JP2001094005A - 半導体装置及び半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【解決手段】半導体素子の両面に樹脂が形成された半導
体装置に於て、両面に形成された樹脂の樹脂厚の比を
０．２以上１以下とする。 【効果】 半導体装置に反りが生じない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置及びその製
造方法に関わるものであり、特にそのパッケージに関わ
るものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、半導体装置の高密度実装が進み、
チップサイズパッケージ等の半導体装置が注目を集めて
いる。このようなチップサイズパッケージ構造の半導体
装置の一例として、特願平１１−１０２５９９号には、
半導体素子と実装基板との熱膨張係数の差によって、半
導体装置と実装基板との接合部にクラックが生じてしま
うという問題を解決するために半導体素子の厚さを２０
０μｍ以下とし、半導体素子に対する樹脂の割合を大き
くしている。また、特開平８―６４７２５号には、チッ
プサイズパッケージに於て、半導体素子の回路形成面及
び回路形成面と反対側の面に封止樹脂を形成し、ウエハ
の反りを防止することについて開示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記の通り最近のチッ
プサイズパッケージ構造の半導体装置では、半導体素子
と実装基板との接合部のクラックを防止するために、半
導体素子の厚さを薄くして半導体素子に対する樹脂の割
合を大きくする方向にある。

【０００４】しかしながら半導体素子の厚さを２００μ
ｍ以下に薄くして樹脂の厚さに対する半導体素子の厚さ
の割合を小さくしてしまうと、半導体素子の回路形成面
側にしか樹脂が形成されていない場合、ウエハを分割す
ることによって得られる個々の半導体素子に於ても反り
が生じてしまう。

【０００５】この様に半導体素子に反りがあると、実装
基板に半導体装置の実装が良好に行えなくなってしまう
という問題が生じる。

【０００６】また特開平８―６４７２５号のように、半
導体ウエハ裏面を研削した後、樹脂封止する場合、ウエ
ハの厚さが２００μｍ以下の場合、ウエハの搬送時にウ
エハに破損が生じてしまうという問題がある。

【０００７】本発明の目的は、厚さが２００μｍ以下の
半導体素子を有するチップサイズパッケージ構造の半導
体装置に於て、実装基板への実装を良好に行うことので
きる半導体装置を提供することにある。

【０００８】また本発明の別の目的は、半導体素子の両
面に封止樹脂が形成されたチップサイズパッケージ構造
の半導体装置の製造方法に関し、特に半導体素子の厚さ
が２００μｍ以下といった薄い半導体装置の製造方法を
提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の半導体装置は、厚さが２００μｍ以下の半
導体素子と、前記半導体素子の回路形成面上に形成され
た突起電極と、前記突起電極の上面を露出させて、前記
回路形成面及び前記突起電極を封止する封止樹脂と、前
記半導体素子の回路形成面と反対側の面を封止する封止
樹脂とを有する半導体装置に於て、前記半導体素子の回
路形成面を封止する封止樹脂の厚さをＡとし、前記半導
体素子の回路形成面と反対側の面を封止する封止樹脂の
厚さをＢとすると、０．２≦Ａ／Ｂ≦１又は０．２≦Ｂ
／Ａ≦１を満たす。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１は本発明の第１の実施の形態
における半導体装置の構造を示す図である。以下図１を
用いて本発明の第１の実施の形態について説明する。半
導体素子１は２００μｍ以下、ここでは１５０μｍの厚
さを有している。半導体素子１の主面（回路形成面）上
には所定箇所にアルミ電極パッド２が形成されている。
また半導体素子１の主面上には、導電性の突起電極、例
えば銅のポスト３が形成されている。ポスト３の高さは
１００μｍである。またポスト３はアルミ電極パッド２
に銅の配線７を介して電気的に接続している。

【００１１】半導体素子１の主面及びポスト３は、ポス
ト３の上面を露出させて樹脂４によって封止されてい
る。樹脂４の厚さはポスト３と同様１００μｍである。
ここで樹脂４の厚さを１００μｍと厚く形成するのは、
実装基板に半導体装置を実装する際、樹脂によって半導
体素子に加わるストレスを緩和するためや半導体素子に
傷が生じるのを防ぐためである。樹脂４の表面に露出し
たポスト３の上に半田などによるバンプ電極５が形成さ
れている。半導体素子１の主面の反対側の裏面は樹脂６
によって封止されている。樹脂６の厚さは樹脂４と同様
１００μｍである。

【００１２】図７は本発明の第２の実施の形態の半導体
装置の構造を示す図である。図１と同一構成要素には同
一符号を付与し説明を省略する。図７では樹脂４の厚さ
は１００μｍであり、樹脂６の厚さは１００μｍであ
る。この実施の形態ではバンプ電極を形成しないもので
ある。

【００１３】図２は、主面及び裏面の両面上に封止樹脂
を形成した半導体素子の反り量を示した図である。図２
の横軸は半導体素子主面上の樹脂と裏面上の樹脂との樹
脂膜厚の比を示している。図２の縦軸は半導体素子の単
位長さ当たりの反り量を示している。

【００１４】図２のグラフに於て、半導体素子の厚さは
１５０μｍであり、樹脂膜厚比が０のとき、半導体素子
の主面側に形成される樹脂は１００μｍであり、半導体
素子裏面側に形成される樹脂は０μｍである。そして、
徐々に裏面樹脂厚を増していき、樹脂膜厚比が１．０の
とき、半導体素子の主面側に形成される樹脂と半導体素
子裏面側に形成される樹脂とは同一の厚さを有するもの
となる。

【００１５】図２を参照すると半導体素子主面上の樹脂
と裏面上の樹脂との樹脂厚の差を大きくすると半導体素
子の反りが大きくなってくるのが分かる。

【００１６】ここで半導体素子の主面上に形成される樹
脂厚をＡとし、裏面上に形成される樹脂厚をＢとする
と、０．２≦Ｂ／Ａ ≦１．０のときは半導体素子の反
り量が１．５μｍ／ｍｍより小さく、この程度の反り量
では半導体装置を実装基板に実装するは比較的容易であ
る。

【００１７】図２を参照するとＢ／Ａが０．２より小さ
くなると急激に半導体素子の反り量が増大しているのが
分かる。

【００１８】ここで１、５μｍ／ｍｍを超えた半導体素
子の反り量になると、半導体装置を実装基板に実装する
に際し、半導体装置のバンプのいずれかが実装基板に接
触しなくなり、半導体装置と実装基板との良好な接合が
できなくなってしまう、または、実装基板からのバンプ
の高さが異なることにより、接合部の抵抗に違いが生じ
てしまう。

【００１９】図３及び図４は本発明の第１又は第２の実
施の形態の半導体装置の製造方法を示す図である。

【００２０】図３及び図４を用いて第１の実施の形態の
半導体装置の製造方法について説明する。

【００２１】まず半導体ウエハ３０の主面（回路形成
面）上に電気メッキ等により、高さ約１００μｍのＣｕ
のポスト３１を形成する（図３―Ａ）。このポスト３１
はウエハ３０上に形成された電極パッド（図示していな
い）に電気的に接続されている。

【００２２】その後、半導体ウエハ３０の主面及びポス
ト３１を封止するため樹脂３２を充填する（図３―
Ｂ）。樹脂充填の方法はトランスファーモールド法、ポ
ッテイング法、印刷法等で行う。

【００２３】この段階の半導体ウエハ３０は、樹脂３２
の応力などによって反りが生じないような十分な厚さを
持っているものとする。

【００２４】次に樹脂３２に埋もれてしまっているポス
ト３１の上面が露出し、樹脂３２及びポスト３１の高さ
が１００μｍとなるまで、研磨刃３３によって樹脂３２
の表面を研磨する。（図３―Ｃ）その後、高速回転する
外周刃３４によって、樹脂３２を充填した面から溝３５
を形成する。この溝は後に個々の半導体装置に分割する
部分に形成される。

【００２５】この溝３５の深さは以下のように決定され
る。本実施の形態では半導体素子１の厚さを１５０μｍ
とするので、半導体ウエハ３０の部分には１５０μｍ以
上の溝を形成する。この実施の形態では半導体ウエハ３
０部分に２００μｍの溝を形成する。この工程で形成さ
れる溝３５の樹脂表面から底部までの深さは、樹脂厚＋
ウエハの溝の深さで１００＋２００＝３００μｍとなる
（ 図３―Ｄ）。

【００２６】その後、基板の樹脂形成面に研削テープ３
６を貼付する。この研削テープは紫外線を照射すること
によって、粘着力が落ち、簡単に剥がせるものである。

【００２７】研削テープ３６を研削ステージ（図示して
いない）に固定する（図４―Ａ）。研削ステージに固定
した状態でウエハ３０の裏面側の全面を研磨する。この
研磨は前工程で形成した溝３５の底部を超えて、ウエハ
３０の厚さが１５０μｍになるまで行う。

【００２８】ウエハ３０の裏面の研磨を溝の底部を超え
て行うことで、半導体ウエハは個々に分割される。つま
り研削テープ３６の上に個々に分割された半導体素子３
７が並ぶ状態となる（図４―Ｂ）。

【００２９】さらに、半導体素子の裏面上に樹脂３８を
形成する。樹脂の形成方法はトランスファーモールド
法、ポッテイング法、印刷法の他、テープ状のポリイミ
ド樹脂やエポキシ樹脂を貼付するという方法がある。
（図４―Ｃ） ここで研削テープ３６は封止後のキュア温度に絶えられ
るものを用いる。

【００３０】また図５に示されるような回路形成面側の
樹脂封止時における、半導体素子と主面面側の樹脂３２
との総厚と、図６に示されるような半導体素子裏面側の
樹脂封止時における、半導体素子と主面側の樹脂３２と
裏面側の樹脂３８と研削テープ３６との総厚とを等しく
することで、トランスファーモールド法により、樹脂３
２及び樹脂３８を形成する場合、同じ封止金型及び同一
封止条件で封止を行うことができる。

【００３１】その後、樹脂３８にマウントテープ３９が
貼られ、研削テープが除去された後、高速回転する外周
刃３４によって、先の溝３５に対応する樹脂３８部分を
スクライブする。（図４−Ｄ） その後、後工程へと供給される。

【００３２】後工程では必要に応じて、ポスト３１上に
バンプ電極などが形成される。

【００３３】本実施の形態では、まず十分に厚いウエハ
を樹脂で封止する。この段階ではウエハに反りなどが生
じる恐れはない。その後、樹脂側からウエハに溝を形成
する。この溝の底部を超えてウエハの裏面を全面研磨し
て個々に分離する。よってウエハの固定時の反りの問題
などが解消できる。

【００３４】また半導体ウエハ上に樹脂を形成した後、
ウエハを研削することによって個々の半導体素子に分割
しているので、樹脂が形成されていない薄い半導体ウエ
ハを搬送することによって半導体ウエハに破損が生じて
しまうという問題を除去できる。これによって本発明の
製造方法では、従来よりも半導体体素子の厚さを薄くし
た半導体装置の提供が可能となる。

【００３５】また最終的に半導体素子が薄くなっても、
半導体素子裏面にも樹脂が形成されるので、半導体装置
を実装基板に実装する場合にも、半導体装置に反りがな
いので良好な実装を行うことができる。

【００３６】

【発明の効果】本発明では、厚さの薄い２００μｍ以下
の半導体素子を有するチップサイズパッケージ構造の半
導体装置に於て、半導体装置の実装基板への実装を良好
に行うことが可能となる。また本発明の半導体装置の製
造方法によれば、半導体素子の両面に封止樹脂が形成さ
れたチップサイズパッケージ構造の半導体装置に於て、
半導体素子の厚さが薄い半導体装置を製造することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施の形態の半導体装置の構造を
示す図

【図２】半導体素子の反り量を示す図

【図３】本発明の第１又は第２の実施の形態の半導体装
置の製造方法を示す図

【図４】本発明の第１又は第２の実施の形態の半導体装
置の製造方法を示す図

【図５】主面樹脂封止時の半導体装置の構造を示す図

【図６】裏面樹脂封止時の半導体装置の構造を示す図

【図７】本発明の第２の実施の形態の半導体装置の構造
を示す図

【符号の説明】

１…半導体素子 ２…電極パッド ３…ポスト ４、６…樹脂 ７…配線

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 厚さが２００μｍ以下の半導体素子と、 前記半導体素子の回路形成面上に形成された突起電極
   と、 前記突起電極の上面を露出させて、前記回路形成面及び
   前記突起電極を封止する封止樹脂と、 前記半導体素子の回路形成面と反対側の面を封止する封
   止樹脂とを有する半導体装置に於て、前記半導体素子の
   回路形成面を封止する封止樹脂の厚さをＡとし、前記半
   導体素子の回路形成面と反対側の面を封止する封止樹脂
   の厚さをＢとすると、 ２≦Ａ／Ｂ≦１ 又は ２≦Ｂ／Ａ≦１ を満たすことを特徴とする半導体装置。
2. 【請求項２】 前記半導体素子の回路形成面を封止する
   封止樹脂の厚さは１００μｍ以下とすることを特徴とす
   る請求項１記載の半導体装置。
3. 【請求項３】 半導体ウエハの主面上に突起電極を形成
   する工程と、前記突起電極の上面を露出させて前記主面
   及び前記突起電極を第１の樹脂で封止する工程と、 前記第１の樹脂表面から前記ウエハの所定の深さに達す
   る溝を形成する工程と、 前記第１の樹脂表面にテープを貼付する工程と、 前記第１の樹脂表面に前記テープを貼付した状態で前記
   半導体ウエハの裏面を研磨し、前記半導体ウエハを個々
   の半導体チップに分割する工程と、 前記第１の樹脂表面に前記テープを貼付した状態で前記
   個々の半導体チップの前記研磨された面上に第２の樹脂
   を形成する工程と、 前記第２の樹脂をスクライブし、個々の半導体装置に分
   割する工程とを有することを特徴とする半導体装置の製
   造方法。
4. 【請求項４】 前記主面を樹脂封止するための金型と前
   記裏面を封止するための金型とは同一であることを特徴
   とする請求項３記載の半導体装置の製造方法。