JP2011129643A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】信頼性を高めた半導体装置の製造方法を提供し、また、工程の簡素化を図る。
【解決手段】電極パッドと保護膜とを有する半導体集積回路を含む半導体チップが複数配置された半導体基板と、半導体基板を覆う絶縁層とを設けた半導体基板実装体を個片化して形成された半導体装置の製造方法であって、半硬化状態の絶縁層を有する半導体基板実装体の個片を形成する、個片化工程Ｓ１０４と、個片化工程Ｓ１０４に引き続き、半導体基板実装体の個片の半硬化状態の絶縁層を、押し延ばし、半導体チップの側面に回し込ませて、半導体チップの側面に密着した保護層を形成する、個片の側面保護層形成工程Ｓ１０５とを有する半導体装置の製造方法。
【選択図】図４

Description

本発明は、半導体チップ上に再配線層等が形成された半導体装置の製造方法に関する。

情報携帯機器、小型電子機器等の情報通信機器に代表される電子応用機器について、その高性能化、小型化の要求が高まり、半導体素子と電子応用機器とを結ぶ高密度実装技術として、ウエハレベルパッケージ及びチップサイズパッケージの技術が注目されている。すなわち、半導体集積回路を有する半導体ウエハを、ウエハの形態のまま、その上面に再配線層等を形成してパッケージ化するウエハレベルパッケージ（ＷＬＰ）の技術及び半導体チップのパッケージ毎に個片化されたチップサイズパッケージ（ＣＳＰ）の技術が、開発され、利用されている。しかし、ＷＬＰを個片化するＣＳＰの製造技術に関しては、いくつか問題が生じていた。例えば、個片化したＣＳＰを得る際のダイシングに関連する問題があった。半導体ウエハがパッケージ化されたＷＬＰを切断分離すると、切断分離した断面には、半導体集積回路と、その上に積層された再配線層における絶縁層または配線とが露出するので、半導体チップの切削屑のＣＳＰへの付着、半導体集積回路の面と再配線層との剥離または水分等の各層へ浸透等の問題が生じることがあった。ＣＳＰ側面等の保護のため、従来、半導体チップの側面への絶縁樹脂封止の方法が行われてきた。なお、再配線層の形成によって、外部接続端子のピッチは、半導体集積回路上の電極パッドのピッチ以上の大きさとすることができる。

図１は、従来のＣＳＰの製造方法の工程を例示する図である。図２は、従来の半導体ウエハを例示する平面図である。半導体ウエハの直径は、通常「インチ」で呼称し、６，８，１２インチ等のウエハが使用される。図３の（ａ）〜（ｄ）は、従来のＣＳＰの製造方法の工程（図１）における代表的な状態、すなわち、第１絶縁層形成工程（Ｐ１００２）、ＷＬＰハーフダイシング工程（Ｐ１００３）、第２絶縁層形成工程（Ｐ１００４）及びＣＳＰ個片化工程（Ｐ１００６）の状態を例示する図である。各図（ａ）〜（ｄ）は、図２の半導体ウエハの切断線Ｘ−Ｘに相当する位置における断面を示している。

図１における製造方法の各工程の概要は以下の通りである。

（Ｐ１００１．接続電極形成工程）
柱状の電極（図３の（ａ）の１７）の一の端面が半導体集積回路上の電極パッドに接続され、他の端面が外部接続端子に接続している接続電極を、めっき加工等により形成する工程である。

（Ｐ１００２．第１絶縁層形成工程）
図３の（ａ）は、複数の半導体チップ１１を有した半導体ウエハ１０上に、封止樹脂を用いて、第１絶縁層１２を形成した状態を示す。複数の半導体チップ１１は、電極パッド１３を有する半導体集積回路１４を含み、半導体ウエハ１０上に隣接して設けられている。電極パッド１３には接続電極１７が接続されている。半導体チップ１１の電極パッド１３、接続電極１７及び保護膜１５は、第１絶縁層１２に覆われている。

（Ｐ１００３．ＷＬＰハーフダイシング工程）
図３の（ｂ）は、第１絶縁層１２等を形成した半導体ウエハ１０にハーフダイシングの加工をして、幅Ｗ１の溝Ａが形成された状態を示している。基板切断位置Ｃを切断の位置基準として、ダイサ装置等を用いて溝Ａを形成する。このとき、半導体集積回路１４と第１絶縁層１２との接合面２０の端部は、溝Ａの表面に露出する。

（Ｐ１００４．第２絶縁層形成工程）
図３の（ｃ）は、形成された溝Ａ及び第１絶縁層１２上に、封止樹脂を用いて、第２絶縁層１６が形成された状態を示している。上記の半導体集積回路１４と第１絶縁層１２との接合面２０の端部は、形成された第２絶縁層１６によって保護される。

（Ｐ１００５．外部接続端子接続）
外部接続端子１７ａ（図３の（ｄ）参照）を接続する。図３の（ｃ）における第２絶縁層１６の表面１６ａの側の部分、すなわち、再配線層１１０の表面側の部分と、第１絶縁層１２の接続電極１７の高さより厚い部分とは、研削等によって削除され、接続電極１７の端面が第２絶縁層１２の表面に露出され、外部接続端子１７ａ（図３の（ｄ）参照）が形成される。

（Ｐ１００６．ＣＳＰ個片化（２回目ダイシング）工程）
図３の（ｄ）は、切断代Ｗ２の切断によって、ＷＬＰが個片化され、複数のＣＳＰ１３０が得られた状態を示している。図（ｃ）の状態で形成されている第２絶縁層１６ｂの部分に、基板切断位置Ｃを切断の位置基準として、ダイサ装置等を用いて溝Ｂを形成する。溝Ｂの幅Ｗ２の寸法は、溝Ａの幅Ｗ１より狭く形成する（Ｗ２＜Ｗ１）。このようにして、ＣＳＰ１３０の側面に保護層１６ｂが形成される。なお、ダイサ装置等による半導体基板の切断（ダイシング）加工は、工程（Ｐ１００３）におけるＷＬＰハーフダイシングと、本工程（Ｐ１００６）における２回目ダイシングとの、２回の工程を要している。

上述のように、半導体装置の側面が第２絶縁層等によって保護されるので、半導体集積回路の上面と第１絶縁層等との接着面における剥離または水分等の各層への浸透等の発生を、ある程度減少させることができる。上記の半導体装置の製造方法の例は、例えば、特許文献１に記載されている。

特開２００７−３３５４２４号公報

従来の、ウエハレベルパッケージ（ＷＬＰ）の半導体チップ側面の保護のための半導体装置の製造方法は、例えば、図１に示されるような複雑な工程を要しており、また、そのＷＬＰの半導体チップ側面の保護の効果も、十分とはいえない場合があった。

本発明は、これらの問題点を解決するためになされたものであって、信頼性を高めた半導体装置の製造方法を提供し、工程の簡素化を図ることを目的とする。

上記目的を達成するため、第１の発明は、電極パッドと保護膜とを有する半導体集積回路を含む半導体チップが複数配置された半導体基板と、前記半導体基板を覆う絶縁層とを設けた半導体基板実装体を個片化して形成された半導体装置の製造方法であって、半硬化状態の前記絶縁層を有する前記半導体基板実装体の個片を形成する、個片化工程と、前記個片化工程に引き続き、前記個片の前記半硬化状態の絶縁層を、押し延ばし、前記半導体チップの側面に回し込ませて、前記半導体チップの側面に密着した保護層を形成する、個片の側面保護層形成工程とを有することを特徴とする。

本発明により、信頼性を高めた半導体装置の製造方法を提供することができ、また、工程の簡素化を図ることができる。

従来のＣＳＰの製造方法の工程を例示する図である。 従来の半導体ウエハを例示する図である。 従来のＣＳＰの製造方法の工程における代表的な状態を例示する図である。 本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を例示する図である。 本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置の製造方法の工程における代表的な状態を例示する図である。 本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置の製造方法の工程における代表的な状態を例示する図である。 本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置を例示する図である。 本発明の第２の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を例示する図である。 本発明の第２の実施の形態に係る半導体装置の製造方法の工程における代表的な状態を例示する図である。 本発明の第２の実施の形態に係る半導体装置の製造方法の工程における代表的な状態を例示する図である。 本発明の第２の実施の形態に係る半導体装置を例示する図である。 本発明の第３の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を例示する図である。 本発明の第４の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を例示する図である。

以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の実施の形態を説明する。なお、各図の説明において、各図に共通している同一構成部分については、その部分に同一の符号を付し、重複する場合にはその説明を省くことがある。

〈第１の実施の形態〉
図４は、本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を例示する図である。

図５Ａ，５Ｂは、本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置の製造方法の工程における代表的な状態を例示する図である。以下、図５Ａ，５Ｂに示された半導体装置の形態等を参照しながら、半導体装置の製造方法について、順を追って説明する。

製造方法の各工程は、接続電極形成工程（Ｓ１０１）、絶縁層形成工程（Ｓ１０２）、外部接続端子接続工程（Ｓ１０３）、ＣＳＰ個片化（ダイシング）工程（Ｓ１０４）及び個片の側面保護層形成工程（Ｓ１０５）を有している。半導体基板として、直径６，８，１２インチの半導体ウエハを使用する。

（Ｓ１０１．接続電極形成工程）
半導体集積回路上の電極パッドに、一の端面が接続され、他の端面が外部接続端子に接続されている柱状の接続電極を、めっき加工等により形成する工程である。

図５Ａの（ａ）は、接続電極５１が電解めっき加工により形成された状態を示している。柱状の接続電極５１は、その一の端面５１ａが、半導体ウエハ５０の半導体集積回路５２上の電極パッド５３に接続されており、他の端面５１ｂは、後述の工程（Ｓ１０３）において外部接続端子に接続される端子となる。接続電極５１は、以下のようなめっき加工等により形成する。すなわち、半導体ウエハ５０の半導体集積回路５２上の保護膜５４及び電極パッド５３等の面に、スパッタ装置等により、チタン、銅等の金属のシード層５６を形成し、シード層５６を給電層とし、フォトレジスト層５７に設けられた接続電極用の凹部に、銅等のめっき金属を形成する。フォトレジスト層５７は、周知の、レジストフィルム張り付け、露光、現像、剥離の技術を用いて形成することができる。接続電極５１の他の端面５１ｂには、はんだボール等の外部接続端子との密着性を向上させるため、ニッケル層、パラジウム層を形成し、外部接続端子と接続する表層に、金層を形成することができる。また、ニッケル層の上に直接金層を形成することができる。接続電極５１の形成後、フォトレジスト層５７を、水酸化ナトリウム水溶液等を用いて剥離し、シード層５６を、硫酸及び過酸化水素水等を用いてエッチング除去する。

（Ｓ１０２．絶縁層形成工程）
図５Ａの（ｂ）は、絶縁層５９を形成した状態を示している。絶縁層５９は、電極パッド５３と保護膜５４とを有する半導体集積回路５２と、接続電極５１の端面５１ｂを除く部分とを覆うように形成されている。絶縁層５９の材料として、フィルム状樹脂等を使用することができる。絶縁層を構成する樹脂等の材料の物性の設計は、半導体基板（半導体ウエハ）５０上への接続層の形成、すなわち、絶縁層５９の形成と外部接続端子６１の形成、ＣＳＰ個片化及び個片の側面保護層形成等の各工程において、絶縁層の樹脂等の材料が半硬化の状態を保つようにする。特に、個片の側面保護層形成工程（Ｓ１０５）において、半導体チップの側面に密着接合できるような、絶縁層の材料の半硬化性の状態を維持することにより、製品の品質を向上させ、信頼性を高めることができる。

絶縁層５９の材料としては、例えば、ＡＦＴ社製のエポキシ系樹脂のＧＸ９２等の熱硬化性樹脂を使用する。上記の工程において樹脂の半硬化状態を維持するような絶縁層の形成の条件は、フィルム状の樹脂材料を使用する場合、例えば、温度８０℃〜１３０℃、プレス力１０ＫＮ〜１３０ＫＮ、形成時間６０秒〜３００秒とする。半硬化状態の粘度としては、例えば、８０℃〜１３０℃の温度において、１００ポアズ〜１０００００ポアズの範囲を保つことが望ましい。

（Ｓ１０３．外部接続端子接続工程）
図５Ａの（ｃ）は、外部接続端子６１を接続電極５１の端面５１ｂに接続したウエハレベルパッケージ（ＷＬＰ）２００の状態の図であり、ＷＬＰ２００は、半導体基板（半導体ウエハ）５０上に、接続電極５１、絶縁層５９及び外部接続端子６１等を有する接続層１５０が形成された状態である。外部接続端子６１は、次工程（Ｓ１０４）で個片化されるＣＳＰのパッケージの、外部電子応用機器（図示せず）への搭載の際に接続端子として使用される。外部接続端子の材料としては、すず、銀、銅等のはんだを用いた金属ボール、または、銅をコアとするはんだボール等を用いることができる。なお、外部接続端子の接続固定が、はんだの高い融点等によって高温を要する場合には、Ｓ１０３の工程においては仮付けにとどめ、個片の側面保護層形成（Ｓ１０５）の工程後、絶縁層の樹脂を硬化させた後に、外部接続端子を接続固定することができる。

（Ｓ１０４．ＣＳＰ個片化（ダイシング）工程）
図５Ａの（ｃ）に示す基板切断位置Ｃを位置基準に、ダイサ装置等を用いて、ＷＬＰ２００のパッケージ全体を切断（ダイシング）する。ＷＬＰ２００が、スクライブライン６３の切断代によって切断分割され、個片化された各チップサイズパッケージ（ＣＳＰ）６４を得る。ダイシングに際して、ダイシングテープ６５を、ＷＬＰ２００の半導体集積回路５２の面と反対側の面、すなわち、半導体ウエハ５０の裏面５０ｂに張り付け、ダイシングテープ６５によりＷＬＰ２００全体を保持する。ダイシング後は、個片化されたＣＳＰはダイシングテープ６５上に保持される。

（半硬化状態の絶縁層の切断）
本発明に係る半導体装置の製造方法は、半導体チップ側面を封止するため、絶縁層として半導体ウエハ上に形成された樹脂等の一部分をそのまま用いて、半硬化状態を維持して半導体チップ側面に密着接合を行う側面保護層形成のプレスを行うことを特徴としている。そのため、半硬化状態の絶縁層のダイシング加工の工程を経るので、特にダイシング加工には絶縁層の形状を維持するための技術を要する。半硬化状態の絶縁層のダイシング加工の条件は、例えば、２段階の加工条件、すなわち、ステップカット方式において、次のような条件を用いることができる。

ダイサ装置に用いるブレードは、その砥粒サイズを＃２０００とし、集中度は７０〜９０％とする。ステップカットの第１段階は、ブレードの高さ位置Ｈ１（図５Ａの（ｃ））を、半導体ウエハの裏面５０ｂから１００μｍ半導体集積回路側（上方）の位置に設定し、ブレードの回転数を４０，０００ｒｐｍとし、送り速度を３０ｍｍ／ｓｅｃとする。ステップカットの第２段階は、ブレードの高さ位置Ｈ２を、半導体ウエハの裏面５０ｂから下方３０μｍダイシングテープに切り込んだ位置に設定し、ブレードの回転数を３，０００ｒｐｍとし、送り速度を３０ｍｍ／ｓｅｃとする。

以上のようなステップカット方式等を用いることによって、半硬化状態の絶縁層等が形成されているＷＬＰのパッケージ全体が、形状を崩すことなく維持した状態でダイシングされ、ＣＳＰ個片化工程を行うことができる。

（Ｓ１０５．個片の側面保護層形成）
図５Ａの（ｄ）は、プレス加工等により、絶縁層が側面プレスされ、個片の側面が保護されたＣＳＰの状態を示している。個片化されたＣＳＰ６４における半導体チップ６６の側面６６ｂに、絶縁層５９の一部分が密着接合されている。プレス加工においては、金型６７を有するプレス機器を用いて、既にダイシング加工された半導体基板実装体の個片の、半硬化状態の絶縁層５９のコーナー部及び側面部（破線６８）を、押しつぶし、押し延ばして半導体チップ６６の側面６６ｂにはみ出させ、半導体チップ６６の側面６６ｂに沿って回し込ませて、変形させた、絶縁層５９を半導体チップ６６の側面６６ｂに密着させた保護層６９を形成し、熱硬化させる。金型６７に、金型内部の垂直面Ｍとθの角度（０度＜θ＜９０度）を有するテーパ部Ｔを設け、プレス加工を行うと、上記の絶縁層５９を半導体チップ６６の側面６６ｂに回し込ませることができる。絶縁層５９に樹脂を使用する場合には、例えば、ＡＦＴ社製のエポキシ系樹脂のＧＸ９２を使用することができる。その熱硬化条件は、１７０℃〜２００℃の温度で、１ｈｒ〜２ｈｒのキュア条件で行う。絶縁層の保護層６９の保護によって、接続層１５０を有するＣＳＰ６４の半導体集積回路５２、半導体集積回路５２上の保護膜５４及び絶縁層５９等についての相互の剥離を防止することができる。

絶縁層のプレス加工は、例えば、プレス用の金型を設けたプレス機器を、空気シリンダ等の駆動により作動させて行う。プレス条件は、例えば、１０ＫＮ〜６０ＫＮの力でプレスし、温度１００℃に保持して、プレス時間６０秒等である。なお、プレス用の金型については、〈第３の実施の形態〉において後述する。

図５Ｂの（ｅ）は、以上の工程の製造方法により得られたＣＳＰ６４を例示する図である。

図６は、本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置の製造方法によって得られたＣＳＰの代表的寸法を、プレス機器の金型の寸法との関連において例示する図である。Ｄ１，Ｄ２は半導体チップの矩形の各辺の長さであり、例えば、３ｍｍ〜５ｍｍである。半導体基板である半導体チップ６６の厚さｃ１は１００μｍ〜３００μｍであり、予め裏面研削をした半導体ウエハを使用することができる。絶縁層５９の、半導体チップ表層における厚さｔ１は、３０μｍ〜５０μｍ、側面における厚さｔ２は５０μｍ〜１００μｍ、側面における半導体集積回路の回路面７０からの絶縁層の保護層６９の長さｐは、５０μｍ〜１００μｍである。はんだボール等の材料の外部接続端子６１の高さｈ１は、１００μｍ〜３００μｍ、外部接続端子６１の、ＣＳＰの積層方向Ａから見た透視図は概ね円であり、その円の直径ｂは、２００μｍ〜３００μｍである。

プレス機器の金型６７におけるプレス用開口部の矩形の各辺の長さＤ３，Ｄ４は、半導体チップの各辺の長さＤ１，Ｄ２より１００μｍ〜２００μｍ長く設計して、絶縁層５９の側面の厚さｔ２を確保する。金型の各部寸法は、Ｅ１が１５０μｍ〜３５０μｍ、Ｅ２が５μｍ〜２５μｍ、Ｅ３が５０μｍ〜１００μｍ、Ｅ４が１０μｍ〜１００μｍである。

なお、本発明の製造方法により得られたＣＳＰのパッケージの信頼性試験の結果は以下の通りである。信頼性試験として、温度サイクル試験を実施し、７ｍｍ×７ｍｍの寸法の単体のＣＳＰのパッケージのサンプル１０個について、−６５℃（５分）及び１５０℃（５分）の環境においた。５００サイクル及び１０００サイクル経過後、パッケージについて、半導体チップと絶縁層との密着接合部分の剥離の有無の詳細を観察し、いずれのサンプルにおいても、剥離が生ぜず、かつ、その他の欠陥も生じていないことを確認した。従って、本発明の半導体装置の製造方法は、高い信頼性をもつＣＳＰの製造方法であることが示された。

〈第１の実施の形態の効果〉
半導体チップの側面に樹脂封止された保護層を形成するための従来の加工においては、ダイシング加工を繰り返していたが、本発明により２回目以降のダイシング加工の工程を省くことができるので、ダイシング加工に帰因する初期内部欠陥の発生の機会を減少させ、信頼性を高めたパッケージを製造する方法を提供することができる。また、本発明におけるダイシング加工は、半硬化状態の絶縁層を切断する加工であるので、従来のＣＳＰのパッケージにおける硬化した樹脂の切断に比較して、切削時のびびり振動、樹脂等の粉塵の発生等を抑制することができる。従って、製品の内部欠陥、チッピングの発生等を抑制することができ、信頼性を高めたパッケージを製造する方法を提供することができる。さらに、ダイシング加工は１回のみに限ることができるので、工程の簡素化を図ることができる。

〈第２の実施の形態〉
図７は、本発明の第２の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を例示する図である。図７の（ａ）は、個片化直前のウエハレベルパッケージ（ＷＬＰ）の状態を示す図である。すなわち、接続電極５１に接続され絶縁層８１上に形成された配線８２、第２絶縁層８６及び外部接続端子６１を有する再配線層１６０が設けられた半導体基板（半導体ウエハ）５０のパッケージ２１０が形成された状態を示す図である。図７の（ｂ）は、半導体装置の製造方法の工程を例示する図である。

図８Ａ，８Ｂは、本発明の第２の実施の形態に係る半導体装置の製造方法の工程における代表的な状態を例示する図である。以下、図８Ａ，８Ｂに示された半導体装置の形態等を参照しながら、半導体装置の製造方法について、順を追って説明する。

製造方法の各工程は、接続電極形成工程（Ｓ２０１）、絶縁層形成工程（Ｓ２０２）、配線層形成工程（Ｓ２０３）、第２絶縁層形成工程（Ｓ２０４）、外部接続端子接続工程（Ｓ２０５）、ＣＳＰ個片化（ダイシング）工程（Ｓ２０６）及び個片の側面保護層形成工程（Ｓ２０７）を有している。

（Ｓ２０１．接続電極形成工程）
半導体集積回路上の電極パッドに、一の端面が接続され、他の端面が外部接続端子に接続されている柱状の接続電極を、めっき加工等により形成する工程である。

図８Ａの（ａ）は、半導体ウエハ５０に、接続電極５１が形成された状態を示す図である。工程（Ｓ２０１）の詳細については、第１の実施の形態における工程（Ｓ１０１）の内容と同様であるので、その説明を省く。

（Ｓ２０２．絶縁層形成工程）
図８Ａの（ｂ）は、絶縁層８１を形成した状態を示す図である。絶縁層８１の材料としては、フィルム状樹脂等を使用することができる。その物性の設計は、この後のチップサイズパッケージ（ＣＳＰ）への個片化工程、個片の側面保護層形成工程等において、半硬化の状態を保てる物性を選ぶ。なお、工程（Ｓ２０２）の詳細については、第１の実施の形態における工程（Ｓ１０２）の内容と同様であるので、その説明を省く。

（Ｓ２０３．配線層形成）
図８Ａの（ｃ）は、再配線層１６０における配線８２が形成された状態を示す図である。配線８２は、銅等の材質とし、周知の電解めっき法等によって形成することができる。すなわち、接続電極５１の絶縁層８１の表面に露出する端面５１ｂに、スパッタ装置等を使用して給電用のシード層８４を形成し、シード層８４の上にフォトレジスト層８５を設け、露光、現像、剥離の技術を用いて、めっき析出により形成される配線のための凹部を形成する。形成された凹部に電解めっき法により、銅等の配線を形成する。配線８２の表面は、はんだボール等の外部接続端子との密着性を向上させるため、ニッケル層、パラジウム層を形成し、外部接続端子と接続する表層に、金層を形成することができる。また、ニッケル層の上に直接金層を形成することができる。配線８２の形成後、フォトレジスト層８５を、水酸化ナトリウム水溶液等を用いて剥離し、シード層８４を、硫酸及び過酸化水素水等を用いてエッチング除去する。

図８Ａの（ｄ）は、フォトレジスト層及びシード層が除去された状態を示す図である。

（Ｓ２０４．第２絶縁層形成）
図８Ｂの（ｅ）は、第２絶縁層８６が形成された状態を示す図である。第２絶縁層８６が、絶縁層８１及び配線８２を覆って形成され、次の工程（Ｓ２０５）で接続される外部接続端子のための開口部８７が設けられている。第２絶縁層には、ＣＳＰ個片化、個片の側面保護層形成等の工程において、半硬化状態を維持することのできる材料を用いる。第２絶縁層形成工程の詳細は、第１の実施の形態における絶縁層形成工程（Ｓ１０２）の内容と、開口部形成を除き同様であるため、その説明を省く。なお、第２絶縁層８６は、ＣＳＰのパッケージの表層のソルダレジスト層として使用することが可能である。

（Ｓ２０５．外部接続端子接続工程）
図８Ｂの（ｆ）に示されている外部接続端子６１は、ＣＳＰ８８のパッケージの、外部の電子応用機器（図示せず）への搭載の際に、接続端子として使用される。外部接続端子接続工程の内容は、第１の実施の形態における外部接続端子接続工程（Ｓ１０３）の内容と同様であるので、その説明を省く。

（Ｓ２０６．ＣＳＰ個片化（ダイシング）工程）
図８Ｂの（ｆ）におけるスクライブライン６３は、基板切断位置Ｃを位置基準として、ＷＬＰ２１０のパッケージ全体を切断（ダイシング）する際の切断代を示している。前述の第１の実施の形態におけるＣＳＰ個片化工程（Ｓ１０４）の内容と同様に、半硬化状態の絶縁層等を有したＷＬＰ２１０を、スクライブライン６３によって切断分割し、個片化されたチップサイズパッケージ（ＣＳＰ）８８を得ることができる。個片化されたＣＳＰはダイシングテープ６５上に保持されている。

（Ｓ２０７．個片の側面保護層形成工程）
図８Ｂの（ｇ）は、プレス加工等により、絶縁層８１及び第２絶縁層８６が側面プレスされ、半導体チップ６６の側面６６ｂに保護層６９が形成されたＣＳＰ８８の状態を示している。保護層６９は、個片化されたＣＳＰ８８を構成する半導体チップ６６の側面６６ｂに、絶縁層８１及び第２絶縁層８６の一部分が密着接合されて形成されている。プレス加工においては、金型６７を有するプレス機器を用いる。既にダイシング加工された個片ＣＳＰの、半硬化状態の絶縁層８１及び第２絶縁層８６のコーナー部及び側面部（破線６８）を、押しつぶし、押し延ばして半導体チップ６６の側面６６ｂにはみ出させ、半導体チップ６６の側面６６ｂに沿って回し込ませて、密着接合させて、保護層６９を形成する。さらに、これらの絶縁層を熱硬化させる。金型６７に、金型内部の垂直面Ｍとθの角度（０度＜θ＜９０度）を有するテーパ部Ｔを設け、プレス加工を行うと、上記の絶縁層８１及び８６を半導体チップ６６の側面６６ｂに回し込ませることができる。これらの絶縁層に樹脂を使用する場合には、例えば、ＡＦＴ社製のエポキシ系樹脂のＧＸ９２を使用することができる。その熱硬化条件は、１７０℃〜２００℃の温度で、１ｈｒ〜２ｈｒのキュア条件で行う。絶縁層のプレス加工は、例えば、複数のプレス用の金型を設けたプレス機器を、空気シリンダ等の駆動により作動させて行う。プレス条件は、例えば、６０ＫＮ〜１００ＫＮの力でプレスし、温度１００℃に保持して、プレス時間３００秒等である。硬化させた絶縁層の保護層６９の保護によって、積層した状態の半導体チップ６６の半導体集積回路５２、半導体集積回路５２上の保護膜５４及び絶縁層８１等についての相互の剥離を防止することができる。

図８Ｂの（ｈ）は、以上の工程の製造方法により得られたＣＳＰ８８を例示する図である。

図９は、本発明の第２の実施の形態に係る半導体装置の製造方法によって得られたＣＳＰ８８の代表的寸法等を、プレス機器の金型６７の寸法との関連において例示する図である。Ｄ５，Ｄ６は半導体チップの矩形の各辺の長さであり、例えば、３ｍｍ〜５ｍｍである。半導体基板である半導体チップ６６の厚さｃ１は１００μｍ〜３００μｍであり、予め裏面研削をした半導体ウエハを使用することができる。絶縁層８１及び第２絶縁層８６の、半導体チップ表層における厚さｔ１，ｔ３は、５μｍ〜５０μｍ，１０μｍ〜２０μｍ、側面における厚さｔ２，ｔ４は５μｍ〜５０μｍ，１０μｍ〜２０μｍ、側面における半導体集積回路の回路面７０からの絶縁層の保護層の長さｐは、５０μｍ〜１００μｍ等である。はんだボール等の材料の外部接続端子６１の高さｈ１は、１００μｍ〜３００μｍ、外部接続端子６１の、ＣＳＰの積層方向Ａから見た透視図は概ね円であり、その円の直径ｂは、２００μｍ〜３００μｍである。

プレス機器の金型６７におけるプレス用開口部の矩形の各辺の長さＤ７，Ｄ８は、半導体チップの各辺の長さＤ５，Ｄ６より１０μｍ〜１００μｍ長く設計して、絶縁層８１及び第２絶縁層８６の側面の厚さｔ２，ｔ４を確保する。金型の各部寸法は、Ｆ１が１５０μｍ〜３５０μｍ、Ｆ２が１０μｍ〜５０μｍ、Ｆ３が１０μｍ〜５０μｍ、Ｆ４が１０μｍ〜１００μｍである。

なお、絶縁層に関する他の形状の形成が可能である。例えば、上述の第２絶縁層８６の厚さを十分にとることができる場合には、第２絶縁層８６のコーナー部及び側面部（破線６８）のみを、押しつぶし、押し延ばして半導体チップ６６の側面６６ｂにはみ出させ、半導体チップ６６の側面６６ｂ及び絶縁層８１の側面に沿って回し込ませて、半導体チップ６６及び絶縁層８１の各側面を覆うことが可能である。その場合には、本工程の個片の側面保護層形成工程（Ｓ２０７）の前に絶縁層８１のみを硬化させておくことが可能である。

〈第２の実施の形態の効果〉
半導体基板上に、絶縁層及び配線を有する再配線層が形成されたＣＳＰについて、初期内部欠陥の発生の機会を減少させ、信頼性を高めたパッケージを製造する方法を提供し、また、製造の工程の簡素化を図ることができる。さらに、電極パッド５３の配列ピッチから、外部接続端子６１の配列ピッチへの拡大変換が可能になるので、外部接続端子６１の箇所において接続搭載がなされる外部機器への搭載工程において、簡素化が図れ、また、信頼性を高めた半導体装置の応用製品の製造方法を提供することができる。

〈第３の実施の形態〉
図１０は、本発明の第３の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を例示する図である。図１０におけるプレス機器１０１を用いて、個片化された複数の半導体基板実装体１０８を、同時にプレス加工する製造方法である。プレス機器１０１は、プレス手段１０２と、金型母体１０３と、プレス金型１０４とプレス基盤１０５とを有する。

図１０の（ｂ）は、（ａ）のＵ部の詳細を示している。金型母体１０３は、その内部に設けられた、それぞれのプレス金型１０４を保持する箇所に、プレス金型１０４の水平方向（ｘ−ｙ方向）の位置調整及び固定用のクランプ１０５と、プレス金型１０４の垂直方向（ｚ方向）の位置調整固定手段１０６と、プレス金型１０４の水平方向の円滑な摺動を可能とする摺動手段１０７とを有している。プレス金型１０４に、金型内部の垂直面Ｍとθの角度（０度＜θ＜９０度）を有するテーパ部Ｔを設け、半硬化状態の絶縁層等にプレス加工を行うと、絶縁層を半導体チップの側面に回し込ませることができる。矩形形状のＣＳＰの個片に対して、金型内部のテーパ部Ｔは、四角錐の稜の部分がラウンドされた面を有する形状を有する。

図１０の（ａ）において、半硬化状態の絶縁層等を有する個片化された複数の半導体基板実装体１０８が、プレス基盤１０５の上に配列されている。個片化された複数の半導体基板実装体１０８に対し、プレス加工を行うことによって、各個片の側面に同時に保護層を形成することができる。もし、配列の状態が、個片化された複数の半導体基板実装体１０８の相互間隔ｄが狭く、複数のプレス金型が相互に干渉するような場合には、ＣＳＰ個片化後、それぞれの個片をピックアップ移載装置等を用いて、仮置き基板１０９上に適宜広い間隔を保って載置し、仮置き基板１０９全体をプレス基盤１０５上に設定して、プレス加工を行うことができる。なお、ＣＳＰ個片化のダイシング加工後に、ダイシング加工において使用したＷＬＰを保持するダイシングテープ（図８Ｂの（ｆ）における６５等）を引張り拡大して、個々のＣＳＰの間隔を広く保ち、図１０の（ａ）のプレス基盤１０５等上に載置してもよい。

〈第３の実施の形態の効果〉
図１０に例示されたプレス機器１０１等を用いた、複数の個片化された半導体基板実装体のプレス加工によって、本発明に係る半硬化状態の絶縁層加工を特徴とする製造方法について、その生産性の向上を図ることができる。

〈第４の実施の形態〉
半硬化状態の絶縁層として樹脂を使用して、本発明の半導体装置を製造する場合には、第３の実施の形態で例示したように、プレス金型を備えたプレス機器等を使用する。樹脂の半硬化の状態を維持して加工するため、プレス加工終了時の、ＣＳＰと金型との離型時には、樹脂を金型に残存付着させることなく、容易に離型させる技術を要する。金型の材料には、長時間の使用においても表層の劣化の少ないステンレス等を使用する。樹脂材料の物性に応じて、表層の凹凸の粗度を調整する。また、離型の操作を容易にするため、プレス金型の、個片化された半導体基板実装体に接する面を、フッ素樹脂、例えば、ポリテトラフルオロエチレン等の材料により被覆することができる。図１１に例示したプレス金型１１１は、フッ素樹脂１１２等で被覆されており、このプレス金型１１１を使用したプレス加工により、絶縁層の樹脂等の離型性を容易にすることができる。

〈第４の実施の形態の効果〉
フッ素樹脂１１２等を設けた金型１１１を使用したプレス加工により、本発明に係るＣＳＰの生産性を向上させ、信頼性を高めたパッケージを製造する方法を提供することができる。

〈本発明に係る他の実施の形態〉
以上、本発明に係る好ましい実施の形態について詳説したが、本発明は、上述した実施の形態に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施の形態に種々の変形及び置換を加えることができる。

例えば、〈第２の実施の形態〉において、再配線層における配線の層は、絶縁層上に１層形成する構成を示したが、さらに、第２絶縁層上に第２の配線の層を設け、次に第３の絶縁層で表層を覆う等、複数の配線の層を特徴とする再配線層を形成することが可能である。

５０ 半導体ウエハ
５０ｂ 半導体ウエハ５０の裏面
５１ 接続電極
５１ａ，５１ｂ 接続電極５１の端面
５２ 半導体集積回路
５３ 電極パッド
５４ 保護膜
５６，８４ シード層
５７，８５ フォトレジスト層
５９，８１ 絶縁層
６１ 外部接続端子
６３ スクライブライン
６４，８８ チップサイズパッケージ（ＣＳＰ）
６５ ダイシングテープ
６６ 半導体チップ
６７ 金型
６８ 絶縁層のコーナー部及び側面部
６９ 保護層
８２ 配線
８６ 第２絶縁層
８７ 外部接続端子のための開口部
１０１ プレス機器
１０２ プレス手段
１０３ 金型母体
１０４，１１１ プレス金型
１０５ プレス基盤
１０６ プレス金型１０４の垂直方向の位置調整固定手段
１０７ プレス金型１０４用の摺動手段
１１２ フッ素樹脂
１５０ 接続層
１６０ 再配線層
２００，２１０ ウエハレベルパッケージ（ＷＬＰ）
ｂ 外部接続端子６１の透視図における直径
Ｄ１，Ｄ２，Ｄ５，Ｄ６ 半導体チップの底辺の長さ
Ｄ３，Ｄ４，Ｄ７，Ｄ８ 金型６７のプレス用開口部各辺の長さ
Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３，Ｅ４，Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４ 金型の各部寸法
ｈ１ 外部接続端子６１の高さ
Ｈ１，Ｈ２ ブレードの高さ位置
Ｍ 金型内部における垂直面
ｐ 保護層の長さ
ｔ１，ｔ２，ｔ３，ｔ４ 絶縁層の厚さ
Ｔ 金型内部におけるテーパ面
θ 金型内部におけるテーパ面Ｔと垂直面Ｍとのなす角

Claims (6)

1. 電極パッドと保護膜とを有する半導体集積回路を含む半導体チップが複数配置された半導体基板と、前記半導体基板を覆う絶縁層とを設けた半導体基板実装体を個片化して形成された半導体装置の製造方法であって、
   半硬化状態の前記絶縁層を有する前記半導体基板実装体の個片を形成する、個片化工程と、
   前記個片化工程に引き続き、前記個片の前記半硬化状態の絶縁層を、押し延ばし、前記半導体チップの側面に回し込ませて、前記半導体チップの側面に密着した保護層を形成する、個片の側面保護層形成工程とを有する半導体装置の製造方法。
2. 前記絶縁層は、前記半導体基板を覆う絶縁層と、該絶縁層上に、前記電極パッドに接続された接続電極と導通させて設けられた配線と、該配線を覆って設けられた第２絶縁層と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。
3. 前記側面保護層形成工程は、個片化された複数の前記半導体基板実装体をプレスする金型を備えたプレス機器を用いて、前記個片の半硬化状態の絶縁層を、押し延ばし、前記半導体チップの側面に回し込ませて、前記半導体チップの側面に密着した保護層を、同時に形成することを特徴とする請求項１又は２記載の半導体装置の製造方法。
4. 前記金型の前記個片に接する面は、前記金型内部の垂直面に対して０度超、９０度未満の角度をなすテーパ面を有することを特徴とする請求項３記載の半導体装置の製造方法。
5. 前記金型の材料は、ステンレスである請求項３又は４記載の半導体装置の製造方法。
6. 前記金型の前記個片に接する面は、フッ素樹脂で被覆されていることを特徴とする請求項３乃至５の何れか一項記載の半導体装置の製造方法。