JPH06275628A - Ccbバンプ形成用部品及びこれを用いた半導体装置の製造方法 - Google Patents

Ccbバンプ形成用部品及びこれを用いた半導体装置の製造方法

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JPH06275628A
JPH06275628A JP5760193A JP5760193A JPH06275628A JP H06275628 A JPH06275628 A JP H06275628A JP 5760193 A JP5760193 A JP 5760193A JP 5760193 A JP5760193 A JP 5760193A JP H06275628 A JPH06275628 A JP H06275628A
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JP
Japan
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solder bumps
ccb
solder
bumps
bump forming
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Application number
JP5760193A
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English (en)
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Hiroshi Kikuchi
広 菊地
Tetsuya Hayashida
哲哉 林田
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 無駄を生じさせることなく、かつ半導体ウェ
ハのサイズや形状によらず、はんだバンプをLSIに形
成することができるようにする。 【構成】 半導体チップのBLMへ転写可能な状態にし
て、半導体チップのBLMの各々に対応した配置及び数
量のはんだバンプ7を、表面にSiO2 層6の設けられ
たSi基板5上に形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体チップ上にはん
だ電極を形成する技術、特に、はんだを無駄なく使用す
るために用いて効果のある技術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】はんだバンプ電極を半導体チップ(LS
I)上に形成する場合、従来、メタルマスク法またはリ
フトオフ法を用い、半導体チップ上に直接的に設けてい
る。はんだバンプの形成においては、真空蒸着装置を用
いた蒸着が用いられる。また、バッチ処理を行うため、
はんだバンプは半導体チップのダイシング前のウェハ状
態で作成している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明者の検討によれ
ば、半導体ウェハの状態ではんだバンプを形成する従来
技術は、はんだバンプの形成の際、LSI自体がはんだ
バンプ形成工程を通るため、スループットが長くなると
いう問題がある。また、半導体ウェハの状態ではんだバ
ンプを形成した場合、半導体ウェハの良品及び不良品の
双方にはんだバンプを設けることになり、不良品に対す
るはんだバンプが無駄に消費される。
【0004】この種の目的に使用されるはんだバンプの
材料は、低α線はんだと呼ばれる高純度の〔Pb+S
n〕のはんだであり、その価格も高いことから無駄な使
用は製品コストを上げることになる。
【0005】また、真空蒸着装置を必要とするため、半
導体ウェハ(半導体基板)のサイズに限界があり、大型
の半導体ウェハにはんだバンプを形成しようとすると、
大型の真空蒸着装置を用いねばならない。
【0006】そこで、本発明の目的は、はんだバンプを
半導体ウェハのサイズや形状によらず形成することが可
能な技術を提供することにある。
【0007】また、本発明の他の目的は、良品のLSI
にのみはんだバンプを形成し、はんだの節約が図れるよ
うにする技術を提供することにある。
【0008】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述及び添付図面から明らかにな
るであろう。
【0009】
【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
以下の通りである。
【0010】すなわち、リフローにより反応層が形成さ
れない材料による基板上へ前記半導体チップの電極の各
々に対応した配置及び数量のはんだバンプを、前記電極
へ転写可能な状態にして設けるようにしている。
【0011】
【作用】上記した手段によれば、リフローによって反応
層が形成されないようにした基板上に、半導体チップ側
の電極配置及び数量に対応したはんだバンプを設け、こ
れに対してリフローを行うことによって選別された良品
チップの電極上へ転写できるようにしている。したがっ
て、半導体ウェハのサイズや形状にかかわらずにはんだ
バンプの形成が可能になると共に、良品のLSIにのみ
はんだバンプを形成できるようになる。さらに、バンプ
製造コストの低減及びバンプ形成時間の短縮が可能にな
り、はんだの節約及びスループットの向上が可能にな
る。
【0012】
【実施例1】図1は本発明によるCCB(Controlled C
ollapse Bonding :突起電極)バンプ形成用部品の一実
施例を示す斜視図であり、図2はその側面図を示してい
る。また、図3はBLMまでの加工が終了した半導体ウ
ェハを示す斜視図であり、本発明に係るはんだバンプの
実装対象になるものである。
【0013】図3に示すように、半導体ウェハ1は多数
の半導体チップの各々に対するBLM(Ball Limiting
Metalization:下地電極) までの加工が終了している。
BLMは、内部配線を形成した半導体ウェハに電気絶縁
膜を被覆し、これに対してホトレジスト技術を用いて電
極用窓を開孔し、この部分に形成した多層金属(例え
ば、Cr/Cu/Au、Cr/Ni/Auなど)を指し
ている。
【0014】半導体ウェハ1の全チップが良品であれば
申し分ないが、実際には良品LSI2に混じって不良L
SI3(図3に示す斜線部分)が発生することは避けら
れない。従来は、この不良LSI3に対しても、はんだ
バンプを設けていたが、不良LSI3の数が多くなる
と、廃棄処分となる不良LSI3に形成されるはんだバ
ンプは相当量になり、無視することはできない。
【0015】そこで、本発明では、不良LSI3に対す
るはんだバンプを回収したりするのではなく、不良LS
I3には最初からはんだバンプを設けないようにしてい
る。具体的には、図1及び図2に示すCCBバンプ形成
用部品を用い、良品LSI2に対してのみはんだバンプ
を形成するようにしている。
【0016】CCBバンプ形成用部品4は、図2に示す
ように、片面にSiO2 層6が形成されたSi基板5
と、LSI側の電極配置間隔に合わせてSi基板5の片
面に蒸着などを用いて形成される球状のはんだバンプ7
とから構成されている。真空蒸着などを用いSiO2
6上に形成したはんだバンプ7は、分子間力によって接
合している。
【0017】Si基板5は、入手容易で、かつ、はんだ
濡れの生じない基板である必要があり、この他の材料に
は石英ガラス、フィルムCr膜の付いた基板などがあ
る。また、そのサイズとしては、半導体チップ1個分の
サイズに相当する大きさに加工される。さらに、はんだ
バンプ7には前記した低α線はんだが用いられる。
【0018】次に、本発明によるCCBバンプ形成用部
品のLSIへの実装方法について、図4〜図7を参照し
て説明する。
【0019】まず、図3の状態においてペレット検査が
行われ、良品と不良品の選別が行われる。ついでダイシ
ングを行い、良品LSI2に対してのみ、はんだバンプ
を形成する。図4に示すように、良品LSI2に対し、
その表面に形成されているBLM8にはんだバンプ7を
位置合わせしてCCBバンプ形成用部品4を対面配置す
る。この作業は、不活性ガス(例えば、窒素ガス)を導
入可能で、かつ、加熱が可能な雰囲気内で行う。
【0020】ついで、図5に示すように、CCBバンプ
形成用部品4をSi基板5に接近させ、はんだバンプ7
とBLM8を接触させる。さらに、図6に示すように、
リフローしてはんだバンプ7を溶融する。この際、はん
だの酸化膜を除去するためにフラックスを使用する場合
もある。ついで、図7に示すように、CCBバンプ形成
用部品4をLSI側から引き離すと、はんだバンプ7が
BLM8上に残り、はんだバンプ7がBLM8上に転写
される。転写の完了したLSIは、多層配線基板などに
はんだバンプ7を介して実装される。
【0021】
【実施例2】図8〜図10は本発明の第2の実施例のバ
ンプ形成方法を示す説明図である。
【0022】本実施例は、両面にBLM8の設けられた
基板9に対し、はんだバンプ7を形成する場合である。
基板9の下面にはSi基板5、SiO2 層6及びはんだ
バンプ7よりなるCCBバンプ形成用部品4と同一構成
のCCBバンプ形成用部品10(Si基板11、SiO
2 層12及びはんだバンプ7によって構成)を用い、上
側に対するはんだバンプの形成にはCCBバンプ形成用
部品4を用いて行う。
【0023】なお、CCBバンプ形成用部品4とCCB
バンプ形成用部品10におけるはんだバンプ7は、同一
材料でもよいし異なる材料でもよい。
【0024】図8の状態から図9に示すように、CCB
バンプ形成用部品4,10の各々のはんだバンプ7をB
LM8に押し当て、この状態のままはんだバンプ7をリ
フローする。ついで、図10に示すように、CCBバン
プ形成用部品4,10を引き離すと、はんだバンプ7が
BLM8に転写される。
【0025】
【実施例3】図11〜図13は本発明における第3の実
施例のバンプ形成方法を示す模式的底面図である。
【0026】本実施例は、LSI側の多様な電極配置に
対応できるようにしたもので、はんだバンプの配列を異
ならせた複数個のCCBバンプ形成用部品を組み合わせ
てバンプ転写を行うようにしたところに特徴がある。
【0027】例えば、まず、図11に示すように、はん
だバンプ7が2列に配列されたCCBバンプ形成用部品
13で良品LSI2上にCCBを転写した後、この転写
位置上に図12に示すようにはんだバンプ7が1列に配
列されたCCBバンプ形成用部品14により良品LSI
2にCCBを転写すると、図13に示す配列パターンで
CCBが転写される。
【0028】このように、バンプ配列の異なる複数のC
CBバンプ形成用部品を組み合わせて転写を行うこと
で、ユーザーの希望に沿ったパターンのバンプ配置を得
ることができる。因みに、従来は、その都度、マスクを
作成し直してバンプ形成を行わねばならなかった。
【0029】
【実施例4】図14及び図15は本発明の第4の実施例
を示す模式的底面図である。この実施例の特徴は、転写
対象のはんだバンプの数を任意に選択できるようにした
ところにある。
【0030】すなわち、図14に示すように、はんだバ
ンプ7を最も密度が高くなる配置間隔(LSI側の最も
細かいバンプピッチ)で設けたCCBバンプ形成用部品
15を用いる。このCCBバンプ形成用部品15に対
し、使用しないはんだバンプ7(ここでは、黒塗りのバ
ンプ)をレーザーなどを用いて除去ならびに回収を行う
と、図15のCCBバンプ形成用部品16が得られる。
このCCBバンプ形成用部品16を用いてBLM8に対
する転写を行えば、BLM8の形成間隔に一致したバン
プ転写が可能になる。
【0031】なお、レーザーによるバンプ除去は、1個
単位で除去することができる。そして、このレーザーに
よるバンプ除去は、LSI上では回路が破壊されるため
に行うことはできないが、CCBバンプ形成用部品上で
は全く問題はない。
【0032】
【実施例5】図16〜図18は本発明の第5の実施例を
示す斜視図である。本実施例は、CCBバンプ形成用部
品を大型化した例であり、はんだバンプを複数個のLS
Iに同時に形成することができる。このCCBバンプ形
成用部品17は、図16に示すように複数の良品LSI
2に転写可能なサイズを有し、はんだバンプ7が各LS
I毎に区分されたブロック単位で設けられている。
【0033】このようなCCBバンプ形成用部品17に
対し、ペレット検査ののちダイシングされた複数(この
実施例では、図17に示すように6個)の良品LSI2
を図17に示すようにCCBバンプ形成用部品17上に
はんだバンプ7とBLMを位置合わせし、この状態のま
まリフローする。これにより、はんだバンプ7がBLM
上に転写され、同時に複数の半導体チップ上にCCBバ
ンプを形成することができる。1個の良品LSI2に対
してはんだバンプ7が転写された様子を示したのが図1
8である。
【0034】以上、本発明者によってなされた発明を実
施例に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施例
に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲
で種々変更可能であることは言うまでもない。
【0035】上記実施例においては、はんだバンプ7を
LSI上に設ける例を示したが、これに限定されるもの
ではなく、例えば、厚い基板の表面への転写や、立体状
の物体への表面及び側面への転写にも本発明を利用する
ことが可能である。
【0036】
【発明の効果】本願において開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
下記の通りである。
【0037】すなわち、リフローによって反応層が形成
されない材料による基板上へ前記半導体チップの電極の
各々に対応した配置及び数量のはんだバンプを、前記電
極へ転写可能な状態にして設けるようにしたので、はん
だバンプの形成が半導体ウェハのサイズや形状に関係な
く可能になると共に、良品のLSIにのみはんだバンプ
を形成できるようになる他、バンプ製造コストの低減及
びバンプ形成時間の短縮が可能になり、はんだの節約及
びスループットの向上が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は本発明のCCBバンプ形成用部品の一実
施例を示す斜視図である。
【図2】図1の実施例の側面図である。
【図3】BLMまでの加工が終了した半導体ウェハを示
す斜視図である。
【図4】本発明によるCCBバンプ形成用部品によるL
SIへの転写前の状態を示す説明図である。
【図5】はんだバンプとBLMを接触させた状態を示す
説明図である。
【図6】図5の状態でリフローした状態を示す説明図で
ある。
【図7】図6の状態からCCBバンプ形成用部品を引き
離した後の状態を示す説明図である。
【図8】基板の両面にはんだバンプを形成する場合のC
CBバンプ形成用部品とLSIの位置決めした状態を示
す説明図である。
【図9】図8の状態からはんだバンプとBLMを接触さ
せてリフローを行った状態を示す説明図である。
【図10】図9によるリフローによってLSIにはんだ
バンプが転写された状態を示す説明図である。
【図11】本発明の第3のバンプ形成方法において用い
られる1つのCCBバンプ形成用部品の構成例を示す模
式的底面図である。
【図12】図11のCCBバンプ形成用部品と組み合わ
せて用いられる他のCCBバンプ形成用部品の構成例を
示す模式的底面図である。
【図13】図11と図12のCCBバンプ形成用部品を
用いて得られたLSI上のはんだバンプ配列を示す模式
的底面図である。
【図14】転写対象のはんだバンプの数を任意に選択で
きるようにしたCCBバンプ形成用部品を示す模式的底
面図である。
【図15】図14のCCBバンプ形成用部品から不要な
はんだバンプを除去した後のバンプ配列を示す模式的底
面図である。
【図16】本発明の第5実施例としてのCCBバンプ形
成用部品を示す模式的斜視図である。
【図17】図16に示すCCBバンプ形成用部品を転写
対象のLSIにマウントした状態を示す斜視図である。
【図18】図17の状態からリフローを行って1つのL
SIにはんだバンプを転写した結果を示す模式的斜視図
である。
【符号の説明】
1 半導体ウェハ 2 良品LSI 3 不良LSI 4 CCBバンプ形成用部品 5 Si基板 6 SiO2 層 7 はんだバンプ 8 BLM 9 基板 10 CCBバンプ形成用部品 11 Si基板 12 SiO2 層 13 CCBバンプ形成用部品 14 CCBバンプ形成用部品 15 CCBバンプ形成用部品 16 CCBバンプ形成用部品 17 CCBバンプ形成用部品

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 リフローによって反応層が形成されない
    材料による基板上へ半導体チップの電極の各々に対応し
    た配置及び数量のはんだバンプを、前記電極へ転写可能
    な状態にして設けたことを特徴とするCCBバンプ形成
    用部品。
  2. 【請求項2】 前記基板は、表面にSiO2 層を形成し
    たシリコン基板であることを特徴とする請求項1記載の
    CCBバンプ形成用部品。
  3. 【請求項3】 前記基板が複数の半導体チップ分のサイ
    ズを有すると共に、前記はんだバンプは前記複数の半導
    体チップ分が設けられていることを特徴とする請求項1
    記載のCCBバンプ形成用部品。
  4. 【請求項4】 下地電極まで形成され、かつ良品と検査
    結果の出た半導体チップに対し、前記下地電極に前記は
    んだバンプを位置合わせしてリフローすることにより前
    記CCBバンプ形成用部品のはんだバンプを前記下地電
    極へ転写することを特徴とする半導体装置の製造方法。
  5. 【請求項5】 はんだバンプの配置及び数量の異なる複
    数のCCBバンプ形成用部品を順次位置合わせ及びリフ
    ローすることにより前記はんだバンプの転写を行うこと
    を特徴とする請求項4記載の半導体装置の製造方法。
  6. 【請求項6】 前記CCBバンプ形成用部品は、前記半
    導体チップが要求する最も狭い電極間隔で前記はんだバ
    ンプが形成されると共に、前記はんだバンプ転写前に不
    要なはんだバンプを除去することを特徴とする請求項4
    記載の半導体装置の製造方法。
JP5760193A 1993-03-18 1993-03-18 Ccbバンプ形成用部品及びこれを用いた半導体装置の製造方法 Pending JPH06275628A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0949671A1 (en) * 1998-04-10 1999-10-13 Fujitsu Limited Method for forming bumps using dummy wafer
US6335271B1 (en) 1997-08-19 2002-01-01 Hitachi, Ltd. Method of forming semiconductor device bump electrodes
US6653219B2 (en) 2000-01-13 2003-11-25 Hitachi, Ltd. Method of manufacturing bump electrodes and a method of manufacturing a semiconductor device

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