JP2011171433A - Method of manufacturing semiconductor device, and semiconductor device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide the technique that makes an insulating resin layer unlikely to peel from a backside of a semiconductor chip in manufacture of a semiconductor device having an external terminal formed using an electrolytic plating method. <P>SOLUTION: The semiconductor chip 7 which has a peeling layer 11 having thickness of 0.1-1 μm formed in a chip mounting region DIA on an upper surface of a mother board 8 by a spraying method or a coating method, and the semiconductor chip 7 also has a cured first resin sheet 3 and an incompletely cured second resin sheet 6 stuck on the backside with the peeling layer 11 interposed is bonded to the chip mounting region DIA on the upper surface of the mother board 8 so that the backside of the semiconductor chip 7 and the upper surface of the mother board 8 face each other. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、半導体装置の製造技術および半導体装置に関し、特に、半導体チップが樹脂封止体によって封止され、半導体チップの表面に形成された電極パッドと電気的に接続された外部端子(ボンディングリード、リード、電極部材)が樹脂封止体の下面から露出するパッケージ構造の半導体装置に適用して有効な技術に関するものである。   The present invention relates to a semiconductor device manufacturing technique and a semiconductor device, and in particular, an external terminal (bonding lead) in which a semiconductor chip is sealed with a resin sealing body and electrically connected to an electrode pad formed on the surface of the semiconductor chip. The present invention relates to a technique effective when applied to a semiconductor device having a package structure in which a lead, an electrode member) is exposed from the lower surface of a resin sealing body.

例えば特開2002−76040号公報(特許文献1)には、半導体チップと、複数の電極部材と、半導体チップの表面の複数の電極と複数の電極部材とを電気的に接続する複数の接続手段と、半導体チップ、複数の電極部材および複数の接続手段を封止する樹脂封止体とを有する半導体装置であって、半導体チップの裏面および複数の電極部材が樹脂封止体の下面から露出した半導体装置が開示されている。   For example, Japanese Patent Laid-Open No. 2002-76040 (Patent Document 1) discloses a semiconductor chip, a plurality of electrode members, and a plurality of connection means for electrically connecting a plurality of electrodes and a plurality of electrode members on the surface of the semiconductor chip. And a semiconductor chip, a plurality of electrode members, and a resin sealing body that seals the plurality of connecting means, wherein the back surface of the semiconductor chip and the plurality of electrode members are exposed from the bottom surface of the resin sealing body A semiconductor device is disclosed.

また、特開2005−294443号公報(特許文献2)には、リードフレームから作製された外部端子と半導体チップとがワイヤで電気的に接続され、封止樹脂で封止され、半導体チップの裏面に接して絶縁性樹脂層が予めコーティング等で形成され、この絶縁性樹脂層が封止樹脂の下面側に露出しており、外部端子の下面と同一平面上に存在している半導体装置が開示されている。   Japanese Patent Laying-Open No. 2005-294443 (Patent Document 2) discloses that an external terminal manufactured from a lead frame and a semiconductor chip are electrically connected with a wire, sealed with a sealing resin, and back of the semiconductor chip. Disclosed is a semiconductor device in which an insulating resin layer is previously formed by coating or the like, and this insulating resin layer is exposed on the lower surface side of the sealing resin and is present on the same plane as the lower surface of the external terminal Has been.

また、特開2009−76717号公報(特許文献3)には、電気メッキによって、ステンレス・スチール板の上面にニッケル層を主成分とするリード電極およびタブ電極を有する構造体を形成し、その後、ステンレス・スチール板から上記構造体を剥離する技術が開示されている。   In JP 2009-76717 A (Patent Document 3), a structure having a lead electrode and a tab electrode mainly composed of a nickel layer is formed on the upper surface of a stainless steel plate by electroplating. A technique for peeling the structure from a stainless steel plate is disclosed.

特開2002−76040号公報JP 2002-76040 A 特開2005−294443号公報JP 2005-294443 A 特開2009−76717号公報JP 2009-76717 A

電子機器の小型化および薄型化に伴い、電子機器に搭載される半導体装置(半導体パッケージ)においても小型化および薄型化が要求されている。   As electronic devices become smaller and thinner, semiconductor devices (semiconductor packages) mounted on electronic devices are also required to be smaller and thinner.

半導体装置の小型化および薄型化を実現するためには、例えば前記特許文献1の図3に示すように、半導体チップを支持するためのダイパッド(タブ、チップ搭載部)を排除した構造が有効とされている。   In order to reduce the size and thickness of a semiconductor device, for example, as shown in FIG. 3 of Patent Document 1, a structure that eliminates a die pad (tab, chip mounting portion) for supporting a semiconductor chip is effective. Has been.

しかしながら、このような構造の場合、半導体装置内に搭載された半導体チップの裏面が封止体から露出するため、半導体チップに負荷(応力)が加わり、半導体チップにクラックが発生し易くなる。半導体チップの厚さが厚ければ、半導体チップにわずかな負荷が加わったとしても深刻な問題とはならないが、半導体装置の小型化および薄膜化の要求に伴い、半導体チップの厚さも薄くなる傾向にある。そのため、小型化および薄膜化が進む半導体装置においては、半導体チップにわずかな負荷が加わることによる半導体装置の信頼性の低下の恐れがある。また、半導体チップの裏面が封止体から露出すると、封止体と半導体チップとの界面から水分が浸入し、その水分による半導体装置の信頼性の低下の恐れもある。   However, in the case of such a structure, since the back surface of the semiconductor chip mounted in the semiconductor device is exposed from the sealing body, a load (stress) is applied to the semiconductor chip, and cracks are likely to occur in the semiconductor chip. If the thickness of the semiconductor chip is large, even if a slight load is applied to the semiconductor chip, it will not be a serious problem. However, the semiconductor chip tends to be thin due to the demand for downsizing and thinning of the semiconductor device. It is in. Therefore, in a semiconductor device that is becoming smaller and thinner, there is a risk that reliability of the semiconductor device may be reduced due to a slight load applied to the semiconductor chip. Further, when the back surface of the semiconductor chip is exposed from the sealing body, moisture enters from the interface between the sealing body and the semiconductor chip, and the reliability of the semiconductor device may be reduced due to the moisture.

そこで、本願発明者らは、前記特許文献2の図2に示すように、絶縁性樹脂層を介して母基板上に半導体チップを搭載する製造方法について検討した。このような製造方法によれば、半導体チップの裏面に絶縁性樹脂層が配置されるため、半導体チップの裏面を保護することができる。また、このような製造方法によれば、ダイパッドが排除できるため、ダイパッドの排除と半導体チップの裏面の保護との両立が可能となる。従って、半導体装置の小型化および薄型化を実現できることだけでなく、半導体装置の信頼性の低下も抑制することができるので、このような製造方法は有効であると考えられた。   Therefore, the inventors of the present application have studied a manufacturing method in which a semiconductor chip is mounted on a mother substrate through an insulating resin layer, as shown in FIG. According to such a manufacturing method, since the insulating resin layer is disposed on the back surface of the semiconductor chip, the back surface of the semiconductor chip can be protected. Moreover, according to such a manufacturing method, since the die pad can be eliminated, it is possible to achieve both elimination of the die pad and protection of the back surface of the semiconductor chip. Therefore, not only can the semiconductor device be reduced in size and thickness, but also a reduction in the reliability of the semiconductor device can be suppressed, so that such a manufacturing method was considered effective.

しかしながら、本願発明者らは、半導体装置の更なる小型化を実現するために、外部端子となるリードの厚さも薄くする必要があると考え、前記特許文献3のように、電解めっき法を用いて形成される外部端子について検討した。その結果、電解めっき法を用いることにより、外部端子は、前記特許文献2のような導電性基板をパターニングすることで形成されたリードフレームの一部から成るリードの厚さの約半分以下の厚さで形成できることが分かった。   However, the inventors of the present application consider that it is necessary to reduce the thickness of the lead serving as the external terminal in order to realize further miniaturization of the semiconductor device, and use the electrolytic plating method as in Patent Document 3 described above. The external terminals formed were investigated. As a result, by using the electrolytic plating method, the external terminal has a thickness of about half or less of the thickness of the lead formed of a part of the lead frame formed by patterning the conductive substrate as in Patent Document 2. It was found that it can be formed.

しかしながら、電解めっき法を用いて外部端子を形成する場合は、金属から成る基材を母基板として使用しなければならない。これに起因して、封止体から母基板を剥離するときに、半導体チップの裏面と母基板との間に配置された絶縁性樹脂層が半導体チップの裏面から剥がれるという新たな問題が発生した。これは、シリコンから成る半導体チップと絶縁性樹脂層との密着力よりも、金属から成る母基板と絶縁性樹脂層との密着力が勝るためである。   However, when forming an external terminal using the electrolytic plating method, a base material made of metal must be used as a mother substrate. As a result, when the mother substrate is peeled from the sealing body, a new problem has occurred that the insulating resin layer disposed between the back surface of the semiconductor chip and the mother substrate is peeled off from the back surface of the semiconductor chip. . This is because the adhesion force between the base substrate made of metal and the insulating resin layer is superior to the adhesion force between the semiconductor chip made of silicon and the insulating resin layer.

そこで、本願発明では、半導体装置の小型化および薄型化を図るために、金属から成る基材を母基板とする電解めっき法を用いて外部端子を形成するが、絶縁性樹脂層を母基板から剥がれやすくすることによって、半導体チップの裏面から絶縁性樹脂層が剥がれ難くすることのできる技術を開示する。   Therefore, in the present invention, in order to reduce the size and thickness of the semiconductor device, the external terminals are formed by using an electroplating method using a base material made of metal as a base substrate, but the insulating resin layer is formed from the base substrate. Disclosed is a technique capable of making an insulating resin layer difficult to peel from the back surface of a semiconductor chip by facilitating the peeling.

本発明の目的は、電解めっき法を用いて形成される外部端子を有する半導体装置の製造において、半導体チップの裏面から絶縁性樹脂層が剥がれ難くすることのできる技術を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a technique capable of preventing an insulating resin layer from being peeled off from the back surface of a semiconductor chip in the manufacture of a semiconductor device having an external terminal formed by using an electrolytic plating method.

また、本発明の他の目的は、半導体装置の信頼性の低下を抑制して、半導体装置の小型化および薄型化を図ることのできる技術を提供することにある。   Another object of the present invention is to provide a technique capable of reducing the size and thickness of a semiconductor device while suppressing a decrease in reliability of the semiconductor device.

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。   The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.

本願において開示される発明のうち、代表的なものの一実施の形態を簡単に説明すれば、次のとおりである。   Of the inventions disclosed in this application, an embodiment of a representative one will be briefly described as follows.

この実施の形態は、以下の工程を含む半導体装置の製造方法である。(a)第1主面、第1主面に形成された複数のチップ領域、複数のチップ領域の間に形成されたスクライブ領域、および第1主面とは反対側の第2主面を有する半導体ウエハを準備する工程、(b)半導体ウエハの第2主面に第1樹脂シートを貼り付ける工程、(c)上面、上面に設けられたチップ搭載領域、チップ搭載領域の周囲に電解めっき法を用いて形成された複数の外部端子、および上面とは反対側の下面を有し、かつ導電性部材から成る母基板を準備する工程、(d)母基板のチップ搭載領域に、剥離層を形成する工程、(e)半導体ウエハを分割することにより取得した半導体チップを、第1樹脂シートおよび剥離層を介して母基板のチップ搭載領域に搭載する工程、(f)半導体チップの表面に形成された複数の電極パッドと複数の外部端子とを、複数の導電性部材を介してそれぞれ電気的に接続する工程、(g)複数の外部端子のそれぞれの一部、母基板の上面、半導体チップ、および複数の導電性部材を樹脂で封止して、封止体を形成する工程、(h)母基板を除去し、封止体から剥離層および複数の外部端子のそれぞれの他部を露出させる工程。   This embodiment is a method of manufacturing a semiconductor device including the following steps. (A) having a first main surface, a plurality of chip regions formed on the first main surface, a scribe region formed between the plurality of chip regions, and a second main surface opposite to the first main surface A step of preparing a semiconductor wafer, (b) a step of attaching a first resin sheet to the second main surface of the semiconductor wafer, (c) an upper surface, a chip mounting region provided on the upper surface, and an electrolytic plating method around the chip mounting region A step of preparing a mother substrate having a plurality of external terminals formed by using a conductive member and a lower surface opposite to the upper surface, and (d) providing a release layer on a chip mounting region of the mother substrate A step of forming, (e) a step of mounting the semiconductor chip obtained by dividing the semiconductor wafer on the chip mounting region of the mother substrate via the first resin sheet and the release layer, and (f) forming on the surface of the semiconductor chip With multiple electrode pads (G) a part of each of the plurality of external terminals, the upper surface of the mother board, the semiconductor chip, and the plurality of conductive members (H) The process of removing a mother board | substrate and exposing each other part of a peeling layer and a some external terminal from a sealing body.

本願において開示される発明のうち、代表的なものの一実施の形態によって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。   Among the inventions disclosed in the present application, effects obtained by one embodiment of a representative one will be briefly described as follows.

電解めっき法を用いて形成される外部端子を有する半導体装置の製造において、半導体チップの裏面から絶縁性樹脂層が剥がれ難くすることができる。また、半導体装置の信頼性の低下を抑制して、半導体装置の小型化および薄型化を図ることができる。   In the manufacture of a semiconductor device having an external terminal formed using an electrolytic plating method, the insulating resin layer can be made difficult to peel from the back surface of the semiconductor chip. In addition, the semiconductor device can be reduced in size and thickness by suppressing a decrease in reliability of the semiconductor device.

本発明の実施の形態1による半導体装置の製造方法を説明する製造工程中における半導体装置の要部断面図である。It is principal part sectional drawing in the manufacturing process explaining the manufacturing method of the semiconductor device by Embodiment 1 of this invention. 図1に続く、半導体装置の製造工程中における半導体装置の要部断面図である。FIG. 2 is a main-portion cross-sectional view of the semiconductor device during the manufacturing process of the semiconductor device, following FIG. 1; 図2に続く、半導体装置の製造工程中における半導体装置の要部断面図である。FIG. 3 is a principal part cross-sectional view of the semiconductor device during the manufacturing process of the semiconductor device, following FIG. 2; 図3に続く、半導体装置の製造工程中における半導体装置の要部断面図である。FIG. 4 is a principal part cross-sectional view of the semiconductor device during the manufacturing process of the semiconductor device, following FIG. 3; 図4に続く、半導体装置の製造工程中における半導体装置の要部断面図である。FIG. 5 is a main-portion cross-sectional view of the semiconductor device during the manufacturing process of the semiconductor device, following FIG. 4; 図5に続く、半導体装置の製造工程中における半導体装置の要部断面図である。FIG. 6 is a main-portion cross-sectional view of the semiconductor device during the manufacturing process of the semiconductor device, following FIG. 5; 図6に続く、半導体装置の製造工程中における半導体装置の要部平面図である。FIG. 7 is a plan view of essential parts of the semiconductor device in the manufacturing process of the semiconductor device, following FIG. 6; 図7に示すA−A′線に沿った半導体装置の要部断面図である。FIG. 8 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor device along the line AA ′ shown in FIG. 7. 図7および図8に続く、半導体装置の製造工程中における半導体装置の要部平面図である。FIG. 9 is a plan view of essential parts of the semiconductor device in the manufacturing process of the semiconductor device, following FIGS. 7 and 8; 図9に示すB−B′線に沿った半導体装置の要部断面図である。FIG. 10 is a main part cross-sectional view of the semiconductor device along the line BB ′ shown in FIG. 9; 図9および図10に続く、半導体装置の製造工程中における半導体装置の要部断面図である。FIG. 11 is a main-portion cross-sectional view of the semiconductor device during the manufacturing process of the semiconductor device, following FIGS. 9 and 10; 図11に続く、半導体装置の製造工程中における半導体装置の要部断面図である。FIG. 12 is a main-portion cross-sectional view of the semiconductor device during the manufacturing process of the semiconductor device, following FIG. 11; 図12に続く、半導体装置の製造工程中における半導体装置の要部断面図である。FIG. 13 is a principal part cross-sectional view of the semiconductor device during the manufacturing process of the semiconductor device, following FIG. 12; 図13に続く、半導体装置の製造工程中における半導体装置の要部断面図である。FIG. 14 is a principal part cross-sectional view of the semiconductor device during the manufacturing process of the semiconductor device, following FIG. 13; 図14に続く、半導体装置の製造工程中における半導体装置の要部断面図である。FIG. 15 is a main-portion cross-sectional view of the semiconductor device during the manufacturing process of the semiconductor device, following FIG. 14; 図15に続く、半導体装置の製造工程中における半導体装置の要部断面図である。FIG. 16 is a main-portion cross-sectional view of the semiconductor device during the manufacturing process of the semiconductor device, following FIG. 15; 図16に続く、半導体装置の製造工程中における半導体装置の要部断面図である。FIG. 17 is a principal part cross-sectional view of the semiconductor device during the manufacturing process of the semiconductor device, following FIG. 16; 図17に続く、半導体装置の製造工程中における半導体装置の要部断面図である。FIG. 18 is a principal part cross-sectional view of the semiconductor device during the manufacturing process of the semiconductor device, following FIG. 17; 図18に続く、半導体装置の製造工程中における半導体装置の要部断面図である。FIG. 19 is a principal part cross-sectional view of the semiconductor device during the manufacturing process of the semiconductor device, following FIG. 18; 図19に続く、半導体装置の製造工程中における半導体装置の要部断面図である。FIG. 20 is a main-portion cross-sectional view of the semiconductor device during the manufacturing process of the semiconductor device, following FIG. 19; 図20に続く、半導体装置の製造工程中における半導体装置の要部断面図である。FIG. 21 is a principal part cross-sectional view of the semiconductor device during the manufacturing process of the semiconductor device, following FIG. 20; 図21に続く、半導体装置の製造工程中における半導体装置の要部断面図である。FIG. 22 is a principal part cross-sectional view of the semiconductor device during the manufacturing process of the semiconductor device, following FIG. 21; 本発明の実施の形態1による半導体装置の製造方法を説明する工程図である。It is process drawing explaining the manufacturing method of the semiconductor device by Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態2による半導体チップを母基板のチップ搭載領域に搭載した状態を説明する要部断面図である。It is principal part sectional drawing explaining the state which mounted the semiconductor chip by Embodiment 2 of this invention in the chip mounting area | region of the motherboard. 本発明の実施の形態2による半導体チップを搭載する母基板の第1例を示す要部平面図である。It is a principal part top view which shows the 1st example of the motherboard which mounts the semiconductor chip by Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態2による半導体チップを搭載する母基板の第2例を示す要部平面図である。It is a principal part top view which shows the 2nd example of the motherboard which mounts the semiconductor chip by Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態1による半導体装置の封止体を透かした要部平面図である。It is a principal part top view which watermarked the sealing body of the semiconductor device by Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1による半導体装置の裏面(実装面)側の要部平面図である。1 is a plan view of a main part on the back surface (mounting surface) side of a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention; 図27に示すC−C′線に沿った半導体装置の要部断面図である。FIG. 28 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor device along the line CC ′ shown in FIG. 27;

以下の実施の形態において、便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明等の関係にある。   In the following embodiments, when necessary for the sake of convenience, the description will be divided into a plurality of sections or embodiments. However, unless otherwise specified, they are not irrelevant to each other, and one is the other. There are some or all of the modifications, details, supplementary explanations, and the like.

また、以下の実施の形態において、要素の数等(個数、数値、量、範囲等を含む)に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも良い。さらに、以下の実施の形態において、その構成要素(要素ステップ等も含む)は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲についても同様である。   Further, in the following embodiments, when referring to the number of elements (including the number, numerical value, quantity, range, etc.), especially when clearly indicated and when clearly limited to a specific number in principle, etc. Except, it is not limited to the specific number, and may be more or less than the specific number. Further, in the following embodiments, the constituent elements (including element steps and the like) are not necessarily indispensable unless otherwise specified and apparently essential in principle. Needless to say. Similarly, in the following embodiments, when referring to the shapes, positional relationships, etc. of the components, etc., the shapes are substantially the same unless otherwise specified, or otherwise apparent in principle. And the like are included. The same applies to the above numerical values and ranges.

また、以下の実施の形態で用いる図面においては、平面図であっても図面を見易くするためにハッチングを付す場合もある。また、以下の実施の形態において、ウエハと言うときは、Si(Silicon)単結晶ウエハを主とするが、それのみではなく、SOI(Silicon On Insulator)ウエハ、集積回路をその上に形成するための絶縁膜基板等を指すものとする。その形も円形またはほぼ円形のみでなく、正方形、長方形等も含むものとする。   Further, in the drawings used in the following embodiments, hatching may be added to make the drawings easy to see even if they are plan views. In the following embodiments, the term “wafer” is mainly a Si (Silicon) single crystal wafer. However, not only that, but also an SOI (Silicon On Insulator) wafer and an integrated circuit are formed thereon. Insulating film substrate or the like. The shape includes not only a circle or a substantially circle but also a square, a rectangle and the like.

また、以下の実施の形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。   In all the drawings for explaining the following embodiments, components having the same function are denoted by the same reference numerals in principle, and repeated description thereof is omitted. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

(実施の形態1)
≪半導体装置について≫
本実施の形態1による半導体装置について、図27〜図29を用いて説明する。図27は半導体装置の封止体を透かした要部平面図、図28は半導体装置の裏面(実装面)側の要部平面図、図29は図27に示すC−C′線に沿った半導体装置の要部断面図である。
(Embodiment 1)
≪About semiconductor devices≫
The semiconductor device according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 27 is a plan view of relevant parts through the sealing body of the semiconductor device, FIG. 28 is a plan view of relevant parts on the back surface (mounting surface) side of the semiconductor device, and FIG. 29 is taken along the line CC ′ shown in FIG. It is principal part sectional drawing of a semiconductor device.

半導体装置17は、半導体チップ7、半導体チップ7の裏面に形成された樹脂シート(第1樹脂シート3および第2樹脂シート6)、半導体チップ7が周囲に設けられた複数の外部端子9、および半導体チップ7の表面に配置された複数の電極パッド2と複数の外部端子9とを電気的に接続する複数の導電性部材13から構成されている。また、半導体チップ7、樹脂シート(第1樹脂シート3および第2樹脂シート6)、複数の外部端子9のそれぞれの一部(上面および側面)、および複数の導電性部材13は樹脂封止体14によって封止されている。しかし、樹脂封止体14の下面からは半導体チップ7の裏面は露出しておらず、半導体チップ7の裏面に樹脂シート(第1樹脂シート3および第2樹脂シート6)を介して形成された剥離層11および複数の外部端子9のそれぞれの他部(下面、実装面)が露出した構造となっている。   The semiconductor device 17 includes a semiconductor chip 7, resin sheets (first resin sheet 3 and second resin sheet 6) formed on the back surface of the semiconductor chip 7, a plurality of external terminals 9 provided around the semiconductor chip 7, and It is composed of a plurality of conductive members 13 that electrically connect a plurality of electrode pads 2 and a plurality of external terminals 9 arranged on the surface of the semiconductor chip 7. Further, the semiconductor chip 7, the resin sheets (the first resin sheet 3 and the second resin sheet 6), a part of each of the plurality of external terminals 9 (upper surface and side surface), and the plurality of conductive members 13 are resin-sealed bodies. 14 is sealed. However, the back surface of the semiconductor chip 7 is not exposed from the lower surface of the resin sealing body 14, and is formed on the back surface of the semiconductor chip 7 via resin sheets (the first resin sheet 3 and the second resin sheet 6). The other part (lower surface, mounting surface) of each of the release layer 11 and the plurality of external terminals 9 is exposed.

このように、半導体チップ7の裏面に、ダイパッドを配置せず、樹脂シートを配置し、さらに、電解めっき法により形成される複数の外部端子9を用いることにより、半導体装置の小型化および薄型化を実現することができる。また、半導体チップ7の裏面は、樹脂シートにより保護されており、半導体チップ7への水分の浸入も抑制することができるので、半導体装置の信頼性の低下も抑制することができる。なお、本実施の形態1では複数(2枚)の樹脂シートを用いることについて説明したが、水分の浸入を十分抑制できる厚さであり、さらには、後の製造方法において説明する母基板8との接着力が問題なければ、樹脂シートは1枚であってもよい。
≪半導体装置の製造方法について≫
次に、本実施の形態1による半導体装置の製造方法を図1〜図23を用いて工程順に説明する。図1〜図6、図8、および図10〜図22は半導体装置の製造方法を説明する製造工程中における半導体装置の要部断面図、図7および図9は半導体装置の製造方法を説明する製造工程中における半導体装置の要部平面図、図23は半導体装置の製造方法を説明する工程図である。
As described above, the die pad is not disposed on the back surface of the semiconductor chip 7, the resin sheet is disposed, and the plurality of external terminals 9 formed by the electrolytic plating method are used, thereby reducing the size and thickness of the semiconductor device. Can be realized. Moreover, since the back surface of the semiconductor chip 7 is protected by the resin sheet and the intrusion of moisture into the semiconductor chip 7 can be suppressed, a decrease in the reliability of the semiconductor device can also be suppressed. In the first embodiment, the use of a plurality (two) of resin sheets has been described. However, the thickness is sufficient to prevent moisture from entering, and further, the mother substrate 8 described in a later manufacturing method is used. If there is no problem with the adhesive strength, one resin sheet may be used.
≪About manufacturing method of semiconductor device≫
Next, the manufacturing method of the semiconductor device according to the first embodiment will be described in the order of steps with reference to FIGS. 1 to 6, 8, and 10 to 22 are main-portion cross-sectional views of the semiconductor device during the manufacturing process for explaining the semiconductor device manufacturing method, and FIGS. The principal part top view of the semiconductor device in a manufacturing process, FIG. 23 is process drawing explaining the manufacturing method of a semiconductor device.

まず、図1に示すように(ウエハ準備工程P1)、半導体ウエハ1を準備する。半導体ウエハ1は単結晶シリコンからなり、その直径は、例えば200mmまたは300mm、その厚さ(第1の厚さ)は、例えば0.7mm以上(製造工程への投入時の値)である。半導体ウエハ1は、第1主面(表面)1x、第1主面1xにマトリックス状に区画形成された複数のチップ領域1CA、複数のチップ領域1CAの間に形成されたスクライブ領域(ダイシングライン)1SA、および第1主面1xとは反対側の第2主面(裏面)1yを有している。   First, as shown in FIG. 1 (wafer preparation step P1), a semiconductor wafer 1 is prepared. The semiconductor wafer 1 is made of single crystal silicon, and has a diameter of, for example, 200 mm or 300 mm, and a thickness (first thickness) of, for example, 0.7 mm or more (a value at the time of entering the manufacturing process). The semiconductor wafer 1 includes a first main surface (front surface) 1x, a plurality of chip regions 1CA partitioned and formed in a matrix on the first main surface 1x, and a scribe region (dicing line) formed between the plurality of chip regions 1CA. 1SA and a second main surface (back surface) 1y opposite to the first main surface 1x.

半導体ウエハ1の第1主面1xの各チップ領域1CAには、これに限定されないが、複数の半導体素子と、絶縁層と配線層とをそれぞれ複数段積み重ねた多層配線層と、この多層配線層を覆うようにして形成された表面保護膜とから構成される集積回路が形成されている。上記絶縁層は、例えば酸化シリコン膜で形成されている。上記配線層は、例えばアルミニウム、タングステン、または銅などの金属膜で形成されている。上記表面保護膜は、例えば酸化シリコン膜または窒化シリコン膜等の無機絶縁膜および有機絶縁膜を積み重ねた多層膜で形成されている。また、半導体ウエハ1の第1主面1xの各チップ領域1CAには、上記複数の半導体素子と電気的に接続された複数の電極パッド(ボンディングパッド)2が各チップ領域1CAの各辺に沿って配置されている(図1には、複数の電極パッド2のうちの一部を記載)。これら複数の電極パッド2は、上記多層配線層のうちの最上層の配線からなり、上記表面保護膜にそれぞれの電極パッド2に対応して形成された開口部により露出している。   Although not limited to this, each chip region 1CA of the first main surface 1x of the semiconductor wafer 1 includes a multilayer wiring layer in which a plurality of semiconductor elements, a plurality of insulating layers and wiring layers are stacked, and the multilayer wiring layer. An integrated circuit composed of a surface protective film formed so as to cover the surface is formed. The insulating layer is made of, for example, a silicon oxide film. The wiring layer is formed of a metal film such as aluminum, tungsten, or copper. The surface protective film is formed of a multilayer film in which an inorganic insulating film such as a silicon oxide film or a silicon nitride film and an organic insulating film are stacked. In each chip region 1CA of the first main surface 1x of the semiconductor wafer 1, a plurality of electrode pads (bonding pads) 2 electrically connected to the plurality of semiconductor elements extend along each side of each chip region 1CA. (A part of the plurality of electrode pads 2 is shown in FIG. 1). The plurality of electrode pads 2 are composed of the uppermost wiring of the multilayer wiring layer, and are exposed through openings formed in the surface protective film corresponding to the respective electrode pads 2.

次に、半導体ウエハ1の第2主面1yを、研削材(例えば粗さ♯360)を用いて粗研削することにより、半導体ウエハ1の厚さを所定の厚さまで薄くする。続いて半導体ウエハ1の第2主面1yを、先に使用した研削材よりも目の粗さが細かい研削材(例えば粗さ♯1500または♯2000)を用いて仕上げ研削することにより、粗研削時に生じた半導体ウエハ1の第2主面1yの歪みを除去する(バックグラインド)。さらに、仕上げ研削時に生じた半導体ウエハ1の第2主面1yの研磨スジを、例えばスピンエッチ法、CMP(Chemical Mechanical Polishing)法などにより除去する(ストレスリリーフ)。上記バックグラインドおよび上記ストレスリリーフを終えた時点での半導体ウエハ1の厚さ(第2の厚さ)は、例えば0.13mmである。なお、上記ストレスリリーフは全ての半導体ウエハ1に対して行う必要はなく、半導体チップに要求される強度に応じて行う。   Next, the thickness of the semiconductor wafer 1 is reduced to a predetermined thickness by roughly grinding the second main surface 1y of the semiconductor wafer 1 using an abrasive (for example, roughness # 360). Subsequently, the second principal surface 1y of the semiconductor wafer 1 is subjected to rough grinding by finish grinding using a grinding material (for example, roughness # 1500 or # 2000) having finer mesh than the previously used grinding material. The distortion of the second main surface 1y of the semiconductor wafer 1 that is sometimes generated is removed (back grinding). Further, the polishing streaks on the second main surface 1y of the semiconductor wafer 1 generated during finish grinding are removed by, for example, a spin etching method, a CMP (Chemical Mechanical Polishing) method, or the like (stress relief). The thickness (second thickness) of the semiconductor wafer 1 at the time when the back grinding and the stress relief are finished is, for example, 0.13 mm. The stress relief does not have to be performed on all the semiconductor wafers 1, but is performed according to the strength required for the semiconductor chip.

次に、図2に示すように(第1樹脂シート接着工程P2)、半導体ウエハ1の第2主面1yと第1樹脂シート(封止シート)3の上面とを対向させて、熱(例えば80〜120℃)および圧力を加えることで、半導体ウエハ1の第2主面1yに、第1樹脂シート3を貼り付ける。第1樹脂シート3は、例えば熱硬化型であり、フィラー(SiOの粒)を含有するエポキシ系樹脂から成る。その厚さは、例えば20μmである。第1樹脂シート3には、硬度および耐熱性を高めるために、相対的に多量(第1の量)のフィラーが含まれている。これは、完成した半導体装置において、半導体チップの裏面を第1樹脂シート3によって確実に保護するためである。 Next, as shown in FIG. 2 (first resin sheet bonding step P2), the second main surface 1y of the semiconductor wafer 1 and the upper surface of the first resin sheet (sealing sheet) 3 are opposed to each other to generate heat (for example, The first resin sheet 3 is attached to the second main surface 1y of the semiconductor wafer 1 by applying a pressure of 80 to 120 ° C.). The first resin sheet 3 is, for example, a thermosetting type, and is made of an epoxy resin containing a filler (SiO 2 particles). The thickness is, for example, 20 μm. The first resin sheet 3 contains a relatively large amount (first amount) of filler in order to increase hardness and heat resistance. This is because in the completed semiconductor device, the back surface of the semiconductor chip is reliably protected by the first resin sheet 3.

次に、図3に示すように(第1樹脂シート硬化工程P3)、第1樹脂シート3が貼り付けられた半導体ウエハ1に対して、例えば150〜170℃の温度で1時間程度の熱処理を施すことにより、第1樹脂シート3を硬化させる。これにより、半導体ウエハ1の第2主面(裏面)1yから第1樹脂シート3を剥がれ難くし、また第1樹脂シート3の硬度および耐熱性を高くする。   Next, as shown in FIG. 3 (first resin sheet curing step P3), the semiconductor wafer 1 to which the first resin sheet 3 is attached is heat-treated at a temperature of 150 to 170 ° C. for about 1 hour, for example. By applying, the 1st resin sheet 3 is hardened. Thereby, the first resin sheet 3 is hardly peeled off from the second main surface (back surface) 1y of the semiconductor wafer 1, and the hardness and heat resistance of the first resin sheet 3 are increased.

次に、図4に示すように(第2樹脂シートおよびダイシングテープ接着工程P4)、ダイシングテープ4を準備する。なお、図示はしないが、ダイシングテープ4の周縁部には、平面視において環状のフレームが貼り付けられている。ダイシングテープ4は、例えばポリオリフィンを基材とし、その厚さは、例えば90μmである。ダイシングテープ4の上面には、接着層5を介して第1樹脂シート3とは異なる材料からなる第2樹脂シート6が貼り付けられている。接着層5は、例えばアクリル系UV硬化型の粘着剤であり、例えばUV照射前は200g/25mm、UV照射後は10〜20g/25mmの粘着力を有している。第2樹脂シート6は、例えば熱硬化型であり、フィラー(SiOの粒)を含有するエポキシ系樹脂から成る。その厚さは、例えば20μmである。第2樹脂シート6には、相対的に少量(第2の量)のフィラーが含まれており、第2樹脂シート6に含まれるフィラーの量は第1樹脂シート3に含まれるフィラーの量よりも少ない。 Next, as shown in FIG. 4 (second resin sheet and dicing tape bonding step P4), the dicing tape 4 is prepared. Although not shown, an annular frame is attached to the peripheral portion of the dicing tape 4 in plan view. The dicing tape 4 uses, for example, polyolefin as a base material, and the thickness thereof is, for example, 90 μm. On the upper surface of the dicing tape 4, a second resin sheet 6 made of a material different from that of the first resin sheet 3 is attached via an adhesive layer 5. The adhesive layer 5 is, for example, an acrylic UV curable pressure-sensitive adhesive, and has an adhesive force of, for example, 200 g / 25 mm before UV irradiation and 10 to 20 g / 25 mm after UV irradiation. The second resin sheet 6 is, for example, a thermosetting type, and is made of an epoxy resin containing a filler (SiO 2 particles). The thickness is, for example, 20 μm. The second resin sheet 6 contains a relatively small amount (second amount) of filler, and the amount of filler contained in the second resin sheet 6 is greater than the amount of filler contained in the first resin sheet 3. There are few.

以下に、半導体ウエハ1とダイシングテープ4との間に、第2樹脂シート6を形成する理由および第2樹脂シート6に含まれるフィラーの量を第1樹脂シート3に含まれるフィラーの量よりも少なくする理由について説明する。   Hereinafter, the reason for forming the second resin sheet 6 between the semiconductor wafer 1 and the dicing tape 4 and the amount of filler contained in the second resin sheet 6 are more than the amount of filler contained in the first resin sheet 3. The reason for reducing it will be explained.

ダイシングテープ4からピックアップした半導体チップを母基板の上面に搭載する後の製造工程では、半導体チップをピックアップする前に、半導体チップをダイシングテープ4から剥がれ易くするために、紫外線(Ultra Violet:UV)を照射して接着層5の粘着力を低下させる(UV照射工程P6)。このとき、本実施の形態1において使用するダイシングテープ4は、紫外線を透過することが可能な材料から成るため、紫外線を透過させることが可能である。その後、半導体チップをピックアップし、母基板の上面に半導体チップを搭載する(ダイボンディング工程P9)。   In the manufacturing process after mounting the semiconductor chip picked up from the dicing tape 4 on the upper surface of the mother substrate, before picking up the semiconductor chip, ultraviolet (Ultra Violet: UV) To reduce the adhesive strength of the adhesive layer 5 (UV irradiation step P6). At this time, since the dicing tape 4 used in the first embodiment is made of a material that can transmit ultraviolet rays, the dicing tape 4 can transmit ultraviolet rays. Thereafter, the semiconductor chip is picked up and mounted on the upper surface of the mother substrate (die bonding step P9).

第2樹脂シート6を形成しない場合は、第1樹脂シート3のみ(一部には粘着力の低下した接着層5が付着している)を介して母基板の上面に半導体チップが搭載される。しかし、半導体チップを母基板の上面に接着させるための熱処理を施しても、すでに第1樹脂シート3は硬化しているので、半導体チップと母基板との接着が弱く、固定することが難しい。   When the second resin sheet 6 is not formed, the semiconductor chip is mounted on the upper surface of the mother board through only the first resin sheet 3 (the adhesive layer 5 having reduced adhesive strength is attached to a part thereof). . However, even if heat treatment for bonding the semiconductor chip to the upper surface of the mother substrate is performed, the first resin sheet 3 is already cured, so that the bonding between the semiconductor chip and the mother substrate is weak and difficult to fix.

これに対して、第2樹脂シート6を形成した場合は、第1樹脂シート3および第2樹脂シート6(一部には粘着力の低下した接着層5が付着している)を介して母基板の上面に半導体チップが搭載される。この段階では、未だ第2樹脂シート6は完全には硬化していないので、その後、半導体チップを母基板の上面に接着させるための熱処理を施すと、第2樹脂シート6が硬化して、半導体チップと母基板との接着が強くなる。これにより、半導体チップを母基板の上面に確実に固定することができる。   On the other hand, when the second resin sheet 6 is formed, the mother resin is provided via the first resin sheet 3 and the second resin sheet 6 (the adhesive layer 5 having reduced adhesive strength is attached to a part thereof). A semiconductor chip is mounted on the upper surface of the substrate. At this stage, since the second resin sheet 6 has not been completely cured yet, when the heat treatment for bonding the semiconductor chip to the upper surface of the mother substrate is performed thereafter, the second resin sheet 6 is cured, and the semiconductor Bonding between the chip and the mother substrate is strengthened. As a result, the semiconductor chip can be reliably fixed to the upper surface of the mother substrate.

半導体チップをピックアップする前に、接着層5の粘着力を低下させるために紫外線が照射されるが、第2樹脂シート6に含まれるフィラーの量が相対的に少ないので、このUV照射による第2樹脂シート6の硬化は僅かである。従って、上記UV照射が行われても、第2樹脂シート6は柔らかく、第2樹脂シート6の硬度は第1樹脂シート3の硬度よりも低い状態に維持される。   Before picking up the semiconductor chip, ultraviolet rays are irradiated to reduce the adhesive strength of the adhesive layer 5. However, since the amount of filler contained in the second resin sheet 6 is relatively small, the second due to this UV irradiation. The resin sheet 6 is slightly cured. Therefore, even if the UV irradiation is performed, the second resin sheet 6 is soft, and the hardness of the second resin sheet 6 is kept lower than the hardness of the first resin sheet 3.

次に、ダイシングテープ4の上面と半導体ウエハ1の第2主面1yとを対向させて、両者を第1樹脂シート3、第2樹脂シート6、および接着層5を介して貼り付ける。これにより、ダイシングテープ4の上面に、第1樹脂シート3、第2樹脂シート6、および接着層5を介して半導体ウエハ1が固定される。   Next, the upper surface of the dicing tape 4 and the second main surface 1 y of the semiconductor wafer 1 are opposed to each other, and both are attached via the first resin sheet 3, the second resin sheet 6, and the adhesive layer 5. Thereby, the semiconductor wafer 1 is fixed to the upper surface of the dicing tape 4 via the first resin sheet 3, the second resin sheet 6, and the adhesive layer 5.

ここでは、ダイシングテープ4の上面に接着層5を介して予め第2樹脂シート6を貼り付けておき、第1樹脂シート3と第2樹脂シート6とを対向させて、第1樹脂シート3が貼り付けられた半導体ウエハ1と第2樹脂シート6が接着層5を介して貼り付けられたダイシングテープ4とを接着する方法について説明したが、これに限定されるものではない。例えば半導体ウエハ1の第2面1yに貼り付けた第1樹脂シート3に予め第2樹脂シート6を貼り付けておき、第2樹脂シート6と接着層5とを対向させて、第1樹脂シート3および第2樹脂シート6が貼り付けられた半導体ウエハ1と接着層5が形成されたダイシングテープ4とを接着してもよい。   Here, the 2nd resin sheet 6 is affixed beforehand on the upper surface of the dicing tape 4 via the adhesive layer 5, the 1st resin sheet 3 and the 2nd resin sheet 6 are made to oppose, and the 1st resin sheet 3 Although the method for adhering the affixed semiconductor wafer 1 and the dicing tape 4 to which the second resin sheet 6 is affixed via the adhesive layer 5 has been described, the present invention is not limited to this. For example, the second resin sheet 6 is attached in advance to the first resin sheet 3 attached to the second surface 1y of the semiconductor wafer 1, and the second resin sheet 6 and the adhesive layer 5 are opposed to each other, so that the first resin sheet 6 The semiconductor wafer 1 to which the 3 and second resin sheets 6 are attached may be bonded to the dicing tape 4 on which the adhesive layer 5 is formed.

次に、図5に示すように(ダイシング工程P5)、例えばダイヤモンド微粒を貼り付けた極薄の円形刃を用いて、半導体ウエハ1をスクライブ領域1SAに沿って縦、横に切断する。同時に、第1樹脂シート3、第2樹脂シート6、および接着層5も半導体ウエハ1の上記スクライブ領域1SAに沿って縦、横に切断する。半導体ウエハ1は半導体チップ7に個片化されるが、個片化された後も半導体チップ7はダイシングテープ4を介してフレームに固定されているため、整列した状態を維持している。   Next, as shown in FIG. 5 (dicing step P5), the semiconductor wafer 1 is cut vertically and horizontally along the scribe region 1SA using, for example, an extremely thin circular blade with diamond fine particles attached thereto. At the same time, the first resin sheet 3, the second resin sheet 6, and the adhesive layer 5 are also cut vertically and horizontally along the scribe region 1 SA of the semiconductor wafer 1. Although the semiconductor wafer 1 is separated into semiconductor chips 7, the semiconductor chips 7 are fixed to the frame via the dicing tape 4 even after being separated into individual pieces, so that the aligned state is maintained.

次に、図6に示すように(UV照射工程P6)、ダイシングテープ4の下面側から紫外線を照射して、接着層5の接着力を、例えば10〜20g/25mm程度に低下させることにより、接着層5を硬化させる。これにより、各半導体チップ7がダイシングテープ4から剥がれやすくなる。   Next, as shown in FIG. 6 (UV irradiation process P6), by irradiating ultraviolet rays from the lower surface side of the dicing tape 4 and reducing the adhesive force of the adhesive layer 5 to, for example, about 10 to 20 g / 25 mm, The adhesive layer 5 is cured. Thereby, each semiconductor chip 7 is easily peeled off from the dicing tape 4.

次に、図7および図8に示すように(母基板準備工程P7)、母基板(基材、フレーム)8を準備する。母基板8は、例えばステンレス(SUS403)または銅などの導電性部材から成り、1つの半導体チップ7が搭載される領域(チップ搭載領域DIA)がマトリックス状に区画形成された多数個取り基板である。図7では、複数のチップ搭載領域DIAからなる1つのブロックが、3つ形成された母基板8を例示している。母基板8の厚さは、例えば150μmである。   Next, as shown in FIGS. 7 and 8 (mother substrate preparation step P7), a mother substrate (base material, frame) 8 is prepared. The mother board 8 is made of a conductive member such as stainless steel (SUS403) or copper, for example, and is a multi-piece board in which areas (chip mounting areas DIA) on which one semiconductor chip 7 is mounted are partitioned and formed in a matrix. . FIG. 7 illustrates a mother board 8 in which three blocks each including a plurality of chip mounting areas DIA are formed. The thickness of the mother board 8 is, for example, 150 μm.

母基板8の上面のチップ搭載領域DIAの周囲には、複数の外部端子(電極)9が形成されている。外部端子9は、例えば電解めっき法により金膜、ニッケル膜、および金膜または銀膜を下から順次形成した積層膜により構成され、ニッケル膜がひさし状に張り出したマッシュルーム形状を有している。外部端子9の上面は、母基板8の上面のチップ搭載領域DIAよりも高い位置にあるが、電解めっき法により形成する外部端子9は、導電性基板(金属板)をパターニングすることで形成されたリードフレームの一部から成るリードの厚さの約半分以下の厚さで形成することができる。また、外部端子9の形状をマッシュルーム形状とすることにより、後の製造工程であるモールド工程P12において、外部端子9のアンカー効果が期待できる。外部端子9を構成する金膜の厚さは、例えば1μm、ニッケル膜の厚さは、例えば30〜60μm、金膜または銀膜の厚さは、例えば3μm以下である。   A plurality of external terminals (electrodes) 9 are formed around the chip mounting area DIA on the upper surface of the mother board 8. The external terminal 9 is composed of a laminated film in which a gold film, a nickel film, and a gold film or a silver film are sequentially formed from the bottom by, for example, an electrolytic plating method, and has a mushroom shape in which the nickel film projects in an eaves shape. The upper surface of the external terminal 9 is higher than the chip mounting area DIA on the upper surface of the mother substrate 8, but the external terminal 9 formed by electrolytic plating is formed by patterning a conductive substrate (metal plate). It can be formed with a thickness less than about half of the thickness of the lead consisting of a part of the lead frame. Moreover, the anchor effect of the external terminal 9 can be expected in the molding process P12, which is a subsequent manufacturing process, by making the external terminal 9 into a mushroom shape. The thickness of the gold film constituting the external terminal 9 is, for example, 1 μm, the thickness of the nickel film is, for example, 30 to 60 μm, and the thickness of the gold film or the silver film is, for example, 3 μm or less.

次に、図9および図10に示すように(剥離層形成工程P8)、半導体チップ7が搭載されるチップ搭載領域DIAのみが露出する開口部10aが形成されたマスク10を母基板8の上面側に配置する。全ての外部端子9はマスク10により覆われている。続いて、このマスク10を介して、母基板8の上面のチップ搭載領域DIAのみに剥離層11を形成する。剥離層11は、例えば配列したフッ素分子からなり、例えばフッ素を揮発性フロンで薄めた剥離剤11aをチップ搭載領域DIAに配置(塗布)することにより形成される。また、剥離層11の厚さは、例えば0.1〜1μmであり、第1樹脂シート3または第2樹脂シート6の厚さよりは薄い。これは、完成した半導体装置において、顕著な段差が生じないようにするためである。   Next, as shown in FIGS. 9 and 10 (peeling layer forming step P8), the upper surface of the mother substrate 8 is formed with a mask 10 having an opening 10a in which only the chip mounting area DIA on which the semiconductor chip 7 is mounted is exposed. Place on the side. All the external terminals 9 are covered with a mask 10. Subsequently, the release layer 11 is formed only on the chip mounting area DIA on the upper surface of the mother substrate 8 through the mask 10. The release layer 11 is made of, for example, arranged fluorine molecules, and is formed, for example, by disposing (applying) a release agent 11a obtained by thinning fluorine with volatile chlorofluorocarbon in the chip mounting area DIA. Moreover, the thickness of the peeling layer 11 is 0.1-1 micrometer, for example, and is thinner than the thickness of the 1st resin sheet 3 or the 2nd resin sheet 6. FIG. This is to prevent a significant step from occurring in the completed semiconductor device.

ここで、濃度を薄めた剥離剤11aを使用しているので、チップ搭載領域DIAに剥離剤11aを単に塗布したとしても、後の母基板8を剥離する工程において、半導体チップ7の裏面から樹脂シートが剥がれることなく、母基板8を剥離することができる。しかし、図10に示すように、例えばスプレー法により、この薄めた剥離剤11aをチップ搭載領域DIAに吹き付けて剥離層11を形成することで、母基板8の剥離性をより向上させることができる。   Here, since the release agent 11a having a reduced concentration is used, even if the release agent 11a is simply applied to the chip mounting area DIA, the resin is applied from the back surface of the semiconductor chip 7 in the process of peeling the mother substrate 8 later. The mother board 8 can be peeled off without peeling off the sheet. However, as shown in FIG. 10, the peelability of the mother substrate 8 can be further improved by spraying the thinned release agent 11a onto the chip mounting area DIA to form the release layer 11 by, for example, a spray method. .

次に、図11に示すように(ダイボンディング工程P9)、半導体チップ7をダイシングテープ4から引き剥がしてピックアップする。先の製造工程であるUV照射工程P6において接着層5の接着力が弱められているので、薄く強度が低下している半導体チップ7であっても確実にピックアップすることができる。半導体チップ7の裏面(第2面)には、第1樹脂シート3および第2樹脂シート6が接着している。   Next, as shown in FIG. 11 (die bonding step P9), the semiconductor chip 7 is peeled off from the dicing tape 4 and picked up. Since the adhesive force of the adhesive layer 5 is weakened in the UV irradiation process P6 which is the previous manufacturing process, even the semiconductor chip 7 which is thin and has a reduced strength can be reliably picked up. The first resin sheet 3 and the second resin sheet 6 are bonded to the back surface (second surface) of the semiconductor chip 7.

ピックアップされた半導体チップ7は、母基板8の上面の所定のチップ搭載領域DIAに搬送される。続いて、半導体チップ7の裏面に接着している第2樹脂シート6と母基板8の上面のチップ搭載領域DIAとを剥離層11を介して対向させて、熱(例えば80〜120℃)および圧力を加えることで、母基板8の上面のチップ搭載領域DIAに、半導体チップ7を貼り付ける。半導体チップ7と母基板8との間には、第1樹脂シート3、第2樹脂シート6、および剥離層11が介在している。   The picked up semiconductor chip 7 is transported to a predetermined chip mounting area DIA on the upper surface of the mother board 8. Subsequently, the second resin sheet 6 bonded to the back surface of the semiconductor chip 7 and the chip mounting area DIA on the upper surface of the mother substrate 8 are opposed to each other through the release layer 11, and heat (for example, 80 to 120 ° C.) By applying pressure, the semiconductor chip 7 is attached to the chip mounting area DIA on the upper surface of the mother substrate 8. The first resin sheet 3, the second resin sheet 6, and the release layer 11 are interposed between the semiconductor chip 7 and the mother substrate 8.

次に、図12に示すように(ベーク処理工程P10)、複数の半導体チップ7が貼り付けられた母基板8に対して、例えば150〜170℃の温度で1時間程度の熱処理を施すことにより、第2樹脂シート6を硬化させる。第2樹脂シート6を硬化させる上記温度は、剥離層11の耐熱温度よりも低い温度である。これにより、第2樹脂シート6の硬度および耐熱性を高くする。   Next, as shown in FIG. 12 (baking process P10), the mother substrate 8 to which the plurality of semiconductor chips 7 are attached is subjected to a heat treatment at a temperature of 150 to 170 ° C. for about 1 hour, for example. The second resin sheet 6 is cured. The temperature for curing the second resin sheet 6 is a temperature lower than the heat resistant temperature of the release layer 11. Thereby, the hardness and heat resistance of the second resin sheet 6 are increased.

先に説明したように、第2樹脂シート6を形成しない場合は、硬化した第1樹脂シート3のみを介して母基板8の上面に半導体チップ7が搭載されることになるので、半導体チップ7と母基板8との接着が弱く、固定することが難しい。   As described above, when the second resin sheet 6 is not formed, the semiconductor chip 7 is mounted on the upper surface of the mother substrate 8 only through the cured first resin sheet 3. And the mother substrate 8 are weakly bonded and difficult to fix.

しかし、半導体チップ7と母基板8との間に、完全に硬化していない第2樹脂シート6を設け、上記熱処理により硬化させることにより、第2樹脂シート6を介した半導体チップ7と母基板8との接着が強くなる。これにより、半導体チップ7を母基板8の上面に確実に固定することができる。   However, the second resin sheet 6 that is not completely cured is provided between the semiconductor chip 7 and the mother substrate 8 and cured by the heat treatment, so that the semiconductor chip 7 and the mother substrate via the second resin sheet 6 are cured. Adhesion with 8 becomes stronger. Thereby, the semiconductor chip 7 can be reliably fixed to the upper surface of the mother substrate 8.

次に、図13に示すように(ワイヤボンディング工程P11)、半導体チップ7の表面(第1主面)の縁辺に配置された複数の電極パッド2と、母基板8の上面のチップ搭載領域DIAの周囲に形成された複数の外部端子9とを、例えば熱圧着に超音波振動を併用したネイルヘッドボンディング法(ボールボンディング法)により、複数の導電性部材13を用いてそれぞれ電気的に接続する。導電性部材13には、例えば金ワイヤを用いる。また、主として、正ボンディング方式(半導体チップ7の電極パッド2とワイヤの一部を接続した後に、外部端子9とワイヤの他部を接続する方式)を用いるが、逆ボンディング方式(外部端子9とワイヤの一部を接続した後に、半導体チップ7の電極パッド2とワイヤの他部を接続する方式)を用いても良い。ボンディング時には170℃程度の熱が剥離層11にも加わるが、剥離層11の耐熱温度は180℃程度であるので、剥離層11が劣化することはない。なお、図13には、複数の導電性部材13のうちの一部を記載している。   Next, as shown in FIG. 13 (wire bonding step P11), a plurality of electrode pads 2 arranged on the edge of the surface (first main surface) of the semiconductor chip 7 and a chip mounting area DIA on the upper surface of the mother substrate 8 A plurality of external terminals 9 formed in the periphery of the substrate are electrically connected to each other using a plurality of conductive members 13 by, for example, a nail head bonding method (ball bonding method) using ultrasonic vibration in combination with thermocompression bonding. . For the conductive member 13, for example, a gold wire is used. In addition, a normal bonding method (a method in which the electrode pad 2 of the semiconductor chip 7 and a part of the wire are connected and then the external terminal 9 and the other part of the wire are connected) is used, but a reverse bonding method (the external terminal 9 and A method of connecting the electrode pad 2 of the semiconductor chip 7 and the other part of the wire after connecting a part of the wire may be used. At the time of bonding, heat of about 170 ° C. is also applied to the release layer 11, but since the heat resistant temperature of the release layer 11 is about 180 ° C., the release layer 11 does not deteriorate. FIG. 13 shows a part of the plurality of conductive members 13.

次に、図14に示すように(モールド工程P12)、複数の半導体チップ7が搭載された母基板8を金型成型機にセットし、温度を上げて液状化した封止樹脂を金型成型機に圧送して流し込み、母基板8の上面側を封止樹脂で封入して、1つの樹脂封止体(封止体)14を形成する。続いて、例えば170℃の温度で熱処理を施す。これにより、母基板8の上面、複数の半導体チップ7、複数の外部端子9のそれぞれの一部(上面および側面)、および複数の導電性部材13などが母基板8の上面側を被覆する樹脂封止体14によって封止される。樹脂封止体14の厚さは、例えば300μmである。樹脂封止体14は、低応力化を図ることを目的として、例えばフェノール系硬化剤、シリコーンゴム、および多数のフィラー(例えばシリカ)などが添加されたエポキシ系の熱硬化性絶縁樹脂からなる。   Next, as shown in FIG. 14 (molding step P12), the mother substrate 8 on which a plurality of semiconductor chips 7 are mounted is set in a mold molding machine, and the sealing resin liquefied by increasing the temperature is molded. The upper surface side of the mother substrate 8 is sealed with a sealing resin to form one resin sealing body (sealing body) 14. Subsequently, heat treatment is performed at a temperature of 170 ° C., for example. Accordingly, the upper surface of the mother substrate 8, the plurality of semiconductor chips 7, a part of each of the plurality of external terminals 9 (upper surface and side surfaces), the plurality of conductive members 13, and the like cover the upper surface side of the mother substrate 8. Sealed by the sealing body 14. The thickness of the resin sealing body 14 is, for example, 300 μm. For the purpose of reducing the stress, the resin sealing body 14 is made of an epoxy thermosetting insulating resin to which, for example, a phenolic curing agent, silicone rubber, and a large number of fillers (for example, silica) are added.

次に、図15に示すように(母基板除去工程P13)、樹脂封止体14から母基板8を引き剥がす。これにより、樹脂封止体14の下面から剥離層11の一部および複数の外部端子9のそれぞれの他部(下面、実装面)を露出させる。   Next, as shown in FIG. 15 (mother substrate removal step P13), the mother substrate 8 is peeled off from the resin sealing body. As a result, a part of the release layer 11 and the other part (lower surface, mounting surface) of each of the plurality of external terminals 9 are exposed from the lower surface of the resin sealing body 14.

半導体チップ7と母基板8との間には、第1樹脂シート3、第2樹脂シート6および剥離層11が形成されていたが、母基板8を引き剥がすことにより、図16に示すように、剥離層11が物理的に2つに分離する。すなわち、剥離層11の一方は、半導体チップ7の裏面に貼り付いている第2樹脂シート6の下面に残り、剥離層11の他の一方は、母基板8の上面に残る。従って、母基板8を引き剥がした後も、半導体チップ7の裏面には第1樹脂シート3および第2樹脂シート6が接着している。剥離層11が2つに分離することから、半導体チップ7の裏面の剥離層11が残った領域は、樹脂封止体14の下面から窪むことになる。しかし、剥離層11の厚さは、前述したように例えば0.1〜1μmである。さらに、その約半分が除去されるだけなので、上記窪みは0.5μm以下程度であり、完成した半導体装置において、顕著な段差は生じない。   The first resin sheet 3, the second resin sheet 6, and the release layer 11 were formed between the semiconductor chip 7 and the mother board 8, but by peeling the mother board 8, as shown in FIG. The release layer 11 is physically separated into two. That is, one of the release layers 11 remains on the lower surface of the second resin sheet 6 attached to the back surface of the semiconductor chip 7, and the other one of the release layers 11 remains on the upper surface of the mother substrate 8. Therefore, even after the mother substrate 8 is peeled off, the first resin sheet 3 and the second resin sheet 6 are adhered to the back surface of the semiconductor chip 7. Since the release layer 11 is separated into two, the region where the release layer 11 on the back surface of the semiconductor chip 7 remains is recessed from the lower surface of the resin sealing body 14. However, the thickness of the release layer 11 is, for example, 0.1 to 1 μm as described above. Furthermore, since only about half of them are removed, the above-mentioned depression is about 0.5 μm or less, and there is no significant step in the completed semiconductor device.

また、第2樹脂シート6に残る剥離層11は、第2樹脂シート2の下面の全面に残らないこともある。この場合は、第2樹脂シート6の下面の一部が樹脂封止体14および剥離層11から露出する。   Further, the release layer 11 remaining on the second resin sheet 6 may not remain on the entire lower surface of the second resin sheet 2. In this case, a part of the lower surface of the second resin sheet 6 is exposed from the resin sealing body 14 and the release layer 11.

次に、図17に示すように(マーク工程P14)、樹脂封止体14の上面に品名などを捺印する。   Next, as shown in FIG. 17 (mark process P14), a product name or the like is stamped on the upper surface of the resin sealing body 14.

次に、図18に示すように(パッケージダイシングシート接着工程P15)、ダイシングシート15を準備する。ダイシングシート15の上面には、接着層16が貼り付けられている。接着層16は、例えばアクリル系UV硬化タイプの粘着剤である。続いて、ダイシングシート15の上面に接着層16を介して、複数の半導体チップ7、複数の外部端子9のそれぞれの一部(上面および側面)、および複数の導電性部材13を被覆した樹脂封止体14を固定する。   Next, as shown in FIG. 18 (package dicing sheet bonding step P15), the dicing sheet 15 is prepared. An adhesive layer 16 is attached to the upper surface of the dicing sheet 15. The adhesive layer 16 is, for example, an acrylic UV curable adhesive. Subsequently, a resin seal in which the upper surface of the dicing sheet 15 is covered with the plurality of semiconductor chips 7, a part of each of the plurality of external terminals 9 (upper surface and side surfaces), and the plurality of conductive members 13 via the adhesive layer 16. The stationary body 14 is fixed.

次に、図19に示すように(パッケージダイシング工程P16)、例えばダイヤモンド微粒を貼り付けた極薄の円形刃を用いて、樹脂封止体14の上面側から樹脂封止体14をスクライブ領域に沿って縦、横に切断する。同時に、接着層16も樹脂封止体14の上記スクライブ領域に沿って縦、横に切断する。樹脂封止体14は半導体装置(半導体パッケージ)17に個片化されるが、個片化された後も半導体装置17はダイシングシート15を介して固定されているため、整列した状態を維持している。   Next, as shown in FIG. 19 (package dicing step P16), the resin sealing body 14 is moved from the upper surface side of the resin sealing body 14 to the scribe region by using, for example, an ultrathin circular blade with diamond fine particles attached thereto. Cut vertically and horizontally along. At the same time, the adhesive layer 16 is also cut vertically and horizontally along the scribe region of the resin sealing body 14. The resin sealing body 14 is separated into individual semiconductor devices (semiconductor packages) 17, but the semiconductor device 17 is fixed via the dicing sheet 15 even after being separated into individual pieces, so that the aligned state is maintained. ing.

次に、図20に示すように(パッケージ洗浄工程P17)、樹脂封止体14および接着層16を切断する際に発生した屑などを除去するために、半導体装置17を洗浄する。   Next, as shown in FIG. 20 (package cleaning step P <b> 17), the semiconductor device 17 is cleaned to remove debris and the like generated when the resin sealing body 14 and the adhesive layer 16 are cut.

次に、図21に示すように(UV照射工程P18)、ダイシングシート15の下面側から紫外線を照射して、接着層16の接着力を低下させる。これにより、各半導体装置17がダイシングシート15から剥がれやすくなる。ここで、本実施の形態1において使用するダイシングシート15は、紫外線を透過することが可能な材料から成るため、紫外線を透過させることが可能である。   Next, as shown in FIG. 21 (UV irradiation process P18), ultraviolet rays are irradiated from the lower surface side of the dicing sheet 15 to reduce the adhesive force of the adhesive layer 16. Thereby, each semiconductor device 17 becomes easy to peel from the dicing sheet 15. Here, since the dicing sheet 15 used in the first embodiment is made of a material that can transmit ultraviolet rays, the dicing sheet 15 can transmit ultraviolet rays.

次に、図22に示すように(パッケージダイシングシート除去工程P19)、ダイシングシート15を除去することにより、個々の半導体装置17に分ける。半導体装置17の樹脂封止体14の下面には、複数の外部端子9のそれぞれの下面(実装面)、および複数の半導体チップ7のそれぞれの裏面に第1樹脂シート3および第2樹脂シート6を介して形成された剥離層11の一部が露出している。従って、複数の半導体チップ7のそれぞれの裏面は、第1樹脂シート3および第2樹脂シート6に保護されている。その後、製品規格に沿って選別し、さらに最終外観検査を経て製品が完成する。   Next, as shown in FIG. 22 (package dicing sheet removal step P19), the dicing sheet 15 is removed to divide into individual semiconductor devices 17. On the lower surface of the resin sealing body 14 of the semiconductor device 17, the lower surfaces (mounting surfaces) of the plurality of external terminals 9, and the first resin sheet 3 and the second resin sheet 6 on the back surfaces of the plurality of semiconductor chips 7, respectively. A part of the release layer 11 formed through the film is exposed. Therefore, the back surfaces of the plurality of semiconductor chips 7 are protected by the first resin sheet 3 and the second resin sheet 6. After that, the product is sorted according to the product standard, and the product is completed through a final appearance inspection.

このように、本実施の形態1によれば、半導体装置17の小型化および薄型化を図るために、ステンレスまたは銅などの導電性部材を母基板8とする電解めっき法により外部端子9を形成するが、樹脂封止体14から母基板8を剥離するときには、母基板8の上面のチップ搭載領域DIAに形成した剥離層11を分離して、母基板8を剥離する。剥離層11は、半導体チップ7の裏面に形成された絶縁性樹脂層(第1樹脂シート3および第2樹脂シート6)と母基板8の上面のチップ搭載領域DIAとの間に形成されているので、樹脂封止体14から母基板8を剥離しても、絶縁性樹脂層(第1樹脂シート3および第2樹脂シート6)は半導体チップ7の裏面から剥がれずに、半導体チップ7の裏面を保護することができる。   As described above, according to the first embodiment, in order to reduce the size and thickness of the semiconductor device 17, the external terminals 9 are formed by an electrolytic plating method using a conductive member such as stainless steel or copper as the base substrate 8. However, when the mother board 8 is peeled from the resin sealing body 14, the peeling layer 11 formed in the chip mounting area DIA on the upper surface of the mother board 8 is separated and the mother board 8 is peeled off. The release layer 11 is formed between the insulating resin layers (the first resin sheet 3 and the second resin sheet 6) formed on the back surface of the semiconductor chip 7 and the chip mounting area DIA on the upper surface of the mother substrate 8. Therefore, even if the mother substrate 8 is peeled from the resin sealing body 14, the insulating resin layers (the first resin sheet 3 and the second resin sheet 6) are not peeled off from the back surface of the semiconductor chip 7, and the back surface of the semiconductor chip 7. Can be protected.

また、絶縁性樹脂層(第1樹脂シート3および第2樹脂シート6)により半導体チップ7の裏面を保護しているので、半導体装置17の吸湿不良耐性も向上する。   Further, since the back surface of the semiconductor chip 7 is protected by the insulating resin layers (the first resin sheet 3 and the second resin sheet 6), the moisture absorption resistance of the semiconductor device 17 is also improved.

また、ダイシングテープ4から引き剥がしたときの半導体チップ7の裏面には、硬化した第1樹脂シート3に重ねて完全に硬化していない第2樹脂シート6が貼り付けてある。従って、半導体チップ7を母基板8の上面のチップ搭載領域DIAに固定する際、半導体チップ7の裏面に貼り付けた第2樹脂シート6を熱処理により硬化させることにより、第2樹脂シート6を介した半導体チップ7と母基板8との接着を強くすることができる。これにより、半導体チップ7を母基板8の上面に確実に固定することができる。   In addition, a second resin sheet 6 that is not completely cured is attached to the back surface of the semiconductor chip 7 when peeled off from the dicing tape 4 so as to overlap the cured first resin sheet 3. Therefore, when the semiconductor chip 7 is fixed to the chip mounting area DIA on the upper surface of the mother substrate 8, the second resin sheet 6 attached to the back surface of the semiconductor chip 7 is cured by heat treatment, so that the second resin sheet 6 is interposed. The adhesion between the semiconductor chip 7 and the mother substrate 8 can be strengthened. Thereby, the semiconductor chip 7 can be reliably fixed to the upper surface of the mother substrate 8.

(実施の形態2)
前述した実施の形態1では、樹脂封止体14から母基板8を剥離するときに、母基板8の上面のチップ搭載領域DIAに形成した剥離層11を分離して、母基板8を剥離することにより、半導体チップ7の裏面に形成された絶縁性樹脂層(第1樹脂シート3および第2樹脂シート6)の剥がれを防いだ。しかしながら、本実施の形態2では、剥離層11を用いずに、図24に示すように、母基板8のチップ搭載領域DIAの一部に凹部(母基板8を貫通しない溝)8aを形成し、半導体チップ7の裏面に形成された絶縁性樹脂層(第1樹脂シート3および第2樹脂シート6)と母基板8の上面との接触面積を減らすことにより、絶縁性樹脂層(第1樹脂シート3および第2樹脂シート6)を剥がすことなく、樹脂封止体14から母基板8を剥離する。なお、前述の図24では、母基板8のチップ搭載領域DIAに母基板8を貫通しない溝である凹部8aを形成したが、母基板8を貫通する穴(貫通孔)を形成しても良い。
(Embodiment 2)
In the first embodiment described above, when the mother board 8 is peeled from the resin sealing body 14, the peeling layer 11 formed in the chip mounting area DIA on the upper surface of the mother board 8 is separated and the mother board 8 is peeled off. This prevented the insulating resin layers (the first resin sheet 3 and the second resin sheet 6) formed on the back surface of the semiconductor chip 7 from peeling off. However, in the second embodiment, without using the release layer 11, as shown in FIG. 24, a recess (a groove that does not penetrate the mother substrate 8) 8a is formed in a part of the chip mounting area DIA of the mother substrate 8. By reducing the contact area between the insulating resin layers (first resin sheet 3 and second resin sheet 6) formed on the back surface of the semiconductor chip 7 and the upper surface of the mother substrate 8, the insulating resin layer (first resin) The mother substrate 8 is peeled from the resin sealing body 14 without peeling off the sheet 3 and the second resin sheet 6). In FIG. 24 described above, the recess 8a that is a groove that does not penetrate the mother substrate 8 is formed in the chip mounting area DIA of the mother substrate 8. However, a hole (through hole) that penetrates the mother substrate 8 may be formed. .

本実施の形態2による半導体装置の製造方法を図25および図26を用いて説明する。図25は半導体装置の製造方法を説明する製造工程中における第1例の母基板と半導体チップとを重ねた要部平面図、図26は半導体装置の製造方法を説明する製造工程中における第2例の母基板と半導体チップとを重ねた要部平面図である。   A method of manufacturing the semiconductor device according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 25 is a plan view of a principal part in which the mother substrate and the semiconductor chip of the first example are overlapped during the manufacturing process for explaining the semiconductor device manufacturing method, and FIG. 26 is a second plan view during the manufacturing process for explaining the semiconductor device manufacturing method. It is the principal part top view which piled up the mother board of the example, and the semiconductor chip.

図25には、第1例の母基板20の1つのチップ搭載領域を示している。ここでは、4ピン仕様の半導体装置を例示しており、その半導体装置に搭載される半導体チップ21の表面(第1主面)の四隅には、電極パッド(ボンディングパッド)22が配置されている。半導体チップ21の寸法は、例えば0.5mm×0.5mm、電極パッド22の寸法は、例えば0.06mm×0.06mmとした。   FIG. 25 shows one chip mounting area of the mother board 20 of the first example. Here, a 4-pin specification semiconductor device is illustrated, and electrode pads (bonding pads) 22 are arranged at the four corners of the surface (first main surface) of the semiconductor chip 21 mounted on the semiconductor device. . The size of the semiconductor chip 21 is, for example, 0.5 mm × 0.5 mm, and the size of the electrode pad 22 is, for example, 0.06 mm × 0.06 mm.

母基板20のチップ搭載領域には、円形の穴(貫通孔)23が形成されている。母基板20のチップ搭載領域に穴23を形成することにより、前述した実施の形態1で説明した剥離層11を形成しなくても、絶縁性樹脂層(第1樹脂シート3および第2樹脂シート6)を剥がすことなく、樹脂封止体14から母基板20を剥離することができる。   A circular hole (through hole) 23 is formed in the chip mounting region of the mother board 20. By forming the holes 23 in the chip mounting region of the mother board 20, the insulating resin layers (the first resin sheet 3 and the second resin sheet) can be formed without forming the release layer 11 described in the first embodiment. The mother substrate 20 can be peeled from the resin sealing body 14 without removing 6).

母基板20の剥離し易さを考慮すると、母基板20と半導体チップ21とが接触しない面積は、接合面の50%は必要と考えられる。しかし、半導体チップ21の電極パッド22の真下の母基板20に穴23が形成されると、ボンディングワイヤ工程において、例えば熱圧着に超音波振動を併用したボンディング法を用いた場合、超音波が伝わりにくくなり、良好な導電性部材の接続ができなることがある。そこで、穴23は、平面視したときに、半導体チップ21の電極パッド22と重ならない領域に形成する。言い換えると、平面視において、半導体チップ21の複数の電極パッド22が凹部8aと重ならないように、半導体チップ21を母基板8のチップ搭載領域DIAに搭載している。これらから、母基板20に形成される穴23の直径は0.4mm(接合面の割合は約50%)とすることが好ましい。   Considering the ease with which the mother board 20 can be peeled off, it is considered that 50% of the bonding surface is necessary for the area where the mother board 20 and the semiconductor chip 21 do not contact each other. However, when the hole 23 is formed in the mother substrate 20 directly below the electrode pad 22 of the semiconductor chip 21, in the bonding wire process, for example, when a bonding method using ultrasonic vibration in combination with thermocompression bonding is used, ultrasonic waves are transmitted. It becomes difficult to connect a good conductive member. Therefore, the hole 23 is formed in a region that does not overlap the electrode pad 22 of the semiconductor chip 21 when viewed in plan. In other words, the semiconductor chip 21 is mounted on the chip mounting area DIA of the mother board 8 so that the plurality of electrode pads 22 of the semiconductor chip 21 do not overlap the recess 8a in plan view. From these, it is preferable that the diameter of the hole 23 formed in the mother substrate 20 is 0.4 mm (the ratio of the bonding surface is about 50%).

しかしながら、母基板20に形成される穴23の直径を0.4mmとすると、この穴23と半導体チップ21の表面に形成された電極パッド22との余裕が0.027mmとなる。電極パッド22に接続される導電性部材のダイボンド精度が±0.05mmの場合は、穴23と電極パッド22とが干渉する可能性が大きくなる。   However, if the diameter of the hole 23 formed in the mother board 20 is 0.4 mm, the margin between the hole 23 and the electrode pad 22 formed on the surface of the semiconductor chip 21 is 0.027 mm. When the die bonding accuracy of the conductive member connected to the electrode pad 22 is ± 0.05 mm, the possibility that the hole 23 and the electrode pad 22 interfere with each other increases.

そこで、次に説明するように、穴23と電極パッド22との干渉を回避するために、穴23の形状をクロス形状とする。   Therefore, as will be described next, in order to avoid interference between the hole 23 and the electrode pad 22, the shape of the hole 23 is a cross shape.

図26には、第2例の母基板24の1つのチップ搭載領域を示している。ここでも、前述した第1例の母基板20と同様に、4ピン仕様の半導体装置を例示しており、その半導体装置に搭載される半導体チップ25の表面(第1主面)の四隅には、電極パッド(ボンディングパッド)26が配置されている。半導体チップ25の寸法は、例えば0.5mm×0.5mm、電極パッド26の寸法は、例えば0.06mm×0.06mmとした。   FIG. 26 shows one chip mounting area of the mother board 24 of the second example. Here, similarly to the mother board 20 of the first example described above, a 4-pin specification semiconductor device is illustrated, and the four corners of the surface (first main surface) of the semiconductor chip 25 mounted on the semiconductor device are illustrated. Electrode pads (bonding pads) 26 are disposed. The size of the semiconductor chip 25 is, for example, 0.5 mm × 0.5 mm, and the size of the electrode pad 26 is, for example, 0.06 mm × 0.06 mm.

接合面の割合が約50%となるように、クロス形状の穴(貫通孔)27の幅を、例えば0.21mmとしても、この穴27と半導体チップ25の表面に形成された電極パッド26との余裕は0.055mmとなる。従って、電極パッド26に接続される導電性部材のダイボンド精度が±0.05mmの場合であっても、穴27と電極パッド26との干渉を回避することができる。   Even if the width of the cross-shaped hole (through hole) 27 is set to, for example, 0.21 mm so that the ratio of the bonding surface is about 50%, the hole 27 and the electrode pad 26 formed on the surface of the semiconductor chip 25 The margin is 0.055 mm. Therefore, even when the die bonding accuracy of the conductive member connected to the electrode pad 26 is ± 0.05 mm, interference between the hole 27 and the electrode pad 26 can be avoided.

上記第1例の母基板20および上記第2例の母基板24では、チップ搭載領域に母基板20,24を貫通する穴23,27を形成したが、母基板20,24を貫通しない溝(前述の図24に示す凹部8a)を形成してもよい。母基板20,24を貫通する穴23,27を形成すると、樹脂封止体により半導体チップ21,25等を封止する際に、母基板20,24の下面側に封止樹脂が洩れる危険性がある。しかし、母基板20,24を貫通しない溝であれば、このような封止樹脂洩れが発生しない。   In the mother substrate 20 of the first example and the mother substrate 24 of the second example, holes 23 and 27 that penetrate the mother substrates 20 and 24 are formed in the chip mounting region, but grooves that do not penetrate the mother substrates 20 and 24 ( The concave portion 8a) shown in FIG. 24 may be formed. When the holes 23 and 27 penetrating the mother substrates 20 and 24 are formed, there is a risk that the sealing resin leaks to the lower surface side of the mother substrates 20 and 24 when the semiconductor chips 21 and 25 and the like are sealed with the resin sealing body. There is. However, if the groove does not penetrate the mother substrates 20 and 24, such sealing resin leakage does not occur.

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。   As mentioned above, the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiment. However, the present invention is not limited to the embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Needless to say.

例えば、前述の実施の形態1および2では、2枚の樹脂シート(第1樹脂シート3および第2樹脂シート6)を使用することについて説明したが、半導体チップ7の裏面に接着する樹脂シートは1枚だけもよい。しかしながら、前述したように、半導体チップ7を母基板8に搭載したときの接着力の問題や、半導体装置の信頼性を考慮すると、前述の実施の形態1および2のように、複数枚の樹脂シートを使用することが好ましい。また、単に多くの枚数を使用すると、半導体装置の厚さが増加する原因ともなるため、前述したように、使用する樹脂シートの枚数は2枚が好ましい。   For example, in the first and second embodiments described above, the use of two resin sheets (the first resin sheet 3 and the second resin sheet 6) has been described, but the resin sheet adhered to the back surface of the semiconductor chip 7 is Only one is good. However, as described above, considering the problem of adhesive strength when the semiconductor chip 7 is mounted on the mother substrate 8 and the reliability of the semiconductor device, a plurality of resins are used as in the first and second embodiments. It is preferable to use a sheet. Moreover, since the use of a large number of sheets may cause an increase in the thickness of the semiconductor device, the number of resin sheets to be used is preferably two as described above.

本発明は、半導体チップが封止樹脂により封止された半導体装置の製造に適用することができる。   The present invention can be applied to the manufacture of a semiconductor device in which a semiconductor chip is sealed with a sealing resin.

1 半導体ウエハ
1x 第1主面(表面)
1y 第2主面(裏面)
1CA チップ領域
1SA スクライブ領域(ダイシングライン)
2 電極パッド(ボンディングパッド)
3 第1樹脂シート(封止シート)
4 ダイシングテープ
5 接着層
6 第2樹脂シート
7 半導体チップ
8 母基板(基材、フレーム)
8a 凹部
9 外部端子(電極)
10 マスク
10a 開口部
11 剥離層
11a 剥離剤
13 導電性部材
14 樹脂封止体(封止体)
15 ダイシングシート
16 接着層
17 半導体装置(半導体パッケージ)
20 母基板
21 半導体チップ
22 電極パッド(ボンディングパッド)
23 穴(貫通孔)
24 母基板
25 半導体チップ
26 電極パッド(ボンディングパッド)
27 穴(貫通孔)
DIA チップ搭載領域
1 Semiconductor wafer 1x First main surface (surface)
1y 2nd main surface (back surface)
1CA chip area 1SA scribe area (dicing line)
2 Electrode pads (bonding pads)
3 First resin sheet (sealing sheet)
4 Dicing tape 5 Adhesive layer 6 Second resin sheet 7 Semiconductor chip 8 Mother board (base material, frame)
8a Recess 9 External terminal (electrode)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Mask 10a Opening part 11 Release layer 11a Release agent 13 Conductive member 14 Resin sealing body (sealing body)
15 Dicing Sheet 16 Adhesive Layer 17 Semiconductor Device (Semiconductor Package)
20 Mother board 21 Semiconductor chip 22 Electrode pad (bonding pad)
23 holes (through holes)
24 Mother board 25 Semiconductor chip 26 Electrode pad (bonding pad)
27 holes (through holes)
DIA chip mounting area

Claims (18)

以下の工程を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法:
(a)第1主面、前記第1主面に形成された複数のチップ領域、前記複数のチップ領域の間に形成されたスクライブ領域、および前記第1主面とは反対側の第2主面を有する半導体ウエハを準備する工程;
(b)前記半導体ウエハの前記第2主面に第1樹脂シートを貼り付ける工程;
(c)上面、前記上面に設けられたチップ搭載領域、前記チップ搭載領域の周囲に電解めっき法を用いて形成された複数の外部端子、および前記上面とは反対側の下面を有し、かつ導電性部材から成る母基板を準備する工程;
(d)前記母基板の前記チップ搭載領域に、剥離層を形成する工程;
(e)前記半導体ウエハを分割することにより取得した半導体チップを、前記第1樹脂シートおよび前記剥離層を介して前記母基板の前記チップ搭載領域に搭載する工程;
(f)前記半導体チップの表面に形成された複数の電極パッドと前記複数の外部端子とを、複数の導電性部材を介してそれぞれ電気的に接続する工程;
(g)前記複数の外部端子のそれぞれの一部、前記母基板の前記上面、前記半導体チップ、および前記複数の導電性部材を樹脂で封止して、封止体を形成する工程;
(h)前記(g)工程の後、前記母基板を除去し、前記封止体から前記剥離層および前記複数の外部端子のそれぞれの他部を露出させる工程。
A method for manufacturing a semiconductor device comprising the following steps:
(A) a first main surface, a plurality of chip regions formed on the first main surface, a scribe region formed between the plurality of chip regions, and a second main opposite to the first main surface Preparing a semiconductor wafer having a surface;
(B) a step of attaching a first resin sheet to the second main surface of the semiconductor wafer;
(C) having an upper surface, a chip mounting region provided on the upper surface, a plurality of external terminals formed by electrolytic plating around the chip mounting region, and a lower surface opposite to the upper surface; Preparing a mother substrate made of a conductive member;
(D) forming a release layer in the chip mounting region of the mother substrate;
(E) a step of mounting a semiconductor chip obtained by dividing the semiconductor wafer on the chip mounting region of the mother substrate through the first resin sheet and the release layer;
(F) electrically connecting a plurality of electrode pads formed on the surface of the semiconductor chip and the plurality of external terminals via a plurality of conductive members;
(G) sealing a part of each of the plurality of external terminals, the upper surface of the mother board, the semiconductor chip, and the plurality of conductive members with a resin to form a sealed body;
(H) A step of removing the mother substrate after the step (g) and exposing other portions of the release layer and the plurality of external terminals from the sealing body.
請求項1記載の半導体装置の製造方法において、
前記複数の外部端子の上面は、前記母基板の上面の前記チップ搭載領域よりも高い位置にあることを特徴とする半導体装置の製造方法。
In the manufacturing method of the semiconductor device according to claim 1,
A method of manufacturing a semiconductor device, wherein upper surfaces of the plurality of external terminals are positioned higher than the chip mounting region on the upper surface of the mother substrate.
請求項1記載の半導体装置の製造方法において、前記(b)工程の後、さらに以下の工程を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法:
(i)上面、前記上面に貼り付けられた第2樹脂シート、および前記上面とは反対側の下面を有するダイシングテープを準備する工程;
(j)前記ダイシングテープの前記上面に、前記第1樹脂シートおよび前記第2樹脂シートを介して前記半導体ウエハを貼り付ける工程。
2. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, further comprising the following steps after the step (b):
(I) preparing a dicing tape having an upper surface, a second resin sheet attached to the upper surface, and a lower surface opposite to the upper surface;
(J) A step of attaching the semiconductor wafer to the upper surface of the dicing tape via the first resin sheet and the second resin sheet.
請求項1記載の半導体装置の製造方法において、前記(b)工程の後、さらに以下の工程を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法:
(i)前記第1樹脂シートに第2樹脂シートを貼り付ける工程;
(j)上面、および前記上面とは反対側の下面を有するダイシングテープを準備する工程;
(k)前記ダイシングテープの前記上面に、前記第1樹脂シートおよび前記第2樹脂シートを介して前記半導体ウエハを貼り付ける工程。
2. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, further comprising the following steps after the step (b):
(I) a step of attaching a second resin sheet to the first resin sheet;
(J) preparing a dicing tape having an upper surface and a lower surface opposite to the upper surface;
(K) A step of attaching the semiconductor wafer to the upper surface of the dicing tape via the first resin sheet and the second resin sheet.
請求項1記載の半導体装置の製造方法において、
前記剥離層は、フッ素分子から構成されていることを特徴とする半導体装置の製造方法。
In the manufacturing method of the semiconductor device according to claim 1,
The method for manufacturing a semiconductor device, wherein the release layer is made of fluorine molecules.
請求項1記載の半導体装置の製造方法において、
前記剥離層の厚さは、0.1〜1μmであることを特徴とする半導体装置の製造方法。
In the manufacturing method of the semiconductor device according to claim 1,
The method for manufacturing a semiconductor device, wherein the release layer has a thickness of 0.1 to 1 μm.
請求項1記載の半導体装置の製造方法において、
前記(h)工程では、前記半導体チップが位置する領域が、前記封止体の下面から窪んでいることを特徴とする半導体装置の製造方法。
In the manufacturing method of the semiconductor device according to claim 1,
In the step (h), the region where the semiconductor chip is located is recessed from the lower surface of the sealing body.
以下の工程を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法:
(a)第1主面、前記第1主面に形成された複数のチップ領域、前記複数のチップ領域の間に形成されたスクライブ領域、および前記第1主面とは反対側の第2主面を有する半導体ウエハを準備する工程;
(b)前記半導体ウエハの前記第2主面に、上面、および前記上面とは反対側の下面を有し、かつ複数のフィラーを含有する第1樹脂シートを貼り付ける工程;
(c)前記(b)工程の後、前記第1樹脂シートに熱を加え、前記第1樹脂シートを硬化させる工程;
(d)前記半導体ウエハの前記第2主面がダイシングテープと対向するように、前記第1樹脂シート、複数のフィラーを含有する第2樹脂シート、および前記ダイシングテープの前記上面に形成された接着層を介して、前記半導体ウエハを前記ダイシングテープに固定する工程;
(e)前記半導体ウエハを分割することにより、前記第1樹脂シート、および前記第1樹脂シートの前記下面に形成された前記第2樹脂シートを有する半導体チップを取得する工程;
(f)前記(e)工程の後、前記ダイシングテープの前記接着層を硬化させて、前記第1樹脂シート、および前記第1樹脂シートの前記下面に形成された前記第2樹脂シートを有する前記半導体チップを前記ダイシングテープから剥離する工程;
(g)上面、および前記上面に設けられたチップ搭載領域を有する母基板を準備する工程;
(h)前記母基板の前記チップ搭載領域に、前記第1樹脂シートおよび前記第2樹脂シートを介して前記半導体チップを搭載する工程;
(i)前記(h)工程の後、前記第2樹脂シートに熱を加え、前記第2樹脂シートを硬化させる工程。
A method for manufacturing a semiconductor device comprising the following steps:
(A) a first main surface, a plurality of chip regions formed on the first main surface, a scribe region formed between the plurality of chip regions, and a second main opposite to the first main surface Preparing a semiconductor wafer having a surface;
(B) attaching a first resin sheet having a top surface and a bottom surface opposite to the top surface to the second main surface of the semiconductor wafer and containing a plurality of fillers;
(C) After the step (b), heat is applied to the first resin sheet to cure the first resin sheet;
(D) Adhesion formed on the upper surface of the first resin sheet, the second resin sheet containing a plurality of fillers, and the dicing tape so that the second main surface of the semiconductor wafer faces the dicing tape Fixing the semiconductor wafer to the dicing tape through a layer;
(E) obtaining a semiconductor chip having the first resin sheet and the second resin sheet formed on the lower surface of the first resin sheet by dividing the semiconductor wafer;
(F) After the step (e), the adhesive layer of the dicing tape is cured, and the first resin sheet and the second resin sheet formed on the lower surface of the first resin sheet are included. Peeling the semiconductor chip from the dicing tape;
(G) preparing a mother substrate having an upper surface and a chip mounting region provided on the upper surface;
(H) mounting the semiconductor chip on the chip mounting region of the mother board via the first resin sheet and the second resin sheet;
(I) A step of applying heat to the second resin sheet after the step (h) to cure the second resin sheet.
請求項8記載の半導体装置の製造方法において、
前記(h)工程における前記第2樹脂シートは、前記(h)工程における前記第1樹脂シートよりも柔らかいことを特徴とする半導体装置の製造方法。
The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 8.
The method for manufacturing a semiconductor device, wherein the second resin sheet in the step (h) is softer than the first resin sheet in the step (h).
請求項8記載の半導体装置の製造方法において、
前記(h)工程における前記第2樹脂シートの硬度は、前記(h)工程における前記第1樹脂シートの硬度よりも低いことを特徴とする半導体装置の製造方法。
The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 8.
The method of manufacturing a semiconductor device, wherein the hardness of the second resin sheet in the step (h) is lower than the hardness of the first resin sheet in the step (h).
請求項8記載の半導体装置の製造方法において、
前記第2樹脂シートのフィラーの含有量は、前記第1樹脂シートのフィラーの含有量よりも少ないことを特徴とする半導体装置の製造方法。
The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 8.
The method for manufacturing a semiconductor device, wherein the filler content of the second resin sheet is less than the filler content of the first resin sheet.
請求項8記載の半導体装置の製造方法において、
前記(d)工程における前記第2樹脂シートは、予め前記ダイシングテープの上面に前記接着層を介して貼り付けてあることを特徴とする半導体装置の製造方法。
The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 8.
The method of manufacturing a semiconductor device, wherein the second resin sheet in the step (d) is pasted on the upper surface of the dicing tape via the adhesive layer in advance.
表面、前記表面に形成された複数の電極パッド、および前記表面とは反対側の裏面を有する半導体チップと、
前記半導体チップの周囲に設けられた複数の外部端子と、
第1上面、および前記第1上面とは反対側の第1下面を有し、かつ複数のフィラーを含有し、前記第1上面が前記半導体チップの前記裏面と対向するように、前記半導体チップの前記裏面に形成された第1樹脂シートと、
第2上面、および前記第2上面とは反対側の第2下面を有し、かつ複数のフィラーを含有し、前記第2上面が前記第1樹脂シートの前記第1下面と対向するように、前記第1樹脂シートの前記第1下面に形成された第2樹脂シートと、
前記第2樹脂シートの前記第2下面に形成された剥離層と、
前記半導体チップの前記複数の電極パッドと前記複数の外部端子とをそれぞれ電気的に接続する複数の導電性部材と、
前記半導体チップ、前記複数の外部端子、前記複数の導電性部材、前記第1樹脂シート、および前記第2樹脂シートを封止する封止体と、
を含むことを特徴とする半導体装置。
A semiconductor chip having a surface, a plurality of electrode pads formed on the surface, and a back surface opposite to the surface;
A plurality of external terminals provided around the semiconductor chip;
The semiconductor chip has a first upper surface and a first lower surface opposite to the first upper surface, contains a plurality of fillers, and the first upper surface faces the back surface of the semiconductor chip. A first resin sheet formed on the back surface;
Having a second upper surface and a second lower surface opposite to the second upper surface, and containing a plurality of fillers, such that the second upper surface faces the first lower surface of the first resin sheet, A second resin sheet formed on the first lower surface of the first resin sheet;
A release layer formed on the second lower surface of the second resin sheet;
A plurality of conductive members that respectively electrically connect the plurality of electrode pads of the semiconductor chip and the plurality of external terminals;
A sealing body for sealing the semiconductor chip, the plurality of external terminals, the plurality of conductive members, the first resin sheet, and the second resin sheet;
A semiconductor device comprising:
請求項13記載の半導体装置において、前記第2樹脂シートの前記第2下面の一部は、前記封止体および前記剥離層から露出していることを特徴とする半導体装置。   14. The semiconductor device according to claim 13, wherein a part of the second lower surface of the second resin sheet is exposed from the sealing body and the release layer. 請求項13記載の半導体装置において、
前記第2樹脂シートのフィラーの含有量は、前記第1樹脂シートのフィラーの含有量よりも少ないことを特徴とする半導体装置。
The semiconductor device according to claim 13.
The content of the filler of the second resin sheet is less than the content of the filler of the first resin sheet.
以下の工程を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法:
(a)第1主面、前記第1主面に形成された複数のチップ領域、前記複数のチップ領域の間に形成されたスクライブ領域、および前記第1主面とは反対側の第2主面を有する半導体ウエハを準備する工程;
(b)前記半導体ウエハの前記第2主面に第1樹脂シートを貼り付ける工程;
(c)上面、前記上面に設けられ、かつ凹部または貫通孔を有するチップ搭載領域、前記チップ搭載領域の周囲に電解めっき法を用いて形成された複数の外部端子、および前記上面とは反対側の下面を有し、かつ導電性部材から成る母基板を準備する工程;
(d)前記半導体ウエハを分割することにより取得した半導体チップを、前記第1樹脂シートを介して前記母基板の前記チップ搭載領域に搭載する工程;
(e)前記半導体チップの表面に形成された複数の電極パッドと前記複数の外部端子とを、複数の導電性部材を介してそれぞれ電気的に接続する工程;
(f)前記複数の外部端子のそれぞれの一部、前記母基板の前記上面、前記半導体チップ、および前記複数の導電性部材を樹脂で封止して、封止体を形成する工程;
(g)前記(f)工程の後、前記母基板を除去する工程。
A method for manufacturing a semiconductor device comprising the following steps:
(A) a first main surface, a plurality of chip regions formed on the first main surface, a scribe region formed between the plurality of chip regions, and a second main opposite to the first main surface Preparing a semiconductor wafer having a surface;
(B) a step of attaching a first resin sheet to the second main surface of the semiconductor wafer;
(C) an upper surface, a chip mounting region provided on the upper surface and having a recess or a through hole, a plurality of external terminals formed by electrolytic plating around the chip mounting region, and the side opposite to the upper surface Preparing a mother substrate having a lower surface of the conductive material and comprising a conductive member;
(D) mounting a semiconductor chip obtained by dividing the semiconductor wafer on the chip mounting region of the mother board via the first resin sheet;
(E) electrically connecting a plurality of electrode pads formed on the surface of the semiconductor chip and the plurality of external terminals via a plurality of conductive members;
(F) sealing a part of each of the plurality of external terminals, the upper surface of the mother board, the semiconductor chip, and the plurality of conductive members with a resin to form a sealed body;
(G) A step of removing the mother substrate after the step (f).
請求項16記載の半導体装置の製造方法において、
前記凹部または前記貫通孔の平面形状は、十字形状または円形状であることを特徴とする半導体装置の製造方法。
In the manufacturing method of the semiconductor device according to claim 16,
The method of manufacturing a semiconductor device, wherein a planar shape of the recess or the through hole is a cross shape or a circular shape.
請求項16記載の半導体装置の製造方法において、前記(d)工程では、平面視において、前記半導体チップの前記複数の電極パッドが前記凹部と重ならないように、前記半導体チップを前記母基板の前記チップ搭載領域に搭載することを特徴とする半導体装置の製造方法。   17. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 16, wherein in the step (d), the semiconductor chip is placed on the mother substrate so that the plurality of electrode pads of the semiconductor chip do not overlap the recess in plan view. A semiconductor device manufacturing method comprising mounting in a chip mounting area.
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