JPH0228924A - 半導体装置の製造方法およびそれに用いる保護具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は半導体装置の製造方法、詳しくは、バンプ電
極を表面に有する半導体基板の裏面研磨方法および基板
の分割方法に係り、さらにその時に用いる保護具に関す
るものである。

（従来の技術） 一般的な半田バンプ電極を有する半導体装置を第８図に
示す、この図において、１は半導体基板であり、通常４
インチ基板は５２５ｎ、５インチおよび６インチ基板は
６２５　ｐｍの厚さである。この半導体基板１の表面に
絶縁分離のための酸化膜２が形成され、その上にＭ電極
パッド３が形成される。そして、そのＭ電極パッド３上
にＴｉ、　ＰＬ。

Ｃｕなどからなるバリア金属４を挟んで、Ｐｂ−５ｎか
らなる半田バンプ電極５が形成されており、その高さは
２０〜２００−である。なお、６は表面保護膜である。

このような半田バンプ電極を有する半導体装置において
、半導体基板１の裏面を機械研磨して該基板１を所定の
厚さとする場合、研磨時の機械的衝撃から基板表面を保
護するため、従来では、第９図に示すように、例えばレ
ジスト７をコートして微細パターンをカバーするととも
に、厚さ２０〜２００−のポリエチレンフィルム８を張
り付けることにより機械的ダメージから基板を充分に保
護している。

（発明が解決しようとする諜Ｒ） しかしながら、高さ２０〜２００−のバンプ電極５を有
する半導体装置では、レジスト７では表面をカバーでき
ないとともに、ポリエチレンフィルム８張り付は後も第
９図のように大きな凹凸を発生させてしまう。このため
、裏面研磨時の圧力により半田バンプ電極５のつぶれが
発生し、該電極５によるリード端子との接続が不可能と
なってしまう。

この発明は、以上述べた基板裏面研磨時に発生するバン
プ電極のつぶれを防止し、リード端子との良好な接続を
可能とし、しかも前記研磨により薄くなった基板を分割
（ウェハをチップに分割）する工程があっても、その時
基板の割れを防止できる半導体装置の製造方法を提供す
ることを目的とし、さらにはその方法で使用して好適す
る保護具を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） この発明では、半導体基板表面のバンプ電極に対応して
凹部を一平面に有する平板を用意し、凹部にバンプ電極
を収容して平板を半導体基板の表面に貼り付け、その状
態で半導体基板裏面を研磨し、基板を所定の厚さとする
。

また、平板にはバンプ電極に対応する凹部とともに、半
導体基板のスクライブラインに対応してカッタからの逃
げ用の凹部を有するようにし、この平板を上記のように
基板の表面に貼り付け、基板裏面の研磨を行った後、平
板を貼り付けたまま、基板裏面側からスクライプライン
部分にてカッタにより基板の分割を行うこともできる。

これらの方法において、保護具としての平板としては透
明板を用いることが好ましい。

また、半導体基板表面に対する平板の貼り付けはワック
スで行われるが、平板には凹部に連通してガス抜きの穴
を有すると良い。

また、基板裏面研磨後、基板の分割を行う方法において
、貼り付は用のワックスとしては、基板側から第１層と
して微小硬質粉を含まないワックスを塗布し、その上に
第２層として微小硬質粉を゛含むワックスを塗布するこ
とが好ましい。

また、保護具である平板の汎用性を考えて、平板には、
半導体基板表面の同一列上のバンプ電極を一括して収容
するように帯状に凹部を形成すると良い。

（作　用） この発明においては、平板の凹部にバンプ電極を収容し
て半導体基板の表面に平板を貼り付けた状態で基板裏面
の研磨を行うことにより、該研磨時、基板の表面側は前
記平板で確実に保護される。

また、この研磨により所定の薄さとなった基板を、平板
を貼り付けたまま分割（ウェハからチプウに分割）する
ようにすれば、この分割時の基板のワレが防止される。

この時、平板にバンプ電極収容用の凹部とともに、カッ
タからの逃げ用の凹部を設けておけば、平板は分割され
ないので、平板は再使用が可能となる。

また、平板に透明板を使用すれば、該平板を基板の表面
に貼り付ける際、平板を通して凹部パターン、バンプ電
極パターン、スクライプラインパターンを観察すること
ができる。

また、平板はワックスにより基板表面に貼り付けられる
が、平板の凹部に連通してガス抜きの穴を平板に設けれ
ば、貼り付は時ワックスから発生するガスは凹部、ガス
抜き穴を通して外部に放出されることになる。

また、ワックスとして微小硬質粉を含むワックスを使用
すれば、前記基板の分割時、ワックスによるカッタの目
詰りがなくなる。その際、まず基板表面に微小硬質粉を
含まないワックスを第１層として塗布し、その上に第２
層として微小硬質粉を含むワックスを塗布すれば、基板
表面に対する微小硬質粉の悪影響が第１層により防止さ
れる。

また、平板にバンプ電極収容用の凹部として帯状の凹部
を形成しておけば、バンプ電極の位置。

数が違っても同一列上であれば、平板を共通使用できる
。

（実施例） 以下この発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図（ａ）、（ロ）はこの発明の第１の実施例を示す
工程断面図である。この図において、１１は半導体基板
であり、表面部には絶縁用の酸化膜１２が形成され、そ
の上にＭ電極バッド１３が設けられ、その上にバリア金
属１４を挟んで半田バンプ電極１５が形成されている。

また、半田バンプ電極部以外の表面は表面部３１Ｍ１１
６で覆われている。

このような半導体装置の半田バンプ電極側表面には、後
述する透明ガラス板接着用のワックス１７が塗布されて
いる。このワックス１７は加熱により液状化させて基板
１１上に塗布される。

一方、１日は半導体基板１１と同一径またはやや大きな
直径の保護具としての厚さ３００〜１０００ｎの透明ガ
ラス板（平Ｆｉ）であり、一平面には、半田バンプ電極
１５に対応して空洞（凹部）１９を有する。この空洞１
９の内径φ、は半田バンプ電ｐｉ１５の直径φ２より１
０〜５０４大きく、深さｄｌ　は半田バンプ電極高さｈ
より１０〜１００ｎ深く作製されている。

半導体基板１１の裏面の研磨を行う際、その前に半導体
基板１１の表面側に第１図（ａ）に示すように前記透明
ガラス板１８を貼り付ける。この時、透明ガラス板１日
の一平面の空洞１９に半田バンプ電極１５を収容するよ
うにする。また、貼り付けは前記ワックス１７で行われ
るが、このワックス１７をハロゲンランプなどで加熱し
て軟化させることにより透明ガラス板１８と基板１１を
接着させることが可能となる。さらに、貼り付は時、透
明ガラス板１８によれば、空洞１９とは逆の面から空洞
１９のパターンが観察できるとともに、ガラス板１８を
通して半田バンプ電極パターンも確認することができる
。このため、従来のアライメント技術で充分に半田バン
プ電極１５と空洞１９との位置合わせができる。

このようにして半導体基板１１の表面側に透明ガラス板
１８を貼り付けたならば、その状態で半導体基板１１の
裏面の研磨を行い、該基板１１を所定の厚さとする。そ
の後は有機浴剤中にデイツプすることで透明ガラス板１
８を基板１１から剥離し、ワックス１７を除去する０以
上により、半導体基板１１の厚さが所定の厚さｔとなっ
た第１図［有］）に示す半導体装置が完成する。

このような方法によれば、半導体基板１１の裏面研磨時
、表面側は空洞１９を有する透明ガラス板１８で確実に
保護されるから、バンプ電極１５のつぶれは無くなり、
リード端子との良好な接続をとることができる。

ところで、半導体基板１１の表面側に透明ガラス板１８
をワックス１７の加熱軟化により貼り付ける際、ワック
ス１７からガスが発生し、このガスにより半導体基板１
１と透明ガラス板１８の位置合わせずれが生じる。

そこで、第２図のこの発明の第２の実施例では、空洞１
９に連通し、該空洞１９と反対側の平面に開口するガス
抜きの穴２０を透明ガラス板１８に設ける。このように
ガス抜き穴２０を設ければ、透明ガラス板１８貼着時ワ
ックス１７から発生するガスは空洞１９およびガス抜き
穴２０を通して外部に放出される。したがって、ワック
ス１７から発生するガスにより透明ガラス板１８と半導
体基板１１に位置合わせずれが生じるのを防止できる。

また、この位置合わせずれ防止のために予めガス抜きの
ベータを１回行っておくことも考えられるが、このベー
タを省略することができ、工程の簡略化を図ることがで
きる。なお、このガス抜きの穴を設ける技術は、次のこ
の発明の第３の実施例におけるバンプ電極収容用空洞お
よびカッタからの逃げのための溝に対しても適用するこ
とができる。

上記のようにして基板の裏面を研磨し、基板を所定の薄
さとした後、該基板を分割（ウエノ＼からチップに分割
）することが行われる。この時、基板が極く薄くなって
いると、該基板にワレが生じる。第３図のこの発明の第
３の実施例は、基板の裏面研磨時に、基板の表面側の保
護として用いた透明ガラス板を表面側に補強用として貼
り付けたまま基板の分割を行うことにより、基板が２０
０μ以下と極端に薄くなっていても、基板分割時の基板
のワレを防止したものである。以下詳述する。

第３図（ａ）に示す半田バンプ電極完成完了後の半導体
装置は第１図（ａ）に示すものと同一であり、図中同一
部分に同一符号を付してその説明を省略する。ただし、
２１は基板１１表面が露出したスクライブライン（分割
領域）である。この半導体装置上に液状ワックス（例え
ばスカイリキド、日化精工社製）１７ａを１〜２４の厚
さでコーティングし、さらにその上にドレッシング（石
英粉などの微小硬質粉）入りワックス１７ｂを４〜２０
．ｎコーティングする。そして、それらワックス１７ａ
。

１７ｂにより、半導体基板１１と同一径またはやや大き
めの直径を有する透明ガラス板１８を半導体基板１１の
表面側に張り合わせるが、この透明ガラス板１Ｂに半田
バンプ電極１５に対応して空洞１９を有し、この空洞１
９内に半田バンプ電極１５を収容することは第１の実施
例と同一である。

ただし、この透明ガラス板１８においては、前記半田バ
ンプ電極収容用の空洞１９の外に、基板１１のスクライ
ブライン２１に対応してカッタからの逃げのための溝（
凹部）２２を形成しである。この溝２２は、基板分割の
ためのダイヤモンドカッタの幅やスクライブライン２１
の幅から１００ｎ広く幅をとってあり、深さｄ、は基板
分割時のダイヤモンドカッタとの間に第３図（ｂ）に示
すように間隙Ｓができるように設定する。

このような透明ガラス板１８を基板１１の表面側に貼り
付けた状態で基板１１裏面の研磨を行い、基板１１を所
定の薄さとする。この時、透明ガラス板１８により基板
１１の表面側が機械的ダメージから保護されるが、該透
明ガラス板１８が補強板としての役目もするので、基板
１１を２００ｕｍ以下の極端な薄さにしても基板１１の
ワレは生じない。

その後、透明ガラス板１８を基板１１の表面側に貼り付
けたまま、第３図（ハ）のように、基板１１の裏面から
、スクライブライン２１部分にて、ダイヤモンドカッタ
２３により基板１１の分割を行う、この時、ダイヤモン
ドカッタ２３の位置合わせは、透明ガラス板１８上から
該ガラス板１８の溝２２を検出し、その検出位置にダイ
ヤモンドカッタ２３を移動させるようにする。

この基板分割時、透明ガラス板１８の存在により基板１
１がワレることを防止できる。また、透明ガラス板１Ｂ
は溝２２によりダイヤモンドカッタ２３から逃げること
ができ、分割されないから、再使用が可能となる。

また、この基板分割時、ワックスもダイヤモンドカッタ
２３でカッティングされ、−ｉ的なワックスをダイヤモ
ンドカッタ２３でカッティングすると目詰まりの原因と
なるが、ここではドレッシング入りワックス１７ｂを基
板１１と透明ガラス板１８の接着に用いたため、目詰ま
りを防止できる。しかし、ドレッシング入りワックス１
７ｂはドレッシングを含んでいるため、裏面研磨時の圧
力により基板１１の表面にキズを発生させてしまう、そ
こで、ここでは、最初に一般的なワックス１７ａを薄く
塗布し基板１１表面を保護し、その後その上にドレッシ
ング入りワックス１７ｂを塗布した。これらワックス１
７ａ、１７ｂの軟化点は、ドレッシング入りワックス１
７ｂの方が低くなるように選択する方が透明ガラス板１
日と基板１１の接着が良好になるとともに、基板１１表
面に及ぼすドレッシングの影響を小さくできることは言
うまでもない。

しかる後、浴剤中にディンブまたは透明ガラス板１８を
再加熱することにより第３図（Ｃ）に示すように透明ガ
ラス板１８を分離し、ワックス１７ａ。

１７ｂを除去し、複数のチップを得る。

第４図ないし第６図は透明ガラスＦｉ１　Ｂに対するバ
ンプ電極収容用空洞１９およびカッタからの逃げのため
の溝２２の形成のし方を示す下面図で、この発明の第４
ないし第６の実施例を示す。

第４図の例は、カッタからの逃げのための溝２２はスク
ライブラインに対応して格子状に形成し、バンプ電極収
容用の空？Ｆ４１９は個々のバンプ電極に対応して円形
に形成した例である。さらに冬空洞１９と溝２２に連通
してガス抜き用の穴２０が形成されている。

第５図の例は、格子状の溝２２に沿って帯状にバンプ電
極収容用の空洞１９も形成したものである。この帯状の
空洞１９によれば、バンプｉｐｉの位置や数が違っても
同一列上で異なるのであれば、この透明ガラス板を共通
使用できる。

第６図は、バンプ電極収容用の空洞とカッタからの逃げ
のための溝を兼ねる幅広の格子状の凹部２４をガラス板
に形成した例である。この構造では、カッタからの逃げ
のための溝領域部とバンプ電極収容用空洞領域部との間
に隔壁がないので、第７図（ａ）に示すように基板１１
の分割を行った時、基板シリコンの粉２５がバンプ電極
１５に付着する恐れがある。これに対して第４図および
第５図の構造では、第７図ら）に示すように隔壁２６に
より、バンプ電極１５に対する基板シリコンの粉２５の
付着を防止できる。しかし、第６図の凹部２４によれば
、透明ガラス板の加工が容易となる。また、この凹部２
４によれば、隔壁２６がないこと、および凹部２４その
ものの幅を広げることにより、バンプ電極１５の周囲に
広い空間部を得られるので、バンプ電極１５を収容する
際の位置合わせが容易となる。

なお、以上の説明では半導体基板の表面に貼着される平
板として透明ガラス板を使用したが、石英板、半導体ウ
ェハなどでもよい、平面性を有し、凹部（空洞、溝）、
ガス抜きの穴の加工が可能ならば、各種の板体を用いる
ことができる。ただし、ガラス板は安価で透明であるか
ら、上記平板として適している。

（発明の効果） 以上詳述したように、この発明によれば、凹部を有する
平板で表面側が確実に保護された状態で基板裏面の研磨
が行われるので、バンプ電極のつぶれを防止し、リード
端子との良好な接続を可能とする。また、上記研磨によ
り薄くなった基板を、平板を貼り付けたまま分割するこ
とにより、この分割時の基板のワレを防止でき、勿論上
記研磨時の基板のワレも平板の補強により防止できる。

さらに、平板は、基板裏面研磨前の基板の厚い状態で貼
り付けられるのであるから、薄くなった後に補強板を貼
り付ける場合と違って、補強板（平板）貼り付けによる
基板のワレも防止できる。さらに、裏面研磨後基板の分
割を行う場合において、平板にはカッタからの逃げ用の
凹部を設けておくことにより平板は分割されないので、
平板の再使用が可能となる。さらに、平板として透明板
を使用することにより、該平板を通して凹部パターン、
スクライブラインパターン、バンプ電極パターンを観察
することができるので、廖り付ける際の位置合わせが容
易・正確となる。また、貼り付けはワックスにより行わ
れ、貼り付けの際（加熱軟化時）ワックスからガスが発
生するが、平板の凹部に連通してガス抜きの穴を平板に
設けてガスを外部に逃がすようにすることにより、ワッ
クスからのガスによる基板と平板の位置合わせずれを防
止できる。また、ワックスとして微小硬質粉を含むワッ
クスを使用することにより、基板の分割時、ワックスに
よるカッタの目詰りを防止できる。さらに、微小硬質粉
を含むワックスを使用するにしても、まず基板表面に微
小硬質粉を含まないワックスを第１層として塗布し、そ
の上に第２Ｎとして微小硬質粉を含むワックスを塗布す
ることにより、基板表面に対する微小硬質粉の悪影響を
防止できる。

また、平板のバンプ電極収容用凹部形状として、帯状の
凹部を形成しておけば、バンプ電極の位置。

数が違っても同一列上であれば、平板を共通使用できる
。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の半導体装置の製造方法の第１の実施
例を示す工程断面図、第２図はこの発明の半導体装置の
製造方法の第２の実施例を示す断面図、第３図はこの発
明の半導体装置の製造方法の第３の実施例を示す工程断
面図、第４図ないし第６図はこの発明の保護具（透明ガ
ラス板）の各種の例を示す下面図、第７図は基板分割時
のバンプ電極に対する基板シリコンの付着・付着防止を
示す断面図、第８図は一般的な半田バンプ電極を有する
半導体装置の断面図、第９図は従来の表面保護法を示す
断面図である。 １１・・・半導体基板、１５・・・半田バンプ電極、１
７・・・ワックス、１７ａ・・・液状ワックス、１７ｂ
・・・ドレッシング入りワックス、１８・・・透明ガラ
ス板、１９・・・空洞、２０・・・ガス抜き穴、２１・
・・スクライプライン、２２・・・溝、２３・・・ダイ
ヤモンドカッタ、２４・・・凹部。 本発明１こ係る透明ガラス板（その３）第６図 （ａ） （ｂ） 基板シリコンの粉の付着・付着防止 第７図 本発明１こ係る透明ガラス板（その２）第５図 バンプ電極を有する半導体装置 第８図 従来の表面保護法 第９図

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）半導体基板表面のバンプ電極に対応して凹部を一
   平面に有する平板を用意し、凹部にバンプ電極を収容し
   て平板を半導体基板の表面に貼り付ける工程と、 その平板が表面に貼り付けられた状態で半導体基板裏面
   を研磨し、基板を所定の厚さにする工程とを具備してな
   る半導体装置の製造方法。
2. （２）平板はバンプ電極に対応する凹部とともに、半導
   体基板のスクライブラインに対応してカッタからの逃げ
   用の凹部を有し、 この平板を基板の表面に貼り付けた状態で基板１面の研
   磨を行った後、 平板を貼りつけたまま、基板裏面側からスクライブライ
   ン部分にてカッタにより基板の分割を行うようにしたこ
   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. （３）半導体基板表面に対する平板の貼り付けはワック
   スで行い、平板には凹部に連通してガス抜きの穴を有す
   ることを特徴とする請求項（１）または（２）記載の半
   導体装置の製造方法。
4. （４）基板表面に対する平板の貼り付はワックスで行い
   、そのワックスとしては、基板側から第１層として微小
   硬質粉を含まないワックスを塗布し、その上に第２層と
   して微小硬質粉を含むワックスを塗布することを特徴と
   する請求項（２）記載の半導体装置の製造方法。
5. （５）半導体基板の表面に貼り付け可能な平板であって
   、一平面には、半導体基板表面のバンプ電極およびスク
   ライブラインのうち少なくともバンプ電極に対応して凹
   部を有する保護具。
6. （６）半導体基板の表面に貼り付け可能な平板であって
   、一平面には、半導体基板表面の同一列上のバンプ電極
   を一括して収容する帯状の凹部を有することを特徴とす
   る保護具。