(57)【要約】【課題】アンダーフィル樹脂の流れ出しを堰き止める樹脂ダムをストレスレスに除去することができる半導体装置の製造方法を提供する。【解決手段】アンダーフィル樹脂１０の流れ出しを堰き止める樹脂ダム８を回路基板２上に貼り付けた後に、半導体チップ１と回路基板２との間の隙間にアンダーフィル樹脂１０を充填する。そして、その充填したアンダーフィル樹脂１０を硬化した後、処理槽２１に貯留された溶解液２２内に、樹脂ダム８が搭載された半導体装置２３を浸漬させることで、樹脂ダム８を溶解する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路基板とその回路基板に搭載された半導体チップとの間にアンダーフィル樹脂を充填する前に、回路基板の半導体チップを搭載する領域の周囲にアンダーフィル樹脂を堰き止める樹脂ダムを搭載しておき、アンダーフィル樹脂を充填および硬化した後、前記樹脂ダムを除去する半導体装置の製造方法であって、前記樹脂ダムを除去するに際し、処理槽に貯留された溶解液内に回路基板を浸漬させて前記樹脂ダムを溶解し、前記樹脂ダムを除去することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記樹脂ダムを前記溶解液により溶解するに際し、前記処理槽外または前記処理槽内に設置した超音波振動子を振動させることを特徴とする請求項１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記樹脂ダムを前記溶解液により溶解するに際し、前記超音波振動子を１０ｋＨｚ〜５００ｋＨｚの範囲で振動させることを特徴とする請求項２記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記樹脂ダムを前記溶解液により溶解する間、前記溶解液内に浸漬されている回路基板を昇降させることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記樹脂ダムを前記溶解液により溶解するに際し、予め設定された液温に調整した前記溶解液内に回路基板を浸漬させることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項６】
回路基板とその回路基板に搭載された半導体チップとの間にアンダーフィル樹脂を充填する前に、回路基板の半導体チップを搭載する領域の周囲にアンダーフィル樹脂を堰き止める樹脂ダムを搭載しておき、アンダーフィル樹脂を充填および硬化した後、前記樹脂ダムを除去する半導体装置の製造方法であって、前記樹脂ダムを除去するに際し、処理槽内に回路基板を配置し、その配置された回路基板上の前記樹脂ダムに溶解液を吹き付けて溶解し、前記樹脂ダムを除去することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項７】
前記樹脂ダムを前記溶解液により溶解するに際し、エアーを混入させた前記溶解液を噴射して前記樹脂ダムに吹き付けることを特徴とする請求項６記載の半導体装置の製造方法。
【請求項８】
前記樹脂ダムを前記溶解液により溶解するに際し、予め設定された液温に調整した前記溶解液を噴射して前記樹脂ダムに吹き付けることを特徴とする請求項６もしくは７のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項９】
前記樹脂ダムを前記溶解液により溶解する間、前記溶解液の前記樹脂ダムへの吹き付け方向を変化させることを特徴とする請求項６ないし８のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
前記樹脂ダムを前記溶解液により溶解するに際し、前記処理槽内に配置された回路基板の前記樹脂ダムが搭載されている面に沿って前記溶解液を噴射することを特徴とする請求項６ないし８のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１１】
前記樹脂ダムは感光性樹脂、塩素化ポリエチレン、エポキシ樹脂もしくはアクリル樹脂のうちのいずれかにより構成されていることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１２】
前記溶解液はアルコール類、ケトン類もしくは炭化水素類のうちのいずれかに属する有機溶剤であることを特徴とする請求項１ないし１１のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１３】
前記溶解液はイソプロピルアルコール、エタノール、アセトンもしくはトルエンのうちのいずれかであることを特徴とする請求項１２記載の半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フリップチップ実装工法などの３次元積層実装工法により半導体チップを回路基板に実装する半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
市場成長が見込める次世代携帯電話やデジタルカメラ、携帯型オーディオプレーヤー等の電子機器は、ユーザーから更なる高付加価値化が求められている。この高付加価値を実現するためには、電子機器に搭載する半導体装置の更なる高密度化、小型化、薄型化および軽量化が必須となる。
【０００３】
この半導体装置の更なる高密度化、小型化、薄型化および軽量化を実現するために、半導体装置組立技術において、近年、フリップチップ実装工法などの３次元積層実装工法が採用されている。
【０００４】
図１４に、従来のフリップチップ実装工法を説明するための断面図を示す。フリップチップ実装工法とは、半導体チップ１０１の裏面側に形成されている電極１０１ａと回路基板１０２のチップ搭載エリア（半導体チップを搭載する領域）内に形成されている電極１０２ａとをバンプ１０３を介して電気的に接続する工法である。
【０００５】
また，フリップチップ実装工法においては、半導体チップの電極１０１ａと回路基板の電極１０２ａとをバンプ１０３により接合するだけでは、熱や衝撃、湿度等の負荷に対する接合強度が不足して、電極間にオープンやショートが発生する可能性があるため、半導体チップ１０１と回路基板１０２との間の隙間にアンダーフィル樹脂１０４を充填して、負荷に耐え得る品質を確保している。アンダーフィル樹脂１０４はアンダーフィル樹脂充填ノズル１０５から半導体チップ１０１の周辺部に吐出され、半導体チップ１０１と回路基板１０２との間の３０μｍ程度の極めて小さな隙間に毛細管現象によって充填される。なお、フリップチップ実装工法においては、チップ搭載エリア周辺の配線パターンを保護するための保護レジスト層１０６が予め形成された回路基板１０２を用いるのが一般的である。
【０００６】
このフリップチップ実装工法によれば、ワイヤボンド実装工法で半導体チップを回路基板に実装する場合に比べて実装面積を削減することができる。図１５に、ワイヤボンド実装工法で半導体チップを回路基板に実装した半導体装置の断面図を示す。図１５に示すように、ワイヤボンド実装工法は、半導体チップ２０１の表面側に形成されている電極２０１ａと回路基板２０２のチップ搭載エリアの周囲に形成されている電極２０２ａとをボンディングワイヤ２０３を介して電気的に接続する工法であり、図１４に示すフリップチップ実装工法における実装面積１０７と図１５に示すワイヤボンド実装工法における実装面積２０４とを比較すると、フリップチップ実装工法は、実装面積を半導体チップの外形面積とほぼ等しくできるので、ワイヤボンド実装工法に比べて実装面積を削減することができる。またフリップチップ実装工法によれば、半導体チップと回路基板とを最短距離で接続するため、高周波特性等の電気的特性に優れた半導体装置を提供することができる。
【０００７】
一方、フリップチップ実装工法では、上述したように、半導体チップと回路基板との間に毛細管現象を利用してアンダーフィル樹脂を充填するため、アンダーフィル樹脂に低粘度の樹脂を用いる。したがって、チップ搭載エリアよりも外方へ流れ出すアンダーフィル樹脂の量が増加すると実装面積が増加するという問題がある。
【０００８】
そこで、従来より、チップ搭載エリアからのアンダーフィル樹脂の余分な流れ出しを防ぐために、回路基板のチップ搭載エリアの周囲に樹脂ダムを設ける技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００９】
図１６に、従来のアンダーフィル樹脂の充填工程を示す。図１６に示すように、従来は、半導体チップ１０１の外形寸法以上の寸法を有し、且つ、中央部に孔１０８ａが開いた樹脂ダムである薄片（プラスチップフィルム）１０８を、薄片１０８下部に設けた粘着部分を使用して、孔１０８ａの中に半導体チップ１０１が入るように回路基板１０２上に設置しておき、アンダーフィル樹脂充填ノズル１０５から薄片１０８上へアンダーフィル樹脂１０４を吐出して、半導体チップ１０１と回路基板１０２との間の隙間にアンダーフィル樹脂１０４を毛細管現象によって充填する。そして、アンダーフィル樹脂１０４を硬化させる前か、あるいは硬化させた後に薄片１０８を回路基板１０２から剥がして、余分なアンダーフィル樹脂１０４を薄片１０８と共に除去していた。
【００１０】
しかしながら、アンダーフィル樹脂は粘性であるため、アンダーフィル樹脂が未硬化の状態で薄片（樹脂ダム）を除去した場合、図１７（ａ）に示すように、薄片１０８に付着した余分なアンダーフィル樹脂の糸引き１０９が発生して、所望のパッケージ形状を形成できなくなる可能性があった。また、図１７（ｂ）に示すように、薄片１０８により堰き止められていたアンダーフィル樹脂１０４が流れ出てしまう可能性もあった。
【００１１】
一方、アンダーフィル樹脂の硬化完了後に薄片（樹脂ダム）を剥がした場合、図１８に示すように、薄片１０８を除去する際にアンダーフィル樹脂１０４を引きちぎる動作となるため、アンダーフィル樹脂１０４と薄片１０８との接触面１１０にストレスがかかり、クラック１１１が発生する可能性があった。このようにクラック１１１が発生すると、アンダーフィル樹脂１０４と薄片１０８との接触面１１０は半導体チップ１０１と回路基板１０２とを接合するバンプ１０３に接近しているため、熱や衝撃、湿度等の負荷に対する半導体チップ１０１と回路基板１０２との接合強度が不足する可能性がある。また、クラック１１１の発生に際してバンプ１０３が破損する可能性もある。
【特許文献１】特開平１０−７４８６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、上記問題点に鑑み、アンダーフィル樹脂の流れ出しを溶解可能な樹脂ダムにより防止し、アンダーフィル樹脂の硬化完了後に前記樹脂ダムを溶解して除去することにより、アンダーフィル樹脂を堰き止める樹脂ダムをストレスレスに除去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を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の請求項１記載の半導体装置の製造方法は、回路基板とその回路基板に搭載された半導体チップとの間にアンダーフィル樹脂を充填する前に、回路基板の半導体チップを搭載する領域の周囲にアンダーフィル樹脂を堰き止める樹脂ダムを搭載しておき、アンダーフィル樹脂を充填および硬化した後、前記樹脂ダムを除去する半導体装置の製造方法であって、前記樹脂ダムを除去するに際し、処理槽に貯留された溶解液内に回路基板を浸漬させて前記樹脂ダムを溶解し、前記樹脂ダムを除去することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の請求項２記載の半導体装置の製造方法は、請求項１記載の半導体装置の製造方法であって、前記樹脂ダムを前記溶解液により溶解するに際し、前記処理槽外または前記処理槽内に設置した超音波振動子を振動させることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の請求項３記載の半導体装置の製造方法は、請求項２記載の半導体装置の製造方法であって、前記樹脂ダムを前記溶解液により溶解するに際し、前記超音波振動子を１０ｋＨｚ〜５００ｋＨｚの範囲で振動させることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の請求項４記載の半導体装置の製造方法は、請求項１ないし３のいずれかに記載の半導体装置の製造方法であって、前記樹脂ダムを前記溶解液により溶解する間、前記溶解液内に浸漬されている回路基板を昇降させることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明の請求項５記載の半導体装置の製造方法は、請求項１ないし４のいずれかに記載の半導体装置の製造方法であって、前記樹脂ダムを前記溶解液により溶解するに際し、予め設定された液温に調整した前記溶解液内に回路基板を浸漬させることを特徴とする。
【００１８】
また、本発明の請求項６記載の半導体装置の製造方法は、回路基板とその回路基板に搭載された半導体チップとの間にアンダーフィル樹脂を充填する前に、回路基板の半導体チップを搭載する領域の周囲にアンダーフィル樹脂を堰き止める樹脂ダムを搭載しておき、アンダーフィル樹脂を充填および硬化した後、前記樹脂ダムを除去する半導体装置の製造方法であって、前記樹脂ダムを除去するに際し、処理槽内に回路基板を配置し、その配置された回路基板上の前記樹脂ダムに溶解液を吹き付けて溶解し、前記樹脂ダムを除去することを特徴とする。
【００１９】
また、本発明の請求項７記載の半導体装置の製造方法は、請求項６記載の半導体装置の製造方法であって、前記樹脂ダムを前記溶解液により溶解するに際し、エアーを混入させた前記溶解液を噴射して前記樹脂ダムに吹き付けることを特徴とする。
【００２０】
また、本発明の請求項８記載の半導体装置の製造方法は、請求項６もしくは７のいずれかに記載の半導体装置の製造方法であって、前記樹脂ダムを前記溶解液により溶解するに際し、予め設定された液温に調整した前記溶解液を噴射して前記樹脂ダムに吹き付けることを特徴とする。
【００２１】
また、本発明の請求項９記載の半導体装置の製造方法は、請求項６ないし８のいずれかに記載の半導体装置の製造方法であって、前記樹脂ダムを前記溶解液により溶解する間、前記溶解液の前記樹脂ダムへの吹き付け方向を変化させることを特徴とする。
【００２２】
また、本発明の請求項１０記載の半導体装置の製造方法は、請求項６ないし８のいずれかに記載の半導体装置の製造方法であって、前記樹脂ダムを前記溶解液により溶解するに際し、前記処理槽内に配置された回路基板の前記樹脂ダムが搭載されている面に沿って前記溶解液を噴射することを特徴とする。
【００２３】
また、本発明の請求項１１記載の半導体装置の製造方法は、請求項１ないし１０のいずれかに記載の半導体装置の製造方法であって、前記樹脂ダムは感光性樹脂、塩素化ポリエチレン、エポキシ樹脂もしくはアクリル樹脂のうちのいずれかにより構成されていることを特徴とする。
【００２４】
また、本発明の請求項１２記載の半導体装置の製造方法は、請求項１ないし１１のいずれかに記載の半導体装置の製造方法であって、前記溶解液はアルコール類、ケトン類もしくは炭化水素類のうちのいずれかに属する有機溶剤であることを特徴とする。
【００２５】
また、本発明の請求項１３記載の半導体装置の製造方法は、請求項１２記載の半導体装置の製造方法であって、前記溶解液はイソプロピルアルコール、エタノール、アセトンもしくはトルエンのうちのいずれかであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の好ましい形態によれば、アンダーフィル樹脂の流れ出しを樹脂ダムにより防止でき、且つアンダーフィル樹脂の硬化完了後に、アンダーフィル樹脂と樹脂ダムとの接触面にストレスを与えることなく樹脂ダムを除去することが可能であり、アンダーフィル樹脂表面にクラックが発生するのを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
本発明の半導体装置の製造方法の実施の形態について、図面を交えて説明する。図１は本発明の実施の形態における半導体装置の製造方法を説明するための工程断面図である。まず、図１（ａ）に示すように、半導体チップ１と回路基板２とを電気的に接続するために、半導体チップ１の裏面側に形成されている電極（図示せず）上に、半田または金等を材料とするバンプ３を形成する。
【００２８】
代表的なバンプ形成方法は、半田ボール搭載方式、印刷方式、メッキ形成方式である。
半田ボール搭載方式は、図２に示すように、半導体チップの電極１ａ上にフラックス４を塗布し、その塗布したフラックス４上に半田ボール３ａを搭載した後、硬化炉により加熱５してバンプ３を形成する方法である。
【００２９】
また、印刷方式は、図３に示すように、バンプ形状に合わせた貫通穴６ａを加工した、金属材料または樹脂材料により形成された板状の治具６を半導体チップ１上に重ね合わせ、半田または金等を材料とするペースト３ｂを、スキージ７により治具の貫通穴６ａに充填し、治具６を引き離すことにより、ペースト３ｂの所望の塗布を達成した後、硬化炉により加熱５してバンプ３を形成する方法である。
【００３０】
また、メッキ形成方式は、図４に示すように、半田成分または金成分を含有したメッキ液３ｃ内に半導体チップ１を浸漬して、メッキ作用によりバンプ３を形成する方法である。このメッキ形成方式によれば、ボール搭載方式や印刷方式と比較してバンプ精度を向上させることができ、現在は３０μｍバンプピッチまで対応が可能である。
【００３１】
以上のような方法でバンプを形成した後、図１（ｂ）に示すように、半導体チップ１をバンプ形成面を下向きにして回路基板２上に搭載し、半導体チップの電極（図示せず）と回路基板２のチップ搭載エリア（半導体チップを搭載する領域）内に形成されている電極（図示せず）とをバンプ３により接合することで、半導体チップ１と回路基板２との電気的な接続を図る（フリップチップ実装工法）。
【００３２】
なお、図示しないが、回路基板２のチップ搭載エリア内には、半導体チップ１と電気的に接続するための電極が所要のパターンで露出している。また、回路基板２のチップ搭載エリア周辺には、配線パターンを保護するための保護レジスト層が形成されている。
【００３３】
次に、図１（ｃ）、図１（ｄ）に示すように、アンダーフィル樹脂を堰き止める樹脂ダム８を回路基板２上の所望の位置に搭載して、例えば接着剤により回路基板２上に貼り付ける。
【００３４】
図５（ａ）に示すように、樹脂ダム８には回路基板に搭載する半導体チップ１が入る孔８ａが形成されており、その孔８ａの内壁により回路基板のチップ搭載エリアを取り囲むことで、チップ搭載エリアからのアンダーフィル樹脂の余分な流れ出しを防止する。
【００３５】
この樹脂ダム８の貼り付け工程は大気中もしくは真空チャンバー内にて行い、気泡の混入が無いように、樹脂ダム８の任意のコーナー部、任意の辺もしくは任意の辺の中心部から貼り付ける。また、樹脂ダム８を構成する材料には、感光性樹脂、塩素化ポリエチレン、エポキシ樹脂もしくはアクリル樹脂のうちのいずれかを用いる。
【００３６】
なお、半導体チップ１の各コーナー部に形成されるアンダーフィル樹脂のフィレットを強化するために、図５（ｂ）に示すように樹脂ダムの孔８ａの半導体チップ１の各コーナー部に対向する部分を外方へ拡大してもよい。また、樹脂ダム８は、一体形成した部材により構成してもよいし、アンダーフィル樹脂の充填時のエア抜き用の通路を確保するために、図５（ｃ）に示すように、複数に分割された部材（ここでは、２つの部材８ｂ、８ｃを例示している。）により構成してもよい。また、半導体チップ１の各辺から樹脂ダムの孔８ａの内壁までの距離を全て等しくする場合に限らず、図５（ｄ）に示すように、半導体チップと回路基板との実装時の熱反り対策として、樹脂ダムの孔８ａの形状および貼り付け位置を、半導体チップ１の各辺に形成されるアンダーフィル樹脂のフィレットが非対称となるように設定してもよい。また、樹脂ダム８の厚さは、アンダーフィル樹脂のフィレットが所望の厚さとなるように設定する。
【００３７】
この樹脂ダム８の貼り付け工程は、半導体チップを回路基板に実装する前であっても後であってもよく、アンダーフィル樹脂を半導体チップと回路基板との間に充填する前に樹脂ダム８を貼り付けておけば、その樹脂ダム８により、アンダーフィル樹脂が所望の領域から流れ出すのを防止することができる。
【００３８】
以上のような方法で樹脂ダム８を貼り付けた後、図１（ｅ）に示すように、アンダーフィル樹脂充填ノズル９から半導体チップ１と樹脂ダム８との間の隙間へアンダーフィル樹脂１０を吐出して、半導体チップ１と回路基板２との間の隙間に毛細管現象によってアンダーフィル樹脂１０を充填する。
【００３９】
ここで、アンダーフィル樹脂１０を充填することを可能とするために、半導体チップ１と樹脂ダム８の間隔１１を、アンダーフィル樹脂充填ノズル９が安定して移動できる大きさにする。つまり、アンダーフィル樹脂充填ノズル９の径をφＡｍｍ、半導体チップ１と樹脂ダム８の間隔１１をＢｍｍとすると、Ｂ＞Ａの関係が成り立つようにする。
【００４０】
次に、図１（ｆ）に示すように、アンダーフィル樹脂１０を充填した半導体装置を硬化炉へ投入して加熱１２し、アンダーフィル樹脂１０を硬化する。これにより、半導体チップ１と回路基板２との接合強度が向上し、外的要因の負荷に対して耐久性を確保できる。
【００４１】
次に、図１（ｇ）に示すように、処理槽２１に貯留された溶解液２２内に、樹脂ダム８が搭載された半導体装置２３を浸漬するか、あるいは樹脂ダム８が搭載された半導体装置２３へ溶解液２２を噴射することで、前工程にて回路基板２に貼り付けた樹脂ダム８を溶解して、図１（ｈ）に示すように、所望の半導体装置を完成する。
【００４２】
以下、樹脂ダムの除去方法について詳細に説明する。
まず、樹脂ダム除去方法の一例である浸漬方式について説明する。図６は本発明の実施の形態における樹脂ダム除去方法の一例である浸漬方式を説明するための模式図である。
【００４３】
図６に示すように、浸漬方式は、浸漬式樹脂ダム溶解装置の処理槽２１ａに貯留された溶解液２２内に、樹脂ダム８が回路基板２上に搭載された半導体装置２３を浸漬することで、樹脂ダム８を溶解除去する方法である。ここで、溶解液２２には、アルコール類、ケトン類もしくは炭化水素類のうちのいずれかに属する有機溶剤を用いる。具体的には、例えばイソプロピルアルコール、エタノール、アセトンもしくはトルエン等のうちのいずれかを用いる。
【００４４】
処理槽２１ａはステンレス鋼等からなり、被処理物である樹脂ダム８が搭載された半導体装置２３を複数個保持する処理治具２４を完全に収容し得る大きさの、上面が開口した浴槽形状に形成されている。
【００４５】
また、処理槽２１ａには、処理槽２１ａから溢れ出てくる溶解液２２を一時的に溜めるためのオーバーフロー槽２５が連結している。また、処理槽２１ａには溶解液２２を循環させるための循環路２６が流体的に接続されている。
【００４６】
循環路２６は、処理槽２１ａおよびオーバーフロー槽２５の底部に接続される廃液管と、処理槽２１ａの側面に接続される給液管とからなり、廃液管と給液管の間には、廃液管からの溶解液２２を揚水するためのポンプ２７が介設されている。また、ポンプ２７の下流側には濾過装置２８が介設されており、濾過装置２８の下流側には、溶解液２２を予め設定された液温に加熱制御（調節）するヒータ２９が介設されている。濾過装置２８は溶解液中に浮遊する塵等の比較的大きな異物を微細な網目等により捕捉するように構成されている。また、溶解液の液温は２０〜８０℃の範囲で制御するのが好適である。
【００４７】
また、処理槽２１ａの底側の外部には超音波振動子３０が敷設されている。この超音波振動子３０は、溶解液２２内に浸漬されている回路基板２上の樹脂ダム８に超音波を付勢するためのものであり、このように樹脂ダム８に超音波を付勢することで、樹脂ダム８の除去に係る時間を短縮することができる。また超音波によるキャビテーション作用を活用するために、周波数を１０ｋＨｚ〜５００ｋＨｚの範囲で設定するのが好適である。つまり、超音波によりキャビテーションを発生させることで、樹脂ダム８の除去に係る時間をより短縮することができる。なお、ここでは処理槽２１ａの外部に超音波振動子を設置しているが、処理槽２１ａ内に設置してもよい。
【００４８】
また、図示しないが、処理槽２１ａの脇には、第１水洗槽、第２水洗槽、およびスピン乾燥装置またはベーク乾燥装置が並べられている。また、複数個の半導体装置２３を収容した処理治具２４を処理槽２１ａ、第１水洗槽、第２水洗槽および乾燥装置へ移送可能で、且つ処理治具２４を処理槽２１ａ、第１水洗槽および第２水洗槽にて昇降可能な搬送ロボットも設けられている。
【００４９】
続いて浸漬方式による樹脂ダムの除去処理について、図７に示すフロー図を用いて説明する。浸漬方式では、まず、ステップＳ１０１において、被処理物である樹脂ダム８が搭載されている半導体装置２３を複数個、整列して保持する処理治具２４を、図６に示すように浸漬式樹脂ダム溶解装置の処理槽２１ａに貯留された溶解液２２内に浸漬する。
【００５０】
次に、ステップＳ１０２において、超音波振動子３０を所定周波数で振動させるとともに、処理治具２４を昇降させ、所定時間経過後、搬送ロボットによって処理治具２４を溶解液２２から引き上げる。回路基板２上に搭載した樹脂ダム８は、溶解液２２内に浸漬されている間に、溶解液２２との反応によって溶解され、ストレスレスで樹脂ダム８を除去することができる。なお、処理治具２４を昇降させることで、溶解した樹脂ダム８の塵の溶解液２２中への遊離を促進させることができる。
【００５１】
次に、ステップＳ１０３、ステップＳ１０４において、搬送ロボットによって処理治具２４を第１水洗槽、第２水洗槽へ順次移送して溶解液を水洗いした後、ステップＳ１０５において、搬送ロボットによって処理治具２４を乾燥装置へ移送して、樹脂ダムが除去された半導体装置を乾燥させる。
【００５２】
続いて、噴射方式について説明する。図８は本発明の実施の形態における樹脂ダム除去方法の一例である噴射方式を説明するための模式図である。但し、図６に基づいて説明した部材に対応する部材には同一符号を付して、適宜説明を省略する。
【００５３】
図８に示すように、噴射方式は、噴射式樹脂ダム溶解装置の処理槽２１ｂ内に配置された半導体装置２３へ、溶解液噴射ノズル３１から溶解液２２を噴射して樹脂ダム８へ吹き付けることで、樹脂ダム８を溶解除去する方法である。
【００５４】
処理槽２１ｂはステンレス鋼等からなり、被処理物である樹脂ダム８が搭載された半導体装置２３を複数個保持する処理治具２４を完全に収容し得る大きさの密閉形状に形成されている。
【００５５】
また、処理槽２１ｂ内の天井側には、溶解液噴射ノズル３１が設置されている。この溶解液噴射ノズル３１は、半導体装置２３へ斜め上方から溶解液２２を噴射して回路基板２上の樹脂ダム８へ吹き付ける。なお、噴射式ノズル３１から噴射する溶解液２２にエアー３２を混入させてもよい。噴射する溶解液２２にエアー３２を混入させることで、より強く溶解液２２を噴射することができ、溶解液２２の噴射量を削減しても同等の効果を確保できる。よって、エアーを混入させることで、使用する溶解液の量を削減して資源の浪費を抑え、コストダウンを図ることができる。
【００５６】
また、処理槽２１ｂには、噴射された溶解液２２を一時的に溜めるための液受け槽３３が形成されている。また、処理槽２１ｂには、図６に示す浸漬式樹脂ダム溶解装置と同様に、溶解液２２を循環させるための循環路２６が流体的に接続されている。循環路２６は、液受け槽３３の側面に接続される廃液管と、溶解液噴射ノズル３１に接続される給液管とからなる。また、図６に示す浸漬式樹脂ダム溶解装置と同様に、循環路２６にはポンプ２７、濾過装置２８、およびヒータ２９が介設されている。
【００５７】
また、図示しないが、処理槽２１ｂの脇には、第１水洗槽、第２水洗槽、およびスピン乾燥装置またはベーク乾燥装置が並べられている。また、複数個の半導体装置２３を収容した処理治具２４を処理槽２１ｂ、第１水洗槽、第２水洗槽および乾燥装置へ移送可能で、且つ処理治具２４を第１水洗槽および第２水洗槽にて昇降可能な搬送ロボットも設けられている。
【００５８】
続いて噴射方式による樹脂ダムの除去処理について、図９に示すフロー図を用いて説明する。噴射方式では、まず、ステップＳ２０１において、被処理物である樹脂ダム８が搭載されている半導体装置２３を複数個、整列して保持する処理治具２４を、図８に示すように噴射式樹脂ダム溶解装置の処理槽２１ｂ内に配置し、その配置された半導体装置２３へ、所定時間、エアー３２を混入した溶解液２２を噴射圧が２ＭＰａ以下、噴射量が５０ｌ／ｍｉｎ以下で噴射して回路基板２上の樹脂ダム８へ吹き付ける。
【００５９】
回路基板２上に搭載した樹脂ダム８は、溶解液噴射ノズル３１から溶解液２２が噴射されている間に、溶解液２２との反応によって溶解され、ストレスレスで樹脂ダム８を除去することができる。
【００６０】
次に、ステップＳ２０２、ステップＳ２０３において、搬送ロボットによって処理治具２４を処理槽２１ｂから引き上げ、第１水洗槽、第２水洗槽へ順次移送して溶解液を水洗いした後、ステップＳ２０４において、搬送ロボットによって処理治具２４を乾燥装置へ移送して、樹脂ダムが除去された半導体装置（回路基板）を乾燥させる。
【００６１】
続いて、噴射方式の他例（第２の噴射方式）について説明する。図１０は本発明の実施の形態における樹脂ダム除去方法の一例である第２の噴射方式を説明するための模式図である。但し、図６、図８に基づいて説明した部材に対応する部材には同一符号を付して、適宜説明を省略する。
【００６２】
図１０に示すように、この第２の噴射方式は、噴射式樹脂ダム溶解装置の処理槽２１ｃ内に配置した半導体装置２３を水平面内で回転させ、その回転している半導体装置２３へ溶解液噴射ノズル３１から溶解液２２を噴射して樹脂ダム８へ吹き付けることで、樹脂ダム８を溶解除去する点が、図８に基づいて説明した噴射方式（第１の噴射方式）と異なる。
【００６３】
処理槽２１ｃはステンレス鋼等からなり、被処理物である樹脂ダム８が搭載された半導体装置２３を複数個保持する処理治具２４を完全に収容し得る大きさの密封形状に形成されている。
【００６４】
また、処理槽２１ｃ内の底側には、処理治具２４が載置されるターンテーブル３４が設置されており、処理槽２１ｃの底側の外部には、ターンテーブル３４を回転させるモータ３５が設置されている。
【００６５】
また、処理槽２１ｃ内の天井側には、溶解液噴射ノズル３１が設置されている。この溶解液噴射ノズル３１は、半導体装置２３へ上方から溶解液２２を噴射して回路基板２上の樹脂ダム８へ吹き付ける。なお、噴射式ノズル３１から噴射する溶解液２２にエアー３２を混入させてもよい。
【００６６】
また、図８に示す噴射式樹脂ダム溶解装置と同様に、処理槽２１ｃには液受け槽３３が形成されている。また、処理槽２１ｃには、図８に示す噴射式樹脂ダム溶解装置と同様に、溶解液２２を循環させるための循環路２６が流体的に接続されている。また、図８に示す噴射式樹脂ダム溶解装置と同様に、循環路２６にはポンプ２７、濾過装置２８、およびヒータ２９が介設されている。
【００６７】
また、図示しないが、処理槽２１ｃの脇には、第１水洗槽、第２水洗槽、およびスピン乾燥装置またはベーク乾燥装置が並べられている。また、複数個の半導体装置２３を収容した処理治具２４を処理槽２１ｃ、第１水洗槽、第２水洗槽および乾燥装置へ移送可能で、且つ処理治具２４を第１水洗槽および第２水洗槽にて昇降可能な搬送ロボットも設けられている。
【００６８】
続いて、この第２の噴射方式による樹脂ダムの除去処理について、図１１に示すフロー図を用いて説明する。この第２の噴射方式では、まず、ステップＳ３０１において、被処理物である樹脂ダム８が搭載されている半導体装置２３を複数個、整列して保持する処理治具２４を、図１０に示すように噴射式樹脂ダム溶解装置の処理槽２１ｃ内に配置し、その配置された半導体装置２３をモータ３５により水平面内で回転させながら、所定時間、エアー３２を混入した溶解液２２を噴射圧が２ＭＰａ以下、噴射量が５０ｌ／ｍｉｎ以下で噴射して回路基板２上の樹脂ダム８へ吹き付ける。
【００６９】
このように半導体装置２３を水平面内で回転させることにより、回路基板２上の樹脂ダム８へ多方向から溶解液２２を吹き付けることができ、樹脂ダム８を効率的に溶解することができる。
【００７０】
なお、本実施の形態では半導体装置を水平面内で回転させたが、これに限らず、例えば溶解液噴射ノズルを水平面内で回転させてもよく、溶解液を噴射する間、溶解液の樹脂ダムへの吹き付け方向を変化させることができる構成であればよい。
【００７１】
次に、ステップＳ３０２、ステップＳ３０３において、搬送ロボットによって処理治具２４を処理槽２１ｃから引き上げ、第１水洗槽、第２水洗槽へ順次移送して溶解液を水洗いした後、ステップＳ３０４において、搬送ロボットによって処理治具２４を乾燥装置へ移送して、樹脂ダムが除去された半導体装置（回路基板）を乾燥させる。
【００７２】
続いて、噴射方式の他例（第３の噴射方式）について説明する。図１２は本発明の実施の形態における樹脂ダム除去方法の一例である第３の噴射方式（ダイレクトパス方式）を説明するための模式図である。但し、図６、図８、図１０に基づいて説明した部材に対応する部材には同一符号を付して、適宜説明を省略する。
【００７３】
図１２に示すように、このダイレクトパス方式は、ダイレクトパス式樹脂ダム溶解装置の処理槽２１ｄ内に配置した半導体装置２３の回路基板２の、樹脂ダム８が形成されている面に沿って、溶解液２２を噴射することで、樹脂ダム８を溶解除去する点が、他の噴射方式と異なる。
【００７４】
処理槽２１ｄはステンレス鋼等からなり、被処理物である樹脂ダム８が搭載された半導体装置２３を複数個保持する処理治具２４を完全に収容し得る大きさの密閉形状に形成されている。
【００７５】
また、処理槽２１ｄ内の天井側には、前述した第１、第２の噴射方式の溶解液噴射ノズル３１と比較するとノズル径が大型で、処理槽２１ｄの断面積と同等の面積の噴出し口を有する溶解液大型噴射ノズル３６が配置されている。
【００７６】
ダイレクトパス方式では、回路基板２の樹脂ダム８が形成されている面が溶解液２２の通過方向（噴射方向）と平行になるように半導体装置２３を処理槽２１ｄ内に配置し、溶解液大型噴射ノズル３６から溶解液２２を、前述した第１、第２の噴射方式と比較すると大量に噴射して、回路基板２上を通過させる。なお、溶解液大型噴射ノズル３６の噴射量は、１００〜５００ｌ／ｍｍの範囲に設定するのが好適である。
【００７７】
また、処理槽２１ｄ内の底側には、噴射された溶解液２２を一時的に溜めるための液受け槽３３が形成されている。また、処理槽２１ｄには、他の樹脂ダム溶解装置と同様に、溶解液２２を循環させるための循環路２６が流体的に接続されている。循環路２６は、液受け槽３３の底部に接続される廃液管と、溶解液大型噴射ノズル３６に接続される給液管とからなる。また、他の樹脂ダム溶解装置と同様に、循環路２６にはポンプ２７、濾過装置２８、およびヒータ２９が介設されている。
【００７８】
また、図示しないが、処理槽２１ｄの脇には、第１水洗槽、第２水洗槽、およびスピン乾燥装置またはベーク乾燥装置が並べられている。また、複数個の半導体装置２３を収容した処理治具２４を処理槽２１ｄ、第１水洗槽、第２水洗槽および乾燥装置へ移送可能で、且つ処理治具２４を第１水洗槽および第２水洗槽にて昇降可能な搬送ロボットも設けられている。
【００７９】
続いて、このダイレクトパス方式による樹脂ダムの除去処理について、図１３に示すフロー図を用いて説明する。このダイレクトパス方式では、まず、ステップＳ４０１において、被処理物である樹脂ダム８が搭載されている半導体装置２３を複数個、整列して保持する処理治具２４を、図１２に示すようにダイレクトパス式樹脂ダム溶解装置の処理槽２１ｄ内に配置し、その配置された半導体装置２３へ、所定時間、溶解液２２を噴射量が１００〜５００ｌ／ｍｍ、噴射圧が０．１ＭＰａ以下で噴射して回路基板２上を通過させる。このようにすれば、回路基板２上の樹脂ダム８へ大量の溶解液２２を衝突させることができ、樹脂ダム８を効率的に溶解することができる。
【００８０】
次に、ステップＳ４０２、ステップＳ４０３において、搬送ロボットによって処理治具２４を処理槽２１ｄから引き上げ、第１水洗槽、第２水洗槽へ順次移送して溶解液を水洗いした後、ステップＳ４０４において、搬送ロボットによって処理治具２４を乾燥装置へ移送して、樹脂ダムが除去された半導体装置を乾燥させる。
【産業上の利用可能性】
【００８１】
本発明にかかる半導体装置の製造方法は、アンダーフィル樹脂を堰き止める樹脂ダムをストレスレスに除去することができ、フリップチップ実装工法などの３次元積層実装工法により半導体チップが回路基板上に搭載される半導体装置に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本発明の実施の形態における半導体装置の製造方法を説明するための工程断面図
【図２】本発明の実施の形態における半田ボール搭載方式によるバンプ形成方法を説明するための断面図
【図３】本発明の実施の形態における印刷方式によるバンプ形成方法を説明するための断面図
【図４】本発明の実施の形態におけるメッキ形成方式によるバンプ形成方法を説明するための断面図
【図５】本発明の実施の形態における樹脂ダムを説明するための図
【図６】本発明の実施の形態における樹脂ダム除去方法の一例である浸漬方式を説明するための模式図
【図７】本発明の実施の形態における樹脂ダム除去方法の一例である浸漬方式のフローチャートを示す図
【図８】本発明の実施の形態における樹脂ダム除去方法の一例である第１の噴射方式を説明するための模式図
【図９】本発明の実施の形態における樹脂ダム除去方法の一例である第１の噴射方式のフローチャートを示す図
【図１０】本発明の実施の形態における樹脂ダム除去方法の一例である第２の噴射方式を説明するための模式図
【図１１】本発明の実施の形態における樹脂ダム除去方法の一例である第２の噴射方式のフローチャートを示す図
【図１２】本発明の実施の形態における樹脂ダム除去方法の一例である第３の噴射方式（ダイレクトパス方式）を説明するための模式図
【図１３】本発明の実施の形態における樹脂ダム除去方法の一例である第３の噴射方式（ダイレクトパス方式）のフローチャートを示す図
【図１４】従来のフリップチップ実装工法を説明するための断面図
【図１５】従来のワイヤボンド実装工法で半導体チップを回路基板に実装した半導体装置の断面図
【図１６】従来のアンダーフィル樹脂の充填工程を説明するための平面図および断面図
【図１７】従来の樹脂ダム取り外し方法を説明するための断面図
【図１８】従来の樹脂ダム取り外し方法の他例を説明するための拡大断面図
【符号の説明】
【００８３】
１      半導体チップ
１ａ    電極
２      回路基板
３      バンプ
３ａ    半田ボール
３ｂ    ペースト
３ｃ    メッキ液
４      フラックス
５      加熱
６      治具
６ａ    貫通穴
７      スキージ
８      樹脂ダム
８ａ    孔
８ｂ、８ｃ    部材
９      アンダーフィル樹脂充填ノズル
１０      アンダーフィル樹脂
１１      間隔
１２      加熱
２１、２１ａ〜２１ｄ      処理槽
２２      溶解液
２３      半導体装置
２４      処理治具
２５      オーバーフロー槽
２６      循環路
２７      ポンプ
２８      濾過装置
２９      ヒータ
３０      超音波振動子
３１      溶解液噴射ノズル
３２      エアー
３３      液受け槽
３４      ターンテーブル
３５      モータ
３６      溶解液大型噴射ノズル
１０１      半導体チップ
１０１ａ    電極
１０２      回路基板
１０２ａ    電極
１０３      バンプ
１０４      アンダーフィル樹脂
１０５      アンダーフィル樹脂充填ノズル
１０６      保護レジスト層
１０７      実装面積
１０８      薄片
１０８ａ    孔
１０９      糸引き
１１０      接触面
１１１      クラック
２０１      半導体チップ
２０１ａ    電極
２０２      回路基板
２０２ａ    電極
２０３      ボンディングワイヤ
２０４      実装面積
【図１】
2009158623.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
2009158623.tif 000019
【図１８】
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