JP6435545B2 - 個片体製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、個片体製造方法に関する。

半導体ウエハ（以下、ウエハと省略する場合がある）等の板状部材は、例えばＳＥＭＩ（Semiconductor Equipment and Materials International）規格により、直径が２００ｍｍのものは厚みが７２５μｍになるように、直径が３００ｍｍのものは厚みが７７５μｍとなるようにと規定されている。このようなウエハは、多数のＩＣやＬＳＩ等の電子回路（以下、回路と略称する場合がある）が形成された後、例えば５０μｍ前後にまで研削されて半導体チップ（個片体）となるので、その９割以上が捨てられることになる。

特許文献１には、半導体基板（板状部材）の両面に不純物を拡散して拡散領域を形成する工程と、上記半導体基板を厚み方向で２分割する工程と、２分割されたそれぞれの半導体基板における拡散領域の反対面を研磨して鏡面化する工程とを備える半導体基板の製造方法が記載されている。そして、２分割されたそれぞれの半導体基板はダイシング工程で個片体とされ、リードフレーム等の被搭載物に搭載される。

特開平１−１１４０４４号公報

しかしながら、従来の個片体の製造方法で形成された個片体は、被搭載物に搭載する前段で、個々に接着剤が積層されなければならず、個片体を被搭載物に搭載する搭載工程を含めた個片体の製造工程が煩雑になるという課題がある。
また、従来の個片体の製造方法で形成された個片体は、被搭載物に搭載した後、当該個片体を保護するために樹脂や接着剤等の保護部材を積層する場合、個々の個片体に保護部材を積層しなければならず、個片体を被搭載物に搭載する搭載工程を含めた個片体の製造工程が煩雑になるという課題がある。

本発明の目的は、個片体の製造工程を簡素化することができる個片体製造方法を提供することである。

上記目的を解決するために、本発明の個片体製造方法は、貫通電極が埋め込まれた板状部材を用意する板状部材用意工程と、前記板状部材の少なくとも一方の面に固定部材を積層する積層工程と、前記固定部材が積層された前記板状部材の側面から当該板状部材の一方または他方の面に沿って切込を形成することで、前記固定部材が積層された面と反対側の面に被搭載部材に当接可能な貫通電極を有する薄切り板状部材を形成する切込形成工程と、前記固定部材と共に前記薄切り板状部材を切断し、一方の面に前記固定部材が積層され反対側の面に前記被搭載部材に当接可能な貫通電極を有する複数の個片体を形成する薄切り板状部材切断工程とを有している。

また、本発明の個片体製造方法は、貫通電極が埋め込まれた板状部材を用意する板状部材用意工程と、前記板状部材の少なくとも一方の面に、他方の面に貫通することのない溝を形成する溝形成工程と、前記板状部材の少なくとも一方の面に固定部材を積層する積層工程と、前記固定部材が積層された前記板状部材の側面から当該板状部材の一方または他方の面に沿って切込を形成することで、一方の面に前記固定部材が積層され反対側の面に前記被搭載部材に当接可能な貫通電極を有する複数の個片体を形成する切込形成工程と、前記溝に沿って前記固定部材を切断することで、固定部材付きの複数の個片体を形成する固定部材切断工程とを有している。

本発明によれば、固定部材付きの複数の個片体を形成することができるため、当該固定部材を接着剤として機能させた場合、個片体を被搭載物に搭載する前段で個々の個片体に接着剤を積層する必要がなくなり、個片体を被搭載物に搭載する搭載工程を含めた個片体の製造工程を簡素化することができる。
また、固定部材付きの複数の個片体を形成することができるため、当該固定部材を保護部材として機能させた場合、個片体を被搭載物に搭載した後、当該個片体を保護するための樹脂や接着剤等の保護部材を個々の個片体に積層する必要がなくなり、個片体を被搭載物に搭載する搭載工程を含めた個片体の製造工程を簡素化することができる。

第１実施形態に係る個片体製造方法の工程の説明図。 上記実施形態に係る個片体製造方法の工程の説明図。 上記実施形態に係る個片体製造方法の工程の説明図。 第２実施形態に係る個片体製造方法の工程の説明図。 上記実施形態に係る個片体製造方法の工程の説明図。 上記実施形態に係る個片体製造方法の工程の説明図。 変形例の個片体製造方法の工程の説明図。

（第１実施形態）
各実施形態において基準となる図を挙げることなく、例えば、上、下、左、右、または、前、後といった方向を示した場合は、全て図１（ｂ）を正規の方向（付した番号が適切な向きとなる方向）から観た場合を基準とし、上、下、左、右方向が紙面に平行な方向であり、前が紙面に直交する手前方向、後が紙面に直交する奥方向とする。

図１〜図３において、第１実施形態の個片体製造方法は、板状部材としてのウエハＷＦを用意する板状部材用意工程と、ウエハＷＦの両面に固定部材１０を積層する積層工程と、固定部材１０が積層されたウエハＷＦの側面から当該ウエハＷＦの一方または他方の面に沿って切込１１を形成することで、当該ウエハＷＦから薄切り板状部材としての薄切りウエハＷＦ１、ＷＦ２を形成する切込形成工程と、固定部材１０と共に薄切りウエハＷＦ１、ＷＦ２を切断し、固定部材１０付きの複数の個片体としての半導体チップ（以下、チップと略称する場合がある）ＣＰを形成する薄切り板状部材切断工程とを有している。

板状部材用意工程は、図１（ａ）、（ｂ）に示すように、円盤状のウエハを用意し、その一方の面および他方の面の両面に造形物形成手段としての回路形成手段２０によって多数の造形物としての回路ＣＡを形成する（造形物形成工程）。回路ＣＡが形成されたウエハＷＦの両面には、図１（ｃ）にも示すように、各回路ＣＡ間にストリートＳＴが格子状に形成される。

積層工程は、図２（ａ）に示すように、板状部材用意工程で用意されたウエハＷＦの両方の面に対し、例えば、樹脂、接着剤、粘着剤、ゴム等によって構成された固定部材１０を積層する。固定部材１０の積層は、接着や溶着等ウエハＷＦに対して固定部材１０が一時的又は永久的にずれないようにすればよい。

切込形成工程は、図２（ｂ）に示すように、両方の面に固定部材１０が積層されたウエハＷＦにワイヤソー、レーザ照射装置、ブレード等の切断手段３０によって、切込１１を形成し、当該ウエハＷＦを厚み内で２分割して薄切りウエハＷＦ１、ＷＦ２を形成する。なお、切断手段３０の線径、レーザ幅、ブレード幅を変更することによって薄切りウエハＷＦ１、ＷＦ２の厚みを調整することができる。例えば、厚みが７７５μｍのウエハＷＦに対し、厚みが６７５μｍの線径、レーザ幅、ブレード幅を有する切断手段３０を用いれば、それぞれの厚みが５０μｍの薄切りウエハＷＦ１、ＷＦ２を形成することができる。この場合、裏面研削工程が不要となり、個片体の製造工程を短くすることができるが、裏面研削工程で各薄切りウエハＷＦ１、ＷＦ２をもっと薄く研削してもよい。

薄切り板状部材切断工程は、図３（ａ）に示すように、切削ブレード、レーザ照射装置、加圧水等の切断手段ＢＬによって、ストリートＳＴに沿って固定部材１０と共に各薄切りウエハＷＦ１、ＷＦ２を切断する。これにより、各薄切りウエハＷＦ１、ＷＦ２は、固定部材１０付きの複数のチップＣＰに個片化される。

なお、各チップＣＰは、チップ搭載工程で接着やボンディング等によってリードフレームや基板等の被搭載部材４０に搭載される。すなわち、チップ搭載工程は、図３（ｂ）に示すように、固定部材１０付きのチップＣＰを天地反転し、固定部材１０を介して被搭載部材４０に載置する。このとき、チップＣＰの回路ＣＡは、被搭載部材４０上の電極５０に回路ＣＡの図示しない電極が当接するように配置される。なお、固定部材１０が樹脂やゴム等で構成されているものの場合、ヒータ、ヒートパイプの加熱側等の加熱手段で固定部材１０を加熱すればよいし、固定部材１０が接着剤や粘着剤等で構成されているものの場合、固定部材１０付きのチップＣＰを被搭載部材４０に適宜な押圧手段で押圧すればよいし、その他超音波振動等によって被搭載部材４０に搭載することができる。すなわち、チップ搭載工程では、固定部材１０の性質、材質、組成、構成等に応じて適宜な手段を使用し、当該固定部材１０を介してチップＣＰを被搭載部材４０に搭載すればよい。

以上のような第１実施形態によれば、固定部材１０付きの複数のチップＣＰを形成することができるため、当該固定部材１０を接着剤として機能させた場合、チップＣＰを被搭載物４０に搭載する前段で個々のチップＣＰに接着剤を積層する必要がなくなり、チップＣＰを被搭載物４０に搭載する搭載工程を含めたチップＣＰの製造工程を簡素化することができる。

（第２実施形態）
図４〜６において、第２実施形態の個片体製造方法は、板状部材としてのウエハＷＦを用意する板状部材用意工程と、ウエハＷＦの一方の面および他方の面の両方の面に、反対側の面に貫通することのない溝１３を形成する溝形成工程と、ウエハＷＦの両面に固定部材１０を積層する積層工程と、固定部材１０が積層されたウエハＷＦの側面から当該ウエハＷＦの一方または他方の面に沿って切込１１を形成することで、当該ウエハＷＦから複数の個片体としてのチップＣＰを形成する切込形成工程と、溝１３に沿って固定部材１０を切断することで、固定部材１０付きの複数のチップＣＰを形成する固定部材切断工程とを有している。

板状部材用意工程は、図４（ａ）〜（ｃ）に示すように、円盤状のウエハを用意し、その両面に造形物形成手段としての回路形成手段２０によって多数の造形物としての回路ＣＡおよびストリートＳＴを形成するとともに、貫通電極１２を埋め込む。

溝形成工程は、図５（ａ）に示すように、切削ブレード、レーザ照射装置、エッチング等の溝形成手段ＢＬによって、ウエハＷＦの一方の面のストリートＳＴに沿って他方の面に貫通することのない溝１３を形成する。その後、溝形成手段ＢＬによって、ウエハＷＦ３の他方の面のストリートＳＴに沿って一方の面および、一方の面から形成された溝１３に貫通することのない溝１３を形成する。これにより、両面の回路ＣＡの周囲に沿って溝１３が形成されたウエハＷＦが形成される。

積層工程は、図５（ｂ）に示すように、溝１３が形成されたウエハＷＦの両面に対し、例えば、樹脂、接着剤、粘着剤、ゴム等によって構成された固定部材１０を積層する。固定部材１０の積層は、第１実施形態と同様にウエハＷＦに対して固定部材１０が一時的又は永久的にずれないようにすればよい。

切込形成工程は、図６（ａ）に示すように、両方の面に固定部材１０が積層されたウエハＷＦに切断手段３０によって切込１１を形成し、当該ウエハＷＦを厚み内で２分割して複数のチップＣＰを形成する。なお、第１実施形態と同様に、切断手段３０の線径、レーザ幅、ブレード幅を変更することによって切断後のチップＣＰの厚みを調整することができるし、裏面研削工程で各チップＣＰをもっと薄く研削してもよい。

固定部材切断工程は、図６（ｂ）に示すように、切断手段ＢＬによって、ストリートＳＴに沿って固定部材１０を切断すると、固定部材１０付きの複数のチップＣＰが形成される。

なお、各チップＣＰは、チップ搭載工程によって被搭載部材４０に搭載される。すなわち、チップ搭載工程は、図６（ｃ）に示すように、固定部材１０付きのチップＣＰにおける切込１１によって形成された面に接着剤や樹脂等の接着部材ＡＤを積層する。次いで、接着部材ＡＤを介して固定部材１０付きのチップＣＰを被搭載部材４０に載置する。このとき、チップＣＰの貫通電極１２は、被搭載部材４０上の電極５０に当接するように配置される。なお、チップ搭載工程は、第１実施形態と同様の加熱手段、押圧手段、超音波振動等によって固定部材１０付きのチップＣＰを被搭載部材４０に搭載することができる。

以上のような第２実施形態によれば、固定部材１０付きの複数のチップＣＰを形成することができるため、当該固定部材１０を保護部材として機能させた場合、チップＣＰを被搭載物４０に搭載した後、当該チップＣＰ保護するための樹脂や接着剤等の保護部材を個々のチップＣＰに積層する必要がなくなり、チップＣＰを被搭載物に搭載する搭載工程を含めたチップＣＰの製造工程を簡素化することができる。

本発明における手段および工程は、それら手段および工程について説明した動作、機能または工程を果たすことのできる限りなんら限定されるものではなく、まして、前記実施形態で示した単なる１実施形態の構成物や工程に全く限定されるものではない。例えば、積層工程は、板状部材の少なくとも一方の面に固定部材を積層可能な工程であれば、出願当初の技術常識に照らし合わせてその範囲内であればなんら限定されることはない（他の手段および工程についての説明は省略する）。

板状部材用意工程において、一方または他方の面のいずれかに回路形成手段２０によって多数の回路ＣＡを形成してもよい。この場合、第１実施形態では、積層工程において一方または他方の面のうち、回路ＣＡが形成された面にだけ固定部材１０を積層し、切込形成工程でウエハＷＦを２分割し、固定部材１０が積層された側の薄切りウエハのみ薄切り板状部材切断工程およびチップ搭載工程を経て被搭載部材４０に搭載される。一方、切込形成工程で形成された回路ＣＡが形成されていない側の薄切りウエハは、再度板状部材用意工程で多数の回路ＣＡが形成され、積層工程において当該回路上に固定部材１０が積層された後、薄切り板状部材切断工程およびチップ搭載工程を経て被搭載部材４０に搭載される。
板状部材用意工程において、一方または他方の面のいずれかに回路形成手段２０によって多数の回路ＣＡを形成した場合、第２実施形態では、溝形成工程および積層工程において一方または他方の面のうち、回路ＣＡが形成された面にだけ溝１３を形成して固定部材１０を積層し、切込形成工程でウエハＷＦを２分割し、固定部材１０が積層された側のチップＣＰのみ固定部材切断工程およびチップ搭載工程を経て被搭載部材４０に搭載される。一方、切込形成工程で形成された回路ＣＡが形成されていない側のウエハは薄切りウエハとなり、再度板状部材用意工程で多数の回路ＣＡが形成され、積層工程において当該回路上に固定部材１０が積層された後、薄切り板状部材切断工程およびチップ搭載工程を経て被搭載部材４０に搭載される。
板状部材用意工程において、少なくとも一方の面に予め回路ＣＡ及びストリートＳＴが形成されたウエハＷＦを用意してもよく、この場合、回路形成手段による造形物形成工程が不要となる。
ウエハＷＦは、７２５μｍ、６２５μｍ等どんな厚みでもよいし、３００ｍｍ、４５０ｍｍ等どんな直径でもよい。
ウエハＷＦは、シリコン半導体ウエハ、ＳｉＣ（シリコンカーバイド）ウエハ、サファイアウエハ、化合物半導体ウエハ等が例示できる。化合物半導体ウエハは、例えばＧａＰ（リン化ガリウム）ウエハ、ＧａＡ（ヒ化ガリウム）ウエハ、ＩｎＰ（リン化インジウムガリウム）ウエハ、ＧａＮ（窒化ガリウム）ウエハ等が挙げられる。
ウエハＷＦの形状は、円形、Ｄ型、楕円形、四角形、その他の多角形等どんな形でもよい。
ウエハＷＦに形成される回路は、一方の面と他方の面とで大きさやパターンが異なっていてもよい。
ウエハＷＦには、Ｖノッチやオリエンテーションフラット等の結晶方位を示す部位があってもよい。
板状部材は、ウエハＷＦ以外に、例えば、回路基板、ベース基板、リードフレーム、ガラス板、鋼板、陶器、木板または樹脂板等、任意の形態の部材や物品等でよく、何ら限定されるものではない。従って、個片体も、それら任意の形態の部材や物品等から切断されたものでよく、何ら限定されるものではない。
造形物は、回路ＣＡ以外に、所定の図柄、絵、模様、文字、数字、立体図、凹凸模様またはそれらを組み合わせたもの等、何ら限定されることはなく、造形物形成手段も、それらを形成できるものであれば何ら限定されることはない。

積層工程において、図７に示すように、ウエハＷＦ全体に固定部材１０を積層してもよい。

切込形成工程およびにおいて、切断手段３０の線径、レーザ幅、ブレード幅を６７５μｍ以外の他の厚みとしてもよく、例えば、厚みが６２５μｍのウエハＷＦに対し、厚みが５６５μｍの線径、レーザ幅、ブレード幅を有する切断手段を用いれば、それぞれの厚みが３０μｍの薄切りウエハＷＦ１、ＷＦ２やチップＣＰを形成することができる。
切込形成工程または裏面研削工程後の薄切りウエハＷＦ１、ＷＦ２又はチップＣＰの厚みは、２０μｍ、３０μｍ、６０μｍ、１００μｍ等、どんな厚みでもよい。
切込形成工程において、切断手段３０でウエハＷＦを厚み内で３以上に分割してもよいし、切断手段３０を２体以上並べて使用してもよい。

薄切り板状部材切断工程において、レーザや等でストリートＳＴに沿う脆弱な改質層を薄切りウエハに形成し、当該薄切りウエハを引っ張ったり折り曲げたりして固定部材１０付きの複数のチップＣＰを形成してもよい。なお、改質層を形成するにあたり、ウエハＷＦを脆弱にできる薬品や化学物質等の脆弱化部材を使用してもよい。

溝１３の深さは任意に決定できる。
溝形成工程の代わりに、レーザ等でストリートＳＴに沿う脆弱な改質層を形成する改質層形成工程としてもよい。このような改質層形成工程で形成する改質層は、一方の面と他方の面との両面から形成し、相互に接続してもよいし、接続しなくてもよい。
溝形成工程において、切込１１と干渉しない深さの溝１３すなわち、切込１１が横切ることのない深さの溝１３を形成し、切込形成工程の後に固定部材１０を引っ張ったり、裏面を研削したりして複数のチップＣＰに分割してもよい。

固定部材切断工程において、レーザ等でストリートＳＴに沿う脆弱な改質層を固定部材１０に形成し、当該固定部材１０を引っ張ったり折り曲げたりして固定部材１０付きの複数のチップＣＰを形成してもよい。

１０ 固定部材
１１ 切込
１３ 溝
ＷＦ 半導体ウエハ（板状部材）
ＷＦ１、ＷＦ２ 薄切り半導体ウエハ（薄切り板状部材）
ＣＰ 半導体チップ（個片体）

Claims (2)

1. 貫通電極が埋め込まれた板状部材を用意する板状部材用意工程と、
   前記板状部材の少なくとも一方の面に固定部材を積層する積層工程と、
   前記固定部材が積層された前記板状部材の側面から当該板状部材の一方または他方の面に沿って切込を形成することで、前記固定部材が積層された面と反対側の面に被搭載部材に当接可能な貫通電極を有する薄切り板状部材を形成する切込形成工程と、
   前記固定部材と共に前記薄切り板状部材を切断し、一方の面に前記固定部材が積層され反対側の面に前記被搭載部材に当接可能な貫通電極を有する複数の個片体を形成する薄切り板状部材切断工程とを有していることを特徴とする個片体製造方法。
2. 貫通電極が埋め込まれた板状部材を用意する板状部材用意工程と、
   前記板状部材の少なくとも一方の面に、他方の面に貫通することのない溝を形成する溝形成工程と、
   前記板状部材の少なくとも一方の面に固定部材を積層する積層工程と、
   前記固定部材が積層された前記板状部材の側面から当該板状部材の一方または他方の面に沿って切込を形成することで、一方の面に前記固定部材が積層され反対側の面に前記被搭載部材に当接可能な貫通電極を有する複数の個片体を形成する切込形成工程と、
   前記溝に沿って前記固定部材を切断することで、固定部材付きの複数の個片体を形成する固定部材切断工程とを有していることを特徴とする個片体製造方法。

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