半導体チップの製造方法
【課題】 半導体ウエハの厚さ、不純物のドープ量等によって、赤外線の吸収量が変動して、表面に形成されているパターンの認識、及びストリート位置の検出が困難になる。
【解決手段】 表面に、半導体素子が形成された複数のチップ領域と、チップ領域の間にストリートとが画定された半導体ウエハの表面に、ストリートに沿って溝を形成する。半導体ウエハの裏面から、半導体ウエハを通して溝の位置を検出する。溝が検出された位置に基づいて、半導体ウエハに、裏面からレーザビームを入射させることにより、溝に対応する位置の半導体ウエハを改質させて改質領域を形成する。溝及び改質領域の位置で、半導体ウエハを小片に分離する。
【解決手段】 表面に、半導体素子が形成された複数のチップ領域と、チップ領域の間にストリートとが画定された半導体ウエハの表面に、ストリートに沿って溝を形成する。半導体ウエハの裏面から、半導体ウエハを通して溝の位置を検出する。溝が検出された位置に基づいて、半導体ウエハに、裏面からレーザビームを入射させることにより、溝に対応する位置の半導体ウエハを改質させて改質領域を形成する。溝及び改質領域の位置で、半導体ウエハを小片に分離する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエハを小片に分割して半導体チップを製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ダイシング手法の１つとして、ステルスダイシング法が注目されている。ステルスダイシング法では、まず、ダイシングテープを貼付したシリコン等の半導体ウエハの内部にレーザ光を集光させて改質領域を形成する。ダイシングテープを引き伸ばすことにより、改質領域を起点として半導体ウエハを小片に分割する。
【０００３】
また、表面に窒化物系半導体素子を形成したサファイア基板を、レーザ光を利用して分離する方法が知られている。この方法では、窒化物半導体素子が形成された面に分離溝を形成する。この分離溝に沿ってレーザ光を走査して変質部分を形成する。
【０００４】
半導体ウエハの裏面に、分割ラインに沿って溝を形成し、溝内にレーザ光を照射して改質層を形成する技術が知られている。この方法では、半導体ウエハを小片に分離した後、裏面研削を行って溝の深さまで裏面表層部を除去する。これにより、高品質な側面を持つ半導体チップが得られる。
【０００５】
半導体ウエハの素子形成面に凹部を形成し、凹部の底面にレーザ光を照射して半導体ウエハを分離する技術が知られている。この方法では、凹部の深さ及び幅を調節することにより、素子形成面へのデブリの付着が防止される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−７９７４６号公報
【特許文献２】特開２００６−２４５０６２号公報
【特許文献３】特開２００７−１３４４５４号公報
【特許文献４】特開２００８−１６６４４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
シリコン等の半導体ウエハの裏面からレーザ照射を行う場合、ウエハの分離予定線（ストリート）の位置を検出しなければならない。素子が形成されている表面には、表面保護テープが貼付され、半導体ウエハは、その表面を下向きにしてステージに保持される。半導体ウエハを透過する赤外線を用い、半導体ウエハの裏面から、表面に形成されているパターンを観察することにより、ストリートの位置が検出される。
【０００８】
半導体ウエハの厚さ、不純物のドープ量等によって、赤外線の吸収量が変動する。赤外線の吸収量が多くなると、表面に形成されているパターンの認識が困難になる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一観点によると、
表面に、半導体素子が形成された複数のチップ領域と、前記チップ領域の間にストリートとが画定された半導体ウエハの該表面に、前記ストリートに沿って溝を形成する工程と、
前記半導体ウエハの裏面から、前記半導体ウエハを通して前記溝の位置を検出する工程と、
前記溝が検出された位置に基づいて、前記半導体ウエハに、裏面からレーザビームを入射させることにより、前記溝に対応する位置の前記半導体ウエハを改質させて改質領域を形成する工程と、
前記溝及び前記改質領域の位置で、前記半導体ウエハを小片に分離する工程と
を有する半導体チップの製造方法が提供される。
【００１０】
本発明の他の観点によると、
表面に、半導体素子が形成された複数のチップ領域と、前記チップ領域の間にストリートが画定された半導体ウエハを、透明なチャックテーブルに固定する工程と、
前記チャックテーブルに固定された状態で、前記半導体ウエハの前記表面を、該表面側から観察し、前記ストリートの位置を検出する工程と、
前記ストリートの位置の検出結果に基づいて、前記チャックテーブルに固定された状態で、前記半導体ウエハに、裏面からレーザビームを入射し、前記ストリートに沿って走査することにより、前記半導体ウエハを改質して改質領域を形成する工程と、
前記改質領域の位置で、前記半導体ウエハの小片に分離する工程と
を有する半導体チップの製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００１１】
半導体ウエハに溝を形成しておくことにより、ストリートの位置を容易に検出することができる。また、半導体ウエハの表面を、表面側から観察することにより、ストリートの位置を容易に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】（１Ａ）及び（１Ｂ）は、それぞれ実施例１で分割対象となる半導体ウエハの平面図及び断面図である。
【図２】（２Ａ）は、実施例１による半導体チップの製造方法の研削時の半導体ウエハ及び研削装置の断面図であり、（２Ｂ）及び（２Ｃ）は、半導体ウエハをダイシング装置に設置した状態の断面図である。
【図３】（３Ａ）は、実施例１による半導体チップの製造方法のダイシング時における半導体ウエハ及びダイシング装置の断面図であり、（３Ｂ）は、ダイシング後の半導体ウエハの断面図である。
【図４】実施例１による半導体チップの製造方法のストリート位置検出時における半導体ウエハ及びレーザダイシング装置の概略図である。
【図５】実施例１による半導体チップの製造方法のレーザダイシング中における半導体ウエハ及びレーザダイシング装置の概略図である。
【図６】（６Ａ）は、レーザダイシング終了後の半導体ウエハの断面図であり、（６Ｂ）は、エキスパンド時における半導体ウエハの断面図であり、（６Ｃ）は、紫外線照射時における半導体ウエハの断面図である。
【図７】（７Ａ）及び（７Ｂ）は、半導体チップのピックアップ中における半導体チップ及びピックアップ装置の概略図である。
【図８】実施例２による半導体チップの製造方法のストリート位置検出時における半導体ウエハ及びレーザダイシング装置の概略図である。
【図９】実施例２による半導体チップの製造方法のレーザダイシング中における半導体ウエハ及びレーザダイシング装置の概略図である。
【図１０】実施例２による半導体チップの製造方法の亀裂観察時における半導体ウエハ及びレーザダイシング装置の概略図である。
【図１１】実施例３による半導体チップの製造方法のストリート位置検出時における半導体ウエハ及びレーザダイシング装置の概略図である。
【図１２】実施例３による半導体チップの製造方法のレーザダイシング中における半導体ウエハ及びレーザダイシング装置の概略図である。
【図１３】（１３Ａ）及び（１３Ｂ）は、レーザダイシング終了後の半導体ウエハの断面図であり、（１３Ｃ）は、エキスパンド時における半導体ウエハの断面図である。
【図１４】実施例４による半導体チップの製造方法のストリート位置検出時における半導体ウエハ及びレーザダイシング装置の概略図である。
【図１５】実施例４による半導体チップの製造方法のレーザダイシング中における半導体ウエハ及びレーザダイシング装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図面を参照しながら、実施例１〜実施例４について説明する。
【００１４】
［実施例１］
図１Ａに、半導体チップに分離する前の半導体ウエハの平面図を示す。半導体ウエハ２０の素子形成面（表面）に、行列状に配列した複数の素子形成領域（チップ領域）２１が画定されている。チップ領域２１内に、半導体素子等を含む回路パターンが形成されている。チップ領域２１の間に、分離予定線であるストリート２２が画定されている。
【００１５】
図１Ｂに、図１Ａの一点鎖線１Ｂ−１Ｂにおける断面図を示す。半導体ウエハ２０の表面２４に画定されたチップ領域２１内に、半導体素子等を含む回路パターンが形成されている。チップ領域２１の間に、ストリート２２が画定されている。半導体ウエハ２０の表面２４とは反対側の面、すなわち回路パターンが形成されていない面を裏面２５ということとする。
【００１６】
一例として、半導体ウエハ２０の直径は３００ｍｍであり、厚さは７８０μｍである。この半導体ウエハ２０から分離される半導体チップの厚さが５００μｍになる場合について説明する。
【００１７】
図２Ａに示すように、半導体ウエハ２０の表面２４に、表面保護テープ３０を貼り付ける。半導体ウエハ２０を、その裏面２５が上方を向く姿勢で、研削テーブル３１の上に吸着して固定する。バックグラインドホイール３２で、半導体ウエハ２０を、その厚さが５００μｍになるまで研削する。
【００１８】
図２Ｂに示すように、ダイシングテーブル３７に、ダイシングテープ３５を載置する。ダイシングテープ３５は、その外周部分においてウエハフレーム３６に支持されている。研削された半導体ウエハ２０の裏面２５を、ダイシングテープ３５に貼り付ける。ダイシングテープ３５は、近赤外光を透過させる素材で形成されている。ダイシングテープ３５の粘着剤の種類は特に限定されないが、本実施例では、紫外線硬化樹脂を用いた場合について説明する。図２Ｃに示すように、半導体ウエハ２０から表面保護テープ３０を剥離する。
【００１９】
図３Ａに示すように、ブレード３８を用いて、半導体ウエハ２０の表面２４側に、ストリート２２に沿う溝３９を形成する。溝３９の深さは、例えば４００μｍとする。溝３９の底から裏面２５までの厚さは１００μｍになる。図３Ｂに示すように、すべてのストリート２２に沿って溝３９が形成される。
【００２０】
図４に示すように、半導体ウエハ２０を、その表面２４を下方に向けて、レーザダイシング装置のチャックテーブル４０に固定する。なお、本実施例では、半導体ウエハ２０をチャックテーブル４０の上に直接載置するが、接触による半導体ウエハ２０の破損が懸念される場合には、ポーラス状のシートをチャックテーブル４０に載せ、その上に半導体ウエハ２０を載置してもよい。チャックテーブル４０には、近赤外光を反射する素材、例えばステンレス等の金属が用いられる。
【００２１】
以下、実施例１で用いるレーザダイシング装置について説明する。レーザダイシング装置は、観察用光源４５、レーザ光源４６、カメラ４７、及び制御装置５０を含む。観察用光源４５は、半導体ウエハ２０を透過する波長域の近赤外光を放射する。観察用光源４５には、例えばハロゲンランプが用いられる。レーザ光源４６は、半導体ウエハ２０内に集光することによって、半導体ウエハ２０を改質させることができる波長域の赤外パルスレーザビームを出射する。具体的には、赤外パルスレーザビームの波長は、半導体ウエハ２０を透過する波長域であるが、焦点位置において多光子吸収が生じる程度のパワーを有する。レーザ光源４６には、例えば波長１０６４ｎｍの赤外レーザビームを出射するＮｄ：ＹＡＧレーザが用いられる。
【００２２】
観察用光源４５から放射された近赤外光の一部が、ビームスプリッタ４９で反射し、ダイクロイックミラー４８を透過して、ダイシングテープ３５に入射する。さらに、ダイシングテープ３５を透過し、半導体ウエハ２０に入射する。半導体ウエハ２０によって一部が吸収され、チャックテーブル４０で反射した近赤外光は、ダイクロイックミラー４８を透過し、一部がビームスプリッタ４９を透過して、カメラ４７に入射する。カメラ４７は、観察用光源４５から放射される近赤外光の波長域に感度を有する。
【００２３】
レーザ光源４６から出射した赤外レーザビームは、ダイクロイックミラー４８で反射し、半導体ウエハ２０の内部に集光される。制御装置５０は、観察用光源４５、レーザ光源４６を制御し、カメラ４７で撮像された画像信号を受信する。
【００２４】
ダイシングテープ３５が貼付された半導体ウエハ２０をチャックテーブル４０に固定した後、観察用光源４５から近赤外光を放射し、カメラ４７で半導体ウエハ２０を透過してチャックテーブル４０で反射した反射光を受光する。制御装置５０が、カメラ４７から受信した画像信号を分析することにより、溝３９の位置を検出する。溝３９の位置が検出されると、チャックテーブル４０のθ補正を行うと共に、レーザビームで走査するべき位置を決定する。
【００２５】
図５に示すように、レーザ光源４６から赤外レーザビームを出射させる。レーザビームの焦点は、溝３９の底面と、半導体ウエハ２０の裏面２５との間に位置するように調節されている。チャックテーブル４０を面内方向に移動させることにより、ストリート２２（溝３９）に沿ってレーザビームを走査する。レーザビームの焦点位置におけるパワー密度は、１×１０８Ｗ／ｃｍ２以上にすることが好ましい。レーザビームのパルス幅は、１μｓ以下とすることが好ましい。レーザビームの焦点位置の半導体ウエハ２０が改質され、改質領域２６が形成される。
【００２６】
図６Ａに示すように、全てのストリート２２に沿って改質領域２６が形成される。なお、半導体ウエハ２０をチャックテーブル４０に固定した状態で、図４に示したように、改質領域２６の形成に伴って半導体ウエハ２０の内部に発生した亀裂を、カメラ４７を用いて観察してもよい。亀裂の形状及び大きさにより、レーザビームの再照射の必要性の有無を判定することができる。
【００２７】
図６Ｂに示すように、ダイシングテープ３５を、ウエハエキスパンドステージ５５を用いて放射状に引き伸ばすことにより、半導体ウエハ２０に面内方向の引張り力を加える。これにより、改質領域２６を起点として、半導体ウエハ２０が小片の半導体チップ２０Ａに分割される。
【００２８】
図６Ｃに示すように、半導体チップ２０を分割した後、ダイシングテープ３５に紫外線５６を照射する。紫外線照射により、ダイシングテープ３５の粘着力が低下する。
【００２９】
図７Ａに示すように、ダイシングテープ３５及び半導体ウエハ２０をピックアップ装置に載置する。突き上げピン５６により、半導体チップ２０Ａを突き上げる。突き上げられた半導体チップ２０Ａの上方にコレット５７を移動させる。図７Ｂに示すように、突き上げられた半導体チップ２０Ａを、コレット５７で吸着して取り上げる。
【００３０】
実施例１においては、図４に示した工程で、溝３９をカメラ４７で観察する。半導体ウエハ２０の表面２４に形成された回路パターンを観察する場合に比べて、コントラストの高い画像情報を得ることができる。このため、ストリート２２の位置を容易に検出することができる。溝３９の検出を容易にするために、溝３９の深さを、半導体ウエハ２０の厚さの１／４以上にすることが好ましい。一例として、５０μｍ以上にすることが好ましい。
【００３１】
また、溝３９が深すぎると、ブレードを用いたダイシング時に、欠けや割れが生じやすくなる。さらに、レーザ光による改質領域形成可能な領域が狭く（薄く）なり、加工位置のの制御が困難になる。従って、溝３９の深さは、半導体ウエハ２０の厚さの４／５以下とすることが好ましい。一例として、１００μｍ以下にすることが好ましい。
【００３２】
［実施例２］
図８〜図１０を参照して、実施例２について説明する。実施例１の図３Ｂに示した溝３９を形成するまでの工程は、実施例２の製造方法と共通である。
【００３３】
図８に示すように、ダイシングテープ３５が貼付された半導体ウエハ２０を、その表面２４を下方に向けて、レーザダイシング装置のチャックテーブル４０に固定する。なお、チャックテーブル４０と半導体ウエハ２０との間に、ポーラス状のシートを挟んでもよい。以下、実施例２で用いるレーザダイシング装置について説明する。なお、実施例１で用いたレーザダイシング装置と同一の構成については説明を省略する。
【００３４】
チャックテーブル４０は、近赤外光及び可視光を透過させる素材で形成されている。チャックテーブル４０には、例えば透明なアクリル、ガラス等を用いることができる。レーザ光源４６から出射した赤外レーザビームが、ダイクロイックミラー４８で反射され、ダイシングテープ３５を透過して、半導体ウエハ２０に入射する。半導体ウエハ２０を透過した赤外レーザビームは、チャックテーブル４０を透過し、ダイクロイックミラー６０で反射されて、パワーメータ６１に入射する。
【００３５】
チャックテーブル４０の下方に配置された観察用光源４５が、近赤外光及び可視光を放射する。放射された近赤外線の一部は、ビームスプリッタ４９で反射され、ダイクロイックミラー６０、チャックテーブル４０、半導体ウエハ２０、ダイシングテープ３５、ダイクロイックミラー４８、及びビームスプリッタ６５を透過して、赤外及び可視域で感度を持つカメラ４７に入射する。
【００３６】
観察用光源４５から放射された可視光の一部は、ビームスプリッタ４９で反射され、ダイクロイックミラー６０及びチャックテーブル４０を透過して、半導体ウエハ２０に入射する。半導体ウエハ２０の表面２４で反射した可視光が、ダイクロイックミラー６０を透過し、一部の可視光がビームスプリッタ４９を透過して、カメラ６７に入射する。カメラ６７は可視域で感度を有する。
【００３７】
チャックテーブル４０の上方に配置された観察用光源６６が、可視光を放射する。放射された可視光の一部が、ビームスプリッタ６５で反射され、ダイクロイックミラー４８及びダイシングテープ３５を透過して、半導体ウエハ２０に入射する。半導体ウエハ２０の裏面２５で反射した可視光が、ダイクロイックミラー４８を透過し、一部の可視光がビームスプリッタ６５を透過してカメラ４７に入射する。
【００３８】
上述のように、チャックテーブル４０の上方に配置されたカメラ４７は、半導体ウエハ２０を透過した近赤外光、及び半導体ウエハ２０の裏面２５で反射した可視光の両方を受光する。チャックテーブル４０の下方に配置されたカメラ６７は、半導体ウエハ２０の表面２４で反射した可視光を受光する。
【００３９】
制御装置５０が、観察用光源４５、６６、及びレーザ光源４６を制御する。パワーメータ６１で測定されたレーザパワー、及びカメラ４７、６７で生成された画像信号が、制御装置５０に入力される。
【００４０】
ダイシングテープ３５が貼付された半導体ウエハ２０をチャックテーブル４０に固定した状態で、観察用光源４５から近赤外光及び可視光を放射し、半導体ウエハ２０を透過した近赤外光を、カメラ４７で観察する。観察結果が、画像信号として制御装置５０に入力される。制御装置５０は、画像信号を分析することにより、溝３９の位置を検出する。検出結果に基づいて、チャックテーブル４０のθ補正を行う。
【００４１】
図９に示すように、レーザ光源４６から赤外レーザビームを出射し、半導体ウエハ２０内に集光させる。赤外レーザビームの焦点は、溝３９の底面と裏面２５との間に位置する。赤外レーザビームが集光された位置に、改質領域２６が形成される。一部の赤外レーザビームは、集光された後、発散ビームとなり、半導体ウエハ２０及びチャックテーブル４０を透過し、ダイクロイックミラー６０で反射されてパワーメータ６１に入射する。パワーメータ６１で測定されたレーザパワーが制御装置５０に入力される。
【００４２】
チャックテーブル４０を面内方向に移動させることにより、溝３９に沿って改質領域２６を形成する。
【００４３】
図１０に示すように、観察用光源４５、６６から可視光を放射し、カメラ６７、４７で、それぞれ半導体ウエハ２０の表面２４及び裏面２５からの反射光を観察する。これにより、改質領域２６から裏面２５や溝３９の底面まで達した亀裂を検出することができる。亀裂の形状及び大きさ等に基づいて、レーザダイシングの良否の判定を行うことができる。内部に発生した亀裂を近赤外光を用いて観察する場合に比べて、判定精度を高めることができる。改質領域２６の形成が不十分である場合には、赤外レーザビームの再照射を行うことにより、歩留まりを高めることができる。なお、図９に示したレーザ加工中に、カメラ４７、６７を用いて亀裂の観察を行ってもよい。
【００４４】
その後の工程は、実施例１の図６Ａ〜図７Ｂに示した工程と同一である。
【００４５】
実施例２においても、図８に示した近赤外域の透過光を観察することにより、溝３９の位置を容易に検出することができる。
【００４６】
さらに、実施例２では、図９に示した工程で、半導体ウエハ２０を透過した赤外レービームのパワーを測定することができる。透過光のパワーを測定することにより、半導体ウエハ２０に形成された半導体素子等に与える熱影響を評価することができる。以下、熱影響を評価する方法について説明する。
【００４７】
回路パターンが形成されていない半導体ウエハをチャックテーブル４０に固定し、ステルスダイシングと同じ条件で赤外レーザビームを出射する。このときのパワーメータ６１によるレーザパワーの測定結果を、参照パワーとして記憶しておく。
【００４８】
回路パターンが形成された半導体ウエハ２０に改質領域２６を形成しているときに、パワーメータ６１で測定されたレーザパワーと、参照パワーとを比較する。両者の差が、回路パターンで吸収されたレーザパワーに相当すると考えられる。従って、回路パターンで吸収されたレーザエネルギを推定することができる。回路パターンで吸収されたレーザエネルギに基づいて、回路パターンへの熱影響を評価することが可能である。
【００４９】
また、レーザ加工中に、パワーメータ６１の測定結果に基づいて、レーザパワー等の加工条件をリアルタイムに調整することも可能である。
【００５０】
［実施例３］
図１１〜図１３Ｃを参照して、実施例３について説明する。実施例１の図２Ａに示した半導体ウエハ２０を研削するまでの工程は、実施例３の製造方法と共通である。
【００５１】
図１１に示すように、レーザダイシング装置のチャックテーブル４０に、表面保護テープ３０が貼付された半導体ウエハ２０を、その表面２４を下方に向けて固定する。半導体ウエハ２０には、実施例１の溝３９に相当する溝は形成されていない。
【００５２】
制御装置５０、レーザ光源４６、パワーメータ６１、ダイクロイックミラー４８、６０、観察用光源４５、ビームスプリッタ４９、及びカメラ６７の構成は、図８に示した実施例２のレーザダイシング装置の構成と同一である。
【００５３】
表面保護テープ３０が貼付された半導体ウエハ２０をチャックテーブル４０に固定した状態で、観察用光源４５から可視光を放射し、カメラ６７で半導体ウエハ２０の表面２４の回路パターンを観察する。観察された画像信号が、制御装置５０に入力される。この画像信号を分析することにより、半導体ウエハ２０の表面２４に画定されているストリート２２の位置を検出する。
【００５４】
図１２に示すように、レーザ光源４６から赤外レービームを出射させ、半導体ウエハ２０のストリート２２に対応する領域に改質領域２６を形成する。改質領域２６の形成方法は、図９に示した実施例２による方法と同一である。ただし、実施例３では、溝３９（図９）が形成されていないため、半導体ウエハ２０の表面２４と裏面２５との間に、赤外レーザビームが集光される。
【００５５】
改質領域２６を形成した後、図１１に示したように、カメラ６７で半導体ウエハ２０の表面２４を観察してもよい。改質領域２６から発生し、表面２５まで到達した亀裂の形状や大きさを観察することができる。なお、図８に示したように、半導体ウエハ２０を透過する近赤外光を用いて、半導体ウエハ２０の内部に発生した亀裂を観察してもよい。さらに、図１０に示したように、チャックテーブル４０の上方に配置した観察用光源６６及びカメラ４７を用いて、半導体ウエハ２０の裏面２５まで達した亀裂を観察してもよい。
【００５６】
半導体ウエハ２０の表面２４及び裏面２５まで達した亀裂の形状や大きさを観察することにより、レーザダイシングの良否の判定精度を高めることができる。
【００５７】
図１３Ａに示すように、改質領域２６が形成された半導体ウエハ２０の裏面２５、ダイシングテープ３５を貼り付ける。図１３Ｂに示すように、半導体ウエハ２０から表面保護テープ３０を剥離する。図１３Ｃに示したように、ダイシングテープ３５を放射状に引き伸ばし、半導体ウエハ２０を、改質領域２６を起点として、小片の半導体チップ２０Ａに分割する。その後の工程は、図６Ｃ〜図７Ｂに示した工程と同一である。
【００５８】
実施例３においては、実施例１〜実施例２とは異なり、半導体ウエハ２０に溝が形成されていない。図１１に示した工程で、可視光を用いて半導体ウエハ２０の表面２４を、表面２４側から観察することにより、ストリート２２の位置を容易に検出することができる。
【００５９】
［実施例４］
図１４及び図１５を参照して、実施例４について説明する。以下、実施例３との相違点に着目して説明し、同一の構成については説明を省略する。実施例３では、図１１に示すように、半導体ウエハ２０を、その表面２４を下方に向けて、表面保護テープ３０を介してチャックテーブル４０に固定していた。
【００６０】
図１４に示すように、実施例４では、半導体ウエハ２０の裏面２５を下方に向けて、チャックテーブル４０に半導体ウエハ２０を固定している。このため、半導体ウエハ２０の表面２４は上方を向く。これに対応し、チャックテーブル４０の上方に配置された観察用光源６０及びカメラ４７を用いて、半導体ウエハ２０の表面２４に形成されている回路パターンを観察する。表面保護テープ３０は、可視光の波長域で透明である。カメラ４７で得られた画像信号が、制御装置５０に入力される。画像信号を分析することにより、ストリート２２の位置を容易に検出することができる。
【００６１】
図１５に示すように、実施例４では、レーザ光源４６から出射した赤外レーザビームが、チャックテーブル４０の下方からチャックテーブル４０を透過して、半導体ウエハ２０に入射する。これにより、改質領域２６が形成される。半導体ウエハ２０及び表面保護テープ３０を透過した赤外レーザビームが、ダイクロイックミラー６０で反射されてパワーメータ６１に入射する。パワーメータ６１で測定されたレーザパワーの測定値が制御装置５０に入力される。
【００６２】
改質領域２６が形成された後の工程は、実施例３の図１３Ａ〜図１３Ｃに示した工程と同一である。
【００６３】
実施例４においても、図１４に示したように、半導体ウエハ２０の表面２４に形成された回路パターンを、可視光を用いて、表面２４側から観察するため、容易にストリート２２の位置を検出することができる。
【００６４】
改質領域２６を形成した後、図１４に示したように、観察用光源６０及びカメラ４７を用いて、半導体ウエハ２０の表面２４まで達した亀裂を観察してもよい。さらに、図１１に示したように、チャックテーブル４０の下方に配置された観察用光源４５及びカメラ６７を用いて、半導体ウエハ２０の裏面２５まで達した亀裂を観察してもよい。実施例３の場合と同様に、レーザダイシングの良否の判定精度を高めることができる。
【００６５】
以上実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。
【符号の説明】
【００６６】
２０ 半導体ウエハ
２１ チップ領域
２２ ストリート
２４ 表面
２５ 裏面
２６ 改質領域
３０ 表面保護テープ
３１ 研削テーブル
３２ バックグラインドホイール
３５ ダイシングテープ
３６ ウエハフレーム
３７ ダイシングテーブル
３８ ブレード
３９ 溝
４０ チャックテーブル
４５ 観察用光源
４６ レーザ光源
４７ 赤外線カメラ
４８ ダイクロイックミラー
４９ ビームスプリッタ
５０ 制御装置
５５ ウエハエキスパンドステージ
５６ 紫外線
６０ ダイクロイックミラー
６１ パワーメータ
６５ ビームスプリッタ
６６ 観察用光源
６７ カメラ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエハを小片に分割して半導体チップを製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ダイシング手法の１つとして、ステルスダイシング法が注目されている。ステルスダイシング法では、まず、ダイシングテープを貼付したシリコン等の半導体ウエハの内部にレーザ光を集光させて改質領域を形成する。ダイシングテープを引き伸ばすことにより、改質領域を起点として半導体ウエハを小片に分割する。
【０００３】
また、表面に窒化物系半導体素子を形成したサファイア基板を、レーザ光を利用して分離する方法が知られている。この方法では、窒化物半導体素子が形成された面に分離溝を形成する。この分離溝に沿ってレーザ光を走査して変質部分を形成する。
【０００４】
半導体ウエハの裏面に、分割ラインに沿って溝を形成し、溝内にレーザ光を照射して改質層を形成する技術が知られている。この方法では、半導体ウエハを小片に分離した後、裏面研削を行って溝の深さまで裏面表層部を除去する。これにより、高品質な側面を持つ半導体チップが得られる。
【０００５】
半導体ウエハの素子形成面に凹部を形成し、凹部の底面にレーザ光を照射して半導体ウエハを分離する技術が知られている。この方法では、凹部の深さ及び幅を調節することにより、素子形成面へのデブリの付着が防止される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−７９７４６号公報
【特許文献２】特開２００６−２４５０６２号公報
【特許文献３】特開２００７−１３４４５４号公報
【特許文献４】特開２００８−１６６４４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
シリコン等の半導体ウエハの裏面からレーザ照射を行う場合、ウエハの分離予定線（ストリート）の位置を検出しなければならない。素子が形成されている表面には、表面保護テープが貼付され、半導体ウエハは、その表面を下向きにしてステージに保持される。半導体ウエハを透過する赤外線を用い、半導体ウエハの裏面から、表面に形成されているパターンを観察することにより、ストリートの位置が検出される。
【０００８】
半導体ウエハの厚さ、不純物のドープ量等によって、赤外線の吸収量が変動する。赤外線の吸収量が多くなると、表面に形成されているパターンの認識が困難になる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一観点によると、
表面に、半導体素子が形成された複数のチップ領域と、前記チップ領域の間にストリートとが画定された半導体ウエハの該表面に、前記ストリートに沿って溝を形成する工程と、
前記半導体ウエハの裏面から、前記半導体ウエハを通して前記溝の位置を検出する工程と、
前記溝が検出された位置に基づいて、前記半導体ウエハに、裏面からレーザビームを入射させることにより、前記溝に対応する位置の前記半導体ウエハを改質させて改質領域を形成する工程と、
前記溝及び前記改質領域の位置で、前記半導体ウエハを小片に分離する工程と
を有する半導体チップの製造方法が提供される。
【００１０】
本発明の他の観点によると、
表面に、半導体素子が形成された複数のチップ領域と、前記チップ領域の間にストリートが画定された半導体ウエハを、透明なチャックテーブルに固定する工程と、
前記チャックテーブルに固定された状態で、前記半導体ウエハの前記表面を、該表面側から観察し、前記ストリートの位置を検出する工程と、
前記ストリートの位置の検出結果に基づいて、前記チャックテーブルに固定された状態で、前記半導体ウエハに、裏面からレーザビームを入射し、前記ストリートに沿って走査することにより、前記半導体ウエハを改質して改質領域を形成する工程と、
前記改質領域の位置で、前記半導体ウエハの小片に分離する工程と
を有する半導体チップの製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００１１】
半導体ウエハに溝を形成しておくことにより、ストリートの位置を容易に検出することができる。また、半導体ウエハの表面を、表面側から観察することにより、ストリートの位置を容易に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】（１Ａ）及び（１Ｂ）は、それぞれ実施例１で分割対象となる半導体ウエハの平面図及び断面図である。
【図２】（２Ａ）は、実施例１による半導体チップの製造方法の研削時の半導体ウエハ及び研削装置の断面図であり、（２Ｂ）及び（２Ｃ）は、半導体ウエハをダイシング装置に設置した状態の断面図である。
【図３】（３Ａ）は、実施例１による半導体チップの製造方法のダイシング時における半導体ウエハ及びダイシング装置の断面図であり、（３Ｂ）は、ダイシング後の半導体ウエハの断面図である。
【図４】実施例１による半導体チップの製造方法のストリート位置検出時における半導体ウエハ及びレーザダイシング装置の概略図である。
【図５】実施例１による半導体チップの製造方法のレーザダイシング中における半導体ウエハ及びレーザダイシング装置の概略図である。
【図６】（６Ａ）は、レーザダイシング終了後の半導体ウエハの断面図であり、（６Ｂ）は、エキスパンド時における半導体ウエハの断面図であり、（６Ｃ）は、紫外線照射時における半導体ウエハの断面図である。
【図７】（７Ａ）及び（７Ｂ）は、半導体チップのピックアップ中における半導体チップ及びピックアップ装置の概略図である。
【図８】実施例２による半導体チップの製造方法のストリート位置検出時における半導体ウエハ及びレーザダイシング装置の概略図である。
【図９】実施例２による半導体チップの製造方法のレーザダイシング中における半導体ウエハ及びレーザダイシング装置の概略図である。
【図１０】実施例２による半導体チップの製造方法の亀裂観察時における半導体ウエハ及びレーザダイシング装置の概略図である。
【図１１】実施例３による半導体チップの製造方法のストリート位置検出時における半導体ウエハ及びレーザダイシング装置の概略図である。
【図１２】実施例３による半導体チップの製造方法のレーザダイシング中における半導体ウエハ及びレーザダイシング装置の概略図である。
【図１３】（１３Ａ）及び（１３Ｂ）は、レーザダイシング終了後の半導体ウエハの断面図であり、（１３Ｃ）は、エキスパンド時における半導体ウエハの断面図である。
【図１４】実施例４による半導体チップの製造方法のストリート位置検出時における半導体ウエハ及びレーザダイシング装置の概略図である。
【図１５】実施例４による半導体チップの製造方法のレーザダイシング中における半導体ウエハ及びレーザダイシング装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図面を参照しながら、実施例１〜実施例４について説明する。
【００１４】
［実施例１］
図１Ａに、半導体チップに分離する前の半導体ウエハの平面図を示す。半導体ウエハ２０の素子形成面（表面）に、行列状に配列した複数の素子形成領域（チップ領域）２１が画定されている。チップ領域２１内に、半導体素子等を含む回路パターンが形成されている。チップ領域２１の間に、分離予定線であるストリート２２が画定されている。
【００１５】
図１Ｂに、図１Ａの一点鎖線１Ｂ−１Ｂにおける断面図を示す。半導体ウエハ２０の表面２４に画定されたチップ領域２１内に、半導体素子等を含む回路パターンが形成されている。チップ領域２１の間に、ストリート２２が画定されている。半導体ウエハ２０の表面２４とは反対側の面、すなわち回路パターンが形成されていない面を裏面２５ということとする。
【００１６】
一例として、半導体ウエハ２０の直径は３００ｍｍであり、厚さは７８０μｍである。この半導体ウエハ２０から分離される半導体チップの厚さが５００μｍになる場合について説明する。
【００１７】
図２Ａに示すように、半導体ウエハ２０の表面２４に、表面保護テープ３０を貼り付ける。半導体ウエハ２０を、その裏面２５が上方を向く姿勢で、研削テーブル３１の上に吸着して固定する。バックグラインドホイール３２で、半導体ウエハ２０を、その厚さが５００μｍになるまで研削する。
【００１８】
図２Ｂに示すように、ダイシングテーブル３７に、ダイシングテープ３５を載置する。ダイシングテープ３５は、その外周部分においてウエハフレーム３６に支持されている。研削された半導体ウエハ２０の裏面２５を、ダイシングテープ３５に貼り付ける。ダイシングテープ３５は、近赤外光を透過させる素材で形成されている。ダイシングテープ３５の粘着剤の種類は特に限定されないが、本実施例では、紫外線硬化樹脂を用いた場合について説明する。図２Ｃに示すように、半導体ウエハ２０から表面保護テープ３０を剥離する。
【００１９】
図３Ａに示すように、ブレード３８を用いて、半導体ウエハ２０の表面２４側に、ストリート２２に沿う溝３９を形成する。溝３９の深さは、例えば４００μｍとする。溝３９の底から裏面２５までの厚さは１００μｍになる。図３Ｂに示すように、すべてのストリート２２に沿って溝３９が形成される。
【００２０】
図４に示すように、半導体ウエハ２０を、その表面２４を下方に向けて、レーザダイシング装置のチャックテーブル４０に固定する。なお、本実施例では、半導体ウエハ２０をチャックテーブル４０の上に直接載置するが、接触による半導体ウエハ２０の破損が懸念される場合には、ポーラス状のシートをチャックテーブル４０に載せ、その上に半導体ウエハ２０を載置してもよい。チャックテーブル４０には、近赤外光を反射する素材、例えばステンレス等の金属が用いられる。
【００２１】
以下、実施例１で用いるレーザダイシング装置について説明する。レーザダイシング装置は、観察用光源４５、レーザ光源４６、カメラ４７、及び制御装置５０を含む。観察用光源４５は、半導体ウエハ２０を透過する波長域の近赤外光を放射する。観察用光源４５には、例えばハロゲンランプが用いられる。レーザ光源４６は、半導体ウエハ２０内に集光することによって、半導体ウエハ２０を改質させることができる波長域の赤外パルスレーザビームを出射する。具体的には、赤外パルスレーザビームの波長は、半導体ウエハ２０を透過する波長域であるが、焦点位置において多光子吸収が生じる程度のパワーを有する。レーザ光源４６には、例えば波長１０６４ｎｍの赤外レーザビームを出射するＮｄ：ＹＡＧレーザが用いられる。
【００２２】
観察用光源４５から放射された近赤外光の一部が、ビームスプリッタ４９で反射し、ダイクロイックミラー４８を透過して、ダイシングテープ３５に入射する。さらに、ダイシングテープ３５を透過し、半導体ウエハ２０に入射する。半導体ウエハ２０によって一部が吸収され、チャックテーブル４０で反射した近赤外光は、ダイクロイックミラー４８を透過し、一部がビームスプリッタ４９を透過して、カメラ４７に入射する。カメラ４７は、観察用光源４５から放射される近赤外光の波長域に感度を有する。
【００２３】
レーザ光源４６から出射した赤外レーザビームは、ダイクロイックミラー４８で反射し、半導体ウエハ２０の内部に集光される。制御装置５０は、観察用光源４５、レーザ光源４６を制御し、カメラ４７で撮像された画像信号を受信する。
【００２４】
ダイシングテープ３５が貼付された半導体ウエハ２０をチャックテーブル４０に固定した後、観察用光源４５から近赤外光を放射し、カメラ４７で半導体ウエハ２０を透過してチャックテーブル４０で反射した反射光を受光する。制御装置５０が、カメラ４７から受信した画像信号を分析することにより、溝３９の位置を検出する。溝３９の位置が検出されると、チャックテーブル４０のθ補正を行うと共に、レーザビームで走査するべき位置を決定する。
【００２５】
図５に示すように、レーザ光源４６から赤外レーザビームを出射させる。レーザビームの焦点は、溝３９の底面と、半導体ウエハ２０の裏面２５との間に位置するように調節されている。チャックテーブル４０を面内方向に移動させることにより、ストリート２２（溝３９）に沿ってレーザビームを走査する。レーザビームの焦点位置におけるパワー密度は、１×１０８Ｗ／ｃｍ２以上にすることが好ましい。レーザビームのパルス幅は、１μｓ以下とすることが好ましい。レーザビームの焦点位置の半導体ウエハ２０が改質され、改質領域２６が形成される。
【００２６】
図６Ａに示すように、全てのストリート２２に沿って改質領域２６が形成される。なお、半導体ウエハ２０をチャックテーブル４０に固定した状態で、図４に示したように、改質領域２６の形成に伴って半導体ウエハ２０の内部に発生した亀裂を、カメラ４７を用いて観察してもよい。亀裂の形状及び大きさにより、レーザビームの再照射の必要性の有無を判定することができる。
【００２７】
図６Ｂに示すように、ダイシングテープ３５を、ウエハエキスパンドステージ５５を用いて放射状に引き伸ばすことにより、半導体ウエハ２０に面内方向の引張り力を加える。これにより、改質領域２６を起点として、半導体ウエハ２０が小片の半導体チップ２０Ａに分割される。
【００２８】
図６Ｃに示すように、半導体チップ２０を分割した後、ダイシングテープ３５に紫外線５６を照射する。紫外線照射により、ダイシングテープ３５の粘着力が低下する。
【００２９】
図７Ａに示すように、ダイシングテープ３５及び半導体ウエハ２０をピックアップ装置に載置する。突き上げピン５６により、半導体チップ２０Ａを突き上げる。突き上げられた半導体チップ２０Ａの上方にコレット５７を移動させる。図７Ｂに示すように、突き上げられた半導体チップ２０Ａを、コレット５７で吸着して取り上げる。
【００３０】
実施例１においては、図４に示した工程で、溝３９をカメラ４７で観察する。半導体ウエハ２０の表面２４に形成された回路パターンを観察する場合に比べて、コントラストの高い画像情報を得ることができる。このため、ストリート２２の位置を容易に検出することができる。溝３９の検出を容易にするために、溝３９の深さを、半導体ウエハ２０の厚さの１／４以上にすることが好ましい。一例として、５０μｍ以上にすることが好ましい。
【００３１】
また、溝３９が深すぎると、ブレードを用いたダイシング時に、欠けや割れが生じやすくなる。さらに、レーザ光による改質領域形成可能な領域が狭く（薄く）なり、加工位置のの制御が困難になる。従って、溝３９の深さは、半導体ウエハ２０の厚さの４／５以下とすることが好ましい。一例として、１００μｍ以下にすることが好ましい。
【００３２】
［実施例２］
図８〜図１０を参照して、実施例２について説明する。実施例１の図３Ｂに示した溝３９を形成するまでの工程は、実施例２の製造方法と共通である。
【００３３】
図８に示すように、ダイシングテープ３５が貼付された半導体ウエハ２０を、その表面２４を下方に向けて、レーザダイシング装置のチャックテーブル４０に固定する。なお、チャックテーブル４０と半導体ウエハ２０との間に、ポーラス状のシートを挟んでもよい。以下、実施例２で用いるレーザダイシング装置について説明する。なお、実施例１で用いたレーザダイシング装置と同一の構成については説明を省略する。
【００３４】
チャックテーブル４０は、近赤外光及び可視光を透過させる素材で形成されている。チャックテーブル４０には、例えば透明なアクリル、ガラス等を用いることができる。レーザ光源４６から出射した赤外レーザビームが、ダイクロイックミラー４８で反射され、ダイシングテープ３５を透過して、半導体ウエハ２０に入射する。半導体ウエハ２０を透過した赤外レーザビームは、チャックテーブル４０を透過し、ダイクロイックミラー６０で反射されて、パワーメータ６１に入射する。
【００３５】
チャックテーブル４０の下方に配置された観察用光源４５が、近赤外光及び可視光を放射する。放射された近赤外線の一部は、ビームスプリッタ４９で反射され、ダイクロイックミラー６０、チャックテーブル４０、半導体ウエハ２０、ダイシングテープ３５、ダイクロイックミラー４８、及びビームスプリッタ６５を透過して、赤外及び可視域で感度を持つカメラ４７に入射する。
【００３６】
観察用光源４５から放射された可視光の一部は、ビームスプリッタ４９で反射され、ダイクロイックミラー６０及びチャックテーブル４０を透過して、半導体ウエハ２０に入射する。半導体ウエハ２０の表面２４で反射した可視光が、ダイクロイックミラー６０を透過し、一部の可視光がビームスプリッタ４９を透過して、カメラ６７に入射する。カメラ６７は可視域で感度を有する。
【００３７】
チャックテーブル４０の上方に配置された観察用光源６６が、可視光を放射する。放射された可視光の一部が、ビームスプリッタ６５で反射され、ダイクロイックミラー４８及びダイシングテープ３５を透過して、半導体ウエハ２０に入射する。半導体ウエハ２０の裏面２５で反射した可視光が、ダイクロイックミラー４８を透過し、一部の可視光がビームスプリッタ６５を透過してカメラ４７に入射する。
【００３８】
上述のように、チャックテーブル４０の上方に配置されたカメラ４７は、半導体ウエハ２０を透過した近赤外光、及び半導体ウエハ２０の裏面２５で反射した可視光の両方を受光する。チャックテーブル４０の下方に配置されたカメラ６７は、半導体ウエハ２０の表面２４で反射した可視光を受光する。
【００３９】
制御装置５０が、観察用光源４５、６６、及びレーザ光源４６を制御する。パワーメータ６１で測定されたレーザパワー、及びカメラ４７、６７で生成された画像信号が、制御装置５０に入力される。
【００４０】
ダイシングテープ３５が貼付された半導体ウエハ２０をチャックテーブル４０に固定した状態で、観察用光源４５から近赤外光及び可視光を放射し、半導体ウエハ２０を透過した近赤外光を、カメラ４７で観察する。観察結果が、画像信号として制御装置５０に入力される。制御装置５０は、画像信号を分析することにより、溝３９の位置を検出する。検出結果に基づいて、チャックテーブル４０のθ補正を行う。
【００４１】
図９に示すように、レーザ光源４６から赤外レーザビームを出射し、半導体ウエハ２０内に集光させる。赤外レーザビームの焦点は、溝３９の底面と裏面２５との間に位置する。赤外レーザビームが集光された位置に、改質領域２６が形成される。一部の赤外レーザビームは、集光された後、発散ビームとなり、半導体ウエハ２０及びチャックテーブル４０を透過し、ダイクロイックミラー６０で反射されてパワーメータ６１に入射する。パワーメータ６１で測定されたレーザパワーが制御装置５０に入力される。
【００４２】
チャックテーブル４０を面内方向に移動させることにより、溝３９に沿って改質領域２６を形成する。
【００４３】
図１０に示すように、観察用光源４５、６６から可視光を放射し、カメラ６７、４７で、それぞれ半導体ウエハ２０の表面２４及び裏面２５からの反射光を観察する。これにより、改質領域２６から裏面２５や溝３９の底面まで達した亀裂を検出することができる。亀裂の形状及び大きさ等に基づいて、レーザダイシングの良否の判定を行うことができる。内部に発生した亀裂を近赤外光を用いて観察する場合に比べて、判定精度を高めることができる。改質領域２６の形成が不十分である場合には、赤外レーザビームの再照射を行うことにより、歩留まりを高めることができる。なお、図９に示したレーザ加工中に、カメラ４７、６７を用いて亀裂の観察を行ってもよい。
【００４４】
その後の工程は、実施例１の図６Ａ〜図７Ｂに示した工程と同一である。
【００４５】
実施例２においても、図８に示した近赤外域の透過光を観察することにより、溝３９の位置を容易に検出することができる。
【００４６】
さらに、実施例２では、図９に示した工程で、半導体ウエハ２０を透過した赤外レービームのパワーを測定することができる。透過光のパワーを測定することにより、半導体ウエハ２０に形成された半導体素子等に与える熱影響を評価することができる。以下、熱影響を評価する方法について説明する。
【００４７】
回路パターンが形成されていない半導体ウエハをチャックテーブル４０に固定し、ステルスダイシングと同じ条件で赤外レーザビームを出射する。このときのパワーメータ６１によるレーザパワーの測定結果を、参照パワーとして記憶しておく。
【００４８】
回路パターンが形成された半導体ウエハ２０に改質領域２６を形成しているときに、パワーメータ６１で測定されたレーザパワーと、参照パワーとを比較する。両者の差が、回路パターンで吸収されたレーザパワーに相当すると考えられる。従って、回路パターンで吸収されたレーザエネルギを推定することができる。回路パターンで吸収されたレーザエネルギに基づいて、回路パターンへの熱影響を評価することが可能である。
【００４９】
また、レーザ加工中に、パワーメータ６１の測定結果に基づいて、レーザパワー等の加工条件をリアルタイムに調整することも可能である。
【００５０】
［実施例３］
図１１〜図１３Ｃを参照して、実施例３について説明する。実施例１の図２Ａに示した半導体ウエハ２０を研削するまでの工程は、実施例３の製造方法と共通である。
【００５１】
図１１に示すように、レーザダイシング装置のチャックテーブル４０に、表面保護テープ３０が貼付された半導体ウエハ２０を、その表面２４を下方に向けて固定する。半導体ウエハ２０には、実施例１の溝３９に相当する溝は形成されていない。
【００５２】
制御装置５０、レーザ光源４６、パワーメータ６１、ダイクロイックミラー４８、６０、観察用光源４５、ビームスプリッタ４９、及びカメラ６７の構成は、図８に示した実施例２のレーザダイシング装置の構成と同一である。
【００５３】
表面保護テープ３０が貼付された半導体ウエハ２０をチャックテーブル４０に固定した状態で、観察用光源４５から可視光を放射し、カメラ６７で半導体ウエハ２０の表面２４の回路パターンを観察する。観察された画像信号が、制御装置５０に入力される。この画像信号を分析することにより、半導体ウエハ２０の表面２４に画定されているストリート２２の位置を検出する。
【００５４】
図１２に示すように、レーザ光源４６から赤外レービームを出射させ、半導体ウエハ２０のストリート２２に対応する領域に改質領域２６を形成する。改質領域２６の形成方法は、図９に示した実施例２による方法と同一である。ただし、実施例３では、溝３９（図９）が形成されていないため、半導体ウエハ２０の表面２４と裏面２５との間に、赤外レーザビームが集光される。
【００５５】
改質領域２６を形成した後、図１１に示したように、カメラ６７で半導体ウエハ２０の表面２４を観察してもよい。改質領域２６から発生し、表面２５まで到達した亀裂の形状や大きさを観察することができる。なお、図８に示したように、半導体ウエハ２０を透過する近赤外光を用いて、半導体ウエハ２０の内部に発生した亀裂を観察してもよい。さらに、図１０に示したように、チャックテーブル４０の上方に配置した観察用光源６６及びカメラ４７を用いて、半導体ウエハ２０の裏面２５まで達した亀裂を観察してもよい。
【００５６】
半導体ウエハ２０の表面２４及び裏面２５まで達した亀裂の形状や大きさを観察することにより、レーザダイシングの良否の判定精度を高めることができる。
【００５７】
図１３Ａに示すように、改質領域２６が形成された半導体ウエハ２０の裏面２５、ダイシングテープ３５を貼り付ける。図１３Ｂに示すように、半導体ウエハ２０から表面保護テープ３０を剥離する。図１３Ｃに示したように、ダイシングテープ３５を放射状に引き伸ばし、半導体ウエハ２０を、改質領域２６を起点として、小片の半導体チップ２０Ａに分割する。その後の工程は、図６Ｃ〜図７Ｂに示した工程と同一である。
【００５８】
実施例３においては、実施例１〜実施例２とは異なり、半導体ウエハ２０に溝が形成されていない。図１１に示した工程で、可視光を用いて半導体ウエハ２０の表面２４を、表面２４側から観察することにより、ストリート２２の位置を容易に検出することができる。
【００５９】
［実施例４］
図１４及び図１５を参照して、実施例４について説明する。以下、実施例３との相違点に着目して説明し、同一の構成については説明を省略する。実施例３では、図１１に示すように、半導体ウエハ２０を、その表面２４を下方に向けて、表面保護テープ３０を介してチャックテーブル４０に固定していた。
【００６０】
図１４に示すように、実施例４では、半導体ウエハ２０の裏面２５を下方に向けて、チャックテーブル４０に半導体ウエハ２０を固定している。このため、半導体ウエハ２０の表面２４は上方を向く。これに対応し、チャックテーブル４０の上方に配置された観察用光源６０及びカメラ４７を用いて、半導体ウエハ２０の表面２４に形成されている回路パターンを観察する。表面保護テープ３０は、可視光の波長域で透明である。カメラ４７で得られた画像信号が、制御装置５０に入力される。画像信号を分析することにより、ストリート２２の位置を容易に検出することができる。
【００６１】
図１５に示すように、実施例４では、レーザ光源４６から出射した赤外レーザビームが、チャックテーブル４０の下方からチャックテーブル４０を透過して、半導体ウエハ２０に入射する。これにより、改質領域２６が形成される。半導体ウエハ２０及び表面保護テープ３０を透過した赤外レーザビームが、ダイクロイックミラー６０で反射されてパワーメータ６１に入射する。パワーメータ６１で測定されたレーザパワーの測定値が制御装置５０に入力される。
【００６２】
改質領域２６が形成された後の工程は、実施例３の図１３Ａ〜図１３Ｃに示した工程と同一である。
【００６３】
実施例４においても、図１４に示したように、半導体ウエハ２０の表面２４に形成された回路パターンを、可視光を用いて、表面２４側から観察するため、容易にストリート２２の位置を検出することができる。
【００６４】
改質領域２６を形成した後、図１４に示したように、観察用光源６０及びカメラ４７を用いて、半導体ウエハ２０の表面２４まで達した亀裂を観察してもよい。さらに、図１１に示したように、チャックテーブル４０の下方に配置された観察用光源４５及びカメラ６７を用いて、半導体ウエハ２０の裏面２５まで達した亀裂を観察してもよい。実施例３の場合と同様に、レーザダイシングの良否の判定精度を高めることができる。
【００６５】
以上実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。
【符号の説明】
【００６６】
２０ 半導体ウエハ
２１ チップ領域
２２ ストリート
２４ 表面
２５ 裏面
２６ 改質領域
３０ 表面保護テープ
３１ 研削テーブル
３２ バックグラインドホイール
３５ ダイシングテープ
３６ ウエハフレーム
３７ ダイシングテーブル
３８ ブレード
３９ 溝
４０ チャックテーブル
４５ 観察用光源
４６ レーザ光源
４７ 赤外線カメラ
４８ ダイクロイックミラー
４９ ビームスプリッタ
５０ 制御装置
５５ ウエハエキスパンドステージ
５６ 紫外線
６０ ダイクロイックミラー
６１ パワーメータ
６５ ビームスプリッタ
６６ 観察用光源
６７ カメラ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に、半導体素子が形成された複数のチップ領域と、前記チップ領域の間にストリートとが画定された半導体ウエハの該表面に、前記ストリートに沿って溝を形成する工程と、
前記半導体ウエハの裏面から、前記半導体ウエハを通して前記溝の位置を検出する工程と、
前記溝が検出された位置に基づいて、前記半導体ウエハに、裏面からレーザビームを入射させることにより、前記溝に対応する位置の前記半導体ウエハを改質させて改質領域を形成する工程と、
前記溝及び前記改質領域の位置で、前記半導体ウエハを小片に分離する工程と
を有する半導体チップの製造方法。
【請求項２】
前記溝を形成する前に、さらに、
前記半導体ウエハを、前記裏面から研削して薄くする工程と、
研削された前記裏面にダイシングテープを貼付する工程と
を有し、
前記溝の位置を検出する工程において、前記ダイシングテープを通して前記溝の位置を検出する請求項１に記載の半導体チップの製造方法。
【請求項３】
前記改質領域を形成する工程において、前記半導体ウエハに入射した前記レーザビームのうち、前記半導体ウエハを透過したレーザビームのパワーを観測する請求項１または２に記載の半導体チップの製造方法。
【請求項４】
表面に、半導体素子が形成された複数のチップ領域と、前記チップ領域の間にストリートが画定された半導体ウエハを、透明なチャックテーブルに固定する工程と、
前記チャックテーブルに固定された状態で、前記半導体ウエハの前記表面を、該表面側から観察し、前記ストリートの位置を検出する工程と、
前記ストリートの位置の検出結果に基づいて、前記チャックテーブルに固定された状態で、前記半導体ウエハに、裏面からレーザビームを入射し、前記ストリートに沿って走査することにより、前記半導体ウエハを改質して改質領域を形成する工程と、
前記改質領域の位置で、前記半導体ウエハの小片に分離する工程と
を有する半導体チップの製造方法。
【請求項５】
前記チャックテーブルに固定する工程において、前記半導体ウエハの前記表面が前記チャックテーブルに対向する姿勢で前記半導体ウエハを固定し、
前記ストリートの位置を検出する工程において、前記チャックテーブルを通して前記半導体ウエハの前記表面を観察する、または
前記チャックテーブルに固定する工程において、前記半導体ウエハの前記裏面が前記チャックテーブルに対向する姿勢で前記半導体ウエハを固定し、
前記改質領域を形成する工程において、前記チャックテーブルを通して前記半導体ウエハに前記レーザビームを入射させる請求項４に記載の半導体チップの製造方法。
【請求項１】
表面に、半導体素子が形成された複数のチップ領域と、前記チップ領域の間にストリートとが画定された半導体ウエハの該表面に、前記ストリートに沿って溝を形成する工程と、
前記半導体ウエハの裏面から、前記半導体ウエハを通して前記溝の位置を検出する工程と、
前記溝が検出された位置に基づいて、前記半導体ウエハに、裏面からレーザビームを入射させることにより、前記溝に対応する位置の前記半導体ウエハを改質させて改質領域を形成する工程と、
前記溝及び前記改質領域の位置で、前記半導体ウエハを小片に分離する工程と
を有する半導体チップの製造方法。
【請求項２】
前記溝を形成する前に、さらに、
前記半導体ウエハを、前記裏面から研削して薄くする工程と、
研削された前記裏面にダイシングテープを貼付する工程と
を有し、
前記溝の位置を検出する工程において、前記ダイシングテープを通して前記溝の位置を検出する請求項１に記載の半導体チップの製造方法。
【請求項３】
前記改質領域を形成する工程において、前記半導体ウエハに入射した前記レーザビームのうち、前記半導体ウエハを透過したレーザビームのパワーを観測する請求項１または２に記載の半導体チップの製造方法。
【請求項４】
表面に、半導体素子が形成された複数のチップ領域と、前記チップ領域の間にストリートが画定された半導体ウエハを、透明なチャックテーブルに固定する工程と、
前記チャックテーブルに固定された状態で、前記半導体ウエハの前記表面を、該表面側から観察し、前記ストリートの位置を検出する工程と、
前記ストリートの位置の検出結果に基づいて、前記チャックテーブルに固定された状態で、前記半導体ウエハに、裏面からレーザビームを入射し、前記ストリートに沿って走査することにより、前記半導体ウエハを改質して改質領域を形成する工程と、
前記改質領域の位置で、前記半導体ウエハの小片に分離する工程と
を有する半導体チップの製造方法。
【請求項５】
前記チャックテーブルに固定する工程において、前記半導体ウエハの前記表面が前記チャックテーブルに対向する姿勢で前記半導体ウエハを固定し、
前記ストリートの位置を検出する工程において、前記チャックテーブルを通して前記半導体ウエハの前記表面を観察する、または
前記チャックテーブルに固定する工程において、前記半導体ウエハの前記裏面が前記チャックテーブルに対向する姿勢で前記半導体ウエハを固定し、
前記改質領域を形成する工程において、前記チャックテーブルを通して前記半導体ウエハに前記レーザビームを入射させる請求項４に記載の半導体チップの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１２−１９９３７４（Ｐ２０１２−１９９３７４Ａ）
【公開日】平成２４年１０月１８日（２０１２．１０．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−６２２９２（Ｐ２０１１−６２２９２）
【出願日】平成２３年３月２２日（２０１１．３．２２）
【出願人】（３０８０１４３４１）富士通セミコンダクター株式会社 (2,507)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月１８日（２０１２．１０．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月２２日（２０１１．３．２２）
【出願人】（３０８０１４３４１）富士通セミコンダクター株式会社 (2,507)
【Ｆターム（参考）】
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