JPH08316194A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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JPH08316194A
JPH08316194A JP7120236A JP12023695A JPH08316194A JP H08316194 A JPH08316194 A JP H08316194A JP 7120236 A JP7120236 A JP 7120236A JP 12023695 A JP12023695 A JP 12023695A JP H08316194 A JPH08316194 A JP H08316194A
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semiconductor device
chip
manufacturing
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Mitsuo Usami
光雄 宇佐美
Kunihiro Tsubosaki
邦宏 坪崎
Kunihiko Nishi
邦彦 西
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Abstract

(57)【要約】 【目的】薄いチップを安定かつ低コストで作成し、ハン
ドリングが容易な半導体装置の製造方法を提供する。 【構成】テープ１０７に貼り付けられたウエハ１０５
を、ウエハ１０５の面内で高速で回転または横方向に往
復運動させ、ウエハ１０５の表面に対してエッチ液高速
に横方向に移動させ、ウエハ１０５を均一にエッチング
して薄くし、この薄いウエハをダイシングして得られた
薄いチップ１０５´を加熱ヘッド１０６によって加熱圧
接して、基板１０２上に固着する。 【効果】薄いチップを安定かつ低コストで形成し、チッ
プの割れを生ずることなしに基板に固着できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置の製造方法に
関し、特に極めて薄い半導体装置を安定かつ低コストで
形成するのに好適な半導体装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の半導体装置の組立技術としては、
たとえば「ＬＳＩハンドブック」（社団法人電子通信学
会編株式会社オーム社、昭和５９年１１月３０日発行、
第４０６頁〜４１６頁）などに記載されており、これら
従来の半導体装置の組立て技術では、直接ハンドリング
を行っても、割れないほぼ２００μｍ以上の厚さを有す
る半導体チップが扱われていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】周知のように、半導体
ウエハを薄くする手段としては、研磨法が広く用いられ
ている。しかし、研磨法によって半導体ウエハを均一
に、たとえば５％以内の加工精度で加工するためには、
ウエハと研磨装置の並行出しを、高精度かつ高い再現性
で行わなう必要があり、このような極めて高い並行出し
を行うためには、極めて高価な装置が必要であり、実用
は困難であった。また、半導体ウエハの厚さをモニタし
ながら、研磨を行う方法も行われているが、広い範囲の
厚さ領域でこの方法を行うと、所要時間が著しく長くな
って生産性が低下してしまう。
【０００４】また、半導体ウエハの厚さを、例えば０．
１μｍの程度と極めて薄くなるまで研磨を行うと、半導
体ウエハ表面のデバイスが、研磨によって生ずるストレ
スのために破壊されてしまうという問題もあった。さら
に、このように薄くされた半導体チップを、上記従来技
術によって直接ハンドリングを行うと、半導体チップ自
体が破壊されてしまうという問題があり、高い歩留と低
いコストで、半導体装置を形成するのは困難であった。
【０００５】本発明の目的は、従来技術の有する上記問
題を解決し、半導体チップの厚さを０．１から１１０μ
ｍ程度まで薄くすることができ、かつ、このような極め
て薄いチップを、割れの発生なしにハンドリングするこ
とができる半導体装置の製造方法を提供することであ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、ウエハをテープに貼り付け、このウエハ
の表面方向内で高速度に回転若しくは横方向に往復運動
させながら、エッチ液と接触させることによって、ウエ
ハを均一にエッチングして膜厚を極めて小さくした後、
薄くされたウエハをダイジングして複数のチップに分割
し、これら各薄いチップを、対象基板に加熱圧順次接し
て固着させるものである。
【０００７】
【作用】半導体ウエハが、この半導体ウエハの面内方向
において、急速度で回転若しくは往復運動しながら、エ
ッチ液と接触されるので、極めて均一にエッチングが行
われ、凹凸や歪の発生なしに、極めて薄いウエハを得る
ことができる。
【０００８】このような極めて薄いウエハを分割して形
成された複数の薄いチップは、第１の基板であるテープ
上から順次分離されて、加熱および圧接されるため、チ
ップが極めて薄いにもかかわらず、割れの発生なしに上
記第２の基板上に固着することができる。特に、上記第
１の基板として軟質のテープを用いることにより、所望
のチップのみを上方に押し上げ、このチップのみを選択
的に加熱できるので、所望のチップを上記第２の基板へ
固着するのは極めて容易である。
【０００９】さらに、上記第２の基板とチップとの固着
を、導電性接着剤を介して行うことによって、ワイヤボ
ンデイングは不要になり、工程の簡略化とコストの低減
に極めて有効である。
【００１０】
【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例を説明す
る。 〈実施例１〉図１に示したように、薄い半導体ウエハ１
０５は、枠１０１によって保持されたテープ（日立化成
株式会社製、ＨＡ−１５０６）１０７の上に置かれ、こ
の半導体ウエハ１０５は、ダイシング溝１０４によって
複数のチップ１０５´に分離されている。分離された各
チップ１０５´は、加熱ヘッド１０６によってテープ１
０７の裏面から上方へ押し上げられ、接着剤１０３が塗
布された基板１０２に押しつけられて、当該基板１０２
に加熱接着される。この接着剤１０３は、有機物質と導
電性粒子の複合材料からなる異方導電性接着剤であるた
め、基板１０２に形成された電極（図示せず）と薄型チ
ップ１０５が有する電極（図示せず）は、加圧と加熱に
よって互いに電気的に接続される。なお、上記チップ１
０５´は、厚さが０．１〜１０μｍ程度で、曲げること
が可能な極めて薄いチップである。厚さが０．１μｍよ
り小さいと、このチップ１０５´に各種半導体素子を形
成するのが困難になり、１０μｍより大きいと、曲げに
よって割れの生ずる恐れがある。
【００１１】また、上記テープ１０７は軟質であるた
め、加熱ヘッド１０６によってテープ１０７を加熱しな
がら上方へ押し上げることによって、テープ１０７上の
上記薄いチップ１０５´も押し上げられ、基板１０２と
均一かつ安定に接着される。
【００１２】図３は図１の平面構造を示す図であり、テ
ープ１０７は枠１０１によって保持され、ウエハ１０５
はダイシング溝１０４によってチップ１０５´に互いに
分離されている。ウエハ１０５の周囲３０４は枠１０１
の内側にあって、テープ１０７に平坦に接着されてい
る。枠１０１はステンレスまたはプラスチック材で形成
されている。ウエハ１０５の厚さは０．１から１１０μ
ｍと極めて薄いにもかかわらず、粘着剤によってテープ
１０７に強固に粘着されているため、ウエハ１０５をテ
ープ１０７に粘着した状態でダイシングを行っても、薄
いチップ１０５´がテープ１０７から、ばらばらに剥離
してしまうことはない。
【００１３】上記薄いチップ１０５´を基板１０２に固
着した後の状態を図４に示した。図４（１）は平面図、
図４（２）は断面図である。基板１０２の上には、位置
合わせされて薄いチップ１０５´が固着されている。薄
いチップ１０５´に形成された電極と基板１０２に形成
された電極は、フェースダウンボンデイングによって互
いに接続されている。しかし、ワイヤボンディングある
いは導電性ペーストによって互いに接続してもよい。
【００１４】薄いチップの実装が、このように簡単かつ
容易にできるため、半導体装置の薄型化、高機能化およ
び低コスト化が促進されて、新しい応用展開をもたらす
ことができる。
【００１５】なお、図４（３）は、図４（１）、（２）
に示した薄いチップ１０５´と基板１０２の接続部を拡
大して模式的に示した断面図である。図４（３）に示し
たように、パッド４０５は薄いチップ１０５´表面の、
パッシベーション膜４０８が除去された部分に設けられ
ており、導電性粒子４０６によって、基板１０２の表面
上に設けられた基板電極４１２に接続され、互いに導通
されている。基板１０２とチップ１０５´の間には有機
フィルム４０９が介在して設けられており、この有機フ
ィルム４０９の中に導電粒子４１０が含まれていて、こ
の導電性粒子４１０によって両者間が導通される。
【００１６】一方、従来法においては、図２に示したよ
うに、テープ２０３上のチップ２０２は、真空チャック
２０１によってハンドリングされて他の基板（図示せ
ず）上へ移動される。すなわち、テープ２０３の上に置
かれたチップ２０２は、ウエハのダイシングによって形
成された個別のチップであり、突き上げピン２０４によ
って突き上げられたチップ２０２は、真空チャック２０
１によって吸引されて１個ずつ順次移動される。
【００１７】テープ２０３には粘着剤が塗布されてお
り、紫外線（ＵＶ）照射または加熱によって、接着性は
低下しているが、なおわずかに接着性が残っているの
で、真空チャック２０１と連動して動作する突き上げピ
ン２０４によって、チップ２０２はテープ２０３から分
離できる。しかし、この突き上げピン２０４によって上
方へ突き上げる従来も方法では、チップ２０２の厚さが
０．１から１１０μｍと極めて薄い場合は、チップ２０
２に割れが入りやすくなり、生産性が低下してしまう。
【００１８】〈実施例２〉本実施例はウエハを薄くする
方法を示す。図５（１）に示したように、ウエハ１０５
は、枠１０１に貼られたテープ１０７上に粘着剤によっ
て固定されており、エッチ液ノズル５０１からエッチ液
５０２が滴下されて、ウエハ１０５の表面がエッチされ
る。エッチ液５０２としては、本実施例では水酸化カリ
ウムの水溶液（濃度４０％）を用いたが、水酸化カリウ
ム以外のエッチ液を用いてもよい。
【００１９】この際、ウエハ１０５は毎分１．０００回
転以上の高速度で回転されるので、図５（２）に示した
ように、エッチ液５０２は、ウエハ１０５の表面上を横
方向に高速度で移動する。そのため、ウエハ１０５の表
面は、段差やダメージの発生なしに均一にエッチされ、
ウエハ１０５は薄い膜になた。
【００２０】同様に、図５（３）に示したように、ウエ
ハ１０５を毎分１、０００往復以上の高速往復運動する
ことにより、エッチ液５０２はウエハ１０５の表面上を
横方向に高速度でに移動し、ウエハ１０５の表面は、段
差やダメージの発生なしに均一にエッチされ、薄膜化さ
れた。
【００２１】〈実施例３〉図６は本発明の他の実施例を
示す工程図である。図６（１）に示したように、枠１０
１に貼られたテープ１０７の上に、ウエハ１０５を固定
した後、上記実施例２に示した方法によってウエハ１０
５を薄くして、図６（２）に示す断面構造を形成し、さ
らに、図６（３）に示したように、ウエハ１０５にダイ
シング溝１０４を形成し、ウエハ１０５を複数のチップ
１０５´に分割した。
【００２２】次に、図６（４）に示したように、基板１
０２にチップ１０５´を位置合わせした後、加熱ヘッド
１０６を下から押し当てて、所望のチップ１０５´を加
熱加圧し、図６（５）に示したように、基板１０２に薄
いチップ１０５´を移し、接着剤１０３を介して固着さ
せた。各チップ１０５´の特性は、分割前のウエハ状態
のときに、あらかじめ測定されており、良品と不良品が
それぞれ明確となっているので、良品のチップのみを選
択的に位置合わせし、基板１０２に移して固着した。な
お、実施例２および３においては、テープ１０７として
実施例１に用いたと同じものを用いたが、それ以外の各
種テープを使用できることは、いうまでもない。
【００２３】〈実施例４〉図７は本発明の他の実施例を
示す工程図であり、薄いチップの主面側を基板主面を対
向させて、フェースダウンボンデイングによって接合し
た例である。まず、図７（１）に示したように、第１の
枠１０１に貼られた第１のテープ１０７の上にウエハ１
０５を固定し、図７（２）に示したように、上記実施例
２と同様にして、ウエハ１０５を薄くした。
【００２４】図７（３）に示したように、ウエハ１０５
の表面を下向きにして、第２の枠１０１´に貼られた第
２のテープ１０７´の表面に対向させて貼り合わせた。
上記第１のテープ１０７をウエハ１０５から剥離して、
ウエハ１０５が第２のテープ１０７´の表面上に形成さ
れた構造とした後、図７（４）に示したように、ウエハ
１０５にダイシング溝１０４を形成して、複数のチップ
１０５´に分離させた。
【００２５】次に、図７（５）に示したように、基板１
０２に上記チップ１０５´を位置合わせして加熱ヘッド
１０６を下から押し当てて加熱加圧し、図７（６）に示
したように、基板１０２に薄いチップ１０５´を異方導
電性接着剤７０９を介して接着した。
【００２６】本実施例によれば、チップ１０５´が第２
のテープ１０７´に移された後に基板１０２に移され
る。そのため、半導体チップ１０５´の表裏が上記実施
例１の場合とは逆になって、当初のウエハ１０５上面
が、基板１０２に固着された状態でも上面になる。した
がって、本実施例では、ウエハ１０５を薄くした後、所
望半導体素子をウエハ１０５の表面に形成すれば、この
半導体素子が、基板１０２の表面に形成されたチップ１
０５´の表面に配置される。
【００２７】
【発明の効果】上記説明から明らかなように、本発明に
よって下記効果が得られる。 （１）半導体ウエハの主面に沿って移動する高速なエッ
チ液によって、ウエハが薄くされるので、膜厚が均一な
薄いウエハを容易に得ることができ、歪や欠陥が発生す
る恐れはない。
【００２８】（２）薄いチップの、上記テープからの剥
離と基板上への接着が同一の工程で行われるため、薄い
チップを割ることなしに、基板上に固着できる。
【００２９】（３）所望のチップを選択的に加熱および
加圧して上記基板上に移すので、極めて容易かつ低コス
トで、薄いチップを基板へ実装できる。
【００３０】（４）異方導電性接着剤によって基板に固
着することにより、ワイヤボンディングなしに、各チッ
プを基板上に接続できる。
【００３１】（５）チップの厚さは、曲げが可能である
０．１から１１０μｍと極めて薄くされるので、曲げに
強い薄いの半導体装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示す図、
【図２】従来の方法を説明するめの図、
【図３】本発明の実施例を説明するための平面図、
【図４】本発明を説明するための図、
【図５】本発明におけるウエハの薄形化を説明するため
の図、
【図６】本発明の他の実施例を示す工程図、
【図７】本発明の他の実施例を示す工程図。
【符号の説明】
１０１…枠、 １０１´…第２の枠、 １０２…基板、
１０３…接着剤、１０４…ダイシング溝、 １０５…
ウエハ、 １０５´…チップ、１０６…加熱ヘッド、
１０７…テープ、 １０７´…第２のテープ、２０１…
真空チャック、 ２０２…チップ、 ２０３…テープ、
２０４…突き上げピン、 ３０４…ウエハの周囲、 ４
０５…パッド、４０６…電極間導電粒子、 ４０８…パ
ッシベーション膜、４０９…有機フィルム、 ４１０…
導電粒子、 ４１２…基板電極、５０１…エッチ液ノズ
ル、 ５０２…エッチ液。

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】第１の基板上に保持された半導体ウエハの
    主面とエッチ液を接触させ、上記半導体ウエハの主面に
    沿って、上記エッチ液を高速度で動かすことによって、
    上記半導体ウエハの厚さを小さくする工程と、当該厚さ
    を小さくされたウエハをカットして複数のチップに分離
    する工程と、当該チップを上記第１の基板から分離して
    第２の基板へ固着する工程を含むことを特徴とする半導
    体装置の製造方法。
  2. 【請求項２】上記半導体ウエハの厚さを小さくする工程
    は、当該ウエハの表面を上記エッチ液と接触させ、上記
    ウエハを当該ウエハの平面方向内で回転若しくは往復運
    動させることによって行われ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。
  3. 【請求項３】上記第１の基板はテープであることを特徴
    とする請求項１若しくは２に記載のの半導体装置の製造
    方法。
  4. 【請求項４】上記はテープは有機物質からなる軟質テー
    プであることを特徴とする請求項３に記載のの半導体装
    置の製造方法。
  5. 【請求項５】上記チップを上記第１の基板から分離して
    第２の基板へ固着する工程は、所望の上記チップを選択
    的に加熱して上記第２の基板に対して圧接することによ
    って行われることを特徴とする請求項３若しくは４に記
    載の半導体装置の製造方法。
  6. 【請求項６】上記チップを上記第１の基板から分離して
    第２の基板へ固着する工程は、上記テープの下に設けた
    加熱ヘッドによって上記チップを押し上げかつ加熱する
    ことによって行われることを特徴とする請求項５に記載
    の半導体装置の製造方法。
  7. 【請求項７】上記チップと上記第２の基板の固着は、当
    該第２の基板の表面上に形成された接着剤層によって行
    われることを特徴とする請求項１から６のいずれか一に
    記載の半導体装置の製造方法。
  8. 【請求項８】上記接着剤層は異方性導電性接着剤層であ
    ることを特徴とする請求項７に記載の半導体装置の製造
    方法。
  9. 【請求項９】上記チップの表面に形成された電極と、上
    記第２の基板の表面に形成された電極は、互いに対向し
    て電気的に接続されることを特徴とする請求項１から８
    のいずれか一に記載の半導体装置の製造方法。
  10. 【請求項１０】上記半導体ウエハの厚さを小さくする工
    程と当該厚さを小さくされたウエハをカットして複数の
    チップに分離する工程の間に、当該厚さを小さくされた
    ウエハを第３の基板に移す工程が介在し、上記チップは
    上記第３の基板から分離されて上記第２の基板へ固着さ
    れ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。
  11. 【請求項１１】上記第３の基板は軟質のテープからなる
    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。
  12. 【請求項１２】上記半導体ウエハの厚さを小さくする工
    程により、上記ウエハの厚さは０．１から１１０μｍに
    なることを特徴とする請求項１から１１のいずれか一に
    記載の半導体装置の製造方法。
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