JP2010087297A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】反りや捲れを抑えつつ半導体装置の厚みを薄くする。
【解決手段】表面に複数の半導体装置がダイシング領域を介して形成された半導体ウェハーのダイシング領域に溝部を形成し、紫外線を透過する板材と紫外線が照射されることにより硬化する接着層とからなる表面保護部材を半導体ウェハーの表面に貼り付け、半導体ウェハーの裏面を研削し半導体装置の厚みをそれぞれ薄くすると共に半導体装置を分離すると共に表面保護部材を分離して小片部材を形成し、小片部材が張り付いた前記半導体装置を基台上に取り付けた後に板材に紫外線を照射し接着層を硬化させて半導体装置から小片部材を剥離する。
【選択図】図８

Description

本発明は半導体装置の製造方法に関わり、特に、半導体ウェハーの表面に形成された半導体装置の厚みを半導体ウェハーの裏面を研磨することで薄くする工程を有する半導体装置の製造方法に関する。

複数の半導体装置を積層して封止（パッケージング）した所謂マルチチップパッケージ（ＭＣＰ）型の半導体モジュールにおいては、半導体モジュールとしての高さ寸法を抑えて半導体モジュールを小型化するために、如何に個々の半導体装置の厚みを薄くするかが大きな課題となっている。

近年、半導体ウェハー上に形成された多数の半導体装置を個別に切り出す際、半導体ウエハーの表面側から所定深さの溝を形成した後、半導体ウェハーの裏面側から研削を行い、個々の半導体装置を分離する所謂先ダイシング法と呼ばれる製造方法が用いられている（例えば、特許文献１参照）この方法を用いることにより、半導体装置の厚みを５０μｍ以下まで研削することが可能になったが、半導体装置の厚みを薄くすれば薄くするほど、半導体装置の端部が捲れあがったりまたは反りが発生し、半導体装置が不良になるという問題が出てきた。
特開２００８−９８４２７号公報

本発明の目的は、反りや捲れを抑えつつ半導体装置の厚みを薄くすることが可能な半導体装置の製造方法を提供することにある。

本発明の半導体装置の製造方法は、表面に複数の半導体装置がダイシング領域を介して形成された半導体ウェハーのダイシング領域に溝部を形成し、表面側から裏面側かけて紫外線を透過する板材と板材の裏面側に形成され紫外線が照射されることにより硬化する接着層とからなる表面保護部材を溝部が形成された半導体ウェハーの表面に貼り付け、表面保護部材が表面に張り付けられた半導体ウェハーの裏面を研削し複数の半導体装置の厚みをそれぞれ薄くすると共に半導体装置を溝部にて分離し、表面保護部材を溝部に対応する領域で分離することにより個々の半導体装置に小片化された表面保護部材が張り付いた小片部材を形成し、小片部材が張り付いた半導体装置を基台上に取り付けた後に板材の表面側から紫外線を照射し接着層を硬化させて半導体装置から小片部材を剥離する、ことを特徴とする。

本発明によれば、反りや捲れを抑えつつ半導体装置の厚みを薄くすることが可能になる。

以下、本発明の半導体装置の製造方法の一実施形態について、図１乃至図１０を参照しながら説明する。なお、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なる。

図１は、多数の半導体装置が形成された半導体ウェハーの平面図、図２乃至図４は図１中切断線Ａ−Ａで示す部分の断面図、図５乃至図１０は分離された半導体装置を積層する工程を説明するための図である。

ダイシング工程前において、図１および図２に示すように、表面３および表面３に対向する裏面５を有する半導体ウェハー１には、表面３に例えばＮＡＮＤ型不揮発性半導体記憶装置のような半導体装置７がダイシング領域９によって分離されながら多数形成されている。

ダイシング工程において、先ず、図３に示すように、半導体ウェハー１の表面３のダイシング領域９に、ダイシング用の溝部１１が形成される。この溝部１１は半導体ウェハー１の裏面５に到達せず、溝部１１の底部が表面３と裏面５の間に位置するよう形成される。

次に、図４に示すように、溝部１１が形成された半導体ウェハー１の表面３に、表面保護部材１３を貼り付ける。この表面保護部材１３は、ガラス板材１５と、このガラス板材１５の一方の面に配置された薄膜樹脂層１７と、ガラス板材１５の一方の面と薄膜樹脂層１７の一方の面とを接着するための第１の接着層１９と、薄膜樹脂層１７の他方の面に形成され半導体ウェハー１の表面３と表面保護部材１３とを接着する第２の接着層２１とから構成されている。

この表面保護部材１３のガラス板材１５、第１の接着層１９、薄膜樹脂層１７は紫外線を透過する特性を有する。また、第２の接着層２１は紫外線硬化特性を有し、紫外線が照射されることにより、半導体ウェハー１の表面３と表面保護部材１３との接着材としての機能を失うものである。なお、第１の接着層１９は紫外線硬化特性を有さず、紫外線が照射されてもガラス板材１５と薄膜樹脂層１７との接着機能を保持するものである。さらに、ガラス板材１５はダイシングされた個々の半導体装置７の反り、捲れを抑えるだけの十分な強度を有する。

次に、表面保護部材１３が半導体ウェハー１の表面に貼り付けられた状態で、図４の半導体ウェハー１の裏面５を研削し、半導体ウェハー１の厚み寸法を溝部１１の深さ寸法より薄くし、図５に示すように、表面保護部材１３に接着された状態で半導体装置７を分離する。

次に、図６に示すように、溝部１１に対応する領域で表面保護部材１３を分離し、小片化された表面保護部材それぞれの裏面に１個の半導体装置７が貼り付けられた小片部材２３を形成する。

次に、図７に示すように、第１の小片部材２３ａに貼り付けられた第１の半導体装置７ａをＭＣＰ型の半導体モジュールの基台（基板）２５上に第３の接着剤２７を介して取り付ける。

次に、図８に示すように、基台２５上に第１の小片部材２３ａが取り付けられた状態で、第１の小片部材２３ａのガラス板材１５側から紫外線ＵＶを照射する。紫外線ＵＶはガラス板材１５、第１の接着層１９、薄膜樹脂層１７を介して、第２の接着層２１に照射される。第１の半導体装置７ａと薄膜樹脂層１７とを接着している第２の接着層２１は、紫外線ＵＶが照射されることにより硬化し接着剤としての機能を失う。第２の接着層２１が接着剤としての機能を失うことにより、図９に示すように、第１の半導体装置７ａから薄膜樹脂層１７が容易に分離でき、第１の半導体装置７ａから小片部材２３ａを剥離できるようになる。

次に、図１０に示すように、基台２５に取り付けられた第１の半導体装置７ａ上に、第４の接着層２９を介して第２の小片部材２３ｂに貼り付けられた２段目の第２の半導体装置７ｂを取り付ける。なお、第２の半導体装置７ｂを第１の半導体装置７ａに積層する際、スペーサ部材を第１の半導体装置７ａと第２の半導体装置７ｂの間に配置しても良い。

次に、図１１に示すように、第１の半導体装置７ａ上に第２の小片部材２３ｂが取り付けられた状態で、第２の小片部材２３ｂのガラス板材１５側から紫外線ＵＶを照射することで前述同様第２の接着層２１を硬化し、図１２に示すように、第２の半導体装置７ｂから薄膜樹脂層１７を分離する。

以下、図１０乃至図１２の工程を繰り返すことにより、必要な段数の半導体装置７が基台２５上に積層され、その後、ワイヤ配線の取り付け、樹脂封止などの工程を経てマルチチップ型の半導体モジュールが完成する。

以上のように、本実施形態によれば、半導体ウェハー１の裏面５を研削して、半導体装置７の厚みを薄くして、個々の半導体装置に分離した際に、個々の半導体装置７がガラス板材１５で保持されているので、半導体装置７の厚みを５０μｍ以下１０μｍ程度まで薄くしても、半導体装置７の反りや捲れを防止することができる。さらに、ガラス板材１５を介して紫外線を照射して、半導体装置７を接着している第２の接着層２１を硬化させて接着機能を失わせることで、微小な半導体装置７を薄膜樹脂層１７から容易に分離することができる。

なお、上述した実施形態においては、表面保護部材１３を、ガラス板材１５、第１の接着層１９、薄膜樹脂層１７、第２の接着層２１から構成したが、本発明はこれに限らず、ガラス板材１５に直接第２の接着層２１を形成した表面保護部材としても良い。

また、ガラス板材１５に代えて、紫外線を透過する特性を有し半導体装置の反りや捲れを防ぐ強度を有する高分子板材で表面保護部材を構成しても良い。ガラス板材１５に代えて高分子板材を用いることにより、半導体装置７を分離した小片部材を溶解することにより、高分子いた剤として再利用することが容易になる。

また、上述した実施形態では、半導体記憶装置を積層してマルチチップ型の半導体モジュールを作成したが、本発明はこれに限らず、半導体記憶装置の上にコントローラチップを積層するタイプや、コントローラチップを複数積層するタイプなどにも適用できる。

本発明の実施形態における半導体ウェハーの平面図 図１中切断線Ａ−Ａで示す模式的な断面図 製造工程の一段階における模式的な断面図（その１） 製造工程の一段階における模式的な断面図（その２） 製造工程の一段階における模式的な断面図（その３） 製造工程の一段階における模式的な断面図（その４） 製造工程の一段階における模式的な断面図（その５） 製造工程の一段階における模式的な断面図（その６） 製造工程の一段階における模式的な断面図（その７） 製造工程の一段階における模式的な断面図（その８） 製造工程の一段階における模式的な断面図（その９） 製造工程の一段階における模式的な断面図（その１０）

符号の説明

図面中、１は半導体ウェハー、７は半導体装置、９はダイシング領域、１１は溝部、１３は表面保護部材、１５はガラス板材、１７は薄膜樹脂層、１９は第１の接着層、２１は第２の接着層、２３は小片部材、２５は基台、２７は第３の接着層、２９は第４の接着層である。

Claims (4)

1. 第１の表面およびこの第１の表面に対向する第１の裏面を有し前記第１の表面に複数の半導体装置がダイシング領域を介して形成された半導体ウェハーの前記ダイシング領域に溝部を形成し、
   第２の表面およびこの第２の表面に対向する第２の裏面を有し前記第２の表面側から前記第２の裏面側かけて紫外線を透過する板材と、前記板材の前記第２の裏面側に形成され、前記紫外線が照射されることにより硬化する接着層とからなる表面保護部材を、前記溝部が形成された前記半導体ウェハーの前記表面に貼り付け、
   前記表面保護部材が前記第１の表面に張り付けられた前記半導体ウェハーの前記第１の裏面を研削し、前記複数の半導体装置の厚みをそれぞれ薄くすると共に前記半導体装置を前記溝部にて分離し、
   前記表面保護部材を前記溝部に対応する領域で分離することにより、個々の前記半導体装置に小片化された前記表面保護部材が張り付いた小片部材を形成し、
   前記小片部材が張り付いた前記半導体装置を基台上に取り付けた後に、前記板材の第２の表面側から紫外線を照射し、前記接着層を硬化させて前記半導体装置から前記小片部材を剥離する
   ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
2. 前記板材は、前記紫外線を透過するガラス材から構成されることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
3. 前記板材は、前記紫外線を透過する高分子材から構成されることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
4. 前記表面保護部材は、前記接着層と前記板材との間に、さらに薄膜樹脂層を有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。

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