(57)【要約】【課題】一方の面に外部接続端子を形成された半導体チップを有する半導体装置において、半導体チップの稜線部におけるチッピングの発生を抑制する。【解決手段】半導体チップ１０２の他方の面に保護層１０３が形成され、前記保護層の端部１０６の少なくとも一部が半導体チップの稜線部１０７よりも外側にある。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の面に外部接続端子が形成された半導体チップを有する半導体装置であって、
前記半導体チップの他方の面に保護層が形成され、
前記保護層の端部の少なくとも一部が前記半導体チップの稜線部よりも外側にある半導体装置。
【請求項２】
前記保護層がさらに前記半導体チップの稜線部を覆うように形成されている請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記半導体チップの一方の面に設けられたボンディングパッドと前記外部接続端子とが配線層を介して接続されている請求項１または２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記半導体チップのボンディングパッドと前記外部接続端子とが接続されている請求項１または２に記載の半導体装置。
【請求項５】
半導体ウエハを個片化して半導体装置を製造する方法であって、
前記半導体ウエハの一方の面に外部接続端子を形成する工程と、
前記半導体ウエハの他方の面に保護層を形成する工程と、
前記保護層を形成した半導体ウエハに、前記一方の面から、少なくとも前記半導体ウエハと前記保護層との界面に至る第１の溝を形成する工程と、
前記第１の溝の底面から、前記保護層を切断する第２の溝を形成する工程と、を有し、
前記第２の溝の幅が前記第１の溝の幅よりも狭い半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記第１の溝の底面から、前記保護層を切断する第２の溝を形成する工程の後に、
前記保護層の端部を外部接続端子が形成された方向に曲げる工程を有する請求項５に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項７】
前記保護膜を曲げる工程が熱処理により行なわれる請求項６に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項８】
前記第１の溝を形成する工程が、前記半導体ウエハを貫通し、前記保護層の途中まで行なわれる請求項５乃至７のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項９】
前記保護層を形成する工程が、保護層とダイシングテープが積層されたテープと、前記半導体ウエハの他方の面とを張り合わせることにより行なわれる請求項５乃至８のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
前記第１の溝または第２の溝を形成する工程を、ブレードダイシングまたはレーザダイシングにより行なう請求項５乃至９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、半導体装置およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子機器の小型化に伴い、ＷＬＢＧＡ（Wafer Level Ball Grid Array）等のように、一方の面に外部接続端子を有し、搭載される半導体チップの外形寸法とほぼ同じ外形寸法を有する半導体装置（半導体パッケージ）の開発が活発化している。なお、ＷＬＢＧＡは、他にWafer Level Chip Size Package等と称される場合もある。
【０００３】
このような半導体装置では、通常、半導体チップの一方の面（シリコン基板が形成されている面）は露出した構造となっている。そのため、例えば、検査工程、梱包工程でのハンドリング等により外力が加わると、半導体チップの稜線部に欠けや割れ等のチッピングを引き起こす場合がある。なお、本明細書では、半導体チップの一方の面の端部（例えば、図１の１０７）を稜線部と呼ぶ。当該チッピングにより発生したシリコン片は配線層や他の半導体チップに付着し、配線相互の短絡等、電気特性の悪化を引き起こし、不良の原因となる。
【０００４】
特許文献１には、このような問題を避けるための技術が開示されている。図１１に示すように、半導体装置１０は半導体チップ１１と封止樹脂１２を介して形成された外部接続端子１３からなる。半導体チップ１１の端部には面取り部１４が形成されている。面取り部１４を施すことにより、ハンドリングの際のチッピングの発生を抑制しようとするものである。
【０００５】
特許文献２は、課題は異なるものの、半導体装置全体の曲げ変形に対する強度向上を図るために、半導体チップ１１上であって、回路面１６に形成された外部接続端子１３と反対側に、当該半導体チップ１１と同じ面積の樹脂１５を設ける構成としている（図１２）。
【０００６】
【特許文献１】特開2006-80284号公報
【特許文献２】特開2001-230224号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記文献記載の従来技術は、以下の点で改善の余地を有していた。
【０００８】
特許文献１では、半導体チップ１１の端部に面取り部１４を設けているものの、半導体チップ１１の稜線部１７（本明細書では矢印が付されている当該２箇所も稜線部であるとする）は露出しているため、特に半導体装置の一方の面（シリコン基板形成面）からのハンドリング等の際に、当該部分に外力が加わることがあり、依然としてチッピングが発生する場合がある。特許文献２では、樹脂１５が半導体チップ１２上に形成されているため、当該樹脂１５により、ハンドリング時の外力が半導体チップ１２の上面に加わるのを抑制する効果はあると考えられる。しかしながら、構造上、チッピングが発生し易い半導体チップ１２の稜線部１７は露出しており、上記ハンドリング等の際には、当該部分に外力が加わる場合があるため、半導体チップのチッピングの抑制という観点では、なお改善の余地を有している。
【０００９】
以上のように、従来技術では、特に半導体チップの稜線部に対して、ハンドリング等の外力が加わったときのチッピングの発生を抑制することができなかった。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明によれば、一方の面に外部接続端子が形成された半導体チップを有する半導体装置であって、前記半導体チップの他方の面に保護層が形成され、前記保護層の端部の少なくとも一部が前記半導体チップの稜線部よりも外側にある半導体装置、が提供される。
【００１１】
また、本発明によれば、半導体ウエハを個片化して半導体装置を製造する方法であって、前記半導体ウエハの一方の面に外部接続端子を形成する工程と、前記半導体ウエハの他方の面に保護層を形成する工程と、前記保護層を形成した半導体ウエハに、前記一方の面から、少なくとも前記半導体ウエハと前記保護層との界面に至る第１の溝を形成する工程と、  前記第１の溝の底面から、前記保護層を切断する第２の溝を形成する工程と、を有し、前記第２の溝の幅が前記第１の溝の幅よりも狭い半導体装置の製造方法、が提供される。
【００１２】
本発明では、一方の面に外部接続端子が形成された半導体チップを有する半導体装置において、前記半導体チップの他方の面に形成された保護層の少なくとも一部が、前記半導体チップの稜線部よりも外側にある。よって、ハンドリング等の際に、半導体チップの稜線部がハンドリング用の治具等に直接触れることがなくなる。半導体チップの稜線部が保護されるため、チッピングの発生を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、一方の面に外部接続端子が形成された半導体チップを有する半導体装置において、半導体チップの稜線部におけるチッピングの発生が抑制された半導体装置およびその製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態を説明するための半導体装置の断面模式図である。また、図２は平面図である。
【００１５】
図１のように、半導体装置１０１は半導体チップ１０２、保護層１０３、配線層１０４、外部接続端子１０５からなる。図１、図２のように、保護層の端部１０６は、半導体チップの稜線部１０７よりも外側にある。保護層の突き出し量１２２には、特に制限は無いが、使用する半導体チップ１０２の厚さ程度以下とすることができる。例えば、後述するように７.５μｍ程度とすることができる。また、保護層１０３の厚さには、特に制限は無いが、半導体チップ１０２の厚さの１/２程度以下とすることができ、例えば５０μｍとすることができる。保護層１０３には、例えば樹脂層、テープ層等を用いることができる。
【００１６】
半導体装置１０１の一方の面（図１では下面）には、外部接続端子である半田ボール１０５が形成されている。半田ボール１０５は半導体チップ１０２の一方の面に形成された配線層１０４を介して半導体チップ１０２表面のボンディングパッド１０８と電気的に接続されている。配線層１０４は、図１のように、第１の絶縁層（ポリイミド）１０９、第２の絶縁層（樹脂）１１０、ＵＢＭ（Under Bump Metal）１１１、配線１１２、ポスト１１３を含む構造とすることができる。配線１１２、ポスト１１３にはＣｕを用いることができ、ＵＢＭ１１１にはＴｉ／Ｃｕの積層膜を用いることができる。本実施の形態では、配線層１０４を介して、半導体チップ１０２表面のボンディングパッド１０８と外部接続端子１０５を接続しているが、直接にボンディングパッド１０８と外部接続端子１０５を接続する構成とすることもできる。なお、図２は、保護層１０３の形成面からみた平面図である。図２では、保護層１０３と半導体チップ１０２のみを示し、他の配線層や半田ボール等の記載は省略している。
【００１７】
本実施の形態では、半導体チップ１０２の他方の面に形成された保護層の端部１０６が、半導体チップの稜線部１０７よりも外側にある。よって、半導体チップ１０２の他方の面からのハンドリング等の際に、半導体チップの稜線部１０７がハンドリング用の治具等（不図示）に直接触れることがない。半導体チップの稜線部１０７が保護されるため、チッピングの発生を抑制することができる。なお、本実施の形態では、図２に示すように、保護層１０３は半導体チップ１０２の四辺で外側に突出しているが、いずれか一辺、または任意の箇所（一部）のみ突出していてもよい。
【００１８】
次に、本実施の形態に係る半導体装置の製造方法について説明する。既知の製造方法により、図３に示すようなＷＬＢＧＡ１３０を作製する。図３は、外部接続端子１０５側からみた全体の平面図である。半導体ウエハ１３１上に外部接続端子１０５が形成され、個片化される半導体装置１０１がスクライブライン１３２で離間されている。
【００１９】
図４は、工程フローを示す断面模式図である。図４（a）は図３に示したＷＬＢＧＡ１３０の断面の一部を示したものである。半導体ウエハ１３１は、既知の方法により素子が形成されている。ＷＬＢＧＡ１３０は、半導体ウエハ１３１の一方の面に、既知の方法により、配線層１０４を形成し、当該配線層１０４を介して外部接続端子（半田ボール）１０５を形成する。
【００２０】
次に、図４（ｂ）に示すように、半導体ウエハ１０４の他方の面に保護層１０３を形成する。保護層は、例えば、樹脂層を塗布したり、テープ層を貼り付けることによって形成される。なお、本実施の形態では、外部接続端子１０５を形成した後に保護層１０３を形成したが、これとは逆に、半導体ウエハの他方の面に保護層１０３を形成した後に、一方の面に外部接続端子１０５を形成してもよい。
【００２１】
図４（ｃ）に示すように、ＷＬＢＧＡ１３０は、ダイシングを行うために、外部接続端子１０５を上にしてダイシングテープ１１４上に貼り付けられる。本実施の形態では、ＷＬＢＧＡ１３０の個片化は、ブレード１１５を用いて行なわれる。
【００２２】
図４（ｄ）、図４（e）は、ダイシング工程を説明するために、図４（ｃ）で丸１２７を付したダイシング部分を拡大したものである。まず、図４（ｄ）に示すように、第１のブレード１１５を用い、半導体ウエハ１３１の一方の面（外部接続端子１０５の形成面）から、第１の溝１２５を形成する。第１の溝１２５は、半導体ウエハ１３１と保護層１０３の界面まで形成される。
【００２３】
次に、図４（ｅ）に示すように、第１の溝１２５の底面の中央から、第２のブレード１１６を用いて、保護層１０３を切断する第２の溝１２１を形成する。ここで、第２のブレード１１６の幅は第１のブレード１１５の幅よりも狭いものを用いる。すなわち、第２の溝１２６の幅は、第１の溝１２５の幅よりも狭い。半導体チップ１０２稜線部からの保護層１０３の突き出し量は、第１の溝１２５と第２の溝１２６の幅の差によって決まるため、これらを任意に選択し、所定の値になるように調整することができる。その後、図４（ｆ）に示すように、個片化された半導体装置１０１をダイシングシート１１４からはがし、ピックアップする。
【００２４】
図５はダイシング工程の詳細を示した模式図であり、保護層１０３の半導体チップ１０２の稜線部からの突き出し量を、７.５μｍに設計する場合の実施例を示すものである。図５（a）は第１のブレードを用いた第１の溝を形成する工程、図５（ｂ）は第２のブレードを用いた第２の溝を形成する工程、図５（ｃ）はダイシング工程後の断面模式図である。図５（ｄ）は、ＷＬＢＧＡのスクライブライン交差部の平面図を示したものである。
【００２５】
図５(a)に示すように、８０μｍのスクライブライン幅１１９の中央を狙って、ブレード幅１１７が５０μｍの第１のブレード１１５を用い、外部接続端子１０５が形成された面から、半導体ウエハ１３１と保護層１０３の界面まで第１の溝１２５を形成する。この場合、ブレード１１５の側面には微小な砥石（不図示）が設けられているため、ダイシング後の第１の溝の幅１２０はブレード幅よりもやや広がり、約５５μｍとなる（図５（ｂ））。次に、図５（ｂ）に示すように、ブレード幅１１８が３５μｍの第２のダイシンググレード１１６を用い、第１の溝１２５の底面から、保護層１０３を切断する第２の溝１２６を形成する。この場合も、ブレード側面の砥石(不図示)のため、第２の溝の幅１２１はやや広がり、約４０μｍとなる（図５（ｃ））。図５（ｃ）はダインシング工程後の断面である。このようにして、第１の溝１２５と第２の溝１２６の幅の差により、設計寸法の７．５μｍの突き出し量１２２を有する半導体装置を得ることができる。
【００２６】
図５（ｄ）は、ピックアップ前の個片化された半導体装置１０１の平面図である。保護層１０３は、半導体チップ１０２の稜線部１０７よりも、７．５μｍ（１２２）外側（スクライブライン側）に突出している。
【００２７】
このような方法により製造した半導体装置１０１は図１に示した構造となり、半導体チップの他方の面に形成された保護層が、前記半導体チップの稜線部よりも外側にあるため、ハンドリング等の際に、半導体チップの稜線部がハンドリング用の治具等に直接触れることがなくなる。半導体チップの稜線部が保護されるため、ここから発生するチッピングを抑制することができる。
【００２８】
（第２の実施の形態）
本実施の形態は、保護層の端部１０６の突き出し形態が異なる点で、他の実施の形態と異なる。
【００２９】
図６は、第２の実施の形態に係る半導体装置の断面模式図である。半導体チップ１０２の保護層の端部１０６の一部が半導体チップの稜線部１０７の外側にある点で、第１の実施の形態（図１）と異なる。保護層１０３の一部が半導体チップの稜線部１０７の外側にあるため、第１の実施の形態と同様な効果を有する。
【００３０】
図７は、第２の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面模式図である。
【００３１】
図７（a）に示すように、既知の製造方法により、従来のＷＬＢＧＡ１３０を作製する。ＷＬＢＧＡ１３０は半導体ウエハ１３１の一方の面に配線層１０４を介して、外部接続端子（半田ボール）１０５が形成されている。
【００３２】
次に、図７（ｂ）に示すように、半導体ウエハ１３１の他方の面に保護層１０３を形成する。図７（ｃ）に示すように、保護層１０３の表面にダイシングテープ１１４を貼り付け、ブレード１１５により、ＷＬＢＧＡ１３０を個片化する。
【００３３】
図７（ｄ）、図７（e）は、ダイシング工程を説明するために、図７（ｃ）で丸１２７を付したダイシング部分を拡大したものである。まず、図７（ｄ）に示すように、第１のブレード１１５を用い、半導体ウエハ１３１の一方の面（外部接続端子１０５の形成面）から、第１の溝１２５を形成する。第１の溝１２５は、半導体ウエハ１３１を貫通し、保護層１０３の途中まで形成される。このときの保護層の残膜が突出し部の厚さに対応するため、所定の厚さになるように、第１の溝１２５の深さを、適宜、調整することができる。
【００３４】
次に、図７（ｅ）に示すように、第２のブレード１１６を用い、第１の溝１２５の底面の中央から、保護層１０３を切断する第２の溝１２６を形成する。ここで、第２のブレード１１６の幅は第１のブレード１１５の幅よりも狭いものを用いる。すなわち、第２の溝１２６の幅は、第１の溝１２５の幅よりも狭い。半導体チップ１０２稜線部からの保護層１０３の突き出し量は、第１の溝１２５と第２の溝１２６の幅の差によって決まるため、これらを任意に選択し、所定の値になるように調整することができる。その後、図７（ｆ）のように、個片化された半導体装置１０１をダイシングシート１１４からはがし、ピックアップする。
【００３５】
このような方法により製造した半導体装置１０１は図６に示した構造となり、チッピングを抑制する効果を有する。
【００３６】
（第３の実施の形態）
本実施の形態は、保護層が半導体チップの稜線部を覆うように形成されている点で、他の実施の形態と異なる。
【００３７】
第１の実施の形態、または第２の実施の形態において示した半導体装置１０１（図１、図６）に対し、例えば、保護層１０３の端部に熱処理を加えることにより、保護層１０３を半導体チップ１０２の稜線部１０７を覆うように形成することができる。
【００３８】
熱処理の条件によって、図８に示すように、保護層１０３を半導体チップ１０２の稜線部１０７を覆いながら、半導体装置１０１の外部接続端子１０５が形成された方向に曲げることができる。
【００３９】
また、図９に示すように、赤外線加熱等（不図示）により、保護層１０３の端部を局所的に過熱し、溶解させ、保護層１０３を半導体チップ１０２の稜線部１０７を覆いながら、側面に接触させる構成とすることもできる。
【００４０】
本実施の形態によれば、半導体チップ１０２の稜線部１０７が保護層１０３によって覆われるため、より効果的にチッピングの発生を抑制することができる。
【００４１】
（第４の実施の形態）
本実施の形態は、保護層の形成方法が異なる点において、他の実施の形態と異なる。
【００４２】
図１０は、第４の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を示す工程断面の模式図である。
【００４３】
図１０（a）に示すように、既知の製造方法により、例えば、従来のＷＬＢＧＡ１３０を作製する。ＷＬＢＧＡ１３０は半導体ウエハ１３１の一方の面に配線層１０４を介して、外部接続端子（半田ボール）１０５が形成されている。
【００４４】
次に、保護層とダイシングテープが積層されたダイシングテープ（２層構造）１２４を用い、図１０（ｂ）に示すように、半導体ウエハ１３１の他方の面と当該ダイシングテープの保護層が形成された面とを貼り付ける。
【００４５】
図１０（ｃ）に示すように、本実施の形態では、ブレード１１５を用いて、ＷＬＢＧＡ１３０を個片化する。図１０（ｄ）、図１０（e）は、切断工程を説明するために、図１０（ｃ）で丸１２７を付したダイシング部分を拡大したものである。
【００４６】
まず、図１０（ｄ）に示すように、第１のブレード１１５を用い、半導体ウエハ１３１の一方の面（外部接続端子１０５の形成面）から、第１の溝１２５を形成する。第１の溝１２５は、半導体ウエハ１３１と保護層１０４の界面まで形成される。
【００４７】
次に、図１０（ｅ）に示すように、第２のブレード１１６を用いて、第１の溝１２５の底面の中央から、保護層１０３を切断する第２の溝１２６を形成する。ここで、第２のブレード１１６は、その幅が第１のブレードの幅１１５よりも狭いものを用いる。すなわち、第２の溝１２６の幅は、第１の溝１２５の幅よりも狭い。半導体チップ１０２稜線部からの保護層１０３の突き出し量は、第１の溝１２５と第２の溝１２６の幅の差によって決まるため、これらを任意に選択し、所定の値になるように調整することができる。
【００４８】
その後、図１０(ｆ)に示すように、個片化された半導体装置１０１を保護層１０３とダイシングシート１１４の界面からはがし、ピックアップする。
【００４９】
なお、上記各実施の形態では、第１の溝と第２の溝をブレードダイシングにより形成する例について説明したが、ブレードダイシングに替えて、レーザを用いたレーザダイシングにより形成してもよい。また、第１の溝をブレードダイシングにより形成し、第２の溝をレーザダイシングにより形成する（あるいはその逆）等、２つの方法を複合的に用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の第１の実施に形態に係る半導体装置の断面模式図である。
【図２】本発明の第１の実施に形態に係る半導体装置の平面模式図である。
【図３】本発明の第1の実施に形態に係るＷＬＢＧＡの平面模式図である。
【図４】本発明の第1の実施に形態に係る工程フローの断面模式図である。
【図５】本発明の第１の実施に形態に係る工程フローの模式図である。
【図６】本発明の第２の実施に形態に係る半導体装置の断面模式図である。
【図７】本発明の第２の実施に形態に係る工程フローの断面模式図である。
【図８】本発明の第３の実施に形態に係る半導体装置の断面模式図である。
【図９】本発明の第３の実施に形態に係る半導体装置の断面模式図である。
【図１０】本発明の第４の実施の形態に係る工程フローの断面模式図である。
【図１１】本発明の従来技術を説明するための図である。
【図１２】本発明の従来技術を説明するための図である。
【符号の説明】
【００５１】
１０  半導体装置
１１  半導体チップ
１２  封止樹脂
１３  外部接続端子
１４  面取り部
１５  樹脂
１６  回路面
１７  稜線部
１０１  半導体装置
１０２  半導体チップ
１０３  保護層
１０４  配線層
１０５  外部接続端子（半田ボール）
１０６  端部
１０７  稜線部
１０８  ボンディングパッド
１０９  第１の絶縁層（ポリイミド）
１１０  第２の絶縁層（樹脂）
１１１  ＵＢＭ
１１２  配線
１１３  ポスト
１１４  ダイシングテープ
１１５  第１のブレード
１１６  第２のブレード
１１７  第１のブレード幅
１１８  第２のブレード幅
１１９  スクライブライン
１２０  第１の溝の幅
１２１  第２の溝の幅
１２２  保護層の突き出し量
１２４  保護層とダイシングテープが積層されたテープ
１２５  第１の溝
１２６  第２の溝
１２７  丸
１３０  ＷＬＢＧＡ
１３１  半導体ウエハ
１３２  スクライブライン
【図１】
2009099838.tif 000003
【図２】
2009099838.tif 000004
【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】
2009099838.tif 000009
【図８】
2009099838.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2009099838.tif 000013
【図１２】
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