JP2011258698A - 半導体装置の製造方法、及び半導体装置用の中間品 - Google Patents

Abstract

【課題】 半導体ウエハを薄く研削した場合であっても、ケースヘの収納時やケースに収納した状態での搬送時等における僅かな衝撃による半導体ウエハの破損（割れ・欠け）を防止することが可能であるとともに、外観検査や電気的検査を実施することが可能な半導体装置の製造方法を提供すること。
【解決手段】 本発明の半導体装置の製造方法は、一方の面に回路が形成された半導体基板の他方の面を研削する工程Ａと、前記半導体基板の他方の面の外周部に、該半導体基板の外周端より外側にはみ出すように保護テープを貼付する工程Ｂと、を少なくとも順に有することを特徴とする。
【選択図】図１０

Description

本発明は、ウエハレベルＣＳＰ等の半導体装置の製造方法、及び半導体装置用の中間品に関する。詳しくは、特に、薄く研削された半導体基板を搬送する際に、半導体基板を外部衝撃から保護することが可能な半導体装置の製造方法、及び半導体装置用の中間品に関する。

一般的に「ウエハレベルＣＳＰ」と呼ばれる製法では、シリコンウエハ上に絶縁層、再配線層、封止層等を形成し、はんだバンプを形成する。そして最終工程において、ウエハを所定のチップ寸法に切断することでパッケージ構造を具備した半導体チップを得ることが可能となる。ウエハレベルＣＳＰの製造方法における特徴は、パッケージを構成する材料をすべてウエハの形状において加工することにある。すなわち、絶縁層、再配線層、封止樹脂層、はんだバンプ等はすべてウエハをハンドリングすることで形成される。

最近、電子機器の薄型化・高機能化を実現するために、半導体装置の薄型化が求められている。半導体装置の薄型化は、半導体ウエハの裏面を研削することで実現されているが、半導体ウエハを薄く研削すると、その強度が低下し、僅かな衝撃で半導体ウエハが破損（割れ・欠け）する場合がある。

例えば外観検査ステージからキャリアケースヘの収納時、キャリアケースに収納した状態での搬送時に半導体ウエハ側面がキャリアケースに接触した際の衝撃によって、半導体ウエハに欠けや割れが生じる場合がある。
これを解決する手段として、半導体ウエハ表面に保護テープを貼る手段が提案されている（例えば特許文献１、特許文献２参照）。

しかしながら、半導体ウエハ表面に保護テープを貼った場合、ウエハ表面の外観検査や電気的検査（プロービング）を実施することはできず、また保護テープを剥離する際にウエハを破壊してしまう恐れがある。

特開２００４−１４６７６１号公報 特開２００７−３２４２４６号公報

本発明は、このような従来の実情に鑑みて考案されたものであり、半導体ウエハを薄く研削した場合であっても、ケースヘの収納時やケースに収納した状態での搬送時等における僅かな衝撃による半導体ウエハの破損（割れ・欠け）を防止することが可能であるとともに、外観検査や電気的検査を実施することが可能な半導体装置の製造方法を提供することを第一の目的とする。
また、本発明は、薄型化された半導体ウエハにおいて、製造工程中のケースヘの収納時やケースに収納した状態での搬送時等における僅かな衝撃による半導体ウエハの破損（割れ・欠け）を防止することが可能であるとともに、外観検査や電気的検査を実施することが可能な半導体装置用の中間品を提供することを第二の目的とする。

本発明の請求項１に記載の半導体装置の製造方法は、一方の面に回路が形成された半導体基板の他方の面を研削する工程Ａと、前記半導体基板の他方の面の外周部に、該半導体基板の外周端より外側にはみ出すように保護テープを貼付する工程Ｂと、を少なくとも順に有することを特徴とする。
本発明の請求項２に記載の半導体装置の製造方法は、請求項１において、前記工程Ｂにおいて、前記半導体基板の外周部を１周するように、前記保護テープを貼付すること、を特徴とする。
本発明の請求項３に記載の半導体装置の製造方法は、請求項１または２において、前記工程Ｂにおいて、前記半導体基板の有効領域より外側である外周部に、前記保護テープを貼付すること、を特徴とする。ここで、有効領域とは、回路形成領域を意味する。
本発明の請求項４に記載の半導体装置の製造方法は、請求項１乃至３のいずれかにおいて、前記工程Ｂにおいて、前記保護テープのはみ出し量を、１ｍｍ以上、３ｍｍ以下の範囲とすることを特徴とする。
本発明の請求項５に記載の半導体装置用の中間品は、一方の面に回路が形成された半導体基板と、前記半導体基板の他方の面の外周部に、該半導体基板の外周端より外側にはみ出すように貼付されている保護テープと、から構成されることを特徴とする。

本発明の半導体装置の製造方法では、一方の面に回路が形成された半導体基板の他方の面の外周部に、該半導体基板の外周端より外側にはみ出すように保護テープを貼付しているので、薄く研削された半導体基板においても、はみ出ている保護テープにより、半導体基板の側面に加わる衝撃を緩和することができる。すなわち、製造工程中において、ケースヘの収納時やケースに収納した状態での搬送時等における僅かな衝撃による半導体基板の破損（割れ・欠け）を防止することが可能である。また、本発明では、回路が形成された側とは反対側の面に保護テープを貼付しているので、保護テープを貼付した状態で外観検査や電気的検査を実施することが可能である。
また、本発明の半導体装置用の中間品は、一方の面に回路が形成された半導体基板と、前記半導体基板の他方の面の外周部に、該半導体基板の外周端より外側にはみ出すように保護テープが貼付されているので、薄く研削された半導体基板においても、はみ出ている保護テープにより、半導体基板の側面に加わる衝撃を緩和することができる。すなわち、製造工程中において、ケースヘの収納時やケースに収納した状態での搬送時等における僅かな衝撃による半導体基板の破損（割れ・欠け）を防止することが可能である。また、本発明の半導体装置用の中間品では、回路が形成された側とは反対側の面に保護テープが貼付されているので、保護テープを貼付した状態で外観検査や電気的検査を実施することが可能である。

本発明の半導体装置の製造方法を模式的に示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図。 本発明の半導体装置の製造方法を模式的に示す断面図。 本発明の半導体装置の製造方法を模式的に示す断面図。 本発明の半導体装置の製造方法を模式的に示す断面図。 本発明の半導体装置の製造方法を模式的に示す断面図。 本発明の半導体装置の製造方法を模式的に示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図。 本発明の半導体装置の製造方法を模式的に示す断面図。 本発明の半導体装置の製造方法を模式的に示す断面図。 本発明の半導体装置の製造方法を模式的に示す断面図。 本発明の半導体装置用の中間品の一例を模式的に示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図。

以下、本発明に係る半導体装置の製造方法、及び半導体装置用の中間品の好適な実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

＜第一実施形態＞
図１〜図９は、本発明の半導体装置の製造方法を説明する図である。
本発明の半導体装置の製造方法は、一方の面１ａに回路が形成された半導体基板１の他方の面１ｂを研削する工程Ａと、前記半導体基板１の他方の面１ｂの外周部に、該半導体基板１の外周端１ｃより外側にはみ出すように保護テープ２０を貼付する工程Ｂと、を少なくとも順に有することを特徴とする。

本発明では、一方の面１ａに回路が形成された半導体基板１の他方の面１ｂの外周部に、該半導体基板１の外周端１ｃより外側にはみ出すように保護テープ２０を貼付しているので、薄く研削された半導体基板１においても、はみ出ている保護テープ２０により、半導体基板１の側面に加わる衝撃を緩和することができる。なお、半導体基板１の側面は露出したままであるが、保護テープ２０のはみ出し部分が有効に作用し、外部から直接に衝撃を受けることが防止される。すなわち、製造工程中において、ケースヘの収納時やケースに収納した状態での搬送時等における僅かな衝撃による半導体基板１の破損（割れ・欠け）を防止することが可能である。また、本発明では、回路が形成された側とは反対側の面に保護テープ２０を貼付しているので、保護テープ２０を貼付した状態で外観検査や電気的検査を実施することが可能である。
以下、工程順に説明する。なお、以下の説明では、本発明をウエハレベルＣＳＰに適用する場合について説明する。

（１）まず、図１に示すように、半導体基板１の一方の面１ａに回路を形成する。
例えば、図２に示すように、ウエハレベルＣＳＰにより、一方の面１ａに電極２を配してなる半導体基板１上に、この半導体基板１の一方の面１ａを覆うように配され、電極２と整合する位置に開口部３ａを有する絶縁樹脂層３と、この絶縁樹脂層３の一部を覆うように配され、開口部３ａを通して電極２と電気的に接続される配線層（回路）４と、絶縁樹脂層３及び配線層４を覆い、この配線層４と整合する位置に開口部５ａを有する封止樹脂層５と、開口部５ａを通して配線層４と電気的に接続されるはんだバンプ６と、を順次形成して構造体１０とする。なお、図２にも括弧書きしたように、構造体１０は半導体基板１を除いた部分を意味する。

（２）次に、図３に示すように、回路（構造体１０）が形成された半導体基板１にバックグラインド（ＢＧ）用テープ１１を貼る。
回路（構造体１０）が形成された半導体基板１の一方の面１ａ側に、基板表面保護用のバックグラインド（ＢＧ）用テープ１１を貼り、その表面を真空吸着することにより、はんだバンプ６および封止樹脂層５が設けられた前記構造体１０が形成された半導体基板１を固定する。

（３）次に、図４に示すように、一方の面１ａに構造体１０が形成された半導体基板１の他方の面１ｂを研削する（工程Ａ）。
半導体基板１の他方の面１ｂをバックグラインド加工して、半導体基板１を薄型化する。バックグラインド加工では、例えば、バックグラインダーなどを用いて、上記他方の面１ｂを研削する。

（４）次に、半導体基板１の他方の面１ｂの外周部に、半導体基板１の外周端１ｃより外側にはみ出すように保護テープ２０を貼付する（工程Ｂ）。
半導体基板１の他方の面１ｂ（研削面）に保護テープ２０を貼り付ける。
従来、半導体基板を薄く研削すると、半導体基板が破損しやすくなるという問題があった。具体的には、例えば外観検査ステージからキャリアケースヘの収納時、キャリアケースに収納した状態での搬送時に半導体基板の側面がキャリアケースに接触した際の衝撃によって、半導体基板に欠けや割れが生じる場合があった。
このような問題に対し、本発明では、半導体基板１より一回り大きい保護テープ２０を貼ることによって、前述した半導体基板１の側面に受ける衝撃を、この保護テープ２０により緩和させ、結果として半導体基板１に割れや欠けといった破損を発生させない（低減させる）ことが可能となる。

保護テープ２０は、例えば図５に示すように、少なくとも保護層２１と剥離層２２（基材）とから構成される。
保護層２１は、特に限定されるものではないが、例えばエポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリベンゾオキサゾール樹脂、フェノール樹脂、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂等の熱硬化性樹脂、およびエポキシ樹脂を主成分として含んだこれらの混合物等からなり、その厚さは特に限定されるものではないが、例えば４０〜１００μｍとする。
なお、保護層２１は、熱硬化性樹脂のみではなく、ＵＶ硬化性樹脂とすることもできる。

また、剥離層２２は、保護テープ２０の基材をなし、特に限定されるものではないが、例えばポリエチレンポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネート等からなる。また、その厚さは特に限定されるものではないが、例えば５００μｍ程度とする。

以下、半導体基板１に保護テープ２０を貼り付ける手順について以下に詳細に説明する。
（ａ）まず、図６に示すように、保護テープ２０の保護層２１の部分を所定の形状（半導体基板１に貼り付けしようとする形状）に予めカットする。
保護テープ２０を半導体基板１に貼り付ける形状としては特に限定されるものではないが、例えば、半導体基板１の外周部を１周するように貼付することが好ましい。半導体基板１の外周の全体を保護テープ２０で覆うことで、半導体基板１の外周部側面に加わる衝撃を全方向から防ぐことができる。

また、従来は保護テープのはみ出し量が大きかったため、半導体基板を収納するための汎用キャリアを使用することができず、専用キャリアを用意する必要があった。
これに対し本発明では、半導体基板１の外周端１ｃからの、保護テープ２０のはみ出し量ｔ（後掲する図１０参照）を、１ｍｍ以上、３ｍｍ以下の範囲とすることが好ましい。はみ出し量ｔが１ｍｍ未満であると、半導体基板１の外周部側面に加わる衝撃を緩和する効果が十分に得られない。また、はみ出し量ｔが３ｍｍを超えると、保護テープ２０が大きくなりすぎ、半導体基板１を収納するための汎用キャリアを使用することができない。保護テープ２０のはみ出し量ｔを半導体基板１外周端より１ｍｍ以上、３ｍｍ以内とすることで、半導体基板１の外周部側面に加わる衝撃を十分に緩和することができるとともに、汎用キャリアを使用することができる。ただし、キャリアの大きさによって、半導体基板１を収納できるのであれば保護テープ２０のはみ出し量ｔは３ｍｍを超えてもよい。

また、従来は保護テープを剥がす工程が必要であり、保護テープを剥がす際に半導体基板を破損するおそれがあった。
これに対し本発明では、保護テープ２０を半導体基板１の非有効領域のみに貼ることによって、保護テープ２０を剥がす必要が無くなる。これにより保護テープ２０を剥がす際の半導体基板１の破損をなくすことができる。半導体基板１の非有効領域に保護テープ２０を貼り付けるためには、例えば、半導体基板１の外周端１ｃより内側に１０ｍｍ以内の領域に保護テープ２０を貼り付けるようにする。
なお、半導体基板１を破損させないということに対しては、他方の面１ｂの全面を覆うように保護テープ２０を貼付しても構わない。

具体的には、例えば図６に示すように、保護テープ２０の保護層２１のみを、半導体基板１の外周に沿って外周端１ｃよりも内側に３ｍｍ、かつ、外側に３ｍｍの形状（すなわち、幅６ｍｍのドーナツ状）となるようにカットする。

（ｂ）そして図７に示すように、保護テープ２０の保護層２１を、半導体基板１の他方の面１ｂ側と圧着する。
半導体基板１及び保護テープ２０をテープラミネーターに供給し、保護テープ２０の保護層２１と、半導体基板１の他方の面１ｂ側とを対向させて、保護テープ２０の保護層２１を、半導体基板１の他方の面１ｂ側と圧着する。

（ｃ）次に、図８に示すように、保護テープ２０の剥離層２２（基材）を、半導体基板１に圧着した保護層２１より剥離する。
保護テープ２０の保護層２１が半導体基板１に圧着された状態で、保護テープ２０の剥離層２２を剥離する。これにより図８に示すように、保護層２１のみが半導体基板１の外周部に残存する。

（ｄ）半導体基板１及び半導体基板１に圧着した保護層２１をオーブン等により熱を加え、保護層２１を硬化させる。
加熱する温度としては特に限定されるものではないが、保護層２１を構成する材料を硬化させるのに十分であり、かつ、半導体基板１や回路（構造体１０）に影響が出ない程度の温度とする。
以上のようにして、半導体基板１の他方の面１ｂの外周域に保護テープ２０（保護層２１）が貼り付けられる。

（５）次に、図９に示すように、バックグラインド用テープ１１を剥離する。
半導体基板１の外周部に保護層２１が形成されているため、搬送時、バックグラインド用テープ１１の剥離工程時などにおいて半導体基板１の側面に加わる衝撃を緩和することができ、半導体基板１の破損（割れ・欠け）を防止することができる。

（６）次に、半導体基板１の両面について外観検査を行う。
半導体基板１の外周部に保護層２１が形成されているため、搬送時、検査工程時などにおいて半導体基板１の側面に加わる衝撃を緩和することができ、半導体基板１の破損（割れ・欠け）を防止することができる。

また、従来、半導体基板の回路等が形成された面側に保護テープを貼っていたため、そのままでは外観検査を実施できなかった。
これに対し本発明では、保護テープ２０が半導体基板１の他方の面１ｂ（回路等が形成された面とは反対側の面）に貼り付けられており、さらに、保護テープ２０を半導体装置（構造体１０）にかからない非有効領域にのみ貼ることで、保護テープ２０を貼った状態で外観検査が可能となる。

（７）また、ウエハレベルＣＳＰ化された各半導体装置の電気的検査（プローピング）を行う。
半導体基板１の外周部に保護層２１が形成されているため、搬送時、検査工程時などにおいて半導体基板１の側面に加わる衝撃を緩和することができ、半導体基板１の破損（割れ・欠け）を防止することができる。

また、従来、半導体基板の回路等が形成された面側に保護テープを貼っていたため、そのままでは電気的検査を実施できなかった。
これに対し本発明では、保護テープ２０が半導体基板１の他方の面１ｂ（回路等が形成された面とは反対側の面）に貼り付けられており、さらに、保護テープ２０を半導体装置（構造体１０）にかからない非有効領域にのみ貼ることで、保護テープ２０を貼った状態で電気的検査が可能となる。

（８）最後に、半導体基板１をダイシングテープにマウントし、ダイシングを行い半導体装置毎に個片化する。
なお、保護層２１は非有効領域にのみ貼り付けられているため、保護層２１を剥離する工程は不要である。

以上のようにして個片化された半導体装置が得られる。特に本発明では、半導体基板１の外周部に保護層２１が形成されているため、搬送時、各工程時などにおいて半導体基板１の側面に加わる衝撃を緩和することができ、半導体基板１の破損（割れ・欠け）を防止することができる。

なお、前記（４）保護テープ貼り付け工程と、前記（５）バックグラインド用テープ剥離工程の順番を入れ替えることも可能である。すなわち、半導体基板１の一方の面１ａ側に貼られたバックグラインド用テープ１２を剥離した後、半導体基板１の他方の面１ｂ側に保護テープ２０を貼り付けてもよい。
また、前記（７）電気的検査工程と、前記（８）ダイシング工程の順番を入れ替えることも可能である。すなわち、半導体基板１をダイシングした後に、個々の半導体装置に対して電気的検査を行ってもよい。

＜第二実施形態＞
以下、本発明の第二実施形態について説明する。
上記（４）半導体基板１の他方の面１ｂの外周部に、半導体基板１の外周端１ｃより外側にはみ出すように保護テープ２０を貼付する工程（工程Ｂ）を、以下のような手順で行うことができる。
なお、以下の説明では、上述した第一実施形態と異なる部分について説明し、同様の部分については説明を省略する。

上述した第一実施形態では、保護テープ２０の保護層２１を予めドーナツ状にカットしておき、半導体基板１の外周部に圧着していたが、本実施形態では、狭幅のテープを用いて、半導体基板１の外周部に貼り付ける。

保護テープ２０は保護層２１と剥離層２２（基材）の多層構造であり、テープ幅は例えば５ｍｍとする。
具体的に、例えば、保護層２１はエポキシ樹脂を主成分とした無硬化性樹脂からなり、その厚さは１００μｍである。また、剥離層２２は厚さ５００μｍのポリエチレンフィルムからなる。
なお、保護テープ２０の材料、幅、厚みはこの例に限定されるものではない。

そして、幅５ｍｍの保護テープ２０を、半導体基板１の他方の面１ｂ側において、基板外周に沿って外周端１ｃよりも内側に２．５ｍｍ、かつ、外側に２．５ｍｍとなるように、半導体基板１の外周を１周するように圧着する。
次に、保護テープ２０の剥離層２２（基材）を、半導体基板１に圧着した保護層２１より剥離する。
そして、半導体基板１及び半導体基板１に圧着した保護層２１をオーブン等により熱を加え、保護層２１を硬化させる。
以上のようにして、半導体基板１の他方の面１ｂの外周域に保護テープ２０（保護層２１）が貼り付けられる。

以下、本発明の半導体装置用の中間品について説明する。
図１０は、本発明の半導体装置用の中間品の一例を示す図である。
本発明の半導体装置用の中間品３０は、一方の面１ａに回路が形成された半導体基板１と、前記半導体基板１の他方の面１ｂの外周部に、該半導体基板１の外周端１ｃより外側にはみ出すように貼付されている保護テープ２０と、から構成されることを特徴とする。

本発明の半導体装置用の中間品は、一方の面１ａに回路が形成された半導体基板１と、前記半導体基板１の他方の面１ｂの外周部に、該半導体基板１の外周端１ｃより外側にはみ出すように保護テープ２０が貼付されているので、薄く研削された半導体基板１においても、はみ出ている保護テープ２０により、半導体基板１の側面に加わる衝撃を緩和することができる。すなわち、製造工程中において、ケースヘの収納時やケースに収納した状態での搬送時等における僅かな衝撃による半導体基板１の破損（割れ・欠け）を防止することが可能である。また、本発明の半導体装置用の中間品３０では、回路が形成された側とは反対側の面に保護テープ２０が貼付されているので、保護テープ２０を貼付した状態で外観検査や電気的検査を実施することが可能である。

なお、上述した説明では、半導体装置としてウエハレベルＣＳＰに適用した場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ＱＦＮ（Quad Flat Non-leaded Package）などモールドタイプのパッケージを施す半導体装置やベアチップのまま使用する半導体装置の製造方法、及び半導体装置用の中間品にも適用することが可能である。

以上、本発明の半導体装置の製造方法、及び半導体装置用の中間品について説明してきたが、本発明は上述した例に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

本発明は、半導体装置の製造方法、及び半導体装置用の中間品について広く適用可能である。

１ 半導体基板、１０ 構造体、２０ 保護テープ、３０ 半導体装置用の中間品。

Claims (5)

1. 半導体装置の製造方法であって、
   一方の面に回路が形成された半導体基板の他方の面を研削する工程Ａと、
   前記半導体基板の他方の面の外周部に、該半導体基板の外周端より外側にはみ出すように保護テープを貼付する工程Ｂと、を少なくとも順に有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
2. 前記工程Ｂにおいて、
   前記半導体基板の外周部を１周するように、前記保護テープを貼付すること、を特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
3. 前記工程Ｂにおいて、
   前記半導体基板の有効領域より外側である外周部に、前記保護テープを貼付すること、を特徴とする請求項１または２に記載の半導体装置の製造方法。
4. 前記工程Ｂにおいて、
   前記保護テープのはみ出し量を、１ｍｍ以上、３ｍｍ以下の範囲とすることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
5. 一方の面に回路が形成された半導体基板と、
   前記半導体基板の他方の面の外周部に、該半導体基板の外周端より外側にはみ出すように貼付されている保護テープと、から構成されることを特徴とする半導体装置用の中間品。

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