JP2013008899A - パッケージ形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】バイト工具の切刃や研削砥石の過度の磨耗を防止可能なパッケージ形成方法を提供する。
【解決手段】それぞれ電極１９を有する複数のデバイス１７と、該デバイスの該電極に接続する複数の金属ポスト２３が封止剤で封止されたパッケージを形成するパッケージ形成方法であって、フィラーを含有する第１封止剤２５を少なくとも該金属ポストの端面に至らない高さまで供給して該複数のデバイスを封止する第１封止ステップと、フィラーを含有しない第２封止剤２７を該第１封止剤上に供給して、該第２封止剤で該金属ポストを覆うように該第１封止剤を被覆する第２封止ステップと、該第２封止ステップを実施した後、該金属ポストを該第２封止剤とともに切削又は研削除去して該金属ポストの高さを揃えるとともに、該金属ポストの端面を露出させる加工ステップと、を具備したことを特徴とする。
【選択図】図４

Description

本発明は、例えばＷＬ−ＣＳＰウエーハ等の複数の電極を有するデバイスと、各電極に接続する複数の金属ポストとを封止剤で封止したパッケージを形成するパッケージ形成方法に関する。

ＷＬ−ＣＳＰ（Ｗａｆｅｒ−ｌｅｖｅｌ Ｃｈｉｐ Ｓｉｚｅ Ｐａｃｋａｇｅ）とは、ウエーハの状態で再配線層や電極（金属ポスト）を形成後、表面側を樹脂封止し、切削ブレード等で各パッケージに分割する技術であり、ウエーハを個片化したパッケージの大きさが半導体デバイスチップの大きさになるため、小型化及び軽量化の観点からも広く採用されている。

ＷＬ−ＣＳＰの製造プロセスでは、複数のデバイスが形成された半導体ウエーハのデバイス面側に再配線層を形成し、更に再配線層を介してデバイス中の電極に接続する金属ポストを形成した後、金属ポスト及びデバイスを樹脂で封止する。

次いで、封止剤を薄化するとともに金属ポストを封止剤表面に露出させた後、金属ポストの端面にバンプと呼ばれる外部端子を形成する。その後、切削装置等で切削して個々のＣＳＰへと分割する。

半導体デバイスを衝撃や湿気等から保護するために、封止剤で封止することが重要である。通常、封止剤として、樹脂中にＳｉＣからなるフィラーを混入した封止剤を使用することで、封止剤の熱膨張率を半導体デバイスチップの熱膨張率に近づけ、熱膨張率の差によって生じる加熱時のパッケージの破損を防止している。

一方、ＷＬ−ＣＳＰウエーハの封止剤を薄化して金属ポストの高さを揃えるとともに封止剤表面に金属ポストを露出させるには、ダイアモンドをガラスや樹脂等で固めた研削砥石を有するグラインダと呼ばれる研削装置や、例えば、特開２００８−２０１９５３号公報に開示される単結晶ダイアモンドからなる切刃を備えたバイト切削装置が利用される。

特開２００９−５９７７１号公報 特開２００８−２０１９５３号公報

ところが、バイト工具の単結晶ダイアモンドからなる切刃でフィラーを含む封止剤を切削するか、又は研削砥石でフィラーを含む封止剤を研削すると、バイト工具の切刃や研削砥石がすぐさま摩滅してしまうという問題がある。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、バイト工具の切刃や研削砥石の磨耗を抑制可能なパッケージ形成方法を提供することである。

本発明によると、それぞれ電極を有する複数のデバイスと、該デバイスの該電極に接続する複数の金属ポストが封止剤で封止されたパッケージを形成するパッケージ形成方法であって、フィラーを含有する第１封止剤を少なくとも該金属ポストの端面に至らない高さまで供給して該複数のデバイスを封止する第１封止ステップと、フィラーを含有しない第２封止剤を該第１封止剤上に供給して、該第２封止剤で該金属ポストを覆うように該第１封止剤を被覆する第２封止ステップと、該第２封止ステップを実施した後、該金属ポストを該第２封止剤とともに切削又は研削除去して該金属ポストの高さを揃えるとともに、該金属ポストの端面を露出させる加工ステップと、を具備したことを特徴とするパッケージ形成方法が提供される。

本発明のパッケージ形成方法によると、フィラーを含む第１封止剤で金属ポストの端面を露出させてデバイスを封止した上にフィラーを含まない第２封止剤を積層し、フィラーを含まない第２封止剤を金属ポストとともに切削又は研削するようにしたため、加工工具の磨耗を抑制することができる。

第１封止ステップを示す断面図である。 第２封止ステップを示す断面図である。 バイト切削装置の斜視図である。 第１実施形態の加工ステップを説明する一部断面側面図である。 加工ステップ終了後のＷＬ−ＣＳＰである。 本発明第２実施形態による加工ステップを説明する斜視図である。 露出した金属ポストの端面にバンプを形成した後、個々のＣＳＰへと分割された状態の断面図である。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。図１を参照すると、本発明のパッケージ形成方法の第１封止ステップを示す断面図が示されている。半導体ウエーハ１３の表面１３ａには格子状に形成された複数の分割予定ライン（ストリート）１５によって区画された各領域にＬＳＩ等のデバイス１７が形成されている。

半導体ウエーハ１３は予め裏面１３ｂが研削されて所定の厚さ（１００μｍ程度）に薄化された後、表面１３ａ上に再配線層２１が形成される。更に、再配線層２１上にデバイス１７中の電極１９に電気的に接続する複数の金属ポスト２３を形成した後、半導体ウエーハ１３の表面１３ａ側を金属ポスト２３の端面が露出した状態となるように第１封止剤２５で封止する。

第１封止剤２５としては、第１封止剤２５の熱膨張率を半導体ウエーハ１３の熱膨張率に近づけるために、ＳｉＣからなるフィラーが混入されたエポキシ樹脂等の樹脂を使用する。

次いで、図２の第２封止ステップに示すように、第１封止剤２５上をフィラーを含まないエポキシ樹脂等の樹脂からなる第２封止剤２７で金属ポスト２３を埋設するように封止して、ＷＬ−ＣＳＰウエーハ１１を形成する。ここで、第２封止剤２７の厚さは第１封止剤２５に比べて薄く形成することが好ましい。

本実施形態のＷＬ−ＣＳＰウエーハ１１では、フィラーを含まない第２封止剤２７で金属ポスト２３を埋設するように封止しているが、半導体ウエーハ１３の表面１３ａ側を封止する第１封止剤２５がフィラーを含んでいるため、第１封止剤２５の熱膨張率が半導体ウエーハ１３の熱膨張率に近く、熱膨張率の差によって生じる加熱時のパッケージの破損を防止できる。

本発明のパッケージ形成方法の第１実施形態の加工方法では、上述した第１封止ステップ及び第２封止ステップを実施した後、図３に示すバイト切削装置２を使用して、金属ポスト２３を第２封止剤２７とともに切削して金属ポスト２３の高さを揃えるとともに、金属ポスト２３の端面を露出させる加工ステップを実施する。

図３に示すバイト切削装置２は、ベース４を有しており、ベース４の後方にはコラム６が立設されている。コラム６には、上下方向に伸びる一対のガイドレール（一本のみ図示）８が固定されている。

この一対のガイドレール８に沿ってバイト切削ユニット（バイト加工手段）１０が上下方向に移動可能に装着されている。バイト切削ユニット１０は、そのハウジング２０が一対のガイドレール８に沿って上下方向に移動する移動基台１２に取り付けられている。

バイト切削ユニット１０は、ハウジング２０と、ハウジング２０中に回転可能に収容されたスピンドル２２（図４参照）と、スピンドル２２を回転するモータ２４と、スピンドル２２の先端に固定されたマウント２６と、マウント２６に着脱可能に装着されたバイトホイール２８とを含んでいる。バイトホイール２８には先端に切刃３０ａを有するバイト工具３０が着脱可能に取り付けられている。切刃３０ａは、ダイアモンドチップから構成されている。

バイト切削ユニット１０は、バイト切削ユニット１０を一対の案内レール８に沿って上下方向に移動するボールねじ１４とパルスモータ１６とから構成されるバイト切削ユニット送り機構１８を備えている。パルスモータ１６をパルス駆動すると、ボールねじ１４が回転し、移動基台１２が上下方向に移動される。

ベース４の中間部分にはチャックテーブル３４を有するチャックテーブル機構３２が配設されており、チャックテーブル機構３２は図示しないチャックテーブル移動機構によりＹ軸方向に移動される。３５は蛇腹であり、チャックテーブル機構３２をカバーする。

ベース４の前側部分には、第１のウエーハカセット３６と、第２のウエーハカセット３８と、ウエーハ搬送ロボット４０と、複数の位置決めピン４４を有する位置決め機構４２と、ウエーハ搬入機構（ローディングアーム）４６と、ウエーハ搬出機構（アンローディングアーム）４８と、スピンナ洗浄ユニット５０とが配設されている。

また、ベース４の概略中央部には、チャックテーブル３４を洗浄する洗浄水噴射ノズル５１が設けられている。この洗浄水噴射ノズル５１は、チャックテーブル３４が装置手前側のウエーハ搬入・搬出領域に位置づけられた状態において、チャックテーブル３４に向かって洗浄水を噴射する。

次に、図４を参照して、バイト切削装置２を使用した加工ステップについて詳細に説明する。図２に示した第２封止ステップを終了したＷＬ−ＣＳＰウエーハ１１をバイト切削装置２のチャックテーブル３４で吸引保持する。

そして、バイト切削装置２のスピンドル２２を約２０００ｒｐｍで回転させつつバイトホイール送り機構１８を駆動してバイト工具３０の切刃３０ａを第２封止剤２７に所定深さ切り込ませ、チャックテーブル３４を矢印Ｙ１方向に例えば１ｍｍ／ｓの送り速度で移動させながら、第２封止剤２７を金属ポスト２３とともに切削する。この切削加工時には、チャックテーブル３４は回転させずにＹ軸方向（矢印Ｙ１方向）に加工送りして切削加工を実施する。

チャックテーブル３４に吸引保持されたＷＬ−ＣＳＰウエーハ１１の左端が切刃３０ａの取付位置を通過すると、ＷＬ−ＣＳＰウエーハ１１の切削加工が終了し、第２封止剤２７の表面は平坦となり、金属ポスト２３は第２封止剤２７とともに切削されてその高さが均一に加工される。図５は切削加工終了後のＷＬ−ＣＳＰ（パッケージ）１１Ａの断面図を示している。

本実施形態のＷＬ−ＣＳＰウエーハ１１では、フィラーを含まない第２封止剤２７が露出しているため、加工ステップは研削砥石を使用した研削加工でも可能である。加工ステップの第２実施形態を図６を参照して説明する。

この研削加工ステップでは、図６に示すように、研削装置のチャックテーブル５２でＷＬ−ＣＳＰウエーハ１１の半導体ウエーハ１３側を吸引保持して、第２封止剤２７を露出させる。

図６において、研削ユニット５４のスピンドル５６の先端に固定されたホイールマウント５８には、複数のねじ６０により研削ホイール６２が着脱可能に装着されている。研削ホイール６２は、ホイール基台６４の自由端部（下端部）に複数の研削砥石６６を環状に配設して構成されている。

本実施形態の加工ステップでは、チャックテーブル５２を矢印ａで示す方向に例えば３００ｒｐｍで回転しつつ、研削ホイール６２を矢印ｂで示す方向に例えば６０００ｒｐｍで回転させるとともに、図示しない研削ユニット送り機構を駆動して研削ホイール６２の研削砥石６６を第２封止剤２７に接触させる。

そして、研削ホイール６２を所定の研削送り速度で下方に所定量研削送りしながら第２封止剤２７を研削し、引き続いて金属ポスト２３を第２封止剤２７とともに研削して、図５に示すように、金属ポスト２３を第２封止剤２７から露出させるとともにその高さが均一になるように加工する。

この第２実施形態の加工ステップでは、研削の対象となる第２封止剤２７はフィラーを含んでいない樹脂等の封止剤からなり、更に研削加工する金属ポスト２３はその先端部分のみでよいため、研削砥石６６の磨耗が促進されることはない。

加工ステップ終了後、図７に示すように、露出した金属ポスト２３の端面によく知られた方法により半田ボール等のバンプ２９を形成する。そして、切削ブレード等で分割予定ライン１５に沿って切削すると、ＷＬ−ＣＳＰ１１ＡはＣＳＰ（Ｃｈｉｐ Ｓｉｚｅ Ｐａｃｋａｇｅ）３１に分割される。

２ バイト切削装置
１０ バイト切削ユニット
１１ ＷＬ−ＣＳＰウエーハ
１１Ａ ＷＬ−ＣＳＰ
１３ 半導体ウエーハ
１７ デバイス
２１ 再配線層
２３ 金属ポスト
２５ 第１封止剤
２７ 第２封止剤
３０ バイト工具
３０ａ 切刃
３１ ＣＳＰ
３４ チャックテーブル
６２ 研削ホイール
６６ 研削砥石

Claims (1)

1. それぞれ電極を有する複数のデバイスと、該デバイスの該電極に接続する複数の金属ポストが封止剤で封止されたパッケージを形成するパッケージ形成方法であって、
   フィラーを含有する第１封止剤を少なくとも該金属ポストの端面に至らない高さまで供給して該複数のデバイスを封止する第１封止ステップと、
   フィラーを含有しない第２封止剤を該第１封止剤上に供給して、該第２封止剤で該金属ポストを覆うように該第１封止剤を被覆する第２封止ステップと、
   該第２封止ステップを実施した後、該金属ポストを該第２封止剤とともに切削又は研削除去して該金属ポストの高さを揃えるとともに、該金属ポストの端面を露出させる加工ステップと、
   を具備したことを特徴とするパッケージ形成方法。

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