JP4939313B2

JP4939313B2 - 半導体装置の製造方法

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Inventors: 秀行栗本
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Publication date: 2012-05-23
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Description

本発明は、半導体装置の製造方法に関し、特に受光部を有する半導体装置をウェハレベルからチップレベルに分割する際のダイシング技術に関するものである。

近年、半導体装置の高密度実装化の流れにより、半導体装置の小型化が進んでいる。入射される光を光電変換して光量に応じた電圧信号に変換することで撮像データを電気信号として取得する半導体装置、いわゆるイメージセンサモジュールにおいても、小型の携帯機器に搭載されるようになってきており、小型化・薄型化を進めていく必要性が生じている。

図８は、従来のイメージセンサパッケージの概略構成図である。図８に示すように、従来のイメージセンサパッケージは、セラミックやプリモールドの箱状のパッケージケース９１内に、受光部（イメージセンサ）２が形成された半導体基板１ａを有し、受光部２は、ワイヤ線９２、金属配線９３、コンタクトプラグ６を介して外部端子８と電気的に接続される構成である。また、受光部２を有する半導体基板１ａは、ガラス板１１ｂによって上部が覆われることで封止される。なお、ガラス板１１ｂは、接着樹脂層９によってパッケージケース９１と接着形成されており、またその上層表面には所定の波長域の光を選択的に透過させるための光学フィルタ膜１５を有する。また、半導体基板１ａ上には、受光部２の他に素子回路３を有するとともに、これらに対する電気的接続を行うための電極パッド４が表面上に備えられる。

従来は、図８に示されるように、イメージセンサ用チップをＬＣＣ（Leadless Chip Carrier）パッケージによってパッケージ化することが一般的であった。しかし、このパッケージは、図８のとおり、受光部２と外部端子８との電気的接続を形成するためにワイヤ線９２によって平面方向に配線を引き出す必要があるため、チップサイズ（半導体基板１ａの基板面サイズ）よりも平面方向に１ｍｍ以上幅の広い大きなパッケージとなってしまう（図９参照）。図９は、従来のイメージセンサパッケージの概略平面図である。

そこで、パッケージサイズの小型化・薄型化を図るべく、例えば下記特許文献１には、イメージセンサ部分を保護・密封するためのガラス蓋をウェハ状で半導体ウェハに貼り合わせた上で個々の半導体センサに分割する方法が開示されている。また、下記特許文献２には、半導体ウェハに貫通電極を形成し、半導体装置の裏面側へ電気信号を伝達させ、回路配線を通じて外部電極端子を設けることにより、半導体装置の裏面側に電極端子を形成する方法が開示されている。

特開２００５−２０９９６６公報特開２００１−３５１９９７公報

図１０は、上記特許文献１及び２に記載の方法に基づき、ウェハレベルで受光部２並びにガラス部材（ガラスウェハ１１）を形成した状態の概略断面構造図である。半導体ウェハ１は、裏面側には保護絶縁膜５及び外部端子８を有し、表面側には複数のチップ領域内に受光部２を有するとともに、これらの隣接する受光部２間には接着樹脂層９を有する。また、ガラスウェハ１１が、接着樹脂層９を介して半導体ウェハ１上に接着形成されており、ガラスウェハ１１と受光部２の上面には一定の空間が形成され、封止された状態となっている。そして、ガラスウェハ１１の上面には特定の波長域の光を透過させるための光学フィルタ膜１５が形成されている。

さらに、受光部２と外部端子８との電気的接続を形成するため、半導体ウェハ１の裏面側には裏面配線７が形成されており、この裏面配線７と半導体ウェハ１の表面側との電気的接続のためのコンタクトプラグ６が形成されている。半導体ウェハ１の表面側には、コンタクトプラグ６と接続された電極パッド４が形成され、電極パッド４と受光部２とが電気的に接続されることで受光部２から外部端子８までの電気的接続が確保されている。

図１０に示されるように、ウェハレベルで受光部２並びにガラスウェハ１１が形成された後、ダイシングシート３０上に半導体ウェハ１を載置し、半導体ウェハ１に対して、スクライブラインに沿ってダイシングを行うことにより、ウェハ１をチップレベルに分割する工程を行う。

このとき、図１１（ａ）に示されるように、スクライブライン１０に沿ってガラスウェハ１１側から半導体ウェハ１の底面にかけて一度にダイシングを行うことができれば、本来は望ましい（なお、図１１では、ダイシングシート３０の図示を省略している）。しかしながら、図１０或いは図１１（ａ）に示されるように、ダイシング対象となるウェハは、半導体ウェハ１とガラスウェハ１１の２層構造を有している。通常半導体ウェハ１の材料はＳｉであり、一方でガラスウェハ１１の材料はガラスであるため、ダイシング対象となるウェハは、材料の異なる２層構造を有していることになる。

一般に、ガラスとＳｉのように、切削性の異なる材料を同時に一つのダイシングブレードを用いて切断すると、ダイシング条件の違いやブレードの目詰まり、或いは切削負荷によるブレードの破損等が発生し、スムーズにダイシングを行うことが困難となるという問題がある。

そこで、このような切削性の異なる材料で構成された多層構造を有するウェハを切断するに際しては、各層毎に当該層を構成する材料を切断するのに適したダイシングブレードを用いてダイシングを行うという方法が採用される。すなわち、図１１（ｂ）に示すように、切削性が比較的悪いガラスで構成されるガラスウェハ１１をダイシングする際には、砥粒が粗くブレード幅の太いダイシングブレードを用いてダイシングを行い、切削性がガラスよりも良好な半導体ウェハ１をダイシングする際には、砥粒が細かくブレード幅の細いダイシングブレードを用いてダイシングを行う。

ところで、このように素材の硬さ、弾性、或いは切削性の異なる積層物をダイシングによって切断する場合、弾性のある接着樹脂層９に支えられたガラスウェハ１１はダイシング時の振動や衝撃によって、接合界面やその他の表面にチッピングやクラックを発生させることがある。図１２は、チップレベルに分割された状態の概略構造図である。図１２に示されるように、ガラス部１１ａ（ガラスウェハがチップ単位に分割されて得られたもの）には、ダイシング時に発生したチッピング９４、クラック９５が形成された状態となっている。

これらのチッピング９４やクラック９５の存在は、後にガラス部材１１ａと半導体基板１ａ（半導体ウェハ１がチップ単位に分割されて得られたもの）との接着性を低下させたり、受光部２やその上面の空間領域への水分の侵入を容易にしてしまい、これによって信頼性の低下を引き起こす恐れがある。また、ガラス部１１ａ表面付近にチッピングやクラックの発生を引き起こした場合、かかる発生時に、その上層に形成される光学フィルタ膜１５（図１２では不図示）に対してもチッピングあるいはクラックの発生を誘発する可能性がある。光学フィルタ膜１５は硬くて脆い性質を有するため、ガラス部１１ａ内に対して与えられる衝撃を受けることで欠けやクラックが入りやすいためである。このような欠陥が光学フィルタ膜１５内に発生すると、後にガラス部１１ａから光学フィルタ膜１５が剥がれやすくなるという問題が生じる。

さらに、図１２に示される状態では、ガラス部１１ａの側面が露出されているため、当該側面から不要な光が受光部２に対して入射される懸念がある。不要光が受光部２に入射されると、光学的な感度や特性の劣化を引き起こす場合がある。このため、チップレベルに分割した後、ガラス部１１ａ側面からの不要光の入射を防止すべく、各チップ毎にガラス部１１ａの側面を遮蔽するためのモジュール部品９５を設置する必要がある（図１３参照）。このため、半導体基板１ａのサイズよりもモジュール部品９５の幅に相当する分だけ完成後のイメージセンサモジュールがサイズアップしてしまうという問題も有する。

本発明は、上記の問題点に鑑み、高い信頼性を維持しつつ、イメージセンサモジュールのサイズのさらなる縮小化を実現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目的とする。

上記目的を達成するための本発明に係る半導体装置の製造方法は、半導体ウェハ上に構成される複数のチップ領域内に受光部を形成した後、隣接する前記受光部間に接着樹脂層を形成し、当該接着樹脂層を介して前記受光部上を含む前記半導体ウェハ面全面にガラスウェハを接着形成する第１工程と、前記第１工程終了後、第１粒度で第１ブレード幅を有する第１ダイシングブレードによって、スクライブライン上を、前記ガラスウェハ側から当該スクライブライン上に形成された前記接着樹脂層内の深さ位置までダイシングカットして、隣接する前記チップ間に溝部を形成する第２工程と、前記第２工程終了後、前記溝部を完全に充填するように前記ガラスウェハ上面の全面に感光性樹脂層を堆積する第３工程と、前記第３工程終了後、前記受光部の上方領域の前記ガラスウェハ上面に堆積された前記感光性樹脂層を除去する第４工程と、前記第４工程終了後、前記第１粒度より砥粒が細かい第２粒度で、前記第１ブレード幅よりブレード幅の狭い第２ブレード幅を有する第２ダイシングブレードによって、前記スクライブライン上を、前記ガラスウェハ側から当該スクライブライン上に形成された前記感光性樹脂層並びにその下層の前記半導体ウェハ底面までダイシングカットして前記チップ毎に分割する第５工程と、を有することを第１の特徴とする。

本発明に係る半導体装置の製造方法の上記第１の特徴によれば、ガラスウェハを切断する第２工程の終了後、当該切断時に生じる溝部に感光性樹脂層を充填することにより、万一切断時にチッピングやクラックが発生していたとしても、これらの欠陥が感光性樹脂層によって覆われる。従って、その後に外部から衝撃やストレスが与えられたとしても、充填された感光性樹脂層によって衝撃が吸収されるため、当該欠陥の存在によって更なるチッピングあるいはクラックの発生を誘発するということがない。

さらに、切断後のチップが備えるガラス部の側面にこの感光性樹脂層が覆われることにより、外部からの水分の流入を防止する効果を有する。すなわち、水分が受光部内に流入されることで信頼性が低下するという事態を回避することができる。

また、ダイシング完了後に、ガラス部の側面には遮光材としての感光性樹脂層がすでに形成された状態となっている。このため、従来構成のように、分割後の各チップそれぞれに対する遮光用モジュール部品取り付け工程を行う必要がなく、製造工程の簡素化が図られ、生産性が向上する。さらに、分割後にモジュール部品の取り付けが不要なため、分割されたチップサイズでパッケージ化することができ、従来よりもサイズの縮小化が図られる。

また、本発明に係る半導体装置の製造方法は、半導体ウェハ上に構成される複数のチップ領域内に受光部を形成した後、隣接する前記受光部間に接着樹脂層を形成し、当該接着樹脂層を介して前記受光部上を含む前記半導体ウェハ面全面にガラスウェハを接着形成する第１工程と、前記第１工程終了後、第１粒度で第１ブレード幅を有する第１ダイシングブレードによって、スクライブライン上を、前記ガラスウェハ側から当該スクライブライン上に形成された前記接着樹脂層内の深さ位置までダイシングカットして、隣接する前記チップ間に溝部を形成する第２工程と、前記第２工程終了後、前記第１粒度より砥粒が細かい第３粒度で、前記第１ブレード幅よりブレード幅の狭い第３ブレード幅を有する第３ダイシングブレードによって、前記ガラスウェハ側から前記半導体ウェハ底面に達しない範囲内の深さ位置までダイシングカットすることで、前記半導体ウェハの上面よりも深い位置まで前記溝部を形成する第３工程と、前記第３工程終了後、前記溝部を完全に充填するように前記ガラスウェハ上面の全面に感光性樹脂層を堆積する第４工程と、前記第４工程終了後、前記受光部の上方領域の前記ガラスウェハ上面に堆積された前記感光性樹脂層を除去する第５工程と、前記第５工程終了後、前記第３ダイシングブレード、または前記第３粒度より砥粒が細かい第４粒度で前記第３ブレード幅よりブレード幅の狭い第４ブレード幅を有する第４ダイシングブレードによって、前記スクライブライン上を、前記ガラスウェハ側から当該スクライブライン上に形成された前記感光性樹脂層並びにその下層の前記半導体ウェハ底面までダイシングカットして前記チップ毎に分割する第６工程と、を有することを第２の特徴とする。

本発明に係る半導体装置の製造方法の上記第２の特徴によれば、第１の特徴と同様、切断時に生じる溝部に感光性樹脂層を充填することにより、万一切断時にチッピングやクラックが発生していたとしても、これらの欠陥が感光性樹脂層によって覆われるため、その後に外部から衝撃やストレスが与えられたとしても、充填された感光性樹脂層によって衝撃が吸収されるため、当該欠陥の存在によって更なるチッピングあるいはクラックの発生を誘発するということがない。

そして、切断後のチップが備えるガラス部の側面にこの感光性樹脂層が覆われることにより、外部からの水分の流入を防止する効果を有する。さらに、本特徴の場合、切断後のチップを構成する半導体基板の側面にも感光性樹脂層が形成されるため、水分のチップ内部への流入防止効果や外部からのストレス緩和効果をさらに高めることができる。

また、本発明に係る半導体装置の製造方法は、上記第１または第２の特徴に加えて、前記第１ブレード幅が１００μｍ以上であることを第３の特徴とする。

また、本発明に係る半導体装置の製造方法は、上記第１〜第３のいずれか一の特徴に加えて、前記第１粒度が、３００〜１０００の範囲内であることを第４の特徴とする。

また、本発明に係る半導体装置の製造方法は、上記第１〜第４のいずれか一の特徴に加えて、前記感光性樹脂層が、エポキシ系またはシリコーン系樹脂で構成されることを第５の特徴とする。

本発明の構成によれば、高い信頼性を維持しつつ、イメージセンサモジュールのサイズのさらなる縮小化を実現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ができる。

以下において、本発明に係る半導体装置の製造方法（以下、適宜「本発明方法」と称する）の各実施形態について図面を参照して説明する。

［第１実施形態］
本発明方法の第１実施形態（以下、適宜「本実施形態」と称する）につき、図１〜図４の各図を参照して説明する。

図１は、ダイシング前の半導体ウェハの状態を示す概略断面構造図である。まず、半導体ウェハ１の複数のチップ領域内に受光部（イメージセンサ）２、素子回路３、及び受光部２並びに素子回路３との電気的接続をとるための電極パッド４を形成する。また、半導体ウェハ１の裏面側には保護絶縁膜５、コンタクトプラグ６、裏面配線７をそれぞれ形成し、半導体ウェハ１の外部には裏面配線７と電気的に接続される外部端子８が備えられている。このような状態の下で、隣接する受光部２間に接着樹脂層９を形成後、当該接着樹脂層９を介して前記受光部２上面を含むウェハ面全面にガラスウェハ１１を接着形成させる。ガラスウェハ１１の表面には所定の光を透過させるための光学フィルタ膜１５を形成させる。

以下、図１の状態にある半導体ウェハ１をチップ毎に分割する際の手順につき、各工程毎の概略断面図（図２（ａ）〜（ｄ））を参照して説明する。なお、各概略断面図は、あくまで模式的に図示されたものであり、図面上の縮尺と実際の縮尺とは必ずしも一致するものではない。また、図３は、本実施形態に係る工程をフローチャートに示したものであり、以下の説明文中の各ステップ（ステップ＃１〜＃５）は図３に示されるフローチャートの各ステップを表すものとする。

まず、図１に示される状態の半導体ウェハ１の裏面側（外部端子８側）をダイシングテープによってステージ（不図示）上に接着固定する（ステップ＃１）。

次に、図２（ａ）に示すように、ガラス切断に最適な、粒度が粗くブレード幅が大きいダイシングブレード（以下、「第１ダイシングブレード」と記載）を用いて、ガラスウェハ１１側から隣接するチップ領域間に形成されているスクライブライン１０上を接着樹脂層９内の深さ位置までダイシングカットする（ステップ＃２）。本ステップで用いられる第１ダイシングブレードとしては、粒度が３００〜１０００の範囲内で、ブレード幅が１００μｍ以上のものを利用する。

なお、ダイシング時における位置合わせを行うに際しては、スクライブライン１０が視認できるときは視認によって行い、接着樹脂層９の透明性が低い等の理由によりスクライブライン１０が視認できないときはＩＲ（Infrared：赤外線）透過カメラを用いるか、あるいは半導体ウェハ１の裏面パターンのスクライブマーク等で切断位置を認識することで位置合わせを行う。そして、ダイシング位置をスクライブライン１０の中央（センター）に合わせた状態で、接着樹脂層９内部の深さ位置までダイシングカットを行う。本ステップにより、スクライブライン１０上において、ガラスウェハ１１の上面から接着樹脂層９の内部の深さ位置までの溝部１２が形成される（図２（ｂ）参照）。

次に、図２（ｃ）に示すように、ガラスウェハ１１上面の全面にエポキシ系或いはシリコーン系の感光性樹脂層１３を堆積する（ステップ＃３）。本ステップにより、ステップ＃２において形成された溝部１２内にも当該感光性樹脂層１３が充填される。

次に、図２（ｄ）に示すように、ステップ＃３で堆積された感光性樹脂層１３のうち、受光部２上方に堆積されている感光性樹脂層１３のみを露光及び現像処理によって除去する（ステップ＃４）。

次に、図２（ｅ）に示すように、ステップ＃２で用いた第１ダイシングブレードよりも粒度が細かく、ブレード幅の小さいダイシングブレード（以下、「第２ダイシングブレード」と記載）を用いて、ガラスウェハ１１側からスクライブライン１０上を半導体ウェハ１の底面位置までダイシングカットする（ステップ＃５）。ステップ＃２においてあらかじめスクライブライン１０上のガラスウェハ１１がダイシングカットされて溝部１２が形成されており、当該溝部１２内にはステップ＃３において感光性樹脂層１３が充填されている。このため、本ステップに係るダイシング工程では、スクライブライン１０上に形成されている感光性樹脂層１３及びその下層の半導体ウェハ１をダイシングカットすることとなり、ガラスウェハ１１をダイシングカットすることがない。このため、ステップ＃２で用いた第１ダイシングブレードよりも粒度が細かくブレード幅の小さい第２ダイシングブレードを用いてダイシングを行うことが可能となる。

このステップ＃５に係るダイシング工程を経て、スクライブライン１０上に形成されている感光性樹脂層１３、並びにその下層の半導体ウェハ１がダイシングカットされ、これによって半導体ウェハ１がチップ毎に分割されることとなる。これにより、図２（ｅ）に示されるように、分割後の各チップは、ガラス部１１ａ（ガラスウェハ１１がチップ毎に分割されて得られた構造部）の側面に感光性樹脂層１３を備える構成となる。これにより、ガラス部１１ａの側面から受光部２に対して不要な光が入射されるのを防止することができる。

その後は分割されたチップサイズに応じたサイズのレンズ部品２１を感光性樹脂層１３の上層に取り付けることで、図４に示されるようなイメージセンサモジュールが完成する。

従来構成の場合、各チップ毎に切断した後、それぞれのチップが備えるガラス部１１ａの側面を覆うようにチップ毎にモジュール部品９５を形成してガラス部１１ａ側面の遮光処置を行う必要があった。しかし、本発明方法によれば、チップ毎に分割された段階で、すでにガラス部１１ａ側面の遮光のための感光性樹脂層１３が形成されている構成であるため、分割後の各チップそれぞれに対する部品取り付け工程を行う必要がなく、製造工程の簡素化が図られ、生産性が向上する。

さらに、ガラス部１１ａの側面に感光性樹脂層１３が取り付けられることにより、ステップ＃２に係るガラスウェハ１１切断工程においてチッピングやクラックが発生した場合であっても、これらが感光性樹脂層１３で覆われるため、後に外部からの衝撃やストレスが生じたとしても当該感光性樹脂層１３によって衝撃が吸収される。これにより、外部ストレスや衝撃から各チップ（受光部２を含む）を保護することができるという効果も有する。

また、ガラス部１１ａ、接着樹脂層９、及び半導体基板１ａ（半導体ウェハ１がチップ毎に分割されて得られたもの）が感光性樹脂層１３で覆われることにより、これらの内部に水分が流入するのを防止する効果を有するため、耐湿性の向上が図られる。

さらに、従来構成の場合、チップ毎に分割した後、ガラス部１１ａの側面にモジュール部品９５を取り付けていたため、各チップはガラス部１１ａの幅よりもモジュール部品９５の幅だけ大きいサイズにならざるを得なかった。しかし、本発明方法によれば、チップ毎に分割された段階ですでに遮光性の接着樹脂層９が形成されているため、分割後に新たに部材を装着することでチップサイズが大きくなることがない。また、ガラス部１１ａの側面に接着樹脂層９が形成されているため、厳密にはガラス部１１ａの幅よりはチップサイズは大きくなるものの、ステップ＃５に係るダイシング工程後にガラス部１１ａの側面に残存される接着樹脂層９の厚み分だけガラス部１１ａの幅より大きくなる程度であり、分割後にモジュール部品９５を装着する従来構成と比較した場合には、チップサイズは縮小される。

［第２実施形態］
本発明方法の第２実施形態（以下、適宜「本実施形態」と称する）につき、図５〜図７の各図を参照して説明する。

以下、図１の状態にある半導体ウェハ１をチップ毎に分割する際の手順につき、各工程毎の概略断面図（図５（ａ）〜（ｅ））を参照して説明する。また、図６は、本実施形態に係る工程をフローチャートに示したものであり、以下の説明文中の各ステップ（ステップ＃１１〜＃１６）は図６に示されるフローチャートの各ステップを表すものとする。

なお、図５において、図１、図２、及び図４に示される構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付し、その説明を省略する。また、第１実施形態に係る各ステップ（ステップ＃１〜＃５）と同一または類似する工程については、その旨を記載して説明を簡略化する。

まず、ステップ＃１と同様、ダイシングテープによって半導体ウェハ１をステージ上に接着固定する（ステップ＃１１）。次に、図５（ａ）に示すように、ガラス切断に最適な、粒度が粗くブレード幅が大きい第１ダイシングブレードを用いて、ステップ＃２と同様、ガラスウェハ１１側から隣接するチップ領域間に形成されているスクライブライン１０上を接着樹脂層９内の深さ位置までダイシングカットする（ステップ＃１２）。本ステップにより、ガラスウェハ１１上面から接着樹脂層９内の深さ位置にかけて形成される径の比較的大きい溝部１２ａが形成される。

次に、ステップ＃１２で用いた第１ダイシングブレードよりも粒度が細かく、ブレード幅の小さいダイシングブレード（以下、「第３ダイシングブレード」と記載）によってガラスウェハ１１側から半導体ウェハ１の底面に達しない範囲内の深さ位置までスクライブライン１０上をダイシングカットする（ステップ＃１３）。本ステップにより、前記溝部１２ａと、接着樹脂層９内の深さ位置から半導体ウェハ１内の深さ位置にかけて形成される径の比較的小さい溝部１２ｂと、が連結した溝部１２が形成される（図５（ｂ）参照）。

次に、図５（ｃ）に示すように、ステップ＃３と同様、ガラスウェハ１１上面の全面にエポキシ系或いはシリコーン系の感光性樹脂層１３を堆積する（ステップ＃１４）。本ステップにより、ステップ＃１２及び＃１３において形成された溝部１２内にも当該感光性樹脂層１３が充填される。溝部１２は、半導体ウェハ１内の深さ位置まで形成されていることから、本ステップにより、感光性樹脂層１３は、ガラスウェハ１１側面のみならず半導体ウェハ１の側面にも形成されることとなる。

次に、ステップ＃４と同様、図５（ｄ）に示すように、受光部２上方に堆積されている感光性樹脂層１３を露光及び現像処理によって除去する（ステップ＃１５）。

次に、図５（ｅ）に示すように、第３ダイシングブレードよりもさらに粒度が細かく、ブレード幅の小さいダイシングブレード（以下、「第４ダイシングブレード」と記載）を用いてガラスウェハ１１側からスクライブライン１０上を半導体ウェハ１の底面位置までダイシングカットする（ステップ＃１６）。これにより、ガラス部１１ａの側面のみならず半導体基板１ａの側面にも感光性樹脂層１３が覆われる。そして、この分割されたチップサイズに応じたサイズのレンズ部品２１を感光性樹脂層１３の上層に取り付けることで、図７に示されるようなイメージセンサモジュールが完成する。

本実施形態に係る方法によっても、第１実施形態の場合と同様、チップ毎に分割された段階ですでにガラス部１１ａの側面には遮光部材としての感光性樹脂層１３が形成されているため、その後に遮光部材としてのモジュール部品９５をチップ毎に取り付けるという工程を行う必要がない。このため、従来と同様、ガラス部１１から受光部２に対して不要光が入射されるのを防止する効果を有しつつ、従来構成よりも製造工程の簡素化と生産性の向上が図られる。

また、本実施形態の場合は、第１実施形態と比較して半導体基板１ａの側面にも感光性樹脂層１３が形成されており、これによって半導体基板１ａに対する水分の流入の防止効果や、外部からのストレス緩和効果をさらに高めることができる。

なお、ステップ＃１３では、ステップ＃１２で形成された溝部１２ａの底面位置から、半導体ウェハ１の底面に達しない範囲内の深さ位置までダイシングカットされる。すなわち、本ステップでは、主として半導体ウェハ１が切断される工程である。従って、本ステップで用いられる第３ダイシングブレードは、半導体ウェハ１を切断するのに好適なダイシングブレードを用いることが好ましい。

また、ステップ＃１６の開始直前の時点では、半導体ウェハ１は、ステップ＃１３において底面に達しない範囲内の深さ位置まですでに切断がされている。特に、ステップ＃１３において、底面に達しない範囲内の深さ位置まで最大限切断されている場合には、本ステップ＃１６では主として溝部１２内に埋め込まれた感光性樹脂層１３を切断することとなり、切断対象となる半導体ウェハ１の厚みはごくわずかである。従って、本ステップで用いられる第４ダイシングブレードは、感光性樹脂層１３を切断するのに好適なダイシングブレードを用いることが好ましい。

これに対し、第１実施形態におけるステップ＃５では、スクライブライン上に形成されている感光性樹脂層１３と、初期状態の厚み分に相当する半導体ウェハ１を切断することとなる。従って、ステップ＃５で用いられる第２ダイシングブレードは、感光性樹脂層１３と半導体ウェハ１を切断するのに好適なダイシングブレードを用いることが好ましい。

特に、ステップ＃５並びにステップ＃１６は、いずれもチップ毎に分離する工程であるところ、特にステップ＃２あるいは＃１２で用いられる第１ダイシングブレードよりも粒度が細かくブレード幅の狭いダイシングブレードが用いられる。なお、ステップ＃１６で用いられる第４ダイシングブレードは、ステップ＃５で用いられる第２ダイシングブレードと同程度の粒度で同程度のブレード幅を有するものとしても構わない。

また、ステップ＃１３は、その後に感光性樹脂層１３を埋め込むための溝部１２ｂを形成するための工程であるため、当該ステップ＃１３で用いられるダイシングブレードはガラスウェハ１１を切断するほどの粗い粒度や広いブレード幅を必要としない。すなわち、高集積化を図るためにはできるだけスクライブラインの線幅を狭くすることが好ましいところ、ステップ＃１３では、第１ダイシングブレードよりも粒度が細かくブレード幅が狭い第３ダイシングブレードが用いられる。一方、上述したように、ステップ＃１６は、主として感光性樹脂層１３を切断する工程であるため、第３ダイシングブレードよりもさらに粒度が細かくブレード幅が狭い第４ダイシングブレードを用いるのが好適である。しかし、少なくとも第１ダイシングブレードよりは粒度が細かくブレード幅が狭いブレードであれば、ステップ＃１３とステップ＃１６とで同程度の粒度及びブレード幅を有するダイシングブレードを用いて切断するものとしても構わない。

ダイシング前のイメージセンサ用半導体ウェハの概略構造図本発明の第１実施形態に係る各工程毎の概略断面図本発明の第１実施形態に係る製造工程を示すフローチャート本発明の第１実施形態に係る製造工程によって得られる半導体装置の概略断面図本発明の第２実施形態に係る各工程毎の概略断面図本発明の第２実施形態に係る製造工程を示すフローチャート本発明の第２実施形態に係る製造工程によって得られる半導体装置の概略断面図従来のイメージセンサパッケージの概略構成図従来のイメージセンサパッケージの概略平面図ウェハレベルで受光部並びにガラスウェハを形成した状態の従来の概略断面構造図ウェハレベルで受光部並びにガラスウェハを形成された状態のウェハをダイシングする際の工程を説明するための概略断面構造図従来のダイシング方法で分割された状態の半導体チップの概略構造図モジュール部品が取り付けられた状態の半導体チップの概略構成図

符号の説明

１：半導体ウェハ
１ａ：半導体基板（半導体ウェハがチップ毎に分割されて得られたもの）
２：受光部（イメージセンサ）
３：素子回路
４：電極パッド
５：保護絶縁膜
６：コンタクトプラグ
７：裏面配線
８：外部端子
９：接着樹脂層
１０：スクライブライン
１１：ガラスウェハ
１１ａ：ガラス部（ガラスウェハがチップ毎に分割されて得られたもの）
１１ｂ：ガラス板
１２：溝部
１２ａ：径の大きい溝部
１２ｂ：径の小さい溝部
１３：感光性樹脂層
１５：光学フィルタ膜
２１：レンズ部品
３０：ダイシングシート
９１：従来のパッケージケース
９２：ワイヤ線
９３：金属配線
９５：モジュール部品

Claims

半導体ウェハ上に構成される複数のチップ領域内に受光部を形成した後、隣接する前記受光部間に接着樹脂層を形成し、当該接着樹脂層を介して前記受光部上を含む前記半導体ウェハ面全面にガラスウェハを接着形成する第１工程と、
前記第１工程終了後、第１粒度で第１ブレード幅を有する第１ダイシングブレードによって、スクライブライン上を、前記ガラスウェハ側から当該スクライブライン上に形成された前記接着樹脂層内の深さ位置までダイシングカットして、隣接する前記チップ間に溝部を形成する第２工程と、
前記第２工程終了後、前記溝部を完全に充填するように前記ガラスウェハ上面の全面に感光性樹脂層を堆積する第３工程と、
前記第３工程終了後、前記受光部の上方領域の前記ガラスウェハ上面に堆積された前記感光性樹脂層を除去する第４工程と、
前記第４工程終了後、前記第１粒度より砥粒が細かい第２粒度で、前記第１ブレード幅よりブレード幅の狭い第２ブレード幅を有する第２ダイシングブレードによって、前記スクライブライン上を、前記ガラスウェハ側から当該スクライブライン上に形成された前記感光性樹脂層並びにその下層の前記半導体ウェハ底面までダイシングカットして前記チップ毎に分割する第５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。
半導体ウェハ上に構成される複数のチップ領域内に受光部を形成した後、隣接する前記受光部間に接着樹脂層を形成し、当該接着樹脂層を介して前記受光部上を含む前記半導体ウェハ面全面にガラスウェハを接着形成する第１工程と、
前記第１工程終了後、第１粒度で第１ブレード幅を有する第１ダイシングブレードによって、スクライブライン上を、前記ガラスウェハ側から当該スクライブライン上に形成された前記接着樹脂層内の深さ位置までダイシングカットして、隣接する前記チップ間に溝部を形成する第２工程と、
前記第２工程終了後、前記第１粒度より砥粒が細かい第３粒度で、前記第１ブレード幅よりブレード幅の狭い第３ブレード幅を有する第３ダイシングブレードによって、前記ガラスウェハ側から前記半導体ウェハ底面に達しない範囲内の深さ位置までダイシングカットすることで、前記半導体ウェハの上面よりも深い位置まで前記溝部を形成する第３工程と、
前記第３工程終了後、前記溝部を完全に充填するように前記ガラスウェハ上面の全面に感光性樹脂層を堆積する第４工程と、
前記第４工程終了後、前記受光部の上方領域の前記ガラスウェハ上面に堆積された前記感光性樹脂層を除去する第５工程と、
前記第５工程終了後、前記第３ダイシングブレード、または前記第３粒度より砥粒が細かい第４粒度で前記第３ブレード幅よりブレード幅の狭い第４ブレード幅を有する第４ダイシングブレードによって、前記スクライブライン上を、前記ガラスウェハ側から当該スクライブライン上に形成された前記感光性樹脂層並びにその下層の前記半導体ウェハ底面までダイシングカットして前記チップ毎に分割する第６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。
前記第１ブレード幅が１００μｍ以上であ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。
前記第１粒度が、３００〜１０００の範囲内であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
前記感光性樹脂層が、エポキシ系またはシリコーン系樹脂で構成されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。