(57)【要約】      （修正有）【課題】ＣＳＰ６６のように、金属細線や厚いチップを用いるためにパッケージの平面的なサイズが大きくなったり、更にはパッケージの厚みが厚くなってしまう問題を解消し、軽薄短小を実現できる半導体装置の製造方法を提供する。【解決手段】ウェハ２０の裏面から研磨またはエッチングを施してウェハ２０の厚みを薄くする事ができる。しかも被覆層１２がウェハ２０の表面に貼りあわせてあるので、ウェハ２０の機械的強度を向上させる事ができる。更には貫通電極を形成することにより、金属細線を用いる必要が無くなり、サイズの縮小化が図れる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に回路部が形成されたウェハを用意し、
前記ウェハ表面に接着剤を介して被覆層を形成し、
前記ウェハ裏面を取り除いて薄くし、
前記ウェハ裏面から貫通電極を形成する事を特徴とした半導体装置の製造方法。
【請求項２】
表面に拡散工程により回路部が形成されたウェハを用意し、
前記ウェハ表面に接着剤を介して被覆層を形成し、
前記被覆層の上にシートを貼りつけ、
前記ウェハ裏面を研磨またはエッチングにより取り除いて、前記ウェハを薄くし、
前記ウェハ裏面から貫通電極を形成する事を特徴とした半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記被覆層は、ガラスまたはアクリル樹脂から成る被覆層である請求項１または請求項２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、半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子機器にセットされる回路装置は、携帯電話、携帯用のコンピューター等に採用されるため、小型化、薄型化、軽量化が求められている。例えば、回路装置として半導体装置を例にして述べると、一般的な半導体装置として、最近ではＣＳＰ（チップサイズパッケージ）と呼ばれる、チップのサイズと同等のウェハスケールＣＳＰ、またはチップサイズよりも若干大きいサイズのＣＳＰが開発されている。
【０００３】
図７は、支持基板としてガラスエポキシ基板６５を採用した、チップサイズよりも若干大きいＣＳＰ６６を示すものである（特許文献１を参照）。ここではガラスエポキシ基板６５にトランジスタチップＴが実装されたものとして説明していく。
【０００４】
このガラスエポキシ基板６５の表面には、第１の電極６７、第２の電極６８およびダイパッド６９が形成され、裏面には第１の裏面電極７０と第２の裏面電極７１が形成されている。そしてスルーホールＴＨを介して、前記第１の電極６７と第１の裏面電極７０が、第２の電極６８と第２の裏面電極７１が電気的に接続されている。またダイパッド６９には前記ベアのトランジスタチップＴが固着され、トランジスタのエミッタ電極と第１の電極６７が金属細線７２を介して接続され、トランジスタのベース電極と第２の電極６８が金属細線７２を介して接続されている。更にトランジスタチップＴを覆うようにガラスエポキシ基板６５に樹脂層７３が設けられている。
【０００５】
前記ＣＳＰ６６は、ガラスエポキシ基板６５を採用するが、ウェハスケールＣＳＰと違い、チップＴから外部接続用の裏面電極７０、７１までの延在構造が簡単であり、安価に製造できるメリットを有する。
【特許文献１】特開２００１−３３９１５１号公報（第１頁、第１図）
【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、従来例に示したＣＳＰ６６では、金属細線を用いたり、更には厚いチップを用いたりするために、パッケージの平面的なサイズが大きくなったり、更にはパッケージの厚みが厚くなってしまう問題があった。本発明は、本半導体装置の更なる軽薄短小を実現するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、前述した課題に鑑みて成され、第１に、表面に回路部が形成されたウェハを用意し、前記ウェハ表面に接着剤を介して被覆層を形成し、前記ウェハ裏面を取り除いて薄くし、前記ウェハ裏面から貫通電極を形成する事で解決するものである。
【０００８】
第２に、表面に拡散工程により回路部が形成されたウェハを用意し、前記ウェハ表面に接着剤を介して被覆層を形成し、前記被覆層の上にシートを貼りつけ、前記ウェハ裏面を研磨またはエッチングにより取り除いて、前記ウェハを薄くし、前記ウェハ裏面から貫通電極を形成する事で解決するものである。
【０００９】
第３に、前記被覆層は、ガラスまたはアクリル樹脂から成る被覆層である事で解決するものである。
【発明の効果】
【００１０】
図２Ｂに示したウェハ２０の裏面から研磨またはエッチングを施してウェハ２０の厚みを薄くする事ができる。しかも被覆層１２がウェハ２０の表面に貼りあわせてあるので、ウェハ２０の機械的強度を向上させる事ができる。
【００１１】
また図１Ｂに示すように、貫通電極を形成すれば、金属細線を用いる必要が無いため、図７の従来のパッケージに於いて、チップＴの側面からパッケージの側面に渡る延在部分を抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１を参照して、本発明の光半導体装置１０の構成を説明する。図１（Ａ）は光半導体装置１０Ａの断面図であり、図１（Ｂ）は他の形態の光半導体装置１０Ｂの断面図である。
【００１３】
図１（Ａ）を参照して、本発明の光半導体装置１０Ａは、受光素子または発光素子を含む回路部２１が表面に形成された光半導体素子１１と、光半導体素子１１の裏面に設けられ且つ回路部２１と電気的に接続された端子部１７と、光半導体素子１１の表面を被覆し且つ透明な材料から成る被覆層１２と、光半導体素子１１の側面を被覆する封止樹脂１６とを有する構成と成っている。これら各要素の詳細を以下にて説明する。
【００１４】
被覆層１２は、光半導体素子１１の表面に形成された回路部２１を保護するように、接着樹脂１３を介して光半導体素子１１の表面に貼着されている。被覆層１２の材料としては、光半導体素子１１に入力される光または光半導体素子１１から出力される光に対して透明なものが用いられる。例えば、光半導体素子１１が可視光線を感知する素子であれば、可視光線に対して透明性を有する材料が被覆層１２として採用される。具体的には、ガラスまたはアクリル板等を被覆層１２として用いることができる。更に、光半導体素子１１がＣＣＤイメージセンサ等の撮像素子である場合は、フィルタ等が付加される。
【００１５】
光半導体素子１１としては、受光素子または発光素子を採用することができる。受光素子としては、ＣＣＤ（Charged Coupled Device）イメージセンサやＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサ等の固体撮像素子や、フォトダイオードやフォトトランジスタ等のフォトセンサを光半導体素子１１として採用することができる。発光素子としては、発光ダイオードまたは半導体レーザー等を光半導体素子１１として採用することができる。
【００１６】
再配線１５は、光半導体素子１１の回路部２１と、光半導体素子１１の裏面に設けた端子部１７とを電気的に接続する導電パターンである。ここでは、光半導体素子１１の側面部を迂回して、回路部２１と端子部１７とを電気的に接続している。再配線１５の材料としては、Ｃｕを主材料とした金属、Ａｌを主材料とした金属または、Ａｕ、導電ペースト等の合金から成る。また、再配線１５は、その表面が絶縁層により被覆されており、光半導体素子１５との絶縁が行われている。
【００１７】
光半導体素子１１の側面部は傾斜面と成っており、具体的には、回路部２１が形成された光半導体素子１１の主面と側面部との角度αが鋭角に成っている。このことが、半導体素子１１の側面部への再配線１５の形成を容易にしているが、この詳細に関しては製造方法の説明にて後述する。
【００１８】
封止樹脂１６は、光半導体素子１１および被覆層１２の側面部を被覆している。更に、光半導体素子１１の裏面も封止樹脂１６により被覆され、所定の箇所の封止樹脂１６から露出した端子部１７にバンプ電極１８が形成されている。このことから、光半導体素子１１の受光または発光を行う光半導体装置１０Ａの面には被覆層１２が露出し、他の面は封止樹脂１６により成る。また、封止樹脂１６は、機械的強度の向上および耐湿性の向上のために、無機フィラーが混入された遮光性のものを採用することができる。無機フィラーとしては、例えば、アルミニウム化合物、カルシウム化合物、カリウム化合物、マグネシウム化合物、および、ケイ素化合物を採用することができる。また、封止樹脂１６に用いる樹脂としては、熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂の両方を全般的に採用することができる。本発明に適用可能な熱可塑性樹脂としては、例えば、ＡＢＳ樹脂、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレン、アクリル、ポリエチレンテレフタレート、ポリフェニレンエーテル、ナイロン、ポリアミド、ポリカーボネイト、ポリアセタール、ポリブチレンテレフタレート、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン、液晶ポリマー、フッ素樹脂、ウレタン樹脂およびエラストマーが挙げられる。また、本発明に適用可能な熱硬化性樹脂としては、例えば、ユリア、フェノール、メラミン、フラン、アルキド、不飽和ポリエステル、ジアリルフタレート、エポキシ、ケイ素樹脂およびポリウレタンを挙げることができる。
【００１９】
接着樹脂１３は、エポキシ樹脂等から成り、被覆層１２と光半導体素子１１とを接着させる働きを有する。また、光半導体素子１１が発光若しくは受光する光を透過させるために、接着樹脂１３は被覆層１２と同等程度の透明性を有する。また、接着樹脂１３として、接着テープを採用することも可能である。更に、周辺部のみに接着樹脂を形成して、中空構造を構成することもできる。
【００２０】
絶縁層１４は、光半導体素子１１の回路部２１が形成されない面を被覆する働きを有し、その裏面には再配線１５が延在して端子部１７が形成されている。絶縁層１４の材料としては、絶縁性を有する樹脂等を全般的に採用することが可能であり、被覆層１２と同様にガラスやアクリル樹脂を採用することもできる。
【００２１】
端子部１７は、半導体素子１１の裏面まで延在する再配線１５と外部とを電気的に接続する働きを有する。端子部１７の一方は再配線１５に接続し、他方は封止樹脂１６から露出している。また、端子部１７は導電部材から成り、再配線１５と同様の材料を採用することができる。端子部１７が露出する封止樹脂１６の外面と端子部１７の露出面とは、同一の面に位置している。半田ロウのロウ材より成るバンプ電極１８は、露出した端子部１７に付着される。
【００２２】
図１（Ｂ）を参照して、他の形態の光半導体装置１０Ｂの構成を説明する。同図に示す光半導体装置１０Ｂの基本的な構成は上述した光半導体装置１０Ａと同様であり、相違点は、再配線１５の裏面への延在構成にある。この相違点を中心に、光半導体装置１０Ｂの構成を以下にて説明する。
【００２３】
再配線１５は、光半導体素子１１の表面に設けた回路部２１と電気的に接続されており、ここでは光半導体素子１１の表面のみに延在している。再配線１５が形成された箇所の光半導体素子１１には、素子を貫通させる貫通電極としてのビアホール（via hole）が穿設されて、導電材がそのビアホールに充填されることによりポスト１９が形成されている。
【００２４】
ポスト１９は、光半導体素子１１および絶縁層１４を貫通させて、一方が再配線１５と電気的に接続している。そしてポスト１９の他方は端子部１７となり封止樹脂１６から外部に露出している。端子部１７の露出面には、バンプ電極１８が形成されている。即ち、ポスト１９を介して再配線１５とバンプ電極１８とが電気的に接続されているので、最短の距離で両者を接続することができる。また、ポスト１９は、その表面が絶縁層により被覆されており、光半導体素子１５との絶縁が行われている。
【００２５】
本発明の特徴は、光半導体素子１１および被覆層１２の側面が封止樹脂１６により被覆されることにある。具体的には、半導体素子１１の表面に被覆層１２が接着され、封止樹脂１６は両者の側面を被覆している。更に半導体素子１１と被覆層１２との境界部も封止樹脂１６により被覆されている。従って、光半導体素子１１と被覆層１２との境界部から内部に水分等が侵入するのを防止することができる。
【００２６】
更に、封止樹脂１６は、光半導体素子１１の裏面も含めて全体を封止している。従って、外部に露出する被覆層１２および端子部１７を除いた他の要素は、封止樹脂１６によって被覆されているので、光半導体装置１０全体の耐湿性等を更に向上させることができる。
【００２７】
更にまた、図１（Ａ）に示すように、再配線１５が光半導体素子１１の側面を迂回して端子部１７に接続する場合、半導体素子１１の側面部に形成される再配線１５が封止樹脂１６により保護されるので、再配線１５の断線を防止することができる。
【００２８】
次に図２から図７を参照して、光半導体装置１０の製造方法を説明する。本発明に斯かる光半導体装置１０の製造方法は、受光素子または発光素子を含む複数の回路部２１が表面に形成されたウェハ２０を準備する工程と、ウェハ２０の裏面からウェハ２０が分離されるように分離溝２４を形成して個々の光半導体素子１１に分離する工程と、光半導体素子１１の裏面に回路部２１と電気的に接続された端子部１７を設ける工程と、少なくとも分離溝２４に充填されるように封止樹脂１６を形成する工程と、分離溝２４に沿った個々の光半導体装置１０に分離する工程とを有する。これら各工程を以下にて説明する。
【００２９】
先ず図２から図５を参照して、図１（Ａ）に示した光半導体装置１０Ａの製造方法を説明する。
【００３０】
先ず図２を参照して、受光素子または発光素子を含む複数の回路部２１が表面に形成されたウェハ２０を準備し、回路部２１が被覆されるようにウェハの表面に透明な被覆層１２を貼着する。
【００３１】
図２（Ａ）を参照して、シリコン等の半導体より成るウェハ２０には、マトリックス状に多数個の回路部２１が周知の拡散工程等により形成されている。各回路部２１には同一の回路が形成され。受光素子または発光素子を含む回路が形成されている。更に各回路部２１は再配線１５と電気的に接続されている。
【００３２】
図２（Ｂ）を参照して、接着樹脂１３を介して、回路部２１が形成されたウェハ２０の面に被覆層１２を貼着する。被覆層１２としては透明なガラスまたはアクリル樹脂等を採用することができる。また、接着樹脂１３としては透明なエポキシ樹脂等を採用することができる。また、被覆層の表面には、シート２２が貼り付けられる。このシート２２により、後の工程で被覆層１２に傷が付いてしまうのを防止することができる。更に、最後の工程まで各光半導体装置１０がバラバラに成ってしまうのを防止することもできる。また、ウェハ２０の裏面をグラインド等の研磨またはエッチングにより、ウェハ２０の薄型化を行っても良い。
【００３３】
次に、図３を参照して、ウェハ２０の裏面からウェハ２０が分離されるように分離溝２４を形成して個々の光半導体素子１１に分離する。
【００３４】
図３（Ａ）を参照して、各回路部２１の境界線のダイシングライン２２沿いに、ダイシングブレード２３を用いてダイシングを行う。
【００３５】
図３（Ｂ）を参照して、ダイシングが行われた後の断面に関して説明する。ダイシングの深さは、少なくともウェハ２０を分割して各光半導体素子１１にする程度以上の深さに設定される。ここでは、ウェハ２０および被覆層１２の両者が分割されるようにダイシングされている。また、接着樹脂１３および再配線１５も、ダイシングライン２２の箇所に対応する部分はダイシングされる。光半導体素子１１および被覆層１２の側面は傾斜面に形成されている。半導体素子１１の側面が傾斜面に成ることにより、後の工程に於いて、再配線１５の光半導体素子１１の側面部への形成が容易に成る。また、シート２２が部分的に切除される程度までダイシングしても良い。各被覆層１２および光半導体素子１１が分割されても、各被覆層１２が１つのシート２２に貼り付けられていることから、最後の工程まで各装置がバラバラに成らないメリットを有する。
【００３６】
また絶縁層１４により、光半導体素子１１の裏面が保護されている。絶縁層１４を全面的に形成した後に、他の部材と同時にダイシングを行っても良い。また、ダイシングを行った後に、絶縁層１４の形成を行っても良い。
【００３７】
次に図４を参照して、光半導体素子１１の裏面に回路部２１と電気的に接続された端子部１７を設ける。
【００３８】
図４（Ａ）を参照して、再配線１５を絶縁層１４の表面まで延在させる。再配線１５の材料としては、Ａｌ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄまたは導電ペースト等であり、蒸着、スパッタリング、ＣＶＤ等の低真空、または高真空下の被着、電界メッキ、無電界メッキまたは焼結等により被覆される。ここで、光半導体素子１１の側面部傾斜面に成っており、このことにより、上記した方法による再配線１５の形成が容易になる。特にスパッタリングにより再配線１５の形成を行う場合は、半導体素子１１の側面が傾斜面であることにより、材料の被着をより確実に行うことができる。
【００３９】
図４（Ｂ）を参照して、再配線１５と電気的に接続された端子部１７を形成する。例えば、半田ボールを転写法を用いて配設することにより、端子部１７の形成を行うことができる。
【００４０】
次に、図５を参照して、少なくとも分離溝２４に充填されるように封止樹脂１６を形成し、分離溝２４に沿った個々の光半導体装置１０に分離する。
【００４１】
図５（Ａ）を参照して、分離溝２４に充填され端子部１７が被覆されるように封止樹脂１６を形成する。ここでは、ウェハ２０の全面をカバーするように封止樹脂１６が形成されている。封止樹脂１６の形成としては、金型を用いた封止方法やキャスティング法または真空印刷等により行うことができる。
【００４２】
図５（Ｂ）を参照して、封止樹脂１６から端子部１７を露出させる。この工程は、封止樹脂１６を研磨装置で研磨することにより行うことができる。従って、封止樹脂１６より成る上面は平坦面に形成され、この面から端子部１７が露出する構造となる。そして、露出した端子部１７には、半田等から成るバンプ電極１８が形成される。また、出した端子部１７に、メッキを施しても良いし、ボール状の電極を形成しても良い。
【００４３】
最後に、図５（Ｃ）を参照して、分離溝２４に沿ってダイシングを行うことにより、各半導体装置に分離する。ここでのダイシングでは、封止樹脂１６のみを切断するので、ダイシングブレードの摩耗を押さえた工程を実現できる。この後に、テストを行う工程やシート２２からの剥離を行ったら、例えば図１（Ａ）に示すような光半導体装置１０Ａが完成する。
【００４４】
また、図１（Ｂ）に示すような光半導体装置１０Ｂを製造する場合は、上記した再配線１５を光半導体素子１１の裏面に延在させる工程に替えて、半導体素子１１にビアホールを設けてポスト１９を形成する工程が加わる。他の工程に関しては、上述した工程と同一である。
【００４５】
上記の説明では、本発明に斯かる光半導体装置およびその製造方法について説明を行ったが、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。
【００４６】
例えば、図６を参照して、ウェハ２０を分離する工程に於いて、被覆層１２が分離されない程度に分離溝２４を設けることもできる。図７（Ａ）は、ダイシングを行って光半導体素子１１の分離を行う工程を示す。図７（Ｂ）は、再配線１５を光半導体素子１１の裏面まで延在させて端子部１７を設ける工程を示す。図７（Ｃ）は、樹脂封止を行った後に端子部１７を露出させてバンプ電極１８を形成した状態を示す。図７（Ｄ）は、分離溝２４の箇所で封止樹脂１６および被覆層１２をダイシングして個々の光半導体装置１０に分離する状態を示す。
【００４７】
本発明では、以下に示すような効果を奏することができる。
【００４８】
本発明の光半導体装置では、封止樹脂１６により、被覆層１２および光半導体素子１１の側面は保護されているので、耐湿性や耐熱性および機械的強度を向上させた光半導体装置１０を提供することができる。また、光半導体素子１１の側面に延在する再配線１５は封止樹脂１６により保護されているので、再配線１５の断線を防止した構成にすることができる。
【００４９】
本発明の光半導体装置の製造方法では、被覆層１２も含めてウェハ２０をシート２２に貼り付けてからダイシング等の工程を行うので、各光半導体装置１０は、最後の工程までバラバラに成らないメリットを有する。更に、各光半導体装置１０を分割する最後のダイシングの工程では、ダイシングブレードにて封止樹脂１６のみをダイシングするので、ダイシングブレードの摩耗を抑制することができる。更に、被覆層２１の表面は、シート２２により被覆されているので、被覆層２１の表面に傷が付くのを防止することができる。また、１枚のシート２２を、保護シートおよびダイシングシートとして共用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の光半導体装置を説明する（Ａ）断面図、（Ｂ）断面図である。
【図２】本発明の光半導体装置の製造方法を説明する（Ａ）平面図、（Ｂ）断面図である。
【図３】本発明の光半導体装置の製造方法を説明する（Ａ）平面図、（Ｂ）断面図である。
【図４】本発明の光半導体装置の製造方法を説明する（Ａ）断面図、（Ｂ）断面図である。
【図５】本発明の光半導体装置の製造方法を説明する（Ａ）断面図、（Ｂ）断面図、（Ｃ）断面図である。
【図６】本発明の光半導体装置の製造方法を説明する（Ａ）断面図、（Ｂ）断面図、（Ｃ）断面図、（Ｄ）断面図である。
【図７】従来の光半導体装置を説明する断面図である。
【符号の説明】
【００５１】
１０Ａ、１０Ｂ        光半導体装置
１１                  光半導体素子
１２                  被覆層
１３                  接着樹脂
１４                  絶縁層
１５                  再配線
１６                  封止樹脂
１７                  端子部
１８                  バンプ電極
１９                  ポスト
２０                  ウェハ
２１                  回路部
２２                  シート
２３                  ダイシングブレード
２４                  分離溝
【図１】
2006191126.tif 000003
【図２】
2006191126.tif 000004
【図３】
2006191126.tif 000005
【図４】
2006191126.tif 000006
【図５】
2006191126.tif 000007
【図６】
2006191126.tif 000008
【図７】
2006191126.tif 000009