(57)【要約】【課題】  シリコン基板の底面および側面を保護する樹脂保護膜の形成に際し、樹脂保護膜を硬化させるとき、全体が反りにくいようにする。【解決手段】  まず、ダイシングストリート２２およびその両側に対応する部分における半導体ウエハ２１および封止膜１２等に溝２８を形成する。この状態では、溝２８の形成により、半導体ウエハ２１は個々のシリコン基板１に分離されている。次に、溝２８内を含む各シリコン基板１の底面に樹脂保護膜１１を形成する。この場合、半導体ウエハ２１は個々のシリコン基板１に分離されているが、柱状電極１０および封止膜１２の上面に接着剤層２３を介してサポート板２４が貼り付けられているので、樹脂保護膜１１の形成に際し、個々に分離されたシリコン基板１を含む全体が反りにくいようにすることができる。【選択図】  図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一面上に集積回路が形成された半導体ウエハの当該一面上に絶縁膜が形成され、前記絶縁膜上に電極用接続パッド部が前記集積回路に接続されて形成され、前記電極用接続パッド部上に外部接続用バンプ電極が形成され、前記外部接続用バンプ電極の周囲に封止膜が形成されたものを準備する工程と、
前記外部接続用バンプ電極および前記封止膜上に多数の小孔を有するサポート板を接着剤層を介して貼り付ける工程と、
ダイシングストリートおよびその両側に対応する部分における前記半導体ウエハの底面側に前記封止膜の厚さの中間位置まで達する溝を形成する工程と、
前記溝内を含む前記半導体ウエハの底面に樹脂保護膜を形成する工程と、
前記サポート板の小孔から剥離液を浸透させて前記接着剤層を溶解して除去することにより、前記外部接続用バンプ電極および前記封止膜上から前記サポート板を分離する工程と、
前記封止膜および前記樹脂保護膜を前記溝の幅よりも小さい幅で切断する工程と、
を有し、前記半導体基板の側面から前記封止膜の中間位置までの側面および半導体基板の底面に前記樹脂保護膜が形成された半導体装置を複数個得ることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の発明において、前記サポート板の前記接着剤層への貼り付けは真空中で加熱しながら行うことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項３】
請求項１に記載の発明において、前記サポート板を貼り付けた後にまたは貼り付ける前に、前記半導体ウエハの底面側を研削して該半導体ウエハの厚さを薄くする工程を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項４】
請求項３に記載の発明において、前記半導体ウエハを研削する前に、前記サポート板上に保護テープを貼り付ける工程を有し、前記半導体ウエハを研削した後に、前記保護テープを剥離する工程を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項５】
請求項１に記載の発明において、前記樹脂保護膜を形成した後に、前記樹脂保護膜の上面側を研削して該樹脂保護膜の厚さを薄くするとともにその上面を平坦化する工程を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項６】
請求項５に記載の発明において、前記樹脂保護膜を研削する前に、前記サポート板上に別の保護テープを貼り付ける工程を有し、前記樹脂保護膜を研削した後に、前記別の保護テープを剥離する工程を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項７】
請求項１に記載の発明において、前記接着剤層は非水溶性の高分子化合物からなることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項８】
請求項７に記載の発明において、前記剥離液は低分子アルコールまたはＰＧＭＥＡ（プロプレングリコールモノメチルエーテルアセテ−ト）からなることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項９】
請求項１に記載の発明において、前記外部接続用バンプ電極および前記封止膜上から前記サポート板を分離した後に、前記外部接続用バンプ電極上に半田ボールを形成する工程を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の発明において、前記外部接続用バンプ電極は、前記電極用接続パッド部上に形成された柱状電極であることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の半導体装置には、ＣＳＰ(Chip Size Package)と呼ばれるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。この半導体装置では、半導体基板上に設けられた絶縁膜の上面に複数の配線が設けられ、配線の接続パッド部上面に柱状電極が設けられ、配線を含む絶縁膜の上面に封止膜がその上面が柱状電極の上面と面一となるように設けられ、柱状電極の上面に半田ボールが設けられている。この場合、半導体基板の下面および側面が露出しないようにするために、半導体基板の下面および側面を樹脂保護膜で覆っている。
【０００３】
【特許文献１】特許第４１０３８９６号公報
【０００４】
ところで、上記従来の半導体装置の製造方法では、まず、ウエハ状態の半導体基板（以下、半導体ウエハという）の上面側に、絶縁膜、配線、柱状電極および封止膜が形成されたものを準備する。次に、半導体ウエハの上下を反転する。次に、半導体ウエハの底面側（封止膜等が形成された面とは反対の面側）における各半導体装置形成領域間にハーフカットにより所定幅の溝を封止膜の途中に達するまで形成する。この状態では、半導体ウエハは、溝の形成により、個々の半導体基板に分離されている。
【０００５】
次に、溝内を含む各半導体基板の底面に樹脂保護膜を形成する。次に、各半導体基板を含む全体の上下を反転する。次に、柱状電極の上面に半田ボールを形成する。次に、溝の幅方向中央部において封止膜および樹脂保護膜を切断する。かくして、半導体基板の底面および側面を樹脂保護膜で覆った構造の半導体装置が得られる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来の半導体装置の製造方法では、上下を反転された半導体ウエハの底面側にハーフカットにより溝を封止膜の途中に達するまで形成した後に、溝内を含む各半導体基板の底面に樹脂保護膜を形成しているだけであるので、すなわち、溝の形成により半導体ウエハを個々の半導体基板に分離した状態において樹脂保護膜を形成しているだけであるので、ハーフカット工程および以降の工程における強度が低下し、各半導体基板を含む全体が比較的大きく反ってしまうため、品質の維持が困難となり、且つ、各工程のハンドリングが難しくなるという問題がある。
【０００７】
そこで、この発明は、半導体基板を保護する樹脂保護膜の形成に際し、各半導体基板を含む全体が反りにくいようにすることができる半導体装置の製造方法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】
【０００８】
請求項１に記載の発明は、一面上に集積回路が形成された半導体ウエハの当該一面上に絶縁膜が形成され、前記絶縁膜上に電極用接続パッド部が前記集積回路に接続されて形成され、前記電極用接続パッド部上に外部接続用バンプ電極が形成され、前記外部接続用バンプ電極の周囲に封止膜が形成されたものを準備する工程と、前記外部接続用バンプ電極および前記封止膜上に多数の小孔を有するサポート板を接着剤層を介して貼り付ける工程と、ダイシングストリートおよびその両側に対応する部分における前記半導体ウエハの底面側に前記封止膜の厚さの中間位置まで達する溝を形成する工程と、前記溝内を含む前記半導体ウエハの底面に樹脂保護膜を形成する工程と、前記サポート板の小孔から剥離液を浸透させて前記接着剤層を溶解して除去することにより、前記外部接続用バンプ電極および前記封止膜上から前記サポート板を分離する工程と、前記封止膜および前記樹脂保護膜を前記溝の幅よりも小さい幅で切断する工程と、を有し、前記半導体基板の側面から前記封止膜の中間位置までの側面および半導体基板の底面に前記樹脂保護膜が形成された半導体装置を複数個得ることを特徴とするものである。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記サポート板の前記接着剤層への貼り付けは真空中で加熱しながら行うことを特徴とするものである。
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記サポート板を貼り付けた後にまたは貼り付ける前に、前記半導体ウエハの底面側を研削して該半導体ウエハの厚さを薄くする工程を有することを特徴とするものである。
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、前記半導体ウエハを研削する前に、前記サポート板上に保護テープを貼り付ける工程を有し、前記半導体ウエハを研削した後に、前記保護テープを剥離する工程を有することを特徴とするものである。
請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記樹脂保護膜を形成した後に、前記樹脂保護膜の上面側を研削して該樹脂保護膜の厚さを薄くするとともにその上面を平坦化する工程を有することを特徴とするものである。
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の発明において、前記樹脂保護膜を研削する前に、前記サポート板上に別の保護テープを貼り付ける工程を有し、前記樹脂保護膜を研削した後に、前記別の保護テープを剥離する工程を有することを特徴とするものである。
請求項７に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記接着剤層は非水溶性の高分子化合物からなることを特徴とするものである。
請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の発明において、前記剥離液は低分子アルコールまたはＰＧＭＥＡ（プロプレングリコールモノメチルエーテルアセテ−ト）からなることを特徴とするものである。
請求項９に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記外部接続用バンプ電極および前記封止膜上から前記サポート板を分離した後に、前記外部接続用バンプ電極上に半田ボールを形成する工程を有することを特徴とするものである。
請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載の発明において、前記外部接続用バンプ電極は、前記電極用接続パッド部上に形成された柱状電極であることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、外部接続用バンプ電極および封止膜上にサポート板を貼り付けた状態で、溝内を含む半導体ウエハ（各半導体基板）の底面に樹脂保護膜を形成しているので、半導体基板を保護する樹脂保護膜の形成に際し、各半導体基板を含む全体が反りにくいようにすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１はこの発明の製造方法により製造された半導体装置の一例の断面図を示す。この半導体装置は、一般的にはＣＳＰと呼ばれるものであり、シリコン基板（半導体基板）１を備えている。シリコン基板１の上面には所定の機能の集積回路を構成する素子、例えば、トランジスタ、ダイオード、抵抗、コンデンサ等の素子（図示せず）が形成され、その上面周辺部には、上記集積回路の各素子に接続されたアルミニウム系金属等からなる接続パッド２が設けられている。接続パッド２は２個のみを図示するが、実際にはシリコン基板１の上面周辺部に多数配列されている。
【００１１】
接続パッド２の中央部を除くシリコン基板１の上面には酸化シリコン等からなるパッシベーション膜（絶縁膜）３が設けられ、接続パッド２の中央部はパッシベーション膜３に設けられた開口部４を介して露出されている。パッシベーション膜３の上面にはポリイミド系樹脂等からなる保護膜（絶縁膜）５が設けられている。パッシベーション膜３の開口部４に対応する部分における保護膜５には開口部６が設けられている。
【００１２】
保護膜５の上面には配線７が設けられている。配線７は、保護膜５の上面に設けられた銅等からなる下地金属層８と、下地金属層８の上面に設けられた銅からなる上部金属層９との２層構造となっている。配線７の一端部は、パッシベーション膜３および保護膜５の開口部４、６を介して接続パッド２に接続されている。配線７の接続パッド部（電極用接続パッド部）上面には銅からなる柱状電極（外部接続用バンプ電極）１０が設けられている。
【００１３】
シリコン基板１の底面およびシリコン基板１、パッシベーション膜３および保護膜５の側面にはエポキシ系樹脂等からなる樹脂保護膜１１が設けられている。この場合、シリコン基板１、パッシベーション膜３および保護膜５の側面に設けられた樹脂保護膜１１の上部は保護膜５の上面よりも上側にストレート状に突出されている。この状態では、シリコン基板１の下面およびシリコン基板１、パッシベーション膜３および保護膜５の側面は樹脂保護膜１１によって覆われている。
【００１４】
配線７を含む保護膜５の上面およびその周囲における樹脂保護膜１１の上面にはエポキシ系樹脂等からなる封止膜１２が設けられている。柱状電極１０は、その上面が封止膜１２の上面と面一乃至数μｍ低くなるように設けられている。柱状電極１０の上面には半田ボール１３が設けられている。
【００１５】
次に、この半導体装置の製造方法の一例について説明する。まず、図２に示すように、ウエハ状態のシリコン基板（以下、半導体ウエハ２１という）上に、接続パッド２、パッシベーション膜３、保護膜５、下地金属層８および上部金属層９からなる２層構造の配線７、柱状電極１０および封止膜１２が形成されたものを準備する。このような、半導体ウエハ２１の製造方法は既に知られており、詳細は、例えば特許第３９５５０５９号の図２〜図７および明細書の関連箇所を参照されたい。
【００１６】
この場合、半導体ウエハ２１の厚さは、図１に示すシリコン基板１の厚さよりもある程度厚くなっている。また、柱状電極１０の上面を含む封止膜１２の上面は平坦となっている。ここで、図２において、符号２２で示す領域はダイシングストリートに対応する領域である。
【００１７】
さて、図２に示すものを準備したら、次に、図３に示すように、柱状電極１０および封止膜１２の上面に接着剤層２３を介してサポート板２４を貼り付ける。この場合、接着剤層２３としては、非水溶性の高分子化合物が好ましく、中でも、耐熱性の点からアクリル系樹脂が望ましいが、これに限らずノボラック樹脂、エポキシ樹脂、アミド樹脂等を用いることもできる。接着剤層２３の材料の一例としては、特開２００５−１９１５５０号公報を参照することができる。サポート板２４は、半導体ウエハ２１よりもやや大きめの円形状であって多数の小孔（図示せず）を有するガラス板、金属板、セラミック板等からなっている。
【００１８】
そして、まず、柱状電極１０および封止膜１２の上面に接着剤層２３を形成するための液状接着剤をスピンコート法等により塗布する。次に、プリベークを行い、接着剤層２３中の溶剤を飛ばし、接着剤層２３を硬化、乾燥する。次に、真空中で加熱しながら、接着剤層２３の上面に多数の小孔（図示せず）を有するガラス板等からなるサポート板２４を貼り付ける。ガラス板等からなるサポート板２４の貼り付けを真空下において行うのは、サポート板２４と接着剤層２３との間に空気が入らないようにするためである。
【００１９】
次に、図４に示すように、サポート板２４の上面に、多数の小孔を覆うための第１の保護テープ２５を貼り付ける。第１の保護テープ２５の役目については後で説明する。次に、図４に示すものの上下を反転して、図５に示すように、半導体ウエハ２１の底面（封止膜１２等が形成された面とは反対の面）を上に向ける。次に、図６に示すように、半導体ウエハ２１の底面側を研削砥石（図示せず）を用いて適宜に研削し、半導体ウエハ２１の厚さを適宜に薄くする。この場合、サポート板２４の下面に第１の保護テープ２５が貼り付けられているので、研削時に用いる水がサポート板２４の小孔に侵入することはない。次に、第１の保護テープ２５をサポート板２４の下面から剥離する。なお、サポート板２４は、半導体ウエハ２１の厚さを適宜に薄くした後に、貼り付けるようにしてもよい。
【００２０】
次に、図７に示すように、サポート板２４の下面をダイシングテープ２６の上面に貼り付ける。次に、図８に示すように、ブレード２７を準備する。このブレード２７は円盤状の砥石からなり、その刃先の断面形状はほぼコ字形状（あるいはほぼＵ字形状）となっており、その厚さはダイシングストリート２２の幅よりもある程度厚くなっている。
【００２１】
そして、このブレード２７を用いて、ダイシングストリート２２およびその両側に対応する部分における半導体ウエハ２１、パッシベーション膜３、保護膜５および封止膜１２に溝２８を形成する。この場合、溝２８の深さは、封止膜１２の途中までとし、例えば、封止膜１２の厚さの１/２以上好ましくは１/３以上とする。この状態では、溝２８の形成により、半導体ウエハ２１は個々のシリコン基板１に分離されている。次に、サポート板２４をダイシングテープ２６の上面から剥離する。なお、この工程は、ハーフカット用のダイシング装置を用いることにより、ダイシングテープに貼らずに加工することも可能である。
【００２２】
次に、図９に示すように、溝２８内を含む各シリコン基板１の底面側に、エポキシ系樹脂等からなる熱硬化性樹脂をスピンコート法、スクリーン印刷法等により塗布し、硬化させることにより、樹脂保護膜１１を形成する。硬化温度は１５０〜２５０℃、処理時間は１時間程度とする。この場合、半導体ウエハ２１は個々のシリコン基板１に分離されているが、柱状電極１０および封止膜１２の下面に接着剤層２３をしてサポート板２４が貼り付けられているので、エポキシ系樹脂等の熱硬化性樹脂からなる樹脂保護膜１１を塗布し、硬化させる際において、個々に分離されたシリコン基板１を含む全体が反りにくいようにすることができ、さらにはその後の工程に反りによる支障を来たしにくいようにすることができる。
【００２３】
次に、図１０に示すように、サポート板２４の下面に、多数の小孔を覆うための第２の保護テープ２９を貼り付ける。第２の保護テープ２９の役目については後で説明する。次に、図１１に示すように、樹脂保護膜１１の上面側を研削砥石（図示せず）を用いて適宜に研削し、樹脂保護膜１１の厚さを適宜に薄くし、且つ、樹脂保護膜１１の上面を平坦化する。この場合、サポート板２４の下面に第２の保護テープ２９が貼り付けられているので、研削時に用いる水がサポート板２４の小孔に侵入することはない。なお、この研削工程は半導体装置を一層薄型化するために行う。
【００２４】
次に、第２の保護テープ２９をサポート板２４の下面から剥離し、次いで、全体の上下を反転して、図１２に示すように、シリコン基板１の封止膜１２等が形成された面側を上に向ける。次に、図１２に示すものを低分子アルコールまたはＰＧＭＥＡ（Propyleneglycol monomethylether
acstate Methoxypropyl acetate:プロプレングリコールモノメチルエーテルアセテ−ト）等の剥離液に浸漬し、あるいは、上述の材料からなる剥離液をサポート板２４の上面側から吹き付けると、剥離液がサポート板２４の小孔に浸透して接着剤層２３に達し、接着剤層２３が溶解して除去され、図１３に示すように、サポート板２４と柱状電極１０および封止膜１２との間に空間が形成され、サポート板２４が柱状電極１０および封止膜１２の上面から分離される。次に、柱状電極１０および封止膜１２の上面を洗浄し、接着剤層２３の残留物を除去する。
【００２５】
次に、図１４に示すように、柱状電極１０の上面に半田ボール１３を形成する。この場合、柱状電極１０の上面にバリや酸化膜が形成されている場合には、柱状電極１０の上面を数μｍエッチングして、これらを除去する。次に、図１５に示すように、封止膜１２および樹脂保護膜１１を溝２８内の中央部のダイシングストリート２２に沿って切断する。この場合、ブレードとしてはその幅がダイシングストリート２２と同一の幅を有するものを用いるので、図１５に図示される如く、シリコン基板１、パッシベーション膜３、保護膜５および封止膜１２の中間位置までの各膜の側面に設けられた封止保護膜１１の中間位置からは封止膜１２がその側面を形成するように切断される。この結果、図１に示すように、シリコン基板１の底面および側面を樹脂保護膜１１で覆った構造の半導体装置が複数個得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】この発明の製造方法により製造された半導体装置の一例の断面図。
【図２】図１に示す半導体装置の製造方法の一例において、当初準備したものの断面図。
【図３】図２に続く工程の断面図。
【図４】図３に続く工程の断面図。
【図５】図４に続く工程の断面図。
【図６】図５に続く工程の断面図。
【図７】図６に続く工程の断面図。
【図８】図７に続く工程の断面図。
【図９】図８に続く工程の断面図。
【図１０】図９に続く工程の断面図。
【図１１】図１０に続く工程の断面図。
【図１２】図１１に続く工程の断面図。
【図１３】図１２に続く工程の断面図。
【図１４】図１３に続く工程の断面図。
【図１５】図１４に続く工程の断面図。
【符号の説明】
【００２７】
１  シリコン基板
２  接続パッド
３  パッシベーション膜
５  保護膜
７  配線
１０  柱状電極
１１  樹脂保護膜
１２  封止膜
１３  半田ボール
２１  半導体ウエハ
２２  ダイシングストリート
２３  接着剤層
２４  サポート板
２５  第１の保護テープ
２６  ダイシングテープ
２７  ブレード
２８  溝
２９  第２の保護テープ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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