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JP3789802B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法 Download PDF

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Description

【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係り、特にバックグラインド工程において背面に対しバックグラインド処理が実施される半導体装置の製造方法に関する。
【０００２】
近年、携帯電話に代表されるように、携帯端末の小型化及び薄型化は急速な勢いで進んでいる。これに伴い、これらの電子機器に搭載される半導体装置においても薄型化が望まれている。
【０００３】
このため、ウェハに回路形成した後にウェハの背面をバックグラインドし、これにより半導体素子（半導体装置）の薄型化を図ることが行なわれている。半導体素子を薄型化した場合には、半導体素子の機械的強度は低下する。
【０００４】
そこで、薄型化された半導体素子を製造する際、各工程において半導体素子に欠陥やチップクラックが発生しないようにする必要がある。
【０００５】
【従来の技術】
図１は、従来の半導体装置の製造方法の一例を示す工程図である。同図では、ウェハ１に対し回路形成等を行なうウェーハプロセスの終了後、ウェハ１に対して実施されるバックグラインド工程（図１（Ａ），（Ｂ））、ダイシング工程（図１（Ｃ），（Ｄ））、及びダイ付け工程（図１（Ｅ））を示している。
【０００６】
ウェーハプロセスの終了したウェハ１は、図１（Ａ）に示すように、表面保護テープ２に貼着される。この際、ウェハ１の回路形成面が表面保護テープ２と対峙するよう貼着される。これにより、ウェハ１に形成されている回路形成面は、表面保護テープ２により保護される。
【０００７】
続いて、表面保護テープ２が貼着されたウェハ１は、バックグラインド装置のウェハチャックテーブル３に装着される。バックグラインド装置は、回転する研磨用砥石ヘッド４を有している。そして、図１（Ｂ）に示すように、ウェハ１の背面は研磨用砥石ヘッド４に摺接され、これによりウェハ１の背面はバックグラインドされる（バックグラインド工程）。
【０００８】
バックグラインド工程において、ウェハ１が所定の厚さまでバックグラインドされると、図１（Ｃ）に示されるように、表面保護テープ２がウェハ１から剥がされると共に、ウェハ１の背面がダイシング用テープ６に固定される。このダイシング用テープ６は、枠状のフレーム５に配設されており、その表面にはウェハ１を貼着するための接着剤（例えば、紫外線硬化型の接着剤）が塗布されている。
【０００９】
ウェハ１をダイシング用テープ６に貼着すると、フレーム５と共にウェハ１はダイシング装置に搬送され、ダイシング処理が実施される（ダイシング工程）。このダイシング処理は、ウェハ１に予め設定されているダイシングラインをダイシングソー７によりダイシングする。これにより、ウェハ１は複数の半導体素子１０に個片化される。しかしながら、個片化されても各半導体素子１０はダイシング用テープ６に貼着された状態を維持するため、ダイシング用テープ６から脱落するようなことはない。
【００１０】
ダイシング工程が終了すると、個片化された複数の半導体素子１０は、フレーム５と共にダイマウント装置に搬送される。ダイマウント装置では、先ず紫外線の照射が行なわれ、半導体素子１０を貼着している接着剤（紫外線硬化型）の接着力を低下させる。続いて、突き上げピン１１により半導体素子１０を突き上げることにより、半導体素子１０をダイシング用テープ６から離間させる。
【００１１】
このダイシング用テープ６から離脱された半導体素子１０は、コレット８により吸引されて実装基板９まで搬送される。そして、半導体素子１０は実装基板９上にダイ付けされ、これにより実装基板９に実装される。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
上記したように、ウェハ１を薄くする方法としては、一般的にバックグラインドと呼ばれる機械式背面研磨が用いられる（図１（Ｂ）参照）。このバックグラインド工程において、ウェハ１の背面に研磨用砥石ヘッド４を当接させ研磨を行なうと、その仕上がり面（ウェハ１の背面）にはバックグラインド研磨痕（以下、ＢＧ研磨痕という）と呼ばれる細かい傷が発生する。
【００１３】
図２は、このＢＧ研磨痕１２を概略的に示している。同図に示すように、ＢＧ研磨痕１２はウェハ１上に風車状に形成される。このＢＧ研磨痕１２は、ウェハ１を個片化し個々の半導体素子１０にした場合も、その背面に残るものである。
【００１４】
ここで、個片化された半導体素子１０に形成されるＢＧ研磨痕１２の形状に注目する。尚、同図に示すウェハ１に対するダイシングラインは、図中矢印Ｘ方向と、図中矢印Ｙ方向であるとする。
図２に矢印Ａで示すように切り出された半導体素子１０Ｙは、図中矢印Ｙ方向（ダイシングラインの方向）と略平行なＢＧ研磨痕１２が形成されている。また、図２に矢印Ｂで示すように切り出された半導体素子１０Ｘは、図中矢印Ｘ方向（ダイシングラインの方向）と略平行なＢＧ研磨痕１２が形成されている。このように、ダイシングラインの延在方向（図中矢印Ｘ，Ｙ方向）と略平行なＢＧ研磨痕１２を有する半導体素子１０Ｘ，１０Ｙは、ウェハ１上に風車状にＢＧ研磨痕１２が形成される場合には必ず発生する。
【００１５】
図３に示すように、このようなＢＧ研磨痕１２を有する半導体素子１０Ｘ，１０Ｙを、突き上げピン１１を用いてダイシング用テープ６から離脱させる際、半導体素子１０Ｘ，１０Ｙには同図に矢印Ｆ１で示す力が作用する。この力は、図４に示すように半導体素子１０Ｘ，１０Ｙを曲げる力（図４に矢印Ｆ２で示す力）となる。
【００１６】
このため、ダイシングラインの延在方向（矢印Ｘ，Ｙ方向）と略平行な、換言すれば半導体素子１０の外周辺と略平行なＢＧ研磨痕１２を有する半導体素子１０Ｘ，１０Ｙは、これ以外の方向のＢＧ研磨痕１２を有する半導体素子１０に比べて機械的強度が弱くなり、このＢＧ研磨痕１２からチップクラックや割れが発生してしまうという問題点があった。
【００１７】
また、ＢＧ研磨痕１２の下層部には、破砕層及びマイクロクラックと呼ばれる結晶的欠陥が発生するおそれがある。このようなＢＧ研磨痕１２、破砕層及びマイクロクラックは、前記したようにチップクラックや割れの原因となる。
【００１８】
更に、ＢＧ研磨痕１２はダイシング時のチッピング（ウェハエッジに形成される欠け）発生を促進し、このチッピングを起点としたチップクラックや割れも発生するという問題点もある。
例えば１００μm厚にバックグラインド処理されたウェハ１を□８×８ｍｍの半導体素子１０に個片化し、そのままの状態で３点曲げ試験で抗折強度を測定した場合、平均２．８Ｎ、最大値３．４N、および最小値２Ｎの値を示す。これに対し、ダイ付け工程にて半導体素子１０をダイシング用テープ６から突き上げピン１１（１３本）にてピックアップする際、半導体素子１０に求められる許容抗折強度（半導体素子１０が割れない抗折強度限界）は、計算及び実測に基づき１．８Nであることが分かっている。
【００１９】
この値は上記の抗折強度の最小値（２Ｎ）に極めて近接しており、マージンがほとんどとれていない。よって、ダイシング用テープ６の粘着強度バラツキにより、少しでも粘着強度の高い領域が存在すると、確実に半導体素子１０に割れが発生してしまう。
【００２０】
従って、半導体素子１０の機械的強度の欠陥部位を削除することにより、半導体素子１０の抗折強度の最小値を上昇させることが考えられる。この例としては、薬液等を用いたケミカルエッチング方式が考えられるが、この方式では設備が高価な上、大量の薬液を使用する為、多大な製造コストアップとなってしまい現実的でない。
【００２１】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、半導体装置の製造コストを上昇させることなく、薄型化された半導体素子の機械的強度を向上しうる半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために本発明では、次に述べる各手段を講じたことを特徴とするものである。
【００２３】
請求項１記載の発明は、
半導体基板の背面をバックグラインドするバックグラインド工程と、
該バックグラインド工程が終了した後に、前記半導体基板を所定のダイシングラインに沿ってダイシングして個々の半導体素子に個片化するダイシング工程とを有する半導体装置の製造方法において、
前記バックグラインド工程と前記ダイシング工程との間に、
前記ダイシングラインの延在方向に対して４５度の角度を有する方向に研磨痕を形成する研磨痕形成工程を設けたことを特徴とするものである。
【００２４】
上記発明によれば、バックグラインド工程においてダイシングラインの延在方向と平行な方向に研磨痕が発生したとしても、その後に実施される研磨痕形成工程において半導体基板にはダイシングラインの延在方向と異なる方向に研磨痕が形成されるため、半導体素子の強度を高めることができる。
【００２５】
また、請求項２記載の発明は、
請求項１記載の半導体装置の製造方法において、
研磨痕形成工程では、
回転軸が前記ダイシングラインの延在方向と異なる方向となるよう設置されると共に円筒表面が研磨面とされた円筒砥石を用い、前記研磨痕を形成することを特徴とするものである。
【００２６】
上記発明によれば、円筒表面が研磨面とされた円筒砥石を用いることにより、円筒砥石を半導体基板上で回転させることにより研磨痕を形成することができる。また、円筒砥石の回転軸をダイシングラインの延在方向と異なる方向となるよう設置するだけで、半導体基板にダイシングラインの延在方向と異なる方向に研磨痕を形成することができる。よって、ダイシングラインの延在方向と異なる方向に対し、研磨痕を容易に形成することができる。
【００４４】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面と共に説明する。
【００４５】
図１は、本発明の第１実施例である半導体装置の製造方法を示す工程図である。尚、本発明の特徴はバックグラインド工程、ダイシング工程、及びダイ付け工程等に特徴があり、他の製造工程は周知の方法を用いている。このため、図にはバックグラインド工程、ダイシング工程、及びダイ付け工程を示して説明し、他の周知な製造工程についての説明は省略するものとする。
また、以下説明する各実施例の説明及びこれに用いる図において、既に説明した図１乃至図４に図示した構成と同一構成については同一符号を付して説明するものとする。
【００４６】
図５（Ａ）に示されるように、ウェーハプロセスの終了したウェハ１は、表面保護テープ２に貼着される。この際、ウェハ１の回路形成面が表面保護テープ２に貼着され、よってウェハ１の回路形成面は表面保護テープ２により保護される。
【００４７】
続いて、表面保護テープ２が貼着されたウェハ１は、バックグラインド装置のウェハチャックテーブル３に装着され、図５（Ｂ）に示すように、ウェハ１の背面は回転する研磨用砥石ヘッド４（粒度#2000の砥石）によりバックグラインドされる（バックグラインド工程）。尚、このバックグラインド工程は、従来と変わるところはない。
【００４８】
上記したように、このバックグラインド工程が終了した時点で、その仕上がり面（ウェハ１の背面）にはＢＧ研磨痕１２が発生している。このとき発生する１２は、図２を用いて説明したものと同一であり、ウェハ１上に風車状に形成される。
【００４９】
本実施例では、上記したバックグラインド工程が終了した後、研磨痕形成工程を実施することを特徴としている。
研磨痕形成工程では、ダイシング工程で形成されたＢＧ研磨痕１２を除去し、ダイシングラインの延在方向（図中、矢印Ｘ，Ｙで示す方向）と異なる方向に研磨痕２０Ａを形成する。本実施例では、研磨痕形成ローラ１４を用いて研磨痕２０Ａを形成する構成としている。
【００５０】
研磨痕形成ローラ１４は円筒形状を有しており、図６及び図７に拡大して示すように、モータ１５により回転する構成とされている。この研磨痕形成ローラ１４は、例えば直径が２００ｍｍの円筒形状を有しており、上記のモータ１５により５０００ｒｐｍで回転する構成とされている。また、研磨痕形成ローラ１４の表面は砥石（ダイヤモンド砥石）とされており、その粒度は#4000、研磨量は１μｍ弱とされている。
【００５１】
更に、研磨痕形成ローラ１４の回転軸２１は固定されており、ウェハ１が装着されるテーブル１３が図中矢印Ｘ方向，Ｙ方向に移動する構成とされている。そして、研磨痕形成ローラ１４の下部をテーブル１３が通過する際、テーブル１３に装着されたウェハ１が研磨痕形成ローラ１４と接触することにより、ウェハ１に対する研磨が行なわれる。
【００５２】
本実施例では、研磨痕形成ローラ１４によりウェハ１上に形成される研磨痕２０Ａの形成方向が、ダイシングライン（図中、矢印Ｘ，Ｙ方向）に対して略４５度の角度を有するよう構成されている。図８は、研磨痕形成ローラ１４によりウェハ１上に形成された研磨痕２０Ａを示している。同図に示すように、研磨痕２０Ａは、ダイシングライン（矢印Ｘ，Ｙ方向）に対して略４５度の角度を有して形成されている。
尚、この角度は、テーブル１３の進行方向を制御することにより容易に設定することができ、またこの角度を４５度以外の角度に変更することも容易に行なうことができる。
【００５３】
上記した研磨痕形成工程が終了すると、図５（Ｄ）に示されるように、表面保護テープ２がウェハ１から剥がされると共に、ウェハ１の背面がダイシング用テープ６に固定される。このダイシング用テープ６は、枠状のフレーム５に配設されており、その表面にはウェハ１を貼着するための接着剤（例えば、紫外線硬化型の接着剤）が塗布されている。
【００５４】
ウェハ１をダイシング用テープ６に貼着すると、フレーム５と共にウェハ１はダイシング装置に搬送され、ダイシング処理が実施される（ダイシング工程）。このダイシング処理は、ウェハ１に予め設定されているダイシングラインをダイシングソー７によりダイシングする。
【００５５】
これにより、ウェハ１は複数の半導体素子１０Ａに個片化される。しかしながら、個片化されても各半導体素子１０Ａはダイシング用テープ６に貼着された状態を維持するため、ダイシング用テープ６から脱落するようなことはない。また、前記したようにダイシングラインの延在方向は各図に矢印Ｘ，Ｙで示す方向であるため、個片化された半導体素子１０Ａの外周の各辺も矢印Ｘ，Ｙで示す方向に沿った状態となっている。
【００５６】
ダイシング工程が終了すると、個片化された複数の半導体素子１０Ａは、フレーム５と共にダイマウント装置に搬送される。ダイマウント装置では、先ず紫外線の照射が行なわれ、半導体素子１０Ａを貼着している接着剤（紫外線硬化型）の接着力を低下させる。
【００５７】
続いて、突き上げピン１１により半導体素子１０Ａを突き上げることにより、半導体素子１０Ａをダイシング用テープ６から離間させる。この際、図３を用いて説明したように、突き上げ時には半導体素子１０Ａに力Ｆ１が作用する。そして、この力Ｆ１は、図９に示すように半導体素子１０Ａを曲げる力Ｆ２として作用する。
【００５８】
しかしながら本実施例では、研磨痕２０Ａの形成方向がスクライブライン（これは、矢印Ｘ，Ｙ方向、半導体素子１０Ａの外周辺の延在方向と等しい）と異なる方向に、詳細にはスクライブラインに対し４５度の角度を持っているため、前記したＢＧ研磨痕１２がスクライブラインと平行に形成された半導体素子１０Ｘ，１０Ｙ（図４参照）に比べて曲げ応力に強くなり、チップクラックや割れの発生を防止することができる。
【００５９】
例えば、半導体素子の厚さ４００μｍにてスクライブライン（半導体素子の外周辺）に対し0度の角度をもつものは約１１Ｎ、45度の角度をもつものの強度は約３０Ｎとなる。半導体素子の厚さ１００μｍでは0度の角度をもつものは約０．８Ｎ、４５度の角度をもつものの強度は約１．７Ｎとなる。
【００６０】
上記のようにしてダイシング用テープ６から離脱された半導体素子１０は、図５（Ｆ）に示すように、コレット８により吸引されて実装基板９まで搬送される。そして、半導体素子１０は実装基板９上にダイ付けされ、これにより実装基板９に実装される。
【００６１】
上記のように本実施例では、研磨痕形成ローラ１４をウェハ１上で回転させることにより、ＢＧ研磨痕１２を除去すると共に研磨痕２０Ａを形成することができる。また、研磨痕形成ローラ１４の回転軸２１をダイシングラインの延在方向と異なる方向となるよう設置するだけで、ウェハ１にダイシングラインの延在方向と異なる方向に研磨痕２０Ａを形成することができる。よって、ダイシングラインの延在方向と異なる方向に対し、研磨痕２０Ａを容易に形成することができる。
【００６２】
また、バックグラインド工程においてダイシングラインの延在方向と平行な方向にＢＧ研磨痕１２が発生したとしても、その後に実施される研磨痕形成工程においてウェハ１にはダイシングラインの延在方向と異なる方向に研磨痕２０Ａが形成されるため、上記したように半導体素子１０Ａの強度を高めることができる。
【００６３】
次に、本発明の第２実施例である半導体装置の製造方法について説明する。
【００６４】
本実施例に係る半導体装置の製造方法は、図５乃至図９を用いて説明した第１実施例に係る製造方法に対し、研磨痕形成工程が異なるのみで他の工程は同一である。このため、本実施例の説明においては、研磨痕形成工程についてのみ説明し、他の工程の説明については省略するものとする。
【００６５】
本実施例においても、研磨痕形成工程においてダイシング工程で形成されたＢＧ研磨痕１２を除去し、ダイシングラインの延在方向（図中、矢印Ｘ，Ｙで示す方向）と異なる方向に研磨痕２０Ｂを形成する。本実施例では、研磨装置１７を用いて研磨痕２０Ｂを形成する構成としている。
【００６６】
研磨装置１７は、モータ１９により回転駆動される複数（本実施例では６個）のエンドミル１８を有している。このエンドミル１８の直径は５ｍｍであり、モータ１９に直結している。このエンドミル１８が回転した状態でウェハ１上を走行することにより、バックグラインド工程で発生したＢＧ研磨痕１２が除去されると共に、新たに研磨痕２０Ｂが形成されている。
【００６７】
この際、ウェハ１はバキュームによってテーブル１３の上に固定され、研磨機がウェハの上を動き研磨する。また、本実施例では、テーブル１３に固定されたウェハ１に対して移動する構成とされている。具体的には、図１２に示されるように、研磨装置１７は図中矢印Ｘ方向に移動してエンドミル１８によりウェハ１の研磨処理を行なう。
【００６８】
そして、ウェハ１上を通り過ぎると図中矢印Ｙ方向に３ｍｍ移動し、続いて−Ｘ方向に移動してウェハ１の研磨を行なう。以下、この手順を繰り返すことにより、ウェハ１の背面全面にわたりエンドミル１８による研削処理を行なう。図１３は、このようにして形成された研磨痕２０Ｂを示している。同図に示すように、本実施例では複数のエンドミル１８が回転しつつウェハ１上を移動して研磨処理を行なうため、ウェハ１には方向性のない研磨痕２０Ｂが形成される。
【００６９】
よって、この研磨痕２０Ｂが形成されたウェハ１をダイシング工程において個片化して半導体素子１０Ｂを形成した場合も、図１４に示すように研磨痕２０Ｂは半導体素子１０Ｂに残るため、前記したＢＧ研磨痕１２がスクライブラインと平行に形成された半導体素子１０Ｘ，１０Ｙ（図４参照）に比べて曲げ応力に強くなり、チップクラックや割れの発生を防止することができる。また、本実施例によれば研磨痕２０Ｂは不規則な形状で規則性がないため、いずれの方向から応力Ｆ２が印加されても所定の強度を維持するため、製造される半導体素子１０Ｂの信頼性を向上させることができる。
【００７０】
次に、本発明の第３実施例である半導体装置の製造方法について説明する。
【００７１】
本実施例に係る半導体装置の製造方法は、図５乃至図９を用いて説明した第１実施例に係る製造方法に対し、研磨痕形成工程に代えてレーザ照射工程を実施することを特徴とするものである。しかしながら、レーザ照射工程以外の他の工程は同一であるため、本実施例の説明においてはレーザ照射工程についてのみ説明し、他の工程の説明については省略するものとする。
【００７２】
本実施例では、バックグラインド工程が終了した後にレーザ照射工程を実施する。このレーザ照射工程では、レーザ照射装置３０Ａを用い、ＢＧ研磨痕１２が形成されたウェハ１に対してレーザ光３１の照射を行なう。レーザ照射装置３０Ａはレーザ光３１を走査させる機構（走査機構）を有しており、これによりレーザ光３１はウェハ１の背面全面に照射可能な構成となっている。
【００７３】
図１９は、走査機構を含むレーザ照射装置３０Ａの具体的構成を示している。レーザ発生装置３３は、レーザ光３１を生成する装置である。本実施例では、レーザ発生装置３３が生成するレーザ波長は、２００ｎｍ〜７００ｎｍを使用している。
【００７４】
半導体材料（例えば、ウェハ１）のレーザ浸透深さの波長依存性は大きく、波長が長い程、レーザの浸透深さが深くなる特性を有する。これによりウェハ１の厚み次第では、背面へのレーザ照射が表面に形成されている回路層へ影響を与えることも十分考えられる。このことから、ウェハ厚により使用する波長を適宜選択する必要がある。例えば、ウェハ１の厚さが５０μm未満の場合は波長２００ｎｍ〜４５０ｎｍのレーザ光３１を使用し、ウェハ１の厚さが５０μm以上の場合には波長２００ｎｍ〜７００ｎｍのレーザ光３１を使用することができる。
【００７５】
一方、レーザ発生装置３３が生成するレーザ光３１をレーザパルス幅から考察すると、本実施例で使用できるレーザパルス幅は１００ｆｓ〜２００μｓである。
【００７６】
照射されたレーザ光３１はウェハ１内部（シリコン内部）で吸収されて熱に変換されるが、このときの熱拡散距離はｄ＝√（４ｋｔ）（ｋ：熱拡散率［?／ｓ］，ｔ：パルス幅［ｓ］）で表される。即ち、パルス幅が長い程、熱がシリコン内を伝導し溶融する時間が十分にある為、結果として熱的な加工が起り易い。
【００７７】
一方パルス幅が十分に短い場合は、熱拡散がほとんどなく、照射エネルギーは格子系へ移乗、分子結合が破壊し非熱的加工（アブレーション）が起こる。１００ｐｓ〜２００μｓのパルス幅では、熱的加工の挙動をとることから、比較的熱影響を受けにくい半導体素子に使用される。この場合、照射領域外へも熱を伝導する為、レーザ光３１を走査して背面処理する場合に走査ピッチを比較的大きくとることができ、短時間で処理することができる。また、１００ｆｓ〜１００ｐｓのパルス幅とした場合には、非熱的加工の挙動となり、加熱をできるだけ避けたい半導体素子への背面処理に使用する。
【００７８】
続いて、レーザ照射装置３０Ａの走査機構について説明する。
【００７９】
本実施例では、図１７に示すようの、レーザスポット３１ａのスポット径ｄをφ１０〜１００μmとし、ウェハ１もしくは半導体素子１０の背面を走査させる。本実施例では、このレーザスポット３１ａ（レーザ光３１）を走査させるのに、Ｘ方向用ガルバノミラー３４とＹ方向用ガルバノミラー３５の二つのガルバノミラーを用いている。各ガルバノミラー３４，３５で反射されたレーザ光３１は集光レンズ３６を介してウェハ１に照射される。
【００８０】
上記のＸ方向用ガルバノミラー３４は、レーザ発生装置３３から出射されたレーザ光３１の進行方向をＸ方向に可変する。また、Ｙ方向用ガルバノミラー３５は、レーザ発生装置３３から出射されたレーザ光３１の進行方向をＹ方向に可変する。各ガルバノミラー３４，３５は独立して回転する構成とされており、よって各ガルバノミラー３４，３５の回転が組み合わされることにより、レーザ光３１はウェハ１上をＸ方向及びＹ方向に走査する。
【００８１】
この構成によれば、光学的にレーザ光３１の照射位置を走査させる為、高速走査が可能である。しかし、照射範囲が狭いため、比較的小径のウェハ１に対し適用される。
【００８２】
また、図１７に示すように、レーザ光３１の走査ピッチはレーザスポット３１ａの直径の３０〜８０％とし、必ずレーザスポット３１ａの一部が重なり合うようにする。また、レーザ光３１のパルス幅が１００ｐｓ〜２００μｓの場合では、隣接するレーザスポット３１ａの重なっている領域がスポット３１ａの直径の５０〜８０％であっても、熱的加工の為にレーザ比較的平坦度の高い仕上げができる。一方、１００ｆｓ〜１００ｐｓの短パルスの場合は、非熱的加工で照射領域内のみに加工が限定される為、３０〜６０％の短ピッチで走査することが望ましい。
【００８３】
尚、走査機構は、上記したガルバノミラー３４，３５を用いる構成に限定されものではない。例えば、図２０に示すレーザ照射装置３０Ｂは、走査機構としてＸＹテーブル３８を用いたものである。この構成では、レーザ発生装置３３を固定し、このレーザ発生装置３３から発射されたレーザ光３１を、ＸＹテーブル３８上のウェハ１にミラー３７を介して照射する。ＸＹテーブル３８はウェハ１をＸ方向及びＹ方向に移動できるため、相対的にレーザ光３１をウェハ１上で走査させることができる。この構成は、比較的広範囲の照射が可能であるため、大面積を有するウェハ１に適用して効果が大である。
【００８４】
また、図２１に示すレーザ照射装置３０Ｃは、図１９に示したレーザ照射装置３０Ａと図２０に示したレーザ照射装置３０Ｂを組み合わせた構成のものである。即ち、レーザ発生装置３３から発射したレーザ光３１をＸ方向に可変するのにＸ方向用ガルバノミラー３４を用い、また相対的にレーザ光３１をウェハ１上でＹ方向に走査させるのにＹ方向用テーブル３９を用いたものである。この構成によれば、広範囲を比較的高速で走査させることができる。
【００８５】
次に、図１６を参照して、レーザ照射工程の実施前と実施後のウェハ１の背面状態について説明する。図１６（Ａ）は、レーザ照射工程を実施する前のウェハ１の背面を拡大して示す図であり、図１６（Ｂ）はレーザ照射工程を実施した後のウェハ１の背面を拡大して示す図である。
【００８６】
前記したようにバックグラインド工程の終了後には、図１６（Ａ）に示されるように、ウェハ１の背面にはＢＧ研磨痕１２が形成されており、更にそれより深い位置には破砕層３２が形成されている。また、ＢＧ研磨痕１２及び破砕層３２に加え、チッピングが発生している場合もある。このＢＧ研磨痕１２，破砕層３２，及びチッピングは、曲げ力等の外力が印加された際にチップクラックや割れの原因となる。
【００８７】
しかしながら、レーザ照射工程においてレーザ光３１を照射することにより、図１６（Ｂ）に示すように、ＢＧ研磨痕１２，破砕層３２，及びチッピングは除去されてしまう。従って、レーザ照射工程終了後におけるウェハ１の背面は、ＢＧ研磨痕１２，破砕層３２，及びチッピングの存在しない略平滑な面となる。このため、半導体素子１０の機械的強度を向上させることができ、突き上げピン１１による突き上げ時等の外力印加時においてもチップクラックや割れが発生することを確実に防止することができる。
【００８８】
本実施例による、半導体素子１０の抗折強度実測値の変化を図１８に示す。
半導体素子１０は、□８×８ｍｍ、厚さ１００μmのＢＧ研磨痕１２が形成された状態のものである。レーザ発生装置３３は、波長５３２ｎｍで、パルス幅２００μｓのものを使用した。半導体素子１０の背面処理方法は、前記したレーザ照射装置３０Ａを用い、レーザスポット31aのスポット径１００μｍのガルバノ走査方式（ピッチ５０μm）を用いた。
【００８９】
前記したように、ＢＧ研磨痕１２を除去しない従来の半導体素子１０Ｘ，１０Ｙの場合、チップピックアップ時の許容抗折強度が１．８Nに対し、実測抗折強度は平均２．８N、最小値２Nと非常にマージンの無い状態にある。しかしながら、本実施例によりレーザ光３１をウェハ１の背面に照射したものであると、その実測抗折強度は、平均５N、最大値５．６N、最小値４．３Nという結果が得られた。
【００９０】
これにより、ダイ付け工程において突き上げピン１１を用いて半導体素子１０をダイシング用テープ６からピックアップするのに十分な機械的強度マージンを確保できたことが確認された。また、レーザ光３１を照射しない半導体素子１０（ウェハ１）では、１００μm厚以下では確実にピックアップ不可能とされていたが、レーザ光３１の照射を行なうと８０μm厚であってもピックアップが可能となった。
【００９１】
次に、本発明の第４実施例である半導体装置の製造方法について説明する。
【００９２】
尚、本実施例に係る半導体装置の製造方法の説明において、図１５乃至図１８を用いて説明した第３実施例に係る製造方法と同一構成及び同一工程については、その説明を省略するものとする。
【００９３】
本実施例では、ダイシング工程の終了後にレーザ照射工程を実施することを特徴とするものである。即ち、図２２に示すように、ウェハ１をダイシングライン４０に沿ってフルカットダイシングした後、ウェハ単位でレーザ光３１をウェハ１の背面に照射する。
【００９４】
図２３（Ａ）は、レーザ照射工程を実施する前のウェハ１の背面を拡大して示す図であり、図２３（Ｂ）はレーザ照射工程を実施した後のウェハ１の背面を拡大して示す図である。
【００９５】
前記したように本実施例では、バックグラインド工程及びダイシング工程が終了した後にレーザ照射工程を実施するため、レーザ照射工程を実施する前のウェハ１には、図２３（Ａ）に示すようにＢＧ研磨痕１２，破砕層３２が形成されると共に、ダイシング位置にはチッピング４１が形成されている。このＢＧ研磨痕１２，破砕層３２，及びチッピング４１は、半導体素子１０に曲げ力等の外力が印加された際にチップクラックや割れの原因となる。
【００９６】
しかしながら、レーザ照射工程においてレーザ光３１を照射することにより、図２３（Ｂ）に示すように、ＢＧ研磨痕１２及び破砕層３２は除去されてしまう。更に、もともと強度が弱いチッピング４１においては、チッピング４１が除去された後、半導体素子１０の外周部分が加工されて面取り部４２（断面視した場合に湾曲形状を有する）が形成される。
【００９７】
従って、レーザ照射工程終了後における半導体素子１０の背面は、ＢＧ研磨痕１２や破砕層３２の存在しない略平滑な面となる。更に、外周部分には面取り部４２が形成された構成となる。このため、半導体素子１０の機械的強度を向上させることができ、突き上げピン１１による突き上げ時等の外力印加時においてもチップクラックや割れが発生することを確実に防止することができる。
【００９８】
次に、本発明の第５実施例である半導体装置の製造方法について説明する。
【００９９】
尚、本実施例に係る半導体装置の製造方法の説明において、図１５乃至図１８を用いて説明した第３実施例に係る製造方法と同一構成及び同一工程については、その説明を省略するものとする。
【０１００】
本実施例では、レーザ照射工程を、個片化された半導体素子１０をダイシング位置から実装基板９へ搬送する途中において実施することを特徴としている。即ち本実施例では、ダイ付け工程の途中にレーザ照射工程を割り込ませた構成とされている。
【０１０１】
前記したように、ダイ付け工程ではダイシング工程により個片化された半導体素子１０が突き上げピン１１により突き上げられることによりダイシング用テープ６から離間し、図２４（Ａ）に示されるようにコレット８にピックアップされる。前記した各実施例では、コレット８は図２４（Ｃ）のように直ちに半導体素子１０を実装基板９に搬送する構成としていたが、本実施例では半導体素子１０を実装基板９に搬送する途中位置にレーザ照射装置３０Ａを設けている。そして、この実装基板９への搬送途中において、図２４（Ｂ）に示すように半導体素子１０の背面にレーザ光３１の照射が行なわれる。
【０１０２】
このように、本実施例においては，第４実施例ではダイシング工程が行なわれたウェハ１に対しウェハ単位でレーザ光３１の照射が行われたが、本実施例ではダイシング工程の終了後に個片化された半導体素子単位でレーザ光３１の照射が行なわれる構成とされている。
【０１０３】
本実施例も、前記した第４実施例と同様にダイシング工程の終了後にレーザ光３１の照射を行なうため、ＢＧ研磨痕１２，破砕層３２と共にチッピング４１が除去され、更に半導体素子１０の外周部分に面取り部４２が形成される。従って、レーザ照射工程終了後における半導体素子１０の背面は、ＢＧ研磨痕１２や破砕層３２の存在しない略平滑な面となると共に外周部分には面取り部４２が形成される。
【０１０４】
このため、半導体素子１０の機械的強度を向上させることができ、突き上げピン１１による突き上げ時等の外力印加時においてもチップクラックや割れが発生することを確実に防止することができる。更に、ダイシング時に発生し、半導体素子１０の背面に付着した塵埃もレーザ光３１により除去されるため、半導体素子１０の実装基板９への実装を確実に行なうことができる。
【０１０５】
次に、本発明の第６実施例である半導体装置の製造方法について説明する。
【０１０６】
尚、本実施例に係る半導体装置の製造方法の説明において、図１５乃至図１８を用いて説明した第３実施例に係る製造方法と同一構成及び同一工程については、その説明を省略するものとする。
【０１０７】
ＢＧ研磨痕１２，破砕層３２を除去するためのレーザ照射範囲は、全面照射及び一部照射に分けられる。全面照射ではウェハ１或いは半導体素子１０の背面上のあらゆる欠陥を全て削除することができるが、走査型の照射方法の場合、処理時間が長くかかってしまう。
【０１０８】
そこで本実施例では、図２５に示すように、半導体素子１０Ｃの外周のみにレーザ光３１を照射して研磨痕を除去する構成としたことを特徴とするものである。具体的には、半導体素子１０Ｃにレーザ光３１を照射したレーザ照射部４５と、レーザ光３１を照射しないレーザ未照射部４６とを設けた。従って、レーザ未照射部４６には依然としてＢＧ研磨痕１２等が存在している。
【０１０９】
本実施例のように、半導体素子１０Ｃの外周部分にのみレーザ照射部４５を形成した構成でも、研磨痕１２等に起因するチップクラックの発生を防止できる。即ち、研磨痕１２が発生している場合、これに起因してチップクラックや割れが発生するのは半導体素子１０Ｃの外周である。よって、半導体素子１０Ｃの外周に研磨痕１２が存在しなければ、全ての研磨痕１２を除去した場合に比べて効果が劣るものの、チップクラックや割れの発生を抑制することができる。
【０１１０】
また、半導体素子１０Ｃの外周部分にのみレーザ照射部４５を形成する場合、半導体素子１０Ｃの全体にレーザ光３１の照射を行なう場合に比べて照射面積が小さくなるため、レーザ照射時間の短縮を図ることができる。
【０１１１】
次に、本発明の第７実施例である半導体装置の製造方法について説明する。
【０１１２】
尚、本実施例に係る半導体装置の製造方法の説明において、図１５乃至図１８を用いて説明した第３実施例に係る製造方法と同一構成及び同一工程については、その説明を省略するものとする。
【０１１３】
本実施例は、ウェハ１若しくは半導体素子１０に対してひとまわり大きい径を持つレーザ光３１Ｂを照射しうるレーザ照射装置３０Ｄを用いたことを特徴とするものである。この構成では、レーザ光を走査する必要が無いため、処理時間の短縮を図ることができる。また、一括的にウェハ１若しくは半導体素子１０の背面全面が処理されるため、均一な仕上面を得ることが可能となる。
【０１１４】
【発明の効果】
上述の如く本発明によれば、次に述べる種々の効果を実現することができる。
【０１１５】
上述の如く本発明によれば、次に述べる種々の効果を実現することができる。
請求項１記載の発明によれば、バックグラインド工程においてダイシングラインの延在方向と平行な方向に研磨痕が発生したとしても、その後に実施される研磨痕形成工程において半導体基板にはダイシングラインの延在方向と異なる方向に研磨痕が形成されるため、半導体素子の強度を高めることができる。
【０１１６】
また、請求項２記載の発明によれば、ダイシングラインの延在方向と異なる方向に対し、研磨痕を容易に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の一例である半導体装置の製造方法の工程図である。
【図２】従来のバックグラインド工程において形成されるＢＧ研磨痕を説明するための図である。
【図３】従来の問題点を説明するための図である（その１）。
【図４】従来の問題点を説明するための図である（その２）。
【図５】本発明の第１実施例である半導体装置の製造方法の工程図である。
【図６】研磨痕形成ローラを拡大して示す斜視図である。
【図７】研磨痕形成ローラを拡大して示す平面図である。
【図８】研磨痕形成ローラにより形成される研磨痕を説明するための図である。
【図９】第１実施例の効果を説明するための図である。
【図１０】本発明の第２実施例である半導体装置の製造方法の工程図である。
【図１１】研磨装置を拡大して示す斜視図である。
【図１２】エンドミル１８により研磨方向を説明するための図である。
【図１３】研磨装置により形成される研磨痕を説明するための図である。
【図１４】第２実施例の効果を説明するための図である。
【図１５】本発明の第３実施例である半導体装置の製造方法の工程図である。
【図１６】第３実施例におけるレーザ照射前のウェハと、レーザ照射後のウェハを示す図である。
【図１７】レーザ光の走査を説明するための図である。
【図１８】第３実施例の効果を説明するための図である。
【図１９】レーザ照射装置のレーザ走査機構の一例を示す図である（その１）。
【図２０】レーザ照射装置のレーザ走査機構の一例を示す図である（その２）。
【図２１】レーザ照射装置のレーザ走査機構の一例を示す図である（その３）。
【図２２】本発明の第４実施例である半導体装置の製造方法を説明するための図である。
【図２３】第４実施例におけるレーザ照射前のウェハと、レーザ照射後のウェハを示す図である。
【図２４】本発明の第５実施例である半導体装置の製造方法の工程図である。
【図２５】本発明の第６実施例である半導体装置の製造方法により個片化された半導体素子を示す図である。
【図２６】本発明の第７実施例である半導体装置の製造方法におけるレーザ照射工程を示す図である。
【符号の説明】
１ ウェハ
２ 表面保護テープ
４ 研磨用砥石ヘッド
６ ダイシング用テープ
７ ダイシングソー
８ コレット
９ 基板
１０，１０Ｘ，１０Ｙ，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ 半導体素子
１１ 突き上げピン
１２ ＢＧ研磨痕
１３ テーブル
１４ 研磨痕形成ローラ
１７ 研磨装置
１８ エンドミル
２０Ａ，２０Ｂ 研磨痕
３０Ａ〜３０Ｄ レーザ照射装置
３１ レーザ光
３１ａ レーザスポット
３０ｂ 大径レーザ光
３２ 破砕層
３３ レーザ発生装置
３４ Ｘ方向用ガルバノミラー
３５ Ｙ方向用ガルバノミラー
３６ 集光レンズ
３８ ＸＹテーブル
３９ Ｙ方向用テーブル
４０ ダイシングライン
４１ チッピング
４２ 面取り部
４５ レーザ照射部
４６ レーザ未照射部

Claims (2)

  1. 半導体基板の背面をバックグラインドするバックグラインド工程と、
    該バックグラインド工程が終了した後に、前記半導体基板を所定のダイシングラインに沿ってダイシングして個々の半導体素子に個片化するダイシング工程とを有する半導体装置の製造方法において、
    前記バックグラインド工程と前記ダイシング工程との間に、
    前記ダイシングラインの延在方向に対して４５度の角度を有する方向に研磨痕を形成する研磨痕形成工程を設けたことを特徴とする半導体装置の製造方法。
  2. 請求項１記載の半導体装置の製造方法において、
    研磨痕形成工程では、
    回転軸が前記ダイシングラインの延在方向と異なる方向となるよう設置されると共に円筒表面が研磨面とされた円筒砥石を用い、前記研磨痕を形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。
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