(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイシングにより完全に分離され、ウエハ状態の配置でダイシングテープに貼付され、０．１μｍ〜１１０μｍの範囲の厚さを有する複数のＩＣチップを準備する工程と、
配線が形成された基板と前記ダイシングテープに貼付された状態のＩＣチップの主面とを対向させる工程と、
前記ＩＣチップとほぼ同じ大きさで先端部が平坦な加熱ヘッドを用いて前記基板に対向する前記ＩＣチップを選択的に押し出し、前記基板に接着剤を介して加熱圧接することによって、前記基板と前記ＩＣチップとを固着する工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
完全に分離され、ウエハ状態の配置でテープに貼付された厚さが０．１μｍ〜１１０μｍの範囲内の複数のＩＣチップを準備する工程と、
配線が形成された基板と前記テープに貼付された状態の前記ＩＣチップの主面とを対向させる工程と、
前記ＩＣチップとほぼ同じ大きさで先端部は平坦な加熱ヘッドを用いて前記基板に対向する前記ＩＣチップを押し出し、前記基板に接着剤を介して固着する工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
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。
【０００４】
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。
【０００６】
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。
【０００７】
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１１０μｍ程度の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。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は次の方法を取る。
その第１は、ダイシングにより完全に分離され、ウエハ状態の配置でダイシングテープに貼付され、０．１μｍ〜１１０μｍの範囲の厚さを有する複数のＩＣチップを準備する工程と、配線が形成された基板と前記ダイシングテープに貼付された状態のＩＣチップの主面とを対向させる工程と、前記ＩＣチップとほぼ同じ大きさで先端部が平坦な加熱ヘッドを用いて前記基板に対向する前記ＩＣチップを選択的に押し出し、前記基板に接着剤を介して加熱圧接することによって、前記基板と前記ＩＣチップとを固着する工程とを有する半導体装置の製造方法である。
第２は、完全に分離され、ウエハ状態の配置でテープに貼付された厚さが０．１μｍ〜１１０μｍの範囲内の複数のＩＣチップを準備する工程と、配線が形成された基板と前記テープに貼付された状態の前記ＩＣチップの主面とを対向させる工程と、前記ＩＣチップとほぼ同じ大きさで先端部は平坦な加熱ヘッドを用いて前記基板に対向する前記ＩＣチップを押し出し、前記基板に接着剤を介して固着する工程とを有する半導体装置の製造方法である。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。
【００１３】
〈実施例１〉
図１に示したように、薄い半導体ウエハ１０５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。
【００１４】
分離された各チップ１０５´は、加熱ヘッド１０６によってテープ１０７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１０５´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。
【００１５】
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。
【００１６】
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１１０μｍ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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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２０１によって吸引されて１個ずつ順次移動される。
【００２１】
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。
【００２２】
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２０２に割れが入りやすくなり、生産性が低下してしまう。
【００２３】
〈実施例２〉
本実施例はウエハを薄くする方法を示す。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
〈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。
【００２８】
図６（１）に示したように、枠１０１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１０５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。
【００２９】
次に、図６（４）に示したように、基板１０２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。
【００３０】
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。
【００３１】
〈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。
【００３２】
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１０５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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
次に、図７（５）に示したように、基板１０２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。
【００３６】
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１０５´の表面に配置される。
【００３７】
【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。
【００３９】
（１）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なわれるため、薄いチップを割ることなしに、基板上に固着できる。
【００４０】
（２）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。
【００４１】
（３）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。
【００４２】
（４）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ための図、
【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、  ４０５…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。
【図１】
0003618268.tif 000002
【図２】
0003618268.tif 000003
【図３】
0003618268.tif 000004
【図４】
0003618268.tif 000005
【図５】
0003618268.tif 000006
【図６】
0003618268.tif 000007
【図７】
0003618268.tif 000008