(57)【要約】【課題】  半導体装置の動作時に発生する熱を効率よく放熱させることが可能な技術を提供する。【解決手段】  半導体基板４の表面の導通領域にはアルミニウムパッド１２が接続されており、裏面の導通領域には裏面側電極２２が形成されている。絶縁性のパッシベーション膜１０は、シリコン基板４の表面と、側面と、裏面側電極の一部を覆うようにして形成されている。パッシベーション膜１０の上には配線１４が施されており、この配線１４はアルミニウムパッド１２に接続し、半導体基板４の側面に沿って裏面側の裏面側電極２２上の絶縁性のパッシベーション膜１０の上にまで引き回されている。裏面側電極２２上に形成されているパッシベーション膜１０上の配線１４上には、周辺はんだベース１６が接続固定されており、パッシベーション膜１０が形成されていない裏面側電極２２上には中央はんだベース１８が形成されている。【選択図】図１
2008140894.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板と、
半導体基板の裏面に形成されている裏面側電極と、
一部を除外した半導体基板の表面と、半導体基板の側面と、裏面側電極の周辺部の少なくとも一部を覆う絶縁層と、
絶縁層で覆われていない半導体基板の表面の一部に接触し、絶縁層の外面上を半導体基板の側面に沿って伸び、裏面側電極の一部を覆っている絶縁層の外面に達している配線と、
絶縁層で覆われていない範囲で裏面側電極に接続固定されている中央はんだベースと、
絶縁層が裏面側電極を覆っている範囲内に形成されている配線に接続固定されている周辺はんだベースと、
中央はんだベースと周辺はんだベースを絶縁している絶縁体と、
を備えている半導体装置。
【請求項２】
絶縁層は、裏面側電極の周辺部の少なくとも一部を覆っておらず、
中央はんだベースは、絶縁層で覆われていない周辺部の一部を通過して、半導体装置の裏面の外周にまで伸びていることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
請求項１の半導体装置を表面に実装するための半導体装置であり、
請求項１の半導体装置に、半導体基板の表面側において前記配線に接続固定されている上面はんだベースが付加されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項４】
ダイシング前の半導体基板のダイシングラインで区画される領域毎に、半導体基板の表面の一部と半導体基板の裏面に導電体と導通する導通領域を有する半導体構造を形成する工程と、
ダイシングラインに沿って、半導体基板の表面側から半導体基板を貫通しない深さまで表面側の溝を形成する工程と、
半導体基板の表面に形成されている前記導通領域以外の表面と、表面側の溝を形成している側面に、表面側絶縁層を形成する工程と、
表面側絶縁層の外面において、半導体基板の表面に形成されている前記導通領域から表面側の溝の側面に沿って伸びて表面側の溝の底面に達する表面側配線を形成する工程と、
ダイシングラインに沿って、半導体基板の裏面側から表面側の溝の底面に達する裏面側の溝を形成する工程と、
半導体基板の裏面に裏面側電極を形成する工程と、
裏面側電極の周辺部の少なくとも一部と裏面側の溝の側面を覆う裏面側絶縁層を形成する工程と、
裏面側絶縁層の外面において、表面側の溝の底面に沿って形成された表面側配線から裏面側の溝の側面に沿って伸びて裏面側電極の周辺部の一部を覆っている裏面側絶縁層の外面に達する裏面側配線を形成する工程と、
裏面側絶縁層で覆われていない範囲の裏面側電極の外面に中央はんだベースを形成する工程と、
裏面側絶縁層が裏面側電極を覆っている範囲内に形成されている裏面側配線の外面に周辺はんだベースを形成する工程と、
中央はんだベースと周辺はんだベースの周囲に両者を絶縁する絶縁体を充填する工程、
を備えている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、半導体装置とその製造方法に関する。特に、はんだ付けによって基板に実装する表面実装型の半導体装置とその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
はんだ付けによって基板に実装できる表面実装型の半導体装置が知られている。表面実装型の半導体装置は、パッケージの一つの表面に接続用端子が集約されていなければならない。また、半導体基板の表裏両面に電極を有する半導体装置が知られている。半導体基板の表裏両面に電極を有するものを表面実装型の半導体装置にパッケージするためには、半導体基板の一方の面（接続用端子が集約されているパッケージ面とは反対側の面）に形成されている電極と接続用端子を接続する配線をパッケージ内に形成する必要がある。この場合、基板に対する実装密度を向上させるために、小型なパッケージ内に半導体基板と配線を収容する必要がある。
【０００３】
上記課題を実現するために、本発明者は特許文献１の技術を提案している。ただし、この出願はまだ公開されていない。
この技術では、半導体基板の裏面全体に形成されている電極と、パッケージの表面に形成されている接続用端子（はんだ付けするためのベースであり、以下でははんだベースという）を接続する配線をパッケージ内に収容している。そのために、半導体基板の側面に絶縁層を形成し、その絶縁層の外面に、半導体基板の裏面側電極から半導体基板の側面を経て半導体基板の表面にまで達する配線を形成している。その配線が半導体基板の表面にまで伸びているために、パッケージの表面に形成されているはんだベースと半導体基板の裏面側電極の導通を確保することができる。この技術によると、半導体基板の表裏両面に電極を有する半導体基板を表面実装型の半導体装置にパッケージすることができ、しかもそのパッケージを小型化することができる。
【０００４】
【特許文献１】特願２００６−０９９９１６号の明細書と図面
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
半導体基板の表裏両面に電極を形成する場合、一方の面には大きく広がる電極を設け、他方の面には複数の電極を分散配置することが多い。この場合、一方の面では一つの電極が大きく広がっているのに対し、他方の面では、個々には小さな面積の複数個の電極が分散配置されている。前記した技術では、半導体基板の裏面側電極が大きく広がっており、半導体基板の表面側には、個々には小さな面積の複数個の電極が分散配置されている。パーケージ内の配線は、裏面側電極から半導体基板の側面を経て半導体基板の表面に分散配置されている複数の電極と電極の間に残されている間隙にまで伸びている。その配線の半導体基板の表面側では、分散配置されている複数の電極と電極の間の間隙に留まる大きさに調整されている。
【０００６】
大電力を制御する半導体装置の場合、その放熱能力が高い必要がある。すなわち、基板に対する伝熱効率が高い必要がある。大きく広がっている裏面側電極を有する場合、その裏面側電極の広い範囲を基板にはんだ付けすると、半導体基板から基板に対する伝熱効率を高くすることができる。
しかしながら、前記した技術では、面実装するために、半導体基板の表面側にまで伸びている配線にはんだ付けしている。半導体基板の表面側にまで伸びている配線は、パッケージの表面に分散配置されている複数の電極と電極の間に残されている間隙に留まる大きさに制約されており、裏面側電極に比して顕著に小さい。はんだ付けする面積が小さく、半導体基板から基板に対する伝熱効率を高くすることができない。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の半導体装置は、発想を逆転し、表面側電極から半導体基板の側面を経て裏面にまで達する配線を設ける。ここでいう裏面は、半導体基板のほぼ全面に広がっている電極を有する面をいう。表面側電極が配線によって裏面に接続されていれば、パッケージの裏面側を基板にはんだ付けすることが可能となり、大きく広がっている裏面側電極の広い範囲を基板にはんだ付けることができる。半導体基板から基板に対する伝熱効率を高くすることができる。
その反面、裏面では裏面側電極が半導体基板の裏面のほぼ全面に広がっており、表面側電極から半導体基板の側面を経て裏面にまで達する配線を単純に設けてしまうと、裏面側電極と表面側電極が短絡してしまう。
【０００８】
本発明の半導体装置は、下記の構成を採用することによって、上記の問題を克服している。すなわち本発明の半導体装置は、半導体基板と、裏面側電極と、絶縁層と、配線と、中央はんだベースと、周辺はんだベースと、絶縁体を備えている。
裏面側電極は、半導体基板の裏面に形成されている。絶縁層は、一部を除外した半導体基板の表面と、半導体基板の側面と、裏面側電極の周辺部の少なくとも一部を覆っている。配線は、絶縁層で覆われていない半導体基板の表面の一部に接触し、絶縁層の外面上を半導体基板の側面に沿って伸び、裏面側電極の一部を覆っている絶縁層の外面に達している。中央はんだベースは、絶縁層で覆われていない範囲で裏面側電極に接続固定されている。周辺はんだベースは、絶縁層が裏面側電極を覆っている範囲内に形成されている配線に接続固定されている。絶縁体は、中央はんだベースと周辺はんだベースを絶縁している。
【０００９】
半導体基板の裏面側電極は、周辺部の一部が絶縁層で覆われているものの、それでも大きな露出面積を備えている。中央はんだベースを大きな面積とすることができ、半導体装置と基板を広い範囲ではんだ付けすることができる。半導体基板から基板に対する伝熱効率を高くすることができる。
半導体基板の表面から伸びてきている配線は、裏面側電極の周辺部の一部を覆っている絶縁層の範囲内に留まっており、裏面側電極から絶縁されている。裏面側電極と表面側電極が短絡することはない。
半導体基板の表面側電極は、配線によって実質的には半導体基板の裏面側にまで延びており、パッケージの裏面に集約されているはんだベースに接続されている。パッケージの一つの面ではんだ付けすることによって、半導体装置を基板に面実装することができる。
【００１０】
上記では、半導体基板の表面に固定されている電極パッド等をも配線という。半導体基板内には、不純物を高濃度に含んでおり、その表面上に導電体が形成されるとその導電体とよく導通する導通領域が形成されている。上記では、半導体基板に形成されている導通領域に接続される導電体の全部を配線という。
半導体基板の材質は特に限定されない。例えば、Si基板、GaN基板、SiC基板等を用いることができる。裏面側電極の材質も特に限定されない。例えば、チタン、アルミニウム、ニッケル、金等の金属を用いることができる。絶縁層の材質も特に限定されない。例えば、ポリイミド（ＰＩ）やポリベンゾオキサゾール（ＰＢＯ）等の有機絶縁材料を用いることもできる。あるいは酸化膜や窒化膜等の絶縁材料を用いることもできる。
【００１１】
本発明の半導体装置は、面積が大きい中央はんだベースを基板にはんだ付けることから、高い伝熱効率を得ることができる。その反面、はんだ付けする面積が大きくなると、ボイドが生じやすくなる。ボイドが生じると、中央はんだベースから基板への伝熱効率が低下するだけでなく、はんだ付けの信頼性が低下する。
【００１２】
中央はんだベースがパッケージの裏面の一部に留まっているとボイドができやすい。それに対して、中央はんだベースがパッケージの裏面の外周にまで達していると、ボイドができづらい。
そこで本発明の改良された半導体装置では、絶縁層が裏面側電極の周辺部の少なくとも一部を覆っておらず、中央はんだベースが、絶縁層で覆われていない周辺部の一部を通過して半導体装置の裏面の外周にまで伸びている。
ここでいう半導体装置の裏面の外周とは、基板に接するパッケージされた半導体装置の裏面の輪郭をいう。中央はんだベースは、例えば、裏面側電極の中央領域から裏面の外周に至るまで帯状に形成することができる。中央はんだベースは、例えば、裏面の外周の対向する一対の辺を接続するように伸びていてもよいし、対向する一対の対角を接続するように伸びていてもよい。
【００１３】
中央はんだベースを半導体装置の裏面の外周にまで伸びるように形成すると、中央はんだベースの中央領域ではんだペースト内に気泡が生じても、裏面の外周にまで伸張された中央はんだベースが気泡の逃げ道となる。中央はんだベースが大きく形成されても、ボイドの発生を防ぐことができる。
中央はんだベースが半導体装置の裏面の外周にまで伸びていると、ボイドの発生を防ぐことができ、はんだ層の熱抵抗が増大することを防止し、信頼性が低下することを防止できる。
【００１４】
基板に半導体装置を面実装するだけでなく、面実装された半導体装置の表面に別の半導体装置を面実装する場合がある。
その場合、半導体装置に面実装する別の半導体装置を本発明の半導体装置とすることができる。また別の半導体装置を面実装する基板側の半導体装置は、上記に説明した本発明の半導体装置に、半導体基板の表面側において配線に接続固定されている上面はんだベースが付加されたものであることが好ましい。
【００１５】
上面はんだベースを備えることで、その半導体装置の表面に別の半導体装置をスタックすることが可能となる。下段に位置する半導体装置の上面はんだベースと、上段に位置する半導体装置の周辺はんだベースを接続固定することによって、上下にスタックされた複数個の半導体装置を機械的に接続するのと同時に、電気的に接続することができる。半導体装置を容易にマルチチップ化することができる。
【００１６】
本発明は、半導体装置の製造方法に具現化することもできる。この製造方法は、半導体構造を形成する工程と、表面側の溝を形成する工程と、表面側絶縁層を形成する工程と、表面側配線を形成する工程と、裏面側の溝を形成する工程と、裏面側電極を形成する工程と、裏面側絶縁層を形成する工程と、裏面側配線を形成する工程と、中央はんだベースを形成する工程と、周辺はんだベースを形成する工程と、絶縁体を充填する工程を備えている。
半導体構造を形成する工程では、ダイシング前の半導体基板のダイシングラインで区画される領域毎に、半導体基板の表面の一部と半導体基板の裏面に導電体と導通する導通領域を有する半導体構造を形成する。表面側の溝を形成する工程では、ダイシングラインに沿って、半導体基板の表面側から半導体基板を貫通しない深さまで表面側の溝を形成する。表面側絶縁層を形成する工程では、半導体基板の表面に形成されている前記導通領域以外の表面と、表面側の溝を形成している側面に、表面側絶縁層を形成する。表面側配線を形成する工程では、表面側絶縁層の外面において、半導体基板の表面に形成されている前記導通領域から表面側の溝の側面に沿って伸びて表面側の溝の底面に達する表面側配線を形成する。裏面側の溝を形成する工程では、ダイシングラインに沿って、半導体基板の裏面側から表面側の溝の底面に達する裏面側の溝を形成する。裏面側電極を形成する工程では、半導体基板の裏面に裏面側電極を形成する。裏面側絶縁層を形成する工程では、裏面側電極の周辺部の少なくとも一部と裏面側の溝の側面を覆う裏面側絶縁層を形成する。裏面側配線を形成する工程では、裏面側絶縁層の外面において、表面側の溝の底面に沿って形成された表面側配線から裏面側の溝の側面に沿って伸びて裏面側電極の周辺部の一部を覆っている裏面側絶縁層の外面に達する裏面側配線を形成する。中央はんだベースを形成する工程では、裏面側絶縁層で覆われていない範囲の裏面側電極の外面に中央はんだベースを形成する。周辺はんだベースを形成する工程では、裏面側絶縁層が裏面側電極を覆っている範囲内に形成されている裏面側配線の外面に周辺はんだベースを形成する。絶縁体を充填する工程では、中央はんだベースと周辺はんだベースの周囲に両者を絶縁する絶縁体を充填する。
【００１７】
本発明の半導体装置の製造方法によると、半導体基板の表面側から半導体基板を貫通しない深さまで溝が形成され、半導体基板の導通領域以外の表面から溝の側面にかけて絶縁層が形成され、その絶縁層の上に配線が形成される。この配線は、半導体基板の導通領域に接しており、溝の側面に沿って裏面側に伸びている。
半導体基板の裏面側からも溝が形成される。この溝は、半導体基板の表面側の溝の底面に形成された配線を露出させるように形成される。裏面側の溝が形成されなかった半導体基板の裏面には、裏面側電極が形成される。裏面側電極の周辺部の少なくとも一部と裏面側の溝の側面には絶縁層が形成される。この絶縁層は、半導体基板の表面側から形成された絶縁層と接続される。次いで裏面側の絶縁層の上面に配線が形成される。その配線は、裏面側電極の周辺部の一部を覆っている絶縁層の外面から裏面側の溝の側面を経て半導体基板の表面側から形成された配線に接続される。
裏面側電極の裏面側絶縁層で覆われていない範囲に、中央はんだベースが形成される。中央はんだベースは、銅板等のヒートシンクで構成してもよい。裏面側電極の裏面側絶縁層で覆われている範囲内に形成されている裏面側配線の外面に、周辺はんだベースが形成される。中央はんだベースと周辺はんだベースの周囲には、両者を絶縁する絶縁体（例えば樹脂）が充填される。
上記の工程後に、ダイシングラインに沿って各半導体装置が個片化されると、半導体基板の表面側と裏面側の両面から形成された絶縁層と配線は半導体装置の側面を覆うようにして接続された状態となる。表面側の導通領域に接続されている周辺はんだベースと裏面側電極に接続されている中央はんだベースの双方が裏面側に形成されていることから、この半導体装置は表面をフェースアップした状態で基板に面実装することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によると、中央はんだベースと周辺はんだベースを半導体装置の裏面側に形成するので、表面をフェースアップした状態で基板に面実装することができる。裏面側電極に接続されて固定されている中央はんだベースを基板にはんだ付けすることによって、半導体装置が基板に機械的に固定される。また、はんだ付けの面積が大きいことから、半導体装置内に生じる熱を効率よく基板に伝熱することができる。動作時の発熱量が大きいパワー系半導体装置であっても、半導体装置が過熱されることを防ぐことができる。半導体装置の安定した動作を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
最初に、以下に説明する実施例の主要な特徴を列記する。
（形態１）  中央はんだベースは、周辺はんだベースよりも大きい。
（形態２）  半導体基板の表面側と裏面側には、その底部がダイシングラインに位置し、かつ、底部の面積が開口部の面積よりも小さい溝が形成される。
（形態３）  半導体装置の表面側および／または裏面側は樹脂で封止されている。
【実施例】
【００２０】
本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。図２に、本実施例の半導体装置２の外観を示す。本実施例の半導体装置２は、ウェーハレベル（ＷＬ）のチップスケールパッケージ(ＣＳＰ)型の半導体装置であり、以降ＷＬ−ＣＳＰという。ＷＬ−ＣＳＰのパッケージサイズは、ダイシング後のチップサイズと同等のサイズであり、ＷＬ−ＣＳＰは小型である。ＷＬ−ＣＳＰを用いると、電子回路の小型化および高集積化が可能になる。
【００２１】
図１に、半導体装置２の断面図を示す。図１は、図２の半導体装置２のＩ−Ｉ断面図であり、半導体装置２が基板３０に面実装されている状態を示している。この半導体装置２は、半導体基板４の表面の一部と裏面に、不純物を高濃度に含んで導電体と良好に導通する領域４ａ，４ｂ，４ｃを有する半導体構造を有しており、半導体基板４の裏面に裏面側電極２２が形成されている。半導体基板４は、シリコンの単結晶からなる元素半導体であってもよいし、化合物半導体であってもよい。半導体装置２は、半導体基板４の表面側と裏面側の双方が絶縁性樹脂２０で樹脂封止されてパッケージ化されている。
【００２２】
図１の半導体基板４の表面には、導通領域４ａ，４ｂが形成されている。導通領域４ａ，４ｂに対応する半導体基板４の表面にはアルミニウムパッド１２が形成されている。半導体基板４の表面は、導通領域４ａ，４ｂに対応する領域（すなわちアルミニウムパッド１２が形成されている領域）を除いて、窒化シリコンあるいは酸化シリコン等からなる絶縁膜８で覆われている。絶縁膜８の上には、ポリイミド（ＰＩ）あるいはポリベンゾオキサゾール（ＰＢＯ）等からなる絶縁性のパッシベーション膜１０が形成されている。絶縁性のパッシベーション膜１０は、半導体基板４の表面側と側面に沿って伸び、裏面側電極２２の周辺部の一部を覆っている。絶縁性のパッシベーション膜１０には、導通領域４ａ，４ｂないしはアルミニウムパッド１２に対応する位置において、コンタクトホール１０ａが形成されている。
【００２３】
絶縁性のパッシベーション膜１０の外面上には、銅やニッケル等の金属からなる配線１４が形成されている。配線１４はコンタクトホール１０ａ内に侵入しており、その侵入部１４ａによって、アルミニウムパッド１２に導通している。配線１４は、アルミニウムパッド１２に接続する部位から出発し、半導体基板４の側面に沿って延び、裏面側電極２２の周辺に形成されている絶縁性のパッシベーション膜１０の外面上まで延びている。配線１４は裏面側電極２２絶縁性のパッシベーション膜１０によって絶縁されている。
【００２４】
半導体基板４の裏面側に形成されている裏面側電極２２は、例えば、チタン、アルミニウム、ニッケル、金等の金属で構成されている。裏面側電極２２のパッシベーション膜１０によって覆われていない範囲には、銅等の金属からなる中央はんだベース１８が接続固定されている。この中央はんだベース１８は、半導体装置２を基板３０に接続するはんだ層２６が固定されるベースであり、放熱板を兼用している。中央はんだベース１８をはんだ層２６で基板３０に固定されている基板側配線２８にはんだ付けすると、半導体装置２の裏面電極２２が基板側配線２８に電気的に接続される。
裏面側電極２２を覆っている絶縁性のパッシベーション膜１０の範囲内には、配線１４が形成されている。その裏面側の配線１４の外面に、周辺はんだベース１６が接続固定されている。周辺はんだベース１６は、半導体装置２を基板３０に接続するはんだ層２４が固定されるベースである。周辺はんだベース１６をはんだ層２４で基板３０に固定されている基板側配線２７にはんだ付けすると、半導体装置２のアルミニウムパッド１２が基板側配線２７に電気的に接続される。なお、図１において、左右一対のアルミニウムパッド１２は、結局は導通していて同時に作動する電極であってもよいし、独立に作動する異なる電極であってもよい。
中央はんだベース１８をはんだ層２６で基板側配線２８にはんだ付けし、周辺はんだベース１６をはんだ層２４で基板側配線２７にはんだ付けすると、半導体装置２は基板３０に機械的に固定される。
【００２５】
絶縁性のパッシベーション膜１０は、裏面側電極２２の周辺部の一部のみを被覆している。中央はんだベース１８はパッシベーション膜１０に覆われていない領域を通過して半導体装置２の外周に到達している。図３に、半導体装置２の裏面図を示す。図３の（ａ）〜（ｄ）は、中央はんだベース１８の形成パターンの一例を示している。半導体装置２のパッケージの裏面は樹脂２０で封止されており、周辺はんだベース１６と中央はんだベース１８が露出している。中央はんだベース１８の中央領域は、周辺はんだベース１６に取り囲まれるように位置しており、裏面側電極２２の中央領域からパッケージ化された半導体装置２の裏面に外周に向かって伸張している。
中央はんだベース１８をパッケージ化された半導体装置２の裏面に外周に達するように伸ばして形成することで、基板３０に半導体装置２を面実装する際に、はんだペースト２６が中央はんだベース１８の伸びている外周方向に濡れ広がり、はんだペースト内の気泡がパッケージ化された半導体装置２の外周方向へ移動しやすくなる。このような構成をとることにより、図３に示したように、大きな中央はんだベース１８をはんだ付けして面実装する際にも、はんだ層２６にボイドが発生しない。中央はんだベース１８の熱抵抗と電気抵抗を低下させることができる。
【００２６】
本実施例の半導体装置２では、中央はんだベース１８が裏面側電極２２に直接的に接続固定されており、かつ、中央はんだベース１８の面積が周辺はんだベース１６と比べて大きい。このことから、半導体装置２の通電時に半導体基板４の内部で発生する熱の放出効率が非常によい。また、中央はんだベース１８がパッケージ化された半導体装置２の外周まで伸張して形成されていることから、外周まで伸張している中央はんだベース１８が気泡の逃げ道となり、中央はんだベース１８を大面積としても、中央はんだベース１８をはんだ付けするはんだ層２６にボイドの発生を防ぐことができる。
【００２７】
次に、図５〜図１３を用いて、本実施例の半導体装置２の製造方法を説明する。図５に示す工程を開始する時点で、ダイシング前のウェーハ５０のダイシングラインで区画される領域毎に、ウェーハ５０の表面の一部と裏面に導電体と導通する領域４ａ，４ｂ，４ｃを有する半導体構造が形成されている。表面の導通領域４ａ，４ｂに対応する領域にはアルミニウムパッド１２が形成されており、それ以外の範囲のウェーハ５０表面は、シリコン窒化膜あるいはシリコン酸化膜で構成される絶縁膜８で覆われている。
【００２８】
図５に示す工程では、ウェーハ５０の表面側からダイシングラインに沿って、ウェーハ５０を貫通しない深さまで表面側の溝５２を形成する。例えば、ウェットエッチングすることによって、深さとともに幅が狭くなる側に傾斜する側面５２ａを持つ溝５２を形成することができる。この溝５２は、その底部５２ｂがダイシングライン上に位置しており、その側面５２ａは傾斜している。この側面５２ａの傾斜により、溝５２は底部５２ｂの面積が開口部の面積よりも小さいテーパ状に形成されている。溝５２は、例えば、ブレードダイシング法、ドライエッチング法によっても形成することができる。
【００２９】
図６に示す工程では、ウェーハ５０の表面と、表面側の溝５２を形成している側面５２ａを覆うように、絶縁性のパッシベーション膜１０を塗布する。塗布された絶縁性のパッシベーション膜１０は、後の工程で導通領域に再配線を施すためにパターニングされる。具体的には、アルミニウムパッド１２上に塗布された絶縁性のパッシベーション膜１０にコンタクトホール１０ａを形成して、アルミニウムパッド１２を露出させる。
溝５２の底部５２ｂにも絶縁性のパッシベーション膜１０を塗布してもよい。あるいは、底部５２ｂには絶縁性のパッシベーション膜１０を塗布しなくてもよい。底部に塗布した絶縁性のパッシベーション膜１０をパターニングすることによって、底部５２ｂに塗布された絶縁材料を除去してもよい。絶縁性のパッシベーション膜１０は、ポリイミド等の有機樹脂材料で構成されている。
【００３０】
上記の工程で絶縁性のパッシベーション膜１０を形成した後、図７に示す工程では、ウェーハ５０の表面側のパッシベーション膜１０の外面において、アルミニウムパッド１２と導通する位置から溝５２の側面５２ａを経て溝５２の底面５２ｂに達する表面側配線１４を形成する。この配線１４は、絶縁性のパッシベーション膜１０から露出しているアルミニウムパッド１２に接続されている。配線１４は，溝５２の底部５２ｂの全面に施される。表面側の配線１４は、スパッタリング等の手法により形成することができる。左右一対のアルミニウムパッド１２が別の電極である場合には、左側のアルミニウムパッド１２に接続される配線１４と、右側のアルミニウムパッド１２に接続される配線１４が短絡しないパターンで形成される。
【００３１】
図８に示す工程では、表面側配線１４が施されたウェーハ５０の表面側を樹脂２０で封止する。半導体装置２は、ウェーハレベルにある状態で樹脂封止することができる。ウェーハ５０を樹脂封止することにより、塵や湿度から配線１４を保護し、半導体装置２の衝撃等に対する耐性を強化することができる。
【００３２】
図９に示す工程では、まず、ウェーハ５０の裏面側からダイシングラインに沿って、表面側の溝５２の底面５２ｂに達する裏面側の溝５８を形成する。この溝５８は、その底部５８ｂがダイシングライン上に位置しており、その側面５８ａは傾斜している。この側面５８ａの傾斜により、溝５８は底部５８ｂの面積が開口部の面積よりも小さいテーパ状に形成されている。溝５８は、その底部５８ｂがウェーハ５０の表面側から形成された溝５２の底部５２ｂと重なるように形成され、かつ、表面側から施された絶縁性のパッシベーション膜１０と配線１４を露出させるように形成される。溝５８は、ブレードダイシング法、ウェットエッチング法、ドライエッチング法等の手法により形成することができる。
次いで、ウェーハ５０の裏面側の導通領域４ｃを覆うように、裏面側電極２２が形成される。溝５８と裏面側電極２２については、例えば、裏面側全面に金属層を形成してから溝５８を形成することで、同じ工程で形成することができる。裏面側電極２２は、蒸着、スパッタリング、印刷、スピン塗布等の手法により形成することができる。
【００３３】
図１０に示す工程では、裏面側電極２２の周辺部の一部と、裏面側の溝５８の側面５８ａを覆うように、裏面側のパッシベーション膜１０を塗布する。溝５８の底部５８ｂ上の一部には、溝５２の側面５２ａを覆うパッシベーション膜１０が接触している。表面側のパッシベーション膜１０と裏面側のパッシベーション膜１０が連続し、パッシベーション膜１０が半導体基板４の側面の全体を覆う。
裏面側の溝５８の底部５８ｂには絶縁性のパッシベーション膜１０を塗布しない。あるいは、底部に塗布した絶縁性のパッシベーション膜１０をパターニングすることによって、底部５８ｂに塗布された絶縁材料を除去してもよい。
上記の工程で裏面側のパッシベーション膜１０を形成した後に、裏面側の配線１４を形成する。配線１４は、例えば、スパッタリング等の手法により形成することができる。配線１４は、裏面側のパッシベーション膜１０の外面において、表面側の溝５２の底面５２ｂに沿って形成された表面側の配線１４から裏面側の溝５８の側面５８ａに沿って伸び、裏面側電極２２の周辺部の一部を覆っている裏面側のパッシベーション膜１０の外面に達している。この結果、表面側のアルミニウムパッド１２に接続されており、半導体基板４の側面に形成されているパッシベーション膜１０の外面に沿って延び、裏面側電極２２の周辺部に形成されているパッシベーション膜１０の外面上にまで伸びている配線１４が形成される。
【００３４】
次いで、図１１に示す工程では、裏面側のパッシベーション膜１０で覆われていない範囲の裏面側電極２２の外面に中央はんだベース１８を形成し、パッシベーション膜１０が裏面側電極２２を覆っている範囲内に形成されている配線１４の外面に周辺はんだベース１６を形成する。すなわち、中央はんだベース１８は裏面側電極２２上に直接に接続固定され、周辺はんだベース１６は裏面側電極２２上のパッシベーション膜１０上に施された配線１４に接続固定される。この工程において、中央はんだベース１８は、図３の（ａ）〜（ｄ）に示したように、裏面側電極２２の中央領域からパッケージの外周に達するまで伸びている形成パターンで形成される。
【００３５】
周辺はんだベース１６と中央はんだベース１８が形成されると、図１２に示す工程において、中央はんだベース１８と周辺はんだベース１６の周囲に両者を絶縁する樹脂２０が充填される。ウェーハ５０の裏面側全体を樹脂封止することにより、中央はんだベース１８と周辺はんだベース１６を絶縁するとともに、塵や湿度から配線１４を保護し、半導体装置２の衝撃等に対する耐性を強化することができる。樹脂封止後は、周辺はんだベース１６と中央はんだベース１８が図３に示したような状態でパッケージの外部に露出している。
【００３６】
上記の一連の製造工程の後、樹脂封止されたシリコンウェーハ５０は、図５及び図９に示したダイシングラインに沿って個片化される。図１３に、個片化された後の半導体装置２を示す。本実施例の半導体装置２は、ウェーハレベルでパッケージングすることができる。また、個片化後の半導体装置２のパッケージサイズは、半導体基板４の大きさにほぼ等しい。小型の半導体装置を製造することができる。
本実施例の半導体装置２は、半導体基板４の側面５２ａの傾斜と側面５８ａの傾斜が稜線を形成している。この傾斜によって、表面側から裏面側に引き回されている配線１４に部分的な断線を招くことなく、配線１４を構成する導電性素材を半導体基板４の側面５２ａと側面５８ａ密着させることができる。
【００３７】
図１３に示すように、半導体装置２の裏面に露出している周辺はんだベース１６には、はんだボール２４を取り付けておくことができる。中央はんだベース１８には、はんだペースト２６を取り付けておくことができる。はんだ２４，２６は、図１２に示した状態、すなわち樹脂で封止したあとでダイシングする前のタイミングで、周辺はんだベース１６と中央はんだベース１８に取り付けておくことができる。
半導体装置２を基板３０に面実装する際には、はんだペースト２６が中央はんだベース１８の中央領域から該周方向へと濡れ広がり、ペースト内に生じた気泡は半導体装置２のパッケージ外周方向へ移動する。中央はんだベース１８の端をベントとして、ボイドの原因となるはんだペースト内の気泡を外部に逃がすことができる。
【００３８】
（半導体装置２のその他の実施形態）
本実施例の半導体装置２によると、表面をフェースアップした状態で基板３０に面実装することができる（図１を参照）。このため、フェースアップしている表面側にスタック用の上面はんだベースを設けることで、複数の半導体装置をスタックして容易にマルチチップ化することができる。図４に、半導体装置２に別の半導体装置４０をスタックして面実装した状態の断面図を示す。
下段の半導体装置２は、表面側にスタック用の上面はんだベース３２、３４を備えている。上面はんだベース３２は、半導体装置２の表面側に施されている配線１４上に形成されており、上段にスタックする別の半導体装置４０の周辺はんだベース４２と接続することができる。上面はんだベース３４は、半導体装置２の表面側のパッシベーション膜１０上に形成されており、別の半導体装置の中央はんだベース４４と接続することができる。
上段の半導体装置４０は、下段の半導体装置２と同様に、裏面側に周辺はんだベース４２と中央はんだベース４４を備えており、半導体基板４６の表面がフェースアップした状態で半導体装置２にスタックすることができる。周辺はんだベース４２にははんだボール３６が取り付けられており、中央はんだベース４４にははんだペースト３８が取り付けられている。上方の半導体装置４０は、はんだ３６，３８によって、下方の半導体装置２の上面はんだベース３２，３４に接続固定することで、半導体装置２の上に面実装することができる。
このマルチチップ化された半導体装置２，４０が基板３０に固定された状態で通電すると、半導体装置２と半導体装置４０には、周辺はんだベース１６，４２を介して、図４の（１）と（２）の矢印に示す方向に電気信号が伝達される。その一方で、半導体基板４と４６内に発生した熱は、中央はんだベース１８，４４を介して、図４の（３）と（４）の矢印に示す方向に伝熱される。
【００３９】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。例えば、上記の実施例では、ＷＬ−ＣＳＰを例にとって本発明の技術的特徴を説明したが、これはフリップチップ等のベア実装するＩＣチップであってもよい。
本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組み合わせによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項に記載の組み合わせに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】半導体装置２のＩ−Ｉ断面図を示す図。
【図２】半導体装置２の外観を示す図。
【図３】半導体装置２裏面の正面図を示す図。
【図４】半導体装置２と半導体装置４０のスタックモジュールを表わす図。
【図５】半導体装置２の製造過程の様子（１）を表わす図。
【図６】半導体装置２の製造過程の様子（２）を表わす図。
【図７】半導体装置２の製造過程の様子（３）を表わす図。
【図８】半導体装置２の製造過程の様子（４）を表わす図。
【図９】半導体装置２の製造過程の様子（５）を表わす図。
【図１０】半導体装置２の製造過程の様子（６）を表わす図。
【図１１】半導体装置２の製造過程の様子（７）を表わす図。
【図１２】半導体装置２の製造過程の様子（８）を表わす図。
【図１３】半導体装置２の製造過程の様子（９）を表わす図。
【符号の説明】
【００４１】
２，４０：半導体装置（ＷＬ−ＣＳＰ）
４，４６：半導体基板
８：絶縁膜
１０： パッシベーション膜
１２：アルミニウムパッド
１４：配線
１６，４２：周辺はんだベース
１８，４４：中央はんだベース
２０：樹脂
２２：裏面側電極
２４，２６，３６，３８：はんだ
２７，２８：基板側配線
３０：基板
３２，３４：上面はんだベース
５０：ウェーハ
５２，５８：溝
【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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