JP2007294575A - Method for manufacturing semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体装置の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device.
電気製品の小型・軽量化、高速化及び低消費電力化等の要求に応えるため、半導体素子を高密度に配置する実装技術、つまりICの高集積化、微細化を図って複数の機能をワンチップ(システムLSI)化している。実装技術のパッケージ形態としては、複数の半導体素子を共通の実装基板に実装したものや、ある半導体素子を別の半導体素子に実装したもの(チップオンチップ型)などがある。 In order to meet the demands for smaller, lighter, faster and lower power consumption of electrical products, mounting technology that arranges semiconductor elements at high density, that is, high integration and miniaturization of ICs, multiple functions Chip (system LSI). As a package form of the mounting technology, there are a plurality of semiconductor elements mounted on a common mounting substrate, a certain semiconductor element mounted on another semiconductor element (chip-on-chip type), and the like.
このようなパッケージ形態を採用した半導体装置の実装方式として、フリップチップ方式が知られている。フリップチップ方式では、半導体素子の電極パッド上にバンプを形成し、このバンプを実装基板の電極部または半導体素子の電極部と接着層を介して接合(ボンディング)させることで、半導体素子と実装基板または半導体素子同士を電気的かつ機械的に接続することになる。フリップチップ方式は、電極取り出し位置の自由度が高い、配線長さが最短距離になる、高密度実装が可能である等の利点を有している。 A flip chip method is known as a mounting method of a semiconductor device adopting such a package form. In the flip chip method, a bump is formed on an electrode pad of a semiconductor element, and this bump is bonded (bonded) to the electrode portion of the mounting substrate or the electrode portion of the semiconductor element via an adhesive layer, thereby bonding the semiconductor element and the mounting substrate. Alternatively, the semiconductor elements are electrically and mechanically connected. The flip chip method has advantages such as a high degree of freedom in electrode extraction positions, a shortest wiring length, and high-density mounting.
半導体素子は、一般的に、1枚のウェハから複数の半導体素子を多面取りすることにより形成される。接着層を有する半導体素子は、ウェハ上にフィルム状の接着層を設けた後にダイシングすることで個片化され、このようにして能動素子形成面側に接着層を有することになる。 A semiconductor element is generally formed by taking a plurality of semiconductor elements from a single wafer. A semiconductor element having an adhesive layer is divided into individual pieces by dicing after providing a film-like adhesive layer on the wafer, and thus has an adhesive layer on the active element forming surface side.
特許文献1には、半導体素子のバンプと実装基板のパッドとの電気的な接続に、半導体素子と実装基板との間に介在している樹脂フィルム(接着層)の硬化収縮力を利用した方法が開示されている。この方法は、ウェハ状態の半導体素子の電極としてのバンプを一括形成し、樹脂フィルムをこのウェハ上へ真空ラミネートなどにより仮接着した後、ダイシングにより個片化を行うものである。
半導体素子を実装基板へ実装する際には必ず電極同士の位置合わせを行う必要があるが、上記形態の半導体素子には次のような問題がある。一般的に、実装基板に対する半導体素子の位置精度を良好にするため、半導体素子側にアライメントマークが設けられている。しかしながら、上述した半導体素子では接着層がアライメントマーク上を被覆した状態となってしまい、接着層に混入するボイド等から実装時におけるアライメントマークの認識が劣る(コントラストの低下が生じる)ようになる。また、減圧することによって理想的に接着層中のボイドを除いたとしても、導電性粒子の存在、接着樹脂の色、光の透過性を影響を全て取り除くことは困難である。 When mounting a semiconductor element on a mounting substrate, it is necessary to align the electrodes with each other. However, the semiconductor element of the above-described form has the following problems. Generally, an alignment mark is provided on the semiconductor element side in order to improve the positional accuracy of the semiconductor element with respect to the mounting substrate. However, in the semiconductor element described above, the adhesive layer is in a state of covering the alignment mark, and the recognition of the alignment mark at the time of mounting is inferior due to voids or the like mixed in the adhesive layer (a reduction in contrast occurs). Even if the voids in the adhesive layer are ideally removed by reducing the pressure, it is difficult to remove all the influences on the presence of the conductive particles, the color of the adhesive resin, and the light transmittance.
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、アライメントマークの視認性を良好にし、半導体素子の実装基板への高速実装を可能にする半導体装置の製造方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a semiconductor device that improves the visibility of alignment marks and enables high-speed mounting of semiconductor elements on a mounting substrate. It is in.
本発明は、上記課題を解決するために、半導体素子上に形成されたバンプと実装基板上に形成された電極パッドとを、接着層を介して電気的に接続されてなる半導体装置の製造方法であって、複数の半導体素子と半導体素子の周辺部に配設されたバンプ及びアライメントマークを有するウェハ上に、アライメントマーク上を除いて接着層を形成する工程と、ウェハをダイシングして複数の半導体素子に個片化する工程と、半導体素子を接着層を介して実装基板へ実装する工程と、接着層を加熱及び加圧する工程とを有し、接着層を介してバンプと電極パッドとの電気的接続を得ることを特徴とする。 In order to solve the above problems, the present invention provides a method for manufacturing a semiconductor device in which bumps formed on a semiconductor element and electrode pads formed on a mounting substrate are electrically connected via an adhesive layer. A step of forming an adhesive layer on a wafer having a plurality of semiconductor elements and bumps and alignment marks disposed on the periphery of the semiconductor elements, excluding the alignment marks, and dicing the wafer to form a plurality of A step of dividing the semiconductor element into pieces, a step of mounting the semiconductor element on a mounting substrate via an adhesive layer, and a step of heating and pressurizing the adhesive layer. It is characterized by obtaining an electrical connection.
この製造方法によれば、アライメントマークを除いて接着層が設けられることから、アライメントマークを確実に露出させることができるので、視認性の良いアライメントマークを有する半導体素子を形成することが可能となる。これにより、半導体素子を実装基板へと容易に位置合わせできるとともに精度良く実装することができる。よって、実装基板に対する半導体素子の高速実装を可能とすることができる。 According to this manufacturing method, since the adhesive layer is provided except for the alignment mark, the alignment mark can be reliably exposed, so that it is possible to form a semiconductor element having an alignment mark with good visibility. . Thereby, the semiconductor element can be easily aligned with the mounting substrate and can be mounted with high accuracy. Therefore, high-speed mounting of the semiconductor element on the mounting substrate can be achieved.
また本発明の半導体装置の製造方法は、アライメントマークを、半導体素子の四隅のうちのいずれか2箇所以上の領域に形成するとともに、バンプよりもダイシングライン寄りに配置することを特徴とすることも好ましい。
この製造方法によれば、個片化される半導体素子の四隅のうちいずれか2箇所以上の領域にアライメントマークが形成されることから、アライメントマークを合わせるだけで実装基板に対する半導体素子の方向性が一致する。これによって、半導体素子及び実装基板の位置決めが容易となるとともに互いの位置精度を高度なものとすることができる。また、これらアライメントマークがダイシングライン近傍に設けられるバンプよりもさらにダイシングライン寄りに配置されることで、アライメントマークのみを除いて接着層を形成することが容易となる。
The semiconductor device manufacturing method of the present invention may be characterized in that the alignment mark is formed in any two or more of the four corners of the semiconductor element, and is disposed closer to the dicing line than the bump. preferable.
According to this manufacturing method, since alignment marks are formed in any two or more of the four corners of a semiconductor element to be singulated, the orientation of the semiconductor element with respect to the mounting substrate can be achieved simply by aligning the alignment marks. Match. As a result, the positioning of the semiconductor element and the mounting substrate can be facilitated, and the mutual positional accuracy can be enhanced. Further, by arranging these alignment marks closer to the dicing line than the bumps provided in the vicinity of the dicing line, it becomes easy to form the adhesive layer except for the alignment mark alone.
また、接着層を少なくともバンプ上に形成することも好ましい。
この製造方法によれば、少なくともバンプ上に接着層が形成されることから、接着層が半導体素子からはみ出す量を抑えることができる。また、半導体素子に実装される能動素子の品種に関わらず接着層を形成することができるので、半導体素子の形成及び実装タクトを短縮することができる。バンプ上への接着層の良好な形成により、半導体素子のバンプと実装基板の電極パッドとの電気的な接続を長期的に維持可能とすることができる。
It is also preferable to form an adhesive layer on at least the bump.
According to this manufacturing method, since the adhesive layer is formed at least on the bump, the amount of the adhesive layer protruding from the semiconductor element can be suppressed. In addition, since the adhesive layer can be formed regardless of the type of active element mounted on the semiconductor element, the formation and mounting tact time of the semiconductor element can be shortened. By forming the adhesive layer on the bumps well, the electrical connection between the bumps of the semiconductor element and the electrode pads of the mounting substrate can be maintained for a long time.
また、接着層は、熱硬化性を有していることも好ましい。
この製造方法によれば、接着層が熱硬化性を有していることから、加熱することにより確実且つ容易にバンプと電極パッドとの接続を行うことができる。
The adhesive layer preferably has thermosetting properties.
According to this manufacturing method, since the adhesive layer has thermosetting properties, the bumps and the electrode pads can be reliably and easily connected by heating.
また、前記接着層を形成する工程において、ウェハ上の複数のアライメントマークを画像認識し、半導体素子上のアライメントマーク同士の相対的位置関係から決定する方向に従ってフィルム状の接着材を設けた後、該接着材に予め貼付されている保護シートを剥がすことにより、アライメントマークを除いた箇所に接着層が形成されることも好ましい。
この製造方法によれば、半導体素子上におけるアライメントマーク同士の相対的位置関係から接着材の形成方向が定められ、アライメントマークを確実に除いた箇所に接着層を形成することができる。よって、接着層がアライメントマークの視認性を低下させるということがなくなる。また、前記接着層がフィルム状であることからその取り扱いが容易で作業性に優れたものとなり、製造効率が向上する。
In the step of forming the adhesive layer, after recognizing a plurality of alignment marks on the wafer and providing a film-like adhesive according to the direction determined from the relative positional relationship between the alignment marks on the semiconductor element, It is also preferable that an adhesive layer is formed at a location excluding the alignment mark by peeling off the protective sheet previously attached to the adhesive.
According to this manufacturing method, the forming direction of the adhesive is determined from the relative positional relationship between the alignment marks on the semiconductor element, and the adhesive layer can be formed at a location where the alignment mark is reliably removed. Therefore, the adhesive layer does not reduce the visibility of the alignment mark. Further, since the adhesive layer is in the form of a film, the handling is easy and the workability is excellent, and the production efficiency is improved.
また、接着材は、リール状で供給され、半導体素子内でバンプを介して対向するアライメントマーク同士の間隔よりも狭い幅を有することも好ましい。
この製造方法によれば、接着材がリール状で供給されることから、接着層の形成が容易であるとともに、複数の半導体素子に亘って一度に形成することができることから作業効率が良い。また、接着材が半導体素子内におけるアライメントマーク同士の間隔よりも狭い幅となっていることから、アライメントマーク上に該接着層が掛かる虞を確実に防ぐことができる。
It is also preferable that the adhesive is supplied in a reel shape and has a width narrower than the interval between the alignment marks facing each other through the bumps in the semiconductor element.
According to this manufacturing method, since the adhesive is supplied in the form of a reel, it is easy to form an adhesive layer, and the work efficiency is good because it can be formed over a plurality of semiconductor elements at once. Further, since the adhesive has a width narrower than the interval between the alignment marks in the semiconductor element, it is possible to reliably prevent the adhesive layer from being applied on the alignment marks.
また、接着層を、導電性粒子を含む異方性導電フィルムにより形成することも好ましい。
この製造方法によれば、接着層が導電性粒子を含む異方性導電フィルム(ACF)であることから、実装時に熱圧着することにより、圧着部分、つまり、半導体素子のバンプと実装基板の電極パッドとの接続部分における接続方向に対しては導通性、一方、接続部分に直交する方向に対しては絶縁性という電気的異方性を示すことになる。電気的異方性は、バンプと電極パッドとの間に少なくとも一つの導電性粒子が存在することによって可能となる。これらのことから、対向する電極同士を電気的に導通させるだけでなく、接続部分を機械的に固定することができる。
It is also preferable that the adhesive layer is formed of an anisotropic conductive film containing conductive particles.
According to this manufacturing method, since the adhesive layer is an anisotropic conductive film (ACF) containing conductive particles, by thermocompression at the time of mounting, the crimped portion, that is, the bump of the semiconductor element and the electrode of the mounting substrate It exhibits electrical anisotropy of conductivity in the connection direction at the connection portion with the pad, and insulation in the direction orthogonal to the connection portion. Electrical anisotropy is made possible by the presence of at least one conductive particle between the bump and the electrode pad. From these things, not only can the opposing electrodes be electrically connected, but also the connecting portion can be mechanically fixed.
また、前記接着層を形成する工程において、ウェハ上の複数のアライメントマークを画像認識し、アライメントマークを被覆するようにしてマスキング材を配置した後、ウェハ上に液状の接着材を塗布し、該接着材が硬化する前にマスキング材をウェハから除去することにより、接着層を形成することも好ましい。
この製造方法によれば、アライメントマーク上にマスキングテープを配置した後、ウェハ上に液状の接着材を塗布することとしたため、ウェハ上の各半導体素子に一度に接着層を容易に形成することが可能となる。また、アライメントマークはマスキングテープにより保護されていることから、アライメントマーク上に接着材が塗布されることを確実に防ぐことができ、接着層によってアライメントマークの視認性が低下することを阻止できる。
In the step of forming the adhesive layer, after recognizing a plurality of alignment marks on the wafer and disposing a masking material so as to cover the alignment marks, a liquid adhesive material is applied on the wafer, It is also preferred to form the adhesive layer by removing the masking material from the wafer before the adhesive is cured.
According to this manufacturing method, after the masking tape is disposed on the alignment mark, the liquid adhesive is applied on the wafer, so that an adhesive layer can be easily formed on each semiconductor element on the wafer at once. It becomes possible. Further, since the alignment mark is protected by the masking tape, it is possible to reliably prevent the adhesive material from being applied onto the alignment mark, and to prevent the visibility of the alignment mark from being lowered by the adhesive layer.
また、接着層を、導電性粒子を含む異方性導電ペーストにより形成することも好ましい。
この製造方法によれば、接着層が異方性導電ペースト(ACP)であることから、実装時に半導体素子及び実装基板を熱圧着することにより、圧着部分、つまり、バンプと電極パッドとの接続部分における接続方向に対しては導通性、一方、接続部分に直交する方向に対しては絶縁性という電気的異方性を示すことになる。電気的異方性は、バンプと電極パッドとの間に少なくとも一つの導電性粒子が存在することによって可能となる。これらのことから、対向する電極同士を電気的に導通させるだけでなく、接続部分を機械的に固定することができる。
It is also preferable to form the adhesive layer with an anisotropic conductive paste containing conductive particles.
According to this manufacturing method, since the adhesive layer is an anisotropic conductive paste (ACP), the pressure-bonded portion, that is, the connection portion between the bump and the electrode pad is obtained by thermocompression bonding of the semiconductor element and the mounting substrate during mounting. It exhibits electrical anisotropy of conductivity with respect to the connection direction in the case of, and insulating on the direction orthogonal to the connection portion. Electrical anisotropy is made possible by the presence of at least one conductive particle between the bump and the electrode pad. From these things, not only can the opposing electrodes be electrically connected, but also the connecting portion can be mechanically fixed.
以下、本発明の実施形態につき、図面を参照して説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするために各部材の縮尺を適宜変更している。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In each drawing used for the following description, the scale of each member is appropriately changed to make each member a recognizable size.
[半導体装置の製造方法の第1実施形態]
図1〜図5は、本実施形態の半導体装置の製造方法を示す説明図である。図1に示す半導体装置製造用基板2は、複数の半導体素子領域3を有するウェハ4を基材として構成している。なお、ここではウェハ4にシリコンを用いるものとする。
[First Embodiment of Manufacturing Method of Semiconductor Device]
1 to 5 are explanatory views showing a method for manufacturing the semiconductor device of this embodiment. A
半導体素子6の形成には、ウェハ4(以下、シリコンウェハ4と称す)の状態において一括してバンプ5の形成等を行ってから個々の半導体素子6に分離する、W−CSP(Wafer level Chip Scale Package)技術を利用する。
The
以下に、半導体装置製造用基板2の製造工程について、図1を参照しながら説明する。
まず、単結晶シリコンからなるシリコンウェハ4の能動素子形成面(表面)側に集積回路を形成し、その後、集積回路を覆うようにしてシリコンウェハ4上に絶縁膜層を一面に形成する。このシリコンウェハ4は、ダイシングライン8によって区画される複数の半導体素子領域3を有してなるもので、半導体素子領域3毎に所定数のバンプ5が存在するよう構成される。
Below, the manufacturing process of the board |
First, an integrated circuit is formed on the active element formation surface (front surface) side of the
バンプ5は、各半導体素子領域3の周辺部に位置する電極上に、公知の方法で所定高さに一括形成されるもので、本実施形態においてはメッキにて形成した金バンプを採用するものとする。バンプ5の高さは適宜設定されるものとするが、全て均一とし所定パターンで形成されることになる。
なお、バンプ5は、ボールバンプを採用することも可能であって、メッキにて形成した金バンプの他、ニッケルをコアとしてその表面に金メッキを施してなるものを採用しても良い。
The
The
次に、半導体素子6をCOG基板や液晶パネル等の実装基板7へ実装するための位置決め、つまり、半導体素子6のバンプ5と、図4に示す実装基板7の電極パッド9とを接続するための高度な位置精度を満足するために、シリコンウェハ4上の半導体素子領域3にアライメントマーク10と呼ばれる目印を複数設ける。これらアライメントマーク10を半導体素子領域3の四隅のうちの2箇所以上、本実施形態においては、四隅それぞれに当該アライメントマーク10を形成し、上記バンプ5よりもダイシングライン8寄りに配置する。アライメントマーク10は、半導体装置製造用基板2上に回路パターンを形成するプロセスにおいて、回路パターン及びアライメントマークパターンの像が描かれたマスクを、露光装置によりシリコンウェハ4に転写することで回路パターンと共に形成されるものとする。ここで、例えば一つの半導体素子領域3内において対角線上に位置するアライメントマーク10を同じ形状にし、隣り合うアライメントマーク10を異なった形状にすることによって、実装基板7への位置決めのみならず半導体素子6の実装方向等を正確に行うための機能を果たすこともできる。
Next, positioning for mounting the
このように、半導体素子領域3の四隅にアライメントマーク10が形成されることから、実装基板7に対する半導体素子6の位置精度を高度なものとすることができる。また、これらアライメントマーク10がダイシングライン8近傍に設けられるバンプ5よりもさらにダイシングライン8寄りにパターニングされることで、後述する接着層11を、アライメントマーク10を除いて形成することが容易となる。
Thus, since the alignment marks 10 are formed at the four corners of the
なお、ダイシングライン8は、実際に線引きされたものではなく、アライメントマーク10(図1参照)による実装基板との位置合わせにより一義的に決まる仮想のダイシングライン8である。各半導体素子領域3の境界は、このダイシングライン8に対応するものである。
Note that the
次に、画像認識装置によってシリコンウェハ4上に形成されたアライメントマーク10の位置(形状)を検出し、半導体素子領域3内におけるアライメントマーク10同士の相対的位置関係からアライメントマーク10を除いた箇所に、図2に示すような、加熱加圧により接着が可能な熱硬化タイプの接着層11を形成する。このとき、少なくともバンプ5上に接着層11を形成してバンプ5を含めるようにする。接着層11の形成には、例えば一方の面(裏面)に保護シートを有するフィルム状の両面テープ、本実施形態においては、導電性粒子13(図4参照)を含む異方性導電フィルム(ACF)を用いるものとする。異方性導電フィルム(接着材)は、例えば、主に金メッキ処置が施された樹脂からなる導電性粒子13と、熱硬化性を有したエポキシ系樹脂からなるバインダ14とから構成されており、半導体素子6を実装基板7等に接着させた場合に、導電性粒子13によって上記バンプ5及び電極パッド9同士を電気的に導通させ、バインダ14によって相互接続部を機械的に固定する役割を担うことができる。
Next, the position (shape) of the
異方性導電フィルムは、半導体素子領域3内においてバンプ5を介して対向するアライメントマーク10同士の間隔よりも狭いリール幅を有しており、リール装置によってシリコンウェハ4上に順次供給されるようになっている。そして、接着性を有する他方の面(表面)側をアライメントマーク10を避けるようにしてシリコンウェハ4上における複数の半導体素子領域3に亘って貼着した後、裏面側に予め設けられていた前記保護シートを剥離することによって、シリコンウェハ4上に接着層11が形成される。
The anisotropic conductive film has a reel width narrower than the interval between the alignment marks 10 facing each other through the
このように、異方性導電フィルムをリール状で供給することにより、複数の半導体素子6に亘って一度に貼着できることから作業効率が良い。また、異方性導電フィルムが半導体素子6内におけるアライメントマーク10同士の間隔よりも狭い幅と成っていることから、アライメントマーク10上に該接着層11が掛かる虞を確実に防ぐことができるようになっている。
As described above, since the anisotropic conductive film is supplied in a reel shape, the work efficiency can be improved because the anisotropic conductive film can be attached to the plurality of
バンプ5と電極パッド9との接続部分を確実に固定するためには、例えばバンプ5及び電極パッド9の高さを考慮した上で異方性導電フィルムの厚みを適宜設定する必要がある。つまり、バンプ5の高さ以上の厚みを有した異方性導電フィルムを貼着することによって、該バンプ5の上面が露出することを防ぐことができる。しかしながら、半導体素子6を実装基板7へ搭載した際に該実装基板7の電極パッド9とバンプ5との接続に支障のない厚みを有した異方性導電フィルムを採用するようにする。
In order to securely fix the connection portion between the
このように、異方性導電フィルムを各半導体素子6のアライメントマーク10が形成されていない領域に貼着し、各半導体素子6の中心側領域にバンプ5を含めた状態で接着層11が選択形成されてなることから、必然的にアライメントマーク10が外部に露出することになる。
In this way, the anisotropic conductive film is adhered to the region where the
次に、半導体素子6の製造工程について、図2及び図3を参照しつつ説明する。
まず、上述の半導体装置製造用基板2をダイシングする。具体的には、ダイヤモンドブレードを用いて、図2に示す半導体素子領域3の境界線(ダイシングライン8)に沿うようにして、シリコンウェハ4及び異方性導電フィルムを同時に切断するものとしており、ダイシングにより個片化することにより図3に示すような半導体素子6が複数得られる。このように、ダイシングライン8に沿ってダイヤモンドブレードを作動させることで、ずれのない精度の良いダイシングが可能となり、同一形状の半導体素子6を形成することができる。
Next, the manufacturing process of the
First, the semiconductor
また、アライメントマーク10のみならず、可能な限りダイシングライン8上を除くようにして接着層11を形成しておくことが好ましい。これにより、シリコンウェハ4のダイシングが行い易くなり作業性を向上させることができる。
In addition, it is preferable to form the
次に、半導体素子6の実装工程について、図4及び図5を参照しつつ説明する。
まず、画像認識装置によって、半導体素子6のアライメントマーク10の位置(形状)を検出する。そして、検出されたアライメントマーク10を参照しつつ半導体素子6を実装基板7に対して所定位置となるように位置合わせしながら、半導体素子6を実装基板7上に対向配置させる。続けて、所定のパターンを有した回路パターンを備える実装基板7上に半導体素子6を搭載させ、実装基板7と半導体素子6とを上述の異方性導電フィルムを介してアライメントさせる。
Next, the mounting process of the
First, the position (shape) of the
具体的には、実装基板7のうち回路パターンが形成されている領域(回路パターン形成領域)と半導体素子6の異方性導電フィルムとを対向させた状態で位置合わせを行った後、実装基板7に半導体素子6を搭載し(図4参照)、そのままの状態で加熱加圧装置により半導体素子6側から加熱及び加圧を加えることによって実装させる(図5参照)。加熱及び加圧の条件は、上記異方性導電フィルムの性質により決定されるものである。
Specifically, after the alignment is performed in a state where the region (circuit pattern formation region) in which the circuit pattern is formed in the mounting substrate 7 and the anisotropic conductive film of the
実装基板7と半導体素子6とを一定時間加圧すると、図5に示すように、バンプ5及び電極パッド9間の異方性導電フィルムのバインダ14が押し退けられて、相互間に導電性粒子13が少なくとも1つ以上挟み込まれることになり、該導電性粒子13を介して電気的導通が実現されることになる。半導体素子6と実装基板7とのアライメントは、上述したようにアライメントマーク10を参照しながら行うものとし、また、接着は実装基板7と半導体素子6とが接触した状態のものを加熱することで、異方性導電フィルムのバインダ14を硬化させることにより行うこととしている。そして、接続の信頼性は、バインダ14の硬化、つまり凝集力によって電極間に導電性粒子13を維持することにより保持されることになる。
When the mounting substrate 7 and the
このような実装方法により、図3に示したような半導体素子6が実装された半導体装置1が製造される。製造された半導体装置1は、バンプ5と電極パッド9との電気的接続に優れ、半導体素子6と実装基板7との密着性(固定)も優れたものとなる。
With such a mounting method, the semiconductor device 1 on which the
以上述べたことによれば、アライメントマーク10上を除いて接着層11が設けられることから、接着層11がアライメントマーク10の視認性を低下させるということがなくなる。つまり、アライメントマーク10を確実に露出させることができるので、視認性の良いアライメントマーク10を有する半導体素子6を形成することが可能となる。これより、半導体素子6のアライメントマーク10に対して実装基板7を容易に位置合わせできるとともに精度良く実装することができる。よって、実装基板7に対する半導体素子6の高速実装が可能となる。
As described above, since the
また、少なくともバンプ5上に接着層11が形成されることから、接着層11が半導体素子6からはみ出すことを防ぐことができる。また、半導体素子6に搭載される能動素子の品種に関わらず接着層11を形成することができるので、半導体素子6の形成及び実装タクトを短縮することができる。接着層11の良好な貼着により、半導体素子6のバンプ5と実装基板7の電極パッド9との電気的な接続を長期的に維持可能とすることができる。
Further, since the
[半導体装置の製造方法の第2実施形態]
次に、第2の実施形態について図6〜図8を参照して説明する。図6〜図8において、図1〜図5の各部に対応する部分には同一の符号を付け、その説明を省略する。
半導体装置製造用基板2の基本構成は上記実施形態と同様である。上記第1実施形態と異なる点は、シリコンウェハ4上のアライメントマーク10を避けるようにして接着層11を形成するのではなく、予めアライメントマーク10をマスキングした後、液状の接着材を塗布することによって各半導体素子領域3の接着層22を一括して形成するようにしたことである。
[Second Embodiment of Manufacturing Method of Semiconductor Device]
Next, a second embodiment will be described with reference to FIGS. 6 to 8, parts corresponding to those in FIGS. 1 to 5 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
The basic configuration of the semiconductor
本実施形態においては、シリコンウェハ4上のアライメントマーク10を画像認識装置によって検出した後、粘着層の少なくとも一方の面に保護シートを有するマスキングテープ21を、ダイシングライン8を介して両側に位置するアライメントマーク10上に位置合わせを行い、これらアライメントマーク10及びダイシングライン8を覆うようにして、図6に示すようなマスキングテープ21を複数貼着する。
In this embodiment, after the
次に、マスキングテープ21を含むシリコンウェハ4の表面に液状(ペースト状)の接着材、本実施形態においては、導電性粒子13を含む異方性導電ペースト(ACP)を、スピン或いはスリットコート等により塗布することによって接着層22を形成するものとする。異方性導電ペーストは、例えば上記導電性粒子13と熱硬化性及び熱可塑性を有するバインダ14とからなるもので、該異方性導電ペーストをシリコンウェハ4とマスキングテープ21との間に形成される段差を埋めるようにしてシリコンウェハ4上に塗布することによって、マスキングテープ21の厚さと略同様の厚さを有した接着層22を形成することができる。したがって、マスキングテープ21の厚さが接着層22の厚さにそのまま反映されることになることから、バンプ5の高さ等を考慮した上で所望とする厚さの接着層22となるように、マスキングテープ21の厚さを設定しておく必要がある。本実施形態においては、マスキングテープ21の厚さを、例えば100μm以下とする。
Next, a liquid (paste-like) adhesive on the surface of the
また、異方性導電ペーストのラミネートに際しては、減圧状態で行うことが好ましい。減圧状態で行うことで、シリコンウェハ4と異方性導電ペーストとの間に気泡が混入するという不具合発生を防止することができるからである。
In addition, the lamination of the anisotropic conductive paste is preferably performed under reduced pressure. This is because the occurrence of a problem that bubbles are mixed between the
図7に示すように異方性導電ペーストを塗布した後、接着層22となる異方性導電ペーストを硬化させる前にマスキングテープ21をシリコンウェハ4上から除去する。すると、シリコンウェハ4上の全てのアライメントマーク10を露出させることができると同時に、該シリコンウェハ4上には図8に示すような帯状の接着層22が複数形成されることになる。このように、マスキングテープ21を含むシリコンウェハ4の表面全体に異方性導電ペーストをラミネートした後にマスキングテープ21を除去することによって、半導体素子領域3毎に均一な厚さの接着層22が一括形成されることになる。したがって、マスキングテープ21を用いることによって確実且つ容易に、アライメントマーク10以外の箇所に接着層22を形成することができる。
After applying the anisotropic conductive paste as shown in FIG. 7, the masking
このようにして製造されたシリコンウェハ4によれば、マスキングテープ21によってマスキングされていたダイシングライン8に対応する位置には、勿論接着層22は形成されていないことから、ダイシングによって複数の半導体素子6に個片化する際に、ダイヤモンドブレードの刃先に接着層22が付着してダイシングし難くなるということを防止することができる。
According to the
また、シリコンウェハ4上における各半導体素子領域3間の全ての境界、つまり、ダイシングライン8上に接着層22を形成しないよう形成することにより、ダイヤモンドブレードによる切断作業をより迅速且つ正確に行うことができる。
このようにして形成された半導体素子6を実装基板7へとアライメントする方法は、上記実施形態と同様である。
In addition, the cutting operation with the diamond blade can be performed more quickly and accurately by forming all the boundaries between the
The method for aligning the
以上述べた半導体装置1の製造方法によれば、アライメントマーク10上にマスキングテープ21を貼り付けた後、シリコンウェハ4上に液状の接着材(導電性ペースト)を塗布することによって接着層22を形成することとしたため、アライメントマーク10上に接着層22が掛かることを確実に防ぐことができる他、シリコンウェハ4上の各半導体素子領域3に一括して接着層22を形成することが可能となる。また、アライメントマーク10はマスキングテープ21により確実に保護されることから、アライメントマーク10上に接着層22が形成されるようなことはなくなり、アライメントマーク10の視認性が低下することを防止することができる。
According to the manufacturing method of the semiconductor device 1 described above, the
また、接着層22が異方性導電ペースト(ACP)であることから、実装時に半導体素子6及び実装基板7を加熱圧着することにより、圧着部分、つまり、バンプ5と電極パッド9との接続部分における接続方向に対しては導通性、一方、接続部分に直交する方向に対しては絶縁性という電気的異方性を示すことになる。電気的異方性は、バンプ5と電極パッド9との間に少なくとも一つの導電性粒子13が存在することによって可能となることから、対向する電極同士を電気的に導通させるだけでなく、接続部分を機械的に固定することができる。したがって、本実施形態における製造方法によっても上記第1実施形態と同様の効果を奏することができる。
In addition, since the
なお、本発明の技術範囲は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。
例えば、上記実施形態では、ダイシングライン8を仮想のラインとしたが、ダイシングライン8は、シリコンウェハ4上に直接形成しても良いし、ダイシングライン8を有したダイシングシート上にシリコンウェハ4を貼着するようにしても良い。
It should be noted that the technical scope of the present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes those in which various modifications are made to the above-described embodiments without departing from the spirit of the present invention.
For example, in the above embodiment, the dicing
また、接着層22の厚みの値が大きい場合、例えば100μm以上の厚みにおいては、バンプ5と電極パッド9とを接続するために半導体素子6及び実装基板7を加熱圧着する際に接着層22を押し広げる量が多くなることから、半導体素子6から接着層22がはみ出してしまうという虞がある。その為、接着層22の厚さは、導電性粒子13の直径、バンプ5及び電極パッド9の高さ等の観点から、実装基板7及び半導体装置1の接着を良好に維持可能とする最低限の厚みに設定するものとする。これにより、バンプ5及び電極パッド9間に存在する接着層22を押し広げることが容易になるとともに、接着層22のはみ出し量を少なくすることができる。したがって、実装基板7上の実装領域を要望に応じて調整することができる他、半導体装置1の小型化を図ることも可能となる。
Further, when the thickness of the
1…半導体装置、2…半導体装置製造用基板、3…半導体素子領域、4…シリコンウェハ、5…バンプ、6…半導体素子、8…ダイシングライン、9…電極パッド、10…アライメントマーク、11,22…接着層、13…導電性粒子、14…バインダ、21…マスキングテープ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Semiconductor device, 2 ... Semiconductor device manufacturing substrate, 3 ... Semiconductor element area | region, 4 ... Silicon wafer, 5 ... Bump, 6 ... Semiconductor element, 8 ... Dicing line, 9 ... Electrode pad, 10 ... Alignment mark, 11, 22 ... Adhesive layer, 13 ... Conductive particles, 14 ... Binder, 21 ... Masking tape
Claims (9)
複数の前記半導体素子と該半導体素子の周辺部に配設されたバンプ及びアライメントマークを有するウェハ上に、前記アライメントマーク上を除いて前記接着層を形成する工程と、
前記ウェハをダイシングして複数の前記半導体素子に個片化する工程と、
前記半導体素子を前記接着層を介して前記実装基板へ実装する工程と、
前記接着層を加熱及び加圧する工程とを有し、
前記接着層を介して前記バンプと前記電極パッドとの電気的接続を得ることを特徴とする半導体装置の製造方法。 A method for manufacturing a semiconductor device in which bumps formed on a semiconductor element and electrode pads formed on a mounting substrate are electrically connected via an adhesive layer,
Forming the adhesive layer on a wafer having a plurality of the semiconductor elements and bumps and alignment marks arranged around the semiconductor elements, excluding the alignment marks; and
Dicing the wafer into pieces into a plurality of the semiconductor elements;
Mounting the semiconductor element on the mounting substrate via the adhesive layer;
Heating and pressurizing the adhesive layer,
A method of manufacturing a semiconductor device, wherein electrical connection between the bump and the electrode pad is obtained via the adhesive layer.
前記ウェハ上の複数の前記アライメントマークを画像認識し、
前記半導体素子上の前記アライメントマーク同士の相対的位置関係から決定する方向に従ってフィルム状の前記接着材を設けた後、該接着材に予め貼付されている保護シートを剥がすことにより、前記アライメントマークを除いた箇所に前記接着層が形成されることを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。 In the step of forming the adhesive layer,
Recognizing a plurality of the alignment marks on the wafer,
After providing the film-like adhesive according to the direction determined from the relative positional relationship between the alignment marks on the semiconductor element, the alignment mark is removed by peeling off a protective sheet previously attached to the adhesive. 5. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the adhesive layer is formed at a removed portion. 6.
前記ウェハ上の複数の前記アライメントマークを画像認識し、
前記アライメントマークを被覆するようにして前記マスキング材を配置した後、
前記ウェハ上に液状の接着材を塗布し、
該接着材が硬化する前に前記マスキング材を前記ウェハから除去することにより、前記接着層を形成することを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。 In the step of forming the adhesive layer,
Recognizing a plurality of the alignment marks on the wafer;
After arranging the masking material so as to cover the alignment mark,
Applying a liquid adhesive on the wafer,
5. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the adhesive layer is formed by removing the masking material from the wafer before the adhesive is cured. 6.
The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 8, wherein the adhesive layer is formed of an anisotropic conductive paste containing conductive particles.
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WO2012057077A1 (en) * | 2010-10-29 | 2012-05-03 | シャープ株式会社 | Semiconductor device, back contact solar cell with wiring board, solar cell module, and method for manufacturing semiconductor device |
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