(57)【要約】【課題】半導体ウェハを個片化した半導体チップの裏面に均一な膜厚の接着膜を形成する手段を提供する。【解決手段】裏面に接着膜を形成した半導体チップの製造方法において、ダミーウェハ上に、スピンコート法によりダイスボンド剤を塗布して塗膜を形成する工程と、ダミーウェハ上のダイスボンド剤の塗膜に半導体ウェハの裏面を貼付する工程と、この半導体ウェハを分割して個片を形成する個片化工程と、ダミーウェハ上から個片を引き剥がし、ダイスボンド剤の塗膜を個片の裏面に転写して接着膜を形成する工程とを備える。【選択図】        図３
2008108773.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
裏面を接着膜を形成した半導体チップの製造方法において、
ダミーウェハ上に、スピンコート法によりダイスボンド剤を塗布して塗膜を形成する工程と、
前記ダミーウェハ上の前記ダイスボンド剤の塗膜に半導体ウェハの裏面を貼付する工程と、
該半導体ウェハを分割して個片を形成する個片化工程と、
前記ダミーウェハ上から前記個片を引き剥がし、前記ダイスボンド剤の前記塗膜を前記個片の裏面に転写して接着膜を形成する工程と、を備えたことを特徴とする半導体チップの製造方法。
【請求項２】
請求項１において、
前記個片化工程を、ドライエッチングにより行うことを特徴とする半導体チップの製造方法。
【請求項３】
請求項２において、
前記ダイスボンド剤を、シリコン−酸素系のダイスボンド剤としたことを特徴とする半導体チップの製造方法。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか一項において、
前記ダミーウェハ上のダイスボンド剤の塗膜の膜厚を、前記ダイスボンド剤の粘度、および前記ダミーウェハの回転速度により設定することを特徴とする半導体チップの製造方法。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか一項において、
前記半導体ウェハが、裏面に開口を有することを特徴とする半導体チップの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、裏面に接着膜を形成したセンサチップ等の半導体チップの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の半導体パッケージは、半導体ウェハの裏面に熱可塑性を有するポリイミド樹脂からなるペーストをスピンコート法により塗布した後に加熱乾燥させてポリイミド樹脂層を形成し、そのポリイミド樹脂層上に紫外線の照射により接着力が低下するＵＶテープを貼付した半導体ウェハをダイシングにより分割して個片を形成し、この個片をＵＶテープから取外して裏面にポリイミド樹脂層からなる接着膜を形成した半導体チップを形成し、この半導体チップのポリイミド樹脂層をボンディング板としてのダイパッドに押圧し、ヒートステージによりダイパッドを加熱してダイパッド上に半導体チップを貼付している（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平８−２３６５５４号公報（第５頁段落００３４−００３８、第２図、第３図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
一般に、半導体加速度センサに備えられる半導体チップとしてのセンサチップにおいては、その重錘部の周りに空間を形成するために、半導体ウェハの裏面には空間の開口部が形成されている。
しかしながら、上述した従来の技術においては、半導体ウェハの裏面にダイシング剤としてのポリイミド樹脂からなるペーストをスピンコート法により塗布し、その後に加熱乾燥させて接着膜を形成しているため、半導体加速度センサのセンサチップを形成するための半導体ウェハのように、その裏面の開口を有する半導体ウェハの場合には、開口部からペーストが空間に侵入し、その後に加熱乾燥させたときに重錘部等が固着してしまう虞が生ずる。
【０００４】
このため、ダイシング部材のダイスボンド部に、機械式またはエアポンプ式のディスペンサに接続した塗布ノズルを用いてダイシング剤を塗布し、その上にセンサチップの裏面を貼付すると、ダイシング剤の塗布時に塗膜の膜厚に不均一が生じやすく、熱膨張の偏りに起因するセンサチップの歪みにより半導体加速度センサの特性が変化して、その品質が低下するという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、半導体ウェハを個片化した半導体チップの裏面に均一な膜厚の接着膜を形成する手段を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するために、裏面に接着膜を形成した半導体チップの製造方法において、ダミーウェハ上に、スピンコート法によりダイスボンド剤を塗布して塗膜を形成する工程と、前記ダミーウェハ上の前記ダイスボンド剤の塗膜に半導体ウェハの裏面を貼付する工程と、該半導体ウェハを分割して個片を形成する個片化工程と、前記ダミーウェハ上から前記個片を引き剥がし、前記ダイスボンド剤の塗膜を前記個片の裏面に転写して接着膜を形成する工程と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
これにより、本発明は、ダミーウェハ上に形成された均一な膜厚のダイスボンド剤の塗膜を個片を引き剥がすときに転写して、半導体チップの裏面に均一な膜厚の接着膜を形成することができるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下に、図面を参照して本発明による半導体チップの製造方法の実施例について説明する。
【実施例】
【０００９】
図１は実施例の半導体加速度センサの上面を示す説明図、図２は図１のＡ−Ａ断面線に沿った断面を示す説明図、図３は実施例の半導体チップの製造方法を示す説明図である。
なお、図１は蓋を除いた状態で示してある。
図１、図２において、１は半導体パッケージとしての半導体加速度センサである。
２はケースであり、中間段部３が形成された凹部４を有するセラミックス等で製作された升状部材であって、その中間段部３の段差面３ａには、中間段部３を段差面３ａから凹部４の深さ方向に貫通する導電性を有するプラグ５によりケース２の裏面２ｂに形成された外部に信号を取出すための外部端子６と電気的に接続する内部端子７が複数設けられている。
【００１０】
９は半導体チップとしてのセンサチップであり、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸からなる３軸の加速度成分を測定素子としてのピエゾ素子１０を利用して出力するセンサチップである。
１１は支持部であり、センサチップ９の縁部に形成されたシリコン（Ｓｉ）からなる矩形の枠体であって、その内側には十字型に配置された薄いシリコンで形成された可撓部１２に釣り下げられた重錘部１３が揺動可能に収容されている。
【００１１】
また、支持部１１の４つ辺のそれぞれの中央部に支持された可撓部１２には、それぞれピエゾ素子１０が形成されており、このピエゾ素子１０が形成された面と同じ側の支持部１１の対向する２辺のそれぞれの面にはアルミニウム（Ａｌ）等の導電材料で形成されたパッド１５が形成されている（この支持部１１のパッド１５が形成された側の面をセンサチップ９のおもて面、その反対側を裏面という。）。
【００１２】
上記の各可撓部１２に形成されたピエゾ素子１０は、支持部１１に形成された所定のパッド１５とそれぞれ内部接続されている。
これにより、センサチップ９に印加された加速度による重錘部１３の揺動により可撓部１２に生じた変形によるピエゾ素子１０の伸縮が電気信号としてパッド１５から出力される。
【００１３】
本実施例のセンサチップ９の裏面（チップ裏面９ｂという。）と重錘部１３の裏面１３ｂとの間には、図２に示すように段差Ｔが形成され、チップ裏面９ｂが重錘部１３の裏面１３ｂから突出するように形成されている。
このように、本実施例の重錘部１３の周りには空間１６が形成され、チップ裏面９ｂにはその空間１６の矩形形状の開口部１７が形成されている。
【００１４】
１８はワイヤであり、金（Ａｕ）等の導電材料で形成された金属細線であって、ケース２の中間段部３の段差面３ａに形成された内部端子７とセンサチップ９のパッド１５との間を電気的に接続する機能を有している。
１９は蓋であり、セラミックスや金属、樹脂材料等の薄板で製作された板状部材であって、ケース２の側板の上面に接着剤やロウ材等の接合部材２０で接合されている。
【００１５】
これにより、ケース２および蓋１９からなるパッケージ部材の内部に、センサチップ９が収容され、外部からの塵埃等の侵入が防止される。
２２は接着膜であり、センサチップ９のチップ裏面９ｂ、つまり支持部１１の裏面に形成されたダイスボンド剤２３からなる接着性を有する膜であって、ボンディング板としてのケース２の底板２４上にチップ裏面２ｂを接合する機能を有している。
【００１６】
本実施例のダイスボンド剤２３は、シリコン−酸素（Ｓｉ−Ｏ）系のダイスボンド剤が用いられる。
図３において、２６は半導体ウェハであり、シリコンからなる薄い円盤であって、本実施例の半導体加速度センサ１の個片に分割される前の複数のセンサチップ９が形成されており、半導体ウェハ２６の裏面２６ｂには重錘部１３の周りの空間１６を形成するための複数の開口部１７が形成されている。
【００１７】
また、半導体ウェハ２６のおもて面２６ａには、半導体ウェハ２６を個片に分割するときの切断領域であるスクライブ領域２７が縦横に複数設定されている。このため各センサチップ９は互いに離間した状態で形成されている。
２８はダミーウェハであり、シリコンやガラス等で形成された半導体ウェハ２６と同等の直径を有する円盤であって、スピンコート装置のターンテーブル２９上に吸引等により設置され、ターンテーブル２９により回転駆動される。
【００１８】
３０は塗布ノズルであり、スピンコート装置に備えられた機械式またはエアポンプ式のディスペンサに接続しており、回転している円盤の中心部にダイスボンド剤２３を滴下する機能を有している。
３１はレジストマスクであり、フォトリソグラフィにより半導体ウェハ２６のおもて面２６ａ側にスピンコート法等により塗布されたポジ型またはネガ型のレジストを露光および現像処理して形成されたマスクパターンであって、本実施例のエッチング工程等におけるマスクとして機能する。
【００１９】
以下に、本実施例の半導体加速度センサの製造方法について説明する。
まず、図３にＰで示す工程に従って、本実施例のセンサチップの製造方法について説明する。
Ｐ１、半導体加速度センサ１のセンサチップ９が複数形成された半導体ウェハ２６、およびダミーウェハ２８を準備し、スピンコート装置のターンテーブル２９上にダミーウェハ２８を設置し、ターンテーブル２９によりダミーウェハ２８を回転させながらダミーウェハ２８の中心部に塗布ノズル３０によりダイスボンド剤２３を滴下し、ダミーウェハ２８上にスピンコート法によりダイスボンド剤２３を塗布して図３にハッチングを付して示すダイスボンド剤２３の塗膜を形成する。
【００２０】
このスピンコート法によるダイスボンド剤２３の塗膜は、ダイスボンド剤２３の粘度を１４００ｃｐ（センチポアズ）とし、ダミーウェハ２８の回転速度を３０００ｒｐｍとした形成条件を用いて形成され、膜厚５８００ｎｍ（ナノメータ）程度の均一な塗膜が得られる。
Ｐ２、ダイスボンド剤２３の塗膜の形成後に、ターンテーブル２９を停止させ、センサチップ９が複数形成された半導体ウェハ２６の裏面２６ｂを、ダミーウェハ２８上のダイスボンド剤２３の塗膜に密着させ、半導体ウェハ２６を押圧してダミーウェハ２８上のダイスボンド剤２３の塗膜に半導体ウェハ２６の裏面２６ｂを貼付する。
【００２１】
Ｐ３、ダミーウェハ２８上に貼付された半導体ウェハ２６のおもて面２６ａに、スピンコート法によりレジストを塗布し、フォトリソグラフィによりスクライブ領域２７を露出させたレジストマスク３１を形成する。
Ｐ４、ダミーウェハ２８およびその上に貼付されたレジストマスク３１を形成した半導体ウェハ２６をドライエッチング装置に搬入し、レジストマスク３１をマスクとしてドライエッチングにより、つまりシリコンを選択的にエッチングする異方性エッチングにより半導体ウェハ２６を貫通してダイスボンド剤２３の塗膜に至る溝を形成し、半導体ウェハ２６を分割して個片、つまりセンサチップ９を形成する（個片化工程）。
【００２２】
このとき、本実施例のダイスボンド剤２３の塗膜は、シリコン−酸素系のダイスボンド剤２３により形成されているので、ドライエッチングにおけるエッチングストップ膜として機能する。
そして、剥離剤を用いてレジストマスク３１を除去し、レジストマスク３１の未感光のレジスト等の残渣を洗浄により除去した後に、ダミーウェハ２８上から個片化されたセンサチップ９を引き剥がす。
【００２３】
このとき、ダイスボンド剤２３の塗膜が、センサチップ９のチップ裏面９ｂ（本実施例では、支持部１１の裏面）に転写され、チップ裏面９ｂに均一な膜厚の接着膜２２が形成される。
このようにして本実施例のセンサチップ９が製造される。
そして、このセンサチップ９を用いて半導体加速度センサ１を形成する場合は、チップ裏面９ｂに形成された均一な接着膜２２によりケース２の凹部４の底面の中央部に接着してケース２の底板２４にセンサチップ９を接合し、接合後にワイヤボンダを用いてワイヤ１８によりケース２の中間段部３の段差面３ａに形成された内部端子７とセンサチップ９のパッド１５との間を電気的に接続し、ワイヤボンディング工程の終了後に、ケース２の側板の上面に接合部材２０により蓋１９を接合し、蓋１９とケース２とにより形成されるパッケージ部材の内部にセンサチップ９を封止する。
【００２４】
このようにして図１、図２に示す本実施例の半導体加速度センサ１が製造される。
上記のように、本実施例のセンサチップ９の接着膜２２は、ダミーウェハ２８上にスピンコート法により形成したダイスボンド剤２３の塗膜をセンサチップ９のチップ裏面９ｂに転写させて形成するので、ダミーウェハ２８上に形成するダイスボンド剤２３の塗膜の膜厚を均一にすることができ、チップ裏面９ｂの接着膜２２の膜厚を均一にしてケース２の底板２４に貼付すことができ、膜厚の不均一に伴う加速度の測定値のバラツキを防止して半導体加速度センサ１の品質を大幅に向上させることができる。
また、チップ裏面９ｂの接着膜２２を、ダミーウェハ２８上に形成したダイスボンド剤２３の塗膜を転写させて形成するので、裏面２６ａに開口部１７を有する半導体ウェハ２６を用いた場合においても、半導体ウェハ２６の裏面２６ａの開口部１７から接着剤等が重錘部１３の周りの空間部１６に侵入することはなく、重錘部１３や可撓部１２への接着剤等の付着によるこれらの部位の固着を防止することができる。
【００２５】
更に、チップ裏面９ｂである支持部１１の裏面を、重錘部１３の裏面１３ｂから段差Ｔ分突出させて形成するので、重錘部１３の裏面１３ｂにダイスボンド剤２３の塗膜が転写されることはない。
更に、ダミーウェハ２８と個片化前の半導体ウェハ２６との接着剤としてダイスボンド剤２３を用いるので、他の接着剤を用いることなくダミーウェハ２８をドライエッチング装置における支持台として用いることができ、ドライエッチング装置内での完全個片化が可能になると共に、半導体ウェハ２６に衝撃を与えることなく個片化することが可能になり、センサチップ９の可撓部１２等の破損を防止して、センサチップ９の製造における歩留りを向上させることができる。
【００２６】
更に、ダミーウェハ２８からセンサチップ９を引き剥がしたときに、チップ裏面９ｂに接着膜２２が形成されるので、センサチップ９をそのままケース２の底板２４上に貼付することができ、半導体パッケージの製造工程の簡素化を図ることができる。
なお、上記工程Ｐ１においては、スピンコート法におけるダイスボンド剤２３の塗膜の膜厚は５８００ｎｍ程度であるとして説明したが、塗膜の膜厚は前記に限らず、前記より薄くても厚くてもよい。
【００２７】
この場合に、塗膜の膜厚はダイスボンド剤２３の粘度およびダミーウェハ２８の回転速度の設定を適宜に変更して決定するとよい。
例えば、ダイスボンド剤２３の粘度を１０ｃｐとし、ダミーウェハ２８の回転速度を３０００ｒｐｍとすれば、膜厚が１０００ｎｍ程度の均一な塗膜が得られ、ダイスボンド剤２３の粘度を１４００ｃｐとし、ダミーウェハ２８の回転速度を２０００ｒｐｍとすれば、膜厚が８０００ｎｍ程度の均一な塗膜が得られる。
【００２８】
以上説明したように、本実施例では、半導体加速度センサのセンサチップの接着膜を、ダミーウェハ上にスピンコート法によりダイスボンド剤を塗布して塗膜を形成し、その塗膜に半導体ウェハの裏面を貼付し、この半導体ウェハを分割して個片を形成し、ダミーウェハ上から分割された個片である半導体チップを引き剥がしてダイスボンド剤の塗膜をセンサチップの裏面に転写して形成するようにしてことによって、裏面に開口部を有する半導体ウェハを用いた場合においても、ダミーウェハ上に形成された均一な膜厚のダイスボンド剤の塗膜を、個片化されたセンサチップを引き剥がすときに転写して、センサチップの裏面に均一な膜厚の接着膜を形成することができ、パッケージ部材にセンサチップを貼付したときの半導体加速度センサの特性を安定化させて半導体加速度センサの品質を大幅に向上させることができる。
【００２９】
また、半導体ウェハの個片化工程をドライエッチングにより行うようにしたことによって、半導体ウェハに衝撃を与えることなく個片化することが可能になり、センサチップの可撓部等の破損を防止して、センサチップの製造における歩留りを向上させることができる。
更に、ダイスボンド剤をシリコン−酸素系のダイスボンド剤としたことによって、ダイスボンド剤の塗膜をドライエッチングにおけるエッチングストップ膜として用いることができ、酸化シリコン（ＳｉＯ２）等の他のエッチングストップ膜の形成を不要にして、半導体加速度センサの製造工程の簡素化を図ることができる。
【００３０】
更に、ダミーウェハ上のダイスボンド剤の塗膜の膜厚を、ダイスボンド剤の粘度およびダミーウェハの回転速度により設定するようにしたことによって、ダイスボンド剤の塗膜の膜厚を容易に制御することが可能になる。
上記実施例においては、半導体チップは半導体加速度センサのセンサチップであるとして説明したが、半導体チップは前記に限らず、圧力センサ等のセンサチップであってもよく、ＩＣチップ等であってもよい。要は半導体ウェハを個片化した半導体チップを、接着膜によりボンディング板上に接着するものであればどのようなものであっても、本発明の製造方法による接着膜を形成すれば、上記と同様の効果を得ることができる。
【００３１】
また、上記実施例においては、パッケージ部材は升状のケースに蓋を設けた密閉型であるとして説明したが、升状のケースのみや平板で形成された開放型のパッケージ部材であってもよい。
更に、ボンディング板は、升状のケースの底板であるとして説明したが、平板で形成されたパッケージ部材の平板そのものであってもよく、他のＩＣチップ等の上面等であってもよい。
【００３２】
更に、上記実施例においては、半導体ウェハのドライエッチングによる個片化工程にシリコン−酸素系のダイスボンド剤の塗膜をエッチングストップ膜として用いるとして説明したが、このシリコン−酸素系のダイスボンド剤の塗膜をエッチングストップ膜として用いることは、ドライエッチングにより半導体ウェハを個片化して形成する半導体チップであれはどのような半導体チップの製造工程においても用いることが可能である。
【００３３】
更に、上記実施例においては、ダイスボンド剤はシリコン−酸素系のダイスボンド剤であるとして説明したが、レジン系やエポキシ系のダイスボンド剤を用いるようにしてもよい。
更に、上記実施例においては、個片化工程における半導体ウェハの分割は、ドライエッチングにより行うとして説明したが、ダイシングブレード等を用いて機械的に分割するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】実施例の半導体加速度センサの上面を示す説明図
【図２】図１のＡ−Ａ断面線に沿った断面を示す説明図
【図３】実施例のセンサチップの製造方法を示す説明図
【符号の説明】
【００３５】
１    半導体加速度センサ
２    ケース
２ｂ、１３ｂ、２６ｂ  裏面
３    中間段部
３ａ  段差面
４    凹部
５    プラグ
６    外部端子
７    内部端子
９    センサチップ
９ｂ  チップ裏面
１０  ピエゾ素子
１１  支持部
１２  可撓部
１３  重錘部
１５  パッド
１６  空間部
１７  開口部
１８  ワイヤ
１９  蓋
２０  接合部材
２２  接着膜
２３  ダイスボンド剤
２４  底板
２６  半導体ウェハ
２７  スクライブ領域
２８  ダミーウェハ
２９  ターンテーブル
３０  塗布ノズル
３１  レジストマスク
【図１】
2008108773.tif 000003
【図２】
2008108773.tif 000004
【図３】
2008108773.tif 000005