JPH11176861A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JPH11176861A JPH11176861A JP34039497A JP34039497A JPH11176861A JP H11176861 A JPH11176861 A JP H11176861A JP 34039497 A JP34039497 A JP 34039497A JP 34039497 A JP34039497 A JP 34039497A JP H11176861 A JPH11176861 A JP H11176861A
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- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/31—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
- H01L2224/32—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
- H01L2224/321—Disposition
- H01L2224/32151—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
- H01L2224/32221—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
- H01L2224/32225—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
Landscapes
- Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
- Wire Bonding (AREA)
- Formation Of Insulating Films (AREA)
Abstract
応力が発生しない半導体装置を、製造時間の短縮と製造
コストの低減とを実現しながら製造する。 【解決手段】 半導体装置の製造方法は、以下の工程
(a)〜(e) (a)端子パッド1を備えた半導体装置の複数個が表面
に形成されているシリコンウエハ2の当該表面上に、複
数の半導体装置の表面を保護するための表面保護層3を
端子パッド1が露出するように形成する工程; (b)露出した端子パッド1上に、金属接着層6を形成
する工程; (c)金属接着層6上に、接続用金属部材7を形成する
工程 (d)シリコンウエハ2の裏面をエッチングにより除去
して厚みを薄くする工程; 及び (e)シリコンウエハ2を切断して個々の半導体装置に
分割する工程を含んでなる。
Description
方法に関する。より詳しくは、LSIチップ等の半導体
装置をガラス板等の基板に実装する際に、チップスケー
ルの実装が可能であり、且つ実装後のポッティング樹脂
による半導体チップの表面保護処理が不要となる半導体
装置の製造方法に関する。
のチップを形成することにより、即ちウエハ単位で製造
されているが、LSIチップのパッケージングは、ウエ
ハ単位でなく個々のLSIチップ単位で行われている。
ラスチックパッケージングは以下のように行われてい
る。
個々のLSIチップに分割し、その一つ一つのLSIチ
ップをリードフレームのサポートエリアにダイボンディ
ングし、LSIチップとリードフレームのインナーリー
ドとをワイヤーボンディングにより結線する。そして、
LSIチップの表面保護並びに結線したワイヤーを保護
するために、リードフレームのアウターリードを除く全
体をエポキシ樹脂等の封止樹脂によりモールドする。最
後に、アウターリードをガルウイング形状やJ形状にト
リミングしている。
プラスチックパッケージの場合、少なくともダイシング
工程、ダイボンド工程、ワイヤーボンド工程、モールド
工程、トリミング工程という数多くの工程が必要であ
り、しかもウエハ単位でパッケージングするのではない
ので、これらの工程を一つ一つのLSIチップに対して
行う必要がある。このため、製造時間の短縮が困難であ
り、しかも製造コストの低減が困難であるという問題が
ある。
ージの場合、その外形寸法がLSIチップの面積の数倍
から10数倍の大きさとなってしまい、電子回路基板の
高密度実装を行う上での障害となるという問題が生じて
いる。これは、LSIチップのプラスチックパッケージ
の大きさが、パッケージの端子数と端子ピッチに依存し
ているためである。
ージの場合、ボンディングワイヤーを含めてLSIチッ
プ全体を封止樹脂でモールドするので、その厚みがLS
Iチップの厚み(例えば0.4mm〜0.8mm)の4
〜9倍程度の非常に厚いものになるという問題がある。
スチックパッケージに代えて、近年では実装基板上にL
SIチップをフリップチップ実装することが行われてい
る。これは、図7に示すように、実装基板70とLSI
チップ71とを半田バンプ72で接合し、それらの接合
面をポッティング樹脂73で封止するものである。
場合、信頼性に悪影響を及すような大きな熱応力が実装
基板70とLSIチップ71との間で発生しやすいとい
う問題がある。また、ポッティング樹脂73がLSIチ
ップ71の周囲に広がるので、LSIチップ71の実装
面積がLSIチップ71自体の大きさより拡大するとい
う問題もある。
80をそれとほぼ同じサイズの回路基板81に弾性樹脂
層82を介して接着し、LSIチップ80を封止樹脂8
3で封止したチップスケールパッケージ(CSP)を作
製し、その回路基板81の裏面を半田バンプ84を介し
て実装基板85に実装(CSP実装)することも行われ
るようになっている。これにより、LSIチップパッケ
ージの実装面積を略チップスケールに最小化することが
できる。
を作製するためには、ウエハ単位で作製することができ
ず、しかも従来のプラスチックパッケージと同じ程度の
工程数が必要となるという問題がある。即ち、シリコン
ウエハをダイシングにより個々のLSIチップに分割
し、その一つ一つのLSIチップを、別途作製されたC
PS用の回路基板に搭載し、樹脂封止し、半田バンプを
形成している。このため、製造時間の短縮や製造コスト
の削減が十分でなく、しかもパッケージの厚みも薄くで
きないために大きな熱応力も発生しやすいという問題も
ある。
しようとするものであり、従来のCSPに比べ、小型で
しかも大きな熱応力が発生しない半導体装置を、製造時
間の短縮と製造コストの低減とを実現しながら製造でき
るようにすることを目的とする。
プ単位でパッケージするのではなく、ウエハの表面に耐
水性の感光性樹脂層を表面保護層として予め形成し、そ
の後にウエハの裏面をエッチングして全体を薄くするこ
とにより上述の目的を達成できることを見出し、発明を
完成させるに至った。
(a)〜(e) (a)端子パッドを備えた半導体装置の複数個が表面に
形成されているシリコンウエハの当該表面上に、複数の
半導体装置の表面を保護するための表面保護層を端子パ
ッドが露出するように形成する工程; (b)露出した端子パッド上に、金属接着層を形成する
工程; (c)金属接着層上に、接続用金属部材を形成する工程 (d)シリコンウエハの裏面をエッチングにより除去し
て厚みを薄くする工程; 及び (e)シリコンウエハを切断して個々の半導体装置に分
割する工程を含んでなることを特徴とする半導体装置の
製造方法を提供する。
保護層の形成は、耐水性の感光性樹脂をシリコンウエハ
の表面に塗布し、得られた感光性樹脂塗布膜を露光し現
像して端子パッドを露出させ、残存する感光性樹脂塗布
膜を硬化させることにより行うことが好ましい。
ら詳細に説明する。
(a)〜(e)を含む。
複数個が表面に形成されているシリコンウエハ2の当該
表面上に、複数の半導体装置の表面を保護するための表
面保護層3を端子パッド1が露出するように形成する。
即ち、SiO2等の絶縁薄膜4が形成されたシリコンウ
エハ2上のアルミニウム等からなる端子パッド1を除く
ウエハ2の表面をSiO2やp−SiNなどの薄膜から
なるオーバーコート層5とエポキシ樹脂等の耐水性(低
吸湿性)の感光性樹脂からなる表面保護層3で覆う。こ
のように、本発明においては、ウエハ単位で一括して表
面保護層を形成する。
省略することもできる。
るように行うことができる。
ウエハ2の表面に耐水性(低吸湿性)の感光性樹脂(エ
ポキシ樹脂等)をスピンコートや印刷法等によって一括
して全面に5〜100μmの厚みで塗布し、得られた感
光性樹脂塗布膜を、必要に応じて数十℃に加熱すること
により乾燥させる。そして、感光性樹脂がポジ型である
場合には、端子パッド1に対応した感光性樹脂のみに光
が照射されるような露光マスクを介して露光し、常法に
従って現像することにより、端子パッド1を露出させ
る。その後に残存する感光性樹脂塗布膜を硬化処理(例
えば230℃、約30分)を行うことにより半導体装置
の表面保護層3を形成することができる。
キシ樹脂の他、感光性ポリイミド樹脂、感光性シリコー
ン樹脂、感光性アクリル樹脂等を使用することができ
る。また、これらの樹脂の塗布法としては、スピンコー
ト法の他、スクリーン印刷法、凹版印刷法等を採用する
ことができる。また、これらの樹脂を2層以上積層して
もよい。
光処理や現像処理を省くこともできる。また、樹脂薄膜
を張り付け、端子パッド1が露出するようにその薄膜に
窓開けを行うことにより表面保護層3を形成してもよ
い。
に、端子パッド1と接続用の金属部材との密着性と拡散
バリア性とを確保するために、金属接着層6を形成する
(図2)。金属接着層6は、通常、端子パッド1側から
密着用金属層6aと拡散バリヤ層6bとから構成され
る。具体的にはPd/Cu/Ni、Cr/Cu、Ni/
Cu、Cr/Ni、Cr/Cu等から構成される金属接
着層を、メッキ法の他、スパッタ法、CVD法などによ
り形成することができる。
用金属部材7を形成する(図3)。具体的には、金属接
着層6を形成した端子パッド1上に、半田等の金属ボー
ルや金属バンプを形成する。例えば、別途作成した半田
等の金属製ボール(直径20〜300μm)を予め所定
の位置に配列し、ボール搭載装置(例えば、BGAボー
ル搭載装置、VAi6000,VAi5020、VANGUA
RD AUTOMATION, INC.製)を用いてこれらを一括してシ
リコンウエハ2の端子パッド1上に設置し、通常200
〜350℃の温度で溶着させることにより形成すること
ができる。なお、このとき、半田等の金属製ボールの高
さを平坦化する処理(高温で、平坦な金属板を押しつけ
る等)も併せて行うことが好ましい。
の金属ボールの他に、半田熱着法やクリーム半田の印刷
法等の方法によって行うこともできる。
して厚みを、約300〜30μm程度まで薄くする。こ
のように薄くすることにより、半導体装置に生ずる熱応
力を大きく低減することができ、半導体装置の信頼性を
向上させることができる。
法で行うことができるが、下記に一例を示す。
接続用金属部材7が形成されているシリコンウエハ2
を、表面から高速ガス流(例えば高速空気流)をふき出
しながら回転する公知のベルヌイチャック8によって保
持する。ここで、ベルヌイチャック8によりシリコンウ
エハ2の表面を保持すると、表面保護層3だけでなくベ
ルヌイチャック8によっても、シリコンウエハ2の表面
をシリコンエッチング液から保護することができる。
5%硝酸1〜20容量部と40%フッ酸1容量部とから
なる混酸)をシリコンウエハ2の裏面にシャワー状に振
りかけることにより、エッチングを行う。この時、シリ
コンウエハ2を回転させると均一なエッチングを行うこ
とができる。エッチング速度は、液組成と温度等を制御
することにより例えば0.1〜20μm/分に設定する
ことできる。エッチング終了後、水洗処理、中和処理、
水洗処理し、回転法等によるウエハ乾燥処理を行う。こ
れにより、シリコンウエハ2の裏面エッチングが完了す
る。
め劈開性を有する。このため、上述の工程(d)におい
て厚みを薄くされたシリコンウエハは、薄くする前に比
べて機械的衝撃により割れ易くなっている。特に、エッ
チング仕上げ面が露出している裏面を凸形状に曲げる力
が付加された場合にはより割れやすくなる。
後述する工程(e)との間に、以下の工程(d2)を必
要に応じて行うことが好ましい。
エハ2の機械的強度を向上させるための裏面保護層9
を、シリコンウエハ2の裏面に形成する。
コンウエハ2をその表面側からベルヌイチャック8で保
持しながら、シリコンウエハ2の裏面に硬化性塗料をス
ピンコート法等により塗布し乾燥させ、硬化させて通常
2〜50μm厚の裏面保護層9を形成する。ここで、ベ
ルヌイチャック8で保持することにより、硬化性塗料が
シリコンウエハの表面に付着することを防止することが
できる。
イミド、エポキシ樹脂、金属微粒子(例えば、タングス
テン、銅、タンタル等)、ガラス微粒子等を適宜混合し
た導電性塗料液を使用することができる。
ハ2を回転砥石やレーザー装置によって所定の位置をダ
イシングして個々の半導体チップ(半導体装置)に分割
する。これにより、超小型で薄い半導体装置(工程
(d)に対応した半導体装置断面図(図6(a));工
程(d2)に対応した半導体装置断面図(図6(b))
が得られる。
法に従って、予め導電性接着層(半田等)が形成された
マザーボードのランド部に、半導体装置の表面側を位置
合わせして加熱することにより容易に実装することがで
きる。
ハ単位でパッケージングを行うことができ、しかもダイ
ボンド工程、ワイヤーボンド工程、モールド工程、トリ
ミング工程等がないので製造時間の短縮、製造コストの
低減が可能となり、しかもパッケージ外形寸法を小さく
することができる。また、厚みも薄くすることができ、
熱応力を減少させて半導体装置の信頼性を向上させるこ
とができる。また、CSPに比べても、CPS用回路基
板の作製が不要であり、個別的な樹脂封止も不要とな
る。
従来のCSP実装方法と同様に、実装基板に実装するこ
とができる。
小型でしかも大きな熱応力が発生しない半導体装置を、
製造時間の短縮と製造コストの低減とを実現しながら製
造することができる。
る。
る。
る。
る。
る。
図である。
層、 4 絶縁薄膜、5オーバーコート層、6 金属接
着層、7 接続用金属部材、8 ベルヌイチャック、9
裏面保護層
Claims (5)
- 【請求項1】 以下の工程(a)〜(e) (a)端子パッドを備えた半導体装置の複数個が表面に
形成されているシリコンウエハの当該表面上に、複数の
半導体装置の表面を保護するための表面保護層を端子パ
ッドが露出するように形成する工程; (b)露出した端子パッド上に、金属接着層を形成する
工程; (c)金属接着層上に、接続用金属部材を形成する工程 (d)シリコンウエハの裏面をエッチングにより除去し
て厚みを薄くする工程; 及び (e)シリコンウエハを切断して個々の半導体装置に分
割する工程を含んでなることを特徴とする半導体装置の
製造方法。 - 【請求項2】 工程(a)において、耐水性の感光性樹
脂をシリコンウエハの表面に塗布し、得られた感光性樹
脂塗布膜を露光し現像して端子パッドを露出させ、残存
する感光性樹脂塗布膜を硬化させることにより表面保護
層を形成する請求項1記載の製造方法。 - 【請求項3】 工程(d)におけるエッチングの際、シ
リコンウエハをその表面側からベルヌイチャックで保持
しながらシリコンウエハの裏面をエッチングする請求項
1又は2記載の製造方法。 - 【請求項4】 工程(d)と工程(e)との間に、更に
以下の工程(d2)(d2)シリコンウエハの機械的強
度を向上させるための裏面保護層を形成する工程を含む
請求項1〜3のいずれかに記載の製造方法。 - 【請求項5】 工程(d2)において、シリコンウエハ
をその表面側からベルヌイチャックで保持しながら、シ
リコンウエハの裏面に硬化性塗料を塗布し硬化させて裏
面保護層を形成する請求項4記載の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34039497A JPH11176861A (ja) | 1997-12-10 | 1997-12-10 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34039497A JPH11176861A (ja) | 1997-12-10 | 1997-12-10 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11176861A true JPH11176861A (ja) | 1999-07-02 |
Family
ID=18336539
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP34039497A Pending JPH11176861A (ja) | 1997-12-10 | 1997-12-10 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH11176861A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7405921B2 (en) | 2002-11-14 | 2008-07-29 | Fujitsu Limited | Layer capacitor element and production process as well as electronic device |
WO2022151719A1 (zh) * | 2021-01-18 | 2022-07-21 | 长鑫存储技术有限公司 | 半导体器件处理方法 |
-
1997
- 1997-12-10 JP JP34039497A patent/JPH11176861A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7405921B2 (en) | 2002-11-14 | 2008-07-29 | Fujitsu Limited | Layer capacitor element and production process as well as electronic device |
WO2022151719A1 (zh) * | 2021-01-18 | 2022-07-21 | 长鑫存储技术有限公司 | 半导体器件处理方法 |
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