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JPH09213595A - Semiconductor device and manufacturing method thereof - Google Patents

Semiconductor device and manufacturing method thereof

Info

Publication number
JPH09213595A
JPH09213595A JP2103096A JP2103096A JPH09213595A JP H09213595 A JPH09213595 A JP H09213595A JP 2103096 A JP2103096 A JP 2103096A JP 2103096 A JP2103096 A JP 2103096A JP H09213595 A JPH09213595 A JP H09213595A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
surface coating
semiconductor chip
semiconductor device
coating
semiconductor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2103096A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kunihiro Tsubosaki
邦宏 坪崎
Toshio Miyamoto
俊夫 宮本
Mitsuo Usami
光雄 宇佐美
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP2103096A priority Critical patent/JPH09213595A/en
Publication of JPH09213595A publication Critical patent/JPH09213595A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体チップの素子形成面を覆う表面被膜と
半導体基板との熱膨張率の差によって半導体チップに反
りが生じてしまい、半導体チップの薄型化によってこの
反りが顕在化し、例えば半導体チップの突起電極の高さ
が異なるためにボンディングの接続不良が生じてしまう
等の問題がある。 【解決手段】 半導体チップの素子の形成されていない
面に、前記素子形成面に形成された表面被膜と熱特性が
類似する裏面被膜を設ける。例えば、表面被膜の熱膨張
率が半導体基板の熱膨張率よりも大きい場合には、半導
体基板よりも熱膨張率の大きな裏面被膜を形成し、逆の
場合には、半導体基板よりも熱膨張率の小さい裏面被膜
を形成する。 【効果】 裏面被膜の熱による体積変化によって、表面
被膜の熱による体積変化から生じる曲げモーメントを相
殺し、半導体チップの反りを防止する。
(57) Abstract: A semiconductor chip warps due to a difference in coefficient of thermal expansion between a surface coating covering an element formation surface of the semiconductor chip and the semiconductor substrate, and the warp becomes apparent as the semiconductor chip becomes thinner. For example, there is a problem that a defective connection of bonding occurs due to a difference in height of the protruding electrodes of the semiconductor chip. SOLUTION: A back surface coating film having thermal characteristics similar to those of the surface coating film formed on the element formation surface is provided on the surface of the semiconductor chip on which the element is not formed. For example, when the coefficient of thermal expansion of the surface coating is larger than that of the semiconductor substrate, a back coating having a coefficient of thermal expansion larger than that of the semiconductor substrate is formed, and in the opposite case, the coefficient of thermal expansion is higher than that of the semiconductor substrate. To form a backside coating having a small [Effect] The volume change due to the heat of the back surface coating cancels the bending moment caused by the volume change due to the heat of the front surface coating, thereby preventing the semiconductor chip from warping.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置及びそ
の製造方法に関し、特に、薄型の半導体装置に適用して
有効な技術に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device and a method of manufacturing the same, and more particularly to a technique effectively applied to a thin semiconductor device.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体装置の製造では、単結晶シリコン
等からなるウェハ上の複数領域に、回路を構成する各種
素子、形成した素子を接続する配線層、各配線層を絶縁
分離する層間絶縁膜、保護絶縁膜等を形成するウェハプ
ロセスが行なわれ、ウェハプロセスの終了したウェハを
夫々の領域毎に切断し、個々の半導体チップに分離して
いる。
2. Description of the Related Art In the manufacture of semiconductor devices, various elements forming a circuit, wiring layers connecting the formed elements, and interlayer insulating films for insulatingly separating the wiring layers are formed in a plurality of regions on a wafer made of single crystal silicon or the like. A wafer process for forming a protective insulating film and the like is performed, and the wafer for which the wafer process has been completed is cut into individual regions and separated into individual semiconductor chips.

【0003】しかしこのような半導体チップでは、回路
として機能するのは基板表面の数μmに過ぎないが、ウ
ェハプロセスでの強度或いは剛性の問題があるので、ウ
ェハの厚さは550μmから725μmのものを用いて
製造が行なわれている。
However, in such a semiconductor chip, the function of the circuit is only a few μm on the substrate surface, but there is a problem of strength or rigidity in the wafer process. Therefore, the thickness of the wafer is from 550 μm to 725 μm. Is manufactured using.

【0004】一方、ICカード等の薄型の半導体装置で
は、更なる薄型化のために実装する半導体チップもより
薄型のものが求められている。
On the other hand, in thin semiconductor devices such as IC cards, there is a demand for thinner semiconductor chips to be mounted for further thinning.

【0005】そのために、素子形成の完了したウェハの
素子が形成されていない面を、機械的或いは化学的に研
磨することによって、ウェハの厚さを200μm乃至5
00μmとする裏面研削を行ない、半導体チップをより
薄いものとしている。
Therefore, the surface of the wafer on which the elements have been formed, on which the elements are not formed, is mechanically or chemically polished so that the thickness of the wafer is 200 μm to 5 μm.
The semiconductor chip is made thinner by backside grinding to 00 μm.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな半導体装置の薄型化に伴い、次のような問題が顕在
化することを、本発明者等は見出した。半導体チップで
は、前記層間絶縁膜、配線層、保護絶縁膜等からなる表
面被膜と半導体基板との熱膨張率の相違によって、熱に
よって生じる体積変化が異なるために熱応力が発生し半
導体チップに曲げモーメントが作用し、半導体チップに
反りが生じてしまうことがある。
However, the present inventors have found that the following problems become apparent as the semiconductor device becomes thinner. In a semiconductor chip, due to the difference in the coefficient of thermal expansion between the surface coating made of the interlayer insulating film, the wiring layer, the protective insulating film, etc. and the semiconductor substrate, the volume change caused by heat is different, so that thermal stress occurs and the semiconductor chip is bent. A moment may act and the semiconductor chip may be warped.

【0007】例えば絶縁膜として用いられる、プラズマ
CVD法によって形成した窒化珪素膜は、半導体基板で
ある単結晶シリコンよりも熱膨張率が僅かに小さいため
に、素子形成面からみて小さくウェハ中央部が突出した
反り(以下、凸状の反りという)を生じさせ、ポリイミ
ド膜は、半導体基板である単結晶シリコンよりも熱膨張
率がかなり大きいために、素子形成面からみて大きくウ
ェハ中央部が窪んだ反り(以下、凹状の反りという)を
生じさせる。
For example, a silicon nitride film formed by the plasma CVD method, which is used as an insulating film, has a coefficient of thermal expansion slightly smaller than that of single crystal silicon which is a semiconductor substrate, and therefore is small as viewed from the element forming surface and the wafer central portion is small. A protruding warp (hereinafter referred to as a convex warp) is generated, and since the polyimide film has a coefficient of thermal expansion that is considerably larger than that of single crystal silicon, which is a semiconductor substrate, the center of the wafer is greatly depressed when viewed from the element formation surface. A warp (hereinafter referred to as a concave warp) is caused.

【0008】この半導体チップの反りは半導体チップが
薄くなるに連れて大きくなり、半導体チップの厚さが2
00μm以下のものに顕著となる。このような半導体チ
ップの反りが生じた場合には、例えば半導体チップの外
部端子となる突起電極の平坦度が異なることとなるため
にボンディングの接続不良が生じてしまう等の問題が生
じたり、またチップの反りが大きい場合にはチップのハ
ンドリング時に真空吸着コレットでチップを吸着できな
いという問題を生じる。
The warp of the semiconductor chip increases as the semiconductor chip becomes thinner, and the thickness of the semiconductor chip is 2
It becomes conspicuous in the case of less than 00 μm. When such a warp of the semiconductor chip occurs, for example, the flatness of the protruding electrode that serves as an external terminal of the semiconductor chip becomes different, which causes a problem such as defective bonding connection, or the like. When the warp of the chip is large, there arises a problem that the chip cannot be sucked by the vacuum suction collet at the time of handling the chip.

【0009】本発明は、このような問題を解決し、熱に
よる半導体チップの反りをなくすことが可能な技術を提
供することを課題としている。
An object of the present invention is to solve the above problems and provide a technique capable of eliminating the warp of a semiconductor chip due to heat.

【0010】本発明の前記ならびにその他の課題と新規
な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らか
になるであろう。
The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings.

【0011】[0011]

【問題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
下記のとおりである。
Means for Solving the Problems Among the inventions disclosed in the present application, the outline of typical inventions will be briefly described.
It is as follows.

【0012】本発明では、半導体チップの素子の形成さ
れていない面に、前記素子形成面に形成された表面被膜
と熱特性が類似する裏面被膜を設けることによって、こ
の裏面被膜の熱による体積変化によって、表面被膜の熱
による体積変化から生じる曲げモーメントを相殺し、半
導体チップの反りを防止する。
According to the present invention, the back surface coating having thermal characteristics similar to those of the front surface coating formed on the element forming surface is provided on the surface of the semiconductor chip on which the elements are not formed, whereby the volume change of the back surface coating due to heat is changed. This offsets the bending moment caused by the volume change of the surface coating due to heat, and prevents the semiconductor chip from warping.

【0013】例えば、表面被膜の熱膨張率が半導体基板
の熱膨張率よりも大きい場合には、半導体基板よりも熱
膨張率の大きな裏面被膜を形成し、表面被膜の熱膨張率
が半導体基板の熱膨張率よりも小さい場合には、半導体
基板よりも熱膨張率の小さい裏面被膜を形成する。裏面
被膜は、表面被膜の熱膨張率、体積変化による延び、弾
性及び膜厚等を考慮して選定され、表面被膜の熱による
体積変化によって生じる力と略同等の力を生じる被膜を
形成することによって、表面被膜の曲げモーメントを相
殺する。
For example, when the coefficient of thermal expansion of the surface coating is larger than that of the semiconductor substrate, a back coating having a coefficient of thermal expansion larger than that of the semiconductor substrate is formed, and the coefficient of thermal expansion of the surface coating is higher than that of the semiconductor substrate. When the coefficient of thermal expansion is smaller than that of the semiconductor substrate, a back surface coating film having a coefficient of thermal expansion smaller than that of the semiconductor substrate is formed. The back surface film is selected in consideration of the coefficient of thermal expansion of the surface film, extension due to volume change, elasticity, film thickness, etc., and should form a film that produces a force approximately equal to the force generated by the volume change of the surface film due to heat. Offsets the bending moment of the surface coating.

【0014】以下、本発明の実施の形態を説明する。Embodiments of the present invention will be described below.

【0015】なお、実施の形態を説明するための全図に
おいて、同一機能を有するものは同一符号を付け、その
繰り返しの説明は省略する。
In all the drawings for explaining the embodiments, parts having the same function are designated by the same reference numerals and their repeated description will be omitted.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】図1に示すのは、本発明の一実施
の形態である半導体装置を示す縦断面図であり、図2は
図1中のA部を拡大して示す縦断面図である。
FIG. 1 is a vertical sectional view showing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an enlarged vertical sectional view showing a portion A in FIG. Is.

【0017】図中、1は単結晶シリコン等の半導体基板
主面に素子を形成した半導体チップ、2は半導体チップ
1の素子形成面に形成した絶縁膜等の表面被膜、3は素
子の形成されていない面即ち前記素子形成面とは反対の
面に形成した裏面被膜である。
In the figure, 1 is a semiconductor chip in which an element is formed on the main surface of a semiconductor substrate such as single crystal silicon, 2 is a surface coating such as an insulating film formed on the element forming surface of the semiconductor chip 1, and 3 is an element. This is a backside coating formed on the surface not formed, that is, the surface opposite to the element formation surface.

【0018】本発明では、半導体チップ1の素子の形成
されていない面に、前記素子形成面に形成された表面被
膜2と熱膨張特性が類似する裏面被膜3を設けることに
よって、この裏面被膜3の熱による体積変化によって、
表面被膜2の熱応力による曲げモーメントを相殺し、半
導体チップ1の反りを防止する。
According to the present invention, the back surface coating 3 having a thermal expansion characteristic similar to that of the surface coating 2 formed on the element forming surface is provided on the surface of the semiconductor chip 1 on which the elements are not formed. By the volume change due to the heat of
The bending moment due to the thermal stress of the surface coating 2 is offset to prevent the warpage of the semiconductor chip 1.

【0019】例えば、表面被膜2の熱による体積変化に
よって生じる力が半導体基板の熱による体積変化によっ
て生じる力よりも大きい場合には、半導体基板よりも熱
による体積変化によって生じる力の大きな裏面被膜3を
形成し、表面被膜2の熱による体積変化によって生じる
力が半導体基板の熱による体積変化によって生じる力よ
りも小さい場合には、半導体基板よりも熱による体積変
化によって生じる力よりも小さい裏面被膜3を形成す
る。
For example, when the force generated by the heat-induced volume change of the surface coating 2 is larger than the force caused by the heat-induced volume change of the semiconductor substrate, the back surface coating 3 having a larger force generated by the heat-induced volume change than the semiconductor substrate. And the force generated by the heat-induced volume change of the surface coating 2 is smaller than the force caused by the heat-induced volume change of the semiconductor substrate, the back surface coating 3 smaller than the force caused by the heat-induced volume change of the semiconductor substrate. To form.

【0020】裏面被膜3は、表面被膜2の熱膨張率、体
積変化による延び、弾性及び膜厚を考慮して選定され、
表面被膜2の熱による体積変化によって生じる力と略同
等の力を生じる被膜を形成し、表面被膜2による曲げモ
ーメントを相殺する。
The backside coating 3 is selected in consideration of the coefficient of thermal expansion of the frontside coating 2, elongation due to volume change, elasticity and film thickness.
A coating film is formed to generate a force substantially equal to the force generated by the volume change of the surface coating 2 due to heat, and the bending moment of the surface coating 2 is offset.

【0021】また、半導体チップ1の反りは、凸状の反
りによって生じる問題よりも凹状の反りによって生じる
問題の方が大きいために、半導体チップ1を反りのない
若しくは僅かに凸状の反りとなるようにするのが望まし
い。そのため、前記裏面被膜の熱による体積変化によっ
て生じる力が、前記表面被膜の熱による体積変化によっ
て生じる力と同等、若しくは、前記表面被膜の熱応力よ
りも僅かに小さいものとする。
Further, since the warp of the semiconductor chip 1 is greater in the problem caused by the concave warp than in the problem caused by the convex warp, the semiconductor chip 1 has no warp or a slightly convex warp. It is desirable to do so. Therefore, the force generated by the heat-induced volume change of the back surface coating is equal to the force generated by the heat-induced volume change of the surface coating, or slightly smaller than the thermal stress of the surface coating.

【0022】裏面被膜3の材料としては、例えば紫外線
硬化型ポリマー、熱硬化型ポリマー、熱硬化型感光性ポ
リマー、または熱可塑性ポリマー等が用いられる。
As the material of the back surface coating 3, for example, an ultraviolet curable polymer, a thermosetting polymer, a thermosetting photosensitive polymer, a thermoplastic polymer or the like is used.

【0023】また、前述した半導体チップ1には外部端
子となる突起電極6が素子形成面にパッド4及びバリア
メタルを介して形成されており、回路基板5の配線8と
突起電極6とが導通することによって、半導体チップ1
と回路基板5とを電気的に接続する。回路基板5はエポ
キシ系、又はポリイミド系、又はPET等のフィルム7
に銅箔又はAgペースト等によって配線8が形成されて
いる。なお、銅箔の場合には配線パターン形成後にNi
+Auメッキ処理を施す。
In addition, the above-mentioned semiconductor chip 1 is provided with the protruding electrode 6 serving as an external terminal on the element forming surface via the pad 4 and the barrier metal, and the wiring 8 of the circuit board 5 and the protruding electrode 6 are electrically connected. The semiconductor chip 1
And the circuit board 5 are electrically connected. The circuit board 5 is a film 7 of epoxy type, polyimide type, PET, or the like.
The wiring 8 is formed of copper foil or Ag paste. In the case of copper foil, Ni is formed after the wiring pattern is formed.
+ Au plating treatment is performed.

【0024】本実施の形態ではこの電気的接続を熱硬化
型の異方導電シート9によって一括して行なっている。
異方導電シート9は、絶縁性の熱硬化性高分子膜である
バインダ9aの中に導電粒子9bを混入した構成となっ
ており、例えば配線8と突起電極6とを異方導電シート
9を介して対面させ圧接した際に、バインダ9aが変形
して導電粒子9bが配線8及び突起電極6と直接に接触
し、導電粒子9bを介して配線8と突起電極6とが導通
する。この状態で加熱することによってバインダ9aが
硬化し、半導体チップ1を回路基板5に固定するととも
に配線8と突起電極6との導通状態を維持することがで
きる。
In the present embodiment, this electrical connection is collectively performed by the thermosetting anisotropic conductive sheet 9.
The anisotropic conductive sheet 9 has a configuration in which conductive particles 9b are mixed in a binder 9a which is an insulating thermosetting polymer film. For example, the wiring 8 and the protruding electrode 6 are connected to each other by the anisotropic conductive sheet 9. When they are faced to each other and pressed against each other, the binder 9a is deformed and the conductive particles 9b come into direct contact with the wiring 8 and the protruding electrode 6, and the wiring 8 and the protruding electrode 6 are electrically connected via the conductive particle 9b. By heating in this state, the binder 9a is hardened, the semiconductor chip 1 can be fixed to the circuit board 5, and the electrical connection between the wiring 8 and the protruding electrode 6 can be maintained.

【0025】導電粒子9bとしては樹脂或いはニッケル
等の球体に金等をメッキしたもの、ニッケル等の不定形
粒子等が用いられている。
As the conductive particles 9b, spherical particles of resin or nickel or the like, plated with gold or the like, amorphous particles of nickel or the like are used.

【0026】このような異方導電シート9を用いた接続
では、突起電極6と配線8との間隔が一定となっている
ことが重要であり、半導体チップ1に反りが生じた場合
には、圧接状態となっても部分的に導電粒子9bが配線
8或いは突起電極6と接触できずに接続不良が生じやす
くなる。
In the connection using the anisotropic conductive sheet 9 as described above, it is important that the interval between the protruding electrode 6 and the wiring 8 is constant, and when the semiconductor chip 1 is warped, Even in the pressure contact state, the conductive particles 9b are not able to partially contact the wiring 8 or the protruding electrode 6, and a connection failure is likely to occur.

【0027】なお、前述の如く回路基板5に半導体チッ
プ1を接続した後に、半導体装置の耐湿性の向上を目的
として、半導体チップ1の周囲にエポキシ樹脂等からな
る保護樹脂10をコートするポッティングが行なわれ
る。
After connecting the semiconductor chip 1 to the circuit board 5 as described above, potting for coating the protective resin 10 made of epoxy resin or the like around the semiconductor chip 1 is performed for the purpose of improving the moisture resistance of the semiconductor device. Done.

【0028】(製造方法1)次に、前述した半導体装置
の製造方法を図3乃至図13を用いて工程ごとに説明す
る。
(Manufacturing Method 1) Next, a method of manufacturing the above-described semiconductor device will be described step by step with reference to FIGS.

【0029】先ず、ウェハプロセスの完了した厚さ50
0μm乃至800μmの単結晶シリコンのウェハ11の
裏面研削の準備段階として、裏面研削工程によってウェ
ハ11の素子形成面を損傷する或いは汚染するのを防止
するために、樹脂等からなる保護テープ12をウェハ1
1の素子形成面に貼り付けて素子形成面を保護する。こ
の状態を図3に示す。
First, the thickness 50 after the wafer process is completed.
As a preparatory step for backgrinding the wafer 11 of 0 μm to 800 μm single crystal silicon, a protective tape 12 made of resin or the like is used to protect the element forming surface of the wafer 11 from being damaged or contaminated by the backgrinding process. 1
1 is attached to the element formation surface to protect the element formation surface. This state is shown in FIG.

【0030】次に、真空吸着タイプの保持基板13上に
前記保護テープ側を下にしてウェハ11を吸着固定す
る。この状態を図4に示す。
Next, the wafer 11 is sucked and fixed on the vacuum suction type holding substrate 13 with the protective tape side down. This state is shown in FIG.

【0031】次に、高速回転する砥石14によって、切
削水をかけながら機械的研削を行ない。ウェハ11を約
50μmまで研磨して薄くする。この状態を図5に示
す。なお、裏面研削には他にもエッチング等の化学研磨
或いは遊離砥粒を用いたラッピング等の方法を用いるこ
とができる。
Next, mechanical grinding is performed while applying cutting water by the grindstone 14 that rotates at a high speed. The wafer 11 is thinned by polishing it to about 50 μm. This state is shown in FIG. Note that other methods such as chemical polishing such as etching or lapping using free abrasive grains can be used for the back surface grinding.

【0032】次に、研削を行なったウェハ11の裏面に
紫外線硬化型ポリイミド樹脂を塗布し、紫外線を照射し
て硬化させ、5μm程度の裏面被膜3を形成する。この
状態を図6に示す。
Next, an ultraviolet curable polyimide resin is applied to the back surface of the ground wafer 11 and is irradiated with ultraviolet rays to be cured to form a back surface coating 3 of about 5 μm. This state is shown in FIG.

【0033】次に、枠体15に固定されたダイシングテ
ープ16上に、裏面被膜3を対面させてウェハ11を貼
り付ける。ダイシングテープ16には、接着剤が塗布さ
れており、この接着剤には加熱により接着力が低下する
タイプのものを用いている。この状態を図7に示す。
Next, the wafer 11 is attached onto the dicing tape 16 fixed to the frame 15 with the back surface coating 3 facing. An adhesive is applied to the dicing tape 16, and a type of adhesive whose adhesive strength is lowered by heating is used. This state is shown in FIG.

【0034】次に、剥離テープ(図示せず)等を用い
て、保護テープ12を剥離除去する。この状態を図8に
示す。
Next, the protective tape 12 is peeled and removed using a peeling tape (not shown) or the like. This state is shown in FIG.

【0035】次に、ダイヤモンドブレードソーによって
ウェハ11を裏面被膜3と共に、個々の半導体チップ1
に切断する。この切断は、ダイヤモンドブレードソーが
僅かにダイシングテープ16まで届くフルダイシングに
よって行なわれる。この状態を図9に示す。
Next, the wafer 11 together with the back surface coating 3 is separated by the diamond blade saw into the individual semiconductor chips 1.
Disconnect. This cutting is performed by full dicing in which the diamond blade saw reaches the dicing tape 16 slightly. This state is shown in FIG.

【0036】次に、ダイシングテープ7に張力を加え水
平方向に引き伸ばして、個々の半導体チップ1間の間隔
を広げて、半導体チップ1の個別の取り出しを容易にす
る。この状態を図10に示す。
Next, tension is applied to the dicing tape 7 to extend the dicing tape 7 in the horizontal direction to widen the intervals between the individual semiconductor chips 1 to facilitate the individual taking out of the semiconductor chips 1. This state is shown in FIG.

【0037】次に、別に準備した回路基板5の半導体チ
ップ1と接続する配線8の形成されている領域に、熱硬
化型の異方導電シート9を取付けヒートコレット17に
よって加熱する。この固定はシートがずれない程度の軽
いものでよい。この状態を図11に示す。
Next, a thermosetting anisotropic conductive sheet 9 is attached to a region of the separately prepared circuit board 5 where the wiring 8 connected to the semiconductor chip 1 is formed, and heated by the heat collet 17. This fixing may be light enough to prevent the sheet from slipping. This state is shown in FIG.

【0038】次に、光学的認識装置(図示せず)により
半導体チップ1の認識マークと回路基板5の配線パター
ンを確認し、半導体チップ1を正確に位置合わせした後
に、この回路基板5の異方導電シート9と取り付ける半
導体チップ1の素子形成面とを対面させ、この状態で、
約120℃のヒートコレット18がダイシングテープ1
6上の半導体チップ1を押し上げて、ダイシングテープ
16を介して回路基板5の異方導電シート9に押圧し、
ヒートコレット18の熱によって、半導体チップ1を回
路基板5に仮固定する。その後、回路基板5を下降させ
てヒートコレット17に半導体チップ1を押圧して、ヒ
ートコレット17の熱によって約180℃にて30秒程
度の加熱を行ない、異方導電シート9のバインダを熱硬
化させ、半導体チップ1を回路基板5に圧接状態のまま
で固定する。これによって異方導電シートの導電粒子が
半導体チップの突起電極と回路基板の配線とを導通さ
せ、半導体チップ1と回路基板5とが電気的にも接続さ
れる。この状態を図13に示す。
Next, after the recognition mark of the semiconductor chip 1 and the wiring pattern of the circuit board 5 are confirmed by an optical recognition device (not shown), the semiconductor chip 1 is accurately aligned, and then the circuit board 5 is changed. The conductive sheet 9 and the element forming surface of the semiconductor chip 1 to be attached are made to face each other, and in this state,
The heat collet 18 at about 120 ° C is the dicing tape 1
The semiconductor chip 1 on 6 is pushed up and pressed against the anisotropic conductive sheet 9 of the circuit board 5 via the dicing tape 16,
The semiconductor chip 1 is temporarily fixed to the circuit board 5 by the heat of the heat collet 18. After that, the circuit board 5 is lowered to press the semiconductor chip 1 against the heat collet 17, and the heat of the heat collet 17 heats the binder of the anisotropic conductive sheet 9 by heating at about 180 ° C. for about 30 seconds. Then, the semiconductor chip 1 is fixed to the circuit board 5 in a pressed state. As a result, the conductive particles of the anisotropic conductive sheet electrically connect the protruding electrodes of the semiconductor chip to the wiring of the circuit board, and the semiconductor chip 1 and the circuit board 5 are also electrically connected. This state is shown in FIG.

【0039】(製造方法2)次に、前述した半導体装置
の他の製造方法を図14乃至図21を用いて工程ごとに
説明する。
(Manufacturing Method 2) Next, another manufacturing method of the above-described semiconductor device will be described step by step with reference to FIGS.

【0040】先ず、真空吸着タイプの保持基板13上に
素子形成面を下にして、ウェハプロセスの完了した厚さ
500μm乃至800μmの単結晶シリコンのウェハ1
1を吸着固定する。この状態を図14に示す。
First, a single crystal silicon wafer 1 having a thickness of 500 μm to 800 μm, which has been subjected to the wafer process, is placed with the element formation surface facing down on the vacuum suction type holding substrate 13.
1 is adsorbed and fixed. This state is shown in FIG.

【0041】次に、高速回転する砥石14によって、切
削水をかけながら機械的研削を行ない。ウェハ11を約
10μmまで研磨して薄くする。この状態を図15に示
す。なお、裏面研削には他にもエッチング等の化学研磨
或いは遊離砥粒を用いたラッピング等の方法を用いるこ
とができる。
Next, mechanical grinding is performed while applying cutting water by the grindstone 14 rotating at a high speed. The wafer 11 is thinned by polishing it to about 10 μm. This state is shown in FIG. Note that other methods such as chemical polishing such as etching or lapping using free abrasive grains can be used for the back surface grinding.

【0042】次に、研削を行なったウェハ11の裏面に
紫外線硬化型ポリイミド樹脂を塗布し、2μm程度の裏
面被膜3を形成する。この状態を図16に示す。
Next, a UV curable polyimide resin is applied to the back surface of the ground wafer 11 to form a back surface coating 3 of about 2 μm. This state is shown in FIG.

【0043】次に、保持基板13からウェハ11を取り
外し、裏面被膜3のダイシング領域をマスク(図示せ
ず)によって覆って紫外線を照射し、ダイシング領域を
除いた裏面被膜3を硬化させた後に、紫外線照射を受け
ずに未硬化となったダイシング領域の裏面被膜3を除去
する。ダイシング領域を覆うマスクはウェハ11の素子
形成面の位置情報を用いて、形成することができる。こ
の状態を図17に示す。
Next, the wafer 11 is removed from the holding substrate 13, the dicing area of the backside coating 3 is covered with a mask (not shown), and ultraviolet rays are irradiated to cure the backside coating 3 excluding the dicing area. The back surface coating 3 in the diced region which has not been cured by being irradiated with ultraviolet rays is removed. The mask covering the dicing area can be formed by using the position information of the element formation surface of the wafer 11. This state is shown in FIG.

【0044】次に、枠体15に固定されたダイシングテ
ープ16上に、素子形成面を対面させてウェハ11を貼
り付ける。ダイシングテープ16には、接着剤が塗布さ
れており、この接着剤には加熱により接着力が低下する
タイプのものを用いている。その後、ダイヤモンドブレ
ードソーによってウェハ11を個々の半導体チップ1に
切断する。この切断は、ダイヤモンドブレードソーが僅
かにダイシングテープ16まで届くフルダイシングによ
って行なわれる。この状態を図18に示す。
Next, the wafer 11 is attached onto the dicing tape 16 fixed to the frame body 15 with the element formation surface facing. An adhesive is applied to the dicing tape 16, and a type of adhesive whose adhesive strength is lowered by heating is used. Then, the wafer 11 is cut into individual semiconductor chips 1 with a diamond blade saw. This cutting is performed by full dicing in which the diamond blade saw reaches the dicing tape 16 slightly. This state is shown in FIG.

【0045】なお、この製造方法では、ダイシングに先
立ってダイシング領域の裏面被膜3を除去してあるの
で、有機被膜の切断によるダイシングブレードの劣化が
生じない。更に、各半導体チップ1の形成領域が裏面か
らも目視できるので、裏面からのダイシングが容易であ
り、裏面からダイシングを行なうことによって、半導体
チップ1の素子形成面にダイシングによって生じる切削
屑の付着が生じない等の利点がある。
In this manufacturing method, since the back surface coating film 3 in the dicing area is removed prior to dicing, deterioration of the dicing blade due to cutting of the organic coating film does not occur. Further, since the formation region of each semiconductor chip 1 can be visually observed from the back surface, dicing from the back surface is easy. By performing the dicing from the back surface, adhesion of cutting chips generated by dicing to the element formation surface of the semiconductor chip 1 is possible. There are advantages such as not occurring.

【0046】次に、別に準備した回路基板5の半導体チ
ップ1と接続する配線8の形成されている領域に、異方
導電シート9を取付けヒートコレット17によって加熱
する。この固定はシートがずれない程度の軽いものでよ
い。この状態を図19に示す。
Next, the anisotropic conductive sheet 9 is attached to the area of the separately prepared circuit board 5 where the wiring 8 connected to the semiconductor chip 1 is formed, and heated by the heat collet 17. This fixing may be light enough to prevent the sheet from slipping. This state is shown in FIG.

【0047】ダイシングテープ16の下方から約120
℃のヒートコレット18によって、取り付ける半導体チ
ップ1をダイシングテープ16を介して押し上げて、こ
の半導体チップ1の上方で待機する真空吸着コレット1
9に半導体チップ1の裏面被膜3を押し当てて、半導体
チップ1を吸着固定する。この状態を図20に示す。
About 120 from below the dicing tape 16
The vacuum suction collet 1 which pushes up the semiconductor chip 1 to be attached via the dicing tape 16 by the heat collet 18 at ℃ and stands by above the semiconductor chip 1.
The back surface coating 3 of the semiconductor chip 1 is pressed against 9 to adsorb and fix the semiconductor chip 1. FIG. 20 shows this state.

【0048】次に、回路基板5に取り付けた異方導電シ
ート9と取り付ける半導体チップ1の素子形成面とを対
面させ、光学的認識装置(図示せず)により半導体チッ
プ1の認識マークと回路基板5の配線パターンを確認
し、半導体チップ1を正確に位置合わせした後に、真空
吸着コレット19を下降させて回路基板5に半導体チッ
プ1を押圧して、半導体チップ1を回路基板5に圧接状
態のままで固定する。これによって異方導電シートの導
電粒子が半導体チップの突起電極と回路基板の配線とを
導通させ、半導体チップ1と回路基板5とが電気的にも
接続される。この状態を図21に示す。
Next, the anisotropic conductive sheet 9 attached to the circuit board 5 and the element forming surface of the semiconductor chip 1 to be attached are made to face each other, and the recognition mark of the semiconductor chip 1 and the circuit board are made by an optical recognition device (not shown). After confirming the wiring pattern of 5 and accurately aligning the semiconductor chip 1, the vacuum suction collet 19 is lowered to press the semiconductor chip 1 against the circuit board 5 so that the semiconductor chip 1 is pressed against the circuit board 5. I will fix it. As a result, the conductive particles of the anisotropic conductive sheet electrically connect the protruding electrodes of the semiconductor chip to the wiring of the circuit board, and the semiconductor chip 1 and the circuit board 5 are also electrically connected. This state is shown in FIG.

【0049】以上、本発明者によってなされた発明を、
前記実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明
は、前記実施の形態に限定されるものではなく、その要
旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは
勿論である。
The inventions made by the present inventors are as follows.
Although a specific description has been given based on the above-described embodiment, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is needless to say that various modifications can be made without departing from the gist of the invention.

【0050】[0050]

【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下
記のとおりである。
The effects obtained by the representative ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows.

【0051】(1)本発明によれば、半導体チップの表
面被膜と半導体基板との熱膨張率の相違によって半導体
チップに反りの生じることがないという効果がある。
(1) According to the present invention, there is an effect that the semiconductor chip does not warp due to the difference in the coefficient of thermal expansion between the surface coating of the semiconductor chip and the semiconductor substrate.

【0052】(2)本発明によれば、上記効果(1)に
より、半導体チップの外部端子となる突起電極の平坦度
を良好にすることができるという効果がある。
(2) According to the present invention, due to the above effect (1), it is possible to improve the flatness of the protruding electrode which becomes an external terminal of the semiconductor chip.

【0053】(3)本発明によれば、上記効果(2)に
より、ボンディングの接続不良が生じないという効果が
ある。
(3) According to the present invention, due to the above effect (2), there is an effect that a defective connection of bonding does not occur.

【0054】(4)本発明によれば、上記効果(1)に
より、半導体チップをより薄型化することが可能となる
という効果がある。
(4) According to the present invention, the semiconductor chip can be made thinner due to the effect (1).

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施の形態である半導体装置を示す
縦断面図である。
FIG. 1 is a vertical sectional view showing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1の半導体装置の要部を拡大して示す縦断面
図である。
FIG. 2 is a vertical cross-sectional view showing an enlarged main part of the semiconductor device of FIG.

【図3】本発明の一実施の形態である半導体装置の製造
方法を工程ごとに示す縦断面図である。
FIG. 3 is a vertical cross-sectional view showing, step by step, a method for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

【図4】本発明の一実施の形態である半導体装置の製造
方法を工程ごとに示す縦断面図である。
FIG. 4 is a vertical cross-sectional view showing, step by step, a method for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

【図5】本発明の一実施の形態である半導体装置の製造
方法を工程ごとに示す縦断面図である。
FIG. 5 is a vertical cross-sectional view showing, step by step, a method for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

【図6】本発明の一実施の形態である半導体装置の製造
方法を工程ごとに示す縦断面図である。
FIG. 6 is a vertical cross-sectional view showing, step by step, a method for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

【図7】本発明の一実施の形態である半導体装置の製造
方法を工程ごとに示す縦断面図である。
FIG. 7 is a vertical cross-sectional view showing each step of the method for manufacturing the semiconductor device according to the embodiment of the present invention.

【図8】本発明の一実施の形態である半導体装置の製造
方法を工程ごとに示す縦断面図である。
FIG. 8 is a vertical cross-sectional view showing, step by step, a method for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

【図9】本発明の一実施の形態である半導体装置の製造
方法を工程ごとに示す縦断面図である。
FIG. 9 is a vertical cross-sectional view showing, step by step, the method for manufacturing a semiconductor device according to the embodiment of the present invention.

【図10】本発明の一実施の形態である半導体装置の製
造方法を工程ごとに示す縦断面図である。
FIG. 10 is a vertical cross-sectional view showing, step by step, the method for manufacturing a semiconductor device according to the embodiment of the present invention.

【図11】本発明の一実施の形態である半導体装置の製
造方法を工程ごとに示す縦断面図である。
FIG. 11 is a vertical cross-sectional view showing, step by step, the method for manufacturing the semiconductor device according to the embodiment of the present invention.

【図12】本発明の一実施の形態である半導体装置の製
造方法を工程ごとに示す縦断面図である。
FIG. 12 is a vertical cross-sectional view showing, step by step, the method for manufacturing a semiconductor device according to the embodiment of the present invention.

【図13】本発明の一実施の形態である半導体装置の製
造方法を工程ごとに示す縦断面図である。
FIG. 13 is a vertical cross-sectional view showing, step by step, the method for manufacturing a semiconductor device according to the embodiment of the present invention.

【図14】本発明の一実施の形態である半導体装置の他
の製造方法を工程ごとに示す縦断面図である。
FIG. 14 is a vertical cross-sectional view showing, step by step, another method for manufacturing the semiconductor device according to the embodiment of the present invention.

【図15】本発明の一実施の形態である半導体装置の他
の製造方法を工程ごとに示す縦断面図である。
FIG. 15 is a vertical cross-sectional view showing, step by step, another method of manufacturing the semiconductor device according to the embodiment of the present invention.

【図16】本発明の一実施の形態である半導体装置の他
の製造方法を工程ごとに示す縦断面図である。
FIG. 16 is a vertical cross-sectional view showing, step by step, another method of manufacturing the semiconductor device according to the embodiment of the present invention.

【図17】本発明の一実施の形態である半導体装置の他
の製造方法を工程ごとに示す縦断面図である。
FIG. 17 is a vertical cross-sectional view showing, step by step, another method of manufacturing the semiconductor device according to the embodiment of the present invention.

【図18】本発明の一実施の形態である半導体装置の他
の製造方法を工程ごとに示す縦断面図である。
FIG. 18 is a vertical cross-sectional view showing, step by step, another method for manufacturing the semiconductor device according to the embodiment of the present invention.

【図19】本発明の一実施の形態である半導体装置の他
の製造方法を工程ごとに示す縦断面図である。
FIG. 19 is a vertical cross-sectional view showing, step by step, another method of manufacturing the semiconductor device according to the embodiment of the present invention.

【図20】本発明の一実施の形態である半導体装置の他
の製造方法を工程ごとに示す縦断面図である。
FIG. 20 is a vertical cross-sectional view showing, step by step, another method for manufacturing the semiconductor device according to the embodiment of the present invention.

【図21】本発明の一実施の形態である半導体装置の他
の製造方法を工程ごとに示す縦断面図である。
FIG. 21 is a vertical cross-sectional view showing, step by step, another method of manufacturing the semiconductor device according to the embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…半導体チップ、2…表面被膜、3…裏面被膜、4…
パッド、5…回路基板、6…突起電極、7…フィルム、
8…配線、9…異方導電シート、9a…バインダ、9b
…導電粒子、10…保護樹脂、11…ウェハ、12…保
護テープ、13…保持基板、14…砥石、15…枠体、
16…ダイシングテープ、17,18…ヒートコレッ
ト、19…真空吸着コレット。
1 ... Semiconductor chip, 2 ... Front surface coating, 3 ... Back surface coating, 4 ...
Pads, 5 ... Circuit board, 6 ... Projection electrodes, 7 ... Film,
8 ... Wiring, 9 ... Anisotropic conductive sheet, 9a ... Binder, 9b
... conductive particles, 10 ... protective resin, 11 ... wafer, 12 ... protective tape, 13 ... holding substrate, 14 ... grinding stone, 15 ... frame body,
16 ... Dicing tape, 17, 18 ... Heat collet, 19 ... Vacuum adsorption collet.

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板主面に素子を形成し、この素
子形成面の半導体基板上に表面被膜を形成した半導体装
置において、前記素子形成面とは反対の面に前記表面被
膜と熱特性が類似する裏面被膜を形成したことを特徴と
する半導体装置。
1. A semiconductor device in which an element is formed on a main surface of a semiconductor substrate and a surface coating is formed on the semiconductor substrate of the element forming surface, and a thermal property is different from that of the surface coating on a surface opposite to the element forming surface. A semiconductor device having a similar backside coating.
【請求項2】 前記裏面被膜の熱による体積変化によっ
て生じる力が、前記表面被膜の熱による体積変化によっ
て生じる力と略同等であることを特徴とする請求項1に
記載の半導体装置。
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the force generated by the heat-induced volume change of the back surface coating is substantially equal to the force generated by the heat-induced volume change of the front surface coating.
【請求項3】 前記表面被膜が層間絶縁膜、配線層、保
護絶縁膜等からなることを特徴とする請求項1又は請求
項2に記載の半導体装置。
3. The semiconductor device according to claim 1, wherein the surface coating is made of an interlayer insulating film, a wiring layer, a protective insulating film, or the like.
【請求項4】 前記半導体基板の素子形成面とは反対の
面が研削されていることを特徴とする請求項1乃至請求
項3の何れか一項に記載の半導体装置。
4. The semiconductor device according to claim 1, wherein the surface of the semiconductor substrate opposite to the element formation surface is ground.
【請求項5】 前記裏面被膜が紫外線硬化型ポリマー、
熱硬化型ポリマー、熱硬化型感光性ポリマー、または熱
可塑性ポリマーであることを特徴とする請求項1乃至請
求項4の何れか一項に記載の半導体装置。
5. The back coating is an ultraviolet curable polymer,
The semiconductor device according to any one of claims 1 to 4, which is a thermosetting polymer, a thermosetting photosensitive polymer, or a thermoplastic polymer.
【請求項6】 半導体基板主面に素子を形成し、この素
子形成面の半導体基板上に表面被膜を形成した半導体装
置の製造方法において、前記素子形成面とは反対の面に
前記表面被膜と熱特性が類似する裏面被膜を形成する工
程を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
6. A method of manufacturing a semiconductor device, wherein an element is formed on a main surface of a semiconductor substrate, and a surface coating is formed on the semiconductor substrate on the element forming surface, wherein the surface coating is provided on a surface opposite to the element forming surface. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising the step of forming a back surface coating having similar thermal characteristics.
【請求項7】 前記裏面被膜の熱による体積変化によっ
て生じる力が、前記表面被膜の熱による体積変化によっ
て生じる力と略同等であることを特徴とする請求項6に
記載の半導体装置の製造方法。
7. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 6, wherein the force generated by the heat-induced volume change of the back surface coating is substantially equal to the force generated by the heat-induced volume change of the front surface coating. .
【請求項8】 前記表面被膜が層間絶縁膜、配線層、保
護絶縁膜等からなることを特徴とする請求項6又は請求
項7に記載の半導体装置の製造方法。
8. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 6, wherein the surface film is made of an interlayer insulating film, a wiring layer, a protective insulating film, or the like.
【請求項9】 前記半導体基板の素子形成面とは反対の
面を研削して半導体基板を薄くする工程を有することを
特徴とする請求項6乃至請求項8の何れか一項に記載の
半導体装置の製造方法。
9. The semiconductor according to claim 6, further comprising a step of grinding the surface of the semiconductor substrate opposite to the element formation surface to thin the semiconductor substrate. Device manufacturing method.
【請求項10】 前記裏面被膜が紫外線硬化型ポリマ
ー、熱硬化型ポリマー、熱硬化型感光性ポリマー、また
は熱可塑性ポリマーであることを特徴とする請求項6乃
至請求項9の何れか一項に記載の半導体装置の製造方
法。
10. The back surface coating is an ultraviolet curable polymer, a thermosetting polymer, a thermosetting photosensitive polymer, or a thermoplastic polymer, according to any one of claims 6 to 9. A method for manufacturing a semiconductor device as described above.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10573603B2 (en) 2017-03-29 2020-02-25 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor device having a three-sided textured substrate

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