JP4040819B2 - ウェーハの分割方法及び半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明はウェーハの分割方法及び半導体装置の製造方法に関し、更に詳しくは、ウェーハ上に形成された半導体素子を個々のチップに切断分離し、外囲器に封止する工程に関し、外囲器の小型薄厚化やウェーハの大口径化時に好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体装置の製造工程は、ウェーハ（半導体基板）上に種々の半導体素子のパターンを形成する工程と、ウェーハ上に形成された半導体素子を個々のチップに切断分離し、外囲器に封止する工程とに大別できる。近年、製造コストの低減を図るためにウェーハの大口径化が推進されるとともに、実装密度を高めるために外囲器の小型薄厚化が望まれている。従来は、薄厚化した外囲器に封止するために、ウェーハを個々のチップに切断分離するのに先立って、ウェーハのパターン形成面（主表面）の反対側の面（ウェーハの裏面）を砥石による研削及び遊離砥粒による研磨等により除去して薄くし、その後ダイシングして切断分離している。研削時には、ウェーハのパターン形成面に粘着性のシートを貼り付けたり、レジスト等を塗布することによって保護している。この後、上記ウェーハの主表面に形成された切断分離（ダイシング）ライン領域に溝を形成する。この溝を形成する際には、ダイヤモンドスクライバー、ダイヤモンドブレード、あるいはレーザースクライバー等を用いている。上記ダイシング工程には、ウェーハ単体でこのウェーハの厚さの１／２までダイシングまたはウェーハが３０μｍ程度残る状態までダイシングを行うハーフカット法、ウェーハの裏面に粘着性のシートを貼り付けて同様にダイシングするハーフカット法、粘着性のシートを２０〜３０μｍ程度まで切り込み、ウェーハ厚全てを切断するフルカット法等が用いられる。上記ハーフカット法は、分割作業が必要とされ、ウェーハ単体の場合にはウェーハを柔軟性のあるフィルム等に挟み、ローラー等で外力を加えて割って分割する。シートに貼り付けた場合には、テープ越しにローラーその他で外力を加え分割する。分割されたチップは、ダイボンディング装置に設けられているピックアップニードルによってシート裏面を突き上げ、このシートを貫通してチップ裏面にニードル（針）を直接接触させ、更に持ち上げてチップをシートから引き離す。引き離されたチップは、コレットと呼ばれるツールでチップ表面を吸着し、リードフレームのアイランドにマウントした後、ワイヤボンディングを行ってチップの各パッドとリードフレームのインナーリード部とを電気的に接続し、外囲器に封止している。上記チップのアイランドへのマウント方法としては、アイランドへ導電性ペーストを予め塗布しておく方法、金−シリコンの共晶を利用してマウントする方法、及びウェーハの裏面に金属の薄膜を蒸着し、半田を用いてマウントする方法等がある。
【０００３】
図２２乃至図２８はそれぞれ、上述したような従来のウェーハの分割方法及び半導体装置の製造方法の詳細な例について説明するためのもので、図２２はウェーハに表面保護テープを貼り付ける工程、図２３はウェーハの裏面の研削及び研磨工程、図２４は表面保護テープを剥がす工程、図２５（ａ），（ｂ）はウェーハを固定用シートに固着する工程、図２６はウェーハのダイシング工程、図２７は分離したチップをピックアップする工程、及び図２８はダイボンディング工程をそれぞれ示している。
【０００４】
まず、図２２に示すように、ウェーハ１の裏面をチャックテーブル２上に固定し、貼り付けローラー４を回転させながら図示矢印方向に移動させて、保護テープ３をウェーハ１のパターン形成面（ウェーハ１の主表面）１’に貼り付ける。このウェーハ１中には、パターン形成面１’側に各種の半導体素子が形成されている。次に、図２３に示すように、上記保護テープ３を貼り付けたパターン形成面１’を下にしてチャックテーブル５に固定し、ウェーハ１の裏面を研削用砥石６で所定の厚さ（完成時の最終的なチップ厚）まで研削及び研磨する。その後、図２４に示すように、保護テープ３に保護テープを剥がすためのテープ７を貼り付け、パターン形成面１’から保護テープ３を剥離する。次に、図２５（ａ）に示すようなフラットリング８をウェーハの固定用シート９に固着してシート９の弛みや皺などの発生を防止した状態で、図２５（ｂ）に示す如くフラットリング８の開口内のシート９上にウェーハ１を固着する。そして、上記ウェーハ１を固着したシート９とフラットリング８をダイシング用のチャックテーブル１０に固定し、ダイシング用ブレード１１でダイシング（フルカット）し、個々のチップ１２に切断分離する（図２６参照）。次に、図２７に示すように、シート９の下方からピックアップニードル１３をシート９を貫通させて、チップ１２の裏面に当てて上方に押圧することにより個々のチップ１２をシート９から剥離し、図２８に示すようにリードフレームのアイランド１４に導電性ペースト等のダイボンディング用接着剤を用いてマウントする。その後、図示しないがリードフレームのインナーリード部とチップ１２の各パッドとをワイヤボンディングし、樹脂製やセラミック製の外囲器に封止して半導体装置を完成する。
【０００５】
しかしながら、上記のようなウェーハの分割方法及び半導体装置の製造方法では、下記（ａ）〜（ｃ）に示すような問題がある。
【０００６】
（ａ）薄厚研削時にウェーハが割れ易い。保護テープを貼り付けて研削を行っても、研削時の歪みによりウェーハが反ってしまい、このために研削装置内での搬送時に引っ掛かったりして破損する。また、ウェーハが薄くなったり大口径化されるに従いウェーハの強度が低下するため、現状のようにウェーハを薄くした後、ウェーハ単体を搬送して種々の処理を施す方法では破損する確率が高くなる。例えば、ウェーハが４００μｍの厚さでは１．６Ｋｇｆ／ｍｍ２ 程度まで耐えられるが、厚さが２００μｍになると０．４Ｋｇｆ／ｍｍ２ と１／４にまで低下する。
【０００７】
（ｂ）パターン形成面の保護とダイシング時のウェーハ保持用として二枚のシートを使用するため、これらの貼り付け、剥離、貼り付けと工程がそれぞれ必要となり、材料費が高くなり製造工程も増加する。
【０００８】
（ｃ）ダイシングを行った場合、ウェーハの裏面側のチッピングが大きくなり、チップの抗折強度の低下を招く。しかも、従来は種々の特性モニター用のトランジスタ、抵抗及びコンデンサー等（これらをＴＥＧ：Ｔｅｓｔ Ｅｌｅｍｅｎｔ Ｇｒｏｕｐと称する）をチップ内に配置していたが、近年は高集積化を図るためにダイシングライン上に配置するようになった。周知の通り、これらの素子は酸化膜、アルミニウム等で構成されており、ダイヤモンドブレードを用いてダイシングを行う際に、砥石の目詰まりを起こし易く、切れ味を阻害する材料である。このため、ダイシングライン上にＴＥＧが配置されている場合には、ウェーハの裏面側のチッピングが更に大きくなる。一般に半導体基板として使用されている材料はシリコンやＧａＡｓ等の脆性材であるために、チッピングやクラック等が存在すると抗折強度の低下を招きやすい。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように従来のウェーハの分割方法及び半導体装置の製造方法は、薄厚研削時や搬送時にウェーハが割れやすいという問題があった。また、パターン形成面の保護とウェーハの保持のために二枚のシートを必要とするため、材料費が高くなり製造工程も増加するという問題があった。更に、ダイシングを行った場合、ウェーハの裏面側のチッピングが大きくなり、チップの抗折応力の低下を招くという問題があった。
【００１０】
この発明は上記のような事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、薄厚研削時や搬送時のウェーハの割れを抑制できるウェーハの分割方法及び半導体装置の製造方法を提供することにある。
【００１１】
また、この発明の他の目的は、製造工程とコストの削減が図れるウェーハの分割方法及び半導体装置の製造方法を提供することにある。
【００１２】
この発明の更に他の目的は、ウェーハの裏面側のチッピングを小さくでき、チップの抗折応力の低下を抑制できるウェーハの分割方法及び半導体装置の製造方法を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
この発明のウェーハの分割方法は、半導体素子が形成されたウェーハのダイシングラインに沿って、先端部に曲面を有するダイシング用ブレードを用いて、前記半導体素子の形成面側から完成時のチップの厚さよりも深く、且つ底部に曲面を有する溝を形成する工程と、前記ウェーハにおける前記半導体素子の形成面上に保持部材を貼り付ける工程と、前記ウェーハの裏面を研削及び研磨して、ウェーハを個々のチップに分離し、研削及び研磨によってウェーハが個々のチップに分割された後も研削及び研磨を続け、前記完成時のチップの厚さにする工程とを具備し、前記ウェーハの研削及び研磨面が前記溝の底部に達してから、完成時のチップ厚になるまでの研削及び研磨量と、前記溝の底部における曲面を有する領域の深さとの比が０．３以上であることを特徴としている。
【００１５】
更に、この発明のウェーハの分割方法は、半導体素子が形成されたウェーハのチップ分割ラインに沿ってエッチングすることにより、前記半導体素子の形成面側から完成時のチップの厚さよりも深く、且つ底部に曲面を有する溝を形成する工程と、前記ウェーハにおける前記半導体素子の形成面上に保持部材を貼り付ける工程と、前記ウェーハの裏面を研削及び研磨して、ウェーハを個々のチップに分離し、研削及び研磨によってウェーハが個々のチップに分割された後も研削及び研磨を続け、前記完成時のチップの厚さにする工程とを具備し、前記ウェーハの研削及び研磨面が前記溝の底部に達してから、完成時のチップ厚になるまでの研削及び研磨量と、前記溝の底部における曲面を有する領域の深さとの比が０．３以上であることを特徴としている。
【００１６】
そして、下記（Ａ）〜（Ｅ）のような特徴を備えている。
【００１７】
（Ａ）前記溝の深さは、前記完成時のチップの厚さよりも少なくとも５μｍ深い。
【００１８】
（Ｂ）前記溝の深さは、前記完成時のチップの厚さよりも５μｍ乃至６０μｍ深い。
【００１９】
（Ｃ）前記保持部材は、粘着材付きテープ、ワックス、吸着パッド、熱圧着シート、粘着材を塗布した基板、及び前記半導体素子上に塗布したレジストの中から選択された少なくともいずれか１つの材料である。
【００２０】
（Ｄ）前記ウェーハの裏面を研削及び研磨して、前記完成時のチップの厚さにする工程は、第１の砥粒径の研削砥石により前記ウェーハの裏面を前記完成時のチップより厚く研削及び研磨する第１の工程と、前記第１の工程で研削及び研磨した前記ウェーハの裏面を、前記第１の砥粒径よりも小さな第２の砥粒径の切削砥石を用いて前記完成時のチップの厚さまで研削及び研磨する第２の工程とを含む。
【００２１】
（Ｅ）主要な前記第１の砥粒径は４０〜６０μｍであり、主要な前記第２の砥粒径は４〜６μｍである。
【００２２】
上記のようなウェーハの分割方法によれば、ウェーハの素子形成面側から完成時のチップの厚さよりも深い溝をダイシングブレードを用いて、あるいはエッチングにより形成し、このウェーハの裏面を上記完成時のチップの厚さまで研削及び研磨することによってウェーハを個々のチップに分離するので、ダイシングの際のチッピングを抑制できる。また、溝の底部に曲面を形成すれば、ウェーハの裏面を研削及び研磨して行く際、溝底部のアーチ形状によってウェーハの大幅な強度向上が図れ、ウェーハが個々のチップに分離される直前におけるシリコン欠片の発生を抑制でき、チップ端面のダメージを抑えてチップ品質を向上できる。しかも、ウェーハの研削及び研磨面が溝の底部に達してから、完成時のチップ厚になるまでの研削及び研磨量と、溝の底部における曲面を有する領域の深さとの比を０．３以上にすることで、研削及び研磨時に発生するチッピングの平均径をより小さくしてチップ品質を更に向上できる。
【００２３】
また、溝の深さを完成時のチップの厚さよりも少なくとも５μｍ深く、好ましくは５μｍ乃至６０μｍ深く形成すれば、未分離などの品質劣化を防止し、且つ研削量を最適化して生産性を落とすことなく研削異常を低減できる。しかも、ウェーハの裏面を研削及び研磨して個々のチップに分離する際に、ダイシングやエッチングによって形成された切断面と研削及び研磨によって形成された研磨面とが交わる部分にチッピングが発生しても、この領域を研削及び研磨によって除去できる。
【００２４】
上記保持部材としては、粘着材付きテープ、ワックス、吸着パッド、熱圧着シート、粘着材を塗布した基板、及び半導体素子上に塗布したレジスト等の材料を用いることができる。
【００２５】
ウェーハを個々のチップに分離する工程において、まず砥粒径の大きい研削砥石により研削及び研磨した後、砥粒径の小さい研削砥石により研削及び研磨すれば、時間の短縮が図れ、且つチッピングの発生も低減できる。
【００２６】
この発明の半導体装置の製造方法は、ウェーハの主表面に半導体素子を形成する工程と、前記ウェーハのダイシングラインに沿って、先端部に曲面を有するダイシング用ブレードを用いて、前記ウェーハの主表面側から完成時のチップの厚さよりも深く、且つ底部に曲面を有する溝を形成する工程と、前記ウェーハの主表面上に粘着性のシートを貼り付ける工程と、前記ウェーハの裏面を研削及び研磨して、ウェーハを個々のチップに分離し、研削及び研磨によってウェーハが個々のチップに分割された後も研削及び研磨を続け、前記完成時のチップの厚さにする工程と、前記分離した各チップを前記粘着性のシートから剥離して外囲器に封止する工程とを具備し、前記ウェーハの研削及び研磨面が前記溝の底部に達してから、完成時のチップ厚になるまでの研削及び研磨量と、前記溝の底部における曲面を有する領域の深さとの比が０．３以上であることを特徴としている。
【００２８】
更に、この発明の半導体装置の製造方法は、ウェーハの主表面に半導体素子を形成する工程と、前記ウェーハのチップ分割ラインに沿ってエッチングすることにより、前記ウェーハの主表面側から完成時のチップの厚さよりも深く、且つ底部に曲面を有する溝を形成する工程と、前記ウェーハの主表面上に粘着性のシートを貼り付ける工程と、前記ウェーハの裏面を研削及び研磨して、ウェーハを個々のチップに分離し、研削及び研磨によってウェーハが個々のチップに分割された後も研削及び研磨を続け、前記完成時のチップの厚さにする工程と、前記分離した各チップを前記粘着性のシートから剥離して外囲器に封止する工程とを具備し、前記ウェーハの研削及び研磨面が前記溝の底部に達してから、完成時のチップ厚になるまでの研削及び研磨量と、前記溝の底部における曲面を有する領域の深さとの比が０．３以上であることを特徴としている。
【００２９】
そして、下記（Ｆ）〜（Ｋ）のような特徴を備えている。
【００３０】
（Ｆ）前記溝の深さは、前記完成時のチップの厚さよりも少なくとも５μｍ深い。
【００３１】
（Ｇ）前記溝の深さは、前記完成時のチップの厚さよりも５μｍ乃至６０μｍ深い。
【００３２】
（Ｈ）前記分離した各チップを前記粘着性のシートから剥離して外囲器に封止する工程は、前記粘着性のシートから剥離したチップをリードフレームのアイランドにマウントする工程と、前記リードフレームのインナーリード部と前記チップの各パッドとをワイヤボンディングする工程と、前記チップ、前記アイランド及び前記インナーリード部を外囲器に封止する工程とを備える。
【００３３】
（Ｉ）前記分離した各チップを前記粘着性のシートから剥離して外囲器に封止する工程は、前記粘着性のシートから剥離したチップの主表面上にリードの一端を接着する工程と、前記リードと前記チップの各パッドとをワイヤボンディングする工程と、前記チップ、前記リードの一端を外囲器に封止する工程とを備える。
【００３４】
（Ｊ）前記ウェーハの裏面を研削及び研磨して、前記完成時のチップの厚さにする工程は、第１の砥粒径の研削砥石により前記ウェーハの裏面を前記完成時のチップより厚く研削及び研磨する第１の工程と、前記第１の工程で研削及び研磨した前記ウェーハの裏面を、前記第１の砥粒径よりも小さな第２の砥粒径の切削砥石を用いて前記完成時のチップの厚さまで研削及び研磨する第２の工程とを含む。
【００３５】
（Ｋ）主要な前記第１の砥粒径は４０〜６０μｍであり、主要な前記第２の砥粒径は４〜６μｍである。
【００３６】
上記のような半導体装置の製造方法によれば、ウェーハ上に形成された半導体素子を個々のチップ毎に切断分離して外囲器に封止する工程は、ダイシング（ハーフカット）、ウェーハの裏面研削及び研磨、ダイボンディングの順である。すなわち、ウェーハを個々のチップに分離するのは、研削及び研磨によって行う。よって、ウェーハの裏面を研削及び研磨して薄厚化した状態での搬送や処理工程がないので、ウェーハの破損を防止できる。
【００３７】
シートは一枚で済むので材料費の低減と製造工程の削減が図れ、低コスト化できる。外力を加えてウェーハを分割する必要がないのでチッピングを抑制できる。
【００３８】
ウェーハの裏面側を、切削及び研磨によって除去して個々のチップに分離するので、ウェーハの裏面側に発生するチッピングを抑制でき、抗折応力の低下を抑制できる。また、溝の底部に曲面を形成すれば、ウェーハの裏面を研削及び研磨して行く際、溝底部のアーチ形状によってウェーハの大幅な強度向上が図れ、ウェーハが個々のチップに分離される直前におけるシリコン欠片の発生を抑制でき、チップ端面のダメージを抑えてチップ品質を向上できる。しかも、ウェーハの研削及び研磨面が溝の底部に達してから、完成時のチップ厚になるまでの研削及び研磨量と、溝の底部における曲面を有する領域の深さとの比を０．３以上にするので、研削及び研磨時に発生するチッピングの平均径をより小さくしてチップ品質を更に向上できる。
【００３９】
更に、溝の深さを完成時のチップの厚さよりも少なくとも５μｍ深く、好ましくは５μｍ乃至６０μｍ深く形成すれば、未分離などの品質劣化を防止し、且つ研削量を最適化して生産性を落とすことなく研削異常を低減できる。また、ウェーハの裏面を研削及び研磨して個々のチップに分離する際、ダイシングやエッチングによって形成された切断面と研削及び研磨によって形成された研磨面とが交わる部分にチッピングが発生しても、この領域を研削及び研磨によって除去できる。
【００４０】
外囲器に封止する際には、通常の樹脂パッケージやセラミックパッケージに封止しても良く、ＬＯＣ（Ｌｅａｄ Ｏｎ Ｃｈｉｐ）パッケージに封止しても良い。
【００４１】
更に、ウェーハを個々のチップに分離する工程において、まず砥粒径の大きい研削砥石により研削及び研磨した後、砥粒径の小さい研削砥石により研削及び研磨すれば、時間の短縮が図れ、且つチッピングの発生も低減できる。
【００４２】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
［第１の実施の形態］
図１乃至図８はそれぞれ、この発明の第１の実施の形態に係るウェーハの分割方法及び半導体装置の製造方法について説明するためのもので、図１はダイシングラインに沿ってウェーハに溝を形成する工程、図２は溝の拡大断面図、図３（ａ），（ｂ）はウェーハに表面保護テープを貼り付ける工程、図４はウェーハ裏面の研削及び研磨工程（分割工程）、図５はウェーハの研削及び研磨面が溝の底部に達してから、完成時のチップ厚になるまでの研削及び研磨量と、溝の底部における曲面を有する領域の深さとの比を変化させたときに、ウェーハの研削及び研磨面に発生するチッピングの平均径を測定した結果を示す図、図６は分離したチップをピックアップする工程、図７はダイボンディング工程及び図８は外囲器に封止する工程をそれぞれ示している。
【００４３】
先ず、図１に示す如く、各種の半導体素子が形成されたウェーハ２１をパターン形成面（ウェーハ２１の主表面）２１’側を上にして、ダイシング装置のチャックテーブル２３にバキュームその他の方法で吸着して固定する。そして、先端部に曲面を有するダイシング用ブレード２４を任意の回転数で回転させ、切削水を掛けながら所定の深さまでダイシングラインに沿って溝２２を切り込む。この溝２２の深さは、完成時のチップの厚さ（仕上げチップ厚）よりも少なくとも５μｍ、好ましくは５μｍ乃至６０μｍ深くする。
【００４４】
これによって、図２に示すように、幅（ダイシング用ブレード２４の幅に対応する）がＤで、底部に曲面を有する溝２２が形成される。この溝２２の曲面を有する領域の深さ（ダイシング用ブレード２４における先端部の曲面を有する領域の突出量に対応する）はＢである。
【００４５】
なお、上記溝２２は、上記ダイシング用ブレード２４を用いて機械的に形成するだけでなく、エッチング等の化学的な方法で形成しても構わない。例えば、異方性エッチングと等方性エッチングを組み合わせることにより、図２に示したような断面形状の溝２２を形成できる。すなわち、ウェーハ２１の主表面２１’上にフォトレジストを塗布し、ＰＥＰ法等によりチップ分割ライン（ダイシングラインに対応する）上を露出させた後、ＫＯＨ溶液に浸漬させることによりウェーハ２１を深さ方向（ウェーハ２１の主表面と直交する方向）に選択的にエッチングする。あるいは、ＫＯＨ溶液を用いたウェットエッチングに代えて、ＲＩＥ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｉｏｎ Ｅｔｃｈｉｎｇ）等のドライエッチング技術の適用も考えられる。例えば、真空度６０ｍｔｏｒｒでエッチングガスとしてＳＦ６ガスやＳＦ６／ＣＦ系混合ガスによりシリコンのみを選択的にエッチングすることが可能である。特に、ＳＦ６／ＣＦ系混合ガスでは良好な異方性エッチングが可能であり、ウェーハ２１の主表面２１’に対してほぼ垂直な溝加工が可能になる。その後、溝の底部を等方性エッチングすることにより、図２に示したように底部に曲面を持った溝２２を形成する。
【００４６】
上記エッチングを用いた溝２２の形成方法は、ダイヤモンドブレード等のダイシング用ブレード２４を用いる場合に比して、溝２２の側壁（切断面）が機械的な応力の影響を受けないので、切断面に発生する結晶欠陥を低減できる。よって、必ずしも溝２２の底部に曲面を形成しなくても良い。
【００４７】
もちろん、上述した機械的あるいは化学的な形成方法だけでなく、レーザースクライバー等のような光学的な方法を用いて溝２２を形成することもできる。この図１に示した工程で重要なのは、どのような方法で溝２２を形成するかではなく、溝２２の深さを、完成時のチップの厚さよりも少なくとも５μｍ、好ましくは５μｍ乃至６０μｍ深く（但し、ウェーハ２１が個々のチップに分離されないように）することである。
【００４８】
その後、上記のようにして溝２２を形成したウェーハ２１の洗浄と乾燥処理を行う。
【００４９】
次に、図３（ａ）に示すようなフラットリング２５をパターン形成面の表面保護テープ（粘着性のシート）２６に貼り付けて、このテープ２６の弛みや皺を除去した状態で、図３（ｂ）に示すように前工程で溝２２を形成したウェーハ２１のパターン形成面２１’をテープ２６の接着剤側に貼り付けて固定する。
【００５０】
その後、図４に示すように、上記フラットリング２５と表面保護テープ２６とで保持されたウェーハ２１を、研削装置のチャックテーブル２７にバキューム等の方法で吸着固定する。そして、チャックテーブル２７と研削用砥石２８を回転させ、砥石２８を降下させながらウェーハ２１の裏面を削る。一般にこの研削方法はインフィード研削と呼ばれるものであるが、別の方法としてスルーフィード研削またはクリープフィード研削を用いても良い。上記ウェーハ２１の裏面を、溝２２に達するまで削ると、ウェーハ２１は個々のチップ２９に分割される。この発明では、ウェーハ２１が個々のチップ２９に分割された後も研削及び研磨を続け、完成時のチップの厚さ（仕上げチップ厚）にする。この際、上記研削及び研磨面が溝２２の底部に達してから、完成時のチップの厚さになるまでの研削及び研磨量Ａ（図２参照）と、上記溝２２の底部の曲面を有する領域の深さＢとの比（Ａ／Ｂ）を０．３以上にする。
【００５１】
図５は、裏面研削時に研削面が溝２２の底部に達してから仕上げチップ厚になるまでの研削量Ａと、溝２２の底部の曲面を有する領域の深さＢとの比（Ａ／Ｂ）を変えたときに、ウェーハ２１の裏面に発生するチッピングの平均径を測定した結果を示している。図示するように、溝２２の底部が平らな場合には１４μｍ程度のチッピングが平均的に発生する。これに対し、Ａ／Ｂが０．３以下では大きなチッピングが発生しているものの、０．３以上になると１４μｍより小さくなり、Ａ／Ｂが１前後でのチッピングの平均径は５μｍとなる。
【００５２】
上記のように、ダイシングによって形成された切断面と研削及び研磨によって形成された研磨面とが交わる部分にチッピングが発生しても、この領域を研削及び研磨することによって除去できる。また、溝２２の底部が曲面を有するので、ウェーハ２１の裏面を研削及び研磨して行く際、溝２２の底部のアーチ形状によってウェーハ２１の大幅な強度向上が図れ、ウェーハ２１が個々のチップに分離される直前におけるシリコン欠片の発生を抑制でき、チップ端面のダメージを抑えてチップ品質を向上できる。しかも、ウェーハ２１の研削及び研磨面が溝の底部に達してから、完成時のチップ厚になるまでの研削及び研磨量と、溝の底部における曲面を有する領域の深さとの比を０．３以上にするので、研削及び研磨時に発生するチッピングの平均径をより小さくしてチップ品質を更に向上できる。また、溝の深さを完成時のチップの厚さよりも５μｍ乃至６０μｍ深く形成しているので、未分離などの品質劣化を防止し、且つ研削量を最適化して生産性を落とすことなく研削異常を低減できる。これによって、本発明を用いれば、チップ２９の完成時の厚さは、例えば３０〜５０μｍまで薄厚化が可能となる。
【００５３】
なお、上記ウェーハ２１の裏面を、溝２２に達するまで削って個々のチップ２９に分割する際、１種類の砥粒径の研削砥石を用いても良いが、研削時間の短縮とチッピングの発生の防止との両方を考慮すると、次のように少なくとも２種類の砥粒径の研削砥石を用いて２段階、あるいはそれ以上で行うことが好ましい。すなわち、まず＃３６０（主要な砥粒径が４０〜６０μｍ）程度の砥粒径の大きい研削砥石により研削及び研磨した後、＃２０００（主要な砥粒径が４〜６μｍ）程度の砥粒径の小さい研削砥石により研削及び研磨して個々のチップ２９に分離すれば、ウェーハ２１を個々のチップ２９に分離するまでの時間短縮が図れ、且つ最終的に分離する際には砥粒径の小さい研削砥石を用いるのでチッピングの発生も低減できる。
【００５４】
次に、図６に示すように、ウェーハ２１の切断分離を終えて分割された個々のチップ２９が接着固定されているフラットリング２５をダイボンディング装置に設置し、このダイボンディング装置のピックアップニードル３０を用いて表面保護テープ２６越しにパターン形成面２２に下方に圧力を加える。これによって、ピックアップニードル３０は、テープ２６を貫通することなくチップ２９のパターン形成面を押圧し、チップ２９がテープ２６から剥離される。上記ピックアップニードル３０は、先端曲率半径が０．３５ｍｍ以上であれば１８Ｎの力が掛かっても（１５ｍｍ×１５ｍｍチップの場合）、チップ２９中に形成されたアルミ配線等にダメージが発生しないことを本発明者等は実験により確認している。よって、チップ２９の主表面側から表面保護テープ２６を介してピックアップニードル３０（金属製のピン）で押し剥がしても、先端曲率半径を最適化することによりピックアップニードル３０がテープ２６を破ることはなく、特に問題は発生しない。なお、本実施の形態では、チップ２９をテープ２６から剥離する際に、チップ２９を押し下げるようにしたが、押し上げて剥離するようにしても良く、一般には後者の方法が多用されている。
【００５５】
テープ２６から剥離されたチップ２９は、ダイボンディング装置のコレットと呼ばれるツールで吸着保持し、図７に示すようにリードフレームのアイランド３１にマウントする。この際、リードフレームのアイランド３１に予め接着固定用の導電性ペースト３２を塗布しておき、その上にチップ２９をダイボンディングする。金−シリコンの共晶を利用してマウントしたり、ウェーハの裏面に金属の薄膜を蒸着し、半田を用いてマウントすることもできる。
【００５６】
その後、ワイヤボンディングを行ってチップ２９の各パッドとリードフレーム３４のインナーリード部とをボンディングワイヤ３５で電気的に接続する。そして、チップ２９、アイランド３１及びリードフレーム３４のインナーリード部を樹脂（またはセラミック）パッケージ３３に封止し、リードフォーミングを行って図８に示すような半導体装置を完成する。
【００５７】
図９（ａ），（ｂ）はそれぞれ、ウェーハを個々のチップに分離した時の研削面の拡大図である。図９（ａ）は、従来の分割方法及び製造方法を用いた場合を示し、フルカットによってダイシングした時の研削面側の拡大図である。図示する如く、ダイシング部に多数のチッピングが発生している。図９（ｂ）は、この発明の分割方法及び製造方法を用いた場合を示すもので、図９（ａ）に比べてシャープな切断面であり、チッピングは大幅に減少している。
【００５８】
溝２２の深さに関しては、裏面研削装置における研削部の精度、及び保護テープ部材の厚さの精度について検証したところ、下表１に示すように、最終的なチップ厚と一致（０）か５μｍ以下の範囲では、最悪の場合、未分離が発生してしまい、次のピックアップ工程においてクラックを発生させながらチップをピックアップすることになり、チップ裏面に著しいダメージを与える。
【００５９】
これに対し、６０μｍ以上の研削を行おうとすると、研削時間が長くなって生産性が低下する。特に、分割時間の短縮とチップの品質向上のために、粗研削と仕上げ研削を行う場合には、仕上げ研削の加工速度は粗研削の１／５〜１／１０程度にする必要があり、且つ仕上げ研削砥石の特性上、研削量を大きく取ると研削面異常（砥石材料がウェーハ研削面に付着）が発生することからも溝２２の深さをあまり深くできない。しかも、研削量を多くする場合には、２軸分離が前提となるが、２軸による低速での研削量が増えるために生産能力が大幅に低下するのみならず、２軸研削量が増えることで研削時の砥石への負担が増えて研削異常が発生し易くなる。従って、溝２２の深さを６０μｍ以上に深くするのは好ましくない。下表１に示すように、８０μｍでは研削異常が発生している。
【００６０】
【表１】
【００６１】
これらのことから、好ましい溝の深さは「仕上げチップ厚＋５μｍ」乃至「仕上げチップ厚＋６０μｍ」である。
【００６２】
なお、上述した第１の実施の形態では、図１に示した工程においてウェーハ２１に溝２２を形成した後、図３（ａ），（ｂ）に示したようにパターン形成面の表面保護テープ２６にフラットリング２５を貼り付け、このフラットリング２５と表面保護テープ２６とで保持されたウェーハ２１を、研削装置のチャックテーブル２７に吸着固定してウェーハ２１の裏面を削った。しかしながら、フラットリング２５はウェーハ２１の裏面を削る工程では必ずしも必要ではなく、図１０及び図１１に示すようにフラットリングを用いなくても良い。すなわち、図１に示したような工程を経てウェーハ２１に溝２２を形成した後、ローラー５１を図示矢印方向に移動させながらウェーハ２１のパターン形成面（主表面）２１’上に表面保護テープ（粘着性のシート）５２を貼り付ける。その後、図１１に示すように、表面保護テープ５２で主表面が保護されたウェーハ２１を、研削装置のチャックテーブル２７にバキューム等の方法で吸着固定する。この際、フラットリングを使用していないので、ウェーハ２１全体をフラットな状態で吸着する必要がある。引き続き、チャックテーブル２７と研削用砥石２８を回転させ、砥石２８を降下させながらウェーハ２１の裏面を削る。上記ウェーハ２１の裏面を、溝２２に達するまで削ると、ウェーハ２１は個々のチップに分割される。ウェーハ２１が個々のチップ２９に分割された後も研削及び研磨を続け、少なくとも５μｍ以上、好ましくは５μｍ乃至６０μｍ研削及び研磨する。次に、図１２（ａ）に示すように、フラットリング２５の粘着性のシート２６上に前の工程で個々のチップ２９に分割され表面保護テープ５２で保持されているウェーハ２１の裏面を貼り付ける。その後、図１２（ｂ）に示すように、表面保護テープ５２を剥がす。以降の工程は、図６乃至図８に示した工程と同様である。
【００６３】
なお、図６に示した工程でピックアップした個々のチップ２９をダイボンディング、ワイヤボンディング及びパッケージへの封止工程等を経て半導体装置を完成するのではなく、トレイに詰めても良い。
【００６４】
［第２の実施の形態］
図１３は、この発明の第２の実施の形態に係る半導体装置の製造方法について説明するためのもので、ＬＯＣ（Ｌｅａｄ Ｏｎ Ｃｈｉｐ）パッケージに適用したものである。ＬＯＣパッケージの場合には、図６に示したピックアップ工程の後、次のような工程で封止する。まず、チップ２９上に接着テープ３６を介在させてリード３７の一端を接着する。その後、ワイヤボンディングを行ってチップ２９の各パッドとリード３７とをボンディングワイヤ３５で接続する。そして、樹脂パッケージ３３またはセラミックパッケージに封止することにより、図１３に示したような半導体装置が完成する。
【００６５】
本実施の形態によれば、リード３７の接着やワイヤボンディング時の荷重により、シリコン屑がチップ２９表面の保護膜を破り、アルミ配線の段線やショート等の不良を起こす危険を抑制できる。
【００６６】
上記のようなウェーハの分割方法及び半導体装置の製造方法によれば、下記（１）〜（６）に示すような効果が得られる。
【００６７】
（１）ウェーハの薄厚化時のウェーハ破損による不良率の低減化が図れる。
【００６８】
下表２は、６インチ型のウェーハを個々のチップに分割した場合のチップ厚（溝の深さと実質的に等しいか、あるいは少し薄い）と破損率（ｐｐｍ：ｐａｒｔｓ ｐａｒ ｍｉｌｌｉｏｎ）との関係を示している。
【００６９】
【表２】
【００７０】
表２に示す如く、従来はチップ厚が薄くなると破損率が高くなったが、この発明では最終的なチップ厚が薄くなるほど破損率が低くなる。これは、チップ厚を薄くする場合には溝を浅くすることができるので、溝の下に残存するウェーハ厚が厚くなることに依るものである。６インチ型のウェーハの場合には、ウェーハの厚さは通常６００〜６５０μｍである。従来の分割方法及び製造方法では、例えば５０μｍの厚さのチップを形成しようとすると、ウェーハを予め５０μｍの厚さに研削及び研磨し、図２２乃至図２４に示した処理を行う。これに対し、この発明の方法では、５０μｍの溝を形成した後（溝の下には５５０〜６００μｍのウェーハが残存されている）、研削及び研磨して個々のチップに分割するので破損率が低くなる。
【００７１】
（２）搬送時のトラブルがウェーハの口径に左右されない。研削と同時にチップに分割するため、チップ厚が薄くなっても、あるいは同じ口径でも切削歪みによるウェーハの反りの影響を受けることなく装置内搬送が可能である。また、チップ厚が薄くなると溝の下に残存されるウェーハが厚くなるので、この点からも搬送時のウェーハ破損等を低減できる。これにより下表３のような効果が得られる。但し、ウェーハが８インチ型で、チップの厚さを５０μｍに仕上げる場合のものである。
【００７２】
【表３】
【００７３】
この表３のデータから明らかなように、この発明はウェーハの大口径化に有効であり、今後展開されるウェーハの１２インチ型化、または１６インチ型化への対応が容易になる。
【００７４】
（３）表面保護テープを一枚しか使用しないため、従来の方法に比して材料費と加工費を６０％程度削減でき、製造コストの低減が図れる。
【００７５】
（４）フルカット方式の場合、シートまで切り込むため、ブレードの切れ味の低下及びダイシング中のチップの飛散が生ずるため、一般的に８０〜１２０ｍｍ／ｓｅｃであるが、この発明の方法では２００ｍｍ／ｓｅｃまで可能である。これによって、ダイシングスピードの向上が図れ、１０％程度の加工費の低減が図れる。
【００７６】
（５）ウェーハを分割するために、ダイシングシートまで切り込む必要がなく、且つ裏面研削用の砥石で研削して分割するため、裏面チッピングの大きさが従来の１５μｍ程度から４μｍ程度へと小さくなり、抗折強度が従来の方法では５２０ＭＰａであったものが、６００ＭＰａまで向上する。
【００７７】
なお、裏面研磨でチップ分割を行う際には、研削砥石のダイヤ砥粒径により裏面チッピング量が大きくなり、下表４のようにダイヤ砥粒径が小さい方が裏面チッピングが小さくなり、従って、チップの抗折強度がより向上する効果が得られる。よって、チップ分割時に使用する砥石のダイヤ砥粒径はできるだけ小さい方が好ましい。また、上述したように、砥粒径の大きい研削砥石と小さい研削砥石を組み合わせて用いることにより、チッピングを低減しつつ研削時間の短縮も図れる。
【００７８】
【表４】
【００７９】
図１４は、従来の方法とこの発明の方法による抗折強度分布を比較して示しており、各抗折強度（２００ＭＰａ〜１０００ＭＰａ）におけるチッピングの発生確率（％）を示している。この図１４から明らかなように、この発明の分割方法では従来の分割方法に比して同一の抗折強度であればチッピングの発生確率が下がっており、高い抗折強度側にシフトしている。従来の方法による抗折強度の平均値は約５２０ＭＰａであり、この発明の方法による抗折強度の平均値は約６００ＭＰａである。
【００８０】
（６）ウェーハを分割するために、ダイシングシートまで切り込む必要がないため、ダイシングブレードの摩耗を低減でき、ダイシングブレードの寿命を向上できる。例えば、ダイシングシートまで切り込む方式を採用した場合には、通常１００００〜２００００ライン（６インチ型ウェーハの場合）の寿命であるが、この発明の方法では８００００ライン以上にまで寿命を延ばすことが期待できる。
【００８１】
［第３の実施の形態］
図１５（ａ）〜（ｅ）はそれぞれ、この発明の第３の実施の形態に係る半導体装置の製造方法について説明するためのもので、分割されたチップをリードフレームにマウントする工程を順次示している。まず、第１の実施の形態と同様に、図１乃至図４に示した工程に従ってウェーハ２１を個々のチップ２９に分割する。次に、分割された個々のチップ２９が接着固定されているフラットリング２５を研削装置のチャックテーブル２７から取り外し、図１５（ａ）に示すようにチップ２９のピックアップを行う。この際、チップ２９を下方から表面保護テープ２６を介してピックアップニードルで突き上げて表面保護テープ２６から剥離し、コレット３８で裏面を吸着する。このコレット３８はチップ反転機構を有しており、図１５（ｂ）に示す如く、下向きの吸着部が上向きになるように１８０°回転する。この状態で、チップ空中受け渡し機構を用いて、図１５（ｃ）に示すように別のコレット３９に持ち替える。これによって、チップ２９の表裏が反転して主表面（パターン形成面）が上向きとなる。その後、図１５（ｄ）に示すようにディスペンサ４０を用いてリードフレーム３４のアイランド３１に導電性ペースト４１を塗布し、図１５（ｅ）に示すように上記コレット３９で保持しているチップ２９を上記リードフレーム３４のアイランド３１上に移動させてダイボンディングする。
【００８２】
［第４の実施の形態］
図１６（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ、この発明の第４の実施の形態に係る半導体装置の製造方法について説明するためのもので、分割されたチップをリードフレームにマウントする工程を順次示している。まず、第１の実施の形態と同様に、図１乃至図４に示した工程に従ってウェーハ２１を個々のチップ２９に分割する。次に、分割された個々のチップ２９が接着固定されているフラットリング２５を研削装置のチャックテーブル２７から取り外し、各チップ２９を図１６（ａ）に示すように表面保護テープ４２にフラットリング４３を張り付けたテープ表面に張り替える。これによって、チップ２９の表裏が反転して主表面が上向きとなる。次に、図１６（ｂ）に示すようにディスペンサ４０を用いてリードフレーム３４のアイランド３１に導電性ペースト４１を塗布する。その後、図１６（ｃ）に示すようにピックアップニードルを用いた従来と同様なピックアップ、すなわち、表面保護テープ４２越しに下方からパターン形成面に圧力を加えることによって、チップ２９のパターン形成面を押圧し、チップ２９を表面保護テープ４２から剥離する。そして、コレット４４でピックアップしたチップ２９を上記導電性ペースト４１を塗布したリードフレーム３４のアイランド３１上に移動させてダイボンディングする。
【００８３】
［第５の実施の形態］
図１７（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ、この発明の第５の実施の形態に係る半導体装置の製造方法について説明するためのもので、分割されたチップをリードフレームにマウントする工程を順次示している。まず、第１の実施の形態と同様に、図１乃至図４に示した工程に従ってウェーハ２１を個々のチップ２９に分割する。次に、分割された個々のチップ２９が接着固定されているフラットリング２５を研削装置のチャックテーブル２７から取り外し、各チップ２９をポーラスチャックテーブル４５に移し替える。これによって、チップ２９の表裏が反転して主表面が上向きとなる。次に、図１７（ｂ）に示すようにディスペンサ４０を用いてリードフレーム３４のアイランド３１に導電性ペースト４１を塗布する。その後、図１７（ｃ）に示すようにチップ２９をポーラスチャックテーブル４５からピックアップする。そして、上記ピックアップしたチップ２９を上記リードフレーム３４のアイランド３１上に移動させてダイボンディングする。
【００８４】
よって、上記第５の実施の形態では、突き上げピンを用いることなくチップ２９のピックアップが可能となる。
【００８５】
［第６の実施の形態］
図１８（ａ）〜（ｅ）はそれぞれ、この発明の第６の実施の形態に係る半導体装置の製造方法について説明するためのもので、分割されたチップをリードフレームにマウントする工程を順次示している。まず、第１の実施の形態と同様に、図１乃至図４に示した工程に従ってウェーハ２１を個々のチップ２９に分割する。次に、分割された個々のチップ２９が接着固定されているフラットリング２５を研削装置のチャックテーブル２７から取り外し、図１８（ａ）に示すようにコレット３８を用いて各チップ２９のピックアップを行う。ピックアップは、チップ２９を表面保護テープ２６を介して下方からピックアップニードルで突き上げて表面保護テープ２６から剥離し、コレット３８で吸着して行う。このコレット３８はチップ反転機構を有しており、図１８（ｂ）に示す如く、下向きの吸着部が上向きとなるように１８０°回転する。この状態で、チップ空中受け渡し機構を用いて別のコレット３９に持ち替える。次に、コレット３９を移動させ、図１８（ｃ）に示すように各チップ２９を表面保護テープ４６にフラットリング４７を張り付けたテープ表面に張り替える。これによって、各チップ２９の表裏が反転して主表面（パターン形成面）が上向きとなる。次に、図１８（ｄ）に示すように、ディスペンサ４０を用いてリードフレーム３４のアイランド３１に導電性ペースト４１を塗布する。その後、図１８（ｅ）に示すようにピックアップニードルを用いた従来と同様なピックアップ、すなわち、表面保護テープ越しにチップ裏面に圧力を加えることによって、チップ裏面を押圧し、チップ２９を表面保護テープから剥離する。そして、上記コレット３９で保持しているチップ２９を上記リードフレーム３４のアイランド３１上に移動させてダイボンディングする。
【００８６】
上記マウント方法は、各チップ２９をフラットリング４７の表面保護テープ４６に張り付けた状態で離れた位置にある製造装置、別の部屋や別の工場等に容易に輸送でき、種々の製造装置や製造方法に柔軟に対応できる。
【００８７】
［第７の実施の形態］
図１９（ａ）〜（ｅ）はそれぞれ、この発明の第７の実施の形態に係る半導体装置の製造方法について説明するためのもので、分割されたチップをリードフレームにマウントする工程を順次示している。まず、第１の実施の形態と同様に、図１乃至図４に示した工程に従ってウェーハ２１を個々のチップ２９に分割する。次に、分割された個々のチップ２９が接着固定されているフラットリング２５を研削装置のチャックテーブル２７から取り外し、図１９（ａ）に示すようにチップ２９のピックアップを行う。この際、チップ２９を下方から表面保護テープ２６を介してピックアップニードルで突き上げて表面保護テープ２６から剥離し、コレット３８で吸着する。このコレット３８はチップ反転機構を有しており、図１９（ｂ）に示すように吸着部が下向きから上向きに１８０°回転する。この状態で、チップ空中受け渡し機構を用いて別のコレット３９に持ち替える。次に、図１９（ｃ）に示すように、各チップ２９をチップトレイ４８に収容する。チップトレイ４８にはチップ２９の主表面（パターン形成面）が上向きに収容される。次に、図１９（ｄ）に示すようにディスペンサ４０を用いてリードフレーム３４のアイランド３１に導電性ペースト４１を塗布する。その後、図１９（ｅ）に示すようにコレット３９でチップトレイ４８から各チップ２９を吸着し、上記コレット３９で保持しているチップ２９をリードフレーム３４のアイランド３１上に移動させてダイボンディングする。
【００８８】
上記マウント方法では、上記第６の実施の形態と同様に、各チップ２９をチップトレイ４８に収容した状態で離れた位置にある製造装置、別の部屋や別の工場等に容易に輸送でき、種々の製造装置や製造方法に柔軟に対応できる。
【００８９】
［第８の実施の形態］
図２０（ａ）〜（ｄ）はそれぞれ、この発明の第８の実施の形態に係る半導体装置の製造方法について説明するためのもので、分割されたチップをリードフレームにマウントする工程を順次示している。まず、第１の実施の形態と同様に、図１乃至図４に示した工程に従ってウェーハ２１を個々のチップ２９に分割する。次に、分割された個々のチップ２９が接着固定されているフラットリング２５を研削装置のチャックテーブル２７から取り外し、図２０（ａ）に示すようにチップ２９のピックアップを行う。ピックアップは、チップ２９を下方から表面保護テープ２６を介してピックアップニードルで突き上げて表面保護テープ２６から剥離し、コレット３８で吸着して行う。この状態で、図２０（ｂ）に示すようにチップ２９を加工ステージ４９上に搬送して載置する。次に、図２０（ｃ）に示すように、ディスペンサ４０を用いてリードフレーム３４のアイランド３１に導電性ペースト４１を塗布する。この際、リードフレーム３４のチップ搭載面を下方に向け、下方からディスペンサ４０で導電性ペースト４１をリードフレーム３４の下面側に塗布する。そして、図２０（ｄ）に示すように上記加工ステージ４９上に載置されているチップ２９を上記リードフレーム３４にダイボンディングする。
【００９０】
このようなマウント方法では、チップ２９の表裏を反転する必要がないので、コレット３８にはチップ反転機構は不要であり、構造を簡単化できる。また、ピックアップしたチップを別の表面保護テープに張り替えたり、チップトレイに移し替えたりする必要もない。
【００９１】
［第９の実施の形態］
図２１（ａ），（ｂ）はそれぞれ、この発明の第９の実施の形態に係る半導体装置の製造方法について説明するためのもので、分割されたチップをリードフレームにマウントする工程を順次示している。まず、第１の実施の形態と同様に、図１乃至図４に示した工程に従ってウェーハ２１を個々のチップ２９に分割する。次に、分割された個々のチップ２９が接着固定されているフラットリング２５を研削装置のチャックテーブル２７から取り外し、図２１（ａ）に示すように各チップ２９の裏面に導電性ペースト４１を塗布する。そして、図２１（ｂ）に示すように上記フラットリング２５上にリードフレーム３４を配置し、チップ２９を下方から表面保護テープ２６を介してピックアップニードルで突き上げて表面保護テープ２６から剥離し、リードフレーム３４のアイランド３１にダイボンディングする。
【００９２】
［変形例］
なお、この発明は上述した第１ないし第９の実施の形態に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施可能である。例えば、第１の実施の形態では、溝の形成時にウェーハ２１をダイシング用チャックテーブル２３に固着したが、従来の方法と同様にフラットリングを粘着性のシートに貼り付けた状態で、ウェーハをダイシング用チャックテーブルに固定するようにしても良い。あるいは、平板にウェーハを固定したり、平板に粘着性のシートを用いてウェーハを固着した状態で溝を形成しても良い。
【００９３】
また、図４及び図１１に示した研削及び研磨工程において、保持部材として表面保護テープ（粘着性のシート）２６，５２を用いたが、他の保持部材、例えばワックス、吸着パッド、熱圧着シート、粘着材を塗布した基板、及び半導体素子上に塗布したレジスト等、あるいはこれらを組み合わせた材料を用いることができる。
【００９４】
更に、ウェーハ２１のパターン形成面２１’を粘着性のシート（表面保護テープ２６）に貼り付けるようにしたが、ウェーハ２１のパターン形成面２１’と粘着性のシートとの間に極薄のフィルムを介在させても良い。極薄のフィルムを介在させるには、例えば、ウェーハのパターン形成面にシリテクト−IIと呼ばれる液体をスプレーで吹き付けて被膜を形成した後、粘着性のシートを貼り付ければ良い。平板上に両面あるいは片面の粘着テープを貼り付け、その上にウェーハを固着するようにしても良い。
【００９５】
更に、チップを表面保護テープから剥離するためにピックアップニードルを用いたが、ピックアップニードルの代わりにチップ裏面をバキュームで吸着し、表面保護テープから剥離するようにしても良い。
【００９６】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、薄厚研削時や搬送時のウェーハの割れを抑制できるウェーハの分割方法及び半導体装置の製造方法が得られる。また、製造工程とコストの削減が図れるウェーハの分割方法及び半導体装置の製造方法が得られる。更に、ウェーハの裏面側のチッピングを小さくでき、チップの抗折応力の低下を抑制できるウェーハの分割方法及び半導体装置の製造方法が得られる。更に、ダイシングブレードの摩耗量の低減やダイシングブレードの寿命の向上等の効果も得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施の形態に係る半導体装置の製造方法について説明するためのもので、ダイシングラインに沿ってウェーハに溝を形成する工程を示す側断面図。
【図２】図１に示した溝の拡大断面図。
【図３】この発明の第１の実施の形態に係る半導体装置の製造方法について説明するためのもので、（ａ）図はフラットリングの斜視図、（ｂ）図はウェーハに表面保護テープを貼り付ける工程を示す断面図。
【図４】この発明の第１の実施の形態に係る半導体装置の製造方法について説明するためのもので、ウェーハ裏面の研削及び研磨工程（分割工程）を示す側断面図。
【図５】裏面研削時に研削面が溝の底部に達してから仕上げチップ厚になるまでの研削量と、溝の底部の曲面を有する領域の深さとの比を変えたときに、ウェーハの裏面に発生するチッピングの平均径を測定した結果を示す図。
【図６】この発明の第１の実施の形態に係る半導体装置の製造方法について説明するためのもので、分離したチップをピックアップする工程を示す側断面図。
【図７】この発明の第１の実施の形態に係る半導体装置の製造方法について説明するためのもので、ダイボンディング工程を示す斜視図。
【図８】この発明の第１の実施の形態に係る半導体装置の製造方法について説明するためのもので、外囲器に封止する工程を示す断面図。
【図９】従来とこの発明の方法でウェーハを個々のチップに分離した時の研削面の拡大図であり、（ａ）図は従来の方法による研削面、（ｂ）図はこの発明の方法による研削面。
【図１０】この発明の第１の実施の形態に係る半導体装置の製造方法の変形例について説明するためのもので、ウェーハに表面保護テープを貼り付ける工程を示す斜視図。
【図１１】この発明の第１の実施の形態に係る半導体装置の製造方法の変形例について説明するためのもので、ウェーハ裏面の研削及び研磨工程（分割工程）を示す側断面図。
【図１２】この発明の第１の実施の形態に係る半導体装置の製造方法の変形例について説明するためのもので、分離されたチップの転写工程（テープの張り替え工程）を示す斜視図であり、（ａ）図はフラットリングの粘着性のシート上にウェーハの裏面を貼り付ける工程、（ｂ）図は表面保護テープを剥がす工程。
【図１３】この発明の第２の実施の形態に係る半導体装置の製造方法について説明するためのもので、この発明をＬＯＣパッケージに適用した時の半導体装置の断面図。
【図１４】従来の方法とこの発明の方法による抗折強度分布を比較して示すダイヤグラム。
【図１５】この発明の第３の実施の形態に係る半導体装置の製造方法について説明するためのもので、（ａ）図乃至（ｅ）図はそれぞれ、分割されたチップをリードフレームにマウントする工程を順次示す斜視図。
【図１６】この発明の第４の実施の形態に係る半導体装置の製造方法について説明するためのもので、（ａ）図乃至（ｃ）図はそれぞれ、分割されたチップをリードフレームにマウントする工程を順次示す斜視図。
【図１７】この発明の第５の実施の形態に係る半導体装置の製造方法について説明するためのもので、（ａ）図乃至（ｃ）図はそれぞれ、分割されたチップをリードフレームにマウントする工程を順次示す斜視図。
【図１８】この発明の第６の実施の形態に係る半導体装置の製造方法について説明するためのもので、（ａ）図乃至（ｅ）図はそれぞれ、分割されたチップをリードフレームにマウントする工程を順次示す斜視図。
【図１９】この発明の第７の実施の形態に係る半導体装置の製造方法について説明するためのもので、（ａ）図乃至（ｅ）図はそれぞれ、分割されたチップをリードフレームにマウントする工程を順次示す斜視図。
【図２０】この発明の第８の実施の形態に係る半導体装置の製造方法について説明するためのもので、（ａ）図乃至（ｄ）図はそれぞれ、分割されたチップをリードフレームにマウントする工程を順次示す斜視図。
【図２１】この発明の第９の実施の形態に係る半導体装置の製造方法について説明するためのもので、（ａ）図及び（ｂ）図はそれぞれ、分割されたチップをリードフレームにマウントする工程を順次示す斜視図である。
【図２２】従来の半導体装置の製造方法について説明するためのもので、ウェーハに表面保護テープを貼り付ける工程を示す側断面図。
【図２３】従来の半導体装置の製造方法について説明するためのもので、ウェーハの裏面の研削及び研磨工程を示す側断面図。
【図２４】従来の半導体装置の製造方法について説明するためのもので、表面保護テープを剥がす工程を示す側断面図。
【図２５】従来の半導体装置の製造方法について説明するためのもので、（ａ）図はフラットリングの斜視図、（ｂ）図はウェーハを固定用シートに固着した状態を示す断面図。
【図２６】従来の半導体装置の製造方法について説明するためのもので、ウェーハのダイシング工程を示す側断面図。
【図２７】従来の半導体装置の製造方法について説明するためのもので、分離したチップをピックアップする工程を示す側断面図。
【図２８】従来の半導体装置の製造方法について説明するためのもので、ダイボンディング工程を示す斜視図。
【符号の説明】
２１…ウェーハ
２１’…パターン形成面
２２…溝
２４…ダイシング用ブレード
２５，４７…フラットリング
２６，４２，４６…表面保護テープ
２７…裏面研削用チャックテーブル
２８…研削用砥石
２９…チップ
３０…ピックアップニードル
３１…リードフレームのアイランド
３２，４１…導電性ペースト
３３…パッケージ
３４…リードフレーム
３５…ボンディングワイヤ
３６…接着テープ
３７…リード
３８，３９，４４…コレット
４０…ディスペンサ
４５…ポーラスチャックテーブル
Ａ…研削量
Ｂ…底部の領域の深さ
Ｄ…溝の幅
【発明の属する技術分野】
この発明はウェーハの分割方法及び半導体装置の製造方法に関し、更に詳しくは、ウェーハ上に形成された半導体素子を個々のチップに切断分離し、外囲器に封止する工程に関し、外囲器の小型薄厚化やウェーハの大口径化時に好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体装置の製造工程は、ウェーハ（半導体基板）上に種々の半導体素子のパターンを形成する工程と、ウェーハ上に形成された半導体素子を個々のチップに切断分離し、外囲器に封止する工程とに大別できる。近年、製造コストの低減を図るためにウェーハの大口径化が推進されるとともに、実装密度を高めるために外囲器の小型薄厚化が望まれている。従来は、薄厚化した外囲器に封止するために、ウェーハを個々のチップに切断分離するのに先立って、ウェーハのパターン形成面（主表面）の反対側の面（ウェーハの裏面）を砥石による研削及び遊離砥粒による研磨等により除去して薄くし、その後ダイシングして切断分離している。研削時には、ウェーハのパターン形成面に粘着性のシートを貼り付けたり、レジスト等を塗布することによって保護している。この後、上記ウェーハの主表面に形成された切断分離（ダイシング）ライン領域に溝を形成する。この溝を形成する際には、ダイヤモンドスクライバー、ダイヤモンドブレード、あるいはレーザースクライバー等を用いている。上記ダイシング工程には、ウェーハ単体でこのウェーハの厚さの１／２までダイシングまたはウェーハが３０μｍ程度残る状態までダイシングを行うハーフカット法、ウェーハの裏面に粘着性のシートを貼り付けて同様にダイシングするハーフカット法、粘着性のシートを２０〜３０μｍ程度まで切り込み、ウェーハ厚全てを切断するフルカット法等が用いられる。上記ハーフカット法は、分割作業が必要とされ、ウェーハ単体の場合にはウェーハを柔軟性のあるフィルム等に挟み、ローラー等で外力を加えて割って分割する。シートに貼り付けた場合には、テープ越しにローラーその他で外力を加え分割する。分割されたチップは、ダイボンディング装置に設けられているピックアップニードルによってシート裏面を突き上げ、このシートを貫通してチップ裏面にニードル（針）を直接接触させ、更に持ち上げてチップをシートから引き離す。引き離されたチップは、コレットと呼ばれるツールでチップ表面を吸着し、リードフレームのアイランドにマウントした後、ワイヤボンディングを行ってチップの各パッドとリードフレームのインナーリード部とを電気的に接続し、外囲器に封止している。上記チップのアイランドへのマウント方法としては、アイランドへ導電性ペーストを予め塗布しておく方法、金−シリコンの共晶を利用してマウントする方法、及びウェーハの裏面に金属の薄膜を蒸着し、半田を用いてマウントする方法等がある。
【０００３】
図２２乃至図２８はそれぞれ、上述したような従来のウェーハの分割方法及び半導体装置の製造方法の詳細な例について説明するためのもので、図２２はウェーハに表面保護テープを貼り付ける工程、図２３はウェーハの裏面の研削及び研磨工程、図２４は表面保護テープを剥がす工程、図２５（ａ），（ｂ）はウェーハを固定用シートに固着する工程、図２６はウェーハのダイシング工程、図２７は分離したチップをピックアップする工程、及び図２８はダイボンディング工程をそれぞれ示している。
【０００４】
まず、図２２に示すように、ウェーハ１の裏面をチャックテーブル２上に固定し、貼り付けローラー４を回転させながら図示矢印方向に移動させて、保護テープ３をウェーハ１のパターン形成面（ウェーハ１の主表面）１’に貼り付ける。このウェーハ１中には、パターン形成面１’側に各種の半導体素子が形成されている。次に、図２３に示すように、上記保護テープ３を貼り付けたパターン形成面１’を下にしてチャックテーブル５に固定し、ウェーハ１の裏面を研削用砥石６で所定の厚さ（完成時の最終的なチップ厚）まで研削及び研磨する。その後、図２４に示すように、保護テープ３に保護テープを剥がすためのテープ７を貼り付け、パターン形成面１’から保護テープ３を剥離する。次に、図２５（ａ）に示すようなフラットリング８をウェーハの固定用シート９に固着してシート９の弛みや皺などの発生を防止した状態で、図２５（ｂ）に示す如くフラットリング８の開口内のシート９上にウェーハ１を固着する。そして、上記ウェーハ１を固着したシート９とフラットリング８をダイシング用のチャックテーブル１０に固定し、ダイシング用ブレード１１でダイシング（フルカット）し、個々のチップ１２に切断分離する（図２６参照）。次に、図２７に示すように、シート９の下方からピックアップニードル１３をシート９を貫通させて、チップ１２の裏面に当てて上方に押圧することにより個々のチップ１２をシート９から剥離し、図２８に示すようにリードフレームのアイランド１４に導電性ペースト等のダイボンディング用接着剤を用いてマウントする。その後、図示しないがリードフレームのインナーリード部とチップ１２の各パッドとをワイヤボンディングし、樹脂製やセラミック製の外囲器に封止して半導体装置を完成する。
【０００５】
しかしながら、上記のようなウェーハの分割方法及び半導体装置の製造方法では、下記（ａ）〜（ｃ）に示すような問題がある。
【０００６】
（ａ）薄厚研削時にウェーハが割れ易い。保護テープを貼り付けて研削を行っても、研削時の歪みによりウェーハが反ってしまい、このために研削装置内での搬送時に引っ掛かったりして破損する。また、ウェーハが薄くなったり大口径化されるに従いウェーハの強度が低下するため、現状のようにウェーハを薄くした後、ウェーハ単体を搬送して種々の処理を施す方法では破損する確率が高くなる。例えば、ウェーハが４００μｍの厚さでは１．６Ｋｇｆ／ｍｍ２ 程度まで耐えられるが、厚さが２００μｍになると０．４Ｋｇｆ／ｍｍ２ と１／４にまで低下する。
【０００７】
（ｂ）パターン形成面の保護とダイシング時のウェーハ保持用として二枚のシートを使用するため、これらの貼り付け、剥離、貼り付けと工程がそれぞれ必要となり、材料費が高くなり製造工程も増加する。
【０００８】
（ｃ）ダイシングを行った場合、ウェーハの裏面側のチッピングが大きくなり、チップの抗折強度の低下を招く。しかも、従来は種々の特性モニター用のトランジスタ、抵抗及びコンデンサー等（これらをＴＥＧ：Ｔｅｓｔ Ｅｌｅｍｅｎｔ Ｇｒｏｕｐと称する）をチップ内に配置していたが、近年は高集積化を図るためにダイシングライン上に配置するようになった。周知の通り、これらの素子は酸化膜、アルミニウム等で構成されており、ダイヤモンドブレードを用いてダイシングを行う際に、砥石の目詰まりを起こし易く、切れ味を阻害する材料である。このため、ダイシングライン上にＴＥＧが配置されている場合には、ウェーハの裏面側のチッピングが更に大きくなる。一般に半導体基板として使用されている材料はシリコンやＧａＡｓ等の脆性材であるために、チッピングやクラック等が存在すると抗折強度の低下を招きやすい。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように従来のウェーハの分割方法及び半導体装置の製造方法は、薄厚研削時や搬送時にウェーハが割れやすいという問題があった。また、パターン形成面の保護とウェーハの保持のために二枚のシートを必要とするため、材料費が高くなり製造工程も増加するという問題があった。更に、ダイシングを行った場合、ウェーハの裏面側のチッピングが大きくなり、チップの抗折応力の低下を招くという問題があった。
【００１０】
この発明は上記のような事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、薄厚研削時や搬送時のウェーハの割れを抑制できるウェーハの分割方法及び半導体装置の製造方法を提供することにある。
【００１１】
また、この発明の他の目的は、製造工程とコストの削減が図れるウェーハの分割方法及び半導体装置の製造方法を提供することにある。
【００１２】
この発明の更に他の目的は、ウェーハの裏面側のチッピングを小さくでき、チップの抗折応力の低下を抑制できるウェーハの分割方法及び半導体装置の製造方法を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
この発明のウェーハの分割方法は、半導体素子が形成されたウェーハのダイシングラインに沿って、先端部に曲面を有するダイシング用ブレードを用いて、前記半導体素子の形成面側から完成時のチップの厚さよりも深く、且つ底部に曲面を有する溝を形成する工程と、前記ウェーハにおける前記半導体素子の形成面上に保持部材を貼り付ける工程と、前記ウェーハの裏面を研削及び研磨して、ウェーハを個々のチップに分離し、研削及び研磨によってウェーハが個々のチップに分割された後も研削及び研磨を続け、前記完成時のチップの厚さにする工程とを具備し、前記ウェーハの研削及び研磨面が前記溝の底部に達してから、完成時のチップ厚になるまでの研削及び研磨量と、前記溝の底部における曲面を有する領域の深さとの比が０．３以上であることを特徴としている。
【００１５】
更に、この発明のウェーハの分割方法は、半導体素子が形成されたウェーハのチップ分割ラインに沿ってエッチングすることにより、前記半導体素子の形成面側から完成時のチップの厚さよりも深く、且つ底部に曲面を有する溝を形成する工程と、前記ウェーハにおける前記半導体素子の形成面上に保持部材を貼り付ける工程と、前記ウェーハの裏面を研削及び研磨して、ウェーハを個々のチップに分離し、研削及び研磨によってウェーハが個々のチップに分割された後も研削及び研磨を続け、前記完成時のチップの厚さにする工程とを具備し、前記ウェーハの研削及び研磨面が前記溝の底部に達してから、完成時のチップ厚になるまでの研削及び研磨量と、前記溝の底部における曲面を有する領域の深さとの比が０．３以上であることを特徴としている。
【００１６】
そして、下記（Ａ）〜（Ｅ）のような特徴を備えている。
【００１７】
（Ａ）前記溝の深さは、前記完成時のチップの厚さよりも少なくとも５μｍ深い。
【００１８】
（Ｂ）前記溝の深さは、前記完成時のチップの厚さよりも５μｍ乃至６０μｍ深い。
【００１９】
（Ｃ）前記保持部材は、粘着材付きテープ、ワックス、吸着パッド、熱圧着シート、粘着材を塗布した基板、及び前記半導体素子上に塗布したレジストの中から選択された少なくともいずれか１つの材料である。
【００２０】
（Ｄ）前記ウェーハの裏面を研削及び研磨して、前記完成時のチップの厚さにする工程は、第１の砥粒径の研削砥石により前記ウェーハの裏面を前記完成時のチップより厚く研削及び研磨する第１の工程と、前記第１の工程で研削及び研磨した前記ウェーハの裏面を、前記第１の砥粒径よりも小さな第２の砥粒径の切削砥石を用いて前記完成時のチップの厚さまで研削及び研磨する第２の工程とを含む。
【００２１】
（Ｅ）主要な前記第１の砥粒径は４０〜６０μｍであり、主要な前記第２の砥粒径は４〜６μｍである。
【００２２】
上記のようなウェーハの分割方法によれば、ウェーハの素子形成面側から完成時のチップの厚さよりも深い溝をダイシングブレードを用いて、あるいはエッチングにより形成し、このウェーハの裏面を上記完成時のチップの厚さまで研削及び研磨することによってウェーハを個々のチップに分離するので、ダイシングの際のチッピングを抑制できる。また、溝の底部に曲面を形成すれば、ウェーハの裏面を研削及び研磨して行く際、溝底部のアーチ形状によってウェーハの大幅な強度向上が図れ、ウェーハが個々のチップに分離される直前におけるシリコン欠片の発生を抑制でき、チップ端面のダメージを抑えてチップ品質を向上できる。しかも、ウェーハの研削及び研磨面が溝の底部に達してから、完成時のチップ厚になるまでの研削及び研磨量と、溝の底部における曲面を有する領域の深さとの比を０．３以上にすることで、研削及び研磨時に発生するチッピングの平均径をより小さくしてチップ品質を更に向上できる。
【００２３】
また、溝の深さを完成時のチップの厚さよりも少なくとも５μｍ深く、好ましくは５μｍ乃至６０μｍ深く形成すれば、未分離などの品質劣化を防止し、且つ研削量を最適化して生産性を落とすことなく研削異常を低減できる。しかも、ウェーハの裏面を研削及び研磨して個々のチップに分離する際に、ダイシングやエッチングによって形成された切断面と研削及び研磨によって形成された研磨面とが交わる部分にチッピングが発生しても、この領域を研削及び研磨によって除去できる。
【００２４】
上記保持部材としては、粘着材付きテープ、ワックス、吸着パッド、熱圧着シート、粘着材を塗布した基板、及び半導体素子上に塗布したレジスト等の材料を用いることができる。
【００２５】
ウェーハを個々のチップに分離する工程において、まず砥粒径の大きい研削砥石により研削及び研磨した後、砥粒径の小さい研削砥石により研削及び研磨すれば、時間の短縮が図れ、且つチッピングの発生も低減できる。
【００２６】
この発明の半導体装置の製造方法は、ウェーハの主表面に半導体素子を形成する工程と、前記ウェーハのダイシングラインに沿って、先端部に曲面を有するダイシング用ブレードを用いて、前記ウェーハの主表面側から完成時のチップの厚さよりも深く、且つ底部に曲面を有する溝を形成する工程と、前記ウェーハの主表面上に粘着性のシートを貼り付ける工程と、前記ウェーハの裏面を研削及び研磨して、ウェーハを個々のチップに分離し、研削及び研磨によってウェーハが個々のチップに分割された後も研削及び研磨を続け、前記完成時のチップの厚さにする工程と、前記分離した各チップを前記粘着性のシートから剥離して外囲器に封止する工程とを具備し、前記ウェーハの研削及び研磨面が前記溝の底部に達してから、完成時のチップ厚になるまでの研削及び研磨量と、前記溝の底部における曲面を有する領域の深さとの比が０．３以上であることを特徴としている。
【００２８】
更に、この発明の半導体装置の製造方法は、ウェーハの主表面に半導体素子を形成する工程と、前記ウェーハのチップ分割ラインに沿ってエッチングすることにより、前記ウェーハの主表面側から完成時のチップの厚さよりも深く、且つ底部に曲面を有する溝を形成する工程と、前記ウェーハの主表面上に粘着性のシートを貼り付ける工程と、前記ウェーハの裏面を研削及び研磨して、ウェーハを個々のチップに分離し、研削及び研磨によってウェーハが個々のチップに分割された後も研削及び研磨を続け、前記完成時のチップの厚さにする工程と、前記分離した各チップを前記粘着性のシートから剥離して外囲器に封止する工程とを具備し、前記ウェーハの研削及び研磨面が前記溝の底部に達してから、完成時のチップ厚になるまでの研削及び研磨量と、前記溝の底部における曲面を有する領域の深さとの比が０．３以上であることを特徴としている。
【００２９】
そして、下記（Ｆ）〜（Ｋ）のような特徴を備えている。
【００３０】
（Ｆ）前記溝の深さは、前記完成時のチップの厚さよりも少なくとも５μｍ深い。
【００３１】
（Ｇ）前記溝の深さは、前記完成時のチップの厚さよりも５μｍ乃至６０μｍ深い。
【００３２】
（Ｈ）前記分離した各チップを前記粘着性のシートから剥離して外囲器に封止する工程は、前記粘着性のシートから剥離したチップをリードフレームのアイランドにマウントする工程と、前記リードフレームのインナーリード部と前記チップの各パッドとをワイヤボンディングする工程と、前記チップ、前記アイランド及び前記インナーリード部を外囲器に封止する工程とを備える。
【００３３】
（Ｉ）前記分離した各チップを前記粘着性のシートから剥離して外囲器に封止する工程は、前記粘着性のシートから剥離したチップの主表面上にリードの一端を接着する工程と、前記リードと前記チップの各パッドとをワイヤボンディングする工程と、前記チップ、前記リードの一端を外囲器に封止する工程とを備える。
【００３４】
（Ｊ）前記ウェーハの裏面を研削及び研磨して、前記完成時のチップの厚さにする工程は、第１の砥粒径の研削砥石により前記ウェーハの裏面を前記完成時のチップより厚く研削及び研磨する第１の工程と、前記第１の工程で研削及び研磨した前記ウェーハの裏面を、前記第１の砥粒径よりも小さな第２の砥粒径の切削砥石を用いて前記完成時のチップの厚さまで研削及び研磨する第２の工程とを含む。
【００３５】
（Ｋ）主要な前記第１の砥粒径は４０〜６０μｍであり、主要な前記第２の砥粒径は４〜６μｍである。
【００３６】
上記のような半導体装置の製造方法によれば、ウェーハ上に形成された半導体素子を個々のチップ毎に切断分離して外囲器に封止する工程は、ダイシング（ハーフカット）、ウェーハの裏面研削及び研磨、ダイボンディングの順である。すなわち、ウェーハを個々のチップに分離するのは、研削及び研磨によって行う。よって、ウェーハの裏面を研削及び研磨して薄厚化した状態での搬送や処理工程がないので、ウェーハの破損を防止できる。
【００３７】
シートは一枚で済むので材料費の低減と製造工程の削減が図れ、低コスト化できる。外力を加えてウェーハを分割する必要がないのでチッピングを抑制できる。
【００３８】
ウェーハの裏面側を、切削及び研磨によって除去して個々のチップに分離するので、ウェーハの裏面側に発生するチッピングを抑制でき、抗折応力の低下を抑制できる。また、溝の底部に曲面を形成すれば、ウェーハの裏面を研削及び研磨して行く際、溝底部のアーチ形状によってウェーハの大幅な強度向上が図れ、ウェーハが個々のチップに分離される直前におけるシリコン欠片の発生を抑制でき、チップ端面のダメージを抑えてチップ品質を向上できる。しかも、ウェーハの研削及び研磨面が溝の底部に達してから、完成時のチップ厚になるまでの研削及び研磨量と、溝の底部における曲面を有する領域の深さとの比を０．３以上にするので、研削及び研磨時に発生するチッピングの平均径をより小さくしてチップ品質を更に向上できる。
【００３９】
更に、溝の深さを完成時のチップの厚さよりも少なくとも５μｍ深く、好ましくは５μｍ乃至６０μｍ深く形成すれば、未分離などの品質劣化を防止し、且つ研削量を最適化して生産性を落とすことなく研削異常を低減できる。また、ウェーハの裏面を研削及び研磨して個々のチップに分離する際、ダイシングやエッチングによって形成された切断面と研削及び研磨によって形成された研磨面とが交わる部分にチッピングが発生しても、この領域を研削及び研磨によって除去できる。
【００４０】
外囲器に封止する際には、通常の樹脂パッケージやセラミックパッケージに封止しても良く、ＬＯＣ（Ｌｅａｄ Ｏｎ Ｃｈｉｐ）パッケージに封止しても良い。
【００４１】
更に、ウェーハを個々のチップに分離する工程において、まず砥粒径の大きい研削砥石により研削及び研磨した後、砥粒径の小さい研削砥石により研削及び研磨すれば、時間の短縮が図れ、且つチッピングの発生も低減できる。
【００４２】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
［第１の実施の形態］
図１乃至図８はそれぞれ、この発明の第１の実施の形態に係るウェーハの分割方法及び半導体装置の製造方法について説明するためのもので、図１はダイシングラインに沿ってウェーハに溝を形成する工程、図２は溝の拡大断面図、図３（ａ），（ｂ）はウェーハに表面保護テープを貼り付ける工程、図４はウェーハ裏面の研削及び研磨工程（分割工程）、図５はウェーハの研削及び研磨面が溝の底部に達してから、完成時のチップ厚になるまでの研削及び研磨量と、溝の底部における曲面を有する領域の深さとの比を変化させたときに、ウェーハの研削及び研磨面に発生するチッピングの平均径を測定した結果を示す図、図６は分離したチップをピックアップする工程、図７はダイボンディング工程及び図８は外囲器に封止する工程をそれぞれ示している。
【００４３】
先ず、図１に示す如く、各種の半導体素子が形成されたウェーハ２１をパターン形成面（ウェーハ２１の主表面）２１’側を上にして、ダイシング装置のチャックテーブル２３にバキュームその他の方法で吸着して固定する。そして、先端部に曲面を有するダイシング用ブレード２４を任意の回転数で回転させ、切削水を掛けながら所定の深さまでダイシングラインに沿って溝２２を切り込む。この溝２２の深さは、完成時のチップの厚さ（仕上げチップ厚）よりも少なくとも５μｍ、好ましくは５μｍ乃至６０μｍ深くする。
【００４４】
これによって、図２に示すように、幅（ダイシング用ブレード２４の幅に対応する）がＤで、底部に曲面を有する溝２２が形成される。この溝２２の曲面を有する領域の深さ（ダイシング用ブレード２４における先端部の曲面を有する領域の突出量に対応する）はＢである。
【００４５】
なお、上記溝２２は、上記ダイシング用ブレード２４を用いて機械的に形成するだけでなく、エッチング等の化学的な方法で形成しても構わない。例えば、異方性エッチングと等方性エッチングを組み合わせることにより、図２に示したような断面形状の溝２２を形成できる。すなわち、ウェーハ２１の主表面２１’上にフォトレジストを塗布し、ＰＥＰ法等によりチップ分割ライン（ダイシングラインに対応する）上を露出させた後、ＫＯＨ溶液に浸漬させることによりウェーハ２１を深さ方向（ウェーハ２１の主表面と直交する方向）に選択的にエッチングする。あるいは、ＫＯＨ溶液を用いたウェットエッチングに代えて、ＲＩＥ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｉｏｎ Ｅｔｃｈｉｎｇ）等のドライエッチング技術の適用も考えられる。例えば、真空度６０ｍｔｏｒｒでエッチングガスとしてＳＦ６ガスやＳＦ６／ＣＦ系混合ガスによりシリコンのみを選択的にエッチングすることが可能である。特に、ＳＦ６／ＣＦ系混合ガスでは良好な異方性エッチングが可能であり、ウェーハ２１の主表面２１’に対してほぼ垂直な溝加工が可能になる。その後、溝の底部を等方性エッチングすることにより、図２に示したように底部に曲面を持った溝２２を形成する。
【００４６】
上記エッチングを用いた溝２２の形成方法は、ダイヤモンドブレード等のダイシング用ブレード２４を用いる場合に比して、溝２２の側壁（切断面）が機械的な応力の影響を受けないので、切断面に発生する結晶欠陥を低減できる。よって、必ずしも溝２２の底部に曲面を形成しなくても良い。
【００４７】
もちろん、上述した機械的あるいは化学的な形成方法だけでなく、レーザースクライバー等のような光学的な方法を用いて溝２２を形成することもできる。この図１に示した工程で重要なのは、どのような方法で溝２２を形成するかではなく、溝２２の深さを、完成時のチップの厚さよりも少なくとも５μｍ、好ましくは５μｍ乃至６０μｍ深く（但し、ウェーハ２１が個々のチップに分離されないように）することである。
【００４８】
その後、上記のようにして溝２２を形成したウェーハ２１の洗浄と乾燥処理を行う。
【００４９】
次に、図３（ａ）に示すようなフラットリング２５をパターン形成面の表面保護テープ（粘着性のシート）２６に貼り付けて、このテープ２６の弛みや皺を除去した状態で、図３（ｂ）に示すように前工程で溝２２を形成したウェーハ２１のパターン形成面２１’をテープ２６の接着剤側に貼り付けて固定する。
【００５０】
その後、図４に示すように、上記フラットリング２５と表面保護テープ２６とで保持されたウェーハ２１を、研削装置のチャックテーブル２７にバキューム等の方法で吸着固定する。そして、チャックテーブル２７と研削用砥石２８を回転させ、砥石２８を降下させながらウェーハ２１の裏面を削る。一般にこの研削方法はインフィード研削と呼ばれるものであるが、別の方法としてスルーフィード研削またはクリープフィード研削を用いても良い。上記ウェーハ２１の裏面を、溝２２に達するまで削ると、ウェーハ２１は個々のチップ２９に分割される。この発明では、ウェーハ２１が個々のチップ２９に分割された後も研削及び研磨を続け、完成時のチップの厚さ（仕上げチップ厚）にする。この際、上記研削及び研磨面が溝２２の底部に達してから、完成時のチップの厚さになるまでの研削及び研磨量Ａ（図２参照）と、上記溝２２の底部の曲面を有する領域の深さＢとの比（Ａ／Ｂ）を０．３以上にする。
【００５１】
図５は、裏面研削時に研削面が溝２２の底部に達してから仕上げチップ厚になるまでの研削量Ａと、溝２２の底部の曲面を有する領域の深さＢとの比（Ａ／Ｂ）を変えたときに、ウェーハ２１の裏面に発生するチッピングの平均径を測定した結果を示している。図示するように、溝２２の底部が平らな場合には１４μｍ程度のチッピングが平均的に発生する。これに対し、Ａ／Ｂが０．３以下では大きなチッピングが発生しているものの、０．３以上になると１４μｍより小さくなり、Ａ／Ｂが１前後でのチッピングの平均径は５μｍとなる。
【００５２】
上記のように、ダイシングによって形成された切断面と研削及び研磨によって形成された研磨面とが交わる部分にチッピングが発生しても、この領域を研削及び研磨することによって除去できる。また、溝２２の底部が曲面を有するので、ウェーハ２１の裏面を研削及び研磨して行く際、溝２２の底部のアーチ形状によってウェーハ２１の大幅な強度向上が図れ、ウェーハ２１が個々のチップに分離される直前におけるシリコン欠片の発生を抑制でき、チップ端面のダメージを抑えてチップ品質を向上できる。しかも、ウェーハ２１の研削及び研磨面が溝の底部に達してから、完成時のチップ厚になるまでの研削及び研磨量と、溝の底部における曲面を有する領域の深さとの比を０．３以上にするので、研削及び研磨時に発生するチッピングの平均径をより小さくしてチップ品質を更に向上できる。また、溝の深さを完成時のチップの厚さよりも５μｍ乃至６０μｍ深く形成しているので、未分離などの品質劣化を防止し、且つ研削量を最適化して生産性を落とすことなく研削異常を低減できる。これによって、本発明を用いれば、チップ２９の完成時の厚さは、例えば３０〜５０μｍまで薄厚化が可能となる。
【００５３】
なお、上記ウェーハ２１の裏面を、溝２２に達するまで削って個々のチップ２９に分割する際、１種類の砥粒径の研削砥石を用いても良いが、研削時間の短縮とチッピングの発生の防止との両方を考慮すると、次のように少なくとも２種類の砥粒径の研削砥石を用いて２段階、あるいはそれ以上で行うことが好ましい。すなわち、まず＃３６０（主要な砥粒径が４０〜６０μｍ）程度の砥粒径の大きい研削砥石により研削及び研磨した後、＃２０００（主要な砥粒径が４〜６μｍ）程度の砥粒径の小さい研削砥石により研削及び研磨して個々のチップ２９に分離すれば、ウェーハ２１を個々のチップ２９に分離するまでの時間短縮が図れ、且つ最終的に分離する際には砥粒径の小さい研削砥石を用いるのでチッピングの発生も低減できる。
【００５４】
次に、図６に示すように、ウェーハ２１の切断分離を終えて分割された個々のチップ２９が接着固定されているフラットリング２５をダイボンディング装置に設置し、このダイボンディング装置のピックアップニードル３０を用いて表面保護テープ２６越しにパターン形成面２２に下方に圧力を加える。これによって、ピックアップニードル３０は、テープ２６を貫通することなくチップ２９のパターン形成面を押圧し、チップ２９がテープ２６から剥離される。上記ピックアップニードル３０は、先端曲率半径が０．３５ｍｍ以上であれば１８Ｎの力が掛かっても（１５ｍｍ×１５ｍｍチップの場合）、チップ２９中に形成されたアルミ配線等にダメージが発生しないことを本発明者等は実験により確認している。よって、チップ２９の主表面側から表面保護テープ２６を介してピックアップニードル３０（金属製のピン）で押し剥がしても、先端曲率半径を最適化することによりピックアップニードル３０がテープ２６を破ることはなく、特に問題は発生しない。なお、本実施の形態では、チップ２９をテープ２６から剥離する際に、チップ２９を押し下げるようにしたが、押し上げて剥離するようにしても良く、一般には後者の方法が多用されている。
【００５５】
テープ２６から剥離されたチップ２９は、ダイボンディング装置のコレットと呼ばれるツールで吸着保持し、図７に示すようにリードフレームのアイランド３１にマウントする。この際、リードフレームのアイランド３１に予め接着固定用の導電性ペースト３２を塗布しておき、その上にチップ２９をダイボンディングする。金−シリコンの共晶を利用してマウントしたり、ウェーハの裏面に金属の薄膜を蒸着し、半田を用いてマウントすることもできる。
【００５６】
その後、ワイヤボンディングを行ってチップ２９の各パッドとリードフレーム３４のインナーリード部とをボンディングワイヤ３５で電気的に接続する。そして、チップ２９、アイランド３１及びリードフレーム３４のインナーリード部を樹脂（またはセラミック）パッケージ３３に封止し、リードフォーミングを行って図８に示すような半導体装置を完成する。
【００５７】
図９（ａ），（ｂ）はそれぞれ、ウェーハを個々のチップに分離した時の研削面の拡大図である。図９（ａ）は、従来の分割方法及び製造方法を用いた場合を示し、フルカットによってダイシングした時の研削面側の拡大図である。図示する如く、ダイシング部に多数のチッピングが発生している。図９（ｂ）は、この発明の分割方法及び製造方法を用いた場合を示すもので、図９（ａ）に比べてシャープな切断面であり、チッピングは大幅に減少している。
【００５８】
溝２２の深さに関しては、裏面研削装置における研削部の精度、及び保護テープ部材の厚さの精度について検証したところ、下表１に示すように、最終的なチップ厚と一致（０）か５μｍ以下の範囲では、最悪の場合、未分離が発生してしまい、次のピックアップ工程においてクラックを発生させながらチップをピックアップすることになり、チップ裏面に著しいダメージを与える。
【００５９】
これに対し、６０μｍ以上の研削を行おうとすると、研削時間が長くなって生産性が低下する。特に、分割時間の短縮とチップの品質向上のために、粗研削と仕上げ研削を行う場合には、仕上げ研削の加工速度は粗研削の１／５〜１／１０程度にする必要があり、且つ仕上げ研削砥石の特性上、研削量を大きく取ると研削面異常（砥石材料がウェーハ研削面に付着）が発生することからも溝２２の深さをあまり深くできない。しかも、研削量を多くする場合には、２軸分離が前提となるが、２軸による低速での研削量が増えるために生産能力が大幅に低下するのみならず、２軸研削量が増えることで研削時の砥石への負担が増えて研削異常が発生し易くなる。従って、溝２２の深さを６０μｍ以上に深くするのは好ましくない。下表１に示すように、８０μｍでは研削異常が発生している。
【００６０】
【表１】
これらのことから、好ましい溝の深さは「仕上げチップ厚＋５μｍ」乃至「仕上げチップ厚＋６０μｍ」である。
【００６２】
なお、上述した第１の実施の形態では、図１に示した工程においてウェーハ２１に溝２２を形成した後、図３（ａ），（ｂ）に示したようにパターン形成面の表面保護テープ２６にフラットリング２５を貼り付け、このフラットリング２５と表面保護テープ２６とで保持されたウェーハ２１を、研削装置のチャックテーブル２７に吸着固定してウェーハ２１の裏面を削った。しかしながら、フラットリング２５はウェーハ２１の裏面を削る工程では必ずしも必要ではなく、図１０及び図１１に示すようにフラットリングを用いなくても良い。すなわち、図１に示したような工程を経てウェーハ２１に溝２２を形成した後、ローラー５１を図示矢印方向に移動させながらウェーハ２１のパターン形成面（主表面）２１’上に表面保護テープ（粘着性のシート）５２を貼り付ける。その後、図１１に示すように、表面保護テープ５２で主表面が保護されたウェーハ２１を、研削装置のチャックテーブル２７にバキューム等の方法で吸着固定する。この際、フラットリングを使用していないので、ウェーハ２１全体をフラットな状態で吸着する必要がある。引き続き、チャックテーブル２７と研削用砥石２８を回転させ、砥石２８を降下させながらウェーハ２１の裏面を削る。上記ウェーハ２１の裏面を、溝２２に達するまで削ると、ウェーハ２１は個々のチップに分割される。ウェーハ２１が個々のチップ２９に分割された後も研削及び研磨を続け、少なくとも５μｍ以上、好ましくは５μｍ乃至６０μｍ研削及び研磨する。次に、図１２（ａ）に示すように、フラットリング２５の粘着性のシート２６上に前の工程で個々のチップ２９に分割され表面保護テープ５２で保持されているウェーハ２１の裏面を貼り付ける。その後、図１２（ｂ）に示すように、表面保護テープ５２を剥がす。以降の工程は、図６乃至図８に示した工程と同様である。
【００６３】
なお、図６に示した工程でピックアップした個々のチップ２９をダイボンディング、ワイヤボンディング及びパッケージへの封止工程等を経て半導体装置を完成するのではなく、トレイに詰めても良い。
【００６４】
［第２の実施の形態］
図１３は、この発明の第２の実施の形態に係る半導体装置の製造方法について説明するためのもので、ＬＯＣ（Ｌｅａｄ Ｏｎ Ｃｈｉｐ）パッケージに適用したものである。ＬＯＣパッケージの場合には、図６に示したピックアップ工程の後、次のような工程で封止する。まず、チップ２９上に接着テープ３６を介在させてリード３７の一端を接着する。その後、ワイヤボンディングを行ってチップ２９の各パッドとリード３７とをボンディングワイヤ３５で接続する。そして、樹脂パッケージ３３またはセラミックパッケージに封止することにより、図１３に示したような半導体装置が完成する。
【００６５】
本実施の形態によれば、リード３７の接着やワイヤボンディング時の荷重により、シリコン屑がチップ２９表面の保護膜を破り、アルミ配線の段線やショート等の不良を起こす危険を抑制できる。
【００６６】
上記のようなウェーハの分割方法及び半導体装置の製造方法によれば、下記（１）〜（６）に示すような効果が得られる。
【００６７】
（１）ウェーハの薄厚化時のウェーハ破損による不良率の低減化が図れる。
【００６８】
下表２は、６インチ型のウェーハを個々のチップに分割した場合のチップ厚（溝の深さと実質的に等しいか、あるいは少し薄い）と破損率（ｐｐｍ：ｐａｒｔｓ ｐａｒ ｍｉｌｌｉｏｎ）との関係を示している。
【００６９】
【表２】
表２に示す如く、従来はチップ厚が薄くなると破損率が高くなったが、この発明では最終的なチップ厚が薄くなるほど破損率が低くなる。これは、チップ厚を薄くする場合には溝を浅くすることができるので、溝の下に残存するウェーハ厚が厚くなることに依るものである。６インチ型のウェーハの場合には、ウェーハの厚さは通常６００〜６５０μｍである。従来の分割方法及び製造方法では、例えば５０μｍの厚さのチップを形成しようとすると、ウェーハを予め５０μｍの厚さに研削及び研磨し、図２２乃至図２４に示した処理を行う。これに対し、この発明の方法では、５０μｍの溝を形成した後（溝の下には５５０〜６００μｍのウェーハが残存されている）、研削及び研磨して個々のチップに分割するので破損率が低くなる。
【００７１】
（２）搬送時のトラブルがウェーハの口径に左右されない。研削と同時にチップに分割するため、チップ厚が薄くなっても、あるいは同じ口径でも切削歪みによるウェーハの反りの影響を受けることなく装置内搬送が可能である。また、チップ厚が薄くなると溝の下に残存されるウェーハが厚くなるので、この点からも搬送時のウェーハ破損等を低減できる。これにより下表３のような効果が得られる。但し、ウェーハが８インチ型で、チップの厚さを５０μｍに仕上げる場合のものである。
【００７２】
【表３】
この表３のデータから明らかなように、この発明はウェーハの大口径化に有効であり、今後展開されるウェーハの１２インチ型化、または１６インチ型化への対応が容易になる。
【００７４】
（３）表面保護テープを一枚しか使用しないため、従来の方法に比して材料費と加工費を６０％程度削減でき、製造コストの低減が図れる。
【００７５】
（４）フルカット方式の場合、シートまで切り込むため、ブレードの切れ味の低下及びダイシング中のチップの飛散が生ずるため、一般的に８０〜１２０ｍｍ／ｓｅｃであるが、この発明の方法では２００ｍｍ／ｓｅｃまで可能である。これによって、ダイシングスピードの向上が図れ、１０％程度の加工費の低減が図れる。
【００７６】
（５）ウェーハを分割するために、ダイシングシートまで切り込む必要がなく、且つ裏面研削用の砥石で研削して分割するため、裏面チッピングの大きさが従来の１５μｍ程度から４μｍ程度へと小さくなり、抗折強度が従来の方法では５２０ＭＰａであったものが、６００ＭＰａまで向上する。
【００７７】
なお、裏面研磨でチップ分割を行う際には、研削砥石のダイヤ砥粒径により裏面チッピング量が大きくなり、下表４のようにダイヤ砥粒径が小さい方が裏面チッピングが小さくなり、従って、チップの抗折強度がより向上する効果が得られる。よって、チップ分割時に使用する砥石のダイヤ砥粒径はできるだけ小さい方が好ましい。また、上述したように、砥粒径の大きい研削砥石と小さい研削砥石を組み合わせて用いることにより、チッピングを低減しつつ研削時間の短縮も図れる。
【００７８】
【表４】
図１４は、従来の方法とこの発明の方法による抗折強度分布を比較して示しており、各抗折強度（２００ＭＰａ〜１０００ＭＰａ）におけるチッピングの発生確率（％）を示している。この図１４から明らかなように、この発明の分割方法では従来の分割方法に比して同一の抗折強度であればチッピングの発生確率が下がっており、高い抗折強度側にシフトしている。従来の方法による抗折強度の平均値は約５２０ＭＰａであり、この発明の方法による抗折強度の平均値は約６００ＭＰａである。
【００８０】
（６）ウェーハを分割するために、ダイシングシートまで切り込む必要がないため、ダイシングブレードの摩耗を低減でき、ダイシングブレードの寿命を向上できる。例えば、ダイシングシートまで切り込む方式を採用した場合には、通常１００００〜２００００ライン（６インチ型ウェーハの場合）の寿命であるが、この発明の方法では８００００ライン以上にまで寿命を延ばすことが期待できる。
【００８１】
［第３の実施の形態］
図１５（ａ）〜（ｅ）はそれぞれ、この発明の第３の実施の形態に係る半導体装置の製造方法について説明するためのもので、分割されたチップをリードフレームにマウントする工程を順次示している。まず、第１の実施の形態と同様に、図１乃至図４に示した工程に従ってウェーハ２１を個々のチップ２９に分割する。次に、分割された個々のチップ２９が接着固定されているフラットリング２５を研削装置のチャックテーブル２７から取り外し、図１５（ａ）に示すようにチップ２９のピックアップを行う。この際、チップ２９を下方から表面保護テープ２６を介してピックアップニードルで突き上げて表面保護テープ２６から剥離し、コレット３８で裏面を吸着する。このコレット３８はチップ反転機構を有しており、図１５（ｂ）に示す如く、下向きの吸着部が上向きになるように１８０°回転する。この状態で、チップ空中受け渡し機構を用いて、図１５（ｃ）に示すように別のコレット３９に持ち替える。これによって、チップ２９の表裏が反転して主表面（パターン形成面）が上向きとなる。その後、図１５（ｄ）に示すようにディスペンサ４０を用いてリードフレーム３４のアイランド３１に導電性ペースト４１を塗布し、図１５（ｅ）に示すように上記コレット３９で保持しているチップ２９を上記リードフレーム３４のアイランド３１上に移動させてダイボンディングする。
【００８２】
［第４の実施の形態］
図１６（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ、この発明の第４の実施の形態に係る半導体装置の製造方法について説明するためのもので、分割されたチップをリードフレームにマウントする工程を順次示している。まず、第１の実施の形態と同様に、図１乃至図４に示した工程に従ってウェーハ２１を個々のチップ２９に分割する。次に、分割された個々のチップ２９が接着固定されているフラットリング２５を研削装置のチャックテーブル２７から取り外し、各チップ２９を図１６（ａ）に示すように表面保護テープ４２にフラットリング４３を張り付けたテープ表面に張り替える。これによって、チップ２９の表裏が反転して主表面が上向きとなる。次に、図１６（ｂ）に示すようにディスペンサ４０を用いてリードフレーム３４のアイランド３１に導電性ペースト４１を塗布する。その後、図１６（ｃ）に示すようにピックアップニードルを用いた従来と同様なピックアップ、すなわち、表面保護テープ４２越しに下方からパターン形成面に圧力を加えることによって、チップ２９のパターン形成面を押圧し、チップ２９を表面保護テープ４２から剥離する。そして、コレット４４でピックアップしたチップ２９を上記導電性ペースト４１を塗布したリードフレーム３４のアイランド３１上に移動させてダイボンディングする。
【００８３】
［第５の実施の形態］
図１７（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ、この発明の第５の実施の形態に係る半導体装置の製造方法について説明するためのもので、分割されたチップをリードフレームにマウントする工程を順次示している。まず、第１の実施の形態と同様に、図１乃至図４に示した工程に従ってウェーハ２１を個々のチップ２９に分割する。次に、分割された個々のチップ２９が接着固定されているフラットリング２５を研削装置のチャックテーブル２７から取り外し、各チップ２９をポーラスチャックテーブル４５に移し替える。これによって、チップ２９の表裏が反転して主表面が上向きとなる。次に、図１７（ｂ）に示すようにディスペンサ４０を用いてリードフレーム３４のアイランド３１に導電性ペースト４１を塗布する。その後、図１７（ｃ）に示すようにチップ２９をポーラスチャックテーブル４５からピックアップする。そして、上記ピックアップしたチップ２９を上記リードフレーム３４のアイランド３１上に移動させてダイボンディングする。
【００８４】
よって、上記第５の実施の形態では、突き上げピンを用いることなくチップ２９のピックアップが可能となる。
【００８５】
［第６の実施の形態］
図１８（ａ）〜（ｅ）はそれぞれ、この発明の第６の実施の形態に係る半導体装置の製造方法について説明するためのもので、分割されたチップをリードフレームにマウントする工程を順次示している。まず、第１の実施の形態と同様に、図１乃至図４に示した工程に従ってウェーハ２１を個々のチップ２９に分割する。次に、分割された個々のチップ２９が接着固定されているフラットリング２５を研削装置のチャックテーブル２７から取り外し、図１８（ａ）に示すようにコレット３８を用いて各チップ２９のピックアップを行う。ピックアップは、チップ２９を表面保護テープ２６を介して下方からピックアップニードルで突き上げて表面保護テープ２６から剥離し、コレット３８で吸着して行う。このコレット３８はチップ反転機構を有しており、図１８（ｂ）に示す如く、下向きの吸着部が上向きとなるように１８０°回転する。この状態で、チップ空中受け渡し機構を用いて別のコレット３９に持ち替える。次に、コレット３９を移動させ、図１８（ｃ）に示すように各チップ２９を表面保護テープ４６にフラットリング４７を張り付けたテープ表面に張り替える。これによって、各チップ２９の表裏が反転して主表面（パターン形成面）が上向きとなる。次に、図１８（ｄ）に示すように、ディスペンサ４０を用いてリードフレーム３４のアイランド３１に導電性ペースト４１を塗布する。その後、図１８（ｅ）に示すようにピックアップニードルを用いた従来と同様なピックアップ、すなわち、表面保護テープ越しにチップ裏面に圧力を加えることによって、チップ裏面を押圧し、チップ２９を表面保護テープから剥離する。そして、上記コレット３９で保持しているチップ２９を上記リードフレーム３４のアイランド３１上に移動させてダイボンディングする。
【００８６】
上記マウント方法は、各チップ２９をフラットリング４７の表面保護テープ４６に張り付けた状態で離れた位置にある製造装置、別の部屋や別の工場等に容易に輸送でき、種々の製造装置や製造方法に柔軟に対応できる。
【００８７】
［第７の実施の形態］
図１９（ａ）〜（ｅ）はそれぞれ、この発明の第７の実施の形態に係る半導体装置の製造方法について説明するためのもので、分割されたチップをリードフレームにマウントする工程を順次示している。まず、第１の実施の形態と同様に、図１乃至図４に示した工程に従ってウェーハ２１を個々のチップ２９に分割する。次に、分割された個々のチップ２９が接着固定されているフラットリング２５を研削装置のチャックテーブル２７から取り外し、図１９（ａ）に示すようにチップ２９のピックアップを行う。この際、チップ２９を下方から表面保護テープ２６を介してピックアップニードルで突き上げて表面保護テープ２６から剥離し、コレット３８で吸着する。このコレット３８はチップ反転機構を有しており、図１９（ｂ）に示すように吸着部が下向きから上向きに１８０°回転する。この状態で、チップ空中受け渡し機構を用いて別のコレット３９に持ち替える。次に、図１９（ｃ）に示すように、各チップ２９をチップトレイ４８に収容する。チップトレイ４８にはチップ２９の主表面（パターン形成面）が上向きに収容される。次に、図１９（ｄ）に示すようにディスペンサ４０を用いてリードフレーム３４のアイランド３１に導電性ペースト４１を塗布する。その後、図１９（ｅ）に示すようにコレット３９でチップトレイ４８から各チップ２９を吸着し、上記コレット３９で保持しているチップ２９をリードフレーム３４のアイランド３１上に移動させてダイボンディングする。
【００８８】
上記マウント方法では、上記第６の実施の形態と同様に、各チップ２９をチップトレイ４８に収容した状態で離れた位置にある製造装置、別の部屋や別の工場等に容易に輸送でき、種々の製造装置や製造方法に柔軟に対応できる。
【００８９】
［第８の実施の形態］
図２０（ａ）〜（ｄ）はそれぞれ、この発明の第８の実施の形態に係る半導体装置の製造方法について説明するためのもので、分割されたチップをリードフレームにマウントする工程を順次示している。まず、第１の実施の形態と同様に、図１乃至図４に示した工程に従ってウェーハ２１を個々のチップ２９に分割する。次に、分割された個々のチップ２９が接着固定されているフラットリング２５を研削装置のチャックテーブル２７から取り外し、図２０（ａ）に示すようにチップ２９のピックアップを行う。ピックアップは、チップ２９を下方から表面保護テープ２６を介してピックアップニードルで突き上げて表面保護テープ２６から剥離し、コレット３８で吸着して行う。この状態で、図２０（ｂ）に示すようにチップ２９を加工ステージ４９上に搬送して載置する。次に、図２０（ｃ）に示すように、ディスペンサ４０を用いてリードフレーム３４のアイランド３１に導電性ペースト４１を塗布する。この際、リードフレーム３４のチップ搭載面を下方に向け、下方からディスペンサ４０で導電性ペースト４１をリードフレーム３４の下面側に塗布する。そして、図２０（ｄ）に示すように上記加工ステージ４９上に載置されているチップ２９を上記リードフレーム３４にダイボンディングする。
【００９０】
このようなマウント方法では、チップ２９の表裏を反転する必要がないので、コレット３８にはチップ反転機構は不要であり、構造を簡単化できる。また、ピックアップしたチップを別の表面保護テープに張り替えたり、チップトレイに移し替えたりする必要もない。
【００９１】
［第９の実施の形態］
図２１（ａ），（ｂ）はそれぞれ、この発明の第９の実施の形態に係る半導体装置の製造方法について説明するためのもので、分割されたチップをリードフレームにマウントする工程を順次示している。まず、第１の実施の形態と同様に、図１乃至図４に示した工程に従ってウェーハ２１を個々のチップ２９に分割する。次に、分割された個々のチップ２９が接着固定されているフラットリング２５を研削装置のチャックテーブル２７から取り外し、図２１（ａ）に示すように各チップ２９の裏面に導電性ペースト４１を塗布する。そして、図２１（ｂ）に示すように上記フラットリング２５上にリードフレーム３４を配置し、チップ２９を下方から表面保護テープ２６を介してピックアップニードルで突き上げて表面保護テープ２６から剥離し、リードフレーム３４のアイランド３１にダイボンディングする。
【００９２】
［変形例］
なお、この発明は上述した第１ないし第９の実施の形態に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施可能である。例えば、第１の実施の形態では、溝の形成時にウェーハ２１をダイシング用チャックテーブル２３に固着したが、従来の方法と同様にフラットリングを粘着性のシートに貼り付けた状態で、ウェーハをダイシング用チャックテーブルに固定するようにしても良い。あるいは、平板にウェーハを固定したり、平板に粘着性のシートを用いてウェーハを固着した状態で溝を形成しても良い。
【００９３】
また、図４及び図１１に示した研削及び研磨工程において、保持部材として表面保護テープ（粘着性のシート）２６，５２を用いたが、他の保持部材、例えばワックス、吸着パッド、熱圧着シート、粘着材を塗布した基板、及び半導体素子上に塗布したレジスト等、あるいはこれらを組み合わせた材料を用いることができる。
【００９４】
更に、ウェーハ２１のパターン形成面２１’を粘着性のシート（表面保護テープ２６）に貼り付けるようにしたが、ウェーハ２１のパターン形成面２１’と粘着性のシートとの間に極薄のフィルムを介在させても良い。極薄のフィルムを介在させるには、例えば、ウェーハのパターン形成面にシリテクト−IIと呼ばれる液体をスプレーで吹き付けて被膜を形成した後、粘着性のシートを貼り付ければ良い。平板上に両面あるいは片面の粘着テープを貼り付け、その上にウェーハを固着するようにしても良い。
【００９５】
更に、チップを表面保護テープから剥離するためにピックアップニードルを用いたが、ピックアップニードルの代わりにチップ裏面をバキュームで吸着し、表面保護テープから剥離するようにしても良い。
【００９６】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、薄厚研削時や搬送時のウェーハの割れを抑制できるウェーハの分割方法及び半導体装置の製造方法が得られる。また、製造工程とコストの削減が図れるウェーハの分割方法及び半導体装置の製造方法が得られる。更に、ウェーハの裏面側のチッピングを小さくでき、チップの抗折応力の低下を抑制できるウェーハの分割方法及び半導体装置の製造方法が得られる。更に、ダイシングブレードの摩耗量の低減やダイシングブレードの寿命の向上等の効果も得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施の形態に係る半導体装置の製造方法について説明するためのもので、ダイシングラインに沿ってウェーハに溝を形成する工程を示す側断面図。
【図２】図１に示した溝の拡大断面図。
【図３】この発明の第１の実施の形態に係る半導体装置の製造方法について説明するためのもので、（ａ）図はフラットリングの斜視図、（ｂ）図はウェーハに表面保護テープを貼り付ける工程を示す断面図。
【図４】この発明の第１の実施の形態に係る半導体装置の製造方法について説明するためのもので、ウェーハ裏面の研削及び研磨工程（分割工程）を示す側断面図。
【図５】裏面研削時に研削面が溝の底部に達してから仕上げチップ厚になるまでの研削量と、溝の底部の曲面を有する領域の深さとの比を変えたときに、ウェーハの裏面に発生するチッピングの平均径を測定した結果を示す図。
【図６】この発明の第１の実施の形態に係る半導体装置の製造方法について説明するためのもので、分離したチップをピックアップする工程を示す側断面図。
【図７】この発明の第１の実施の形態に係る半導体装置の製造方法について説明するためのもので、ダイボンディング工程を示す斜視図。
【図８】この発明の第１の実施の形態に係る半導体装置の製造方法について説明するためのもので、外囲器に封止する工程を示す断面図。
【図９】従来とこの発明の方法でウェーハを個々のチップに分離した時の研削面の拡大図であり、（ａ）図は従来の方法による研削面、（ｂ）図はこの発明の方法による研削面。
【図１０】この発明の第１の実施の形態に係る半導体装置の製造方法の変形例について説明するためのもので、ウェーハに表面保護テープを貼り付ける工程を示す斜視図。
【図１１】この発明の第１の実施の形態に係る半導体装置の製造方法の変形例について説明するためのもので、ウェーハ裏面の研削及び研磨工程（分割工程）を示す側断面図。
【図１２】この発明の第１の実施の形態に係る半導体装置の製造方法の変形例について説明するためのもので、分離されたチップの転写工程（テープの張り替え工程）を示す斜視図であり、（ａ）図はフラットリングの粘着性のシート上にウェーハの裏面を貼り付ける工程、（ｂ）図は表面保護テープを剥がす工程。
【図１３】この発明の第２の実施の形態に係る半導体装置の製造方法について説明するためのもので、この発明をＬＯＣパッケージに適用した時の半導体装置の断面図。
【図１４】従来の方法とこの発明の方法による抗折強度分布を比較して示すダイヤグラム。
【図１５】この発明の第３の実施の形態に係る半導体装置の製造方法について説明するためのもので、（ａ）図乃至（ｅ）図はそれぞれ、分割されたチップをリードフレームにマウントする工程を順次示す斜視図。
【図１６】この発明の第４の実施の形態に係る半導体装置の製造方法について説明するためのもので、（ａ）図乃至（ｃ）図はそれぞれ、分割されたチップをリードフレームにマウントする工程を順次示す斜視図。
【図１７】この発明の第５の実施の形態に係る半導体装置の製造方法について説明するためのもので、（ａ）図乃至（ｃ）図はそれぞれ、分割されたチップをリードフレームにマウントする工程を順次示す斜視図。
【図１８】この発明の第６の実施の形態に係る半導体装置の製造方法について説明するためのもので、（ａ）図乃至（ｅ）図はそれぞれ、分割されたチップをリードフレームにマウントする工程を順次示す斜視図。
【図１９】この発明の第７の実施の形態に係る半導体装置の製造方法について説明するためのもので、（ａ）図乃至（ｅ）図はそれぞれ、分割されたチップをリードフレームにマウントする工程を順次示す斜視図。
【図２０】この発明の第８の実施の形態に係る半導体装置の製造方法について説明するためのもので、（ａ）図乃至（ｄ）図はそれぞれ、分割されたチップをリードフレームにマウントする工程を順次示す斜視図。
【図２１】この発明の第９の実施の形態に係る半導体装置の製造方法について説明するためのもので、（ａ）図及び（ｂ）図はそれぞれ、分割されたチップをリードフレームにマウントする工程を順次示す斜視図である。
【図２２】従来の半導体装置の製造方法について説明するためのもので、ウェーハに表面保護テープを貼り付ける工程を示す側断面図。
【図２３】従来の半導体装置の製造方法について説明するためのもので、ウェーハの裏面の研削及び研磨工程を示す側断面図。
【図２４】従来の半導体装置の製造方法について説明するためのもので、表面保護テープを剥がす工程を示す側断面図。
【図２５】従来の半導体装置の製造方法について説明するためのもので、（ａ）図はフラットリングの斜視図、（ｂ）図はウェーハを固定用シートに固着した状態を示す断面図。
【図２６】従来の半導体装置の製造方法について説明するためのもので、ウェーハのダイシング工程を示す側断面図。
【図２７】従来の半導体装置の製造方法について説明するためのもので、分離したチップをピックアップする工程を示す側断面図。
【図２８】従来の半導体装置の製造方法について説明するためのもので、ダイボンディング工程を示す斜視図。
【符号の説明】
２１…ウェーハ
２１’…パターン形成面
２２…溝
２４…ダイシング用ブレード
２５，４７…フラットリング
２６，４２，４６…表面保護テープ
２７…裏面研削用チャックテーブル
２８…研削用砥石
２９…チップ
３０…ピックアップニードル
３１…リードフレームのアイランド
３２，４１…導電性ペースト
３３…パッケージ
３４…リードフレーム
３５…ボンディングワイヤ
３６…接着テープ
３７…リード
３８，３９，４４…コレット
４０…ディスペンサ
４５…ポーラスチャックテーブル
Ａ…研削量
Ｂ…底部の領域の深さ
Ｄ…溝の幅
Claims (15)
- 半導体素子が形成されたウェーハのダイシングラインに沿って、先端部に曲面を有するダイシング用ブレードを用いて、前記半導体素子の形成面側から完成時のチップの厚さよりも深く、且つ底部に曲面を有する溝を形成する工程と、
前記ウェーハにおける前記半導体素子の形成面上に保持部材を貼り付ける工程と、
前記ウェーハの裏面を研削及び研磨して、ウェーハを個々のチップに分離し、研削及び研磨によってウェーハが個々のチップに分割された後も研削及び研磨を続け、前記完成時のチップの厚さにする工程とを具備し、
前記ウェーハの研削及び研磨面が前記溝の底部に達してから、完成時のチップ厚になるまでの研削及び研磨量と、前記溝の底部における曲面を有する領域の深さとの比が０．３以上であることを特徴とするウェーハの分割方法。 - 半導体素子が形成されたウェーハのチップ分割ラインに沿ってエッチングすることにより、前記半導体素子の形成面側から完成時のチップの厚さよりも深く、且つ底部に曲面を有する溝を形成する工程と、
前記ウェーハにおける前記半導体素子の形成面上に保持部材を貼り付ける工程と、
前記ウェーハの裏面を研削及び研磨して、ウェーハを個々のチップに分離し、研削及び研磨によってウェーハが個々のチップに分割された後も研削及び研磨を続け、前記完成時のチップの厚さにする工程とを具備し、
前記ウェーハの研削及び研磨面が前記溝の底部に達してから、完成時のチップ厚になるまでの研削及び研磨量と、前記溝の底部における曲面を有する領域の深さとの比が０．３以上であることを特徴とするウェーハの分割方法。 - 前記溝の深さは、前記完成時のチップの厚さよりも少なくとも５μｍ深いことを特徴とする請求項１または２に記載のウェーハの分割方法。
- 前記溝の深さは、前記完成時のチップの厚さよりも５μｍ乃至６０μｍ深いことを特徴とする請求項１または２に記載のウェーハの分割方法。
- 前記保持部材は、粘着材付きテープ、ワックス、吸着パッド、熱圧着シート、粘着材を塗布した基板、及び前記半導体素子上に塗布したレジストの中から選択された少なくともいずれか１つの材料であることを特徴とする請求項１乃至４いずれか１つの項に記載のウェーハの分割方法。
- 前記ウェーハの裏面を研削及び研磨して、前記完成時のチップの厚さにする工程は、第１の砥粒径の研削砥石により前記ウェーハの裏面を前記完成時のチップより厚く研削及び研磨する第１の工程と、前記第１の工程で研削及び研磨した前記ウェーハの裏面を、前記第１の砥粒径よりも小さな第２の砥粒径の切削砥石を用いて前記完成時のチップの厚さまで研削及び研磨する第２の工程とを含むことを特徴とする請求項１乃至５いずれか１つの項に記載のウェーハの分割方法。
- 主要な前記第１の砥粒径は４０〜６０μｍであり、主要な前記第２の砥粒径は４〜６μｍであることを特徴とする請求項６に記載のウェーハの分割方法。
- ウェーハの主表面に半導体素子を形成する工程と、
前記ウェーハのダイシングラインに沿って、先端部に曲面を有するダイシング用ブレードを用いて、前記ウェーハの主表面側から完成時のチップの厚さよりも深く、且つ底部に曲面を有する溝を形成する工程と、
前記ウェーハの主表面上に粘着性のシートを貼り付ける工程と、
前記ウェーハの裏面を研削及び研磨して、ウェーハを個々のチップに分離し、研削及び研磨によってウェーハが個々のチップに分割された後も研削及び研磨を続け、前記完成時のチップの厚さにする工程と、
前記分離した各チップを前記粘着性のシートから剥離して外囲器に封止する工程とを具備し、
前記ウェーハの研削及び研磨面が前記溝の底部に達してから、完成時のチップ厚になるまでの研削及び研磨量と、前記溝の底部における曲面を有する領域の深さとの比が０．３以上であることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - ウェーハの主表面に半導体素子を形成する工程と、
前記ウェーハのチップ分割ラインに沿ってエッチングすることにより、前記ウェーハの主表面側から完成時のチップの厚さよりも深く、且つ底部に曲面を有する溝を形成する工程と、
前記ウェーハの主表面上に粘着性のシートを貼り付ける工程と、
前記ウェーハの裏面を研削及び研磨して、ウェーハを個々のチップに分離し、研削及び研磨によってウェーハが個々のチップに分割された後も研削及び研磨を続け、前記完成時のチップの厚さにする工程と、
前記分離した各チップを前記粘着性のシートから剥離して外囲器に封止する工程とを具備し、
前記ウェーハの研削及び研磨面が前記溝の底部に達してから、完成時のチップ厚になるまでの研削及び研磨量と、前記溝の底部における曲面を有する領域の深さとの比が０．３以上であることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 前記溝の深さは、前記完成時のチップの厚さよりも少なくとも５μｍ深いことを特徴とする請求項８または９に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記溝の深さは、前記完成時のチップの厚さよりも５μｍ乃至６０μｍ深いことを特徴とする請求項８または９に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記分離した各チップを前記粘着性のシートから剥離して外囲器に封止する工程は、前記粘着性のシートから剥離したチップをリードフレームのアイランドにマウントする工程と、前記リードフレームのインナーリード部と前記チップの各パッドとをワイヤボンディングする工程と、前記チップ、前記アイランド及び前記インナーリード部を外囲器に封止する工程とを備えることを特徴とする請求項８乃至１１いずれか１つの項に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記分離した各チップを前記粘着性のシートから剥離して外囲器に封止する工程は、前記粘着性のシートから剥離したチップの主表面上にリードの一端を接着する工程と、前記リードと前記チップの各パッドとをワイヤボンディングする工程と、前記チップ、前記リードの一端を外囲器に封止する工程とを備えることを特徴とする請求項８乃至１１いずれか１つの項に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記ウェーハの裏面を研削及び研磨して、前記完成時のチップの厚さにする工程は、第１の砥粒径の研削砥石により前記ウェーハの裏面を前記完成時のチップより厚く研削及び研磨する第１の工程と、前記第１の工程で研削及び研磨した前記ウェーハの裏面を、前記第１の砥粒径よりも小さな第２の砥粒径の切削砥石を用いて前記完成時のチップの厚さまで研削及び研磨する第２の工程とを含むことを特徴とする請求項８乃至１３いずれか１つの項に記載の半導体装置の製造方法。
- 主要な前記第１の砥粒径は４０〜６０μｍであり、主要な前記第２の砥粒径は４〜６μｍであることを特徴とする請求項１４に記載の半導体装置の製造方法。
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