JP2006053171A - Method for manufacturing semiconductor apparatus, semiconductor apparatus and semiconductor circuit substrate - Google Patents

Method for manufacturing semiconductor apparatus, semiconductor apparatus and semiconductor circuit substrate Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a semiconductor apparatus, in which a bonding process can be conducted with high accuracy of (-1)-(+1)μm so as to form connection from a bonded semiconductor circuit member to a plurality of thin wires and to efficiently manufacture a highly accurate and highly functional display semiconductor with space saving by making non-single crystal and single crystal silicon semiconductors be intermingled with each other on a junction substrate, a semiconductor apparatus and a semiconductor circuit substrate. <P>SOLUTION: The method for manufacturing includes a step to position and temporarily fix one or more semiconductor circuit members 1 on a first auxiliary substrate 30 ((a), (b) in the figure), a step to transfer and fix the semiconductor circuit members 1 temporarily fixed on the first auxiliary substrate 30 to a second auxiliary substrate 50 ((c), (d) in the figure), and a step to integrally connect the semiconductor circuit members 1 transferred and fixed to the second auxiliary substrate 50 to a position set on the bonding substrate. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、アクティブマトリクス型表示装置等の表示装置等において有用な半導体装置の製造方法、半導体装置及び半導体回路基板に関するものである。   The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, a semiconductor device, and a semiconductor circuit substrate that are useful in a display device such as an active matrix display device.

近年、一枚のパネル上に様々な機能を有する回路を形成しようとするシステムオンパネル(以下、「SOP」と略す。)の開発が進められている。例えば、移動度が比較的高い多結晶シリコンを用いて、ガラス等の透明絶縁基板上に画像を表示する表示部の薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor、以下「TFT」と略す。)と、表示部を駆動するドライバ回路部のTFTとを同時に形成するドライバモノリシック型の表示パネルの開発もその一例である。   In recent years, development of a system-on-panel (hereinafter abbreviated as “SOP”) in which circuits having various functions are formed on a single panel has been developed. For example, thin film transistors (hereinafter abbreviated as “TFT”) for displaying an image on a transparent insulating substrate such as glass and driving the display unit using polycrystalline silicon having relatively high mobility. One example is the development of a driver monolithic display panel that simultaneously forms the TFT of the driver circuit portion to be formed.

しかし、現状では、多結晶シリコンでは単結晶シリコンと同等な性能のドライバ回路を作製するのは極めて困難であり、モノリシックに作ることができるのは、アナログドライバや低ビット・デジタルドライバ等に留まっている。つまり、より一層の高速動作を必要とする線順次駆動のデジタルドライバ回路、或いは発振回路やCPU等の回路は、多結晶シリコンでモノリシックに形成することができず、別途これらの回路が形成された単結晶シリコンウェハを切り出したIC(Integrated Circuit)チップやLSI(Large Size Integrated Circuit)チップを、チップオンガラス(Chip On Glass、以下「COG」と略す。)技術や、チップオンフィルム(Chip On Film、以下「COF」と略す。)技術により液晶パネルと外部接続することによって、パネルに回路を組み込んでいる。   However, at present, it is extremely difficult to produce a driver circuit with the same performance as that of single crystal silicon with polycrystalline silicon, and only monolithic drivers can be made with analog drivers and low bit digital drivers. Yes. In other words, line-sequentially driven digital driver circuits that require even higher speed operations, or circuits such as oscillation circuits and CPUs cannot be monolithically formed of polycrystalline silicon, and these circuits were formed separately. An IC (Integrated Circuit) chip or LSI (Large Size Integrated Circuit) chip obtained by cutting a single crystal silicon wafer is used in chip on glass (hereinafter referred to as “COG”) technology or chip on film (Chip On Film). Hereinafter, it is abbreviated as “COF.”) A circuit is incorporated in the panel by externally connecting to the liquid crystal panel by technology.

上記COG技術は、パネルの端部付近にICチップを接合するスペースと接続用の配線パターンとを設け、そこにシリコンウェハから切り出したICチップを異方性導電膜(Anisotropic Conducting Film、以下「ACF」と略す。)という接着剤を用いて圧着させて、パネルにICチップを直接貼り合わせる手法である。   In the COG technology, a space for joining an IC chip and a wiring pattern for connection are provided near the edge of the panel, and the IC chip cut out from the silicon wafer is provided with an anisotropic conductive film (ACF). This is a technique in which an IC chip is directly bonded to a panel by using an adhesive called “.

また、複数の半導体チップを効率良く液晶表示装置の基板上に貼り合わせる方法として、例えば、特許文献1に開示されているように、半導体チップの底面を凸錐形状に加工し、凹穴形状の移載治具にて吸引保持し、一括で貼り合わせる方法がある。
特開2001−313310号公報(平成13年11月9日公開)
Further, as a method for efficiently bonding a plurality of semiconductor chips onto a substrate of a liquid crystal display device, for example, as disclosed in Patent Document 1, a bottom surface of a semiconductor chip is processed into a convex cone shape, and a concave hole shape is formed. There is a method of holding by suction with a transfer jig and pasting together.
JP 2001-313310 A (released on November 9, 2001)

しかしながら、上記従来の半導体装置の製造方法及び半導体装置の製造装置では、以下の問題点を有している。   However, the above conventional semiconductor device manufacturing method and semiconductor device manufacturing apparatus have the following problems.

すなわち、ICチップをCOG技術により液晶パネルに貼り合わせる方法では、
(1)マザーガラス基板を所定のサイズの液晶パネルに分断し、対向基板と貼り合わせ、液晶を注入封止した後で、ICチップを液晶パネルに貼り合わせるため、分断したパネルの個数の数だけ、ICチップと液晶パネルの貼り合わせ(ACF塗布、アライメント合わせ、圧着等)工程を行う必要がある。例えば、1枚のマザーガラスを100個の液晶パネルに分断した場合は、100パネル分(100回)ICチップを貼り合せる工程を行う必要がある。従って、この貼り合わせ工程だけで長時間のタクトタイムを要し、生産効率性が悪い。
(2)ICチップと液晶パネルとの貼り合わせ精度が5〜10μm程度であるため、そのズレを見込んだ分だけ液晶パネル側の電極を大きく形成しておく必要がある。従って、液晶パネルの非表示部分(額縁部分)の面積が大きくなってしまい、画素数を変えない場合は開口率の低下を招き、画素ピッチを変えない場合は解像度の低下を招く。
(3)ACFを用いて接着するため、ICチップを液晶基板に接着するためにはICチップに強い圧力(20kgf/cm2程度)をかける必要がある。そのため、ICチップにクラックが入ったり、チッピングと呼ばれる欠けが生じたりして、歩留まりや信頼性の低下を招く。また、貼り合わせを行うステージには、強い圧力に耐えられるだけの高い剛性が必要となる。
という問題がある。
That is, in the method of attaching the IC chip to the liquid crystal panel by the COG technology,
(1) The mother glass substrate is divided into liquid crystal panels of a predetermined size, bonded to the counter substrate, liquid crystal is injected and sealed, and then the IC chip is bonded to the liquid crystal panel. Then, it is necessary to perform a process of attaching the IC chip and the liquid crystal panel (ACF application, alignment, pressure bonding, etc.). For example, when one mother glass is divided into 100 liquid crystal panels, it is necessary to perform a process of attaching IC chips for 100 panels (100 times). Therefore, a long tact time is required only for this bonding step, and the production efficiency is poor.
(2) Since the bonding accuracy between the IC chip and the liquid crystal panel is about 5 to 10 [mu] m, it is necessary to form the electrodes on the liquid crystal panel side as much as possible in view of the deviation. Therefore, the area of the non-display portion (frame portion) of the liquid crystal panel becomes large. If the number of pixels is not changed, the aperture ratio is reduced, and if the pixel pitch is not changed, the resolution is reduced.
(3) Since bonding is performed using ACF, it is necessary to apply a strong pressure (about 20 kgf / cm 2 ) to the IC chip in order to bond the IC chip to the liquid crystal substrate. For this reason, the IC chip is cracked or chipped called chipping occurs, resulting in a decrease in yield and reliability. In addition, the stage to be bonded needs to have a high rigidity enough to withstand a strong pressure.
There is a problem.

また、特許文献1に開示される、半導体チップの底面を凸錐形状に加工し、凹穴形状の移載治具にて吸引保持し、一括で貼り合わせる方法では以下の問題がある。
(4)錘形状の突起物や移載治具を形成するために、フォトリソグラフィとエッチングが必要になるため、フォトリソグラフィのばらつきに加えて、エッチングのばらつきも加算され、高精度な位置決め用の錘形状突起物と移載治具の凹穴を形成することは難しい。
(5)底面に形成した錘形状突起物を用いて高精度に位置決めするためには、底面の錘形状突起物を形成する際に、底面の錘形状突起物の位置と表面のTFTの位置とを正確に位置合わせ(アライメント)する必要がある。しかし、半導体回路部材にSi基板等の非透過基板を用いた場合、可視光は透過しないためSi基板の裏面側から表面側のパターンを高精度に読み取ることは難しく、表面のTFTの位置に対して裏面に錘形状突起物の位置を精度良く位置決めして形成することができない。一方、半導体回路部材にガラス基板等の透明基板を用いた場合には、裏面から表面のTFTのパターンは読み取れるが、Si基板のような(111)結晶面と(100)結晶面とのエッチングの異方性を利用できないため、高精度の錘形状の突起物や移載治具の凹穴を形成することが難しく、やはり高精度に位置決めすることは難しい。
(6)半導体チップと液晶基板とを貼り合わせた後、接続部を光硬化性樹脂等を用いて硬化させるため、その後に300℃以上の熱処理を必要とする薄膜トランジスタの製造工程を流すことができない。また、これらの硬化樹脂から染み出てくる不純物の影響の面からも、貼り合わせ硬化後は薄膜トランジスタの製造工程で流すことができない。
Further, the method disclosed in Patent Document 1 that processes the bottom surface of a semiconductor chip into a convex cone shape, sucks and holds it with a concave hole-shaped transfer jig, and bonds them together at a time has the following problems.
(4) Since photolithography and etching are required to form the weight-shaped protrusions and transfer jigs, variations in etching are added in addition to variations in photolithography. It is difficult to form the weight-shaped protrusion and the recessed hole of the transfer jig.
(5) In order to position with high accuracy using the weight-shaped protrusions formed on the bottom surface, when forming the weight-shaped protrusions on the bottom surface, the positions of the weight-shaped protrusions on the bottom surface and the positions of the TFTs on the surface Must be accurately aligned (aligned). However, when a non-transparent substrate such as a Si substrate is used as the semiconductor circuit member, it is difficult to read the pattern from the back side to the front side of the Si substrate with high accuracy because it does not transmit visible light. Therefore, it is impossible to accurately position and form the weight-shaped projections on the back surface. On the other hand, when a transparent substrate such as a glass substrate is used as the semiconductor circuit member, the TFT pattern on the front surface can be read from the back surface, but etching of the (111) crystal plane and the (100) crystal plane as in the Si substrate is possible. Since anisotropy cannot be used, it is difficult to form high-precision weight-shaped projections and recessed holes in the transfer jig, and it is also difficult to position with high precision.
(6) After the semiconductor chip and the liquid crystal substrate are bonded together, the connecting portion is cured using a photo-curable resin or the like, so that a thin film transistor manufacturing process that requires heat treatment at 300 ° C. or higher cannot be flown thereafter. . Moreover, also from the surface of the influence of the impurity which oozes out from these hardening resin, it cannot flow in the manufacturing process of a thin-film transistor after bonding hardening.

本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、接合基板上に非単結晶シリコン半導体と単結晶シリコン半導体とを混在させることを可能とし、COG技術によるディスプレイパネル製造方法よりも高いスループットを有し、さらに、接合工程を従来技術では実現が困難である±1μm以内の高精度で行って、接合した半導体基板から細い多数の配線に接続して、高精度で高機能のディスプレイ半導体を効率的にかつ省スペースで製造し得る半導体装置の製造方法、半導体装置及び半導体回路基板を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to make it possible to mix a non-single crystal silicon semiconductor and a single crystal silicon semiconductor on a bonded substrate, and to display a display panel using COG technology. It has a higher throughput than the manufacturing method, and the bonding process is performed with high accuracy within ± 1 μm, which is difficult to realize with conventional technology, and the bonded semiconductor substrate is connected to a large number of thin wirings with high accuracy. It is an object of the present invention to provide a semiconductor device manufacturing method, a semiconductor device, and a semiconductor circuit board capable of efficiently and space-saving manufacturing a high-performance display semiconductor.

本発明の半導体装置の製造方法は、上記課題を解決するために、1以上の半導体回路部材を第1補助基板上に位置決めして一時固定する工程と、上記第1補助基板上に一時固定された上記半導体回路部材を第2補助基板にトランスファ固定する工程と、上記第2補助基板にトランスファ固定された上記半導体回路部材を接合基板の設定位置に一括で接合する工程とを含むことを特徴としている。   In order to solve the above-described problem, a method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention includes a step of positioning and temporarily fixing one or more semiconductor circuit members on a first auxiliary substrate, and a temporary fixing on the first auxiliary substrate. A step of transfer-fixing the semiconductor circuit member to the second auxiliary substrate, and a step of collectively bonding the semiconductor circuit member transfer-fixed to the second auxiliary substrate to a set position of the bonding substrate. Yes.

また、本発明の半導体装置は、上記課題を解決するために、前記半導体回路部材と、該半導体回路部材を接合する接合基板とを有し、上記半導体回路部材の上記接合基板への接合前に形成された上記半導体回路部材の少なくとも一部の半導体構造が配置される同じ側の面において形成された当接部材により、上記半導体回路部材を上記接合基板に位置決めして接合されてなることを特徴としている。   In order to solve the above-described problem, the semiconductor device of the present invention includes the semiconductor circuit member and a bonding substrate for bonding the semiconductor circuit member, and before the semiconductor circuit member is bonded to the bonding substrate. The semiconductor circuit member is positioned and bonded to the bonding substrate by an abutting member formed on the same side surface where the semiconductor structure of at least a part of the formed semiconductor circuit member is disposed. It is said.

また、本発明の半導体回路基板は、上記課題を解決するために、接合基板との接合前に、上記接合基板上の回路と連動動作する少なくとも一部の半導体構造が予め形成された複数の半導体デバイスを含み、上記接合基板と接合するときの位置決めに利用される当接部材を、接合前に形成された少なくとも一部の半導体構造が配置される同じ側の面において形成されてなることを特徴としている。   According to another aspect of the present invention, there is provided a semiconductor circuit board having a plurality of semiconductor structures in which at least a part of a semiconductor structure that operates in conjunction with a circuit on the bonding substrate is formed in advance before bonding to the bonding substrate. A contact member including a device and used for positioning when bonding to the bonding substrate is formed on a surface on the same side where at least a part of the semiconductor structure formed before bonding is arranged. It is said.

上記の発明によれば、最初に、1以上の半導体回路部材を第1補助基板上に位置決めして一時固定する。次いで、上記第1補助基板上に一時固定された上記半導体回路部材を第2補助基板にトランスファ固定する。さらに、上記第2補助基板にトランスファ固定された上記半導体回路部材を接合基板の設定位置に一括で接合する。なお、この方法を「2回移し」と呼ぶことにする。   According to the above invention, first, one or more semiconductor circuit members are positioned and temporarily fixed on the first auxiliary substrate. Next, the semiconductor circuit member temporarily fixed on the first auxiliary substrate is transfer-fixed to the second auxiliary substrate. Further, the semiconductor circuit members transfer-fixed to the second auxiliary substrate are bonded together at a set position on the bonding substrate. This method is referred to as “transfer twice”.

従って、本発明の工程では、第1補助基板上に半導体回路部材を載置するときには、位置決めの精度は要求されず、スループットが向上するとともに、高精度な動きを必要とする高価なハンドリング装置も必要としない。   Therefore, in the process of the present invention, when the semiconductor circuit member is placed on the first auxiliary substrate, positioning accuracy is not required, throughput is improved, and an expensive handling device that requires high-precision movement is also available. do not need.

また、本発明の工程では、第1補助基板と第2補助基板との位置合わせ、及び第2補助基板と接合基板との位置合わせにおいて、例えば、第2補助基板を透明基板で形成して、各第1補助基板、第2補助基板及び接合基板の表面にマーカーを設けておけば、可視的に位置合わせを行うことができる。この結果、第1補助基板としてSi基板等の非透過基板を用いた場合であっても、最終的に半導体回路部材が接合基板に精度よく位置決めできるように各基板同士の位置関係を保つことができる。   In the process of the present invention, in the alignment of the first auxiliary substrate and the second auxiliary substrate and the alignment of the second auxiliary substrate and the bonding substrate, for example, the second auxiliary substrate is formed of a transparent substrate, If markers are provided on the surfaces of the first auxiliary substrate, the second auxiliary substrate, and the bonding substrate, alignment can be performed visually. As a result, even if a non-transparent substrate such as a Si substrate is used as the first auxiliary substrate, the positional relationship between the substrates can be maintained so that the semiconductor circuit member can be accurately positioned on the bonding substrate in the end. it can.

さらに、別の例として、第1補助基板から、第2補助基板へ半導体回路部材をトランスファする時は、第1補助基板と第2補助基板とのアライメントを必ずしも必要としない。これは、第1補助基板上で位置決めした半導体回路部材の相対位置だけが第2補助基板へきちんとトランスファされていれば、接合基板との最終貼り合せ工程において、或る半導体回路部材の表面側にあるアライメントマーカーと、接合基板のアライメントマーカーとをアライメントすることによって、他の半導体回路部材の貼り合せ位置は必然的に決まるためである。この結果、2回移しの貼り合せ方法を取っても、時間のかかるアライメント合わせが1回で済むので、スループットが低下しない。   As another example, when the semiconductor circuit member is transferred from the first auxiliary substrate to the second auxiliary substrate, the alignment between the first auxiliary substrate and the second auxiliary substrate is not necessarily required. This is because if only the relative position of the semiconductor circuit member positioned on the first auxiliary substrate is properly transferred to the second auxiliary substrate, in the final bonding step with the bonding substrate, This is because the bonding position of other semiconductor circuit members is inevitably determined by aligning a certain alignment marker with the alignment marker of the bonding substrate. As a result, even if the bonding method is transferred twice, the time-consuming alignment is only required once, so the throughput does not decrease.

また、本発明の半導体装置の製造方法は、上記記載の半導体装置の製造方法において、前記半導体回路部材の前記第1補助基板への一時固定の工程前に、該半導体回路部材に対して、少なくとも半導体構造の少なくとも一部を形成することを特徴としている。   According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device according to the above-described method of manufacturing a semiconductor device, wherein at least a step of temporarily fixing the semiconductor circuit member to the first auxiliary substrate is performed on the semiconductor circuit member It is characterized by forming at least a part of the semiconductor structure.

従って、通常のICの製造工程で用いられている露光装置等でなければ作製できないような微細加工を必要とする回路を、予めSi基板上に作り込んだ後にガラス基板にトランスファできるため、液晶パネルの製造工程で用いられている露光装置では形成できない微細な回路をパネル上に作り込むことができる。同時に、半導体回路部材の微細加工を必要としない配線部分については、大型ガラス基板にトランスファした後、液晶パネル用の加工ルールを用いて、共通工程として流すことができるため、製造工程を簡略化してコストを低減することができる。   Therefore, a circuit that requires fine processing that can only be manufactured by an exposure apparatus used in a normal IC manufacturing process can be transferred to a glass substrate after being previously formed on a Si substrate. A fine circuit that cannot be formed by the exposure apparatus used in the manufacturing process can be formed on the panel. At the same time, wiring parts that do not require microfabrication of semiconductor circuit members can be flown as a common process using the processing rules for liquid crystal panels after being transferred to a large glass substrate, thus simplifying the manufacturing process. Cost can be reduced.

また、本発明の半導体装置の製造方法は、上記記載の半導体装置の製造方法において、前記第1補助基板は前記各半導体回路部材に対する位置決め部を有する一方、上記半導体回路部材には上記第1補助基板の位置決め部に対応する当接部材を形成しておくことを特徴としている。   The semiconductor device manufacturing method of the present invention is the semiconductor device manufacturing method described above, wherein the first auxiliary substrate has a positioning portion for each of the semiconductor circuit members, while the semiconductor circuit member has the first auxiliary. A contact member corresponding to the positioning portion of the substrate is formed in advance.

また、本発明の半導体装置は、上記記載の半導体装置において、複数の半導体回路部材と、上記複数の半導体回路部材を接合する接合基板とを有し、上記複数の半導体回路部材及び上記接合基板は、それぞれ連係動作する半導体構造が形成されてなり、上記複数の半導体回路部材の上記接合基板への接合前に形成された上記各半導体回路部材の少なくとも一部の半導体構造が配置される同じ側の面において形成された各当接部材により、それぞれ上記複数の半導体回路部材を上記接合基板に位置決めして接合されてなることを特徴としている。   The semiconductor device of the present invention includes a plurality of semiconductor circuit members and a bonding substrate for bonding the plurality of semiconductor circuit members, wherein the plurality of semiconductor circuit members and the bonding substrate are the semiconductor devices described above. Each of the semiconductor circuit members is formed on the same side where at least a part of the semiconductor circuit members formed before the bonding of the plurality of semiconductor circuit members to the bonding substrate is disposed. The plurality of semiconductor circuit members are positioned and bonded to the bonding substrate by the contact members formed on the surface.

従って、共に寸法精度が高い位置決め部と当接部材との段差による引っかかりを利用して位置決めを行うことにより、高精度の位置決めを実現できる。   Therefore, high-accuracy positioning can be realized by performing positioning using the catch caused by the step between the positioning portion and the contact member having high dimensional accuracy.

また、本発明の半導体装置の製造方法は、上記記載の半導体装置の製造方法において、前記第1補助基板は前記各半導体回路部材に対する位置決め部を有する一方、前記半導体回路部材には、該半導体回路部材の前記第1補助基板への一時固定の工程前に、少なくとも半導体構造の少なくとも一部と、上記第1補助基板の位置決め部に対応する当接部材とを予め形成しておき、かつ上記当接部材を形成するときには、上記半導体構造の一部が形成された側と同じ側に形成することを特徴としている。   According to the semiconductor device manufacturing method of the present invention, in the semiconductor device manufacturing method described above, the first auxiliary substrate has a positioning portion for each of the semiconductor circuit members, and the semiconductor circuit member includes the semiconductor circuit. Before the step of temporarily fixing the member to the first auxiliary substrate, at least a part of the semiconductor structure and an abutting member corresponding to the positioning portion of the first auxiliary substrate are formed in advance, and the contact When the contact member is formed, the contact member is formed on the same side as the side on which a part of the semiconductor structure is formed.

従って、半導体回路部材の表面側に当接部材を形成するので、従来技術のように裏面から表面のパターンを読み取る必要がなく、裏面側に当接部材を形成する場合に比べて高精度に当接部材を形成でき、高精度な位置決めを実現できる。   Therefore, since the contact member is formed on the front surface side of the semiconductor circuit member, it is not necessary to read the pattern on the front surface from the back surface as in the prior art, and it is more accurate than when the contact member is formed on the back surface side. A contact member can be formed, and highly accurate positioning can be realized.

また、本発明の半導体装置の製造方法は、上記記載の半導体装置の製造方法において、前記当接部材として感光性樹脂を使用することを特徴としている。   The semiconductor device manufacturing method of the present invention is characterized in that in the semiconductor device manufacturing method described above, a photosensitive resin is used as the contact member.

複数の半導体回路部材と、上記複数の半導体回路部材を接合する接合基板とを有し、上記複数の半導体回路部材及び上記接合基板は、それぞれ連係動作する半導体構造が形成されてなり、
また、本発明の半導体装置は、上記記載の半導体装置において、上記複数の半導体回路部材は、上記接合基板に対して±1μm以内の位置精度で形成されていることを特徴としている。
A plurality of semiconductor circuit members, and a bonding substrate for bonding the plurality of semiconductor circuit members, wherein the plurality of semiconductor circuit members and the bonding substrate are each formed with a semiconductor structure that operates in association with each other;
The semiconductor device of the present invention is characterized in that, in the semiconductor device described above, the plurality of semiconductor circuit members are formed with a positional accuracy within ± 1 μm with respect to the bonding substrate.

従って、感光性樹脂を用いるので、高精度なパターンを形成できるフォトリソグラフィ工程だけで当接部材を形成することが可能である。また、エッチング工程を必要としないため、当接部材をより高精度に形成でき、位置決め工程を±1μm以内の高精度で行うことができる。   Therefore, since the photosensitive resin is used, the contact member can be formed only by a photolithography process capable of forming a highly accurate pattern. Further, since the etching process is not required, the contact member can be formed with higher accuracy, and the positioning process can be performed with high accuracy within ± 1 μm.

また、本発明の半導体装置の製造方法は、上記記載の半導体装置の製造方法において、前記当接部材を、該当接部材が前記第1補助基板上の位置決め部と当接した時に前記半導体回路部材の2方向の動きを規制するような平面形状に形成することを特徴としている。   According to another aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a semiconductor device according to the above-described method for manufacturing a semiconductor device, wherein the contact member is configured such that the contact member contacts the positioning portion on the first auxiliary substrate. It is characterized in that it is formed in a planar shape that restricts the movement in two directions.

従って、位置決めに必要な最小限の位置決め部のパターン(2辺又は2点)に対応した当接部材のパターンとすることによって、最初に半導体回路部材を載置する自由度が広がると同時に、第1補助基板上を滑らせて位置決めする手法の自由度も広がるので、効率良く一括して位置決めすることができる。   Therefore, by setting the contact member pattern corresponding to the minimum positioning part pattern (two sides or two points) necessary for positioning, the degree of freedom for placing the semiconductor circuit member at the first time is increased, and at the same time, 1 Since the degree of freedom of the method of positioning by sliding on the auxiliary substrate is widened, it is possible to efficiently perform positioning in a lump.

また、本発明の半導体装置の製造方法は、上記記載の半導体装置の製造方法において、前記当接部材を、前記半導体回路部材が第1補助基板上に形成されたガイドレール部に沿って所定の方向に動くような平面形状であってかつ該当接部材が上記第1補助基板上の位置決め部と当接した時に上記半導体回路部材の2方向の動きを規制するような平面形状に形成することを特徴としている。   According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device according to the above-described method of manufacturing a semiconductor device, wherein the contact member is a predetermined portion along a guide rail portion where the semiconductor circuit member is formed on a first auxiliary substrate. Forming a planar shape that moves in the direction and restricts the movement of the semiconductor circuit member in two directions when the contact member contacts the positioning portion on the first auxiliary substrate. It is a feature.

従って、第1補助基板上のガイドレール部に対応した当接部材のパターンを設けることによって、振動を与えて滑らせている途中で半導体回路部材が回転したり、引っかかったりするのを防ぎ、位置決め部に向かってより確実に移動させて、より精度よく位置決めすることができる。   Therefore, by providing a contact member pattern corresponding to the guide rail portion on the first auxiliary substrate, it is possible to prevent the semiconductor circuit member from rotating or catching while being slid by applying vibration and positioning. It is possible to move more reliably toward the part and to perform positioning more accurately.

また、本発明の半導体装置の製造方法は、上記記載の半導体装置の製造方法において、前記半導体回路部材の半導体構造部と前記当接部材との間に、樹脂又は金属からなる保護層を形成することを特徴としている。   According to another aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a semiconductor device, wherein a protective layer made of resin or metal is formed between the semiconductor structure of the semiconductor circuit member and the contact member. It is characterized by that.

従って、半導体回路部材の表面を保護膜で覆うことにより、半導体素子基板をチップ状に分断する場合に、半導体回路の損傷やダスト付着等から接合表面を守り、接合時の歩留まりが向上する。また、この保護膜をエッチング等で除去することにより、当接部材をリフトオフさせ同時に、かつ容易に、除去することができるので、当接部材の材料選定の自由度が広がったり、工程フローが簡略化できたりする。   Therefore, by covering the surface of the semiconductor circuit member with a protective film, when the semiconductor element substrate is divided into chips, the bonding surface is protected from damage to the semiconductor circuit, dust adhesion, etc., and the yield during bonding is improved. In addition, by removing this protective film by etching or the like, the contact member can be lifted off and removed simultaneously and easily, so the degree of freedom in selecting the material for the contact member is widened and the process flow is simplified. It can be made.

また、本発明の半導体装置の製造方法は、上記記載の半導体装置の製造方法において、前記半導体回路部材は単結晶シリコン基板からなることを特徴としている。   The semiconductor device manufacturing method of the present invention is characterized in that, in the semiconductor device manufacturing method described above, the semiconductor circuit member is made of a single crystal silicon substrate.

従って、単結晶Siに限定することによって、ICやLSIのような高機能の微細加工デバイスをそのままガラス基板上に転写することができるので、高機能パネルを作成することができる。   Therefore, by limiting to single crystal Si, a highly functional microfabricated device such as an IC or LSI can be directly transferred onto a glass substrate, so that a highly functional panel can be produced.

また、本発明の半導体装置の製造方法は、上記記載の半導体装置の製造方法において、前記半導体回路部材は単結晶シリコン基板からなり、上記半導体回路部材の前記第1補助基板への一時固定の工程前において、上記単結晶シリコン基板における所定の深さに水素イオン及び/又は希ガスを注入して水素イオン注入層及び/又は希ガス注入層を形成する工程と、上記単結晶シリコン基板を前記接合基板に接合した後に、熱処理により上記水素イオン注入層及び/又は希ガス注入層にて上記単結晶シリコン基板の一部を剥離させる工程とを含むことを特徴としている。   The semiconductor device manufacturing method of the present invention is the semiconductor device manufacturing method described above, wherein the semiconductor circuit member is formed of a single crystal silicon substrate, and the semiconductor circuit member is temporarily fixed to the first auxiliary substrate. Before, hydrogen ions and / or a rare gas are implanted at a predetermined depth in the single crystal silicon substrate to form a hydrogen ion implanted layer and / or a rare gas implanted layer, and the single crystal silicon substrate is bonded to the single crystal silicon substrate. And a step of peeling a part of the single crystal silicon substrate with the hydrogen ion implanted layer and / or the rare gas implanted layer by heat treatment after bonding to the substrate.

従って、単結晶Siに限定することによって、ICやLSIのような高機能の微細加工デバイスをそのままガラス基板上に転写することができるので、高機能パネルを作成することができる。   Therefore, by limiting to single crystal Si, a highly functional microfabricated device such as an IC or LSI can be directly transferred onto a glass substrate, so that a highly functional panel can be produced.

また、本発明の半導体装置の製造方法は、上記記載の半導体装置の製造方法において、前記第1補助基板の各位置決め部は、前記半導体回路部材の2方向の動きを規制するような平面形状に形成されていることを特徴としている。なお、平面形状が、半導体回路部材の2方向の動きを規制する形状とは、例えば、L字型、V字型、X字型、T字型等の形状をいう。   According to the semiconductor device manufacturing method of the present invention, in the semiconductor device manufacturing method described above, each positioning portion of the first auxiliary substrate has a planar shape that restricts the movement of the semiconductor circuit member in two directions. It is characterized by being formed. The shape in which the planar shape restricts the movement of the semiconductor circuit member in two directions refers to, for example, shapes such as an L shape, a V shape, an X shape, and a T shape.

従って、位置決めに必要な最小限の位置決め部のパターン(2辺又は2点)とすることによって、最初に半導体回路部材を載置する自由度が広がると同時に、第1補助基板上を滑らせて位置決めする手法の自由度も広がるので、効率良く一括して位置決めすることができる。   Therefore, by setting the minimum positioning part pattern (two sides or two points) necessary for positioning, the degree of freedom of placing the semiconductor circuit member at the beginning is increased and the first auxiliary substrate is slid. Since the degree of freedom of the positioning method is widened, the positioning can be performed efficiently and collectively.

また、本発明の半導体装置の製造方法は、上記記載の半導体装置の製造方法において、前記第1補助基板の各位置決め部は、平面形状が上記半導体回路部材の2方向の動きを規制するような平面形状に形成され、かつ2辺の交差する隅角には隙間が形成されていることを特徴としている。   The semiconductor device manufacturing method of the present invention is the semiconductor device manufacturing method described above, wherein each positioning portion of the first auxiliary substrate has a planar shape that restricts movement of the semiconductor circuit member in two directions. It is formed in a planar shape, and a gap is formed at a corner angle where two sides intersect.

従って、位置決め部のパターン(L字、V字等)の交差する隅角には隙間が設けられている。このため、半導体回路部材を滑らせて位置決めする際に、当接部材の角が位置決め部に引っかかって位置決めがうまくできなくなるのを防止したり、或いは当接部材の構造的に弱い角部が位置決め部に接触して損傷したり、ダストを発生させたりするのを防止することができるので、歩留まりよく一括して高精度に位置決めすることができる。   Therefore, a gap is provided at the corner where the pattern of the positioning portion (L-shaped, V-shaped, etc.) intersects. For this reason, when the semiconductor circuit member is slid and positioned, the corner of the abutting member is prevented from being caught by the positioning portion and positioning cannot be performed properly, or the corner portion of the abutting member that is structurally weak is positioned. Since it is possible to prevent the contact portion from being damaged and generating dust, it is possible to perform high-precision positioning with a high yield.

また、本発明の半導体装置の製造方法は、上記記載の半導体装置の製造方法において、前記第1補助基板には、前記各半導体回路部材に対する位置決め部と、上記各半導体回路部材を位置決め部の方向へ移動させるためのガイドレール部とが形成されていることを特徴としている。   The semiconductor device manufacturing method of the present invention is the semiconductor device manufacturing method described above, wherein the first auxiliary substrate has a positioning portion for each semiconductor circuit member, and each semiconductor circuit member is positioned in the direction of the positioning portion. And a guide rail portion for moving the guide rail.

従って、第1補助基板上にガイドレールのようなパターンを設けることによって、振動を与えて滑らせている途中で半導体回路部材が回転したり、引っかかったりするのを防ぎ、位置決め部に向かってより確実に移動させて、より精度よく位置決めすることができる。   Accordingly, by providing a pattern such as a guide rail on the first auxiliary board, the semiconductor circuit member is prevented from rotating or catching while being slid by applying vibration, and more toward the positioning portion. It can move reliably and can be positioned more accurately.

また、本発明の半導体装置の製造方法は、上記記載の半導体装置の製造方法において、前記第1補助基板の前記位置決め部は、感光性樹脂により凹凸状に形成されることを特徴としている。   The semiconductor device manufacturing method of the present invention is characterized in that, in the semiconductor device manufacturing method described above, the positioning portion of the first auxiliary substrate is formed in an uneven shape by a photosensitive resin.

従って、感光性樹脂で第1補助基板の前記位置決め部を形成するので、フォトリソグラフィを用いた高精度なパターン形成によって位置決め部を高精度に形成でき、高精度な位置決めを実現できる。   Therefore, since the positioning portion of the first auxiliary substrate is formed of the photosensitive resin, the positioning portion can be formed with high accuracy by forming a highly accurate pattern using photolithography, and high-accuracy positioning can be realized.

また、本発明の半導体装置の製造方法は、上記記載の半導体装置の製造方法において、前記第1補助基板の前記位置決め部を、上記第1補助基板の表面をエッチングして凹部として形成することを特徴としている。   According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, wherein the positioning portion of the first auxiliary substrate is formed as a recess by etching the surface of the first auxiliary substrate. It is a feature.

従って、第1補助基板の位置決め部を、該第1補助基板の表面をエッチングして凹部として形成するので、位置決め部を別途樹脂にて形成するのに比べて部材点数の増加を防止できる。   Accordingly, since the positioning portion of the first auxiliary substrate is formed as a recess by etching the surface of the first auxiliary substrate, an increase in the number of members can be prevented as compared with the case where the positioning portion is separately formed of resin.

また、本発明の半導体装置の製造方法は、上記記載の半導体装置の製造方法において、前記第1補助基板は単結晶シリコン基板からなり、その表面を水酸化カリウムによる異方性ウェットエッチングを用いて凹部を形成することを特徴としている。   The semiconductor device manufacturing method of the present invention is the semiconductor device manufacturing method described above, wherein the first auxiliary substrate is a single crystal silicon substrate, and the surface thereof is subjected to anisotropic wet etching with potassium hydroxide. A concave portion is formed.

上記の発明によれば、第1補助基板に単結晶シリコン(Si)基板を用いた場合には、その表面を水酸化カリウム(KOH)による(111)結晶面と(100)結晶面とのエッチングの異方性を利用して凹部を形成することができる。従って、位置決め部として一定の角度(54.7°)を持つ凹部を、容易にかつ精度良く形成することができるため、一括して高精度な位置決めを実現できる。   According to the above invention, when a single crystal silicon (Si) substrate is used as the first auxiliary substrate, the surface is etched between the (111) crystal plane and the (100) crystal plane with potassium hydroxide (KOH). Recesses can be formed by utilizing the anisotropy of. Therefore, a concave portion having a certain angle (54.7 °) can be easily and accurately formed as the positioning portion, so that highly accurate positioning can be realized collectively.

また、本発明の半導体装置の製造方法は、上記記載の半導体装置の製造方法において、前記第1補助基板上に一時固定された前記半導体回路部材を前記第2補助基板にトランスファ固定する工程において、上記半導体回路部材を上記第2補助基板に接着剤により接着することを特徴としている。   According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device according to the above-described method of manufacturing a semiconductor device, wherein the semiconductor circuit member temporarily fixed on the first auxiliary substrate is transfer-fixed to the second auxiliary substrate. The semiconductor circuit member is bonded to the second auxiliary substrate with an adhesive.

上記の発明によれば、第1補助基板上に一時固定された半導体回路部材を第2補助基板に接着剤で接着するので、容易に、半導体回路部材を第2補助基板に固着することができる。   According to the above invention, since the semiconductor circuit member temporarily fixed on the first auxiliary substrate is bonded to the second auxiliary substrate with the adhesive, the semiconductor circuit member can be easily fixed to the second auxiliary substrate. .

また、本発明の半導体装置の製造方法は、上記記載の半導体装置の製造方法において、前記半導体回路部材の一時固定用接着剤を、加熱により剥がすことを特徴としている。   The semiconductor device manufacturing method of the present invention is characterized in that, in the semiconductor device manufacturing method described above, the adhesive for temporarily fixing the semiconductor circuit member is peeled off by heating.

上記の発明によれば、半導体回路部材の一時固定用接着剤を加熱により剥がすので、接着剤を使用しても、半導体回路部材を第1補助基板又は第2補助基板から容易に剥がすことができる。   According to the above invention, since the adhesive for temporarily fixing the semiconductor circuit member is peeled off by heating, the semiconductor circuit member can be easily peeled off from the first auxiliary substrate or the second auxiliary substrate even if an adhesive is used. .

また、本発明の半導体装置の製造方法は、上記記載の半導体装置の製造方法において、
前記半導体回路部材の一時固定用接着剤を、紫外線照射により剥がすことを特徴としている。
Moreover, the manufacturing method of the semiconductor device of this invention is the manufacturing method of the semiconductor device described above,
The adhesive for temporarily fixing the semiconductor circuit member is peeled off by ultraviolet irradiation.

上記の発明によれば、半導体回路部材の一時固定用接着剤を、紫外線照射により剥がすので、接着剤を使用しても、半導体回路部材を第1補助基板又は第2補助基板から容易に剥がすことができる。   According to the above invention, since the adhesive for temporarily fixing the semiconductor circuit member is peeled off by ultraviolet irradiation, the semiconductor circuit member can be easily peeled off from the first auxiliary substrate or the second auxiliary substrate even if an adhesive is used. Can do.

また、本発明の半導体装置の製造方法は、上記記載の半導体装置の製造方法において、
前記半導体回路部材を前記接合基板に接合する工程において、上記半導体回路部材と接合基板との両接合面を活性化した後、接合することを特徴としている。
Moreover, the manufacturing method of the semiconductor device of the present invention is the above-described manufacturing method of a semiconductor device,
In the step of bonding the semiconductor circuit member to the bonding substrate, the bonding surfaces of the semiconductor circuit member and the bonding substrate are activated and then bonded.

上記の発明によれば、半導体回路部材と接合基板との両接合面を接合活性化するので、少し押圧するだけで接着が進行し、接着剤なしで容易に両者を接合することができる。   According to the above invention, since the bonding surfaces of the semiconductor circuit member and the bonding substrate are bonded and activated, the bonding proceeds with a slight pressing, and both can be bonded easily without an adhesive.

また、本発明の半導体装置の製造方法は、上記記載の半導体装置の製造方法において、
前記第1補助基板は、前記各半導体回路部材に対応する位置決め部を有し、1以上の上記半導体回路部材を上記第1補助基板上に一時固定する工程においては、上記1以上の半導体回路部材を上記第1補助基板の表面を移動させて上記位置決め部に位置決めすることを特徴としている。
Moreover, the manufacturing method of the semiconductor device of the present invention is the above-described manufacturing method of a semiconductor device,
The first auxiliary board has a positioning portion corresponding to each of the semiconductor circuit members, and in the step of temporarily fixing the one or more semiconductor circuit members on the first auxiliary board, the one or more semiconductor circuit members Is positioned on the positioning portion by moving the surface of the first auxiliary substrate.

上記の発明によれば、1以上の上記半導体回路部材を上記第1補助基板上に一時固定する工程においては、上記1以上の半導体回路部材を上記第1補助基板の表面を移動させて上記位置決め部に位置決めする。   According to the invention described above, in the step of temporarily fixing the one or more semiconductor circuit members on the first auxiliary substrate, the one or more semiconductor circuit members are moved on the surface of the first auxiliary substrate and the positioning is performed. Position to the part.

この結果、半導体回路部材を第1補助基板上に載置する段階においては、半導体回路部材は、載置後移動されるので、載置位置の精度は要求されない。一方、半導体回路部材を平行移動して位置決め部に当接させた後は、該位置決め部への当接位置が接合基板の正確な設定位置に対応しているとすることができるので、精度よく、半導体回路部材を接合基板に一括で転写接合できる。   As a result, at the stage where the semiconductor circuit member is placed on the first auxiliary substrate, the semiconductor circuit member is moved after placement, so that the precision of the placement position is not required. On the other hand, after the semiconductor circuit member is moved in parallel and brought into contact with the positioning portion, the contact position with the positioning portion can be assumed to correspond to the accurate set position of the bonded substrate. The semiconductor circuit members can be collectively transferred and bonded to the bonding substrate.

従って、接合基板上に半導体回路部材を接合できると共に、COG技術によるディスプレイパネル製造よりも高い生産性を有し、さらに、接合工程を±1μm以内の高精度で行って、高精度で高機能のディスプレイ半導体を効率的にかつ省スペースで製造し得る半導体装置の製造方法を提供することができる。   Therefore, the semiconductor circuit member can be bonded on the bonding substrate, and has higher productivity than the display panel manufacturing by the COG technology. Further, the bonding process is performed with a high accuracy within ± 1 μm, and the high accuracy and high performance are achieved. A semiconductor device manufacturing method capable of manufacturing a display semiconductor efficiently and in a space-saving manner can be provided.

また、本発明の半導体装置の製造方法は、上記記載の半導体装置の製造方法において、
前記1以上の半導体回路部材における前記第1補助基板の表面での移動は、上記第1補助基板の傾斜による上記半導体回路部材の上記第1補助基板の表面での移動動作を含むことを特徴としている。
Moreover, the manufacturing method of the semiconductor device of the present invention is the above-described manufacturing method of a semiconductor device,
The movement of the one or more semiconductor circuit members on the surface of the first auxiliary substrate includes a movement operation of the semiconductor circuit member on the surface of the first auxiliary substrate due to an inclination of the first auxiliary substrate. Yes.

上記の発明によれば、半導体回路部材を第1補助基板上で表面に平行に位置決め部まで移動させるために、第1補助基板を傾斜させる。   According to said invention, in order to move a semiconductor circuit member to a positioning part in parallel with the surface on a 1st auxiliary substrate, a 1st auxiliary substrate is inclined.

従って、第1補助基板を傾斜させるだけで、全ての半導体回路部材が位置決め部に重力により移動して位置決め部に当接し、その当接位置が接合基板の設定位置となるように対応付けられた位置とすることができる。このため、第1補助基板上に載置された全ての半導体回路部材を容易かつ自動的に位置決めすることができる。   Therefore, by tilting the first auxiliary substrate, all the semiconductor circuit members are moved to the positioning portion by gravity and come into contact with the positioning portion, and the contact positions are associated with the set position of the bonding substrate. It can be a position. For this reason, all the semiconductor circuit members mounted on the first auxiliary substrate can be easily and automatically positioned.

また、本発明の半導体装置の製造方法は、上記記載の半導体装置の製造方法において、前記1以上の半導体回路部材における前記第1補助基板の表面での移動は、上記第1補助基板上に載置した上記半導体回路部材を上記第1補助基板の表面に平行に位置決め部まで移動させるときには、上記第1補助基板を振動による上記半導体回路部材の上記第1補助基板の表面での移動動作を含むことを特徴としている。   The semiconductor device manufacturing method of the present invention is the semiconductor device manufacturing method described above, wherein the movement of the one or more semiconductor circuit members on the surface of the first auxiliary substrate is mounted on the first auxiliary substrate. When the placed semiconductor circuit member is moved to the positioning portion parallel to the surface of the first auxiliary substrate, the moving operation of the semiconductor circuit member on the surface of the first auxiliary substrate by vibration is included. It is characterized by that.

上記の発明によれば、第1補助基板上に載置した半導体回路基板を傾斜させて位置決め部まで移動させるときに、半導体回路部材を振動させる。従って、半導体回路部材と第1補助基板との摩擦抵抗が少なくなり、容易に、半導体回路部材を第1補助基板上で滑らすことができる。   According to the above invention, the semiconductor circuit member is vibrated when the semiconductor circuit substrate placed on the first auxiliary substrate is tilted and moved to the positioning portion. Accordingly, the frictional resistance between the semiconductor circuit member and the first auxiliary substrate is reduced, and the semiconductor circuit member can be easily slid on the first auxiliary substrate.

また、本発明の半導体装置の製造方法は、上記記載の半導体装置の製造方法において、前記第1補助基板を振動させる場合に、振動の周波数をfとし、振幅をZ0としたときに、Z0>g/(2πf)2 を満たすように振動させることを特徴としている。 Further, in the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, in the method of manufacturing a semiconductor device described above, when the first auxiliary substrate is vibrated, when the vibration frequency is f and the amplitude is Z0, Z0> It is characterized by vibrating so as to satisfy g / (2πf) 2 .

上記の発明によれば、Z0>g/(2πf)2を満たすように振動の周波数f、及び振幅Z0を設定することにより、適切に、第1補助基板上の半導体回路部材を滑らすことができる。 According to the above invention, the semiconductor circuit member on the first auxiliary substrate can be appropriately slid by setting the vibration frequency f and the amplitude Z0 so as to satisfy Z0> g / (2πf) 2. .

また、本発明の半導体装置の製造方法は、上記記載の半導体装置の製造方法において、前記接合基板の面積を前記第2補助基板の整数倍の面積とすることを特徴としている。   The semiconductor device manufacturing method of the present invention is characterized in that, in the semiconductor device manufacturing method described above, the area of the bonding substrate is an integral multiple of the second auxiliary substrate.

上記の発明によれば、接合基板の面積を第2補助基板の整数倍の面積とすることによって、第2補助基板単位で、半導体回路部材を接合基板に接合することができる。従って、接合基板のうち無駄になる部分が発生せず、生産効率をより一層高めることができる。   According to the above invention, the semiconductor circuit member can be bonded to the bonding substrate in units of the second auxiliary substrate by setting the area of the bonding substrate to an integral multiple of the area of the second auxiliary substrate. Therefore, a wasteful portion of the bonded substrate does not occur and the production efficiency can be further improved.

本発明の半導体装置の製造方法は、以上のように、1以上の半導体回路部材を第1補助基板上に位置決めして一時固定する工程と、上記第1補助基板上に一時固定された上記半導体回路部材を第2補助基板にトランスファ固定する工程と、上記第2補助基板にトランスファ固定された上記半導体回路部材を接合基板の設定位置に一括で接合する工程とを含むことを特徴としている。   As described above, the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention includes the step of positioning and temporarily fixing one or more semiconductor circuit members on the first auxiliary substrate, and the semiconductor temporarily fixed on the first auxiliary substrate. The method includes a step of transfer fixing the circuit member to the second auxiliary substrate, and a step of collectively bonding the semiconductor circuit member transfer-fixed to the second auxiliary substrate to a set position of the bonding substrate.

また、本発明の半導体装置の製造方法は、以上のように、上記記載の半導体装置の製造方法において、前記1以上の半導体回路部材を前記第1補助基板に位置決めする工程では、上記第1補助基板上に載置した上記半導体回路部材を上記第1補助基板の表面に平行に位置決め部まで移動させるときに、上記第1補助基板を傾斜及び/又は振動による上記半導体回路部材の上記第1補助基板の表面での移動動作を含むことを特徴としている。   Further, as described above, in the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, in the method of manufacturing a semiconductor device described above, in the step of positioning the one or more semiconductor circuit members on the first auxiliary substrate, the first auxiliary is performed. When the semiconductor circuit member placed on the substrate is moved to the positioning portion parallel to the surface of the first auxiliary substrate, the first auxiliary substrate is tilted and / or vibrated by the first auxiliary of the semiconductor circuit member. It includes a moving operation on the surface of the substrate.

また、本発明の半導体装置は、以上のように、前記半導体回路部材と、該半導体回路部材を接合する接合基板とを有し、上記半導体回路部材の上記接合基板への接合前に形成された上記半導体回路部材の少なくとも一部の半導体構造が配置される同じ側の面において形成された当接部材により、上記半導体回路部材を上記接合基板に位置決めして接合されてなることを特徴としている。   Further, as described above, the semiconductor device of the present invention includes the semiconductor circuit member and a bonding substrate for bonding the semiconductor circuit member, and is formed before the semiconductor circuit member is bonded to the bonding substrate. The semiconductor circuit member is positioned and bonded to the bonding substrate by an abutting member formed on the same side surface on which at least a part of the semiconductor structure of the semiconductor circuit member is disposed.

また、本発明の半導体回路基板は、以上のように、接合基板との接合前に、上記接合基板上の回路と連動動作する少なくとも一部の半導体構造が予め形成された複数の半導体デバイスを含み、上記接合基板と接合するときの位置決めに利用される当接部材を、接合前に形成された少なくとも一部の半導体構造が配置される同じ側の面において形成されてなることを特徴としている。   Further, as described above, the semiconductor circuit substrate of the present invention includes a plurality of semiconductor devices in which at least a part of a semiconductor structure that operates in conjunction with the circuit on the bonding substrate is formed in advance before bonding to the bonding substrate. The contact member used for positioning when bonded to the bonding substrate is formed on the same side surface where at least a part of the semiconductor structure formed before bonding is arranged.

それゆえ、本発明では、第2補助基板に、複数の半導体回路部材が一括して接着されていて、その状態で半導体回路部材が一括して活性化処理され、接合基板に一括して貼り合わせることによって、分断前の接合基板に一括して半導体回路部材を実装することができ、タクトタイムを大幅に短縮することができる。   Therefore, in the present invention, the plurality of semiconductor circuit members are collectively bonded to the second auxiliary substrate, and in this state, the semiconductor circuit members are collectively activated and bonded together to the bonding substrate. As a result, the semiconductor circuit members can be collectively mounted on the bonding substrate before dividing, and the tact time can be greatly shortened.

また、位置決め部が設けられた第1補助基板上に、複数の半導体回路基板が配置され、半導体回路基板を滑せることによって、位置決め部との引っかかりを利用し、一括して位置決めできるので、タクトタイムを大幅に短縮することができる。   In addition, since a plurality of semiconductor circuit boards are arranged on the first auxiliary board provided with the positioning part, and the semiconductor circuit board can be slid, it can be collectively positioned using the catch with the positioning part. Time can be greatly shortened.

また、半導体回路基板を、表面に位置決め部を有する第1補助基板上に載置した後、位置決めし、その位置決めした位置で一時固定するので、第1補助基板上に半導体回路基板を載置するときには、位置決めの精度は要求されない。   In addition, since the semiconductor circuit board is placed on the first auxiliary board having the positioning portion on the surface and then positioned, and temporarily fixed at the positioned position, the semiconductor circuit board is placed on the first auxiliary board. Sometimes positioning accuracy is not required.

さらに、半導体回路部材の表面に感光性樹脂からなる位置決め構造物である当接部材を形成する場合には、従来技術のように裏面から表面のパターンを読み取る必要がなく、フォトリソグラフィのみで当接部材を高精度に形成することができるので、エッチング工程が不要となり、ばらつきが少なく高精度な位置決め構造物を形成できる。また、第1補助基板上の位置決め部も同様に感光性樹脂により形成する場合には、フォトリソグラフィのみで位置決め部を高精度に形成でき、フォトリソグラフィにより形成された高精度なパターン同士のひっかかりを利用して位置決めすることにより、従来技術に比べてより高精度に(±1μm以内)、半導体回路部材を接合基板に貼り合わせることができる。   Furthermore, when a contact member, which is a positioning structure made of a photosensitive resin, is formed on the surface of a semiconductor circuit member, there is no need to read the surface pattern from the back surface as in the prior art, and contact only by photolithography. Since the member can be formed with high accuracy, an etching process is not required, and a highly accurate positioning structure with little variation can be formed. Similarly, when the positioning portion on the first auxiliary substrate is also formed of a photosensitive resin, the positioning portion can be formed with high precision only by photolithography, and the high-precision patterns formed by photolithography can be caught between each other. By positioning using the semiconductor circuit member, the semiconductor circuit member can be bonded to the bonding substrate with higher accuracy (within ± 1 μm) than in the prior art.

また、半導体回路部材を接合基板へ貼り合わせるときに、ACFや熱可塑性樹脂等の接着剤を用いず、半導体回路部材の表面をSC1液等で活性化処理することによって生じる自己接着力を利用して貼り合わせるために、接着の際に強い圧力を加える必要がなく半導体回路部材のクラックやチッピング(欠け)を防ぎ、歩留まりを向上できる。また、接着剤を用いないので、不純物の染み出しを懸念することもなく、貼り合わせた後も300℃以上の熱処理を必要とする薄膜トランジスタの製造工程へ流すことができ、単結晶Si半導体と非単結晶Si半導体とを混載した半導体装置を製造することができる。   In addition, when bonding the semiconductor circuit member to the bonding substrate, the self-adhesive force generated by activating the surface of the semiconductor circuit member with SC1 solution or the like is used without using an adhesive such as ACF or thermoplastic resin. Therefore, it is not necessary to apply a strong pressure at the time of bonding, so that cracks and chipping (chips) of the semiconductor circuit member can be prevented and the yield can be improved. In addition, since no adhesive is used, there is no concern about the seepage of impurities, and after bonding, the thin film transistor can be flown to a manufacturing process of a thin film transistor that requires heat treatment at 300 ° C. or higher. A semiconductor device in which a single crystal Si semiconductor is mixedly mounted can be manufactured.

この結果、接合基板上に非単結晶シリコン半導体と単結晶シリコン半導体とを混在させることを可能とし、COG技術によるディスプレイパネル製造方法よりも高いスループットを有し、さらに、接合工程を従来技術では実現が困難である±1μm以内の高精度で行って、接合した半導体基板から細い多数の配線に接続して、高精度で高機能のディスプレイ半導体を効率的にかつ省スペースで製造し得る半導体装置の製造方法、半導体装置及び半導体回路基板を提供することができるという効果を奏する。   As a result, non-single-crystal silicon semiconductor and single-crystal silicon semiconductor can be mixed on the bonding substrate, which has a higher throughput than the display panel manufacturing method based on the COG technology, and the bonding process is realized by the conventional technology. Of a semiconductor device that can be manufactured with high accuracy within ± 1 μm, which is difficult to connect, and can be connected to a large number of thin wirings from a bonded semiconductor substrate to efficiently and precisely manufacture a display semiconductor with high accuracy and high functionality. The manufacturing method, the semiconductor device, and the semiconductor circuit board can be provided.

本発明の一実施形態について図1ないし図24に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、本実施の形態の半導体装置の製造方法では、図2に示すように、一枚の大型ガラス基板からなるマザーガラス41に、複数パネルに含まれる後述する多結晶シリコンデバイス70を形成して接合基板40aとし、この接合基板40aに半導体回路部材1を1以上接合し、最後に、各パネル40b毎に分断する。本実施の形態においては、接合基板40aを、半導体回路部材1が接合基板40aに接合された後も、接合基板と呼んでいる。   An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 24 as follows. In the semiconductor device manufacturing method of the present embodiment, as shown in FIG. 2, a polycrystalline silicon device 70 (described later) included in a plurality of panels is formed on a mother glass 41 made of a single large glass substrate. One or more semiconductor circuit members 1 are bonded to the bonding substrate 40a, and finally, each panel 40b is divided. In the present embodiment, the bonded substrate 40a is called a bonded substrate even after the semiconductor circuit member 1 is bonded to the bonded substrate 40a.

従って、以下の各工程の説明において参照する図面においては、半導体回路部材1、第1補助基板30、第2補助基板50、及び接合基板40a等は単一又は一部のものしか記載していないものが多いが、実際には、上記の一枚の接合基板40aに作成するために複数のものを単位として製造するものである。   Therefore, in the drawings to be referred to in the following description of each process, the semiconductor circuit member 1, the first auxiliary substrate 30, the second auxiliary substrate 50, the bonding substrate 40a, etc. are described as single or partial. Although there are many products, in actuality, a plurality of products are manufactured as a unit in order to produce the single bonded substrate 40a.

本実施の形態における半導体装置の製造方法は、図1(a)(b)に示すように、1以上の半導体回路部材1を第1補助基板30上に位置決めして一時固定する工程と、図1(c)(d)に示すように、この第1補助基板30上に一時固定された半導体回路部材1を第2補助基板50にトランスファ固定する工程と、図20(a)(b)に示すように、上記第2補助基板50にトランスファ固定された半導体回路部材1を、接合基板40aの設定位置に一括で接合する工程とを含んでいる。   As shown in FIGS. 1A and 1B, the method of manufacturing a semiconductor device according to the present embodiment includes a step of positioning and temporarily fixing one or more semiconductor circuit members 1 on a first auxiliary substrate 30; As shown in FIGS. 1 (c) and (d), a step of transfer-fixing the semiconductor circuit member 1 temporarily fixed on the first auxiliary substrate 30 to the second auxiliary substrate 50, and FIGS. 20 (a) and 20 (b). As shown, the semiconductor circuit member 1 transfer-fixed to the second auxiliary substrate 50 is collectively bonded to the set position of the bonding substrate 40a.

なお、半導体回路部材1には、単結晶Siからなる半導体構造の少なくとも一部が複数形成されている。また、接合基板40aには、多結晶シリコンデバイス70が形成されている。   The semiconductor circuit member 1 includes a plurality of semiconductor structures made of single crystal Si. A polycrystalline silicon device 70 is formed on the bonding substrate 40a.

なお、複数の半導体回路部材1を表す表現として、請求項では「1以上」と表現しているが、半導体回路部材1がチップの場合には「1個以上」であり、半導体回路部材1がチップの場合には「1枚以上」である。本実施の形態では、半導体回路部材1がチップの場合について述べているので、「1以上」は「1個以上」と同義である。   In addition, as an expression representing a plurality of semiconductor circuit members 1, “1 or more” is expressed in the claims, but when the semiconductor circuit member 1 is a chip, it is “one or more”. In the case of a chip, it is “one or more”. In the present embodiment, since the semiconductor circuit member 1 is a chip, “one or more” is synonymous with “one or more”.

以下、各工程について、詳細に説明する。なお、本実施の形態では、最初に、第1補助基板30の作製工程、及び半導体回路部材1に後述する当接部材19を形成した半導体回路基板10の作製工程を説明し、その後、第1補助基板30上での半導体回路基板10の位置決め工程、半導体回路基板10の第2補助基板50への移し替え工程、接合基板40aの作製工程、半導体回路部材1及び接合基板40aの接合活性化、接合、剥離工程、並びに単結晶Si及び多結晶Si混載TFT工程について順に説明する。   Hereinafter, each step will be described in detail. In the present embodiment, first, a manufacturing process of the first auxiliary substrate 30 and a manufacturing process of the semiconductor circuit substrate 10 in which a contact member 19 described later is formed on the semiconductor circuit member 1 will be described. A positioning step of the semiconductor circuit substrate 10 on the auxiliary substrate 30, a transfer step of the semiconductor circuit substrate 10 to the second auxiliary substrate 50, a manufacturing step of the bonding substrate 40 a, bonding activation of the semiconductor circuit member 1 and the bonding substrate 40 a, The bonding, peeling process, and single crystal Si and polycrystalline Si mixed TFT process will be described in order.

〔第1補助基板の作製〕
上記半導体回路部材1に後述する当接部材19を形成した半導体回路基板10を一括して位置決めするための第1補助基板30は、図3(c)に示すように、基板31の表面にストッパとしての機能を有する位置決め部33を備えている。この位置決め部33は基板31の表面に樹脂によりフォトリソグラフィ技術によって製造される。また、第1補助基板30には、真空吸着用孔35が形成されている。
[Production of first auxiliary substrate]
As shown in FIG. 3C, the first auxiliary substrate 30 for positioning the semiconductor circuit substrate 10 having the contact member 19 described later on the semiconductor circuit member 1 in a lump is provided on the surface of the substrate 31 as a stopper. The positioning part 33 which has the function as is provided. The positioning portion 33 is manufactured on the surface of the substrate 31 by a photolithography technique using a resin. Further, a vacuum suction hole 35 is formed in the first auxiliary substrate 30.

上記第1補助基板30を製造するときには、図3(a)に示すように、平坦な基板31上に、感光性樹脂32を塗布するか又はラミネートする。基板31としてはシリコンウェハ又はガラス基板等を用いる。   When the first auxiliary substrate 30 is manufactured, a photosensitive resin 32 is applied or laminated on a flat substrate 31 as shown in FIG. As the substrate 31, a silicon wafer or a glass substrate is used.

次いで、接合基板40aに貼り合わせる予定の場所と1:1対応をとった第1補助基板30上の場所に、図3(b)に示すように、上記半導体回路基板10が位置決めできるように、上記感光性樹脂32を、フォトリソグラフィにより露光、及び現像し、位置決め部33、及びマーカーとしての位置合わせ用(アライメント)マーク34・34を形成する。位置決め部33は、フォトリソグラフィによりマスクレイアウトに対して高精度に位置合わせ(フォトリソグラフィ精度:±0.26μm程度)及び加工(加工精度:±0.3μm程度)されたパターン(フォトリソグラフィ精度と加工精度の2乗和:±0.4μm程度)が形成されているため、最終的に一括して高精度な位置決めを実現することができる。感光性樹脂32としては、例えばフォトレジスト、ドライフィルムレジスト等を用いる。位置決め部33の高さとしては、半導体回路基板10が引っかかる程度の段差があれば良い。ここでは、1〜50μm程度の段差を形成する。   Next, as shown in FIG. 3B, the semiconductor circuit substrate 10 can be positioned at a location on the first auxiliary substrate 30 that has a 1: 1 correspondence with the location to be bonded to the bonding substrate 40a. The photosensitive resin 32 is exposed and developed by photolithography to form positioning portions 33 and alignment marks 34 and 34 as markers. The positioning unit 33 is a pattern (photolithographic accuracy and processing) that is aligned with high accuracy (photolithography accuracy: about ± 0.26 μm) and processed (processing accuracy: about ± 0.3 μm) by photolithography. (Square sum of accuracy: about ± 0.4 μm) is formed, so that highly accurate positioning can finally be realized collectively. As the photosensitive resin 32, for example, a photoresist, a dry film resist, or the like is used. As the height of the positioning portion 33, it is sufficient if there is a level difference to the extent that the semiconductor circuit board 10 is caught. Here, a step of about 1 to 50 μm is formed.

ここで、第1補助基板30上の位置決め部33に適した平面パターンについて述べる。図11は、位置決め部33を有する第1補助基板30上に、表面に当接部材19が形成された半導体回路部材1を、表面を下にして置いた状態を横から見た図であり、図4(a)〜(d)はこれを上から見た図である。半導体回路部材1の当接部材19については、図6〜9等で後から詳細に説明する。   Here, a plane pattern suitable for the positioning portion 33 on the first auxiliary substrate 30 will be described. FIG. 11 is a side view of a state in which the semiconductor circuit member 1 having the contact member 19 formed on the surface is placed on the first auxiliary substrate 30 having the positioning portion 33 with the surface facing down. 4 (a) to 4 (d) are views from above. The contact member 19 of the semiconductor circuit member 1 will be described in detail later with reference to FIGS.

第1補助基板30における位置決め部33のパターンレイアウトとしては、図4(a)に示すように、例えば、半導体回路部材1に設けられた当接部材19の長手方向と短手方向との2辺が、第1補助基板30の位置決め部33と引っかかって位置決めできるようにL字型のパターンが望ましい。或いは、図4(b)に示すように、半導体回路部材1に設けられた当接部材19の角が、滑っていく途中で位置決め部33に引っかかってしまって位置決めがうまくできなくなるのを防止したり、構造的に弱い角部が位置決め部33に接触して損傷したり、ダストを発生させたりするのを防止するように、L字型の角を落としたパターンが望ましい。   As a pattern layout of the positioning portion 33 in the first auxiliary substrate 30, as shown in FIG. 4A, for example, two sides of the longitudinal direction and the short direction of the contact member 19 provided in the semiconductor circuit member 1 are used. However, an L-shaped pattern is desirable so that it can be positioned by being caught with the positioning portion 33 of the first auxiliary substrate 30. Alternatively, as shown in FIG. 4B, the corner of the contact member 19 provided in the semiconductor circuit member 1 is prevented from being caught by the positioning portion 33 in the middle of sliding and being unable to be positioned well. In addition, a pattern in which an L-shaped corner is dropped is desirable so as to prevent a corner portion that is structurally weak from coming into contact with the positioning portion 33 and being damaged or generating dust.

その外にも、例えば、図4(c)に示すように、半導体回路基板10が振動によって滑っていく際に、回転したり曲がったりしていくのを防止するために、滑らせたい方向にガイドレールのようなパターン38を配置してもよい。その際の半導体回路基板10側の当接部材19のパターンレイアウトも示す。さらに、図4(d)に示すように、ダスト39によって半導体回路基板10の位置決め精度が悪くならないように、位置決め部33と当接部材19との接触面積が小さいパターンとするのも望ましい。   In addition to this, for example, as shown in FIG. 4C, in order to prevent the semiconductor circuit board 10 from rotating or bending when it slides due to vibration, in the direction in which it is desired to slide. A pattern 38 such as a guide rail may be arranged. The pattern layout of the contact member 19 on the semiconductor circuit board 10 side at that time is also shown. Further, as shown in FIG. 4D, it is desirable that the contact area between the positioning portion 33 and the contact member 19 is small so that the positioning accuracy of the semiconductor circuit board 10 is not deteriorated by the dust 39.

次いで、図3(c)に示すように、第1補助基板30上に、半導体回路基板10の吸着するための真空吸着用孔35をレーザー加工或いは機械研削等により開ける。基板31としてシリコンウェハを使う場合には、YAGレーザー等により真空吸着用孔35を開ける方法が適しており、基板31としてガラス基板を用いる場合には、機械研削等により真空吸着用孔35を開ける方法が適している。表面にバリが発生しないように、穴開けは表面側から行うのが望ましい。   Next, as shown in FIG. 3C, a vacuum suction hole 35 for sucking the semiconductor circuit substrate 10 is opened on the first auxiliary substrate 30 by laser processing or mechanical grinding. When a silicon wafer is used as the substrate 31, a method of opening the vacuum suction hole 35 with a YAG laser or the like is suitable. When a glass substrate is used as the substrate 31, the vacuum suction hole 35 is opened by mechanical grinding or the like. The method is suitable. It is desirable to make the holes from the surface side so that burrs are not generated on the surface.

なお、上記の説明では、第1補助基板30に位置決め部33を形成する場合に、基板31に感光性樹脂32を塗布して位置決め部33を形成したが、必ずしもこれに限らず、例えば、図5に示すように、基板31に凹部を直接形成してその凹部エッジ33aを位置決め部とすることも可能である。例えば、1μm程度のTEOS膜がデポされた単結晶シリコン(Si)基板にレジストを塗布してフォトリソグラフィによりパターニングした状態で、異方性ドライエッチを行うことにより、急峻な凹部(位置決め部)を形成することができる。また、別の方法として、単結晶シリコン(Si)基板にレジストを塗布してフォトリソグラフィによりパターニングした状態で、100℃程度に加熱した1%水酸化カリウム(KOH)に浸してもよい。水酸化カリウムは、単結晶シリコンの(111)結晶面と(100)結晶面とに対してエッチングレートが異なるため、位置決め部として一定の角度(54.7°)を持つ凹部を、容易にかつ精度良く形成することができる。このように第1補助基板30の位置決め部33を精度よく作ることより、最終的に一括して高精度な位置決めを実現できる。   In the above description, when the positioning portion 33 is formed on the first auxiliary substrate 30, the positioning portion 33 is formed by applying the photosensitive resin 32 to the substrate 31. As shown in FIG. 5, it is also possible to form a recess directly on the substrate 31 and use the recess edge 33a as a positioning portion. For example, a steep recess (positioning portion) is formed by performing anisotropic dry etching in a state where a resist is applied to a single crystal silicon (Si) substrate having a TEOS film of about 1 μm deposited and patterned by photolithography. Can be formed. As another method, a resist may be applied to a single crystal silicon (Si) substrate and patterned by photolithography, and then immersed in 1% potassium hydroxide (KOH) heated to about 100 ° C. Since potassium hydroxide has different etching rates with respect to the (111) crystal plane and the (100) crystal plane of single crystal silicon, a concave portion having a certain angle (54.7 °) can be easily formed as a positioning portion. It can be formed with high accuracy. Thus, by making the positioning portion 33 of the first auxiliary substrate 30 with high accuracy, it is possible to finally achieve high-accuracy positioning collectively.

最後に、図3(d)に示すように、第1補助基板30を、真空吸着用の穴37aが開いた定盤37と組み合わせる。   Finally, as shown in FIG. 3D, the first auxiliary substrate 30 is combined with a surface plate 37 having a vacuum suction hole 37a.

〔半導体回路基板の作製〕
次に、貼り合わせる半導体回路部材1に当接部材19を形成した半導体回路基板10の作製方法について述べる。
[Production of semiconductor circuit board]
Next, a manufacturing method of the semiconductor circuit substrate 10 in which the contact member 19 is formed on the semiconductor circuit member 1 to be bonded will be described.

まず、チップ状に切り出されて第1補助基板30に載せる直前の半導体回路基板10は、図6に示すように、単結晶Siからなる半導体回路部材1に当接部材19が形成されたものからなっている。   First, as shown in FIG. 6, the semiconductor circuit board 10 just cut out in a chip shape and placed on the first auxiliary substrate 30 is obtained by forming the contact member 19 on the semiconductor circuit member 1 made of single crystal Si. It has become.

上記半導体回路部材1には、表面にソース・ドレイン部不純物注入部3が形成された単結晶シリコン(Si)基板(以下、「単結晶Si基板」という)2の上にゲート酸化膜4が形成され、その上に、ゲート電極5が形成され、さらにその上に、このゲート電極5等を覆うために層間絶縁膜6が形成されている。また、単結晶Si基板2におけるソース・ドレイン部不純物注入部3の所定の深さには、水素イオン注入層7が形成されている。上記工程は、例えば0.5μm程度の微細加工プロセスにより行われている。この半導体回路基板10は、例えば、10mm程度×10mm程度の大きさである。   In the semiconductor circuit member 1, a gate oxide film 4 is formed on a single crystal silicon (Si) substrate 2 (hereinafter referred to as “single crystal Si substrate”) 2 having a source / drain portion impurity implanted portion 3 formed on the surface thereof. A gate electrode 5 is formed thereon, and an interlayer insulating film 6 is further formed thereon to cover the gate electrode 5 and the like. Further, a hydrogen ion implanted layer 7 is formed at a predetermined depth of the source / drain impurity implanted portion 3 in the single crystal Si substrate 2. The above process is performed by, for example, a microfabrication process of about 0.5 μm. The semiconductor circuit substrate 10 has a size of about 10 mm × 10 mm, for example.

上記構成の半導体回路基板10の作製方法について、説明する。   A method for manufacturing the semiconductor circuit substrate 10 having the above configuration will be described.

図7に示すように、直径6インチ(約15cm)又は8インチ(約20cm)程度の単結晶シリコンウェハ2aの状態から、一般的なICプロセスに従って、必要があればロコス(LOCOS(Local Oxidation of Silicon:選択酸化法))酸化分離(Isolation)処理や場合によってはシャロー・トレンチ・アイソレーション処理をして分離を行い、前記図6に示すように、ゲート酸化膜4の熱酸化、ゲート電極5の形成及びパターニング、ソース・ドレイン部不純物注入部3への不純物の注入、不純物活性化、層間絶縁膜6の形成、CMP(Chemical Mechanical Polishing:化学的機械研磨)による層間絶縁膜6の平坦化、水素イオン注入層7への水素イオン注入のプロセスを経る。水素イオン注入の際に、水素元素と他の元素(例えば、He元素)をco−implantしても良い。   As shown in FIG. 7, from the state of the single crystal silicon wafer 2a having a diameter of about 6 inches (about 15 cm) or 8 inches (about 20 cm), if necessary, LOCOS (Local Oxidation of Silicon: selective oxidation method)) Isolation is performed by an oxidation isolation process or, in some cases, a shallow trench isolation process, and as shown in FIG. 6, thermal oxidation of the gate oxide film 4, gate electrode 5 And patterning, impurity implantation into the source / drain impurity implantation part 3, impurity activation, formation of the interlayer insulation film 6, planarization of the interlayer insulation film 6 by CMP (Chemical Mechanical Polishing), A process of hydrogen ion implantation into the hydrogen ion implanted layer 7 is performed. At the time of hydrogen ion implantation, a hydrogen element and another element (for example, a He element) may be co-implanted.

なお、上記のプロセスにおいて、層間絶縁膜6を成膜後、図示しないコンタクトホール開口、ソース・ドレインメタル成膜、そのパターニング、パッシベーション膜成膜、そのCMPによる平坦化した後、前記水素イオン注入層7への水素イオン注入というように、工程を進めておいても良い。   In the above process, after the interlayer insulating film 6 is formed, contact hole opening (not shown), source / drain metal film formation, patterning thereof, passivation film formation, planarization by CMP, and the hydrogen ion implantation layer are performed. The process may be advanced, such as hydrogen ion implantation into 7.

上記の工程を進めることにより、図8に示すように、区切られたそれぞれの領域に単結晶Siからなる半導体回路部材1がそれぞれ形成された単結晶シリコンウェハ10aが完成する。   By proceeding with the above steps, as shown in FIG. 8, a single crystal silicon wafer 10a in which the semiconductor circuit member 1 made of single crystal Si is formed in each partitioned region is completed.

次に、この単結晶シリコンウェハ10aの表面に、所定のパターニングを施し、当接部材19を一括して形成する。上記当接部材19の形成方法として、例えばフォトリソグラフィ法を用いた形成方法を説明する。   Next, predetermined patterning is performed on the surface of the single crystal silicon wafer 10a, and the contact members 19 are collectively formed. As a method for forming the contact member 19, for example, a method using a photolithography method will be described.

まず、単結晶シリコンウェハ10aの表面に、図6に示すように、保護膜8を塗布した後、感光性樹脂を塗布又はラミネートする。保護膜8としては、感光性のない樹脂を用いる。感光性樹脂としては、例えば、フォトレジストやドライフィルムレジストを用いる。   First, as shown in FIG. 6, a protective film 8 is applied to the surface of the single crystal silicon wafer 10a, and then a photosensitive resin is applied or laminated. As the protective film 8, a non-photosensitive resin is used. For example, a photoresist or a dry film resist is used as the photosensitive resin.

分断後の半導体回路基板10が高精度に位置決めできるように、単結晶シリコンウェハ10aの表側に形成した半導体回路デバイスの位置を基準として、感光性樹脂をフォトリソグラフィにより、露光、及び現像して、当接部材19を形成する。本実施の形態では、単結晶シリコンウェハ10aの表側に当接部材19を形成するので、従来例のように裏側に当接部材を形成する場合に比べて、高精度に当接部材19を形成することができる。なぜならば、単結晶シリコンウェハ10aは可視光に対して不透明であるため、通常の可視光顕微鏡では裏面側からは各単結晶Siの表面側のパターン境界を認識できないためである。また、単結晶シリコンウェハ10aに対して透明である赤外光顕微鏡で裏面から観察した場合でも、単結晶シリコンウェハ10aの裏面のざらつきが画像観察を阻害するものであるため、表面側のパターン境界を高精度に認識することは難しいためである。   The photosensitive resin is exposed and developed by photolithography with reference to the position of the semiconductor circuit device formed on the front side of the single crystal silicon wafer 10a so that the semiconductor circuit substrate 10 after the division can be positioned with high accuracy, A contact member 19 is formed. In the present embodiment, since the contact member 19 is formed on the front side of the single crystal silicon wafer 10a, the contact member 19 is formed with higher accuracy than when the contact member is formed on the back side as in the conventional example. can do. This is because the single crystal silicon wafer 10a is opaque to visible light, and the normal visible light microscope cannot recognize the pattern boundary on the front side of each single crystal Si from the back side. Further, even when observed from the back side with an infrared microscope that is transparent to the single crystal silicon wafer 10a, the roughness on the back side of the single crystal silicon wafer 10a hinders image observation. This is because it is difficult to recognize this with high accuracy.

当接部材19の高さとしては、半導体回路基板10が引っかかる程度の段差があれば良いが、第1補助基板30上に形成した位置決め部33の高さよりも高くしておく。ここでは、1〜50μm程度の段差を形成する。   As the height of the contact member 19, it is sufficient that there is a level difference enough to catch the semiconductor circuit board 10, but it is set higher than the height of the positioning portion 33 formed on the first auxiliary substrate 30. Here, a step of about 1 to 50 μm is formed.

次いで、図9(a)(b)に示すように、表面に当接部材19が形成された単結晶シリコンウェハ10aを、通常のブレードダイシング装置或いはレーザーダインシング法等で、チップ状の半導体回路基板10に分断する。一般的に、ブレードダンシング装置によるチップの外形加工精度は、±10μm程度であり、精度は良くない。また、YAGレーザー等を用いたレーザーダイシングはチッピングが発生し易く加工精度はよくない。しかし、本実施の形態においては、半導体回路基板10の表面に塗布又はラミネートされた感光性樹脂をフォトリソグラフィすることにより、半導体回路部材1の表面にある半導体回路デバイスの位置に対して高精度に位置合わせ(フォトリソグラフィ精度:±0.26μm程度)及び加工(加工精度:±0.3μm程度)された当接部材19(フォトリソグラフィ精度と加工精度との2乗和:±0.4μm程度)が形成されているため、例え分断時の半導体回路部材1の外形加工精度が悪くても半導体回路部材1の位置決めには全く影響を及ぼさない。   Next, as shown in FIGS. 9A and 9B, the single-crystal silicon wafer 10a having the contact member 19 formed on the surface thereof is converted into a chip-like semiconductor circuit by a normal blade dicing apparatus or a laser dicing method. The substrate 10 is divided. In general, the accuracy of external processing of a chip by a blade dancing device is about ± 10 μm, and the accuracy is not good. In addition, laser dicing using a YAG laser or the like is likely to cause chipping, and the processing accuracy is not good. However, in the present embodiment, the photosensitive resin applied or laminated on the surface of the semiconductor circuit substrate 10 is photolithography so that the position of the semiconductor circuit device on the surface of the semiconductor circuit member 1 is high accuracy. Positioned contact member 19 (photolithographic accuracy: about ± 0.26 μm) and processed (processing accuracy: about ± 0.3 μm) (square sum of photolithography accuracy and processing accuracy: about ± 0.4 μm) Therefore, even if the outline processing accuracy of the semiconductor circuit member 1 at the time of division is poor, the positioning of the semiconductor circuit member 1 is not affected at all.

ここで、1.COG技術(従来技術:COG)の場合、2.半導体回路部材の裏面に突起物を形成した場合(従来技術:特許文献1)、3.半導体回路部材の表面に感光性樹脂により当接部材を形成した場合(本実施の形態)の3つの場合について、最終の貼り合わせまで含めたトータル精度をおおまかに見積もったので、表1にまとめておく。   Here, 1. 1. In the case of COG technology (conventional technology: COG) 2. When a protrusion is formed on the back surface of the semiconductor circuit member (prior art: Patent Document 1); Table 3 summarizes the total accuracy including the final bonding for the three cases where the contact member is formed of photosensitive resin on the surface of the semiconductor circuit member (this embodiment). deep.

Figure 2006053171
Figure 2006053171

本実施の形態のように、半導体回路部材1の表面及び第1補助基板30の表面に、それぞれ感光性樹脂からなる当接部材19及び位置決め部33を形成し、このフォトリソグラフィにより形成された高精度なパターン同士のひっかかりを利用して位置決めすることによって、COG技術のように精度が悪いダイシングの精度を気にする必要がない。さらに、特許文献1に記載の従来技術のように、裏面に突起物を形成するために裏面から表面のパターンを読み取る必要もなく、フォトリソグラフィのみで当接部材19を高精度に形成することができるので、エッチング工程が不要となり、加工のばらつきが少なく高精度な当接部材19及び位置決め部33を形成することができる。また、従来技術のように貼り合わせにACF等の接着剤を用いた圧着を行わないため、貼り合わせ時の精度も向上する。以上の要因により、貼り合わせまで含めたトータルの精度を比較すると、従来技術では実現しがたい±1μm以内という高精度で半導体回路部材1を接合基板40aに貼り合わせることができる。   As in the present embodiment, the contact member 19 and the positioning portion 33 made of a photosensitive resin are formed on the surface of the semiconductor circuit member 1 and the surface of the first auxiliary substrate 30, respectively. By positioning using the pinching of accurate patterns, there is no need to worry about the accuracy of dicing with poor accuracy as in the COG technique. Furthermore, unlike the prior art described in Patent Document 1, it is not necessary to read the pattern on the front surface from the back surface in order to form protrusions on the back surface, and the contact member 19 can be formed with high accuracy only by photolithography. Therefore, the etching process is not necessary, and the contact member 19 and the positioning portion 33 with high accuracy can be formed with less processing variation. Further, since the pressure bonding using an adhesive such as ACF is not performed as in the prior art, the accuracy during the bonding is also improved. Due to the above factors, when the total accuracy including bonding is compared, the semiconductor circuit member 1 can be bonded to the bonding substrate 40a with a high accuracy within ± 1 μm, which is difficult to achieve with the prior art.

〔第1補助基板上での半導体回路基板の位置決め〕
次に、分断した半導体回路基板10を第1補助基板30上で一括して位置決めする方法について述べる。
[Positioning of the semiconductor circuit board on the first auxiliary board]
Next, a method for collectively positioning the divided semiconductor circuit boards 10 on the first auxiliary board 30 will be described.

図10に示すように、分断した複数個の半導体回路基板10を、裏返して、第1補助基板30上の位置決めする位置の近傍に載置する。この段階では、図11及び図12(a)に示すように、精度10〜300μm程度の粗い精度で、位置決めする位置から離して載置して構わない。図11は、第1補助基板30を横から見た断面図であり、図12(a)は第1補助基板30を上から見た平面図である。   As shown in FIG. 10, the plurality of divided semiconductor circuit boards 10 are turned over and placed in the vicinity of the positioning positions on the first auxiliary board 30. At this stage, as shown in FIG. 11 and FIG. 12A, it may be placed away from the positioning position with a coarse accuracy of about 10 to 300 μm. FIG. 11 is a cross-sectional view of the first auxiliary substrate 30 as viewed from the side, and FIG. 12A is a plan view of the first auxiliary substrate 30 as viewed from above.

1以上の半導体回路基板10を第1補助基板30上で位置決めするためには、望ましくは、半導体回路基板10を、水平に保たれた第1補助基板30の表面上を平行移動させて、当接部材19を位置決め部33に当接させてやれば良い。半導体回路部材1に当接部材19を形成しない場合は、半導体回路部材1を直接、位置決め部33に当接させてやれば良い。これにより、位置決め部33への当接位置が接合基板40aの正確な設定位置に対応しているので、精度よく、半導体回路部材1を接合基板40aに一括で転写接合できる。また、望ましくは、第1補助基板30を傾斜させることにより、重力によって半導体回路基板10を第1補助基板30の表面上を滑らせて、位置決め部33に当接させてやれば良い。これにより、第1補助基板30上に載置された全ての半導体回路基板10を容易かつ自動的に位置決めすることができる。また、望ましくは、第1補助基板30に振動を与えて、半導体回路基板10を第1補助基板30から浮かすことにより、半導体回路基板10を第1補助基板30の表面上を滑らせて、位置決め部33に当接させてやれば良い。これにより、摩擦係数が大きい材料であっても、第1補助基板30の上を滑らせて、位置決めすることができる。   In order to position one or more semiconductor circuit boards 10 on the first auxiliary board 30, the semiconductor circuit board 10 is preferably moved in parallel on the surface of the first auxiliary board 30 held horizontally. What is necessary is just to make the contact member 19 contact | abut to the positioning part 33. FIG. When the contact member 19 is not formed on the semiconductor circuit member 1, the semiconductor circuit member 1 may be directly brought into contact with the positioning portion 33. As a result, the position of contact with the positioning portion 33 corresponds to the exact set position of the bonding substrate 40a, so that the semiconductor circuit member 1 can be transferred and bonded to the bonding substrate 40a in a batch with high accuracy. Desirably, the first auxiliary substrate 30 may be inclined so that the semiconductor circuit substrate 10 is caused to slide on the surface of the first auxiliary substrate 30 by gravity and contact the positioning portion 33. Thereby, all the semiconductor circuit boards 10 mounted on the first auxiliary board 30 can be easily and automatically positioned. Desirably, the semiconductor circuit board 10 is slid on the surface of the first auxiliary board 30 by applying vibration to the first auxiliary board 30 and floating the semiconductor circuit board 10 from the first auxiliary board 30. What is necessary is just to make it contact | abut to the part 33. FIG. Thereby, even if it is a material with a large friction coefficient, it can slide on the 1st auxiliary substrate 30, and can be positioned.

最も望ましくは、図13に示すように、第1補助基板30を例えば10〜20度程度の所定の角度だけ傾けた状態にし、その下に取り付けられた可振器により、100Hz〜10kHz程度の周波数で、かつ位置決め部33の高さ以下の振幅を有する振動を、第1補助基板30と垂直な方向に与える。第1補助基板30が水平に保たれている場合は、振動方向は鉛直方向となる。このような振動を付与することにより、半導体回路基板10は矢印A方向に浮動する。そして、第1補助基板30が傾斜していることにより、半導体回路基板10は、重力によって、矢印B方向に滑り、やがて、図1(a)及び図12(b)に示すように、当接部材19が位置決め部33のエッジに当接して止まる。なお、先に述べた図4(a)〜(d)のような位置決め部33と当接部材19のパターンの組み合わせの場合でも、図12(b)の場合と同様に当接部材19が位置決め部33のエッジに当接して止まる。また、第1補助基板30が、図5のように凹型形状をしている場合では、当接部材19は、凹部エッジ33aに当接して止まる。   Most preferably, as shown in FIG. 13, the first auxiliary substrate 30 is inclined at a predetermined angle of, for example, about 10 to 20 degrees, and a vibration unit attached below the first auxiliary board 30 has a frequency of about 100 Hz to 10 kHz. And a vibration having an amplitude equal to or lower than the height of the positioning portion 33 is applied in a direction perpendicular to the first auxiliary substrate 30. When the first auxiliary board 30 is kept horizontal, the vibration direction is the vertical direction. By applying such vibration, the semiconductor circuit board 10 floats in the direction of arrow A. Since the first auxiliary substrate 30 is inclined, the semiconductor circuit substrate 10 slides in the direction of arrow B due to gravity, and eventually comes into contact as shown in FIGS. 1 (a) and 12 (b). The member 19 comes into contact with the edge of the positioning portion 33 and stops. In the case of the combination of the positioning portion 33 and the pattern of the contact member 19 as shown in FIGS. 4A to 4D, the contact member 19 is positioned as in the case of FIG. 12B. Stops in contact with the edge of the portion 33. Further, when the first auxiliary substrate 30 has a concave shape as shown in FIG. 5, the contact member 19 comes into contact with the recess edge 33a and stops.

このように、本実施の形態では、傾斜させた第1補助基板30に振動を与えることにより、所定の位置に自動的に移動させて位置決めすることができる。この位置決めは複数の半導体回路基板10を一括して位置決めしてもよいし、一つずつ行っても良い。   As described above, in the present embodiment, the first auxiliary substrate 30 that has been tilted is vibrated and can be automatically moved to a predetermined position for positioning. This positioning may be performed by positioning a plurality of semiconductor circuit boards 10 at a time or one by one.

また、位置決め部33や当接部材19に感光性樹脂を用いた場合は、フォトリソグラフィにより形成された高精度なパターン(フォトリソグラフィ精度と加工精度の2乗和:±0.4μm程度)同士(当接部材19と位置決め部33)の引っかかりを利用して位置決めすることができるので、表1に示したように、従来技術(貼り合わせまで含めた精度 COGの場合:±10μm程度、文献1の技術の場合:±1.6μm程度)に比べてより高精度に半導体回路部材1を接合基板40aに貼り合わせることができる(貼り合わせまで含めた精度 本実施の形態の場合:±1μm以内)。   Further, when a photosensitive resin is used for the positioning portion 33 and the contact member 19, high-precision patterns formed by photolithography (square sum of photolithography accuracy and processing accuracy: about ± 0.4 μm) ( Since the positioning can be performed by using the catch between the contact member 19 and the positioning portion 33), as shown in Table 1, the conventional technique (accuracy including bonding up to about COG: about ± 10 μm, In the case of technology: the semiconductor circuit member 1 can be bonded to the bonding substrate 40a with higher accuracy than in the case of technology (about ± 1.6 μm) (accuracy including bonding up to ± 1 μm).

ここで、第1補助基板30上の半導体回路基板10が滑り出す周波数及び振幅の範囲、並びに半導体回路基板10が位置決め部33により止まる周波数及び振幅の範囲について検討を行った。   Here, the frequency and amplitude range in which the semiconductor circuit board 10 slides on the first auxiliary substrate 30 and the frequency and amplitude range in which the semiconductor circuit board 10 stops by the positioning unit 33 were examined.

その結果を、図14及び図15に示す。同図において、太い実線は第1補助基板30が単振動をし、半導体回路基板10が自由落下しているモデルを仮定して計算した時に、半導体回路基板10が滑り出す境界線を表している。また、太い破線は第1補助基板30が単振動をし、半導体回路基板10が自由落下しているモデルを仮定して計算した時に、半導体回路基板10が第1補助基板30から外れる境界線を示している。さらに、細い実線は第1補助基板30が単振動をし、半導体回路基板10が等速直上放射されるモデルを仮定して計算した時に、半導体回路基板10が第1補助基板30から外れる境界線を示している。一方、記号(□、○、△、×)はそれぞれ振動実験を行って半導体回路基板10の挙動を調べた実験結果である。□は滑らない、○は滑って位置決め部33で止まった、△は滑って位置決め部33で止まったり止まらなかったり、×は滑って位置決め部33で止まらなかったことを示す。   The results are shown in FIGS. In the figure, a thick solid line represents a boundary line on which the semiconductor circuit board 10 slides when the calculation is made assuming a model in which the first auxiliary board 30 performs simple vibration and the semiconductor circuit board 10 is free-falling. A thick broken line indicates a boundary line where the semiconductor circuit board 10 is separated from the first auxiliary board 30 when the calculation is performed assuming a model in which the first auxiliary board 30 performs simple vibration and the semiconductor circuit board 10 is free-falling. Show. Further, a thin solid line is a boundary line where the semiconductor circuit board 10 is deviated from the first auxiliary board 30 when calculated assuming a model in which the first auxiliary board 30 performs simple vibration and the semiconductor circuit board 10 radiates immediately above the constant speed. Is shown. On the other hand, symbols (□, ○, Δ, ×) are experimental results obtained by examining the behavior of the semiconductor circuit board 10 by conducting vibration experiments. □ does not slip, ○ indicates that it slipped and stopped at the positioning portion 33, Δ indicates that it slipped and stopped or did not stop at the positioning portion 33, and × indicates that it slipped and did not stop at the positioning portion 33.

モデル計算より、滑り出す境界線(太い実線)よりも右側の領域では半導体回路基板10が第1補助基板30から浮いて離れる時間帯ができ、半導体回路基板10と第1補助基板30の間に殆ど摩擦がなくなるために、滑ることができると考えられる。この滑り出す境界条件は、おおよそZ0>g/(2πf)2を満たす周波数fと振幅Z0の振動を与えた時であり、実験結果もこの境界線(太い実線)の前後で滑らない状態(□)から滑って止まる状態(○)へとなっており、モデル計算とほぼ一致している。 According to the model calculation, in the region on the right side of the sliding boundary line (thick solid line), there is a time zone in which the semiconductor circuit board 10 floats away from the first auxiliary board 30, and almost between the semiconductor circuit board 10 and the first auxiliary board 30. It is thought that it can slide because there is no friction. This slipping boundary condition is when a vibration having a frequency f and an amplitude Z0 satisfying approximately Z0> g / (2πf) 2 is given, and the experimental result is also a state where it does not slip before and after this boundary line (thick solid line) (□) It is in a state where it slides and stops (○), which is almost consistent with the model calculation.

半導体回路基板10は滑り出した後、当接部材19及び位置決め部33同士の引っ掛かりによって止まるが、図14及び図15に示すように、実験結果から半導体回路基板10が第1補助基板30上を滑って位置決め部33で止まる領域を網がけ部分で示した。第1補助基板30に与える振動は、この網がけ領域内の周波数と振幅であることが望ましい。   After the semiconductor circuit board 10 slides, the semiconductor circuit board 10 stops due to the catch between the contact member 19 and the positioning portion 33, but as shown in FIGS. 14 and 15, the semiconductor circuit board 10 slides on the first auxiliary board 30 from the experimental results. The area that stops at the positioning portion 33 is indicated by the shaded portion. It is desirable that the vibration applied to the first auxiliary substrate 30 has a frequency and an amplitude within this shaded area.

一方、振幅が大きくなって、半導体回路基板10の当接部材19が第1補助基板30の位置決め部33を超えるような場合には、半導体回路基板10は、第1補助基板30から外れてしまう。実験結果においては、低周波領域(500Hz未満)では、止まったり止まらなかったりする状態(△)から止まらない状態(×)になるのは、外れる境界線(太い破線)が比較的近い。この外れる境界条件は、
Z1−Z2>位置決め部33の高さ
を満たす周波数f及び振幅Z0の振動を与えた時である。ここで、Z1は半導体回路基板10が自由落下により到達する位置であり、
Z1=Z0−(1/2)×g×t2
である。また、Z2は単振動による基板の位置であり、
Z2=Z0×cos(2πft)
である。
On the other hand, when the amplitude becomes large and the contact member 19 of the semiconductor circuit board 10 exceeds the positioning portion 33 of the first auxiliary board 30, the semiconductor circuit board 10 comes off the first auxiliary board 30. . In the experimental results, in the low-frequency region (less than 500 Hz), the boundary line (thick broken line) that comes off is relatively close to the state that does not stop (X) from the state that stops or does not stop (x). This deviating boundary condition is
Z1-Z2> when a vibration having a frequency f and an amplitude Z0 satisfying the height of the positioning portion 33 is applied. Here, Z1 is a position where the semiconductor circuit board 10 reaches by free fall,
Z1 = Z0− (1/2) × g × t 2
It is. Z2 is the position of the substrate due to simple vibration,
Z2 = Z0 × cos (2πft)
It is.

高周波領域(500Hz以上)では、止まったり止まらなかったりする状態(△)から止まらない状態(×)になるのは、外れる境界線(細い実線)が比較的近い。この外れる境界条件は、
Z3−Z4>位置決め部33の高さ
を満たす周波数f及び振幅Z0の振動を与えた時である。ここで、Z3は第1補助基板30の加速度によって半導体回路基板10が等速等速直上放射された時に達する高さであり、
Z3=Z0×(2πf)×t−(1/2)×g×t2
である。また、Z4は単振動による基板の位置であり、
Z4=Z0sin(2πft)
である。
In the high-frequency region (500 Hz or higher), the boundary line (thin solid line) that comes off is relatively close to the state that does not stop (Δ) from the state that stops or does not stop (Δ). This deviating boundary condition is
Z3−Z4> when the vibration having the frequency f and the amplitude Z0 satisfying the height of the positioning portion 33 is applied. Here, Z3 is a height that is reached when the semiconductor circuit board 10 is radiated immediately above the constant velocity and constant velocity by the acceleration of the first auxiliary substrate 30;
Z3 = Z0 × (2πf) × t− (1/2) × g × t 2
It is. Z4 is the position of the substrate due to simple vibration,
Z4 = Z0sin (2πft)
It is.

以上の第1補助基板30上の半導体回路基板10が滑り出し、かつ位置決め部33から外れない周波数及び振幅の範囲に基づいて、半導体回路基板10が位置決め部33に当接すると、図1(b)に示すように、真空吸着用孔35を通して真空に引き、位置決めした複数の半導体回路基板10を第1補助基板30に一括して真空吸着により固定する。   When the semiconductor circuit substrate 10 on the first auxiliary substrate 30 slides out and contacts the positioning portion 33 based on the frequency and amplitude ranges that do not deviate from the positioning portion 33, FIG. As shown in FIG. 3, the plurality of semiconductor circuit boards 10 which are evacuated and positioned through the vacuum suction holes 35 are collectively fixed to the first auxiliary substrate 30 by vacuum suction.

〔半導体回路基板の第2補助基板への移し替え〕
続いて、第1補助基板30上に位置決めして固定した半導体回路基板10を、第2補助基板50上へ移す方法について、図1(c)、(d)、及び図17に基づいて説明する。
[Transfer of the semiconductor circuit board to the second auxiliary board]
Next, a method for moving the semiconductor circuit board 10 positioned and fixed on the first auxiliary board 30 onto the second auxiliary board 50 will be described with reference to FIGS. 1C, 1D, and 17. .

まず、図1(c)に示すように、第2補助基板50上にはフォトリソグラフィ及びエッチングにより深さ100〜300nm程度の溝状の位置合わせ用マーク(Arrangement Mark)51・51が形成されている。   First, as shown in FIG. 1C, groove-shaped alignment marks 51 and 51 having a depth of about 100 to 300 nm are formed on the second auxiliary substrate 50 by photolithography and etching. Yes.

また、第2補助基板50の表面には接着剤52が塗布又はラミネートされている。接着剤52としては、熱剥離性樹脂又は光剥離性樹脂を用いる。或いは、図16に示すように、接着剤を用いないで真空吸着により第2補助基板50に半導体回路基板10を吸着させても良い。   An adhesive 52 is applied or laminated on the surface of the second auxiliary substrate 50. As the adhesive 52, a heat peelable resin or a light peelable resin is used. Alternatively, as shown in FIG. 16, the semiconductor circuit substrate 10 may be adsorbed to the second auxiliary substrate 50 by vacuum adsorption without using an adhesive.

次いで、図1(c)に示すように、第1補助基板30上に位置決めされた複数の半導体回路基板10が、その相対位置を保ったまま一括して第2補助基板50へ移し替えることができるように、第2補助基板50の位置合わせ用マーク51・51及び第1補助基板30の位置合わせ用マーク34・34を用いて、第1補助基板30と、接着剤52が塗布された第2補助基板50との位置合わせを行う。また、この第1補助基板30と第2補助基板50とのアライメントは必ずしも必要ではなく省くことも可能である。これは、第1補助基板30上で位置決めした半導体回路基板10の相対位置だけが第2補助基板50へきちんとトランスファされていれば、接合基板40aとの最終貼り合せ工程において、ある半導体回路部材1の表面側にあるアライメントマーカーと、接合基板40aのアライメントマーカー同士をアライメントすることによって、他の半導体回路部材1の貼り合せ位置は必然的に決まるためである。この場合、2回移しの貼り合せ方法を取っても、時間のかかるアライメント合わせが1回で済むので、スループットが低下しない。また、第2補助基板50の大きさ(面積)は、貼り合わせの効率の観点から接合基板40aの1/N(N:整数)とすることが望ましい。これにより、第2補助基板50単位で、半導体回路部材1を接合基板40aに接合することができため、接合基板40aのうち無駄になる部分が発生せず、生産効率をより一層高めることができる。   Next, as shown in FIG. 1C, the plurality of semiconductor circuit substrates 10 positioned on the first auxiliary substrate 30 may be collectively transferred to the second auxiliary substrate 50 while maintaining the relative position. The first auxiliary substrate 30 and the first adhesive substrate 52 coated with the adhesive 52 using the alignment marks 51 and 51 of the second auxiliary substrate 50 and the alignment marks 34 and 34 of the first auxiliary substrate 30 so as to be able to do so. 2 Alignment with the auxiliary substrate 50 is performed. Further, the alignment between the first auxiliary substrate 30 and the second auxiliary substrate 50 is not always necessary and can be omitted. If only the relative position of the semiconductor circuit substrate 10 positioned on the first auxiliary substrate 30 is properly transferred to the second auxiliary substrate 50, the semiconductor circuit member 1 in the final bonding step with the bonding substrate 40a is performed. This is because the alignment position of the other semiconductor circuit member 1 is inevitably determined by aligning the alignment marker on the surface side of the substrate and the alignment markers on the bonding substrate 40a. In this case, even if the bonding method is transferred twice, the time-consuming alignment is only required once, so the throughput does not decrease. The size (area) of the second auxiliary substrate 50 is preferably 1 / N (N: integer) of the bonded substrate 40a from the viewpoint of the bonding efficiency. Thereby, since the semiconductor circuit member 1 can be bonded to the bonding substrate 40a in units of the second auxiliary substrate 50, a wasteful portion of the bonding substrate 40a does not occur and the production efficiency can be further improved. .

次いで、図1(d)に示すように、第1補助基板30と第2補助基板50とを密着させ、第1補助基板30上の半導体回路基板10を第2補助基板50に接着させた後、第1補助基板30の真空チャックを切り離すことによって、半導体回路基板10を第2補助基板50に一括して移し替える。   Next, after the first auxiliary substrate 30 and the second auxiliary substrate 50 are brought into close contact with each other and the semiconductor circuit substrate 10 on the first auxiliary substrate 30 is adhered to the second auxiliary substrate 50 as shown in FIG. The semiconductor circuit board 10 is collectively transferred to the second auxiliary board 50 by separating the vacuum chuck of the first auxiliary board 30.

次いで、図17に示すように、第2補助基板50をひっくり返し、アルカリ系の剥離液に浸すことによって複数の半導体回路基板10の表面にある当接部材19を一括して除去し、続いて第2補助基板50毎、アッシング処理及び剥離洗浄処理することによって複数の半導体回路基板10の表面にある保護膜を一括して除去する。或いは、この保護膜が薄い金属膜等で形成されている場合は、酸系のエッチング液等に浸すことによって保護膜を溶かし、当接部材をリフトオフさせて同時に除去してもよい。この方法は、当接部材19を同時に除去することができるので、当接部材19の材料選定の自由度が広がったり、工程フローが簡略化できたりするメリットがある。
こうして、複数の半導体回路部材1が、その表面が出た状態で、第2補助基板50に移し替えられた状態が得られる。
Next, as shown in FIG. 17, the second auxiliary substrate 50 is turned over and immersed in an alkaline stripping solution to remove the contact members 19 on the surfaces of the plurality of semiconductor circuit substrates 10 at a time, The protective film on the surface of the plurality of semiconductor circuit substrates 10 is removed in a lump by performing the ashing process and the peeling cleaning process for each second auxiliary substrate 50. Alternatively, when the protective film is formed of a thin metal film or the like, the protective film may be dissolved by immersing in an acid-based etching solution and the contact member may be lifted off and simultaneously removed. This method is advantageous in that the contact member 19 can be removed at the same time, so that the degree of freedom in selecting the material of the contact member 19 is widened and the process flow can be simplified.
In this way, a state is obtained in which the plurality of semiconductor circuit members 1 are transferred to the second auxiliary substrate 50 with the surface thereof protruding.

〔接合基板の作製〕
半導体回路基板10を貼り合わせる相手である接合基板40aの作製方法について述べる。接合基板40aは、図18(d)に示すように、マザーガラス41と、このマザーガラス41上に形成された二酸化ケイ素系絶縁膜42と、さらにその上に形成された複数のパネルに含まれる多結晶シリコンデバイス70とからなっており、複数のパネル40bを含んでいる。
[Production of bonded substrates]
A method for manufacturing the bonding substrate 40a to which the semiconductor circuit substrate 10 is bonded will be described. As shown in FIG. 18 (d), the bonding substrate 40a is included in a mother glass 41, a silicon dioxide insulating film 42 formed on the mother glass 41, and a plurality of panels formed thereon. It comprises a polycrystalline silicon device 70 and includes a plurality of panels 40b.

なお、本実施の形態では予め多結晶シリコンによる半導体デバイスが作製された接合基板40aと先述の半完成の半導体回路部材1を貼り合わせる場合について述べる。しかし、必ずしもこれに限らず、例えば、大型ガラス基板に半導体回路部材1を後述の方法で貼り合わせた後、多結晶シリコンによる半導体デバイスを作製しても良い。   In the present embodiment, the case where the bonding substrate 40a on which a semiconductor device made of polycrystalline silicon is manufactured in advance and the semi-finished semiconductor circuit member 1 described above are bonded together will be described. However, the present invention is not necessarily limited thereto. For example, after the semiconductor circuit member 1 is bonded to a large glass substrate by a method described later, a semiconductor device made of polycrystalline silicon may be manufactured.

上記接合基板40aを作製するときには、図18(a)に示すように、まず、マザーガラス41上に、プラズマCVD法によりTEOS膜を50〜200nm程度デポジションし、二酸化ケイ素系絶縁膜42を形成する。   When manufacturing the bonding substrate 40a, as shown in FIG. 18A, first, a TEOS film is deposited on the mother glass 41 by a plasma CVD method to a thickness of about 50 to 200 nm to form a silicon dioxide insulating film 42. To do.

次いで、プラズマCVD法により非晶質シリコン膜43を30〜200nm程度形成し、非晶質シリコン膜43中の水素を離脱させるため、450〜600℃程度の熱で30〜60分熱処理(アニール)する。この熱処理により、非晶質シリコン膜43中の水素含有量を1×1019cm-3以下にすることができる。なお、固相結晶成長も兼ねても良い。 Next, an amorphous silicon film 43 is formed by plasma CVD to a thickness of about 30 to 200 nm, and heat in the amorphous silicon film 43 is removed by heat at about 450 to 600 ° C. for 30 to 60 minutes (annealing). To do. By this heat treatment, the hydrogen content in the amorphous silicon film 43 can be reduced to 1 × 10 19 cm −3 or less. It may also serve as solid phase crystal growth.

次に、図18(b)に示すように、前記半導体回路基板10の半導体回路部材1を接合する箇所のみ、上記非晶質シリコン膜43をパターニング・エッチングして除去しておく。このパターニング除去を行うことにより、マザーガラス41に、逐次、エキシマレーザ(λ=308nm)照射して非晶質シリコンを多結晶化させても、接合を行う箇所はレーザ光が透過するので、マザーガラス41の表面が非晶質シリコンの融点付近にまで温度上昇することはなく、熱的ダメージを受けずに済む。   Next, as shown in FIG. 18B, the amorphous silicon film 43 is removed by patterning and etching only at the portion where the semiconductor circuit member 1 of the semiconductor circuit substrate 10 is joined. By performing this patterning removal, even if the mother glass 41 is successively irradiated with an excimer laser (λ = 308 nm) to crystallize amorphous silicon, laser light is transmitted through the bonding portion. The temperature of the surface of the glass 41 does not rise to the vicinity of the melting point of amorphous silicon, and thermal damage is not required.

非晶質シリコンをレーザー照射により多結晶化した後は、フォトリソグラフィ及びドライエッチング法により、多結晶シリコン膜44をトランジスタ形状にパターニングする。   After the amorphous silicon is polycrystallized by laser irradiation, the polycrystal silicon film 44 is patterned into a transistor shape by photolithography and dry etching.

次いで、図18(c)に示すように、プラズマCVD法によりTEOS膜を100nm程度デポジションし、ゲート絶縁膜45を形成する。さらに、ゲート電極材料を形成し、フォトリソグラフィによりパターニングを行ってゲート電極46を形成する。ゲート電極材料としては、例えばW/TiTaの2層構造を用いる。   Next, as shown in FIG. 18C, a TEOS film is deposited by about 100 nm by a plasma CVD method, and a gate insulating film 45 is formed. Further, a gate electrode material is formed and patterned by photolithography to form the gate electrode 46. As the gate electrode material, for example, a two-layer structure of W / TiTa is used.

次いで、図18(d)に示すように、多結晶シリコンのソース・ドレイン部へイオンドーピング法等により不純物注入を行った後、プラズマCVD法によりTEOS膜を100〜400nm程度デポジションし、絶縁膜48を形成する。さらに、第2補助基板50との位置合わせ用アライメントマーカー47・47を形成することにより、接合基板40aが完成する。   Next, as shown in FIG. 18 (d), after implanting impurities into the source / drain portions of the polycrystalline silicon by ion doping or the like, a TEOS film is deposited by plasma CVD to a thickness of about 100 to 400 nm to form an insulating film. 48 is formed. Furthermore, by forming alignment markers 47 and 47 for alignment with the second auxiliary substrate 50, the bonded substrate 40a is completed.

〔半導体回路部材及び接合基板の活性化、接合、剥離〕
図19(a)(b)に示すように、前述した〔半導体回路部材の第2補助基板への移し替え〕の工程により作製した第2補助基板50上に接着された半導体回路部材1の絶縁膜6の表面、及び前述した〔接合基板の作製〕の工程にて作製した接合基板40aの絶縁膜48の表面とを、それぞれアンモニア水と過酸化水素水と純水との混合液(SC1液)で洗浄する。この処理によって絶縁膜6及び絶縁膜48の表面にOH基が付着し、接合するのに活性な状態となる。なお、必ずしもこれに限らず、例えば、SC1洗浄による表面活性化の代わりに、酸素プラズマ中に曝して、表面を活性化しても良い。
[Activation, bonding, peeling of semiconductor circuit members and bonding substrates]
As shown in FIGS. 19 (a) and 19 (b), insulation of the semiconductor circuit member 1 bonded onto the second auxiliary substrate 50 produced by the above-described process of [transfer of the semiconductor circuit member to the second auxiliary substrate]. The surface of the film 6 and the surface of the insulating film 48 of the bonded substrate 40a manufactured in the above-mentioned [Manufacturing of bonded substrate] are mixed liquid (SC1 solution) of ammonia water, hydrogen peroxide water, and pure water, respectively. ). By this treatment, OH groups adhere to the surfaces of the insulating film 6 and the insulating film 48 and become active for bonding. For example, instead of surface activation by SC1 cleaning, the surface may be activated by exposure to oxygen plasma.

次いで、図20(a)に示すように、第2補助基板50上に位置決めされた複数の半導体回路部材1が、その相対位置を保ったまま一括して接合基板40aへ貼り合わせされるように、位置合わせ用マーク51・51及び位置合わせ用マーク47・47を用いて、第2補助基板50と、接合基板40aとの位置合わせを行う。   Next, as shown in FIG. 20A, the plurality of semiconductor circuit members 1 positioned on the second auxiliary substrate 50 are bonded together to the bonding substrate 40a while maintaining their relative positions. The second auxiliary substrate 50 and the bonding substrate 40a are aligned using the alignment marks 51 and 51 and the alignment marks 47 and 47.

次いで、第2補助基板50上の半導体回路部材1を接合基板40aに接触させ、僅かな力で押す。表面処理の結果生じる自己接合力によって接合が進行して行き、半導体回路部材1は接合基板40aへ接合(ボンディング)される。   Next, the semiconductor circuit member 1 on the second auxiliary substrate 50 is brought into contact with the bonding substrate 40a and pressed with a slight force. Bonding proceeds by the self-bonding force generated as a result of the surface treatment, and the semiconductor circuit member 1 is bonded (bonded) to the bonding substrate 40a.

次いで、図20(b)に示すように、第2補助基板50の裏面から、光剥離性樹脂の接着剤52に対しUV照射を行うことにより、第2補助基板50と半導体回路部材1の接着力を弱め、半導体回路部材1を第2補助基板50からリリースする。なお、接着剤52に熱可塑性樹脂を用いている場合には、100〜200℃程度の加熱を行って、同様に第2補助基板50からリリースする。また、図16に示すような真空吸着で半導体回路部材を接着している場合には、真空を切って、同様に第2補助基板50からリリースする。   Next, as shown in FIG. 20B, UV irradiation is performed on the adhesive 52 of the photoreleasable resin from the back surface of the second auxiliary substrate 50, thereby bonding the second auxiliary substrate 50 and the semiconductor circuit member 1. The force is weakened and the semiconductor circuit member 1 is released from the second auxiliary substrate 50. In the case where a thermoplastic resin is used for the adhesive 52, heating at about 100 to 200 ° C. is performed and similarly released from the second auxiliary substrate 50. Further, when the semiconductor circuit member is bonded by vacuum suction as shown in FIG. 16, the vacuum is turned off and released from the second auxiliary substrate 50 in the same manner.

次いで、図21に示すように、半導体回路部材1がボンディングされた接合基板40aに、プラズマCVD法でTEOS膜を200〜600nm程度デポジションし、段差低減のための層間絶縁膜61を形成する。   Next, as shown in FIG. 21, a TEOS film is deposited by a plasma CVD method on the bonding substrate 40 a to which the semiconductor circuit member 1 is bonded, and an interlayer insulating film 61 for reducing a step is formed.

次いで、図22に示すように、半導体回路部材1がボンディングされた接合基板40aに、600℃程度の熱処理を行うことにより、半導体回路部材1の水素イオン注入層7から単結晶Si基板2の剥離を行う。これにより、デバイスが形成された半導体回路部材1の表側部分は接合基板40aに転写され、一方、剥離した半導体回路部材1の裏側部分は不要部分1aとして除外される。なお、本実施例では、半導体回路部材1が接合基板40aに転写された後も、接合基板40aのことを接合基板と呼ぶ。   Next, as shown in FIG. 22, the single-crystal Si substrate 2 is peeled from the hydrogen ion implanted layer 7 of the semiconductor circuit member 1 by performing a heat treatment at about 600 ° C. on the bonding substrate 40 a to which the semiconductor circuit member 1 is bonded. I do. Thereby, the front side portion of the semiconductor circuit member 1 on which the device is formed is transferred to the bonding substrate 40a, while the back side portion of the peeled semiconductor circuit member 1 is excluded as the unnecessary portion 1a. In the present embodiment, even after the semiconductor circuit member 1 is transferred to the bonding substrate 40a, the bonding substrate 40a is referred to as a bonding substrate.

〔単結晶Si及び多結晶Si混載TFT工程〕
最後に、半導体回路部材1が、多結晶Siデバイスを有する接合基板40aに転写された後の工程について述べる。
[Monocrystalline Si and Polycrystalline Si Mixed TFT Process]
Finally, a process after the semiconductor circuit member 1 is transferred to the bonding substrate 40a having a polycrystalline Si device will be described.

図23(a)に示すように、接合基板40a全面をドライエッチングして、転写した半導体回路部材1を100〜200nm程度まで薄膜化する。   As shown in FIG. 23A, the entire surface of the bonding substrate 40a is dry-etched to thin the transferred semiconductor circuit member 1 to about 100 to 200 nm.

接合基板40aに、ドーピングした不純物の活性化と、転写したシリコンデバイスの欠陥回復を目的として、600〜650℃、4h程度の熱処理を行う。   The bonding substrate 40a is subjected to heat treatment at about 600 to 650 ° C. for about 4 hours in order to activate the doped impurities and recover defects of the transferred silicon device.

さらに、図23(b)に示すように、プラズマCVD法により、層間絶縁膜62として、SiNx膜を100〜300nm程度、TEOS膜63を400〜1000nm程度デポする。   Further, as shown in FIG. 23B, the SiNx film is deposited to about 100 to 300 nm and the TEOS film 63 is deposited to about 400 to 1000 nm as the interlayer insulating film 62 by plasma CVD.

次いで、図24(a)に示すように、フォトリソグラフィにより、単結晶Siデバイス及び多結晶Siデバイスの配線箇所のコンタクトホール64を開口する。続いて、メタル膜をスパッタ・パターニングし、メタル配線65を形成する。これにより、転写した半導体回路部材1からなる単結晶Siデバイス80と、接合基板40a上の多結晶Siデバイス70とが電気的に接続された状態となり、混載デバイスが完成する。   Next, as shown in FIG. 24A, a contact hole 64 in the wiring portion of the single crystal Si device and the polycrystalline Si device is opened by photolithography. Subsequently, the metal film is sputtered and patterned to form the metal wiring 65. As a result, the transferred single crystal Si device 80 composed of the semiconductor circuit member 1 and the polycrystalline Si device 70 on the bonding substrate 40a are electrically connected to complete the hybrid device.

その後、図24(b)に示すように、接合基板40aと対向基板90を貼り合せた後、その間に液晶100を注入する液晶工程を進めた後、接合基板40aを複数のパネル40bに分断することによって、例えば、1つの液晶ディスプレイパネルに、画素のスイッチングのための多結晶シリコンデバイス70と、走査信号線駆動回路及びデータ信号線駆動回路のドライバICとなる単結晶Siデバイス80とを備えた半導体装置が完成する。   Thereafter, as shown in FIG. 24B, after bonding substrate 40a and counter substrate 90 are bonded together, a liquid crystal process for injecting liquid crystal 100 is performed between them, and then bonding substrate 40a is divided into a plurality of panels 40b. Thus, for example, a single liquid crystal display panel is provided with a polycrystalline silicon device 70 for switching pixels and a single crystal Si device 80 serving as a driver IC for a scanning signal line driving circuit and a data signal line driving circuit. A semiconductor device is completed.

上述した半導体装置の製造方法では、第2補助基板50に、複数の半導体回路部材1が一括して接着されていて、その状態で半導体回路部材1が一括して活性化処理され、接合基板40aに一括して貼り合わせることによって、分断前の接合基板40aに一括して半導体回路部材1を実装することができ、タクトタイムを大幅に短縮することができる。   In the semiconductor device manufacturing method described above, the plurality of semiconductor circuit members 1 are collectively bonded to the second auxiliary substrate 50, and in this state, the semiconductor circuit members 1 are collectively activated, and the bonded substrate 40a. Thus, the semiconductor circuit members 1 can be collectively mounted on the bonding substrate 40a before being divided, and the tact time can be greatly shortened.

また、位置決め部としての位置決め部33が設けられた第1補助基板30上に、複数の半導体回路基板10が配置され、第1補助基板30に振動を与えて半導体回路基板10を滑せることによって、位置決め部33との引っかかりを利用し、一括して位置決めできるので、タクトタイムを大幅に短縮することができる。   A plurality of semiconductor circuit boards 10 are arranged on the first auxiliary board 30 provided with the positioning part 33 as a positioning part, and the semiconductor circuit board 10 is slid by applying vibration to the first auxiliary board 30. Since the positioning with the positioning portion 33 can be used for batch positioning, the tact time can be greatly shortened.

さらに、半導体回路部材1の表面に感光性樹脂からなる位置決め構造物である当接部材19を形成することによって、従来技術のように裏面から表面のパターンを読み取る必要がなく、フォトリソグラフィのみで当接部材19を高精度に形成することができるので、ばらつきが少なく高精度な位置決め構造物を形成できる。また、第1補助基板30上の、位置決め部33も同様に感光性樹脂により形成することによって、フォトリソグラフィのみで位置決め部33を高精度に形成できる。フォトリソグラフィにより形成された高精度なパターン同士のひっかかりを利用して位置決めすることにより、従来技術に比べてより高精度に(±1μm以内)、半導体回路部材1を接合基板40aに貼り合わせることができる。   Furthermore, by forming a contact member 19 that is a positioning structure made of a photosensitive resin on the surface of the semiconductor circuit member 1, there is no need to read the surface pattern from the back surface as in the prior art, and only by photolithography. Since the contact member 19 can be formed with high accuracy, a highly accurate positioning structure can be formed with little variation. Further, by similarly forming the positioning portion 33 on the first auxiliary substrate 30 from the photosensitive resin, the positioning portion 33 can be formed with high accuracy only by photolithography. By positioning using a high-accuracy pattern formed by photolithography, the semiconductor circuit member 1 can be bonded to the bonding substrate 40a with higher accuracy (within ± 1 μm) than in the prior art. it can.

また、半導体回路部材1を接合基板40aへ貼り合わせるときに、ACFや熱可塑性樹脂等の接着剤を用いず、半導体回路部材1の表面をSC1液等で活性化処理することによって生じる自己接着力を利用して貼り合わせるために、接着の際に強い圧力を加える必要がなく半導体回路部材1のクラックやチッピング(欠け)を防ぎ、歩留まりを向上できる。また、接着剤を用いないので、不純物の染み出しを懸念することもなく、貼り合わせた後も300℃以上の熱処理を必要とする薄膜トランジスタの製造工程へ流すことができ、単結晶Si半導体と、非単結晶Si半導体の混載した半導体装置を製造することができる。   Further, when the semiconductor circuit member 1 is bonded to the bonding substrate 40a, the self-adhesive force generated by activating the surface of the semiconductor circuit member 1 with the SC1 liquid or the like without using an adhesive such as ACF or thermoplastic resin. Therefore, it is not necessary to apply a strong pressure at the time of bonding, so that cracks and chipping (chips) of the semiconductor circuit member 1 can be prevented and the yield can be improved. In addition, since no adhesive is used, there is no concern about the seepage of impurities, and even after bonding, the thin film transistor can be subjected to a heat treatment process that requires a heat treatment of 300 ° C. or higher. A semiconductor device in which a non-single-crystal Si semiconductor is mixed can be manufactured.

本発明の半導体装置の製造方法、半導体装置及び半導体回路基板は、集積回路や薄膜トランジスタを製造する際に用いられるシリコン半導体、及びシリコン半導体から製造されるトランジスタのうち、基板としてガラス等の非晶質基板を用い、そのトランジスタを形成する半導体材料に単結晶シリコン膜と非単結晶シリコン膜とを用いて製造するトランジスタの材料を用いた、アクティブマトリクス型表示装置等の表示装置に適用できる。   A semiconductor device manufacturing method, a semiconductor device, and a semiconductor circuit substrate according to the present invention include an amorphous semiconductor such as glass as a substrate among silicon semiconductors used when manufacturing integrated circuits and thin film transistors, and transistors manufactured from silicon semiconductors. The present invention can be applied to a display device such as an active matrix display device using a substrate and a transistor material manufactured using a single crystal silicon film and a non-single crystal silicon film as a semiconductor material for forming the transistor.

(a)(b)(c)(d)は、本発明における半導体装置の製造方法の実施の一形態を示す断面図である。(A) (b) (c) (d) is sectional drawing which shows one Embodiment of the manufacturing method of the semiconductor device in this invention. 1枚の接合基板が複数のパネルを含んでおり、その各パネルには多結晶Siデバイスが形成されており、かつ、各パネルに単結晶Siからなる複数の半導体回路部材が接合された直後の状態を示す斜視図である。One bonded substrate includes a plurality of panels, each panel is formed with a polycrystalline Si device, and immediately after a plurality of semiconductor circuit members made of single crystal Si are bonded to each panel. It is a perspective view which shows a state. (a)は第1補助基板の製造工程を示すものであり、感光性樹脂が塗布又はラミネートされた基板を示す断面図であり、(b)は感光性樹脂を露光、現像し、位置決め部及びマーカーとしての位置合わせ用(アライメント)マークを形成した第1補助基板を示す断面図であり、(c)はさらに真空吸着用孔を形成した第1補助基板を示す断面図であり、(d)はさらに真空吸着用の穴が開いた定盤と組み合わせた第1補助基板を示す断面図である。(A) shows a manufacturing process of the first auxiliary substrate, and is a cross-sectional view showing a substrate on which a photosensitive resin is applied or laminated, (b) exposing and developing the photosensitive resin, It is sectional drawing which shows the 1st auxiliary | assistant board | substrate which formed the alignment (alignment) mark as a marker, (c) is sectional drawing which shows the 1st auxiliary | assistant board | substrate which further formed the hole for vacuum suction, (d) FIG. 5 is a cross-sectional view showing a first auxiliary substrate combined with a surface plate having holes for vacuum suction. (a)(b)(c)(d)は、上記第1補助基板における各種形状の位置決め部を示す平面図である。(A) (b) (c) (d) is a top view which shows the positioning part of the various shapes in the said 1st auxiliary | assistant board | substrate. 位置決め部として、凹部を形成した上記第1補助基板を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the said 1st auxiliary | assistant board | substrate which formed the recessed part as a positioning part. 半導体回路部材の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of a semiconductor circuit member. 上記半導体回路部材を作製するための単結晶シリコンウェハの構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the single crystal silicon wafer for producing the said semiconductor circuit member. 位置決めパターンを取り付ける前の単結晶シリコンウェハの構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the single crystal silicon wafer before attaching a positioning pattern. (a)は当接部材を形成した単結晶シリコンウェハを示す斜視図であり、(b)はチップにダイシングした半導体回路基板を示す斜視図である。(A) is a perspective view which shows the single crystal silicon wafer which formed the contact member, (b) is a perspective view which shows the semiconductor circuit board diced to the chip | tip. 半導体回路基板を第1補助基板に載置する動作を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the operation | movement which mounts a semiconductor circuit board in a 1st auxiliary | assistant board | substrate. 半導体回路基板を載置した第1補助基板を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the 1st auxiliary | assistant board | substrate which mounted the semiconductor circuit board. (a)は、上記半導体回路基板が載置された状態の第1補助基板を示す平面図であり、(b)は半導体回路基板が移動することにより位置決め部に当接して位置決めされた状態の第1補助基板を示す平面図である。(A) is a top view which shows the 1st auxiliary | assistant board | substrate in the state in which the said semiconductor circuit board was mounted, (b) is the state of the state which contact | abutted to the positioning part and was positioned by moving a semiconductor circuit board | substrate. It is a top view which shows a 1st auxiliary substrate. 上記第1補助基板に載置された半導体回路基板を、所定の配設位置である位置決め部まで、微小振動によって移動させて当接させる工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the process which moves the semiconductor circuit board mounted in the said 1st auxiliary | assistant board | substrate to the positioning part which is a predetermined | prescribed arrangement | positioning position by micro vibration, and contacts. 上記第1補助基板を傾斜させて振動を与えたときの、載置された半導体回路基板の挙動を示すグラフである。It is a graph which shows the behavior of the mounted semiconductor circuit board when inclining the said 1st auxiliary board | substrate and giving a vibration. 図14の一部を拡大して示すグラフである。It is a graph which expands and shows a part of FIG. 上記第1補助基板に一時固定された半導体回路基板を、吸引機能を備えた第2補助基板にトランスファ固定する工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the process of carrying out transfer fixation of the semiconductor circuit board temporarily fixed to the said 1st auxiliary substrate to the 2nd auxiliary substrate provided with the suction function. 第2補助基板にトランスファ固定された半導体回路基板の当接部材を除去する工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the process of removing the contact member of the semiconductor circuit board transfer-fixed to the 2nd auxiliary substrate. (a)〜(d)は、接合基板を形成する工程を示す断面図である。(A)-(d) is sectional drawing which shows the process of forming a bonded substrate. (a)は、第2補助基板に固定された半導体回路部材の表面を活性化する工程を示す断面図であり、(b)は、接合基板の表面を活性化する工程を示す断面図である。(A) is sectional drawing which shows the process of activating the surface of the semiconductor circuit member fixed to the 2nd auxiliary substrate, (b) is sectional drawing which shows the process of activating the surface of a joining board | substrate. . (a)は、第2補助基板に固定された半導体回路部材を接合基板に接合する工程を示す断面図であり、(b)は、接合基板に接合された半導体回路部材から第2補助基板を剥離する工程を示す断面図である。(A) is sectional drawing which shows the process of joining the semiconductor circuit member fixed to the 2nd auxiliary substrate to a joining substrate, (b) is a 2nd auxiliary substrate from the semiconductor circuit member joined to the joining substrate. It is sectional drawing which shows the process to peel. 半導体回路部材を接合した後の、多結晶シリコンデバイスを搭載した接合基板の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the joining board | substrate carrying a polycrystalline silicon device after joining a semiconductor circuit member. 上記半導体回路部材を多結晶シリコンTFTを搭載した接合基板に接合した後、熱処理により単結晶シリコン膜を剥離させる工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the process of peeling a single crystal silicon film by heat processing, after joining the said semiconductor circuit member to the joining board | substrate carrying a polycrystalline silicon TFT. (a)(b)は、上記半導体装置の製造方法において、半導体回路部材が搭載された接合基板に配線パターンを形成する工程を示す断面図である。(A) (b) is sectional drawing which shows the process of forming a wiring pattern in the joining board | substrate with which the semiconductor circuit member was mounted in the manufacturing method of the said semiconductor device. (a)(b)は、図23(b)の続きの工程を示す断面図である。FIGS. 24A and 24B are cross-sectional views illustrating a process continued from FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1 半導体回路部材
2 単結晶Si基板
2a 単結晶Siウェハ
8 保護層
9 イオン注入層
10 半導体回路基板
10a 単結晶Siウェハ
19 当接部材
30 第1補助基板
33 位置決め部
34 位置合わせ用マーク
35 真空吸着用孔
40a 接合基板
40b パネル
41 マザーガラス(大型ガラス基板)
47 位置合わせ用マーク
50 第2補助基板
51 位置合わせ用マーク
70 多結晶シリコンデバイス
80 単結晶シリコンデバイス
90 対向基板
100 液晶
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Semiconductor circuit member 2 Single crystal Si substrate 2a Single crystal Si wafer 8 Protective layer 9 Ion implantation layer 10 Semiconductor circuit substrate 10a Single crystal Si wafer 19 Contact member 30 1st auxiliary substrate 33 Positioning part 34 Positioning mark 35 Vacuum adsorption Hole 40a Bonding substrate 40b Panel 41 Mother glass (large glass substrate)
47 alignment mark 50 second auxiliary substrate 51 alignment mark 70 polycrystalline silicon device 80 single crystal silicon device 90 counter substrate 100 liquid crystal

Claims (29)

1以上の半導体回路部材を第1補助基板上に位置決めして一時固定する工程と、
上記第1補助基板上に一時固定された上記半導体回路部材を第2補助基板にトランスファ固定する工程と、
上記第2補助基板にトランスファ固定された上記半導体回路部材を接合基板の設定位置に一括で接合する工程とを含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
Positioning and temporarily fixing one or more semiconductor circuit members on the first auxiliary substrate;
Fixing the semiconductor circuit member temporarily fixed on the first auxiliary substrate to the second auxiliary substrate;
And a step of collectively bonding the semiconductor circuit member transfer-fixed to the second auxiliary substrate to a set position of the bonding substrate.
前記半導体回路部材の前記第1補助基板への一時固定の工程前に、該半導体回路部材に対して、少なくとも半導体構造の少なくとも一部を形成することを特徴とする請求項1記載の半導体装置の製造方法。   2. The semiconductor device according to claim 1, wherein at least a part of the semiconductor structure is formed on the semiconductor circuit member before the step of temporarily fixing the semiconductor circuit member to the first auxiliary substrate. Production method. 前記第1補助基板は前記各半導体回路部材に対する位置決め部を有する一方、
上記半導体回路部材には上記第1補助基板の位置決め部に対応する当接部材を形成しておくことを特徴とする請求項1又は2記載の半導体装置の製造方法。
While the first auxiliary substrate has a positioning portion for each semiconductor circuit member,
3. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein a contact member corresponding to the positioning portion of the first auxiliary substrate is formed on the semiconductor circuit member.
前記第1補助基板は前記各半導体回路部材に対する位置決め部を有する一方、
前記半導体回路部材には、該半導体回路部材の前記第1補助基板への一時固定の工程前に、少なくとも半導体構造の少なくとも一部と、上記第1補助基板の位置決め部に対応する当接部材とを予め形成しておき、かつ上記当接部材を形成するときには、上記半導体構造の一部が形成された側と同じ側に形成することを特徴とする請求項1又は2記載の半導体装置の製造方法。
While the first auxiliary substrate has a positioning portion for each semiconductor circuit member,
The semiconductor circuit member includes at least a part of the semiconductor structure and a contact member corresponding to the positioning portion of the first auxiliary substrate before the step of temporarily fixing the semiconductor circuit member to the first auxiliary substrate. 3. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein when the contact member is formed, the contact member is formed on the same side as a side on which a part of the semiconductor structure is formed. Method.
前記当接部材として感光性樹脂を使用することを特徴とする請求項4記載の半導体装置の製造方法。   5. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 4, wherein a photosensitive resin is used as the contact member. 前記当接部材を、
該当接部材が前記第1補助基板上の位置決め部と当接した時に前記半導体回路部材の2方向の動きを規制するような平面形状に形成することを特徴とする請求項3、4又は5記載の半導体装置の製造方法。
The contact member,
6. A planar shape that restricts movement of the semiconductor circuit member in two directions when the contact member contacts a positioning portion on the first auxiliary substrate. Semiconductor device manufacturing method.
前記当接部材を、
前記半導体回路部材が第1補助基板上に形成されたガイドレール部に沿って所定の方向に動くような平面形状であってかつ該当接部材が上記第1補助基板上の位置決め部と当接した時に上記半導体回路部材の2方向の動きを規制するような平面形状に形成することを特徴とする請求項3、4又は5記載の半導体装置の製造方法。
The contact member,
The semiconductor circuit member has a planar shape such that the semiconductor circuit member moves in a predetermined direction along a guide rail portion formed on the first auxiliary substrate, and the corresponding contact member comes into contact with the positioning portion on the first auxiliary substrate. 6. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 3, wherein the semiconductor circuit member is formed in a planar shape that sometimes restricts movement of the semiconductor circuit member in two directions.
前記半導体回路部材の半導体構造部と前記当接部材との間に、樹脂又は金属からなる保護層を形成することを特徴とする請求項3、4又は5記載の半導体装置の製造方法。   6. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 3, wherein a protective layer made of resin or metal is formed between a semiconductor structure portion of the semiconductor circuit member and the contact member. 前記半導体回路部材は単結晶シリコン基板からなることを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。   The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor circuit member is made of a single crystal silicon substrate. 前記半導体回路部材は単結晶シリコン基板からなり、
上記半導体回路部材の前記第1補助基板への一時固定の工程前において、上記単結晶シリコン基板の所定の深さに水素イオン及び/又は希ガスを注入して水素イオン注入層及び/又は希ガス注入層を形成する工程と、
上記単結晶シリコン基板を前記接合基板に接合した後に、熱処理により上記水素イオン注入層及び/又は希ガス注入層にて上記単結晶シリコン基板の一部を剥離させる工程とを含むことを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。
The semiconductor circuit member comprises a single crystal silicon substrate,
Before the step of temporarily fixing the semiconductor circuit member to the first auxiliary substrate, hydrogen ions and / or a rare gas are implanted into a predetermined depth of the single crystal silicon substrate to thereby form a hydrogen ion implanted layer and / or a rare gas. Forming an injection layer;
And after the single crystal silicon substrate is bonded to the bonding substrate, a part of the single crystal silicon substrate is peeled off by the hydrogen ion implantation layer and / or the rare gas implantation layer by heat treatment. The manufacturing method of the semiconductor device of any one of Claims 1-8.
前記第1補助基板の各位置決め部は、前記半導体回路部材の2方向の動きを規制するような平面形状に形成されていることを特徴とする請求項3〜10のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。   Each positioning part of the said 1st auxiliary | assistant board | substrate is formed in the planar shape which controls the motion of the two directions of the said semiconductor circuit member, The any one of Claims 3-10 characterized by the above-mentioned. A method for manufacturing a semiconductor device. 前記第1補助基板の各位置決め部は、平面形状が上記半導体回路部材の2方向の動きを規制するような平面形状に形成され、かつ2辺の交差する隅角には隙間が形成されていることを特徴とする請求項3〜10のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。   Each positioning portion of the first auxiliary substrate has a planar shape that restricts the movement of the semiconductor circuit member in two directions, and a gap is formed at a corner where two sides intersect. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 3, wherein: 前記第1補助基板には、
前記各半導体回路部材に対する位置決め部と、
上記各半導体回路部材を位置決め部の方向へ移動させるためのガイドレール部とが形成されていることを特徴とする請求項3〜6、及び8〜12のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。
In the first auxiliary substrate,
A positioning portion for each semiconductor circuit member;
13. The semiconductor device according to claim 3, wherein a guide rail portion for moving each of the semiconductor circuit members toward the positioning portion is formed. Production method.
前記第1補助基板の前記位置決め部は、感光性樹脂により凹凸状に形成されることを特徴とする請求項3〜13のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。   The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 3, wherein the positioning portion of the first auxiliary substrate is formed in an uneven shape by a photosensitive resin. 前記第1補助基板の前記位置決め部を、上記第1補助基板の表面をエッチングして凹部として形成することを特徴とする請求項3〜13のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。   The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 3, wherein the positioning portion of the first auxiliary substrate is formed as a recess by etching the surface of the first auxiliary substrate. 前記第1補助基板は単結晶シリコン基板からなり、上記第1補助基板の位置決め部を、上記第1補助基板の表面を水酸化カリウムで異方性ウェットエッチングして凹部として形成することを特徴とする請求項3〜13のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。   The first auxiliary substrate is made of a single crystal silicon substrate, and the positioning portion of the first auxiliary substrate is formed as a recess by anisotropic wet etching the surface of the first auxiliary substrate with potassium hydroxide. A method for manufacturing a semiconductor device according to any one of claims 3 to 13. 前記第1補助基板上に一時固定された前記半導体回路部材を前記第2補助基板にトランスファ固定する工程において、
上記半導体回路部材を上記第2補助基板に接着剤により接着することを特徴とする請求項1〜16のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。
In the step of transfer-fixing the semiconductor circuit member temporarily fixed on the first auxiliary substrate to the second auxiliary substrate,
The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor circuit member is bonded to the second auxiliary substrate with an adhesive.
前記半導体回路部材の一時固定用接着剤を、加熱により剥がすことを特徴とする請求項17記載の半導体装置の製造方法。   18. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 17, wherein the adhesive for temporarily fixing the semiconductor circuit member is removed by heating. 前記半導体回路部材の一時固定用接着剤を、紫外線照射により剥がすことを特徴とする請求項17記載の半導体装置の製造方法。   18. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 17, wherein the adhesive for temporarily fixing the semiconductor circuit member is peeled off by ultraviolet irradiation. 前記半導体回路部材を前記接合基板に接合する工程において、
上記半導体回路部材と接合基板との両接合面を活性化した後、接合することを特徴とする請求項1〜19のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。
In the step of bonding the semiconductor circuit member to the bonding substrate,
20. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein both of the bonding surfaces of the semiconductor circuit member and the bonding substrate are activated and then bonded. 21.
前記第1補助基板は、前記各半導体回路部材に対応する位置決め部を有し、
1以上の上記半導体回路部材を上記第1補助基板上に一時固定する工程においては、
上記1以上の半導体回路部材を上記第1補助基板の表面を移動させて上記位置決め部に位置決めすることを特徴とする請求項1〜20のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。
The first auxiliary substrate has a positioning portion corresponding to each of the semiconductor circuit members,
In the step of temporarily fixing the one or more semiconductor circuit members on the first auxiliary substrate,
21. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the one or more semiconductor circuit members are positioned on the positioning portion by moving the surface of the first auxiliary substrate.
前記1以上の半導体回路部材における前記第1補助基板の表面での移動は、上記第1補助基板の傾斜による上記半導体回路部材の上記第1補助基板の表面での移動動作を含むことを特徴とする請求項21記載の半導体装置の製造方法。   The movement of the one or more semiconductor circuit members on the surface of the first auxiliary substrate includes a movement operation of the semiconductor circuit member on the surface of the first auxiliary substrate due to an inclination of the first auxiliary substrate. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 21. 前記1以上の半導体回路部材における前記第1補助基板の表面での移動は、上記第1補助基板上に載置した上記半導体回路部材を上記第1補助基板の表面に平行に位置決め部まで移動させるときには、上記第1補助基板を振動による上記半導体回路部材の上記第1補助基板の表面での移動動作を含むことを特徴とする請求項21又は22記載の半導体装置の製造方法。   The movement of the one or more semiconductor circuit members on the surface of the first auxiliary substrate moves the semiconductor circuit member placed on the first auxiliary substrate to a positioning portion in parallel with the surface of the first auxiliary substrate. 23. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 21, further comprising a movement operation of the semiconductor circuit member on the surface of the first auxiliary substrate by vibration of the first auxiliary substrate. 前記第1補助基板を振動させる場合に、振動の周波数をfとし、振幅をZ0としたときに、
Z0>g/(2πf)2
を満たすように振動させることを特徴とする請求項23記載の半導体装置の製造方法。
When the first auxiliary substrate is vibrated, when the vibration frequency is f and the amplitude is Z0,
Z0> g / (2πf) 2
24. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 23, wherein the semiconductor device is vibrated so as to satisfy.
前記接合基板の面積を前記第2補助基板の整数倍の面積とすることを特徴とする請求項1〜24のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。   The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein an area of the bonding substrate is an integral multiple of the area of the second auxiliary substrate. 前記半導体回路部材と、該半導体回路部材を接合する接合基板とを有し、
上記半導体回路部材の上記接合基板への接合前に形成された上記半導体回路部材の少なくとも一部の半導体構造が配置される同じ側の面において形成された当接部材により、上記半導体回路部材を上記接合基板に位置決めして接合されてなることを特徴とする半導体装置。
The semiconductor circuit member, and a bonding substrate for bonding the semiconductor circuit member,
The semiconductor circuit member is formed by an abutting member formed on the same side surface on which at least a part of the semiconductor structure of the semiconductor circuit member formed before the semiconductor circuit member is bonded to the bonding substrate. A semiconductor device characterized by being positioned and bonded to a bonding substrate.
複数の半導体回路部材と、上記複数の半導体回路部材を接合する接合基板とを有し、
上記複数の半導体回路部材及び上記接合基板は、それぞれ連係動作する半導体構造が形成されてなり、
上記複数の半導体回路部材の上記接合基板への接合前に形成された上記各半導体回路部材の少なくとも一部の半導体構造が配置される同じ側の面において形成された各当接部材により、それぞれ上記複数の半導体回路部材を上記接合基板に位置決めして接合されてなることを特徴とする半導体装置。
A plurality of semiconductor circuit members, and a bonding substrate for bonding the plurality of semiconductor circuit members,
The plurality of semiconductor circuit members and the bonding substrate are each formed with a semiconductor structure that operates in association with each other.
Each contact member formed on the same side surface on which at least a part of the semiconductor structure of each of the semiconductor circuit members formed before the bonding of the plurality of semiconductor circuit members to the bonding substrate is disposed, respectively, A semiconductor device comprising a plurality of semiconductor circuit members positioned and bonded to the bonding substrate.
複数の半導体回路部材と、上記複数の半導体回路部材を接合する接合基板とを有し、
上記複数の半導体回路部材及び上記接合基板は、それぞれ連係動作する半導体構造が形成されてなり、
上記複数の半導体回路部材は、上記接合基板に対して±1μm以内の位置精度で形成されていることを特徴とする半導体装置。
A plurality of semiconductor circuit members, and a bonding substrate for bonding the plurality of semiconductor circuit members,
The plurality of semiconductor circuit members and the bonding substrate are each formed with a semiconductor structure that operates in association with each other.
The semiconductor device, wherein the plurality of semiconductor circuit members are formed with a positional accuracy within ± 1 μm with respect to the bonding substrate.
接合基板との接合前に、上記接合基板上の回路と連動動作する少なくとも一部の半導体構造が予め形成された複数の半導体デバイスを含み、
上記接合基板と接合するときの位置決めに利用される当接部材を、接合前に形成された少なくとも一部の半導体構造が配置される同じ側の面において形成されてなることを特徴とする半導体回路基板。
A plurality of semiconductor devices in which at least a part of a semiconductor structure operating in conjunction with a circuit on the bonding substrate is formed in advance before bonding with the bonding substrate;
A semiconductor circuit characterized in that a contact member used for positioning when bonded to the bonding substrate is formed on the same side surface on which at least a part of the semiconductor structure formed before bonding is disposed. substrate.
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