JP2009260230A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の半導体装置の製造方法は、半導体ウエハは、回路面に設けられた突起電極を有しており、半導体ウエハに対して、突起電極を埋め込むように回路面の全体に絶縁性樹脂層を形成する第1工程と、この半導体ウエハを薄化する第2工程と、この半導体ウエハをウエハリングに固定する第3工程と、この半導体ウエハをダイシングする第4工程と、ダイシングで個片化された半導体チップ11をピックアップするピックアップ工程と、半導体チップ11の位置合わせ後、半導体チップ11と基板15とを加熱・加圧することによって、半導体チップ11の突起電極2と基板15の基板電極14とを電気的に接続する電気的接続工程と、を備える。
【選択図】図10
Description
この実施形態の方法では、まず、図1に示すような半導体ウエハ1を準備する。この半導体ウエハ1は、回路面S1と当該回路面S1の反対側の面S2とを有しており、回路面S1には突起電極2が複数形成されている。半導体ウエハ1の厚みは、通常600〜725μmとなっている。
次に、図2に示すように、半導体ウエハ1の回路面S1上に絶縁性樹脂層3を形成する。この絶縁性樹脂層3は、樹脂ワニスをスピンコートによって回路面S1に塗布した後、乾燥することによって形成してもよいし、印刷法によって樹脂ワニスを回路面S1に塗布した後、乾燥することによって形成してもよいし、フィルム状樹脂をロールラミネータや真空ラミネータを用いて回路面S1に貼り合わせることによって形成してもよいが、作業性の観点から、フィルム状樹脂を用いて形成する方法が好ましい。
次に、図4に示すように、半導体ウエハ1の回路面S1に形成された絶縁性樹脂層3の表面S3に、バックグラインドテープ4を貼り付ける。このバックグラインドテープ4は、基材フィルム4aと基材フィルム4a表面に形成された粘着層4bとを有しており、この粘着層4bと絶縁性樹脂層3の表面S3とが貼り合わされる。この処理により、半導体ウエハ1は、絶縁性樹脂層3を介してバックグラインドテープ4に固定される。
次に、図7に示すように、半導体ウエハ1の回路面S1の反対側の面S2とウエハリング7の下縁7aとにダイシングテープ8を貼り付ける。ここで、ウエハリング7は、リング状の金属製部材であり、半導体ウエハ1のダイシング時に半導体ウエハ1の固定治具として機能する。ウエハリング7は、その内径が半導体ウエハ1の外形より大きくなっており、半導体ウエハ1を囲むようにダイシングテープ8上に配置される。上記の第2工程においてバックグラインドテープ4(図5参照)を用いた場合には、ダイシングテープ8と半導体ウエハ1とを貼り合わせた後、バックグラインドテープ4の粘着層4bと絶縁性樹脂層3の表面S3との間ではく離させることで、半導体ウエハ1からバックグラインドテープ4を取り除く。
続いて、図8に示すように、回路面S1が上を向いた状態で、半導体ウエハ1をダイシング装置53のステージ9に固定する。そして、回路面S1に形成されたダイシングパターン(図示せず)を認識した後、ダイシングブレード10によって、半導体ウエハ1を絶縁性樹脂層3とともにダイシングし、複数の半導体チップ11に個片化する。半導体チップ11のサイズとしては特に制限はないが、例えば、COF用半導体チップの場合、1〜2mm×10〜25mmの長方形のサイズとなる。
続いて、ピックアップ装置(図示せず)を用いて、半導体チップ11をダイシングテープ8からはく離しながらピックアップし、図9に示すように、位置合わせ装置55の位置合わせヘッド12に吸着させる。ここで、個片化された半導体チップ11をダイシングテープ8(図8参照)からはく離するには、半導体ウエハ1の回路面S1及び反対側の面S2側から紫外線を照射して、ダイシングテープ8の粘着層8bを硬化させ、粘着力を低下させることが望ましい。なお、ピックアップされた各半導体チップ11の回路面S11には、前述の位置合わせ用基準マークM1が存在しており、回路面S11上には絶縁性樹脂層3が切断分割されてなる絶縁性樹脂層3aが形成されている。
上記のように半導体チップ11をピックアップする一方で、位置合わせ装置55の位置合わせステージ13上に基板15を固定する。この基板15の上面は、配線14が形成された配線面S4であり、配線面S4には位置合わせ用基準マークM2が設けられている。このように、位置合わせ装置55においては、半導体チップ11の回路面S11の突起電極2と基板15の配線面S4の配線14とが対面するように配置される。
続いて、図11に示すように、仮固定された半導体チップ11及び基板15を、接続装置57の接続ステージ17上に配置し、接続ヘッド18によって加熱しながら加圧する。この加熱・加圧によって、各突起電極2と各配線14とが電気的に接続されるとともに、絶縁性樹脂層3aが溶融し、半導体チップ11の回路面S11と基板15の配線面S4との空隙が絶縁性樹脂層3aの樹脂で封止充てんされる。その後、引き続き、封止充てんされた樹脂の硬化をさらに進行させるために、加熱オーブンなどを用いて加熱処理を行ってもよい。
続いて、本発明の半導体装置の製造方法の第2実施形態について説明する。なお、この第2実施形態において、第1実施形態と同一又は同等の構成については、重複する説明を省略する。この第2実施形態の製造方法では、第1実施形態における仮固定工程が省略され、ピックアップ工程及び電気的接続工程は、以下のように第1実施形態とは異なる。
第4工程で個片化された半導体チップ11を、ピックアップ装置(図示せず)を用いて、ダイシングテープ8(図8参照)からはく離しながらピックアップし、図12に示すように、接続装置57の接続ヘッドに吸着させる。
その一方で、接続装置57の接続ステージ17上に基板15が固定される。その後、接続装置57は、認識用カメラ16aにより認識された位置合わせ用基準マークM1,M2の位置関係に基づいて、半導体チップ11の突起電極2と基板15の配線14との位置合わせを行う。なお、認識用カメラ16aは、前述の認識用カメラ16と同じ構成を有しており、接続装置57に備えられている。
続いて、第3実施形態として、特に、COFの製造に適用される製造方法について説明する。図13に示すように、このCOFの製造方法における接続方法は、半導体チップ11とポリイミド基板19とを接続するものである。ポリイミド基板19は高い光透過性を有しており、ポリイミド基板19の下面は、スズめっき配線20が形成された配線面S5である。また、配線面S5には、位置合わせ用基準マークM102が形成されている。
この接続方法の仮固定工程では、前述のピックアップ工程においてピックアップされた半導体チップ11を、位置合わせ装置155の位置合わせステージ113上に、回路面S11が上を向くように固定する。そして、回路面S11の上方にポリイミド基板19を配置する。このとき、半導体チップ11の回路面S11の突起電極2とポリイミド基板19の配線面S5のスズめっき配線20とを対面させて配置する。
続いて、図15に示すように、接続装置157の接続ステージ117と接続ヘッド118によって、半導体チップ11及びポリイミド基板19を加熱しながら加圧する。この加熱・加圧によって、金めっきによって形成された突起電極2とスズめっき配線20とが電気的に接続されるとともに、絶縁性樹脂層3aが溶融し、半導体チップ11の回路面S11とポリイミド基板19の配線面S5との空隙が絶縁性樹脂層3aの樹脂で封止充てんされる。このとき、加熱温度は金めっきによって形成された突起電極2とスズめっき配線20との接続部が、金とスズの共晶温度である278℃を超えるように設定される。このような接続部の温度を実現するために、例えば、接続ステージ117の温度が350〜450℃に設定され、接続ヘッド118の温度が50〜150℃に設定される。その後、引き続き、封止充てんされた樹脂の硬化をさらに進行させるために、加熱オーブンなどを用いて加熱処理を行ってもよい。なお、ポリイミド基板19をリールtoリール方式によって扱うため、上記のような接続方法を適用することが可能となる。
Claims (8)
- 半導体ウエハを個片化してなる半導体チップと当該半導体チップが実装される基板とを有する半導体装置の製造方法であって、
前記半導体ウエハは、回路面に設けられた突起電極を有しており、
前記半導体ウエハに対して、前記突起電極を埋め込むように前記回路面の全体に絶縁性樹脂層を形成する第1工程と、
前記第1工程で前記絶縁性樹脂層が形成された前記回路面の反対側の面を研削して前記半導体ウエハを薄化する第2工程と、
前記第2工程で研削された前記反対側の面にダイシングテープを貼り合わせて、前記半導体ウエハをウエハリングに固定する第3工程と、
前記第3工程で前記ウエハリングに固定された前記半導体ウエハを、前記回路面側から前記絶縁性樹脂層と一緒にダイシングして、前記半導体ウエハを半導体チップに個片化する第4工程と、
前記第4工程で個片化された前記半導体チップを前記ダイシングテープからはく離してピックアップするピックアップ工程と、
前記ピックアップ工程でピックアップされた前記半導体チップの前記突起電極と前記基板の基板電極とを位置合わせした後、前記半導体チップと前記基板とを加熱・加圧することによって、前記半導体チップの前記突起電極と前記基板の前記基板電極とを電気的に接続する電気的接続工程と、
を備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 半導体ウエハを個片化してなる半導体チップと当該半導体チップが実装される基板とを有する半導体装置の製造方法であって、
前記半導体ウエハは、回路面に設けられた突起電極を有しており、
前記半導体ウエハに対して、前記突起電極を埋め込むように前記回路面の全体に絶縁性樹脂層を形成する第1工程と、
前記第1工程で前記絶縁性樹脂層が形成された前記回路面の反対側の面を研削して前記半導体ウエハを薄化する第2工程と、
前記第2工程で研削された前記反対側の面にダイシングテープを貼り合わせて、前記半導体ウエハをウエハリングに固定する第3工程と、
前記第3工程で前記ウエハリングに固定された前記半導体ウエハを、前記回路面側から前記絶縁性樹脂層と一緒にダイシングして、前記半導体ウエハを半導体チップに個片化する第4工程と、
前記第4工程で個片化された前記半導体チップを前記ダイシングテープからはく離してピックアップするピックアップ工程と、
前記ピックアップ工程でピックアップされた前記半導体チップの前記突起電極と前記基板の基板電極とを位置合わせした後、前記絶縁性樹脂層を間に挟んだ状態で前記半導体チップを前記基板に仮固定する仮固定工程と、
前記仮固定工程で仮固定された前記半導体チップと前記基板とを加熱・加圧することによって、前記半導体チップの前記突起電極と前記基板の前記基板電極とを電気的に接続する電気的接続工程と、
を備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 前記第2工程では、
前記半導体ウエハの前記回路面上の前記絶縁性樹脂層にバックグラインドテープを貼り合わせて、前記半導体ウエハを研削装置に固定することを特徴とする請求項1又は2に記載の半導体装置の製造方法。 - 前記第2工程では、
前記半導体ウエハの前記回路面上の前記絶縁性樹脂層と研削装置とを貼り合わせて、前記半導体ウエハを研削装置に固定することを特徴とする請求項1又は2に記載の半導体装置の製造方法。 - 前記絶縁性樹脂層は、
可視光に対して10%以上の光透過率を示すことを特徴とする請求項1〜4の何れか1項に記載の半導体装置の製造方法。 - 前記絶縁性樹脂層は、
300℃以上の加熱温度において樹脂発泡を起こさない材料からなることを特徴とする請求項1〜5の何れか1項に記載の半導体装置の製造方法。 - 前記絶縁性樹脂層は、
前記半導体ウエハの前記回路面にフィルム状樹脂組成物をラミネートすることによって形成されることを特徴とする請求項1〜6の何れか1項に記載の半導体装置の製造方法。 - 前記絶縁性樹脂層は、
ポリイミド樹脂とエポキシ樹脂と硬化剤とを成分として含むことを特徴とする請求項1〜7の何れか1項に記載の半導体装置の製造方法。
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