(57)【要約】　　　（修正有）【課題】先ダイシング法によって半導体チップに割れることなく分割することができるウエーハレベルパッケージの分割方法を提供する。【解決手段】半導体ウエーハ２１の表面に複数のストリート２２によって区画された複数の領域にそれぞれ回路が形成され、該各回路の表面に半田ボール２４が取り付けられたウエーハレベルパッケージを各回路毎の半導体チップに分割するウエーハレベルパッケージの分割方法であって、半導体ウエーハ２１の表面にストリート２２に沿って各半導体チップの仕上がり厚さに相当する深さの分割溝を形成した後に、半導体ウエーハの裏面を研削し分割溝を表出させる分割工程を実施する前に、半導体ウエーハの表面に半田ボールが埋設する程度の厚さで樹脂２５を被覆する樹脂被覆工程を実施する。【選択図】　　　　図４
2004119468.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体ウエーハの表面に複数のストリートによって区画された複数の領域にそれぞれ回路が形成され、該各回路の表面に半田ボールが取り付けられたウエーハレベルパッケージを各回路毎の半導体チップに分割するウエーハレベルパッケージの分割方法であって、
該半導体ウエーハの表面に該半田ボールが埋設する程度の厚さで樹脂を被覆する樹脂被覆工程と、
該半導体ウエーハの表面に該ストリートに沿って各半導体チップの仕上がり厚さに相当する深さの分割溝を形成する分割溝形成工程と、
該分割溝が形成された該半導体ウエーハの表面に保護部材を貼着する保護部材貼着工程と、
該保護部材を貼着した該半導体ウエーハの裏面を研削し分割溝を表出させて複数の半導体チップに分割する分割工程と、を含む、
ことを特徴とするウエーハレベルパッケージの分割方法。
【請求項２】
半導体ウエーハの表面に複数のストリートによって区画された複数の領域にそれぞれ回路が形成され、該各回路の表面に半田ボールが取り付けられたウエーハレベルパッケージを各回路毎の半導体チップに分割するウエーハレベルパッケージの分割方法であって、
該半導体ウエーハの表面に該ストリートに沿って各半導体チップの仕上がり厚さに相当する深さの分割溝を形成する分割溝形成工程と、
該半導体ウエーハの表面に該半田ボールが埋設する程度の厚さで樹脂を被覆する樹脂被覆工程と、
樹脂が被覆された該半導体ウエーハの表面に保護部材を貼着する保護部材貼着工程と、
該保護部材を貼着した該半導体ウエーハの裏面を研削し分割溝を表出させて複数の半導体チップに分割する分割工程と、を含む、
ことを特徴とするウエーハレベルパッケージの分割方法。
【請求項３】
該分割工程によって分割され該保護部材に貼着されれている該複数の半導体チップの裏面をピックアップ用フレームに装着された保護シートに貼着するとともに、該保護部材を該複数の半導体チップの表面から剥離する移し替え工程と、該保護シートに貼着された該複数の半導体チップの表面に被覆された樹脂を除去する樹脂除去工程とを含む、請求項１又は２記載のウエーハレベルパッケージの分割方法。
【請求項４】
該樹脂被覆工程によって該半導体ウエーハの表面に被覆される樹脂は水溶性樹脂である、請求項１又は２記載のウエーハレベルパッケージの分割方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウエーハの表面に複数のストリートによって区画された複数の領域にそれぞれ回路が形成され、各回路の表面に半田ボールが取付けられたウエーハレベルパッケージを各回路毎の半導体チップに分割するウエーハレベルパッケージの分割方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体デバイス製造工程においては、略円板形状である半導体ウエーハの表面に格子状に配列された多数の領域にＩＣ、ＬＳＩ等の回路を形成し、該回路が形成された各領域を所定のストリートといわれる切断ラインに沿ってダイシングすることにより個々の半導体チップを製造している。このようにして分割された半導体チップは、パッケージングされて携帯電話やパソコン等の電気機器に広く利用されている。半導体チップの放熱性を良好にするためは、半導体チップの厚さをできるだけ薄く形成することが望ましい。また、半導体素子を多数用いる携帯電話、スマートカード、パソコン等の小型化を可能にするためにも、半導体素子の厚さをできるだけ薄く形成することが望ましい。
【０００３】
半導体チップの厚さを薄くできる技術として、半導体ウエーハの裏面を研削する前に切削装置において表面から所定深さ（半導体チップの仕上がり厚さに相当する深さ）の切削溝を予め形成しておき、半導体ウエーハの裏面を研削装置により研削して切削溝を表出させることにより、個々の半導体チップに分割する所謂先ダイシング法が広く用いられている。なお、裏面が研削される半導体ウエーハはその表面に保護テープが貼着されているので、個々に分割された半導体チップはバラバラにはならず半導体ウエーハの状態が維持される。
【０００４】
一方、携帯電話やパソコン等の電気機器はより軽量化、小型化が求められており、半導体チップのパッケージもチップサイズパッケージ（ＣＳＰ）と称する小型化できるパッケージ技術が開発されている。ＣＳＰ技術の一つとして、表面に多数の回路が形成された半導体ウエーハの状態で各半導体チップを構成するボンディングパッドに半田ボールを取付け、ストリートに沿って分割した後にパッケージングすることなく配線基板（マザーボード）に直接組み込むことができるように構成したウエーハレベルパッケージと称する究極のＣＳＰ技術も実用に供されている。従って、ウエーハレベルパッケージを先ダイシング法によって半導体チップに分割できれば、所望の厚さの究極のＣＳＰを得ることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
而して、ウエーハレベルパッケージは、多数の回路が形成された半導体ウエーハの表面に半田ボールが取付けられており、この半田ボールの高さが８０〜２００μｍであるため、半導体ウエーハの表面側は半田ボールによって支持されることになる。この結果、半導体ウエーハの裏面に作用する研削荷重を半田ボールで受けることになり、半導体ウエーハの裏面が研削されてその厚さが薄くなると半導体ウエーハが割れるという問題がある。
【０００６】
本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術課題は、先ダイシング法によって半導体チップに割れることなく分割することができるウエーハレベルパッケージの分割方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、半導体ウエーハの表面に複数のストリートによって区画された複数の領域にそれぞれ回路が形成され、該各回路の表面に半田ボールが取り付けられたウエーハレベルパッケージを各回路毎の半導体チップに分割するウエーハレベルパッケージの分割方法であって、該半導体ウエーハの表面に該半田ボールが埋設する程度の厚さで樹脂を被覆する樹脂被覆工程と、
該半導体ウエーハの表面に該ストリートに沿って各半導体チップの仕上がり厚さに相当する深さの分割溝を形成する分割溝形成工程と、
該分割溝が形成された該半導体ウエーハの表面に保護部材を貼着する保護部材貼着工程と、
該保護部材を貼着した該半導体ウエーハの裏面を研削し分割溝を表出させて複数の半導体チップに分割する分割工程と、を含む、
ことを特徴とするウエーハレベルパッケージの分割方法が提供される。
【０００８】
また、本発明によれば、半導体ウエーハの表面に複数のストリートによって区画された複数の領域にそれぞれ回路が形成され、該各回路の表面に半田ボールが取り付けられたウエーハレベルパッケージを各回路毎の半導体チップに分割するウエーハレベルパッケージの分割方法であって、
該半導体ウエーハの表面に該ストリートに沿って各半導体チップの仕上がり厚さに相当する深さの分割溝を形成する分割溝形成工程と、
該半導体ウエーハの表面に該半田ボールが埋設する程度の厚さで樹脂を被覆する樹脂被覆工程と、
樹脂が被覆された該半導体ウエーハの表面に保護部材を貼着する保護部材貼着工程と、
該保護部材を貼着した該半導体ウエーハの裏面を研削し分割溝を表出させて複数の半導体チップに分割する分割工程と、を含む、
ことを特徴とするウエーハレベルパッケージの分割方法が提供される。
【０００９】
また、本発明によれば、上記分割工程によって分割され保護部材に貼着されれている複数の半導体チップの裏面をピックアップ用フレームに装着された保護シートに貼着するとともに、保護部材を複数の半導体チップの表面から剥離する移し替え工程と、保護シートに貼着された複数の半導体チップの表面に被覆された樹脂を除去する樹脂除去工程とを含む、ウエーハレベルパッケージの分割方法が提供される。
上記樹脂被覆工程によって半導体ウエーハの表面に被覆される樹脂は水溶性樹脂であることが望ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明によるウエーハレベルパッケージの分割方法の実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
【００１１】
図１は本発明に従って加工されるウエーハレベルパッケージを示す斜視図で、図２は一部を拡大して示す断面図である。図１および図２に示すウエーハレベルパッケージ２は、シリコン等によって形成された半導体ウエーハ２１と、その表面に複数のストリート２２によって区画された複数の領域にそれぞれ形成された回路２３と、各回路のボンディングパッドに取り付けられた複数個の半田ボール２４とによって構成されている。なお、半導体ウエーハ２１の厚さは５００μｍ程度に形成されており、半田ボール２４の高さは８０〜２００μｍに形成されている。
【００１２】
上述したウエーハレベルパッケージ２を個々の半導体チップに分割する第１の実施形態について、図３乃至図１０を参照して説明する。
第１の実施形態においては、先ず上記ウエーハレベルパッケージ２を構成する半導体ウエーハ２１の表面に半田ボール２４が埋設する程度の厚さで樹脂を被覆する（樹脂被覆工程）。具体的には、図３に示すようにスピンコーター３によって半導体ウエーハ２１の表面に樹脂を被覆する。即ち、スピンコーター３は、吸引保持手段を備えたチャックテーブル３１と、該チャックテーブル３１の中心部上方に配置されたノズル３２を具備している。このスピンコーター３のチャックテーブル３１上にウエーハレベルパッケージ２を構成する半導体ウエーハ２１を表面を上側にして載置し、チャックテーブル３１を回転しつつノズル３２から液状の樹脂を半導体ウエーハ２１の表面中心部に滴下することにより、液状の樹脂が遠心力によって外周部まで流動し半導体ウエーハ２１の表面を被覆する。そして、半導体ウエーハ２１の表面を被覆した樹脂を所定の温度で加熱することにより、樹脂が硬化して図４に示すように半導体ウエーハ２１の表面に半田ボール２４を埋設する程度の厚さの被覆層２５を形成することができる。なお、半導体ウエーハ２１の表面を被覆する樹脂としては水溶性のレジストが望ましく、例えば東京応化工業株式会社が提供する商品名：ＴＰＦが好都合である。
【００１３】
上述した樹脂被覆工程によって半導体ウエーハ２１の表面に被覆層２５を形成を形成したら、半導体ウエーハ２１の表面にストリート２２に沿って各半導体チップの仕上がり厚さに相当する深さの分割溝を形成する（分割溝形成工程）。この分割溝形成工程は、図５に示すようにダイシング装置として一般に用いられている切削装置４を用いることができる。即ち、切削装置４は、吸引保持手段を備えたチャックテーブル４１と、切削ブレード４２１を備えて切削手段４２を具備している。この切削装置４のチャックテーブル４１上に被覆層２５が形成された半導体ウエーハ２１を表面を上にして保持し、切削手段４２の切削ブレード４２１を回転しつつチャックテーブル４１を矢印Ｘで示す方向に切削送りすることによって、図６に示すようにストリート２２に沿って分割溝２６を形成する。この分割溝２６は、分割された各半導体チップの仕上がり厚さに相当する深さに設定されている。
【００１４】
上述した分割溝形成工程により半導体ウエーハ２１の表面にストリート２２に沿って分割溝２６を形成したら、図７の（ａ）に示すように半導体ウエーハ２１の表裏を反転し、図７の（ｂ）に示すように表面側（回路２３が形成されている側）に研削用の保護部材５を装着する（保護部材貼着工程）。
【００１５】
次に、上述したように表面に保護部材５を装着した半導体ウエーハ２１の裏面を研削し分割溝２６を表出させて個々の半導体チップに分割する（分割工程）。この分割工程は、図８に示すようにチャックテーブル６１と研削砥石６２１を備えた研削手段６２を具備する研削装置６によって行われる。即ち、チャックテーブル６１上に半導体ウエーハ２１を裏面を上にして保持し、例えば、チャックテーブル６１を３００ｒｐｍで回転しつつ、研削手段６２の研削砥石６２を６０００ｒｐｍで回転せしめて半導体ウエーハ２１の裏面に接触することにより研削する。そして、図９に示すように分割溝２６が表出するまで研削すると、半導体ウエーハ２１は個々の半導体チップ２０に分割される。なお、半導体ウエーハ２１の表面に設けられた半田ボール２４は被覆層２５によって埋設されているので、半田ボール２４の影響を受けることなく半導体ウエーハ２１の裏面を研削できるため、研削荷重が作用しても半導体ウエーハ２１が割れることはない。
【００１６】
上述した分割工程によって半導体ウエーハ２１を個々の半導体チップ２０に分割したならば、保護部材５に貼着され個々の半導体チップ２０の裏面をピックアップ用フレームに装着された保護シートに貼着するとともに、保護部材５を各半導体チップ２０の表面から剥離する（移し替え工程）。即ち、図１０の（ａ）に示すように、保護部材５およびこれに貼着され半導体チップ２０の上下を反転し、半導体チップ２０の表面をピックアップ用フレーム７に装着された保護シート７１に貼着する。そして、図１０の（ｂ）に示すように半導体チップ２０の裏面に貼着されている保護部材５を剥離する。この結果、図１０の（ｃ）に示すように、ピックアップ用フレーム７の保護シート７１に貼着された半導体チップ２０は、表面側が上側となる。
【００１７】
次に、ピックアップ用フレーム７の保護シート７１に貼着された半導体チップ２０の表面に被覆された樹脂（被覆層２５）を除去する（樹脂除去工程）。なお、図示の実施形態においては、半導体チップ２０の表面に被覆された樹脂（被覆層２５）は水溶性のレジストによって形成されているので、特に溶剤を使用することなく水によって洗い流すことができる。このように樹脂除去工程を実施することにより、図１１の（ａ）および図１１の（ｂ）に示すように表面に被覆された樹脂（被覆層２５）が除去された半導体チップ２０を得ることができる。
【００１８】
次に、上述したウエーハレベルパッケージ２を個々の半導体チップに分割する第２の実施形態について、図１２を参照して説明する。
第２の実施形態においては、先ず上記ウエーハレベルパッケージ２を構成する半導体ウエーハ２１の表面にストリート２２に沿って各半導体チップの仕上がり厚さ（例えば、５０μｍ）に相当する深さの分割溝を形成する分割溝形成工程を実施する。この分割工程は、上述したように切削装置４によって行われる。この結果、図１２の（ａ）に示すように半導体ウエーハ２１にはその表面から分割された各半導体チップの仕上がり厚さに相当する深さの分割溝２６が形成される。
【００１９】
上述した分割溝形成工程により半導体ウエーハ２１の表面にストリート２２に沿って分割溝２６を形成したならば、半導体ウエーハ２１の表面に半田ボール２４を埋設する程度の厚さで樹脂を被覆する樹脂被覆工程を実施する。この樹脂被覆工程は、上述したようにスピンコーター３によって行われる。この結果、図１２の（ｂ）に示すように半導体ウエーハ２１の表面に半田ボール２４が埋設する程度の厚さの被覆層２５を形成することができる。このとき、樹脂は図１２の（ｂ）に示すように分割溝形成工程によって形成された分割溝２６にも充填される。
【００２０】
次に、樹脂が被覆された半導体ウエーハ２１の表面に研削用の保護部材５を装着する保護部材貼着工程を実施する。この保護部材貼着工程は、上述した第１の実施形態と同様に行われる。この結果、図１２の（ｃ）に示すように半導体ウエーハ２１の回路２３が形成されている側の表面に研削用の保護部材５を装着する。
【００２１】
保護部材貼着工程によって半導体ウエーハ２１の表面に保護部材５を装着したならば、半導体ウエーハ２１の裏面を研削し分割溝２６を表出させて個々の半導体チップに分割する分割工程を実施する。この分割工程は、上述したように研削装置６によって行われる。この結果、図１２の（ｄ）に示すように半導体ウエーハ２１は個々の半導体チップ２０に分割される。なお、この実施形態においては分割工程を実施した状態において、個々の半導体チップ２０の表面は樹脂による被覆層２５によって接続されており、分割溝２６には樹脂が充填されている。このように、分割工程を実施する状態においては分割溝２６には樹脂が充填されているので、研削砥石６２１が分割溝２６に至っても、段差がなく半導体チップ２０の角部にダメージを与えることがない。
【００２２】
上述した分割工程によって半導体ウエーハ２１を個々の半導体チップ２０に分割したならば、保護部材５に貼着され個々の半導体チップ２０の裏面をピックアップ用フレームに装着された保護シートに貼着するとともに、保護部材５を各半導体チップ２０の表面から剥離する移し替え工程を実施する。この移し替え工程は、上述した第１の実施形態の移し替え工程と同様に行われる。この結果、図１２の（ｅ）に示すように表面が樹脂による被覆層２５によって接続されている半導体チップ２０は、ピックアップ用フレームの保護シート７１に表面を上側にして貼着される。
【００２３】
次に、ピックアップ用フレームの保護シート７１に貼着された半導体チップ２０の表面に被覆された樹脂（被覆層２５）を除去する樹脂除去工程を実施する。この樹脂除去工程は、上述した第１の実施形態の樹脂除去工程と同様に水によって樹脂（被覆層２５）を洗い流す。この結果、上記図１１の（ａ）および図１１の（ｂ）に示すように表面に被覆された樹脂（被覆層２５）が除去された半導体チップ２０が得られる。
【００２４】
【発明の効果】
本発明に係るウエーハレベルパッケージの分割方法によれば、半導体ウエーハの表面にストリートに沿って各半導体チップの仕上がり厚さに相当する深さの分割溝を形成した後に、半導体ウエーハの裏面を研削し分割溝を表出させる際には、半導体ウエーハの表面に設けられた半田ボールが樹脂によって埋設されているので、半田ボールの影響を受けることなく半導体ウエーハの裏面を研削できるため、研削荷重が作用しても半導体ウエーハが割れることはない。
また、本発明に係るウエーハレベルパッケージの分割方法によれば、分割溝には樹脂が充填されているので、分割工程において研削砥石が分割溝に至っても、段差がなく半導体チップの角部にダメージを与えることがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従って加工されるウエーハレベルパッケージを示す斜視図。
【図２】図１に示すウエーハレベルパッケージの一部を拡大して示す断面図。
【図３】本発明による分割方法における樹脂被覆工程の説明図。
【図４】樹脂被覆工程が実施されたウエーハレベルパッケージの一部を拡大して示す断面図。
【図５】本発明による分割方法における分割溝形成工程の説明図。
【図６】分割溝形成工程が実施されたウエーハレベルパッケージの一部を拡大して示す断面図。
【図７】本発明による分割方法における保護部材貼着工程の説明図。
【図８】本発明による分割方法における分割工程の説明図。
【図９】分割工程が実施されウエーハレベルパッケージが個々に分割された半導体チップの一部を拡大して示す断面図。
【図１０】本発明による分割方法における移し替え工程の説明図。
【図１１】本発明による分割方法における樹脂除去工程の説明図。
【図１２】本発明による分割方法の他の実施形態における各加工工程が実施されたウエーハレベルパッケージの一部を拡大して示す断面図。
【符号の説明】
２：半導体ウエーハ
２０：半導体チップ
２１：半導体ウエーハ
２２：ストリート
２３：回路
２４：半田ボール
２５：被覆層
２６：分割溝
３：スピンコーター
３１：スピンコーターのチャックテーブル
３２：スピンコーターのノズル
４：切削装置
４１：切削装置のチャックテーブル
４２：切削装置の切削手段
４２１：切削ブレード
５：保護部材
６：研削装置
６１：チャックテーブル
６２：研削手段
６２１：研削砥石
７：ピックアップ用フレーム
７１：保護シート
【図１】
2004119468.tif 000003
【図２】
2004119468.tif 000004
【図３】
2004119468.tif 000005
【図４】
2004119468.tif 000006
【図５】
2004119468.tif 000007
【図６】
2004119468.tif 000008
【図７】
2004119468.tif 000009
【図８】
2004119468.tif 000010
【図９】
2004119468.tif 000011
【図１０】
2004119468.tif 000012
【図１１】
2004119468.tif 000013
【図１２】
2004119468.tif 000014