JP2011129612A - 半導体装置の製造方法及び半導体装置 - Google Patents

Abstract

【課題】基板の側面に段差を形成しやすくすることにより、基板を実装基板に接着剤を用いて実装するときに接着剤が基板の側面を這い上がることを抑制する。
【解決手段】基板１０の第１面１２０に第１の溝１２２及び第２の溝１２４を形成する。第１の溝１２２及び第２の溝１２４は、ダイシングライン１０２の中心線を挟んで互いに平行に延伸しており、幅方向において、一部のみがダイシングライン１０２に含まれて、かつ最深部がダイシングライン１０２に含まれていない。次いで、基板１０の第２面１１０にダイシングライン１０２に沿った第３の溝を形成し、かつ基板１０の厚さ方向において第３の溝を第１の溝１２２の一部及び第２の溝１２４の一部に繋げる。これにより、基板１０はダイシングライン１０２に沿って切断される。
【選択図】図１

Description

本発明は、基板をダイシングラインに沿って分割する工程を有する半導体装置の製造方法及び半導体装置に関する。

半導体装置の製造工程においては、半導体ウェハを複数の半導体チップに個片化する工程がある。そして個片化された半導体チップを実装基板に実装する方法の一つに、ボンディングワイヤを用いる方法がある。この方法を用いる場合、半導体チップは、能動面を上に向けた状態で、接着剤を用いて実装基板に固定される。このとき、半導体チップを搭載するときの加重や熱処理等により、接着剤が半導体チップの下面からはみ出して半導体チップの側面を這い上がり、能動面が接着剤によって汚染される可能性がある。接着剤が基板の能動面を汚染して電極パッド等に付着すると、ワイヤボンディングにおける接続不良の原因となる。また接着剤が基板の側面に付着していると、この接着剤に起因した熱応力により、半導体装置の信頼性が低下することがある。

特許文献１には、半導体ウェハの表面に第１の溝を形成し、その後半導体ウェハの裏面に第２の溝を、第１の溝と繋がる深さに形成することにより、半導体ウェハを半導体チップに個片化する技術が開示されている。特許文献１では、第２の溝を第１の溝より幅広にすることにより、半導体ウェハの側面に段差を形成している。そしてこの段差により、接着剤が半導体チップの側面を這い上がることを抑制できる、と記載されている。

特開平９−１７２０２９号公報

本発明者は、特許文献１に記載の技術では、図９に示すように、ダイシングブレード４２０の先端が点線で示す初期形状４２２から磨耗し、丸みを帯びてしまうと、切断後の基板４１０の側面４１２は傾斜するものの、十分な角度θ及び深さを有する段差は形成されなくなってしまうことを見出した。基板４１０の側面４１２の段差に十分な角度θ及び深さがない場合、接着剤が基板４１０の側面を這い上がることを抑制できない。

本発明によれば、基板の第１面に、ダイシングラインの中心線を挟んで互いに平行に延伸し、幅方向において、一部のみが前記ダイシングラインに含まれ、かつ最深部が前記ダイシングラインに含まれていない第１の溝及び第２の溝を形成する工程と、
前記基板の第２面に前記ダイシングラインに沿っていて開口幅が前記ダイシングラインと同じ幅である第３の溝を形成し、かつ前記基板の厚さ方向において前記第３の溝を前記第１の溝の一部及び前記第２の溝の一部に繋げることにより、前記基板を前記ダイシングラインに沿って切断する工程と、
を備える半導体装置の製造方法が提供される。

本発明によれば、第１の溝及び第２の溝は、最深部がダイシングラインの外側に位置している。このため、第１の溝及び第２の溝を形成するときにレーザーダイシングを用いた場合や、第１の溝又は第２の溝を形成するためのダイシングブレードが磨耗した場合など、溝の底部が丸みを帯びて形成された場合においても、基板の側面に十分な角度及び深さを有する段差を形成することができる。従って、接着剤が基板の側面を這い上がることを抑制できる。

本発明によれば、基板と、
前記基板の表面に形成された半導体素子と、
前記基板の側面の全周に形成され、裏面側を向いている段差部と、
を備え、
前記段差部は、前記表面側に向かって窪んでいる凹部を有している半導体装置が提供される。

本発明によれば、接着剤が半導体チップの側面を這い上がることを抑制できる。

（ａ）は第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図であり、（ｂ）は平面図である。 （ａ）は第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図であり、（ｂ）は平面図である。 （ａ）は第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図であり、（ｂ）は本実施形態の効果を説明するための断面図である。 第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図である。 第２の実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図である。 第２の実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図である。 第３の実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図である。 第３の実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図である。 課題を説明するための断面図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。

図１〜図４の各図は、第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す図である。この半導体装置の製造方法は以下の工程を有している。まず基板１０の第１面１２０に第１の溝１２２及び第２の溝１２４を形成する。第１の溝１２２及び第２の溝１２４は、ダイシングライン１０２の中心線を挟んで互いに平行に延伸しており、幅方向において、一部のみがダイシングライン１０２に含まれて、かつ最深部がダイシングライン１０２に含まれていない。次いで、基板１０の第２面１１０にダイシングライン１０２に沿った第３の溝１１２を形成し、かつ基板１０の厚さ方向において第３の溝１１２を第１の溝１２２の一部及び第２の溝１２４の一部に繋げる。これにより、基板１０はダイシングライン１０２に沿って切断される。なお本実施形態において、ダイシングライン１０２は、第３の溝１１２が形成される領域として定義される。以下、詳細に説明する。

まず図１（ａ）の断面図及び図１（ｂ）の平面図に示すように、基板１０の第２面１１０にダイシングテープ５０を貼り付ける。ダイシングテープ５０の接着面には、例えばポリイミド樹脂からなる粘着層が設けられている。基板１０は例えばＳｉ単結晶ウェハなどの半導体ウェハであり、第２面１１０が表面すなわち能動面となっており、第１面１２０が裏面になっている。次いで、ダイシングブレード２００を回転させながらダイシングライン１０２に沿って移動させることにより、基板１０の第１面１２０に第１の溝１２２及び第２の溝１２４を、基板１０を貫通しないように形成する。第１の溝１２２及び第２の溝１２４の深さは、例えば基板１０の厚さの５％以上６０％以下である。本実施形態においてダイシングブレード２００は、例えば両面の外周部分がそれぞれ面取り加工されることにより、先端が中心に向かって先細りしている。このため第１の溝１２２及び第２の溝１２４は、幅方向の中心が最深部となっている。第１の溝１２２及び第２の溝１２４は、上記したように、ダイシングライン１０２の中心線を挟んで互いに平行に延伸しており、幅方向において、一部のみがダイシングライン１０２に含まれて、かつ最深部がダイシングライン１０２に含まれていない。なお第１の溝１２２及び第２の溝１２４は、交互に形成されても良いし、全ての第１の溝１２２が形成された後に第２の溝１２４が形成されても良い。

次いで図２（ａ）の断面図及び図２（ｂ）の平面図に示すように、ダイシングテープ５０を基板１０の第２面１１０からはがす。次いでダイシングテープ５２を基板１０の第１面１２０に貼り付ける。次いで基板１０の第２面１１０に、ダイシングブレード２１０を用いて第３の溝１１２を形成する。このときダイシングブレード２１０を、回転させながら、厚さ方向の中心がダイシングライン１０２の中心と重なるようにしつつ、ダイシングライン１０２に沿って移動させる。そして、第３の溝１１２の底部を第１の溝１２２の底部及び第２の溝１２４の底部に連通させる。これにより、基板１０はダイシングライン１０２に沿って切断され、半導体チップ１００に個片化される。

図３（ａ）の断面図は、図２（ｂ）のＣ−Ｃ´断面を示している。第１の溝１２２及び第２の溝１２４は、ダイシングライン１０２の中央部には形成されていない。このため、ダイシングブレード２１０をダイシングライン１０２に沿って移動させるとき、ダイシングライン１０２の幅方向の中央部では基板１０が厚さ方向の全体に残っている。このため、ダイシングブレード２１０は、進行する側において基板１０によって支持され、安定して切断方向に進行することができる。一方、基板１０の裏面側に形成された溝がダイシングライン１０２の幅方向の全体に形成されている場合、図３（ｂ）の断面図に示すように、ダイシングライン１０２の裏面側に溝（空隙）１２が位置することになるため、ダイシングブレード２１０は、進行する側において基板１０によって支持されにくくなる。この場合、ダイシングブレード２１０を進行させるときに、ダイシングブレード２１０が図３（ｂ）の点線の矢印で示すように、上下に震動しやすくなってしまい、基板１０にチッピングが発生しやすくなる。

ついで図４（ａ）の断面図に示すように、個片化した半導体チップ１００を取り出す。半導体チップ１００は、能動面（表面）である第２面１１０が裏面である第１面１２０に対して面積が大きくなっている。そして側面１３０の全周には段差部１３２が形成されている。段差部１３２は第１面１２０側を向いており、また凹部１３４を有している。凹部１３４は、第２面１１０に向けて窪んでいる。

その後図４（ｂ）の断面図に示すように、半導体チップ１００を、第２面１１０を上に向けて、接着剤３１０を用いて実装基板３００に実装する。接着剤３１０は、例えば銀ペーストなどである。実装基板３００は多層配線基板であっても良いし、リードフレームであっても良い。上記したように半導体チップ１００の側面１３０には、十分な角度及び深さを有する段差部１３２が形成されている。このため接着剤３１０が半導体チップ１００の側面１３０の側面を這い上がることを抑制できる。特に本実施形態では、段差部１３２には凹部１３４が形成されているため、接着剤３１０が半導体チップ１００の側面１３０を這い上がることをさらに抑制できる。

そして半導体チップ１００と実装基板３００とをボンディングワイヤ３２０を用いて接続する。

次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。本実施形態によれば、第１の溝１２２及び第２の溝１２４は、最深部がダイシングライン１０２の外側に位置している。このため、第１の溝１２２及び第２の溝１２４を形成するときにダイシングブレード２００が磨耗し、第１の溝１２２及び第２の溝１２４の底部が丸みを帯びて形成された場合においても、半導体チップ１００の側面１３０に段差部１３２を形成することができる。従って、半導体チップ１００を実装基板３００に接着剤３１０を用いて実装するときに、接着剤３１０が半導体チップ１００の側面１３０の側面を這い上がることを抑制できる。このため、半導体チップ１００の歩留まりが向上する。

また本実施形態では、ダイシングブレード２００は予め先細りとなっている。このため、段差部１３２に凹部１３４を形成することができ、これにより、接着剤３１０が半導体チップ１００の側面１３０の側面を這い上がることをさらに抑制できる。

またダイシングブレード２１０をダイシングライン１０２に沿って移動させるとき、ダイシングライン１０２の幅方向の中央部では基板１０が厚さ方向の全体に残っている。このため、ダイシングブレード２１０を進行させるときに、ダイシングブレード２１０が上下に震動することを抑制して、半導体チップ１００にチッピングが発生することを抑制できる。

なお本実施形態において、ダイシングブレード２００は先端が先細りしていなくても良く、一般的なダイシングブレードであっても良い。この場合においても、ダイシングブレード２００が磨耗する前では段差部を形成することができ、またダイシングブレード２００が磨耗し、第１の溝１２２及び第２の溝１２４の底部が丸みを帯びて形成された場合においても、半導体チップ１００の側面１３０に凹部１３４を有する段差部１３２を形成することができる。また第１の溝１２２と第２の溝１２４とを異なるダイシングブレードを用いて形成しても良い。

図５及び図６の各図は、第２の実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図である。本実施形態では、第１の溝１２２と及び第２の溝１２４を互いに異なるダイシングブレード２０２，２０４を用いて形成している点を除いて、第１の実施形態と同様である。

まず図５（ａ）に示すように、ダイシングブレード２０２を用いて第１の溝１２２を形成する。ダイシングブレード２０２は、ダイシングライン１０２の内側に位置している側面が外側に位置する側面に向かって傾斜することにより先細りしている。このため、第１の溝１２２のうちダイシングライン１０２の内側に含まれている側面は、ダイシングライン１０２の外側に向けて傾斜する。この場合においても、ダイシングブレード２０２の先端はダイシングライン１０２の外側に位置しているため、第１の溝１２２の最深部はダイシングライン１０２の外側に位置する。

次いで図５（ｂ）に示すように、ダイシングブレード２０４を用いて第２の溝１２４を形成する。ダイシングブレード２０４は、ダイシングライン１０２の内側に位置している側面が外側に位置する側面に向かって傾斜することにより先細りしている。すなわちダイシングブレード２０４は、ダイシングブレード２０２とは逆側に先細りしている。そして第２の溝１２４は、第１の溝１２２とは逆側、すなわちダイシングライン１０２の内側に含まれている側面がダイシングライン１０２の外側に向けて傾斜する。この場合においても、ダイシングブレード２０４の先端はダイシングライン１０２の外側に位置しているため、第２の溝１２４の最深部はダイシングライン１０２の外側に位置する。

その後、図６（ａ）に示すように、ダイシングブレード２１０を用いて基板１０を半導体チップ１００に個片化する。そして図６（ｂ）に示すように半導体チップ１００を実装基板３００に実装する。これらの工程は、第１の実施形態と同様である。

本実施形態によっても、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。また凹部１３４の傾斜を第１の実施形態よりも急峻にすることができるため、接着剤３１０が半導体チップ１００の側面１３０を這い上がることをさらに抑制できる。

図７及び図８の各図は、第３の実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図である。この半導体装置の製造方法は、ダイシングブレード２００が、両面の周縁部が面取り加工されることにより中心に向かって先細りになっている点を除いて、第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法と同様である。

本実施形態によっても第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。また凹部１３４の傾斜を第１の実施形態よりも急峻にすることができるため、接着剤３１０が半導体チップ１００の側面１３０を這い上がることをさらに抑制できる。

なお、上記した各実施形態において、第１の溝１２２及び第２の溝１２４の最深部をダイシングライン１０２の中に位置させても良い。この場合においても、半導体チップ１００の側面１３０を傾斜させることができるため、接着剤３１０が半導体チップ１００の側面１３０を這い上がることを抑制できる。

また第１の実施形態において、第１の溝１２２、第２の溝１２４、及び第３の溝１１２を一つのダイシングブレードを用いて形成しても良い。

また第１の実施形態において、第１の溝１２２及び第２の溝１２４をレーザーダイシングにより形成してもよい。この場合においても、第１の実施形態で示した効果を得ることができる。また第１の溝１２２及び第２の溝１２４を形成するときに半導体チップ１００にチッピングが発生することを抑制できる。

また上記した各実施形態において、第３の溝１１２をレーザーダイシングにより形成しても良い。この場合においても、各実施形態で示した効果を得ることができる。また第３の溝１１２を形成するときに、半導体チップ１００にチッピングが発生することをさらに抑制できる。

以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。

１０ 基板
１２ 溝（空隙）
５０ ダイシングテープ
５２ ダイシングテープ
１００ 半導体チップ
１０２ ダイシングライン
１１０ 第２面
１１２ 溝
１２０ 第１面
１２２ 溝
１２４ 溝
１３０ 側面
１３２ 段差部
１３４ 凹部
２００ ダイシングブレード
２０２ ダイシングブレード
２０４ ダイシングブレード
２１０ ダイシングブレード
３００ 実装基板
３１０ 接着剤
３２０ ボンディングワイヤ
４１０ 基板
４１２ 側面
４２０ ダイシングブレード
４２２ ダイシングブレードの初期形状

Claims (7)

1. 基板の第１面に、ダイシングラインの中心線を挟んで互いに平行に延伸し、幅方向において、一部のみが前記ダイシングラインに含まれ、かつ最深部が前記ダイシングラインに含まれていない第１の溝及び第２の溝を形成する工程と、
   前記基板の第２面に前記ダイシングラインに沿っていて開口幅が前記ダイシングラインと同じ幅である第３の溝を形成し、かつ前記基板の厚さ方向において前記第３の溝を前記第１の溝の一部及び前記第２の溝の一部に繋げることにより、前記基板を前記ダイシングラインに沿って切断する工程と、
   を備える半導体装置の製造方法。
2. 請求項１に記載の半導体装置の製造方法において、
   前記基板をダイシングラインに沿って切断することにより、前記基板から半導体チップが切り出され、
   前記第１面は前記半導体チップの裏面であり、前記第２面は前記半導体チップの能動面であり、
   前記基板から前記半導体チップが切り出される工程の後に、前記半導体チップを、能動面を上にして実装基板に実装する工程を備える半導体装置の製造方法。
3. 請求項１又は２に記載の半導体装置の製造方法において、
   前記第１の溝及び前記第２の溝は、ダイシングブレードを前記ダイシングラインに沿って移動させることにより形成される半導体装置の製造方法。
4. 請求項３に記載の半導体装置の製造方法において、
   前記第１の溝及び前記第２の溝は、先端が中心に向かって先細りしている前記ダイシングブレードを用いて形成される半導体装置の製造方法。
5. 請求項３に記載の半導体装置の製造方法において、
   前記第１の溝及び前記第２の溝は、先端が前記ダイシングラインの外側に向かって先細りしている前記ダイシングブレードを用いて形成される半導体装置の製造方法。
6. 請求項１又は２に記載の半導体装置の製造方法において、
   前記第１の溝及び前記第２の溝は、レーザーダイシングにより形成される半導体装置の製造方法。
7. 基板と、
   前記基板の表面に形成された半導体素子と、
   前記基板の側面の全周に形成され、裏面側を向いている段差部と、
   を備え、
   前記段差部は、前記表面側に向かって窪んでいる凹部を有している半導体装置。

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