JP2007035880A - バンプ付きウエハの製造方法、バンプ付きウエハ、半導体装置 - Google Patents

Abstract

【課題】保護層を研磨する必要がなく、従来よりも簡易かつ簡便に信頼性の高いバンプ付きウエハを製造することができるバンプ付きウエハの製造方法を提供する。
【解決手段】バンプ付きウエハＡの製造方法に関する。ウエハ１に接続用端子２を設け、この接続用端子２にバンプ３を形成した後、ウエハ１のバンプ形成面にフィラー充填樹脂シート４及び離型フィルム５をこの順に重ね合わせて加熱加圧することによって、バンプ先端部を前記フィラー充填樹脂シート４から凸状に突出させると共に、ウエハ１のバンプ形成面のうちバンプ３が形成されていない箇所及びバンプ３の周囲に前記フィラー充填樹脂シート４による保護層６を形成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、接続電極であるバンプをシリコンウエハ等のウエハに設けて形成されるバンプ付きウエハの製造方法、この方法を使用して製造されるバンプ付きウエハ、このバンプ付きウエハを使用して製造される半導体装置に関するものである。

近年、ウエハの直径は６、８、１２インチと大きさを増しているが、このように大きな面積に均一な保護層を形成するために、ウエハの回路面にまず少し厚めに液状封止材を印刷したり、又はコンパウンドを金型成形により薄膜に延ばしたりすることが一般的に行われている。

その後、上記のようにして形成した保護層の表面を研磨することによって、半田バンプ等を実装するための回路を露出させるものであるが、大きな面積になると均一に研磨することが難しくなるので、最近では、図８（ａ）のようにウエハ１に設けた接続用端子２にあらかじめ銅の柱状バンプ１２を形成すると共に、柱状バンプ１２の周囲に液状封止材を流し込んで保護層６を形成することが行われている（例えば、特許文献１〜６参照。）。この場合、従来の回路よりも柱状バンプ１２の方がある程度の高さを確保することができるので、保護層６の研磨が不均一であっても、図８（ａ）のようにすべての柱状バンプ１２の先端面を露出させることができる。そして、このように露出した柱状バンプ１２に半田ボール１３を実装することによって、図８（ｂ）のようなバンプ付きウエハＡを製造することができるものである。

ここで、保護層６を研磨する手間を少しでも省くために、柱状バンプ１２の周囲に液状封止材を充填した後、これが硬化する前にクッション材（図示省略）で押さえ付けて、図８（ａ）のように柱状バンプ１２の先端面を露出させるという方法も提案されている。

また、保護層６を研磨する手間を省く方法として、図９（ａ）のようにウエハ１に設けた接続用端子２に直接半田ボール１３を実装し、この半田ボール１３の先端部が露出するように、半田ボール１３の周囲に液状封止材を流し込むことによって、図９（ｂ）のようなバンプ付きウエハＡを製造する方法も考えられる。

一方、半導体装置Ｂを製造するにあたっては、図８（ｂ）、図９（ａ）、図９（ｂ）に示すいずれのバンプ付きウエハＡを用いることもできる。例えば、図９（ａ）のようなウエハ１の回路面に直接半田ボール１３を実装した状態のバンプ付きウエハＡを用いる場合には、図１０のように、このバンプ付きウエハＡの半田ボール１３の先端部を、基板９に設けた回路１０に当接させると共に、バンプ付きウエハＡと基板９との間の隙間にアンダーフィルを流し込むことによって、半導体装置Ｂを製造することができるものであり、このような方法は低価格帯の商品では多用されている。
特開２００４−８７７８９号公報 特開平１１−３０７５８７号公報 特開２００１−７７２３１号公報 特開２０００−１３３６６９号公報 特開２００５−７９５７７号公報 特表２００１−５２６４６４号公報

しかしながら、上述した従来の技術には種々の問題点がある。すなわち、図８のようにウエハ１に銅の柱状バンプ１２を形成するという工程では、銅メッキを施す必要があるが、これに時間がかかるという問題がある。また、保護層６の表面を均一に研磨するという工程では、ウエハ１が大面積になるに従い、均一な研磨が非常に難しくなるという問題がある。しかもこの工程で発生する研磨くずは、高い清浄度が要求されるウエハ１の加工工程では、悪影響を及ぼすおそれがあり、この点が憂慮されている。

また、図８（ａ）のように研磨により露出した柱状バンプ１２の先端面に金メッキ等を施して、次にこの箇所に図８（ｂ）のように半田ボール１３の実装がされるが、この半田ボール１３は保護層６の表面から突き出た状態であって、半田ボール１３の周囲を支えるものが全く存在せず、固定強度に問題がある。この問題は、図９（ａ）に示すものについてもいえる。

ここで、図９（ｂ）に示すものでは、半田ボール１３の周囲が保護層によって支えられているが、この保護層６は、上述のとおり、液状封止材によって形成されるものであるため、半田ボール１３の周囲の隅々にまで液状封止材が行き渡らないおそれがある。そうすると、図９（ｂ）のように、半田ボール１３自体の高さは均一であっても、保護層６の表面から突出する半田ボール１３の高さにバラツキが生じるものである。そして、このように半田ボール１３の突出高さにバラツキのあるようなものを用いて、図１０と同様に半導体装置Ｂを製造すると、バンプ付きウエハＡと基板９との間の隙間にアンダーフィルを完全に充填することができず、ボイドが残ってしまうという問題がある。

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、保護層を研磨する必要がなく、従来よりも簡易かつ簡便に信頼性の高いバンプ付きウエハを製造することができるバンプ付きウエハの製造方法、バンプの周囲が保護層で支持されて固定強度を高く得ることができると共に、保護層表面からのバンプの突出高さにバラツキのないバンプ付きウエハ、ウエハと基板との間の隙間に樹脂が充填されてボイドが残存せずに信頼性の高い半導体装置を提供することを目的とするものである。

本発明の請求項１に係るバンプ付きウエハの製造方法は、ウエハ１に接続用端子２を設け、この接続用端子２にバンプ３を形成した後、ウエハ１のバンプ形成面にフィラー充填樹脂シート４及び離型フィルム５をこの順に重ね合わせて加熱加圧することによって、バンプ先端部を前記フィラー充填樹脂シート４から凸状に突出させると共に、ウエハ１のバンプ形成面のうちバンプ３が形成されていない箇所及びバンプ３の周囲に前記フィラー充填樹脂シート４による保護層６を形成することを特徴とするものである。

本発明の請求項２に係るバンプ付きウエハの製造方法は、ウエハ１に接続用端子２を設け、この接続用端子２にバンプ３を形成した後、ウエハ１のバンプ形成面にフィラー充填樹脂シート４、離型フィルム５、クッション材７をこの順に重ね合わせて加熱加圧することによって、バンプ先端部を前記フィラー充填樹脂シート４から凸状に突出させると共に、ウエハ１のバンプ形成面のうちバンプ３が形成されていない箇所及びバンプ３の周囲に前記フィラー充填樹脂シート４による保護層６を形成することを特徴とするものである。

請求項３の発明は、請求項１又は２において、離型フィルム５の厚みが１００μｍ以下であることを特徴とするものである。

本発明の請求項４に係るバンプ付きウエハの製造方法は、ウエハ１に接続用端子２を設け、この接続用端子２にバンプ３を形成した後、ウエハ１のバンプ形成面にフィラー充填樹脂シート４、離型性を有するクッション材７をこの順に重ね合わせて加熱加圧することによって、バンプ先端部を前記フィラー充填樹脂シート４から凸状に突出させると共に、ウエハ１のバンプ形成面のうちバンプ３が形成されていない箇所及びバンプ３の周囲に前記フィラー充填樹脂シート４による保護層６を形成することを特徴とするものである。

請求項５の発明は、請求項４において、離型性を有するクッション材７として、シリコンゴムシート８を用いることを特徴とするものである。

請求項６の発明は、請求項１乃至５のいずれかにおいて、ウエハ１のバンプ形成面と反対側の面にもフィラー充填樹脂シート４による保護層６を形成することを特徴とするものである。

請求項７の発明は、請求項１乃至６のいずれかにおいて、ロールラミネーターを用いて加熱加圧することを特徴とするものである。

請求項８の発明は、請求項１乃至７のいずれかにおいて、真空下で加熱加圧することを特徴とするものである。

請求項９の発明は、請求項１乃至８のいずれかにおいて、保護層６がＢステージ状態であることを特徴とするものである。

本発明の請求項１０に係るバンプ付きウエハは、請求項１乃至９のいずれかに記載の方法を使用して製造して成ることを特徴とするものである。

本発明の請求項１１に係る半導体装置は、請求項１０に記載のバンプ付きウエハＡのバンプ先端部を基板９に設けた回路１０に接合させることによって、前記バンプ付きウエハＡを基板９に実装して成ることを特徴とするものである。

本発明の請求項１に係るバンプ付きウエハの製造方法によれば、保護層を研磨する必要がなく、従来よりも簡易かつ簡便に信頼性の高いバンプ付きウエハを製造することができるものである。

本発明の請求項２に係るバンプ付きウエハの製造方法によれば、保護層を研磨する必要がなく、従来よりも簡易かつ簡便に信頼性の高いバンプ付きウエハを製造することができるものである。

請求項３の発明によれば、離型フィルムの柔軟性を確保することができるものである。

本発明の請求項４に係るバンプ付きウエハの製造方法によれば、保護層を研磨する必要がなく、従来よりも簡易かつ簡便に信頼性の高いバンプ付きウエハを製造することができるものである。

請求項５の発明によれば、離型フィルムを用いる必要がなくなり、さらに簡易かつ簡便にバンプ付きウエハを製造することができるものである。

請求項６の発明によれば、ウエハのバンプ形成面と反対側の面に形成した回路やウエハ自体を保護層で保護することができるものである。

請求項７の発明によれば、ウエハのバンプ形成面に保護層を連続して形成することができ、バンプ付きウエハの製造効率を高めることができるものである。

請求項８の発明によれば、保護層内にボイドが残存するのを防止することができるものである。

請求項９の発明によれば、バンプ付きウエハを基板に載置して加熱した場合に保護層を溶融させることができ、この溶融した保護層の樹脂でバンプ付きウエハと基板とを接着させることができるものである。

本発明の請求項１０に係るバンプ付きウエハによれば、バンプの周囲が保護層で支持されて固定強度を高く得ることができると共に、保護層表面からのバンプの突出高さにバラツキがないものである。

本発明の請求項１１に係る半導体装置によれば、ウエハと基板との間の隙間に樹脂が充填されてボイドが残存せずに信頼性を高く得ることができるものである。

以下、本発明の実施の形態を説明する。

（実施形態１）
本実施形態においては、次のような方法でバンプ付きウエハＡを製造することができる。まず、図１（ａ）に示すように、シリコンウエハ等のウエハ１に接続用端子２を設け、この接続用端子２にバンプ３を直接形成する。このバンプ３は、接続用端子２に半田ボールを搭載し、この半田ボールを溶融させることによって、形成することができる。半田ボールの直径は、特に限定されるものではないが、例えば、１００〜３００μｍに設定することができる。そして、バンプ３を形成した後、ウエハ１のバンプ形成面にフィラー充填樹脂シート４及び離型フィルム５をこの順に重ね合わせる。

ここで、フィラー充填樹脂シート４としては、特に限定されるものではないが、例えば、シリカ、アルミナ、ＢＮ等のフィラーをエポキシ樹脂等の樹脂に６０〜９５質量％の割合で充填して得られる樹脂組成物をシート状に成形したものを用いることができる。このようなフィラー充填樹脂シート４の厚みは、特に限定されるものではないが、例えば、半田ボールの直径の１／２以下に設定することができる。なお、フィラーの粒径はサブミクロンオーダーであることが好ましい。

また、離型フィルム５としては、フィラー充填樹脂シート４に対して離型性を有するものであれば、特に限定されるものではない。離型フィルム５の厚みは１００μｍ以下（実質上の下限は１０μｍ）であることが好ましい。離型フィルム５の厚みが１００μｍを超えると、柔軟性がなくなって、後述するようにフィラー充填樹脂シート４の中からバンプ先端部を凸状に突出させることができなくなるおそれがある。

そして、ウエハ１のバンプ形成面にフィラー充填樹脂シート４及び離型フィルム５を重ね合わせたものを５０〜１５０℃、０．０５〜３．００ＭＰａの条件で加熱加圧する。この加熱加圧によって、フィラー充填樹脂シート４を溶融させ、図１（ｂ）に示すように、溶融したフィラー充填樹脂シート４内にバンプ３を貫入させると共に、バンプ先端部を前記フィラー充填樹脂シート４の中から凸状に突出させる。このとき、ウエハ１のバンプ形成面のうちバンプ３が形成されていない箇所及びバンプ３の周囲には前記フィラー充填樹脂シート４による保護層６が形成される。なお、バンプ先端部の表面に保護層６が薄皮として残存し、バンプ先端部が露出しない場合があるが、このような場合には、デスミア処理やプラズマ処理等を施すことによって、薄皮状の保護層６を除去することができる。具体的には、上記デスミア処理は、膨潤処理した後、過マンガン酸エッチング処理することによって行うことができる。一方、上記プラズマ処理は、酸素プラズマ等を用いて行うことができる。

ここで、上記の加熱加圧は、図５に示すように、ロールラミネーターを用いて行うようにしてもよい。このようにロールラミネーターを用いると、ウエハ１のバンプ形成面に保護層６を連続して形成することができ、バンプ付きウエハＡの製造効率を高めることができるものである。なお、図５において１１はヒートロールである。

また、上記の加熱加圧は、真空下で行うのが好ましい。これにより、保護層６内にボイドが残存するのを防止することができるものである。

また、上記の加熱加圧後に形成される保護層６は、Ｃステージ状態であってもよいが、Ｂステージ状態であることが好ましい。すなわち、上記の加熱加圧は、フィラー充填樹脂シート４がＣステージ状態になるまで行うのではなく、Ｂステージ状態を維持できる程度にとどめておくのが好ましい。このようにしておくと、実施形態４においても説明するが、図６に示すようにバンプ付きウエハＡを基板９に載置して加熱した場合に保護層６を溶融させることができ、この溶融した保護層６の樹脂でバンプ付きウエハＡと基板９とを接着させることができるものである。

また、フィラー充填樹脂シート４による保護層６は、図４に示すように、ウエハ１のバンプ形成面と反対側の面にも形成することができる。これにより、ウエハ１のバンプ形成面と反対側の面に形成した回路（図示省略）やウエハ１自体を保護層６で保護することができるものである。

そして、離型フィルム５は、図１（ｂ）に示すように、保護層６の表面及びこの面から突出したバンプ先端部に密着しているが、常温に冷却した後、この離型フィルム５を剥離することによって、図１（ｃ）に示すようなバンプ付きウエハＡを得ることができるものである。

このように、上述した方法によれば、図８のように柱状バンプ１２を形成する手間を省くことができ、従来よりも製造工程を簡略化することができるものである。また、柱状バンプ１２を形成しないので、保護層６を研磨する必要もなくなり、製造工程をさらに簡略化することができると共に、研磨くずの発生もなくなるものである。

そして、上述した方法を使用して製造されるバンプ付きウエハＡにあっては、図１（ｃ）に示すように、各バンプ３の周囲が保護層６で支持されているので、固定強度を高く得ることができるものである。また、保護層６は、液状封止材を用いて形成されるのではなく、均一な厚みのフィラー充填樹脂シート４を用いて形成されるので、保護層表面からのバンプ３の突出高さにバラツキが生じなくなるものである。このように、上述した方法によれば、従来よりも簡易かつ簡便に信頼性の高いバンプ付きウエハＡを製造することができるものである。

（実施形態２）
本実施形態においては、次のような方法でバンプ付きウエハＡを製造することができる。まず、図２（ａ）に示すように、シリコンウエハ等のウエハ１に接続用端子２を設け、この接続用端子２にバンプ３を直接形成する。このバンプ３は、実施形態１と同様に形成することができ、また、半田ボールの直径も、実施形態１と同様に設定することができる。そして、バンプ３を形成した後、ウエハ１のバンプ形成面にフィラー充填樹脂シート４、離型フィルム５、クッション材７をこの順に重ね合わせる。

ここで、フィラー充填樹脂シート４及び離型フィルム５としては、実施形態１と同様のものを用いることができる。

また、クッション材７としては、フィラー充填樹脂シート４の中から突出するバンプ先端部を潰さずにこれを吸収できる程度の弾性を有するものであれば、特に限定されるものではない。クッション材７の厚みは、保護層表面からのバンプ３の突出高さ以上であることが好ましい。

そして、ウエハ１のバンプ形成面にフィラー充填樹脂シート４、離型フィルム５、クッション材７を重ね合わせたものを実施形態１と同様の条件で加熱加圧する。この加熱加圧によって、フィラー充填樹脂シート４を溶融させ、図２（ｂ）に示すように、溶融したフィラー充填樹脂シート４内にバンプ３を貫入させると共に、バンプ先端部を前記フィラー充填樹脂シート４の中から凸状に突出させる。このとき、ウエハ１のバンプ形成面のうちバンプ３が形成されていない箇所及びバンプ３の周囲には前記フィラー充填樹脂シート４による保護層６が形成される。なお、バンプ先端部の表面に保護層６が薄皮として残存し、バンプ先端部が露出しない場合があるが、このような場合には、デスミア処理やプラズマ処理等を施すことによって、薄皮状の保護層６を除去することができる。

ここで、上記の加熱加圧は、図５に示すように、ロールラミネーターを用いて行うようにしてもよい。この場合、クッション材（図示省略）はヒートロール１１の外周面に巻き付けて設けることができる。

また、上記の加熱加圧は、真空下で行うのが好ましく、さらに、上記の加熱加圧後に形成される保護層６はＢステージ状態であることが好ましい。

また、フィラー充填樹脂シート４による保護層６は、図４に示すように、ウエハ１のバンプ形成面と反対側の面にも形成することができる。

そして、離型フィルム５は、図２（ｂ）に示すように、保護層６の表面及びこの面から突出したバンプ先端部に密着しているが、常温に冷却した後、この離型フィルム５を剥離することによって、図２（ｃ）に示すようなバンプ付きウエハＡを得ることができるものである。

このように、上述した方法によれば、図８のように柱状バンプ１２を形成する手間を省くことができ、従来よりも製造工程を簡略化することができるものである。また、柱状バンプ１２を形成しないので、保護層６を研磨する必要もなくなり、製造工程をさらに簡略化することができると共に、研磨くずの発生もなくなるものである。

そして、上述した方法を使用して製造されるバンプ付きウエハＡにあっては、図２（ｃ）に示すように、各バンプ３の周囲が保護層６で支持されているので、固定強度を高く得ることができるものである。また、保護層６は、液状封止材を用いて形成されるのではなく、均一な厚みのフィラー充填樹脂シート４を用いて形成されるので、保護層表面からのバンプ３の突出高さにバラツキが生じなくなるものである。このように、上述した方法によれば、従来よりも簡易かつ簡便に信頼性の高いバンプ付きウエハＡを製造することができるものである。

（実施形態３）
本実施形態においては、次のような方法でバンプ付きウエハＡを製造することができる。まず、図３（ａ）に示すように、シリコンウエハ等のウエハ１に接続用端子２を設け、この接続用端子２にバンプ３を直接形成する。このバンプ３は、実施形態１と同様に形成することができ、また、半田ボールの直径も、実施形態１と同様に設定することができる。そして、バンプ３を形成した後、ウエハ１のバンプ形成面にフィラー充填樹脂シート４、離型性を有するクッション材７をこの順に重ね合わせる。

ここで、フィラー充填樹脂シート４としては、実施形態１と同様のものを用いることができる。

また、離型性を有するクッション材７としては、フィラー充填樹脂シート４に対して離型性を有するものであって、かつ、フィラー充填樹脂シート４の中から突出するバンプ先端部を潰さずにこれを吸収できる程度の弾性を有するものであれば、特に限定されるものではないが、シリコンゴムシート８を用いるのが好ましい。このようなクッション材７を用いると、離型フィルム５を用いる必要がなくなり、さらに簡易かつ簡便にバンプ付きウエハＡを製造することができるものである。

そして、ウエハ１のバンプ形成面にフィラー充填樹脂シート４、離型性を有するクッション材７を重ね合わせたものを実施形態１と同様の条件で加熱加圧する。この加熱加圧によって、フィラー充填樹脂シート４を溶融させ、図３（ｂ）に示すように、溶融したフィラー充填樹脂シート４内にバンプ３を貫入させると共に、バンプ先端部を前記フィラー充填樹脂シート４の中から凸状に突出させる。このとき、ウエハ１のバンプ形成面のうちバンプ３が形成されていない箇所及びバンプ３の周囲には前記フィラー充填樹脂シート４による保護層６が形成される。なお、バンプ先端部の表面に保護層６が薄皮として残存し、バンプ先端部が露出しない場合があるが、このような場合には、デスミア処理やプラズマ処理等を施すことによって、薄皮状の保護層６を除去することができる。

ここで、上記の加熱加圧は、図５に示すように、ロールラミネーターを用いて行うようにしてもよい。この場合、離型性を有するクッション材（図示省略）はヒートロール１１の外周面に巻き付けて設けることができる。なお、この場合、離型フィルム５が不要となるのはいうまでもない。

また、上記の加熱加圧は、真空下で行うのが好ましく、さらに、上記の加熱加圧後に形成される保護層６はＢステージ状態であることが好ましい。

また、フィラー充填樹脂シート４による保護層６は、図４に示すように、ウエハ１のバンプ形成面と反対側の面にも形成することができる。

そして、離型性を有するクッション材７は、図３（ｂ）に示すように、保護層６の表面及びこの面から突出したバンプ先端部に密着しているが、常温に冷却した後、このクッション材７を剥離することによって、図３（ｃ）に示すようなバンプ付きウエハＡを得ることができるものである。

このように、上述した方法によれば、図８のように柱状バンプ１２を形成する手間を省くことができ、従来よりも製造工程を簡略化することができるものである。また、柱状バンプ１２を形成しないので、保護層６を研磨する必要もなくなり、製造工程をさらに簡略化することができると共に、研磨くずの発生もなくなるものである。

そして、上述した方法を使用して製造されるバンプ付きウエハＡにあっては、図３（ｃ）に示すように、各バンプ３の周囲が保護層６で支持されているので、固定強度を高く得ることができるものである。また、保護層６は、液状封止材を用いて形成されるのではなく、均一な厚みのフィラー充填樹脂シート４を用いて形成されるので、保護層表面からのバンプ３の突出高さにバラツキが生じなくなるものである。このように、上述した方法によれば、従来よりも簡易かつ簡便に信頼性の高いバンプ付きウエハＡを製造することができるものである。

（実施形態４）
本実施形態においては、上述したバンプ付きウエハＡを用いて、次のような方法で半導体装置Ｂを製造することができる。

バンプ付きウエハＡの保護層６がＣステージ状態である場合には、まず、バンプ先端部の表面に保護層６が薄皮として残存していないか確認し、残存していれば、デスミア処理やプラズマ処理等を施すことによって、薄皮状の保護層６を除去して、バンプ先端部を露出させる。次に、図７（ａ）（ｂ）に示すように、ガラスエポキシ積層板等の基板９に設けた回路１０にバンプ付きウエハＡのバンプ先端部を溶着により接合させる。そうすると、バンプ付きウエハＡと基板９との間に隙間がわずかに生じるが、この隙間に液状エポキシ樹脂等の接着剤を流し込んで充填することによって、バンプ付きウエハＡと基板９とを接着することができる。このとき、フィラーを含まない低粘度の接着剤を用いるようにすれば、接着剤を流し込む作業を容易に行うことができる。このようにして、バンプ付きウエハＡを基板９に実装することによって、図７（ｃ）に示すような半導体装置Ｂを得ることができる。

一方、バンプ付きウエハＡの保護層６がＢステージ状態である場合には、バンプ先端部の表面に保護層６が薄皮として残存していても、そのまま用いることができる。後述するように加熱によって薄皮状の保護層６が除去されるからである。まず、図６に示すように、基板９に設けた回路１０にバンプ付きウエハＡのバンプ先端部を当接させると共に、前記バンプ付きウエハＡと基板９とを加熱加圧する。そうすると、Ｂステージ状態の保護層６が溶融し、この溶融した保護層６の樹脂でバンプ付きウエハＡと基板９との間の隙間が充填され、バンプ付きウエハＡと基板９とを接着することができる。このとき、バンプ先端部の表面に保護層６が薄皮として残存していても、上記の加熱加圧によって薄皮状の保護層６は除去され、バンプ先端部が露出し、基板９に設けた回路１０に溶着して接合されることとなる。このようにして、バンプ付きウエハＡを基板９に実装することによって、図６（ｂ）に示すような半導体装置Ｂを得ることができる。

上記のようにして製造される半導体装置Ｂにあっては、ウエハ１と基板９との間の隙間に樹脂が充填されてボイドが残存せずに信頼性を高く得ることができるものである。なお、真空下で実装を行うようにすれば、ボイドの発生を一層確実に防止することができるものである。

以下、本発明を実施例によって具体的に説明する。

（実施例１）
まず、図１（ａ）に示すように、６インチウエハ１に接続用端子２を設け、この接続用端子２にバンプ３を直接形成した。このバンプ３は、接続用端子２に半田ボール（直径１００μｍ）を搭載し、この半田ボールを溶融させることによって、形成した。その後、ウエハ１のバンプ形成面に厚み５０μｍのフィラー充填樹脂シート４及び厚み７５μｍの離型フィルム５をこの順に重ね合わせた。

ここで、フィラー充填樹脂シート４としては、熱硬化性エポキシ樹脂にシリカを８５質量％の割合で充填して得られる樹脂組成物をシート状に成形したもの（厚み５０μｍ）を用いた。

また、離型フィルム５としては、東レフィルム加工（株）製「セラピールＱ１（ｓ）」（厚み７５μｍ）を用いた。

そして、大気圧下において、ウエハ１のバンプ形成面にフィラー充填樹脂シート４及び離型フィルム５を重ね合わせたものを熱板温度１３０℃、実圧０．２０ＭＰａ（２．０ｋｇｆ／ｃｍ^２）の条件で加熱加圧した。この加熱加圧によって、フィラー充填樹脂シート４を溶融させ、図１（ｂ）に示すように、溶融したフィラー充填樹脂シート４内にバンプ３を貫入させると共に、バンプ先端部を前記フィラー充填樹脂シート４の中から凸状に突出させた。このとき、ウエハ１のバンプ形成面のうちバンプ３が形成されていない箇所及びバンプ３の周囲には前記フィラー充填樹脂シート４による保護層６が形成された。

そして、常温に冷却した後、離型フィルム５を剥離することによって、図１（ｃ）に示すようなバンプ付きウエハＡを得ることができた。

（実施例２）
真空下において、加熱加圧するようにした以外は、実施例１と同様にして、図１（ｃ）に示すようなバンプ付きウエハＡを得ることができた。

（実施例３）
厚み１００μｍのフィラー充填樹脂シート４を用いるようにした以外は、実施例２と同様にして、図１（ｃ）に示すようなバンプ付きウエハＡを得ることができた。

（実施例４）
厚み９０μｍのフィラー充填樹脂シート４を用いるようにした以外は、実施例２と同様にして、図１（ｃ）に示すようなバンプ付きウエハＡを得ることができた。

（実施例５）
まず、図２（ａ）に示すように、６インチウエハ１に接続用端子２を設け、この接続用端子２にバンプ３を直接形成した。このバンプ３は、接続用端子２に半田ボール（直径３００μｍ）を搭載し、この半田ボールを溶融させることによって、形成した。その後、ウエハ１のバンプ形成面に厚み１００μｍのフィラー充填樹脂シート４、厚み２５μｍの離型フィルム５、厚み１．５ｍｍのクッション材７をこの順に重ね合わせた。

ここで、フィラー充填樹脂シート４としては、熱硬化性エポキシ樹脂にシリカを８５質量％の割合で充填して得られる樹脂組成物をシート状に成形したもの（厚み１００μｍ）を用いた。

また、離型フィルム５としては、東レフィルム加工（株）製「セラピールＢＫＵ」（厚み２５μｍ）を用いた。

また、クッション材７としては、ゴムシート（厚み１．５ｍｍ）を用いた。

そして、真空下において、ウエハ１のバンプ形成面にフィラー充填樹脂シート４、離型フィルム５、クッション材７を重ね合わせたものを熱板温度１３０℃、実圧０．２０ＭＰａ（２．０ｋｇｆ／ｃｍ^２）の条件で加熱加圧した。この加熱加圧によって、フィラー充填樹脂シート４を溶融させ、図２（ｂ）に示すように、溶融したフィラー充填樹脂シート４内にバンプ３を貫入させると共に、バンプ先端部を前記フィラー充填樹脂シート４の中から凸状に突出させた。このとき、ウエハ１のバンプ形成面のうちバンプ３が形成されていない箇所及びバンプ３の周囲には前記フィラー充填樹脂シート４による保護層６が形成された。

そして、常温に冷却した後、離型フィルム５を剥離することによって、図２（ｃ）に示すようなバンプ付きウエハＡを得ることができた。

（実施例６）
まず、図３（ａ）に示すように、６インチウエハ１に接続用端子２を設け、この接続用端子２にバンプ３を直接形成した。このバンプ３は、接続用端子２に半田ボール（直径３００μｍ）を搭載し、この半田ボールを溶融させることによって、形成した。その後、ウエハ１のバンプ形成面に厚み１００μｍのフィラー充填樹脂シート４、厚み１．５ｍｍのシリコンゴムシート８をこの順に重ね合わせた。

ここで、フィラー充填樹脂シート４としては、熱硬化性エポキシ樹脂にシリカを８５質量％の割合で充填して得られる樹脂組成物をシート状に成形したもの（厚み１００μｍ）を用いた。

そして、真空下において、ウエハ１のバンプ形成面にフィラー充填樹脂シート４、シリコンゴムシート８を重ね合わせたものを熱板温度１３０℃、実圧０．２０ＭＰａ（２．０ｋｇｆ／ｃｍ^２）の条件で加熱加圧した。この加熱加圧によって、フィラー充填樹脂シート４を溶融させ、図３（ｂ）に示すように、溶融したフィラー充填樹脂シート４内にバンプ３を貫入させると共に、バンプ先端部を前記フィラー充填樹脂シート４の中から凸状に突出させた。このとき、ウエハ１のバンプ形成面のうちバンプ３が形成されていない箇所及びバンプ３の周囲には前記フィラー充填樹脂シート４による保護層６が形成された。

そして、常温に冷却した後、シリコンゴムシート８を剥離することによって、図３（ｃ）に示すようなバンプ付きウエハＡを得ることができた。

（実施例７）
まず、６インチウエハ１に接続用端子２を設け、この接続用端子２にバンプ３を直接形成した。このバンプ３は、接続用端子２に半田ボール（直径１００μｍ）を搭載し、この半田ボールを溶融させることによって、形成した。その後、ウエハ１の両面にそれぞれ厚み５０μｍのフィラー充填樹脂シート４及び厚み７５μｍの離型フィルム５をこの順に重ね合わせた。

ここで、フィラー充填樹脂シート４としては、熱硬化性エポキシ樹脂にシリカを８５質量％の割合で充填して得られる樹脂組成物をシート状に成形したもの（厚み５０μｍ）を用いた。

また、離型フィルム５としては、東レフィルム加工（株）製「セラピールＱ１（ｓ）」（厚み７５μｍ）を用いた。

そして、真空下において、ウエハ１の両面にフィラー充填樹脂シート４及び離型フィルム５を重ね合わせたものを熱板温度１３０℃、実圧０．２０ＭＰａ（２．０ｋｇｆ／ｃｍ^２）の条件でロールラミネーターを用いて加熱加圧した。この加熱加圧によって、フィラー充填樹脂シート４を溶融させ、溶融したフィラー充填樹脂シート４内にバンプ３を貫入させると共に、バンプ先端部を前記フィラー充填樹脂シート４の中から凸状に突出させた。このとき、ウエハ１のバンプ形成面のうちバンプ３が形成されていない箇所及びバンプ３の周囲には前記フィラー充填樹脂シート４による保護層６が形成された。

そして、常温に冷却した後、この離型フィルム５を剥離することによって、図４に示すようなバンプ付きウエハＡを得ることができた。

（バンプの突出高さのバラツキ）
実施例１〜７のバンプ付きウエハＡの断面を顕微鏡により観察した結果、いずれのバンプ付きウエハＡについても、保護層表面からのバンプ３の突出高さにバラツキが生じていないことを確認した。

（実施例８）
実施例５のバンプ付きウエハＡの保護層６をＣステージ状態として形成し、バンプ先端部の表面に残存している薄皮状の保護層６をデスミア処理によって除去し、バンプ先端部を露出させた。ここで、上記デスミア処理は、具体的には、日本マクダーミッド（株）製「マキュダイザー９２０４」を用いて５分間膨潤処理した後、日本マクダーミッド（株）製「マキュダイザー９２７５」を用いて１０分間過マンガン酸エッチング処理することによって行った。次に、図７（ａ）（ｂ）に示すように、基板９に設けた回路１０にバンプ付きウエハＡのバンプ先端部を溶着により接合させた。そして、バンプ付きウエハＡと基板９との間に生じた隙間に液状エポキシ樹脂（松下電工（株）製「ＣＶ５１８６」）を流し込んで充填することによって、バンプ付きウエハＡと基板９とを接着した。このようにして、バンプ付きウエハＡを基板９に実装することによって、図７（ｃ）に示すような半導体装置Ｂを得ることができた。

（実施例９）
実施例５のバンプ付きウエハＡの保護層６をＣステージ状態として形成し、バンプ先端部の表面に残存している薄皮状の保護層６をプラズマ処理によって除去し、バンプ先端部を露出させた。ここで、上記プラズマ処理は、具体的には、酸素プラズマを用いて、８００ｍｍｔｏｒｒ、高周波出力２００Ｗの条件で５分間行った。次に、図７（ａ）（ｂ）に示すように、基板９に設けた回路１０にバンプ付きウエハＡのバンプ先端部を溶着により接合させた。そして、バンプ付きウエハＡと基板９との間に生じた隙間に液状エポキシ樹脂（松下電工（株）製「ＣＶ５１８６」）を流し込んで充填することによって、バンプ付きウエハＡと基板９とを接着した。このようにして、バンプ付きウエハＡを基板９に実装することによって、図７（ｃ）に示すような半導体装置Ｂを得ることができた。

（実施例１０）
実施例５のバンプ付きウエハＡの保護層６をＢステージ状態として形成し、このバンプ付きウエハＡのバンプ先端部を、図６に示すように、基板９に設けた回路１０に当接させると共に、前記バンプ付きウエハＡと基板９とを加熱加圧した。そうすると、Ｂステージ状態の保護層６が溶融し、この溶融した保護層６の樹脂でバンプ付きウエハＡと基板９との間の隙間が充填され、バンプ付きウエハＡと基板９とが接着された。このようにして、バンプ付きウエハＡを基板９に実装することによって、図６（ｂ）に示すような半導体装置Ｂを得ることができた。

（保護層の充填性）
実施例８〜１０の半導体装置Ｂの断面を顕微鏡により観察した結果、いずれの半導体装置Ｂについても、保護層６内部にボイドが発見されず、充填性に優れていることを確認した。

本発明の実施の形態の一例を示すものであり、（ａ）〜（ｃ）は断面図である。 本発明の実施の形態の他例を示すものであり、（ａ）〜（ｃ）は断面図である。 本発明の実施の形態のさらに他例を示すものであり、（ａ）〜（ｃ）は断面図である。 本発明の実施の形態のさらに他例を示す断面図である。 本発明の実施の形態のさらに他例を示す断面図である。 本発明の実施の形態のさらに他例を示すものであり、（ａ）（ｂ）は断面図である。 本発明の実施の形態のさらに他例を示すものであり、（ａ）（ｂ）は断面図である。 従来の技術の一例を示すものであり、（ａ）（ｂ）は断面図である。 従来の技術の他例を示すものであり、（ａ）（ｂ）は断面図である。 従来の技術のさらに他例を示すものであり、（ａ）（ｂ）は断面図である。

符号の説明

Ａ バンプ付きウエハ
Ｂ 半導体装置
１ ウエハ
２ 接続用端子
３ バンプ
４ フィラー充填樹脂シート
５ 離型フィルム
６ 保護層
７ クッション材
８ シリコンゴムシート
９ 基板
１０ 回路

Claims (11)

1. ウエハに接続用端子を設け、この接続用端子にバンプを形成した後、ウエハのバンプ形成面にフィラー充填樹脂シート及び離型フィルムをこの順に重ね合わせて加熱加圧することによって、バンプ先端部を前記フィラー充填樹脂シートから凸状に突出させると共に、ウエハのバンプ形成面のうちバンプが形成されていない箇所及びバンプの周囲に前記フィラー充填樹脂シートによる保護層を形成することを特徴とするバンプ付きウエハの製造方法。
2. ウエハに接続用端子を設け、この接続用端子にバンプを形成した後、ウエハのバンプ形成面にフィラー充填樹脂シート、離型フィルム、クッション材をこの順に重ね合わせて加熱加圧することによって、バンプ先端部を前記フィラー充填樹脂シートから凸状に突出させると共に、ウエハのバンプ形成面のうちバンプが形成されていない箇所及びバンプの周囲に前記フィラー充填樹脂シートによる保護層を形成することを特徴とするバンプ付きウエハの製造方法。
3. 離型フィルムの厚みが１００μｍ以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載のバンプ付きウエハの製造方法。
4. ウエハに接続用端子を設け、この接続用端子にバンプを形成した後、ウエハのバンプ形成面にフィラー充填樹脂シート、離型性を有するクッション材をこの順に重ね合わせて加熱加圧することによって、バンプ先端部を前記フィラー充填樹脂シートから凸状に突出させると共に、ウエハのバンプ形成面のうちバンプが形成されていない箇所及びバンプの周囲に前記フィラー充填樹脂シートによる保護層を形成することを特徴とするバンプ付きウエハの製造方法。
5. 離型性を有するクッション材として、シリコンゴムシートを用いることを特徴とする請求項４に記載のバンプ付きウエハの製造方法。
6. ウエハのバンプ形成面と反対側の面にもフィラー充填樹脂シートによる保護層を形成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バンプ付きウエハの製造方法。
7. ロールラミネーターを用いて加熱加圧することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載のバンプ付きウエハの製造方法。
8. 真空下で加熱加圧することを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載のバンプ付きウエハの製造方法。
9. 保護層がＢステージ状態であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載のバンプ付きウエハの製造方法。
10. 請求項１乃至９のいずれかに記載の方法を使用して製造して成ることを特徴とするバンプ付きウエハ。
11. 請求項１０に記載のバンプ付きウエハのバンプ先端部を基板に設けた回路に接合させることによって、前記バンプ付きウエハを基板に実装して成ることを特徴とする半導体装置。

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