JPH0541399A - フリツプチツプのマーキング方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】バンプ電極を備えるフリップチップをその表面
を下にしてフェースダウン実装する際に向きや種類を間
違えないよう、実装の際に上側になる裏面に簡単な工程
で実装時の温度によっても消えないマーキングを施す。 【構成】集積回路を作り込んだウエハの裏面側に耐熱性
樹脂のマーキングを細かな単位パターンの二次元の繰り
返し模様で施した上で、表面側にバンプ電極を電解めっ
き法によって成長させ、最後にウエハを切断することに
より裏面側にマーキングを備えたフリップチップに単離
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、いわゆるフェースダウ
ン実装のためのバンプ電極ないしは突起電極を表面側に
備えるフリップチップの裏面側にチップの向きや種類等
を示すための標識としてマーキングを施す方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】集積回路装置の高集積化の進展に伴い配
線基板等への実装に要するスペースや手間を省く必要が
益々高まっており、周知のようにこの要求を満たし得る
有力な手段として集積回路装置をバンプ電極を突設した
フリップチップに構成し、そのバンプ電極を備える表面
側を下側にした姿勢で相手方にチップ実装するフェース
ダウン実装方式が広く採用されるに至っている。

【０００３】しかし、フリップチップのままではフェー
スダウン実装時に上側になる裏面が全く特色のない方形
の平坦面であるため、チップの向きを逆向けにしたりチ
ップの種類を取り違えたままで実装してしまうトラブル
が発生しやすい。このため、チップの裏面には向きや種
類を示すマーキングを施す場合が多いが、はんだ付け実
装やＴＡＢと呼ばれる方式の実装では短時間ではあるが
300〜450 ℃の温度がフリップチップに掛かるので、従
来からこのマーキングには高温に耐え得るよう主にはア
ルミ等の金属薄膜が用いられて来た。なお、実際にはこ
のマーキングはフリップチップに単離する前のウエハに
施して置くのが製造工程上有利なので、ウエハの裏面側
に例えばアルミをスパッタ法によりごく薄く被着し、こ
れを通常のフォトエッチングにより所望のマーキングパ
ターンに形成した後に、ウエハをスクライブしてフリッ
プチップに単離するのがふつうである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述のアルミ膜等を用
いるマーキングをフリップチップの裏面側に施して置く
ことにより、フェースダウン実装時にその向きや種類を
実装温度により消えない標識で確実に見分けることがで
きるが、マーキング工程にかなりの手間とコストが掛か
るほか、ウエハプロセスのどこにこの工程を挿入するか
によりプロセス上の問題が派生しやすい。

【０００５】すなわち、マーキング用のアルミの被着と
フォトエッチングはウエハの裏面に施す必要があり、表
面側に集積回路のアルミ膜を配線する工程と共通化でき
ないので、ウエハプロセスの工程数がその分正味に増え
てしまう。また、マーキング工程をウエハプロセスの最
終工程とするのが最も簡単であるが、それ用のアルミの
エッチング時にバンプ電極の金属がエッチングされたり
汚染を受けると実装時に接続が不確実になるおそれがあ
る。逆に、マーキングをバンプ電極を設ける前のウエハ
に施すと、バンプ電極を電解めっき法で成長させた後の
めっき電極膜のエッチング時にマーキング用アルミまで
エッチングされてしまうので、保護膜でこれを覆って置
く必要が生じ、工程数がさらに増えることになる。

【０００６】かかる事情から本発明は、できるだけ簡単
な工程によってウエハプロセス中のエッチングや実装時
に掛かる温度により消えることがないマーキングをフリ
ップチップに施すことを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上述の目的は本発明のフ
リップチップのマーキング方法によれば、バンプ電極以
外の集積回路部分が作り込まれたウエハの裏面側の全面
に耐熱性樹脂からなるマーキングを細かな単位パターン
の二次元繰り返し模様で施した後にその表面側にバンプ
電極を突設し、このウエハを切断してフリップチップに
単離することによって達成される。

【０００８】なお、上記構成中のマーキング工程では、
スクリーン印刷法により耐熱性樹脂のマーキングを施す
のが最も有利であるが、もちろんそのかわりに耐熱性樹
脂をスピンコートした後にフォトエッチングによってマ
ーキングパターンを形成することも可能である。また、
マーキング用の耐熱性樹脂としては、フリップチップの
実装温度がＴＡＢ法等による 400℃以上の時はポリイミ
ド樹脂を, はんだ付けによる 300℃以下の時は高耐熱性
のエポキシ樹脂やシリコーン樹脂等をそれぞれ用いるの
がよい。いずれの場合もふつう純粋な樹脂だけでよい
が、必要に応じて所望の呈色顔料の微粉をごく僅かこれ
に添加してマーキングを見やすくすることができる。か
かるマーキング用の樹脂膜は薄膜でよく、スクリーン印
刷法による場合は数千Å, スピンコート法による場合は
1000Å程度の膜厚とするのがよく、最低でも 500Åとす
る必要がある。ウエハをフリップチップに単離する際の
切断には、回転形のダイサないしカッタを用いるのが望
ましい。

【０００９】また、マーキングの単位パターンには図形
や文字ないしそれらの組み合わせを用い、左右や上下方
向に非対称とするのがチップの向きを示す上で必要であ
る。単位パターンの大きさはチップサイズにより異なる
が、見分けを容易にするため最小サイズを１平方mm内に
入る程度とするのがよい。

【００１０】

【作用】前項にいうように本発明方法は、集積回路部分
を作り込んだ後のバンプ電極を設ける前の状態のウエハ
に対してマーキングを施すことにより、マーキング時に
バンプ電極の金属が汚染を受けるおそれをなくし、バン
プ電極を電解めっき法で成長させた後にめっき電極膜が
化学エッチング法により除去される点に着目してこのマ
ーキングを樹脂で施すことにより、バンプ電極を設ける
際にマーキングがエッチングされるおそれをなくし、か
つこのマーキング用の樹脂に耐熱性樹脂を用いることに
より、フリップチップの実装時に掛かる温度によってマ
ーキングが消えてしまうおそれをなくしたものである。

【００１１】さらに本発明方法では、かかるマーキング
を細かな単位パターンを二次元的に繰り返した模様のパ
ターンでウエハの裏面側の全体に施すので、フリップチ
ップに単離するためウエハをどのように切断しても各チ
ップの裏面に必ず１個以上の単位パターンが付くことに
なり、それからフリップチップの向きや種類を容易に判
別することができる。なお、本発明方法ではマーキング
に樹脂を用いるので、スクリーン印刷法等によりごく簡
単にマーキングパターンを形成でき、その単位パターン
をとくに細かくするため樹脂のスピンコートとそのフォ
トエッチングによりこれを形成する場合でも、従来のよ
うにバンプ電極用のめっき電極膜を除去するためのエッ
チング時に消えないように保護膜により覆うための工程
をとくに追加する必要をなくすことができる。

【００１２】

【実施例】以下、図を参照しながら本発明の実施例を具
体的に説明する。図１は本発明によるフリップチップの
マーキング方法を同図(a) 〜(d) の主な工程ごとの状態
で例示するフリップチップ20用のウエハ10の一部拡大断
面図であり、図２は本発明方法により施されるマーキン
グのパターンの互いに異なる態様を同図(a) および(b)
に例示するウエハ10の一部とそれから単離されるフリッ
プチップ20の裏面側の拡大平面図である。

【００１３】図１(a) はマーキングを施す前のウエハ10
の状態を示し、図にはそのフリップチップ20のほぼ２個
分が示されている。各フリップチップ20に対応するウエ
ハ10の表面11の側には集積回路部分21が作り込まれてお
り、この集積回路部分21にはもちろん多数のトランジス
タやダイオード等の回路要素，そのゲートや絶縁膜，ア
ルミ配線膜等が含まれるが図ではこれがごく簡略に示さ
れている。マーキングを施す前には、かかるウエハ10の
表面11を窒化シリコン等の保護膜により覆い、バンプ電
極用の窓をまだ明けない状態のままにして置くのがよ
い。なお、図にはフリップチップ20を単離するためにウ
エハ10を切断すべきスクライブゾーンSZの位置が示され
ている。

【００１４】図１(b) はマーキング工程中の状態を示
し、この実施例ではスクリーン印刷法によりマーキング
が施される。図ではウエハ10がその裏面12を上側にした
状態で示されており、スクリーン印刷は通例のように所
定のマーキングパターンをもつスクリーン30をウエハ10
の裏面12上に置き、これに先端が接触するスキージ31を
例えばｘの方向に移動させながらスクリーン30上に適用
されたマーキング用樹脂のペースト41を裏面12にスクリ
ーン30のパターンどおりに塗着することによって行なわ
れる。マーキング用樹脂には本発明では耐熱性樹脂, こ
の実施例ではポリイミド樹脂を用い、その原液の溶剤含
有量を調整することによりスクリーン印刷に適する数百
CP程度の粘度のペースト41としてスクリーン30上に適用
する。スクリーン印刷後は通例のように溶剤を蒸発させ
て充分乾燥させた上で 300〜400 ℃の温度下で完全硬化
させる。

【００１５】なお、このマーキング工程ではスクリーン
印刷法に限らず耐熱性樹脂のスピンコートとそのフォト
エッチングによりマーキングを施すことも可能である。
この場合は樹脂のスピンコート後に 150〜200 ℃の温度
で半硬化させた上で、フォトプロセスで形成したフォト
レジスト膜をマスクとしてそれ用のアルカリ性現像液を
利用して樹脂をマーキングパターンにエッチングした
後、上と同様に完全硬化させることでよい。

【００１６】いずれの場合もマーキングは図２に示すよ
うな模様のパターンでなされるが、スクリーン印刷法は
1000Å以上の膜厚で比較的大きな単位パターンでマーキ
ングをあまり手間を掛けずに施したい場合に適し、スピ
ンコート法はこれより手間は掛かるが数百Åの薄い膜厚
で微細な単位パターンのマーキングを施したい場合に適
する。なお、マーキング用樹脂に上述のポリイミド樹脂
を用いれば、フリップチップをＴＡＢ方式で実装する際
の 450℃程度の温度に耐え得るが、はんだ付け実装のよ
うに 300℃前後の温度の場合にはこのほかに高耐熱性の
エポキシ樹脂やシリコーン樹脂も適宜に利用できる。

【００１７】図１(c) はバンプ電極22の突設工程後の状
態を示し、図のウエハ10の裏面12側には上述のようにし
て形成されたマーキング40の単位パターンが示されてい
る。周知のように、バンプ電極22用のはんだ, 金, 銅等
の金属はすべて電解めっき法により成長させるが、これ
に先立ちウエハ10の表面11を覆っている保護膜の要所に
窓を開口して集積回路部分21のアルミ配線膜を露出さ
せ、これに導電接触するようにチタン等の薄い下側下地
膜を表面11の全面にスパッタ法等により被着し、その上
にパラジュウムや銅等の薄い上側下地膜を同様に被着し
てバンプ電極22を設けるべき個所のみを残すようにフォ
トエッチングし、かつフォトレジスト膜を上側下地膜の
みを露出させるパターンに形成した上で、このフォトレ
ジスト膜をマスクとし下側下地膜をめっき電極膜として
バンプ電極22を電解めっき法により所望の高さに成長さ
せる。

【００１８】この電解めっき後にはフォトレジスト膜を
除去した上でバンプ電極22をマスクとする化学エッチン
グによりめっき電極膜用のチタン等の下側下地膜を除去
する必要があるが、本発明のマーキング40は樹脂なので
ウエハ10をこのエッチング液の中にかなり長時間浸漬し
ても消えたり傷んだりするおそれがなく、図１(b) のマ
ーキング工程後の状態のまま残る。この下側下地膜のエ
ッチングによりバンプ電極22は表面11上のそれら相互間
の電気的接続が除かれて独立し、以上でウエハプロセス
が完了する。

【００１９】図１(d) はウエハ10のフリップチップ20へ
の単離工程を示す。この工程では、ウエハ10のマーキン
グ40が施された方の裏面12をふつう下側にして通例のよ
うに柔らかなプラスチックのシート32の粘着性の表面上
に固定し、回転形のダイス32により前述のスクライブゾ
ーンSZ内の溝13で示すようにウエハ10を切断することに
よりフリップチップ20に単離する。この切断後は通例の
ようにシート32を前後左右に引き延ばすと溝13が広がる
ので、フリップチップ20を容易に取り出すことができ
る。マーキング40にポリイミド樹脂を用いた場合は膜厚
が薄くても強靱なので、ウエハ10に割れ目を入れる程度
のダイシングではフリップチップ20によく分離しない場
合があり、この工程では上述のような回転形のダイスな
いしカッタによりウエハ１を完全に切断するのが望まし
い。

【００２０】このように単離されたフリップチップ20は
直ちに実装が可能であり、裏面12に施されたマーキング
40はポリイミド樹脂の場合は半透明の黄褐色でやや艶消
し状なので、フェースダウン実装の際にフリップチップ
20の裏面12のシリコン生地と容易に判別できる。マーキ
ング用樹脂がこれ以外でかつ無色の場合には、適宜な呈
色の顔料の微粉をごく僅か添加すれば判別を容易にする
ことができる。なお、はんだ付け実装の場合はフラック
スを用いることが多いが、マーキング40にこのフラック
スが付着したりその剥離液に浸漬されても変色せず、長
期に亘り当初の状態を保つことができる。

【００２１】図２にマーキングパターンの若干例を示
す。同図(a) の例ではウエハ10の裏面に小さな三角形の
単位パターン42を左右方向と斜めの２方向に繰り返した
模様でマーキングがなされており、ウエハ10は細線で示
された溝13で切断してフリップチップ20に単離されるの
で、単位パターン40の三角形によりフリップチップ20の
上下の向きを判定できる。同図(b) では文字の単位パタ
ーン43を上下左右に繰り返した模様でマーキングされて
おり、フリップチップ20はこの文字により容易に向きや
種類を判定できる。もちろん、マーキングの単位パター
ンをかかる図形や文字の組み合わせで構成することもで
きる。

【００２２】なお、マーキングはこれらの例のように１
個のフリップチップ20内に複数個の単位パターン42や43
が入るようにするのがよく、チップサイズが２〜３mm角
以下の場合もかなり多いので単位パターンやその配列ピ
ッチを図形や文字が判別可能な限度内で細かめにして置
くのがよく、実用的には例えば１〜３mm角程度とするの
が適当である。

【００２３】

【発明の効果】以上のとおり本発明方法では、バンプ電
極以外の集積回路部分が作り込まれたウエハの裏面側の
全面に耐熱性樹脂からなるマーキングを細かな単位パタ
ーンの繰り返し模様で施した後に表面側にバンプ電極を
突設し、このウエハを切断してフリップチップに単離す
ることによって次の効果を得ることができる。

【００２４】(a) 樹脂でマーキングを施すことにより、
スクリーン印刷法等によりごく簡単にマーキングパター
ンを形成でき、かつ樹脂に耐熱性樹脂を用いることによ
り、フリップチップの実装時に掛かり得る 300〜500 ℃
の高温によってもマーキングが消えるおそれをなくし、
フリップチップの長期の使用期間に亘ってマーキング当
初の状態を維持することができる。 (b) 集積回路部分を作り込んだ後のバンプ電極を設ける
以前の状態のウエハの裏面にマーキングを施すことによ
り、バンプ電極の金属がマーキングの作業時に汚染を受
けるおそれをなくし、フリップチップの実装時に高い接
続信頼性を保証することができる。 (c) マーキング後にバンプ電極を電解めっき法で成長さ
せてそのめっき電極膜を化学エッチングにより除去する
際にも、マーキングが樹脂で施されているのでエッチン
グ液により消えたり損傷を受けるおそれがない。 (d) マーキングを細かな単位パターンを繰り返した模様
のパターンで施すことにより、ウエハを切断してかなり
小さなフリップチップに単離しても少なくとも１個の単
位パターンがその裏面に付いて、これからフリップチッ
プの向きや種類を容易に判別することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるマーキング方法の実施例を同図
(a) 〜(d) の主な工程ごとの状態で示すフリップチップ
用ウエハの一部拡大断面図である。

【図２】本発明方法により施されるマーキングのパター
ンの態様例を同図(a) と(b) に示すウエハの一部とそれ
から単離されるフリップチップの裏面側の拡大平面図で
ある。

【符号の説明】

10 フリップチップ用ウエハ 11 ウエハの表面 12 ウエハの裏面 13 ウエハを切断した溝 20 フリップチップ 21 集積回路部分 22 バンプ電極 40 マーキング 41 耐熱性樹脂ないしはそのペースト 42 マーキングの単位パターン 43 マーキングの単位パターン SZ ウエハを切断すべきスクライブゾーン

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】表面側にバンプ電極を備えフェースダウン
   実装されるフリップチップの裏面側にマーキングを施す
   方法であって、フリップチップのバンプ電極以外の集積
   回路部分が作り込まれたウエハの裏面側の全面に耐熱性
   樹脂からなるマーキングを施す工程と、バンプ電極をウ
   エハの表面側に突設する工程と、このウエハを切断して
   フリップチップに単離する工程とを含み、マーキングパ
   ターンが細かな単位パターンの二次元繰り返し模様とさ
   れたことを特徴とするフリップチップのマーキング方
   法。
2. 【請求項２】請求項１に記載の方法において、マーキン
   グがウエハの裏面側に耐熱性樹脂をスクリーン印刷して
   なされることを特徴とするフリップチップのマーキング
   方法。
3. 【請求項３】請求項１に記載の方法において、マーキン
   グがウエハの裏面側にスピンコートされた耐熱性樹脂に
   対するフォトエッチングによりなされることを特徴とす
   るフリップチップのマーキング方法。