JPH1140522A - 半導体ウエハの製造方法、この方法により作製された半導体ウエハ、半導体チップの製造方法、およびこの方法により製造された半導体チップ、ならびにこの半導体チップを備えたicカード - Google Patents
半導体ウエハの製造方法、この方法により作製された半導体ウエハ、半導体チップの製造方法、およびこの方法により製造された半導体チップ、ならびにこの半導体チップを備えたicカードInfo
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Abstract
異方性導電膜を貼着した場合であっても、所望通りに回
路素子を分画することができるようにする。 【解決手段】 半導体ウエハ1の製造方法において、基
板1aに複数の回路素子41を一体に造り込む工程と、
上記回路素子41と導通する電極パッド11b上に電極
バンプ11を形成する工程と、上記基板1aの所定位置
にスクライブラインまたはスクライブラインマーク21
aを形成する工程と、上記各電極バンプ11およびスク
ライブラインまたはスクライブラインマーク21aを覆
うようにして異方性導電膜30を貼着する工程と、を含
み、上記各電極バンプ11を形成する工程と、上記スク
ライブラインまたはスクライブラインマーク21aを形
成する工程とを同時に行う。好ましくは、上記電極バン
プ11および上記スクライブラインまたはスクライブラ
インマーク21aは、金により形成する。
Description
が一体に造り込まれた半導体ウエハを製造する方法、こ
の方法により作製された半導体ウエハ、この半導体ウエ
ハから半導体チップを製造する方法、およびこの方法に
よって製造された半導体チップ、ならびにこの半導体チ
ップを備えたICカードに関する。
方式で所定の配線パターンが形成された絶縁基板20上
に半導体チップ10を実装した状態の拡大図である。こ
のチップ・オン・ボード方式とは、上方に突出するよう
にして導体バンプ21が形成された絶縁基板20と、そ
の主面10aから突出するようにして電極バンプ11が
形成された半導体チップ10との間に異方性導電膜30
を介在させた上で、これらを加熱圧接させて上記導体バ
ンプ21と電極バンプ11との間を導通接続する方式で
ある。
導電膜30は、接着性の樹脂膜31内に導電性の粒子3
2を分散させた構造をもっており、上記導体バンプ21
と電極バンプ11とは、これらの間に上記導電粒子21
が介在することによって導通接続される。一方、上記半
導体チップ10の主面10aにおける電極バンプ11が
形成されていない領域と上記絶縁基板20とは、上記異
方性導電膜30が加熱されて一旦溶融して固化した場合
に、上記樹脂膜31が有する接着性によって互いに接着
される。このとき、上記導電粒子32が樹脂膜31内に
分散された状態であるので、この領域での絶縁性は保た
れている。このように、上記した実装方法においては、
異方性導電膜30を介在させた状態で半導体チップ10
と絶縁基板20とを押圧するといった簡単な操作をする
だけで必要箇所のみの電気的導通を図りながら、半導体
チップ10を上記絶縁基板20に実装することができる
のであり、いわゆるチップボンディングとワイヤボンデ
ィングとによって絶縁基板20上に半導体チップ10を
実装する場合に比較して、著しく簡便な方法である。
基板20上に半導体チップ10を実装する場合には、実
装すべき半導体チップ10の大きさに対応した、たとえ
ば数mm四辺程度の極めて小さな異方性導電膜30を実
装すべき半導体チップ10の個数分だけ用意しなければ
ならない。しかも、上記半導体チップ10の実装に先立
ち、上記異方性導電膜30を一枚一枚上記絶縁基板20
の導体バンプ21上に載置するか、あるいは上記半導体
チップ10の主面10aに貼着しなければならない。こ
のように、従来の異方性導電膜30を用いた実装方法で
は、半導体チップ10の実装に先立つ準備の面において
作業性が悪かった。
素子が複数形成された半導体ウエハの状態で上記回路素
子の形成領域全体に異方性導電膜30を貼着し、上記各
回路素子を分画する際に、上記異方性導電膜30も同時
に分画する方法が提案されている。すなわち、上記方法
では、上記各回路素子が分画されて個別の半導体チップ
10とされた状態においては、その主面10aに異方性
導電膜30が貼着されており、半導体チップ10の実装
に先立って特別な準備を必要としないといった利点を有
する。
エハには、適所にスクライブラインと呼ばれるものが形
成されており、このスクライブラインを目印としてダイ
ヤモンドカッターなどを用いて上記各回路素子毎に分画
されていた。上記スクライブラインは、たとえばパシベ
ーションなどをパターン形成する工程において同時に形
成される。ところで、上述したように、上記異方性導電
膜30は、樹脂膜31内に多数の導電粒子32が分散さ
れた構造とされており、このため、上記異方性導電膜3
0が乳白色の色彩を有している。したがって、上記半導
体ウエハに異方性導電膜30を貼着したのでは、SiN
などによって形成された銀色のスクライブラインを乳白
色の異方性導電膜を介して認識しなければならず、上記
スクライブラインが視認しがたく、上記回路素子を分画
して所望通りの半導体チップ10を得ることが困難であ
った。
されたものであって、複数の回路素子か形成された半導
体ウエハに異方性導電膜を貼着した場合であっても、所
望通りに回路素子を分画することができるようにするこ
とをその課題とする。
は、次の技術的手段を講じている。
供される半導体ウエハの製造方法は、基板に複数の回路
素子を一体に造り込む工程と、上記各回路素子と導通す
る電極パッド上に電極バンプを形成する工程と、上記基
板の所定位置にスクライブラインまたはスクライブライ
ンマークを形成する工程と、上記各電極バンプおよびス
クライブラインまたはスクライブラインマークを覆うよ
うにして異方性導電膜を貼着する工程と、を含み、上記
各電極バンプを形成する工程と、上記スクライブライン
またはスクライブラインマークを形成する工程とを同時
に行うことを特徴としている。
上に実装する場合には、上記回路素子と導通する電極パ
ッド上に半導体チップの主面から突出する電極バンプを
形成しなければならない。この電極バンプは、電極パッ
ドを含む所定の配線パターンを形成した後に、上記電極
パッド上に形成されるのであるが、上記製造方法におい
ては、上記各電極バンプを形成する工程と、上記スクラ
イブラインまたはスクライブラインマークを形成する工
程とが同時に行なわれるようになされている。すなわ
ち、スクライブラインまたはスクライブラインマークを
形成するために新たな工程を必要とせず、半導体ウエハ
を製造するうえでの必須の工程において所定の部位にス
クライブラインまたはスクライブラインマークを形成す
ることができる。
極バンプおよびスクライブラインまたはスクライブライ
ンマークを形成する工程は、上記電極パッドが臨むよう
にして上記回路素子を保護する絶縁層を形成する工程
と、上記基板上の回路素子形成領域全体にバリアメタル
層を形成する工程と、上記各電極パッドが形成された領
域に対応する部位および上記スクライブラインまたはス
クライブラインマークを形成すべき部位が臨むようにし
てフォトレジスト層を形成する工程と、フォトレジスト
層が形成されていない部位に金属層を形成する工程と、
上記フォトレジスト層およびバリアメタル層を剥離処理
する工程と、を含んでいる。
オンを含む溶液内にフォトレジスト層が形成された基板
を漬け込み、上記バリアメタル層をマイナス電極として
通電することにより、上記フォトレジスト層が形成され
ていない領域に金属層を成長させることによって上記各
電極バンプおよびスクライブラインまたはスクライブラ
インマークが同時に形成される。すなわち、フォトレジ
スト層を形成する際に、スクライブラインまたはスクラ
イブラインマークを形成すべき部位にフォトレジスト層
を形成しないだけで、電極バンプと同時にスクライブラ
インまたはスクライブラインマークも形成されるように
なされている。
記各電極バンプおよび上記スクライブラインまたはスク
ライブラインマークは、金により形成される。
イブラインはパシベーションと同時に形成されていた
が、上記パシベーションは、たとえばSiNによって形
成されており、スクライブラインもまたSiNによって
形成されていた。このため、異方性導電膜を貼着した場
合には、銀色のスクライブラインを乳白色の異方性導電
膜を介して認識しなけばならず、上記スクライブライン
が視認しにくかったのであるが、上記スクライブライン
またはスクライブラインマークを金により形成すれば、
上記異方性導電膜を介してでも上記スクライブラインま
たはスクライブラインマークが視認しやすいものとな
り、所望通りに半導体ウエハを上記回路素子毎に分画し
やすくなる。
導体チップの製造方法は、上述した第1の側面に記載さ
れた製造方法によって作製されたことを特徴としてい
る。
に半導体ウエハの効果を享受できるのはいうまでもな
い。すなわち、上述のように、上記スクライブラインま
たはスクライブラインマークは、その形成が容易であ
り、特に、金によってスクライブラインまたはスクライ
ブラインマークを形成した場合には、異方性導電膜を貼
着した場合であっても上記スクライブラインまたはスク
ライブラインマークが視認しやすいものとなっており、
半導体ウエハを上記回路素子毎に分画する際の目印とし
て良好に利用することができる。
導体ウエハは、上述した第2の側面に記載された半導体
ウエハを上記スクライブラインまたはスクライブライン
マークを目印して各回路素子毎に分画する工程を含むこ
とを特徴としている。
されているスクライブラインまたはスクライブラインマ
ークは、視認しやすいものであるため、各回路素子毎に
分画する工程を容易に、かつ所望通りに行なうことがで
きるのはいうまでもない。
導体チップは、上述した第3の側面に記載された製造方
法によって製造されたことを特徴としている。
によって製造された半導体チップには、半導体ウエハを
各回路素子毎に分画した際にすでに、その主面には異方
性導電膜が貼着されている。このため、上記半導体チッ
プを絶縁基板上に実装する場合には、実装すべき半導体
チップの大きさに対応した、たとえば数mm四辺程度の
極めて小さな異方性導電膜を実装すべき半導体チップの
個数分だけ改めて用意する必要はない。しかも、上記半
導体チップの実装に先立ち、上記異方性導電膜を一枚一
枚上記絶縁基板の導体バンプ上に載置したり、あるいは
上記半導体チップの主面に貼着する必要はない。このよ
うに、上記半導体チップにおいては、この半導体チップ
の実装に先立って特別な準備を必要としないといった利
点を有する。
Cカードは、上述した第4の側面に記載された半導体チ
ップと、この半導体チップが実装された絶縁基板と、上
記半導体チップと導通するアンテナコイルと、が樹脂製
のカード内に埋設されていることを特徴としている。
付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より
明らかとなろう。
形態を、図面を参照して具体的に説明する。
例を表す全体平面図であり、図2は、図1のII−II線に
沿う断面図である。
ウエハ1は、切欠円板状とされており、たとえばシリコ
ンなどによって形成された基板1aに回路素子41が一
体に造り込まれている。上記基板1aの表面には、所定
位置にスクライブラインマーク21aが形成されている
とともに、上記回路素子41と導通する電極パッド11
bが形成されており、この電極パッド11b上には電気
メッキを施すなどして電極バンプ11が形成されてい
る。また、この電極バンプ11やスクライブラインマー
ク21aなどが形成された基板1a上には、これらを覆
うようにして異方性導電膜30が貼着されている。
とえば上記電極バンプ11を形成する際に同時に形成す
ることができ、図1に点線で囲んだように、たとえば4
つ回路素子41を1単位としてこの回路素子群41aの
各コーナ部の近傍位置に形成されている。なお、上記ス
クライブラインマーク21aは、図1に良く表れている
ような十字状のものではなく、直線状のスクライブライ
ンとして形成されたものであってもよい。
図3を参照しながら簡単に説明する。なお、図3は、図
2の鎖線Cで囲まれた部分に対応している。
コン製などの基板1aに回路素子41を一体的に造り込
み、図3(a)に示すように、この回路素子41と導通
する電極パッド11bを所定の配線パターンとともに形
成する。この電極パッド11bは、たとえばスパッタ法
あるいは真空蒸着などの手段によってアルミニウムなど
の金属被膜層を形成した後に、この金属被膜層にエッチ
ング処理を施すなどして形成される。
路素子41や配線パターンなどを保護すべく、上記電極
パッド11bが臨むようにして、かつ上記電極パッド1
1bの周縁端を覆うようにして、たとえばCVD法など
によって絶縁膜22、すなわちパシベーション膜を形成
する。
aの回路素子41形成領域全体を覆うようにしてバリア
メタル層23を形成する。このバリアメタル層23は、
たとえばチタン層に白金層が積層された構成とされてお
り、上記チタン層は2000Å程度に、上記白金層は1
000Å程度に形成される。なお、このバリアメタル層
23もまた、たとえばスパッタ法あるいは真空蒸着など
の手段によって形成される。
極パッド11b上の電極バンプ11を形成すべき領域お
よび上記スクライブラインマーク21aを形成すべき領
域を除いてフォトレジスト層24を形成する。このフォ
トレジスト層24は、たとえば上記バリアメタル層23
上に感光性樹脂層を積層した後に、所定のマスクを用い
て露光し、上記感光性樹脂層を現像処理することにより
形成される。
ォトレジスト層24が形成されていない領域、すなわち
電極バンプ11およびスクライブラインマーク21aを
形成すべき領域に、たとえば金など金属層24Aを形成
する。この金属層24Aは、たとえば電気メッキなどに
より形成される。すなわち、電気メッキによって金の金
属層24Aを形成する場合には、フォトレジスト層24
が形成された基板1aを金イオンを含む溶液内に漬け込
み、上記バリアメタル層23をマイナス電極として通電
することにより行なわれる。この場合、フォトレジスト
層24が形成されていない領域のバリアメタル層23上
に金層24Aが成長し、電極バンプ11およびスクライ
ブラインマーク21aとなるべき金層24Aが形成され
る。
ォトレジスト層24を剥離処理してバリアメタル層23
を露出させ、このバリアメタル層23を薬剤処理するな
どして上記絶縁膜22を露出させる。このようにして、
上記金層24Aが電極バンプ11およびスクライブライ
ンマーク21aとして形成される。すなわち、上記の製
造方法は、フォトレジスト層24を形成する際に、スク
ライブラインマーク21aを形成すべき部位にフォトレ
ジスト層24を形成しないだけで、電極バンプ11と同
時にスクライブラインマーク21aも同時に形成される
ようになされている。したがって、スクライブラインマ
ーク21aを形成するために新たな工程を必要とせず、
半導体ウエハ1を製造するうえでの必須の工程において
所定の部位にスクライブラインマーク21aを形成する
ことができる。
1が形成された面に異方性導電膜30を貼着することに
よって図1および図2に表れているような半導体ウエハ
1が形成される。なお、上記異方性導電膜30の貼着
は、樹脂製などの接着材を用いて行なってもよいし、上
記異方性導電膜30に熱を加え、異方性導電膜30の接
着性を利用して行なってもよい。
ウエハ1は、図2に一点鎖線で示したラインに沿って切
断し、上記各回路素子41毎に分画されて図4に表され
ているような個々の半導体チップ10とされる。上記半
導体ウエハ1の分画は、たとえばダイヤモンド刃などを
用いて上記スクライブラインマーク21aを目印として
行なわれる。この操作は、上記スクライブラインマーク
21aが金によって形成されているために容易に行なう
ことができる。すなわち、後述するように、上記異方性
導電膜30が樹脂膜31内に導電粒子32が分散された
構造とされており、乳白色の色彩を有しているが、上述
したように、上記スクライブラインマークを金によって
形成すればSiNなどによって形成する場合と比較すれ
ば格段に視認しやすいものとなり、このスクライブライ
ンマーク21aを目印にして所望通りに半導体ウエハ1
を上記回路素子41毎に分画しやすくなる。
異方性導電膜30が貼着された半導体チップ10は、絶
縁基板上に実装されて各種の用途に利用される。ここ
で、図5ないし図7を参照して上記半導体チップ10の
絶縁基板20上への実装工程について簡単に説明する。
なお、図5は、異方性導電膜30を有する半導体チップ
10を絶縁基板20上に載置しようとしている状態の図
であり、図6は、上記半導体チップ10と上記絶縁基板
20とを相互に押し付けている状態の図であり、図7
は、図6の要部拡大図である。また、本実施形態のおけ
る上記半導体チップ10は、たとえば半導体メモリやコ
ンデンサなどが一体に造り込まれており、後述するよう
に、樹脂製カード内にアンテナコイルなどとともに埋設
されて、いわゆるICカードに利用されるものを前提と
して説明する。
程について説明する前に、まず、異方性導電膜30およ
び上記半導体チップ10が実装される絶縁基板20につ
いて簡単に説明しておく。
導電膜30は、接着性の樹脂膜31内に導電性の粒子3
2を分散させた構造をもっている。上記導電性の粒子3
2としては、金属球のほか、たとえば樹脂製ボールの表
面にニッケルメッキを施したもの、あるいはニッケルメ
ッキの上にさらに金メッキを施したものなどが使用され
る。上記異方性導電膜30の自然状態での厚みは、たと
えば30〜50μm、上記導電性の粒子32の球径は、
たとえば5μmに設定される。
縁基板20は、絶縁性を有するポリイミド樹脂などによ
って形成されており、この表面には、銅被膜を形成した
後に所定のパターンエッチング処理を施すなどしてアン
テナコイル20aを含む配線パターンが形成されている
(図8参照)。図8に示すように、上記絶縁基板20の
表面にはさらに、上記配線パターンに導通するようにし
て導体パッドが形成されており、この導体パッドにはニ
ッケルメッキおよび金メッキが施された恰好で導体21
が露出形成されている。このようにして露出形成された
導体21以外の絶縁基板20上の領域は、通常ポリイミ
ド樹脂などの絶縁膜によって覆われている。図5に良く
表れているように、上記導体21は、ニッケルメッキお
よび金メッキが施されているが故に、絶縁基板20表面
に対してやや突出状とされている。
にして製造された異方性導電膜30を有する半導体チッ
プ10は、異方性導電膜30を下向きにして電極バンプ
11と上記絶縁基板20の導体21とが対応するように
して位置決めされながら、所定の圧力で押圧される。こ
のとき、絶縁基板20が載置される支持台40は、その
内部に組み込まれたヒータ(図示せず)などによって、
たとえば180℃程度に加熱させられる。
の上記絶縁基板20への押圧は、たとえば押圧装置50
を用いて行われる。
領域が厚み方向に加熱圧迫させられると、樹脂成分が軟
化して圧し潰される。上記の例においては、半導体チッ
プ10の電極バンプ11および絶縁基板20の導体バン
プ21がともに突出状となっているので、異方性導電膜
30のうち、上記対向状の電極バンプ11と導体21と
の間に挟まれる領域が選択的に圧し潰され、その結果、
図7に示すように、樹脂中に分散させられている導電性
粒子32が上記電極バンプ11と導体バンプ21とに接
触させられる。異方性導電膜30のうち、上記電極バン
プ11と上記導体21とに挟まれない領域は、圧し潰さ
れないか、または圧し潰される程度が低いため、内部の
導電性粒子32は依然として異方性導電膜30の厚み方
向に分散された状態となり、したがって、半導体チップ
10と絶縁基板20の両表面における上記電極バンプ1
1および導体21以外の領域間の絶縁性が維持される。
状態で異方性導電膜30が貼着され、これを分画するこ
とにより得られた半導体チップ10が絶縁基板20上に
実装されるので、上記半導体チップ10の実装に際し
て、実装すべき半導体チップ10の大きさに対応した極
めて小さな異方性導電膜30を実装すべき半導体チップ
10の個数分だけ改めて用意する必要はない。しかも、
上記半導体チップ10の実装に先立ち、上記異方性導電
膜30を一枚一枚上記絶縁基板20の導体バンプ21上
に載置したり、あるいは上記半導体チップ10の主面1
0aに貼着する必要はない。このように、上記のように
して製造された半導体チップ10においては、この半導
体チップ10の実装に先立って特別な準備を必要としな
いといった利点を有する。
にして半導体チップ10が実装された絶縁基板20は、
好ましくは、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂を用いた
トランスファ成形、あるいは熱可塑性樹脂を用いた射出
成形によって樹脂パッケージングされて、モジュール化
される。
されてモジュール化されたICモジュール5は、たとえ
ばポリエチレンテレフタレート樹脂(以下「PET」と
いう)あるいはポリ塩化ビニル(以下「PVC」とい
う)などによって上記ICモジュール5の形状に対応し
た貫通孔71が形成された樹脂製カード70A内に嵌め
込まれる。なお、上記ICモジュール5を樹脂製カード
70A内に嵌め込む際には、たとえばエポキシ樹脂系の
接着材などを使用してもよく、その手段は適宜選択すれ
ばよい。このようにして上記ICモジュール5が嵌め込
まれた樹脂製カード70Aは、その上下面に、たとえば
PETあるいはPVCによってその厚みが0.15mm
程度に形成されたカバーシート70,70が貼着され
る。これによって、ICカード7、特に、ICモジュー
ル5が保護される。
ップ10が実装された絶縁基板20が樹脂パッケージン
グされていたが、これに限らず、樹脂パッケージングせ
ずに上記樹脂製カード70A内に上記半導体チップ10
が実装された絶縁基板20を嵌め込むように構成しても
よい。
テナコイル20aが絶縁基板20にパターン形成されて
いたが、上記アンテナコイル20aとしては、金属線材
を巻回形成することにより別体形成された巻き線コイル
であってもよい。
平面図である。
断面図である。
斜視図である。
の断面図である。
し付けている状態の図である。
板に形成された導体バンプとの導通接続状態を表す要部
断面図である。
面図である。
Claims (7)
- 【請求項1】 基板に複数の回路素子を一体に造り込む
工程と、 上記各回路素子と導通する電極パッド上に電極バンプを
形成する工程と、 上記基板の所定位置にスクライブラインまたはスクライ
ブラインマークを形成する工程と、 上記各電極バンプおよびスクライブラインまたはスクラ
イブラインマークを覆うようにして異方性導電膜を貼着
する工程と、を含み、 上記各電極バンプを形成する工程と、上記スクライブラ
インまたはスクライブラインマークを形成する工程とを
同時に行うことを特徴とする、半導体ウエハの製造方
法。 - 【請求項2】 上記各電極バンプおよびスクライブライ
ンまたはスクライブラインマークを形成する工程は、上
記各電極パッドが臨むようにして上記各回路素子を保護
する絶縁層を形成する工程と、上記基板上の回路素子形
成領域全体にバリアメタル層を形成する工程と、上記各
電極パッドが形成された領域に対応する部位および上記
スクライブラインまたはスクライブラインマークを形成
すべき部位が臨むようにしてフォトレジスト層を形成す
る工程と、フォトレジスト層が形成されていない部位に
金属層を形成する工程と、上記フォトレジスト層および
バリアメタル層を剥離処理する工程と、を含む、請求項
1に記載の製造方法。 - 【請求項3】 上記各電極バンプおよび上記スクライブ
ラインまたはスクライブラインマークは、金により形成
される、請求項1または2に記載の半導体ウエハ。 - 【請求項4】 請求項1ないし3のいずれかに記載され
た製造方法によって作製されたことを特徴とする、半導
体ウエハ。 - 【請求項5】 請求項4に記載された半導体ウエハを上
記スクライブラインまたはスクライブラインマークを目
印して各回路素子毎に分画する工程を含むことを特徴と
する、半導体チップの製造方法。 - 【請求項6】 請求項5に記載された製造方法によって
製造されたことを特徴とする、半導体チップ。 - 【請求項7】 請求項6に記載された半導体チップと、
この半導体チップが実装された絶縁基板と、上記半導体
チップと導通するアンテナコイルと、が樹脂製のカード
内に埋設されていることを特徴とする、ICカード。
Priority Applications (9)
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