
２７ 接続パッド
２８ 基板内配線
２９ ボンディングワイヤ
３０ 樹脂
３１ バンプ電極
４０ 一貫処理装置
４１ 表面保護シート貼付部
４２ 紫外線照射部
４３ ウェハ供給カセット
４４ 搬送装置
４５ チャックテーブル
４６ 供給リール
４７ 巻き取りリール
４８ 回転ローラ
４９ カッタ駆動部
５０ カッタ
５１ 搬送装置
５２ 紫外線照射装置
５３ 上蓋
５４ 搬送装置
５５ ウェハ収納カセット
６０ バンプ電極
６１ フィルム基板
６２ 接着剤
６３ インナーリード
６４ ソルダレジスト
６５ 樹脂
６６ フィルム基板
６７ インナーリード
６８ ソルダレジスト
６９ アンダーフィル材
Ｃ１〜Ｃ４ チップ

Claims (15)

1. （ａ）紫外線を照射することにより硬化する粘着材を含む表面保護シートを、半導体ウェハの素子形成面に貼り付ける工程と、
   （ｂ）前記表面保護シートを前記半導体ウェハ単位で切断する工程と、
   （ｃ）前記（ｂ）工程後、前記半導体ウェハの素子形成面とは反対側の面から、紫外線を照射する工程と、
   （ｄ）前記（ｃ）工程後、前記半導体ウェハの素子形成面とは反対側の面を研削する工程とを備える半導体装置の製造方法。
2. 前記（ｄ）工程を実施した後の前記半導体ウェハの厚さは１００μｍ未満である請求項１記載の半導体装置の製造方法。
3. 前記（ｄ）工程を実施した後の前記半導体ウェハの厚さは９０μｍ未満である請求項１記載の半導体装置の製造方法。
4. 前記（ｄ）工程を実施した後の前記半導体ウェハの厚さは７０μｍ未満である請求項１記載の半導体装置の製造方法。
5. 前記（ｃ）工程は、前記半導体ウェハをマスクにして前記表面保護シートに紫外線を照射する請求項１記載の半導体装置の製造方法。
6. 前記（ｃ）工程は、前記半導体ウェハ上に貼り付けられた前記表面保護シートには紫外線が照射されず、前記半導体ウェハからはみ出した前記表面保護シートの部分にのみ紫外線が照射される請求項１記載の半導体装置の製造方法。
7. 前記半導体ウェハをウェハカセットから取り出した後、前記（ａ）工程、前記（ｂ）工程および前記（ｃ）工程までを連続して実施し、前記（ｃ）工程を終了した後に前記半導体ウェハを前記ウェハカセットに戻す請求項１記載の半導体装置の製造方法。
8. 前記半導体ウェハの素子形成面にはバンプ電極が形成されている請求項１記載の半導体装置の製造方法。
9. 前記バンプ電極は金を主成分とする請求項７記載の半導体装置の製造方法。
10. 前記（ｃ）工程で紫外線を照射した領域の前記粘着材が硬化することにより、接着力が紫外線を照射する前に比べて弱くなる請求項１記載の半導体装置の製造方法。
11. 前記（ｄ）工程は、砥石を使用して前記半導体ウェハを研削し、
    前記（ｃ）工程で紫外線を照射した領域の前記粘着材が硬化することにより、接着力が前記砥石につかない程度に弱まる請求項１記載の半導体装置の製造方法。
12. （ａ）紫外線を照射することにより硬化する粘着材を含む表面保護シートを、半導体ウェハの素子形成面に貼り付ける工程と、
    （ｂ）前記表面保護シートを前記半導体ウェハ単位で切断する工程と、
    （ｃ）前記表面保護シートの局所領域に紫外線を照射する工程と、
    （ｄ）前記半導体ウェハの素子形成面とは反対側の面を研削する工程とを備える半導体装置の製造方法。
13. 前記局所領域は、前記半導体ウェハの周辺部にある特異領域からはみ出した領域である請求項１２記載の半導体装置の製造方法。
14. 前記特異領域は、前記半導体ウェハに形成されたノッチである請求項１３記載の半導体装置の製造方法。
15. 前記特異領域は、前記半導体ウェハに形成されたオリエンテーションフラットの端部領域である請求項１３記載の半導体装置の製造方法。

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