(57)【要約】【課題】  変形が生じた半導体装置のダイシングの際に、処理時間を増加させることなく、切断の精度を向上させる。【解決手段】  個別の半導体装置となるベース基板が複数個一体に形成されており、夫々の半導体装置についてベース基板を覆う封止体を一体に一括形成した半導体装置集合体を個別の半導体装置に個片化する半導体装置の製造方法において、前記半導体装置集合体を加熱した状態で、前記個片化を行なう。個片化を行なう半導体装置集合体を加熱することにより、軟化させ、平坦性を向上させることができる。【選択図】        図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
個別の半導体装置となるベース基板が複数個一体に形成されており、夫々の半導体装置についてベース基板を覆う封止体を一体に一括形成した半導体装置集合体を個別の半導体装置に個片化する半導体装置の製造方法において、
前記半導体装置集合体を加熱した状態で、前記個片化を行なうことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記個片化の行なわれるダイシングテーブルで加熱を行なうことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記個片化の行なわれるダイシングテーブルへの搬送中、或いは搬送前の待機中に加熱を行なうことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記加熱をヒータが埋め込まれた加熱板によって行なうことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記加熱を赤外線の照射、温風、温水の吹き付けの何れかによって行なうことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置の製造方法に関し、特に、ダイシングによって個片化する半導体装置の製造に適用して有効な技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の製造では、単結晶シリコン等のウェハに設けられた複数の素子形成領域に、半導体素子或いは配線パターンを一括して形成して所定の回路を構成し、隣接する素子形成領域間のスクライビング領域にてウェハを切断して、夫々の素子形成領域を個々の半導体チップとして分離するダイシングを行ない、こうして分離された個々の半導体チップが、例えばベース基板に固定するダイボンディング及びワイヤボンディング等の実装工程及び樹脂封止等の封止工程を経て半導体装置として完成する。
【０００３】
半導体装置では常に小型化・薄型化が求められており、パッケージサイズの小さな半導体装置の封止体の形成では、従来の樹脂封止のように、個別の半導体装置ごとにキャビティが設けられた金型を用いて、トランスファーモールドによって封止体を形成する方法では、キャビティ間の樹脂流路の封止体に対する割合が相対的に増加し、金型のサイズに対して形成される封止体の合計サイズが減少してしまう。
【０００４】
加えて、トランスファーモールドによって樹脂を各キャビティに導入する際に、樹脂の流路となるゲートはパッケージ外形より狭めなければならないが、樹脂の流動性の観点からゲートの縮小には限界が有り、ゲートの寸法によって封止体の最小寸法形状が制約されることになる。
【０００５】
このため、例えばセラミック又はガラスエポキシ樹脂等のベース基板を用い、複数の半導体装置の封止体を一体としたトランスファーモールドまたはポッティングによって樹脂封止を行ない、封止後に封止体及び基板をダイシングによって一体に切断して個別半導体装置を個片化するＭＡＰ(Multi arrayed Package)技術が考えられている。
【０００６】
この技術では、製造過程では、行列状に複数連続してベース基板が形成されており、個々のベース基板に半導体素子のダイボンディングを行ない、半導体素子のボンディングパッドとベース基板の電極端子とを接続し、半導体素子、基板の上面、ボンディングワイヤ等を、樹脂等により一括して形成した封止体によって被覆し、ダイシングによって封止体及びベース基板を同時に切断して半導体装置を個片化する。
【０００７】
こうした、ＭＡＰ方式では、個片化前の半導体装置の間隔をダイシングに用いるブレードの幅程度に縮小することができるので生産効率が向上する。また、モールド時のゲート寸法に係らず、個別半導体の外形寸法の縮小が可能となり、加えて、同一の金型を用いて切断の位置を変えることによって、多様なサイズの半導体装置の封止体形成を行なうことが可能となる。
下記特許文献１，２には、このようなＭＡＰ方式によって半導体装置を製造する技術が記載されている。
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−２５８１５８号公報
【特許文献２】特開２００４−１７２６４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
半導体装置では、小型化・薄型化が求められており、現状では製品の厚さとして０．５ｍｍ〜１．５ｍｍ程度に薄型化されている。このため、ＭＡＰに用いられる基板の厚さも０．１ｍｍ〜０．３ｍｍ程度に薄くされており、基板の強度が低下し反りやうねりと称される変形が生じやすくなっている。例えば加熱された際に、封止体の樹脂と基板との熱膨張率の差によって湾曲することがある。
【００１０】
このため、特許文献１に記載の技術では、多連配線基板１０における単位配線基板１１の境界線に沿って多数個の反り防止孔２０を開設し、ペレットボンディング工程等で多連配線基板に作用する熱応力を多数個の反り防止孔によって吸収して、多連配線基板の反りを防止している。
【００１１】
また、特許文献２に記載の技術では、ダミー用の導体パターン４を設け、導体パターン４の密度を基板２の主面と裏面とでほぼ同じになるようにして、熱処理が加えられた際の主面および裏面間の熱収縮量を均一にし、熱による基板反りやうねり等を低減している。
【００１２】
個片化のためのダイシングでは両端に位置する半導体装置を認識して位置合わせを行ない、中間の半導体装置については位置合わせを行なわず均等に切断を行なっている。このため、反りやうねり等の変形が生じている場合には、中間の半導体装置については切断位置に誤差が生じ、この誤差が規定の値を超えると不良品となる。
【００１３】
この問題を回避するために、個々の半導体装置に合わせて位置合わせを実施してダイシングを行なうのでは、処理に要する時間が増加してしまうことになる。
【００１４】
本発明の課題は、これらの問題点を解決し、変形が生じた半導体装置のダイシングの際に、処理時間を増加させることなく、切断の精度を向上させることが可能な技術を提供することにある。
本発明の前記ならびにその他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
個別の半導体装置となるベース基板が複数個一体に形成されており、夫々の半導体装置についてベース基板を覆う封止体を一体に一括形成した半導体装置集合体を個別の半導体装置に個片化する半導体装置の製造方法において、前記半導体装置集合体を加熱した状態で、前記個片化を行なう。
【発明の効果】
【００１６】
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
（１）本発明によれば、個片化を行なう半導体装置集合体を加熱することにより、軟化させることができるという効果がある。
（２）本発明によれば、上記効果（１）により、個片化時の平坦性を向上させることができるという効果がある。
（３）本発明によれば、上記効果（２）により、切断の精度を向上させることができるという効果がある。
（４）本発明によれば、上記効果（３）により、不良品の発生を防止することができるという効果がある。
（５）本発明によれば、上記効果（２）（３）により、処理に要する時間を増加させることがないことができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
【００１８】
図１は、本発明の一実施の形態であるＭＡＰ方式により製造する半導体装置の個片化前の状態を示す平面図であり、図２は、ダイシングによって個片化した後の状態を示す平面図である。
【００１９】
ＭＡＰ方式の半導体装置の製造では、先ず、ベース基板１表面の半導体チップ搭載領域に夫々半導体チップ２を搭載するダイボンディングを行ない、搭載した半導体チップ２とベース基板１に形成された配線とをボンディングワイヤ或いはバンプによって電気的に接続する。
【００２０】
半導体チップ２と接続されたベース基板１の配線は、ベース基板１を貫通するスルーホールによって、ベース基板１の裏面に形成された配線の一端に接続され、この配線の他端が半導体装置の外部端子となっている。
【００２１】
ベース基板１は、ガラスエポキシ樹脂等の板状絶縁体に銅箔の配線をメッキ等により形成したものであり、ＭＡＰ方式の半導体装置の製造では、個片化前の状態では、個別の半導体装置となるベース基板が行列状に複数個形成された短冊状になっており、この例では５行１１列の５５個分が一体となっている。
【００２２】
続いて、エポキシ樹脂等を用いたトランスファーモールド或いはポッティングによって図１に示すように、夫々の半導体装置についてベース基板１の素子搭載面を覆う封止体３を一体に一括モールドする。以下、この状態の個片化される前の複数の半導体装置が一体となったものを、半導体装置集合体４と称する。
【００２３】
この後、図２に示すように、半導体装置集合体４のベース基板１及び封止体３を一括して切断するダイシングを行ない、個別の半導体装置に個片化する。
【００２４】
図３に示すのは、こうしたダイシングに用いられるダイシング装置の構成を示す平面図である。このダイシング装置では、切断を行なう半導体装置集合体４は、ウェハリング５に固定した粘着シート６に封止体３の表面が粘着固定されている。
【００２５】
このウェハリング５は、所定数のロットごとにカセットに収容されて装置に搬入され、ウェハリングハンドラによってカセットからウェハリング５に固定されている半導体装置集合体４を取り出して、エレベータ７によって上昇させて、光学認識等によりプリアライメントを行ない、プリロードステージ８に載置され待機状態とする。
【００２６】
プリロードステージ８の半導体装置集合体４を、搬送アーム９によって待機位置Ａのダイシングテーブル１０に搬送し、ウェハリング５に固定されている半導体装置集合体４がダイシングテーブル１０に固定されると、タイシングテーブル１０がダイシング位置Ｂへ移動する。この移動の途中で、ファインアライメント部１１によって半導体装置集合体４の詳細な情報を得ておく。
【００２７】
ダイシング位置Ｂにダイシングテーブル１０が移動すると、高速回転するダイシングブレード１２によって、半導体装置集合体４のベース基板１と封止体３とを、一括して切削し個別の半導体装置に分離する。切削時には、ノズル１３から切削水を吹き付けて、切削屑の除去等を行なっている。
【００２８】
図４はダイシングの状態を拡大して示す部分縦断面図であり、本実施の形態のダイシング装置では、ダイシングテーブル１２の下にヒータ１４が埋め込まれた加熱板１５が設けてある。この加熱板１５に設けたヒータ１４によって半導体装置集合体４を加熱した状態で、ダイシングを行なう。図５に示す従来のダイシング装置では、ダイシングテーブル１０の下にこうした加熱板１５は設けられていない。
【００２９】
従来、個片化のためのダイシングでは、半導体装置集合体４の両端に位置する半導体装置の位置を認識して位置合わせを行ない、中間の半導体装置については、両端に位置する半導体装置の位置情報を基にして、均等に切断を行ない、個別の位置合わせを省略している。
【００３０】
例えば、ベース基板１と封止体３との熱膨張率の相違等により、個片化前の半導体装置集合体４が変形する場合がある。個別の半導体装置の変形が小さくても、複数の半導体装置が一体化された半導体装置集合体４の状態では、それらの変形が集積されて、図６に示す大きな反りとなる場合や、複数の反りが生じたうねりと称される変形が生じることがある。
【００３１】
現状では製品の厚さとして０．５ｍｍ〜１．５ｍｍ程度に薄型化されている。このため、用いられるベース基板１の厚さも０．１ｍｍ〜０．３ｍｍ程度に薄くされており、ベース基板１の強度が低下し変形が生じやすくなっている。
【００３２】
こうした反りやうねり等の変形が生じている場合には、前述のように均等に切断を行なうと、中間の半導体装置については切断位置に誤差が生じ、この誤差が規定の値を超えると不良品となる。この問題を回避するために、個々の半導体装置に合わせて位置合わせを実施してダイシングを行なうのでは、処理に要する時間が増加してしまうことになる。
【００３３】
本実施の形態のダイシングでは、加熱板１５によって半導体装置集合体４を加熱することで、半導体装置集合体４が軟化するために、反り等の変形が半導体装置集合体４に生じていても、その変形を修正して平坦性を確保することができる。
【００３４】
ダイシング時に半導体装置集合体４の平坦性が確保できるため、前述した問題を回避して、精度の良いダイシングを行なうことが可能になり、そのために個々の半導体装置に合わせて位置合わせを実施する必要がないので、処理に要する時間が増加することもない。
【００３５】
半導体装置集合体４を加熱する温度としては、５０℃程度の比較的低い温度でも効果が生じ、封止樹脂の特性等から上限としては１５０℃程度と考えられる。
【００３６】
なお、前記の説明ではダイシングテーブル１０と別体に加熱板１５を設置した。加熱板１５をダイシングテーブル１０とを別体とすることにより、熱分布を均一化することが容易となり、加えて、ダイシングテーブル１０を交換する場合にも、加熱板１５をそのまま使用することができる。
【００３７】
これに対して、図７に示すようにヒータ１４をダイシングテーブル１０に埋め込んで、加熱板１５をダイシングテーブル１０と兼用することも可能である。加熱板１５をダイシングテーブル１０と一体とすることにより、加熱に要するエネルギを低減させることが可能となり、加えて、装置の構成を簡素化することができる。
【００３８】
こうして半導体装置集合体４のダイシングが終了すると、ダイシングテーブル１０が再び待機位置Ａに移動し、搬送アーム９がウェハリング５をスピンナ１６に移動させ、高圧水の噴射等により切削屑を除去する洗浄処理を行なった後に脱水乾燥を行ない、再びカセットに収容する。次の工程にて、粘着シート６を剥離させて個片化された半導体装置を分離させ、夫々の半導体装置をトレイ等に収納する。
【００３９】
前述した例ではウェハリング５の粘着シート６に半導体装置集合体４を固定したが、ウェハリング５を用いないで、半導体装置集合体４を直接ダイシングテーブル１０に固定する方法も考えられている。ウェハリング５を使用しないことにより、ウェハリング５への固定と、粘着シート６からの剥離の処理をなくすことが可能となり、工程数を削減することができる。
【００４０】
例えば、図８に示す従来の例では、ゴム等の弾性体をダイシングテーブル１０として用い、ダイシングテーブル１０に設けた吸引孔１０ａによって半導体装置集合体４を真空吸着させている。前述した粘着シート６がなくなるため、ダイシングテーブル１０には、ダイシングブレード１２に合わせた溝を形成し、ダイシング時にダイシングテーブル１０が切削されるのを防止している。
【００４１】
このようなウェハリング５を用いない場合に本発明を適用するために、本実施の形態に用いるダイシング装置では、図９にダイシング部を拡大して部分縦断面図を示すように、ゴム等を用いたダイシングテーブル１０の下にヒータ１４が埋め込まれた加熱板１５を設けてある。
【００４２】
図４に示す例と同様に、この加熱板１５に設けたヒータ１４によって半導体装置集合体４を加熱した状態で、ダイシングを行なうことができる。
【００４３】
また、ダイシングテーブル１０に載置された状態で半導体装置集合体４を加熱する以外にも、図１０に示すように、半導体装置集合体４を搬送する搬送アーム９にヒータ１４を埋め込んで、半導体装置集合体４の搬送中に半導体装置集合体４を加熱する、或いは、図１１に示すように、プリロードステージ８にヒータ１４を埋め込んで、半導体装置集合体４の待機中に半導体装置集合体４を加熱することも可能である。
【００４４】
また、ヒータ１４を用いる以外にも、加熱の方法としては、赤外線の照射によって加熱を行なう、温風を用いて加熱することも可能であり、更に、ダイシングの際にダイシングブレード１２によって生じる切削屑を排除するためにノズル１３から切削水を吐出させているが、この切削水を所定の温度に加熱して、半導体装置集合体４を加熱することも可能である。
【００４５】
状況に応じて、前述した加熱の手段を適宜に採用する、或いは複数の加熱手段を組み合わせて採用し、半導体装置集合体４の加熱を効果的に行なうことによって、平坦性を改善し、ダイシングの精度を向上させることが可能になる。
【００４６】
以上、本発明を、前記実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の一実施の形態であるＭＡＰ方式により製造する半導体装置の個片化前の状態を示す平面図である。
【図２】本発明の一実施の形態であるＭＡＰ方式により製造する半導体装置のダイシングによって個片化した後の状態を示す平面図である。
【図３】本発明の一実施の形態である半導体装置の製造に用いるダイシング装置の構成を示す平面図である。
【図４】図３に示す装置のダイシングの状態を拡大して示す部分縦断面図である。
【図５】従来の装置のダイシングの状態を拡大して示す部分縦断面図である。
【図６】反りの生じた半導体装置集合体を示す縦断面図である。
【図７】図３に示す装置の変形例を示す部分縦断面図である。
【図８】従来の装置の変形例を示す部分縦断面図である。
【図９】図３に示す装置の変形例を示す部分縦断面図である。
【図１０】図３に示す装置の変形例を示す部分縦断面図である。
【図１１】図３に示す装置の変形例を示す部分縦断面図である。
【符号の説明】
【００４８】
１…ベース基板、２…半導体チップ、３…封止体、４…半導体装置集合体、５…ウェハリング、６…粘着シート、７…エレベータ、８…プリロードステージ、９…搬送アーム、１０…ダイシングテーブル、１１…ファインアライメント部、１２…ダイシングブレード、１３…ノズル、１４…ヒータ、１５…加熱板、１６…スピンナ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2006351908.tif 000010
【図９】
2006351908.tif 000011
【図１０】
2006351908.tif 000012
【図１１】
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