WO2020110620A1 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

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bumped
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圭亮 四宮
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リンテック株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device.
  • a mounting method of the semiconductor element instead of the conventional wire bonding method of connecting using a metal wire, a protruding electrode called a bump is formed on the electrode of the chip, and the electrode of the substrate and the electrode of the chip are bumped.
  • a flip-chip connection type mounting method has been proposed in which direct connection is performed through the mounting method.
  • a resin layer is provided so as to cover bumps such as bumped wafers and bumped chips according to various purposes.
  • Examples of such a resin layer include an adhesive layer for bonding the chip with bumps and the substrate, an underfill layer for reinforcing the connection between the chip with bumps and the substrate, a wafer with bumps or a chip with bumps.
  • Examples include a protective layer for protection.
  • the resin layer on the bumps must be mechanically pushed away to ensure electrical connection between the bumps and the electrodes on the substrate. Therefore, there is a problem in connection reliability between the bumped chip and the substrate. Further, when the chip with bumps and the substrate are connected by the reflow process, the molten solder originating from the bumps is covered with the resin layer, so that the self-alignment effect (positioning accuracy of the electrodes of the chip and the substrate is adjusted). However, there is a problem in that the phenomenon of automatically correcting to a normal position during reflow cannot be obtained even if there is a deviation.
  • a step of forming a resin layer on a bump forming surface of a bumped member on which a plurality of bumps are formed, and the resin layer covering the surface of the bump is also proposed a method including a step of removing the aluminum by grinding (see Patent Document 2).
  • an object of the present invention is to provide a semiconductor device manufacturing method capable of efficiently manufacturing a semiconductor device having excellent connection reliability by preventing the deterioration and damage of the originally desired portion of the bumped member.
  • a method of manufacturing a semiconductor device includes a step of forming a resin layer on a bump forming surface of a bumped member on which a plurality of bumps are formed, and buffing the resin layer to form the bump. Removing the resin layer covering the surface of the.
  • the resin layer can be provided on the bump forming surface of the bumped member according to various purposes.
  • the resin layer include an adhesive layer for adhering the bumped chip and the substrate, an underfill layer for reinforcing the connection between the bumped chip and the substrate, a bumped wafer or a bumped chip. And a protective layer for the like.
  • the resin layer covering the surfaces of the bumps can be easily and efficiently removed by buffing.
  • the buffing method since the portion contacting the buff is polished, the resin layer covering the bumps contacting the buff can be selectively removed, so that the portion of the bumped member to be originally protected can be prevented from being deteriorated and damaged.
  • a dicer, a grinder, a surface planer, or the like comes into contact with the resin layer covering the bumps, so that a large mechanical load is applied to the bumps.
  • the mechanical load applied to the bumps can be sufficiently reduced, and the displacement and dropping of the bumps can be prevented.
  • the resin layer covering the surface of the bump is removed, and the bump whose surface is exposed is electrically connected to the electrode of the substrate, whereby a semiconductor device having excellent connection reliability can be efficiently manufactured.
  • the method for manufacturing a semiconductor device preferably further comprises a step of attaching a dicing tape to a surface opposite to the bump formation surface. According to this configuration, since the bumped member is attached to the dicing tape, it is possible to suppress the displacement of the bump during buffing.
  • the method for manufacturing a semiconductor device further include a step of electrically connecting the bump having the resin layer removed and the surface exposed to the electrode of the substrate.
  • the resin layer covering the surface of the bump is removed, and the bump whose surface is exposed and the electrode of the substrate are electrically connected to each other to obtain a semiconductor device having excellent connection reliability. Be done.
  • the average height of the bumps is preferably 500 ⁇ m or less.
  • the lower the average height of the bumps the more easily the bumps can be removed during polishing, and the bumped member tends to be damaged.
  • the buffing method even if the average height of the bumps is 500 ⁇ m or less, the resin layer can be efficiently removed while preventing damage to the bumped member.
  • the material of the bump is preferably at least one selected from the group consisting of copper, silver, gold, aluminum and solder alloy.
  • the resin layer is prevented by the buffing method while preventing damage to the bumped member. Can be removed efficiently.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating the method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment of the invention.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating the method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment of the invention.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating the method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment of the invention.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating the method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment of the invention.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating the method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment of the invention.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating the method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment of the invention.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating the method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment of the invention.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating the method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment of the invention. It is a schematic diagram showing the state where the resin layer was formed in the bump formation side of the member with bumps (wafer with bumps) concerning a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic view showing a wheel and a buff of the buffing device and a wafer with bumps as seen from below the bump forming surface in the resin polishing step according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a sectional view showing a VI-VI section of FIG. 5.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating the method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment of the invention.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating a method for manufacturing a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating a method for manufacturing a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating a method for manufacturing a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating a method for manufacturing a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention.
  • 3 is an enlarged photograph of a part of an SEM photograph showing the resin layer-formed bumped chip obtained in Example 1.
  • FIG. 5 is a photograph obtained by enlarging a part of a SEM photograph showing a resin layer-formed bumped chip obtained in Comparative Example 1.
  • FIG. 1 shows an adhesive sheet 1 used in this embodiment.
  • the adhesive sheet 1 used in this embodiment includes a support layer 11, a pressure-sensitive adhesive layer 12, and a resin layer 13 containing an adhesive.
  • the surface of the resin layer 13 may be protected by a release film or the like until it is attached to the wafer.
  • a support known as a support for an adhesive sheet can be used, and for example, a plastic film or the like can be used.
  • a support layer 11 supports the adherend while processing the adherend.
  • the plastic film include polyethylene film, polypropylene film, polybutene film, polybutadiene film, polymethylpentene film, polyvinyl chloride film, vinyl chloride copolymer film, polyethylene terephthalate film, polyethylene naphthalate film, polybutylene terephthalate film, Polyurethane film, ethylene vinyl acetate copolymer film, ionomer resin film, ethylene/(meth)acrylic acid copolymer film, ethylene/(meth)acrylic acid ester copolymer film, polystyrene film, polycarbonate film, polyimide film, and Examples thereof include fluororesin films. These films may be monolayer films or laminated films. In the case of a laminated film, one type of film may be laminated, or two
  • the pressure-sensitive adhesive layer 12 can be formed by using a known pressure-sensitive adhesive as a pressure-sensitive adhesive for the adhesive sheet. With such a pressure-sensitive adhesive layer 12, the support layer 11 and the resin layer 13 are firmly fixed while the adherend is processed, and then the resin layer 13 is fixedly left on the adherend and supported. It becomes easy to peel from the body layer 11.
  • the pressure-sensitive adhesive layer 12 may be cured by irradiating it with energy rays such as ultraviolet rays so that it can be easily peeled off from the resin layer 13.
  • Examples of the pressure-sensitive adhesive include acrylic pressure-sensitive adhesives, rubber pressure-sensitive adhesives, silicone pressure-sensitive adhesives, and urethane pressure-sensitive adhesives.
  • the resin layer 13 can be formed using a known adhesive as an adhesive for the adhesive sheet.
  • the resin layer 13 containing such an adhesive can bond the bumped chip 2a and the substrate 4 described later.
  • the adhesive include an adhesive containing a thermosetting resin such as an epoxy resin and a thermosetting agent.
  • the adhesive may further contain an inorganic filler from the viewpoint of adjusting the thermal expansion coefficient of the cured product.
  • the inorganic filler include silica, alumina, talc, calcium carbonate, titanium white, red iron oxide, silicon carbide, and boron nitride. These may be used alone or in combination of two or more.
  • FIG. 2 shows a wafer 2 with bumps (member with bumps) used in this embodiment.
  • the bumped wafer 2 used in the present embodiment includes a semiconductor wafer 21 and bumps 22.
  • the bumps 22 are formed on the side of the semiconductor wafer 21 where the circuits are located.
  • the bumped wafer 2 of this embodiment includes a plurality of bumps 22.
  • the bumped wafer 2 has a bump forming surface 2A on which a plurality of bumps 22 are formed and a back surface 2B on which the bumps 22 are not formed.
  • a known semiconductor wafer can be used as the semiconductor wafer 21, and for example, a silicon wafer or the like can be used.
  • the thickness of the semiconductor wafer 21 is usually 10 ⁇ m or more and 1000 ⁇ m or less, and preferably 50 ⁇ m or more and 750 ⁇ m or less.
  • a known conductive material can be used as the material of the bump 22 .
  • the material of the bump 22 include any material selected from the group consisting of copper, silver, gold, aluminum, and solder alloy.
  • a known solder material can be used as the solder alloy, and for example, a lead-free solder containing tin, silver, and copper can be used.
  • the average height of the bumps 22 is usually 5 ⁇ m or more and 1000 ⁇ m or less, preferably 50 ⁇ m or more and 500 ⁇ m or less, and more preferably 50 ⁇ m or more and 250 ⁇ m or less. The lower the average height of the bumps 22, the easier it is for the bumps 22 to be removed during polishing, and the bumped member tends to be damaged.
  • the resin layer can be efficiently removed while preventing damage to the bumped member.
  • the cross-sectional shape of the bump 22 viewed from the side is not particularly limited, but may be a semicircle, a semi-oval, a circle, a rectangle, a trapezoid, or the like.
  • the type of the bump 22 is not particularly limited, and examples thereof include a ball bump, a mushroom bump, a stud bump, a cone bump, a cylinder bump, a dot bump, a cube bump, and a pillar bump. These may be used alone or in combination of two or more.
  • 3A to 3F are explanatory views showing the method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment.
  • the resin layer 13 is formed on the bump forming surface 2A of the bumped wafer 2 on which the plurality of bumps 22 are formed. Specifically, as shown in FIGS.
  • the resin layer 13 is buffed to remove the resin layer 13 covering the surfaces of the bumps 22 (resin removal). Process). Although the bump 22 is partially removed together with the resin layer 13 in the present embodiment, only the resin layer 13 may be removed. Then, as shown in FIGS. 3E and 3F, a step (dicing step) of dicing the wafer 2 with bumps by a dicing blade and the bumped chips 2a diced by dicing are picked up to form a substrate as an adherend. The resin layer 13 is removed and the bumps 22 whose surface is exposed are electrically connected to the electrodes 42 of the substrate 4 by a method including a step of bonding and fixing to the substrate 4 (bonding step).
  • the adhesive sheet attaching step, the dicing tape attaching step, the support peeling step, the resin removing step, the dicing step, and the bonding step will be described in more detail below.
  • the resin layer 13 of the adhesive sheet 1 is attached to the surface of the bumped wafer 2 on which the bumps 22 are formed (bump formation surface 2A). After attaching the adhesive sheet 1, the bumps 22 are covered with the resin layer 13.
  • a sticking method a known method can be adopted and is not particularly limited, but a method by pressure bonding is preferable.
  • the pressure bonding is usually performed while pressing the adhesive sheet 1 with a pressure bonding roll or the like.
  • the pressure bonding condition is not particularly limited, but the pressure bonding temperature is preferably 40° C. or higher and 120° C. or lower.
  • the roll pressure is preferably 0.1 MPa or more and 20 MPa or less.
  • the pressure bonding speed is preferably 1 mm/sec or more and 20 mm/sec or less.
  • the thickness of the resin layer 13 of the adhesive sheet 1 is preferably smaller than the height dimension of the bumps 22, more preferably 0.8 times or less the height dimension of the bumps 22, and the height of the bumps 22. It is particularly preferable that the size is 0.1 times or more and 0.7 times or less. If the thickness of the resin layer 13 is equal to or less than the upper limit, the resin layer 13 covering the surface of the bump 22 can be made thinner, and can be easily removed in the resin removing step described later.
  • the dicing tape 3 is attached to the surface (back surface 2B) of the bumped wafer 2 on which the bumps 22 are not formed.
  • a sticking method a known method can be adopted and is not particularly limited, but a method by pressure bonding is preferable.
  • the pressure bonding is usually performed while pressing the dicing tape 3 with a pressure bonding roll or the like.
  • the pressure bonding condition is not particularly limited and can be set appropriately.
  • a known dicing tape can be used as the dicing tape 3.
  • FIG. 4 shows a bumped wafer 2 having a resin layer 13 formed on the bump forming surface 2A, which is obtained in the support peeling step.
  • the resin layer 13 is preferably formed so as to follow the shape of the bump 22. By doing so, it is possible to reduce the amount of the resin layer 13 to be removed in the resin removing step described later, and it is possible to improve work efficiency.
  • the pressure-sensitive adhesive layer 12 has ultraviolet curability, it is irradiated with ultraviolet rays from the support layer 11 side, if necessary. As a result, the pressure-sensitive adhesive layer 12 is cured, the adhesive force at the interface between the pressure-sensitive adhesive layer 12 and the resin layer 13 is reduced, and the pressure-sensitive adhesive layer 12 is easily separated from the resin layer 13.
  • the resin layer 13 covering the surface of the bump 22 and a part of the bump 22 are removed by buffing.
  • buff polishing is polishing in which a polishing agent containing abrasive grains and a medium is impregnated or adhered to the buff, and the surface of the object to be processed is polished by the buff. More specifically, the buff polishing is polishing for polishing the surface of the object to be processed by using the buff polishing apparatus 5 shown in FIGS. 5 and 6.
  • the buffing device 5 includes a rotatable wheel 51 and a buff 52 attached to the wheel 51.
  • the resin layer 13 can be removed depending on its purpose.
  • the bumps 22 may be removed to the extent that they can be electrically connected.
  • the removal amount of the resin layer 13 can be adjusted from the viewpoint of a balance between connection reliability and securing of the function of the resin layer 13.
  • the part of the bump 22 is the tip of the bump 22. In this way, if the tip portions of the bumps 22 are removed by polishing, the surfaces of the bumps 22 will be surely exposed. Then, from the viewpoint of adjusting the height of the bump 22 to an arbitrary height, the removal amount of the bump 22 can be adjusted. Further, in the resin removing step, the resin layer 13 covering the surface of the bump 22 can be simply and efficiently removed by buffing.
  • the resin layer 13 that covers the crown of the bump 22 that contacts the buff 52 can be selectively removed. And damage can be prevented.
  • the originally desired portion of the bumped member to be protected include the root portion of the bump 22, the bump forming surface 2A, and the back surface 2B of the semiconductor wafer 21.
  • a dicer, a grinder, a surface planer, or the like contacts the resin layer 13 that covers the bumps 22, so that a large mechanical load is applied to the bumps 22.
  • the resin removing step since the relatively soft buff 52 is in contact with the resin layer 13, the mechanical load applied to the bumps 22 can be sufficiently reduced, and the displacement of the bumps and the dropout can be prevented.
  • the resin layer 13 can be removed.
  • FIGS. 5 and 6 In the resin removing step, as shown in FIGS. 5 and 6, while rotating the wheel 51 and the buff 52 of the buffing device 5, the bump forming surface 2A side of the bumped wafer 2 is brought into contact with the buff 52 to remove the bumps.
  • the resin layer 13 covering the surface of 22 and a part of the bump 22 are polished.
  • FIG. 5 is a schematic view showing the wheel 51 and the buff 52 of the buffing apparatus 5 and the wafer 2 with bumps, as viewed from below the bump forming surface 2A.
  • FIG. 6 is a sectional view showing a VI-VI section of FIG. In this way, the resin layer 13 covering the surface of the bump 22 and a part of the bump 22 can be removed by buffing.
  • the buff 52 is not particularly limited, and a known buff can be used.
  • the buff 52 is preferably selected from the group consisting of cloth, leather, rubber and brush. Among these, cloth or leather is more preferable from the viewpoint of easy penetration of the abrasive.
  • An abrasive containing abrasive grains and a medium is impregnated or attached to the buff 52.
  • the abrasive grains are not particularly limited, and known abrasive grains can be used.
  • As the abrasive grains any one selected from the group consisting of alumina, silica, diamond, silicon carbide, zirconia, and boron nitride is preferable.
  • the medium is not particularly limited, and known abrasive grains can be used.
  • any one selected from the group consisting of water, oil, and organic solvent is preferable.
  • water is preferable from the viewpoint of having little influence on the resin layer 13.
  • the medium does not contain an ionic substance such as a halide from the viewpoint of suppressing the occurrence of migration.
  • the conditions of the buffing device 5 are not particularly limited, but the following conditions can be adopted, for example.
  • the rotation speed of the wheel 51 is preferably 50 rpm or more and 1000 rpm or less, and more preferably 100 rpm or more and 500 rpm or less from the viewpoint of preventing the bumps from being displaced and falling off.
  • the weight applied when the bumped wafer 2 is brought into contact with the buff 52 is preferably 0.1N or more and 10N or less, and more preferably 0.5N or more and 5N or less, from the viewpoint of preventing displacement and dropping of the bumps. Is more preferable.
  • the resin removing step as shown in FIG. 3D, it is preferable that irregularities remain on the plane formed by the bumps 22 and the resin layer 13.
  • the connection reliability can be improved as compared with the case of bonding the bumped chip 2a having a smooth plane including the bump 22 and the resin layer 13.
  • the bumped wafer 2 is diced by a dicing blade. In this way, the bumped wafer 2 can be separated into the bumped chips 2a.
  • the dicing device is not particularly limited, and a known dicing device can be used.
  • the dicing conditions are also not particularly limited. Note that a laser dicing method, a stealth dicing method, or the like may be used instead of the dicing method using a dicing blade.
  • the bumped chips 2a that have been diced by dicing are picked up and bonded and fixed to the substrate 4 having the base material 41 and the electrodes 42. Since the resin layer 13 is removed and the surface of the bump 22 of the bumped chip 2 a is exposed, the bump 22 and the electrode 42 of the substrate 4 can be electrically connected.
  • the substrate 4 is not particularly limited, but a lead frame, a wiring substrate, a silicon wafer having a circuit formed on its surface, a silicon chip, or the like can be used.
  • the material of the base material 41 is not particularly limited, and examples thereof include ceramics and plastics. Examples of plastics include epoxy, bismaleimide triazine, and polyimide.
  • heat treatment may be performed to cure the adhesive of the resin layer 13 as necessary.
  • the conditions of the heat treatment can be appropriately set depending on the type of adhesive.
  • a reflow process may be performed to melt the bumps 22 of the bumped chip 2a and to solder-bond the bumped chip 2a and the substrate 4.
  • the conditions of the reflow treatment can be set appropriately according to the type of solder.
  • the semiconductor device 100 can be manufactured as described above.
  • the resin layer 13 covering the surface of the bump 22 can be removed easily and efficiently by buffing. Further, even when the cross-sectional shape of the bump 22 viewed from the side is semicircular, semielliptical, circular, rectangular, or trapezoidal, the resin layer 13 covering the surface of the bump 22 can be removed.
  • the portion contacting the buff 52 is polished, so that the resin layer 13 covering the crown of the bump 22 contacting the buff 52 can be selectively removed. It is possible to prevent the deterioration and damage of the part to be protected originally.
  • the height of the plurality of bumps 22 can be adjusted to an arbitrary height. Further, the heights of the plurality of bumps 22 can be made uniform. Further, since the part of the bump 22 is buffed, the surface of the bump 22 can be reliably exposed, and the exposed area of the surface of the bump 22 can be increased. Therefore, the bumps 22 whose surfaces are exposed allow the electrodes of the bumped chip 2a and the substrate 4 to be connected by soldering. Further, if the heights of the bumps 22 are made uniform at an arbitrary height, it is possible to prevent a connection failure that may be caused by the heights of the bumps 22 and their variations. In this way, the semiconductor device 100 having excellent connection reliability is obtained.
  • the resin removing step since the buffing is performed while the bumped wafer 2 is attached to the dicing tape 3, it is possible to prevent the bumps 22 from being displaced during buffing.
  • An adhesive layer (resin layer 13) for bonding the bumped chip 2a and the substrate 4 can be provided on the bump forming surface 2A of the bumped chip 2a.
  • the resin layer 13 Since the resin layer 13 is provided on the bumped wafer 2 and the resin layer 13 covering the surfaces of the bumps 22 is removed, the bumped chips 2a are separated into a plurality of bumped chips 2a.
  • the resin layer 13 can be provided.
  • 7A, 7B, 7C, and 7D are explanatory views showing the method for manufacturing the semiconductor device according to the second embodiment.
  • the resin layer 13 is removed by buffing and then the bumped chips 2a are diced by dicing.
  • the resin layer 13 is buffed.
  • the resin layer 13 is formed on the bump forming surface 2A of the bumped chip 2a on which the plurality of bumps 22 are formed. Specifically, as shown in FIGS. 7A and 7B, a step of adhering the resin layer 13 of the adhesive sheet 1 to the bump forming surface 2A of the bumped chip 2a (adhesive sheet adhering step), and The bump formation surface 2A of the bumped chip 2a in which a plurality of bumps 22 are formed by a method including a step of peeling the support layer 11 and the adhesive layer 12 from the resin layer 13 (support peeling step). Then, the resin layer 13 is formed.
  • the resin layer 13 is buffed to remove the resin layer 13 covering the surfaces of the bumps 22 (resin removal). Process).
  • the bumped chip 2a is picked up and bonded and fixed to the substrate 4 which is the adherend (bonding step).
  • the resin layer 13 is removed, and the bumps 22 whose surface is exposed are electrically connected to the electrodes 42 of the substrate 4.
  • the adhesive sheet attaching step, the support peeling step, the resin removing step, and the bonding step in the present embodiment are A similar method can be adopted. According to the present embodiment, the same operational effects as the operational effects (1) to (7) in the first embodiment can be obtained.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiment, and modifications, improvements, etc. within the scope of achieving the object of the present invention are included in the present invention.
  • the mode in which the resin layer 13 and part of the bump 22 are removed by buffing in the resin removal step has been described as an example, but the present invention is not limited to this mode. That is, in another aspect of the present invention, in the resin removing step, only the resin layer 13 may be removed by buffing.
  • the resin layer 13 is provided as an adhesive layer for bonding the bumped chip 2a and the substrate 4, but the present invention is not limited to this. That is, in the present invention, the resin layer can be provided according to various purposes.
  • the resin layer 13 may be provided as an underfill layer for reinforcing the connection between the bumped chip 2a and the substrate 4.
  • the resin layer 13 may be provided as a protective layer for protecting the wafer 2 with bumps or the chips 2a with bumps.
  • a known material for the underfill or the protective layer can be used as the material of the resin layer 13, a known material for the underfill or the protective layer can be used.
  • the resin layer 13 is in contact with both the bumped chip 2a and the substrate 4, but the present invention is not limited to this.
  • the resin layer 13 when the resin layer 13 is provided as a protective layer for protecting the bumped chip 2 a, the resin layer 13 may be in contact with the bumped chip 2 a and may not be in contact with the substrate 4.
  • the bumped wafer 2 is used as the bumped member, but the bumped wafer 2 is not limited to this.
  • the bumped member may be a package having bumps (eg, BGA (Ball grid array), CSP (Chip size package), etc.).
  • the resin layer 13 is formed on the bump forming surface 2A using the adhesive sheet 1 to cover the bumps 22, but the present invention is not limited to this.
  • the resin composition may be applied to the bump forming surface 2A and cured to form the resin layer 13 and cover the bumps 22.
  • the adhesive sheet 1 including the support layer 11, the pressure-sensitive adhesive layer 12, and the resin layer 13 is used, but the present invention is not limited to this.
  • the adhesive sheet 1 may be an adhesive sheet that includes the support layer 11 and the resin layer 13 but does not include the pressure-sensitive adhesive layer 12.
  • the support layer 11 may be peeled from the resin layer 13 in the support peeling step.
  • buffing may be performed on the resin layer 13 while being fixed to a fixing member (for example, a suction table, an adhesive sheet or the like) for fixing the bumped chip 2a. .
  • a fixing member for example, a suction table, an adhesive sheet or the like
  • the bumped chip 2a may be picked up from the fixing member and the bonding process may be performed.
  • a protective film forming sheet as a resin layer was prepared as follows. First, the following components (a), (b), (c), (d), and (e) were mixed at the following blending ratio (solid content conversion) to obtain a mixture. This mixture was diluted with methyl ethyl ketone to prepare a protective film-forming film coating agent having a solid content concentration of 55 mass %. This coating agent for a protective film forming film was applied and dried to obtain a protective film forming sheet having a thickness of 30 ⁇ m.
  • Binder polymer polyvinyl butyral resin
  • B Epoxy resin compounding ratio: 62.8 mass%
  • C Phenolic resin compounding ratio: 18.1% by mass
  • D Curing accelerator (imidazole compound) Blending ratio: 0.2% by mass
  • E Silica filler compounding ratio: 9% by mass
  • An adhesive sheet was produced by laminating a sticking tape as a support layer having an adhesive layer and a protective film forming sheet (thickness: 30 ⁇ m) as a resin layer.
  • a sticking tape As an adhesive tape, E-8510HR (product name) manufactured by Lintec Co., Ltd. was used. This adhesive sheet was attached to the following bumped chip as a bumped member under the following attachment conditions.
  • UV is irradiated from the adhesive sheet side using RAD-2700 (product name) manufactured by Lintec Co., Ltd., and only the adhesive tape is peeled off, and the protective film forming sheet is attached.
  • the bumped chip was obtained.
  • the bumped chip to which the protective film forming sheet was attached was treated under the conditions of 130° C. and 0.5 MPa for 2 hours to obtain a bumped chip to which the protective film was attached.
  • Example 1 The bump top portion of the bumped chip to which the protective film was attached was buffed under the following conditions using the following device to remove the bump protective film (corresponding to the resin layer).
  • the surface of the bump of the bumped chip to which the protective film after buffing was applied was observed with a scanning electron microscope (SEM), and the removability of the protective film was evaluated according to the following criteria.
  • SEM scanning electron microscope
  • Table 1 An enlarged photograph of a part of the SEM photograph is shown in FIG. A: The protective film covering the crown of the bump was removed, and the exposure of the crown was confirmed. B: The protective film covering the top of the bump remains without being removed. C: Not only the protective film covering the tops of the bumps, but also the protective film of the portion originally desired to be protected was removed. D: The bumps on the chip were misaligned or dropped.
  • Examples 2 and 3 According to the conditions shown in Table 1, the protective film on the top of the bump was removed in the same manner as in Example 1 except that the buff polishing conditions (the buff rotation number and the weight applied to the buff) were changed. The surface of the bump of the bumped chip to which the protective film after buffing was applied was observed with a scanning electron microscope (SEM), and the removability of the protective film was evaluated according to the same criteria as in Example 1. The results obtained are shown in Table 1.
  • Example 1 A chip with bumps on which a protective film was attached was obtained in the same manner as in Example 1 except that buffing was not performed. The surface of the bump of the bumped chip to which the protective film was attached was observed with a scanning electron microscope (SEM), and the removability of the protective film was evaluated according to the same criteria as in Example 1. The results obtained are shown in Table 1. Moreover, the photograph which expanded a part of SEM photograph is shown in FIG.
  • Example 2 A bumped chip with a protective film attached was obtained in the same manner as in Example 1 except that plasma irradiation was performed under the following conditions without buffing. The surface of the bumps of the chip with bumps to which the protective film was applied after plasma irradiation was observed with a scanning electron microscope (SEM), and the removability of the protective film was evaluated according to the same criteria as in Example 1. The results obtained are shown in Table 1.
  • Process gas SF 6 Flow rate of processing gas: 40 cm 3 /min Processing pressure: 100Pa Output: 250W Processing time: 15 minutes Purge: once
  • Example 3 The same as Example 1 except that the bumped chip to which the protective film was attached was fixed to a jig with double-sided tape without buffing and the protective film covering the bump was removed by grinder grinding under the following conditions. To obtain a chip with bumps to which a protective film was attached. The surface of the bumps of the bumped chip to which the protective film was attached after the grinder grinding was observed with a scanning electron microscope (SEM), and the removability of the protective film was evaluated according to the same criteria as in Example 1. The results obtained are shown in Table 1.
  • Examples 1 to 3 it was possible to prevent the deterioration and damage of the originally desired portion of the bumped chip as the bumped member, and to selectively remove the protective film on the top of the bump. Furthermore, according to Examples 1 to 3, the bumps on the chip were neither displaced nor dropped. Therefore, according to the methods of Examples 1 to 3, by electrically connecting the bumps, the resin layer of which is removed and the surface of which is exposed, to the electrodes of the substrate, a semiconductor device having excellent connection reliability can be manufactured. Regarding Comparative Example 1, the protective film could not be removed. In Comparative Example 2, not only the protective film covering the tops of the bumps, but also the protective film of the portion originally desired to be protected was removed. In Comparative Example 3, the mechanical load applied by the grinder applied to the bump, and the bump fell off the chip.
  • the present invention can be used in a method for manufacturing a semiconductor device.

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Abstract

複数のバンプ（２２）が形成されているバンプ付部材（２）のバンプ形成面（２Ａ）に樹脂層（１３）を形成する工程と、樹脂層（１３）にバフ研磨を施して、バンプ（２２）の表面を覆っている樹脂層（１３）を除去する工程と、を備える半導体装置の製造方法。

Description

半導体装置の製造方法
　本発明は、半導体装置の製造方法に関する。
　近年、電子機器の小型化、及び薄型化に伴い、半導体パッケージの薄型化、及び小型化に対する要求も高まっている。そのため、半導体素子の実装方式として、金属ワイヤを用いて接続する従来のワイヤーボンディング方式に代えて、チップの電極上にバンプと呼ばれる突起電極を形成し、基板の電極とチップの電極とをバンプを介して直接接続するフリップチップ接続方式の実装方法が提案されている。
　このようなフリップチップ接続方式の実装方法では、様々な目的に応じて、バンプ付ウエハ、及びバンプ付チップなどのバンプを覆うように樹脂層が設けられる。このような樹脂層としては、例えば、バンプ付チップと基板とを接着するための接着剤層、バンプ付チップと基板との接続を補強するためのアンダーフィル層、バンプ付ウエハまたはバンプ付チップを保護するための保護層などが挙げられる。
　しかしながら、樹脂層がバンプを覆っている場合には、バンプ上の樹脂層を機械的に押しのけて、バンプと基板の電極との電気的な接続を確保しなければならない。そのため、バンプ付チップと基板との接続信頼性の点で問題があった。また、リフロー処理により、バンプ付チップと基板とを接続する場合には、バンプに由来する溶融はんだが樹脂層に覆われているため、セルフアライメント効果（チップ、及び基板の電極同士の位置合わせ精度が悪く、ずれを生じていてもリフロー時に正常な位置へ自動的に補正される現象）が得られないという問題があった。
　上記のような問題を解決するために、例えば、複数のバンプが形成されているバンプ付部材のバンプ形成面に樹脂層を形成する工程と、前記樹脂層にプラズマ処理を施して、前記バンプの表面を覆っている前記樹脂層を除去する工程と、を備えた方法が提案されている（特許文献１参照）。
　また、上記のような問題を解決するために、例えば、複数のバンプが形成されているバンプ付部材のバンプ形成面に樹脂層を形成する工程と、前記バンプの表面を覆っている前記樹脂層を研削により除去する工程を備えた方法も提案されている（特許文献２参照）。
国際公開第２０１６／１９４４３１号 特開２０１７－８４９０３号公報
　特許文献１に記載の方法では、除去したい樹脂層の箇所だけでなく、照射面内全域に対してプラズマが照射される。すなわち、バンプ頭頂部を覆う樹脂層だけでなく、本来保護したい部分を覆う樹脂層にもプラズマが照射される。そのため、本来保護したい部分にもプラズマ照射の影響が及んで、劣化、及び損傷が生じるおそれがある。
　また、特許文献２に記載の方法は、樹脂層を研削により除去する方法であるため、ダイサー、グラインダ、またはサーフェスプレーナがバンプを覆う樹脂層に接触し、バンプに対して機械的負荷が加わる。そのため、バンプの位置がずれたり、バンプが脱落したりして、接続信頼性が低下するおそれがある。
　そこで、本発明の目的は、バンプ付部材の本来保護したい部分の劣化、及び損傷を防止し、接続信頼性に優れた半導体装置を効率よく製造できる半導体装置の製造方法を提供することである。
　本発明の一態様に係る半導体装置の製造方法は、複数のバンプが形成されているバンプ付部材のバンプ形成面に樹脂層を形成する工程と、前記樹脂層にバフ研磨を施して、前記バンプの表面を覆っている前記樹脂層を除去する工程と、を備える。
　この構成によれば、バンプ付部材のバンプ形成面に、様々な目的に応じて、樹脂層を設けることができる。この樹脂層としては、例えば、バンプ付チップと基板とを接着するための接着剤層、バンプ付チップと基板との接続を補強するためのアンダーフィル層、バンプ付ウエハまたはバンプ付チップを保護するための保護層などが挙げられる。
　そして、バンプの表面を覆っている樹脂層をバフ研磨により、簡便で効率よく除去できる。バフ研磨法では、バフと接触する部分が研磨されるため、バフと接触するバンプを覆う樹脂層を選択的に除去できるので、バンプ付部材の本来保護したい部分の劣化、及び損傷を防止できる。
　また、研削法により樹脂層を除去する場合には、ダイサー、グラインダ、またはサーフェスプレーナなどがバンプを覆う樹脂層に接触するため、バンプに大きな機械的負荷が加わる。しかし、バフ研磨法によれば、樹脂層に接触するのは、比較的に柔らかいバフであるので、バンプに加わる機械的負荷を十分に小さくでき、バンプの位置ずれ、及び脱落を防止できる。
　そして、バンプの表面を覆っている樹脂層が除去され、表面が露出されたバンプと、基板の電極とを電気的に接続することで、接続信頼性に優れた半導体装置を効率よく製造できる。
　本発明の一態様に係る半導体装置の製造方法においては、前記バンプ形成面の反対側の面にダイシングテープを貼り合わせる工程を、さらに備えることが好ましい。
　この構成によれば、バンプ付部材がダイシングテープに貼着されているため、バフ研磨時にバンプの位置ずれを抑制できる。
　本発明の一態様に係る半導体装置の製造方法においては、前記樹脂層が除去され、表面が露出された前記バンプと、基板の電極とを電気的に接続する工程を、さらに備えることが好ましい。
　この構成によれば、バンプの表面を覆っている樹脂層が除去され、表面が露出されたバンプと、基板の電極とを電気的に接続することで、接続信頼性に優れた半導体装置が得られる。
　本発明の一態様に係る半導体装置の製造方法においては、前記バンプの平均高さは、５００μｍ以下であることが好ましい。
　バンプの平均高さが低いほど、研磨時にバンプが取れやすく、バンプ付部材が損傷しやすい傾向にある。しかし、バフ研磨法によれば、バンプの平均高さが、５００μｍ以下であっても、バンプ付部材の損傷を防止しつつ、樹脂層を効率よく除去できる。
　本発明の一態様に係る半導体装置の製造方法においては、前記バンプの材質は、銅、銀、金、アルミニウム及びはんだ合金からなる群から選択される少なくとも一つであることが好ましい。
　このように、バンプの材質が、銅、銀、金、アルミニウム及びはんだ合金からなる群から選択される少なくとも一つであれば、バフ研磨法により、バンプ付部材の損傷を防止しつつ、樹脂層を効率よく除去できる。
本発明の第一実施形態に係る樹脂層を形成するための接着シートを示す概略断面図である。 本発明の第一実施形態に係るバンプ付部材（バンプ付ウエハ）を示す概略断面図である。 本発明の第一実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明するための説明図である。 本発明の第一実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明するための説明図である。 本発明の第一実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明するための説明図である。 本発明の第一実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明するための説明図である。 本発明の第一実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明するための説明図である。 本発明の第一実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明するための説明図である。 本発明の第一実施形態に係るバンプ付部材（バンプ付ウエハ）のバンプ形成面に樹脂層が形成された状態を示す概略図である。 本発明の第一実施形態に係る樹脂研磨工程において、バンプ形成面の下方から見た、バフ研磨装置のホイール及びバフ並びにバンプ付ウエハを示す概略図である。 図５のVI－VI断面を示す断面図である。 本発明の第二実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明するための説明図である。 本発明の第二実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明するための説明図である。 本発明の第二実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明するための説明図である。 本発明の第二実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明するための説明図である。 実施例１で得られた樹脂層形成バンプ付チップを示すＳＥＭ写真の一部を拡大した写真である。 比較例１で得られた樹脂層形成バンプ付チップを示すＳＥＭ写真の一部を拡大した写真である。
　［第一実施形態］
　以下、本発明について実施形態を例に挙げて、図面に基づいて説明する。本発明は実施形態の内容に限定されない。なお、図面においては、説明を容易にするために拡大または縮小をして図示した部分がある。
　まず、本実施形態に用いる接着シート、及びバンプ付ウエハについて説明する。
（接着シート）
　図１には、本実施形態に用いる接着シート１が記載されている。
　本実施形態に用いる接着シート１は、支持体層１１と、粘着剤層１２と、接着剤を含有する樹脂層１３と、を備えている。なお、樹脂層１３の表面は、ウエハに貼着されるまでの間、剥離フィルムなどにより保護されていてもよい。
　支持体層１１としては、接着シートの支持体として公知の支持体を用いることができ、例えば、プラスチックフィルムなどを用いることができる。このような支持体層１１は、被着体を加工している間に、被着体を支持する。
　プラスチックフィルムとしては、例えば、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリブテンフィルム、ポリブタジエンフィルム、ポリメチルペンテンフィルム、ポリ塩化ビニルフィルム、塩化ビニル共重合体フィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリエチレンナフタレートフィルム、ポリブチレンテレフタレートフィルム、ポリウレタンフィルム、エチレン酢酸ビニル共重合体フィルム、アイオノマー樹脂フィルム、エチレン・（メタ）アクリル酸共重合体フィルム、エチレン・（メタ）アクリル酸エステル共重合体フィルム、ポリスチレンフィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリイミドフィルム、及びフッ素樹脂フィルムなどが挙げられる。これらのフィルムは、単層フィルムであってもよく、積層フィルムであってもよい。また、積層フィルムの場合には、１種のフィルムを積層してもよく、２種以上のフィルムを積層してもよい。
　粘着剤層１２は、接着シートの粘着剤として公知の粘着剤を用いて形成することができる。このような粘着剤層１２により、被着体を加工している間は支持体層１１と樹脂層１３の間を強固に固定し、その後、樹脂層１３を被着体に固着残存させて支持体層１１から剥離することが容易となる。なお、粘着剤層１２に、紫外線などのエネルギー線を照射することで硬化させて、樹脂層１３との剥離が容易になるようにしてもよい。
　粘着剤としては、例えば、アクリル系粘着剤、ゴム系粘着剤、シリコーン系粘着剤、及びウレタン系粘着剤などが挙げられる。
　樹脂層１３は、接着シートの接着剤として公知の接着剤を用いて形成することができる。このような接着剤を含有する樹脂層１３により、後述するバンプ付チップ２ａと基板４とを接着することができる。
　接着剤としては、例えば、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂と、熱硬化剤とを含有する接着剤が挙げられる。また、接着剤は、硬化物の熱膨張係数を調整するという観点から、無機充填材をさらに含有していてもよい。無機充填材としては、シリカ、アルミナ、タルク、炭酸カルシウム、チタンホワイト、ベンガラ、炭化珪素、及び窒化ホウ素などが挙げられる。これらは１種を単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
（バンプ付ウエハ）
　図２には、本実施形態に用いるバンプ付ウエハ２（バンプ付部材）が記載されている。
　本実施形態に用いるバンプ付ウエハ２は、半導体ウエハ２１と、バンプ２２と、を備えている。なお、バンプ２２は、半導体ウエハ２１の回路のある側に形成される。本実施形態のバンプ付ウエハ２は、複数のバンプ２２を備える。
　バンプ付ウエハ２は、複数のバンプ２２が形成されているバンプ形成面２Ａと、バンプ２２が形成されていない裏面２Ｂと、を有する。
　半導体ウエハ２１としては、公知の半導体ウエハを用いることができ、例えば、シリコンウエハなどを用いることができる。
　半導体ウエハ２１の厚みは、通常、１０μｍ以上１０００μｍ以下であり、好ましくは、５０μｍ以上７５０μｍ以下である。
　バンプ２２の材料としては、公知の導電性材料を用いることができる。バンプ２２の材料としては、例えば、銅、銀、金、アルミニウム、及びはんだ合金からなる群から選択されるいずれかの材料が挙げられる。はんだ合金としては、公知のはんだ材料を用いることができ、例えば、スズ、銀、及び銅を含有する鉛フリーはんだを用いることができる。
　バンプ２２の平均高さは、通常、５μｍ以上１０００μｍ以下であり、好ましくは、５０μｍ以上５００μｍ以下であり、より好ましくは、５０μｍ以上２５０μｍ以下である。バンプ２２の平均高さが低いほど、研磨時にバンプ２２が取れやすく、バンプ付部材が損傷しやすい傾向にある。しかし、本実施形態に係る半導体装置の製造方法によれば、バンプ２２の平均高さが、例えば５００μｍ以下であっても、バンプ付部材の損傷を防止しつつ、樹脂層を効率よく除去できる。
　バンプ２２の側方から見た断面形状は、特に限定されないが、半円形、半楕円形、円形、長方形または台形などであってもよい。
　バンプ２２の種類としては、特に限定されないが、ボールバンプ、マッシュルームバンプ、スタッドバンプ、コーンバンプ、シリンダーバンプ、ドットバンプ、キューブバンプ、及びピラーバンプなどが挙げられる。これらは１種を単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
（半導体装置の製造方法）
　次に、本実施形態に係る半導体装置の製造方法について説明する。
　図３Ａ～図３Ｆは、第一実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す説明図である。
　本実施形態に係る半導体装置の製造方法においては、先ず、複数のバンプ２２が形成されているバンプ付ウエハ２のバンプ形成面２Ａに樹脂層１３を形成する。具体的には、図３Ａ、図３Ｂ、及び図３Ｃに示すように、接着シート１の樹脂層１３をバンプ付ウエハ２のバンプ形成面２Ａに貼り合わせる工程（接着シート貼着工程）と、ダイシングテープ３をバンプ付ウエハ２の裏面２Ｂに貼り合わせる工程（ダイシングテープ貼着工程）と、接着シート１の支持体層１１、及び粘着剤層１２を、樹脂層１３から剥離する工程（支持体剥離工程）と、を備える方法により、複数のバンプ２２が形成されているバンプ付ウエハ２のバンプ形成面２Ａに樹脂層１３を形成する。
　本実施形態に係る半導体装置の製造方法においては、次に、図３Ｄに示すように、樹脂層１３にバフ研磨を施して、バンプ２２の表面を覆っている樹脂層１３を除去する（樹脂除去工程）。なお、本実施形態においては、樹脂層１３とともにバンプ２２の一部を除去しているが、樹脂層１３のみを除去してもよい。
　そして、図３Ｅ、及び図３Ｆに示すように、ダイシングブレードによりバンプ付ウエハ２をダイシングする工程（ダイシング工程）と、ダイシングにより個片化したバンプ付チップ２ａをピックアップし、被着体としての基板４に接着固定する工程（ボンディング工程）と、を備える方法により、樹脂層１３が除去され、表面が露出されたバンプ２２と、基板４の電極４２とを電気的に接続する。
　以下、接着シート貼着工程、ダイシングテープ貼着工程、支持体剥離工程、樹脂除去工程、ダイシング工程、及びボンディング工程について、より詳細に説明する。
（接着シート貼着工程）
　接着シート貼着工程においては、図３Ａに示すように、接着シート１の樹脂層１３をバンプ付ウエハ２のバンプ２２の形成されている面（バンプ形成面２Ａ）に貼り合わせる。接着シート１の貼着後、バンプ２２は、樹脂層１３によって覆われる。
　ここで、貼着方法としては公知の方法を採用でき、特に限定されないが、圧着による方法が好ましい。圧着は、通常、圧着ロールなどにより接着シート１を押圧しながら行われる。圧着の条件は特に限定されないが、圧着温度は、４０℃以上１２０℃以下が好ましい。ロール圧力は、０．１ＭＰａ以上２０ＭＰａ以下が好ましい。圧着速度は、１ｍｍ／ｓｅｃ以上２０ｍｍ／ｓｅｃ以下が好ましい。
　また、接着シート１の樹脂層１３の厚みは、バンプ２２の高さ寸法より小さくすることが好ましく、バンプ２２の高さ寸法の０．８倍以下であることがより好ましく、バンプ２２の高さ寸法の０．１倍以上０．７倍以下であることが特に好ましい。樹脂層１３の厚みが前記上限以下であれば、バンプ２２の表面を覆う樹脂層１３を、より薄くすることができ、後述する樹脂除去工程で容易に除去できる。
（ダイシングテープ貼着工程）
　ダイシングテープ貼着工程においては、図３Ｂに示すように、ダイシングテープ３をバンプ付ウエハ２のバンプ２２の形成されていない面（裏面２Ｂ）に貼り合わせる。
　ここで、貼着方法としては公知の方法を採用でき、特に限定されないが、圧着による方法が好ましい。圧着は、通常、圧着ロールなどによりダイシングテープ３を押圧しながら行われる。圧着の条件は、特に限定されず、適宜設定できる。また、ダイシングテープ３についても、公知のダイシングテープを用いることができる。
（支持体剥離工程）
　支持体剥離工程においては、図３Ｃに示すように、接着シート１の支持体層１１、及び粘着剤層１２を、樹脂層１３から剥離する。なお、この支持体剥離工程で得られる、バンプ形成面２Ａに樹脂層１３が形成されたバンプ付ウエハ２を、図４に示す。また、樹脂層１３は、バンプ２２の形状に追従するように、形成されることが好ましい。このようにすれば、後述する樹脂除去工程で除去する樹脂層１３を少なくでき、作業効率を向上できる。
　粘着剤層１２が紫外線硬化性を有する場合には、必要に応じて、支持体層１１側から紫外線を照射する。これにより、粘着剤層１２が硬化し、粘着剤層１２と樹脂層１３との界面の接着力が低下して、粘着剤層１２を樹脂層１３から剥離し易くなる。
（樹脂除去工程）
　樹脂除去工程においては、図３Ｄに示すように、バンプ２２の表面を覆っている樹脂層１３及びバンプ２２の一部をバフ研磨により除去する。
　本明細書において、バフ研磨とは、砥粒及び媒体を含有する研磨剤を、バフに、浸み込ませ、または、付着させ、前記バフにより被処理物の表面を磨く研磨である。より具体的には、バフ研磨とは、図５及び図６で示すバフ研磨装置５を用いて、被処理物の表面を磨く研磨である。バフ研磨装置５は、回転可能なホイール５１と、ホイール５１に取り付けられたバフ５２とを備えている。
　樹脂層１３は、その目的に応じて、除去できる。例えば、表面が露出されたバンプ２２と、基板４の電極４２との電気的な接続が目的であれば、電気的な接続ができる程度に除去すればよい。具体的には、接続信頼性と樹脂層１３の機能の確保とのバランスの観点から、樹脂層１３の除去量を調整できる。また、バンプ２２の一部とは、バンプ２２の先端部分のことである。このように、バンプ２２の先端部分が研磨により除去されれば、バンプ２２の表面が確実に露出されることになる。そして、バンプ２２の高さを任意の高さに調整するという観点から、バンプ２２の除去量を調整できる。
　また、樹脂除去工程においては、バンプ２２の表面を覆っている樹脂層１３をバフ研磨により、簡便で効率よく除去できる。バフ研磨では、バフ５２と接触する部分が研磨されるため、バフ５２と接触するバンプ２２の頭頂部を覆う樹脂層１３を選択的に除去できるので、バンプ付部材の本来保護したい部分の劣化、及び損傷を防止できる。バンプ付部材の本来保護したい部分としては、例えば、バンプ２２の根本部分、バンプ形成面２Ａ、及び半導体ウエハ２１の裏面２Ｂが挙げられる。
　また、研削法により樹脂層１３を除去する場合には、ダイサー、グラインダ、またはサーフェスプレーナなどがバンプ２２を覆う樹脂層１３に接触するため、バンプ２２に大きな機械的負荷が加わるが、本実施形態の樹脂除去工程では、樹脂層１３に接触するのは、比較的に柔らかいバフ５２であるので、バンプ２２に加わる機械的負荷を十分に小さくでき、バンプの位置ずれ、及び脱落を防止しつつ、樹脂層１３を除去できる。
　樹脂除去工程においては、図５及び図６で示すように、バフ研磨装置５のホイール５１及びバフ５２を回転させながら、バンプ付ウエハ２のバンプ形成面２Ａ側をバフ５２に接触させて、バンプ２２の表面を覆っている樹脂層１３及びバンプ２２の一部を研磨する。ここで、図５は、バンプ形成面２Ａの下方から見た、バフ研磨装置５のホイール５１及びバフ５２並びにバンプ付ウエハ２を示す概略図である。図６は、図５のVI－VI断面を示す断面図である。
　このようにして、バンプ２２の表面を覆っている樹脂層１３及びバンプ２２の一部をバフ研磨により除去できる。
　バフ５２は、特に限定されず、公知のバフを用いることができる。バフ５２としては、布、皮、ゴム及びブラシからなる群から選択されるいずれかが好ましい。これらの中でも、研磨剤の浸み込みやすさの観点から、布または皮がより好ましい。
　バフ５２には、砥粒及び媒体を含有する研磨剤を、浸み込ませ、または、付着させる。
　砥粒は、特に限定されず、公知の砥粒を用いることができる。砥粒としては、アルミナ、シリカ、ダイヤモンド、炭化ケイ素、ジルコニア、及び窒化ホウ素からなる群から選択されるいずれかが好ましい。これらの中でも、研磨量の調整のしやすさの観点から、アルミナまたはシリカがより好ましい。
　媒体は、特に限定されず、公知の砥粒を用いることができる。媒体としては、水、油、及び有機溶剤からなる群から選択されるいずれかが好ましい。これらの中でも、樹脂層１３への影響が少ないという観点から、水が好ましい。また、媒体は、マイグレーションの発生を抑制するという観点から、ハロゲン化物などのイオン性の物質を含有しないことが好ましい。
　また、バフ研磨装置５の条件は、特に限定されないが、例えば、以下のような条件を採用できる。
　ホイール５１の回転数は、バンプの位置ずれ、及び脱落を防止するという観点から、５０ｒｐｍ以上１０００ｒｐｍ以下であることが好ましく、１００ｒｐｍ以上５００ｒｐｍ以下であることがより好ましい。
　バンプ付ウエハ２をバフ５２に接触させる際の加重は、バンプの位置ずれ、及び脱落を防止するという観点から、０．１Ｎ以上１０Ｎ以下であることが好ましく、０．５Ｎ以上５Ｎ以下であることがより好ましい。
　なお、樹脂除去工程後には、図３Ｄに示すように、バンプ２２および樹脂層１３からなる平面に凹凸が残ることが好ましい。このようにすれば、後述するボンディング工程において、バンプ付チップ２ａを基板４の電極４２上に接続する際には、上記の隙間にバンプ２２や樹脂層１３が移動する余裕があるため、バンプ２２を押しつぶしながら接続できる。そのため、本実施形態においては、バンプ２２および樹脂層１３からなる平面が平滑なバンプ付チップ２ａをボンディングする場合と比較して、接続信頼性を高めることができる。
（ダイシング工程）
　ダイシング工程においては、図３Ｅに示すように、ダイシングブレードによりバンプ付ウエハ２をダイシングする。このようにして、バンプ付ウエハ２をバンプ付チップ２ａに個片化できる。
　ダイシング装置は、特に限定されず、公知のダイシング装置を用いることができる。また、ダイシングの条件についても、特に限定されない。なお、ダイシングブレードを用いたダイシング法の代わりに、レーザーダイシング法、及びステルスダイシング法などを用いてもよい。
（ボンディング工程）
　ボンディング工程においては、図３Ｆに示すように、ダイシングにより個片化したバンプ付チップ２ａをピックアップし、基材４１と電極４２とを備える基板４に接着固定する。バンプ付チップ２ａのバンプ２２は、樹脂層１３が除去され、表面が露出されているため、バンプ２２と、基板４の電極４２とを電気的に接続することができる。
　基板４としては、特に限定されないが、リードフレーム、配線基板、並びに、表面に回路が形成されたシリコンウエハ、及びシリコンチップなどを用いることができる。基材４１の材質としては、特に限定されないが、セラミック、及びプラスチックなどが挙げられる。また、プラスチックとしては、エポキシ、ビスマレイミドトリアジン、及びポリイミドなどが挙げられる。
　ボンディング工程においては、必要に応じて、加熱処理を施して、樹脂層１３の接着剤を硬化させてもよい。
　加熱処理の条件は、接着剤の種類などに応じて、適宜設定できる。
　ボンディング工程においては、必要に応じて、リフロー処理を施して、バンプ付チップ２ａのバンプ２２を溶融させて、バンプ付チップ２ａと基板４とをはんだ接合させてもよい。
　リフロー処理の条件は、はんだの種類などに応じて、適宜設定できる。
　以上のようにして、半導体装置１００を製造することができる。
　（第一実施形態の作用効果）
　本実施形態によれば、次のような作用効果を奏することができる。
（１）バンプ２２の表面を覆っている樹脂層１３をバフ研磨により、簡便で効率よく除去できる。また、バンプ２２の側方から見た断面形状が半円形、半楕円形、円形、長方形または台形である場合でも、バンプ２２の表面を覆っている樹脂層１３を除去できる。
（２）バフ研磨法によれば、バフ５２と接触する部分が研磨されるため、バフ５２と接触するバンプ２２の頭頂部を覆う樹脂層１３を選択的に除去できるので、バンプ付ウエハ２の本来保護したい部分の劣化、及び損傷を防止できる。
（３）研削法により樹脂層１３を除去する場合には、ダイサー、グラインダ、またはサーフェスプレーナなどがバンプ２２を覆う樹脂層１３に接触するため、バンプ２２に大きな機械的負荷が加わるが、バフ研磨法によれば、樹脂層１３に接触するのは、比較的に柔らかいバフ５２であるので、バンプ２２に加わる機械的負荷を十分に小さくでき、バンプの位置ずれ、及び脱落を防止しつつ、樹脂層１３を除去できる。
（４）バンプ２２の表面を覆っている樹脂層１３が除去され、表面が露出されたバンプ２２と、基板４の電極４２とを電気的に接続することで、接続信頼性に優れた半導体装置１００が得られる。
（５）バフ研磨により、樹脂層１３だけでなく、バンプ２２の一部も除去している。そのため、複数のバンプ２２の高さを任意の高さに調整できる。また、複数のバンプ２２の高さを均一な高さに揃えることができる。さらに、バンプ２２の一部がバフ研磨されるために、バンプ２２の表面を確実に露出させることができ、また、バンプ２２の表面が露出する面積を大きくできる。そのため、表面が露出されたバンプ２２により、バンプ付チップ２ａ及び基板４の電極同士をはんだ接合で接続できる。さらに、バンプ２２の高さを任意の均一な高さで揃えれば、バンプ２２の高さ及びそのバラツキにより生じ得る接続不良を防止できる。このようにして、接続信頼性に優れた半導体装置１００が得られる。
（６）樹脂除去工程においては、バンプ付ウエハ２がダイシングテープ３に貼着された状態でバフ研磨が施されるため、バフ研磨時にバンプ２２の位置がずれることを抑制できる。
（７）バンプ付チップ２ａのバンプ形成面２Ａに、バンプ付チップ２ａと基板４とを接着するための接着剤層（樹脂層１３）を設けることができる。
（８）バンプ付ウエハ２に樹脂層１３を設け、バンプ２２の表面を覆っている樹脂層１３を除去した後に、バンプ付チップ２ａに個片化しているので、複数のバンプ付チップ２ａにまとめて樹脂層１３を設けることができる。
　［第二実施形態］
　次に、本発明の第二実施形態を図面に基づいて説明する。
　なお、本実施形態の接着シート１、及び基板４は、前記第一実施形態における接着シート１、及び基板４とそれぞれ実質的に同様であるから、その詳細な説明は省略または簡略化する。
　図７Ａ、図７Ｂ、図７Ｃ、及び図７Ｄは、第二実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す説明図である。
　前記第一実施形態では、バンプ付ウエハ２に樹脂層１３を形成した後に、バフ研磨を施して樹脂層１３を除去し、その後、ダイシングによりバンプ付チップ２ａに個片化した。これに対し、第二実施形態では、予め個片化されたバンプ付チップ２ａに樹脂層１３を形成した後に、バフ研磨を樹脂層１３に施す。
　本実施形態に係る半導体装置の製造方法においては、先ず、複数のバンプ２２が形成されているバンプ付チップ２ａのバンプ形成面２Ａに樹脂層１３を形成する。具体的には、図７Ａ、及び図７Ｂに示すように、接着シート１の樹脂層１３をバンプ付チップ２ａのバンプ形成面２Ａに貼り合わせる工程（接着シート貼着工程）と、接着シート１の支持体層１１、及び粘着剤層１２を、樹脂層１３から剥離する工程（支持体剥離工程）と、を備える方法により、複数のバンプ２２が形成されているバンプ付チップ２ａのバンプ形成面２Ａに樹脂層１３を形成する。
　本実施形態に係る半導体装置の製造方法においては、次に、図７Ｃに示すように、樹脂層１３にバフ研磨を施して、バンプ２２の表面を覆っている樹脂層１３を除去する（樹脂除去工程）。そして、図７Ｄに示すように、バンプ付チップ２ａをピックアップし、被着体である基板４に接着固定する（ボンディング工程）。樹脂除去工程とボンディング工程とを備える方法により、樹脂層１３が除去され、表面が露出されたバンプ２２と、基板４の電極４２とを電気的に接続する。
　本実施形態における接着シート貼着工程、支持体剥離工程、樹脂除去工程、及びボンディング工程については、前記第一実施形態における接着シート貼着工程、支持体剥離工程、プラズマ処理工程、及びボンディング工程と同様の方法を採用できる。
　本実施形態によれば、前記第一実施形態における作用効果（１）～（７）と同様の作用効果を奏することができる。
　［実施形態の変形］
　本発明は前述の実施形態に限定されず、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良などは本発明に含まれる。
　例えば、前述の実施形態では、樹脂除去工程において、樹脂層１３とともにバンプ２２の一部をバフ研磨により除去する態様を例に挙げて説明したが、本発明は、このような態様に限定されない。すなわち、本発明の別の態様においては、樹脂除去工程において、樹脂層１３のみをバフ研磨により除去してもよい。
　前述の実施形態では、樹脂層１３は、バンプ付チップ２ａと基板４とを接着するための接着剤層として設けられているが、これに限定されない。すなわち、本発明においては、樹脂層を、様々な目的に応じて、設けることができる。例えば、樹脂層１３は、バンプ付チップ２ａと基板４との接続を補強するためのアンダーフィル層として設けられてもよい。また、樹脂層１３は、バンプ付ウエハ２またはバンプ付チップ２ａを保護するための保護層として設けられてもよい。なお、このような場合、樹脂層１３の材料としては、アンダーフィルまたは保護層の材料として公知の材料を用いることができる。
　前述の実施形態では、樹脂層１３は、バンプ付チップ２ａ、及び基板４の両方に接しているが、これに限定されない。例えば、樹脂層１３がバンプ付チップ２ａを保護するための保護層として設けられる場合には、樹脂層１３はバンプ付チップ２ａに接していればよく、基板４に接していなくともよい。
　前述の実施形態では、バンプ付部材として、バンプ付ウエハ２を用いているが、これに限定されない。例えば、バンプ付部材は、バンプを有するパッケージ（例えば、ＢＧＡ（Ｂａｌｌ　ｇｒｉｄ　ａｒｒａｙ）、ＣＳＰ（Ｃｈｉｐ　ｓｉｚｅ　ｐａｃｋａｇｅ）など）であってもよい。
　前述の実施形態では、接着シート１を用いて樹脂層１３をバンプ形成面２Ａに形成し、バンプ２２を覆っているが、これに限定されない。例えば、樹脂組成物をバンプ形成面２Ａに塗布し硬化させることにより樹脂層１３を形成し、バンプ２２を覆ってもよい。
　前述の実施形態では、支持体層１１、粘着剤層１２、及び樹脂層１３を備える接着シート１を用いているが、これに限定されない。例えば、接着シート１は、支持体層１１、及び樹脂層１３を備え、粘着剤層１２を備えない接着シートであってもよい。この場合、支持体剥離工程において、樹脂層１３から支持体層１１を剥離すればよい。
　前述の第二実施形態の樹脂除去工程においては、バンプ付チップ２ａを固定するための固定部材（例えば、吸着テーブル、粘着シートなど）に固定した状態でバフ研磨を樹脂層１３に施してもよい。樹脂層１３を除去した後、固定部材からバンプ付チップ２ａをピックアップして、ボンディング工程を実施してもよい。
　以下に、実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明する。本発明はこれらの実施例に何ら限定されない。
［保護膜形成用シート］
　樹脂層としての保護膜形成用シートを以下の通り作製した。
　まず、下記（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、及び（ｅ）成分を、下記配合比（固形分換算）で混合し混合物を得た。この混合物をメチルエチルケトンにより希釈し、固形分濃度が５５質量％の保護膜形成フィルム用塗布剤を調製した。この保護膜形成フィルム用塗布剤を塗布し、乾燥して、厚さが３０μｍの保護膜形成用シートを得た。
（ａ）バインダーポリマー（ポリビニルブチラール樹脂）　配合比：９．９質量％
（ｂ）エポキシ樹脂　　　　　　　　　　　　　　　　　　配合比：６２．８質量％
（ｃ）フェノール樹脂　　　　　　　　　　　　　　　　　配合比：１８．１質量％
（ｄ）硬化促進剤（イミダゾール系化合物）　　　　　　　配合比：０．２質量％
（ｅ）シリカフィラー　　　　　　　　　　　　　　　　　配合比：９質量％
［保護膜が貼付されたバンプ付チップの作製］
　粘着剤層を備えた支持体層としての貼付テープと、樹脂層としての保護膜形成用シート（厚さ：３０μｍ）とを積層させて、接着シートを作製した。貼付テープとして、リンテック株式会社製のＥ－８５１０ＨＲ（製品名）を用いた。
　この接着シートを下記の貼付条件で、バンプ付部材としての下記バンプ付チップに貼付した。
・貼付条件
　　装置：ローラー式ラミネータ
　　　　　（リンテック株式会社製、製品名：ＲＡＤ－３５１０Ｆ／１２）
　　温度：９０℃
　　圧力：０．５ＭＰａ
　　速度：２ｍｍ／ｓｅｃ
・バンプ付チップ
　　バンプの種類：ボールバンプ
　　バンプ高さ　：２００μｍ
　　バンプ径　　：２５０μｍ
　　バンプピッチ：６００μｍ
　バンプ付チップに接着シートを貼付した後、リンテック株式会社製のＲＡＤ－２７００（製品名）を用いて、接着シート側からＵＶを照射し、貼付テープのみを剥離し、保護膜形成用シートが貼付されたバンプ付チップを得た。その後、保護膜形成用シートが貼付されたバンプ付チップを、１３０℃、０．５ＭＰａ、２時間の条件で処理し、保護膜が貼付されたバンプ付チップを得た。
　［実施例１］
　保護膜が貼付されたバンプ付チップのバンプ頭頂部に、下記の装置を用いて下記条件でバフ研磨を施して、バンプの保護膜（樹脂層に相当）を除去した。
・バフ研磨の条件
　　装置：バフ研磨装置
　　　（リファインテック社製、製品名：リファインポリッシャーＨＶ）
　　バフ　　　　：リファインテック社製、研磨バフ、スウェードクロス
　　研磨剤　　　：武蔵ホルト社製、アルミナ粒子分散液ＭＨ１５９
　　バフ回転数　：２００ｒｐｍ
　　バフへの加重：１Ｎ
　バフ研磨後の保護膜が貼付されたバンプ付チップのバンプの表面を、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）にて観察し、下記基準に従い、保護膜の除去性を評価した。得られた結果を表１に示す。また、ＳＥＭ写真の一部を拡大した写真を図８に示す。
　Ａ：バンプ頭頂部を覆う保護膜が除去され、頭頂部の露出を確認できた。
　Ｂ：バンプ頭頂部を覆う保護膜が除去されずに残っている。
　Ｃ：バンプ頭頂部を覆う保護膜だけでなく、本来保護したい部分の保護膜も除去された。
　Ｄ：チップ上のバンプの位置がずれたり、脱落したりした。
　［実施例２及び３］
　表１に示す条件に従い、バフ研磨の条件（バフ回転数及びバフへの加重）を変更した以外は実施例１と同様にして、バンプ頭頂部の保護膜を除去した。
　バフ研磨後の保護膜が貼付されたバンプ付チップのバンプの表面を、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）にて観察し、実施例１と同様の基準に従い、保護膜の除去性を評価した。得られた結果を表１に示す。
　［比較例１］
　バフ研磨を施さなかった以外は実施例１と同様にして、保護膜が貼付されたバンプ付チップを得た。
　保護膜が貼付されたバンプ付チップのバンプの表面を、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）にて観察し、実施例１と同様の基準に従い、保護膜の除去性を評価した。得られた結果を表１に示す。また、ＳＥＭ写真の一部を拡大した写真を図９に示す。
　［比較例２］
　バフ研磨を行わずに、下記条件にてプラズマ照射した以外は実施例１と同様にして、保護膜が貼付されたバンプ付チップを得た。
　プラズマ照射後の保護膜が貼付されたバンプ付チップのバンプの表面を、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）にて観察し、実施例１と同様の基準に従い、保護膜の除去性を評価した。得られた結果を表１に示す。
・プラズマ照射の条件
　　処理ガス　　　：ＳＦ６
　　処理ガスの流量：４０ｃｍ３／ｍｉｎ
　　処理圧力　　　：１００Ｐａ
　　出力　　　　　：２５０Ｗ
　　処理時間　　　：１５分間
　　パージ　　　　：１回
　［比較例３］
　バフ研磨を行わずに、保護膜が貼付されたバンプ付チップを両面テープにて治具へ固定して下記条件にてグラインダ研削によりバンプを覆う保護膜を除去した以外は実施例１と同様にして、保護膜が貼付されたバンプ付チップを得た。
　グラインダ研削後の保護膜が貼付されたバンプ付チップのバンプの表面を、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）にて観察し、実施例１と同様の基準に従い、保護膜の除去性を評価した。得られた結果を表１に示す。
・グラインダ研削の条件
　　装置　リファインテック株式会社製　リファインポリッシャーＨＶ
　　研磨紙：＃１２０（リファインテック株式会社製　耐水研磨紙）
　　回転数：２００ｒｐｍ
　　加重　：２Ｎ
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　実施例１～３によれば、バンプ付部材としてのバンプ付チップの本来保護したい部分の劣化、及び損傷を防止し、バンプ頭頂部の保護膜を選択的に除去できた。さらに、実施例１～３によれば、チップ上のバンプの位置ずれ、及び脱落が発生しなかった。そのため、実施例１～３の方法により、樹脂層が除去され、表面が露出されたバンプと、基板の電極とを電気的に接続することで、接続信頼性に優れた半導体装置が製造できる。
　比較例１に関しては、保護膜を除去できなかった。
　比較例２に関しては、バンプ頭頂部を覆う保護膜だけでなく、本来保護したい部分の保護膜も除去された。
　比較例３に関しては、グラインダによる機械的負荷がバンプに加わったため、バンプがチップから脱落した。
　本発明は、半導体装置の製造方法に利用できる。
　１３…樹脂層、２…バンプ付ウエハ（バンプ付部材）、２２…バンプ、２ａ…バンプ付チップ（バンプ付部材）、４…基板、４２…電極、１００…半導体装置。

Claims (5)

  1. 　複数のバンプが形成されているバンプ付部材のバンプ形成面に樹脂層を形成する工程と、
    　前記樹脂層にバフ研磨を施して、前記バンプの表面を覆っている前記樹脂層を除去する工程と、を備える半導体装置の製造方法。
  2. 　請求項１に記載の半導体装置の製造方法において、
    　前記バンプ形成面の反対側の面にダイシングテープを貼り合わせる工程を、さらに備える半導体装置の製造方法。
  3. 　請求項１または請求項２に記載の半導体装置の製造方法において、
    　前記樹脂層が除去され、表面が露出された前記バンプと、基板の電極とを電気的に接続する工程を、さらに備える半導体装置の製造方法。
  4. 　請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法において、
    　前記バンプの平均高さは、５００μｍ以下である半導体装置の製造方法。
  5. 　請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法において、
    　前記バンプの材質は、銅、銀、金、アルミニウム及びはんだ合金からなる群から選択される少なくとも一つである半導体装置の製造方法。
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