JP4142926B2 - 端子基板の加工方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、ボール電極が形成される端子を複数備えた端子基板の加工方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
表面に集積回路が複数形成された半導体ウェーハは、ダイシング装置等を用いて個々の半導体チップに分割された後、通常はワンチップごとにパッケージングされて各種の電子機器に用いられるが、近年は、同種の半導体チップを複数積層させた状態でパッケージングして1つのパッケージ当たりの記憶容量や処理能力を向上させたり、機能の異なる複数の半導体チップを複数収容させた状態でパッケージングして1つのパッケージ当たりの機能を向上させたりする技術が開発されており、これらの技術においては、インターポーザと呼ばれる基板の上に半導体チップがマウントされると共に、インターポーザがプリント基板等の実装基板に実装され、インターポーザが半導体チップと実装基板との間に介在する構成となっている。
【0003】
インターポーザの上面及び下面にはそれぞれ端子が形成され、両端子はインターポーザの内部の配線によって連結されている。また、下面の端子にはボール電極が形成されており、上面の端子には半導体チップの下面に形成されたバンプが接続され、下面の端子に形成されたボール電極は実装基板の電極(ランド)に接続されることにより、実装基板と半導体チップとを電気的に接続することができる。このインタポーザを使用することにより、各種電子機器の小型化、軽量化等が可能となっている。
【0004】
インターポーザの上面の端子と半導体チップに形成されたバンプ、または、インターポーザの下面に形成されたボール電極と実装基板の電極との接続を確実にするため、インターポーザの加工段階においては、上面及び下面の複数の端子の頭部を平坦かつ均一に揃える必要がある。そこで、研削装置を用いて端子を研削する手法が提案されている(例えば特許文献1参照)。
【0005】
【特許文献1】
特開2002−203922号公報(第7頁、第11図)
【0006】
一方、インターポーザの端子ではなく、CSPの下面に形成されたバンプを露出させて平坦かつ均一に揃える場合においては、切削刃を用いる方法も開示されている(例えば特許文献2参照)。
【0007】
【特許文献2】
特開2000−173954号公報(第3〜4頁)
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、インターポーザに形成される複数の端子は、CSPの下面に形成されたバンプとは異なり、隣り合う端子間の間隔が数十μmと肉眼では見えないほどに極めて接近しているため、研削装置を用いて端子を研削して端子の頭部を同じ高さに揃えようとすると、端子を構成する金属の延性により、端子同士が短絡してしまうという問題がある。
【0009】
また、CMP(Chemical Mechanical Polishing)によって端子の頭部を一様に揃えるのでは、相当の時間がかかって生産性が悪いと共に、廃液の処理にコストがかかるという問題もある。
【0010】
このような問題は、インターポーザのみならず、端子が極めて接近して形成される端子基板に共通の問題となっている。従って、このような端子基板の加工においては、端子同士を短絡させることなく、効率的かつ経済的に、端子の頭部の高さを一様に揃えるようにすることに課題を有している。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための具体的手段として本発明は、ボール電極が形成される端子を複数備えた端子基板の加工方法であって、レジスト膜が被覆された基板の面から複数の端子を突出させた後に、端子基板を回転可能なチャックテーブルに保持し、チャックテーブルを回転させながら、複数の端子が突出した面にバイトをあてがって、該レジスト膜を残したままの状態で、複数の端子の頭部を揃えるように旋削する端子基板の加工方法を提供する。
【0012】
そしてこの端子基板の加工方法は、端子基板が、半導体チップの電極と実装基板の電極との間に介在するインターポーザであること、端子が銅電極であり、バイトが単結晶ダイヤモンドバイトであること、チャックテーブルの回転速度は500RPMであり、バイトの送り速度はチャックテーブルの外周から回転中心に向けてチャックテーブルの1回転当たり50μmであり、バイトの切り込み量は5μm〜15μmであることを付加的な要件とする。
【0013】
このように構成される端子基板の加工方法によれば、基板に被覆されたレジスト膜から突出形成された複数の端子をバイトによって旋削して頭部の高さを揃えるようにしたことにより、金属の延性に抗して端子の頭部を旋削することができるため、隣接する端子同士が短絡することがない。
【0014】
また、レジスト膜が残されたままの状態で端子の旋削を行うことにより、端子がレジスト膜によって支持された状態で旋削されるため、端子が離脱したり、不安定な状態で旋削されて頭部の形状及び高さが不揃いになったりすることがない。
【0015】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態の一例として、図1に示す如く、端子基板の一種であるインターポーザ1が複数形成されたウェーハWを加工する場合について説明する。
【0016】
このウェーハWを構成する各インターポーザ1においては、図2に示すように、シリコン等からなる基板2の表面に一様にレジスト膜3が被覆され、その表面から複数の端子4が突出している。端子4は、基板2の一面にレジスト膜3を被覆した後に、端子4を形成しようとする位置のレジスト膜を露光等によって取り除き、取り除いた部分に銅やアルミニウム、金、銀等の金属からなる端子を充填して形成される。なお、図示していないが、インターポーザ1においては、もう一方の面にも端子が形成される。
【0017】
次に、図3に示す旋削装置10を用いて、端子4の突出した部分を削り取ることにより頭部の高さを揃えて平坦とし、ボール電極を形成できる状態とする。
【0018】
旋削装置10には、基台11に対してX軸方向に移動可能なX軸移動部12と、基台11に対してY軸方向に移動可能なY軸移動部13と、X軸移動部12に対してZ軸方向に移動可能なZ軸移動部14とを備えている。
【0019】
Y軸移動部13はスピンドルハウジング15を支持しており、スピンドルハウジング15はスピンドル16を回動可能に支持している。また、スピンドル16の先端には板状物を保持することができるチャックテーブル17が配設されている。
【0020】
Z軸移動部14にはバイト支持部18が固定されており、バイト支持部18の先端部には、刃先をチャックテーブル17の方向に向けてバイト19が固定されている。このバイト19としては、例えば単結晶ダイヤモンドバイトを用いることができる。
【0021】
図1に示したウェーハWは、チャックテーブル17に保持される。このとき、旋削しようとする端子4が形成されていない面がチャックテーブル17に保持され、端子4が形成されている面はバイト19の刃先と対峙する。
【0022】
そして、スピンドル16が高速回転することによりチャックテーブル17に保持されたウェーハWが回転し、Z軸移動部14の上下動によってバイト19が上下動すると共に、X軸移動部12がX軸方向に移動することにより、複数のインターポーザ1の面に接触しながらレジスト膜3から突出した複数の端子4が旋削され、図4に示すように、複数の端子4の頭部が平坦となり、その高さが揃った状態となる。
【0023】
旋削時のチャックテーブル17の回転速度は500RPMとすることが望ましい。また、このチャックテーブル17の回転速度と相俟って、チャックテーブル17の1回転当たりバイト19がチャックテーブル17の外周から回転中心に向けて50μmの速度でX軸方向に移動するように、X軸移動部12を移動させると、すべての端子4の旋削をより効果的に行うことができる。
【0024】
バイト19による切り込み量は、図3に示したY軸移動部13のY軸方向の移動により高精度に制御することができる。例えば、バイト19による端子4に対する切り込み量は、5μm〜15μmである。
【0025】
このようにしてバイト19を用いて端子4の頭部を削っていくと、研削砥石を用いて研削を行う場合とは異なり、端子4を構成する金属の延性によって隣接する端子同士が短絡するということがない。
【0026】
しかも、端子4がその周囲をレジスト膜3によって固定された状態で端子4の頭部が削られていくため、端子4が離脱したり、不安定な状態で旋削されて頭部の形状及び高さが不揃いになるといったこともない。
【0027】
こうして端子4の頭部の高さを揃えた後に、例えば図5に示すように、端子4の上にボール電極5を形成することにより、実装基板に形成された電極と半導体チップに形成された電極との間に介在して両電極を電気的に接続する機能を果たすことができるインターポーザとなる。
【0028】
上記のようにして形成されたインターポーザ1は、以下のようにして使用される。例えば図6に示すように、複数の半導体チップC1、C2、C3が複数積層される場合には、最下段の半導体チップC1の下面に形成された電極とインターポーザ1の上面の端子4の上部に形成されたボール電極5とを接続し、更にインターポーザ1の下面のボール電極6をプリント基板等の実装基板7の電極に接続する。
【0029】
また、図7に示すように、インターポーザ1がCSP8に用いられる場合も、半導体チップCの下面に形成された電極とインターポーザ1の上面の端子4の上部に形成されたボール電極5とを接続し、更にインターポーザ1の下面のボール電極9を実装基板1の電極に接続する。
【0030】
図6、図7のいずれの場合も、インターポーザ1の上面の端子4は、半導体チップの下面の端子に対応しているため、隣り合う端子間の間隔はわずか数十μmと肉眼では見えないほどに極めて接近しているが、本発明のように端子4を旋削によってその高さを揃えるようにすることにより端子同士が短絡することがないため、インターポーザとしての機能が維持され、回路の動作に支障が生じない。
【0031】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る端子基板の加工方法によれば、基板に被覆されたレジスト膜から突出形成された複数の端子をバイトによって旋削して頭部の高さを揃えるようにしたため、金属の延性に抗して端子の頭部を旋削することができる。従って、隣接する端子同士が短絡することがなく、半導体チップに形成された回路の動作に支障が生じない。
【0032】
また、レジスト膜が残されたままの状態で端子の旋削を行うことにより、端子がレジスト膜によって支持された状態で旋削されるため、端子が離脱したり、不安定な状態で旋削されて頭部の形状及び高さが不揃いになったりすることがなく、端子基板の品質が低下することがない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明が適用されるインターポーザが形成されたウェーハを示す斜視図である。
【図2】同インターポーザを示す断面図である。
【図3】本発明の実施に用いる旋削装置の一例を示す斜視図である。
【図4】旋削後のインターポーザを示す断面図である。
【図5】同インターポーザの端子にボール電極を形成した状態を示す断面図である。
【図6】本発明により加工されたインターポーザの使用方法の第一の例を示す断面図である。
【図7】同インターポーザの使用方法の第二の例を示す断面図である。
【符号の説明】
W…ウェーハ 1…インターポーザ 2…基板
3…レジスト膜 4…端子 5、6…ボール電極
7…実装基板 8…CSP 9…ボール電極
10…旋削装置 11…基台 12…X軸移動部
13…Y軸移動部 14…Z軸移動部
15…スピンドルハウジング 16…スピンドル
17…チャックテーブル 18…バイト支持部
19…バイト
Claims (4)
- ボール電極が形成される端子を複数備えた端子基板の加工方法であって、
レジスト膜が被覆された基板の面から複数の端子を突出させた後に、該端子基板を回転可能なチャックテーブルに保持し、
該チャックテーブルを回転させながら、該複数の端子が突出した面にバイトをあてがって、該レジスト膜を残したままの状態で、該複数の端子の頭部を揃えるように旋削する端子基板の加工方法。 - 端子基板は、半導体チップの電極と実装基板の電極との間に介在するインターポーザである請求項1に記載の端子基板の加工方法。
- 端子は銅電極であり、バイトは単結晶ダイヤモンドバイトである請求項1または2に記載の端子基板の加工方法。
- チャックテーブルの回転速度は500RPMであり、バイトの送り速度は該チャックテーブルの外周から回転中心に向けて該チャックテーブルの1回転当たり50μmであり、該バイトの切り込み量は5μm〜15μmである請求項1、2または3に記載の端子基板の加工方法。
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