JP2001144120A - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents
半導体装置およびその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 製造が容易で接続信頼性に優れた、ウエハー
レベルＣＳＰおよびその製造方法を提供する。 【解決手段】 パッシベーション膜および半導体素子の
素子電極用メタルポストが形成された、ウエハー状の半
導体素子表面に、導電粒子を含む接着剤フィルム（異方
導電フィルム、膜厚１０〜３００μm）を加熱・圧着す
る工程、該異方導電フィルムを熱圧着したウエハーを裏
面研磨およびダイシングする工程、とからなる。
レベルＣＳＰおよびその製造方法を提供する。 【解決手段】 パッシベーション膜および半導体素子の
素子電極用メタルポストが形成された、ウエハー状の半
導体素子表面に、導電粒子を含む接着剤フィルム（異方
導電フィルム、膜厚１０〜３００μm）を加熱・圧着す
る工程、該異方導電フィルムを熱圧着したウエハーを裏
面研磨およびダイシングする工程、とからなる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体素子の集積
回路部を保護し、かつ半導体素子と外部装置との電気的
接続安定性に優れ、高密度実装を可能とした半導体装
置、特にチップスケールパッケージ（ＣＳＰ）、および
その製造方法に関するものである。
回路部を保護し、かつ半導体素子と外部装置との電気的
接続安定性に優れ、高密度実装を可能とした半導体装
置、特にチップスケールパッケージ（ＣＳＰ）、および
その製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、ＣＳＰの製造方式としては、ウエ
ハー上に作製された半導体集積回路装置（ＩＣ）を個々
のチップに切断してから、バンプ電極の取り付けやＩＣ
表面保護の樹脂封止を行なっていた。これに対して近
年、ウエハーレベルで一括して封止成形する、ウエハー
レベルパッケージ方式が注目され始めているが、このウ
エハーレベルパッケージ方式によるＣＳＰは通常、パッ
シベーション膜および半導体素子の素子電極用メタルポ
ストが形成された、ウエハー状の半導体素子表面に、コ
ンプレッション成形やトランスファー成形によって、エ
ポキシ樹脂系封止材を形成した後、必要に応じてポリイ
ミド封止材表面を研磨して、メタルポスト表面を露出さ
せる工程、露出したメタルポスト表面に金属バンプを形
成させる工程、前記金属バンプを形成したウエハーを裏
面研磨およびダイシングする工程、と言った複雑な工程
をとることにより製造されている。
ハー上に作製された半導体集積回路装置（ＩＣ）を個々
のチップに切断してから、バンプ電極の取り付けやＩＣ
表面保護の樹脂封止を行なっていた。これに対して近
年、ウエハーレベルで一括して封止成形する、ウエハー
レベルパッケージ方式が注目され始めているが、このウ
エハーレベルパッケージ方式によるＣＳＰは通常、パッ
シベーション膜および半導体素子の素子電極用メタルポ
ストが形成された、ウエハー状の半導体素子表面に、コ
ンプレッション成形やトランスファー成形によって、エ
ポキシ樹脂系封止材を形成した後、必要に応じてポリイ
ミド封止材表面を研磨して、メタルポスト表面を露出さ
せる工程、露出したメタルポスト表面に金属バンプを形
成させる工程、前記金属バンプを形成したウエハーを裏
面研磨およびダイシングする工程、と言った複雑な工程
をとることにより製造されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、半導体装置
の製造方法のこのような現状に鑑み、製造が容易で接続
信頼性に優れた、ウエハーレベルＣＳＰおよびその製造
方法を提供することを目的としたものである。
の製造方法のこのような現状に鑑み、製造が容易で接続
信頼性に優れた、ウエハーレベルＣＳＰおよびその製造
方法を提供することを目的としたものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】即ち本発明は、金属電極
の形成された半導体素子パッシベーション膜上に、封止
材層として、導電粒子を含む接着剤層（異方導電層）
が、１０〜３００μmの膜厚で形成されていることを特
徴とする半導体装置、および、パッシベーション膜およ
び半導体素子の素子電極用メタルポストが形成された、
ウエハー状の半導体素子表面に、導電粒子を含む接着剤
フィルム（異方導電フィルム）を加熱・圧着する工程、
該異方導電フィルムを熱圧着したウエハーを裏面研磨お
よびダイシングする工程、とからなることを特徴とする
半導体装置の製造方法である。
の形成された半導体素子パッシベーション膜上に、封止
材層として、導電粒子を含む接着剤層（異方導電層）
が、１０〜３００μmの膜厚で形成されていることを特
徴とする半導体装置、および、パッシベーション膜およ
び半導体素子の素子電極用メタルポストが形成された、
ウエハー状の半導体素子表面に、導電粒子を含む接着剤
フィルム（異方導電フィルム）を加熱・圧着する工程、
該異方導電フィルムを熱圧着したウエハーを裏面研磨お
よびダイシングする工程、とからなることを特徴とする
半導体装置の製造方法である。
【０００５】
【発明の実施の形態】一般にＣＳＰパッケージには、ウ
エハーを保護する目的の封止樹脂層と、端子間の接続を
するための金属バンプとが、各々形成されているが、本
発明は、封止樹脂として、金属粒子を含む接着剤（異方
導電フィルム）を用いることにより、これだけで樹脂封
止と端子間の接続の両方の働きをし得ることを見い出
し、本発明を完成させるに至ったものである。
エハーを保護する目的の封止樹脂層と、端子間の接続を
するための金属バンプとが、各々形成されているが、本
発明は、封止樹脂として、金属粒子を含む接着剤（異方
導電フィルム）を用いることにより、これだけで樹脂封
止と端子間の接続の両方の働きをし得ることを見い出
し、本発明を完成させるに至ったものである。
【０００６】本発明において用いる異方導電フィルム
は、一般に離型フィルム上に、異方導電層が形成された
形態で利用されるが、必要に応じて離型フィルムを剥離
して用いても構わない。離型フィルム付きの異方導電フ
ィルムは、離型フィルム上に、ロールコーター、ロータ
リーコーター、ナイフコーター、ドクターブレード、フ
ローコーター等の公知の塗布手段で、導電粒子を分散さ
せた接着剤樹脂溶液を、流延塗布・乾燥することにより
得ることが出来る。また必要に応じて、異方導電フィル
ム面同士を、熱圧着することにより張り合わせて、厚み
の厚い異方導電フィルムとすることも可能である。
は、一般に離型フィルム上に、異方導電層が形成された
形態で利用されるが、必要に応じて離型フィルムを剥離
して用いても構わない。離型フィルム付きの異方導電フ
ィルムは、離型フィルム上に、ロールコーター、ロータ
リーコーター、ナイフコーター、ドクターブレード、フ
ローコーター等の公知の塗布手段で、導電粒子を分散さ
せた接着剤樹脂溶液を、流延塗布・乾燥することにより
得ることが出来る。また必要に応じて、異方導電フィル
ム面同士を、熱圧着することにより張り合わせて、厚み
の厚い異方導電フィルムとすることも可能である。
【０００７】本発明において用いる異方導電フィルムの
厚みは、メタルポストの高さより厚い必要があるが、半
導体素子を保護しパッケージとしての信頼性を確保する
目的から、１０μmを超えることが望ましい。一方、３
００μm以上の厚みだと、信頼性には優れるものの反り
が顕著となったり、異方導電フィルムの乾燥・調製時に
気泡が発生するばかりか、生産性も損ない、コストアッ
プにもつながり好ましくない。
厚みは、メタルポストの高さより厚い必要があるが、半
導体素子を保護しパッケージとしての信頼性を確保する
目的から、１０μmを超えることが望ましい。一方、３
００μm以上の厚みだと、信頼性には優れるものの反り
が顕著となったり、異方導電フィルムの乾燥・調製時に
気泡が発生するばかりか、生産性も損ない、コストアッ
プにもつながり好ましくない。
【０００８】異方導電フィルム同士、あるいは異方導電
フィルムとウエハーとを加熱・圧着する際の温度として
は、異方導電フィルムのガラス転移温度より１０℃以上
高い温度で実施するのが、樹脂の埋め込み性や密着性の
点から望ましい。このとき張り合わせる雰囲気が真空に
なっていると、ボイドの発生が軽減できるのでより好ま
しい。
フィルムとウエハーとを加熱・圧着する際の温度として
は、異方導電フィルムのガラス転移温度より１０℃以上
高い温度で実施するのが、樹脂の埋め込み性や密着性の
点から望ましい。このとき張り合わせる雰囲気が真空に
なっていると、ボイドの発生が軽減できるのでより好ま
しい。
【０００９】離型フィルム付きの異方導電フィルムは、
離型フィルムごと、パッシベーション膜および半導体素
子の素子電極用メタルポストが形成されたウエハー表面
に、異方導電フィルム面を加熱・圧着した後、離型フィ
ルムを剥離するが、クッションを工夫することにより、
離型フィルムを剥離した単体の異方導電フィルムの状態
で利用しても構わない。また、このとき同時に複数枚の
異方導電フィルムを重ね合わせて、厚みの厚い封止樹脂
層を一度に形成することも可能である。
離型フィルムごと、パッシベーション膜および半導体素
子の素子電極用メタルポストが形成されたウエハー表面
に、異方導電フィルム面を加熱・圧着した後、離型フィ
ルムを剥離するが、クッションを工夫することにより、
離型フィルムを剥離した単体の異方導電フィルムの状態
で利用しても構わない。また、このとき同時に複数枚の
異方導電フィルムを重ね合わせて、厚みの厚い封止樹脂
層を一度に形成することも可能である。
【００１０】異方導電フィルムの接着成分としては、電
気絶縁性を示すものであれば熱可塑性タイプ、熱可塑性
タイプ、あるいは光硬化タイプの何れでも構わない。例
えば、スチレンブタジエン樹脂、アクリルニトリルブタ
ジエンゴム、スチレン樹脂、エチレン酢酸ビニル樹脂、
アクリル系樹脂、アミド系樹脂、シリコン樹脂、ウレタ
ン樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、エポキシメタ
クリレート系をはじめとするアクリレート系樹脂、ポリ
イミド樹脂、マレイミド樹脂等が適宜使用され、必要に
応じて２種類以上の樹脂の併用が可能である。また、必
要に応じてロジン、テルペン樹脂、クマロンーインデン
樹脂等を代表とする粘着性付与剤や、架橋剤、老化防止
剤、カップリング剤あるいはフィラーや難燃剤等の添加
物などと併用しても良い。
気絶縁性を示すものであれば熱可塑性タイプ、熱可塑性
タイプ、あるいは光硬化タイプの何れでも構わない。例
えば、スチレンブタジエン樹脂、アクリルニトリルブタ
ジエンゴム、スチレン樹脂、エチレン酢酸ビニル樹脂、
アクリル系樹脂、アミド系樹脂、シリコン樹脂、ウレタ
ン樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、エポキシメタ
クリレート系をはじめとするアクリレート系樹脂、ポリ
イミド樹脂、マレイミド樹脂等が適宜使用され、必要に
応じて２種類以上の樹脂の併用が可能である。また、必
要に応じてロジン、テルペン樹脂、クマロンーインデン
樹脂等を代表とする粘着性付与剤や、架橋剤、老化防止
剤、カップリング剤あるいはフィラーや難燃剤等の添加
物などと併用しても良い。
【００１１】また、導電粒子としては、ニッケル、鉄、
銅、アルミニウム、錫、鉛、クロム、コバルト、銀、金
などの金属、金属酸化物、半田をはじめとする合金や、
カーボン、グラファイト、あるいはガラスやセラミッ
ク、プラスチックなどの核材にメッキなどの方法によっ
て、金属をコーティングした導電粒子などを使用するこ
とができる。耐候性の点からは、金、ニッケル、半田合
金等が好ましい。また、導電粒子径は、隣接する回路間
の絶縁性を確保するためと、接続信頼性を確保するため
に、３〜１０μｍとするのが好ましい。更に、導電粒子
の配合量は、樹脂固形分に対して３〜１０体積％が良
い。０.１体積％以下では、安定した導通信頼性が得ら
れず、５体積％以上では、隣接回路間の絶縁信頼性が劣
る。
銅、アルミニウム、錫、鉛、クロム、コバルト、銀、金
などの金属、金属酸化物、半田をはじめとする合金や、
カーボン、グラファイト、あるいはガラスやセラミッ
ク、プラスチックなどの核材にメッキなどの方法によっ
て、金属をコーティングした導電粒子などを使用するこ
とができる。耐候性の点からは、金、ニッケル、半田合
金等が好ましい。また、導電粒子径は、隣接する回路間
の絶縁性を確保するためと、接続信頼性を確保するため
に、３〜１０μｍとするのが好ましい。更に、導電粒子
の配合量は、樹脂固形分に対して３〜１０体積％が良
い。０.１体積％以下では、安定した導通信頼性が得ら
れず、５体積％以上では、隣接回路間の絶縁信頼性が劣
る。
【００１２】異方導電フィルムを形成するための、離型
フィルムとして用いることのできる材料としては、ポリ
プロピレン、ポリエステル、ポリエ−テルサルフォン、
ポリイミド、ポリアミド、ポリエチレン等のプラスチッ
クフィルムの他、アルミニウム、銅、ステンレス等の離
型処理の施した金属箔が挙げられる。
フィルムとして用いることのできる材料としては、ポリ
プロピレン、ポリエステル、ポリエ−テルサルフォン、
ポリイミド、ポリアミド、ポリエチレン等のプラスチッ
クフィルムの他、アルミニウム、銅、ステンレス等の離
型処理の施した金属箔が挙げられる。
【００１３】本発明において、異方導電フィルムは、パ
ッシベーション膜および半導体素子の素子電極用メタル
ポストが形成された、半導体ウエハーの表面に、異方導
電フィルム面を重ね合わせて、加熱・圧着される。加熱
・圧着時の条件としては、前記のように、異方導電フィ
ルムのガラス転移温度より１０℃以上高い温度、減圧下
で行なうのが望ましい。この後、離型フィルムを剥し、
ウエハーに裏面研磨を施し、チップ状にダイシングする
ことにより、ＣＳＰタイプの半導体装置が得られる。
ッシベーション膜および半導体素子の素子電極用メタル
ポストが形成された、半導体ウエハーの表面に、異方導
電フィルム面を重ね合わせて、加熱・圧着される。加熱
・圧着時の条件としては、前記のように、異方導電フィ
ルムのガラス転移温度より１０℃以上高い温度、減圧下
で行なうのが望ましい。この後、離型フィルムを剥し、
ウエハーに裏面研磨を施し、チップ状にダイシングする
ことにより、ＣＳＰタイプの半導体装置が得られる。
【００１４】このようにして得られた半導体装置は、異
方導電層を介して、回路加工したプリント基板に容易に
張り付けることができる。異方導電層は、半導体ウエハ
ー表面とプリント基板面との間では、絶縁性の接着剤し
て働くと共に、半導体素子の素子電極用メタルポストと
プリント基板面に形成された回路との間では、導体回路
を形成するため、半導体ウエハー表面に、端子間の接続
をするための金属バンプを形成する工程を省略すること
ができる。
方導電層を介して、回路加工したプリント基板に容易に
張り付けることができる。異方導電層は、半導体ウエハ
ー表面とプリント基板面との間では、絶縁性の接着剤し
て働くと共に、半導体素子の素子電極用メタルポストと
プリント基板面に形成された回路との間では、導体回路
を形成するため、半導体ウエハー表面に、端子間の接続
をするための金属バンプを形成する工程を省略すること
ができる。
【００１５】
【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
るが、本発明はこれによって何ら限定されるものではな
い。
るが、本発明はこれによって何ら限定されるものではな
い。
【００１６】スチレン系熱可塑性樹脂（旭化成製：ＴＰ
−０４２）１００重量部、粘着性付与剤（新日鉄化学
製：Ｖ−１２０）８０重量部、および水添炭化水素樹脂
（出光石油化学製：アドマープＳ）２０重量部を、トル
エン４００重量部に均一に溶解して、接着剤溶液を調整
した。次に、この接着剤溶液に、ポリスチレン粒子に金
メッキを施した、平均粒子径５μｍの導電粒子（積水化
学製：ミクロバールＡＵ２０５）を、樹脂固形分に対し
て１体積％混合し分散させた。
−０４２）１００重量部、粘着性付与剤（新日鉄化学
製：Ｖ−１２０）８０重量部、および水添炭化水素樹脂
（出光石油化学製：アドマープＳ）２０重量部を、トル
エン４００重量部に均一に溶解して、接着剤溶液を調整
した。次に、この接着剤溶液に、ポリスチレン粒子に金
メッキを施した、平均粒子径５μｍの導電粒子（積水化
学製：ミクロバールＡＵ２０５）を、樹脂固形分に対し
て１体積％混合し分散させた。
【００１７】この導電粒子を分散させた接着剤溶液を、
市販の離型フィルム（ポリエステルフィルム）上に、ナ
イフコーターで塗布・乾燥し、樹脂層の厚みが６０μm
の離型フィルム付き異方導電フィルムを得た。この異方
導電フィルム２枚を、異方導電フィルム面同士が向かい
合うように重ね合わせ、ロール式のラミネータを用い
て、１２０℃で加熱・圧着を行ない、異方導電積層フィ
ルムとした後に、片側の離型フィルムを剥離し、片側に
離型フィルムの付いた異方導電フィルムを得た。
市販の離型フィルム（ポリエステルフィルム）上に、ナ
イフコーターで塗布・乾燥し、樹脂層の厚みが６０μm
の離型フィルム付き異方導電フィルムを得た。この異方
導電フィルム２枚を、異方導電フィルム面同士が向かい
合うように重ね合わせ、ロール式のラミネータを用い
て、１２０℃で加熱・圧着を行ない、異方導電積層フィ
ルムとした後に、片側の離型フィルムを剥離し、片側に
離型フィルムの付いた異方導電フィルムを得た。
【００１８】次に、パッシベーション膜および半導体素
子の素子電極用メタルポスト（高さ１００μm）が形成
された、８インチシリコンウエハーの表面に、異方導電
フィルム面を重ね合わせ、真空プレスを用いて減圧下
で、１４０℃、１０ｋｇ／ｃｍ 2、２０分加熱・圧着を
行なった。この後、離型フィルムを剥し、ウエハーに裏
面研磨を施し、チップ状にダイシングすることにより、
ＣＳＰタイプの半導体装置を得た。得られたＣＳＰパッ
ケージは、異方導電フィルムを封止樹脂層として持ち、
回路加工したプリント基板に容易に張り合わせることが
可能で、信頼性に優れたものであった。
子の素子電極用メタルポスト（高さ１００μm）が形成
された、８インチシリコンウエハーの表面に、異方導電
フィルム面を重ね合わせ、真空プレスを用いて減圧下
で、１４０℃、１０ｋｇ／ｃｍ 2、２０分加熱・圧着を
行なった。この後、離型フィルムを剥し、ウエハーに裏
面研磨を施し、チップ状にダイシングすることにより、
ＣＳＰタイプの半導体装置を得た。得られたＣＳＰパッ
ケージは、異方導電フィルムを封止樹脂層として持ち、
回路加工したプリント基板に容易に張り合わせることが
可能で、信頼性に優れたものであった。
【００１９】
【発明の効果】本発明の半導体装置（ウエハーレベルＣ
ＳＰ）は、プリント基板とも容易に接続可能で信頼性に
優れ、かつ、本発明の方法によれば、容易に生産性良く
製造することができ、半導体装置およびその製造方法と
して工業的に優れたものであり有用である。
ＳＰ）は、プリント基板とも容易に接続可能で信頼性に
優れ、かつ、本発明の方法によれば、容易に生産性良く
製造することができ、半導体装置およびその製造方法と
して工業的に優れたものであり有用である。
Claims (2)
- 【請求項１】 金属電極の形成された半導体素子パッシ
ベーション膜上に、封止材層として、導電粒子を含む接
着剤層（異方導電層）が、１０〜３００μmの膜厚で形
成されていることを特徴とする半導体装置。 - 【請求項２】 パッシベーション膜および半導体素子の
素子電極用メタルポストが形成された、ウエハー状の半
導体素子表面に、導電粒子を含む接着剤フィルム（異方
導電フィルム）を加熱・圧着する工程、該異方導電フィ
ルムを熱圧着したウエハーを裏面研磨およびダイシング
する工程、とからなることを特徴とする半導体装置の製
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32037299A JP2001144120A (ja) | 1999-11-10 | 1999-11-10 | 半導体装置およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32037299A JP2001144120A (ja) | 1999-11-10 | 1999-11-10 | 半導体装置およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001144120A true JP2001144120A (ja) | 2001-05-25 |
Family
ID=18120748
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32037299A Pending JP2001144120A (ja) | 1999-11-10 | 1999-11-10 | 半導体装置およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001144120A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7312104B2 (en) | 2003-09-18 | 2007-12-25 | Nitto Denko Corporation | Resin composition for encapsulating semiconductor device |
| US7521122B2 (en) | 2003-07-11 | 2009-04-21 | Nitto Denko Corporation | Laminated sheet |
-
1999
- 1999-11-10 JP JP32037299A patent/JP2001144120A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7521122B2 (en) | 2003-07-11 | 2009-04-21 | Nitto Denko Corporation | Laminated sheet |
| US7312104B2 (en) | 2003-09-18 | 2007-12-25 | Nitto Denko Corporation | Resin composition for encapsulating semiconductor device |
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