JP2010238901A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 シリコン基板の側面を封止膜で覆い、下面を下層保護膜で覆った構造の半導体装置の製造に際し、シリコン基板の厚さをより一層薄くする。
【解決手段】 封止膜１１を形成した後に、半導体ウエハ２１の周辺部を除く底面側を回転研削砥石部３０を用いて研削して凹部３１を形成し、半導体ウエハ２１の周辺部を除く部分を薄くする。この場合、封止膜１１の存在および半導体ウエハ２１の周辺部の残存により、半導体ウエハ２１の厚さをより一層薄くしても、半導体ウエハ２１が割れにくいようにすることができ、ひいてはシリコン基板１の厚さをより一層薄くすることができる。例えば、シリコン基板１の厚さは２０〜３０μｍとかなり薄くすることができる。
【選択図】 図９

Description

この発明は半導体装置の製造方法に関する。

従来の半導体装置には、ＣＳＰ(Chip Size Package)と呼ばれるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。この半導体装置では、半導体基板上に設けられた絶縁膜の上面に複数の配線が設けられ、配線の接続パッド部上面に柱状電極が設けられ、配線を含む絶縁膜の上面に封止膜がその上面が柱状電極の上面と面一となるように設けられている。この場合、半導体基板の側面および下面を保護するために、半導体基板の側面を封止膜で覆い、下面を下層保護膜で覆っている。

特開２００１−１４４１２１号公報（図１５）

ところで、上記従来の半導体装置の製造方法では、まず、ウエハ状態の半導体基板（以下、半導体ウエハという）の上面側に、絶縁膜、配線および柱状電極が形成されたものを準備する。次に、半導体ウエハの下面を、ダイシングテープの上面に剥離層を介して設けられた下層保護膜の上面に貼り付ける。

次に、絶縁膜側から各半導体装置形成領域間にハーフカットにより下層保護膜の厚さ方向の中間位置まで達する所定幅の溝を形成する。この状態では、溝の形成により、半導体ウエハは個々の半導体基板に分離されている。次に、溝内およびその上方と配線および柱状電極を含む絶縁膜の上面に封止膜を形成する。次に、溝の幅方向中央部において封止膜および下層保護膜を切断する。

次に、柱状電極および封止膜の上面にサポートテープを貼り付ける。次に、ダイシングテープおよび剥離層を剥離し、下層保護膜をそのまま残存させる。次に、サポートテープを剥離する。かくして、半導体基板の側面を封止膜で覆い、下面を下層保護膜で覆った構造の半導体装置が得られる。

ところで、上記従来の半導体装置の製造方法では、半導体基板の厚さを薄くする場合には、半導体ウエハの下面を下層保護膜の上面に貼り付ける前に、半導体ウエハの下面を研削することになる。しかしながら、半導体ウエハの下面を研削するとき、その上面側に封止膜が形成されていないので、半導体ウエハの厚さを薄くし過ぎると、半導体ウエハが割れやすくなるため、半導体基板の厚さを薄くするのに限界があるという問題がある。

そこで、この発明は、半導体基板の厚さをより一層薄くすることができる半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、一面上に集積回路に接続された電極用接続パッド部および、該電極用接続パッド部に接続された外部接続用バンプ電極が形成された半導体ウエハの底面を研削し、該半導体ウエハの底面に下層保護膜を形成した後、個々の半導体装置に分離する半導体装置の製造方法において、前記半導体ウエハの周辺部を除く底面側を研削して凹部を形成して、前記半導体ウエハの周辺部を除く部分を薄くする工程と、前記凹部内に下層保護膜を形成する工程と、前記半導体ウエハの周辺部および前記下層保護膜を研削して、前記半導体ウエハの周辺部および前記下層保護膜を薄くする工程と、を有することを特徴とするものである。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記半導体ウエハの周辺部を除く部分を薄くする工程の前に、ダイシングストリートおよびその両側に対応する部分における前記半導体ウエハの一面側に溝を形成する工程と、前記外部接続用バンプ電極の周囲に封止膜を形成する工程を有することを特徴とするものである。
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記下層保護膜を薄くする工程の後、前記ダイシングストリートに沿って前記封止膜および前記下層保護膜を切断して、個々の半導体装置に分離する工程を有することを特徴とするものである。
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、前記外部接続用バンプ電極の周囲に封止膜を形成する工程の後に、前記外部接続用バンプ電極および前記封止膜上に第１の保護テープを貼り付ける工程を有し、前記半導体ウエハの周辺部を除く底面側を研削して凹部を形成する工程の後に、前記第１の保護テープを剥離する工程を有することを特徴とするものである。
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、前記凹部内に下層保護膜を形成する工程の後に、前記外部接続用バンプ電極および前記封止膜上に第２の保護テープを貼り付ける工程を有し、前記半導体ウエハの周辺部および前記下層保護膜を研削する工程の後に、前記第２の保護テープを剥離する工程を有することを特徴とするものである。
請求項６に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記凹部内に下層保護膜を形成する工程の後、前記半導体ウエハの周辺部および前記下層保護膜を薄くする工程の前に、ダイシングストリートおよびその両側に対応する部分における前記半導体ウエハの一面側に溝を形成する工程と、前記外部接続用バンプ電極の周囲に封止膜を形成する工程を有することを特徴とするものである。
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の発明において、前記半導体ウエハの周辺部および前記下層保護膜を薄くする工程の後、前記ダイシングストリートに沿って前記封止膜および前記下層保護膜を切断して、個々の半導体装置に分離する工程を有することを特徴とするものである。
請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の発明において、前記半導体ウエハの周辺部を除く底面側を研削して凹部を形成する工程の前に、前記電極用接続パッド部および前記外部接続用バンプ電極を含む前記絶縁膜上に第１の保護テープを貼り付ける工程を有し、前記半導体ウエハの周辺部を除く底面側を研削して凹部を形成する工程の後に、前記第１の保護テープを剥離する工程を有することを特徴とするものである。
請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の発明において、前記外部接続用バンプ電極の周囲に封止膜を形成する工程の後に、前記外部接続用バンプ電極および前記封止膜上に第２の保護テープを貼り付ける工程を有し、前記半導体ウエハの周辺部および前記下層保護膜を研削する工程の後に、前記第２の保護テープを剥離する工程を有することを特徴とするものである。
請求項１０に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記半導体ウエハの周辺部を除く底面側を研削して凹部を形成する工程は、前記半導体ウエハの周辺部の内側に配置された円板状の研削砥石部を自転させながら前記半導体ウエハの中心を中心にして公転させ、且つ、徐々に下降させる工程であることを特徴とするものである。
請求項１１に記載の発明は、請求項１０に記載の発明において、前記半導体ウエハの周辺部を除く底面側を研削して凹部を形成する工程は、前記半導体ウエハの周辺部を除く部分の厚さを２０〜３０μｍとする工程であることを特徴とするものである。
請求項１２に記載の発明は、請求項９に記載の発明において、前記溝の深さは、前記半導体基板の上面下において、前記半導体基板の厚さプラス３０〜５０μｍとすることを特徴とするものである。
請求項１３に記載の発明は、請求項１０に記載の発明において、前記半導体ウエハの周辺部の幅は２〜３ｍｍであることを特徴とするものである。
請求項１４に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記半導体ウエハの周辺部および前記下層保護膜を研削する工程は、一部を前記半導体ウエハの外側に配置された円板状の研削砥石部を自転させながら前記半導体ウエハの中心を中心にして公転させ、且つ、徐々に下降させる工程であることを特徴とするものである。
請求項１５に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記半導体ウエハの周辺部を除く底面側を研削して凹部を形成する工程の後に、前記凹部の内面に遮光膜を形成する工程を有することを特徴とするものである。
請求項１６に記載の発明は、請求項１４に記載の発明において、前記遮光膜は金属によって形成することを特徴とするものである。
請求項１７に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記半導体ウエハの一面上に絶縁膜を形成する工程を有し、前記電極用接続パッド部は、前記絶縁膜上に形成された配線の接続パッド部であることを特徴とするものである。

この発明によれば、半導体ウエハの周辺部を除く底面側を研削して凹部を形成して、半導体ウエハの周辺部を除く部分を薄くしているので、半導体ウエハの周辺部の残存により、半導体ウエハの厚さをより一層薄くしても、半導体ウエハが割れにくいようにすることができ、ひいては半導体基板の厚さをより一層薄くすることができる。

この発明の第１実施形態としての製造方法により製造された半導体装置の一例の断面図。 図１に示す半導体装置の製造方法の一例において、当初準備したものの断面図。 図２に続く工程の断面図。 図３に続く工程の断面図。 図４に続く工程の断面図。 図５に続く工程の断面図。 図６に続く工程の断面図。 図７に続く工程の断面図。 図８に続く工程の断面図。 図９に続く工程の断面図。 図１０に続く工程の断面図。 図１１に続く工程の断面図。 図１２に続く工程の断面図。 図１３に続く工程の断面図。 図１４に続く工程の断面図。 図１５に続く工程の断面図。 この発明の第２実施形態としての製造方法により製造された半導体装置の一例の断面図。 図１７に示す半導体装置の製造方法の一例において、所定の工程の断面図。 図１８に続く工程の断面図。 図１９に続く工程の断面図。 図２０に続く工程の断面図。 図２１に続く工程の断面図。 図２２に続く工程の断面図。 図２３に続く工程の断面図。 図２４に続く工程の断面図。 図２５に続く工程の断面図。 図２６に続く工程の断面図。 図２７に続く工程の断面図。 図２８に続く工程の断面図。 図２９に続く工程の断面図。 図３０に続く工程の断面図。 この発明の第３実施形態としての製造方法により製造された半導体装置の一例の断面図。 図３０に示す半導体装置の製造方法の一例において、所定の工程の断面図。

（第１実施形態）
図１はこの発明の第１実施形態としての製造方法により製造された半導体装置の一例の断面図を示す。この半導体装置は、一般的にはＣＳＰと呼ばれるものであり、シリコン基板（半導体基板）１を備えている。シリコン基板１の上面には所定の機能の集積回路を構成する素子、例えば、トランジスタ、ダイオード、抵抗、コンデンサ等の素子（図示せず）が形成され、その上面周辺部には、上記集積回路の各素子に接続されたアルミニウム系金属等からなる接続パッド２が設けられている。接続パッド２は２個のみを図示するが、実際にはシリコン基板１の上面周辺部に多数配列されている。

接続パッド２の中央部を除くシリコン基板１の上面には酸化シリコン等からなるパッシベーション膜（絶縁膜）３が設けられ、接続パッド２の中央部はパッシベーション膜３に設けられた開口部４を介して露出されている。パッシベーション膜３の上面にはポリイミド系樹脂等からなる保護膜（絶縁膜）５が設けられている。パッシベーション膜３の開口部４に対応する部分における保護膜５には開口部６が設けられている。

保護膜５の上面には配線７が設けられている。配線７は、保護膜５の上面に設けられた銅等からなる下地金属層８と、下地金属層８の上面に設けられた銅からなる上部金属層９との２層構造となっている。配線７の一端部は、保護膜５の開口部６およびパッシベーション膜３の開口部４を介して接続パッド２に接続されている。

配線７の接続パッド部（電極用接続パッド部）上面には銅からなる柱状電極（外部接続用バンプ電極）１０が設けられている。配線７を含む保護膜５の上面において柱状電極１０の周囲およびシリコン基板１、パッシベーション膜３、保護膜５の側面にはエポキシ系樹脂等からなる封止膜１１が設けられている。柱状電極１０は、その上面が封止膜１１の上面と面一乃至数μｍ低くなるように設けられている。柱状電極１０の上面には半田ボール１２が設けられている。

ここで、シリコン基板１、パッシベーション膜３および保護膜５の側面に設けられた封止膜１１の下面はシリコン基板１の下面と面一となっている。シリコン基板１の下面およびシリコン基板１、パッシベーション膜３および保護膜５の側面に設けられた封止膜１１の下面にはエポキシ系樹脂等からなる下層保護膜１３が設けられている。この状態では、シリコン基板１の側面は封止膜１１によって覆われ、シリコン基板１の下面および封止膜１１の下面は下層保護膜１３によって覆われている。

ここで、この半導体装置の厚さを示せば、限定する意味ではないが、シリコン基板１の下面から封止膜１１の上面までの厚さは１００μｍ程度であり、柱状電極１０の高さは５０μｍ程度であり、シリコン基板１の厚さは２０〜３０μｍのかなり薄いものとなっている。

次に、この半導体装置の製造方法の一例について説明する。まず、図２に示すように、ウエハ状態のシリコン基板（以下、半導体ウエハ２１という）上に、接続パッド２、パッシベーション膜３、保護膜５、下地金属層８および上部金属層９からなる２層構造の配線７および柱状電極１０が形成されたものを準備する。

この場合、市販されている半導体ウエハ２１の厚さは、図１に示すシリコン基板１の厚さ（２０〜３０μｍ）よりもかなり厚くなっている。例えば、半導体ウエハ２１の直径が３００ｍｍ（１２インチ）、２００ｍｍ（８インチ）であると、厚さは７７５μｍ程度、６７０μｍ程度とかなり厚くなっている。勿論、本発明は、市販品以外の半導体ウエハを用いて製造することができるものであり、半導体ウエハ２１の厚さも、以下に示す製造方法に適したものを採用することができるものであって、上記市販品の半導体ウエハ２１の厚さは、単なる参考である。ここで、図２において、符号２２で示す領域はダイシングストリートである。ダイシングストリート２２で囲まれた半導体装置形成領域は３個のみを図示するが、実際には半導体ウエハ２１の周辺部を除く領域の行方向および列方向に多数配列されている。

さて、図２に示すものを準備したら、次に、図３に示すように、ブレード２３を準備する。このブレード２３は円板状の砥石からなり、その刃先の断面形状は半円形状となっており、その厚さはダイシングストリート２２の幅よりもある程度厚くなっている。例えば、ブレード２３の厚さは３０〜６０μｍであり、その刃先の半円形状部の長さは１５〜３０μｍである。

そして、このブレード２３を用いて、ダイシングストリート２２およびその両側に対応する部分における保護膜５、パッシベーション膜３および半導体ウエハ２１に溝２４を形成する。この場合、半導体ウエハ２１の上面下における溝２４の深さは、図１に示すシリコン基板１の厚さとブレード２３の刃先の半円形状部の長さとの和よりもやや深く、例えばシリコン基板１の厚さ（２０〜３０μｍ）プラス３０〜５０μｍとする。

ここで、半導体ウエハ２１の直径が３００ｍｍ（１２インチ）、２００ｍｍ（８インチ）であると、当初の厚さは７７５μｍ程度、６７０μｍ程度であるのに対し、半導体ウエハ２１の上面下における溝２４の深さをシリコン基板１の厚さ（２０〜３０μｍ）プラス３０〜５０μｍとすると、半導体ウエハ２１の当初の厚さに対して溝２４の深さはかなり浅くなる。このように、溝２４の深さがかなり浅いと、溝２４を形成しても、半導体ウエハ２１が反りにくく、また強度が低下しにくいようにすることができる。

次に、図４に示すように、溝２４内およびその上方と配線７および柱状電極１０を含む保護膜５の上面に、エポキシ系樹脂等からなる熱硬化性樹脂をスピンコート法、スクリーン印刷法等により塗布し、硬化させることにより、封止膜１１をその厚さが柱状電極１０の高さよりも厚くなるように形成する。したがって、この状態では、柱状電極１０の上面は封止膜１１によって覆われている。

次に、封止膜１１の上面側を適宜に研削し、図５に示すように、柱状電極１０の上面を露出させ、且つ、この露出された柱状電極１０の上面を含む封止膜１１の上面を平坦化する。柱状電極１０の上面にバリや酸化膜が形成されている場合には、柱状電極１０の上面を数μｍエッチングして、これらを除去する。次に、図６に示すように、柱状電極１０および封止膜１１の上面に、基材フィルム２６の下面に粘着剤２７が設けられた第１の保護テープ２５を貼り付ける。

次に、図６に示すものの上下を反転して、図７に示すように、半導体ウエハ２１の底面（封止膜１１等が形成された面とは反対の面）を上に向ける。次に、図８に示すように、研削装置２８を準備する。この研削装置２８は、回転円板２９の下面に該回転円板２９よりもやや大きめの研削砥石部３０が設けられたものを有し、駆動手段（図示せず）の駆動により、回転円板２９と共に研削砥石部３０が回転されるようになっている。

そして、研削砥石部３０の下面を半導体ウエハ２１の底面に当接させる。この場合、研削砥石部３０の所定の周側面は半導体ウエハ２１の所定の周側面よりもやや内側（例えば２〜３ｍｍ内側）に位置させる。研削砥石部３０の直径は、余り小さいと、加工効率が低下するので、限定する意味ではないが、半導体ウエハ２１の直径、または、以下に説明するが、加工によって形成される溝３１の直径の１／４〜３／４程度が望ましい。

そして、回転円板２９と共に研削砥石部３０を自転させながら半導体ウエハ２１の中心を中心にして公転させ、且つ、予め設定された高さ位置（少なくとも溝２４の断面半円形状部の仮想下面）まで徐々に下降させると、図９に示すように、半導体ウエハ２１の周辺部を除く底面側および溝２４内に形成された封止膜１１が研削砥石部３０によって研削され、凹部３１が形成される。

凹部３１は、半導体ウエハ２１の厚さが、例えば２０〜３０μｍ程度となる深さに形成し、半導体ウエハ２１に形成された溝２４の半円形状部を超え、溝２４の直線状部の中間位置まで達するように形成する。この状態では、凹部３１の形成により、半導体ウエハ２１の周辺部を除いて、半導体ウエハ２１は個々のシリコン基板１に分離される。また、半導体ウエハ２１は、封止膜１１が充填された溝２４の直線状部の中間位置まで除去されるため、個々に分離されたシリコン基板１の側面は垂直な平面となる。

この場合、封止膜１１を形成し、半導体ウエハ２１の周辺部を除く底面側を研削して凹部３１を形成して、半導体ウエハ２１の周辺部を除く部分を薄くしているので、封止膜１１の存在および半導体ウエハ２１の周辺部の残存により、半導体ウエハ２１の厚さをより一層薄くしても、半導体ウエハ２１が割れにくいようにすることができ、ひいてはシリコン基板１の厚さをより一層薄くすることができる。すなわち、は半導体ウエハ２１の周辺部を除く部分つまりシリコン基板１の厚さは２０〜３０μｍとかなり薄くすることができる。溝３１の周囲に残存する半導体ウエハ２１の周辺部の幅は例えば２〜３ｍｍである。

ここで、半導体ウエハ２１には、その外周部に位置決め用のノッチが形成されたものと、オリエンテーションフラット部（外周形状が直線状となっている部分）を有するものとがある。ノッチが形成された半導体ウエハ２１の場合には、ノッチの半導体ウエハ２１の直径方向への長さが２ｍｍ未満であると、凹部３１を形成したとき、半導体ウエハ２１の周辺部の一部が欠けることはない。

一方、オリエンテーションフラット部を有する半導体ウエハ２１の場合には、半導体ウエハ２１の外周側面から凹部３１の内面までの厚さが余り薄いと、凹部３１を形成したとき、半導体ウエハ２１がオリエンテーションフラット部において、側面の一部が欠けることになるが、それでも半導体ウエハ２１が割れにくいようにすることができる。また、オリエンテーションフラット部を有する半導体ウエハ２１の場合でも、半導体ウエハ２１の外周側面から凹部３１の内面までの厚さを調整して、オリエンテーションフラット部においても、側面に欠けが生じないようにすることもできる。

次に、柱状電極１０および封止膜１１の下面から第１の保護テープ２５を剥離する。次に、図１０に示すように、凹部３１内におけるシリコン基板１の上面およびその周囲に形成された封止膜１１の上面に、エポキシ系樹脂等からなる熱硬化性樹脂を印刷法、ディスペンサ法等により塗布し、硬化させることにより、下層保護膜１３を形成する。この場合、下層保護膜１３の上面は、直ぐ後の工程で研削するので、半導体ウエハ２１の上面と面一、それよりも上側、下側のいずれであってもよい。

次に、図１１に示すように、柱状電極１０および封止膜１１の下面に、基材フィルム３３の上面に粘着剤３４が設けられた第２の保護テープ３２を貼り付ける。ここで、図９に示す第１の保護テープ２５を剥離し、下層保護膜１３を形成した後に、再度第２の保護テープ３２を貼り付けるのは、下層保護膜１３を硬化させて形成するとき、第１の保護テープ２５がそのときの硬化温度に耐えることができないからである。

次に、図１２に示すように、回転円板３５の下面に該回転円板３５よりもやや小さめの研削砥石部３６が設けられたものを準備する。そして、研削砥石部３６の下面を半導体ウエハ２１および下層保護膜１３の上面に当接させる。この場合、研削砥石部３６の所定の周側面は半導体ウエハ２１の所定の周側面よりもやや外側に位置させる。この場合も、研削砥石部３０の直径は、半導体ウエハ２１の直径の１／４〜３／４程度が望ましい。

そして、回転円板３５と共に研削砥石部３６を自転させながら半導体ウエハ２１の中心を中心にして公転させ、且つ、予め設定された高さ位置（残すべき下層保護膜１３の厚さに対応する高さ位置）まで徐々に下降させると、図１３に示すように、下層保護膜１３および半導体ウエハ２１が研削砥石部３６によって研削され、下層保護膜１３の厚さが予め設定された厚さとなる。

この場合、シリコンからなる半導体ウエハ２１と樹脂からなる下層保護膜１３とを同時に研削するため、研削砥石部３６の砥石としては、仕上げ時点でのメッシュサイズ♯３６０（平均粒径４０〜６０μｍ）〜♯１５００（平均粒径５〜１０μｍ）の砥石を用いる方が望ましい。これよりも細かい砥石では、樹脂の影響で砥粒が目詰まりしてしまい、研削加工ができなくなってしまい、好ましくない。一方、これよりも粗い砥石では、仕上がりが汚くなってしまい、好ましくない。

次に、柱状電極１０および封止膜１１の下面から第２の保護テープ３２を剥離する。次に、第２の保護テープ３２を剥離した後の図１３に示すものの上下を反転して、図１４に示すように、柱状電極１０および封止膜１１が形成された面側を上に向ける。次に、図１５に示すように、柱状電極１０の上面に半田ボール１２を形成する。次に、図１６に示すように、ダイシングストリート２２に沿って封止膜１１および下層保護膜１３を切断すると、図１に示す半導体装置が複数個得られる。

ところで、上記の半導体装置の製造方法では、図３に示すように、半導体ウエハ２１の上面側にハーフカットにより溝２４を形成した後に、図４に示すように、溝２４内およびその上方と配線７および柱状電極１０を含む保護膜５の上面に封止膜１１を形成しているので、すなわち、溝２４の形成により半導体ウエハ２１の強度がやや低下した状態において封止膜１１を形成しているので、エポキシ系樹脂等の熱硬化性樹脂からなる封止膜１１を硬化させて形成するとき、封止膜１１と半導体ウエハ２１との熱膨張係数差に起因して、半導体ウエハ２１が反りやすい。そこで、次に、エポキシ系樹脂等の熱硬化性樹脂からなる封止膜１１を硬化させて形成するとき、半導体ウエハ２１が反りにくいようにすることができる実施形態について説明する。

（第２実施形態）
図１７はこの発明の第２実施形態としての製造方法により製造された半導体装置の一例の断面図を示す。この半導体装置において、図１に示す半導体装置と異なる点は、シリコン基板１の下面のみに下層保護膜１３を設け、シリコン基板１、パッシベーション膜３、保護膜５および下層保護膜１３の側面を封止膜１１で覆った点である。この場合、シリコン基板１、パッシベーション膜３、保護膜５および下層保護膜１３の側面に設けられた封止膜１１の下面は下層保護膜１３の下面と面一となっている。

次に、この半導体装置の製造方法の一例について説明する。この場合、図２に示すものを準備した後に、図１８に示すように、配線７、柱状電極１０および保護膜５の上面に、基材フィルム４２の下面に粘着剤４３が設けられた第１の保護テープ４１を貼り付ける。次に、図１８に示すものの上下を反転して、図１９に示すように、半導体ウエハ２１の底面（封止膜１１等が形成された面とは反対の面）を上に向ける。

次に、図２０に示すように、図９に示す場合と同様の回転円板２９および研削砥石部３０を自転させながら半導体ウエハ２１の中心を中心にして公転させ、且つ、予め設定された高さ位置まで徐々に下降させると、半導体ウエハ２１の周辺部を除く底面側が研削砥石部３０によって研削され、凹部３１が形成される。

この場合、半導体ウエハ２１の周辺部を除く底面側を研削して凹部３１を形成して、半導体ウエハ２１の周辺部を除く部分を薄くしているので、半導体ウエハ２１の周辺部の残存により、半導体ウエハ２１の厚さをより一層薄くしても、半導体ウエハ２１が割れにくいようにすることができ、ひいては図１７に示すシリコン基板１の厚さをより一層薄くすることができる。すなわち、半導体ウエハ２１の周辺部を除く部分（シリコン基板１）の厚さは２０〜３０μｍとかなり薄くすることができる。溝３１の周囲に残存する半導体ウエハ２１の周辺部の幅は例えば２〜３ｍｍである。

次に、配線７、柱状電極１０および保護膜５の下面から第１の保護テープ４１を剥離する。次に、図２１に示すように、凹部３１内における半導体ウエハ２１の上面に、エポキシ系樹脂等からなる熱硬化性樹脂を印刷法、ディスペンサ法等により塗布し、硬化させることにより、下層保護膜１３を形成する。次に、必要に応じて、下層保護膜１３および半導体ウエハ２１の上面を軽く研削し、下層保護膜１３および半導体ウエハ２１の上面を平坦化する。次に、図２１に示すものの上下を反転して、図２２に示すように、柱状電極１０が形成された面側を上に向ける。

次に、図２３に示すように、図３に示す場合と同様のブレード２３を用いて、ダイシングストリート２２およびその両側に対応する部分における保護膜５、パッシベーション膜３、半導体ウエハ２１および下層保護膜１３に溝２４を形成する。この状態では、溝２４の形成により、半導体ウエハ２１はその周辺部を除いて個々のシリコン基板１に分離されている。この場合、シリコン基板１の上面下の溝２４の深さは、シリコン基板１の厚さとブレード２３の刃先の半円形状部の長さとの和よりもやや深く、例えばシリコン基板１の厚さ（２０〜３０μｍ）プラス３０〜５０μｍとする。

ここで、エポキシ系樹脂等の熱硬化性樹脂からなる下層保護膜１３を硬化させて形成した後に、ダイシングストリート２２およびその両側の部分における保護膜５、パッシベーション膜３、半導体ウエハ２１および下層保護膜１３に溝２４を形成しているので、すなわち、半導体ウエハ２１の上面側に強度低下の原因となる溝を形成しない状態において下層保護膜１３を硬化させて形成し、その後に半導体ウエハ２１の上面側に溝２４を形成しているので、エポキシ系樹脂等の熱硬化性樹脂からなる下層保護膜１３を硬化させて形成するとき、半導体ウエハ２１が反りにくいようにすることができる。

次に、図２４に示すように、溝２４内およびその上方と配線７および柱状電極１０を含む保護膜５の上面に、エポキシ系樹脂等からなる熱硬化性樹脂をスピンコート法、スクリーン印刷法等により塗布し、硬化させることにより、封止膜１１をその厚さが柱状電極１０の高さよりも厚くなるように形成する。したがって、この状態では、柱状電極１０の上面は封止膜１１によって覆われている。

この場合、シリコン基板１の下面にはエポキシ系樹脂等の熱硬化性樹脂からなる比較的厚い下層保護膜１３が既に形成されているので、シリコン基板１の上面側にエポキシ系樹脂等の熱硬化性樹脂からなる比較的薄い封止膜１１を硬化させて形成するとき、半導体ウエハ２１が反りにくいようにすることができる。ここで、下層保護膜１３の材料は封止膜１１の材料と同一である方が望ましい。

次に、封止膜１１の上面側を適宜に研削し、図２５に示すように、柱状電極１０の上面を露出させ、且つ、この露出された柱状電極１０の上面を含む封止膜１１の上面を平坦化する。柱状電極１０の上面にバリや酸化膜が形成されている場合には、柱状電極１０の上面を数μｍエッチングして、これらを除去する。次に、図２６に示すように、柱状電極１０および封止膜１１の上面に、基材フィルム４５の下面に粘着剤４６が設けられた第２の保護テープ４４を貼り付ける。

次に、図２６に示すものの上下を反転して、図２７に示すように、下層保護膜１３が形成された面側を上に向ける。次に、図２８に示すように、図１２に示す場合と同様の回転円板３５および研削砥石部３６を自転させながら半導体ウエハ２１の中心を中心にして公転させ、且つ、予め設定された高さ位置（残すべき下層保護膜１３の厚さに対応する高さ位置）まで徐々に下降させると、下層保護膜１３および半導体ウエハ２１が研削砥石部３６によって研削され、下層保護膜１３の厚さが予め設定された厚さとなる。

次に、柱状電極１０および封止膜１１の下面から第２の保護テープ４４を剥離する。次に、第２の保護テープ４４を剥離した後の図２８に示すものの上下を反転して、図２９に示すように、柱状電極１０および封止膜１１が形成された面側を上に向ける。次に、図３０に示すように、柱状電極１０の上面に半田ボール１２を形成する。次に、図３１に示すように、ダイシングストリート２２に沿って封止膜１１を切断すると、図１７に示す半導体装置が複数個得られる。

（第３実施形態）
図３２はこの発明の第３実施形態としての製造方法により製造された半導体装置の一例の断面図を示す。この半導体装置において、図１に示す半導体装置と異なる点は、シリコン基板１およびその周囲に設けられた封止膜１１の下面と下層保護膜１３との間に銅等の金属からなる遮光膜１４を設けた点である。遮光膜１４は、シリコン基板１の底面側からの光照射に起因する集積回路の誤動作を防止するためのものである。

次に、この半導体装置の製造方法の一例について説明する。この場合、図９に示す工程後に、図３３に示すように、凹部３１内におけるシリコン基板１の上面およびその周囲に形成された封止膜１１の上面、溝３１の内壁面および溝３１の外周部における半導体ウエハ２１の上面に、スパッタ法、真空蒸着法等により、銅等の金属からなる遮光膜１４を形成する。以下、上記第１実施形態の場合と同様の工程を経ると、図３２に示す半導体装置が複数個得られる。

なお、上記第２実施形態の場合においても、シリコン基板１と下層保護膜１３との間に遮光膜を設けることが可能である。その場合の製造方法は、図２０に示す工程後に、半導体ウエハ２１の上面全体に遮光膜を形成すればよい。この後、図２１〜図３０の工程を経ると、図１７を参照して説明するが、シリコン基板１と下層保護膜１３との間に両部材と同一の外形を有する遮光膜が設けられ、シリコン基板１、遮光膜および下層保護膜１３の外周側面が封止膜１１の側面で覆われた半導体装置が得られる。

１ シリコン基板
２ 接続パッド
３ パッシベーション膜
５ 保護膜
７ 配線
１０ 柱状電極
１１ 封止膜
１２ 半田ボール
１３ 下層保護膜
１４ 遮光膜
２１ 半導体ウエハ
２２ ダイシングストリート
２３ ブレード
２４ 溝
２５、４１ 第１の保護テープ
３０、３６ 研削砥石部
３１ 凹部
３２、４４ 第２の保護テープ

Claims (17)

1. 一面上に集積回路に接続された電極用接続パッド部および、該電極用接続パッド部に接続された外部接続用バンプ電極が形成された半導体ウエハの底面を研削し、該半導体ウエハの底面に下層保護膜を形成した後、個々の半導体装置に分離する半導体装置の製造方法において、
   前記半導体ウエハの周辺部を除く底面側を研削して凹部を形成して、前記半導体ウエハの周辺部を除く部分を薄くする工程と、
   前記凹部内に下層保護膜を形成する工程と、
   前記半導体ウエハの周辺部および前記下層保護膜を研削して、前記半導体ウエハの周辺部および前記下層保護膜を薄くする工程と、
   を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
2. 請求項１に記載の発明において、前記半導体ウエハの周辺部を除く部分を薄くする工程の前に、ダイシングストリートおよびその両側に対応する部分における前記半導体ウエハの一面側に溝を形成する工程と、前記外部接続用バンプ電極の周囲に封止膜を形成する工程を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
3. 請求項２に記載の発明において、前記下層保護膜を薄くする工程の後、前記ダイシングストリートに沿って前記封止膜および前記下層保護膜を切断して、個々の半導体装置に分離する工程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３に記載の発明において、前記外部接続用バンプ電極の周囲に封止膜を形成する工程の後に、前記外部接続用バンプ電極および前記封止膜上に第１の保護テープを貼り付ける工程を有し、前記半導体ウエハの周辺部を除く底面側を研削して凹部を形成する工程の後に、前記第１の保護テープを剥離する工程を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
5. 請求項４に記載の発明において、前記凹部内に下層保護膜を形成する工程の後に、前記外部接続用バンプ電極および前記封止膜上に第２の保護テープを貼り付ける工程を有し、前記半導体ウエハの周辺部および前記下層保護膜を研削する工程の後に、前記第２の保護テープを剥離する工程を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
6. 請求項１に記載の発明において、前記凹部内に下層保護膜を形成する工程の後、前記半導体ウエハの周辺部および前記下層保護膜を薄くする工程の前に、ダイシングストリートおよびその両側に対応する部分における前記半導体ウエハの一面側に溝を形成する工程と、前記外部接続用バンプ電極の周囲に封止膜を形成する工程を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
7. 請求項６に記載の発明において、前記半導体ウエハの周辺部および前記下層保護膜を薄くする工程の後、前記ダイシングストリートに沿って前記封止膜および前記下層保護膜を切断して、個々の半導体装置に分離する工程を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
8. 請求項７に記載の発明において、前記半導体ウエハの周辺部を除く底面側を研削して凹部を形成する工程の前に、前記電極用接続パッド部および前記外部接続用バンプ電極を含む前記絶縁膜上に第１の保護テープを貼り付ける工程を有し、前記半導体ウエハの周辺部を除く底面側を研削して凹部を形成する工程の後に、前記第１の保護テープを剥離する工程を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
9. 請求項８に記載の発明において、前記外部接続用バンプ電極の周囲に封止膜を形成する工程の後に、前記外部接続用バンプ電極および前記封止膜上に第２の保護テープを貼り付ける工程を有し、前記半導体ウエハの周辺部および前記下層保護膜を研削する工程の後に、前記第２の保護テープを剥離する工程を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
10. 請求項１に記載の発明において、前記半導体ウエハの周辺部を除く底面側を研削して凹部を形成する工程は、前記半導体ウエハの周辺部の内側に配置された円板状の研削砥石部を自転させながら前記半導体ウエハの中心を中心にして公転させ、且つ、徐々に下降させる工程であることを特徴とする半導体装置の製造方法。
11. 請求項１０に記載の発明において、前記半導体ウエハの周辺部を除く底面側を研削して凹部を形成する工程は、前記半導体ウエハの周辺部を除く部分の厚さを２０〜３０μｍとする工程であることを特徴とする半導体装置の製造方法。
12. 請求項９に記載の発明において、前記溝の深さは、前記半導体基板の上面下において、前記半導体基板の厚さプラス３０〜５０μｍとすることを特徴とする半導体装置の製造方法。
13. 請求項１０に記載の発明において、前記半導体ウエハの周辺部の幅は２〜３ｍｍであることを特徴とする半導体装置の製造方法。
14. 請求項１に記載の発明において、前記半導体ウエハの周辺部および前記下層保護膜を研削する工程は、一部を前記半導体ウエハの外側に配置された円板状の研削砥石部を自転させながら前記半導体ウエハの中心を中心にして公転させ、且つ、徐々に下降させる工程であることを特徴とする半導体装置の製造方法。
15. 請求項１に記載の発明において、前記半導体ウエハの周辺部を除く底面側を研削して凹部を形成する工程の後に、前記凹部の内面に遮光膜を形成する工程を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
16. 請求項１４に記載の発明において、前記遮光膜は金属によって形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。
17. 請求項１に記載の発明において、前記半導体ウエハの一面上に絶縁膜を形成する工程を有し、前記電極用接続パッド部は、前記絶縁膜上に形成された配線の接続パッド部であることを特徴とする半導体装置の製造方法。

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