(57)【要約】      （修正有）【課題】貼り合わせた内側に電極パッドが有る場合でも、それをダイシング工程で容易に外部に露出させることが出来る貼り合わせ基板のダイシング方法を提供する。【解決手段】半導体装置の複数を半導体ウエハ３に形成する工程と、半導体ウエハ３と略同じ大きさの半導体基板８を、半導体ウエハの表面側にスペーサ７を介在させ貼り合わせる工程と、半導体基板の表面側から、同じ半導体装置内の電極パッド４と素子６との間の領域をダイシングライン９が横切るようハーフカットダイシングを行う工程と、半導体ウエハ３の表面側から個別の半導体装置に分離されるダイシングライン５に基づいてハーフカットダイシング工程とを有する。これにより、貼り合わせた内側に電極パッド４がある場合でも、それをダイシング工程で容易に外部に露出させることができる。【選択図】図２
2007208230.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
矩形のチップからなる半導体装置であって、素子の形成された領域と、少なくとも前記矩形の一方向に設けられ該素子からの電気信号を外部に出力するための電極パッドとを有する半導体装置の複数を、少なくとも行方向に整列して半導体ウエハに形成する工程と、
前記半導体ウエハと略同じ大きさの半導体基板を、前記半導体ウエハの前記半導体素子の形成された表面側に、前記素子の領域を囲って設けられたスペーサを介在させ間隔をあけて貼り合わせる工程と、
前記半導体基板の表面側から、同じ半導体装置内の前記電極パッドと前記素子との間の領域を前記半導体基板のダイシングラインが横切るよう、行方向に分離するためのハーフカットダイシングを行う第一のダイシング工程と、
前記半導体ウエハの表面側から、行方向に個別の半導体装置に分離されるダイシングラインに基づいてハーフカットダイシングを行う第二のダイシング工程とを有することを特徴とする貼り合わせ基板のダイシング方法。
【請求項２】
前記半導体装置の複数は、前記半導体ウエハに行及び列方向に整列して形成されており、
更に、前記半導体基板の表面側から、列方向に個別の半導体装置に分離されるダイシングラインに基づいてハーフカットダイシングを行う第三のダイシング工程と、
前記半導体ウエハの表面側から、列方向に個別の半導体装置に分離されるダイシングラインに基づいてハーフカットダイシングを行う第四のダイシング工程とを有することを特徴とする請求項１記載の張り合わせ基板のダイシング方法。
【請求項３】
前記半導体装置の複数は、前記半導体ウエハに行及び列方向に整列して形成され、そして前記スペーサは列方向に並ぶ半導体装置において隣同士が連続して一体に形成されており、
更に、前記半導体基板及び前記半導体ウエハに対して、列方向に個別の半導体装置に分離されるダイシングラインに基づいて、前記スペーサまで達するダイシングを行うフルカットダイシング工程とを有することを特徴とする請求項１記載の張り合わせ基板のダイシング方法。
【請求項４】
前記半導体装置の複数は、前記半導体ウエハに行及び列方向に整列して形成されており、そして前記電極パッドは、少なくとも前記矩形の隣り合った２辺にそれぞれ形成されており、
更に、前記半導体基板の表面側から、同じ半導体装置内の前記電極パッドと前記素子との間の領域を前記半導体基板のダイシングラインが横切るよう、列方向に分離するためのハーフカットダイシングを行う第五のダイシング工程と、
前記半導体ウエハの表面側から、列方向に個別の半導体装置に分離されるダイシングラインに基づいてハーフカットダイシングを行う第六のダイシング工程とを有することを特徴とする請求項１記載の貼り合わせ基板のダイシング方法。
【請求項５】
前記素子は表面に赤外線吸収膜が形成された赤外線検知素子であり、前記半導体基板は、その表面に反射防止膜、光のバンドパスフィルタ又は光のカットオフフィルタのいずれかが形成されたシリコン基板であることを特徴とする請求項１記載の貼り合わせ基板のダイシング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】本発明は、貼り合わせ基板を用いた半導体素子におけるウエハのダイシング方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  多くの半導体集積回路素子は、ウエハ状態のシリコン基板に縦横整列されて複数個形成され、その素子の形成されたシリコン基板をダイシング技術によって切断し、個々の素子のチップに分割される。【０００３】  一方、ウエハ接合技術等を用いて製造される半導体集積回路素子もあり、これは素子が形成されたシリコン基板と単なるシリコンウエハ、又は素子が形成されたシリコン基板とガラス基板を張り合わせた構造となっている。このような半導体デバイスにおいても、素子の形成そして基板の貼り合わせ後、個々のチップに分割する方法がとられる。【０００４】貼り合わせ基板のチップへの分割に際しては、先に素子が形成されたシリコン基板側の表面から両基板の接合部までダイシングし、その後他方の基板の表面側からダイシングが行われる。このような構造及びダイシング方法は、例えば、特開２００１−３５２０７８号公報に開示されている。【０００５】
【特許文献１】特開２００１−３５２０７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】素子の形成されたシリコン基板の裏面側に、シリコンウエハ又はガラス基板が貼り合わされる場合は、上記従来技術のダイシング方法をそのまま適用することができるが、素子が形成された表面側にシリコンウエハを接合した場合はそのままでは適用できない。【０００７】赤外線検知素子など、ダイアフラム構造又は赤外線感応膜などが表面に形成されている場合、それをダイシング時の切削水による汚れから保護するために、ダイシング前に素子形成側にシリコンウエハを接合させることが考えられる。そして、このシリコンウエハは、その赤外線を透過するという特性を生かし、ダイシング後のチップにおいても貼り付けた状態のまま維持させることになる。しかしながら、そのままでは素子形成側に設けられた電極パッドも該シリコンウエハに覆われた状態になるため、貼り付けた基板のダイシング幅を広く切断するか又は２度切断するなどして電極パッドを露出させるようなダイシング方法をとることが必要となる。また、貼り合わせ基板におけるダイシング時の問題点として、フルカットを行うと切削屑が入り込み電極パッド等にコンタミとして付着するということがある。洗浄工程では、一度付着したコンタミが落としづらくなり、それは電極パッドの変色につながり、さらにはワイヤーボンディングへの影響も懸念される。【０００８】  特開平６−２１３７０８号公報には、赤外線センサーの赤外線感応側をダイシング時の破損から保護するために、予めシリコン製の蓋を赤外線センサー上に載せた構造が記載されている。ここでは、赤外線感応部のみを保護する大きさのシリコン蓋を予め用意し、必要な部分に載せることで電極パッドを露出させることが達成されているが、この方法では製造工程が複雑になってしまう。【０００９】
【特許文献２】特開平６−２１３７０８号公報
【００１０】  本発明は、貼り合わせ基板を用いてウエハ上に形成された半導体素子において、貼り合わせた内側に電極パッドがある場合でも、それをダイシング工程で容易に外部に露出させることができる貼り合わせ基板のダイシング方法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】
【００１１】  上記目的を達成するために、貼り合わせ基板のダイシング方法は、矩形のチップからなる半導体装置であって、素子の形成された領域と、少なくとも前記矩形の一方向に設けられ該素子からの電気信号を外部に出力するための電極パッドとを有する半導体装置の複数を、少なくとも行方向に整列して半導体ウエハに形成する工程と、前記半導体ウエハと略同じ大きさの半導体基板を、前記半導体ウエハの前記半導体素子の形成された表面側に、前記素子の領域を囲って設けられたスペーサを介在させ間隔をあけて貼り合わせる工程と、前記半導体基板の表面側から、同じ半導体装置内の前記電極パッドと前記素子との間の領域を前記半導体基板のダイシングラインが横切るよう、行方向に分離するためのハーフカットダイシングを行う第一のダイシング工程と、前記半導体ウエハの表面側から、行方向に個別の半導体装置に分離されるダイシングラインに基づいてハーフカットダイシングを行う第二のダイシング工程とを有することを特徴とする【００１２】  また、前記半導体装置の複数は、前記半導体ウエハに行及び列方向に整列して形成されており、更に、前記半導体基板の表面側から、列方向に個別の半導体装置に分離されるダイシングラインに基づいてハーフカットダイシングを行う第三のダイシング工程と、前記半導体ウエハの表面側から、列方向に個別の半導体装置に分離されるダイシングラインに基づいてハーフカットダイシングを行う第四のダイシング工程とを有することを特徴とする。【００１３】  また、前記半導体装置の複数は、前記半導体ウエハに行及び列方向に整列して形成され、そして前記スペーサは列方向に並ぶ半導体装置において隣同士が連続して一体に形成されており、更に、前記半導体基板及び前記半導体ウエハに対して、列方向に個別の半導体装置に分離されるダイシングラインに基づいて、前記スペーサまで達するダイシングを行うフルカットダイシング工程とを有することを特徴とする。【００１４】  また、前記半導体装置の複数は、前記半導体ウエハに行及び列方向に整列して形成されており、そして前記電極パッドは、少なくとも前記矩形の隣り合った２辺にそれぞれ形成されており、更に、前記半導体基板の表面側から、同じ半導体装置内の前記電極パッドと前記素子との間の領域を前記半導体基板のダイシングラインが横切るよう、列方向に分離するためのハーフカットダイシングを行う第五のダイシング工程と、前記半導体ウエハの表面側から、列方向に個別の半導体装置に分離されるダイシングラインに基づいてハーフカットダイシングを行う第六のダイシング工程とを有することを特徴とする。【００１５】  また、前記素子は表面に赤外線吸収膜が形成された赤外線検知素子であり、上に載せる基板（前記半導体基板）には、片面又は両面を含む基板表面に反射防止膜、光のバンドパスフィルタ又は光のカットオフフィルタのいずれかが形成されたシリコン基板であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】    本発明の製造方法によれば、貼り合わせ基板を用いてウエハ上に形成された半導体装置において、貼り合わせた内側に電極パッドがある場合でも、それをダイシング工程で容易に外部に露出させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】  以下本発明の好適な実施の形態を、添付図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施の形態に係わるウェハ状態の貼り合わせ基板を示す平面図である。図２（ａ）乃至（ｄ）は、図１に記載されたＡ−Ｂ線に沿った断面における半導体装置の個片化方法の工程図である。【００１８】  図１に示される通り、基板１には矩形のチップ形状からなる半導体装置が行及び列方向に整列して複数個形成されている。この基板１は、貼り合わせ後の基板を示しており、その表面領域に素子が形成された半導体ウエハと、該半導体ウエハの素子の形成された表面側に貼り合わされた、半導体ウエハと略同じ大きさシリコン基板とから構成されている。【００１９】次に、図２（ａ）乃至（ｄ）を参照して本発明の実施の形態に係わる半導体装置の個片化製造方法を説明する。上述の通り半導体ウエハ３には既に半導体装置２が形成されており、各半導体装置２には、素子６及び電極パッド４が設けられている。該素子６は、サーモパイルような赤外線検知素子であり、図２に示されているようにシリコン基板表面領域にダイアフラムなどの断熱構造で支持されるよう形成されたメンブレムと、メンブレム上に形成された赤外線吸収膜とを有している。本実施の形態において素子６は、赤外線検知素子のみの構造として説明するが、切換スイッチやアンプ等の回路素子が同一基板上に一緒に搭載される場合もあり、それらをまとめて素子と定義することもできる。【００２０】図２（ａ）に示すように、各半導体装置２の境界は破線で示す位置であり、この破線は個片化時のダイシングラインも表している。また、各半導体装置２の表面上に形成した突起物は、素子６に接続されそこからの信号を外部に出力するための電極パッド４を示している。【００２１】そして図２（ｂ）に示すように、半導体ウエハの素子形成面を内側にし、半導体ウエハ３とシリコン基板８とをエポキシ樹脂７を介して張り合わせられ、このエポキシ樹脂７は、後述する図６に示されるように、素子６を囲い電極パッド４がその外に出るような形状で設けられる。本実施の形態においてエポキシ樹脂７は、接着剤として又基板間のスペースを確保するものとして採用しているが、シリコン樹脂や又は金属の上下に接着剤を塗った構造などでも同様の効果が得られ置き換えも可能である。また、シリコン基板８は、その表面に反射防止膜、光のバンドパスフィルタ又は光のカットオフフィルタのいずれかが形成されたものであっても良いし、Ｓｉ／Ｇｅ／ＺｎＳ基板でもかまわなく、その厚さは赤外光の透過率の関係上薄い方が良いが、取り扱い上１００μｍ〜１ｍｍが好ましい。更に、本実施の形態において上部基板（シリコン基板８）は、凹凸のない平板形状のものを採用しているが、下部基板（半導体ウエハ３）表面に形成された素子６の上部スペースを確保するために、素子６の直上に位置する領域のみ窪ませた凹部を有する形状としてもよい。【００２２】  その後図２（ｃ）に示すように、シリコン基板８側からのダイシングを行う。ダイシング工程は、まずテープに半導体ウエハ３側から貼り付け、シリコン基板８を露出表面側から、図１のＹ方向に沿ってダイシングブレードによりダイシングし第１切断部９を形成する。ダイシングの位���は、同じ半導体装置２内の電極パッド４と素子６との間の領域をダイシングラインが横切るような位置で行われる。すなわち電極パッド４上に位置するシリコン基板８の領域は、隣の素子上のシリコン基板領域とつながっており、個片化した際には電極パッド４が露出する構造となる。【００２３】  そして、このダイシングは、シリコン基板８の残し領域１０の厚みが２０μｍ〜２００μｍ程度になるようなハーフカットとする。半導体ウェハ３の電極パッド４にはエポキシ樹脂７が形成されているが、ダイシングをシリコン基板８の厚みに従って行うと、装置全体の精度に起因する誤差から半導体ウェハ３側に傷をつけてしまう恐れがある。従って、ダイシングテーブルの平行度、ダイシングブレードの消耗量、センサ基板の厚さ誤差、樹脂厚、上部基板厚、そしてダイシング用接着テープの厚さのばらつきを含む平行度を考慮し、上述のシリコン基板８の残し領域１０を形成することが必要となる。【００２４】  Ｙ方向に沿って設けられたダイシングラインに従った切断が終了した後、Ｘに沿った切断を行うが、Ｘ方向についても前述のＹ方向と同様にシリコン基板８の残し領域１０の厚みが２０μｍ〜２００μｍ程度になるようなハーフカットとする。Ｘ方向に沿ったダイシングラインは、図２紙面に対して平行方向であり、同図中に具体的な構造を示すことができないが、図４を参照し補足説明を行う。図４は、図１と同様に貼り合わせ基板の平面図であるが、説明を容易にするため、４つの素子及びその周辺部分のみを拡大して抽出した図である。【００２５】図２の電極パッド４、素子６、エポキシ樹脂７は、図４における電極バッド１４、素子領域１６、エポキシ樹脂１７にそれぞれ対応する。そして、１８は各素子と電極パッドとを電気的に接続する内部金属配線である。この内部金属配線は、Ａｌ、Ａｌ合金、Ｃｕ合金などの金属による配線を用いることができ、このような材料の使用は、後述の第２乃至第５実施の形態における内部金属配線でも同様である。また、図中破線で示された２０、２１は、シリコン基板８（上部基板）のＹ方向に沿ったダイシングライン２０、２１であり、図中一点鎖線で示された２２は、半導体ウエハ３（下部基板）のＹ方向に沿ったダイシングライン２２である。破線２４は、Ｘ方向のダイシングライン２４であるが、Ｘ方向については、ボンディングパッドが配置されていないため、シリコン基板８（上部基板）も半導体ウエハ３（下部基板）も同じ位置にダイシングラインが設けられるため、これらを、ダイシングライン２４としてまとめて表している。【００２６】  次に、半導体ウエハ３側からのダイシングを行う。テープにシリコン基板８側から貼り付け、半導体ウエハ３を露出表面側から、図１のＹ方向に沿い、ダイシングライン５にしたがってダイシングし、第２切断部１１を形成する。このダイシングは、シリコン基板８側と同様に残し領域１０の厚みが２０μｍ〜２００μｍ程度になるようなハーフカットとする。【００２７】Ｙ方向に沿った全てのダイシングラインに沿った切断が終了した後、Ｘ方向に沿った切断を行が、Ｘ方向についても前述のＹ方向と同様にシリコン基板８の残し領域１０の厚みが２０μｍ〜２００μｍ程度になるようなハーフカットとする。【００２８】  基板を上下逆にして貼り付けた場合、下の基板（半導体ウエハ３）の表面に設けられたスクライブ領域が見えなくなるが、赤外線カメラを使うことにより確認は可能である。また、予め基準となるスクライブラインをＸ方向とＹ方向に上下基板を合わせてフルカットしておき、それを基準に個片ピッチをカットすることもできる。また更に、基板を張り合わせてからのフルカットではなく、予め両方の基板を基準ラインに沿ってカットしておき、そのカットに沿って両基板を重ね貼り合わせ、その後カット位置を基準に個片ピッチをカットすることもできる。【００２９】  半導体ウェハ３及びシリコン基板８のダイシングの後、第１切断部９及び第２切断部１１に基づき、ブレーキング工程により、半導体素子２ａ〜２ｄへと個片化する。各半導体素子２ａ〜２ｄ上には、同様に個片化されたシリコン基板８ａ〜８ｄがエポキシ樹脂を介して貼り合わされた構造となっている。図２（ｄ）はブレーキング後の状態を示している。【００３０】  そして図３は、本発明の実施の形態に係わる個片化方法を用いて個片化された半導体装置のチップ外形を示す斜視図であり、一例として図２（ｄ）中の半導体装置２ｂ及びシリコン基板８ｂよりなるチップを示している。Ｙ方向に切断された面は、上下の基板（半導体素子２ｂ及びシリコン基板８ｂ）とも揃っているが、Ｘ方向に切断された面はずれた状態となっており、半導体装置２ｂ上に設けられた電極パッド４が露出している。そして、この半導体チップは露出された電極パッド４に対して従来から知られているワイヤボンディングやフレキシブル基板等の技術で外部へ接続される。【００３１】  図５は、本発明の第二の実施の形態に係わる貼り合わせ基板の平面図である。参照番号は省略しているが、図４で示した電極バッド１４、素子領域１６、エポキシ樹脂１７、内部金属配線１８は、図５に示した構造においても同様である。また、Ｙ方向に沿ったダイシングライン３１ａ、３１ｂ、３２ａ、３２ｂについても、図４のダイシングライン２０、２１、２２、２３、にそれぞれ対応し、ダイシング方法も同様である。【００３２】  本実施の形態で図４と異なる重要な点は、エポキシ樹脂は図面で縦方向に並ぶ半導体装置において隣同士が連続して一体に形成されている点、更に、シリコン基板及び半導体ウェハに対して、縦方向に個別の半導体装置に分離する場合にダイシングライン３０ａ、３０ｂ、３０ｃに基づいて、エポキシ樹脂にまで達するフルカットダイシングを行う点である。その方向に電極が無くダイシングエリア全体に樹脂がある場合には、切削水の回り込みに起因するコンタミの付着について配慮する必要はなく、エポキシ樹脂にまで達するダイシングを行うことが可能となる。【００３３】  図６は、本発明の第三の実施の形態に係わる貼り合わせ基板の平面図である。
参照番号は省略しているが、図４で示した電極バッド１４、素子領域１６、エポキシ樹脂１７、内部金属配線１８は、図６に示した構造においても同様である。また、Ｙ方向のダイシングライン４１ｂ、４１ｄ、４２ａ、４２ｂについても、図４のダイシングライン２０、２１、２２、２３、にそれぞれ対応し、ダイシング方法も同様である。本実施の形態で図４と異なる点は、電極パッドが紙面に対して右側だけでなく対面する側にも配置されている点であり、これにより対面側（左側）のダイシングも、右側同様に電極パッドと素子領域１６との間の領域をダイシングライン４１ａが横切る位置で行われる。【００３４】  図７は、本発明の第四の実施の形態に係わる貼り合わせ基板の平面図である。参照番号は省略しているが、図４で示した電極バッド１４、素子領域１６、エポキシ樹脂１７、内部金属配線１８は、図７に示した構造においても同様である。また、Ｙ方向のダイシングライン５２ｂ、５２ｄ、５３ａ、５３ｂについても、図４のダイシングライン２０、２１、２２、２３、にそれぞれ対応し、ダイシング方法も同様である。【００３５】本実施の形態で図４と異なる点は、電極パッドが紙面に対して右側だけでなく対面する側及び上下側の全４方向に配置されている点であり、これら４方向のダイシング全て、右側同様に電極パッドと素子領域との間の領域をダイシングラインが横切るような位置で行われる。すなわち、シリコン基板に関するＹ方向のダイシングライン５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄ及びＸ方向のダイシングライン５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄは、電極パッドと素子領域との間の領域を横切るよう定義されたダイシングラインである。【００３６】  図８は、本発明の第五の実施の形態に係わる貼り合わせ基板の平面図である。参照番号は省略しているが、図４で示した電極バッド１４、素子領域１６、エポキシ樹脂１７、内部金属配線１８は、図８に示した構造においても同様である。また、Ｙ方向のダイシングライン４１ｂ、４１ｄ、４２ａ、４２ｂについても、図４のダイシングライン２０、２１、２２、２３、にそれぞれ対応し、ダイシング方法も同様である。本実施の形態で図４と異なる点は、電極パッドが紙面に対して右側だけでなく下側にも配置されている点であり、これにより下側のダイシングも、右側同様に電極パッドと素子領域１６との間の領域をダイシングライン６１ａ、６１ｂが横切るような位置で行われる。【００３７】  本実施の形態の個片化製造方法におけるダイシング方法によれば、貼り合わせ基板の内側の素子表面へ切削時の水が入り込まず、ブレーキングがスムーズに実施できた。すなわち、貼り合わせ基板を用いてウェハ上に形成された半導体素子において、貼り合わせた内側に電極パッドがある場合でも、それをダイシング工程で容易に外部に露出させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施の形態に係わるウェハ状態の貼り合わせ基板を示す平面図である。
【図２】図１に記載されたＡ−Ｂ線に沿った断面における半導体装置の個片化方法の工程図である。
【図３】本発明の実施の形態に係わる個片化方法を用いて個片化された半導体装置のチップ外形を示す斜視図である。
【図４】図１に示された貼り合わせ基板を部分的に拡大した平面図である。
【図５】本発明の第二の実施の形態に係わる貼り合わせ基板の平面図である。
【図６】本発明の第三の実施の形態に係わる貼り合わせ基板の平面図である。
【図７】本発明の第四の実施の形態に係わる貼り合わせ基板の平面図である。
【図８】本発明の第五の実施の形態に係わる貼り合わせ基板の平面図である。
【符号の説明】
【００３９】１  基板
２  半導体装置
３  半導体ウェハ
４  電極パッド
５  ダイシングライン
６  素子
７  エポキシ樹脂
８  シリコン基板
９  第１切断部
１０，１２  残し領域
１１  第２切断部
【図１】
2007208230.tif 000003
【図３】
2007208230.tif 000004
【図２】
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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】
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