JP2016127115A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
上述の本発明の一態様によれば、複数段階に亘って粘着シートを引き延ばす工程を備えるため、半導体チップの取り扱い性を低下させることなく、複数の半導体チップ同士の間隔を大きく拡げることができる。
この態様によれば、第一の粘着シートを引き延ばす第一のエキスパンド工程と、第二の粘着シートを引き延ばす第二のエキスパンド工程とにおいて、基材フィルムのMD方向が直交するように複数の半導体チップを転写する。基材フィルムの伸び易い方向が、第一のエキスパンド工程と第二のエキスパンド工程とで直交するので、複数の半導体チップ同士の間隔は、第二のエキスパンド工程実施後には、より均一に拡張される。例えば、格子状の分割予定ラインに沿って複数の半導体チップに個片化した場合、この態様によれば、上下方向および左右方向において複数の半導体チップ同士の間隔がより均一に拡張される。
本明細書において、「MD方向」とは、基材フィルムを与える原反の長手方向(原反の製造時の送り方向)に平行な方向を示す語として用いており、以下についても同様である。本明細書において、MDは、Machine Directionの略称である。
この態様によれば、第二の粘着シートを引き延ばす第二のエキスパンド工程において、複数の半導体チップ同士の間隔を大きく拡げ易くなる。
この態様によれば、半導体チップの取り扱い性を低下させることなく複数の半導体チップ間の間隔を大きく拡げたうえで、封止部材で複数の半導体チップを覆うことができる。しかも、この態様によれば、個片化された半導体チップを、1個ずつ第一の粘着シートから別の粘着シートや支持体にピック・アンド・プレイスによって再配列することなく、封止部材で覆うことができる。それゆれ、この態様によれば、WLPの製造プロセスの工程を簡略化することができる。
この態様によれば、第二の粘着シートを引き延ばす第二のエキスパンド工程の後に、保持部材の保持面に複数の半導体チップを転写し、当接手段と保持面とを相対移動させて半導体チップを整列させることができる。第二のエキスパンド工程における第二の粘着シートの応力の影響を受けることなく、半導体チップ間の間隔をより正確に調整したり、さらに拡げたりすることができる。
また、この態様によれば、第二のエキスパンド工程の後に、保持部材の保持面に複数の半導体チップを転写するので、保持面に転写された複数の半導体チップ間の間隔は大きい。そのため、複数の半導体チップの間に当接手段を挿入させる際、当接手段が半導体チップの表面に接触することを防止できる。
以下、本実施形態に係る半導体装置の製造方法について説明する。
半導体ウエハWは、例えば、シリコンウエハであってもよいし、ガリウム・砒素などの化合物半導体ウエハであってもよい。半導体ウエハWの回路面W1に回路W2を形成する方法としては、汎用されている方法が挙げられ、例えば、エッチング法、およびリフトオフ法などが挙げられる。
半導体ウエハWは、予め所定の厚みに研削して、裏面W3を露出させて第一の粘着シート10に貼着されている。半導体ウエハWを研削する方法としては、特に限定されず、例えば、グラインダーなどを用いた公知の方法が挙げられる。半導体ウエハWを研削する際には、回路W2を保護するために、表面保護シートを回路面W1に貼着させる。ウエハの裏面研削は、半導体ウエハWの回路面W1側、すなわち表面保護シート側をチャックテーブル等により固定し、回路が形成されていない裏面側をグラインダーにより研削する。研削後の半導体ウエハWの厚みは、特に限定はされず、通常は、20μm以上500μm以下である。
第一の粘着シート10は、半導体ウエハWおよび第一のリングフレームに貼着されていてもよい。この場合、第一の粘着シート10の第一の粘着剤層12の上に、第一のリングフレームおよび半導体ウエハWを載置し、これらを軽く押圧し、固定する。
図1(B)には、第一の粘着シート10に保持された複数の半導体チップCPが示されている。
第一の粘着シート10に保持された半導体ウエハWは、ダイシングにより個片化され、複数の半導体チップCPが形成される。ダイシングには、ダイシングソーなどの切断手段が用いられる。ダイシングの際の切断深さは、半導体ウエハWの厚みと、第一の粘着剤層12との合計、並びにダイシングソーの磨耗分を加味した深さに設定する。ダイシングによって、第一の粘着剤層12も半導体チップCPと同じサイズに切断される。さらに、ダイシングによって第一の基材フィルム11にも切込みが形成される場合がある。
図1(C)には、複数の半導体チップCPを保持する第一の粘着シート10を引き延ばす工程(第一のエキスパンド工程と称する場合がある。)を説明する図が示されている。
ダイシングにより複数の半導体チップCPに個片化した後、第一の粘着シート10を引き延ばして、複数の半導体チップCP間の間隔を拡げる。第一のエキスパンド工程において第一の粘着シート10を引き延ばす方法は、特に限定されない。第一の粘着シート10を引き延ばす方法としては、例えば、環状または円状のエキスパンダを押し当てて第一の粘着シート10を引き延ばす方法や、把持部材などを用いて第二の粘着シートの外周部を掴んで引き延ばす方法などが挙げられる。
図2(A)には、第一のエキスパンド工程の後に、複数の半導体チップCPを第二の粘着シート20に転写する工程(転写工程と称する場合がある。)を説明する図が示されている。第一の粘着シート10を引き延ばして複数の半導体チップCP間の距離D1を拡げた後、半導体チップCPの回路面W1に第二の粘着シート20を貼着する。
第二の基材フィルム21の材質は、特に限定されない。第二の基材フィルム21の材質としては、例えば、第一の基材フィルム11について例示した材質と同様の材質が挙げられる。
例えば、第一のエキスパンド工程において伸び易い方向(第一の方向と称する場合がある。)に沿って延びる延び量と、第一の方向と直交する方向(第一の方向よりも伸びにくい方向。第二の方向と称する場合がある。)に沿って延びる延び量とが異なる場合に、第二の基材フィルム21の伸び易い方向を第二の方向に合わせることで、第二のエキスパンド工程において第二の方向の延び量を第一の方向よりも大きくすることができ、複数の半導体チップCP間の間隔をより均一に調整できる。例えば、格子状の分割予定ラインに沿って複数の半導体チップCPに個片化した場合には、この態様によれば、上下方向および左右方向において複数の半導体チップCP間の間隔がより均一に拡張される。
なお、第一の基材フィルム11のMD方向M1、および第二の基材フィルム21のMD方向M2は、図3に示された各矢印の向きに限定されない。
図2(B)には、複数の半導体チップCPを保持する第二の粘着シート20を引き延ばす工程(第二のエキスパンド工程と称する場合がある。)を説明する図が示されている。
第二のエキスパンド工程では、複数の半導体チップCP間の間隔をさらに拡げる。第二のエキスパンド工程において第二の粘着シート20を引き延ばす方法は、特に限定されない。第二の粘着シート20を引き延ばす方法としては、例えば、環状または円状のエキスパンダを押し当てて第二の粘着シート20を引き延ばす方法や、把持部材などを用いて第二の粘着シートの外周部を掴んで引き延ばす方法などが挙げられる。
図4には、封止部材30を用いて複数の半導体チップCPを封止する工程(封止工程と称する場合がある。)を説明する図が示されている。
封止工程は、第二のエキスパンド工程の後に実施される。回路面W1を残して複数の半導体チップCPを封止部材30によって覆うことにより封止体3が形成される。複数の半導体チップCPの間にも封止部材30が充填されている。本実施形態では、第二の粘着シート20により回路面W1および回路W2が覆われているので、封止部材30で回路面W1が覆われることを防止できる。
封止部材30で複数の半導体チップCPを覆う方法は、特に限定されない。例えば、金型内に、第二の粘着シート20で回路面W1を覆ったまま複数の半導体チップCPを収容し、金型内に流動性の樹脂材料を注入し、樹脂材料を硬化させる方法を採用してもよい。また、シート状の封止樹脂を複数の半導体チップCPの裏面W3を覆うように載置し、封止樹脂を加熱することで、複数の半導体チップCPを封止樹脂に埋め込ませる方法を採用してもよい。封止部材30の材質としては、例えば、エポキシ樹脂などが挙げられる。封止部材30として用いられるエポキシ樹脂には、例えば、フェノール樹脂、エラストマ―、無機充填材、および硬化促進剤などが含まれていてもよい。
図5および図6には、複数の半導体チップCPを用いて半導体パッケージを製造する工程を説明する図が示されている。本実施形態は、このような半導体パッケージの製造工程を含んでいることが好ましい。
図5(A)には、第二の粘着シート20を剥離した後の封止体3の断面図が示されている。本実施形態では、第二の粘着シート20が剥離された後の封止体3に再配線層を形成する再配線層形成工程をさらに含むことが好ましい。再配線層形成工程においては、露出した複数の半導体チップCPの回路W2と接続する再配線を、回路面W1の上および封止体3の面3Aの上に形成する。再配線の形成に当たっては、まず、絶縁層を封止体3に形成する。
図6(B)には、封止体3の外部電極パッド5Aに外部端子電極を接続させる工程を説明する断面図が示されている。第二の絶縁層42から露出する外部電極パッド5Aに、はんだボール等の外部端子電極6を載置し、はんだ接合などにより、外部端子電極6と外部電極パッド5Aとを電気的に接続させる。はんだボールの材質は、特に限定されず、例えば、含鉛はんだや無鉛はんだ等が挙げられる。
図6(C)には、外部端子電極6が接続された封止体3を個片化させる工程(第二のダイシング工程と称する場合がある。)を説明する断面図が示されている。この第二のダイシング工程では、封止体3を半導体チップCP単位で個片化する。封止体3を個片化させる方法は、特に限定されない。例えば、前述の半導体ウエハWをダイシングした方法と同様の方法を採用して、封止体3を個片化することができる。封止体3を個片化させる工程は、封止体3をダイシングシート等の粘着シートに貼着させて実施してもよい。
本実施形態では、個片化された半導体パッケージ1を、プリント配線基板等に実装する工程を含むことも好ましい。
一方、本実施形態によれば、二段階に亘って粘着シートを引き延ばす工程を備える。そのため、半導体チップCPの取り扱い性を低下させることなく、複数の半導体チップCP同士の間隔を大きく拡げることができる。
第二実施形態は、第一実施形態における第二のエキスパンド工程を実施するまでの工程に関して、第一実施形態と同様である。以下、第二実施形態のうち、第一実施形態との相違に係る点を説明する。
第三実施形態は、第一実施形態における第二のエキスパンド工程を実施後、封止工程を実施するまでの間にさらに別の工程を備える点で、第一実施形態と相違する。第三実施形態は、その他の点において第一実施形態と同様であるため、説明を省略または簡略化する。
図7には、保持部材200に転写された複数の半導体チップCPが示されている。保持部材200は、減圧ポンプや真空エジェクタ等の図示しない減圧手段によって半導体チップCPを吸着保持可能な保持面201を有する。保持面201に載置された複数の半導体チップCPは、その裏面W3が保持面201に当接している。減圧手段を駆動させることで、複数の半導体チップCPは、保持面201に吸着保持される。
第四実施形態は、第一実施形態における第二のエキスパンド工程を実施後、封止工程を実施するまでの間にさらに別の工程を備える点で、第一実施形態と相違する。また、整列工程を実施するための手段が異なる点で、第三実施形態と相違する。第四実施形態は、その他の点において第一実施形態や第三実施形態と同様であるため、説明を省略または簡略化する。
本実施形態では、前述の間仕切り手段101に換えて、間仕切り手段101Aを用いて整列工程を実施する。間仕切り手段101Aは、当接手段としての格子状部材103を備える。格子状部材103は、ベースプレート103Aと、ベースプレート103Aの下面103Bに格子状に突出して形成された格子部103Cとを備える。格子部103Cは、複数の半導体チップCP間の全てに挿入可能に形成されている。格子部103Cの下端部は、先細り形状なので、格子部103Cを半導体チップCP間に挿入しやすい。間仕切り手段101Aを用いる場合は、格子状部材103を駆動させて、格子部103Cを複数の半導体チップCPの間に挿入させる。その後、格子状部材103と保持面201とを相対移動させることで半導体チップCPを整列させる。この相対移動により複数の半導体チップCPは、図9に示すように、格子部103Cに当接して整列する。間仕切り手段101Aは、第三実施形態と同様、駆動機構、検知手段、および制御手段を備えていてもよい。
本発明は、上述の実施形態に何ら限定されない。本発明は、本発明の目的を達成できる範囲で、上述の実施形態を変形した態様などを含む。
また、例えば、耐熱性を有する第三の粘着シートを、別途、用意して、この第三の粘着シートに複数の半導体チップCPを転写してもよい。半導体チップCPの表面(回路面W1および回路W2)が第三の粘着シートで覆われた状態で、前述の封止工程を実施してもよい。この場合、第三の粘着シートは、封止部材を熱硬化させる際に、皺が生じないような耐熱性を有することが好ましい。また、第三の粘着シートは、熱硬化プロセス後に、半導体チップCPから剥離可能な材質で構成されていることが好ましい。
図10に示すように、保持面201を傾斜させて半導体チップCPを整列させてもよい。第四実施形態において、保持部材200の保持面201で保持された複数の半導体チップCP同士の間に格子状部材103を挿入した後、保持面201および間仕切り手段101Aの少なくとも一方を傾斜させて、保持面201において整列させてもよい。
なお、間仕切り手段は、格子状部材103に限らず、ブレード102でもよい。
Claims (5)
- 第一の粘着シートに貼付されたウエハをダイシングにより個片化し、複数の半導体チップを形成する工程と、
前記第一の粘着シートを引き延ばして、前記複数の半導体チップ同士の間隔を拡げる工程と、
前記複数の半導体チップを、第二の粘着のシートに転写する工程と、
前記第一の粘着シートを剥離する工程と、
前記第二の粘着シートを引き延ばして、前記複数の半導体チップ同士の間隔をさらに拡げる工程と、を備える、半導体装置の製造方法。 - 前記第一の粘着シートは、第一の基材フィルムと、第一の粘着剤層とを有し、
前記第二の粘着シートは、第二の基材フィルムと、第二の粘着剤層とを有し、
前記第一の基材フィルムのMD方向と、前記第二の基材フィルムのMD方向とが直交するように、前記複数の半導体チップを前記第二の粘着シートに転写する、
請求項1に記載の半導体装置の製造方法。 - 前記第二の粘着シートは、前記第一の粘着シートよりも引張弾性率が小さい、
請求項1または請求項2に記載の半導体装置の製造方法。 - 前記第二の粘着シートを引き延ばして、前記複数の半導体チップ同士の間隔を拡げた後、前記複数の半導体チップの回路面を残して封止部材で覆う工程をさらに備える、
請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。 - 前記第二の粘着シートを引き延ばして、前記複数の半導体チップ同士の間隔を拡げた後、前記複数の半導体チップを保持部材の保持面に転写する工程と、
前記保持面で保持された前記複数の半導体チップ同士の間に当接手段を挿入する工程と、
前記当接手段と前記保持面とを相対移動させ、前記半導体チップをそれぞれ前記保持面において整列させる工程と、をさらに備える、
請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。
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