JP6116827B2 - 半導体装置の製造方法及び半導体装置の製造装置 - Google Patents
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- Die Bonding (AREA)
Description
まず、図1を用いて、本実施の形態にかかる半導体装置の製造工程の流れ及び概略について説明する。
図2を用いて、LEDウエハ50の構成について説明する。図2は、LEDウエハ50のうちの1素子部分を示す断面図である。
まず、裏面研磨工程M11では、図2を用いて説明したLEDウエハ50の裏面50b(すなわち基板10の裏面10b)を、研磨装置が研磨する。これによって、LEDウエハ50全体の厚みを調製する。
次に、スクライブ工程M12について説明する。
次に、チップ分割工程M13について説明する。
次に、エキスパンド工程M14について説明する。
次に、シート転写工程M15について説明する。
次に、貼り合せ用シートへの移し替え及び整列工程M16について説明する。
図7を用いて、チップ整列装置90の構成について説明する。
シート枠82がステージ92に固定されることで、シート80はステージ92に固定されている。
図8は、記憶部196に記憶されている、各LEDチップ55それぞれの所定の位置の様子を表す図である。
図9は、チップテストユニット93がチップテストを行っている様子を表す図である。図9に示すように、チップテストユニット93は先端に電極が配されており、シート70上のLEDチップ55のうち、チップテストを行うLEDチップ55のバンプ57・58に上記電極を接触させる。そして、制御部190からの指示により電流及び電圧を供給し、当該LEDチップ55を発光させる。そして、チップテストユニット93は、発光したLEDチップ55の輝度やスペクトル等を取得し、測定データとして制御部190に出力する。制御部190では、チップテストユニット93から取得した輝度やスペクトル等の測定データから、チップテストを行ったLEDチップ55良品・不良品を判定する。
図10は、チップ整列装置90の構成を表す機能ブロック図である。制御部190は、第1ステージ制御部191と、第2ステージ制御部192と、チップテストユニット制御部193と、第1カメラ制御部194と、第2カメラ制御部195と、記憶部196と、移載ユニット制御部199とを備えている。
次に、チップ整列装置90の動作である、貼り合せ用シートへの移し替え及び整列工程M16を具体的に説明する。
次に、導電性接着剤の印刷工程M17について説明する。
次に、貼り合せ工程M18について説明する。
次に、封止工程M19について説明する。
次に、分離工程M20について説明する。
次に、図18〜図22を用いて、本発明の第2の実施の形態について説明する。なお、説明の便宜上、前記実施の形態1にて説明した図面と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
次に、主に図23〜図27を用いて、本発明の第3の実施の形態について説明する。なお、説明の便宜上、前記実施の形態1、2にて説明した図面と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
(1)LED素子のパッケージにおいて、フリップチップLED素子に設けられた電極部と、サブマウントウエハ基板に設けられた接合部とを導電性接着剤を用いて一括実装して接合する製造装置及び製造方法であって、整列前シート用ステージ、整列後シート用ステージ、チップ位置認識部、チップ移動部を備えたチップ整列装置を用い、整列前シートから整列後シート用に移し替える際に、チップ位置認識部によってチップの位置を認識し、チップの位置ずれを補正する。そして、サブマウントウエハ基板には、導電性接着剤を印刷、インクジェット方法などによりパターン形成し、そのサブマウントウエハ基板と、貼り合わせ用シートを、チップ搭載面がサブマウント用ウエハに重なるように置き、貼り合わせシート上の各チップとサブマウント用ウエハを一括して貼り合せることを特徴とするLED素子のパッケージ。
(2)フリップチップLED素子に設けられた電極部と、サブマウントウエハ基板に設けられた接合部とを接合するための導電性接着剤は200℃〜300℃で接合することを特徴とするLED素子のパッケージ製造方法。
(3)フリップチップLED素子に設けられた電極部と、サブマウントウエハ基板に設けられた接合部とを接合するための導電性接着剤は、導電性金属粒子を含むことを特徴とするLED素子のパッケージ製造方法。
(4)フリップチップLED素子に設けられた電極部と、サブマウントウエハ基板に設けられた接合部とを接合するための導電性接着剤の粘度は10Pa・s〜120Pa・sの粘度を持つ導電性接着剤を特徴とするLED素子のパッケージ製造方法。
(5)チップ位置の整列は、チップの位置を認識し、チップの位置が所定の位置に来るように整列前シート、整列後シートまたはチップ移動部の位置を調整することによっておこなうチップ整列装置を使用したことを特徴とするLED素子のパッケージ製造方法。
(6)整列前シート上のチップを整列後シートに移動する前に、チップテストを行うことを特徴とするLED素子のパッケージ製造方法。
(7)上記貼り合せシートは耐熱シートを用い、その耐熱温度は200℃〜300℃の範囲とするLED素子のパッケージ。
(8)上記貼り合せシートの接着性が無い場合、粘着性の高いシートを用いることを特徴とするLED素子のパッケージ。
(9)上記貼り合せシートの接着性がある場合、その接着性は10〜40g/mm2の範囲とするLED素子のパッケージ。
(10)上記貼り合せシートは、位置合わせのため透明度の高いシートを用いることを特徴とするLED素子のパッケージ。
(11)貼り合せ後、サブマウント用ウエハ内の各LEDチップの基板部分を同時に除去することを特徴するLED素子のパッケージ製造方法。
(12)(i)複数のLEDチップからなるウエハをスクライブ(ダイシング)用のシートに貼り付けスクライブ(分割用の傷を形成)
(ii)シート上のウエハをチップに分割
(iii)シートをエキスパンドし、チップ間のすきまを設ける
(iv)別のシートに一括して移しかえる
(v)整列前シート用ステージ、整列後シート用ステージ、チップ位置認識部、チップ移動部を備えたチップ整列装置を用い、整列前シートから整列後シート用に移し替える際に、チップ位置認識部によってチップの位置を認識し、チップの位置ずれを補正する
(vi)サブマウント用ウエハに導電性接着剤を形成する
(vii)貼り合わせシート(整列後シートである貼り合わせシートあるいは整列後シートのチップを転写した貼り合わせ用シート)を、チップ搭載面がサブマウント用ウエハに重なるように置き、貼り合わせシート上の各チップとサブマウント用ウエハを一括して貼り合せる
(viii)各チップ下をアンダーフィル樹脂で覆う
(ix)各チップ上を樹脂で覆う
(x)サブマウント毎に分割する
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
23 積層体
50 LEDウエハ(半導体ウエハ)
55 LEDチップ(半導体チップ)
55B LEDチップ(半導体チップ)
55C11・55C12・55C13・・・LEDチップ(半導体チップ)
55C21・55C22・55C23・・・LEDチップ(半導体チップ)
57・58 バンプ
60 シート
70 シート(第1のシート)
80 シート(第2のシート)
90 チップ整列装置(半導体装置の製造装置)
90A チップ整列装置(半導体装置の製造装置)
91・91A ステージ(第1のステージ)
92・92A ステージ(第2のステージ)
93 チップテストユニット
94 カメラ
95 カメラ
99・99A 移載ユニット(チップ移載部)
100 サブマウント用ウエハ(対向基板)
122 導電性接着剤
150・150B フリップチップLEDエレメント(半導体装置)
190・190A 制御部
191 第1ステージ制御部
192 第2ステージ制御部
193 チップテストユニット制御部
194 第1カメラ制御部(位置ズレ検出部)
195 第2カメラ制御部
196 記憶部
199・199A 移載ユニット制御部
C11・C12・C13・・ 位置
D11・D12・D13・・ 位置
P11 位置
M11 裏面研磨工程
M12 スクライブ工程
M13 チップ分割工程
M14 エキスパンド工程
M15 シート転写工程
M16 整列工程
M17 印刷工程
M18 貼り合せ工程
M19 封止工程
M20 分離工程
M41 樹脂塗布工程
M42 基板除去工程
M43 封止工程
Claims (13)
- 半導体ウエハを複数の半導体チップに分割する工程と、
上記半導体ウエハが分割された上記複数の半導体チップが配されている第1のシートから、上記複数の半導体チップそれぞれを、対向基板に貼り合せるための所定の位置に整列させて第2のシートへ移載する工程と、
上記第2のシートに移載された複数の半導体チップを上記対向基板に貼り合せる工程と、
上記対向基板を複数に分割することで半導体装置を得る工程とを有し、
上記複数の半導体チップそれぞれを上記第2のシートへ移載する工程では、上記第2のシートへ移載される前の上記複数の半導体チップそれぞれの位置と、上記複数の半導体チップそれぞれの上記所定の位置とのズレである位置ズレを、上記複数の半導体チップ毎に個別に検出し、
上記検出した上記位置ズレを、上記複数の半導体チップ毎に個別に補正し、上記複数の半導体チップが上記所定の位置に個別に整列するように、
バンプが形成された面とは逆側の面が上記第1のシート表面に接触して配されている上記複数の半導体チップを、それぞれ、上記逆側の面が上記第2のシート表面に接触するように、上記第1のシートから上記第2のシートへ移載することを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 上記第1のシートに配された複数の半導体のうち、上記第1のシートから上記第2のシートへ移載する半導体チップを撮像して得られた画像から、当該半導体チップの傾き角度、及び上記位置ズレを検出することを特徴とする請求項1に記載の半導体装置の製造方法。
- 上記検出された上記半導体チップの上記位置ズレを、上記第1のシートが配されている第1のステージを移動することで補正し、
上記位置ズレが補正された、上記第1のシートに配されている上記半導体チップを、上記第2のシートへ移載することを特徴とする請求項1又は2に記載の半導体装置の製造方法。 - 上記検出された上記半導体チップの位置ズレを、上記第1のシートに配されている上記半導体チップを上記第2のシートへ移動しながら上記位置ズレを補正し、上記第2のシートへ移載することを特徴とする請求項1又は2に記載の半導体装置の製造方法。
- 上記第1のシートに配された上記半導体チップのチップテストを行ってから、当該半導体チップを上記第1のシートから上記第2のシートへ移載することを特徴とする請求項1〜4の何れか1項に記載の半導体装置の製造方法。
- 上記分割された複数の半導体チップを対向基板に貼り合せる工程では、上記複数の半導体チップと、上記対向基板との間に導電性接着剤が配され、
上記導電性接着剤は200℃以上300℃以下で、上記複数の半導体チップと、上記対向基板とを接着させることを特徴とする請求項1〜5の何れか1項に記載の半導体装置の製造方法。 - 上記分割された複数の半導体チップを対向基板に貼り合せる工程では、上記複数の半導体チップと、上記対向基板との間に導電性接着剤が配され、
上記導電性接着剤は、導電性金属粒子を含むことを特徴とする請求項1〜6の何れか1項に記載の半導体装置の製造方法。 - 上記分割された複数の半導体チップを対向基板に貼り合せる工程では、上記複数の半導体チップと、上記対向基板との間に導電性接着剤が配され、
上記導電性接着剤の粘度は10Pa・s以上120Pa・s以下であることを特徴とする請求項1〜7の何れか1項に記載の半導体装置の製造方法。 - 上記第2のシートは200℃以上300℃以下の耐熱性を有し、
上記分割された複数の半導体チップを対向基板に貼り合せる工程では、
上記第2のシートに配された上記複数の半導体チップと、上記対向基板とを接触させて、加熱することで貼り合せることを特徴とする請求項1〜8の何れか1項に記載の半導体装置の製造方法。 - 上記第2のシートは透光性を有することを特徴とする請求項1〜9の何れか1項に記載の半導体装置の製造方法。
- 上記半導体チップは、基板と、当該基板に積層された積層体とを備え、
上記半導体チップを上記対向基板へ貼り合せた後、上記基板を除去する工程を有することを特徴とする請求項1〜10の何れか1項に記載の半導体装置の製造方法。 - 上記半導体チップはLEDチップであることを特徴とする請求項1〜11の何れか1項に記載の半導体装置の製造方法。
- 半導体ウエハが分割された複数の半導体チップが配されている第1のシートが配されている第1のステージと、
上記複数の半導体チップそれぞれを対向基板に貼り合せるための所定の位置に整列させて配する第2のシートが配されている第2のステージと、
上記第1のシートに配されている上記複数の半導体チップそれぞれの位置と、上記複数の半導体チップそれぞれの上記所定の位置とのズレである位置ズレを、上記複数の半導体チップ毎に個別に検出する位置ズレ検出部と、
上記位置ズレ検出部が検出した上記位置ズレを上記複数の半導体チップ毎に個別に補正し、上記複数の半導体チップを上記所定の位置に個別に整列させて、上記第1のシートから上記第2のシートへ移載するチップ移載部とを備え、
上記チップ移載部は、バンプが形成された面とは逆側の面が上記第1のシート表面に接触して配されている上記複数の半導体チップを、それぞれ、上記逆側の面が上記第2のシート表面に接触するように、上記第1のシートから上記第2のシートへ移載することを特徴とする半導体装置の製造装置。
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