特許 6571437 半導体装置の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6571437

(24)【登録日】2019年8月16日

(45)【発行日】2019年9月4日

(54)【発明の名称】半導体装置の製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/301 20060101AFI20190826BHJP

   B23K 26/53 20140101ALI20190826BHJP

   B23K 26/00 20140101ALI20190826BHJP

   B23K 26/364 20140101ALI20190826BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/78 B

   H01L21/78 M

   B23K26/53

   B23K26/00 B

   B23K26/364

【請求項の数】5

【全頁数】21

(21)【出願番号】特願2015-149193(P2015-149193)

(22)【出願日】2015年7月29日

(65)【公開番号】特開2017-33972(P2017-33972A)

(43)【公開日】2017年2月9日

【審査請求日】2018年7月2日

(73)【特許権者】

【識別番号】000102980

【氏名又は名称】リンテック株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100104215

【弁理士】

【氏名又は名称】大森 純一

(74)【代理人】

【識別番号】100196575

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 満

(74)【代理人】

【識別番号】100117330

【弁理士】

【氏名又は名称】折居 章

(74)【代理人】

【識別番号】100160989

【弁理士】

【氏名又は名称】関根 正好

(74)【代理人】

【識別番号】100168181

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 哲平

(74)【代理人】

【識別番号】100168745

【弁理士】

【氏名又は名称】金子 彩子

(74)【代理人】

【識別番号】100170346

【弁理士】

【氏名又は名称】吉田 望

(74)【代理人】

【識別番号】100176131

【弁理士】

【氏名又は名称】金山 慎太郎

(74)【代理人】

【識別番号】100197398

【弁理士】

【氏名又は名称】千葉 絢子

(74)【代理人】

【識別番号】100197619

【弁理士】

【氏名又は名称】白鹿 智久

(72)【発明者】

【氏名】岡本 直也

(72)【発明者】

【氏名】池田 亮平

(72)【発明者】

【氏名】堀米 克彦

【審査官】 井上 和俊

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−１９９５４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−１８８５８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１７７２７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−０２８３８８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／３０１

Ｂ２３Ｋ ２６／００

Ｂ２３Ｋ ２６／３６４

Ｂ２３Ｋ ２６／５３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ガラス質材料又は透明セラミックス材料で構成された保護層と接着層との積層構造を有する保護フィルムと、前記保護層の前記接着剤層側とは反対側に剥離可能に貼着された支持シート又はダイシングシートとを備え、第１のレーザー光及び第２のレーザー光を透過させることが可能な複合シートを準備し、
半導体基板の回路面とは反対側の裏面に、前記接着剤層を介して前記保護層を接着し、
前記複合シート側から前記半導体基板に前記第１のレーザー光を照射することで、前記半導体基板を割断するための改質領域を前記半導体基板の内部に形成し、
前記複合シート側から前記保護層又は前記接着剤層に前記第２のレーザー光を照射することで、前記保護層を割断するための加工領域を前記保護層に形成する
半導体装置の製造方法。

【請求項2】

請求項１に記載の半導体装置の製造方法であって、
前記加工領域を形成する工程は、前記保護層の内部に前記第２のレーザー光を集光させることで、前記保護層の内部に前記保護層の改質領域を形成する
半導体装置の製造方法。

【請求項3】

請求項１に記載の半導体装置の製造方法であって、
前記加工領域を形成する工程は、前記接着剤層に前記第２のレーザー光を集光させることで、前記保護層の前記接着剤層との境界部に前記保護層の改質領域を形成する
半導体装置の製造方法。

【請求項4】

請求項１に記載の半導体装置の製造方法であって、
前記加工領域を形成する工程は、前記保護層の表面に前記第２のレーザー光を集光させることで、前記保護層の表面に加工痕を形成する
半導体装置の製造方法。

【請求項5】

請求項１〜４のいずれか１つに記載の半導体装置の製造方法であって、さらに、
前記接着剤層に第３のレーザー光を照射することで、前記接着剤層の一部又は前記保護層の表面に印字層を形成する
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、半導体基板の裏面に保護層が設けられた半導体装置の製造方法に関し、さらに詳しくは、当該半導体装置のダイシング加工方法に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、フェイスダウン方式あるいはフリップチップ接続と呼ばれる実装法を用いた半導体装置の製造が広く行われている。このような実装法では、半導体チップの回路面を構成する表面（能動面）が配線基板に対向して配置され、半導体チップの表面に形成されたバンプと呼ばれる複数の電極を介して配線基板上に電気的・機械的に接続される。

【0003】

フェイスダウン方式で実装された半導体チップの裏面（非能動面）には、半導体チップを保護する目的で、保護フィルムが接着されることが多い。このような保護フィルムとしては、接着剤層と、この接着剤層上に積層された保護層とを備え、上記保護層が耐熱性樹脂又は金属で構成された、フリップチップ型半導体裏面用フィルムが知られている（例えば特許文献１参照）。

【0004】

一方、基板の内部に集光点を合わせたレーザー光を基板の裏面から入射させ、基板の切断予定ラインに沿って基板の内部に多光子吸収による改質領域を形成することで、基板を切断する技術が知られている（例えば特許文献２参照）。この技術によれば、基板の表面に溶融や切断予定ラインから外れた割れが生じることなく基板を切断することができるとして、近年注目されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１２−３３６２６号公報

【特許文献2】特開２００２−１９２３６７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、保護フィルムが裏面に接着された半導体基板のダイシング加工に上述のレーザー照射技術を適用する場合、例えば、保護フィルムのレーザー透過性が低い、保護フィルムをチップサイズに適切に切断することができない、などの問題がある。このため、裏面に保護フィルムが設けられた半導体基板を適切にダイシング加工することが困難である。

【0007】

以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、裏面に保護フィルムが設けられた半導体基板を適切にダイシング加工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にある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る半導体装置の製造方法は、半導体基板の回路面とは反対側の裏面に、接着剤層を介してガラス質材料又は透明セラミックス材料で構成された保護層を接着することを含む。
上記半導体基板に第１のレーザー光を照射することで、上記半導体基板を割断するための改質領域が上記半導体基板の内部に形成される。
上記保護層又は上記接着剤層に第２のレーザー光を照射することで、上記保護層を割断するための加工領域が上記保護層に形成される。

【0009】

上記半導体装置の製造方法において、半導体基板の裏面に接着される保護層は、ガラス質材料又は透明セラミックス材料で構成されているため、保護層が樹脂材料や金属材料等で構成される場合と比較して、レーザー光の透過性を高めることができる。これにより、半導体基板の表面（回路面）側から第１のレーザー光を照射する場合は勿論、保護層を介して半導体基板の裏面側から第１のレーザー光を照射する場合においても、半導体基板の内部に改質領域を容易に形成することが可能となる。また、ガラス質材料やセラミックス材料はレーザー光による加工が比較的容易であるため、保護層を所望とする形状に適切に切断することが可能である。
したがって上記製造方法によれば、裏面に保護フィルムが設けられた半導体基板を適切にダイシング加工することが可能となる。

【0010】

保護層を構成するガラス質材料としては、典型的には、板ガラス、ガラス繊維等が挙げられる。

【0011】

半導体基板の内部に上記改質領域を形成するための第１のレーザー光には、典型的には、赤外線レーザーを用いることができる。第１のレーザー光のピークパワー密度は、半導体基板の内部に多光子吸収による改質領域を形成することが可能な大きさであれば、特に限定されない。

【0012】

保護層に上記加工領域を形成するための第２のレーザー光には、ガラス質材料又は透明セラミックス材料を加工することができる波長のレーザー光、例えば、赤外線レーザー、紫外線レーザー等を用いることができる。第２のレーザー光は、第１のレーザー光と同一の光学系が用いられてもよいし、第１のレーザー光とは異なる光源系が用いられてもよい。

【0013】

上記加工領域は、多光子吸収による改質領域であってもよいし、物理的な形状変化を伴う溝や凹部等の加工痕であってもよい。
例えば、上記加工領域を形成する工程は、上記保護層の内部に上記第２のレーザー光を集光させることで、上記保護層の内部に上記保護層の改質領域を形成してもよい。
あるいは、上記加工領域を形成する工程は、上記接着剤層に上記第２のレーザー光を集光させることで、上記保護層の前記接着剤層との境界部に上記保護層の改質領域を形成してもよい。
あるいは、上記加工領域を形成する工程は、上記保護層の表面に上記第２のレーザー光を集光させることで、上記保護層の表面に加工痕を形成してもよい。

【0014】

上記半導体装置の製造方法は、さらに、上記接着剤層に第３のレーザー光を照射することで、上記接着剤層の一部又は上記保護層の表面に印字層を形成してもよい。
保護層がガラス質材料又は透明セラミックス材料で構成されることで、接着剤層表面に形成された印字層の視認性を確保することができる。

【0015】

上記保護層を形成する工程は、上記保護層の上記接着剤層側とは反対側に支持シート又はダイシングシートが剥離可能に貼着された複合シートを、上記半導体基板の裏面に接着してもよい。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、裏面に保護フィルムが設けられた半導体基板を適切にダイシング加工することができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】Ａ〜Ｄは、本発明の第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明する概略工程断面図である。

【図2】半導体基板を模式的に示す斜視図である。

【図3】上記半導体基板の裏面に貼着される複合シートの構成を示す概略側断面図である。

【図4】上記複合シートのプリカット形状を示す概略平面図である。

【図5】上記複合シートの貼り付け工程の一例を説明する模式図である。

【図6】上記複合シートの貼り付け工程の他の一例を説明する模式図である。

【図7】上記半導体装置の実装形態の一例を示す概略側断面図である。

【図8】本発明の第２の実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明する半導体基板の概略断面図である。

【図9】本発明の第３の実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明する半導体基板の概略断面図である。

【図10】本発明の第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法の変形例を説明する半導体基板の概略断面図である。

【図11】本発明の第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法の変形例を説明する半導体基板の概略断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。

【0019】

＜第１の実施形態＞
図１Ａ〜Ｄは、本発明の第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明する概略工程断面図である。なお、図においてＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸は、相互に直交する３軸方向をそれぞれ示しており、Ｘ軸及びＹ軸は水平方向に相当する（以後の各図においても同様とする）。

【0020】

本実施形態における半導体装置の製造方法は、保護層形成工程と、第１のレーザー加工工程と、第２のレーザー加工工程とを有する。
保護層形成工程は、図１Ａに示すように、半導体基板Ｗの回路面とは反対側の裏面１０Ｂに、接着剤層２２を介してガラス質材料又は透明セラミックス材料で構成された保護層２１を接着する。
第１のレーザー加工工程は、図１Ｂに示すように、保護層２１を介して半導体基板Ｗに第１のレーザー光Ｌ１を照射することで、半導体基板Ｗを割断するための改質領域１３を半導体基板Ｗの内部に形成する。
第２のレーザー加工工程は、図１Ｃに示すように、保護層２１に第２のレーザー光Ｌ２を照射することで、保護層２１を割断するための加工領域２３を保護層２１に形成する。

【0021】

さらに、本実施形態における半導体装置の製造方法は、第３のレーザー加工工程を有する。第３のレーザー加工工程は、図１Ｄに示すように、接着剤層２２に第３のレーザー光Ｌ３を照射することで、接着剤層２２の一部に印字層Ｍを形成する。

【0022】

すなわち本実施形態では、半導体基板Ｗと保護フィルム２０Ｆとの積層体をチップサイズにダイシングし、図１Ｅに示すような保護層２１を有する半導体装置１００を製造する方法について説明する。

【0023】

以下、各工程の詳細について説明する。

【0024】

［保護層形成工程］
図２は、表面１０Ａ（回路面）に複数の機能素子１１が形成された半導体基板Ｗを模式的に示す斜視図である。

【0025】

半導体基板Ｗは、単結晶シリコン等で構成された基板本体１０と、基板本体１０の表面１０Ａに形成された複数の機能素子１１とを有する。複数の機能素子１１の間には、これら複数の機能素子１１を区画し、かつ、後に分割される位置を示す仮想線である分割予定ライン１２が設定されている。本実施形態では、複数の分割予定ライン１２が、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に沿って格子状に設定されている。なお、分割予定ライン１２は、仮想線ではなく、基板本体１０に実際に形成された線であってもよい。

【0026】

機能素子１１としては、トランジスタやメモリ等を含むＩＣ（Integrated Circuit）あるいはＬＳＩ（Large Scale Integration）等が例示できる。各機能素子１１は、外部接続端子としての複数の電極パッドあるいはバンプ等を含む。これら複数の機能素子１１は、複数の分割予定ライン１２によって区画され、基板本体１０の表面１０Ａにマトリクス状に配列されている。

【0027】

図１Ａに示すように、所定厚みに薄化された半導体基板Ｗの裏面１０Ｂには保護フィルム２０Ｆが貼着される。半導体基板Ｗの厚みは特に限定されず、例えば、５０μｍ〜４００μｍとされる。保護フィルム２０Ｆは、後述するように、保護層２１と、接着剤層２２とを有する。

【0028】

なお、半導体基板Ｗの表面１０Ａには、機能素子１１を保護するための保護部材（図５Ｃ及び図６Ｃにおける符号６０参照）が設けられてもよい。上記保護部材は、例えば、樹脂層の単層シートや、基材上に樹脂層が形成された積層シート等で構成される。上記樹脂層の材質としては、例えば、ゴム系、アクリル系、シリコーン系、ポリウレタン系、ポリウレタンアクリレート系、ポリエステル系、ポリオレフィン系、ポリビニルエーテル系等の各種の樹脂が適用可能である。

【0029】

上記保護部材の基材としては、例えば、樹脂系の材料を主材とする基材フィルムが用いられる。この基材フィルムの具体例として、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）フィルム、直鎖低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）フィルム、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）フィルム等のポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリブテンフィルム、ポリブタジエンフィルム、ポリメチルペンテンフィルム、エチレン−ノルボルネン共重合体フィルム、ノルボルネン樹脂フィルム等のポリオレフィン系フィルム；エチレン−酢酸ビニル共重合体フィルム、エチレン−（メタ）アクリル酸共重合体フィルム、エチレン−（メタ）アクリル酸エステル共重合体フィルム等のエチレン系共重合フィルム；ポリ塩化ビニルフィルム、塩化ビニル共重合体フィルム等のポリ塩化ビニル系フィルム；ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリブチレンテレフタレートフィルム等のポリエステル系フィルム；ポリウレタンフィルム；ポリイミドフィルム；ポリスチレンフィルム；ポリカーボネートフィルム；フッ素樹脂フィルムなどが挙げられる。またこれらの架橋フィルム、アイオノマーフィルムのような変性フィルムも用いられる。ベース層７１はこれらの１種からなるフィルムでもよいし、さらにこれらを２種類以上組み合わせた積層フィルムであってもよい。なお、本明細書における「（メタ）アクリル酸」は、アクリル酸およびメタクリル酸の両方を意味する。他の類似用語についても同様である。

【0030】

保護フィルム２０Ｆは、例えば、半導体基板Ｗと略同等の大きさ、形状に形成され、接着剤層２２を介して半導体基板Ｗの裏面１０Ｂに貼着される。接着剤層２２は、その後、加熱処理あるいはエネルギー線照射処理によって硬化される。

【0031】

半導体基板Ｗに保護フィルム２０Ｆが貼着されることで、半導体基板Ｗの見掛け上の厚さが増し、その結果、半導体基板Ｗの見かけ上の剛性が高められるとともにハンドリング性が向上する。これにより、半導体基板Ｗの反りが抑制されるとともに、損傷や割れ等から効果的に保護されることになる。

【0032】

図３は、保護フィルム２０Ｆの構成を示す概略側断面図である。
保護フィルム２０Ｆは、保護層２１と、接着剤層２２との積層構造を有する。

【0033】

本実施形態において、保護フィルム２０Ｆは、接着剤層２２側に積層された剥離フィルム２４と、保護層２１側に剥離可能に貼着された支持シート３０とをさらに有する複合シート４０で構成される。
以下、複合シート４０の詳細について説明する。

【0034】

（保護層）
保護層２１は、保護フィルム２０Ｆの基材として構成される。保護層２１は、ガラス質材料や透明セラミックス材料のような透光性を有する非導電性無機材料で構成され、特に本実施形態では、保護層２１は、ガラス質材料で構成される。

【0035】

ガラス質材料としては、典型的には、板ガラス、ガラス繊維等が挙げられる。板ガラスやガラス繊維に使用されるガラスの構造は、非晶質であってもよいし結晶質であってもよい。ガラスの種類は特に限定されず、典型的には、ソーダ石灰ガラス、鉛ガラス、ホウケイ酸ガラス、石英ガラス等が挙げられる。板ガラスは、例えば、ディスプレイ用の薄板ガラス、特に、ロール状に巻き取り可能なフレキシブル性を有する超薄板ガラスが好ましい。ガラス繊維としては、例えば、ガラス繊維紙（ガラスペーパ）や電池用材料（セパレータ）として構成されるガラス繊維が適用可能である。

【0036】

本実施形態の保護フィルム２０Ｆは、保護層２１がガラス質材料で構成されているため、保護層２１が合成樹脂で構成される場合と比較して、保護層２１の弾性率を高めることができる。したがって、ウエハレベルにおける半導体基板Ｗの反りだけでなく、ダイシング加工により個片化されたチップサイズレベルにおける半導体装置１００の反り、更には、当該半導体装置１００を配線基板上にフリップチップ実装した半導体パッケージの反りも、効果的に抑制されることになる。

【0037】

保護層２１を構成するガラス質材料には、後述するダイシング加工時において半導体基板Ｗの内部に集光照射されるレーザー光（以下、第１のレーザー光ともいう）を透過させることが可能な材料が用いられる。第１のレーザー光には、典型的には、赤外線レーザー、特に、波長１０６４ｎｍの近赤外線レーザーが用いられる。

【0038】

さらに、保護層２１を構成するガラス質材料には、後述するダイシング加工時において保護層２１に集光照射されるレーザー光（以下、第２のレーザー光ともいう）によって加工されることが可能な材料が用いられる。第２のレーザー光には、典型的には、赤外線レーザー、特に、波長１０６４ｎｍの近赤外線レーザーが用いられる。あるいは、当該近赤外線レーザーの第２次高調波（典型的には、波長５３２ｎｍの緑色レーザー）が用いられてもよい。

【0039】

本実施形態において、保護層２１は、板ガラスで構成される。保護層２１を板ガラスで構成することにより、保護フィルム２０Ｆのハンドリング性が高まるとともに生産性の向上が図れるようになる。板ガラスには、いわゆる強化ガラス材料が用いられてもよいし、通常のガラス材が用いられてもよい。板ガラスには、リジッドなガラスシートが用いられてもよいし、フレキシブル性を有するガラスフィルムが用いられてもよい。板ガラスには、光透過性を有する材料が用いられるが、着色が施された半透光性の材料が用いられてもよい。

【0040】

保護層２１の線膨張係数は、保護層２１を構成する板ガラスの成分、加工方法等によって選択あるいは調整することができる。保護層２１を構成する板ガラスは、典型的には、線膨張係数が１０^−５から１０^−７／℃オーダのものから選択することができる。

【0041】

保護層２１の厚さは特に限定されず、例えば１０μｍ以上３００μｍ以下、好ましくは、５０μｍ以上２００μｍ以下とされる。これにより、フレキシブルな材質を使用することと合わせて、保護層２１にフレキシブル性を付与することができる。保護層２１がフレキシブル性を有することで、保護フィルム２０Ｆをロール状に巻き取ることが可能となり、取扱い性、保存性、輸送性等が高められる。また、フレキシブル性を有するガラスフィルムは、ロールから巻き出されたときにカール等の変形が少ないため、ハンドリング性に優れるという利点がある。

【0042】

このような板ガラスは、市販の材料が用いられてもよいし、用途に応じて最適化された材料が用いられてもよい。市販の材料としては、例えば、日本電気硝子株式会社製の無アルカリ超薄板ガラス「Ｇ−Ｌｅａｆ」（登録商標）等を用いることができる。

【0043】

（接着剤層）
接着剤層２２は、保護層２１の一方の面に設けられ、保護層２１を半導体基板Ｗの裏面１０Ｂに接着させる。接着剤層２２には、上記第１のレーザー光を透過させることが可能な材料が用いられる。接着剤層２２は、典型的には、熱硬化性成分及びエネルギー線硬化性成分の少なくとも１種とバインダーポリマー成分とからなる。

【0044】

熱硬化性成分としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、ベンゾオキサジン樹脂等、及びこれらの混合物が挙げられる。特に本実施形態では、エポキシ樹脂、フェノール樹脂ならびにこれらの混合物が好ましく用いられる。

【0045】

これらの中でも、本実施形態では、ビスフェノール系グリシジル型エポキシ樹脂、o-クレゾールノボラック型エポキシ樹脂およびフェノールノボラック型エポキシ樹脂が好ましく用いられる。これらエポキシ樹脂は、１種単独で、または２種以上を組み合わせて用いることができる。

【0046】

エネルギー線硬化性成分は、紫外線、電子線等のエネルギー線の照射を受けると重合硬化する化合物からなる。この化合物は、分子内に少なくとも１つの重合性二重結合を有し、通常は、分子量が１００〜３００００、好ましくは３００〜１００００程度である。このようなエネルギー線重合型化合物としては、例えば、トリメチロールプロパントリアクリレート、テトラメチロールメタンテトラアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ジペンタエリスリトールモノヒドロキシペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートあるいは１，４−ブチレングリコールジアクリレート、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、オリゴエステルアクリレート、さらにポリエステル型またはポリエーテル型のウレタンアクリレートオリゴマーやポリエステルアクリレート、ポリエーテルアクリレート、エポキシ変性アクリレート等を用いることができる。

【0047】

これらの中でも、紫外線硬化型樹脂が好ましく用いられ、具体的には、オリゴエステルアクリレート、ウレタンアクリレートオリゴマー等が特に好ましく用いられる。エネルギー線硬化性成分に光重合開始剤を混入することにより、重合硬化時間ならびに光線照射量を少なくすることができる。

【0048】

バインダーポリマー成分は、適度なタックを与え、接着剤の操作性を向上するために用いられる。バインダーポリマーの重量平均分子量は、通常は５万〜２００万、好ましくは１０万〜１５０万、特に好ましくは２０万〜１００万の範囲にある。分子量が低過ぎると接着剤層の成形性が不十分となり、高過ぎると他の成分との相溶性が悪くなり、結果として均一なシート形成が妨げられる。

【0049】

このようなバインダーポリマーとしては、たとえばアクリル系ポリマー、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ゴム系ポリマー等が用いられ、特にアクリル系ポリマーが好ましく用いられる。

【0050】

アクリル系ポリマーとしては、たとえば、（メタ）アクリル酸エステルモノマーおよび（メタ）アクリル酸誘導体から導かれる構成単位とからなる（メタ）アクリル酸エステル共重合体が挙げられる。ここで（メタ）アクリル酸エステルモノマーとしては、好ましくはアルキル基の炭素数が１〜１８である（メタ）アクリル酸アルキルエステル、たとえば（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸プロピル、（メタ）アクリル酸ブチル等が用いられる。また、（メタ）アクリル酸誘導体としては、たとえば（メタ）アクリル酸、（メタ）アクリル酸グリシジル、（メタ）アクリル酸ヒドロキシエチル等を挙げることができる。

【0051】

メタクリル酸グリシジル等を共重合してアクリル系ポリマーにグリシジル基を導入することにより、熱硬化型接着成分としてのエポキシ樹脂との相溶性が向上し、また硬化後のＴｇが高くなり耐熱性も向上する。また、ヒドロキシエチルアクリレート等を共重合してアクリル系ポリマーに水酸基を導入することにより、半導体基板Ｗへの密着性や粘着物性のコントロールが容易になる。

【0052】

接着剤層２２は、着色されていてもよい。接着剤層２２の着色は、たとえば、顔料、染料等を配合することで行われる。接着剤層２２を着色しておくと、外観の向上が図られるとともに、レーザー印字を施した際にその視認性、識別性を高めることができる。接着剤層２２の色は特に限定されず、無彩色でもよいし、有彩色でもよい。

【0053】

さらに、硬化後における保護フィルム２０Ｆと半導体基板Ｗの裏面１０Ｂとの接着性・密着性を向上させる目的で、接着剤層２２にカップリング剤を添加することもできる。カップリング剤は、保護フィルム２０Ｆの耐熱性を損なわずに、接着性、密着性を向上させることができ、さらに耐水性（耐湿熱性）も向上する。

【0054】

このような接着剤層２２は、市販の材料が用いられてもよいし、用途に応じて最適化された材料が用いられてもよい。市販の材料としては、例えば、リンテック株式会社製のチップ裏面保護テープ「ＬＣテープ」シリーズが好適に用いられる。

【0055】

（支持シート）
支持シート３０は、保護フィルム２０Ｆの接着剤層２２側とは反対側の保護層２１の表面に、粘着剤層３０Ａを介して貼着され、保護フィルム２０Ｆを半導体基板Ｗへ貼付する際の支持シートの役割を持つ。

【0056】

支持シート３０を構成する材料は、上記第１のレーザー光Ｌ１を透過させることが可能であれば特に限定されず、例えば、樹脂系の材料を主材とする基材フィルムが用いられる。この基材フィルムの具体例として、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）フィルム、直鎖低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）フィルム、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）フィルム等のポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリブテンフィルム、ポリブタジエンフィルム、ポリメチルペンテンフィルム、エチレン−ノルボルネン共重合体フィルム、ノルボルネン樹脂フィルム等のポリオレフィン系フィルム；エチレン−酢酸ビニル共重合体フィルム、エチレン−（メタ）アクリル酸共重合体フィルム、エチレン−（メタ）アクリル酸エステル共重合体フィルム等のエチレン系共重合フィルム；ポリ塩化ビニルフィルム、塩化ビニル共重合体フィルム等のポリ塩化ビニル系フィルム；ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリブチレンテレフタレートフィルム等のポリエステル系フィルム；ポリウレタンフィルム；ポリイミドフィルム；ポリスチレンフィルム；ポリカーボネートフィルム；フッ素樹脂フィルムなどが挙げられる。またこれらの架橋フィルム、アイオノマーフィルムのような変性フィルムも用いられる。ベース層７１はこれらの１種からなるフィルムでもよいし、さらにこれらを２種類以上組み合わせた積層フィルムであってもよい。なお、本明細書における「（メタ）アクリル酸」は、アクリル酸およびメタクリル酸の両方を意味する。他の類似用語についても同様である。

【0057】

上記基材フィルムを保護フィルム２０Ｆに接合する粘着剤層３０Ａとしては、非エネルギー線硬化性粘着剤から構成されてもよいし、エネルギー線硬化性粘着剤から構成されてもよい。非エネルギー線硬化性粘着剤としては、所望の粘着力および再剥離性を有するものが好ましく、例えば、アクリル系粘着剤、ゴム系粘着剤、シリコーン系粘着剤、ウレタン系粘着剤、ポリエステル系粘着剤、ポリビニルエーテル系粘着剤等を使用することができる。これらの中でも、保護フィルム２０Ｆ（保護層２１）との密着性が高く、ワークまたは加工物の脱落を効果的に抑制することのできるアクリル系粘着剤が好ましい。上記エネルギー線硬化性粘着剤としては、例えば、（メタ）アクリロイル基、ビニル基等の重合性基を有するものが挙げられる。

【0058】

（剥離フィルム）
剥離フィルム２４は、接着剤層２２を被覆するように設けられ、保護フィルム２０Ｆ（複合シート４０）の使用時には、接着剤層２２から剥離される。

【0059】

剥離フィルム２４としては、剥離性の表面を有する種々のフィルムが用いられる。このような剥離フィルム２４としては、具体的には、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリブテンフィルム、ポリブタジエンフィルム、ポリメチルペンテンフィルム、ポリ塩化ビニルフィルム、塩化ビニル共重合体フィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリブチレンテレフタレートフィルム、ポリウレタンフィルム、エチレン酢ビフィルム、アイオノマー樹脂フィルム、エチレン・（メタ）アクリル酸共重合体フィルム、エチレン・（メタ）アクリル酸エステル共重合体フィルム、ポリスチレンフィルム、ポリカーボネートフィルム、フッ素樹脂フィルム、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）フィルム、直鎖低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）フィルム、およびその水添加物または変性物等からなるフィルムなどが用いられる。またこれらの架橋フィルムも用いられる。上記の基材は１種単独でもよいし、さらにこれらを２種類以上組み合わせた複合フィルムであってもよい。

【0060】

剥離フィルム２４としては、上記したようなフィルムの一方の表面に剥離処理を施したフィルムが好ましい。剥離処理に用いられる剥離剤としては、特に限定はないが、シリコーン系、フッ素系、アルキッド系、不飽和ポリエステル系、ポリオレフィン系、ワックス系等が用いられる。特にシリコーン系の剥離剤が低剥離力を実現しやすいので好ましい。剥離フィルムに用いるフィルムがポリオレフィンフィルムのようにそれ自身の表面張力が低く、粘着層に対し低剥離力を示すものであれば、剥離処理を行わなくてもよい。

【0061】

（複合シートの貼り合わせ）
保護層形成工程においては、以上のように構成される複合シート４０から剥離フィルム２４を剥離し、図１Ａに示すように接着剤層２２を半導体基板Ｗの裏面に貼り付ける。その後、加熱処理あるいは紫外線等の照射処理を実施することで、接着剤層２２を硬化させる。これにより、保護層２１は、接着剤層２２を介して半導体基板Ｗの裏面に一体的に接合される。

【0062】

図４は複合シート４０のプリカット形状を示す概略平面図である。複合シート４０は、典型的には帯状のシートで形成されており、剥離フィルム２４を除く各層には、半導体基板Ｗと略同等の大きさの打ち抜き溝４０ｃが設けられている。すなわち図示の例では、保護フィルム２０Ｆ及び支持シート３０は、半導体基板サイズと同等又はそれ以上の大きさにそれぞれプリカットされた状態で剥離フィルム２４に支持されており、基板サイズで半導体基板Ｗの裏面に接着されるように構成されている。

【0063】

図５Ａ〜Ｃは、半導体基板Ｗの裏面へ保護フィルム２０Ｆを接着する工程の一例を示す模式断面図である。図示するように複合シート４０１は、剥離フィルム２４を剥離した後、半導体基板Ｗの裏面（図５Ｃにおいて上面）に貼り合わされるとともに、接着剤層２２の硬化処理が実施される。図示する複合シート４０１においては、半導体基板サイズよりも大きなサイズにプリカットされた接着剤層２２の周縁部にリングフレームＲＦに接着される環状の粘着剤層２５があらかじめ積層されており、半導体基板Ｗは、その粘着剤層２５で区画される接着剤層領域の内側に接着される。その後必要に応じて、半導体基板Ｗの表面（図５Ｃにおいて下面）に積層された保護部材６０が除去される。

【0064】

一方、図６Ａに示す複合シート４０２は、基板サイズと同等の大きさにプリカットされた保護フィルム２０Ｆと、基板サイズよりも大きなサイズにプリカットされた支持シート３０とを有し、剥離フィルム２４は、保護フィルム２０Ｆを被覆するように支持シート３０の粘着剤層３０Ａ（図３参照）に接着される。そして、図６Ｂ，Ｃに示すように、複合シート４０２は、剥離フィルム２４を剥離した後、半導体基板Ｗの裏面（図６において上面）に貼り合わされるとともに、接着剤層２２の硬化処理が実施される。支持シート３０は、その粘着剤層３０Ａを介してリングフレームＲＦに粘着支持される。その後必要に応じて、半導体基板Ｗの表面（図６Ｃにおいて下面）に積層された保護部材６０が除去される。

【0065】

複合シート４０としては、図５Ａに示した複合シート４０１が採用されてもよいし、図６Ａに示した複合シート４０２が採用されてもよい。また、複合シート４０１，４０２における支持シート３０は、後述するように、ダイシングシートで構成されてもよい。

【0066】

［第１のレーザー加工工程］
続いて、第１のレーザー加工工程について説明する。
図１Ｂに示すように、保護層２１と硬化後の接着剤層２２とを介して半導体基板Ｗの内部に第１のレーザー光Ｌ１を照射することで、半導体基板Ｗの内部に改質領域１３を形成する第１のレーザー加工工程が実施される。

【0067】

第１のレーザー加工工程では、半導体基板Ｗと複合シート４０との積層体を、所定のレーザー加工装置のチャックテーブルに載置した状態で、複合シート４０側から半導体基板Ｗに第１のレーザー光Ｌ１が照射される。半導体基板Ｗは、その表面１０Ａを上記チャックテーブルに向けて固定される。

【0068】

上記レーザー加工装置は、第１のレーザー光Ｌ１を照射する第１の照射ヘッド６１を有する。第１の照射ヘッド６１は、第１のレーザー光Ｌ１を半導体基板Ｗの内部に集光させるようにその光学集光系が設定される。

【0069】

第１のレーザー光Ｌ１には、複合シート４０及び半導体基板Ｗに対して透過性を有するレーザー光が用いられ、典型的には、赤外線レーザーが用いられる。第１のレーザー光Ｌ１のピークパワー密度は、半導体基板Ｗの内部に多光子吸収による改質領域１３を形成することが可能な大きさであれば特に限定されず、例えば、１×１０⁸（Ｗ／ｃｍ²）以上とされる。第１のレーザー光Ｌ１は、典型的には、パルス幅が１μｓ以下のパルスレーザーであるが、これに限られず、連続波レーザーであってもよい。

【0070】

本実施形態において、第１の照射ヘッド６１は、ＹＡＧレーザー発振器やＹＶＯ₄レーザー発振器等のパルスレーザー光線発振器、繰り返し周波数設定器、発振されたパルスレーザー光線を集光するための集光器等を備える。したがって本実施形態の第１のレーザー照射ユニット６１は、第１のレーザー光Ｌ１として、パルスレーザー光線（本例では波長１０６４ｎｍの近赤外線レーザー光）を照射する。

【0071】

第１のレーザー加工工程では、第１の照射ヘッド６１から、半導体基板Ｗに対して透過性を有する第１のレーザー光Ｌ１を分割予定ライン１２（図２参照）に沿って照射し、半導体基板Ｗの内部に分割予定ライン１２に沿って改質領域１３を形成する。
なお、分割予定ライン１２に沿った第１のレーザー光Ｌ１の走査は、第１の照射ヘッド６１に対して上記チャックテーブルを水平方向に移動させてもよいし、上記チャックテーブルに対して第１の照射ヘッド６１を水平方向に移動させてもよいし、これらの双方であってもよい。

【0072】

改質領域１３は、第１のレーザー光Ｌ１の集光点Ｐ１において半導体基板Ｗの内部に多光子吸収を発生させることで形成される。半導体基板Ｗの基板本体１０が単結晶シリコンで構成される場合、改質領域１３は、典型的には、局所的に溶融、再固化された溶融処理領域として形成され、周辺部よりも低い強度を有する。改質領域１３は、各分割予定ライン１２に沿って密に形成されるため、後に支持シート３０から貼り替えられるダイシングシート５０（図１Ｅ）のエキスパンド工程において、各分割予定ライン１２を境に半導体基板Ｗが容易に割断されることになる。

【0073】

［第２のレーザー加工工程］
続いて、図１Ｃに示すように、保護層２１の内部に第２のレーザー光Ｌ２を集光させることで、保護層２１に加工領域２３を形成する第２のレーザー加工工程が実施される。

【0074】

第２のレーザー加工工程では、典型的には、第１のレーザー加工工程で用いたレーザー加工装置が用いられる。第２のレーザー加工工程では、半導体基板Ｗと複合シート４０との積層体が上記チャックテーブルに載置された状態で、複合シート４０側から保護層２１に第２のレーザー光Ｌ２が照射される。

【0075】

上記レーザー加工装置は、第２のレーザー光Ｌ２を照射する第２の照射ヘッド６２を有する。第２の照射ヘッド６２は、第２のレーザー光Ｌ２を保護層２１の内部に集光させるようにその光学集光系が設定される。

【0076】

第２のレーザー光Ｌ２には、支持シート３０及び保護層２１に対して透過性を有するレーザー光が用いられ、典型的には、赤外線レーザーが用いられる。第２のレーザー光Ｌ２のピークパワー密度は、本実施形態では、保護層２１の内部に多光子吸収による加工領域２３を形成することが可能な大きさに設定され、例えば、１×１０⁸（Ｗ／ｃｍ²）以上とされる。第２のレーザー光Ｌ２は、典型的には、パルス幅が１μｓ以下のパルスレーザーであるが、これに限られず、連続波レーザーであってもよい。

【0077】

本実施形態において、第２の照射ヘッド６２は、ＹＡＧレーザー発振器やＹＶＯ₄レーザー発振器等のパルスレーザー光線発振器、繰り返し周波数設定器、発振されたパルスレーザー光線を集光するための集光器等を備える。したがって本実施形態の第２のレーザー照射ユニット６２は、第２のレーザー光Ｌ２として、パルスレーザー光線（本例では波長１０６４ｎｍの近赤外線レーザー光）を照射する。
なお、第２の照射ヘッド６２には、第１の照射ヘッド６１が用いられてもよいし、それとは異なる照射ヘッドが用いられてもよい。

【0078】

第２のレーザー加工工程では、第２の照射ヘッド６２から、保護層２１に対して透過性を有する第２のレーザー光Ｌ２を分割予定ライン１２（図２参照）に沿って照射し、保護層２１の内部に加工領域２３を形成する。第２のレーザー光Ｌ２が分割予定ライン１２に沿って照射されることで、加工領域２３は、半導体基板Ｗの改質層１３の形成領域の直上位置に対応するように（改質層１３とＺ軸方向に対向するように）保護層２１の内部に形成されることになる。
なお、分割予定ライン１２に沿った第２のレーザー光Ｌ２の走査は、第２の照射ヘッド６２に対して上記チャックテーブルを水平方向に移動させてもよいし、上記チャックテーブルに対して第２の照射ヘッド６２を水平方向に移動させてもよいし、これらの双方であってもよい。

【0079】

加工領域２３は、第２のレーザー光Ｌ２の集光点Ｐ２において保護層２１の内部に多光子吸収を発生させることで形成される。保護層２１が板ガラスで構成される場合、加工領域２３は、典型的には、多光子吸収による光学的損傷により生じたクラック領域（改質領域）として形成され、周辺部よりも低い強度を有する。加工領域２３は、各分割予定ライン１２に沿って密に形成されるため、後に支持シート３０から貼り替えられるダイシングシート５０のエキスパンド工程において、各分割予定ライン１２を境に保護層２１が容易に割断されることになる。

【0080】

なお、第１の照射ヘッド６１を用いて第１のレーザー加工工程と第２のレーザー加工工程とを同時に行うことも可能である。この場合、例えば、第１のレーザー光Ｌ１の集光点をＰ１とＰ２とに交互に切り替えながら、第１のレーザー光Ｌ１が各分割予定ライン１２に照射されてもよい。あるいは、所定数の分割予定ライン１２毎に、集光点をＰ１に合わせた第１のレーザー加工処理が実施された後、集光点をＰ２に合わせた第２のレーザー加工処理が実施されてもよい。

【0081】

また、第１のレーザー加工工程が第２のレーザー加工工程の前または同時に実施されるため、保護層２１への加工領域２３の形成前に、半導体基板Ｗの内部に改質領域１３が形成されることになる。このため、加工領域２３を通して改質領域１３を形成する場合と比較して、目的とする改質領域１３を安定に形成することが可能となる。

【0082】

［第３のレーザー加工工程］
続いて、図１Ｄに示すように、接着剤層２２に第３のレーザー光Ｌ３を照射することで、接着剤層２２に印字層Ｍを形成する第３のレーザー加工工程が実施される。

【0083】

第３のレーザー加工工程では、典型的には、第１又は第２のレーザー加工工程で用いたレーザー加工装置が用いられる。第３のレーザー加工工程では、半導体基板Ｗと複合シート４０との積層体が上記チャックテーブルに載置された状態で、複合シート４０側から接着剤層２２に第３のレーザー光Ｌ３が照射される。

【0084】

上記レーザー加工装置は、第３のレーザー光Ｌ３を照射する第３の照射ヘッド６３を有する。第３の照射ヘッド６３は、第３のレーザー光Ｌ３を接着剤層２２の保護層２１側の表面に集光させるようにその光学集光系が設定される。これにより、印字層Ｍは、接着剤層２２の断面において保護層２１側の表面に設けられることになる。

【0085】

第３のレーザー光Ｌ３には、視覚的に識別可能に接着剤層２２の表面を改質させることが可能な適宜のレーザー光が用いられ、典型的には、赤外線レーザーが用いられる。第３のレーザー光Ｌ３は、典型的には、パルスレーザーであるが、これに限られず、連続波レーザーであってもよい。なお、第３の照射ヘッド６３には、第１又は第２の照射ヘッド６１，６２が用いられてもよいし、それらとは異なる照射ヘッドが用いられてもよい。

【0086】

印字層Ｍは、典型的には、文字、記号、図形等を含み、半導体素子あるいは半導体装置の種類等を識別可能に表示する。印字層Ｍは、典型的には、接着剤層２２の少なくとも一部で構成される。保護層２１が板ガラス、透明セラミックス等、透光性を有する材料で構成される場合、保護層２１に透光性が付与されるため、印字層Ｍの視認性を確保することができる。

【0087】

印字層Ｍは、典型的には、分割予定ライン１２で四方が囲まれる半導体基板Ｗ上の各チップ領域に形成される。このため、印字層Ｍの形成領域が、改質領域１３及び加工領域２３と相互に重なり合うことはない。したがって、第３のレーザー加工工程は第２のレーザー加工工程の後に実施される場合に限られず、第２のレーザー加工工程の前、あるいは、第１のレーザー加工工程の前に行うことも可能である。

【0088】

第３のレーザー光Ｌ３の発振条件や印字層Ｍの大きさ、形態等は特に限定されない。例えば、印字装置（ＫＥＹＥＮＣＥ社製「ＶＫ９７００」）を用いて、出力０．６Ｗ、周波数４０ｋＨｚ、走査速度１００ｍｍ／秒の条件で、保護層２１側から接着剤層２２に対して波長５３２ｎｍのレーザー光を照射することで、印字層Ｍを形成することが可能である。この場合、文字サイズ０．４ｍｍ×０．５ｍｍ、文字間隔０．３ｍｍ、文字数２０の印字層パターンや、文字サイズ０．２ｍｍ×０．５ｍｍ、文字間隔０．３ｍｍ、文字数２０の印字層パターン等を形成することが可能である。

【0089】

なお、接着剤層２２に印字層Ｍが形成される例に限られず、例えば、保護層２１の表面（接着剤層２２側とは反対側の面）に印字層が設けられてもよい。本実施形態において、保護層２１は、ガラス質材料で構成されているため、レーザー加工やマイクロカッタ―を用いた表面加工が可能である。具体的には、第３のレーザー光Ｌ３として赤外線レーザーを用いて保護層２１の表面に印字層が書き込まれてもよい。このようにして形成された印字層は、保護層２１を正面あるいは斜め方向から視認することで、保護層２１の表面に印字情報を浮き上がらせることができる。

【0090】

［分割工程］
続いて、図１Ｅに示すように、半導体基板Ｗ及び保護フィルム２０Ｆの積層体を、分割予定ライン１２によって区画されたチップサイズの半導体装置１００に分割する工程が実施される。

【0091】

この際、半導体基板Ｗが上記レーザー加工装置のチャックテーブルから取り外され、支持シート３０が半導体基板Ｗの裏面から剥離される。そして、代わりにダイシングシート５０が、半導体基板Ｗの裏面に貼着される。ダイシングシート５０は、支持シート３０と同様に、基材フィルムと粘着剤層とを有する。当該基材フィルム及び粘着剤層は、典型的には、上述のような支持シート３０の基材フィルム及び粘着剤層と同一の材料で構成される。

【0092】

支持シート３０からダイシングシート５０に貼り替えることで、ダイシングシート５０として、接着剤層２２の硬化に必要な温度に対して十分な耐熱性を有しないものであっても有効に使用することが可能となる。ダイシングシートは、エキスパンド性能を有し、可とう性に優れたシートであるため、耐熱性に劣ることが多い。一方、ダイシングシートとして十分な耐熱性を有するものを使用する場合には、支持シート３０に代えて当該ダイシングシートが積層された複合シートを使用することができる。

【0093】

分割工程は、半導体基板Ｗの表裏が反転した状態で実施される。そして、ダイシングシート５０は、図示しないリングフレームに支持された状態で、ＸＹ平面内でエキスパンド工程において拡張される。これにより、半導体基板Ｗ及び保護層２１にそれぞれせん断力が作用し、半導体基板Ｗはその改質領域１３を起点として割断され、保護層２１はその加工領域２３を起点として割断される。
以上のようにして、半導体チップＣの裏面に保護フィルム２０が設けられた半導体装置１００が製造される（図１Ｅ参照）。

【0094】

なお、接着剤層２２は、半導体基板Ｗあるいは保護層２１の割断の過程で、半導体基板Ｗあるいは保護層２１と共に割断される。また、個片化された各半導体装置１００は、ダイシングシート５０に接着されているため、この分割工程でダイシングシート５０から離脱することはない。

【0095】

その後、各半導体装置１００は、図示しないコレットを介して個々にピックアップされ、次工程（例えば、基板への実装工程）に供される。この際、ダイシングシート５０の粘着剤層は、あらかじめ、保護層２１界面との粘着力を低下させる処理が実施される。例えば、ダイシングシート５０の粘着剤層がエネルギー線硬化性である場合は、当該粘着剤層にエネルギー線を照射することで上記粘着力を低下させる。

【0096】

以上のように、本実施形態に係る半導体装置１００の製造方法において、半導体基板Ｗの裏面１０Ｂに接着される保護層２１は、ガラス質材料で構成されているため、保護層２１が金属材料等で構成される場合と比較して、レーザー光の透過性を高めることができる。これにより、半導体基板Ｗの内部への多光子吸収による改質層１３の形成が容易となる。また、ガラス質材料はレーザー光による加工が容易であるため、保護層２１に加工領域２３を形成する等して所望とする形状に適切に切断することが可能である。
したがって上記製造方法によれば、裏面に保護フィルム２０Ｆが設けられた半導体基板Ｗを適切にダイシング加工することが可能となる。

【0097】

また、本実施形態によれば、保護層２１を割断するための加工領域２３の形成にレーザー加工法を採用しているため、ダイサー等を用いて保護層２１を機械的に加工する場合と比較して、加工屑の発生を抑えることができるとともに、洗浄液が不要となるためドライ環境でのプロセスを実現することができる。これにより、半導体装置１００の信頼性が高まるとともに、プロセスの簡素化を実現することができる。

【0098】

さらに本実施形態によれば、半導体基板Ｗへの改質領域１３の形成、保護層２１への加工領域２３の形成及び接着剤層２２への印字層Ｍの形成が、それぞれレーザー加工機を用いて実施されるため、使用する照射ヘッドを順次切り替えることで、あるいは同一の照射ヘッドを共通に用いることで、効率よく作業を行うことができる。これにより、半導体装置の生産性を高めることが可能となる。

【0099】

［実装工程］
図７は、半導体装置１００の配線基板２００への実装形態を模式的に示す概略側断面図である。なお、半導体装置１００を構成する各層の厚みや大きさの比は、説明の便宜上、図１Ｅに示した半導体装置１００とは異なる比で表されている。

【0100】

半導体チップＣは、その回路面（図中下面）を配線基板２００に向けたフェイスダウン方式で、配線基板２００の上面にマウントされる。半導体チップＣは、その回路面に形成された複数のバンプ（突起電極）１１ａを介して配線基板２００に電気的機械的に接続される。配線基板２００への半導体チップＣの接合には、例えば、リフロー炉を用いたリフロー半田付け法が採用される。

【0101】

半導体チップＣと配線基板２００との間には、典型的には、アンダーフィル樹脂層５１が設けられる。アンダーフィル樹脂層５１は、半導体チップＣの回路面及びバンプ１１ａを封止して外気から遮断し、さらに、半導体チップＣと配線基板２００との間の接合強度を高めてバンプ１１ａの接続信頼性を確保する目的で設けられる。

【0102】

半導体チップＣの裏面（図中上面）には、当該半導体チップＣを保護するための保護フィルム２０が貼着されている。保護フィルム２０は、保護フィルム２０Ｆをチップサイズに割断することで形成される。

【0103】

保護フィルム２０は、半導体チップＣの反りを抑制する機能を有する。すなわち、保護層２１は、ガラス質材料で構成されているため、保護層２１が合成樹脂材料で構成される場合と比較して、保護層２１の弾性率を高めることができる。これにより、半導体チップＣは勿論、当該半導体チップＣと配線基板２００とを含む半導体パッケージの反りをも抑制することが可能となる。

【0104】

例えば、保護層２１の線膨張係数を配線基板２００の線膨張係数に合わせることで、または配線基板２００の線膨張係数より小さくすることで、配線基板２００と保護フィルム２０との間に挟まれた半導体チップＣの変形を抑制することが可能となる。また、保護層２１の線膨張係数を半導体チップＣの線膨張係数に合わせることで、または半導体チップＣの線膨張係数より小さくすることで、半導体チップＣの剛性を高めて上記熱応力に起因する半導体チップＣの変形を抑制することが可能となる。さらに、保護層２１の線膨張係数は、配線基板２００の線膨張係数と半導体チップＣの線膨張係数の間の適宜の値に設定されてもよい。

【0105】

＜第２の実施形態＞
図８は、本発明の第２の実施形態に係る半導体装置の製造方法において、保護層２１への加工領域の形成工程を模式的に示す概略断面図である。
以下、第１の実施形態と異なる構成について主に説明し、上述の実施形態と同様の構成については同様の符号を付しその説明を省略または簡略化する。

【0106】

本実施形態は、第２のレーザー加工工程が上述の第１の実施形態と異なる。すなわち本実施形態は、図８に示すように、接着剤層２２に第２のレーザー光Ｌ２を集光させることで、保護層２１と接着剤層２２との境界部の保護層２１側に、保護層２１の加工領域２３１を形成する。

【0107】

本実施形態では、加工領域２３１の形成位置が第１の実施形態と異なるものの、本実施形態においても加工領域２３１は、多光子吸収による光学的損傷により生じたクラック領域（改質領域）として形成される。このため、加工領域２３１は、周辺部よりも低い強度を有することになり、第１の実施形態と同様に、ダイシングシートを用いたエキスパンド工程において、保護層２１が容易に割断されることになる。

【0108】

さらに本実施形態によれば、第２のレーザー光Ｌ２が接着剤層２２に照射されるため、この第２のレーザー加工工程において、保護層２１だけでなく、接着剤層２２をも、分割予定ライン１２（図２参照）に沿って切断することが可能となる。これにより、後の分割工程において、半導体装置１００（図１Ｅ参照）各々の分離が容易となるとともに、接着剤層２２の溶断作用により、半導体装置１００における接着剤層２２の切断面を平滑に仕上げることが可能となる。

【0109】

＜第３の実施形態＞
図９は、本発明の第３の実施形態に係る半導体装置の製造方法において、保護層２１への加工領域の形成工程を模式的に示す概略断面図である。
以下、第１の実施形態と異なる構成について主に説明し、上述の実施形態と同様の構成については同様の符号を付しその説明を省略または簡略化する。

【0110】

本実施形態は、第２のレーザー加工工程が上述の第１の実施形態と異なる。すなわち本実施形態は、図９に示すように、保護層２１の表面に第２のレーザー光Ｌ２を集光させることで、保護層２１の表面に、保護層２１の加工領域２３２を形成する。

【0111】

本実施形態では、加工領域２３２は、第２のレーザー光Ｌ２の照射により保護層２１の表面に形成された加工痕で構成される。この加工痕は、例えば、スクライブライン（けがき線）のように、保護層２１表面の物理的な形状変化を伴う溝や凹部等で構成される。当該加工痕の断面形状は特に限定されず、図示するＶ字形状でもよいし、丸溝あるいは角溝状であってもよい。

【0112】

本実施形態においては、加工領域２３２の形成位置が第１の実施形態と異なるものの、本実施形態においても、第１の実施形態と同様に、後の分割工程の際、加工領域２３２を起点として、保護層２１を容易に割断することが可能となる。

【0113】

本実施形態において、第２のレーザー光Ｌ２には、支持シートに対して透過性を有するとともに、ガラス質材料で構成された保護層２１の表面を加工することができる適宜のレーザー光が用いられ、典型的には、波長１０６４ｎｍの赤外線レーザーやその第二次高調波（波長５３２ｎｍの緑色レーザー）が用いられる。第２のレーザー光Ｌ２は、典型的には、パルスレーザーであるが、これに限られず、連続波レーザーであってもよい。

【0114】

また、本実施形態によれば、上記第２のレーザー光Ｌ２を用いて保護層２１の表面に製品識別用の印字層を形成することも可能である。この場合、第１の実施形態において図１Ｄを参照して説明した第３のレーザー加工工程（印字層Ｍの形成工程）が不要となるという利点がある。

【0115】

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態にのみ限定されるものではなく種々変更を加え得ることは勿論である。

【0116】

例えば以上の実施形態では、第１及び第２のレーザー加工工程をそれぞれ別工程で実施したが、これに限られず、第１及び第２のレーザー加工工程を同一工程で実施してもよい。

【0117】

例えば図１０に模式的に示すように、第１のレーザー光Ｌ１によって半導体基板Ｗの内部に形成された改質領域１３の直上の保護層２１に、第２のレーザー光Ｌ２で加工領域２３を順次形成する。これにより、第１及び第２のレーザー光Ｌ１，Ｌ２が相互に干渉することなく、半導体基板Ｗ及び保護層２１に改質領域１３及び加工領域２３をそれぞれ形成することが可能となる。また、同一の分割予定ライン１２に対して、第１のレーザー光Ｌ１を照射した後に第２のレーザー光Ｌ２を照射することで、保護層２１の加工領域２３に阻害されることなく、半導体基板Ｗへ改質領域１３を安定に形成することが可能となる。

【0118】

また、以上の実施形態では、第１のレーザー加工工程において、保護層２１を介して第１のレーザー光Ｌ１を半導体基板Ｗに照射したが、図１１に模式的に示すように、半導体基板Ｗの表面（回路面）から第１のレーザー光Ｌ１を照射してもよい。これにより、第１の照射ヘッド６１と第２の照射ヘッド６２との相互干渉が回避されるため、第１のレーザー加工工程と第２のレーザー加工工程とを同時に実施することが可能となる。

【0119】

保護層２１を構成する材料はガラス質材料に限られず、例えば、透明セラミックス材料であってもよい。当該透明セラミックス材料としては、透光性を有するセラミックス材料であれば特に限定されず、例えば、アルミナやイットリア等が挙げられる。この場合、第２のレーザー光Ｌ２としては、赤外線レーザーのほか、ＵＶ（紫外線）レーザーやＤＵＶ（深紫外線レーザー）等が適用可能である。

【0120】

また、第１及び第２のレーザー光Ｌ１，Ｌ２は、同一の分割予定ライン１２上を複数回スキャン照射されてもよい。このとき、半導体基板Ｗの厚みによっては、第１のレーザー光Ｌ１によって異なる深さ位置に改質領域１３を形成してもよい。また、第１のレーザー光Ｌ１の最後のスキャン照射時、集光位置を保護層２１に設定することで、保護層２１へ加工領域２３を形成するようにしてもよい。

【0121】

さらに以上の実施形態では、保護層形成工程において、半導体基板Ｗの裏面に、保護フィルム２０Ｆと支持シート３０とが一体化された複合シート４０を貼着したが、保護フィルム２０Ｆのみを半導体基板Ｗの裏面に貼着してもよい。この場合、例えば、第２のレーザー加工工程後あるいは第３のレーザー加工工程後に、保護フィルム２０Ｆの上にダイシングシート５０を貼着し、分割工程を実施するようにしてもよい。

【符号の説明】

【0122】

１０…基板本体
１１…機能素子
１２…分割予定ライン
１３…改質領域
２０，２０Ｆ…保護フィルム
２３，２３１，２３２…加工領域
２１…保護層
２２…接着剤層
３０…支持シート
４０，４０１，４０２…複合シート
５０…ダイシングシート
１００…半導体装置
Ｃ…半導体チップ
Ｌ１…第１のレーザー光
Ｌ２…第２のレーザー光
Ｌ３…第３のレーザー光
Ｍ…印字層
Ｗ…半導体基板

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】