JP3819306B2 - Bonded body of semiconductor element and supporting substrate, and method for manufacturing the semiconductor device - Google Patents

Bonded body of semiconductor element and supporting substrate, and method for manufacturing the semiconductor device Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、薄型半導体パッケージに好適な半導体素子および半導体装置並びに半導体装置の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、特にモバイル製品などの電子機器における小型化に伴い、回路や基板の薄型化が進んでいる。これにより、電子機器内部の半導体装置において、高密度実装を行わなければならず、このため、折り曲げ可能なフレキシブル回路基板が用いられるようになっている。
【0003】
ところで、従来用いられている、DIP(Dual In-line Package)・QFP(Quad Flat Package)・BGA(Ball Grid Array)などの半導体パッケージ(半導体装置)は、半導体素子をフレキシブル回路基板に、例えば、ワイヤーボンディングなどを行うことにより電気的に接続(実装)した後、ワイヤの保護のために半導体素子をエポキシ樹脂などで被覆する
このように、半導体素子をフレキシブル回路基板に実装した後、エポキシ樹脂で半導体素子を封止すると、半導体パッケージの厚みが大きくなるとともに、半導体パッケージが曲がりにくくなる。
【0004】
即ち、DIP・QFP・BGAなどの樹脂封止型の半導体パッケージは、厚みが大きく、曲がりにくい。
【0005】
そこで、特開平6−64379号公報には、半導体チップを薄くすることにより、曲げや撓みに対して強い半導体チップを搭載したICカード(半導体装置)の構成が記載されている。
【0006】
このICカードにおける半導体チップは、フレキシブル回路基板にフリップチップ接続されている。
【0007】
また、特開2000−11129号公報には、異方性導電シートを介して半導体チップを実装基板にフリップチップ接続したICカード(半導体装置)の構成が記載されている。
【0008】
この半導体チップは、外部取り出し電極上に突起電極が形成されている。この突起電極と回路基板上の電極とを位置合わせし、両者の間に接着樹脂としての異方性導電シート(ACF:Anisotropic Conductive Film)を硬化させることにより、フリップチップ接続による半導体チップの実装を行う。
【0009】
これにより、半導体チップを、例えば100μm以下まで薄くして、曲げや撓みに対して強い半導体チップを提供することができる。
【0010】
このように、フリップチップ接続法を用いて半導体素子が実装された半導体装置である半導体パッケージは、樹脂封止型の半導体パッケージと比較すると、非常に薄く、従って、湾曲することができる。これにより、半導体パッケージを取り付ける領域が曲面であっても、その曲面に沿って、半導体パッケージを取り付けることができる。
【0011】
上述したように、フリップチップ接続される半導体素子は、薄くすることが可能であり、また、半導体チップは薄い方が半導体装置の薄型化、ひいては電子機器の小型化を図るには好都合である。
【0012】
しかしながら、100μm以下という非常に薄い半導体素子は破損する可能性が高く、取り扱いが非常に難しい。即ち、半導体素子の搬送時や、回路基板への実装時の取り扱いが困難であり、生産性が低下する虞がある。
【0013】
また、半導体素子が薄い場合、実装時に圧力を加える、ACFやACP(Anisotropic Conductive Paste)を用いたフリップチップ接続法では半導体チップを破壊しやすい。
【0014】
そこで、このように薄い半導体素子の強度を高めるために、特願平11−74230号公報には、半導体素子の裏面に補強用部材を樹脂などにより貼り付けて、後で剥離する半導体装置の製造方法が記載されている。
【0015】
上記補強用部材が剥離される前の半導体装置の構成を図7に示す。この半導体装置は、電極パッド107を有する実装基板102に、支持板(補強用部材)101、接着剤103、回路構成部104、パッシベーション膜105、およびバンプ(突起電極)106を有する半導体素子が、ACF108を用いてフリップチップ接続されている。ここで、接着剤103は、接着力を低下させることが可能な材料からなる。
【0016】
そして、この後、接着剤103の接着力を低下させることにより、接着剤103および支持板101を剥離する。このため、製造工程においては、補強用部材である支持板101を有するため半導体素子の強度は強い。また、半導体素子を実装基板102に実装した後に、接着剤103および支持板101を剥離することにより、薄い半導体素子を備えた半導体装置を提供することができる。
【0017】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記図7に示す半導体装置においては、支持板101を接着剤103を用いて貼り付けているため、実装基板102に対して、ACF108を用い圧力を加えて接続するときに、十分な圧力が接続部に加わらない。従って、実装基板102と半導体素子との良好な接続状態を維持することができず、半導体素子の信頼性が低下する。
【0018】
また、フリップチップ接続時に180〜260℃程度の高温が加わるACF接続や半田リフロー接続では接着剤の使用が困難となる。一方、接着剤として耐熱性を有する接着剤を用いたとすると、後に接着剤103および支持板101を剥離する剥離工程が雑多になる。
【0019】
ところで、米国特許第6,027,958号には、SOI(Silicon on insulator)基板を用いて製造した半導体素子を、フレキシブル基板に貼り合わせる構成について記載されている。
【0020】
しかしながら、半導体素子とフレキシブル基板との接続方法について具体的手法は記載されていない。
【0021】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、半導体素子の強度を確保すると共に、取り扱いが容易な半導体素子および半導体装置並びに該半導体装置の製造方法を提供することにある。
【0022】
【課題を解決するための手段】
本発明の半導体素子と支持基板との接合体は、上記の課題を解決するために、回路を構成する回路構成部を表面に有する半導体回路基板と、該半導体回路基板を、支持部材を介して支持する支持基板とを備え、上記半導体回路基板と上記支持基板との間には、空隙を有し、上記回路構成部上には、上記回路を外部に接続するための突起電極を備え、上記半導体回路基板における上記突起電極を有する側の面の反対側の面に、上記支持部材および支持基板が配置されていることを特徴とする。
【0023】
通常、半導体装置の薄型化を図るために、例えば厚さが100μm以下の半導体素子を形成した場合、半導体素子の強度は弱くなり、破損する可能性が高く、その取り扱いは非常に難しい。即ち、半導体素子の搬送時や、半導体素子を実装するための実装基板(例えば、フレキシブル回路基板)への実装時の取り扱いが困難であり、半導体素子の生産性が低下することとなる。
【0024】
しかしながら、上記の構成によれば、支持基板が、回路構成部を表面に有する回路基板に対する補強用の部材としてはたらく。
【0025】
即ち、搬送時や実装時において、半導体素子と支持基板との接合体は、支持基板を有しており、その分、半導体素子と支持基板との接合体は厚くなる。従って、実装前における半導体素子と支持基板との接合体の強度は強く、破損することはない。
【0026】
これにより、半導体素子と支持基板との接合体の強度を確保すると共に、半導体素子と支持基板との接合体の搬送時や、実装基板への実装時の取り扱いが容易になり、生産性の向上を図ることができる。
【0027】
また、半導体回路基板と支持基板との間には、空隙があるため、支持部材によってつながれている支持基板と半導体回路基板とは、容易に切り離すことができる。こうして、支持基板を半導体素子から切り離すことにより、半導体素子は、薄い半導体回路基板のみを有することとなる。
【0028】
従って、実装時には、半導体素子と支持基板との接合体を例えばフレキシブルな実装基板に接続した後、支持基板を切り離すことにより、薄い半導体素子を備えた半導体装置を提供することができる。このような半導体装置は薄く、従って、湾曲することができる。この結果、半導体装置を曲面に取り付ける場合であっても、その曲面に沿って、半導体装置を取り付けることができる。
【0029】
さらに、半導体回路基板と支持基板とは支持部材を介してつながっており、また、半導体回路基板と支持基板との間には、空隙を有する。従って、半導体回路基板と支持基板とが、接続時に軟化、流動する接着剤(例えばACF)を介して貼り合わされている場合と比較すると、半導体素子を実装基板に実装するとき、必要な圧力を接続部に加えることができる。これにより、実装基板と半導体素子との良好な接続状態を維持することができ、半導体装置の信頼性の向上を図ることができる
【0030】
上記突起電極は、金からなることが好ましい。
【0031】
上記の構成によれば、フリップチップ接続法により、半導体素子を容易かつ確実に実装基板に実装することができる。また、突起電極が金からなることにより、良好な導通を図ることができる。
【0032】
上記の半導体素子と支持基板との接合体は、半導体回路基板の厚さが、0.5μm以上、かつ、100μm以下であることが好ましい。
【0033】
上記の構成によれば、回路構成部において半導体素子の機能を有するに十分な回路を形成することができる。
【0034】
上記の半導体素子と支持基板との接合体は、半導体回路基板の厚さが、0.5μm以上、かつ、10μm以下であることが、さらに好ましい。
【0035】
上記の構成によれば、半導体素子と支持基板との接合体が可撓性を有することができ、曲げに対して強くなる。従って、このような半導体素子と支持基板との接合体を備えることにより、例えば、薄くて曲げることが可能な半導体装置(半導体パッケージ)を提供することができる。
【0036】
上記の半導体素子と支持基板との接合体は、半導体回路基板における上記支持基板に対向する側の面と、支持基板における半導体回路基板に対向する側の面との間は、0.1μm以上、かつ、1μm以下であることが好ましい。
【0037】
上記の構成によれば、0.1μm以上であることにより、支持部材を介して、半導体回路基板を支持基板上に支持することができる。また、1μm以下であることにより、半導体素子を実装基板に実装するまでの間に、支持部材が折損することを防止することができる。
【0038】
上記の半導体素子と支持基板との接合体は、支持部材が、少なくとも、絶縁性を有する材料または金属材料のいずれかからなることが好ましい。
【0039】
上記の構成によれば、後に、例えば、折損やエッチングなどによって、支持部材を容易に切断することができる。この結果、半導体素子と支持基板との接合体を実装基板に実装した後、支持基板を容易に除去することができる。
【0040】
上記の半導体素子と支持基板との接合体は、支持部材は、略円柱状であり、半導体回路基板に平行な断面における径は、0.1μm以上、かつ、0.5μm以下であることが好ましい。
【0041】
上記の構成によれば、後に、例えば、折損やエッチングなどによって、支持部材を容易に切断することができる。
【0042】
上記の半導体素子と支持基板との接合体は、半導体回路基板の回路構成部は、絶縁性を有するパッシベーション膜に覆われていることが好ましい。
【0043】
上記の構成によれば、例えば、半導体素子の製造工程や、半導体素子の実装工程において、回路を保護することができる。
【0044】
本発明の半導体装置の製造方法は、少なくも支持基板部と半導体基板部との間に絶縁層を有する基板における上記半導体基板部上に、回路を形成する回路形成工程と、上記半導体基板部上において上記回路が形成されていない領域の一部と該一部の領域の下に配された上記絶縁層とを、上記支持基板部表面が露出するまで除去することにより基板開口部を形成する開口部形成工程と、上記基板開口部内に、少なくとも、絶縁性を有する材料または金属材料のいずれかを堆積する開口部内堆積工程と、上記開口部内堆積工程の後に、上記絶縁層をエッチングにより除去することによって、上記開口部内堆積工程において堆積された、少なくとも、絶縁性を有する材料または金属材料のいずれかの一部を柱状に露出させることにより、上記回路が形成された上記半導体基板部を、上記支持基板部上に支持する支持部材を形成する支持部材形成工程とを有することを特徴としている。
【0045】
上記の構成によれば、絶縁層をエッチングにより除去することによって、支持基板部と半導体基板部との間は、空隙ができる。また、半導体基板部は、支持部材によって、支持基板部上に支持される。
【0046】
このように、支持基板部と半導体基板部との間には、空隙があるため、支持部材によってつながれている支持基板部と半導体基板部とは、容易に切り離すことができる。こうして、支持基板部を切り離すことにより、半導体装置は、薄い半導体基板部のみを有することとなる。
【0047】
これにより、薄い半導体装置を提供することができる。このような半導体装置は薄いことにより、湾曲することができる。従って、半導体装置を曲面に取り付ける場合であっても、その曲面に沿って、半導体装置を取り付けることができる。
【0048】
上記の半導体装置の製造方法は、支持部材形成工程の後に、回路の一部を露出させるための開口部を有するパッシベーション膜を回路上に形成するパッシベーション膜形成工程と、開口部から露出する回路を外部に接続するための突起電極を形成する突起電極形成工程とを有することが好ましい。
【0049】
上記の構成によれば、パッシベーション膜が形成されていることにより、半導体装置の製造工程において、回路を保護することができる。
【0050】
また、突起電極を形成することにより、例えば、後の接続工程において、フリップチップ接続法を用いることができる。従って、回路を外部に、容易かつ確実に接続することができる。
【0051】
上記の半導体装置の製造方法は、パッシベーション膜が、回路の側面を覆っていることが好ましい。
【0052】
上記の構成によれば、例えば上記支持部材形成工程において、絶縁層をエッチングにより除去するときに、回路が薬液により侵食されることを防止することができる。
【0053】
上記の半導体装置の製造方法は、突起電極と、実装基板上の電極端子とをフリップチップ接続する接続工程の後、支持部材を切断して支持基板部を除去する支持部材切断工程を有することにより、回路が形成された半導体基板部を実装基板に実装することが好ましい。
【0054】
具体的には、上記支持部材切断工程では、支持部材を折ることにより支持部材を切断することが好ましい。
【0055】
あるいは、上記支持部材切断工程では、支持部材をエッチングすることにより支持部材を切断することが好ましい。
【0056】
上記の構成によれば、接続工程の後に除去される支持基板部が、半導体基板部に対する補強用の部材としてはたらく。
【0057】
即ち、接続工程においては、支持基板部を有しており、その分、半導体装置は厚くなる。従って、接続工程前における半導体装置(半導体素子)の強度は強く、破損することはない。これにより、接続工程前における半導体装置の強度を確保すると共に、搬送時や、接続工程時の取り扱いが容易になり、半導体装置における生産性の向上を図ることができる。
【0058】
また、支持部材を折ったりエッチングしたりすることによって支持部材を切断することができる。従って、支持基板部の除去時に、薬液などを用いた剥離工程などを必要としない。これにより、簡単な工程で容易に支持基板部を除去することができる。
【0059】
上記の半導体装置の製造方法は、基板が、SOI基板であることが好ましい。
【0060】
上記の構成によれば、基板が、SOI(Silicon on insulator)基板であることにより、半導体装置の製造に用いる基板を簡単に製造することができる。
【0061】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の一形態について図1ないし図6に基づいて説明すれば、以下の通りである。
【0062】
本半導体素子と支持基板との接合体の構成について、図1(a)・(b)を用いて説明する。ここで、図1(a)は、半導体素子と支持基板との接合体の平面図であり、図1(b)は、図1(a)のA−A´線矢視断面図である。本半導体素子は、実装基板に実装されて、例えば半導体装置としてパッケージに組み込まれる。
【0063】
半導体素子と支持基板との接合体は、図1(b)に示すように、半導体回路基板(回路基板、半導体基板部)3、回路構成部(回路基板)4、パッシベーション膜5、および突起電極6が、支持ピン(支持部材)2を介して支持基板(支持基板部)1上に支持されている。
【0064】
支持基板1は、Si(シリコン)からなり、400μmの厚さを有する。
【0065】
ところで、例えば半導体素子の厚さが100μm以下の場合、通常、強度が弱くなり、破損する可能性が高く、取り扱いが非常に難しい。即ち、半導体素子の搬送時や、実装基板への実装時の取り扱いが困難であり、生産性が低下することとなる。
【0066】
しかしながら、上述したように、支持基板1の厚さが400μmであることにより、実装基板への実装前における半導体素子と支持基板との接合体は厚く、従って、その強度は強く、破損することはない。これにより、半導体素子の強度を確保すると共に、半導体素子の搬送時や、実装基板への実装時の取り扱いが容易になり、生産性の向上を図ることができる。
【0067】
支持ピン2は、円柱状であり、W(タングステン)とTiN(窒化チタン)とからなる。例えば、図1(a)に示すように、半導体素子と支持基板との接合体は、4本の支持ピン2…により、支持基板1上に、回路構成部4、パッシベーション膜5、および突起電極6を有する半導体回路基板3(図1(b)参照)が支持されている。即ち、支持ピン2により、支持基板1と半導体回路基板3との間には、図1(b)に示すように、空間(空隙)がある。
【0068】
ここで、支持ピン2の支えている高さ、即ち、支持基板1と半導体回路基板3との間の長さは、0.1μmである。なお、この長さは、0.1μm以上かつ1μm以下(0.1〜1μm)であることが好ましい。また、支持ピン2の径は、0.1〜0.5μmである。
【0069】
このように、支持基板1と半導体回路基板3との間の長さが0.1μm以上であることにより、支持ピン2を介して、半導体回路基板3を支持基板1上に支持することができる。また、支持基板1と半導体回路基板3との間の長さが1μm以下であることにより、半導体素子を実装基板に実装するまでの間に、支持ピン2が折損することを防止することができる。
【0070】
なお、支持ピン2の材料としては、特に限定されるものではなく、上記のように、金属(例えばW)と窒化物(例えばTiN)などを用いても、あるいは、例えば、金属および絶縁物のうちのいずれかのみを用いてもかまわない。
【0071】
このように、支持ピン2が、少なくとも、絶縁性を有する材料または金属材料のいずれかからなることにより、後に、例えば、折損やエッチングなどによって、支持ピン2を容易に切断することができる。
【0072】
また、支持ピン2の形状も、特に限定されるものではなく、例えば、四角柱状でもかまわない。
【0073】
半導体回路基板3は、シリコンからなる。半導体回路基板3上には、回路を構成する回路構成部4が形成されている。回路構成部4の厚さは、3μmである。
【0074】
半導体回路基板3の厚さと回路構成部4の厚さとの和(回路基板の厚さ)は、半導体装置としての回路を構成するためには、0.5〜100μmの厚さを有することが好ましい。
【0075】
また、さらに、半導体回路基板3の厚さと回路構成部4の厚さとの和は、0.5〜10μmの厚さを有することが好ましい。
【0076】
これにより、半導体素子が可撓性を有することができ、曲げに対して強くなる。従って、このような半導体素子を実装することにより、例えば、薄くて曲げることが可能な半導体装置(例えば半導体パッケージ)を提供することができる。
【0077】
なお、回路構成部4の構成は、特に限定されるものではないが、例えば、図2に示すように、CMOSインバータを有していてもかまわない。
【0078】
図2に示す回路構成部4は、イオン打込みなどにより半導体回路基板3に形成されたソース11・ドレイン12に対応するゲート電極13…、各素子を互いに分離・絶縁するフィールド酸化膜14、上記ソース11・ドレイン12と電気的に接続される配線15、配線16、およびSiN(窒化シリコン)からなる保護膜17を備える。
【0079】
パッシベーション膜5は、例えば、ポリイミド系樹脂からなり、図1(b)に示すように、半導体回路基板3上の回路構成部4を覆うように配される。絶縁膜であるパッシベーション膜5により、半導体装置において、クロストーク等の発生を防止している。
【0080】
また、パッシベーション膜5は、図1(b)に示すように、回路構成部4の電極パッドが露出するように、開口部5aを有する。開口部5aを埋めるように、上記電極パッド上には、突起電極6が形成されている。
【0081】
突起電極6は、外部接続端子であり、Ni(ニッケル)およびAu(金)からなる。即ち、突起電極6としては、Niからなる層上にAuバンプが形成されている構成である。突起電極6の高さは、3〜5μmである。突起電極6を有することにより、半導体素子は、実装基板に対して、フリップチップ接続を容易かつ確実に実施することができる。また、突起電極6がAuからなることにより、実装基板との良好な導通を図ることができる。
【0082】
なお、突起電極6におけるバンプ部分は、実装基板との導通が図れるものであれば特に限定されるものではなく、例えば、はんだバンプとしてもかまわない。バンプ部分をはんだによって形成することにより、安価に半導体素子を製造することができる。
【0083】
以上のように、半導体素子と支持基板との接合体は、回路を構成する回路構成部4と、該回路構成部4を表面に有する半導体回路基板3と、該半導体回路基板3を支持ピン2を介して支持する支持基板1とを備え、半導体回路基板3と支持基板1との間には、空隙を有する。
【0084】
通常、半導体装置の薄型化を図るために、例えば厚さが100μm以下の半導体素子を形成した場合、半導体素子の強度は弱くなり、破損する可能性が高く、その取り扱いは非常に難しい。即ち、半導体素子の搬送時や、半導体素子を実装するための実装基板(例えば、フレキシブル回路基板)への実装時の取り扱いが困難であり、半導体素子の生産性が低下することとなる。
【0085】
しかしながら、上記のように支持基板1を備えている場合、支持基板1が半導体回路基板3に対する補強用の部材としてはたらく。
【0086】
即ち、半導体素子と支持基板との接合体は、その搬送時や実装時において、支持基板1を有しており、その分、半導体素子と支持基板との接合体は厚くなる。従って、実装前における半導体素子の強度は強く、破損することはない。
【0087】
これにより、半導体素子の強度を確保すると共に、半導体素子の搬送時や、実装基板への実装時の取り扱いが容易になり、半導体素子を備えた半導体装置の生産性の向上を図ることができる。
【0088】
また、半導体回路基板3と支持基板1との間には、空隙があるため、支持ピン2によってつながれている支持基板1と半導体回路基板3とは、容易に切り離すことができる。こうして、支持基板1を半導体素子から切り離すことにより、半導体素子は、薄い半導体回路基板3および回路構成部4のみを有することとなる。
【0089】
従って、半導体素子の実装時には、半導体素子と支持基板との接合体を例えばフレキシブルな実装基板に接続した後、支持基板1を切り離すことにより、薄い半導体素子を備えた半導体装置を提供することができる。このような半導体装置は薄く、従って、湾曲することができる。この結果、半導体装置を曲面に取り付ける場合であっても、その曲面に沿って、半導体装置を取り付けることができる。
【0090】
さらに、半導体回路基板3と支持基板1とは支持ピン2を介してつながっており、また、半導体回路基板3と支持基板1との間には、空隙を有する。従って、半導体回路基板3と支持基板1とが、例えば,接続時に軟化、流動するような接着剤を介して貼り合わされている場合と比較すると、半導体素子を実装基板に実装するとき、必要な圧力を、半導体素子と実装基板との接続部に加えることができる。これにより、実装基板と半導体素子との良好な接続状態を維持することができ、半導体装置の信頼性の向上を図ることができる。
【0091】
以下、上記半導体素子と支持基板との接合体の製造工程の一例を、図3および図4を用いて説明する。
【0092】
まず、SOI(Silicon on insulator)基板(SOI(Silicon on insulator)構造の半導体ウエハ、基板)10上に、素子が形成される素子形成部を含む回路構成部4を成膜し、フォトリソグラフィー法により、開口部4a・4bを形成する(図3(a)、回路形成工程)。
【0093】
ここで、SOI基板10は、Siからなる支持基板(支持基板部)1とSiからなる半導体回路基板(半導体基板部)3との間に絶縁層7を有する構造である。
【0094】
また、開口部4aは、後にその内部にWとTiNとが堆積される。開口部4bは、後に、侵食防止溝を形成するためのものである。
【0095】
次に、開口部4aの下に配されている(開口部4aから露出する)領域を、支持基板1表面が露出するまでエッチングする。即ち、半導体回路基板3および絶縁層7のうち開口部4aの下に配されている部分を除去して、開口部(基板開口部)8を形成する(図3(b)、開口部形成工程)。
【0096】
そして、上記開口部8内に、TiN膜21を成膜した後、CMP(Chemical Mechanical Polishing:化学機械的研磨)により平坦化する。その後、Wを堆積してCMPにより平坦化してW層22を形成する(開口部内堆積工程)。このとき、開口部4b内にもTiNやWが堆積されているが、この開口部4b内のTiNやWは、フォトリソグラフィー法により、エッチング除去して、侵食防止溝を形成する(図3(c))。
【0097】
次いで、ポリイミド系樹脂を支持基板1上の略全面に成膜し(図3(d))、フォトリソグラフィー法により、回路の一部を露出させる開口部5aを形成することにより、パッシベーション膜5を形成する(図3(e)、パッシベーション膜形成工程)。
【0098】
その後、Niからなる金属層を形成した後、Auを用いた電解メッキにより、開口部5aから露出する回路を外部に接続するための突起電極6を形成する(図3(f)、突起電極形成工程)。なお、突起電極6におけるバンプの形成は、電解メッキによることに限定されるものではなく、例えば、無電解メッキ、あるいはワイヤボンドを利用したワイヤバンピングなどにより、行ってもかまわない。
【0099】
さらに、ダイシング設備を用いて、絶縁層7表面が露出するまで、侵食防止溝にさらに切り込みを入れてダイシング部9を形成する(図3(f))。これにより、後に支持ピン2が形成され、空隙を有することとなる絶縁層7に薬液が入るようにすることができる。
【0100】
次に、フッ酸などの薬液を用いてエッチングを行うことにより、絶縁層7を除去する(図3(g)、支持部材形成工程)。これにより、開口部8内において堆積された、TiN膜21およびW層22が柱状に露出する。この結果、回路構成部4を有する半導体回路基板3を、支持基板1上に支持する支持ピン2を形成することができる。
【0101】
以上のように、先に開口部4bを形成してからパッシベーション膜5を形成し、その後にダイシング部9を形成することにより、パッシベーション膜5は、回路構成部4の上面だけでなく、側面も覆うこととなる。
【0102】
これにより、上記図3(g)に示すエッチングを行うときに、回路構成部4が薬液により侵食されることを防止することができる。
【0103】
次に、上記図3(a)〜図3(g)に示す工程で、支持基板1上に、複数の半導体素子が製造された場合に、個片化する工程の一例を図4に基づいて説明する。
【0104】
上記図3(a)〜図3(g)に示す工程の後、支持基板1上には、複数の半導体素子が形成されているとする。このとき、隣り合う半導体素子の間には、図3(f)に示す工程で形成されたダイシング部9が配されている(図4(a))。
【0105】
そして、ダイシング装置により、ダイシング部9におけるダイシングライン40に沿って、個片の半導体素子と支持基板との接合体に切り分けられる(図4(b))。
【0106】
なお、支持基板1で1つの半導体素子と支持基板との接合体を形成する場合は、ダイシングする必要はない。
【0107】
以上の工程により、支持基板1上に、支持ピン2を介して半導体回路基板3が支持された半導体素子と支持基板との接合体が製造される。
【0108】
さらに、上記半導体素子をフレキシブル回路基板(実装基板)に実装する実装工程(半導体素子と支持基板との接合体を用いた半導体装置の製造工程)の一例を図5に基づいて説明する。
【0109】
ここでは、半導体素子の突起電極6が電極56に接続されるように、半導体素子をフレキシブル回路基板55に実装する。なお、フレキシブル回路基板55上には、異方性導電膜(以下、ACF:Anisotropic Conductive Filmと称する)が貼り付けられている。
【0110】
まず、ボンディングコレット50の真空吸着穴51により、半導体素子と支持基板との接合体を吸着する(図5(a))。
【0111】
次に、突起電極6とフレキシブル回路基板55上の電極56との位置合わせを行い、両者を接触させるように加圧および加熱を行う(図5(b)、接続工程)。そして、ボンディングコレット50を半導体素子と支持基板との接合体から離す(図5(c))。
【0112】
続いて、支持基板1と半導体回路基板3との間で支持ピン2を折り(切断し)、支持基板1を除去する(図5(d)、支持部材切断工程)。
【0113】
これにより、薄い半導体回路基板3および回路構成部4のみをフレキシブル回路基板55に実装することができる。このように、薄い半導体回路基板3および回路構成部4のみがフリップチップ接続された形状となるため、例えば、曲げて使用することができるフレキシブルな半導体パッケージを実現することができる。
【0114】
また、半導体素子をフレキシブル回路基板55にフリップチップ接続することにより、半導体素子を容易かつ確実に実装することができる。
【0115】
なお、支持ピン2は非常に細く、強度が弱いため、上記支持部材切断工程において、支持基板1のせん断方向に力を加えたり、回転方向に力を加えたり、あるいは、軽くひねったりすることにより、支持ピン2は容易に取り去ることできる。
【0116】
また、ACFの量を調節することにより、支持基板1やボンディングコレット50に異方性導電材料が付着することを防止できる。
【0117】
さらに、半導体素子のフレキシブル回路基板55への実装は、ACFを用いたものに限定されるものではなく、異方性導電ペースト(以下、ACP:Anisotropic Conductive Pasteと称する)などを用いてもかまわない。
【0118】
以下、ACPを用いる例を図6に基づいて説明する。ここで、突起電極66は、ワイヤボンドを利用したワイヤバンピングにより形成されており、その高さは、50〜60μmとしている。
【0119】
まず、フレキシブル回路基板55上に、はみ出さない程度の適量のACP67を、ディスペンスを用いて供給する。そして、ボンディングコレット50の真空吸着穴51により、半導体素子と支持基板との接合体を吸着する(図6(a))。
【0120】
次に、突起電極66とフレキシブル回路基板55上の56との位置合わせを行い、両者を接触させるように加圧および加熱を行う(接続工程)。その後、ボンディングコレット50を半導体素子と支持基板との接合体から離す。
【0121】
続いて、支持基板1と半導体回路基板3との間で支持ピン2を折り(切断し)、支持基板1を除去する(図6(b)、支持部材切断工程)。
【0122】
なお、図5(c)〜図5(d)の工程は、支持基板1を除去するものであれば、特に限定されるものではなく、例えば、エッチングにより支持ピン2を切ることによって、支持基板1を除去してもかまわない。
【0123】
例えば、図5(c)に示す工程の後に、H(過酸化水素水)などの薬液を用いたエッチングにより、支持ピン2が切れ、支持基板1を半導体装置から除去することができる。
【0124】
以上のように、支持部材切断工程においては、支持ピン2を折ったりエッチングしたりすることによって支持ピン2を切断することにより、支持基板1を除去する。従って、支持基板1の除去時に、薬液などを用いた剥離工程などを必要としない。これにより、簡単な工程で容易に支持基板1を除去することができる。
【0125】
また、支持ピン2の切断を、半導体素子と支持基板との接合体がフレキシブル回路基板55に接続された後に行うことにより、フレキシブル回路基板55上には、回路構成部4を有する半導体回路基板3のみが実装されることとなる。
【0126】
これにより、薄い半導体装置を提供することができる。また、この半導体装置における半導体素子と支持基板との接合体は、実装前には支持基板1を有していることにより、実装前においては厚い状態で取り扱うことができる。従って、実装前における半導体素子の強度は強く、破損することはない。この結果、半導体素子の強度を確保すると共に、半導体素子の搬送時や、実装基板への実装時の取り扱いが容易になり、半導体装置における生産性の向上を図ることができる。
【0127】
【発明の効果】
本発明の半導体素子と支持基板との接合体は、以上のように、回路を構成する回路構成部を表面に有する半導体回路基板と、該半導体回路基板を、支持部材を介して支持する支持基板とを備え、上記半導体回路基板と上記支持基板との間には、空隙を有し、上記回路構成部上には、上記回路を外部に接続するための突起電極を備え、上記半導体回路基板における上記突起電極を有する側の面の反対側の面に、上記支持部材および支持基板が配置されている構成である。
【0128】
これにより、支持基板が、回路構成部を表面に有する半導体回路基板に対する補強用の部材としてはたらく。即ち、搬送時や実装時において、半導体素子と支持基板との接合体は、支持基板を有しており、その分、半導体素子は厚くなる。従って、実装前における半導体素子と支持基板との接合体の強度は強く、破損することはない。
【0129】
この結果、半導体素子の強度を確保すると共に、半導体素子と支持基板との接合体の搬送時や、実装基板への実装時の取り扱いが容易になり、生産性の向上を図ることができる。
【0130】
また、半導体回路基板と支持基板との間には、空隙があるため、支持部材によってつながれている支持基板と半導体回路基板とは、容易に切り離すことができる。このため、半導体素子は、薄い回路基板および回路構成部のみを有することとなる。
【0131】
従って、実装時には、半導体素子と支持基板との接合体を例えばフレキシブルな実装基板に接続した後、支持基板を切り離すことにより、薄い半導体素子を備えた半導体装置を提供することができる。このような半導体装置は薄く、従って、湾曲することができる。この結果、半導体装置を曲面に取り付ける場合であっても、その曲面に沿って、半導体装置を取り付けることができる。
【0132】
さらに、半導体回路基板と支持基板とは支持部材を介してつながっており、また、半導体回路基板と支持基板との間には、空隙を有する。従って、半導体素子と支持基板との接合体を実装基板に実装するとき、必要な圧力を無駄なく接続部に加えることができる。これにより、実装基板と半導体素子との良好な接続状態を維持することができ、半導体装置の信頼性の向上を図ることができるといった効果を奏する。
【0133】
上記突起電極は金からなる構成である。
【0134】
これにより、フリップチップ接続法によって、半導体素子を容易かつ確実に実装基板に実装することができる。また、突起電極が金からなることにより、良好な導通を図ることができるといった効果を奏する。
【0135】
本発明の半導体素子と支持基板との接合体は、半導体回路基板の厚さが、0.5μm以上、かつ、100μm以下である構成である。
【0136】
これにより、回路構成部において半導体素子の機能を有するに十分な回路を形成することができるといった効果を奏する。
【0137】
本発明の半導体素子と支持基板との接合体は、さらに、半導体回路基板の厚さが、0.5μm以上、かつ、10μm以下である構成である。
【0138】
これにより、半導体素子が可撓性を有することができ、曲げに対して強くなる。従って、このような半導体素子を備えることにより、例えば、薄くて曲げることが可能な半導体装置(半導体パッケージ)を提供することができるといった効果を奏する。
【0139】
本発明の半導体素子と支持基板との接合体は、半導体回路基板における上記支持基板に対向する側の面と、支持基板における半導体回路基板に対向する側の面との間は、0.1μm以上、かつ、1μm以下である構成である。
【0140】
これにより、支持部材を介して、半導体回路基板を支持基板上に支持することができ、かつ、半導体素子を実装基板に実装するまでの間に、支持部材が折損することを防止することができるといった効果を奏する。
【0141】
本発明の半導体素子と支持基板との接合体は、支持部材が、少なくとも、絶縁性を有する材料または金属材料のいずれかからなる構成である。
【0142】
これにより、後に、例えば、折損やエッチングなどによって、支持部材を容易に切断することができる。この結果、半導体素子と支持基板との接合体を実装基板に実装した後、支持基板を容易に除去することができるといった効果を奏する。
【0143】
本発明の半導体素子と支持基板との接合体は、支持部材は、略円柱状であり、半導体回路基板に平行な断面における径は、0.1μm以上、かつ、0.5μm以下である構成である。
【0144】
これにより、後に、例えば、折損やエッチングなどによって、支持部材を容易に切断することができるといった効果を奏する。
【0145】
本発明の半導体素子と支持基板との接合体は、半導体回路基板の回路構成部は、絶縁性を有するパッシベーション膜に覆われている構成である。
【0146】
これにより、例えば、半導体素子と支持基板との接合体の製造工程や、半導体素子と支持基板との接合体の実装工程において、回路を保護することができるといった効果を奏する。
【0147】
本発明の半導体装置の製造方法は、少なくも支持基板部と半導体基板部との間に絶縁層を有する基板における上記半導体基板部上に、回路を形成する回路形成工程と、上記半導体基板部上において上記回路が形成されていない領域の一部と該一部の領域の下に配された上記絶縁層とを、上記支持基板部表面が露出するまで除去することにより基板開口部を形成する開口部形成工程と、上記基板開口部内に、少なくとも、絶縁性を有する材料または金属材料のいずれかを堆積する開口部内堆積工程と、上記開口部内堆積工程の後に、上記絶縁層をエッチングにより除去することによって、上記開口部内堆積工程において堆積された、少なくとも、絶縁性を有する材料または金属材料のいずれかの一部を柱状に露出させることにより、上記回路が形成された上記半導体基板部を、上記支持基板部上に支持する支持部材を形成する支持部材形成工程とを有する構成である。
【0148】
これにより、絶縁層をエッチングにより除去することによって、支持基板部と半導体基板部との間は、空隙ができる。また、半導体基板部は、支持部材によって、支持基板部上に支持される。
【0149】
このように、支持基板部と半導体基板部との間には、空隙があるため、支持部材によってつながれている支持基板部と半導体基板部とは、容易に切り離すことができる。こうして、支持基板部を切り離すことにより、半導体装置は、薄い半導体基板部のみを有することとなる。
【0150】
従って、薄い半導体装置を提供することができる。このような半導体装置は薄いことにより、湾曲することができる。この結果、半導体装置を曲面に取り付ける場合であっても、その曲面に沿って、半導体装置を取り付けることができるといった効果を奏する。
【0151】
本発明の半導体装置の製造方法は、支持部材形成工程の後に、回路の一部を露出させるための開口部を有するパッシベーション膜を回路上に形成するパッシベーション膜形成工程と、開口部から露出する回路を外部に接続するための突起電極を形成する突起電極形成工程とを有する構成である。
【0152】
これにより、パッシベーション膜によって、半導体装置の製造工程において、回路を保護することができる。
【0153】
また、突起電極を形成することにより、例えば、後の接続工程において、フリップチップ接続法を用いることができる。従って、回路を外部に、容易かつ確実に接続することができるといった効果を奏する。
【0154】
本発明の半導体装置の製造方法は、パッシベーション膜が、回路の側面を覆っている構成である。
【0155】
これにより、例えば上記支持部材形成工程において、絶縁層をエッチングにより除去するときに、回路が薬液により侵食されることを防止することができるといった効果を奏する。
【0156】
本発明の半導体装置の製造方法は、突起電極と、実装基板上の電極端子とをフリップチップ接続する接続工程の後、支持部材を切断して支持基板部を除去する支持部材切断工程を有することにより、回路が形成された半導体基板部を実装基板に実装する構成である。
【0157】
具体的には、上記支持部材切断工程では、支持部材を折ることにより支持部材を切断する構成である。
【0158】
あるいは、上記支持部材切断工程では、支持部材をエッチングすることにより支持部材を切断する構成である。
【0159】
これにより、接続工程の後に除去される支持基板部が、半導体基板部に対する補強用の部材としてはたらく。
【0160】
即ち、接続工程においては、支持基板部を有しており、その分、半導体装置は厚くなる。従って、接続工程前における半導体装置(半導体素子)の強度は強く、破損することはない。この結果、接続工程前における半導体装置の強度を確保すると共に、搬送時や、接続工程時の取り扱いが容易になり、半導体装置における生産性の向上を図ることができる。
【0161】
また、支持部材を折ったりエッチングしたりすることによって支持部材を切断することができる。従って、支持基板部の除去時に、薬液などを用いた剥離工程などを必要としない。これにより、簡単な工程で容易に支持基板部を除去することができるといった効果を奏する。
【0162】
本発明の半導体装置の製造方法は、基板が、SOI基板である構成である。
【0163】
これにより、半導体装置の製造に用いる基板を簡単に製造することができるといった効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 (a)は、本発明の実施の一形態に係る半導体素子と支持基板との接合体の要部の構成を示す平面図であり、(b)は、(a)のA−A´線矢視断面図である。
【図2】 回路構成部の概略の構成を示す断面図である。
【図3】 (a)〜(g)は、図1に示す半導体素子と支持基板との接合体の製造工程の一例を示す工程フロー図である。
【図4】 (a)および(b)は、半導体素子と支持基板との接合体を個片化する工程の一例を示す工程フロー図である。
【図5】 (a)〜(d)は、図1に示す半導体素子と支持基板との接合体を用いた半導体装置の製造工程の一例を示す工程フロー図である。
【図6】 (a)および(b)は、図1に示す半導体素子と支持基板との接合体を用いた半導体装置の他の製造工程の一例を示す工程フロー図である。
【図7】 従来の半導体装置において、補強用部材が剥離される前の要部の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
1 支持基板(支持基板部)
2 支持ピン(支持部材)
3 半導体回路基板(回路基板、半導体基板部)
4 回路構成部(回路基板)
5 パッシベーション膜
6 突起電極
7 絶縁層
9 ダイシング部
10 SOI基板(基板)
40 ダイシングライン
50 ボンディングコレット
51 真空吸着穴
55 フレキシブル回路基板(実装基板)
56 電極(外部)
57 異方性導電膜(ACF)
67 異方性導電ペースト(ACP)
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention relates to a semiconductor element and a semiconductor device suitable for a thin semiconductor package, and a method for manufacturing the semiconductor device.
[0002]
[Prior art]
  In recent years, especially with the downsizing of electronic devices such as mobile products, circuits and substrates have become thinner. As a result, high-density mounting must be performed in the semiconductor device inside the electronic apparatus. For this reason, a flexible circuit board that can be bent is used.
[0003]
  By the way, conventionally used semiconductor packages (semiconductor devices) such as DIP (Dual In-line Package), QFP (Quad Flat Package), and BGA (Ball Grid Array) have a semiconductor element as a flexible circuit board. After electrical connection (mounting) by performing wire bonding or the like, the semiconductor element is covered with epoxy resin or the like to protect the wire.
  As described above, when the semiconductor element is sealed with an epoxy resin after the semiconductor element is mounted on the flexible circuit board, the thickness of the semiconductor package is increased and the semiconductor package is hardly bent.
[0004]
  That is, resin-encapsulated semiconductor packages such as DIP, QFP, and BGA are thick and difficult to bend.
[0005]
  Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-64379 describes the configuration of an IC card (semiconductor device) on which a semiconductor chip that is resistant to bending and bending is mounted by thinning the semiconductor chip.
[0006]
  The semiconductor chip in this IC card is flip-chip connected to the flexible circuit board.
[0007]
  Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2000-11129 describes a configuration of an IC card (semiconductor device) in which a semiconductor chip is flip-chip connected to a mounting substrate via an anisotropic conductive sheet.
[0008]
  In this semiconductor chip, a protruding electrode is formed on an external extraction electrode. By aligning the protruding electrodes and the electrodes on the circuit board and curing an anisotropic conductive sheet (ACF) as an adhesive resin between them, mounting of the semiconductor chip by flip chip connection is possible. Do.
[0009]
  Thereby, the semiconductor chip can be thinned to, for example, 100 μm or less, and a semiconductor chip that is strong against bending and bending can be provided.
[0010]
  As described above, a semiconductor package which is a semiconductor device on which a semiconductor element is mounted using a flip chip connection method is very thin as compared with a resin-encapsulated semiconductor package, and thus can be curved. Thereby, even if the region to which the semiconductor package is attached is a curved surface, the semiconductor package can be attached along the curved surface.
[0011]
  As described above, the semiconductor element to be flip-chip connected can be thinned, and the thinner the semiconductor chip, the better the thinning of the semiconductor device and the miniaturization of the electronic device.
[0012]
  However, a very thin semiconductor element of 100 μm or less is highly likely to be damaged and is very difficult to handle. That is, it is difficult to handle the semiconductor element when it is transported or mounted on the circuit board, and the productivity may be reduced.
[0013]
  When the semiconductor element is thin, the flip chip connection method using ACF or ACP (Anisotropic Conductive Paste), which applies pressure during mounting, easily breaks the semiconductor chip.
[0014]
  Therefore, in order to increase the strength of such a thin semiconductor element, Japanese Patent Application No. 11-74230 discloses a method of manufacturing a semiconductor device in which a reinforcing member is attached to the back surface of a semiconductor element with a resin or the like and then peeled off later. A method is described.
[0015]
  FIG. 7 shows the configuration of the semiconductor device before the reinforcing member is peeled off. In this semiconductor device, a semiconductor element having a support plate (reinforcing member) 101, an adhesive 103, a circuit component 104, a passivation film 105, and a bump (projection electrode) 106 is mounted on a mounting substrate 102 having electrode pads 107. Flip chip connection is performed using ACF108. Here, the adhesive 103 is made of a material capable of reducing the adhesive force.
[0016]
  Thereafter, the adhesive 103 and the support plate 101 are peeled off by reducing the adhesive force of the adhesive 103. For this reason, in the manufacturing process, since the support plate 101 which is a reinforcing member is included, the strength of the semiconductor element is high. In addition, a semiconductor device including a thin semiconductor element can be provided by peeling the adhesive 103 and the support plate 101 after mounting the semiconductor element on the mounting substrate 102.
[0017]
[Problems to be solved by the invention]
  However, in the semiconductor device shown in FIG. 7, since the support plate 101 is pasted using the adhesive 103, sufficient pressure is applied when connecting the mounting substrate 102 by applying pressure using the ACF 108. Does not join the connection. Therefore, a good connection state between the mounting substrate 102 and the semiconductor element cannot be maintained, and the reliability of the semiconductor element is lowered.
[0018]
  In addition, it is difficult to use an adhesive in ACF connection or solder reflow connection in which a high temperature of about 180 to 260 ° C. is applied during flip chip connection. On the other hand, if an adhesive having heat resistance is used as the adhesive, a peeling process for peeling the adhesive 103 and the support plate 101 later becomes complicated.
[0019]
  By the way, US Pat. No. 6,027,958 describes a structure in which a semiconductor element manufactured using an SOI (Silicon on insulator) substrate is bonded to a flexible substrate.
[0020]
  However, no specific method is described for the method of connecting the semiconductor element and the flexible substrate.
[0021]
  The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a semiconductor element and a semiconductor device that are easy to handle and a method for manufacturing the semiconductor device while ensuring the strength of the semiconductor element. It is in.
[0022]
[Means for Solving the Problems]
  Semiconductor device of the present inventionAnd support substrateIn order to solve the above-mentioned problem, the circuit has a circuit component that constitutes the circuit on the surface.semiconductorA circuit board; andsemiconductorA support substrate that supports the circuit board via a support member, andsemiconductorThere is a gap between the circuit board and the support board.And a protrusion electrode for connecting the circuit to the outside is provided on the circuit component, and the support member and the support substrate are provided on a surface of the semiconductor circuit substrate opposite to the surface having the protrusion electrode. Is placedIt is characterized by that.
[0023]
  Usually, in order to reduce the thickness of a semiconductor device, for example, when a semiconductor element having a thickness of 100 μm or less is formed, the strength of the semiconductor element becomes weak and the possibility of breakage is high, and its handling is very difficult. That is, it is difficult to handle the semiconductor element when it is transported or when it is mounted on a mounting substrate (for example, a flexible circuit board) for mounting the semiconductor element, and the productivity of the semiconductor element is reduced.
[0024]
  However, according to the above configuration, the support substrate serves as a reinforcing member for the circuit substrate having the circuit component on the surface.
[0025]
  In other words, during transport and mounting, semiconductor elementsAnd support substrateHas a support substrate, and the semiconductor elementAnd support substrateBecomes thicker. Therefore, the semiconductor element before mountingAnd support substrateIs strong and will not break.
[0026]
  Thereby, the semiconductor elementAnd support substrateAs well as ensuring the strength of the semiconductor elementAnd support substrateThe handling at the time of transporting and mounting on the mounting board becomes easy, and the productivity can be improved.
[0027]
  Also,semiconductorSince there is a space between the circuit board and the support board, the support board connected by the support member andsemiconductorIt can be easily separated from the circuit board. Thus, by separating the support substrate from the semiconductor element, the semiconductor element is thin.semiconductorIt will have only a circuit board.
[0028]
  Therefore, when mounting, the semiconductor elementAnd support substrateFor example, a semiconductor device having a thin semiconductor element can be provided by disconnecting the supporting substrate after connecting the substrate to a flexible mounting substrate. Such semiconductor devices are thin and can therefore be curved. As a result, even when the semiconductor device is attached to a curved surface, the semiconductor device can be attached along the curved surface.
[0029]
  further,semiconductorThe circuit board and the support board are connected via a support member,semiconductorThere is a gap between the circuit board and the support substrate. Therefore,semiconductorCompared with the case where the circuit board and the support board are bonded together via an adhesive (for example, ACF) that softens and flows during connection, a necessary pressure is applied to the connection portion when the semiconductor element is mounted on the mounting board. be able to. As a result, a good connection state between the mounting substrate and the semiconductor element can be maintained, and the reliability of the semiconductor device can be improved..
[0030]
the aboveThe protruding electrode is preferably made of gold.
[0031]
  According to said structure, a semiconductor element can be mounted on a mounting board easily and reliably by the flip-chip connection method. Moreover, favorable conduction | electrical_connection can be aimed at because a protruding electrode consists of gold | metal | money.
[0032]
  Said semiconductor elementAnd support substrateIssemiconductorThe thickness of the circuit board is preferably 0.5 μm or more and 100 μm or less.
[0033]
  According to the above configuration, a circuit sufficient to have the function of a semiconductor element can be formed in the circuit configuration unit.
[0034]
  Said semiconductor elementAnd support substrateIssemiconductorMore preferably, the thickness of the circuit board is 0.5 μm or more and 10 μm or less.
[0035]
  According to the above configuration, the semiconductor elementAnd support substrateCan be flexible and strong against bending. Therefore, such a semiconductor elementAnd support substrateFor example, a thin semiconductor device (semiconductor package) that can be bent can be provided.
[0036]
  Said semiconductor elementAnd support substrateIssemiconductorThe surface of the circuit board facing the support board, and the support boardsemiconductorThe distance between the surface facing the circuit board is preferably 0.1 μm or more and 1 μm or less.
[0037]
  According to said structure, when it is 0.1 micrometer or more, via a supporting member,semiconductorThe circuit board can be supported on the support substrate. Moreover, by being 1 micrometer or less, it can prevent that a supporting member breaks before mounting a semiconductor element on a mounting substrate.
[0038]
  Said semiconductor elementAnd support substrateThe support member is preferably made of at least one of an insulating material and a metal material.
[0039]
  According to the above configuration, the support member can be easily cut later by, for example, breakage or etching. As a result, the semiconductor elementAnd support substrateAfter mounting on the mounting substrate, the support substrate can be easily removed.
[0040]
  Said semiconductor elementAnd support substrateThe support member is substantially cylindrical,semiconductorThe diameter in a cross section parallel to the circuit board is preferably 0.1 μm or more and 0.5 μm or less.
[0041]
  According to the above configuration, the support member can be easily cut later by, for example, breakage or etching.
[0042]
  Said semiconductor elementAnd support substrateIssemiconductorThe circuit component of the circuit board is preferably covered with a passivation film having an insulating property.
[0043]
  According to said structure, a circuit can be protected in the manufacturing process of a semiconductor element, and the mounting process of a semiconductor element, for example.
[0044]
  A method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention includes a circuit forming step of forming a circuit on the semiconductor substrate portion in a substrate having an insulating layer between at least the support substrate portion and the semiconductor substrate portion; An opening for forming a substrate opening by removing a part of the region where the circuit is not formed and the insulating layer disposed under the part of the region until the surface of the supporting substrate is exposed. The insulating layer is removed by etching after the portion forming step, the in-opening deposition step of depositing at least either an insulating material or a metal material in the opening of the substrate, and the in-opening deposition step. By exposing at least a part of at least one of the insulating material or the metal material deposited in the deposition process in the opening in a columnar shape, The semiconductor substrate portion was made, it is characterized by having a support member forming step of forming a support member for supporting on the support substrate portion on.
[0045]
  According to said structure, a space | gap is made between a support substrate part and a semiconductor substrate part by removing an insulating layer by an etching. The semiconductor substrate portion is supported on the support substrate portion by the support member.
[0046]
  As described above, since there is a gap between the support substrate portion and the semiconductor substrate portion, the support substrate portion and the semiconductor substrate portion connected by the support member can be easily separated. Thus, by separating the support substrate portion, the semiconductor device has only a thin semiconductor substrate portion.
[0047]
  Thereby, a thin semiconductor device can be provided. Such a semiconductor device can be curved because it is thin. Therefore, even when the semiconductor device is attached to a curved surface, the semiconductor device can be attached along the curved surface.
[0048]
  The method for manufacturing a semiconductor device includes a passivation film forming step of forming a passivation film having an opening for exposing a part of the circuit on the circuit after the support member forming step, and a circuit exposed from the opening. It is preferable to have a protruding electrode forming step of forming a protruding electrode for connection to the outside.
[0049]
  According to said structure, a circuit can be protected in the manufacturing process of a semiconductor device by forming the passivation film.
[0050]
  Further, by forming the protruding electrode, for example, a flip chip connection method can be used in the subsequent connection step. Therefore, the circuit can be easily and reliably connected to the outside.
[0051]
  In the semiconductor device manufacturing method described above, it is preferable that the passivation film covers the side surface of the circuit.
[0052]
  According to said structure, when an insulating layer is removed by an etching, for example in the said supporting member formation process, it can prevent that a circuit is eroded by a chemical | medical solution.
[0053]
  The semiconductor device manufacturing method includes a supporting member cutting step of cutting the supporting member and removing the supporting substrate portion after the connecting step of flip-chip connecting the protruding electrode and the electrode terminal on the mounting substrate. The semiconductor substrate portion on which the circuit is formed is preferably mounted on the mounting substrate.
[0054]
  Specifically, in the support member cutting step, the support member is preferably cut by folding the support member.
[0055]
  Alternatively, in the support member cutting step, the support member is preferably cut by etching the support member.
[0056]
  According to said structure, the support substrate part removed after a connection process functions as a member for reinforcement with respect to a semiconductor substrate part.
[0057]
  That is, in the connection process, the support substrate portion is provided, and the semiconductor device is thickened accordingly. Therefore, the strength of the semiconductor device (semiconductor element) before the connection process is strong and will not be damaged. As a result, the strength of the semiconductor device before the connection process is ensured, and handling during the transfer process and the connection process is facilitated, and the productivity of the semiconductor device can be improved.
[0058]
  Further, the support member can be cut by folding or etching the support member. Therefore, a peeling process using a chemical solution or the like is not required when removing the support substrate portion. Thereby, a support substrate part can be easily removed by a simple process.
[0059]
  In the above method for manufacturing a semiconductor device, the substrate is preferably an SOI substrate.
[0060]
  According to said structure, the board | substrate used for manufacture of a semiconductor device can be easily manufactured because a board | substrate is a SOI (Silicon on insulator) board | substrate.
[0061]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
  An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 6 as follows.
[0062]
  This semiconductor deviceAnd support substrate1 will be described with reference to FIGS. Here, FIG.Bonded body of semiconductor element and support substrateFIG. 1B is a cross-sectional view taken along the line AA ′ in FIG. The semiconductor element is mounted on a mounting substrate, and is incorporated into a package as a semiconductor device, for example.
[0063]
  Semiconductor elementAnd support substrateAs shown in FIG. 1B, a semiconductor circuit board (circuit board, semiconductor substrate part) 3, a circuit configuration part (circuit board) 4, a passivation film 5, and a protruding electrode 6 are provided as support pins (support members). It is supported on a support substrate (support substrate portion) 1 through 2.
[0064]
  The support substrate 1 is made of Si (silicon) and has a thickness of 400 μm.
[0065]
  By the way, for example, when the thickness of the semiconductor element is 100 μm or less, the strength is usually weak, the possibility of breakage is high, and handling is very difficult. That is, it is difficult to handle the semiconductor element when it is transported or when it is mounted on the mounting substrate, and the productivity is lowered.
[0066]
  However, as described above, since the thickness of the support substrate 1 is 400 μm, the semiconductor element before being mounted on the mounting substrateAnd support substrateIs thick, so its strength is strong and will not break. Thereby, while ensuring the intensity | strength of a semiconductor element, the handling at the time of conveyance of a semiconductor element and the mounting to a mounting board becomes easy, and it can aim at the improvement of productivity.
[0067]
  The support pin 2 has a cylindrical shape and is made of W (tungsten) and TiN (titanium nitride). For example, as shown in FIG.Bonded body of semiconductor element and support substrateThe semiconductor circuit board 3 (see FIG. 1B) having the circuit component 4, the passivation film 5, and the protruding electrode 6 is supported on the support substrate 1 by the four support pins 2. That is, there is a space (gap) between the support substrate 1 and the semiconductor circuit substrate 3 by the support pins 2 as shown in FIG.
[0068]
  Here, the height supported by the support pins 2, that is, the length between the support substrate 1 and the semiconductor circuit substrate 3 is 0.1 μm. In addition, it is preferable that this length is 0.1 micrometer or more and 1 micrometer or less (0.1-1 micrometer). The diameter of the support pin 2 is 0.1 to 0.5 μm.
[0069]
  Thus, when the length between the support substrate 1 and the semiconductor circuit substrate 3 is 0.1 μm or more, the semiconductor circuit substrate 3 can be supported on the support substrate 1 via the support pins 2. . In addition, since the length between the support substrate 1 and the semiconductor circuit substrate 3 is 1 μm or less, the support pins 2 can be prevented from being broken before the semiconductor element is mounted on the mounting substrate. .
[0070]
  The material of the support pin 2 is not particularly limited. As described above, a metal (for example, W) and a nitride (for example, TiN) may be used. Alternatively, for example, a metal and an insulator may be used. Only one of them may be used.
[0071]
  Thus, since the support pin 2 is made of at least one of an insulating material or a metal material, the support pin 2 can be easily cut later by, for example, breakage or etching.
[0072]
  Further, the shape of the support pin 2 is not particularly limited, and may be a quadrangular prism shape, for example.
[0073]
  The semiconductor circuit substrate 3 is made of silicon. On the semiconductor circuit board 3, a circuit configuration unit 4 constituting a circuit is formed. The thickness of the circuit component 4 is 3 μm.
[0074]
  The sum of the thickness of the semiconductor circuit board 3 and the thickness of the circuit component 4 (the thickness of the circuit board) preferably has a thickness of 0.5 to 100 μm in order to constitute a circuit as a semiconductor device. .
[0075]
  Furthermore, it is preferable that the sum of the thickness of the semiconductor circuit substrate 3 and the thickness of the circuit component 4 has a thickness of 0.5 to 10 μm.
[0076]
  Thereby, a semiconductor element can have flexibility and becomes strong with respect to a bending. Therefore, by mounting such a semiconductor element, for example, a semiconductor device (for example, a semiconductor package) that is thin and bendable can be provided.
[0077]
  The configuration of the circuit configuration unit 4 is not particularly limited. For example, as shown in FIG. 2, a CMOS inverter may be included.
[0078]
  2 includes a gate electrode 13 corresponding to the source 11 and drain 12 formed on the semiconductor circuit substrate 3 by ion implantation, a field oxide film 14 for isolating and insulating each element from each other, and the source 11. A wiring 15 electrically connected to the drain 12, a wiring 16, and a protective film 17 made of SiN (silicon nitride).
[0079]
  The passivation film 5 is made of, for example, a polyimide resin, and is disposed so as to cover the circuit component 4 on the semiconductor circuit substrate 3 as shown in FIG. The passivation film 5 that is an insulating film prevents the occurrence of crosstalk or the like in the semiconductor device.
[0080]
  Further, as shown in FIG. 1B, the passivation film 5 has an opening 5a so that the electrode pad of the circuit component 4 is exposed. A protruding electrode 6 is formed on the electrode pad so as to fill the opening 5a.
[0081]
  The protruding electrode 6 is an external connection terminal and is made of Ni (nickel) and Au (gold). That is, the bump electrode 6 has a configuration in which an Au bump is formed on a layer made of Ni. The height of the protruding electrode 6 is 3 to 5 μm. By having the protruding electrode 6, the semiconductor element can easily and reliably perform flip chip connection to the mounting substrate. Further, since the protruding electrode 6 is made of Au, good conduction with the mounting substrate can be achieved.
[0082]
  Note that the bump portion of the protruding electrode 6 is not particularly limited as long as it can be electrically connected to the mounting substrate, and may be a solder bump, for example. By forming the bump portion with solder, a semiconductor element can be manufactured at low cost.
[0083]
  As described above, semiconductor elementsAnd support substrateComprises a circuit component 4 constituting a circuit, a semiconductor circuit substrate 3 having the circuit component 4 on its surface, and a support substrate 1 for supporting the semiconductor circuit substrate 3 via support pins 2. There is a gap between the substrate 3 and the support substrate 1.
[0084]
  Usually, in order to reduce the thickness of a semiconductor device, for example, when a semiconductor element having a thickness of 100 μm or less is formed, the strength of the semiconductor element becomes weak and the possibility of breakage is high, and its handling is very difficult. That is, it is difficult to handle the semiconductor element when it is transported or when it is mounted on a mounting substrate (for example, a flexible circuit board) for mounting the semiconductor element, and the productivity of the semiconductor element is reduced.
[0085]
  However, when the support substrate 1 is provided as described above, the support substrate 1 serves as a reinforcing member for the semiconductor circuit substrate 3.
[0086]
  That is, semiconductor elementAnd support substrateHas a support substrate 1 at the time of transport and mounting, and accordingly, a semiconductor element.And support substrateBecomes thicker. Therefore, the strength of the semiconductor element before mounting is strong and will not be damaged.
[0087]
  As a result, the strength of the semiconductor element can be ensured, the handling of the semiconductor element can be facilitated during transportation or mounting on the mounting substrate, and the productivity of the semiconductor device including the semiconductor element can be improved.
[0088]
  Further, since there is a gap between the semiconductor circuit substrate 3 and the support substrate 1, the support substrate 1 and the semiconductor circuit substrate 3 connected by the support pins 2 can be easily separated. Thus, by separating the support substrate 1 from the semiconductor element, the semiconductor element has only the thin semiconductor circuit board 3 and the circuit component 4.
[0089]
  Therefore, when mounting the semiconductor element, the semiconductor elementAnd support substrateFor example, the semiconductor device having a thin semiconductor element can be provided by separating the support substrate 1 after connecting to a flexible mounting substrate. Such semiconductor devices are thin and can therefore be curved. As a result, even when the semiconductor device is attached to a curved surface, the semiconductor device can be attached along the curved surface.
[0090]
  Furthermore, the semiconductor circuit board 3 and the support board 1 are connected via the support pins 2, and there is a gap between the semiconductor circuit board 3 and the support board 1. Therefore, compared with the case where the semiconductor circuit substrate 3 and the support substrate 1 are bonded together through an adhesive that softens and flows when connected, for example, the pressure required when mounting the semiconductor element on the mounting substrate Can be added to the connection portion between the semiconductor element and the mounting substrate. Thereby, a good connection state between the mounting substrate and the semiconductor element can be maintained, and the reliability of the semiconductor device can be improved.
[0091]
  Hereinafter, the semiconductor elementAnd support substrateAn example of the manufacturing process will be described with reference to FIGS.
[0092]
  First, on a SOI (Silicon on insulator) substrate (a semiconductor wafer or substrate having an SOI (Silicon on insulator) structure) 10, a circuit configuration unit 4 including an element formation unit on which elements are formed is formed, and photolithography is performed Then, openings 4a and 4b are formed (FIG. 3A, circuit forming step).
[0093]
  Here, the SOI substrate 10 has a structure having an insulating layer 7 between a support substrate (support substrate portion) 1 made of Si and a semiconductor circuit substrate (semiconductor substrate portion) 3 made of Si.
[0094]
  The opening 4a is later deposited with W and TiN. The opening 4b is for forming an erosion prevention groove later.
[0095]
  Next, the region disposed under the opening 4a (exposed from the opening 4a) is etched until the surface of the support substrate 1 is exposed. That is, a portion of the semiconductor circuit substrate 3 and the insulating layer 7 disposed under the opening 4a is removed to form an opening (substrate opening) 8 (FIG. 3B, opening forming step). ).
[0096]
  Then, after the TiN film 21 is formed in the opening 8, it is planarized by CMP (Chemical Mechanical Polishing). Thereafter, W is deposited and planarized by CMP to form a W layer 22 (intra-opening deposition step). At this time, TiN and W are also deposited in the opening 4b, but TiN and W in the opening 4b are removed by etching by a photolithography method to form an erosion prevention groove (FIG. 3 ( c)).
[0097]
  Next, a polyimide resin is formed on substantially the entire surface of the support substrate 1 (FIG. 3D), and the passivation film 5 is formed by forming an opening 5a that exposes a part of the circuit by photolithography. It forms (FIG.3 (e), a passivation film formation process).
[0098]
  After that, after forming a metal layer made of Ni, the protruding electrode 6 for connecting the circuit exposed from the opening 5a to the outside is formed by electrolytic plating using Au (FIG. 3F, forming the protruding electrode). Process). The formation of the bumps on the protruding electrodes 6 is not limited to electrolytic plating, and may be performed by, for example, electroless plating or wire bumping using wire bonds.
[0099]
  Further, using the dicing equipment, the dicing portion 9 is formed by further cutting the erosion preventing groove until the surface of the insulating layer 7 is exposed (FIG. 3F). Thereby, the support pin 2 is formed later, and the chemical liquid can be made to enter the insulating layer 7 that has a gap.
[0100]
  Next, the insulating layer 7 is removed by etching using a chemical solution such as hydrofluoric acid (FIG. 3G, support member forming step). Thereby, the TiN film 21 and the W layer 22 deposited in the opening 8 are exposed in a columnar shape. As a result, it is possible to form the support pins 2 that support the semiconductor circuit substrate 3 having the circuit configuration unit 4 on the support substrate 1.
[0101]
  As described above, the passivation film 5 is formed not only on the upper surface but also on the side surface of the circuit component 4 by forming the passivation film 5 after forming the opening 4b first and then forming the dicing part 9. It will cover.
[0102]
  Thereby, when the etching shown in FIG. 3G is performed, the circuit component 4 can be prevented from being eroded by the chemical solution.
[0103]
  Next, in the process shown in FIG. 3A to FIG. 3G, an example of the process of dividing into pieces when a plurality of semiconductor elements are manufactured on the support substrate 1 is based on FIG. 4. explain.
[0104]
  It is assumed that a plurality of semiconductor elements are formed on the support substrate 1 after the steps shown in FIGS. At this time, a dicing portion 9 formed in the step shown in FIG. 3F is disposed between adjacent semiconductor elements (FIG. 4A).
[0105]
  And by the dicing apparatus, along the dicing line 40 in the dicing part 9, it is an individual semiconductor element.And support substrate(FIG. 4B).
[0106]
  Note that one semiconductor element is formed on the support substrate 1.And support substrateWhen forming, it is not necessary to dice.
[0107]
  The semiconductor element in which the semiconductor circuit board 3 is supported on the support substrate 1 via the support pins 2 by the above-described steps.And support substrateIs manufactured.
[0108]
  Further, a mounting process (semiconductor element) for mounting the semiconductor element on a flexible circuit board (mounting board)And support substrateAn example of a manufacturing process of a semiconductor device using the above will be described with reference to FIG.
[0109]
  Here, the semiconductor element is mounted on the flexible circuit board 55 so that the protruding electrode 6 of the semiconductor element is connected to the electrode 56. An anisotropic conductive film (hereinafter referred to as ACF: Anisotropic Conductive Film) is affixed on the flexible circuit board 55.
[0110]
  First, the semiconductor element is formed by the vacuum suction hole 51 of the bonding collet 50.And support substrateIs adsorbed (FIG. 5A).
[0111]
  Next, the protruding electrode 6 and the electrode 56 on the flexible circuit board 55 are aligned, and pressurization and heating are performed so as to bring them into contact with each other (FIG. 5B, connection step). And the bonding collet 50 is a semiconductor element.And support substrate(Fig. 5 (c)).
[0112]
  Subsequently, the support pins 2 are folded (cut) between the support substrate 1 and the semiconductor circuit substrate 3, and the support substrate 1 is removed (FIG. 5D, support member cutting step).
[0113]
  As a result, only the thin semiconductor circuit board 3 and the circuit component 4 can be mounted on the flexible circuit board 55. As described above, since only the thin semiconductor circuit board 3 and the circuit component 4 are flip-chip connected, for example, a flexible semiconductor package that can be bent and used can be realized.
[0114]
  Further, by flip chip connecting the semiconductor element to the flexible circuit board 55, the semiconductor element can be easily and reliably mounted.
[0115]
  In addition, since the support pin 2 is very thin and weak in strength, by applying a force in the shearing direction of the support substrate 1, a force in the rotation direction, or a light twist in the support member cutting step. The support pin 2 can be easily removed.
[0116]
  Further, by adjusting the amount of ACF, it is possible to prevent the anisotropic conductive material from adhering to the support substrate 1 and the bonding collet 50.
[0117]
  Further, the mounting of the semiconductor element on the flexible circuit board 55 is not limited to the one using the ACF, and an anisotropic conductive paste (hereinafter referred to as ACP: Anisotropic Conductive Paste) may be used. .
[0118]
  Hereinafter, an example using ACP will be described with reference to FIG. Here, the protruding electrode 66 is formed by wire bumping using a wire bond, and its height is 50 to 60 μm.
[0119]
  First, an appropriate amount of ACP 67 that does not protrude is supplied onto the flexible circuit board 55 using a dispense. And by the vacuum suction hole 51 of the bonding collet 50,Bonded body of semiconductor element and support substrateIs adsorbed (FIG. 6A).
[0120]
  Next, alignment between the protruding electrode 66 and 56 on the flexible circuit board 55 is performed, and pressurization and heating are performed so as to bring them into contact (connection process). Thereafter, the bonding collet 50 is replaced with a semiconductor element.And support substrateMove away from.
[0121]
  Subsequently, the support pins 2 are folded (cut) between the support substrate 1 and the semiconductor circuit substrate 3, and the support substrate 1 is removed (FIG. 6B, support member cutting step).
[0122]
  5C to 5D is not particularly limited as long as the support substrate 1 is removed. For example, the support substrate 2 is cut by etching to form the support substrate 2. 1 may be removed.
[0123]
  For example, after the step shown in FIG.2O2By the etching using a chemical solution such as (hydrogen peroxide solution), the support pins 2 are cut and the support substrate 1 can be removed from the semiconductor device.
[0124]
  As described above, in the support member cutting step, the support substrate 1 is removed by cutting the support pins 2 by folding or etching the support pins 2. Therefore, when removing the support substrate 1, a peeling process using a chemical solution or the like is not required. Thereby, the support substrate 1 can be easily removed by a simple process.
[0125]
  Also, the support pin 2 can be cut with a semiconductor element.And support substrateIs performed after being connected to the flexible circuit board 55, only the semiconductor circuit board 3 having the circuit component 4 is mounted on the flexible circuit board 55.
[0126]
  Thereby, a thin semiconductor device can be provided. Also, a semiconductor element in this semiconductor deviceAnd support substrateSince the support substrate 1 is provided before mounting, it can be handled in a thick state before mounting. Therefore, the strength of the semiconductor element before mounting is strong and will not be damaged. As a result, the strength of the semiconductor element can be ensured, and the handling of the semiconductor element when it is transported or mounted on the mounting substrate is facilitated, so that the productivity in the semiconductor device can be improved.
[0127]
【The invention's effect】
  Semiconductor device of the present inventionAnd support substrateAs described above, it has a circuit component part that constitutes a circuit on the surface.semiconductorA circuit board; andsemiconductorA support substrate that supports the circuit board via a support member, andsemiconductorThere is a gap between the circuit board and the support board.And a protrusion electrode for connecting the circuit to the outside is provided on the circuit component, and the support member and the support substrate are provided on a surface of the semiconductor circuit substrate opposite to the surface having the protrusion electrode. Is placedIt is a configuration.
[0128]
  Thereby, a support substrate has a circuit structure part on the surface.semiconductorIt serves as a reinforcing member for the circuit board. In other words, during transport and mounting, semiconductor elementsAnd support substrateHas a support substrate, and accordingly, the semiconductor element becomes thicker. Therefore, the semiconductor element before mountingAnd support substrateIs strong and will not break.
[0129]
  As a result, while ensuring the strength of the semiconductor element, the semiconductor elementAnd support substrateThe handling at the time of transporting and mounting on the mounting board becomes easy, and the productivity can be improved.
[0130]
  Also,semiconductorSince there is a space between the circuit board and the support board, the support board connected by the support member andsemiconductorIt can be easily separated from the circuit board. For this reason, a semiconductor element will have only a thin circuit board and a circuit structure part.
[0131]
  Therefore, when mounting, the semiconductor elementAnd support substrateFor example, a semiconductor device having a thin semiconductor element can be provided by disconnecting the supporting substrate after connecting the substrate to a flexible mounting substrate. Such semiconductor devices are thin and can therefore be curved. As a result, even when the semiconductor device is attached to a curved surface, the semiconductor device can be attached along the curved surface.
[0132]
  further,semiconductorThe circuit board and the support board are connected via a support member,semiconductorThere is a gap between the circuit board and the support substrate. Therefore, the semiconductor elementAnd support substrateWhen mounting on the mounting board, the necessary pressure can be applied to the connecting portion without waste. As a result, it is possible to maintain a good connection state between the mounting substrate and the semiconductor element and to improve the reliability of the semiconductor device.
[0133]
the aboveThe protruding electrode is made of gold.
[0134]
  Accordingly, the semiconductor element can be easily and surely mounted on the mounting substrate by the flip chip connection method. Further, since the protruding electrode is made of gold, there is an effect that good conduction can be achieved.
[0135]
  Semiconductor device of the present inventionAnd support substrateIssemiconductorThe thickness of the circuit board is 0.5 μm or more and 100 μm or less.
[0136]
  Thereby, there is an effect that a circuit sufficient to have a function of a semiconductor element can be formed in the circuit configuration unit.
[0137]
  Semiconductor device of the present inventionAnd support substrateIn addition,semiconductorThe thickness of the circuit board is 0.5 μm or more and 10 μm or less.
[0138]
  Thereby, a semiconductor element can have flexibility and becomes strong with respect to a bending. Therefore, by providing such a semiconductor element, for example, it is possible to provide a semiconductor device (semiconductor package) that is thin and bendable.
[0139]
  Semiconductor device of the present inventionAnd support substrateIssemiconductorThe surface of the circuit board facing the support board, and the support boardsemiconductorThe space between the surface facing the circuit board is 0.1 μm or more and 1 μm or less.
[0140]
  Thereby, via a support member,semiconductorThe circuit board can be supported on the support substrate, and the support member can be prevented from being broken before the semiconductor element is mounted on the mounting substrate.
[0141]
  Semiconductor device of the present inventionAnd support substrateIs a configuration in which the support member is made of at least one of an insulating material and a metal material.
[0142]
  Thereby, the support member can be easily cut later by, for example, breaking or etching. As a result, the semiconductor elementAnd support substrateAfter mounting on the mounting substrate, the support substrate can be easily removed.
[0143]
  Semiconductor device of the present inventionAnd support substrateThe support member is substantially cylindrical,semiconductorThe diameter in a cross section parallel to the circuit board is 0.1 μm or more and 0.5 μm or less.
[0144]
  Thereby, there is an effect that the support member can be easily cut later by, for example, breakage or etching.
[0145]
  Semiconductor device of the present inventionAnd support substrateIssemiconductorThe circuit component of the circuit board is covered with an insulating passivation film.
[0146]
  Thereby, for example, a semiconductor elementAnd support substrateManufacturing processes and semiconductor elementsAnd support substrateIn the mounting process, the circuit can be protected.
[0147]
  A method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention includes a circuit forming step of forming a circuit on the semiconductor substrate portion in a substrate having an insulating layer between at least the support substrate portion and the semiconductor substrate portion; An opening for forming a substrate opening by removing a part of the region where the circuit is not formed and the insulating layer disposed under the part of the region until the surface of the supporting substrate is exposed. The insulating layer is removed by etching after the portion forming step, the in-opening deposition step of depositing at least either an insulating material or a metal material in the opening of the substrate, and the in-opening deposition step. By exposing at least a part of at least one of the insulating material or the metal material deposited in the deposition process in the opening in a columnar shape, The semiconductor substrate portion was made, a structure and a supporting member forming step of forming a support member for supporting on the support substrate portion on.
[0148]
  As a result, by removing the insulating layer by etching, a gap is formed between the support substrate portion and the semiconductor substrate portion. The semiconductor substrate portion is supported on the support substrate portion by the support member.
[0149]
  As described above, since there is a gap between the support substrate portion and the semiconductor substrate portion, the support substrate portion and the semiconductor substrate portion connected by the support member can be easily separated. Thus, by separating the support substrate portion, the semiconductor device has only a thin semiconductor substrate portion.
[0150]
  Therefore, a thin semiconductor device can be provided. Such a semiconductor device can be curved because it is thin. As a result, even when the semiconductor device is attached to a curved surface, the semiconductor device can be attached along the curved surface.
[0151]
  The semiconductor device manufacturing method of the present invention includes a passivation film forming step of forming a passivation film having an opening for exposing a part of the circuit on the circuit after the support member forming step, and a circuit exposed from the opening. And a protruding electrode forming step of forming a protruding electrode for connecting to the outside.
[0152]
  Thereby, the circuit can be protected in the manufacturing process of the semiconductor device by the passivation film.
[0153]
  Further, by forming the protruding electrode, for example, a flip chip connection method can be used in the subsequent connection step. Therefore, there is an effect that the circuit can be easily and reliably connected to the outside.
[0154]
  The method for manufacturing a semiconductor device of the present invention has a configuration in which a passivation film covers a side surface of a circuit.
[0155]
  Thus, for example, in the support member forming step, it is possible to prevent the circuit from being eroded by the chemical solution when the insulating layer is removed by etching.
[0156]
  The semiconductor device manufacturing method of the present invention includes a support member cutting step of cutting the support member and removing the support substrate portion after the connecting step of flip-chip connecting the protruding electrode and the electrode terminal on the mounting substrate. Thus, the semiconductor substrate portion on which the circuit is formed is mounted on the mounting substrate.
[0157]
  Specifically, in the support member cutting step, the support member is cut by folding the support member.
[0158]
  Alternatively, the support member cutting step is configured to cut the support member by etching the support member.
[0159]
  Thereby, the support substrate part removed after a connection process functions as a member for reinforcement with respect to a semiconductor substrate part.
[0160]
  That is, in the connection process, the support substrate portion is provided, and the semiconductor device is thickened accordingly. Therefore, the strength of the semiconductor device (semiconductor element) before the connection process is strong and will not be damaged. As a result, the strength of the semiconductor device before the connection process is ensured, and handling during the transfer process and the connection process is facilitated, so that productivity in the semiconductor device can be improved.
[0161]
  Further, the support member can be cut by folding or etching the support member. Therefore, a peeling process using a chemical solution or the like is not required when removing the support substrate portion. Thereby, there exists an effect that a support substrate part can be easily removed by a simple process.
[0162]
  The method for manufacturing a semiconductor device of the present invention has a configuration in which the substrate is an SOI substrate.
[0163]
  Thereby, there is an effect that a substrate used for manufacturing a semiconductor device can be easily manufactured.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 (a) relates to an embodiment of the present invention.Bonded body of semiconductor element and support substrateIt is a top view which shows the structure of the principal part of (a), (b) is AA 'line arrow sectional drawing of (a).
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a circuit configuration unit.
3 (a) to (g) are the semiconductor elements shown in FIG.And support substrateIt is a process flow figure showing an example of the manufacturing process of.
4A and 4B are semiconductor elements.And support substrateIt is a process flowchart which shows an example of the process of dividing into pieces.
5 (a) to (d) are the semiconductor elements shown in FIG.And support substrateIt is a process flow figure showing an example of a manufacturing process of a semiconductor device using.
6 (a) and (b) are the semiconductor elements shown in FIG.And support substrateIt is a process flow figure showing an example of other manufacturing processes of a semiconductor device using.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a configuration of a main part before a reinforcing member is peeled in a conventional semiconductor device.
[Explanation of symbols]
  1 Support substrate (support substrate part)
  2 Support pins (support members)
  3 Semiconductor circuit board (circuit board, semiconductor substrate part)
  4 Circuit components (circuit board)
  5 Passivation film
  6 Projection electrode
  7 Insulation layer
  9 Dicing part
10 SOI substrate (substrate)
40 Dicing line
50 Bonding collet
51 Vacuum suction hole
55 Flexible circuit board (mounting board)
56 electrodes (external)
57 Anisotropic Conductive Film (ACF)
67 Anisotropic conductive paste (ACP)

Claims (15)

回路を構成する回路構成部を表面に有する半導体回路基板と、
半導体回路基板を、支持部材を介して支持する支持基板とを備え、
上記半導体回路基板と上記支持基板との間には、空隙を有し、
上記回路構成部上には、上記回路を外部に接続するための突起電極を備え、
上記半導体回路基板における上記突起電極を有する側の面の反対側の面に、上記支持部材および支持基板が配置されていることを特徴とする半導体素子と支持基板との接合体
A semiconductor circuit board having on its surface a circuit component that constitutes the circuit;
A support substrate for supporting the semiconductor circuit substrate via a support member;
Between the semiconductor circuit board and the supporting substrate, it has a gap,
On the circuit configuration part, a protruding electrode for connecting the circuit to the outside is provided,
A joined body of a semiconductor element and a support substrate, wherein the support member and the support substrate are disposed on a surface of the semiconductor circuit substrate opposite to the surface having the protruding electrodes .
上記突起電極は、金からなることを特徴とする請求項1に記載の半導体素子と支持基板との接合体 The joined body of a semiconductor element and a support substrate according to claim 1, wherein the protruding electrode is made of gold. 上記半導体回路基板の厚さは、0.5μm以上、かつ、100μm以下であることを特徴とする請求項1または2に記載の半導体素子と支持基板との接合体3. The joined body of a semiconductor element and a support substrate according to claim 1, wherein a thickness of the semiconductor circuit substrate is 0.5 μm or more and 100 μm or less. 上記半導体回路基板の厚さは、0.5μm以上、かつ、10μm以下であることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の半導体素子と支持基板との接合体4. The joined body of a semiconductor element and a support substrate according to claim 1, wherein a thickness of the semiconductor circuit substrate is 0.5 μm or more and 10 μm or less. 5. 上記半導体回路基板における上記支持基板に対向する側の面と、上記支持基板における上記半導体回路基板に対向する側の面との間は、0.1μm以上、かつ、1μm以下であることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1項に記載の半導体素子と支持基板との接合体And the side surface opposite to the support substrate in the semiconductor circuit substrate, between the surface on the side opposite to the semiconductor circuit board in the supporting substrate, and wherein the 0.1μm or more, and is 1μm or less The joined body of the semiconductor element and the support substrate according to any one of claims 1 to 4. 上記支持部材は、少なくとも、絶縁性を有する材料または金属材料のいずれかからなることを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1項に記載の半導体素子と支持基板との接合体6. The joined body of a semiconductor element and a support substrate according to claim 1, wherein the support member is made of at least one of an insulating material and a metal material. 上記支持部材は、略円柱状であり、上記半導体回路基板に平行な断面における径は、0.1μm以上、かつ、0.5μm以下であることを特徴とする請求項1ないし6のいずれか1項に記載の半導体素子と支持基板との接合体7. The support member according to claim 1, wherein the support member has a substantially cylindrical shape, and a diameter in a cross section parallel to the semiconductor circuit substrate is 0.1 μm or more and 0.5 μm or less. A joined body of the semiconductor element according to the item and the support substrate . 上記半導体回路基板の上記回路構成部は、絶縁性を有するパッシベーション膜に覆われていることを特徴とする請求項1ないし7のいずれか1項に記載の半導体素子と支持基板との接合体8. The joined body of a semiconductor element and a support substrate according to claim 1, wherein the circuit component of the semiconductor circuit substrate is covered with a passivation film having an insulating property. 少なくも支持基板部と半導体基板部との間に絶縁層を有する基板の上記半導体基板部上に、回路を形成する回路形成工程と、
上記半導体基板部上において上記回路が形成されていない領域の一部と該一部の領域の下に配された上記絶縁層とを、上記支持基板部表面が露出するまで除去することにより基板開口部を形成する開口部形成工程と、
上記基板開口部内に、少なくとも、絶縁性を有する材料または金属材料のいずれかを堆積する開口部内堆積工程と、
上記開口部内堆積工程の後に、上記絶縁層をエッチングにより除去することによって、上記開口部内堆積工程において堆積された、少なくとも、絶縁性を有する材料または金属材料のいずれかの一部を柱状に露出させることにより、上記回路が形成された上記半導体基板部を、上記支持基板部上に支持する支持部材を形成する支持部材形成工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
A circuit forming step of forming a circuit on the semiconductor substrate portion of the substrate having an insulating layer at least between the support substrate portion and the semiconductor substrate portion;
A substrate opening is formed by removing a portion of the region where the circuit is not formed on the semiconductor substrate portion and the insulating layer disposed under the portion of the semiconductor substrate portion until the surface of the support substrate portion is exposed. An opening forming step for forming a portion;
An in-opening deposition step of depositing at least either an insulating material or a metal material in the substrate opening;
By removing the insulating layer by etching after the intra-opening deposition step, at least a part of at least one of the insulating material or the metal material deposited in the intra-opening deposition step is exposed in a columnar shape. And a supporting member forming step of forming a supporting member for supporting the semiconductor substrate portion on which the circuit is formed on the supporting substrate portion.
上記支持部材形成工程の後に、上記回路の一部を露出させるための開口部を有するパッシベーション膜を上記回路上に形成するパッシベーション膜形成工程と、
上記開口部から露出する上記回路を外部に接続するための突起電極を形成する突起電極形成工程とを有することを特徴とする請求項に記載の半導体装置の製造方法。
A passivation film forming step of forming a passivation film having an opening for exposing part of the circuit on the circuit after the supporting member forming step;
The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 9 , further comprising: a protruding electrode forming step of forming a protruding electrode for connecting the circuit exposed from the opening to the outside.
上記パッシベーション膜は、上記回路の側面を覆っていることを特徴とする請求項10に記載の半導体装置の製造方法。The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 10 , wherein the passivation film covers a side surface of the circuit. 上記突起電極と、実装基板上の電極端子とをフリップチップ接続する接続工程の後、
上記支持部材を切断して上記支持基板部を除去する支持部材切断工程を有することにより、上記回路が形成された半導体基板部を上記実装基板に実装することを特徴とする請求項10または11に記載の半導体装置の製造方法。
After the connecting step of flip-chip connecting the protruding electrode and the electrode terminal on the mounting substrate,
By having a support member cutting step of removing the support substrate portion by cutting the support member, a semiconductor substrate portion in which the circuit is formed in claim 10 or 11, characterized in that mounted on the mount board The manufacturing method of the semiconductor device of description.
上記支持部材切断工程において、上記支持部材を折ることにより上記支持部材を切断することを特徴とする請求項12に記載の半導体装置の製造方法。13. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 12 , wherein in the supporting member cutting step, the supporting member is cut by folding the supporting member. 上記支持部材切断工程において、上記支持部材をエッチングすることにより上記支持部材を切断することを特徴とする請求項12に記載の半導体装置の製造方法。13. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 12 , wherein in the supporting member cutting step, the supporting member is cut by etching the supporting member. 上記基板は、SOI基板であることを特徴とする請求項ないし14のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。The substrate manufacturing method of a semiconductor device according to any one of claims 9 to 14, characterized in that an SOI substrate.
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