(57)【要約】【課題】レーザー等を用いたマーキングの際に基板裏面において突起物等の発生を抑制することが可能な半導体装置の製造方法を提供する。【解決手段】半導体基板１の回路が形成される一方の面１ａとは反対側である半導体基板１の他方の面１ｂに有機樹脂層２を形成し、有機樹脂層２の上からレーザーを照射して、有機樹脂層２の所定の位置の有機樹脂を除去するとともに、有機樹脂層２を貫通したレーザーを半導体基板１の他方の面１ｂに照射して、半導体基板１の他方の面１ｂにおいて有機樹脂が除去された位置３ａ，３ｂに凹部４ａ，４ｂを形成することにより、マーキングを施した後、有機樹脂層２を除去する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板の一方の面に回路が形成され、かつ他方の面にマーキングが施された半導体装置の製造方法であって、
半導体基板の他方の面に有機樹脂層を形成する工程と、
前記有機樹脂層の上からレーザーを照射して、前記有機樹脂層の所定の位置の有機樹脂を除去するとともに、前記有機樹脂層を貫通した前記レーザーを前記半導体基板の他方の面に照射して、前記半導体基板の他方の面において前記有機樹脂が除去された位置に凹部を形成することにより、マーキングを施す工程と、
前記有機樹脂層を除去する工程とを備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記有機樹脂層の形成は、スピンコート法、スプレーコート法、またはラミネート法で形成することを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記半導体基板はウエハ状であることを特徴とする請求項１または２に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記半導体基板は、Ｓｉ、Ｇｅ、ＳｉＧｅ、ＳｉＣ、ＳｉＳｎ、ＧａＮ、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＩｎＰ、ＡｌＧａＡｓ、ＰｂＳ、ＺｎＳｅから選択される半導体からなることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配線基板（インタポーザ）を使用しないウエハレベルＣＳＰ（Ｃｈｉｐ  Ｓｉｚｅ／Ｓｃａｌｅ  Ｐａｃｋａｇｅ）等の半導体装置において、半導体基板の裏面にマーキングを施すための製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に「ウエハレベルＣＳＰ」と呼ばれる製法（例えば非特許文献１，２，３参照）では、シリコンウエハ上に絶縁層、再配線層、封止樹脂層等を形成し、はんだバンプを形成する。そして最終工程においてウエハを所定のチップ寸法に切断（個片化）することでパッケージ構造を具備した半導体チップを得ることが可能になる。ウエハレベルＣＳＰの製造方法における特徴は、パッケージを構成する材料をすべてウエハの形状において加工することにある。すなわち、絶縁層、再配線層、封止樹脂層、はんだバンプ等は、すべてウエハをハンドリングすることで形成される（例えば特許文献１，２参照）。
【０００３】
また、半導体装置の小型化や低背化のためにウエハの裏面研削が行われている。このときウエハ裏面に加工歪み（破砕層）が発生し、図７に示すウエハ１の反りや抗折強度の低下を招くことがある。なお、図７の二点鎖線Ｐはウエハ裏面１ｂに接する平面を示す。
この問題に対し、特許文献３には、ウエハ裏面に樹脂層を形成し、ウエハの表面と裏面との応力の釣り合いを取ることで裏面研削後のウエハの反りを低減し、個片化の際の欠けや割れを抑制する方法が記載されている。しかしながら、特許文献３に記載の方法は、個片化後の半導体チップにおいても樹脂層が残留するため、樹脂層を有したままのチップの実装が可能となるような実装工程を選択する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２０７３６８号公報
【特許文献２】国際公開第００／７７８４４号
【特許文献３】特開２００７−２２７４９７号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】日経マイクロデバイス  ２０００年２月号、ｐ．４２
【非特許文献２】日経マイクロデバイス  ２０００年３月号、ｐ．１２１
【非特許文献３】日経マイクロデバイス  ２０００年４月号、ｐ．１１４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来、シリコン基板の裏面には、レーザーによって、ロット番号や品名等のマーキングが行われている。しかし、図８に示すように、ウエハ裏面１ｂに直接レーザー光Ｌを照射してマーキングを施した場合、レーザー光Ｌが照射された部分の周囲等に、マーキングとなる凹部４の形成に際して発生したウエハ１を構成する材料の破片等が付着してなる突起物等１０が発生する。個片化後にウエハ裏面に貼ったテープからチップを取り出す際に、この突起物等１０が剥がれてデバイスや装置を汚染してしまう。
一方、ウエハの裏面に予め樹脂を塗膜し、樹脂にマーキングを行う方法も行われているが、樹脂に形成したマーキングは認識しにくい上、基板が厚くなってしまう。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、レーザー等を用いたマーキングの際に基板裏面において突起物等の発生を抑制することが可能な半導体装置の製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するため、本発明は、半導体基板の一方の面に回路が形成され、かつ他方の面にマーキングが施された半導体装置の製造方法であって、半導体基板の他方の面に有機樹脂層を形成する工程と、前記有機樹脂層の上からレーザーを照射して、前記有機樹脂層の所定の位置の有機樹脂を除去するとともに、前記有機樹脂層を貫通した前記レーザーを前記半導体基板の他方の面に照射して、前記半導体基板の他方の面において前記有機樹脂が除去された位置に凹部を形成することにより、マーキングを施す工程と、前記有機樹脂層を除去する工程とを備えることを特徴とする半導体装置の製造方法を提供する。
【０００９】
前記有機樹脂層の形成は、スピンコート法、スプレーコート法、またはラミネート法で形成することができる。
前記半導体基板はウエハ状であることが好ましい。
前記半導体基板は、Ｓｉ、Ｇｅ、ＳｉＧｅ、ＳｉＣ、ＳｉＳｎ、ＧａＮ、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＩｎＰ、ＡｌＧａＡｓ、ＰｂＳ、ＺｎＳｅから選択される半導体からなることが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、レーザー等を用いたマーキングの際に凹部の形成に際して発生した材料の破片等の基板裏面への付着を抑制でき、さらに破片等が有機樹脂層に付着したとしても、有機樹脂層を剥離する際に、破片等を半導体装置から除去することができる。これにより、基板裏面に直接マーキングを行うことができるとともに、基板裏面において破片の付着等による突起物等の発生を抑制することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】（ａ）〜（ｇ）は、本発明の第１形態例による製造方法の工程を順に示す模式的断面図である。
【図２】（ａ）は図１（ｄ）に対応する裏面図、（ｂ）は図１（ｆ）に対応する裏面図、（ｃ）は図１（ｇ）に対応する裏面図である。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は、樹脂層の上からレーザーマーキングを行う方法の各工程を順に示す模式的断面図である。
【図４】（ａ）〜（ｇ）は、本発明の第１形態例の改変例を示す模式的断面図である。
【図５】（ａ）〜（ｇ）は、本発明の第２形態例による製造方法の工程を順に示す模式的断面図である。
【図６】（ａ）は図５（ｄ）に対応する裏面図、（ｂ）は図５（ｅ）に対応する裏面図、（ｃ）は図５（ｇ）に対応する裏面図である。
【図７】ウエハの反りを説明する模式的断面図である。
【図８】（ａ）基板裏面にレーザーを照射して、（ｂ）突起物等が発生する様子を説明する模式的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明を実施するための形態に基づき、図面を参照して本発明を説明する。
図１（ａ）〜（ｇ）は、第１形態例による製造方法の各工程を順に示す模式的断面図である。図２（ａ）は、図１（ｄ）に対応する裏面図であり、図２（ｂ）は、図１（ｆ）に対応する裏面図であり、図２（ｃ）は、図１（ｇ）に対応する裏面図である。図３（ａ）〜（ｃ）は、樹脂層の上からレーザーマーキングを行う方法の各工程を順に示す模式的断面図である。
【００１３】
本形態例においては、図１（ａ）に示すように、一方の面１ａに集積回路（ＩＣ）等の回路や素子が形成されたウエハ１１を半導体基板として用いる。半導体基板１１としては、特に限定されないが、例えば、Ｓｉ、Ｇｅ、ＳｉＧｅ、ＳｉＣ、ＳｉＳｎ、ＧａＮ、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＩｎＰ、ＡｌＧａＡｓ、ＰｂＳ、ＺｎＳｅからなる群から選択される各種の半導体からなるものが挙げられる。
次に、半導体装置の薄型化のため、回路・素子形成工程（前工程）が終了した後にウエハ１１の裏面１ｃ（研削前の裏面）側を研削する裏面研削（バックグラインド）工程を行い、所望の厚さまで研削する。これにより、図１（ｂ）に示すように、裏面１ｂ（研削後の裏面）が研削された半導体基板１が得られる。なお、図１において、研削前の半導体基板１１と研削後の半導体基板１は、符号を区別した。
【００１４】
次に、半導体基板１の他方の面１ｂである裏面１ｂ上に有機樹脂層２を形成する。有機樹脂層２の形成に用いられる有機樹脂としては、特に限定されるものではないが、液状又はフィルム状などの各種樹脂（例えば、ポリイミド（ＰＩ）、ポリベンゾオキサゾール（ＰＢＯ）、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂等）が挙げられる。有機樹脂層２の形成には、スピンコート法、スプレーコート法、ラミネート法等を利用することができる。有機樹脂層２は、必要に応じて、乾燥もしくは硬化させることができる。
この有機樹脂層２は、マーキングのために一時的に設けられるものであり、マーキングを行った後には基板１から除去される。したがって、有機樹脂層２の厚さが厚い場合でも、製品となる半導体装置を厚くするおそれはない。
【００１５】
マーキングを施す際に、基板１の反りは小さい方が望ましいため、研削した基板裏面１ｂに形成する有機樹脂層２の材質や厚さを調整することで樹脂の引張り応力を調整して表面１ａと裏面１ｂとの応力の釣り合いを取ることで、裏面研削後の基板１の反りを低減することができる。必要とする有機樹脂層２の厚さは、樹脂層形成前の基板１の反り量と基板１の厚さに基づいて求めることができる。
【００１６】
次に、図３（ａ）に示すように、有機樹脂層２の上からレーザーＬを照射して所定の位置の有機樹脂を除去し、図３（ｂ）に示すように、半導体基板１の他方の面（基板裏面）１ｂにおいて、有機樹脂が除去された位置（樹脂除去部）３に凹部４を形成する。樹脂除去部３は、図１（ｄ）および図２（ａ）に示すように、線が閉じた図形３ａ、線が閉じていない図形３ｂのいずれでも良い。なお、図２（ａ）の二点鎖線はスクライブライン７であり、樹脂除去部３はスクライブライン７に囲まれた内側（チップの部分）に形成される。
【００１７】
本形態例によれば、マーキングが施される基板裏面１ｂの上に有機樹脂層２が設けられているため、凹部の形成に際して発生した材料の破片等の基板裏面１ｂへの付着を抑制でき、さらに破片等が有機樹脂層２に付着したとしても、有機樹脂層２を剥離する際に、破片等を半導体装置から除去することができる。これにより、基板裏面１ｂに直接マーキングを行うことができるとともに、基板裏面１ｂにおいて破片の付着等による突起物等の発生を抑制することができる。
さらに有機樹脂層２により基板１の反りが低減されているので、基板裏面１ｂに文字や記号等を表すマーキングを正確に施すことができる。
レーザーマーキングに用いられるレーザーとしては、炭酸ガスレーザー、ＹＶＯ４レーザー、ＹＡＧレーザー等が挙げられる。
【００１８】
レーザーの種類は、特に限定されるものではないが、その照射によって有機樹脂層２及び半導体基板１の両方の材質を除去することが可能なもの、例えばＹＶＯ４レーザーやＹＡＧレーザー等が好ましい。
これにより、図３（ｂ）に示すように、有機樹脂層２に樹脂除去部３を形成する際、レーザーＬが有機樹脂層２を貫通するのと同時に半導体基板１の他方の面１ｂに照射（詳しくは照射開始）される。つまり、樹脂除去部３の形成と同時に、マーキングの凹部４を形成することができる。マーキングの凹部４は、図２（ｂ）に示すように、線が閉じた図形４ａ、線が閉じていない図形４ｂのいずれでも良い。なお、図２（ｂ）の二点鎖線はスクライブライン７であり、マーキングの凹部４はスクライブライン７に囲まれた内側（チップの部分）に形成される。
【００１９】
半導体基板１の一方の面１ａに形成される回路は、ＩＣ等、半導体基板１に作り込まれた回路のみでも良いが、本形態例の場合、図１（ｅ）に示すように、半導体基板１の表面１ａに半導体パッケージ加工を行う。半導体パッケージ加工は、例えばウエハレベルＣＳＰ等の手法により、絶縁層、再配線層、封止樹脂層等を含む積層体５と、該積層体５の外側に露出されるバンプ６を形成する。再配線層は、ＩＣの電極と導通され、該電極をバンプ６等の端子と接続する機能のほか、インダクタ、キャパシタ等の種々の回路素子を含むことも可能である。
【００２０】
半導体パッケージ加工に際し、半導体基板１の表面１ａには、酸化物や窒化物等の絶縁体からなるパッシベーション膜を設けても良い。この場合、パッシベーション膜はＩＣの電極と整合する位置に開口部を有し、この開口部を通じて再配線と電極とを導通させることができる。
バンプ６は、電解はんだめっき法、はんだボール搭載法、はんだペースト印刷法、はんだペーストディスペンス法、はんだ蒸着法などによって形成することができる。はんだは、共晶タイプ、あるいは鉛フリータイプのはんだを利用することが好ましい。
【００２１】
次に、図１（ｆ）、図２（ｂ）および図３（ｃ）に示すように、マーキングの凹部４（４ａ，４ｂ）が形成された後で、有機樹脂層２を除去する。有機樹脂層２の除去方法は特に限定されないが、剥離によって除去する場合、溶剤等を必要とせず、簡便であるので、好ましい。有機樹脂層２の除去を個片化前に行うと、ウエハ全体を一括して処理することができ、生産性が向上するので、好ましい。
図１（ｆ）に示す半導体装置は、裏面研削された薄型基板の裏面にウエハレベルでマーキングが施された半導体装置である。この半導体装置は、図１（ｇ）および図２（ｃ）に示すように、スクライブライン７に沿ってダイシングにより個片化することで、半導体チップ８を製造するために用いることができる。
【００２２】
なお、半導体パッケージ加工は、図１に示すようにマーキングの後に行う必要はなく、ウエハを個片化する前であれば、任意の順序で実施することができる。例えば、図４に示すように、裏面研削の前に行うこともできる。図４は、（ａ）研削前のＩＣ基板を用意した後、（ｂ）半導体パッケージ加工、（ｃ）裏面研削、（ｄ）樹脂層の形成、（ｅ）レーザーマーキング、（ｆ）樹脂層の剥離、（ｇ）個片化の順序で各工程を実施する改変例であり、各工程は、図１に示す形態例と同様であるので、重複する説明は省略する。
【００２３】
以上説明したように、本形態例の半導体装置の製造方法によれば、マーキングが施される基板裏面１ｂの上に有機樹脂層２が設けられているため、凹部の形成に際して発生した材料の破片等の基板裏面１ｂへの付着を抑制でき、さらに破片等が有機樹脂層２に付着したとしても、有機樹脂層２を剥離する際に、破片等を半導体装置から除去することができる。これにより、基板裏面１ｂに直接マーキングを行うことができるとともに、基板裏面１ｂにおいて破片の付着等による突起物等の発生を抑制することができる。
さらに有機樹脂層２により基板１の反りが低減されているので、基板裏面１ｂに文字や記号等を表すマーキングを正確に施すことができる。
【００２４】
以上、本発明を好適な実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明は上述の形態例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。
本発明においては、後述する第２形態例のように、マーキングを、レーザーの代わりに、エッチングによって施すこともできる。また、樹脂除去部を、レーザーの代わりに、フォトリソグラフィーやスタンプ等の技術を用いて形成することができる。フォトリソグラフィーを用いる場合、有機樹脂層２は感光性樹脂から形成される。
【００２５】
図５（ａ）〜（ｇ）は、本形態例による製造方法の各工程を順に示す模式的断面図である。図６（ａ）は、図５（ｄ）に対応する裏面図であり、図６（ｂ）は、図５（ｅ）に対応する裏面図であり、図６（ｃ）は、図５（ｇ）に対応する裏面図である。
【００２６】
本形態例においては、図５（ａ）に示すように、研削前のＩＣ基板１１を用意した後、図５（ｂ）に示すように半導体パッケージ加工をし、図５（ｃ）に示すように裏面研削をするまでは、図４に示す例と同様である。本形態例においては、図５（ｄ）に示すように、裏面研削後の基板１の裏面１ｂに有機樹脂層２を形成する際、フォトリソグラフィーやスタンプ等の技術を用いて、マーキングの形状に合わせて樹脂が除去されてなる樹脂除去部３ａ，３ｂを形成する。樹脂除去部は、図６（ａ）に示すように、線が閉じた図形３ａ、線が閉じていない図形３ｂのいずれでも良い。また、本形態例の場合、スクライブラインに沿う樹脂除去部３ｃも形成されている。
【００２７】
次に、図５（ｅ）に示すように、樹脂除去部３ａ，３ｂにより開口された有機樹脂層２を通じて、エッチングにより基板材料の一部を除去して凹部４ａ，４ｂを形成することにより、基板１の裏面１ｂへマーキングを施す。また、本形態例の場合、スクライブラインに沿う樹脂除去部３ｃを通じたエッチングにより、基板１の裏面１ｂには、スクライブラインに沿う凹部４ｃも形成されている。このような凹部４ｃを形成することにより、個片化工程においてダイシングをより容易に行うことができる。
本形態例によれば、マーキングが施される基板裏面１ｂの上に有機樹脂層２が設けられているため、凹部の形成に際して発生した材料の破片等の基板裏面１ｂへの付着を抑制でき、さらに破片等が有機樹脂層２に付着したとしても、有機樹脂層２を剥離する際に、破片等を半導体装置から除去することができる。これにより、基板裏面１ｂに直接マーキングを行うことができるとともに、基板裏面１ｂにおいて破片の付着等による突起物等の発生を抑制することができる。
【００２８】
エッチングの具体的手法は、基板材料によって適宜選択することができる。ドライプロセス（ドライエッチング）の場合、プラズマエッチングや反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）等を利用することができる。また、ウエットエッチングの場合、例えば基板材料がＳｉの場合はフッ硝酸（硝酸とフッ化水素ＨＦとの混合物）を用いることができる。
ウエットエッチングの場合、破片等がエッチング液に分散すれば基板に付着しにくくなり、さらに水等による洗浄によっても付着力の弱い破片等は除去可能であるため、好ましい。有機樹脂層２に付着した破片等は、有機樹脂層２を剥離する際に、破片等を半導体装置から除去することができる。
【００２９】
マーキングの凹部４ａ，４ｂを形成した後、図５（ｆ）に示すように有機樹脂層２を剥離除去することによって、裏面研削された薄型基板の裏面にウエハレベルでマーキングが施された半導体装置が完成する。この半導体装置は、図５（ｇ）および図６（ｃ）に示すように、ダイシングにより個片化することで、半導体チップ８を製造するために用いることができる。
【００３０】
第２形態例の半導体装置の製造方法によれば、マーキングが施される基板裏面１ｂの上に有機樹脂層２が設けられているため、凹部の形成に際して発生した材料の破片等の基板裏面１ｂへの付着を抑制でき、さらに破片等が有機樹脂層２に付着したとしても、有機樹脂層２を剥離する際に、破片等を半導体装置から除去することができる。これにより、基板裏面１ｂに直接マーキングを行うことができるとともに、基板裏面１ｂにおいて破片の付着等による突起物等の発生を抑制することができる。
さらに有機樹脂層２により基板１の反りが低減されているので、基板裏面１ｂに文字や記号等を表すマーキングを正確に施すことができる。
基板１の裏面１ｂにスクライブラインに沿う凹部４ｃを形成することにより、個片化工程においてダイシングをより容易に行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明は、配線基板（インタポーザ）を使用しないウエハレベルＣＳＰ（Ｃｈｉｐ  Ｓｉｚｅ／Ｓｃａｌｅ  Ｐａｃｋａｇｅ）等の半導体パッケージの製造に利用することができる。
【符号の説明】
【００３２】
Ｌ…レーザー光、１…半導体基板（ウエハ）、１ａ…一方の面（表面）、１ｂ…他方の面（研削後の裏面）、２…有機樹脂層、３，３ａ，３ｂ，３ｃ…樹脂除去部、４，４ａ，４ｂ，４ｃ…マーキングの凹部、８…半導体チップ、１０…突起物。
【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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