JP2004047941A

JP2004047941A - 半導体装置の製造方法及び半導体装置並びに半導体製造装置

Info

Publication number: JP2004047941A
Application number: JP2003060269A
Authority: JP
Inventors: Yoshihide Nishiyama; 西山　佳秀
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2002-05-20
Filing date: 2003-03-06
Publication date: 2004-02-12

Abstract

【課題】製造工程の簡素化を図ることができるとともに、端子電極の形成を確実に行うことができるようにする。
【解決手段】半導体装置であるウェハ１０の複数の貫通孔１１に支持部材３０の案内ピン３１を挿通させ、ウェハ１０に溶融した半田４０を塗布し、案内ピン３１を複数の貫通孔１１の外部近傍まで引出し、スキージ５０により半田４０をかきとり、支持部材３０をさらに下降させ、各々の案内ピン３１の先端を貫通孔１１の近傍から遠ざけた後、固定冶具２０，２１を緩めてウェハ１０を取出し、さらにそのウェハ１０を冷却することで、ウェハ１０の各々の貫通孔１１に端子電極４１を形成するようにする。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、積層すべき半導体装置への端子電極形成を行う半導体装置の製造方法及び半導体装置並びに半導体製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体装置であるウェハを積層する場合、上下のウェハ間が導通されるように複数の端子電極が形成されるようになっている。その場合、たとえば図４（ａ）に示すように、Ｓｉ等のウェハ１にレーザビーム等によって複数の孔２が形成されると、図４（ｂ）に示すように、その孔２の内壁及びその開口縁部を覆うように、絶縁材又は金属材よりなる層３が蒸着等によって形成される。ここで、複数の孔２は、ウェハ１の厚み方向の途中まで形成される。次いで、図４（ｃ）に示すように、その層３の内側にメッキ等によって端子電極であるたとえば銅ポスト４が形成された後、図４（ｄ）に示すように、ウェハ１の反対側の面に対し研削やエッチングが行われ、銅ポスト４の先端が露出される。このようにして形成された銅ポスト４を接続することで、ウェハ１が積層される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した端子電極である銅ポスト４の形成方法では、ウェハ１に形成された孔２への層３の形成工程と、その層３の内側へのメッキ等による銅ポスト４の形成工程と、ウェハ１の反対側の面に対し研削やエッチングを行って、銅ポスト４の先端を露出させる工程とが必要となるため、その製造工程が多くなってしまう。
【０００４】
また、ウェハ１に形成される複数の孔２が極めて小さいために、層３の内側にメッキによって銅ポスト４を形成する場合、その層３の内側への銅材料の充填が不完全となるおそれがある。
【０００５】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、製造工程の簡素化を図ることができるとともに、端子電極の形成を確実に行うことができる半導体装置の製造方法及び半導体装置並びに半導体製造装置を提供することができるようにするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の半導体装置の製造方法は、半導体装置の複数の貫通孔に案内ピンを挿通させる工程と、半導体装置に溶融金属を塗布する工程と、案内ピンを複数の貫通孔から引出して溶融金属を複数の貫通孔内部に引込む工程とを有することを特徴とする。
【０００７】
また、本発明の半導体装置の製造方法は、案内ピンを複数の貫通孔から引出した後、スキージによって半導体装置に塗布された溶融金属を除外する工程と、溶融金属の除外された半導体装置を冷却する工程とを有するようにすることができる。
【０００８】
また、本発明の半導体装置の製造方法は、案内ピンを貫通孔から引出すとき、案内ピンの先端を貫通孔の外部近傍までとするとともに、スキージによって半導体装置に塗布された溶融金属を除外する工程を有するようにすることができる。
【０００９】
本発明の半導体装置は、複数の貫通孔と、複数の貫通孔に溶融金属が引込まれて固化された複数の端子電極とを備えることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の半導体装置は、貫通孔は、矩形状、台形状、多角形状、楕円形状の何れかに形成されているようにすることができる。
【００１１】
本発明の半導体製造装置は、半導体装置の複数の貫通孔に対応させた複数の案内ピンと、複数の案内ピンを複数の貫通孔に対して挿抜させる支持部材と、半導体装置を保持固定する固定冶具とを備えることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の半導体製造装置は、複数の案内ピンは、溶融金属と反応して合金化されない材質よりなるものであるようにすることができる。
【００１３】
また、本発明の半導体製造装置は、複数の案内ピンは、その表面全体にメッシュ加工が施された形状、Ｔ字形状、その先端の半田ぬれ性を高めるようにした形状の何れかであるようにすることができる。
【００１４】
また、本発明の半導体製造装置は、半田に、鉛フリー半田を用いることができる。
【００１５】
本発明の半導体装置の製造方法及び半導体装置並びに半導体製造装置は、半導体装置の複数の貫通孔に案内ピンを挿通させ、半導体装置に溶融金属を塗布し、案内ピンを複数の貫通孔から引出して溶融金属を複数の貫通孔内部に引込むようにする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
【００１７】
図１は、本発明の半導体装置の製造方法の一実施の形態を示す図、図２は、図１の案内ピンの構成を説明するための図、図３は、図１の貫通孔の構成を説明するための図である。
【００１８】
半導体装置を製造する場合には、図１に示すような半導体製造装置を用いることができる。すなわち、半導体製造装置は、複数の案内ピン３１を有する支持部材３０と、固定冶具２０，２１とを備えている。支持部材３０は、上下方向に移動自在とされている。複数の案内ピン３１の間隔は、半導体装置であるウェハ１０の矩形状の貫通孔１１に合せられている。固定冶具２０，２１は、水平方向に移動自在とされ、ウェハ１０を固定保持する。
【００１９】
次に、半導体装置の製造方法について説明する。
【００２０】
まず、図１（ａ）に示すように、ウェハ１０を支持部材３０にセットする。このとき、支持部材３０に設けられている各々の案内ピン３１をウェハ１０の貫通孔１１に挿通させた後、固定冶具２０，２１を矢印方向に移動させてウェハ１０を固定保持させる。
【００２１】
次いで、ウェハ１０上に溶融した半田４０を塗布する。ここで半田４０の溶融温度は、１８０℃〜２４０℃程度である。半田４０を塗布した後、図１（ｂ）に示すように、各々の案内ピン３１の先端が貫通孔１１の下方近くまでくるように支持部材３０を下降させる。このとき、各々の案内ピン３１の移動によってウェハ１０上に塗布された溶融状態にある半田４０が各々の貫通孔１１内部に引込まれて充填される。
【００２２】
次いで、図１（ｃ）に示すように、スキージ５０によってウェハ１０上に塗布された溶融状態にある半田４０をかきとる。スキージ５０による半田４０のかきとりを終えた後、図１（ｄ）に示すように、支持部材３０をさらに下降させ、各々の案内ピン３１の先端を貫通孔１１の近傍から遠ざける。次いで、固定冶具２０，２１を各々矢印方向に移動させた後、ウェハ１０を取出す。その後、ウェハ１０を冷却することで、ウェハ１０の各々の貫通孔１１に固化された端子電極４１が形成される。
【００２３】
なお、図１（ｃ）に示したスキージ５０によるウェハ１０上に塗布された半田４０のかきとりは、図１（ｄ）での支持部材３０をさらに下降させた後に行うようにしてもよい。
【００２４】
ここで、各々の案内ピン３１は、溶融金属である半田４０と反応して合金化されないような材質が好ましく、たとえばステンレスとすることができる。また、各々の案内ピン３１は、溶融状態にある半田４０を各々の貫通孔１１内部に引込みやすくすることが好ましく、たとえば図２（ａ）に示すように、その表面全体にメッシュ加工を施したものとしてもよい。また、各々の案内ピン３１は、図２（ｂ），（ｃ）に示すようにその先端３１ａ，３１ｂを矩形状又は湾曲状としたＴ字形状としてもよい。また、各々の案内ピン３１は、図２（ｄ）に示すように、その先端３１ｃの半田ぬれ性を高めるようにしてもよい。また、図２（ａ）〜（ｄ）の構成を適宜組合わせるようにしてもよい。
【００２５】
また、ウェハ１０の各々の貫通孔１１は、その内部に半田４０が引込まれやすい形状が好ましく、上述した矩形状に限らず、たとえば図３（ａ）に示すように、台形状とした貫通孔１１ａとしてもよい。また、図３（ｂ）に示すように、六角形状の貫通孔１１ｂとしてもよい。また、六角形状以外の多角形状としてもよい。また、図３（ｃ）に示すように、楕円形状の貫通孔１１ｃとしてもよい。
【００２６】
このように、本実施の形態では、半導体装置であるウェハ１０の複数の貫通孔１１に支持部材３０の案内ピン３１を挿通させ、ウェハ１０に溶融した半田４０を塗布し、案内ピン３１を複数の貫通孔１１の外部近傍まで引出し、スキージ５０により半田４０をかきとり、支持部材３０をさらに下降させ、各々の案内ピン３１の先端を貫通孔１１の近傍から遠ざけた後、固定冶具２０，２１を緩めてウェハ１０を取出し、さらにそのウェハ１０を冷却することで、ウェハ１０の各々の貫通孔１１に端子電極４１を形成するようにした。
【００２７】
これにより、本実施の形態では、主として複数の貫通孔１１内部への半田４０の引込みと、余分な半田４０の除外とによってウェハ１０への端子電極４１の形成が行われるので、製造工程の簡素化を図ることができる。また、複数の貫通孔１１内部への半田４０の引込みを、それぞれの貫通孔１１に合わせた案内ピン３１によって行うようにしているので、端子電極４１の形成を確実に行うことができる。
【００２８】
上記実施形態では、溶融金属を、半田４０としているが、半田として、鉛を含まないハンダ（一般に、鉛フリーハンダという）を使用してもよい。鉛フリーハンダとして、スズー銀（Ｓｎ−Ａｇ）系、スズ−ビスマス（Ｓｎ−Ｂｉ）系、スズ−亜鉛（Ｓｎ−Ｚｎ）系、あるいはスズ−銅（Ｓｎ−Ｃｕ）系の合金を使用してもよいし、これらの合金に、さらに銀、ビスマス、亜鉛、銅のうち少なくとも１つを添加してもよい。
【００２９】
【発明の効果】
以上の如く本発明に係る半導体装置の製造方法及び半導体装置並びに半導体製造装置によれば、半導体装置の複数の貫通孔に案内ピンを挿通させ、半導体装置に溶融金属を塗布し、案内ピンを複数の貫通孔から引出して溶融金属を複数の貫通孔内部に引込むようにしたので、製造工程の簡素化を図ることができるとともに、端子電極の形成を確実に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の半導体装置の製造方法の一実施の形態を示す図である。
【図２】図１の案内ピンの構成を説明するための図である。
【図３】図１の貫通孔の構成を説明するための図である。
【図４】従来の半導体装置の製造方法の一例を説明するための図である。
【符号の説明】
１０　ウェハ
１１，１１ａ〜１１ｃ　貫通孔
２０，２１　固定冶具
３０　支持部材
３１　案内ピン
４０　半田
４１　端子電極
５０　スキージ

Claims

半導体装置の複数の貫通孔に案内ピンを挿通させる工程と、
前記半導体装置に溶融金属を塗布する工程と、
前記案内ピンを前記複数の貫通孔から引出して前記溶融金属を前記複数の貫通孔内部に引込む工程と、
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
前記案内ピンを前記複数の貫通孔から引出した後、スキージによって前記半導体装置に塗布された前記溶融金属を除外する工程と、
前記溶融金属の除外された前記半導体装置を冷却する工程と、
を有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。
前記案内ピンを前記貫通孔から引出すとき、前記案内ピンの先端を前記貫通孔の外部近傍までとするとともに、スキージによって前記半導体装置に塗布された前記溶融金属を除外する工程を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体装置の製造方法。
複数の貫通孔と、
前記複数の貫通孔に溶融金属が引込まれて固化された複数の端子電極とを備える、
ことを特徴とする半導体装置。
前記貫通孔は、矩形状、台形状、多角形状、楕円形状の何れかに形成されていることを特徴とする請求項４に記載の半導体装置。
半導体装置の複数の貫通孔に対応させた複数の案内ピンと、
前記複数の案内ピンを前記複数の貫通孔に対して挿抜させる支持部材と、
前記半導体装置を保持固定する固定冶具とを備える
ことを特徴とする半導体製造装置。
前記複数の案内ピンは、溶融金属と反応して合金化されない材質よりなるものであることを特徴とする請求項６に記載の半導体製造装置。
前記複数の案内ピンは、その表面全体にメッシュ加工が施された形状、Ｔ字形状、その先端の半田ぬれ性を高めるようにした形状の何れかであることを特徴とする請求項６又は７に記載の半導体製造装置。
前記半田に、半田または鉛フリー半田を用いたことを特徴とする請求項８に記載の半導体製造装置。