JP2008130700A - 多角形半導体チップの製造方法および製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】多角形半導体チップを良好な生産性で製造できる方法を提供する。
【解決手段】半導体ウエハ２を矩形状に切断する第１の工程（ａ）と、矩形状に切断した各半導体チップｃ１〜ｃ９の各間隔を広げる第２の工程（ｂ）と、各半導体チップｃ１〜ｃ９のコーナー部を切断する第３の工程（ｃ）とを有していることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体集積回路に使用される半導体チップを半導体ウエハから切り出す半導体チップの製造方法に関する。

半導体集積回路は、例えば次の工程で製造されている。
図５（ａ）では半導体チップ１０にバンプ１１を形成する。図５（ｂ）（ｃ）では半導体チップ１０に形成されたバンプ１１を基板１２の側に向けて配置し、実装位置に熱硬化性樹脂シート１３が塗布された基板１２に押し付けて半導体チップ１０のバンプ１１を基板１２の配線電極１４に当接させ熱硬化性樹脂シート１３を硬化させて基板１２における半導体チップ１０の位置を固定する。

図５（ｄ）では基板１２の上の半導体チップ１０を樹脂１５でモールドする。図５（ｅ）はモールドが完了した半導体集積回路の平面図を示している。
一般的な半導体チップ１０は矩形で、コーナー部１６が９０°であるため、基板１２の反りなどが発生した場合には、応力が半導体チップ１０の前記コーナー部１６に集中して、図５（ｆ）に示すようにコーナー部１６を起点として、前記樹脂１５にクラック１７が発生し、不良が発生する。

そこで特許文献１には、このクラック１７の発生を低減するために図５（ｇ）に示すようにコーナー部１６を面取りした半導体装置が開示されている。
特開２００４−７９６６７公報

半導体ウエハから切り出した半導体チップ１０を一つ一つ機械加工をして面取りした場合には、生産性が悪い。
本発明は、コーナー部を面取りした半導体チップを、良好な生産性で製造できる多角形半導体チップの製造方法を提供することを目的とする。

本発明の請求項１記載の多角形半導体チップの製造方法は、半導体ウエハから半導体チップを切り出すに際し、互いに交差するＸ軸方向に沿う第１切断線とＹ軸方向に沿う第２切断線とで前記半導体ウエハを矩形状の複数の半導体チップに切断する第１の工程（ａ）と、第１の工程（ａ）で切断線を入れた前記半導体ウエハをＸ軸方向とＹ軸方向に拡張して隣接する矩形状の半導体チップの間隔を広げる第２の工程（ｂ）と、第２の工程（ｂ）で拡張して配置されている半導体チップに対して、斜め方向に隣り合う前記矩形状の半導体チップのコーナー部を通過する直線の第３切断線によって、前記半導体チップのコーナー部を切断する第３の工程（ｃ）とを実施することを特徴とする。

本発明の請求項２記載の多角形半導体チップの製造方法は、請求項１において、前記第２の工程（ｂ）の前記各半導体チップの各間隔が、Ｘ軸方向に等間隔で、Ｙ軸方向に等間隔であることを特徴とする。

本発明の請求項３記載の多角形半導体チップの製造方法は、請求項２において、前記第２の工程（ｂ）の前記矩形状に切断された各半導体チップの辺の長さをＸ，Ｙとした場合に、長さＸの辺に対し、垂直方向の前記各半導体の各間隔はｋ・Ｙであり、長さＹの辺に対し、垂直方向の前記各半導体の各間隔はｋ・Ｘであり、かつ、ｋは ０．４１４２ ≦ ｋ＜ １ であることを特徴とする。

本発明の請求項４記載の多角形半導体チップの製造方法は、請求項１において、前記第３の工程（ｃ）の前記第３の切断線は、横あるいは縦方向に隣り合う前記矩形状の半導体チップのコーナー部を通過することを特徴とする。

本発明の請求項５記載の多角形半導体チップの製造方法は、請求項１において、前記第１の工程（ａ）では、半導体ウエハをエクスパンド性を有する仮固定シートに貼り付けてから半導体ウエハを前記第１切断線と前記第２切断線で切断し、前記第２の工程（ｂ）では、前記仮固定シートを引っ張り伸ばすことで、前記半導体チップの各間隔を広げることを特徴とする。

本発明の請求項６記載の多角形半導体チップの製造方法は、請求項５において、仮固定シートがエクスパンド性を有する下層の上に粘着性を有する上層を形成した２層構造で、第１の工程（ａ）では、仮固定シートの前記上層に半導体ウエハを貼り付けて仮固定シートの前記下層に達しない前記第１切断線と前記第２切断線で半導体ウエハを切断することを特徴とする。

本発明の請求項７記載の多角形半導体チップの製造方法は、請求項１において、前記第２の工程（ｂ）と前記第３の工程（ｃ）との間に、前記第２の工程（ｂ）で拡張して配置されている半導体チップの全部を載せてある台座を回転して、前記第３切断線の位置を決める工程を実行することを特徴とする。

本発明の請求項８記載の多角形半導体チップの製造装置は、仮固定シートに貼り付けられた半導体ウエハを、互いに交差するＸ軸方向に沿う第１切断線とＹ軸方向に沿う第２切断線とで前記半導体ウエハを矩形状の複数の半導体チップに切断するダイシング装置と、前記仮固定シートを引っ張り伸ばすことで仮固定シートに貼り付けられた各半導体チップの各間隔を広げるエクスパンド装置と、間隔を広げられ斜め方向に隣り合う前記矩形状の半導体チップのコーナー部を前記第３切断線が通過するように、前記ダイシング装置の角度と仮固定シートに貼り付けられた各半導体チップが搭載されている台座を相対移動させる角度変更装置とを設けたことを特徴とする。

この構成によると、半導体チップを機械加工をする必要が無く、また大掛かりな設備を必要としないので、多角形半導体チップを安価に生産性良く製造できる。

以下、本発明の多角形半導体チップの製造方法を具体的な実施の形態に基づいて説明する。
（実施の形態１）
図２は多角形半導体チップの製造方法の実施に使用する多角形半導体チップの製造装置を示す。

角度変更装置１は、半導体ウエハ２がセットされた台座３を制御装置４から命令されたタイミングに命令された方向に命令された角度だけ回動させるよう構成されている。
ダイシング装置５は、ソーブレード６とこの回転駆動装置７とで構成されており、台座３にセットされた半導体ウエハ２を、制御装置４から命令されたタイミングに切断しながら切断線の方向に命令された長さだけ水平移動する。

エクスパンド装置８は、半導体ウエハ２が貼り付けられている仮固定シート９を、制御装置４から命令されたタイミングにＸ軸方向とＹ軸方向に水平に引っ張り伸ばすよう構成されている。

制御装置４の具体的な構成を、製造工程に基づいて説明する。
図１（ａ）（ｂ）（ｃ）は第１，第２，第３の工程を模式的に示している。
図１（ａ）に示した第１の工程では、図２に示すように仮固定シート９に貼り付けた状態で台座３にセットされている。仮固定シート９は２層構造で、下層９ａがエクスパンド性を有しており、上層９ｂは粘着性を有している。仮固定シート９は真空吸着により台座３に固定されている。仮固定シート９の厚さは、５０μｍ〜５００μｍである。

この第１の工程（ａ）では、制御装置４がダイシング装置５に命令して、仮固定シート９の上層９ｂに貼り付けて固定された半導体ウエハ２を、互いに交差するＸ軸方向に沿う第１切断線Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３，Ｘ４とＹ軸方向に沿う第２切断線Ｙ１，Ｙ２，Ｙ３，Ｙ４とで仮固定シートを貼り付けていない半導体ウエハ面の方から矩形状の半導体チップに切り分ける。ここでは、半導体ウエハ２が半導体チップｃ１〜ｃ９に切り分けられている。また、第１切断線Ｘ１〜Ｘ４と第２切断線Ｙ１〜Ｙ４は、図３に示すように仮固定シートの上層９ｂに達してはいるが下層９ａには達しない深さでダイシングされている。こうすることで、次の工程において仮固定シート９をエクスパンドする場合に、仮固定シート９の裂けは、仮固定シート９の上層９ｂで止まるので、仮固定シート９の下層９ａの部分を用いて半導体チップｃ１〜ｃ９の間隔を安定して、精度よく広げることができる。

なお仮固定シート９は理想の形態として２層構造で説明したが、エクスパンド工程で切断線を起点とした引き裂か発生しない強度を保つものであれば、１層構造でもよい。
図１（ｂ）に示した第２の工程では、第１の工程でダイシングされた後の半導体ウエハ２に対して、制御装置４がエクスパンド装置８に命令して、仮固定シート９を引っ張る。
仮固定シート９は引っ張ることで伸び、半導体チップｃ１〜ｃ９の間隔２０，２１が広がる。横（左右）方向に均等な力で引っ張ることで間隔２０は均等な間隔となる。縦（上下）方向に均等な力で引っ張ることで間隔２１は均等な間隔に広がる。また、横（左右）方向、縦（上下）方向に均等な力で引っ張ることで、各間隔２０，２１を均等にできる。

矩形状に切断した半導体チップｃ１〜ｃ９の形状が正方形の場合は、縦（上下）方向の間隔２１と横（左右）方向の間隔２０を等しくすると、引き続き第３の工程で行われるダイシングする工程において形状が安定し、かつ効率の良い加工ができる。

図１（ｃ）に示した第３の工程では、斜め方向に隣り合う半導体チップのコーナー部を通過する直線の第３切断線ｚ１〜ｚ８によってコーナー部を切断するように、制御装置４がダイシング装置５と角度変更装置１を運転する。

具体的には、まず、半導体チップｃ１〜ｃ９のコーナー部を第３切断線に沿って切断するために、台座３を回転させて位置合わせを行う。その後、一番端のラインから順にダイシングソーを直線に走査させることで、半導体チップのコーナー部を切断していく。第３切断線ｚ１による切断では、半導体チップｃ４のコーナー部とこの半導体チップｃ４とは斜め方向に隣り合う半導体チップｃ８のコーナー部が切断される。また、この具体例の場合には、半導体チップｃ４のコーナー部を切断して半導体チップｃ８のコーナー部を切断する前に半導体チップｃ４とは縦（上下）方向に隣り合う半導体チップｃ７のコーナー部も第３切断線ｚ１によって切断することができる。

第３切断線ｚ２では、半導体チップｃ１，ｃ５，ｃ９のコーナー部と半導体チップｃ４，ｃ８のコーナー部が切断される。
第３切断線ｚ３では、半導体チップｃ１，ｃ５，ｃ９のコーナー部と半導体チップｃ２，ｃ６のコーナー部が切断される。

第３切断線ｚ４では、半導体チップｃ２，ｃ６のコーナー部と半導体チップｃ３のコーナー部が切断される。
第３切断線ｚ５では、半導体チップｃ２，ｃ４のコーナー部と半導体チップｃ１のコーナー部が切断される。

第３切断線ｚ６では、半導体チップｃ３，ｃ５，ｃ７のコーナー部と半導体チップｃ２，ｃ４のコーナー部が切断される。
第３切断線ｚ７では、半導体チップｃ３，ｃ５，ｃ７のコーナー部と半導体チップｃ６，ｃ８のコーナー部が切断される。

第３切断線ｚ８では、半導体チップｃ６，ｃ８のコーナー部と半導体チップｃ９のコーナー部が切断される。
第３切断線ｚ９〜ｚ１２では、半導体チップｃ７，ｃ３，ｃ１，ｃ９のコーナー部が切断される。

なお、第３切断線ｚ９は第３切断線ｚ１の前に切断が実行される。第３切断線ｚ１０は第３切断線ｚ４の次に切断が実行される。第３切断線ｚ１１は第３切断線ｚ１０の次で第３切断線ｚ５の前に切断が実行される。第３切断線ｚ１２は第３切断線ｚ８の次に切断が実行される。

この第３の工程に際しては、第２の工程で半導体チップｃ１〜ｃ９の間隔を均等に広げてあるので、同形状に精度よく半導体チップｃ１〜ｃ９のコーナー部を面取りすることができる。また、等間隔にダイシングソーを走査することができるので、工程が簡単になる。

この実施形態の製造方法によれば、一括して、半導体チップのコーナー部を面取りした、多角形半導体チップを製造でき、半導体チップ一つ一つを機械加工をする必要が無い。また、半導体の間隔を広げる工程と、従来使用している、ダイシングソーを用いることで製造することができ、大掛かりな設備を必要としない。よって、多角形半導体チップを安価に生産性良く製造できる。

また、多角形半導体チップの製造装置は、図２に示したようにエクスパンド装置８とダイシング装置５とを有する。仮固定シート９を伸ばすことで、半導体チップｃ１〜ｃ９の間隔を広げる場合、仮固定シート９の伸びは経時変化するので、仮固定シート９を伸ばした後、コーナー部の切断を行うまでの時間を一定にしたい。エクスパンド装置８とダイシング装置５が同一装置にあると、短時間で作業ができる。つまり仮固定シート９が経時変化する前に加工できるので、精度よい加工が可能となる。また同一装置で、半導体を矩形状に切断し、多角形に切断することができる。よって、この製造装置を用いると、生産性よく安定した形状の多角形半導体チップを製造できる。

（実施の形態２）
図４（ａ）は実施の形態２を示す。
実施の形態１の半導体チップｃ１〜ｃ９は正方形であるため第２の工程では縦横方向に均等にエクスパンドしたが、この実施の形態では半導体チップｃ１〜ｃ９は長方形であって、第２の工程で縦横方向にエクスパンドする大きさが異なっている。その他は実施の形態１と同じである。

図４（ａ）に示すように、半導体チップｃ１〜ｃ９の辺の長さをＸ，Ｙとした場合、長さＸの辺に対し、垂直方向の半導体チップｃ１〜ｃ９の各間隔はｋ・Ｙであり、長さＹの辺に対し、垂直方向の前記各半導体の各間隔はｋＸであり、かつ、ｋ＜１以下であることが好ましい。

これにより、半導体チップｃ１〜ｃ９は長方形であっても、例えば、第３切断線ｚ１による１回のダイシングに見られるように、半導体チップｃ４の左上のコーナー部２２と、半導体チップｃ７の右下のコーナー部２３と、半導体チップｃ８の左上のコーナー部２４とを切断できる。斜めに隣り合う半導体チップｃ４とｃ８の各コーナー部２２、２４を切断すると同時に、半導体チップｃ４と縦（上下）方向に隣り合う半導体チップｃ７のコーナー部２３を切断する。これは、斜めに隣り合う半導体チップｃ４とｃ８の各コーナー部２２、２４を切断すると同時に、半導体チップｃ８と横（左右）方向に隣り合う半導体チップｃ７のコーナー部２３を切断するとも表現できる。つまり、斜め方向に隣り合う半導体チップのコーナー部分を切断すると同時に、横方向あるいは縦方向にとなりあう半導体チップのコーナー部分を切断する事を意味する。これにより、ダイシングの回数を削減できるので、効率よくかつ、安定した形状の、多角形半導体を製造できる。

図４（ｂ）は比較例を示している。
間隔がそれぞれの辺の長さに比例した間隔でかつ、ｋ＜１でない場合には、半導体チップｃ７の右下のコーナー部２３と半導体チップｃ８の左上のコーナー部２４の切断には、切断線２５と切断線２６との２回のダイシングを行う必要があり効率が悪くなる。

また、半導体チップｃ１〜ｃ９の間隔が小さい場合、つまりｋが０．４１４２よりも小さい場合は、カッティングする面積が大きくなり、安価に多角形半導体を製造することが難しい。よってｋは０．４１４２以上であり１より小さいことが好ましい。なお、辺の長さがＸ＝Ｙの時は、正方形となり、この場合でも同様な効果があるのはもちろんのことである。

上記の各実施の形態では切断線ｚ１に見られるように、半導体チップｃ４のコーナー部と、この半導体チップｃ４とは縦（上下）方向に隣接する半導体チップｃ７のコーナー部と、半導体チップｃ４とは斜め方向に隣接する半導体チップｃ８のコーナー部とを、一回のダイシングで面取りできるように第２の工程でエクスパンドしたが、半導体チップｃ４のコーナー部と、半導体チップｃ４とは斜め方向に隣接する半導体チップｃ８のコーナー部を一回のダイシングで面取りし、半導体チップｃ４とは縦（上下）方向に隣接する半導体チップｃ７のコーナー部を別の切断線で面取りする場合であっても、半導体チップを一つ一つ機械加工をして面取りした場合に比べて生産性が良好である。

なお、ｋ＝０．４１４２で、半導体の各辺の長さがＸ＝Ｙで正方形の時、第３切断線ｚ１〜１２を半導体の各辺に対して４５度の角度にすることで、正八角形の半導体チップを作製できる。この時、半導体チップｃ４のコーナー部と、この半導体チップｃ４とは縦（上下）方向に隣接する半導体チップｃ７のコーナー部と、半導体チップｃ４とは斜め方向に隣接する半導体チップｃ８のコーナー部とを、一回のダイシングで面取りできるので、効率よくかつ、安定した形状の、正八角形半導体を製造できる。正八角形構造にする事で、半導体チップにかかる応力がより均等に分散されるので、半導体チップ取り扱い中は破損しにくく、半導体チップを実装した後は信頼性の高い半導体実装体となる。

本発明によれば高信頼性の半導体集積回路の低コストでの供給の実現に寄与できる。

本発明の実施の形態１の多角形半導体チップ製造方法を模式的に示す工程図 同実施の形態の製造装置の構成図 同実施の形態の製造装置の要部の拡大断面図 本発明の実施の形態２の多角形半導体チップ製造方法の要部の工程の模式図と比較例の模式図 半導体装置の一般的な製造工程図

符号の説明

１ 角度変更装置
２ 半導体ウエハ
３ 台座
４ 制御装置
５ ダイシング装置
６ ソーブレード
７ 回転駆動装置
８ エクスパンド装置
９ 仮固定シート
９ａ 仮固定シート９の下層
９ｂ 仮固定シート９の上層
ｃ１〜ｃ９ 半導体チップ
Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３，Ｘ４ Ｘ軸方向に沿う第１切断線
Ｙ１，Ｙ２，Ｙ３，Ｙ４ Ｙ軸方向に沿う第２切断線
ｚ１〜ｚ１２ 第３切断線

Claims (8)

1. 半導体ウエハから半導体チップを切り出すに際し、
   互いに交差するＸ軸方向に沿う第１切断線とＹ軸方向に沿う第２切断線とで前記半導体ウエハを矩形状の複数の半導体チップに切断する第１の工程（ａ）と、
   第１の工程（ａ）で切断線を入れた前記半導体ウエハをＸ軸方向とＹ軸方向に拡張して隣接する矩形状の半導体チップの間隔を広げる第２の工程（ｂ）と、
   第２の工程（ｂ）で拡張して配置されている半導体チップに対して、斜め方向に隣り合う前記矩形状の半導体チップのコーナー部を通過する直線の第３切断線によって、前記半導体チップのコーナー部を切断する第３の工程（ｃ）と
   を実施する多角形半導体チップの製造方法。
2. 前記第２の工程（ｂ）の前記各半導体チップの各間隔が、Ｘ軸方向に等間隔で、Ｙ軸方向に等間隔である
   請求項１に記載の多角形半導体チップの製造方法。
3. 前記第２の工程（ｂ）の前記矩形状に切断された各半導体チップの辺の長さをＸ，Ｙとした場合に、
   長さＸの辺に対し、垂直方向の前記各半導体の各間隔はｋ・Ｙであり、
   長さＹの辺に対し、垂直方向の前記各半導体の各間隔はｋ・Ｘであり、
   かつ、ｋは ０．４１４２ ≦ ｋ＜ １ である
   請求項２に記載の多角形半導体チップの製造方法。
4. 前記第３の工程（ｃ）の前記第３の切断線は、
   横あるいは縦方向に隣り合う前記矩形状の半導体チップのコーナー部を通過する
   請求項１に記載の多角形半導体チップの製造方法。
5. 前記第１の工程（ａ）では、半導体ウエハをエクスパンド性を有する仮固定シートに貼り付けてから半導体ウエハを前記第１切断線と前記第２切断線で切断し、
   前記第２の工程（ｂ）では、前記仮固定シートを引っ張り伸ばすことで、前記半導体チップの各間隔を広げる
   請求項１に記載の多角形半導体チップの製造方法。
6. 仮固定シートがエクスパンド性を有する下層の上に粘着性を有する上層を形成した２層構造で、第１の工程（ａ）では、仮固定シートの前記上層に半導体ウエハを貼り付けて仮固定シートの前記下層に達しない前記第１切断線と前記第２切断線で半導体ウエハを切断する
   請求項５に記載の多角形半導体チップの製造方法。
7. 前記第２の工程（ｂ）と前記第３の工程（ｃ）との間に、
   前記第２の工程（ｂ）で拡張して配置されている半導体チップの全部を載せてある台座を回転して、前記第３切断線の位置を決める工程を実行する
   請求項１に記載の多角形半導体チップの製造方法。
8. 仮固定シートに貼り付けられた半導体ウエハを、互いに交差するＸ軸方向に沿う第１切断線とＹ軸方向に沿う第２切断線とで前記半導体ウエハを矩形状の複数の半導体チップに切断するダイシング装置と、
   前記仮固定シートを引っ張り伸ばすことで仮固定シートに貼り付けられた各半導体チップの各間隔を広げるエクスパンド装置と、
   間隔を広げられ斜め方向に隣り合う前記矩形状の半導体チップのコーナー部を前記第３切断線が通過するように、前記ダイシング装置の角度と仮固定シートに貼り付けられた各半導体チップが搭載されている台座を相対移動させる角度変更装置と
   を設けた多角形半導体チップの製造装置。

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