JP4553878B2

JP4553878B2 - 半導体装置の製造方法

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Publication number: JP4553878B2
Application number: JP2006204278A
Authority: JP
Inventors: 義則閑野
Original assignee: Oki Semiconductor Co Ltd
Current assignee: Lapis Semiconductor Co Ltd
Priority date: 2006-07-27
Filing date: 2006-07-27
Publication date: 2010-09-29
Anticipated expiration: 2023-07-10
Also published as: JP2006287271A

Description

この発明は、半導体装置の製造方法に関する。

従来より、ウェハプロセスにおいて半導体素子等が作り込まれたシリコン基板等のウェハを複数個のチップに個片化するに当たり、回転ブレードを用いたダイシング方法が利用されている。

このブレードを用いたダイシング方法は、ＷＣＳＰ（ＷａｆｅｒｌｅｖｅｌＣｈｉｐＳｉｚｅＰａｃｋａｇｅ）の製造プロセスにおいて、外部端子形成工程後のウェハを個片化する場合にも利用されている。

近年、サファイア層上にシリコン薄膜が形成されたＳＯＳ（ＳｉｌｉｃｏｎＯｎＳａｐｐｈｉｒｅ）基板を具えるデバイスが、低消費電力及び高速性の点から注目されている。

しかし、ＳＯＳ基板を構成するサファイアは、ダイヤモンドに次いで硬度が高い。そのため、サファイア基板に対してダイシングを行う場合には、ブレードの回転速度を極めて低速（通常の回転速度の数十分の一〜百分の一程度の回転速度）にして行うか、又はレーザ光を用いたダイシング方法が利用されている。

これまで、レーザ光を用いたダイシング方法として、レーザ光による熱溶融を利用した方法が利用されているが、熱歪みやコンタミネーション等の解決すべき課題も多い。

そこで、近年では、レーザ光による新たなダイシング方法として、非加熱加工方式（或いは、非溶融方式とも称する。）が提案されている。具体的には、浜松ホトニクス（株）が開発したステルスダイシング方法（例えば、特許文献１参照）や（株）ディスコが開発したショートパルスレーザを利用した方法がある。
特開２００２−１９２３７０号公報

しかしながら、上述したブレードを用いたダイシング方法を利用する場合には、チップサイズよりも数十から百μｍ程度のマージンの設定が必要となる。なぜなら、ダイシング時に発生するカーフ幅やダイシングの衝撃で生じるチッピング等を考慮しなくてはならないためである。

そのため、実際のチップサイズよりも大きなチップサイズを設計せねばならない。これにより、ウェハ１枚当たりのチップ収集数が減少するため、製品コストが増大する。

また、特に、ＳＯＳ基板を用いた場合には、カーフ幅やダイシングの発生に加え、サファイア基板が難削材であることからダイシングに長時間を要する。その結果、ブレードが早く消耗してしまい、大幅なコストアップとなる。

また、ＷＣＳＰの場合も同様に、パッケージサイズを実際のパッケージサイズよりも大きく設計せねばならず、製品コストが増大する。

一方、上述した非加熱加工方式（或いは、非溶融方式とも称する。）を利用した場合には、カーフ幅及びチッピングが殆ど発生しないうえに、ブレードを用いたダイシング方法よりも高速ダイシングが可能である。

しかし、非加熱加工方式のダイシングには、以下のような問題があった。

レーザ光を加工対象物に照射するに当たり、レーザ光路中に、レーザ光を透過させ難い難透過部が介在している場合がある。

このとき、ダイシングの実施が不可能となる、あるいはレーザ光が加工対象物の表面で散乱されることによりレーザ光の加工対象物内への集光率が低下してしまい、その結果、著しいカーフ幅やチッピングが発生する場合がある。

こうした難透過部としては、例えば、ウェハのダイシングライン上に設けられた、プロセスモニタ用ＴＥＧの金属膜や、ＷＣＳＰにおける封止層等が挙げられる。

また、近年の半導体装置の高集積化の要求の高まりとともに、薄型化されたシリコン基板等の実用化が急務となっている。しかし、カーフ幅やチッピングは基板の薄型化に伴って顕著となるため、現状では技術的課題も多い。

そこで、この発明の目的は、レーザ光を用いた非溶融方式のダイシングを加工対象物の構造形態に拘わらず適用可能とすることにより、カーフ幅やチッピングの発生が抑制された半導体装置及びその製造方法を提供することにある。

この発明は、表面及び裏面を有し、複数の実効領域と当該実効領域を囲むダイシング領域とが定義された基板を準備する工程と、表面側の、実効領域の基板上に電極パッドを形成する工程と、実効領域の表面側に電極パッドの表面を露出させる絶縁膜を形成する工程と、実効領域の表面側に、電極パッドの表面から絶縁膜上に延在する再配線を形成する工程と、再配線上にポスト部を形成する工程と、ポスト部の側面を覆うように実効領域上およびダイシング領域上に基板よりもレーザー光透過率が低い封止層を形成する工程と、基板の裏面を研削する工程と、基板の裏面側から該基板のダイシング領域にレーザー光を照射することにより基板内部に改質部を形成する工程と、基板のダイシング領域上に形成された封止層を、当該封止層の表面から、基板の方向へ研削することにより、改質部を起点とするクラックを切断面として、基板の実効領域を切断する工程とを順次に実行することにより、基板の実効領域を個片化することを特徴とする。

この発明では、基板の表面側に封止層が存在する状態で、かかる基板の裏面側から、基板に対してレーザ光を照射する。ここで、封止層は、基板よりもレーザ光透過率が低いので、切断されない。その後、封止層を表面側から研削する。少なくともこれら一連の工程を行うことにより、カーフ幅やチッピングの発生を抑制しつつ、基板の実効領域を個片化することができる。

以下、図１から図８を参照して、この発明の実施の形態につき説明する。尚、各図は、この発明に係る半導体装置の一構成例を概略的に示してある。また、各図は、この発明が理解できる程度に各構成成分の形状、大きさ及び配置関係を概略的に示してあるに過ぎず、この発明をこれら図示例に限定するものではない。また、図を分かり易くするために、断面を示すハッチング（すなち、斜線）は一部分を除き省略してある。また、以下の説明において、特定の材料及び条件等を用いることがあるが、これら材料及び条件は好適例の一つに過ぎず、従って、何らこれらに限定されない。また、各図において同様の構成成分については同一の番号を付して示し、その重複する説明を省略することもある。

＜第１の実施の形態＞
図１及び図２を参照して、この発明の第１の実施の形態に係る半導体装置およびその製造方法につき説明する。図１（Ａ）は、この実施の形態に係る半導体装置にダイシングされる前のウェハの一部を概略的に示す平面図であり、図１（Ｂ）は、レーザ光の照射装置である。また、図２（Ａ）は、図１（Ａ）を一点鎖線Ａ−Ａ線に沿って切断して得られる切り口（すなわち、断面）を図中矢印方向から見た断面図である。図２（Ｂ）〜図２（Ｄ）は、図２（Ａ）に続く、この実施の形態の半導体装置及びその製造方法の説明に供する断面図である。

この実施の形態の半導体装置の製造方法を以下に説明する。

先ず、図２（Ａ）に示すように、加工対象物として、ウェハプロセス終了後の積層体１５を用意する。積層体１５には、後のダイシング工程を経て個片化されるべき、複数個の実効チップ領域２４が行列配置されて設けられている。尚、図２（Ａ）には、図の複雑化を回避するために、一例として、３つの実効チップ領域２４を図示してある。尚、この積層体１５をウェハとも称する。

また、積層体１５の表面には、実効チップ領域２４毎にダイシングするのに要するダイシング領域２０が、隣り合う実効チップ領域２４間に所定の幅で形成されている。

この実施の形態の積層体１５は、第１の層１２と、当該第１の層１２よりもレーザ光を透過させ難い難透過性の第２の層１７とを具えている。

この第２の層１７は、ダイシング領域２０に設けられた、プロセスモニタ用のＴＥＧ（ＴｅｓｔＥｌｅｍｅｎｔＧｒｏｕｐ）を構成している。ＴＥＧとは、ウェハプロセスに含まれる各プロセス用の評価用回路である。近年では、ウェハ１枚当たりのチップ収集数の向上を目的として、ダイシング領域２０に形成する場合が多い。

この構成例の第１の層１２は、シリコン（Ｓｉ）基板である。

この構成例の第２の層１７は、ダイシング領域２０のシリコン基板１２上に形成されている、電極パッド１６ｂ、シリコン酸化膜１４ｂ及びパッシベーション膜１８ｂで構成されている。電極パッド１６ｂは、ダイシング領域２０のシリコン基板１２へのレーザ光を透過させ難い難透過性を有するため、以下、電極パッド１６ｂを難透過部と称する場合がある。

具体的に、ダイシング領域２０では、アルミニウムからなる電極パッド１６ｂが、シリコン基板１２上に設けられたシリコン酸化膜１４ｂを介して形成されている。シリコン酸化膜１４ｂ上には、電極パッド１６ｂの表面を露出させるように、シリコン窒化膜からなるパッシベーション膜１８ｂが形成されている。

尚、難透過部は、ＴＥＧが具える電極パッド１６ｂの金属層部分のみに限定されない。よって、ダイシング領域２０に、ＴＥＧに替わって、例えば、ウェハバーン・イン用の金属配線層が形成されている場合には、当該金属配線層を難透過部とする構成であっても良い。

一方、実効チップ領域２４のシリコン基板１２上には、アルミニウムからなる電極パッド１６ａが、シリコン基板１２上に形成されたシリコン酸化膜１４ａを介して形成されている。シリコン酸化膜１４ａ上には、電極パッド１６ａの表面を露出させるように、シリコン窒化膜からなるパッシベーション膜１８ａが形成されている。

積層体１５のシリコン基板１２の裏面ａを、シートであるダイシングテープ２６上に固定する。ダイシングテープ２６には、ポリオレフィンからなる基材表面に、粘着材となる紫外線硬化型アクリル樹脂が塗布されたものを使用できる。

続いて、図２（Ｂ）に示すように、第１の研削工程として、第２の層１７を研削して除去して、ダイシング領域２０の、第１の層であるシリコン基板１２を露出させる。

すなわち、この実施の形態での第１の研削工程は、積層体１５のダイシング領域２０のシリコン基板１２上にある難透過部である、電極パッド１６ｂの除去を主たる目的とする。一般的に、シリコン酸化膜１４ｂ及びパッシベーション膜１８ｂは、レーザ光を透過するためである。しかし、実際には、電極パッド１６ｂの選択的な除去は複雑である。さらに、ダイシング工程時におけるダイシング領域２０のより一層の平滑性、及び個片化処理の容易性を考慮して、シリコン酸化膜１４ｂ及びパッシベーション膜１８ｂの除去も同時に行うのが好ましい。

第１の研削工程は、研削手段として、例えば、高速回転させたブレードを用いて行う。金属製の円盤の外周部に２０〜３０μｍの範囲内の粒径が多数を占めるダイヤモンド細粒が固着された♯６００（目の粗さの指標）ブレードから、４〜６μｍの範囲内の粒径が多数を占めるダイヤモンド細粒が固着された♯２０００ブレードを用いるのが良い。

また、より好ましくは、５〜１０μｍの範囲内の粒径が多数を占めるダイヤモンド細粒が固着された♯１５００ブレードを用いるのが良い。きめの細かいダイヤモンドが固着されたブレードは、研削面の平滑性を向上させることができる一方で、ブレードの目詰まりが問題となる。そこで、これらを鑑み、５〜１０μｍの範囲内の粒径が多数を占めるダイヤモンド細粒が固着されたブレードとするのが実用上好適だからである。

具体的には、軸回りに高速回転させた、５〜１０μｍの範囲内の粒径が多数を占めるダイヤモンド細粒が固着されたブレード２８を、ダイシング領域２０の電極パッド１６ｂに押し当てる。そして、このブレード２８を、ダイシング領域２０に沿って所定の圧力を加えながらシリコン基板１２の方向へ移動させる。このときのブレードの切り込み深さは、難透過部である電極パッド１６ｂをはじめ、パッシベーション膜１８ｂ及びシリコン酸化膜１４ｂが除去される深さとなるように、序々に切り込みを深くしていく。こうして、ダイシング領域２０のシリコン基板１２を露出させる。尚、この第１の研削工程では、少なくとも電極パッド１６ｂが除去されれば良い。そのため、ブレード２８の切り込み深さは任意好適に設定可能であるが、ダイシング領域２０のシリコン基板１２の表層が許容範囲内で僅かに研削される程度とするのが良い。これにより、第２の層１７（１４ｂ、１６ｂ及び１８ｂ）の除去はもとより、ダイシング領域２０の、シリコン基板１２の表面ｂの平滑化を併せて実現できるからである。また、研削条件を任意好適に設定することにより、第１の研削工程後のシリコン基板１２の表面ｂを鏡面にすることも可能である。

続いて、図２（Ｃ）に示すように、レーザ光によって加工対象物を切断するダイシング工程を行う。この実施の形態では、非溶融方式（あるいは、非加熱加工方式とも称する）のレーザーダイシングを例に挙げて説明する。

この実施の形態では、非溶融方式のレーザーダイシングを行うに当たり、レーザ光の照射条件を、例えば、光源をＹＡＧレーザとし、レーザ光波長を１０６４ｍｎとし、及びレーザ光スポット断面積を３．１４×１０^-8ｃｍ²として行う。また、レーザ光を照射する際の位置合わせは、シリコン基板１２が赤外線を透過することから、赤外カメラで観察することにより可能である。尚、レーザ光の照射条件は上述のみに限定されず、目的や設計に応じて任意好適に設定可能である。

具体的には、ダイシング領域２０に露出されたシリコン基板１２の内部にレーザ光の集光点を合わせながら、当該ダイシング領域２０に沿ってレーザ光を照射する。

このときのレーザ光の照射装置の一例は、図１（Ｂ）に示すように、レーザ光源８０と対象物８２との間の所定位置に集光レンズ８４が設けられた構成である。このような構成によれば、集光レンズ８４によってレーザ光を対象物８２の深さ方向の任意の部分に選択的に集光（図中、集光点をＰで示してある。）することができる。

ダイシング工程を実施するに当たり、既に、第１の研削工程で、ダイシング領域２０に当初形成されていた電極パッド１６ｂが除去されている。そのため、レーザ光がダイシング領域２０で乱反射、あるいはレーザ光がシリコン基板１２の表面で散乱されることによりレーザ光のシリコン基板１２内への集光率が低下するのを抑制することができる。

この実施の形態では、シリコン基板１２の内部に高精度で集光されたレーザ光によって、多光子吸収に起因する改質部２３が形成される。またこのとき、改質部２３の形成に伴う内部応力や歪みによって、改質部２３を起点とするクラック２５が発生する。すなわち、改質部２３は、この発生に起因してクラック２５が発生するのでクラック発生源とも称する。

この実施の形態の非溶融方式では、ダイシング領域２０に沿って改質部２３に起因して発生するクラック２５によって、積層体１５自体がチップ１０に切断される。或いは、このクラック２５を利用して、実効チップ領域２４及びダイシング残余領域２０ａからなる積層体をチップ１０に、それぞれ切断することができる。

ここでのクラック２５は、シリコン基板１２の表面ｂから裏面ａに到達するスルーカットの場合であるが、シリコン基板の裏面ａに到達しないハーフカットの場合であっても良い。ハーフカットである場合は、その後、さらに新たなダイシング工程を行うか、又はシリコン基板を折り曲げて、積層体１５をダイシング領域２０に沿って個々のチップ１０に切断することができる。

その後、ダイシングテープ２６から、切断された各チップを剥がし取る。

ダイシングテープ２６の紫外線硬化型アクリル樹脂に、紫外線を照射して硬化させる。その後、基材部分を所定方向に延ばして、チップ１０間に間隙を形成する（図２（Ｄ））。この状態を維持しながら、ダイシングテープ２６の裏面から力を加えて個別にチップ１０を突き上げて、ダイシングテープから個々のチップ１０である半導体装置を剥がし取る（以下、この工程を剥離工程と称する。）。

上述した説明から明らかなように、この実施の形態では、レーザによる非溶融方式のダイシング工程を行うに当たり、前処理として、被ダイシング面の平滑化を目的とする第１の研削工程を行っている。

よって、ダイシング工程の際に、レーザ光が被ダイシング面で乱反射、あるいはレーザ光がシリコン基板の内部にまで透過されても、散乱によって集光率が低下するのを抑制することができる。

そのため、これまでのように、ブレードを用いたダイシング方法のみでチップを個片化する場合よりも、カーフ幅やチッピングの発生を抑制することができる。

その結果、実際のチップサイズに対するマージンをこれまでよりも狭く設計することができるので、個片化後のチップサイズの小型化を図ることができる。

これに伴い、ウェハ１枚当たりのチップ収集数が向上するため、製品コストの低減を期待できる。

＜第２の実施の形態＞
図３を参照して、この発明の第２の実施の形態につき説明する。図３（Ａ）〜（Ｄ）は、この実施の形態の半導体装置及びその製造方法の説明に供する、図２（Ａ）〜（Ｄ）と同様な、断面図である。尚、第１の実施の形態で既に説明した構成要素と同一の構成要素には同一の番号を付して示し、その具体的な説明を省略する（以下の各実施の形態についても同様とする）。

この実施の形態では、第１の研削工程を、第１の層であるシリコン層１２の裏面ａに対して行う点が、第１の実施の形態との主な相違点である。

先ず、図３（Ａ）に示すように、第１の実施の形態で説明した積層体（ウェハ）１５の第２の層１７の頂面ｃを、ダイシングテープ２６上に固定する。

その後、第１の研削工程として、シリコン基板１２の裏面ａの研削を行う。

この実施の形態の第１の研削工程は、シリコン基板１２の薄型化、及びシリコン基板１２の表面（ここでは、裏面ａに相当する。）の平滑化を主たる目的とする。

そこで、図３（Ｂ）に示すように、先ず、研削手段として、例えば、比較的きめの粗いダイヤモンドが固着された砥石を軸回りに高速回転させながら、シリコン基板１２の裏面ａ全体の研削を行い、シリコン基板１２を所定の厚み程度とする（１回目の研削）。初めにきめの粗い砥石を使用するのは、処理時間の短縮等を考慮してのことである。その後、上述の砥石よりもきめの細かいダイヤモンド細粒が固着された砥石２９でシリコン基板１２の裏面ａ全体をさらに研削して、シリコン基板１２の厚さをさらに薄くする（２回目の研削）。

こうした第１の研削工程によって、シリコン基板の薄型化はもとより、シリコン基板の裏面ａの平滑化を併せて実現できる。また、２回目の研削が、１回目の研削よりもきめの細かい砥石を使用して実行されるので、第１の研削工程後のシリコン基板の裏面ａを鏡面にすることも可能である。尚、ここでの研削手段は砥石のみに限定されず、シリコン基板１２の全面を研削可能なものを任意好適に選択することができる。

続いて、レーザ光によるダイシング工程として、非溶融方式のダイシング工程を、第１の実施の形態で説明した方法と同様の方法で行う（図３（Ｃ））。

ダイシング工程を行うに当たり、既に、第１の研削工程で、ダイシング領域２０のシリコン基板１２の裏面ａが平滑化されている。そのため、レーザ光がダイシング領域２０で乱反射、あるいはレーザ光が加工対象物の表面で散乱されることによりレーザ光の加工対象物内への集光率が低下するのを抑制することができる。

したがって、第１の実施の形態と同様に、シリコン基板１２の内部に高精度で集光されたレーザ光によって、改質部２３が形成される。そして、この改質部２３を起点とするクラック２５を利用して、積層体（ウェハ）１５を、実効チップ領域２４及びダイシング残余領域２０ａからなるチップ１０にそれぞれ切断することができる。尚、ダイシング工程終了後、第２の層１７は、電極パッド１６ｂが難透過部であることから、ダイシング領域２０に切断されずに残存している。

その後、第１の実施の形態と同様の方法で、ダイシングテープ２６から切断された各チップを剥がし取る、剥離工程を行う（図３（Ｄ））。

この実施の形態の剥離工程では、ダイシングテープを所定方向に延ばすことよって第２の層１７部分を機械的に破壊し、チップ１０間に間隙を形成することができる。

上述した説明から明らかなように、この実施の形態では、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。

さらに、この実施の形態の第１の研削工程によって、シリコン基板表面の平滑化と、シリコン基板の薄型化とを併せて行うことができる。

そのため、ダイシング工程では、薄型化されたシリコン基板等に対して顕著であるカーフ幅やチッピングの発生を抑制することができる。

したがって、この実施の形態によれば、薄型化が実現された半導体装置を、効率良くかつ安定して得ることができる。

＜第３の実施の形態＞
図４を参照して、この発明の第３の実施の形態につき説明する。図４（Ａ）〜（Ｄ）は、この実施の形態の半導体装置及びその製造方法の説明に供する、図２（Ａ）〜（Ｄ）と同様な、断面図である。

この実施の形態では、第１の層を、サファイア層３７上にシリコン薄膜３５が形成されたＳＯＳ（ＳｉｌｉｃｏｎＯｎＳａｐｐｈｉｒｅ）基板３２とした点が、第１の実施の形態との主な相違点である。ＳＯＳ基板３２とは、サファイア基板３７上に、水素化ケイ素（ＳｉＨ₄）ガスの熱分解によって単結晶であるシリコン薄膜３５をエピタキシャル成長させた基板である。尚、積層体４０のうち、ＳＯＳ基板３２以外の構造については第１の実施の形態と同様であるので、その詳細な説明は省略する。

先ず、図４（Ａ）に示すように、加工対象物として、ウェハプロセス終了後の積層体４０を用意する。積層体４０には、後のダイシング工程を経て個片化される、複数のチップ２７が行列配置されている。尚、図４（Ａ）では、図の複雑化を回避するために、一例として、３つのチップを図示してある。

積層体４０のサファイア基板３７の裏面ｄを、ダイシングテープ２６上に固定した後、第１の実施の形態と同様に、第１の研削工程からレーザ光によるダイシング工程、すなわち非溶融方式のダイシング工程までを行う（図４（Ｂ）〜（Ｃ））。

そのため、この実施の形態のダイシング工程においても改質層２３が形成されるが、ここではサファイア基板３７が難削材であることから、サファイア基板３７の裏面ｄにクラック３８が到達しない、ハーフカットとなる場合が多い。この場合は、さらに新たなダイシング工程を行い新たにクラック３９を形成してなどして、積層体４０をダイシング領域２０に沿って切断しておくのが良い。第２の実施の形態のように剥離工程において、各チップ毎に機械的に破壊するのは、サファイア基板が難削材であることから困難なためである。

続いて、第１の実施の形態と同様の方法で、ダイシングテープ２６から、切断された各チップを剥がし取る、剥離工程を行う（図４（Ｄ））。

さらに、サファイア基板のような難削材を具えた加工対象物のダイシング時間を、これまでのように、ブレードを用いたダイシング方法のみで行う場合よりも、大幅に短縮することができる。

よって、従来よりも高効率なダイシングを実現できるため、製品コストの低減を期待できる。

＜第４の実施の形態＞
図５〜図７を参照して、この発明の第４の実施の形態に係る半導体装置及びその製造方法つき説明する。図５は、この実施の形態に係る半導体装置にダイシングされる前のウェハの一部を概略的に示す平面図である。また、図６（Ａ）は、図５を一点鎖線Ｂ−Ｂ線に沿って切断して得られる切り口（すなわち、断面）を図中矢印方向から見た断面図である。図６（Ｂ）〜図７（Ｂ）は、図６（Ａ）に続く、この実施の形態の半導体装置及びその製造方法の説明に供する断面図である。この実施の形態では、ダイシング工程を要する加工対象物を封止層を具える構造とし、一例としてＷＣＳＰの場合につき説明する。

先ず、図６（Ａ）に示すように、加工対象物として、外部端子形成工程後の積層体６５を用意する。積層体６５には、後のダイシング工程を経て個片化されるべき、複数個のＷＣＳＰ実効領域６０が行列配置されている。尚、この実施の形態では、外部端子形成後のウェハから個片化された、個々のパッケージをＷＣＳＰと称して説明する。また、図６（Ａ）には、図の複雑化を回避するために、一例として、２つのＷＣＳＰ実効領域６０を図示してある。

また、積層体６５の表面には、ＷＣＳＰ実効領域６０にダイシングするのに要するダイシング領域６２が、隣り合うＷＣＳＰ実効領域６０間に所定の幅で形成されている。

この実施の形態の積層体６５は、第１の層４２と、当該第１の層４２よりもレーザ光を透過させ難い難透過性の第２の層４７とを具えている。

この構成例の第１の層４２は、シリコン基板である。

この構成例の第２の層４７は、ダイシング領域６２のシリコン基板４２上に形成されている、電極パッド４６ｂ、シリコン酸化膜４４ｂ、パッシベーション膜４８ｂ及び封止層５５ｂである。第２の層４７を構成する電極パッド４６ｂ及び封止層５５ｂは、ダイシング領域６２のシリコン基板４２へのレーザ光を透過させ難い難透過性を有するため、以下、電極パッド４６ｂ及び封止層５５を難透過部と称する。

この第２の層４７のうち、電極パッド４６ｂ、シリコン酸化膜４４ｂ及びパッシベーション膜４８ｂは、第１の実施の形態と同様に、プロセスモニタ用のＴＥＧを構成している。また、封止層５５ｂは、これら電極パッド４６ｂ、シリコン酸化膜４４ｂ及びパッシベーション膜４８ｂを覆うように形成されている。尚、詳細な構造については、第１の実施の形態と同様であるので、その説明を省略する。

一方、ＷＣＳＰ実効領域６０となる領域のシリコン基板４２上には、アルミニウムからなる電極パッド４６ａが、シリコン基板４２上に形成されたシリコン酸化膜４４ａを介して形成されている。シリコン酸化膜４４ａ上には、電極パッド４６ａの表面を露出させるように、シリコン窒化膜からなるパッシベーション膜４８ａとポリイミド膜からなる絶縁膜５０とが順次形成されている。さらに、各電極パッド４６ａは、それぞれ、専用の再配線層５２を介して、各ポスト部５４と電気的に個別に接続されている。尚、これら再配線層５２は、銅（Ｃｕ）からなり、配線設計の自由度を付与するために設けられている。また、シリコン基板４２上には、ポスト部５４の端面（或いは、頂面）が露出される厚みで、エポキシ樹脂からなる封止層５５ａが形成されている。ポスト部５４上には、実装基板に接続するための外部端子５６が形成されている。尚、ＷＣＳＰの構造の詳細については既に公知であるので、その詳細な説明は省略する。

積層体６５の外部端子５６を、ダイシングテープ６６上に固定する。

続いて、図６（Ｂ）に示すように、第１の研削工程を行う。

ここでの第１の研削工程は、第２の実施の形態と同様に、シリコン基板４２の薄型化、及びシリコン基板４２の表面（ここでは、裏面ｆに相当する。）の平滑化を主たる目的とする。

そこで、この実施の形態においても、第２の実施の形態の第１の研削工程と同様に第１の研削工程を行って、シリコン基板４２の薄型化及び平滑化行う。

続いて、レーザ光によるダイシング工程として、非溶融方式のダイシング工程を、第１の実施の形態で説明した方法と同様の方法で行う（図６（Ｃ））。

ダイシング工程を行うに当たり、既に、第１の研削工程で、ダイシング領域６２のシリコン基板４２の裏面ｆが平滑化されている。そのため、レーザ光がダイシング領域６２で乱反射、あるいはレーザ光が加工対象物の表面で散乱されることによりレーザ光の加工対象物内への集光率が低下するのを抑制することができる。

したがって、第１の実施の形態と同様に、シリコン基板４２の内部に高精度で集光されたレーザ光によって、改質部２３が形成される。そして、この改質部２３を起点とするクラック６８を利用して、シリコン基板４２部分を切断することができる。こうして、ダイシングテープ６６上に、ダイシング領域６２に沿って、シリコン基板４２にクラック６８及びダイシング残余領域が形成された、積層体６５１を得る。尚、ダイシング工程終了後、第２の層４７は、電極パッド４６ｂ及び封止層５５ｂが難透過部であることから、ダイシング領域６２に切断されずに残存している。

その後、この実施の形態では、第２の研削工程として、第２の層４７を構成する封止層５５ｂの表面から、第１の層であるシリコン基板４２のうち第２の層４７と対面する面ｅに向かって研削を行う。

そこで、先ず、シリコン基板４２の裏面ｆを真空吸引装置を用いて吸引するか、或いは、ダイシングテープ６６の裏面ｇを真空吸引装置を用いて吸引するかによって、積層体６５１からダイシングテープ６６を剥離する。

次に、図７（Ａ）に示すように、積層体６５１のシリコン基板４２の裏面ｆを、ダイシングテープ７０上に固定する。

その後、第２の研削工程として、軸回りに高速回転させたブレード（不図示）を、ダイシング領域６２の封止層５５ｂに押し当て、ダイシング領域６２に沿って所定の圧力を加えながらシリコン基板４２の方向へ移動させる。このときブレードの切り込み深さは、シリコン基板４２が露出される深さとなるように、序々に切り込みを深くしていく。

こうして、ＷＣＳＰ実効領域６０及びダイシング残余領域６２ａからなるＷＣＳＰ１００に、それぞれ切断することができる。尚、第２の研削工程時の位置合わせとして、例えば、封止層（５５ａ、５５ｂ）が形成されていないウェハの縁部にマークを形成して行うことができる。

その後、第１の実施の形態と同様の方法で、ダイシングテープ７０から、切断された各ＷＣＳＰ１００を剥がし取る、剥離工程を行う（図７（Ｂ））。

こうして剥がし取られたＷＣＳＰ１００は、封止層５５ａの側端面ｍが、シリコン基板４２の側端面ｎよりも内側に形成された構造を有している。このことは、封止層５５ａの側端面ｍが、ブレードによって形成された切断面であるのに対して、シリコン基板４２の側端面ｎが、レーザ光を照射して形成された改質部に基づいて形成されたクラックによって形成された切断面であることに起因している。

この実施の形態において、切断面の間隔が５０〜２００μｍとなるブレード、及び切断面の間隔が０．２〜４０μｍとなるレーザー光を用いた切断の場合には、側端面ｍは側端面ｎよりも５〜１００μｍの範囲内で内側に形成される。また、より一般的な、切断面の間隔が３５〜１００μｍとなるブレード、及び切断面の間隔が０．１〜１５μｍ程度となるレーザー光を用いた切断の場合には、側端面ｍは側端面ｎよりも１０〜７５μｍの範囲内で内側に形成される。

さらに、この実施の形態の第１の研削工程では、シリコン基板表面の平滑化と、シリコン基板の薄型化とを併せて行うことができる。

＜第５の実施の形態＞
図８を参照して、この発明の第５の実施の形態に係る半導体装置及びその製造方法につき説明する。図８（Ａ）〜（Ｄ）は、この実施の形態の半導体装置及びその製造方法の説明に供する、図２（Ａ）〜（Ｄ）と同様な断面図である。

この実施の形態では、第１の研削工程を第２の層４７に対して行う点が、第４の実施の形態との主な相違点である。

すなわち、この実施の形態での第１の研削工程は、ダイシング領域６２にある難透過部である、電極パッド４６ｂ及び封止層５５ｂの除去を主たる目的とする。一般的に、シリコン酸化膜４４ｂ及びパッシベーション膜４８ｂは、レーザ光を透過する透明部であるためである。しかし、実際には、電極パッド４６ｂ及び封止層５５ｂの選択的な除去は複雑である。さらに、ダイシング工程時におけるダイシング領域６２のより一層の平滑性、及び個片化処理の容易性を考慮して、シリコン酸化膜４４ｂ及びパッシベーション膜４８ｂの除去も同時に行うのが好ましい。

そこで、先ず、図８（Ａ）に示すように、第４の実施の形態で説明した積層体６５のシリコン基板４２の裏面ｆを、ダイシングテープ７４上に固定する。

その後、第１の研削工程として、高速回転させたブレード（不図示）の外周部を、ダイシング領域６２の封止層５５ｂに押し当て、ダイシング領域６２に沿って所定の圧力を加えながらシリコン基板４２の方向へ移動させる。このときブレードの切り込み深さは、シリコン基板４２が露出される深さとなるように、序々に切り込みを深くしていく。こうして、ダイシング領域６２のシリコン基板４２を露出させる（図８（Ｂ））。

このとき、ブレードの切り込み深さは、シリコン基板４２の表層が僅かに研削される程度とするのが良い。これにより、第２の層４７の除去はもとより、シリコン基板４２の表層を平滑化させることができる。

その後、レーザ光によるダイシング工程として、非溶融方式のダイシング工程を、第１の実施の形態で説明した方法と同様の方法で行う。

ここでのダイシング工程も、既に説明したように、ダイシング領域６２に形成される改質部２３に沿って発生するクラック６８を利用して、ＷＣＳＰ実効領域６０及びダイシング残余領域６２ａからなるＷＣＳＰ１００を、それぞれ切断することができる（図８（Ｃ））。

その後、第４の実施の形態と同様に、ダイシングテープ７０から切断された各ＷＣＳＰ１００を剥がし取る、剥離工程を行う（図７（Ｂ））。

こうして剥がし取られたＷＣＳＰ１００も、第４の実施の形態の場合と同様に、封止層５５ａの側端面ｍが、シリコン基板４２の側端面ｎよりも内側に形成された構造を有している。このことは、封止層５５の側端面ｍが、ブレードによって形成された切断面であるのに対して、シリコン基板４２の側端面ｎが、レーザ光を照射して形成された改質部に基づいて形成されたクラックによって形成された切断面であることに起因している。

また、この実施の形態においても、切断面の間隔が５０〜２００μｍとなるブレード、及び切断面の間隔が０．２〜４０μｍとなるレーザー光を用いた切断の場合には、側端面ｍは側端面ｎよりも５〜１００μｍの範囲内で内側に形成される。また、より一般的に、切断面の間隔が３５〜１００μｍとなるブレード、及び切断面の間隔が０．１〜１５μｍ程度となるレーザー光を用いた切断の場合には、側端面ｍは側端面ｎよりも１０〜７５μｍの範囲内で内側に形成される。

さらにこの実施の形態では、ダイシング工程終了後の積層体を一旦ダイシングテープから剥離した後、当該積層体を再び新たなダイシングテープに固定し直す工程が不要である。よって、第４の実施の形態よりも、製造工程の複雑化を緩和することができる。

尚、不図示ではあるが、シリコン基板の替わりに、第３の実施の形態で説明したＳＯＳ基板を用いた構成であっても良い。

以上、この発明は、上述した実施の形態の組合せのみに限定されない。よって、任意好適な段階において好適な条件を組み合わせ、この発明を用いることができる。

例えば、レーザ光による非加熱加工方式のダイシング方法は、上述した方法のみに限定されない。従って、目的や設計に応じて種々のレーザ光による非加熱加工方式を適用することができる。

また、上述した実施の形態では、加工対象物として、ウェハプロセス終了後のウェハ、またはＷＣＳＰに個片化前のウェハを例に挙げて説明したが、これに限定されるものではない。すなわち、ダイシングによる個片化が必要な加工対象物に対して適用可能である。また、このときの加工対象物の形状は円形状のみに限定されず、例えば、矩形状であっても良い。

また、上述した各実施の形態では、加工対象物を固定する粘着材として、紫外線硬化型アクリル樹脂を用いたが、ワックス等を用いた構成であっても良い。また、ダイシングテープのようなシートによる固定に限定されず、例えば、固定用の治具を用いた場合であっても良い。

この発明の第１の実施の形態に係る半導体装置にダイシングされる前のウェハの一部分を示す概略的平面図及びレーザ光の照射装置である。（Ａ）〜（Ｄ）は、この発明の第１の実施の形態の半導体装置の製造工程を説明する工程図である。（Ａ）〜（Ｄ）は、この発明の第２の実施の形態の半導体装置の製造工程を説明する工程図である。（Ａ）〜（Ｄ）は、この発明の第３の実施の形態の半導体装置の製造工程を説明する工程図である。この発明の第４の実施の形態に係る半導体装置にダイシングされる前のウェハの一部分を示す概略的平面図である。（Ａ）〜（Ｃ）は、この発明の第４の実施の形態の半導体装置の製造工程を説明する工程図（その１）である。（Ａ）及び（Ｂ）は、この発明の第４の実施の形態の半導体装置の製造工程を説明する工程図（その２）である。（Ａ）〜（Ｄ）は、この発明の第５の実施の形態の半導体装置の製造工程を説明する工程図である。

符号の説明

１０：チップ（半導体装置）
１２、４２：シリコン基板（第１の層）
１４ａ、１４ｂ、４４ａ、４４ｂ：シリコン酸化膜
１５、４０、６５、６５１：積層体（加工対象物）
１６ａ、１６ｂ、４６ａ、４６ｂ：電極パッド
１７、４７：第２の層
１８ａ、１８ｂ、４８ａ、４８ｂ：パッシベーション膜
２０、６２：ダイシング領域
２０ａ：ダイシング残余領域
２３：改質部
２４：実効チップ領域
２５、３８、３９、６８：クラック
２６、６６、７０、７４：ダイシングテープ（シート）
２７：チップ
２８：ブレード
２９：砥石
３２：ＳＯＳ基板
３５：シリコン薄膜
３７：サファイア基板
５０：ポリイミド膜
５２：再配線層
５５ａ、５５ｂ：封止層
６０：パッケージ実効領域
８０：レーザ光源
８２：対象物
８４：集光レンズ
１００：ＷＣＳＰ（半導体装置）

Claims

表面及び裏面を有し、複数の実効領域と当該実効領域を囲むダイシング領域とが定義された基板を準備する工程と、
前記表面側の、前記実効領域の前記基板上に電極パッドを形成する工程と、
前記実効領域の前記表面側に、前記電極パッドの表面を露出させる絶縁膜を形成する工程と、
前記実効領域の前記表面側に、前記電極パッドの表面から前記絶縁膜上に延在する再配線を形成する工程と、
前記再配線上にポスト部を形成する工程と、
前記ポスト部の側面を覆うように、前記実効領域上および前記ダイシング領域上に、前記基板よりもレーザー光透過率が低い封止層を形成する工程と、
前記基板の前記裏面を研削する工程と、
前記基板の前記裏面側から該基板の前記ダイシング領域にレーザー光を照射することにより、前記基板内部に改質部を形成する工程と、
前記基板の前記ダイシング領域上に形成された前記封止層を、当該封止層の表面から、前記基板の方向へ研削することにより、前記改質部を起点とするクラックを切断面として、前記基板の前記実効領域を切断する工程と、
を順次に実行することにより、前記基板の前記実効領域を個片化することを特徴とする半導体装置の製造方法。