JPH05291397A

JPH05291397A - コレットおよび半導体装置の製造方法

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Publication number: JPH05291397A
Application number: JP4085793A
Authority: JP
Inventors: Osatake Yamagata; 修武山方; Hideko Mukoda; 秀子向田; Tomoaki Takubo; 知章田窪; Masao Mochizuki; 正生望月; Mamoru Sasaki; 衛佐々木; Hiroshi Tazawa; 浩田沢; Hideo Ota; 英男太田; Yasuhiro Yamaji; 泰弘山地; Yoichi Hiruta; 陽一蛭田
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1992-04-07
Filing date: 1992-04-07
Publication date: 1993-11-05

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】極薄チップの取扱いを容易にし、信頼性の高
い半導体装置を提供する。【構成】本発明の第１では、半導体集積回路基板の表
面に、半導体装置の分割ラインに沿って半導体基板の能
動面側から所定の深さの切り溝を形成し、さらに該能動
面側に固定用のシート３を貼着したのち、この半導体集
積回路基板を裏面側から切り溝に到達するまで研磨する
ことにより、個々に分断された半導体集積回路チップを
得る。望ましくは、シートの貼着を、紫外線硬化型接着
剤を介して行うようにし、剥離に先立ち、紫外線硬化型
接着剤を硬化させ、シートを剥離しやすい状態にする。
本発明の第２では先端に磁力発生用の電磁石を具備し、
磁力の発生および消去が可能なコレットを構成してい
る。また本発明の第３では、半導体チップの表面に磁性
体領域を形成しておき、先端に電磁石を具備したコレッ
トで磁力によって支持し搬送し、磁力を消去するように
している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、コレットおよび半導体
装置の製造方法に係り、特に薄型チップのダイシング、
コレットおよびコレットを用いたチップの搬送に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、半導体集積回路の分野では、素子
の高密度化、集積化が進められており、素子の微細化は
進む一方である。

【０００３】このような半導体集積回路装置は、通常、
シリコン基板等の半導体基板に多数の集積回路を作り込
み、完成後、半導体集積回路チップに分断し、これらの
半導体集積回路チップをリードフレームあるいはフィル
ムキャリアなどの実装部材に装着し、チップの周りを樹
脂等で封止して形成される。

【０００４】ところで、この集積回路基板を半導体集積
回路チップに分断する工程は、通常、次のようにして行
われている。

【０００５】図１８(a) に示すように、半導体集積回路
基板１の裏面に接着剤層４を介して固定用シート３をは
りつけ、吸着ステージに半導体集積回路基板１を装着
し、吸着穴から真空吸引を行うことにより、吸着ステー
ジに半導体集積回路基板１を固定する。

【０００６】そして、ＴＶカメラによって位置合わせを
行いながら薄刃カッターを走査し、順次半導体集積回路
基板１を図１８(b) に示すように半分の深さまで切断す
るかもしくは図１８(c) に示すように完全に切断し、半
導体集積回路チップ６に分断する。

【０００７】このようにして、分断した後、実装ライン
に搬送される。

【０００８】このような半導体集積回路基板の分割方法
は、半導体集積回路チップの破損のおそれがなく取扱い
が容易な場合には用いることが可能であるが、極薄の半
導体集積回路基板はそのままの形状では、薄すぎて持ち
運びに際に破損してしまうというおそれがある。このた
め、従来の方法では極薄の半導体集積回路チップの製造
歩留まりが悪いという問題があった。

【０００９】ところでまた、このような半導体集積回路
素子をリードフレームに搭載する際には、通常ピンセッ
トやコレット等が用いられている。

【００１０】ピンセットを用いる場合は、図１９(a) お
よび(b) に示すように、リードフレームの半導体素子搭
載部にマウント剤（接着剤）を数点塗布しておき、チッ
プ５をピンセット１３で挟んで持ち上げ、塗布したマウ
ント剤の上に裏面が接着するようにおく。塗布したマウ
ント剤をチップ裏面で潰し、裏面全体が塗れるようにチ
ップを上下あるいは左右に動かしなじませる。

【００１１】ところで、チップで発生した熱の多くはチ
ップ裏面からマウント剤を通りパッケージへ流れる。従
って、この熱放散をできるだけ高くするためには該マウ
ント剤の厚さはできるだけ薄くする必要があり、またマ
ウント剤内に気泡が含まれないような良好な塗れ性が必
要である。

【００１２】しかし、ピンセットを用いたマウントでは
厚さを薄くしようとすると過度に力が加わりチップのエ
ッジ部にピンセットが当たってかけてしまうことがあ
る。

【００１３】そこでこのエッジ部に接触することなくマ
ウントする方法として、図２０(a)および(b) に示すよ
うに、平コレット１４を用いる方法がある。

【００１４】この方法は直接チップの表面にバキューム
により吸着させてチップを塗布したマウント剤の上にお
き、そのまま表面を平コレットで軽く押し付けるもので
ある。この方法では、塗れ性、マウント剤の厚みはピン
セットで行うマウントよりもはるかに信頼性に優れてい
る。

【００１５】しかしながら、平コレットを用いたマウン
ト方法において問題になるのは、直接チップ５の表面に
触ることである。このように平コレットが直接チップ５
の表面に触るため、平コレットの当接面にゴミが付着し
ていたり、シリコン基板のくずがくいこんでいたりする
と、チップ表面にこれらが直接当たることによって、ゴ
ミが付着したり、キズがついたりし、半導体チップの性
能を著しく低下させる原因となる。このため、特に表面
に保護膜を配設していない半導体チップの場合にはこの
方法は使用できないという問題があった。

【００１６】そこで、図２１に示すように、チップ表面
に接触することなく実装することのできる角すいコレッ
ト１５を用いた方法が提案されている。この方法では、
チップ５に合わせてコレット１５のテーパが形成されて
おり、チップのエッジにタッチするように４方向で囲
み、コレット１５がチップ５との間で吸着ホール１６を
形成してチップ５の底面から約１／２程度突出するよう
にして用いられる。このような角すいコレットはチップ
のエッジ部にあたるため、表面には何も影響がないが、
１サイズチップ、１コレット対応であるため、サイズ毎
に、コレットを必要とするという問題がある。

【００１７】そこでさらに図２２に示すように、チップ
の相対向する２辺と接触するように構成したコレット１
７がある。この場合管理されるのは相対向する１つの辺
のみなので角すいコレットと異なり、応用性がある。ま
たコレットの機能としては角すいコレットとかわらな
い。

【００１８】しかしながら、チップ５はダイシングによ
り切断した時に、切断箇所にはシリコン基板のくずが残
っており、これをコレット１５，コレット１７のテーパ
によりシリコン基板のくずがチップ５のパターン側にず
れてチップ１の表面を汚してしまう。固体撮像素子等の
チップはゴミや汚れが表面に付着すると誤動作したり、
悪影響をうけることがある。

【００１９】このダイシング時に発生するシリコンのク
ズに対しては以前から問題があったが、ピンセット１３
や平コレット１４を用いてマウントする際にはチップの
エッジ部には関係がなかったため問題としては小さかっ
た。

【００２０】しかしながら、角すいコレット１５や，コ
レット１７を使用するに従って、コレットのテーパでく
ずれたシリコン基板のくずが問題となっていた。

【００２１】また、このような角錘コレットを用いた接
着方法では、素子を持ち上げるためにバキュームで吸着
しているため、図２２(a) に示すように大型で極薄の半
導体チップに使用すると吸着力にチップ５を破壊してし
まったり、図２２(b) に示すように、わずかな角度のず
れで角錐コレットからチップ５が外れてしまうという問
題があった。

【００２２】

【発明が解決しようとする課題】このようにパッケージ
すなわち封止樹脂層の薄型化に伴い、チップの厚さは半
導体装置全体の厚さを大きく左右することになるため、
チップの薄型化が必要となってくる。

【００２３】そこでチップの薄型化が進められており、
チップの薄型化が更に進むと、従来の分割方法では、取
扱いに際して破損し易く、製造歩留まりが悪いという問
題があった。

【００２４】またこのようなチップの薄型化に伴い、従
来の実装に用いられるコレットはチップ表面あるいはチ
ップのエッジで接触しているため、表面にふれることの
できないチップやごみの付着を嫌うチップの場合等には
特に使用できないという問題があった。

【００２５】本発明は前記実情に鑑みてなされたもの
で、極薄チップの取扱いを容易にし、信頼性の高い半導
体装置を提供することを目的とする。

【００２６】しいては基板のスクライブラインに沿って
から歩留まりよく極薄チップに分割する方法を提供する
ことを目的とする。

【００２７】また極薄チップの取扱いの容易なコレット
を提供することを目的とする。

【００２８】

【課題を解決するための手段】そこで本発明の第１で
は、半導体集積回路基板の表面に、半導体装置の分割ラ
インに沿って半導体基板の能動面側から所定の深さの切
り溝を形成し、さらに該能動面側に固定用のシートを貼
着したのち、この半導体集積回路基板を裏面側から切り
溝に到達するまで研磨することにより、個々に分断され
た半導体集積回路チップを得るようにしている。

【００２９】望ましくは、シートの貼着を、紫外線硬化
型接着剤を介して行うようにし、剥離に先立ち、半導体
集積回路基板の表面に紫外線を照射し、紫外線硬化型接
着剤を硬化させ、シートを剥離しやすい状態にする。

【００３０】本発明の第２では先端に磁力発生用の電磁
石を具備し、磁力の発生および消去が可能なコレットを
構成している。

【００３１】また本発明の第３では、半導体チップの能
動面側あるいは裏面側に磁性体領域を形成しておき、先
端に磁力発生用の電磁石を具備したコレットで前記磁性
体領域を磁力によって支持し、リードフレームやフィル
ムキャリアなどのチップ搭載領域に搬送し、磁力を消去
するようにしている。

【００３２】

【作用】上記第１の構成によれば、半導体集積回路基板
の能動面側にシートを貼着して、裏面側から研磨するよ
うにしているため、該半導体集積回路基板が薄くなって
くるに従い次第に半導体集積回路チップに分断されるた
め、破損は大幅に低減される。

【００３３】また、分断された後も、シートは一体とし
て残っており、シートから剥離するまでは一体的に保護
されており、取扱いが容易である。

【００３４】そして、シートの貼着を、紫外線硬化型接
着剤を介して行うようにし、剥離に先立ち、半導体集積
回路基板の表面に紫外線を照射し、紫外線硬化型接着剤
を硬化させるようにすることにより、シートは剥離しや
すい状態となる。

【００３５】このようにシートを剥離し易い状態にし
て、コレットによってシートから１つ１つリード構成体
に搭載するようにすれば取扱いは極めて容易である。

【００３６】また本発明の第２および３では、コレット
が電磁石を具備し磁力によってチップを支持するように
しているため、大型で薄型のチップの場合にも微細な領
域で強固に支持することができ、真空吸引が不要である
ため破損のおそれもない。また、必要に応じて磁力の大
きさを変化できるようにしておくことにより、チップの
大きさや厚さに応じて必要な吸着力で支持することがで
き、チップの破損を防止することができる。さらにま
た、チップの裏面側あるいは素子領域をさけて磁性体領
域を形成するようにすれば、チップの汚染もなく極めて
清浄な表面を保持することができ、半導体装置の歩留ま
りを向上することができる。

【００３７】

【実施例】以下本発明の実施例について、図面を参照し
つつ詳細に説明する。

【００３８】実施例１図１は、本発明の第１の実施例の半導体集積回路基板の
切断方法を示す図である。

【００３９】まず図１(a) および(b) に示すように、厚
さ６００μm 程度のシリコンＩＣ等の半導体集積回路基
板１の能動面側、すなわち集積回路の形成された側に薄
刃カッターを用いてスクライブラインに沿って深さ１０
０μm の溝２を形成する。すなわち集積回路基板１に光
照射を行い、赤外線ビジコンカメラを用いて、回路基板
１に形成されているスクライブラインのパターンをモニ
タＴＶに映し、位置合わせを行いながら高さ調整した薄
刃カッターを走査し、順次半導体集積回路基板１に溝２
を形成する。

【００４０】こののち図２に示すようにこの基板の能動
面側にさらに８０μm のポリエチレンまたはポリオレフ
ィンフィルムからなる固定用シート３を厚さ１０μm の
紫外線硬化型接着剤４を介して貼着する。ここでは固定
用シート３および紫外線硬化型接着剤４としては、両者
が一体化された、Ｄ−６０４ＭＳと指称されているリン
テック社の紫外線硬化型ダイシングシートを用いた。

【００４１】そして、図３に示すように基板の裏面から
シリカ粉末を用いた機械的研磨により該溝２に到達する
まで研磨を行うこのようにして、個々のチップ５に分断
した後、ステージに固定したまま、半導体集積回路基板
１の裏面側に固定シート３Ｒを貼着する。この固定シー
ト３Ｒも表面の固定用シート３と同様厚さ８０μm のポ
リエチレンまたはポリオレフィンフィルムから構成され
紫外線硬化型接着剤４Ｒを介して貼着される。そして図
４に示すように、半導体集積回路基板１の表面側から、
ＵＶ照射を行う。

【００４２】ここで紫外線硬化型接着剤４は、図５に示
すように、硬化して状態変化し４Ｐとなって、接着力が
低下し、剥離しやすい状態となったところで、表面側の
固定用シート３を一括して剥離する。ここで裏面の固定
シート３Ｒの紫外線硬化型接着剤も光が当たった領域で
は接着力が低下するが、この場合は、基板の表面側すな
わち集積回路が形成された側からのＵＶ照射であるた
め、チップの配線パターンのある領域では光が遮断され
ることになり、接着状態を維持することができる。そ
して、図６に示すように裏面を固定シート３Ｒ上に固定
された状態で実装ラインに搬送される。

【００４３】そして固定シート３Ｒを伸ばし、チップ間
間隔を大きくし、貼着面すなわち基板の裏面側から再び
ＵＶ照射を行い、同様に硬化させ、接着力が低下し、剥
離しやすい状態となったところで、コレットを用いて１
個づつ移送し、リードフレームあるいはフィルムキャリ
ア等に位置決めし、装着する。

【００４４】また、シートは分断されることなく、一体
のまま残っている上、ＵＶ照射により、固定用シートの
接着力を低下することができるため、固定用シートの剥
離が容易である。

【００４５】実施例２次に本発明の第２の実施例について説明する。

【００４６】図７(a) および(b) は本発明の第２の実施
例の半導体搭載装置で用いられるコレットを示す裏面図
および断面図である。

【００４７】このコレット２１は先端に磁界発生部２２
を具備した円筒状体で構成されており、内部にコイル２
３を有しスイッチ２４を介して磁界の発生をオンオフす
ることが可能なように構成されている。

【００４８】また図８はここで用いられる極薄の半導体
チップを示す図である。この半導体チップ５は能動面側
５ａの中央部に前記コレットの先端の磁界発生部２２と
同程度の大きさを有するニッケルパターン２７を具備
し、このニッケルパターン２７が前記コレットの先端の
磁界発生部２２からの磁力によって支持されるようにし
たことを特徴とする。

【００４９】このニッケルパターンは素子領域の形成工
程で用いるニッケル層を所望の形状に残すことによって
も容易に得られるが、別に形成しても良い。

【００５０】また図９(a) に示すように、塗布法あるい
選択めっきに磁性体パターン２７ｓを形成するようにし
てもよい。

【００５１】また図９(b) に示すように半導体基板の裏
面側５ｂにスパッタリング法等を用いて磁性体層を形成
しレジストＲ塗布後フォトリソグラフィによりパターニ
ングして選択的に除去することにより磁性体パターン２
７ｓを形成するようにしてもよい。

【００５２】次にこのコレットを用いて半導体基板をリ
ードフレーム上に実装する方法について説明する。

【００５３】まず図１０(a) に示すように、実施例１に
示したのと同様にしてダイシングを行い固定用シート３
（実施例１参照）によって固定されている分割された半
導体チップ５のニッケルパターン２７上にこのコレット
２１を位置決めする。

【００５４】ぞして図１０(b) に示すように、スイッチ
２４をオンし、磁界発生部２２によって磁界を生起し、
コレットの磁力によってチップ５を支持する。

【００５５】そしてこのチップを図１０(c) に示すよう
に、リードフレーム８に位置決めし、スイッチ２４をオ
フし、磁界を消去し、リードフレーム上に載置する。そ
してチップ上のパッドとリードとをワイヤボンディング
により接続を行い、樹脂封止工程などを経て半導体装置
が形成される。

【００５６】この方法によれば、チップの磁性体領域で
あるニッケルパターン２７をコレット先端の磁界発生部
２２からの磁束によって支持するようにしているため、
素子に不自然な力が加わらず素子を破壊するおそれもな
い。

【００５７】また、素子の大きさが変化してもコレット
を交換する必要がないため少量他品種生産にも対応可能
である。さらにまたチップはコレット先端部の磁束によ
ってコレットに引き付けられるためコレットと素子との
位置合わせの自由度も向上する。

【００５８】なお、この例ではコレットの磁界はオンオ
フのみであったが、電磁石に流す電流を可変にしてお
き、チップの重さや強度に応じて磁束の大きさを変化で
きるようにしてもよい。

【００５９】また、図１１(a) および(b) にコレットの
他の実施例を示すように２つの磁界発生部２２ａ，２２
ｂを配設してもよい。このときコイル２３ａ，２３ｂは
電流を流したときに同じ方向に磁束が発生するように構
成される必要がある。

【００６０】次にチップの他の実施例について説明す
る。

【００６１】前記実施例ではチップの能動面の中央部に
ニッケルパターンを形成したが、図１２に示すようにチ
ップの端部にニッケルパターンを形成するようにすれば
実装時に回路に衝撃が与えられるのを防止することがで
きる。９はボンディングパッドである。

【００６２】また図１３に示すようにボンディングパッ
ド２９をニッケルで構成するようにしてもよい。この場
合付加工程を必要とすることなく電磁石コレットに使用
可能な半導体チップを形成することができる。

【００６３】さらにまた図１４に示すようにボンディン
グパッド９の上にニッケルパターン２７を形成しても良
い。なおここではすべてのボンディングパッド９にニッ
ケルパターンを形成したが、一部にのみ形成しても良
い。

【００６４】次にこのボンディングパッド９の上にニッ
ケルパターン２７を形成したチップを用いて実装を行う
方法を図１５(a) 乃至(c) に示す。

【００６５】この例では図１１(a) および(b) に示した
２つの磁界発生部２２ａ，２２ｂを有するコレットを用
いる。実装方法は図１０に示したものと同様であるが、
チップの回路形成面にコレットは接触することなく良好
に維持される。

【００６６】また図１６および図１７に示すようにチッ
プの裏面側５ｂに磁性体領域であるニッケルパターン２
７を形成してもよい。この方法によれば実装基板１０上
の電極配線パターンにバンプ２８を介してチップをフェ
ースダウンで良好に接続することができる。この方法で
はチップの能動面側にまったく接触することなく実装で
きるという効果がある。

【００６７】このように本発明のコレットを半導体素子
搭載装置に用いた場合、半導体チップの動作領域はコレ
ットに接触することなく、搭載作業を行うことができる
ため、チップ表面に触れることのできないチップや、ゴ
ミを嫌うチップの場合にも、使用することができ、信頼
性の高い半導体装置を提供することができる。

【００６８】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明の第１
によれば、半導体集積回路基板の能動面側にスクライブ
ラインに沿って浅い溝を形成し、固定用シートを貼着
し、裏面側から溝に到達するまで研磨することにより、
半導体集積回路チップに分断し、この後このシートを剥
離するようにしているため、極薄チップの信頼性の向上
を図ることができる。

【００６９】また本発明の第２および第３によれば、電
磁石を用いてチップを支持するようにしているため、チ
ップ表面に触れることのできないチップや、ゴミを嫌う
チップの場合にも、使用することができ、信頼性の高い
半導体装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の半導体集積回路装置の
切断工程を示す図。

【図２】本発明の第１の実施例の半導体集積回路装置の
切断方法を示す図。

【図３】本発明の第１の実施例の半導体集積回路装置の
切断工程を示す図。

【図４】本発明の第１の実施例の半導体集積回路装置の
切断工程を示す図。

【図５】本発明の第１の実施例の半導体集積回路装置の
切断工程を示す図。

【図６】本発明の第１の実施例の半導体集積回路装置の
切断工程を示す図。

【図７】本発明の第２の実施例のコレットを示す図。

【図８】本発明の第２の実施例に用いられる半導体集積
回路チップを示す図。

【図９】本発明の第２の実施例に用いられる半導体集積
回路チップの形成工程を示す図。

【図１０】本発明の第２の実施例の実装工程を示す図。

【図１１】本発明の第２の実施例のコレットの変形例を
示す図。

【図１２】本発明の第２の実施例に用いられる半導体集
積回路チップの変形例を示す図。

【図１３】本発明の第２の実施例に用いられる半導体集
積回路チップの変形例を示す図。

【図１４】本発明の第２の実施例に用いられる半導体集
積回路チップの変形例を示す図。

【図１５】本発明の第２の実施例の実装工程の変形例を
示す図。

【図１６】本発明の第２の実施例に用いられる半導体集
積回路チップの変形例を示す図。

【図１７】本発明の第２の実施例の実装工程の変形例を
示す図。

【図１８】従来例の半導体集積回路装置の切断工程を示
す図。

【図１９】従来例のピンセットを示す図

【図２０】従来例のコレットを示す図

【図２１】従来例のコレットを示す図

【図２２】従来例のコレットを用いたチップの支持状態
を示す図

【符号の説明】

１半導体集積回路基板２溝３固定用シート４接着剤層３Ｒ固定用シート４Ｒ接着剤層５チップ６チップ８リードフレーム９ボンディングパッド１０基板２７ニッケルパターン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０１Ｌ 21/78 Ｌ 8617−4ＭＹ 8617−4Ｍ (72)発明者望月正生神奈川県川崎市幸区小向東芝町１株式会社東芝総合研究所内 (72)発明者佐々木衛神奈川県川崎市幸区小向東芝町１株式会社東芝総合研究所内 (72)発明者田沢浩神奈川県川崎市幸区小向東芝町１株式会社東芝総合研究所内 (72)発明者太田英男神奈川県川崎市幸区小向東芝町１株式会社東芝総合研究所内 (72)発明者山地泰弘神奈川県川崎市幸区小向東芝町１株式会社東芝総合研究所内 (72)発明者蛭田陽一神奈川県川崎市幸区小向東芝町１株式会社東芝総合研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】半導体基板に素子領域を形成し多数の半
導体装置を形成する工程と該半導体装置の分割ラインに
沿って半導体基板の能動面側から所定の深さの切り溝を
形成する溝形成工程と前記半導体基板の能動面側に固定
用のシートを貼着するシート貼着工程と、前記半導体基板を裏面側から前記切り溝に到達するまで
研磨する研磨工程と前記シートから剥離し、個々の半導
体チップに分断し、複数のリードを含むリード構成体に
実装する実装工程とを含むことを特徴とする半導体装置
の製造方法。
【請求項２】コレット本体とコレット本体の先端に配
設された電磁石からなる磁界発生部と前記磁界発生部の
磁力の発生および消去を行う切り替え手段とを具備した
ことを特徴とするコレット。
【請求項３】先端に電磁石からなる磁界発生部を具備
したコレットの磁界発生部を、半導体チップの能動面側
あるいは裏面側に形成された磁性体領域に近付け、磁界
を発生させる工程と前記磁界発生部によって、前記半導
体チップの前記磁性体領域を磁力によって支持し、半導
体チップ搭載領域に搬送する工程と前記磁界発生部の磁
界を消去し、前記半導体チップをコレットから解放する
工程とを含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。