JP5101157B2 - Manufacturing method of semiconductor device - Google Patents
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Description
本発明は、半導体装置の製造方法に関し、特に支持体を用いた半導体装置の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and more particularly to a method for manufacturing a semiconductor device using a support.
近年、新たなパッケージ技術としてCSP(Chip Size Package)が注目されている。CSPとは、半導体チップの外形と略同一サイズの外形を有する小型のパッケージをいう。そして、CSPの一種としてBGA(Ball Grid Array)型の半導体装置が知られている。BGA型の半導体装置は、ハンダ等の金属材料から成るボール状の端子がパッケージの一方の面上に複数配列されたものである。 In recent years, CSP (Chip Size Package) has attracted attention as a new packaging technology. CSP refers to a small package having an outer shape that is approximately the same size as the outer shape of a semiconductor chip. A BGA (Ball Grid Array) type semiconductor device is known as a kind of CSP. A BGA type semiconductor device has a plurality of ball-shaped terminals made of a metal material such as solder arranged on one surface of a package.
また、実装密度を高めるために、半導体チップの薄型化が要求されており、この要求を満たすためにも半導体基板を薄くする必要がある。しかしながら、半導体基板が薄くなると、製造工程において強度低下による反りや破損が生じるために搬送が不可能になってしまう。そのため、ガラス基板や保護テープ等の支持体を半導体基板の一方の面に貼り合わせ、支持体の貼り合わされていない面を研削して半導体基板を薄くすることが行われている。 Further, in order to increase the mounting density, it is required to reduce the thickness of the semiconductor chip, and it is necessary to make the semiconductor substrate thinner in order to satisfy this requirement. However, if the semiconductor substrate becomes thin, warping or breakage due to a decrease in strength occurs in the manufacturing process, which makes conveyance impossible. Therefore, a support such as a glass substrate or a protective tape is bonded to one surface of the semiconductor substrate, and the surface of the support that is not bonded is ground to thin the semiconductor substrate.
図20は、従来のBGA型であって、支持体を備える半導体装置の概略を示す断面図である。シリコン(Si)等から成る半導体基板100の表面には、CCD(Charge Coupled Device)型イメージセンサやCMOS型イメージセンサ等の素子から成る半導体集積回路101が形成され、更に、半導体集積回路101と電気的に接続されたパッド電極102が絶縁膜103を介して形成されている。パッド電極102は、シリコン窒化膜等から成るパッシベーション膜104で被覆されている。
FIG. 20 is a cross-sectional view schematically showing a conventional BGA type semiconductor device including a support. On the surface of the
半導体基板100の表面上には、ガラス基板等の支持体105がエポキシ樹脂等から成る接着層106を介して貼り合わされている。支持体105は、製造工程の中で薄型化される半導体基板100を強固に保持するため、及び支持体105自身の反りや破損を防止するために厚く、例えば薄型化後の半導体基板100の厚みが100μm程度とすると、支持体105の厚みは400μm程度である。
On the surface of the
半導体基板100の側面及び裏面上にはシリコン酸化膜やシリコン窒化膜等から成る絶縁膜107が形成されている。絶縁膜107上には、パッド電極102と電気的に接続された配線層108が、半導体基板100の側面及び裏面に沿って形成されている。また、絶縁膜107及び配線層108を被覆して、ソルダーレジスト等から成る保護層109が形成されている。保護層109の所定領域には開口部が形成され、この開口部を通して配線層108と電気的に接続されたボール状の導電端子110が形成されている。
An
このような半導体装置は、個々の半導体装置の境界である所定のダイシングラインDLに沿って支持体105及び保護層109等をダイシングブレードで個別に切り分ける工程(いわゆるダイシング工程)を経ることによって製造されていた。
Such a semiconductor device is manufactured through a process (so-called dicing process) in which the
上述した技術は、例えば以下の特許文献に記載されている。
しかしながら、近年チップサイズが微細化しているため、一枚のウェハに対するダイシングラインDLの数は増加している。そのため、上述したようにダイシングラインDLを個別に切り分ける従来の製造方法では、ダイシング工程に長時間を要するという問題があった。特に、ガラス基板のような剛性の高い基板を支持体105として用いると、支持体105を切断することが困難であり、このこともダイシング工程に長時間を要する一因となる。
However, since the chip size has been miniaturized in recent years, the number of dicing lines DL for one wafer is increasing. Therefore, the conventional manufacturing method in which the dicing lines DL are individually cut as described above has a problem that the dicing process takes a long time. In particular, when a highly rigid substrate such as a glass substrate is used as the
また、電子機器の更なる高機能化,薄型化が要求されているため、信頼性の高い半導体装置をより薄く製造する技術が求められていた。 In addition, since electronic devices are required to have higher functionality and thinner thickness, there has been a demand for a technique for manufacturing a highly reliable semiconductor device thinner.
そこで本発明は、製造工程を簡略化して生産性を向上させることが出来る半導体装置の製造方法を提供することを目的とし、さらには半導体装置の薄型化を図ることを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a semiconductor device that can improve the productivity by simplifying the manufacturing process, and further to reduce the thickness of the semiconductor device.
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その主な特徴は以下のとおりである。すなわち、本発明の半導体装置の製造方法は、ウェハ状の半導体基板の表面側と支持体の表面とを貼り合わせる工程と、前記半導体基板の一部を除去する工程と、前記支持体の表面に、前記支持体の厚み方向の途中に至る溝を形成する工程と、前記溝が前記支持体の裏面から表出するまで前記支持体の裏面をエッチングし、前記支持体を分割することにより個々の半導体装置を得る工程とを有することを特徴とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and its main features are as follows. That is, the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention includes a step of bonding a surface side of a wafer-like semiconductor substrate and a surface of a support, a step of removing a part of the semiconductor substrate, and a surface of the support. The step of forming a groove extending in the middle of the thickness direction of the support, and etching the back surface of the support until the groove is exposed from the back surface of the support, thereby dividing the support And a step of obtaining a semiconductor device.
また、本発明の半導体装置の製造方法は、ウェハ状の半導体基板の表面側にテープを貼り合わせ、前記テープ上に支持体の表面を貼り合わせる工程と、前記半導体基板の一部を除去する工程と、前記テープの前記半導体基板側の面に、前記テープの厚み方向の途中に至る溝を形成する工程と、前記半導体基板の側面及び裏面上に形成され、かつ前記溝に対応する位置に開口部を有する保護層を形成する工程と、前記テープが前記支持体の裏面側から露出するまで前記支持体の裏面をエッチングする工程と、露出した前記テープに溶解剤を供給して前記半導体基板から前記テープを剥がし、前記半導体基板と前記支持体とを分離することにより、個々の半導体装置を得る工程とを有することを特徴とする。 The method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention includes a step of bonding a tape to the surface side of a wafer-like semiconductor substrate, a step of bonding a surface of a support on the tape, and a step of removing a part of the semiconductor substrate. And forming a groove extending in the thickness direction of the tape on the surface of the tape on the semiconductor substrate side, and being formed on a side surface and a back surface of the semiconductor substrate and opening at a position corresponding to the groove. Forming a protective layer having a portion, etching the back surface of the support until the tape is exposed from the back surface side of the support, and supplying a dissolving agent to the exposed tape from the semiconductor substrate. And removing the tape to separate the semiconductor substrate and the support to obtain individual semiconductor devices.
また、本発明の半導体装置の製造方法は、ウェハ状の半導体基板の表面側と支持体の表面とを貼り合わせる工程と、前記半導体基板の一部を除去する工程と、前記支持体の表面に、前記支持体の厚み方向の途中に至る溝を形成する工程と、前記支持体の裏面の少なくとも前記溝に対応する位置をエッチングし、前記溝に対応する位置の支持体の厚みを薄くする工程と、負荷を前記支持体に加え、前記支持体を前記溝に沿って分割することにより個々の半導体装置を得る工程とを有することを特徴とする。 The method for manufacturing a semiconductor device of the present invention includes a step of bonding a surface side of a wafer-like semiconductor substrate and a surface of a support, a step of removing a part of the semiconductor substrate, and a surface of the support. A step of forming a groove extending in the middle of the thickness direction of the support, and a step of etching at least a position corresponding to the groove on the back surface of the support to reduce a thickness of the support at a position corresponding to the groove. And a step of obtaining individual semiconductor devices by applying a load to the support and dividing the support along the groove.
本発明によれば、ダイシングラインを個別に切り分けることなく、一回的な処理で個片化された半導体装置を得ることができるため、ダイシング工程に要する時間を大幅に短縮することができ、生産性を向上させることができる。 According to the present invention, it is possible to obtain a semiconductor device separated by a single process without dividing the dicing lines individually, so that the time required for the dicing process can be greatly reduced, Can be improved.
次に、本発明の第1の実施形態について図面を参照しながら説明する。図1乃至図9は、それぞれ製造工程順に示した断面図または平面図である。なお、以下に説明する製造工程は、ウェハ状の半導体基板を用いて行われるものであり、所定のダイシングラインDLを境界として多数の半導体装置がマトリクス状に多数形成されることになるが、便宜上その一つの半導体装置が形成される工程を説明する。 Next, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 to 9 are sectional views or plan views respectively shown in the order of manufacturing steps. Note that the manufacturing process described below is performed using a wafer-like semiconductor substrate, and a large number of semiconductor devices are formed in a matrix with a predetermined dicing line DL as a boundary. A process for forming the one semiconductor device will be described.
まず、図1に示すように、その表面に半導体集積回路1(例えば、CCDセンサー,CMOSセンサー,照度センサー等の受光素子や発光素子、トランジスタ等の半導体素子が集積されて構成されたドライバ回路やロジック回路、それらと接続された配線等)が形成されたシリコン(Si)等から成るウェハ状の半導体基板2を準備する。半導体基板2は、例えば300μm〜700μm程度の厚さになっている。そして、半導体基板2の表面上に絶縁膜3(例えば、熱酸化法やCVD法等によって形成されたシリコン酸化膜)を例えば2μmの膜厚に形成する。
First, as shown in FIG. 1, a semiconductor integrated circuit 1 (for example, a driver circuit in which a light receiving element such as a CCD sensor, a CMOS sensor, and an illuminance sensor, a light emitting element, and a semiconductor element such as a transistor are integrated on its surface, A wafer-
次に、スパッタリング法やメッキ法、その他の成膜方法によりアルミニウム(Al)やアルミニウム合金や銅(Cu)等の金属層を形成し、その後不図示のレジスト層をマスクとして当該金属層をエッチングし、絶縁膜3上にパッド電極4を例えば1μmの膜厚に形成する。パッド電極4は、半導体集積回路1やその周辺素子と不図示の配線を介して電気的に接続された外部接続用の電極である。そして、後述する導電端子15からパッド電極4を介して電源電圧や接地電圧あるいは種々の信号が半導体集積回路1や半導体基板2等に供給される。なお、パッド電極4の配置位置に限定はなく、半導体集積回路1上に配置することもできる。
Next, a metal layer such as aluminum (Al), aluminum alloy, or copper (Cu) is formed by sputtering, plating, or other film formation methods, and then the metal layer is etched using a resist layer (not shown) as a mask. The
次に、半導体基板2の表面にパッド電極4の一部上あるいは全部を被覆するパッシベーション膜5(例えば、CVD法により形成されたシリコン窒化膜)を形成する。図1では、パッド電極4の一部上を被覆するようにしてパッシベーション膜5が形成されている。
Next, a passivation film 5 (for example, a silicon nitride film formed by a CVD method) that covers part or all of the
次に、パッド電極4を含む半導体基板2の表面上に、エポキシ樹脂,ポリイミド(例えば感光性ポリイミド),レジスト,アクリル等から成る接着層6を介してウェハ状の支持体7を貼り合わせる。本実施形態では、支持体7の半導体基板2側の面を表面、他方の面を裏面とする。なお、半導体集積回路1が受光素子や発光素子を含む場合、接着層6は半導体集積回路1から放射される光、あるいは半導体集積回路1に入射される光の通り道になるため、透明であって光を透過させる性状の良好な材料から成ることが好ましい。
Next, a wafer-
支持体7は、例えばフィルム状の保護テープでもよいし、ガラスや石英,セラミック,金属等の剛性の基板であってもよいし、樹脂から成るものでもよい。支持体7は、半導体基板2を支持すると共にその素子表面を保護する機能を有するものであり、その膜厚は例えば約400μm程度である。なお、半導体集積回路1が受光素子や発光素子を含む場合には、支持体7は透明もしくは半透明の材料から成り、光を透過させる性状を有するものである。
The
次に、半導体基板2の裏面に対して裏面研削装置(グラインダー)を用いてバックグラインドを行い、半導体基板2を所定の厚さ(例えば100μm程度)まで薄くする。なお、当該研削工程はエッチング処理でもよいし、グラインダーとエッチング処理の併用でもよい。なお、最終製品の用途や仕様,準備した半導体基板2の当初の厚みによっては、当該研削工程を行う必要がない場合もある。
Next, back grinding is performed on the back surface of the
次に、図2に示すように、半導体基板2のうちパッド電極4に対応する所定の領域のみを、半導体基板2の裏面側から選択的にエッチングし、絶縁膜3を一部露出させる。以下、この露出部分を開口部8とする。これによりウェハ状の半導体基板2は、図3A,Bに示すような島状に分割される。
Next, as shown in FIG. 2, only a predetermined region corresponding to the
当該半導体基板2の選択的なエッチングについて、図3A,Bを参照して説明する。図3A,Bは、半導体基板2側から見た概略平面図であり、図2は図3A,BのX−X線に沿った断面図に対応するものである。
The selective etching of the
図3Aに示すように、半導体基板2を支持体7の幅よりも狭い、略長方形の形状にエッチングすることもできる。また、図3Bに示すように、パッド電極4が形成された領域のみをエッチングすることで、半導体基板2の外周が凹凸状になるように構成することもできる。後者の方が、半導体基板2と支持体7の重畳する面積が大きく、支持体7の外周近くまで半導体基板2が残る。そのため、半導体基板2に対する支持体7の支持強度を向上させる観点からは、後者の構成が好ましい。また、後者の構成によれば、半導体基板2と支持体7の熱膨張率の差異による支持体7の反りが防止できるため、半導体装置のクラックや剥離が防止できる。なお、図3A,Bで示した平面形状とは別の形状に半導体基板2をデザインすることも可能である。なお、以後は半導体基板2を図3Aで示したようにエッチングした場合の製造工程を説明する。
As shown in FIG. 3A, the
また、本実施形態では半導体基板2の横幅が表面側に近付くほど広がるように、半導体基板2の側壁が斜めにエッチングされているが、半導体基板2の幅が一定であり、その側壁が支持体7の主面に対して垂直となるようにエッチングすることもできる。
In the present embodiment, the side wall of the
次に、開口部8内を含め、半導体基板2の側面及び裏面上にプラズマCVD法等によって形成されたシリコン酸化膜やシリコン窒化膜等の絶縁膜9を形成する。次に、不図示のレジスト層をマスクとして、絶縁膜3及び絶縁膜9を図4に示すように選択的にエッチングする。このエッチングにより、パッド電極4の一部上からダイシングラインDLに至る領域にかけて形成された絶縁膜3及び絶縁膜9が選択的に除去され、開口部8の底部においてパッド電極4の少なくとも一部が露出される。
Next, an insulating
次に、スパッタリング法やメッキ法、その他の成膜方法により、配線層10となるアルミニウム(Al)や銅(Cu)等の金属層を例えば1μmの膜厚で形成する。その後、不図示のレジスト層をマスクとして当該金属層を選択的にエッチングする。このエッチングによって当該金属層は、図5に示すように、パッド電極4と接続され、半導体基板2の側面及び裏面上に形成された配線層10となる。
Next, a metal layer such as aluminum (Al) or copper (Cu) to be the
次に、配線層10を被覆する不図示の電極接続層(例えば、ニッケル層と金層の積層)を形成する。電極接続層を形成するのは、アルミニウム等から成る配線層10と、ハンダ等から成る導電端子15は接合しにくいという理由や、導電端子15の材料が配線層10側に流入してくることを防止するという理由による。なお、保護層14の形成後に当該電極接続層を形成することも可能である。
Next, an electrode connection layer (not shown) that covers the wiring layer 10 (for example, a laminate of a nickel layer and a gold layer) is formed. The electrode connection layer is formed because the
次に、ダイシングブレードやドライエッチングによって、半導体基板2側から絶縁膜3,接着層6及び支持体7の表面を一部除去することで、支持体7の厚み方向の途中に至る溝11を形成する。溝11は、個々の半導体装置の境界(ダイシングラインDL)に沿って、支持体7の表面に対して縦横方向に多数形成される。なお、溝11の断面形状は、接着層6の側面が露出されるのであれば、図6に示すようなV字形状に限定されず楕円形状や略長方形状等でも構わないが、後述する保護層12の溝11内での被覆性を良好にする観点からはV字形状とするか、あるいは上部(半導体基板2の表面に近い部分)が外側に湾曲した形状とすることが好ましい。溝11の深さは、個片化後の支持体7の厚さを考慮して設定し、例えば最終的な支持体7の厚さを50μm程度にするのであれば、支持体7の表面から約70μm程度の深さ位置に底部が配置されるように溝11を形成する。なお、ダイシングブレードによって溝11を形成した場合であっても、ダイシングブレードを用いる工程は当該工程のみであって、後述するように個々の半導体装置を得る工程ではダイシングブレードを用いない。従って、溝11の形成工程、及び個々の半導体装置を得るための工程の両工程でダイシングブレードを用いる製造方法に比べ、本実施形態はダイシングブレードを用いる工程が少ないため、製造工程全体として要する時間を短縮することができる。
Next, a part of the surface of the insulating
次に、後述する導電端子15の形成領域及び溝11に対応する位置に開口部12,13を有する保護層14を、例えば10μmの厚みで形成する。保護層14の形成は例えば以下のように行う。まず、塗布・コーティング法によりポリイミド系樹脂、ソルダーレジスト等の有機系材料を全面に塗布し、熱処理(プリベーク)を施す。次に、塗布された有機系材料を露光・現像して所定領域を露出させる開口を形成し、その後これに熱処理(ポストベーク)を施す。これにより、導電端子15の形成領域及び溝11に対応する位置に開口部12,13を有する保護層14を得る。本実施形態の保護層14は、接着層6の側面を完全に被覆するが、支持体7の側面は半導体基板2に近い部分のみが被覆され、少なくともダイシングラインDL上に保護層14が形成されないようになっている。換言すれば、支持体7の表面から溝11の底部に至る途中に保護層14の端部が配置されており、溝11の底部では保護層14が形成されていない。このように保護層14の溝11に対応する位置に開口部13を形成しておくことで、後述する支持体7の裏面エッチング工程後に、隣接する半導体装置が保護層14で繋がることは防止され、各半導体装置を適切に分離させることができる。
Next, a
次に、保護層14の開口部12から露出した電極接続層上に導電材料(例えばハンダ)をスクリーン印刷し、この導電材料を熱処理でリフローさせることで、図7に示すようにボール状の導電端子15を形成する。なお、導電端子15の形成方法は上記に限定されることはなく、電解メッキ法や、ディスペンサを用いてハンダ等を所定領域に塗布するいわゆるディスペンス法(塗布法)等で形成することもできる。このようにして、パッド電極4は配線層10を介して導電端子15と電気的に接続される。
Next, a conductive material (for example, solder) is screen-printed on the electrode connection layer exposed from the
次に、半導体基板2の裏面側から液状のレジスト材料をスピン塗布し、溝11の内壁を含めて導電端子15や保護層12等の全体をレジスト層16で被覆する。レジスト層16は、半導体基板2が埋設される程度の厚みを有している。次に、熱処理を施すことにより、当該レジスト層16を硬化させる。なお、開口部13を介して溝11内にレジスト層16が充填されるため、溝11の底部でレジスト層16と支持体7とが接触している。
Next, a liquid resist material is spin-coated from the back surface side of the
次に、半導体基板2の裏面上に例えばフィルム状のUVテープやガラス基板等の保護部材17を貼り合わせる。保護部材17は、以下に述べる支持体7の裏面エッチング工程やその後の搬送の際に半導体基板2を保持するとともに、導電端子15等を保護する機能を有する。
Next, a
次に、図8に示すように、支持体7の裏面から溝11及びレジスト層16が表出するまで支持体7の裏面全体を均一にエッチングし、支持体7を所定の厚さ(例えば50μm程度)に薄くする。エッチング方法としては、裏面研削装置(グラインダー)を用いて機械的にエッチングするか、あるいは基板を回転させながらフッ酸等を含む薬液を用いてエッチングを行うスピンウェットエッチングが好ましい。ただし、支持体7の裏面全体をエッチングする方法であればディップエッチング等の他のエッチング方法でもよい。当該支持体7のエッチングは、予め算出したエッチングレートに基づいて時間で管理するか、あるいは光学的な装置によってレジスト層16の露出を検知すること等の方法によって終了させる。こうして、ウェハ状の支持体7は島状に個片化され、つまりはチップ状に個片化された半導体装置20が一括して形成される。
Next, as shown in FIG. 8, the entire back surface of the
なお、支持体7の裏面から溝11が表出されても、溝11内にはレジスト層16が形成され、半導体基板2の裏面上には保護部材17が貼り合わされている。そのため、各半導体装置20がバラバラになることはない。また、レジスト層16及び保護部材17が障壁となるため、薬液等の腐食物質は半導体基板2側に浸入せず、半導体装置20の動作特性が劣化することは無い。
Even if the
また、支持体7の裏面エッチング後、各半導体装置20は保護部材17に貼り合わされた状態で搬送されることになるが、隣り合う半導体装置20の間はレジスト層16で隙間無く充填されている。そのため、搬送の際に隣り合う半導体装置20同士が擦れ合って欠ける等の機械的損傷は起き難くなっている。
In addition, after the back surface etching of the
次に、支持体7の裏面側から所定の溶解剤を供給して露出されたレジスト層16を溶かし、その後保護部材17から個片化された半導体装置20をピックアップする。保護部材17がUVテープである場合には、紫外線を保護部材17に照射してその粘着性を低減させることで、半導体装置20を容易にピックアップすることができる。なお、支持体7の裏面上に新たに別のテープを貼り合わせ、次に保護部材17を剥がし、次に半導体基板2の裏面側から溶解剤を供給してレジスト層16を溶解させてもよい。
Next, a predetermined dissolving agent is supplied from the back side of the
以上の工程により、図9に示すように、チップサイズパッケージ型の半導体装置20が完成する。半導体装置20は、導電端子15を介してプリント基板等に実装される。
Through the above steps, as shown in FIG. 9, the chip size package
以上説明した第1の実施形態では、従来のようにダイシングラインDLを個別に切り分けて個々の半導体装置を得るのではなく、支持体7の裏面全体をエッチングすることで各半導体装置を得ている。従って、全ての半導体装置が一括して個片化されるため、ダイシング工程に要する時間を大幅に短縮することができ、生産性を飛躍的に向上させることができる。
In the first embodiment described above, each semiconductor device is obtained by etching the entire back surface of the
また、第1の実施形態では、支持体7の薄型化が半導体装置の個片化と同時に図られているため、従来に比して薄型の半導体装置を効率よく製造することができる。また、支持体7の薄型化は、配線層10や導電端子15や保護層14等の半導体装置の構成要素が全て形成された後に行われているので、薄型化による支持体7の剛性の低下が各構成要素の形成段階で影響を与えることはない。
In the first embodiment, since the
また、支持体7の裏面エッチングによって支持体7の裏面から溝11が表出されても、溝11内にはレジスト層16が形成され、半導体基板2の裏面上には保護部材17が貼り合わされている。そのため、腐食物質(例えば、支持体7の裏面エッチングの際に生じた微粒子や、当該エッチング工程に使用した薬液等)が半導体基板2側に浸入することはなく、品質の劣化を抑えることができる。
Even if the
また、第1の実施形態では、接着層6の側面が保護層12で完全に被覆され、支持体7の側面のうち半導体基板2に近い側が被覆されている。そのため、接着層6が外気に触れることは抑えられ、半導体集積回路1や接着層6への腐食物質(例えば水分)の浸入を防止することができる。
In the first embodiment, the side surface of the
次に、本発明の第2の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、第1の実施形態と同様の構成及び製造工程については、同一符号を示してその説明を省略する。 Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, about the structure and manufacturing process similar to 1st Embodiment, the same code | symbol is shown and the description is abbreviate | omitted.
第1の実施形態では、図8に示すように、支持体7の厚み方向の途中まで支持体7の裏面をエッチングしていた。これに対して第2の実施形態では、支持体7を全てエッチングする工程を採用している点が特徴である。当該支持体7のエッチングは、例えばエッチングレートを管理することによって、支持体7が全てエッチングされた時点で終了させる。かかる工程を経ることによって、図10に示すように、最上面が接着層6となる半導体装置25を得ることができる。この場合、接着層6が半導体基板2の表面上を保護する役割を有する。
In the first embodiment, as shown in FIG. 8, the back surface of the
第2の実施形態においても、第1の実施形態と同様に各半導体装置が全て一括して個片化されるため、ダイシング工程に要する時間を大幅に短縮することができ、生産性を向上させることができる。また、支持体7の厚みがなくなるため、第1の実施形態よりも更に薄型の半導体装置を得ることができる。
In the second embodiment as well, the semiconductor devices are all separated into pieces as in the first embodiment, so that the time required for the dicing process can be greatly shortened and the productivity is improved. be able to. Further, since the thickness of the
次に、本発明の第3の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、第1及び第2の実施形態と同様の構成及び製造工程については、同一符号を示してその説明を省略する。 Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, about the structure and manufacturing process similar to 1st and 2nd embodiment, the same code | symbol is shown and the description is abbreviate | omitted.
第1及び第2の実施形態では、接着層6が半導体基板2と支持体7との間に一様に形成されていた。これに対して第3の実施形態では、図11に示すように、接着層30が部分的に形成されており、半導体基板2と支持体7との間にキャビティ31が形成されている点が特徴である。キャビティ31は、半導体基板2,接着層30、支持体7とで囲まれた内部空間であり、例えば半導体基板2の表面上に接着層30の材料を環状に塗布し、その後支持体7を貼り合わせることで形成される。
In the first and second embodiments, the
このようにキャビティ31を有する状態で、図7及び図8を用いて説明したのと同様に支持体7の裏面を溝11が表出するまでエッチングすると、キャビティ31を備える半導体装置が形成される。
When the back surface of the
ところで、半導体集積回路1上に接着層が形成されていると、当該半導体装置の品質が低下することがある。例えば、半導体集積回路1が受光素子や発光素子を含む場合には、半導体集積回路1への光の入射(あるいは半導体集積回路1からの光の放射)が接着層によって妨げられ、所望の品質が得られないことがある。また、ブルーレイ(Blu-Ray)のような特定の波長の光によって接着層が劣化し、その劣化した接着層によって半導体装置の動作品質が低下するという問題がある。
By the way, if an adhesive layer is formed on the semiconductor integrated
第3の実施形態では、キャビティ31の形成によって、半導体集積回路1と支持体7との間に接着層が介在しない。そのため、接着層の存在によって動作品質が低下する装置(例えば、ブルーレイ受光用の半導体装置)に有効な構成である。
In the third embodiment, the formation of the
また、図11に示すようにキャビティ31を有した状態で、第2の実施形態で説明したように支持体7を全てエッチングした場合には、図12に示すように半導体集積回路1上に開口部32を有する接着層30を備えた半導体装置が形成される。
When the
次に、開口部32を有する接着層30を備えた半導体装置を垂直方向に複数個積層した、積層型の半導体装置について図13を参照しながら説明する。図13では、半導体装置35,36が順に積層された積層型の半導体装置37の断面図を示している。なお、半導体装置35,36は、開口部32から外部に露出したパッド電極38を備えている。パッド電極38は、開口部32から外部に露出している点を除いて既に説明したパッド電極4と同様の構成である。
Next, a stacked semiconductor device in which a plurality of semiconductor devices including the
積層型の半導体装置37は、各半導体装置35,36が完成した後、半導体装置36の導電端子15を半導体装置35のパッド電極38と整合するように重ね合わせ、その後例えば熱圧着法で導電端子15とパッド電極38とを接続することで完成する。なお、半導体装置36上に別の半導体装置を積層させることも当然可能である。このような積層型の半導体装置37は支持体7を有しないため、積層構造の高さを最小限にすることができる。
In the
次に、本発明の第4の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、第1乃至第3の実施形態と同様の構成及び同様の製造工程については、同一符号を示してその説明を省略する。 Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, about the structure similar to 1st thru | or 3rd Embodiment, and the same manufacturing process, the same code | symbol is shown and the description is abbreviate | omitted.
第1乃至第3の実施形態では、支持体7の裏面全体を均一にエッチングしていた。これに対して第4の実施形態では、支持体7の裏面を部分的にエッチングするプロセスを採用する。まず、図14に示すように、溝11やレジスト層16を形成し、半導体基板2の裏面上に保護部材17を貼り合わせた後、溝11に対応する位置に開口部40を有するレジスト層41を支持体7の裏面上に選択的に形成する。
In the first to third embodiments, the entire back surface of the
次に、図15に示すように、レジスト層41をマスクとして支持体7の裏面を部分的にエッチングして開口部42を形成する。開口部42は、溝11と対応する位置、すなわち個々の半導体装置の境界に沿って、支持体7の裏面に対して縦横方向に多数形成される。当該エッチングは、開口部42が溝11まで到達して、溝11及びレジスト層16が表出されるまで行い、これによってウェハ状の支持体7は島状に個片化され、チップ状に個片化された半導体装置43が一括して形成される。エッチング方法としては、一度に大量の基板を処理して製造工程の時間の短縮を図る観点からウェットエッチングが好ましい。この場合には、所定の薬液を満たした容器内に上記レジスト層41が形成された状態で浸せばよい。なお、支持体7の裏面エッチングは、ドライエッチングやサンドブラストにより行ってもよい。
Next, as shown in FIG. 15, the
なお、図15では、裏面から溝11に到達するまで支持体7の側壁が斜めにエッチングされているが、ドライエッチングやサンドブラスト等の異方性エッチングにより支持体7をエッチングした場合には、当該側壁を支持体7の主面に対して略垂直にすることもできる。
In FIG. 15, the side wall of the
次に、開口部42から所定の溶解剤を供給してレジスト層16を溶解させ、その後保護部材17から各半導体装置43をピックアップする。
Next, a predetermined dissolving agent is supplied from the
以上説明した第4の実施形態では、従来のようにダイシングラインDLを個別に切り分けて個々の半導体装置を得るのではなく、個々の半導体装置の境界に沿った開口部42を有するレジスト層41を用いて支持体7の裏面を部分的にエッチングすることで個々の半導体装置を得ている。従って、全ての半導体装置が一括して個片化されるため、ダイシング工程に要する時間を大幅に短縮することができ、生産性を飛躍的に向上させることができる。
In the fourth embodiment described above, the dicing lines DL are not individually separated as in the prior art to obtain individual semiconductor devices, but the resist
次に、本発明の第5の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、第1乃至第4の実施形態と同様の構成及び製造工程については、同一符号を示してその説明を省略する。 Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, about the structure and manufacturing process similar to 1st thru | or 4th Embodiment, the same code | symbol is shown and the description is abbreviate | omitted.
図16に示すように、半導体基板2の表面上に、接着層6を介してテープ50を貼り合わせ、テープ50上に支持体7を貼り合せる。テープ50は、例えばポリイミドから成り、接着層6や後述する保護層53とは異なる材料からであることが好ましい。テープ50を除去する際にテープ50の粘性を低下させる溶剤を供給することがあるため、その際に接着層6や保護層53が同時に除去されないようにするためである。次に、第1の実施形態と同様の工程で開口部8,絶縁膜9,配線層10等を形成する。
As shown in FIG. 16, the
次に、図17に示すように、ダイシングブレードやドライエッチングによって、半導体基板2側から絶縁膜3,接着層6及びテープ50を一部除去することで、テープ50の厚み方向の途中に至る溝51を形成する。溝51は、個々の半導体装置の境界(ダイシングラインDL)に沿って、テープ50の表面に対して縦横方向に多数形成される。
Next, as shown in FIG. 17, the insulating
次に、導電端子15の形成領域及び溝51に対応する位置に開口部12,52を有するソルダーレジスト等から成る保護層53を形成する。本実施形態の保護層53は、接着層6の側面を完全に被覆するが、テープ50の側面は半導体基板2に近い部分のみが被覆され、少なくともダイシングラインDL上に保護層53が形成されないようになっている。換言すれば、保護層53は、接着層6の側面から溝51の底部に至る途中にその端部が配置されており、溝51の底部では保護層53が形成されていない。このように溝51に対応する位置に開口部52を形成することで、テープ50を除去した際に隣接する半導体装置が保護層53で繋がることは防止され、各半導体装置を適切に分離させることができる。
Next, a
次に、図18に示すように、保護層53の開口部12から露出した電極接続層上に導電端子15を形成する。次に、半導体基板2の裏面側からレジスト材料を塗布し、溝51の内壁を含めて導電端子15や保護層53等の全体をレジスト層16で被覆する。なお、溝51の底部でレジスト層16とテープ50とが接触している。次に、半導体基板2の裏面上に保護部材17を貼り合わせる。
Next, as shown in FIG. 18, the
次に、図15を用いて説明したようにレジスト層41を用いて支持体7を部分的にエッチングしてテープ50を露出させる。次に、所定の溶解剤を露出したテープ50に供給してテープ50を除去して半導体基板2と支持体7とを分離させる。次に、レジスト層16を除去し、保護部材17から個片化された半導体装置54をピックアップする。以上の工程により、チップサイズパッケージ型の半導体装置54が完成する。
Next, as described with reference to FIG. 15, the
第5の実施形態においても、第1乃至第4の実施形態と同様に各半導体装置は全て一括して個片化されるため、ダイシング工程に要する時間を大幅に短縮することができ、生産性を向上させることができる。また、支持体7の厚みがなくなるため、薄型の半導体装置を得ることができる。
Also in the fifth embodiment, since all the semiconductor devices are singulated at once as in the first to fourth embodiments, the time required for the dicing process can be greatly reduced, and the productivity is improved. Can be improved. Further, since the thickness of the
次に、本発明の第6の実施形態について説明する。なお、第1乃至第5の実施形態と同様の構成及び製造工程についてはその説明を省略するか簡略する。 Next, a sixth embodiment of the present invention will be described. The description of the same configuration and manufacturing process as those in the first to fifth embodiments is omitted or simplified.
第1の実施形態では、図7に示すように、溝11の内壁を含めて導電端子15や保護層12等の全体をレジスト層16で被覆していた。これに対して第6の実施形態では、レジスト層16を形成せずに、半導体基板2の裏面上に保護部材17を貼り合わせる。レジスト層16が形成されていない点を除いては図7と同様の構成であるため、第6の実施形態の図示は省略する。
In the first embodiment, as shown in FIG. 7, the entire
次に、支持体7の裏面全体を均一にエッチングするか、あるいは、溝部11に対応する位置に開口部を有するレジスト層を支持体7の裏面に選択的に形成して(図14参照)、当該レジスト層をマスクとして支持体7を部分的にエッチングする。
Next, the entire back surface of the
ここで、第1,第4の実施形態では、溝11が表出されるまでエッチングを行い、これによってウェハ状の支持体7は個片化され、チップ状に個片化された半導体装置が一括して形成されていた。これに対して第6の実施形態では、溝11が表出される手前で支持体7のエッチングをストップさせる。つまり、溝11に対応する位置では支持体7の厚みを非常に薄くさせる。当該位置における支持体7の厚みは例えば50〜100μmである。なお、溝11が表出されるまでエッチングを行わないため、レジスト層16を形成しなくても支持体7が障壁となって腐食物質(例えば、支持体7の裏面エッチングの際に生じた微粒子や、当該エッチング工程に使用した薬液等)は半導体基板2側に浸入することがなく、品質の劣化を抑えることができる。
Here, in the first and fourth embodiments, etching is performed until the
次に、この支持体7が薄くなった部位に対して物理的・機械的な負荷を与えて、支持体7を溝11に沿って切断する。具体的には例えば、人間の手又は所定の器具を用い、支持体7の裏面側から表面側に対して所定の押し圧を溝11に沿って加えることによって支持体7を切断する。こうして、ウェハ状の支持体7は島状に個片化され、つまりはチップ状に個片化された半導体装置が形成される。
Next, a physical / mechanical load is applied to the thinned portion of the
このように、2段階の工程(支持体7の裏面のエッチング工程と、溝11に対応する位置への物理的な負荷を与える工程)を経ることで、半導体装置の個片化を図ることも可能である。かかる製造方法によれば、レジスト層16を形成することなく、腐食物質の半導体基板2側への浸入を防ぐメリットがある。また、ダイシングブレードを用いることを要しないため、ダイシング工程に要する時間を短縮することができる。また、支持体7の裏面のうち、溝11に対応する全ての位置に物理的な負荷を連続的あるいは同時に加えることで、個片化された半導体装置をほぼ一括して得ることができ、生産性を向上させることができる。
In this manner, the semiconductor device can be separated into individual pieces by going through two steps (an etching process on the back surface of the
なお、本発明は上記実施形態に限定されることはなく、その要旨を逸脱しない範囲で変更が可能であることは言うまでもない。例えば、上記実施形態では、ボール状の導電端子を有するBGA(Ball Grid Array)型の半導体装置について説明したが、本発明はLGA(Land Grid Array)型や、その他のCSP(Chip Size Package)型の半導体装置に適用するものであっても構わない。また、上記実施形態では、導電端子が半導体基板の裏面上に形成されていたが、半導体基板の側面に隣接するように導電端子を配置しても構わない。また、上記実施形態では、保護層13,53が形成されていたが、保護層を形成しない半導体装置に本発明を適用することが出来る。この場合は、配線層10として腐食物質(水分等)への耐性が高い金属材料(例えば、銅)を用いることが好ましい。本発明は、チップ状に個片化された半導体装置を効率的に得るための製造方法として広く適用できるものである。
Needless to say, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and modifications can be made without departing from the scope of the invention. For example, in the above embodiment, a BGA (Ball Grid Array) type semiconductor device having ball-like conductive terminals has been described. However, the present invention is an LGA (Land Grid Array) type or other CSP (Chip Size Package) type. It may be applied to this semiconductor device. Moreover, in the said embodiment, although the conductive terminal was formed on the back surface of a semiconductor substrate, you may arrange | position a conductive terminal so that it may adjoin to the side surface of a semiconductor substrate. In the above embodiment, the
1 半導体集積回路 2 半導体基板 3 絶縁膜 4 パッド電極
5 パッシベーション膜 6 接着層 7 支持体 8 開口部
9 絶縁膜 10 配線層 11 溝 12 開口部 13 開口部
14 保護層 15 導電端子 16 レジスト層 17 保護部材
20 半導体装置 25 半導体装置 30 接着層 31 キャビティ
32 開口部 35 半導体装置 36 半導体装置 37 半導体装置
38 パッド電極 40 開口部 41 レジスト層 42 開口部
43 半導体装置 50 テープ 51 溝 52 開口部 53 保護層
54 半導体装置 100 半導体基板 101 半導体集積回路
102 パッド電極 103 絶縁膜 104 パッシベーション膜
105 支持体 106 接着層 107 絶縁膜 108 配線層
109 保護層 110 導電端子 DL ダイシングライン
DESCRIPTION OF
105
Claims (6)
前記半導体基板の一部を除去する工程と、
前記支持体の表面に、前記支持体の厚み方向の途中に至る溝を形成する工程と、
前記半導体基板の側面及び裏面上に形成され、かつ前記溝の対応する位置に開口部を有する保護層を形成する工程と、
前記溝が前記支持体の裏面から表出するまで前記支持体の裏面をエッチングし、前記支持体を分割することにより個々の半導体装置を得る工程と、を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。 Bonding the surface side of the wafer-like semiconductor substrate and the surface of the support;
Removing a portion of the semiconductor substrate;
Forming a groove reaching the middle of the support in the thickness direction on the surface of the support;
Forming a protective layer formed on side and back surfaces of the semiconductor substrate and having an opening at a corresponding position of the groove ;
Etching the back surface of the support member until the groove is exposed from the back surface of the support member, and dividing the support member to obtain individual semiconductor devices. Method.
前記支持体を全てエッチングすることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置の製造方法。 In the step of etching the support until the groove is exposed,
The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein all of the support is etched.
前記支持体の裏面上に、前記溝に対応する位置に開口部を有するマスク層を形成する工程と、
前記マスク層をマスクとして用いて前記支持体をエッチングする工程とを含むことを特徴とする請求項1に記載の半導体装置の製造方法。 Etching the back surface of the support until the groove is exposed from the back surface of the support,
Forming a mask layer having an opening at a position corresponding to the groove on the back surface of the support;
The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, further comprising: etching the support using the mask layer as a mask.
前記半導体基板の裏面上から前記溝の内壁面上に延在し、前記支持体の表面の位置から前記溝の底部に至る途中にその端部が配置されるように前記保護層を形成することを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。 In the step of forming the protective layer,
The protective layer is formed so as to extend from the back surface of the semiconductor substrate onto the inner wall surface of the groove and to be disposed at an end portion of the support body on the way from the surface position to the bottom of the groove. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1 , wherein:
前記半導体基板の裏面上に保護部材を貼り合わせる工程とを有することを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。 Forming a resin layer filled in the groove and in contact with the support at the bottom of the groove;
The method of manufacturing a semiconductor device according to any one of claims 1 to 4, characterized in that a step of bonding the protective member on the back surface of the semiconductor substrate.
前記半導体基板の一部を除去する工程と、
前記テープの前記半導体基板側の面に、前記テープの厚み方向の途中に至る溝を形成する工程と、
前記半導体基板の側面及び裏面上に形成され、かつ前記溝に対応する位置に開口部を有する保護層を形成する工程と、
前記テープが前記支持体の裏面側から露出するまで前記支持体の裏面をエッチングする工程と、
露出した前記テープに溶解剤を供給して前記半導体基板から前記テープを剥がし、前記半導体基板と前記支持体とを分離することにより、個々の半導体装置を得る工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法。 Bonding the tape to the surface side of the wafer-like semiconductor substrate, and bonding the surface of the support on the tape;
Removing a portion of the semiconductor substrate;
Forming a groove in the tape in the thickness direction on the surface of the tape on the semiconductor substrate side;
Forming a protective layer formed on a side surface and a back surface of the semiconductor substrate and having an opening at a position corresponding to the groove;
Etching the back surface of the support until the tape is exposed from the back side of the support;
A step of supplying a dissolving agent to the exposed tape, peeling the tape from the semiconductor substrate, and separating the semiconductor substrate and the support to obtain individual semiconductor devices. Device manufacturing method.
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