JP2000124162A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 チップを外力から保護するための補強板を、
容易にチップに取り付け可能とする。 【解決手段】 半導体基板（ウエハ１）に集積回路を形
成する第１の工程と、この第１の工程の後に上記半導体
基板（ウエハ１）の裏面側を薄層化する第２の工程と、
この第２の工程の後に上記薄層化された半導体基板（ウ
エハ１）の裏面にこの裏面全域を覆う大きさを有しかつ
外部より加わった力から上記集積回路を保護する補強板
３を貼付する第３の工程と、この第３の工程の後に上記
半導体基板（ウエハ１）および上記補強板３を同時に切
断することにより上記半導体基板（ウエハ１）を複数の
集積回路チップ（ＩＣチップ６）に分割する第４の工程
とを有するものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の製造
方法に関し、特にＩＣカードに搭載される半導体装置の
製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】現在、公衆電話機で使用されているテレ
フォンカード等においては、磁気カードが使用されてい
るが、将来的にはＩＣカードの使用が予定されている。
【０００３】図４は、従来のＩＣカードを示す断面図で
ある。同図に示すように、集積回路チップ（以下、ＩＣ
チップという）６はＩＣカード基板１０上にフリップチ
ップ実装法で実装され、バンプ８側がアンダーフィル樹
脂９で封止されてモジュールが構成されている。そし
て、このモジュールはカード基材１１，１２および１３
内に収容されてＩＣカード１４を構成している。
【０００４】このようにＩＣカードとは、樹脂製のカー
ド内に種々のデータを蓄積したＩＣチップが埋め込ま
れ、そのカード表面にＩＣチップと接続された電極やコ
イル等を備えたものである。すなわち、この電極等を介
して外部装置との間で接触または非接触の状態でデータ
の読み書きを可能とするものである。そして、このよう
な構成のＩＣカードは、データを電気信号に変えて蓄積
するため、セキュリティ性が高く、さらにはより多くの
情報を記憶保持できるという磁気カードにはない優れた
メリットを有する。
【０００５】さて、このようなＩＣカードの多くは、カ
ード基材がＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）や塩
化ビニール等の樹脂で形成されており、上述のＩＣチッ
プはこれらのカード基材の中に埋め込まれることによ
り、外部からの応力および湿気等から保護されている。
【０００６】また、現在使われているＩＣカードの多く
は、厚さが０．７６ｍｍのものが主流であるが、今後Ｎ
ＴＴ（日本電信電話株式会社）が発行を予定しているＩ
Ｃカードテレカに至っては、０．５ｍｍ程度になる見通
しである。もちろん、それよりもさらに薄い０．２５ｍ
ｍ厚のＩＣカードの開発も既に進められている。
【０００７】このように、ＩＣカードの厚さは年々薄く
なる傾向にあり、ＩＣカードが薄くなれば当然のことな
がら、ＩＣカード内に収容されているＩＣチップも薄く
する必要がある。例えば、厚さが０．７６ｍｍのＩＣカ
ードにおいては、収容されるＩＣチップの厚さを０．２
〜０．２５ｍｍ程度としているが、厚さが０．２５ｍｍ
のＩＣカードにおいては、０．０５ｍｍと極めて薄くす
る必要がある。
【０００８】しかしながら、ＩＣチップが薄くなるにつ
れて、作業中に割れたり、傷が入りやすくなったりし
て、ハンドリングや実装工程中にウエハやＩＣチップが
使用不能となる確率が上昇するという問題が発生する。
すなわち、ＩＣチップの製造段階および実装段階のあら
ゆる作業において、慎重に行わなければならず作業効率
が悪くなり、当然ＩＣチップの実装工程における歩留ま
りは低下してしまう。
【０００９】さらに、ＩＣチップが薄くなることによ
り、ＩＣカードの耐久性が低下しやすくなる。すなわ
ち、厚いカードであれば曲げようとしても簡単には曲が
らずＩＣチップに対しても応力がかかることはないが、
薄いカードではカード自身が曲がり易くＩＣチップに曲
げ応力がかかるようになってしまう。確かにＩＣカード
が薄くなるとともに、ＩＣチップ自身も薄くなって曲が
り易くなっているが、それでもシリコンとＰＥＴのよう
な高分子材料とを比較した場合、シリコンの方が曲がり
にくく、ＩＣチップは壊れ易いといえる。
【００１０】このため、従来よりＩＣカード内の薄膜Ｉ
Ｃチップを外力から保護するための種々の対策が講じら
れてきた。例えば、特開平３−１５８２９６号公報で
は、ＩＣチップに補強板を取り付け、補強板を介して実
装基板に固定する構造が提案されている。また、特開平
８−３２４１６６号公報でもＩＣチップの端子面とは異
なる面に予め補強材を取り付けたＩＣモジュール構造が
提案されている。
【００１１】さらに、ＩＣチップヘの補強材の取り付け
方法としては、分割されたＩＣチップヘＩＣチップの大
きさに形成された補強板を１つ１つ貼りつける方法が行
われていたが、処理時間が増加し、コスト増という問題
があったため、特開平９−２６３０８２号公報には、補
強材の貼りつけ時間の短縮を図る方法について開示され
ている。
【００１２】すなわち、ＩＣチップを形成したウエハを
チップ毎に分割した後、この分割されたチップをウエハ
形状のまま転写シートに固定し、さらに予めチップ同様
に配列および分割した補強板を別の転写シートに固定し
ておき、両者を重ね合わせて接着するものである。この
方法によれば、補強材の貼りつけがウエハの状態で行え
るため、貼りつけ時間を短縮することが可能である。ま
た、実装時において、補強材が取り付け済みのＩＣチッ
プを使用するため、薄膜ＩＣチップでも実装工程での取
り扱いが容易になる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
９−２６３０８２号公報の方法においては、転写シート
を重ね合わせるときの位置合わせが必要であり、また位
置合わせに失敗すると１度に多くのＩＣチップが不良品
となってしまい、損害が多大になるという新たな問題が
生じるようになった。また、正確な位置合わせを行うた
めには、従来の実装工程の装置に加えて新たな位置含わ
せ機構を持った重ね合わせ装置が必要となり、設備コス
ト増の要因となる。
【００１４】本発明は、このような課題を解決するため
のものであり、チップを外力から保護するための補強板
を、容易にチップに取り付け可能とする半導体装置の製
造方法を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、請求項１に係る本発明の半導体装置の製造方
法は、半導体基板に集積回路を形成する第１の工程と、
この第１の工程の後に上記半導体基板の裏面側を薄層化
する第２の工程と、この第２の工程の後に上記薄層化さ
れた半導体基板の裏面にこの裏面全域を覆う大きさを有
しかつ外部より加わった力から上記集積回路を保護する
補強板を貼付する第３の工程と、この第３の工程の後に
上記半導体基板および上記補強板を同時に切断すること
により上記半導体基板を複数の集積回路チップに分割す
る第４の工程とを有するものである。
【００１６】また、請求項２に係る本発明の半導体装置
の製造方法は、半導体基板に集積回路を形成する第１の
工程と、この第１の工程の後に上記半導体基板の裏面側
を薄層化する第２の工程と、この第２の工程の後に上記
薄層化された半導体基板の裏面にこの裏面全域を覆う大
きさを有しかつ外部より加わった力から上記集積回路を
保護する補強板を貼付する第３の工程と、この第３の工
程の後に上記半導体基板を切断してから上記補強板を切
断することにより上記半導体基板を複数の集積回路チッ
プに分割する第４の工程とを有するものである。
【００１７】また、請求項３に係る本発明の半導体装置
の製造方法は、半導体基板に集積回路を形成する第１の
工程と、この第１の工程の後に上記半導体基板の裏面側
を薄層化する第２の工程と、この第２の工程の後に上記
半導体基板の集積回路の形成された面に上記半導体基板
の全域を覆う大きさのダイシングテープを貼付する第３
の工程と、この第３の工程の後に上記ダイシングテープ
が切断されないようにしながら上記半導体基板を切断す
ることにより上記半導体基板を複数の集積回路チップに
分割する第４の工程と、この第４の工程の後に上記分割
された全ての集積回路チップの裏面にこれら全ての集積
回路チップを覆う大きさを有しかつ外部より加わった力
から上記集積回路を保護する補強板を貼付する第５の工
程と、この第５の工程の後に上記ダイシングテープが切
断されないようにしながら上記各集積回路チップの輪郭
に沿って上記補強板を切断する第６の工程と、この第６
の工程の後に上記集積回路チップを上記ダイシングテー
プから剥離する第７の工程とを有するものである。
【００１８】また、請求項４に係る本発明の半導体装置
の製造方法は、請求項１乃至３の何れか一項において、
上記補強板は、金属からなる板部材もしくは高分子材料
からなる板部材、または、金属からなる板部材および高
分子材料からなる板部材を張り合わせたものの何れかで
ある、ものである。
【００１９】また、請求項５に係る本発明の半導体装置
の製造方法は、請求項４において、上記補強板は、ステ
ンレス合金、コバール、２・４アロイ、銅、タングステ
ン、モリブデンまたはアルミニウムのうちの何れかの金
属からなる板部材である、ものである。
【００２０】また、請求項６に係る本発明の半導体装置
の製造方法は、請求項４において、上記補強板は、ポリ
イミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリ塩化ビニー
ル、ポリプロピレン、ポリテトラフルオロエチレンまた
はアクリロニトリルブタジエンスチレンポリマーのうち
の何れかの高分子材料からなる板部材である、ものであ
る。
【００２１】また、請求項７に係る本発明の半導体装置
の製造方法は、請求項１乃至６の何れか一項において、
上記集積回路チップは、ＩＣカードに組み込まれる、も
のである。
【００２２】このように本発明は、応力や衝撃力等から
チップを保護する補強板を、チップ上に容易に取り付け
ることができる。また、従来のようにチップ単位で位置
合わせする必要がないため、このような半導体装置の製
造を高歩留まりで実現することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図を用いて説明する。
【００２４】［第１の実施の形態］図１は、本発明の第
１の実施の形態を示す断面図である。同図の（ａ）〜
（ｆ）は、補強板の取り付けられたＩＣチップの製造工
程を順次示したものである。
【００２５】まず、図１（ａ）に示すように、ウエハ１
の主表面側に集積回路（Ic:Integrated Circuit）２を
形成する。次いで、図１（ｂ）に示すように、集積回路
２の形成された面とは反対側の面、すなわち裏面側から
ウエハ１を研削、研磨またはエッチングする等して薄層
化する。その際、完成後のＩＣカードの厚さに応じて、
ウエハの厚さを決定する。
【００２６】例えば、完成後のＩＣカードの厚さが０．
７６ｍｍの場合は、ウエハ１をその厚さが０．２〜０．
２５ｍｍになるまで薄層化する。また、ＩＣカードの厚
さが０．２５ｍｍの場合は、０．０５ｍｍ程度になるま
で薄くする。もちろん、ＩＣカードの厚さが０．７６ｍ
ｍの場合においても、ウエハ１の厚さをさらに薄くして
０．０５ｍｍ程度にしても構わない。また、図示してい
ないが、ウエハ１を薄層化する際には、集積回路２が傷
つかないようにするため、集積回路２の形成された面に
保護テープ等を一時的に貼付するとよい。
【００２７】次いで、図１（ｃ）に示すように、薄層化
されたウエハ１の裏面に補強板３を張り合わせる。この
補強板３としては、ステンレス合金（以下、ＳＵＳとい
う）、コバール、２・４アロイ等の金属板、または、
銅、タングステン、モリブデンもしくはアルミニウム等
の金属板を用いてもかまわない。
【００２８】また、このような金属を用いる代わりに高
分子樹脂を用いてもよく、例えばポリイミド、ポリエチ
レンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリ塩化ビニール、ポ
リプロピレン、ポリテトラフルオロエチレンまたはアク
リロニトリルブタジエンスチレンポリマー（ＡＢＳ）等
からなる板部材を用いても、十分な補強効果を得ること
ができる。
【００２９】ところで、これらの補強板の厚さは、完成
後のＩＣカードの厚さやＩＣチップの実装される基板の
厚さ等に応じて適宜変えればよいが、上述の基板厚さが
０．７６〜０．２５ｍｍ程度のＩＣカードにおいては２
０〜１００μｍの範囲とされる。また、これら補強板の
取り付けには接着剤が用いられ、接着剤の材質としては
エポキシ系、シリコーン系、ゴム系、アクリル系等の種
々がある。さらに、接着方法についても複数種類があ
り、例えば常温接着型、熱硬化型、紫外線硬化型等があ
り、製造工程の条件に応じて何れを用いても構わない。
そして、接着剤の厚さは１０〜１００μｍ程度にされる
のが一般的である。
【００３０】このように、補強板をつけることによりＩ
Ｃチップの見かけ上の厚さは、元の厚さよりも３０〜２
００μｍまたはそれ以上厚くなる。そのため、ＩＣカー
ドの厚さとＩＣチップの仕上がり厚さなどを考慮して、
補強板の種類および厚さを選択する必要がある。
【００３１】次いで、図１（ｄ）に示すように、補強板
３を取り付けたウエハ１を、枠体状のキャリア５に張設
されたダイシングテープ４に貼る。次いで、図１（ｅ）
に示すように、ウエハ１をチップ毎にダイシングする。
通常、半導体のダイシング用ブレード（刃）はダイヤモ
ンド砥粒をボンド剤で固めたダイヤモンドブレードを使
用する。しかし、ダイヤモンドブレードでは金属板をダ
イシングすることが困難なため、補強板３に金属板を用
いた場合は、以下の方法でダイシングを行う。
【００３２】まず、第１の方法としては、ダイヤモンド
プレードで集積回路２およびウエハ１のみをダイシング
した後に、立方晶窒化ホウ素（ＣＢＮ）砥粒を固めたＣ
ＢＮプレードを使って金属板をダイシングする。また、
第２の方法としては、始めから高硬度のＣＢＮプレード
を用いることにより、集積回路２、ウエハ１および補強
板３を同時にダイシングする。もちろん、本実施の形態
においては、何れの方法を用いてもよい。
【００３３】なお、図１（ｄ）では補強板３側をダイシ
ングテープ４に貼りつけたが、集積回路２の形成された
面を、ダイシングテープ４に貼りつけてダイシングして
もかまわない。
【００３４】次いで、図１（ｆ）に示すように、ダイシ
ングテープ４から補強板付きのＩＣチップ６を取りはず
す。このとき、ＩＣチップ６には補強板３が取り付けら
れているため、ダイシングテープ４からＩＣチップ６を
取り外すとき、および、ＩＣチップ６をＩＣカード基板
１０に実装するときに、ＩＣチップ６を破損する危険性
を低減させることができる。
【００３５】その後、図３に示すように、補強板３が取
り付けれたＩＣチップ６を、ＩＣカード基板１０上にフ
リップチップ実装法で実装してからバンプ８側をアンダ
ーフィル樹脂９で封止することによりモジュールを作
る。そして、このできあがったモジュールをカード基材
１１，１２および１３内に収容することにより、ＩＣカ
ード１４ができあがる。
【００３６】次に本発明のその他の実施の形態について
説明する。
【００３７】［第２の実施の形態］図２は、本発明の第
２の実施の形態を示す断面図である。同図において、
（ａ）〜（ｇ）は補強板の取り付けられたＩＣチップの
製造工程を順次示し、図１における同一符号のものは同
一または同等のものを示す。まず、図２（ａ）に示すよ
うにウエハ１にチップ毎に集積回路２を形成する。次い
で、図２（ｂ）に示すように、集積回路２の形成された
面とは反対側の面を、研削、研磨またはエッチング等す
ることにより、ウエハ１を薄層化する。ここまでは第１
の実施の形態と同様である。また、図示していないが、
ウエハ１を薄層化する際に、集積回路２の形成された面
にテープ等を一時的に貼付する等して保護し、集積回路
２を傷つけないようにするのはいうまでもない。
【００３８】次いで、図２（ｃ）に示すように、集積回
路２の形成された面がダイシングテープ４と接着するよ
うにして、ウエハ１を枠体状のキャリア５に張設された
ダイシングテープ４に固定する。次いで、図２（ｄ）に
示すように、ウエハ１を切断してＩＣチップ毎に分割す
る。このとき、集積回路２の形成された面を見ることが
できないが、予めウエハ１内のチップ配列の座標点を測
定しておけば、集積回路２の形成された面が見えなくて
もダイシングは可能である。また、赤外線顕微鏡を備え
たダイシング装置であれば、ウエハ１の裏面からでも表
面側の集積回路を観察しながらダイシングすることがで
きる。
【００３９】次いで、図２（ｅ）に示すようにＩＣチッ
プ毎に分割された全てのウエハ１に、１個の補強板７を
接着する。この補強板７の接着方法としては、接着シー
トをウエハ１に貼った上から補強板７を重ねて接着する
方法を用いてもよいし、予め接着剤の付いた補強板７を
ウエハ１に張り合わせる方法の何れを用いても構わな
い。
【００４０】また、補強板として用いられるポリイミド
の中には、３００℃程度に加熱しながら加圧すると、そ
れ白身が接着性を有する種類もあるため、このような材
料を使用する場合には、接着剤を必要としない。さら
に、補強板７は１枚のシート状であり、またその大きさ
がウエハ１内に配列されたＩＣチップのすべてを覆う大
きさであれば、必ずしもウエハ１と同じ形状である必要
はない。したがって、ウエハ１よりも広い面積を有して
いても構わない。
【００４１】次いで、図２（ｆ）に示すように、補強板
７を各ＩＣチップの輪郭に沿って切断する。その際、Ｉ
Ｃチップ６の破損を防止するため、プレード幅をウエハ
分割時に用いたプレード幅と同じか、またはそれよりも
薄いものにすることが望ましい。最後に、図２（ｇ）に
示すように、補強板７の貼付されたＩＣチップ６をダイ
シングテープ４から剥離する。
【００４２】その後、図３に示すように、この補強板３
が取り付けれたＩＣチップ６を、ＩＣカード基板１０上
にフリップチップ実装法で実装してからバンプ８側をア
ンダーフィル樹脂９で封止することによりモジュールを
作る。そして、このできあがったモジュールをカード基
材１１，１２および１３内に収容することにより、ＩＣ
カード１４ができあがる。
【００４３】以上のとおり第１の実施の形態では、ウエ
ハ１にはＩＣチップに分割される前に補強板３が貼りつ
けられているので、単にウエハ１を切断したときと比
べ、分割後のＩＣチップ６の側面に生じる傷の大きさお
よび形状が異なったものになり易い。それに対して、第
２の実施の形態では、補強板７を貼りつける前にウエハ
１を分割してしまうため、従来のダイシング条件をその
まま適応できるという利点がある。
【００４４】
【発明の効果】以上説明したとおり本発明は、薄層化さ
れた半導体基板に補強板を貼付してから、この半導体基
板を複数の集積回路チップに分割している。そのため、
本発明は応力や衝撃力等からチップを保護する補強板
を、チップ上に容易に取り付けることができる。また、
従来のようにチップ単位で位置合わせする必要がないた
め、このような半導体装置の製造を高歩留まりで実現す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一つの実施の形態を示す断面図であ
る。
【図２】 本発明のその他の実施の形態を示す断面図で
ある。
【図３】 本発明に係るＩＣカードを示す断面図であ
る。
【図４】 従来のＩＣカードを示す断面図である。
【符号の説明】
１…ウエハ、２…集積回路、３，７…補強板、４…ダイ
シングテープ、５…キャリア、６…ＩＣチップ、８…バ
ンプ、９…アンダーフィル樹脂、１０…ＩＣカード基
板、１１，１２，１３…カード基材。
フロントページの続き (72)発明者 大藤 晋一 東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日本 電信電話株式会社内 (72)発明者 前田 正彦 東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日本 電信電話株式会社内 Ｆターム(参考） 5B035 AA04 AA08 BB09 CA03

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 半導体基板に集積回路を形成する第１の
    工程と、 この第１の工程の後に前記半導体基板の裏面側を薄層化
    する第２の工程と、 この第２の工程の後に前記薄層化された半導体基板の裏
    面にこの裏面全域を覆う大きさを有しかつ外部より加わ
    った力から前記集積回路を保護する補強板を貼付する第
    ３の工程と、 この第３の工程の後に前記半導体基板および前記補強板
    を同時に切断することにより前記半導体基板を複数の集
    積回路チップに分割する第４の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。
  2. 【請求項２】 半導体基板に集積回路を形成する第１の
    工程と、 この第１の工程の後に前記半導体基板の裏面側を薄層化
    する第２の工程と、 この第２の工程の後に前記薄層化された半導体基板の裏
    面にこの裏面全域を覆う大きさを有しかつ外部より加わ
    った力から前記集積回路を保護する補強板を貼付する第
    ３の工程と、 この第３の工程の後に前記半導体基板を切断してから前
    記補強板を切断することにより前記半導体基板を複数の
    集積回路チップに分割する第４の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。
  3. 【請求項３】 半導体基板に集積回路を形成する第１の
    工程と、 この第１の工程の後に前記半導体基板の裏面側を薄層化
    する第２の工程と、 この第２の工程の後に前記半導体基板の集積回路の形成
    された面に前記半導体基板の全域を覆う大きさのダイシ
    ングテープを貼付する第３の工程と、 この第３の工程の後に前記ダイシングテープが切断され
    ないようにしながら前記半導体基板を切断することによ
    り前記半導体基板を複数の集積回路チップに分割する第
    ４の工程と、 この第４の工程の後に前記分割された全ての集積回路チ
    ップの裏面にこれら全ての集積回路チップを覆う大きさ
    を有しかつ外部より加わった力から前記集積回路を保護
    する補強板を貼付する第５の工程と、 この第５の工程の後に前記ダイシングテープが切断され
    ないようにしながら前記各集積回路チップの輪郭に沿っ
    て前記補強板を切断する第６の工程と、 この第６の工程の後に前記集積回路チップを前記ダイシ
    ングテープから剥離する第７の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。
  4. 【請求項４】 請求項１乃至３の何れか一項において、 前記補強板は、金属からなる板部材もしくは高分子材料
    からなる板部材、または、金属からなる板部材および高
    分子材料からなる板部材を張り合わせたものであること
    を特徴とする半導体装置の製造方法。
  5. 【請求項５】 請求項４において、 前記補強板は、ステンレス合金、コバール、２・４アロ
    イ、銅、タングステン、モリブデンまたはアルミニウム
    のうちの何れかの金属からなる板部材であることを特徴
    とする半導体装置の製造方法。
  6. 【請求項６】 請求項４において、 前記補強板は、ポリイミド、ポリエチレンテレフタレー
    ト、ポリ塩化ビニール、ポリプロピレン、ポリテトラフ
    ルオロエチレンまたはアクリロニトリルブタジエンスチ
    レンポリマーのうちの何れかの高分子材料からなる板部
    材であることを特徴とする半導体装置の製造方法。
  7. 【請求項７】 請求項１乃至６の何れか一項において、 前記集積回路チップは、ＩＣカードに組み込まれるもの
    であることを特徴とする半導体装置の製造方法。
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