JP2011014603A - Semiconductor device, and method of manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、バックグラインドの際に発生する屑による品質不良を改善する半導体装置及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a semiconductor device that improves quality defects caused by scraps generated during back grinding and a method for manufacturing the same.
従来の半導体装置の製造方法の一実施例として下記の製法が知られている。図9(A)〜(C)は、従来のWLP(Wafer Level Package)のバックグラインド工程の断面図を示す。 The following manufacturing method is known as an example of a conventional method for manufacturing a semiconductor device. 9A to 9C are sectional views showing a back grinding process of a conventional WLP (Wafer Level Package).
先ず、図9(A)に示す如く、スクライブ領域に沿って溝52が形成された半導体ウエハ51表面側に保護テープ53を貼り合せた後、半導体ウエハ51をバックグラインドテーブル54上に配置する。ここで、保護テープ53は、PET(ポリエチレンテレフタレート)等の基材55とアクリル系合成樹脂等の粘着剤56から構成される。
First, as shown in FIG. 9A, after the
次に、半導体ウエハ51裏面側から研磨し、半導体ウエハ51の膜厚を所望の厚さとする。このとき、半導体ウエハ51の溝52の形成領域まで研磨することで、半導体ウエハ51は個々のWLP構造の半導体装置へと個片化される。この工程にて、半導体ウエハ51の研磨屑57が、半導体ウエハ51の切断面58、表面側の保護膜59や保護テープ53の粘着剤56等へ付着する。
Next, the
次に、図9(B)に示す如く、研磨された半導体ウエハ51をスピンナーテーブル60上に配置する。そして、バックグラインド工程にて半導体ウエハ51に付着した水分を遠心力により除去する。その後、スピンナーテーブル60に内蔵された加熱機61により保護テープ53を加熱し、粘着剤56を溝52方向へと膨張させる。そして、粘着剤56が膨張する際に、半導体ウエハ51の切断面58や保護膜59へと付着した研磨屑57が粘着剤56へと貼り付く。そして、保護テープ53を剥がすことで、切断面58や保護膜59から研磨屑57を除去する事ができる(例えば、特許文献1参照。)。
Next, as shown in FIG. 9B, the polished
WLP構造では、半導体ウエハ51のスクライブ領域にアライメントマーク(図示せず)が形成され、アライメントマークによりスクライブ領域を位置認識した後、そのスクライブ領域を切断する。そして、半導体ウエハ51表面側を被覆する保護膜59や絶縁層62は、使用される材料やその膜厚により、アライメントマークの認識精度を悪化させる。そのため、図9(A)にて丸印63で示すように、アライメントマークの認識精度を向上させるため、スクライブ領域の保護膜59や絶縁層62は、その他の領域に対して凹部となる。
In the WLP structure, an alignment mark (not shown) is formed in the scribe region of the
図9(C)は、図9(A)の丸印63で示す領域を拡大した断面図である。バックグラインド工程では、半導体ウエハ51表面側に保護テープ53が貼り付けられた状態にて、半導体ウエハ51裏面側から研磨が行われる。このとき、スクライブ領域では、前述した保護膜59や絶縁層62の形状により、半導体ウエハ51の表面側から溝52に向けて階段状の段差が形成される。この構造により、丸印63で示す領域は、溝52の幅W5よりも広い幅W6の空間領域となる。尚、保護膜59は、段差形状の絶縁層62上面を被覆することで、絶縁層62よりもだれた形状の段差となる。
FIG. 9C is an enlarged cross-sectional view of a region indicated by a
そして、丸印64で示す領域は、粘着剤56と保護膜59との接着領域となるが、前述した保護膜59の段差により、粘着剤56と保護膜59とは密着し難く、両者の接着強度が弱まり易い領域となる。その結果、バックグラインド工程は研磨面に対し処理水を供給した状態にて行われるため、特に、丸印64で示す領域では、粘着剤56と保護膜59との接着面が剥がれ易くなる。そして、パッド電極65周辺の保護膜59上面にも研磨屑57が残存し、硬化することで、研磨屑57を介して電気的にショートする問題が発生する。
A region indicated by a
更に、従前の製造方法では、図9(B)に示すように、粘着剤56を溝52側へと膨張させ、保護テープ59を剥がすことで、半導体ウエハ51の切断面58や保護膜59へと付着した研磨屑57を除去している。しかしながら、スクライブ領域に露出する粘着剤56には、バックグラインド工程時に、既に、多量の研磨屑57が付着することで、その接着強度も劣化する。また、丸印63で示す領域の粘着剤56や丸印64で示す粘着剤56と保護膜59との接着面は、バックグラインド工程中の処理水に晒されることでも、その接着強度が劣化する。その結果、膨張領域の粘着剤56の接着強度は劣化し、研磨屑57を除去し難いという問題がある。
Furthermore, in the conventional manufacturing method, as shown in FIG. 9B, the
また、前述したように、従来のWLP構造では、スクライブ後に個片化された半導体装置の切断面を検査する方法や手段がなく、スクライブ領域の適した範囲をスクライブしたか、否かを確認することが出来なかった。そして、切断面を検査することなくユーザー側に個片化された半導体装置を納品することで、ユーザー側では、不適切な領域でスクライブされた半導体装置を実装した回路装置やセット品等で、品質不良が発生する問題がある。 Further, as described above, in the conventional WLP structure, there is no method or means for inspecting a cut surface of a semiconductor device separated after scribing, and it is confirmed whether or not a suitable range of the scribe region has been scribed. I couldn't. And by delivering the semiconductor device separated to the user side without inspecting the cut surface, on the user side, with the circuit device or set product etc. mounting the semiconductor device scribed in an inappropriate area, There is a problem that poor quality occurs.
本発明の半導体装置では、少なくとも基板の一主面側が樹脂層により被覆され、前記樹脂層表面側に電極が形成され、前記基板の一主面と他の主面との間に位置する側面がスクライブ面となる半導体装置において、前記側面には、少なくとも前記樹脂層及び前記基板が露出し、前記側面に露出する樹脂層は、前記樹脂層表面に対して垂直な平坦面となることを特徴とする。従って、本発明では、電極が配置される樹脂層表面側には研磨屑が付着することはなく、研磨屑を介した電気的なリークを防止できる。 In the semiconductor device of the present invention, at least one main surface side of the substrate is covered with a resin layer, an electrode is formed on the surface side of the resin layer, and a side surface located between the one main surface of the substrate and the other main surface In the semiconductor device serving as a scribe surface, at least the resin layer and the substrate are exposed on the side surface, and the resin layer exposed on the side surface is a flat surface perpendicular to the surface of the resin layer. To do. Therefore, in the present invention, polishing scraps do not adhere to the resin layer surface side on which the electrodes are disposed, and electrical leakage through the polishing scraps can be prevented.
また、本発明の半導体装置の製造方法では、半導体ウエハを準備し、前記半導体ウエハの複数の素子形成領域に対し半導体素子を形成し、前記半導体ウエハの一主面側に樹脂層を形成した後、前記樹脂層表面側に電極を形成する工程と、前記半導体ウエハのスクライブ領域に沿って前記樹脂層から前記半導体ウエハに到達する溝を形成した後、前記樹脂層表面側に保護テープを貼り合わせる工程と、前記半導体ウエハの他の主面側から少なくとも前記溝の形成領域まで前記半導体ウエハを研磨し、前記素子形成領域毎に前記半導体ウエハを個片化し半導体装置を形成する工程とを有し、前記溝の側面からは前記樹脂層が露出し、前記保護テープを構成する粘着層の一部は、前記露出した樹脂層と当接するように前記溝内に入り込んだ状態にて、前記半導体ウエハを研磨する工程を行うことを特徴とする。従って、本発明では、半導体ウエハを研磨する際に、樹脂層表面側まで研磨屑が廻り込むことを防止できる。 In the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention, a semiconductor wafer is prepared, semiconductor elements are formed in a plurality of element formation regions of the semiconductor wafer, and a resin layer is formed on one main surface side of the semiconductor wafer. Forming the electrode on the surface side of the resin layer, and forming a groove reaching the semiconductor wafer from the resin layer along the scribe region of the semiconductor wafer, and then bonding a protective tape to the surface side of the resin layer And polishing the semiconductor wafer from the other main surface side of the semiconductor wafer to at least the groove forming region, and singulating the semiconductor wafer for each element forming region to form a semiconductor device. The resin layer is exposed from the side surface of the groove, and a part of the adhesive layer constituting the protective tape enters the groove so as to come into contact with the exposed resin layer. And performing the step of polishing the semiconductor wafer. Therefore, according to the present invention, when the semiconductor wafer is polished, it is possible to prevent polishing scraps from reaching the resin layer surface side.
本発明では、半導体装置の側面(切断面)まで樹脂層が配置されることで、表面側への研磨屑の廻り込みを防止し、研磨屑を介した電気的なリークが防止される。 In the present invention, the resin layer is disposed up to the side surface (cut surface) of the semiconductor device, thereby preventing the polishing debris from entering the surface side and preventing electrical leakage through the polishing debris.
また、本発明では、半導体装置の側面に位置精度確認マークを露出させ、その露出形状を確認することで、スクライブ後の品質検査ができる。 In the present invention, the position accuracy confirmation mark is exposed on the side surface of the semiconductor device, and the exposed shape is confirmed, so that quality inspection after scribing can be performed.
また、本発明では、位置精度確認マークの周囲は耐湿性に優れた絶縁層で被覆されることで、位置精度確認マークの形成領域から品質劣化が生じることはない。 Further, in the present invention, since the periphery of the position accuracy confirmation mark is covered with an insulating layer having excellent moisture resistance, quality deterioration does not occur from the position accuracy confirmation mark forming region.
また、本発明では、スクライブ溝に保護テープの粘着層を入れ込んだ状態にてバックグラインド工程を行うことで、半導体装置表面側への研磨屑の廻り込みを防止できる。 Further, in the present invention, by performing the back grinding process in a state in which the adhesive layer of the protective tape is inserted into the scribe groove, it is possible to prevent polishing debris from entering the semiconductor device surface side.
また、本発明では、スクライブ後に切断面に露出した位置精度確認マークを用いてスクライブ面の判定を行うことで、半導体装置の製品品質が向上される。 In the present invention, the product quality of the semiconductor device is improved by determining the scribe surface using the position accuracy confirmation mark exposed on the cut surface after scribing.
また、本発明では、粘着層を膨張させる工程を省略でき、製造コストを抑えることができる。 Moreover, in this invention, the process of expanding an adhesion layer can be skipped and manufacturing cost can be held down.
以下に、本発明の実施の形態である半導体装置について説明する。図1(A)は、半導体装置を説明する断面図である。図1(B)は、半導体装置を説明する斜視図である。図2(A)は、位置精度確認マークを説明する斜視図である。図2(B)は、スクライブ領域を説明する平面図である。図3(A)〜(D)は、半導体装置の側面(切断面)を説明する断面図である。 The semiconductor device which is an embodiment of the present invention will be described below. FIG. 1A is a cross-sectional view illustrating a semiconductor device. FIG. 1B is a perspective view illustrating a semiconductor device. FIG. 2A is a perspective view illustrating a position accuracy confirmation mark. FIG. 2B is a plan view for explaining the scribe region. 3A to 3D are cross-sectional views illustrating a side surface (cut surface) of the semiconductor device.
先ず、図1(A)に示す如く、WLP(Wafer Level Package)構造の半導体装置1では、素子形成領域W1の周囲にスクライブ領域W2の一部が一環状に配置される。これは、スクライブ領域W2の幅(図2(B)参照)は、スクライブブレード42(図7参照)よりも幅広に形成されるため、前述したように、スクライブ後の素子形成領域W1の周囲にはスクライブ領域W2の一部が配置される。そして、素子形成領域W1には、図示していないが、拡散領域によりトランジスタ等の半導体素子が形成される。詳細は後述するが、スクライブ領域W2では、樹脂膜10、15がパッケージ周囲まで配置され、その側面からは位置精度確認マーク14が露出する。
First, as shown in FIG. 1A, in the
シリコン基板2上には、絶縁処理用の絶縁層3が形成される。絶縁層3としては、例えば、シリコン酸化膜、NSG(Nondoped Silicate Glass)膜、BPSG(Boron Phospho Silicate Glass)膜等の少なくとも1層が選択される。尚、シリコン基板2としては、単結晶基板でなるもの、単結晶基板上にエピタキシャル層が形成されるものが考えられる。また、シリコン基板2の代わりに、化合物半導体基板であってもよい。
On the
配線層4が、絶縁層3上に形成される。配線層4は、3層構造から成り、バリアメタル膜上に金属膜が形成され、その金属膜上に反射防止膜が形成される。そして、バリアメタル膜は、例えば、チタン(Ti)やチタンナイトライド(TiN)等の高融点金属から成る。また、金属膜は、例えば、アルミニウム(Al)膜やアルミニウム−シリコン−銅(Al−Si−Cu)膜等のAlを主体とする合金膜から成る。また、反射防止膜は、例えば、TiN、チタンタングステン(TiW)等の高融点金属から成る。そして、配線層4の膜厚は、例えば、0.4〜3.0μmである。尚、配線層4は、シリコン基板2に形成された半導体素子と電気的に接続する。また、配線層4は、銅を主材料として形成される場合でも良い。
A
そして、素子形成領域W1には、シールリング層5が、スクライブ領域W2と同様に、素子形成領域W1の最外周に一環状に配置される。シールリング層5は、絶縁層を貫通するスルーホール6内及びその上面に配線層4を構成する金属膜7が配置され形成される。そして、シールリング層5は、半導体ウエハ(図示せず)から個々の半導体装置1へと個片化する際に、スクライブ領域W2から素子形成領域W1へとクラックが入ることを防止する。また、絶縁層3が切断時に捲くれ上がった場合に、シールリング層5が、素子形成領域W1までその捲き上がりが進行することを防止する。
In the element formation region W1, the
シールド層8が、配線層4上を含め、絶縁層3上に形成される。シールド層8はシリコン窒化膜により形成され、絶縁層3内への水分の進入を防止し、配線層4等の腐食を防止する。そして、開口領域9が、配線層4上のシールド層8に形成される。
The
樹脂膜10が、例えば、スピンコート法によりシールド層8上面に形成される。樹脂膜10は、例えば、ポリベンズオキサゾール(PBO)膜またはポリイミド樹脂膜等から成る。そして、PBO膜は、感光性樹脂であり、高耐熱性、高機械特性及び低誘電性等の特性を有する膜である。更に、PBO膜は、湿気等の外部環境から半導体素子の劣化を防止し、半導体素子の表面を安定化させる。
The
開口領域11が、配線層4上の樹脂膜10に形成され、開口領域9の内側に形成される。そして、メッキ用金属層12が、開口領域11内を含め、樹脂膜10上にパターン配置される。メッキ用金属層12は、開口領域11内では配線層4と直接接続する。
An
このメッキ用金属層12は、二つのタイプの膜が積層して形成される。一つ目の膜は、高融点金属膜であり、例えば、クロム(Cr)層、Ti層またはTiW層であり、スパッタリング法により形成される。一つ目の膜は、メッキ用金属層12上にメッキ層を形成する際のシード層として用いられる。更に、この一つ目の膜の上には二つ目の膜として、Cu層が、例えば、スパッタリング法により形成される。二つ目の膜は、メッキ用金属層12上にメッキ層を形成する際の種として用いられる。
The
Cu配線層13が、メッキ用金属層12上面に、例えば、電解メッキ法により形成される。そして、Cu配線層13のシート抵抗値は、2.0μΩ・cm程度であり、Al配線層のシート抵抗値は、3.0μΩ・cm程度である。Cu配線層13を用いることで配線抵抗値が低減される。更に、Cu配線層13の膜厚は、例えば、8.0〜10.0μmであり、その膜厚によっても配線抵抗値が低減される。
The
そして、位置精度確認マーク14が、素子形成領域W1からスクライブ領域W2側へと形成される。位置精度確認マーク14は、例えば、Cu配線層13を形成する工程にて形成されるため、メッキ用金属層とCuメッキ層にて形成される。
Then, the position
樹脂膜15が、樹脂膜13上面に、例えば、スピンコート法により形成される。樹脂膜15は、樹脂膜10と同様に、例えば、ポリベンズオキサゾール(PBO)膜またはポリイミド樹脂膜等から成る。
The
開口領域16が、Cu配線層13上の樹脂膜15に形成され、開口領域16を介してバンプ電極17が形成される。バンプ電極17としては、例えば、下層に、例えば、Ni、Pd、Au等の無電解メッキ層が配置され、その上層に半田が積層された構造となる。
An
次に、図1(B)に示す如く、半導体装置1の側面(切断面)18、19は、半導体装置1の表面20と裏面21との間に位置し、表面20及び裏面21に対し垂直面となる。詳細は後述するが、樹脂膜10、15は、スクライブ領域W2を含む半導体ウエハ全面を被覆するため、側面18、19からは、シリコン基板2、絶縁層3、シールド層8、樹脂膜10、15及び位置精度確認マーク14が露出する。
Next, as shown in FIG. 1B, the side surfaces (cut surfaces) 18 and 19 of the
図示したように、バンプ電極17の高さT1は、半導体装置1の表面20から、例えば、50〜80μmである。一方、半導体装置の側面18、19において、シールド層8表面から半導体装置1の表面20までの高さT2は、例えば、30〜50μmである。従って、図9(A)を用いて前述したように、仮に樹脂膜10、15がスクライブ領域W2を被覆しない構造の場合には、半導体装置の側面18、19には凹部が形成され、その凹部の高さT3は、例えば、80〜130μmとなる。しかしながら、本実施の形態では、樹脂膜10、15が側面18、19まで配置されることで、半導体装置1の表面20側での段差は、主に、バンプ電極17の高さT1であり、50〜80μmとなる。
As illustrated, the height T <b> 1 of the
この構造により、半導体装置1表面20側での段差は小さくなり、保護テープ44(図8(A)参照)が表面20側に密着して貼り付けられた状態にてバックグラインド工程が行われるため、シリコン基板2の研磨屑22が、半導体装置1表面20側まで廻り込むことを防止できる。そして、研磨屑22は導電材料であるが、バンプ電極17周辺に硬化することはないので、研磨屑22による電気的リークが防止される。
With this structure, the step on the
更に、側面18、19には、位置精度確認マーク14が露出する。そして、バックグラインド工程時には、研磨面等に処理水が供給され、シリコン基板2の研磨屑22は洗い流される。しかしながら、図示したように、側面18、19には、若干の研磨屑22が付着した状態となる。詳細は図3を用いて後述するが、位置精度確認マーク14の露出面を大きくし、その視認性を向上させることで、側面18、19に若干の研磨屑22が付着した状態でも、その視認性を劣化させることはない。つまり、樹脂膜10、15がスクライブ領域W2を被覆することで、アライメントマークの位置認識精度は多少悪化する。しかしながら、側面18、19に位置精度確認マーク14を露出させることで、スクライブ後の切断面の位置精度確認の検査が可能となり、製品品質の劣化を招くことはない。
Further, the position
尚、図1(B)では、半導体装置1の2つの側面18、19を図示しているが、半導体装置1は、例えば、直方体となり、図示していないその他の2つの側面も、側面18、19と同様な構造となる。
In FIG. 1B, the two
次に、図2(A)に示す如く、位置精度確認マーク14は、例えば、4つのエリア23〜26から構成される。そして、位置精度確認マーク14は、例えば、その厚みT4が5μmであり、それぞれのエリア23〜26の幅W3が10μmであり、切断箇所に応じてその切断面が異なる。また、エリア23は、X1×W3×T4の直方体から成り、エリア24は、X2×W3×T4の直方体から成り、エリア25は、X3×W3×T4の直方体から成り、エリア26は、X4×W3×T4の直方体から成る。そして、位置精度確認マーク14は、それぞれのエリア23〜26の一側辺側を一致して並べた形状となる。
Next, as shown in FIG. 2A, the position
尚、位置精度確認マーク14の厚みT4や幅W3は、使用される用途に応じて任意の設計変更が可能である。例えば、位置精度確認マーク14の幅W3を広げることで、更にその視認性が向上される。また、位置精度確認マーク14のエリアの数も使用される用途に応じて任意の設計変更が可能である。例えば、位置精度確認マーク14は、5つ以上のエリアから構成されることで、更なる位置精度が向上される。
Note that the thickness T4 and the width W3 of the position
次に、エリア23は、主に、シールリング層5(図1参照)上に配置され、半導体装置1の側面にエリア23が露出する場合には、その半導体装置1は不良品として判定される。その一方、エリア24〜26は、主に、スクライブ領域W2(図1参照)に配置され、半導体装置1の側面にエリア24〜26が露出する場合には、その半導体装置1は良品として判定される。また、位置精度確認マーク14は、Cu配線層13と同一工程にて形成され、位置精度確認マーク14の厚みT4を確認することで、Cu配線層13の膜厚を検査することもできる。
Next, the
尚、半導体装置1の側面に全てのエリア23〜26が露出しない場合も、スクライブ領域W2が広くなるだけであり、良品として判定される。また、位置精度確認マーク14の4つのエリア23〜26が、連続して形成される場合について説明したが、この場合に限定するものではない。例えば、4つのエリア23〜26が、それぞれ離れて配置される場合でも良い。
Even when all the
次に、図2(B)では、実線27が半導体装置1の外形として規格された領域なる。尚、スクライブ精度に応じてその外形が実線27よりも内側や外側へとシフトする場合もある。点線28、29により囲まれた領域が、シールリング層5の形成領域となる。隣接する半導体装置1において、点線28により挟まれる領域が、スクライブ領域W2(図1(A)参照)となる。そして、位置精度確認マーク14は、例えば、半導体装置1の各側辺に4つ形成され、シールリング5上からスクライブ領域W2に向けて配置される。詳細は図3に半導体装置の切断面を示すが、半導体装置1の4つの切断面において、位置精度確認マーク14を目視や顕微鏡等で検査することで、その切断面が、スクライブ領域W2内の適した箇所に配置されているか、否かが容易に確認できる。
Next, in FIG. 2B, the
次に、ウエハには、複数の素子形成領域W1がマトリックス状に配置され、個々の素子形成領域W1は、ウエハの縦横に走るスクライブ領域W2により囲まれる。隣接する素子形成領域1間のスクライブ領域W2の幅は、例えば、70μmであり、一点鎖線30で示すラインが、スクライブ領域W2のセンターとなる。そして、4つの素子形成領域W1が隣接し、縦横に走るスクライブ領域W2が交差する領域に位置認識用のアライメントマーク31が配置される。アライメントマーク31は、例えば、絶縁層3(図1(A)参照)内や絶縁層3上に配置される配線層を利用して形成され、配線パターンやスクライブを行う際の位置認識用のマークとして利用される。前述したように、スクライブ領域W2には、一点鎖線30で示すセンターを挟んで対向するように、2つの位置精度確認マーク14が配置される。この構造により、スクライブ後の半導体装置1の側面には、それぞれ位置精度確認マーク14が露出する。尚、位置精度確認マーク14は、必ずしもスクライブ領域W2内に対向して配置される必要はなく、片方のみに配置される場合でも良い。例えば、ウエハ内の各素子形成領域W1の位置を座標管理し、隣接する一方の素子形成領域W1の位置精度確認マーク14の位置判定が良品と判定された場合には、もう一方の素子形成領域W1のスクライブ位置判定も良品と判定される。前述したように、スクライブ領域W2は、スクライブブレード42(図7参照)よりも幅広に形成されるからである。
Next, a plurality of element formation regions W1 are arranged in a matrix on the wafer, and each element formation region W1 is surrounded by a scribe region W2 that runs in the vertical and horizontal directions of the wafer. The width of the scribe region W2 between the adjacent
次に、図3(A)は、半導体装置1の側面(切断面)18を示し、その側面18からは、シリコン基板2、絶縁層3、シールド層8、樹脂膜10、15及び位置精度確認マーク14が露出する。具体的には、側面18からは、若干、切断時にだれるが、幅W3、厚みT4の位置精度確認マーク14のエリア26が露出する。この場合には、スクライブ領域W2のセンター(図2(B)参照)及びその周囲にてスクライブが行われ、良品と判定される。
3A shows a side surface (cut surface) 18 of the
次に、図3(B)では、図3(A)の場合よりもスクライブ領域W2のセンターから少し素子形成領域W1(図2(B)参照)側にずれた領域をスクライブした場合を示す。具体的には、側面18からは、若干、切断時にだれるが、幅W3×2、厚みT4のエリア25、26が露出する。この場合には、スクライブ領域W2内の適した範囲にてスクライブが行われ、良品と判定される。
Next, FIG. 3B shows a case where a region that is slightly displaced from the center of the scribe region W2 toward the element formation region W1 (see FIG. 2B) than the case of FIG. 3A is scribed. Specifically, from the
次に、図3(C)では、図3(B)の場合よりもスクライブ領域W2のセンターから少し素子形成領域W1(図2(B)参照)側にずれた領域をスクライブした場合を示す。具体的には、側面18からは、若干、切断時にだれるが、幅W3×3、厚みT4のエリア24〜26が露出する。この場合には、スクライブ領域W2内の適した範囲にてスクライブが行われ、良品と判定される。
Next, FIG. 3C shows a case where a region that is slightly displaced from the center of the scribe region W2 to the element formation region W1 (see FIG. 2B) side than the case of FIG. 3B is scribed. Specifically, from the
次に、図3(D)では、シールリング層5が配置された素子形成領域W1上をスクライブした場合を示す。具体的には、側面18からは、若干、切断時にだれるが、幅W3×4、厚みT4のエリア23〜26が露出する。更に、エリア23〜26の下方には、側面18からシールリング層5も露出する。この場合には、先ず、側面18から露出するシールリング層5は湿気により腐食し易くなる。更に、シールリング層5とシールド層8の界面から半導体装置1内へ湿気が入り込み、配線層4(図1(A)参照)やCu配線層13(図1(A)参照)等を腐食させる。つまり、側面18からシールリング層5が露出することで、製品品質が劣化するため、不良品と判定される。尚、位置精度確認マーク14とシールリング層5とは必ずしも関連付ける必要はなく、例えば、切断面からエリア23が露出した場合には不良品として判定する場合でも良い。
Next, FIG. 3D shows a case where the element forming region W1 where the
図3(A)〜(C)に示すように、本実施の形態においても、従前の技術と同様に、例えば、Cuメッキ層から形成された位置精度確認マーク14は、半導体装置1の側面18から露出する。しかしながら、位置精度確認マーク14は、Cu配線層13と連続して形成されることはなく、位置精度確認マーク14が酸化した場合でもCu配線層13が酸化することはない。更に、位置精度確認マーク14は、耐湿性に優れた樹脂膜10、15により周囲を覆われることで、位置精度確認マーク14の界面から湿気が入り込んだ場合でも、位置精度確認マーク14の周囲のみで留まり、配線層4等が腐食することはない。
As shown in FIGS. 3A to 3C, also in the present embodiment, the position
尚、本実施の形態では、WLP構造の半導体装置について説明したがこの場合に限定するものではない。例えば、MAP(Mold Array Package)構造においても、スクライブ領域に位置精度確認マーク14を配置することで同様な効果を得ることができる。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。
In this embodiment, the semiconductor device having the WLP structure has been described. However, the present invention is not limited to this case. For example, even in a MAP (Mold Array Package) structure, the same effect can be obtained by arranging the position
次に、本発明の実施の形態である半導体装置の製造方法について、図4〜図8を参照し説明する。図4〜図8は、本実施の形態における半導体装置の製造方法を説明する断面図である。尚、本実施の形態では、図1に示す構造の製造方法を説明するため、同一の構成部材には同一の符番を付している。 Next, a method for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 4 to 8 are cross-sectional views illustrating a method for manufacturing a semiconductor device in the present embodiment. In the present embodiment, the same reference numerals are assigned to the same constituent members in order to describe the manufacturing method of the structure shown in FIG.
先ず、図4に示す如く、シリコン基板(半導体ウエハ)2を準備し、シリコン基板2上に絶縁層3を形成する。尚、シリコン基板2(エピタキシャル層が形成されている場合には、エピタキシャル層も含む)には、拡散領域により半導体素子が形成される。また、絶縁層3としては、シリコン酸化膜、NSG膜、BPSG膜等の少なくとも1層が選択される。
First, as shown in FIG. 4, a silicon substrate (semiconductor wafer) 2 is prepared, and an insulating
次に、絶縁層3上に配線層4を形成し、絶縁層3にシールリング層5を形成する。具体的には、シリコン基板2上に、例えば、スパッタリング法により、バリアメタル膜、金属膜及び反射防止膜を積層する。その後、前述したバリアメタル膜、金属膜及び反射防止膜をパターニングし、配線層4を形成する。また、スクライブ領域W2近傍の素子形成領域W1では、絶縁層3を貫通するスルーホール6を形成し、前述したバリアメタル膜、金属膜及び反射防止膜により埋設し、シールリング層5を形成する。
Next, the
次に、絶縁層3上面にシールド層8を形成する。シールド層8としては、例えば、シリコン窒化膜を3000〜10000Å程度堆積する。その後、シリコン窒化膜をパターニングし、開口領域9を形成する。
Next, the
次に、図5に示す如く、シールド層8上面に、例えば、スピンコート法により、樹脂膜10を形成する。材料としては、PBO膜、ポリイミド樹脂膜等が用いられる。そして、樹脂膜10をパターニングし、開口領域11を形成する。このとき、スクライブ領域W2も樹脂膜10を被覆した状態のままである。
Next, as shown in FIG. 5, the
次に、樹脂膜10上面に、例えば、スパッタリング法により、メッキ用金属層12を形成する。前述したように、メッキ用金属層12としてはTi層とCu層とを堆積する。その後、Cu配線層13及び位置精度確認マーク14の形成領域を除いた部分にフォトレジスト層(図示せず)を形成する。そして、フォトレジスト層をマスクとして用い、電解メッキ法によりCu配線層13及び位置精度確認マーク14を形成する。その後、フォトレジスト層を取り除き、Cu配線層13及び位置精度確認マーク14をマスクとして用い、ウエットエッチングによりメッキ用金属層12を選択的に除去する。
Next, a
次に、図6に示す如く、樹脂膜10上面に、例えば、スピンコート法により、樹脂膜15を形成する。材料としては、PBO膜、ポリイミド樹脂膜等が用いられる。そして、樹脂膜15をパターニングし、開口領域16を形成する。このとき、スクライブ領域W2も樹脂膜15を被覆した状態のままである。その後、開口領域16から露出するCu配線層13上にバンプ電極17を形成する。バンプ電極17としては、例えば、下層にNi、Pd、Au等の無電解メッキ層を形成し、その上層に半田を形成する。
Next, as shown in FIG. 6, a
次に、図7に示す如く、例えば、粘着シート41の周囲をステンレス製のリング状の金属枠(図示せず)で固定し、シリコン基板2(半導体ウエハ)側を粘着シート41上面に貼り付け、その金属枠をスクライブ装置へ設置する。そして、アライメントマーク31(図2(B)参照)を用いてシリコン基板2のスクライブ領域W2を位置認識した後、スクライブブレード42を用いスクライブ領域W2を切削し、シリコン基板2を貫通しない溝43を形成する。このとき、溝43の深さは、次工程のバックグラインド工程にてシリコン基板2が個片化される程度である。その後、スクライブ装置から金属枠を取り外し、粘着シート41からシリコン基板2を剥離する。
Next, as shown in FIG. 7, for example, the periphery of the
次に、図8(A)に示す如く、保護テープ44の周囲を金属枠(図示せず)で固定し、バンプ電極17が配置された樹脂膜15側を保護テープ上面に貼り付け、その金属枠をバックグラインド装置のテーブル45上へ設置する。そして、シリコン基板2(半導体ウエハ)裏面側に処理水を供給しながら、バックグラインド用砥石46を回転させ、シリコン基板2裏面側を研磨する。そして、シリコン基板2が所望の膜厚になるまで研磨し、溝43の形成領域までシリコン基板2を研磨することで、個々の半導体装置へと個片化される。このとき、同時に溝43の側面に付着する研磨屑22を洗い流す。その後、バックグラインド装置から金属枠を取り外し、シリコン基板2等に付着した水を除去した後、保護テープ44から個片化された半導体装置を剥離する。
Next, as shown in FIG. 8A, the periphery of the
図8(B)は、図8(A)の丸印47で示す領域を拡大した断面図である。保護テープ44としては、例えば、破断強度が大きく、簡単には伸縮しない材料であるPET材からなるシート48上面に3μm程度の粘着層49が全面に設けられている。一方、溝43の幅W4は、スクライブブレード42(図7参照)の幅と同等であり、例えば、50μm程度である。そして、樹脂膜15のコーナー部50は、スクライブブレード42により切削されることで、実質、直角となる。
FIG. 8B is an enlarged cross-sectional view of a region indicated by a
この構造により、樹脂膜15表面側は、バンプ電極17の形成領域以外は、実質、平坦面となり粘着層49と密着し易い構造となる。そして、樹脂膜15表面側は略全面が粘着層49へと入り込み、粘着層49は溝43内へと入り込む。このとき、コーナー部50近傍の溝43側面には粘着層49が密着し、更に粘着層49は若干盛り上がるように溝43内へと入り込む。その結果、研磨屑22が、溝43内の粘着層49上面へと付着するが、コーナー部50近傍では粘着層49の密着状態により、研磨屑22が樹脂膜15表面へと廻り込むことを防止できる。
With this structure, the surface side of the
更に、本実施の形態では、従前のように粘着層49を膨張させる工程が不要となる。その結果、製造コストを抑止することができる。また、従前の技術では、粘着剤56(図9(B)参照)が不均一に膨張したり、その粘着性が劣化した場合には、研磨屑57(図9(B)参照)を除去しきれず、製品品質にばらつきが生じ易かった。しかしながら、本実施の形態では、予め、バックグラインド工程時に樹脂膜15表面側への研磨屑22の廻り込みを防止することで、製品品質のばらつきを防止できる。
Furthermore, in this embodiment, the step of expanding the
最後に、図3(A)〜(D)を用いて前述したように、個片化された半導体装置1の側面(切断面)に露出する位置精度確認マーク14によりスクライブ領域の検査を行い、良品と判定された半導体装置1をパッケージングし、納品する。
Finally, as described above with reference to FIGS. 3A to 3D, the scribe region is inspected by the position
尚、本実施の形態では、位置精度確認マーク14が、Cu配線層13を形成する際に同工程にて形成され、製造コストを低減する場合について説明したが、この場合に限定するものではない。例えば、位置精度確認マーク14は、別工程での電解メッキにより形成される場合やスパッタリング法により金属膜を堆積しエッチング加工して形成される場合でも良い。つまり、スクライブした際に、位置精度確認マーク14の切断面がだれ難く、目視や顕微鏡等によりその形状が確認できる材料により形成された位置精度確認マーク14であれば良い。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。
In the present embodiment, the position
1 半導体装置
5 シールリング層
10 樹脂膜
13 Cu配線層
14 位置精度確認マーク
15 樹脂膜
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記側面には、少なくとも前記樹脂層及び前記基板が露出し、前記側面に露出する樹脂層は、前記樹脂層表面に対して垂直な平坦面となることを特徴とする半導体装置。 In a semiconductor device in which at least one main surface side of a substrate is covered with a resin layer, an electrode is formed on the resin layer surface side, and a side surface located between one main surface and another main surface of the substrate is a scribe surface ,
At least the resin layer and the substrate are exposed on the side surface, and the resin layer exposed on the side surface is a flat surface perpendicular to the surface of the resin layer.
前記半導体ウエハのスクライブ領域に沿って前記樹脂層から前記半導体ウエハに到達する溝を形成した後、前記樹脂層表面側に保護テープを貼り合わせる工程と、
前記半導体ウエハの他の主面側から少なくとも前記溝の形成領域まで前記半導体ウエハを研磨し、前記素子形成領域毎に前記半導体ウエハを個片化し半導体装置を形成する工程とを有し、
前記溝の側面からは前記樹脂層が露出し、前記保護テープを構成する粘着層の一部は、前記露出した樹脂層と当接するように前記溝内に入り込んだ状態にて、前記半導体ウエハを研磨する工程を行うことを特徴とする半導体装置の製造方法。 A step of preparing a semiconductor wafer, forming semiconductor elements in a plurality of element forming regions of the semiconductor wafer, forming a resin layer on one main surface side of the semiconductor wafer, and then forming an electrode on the surface side of the resin layer When,
After forming a groove reaching the semiconductor wafer from the resin layer along the scribe region of the semiconductor wafer, bonding a protective tape to the surface side of the resin layer;
Polishing the semiconductor wafer from the other main surface side of the semiconductor wafer to at least the groove forming region, singulating the semiconductor wafer for each element forming region, and forming a semiconductor device;
The resin layer is exposed from the side surface of the groove, and a part of the adhesive layer constituting the protective tape is inserted into the groove so as to contact the exposed resin layer. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising performing a polishing step.
前記溝を形成する際に前記溝側面から前記位置精度確認マークを露出させ、前記個片化した半導体装置から露出する前記位置精度確認マークを確認し、前記半導体装置のスクライブ面の適否を判定することを特徴とする請求項5に記載の半導体装置の製造方法。 Forming a position accuracy confirmation mark disposed at least in the scribe region in the resin layer,
When forming the groove, the position accuracy confirmation mark is exposed from the groove side surface, the position accuracy confirmation mark exposed from the separated semiconductor device is confirmed, and the suitability of the scribe surface of the semiconductor device is determined. 6. A method of manufacturing a semiconductor device according to claim 5, wherein:
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