説明

半導体チップ及びその製造方法

【課題】半導体チップの裏面に形成された研削条痕に沿ってクラックが成長するのを抑制する。
【解決手段】半導体チップ1を、少なくとも対向する2つの辺に沿ってそれぞれ1本ずつ設けられた、研削条痕2を横切る溝4を備えるものとする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、半導体チップ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、半導体パッケージの高機能化、小型化、薄型化が進んでおり、更なる半導体チップの薄型化が求められている。半導体チップの薄型化は、半導体チップの裏面を研削することによって行なわれる。
このような半導体チップの薄型化に伴い、半導体チップの機械強度、即ち、チップ抗折強度が低下する。このため、半導体チップの機械強度を上げるために、半導体ウェハの裏面、即ち、半導体ウェハに含まれる半導体チップの裏面を研削した後に、研削条痕(ソーマーク)等を除去して鏡面化(平坦化)するストレスリリーフ処理を実施する場合がある。
【0003】
なお、ストレスリリーフ処理には、乾式研磨、湿式研磨、エッチング方式などがある。例えば、乾式研磨によるストレスリリーフ処理では、ウェハの裏面を研削した後に、図14(A)に示すように、表面にテープ103が貼り付けられ、テーブル102上に保持されたウェハ100の裏面に、ストレスリリーフ用砥石101Aを備えるストレスリリーフ用ホイール101を回転させながら接触させて研磨を行なう。これにより、図14(B)に示すように、ウェハ100の裏面の研削条痕等は除去され、ウェハ100の裏面は鏡面化する。
【0004】
このようにして、裏面研削処理を行なった後、ストレスリリーフ処理を行なって作製された半導体チップ104は、図15(C)に示すように、表面に回路105を有し、図15(D)に示すように、裏面が鏡面化されたものとなる。これに対し、裏面研削処理を行なった後、ストレスリリーフ処理を行なわないで作製された半導体チップ104は、図15(A)に示すように、表面に回路105を有し、図15(B)に示すように、裏面が研削条痕106を有するものとなる。
【0005】
なお、上記方法以外にもストレスリリーフ処理を実施する手法は存在する。例えばレーザー処理によるストレスリリーフ処理がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特許第3789802号公報
【非特許文献】
【0007】
【非特許文献1】Annette Teng Cheung, "Dicing die attach films for high volume stacked die application", Electronic Components and Technology Conference, 2006. Proceedings. 56th
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
ところで、半導体チップの薄型化が進むと、例えばダイシング工程で発生することが知られているチッピングの大きさを低減することが重要となる。チッピングの大きさが大きくなる要因の一つとして、半導体チップの裏面に形成された研削条痕に沿うクラックの成長が挙げられる。
半導体チップを薄型化すべく、半導体ウェハの裏面、即ち、半導体ウェハに含まれる半導体チップの裏面を研削すると、半導体ウェハの裏面には研削条痕が形成される。この場合、図16(A)、(B)に示すように、例えばダイシング工程で半導体チップ104に発生するチッピングによって研削条痕106に沿ってクラックが成長してしまう場合がある。
【0009】
また、ストレスリリーフ処理を実施した場合、研削条痕等が除去されるため、クラックの発生を防止できそうであるが、実際には、ストレスリリーフ処理を実施しない場合よりも大きなクラックが発生する場合がある。
これは、次の理由によるものと考えられる。
つまり、基板裏面を鏡面化すると、ダイシングテープと半導体チップとの密着性が低下し、ダイシング時の振動や衝撃がより半導体チップへ伝わってしまうためであると考えられる。
また、基板裏面が鏡面化されたウェハをダイシングするには、研削条痕が存在しているウェハと比較し、必要となるエネルギーが異なり、これが大きなクラックの発生につながる可能性がある。
【0010】
そこで、半導体チップの裏面に形成された研削条痕に沿ってクラックが成長するのを抑制したい。
【課題を解決するための手段】
【0011】
本半導体チップは、少なくとも対向する2つの辺に沿ってそれぞれ1本ずつ設けられた、研削条痕を横切る溝を備えることを要件とする。
本半導体チップの製造方法は、半導体チップの裏面を研削する工程と、半導体チップの裏面に形成された研削条痕を横切る溝を少なくとも対向する2つの辺に沿ってそれぞれ1本ずつ形成する溝形成工程とを有することを要件とする。
【発明の効果】
【0012】
したがって、本半導体チップ及びその製造方法によれば、半導体チップの裏面に形成された研削条痕に沿ってクラックが成長するのを抑制することができるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】本実施形態の半導体チップの構成を示す模式図であって、(A)はその表面を示しており、(B)はその裏面を示している。
【図2】(A)〜(D)は、本実施形態の半導体チップの製造方法に含まれる裏面研削処理工程を説明するための模式図であって、(A)はウェハの表面を示ており、(B)、(C)は断面を示しており、(D)はウェハの裏面を示している。
【図3】本実施形態の半導体チップの製造方法に含まれる溝形成工程を説明するための模式的断面図である。
【図4】(A)〜(D)は、本実施形態の半導体チップの製造方法に含まれる溝形成工程を説明するための模式図であって、(A)はウェハの裏面を示しており、(B)はウェハに含まれるチップの裏面を拡大して示しており、(C)はそのチップの断面を示しており、(D)はそのチップの断面を拡大して示している。
【図5】本実施形態の半導体チップの製造方法のレーザ処理工程において用いるレーザ照射装置の構成を示す模式的斜視図である。
【図6】本実施形態の半導体チップの製造方法のレーザ処理工程におけるレーザスポットの走査方法を説明するための模式図である。
【図7】(A)〜(D)は、本実施形態の半導体チップの製造方法に含まれるダイシング工程及びピックアップ工程を説明するための模式的断面図である。
【図8】本実施形態の変形例の半導体チップの構成及びその製造方法を説明するための模式図であって、(A)はウェハの裏面を示しており、(B)はウェハに含まれる一のチップの裏面を拡大して示しており、(C)はウェハに含まれる他のチップの裏面を拡大して示している。
【図9】(A)、(B)はクラックの成長方向を説明するための模式図であって、(A)はチップの裏面を示しており、(B)はその一部を拡大して示している。
【図10】(A)、(B)はクラックの成長方向を説明するための模式図であって、(A)はチップの裏面を示しており、(B)はその一部を拡大して示している。
【図11】本実施形態の半導体チップの構成及びその製造方法を説明するための模式図であって、(A)はチップの裏面を示しており、(B)はその一部を拡大して示している。
【図12】本実施形態の他の変形例の半導体チップの構成及びその製造方法を説明するための模式図であって、(A)はチップの裏面を示しており、(B)はその一部を拡大して示している。
【図13】(A)〜(D)は、本実施形態の他の変形例の半導体チップの製造方法に含まれる溝形成工程を説明するための模式図であって、(A)はウェハの裏面を示しており、(B)はウェハに含まれるチップの裏面を拡大して示しており、(C)はそのチップの断面を示しており、(D)はそのチップの断面を拡大して示している。
【図14】(A)は一般的なストレスリリーフ処理工程を説明するための模式的断面図であり、(B)はストレスリリーフ処理を行なった後のウェハの裏面を示している。
【図15】(A)、(B)は一般的な裏面研削処理を行ない、その後、ストレスリリーフ処理を行なわないで作製されたチップを示す模式図であって、(A)はチップの表面を示しており、(B)はチップの裏面を示している。また、(C)、(D)は一般的な裏面研削処理を行ない、その後、ストレスリリーフ処理を行なって作製されたチップを示す模式図であって、(C)はチップの表面を示しており、(D)はチップの裏面を示している。
【図16】ダイシング工程で研削条痕(ソーマーク)に沿って生じるチッピング(クラック)を説明するための模式図であって、(A)はチップの断面を示しており、(B)はチップの裏面を示している。
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下、図面により、本発明の実施の形態にかかる半導体チップ及びその製造方法について、図1〜図7を参照しながら説明する。
本実施形態にかかる半導体チップは、図1に示すように、その裏面、即ち、半導体基板の裏面(背面)1Bに研削条痕2及び破砕層3[図4(D)参照]が形成されている半導体チップ1であって、研削条痕2を横切り、研削条痕2及び破砕層3を切断する溝4を備える。この溝4が形成されている部分は、研削条痕2及び破砕層3が除去されて平坦化(研削面平坦化;鏡面化)されている。また、半導体チップ1の表面1Aには半導体素子等を含む回路5(回路パターン;パターン層)が形成されている。このため、半導体チップ1の表面を、回路面、回路形成面、あるいは、素子形成面ともいう。
【0015】
なお、図1では、裏面に対角線方向に平行に延びる複数の研削条痕2が形成されている四角形状の半導体チップ(チップ)1を例に挙げて示している。つまり、図1では、半導体チップ1の裏面に形成された研削条痕2が延びる方向(ソーマーク方向)が、半導体チップ1の各辺に対して約45度になっているものを例に挙げて示している。また、破砕層3は、これらの研削条痕2の下方の全面に形成されている[図4(D)参照]。
【0016】
本実施形態では、四角形状の半導体チップ1の4つの辺(エッジ)のそれぞれの近傍(外周部近傍)でこれらの研削条痕2及び破砕層3[図4(D)参照]が切断されるように、溝4が、半導体チップ1の4つの辺の内側に、これらの4つの辺に沿って四角形状(矩形状)に形成されている。つまり、溝4は、半導体チップ1の4つの辺のそれぞれに沿ってライン状に形成されている。
【0017】
また、本実施形態では、複数の四角形状の溝4A、4Bが形成されており、半導体チップ1の4つの辺に沿って四角形状に形成された溝4Aの内側に、この溝4Aに沿って四角形状に別の溝4Bが形成されている。つまり、本実施形態では、半導体チップ1の4つの辺に沿って2条の溝4A、4Bが設けられている。この場合、半導体チップ1の裏面1Bの外側から内側へ向けて、研削条痕2及び破砕層3がある領域と、平坦化された領域とが交互に存在することになる[図4(D)参照]。
【0018】
なお、ここでは、2条の溝を設けているが、これに限られるものではなく、1条の溝を設けるだけでも良いし、複数条(多条)の溝を設けるようにしても良い。
また、研削条痕2は、後述するように、バックグラインド研磨によって生じるものであるため、単に研磨痕ともいう。また、溝4は、後述するように、レーザを照射して研削条痕2及び破砕層3を溶融させて除去することによって形成されるため、溶融痕、あるいは、レーザ加工痕ともいう。また、破砕層3をマイクロクラック又はダメージ層ともいう。
【0019】
以下、本実施形態にかかる半導体チップの製造方法について、図2〜図7を参照しながら、具体的に説明する。
はじめに、図2(A)に示すように、半導体チップ1に分離する前の半導体ウェハ(ウェハ)10の表面10Aは、分離予定線であるストリート11によって画定され、行列状に配列された複数のチップ1を備える。各チップ1には、半導体素子等を含む回路5(回路パターン;パターン層)が形成されている。このため、ウェハ10の表面10Aを、回路形成面、あるいは、素子形成面ともいう。また、チップ1を、チップ領域、回路形成領域、素子形成領域、あるいは、有効領域ともいう。また、ストリート11を、スクライブ領域ともいう。
【0020】
まず、図2(B)〜(D)に示すように、ウェハプロセスを経て表面10Aに回路5が形成されたウェハ10に対して、ウェハ10を薄くするために、裏面研削処理を施す。なお、この工程を裏面研削処理工程という。
つまり、まず、図2(B)に示すように、ウェハ10の表面10A側、即ち、ウェハプロセスで形成された回路5側に、ローラ8を用いて表面保護テープ6を貼り付ける。これにより、裏面研削時にウェハ1の回路形成面10Aが表面保護テープ6によって保護される。つまり、裏面研削時には、ウェハ10の裏面10B側を処理するためにウェハ10を吸着テーブル7上に保持することになるが、この際に、ウェハ10の回路形成面10Aが吸着テーブル7に接触しないように表面保護テープ6によって保護するようにしている。なお、表面保護テープ6をBGテープともいう。また、中着テーブル7をチャックテーブル(C/T)ともいう。
【0021】
次に、図2(C)に示すように、ウェハ10を表裏反転させ、ウェハ10の裏面10Bを上にした状態で裏面研削装置の吸着テーブル7上に保持し、ウェハ10の裏面10B、即ち、ウェハ10に含まれる半導体チップ1の裏面を研削して、ウェハ10の厚さを所望の厚さにする。ここでは、ウェハ10を表裏反転させてバックグラインド装置の吸着テーブル7上に保持し、ウェハ10の裏面10Bにバックグラインドホイール(BGホイール)9に備えられる研削砥石(バックグラインド砥石;BG砥石)9Aを接触させて、ウェハ10の裏面10Bをバックグラインド研磨し、ウェハ10の厚さを所望の厚さにする。例えば、BGホイール9と吸着テーブル7の双方とも回転させながら、ウェハ10の裏面10BにBG砥石9Aを接触させることで、摩擦によってウェハ10の裏面10Bを研削することができる。なお、この工程をバックグラインド工程という。また、バックグラインド研磨を、機械式裏面研磨又は裏面研削ともいう。
【0022】
なお、裏面研削装置では、裏面研削時にウェハ10の厚さをモニタすることができるようになっている。例えば、触芯を吸着テーブル7とウェハ10のそれぞれの表面上に接触させておき、その差でウェハ10の厚さをモニタすることができる。また、裏面研削装置では、設定する条件によって、裏面研削処理中の条件の切り替えが可能であり、モータ回転数、BGホイール9の下降スピード等を変更することが可能である。
【0023】
このような裏面研削処理を施すと、ウェハ10の裏面10B、即ち、研削面には、図2(D)に示すように、風車状の研削条痕2及び破砕層3[図4(D)参照]が形成される。ここで、研削条痕2の高さ(凹凸)は約0.1μm程度である。また、破砕層3の深さ、即ち、研削条痕2の凸部のトップから破砕層3の最大深さまでは約1μm程度である。
次に、図3、図4に示すように、ウェハ10の裏面10Bを上にし、表面10Aをテーブル12側へ向けた状態でレーザ照射装置14(図5参照)のテーブル12上に保持し、ウェハ10の裏面10B、即ち、ウェハ10に含まれる半導体チップ1の裏面に形成された研削条痕2を横切り、研削条痕2及び破砕層3(図4参照)を切断する溝4を形成する。この工程を溝形成工程という。なお、テーブル12をチャックテーブルともいう。
【0024】
なお、図4では、裏面に対角線方向に平行に延びる複数の研削条痕2が形成されている四角形状のチップ1を例に挙げて示している。つまり、図4では、チップ1の裏面に形成された研削条痕2が延びる方向(ソーマーク方向)が、チップ1の各辺に対して約45度になっているものを例に挙げて示している。また、破砕層3は、これらの研削条痕2の下方の全面に形成されている。
【0025】
ここでは、研削条痕2を横切り、研削条痕2及び破砕層3を切断する溝4を形成するために、研削条痕2及び破砕層3が形成されたウェハ10の裏面10B、即ち、各チップ1の裏面1Bに対して、研削条痕2を横切るようにレーザを照射し、研削条痕2及び破砕層3を溶融させて除去するレーザ処理(レーザ加工)を施す。つまり、研削条痕2を横切るようにレーザを照射し、研削条痕2及び破砕層3を除去して平坦化(鏡面化)することによって、研削条痕2を横切り、研削条痕2及び破砕層3を切断する溝4を形成する。このため、レーザ加工領域(レーザ照射領域;レーザ溶融領域)、即ち、レーザのカットラインによって溝4が規定される。つまり、レーザの加工レイアウトによって溝4を形成する部分が決まる。この工程をレーザ処理工程、レーザ照射工程、又は、研削条痕及び破砕層除去工程という。
【0026】
本実施形態では、図4に示すように、ウェハ10の裏面10B、即ち、四角形状の各チップ1の裏面1Bの4つの辺のそれぞれの近傍(外周部近傍)で、研削条痕2を横切り、研削条痕2及び破砕層3が切断されるように、溝4を、チップ1の4つの辺の内側に、これらの4つの辺に沿って四角形状(矩形状)に形成する。つまり、溝4を、チップ1の4つの辺のそれぞれに沿ってライン状に形成する。この場合、レーザのカットラインは、チップ1の4つの辺のそれぞれに沿うライン状、即ち、4つの辺に沿う四角形状のカットラインとなる。このように、溝4によって研削条痕2及び破砕層3が切断されているため、後述のダイシング工程においてチップ1の外周部でチッピングが生じ、研削条痕2に沿って(特に凸部の根元の部分に沿って、即ち、薄くなっていて弱い凹部に凸部に沿って)クラックが成長してしまうのを抑制することができる。つまり、研削条痕2に沿って発生するクラックの成長を溝4で止めることができる。これにより、クラックの大きさを小さくすることができる。
【0027】
さらに、本実施形態では、複数の四角形状の溝4A、4Bを形成する。つまり、チップ1の4つの辺に沿って四角形状に形成された溝4Aの内側に、この溝4Aに沿って四角形状に別の溝4Bを形成する。このように、本実施形態では、チップ1の4つの辺に沿って2条の溝4A、4Bを形成する。この場合、レーザのカットラインは、チップ1の4つの辺に沿う2条のカットラインとなる。また、チップ1の裏面1Bの外側から内側へ向けて、研削条痕2及び破砕層3がある領域(レーザ未加工領域)と、平坦化された領域(レーザ加工領域)とが交互に存在することになる。これにより、後述のダイシング工程においてチップ1の外周部でチッピングが生じ、研削条痕2に沿ってクラックが成長する場合に、外側の溝4Aでクラックの成長を止めることができなかったとしても、内側の溝4Bでクラックの成長を止めることが可能となる。このように、溝4の数を増やすことで、クラックの成長を抑制する効果が高まる。
【0028】
なお、ここでは、2条の溝を設けているが、これに限られるものではなく、1条の溝を設けるだけでも良いし、複数条(多条)の溝を設けるようにしても良い。
このように、本実施形態では、ストレスリリーフ処理を実施せずに、研削条痕2に沿ってクラックが成長するのを抑制するために、研削条痕2を横切り、研削条痕2及び破砕層3を切断する溝4を形成しており、各チップ1の溝4が形成されている部分以外の領域には研削条痕2及び破砕層3が残されている。このため、ストレスリリーフ処理を実施した場合のようにダイシング工程で大きなクラックが発生する可能性を低減できる。ストレスリリーフ処理を実施する場合のように薬品や研磨材などを用いる必要がないため、コストを抑えることも可能となる。
【0029】
特に、各チップ1の外周部は、レーザ処理が施されずに、研削条痕2及び破砕層3が残されている。つまり、後述のダイシング工程においてダイシングされるダイシングライン近傍の研削条痕2及び破砕層3は残されている。これにより、後述のダイシング工程において、ダイシングライン近傍で各チップ1とダイシングテープ13との密着性は低下しないため、安定したダイシングを行なえる。このように、上述のようにして各チップ1の裏面1Bに溝4を形成したとしても、ダイシングの品質が低下することはない。また、ストレスリリーフを実施する場合と比較すると、ダイシングテープ13と各チップ1との密着性が低下しないため、ダイシング時の衝撃によってチップ1がダイシングテープ13から剥がれてしまい歩留まりが低下してしまうこともない。例えば、小サイズのチップ1を作製する場合、ダイシングの衝撃によってチップ1がダイシングテープ13から剥がれてしまい、歩留まりが低下してしまうという課題があるが、このような場合にも、歩留まりが低下しないようにすることができる。
【0030】
また、溝4が形成されている部分は、研削条痕2及び破砕層3が除去されて平坦化されており、裏面粗さ(面粗さ)が低減された部分ができるため、チップ1の機械強度、即ち、チップ抗折強度を向上させることができる。
このようなレーザ処理工程では、例えば図5に示すようなレーザ照射装置14を用いて、研削条痕2及び破砕層3が形成されたウェハ10の裏面10B、即ち、ウェハ10に含まれる半導体チップ1の裏面1Bに対してレーザを照射すれば良い。本実施形態では、レーザ照射装置14はレーザスポットLSを走査させる機構を有しており、ウェハ10の裏面10Bの所望の箇所にレーザを照射することができるようになっている。なお、レーザ照射装置14を、レーザ照射機あるいはレーザ加工装置ともいう。
【0031】
この走査機構を含むレーザ照射装置14は、レーザ発振器(レーザ発生装置)15と、シャッタ16と、X方向ガルバノミラー17と、Y方向ガルバノミラー18と、レンズ19とを備える。そして、レーザ発振器15から出射されたレーザ(レーザ光)は、シャッタ16を通過し、X方向ガルバノミラー17及びY方向ガルバノミラー18で反射され、レンズ19を通過して、ウェハ10の裏面10Bに対して照射されるようになっている。
【0032】
ここで、レーザは、例えば半導体励起YVO4レーザの第2高調波など、ウェハ10を構成しているシリコンを透過しない波長(例えば532nm)を持つレーザを用いるのが好ましい。
特に、本実施形態のレーザ照射装置14では、レーザスポットLSをウェハ10の裏面10B上でX方向へ走査させるX方向ガルバノミラー17と、レーザスポットLSをウェハ10の裏面10B上でY方向へ走査させるY方向ガルバノミラー18とを用いて、ウェハ10の裏面10B上のレーザ照射位置を制御できるようになっている。ここでは、X方向ガルバノミラー17及びY方向ガルバノミラー18を独立して回転させることで、ウェハ10の裏面10B上でレーザスポットLSをX方向及びY方向に走査させることができるようになっている。また、本レーザ照射装置14では、シャッタ16の開閉によって、ウェハ10の裏面10Bに対するレーザ照射の有無を制御できるようになっている。
【0033】
そして、このような構成を備えるレーザ照射装置14を用いて、図6に示すように、ウェハ10の裏面10B、即ち、ウェハ10に含まれる半導体チップ1の裏面1Bの四角形状の溝4を形成する部分にレーザが照射されるように、レーザスポットLSを走査させる。これにより、ウェハ10の裏面10B、即ち、ウェハ10に含まれる半導体チップ1の裏面1Bの溝4を形成する領域にレーザを照射し、それ以外の領域にレーザを照射せずに研削条痕2及び破砕層3を残すことができる。なお、図6中、実線の矢印はレーザ走査方向を示している。
【0034】
ここで、レーザスポットLSのスポット径φを例えば約5〜約100μmとし、レーザスポットLSが互いに重なり合うように照射するのが好ましい。
また、本実施形態では、上述のように、研削条痕2及び破砕層3を除去して溝4を形成するため、研削条痕2の凹凸が約0.1μm程度であり、破砕層3の深さが約1μm程度であることを考慮して、溝4の深さ、即ち、研削条痕2の凸部のトップからの深さが約1μm程度となるようにレーザ照射条件を設定している。ここでは、破砕層3を全て除去して溝4を形成すべく、溝4の深さが約1μm程度となるようにレーザ照射条件を設定しているが、破砕層3を一部除去して溝4を形成する場合には、溝4の深さが約0.1μm程度〜約1μm程度の範囲となるようにレーザ照射条件を設定すれば良い。ただし、バックグラインドの加工条件によって、破砕層3の深さは異なるものとなる。このため、破砕層3の深さに応じて溝4の深さを決めれば良い。つまり、バックグラインドの加工条件に応じて溝4の深さは異なるものとなる。
【0035】
このようにレーザスポットLSを走査させてレーザを照射するレーザ照射装置7では、マスクが不要であるが、マスクを用いるものと比較して処理時間が長くなるため、少量多品種のチップを製造するのに適している。また、良品チップのみを選択してレーザ照射することができるため、ダイシング後、チップ1の裏面1Bを見るだけで良・不良の選別が可能となる。
【0036】
なお、ここでは、走査機構として、X方向ガルバノミラー17及びY方向ガルバノミラー18を用いる場合を例に挙げて説明しているが、これに限られるものではなく、例えば、X方向及びY方向に走査させるXYテーブルを用いても良い。また、走査機構として、X方向ガルバノミラーと、Y方向に走査させるY方向用テーブルとを用いても良いし、Y方向ガルバノミラーと、X方向に走査させるX方向用テーブルとを用いても良い。
【0037】
次に、図7(A)に示すように、ダイシング装置のテーブル23に保持されたダイシングテープ13上に、ウェハ10の裏面10Bを下にした状態で、ウェハ10をマウントし(ウェハマウント工程)、表面保護テープ6を剥離する(表面保護テープ剥離工程)。この工程をマウントリムーブ工程という。なお、テーブル23をチャックテーブルともいう。
【0038】
なお、表面保護テープ6を剥離してからダイシングテープ13にマウントする場合もあるが、ウェハ径が約200mm以上に大口径化している今般では、剥離時にウェハにダメージが入る可能性が大きいため、前者の方法が一般的となっている。また、ウェハ径が約200mm以上のウェハを製造する場合、一般的にウェハマウント工程、表面保護テープ剥離工程を連続して行なう装置が使われており、この装置ではダイシングテープ13を保持するフレームリング20も同時に貼り付けられる。また、約300mm以上のウェハを製造する場合には、裏面研削装置も一体化したインライン装置を使用するのが一般的である。
【0039】
次に、図7(B)、(C)に示すように、ダイシングブレード21によってウェハ10をダイシングする。これにより、ウェハ10が個片化されて複数のチップ1が形成される。この工程をダイシング工程という。
次に、図7(C)に示すように、個片化された複数のチップ1は、フレームリング20及びダイシングテープ13に保持された状態で、実装装置(ダイマウント装置)へ搬送される。
【0040】
そして、実装装置で、ダイシングテープ13の裏面側からUV照射を行ない(この工程をUV照射工程という)、ダイシングテープ13の粘着力を低下させ、図7(D)に示すように、各チップ1を突き上げピン22によってダイシングテープ13から剥離し、ピックアップツール(図示せず)によって吸着することによってピックアップする。この工程をピックアップ工程という。そして、ピックアップされた各チップ1は、実装基板まで搬送され、実装基板に実装される。この工程をチップ実装工程という。
【0041】
したがって、本実施形態にかかる半導体チップ及びその製造方法によれば、半導体チップ1の裏面1Bに形成された研削条痕2に沿ってクラックが成長するのを抑制することができるという利点がある。これにより、半導体チップ1の品質を向上させることができ、また、歩留まりを向上させることができる。
なお、本発明は、上述した実施形態に記載した構成に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形することが可能である。
【0042】
例えば、上述の実施形態では、裏面に対角線方向に平行に延びる複数の研削条痕2が形成されている四角形状のチップ1に四角形状の溝4を形成する場合を例に挙げて説明している。つまり、チップ1の裏面1Bに形成された研削条痕2が延びる方向(ソーマーク方向)が、チップ1の各辺に対して約45度になっているものを例に挙げて説明している。
しかしながら、図8(A)〜(C)に示すように、ウェハ10の裏面10Bにおいて、研削条痕2は風車状に形成されるため、ウェハ10上のチップ1の位置によって、チップ1の裏面1Bに形成される研削条痕2の向きは異なるものとなる。
【0043】
例えば、図8(B)、(C)に示すように、裏面に一の側面から一の側面の反対側の他の側面へ向かう方向に平行に延びる複数の研削条痕2が形成されている四角形状のチップ1もある。
例えば、図8(B)に示すように、チップ1の裏面1Bに形成された研削条痕2が延びるソーマーク方向が、チップ1の一対の辺(図中、左右の辺;左右の側面)に対して平行になっている場合もある。
【0044】
この場合、上述の実施形態のように、四角形状の溝4を形成しても良いが、これに限られるものではなく、例えば、チップ1の一対の辺(図中、左右の辺)に直交する他の一対の辺(図中、上下の辺;上下の側面)のそれぞれの内側に、他の一対の辺に平行にライン状の溝4(4A,4B)を形成するだけでも良い。
つまり、図9(A)、(B)に示すように、チップ1の一対の辺(図中、左右の辺)の近傍で発生し、研削条痕2に沿って成長するクラックは、研削条痕2が一対の辺に平行に延びているため、一対の辺に沿って成長し、チップ1の内部へ向けて成長しない。このため、チップ1の一対の辺のそれぞれに沿って平行に延びるライン状の溝4は形成しなくても良い。
【0045】
これに対し、図10(A)、(B)に示すように、チップ1の他の一対の辺(図中、上下の辺)の近傍で発生し、研削条痕2に沿って成長するクラックは、研削条痕2が他の一対の辺に直交する方向に延びているため、他の一対の辺に直交する方向に沿って成長し、チップ1の内部へ向けて成長する。このため、チップ1の他の一対の辺のそれぞれの内側に、他の一対の辺に平行にライン状に溝4を形成する。
【0046】
また、例えば、図8(C)に示すように、チップ1の裏面1Bに形成された研削条痕2が延びるソーマーク方向が、チップ1の一対の辺(図中、上下の辺;上下の側面)に対して平行になっている場合もある。
この場合、上述の実施形態のように、四角形状の溝4を形成しても良いが、これに限られるものではなく、例えば、チップ1の一対の辺(図中、上下の辺)に直交する他の一対の辺(図中、左右の辺;左右の側面)のそれぞれの内側に、他の一対の辺に平行にライン状の溝4(4A,4B)を形成するだけでも良い。
【0047】
つまり、チップ1の一対の辺(図中、上下の辺)の近傍で発生し、研削条痕2に沿って成長するクラックは、研削条痕2が一対の辺に平行に延びているため、一対の辺に沿って成長し、チップ1の内部へ向けて成長しない。このため、チップ1の一対の辺のそれぞれに沿って平行に延びるライン状の溝4は形成しなくても良い。
これに対し、チップ1の他の一対の辺(図中、左右の辺)の近傍で発生し、研削条痕2に沿って成長するクラックは、研削条痕2が他の一対の辺に直交する方向に延びているため、他の一対の辺に直交する方向に沿って成長し、チップ1の内部へ向けて成長する。このため、チップ1の他の一対の辺のそれぞれの内側に、他の一対の辺に平行にライン状に溝4を形成する。
【0048】
このように、全てのチップ1において、その4つの辺のそれぞれに沿ってライン状の溝4を形成して、四角形状とする必要はなく、チップ1の裏面1Bに形成されている研削条痕2が延びる方向に応じて、ライン状の溝4を形成する位置、即ち、レーザカットラインを決めれば良い。つまり、チップ1の辺に対してソーマーク方向が角度を持つ場合、その辺に沿ってライン状の溝4を形成すれば良い。例えば、研削条痕2の形状を元に、レーザによる加工レシピを作成し、ソーマーク方向に対して角度を持つレーザカットラインのみを選択してレーザ加工を行なうように設定し、即ち、ソーマーク方向に対してレーザカットラインが平行になるレーザカットラインに基づくレーザ加工を行なわないように設定して、ライン状の溝4を形成すれば良い。なお、研削条痕2の形状は研削条件により異なるが、研削条痕2の形状の確認は例えば魔鏡観察により可能である。この場合、ウェハ10上のチップ1の位置によって、ライン状の溝4を形成する位置が異なるものとなる。
【0049】
要するに、半導体チップの裏面に、少なくとも対向する2つの辺に沿ってそれぞれ1本ずつ設けられた、研削条痕を横切る溝を設ければ良い。この場合、上述の半導体チップの製造方法の溝形成工程において、半導体チップの裏面に形成された研削条痕を横切る溝を少なくとも対向する2つの辺に沿ってそれぞれ1本ずつ形成するようにすれば良い。
また、上述の実施形態及び変形例では、破砕層3がクラック発生の要因となることがあるため、図11(A)、(B)に示すように、溝4(4A,4B)を、研削条痕2だけでなく、さらに破砕層3も切断する溝としているが、これに限られるものではない。なお、図11(A)、(B)では、チップ1の裏面1Bに形成された研削条痕2が延びるソーマーク方向が、チップ1の一対の辺(図中、左右の辺;左右の側面)に対して平行になっている場合を例に挙げて示しているが、上述の実施形態のように、チップ1の裏面1Bに形成された研削条痕2が延びるソーマーク方向が、チップ1の各辺に対して約45度になっている場合も同様である。
【0050】
例えば、図12(A)、(B)に示すように、溝4(4A,4B)を、研削条痕2を切断する溝4としても良い。つまり、レーザを照射することで、研削条痕2のみを除去して平坦化することで溝4を形成しても良い。このように、破砕層3を深さ方向に除去せずに、研削条痕2のみを除去して平坦化することで溝4を形成した場合であっても、研削条痕2が切断され、その方向性が途切れるため、研削条痕2に沿ってクラックが成長するのを溝4(レーザ加工箇所)で止めることが可能である。また、研削条痕2が平坦化されるため、チップ1の機械強度を向上させることもできる。この場合、研削条痕2の凹凸が約0.1μm程度であることを考慮して、溝4の深さ、即ち、研削条痕2の凸部のトップからの深さが約0.1μm程度となるようにレーザ照射条件を設定すれば良い。
【0051】
ただし、上述の実施形態のように、クラックの発生要因となりうる破砕層3まで除去することで、研削条痕2のみを除去する場合よりもクラックの成長を止める効果が高まる。
また、上述の実施形態では、複数のチップ1のそれぞれに別個に四角形状の溝4を形成しているが、これに限られるものではない。つまり、図4(A)〜(D)に示すようなレーザ加工レイアウト(レーザカットライン)にしているが、これに限られるものではない。
【0052】
例えば図13(A)〜(D)に示すように、複数のチップ1に対して連続的にライン状の溝4(4A,4B)を形成することで、複数のチップ1のそれぞれに井形状の溝4を形成しても良い。つまり、図13(A)〜(D)に示すようなレーザ加工レイアウト(レーザカットライン)にしても良い。これにより、1度のレーザ走査で複数のチップ1に対して溝4を形成することが可能となり、製造のタクトアップが可能である。
【0053】
また、例えば、上述の実施形態では、レーザ処理工程において、レーザスポットLSを走査させるレーザ照射装置14を用いているが、これに限られるものではない。例えば,マスクを用いてレーザを照射するレーザ照射装置を用いても良い。この場合、マスクは、溝パターンがレーザを通過させ、それ以外の領域がレーザを遮るものとすれば良い。このような構成を備えるレーザ照射装置を用いて、ウェハの裏面、即ち、ウェハに含まれる半導体チップの裏面の溝を形成する部分以外の領域にレーザが照射されずに、溝を形成する部分にレーザが照射されるように、マスクを介してレーザを照射する。この場合、レーザはマスクを介してウェハの裏面、即ち、ウェハに含まれる半導体チップの裏面に照射されるため、マスクに形成された溝パターンが、ウェハの裏面に転写されて溝が形成されることになる。これにより、ウェハの裏面、即ち、ウェハに含まれる半導体チップの裏面の溝を形成する部分以外の領域、即ち、研削条痕及び破砕層を残す領域にレーザを照射しないで、溝を形成する部分にレーザを照射することができる。このようにマスクを用いてレーザを照射するレーザ照射装置では、マスクが必要であるが、ウェハの裏面に対して一括でレーザを照射することができるため、処理時間は短くすることができる。
【符号の説明】
【0054】
1 半導体チップ
1A 半導体チップの表面
1B 半導体チップの裏面
2 研削条痕
3 破砕層
4,4A,4B 溝
5 回路
6 表面保護テープ
7 テーブル
8 ローラ
9 バックグラインドホイール
9A バックグラインド砥石
10 ウェハ
10A ウェハの表面
10B ウェハの裏面
11 ストリート
12 テーブル
13 ダイシングテープ
14 レーザ照射装置
15 レーザ発振器
16 シャッタ
17 X方向ガルバノミラー
18 Y方向ガルバノミラー
19 レンズ
20 フレームリング
21 ダイシングブレード
22 突き上げピン
23 テーブル
LS レーザスポット

【特許請求の範囲】
【請求項1】
少なくとも対向する2つの辺に沿ってそれぞれ1本ずつ設けられた、研削条痕を横切る溝を備えることを特徴とする半導体チップ。
【請求項2】
前記溝は、前記半導体チップの裏面に形成された破砕層を切断する溝であることを特徴とする、請求項1に記載の半導体チップ。
【請求項3】
半導体チップの裏面を研削する工程と、
前記半導体チップの裏面に形成された研削条痕を横切る溝を少なくとも対向する2つの辺に沿ってそれぞれ1本ずつ形成する溝形成工程とを有することを特徴とする半導体チップの製造方法。
【請求項4】
前記溝形成工程において、さらに前記半導体チップの裏面に形成された破砕層を切断する溝を形成することを特徴とする、請求項3に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項5】
前記溝形成工程において、前記研削条痕を横切るようにレーザを照射して前記研削条痕を除去することによって前記溝を形成することを特徴とする、請求項3に記載の半導体チップの製造方法。
【請求項6】
前記溝形成工程において、前記レーザ照射によってさらに前記半導体チップの裏面に形成された破砕層を除去することによって前記溝を形成することを特徴とする、請求項5に記載の半導体チップの製造方法。

【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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【図12】
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【図13】
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【図14】
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【図15】
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【図16】
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【公開番号】特開2013−35038(P2013−35038A)
【公開日】平成25年2月21日(2013.2.21)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−173759(P2011−173759)
【出願日】平成23年8月9日(2011.8.9)
【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)】