(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体ウエハ上に形成された配線層に複数の金属ピラーが立設された該金属ピラー間を埋めるよう封止樹脂を印刷により塗布し、該封止樹脂が塗布された被成形品を少なくとも半導体ウエハの外面及び金属ピラー端面を覆うリリースフィルムが上型及び下型のパーティング面に各々張設されたモールド金型に配置し、上型及び下型で前記リリースフィルムを介して被成形品をクランプし前記封止樹脂を加熱硬化させて成形することを特徴とする樹脂封止方法。
【請求項２】
前記モールド金型は、前記被成形品に形成された金属ピラーの端面が前記リリースフィルムに食い込んでクランプされることにより各金属ピラーの端面が樹脂封止面より露出形成されることを特徴とする請求項１記載の樹脂封止方法。
【請求項３】
前記モールド金型のパーティング面には、前記半導体ウエハ上に複数箇所に形成された被形成品をクランプする際に、前記金属ピラー間に塗布された前記封止樹脂に前記リリースフィルムを介して進入して各被形成品毎に格子状に仕切る凹凸面が形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の樹脂封止方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウエハ上に形成された配線層に複数の金属ピラーが立設された該金属ピラー間を埋めるよう印刷工程により封止樹脂を印刷された被成形品をモールド金型にてクランプしてトランスファー成形工程により加熱硬化させて成形する樹脂封止方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
チップサイズパッケージなど半導体集積回路（ＬＳＩ）を製造するには、半導体ウエハプロセスとパッケージプロセスとを各々組み合わせて行われていた。即ち、半導体ウエハプロセスにおいては、ベア・ウエハにウエルを形成し、絶縁膜を介してトランジスタを形成し、更に絶縁膜を介して配線層を形成しパシベーション膜の形成及び電極パッドの形成などが行われていた。パッケージプロセスにおいては、ウエハテストを行った後、チップに切断して、予めベースフィルムに配線層が形成されたサブストレートにダイボンディングし、ワイヤボンディングなどによりサブストレートと電気的に接続した後、半導体チップ搭載面を樹脂封止され、外部接続端子としてはんだボールが接合され、マーキングやトリミングが行われた後、機能テストなどが行われ、チップサイズパッケージが製造されていた。
【０００３】
近年のＬＳＩの高密度実装化、高集積化に伴い半導体チップの小型化が進んでおり、半導体ウエハ上にトランジスタや配線を形成する半導体ウエハプロセスでは半導体チップを小型化すればするほど１枚取り個数が増大して生産性が向上するため、生産コストを低下することが可能となった。しかしながら、パッケージプロセスにおいては、チップ寸法が縮小してもパッケージ寸法は変わらないため、外形寸法は一定のままであった。このため、パッケージプロセスの生産性は向上せず、パッケージの外形寸法がチップの外形寸法と同じになるようなパッケージの出現が望まれていた。
【０００４】
そこで、最近になって、特開平１０−７９３６２号公報に示すように、半導体ウエハレベルで切断した形でパッケージになる、即ちパッケージの外形寸法がチップの外形寸法と同じになる、所謂半導体ウエハレベルのチップサイズパッケージが提案されている。これは、半導体ウエハプロセスにおいて、半導体ウエハ上に複数のトランジスタと配線を形成した後、チップの周辺にある電極よりチップ中央部に向かって再配線し、ここに外部接続端子に接続するメタルポストを立ててその周囲を樹脂封止する。そして、成形品にマーキングをしてはんだボールをメタルポストに電気的に接続するよう接合した後、半導体ウエハを各チップ毎に切断して機能テストを行いチップサイズパッケージが製造される。
これによって、パッケージプロセスを半導体ウエハプロセスと一体化して工程数を削減してスループットの向上を図り、パッケージプロセスに要する製造装置が省略できるので製造コストを削減でき、省スペースでしかもロット管理がしやすく、パッケージの生産性を著しく向上させることが可能となる。
【０００５】
上記半導体ウエハレベルのチップサイズパッケージの製造工程において、樹脂封止工程では、半導体ウエハをモールド金型によりクランプして封止樹脂により樹脂封止するトランスファモールド法ではなく、下金型上に配置した半導体ウエハの中央部に固形の封止樹脂を載せて単に圧縮成形するコンプレッションモールド法が採用されている。
このコンプレッションモールド法は、封止樹脂とモールド金型との間に半導体ウエハ径よりやや大きい比較的硬質なテンポラリフィルムを介在させて、封止樹脂がモールド金型やメタルポストの先端に付着しないようになっている。封止樹脂は半導体ウエハの真ん中に載置されて、上型と下型とでクランプすることにより、封止樹脂をメタルポスト間に充填するようになっている。
また、樹脂封止後、成形品よりテンポラリフィルムを剥がすことにより、メタルポスト上の封止樹脂がテンポラリフィルムに付着してはんだバンプを接合する表面を露出させるようになっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしなから、上記コンプレッションモールド法は、封止樹脂をモールド金型により圧縮しながら周辺に流し込むようにしているため、メタルポストが林立する空間部に封止樹脂が均一に流し込み難く、しかもチップの周辺部まで封止樹脂がいきわたるまで時間がかかる。従って、樹脂封止工程に時間がかかると共に、成形品の樹脂量にばらつきが生じやすく、成形品質が低下するおそれがあった。また、メタルポストの端面とモールド金型間に介在するテンポラリフィルムは、比較的硬質であり、樹脂封止後に成形品よりテンポラリフィルムを剥がすことにより、メタルポスト上の封止樹脂がテンポラリフィルムに付着してはんだバンプを接合する表面を露出させているため、封止樹脂がメタルポストの端面に進入して樹脂封止されることが多く、該テンポラリフィルムを剥がす際に封止樹脂も一緒に剥がれ易いとは言えるが、メタルポストの端面に樹脂残りが生ずるおそれがある。これによって、はんだボールの接合面の接合強度が低下するおそれがあった。
【０００７】
本発明の目的は、上記従来技術の課題を解決し、金属ピラー間に封止樹脂を印刷により均一にかつ迅速に充填して成形品の成形品質を向上させ、かつ外部接続端子が接合される金属ピラーの端面に封止樹脂が付着しないようにした樹脂封止方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するため次の構成を備える。
即ち、半導体ウエハ上に形成された配線層に複数の金属ピラーが立設された該金属ピラー間を埋めるよう封止樹脂を印刷により塗布し、該封止樹脂が塗布された被成形品を少なくとも半導体ウエハの外面及び金属ピラー端面を覆うリリースフィルムが上型及び下型のパーティング面に各々張設されたモールド金型に配置し、上型及び下型で前記リリースフィルムを介して被成形品をクランプし前記封止樹脂を加熱硬化させて成形することを特徴とする。
【０００９】
また、モールド金型は、前記被成形品に形成された金属ピラーの端面が前記リリースフィルムに食い込んでクランプすることにより各金属ピラーの端面が樹脂封止面より露出形成されることを特徴とする。
また、前記モールド金型のパーティング面には、前記半導体ウエハ上に複数箇所に形成された被形成品をクランプする際に、前記金属ピラー間に塗布された前記封止樹脂に前記リリースフィルムを介して進入して各被形成品毎に格子状に仕切る凹凸面が形成されていることを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の態様を添付図面に基づいて詳細に説明する。
本実施の態様は、半導体ウエハレベルのチップサイズパッケージを製造するための樹脂封止方法について説明するものとする。
図１は金属ピラーを立設された半導体ウエハが樹脂封止された状態を示す説明図、図２はモールド金型の要部構成を示す説明図、図３は半導体ウエハ上に形成されたチップサイズパッケージの説明図、図４は上型のパーティング面の構造を示す説明図、図５は他例に係るモールド金型の要部構成を示す説明図である。
【００１１】
先ず、図１を参照して半導体ウエハレベルのチップサイズパッケージの概略構成について説明する。半導体ウエハ１上に複数のトランジスタと配線を形成した後、チップの周辺にある電極よりチップ中央部に向かって銅めっきを施してパターニングして再配線し、ここに外部接続端子としてはんだボールが接合される金属ピラー（メタルポスト）２を立ててその周囲を封止樹脂３により樹脂封止されて被成形品が形成されている。この樹脂封止工程は、例えば特開平５−１１４６２０号公報に開示されるようなスキージユニットにより、液状樹脂或いは半流動性樹脂を供給されて半導体ウエハ１上に複数形成されたチップ面に印刷により均一に塗布される。
そして、この被成形品をモールド金型４に搬入してクランプすることにより、封止樹脂３を加熱硬化させて成形される。樹脂封止後に成形品にマーキングが施され、半導体ウエハ１が各チップ毎に個片に切断されて半導体ウエハレベルのチップサイズパッケージが形成される。尚、必要に応じてはんだボールが封止樹脂３より外面に露出するメタルポスト２の端面に接合されていても良い。
【００１２】
図２は、被成形品を搬入されて加熱硬化させるモールド金型４の構成を示す。モールド金型４は、ヒータ５を内蔵した上型６とヒータ７を内蔵した下型８とを備えており、下型８側に半導体ウエハ１を収容可能なキャビティ凹部９が形成されている。
また、モールド金型４の上下のパーティング面にはリリースフィルム１０が各々張設されている。リリースフィルム１０は送り出しリールと巻き取りリール間に巻き回された長尺状のものや、図３に示す円形の半導体ウエハ１を覆う程度のサイズに短冊状に切断されたフィルムのいずれか或いはこれらを組合せて用いても良い。リリースフィルム１０は、半導体ウエハ１の外面を覆うもので、モールド金型４のパーティング面へ封止樹脂３がじかに付着しないようにするため及びメタルポスト２の端面に封止樹脂３が進入しないよう該メタルポスト２がリリースフィルム１０に食い込むようにクランプされる。
【００１３】
リリースフィルム１０は、後述するように、エア吸引によってキャビティ凹部９の内面形状にならって吸着支持される柔軟性を有すると共に、モールド金型４の加熱温度に耐えられる耐熱性を有する。また、樹脂封止後にモールド金型４から容易に離型し、封止樹脂と容易に剥離できるものである必要がある。このようなフィルムとしては、例えばＦＥＰフィルム、フッ素含浸ガラスクロス、ＰＥＴフィルム、ＥＴＦＥフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリ塩化ビニリジンなどが好適に用いられる。リリースフィルム１０は、送り機構及び巻き取り機構に各々巻き取られる長尺状のもの或いは短冊状に切断されたものいずれを用いてもよい。
また、モールド金型４には、リリースフィルム１０をパーティング面に吸着保持させるための図示しない吸着保持手段が装備されている。具体的には、キャビティ凹部９の内底面にはスリット状に開口するキャビティ吸着孔１２が形成されている。また、上型６及び下型８のパーティング面には図示しない吸着孔が形成されている。これらキャビティ吸着孔１２及び吸着孔は、モールドベースに設けられたエア流路を経由して図示しない外部エア吸引機構に接続されている。
【００１４】
尚、図４に示すように、上型６のパーティング面には、半導体ウエハ１をクランプする際に、封止樹脂３に進入して各チップサイズパッケージ１１毎にリリースフィルム１０を介して仕切る凹凸面１３が形成されていても良い。
モールド金型４が、封止樹脂３を塗布された被成形品をクランプすると、上型６の凹凸面１３のうち凸部がリリースフィルム１０を介して封止樹脂３に進入して、該封止樹脂３を周囲に逃がしながら格子状に仕切って、各チップサイズパッケージ１１毎に加熱硬化して成形する。この場合には、後工程で、半導体ウエハ１を各チップサイズパッケージ１１毎に個片に切断する際に、封止樹脂３及び半導体ウエハ１を切断するよりは、半導体ウエハ１のみを切断すれば良いので、切断し易いという利点がある。
【００１５】
本実施例の樹脂封止工程は、半導体ウエハ１上に形成された配線層に複数のメタルポスト２が立設され、該メタルポスト２間を埋めるよう封止樹脂３をスキージユニット（図示せず）により印刷された被成形品を、リリースフィルム１０がパーティング面に張設されたモールド金型４に配置し、上型６及び下型８でリリースフィルム１０を介してクランプし、該封止樹脂３を加熱硬化させて成形するようにしたが、半導体ウエハ１上に形成された配線層に複数のメタルポスト２が接続された被成形品を、リリースフィルム１０がパーティング面に張設されたモールド金型４に配置し、型開きしたモールド金型４にスキージユニット（図示せず）が進入してメタルポスト２間を埋めるよう封止樹脂３を印刷した後、上型６及び下型８でリリースフィルム１０を介してクランプして該封止樹脂３を加熱硬化させて成形するようにしても良い。
また、図５に示すように、キャビティ底部１４が可動可能になっている場合には、スキージユニット（図示せず）により封止樹脂３を印刷する際に僅かに下動させておけば、該封止樹脂３を少しメタルポスト２間に余分に盛ってポスト間を均一に樹脂封止することができる。その後、モールド金型４をクランプする際にわずかにキャビティ底部１４を上動させて元に戻すことで、メタルポスト２の先端部がリリースフィルム１０へ埋没して、この埋没量により樹脂封止後のメタルポスト２の端面の高さ方向の露出量を制御することができる。尚、キャビティ底部１４を可動にする機構は、スプリング、エアシリンダ、電動モータ等の様々な構成を採用できる。
【００１６】
上記構成によれば、金型に載置された半導体ウエハの中央に封止樹脂を載せて圧縮成形するコンプレッションモールド法に比べて、封止樹脂３を印刷によりメタルポスト２間に塗布するので、封止樹脂３を均一にかつ迅速に充填して、該封止樹脂３の充填を迅速に行うと共に、成形品の成形品質を向上させることができる。
また、封止樹脂３が充填された被成形品を、リリースフィルム１０が張設されたモールド金型４によりクランプして熱硬化させて成形するので、樹脂封止面に露出するメタルポスト２の端面がリリースフィルム１０に食い込んで封止樹脂３が付着しないようにすることができ、はんだボール等の外部接続端子の接合面に樹脂残り等は生じないので、接合性を良好に維持できる。
【００１７】
【発明の効果】
本発明は前述したように、半導体ウエハ上に形成された配線層に複数の金属ピラーが立設され、該金属ピラー間を埋めるよう封止樹脂を印刷により塗布し、該封止樹脂を印刷された被成形品をリリースフィルムがパーティング面に張設されたモールド金型に配置し、上型及び下型でリリースフィルムを介してクランプし該封止樹脂を加熱硬化させて成形したり、又は半導体ウエハ上に形成された配線層に複数の金属ピラーが立設された被成形品を、リリースフィルムがパーティング面に張設されたモールド金型に配置し、金属ピラー間を埋めるよう封止樹脂を印刷により塗布した後、上型及び下型でリリースフィルムを介してクランプして該封止樹脂を加熱硬化させて成形するので、従来の金型の上に封止樹脂を載せて圧縮成形するコンプレッションモールド法に比べて、封止樹脂を印刷により金属ピラー間に塗布するので、封止樹脂を均一にかつ迅速に充填して、該封止樹脂の充填を迅速に行うと共に、成形品の成形品質を向上させることができる。
また、封止樹脂が充填された被成形品を、リリースフィルムが張設されたモールド金型によりクランプして熱硬化させて成形するので、樹脂封止面に露出するメタルポストの端面がリリースフィルムに食い込んで封止樹脂が付着しないようにすることができ、はんだボール等の外部接続端子の接合面に樹脂残り等は生じないので、接合性を良好に維持できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】金属ピラーを立設された半導体ウエハが樹脂封止された状態を示す説明図である。
【図２】モールド金型の要部構成を示す説明図である。
【図３】半導体ウエハ上に形成されたチップサイズパッケージの説明図である。
【図４】上型のパーティング面の構造を示す説明図である。
【図５】他例に係るモールド金型の要部構成を示す説明図である。
【符号の説明】
１  半導体ウエハ
２  メタルポスト
３  封止樹脂
４  モールド金型
５，７  ヒータ
６  上型
８  下型
９  キャビティ凹部
１０  リリースフィルム
１１  チップサイズパッケージ
１２  キャビティ吸着孔
１３  凹凸面
１４  キャビティ底部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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