JP2005191485A - Semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、CSP(chip Size Package)構造の半導体装置およびその製造方法に関する。 The present invention relates to a semiconductor device having a CSP (chip size package) structure and a manufacturing method thereof.
半導体装置のパッケージサイズが半導体チップとほぼ同じになるCSP構造が知られている。図12から図14に従来のCSP製造方法とその構造の一例を示す。
半導体装置は、まず図12に図示するように、シリコン基板1の表面にアルミ電極の端子2を形成した後に、各端子の一部を露出するように、シリコン基板1の表面を酸化シリコン、窒化シリコン等で覆われた形成された保護皮膜を形成する。そして、この保護被膜の上に、各端子2の一部が開口するよう表面側保護膜3を形成する。
表面側保護膜3は、例えばウエハ1の回路面側全面にポリイミド系樹脂材を塗布させた後に、フォトリソグラフィを用いてパターンニングを施して形成される。
A CSP structure in which the package size of a semiconductor device is almost the same as that of a semiconductor chip is known. 12 to 14 show an example of a conventional CSP manufacturing method and its structure.
As shown in FIG. 12, the semiconductor device first forms the
The surface-side
次に、表面側保護膜3が形成する開口部4を介して露出される各端子2上に再配線5を形成する。半導体装置の各端子2に接続された柱状電極6を配列することにより、半導体装置の周辺部のみに形成された端子2のピッチおよび電極面積を広げ、回路基板との接続の信頼性を向上するためのものである。
Next, the rewiring 5 is formed on each
再配線5を形成した後には、再配線5上の所定箇所に複数の柱状電極6を設ける。柱状電極6は、レジストパターニングを施し、これにより開口された部分に電解メッキを施すことで形成される。こうして、図12に図示する構造となったら、図13に図示するように、柱状電極6を覆うように、シリコン基盤1の表側全体をエポキシ等の樹脂材によってモールドし表面側保護膜7を形成する。そして、この表面側保護膜7を硬化させた後、研削装置にて表面側保護膜7の上面側を研磨してポスト6の端面を露出させる。
After the rewiring 5 is formed, a plurality of
この後、所定の厚みになるように背面側を研磨加工する。研磨加工した背面側に製品番号やロット番号をマーキングする処理を施す。次いで、この背面側を下向きにしてダイシングした後、図14に図示する通り、スクライブライン8に沿ってウエハ1をダイシングすることによって、チップに個片化された半導体装置10が形成されるようになっている(例えば、特許文献1。非特許文献1参照。)。
ところで、上述した従来の半導体装置10では、図14に図示した通り、シリコン基板1の側面(切断面を含む)が露出した状態となっており、表面保護膜とシリコン基板を同時に切断するため表面保護膜とチップ界面で保護膜割れやチップ欠けが発生する。これがチップ破損や露出面からの水分浸透等、信頼性を低下させる要因になるという問題がある。そこで本発明は、このような問題を解決し、信頼性を向上することができる半導体装置およびその製造方法を提供することを目的としている。
Incidentally, in the
上記目的を達成するため、本発明の半導体装置は、表面に複数の柱状電極が形成されたシリコン基板と、前記シリコン基板の前記各柱状電極を除く表面および側面を覆うと共に、このシリコン基板を個片に切断した時の切断面を覆うように形成された表面側保護膜を有することを特徴とする。 In order to achieve the above object, a semiconductor device according to the present invention covers a silicon substrate having a plurality of columnar electrodes formed on the surface thereof, covers the surface and side surfaces of the silicon substrate excluding the columnar electrodes, and separates the silicon substrate. It has a surface side protective film formed so as to cover the cut surface when cut into pieces.
本発明の半導体装置の製造方法では、シリコン基板を個片化する箇所に複数平面からなる切削溝を設け、その後にシリコン基板の表面および側面を覆うと共に、前記切削溝を充填する表面側保護膜を形成する第1の工程と、シリコン基板の裏面を研削し前記研削溝に充填された表面保護膜を露出させる第2の工程と、前記表面側保護膜が切断面に残るように、前記切削溝より狭い幅でシリコン基板を個片に切断する第3の工程を有することを特徴とする。 In the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, a surface-side protective film is provided that has a plurality of planar cutting grooves at locations where the silicon substrate is separated, covers the surface and side surfaces of the silicon substrate, and fills the cutting grooves. A second step of grinding the back surface of the silicon substrate to expose the surface protective film filled in the grinding groove, and the cutting so that the surface-side protective film remains on the cut surface It has a third step of cutting the silicon substrate into pieces with a width narrower than the groove.
本発明による半導体装置は、表面および側面が表面側保護膜で覆われる為、信頼性が向上する。また、本発明による半導体装置の製造方法では、シリコン基板を個片化する箇所に複数平面からなる切削溝を設けておき、その後このシリコン基板の表面および側面を覆うと共に、切削溝を充填する表面側保護膜を形成してからシリコン基板裏面を研削して切削溝に充填された表面側保護膜を露出させたのち表面側保護膜が切断面に残るように、切削溝より狭い幅でシリコン基板を個片に切断する。切削溝が複数平面で構成されるので切削面と表面保護膜の密着が向上し、個片化された半導体装置は表面および側面が全て保護膜で覆われるため、この結果、チップ破損や露出面からの水分浸透等、信頼性を低下させる要因を除去でき、信頼性を向上させられる。また、裏面研磨によりチップの厚みを薄くし小型の半導体装置とすることができる。 In the semiconductor device according to the present invention, since the surface and side surfaces are covered with the surface-side protective film, the reliability is improved. Further, in the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, a cutting groove having a plurality of planes is provided at a location where the silicon substrate is separated, and then the surface and side surfaces of the silicon substrate are covered and the cutting groove is filled. After forming the side protection film and grinding the back surface of the silicon substrate to expose the surface side protection film filled in the cutting groove, the silicon substrate is narrower than the cutting groove so that the surface side protection film remains on the cut surface. Is cut into pieces. Since the cutting grooves are composed of multiple flat surfaces, the adhesion between the cutting surface and the surface protective film is improved, and the individual semiconductor devices are all covered with the protective film on the surface and side surfaces. As a result, it is possible to remove factors that lower the reliability such as moisture permeation from the water and improve the reliability. Further, the thickness of the chip can be reduced by back surface polishing, so that a small semiconductor device can be obtained.
以下、図面を参照して本発明の実施の一形態について説明する。図1〜図11は、実施の一形態による半導体装置の構造およびその製造工程を説明する為の断面図である。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 to 11 are cross-sectional views for explaining a structure of a semiconductor device according to an embodiment and a manufacturing process thereof.
本発明による製造工程では、先ず図2に図示する通り、表面側に複数の接続パッド2が形成されており、工程の最終過程において切断され個片化される各半導体チップ10の周辺部に設けられている。接続パッド2は、各半導体チップの接続パッド2間に形成された図示しない集積回路素子に電気的に接続されているものである。なお、ウエハ1の表面側にはウエハの全面を覆う、酸化シリコンや窒化シリコン、ポリイミド等で形成された表面保護膜3が形成されており、この表面保護膜3には上記各接続パッド2の一部を露出する開口部4が形成されている。
In the manufacturing process according to the present invention, first, as shown in FIG. 2, a plurality of
この後、表面保護膜3に形成された開口部4を介して露出される接続パッド2上に再配線5を形成する。再配線5は表面保護膜3の全面にUBMスパッタ処理等によりUBM層を堆積し、この後、再配線用のフォトレジスト塗布、硬化し、フォトリソグラフィ技術により、再配線用のフォトレジストを再配線が形成されるよう、所定形状の開口を有するパターニングを施した後、このレジストによって開口された部分に電解メッキを施すことで形成される。
Thereafter, the rewiring 5 is formed on the
このようにして、一端が各接続パッド2に接続され、他端が表面保護膜3上を、半導体チップの中央側に延出される各再配線5を形成した後は、各再配線5上の他端上の所定箇所にポスト(柱状電極)6を設ける。ポスト6 は、例えば100〜150μm程度の厚さでポスト形成用のフォトレジストを塗布、硬化させた上、各再配線5の他端の中央部を露出する開口部を形成し、この開口部内に電解メッキを施すことで形成される。なお、このメッキ処理後にはポスト形成用のフォトレジストを剥離しておくと共に、不要部分に蒸着されたUBM 層をエッチングにより除去しておく。次に、図3示すように、ウエハ1をダイシングテープ21上にマウントしたら、予め定められたスクライブライン8に沿ってウエハ1に複数平面を有する切削溝9のダイシング処理を施す。この複数平面からなる切削溝9の一番深い箇所の深さはウエハ厚みより浅くなるように切削すると同時に後述の所望のウエハ厚みより深く切削する。このように加工することで後述するウエハ裏面加工工程で切削溝9に充填された表面保護膜7がウエハ基板1の裏面より露出可能となる。また、図8,9,10に切削溝1aの形状の実施例を示す。図11は、切断溝9をウエハ表面表面から見た平面図である。
Thus, after forming each rewiring 5 extended to the center side of the semiconductor chip, one end is connected to each
こうして、図3に示した構造が形成された後は、図4に図示するように、ポスト6を覆うように、ウエハ1の回路面全体をポリイミド、エポキシ等の樹脂材によってモールドして表面側保護膜7を形成する。表面側保護膜7は、ポリイミド、エポキシ等の単層からなるものでもよいが、これら樹脂層の積層構造としてもよい。そして、図5に示すようにこの表面側保護膜7を硬化させ、次に、シリコン基板薄型化のために裏面研削を行い上述の切削溝9に充填された表面保護膜7が研削面に達するまで研削を行う。また、この裏面研削はシリコンエッチングにより同様の結果が得られる。この後、そこに半田印刷等のメタライズ処理を施しバンプを形成する。次に、図6に示すように、切断面に所定厚の表面側保護膜7が残るように複数平面からなる切削溝1aの部分を再度ダイシングしてウエハ1をチップに個片化して半導体装置10を形成する。また、前述のメタライズ処理により形成されたバンプがダイシング時にブレードのハブに接触する様な不具合を生じるとき、このダイシングはシリコン基板の裏面からダイシングすることができる。この時はシリコン基板裏面にバンプが形成されていないのでダイシングによる不具合は生じない。
After the structure shown in FIG. 3 is formed in this way, the entire circuit surface of the
以上のように、本発明の実施の一形態によれば、ウエハ1を個片化する箇所にあらかじめダイシングを施して所望のウエハ厚みより深い複数平面を有する切削溝9を加工しておき、その後にウエハ1の表面および側面を覆うと共に、切削溝9を充填する表面側保護膜7を形成し、ウエハ1を所望の厚みに裏面研削し、表面保護膜を露出させた後に、切削溝1aで加工された切断面に所定厚の表面側保護膜7が残るように切削溝9部分を再度ダイシングして半導体装置10を形成するので、個片化された半導体装置10は表面および側面が全て表面保護膜7で覆われることになり、この結果、チップ破損や露出面からの水分浸透等、信頼性を低下させる要因を除去でき、信頼性が向上する。また、図7に図示するように、ウエハ1をダイシングテープ21上にウエハ表面または裏面のどちらをマウントしても良く、定められたスクライブライン8に沿ってウエハ1の切削溝9 をダイシング処理することでウエハ表面に形成されるバンプによるダイシング時の不具合も発生しないため高い品質のチップを製造することができる。
As described above, according to one embodiment of the present invention, a cutting
以上のように、表面および側面が表面側保護膜で覆われる為、装置の信頼性を向上することができる。また、シリコン基板を個片化する箇所に複数平面からなる切削溝を加工しておき、その後にシリコン基板の表面および側面を覆うと共に、切削溝を充填する表面側保護膜を形成してからシリコン基板裏面を切削溝に充填された表面保護膜が露出するまで研削し、次に表面側保護膜が切断面に残るように、切削溝より狭い幅でシリコン基板を個片に切断するので、個片化された半導体装置は表面および側面が全て保護膜で覆われることになり、この結果、チップ破損や露出面からの水分浸透等、信頼性を低下させる要因を除去でき、信頼性を向上させることができる。 As described above, since the surface and side surfaces are covered with the surface-side protective film, the reliability of the apparatus can be improved. In addition, a cutting groove consisting of a plurality of planes is processed at a location where the silicon substrate is separated into pieces, and then the surface and side surfaces of the silicon substrate are covered and a surface side protective film filling the cutting groove is formed before silicon The back surface of the substrate is ground until the surface protective film filled in the cutting groove is exposed, and then the silicon substrate is cut into individual pieces with a width narrower than the cutting groove so that the front side protective film remains on the cut surface. The singulated semiconductor device is covered with a protective film on all surfaces and side surfaces. As a result, it is possible to remove factors that reduce reliability, such as chip breakage and moisture penetration from the exposed surface, and improve reliability. be able to.
1シリコン基板
2 接続パッド
3 表面側保護膜(1層目)
4 開口部
5 再配線
6 ポスト
7 表面側保護膜(2層目)
8 スクライブライン
9 切削溝
10 半導体装置
20 ダイシングブレード
21 ダイシングテープ
1
4
8
Claims (7)
Priority Applications (1)
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JP2003434382A JP2005191485A (en) | 2003-12-26 | 2003-12-26 | Semiconductor device |
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JP2003434382A JP2005191485A (en) | 2003-12-26 | 2003-12-26 | Semiconductor device |
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