JP2007294729A - 半導体パッケージの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】半導体からなる基板の切断面にチッピングなどの欠陥を生じさせること無く、かつ簡易な工程によって製造可能な半導体パッケージおよびその製造方法を提供する。
【解決手段】第１基板１１の切断に適したチッピングを生じさせないブレードを用いて第１基板１１の側面領域１５ａを形成した後、この第１基板１１の側面領域１５ａよりも外側を通る、第２基板１２が切断可能なブレードを用いて、接合部１３から第２基板１２までを切断する。これにより、第２基板１２が切断可能なブレード、即ち、第１基板１１に対してはチッピングが生じる虞のあるブレードは、第１基板１１の側面領域１５ａには接触しないで接合部１３から第２基板１２までを切断することができる。よって、第１基板１１の側面領域１５ａに、チッピングなどの微細な加工傷が殆ど無い半導体パッケージ１０を得ることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体からなる基板にガラスからなる基板を貼り合わせた半導体パッケージの製造方法に関する。

例えば、デバイス備えた半導体基板にガラス基板を貼り合わせた半導体パッケージの製造においては、シリコンウェハーなど半導体基板の一面にデバイスを多数形成した後、樹脂などの接合部を介して半導体基板とガラス基板と貼り合わせ、ダイシングラインを切断することにより、個々の半導体パッケージを切り出している（ダイシング工程）。

従来、こうしたダイシング工程では、例えばレジンブレードなどを用いて半導体基板からガラス基板まで、１つのダイシングラインを１回で切断する方法で行われてきた。しかし、半導体基板からガラス基板までを１回で切断する方法では、半導体基板よりも硬いガラス基板の切断に合わせてブレードを選択することになるため、半導体基板の切断面（側面）にはチッピングと称される微細な加工傷が多数生じてしまう。こうした多数のチッピングの発生は、デバイスの特性に悪影響を及ぼす虞がある。

このため、例えば特許文献１では、２種類のブレードを使用して、１つのダイシングラインを２回に分けて切断する方法が記載されている。即ち、半導体基板の切断に適したブレードを使用して、半導体基板側を上にして半導体基板を切断した後、ガラス基板の切断に適したブレードを使用して、ガラス基板側を上にしてガラス基板を切断することにより、半導体基板の切断面にチッピングが発生することを抑制するものである。
特開平７−１８３２５５号公報

しかしながら、上述したような従来の半導体パッケージのダイシング方法では、半導体基板の切断後にガラス基板をダイシングシートから剥離させ、半導体パッケージを裏返し、半導体基板をダイシングシートに固定してからガラス基板を切断するという複雑で手間のかかる工程が必要となり、生産性の面で課題がある。また、こうした、複雑な工程の途中でハンドリングの際に半導体基板が割れてしまう虞も多い。さらに、ダイシングラインを切断した後は、半導体基板側がダイシングシートに固定された状態になるので、小片化された半導体パッケージをピックアップすることが困難であるという課題もある。

また、上述したような従来の半導体パッケージのダイシング方法では、ガラス基板を切断する際には、ガラス基板を上にして半導体基板をダイシングシートに固定した状態となるので、切断時に発生するガラスの切り粉が飛散しやすく、半導体基板が汚染されてしまう虞がある。特に、半導体基板にＣＣＤなどの極めてデリケートなデバイスが形成されている場合、こうしたガラス基板から生じたガラスの切り粉の飛散は、デバイスの損傷など重大な障害につながる虞がある。

さらに、上述したような従来の半導体パッケージのダイシング方法では、途中で半導体パッケージを裏返して２回で切断するため、半導体基板側をダイシングシートに固定した時と、ガラス基板側をダイシングシートに固定した時とで全体の高さが微妙に変化し、ブレードの高さ設定が難しく、ブレードの高さが高すぎるために完全に切断できないといった不具合を生じる虞がある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、半導体からなる基板の切断面にチッピングなどの欠陥を生じさせること無く、かつ簡易な工程によって製造可能な半導体パッケージおよびその製造方法を提供することを目的とする。

本発明の請求項１に係る半導体パッケージは、半導体からなる第１基板と、ガラスからなる第２基板とを接合部を介して重ねた構造を有する半導体パッケージであって、
前記半導体パッケージの端部の側断面は、前記接合部の近傍において変曲点をもち、前記側断面は前記変曲点を境にして、前記第１基板の側面領域よりも前記第２基板の側面領域のほうが外側になるように形成されていることを特徴とする。
本発明の請求項２に係る半導体パッケージは、請求項１において、前記第１基板の前記接合部と接する面にはデバイスが配されるとともに、前記第１基板には、前記第１基板を貫通して前記デバイスと電気的に接続される貫通電極と、前記貫通電極と電気的に接続されるバンプとがさらに配されていることを特徴とする。
本発明の請求項３に係る半導体パッケージの製造方法は、半導体からなる第１基板の一面と、ガラスからなる第２基板の一面とを接合部を介して接合する工程と、前記第１基板のダイシングラインを挟んだ両側に、前記第１基板の他面から一面に向けて非貫通の第１の溝及び第２の溝を形成する工程と、前記第１の溝及び第２の溝の少なくとも一部と重なり、前記第１基板の他面から前記第２基板の他面まで達する第３の溝を形成してダイシングする工程とを備えたことを特徴とする。

本発明の半導体パッケージによれば、側面は変曲点を境にして第１基板の側面領域よりも第２基板の側面領域のほうが外側になるように形成されているので、第２基板の切断に適したブレード、即ち、第１基板に対してはチッピングが生じる虞のあるブレードは、第１基板の側面領域には接触しないで接合部から第２基板までを切断することができる。よって、第１基板の側面領域に、チッピングなどの微細な加工傷が無い半導体パッケージを得ることができる。

以下、本発明に係る半導体パッケージの実施形態を図面に基づいて説明するが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。

図１は、本発明の半導体パッケージの一例を示す説明図である。半導体パッケージ１０は、半導体からなる第１基板１１、ガラスからなる第２基板１２、および第１基板１１と第２基板１２とを接合する接合部１３を有する。こうした半導体パッケージ１０は、例えば、ガラス板が貼り合わされた１枚の半導体ウェハを、ダイシングラインで切断してダイシング（小片化）することで形成されるものである。

このような構成の半導体パッケージの端部Ｅをなす側面１５は、ダイシングラインの切断によって形成される。側面１５は、その断面（側断面）において、接合部１３の近傍に変曲点１５ｃをもつ。そして、この側面１５は、変曲点１５ｃを境にして、第１基板１１の側面領域１５ａよりも第２基板１２の側面領域１５ｂのほうが外側になるように形成されている。

半導体パッケージ１０の側面１５を上述したように形成することによって、第１基板１１の側面領域１５ａにチッピングが発生することを防止できる。即ち、第１基板１１の切断に適したチッピングを生じさせないブレードを用いて第１基板１１の側面領域１５ａを形成した後、この第１基板１１の側面領域１５ａよりも外側を通る、第２基板１２が切断可能なブレードを用いて、接合部１３から第２基板１２までを切断する。

これにより、第２基板１２が切断可能なブレード、即ち、第１基板１１に対してはチッピングが生じる虞のあるブレードは、第１基板１１の側面領域１５ａには接触しないで接合部１３から第２基板１２までを切断することができる。よって、第１基板１１の側面領域１５ａに、チッピングなどの微細な加工傷が殆ど無い半導体パッケージ１０を得ることができる。

なお、こうした半導体パッケージの端部は、図２に示すように、変曲点を含む領域が接合部まで達していても良い。即ち、半導体パッケージ２０の側面２５は、側面２５の断面（側断面）における変曲点２５ｃを含む変曲領域が第１基板２１の側面領域２５ａから接合部２３に渡って形成されている。そして、第１基板２１の側面領域２５ａよりも第２基板２２の側面領域２５ｂのほうが外側になるように形成されている。こうした構成であっても、第１基板２１に対してチッピングが生じる虞のあるブレードは、第１基板２１の側面領域２５ａには接触しないで接合部２３から第２基板２２まで切断できるので、第１基板２１の側面領域２５ａに、チッピングなどの微細な加工傷が無い半導体パッケージ２０を得ることができる。

第１基板２１は、例えば、シリコンウェハを小片化したものであればよい。また、接合部２３は、半導体とガラスとを接合可能な材料、例えば、接着樹脂（エポキシ系、アクレート系、アクリル系、シリコーン系など）、はんだ合金（Ａｕ―Ｓｎ系，Ｓｎ―Ｐｂ系，Ａｕ−Ｓｉ系など）、低融点ガラス（軟化点：４５０℃以下）などを用いればよい。第２基板２２は、ガラス材料、例えばホウケイ酸ガラス（パイレックス（登録商標）、テンパックス（登録商標）など）、石英ガラスなどを用いればよい。

図３は、ダイシングラインで切断して小片化された、本発明の半導体パッケージの側面および従来の半導体パッケージの側面をＳＥＭで撮影したものである。本発明の半導体パッケージの側面を示す図３（ａ）では、第１基板（半導体基板）の側面には、５０μｍ以上のチッピングは発生していない。一方、従来の半導体パッケージの側面を示す図３（ｂ）では、第１基板（半導体基板）の側面には、５０μｍ以上のチッピングが生じていることが分かる。

図４は、本発明の半導体パッケージの別な実施形態を示す断面図である。この実施形態の半導体パッケージ３０では、半導体からなる第１基板３１が接合部３３と接する面、すなわち接合部３３を介して第２基板３２に対向する１面（接合部面）３１ａに、例えばＣＣＤなどのデバイス３６が形成されている。そして、第１基板３１の他面３１ｂには、デバイス３６の引出電極を成すバンプ３７が形成されている。また、第１基板３１には、こうしたデバイス３６とバンプ３７とを電気的に接続する貫通電極３８および導電層３９が形成されている。

このような半導体パッケージ３０においても、側面３５は、接合部３３の近傍において変曲点３５ｃをもち、こうした変曲点３５ｃを境にして、第１基板３１の側面領域３５ａよりも第２基板３２の側面領域３５ｂのほうが外側になるように形成されるので、第１基板３１に対してチッピングが生じる虞のある第２基板３２の切断用のブレードは、第１基板３１の側面領域３５ａには接触しない。よって、デバイス３６の性能に影響を及ぼす虞のあるチッピングなどの微細な加工傷は、デバイス３６が形成された第１基板３１の側面領域３５ａには殆ど存在せず、デバイス３６の性能低下や不具合の発生を防止できる。

次に、本発明の半導体パッケージの製造方法を、図５，図６に示す断面図を用いて説明する。本発明の半導体パッケージの製造にあたっては、まず、図５（ａ）に示すように、半導体からなる第１基板４１を用意する。なお、第１基板４１は、図７（ａ）に示すように、例えば、円盤状のシリコンウェーハであればよい。また、図５，図６は、図７（ｂ）に示す破線で示された円Ｒの部分を拡大して説明するものである。

次に、図５（ｂ）に示すように、こうした第１基板４１の一面４１ａとガラスからなる第２基板４２の一面４２ａとを接合層４３を介して接合する。接合層４３は、切断により小片化された半導体パッケージを形成するダイシングラインＤに沿って形成されていれば良い（図７（ａ），（ｂ）参照）。ダイシングラインＤは、例えば、第１基板４１に多数配列されたデバイスどうしの間に形成されればよい。こうしたダイシングラインＤによって、小片化された半導体パッケージ４０が形成される。

こうして、接合層４３を介して接合された第１基板４１と第２基板４２からなる半導体パッケージ４０は、ダイシングマシン（図示せず）のワークテーブルに、ダイシングシート５１を介して貼着される（図５（ｃ）参照）。

そして、図６（ａ）に示すように、第１基板４１の他面４１ｂから一面４１ａに向けて、非貫通の第１の溝５２および第２の溝５３が形成される。第１の溝５２および第２の溝５３は、ダイシングラインＤを挟んで、互い所定の間隔を開けて形成されれば良い。

こうした第１の溝５２および第２の溝５３は、図８（ａ）に示すように、幅Ｗ１が２０〜１００μｍ程度のメタルブレード５５を用いて、刃先が第１基板４１の一面４１ａまで達しない程度の深さに形成すればよい。この時、第１の溝５２および第２の溝５３のダイシングラインから遠いほうの側面どうしの幅Ｗ３が、後述する第３の溝５４の形成に使用されるレジンブレード５６の幅Ｗ２よりも広くなるように設定されれば良い。こうしたメタルブレード５５は、シリコンなどの半導体の切断に適しており、第１基板４１の側面領域５５ａとなる面にチッピングなどの加工傷をつけることなく、第１の溝５２や第２の溝５３を形成することができる。

次に、図６（ｂ）に示すように、ダイシングラインＤに第３の溝５４を形成することで、半導体パッケージ４０をダイシングラインＤで切断して、小片化された半導体パッケージを得る。この第３の溝５４は、図８（ｂ）に示すように、幅Ｗ２が１００〜３００μｍ程度のレジンブレード５６を用いて、第１基板４１の他面４１ｂから第２の溝５３の他面５３ｂまで貫通し、また、第１の溝５２および第２の溝５３の少なくとも一部と重なるように形成されればよい。

第３の溝５４を形成するレジンブレード５６は、ガラスなどの硬い材料の切断に適しており、シリコンなどの半導体の切断ではチッピングなどの加工傷をつける虞がある。しかし、上述した本発明の半導体パッケージの製造方法によれば、メタルブレード５５などを用いて形成されたチッピングなどが無い第１基板４１の側面領域４５ａには、第３の溝５３の形成時に用いられるレジンブレード５６が当たることがないので、ダイシングラインＤで切断して小片化された半導体パッケージ４０を形成する際に、第１基板４１の側面領域４５ａにチッピングのない半導体パッケージ４０を得ることが可能になる。

また、本発明の半導体パッケージの製造方法によれば、第１の基板４１と第２の基板４２を、それぞれ異なるブレードを用いて溝を形成する際に、工程の途中で半導体パッケージをダイシングシートから剥離させ、半導体パッケージを裏返し、再びダイシングシートに固定するといった複雑で手間のかかる工程が不要となり、生産性の向上を図ることができる。そして、こうした半導体パッケージを小片化する際の剥離、反転、再貼着などが不要なため、複雑な工程でのハンドリングによる半導体パッケージの損傷も防止できる。

特に、第１基板４１の他面４１ｂ側にバンプなどの突起物が形成されている場合、半導体パッケージを裏返して第１基板４１の他面４１ｂ側をダイシングシートに貼着すると、バンプの存在によって半導体パッケージが安定してダイシングシートに固定されず、溝が正確に形成されない虞があるが、本発明の半導体パッケージの製造方法によれば、第１基板４１の他面４１ｂ側をダイシングシートに貼着させる必要が無いので、第１基板４１の他面４１ｂ側にバンプなどの突起物が形成されていても、安定して半導体パッケージをダイシングシートに固定でき、正確な位置と深さで第１の溝５２、第２の溝５３、および第３の溝５４を形成することができる。

また、第３の溝５３の形成、即ちダイシングラインでの切断完了時には、ガラスからなる第２基板４２側がダイシングシート５１に固定された状態になるので、小片化された半導体パッケージ４０を容易に、かつ破損させること無くピックアップすることができる。

また、本発明の半導体パッケージの製造方法によれば、ガラスからなる第２基板４２に第３の溝５３を形成して切断する際に、この第２基板４１をダイシングシート５１に固定した状態で行うので、切断時に発生するガラスの切り粉などの第２基板４１の切断粉が飛散して半導体からなる第１基板が汚染されることがない。特に、第１基板４１にＣＣＤなどのデバイスが形成されている場合、こうしたガラスの切り粉の飛散による汚染は、デバイスの性能低下や不具合の発生の原因となるが、第２基板４１をダイシングシート５１に固定した状態で第３の溝５３を形成して切断することにより、デバイスの性能低下や不具合の発生を防止することができる。

さらに、本発明では、工程の途中で半導体パッケージをダイシングシートから剥離させ、半導体パッケージを裏返し、再びダイシングシートに固定する必要が無いので、反転による全体の高さの変化がなく、ブレードの高さを容易に設定できる。これにより、正確な深さで第１の溝５２、第２の溝５３、および第３の溝５４を形成して、容易に半導体パッケージを小片化することができる。

本発明の半導体パッケージの実施形態を示す断面説明図である。 本発明の半導体パッケージの側面の他の態様を示す断面図である。 半導体パッケージの側面の様子を示す写真である。 本発明の半導体パッケージの他の実施形態を示す断面図である。 本発明の半導体パッケージの製造方法を示す斜視図である。 本発明の半導体パッケージの製造方法を示す斜視図である。 本発明の半導体パッケージの製造方法を示す平面図および断面図である。 本発明の半導体パッケージの製造方法を示す断面図である。

符号の説明

１０…半導体パッケージ、１１…第１基板、１２…第２基板、１３…接合部、１５…側面、１５ｃ…変曲点、３７…バンプ、３８…貫通電極、Ｄ…ダイシングライン。

Claims (3)

1. 半導体からなる第１基板と、ガラスからなる第２基板とを接合部を介して重ねた構造を有する半導体パッケージであって、
   前記半導体パッケージの端部の側断面は、前記接合部の近傍において変曲点をもち、前記側断面は前記変曲点を境にして、前記第１基板の側面領域よりも前記第２基板の側面領域のほうが外側になるように形成されていることを特徴とする半導体パッケージ。
2. 前記第１基板の前記接合部と接する面にはデバイスが配されるとともに、前記第１基板には、前記第１基板を貫通して前記デバイスと電気的に接続される貫通電極と、前記貫通電極と電気的に接続されるバンプとがさらに配されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体パッケージ。
3. 半導体からなる第１基板の一面と、ガラスからなる第２基板の一面とを接合部を介して接合する工程と、前記第１基板のダイシングラインを挟んだ両側に、前記第１基板の他面から一面に向けて非貫通の第１の溝及び第２の溝を形成する工程と、前記第１の溝及び第２の溝の少なくとも一部と重なり、前記第１基板の他面から前記第２基板の他面まで達する第３の溝を形成してダイシングする工程とを備えたことを特徴とする半導体パッケージの製造方法。
   
   

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