特許 6643198 半導体装置の製造方法および製造装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6643198

(24)【登録日】2020年1月8日

(45)【発行日】2020年2月12日

(54)【発明の名称】半導体装置の製造方法および製造装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/60 20060101AFI20200130BHJP

   H01L 21/301 20060101ALI20200130BHJP

   H01L 25/065 20060101ALI20200130BHJP

   H01L 25/07 20060101ALI20200130BHJP

   H01L 25/18 20060101ALI20200130BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/60 311S

   H01L21/60 311T

   H01L21/78 Q

   H01L25/08 Z

【請求項の数】9

【全頁数】22

(21)【出願番号】特願2016-139170(P2016-139170)

(22)【出願日】2016年7月14日

(65)【公開番号】特開2018-10977(P2018-10977A)

(43)【公開日】2018年1月18日

【審査請求日】2019年3月15日

(73)【特許権者】

【識別番号】000219314

【氏名又は名称】東レエンジニアリング株式会社

(72)【発明者】

【氏名】朝日 昇

(72)【発明者】

【氏名】陣田 敏行

(72)【発明者】

【氏名】仁村 将次

【審査官】 平野 崇

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１４−１１２７４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−１２４６１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−０７９４１１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／６０

Ｈ０１Ｌ ２１／３０１

Ｈ０１Ｌ ２５／０６５

Ｈ０１Ｌ ２５／０７

Ｈ０１Ｌ ２５／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

サポート基板上に仮貼材を介して固定された半導体ウェハ基板上に、半導体チップを熱圧着接続する半導体装置の製造方法であって、
前記半導体ウェハ基板に到達する切込部を形成する切断工程と、
前記半導体ウェハ基板上に未硬化の熱硬化性接着剤を介して前記半導体チップを仮固定する仮圧着工程と、
仮固定された前記半導体チップを熱圧着する本圧着工程と、を有し、少なくとも本圧着工程の前に切断工程を有する半導体装置の製造方法。

【請求項2】

請求項１に記載の半導体装置の製造方法であって、
前記切断工程を前記仮圧着工程に先行し、前記切込部が形成された前記半導体ウェハ基板上に前記半導体チップを仮固定する半導体装置の製造方法。

【請求項3】

請求項１に記載の半導体装置の製造方法であって、
前記仮圧着工程を前記切断工程に先行し、前記半導体チップが仮固定された前記半導体ウェハ基板に切込部を形成してから、本圧着工程で前記半導体チップを熱圧着する半導体装置の製造方法。

【請求項4】

請求項１から請求項３の何れかに記載の半導体装置の製造方法であって、
前記切断工程おける切込部の深さが、前記半導体ウェハ基板の半分以上に達する半導体装置の製造方法。

【請求項5】

請求項４記載の半導体装置の製造方法であって、
前記切断工程おける切込部の深さが、前記半導体ウェハ基板を貫通し、前記仮貼材の膜厚の半分以上に達する半導体装置の製造方法。

【請求項6】

請求項１から請求項５何れかに記載の半導体装置の製造方法であって
前記切断工程により分割された個々の領域を個片領域とすると、
前記本圧着工程において、複数の個片領域を同時に熱圧着する半導体装置の製造方法。

【請求項7】

請求項１から請求項６何れかに記載の半導体装置の製造方法であって、
前記仮圧着工程で前記半導体ウェハ基板上に複数の半導体チップを仮固定状態で積層する半導体装置の製造方法。

【請求項8】

サポート基板上に仮貼材を介して固定された半導体ウェハ基板上に、半導体チップを熱圧着接続する半導体装置の製造装置であって、
前記半導体ウェハ基板に到達する切込部を形成する切断装置と、
前記半導体ウェハ基板上に前記半導体チップを仮固定する仮圧着装置と、
仮固定された前記半導体チップを熱圧着する本圧着装置とを備え、
前記切断装置で前記半導体ウェハ基板に切込部を形成した後に、前記仮圧着装置で前記半導体チップを仮固定する半導体装置の製造装置。

【請求項9】

サポート基板上に仮貼材を介して固定された半導体ウェハ基板上に、半導体チップを熱圧着接続する半導体装置の製造装置であって、
前記半導体ウェハ基板に到達する切込部を形成する切断装置と、
前記半導体ウェハ基板上に前記半導体チップを仮固定する仮圧着装置と、
仮固定された前記半導体チップを熱圧着する本圧着装置とを備え、
前記仮圧着装置で前記半導体ウェハ基板上に前記半導体チップを仮固定した後に、前記切断装置で前記半導体ウェハ基板に切込部を形成してから、前記本圧着装置で仮固定された前記半導体チップを熱圧着する半導体装置の製造装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、半導体装置の製造方法および製造装置に関する。より詳しくは、半導体を接着剤を用いて積層し、半導体同士もしくは半導体を基板に電気的に接続するとともに機械的に固定する、半導体装置の製造方法および製造装置に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体装置製造において、高密度化への要望から、三次元実装であるチップオンウェハ工法（以下「ＣＯＷ工法」と記す）への注目が集まっている。ＣＯＷ工法は、分割して半導体チップになる回路部品が作り込まれた半導体ウェハ基板上に、半導体チップを接合して実装する工法であり、図２０のように（ウェハ上面が図２０（ａ）、このＡ−Ａ断面図が図２０（ｂ））、一枚の半導体ウェハ基板Ｗ上に多数の半導体チップＣを実装して半導体装置を製造するものである。

【0003】

多数の半導体チップＣを半導体ウェハ基板Ｗに実装するのに際して、図２１（ａ）のように、バンプＢを有する接合面側に未硬化の熱硬化性接着剤Ｒを付与した半導体チップＣを半導体ウェハ基板Ｗ上のパッド電極Ｅと位置合わせ（図２１（ｂ））して仮固定（図２１（ｃ））してから熱圧着を行い、バンプＢを溶融してパッド電極Ｅに接合するとともに、熱硬化性接着剤Ｒを硬化（図２１（ｄ））して機械的に固定するプロセス（以下「仮本分割プロセス」と記す）が用いられる。この仮本分割プロセスでは、仮固定状態にある複数の半導体チップを同時に熱圧着することができる。このため、半導体チップ１つずつ所定箇所に配置して熱圧着するプロセスに比べて、全体としてのタクトタイム短縮が可能となる。なお、本明細書において仮本分割プロセスについて説明する際、半導体チップＣを仮固定する工程を仮圧着工程、仮固定された半導体チップＣを熱圧着する工程を熱圧着する工程を本圧着工程と記す。

【0004】

この仮本分割プロセスでは、半導体ウェハ基板Ｗ上に実装すべき半導体チップＣの全てを熱硬化性接着剤Ｒで仮固定してから熱圧着を行なう。具体的には、図２２（ａ）のように複数の半導体チップＣを同時に押圧する押圧面ＳＡを有する本圧着用ヘッド４６（図２２（ｂ））で熱圧着する。図２２では、一度に４個の半導体チップＣを熱圧着する場合を示しており、熱圧着に際しては本圧着用ヘッド４６の本圧着用アタッチメント４８を用いて半導体チップＣを加熱しながら半導体ウェハ基板Ｗ側に加圧する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００９−３０２２３２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

前述のとおり、仮本分割プロセスにおいては、半導体ウェハ基板Ｗ上に実装すべき半導体チップＣの全てを仮固定してから本圧着用ヘッド４６を用いて熱圧着する。このため、順次熱圧着を進める過程において、熱圧着対象の半導体チップＣの周囲には、仮固定状態の半導体チップＣが隣接している。ところで、これら仮固定状態の半導体チップＣの熱圧着は未実施であるため、熱硬化性接着剤Ｒの硬化が開始することは好ましくない。すなわち、熱圧着を行なう前に熱硬化性接着剤Ｒが硬化すると、加圧しても、図２１（ｃ）における半導体チップＣのバンプＢと半導体ウェハ基板Ｗのパッド電極Ｅの距離が縮まらずに接合不良となることがある。

【0007】

このため、本圧着用ヘッド４６が熱圧着する半導体チップＣに隣接する半導体チップＣを仮固定している熱硬化性接着剤Ｒの硬化開始を防ぐ必要がある。

【0008】

そこで、従来の半導体ウェハ基板Ｗの全面を支持するステージ４００（図２３（ａ））に代わり、本圧着用アタッチメント４８が熱圧着する領域ＳＡのみを半導体チップＣの反対面から支持する本圧着用バックアップステージ４３（図２３（ｂ））が用いられるようになってきている（例えば特許文献１）。このような構成にすることにより、本圧着用バックアップステージ４３側が加熱機能を有しても、熱圧着領域ＳＡの周囲まで昇温する能力は低い。このため、本圧着用ヘッド４６とバックアップステージ４３による同時加熱により、熱圧着時間が短縮でき、熱圧着領域の周囲への熱影響をて低減することができる。

【0009】

ただし、昨今では、半導体ウェハ基板Ｗの厚みが薄くなってきて取り扱いが難しくなっていることに起因して、上記の本圧着用バックアップステージ４３を用いるだけでは不充分な場合ある。すなわち、半導体ウェハ基板Ｗの薄板化にともない、図２４のように、半導体ウェハ基板Ｗが仮貼材Ｍを介してサポート基板Ｓに固定された状態で扱われることがあり、サポート基板Ｓおよび仮貼材Ｍの断熱性によって、バックアップステージ４３による熱圧着領域の昇温効果が不充分となって、熱圧着時間が短縮できず、熱圧着領域の周囲に悪影響を及ぼすことがある。

【0010】

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、仮貼材を介してサポート基板上に固定された半導体ウェハ基板上に、熱硬化性樹脂で仮固定された半導体チップを熱圧着して半導体装置を製造するのに際して、熱圧着対象以外の半導体チップに悪影響を及ぼすことのない半導体装置の製造方法および製造装置を提供するものである。

【課題を解決するための手段】

【0011】

上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、
サポート基板上に仮貼材を介して固定された半導体ウェハ基板上に、半導体チップを熱圧着接続する半導体装置の製造方法であって、
前記半導体ウェハ基板に到達する切込部を形成する切断工程と、前記半導体ウェハ基板上に未硬化の熱硬化性接着剤を介して前記半導体チップを仮固定する仮圧着工程と、仮固定された前記半導体チップを熱圧着する本圧着工程と、を有し、少なくとも本圧着工程の前に切断工程を有する半導体装置の製造方法である。

【0012】

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の半導体装置の製造方法であって、
前記切断工程を前記仮圧着工程に先行し、前記切込部が形成された前記半導体ウェハ基板上に前記半導体チップを仮固定する半導体装置の製造方法である。

【0013】

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の半導体装置の製造方法であって、
前記仮圧着工程を前記切断工程に先行し、前記半導体チップが仮固定された前記半導体ウェハ基板に切込部を形成してから、本圧着工程で前記半導体チップを熱圧着する半導体装置の製造方法である。

【0014】

請求項４に記載の発明は、請求項１から請求項３の何れかに記載の半導体装置の製造方法であって、
前記切断工程おける切込部の深さが、前記半導体ウェハ基板の半分以上に達する半導体装置の製造方法である。

【0015】

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の半導体装置の製造方法であって、
前記切断工程おける切込部の深さが、前記半導体ウェハ基板を貫通し、前記仮貼材の膜厚の半分以上に達する半導体装置の製造方法である。

【0016】

請求項６に記載の発明は、請求項１から請求項５の何れかに記載の半導体装置の製造方法であって
前記切断工程により分割された個々の領域を個片領域とすると、前記本圧着工程において、複数の個片領域を同時に熱圧着する半導体装置の製造方法である。

【0017】

請求項７に記載の発明は、請求項１から請求項６の何れかに記載の半導体装置の製造方法であって、
前記仮圧着工程で前記半導体ウェハ基板上に複数の半導体チップを仮固定状態で積層する半導体装置の製造方法である。

【0019】

請求項８に記載の発明は、
サポート基板上に仮貼材を介して固定された半導体ウェハ基板上に、半導体チップを熱圧着接続する半導体装置の製造装置であって、
前記半導体ウェハ基板に到達する切込部を形成する切断装置と、前記半導体ウェハ基板上に前記半導体チップを仮固定する仮圧着装置と、仮固定された前記半導体チップを熱圧着する本圧着装置とを備え、
前記切断装置で前記半導体ウェハ基板に切込部を形成した後に、前記仮圧着装置で前記半導体チップを仮固定する半導体装置の製造装置である。

【0020】

請求項９に記載の発明は、
サポート基板上に仮貼材を介して固定された半導体ウェハ基板上に、半導体チップを熱圧着接続する半導体装置の製造装置であって、
前記半導体ウェハ基板に到達する切込部を形成する切断装置と、前記半導体ウェハ基板上に前記半導体チップを仮固定する仮圧着装置と、仮固定された前記半導体チップを熱圧着する本圧着装置とを備え、
前記仮圧着装置で前記半導体ウェハ基板上に前記半導体チップを仮固定した後に、前記切断装置で前記半導体ウェハ基板に切込部を形成してから、前記本圧着装置で仮固定された前記半導体チップを熱圧着する半導体装置の製造装置である。

【発明の効果】

【0021】

本発明により、仮貼材を介してサポート基板上に仮固定された半導体ウェハ基板上に、熱硬化性樹脂で仮固定された半導体チップを熱圧着して半導体装置を製造するのに際して、熱圧着対象以外の半導体チップに悪影響を及ぼすことが防げる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】本発明の一実施形態に係わる半導体装置の製造装置の構成を示す概略図である。

【図2】（ａ）本発明の一実施形態に係わる半導体装置の製造装置を構成する切断装置を説明する図である（ｂ）同切断装置の切断用ヘッドを説明する図である。

【図3】本発明の一実施形態に係わる半導体装置の製造装置を構成する仮圧着装置を説明する図である。

【図4】本発明の一実施形態に係わる半導体装置の製造装置を構成する本圧着装置を説明する図である。

【図5】本発明の一実施形態に係わる半導体装置の製造装置の制御構成を表すブロック図である。

【図6】（ａ）本発明の一実施形態に係わる半導体装置の製造方法で用いられる仮貼材でサポート基板に固定された半導体ウェハ基板を示す断面図である（ｂ）同半導体ウェハ基板を用いた切断工程の状態を示す断面図である（ｃ）同切断工程後の状態を示す断面図である。

【図7】（ｄ）本発明の一実施形態に係わる半導体装置の製造方法の仮圧着工程を示す断面図である（ｅ）同仮圧着工程後の状態を示す断面図である（ｆ）本圧着工程の状態を示す断面図である。

【図8】本発明の一実施形態に係わる半導体装置の製造方法での切断工程における切込部の深さについて説明する図である。

【図9】（ａ）通常の半導体ウェハ基板上に仮固定した半導体チップを熱圧着する際の熱伝導を説明する図である（ｂ）本発明に係わる半導体ウェハ基板上に仮固定した半導体チップを熱圧着する際の熱伝導を説明する図である。

【図10】（ａ）本発明に係わる半導体ウェハ基板上に仮固定した半導体チップに厚みバラツキがある状態を示す図である（ｂ）本発明に係わる半導体ウェハ基板上で厚みバラツキがある半導体チップを同時に熱圧着する状態を示す図である。

【図11】（ａ）本発明の一実施形態に係わる半導体装置の製造方法に用いられる半導体ウェハ基板上面の該略図である（ｂ）切断工程後の同半導体ウェハ基板上面の該略図である。

【図12】（ｃ）本発明の一実施形態に係わる半導体装置の製造方法における仮圧着工程後の半導体ウェハ基板上面の該略図である。（ｄ）同半導体ウェハ基板上面から本圧着工程を説明する概略図である。

【図13】本発明の別の実施形態に係わる半導体装置の製造装置の構成を示す概略図である。

【図14】（ａ）本発明の別の実施形態に係わる半導体装置の製造方法で用いられる仮貼材でサポート基板に固定された半導体ウェハ基板を示す断面図である（ｂ）同半導体ウェハ基板を用いた仮圧着工程での状態を示す断面図である（ｃ）同仮圧着工程後の状態を示す断面図である。

【図15】（ｃ）本発明の別の実施形態に係わる半導体装置の製造方法の切断工程を示す断面図である（ｄ）同切断工程後の状態を示す断面図である（ｅ）本圧着工程の状態を示す断面図である。

【図16】（ａ）本発明の別の実施形態に係わる半導体装置の製造方法に用いられる半導体ウェハ基板上面の該略図である（ｂ）仮圧着工程後の同半導体ウェハ基板上面の該略図である。

【図17】（ａ）本発明の一実施形態に係わる半導体装置の製造方法で用いられる仮貼材でサポート基板に固定された半導体ウェハ基板を用いた切断工程を示す断面図である（ｂ）同切断工程後の状態を示す断面図である（ｃ）仮圧着工程において複数の半導体チップを積層した状態を示す断面図である。

【図18】（ａ）本発明の別の実施形態に係わる半導体装置の製造方法で用いられる仮貼材でサポート基板に固定された半導体ウェハ基板を示す断面図である（ｂ）同半導体ウェハ基板を用いた仮圧着工程において複数の半導体チップを積層した状態を示す断面図である（ｃ）仮圧着工程で複数の半導体チップを積層した後の切断工程を示す断面図である。

【図19】本発明の一実施形態に係わる半導体装置の製造方法での切断工程における切込部の深さが半導体ウェハ基板を貫通しない例について説明する図である。

【図20】（ａ）半導体ウェハ基板上に多数の半導体チップが実装された状態の上面図である（ｂ）同断面図である。

【図21】（ａ）バンプ面に熱硬化性樹脂を付与した半導体チップとパッド電極を有する半導体ウェハ基板の断面図である（ｂ）同半導体チップと同半導体ウェハ基板の位置合わせを行った状態を示す断面図である（ｃ）同半導体チップを同半導体ウェハ基板上に仮固定した状態を示す断面図である（ｄ）同半導体チップを同半導体ウェハ基板上に熱圧着した状態を示す断面図である。

【図22】（ａ）半導体ウェハ基板上に仮固定された半導体チップを複数単位で熱圧着する範囲を示す上面図である（ｂ）同範囲を熱圧着する前の状態を示す断面図である。

【図23】（ａ）半導体チップを熱圧着する際に半導体ウェハ基板全面を支持するステージを示す断面図である（ｂ）半導体チップを熱圧着する際に半導体ウェハ基板の熱圧着領域のみを支持するステージを示す断面図である。

【図24】半導体ウェハ基板が仮貼材を介してサポート基板上に固定されている場合の熱圧着に際しての問題を説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

本発明の実施形態の一例について、図面を用いて説明する。
図１は本発明に係る半導体装置の製造装置１を示す図である。半導体装置の製造装置１は、図６（ａ）に断面図を示すような、サポート基板Ｓに仮貼材Ｍを介して固定された半導体ウェハ基板Ｗに半導体チップＣを実装するものである。半導体チップＣは図７（ｄ）に示したようにバンプＢを有しており、熱圧着により半導体チップＣのバンプＢが溶融して半導体ウェハ基板Ｗ上のパッド電極Ｅに接合する。また、図７（ｄ）の半導体チップＣのバンプ側に付着している熱硬化性接着剤Ｒは熱圧着時に硬化する。なお、本実施形態では未硬化の熱硬化性樹脂Ｒが半導体チップＣのバンプ側に付着した場合について記すが、これに限定されるものではなく、未硬化の熱硬化性接着剤が半導体ウェハ基板Ｗのパッド電極側（半導体チップを積層する場合は下側の半導体チップの反バンプ面）に付着していてもよい。

【0024】

本実施形態において半導体チップＣのバンプＢとしては銅ピラー先端にハンダが形成された銅ピラーバンプを想定しているがこれに限定されるものではなく、半導体チップの機能に悪影響を及ぼさない温度で溶融する金属を素材として耐腐食性に優れたものであればよい。また、半導体チップＣを半導体ウェハ基板Ｗ上に複数積層する場合においては、上面（反バンプ面）に電極を有するものが用いられる。半導体チップの上下両面に電極を有する場合においては貫通電極を用いるのが一般的であるが、これに限定されるものではない。

【0025】

熱硬化性接着剤Ｒとしては樹脂単体のものでもよいが、無機微粒子が配合されたものであってもよい。なお熱硬化性接着剤Ｒは、その温度に応じて粘度が変動する。具体的には、樹脂の特性から定まる基準温度Ｔｓ未満の温度領域では硬化することなく、可逆的に温度上昇に伴って粘度が低くなる性質を示す。一方、熱硬化性接着剤Ｒは、基準温度Ｔｓ以上の温度域においては硬化し、不可逆的に温度上昇に伴って粘度は高くなる性質をしめす。以後、基準温度Ｔｓを硬化開始温度と記す。

【0026】

本実施形態において、半導体ウェハ基板Ｗの素材としてシリコンを想定しているがこれに限定されるものではなく、シリコンカーバイドや窒化ガリウム等の化合物系半導体であってもよく、熱伝導率の高い素材であれば本発明の効果が活かされる。半導体ウェハ基板Ｗには、後述の切断工程で個片化される単位毎に電子回路が形成され、パッド電極Ｅは電子回路と外部とを電気的に接続するものである。なお、半導体ウェハ基板Ｗに形成される電子回路は半導体集積回路として機能するものであっても良いが、本実施形態においては、半導体ウェハ基板Ｗ表層に再配線層ＷＲが形成されたものとしている。再配線層ＷＲが形成された半導体ウェハ基板Ｗを用いた場合は、再配線層ＷＲ以外の半導体ウェハ基板Ｗを最終的に除去することで、ＦＯ−ＷＬＰ（Ｆａｎ−Ｏｕｔ Ｗａｆｅｒ Ｌｅｖｅｌ Ｐａｃｋａｇｅ）技術のＲＤＬ−ｆｉｒｓｔ法にも応用が可能である。

【0027】

サポート基板Ｓは半導体ウェハ基板Ｗと同じ面形状を有し、半導体ウェハ基板Ｗを固定するものであり、薄くても適度な剛性を有するものが好ましく、素材としては一般にガラスやシリコンが用いられ、厚みとしては５００〜１０００μｍが通常用いられる。

【0028】

仮貼材Ｍは半導体ウェハ基板Ｗをサポート基板Ｓに固定するものである。仮貼材としては、実装温度以上の耐熱性を有することが好ましく、厚みは５０〜５００μｍが望ましい。さらに好ましくは１００〜５００μｍ、さらには２００〜５００μｍが好ましい。厚みが５０μｍ以上あると半導体ウェハ基板Ｗを切断する際にサポート基板Ｓまで切断する可能性がなく、厚みが１００μｍ以上だとサポート基板Ｓに熱伝導性の高いものを使用しても隣接半導体チップＣへの熱影響を低減できる。さらに、厚みが２００μｍ以上あると、複数の半導体チップＣを一括して熱圧着する際に半導体チップＣの厚さバラツキを吸収することができる。一方において、厚みが５００μｍ以下であれば半導体チップＣを位置ズレなく実装できるので好ましい。

【0029】

半導体装置の製造装置１は、切断装置２、仮圧着装置３、本圧着装置４、図示していないが半導体ウェハ基板Ｗを固定したサポート基板Ｓを搬送する搬送装置５と、制御部６を備えている。

【0030】

図１の半導体装置の製造装置１では、半導体ウェハ基板Ｗを固定したサポート基材Ｓを搬送装置５により、切断装置２、仮圧着装置３、本圧着装置４の順に搬送する機能を有しており、サポート基材ＳはＸＹ面に水平な状態を維持している。

【0031】

なお、図１（および図２（ａ）、図３および図４）において、図の左右方向をＸ方向、これに直交する方向をＹ方向、上下方向をＺ方向、Ｚ軸を中心として回転する方向をθ方向として説明する。

【0032】

半導体装置の製造装置１を構成する切断装置２は、サポート基板Ｓに仮貼材Ｍを介して固定された半導体ウェハ基板Ｗを個片に切断してダイシングするものであり、その構成を図２（ａ）に示す。

【0033】

図２（ａ）の切断装置２は、切断用基台２１、切断用ステージ２２、切断用支持フレーム２３、切断用ユニット２４、切断用ヘッド２５、切断手段であるダイシングブレード２６、距離測定手段である切断用距離センサ２７および切断用画像認識装置２８を備えている。

【0034】

切断用基台２１は、切断装置２を構成する主な構造体である。切断用基台２１は、切断用ステージ２２と切断用フレーム２３とを支持している。

【0035】

切断用ステージ２２は、半導体ウェハ基板Ｗを固定したサポート基材Ｓを保持しつつ、任意の位置に移動させるものである。図２（ａ）の切断装置２では、切断用ステージ２２は、切断用基台２１に対してＹ方向に移動可能なＹ方向可動部２２ａを設け、Ｙ方向可動部２２ａ上にＸ方向に移動可能なＸ方向可動部２２ｂを設け、Ｘ方向可動部２２ｂ上にθ方向可動部２２ｃを設けた構成となっている。また、θ方向可動部２２ｃは吸着機構等により、サポート基材Ｓを保持する機能を有している。なお、切断用ステージ２２の構成は図２（ａ）に示したものに限定されるものではなく、サポート基材Ｓを保持して、Ｘ、Ｙおよびθの各方向に位置調整が可能な構成であればよい。

【0036】

切断用支持フレーム２３は、切断用ユニット２４を支持するものである。切断用支持フレーム２３は、厚板状に形成され、切断用基台２１の切断用ステージ２２近傍からＺ方向に向かって延びるよう構成されている。

【0037】

切断用ユニット２４は、切断用ヘッド２５を移動させるものである。切断用ユニット２４は、図示しない移動用のサーボモータとボールねじとから構成される。切断用ユニット２４は、サーボモータによってボールねじを回転させることによりボールねじの軸方向の駆動力を発生するよう構成されている。切断用ユニット２４は、移動方向が半導体ウェハ基板Ｗに対して垂直なＺ方向になるよう切断用支持フレーム２３に取り付けられている。つまり、切断用ユニット２４は、切断用ヘッド２５を任意の位置に移動させつつＺ方向の駆動力（加圧力）を発生するように構成されている。切断用ユニット２４は、サーボモータの出力を制御することによりＺ方向の加圧力である切断荷重を任意に設定できるように構成されている。なお、本実施形態において、切断用ユニット２４は、サーボモータとボールねじの構成としたがこれに限定されるものではなく、空圧アクチュエータや油圧アクチュエータから構成してもよい。

【0038】

切断用ヘッド２５は、切断用ユニット２４の駆動力を半導体ウェハ基板Ｗに伝達するとともに、切断手段であるダイシングブレード２６を回転駆動させるものである。切断用ヘッド２５は、切断用ユニット２４を構成している図示しないボールねじナットに取り付けられている。また、切断用ユニット２４は、切断用ステージ２２と対向するよう配置されている。つまり、切断用ヘッド２５は、切断用ユニット２４によってＺ方向に移動されることで切断用ステージ２２に近接できるよう構成されている。切断用ヘッド２５には、図示しないダイシングブレード２６用のモータ、ダイシングブレード２６、切断用距離センサ２７が設けられている。なお、切断用ヘッド２５はダイシングブレード２６をＺ方向を軸とするθ方向に回転させる機能を有していても良いし、直角方向に向きの異なる２つのダイシングブレード２６を有してその一方のみを機能させる構成であってもよい。

【0039】

図２（ｂ）に示すように、切断手段であるダイシングブレード２６は、半導体ウェハ基板Ｗに切込を形成するための刃である。

【0040】

切断用距離センサ２７は、任意の基準位置からＺ方向の距離を測定するものである。切断用距離センサ２７は、各種レーザ光を利用した変位センサから構成される。切断用距離センサ２７は、切断用ヘッド２５の任意の基準位置から半導体ウェハ基板Ｗの表面までの距離を測定するように構成されている。なお、本実施形態において、切断用距離センサ２７はレーザ光を利用したものから構成されているがこれに限定されるものではなく、超音波を利用したものや、リニアスケール、サーボモータのエンコーダから算出するものから構成されてもよい。

【0041】

切断用画像認識装置２８は、画像によって半導体ウェハ基板Ｗの位置情報を取得するものである。切断用画像認識装置２８は、切断用ステージ２２に保持されている半導体ウェハ基板Ｗの位置合わせマークを画像認識して、半導体ウェハ基板Ｗの位置情報を取得するよう構成されている。

【0042】

仮圧着装置３は、熱硬化性接着剤Ｒを介して半導体チップＣを半導体ウェハ基板Ｗ上に仮固定するものである。なお、半導体チップＣが上下に貫通する貫通電極を有する場合においては、熱硬化性接着剤Ｒを介して複数の半導体チップＣを半導体ウェハ基板Ｗ上に仮固定状態で積層する機能も有するものである。

【0043】

仮圧着装置３は、図３に示すように、仮圧着用基台３１、仮圧着用ステージ３２、仮圧着用支持フレーム３３、仮圧着用ユニット３４、仮圧着用ヘッド３５および仮圧着用画像認識装置３８を備えている。なお、仮圧着用基台３１、仮圧着用ステージ３２、仮圧着用および支持フレーム３３は、切断装置２の切断用基台２１、切断用ステージ２２および切断用支持フレーム２３とほぼ同一の構成であるので、同様の点に関しては具体的説明を省略し、相違する部分を中心に説明する。

【0044】

仮圧ユニットである仮圧着用ユニット３４は、仮圧着用ヘッド３５をＺ方向に移動させるものである。仮圧着用ユニット３４は、図示しないサーボモータとボールねじとから構成されている。仮圧着用ユニット３４は、サーボモータによってボールねじを回転させることによりボールねじの軸方向の駆動力を発生するように構成されている。仮圧着用ユニット３４は、ボールねじの軸方向が半導体ウェハ基板Ｗに対して垂直なＺ方向になるよう仮圧着用支持フレーム３３に取り付けられている。つまり、仮圧着用ユニット３４は、Ｚ方向の駆動力（仮圧力）を発生するように構成されている。仮圧着用ユニット３４は、サーボモータの出力を制御することによりＺ方向の加圧力である仮圧着荷重を任意に設定できるように構成されている。なお。本実施形態において、仮圧着用ユニット３４は、サーボモータとボールねじとの構成にしたがこれに限定されるものではなく、空圧アクチュエータ、油圧アクチュエータやボイスコイルモータから構成してもよい。

【0045】

仮圧着用ヘッド３５は、半導体チップＣを吸着保持して、仮圧着用ユニット３４の駆動力を半導体チップＣに伝達するものである。仮圧着用ヘッド３５は、仮圧着用ユニット３４を構成している図示しないボールねじナットに取り付けられている。また、仮圧着用ユニット３４は、仮圧着用ステージ３２と対向するように配置されている。つまり、仮圧着用ヘッド３５は、仮圧着用ユニット３４によってＺ方向に移動されることで仮圧着用ステージ３２に近接できるよう構成されている。仮圧着用ヘッド３５には、仮圧着用ヒータ３６が内蔵され、仮圧着用アタッチメント３７が設けられている。

【0046】

仮圧着用ヒータ３６は、半導体チップＣを加熱するものである。仮圧着用ヒータ３６は、カートリッジヒータから構成され、仮圧着用ヘッド３５に形成された孔等に組み込まれている。本実施形態において、仮圧着用ヒータ３６は、カートリッジヒータから構成されているがこれに限定されるものではなく、半導体チップＣを加熱することが出来るものであればよい。

【0047】

仮圧着用アタッチメント３７は、半導体チップＣを保持し、加圧力や熱を伝達するものである。仮圧着用アタッチメント３７は、仮圧着用ヘッド３５に仮圧着用ステージ３２と対向するように設けられている。仮圧着用アタッチメント３７は、半導体チップＣを位置決めしながら吸着保持できるように構成されている。また、仮圧着用アタッチメント３７は、半導体チップＣを位置決め保持するとともに、仮圧着用ヒータ３６からの伝熱によって半導体チップＣを加熱できるように構成されている。

【0048】

仮圧着用画像認識装置３８は、画像によって半導体チップＣと半導体ウェハ基板Ｗとの位置情報を取得するものである。仮圧着用画像認識装置３８は、仮圧着用ステージ３２に保持されているサポート基板Ｓ上の半導体ウェハ基板Ｗ上面の位置合わせマークと仮圧着用アタッチメント３７に保持されている半導体チップＣ下面の位置合わせマークとを画像認識して、半導体ウェハ基板Ｗと半導体チップＣとの位置情報を取得するように構成されている。なお、半導体ウェハ基板Ｗ上に仮固定された半導体チップＣ上に半導体チップＣを複数積層する場合においては、半導体ウェハ基板Ｗの位置合わせマークの代わりに半導体チップＣ上面の位置合わせマークを用いる場合もある。

【0049】

本圧着装置４は、半導体チップＣ下面のバンプＢと半導体ウェハ基板Ｗのパッド電極ＥとをバンプＢの溶着により接合し、半導体チップＣを半導体ウェハ基板Ｗの上に固定するものである。なお、半導体ウェハ基板Ｗ上に、上下に貫通する貫通電極を有する半導体チップＣが仮固定状態で複数積層されている場合には、積層された半導体チップＣ間を一括で接合するものである。

【0050】

本圧着装置４は、図４に示すように、本圧着用基台４１、本圧着用テーブル４２、本圧着用バックアップステージ４３、本圧着用フレーム４４、本圧着用ユニット４５、本圧着用ヘッド４６を備えている。

【0051】

本圧着用基台４１は、本圧着装置４を構成する主な構造体であり、充分な剛性を有するように構成されている。本圧着用基台４１は、本圧着用テーブル４２と、本圧着用バックアップステージ４３と、本圧着用支持フレーム４４とを支持している。

【0052】

本圧着用テーブル４２は、サポート基板Ｓの周縁部を保持し、（サポート基板Ｓに固定された）半導体ウェハ基板ＷをＸＹ面内の任意な位置に移動させるものである。図４に示した本圧着装置４においては、本圧着用基台４１上にＹ方向に移動可能なＹ方向可動部４２ａを設け、Ｙ方向可動部４２ａ上にＸ方向に移動可能なＸ方向可動部４２ｂを設け、Ｘ方向可動部４２ｂ上にθ方向に移動可能なθ方向可動部４２ｃを設け、θ方向可動部４２ｃがサポート基板Ｓの周縁部を保持する構成になっているがこれに限定されるものではない。サポート基板Ｓの周縁部を保持して、Ｘ、Ｙおよびθの各方向の位置調整が可能な構成であれば良い。ただし、本圧着用テーブル４２の可動範囲内において、本圧着用テーブル４２が本圧着用バックアップステージ４３に接触しない構造である必要がある。

【0053】

本圧着用バックアップステージ４３は、本圧着用ヘッド４６により半導体ウェハ基板Ｗ上の半導体チップＣを熱圧着する際にサポート基板Ｓ側から支持するものであり、図示しない吸着機構によりサポート基板Ｓを吸着保持する機能を備えていることが望ましい。本圧着用バックアップステージ４３はヒータを内蔵していてもよい。このヒータは、本圧着用ヘッド４６による熱圧着時にサポート基板Ｓ側から加熱を行うものである。
本圧着用バックアップステージ４３の上面は、本圧着用ヘッド４６によって押圧される領域を支持する形状である必要があるが、広すぎると他の構成要素との干渉が起こりやすいので好ましくない。本圧着ヘッド４６の押圧面と本圧着用バックアップステージ４３の上面が一対を成すことにより、半導体ウェハ基板Ｗの位置とは無関係に同一の平行度で加圧を行うことができる。

【0054】

本圧着用支持フレーム４４は、本圧着用ユニット４５を支持するものである。図４の本圧着装置４において、本圧着用支持フレーム４４は門型形状としている。これは、本圧着用ユニット４５による加圧力が大きな場合にも適しているためである。

【0055】

本圧着用ユニット４５は、本圧着用ヘッド４６をＺ方向に移動させるものである。本圧着用ユニット４５は、図示しないサーボモータとボールねじとから構成される。本圧着用ユニット４５は、サーボモータによってボールねじを回転させることによりボールねじの軸方向の駆動力を発生するように構成されている。本圧着用ユニット４５は、ボールねじの軸方向が本圧着用バックアップステージ４３の上面に対して垂直なＺ方向になるように本圧着用支持フレーム４４に取り付けられている。つまり、本圧着用ユニット４５は、Ｚ軸方向の駆動力（加圧力）を発生できるように構成されている。本圧着用ユニット４５は、サーボモータの出力を制御することによりＺ方向の加圧力を任意に設定できるように構成されている。なお、本実施形態において、本圧着用ユニット４５は、サーボモータとボールねじの構成としたが、これに限定されるものではなく、空圧アクチュエータ、油圧アクチュエータやボイスコイルモータから構成してもよい。

【0056】

本圧着用ヘッド４６は、本圧着用ユニット４５の駆動力を半導体チップＣに伝達するとともに、半導体チップＣを加圧して熱圧着を行うものである。本圧着用ヘッド４６には、半導体チップＣを加熱するための本圧着用ヒータ４７が内蔵されている。また本圧着用ヘッド４６の先端部には本圧着用アタッチメント４８が設けられており、本圧着用アタッチメント４８によって形成される押圧面ＳＡは、複数の半導体チップＣを同時に加圧する形状を有している。

【0057】

本圧着用ヘッド４６は、本圧着用ユニット４５を構成している図示しないボールねじナットに取り付けられている。つまり、本圧着用ヘッド４６は、本圧着用バックアップステージ４３と平行に対向するように配置されている。すなわち、本圧着用ヘッド４６は本圧着用ユニット４５によってＺ方向に移動されることで、本圧着用バックアップステージ４３に近接する。

【0058】

図示しない搬送装置５は、切断装置２、仮圧着装置３と本圧着装置の間で半導体ウェハ基板Ｗ（または半導体チップＣが仮固定された半導体ウェハ基板Ｗ）を固定したサポート基板Ｓの受け渡しを行なうものである。

【0059】

制御部６は、図５に示すように、切断装置２、仮圧着装置３、本圧着装置４および搬送装置５を制御するものである。制御部６は、実体的には、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ等がバスで接続される構成であってもよく、あるいはワンチップのＬＳＩ等からなる構成であってもよい。制御部６は、切断装置２、仮圧着装置３、本圧着装置４および搬送装置５を制御するための種々のプログラムやデータが格納されている。

【0060】

制御部６は、切断用ステージ２２と仮圧着用ステージ３２と本圧着用テーブル４２とに接続され、切断用ステージ２２と仮圧着用ステージ３２と本圧着用テーブル４２とのＸ方向、Ｙ方向、θ方向の移動量をそれぞれ制御することができる。

【0061】

制御部６は、切断用ユニット２４と仮圧着用ユニット３４と本圧着用ユニット４５とに接続され、切断用ユニット２４と仮圧着用ユニット３４と本圧着用ユニット４５とのＺ方向の加圧力および切断用ユニット２４の切断用ヘッド２５の動作態様をそれぞれ制御することができる。

【0062】

制御部６は、仮圧着用ヒータ３６と本圧着用ヒータ４７とに接続され、仮圧着用ヒータ３６と本圧着用ヒータ４７との温度をそれぞれ制御することができる。

【0063】

制御部６は、切断用距離センサ２７に接続され、半導体ウェハ基板Ｗの表面までの距離を取得することができる。

【0064】

制御部６は、切断用画像認識装置２８と仮圧着用画像認識装置３８とに接続され、切断用画像認識装置２８と仮圧着用画像認識装置３８とをそれぞれ制御し、半導体ウェハ基板Ｗや半導体チップＣの位置情報を取得することができる。

【0065】

制御部６は、搬送装置５に接続され、搬送装置５を制御することができる。

【0066】

以下では、図６から図１２を用いて、本発明に係わる半導体装置の製造装置１を用いた半導体装置の製造方法について説明する。

【0067】

図６（ａ）は切断装置２で処理される前の、サポート基板Ｓに仮貼材Ｍを介して固定された半導体ウェハ基板Ｗの断面図である。この半導体ウェハ基板Ｗ全体の上面図が図１１（ａ）であるが、図１１（ａ）においてはパッド電極Ｅの記載を省いている。

【0068】

図６（ａ）に示した状態から、切断装置２は切断用ユニット２４を下降してダイシングブレード２６によって半導体ウェハ基板Ｗに切込を形成するように切断する（図６（ｂ））。切断に際して制御部６は、切断用画像認識装置２８によりシリコンウェハ基板Ｗ面内における切断位置がダイシングブレード２６の直下になるように位置合わせを行い、切断用距離センサ２７により、半導体ウェハ基板Ｗの表面とダイシングブレード２６の刃先位置を確認し所定の切込み深さとなるように切断用ユニット２４を制御する。また、制御部６は半導体ウェハ基板Ｗを個片化するため縦横に直線的な切込みを入れるが、そのために半導体ウェハ基板ＷをＸＹ面内で所定長さ移動させながら切断を行なうよう切断用ステージ２２を制御する。なお、升目状の切込みを入れるために切断用ステージ２２により半導体ウェハ基板Ｗを（サポート基板Ｓとともに）θ方向に９０度移動させてもよいが、ダイシングブレード２６をθ方向に９０度回転させることが可能な（あるいはθ方向に９０度向きが異なるダイシングブレードを有している）場合は、切断用ステージ２２を回転させずに、ダイシングブレード２６の向きを９０度変えた後に切断時のステージ移動方向をダイシングブレード２６の向きに合わせてもよい。

【0069】

図６（ｃ）は切断工程完了後の断面図であり、半導体ウェハ基板Ｗ全体の上面図で示したのが図１１（ｂ）である。図１１（ｂ）により、切断工程により半導体ウェハ基板Ｗは升目状に切込部Ｗ０が形成され、ダイシングされていることが判る。

【0070】

図６（ｃ）において切込部Ｗ０の深さが半導体ウェハ基板Ｗを貫通して仮貼材Ｍに達していることが判るが、詳しくは図８のようになっている。図８において、仮貼材厚みＴＭに対して、仮貼材Ｍの切断深さＤＣの関係は、（仮貼材Ｍの切断深さＤＣ）／（仮貼材厚みＴＭ）≧０．５とすることが望ましい。この値が０．５未満であると、熱圧着工程での仮貼材の変形が周囲に影響し、位置ズレを生じる可能性があるからである。また、０．５より大きく設定することで、切断装置２の切断用距離センサ２７に少々の測定誤差が生じても半導体ウェハ基板Ｗを貫通するように切断することが出来る。

【0071】

切断装置２によってダイシングされた半導体ウェハ基板Ｗはサポート基板Ｓに固定された状態で搬送装置５によって仮圧着装置３に運ばれる。仮圧着装置３に搬送された半導体ウェハ基板Ｗはサポート基板に固定された状態で仮圧着用ステージ３２に保持される。

【0072】

仮圧着工程において、仮圧着装置３の仮圧着用アタッチメント３７に保持した半導体チップＣを仮圧着用ヒータ３６によって所定の仮圧着温度Ｔｔまで加熱する。これによって半導体チップＣに付着した熱硬化性接着剤Ｒには、熱が伝わり半導体チップＣと略同一の仮圧着温度Ｔｔに加熱される。ここで、仮圧着温度Ｔｔは、熱硬化性接着剤Ｒの硬化開始温度より低く設定されている。すなわち、制御部６は熱硬化性接着剤Ｒが硬化しない温度域において熱硬化性接着剤Ｒが所定の粘度になるよう仮圧着用ヒータ３６の温度を制御している。

【0073】

この状態で、制御部６は、半導体チップＣを半導体ウェハ基板Ｗに仮固定するように仮圧着用画像認識装置３８から取得した情報に基づいて仮圧着用ステージ３２を位置調整する。この状態における半導体チップＣと半導体ウェハ基板Ｗの状況を示したのが図７（ｄ）であり、この後に制御部６は仮圧着用ユニット３４を制御して半導体チップＣを半導体ウェハ基板Ｗ上に所定の圧力で圧着して仮固定する。

【0074】

以上の動作を半導体ウェハ基板Ｗ上に順次実施した後の状態の断面図が図７（ｅ）であり、半導体ウェハ基板Ｗ全体に半導体チップＣが仮固定された状態の上面図で示したのが図１２（ｃ）である。

【0075】

この後、半導体チップＣが仮固定された半導体ウェハ基板Ｗはサポート基板Ｓに固定された状態で搬送装置５によって本圧着装置４に運ばれる。本圧着装置４に搬送されたサポート基板Ｓは周縁部を本圧着用テーブル４２に把持される。制御部６は、本圧着用テーブル４２で把持したサポート基板Ｓの位置を調整し、半導体チップＣを仮固定した半導体ウェハ基板Ｗの熱圧着すべき領域の上下に本圧着用アタッチメント４８と本圧着用バックアップステージ４３が配置されるようにする。なお、この段階において、半導体チップＣの上面に対して、本圧着用アタッチメント４８の押圧面には隙間がある。

【0076】

次に、制御部６は、本圧着用ヒータ４７を所定温度に加熱した状態で、本圧着ユニット４５を制御して本圧着用ヘッド４６を下降させて、半導体チップＣを熱圧着する。その際、半導体ウェハ基板Ｗ全体に半導体チップＣを仮固定した状態での、熱圧着領域ＳＡを示した上面図が図１２（ｄ）である。本実施形態において、熱圧着領域ＳＡで最多４個の半導体チップＣが熱圧着できるような本圧着用アタッチメント４８を用いるが、これに限定されるものではなく、一括で圧着できる半導体チップＣの数がこれより多くても少なくてもよい。

【0077】

この本圧着工程で、半導体チップＣが仮固定された半導体ウェハ基板Ｗがサポート基板Ｓに固定された状態で熱圧着される状態を示したのが図７（ｆ）である。この熱圧着時において本発明の効果が発揮されるが、その効果については図９を用いて説明する。

【0078】

半導体ウェハ基板Ｗをダイシングして個片化していない場合においては、図９（ａ）に断面図を示すように、本圧着用アタッチメント４８によって加熱される半導体チップＣが昇温し、加熱された半導体チップＣからの熱流Ｈｃは熱伝導率の高い半導体ウェハ基板Ｗを伝わって周辺の（本圧着工程前の）半導体チップＣに付着している熱硬化性樹脂Ｒを硬化開始温度以上に加熱してしまう。一方、半導体ウェハ基板Ｗをダイシングして個片化した場合においては、図９（ｂ）に断面図を示すように、半導体チップＣ間で半導体ウェハ基板Ｗに切込部Ｗ０があるので、半導体ウェハ基板Ｗを通じた熱伝導が防げる。更に、仮貼材Ｍとして用いられる素材は半導体に比べて熱伝導性が低いので、半導体チップＣからの熱流Ｈｃは極めて限定されたものになる。すなわち、本圧着用アタッチメント４８を介して加熱されている領域外の半導体チップＣの熱硬化性樹脂Ｒが硬化するのを防ぐことができる。

【0079】

更に、本圧着用アタッチメント４８を介して加熱された半導体チップＣから半導体ウェハ基板Ｗを通して外部に放出される熱が制限されるので、加熱対象の半導体チップＣの上下方向での温度差を低減することが出来る。このため、半導体ウェハ基板Ｗ上に複数の半導体チップＣを仮固定した状態で熱圧着する場合において、積層の上部（本圧着用アタッチメント４８に近い側）と積層の下部（半導体ウェハ基板Ｗに近い側）で同等の接合品質を確保することが可能になる。

【0080】

また、仮貼材Ｍの素材が弾性を有していれば、半導体チップＣの厚みバラツキにも対応し得る。すなわち、図１０（ａ）のように、仮固定さらた半導体チップＣに厚みバラツキがあったとしても、弾性を有する仮貼材Ｍが本圧着工程で厚みバラツキを吸収する効果がある。

【0081】

以上、図１に示した半導体装置の製造装置１を用いた実施形態について説明したが、本発明は、本圧着工程前に半導体ウェハ基板Ｗをダイシングして個片化することで効果を発揮するものである。このため、半導体装置の製造装置１を構成している切断装置２、仮圧着装置３および本圧着装置４の配列を変え、図１３に示すような半導体装置の製造装置１００によって、仮圧着工程後の次に切断工程という順番にしてもよい。このような半導体装置１００においては、図５と同様な制御構成でよく、工程のプログラムが半導体装置の製造装置１とは異なる。なお、図１３においては、切断装置２を中心に仮圧着装置３と本圧着装置４を直角配置しているが、これに限定されるものではなく、仮圧着装置３、切断装置２．本圧着装置４の順で直線配置されていてもよい。

【0082】

以下では、図１４から図１６を用いて、本発明に係わる別の実施形態として、半導体装置の製造装置１００を用いた半導体装置の製造方法について説明する。

【0083】

図１４（ａ）は仮圧着装置３で処理される前の、サポート基板Ｓに仮貼材Ｍを介して固定された半導体ウェハ基板Ｗの断面図である。この半導体ウェハ基板Ｗ全体の上面図が図１６（ａ）であるが、図１６（ａ）においても図１１（ａ）と同様にパッド電極Ｅの記載を省いている。

【0084】

このサポート基板Ｓに仮貼材Ｍを介して固定された半導体ウェハ基板Ｗは仮圧着装置３の仮圧着用ステージ３２に固定され、図１４（ａ）のように、半導体チップＣと半導体ウェハ基板Ｗが位置合わせされ（図１４（ｂ））、半導体ウェハ基板Ｗ上に半導体チップＣが仮固定される（図１４（ｃ））。この仮圧着工程における仮圧着装置３の動作は、半導体装置の製造装置１と同様である。なお、半導体ウェハ基板Ｗ全体に半導体チップＣが仮固定された状態の上面図で示したのが図１６（ｂ）である。

【0085】

次に、半導体チップＣが仮固定された半導体ウェハ基板Ｗはサポート基板Ｓに固定された状態で搬送装置５によって切断装置２に運ばれ、切断用ステージ２２に保持された状態で切断用ユニット２４を下降してダイシングブレード２６によって半導体ウェハ基板Ｗに切込が形成される（図１５（ｄ））。切断工程に際しては、半導体チップＣが仮固定されている以外は半導体装置の製造装置１と同様に行う。すなわち、切込み深さも、仮貼材厚みＴＭに対して、仮貼材Ｍの切断深さＤＣの関係が、（仮貼材Ｍの切断深さＤＣ）／（仮貼材厚みＴＭ）≧０．５とすることが望ましい。

【0086】

切断工程完了後の状態は図１５（ｅ）であり、半導体装置の製造装置１での仮圧着後の状態（図７（ｅ））と同じである。このため、本圧着工程（図１５（ｆ））については、半導体装置の製造装置１と何ら変わらず、同じ効果が得られる。

【0087】

なお、いずれの実施形態においても、本圧着工程が完了したら、半導体ウェハ基板Ｗから仮貼材を剥離することにより、半導体装置として個片化することができる。また、ＦＯ−ＷＬＰ用途においては、更に再配線層ＷＲ以外の半導体ウェハ基板Ｗ部分を除去してもよい。

【0088】

ところで、前述のとおり本発明は半導体ウェハ基板Ｗ上に複数の半導体チップＣを積層状態で仮固定して熱圧着する際にも有効であるが、このための装置配列は図１の半導体の製造装置１、図１３の半導体装置の製造装置１００の何れでもよい。半導体の製造装置１では図１７（ａ）、図１７（ｂ）のように半導体ウェハ基板Ｗを個片化してから半導体チップＣを仮固定状態で積層し、半導体装置の製造装置１００では半導体ウェハ基板Ｗに半導体チップＣを仮固定状態で積層してから半導体ウェハ基板Ｗを個片化する。

【0089】

これまで説明した本発明の実施形態では、切断工程において、半導体ウェハ基板Ｗを貫通する切込みを入れているが、熱圧着対象以外の半導体チップへの熱影響影響を僅かでも低減する目的であれば。半導体ウェハ基板Ｗを貫通しない（ハーフカット）切込みであってもよい。例えば、図１９に示すように、半導体ウェハ基板厚みＴＷに対して、切込部Ｗ０の深さＨＣが、（切込部Ｗ０の深さＨＣ）／（半導体ウェハ基板厚みＴＷ）≧０．５であれば、半導体ウェハ基板Ｗを介した隣接半導体チップＣへの熱影響は半減以下とすることが出来る。ただし、半導体ウェハ基板Ｗを貫通する切込み深さでなければ、半導体チップＣの高さバラツキを仮貼材Ｍで緩和することは困難となるので、本圧着工程で用いる本圧着ヘッド４６側に弾性を持たせることが望ましい。

【符号の説明】

【0090】

１ 半導体装置の製造装置
２ 切断装置
３ 仮圧着装置
４ 本圧着装置
５ 搬送装置
６ 制御部
２１ 切断用基台
２２ 切断用ステージ
２３ 切断用支持フレーム
２４ 切断用ユニット
２５ 切断用ヘッド
２６ ダイシングブレード
２７ 切断用距離センサ
２８ 切断用画像認識装置
３１ 仮圧着用基台
３２ 仮圧着用ステージ
３３ 仮圧着用支持フレーム
３４ 仮圧着用ユニット
３５ 仮圧着用ヘッド
３６ 仮圧着用ヒータ
３７ 仮圧着用アタッチメント
３８ 仮圧着用画像認識装置
４１ 本圧着用基台
４２ 本圧着用テーブル
４３ 本圧着用バックアップステージ
４４ 本圧着用支持フレーム
４５ 本圧着用ユニット
４６ 本圧着用ヘッド
４７ 本圧着用ヒータ
４８ 本圧着用アタッチメント
Ｂ バンプ
Ｃ 半導体チップ
Ｅ パッド電極
Ｍ 仮貼材
Ｒ 熱硬化性接着剤
Ｓ サポート基板
ＳＡ 熱圧着領域
Ｗ 半導体ウェハ基板
Ｗ０ 切込部
ＷＲ 再配線層

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】