JP5903920B2 - 半導体装置の製造方法及び電子装置の製造方法 - Google Patents
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Description
まず、粘着層20を設ける支持体10について説明する。
支持体10には、金属、ガラス、プリント板、セラミック等の基板を用いることができる。上記のように支持体10に貫通孔11を設ける場合、貫通孔11の形成には、エッチング加工、打ち抜き加工、ドリル加工等の方法を用いることができる。貫通孔11の形成に用いる方法は、支持体10の材質に合わせて選択することができる。
貫通孔11は、上記のように、支持体10上の粘着層20の上に形成される擬似ウェーハ50を剥離する際、擬似ウェーハ50に外力を加える(ピン等の部材で押圧する)ために設けられる。貫通孔11の径は、このような外力を加えるための部材が挿入可能な径とされる。
尚、貫通孔11の個数は上記の例に限定されるものではない。また、ここでは一例として、支持体10に複数の貫通孔11を設ける場合を例示したが、貫通孔11を支持体10の1箇所に設け、その貫通孔11を利用して擬似ウェーハ50の粘着層20からの剥離を行うようにしてもよい。このように貫通孔11を1箇所に設ける場合には、例えば、それを上記のように擬似ウェーハ50が形成される領域51の端部に設けることが好ましい。
図5(A),(B)に示すように、粘着層20には、支持体10の貫通孔11と対応する位置に貫通孔21を設けたものを用いることができる。このような貫通孔21を有する粘着層20が支持体10上に設けられ、連通する貫通孔11と貫通孔21を通して擬似ウェーハ50に外力が加えられることで、擬似ウェーハ50が粘着層20から剥離されるようになる。
粘着層20には、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂、シリコン樹脂、若しくはウレタン樹脂の各材料、又はこれらの材料の少なくとも1種を含む材料を用いることができる。粘着層20は、このような材料を用いて形成されたフィルム(粘着フィルム)を支持体10上に貼付することで、支持体10上に設けることができる。また、粘着層20は、このような材料をスピンコート法、スプレーコート法、印刷法等で支持体10上に塗布することで、支持体10上に設けることもできる。
粘着層20には、例えば、図6に示すように、表面、ここでは半導体素子30及び樹脂層40が設けられて擬似ウェーハ50が形成される面に、凹凸部22を有するものが用いられる。凹凸部22は、例えば、凸部をドット状に配置したり、凸部を平行なライン状に配置したり、或いは平行なライン状の凸部を縦横に配置して格子状にしたりすることが可能である。
例えば、粘着層20のクレータ状の凹凸部23を、ナノインプリント法を用いて形成する場合には、図8(A)に示すように、粘着層20の凹凸部23に対応する凹凸部110を設けた型100を準備する。即ち、粘着層20の凹部23aに対応して凸部110aが設けられ、粘着層20の凸部23bに対応して凹部110bが設けられた型100を準備する。そして、このような型100を、粘着層20に用いる粘着性を示す所定の材料を用いて支持体10上に設けた層20aに押し当てる。それにより、図8(B)に示すような、型100の凸部110aと凹部110bに対応して、それぞれ凹部23aと凸部23bが形成された粘着層20が得られるようになる。
半導体素子30には、LSI(Large Scale Integration)等のベアチップを適用することができる。半導体素子30には、例えば、厚さ0.1mm〜0.7mmのものが用いられる。
擬似ウェーハ50を粘着層20から剥離し、その樹脂層40を更に硬化した後、その擬似ウェーハ50の粘着層20が剥離された面(半導体素子30の電極面30aが露出する面)に配線層が形成される。配線層の形成方法としては、次のような方法を用いることができる。
上記のようにして得られる半導体装置80は、回路基板に実装することができる。
図18に示す電子装置200は、半導体装置80及び回路基板90を有している。半導体装置80には、その配線層70の外部接続端子70dに、ソルダーボール等のバンプ81が搭載されている。半導体装置80は、そのバンプ81を用いて回路基板90の電極パッド91に電気的に接続され、回路基板90に実装されている。
〔第1実施例〕
支持体として縦170mm×横170mm×厚さ0.6mmのステンレス基板を用い、擬似ウェーハを形成する領域の端部の12箇所に、直径3mmの貫通孔をエッチングで形成した。この支持体上に、粘着層を形成した。粘着層には、ナノインプリント法で表面に直径2μm、高さ0.3μmのクレータ状の凹凸部を形成した、膜厚50μmのシリコーン樹脂を主成分とした粘着フィルムを用いた。この粘着層上に、縦5mm×横5mm×厚さ0.4mmの複数のベアチップ(半導体素子)を、フリップチップボンダーを用いて各々の電極面を粘着層の表面に接するように等間隔に配列し、金型を用いて樹脂層で封止した。その樹脂層を120℃、15分で硬化して、厚さ0.6mmで直径150mmの擬似ウェーハを形成した。この擬似ウェーハを、支持体に設けた12箇所の貫通孔から外力を加え、ウェーハ状態で粘着層から剥離した。この時、等間隔に配列したベアチップには、後の配線層形成で不具合が生じるような大きな位置ずれは観察されなかった。また、剥離後の粘着層の表面を観察した所、ベアチップ貼付前の初期の状態とほぼ同じ形状を維持していた。
支持体として縦170mm×横170mm×厚さ0.8mmのアルミニウム基板を用いた。この支持体上に、平均粒径0.2μmのアクリル樹脂フィラーをポリイミド樹脂ワニスに混合した材料をスピンコート法で塗布し、250℃、30分で硬化し、膜厚10μmの膜を形成した。この膜の表面に、酸素プラズマ処理を行った所、表層部のアクリル樹脂フィラーがマトリックスのポリイミド樹脂よりもエッチングレートが速いため、直径が0.1μm〜0.5μm、高さが0.2nm〜600nmのクレータ状の凹凸部が形成された。このように表層部にクレータ状の凹凸部が形成された膜を粘着層として用いた。尚、直径や高さがポリイミド樹脂に混合したアクリル樹脂フィラーよりも大きくなる場合があるのは、アクリル樹脂フィラーが凝集することがあるためである。また、直径や高さがアクリル樹脂フィラーよりも小さくなる場合があるのは、アクリル樹脂フィラーの膜厚方向の分散が不均一になることがあるためである。
(付記1) 支持体上に粘着層を配設する工程と、
前記粘着層上に半導体素子を配設する工程と、
前記半導体素子が配設された前記粘着層上に樹脂層を配設し、前記粘着層上に前記半導体素子及び前記樹脂層を含む基板を形成する工程と、
前記基板を前記粘着層から剥離する工程と
を含み、
前記粘着層は、前記基板が剥離される方向の粘着力が、前記基板が形成される面方向の粘着力よりも弱い
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
(付記3) 前記凹凸は、クレータ状の凹凸部を含むことを特徴とする付記2に記載の半導体装置の製造方法。
前記支持体上に、粘着性を示す第1樹脂内に前記第1樹脂よりもエッチングレートの高い第2樹脂の粒子が含有された層を配設する工程と、
前記層の表層部をエッチングし、前記表層部の前記粒子を除去する工程と
を含む
ことを特徴とする付記2又は3に記載の半導体装置の製造方法。
前記支持体上に、粘着性を示す層を配設する工程と、
前記層に、前記凹凸に対応する表面凹凸形状の型を押圧する工程と
を含む
ことを特徴とする付記2又は3に記載の半導体装置の製造方法。
前記基板を前記粘着層から剥離する工程では、前記第1貫通孔を通して前記基板を押圧し、前記基板を前記粘着層から剥離する
ことを特徴とする付記1乃至5のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
前記基板を前記粘着層から剥離する工程では、前記第1貫通孔及び第2貫通孔を通して前記基板を押圧し、前記基板を前記粘着層から剥離する
ことを特徴とする付記6に記載の半導体装置の製造方法。
ことを特徴とする付記1乃至7のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
ことを特徴とする付記8に記載の半導体装置の製造方法。
前記粘着層上に第1半導体素子を配設する工程と、
前記第1半導体素子が配設された前記粘着層上に第1樹脂層を配設し、前記粘着層上に前記第1半導体素子及び前記第1樹脂層を含む第1基板を形成する工程と、
前記第1基板を前記粘着層から剥離する工程と、
前記第1基板が剥離された前記粘着層上に第2半導体素子を配設する工程と、
前記第2半導体素子が配設された前記粘着層上に第2樹脂層を配設し、前記粘着層上に前記第2半導体素子及び前記第2樹脂層を含む第2基板を形成する工程と、
前記第2基板を前記粘着層から剥離する工程と
を含む
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
ことを特徴とする付記10に記載の半導体装置の製造方法。
(付記13) 前記凹凸は、クレータ状の凹凸部を含むことを特徴とする付記12に記載の半導体装置の製造方法。
前記粘着層上に半導体素子を配設する工程と、
前記半導体素子が配設された前記粘着層上に樹脂層を配設し、前記粘着層上に前記半導体素子及び前記樹脂層を含む基板を形成する工程と、
前記基板を前記粘着層から剥離する工程と
を含み、
前記粘着層は、前記基板が剥離される方向の粘着力が、前記基板が形成される面方向の粘着力よりも弱く、
前記基板を前記粘着層から剥離する工程後に、
前記基板の、前記粘着層から剥離された面上に、前記半導体素子に電気的に接続された導電部を含む配線層を配設する工程と、
前記半導体素子の周囲で前記樹脂層及び前記配線層を切断し、前記半導体素子並びに切断された前記樹脂層及び前記配線層を含む半導体パッケージを取得する工程と、
前記半導体パッケージを回路基板に実装する工程と
を更に含む
ことを特徴とする電子装置の製造方法。
11,21 貫通孔
20 粘着層
20a,20b 層
20ba アクリル樹脂フィラー
20bb マトリックス材料
22,23,110 凹凸部
23a,110b 凹部
23b,110a 凸部
30 半導体素子
30a 電極面
31,61 電極
40 樹脂層
50 擬似ウェーハ
51 領域
60 チップ部品
70 配線層
70a 導電部
70b 絶縁部
70c 保護膜
70d 外部接続端子
71,74 感光性樹脂
71a,74a 開口部
72,75 ビア
73,76 配線
77 ソルダーレジスト
78 ニッケル
79 金
80 半導体装置
81 バンプ
90 回路基板
91 電極パッド
100 型
120 酸素プラズマ
200 電子装置
Claims (10)
- 支持体上に粘着層を配設する工程と、
前記粘着層上に半導体素子を配設する工程と、
前記半導体素子が配設された前記粘着層上に樹脂層を配設し、前記粘着層上に前記半導体素子及び前記樹脂層を含む基板を形成する工程と、
前記基板を前記粘着層から当該粘着層の上方に剥離する工程と
を含み、
前記粘着層は、前記基板が剥離される方向の粘着力が、前記基板が形成される面方向の粘着力よりも弱い
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 前記粘着層は、前記基板が形成される面に凹凸を有することを特徴とする請求項1に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記凹凸は、クレータ状の凹凸部を含むことを特徴とする請求項2に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記支持体上に前記粘着層を配設する工程は、
前記支持体上に、粘着性を示す第1樹脂内に前記第1樹脂よりもエッチングレートの高い第2樹脂の粒子が含有された層を配設する工程と、
前記層の表層部をエッチングし、前記表層部の前記粒子を除去する工程と
を含む
ことを特徴とする請求項2又は3に記載の半導体装置の製造方法。 - 前記支持体上に前記粘着層を配設する工程は、
前記支持体上に、粘着性を示す層を配設する工程と、
前記層に、前記凹凸に対応する表面凹凸形状の型を押圧する工程と
を含む
ことを特徴とする請求項2又は3に記載の半導体装置の製造方法。 - 前記支持体は、第1貫通孔を有し、
前記基板を前記粘着層から剥離する工程では、前記第1貫通孔を通して前記基板を押圧し、前記基板を前記粘着層から剥離する
ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。 - 前記基板を前記粘着層から剥離する工程後に、前記基板の、前記粘着層から剥離された面上に、前記半導体素子に電気的に接続された導電部を含む配線層を配設する工程を更に含む
ことを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。 - 前記配線層を配設する工程後に、前記半導体素子の周囲で前記樹脂層及び前記配線層を切断し、前記半導体素子並びに切断された前記樹脂層及び前記配線層を含む半導体パッケージを取得する工程を更に含む
ことを特徴とする請求項7に記載の半導体装置の製造方法。 - 支持体上に粘着層を配設する工程と、
前記粘着層上に第1半導体素子を配設する工程と、
前記第1半導体素子が配設された前記粘着層上に第1樹脂層を配設し、前記粘着層上に前記第1半導体素子及び前記第1樹脂層を含む第1基板を形成する工程と、
前記第1基板を前記粘着層から当該粘着層の上方に剥離する工程と、
前記第1基板が剥離された前記粘着層上に第2半導体素子を配設する工程と、
前記第2半導体素子が配設された前記粘着層上に第2樹脂層を配設し、前記粘着層上に前記第2半導体素子及び前記第2樹脂層を含む第2基板を形成する工程と、
前記第2基板を前記粘着層から当該粘着層の上方に剥離する工程と
を含み、
前記粘着層は、前記第1基板及び前記第2基板が剥離される方向の粘着力が、前記第1基板及び前記第2基板が形成される面方向の粘着力よりも弱い
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 支持体上に粘着層を配設する工程と、
前記粘着層上に半導体素子を配設する工程と、
前記半導体素子が配設された前記粘着層上に樹脂層を配設し、前記粘着層上に前記半導体素子及び前記樹脂層を含む基板を形成する工程と、
前記基板を前記粘着層から当該粘着層の上方に剥離する工程と
を含み、
前記粘着層は、前記基板が剥離される方向の粘着力が、前記基板が形成される面方向の粘着力よりも弱く、
前記基板を前記粘着層から当該粘着層の上方に剥離する工程後に、
前記基板の、前記粘着層から剥離された面上に、前記半導体素子に電気的に接続された導電部を含む配線層を配設する工程と、
前記半導体素子の周囲で前記樹脂層及び前記配線層を切断し、前記半導体素子並びに切断された前記樹脂層及び前記配線層を含む半導体パッケージを取得する工程と、
前記半導体パッケージを回路基板に実装する工程と
を更に含む
ことを特徴とする電子装置の製造方法。
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