JP2009238782A - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】基板の強度や接着性を損なうことなく、マーキング部の認識性に優れた半導体装置を提供する。
【解決手段】本発明に係る半導体装置１Ａ（１）は、半導体基板１０と、前記半導体基板の一面と対向し、接着樹脂層３０を介して前記半導体基板と貼り合わせられる透明基板２０と、を少なくとも備えた半導体装置であって、前記接着樹脂層の一部が改質されてなるマーキング部３１を備えたことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体基板に透明基板が貼り合わせられてなり、マーキング部を有する半導体装置及びその製造方法に関する。

半導体装置へのマーキングに関して、硬化した樹脂にレーザを用いてマーキングを行う方法（例えば、特許文献１参照）、硬化前の樹脂にレーザマーキングを行う方法（例えば、特許文献２参照）等がある。また、透明基板の代表であるガラスにマーキグする方法に関しても、ガラス表面にマーキングを行う方法(例えば、特許文献３参照)や、ガラス内部にマーキングを行うもの(例えば、特許文献４参照)等がある。

ガラス等からなる透明基板と、シリコン等からなる半導体基板とを接着樹脂層を介して貼り合せた半導体チップを実装する際は、通常、ガラス等の透明基板を上にして実装を行う。このような貼り合わせ基板は、通常、半導体基板の裏面(透明基板接合部の反対側)を所定の厚さまで研磨し薄膜化する。そのため、研磨した面にレーザマーキングを行うと強度的に脆く、実装後はガラス面が上になるためチップの特定が困難である。

一方、接着樹脂の塗布前に半導体基板表面にマーキングを行うと、接着樹脂等によりマークが埋もれてしまい、視認性が悪化してしまう。
また、マーキング部分の凹凸により、透明基板との接合時に非接着部が発生し、密着性低下につながる恐れがある。
他のマーキング法として、ガラスヘのマーキングがあるが、これもガラスを削る、微小クラックを入れる等の方法でマーキングすることから、そこを起点として破損する可能性があり、強度の点で問題である。

また、接合前の接着樹脂へのマーキングは、透明基板と半導体基板とを接合する際の加重及び熱で、マークに潰れ等が生じ、視認困難となる。また、樹脂を改質（変色等）させマーキングを行った場合、マーキング部分の接着機能劣化のおそれがある。
特開２００５−２０３６９６号公報 特開２０００−１８３１９６号公報 特開平１０−１０１３７９号公報 特開２００３−１９５７８号公報

本発明は、このような従来の実情に鑑みて考案されたものであり、基板の強度や接着性を損なうことなく、マーキング部の認識性に優れた半導体装置を提供することを第一の目的とする。
また、本発明は、基板の強度や接着性を損なうことなく、マーキング部の認識性に優れた半導体装置を簡便な方法で得ることが可能な半導体装置の製造方法を提供することを第二の目的とする。

本発明の請求項１に記載の半導体装置は、半導体基板と、前記半導体基板の一面と対向し、接着樹脂層を介して前記半導体基板と貼り合わせられる透明基板と、を少なくとも備えた半導体装置であって、前記接着樹脂層の一部が改質されてなるマーキング部を備えたことを特徴とする。
本発明の請求項２に記載の半導体装置の製造方法は、半導体基板と、前記半導体基板の一面と対向し、接着樹脂層を介して前記半導体基板と貼り合わせられる透明基板と、を少なくとも備え、前記接着樹脂層の一部が改質されてなるマーキング部を備えた半導体装置の製造方法であって、前記半導体基板の一面と、前記透明基板の一面とを対向させて、前記接着樹脂層を介して貼り合わせる工程Ａと、前記透明基板の他面側からレーザを照射し、前記接着樹脂層の一部を改質させてマーキング部を形成する工程Ｂと、を少なくとも順に備えたことを特徴とする。
本発明の請求項３に記載の半導体装置の製造方法は、請求項２において、前記工程Ａにおいて、前記半導体基板の一面上にスピンコート法、印刷法、又はラミネート法により前記接着樹脂層を形成し、前記接着樹脂層上に前記透明基板を配して貼り合わせることを特徴とする。
本発明の請求項４に記載の半導体装置の製造方法は、請求項２において、前記工程Ａにおいて、前記透明基板の一面に前記接着樹脂層が予め形成されているものを用いることを特徴とする。

本発明では、接着樹脂層の一部が改質されてなるマーキング部を備えたことで、基板の強度や接着性を損なうことがない。また、マーキング部の磨耗等による視認性低下のおそれもなく、マーキング部の認識性に優れた半導体装置を提供することができる。
また、本発明では、半導体基板と透明基板とを接着樹脂層を介して貼り合わせた後に、前記接着樹脂層の一部を、レーザにより改質させてマーキング部を形成している。これにより、基板の強度や接着性を損なうことがない。また、マーキング部の磨耗等による視認性低下のおそれもなく、マーキング部の認識性に優れた半導体装置を簡便な方法で得ることが可能な半導体装置の製造方法を提供することができる。

以下、本発明に係る半導体装置の一実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の半導体装置の一実施形態を示す図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は平面図である。（ａ）は、（ｂ）の太い実線部における断面を表す。
この半導体装置１Ａ（１）は、半導体基板１０と、前記半導体基板１０の一面１０ａと対向し、半導体基板１０と貼り合わせられる透明基板２０と、前記半導体基板１０と前記透明基板２０とを接合する接着樹脂層３０と、を少なくとも備える。
そして本発明の半導体装置１は、前記接着樹脂層３０の一部が改質されてなるマーキング部３１を備えたことを特徴とする。
本発明の半導体装置１は、接着樹脂層３０の一部が改質されてなるマーキング部３１を備えたことで、基板の強度や接着性を損なうことがない。また、マーキング部３１の磨耗による視認性低下のおそれもなく、マーキング部３１の認識性に優れたものとなる。

以下、本発明の半導体装置の製造方法について説明する。
図２は、本発明の半導体装置の製造方法を工程順に示す断面図である。
本発明の半導体装置の製造方法は、前記半導体基板１０の一面１０ａと、前記透明基板２０の一面２０ａとを対向させて、前記接着樹脂層３０を介して貼り合わせる工程Ａと、前記透明基板２０の他面２０ｂ側からレーザＬを照射し、前記接着樹脂層３０の一部を改質させてマーキング部３１を形成する工程Ｂと、を少なくとも順に備えたことを特徴とする。

本発明の半導体装置の製造方法では、半導体基板１０と透明基板２０とを接着樹脂層３０を介して貼り合わせた後に、前記接着樹脂層３０の一部を、レーザＬにより改質させてマーキング部３１を形成している。これにより本発明では、基板の強度や接着性を損なうことがない。また、マーキング部３１の磨耗等による視認性低下のおそれもなく、マーキングの認識性に優れた半導体装置１を簡便な方法で得ることが可能である。
以下、各工程ごとに詳しく説明する。

（１）まず、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、前記半導体基板１０の一面１０ａと、前記透明基板２０の一面２０ａとを対向させて、前記接着樹脂層３０を介して貼り合わせる（工程Ａ）。
半導体基板１０は、例えばシリコン等からなる。この半導体基板１０上には、図示しない機能素子や電極、配線層等が配されていてもよい。
透明基板２０は、半導体基板１０と対向して配置され、半導体基板１０上に配された機能素子を保護する等の役割を有する。透明基板２０としては、透光性樹脂やガラス等からなる板材を用いることができる。また、透明基板２０は、各種の光学フィルタ機能やレンズ機能などの光学的機能を有するものでもよい。

半導体基板１０と透明基板２０とを貼り合わせるには、まず、図２（ａ）に示すように、半導体基板１０の一面１０ａ上に接着樹脂層３０となる接着樹脂３０ａを塗布する。
接着樹脂層３０は、半導体基板１０と透明基板２０との間隔を確保するともに、透明基板２０を半導体基板１０と接合するものである。
接着樹脂３０ａとしては、特に限定されるものではないが、例えばアクリル、エポキシ、シリコーン、フェノール、ポリイミド、ＢＣＢ等、あるいはこれらを複合した材料等を用いることができる。また、レーザの吸収率の高い顔料が添加されているものが好ましい。

接着樹脂３０ａの塗布方法としては、例えば液状の樹脂を基板上に垂らし、高速で回転させて均一に塗布するスピンコート法、印刷法、フィルム状の樹脂をローラーまたは熱板により加熱・加圧して転写するラミネート法、ディスペンス法等を用いることができ、選定した樹脂材料に適した方法を用いる。
その中でも特に、スピンコート法、印刷法、又はラミネート法により接着樹脂を塗布することが好ましい。これにより接着樹脂層３０の厚みを均一化することができ、後工程において接着樹脂層３０にレーザＬを用いてマーキングする際に、レーザ照射を安定して行うことができる。その結果、マーキング部３１のバラツキを少なくすることができる。

そして、図２（ａ）に示すように、接着樹脂を塗布した半導体基板１０の一面１０ａと、透明基板２０の一面２０ａとを対向させて位置合わせする。
その後、半導体基板１０と透明基板２０とを接合する（図２（ｂ）参照）。接着樹脂による接合では熱・紫外線などの接着剤硬化反応源を必要とする。また、接着樹脂の接着力発現には適度な加重印加も必要であり、以上の理由から一般的にはプレス版を用いた熱圧着を用いる。

なお、本工程Ａにおいては、上述した説明では、半導体基板１０上に接着剤を塗布した場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、前記透明基板２０の一面２０ａに前記接着樹脂層３０が予め形成されているものを用いてもよい。

（２）次に、図２（ｃ）に示すように、前記透明基板２０の他面２０ｂ側からレーザＬを照射し、前記接着樹脂層３０の一部を改質させてマーキング部３１を形成する（工程Ｂ）。
半導体基板１０と透明基板２０とを接合後、前記透明基板２０の他面２０ｂ側から接着樹脂層３０にレーザＬを照射しマーキングを行う。レーザＬには透明基板２０を透過し、樹脂に改質効果をもたらすもの（ＹＡＧレーザ、キセノンレーザ、半導体レーザ等、透明基板２０の種類によって変更を行う）を使用する。

図３は、レーザ光源５０よりレーザＬを照射することにより、接着樹脂層３０の一部を改質させてマーキング部３１を形成している様子を示す図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は平面図である。（ａ）は、（ｂ）の太い実線部における断面を表す。
レーザ光源５０より照射されたレーザＬにより樹脂はエネルギーを吸収して、凝集、炭化等により樹脂を発色させる。これにより、周囲の樹脂と濃淡をつけ、「１２３」あるいは「ＡＢＣ」といったような任意の文字、記号又は図形等をマーキングする。
レーザＬの照射領域及び焦点深度はレーザ光源５０に付随される焦点調整装置により調整される。マーキング（レーザ焦点）の位置は、図４（ａ）に示すように、接着樹脂層３０の内部であってもよいし、図４（ｂ）に示すように透明基板２０と接着樹脂層３０との界面付近であってもよい。また、図４（ｃ）に示すように、接着樹脂層３０と半導体基板１０との界面付近であってもよい。

また、マーキングにより文字を描写する際には、図５に示すように、レーザ光源５０と被加工物（半導体基板１０、接着樹脂層３０及び透明基板２０の積層体）との間にマスク５１を設けてもよいし、或いは、図６に示すように、光源５０又は被加工物を移動させて描写してもよい。上記の方法で接着樹脂層３０にマーキングを行う場合は基板へのレーザＬ光の到達、あるいは、樹脂の蒸発による透明基板２０／半導体基板１０間に接着樹脂層３０のない状態が発生しないように、接着樹脂層３０の厚さはレーザＬの到達深度を考慮して形成する。

（３）最後に、必要に応じて、半導体基板１０をチップ毎に個片化する。
前記半導体基板１０をダイシング加工により個片化する。
なお、半導体基板１０の個片化とレーザ照射によるマーキングの順番は逆であってもよい。
以上により図１に示したような半導体装置１が得られる。

以上説明したように、半導体基板や透明基板の一部を削ることでマーキングを行う従来の方法とは異なり、本発明では、半導体基板１０と透明基板２０とを接着樹脂層３０を介して接合後に、透明基板２０の下に配された接着樹脂層３０に対してレーザＬを照射してマーキングを行うことで、基板貼り合せによるマークの潰れや欠損が生じず、視認性が改善される。また、基板をチップ毎に個片化した場合、チップ化後の強度に優れ、チップの選別や管理が容易になる。
また、既存のレーザマーキング法を使用することで、特殊な装置等が不要である。また、短時間に複数のチップにマーキング可能である。

そして、このようにして製造された半導体装置１は、接着樹脂層３０の一部が改質されてなるマーキング部３１を備えたことで、基板の強度や接着性を損なうことがない。また、マーキング部３１の磨耗等による視認性低下のおそれもなく、マーキング部３１の認識性に優れたものとなる。

以上、本発明の半導体装置の製造方法について説明してきたが、本発明はこれに限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変更が可能である。
例えば、上述した実施形態では、レーザにより接着樹脂層３０の一部を改質させて発色させることでマーキング部３１を形成する場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、図７に示す半導体装置１Ｂ（１）のように、レーザにより接着樹脂層３０の一部を改質させることにより、樹脂の一部を蒸発、溶解させることでマーキング部３１を形成してもよい。図７においても、（ａ）は、（ｂ）の太い実線部における断面を表す。

また、例えば、上述した実施形態では、半導体基板１０と透明基板２０との間に全面にわたって接着樹脂層３０が配されている場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、接着樹脂層３０が一部にのみ配されている場合、例えば図８に示すように、半導体基板１０と透明基板２０との間にキャビティ２（中空部）が設けられている半導体装置１Ｃ（１）に関しても同様にして接着樹脂層３０に対してレーザによるマーキングを行うことができる。この場合、マーキング部３１を形成する位置は密着性を考慮し、中空部と距離を設けることが好ましい。図８においても、（ａ）は、（ｂ）の太い実線部における断面を表す。

また、本発明は、半導体装置にかかわらず、透明基板の下部に樹脂層があり、該樹脂層を介して基板が接合されている構造物であれば本発明を用いてマーキングを行うことができる。

本発明は、半導体基板と透明基板とが張り合わせられてなり、マーキング部を有する半導体装置及びその製造方法に広く適用可能である。

本発明に係る半導体装置の一例を模式的に示す図。 本発明に係る半導体装置の製造方法を工程順に示す模式的な断面図。 レーザを照射し、接着樹脂層の一部を改質させてマーキング部を形成している様子を模式的に示す図。 レーザの焦点深度と接着樹脂層との位置関係を模式的に示す図。 レーザ光源と被加工物との間にマスクを設けた様子を示す図。 レーザ光源又は被加工物を移動させながら行う様子を示す図。 レーザにより接着樹脂層の一部を蒸発、溶解させることでマーキング部を形成した様子を模式的に示す図。 半導体基板と透明基板との間にキャビティ(中空部)が設けられている半導体装置に対してマーキング部を形成した様子を模式的に示す図。

符号の説明

Ｌ レーザ、１Ａ，１Ｂ，１Ｃ（１） 半導体装置、１０ 半導体基板、２０ 透明基板、３０ 接着樹脂層、３１ マーキング部、５０ レーザ光源。

Claims (4)

1. 半導体基板と、
   前記半導体基板の一面と対向し、接着樹脂層を介して前記半導体基板と貼り合わせられる透明基板と、を少なくとも備えた 半導体装置であって、
   前記接着樹脂層の一部が改質されてなるマーキング部を備えたことを特徴とする半導体装置。
2. 半導体基板と、前記半導体基板の一面と対向し、接着樹脂層を介して前記半導体基板と貼り合わせられる透明基板と、を少なくとも備え、前記接着樹脂層の一部が改質されてなるマーキング部を備えた半導体装置の製造方法であって、
   前記半導体基板の一面と、前記透明基板の一面とを対向させて、前記接着樹脂層を介して貼り合わせる工程Ａと、
   前記透明基板の他面側からレーザを照射し、前記接着樹脂層の一部を改質させてマーキング部を形成する工程Ｂと、を少なくとも順に備えたことを特徴とする半導体装置の製造方法。
3. 前記工程Ａにおいて、
   前記半導体基板の一面上にスピンコート法、印刷法、又はラミネート法により前記接着樹脂層を形成し、
   前記接着樹脂層上に前記透明基板を配して貼り合わせることを特徴とする請求項２に記載の半導体装置の製造方法。
4. 前記工程Ａにおいて、前記透明基板の一面に前記接着樹脂層が予め形成されているものを用いることを特徴とする請求項２に記載の半導体装置の製造方法。

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