JPH10223571A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体ウエハを裏面側からダイシングする時
に、割れや欠けが発生してしまう。 【解決手段】 ストリート１４も含めた半導体ウエハ１
６の表面全体にコート膜１５を付加する工程と、前記半
導体ウエハ１６を裏面側からブレードによりダイシング
する工程とにより、半導体ウエハ１６をしっかり固定し
てダイシングすることができ、分割後の半導体素子の側
面を割れや欠けの極めて少ないものにすることができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はダイシングされるス
トリートを有する半導体ウエハを製造する方法と、半導
体ウエハを裏面側から個々の半導体チップに分割するた
めのダイシング方法に特徴を有する半導体装置の製造方
法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】以下、従来の半導体装置の製造方法につ
いて、図７〜図９を用いて説明する。

【０００３】まず図７を用いて、従来の半導体ウエハの
製造方法について説明する。図７は、従来の半導体ウエ
ハを示す断面図である。なお図７では半導体ウエハの表
面側を下にして示している。

【０００４】図示するように、シリコン基板１よりなる
半導体ウエハ２は、その表面には、半導体素子３と、半
導体素子３と半導体素子３との境界であり、ダイシング
によりブレードで切削されるストリート４と、半導体ウ
エハ２の表面を保護するコート膜５より構成されてい
る。

【０００５】この半導体ウエハ２を製造するためには、
まず、シリコン基板１に対して不純物の注入や膜形成の
処理を行うことで、回路を作り込んだ半導体素子３を形
成する。次にコート膜５を付加するが、この物質の一例
としてポリイミドがあり、その場合の手順について説明
する。スピナーにより液状のポリイミド前駆体を半導体
ウエハ２の全面で平坦となるように塗布する。このあと
約１００［℃］のプリベークによりポリイミド前駆体を
仮硬化させる。この状態でストリート４とそれ以外を区
別してリソグラフィの処理を行う。そして約４００
［℃］のポストキュアにより残ったポリイミドを本硬化
させる。このようにして図７に示すようなシリコン基板
１がストリート４で露出した半導体ウエハ２が製造され
る。

【０００６】次に図８を用いて、半導体ウエハの裏面側
からのダイシング方法について説明する。図８は、半導
体ウエハの裏面側からのダイシングを説明する斜視図で
ある。図８において、６は半導体ウエハ２に貼り付ける
シート、７は半導体ウエハ２を保持するためにシート６
の外周を貼り付けるフレーム、８は切削用のブレードで
ある。そして半導体ウエハ２はその表面側をシート６に
貼り付けている。切削する側からは半導体ウエハ２の裏
面しか見えないが、赤外線カメラ（図示せず）等の認識
手段により半導体ウエハ２の素材であるシリコン部分を
透過して半導体ウエハ２の内部の特徴を認識すること
で、切削位置であるストリートを認識可能である。そし
て、ブレード８の切込み厚さを半導体ウエハ２の厚さ以
上になるよう設定して、ブレード８を回転させながら送
っていく。これにより半導体ウエハ２を切削して個々の
半導体チップ９に分割するものである。

【０００７】さらに図９を用いて、ダイシング時に半導
体ウエハに作用する力の関係について説明する。図９
は、半導体ウエハに作用する力を説明する図である。な
お図９はブレード８が半導体ウエハ２の厚さの中程まで
切込んだ様子を示している。図中、１０はブレード８か
ら半導体ウエハ２に作用する力であり、１１，１２はそ
の反作用としてストリート４の両端の支持部から半導体
ウエハ２に作用する力、Ｄ１，Ｄ２は作用する力の間の
距離である。力１０の大きさは力１１，１２を合わせた
ものと同じであり、力１０の方向と力１１，１２の方向
とは逆である。力１０と力１１，１２は同一線上にない
ため、特にブレード８が貫通するときに力の関係が安定
せず、図９の左側のチップ半導体素子３について言え
ば、力１１の作用点を中心に時計方向に回転させるモー
メント１３が発生して姿勢が変動してしまう。なお、通
常はＤ１，Ｄ２はほぼ等しく、力１１，１２の大きさが
ほぼ同じになる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】前記従来の半導体ウエ
ハの構成では、半導体ウエハを裏面側からダイシングす
る時にその半導体ウエハの支持が安定せず、半導体素子
にはモーメントが働いてその姿勢が変動してしまう。こ
のため分割後の半導体チップの側面には大きな割れや欠
けが発生して形状が不揃いになっていた。また、はなは
だしい場合には割れや欠けが半導体素子部分まで達し、
その機能を破壊して不良品にしてしまったり、信頼性上
で問題を生じさせていた。

【０００９】本発明は、これらの課題を解決するもの
で、半導体ウエハを裏面側からダイシングする時に割れ
や欠けの生じることの少ない半導体装置の製造方法を提
供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の第１の半導体装置の製造方法は、ストリート
も含めた半導体ウエハの表面全体にコート膜を付加する
工程と、前記半導体ウエハを裏面側からダイシングする
工程とを有している。

【００１１】また、本発明の第２の半導体装置の製造方
法は、ストリートの一部または全部を除いて半導体ウエ
ハの表面にコート膜を付加する工程と、前記半導体ウエ
ハを裏面側からダイシングする工程とを有している。

【００１２】また、本発明の第３の半導体装置の製造方
法は、ストリートの一部または全部を除いて半導体ウエ
ハの表面にコート膜を付加する工程と、前記ストリート
に前記コート膜とは接触しないように前記コート膜と同
じまたは別の物質で一直線上に連続または断続する凸部
を形成する工程と、前記半導体ウエハを裏面側からダイ
シングする工程とを有している。

【００１３】また、本発明の第４の半導体装置の製造方
法は、ストリートの一部または全部を除いて半導体ウエ
ハの表面にコート膜を付加する工程と、前記ストリート
に前記コート膜とは接触しないように前記コート膜と同
じまたは別の物質で二直線上に連続または断続する凸部
を形成する工程と、前記半導体ウエハを裏面側からダイ
シングする工程とを有している。

【００１４】さらに、本発明の第５の半導体装置の製造
方法は、ストリートの一部または全部を除いて半導体ウ
エハの表面にコート膜を付加する工程と、前記ストリー
トの前記コート膜を付加しない部分を前記コート膜とは
別の物質で充填する工程と、前記半導体ウエハを裏面側
からダイシングする工程とを有している。

【００１５】本発明では、半導体ウエハのストリートの
一部または全部の充填を種々の方法で行うことにより、
半導体ウエハを裏面側からダイシングする時に、その半
導体ウエハの支持を安定させることができ、分割後の半
導体チップの側面は割れや欠けの少ないものとなる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態につい
て図１〜図６を用いて説明する。なお、本実施形態で定
義するストリートとは、半導体ウエハ面上の半導体素子
と半導体素子との境界のシリコン基板が露出した部分で
はなく、半導体と半導体素子との境界でその部分が失わ
れてもなんらチップの機能や信頼性上で問題を生じない
部分であるとする。

【００１７】まず、本発明の第１の実施形態について説
明する。図１は、本発明の第１の実施形態における半導
体ウエハを示す断面図である。なお図１は半導体ウエハ
の表面側を下にして示している。

【００１８】図１ではストリート１４のすべてをコート
膜１５と同じ物質で充填しているが、この半導体ウエハ
１６の製造方法の一例について説明する。図１におい
て、半導体ウエハ１６の面上には、半導体素子１７がス
トリート１４により分割されて形成されているものであ
る。従来例と同様にコート膜１５を構成する物質の一例
としてポリイミドの場合について説明する。液状のポリ
イミド前駆体をスピナーにより、半導体ウエハ１６の全
面で平坦となるように塗布する所までは従来例と同じで
ある。その後、ポストキュアにより塗布したポリイミド
前駆体を本硬化させる。これにより図１に示すように、
ストリート１４を含む全体がポリイミドで覆われた半導
体ウエハ１６が製造できる。この半導体ウエハ１６の裏
面側からのダイシングは、赤外線カメラ（図示せず）等
の認識手段により半導体ウエハ１６の素材であるシリコ
ン部分を透過して、半導体ウエハ１６の内部の特徴を認
識して、ブレードを回転させながら送っていくことで行
う。

【００１９】次に半導体ウエハ１６に作用する力の関係
について説明する。図２は、半導体ウエハに作用する力
を説明する図である。図２は切削を行うブレード１８が
表面側にシート１９を貼り付けた半導体ウエハ１６の厚
さの中程まで切込んだ様子を示している。図２におい
て、２０はブレード１８から半導体ウエハ１６に作用す
る力、２１はその反作用としてブレード１８の直下の支
持部から半導体ウエハ１６に作用する力である。ストリ
ート１４の全体をコート膜１５で覆っているために、こ
の二つの力は同一線上で働くことになり、大きさも等し
い。これにより、半導体ウエハ１６をしっかりと固定し
てダイシングすることができ、分割後の半導体素子１７
の側面は割れや欠けの極めて少ないものとなる。

【００２０】次に、本発明の第２の実施形態について説
明する。図３は、本発明の第２の実施形態における半導
体ウエハを示す断面図である。

【００２１】図３では半導体ウエハ１６の表面側にシー
ト１９を貼り付けており、切削を行うブレード１８も合
わせて示している。図３ではストリート１４のほぼ中央
にブレード１８よりやや広い幅の空間を残して、ストリ
ート１４をコート膜１５と同じ物質で充填しているが、
この半導体ウエハ１６の製造方法の一例について説明す
る。従来例と同じくポリイミド前駆体を半導体ウエハ１
６の全面に塗布したあと一部分を除去する。ただし、除
去する幅が従来例とは異なり、ストリート１４のほぼ中
央で、ブレード１８よりやや広い幅、例えばブレード１
８の幅より１０［μｍ］だけ広い幅とする。このように
して製造された半導体ウエハ１６を裏面側からダイシン
グするが、ブレード１８が通るストリート１４のほぼ中
央のポリイミドがない部分はブレード１８の幅よりやや
広いため、ブレード１８はポリイミドに接触することな
く、半導体ウエハ１６のみを切削していく。この切削は
半導体ウエハ１６のみを対象としているため良好なもの
となる。また、このとき作用する力の関係は図９と同じ
であるが、ストリート１４でポリイミドがない部分はブ
レード１８の幅よりやや広いだけなので、Ｄ１，Ｄ２は
小さくなる。これにより、半導体素子１７を回転させよ
うとするモーメントを小さくすることができ、分割後の
半導体素子１７の側面は割れや欠けの少ないものとな
る。

【００２２】次に、本発明の第３の実施形態について説
明する。図４は、本発明の第３の実施形態における半導
体ウエハの断面図である。

【００２３】図４においても半導体ウエハ１６の表面側
にシート１９を貼り付けており、切削を行うブレード１
８も合わせて示している。図４ではストリート１４のほ
ぼ中央にコート膜１５とは距離をおいて、コート膜１５
とほぼ同じ高さの中央支持部２２を設けている。この中
央支持部２２を構成する物質はポリイミドでもよいしポ
リイミド以外でもよい。この物質がポリイミドのとき
は、第２の実施形態と同じくポリイミド前駆体を半導体
ウエハ１６の全面に塗布したあと部分的な除去をする
が、このときストリート１４の中央部分は残し、その両
側を除去すればよい。

【００２４】また、中央支持部２２を構成する物質がポ
リイミド以外のときは、それが有機系ならポリイミドと
同様の方式で中央支持部２２以外を除去すればよいし、
無機系ならＰＶＤ等により中央支持部２２を含む膜を形
成した後、リソグラフィとエッチングにより中央支持部
２２以外を除去すればよい。なお、縦と横のストリート
１４が交わる所では除去する部分と残す部分が重なる
が、そこでの除去の実施の有無はどちらでもよい。この
ようにして製造された半導体ウエハ１６を裏面側からダ
イシングするが、このときブレード１８は中央支持部２
２を切削していく。この中央支持部２２は、切削性のよ
い物質で構成するのがダイシングの所要時間やブレード
１８の寿命の観点からは望ましい。

【００２５】また、安定した切削を行うためにはブレー
ド１８の全体が中央支持部２２に当たるように、中央支
持部２２の幅をブレード１８よりやや広くするのが望ま
しい。中央支持部２２とコート膜１５との間に距離をお
いているために、切削する位置で割れや欠けが生じても
その影響は中央支持部２２の近傍にとどまり、コート膜
１５やその内側の半導体素子１７部分まで及ぶことが少
ない。

【００２６】さらに、作用する力の関係も前記した図２
と同じであり、半導体ウエハ１６に作用する二つの力は
大きさが等しく同一線上で働く。これにより、半導体ウ
エハ１６をしっかり固定してダイシングすることがで
き、切削する位置で割れや欠けが生じてもコート膜１５
まで及ぶことがなく、分割後の半導体素子１７の側面は
きれいなものとなる。

【００２７】次に、本発明の第４の実施形態について説
明する。図５は、本発明の第４の実施形態における半導
体ウエハの断面図である。

【００２８】図５では半導体ウエハ１６の表面側にシー
ト１９を貼り付けており、切削を行うブレード１８も合
わせて示している。図５ではストリート１４のほぼ中央
にブレード１８よりやや広い幅の空間を設け、その両側
にコート膜１５とは距離をおいて、コート膜１５とほぼ
同じ高さの支持部２３，２４を設けている。この支持部
２３，２４を構成する物質はポリイミドでもよいしポリ
イミド以外でもよい。この物質がポリイミドのときは、
第２の実施形態と同じくポリイミド前駆体を半導体ウエ
ハ１６の全面に塗布したあと部分的な除去をするが、こ
のときストリート１４の中央部分と両端のコート膜１５
と隣接する部分を除去すればよい。

【００２９】また、支持部２３，２４を構成する物質が
ポリイミド以外のときは、それが有機系ならポリイミド
と同様の方式で支持部２３，２４以外を除去すればよい
し、無機系ならＰＶＤ等により支持部２３，２４を含む
膜を形成した後、リソグラフィとエッチングにより支持
部２３，２４以外を除去すればよい。なお、縦と横のス
トリート１４が交わる所では除去する部分と残す部分が
重なるが、そこでは除去を実施し、ダイシング時にブレ
ード１８が半導体ウエハ１６のみを切削するようにする
のがよい。このようにして製造された半導体ウエハ１６
を裏面側からダイシングするが、ブレード１８が通るス
トリート１４の中央は半導体ウエハ１６のみの部分であ
り、その幅もブレード１８の幅よりやや広いため、ブレ
ード１８は支持部２３，２４に接触することなく、半導
体ウエハ１６のみを切削していく。この切削は半導体ウ
エハ１６、すなわち素材であるシリコン基板のみを対象
としているため良好なものとなる。

【００３０】また、切削する位置で割れや欠けが生じて
もその両側の支持部２３，２４がその伝播を阻止するた
め、コート膜１５やその内側の半導体素子１７部分まで
及ぶことがなく、その大きさも小さくてすむ。さらに、
作用する力の関係は図９と同じであるが、ストリート１
４にある二つの支持部２３，２４の間隔はブレード１８
の幅よりやや広いだけなので、Ｄ１，Ｄ２は小さくな
る。これにより、半導体素子１７を回転させようとする
モーメントを小さくすることができ、切削する位置で割
れや欠けが生じてもコート膜１５まで及ぶことがなく、
その大きさも小さくてすみ、分割後の半導体素子１７の
側面はきれいなものとなる。

【００３１】次に、本発明の第５の実施形態について説
明する。図６は、本発明の第５の実施形態における半導
体ウエハを示す断面図である。図６では半導体ウエハ１
６の表面側にシート１９を貼り付けており、切削を行う
ブレード１８も合わせて示している。図６では、ストリ
ート１４の中央部２５をブレード１８よりやや広い幅
で、コート膜１５とは別の物質で充填しているが、この
半導体ウエハ１６の製造方法の一例について説明する。
まず、第２の実施形態と同じ方法でストリート１４のほ
ぼ中央に空間を残して、コート膜１５を付加する。その
後、ストリート１４の中央部２５をコート膜１５とは別
の物質で充填する。この充填は、中央部２５を構成する
物質が有機系ならポリイミドと同様の方式、無機系なら
ＰＶＤ等の方式で行えばよい。この半導体ウエハ１６の
裏面側からのダイシングでは、ブレード１８は中央部２
５を切削していく。この中央部２５は、切削性のよい物
質で構成するのがダイシングの所要時間やブレード１８
の寿命の観点からは望ましい。

【００３２】また、作用する力の関係も図２と同じであ
り、半導体ウエハ１６に作用する二つの力は大きさが等
しく同一線上で働く。これにより、半導体ウエハ１６を
しっかりと固定してダイシングすることができ、分割後
の半導体素子１７の側面は割れや欠けの極めて少ないも
のとなる。

【００３３】なお、本発明の実施形態ではストリートの
中央に関して対称となるよう充填を行ったが、対称でな
くてもそれに応じてダイシング位置を変えることで同じ
効果が得られる。

【００３４】また、第２、第４の実施形態では、ストリ
ートのほぼ中央にブレードよりやや広い幅でシリコン基
板が露出した部分を設けるとしたが、この幅が変化して
もほぼ同じ効果が得られる。

【００３５】また、第３、第５の実施形態ではストリー
トのほぼ中央にブレードよりやや広い幅の支持部を設け
るとしたが、この幅が変化してもほぼ同じ効果が得られ
る。

【００３６】さらに、ストリートにプロセスのチェック
用の回路を設ける場合には、その部分には本実施形態で
説明した充填を行わないとすればよい。

【００３７】

【発明の効果】本発明の共通の効果として、ダイシング
により分割された半導体素子には不良品や信頼性上で問
題になるものがなくなることがあげられる。

【００３８】すなわち、ストリートも含めた半導体ウエ
ハの表面全体にコート膜を付加する工程と、その半導体
ウエハを裏面側からダイシングする工程とを有すること
で、半導体ウエハをしっかりと固定してダイシングする
ことができ、分割後のチップの側面を割れや欠けの極め
て少ないものにすることができる。

【００３９】また、ストリートの一部または全部を除い
て半導体ウエハの表面にコート膜を付加する工程と、そ
の半導体ウエハを裏面側からダイシングする工程とを有
することで、チップを回転させようとするモーメントを
小さくすることができ、分割後のチップの側面を割れや
欠けの少ないものにすることができる。また、シリコン
基板のみを対象として良好な切削ができる。

【００４０】また、ストリートの一部または全部を除い
て半導体ウエハの表面にコート膜を付加する工程と、そ
のストリートにコート膜とは接触しないように、コート
膜と同じまたは別の物質で一直線上に連続または断続す
る凸部を形成する工程と、その半導体ウエハを裏面側か
らダイシングする工程とを有することで、ウエハをしっ
かり固定してダイシングすることができ、切削する位置
で割れや欠けが生じてもコート膜まで及ぶことがなく、
分割後のチップの側面をきれいなものにすることができ
る。また、中央支持部を切削性のよい物質で構成するこ
とで、良好な切削ができ、ブレード寿命の問題も生じな
い。

【００４１】また、ストリートの一部または全部を除い
て半導体ウエハの表面にコート膜を付加する工程と、そ
のストリートに前記コート膜とは接触しないようにコー
ト膜と同じまたは別の物質で二直線上に連続または断続
する凸部を形成する工程と、半導体ウエハを裏面側から
ダイシングする工程とを有することで、チップを回転さ
せようとするモーメントを小さくすることができ、切削
する位置で割れや欠けが生じてもコート膜まで及ぶこと
がなく、その大きさも小さくてすみ、分割後のチップの
側面をきれいなものにすることができる。また、シリコ
ン基板のみを対象として良好な切削ができる。

【００４２】さらに、ストリートの一部または全部を除
いて半導体ウエハの表面にコート膜を付加する工程と、
ストリートのコート膜を付加しない部分をコート膜とは
別の物質で充填する工程と、半導体ウエハを裏面側から
ダイシングする工程とを有することで、ウエハをしっか
りと固定してダイシングすることができ、分割後のチッ
プの側面を割れや欠けの極めて少ないものにすることが
できる。また、中央部を切削性のよい物質で構成するこ
とで、良好な切削ができ、ブレード寿命の問題も生じな
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態における半導体ウエハ
の断面図

【図２】本発明の第１の実施形態における半導体ウエハ
に作用する力を説明する図

【図３】本発明の第２の実施形態における半導体ウエハ
の断面図

【図４】本発明の第３の実施形態における半導体ウエハ
の断面図

【図５】本発明の第４の実施形態における半導体ウエハ
の断面図

【図６】本発明の第５の実施形態における半導体ウエハ
の断面図

【図７】従来の半導体ウエハの断面図

【図８】従来の半導体ウエハの裏面側からのダイシング
を説明する斜視図

【図９】従来の半導体ウエハに作用する力を説明する図

【符号の説明】

１ シリコン基板 ２ 半導体ウエハ ３ 半導体素子 ４ ストリート ５ コート膜 ６ シート ７ フレーム ８ ブレード ９ 半導体チップ １０，１１，１２ 力 １３ モーメント １４ ストリート １５ コート膜 １６ 半導体ウエハ １７ 半導体素子 １８ ブレード １９ シート ２０，２１ 力 ２２ 中央支持部 ２３，２４ 支持部 ２５ 中央部

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ストリートも含めた半導体ウエハの表面
   全体にコート膜を付加する工程と、前記半導体ウエハを
   裏面側からストリートに沿ってダイシングする工程とを
   有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
2. 【請求項２】 ストリートの一部または全部を除いて半
   導体ウエハの表面にコート膜を付加する工程と、前記半
   導体ウエハを裏面側からストリートに沿ってダイシング
   する工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造
   方法。
3. 【請求項３】 ストリートの一部または全部を除いて半
   導体ウエハの表面にコート膜を付加する工程と、前記ス
   トリートに前記コート膜とは接触しないように前記コー
   ト膜と同じまたは別の物質で一直線上に連続または断続
   する凸部を形成する工程と、前記半導体ウエハを裏面側
   からストリートに沿ってダイシングする工程とを有する
   ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
4. 【請求項４】 ストリートの一部または全部を除いて半
   導体ウエハの表面にコート膜を付加する工程と、前記ス
   トリートに前記コート膜とは接触しないように前記コー
   ト膜と同じまたは別の物質で二直線上に連続または断続
   する凸部を形成する工程と、前記半導体ウエハを裏面側
   からストリートに沿ってダイシングする工程とを有する
   ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
5. 【請求項５】 ストリートの一部または全部を除いて半
   導体ウエハの表面にコート膜を付加する工程と、前記ス
   トリートの前記コート膜を付加しない部分を前記コート
   膜とは別の物質で充填する工程と、前記半導体ウエハを
   裏面側からストリートに沿ってダイシングする工程とを
   有することを特徴とする半導体装置の製造方法。