JP2004281453A

JP2004281453A - 半導体デバイス製造方法及びシステム

Info

Publication number: JP2004281453A
Application number: JP2003066910A
Authority: JP
Inventors: Mitsuo Tanmachi; 三男反町
Original assignee: Tokyo Seimitsu Co Ltd
Current assignee: Tokyo Seimitsu Co Ltd
Priority date: 2003-03-12
Filing date: 2003-03-12
Publication date: 2004-10-07

Abstract

【課題】薄片化半導体デバイスの製造工程において、より適切にプローブテストを行える方法及びシステムの実現。
【解決手段】半導体ウエハ１００上に複数の半導体デバイスを形成する半導体デバイスの形成工程１１と、記半導体ウエハを薄片化する薄片化工程１２と、薄片化した半導体ウエハを分離するダイシング工程１４と、分離された半導体デバイスを組み立てる組立工程１５とを備える半導体デバイス製造方法において、薄片化工程１２後のダイシング工程１４の前に、薄片化した半導体ウエハの電気的な検査を行うプローブテスト１３を行う。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体デバイス製造方法及びシステムに関し、特にバックグラインディング（ＢＧ）やポリッシュグラインディング（ＰＧ）により薄片化される半導体ウエハの製造方法及びシステムにおけるプローブテストに関係する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体デバイスの製造工程においては、製造効率を向上させるため、デバイス形成プロセス（前工程）が終了した後、半導体ウエハ上に形成された各半導体チップ（ダイ）を、その電極パッドにプローブを接触させ、このプローブを介して半導体チップに電源を印加して動作状態とし、試験信号の印加及び検出を行うことにより動作検査を行い、不良チップは後の組立工程より除くことが行われる。この検査をプローブテストと呼んでおり、半導体ウエハを保持してプローブを接触させる装置をプローバ、プローバに試験信号を供給すると共に半導体チップからの信号を解析する装置をテスタと呼ぶ。すなわち、プローブテストはプローバとテスタを組み合わせた装置で行われる。
【０００３】
完成したデバイスは更に最終的な検査を経て出荷される。プローブテストは、完成した半導体チップを検査して良品と不良品を識別する検査であり、プローブテストの後は半導体ウエハを損傷するような工程を行わず、組み立てることが望ましい。しかし、ダイシング工程で切断した後にプローブテストを行うのは、半導体ウエハ上に配列された半導体チップを検査するのに比べて検査効率の点で問題がある。そこで、プローブテストはダイシング工程の前に行う。すなわち、半導体ウエハは、プローブテストの後、ダイサーで切断され、良品チップのみが後工程（組立工程）で組み立てられる。
【０００４】
近年、薄片化した半導体デバイスをＩＣカードなどに搭載することが行われている。半導体デバイスを薄片化するには、バックグラインダ／ポリシュグラインダで前工程の終了した半導体ウエハの裏面を研磨する。
【０００５】
薄片化した半導体ウエハをプローブテストするために、半導体ウエハをステージに保持してプローブを接触させると、プローブの接触圧のためにウエハを破損するという問題がある。そこで、従来の薄片化半導体デバイスの製造工程では、前工程の終了した半導体ウエハをプローブテストし、その後にバックグラインダ／ポリシュグラインダで半導体ウエハの裏面を研磨して薄片化し、ダイサーで切断して組み立てる。
【０００６】
図１は、この従来の薄片化半導体デバイスの製造工程を示すフローチャートである。図示のように、デバイス形成プロセス（前工程）１において半導体ウエハの表面に半導体チップ（ダイ）を形成し、プローブテスト工程２で各チップの電気的な動作検査を行い、薄片化処理（バックグラインド／ポリッシュグラインド（ＢＧ／ＰＧ））工程３で半導体ウエハを薄片化し、ダイシング工程４で切断し、組立工程（後工程）５で組み立てる。その後、最終検査工程６で最終的な検査が行われ、出荷される。
【０００７】
【特許文献１】
特開平５−３３５３８４号公報（全体）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、薄片化した半導体ウエハをステージに保持してプローブを接触させると、プローブの接触圧のためにウエハを破損するという問題があるため、プローブテストは薄片化処理の前に行っている。しかし、薄片化工程３では、バックグラインダ／ポリシュグラインダで半導体ウエハの裏面を研磨するため、研磨液が供給されると共に半導体ウエハに物理的な力がかかるので、薄片化工程において半導体ウエハを損傷し、チップを不良品にする場合が起きる。上記のように既にプローブテストは終了しているので、薄片化工程で発生した不良は発見することができず、電気特性に異常のあるチップが次工程に持ち越され、歩留まりの悪化を生じるという問題がある。
【０００９】
本発明は、このような問題を解決して、薄片化半導体デバイスの製造工程において、より適切にプローブテストを行える方法及びシステムを実現することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を実現するため、本発明の半導体デバイス製造方法及びシステムは、薄片化工程の後のダイシング工程の直前にプローブテストを行うことを特徴とする。
【００１１】
図２は、本発明の半導体デバイス製造方法及びシステムの処理の流れを示すフローチャートである。
【００１２】
図２に示すように、本発明の半導体デバイス製造方法及びシステムでは、デバイス形成プロセス（前工程）１１において半導体ウエハの表面に半導体チップ（ダイ）を形成し、薄片化処理（バックグラインド／ポリッシュグラインド（ＢＧ／ＰＧ））工程１２で半導体ウエハを薄片化し、プローブテスト工程１３で各チップの電気的な動作検査を行い、ダイシング工程１４で半導体ウエハを各チップに切断し、組立工程（後工程）１５で組み立て、最終検査工程１６で最終的な検査を行う。
【００１３】
上記のように、薄片化した半導体ウエハにプローブを接触させると接触圧によりウエハを破損するという問題があるが、本発明では、プローバは粘着テープに接着した状態の半導体ウエハを保持して検査が行えるようにする。半導体ウエハは薄片化されていても粘着テープに接着されているので、プローブを接触させても接触圧は粘着テープに吸収されるので半導体ウエハの損傷が防げる。ダイシング工程では、切断したチップがばらばらにならないように、半導体ウエハをフレームに貼り付けた粘着テープに貼り付けた状態で切断するが、本発明のプローブテストを行う場合も、このフレームに貼り付けた粘着テープに半導体ウエハを貼り付けて保持することが望ましい。粘着テープは導電性であることが望ましい。
【００１４】
また、従来のダイシング工程ではブレードにより半導体ウエハを切断しているが、本発明では、光ビーム（レーザ光）を照射した後、力を加えて切断する。これであれば研磨液を使用しないので、プローバにレーザ照射機構を設けてプローバの移動ステージを利用してレーザを照射することが可能であり、システム全体のコストを低減できる。また、薄片化した半導体ウエハをブレードにより切断すると欠け（チッピング）が発生するという問題があるが、レーザ光を照射する方法であれば欠けの発生を低減できる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図３は、本発明の実施例の半導体デバイスの製造システムの構成を示す図である。図示のように、半導体ウエハ上にデバイスを形成する前工程装置群２１と、半導体ウエハの裏面を研磨して薄片化するポリッシュグラインダ２２と、テスタとプローバとレーザ照射器を組み合わせたプローブテスト装置２３と、ダイボンダやワイヤボンダなどを組み合わせた組立装置２４とを有する。
【００１６】
図４は、表面に複数の半導体チップ１１０を形成した半導体ウエハ１００を示す図である。各チップは、プローブテスト装置２３で検査される。薄片化された半導体ウエハのチップ１１０の間の部分に収束したレーザ光を小さな間隔をあけて照射することにより、半導体ウエハが改質され、力を加えることによりレーザ光の照射部分に沿って切断される。
【００１７】
ポリッシュグラインダ２２では、図４に示す半導体ウエハ１００の表面に保護テープを貼り付けた状態で保持し、裏面を研磨して半導体ウエハ１００を薄片化する。薄片化した半導体ウエハ１００は、図５に示す粘着テープ１０２を有する硬質材（アルミ）製のフレーム１０１に貼り付けられる。その状態で表面の保護テープが剥がされる。ここで、薄片化した半導体ウエハ１００は反ってしまうので、フレーム１０１の粘着テープ１０２に貼り付けられた後に保護テープを剥がすことが重要である。
【００１８】
図６は、プローブテスト装置２３の構成を示す図である。このプローブテスト装置２３は従来と類似の構成を有しているが、図５のフレーム１０１の粘着テープ１０２に貼り付けられた半導体ウエハが保持できる点と、レーザ照射器４０が設けられている点が異なる。図６に示すように、プローブテスト装置２３は、半導体ウエハが粘着テープ１０２に貼り付けられたフレーム１０１を保持するチャック３１と、プローブ３４を有するプローブカード３３と、パフォーマンスボード３２と、テストヘッド３６と、回転軸３８を中心としてテストヘッド３６を回転させる機構と、チャック３１を移動する移動機構３９と、レーザ照射器４０とを有する。移動機構３９によりチャック３１を移動して、プローブ３４を、フレーム１０１の粘着テープ１０２に貼り付けられた半導体ウエハの各チップの電極パッドに接触させる。その状態で、テストヘッド３６は、電源と試験信号をパフォーマンスボード３２とプローブカード３３とプローブ３４とを介して各チップに印加し、各チップからの信号検出して動作が正常であるかを判定し、不良のチップの位置を記憶する。このようにしてプローブテストが行われる。半導体ウエハが帯電していると、プローブテストが正しく行なえなかったり、プローブカードの破損の一因となるので、粘着テープ１０２は導電性であることが望ましい。
【００１９】
プローブテストの終了した半導体ウエハは、図示していないマーカにより不良チップにマークが付けられた後、破線で示した部分に移動する。そして、移動機構３９によりチャック３１上の半導体ウエハを移動して、半導体ウエハのチップの間の部分にレーザ照射器４０から出力される収束したレーザ光を所定の間隔で照射する。これにより、レーザを照射した部分が改質されて、力を加えることにより切断できる。薄片化した半導体ウエハをブレードで切断すると欠け（チッピング）が生じるが、レーザ光を照射して切断する方法であれば、チッピングが低減できる。
【００２０】
以上のように、本発明の実施例の半導体デバイス製造システムでは、ポリシュグラインドの後の薄片化した半導体ウエハ上のチップをプローブテストするので、薄片化工程で生じた損傷による不良品を発見でき、後工程への不良チップ（ダイ）の持ち越しを防止できる。また、プローブテスト装置にレーザ照射器を設けるだけでプローブテスト装置の移動機構を利用してダイシングが行えるので、システムのコストを低減できる。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、薄片化半導体デバイスの製造工程において、より適切にプローブテストを行い、後工程への不良チップの持ち越しを低減できる。また、ダイシングまで含めたシステムのコストを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の半導体デバイスの製造工程を示すフローチャートである。
【図２】本発明の半導体デバイスの製造工程を示すフローチャートである。
【図３】本発明の実施例の半導体デバイスの製造システムの構成を示す図である。
【図４】表面に半導体チップ（ダイ）を形成した半導体ウエハを示す図である。
【図５】フレームの粘着テープに貼り付けた半導体ウエハを示す図である。
【図６】実施例のプローブテスト装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
２２…ポリシュグラインダ
２３…プローブテスト装置
２４…組立装置
４０…レーザ照射器
１００…半導体ウエハ
１０１…フレーム
１０２…粘着テープ

Claims

半導体ウエハ上に複数の半導体デバイスを形成する半導体デバイスの形成工程と、
前記半導体ウエハを薄片化する薄片化工程と、
薄片化した前記半導体ウエハを個別の半導体デバイスに分離するための処理を行うダイシング工程と、
分離された半導体デバイスを組み立てる組立工程とを備える半導体デバイス製造方法において、
前記薄片化工程後の前記ダイシング工程の前に、薄片化した前記半導体ウエハの前記複数の半導体デバイスにプローブを接触させて電気的な検査を行うプローブテストを行うことを特徴とする半導体デバイス製造方法。
請求項１に記載の半導体デバイス製造方法であって、
前記プローブテストは、薄片化した前記半導体ウエハを粘着テープに接着した状態で行う半導体デバイス製造方法。
請求項１に記載の半導体デバイス製造方法であって、
ダイシング工程では、薄片化した前記半導体ウエハの切断をしようとする部分に光ビームを照射し、
前記光ビームの照射は、前記プローブテストを行うために薄片化した前記半導体ウエハを保持する機構で保持した状態で行われる半導体デバイス製造方法。
半導体ウエハ上に複数の半導体デバイスを形成する半導体デバイスの形成装置と、
前記半導体ウエハを薄片化する薄片化装置と、
薄片化した前記半導体ウエハを個別の半導体デバイスに分離するための処理を行うダイシング装置と、
分離された半導体デバイスを組み立てる組立装置とを備える半導体デバイス製造システムにおいて、
薄片化した前記半導体ウエハを分離する前に、薄片化した前記半導体ウエハの前記複数の半導体デバイスにプローブを接触させて電気的な検査を行うプローブテスト装置を備えることを特徴とする半導体デバイス製造システム。
請求項４に記載の半導体デバイス製造システムであって、
前記プローブテスト装置は、薄片化した前記半導体ウエハを粘着テープに接着した状態で保持する保持機構を備え、粘着テープに接着した前記半導体ウエハをテストする半導体デバイス製造システム。
請求項４に記載の半導体デバイス製造システムであって、
前記ダイシング装置は、前記プローブテスト装置に設けられた、薄片化した前記半導体ウエハの切断しようとする部分に光ビームを照射する光ビーム照射機構を備え、
前記プローブテスト装置に保持された前記半導体ウエハに対して、前記光ビームの照射を行う半導体デバイス製造システム。
請求項４に記載の半導体デバイス製造システムであって、
前記粘着テープは導電性である半導体デバイス製造システム。