JP2001144035A - 半導体装置の製造方法および半導体装置 - Google Patents

半導体装置の製造方法および半導体装置

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JP2001144035A JP32260799A JP32260799A JP2001144035A JP 2001144035 A JP2001144035 A JP 2001144035A JP 32260799 A JP32260799 A JP 32260799A JP 32260799 A JP32260799 A JP 32260799A JP 2001144035 A JP2001144035 A JP 2001144035A
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cutting
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semiconductor wafer
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Mitsuru Osono
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 樹脂封止後の半導体ウェハを効率よくしかも
高品質で切断することができる半導体装置の製造方法お
よび半導体装置を提供すること。 【解決手段】 半導体素子の電極形成面上を樹脂で封止
した半導体装置の製造方法において、樹脂層形成工程後
に半導体ウェハを半導体素子の境界線に沿って切断する
際に、レーザ加工などの非接触加工によって樹脂層4に
除去幅B1の除去溝4aを設けて樹脂層4の切断を行っ
た後に、機械的切断ツールによる接触加工によって除去
幅B1より狭い切断幅B2で半導体ウェハ1を切断す
る。これにより、封止面の剥離を防止し切断ツールの損
耗を防止して、樹脂封止後の半導体ウェハ1を効率よく
しかも高品質で切断することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体素子の外部
接続用の電極上に導電部を形成する半導体装置の製造方
法および半導体装置に関するものである。
【従来の技術】電子機器の基板などに実装される半導体
装置は、ウェハ状態で回路パターン形成が行われた半導
体素子の外部接続用電極に、リードフレームのピンや金
属バンプなどを接続し、この接続部分を含む半導体素子
全体を樹脂モールドで封止して半導体装置とするパッケ
ージング工程を経て製造されている。ところで近年この
パッケージング工程をウェハ状態で行う方法が実用化さ
れている。この方法では、半導体素子の表面を樹脂で封
止して保護する樹脂層の形成がウェハ状態で行われる。
これにより、半導体素子の製造工程において回路形成面
が汚染などから保護されるとともに、薄くてダメージを
受けやすい半導体ウェハの取りあつかいが容易になると
いう利点がある。そして樹脂層形成後に半導体ウェハは
個片に分割するための切断工程に送られ、ここで切断ツ
ールによって機械的に切断される。
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、樹脂層
が形成された後に半導体ウェハを切断するに際しては、
以下に述べるような問題点があった。まず、樹脂を機械
的な方法で切断する場合には樹脂の切断面は粗面になり
やすいとともに、切断時の外力によって封止樹脂層とウ
ェハ表面との接着面の剥離が生じ、品質不良による歩留
まり低下を招く結果となっていた。そしてこのような品
質不良を防止するためには、樹脂切断用とウェハ切断用
の切断ツールをその都度取り変えることによって切断条
件を変更するなど、煩雑な工程を採用する必要があっ
た。そこで本発明は、樹脂封止後の半導体ウェハを効率
よくしかも高品質で切断することができる半導体装置の
製造方法および半導体装置を提供することを目的とす
る。
【課題を解決するための手段】請求項1記載の半導体装
置の製造方法は、半導体素子の外部接続用の電極が形成
された電極形成面上を樹脂で封止した半導体装置を製造
する半導体装置の製造方法であって、複数の半導体素子
が形成された半導体ウェハの電極形成面にこの電極形成
面を封止する封止機能を有する樹脂層を形成する樹脂層
形成工程と、この樹脂層形成工程後に前記半導体ウェハ
を半導体素子の境界線に沿って切断する切断工程とを含
み、この切断工程において非接触加工によって樹脂層の
切断を行った後に機械的切断ツールによる接触加工によ
って前記半導体ウェハの切断を行うようにした。請求項
2記載の半導体装置の製造方法は、請求項1記載の半導
体装置の製造方法であって、前記非接触加工に、レーザ
光の照射、プラズマ放電またはアーク放電、ウオータジ
ェットのいずれかを用いるようにした。請求項3記載の
半導体装置の製造方法は、請求項1記載の半導体装置の
製造方法であって、前記非接触加工による封止樹脂層の
切断幅よりも前記接触加工による半導体ウェハの切断幅
を狭く設定するようにした。請求項4記載の半導体装置
の製造方法は、請求項2記載の半導体装置の製造方法で
あって、前記レーザ光による非接触加工において、ライ
ン光源を用いて光エネルギーを切断部位に対してライン
状に供給するようにした。請求項5記載の半導体装置の
製造方法は、請求項1ないし4記載の半導体装置の製造
方法であって、前記非接触加工時に切断部位以外の封止
樹脂を除去する樹脂除去加工を併せて行うようにした。
請求項6記載の半導体装置は、半導体素子の外部接続用
の電極が形成された電極形成面上を樹脂で封止した半導
体装置であって、複数の半導体素子が形成された半導体
ウェハの電極形成面にこの電極形成面を封止する封止機
能を有する樹脂層を形成する樹脂層形成工程と、この樹
脂層形成工程後に前記半導体ウェハを半導体素子の境界
線に沿って切断する切断工程とを含み、この切断工程に
おいて非接触加工によって樹脂層の切断を行った後に機
械的切断ツールによる接触加工によって前記半導体ウェ
ハの切断を行う。本発明によれば、樹脂層形成工程後の
半導体ウェハを半導体素子の境界線に沿って切断する切
断工程において、樹脂層の切断には非接触加工を用いこ
の非接触加工後に前記半導体ウェハの切断を機械的切断
ツールによる接触加工によって行うことにより、樹脂封
止後の半導体ウェハを効率よくしかも高品質で切断する
ことができる。
【発明の実施の形態】(実施の形態1)図1、図2は本
発明の実施の形態1の半導体装置の製造方法の工程説明
図である。なお、図1、図2は半導体装置の製造方法を
工程順に示している。図1(a)において、1は複数の
半導体素子が形成された半導体ウェハである。半導体ウ
ェハ1の上面には、外部接続用の電極2が形成されてい
る。半導体ウェハ1の電極形成面は保護膜3で覆われて
おり、電極2上面は保護膜3が部分的に存在しない開口
部3aとなっている。次に図1(b)に示すように、半
導体ウェハ1の上面の電極形成面には、樹脂層4が形成
される。この樹脂層4は、半導体ウェハ1の表面を保護
するのみならず、半導体ウェハ1から半導体素子が切り
出されて個片の半導体装置として完成した後においても
そのまま封止用の樹脂として機能する。したがって樹脂
層4に用いる樹脂材料には、半導体素子を保護するため
の封止機能に優れたものが選定される。すなわち、耐湿
性、耐マイグレーション性、外力に対する十分な強度、
電気絶縁性等、封止材として満足できる性能を有するも
のでなければならない。このような樹脂は、既に半導体
装置の製造に用いられているものでよい。また半導体装
置を基板に実装した後の信頼性を高めるために、SiO
2 等のフィラーを混合したものを用いてもよい。樹脂層
形成の方法としては、樹脂膜の貼付や樹脂塗布などが用
いられる。樹脂膜貼付による方法は、エポキシ樹脂やポ
リイミド樹脂などの樹脂材料をシート状に加工した樹脂
膜の片面に接着剤をコートしたものを半導体ウェハ1上
面に貼付した後に、加熱により接着剤を熱硬化させて樹
脂膜を半導体ウェハ1に密着させるものである。樹脂塗
布は、液状樹脂を半導体ウェハ1の電極形成面に所定厚
さで塗布するものである。次に図1(c)に示すよう
に、樹脂層4に貫通孔4bが形成される。この貫通孔形
成にはレーザ加工が用いられ、電極2に対応した位置に
レーザ光を照射することにより、樹脂層4には電極2の
表面に到達する貫通孔4bが形成される。この貫通孔形
成工程において、半導体素子の境界線に相当する位置の
樹脂層4が除去される。この樹脂層4の除去は、半導体
ウェハ1の切断に先立って樹脂層4のみを除去するもの
であり、図2(a)に示すように、樹脂層4には所定の
除去幅B1の除去溝4aが形成される。この樹脂層除去
は、貫通孔形成と同様にレーザ加工によって行われ、切
断部位にレーザ光を照射することにより樹脂を切断す
る。レーザ光の照射形態としては、次の2通りの方法が
用いられる。すなわち、第1のレーザ照射方法はスポッ
ト状のレーザ光を境界線に沿って線状にスキャンさせる
ことにより、樹脂層4を線状に除去するものであり、第
2のレーザ照射方法は、レーザ光源としてライン光源を
用い、切断部位に対してレーザ光をライン状に照射する
ことにより行われる。ここで示す樹脂層除去では、機械
的ツールを直接切断部位に接触させない非接触加工を用
いている。このような非接触加工により、切断ツールの
損耗が生じやすい樹脂の切断を、切断ツールを用いるこ
となく効率的に行うことができる。なお、非接触加工の
手段としては、レーザ光照射以外にも、プラズマ放電や
アーク放電などによって樹脂層4に熱エネルギーを集中
的に作用させることにより所定部位の樹脂を除去する方
法や、またはウオータジェットなど流体の機械的エネル
ギーを集中的に作用させることにより樹脂を除去する方
法などを用いることができる。上記いずれの方法によっ
ても、エネルギーを切断部位に集中的に作用させること
により、切断部位以外の他の部分へのダメージを抑えた
加工を行うことができる。また、この際に除去される樹
脂の除去幅(切断幅)は、この後に行われる半導体ウェ
ハ1の機械的切断時の切断幅との兼ね合わせで決定さ
れ、樹脂層4の除去幅の方が半導体ウェハ1の切断幅よ
りも大きくなるように設定される。次いで図2(b)に
示すように、貫通孔4内にはペースト状の導電材である
クリーム半田5が充填される。そしてこの後、半導体ウ
ェハ1をリフロー工程に送り加熱することにより、クリ
ーム半田5が溶融し、溶融半田が固化した後には電極2
と導通し樹脂層4の表面に到達する導電部5’が形成さ
れる。次に導電部形成後の半導体ウェハ1は切断工程に
送られ、図2(c)に示すように半導体ウェハ1を構成
する各半導体素子1’毎に個片に切断される。これによ
り、外部接続用電極の電極形成面が樹脂層4によって封
止された半導体装置7が完成する。この切断は、機械的
切断ツールを用いた接触加工によって行われる。このと
きの切断幅B2は、樹脂層4の除去幅B1よりも狭くな
るように設定される。このため、半導体ウェハ1の切断
時に切断ツールが樹脂層4に接触することがなく、従っ
て樹脂層4と半導体ウェハ1との界面の剥離が発生せ
ず、切断時のダメージによる品質劣化を防止することが
できると共に、半導体ウェハ切断用の切断ツールがエポ
キシ樹脂など硬質の樹脂層4によって損耗を受けること
がなく、切断ツールの使用寿命を延長することができ
る。このようにして形成された半導体装置7は、上述の
ように切断時のダメージの発生がないことから封止用の
樹脂層4と半導体ウェハ1との密封性に優れており、従
って使用状態での信頼性に優れた半導体装置となってい
る。 (実施の形態2)図3、図4は本発明の実施の形態2の
半導体装置の製造方法の工程説明図である。なお、図
3、図4は半導体装置の製造方法を工程順に示してい
る。図3(a)において、11は実施の形態1に示す半
導体ウェハと同様に、複数の半導体素子が形成された半
導体ウェハである。半導体ウェハ11の上面には外部接
続用の電極12が形成され、電極形成面は保護膜13に
よって覆われている。この電極12上面の保護膜13の
開口部13aには、図3(b)に示すように導電部15
が形成される。導電部15は電極12の上面に金属メッ
キ層を積層する方法や、または電極12上にワイヤボン
ディングを行って金属部を形成する方法などを用いて形
成される。次いで、導電部15が形成された半導体ウェ
ハ11は樹脂封止される。ここでは半導体ウェハ11の
電極形成面に封止機能を有する樹脂層14が形成され
る。樹脂層14には、実施の形態1における樹脂層4と
同様の材質が用いられる。この後半導体ウェハ11上面
の樹脂層14には、図4(a)に示すように実施の形態
1と同様に所定幅B1の除去溝14aがレーザ加工によ
り形成される。そしてこの後半導体ウェハ11は切断工
程に送られ、図4(b)に示すように半導体ウェハ11
を構成する各半導体素子11’毎に個片に切断される。
この切断は、機械的ツールを用いた接触加工によって行
われる。このときの切断幅B2は、実施の形態1と同様
に樹脂層14の除去幅B1よりも狭くなるように設定さ
れる。これにより、切断時のダメージによる品質劣化を
防止することができると共に、切断ツールの使用寿命を
延長することができることについては実施の形態1と同
様である。これにより、外部接続用電極の電極形成面が
樹脂層14によって封止された半導体装置17が完成す
る。この半導体装置17も、実施の形態1における半導
体装置7と同様の優れた特性を有している。 (実施の形態3)図5、図6は本発明の実施の形態3の
半導体装置の製造方法の工程説明図である。なお、図
5、図6は半導体装置の製造方法を工程順に示してい
る。図5(a)において、21は実施の形態1に示す半
導体ウェハと同様に、複数の半導体素子が形成された半
導体ウェハである。半導体ウェハ21の上面には外部接
続用の電極22が形成されており、電極形成面は保護膜
23によって覆われている。電極22上面は保護膜3が
部分的に存在しない開口部3aとなっている。次に図5
(b)に示すように、半導体ウェハ21の上面の電極形
成面には、実施の形態1の樹脂層4と同様の樹脂層24
が形成される。次いで図5(c)に示すように、樹脂層
24にテーパ形状の貫通孔24bが形成される。この貫
通孔形成にも実施の形態1と同様のレーザ加工が用いら
れ、電極22に対応した位置にレーザ光を照射すること
により、樹脂層24には電極22の表面に到達するテー
パ形状の貫通孔24bが形成される。この貫通孔形成工
程において、半導体素子の境界線に相当する位置の樹脂
層24が除去される。この樹脂層24の除去は、半導体
ウェハ21の切断に先立って樹脂層24のみを除去する
ものであり、図6(a)に示すように、樹脂層24には
底面の除去幅B1の除去溝24aが形成される。次いで
図6(b)に示すように、貫通孔24内にはペースト状
の導電材であるクリーム半田25が充填される。そして
この後、半導体ウェハ11をリフロー工程に送り加熱す
ることにより、クリーム半田25が溶融し、溶融半田が
固化した後には電極22と導通し樹脂層24の表面に到
達する導電部25’が形成される。次に導電部形成後の
半導体ウェハ21は実施の形態1と同様の切断工程に送
られ、図6(c)に示すように半導体ウェハ21を構成
する各半導体素子21’毎に個片に切断される。このと
きの切断幅B2は、実施の形態1と同様に樹脂層24の
除去溝24aの底部における除去幅B1よりも狭くなる
ように設定される。これにより、切断時のダメージによ
る品質劣化を防止することができると共に、切断ツール
の使用寿命を延長することができることについては実施
の形態1と同様である。これにより、外部接続用電極の
電極形成面が樹脂層24によって封止された半導体装置
27が完成する。この半導体装置27も、実施の形態1
における半導体装置7と同様の優れた特性を有してい
る。 (実施の形態4)図7、図8は本発明の実施の形態4の
半導体装置の製造方法の工程説明図である。なお、図
7、図8は半導体装置の製造方法を工程順に示してい
る。図7(a)において、31は実施の形態1に示す半
導体ウェハと同様に、複数の半導体素子が形成された半
導体ウェハである。半導体ウェハ31の上面には外部接
続用の電極32が形成され、電極形成面は保護膜33に
よって覆われている。この電極32上面の保護膜33の
開口部13aには、図3(b)に示すように実施の形態
2に示す導電部15と同様の導電部35が形成される。
次いで、導電部35が形成された半導体ウェハ31は樹
脂封止される。ここでは図7(c)に示すように半導体
ウェハ31の電極形成面および下面の両面に封止機能を
有する樹脂層34が形成される。樹脂層34には、実施
の形態1における樹脂層4と同様の材質が用いられる。
この後半導体ウェハ31上面の樹脂層34には、図8
(a)に示すように実施の形態1と同様に除去溝34a
がレーザ加工により形成され、次いで図8(b)に示す
ように半導体ウェハ31の下面の樹脂層34にも同様の
除去溝34aが形成される。そしてこの後半導体ウェハ
31は切断ツールを用いた接触加工による切断工程に送
られ、図8(c)に示すように半導体ウェハ31を構成
する各半導体素子31’毎に個片に切断される。このと
きの切断幅B2は、実施の形態1と同様に樹脂層34の
除去幅B1よりも狭くなるように設定される。これによ
り、切断時のダメージによる品質劣化を防止することが
できると共に、切断ツールの使用寿命を延長することが
できることについては実施の形態1と同様である。これ
により、外部接続用電極の電極形成面が樹脂層34によ
って封止された半導体装置37が完成する。この半導体
装置37も、実施の形態1における半導体装置7と同様
の優れた特性を有している。 (実施の形態5)図9、図10は本発明の実施の形態5
の半導体装置の製造方法の工程説明図である。なお、図
9、図10は半導体装置の製造方法を工程順に示してい
る。図9(a)において、41は実施の形態1に示す半
導体ウェハと同様に、複数の半導体素子が形成された半
導体ウェハである。半導体ウェハ41の上面には外部接
続用の電極42が形成され、電極形成面は保護膜43に
よって覆われている。この電極42上面の開口部43a
内には、図9(b)に示すように実施の形態2に示す導
電部15と同様の導電部45が形成される。次いで、導
電部45が形成された半導体ウェハ41は樹脂封止され
る。ここでは実施の形態1に示す樹脂層4と同様の材質
を用いて、導電部45の上面を完全に覆う厚さの樹脂層
44が電極形成面に形成されると共に、半導体ウェハ4
1の下面にも同様の樹脂層44が形成される。次いで、
図10(a)に示すように、電極形成面上の樹脂層44
に実施の形態1と同様の除去溝44aが形成されると共
に、導電部45上の樹脂層4が除去されて開口部44b
が形成される。これにより導電部45は露呈状態とな
り、外部との接続が可能となる。次いで、図10(b)
に示すように半導体ウェハ41の下面の樹脂層44にも
同様の除去溝44aが形成される。そしてこの後半導体
ウェハ41は切断ツールを用いた接触加工による切断工
程に送られ、図10(c)に示すように半導体ウェハ3
1を構成する各半導体素子41’毎に個片に切断され
る。このときの切断幅B2は、実施の形態1と同様に樹
脂層44の除去幅B1よりも狭くなるように設定され
る。これにより、切断時のダメージによる品質劣化を防
止することができると共に、切断ツールの使用寿命を延
長することができることについては実施の形態1と同様
である。これにより、外部接続用電極の電極形成面が樹
脂層44によって封止された半導体装置47が完成す
る。この半導体装置47も、実施の形態1における半導
体装置7と同様の優れた特性を有している。以上説明し
たように本発明の各実施の形態は、半導体素子の外部接
続用の電極が形成された電極形成面上を樹脂で封止した
半導体装置の製造での半導体ウェハの切断工程、すなわ
ち複数の半導体素子が形成された半導体ウェハの電極形
成面を樹脂封止した後の半導体ウェハの切断において、
非接触加工によって樹脂層の除去を行った後に機械的切
断ツールによる接触加工によって半導体ウェハの切断を
行うようにしたものである。これにより、性状が異なる
材質からなり切断加工に対する適性が異なる樹脂層と半
導体ウェハに対して、それぞれの適性に応じた適切な切
断手段を用いることができ、効率のよい切断作業を行え
ると共に、良好な切断品質を確保して製品の信頼性を向
上させることができる。そして、各実施の形態に示す半
導体装置の製造工程では、非接触加工時に外部接続用の
電極上への導電部形成目的など、切断部位以外の封止樹
脂を除去する樹脂除去加工が併せて行われるため、同一
工程でこれらの樹脂除去が行えるという利点がある。
【発明の効果】本発明によれば、樹脂層形成工程後の半
導体ウェハを半導体素子の境界線に沿って切断する切断
工程において、樹脂層の切断には非接触加工を用いこの
非接触加工後に前記半導体ウェハの切断を機械的切断ツ
ールによる接触加工によって行うようにしたので、樹脂
封止後の半導体ウェハを効率よくしかも高品質で切断す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1の半導体装置の製造方法
の工程説明図
【図2】本発明の実施の形態1の半導体装置の製造方法
の工程説明図
【図3】本発明の実施の形態2の半導体装置の製造方法
の工程説明図
【図4】本発明の実施の形態2の半導体装置の製造方法
の工程説明図
【図5】本発明の実施の形態3の半導体装置の製造方法
の工程説明図
【図6】本発明の実施の形態3の半導体装置の製造方法
の工程説明図
【図7】本発明の実施の形態4の半導体装置の製造方法
の工程説明図
【図8】本発明の実施の形態4の半導体装置の製造方法
の工程説明図
【図9】本発明の実施の形態5の半導体装置の製造方法
の工程説明図
【図10】本発明の実施の形態5の半導体装置の製造方
法の工程説明図
【符号の説明】
1、11、21、31、41 半導体ウェハ 1’、11’、21’、31’、41’ 半導体素子 2、12、22、32、42 電極 3a、13a、23a、33a、43a 開口部 4、14、24、34、44 樹脂層 4a、14a、24a、34a、44a 除去溝 4b、24b 貫通孔 7、17、27、37、47 半導体装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 21/60 H01L 21/78 A 23/12 21/92 602L // B23K 101:40 604E 604B 604J 23/12 L

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】半導体素子の外部接続用の電極が形成され
    た電極形成面上を樹脂で封止した半導体装置を製造する
    半導体装置の製造方法であって、複数の半導体素子が形
    成された半導体ウェハの電極形成面にこの電極形成面を
    封止する封止機能を有する樹脂層を形成する樹脂層形成
    工程と、この樹脂層形成工程後に前記半導体ウェハを半
    導体素子の境界線に沿って切断する切断工程とを含み、
    この切断工程において非接触加工によって樹脂層の切断
    を行った後に機械的切断ツールによる接触加工によって
    前記半導体ウェハの切断を行うことを特徴とする半導体
    装置の製造方法。
  2. 【請求項2】前記非接触加工に、レーザ光の照射、プラ
    ズマ放電またはアーク放電、ウオータジェットのいずれ
    かを用いることを特徴とする請求項1記載の半導体装置
    の製造方法。
  3. 【請求項3】前記非接触加工による封止樹脂層の切断幅
    よりも前記接触加工による半導体ウェハの切断幅を狭く
    設定することを特徴とする請求項1記載の半導体装置の
    製造方法。
  4. 【請求項4】前記レーザ光による非接触加工において、
    ライン光源を用いて光エネルギーを切断部位に対してラ
    イン状に供給することを特徴とする請求項2記載の半導
    体装置の製造方法。
  5. 【請求項5】前記非接触加工時に切断部位以外の封止樹
    脂を除去する樹脂除去加工を併せて行うことを特徴とす
    る請求項1ないし4記載の半導体装置の製造方法。
  6. 【請求項6】半導体素子の外部接続用の電極が形成され
    た電極形成面上を樹脂で封止した半導体装置であって、
    複数の半導体素子が形成された半導体ウェハの電極形成
    面にこの電極形成面を封止する封止機能を有する樹脂層
    を形成する樹脂層形成工程と、この樹脂層形成工程後に
    前記半導体ウェハを半導体素子の境界線に沿って切断す
    る切断工程とを含み、この切断工程において非接触加工
    によって樹脂層の切断を行った後に機械的切断ツールに
    よる接触加工によって前記半導体ウェハの切断を行う半
    導体装置の製造方法によって製造されたことを特徴とす
    る半導体装置。
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