(57)【要約】【課題】半導体ウェハから同一の平面形状の半導体チップが複数形成されたときに半導体ウェハから捨てる部分を少なくし、かつ、半導体チップに発生する熱応力の影響を小さくすることができる平面形状を備えた半導体装置を提供する。【解決手段】半導体チップ１１は、複数の同一の平面形状になるように半導体ウェハ２０からチップ分割されたものである。半導体チップ１１は、平面形状として、一方の直線１５と当該一方の直線１５の隣の他方の直線１６とで形成される内角が鈍角となるように各直線１５、１６を繋ぐ接続部１７を６個有する。そして、６個の接続部１７の全てがＲ形状になっている。これにより、半導体ウェハ２０がチップ分割されるときに半導体ウェハ２０から捨てる部分を少なくすることができる。また、Ｒ形状の接続部１７によって半導体チップ１１に及ぼす熱応力の影響を小さくすることができる。【選択図】図１
2016111086.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の同一の平面形状になるように半導体ウェハ（２０）からチップ分割された半導体チップ（１１）を備え、
前記半導体チップ（１１）は、前記平面形状として、一方の直線（１５）と当該一方の直線（１５）の隣の他方の直線（１６）とで形成される内角が鈍角となるように前記各直線（１５、１６）を繋ぐ接続部（１７）を６の倍数個有し、前記６の倍数個の接続部（１７）のうちの少なくとも１つがＲ形状になっていることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記６の倍数個の接続部（１７）のうちの全ての接続部（１７）がＲ形状になっていることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記６の倍数個の接続部（１７）のうちＲ形状になっている接続部（１７）とは異なる接続部（１７ａ）が１つもしくは複数の角部（１７ｂ）を有していることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記半導体チップ（１１）の前記平面形状は、前記接続部（１７）を６箇所有していることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の半導体装置。
【請求項５】
前記半導体ウェハ（２０）は、プラズマダイシングによってチップ分割されることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の半導体装置。
【請求項６】
前記半導体チップ（１１）は、物理量を検出するためのセンシング部（１２）を有するセンサチップとして構成されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の同一の平面形状になるように半導体ウェハからチップ分割された半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、半導体チップの平面形状を円に近い形成にすることで半導体チップに発生する熱応力の影響を低減することができる構造が、例えば特許文献１で提案されている。半導体チップは、同一の平面形状になるように半導体ウェハからチップ分割されることにより得られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４１６１４１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の技術では、半導体ウェハを加工する際に、平面形状が多角形状の半導体チップをレイアウトするよりも平面形状が円形の半導体チップをレイアウトするほうが円形と円形との隙間が大きくなる。このため、半導体ウェハを加工して平面形状が円形の半導体チップを複数形成したときに半導体ウェハから捨てる部分が多くなってしまうという問題がある。
【０００５】
一方、平面形状が多角形状の半導体チップでは半導体ウェハを加工したときに捨てる部分は少なくなるものの、半導体チップに発生する熱応力が円形のものよりも大きくなってしまうという問題がある。
【０００６】
本発明は上記点に鑑み、半導体ウェハから同一の平面形状の半導体チップが複数形成されたときに半導体ウェハから捨てる部分を少なくし、かつ、半導体チップに発生する熱応力の影響を小さくすることができる平面形状を備えた半導体装置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】
【０００７】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、複数の同一の平面形状になるように半導体ウェハ（２０）からチップ分割された半導体チップ（１１）を備えている。
【０００８】
そして、半導体チップ（１１）は、平面形状として、一方の直線（１５）と当該一方の直線（１５）の隣の他方の直線（１６）とで形成される内角が鈍角となるように各直線（１５、１６）を繋ぐ接続部（１７）を６の倍数個有し、６の倍数個の接続部（１７）のうちの少なくとも１つがＲ形状になっていることを特徴とする。
【０００９】
これによると、半導体チップ（１１）は平面形状が概ね６の倍数の多角形として半導体ウェハ（２０）にレイアウトされるので、平面形状が円形の場合よりも各半導体チップ（１１）の隙間が小さくなるように半導体ウェハ（２０）にレイアウトされる。したがって、半導体ウェハ（２０）がチップ分割されるときに半導体ウェハ（２０）から捨てる部分を少なくすることができる。
【００１０】
また、少なくとも１つの接続部（１７）がＲ形状になっているので、当該Ｒ形状の接続部（１７）に集中する応力が緩和される。したがって、当該Ｒ形状の接続部（１７）が半導体チップ（１１）に及ぼす熱応力の影響を小さくすることができる。
【００１１】
なお、この欄及び特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１実施形態に係る半導体チップの平面図である。
【図２】半導体ウェハに各半導体チップがレイアウトされた平面図である。
【図３】Ｒ幅を説明するための半導体チップの平面図である。
【図４】Ｒ幅とセンシング部の出力変動差との関係、及び、Ｒ幅とダイシングによって半導体ウェハから捨てる面積との関係を示した図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る半導体チップの平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。
【００１４】
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について図を参照して説明する。本実施形態では、半導体装置として、圧力を検出するように構成された圧力センサを例に説明する。
【００１５】
図１に示されるように、圧力センサ１０は、半導体チップ１１を備えて構成されている。半導体チップ１１は、例えばＳｉウェハ等の半導体ウェハがダイシングされたことで半導体ウェハからチップ分割されたものである。
【００１６】
半導体チップ１１は、物理量として圧力を検出するためのセンシング部１２を有するセンサチップである。センシング部１２は、圧力の印加に応じて抵抗値が変化する複数のゲージ抵抗１３を有して構成されている。各ゲージ抵抗１３はブリッジ回路を構成するように各々が電気的に接続されている。各ゲージ抵抗１３は、例えば半導体チップ１１に形成された拡散抵抗である。
【００１７】
図示しないが、半導体チップ１１は、圧力の印加によってたわむダイヤフラムが形成された金属ステムの当該ダイヤフラムの上に接合ガラスを介して固定される。そして、圧力がダイヤフラムを介して半導体チップ１１に印加されるとピエゾ抵抗効果により各ゲージ抵抗１３の抵抗値が変化する。したがって、ブリッジ回路は各ゲージ抵抗１３の抵抗値の変化に基づいて圧力に応じた電圧値をセンサ信号として出力する。なお、半導体チップ１１には当該センサ信号に増幅処理等を行う増幅回路が形成されていても良い。
【００１８】
また、半導体チップ１１の一面１４の平面形状は、概ね６角形をなしている。具体的には、一方の直線１５と当該一方の直線１５の隣の他方の直線１６とで形成される内角が鈍角となるように接続部１７が各直線１５、１６を繋いでいる。そして、各直線１５、１６及び接続部１７の組が６組設けられている。なお、各直線１５、１６及び接続部１７の組をカウントする際、一方の直線１５を他方の直線１６としたり、他方の直線１６を一方の直線１５としたりしている。これにより、半導体チップ１１の平面形状は、接続部１７を６箇所有する６角形状になっている。
【００１９】
さらに、本実施形態では、６箇所の全ての接続部１７がＲ形状になっている。Ｒ形状とは、一方の直線１５の延長線と他方の直線１６の延長線とが交差することで構成された角部が面取りされて丸みを帯びた形状である。言い換えると、半導体チップ１１の一方の側面と他方の側面との接続部分がＲ形状になっている。したがって、半導体チップ１１の平面形状は６角形がベースになっているが、平面形状は全体的に円形に近づいた形状になっている。
【００２０】
上記の平面形状を有する半導体チップ１１は、１枚の半導体ウェハを加工することで製造することができる。具体的に、次のように半導体チップ１１を製造する。まず、ＳｉウェハやＳｉＣウェハ等の半導体ウェハを用意する。そして、半導体ウェハのうち各半導体チップ１１に対応する部分にセンシング部１２や回路配線等の構造を半導体プロセスによって形成する。
【００２１】
続いて、図２に示されるように、複数の同一の平面形状になると共に各半導体チップ１１の隙間が無いようにハニカム状に各半導体チップ１１を半導体ウェハ２０の上にレイアウトする。上述のように、半導体チップ１１の平面形状は６角形状がベースになっているので、半導体ウェハ２０に隙間無くレイアウトすることができる。つまり、半導体ウェハ２０のうち各半導体チップ１１に対応した部分にマスクを配置する。
【００２２】
この後、プラズマダイシングによって半導体ウェハ２０を複数の半導体チップ１１にチップ分割する。プラズマダイシングとは、プラズマ化したガスが半導体ウェハ２０のうちマスクから露出した部分に作用することで半導体ウェハ２０の一部を化学的に除去する加工方法である。プラズマダイシングはプラズマエッチングとも言う。半導体ウェハ２０がＳｉウェハの場合はＳＦ6（６フッ化硫黄）等のガスを用いる。プラズマダイシングによる加工方法を採用することで、切削刃によるダイシングでは不可能な異形状のチップすなわち本実施形態に係る６角形状をベースとした平面形状の半導体チップ１１を容易に形成することができる。
【００２３】
以上のようにして半導体ウェハ２０から同一の平面形状を持った半導体チップ１１が複数同時に形成される。
【００２４】
次に、半導体チップ１１の接続部１７をＲ形状としたことの効果について説明する。まず、Ｒ幅を定義する。図３に示されるように、一方の直線１５の延長線と他方の直線１６の延長線とが交差することで構成された第１角部１８ａの頂点と、当該第１角部１８ａの対角に位置する第２角部１８ｂと、を仮想の直線で結ぶ。そして、当該仮想の直線のうち第１角部１８ａから接続部１７までの長さをＲ幅と定義する。なお、図３ではセンシング部１２を省略している。
【００２５】
発明者らは、Ｒ幅と、センシング部１２の出力変動差と、の関係について調べた。出力変動差とは、センシング部１２に一定の圧力を印加しつつ、Ｒ幅を変化させたときのセンシング部１２の出力すなわち電圧値の変化である。また、Ｒ幅と、ダイシングによって半導体ウェハ２０から捨てる面積と、の関係を調べた。これらの関係はシミュレーションによって調べた。その結果を図４に示す。
【００２６】
図４に示されるように、Ｒ幅が０の場合は半導体チップ１１の平面形状は六角形である。この場合はセンシング部１２の出力変動差が最も大きくなる。そして、Ｒ幅が大きくなっていくことに伴って出力変動差は小さくなる。Ｒ幅が１の場合は半導体チップ１１の平面形状は円形であり、この場合はセンシング部１２の出力変動差が最も小さくなる。
【００２７】
これは、半導体チップ１１の接続部１７のＲ形状の丸みが大きくなっていくことで、半導体チップ１１に発生する熱応力の分布が同心円分布に近づくからである。つまり、Ｒ幅が大きくなることで半導体チップ１１に発生する熱応力の影響が小さくなる。したがって、半導体チップ１１の接続部１７をＲ形状とすることで当該熱応力の影響を小さくすることができる。すなわち、熱応力に基づくセンシング部１２の出力変動を低減することができる。
【００２８】
また、Ｒ幅が１の場合、すなわち平面形状が円形の場合はダイシングで捨てる面積が最も多くなる。これは、隣り合う半導体チップ１１の接続部１７の隙間が最も大きくなるからである。そして、Ｒ幅が小さくなっていくことに伴って半導体ウェハ２０から捨てる部分は少なくなる。これは、半導体ウェハ２０において隣り合う半導体チップ１１の接続部１７の隙間が小さくなっていくからである。したがって、半導体チップ１１の接続部１７をＲ形状とすることで、半導体ウェハ２０がチップ分割されるときに半導体ウェハ２０から捨てる部分を少なくすることができる。
【００２９】
以上の結果から、Ｒ幅を０．２以上、０．９以下の範囲とすれば、熱応力の影響を小さくしつつ、半導体ウェハ２０から捨てる部分を少なくすることができる。コストを重視する場合はＲ幅を０．２に近づければ良い。一方、センシング部１２の出力の精度を高くする場合はＲ幅を０．９に近づければ良い。
【００３０】
（第２実施形態）
本実施形態では、第１実施形態と異なる部分について説明する。本実施形態では、図５に示されるように、半導体チップ１１の各接続部１７の全てがＲ形状になっているのではなく、１つの接続部１７ａの形状が他の接続部１７のＲ形状とは異なっている。すなわち、当該１つの接続部１７ａは２つの角部１７ｂを有するように平面形状が設計されている。
【００３１】
したがって、本実施形態に係る半導体チップ１１の平面形状は６角形をベースにしているが、６角形の角部に対応する５つの接続部１７はＲ形状であり、１つの接続部１７ａは２つの角部１７ｂを持つように設計されている。上述のように、半導体ウェハ２０をチップ分割する際にはマスクを用いたプラズマダイシングが行われるので、マスクの設計次第で接続部１７ａの形状を自由に決めることができる。
【００３２】
なお、１つの接続部１７ａに角部１７ｂを１つもしくは複数形成したとしても角部１７ｂのサイズはＲ形状の接続部１７のサイズよりも小さいので、角部１７ｂによる熱応力の影響は小さい。
【００３３】
（他の実施形態）
上記各実施形態で示された半導体チップ１１の構成は一例であり、上記で示した構成に限定されることなく、本発明を実現できる他の構成とすることもできる。例えば、半導体チップ１１の平面形状は６角形がベースになっている必要は無く、例えば１２角形や１８角形等のように６の倍数の多角形がベースになっていても良い。すなわち、半導体チップ１１は、接続部１７を６の倍数個有する平面形状になっていれば良い。ここで、「６角形」とは全ての辺の長さが同じという正多角形の条件を満たす必要が無く、一対の辺の長さが他の一対の辺の長さよりも長くなった形状でも良い。
【００３４】
また、接続部１７の全てがＲ形状になっている必要は無く、６の倍数個の接続部１７のうちの少なくとも１つがＲ形状になっていれば良い。例えば、６角形を平面形状のベースとした場合、１つの接続部１７をＲ形状とし、５つの接続部１７ａを角形状としても良い。また、４つの接続部１７をＲ形状とし、２つの接続部１７ａを角形状としても良い。同様に、角形状とした接続部１７ａについては、角の部分が１つ形成されていても良いし、複数形成されていても良い。
【００３５】
上記各実施形態では、半導体ウェハ２０はプラズマダイシングによってチップ分割されていたが、これはダイシングの一例である。例えば、レーザ光を用いたレーザダイシングによって半導体ウェハ２０をチップ分割しても良い。
【００３６】
上記各実施形態では、半導体チップ１１は圧力を検出するセンサチップとして構成されていたが、これは一例である。したがって、半導体チップ１１は例えば加速度を検出するセンサチップとして構成されていても良い。また、半導体チップ１１は、センサチップではなく増幅回路等の回路が形成された回路チップとして構成されていても良い。半導体チップ１１が回路チップとして構成されている場合は回路が熱応力の影響を受けにくくなるというメリットがある。
【符号の説明】
【００３７】
１１        半導体チップ
１５、１６  直線
１７        接続部
２０        半導体ウェハ
【図１】
2016111086.tif 000003
【図２】
2016111086.tif 000004
【図３】
2016111086.tif 000005
【図４】
2016111086.tif 000006
【図５】
2016111086.tif 000007