JP2008235840A - 半導体装置の製造方法、半導体製造装置および半導体モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】半導体基板の極薄化に伴う接着剤の這い上がり現象による影響を無くすとともに、接着剤ボイドを低減し、信頼性の高い半導体装置の製造方法を提供する。
【解決手段】絶縁性フィルム５上に形成された配線パターン６に、所望の素子領域に形成された半導体基板の接続用端子９をフリップチップ方式で接続し、半導体装置を形成する方法であって、前記絶縁性フィルム５上に第１の接着剤８ａを塗布する工程（ａ）と、前記第１の接着剤８ａを加熱し、低粘度化する工程（ｂ）と、前記絶縁性フィルム５上に第２の接着剤８ｂを塗布する工程（ｃ）と、前記半導体基板を、前記接続用端子９と前記配線パターン６とを互いに位置合わせをする工程（ｄ）と、工程（ｅ）と、前記配線パターン６に押圧し、前記第１の接着剤８ａと第２の接着剤８ｂを熱硬化させる工程（ｆ）とを含む。
【選択図】図２

Description

本発明は、半導体装置の製造方法および半導体モジュールにかかり、特にフェースダウン方式を用いた、フィルムキャリア上への半導体基板（ＩＣチップ）の実装における、接着剤の供給に関するものである。

近年、携帯電話、携帯情報端末、ＩＣカードを初めとして、電子機器関係の分野においては、小型化、薄型化の需要の増大に伴い、それらの機器に搭載される電子部品の高密度化、低背実装が進んできている。例えば、ＩＣカードを駆動するための素子領域の形成された半導体基板（以下ＩＣチップ）の多くは、絶縁性フィルム上に金属配線のパターンを形成した所謂ロール状態のアンテナパターンシートにＩＣチップをベアチップと称する裸状態のまま、フェースダウン方式で実装することで、薄型、低背実装を実現している。これらの実装方式は、ＣＯＦ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｆｉｌｍ）実装方式と呼ばれている。

この非接触型のＩＣカードは、一般的に次のような工程を経て作製される。
（１） 樹脂製のシートにアルミや銅等の金属箔を貼着したシート状の基板を出発材料とし、アンテナ回路を形成するための印刷を行い、前記金属箔をパターニング処理する。
（２） パターニング処理により形成されたアンテナ回路上に、直接、ＩＣチップをベアチップ実装したＩＣモジュールと、そのＩＣモジュールの両面に接着剤又は接着剤シートを積層し、更にその外側にプラスチック製の樹脂シートを積層する。
（３） この状態で、加熱プレス機を用いて熱融着によって一体化させる。
（４） 金型などを用いて所定サイズに打ち抜く。

代表的なＣＯＦ実装の一例を、図６に示す。まず図６（ａ）に示すように、接着シート１０５Ｓを介して絶縁性フィルム１０５上にアルミニウム箔などの金属箔を貼着し、アンテナ回路及び回路電極などの配線パターン１０６をパターニングし、アンテナパターンシートを形成する。
次いで、図６（ｂ）に示すように、このアンテナパターンシートを構成する絶縁性フィルム１０５上のＩＣチップ１０７が実装される領域に熱硬化性の樹脂１０８を塗布する。
次に、図６（ｃ）に示すように、ＩＣチップ１０７を加熱ヘッド２０００に吸着させ、このＩＣチップ１０７の配線パターン１０６の形成面が上記絶縁性フィルム面と向かい合うように配置し、ＩＣチップ上の電極部と、絶縁性フィルム１０５上の配線パターンとを位置合わせする。この状態で加熱ヘッドを押圧し、熱硬化性の樹脂をＩＣチップの配線パターン面と絶縁性フィルム面との間に充填する。その後、加熱ヘッドでＩＣチップを加熱し、充填させた接着剤を完全硬化させ、ＩＣチップとフィルムとを密着させる。そのことにより、ＩＣチップ上の電極部と、フィルム上の配線パターンとの接続状態が維持され、接続信頼性が確保される。

しかし、上記実装方式で実装する場合、接着剤が充填される段階では、接着剤の粘度が高く流動性が悪い。その為に、接着剤が充填された状態から加熱により濡れ広がる際に、空気を巻き込んだり、閉じ込めたりしてしまい、熱硬化後に気泡となって接着剤内部に残留し、これが、ボイド発生の原因となってしまう。

このように接着剤の内部に残留したボイドの発生を防止するために、従来半導体製造装置を工夫することにより回避させる方法が提案されている（特許文献１）。
この方法では、図７に示すように、配線パターン１０６と絶縁性フィルム１０１とその両者を接着している接着シート１０５Ｓとで構成されるアンテナシートをバックアップ加熱ヒータ１０００で加熱し（図７（ａ））、アンテナシートに含まれている水分を蒸発させ、接着剤１０８を塗布する（図７（ｂ））。次に、ＩＣチップ１０７上の電極部（バンプ１０９）と、絶縁性フィルム１０５上の配線パターン１０６とを位置合わせする。その後加熱ヘッド２０００で加圧しながら配線パターン１０６に向けて押圧することにより、接着剤１０８を拡げ、バンプ１０９を配線パターン１０６に突き当てるとともに、ＩＣチップ１０７とアンテナシートとの間に接着剤１０８を介在させる（図７（ｃ））。このような接続方法によれば、アンテナシートに乾燥処理が施されることによりアンテナシート内部の水分が強制的に排除され、接着剤１０５の硬化時の熱による水分やガスが接着剤１０８中に取り込まれない。また、加熱ヘッド１０００で加熱しながら加圧するため、接着剤１０８の濡れ性が向上して広がり、空気を巻き込んだり、気泡を閉じ込める確率を大幅に減らすことで、ボイドの発生を防止することができる。

特開2002-270637号公報

ところで近年、機器の低背化傾向が強く、より薄いＩＣチップの実装が要求され、５０μｍ以下の極薄チップも提案されている。しかしながら、上記従来の構成では、図８に示すように、ＩＣチップ１０７が薄い場合、上述したような圧着加熱ヘッド２０００により加圧、加熱すると、接着剤１０８の硬化前の粘度が低い場合、図８に示すように、この圧着加熱ヘッド２０００まで接着剤１０８が這い上がってきてしまい、接着剤１０８が、圧着加熱ヘッド２０００に貼り付きそのまま硬化してしまい、異物となってしまう。連続生産時には、その異物の付着により、加圧時にＩＣチップにクラックを発生させ、破損が生じたりあるいは、動作不良に陥ってしまったりすることがある。

本発明は、前記実情に鑑みてなされたもので、半導体基板の極薄化に伴う接着剤の這い上がり現象による影響を無くすとともに、接着剤ボイドを低減し、信頼性の高い半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明の半導体装置の製造方法は、絶縁性基板上に形成された配線パターンに、所望の素子領域に形成された半導体基板の接続用端子をフリップチップ方式で接続し、半導体装置を形成する方法であって、前記絶縁性基板上に第１の接着剤を塗布する工程（ａ）と、前記第１の接着剤を加熱し、低粘度化する工程（ｂ）と、前記絶縁性基板上に第２の接着剤を塗布する工程（ｃ）と、前記半導体基板を、前記接続用端子と前記配線パターンとを互いに位置合わせをする工程（ｄ）と、前記配線パターンと第１および第２接着剤とを加熱する工程（ｅ）と、前記配線パターンに押圧し、前記第１の接着剤と第２の接着剤を熱硬化させる工程（ｆ）とを含むことを特徴とする。
この構成により、加熱し、低粘度化する工程（ｂ）において、第１の接着剤の、粘度が低くなることにより、濡れ広がり性が向上し、配線パターンの隙間にも均一に充填され、かつ、絶縁性基板と配線パターンとの段差も、第１の接着剤の表面張力によりフィレット形状を形成する。このため、工程（ｃ）において塗布され工程（ｄ）において加熱される第２の接着剤の流動性も向上し、接着剤中のボイドの発生を抑えることができる。また、第２の接着剤が第１の接着剤の表面張力により形成されたフィレット形状に濡れ性よく均一に拡がるため、最小限の量で接着性を高めることができ、半導体基板の裏面側まで第２の接着剤が回りこみを生じることなく、接着することができる。従って固着のために半導体基板を加熱あるいは加圧するのに用いられる、加熱加圧ヘッドが第２の接着剤で汚染され、これが硬化して突出形状となり、次の工程で半導体基板を圧着する際に局所的に圧力がかかることで半導体基板にクラックを生じる原因となることがあったが、本発明の方法によれば、このようなおそれはない。仮に加熱ヘッドが汚染される場合があったとしても、加圧工程においては、別のヘッドを用いるようにすることで、上記クラック発生のおそれはさらに低減される。

また本発明は、上記半導体装置の製造方法において、前記第２の接着剤よりも第１の接着剤の方が、粘度が低いものを含む。
上記構成によれば、より濡れ性よく拡がり、均一な膜を形成することができる。また、第１の接着剤と第２の接着剤は、基本物性は同じ材料構成とし、初めに塗布する第１の接着剤の方が、第２の接着剤より粘度を下げることにより、接着剤の濡れ拡がり性が向上するため、ボイドの発生を抑えることができる。

また本発明は、上記半導体装置の製造方法において、前記各工程（ａ）乃至工程（ｆ）は、それぞれ独立して設定される加熱温度で加熱する工程を含むものを含む。

また本発明は、上記半導体装置の製造方法において、前記絶縁性基板は絶縁性フィルムであり、前記熱硬化させる工程（ｆ）は、前記絶縁性フィルムを選択的に加熱する工程を含む。

また本発明は、上記半導体装置の製造方法において、前記熱硬化させる工程（ｆ）において、前記半導体装置を加熱する加熱ヘッドと、前記半導体基板との間に、バッファ材を介して加熱するようにしたものを含む。
この構成により、吸着ヘッドで半導体基板を加熱したり加圧したりするのを止め、加圧には、半導体基板と、加熱ヘッド間に、接着性が悪く、かつ、耐薬品性、耐熱性の高い材料を使用し、加熱かつ加圧をすることにより、ヘッドへの接着剤の這い上がりを抑えることができる。

また本発明は、上記半導体装置の製造方法において、前記バッファ材は、前記第１、２の接着剤に対して接着性が悪く、かつ、耐薬品性、耐熱性の高い材料であるものを含む。
この構成により、接着剤のヘッドへの付着を防止することができる。

また本発明は、上記半導体装置の製造方法において、前記バッファ材はテフロンであるものを含む。

また本発明は、上記半導体装置の製造方法において、塗布する工程（ａ）に先立ち、絶縁性フィルムを加熱する工程を含む。
この構成を取ることにより、この加熱工程で、絶縁性フィルムに残留する接着シート中の水分を含めて、絶縁性フィルム上の水分を蒸発させ、この後第１の接着剤を塗布するようにしているため、第１の接着剤の濡れ広がり性が向上し、金属配線パターン間の隙間にも均一に充填され、かつ、絶縁性フィルムと配線パターンとの段差も、第１の接着剤の表面張力によりフィレット形状がより良好に形成させる。このため、第２の接着剤の流動性も向上し、接着剤中のボイドの発生を抑えることができる。したがってより少量の接着剤で確実に接続することが可能となる。

また本発明は、絶縁フィルム上に形成された配線パターンに、所望の素子領域に形成された半導体基板の接続用端子をフリップチップ方式で接続し、半導体装置を形成する半導体製造装置であって、前記絶縁性基板上に第１の接着剤を塗布する第１の塗布部と、前記第１の接着剤を加熱し、低粘度化する第１の加熱部と、前記絶縁性基板上に第の２接着剤を塗布する第２の塗布部と、前記半導体基板を把持し、前記接続用端子と前記配線パターンとを互いに位置合わせをする把持部と、前記配線パターン及び第1、第2の接着剤を加熱しながら前記配線パターンに押圧し、前記第１の接着剤と第２の接着剤を熱硬化させる第２の加熱部とを含む。
この工程により、

また本発明は、上記半導体製造装置において、前記第２の接着剤よりも第１の接着剤の方が、粘度が低いものを含む。

また本発明は、上記半導体製造装置において、前記第１及び第２の塗布部及び第１及び第２の加熱部はそれぞれ独立して加熱温度を制御可能であるものを含む。

また本発明は、上記半導体製造装置において、前記第２の加熱部は独立した加熱ヘッドを具備したものを含む。
また、加熱ヘッドのほかに、絶縁性フィルム上をヘッドと反対側から加熱するために、それぞれ、独立した加熱ヒータを備えることにより、より、ボイドの発生を抑えることができる。

また本発明は、上記半導体製造装置において、前記第２の加熱部の近傍に、前記半導体基板を加熱する加熱ヘッドと、前記半導体基板との間に、介在させるバッファ材を具備したものを含む。

また本発明は、上記半導体製造装置において、前記バッファ材は、前記第１、第２の接着剤に対して接着性が悪く、かつ、耐薬品性、耐熱性の高い材料であるものを含む。

また本発明は、上記半導体製造装置において、前記バッファ材はテフロンであるものを含む。

また本発明は、上記半導体装置の製造方法を用いて形成された半導体モジュールを含む。

以上詳述したように、本発明は、接着剤のボイドを抑え、かつ、接着剤の這い上がりを防止し、信頼性の高い接続を実現することの可能なＣＯＦ実装方式の半導体装置の製造方法およびこれに用いられる半導体製造装置を実現するものである。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
図１(a)〜(c)は、本発明による半導体装置の製造工程前半を説明するための図、図２(ａ)〜(ｃ)は、本発明による半導体装置の製造工程後半を説明するための図である。また図３は本発明の実施の形態で形成した半導体装置（半導体モジュール）の要部を示す図、図４はここで用いる半導体製造装置の模式的説明図である。
本発明の半導体装置の製造方法は、絶縁性フィルム５上に形成された配線パターン６に、所望の素子領域に形成された半導体基板７の接続用端子としてのバンプ９をフリップチップ方式で接続し、半導体装置を形成する方法である。ここで用いられる半導体基板は所望の素子領域が形成された厚さ５０μｍの極薄のシリコンチップである。この方法は、絶縁性フィルム上に第１の接着剤８ａを塗布する工程（ａ）と、第１の接着剤８ａを加熱し、低粘度化する工程（ｂ）と、この絶縁性フィルム５上に第２の接着剤８ｂを塗布する工程（ｃ）と、半導体基板としてのＩＣチップ７を、バンプ９と前記配線パターン６とを互いに位置合わせをする工程（ｄ）と、前記配線パターンと第１および第２接着剤を加熱する工程（ｅ）と、ＩＣチップ７を配線パターン６に押圧し、前記第１の接着剤と第２の接着剤を熱硬化させる工程（ｆ）とを含むことを特徴とする。ここで工程（ｆ）においてはテフロン板からなるバッファ材７００を介して加圧される。
また、ここで第２の接着剤よりも第１の接着剤の方が、流動化されたときの粘度が低くなるように材料を選択する。

以下本発明の半導体装置の製造方法について図面を参照しつつ詳細に説明する。
まず図１（ａ）に示すように、接着シート５Ｓを介して絶縁性フィルム５上にアルミニウム箔を貼着し、アンテナ回路及び回路電極などの配線パターン６をパターニングし、アンテナパターンシートを形成する。この状態で、図示しない加熱ヘッドを装着し７０℃前後で３０秒〜５分程度の熱処理を行うことにより、接着シート５Ｓおよび絶縁性フィルム上の水分を蒸発させる。
次いで、図１（ｂ）に示すように、このアンテナパターンシートを構成する絶縁性フィルム５上のＩＣチップが実装される領域にディスペンサ法により、第１の接着剤として熱硬化性の樹脂８ａを塗布する。

こののち、図１（ｃ）に示すように、バックアップ加熱ヒータ１００をＯＮとし、第１接着剤が流動化しかつ、硬化開始温度よりも低い温度、例えば、５０〜８０℃で３０秒〜５分程度で加熱し、第１の接着剤８ａを流動化し、表面張力により、端面でフィレット状となるように拡げる。第１の接着剤８ａは、粘度を低く設定しているために、塗布量が安定して塗布される。さらに、バックアップ加熱ヒータ１００をＯＮすることにより、更に粘度が下がり、濡れ広がり性が向上し、アンテナ回路と接着シートとの段差には、フィレット形状が形成され、かつ、接着シート５Ｓの表面にも、第１の接着剤８ａの薄膜が形成される。

次に、図２（ａ）に示すように、第１の接着剤として熱硬化性の樹脂８ａを塗布した上に、ディスペンサ法により第２の接着剤として熱硬化性の樹脂８ｂを塗布する。このときも、前工程同様に、第２の接着剤の塗布に先立ちバックアップ加熱ヒータ１００によりアンテナシートを加熱し、アンテナシートの水分の吸湿を防止する。

こののち、図２（ｂ）に示すように、バックアップ加熱ヒータ１００をＯＮとし、第２接着剤が流動化しかつ、硬化開始温度よりも低い温度、例えば、５０〜８０℃で３０秒〜５分程度加熱し、把持部としての吸着ヘッド３００でＩＣチップ７を吸着し位置あわせを行い、アンテナパターンシートを構成する絶縁性フィルム５上のＩＣチップが実装される領域にこのＩＣチップ７を載置する。このとき、推力をかけて加圧するが、吸着ヘッド３００は、常温保持状態で、図２（ｃ）の最終硬化工程のように１５０〜２００まで加熱を行わないため、ＩＣチップ７からの熱伝導による絶縁性フィルム５への加熱が無いため、絶縁性フィルム５が軟化せず、ＩＣチップ７の接続端子であるバンプ９が配線パターン６にくさび上に食い込まない。つまり、ＩＣチップ７と配線パターン６間の距離は、バンプ９の高さを保持しており、バックアップ加熱ヒータ１００により加熱され流動化した第２の接着剤８ｂは、ＩＣチップ７下に保持されたままである。その為、ＩＣチップ７の上面部まで第２の接着剤８ｂは、這い上がらず、仮圧着ヘッド３００に第２の接着剤８ｂは付着しない。

そして最後に、図２（ｃ）に示すように、バッファ材５００としてテフロン製の板状体を加熱ヘッド４００とＩＣチップ７との間に介在させた状態で、加熱ヘッド４００を１５０〜２００℃、バックアップ加熱ヒータを５０〜１００℃で５〜２０秒両面から加熱し、流動化した第１および第２の接着剤を硬化させる。

このようにして、図３に示すように、熱硬化性の樹脂８ａ，８ｂを、ＩＣチップ７のバンプ９と配線パターン６の形成された絶縁性フィルム面との間に充填し、充填した接着剤を完全硬化させ、ＩＣチップと絶縁性フィルムとを密着させる。このことにより、ＩＣチップ上の電極部であるバンプと、絶縁性フィルム上の配線パターンとの接続状態が維持され、接続信頼性が確保される。

この工程においては、粘度調整された第２の接着剤でも、這い上がりを生じてしまう場合もあるが、ＩＣチップ７と加熱ヘッド４００との間には、接着性が悪く、かつ、耐薬品性、耐熱性の高い材料である、テフロン製のバッファ材５００を配置しているために、仮に、第２の接着剤８ｂが這い上がってきたとしても、本加熱ヘッド４００には、第２の接着剤８ｂは付着することがない。

このようにして、ＩＣチップの極薄化に際してもボイドの発生を抑制し、かつ、加熱ヘッドに接着剤付着することがなく、安定した半導体モジュール（ＩＣモジュール）を製造することが可能となる。

またここで用いられる、半導体製造装置（実装装置）の模式的説明図を図４に示す。この装置は、ディスペンサｄを用いて回路パターン６の形成された絶縁性基板（絶縁性フィルム）５上に第１の接着剤８ａを塗布する第１の塗布部Ｐ１と、第１の接着剤８ａを加熱し、低粘度化する第１の加熱部Ｐ２と、絶縁性フィルム上に第の２接着剤８ｂを塗布する第２の塗布部Ｐ３と、半導体基板としてのＩＣチップ７を吸着ヘッド３００で把持し、前記接続用端子と前記配線パターンとを互いに位置合わせをし（把持部）、配線パターン６及び第１、第２の接着剤８ａ、８ｂを加熱しながら配線パターン６に押圧し、第１の接着剤と第２の接着剤を熱硬化させる第２の加熱部Ｐ４とを具備している。そしてここでバックアップ加熱ヘッド１００は絶縁性フィルム５の搬送箇所に適宜配置され、温度が独立して制御可能となるように構成されている。そして、各部Ｐ１からＰ４で適切な温度条件を維持するように独立して温度制御がなされている。

従って、接着剤の流動性が良くなる温度と、硬化させる温度とが異なるなど、各工程で最適温度が異なるため、加熱ヘッドを加熱する温度を各工程で独立して制御することにより、生産タクト（時間当たりの生産数量）を向上することができる。また、確実に流動性を高めた後で、硬化させることができ、接着性の向上を図ることが出来るという効果もある。
さらにまた、前述したように、ＩＣチップの仮圧着工程と加熱・加圧する本圧着工程とを分離することにより加熱・加圧時にテフロンテープなどの加熱ヘッド保護テープを介在させることができ、接着剤の這い上がりによる、加熱ヘッドへの付着を防止することができる。

また、本実施の形態のＩＣカード１を、図５に示す。ＩＣモジュールは図５（ａ）および（ｂ）に平面図および断面図を示すように、ＩＣモジュール２と、ＩＣモジュール２を挟むように両面配置される中間接着層３と、表層ラミネート層４とを備えて構成することができる。ＩＣカード１の基材となる絶縁性フィルム５には、例えばＰＥＴ（ポリエステルテレフタレート）、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）、ＰＩ（ポリイミド）などの樹脂製のシートが用いられる。これらの絶縁性フィルムでは薄くかつフレキシブルであるため、端子の接合強度信頼性を保たせることが重要で、ＩＣチップ７の回路面と回路パターン６との短絡の可能性が大きい基材であるが、本実施の形態のＩＣカード１においては、ＩＣチップのバンプと配線パターンとの安定した接合を実現することで、ＩＣチップ７の回路面と回路パターン６との短絡を防ぐことができる。

次にＩＣモジュール２について説明する。
中間接着層３は、ＩＣモジュール２と表層ラミネート層４とを接合させる機能を持つものであり、加熱により溶解し流動性を帯びる接着シート材料、例えばホットメルト接着剤により形成されたシートからなる。表層ラミネート層４にはＰＥＴ、ＰＴＥ−Ｇ、塩化ビニルなどの材料の樹脂シートが用いられる。

また配線パターン６は、ＩＣモジュール２を構成する絶縁性フィルム５の片面（もしくは両面）に貼着された、アルミニウムもしくは銅等の金属箔をコイル状にパターニングして形成されている。なお、上記の中間接着層３及び表層ラミネート層４が、本明細書で云うＩＣモジュール２を保護する保護部材である。

配線パターン６は、カードリーダ等の外部機器との間で信号の送受信を行うためのアンテナとして使用される以外に、カードリーダ等の外部機器からＩＣチップ７が動作するための電力を受ける受電手段として使用される。すなわち、カードリーダ等の外部機器から送信される電磁波によってアンテナ回路に電力が誘起され、この電力を配線パターン６に実装したＩＣチップ７の駆動電源として使用する。

ＩＣチップ７は、チップ接合用接着剤８にて配線パターン６に接合される。チップ接合用接着剤８ａ，８ｂは、上述したように２工程で、ペースト状態でディスペンサ（図示略）によりＩＣモジュール２の絶縁性フィルム５上に塗布されるか、印刷法により塗布される。あるいは、シート状のチップ接合用接着剤８が、ＩＣモジュール２の絶縁性フィルム５に取り付けられて、ＩＣチップ７を取り付ける場合もある。

また、ＩＣチップ７は、その略全域が、衝撃吸収用とした封止樹脂１０で覆われている。この封止樹脂１０は、完全硬化時において低硬度値をとる物性を有し、弾性係数が１ＧＰａ以下の接着剤である。

封止樹脂１０は、ＩＣチップ７への衝撃を吸収する衝撃吸収用として用いられる以外にＩＣチップ７の直上位置に配置される補強板１１をＩＣチップ７に接合させるためにも作用する。封止樹脂１０の使用量、即ちＩＣチップ７への充填量は、補強板１１の投影面積よりも増大するように設定され、且つ、ＩＣチップ７と補強板１１との間の封止樹脂厚が５μｍ以上となるように設定されている。なお、ＩＣチップ７は、外部ストレスによる影響を最小限に抑えるため（即ちチップ表面及びダイシングカット面におけるマイクロクラックを防止するため）に、エッチング処理を施した物の使用が好適である。

封止樹脂１０の形成はたとえば、ＩＣチップ７が実装された状態のＩＣモジュール２の上方を含む略全域に、封止樹脂１０を塗布する面積、塗布厚さに調整された形状の穴が穿たれた接着剤用塗布マスク用意し、このマスクを介してディスペンサにより必要量の封止樹脂を塗布する。

そして接着剤用スキージを引いて封止樹脂１０をＩＣチップ７の周囲に充填し、封止樹脂１０を所定の硬化温度、硬化時間を経て硬化させる。

また、このＩＣチップの裏面側に必要に応じて反り防止用の切り欠き穴１２を有する補強板１１を装着してもよい。

そして、まず補強板１１を配置して完成したＩＣモジュール２をその両面側から中間接着層３で挟み込み、更にその外側に表層ラミネート層４を挟み込んで、合計５層構造を確立する。その後、図示しない熱プレス装置により、中間接着層３を流動化させ、厚さが均一になるように真空、加圧、加熱を行い、各層を接着させる。その後、冷却し接着剤の固化後、所定サイズに金型で打ち抜く。これによりＩＣカード１が完成する。

このようにして形成された、本実施の形態のＩＣカード１によれば、ＩＣチップと基体である絶縁性フィルムとの接続を確実かつ強固に行うことができることから、常に安定して通信を行うことが可能となる。

なお前記実施の形態では絶縁性基板として絶縁性フィルムを用いた場合について説明したが、ガラスエポキシ樹脂あるいはセラミックなどの剛性基板を用いた場合にも同様であることはいうまでもない。

なお前記実施の形態では、厚さ５０μｍのシリコン基板を用いたが、５０μｍ以下さらに望ましくは３５μｍ以下の極薄チップを用いた場合に特に有効である。

以上のように、本発明に係る半導体製造装置では、ボイドの発生を抑えると同時に、接着剤の這い上がりを防止することができることから、５０μｍ以下の極薄チップを用いる場合に特に有効であり、次世代の携帯電話、携帯情報端末、ＩＣカード等の半導体製品生産時の不良率削減、連続生産性の向上に有用である。

本発明の実施の形態の半導体装置の製造工程を示す図 本発明の実施の形態の半導体装置の製造工程を示す図 本発明による半導体装置の製造方法によって形成された半導体装置を示す図 本発明の実施の形態の半導体製造装置を示す図 この半導体装置を用いて形成したＩＣカードを示す平面図および断面図 従来法による半導体装置の製造工程を示す図 従来法による半導体装置の製造工程を示す図 従来法による半導体装置の課題を説明するための図

符号の説明

１ ＩＣカード
２ ＩＣモジュール
３ 中間接着層
４ 表層ラミネート層
５ 絶縁性フィルム
６ 配線パターン
７ ＩＣチップ
８ チップ接合用接着剤
９ バンプ
１０ 封止樹脂
１１ 補強板
１２ 切り欠き穴
Ｐ１ 第１の塗布部
Ｐ２ 第１の加熱部
Ｐ３ 第２の塗布部
Ｐ４ 第２の加熱部

Claims (15)

1. 絶縁性基板上に形成された配線パターンに、所望の素子領域に形成された半導体基板の接続用端子をフリップチップ方式で接続し、半導体装置を形成する方法であって、
   前記絶縁性基板上に第１の接着剤を塗布する工程（ａ）と、
   前記第１の接着剤を加熱し、低粘度化する工程（ｂ）と、
   前記絶縁性基板上に第２の接着剤を塗布する工程（ｃ）と、
   前記半導体基板を、前記接続用端子と前記配線パターンとを互いに位置合わせをする工程（ｄ）と、
   前記配線パターンと第１および第２接着剤とを加熱する工程（ｅ）と、
   前記半導体基板を前記配線パターンに押圧し、前記第１の接着剤と第２の接着剤を熱硬化させる工程（ｆ）とを含む半導体装置の製造方法。
2. 請求項１に記載の半導体装置の製造方法であって、
   前記第２の接着剤よりも第１の接着剤の方が、粘度が低いことを特徴とする半導体装置の製造方法。
3. 請求項１または２に記載の半導体装置の製造方法であって、
   前記各工程（ａ）乃至工程（ｆ）は、それぞれ独立して設定される加熱温度で加熱する工程を含む半導体装置の製造方法。
4. 請求項３に記載の半導体装置の製造方法であって、
   前記絶縁性基板は、絶縁性フィルムで構成され、
   前記熱硬化させる工程（ｆ）は、前記絶縁性フィルムを選択的に加熱する工程を含む半導体装置の製造方法。
5. 請求項１乃至４のいずれかに記載の半導体装置の製造方法であって、
   前記熱硬化させる工程（ｆ）において、前記半導体装置を加熱する加熱ヘッドと、前記半導体基板との間に、バッファ材を介して加熱するようにした半導体装置の製造方法。
6. 請求項５に記載の半導体装置の製造方法であって、
   前記バッファ材は、前記半導体装置及び加熱ヘッドに対して接着性が悪く、かつ、耐薬品性、耐熱性の高い材料である半導体装置の製造方法。
7. 請求項６に記載の半導体装置の製造方法であって、
   前記バッファ材はテフロンである半導体装置の製造方法。
8. 絶縁性基板上に形成された配線パターンに、所望の素子領域に形成された半導体基板の接続用端子をフリップチップ方式で接続し、半導体装置を形成する半導体製造装置であって、
   前記絶縁性基板上に第１の接着剤を塗布する第１の塗布部と、
   前記第１の接着剤を加熱し、低粘度化する第１の加熱部と、
   前記絶縁性基板上に第の２接着剤を塗布する第２の塗布部と、
   前記半導体基板を把持し、前記接続用端子と前記配線パターンとを互いに位置合わせをする把持部と、
   前記半導体基板を加熱しながら前記配線パターンに押圧し、前記第１の接着剤と第２の接着剤を熱硬化させる第２の加熱部とを含む半導体製造装置。
9. 請求項８に記載の半導体製造装置であって、
   前記第２の接着剤よりも第１の接着剤の方が、粘度が低いことを特徴とする半導体製造装置。
10. 請求項８または９に記載の半導体製造装置であって、
    前記第１及び第２の塗布部及び第１及び第２の加熱部はそれぞれ独立して加熱温度を制御可能である半導体製造装置。
11. 請求項８乃至１０のいずれかに記載の半導体製造装置であって、
    前記第２の加熱部は独立した加熱ヘッドを具備した半導体装置製造装置。
12. 請求項８乃至１１のいずれかに記載の半導体製造装置であって、
    前記第２の加熱部の近傍に、前記半導体基板を加熱する加熱ヘッドと、前記半導体基板との間に、介在させるバッファ材を具備した半導体製造装置。
13. 請求項１２に記載の半導体装置製造装置であって、
    前記バッファ材は、前記半導体チップ及び加熱ヘッドに対して接着性が悪く、かつ、耐薬品性、耐熱性の高い材料である半導体装置製造装置。
14. 請求項１３に記載の半導体製造装置であって、
    前記バッファ材はテフロンである半導体製造装置。
15. 請求項１乃至７に記載の半導体装置の製造方法を用いて形成された半導体モジュール。

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