半導体装置の製造方法
【課題】 アンダーフィル用樹脂内のボイドの発生を抑制し、信頼性の高いフリップチップ実装を実現した半導体装置の製造方法を提供する。
【解決手段】 本発明に係る半導体装置の製造方法は、半導体チップ２０の一方の主面２２に２次元状に形成された複数の電極２４を、基板３０上の対応する導電性領域３２、３４に接合するステップと、真空雰囲気中で、半導体チップの一方の主面と基板との間にアンダーフィル用樹脂４０を供給するステップと、アンダーフィル樹脂４０が供給された半導体チップおよび基板を大気中に露出するステップとを有する。
【解決手段】 本発明に係る半導体装置の製造方法は、半導体チップ２０の一方の主面２２に２次元状に形成された複数の電極２４を、基板３０上の対応する導電性領域３２、３４に接合するステップと、真空雰囲気中で、半導体チップの一方の主面と基板との間にアンダーフィル用樹脂４０を供給するステップと、アンダーフィル樹脂４０が供給された半導体チップおよび基板を大気中に露出するステップとを有する。
【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に関し、特に、フリップチップ実装された半導体チップと基板との間にアンダーフィル用樹脂を注入する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話、携帯型コンピュータ、その他の小型電子機器の高機能化に伴い、電子機器に搭載される半導体チップの高集積化、狭ピッチ化が望まれている。高集積化、狭ピッチ化された半導体チップを実装する技術の一つに、ベアチップを基板に接続するフリップチップ実装がある。フリップチップ実装では、半導体チップの集積回路面である主面に形成されたバンプ電極を、基板上の電極またはランドに対向させて直接接続させている。このようなフリップチップ実装は、半導体チップの電極をワイヤボンディングにより基板に接続する方法に置き換わるものである。
【０００３】
フリップチップ実装には、予め異方性導電フィルムをラミネートした基板上に、バンプが形成されたベアチップを加圧圧着する方法や、はんだバンプが形成されたベアチップを基板上にマウントし、リフロー接続する方法がある。後者の接続の場合、はんだバンプに応力が集中して破断するのを防止するために、ベアチップと基板との間にアンダーフィル用樹脂を注入し、応力を緩和させている。
【０００４】
特許文献１は、アンダーフィル用樹脂を注入する半導体装置の製造方法に関するもので、半導体チップの端部から液状のアンダーフィル用樹脂を注入するとき、その樹脂が半導体チップの上面（もう一方の主表面）に這い上がり、上面に樹脂が付着するという課題を解決するため、アンダーフィル用樹脂の封止後に、半導体チップの上面をプラズマ処理している。これにより、半導体チップの上面にヒートスプレッダを容易に接続可能とし、その放熱性を向上させている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２１７２９５号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
半導体チップと基板がフリップチップ接続された状態において、液状のアンダーフィル用樹脂が半導体チップと基板の隙間に注入されると、アンダーフィル用樹脂は、毛細管現象により隙間の奥まで進行し、半導体チップと基板間のはんだバンプを樹脂封止する。
【０００７】
しかしながら、いくつかの要因により、アンダーフィル用樹脂が、半導体チップの中央近傍にまで適切に行き渡らず、樹脂内に気泡等のボイドが発生してしまうことがある。１つの原因として、半導体チップや基板の物理的な大きさや形状が影響しているものと考えられる。例えば、半導体チップの電極やバンプのピッチが５０μｍと狭くなったり、電極の数が４００以上になったり、半導体チップと基板の隙間が１５μｍ以下になると、樹脂の進行に対する抵抗が大きくなり、その結果、樹脂が奥までまんべんなく行き渡りにくくなり、ボイドが生じる。樹脂内に多数のボイドが生じてしまうと、樹脂による応力緩和効果が軽減され、はんだバンプによる接合が破断されてしまう。また、外部からの水分や湿気に対する保護が不十分になってしまう。
【０００８】
本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、アンダーフィル用樹脂内のボイドの発生を抑制し、信頼性の高いフリップチップ実装を実現した半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る半導体装置の製造方法は、（ａ）半導体チップの一方の主面に２次元状に形成された複数の電極を、基板上の対応する導電性領域に接合するステップと、（ｂ）真空雰囲気中で、半導体チップの一方の主面と基板との間にアンダーフィル用樹脂を供給するステップと、（ｃ）アンダーフィル樹脂が供給された半導体チップおよび基板を大気中に露出するステップとを有する。
【００１０】
製造方法はさらに、半導体チップを接合した基板を真空チャンバー内に配置するステップを含み、当該真空チャンバー内の真空度は、１トール（Ｔｏｒｒ）である。好ましくは、アンダーフィル用樹脂の供給は、真空チャンバー内で実施され、液状化された樹脂は、基板上の半導体チップの側面または端部近傍に供給または注入される。樹脂が充填されるまで一定期間を保持した後、真空チャンバーの内部は約１０秒間で大気圧に晒される。
【００１１】
好ましくは、アンダーフィル用樹脂は、エポキシ樹脂であり、エポキシ樹脂は、約８０〜１１０度に加熱して基板上に供給される。例えば、エポキシ樹脂の粘度は、約０．２Ｐａ・ｓであり、半導体チップの主面と基板との間隔が１５μｍ以下、電極のピッチが５０μｍ以下のフリップチップ実装に適応することができる。半導体チップの電極は、メッキやスタッドの金バンプや、はんだバンプであってもよく、Ａｕ、Ｓｎ、Ａｇのいずれかを含む。基板の導電性領域にバンプを形成するものであってもよい。
【００１２】
さらに本発明に係る半導体装置の製造方法は、（ａ）半導体パッケージの一方の主面に２次元状に形成された複数の電極を、基板上の対応する導電性領域に接合するステップと、（ｂ）真空雰囲気中で、半導体パッケージの一方の主面と基板との間にアンダーフィル用樹脂を供給するステップと、（ｃ）アンダーフィル樹脂が供給された半導体パッケージおよび基板を大気中に露出するステップとを有する。
【００１３】
さらに本発明に係る半導体装置の製造方法は、（ａ）第１の半導体パッケージの一方の主面に２次元状に形成された複数の電極を、第２の半導体パッケージの他方の主面の対応する導電性領域に接合するステップと、（ｂ）真空雰囲気中で、第１の半導体パッケージの一方の主面と第２の半導体パッケージの他方の主面との間にアンダーフィル用樹脂を供給するステップと、（ｃ）アンダーフィル樹脂が供給された第１および第２のパッケージを大気中に露出するステップとを有する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の半導体装置の製造方法によれば、真空雰囲気中で、アンダーフィル用樹脂を供給するようにしたので、ボイドの発生源である気泡等が極力取り除かれており、さらに、アンダーフィル用樹脂を供給した後に、半導体チップと基板を大気に晒すことで、一気にアンダーフィル用樹脂が毛細管現象により隙間の奥まで進行させることができる。これにより、ボイドの発生が極力抑制されたアンダーフィル用樹脂を半導体チップと基板間に充填させることができる。その結果、フリップチップ実装された電極接合の信頼性を向上させることができる。同様に、ＢＧＡやＣＳＰの半導体パッケージを基板にフリップ接続するときや、半導体パッケージ同士をＰＯＰ（パッケージ・オン・パッケージ）接続するときにも、本発明を適用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の最良の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、図面に記載されたサイズおよび形状は、必ずしも実際の製品と同一サイズで記載されているものではない。
【実施例】
【００１６】
図１は、本発明の実施例に係る製造方法により作成される半導体装置の構成を示す断面図である。半導体装置１０は、半導体チップ２０と、半導体チップ２０を実装する基板３０とを有する。半導体チップ２０の集積回路面である主面２２には、複数のアルミニウム等から形成される電極パッド２４が２次元状に形成されている。電極パッド２４には、バンプ２６が接続され、バンプ２６は、例えば、Ａｕバンプであり、その直径は約３５μｍである。電極パッド２４は、好ましくは５０μｍのピッチで、４４０個配列されている。
【００１７】
基板３０は、その上面にＣｕ等の電極３２が形成され、電極３２には、はんだバンプ３４が形成されている。はんだバンプ３４は、半導体チップ２０の電極パッド２４またはバンプ２６に対応する位置に配置されている。電極３２は、基板３０の内部配線３６を介して、基板裏面に形成された外部電極３８に接続される。外部電極３８には、ＢＧＡ用またはＣＳＰ用のはんだボールを接続することができる。
【００１８】
半導体チップ２０のバンプ２６を、基板３０のはんだバンプ３４に接続し、はんだリフローによりバンプ２６と電極３４が共晶接合される。バンプ２６と電極３４の接合状態は脆いため、これを補強するためにアンダーフィル用樹脂４０が、半導体チップ２０の主面２２と基板３０の隙間に注入される。
【００１９】
半導体チップ２０と基板３０の隙間は、好ましくは１５μｍ以下、より好ましくは７μｍである。アンダーフィル用樹脂４０は、一定の温度で低粘性をもつエポキシ樹脂、例えば、ナミックスＵ８４３７−４８を用いることができる。
【００２０】
次に、本発明の半導体装置の製造方法について説明する。図２は、フリップチップ実装をするための半導体製造装置の概略構成を示す斜視図である。本製造装置１００は、複数の基板を収納するローダー１１０、半導体チップのフリップチップ実装を行うフリップチップステージ１２０、フリップチップ実装された基板にアンダーフィル用樹脂を注入するアンダーフィルステージ１３０、フリップ実装が終了した基板を複数収容するアンローダーステージ１４０から構成されている。
【００２１】
ローダーステージ１１０は、複数の基板３０を垂直方向に積層するローダー１１２を含み、ローダー１１２は、図示しないヒーターにより一定の温度に加熱されている。ローダー１１２から取り出された基板３０は、予熱ステージ１１４にて温度調整され、フリップチップステージ１２０に搬送される。
【００２２】
次に、基板３０はヒートブロック１２２上に搭載され、ヒートブロック１２２により基板３０がフリップチップ実装に必要な温度に保たれる。そして、チップトレイチェンジャー１２４からチップマウンターにより取り出された半導体チップ２０が、基板３０上に位置決めして載置される。載置された半導体チップ２０のバンプ２６は、基板３０の電極３２に接合される。
【００２３】
フリップチップ実装された基板は、搬送ベルト等により真空チャンバー１３２の入口ポートから内部へ搬送され、所定の位置に位置決めされる。真空チャンバー１３２内において、フリップチップ実装された基板にアンダーフィル用樹脂が注入される。アンダーフィル用樹脂を基板と半導体チップの隙間に充填させるべく一定時間の経過後に、真空チャンバーの出口ポートが開放され、真空チャンバーの内部が大気圧に晒される。その後、真空チャンバー１３２から排出された基板３０は、アンローダー１４０内にストックされる。
【００２４】
次に、真空によるアンダーフィル用樹脂の充填方法の詳細について説明する。図３は、真空チャンバー１３２内に配置された基板の平面図である。基板３０上には、複数の半導体チップ２０がフリップチップ接続された状態で２次元状に配置されている。真空チャンバー１３２内に基板３０が収容されると、約１分間で、真空度が約１Ｔｏｒｒに設定される。
【００２５】
真空引きが終了すると、図４に示すような注入部材１３４を用いてアンダーフィル用樹脂１３６の供給が開始される。注入部材１３４は、真空チャンバー１３２内を移動可能であり、基板上に実装された複数の半導体チップ毎に、アンダーフィル用樹脂１３６を供給する。図の例は、注入部材１３４が走査方向Ｐに移動しながら、半導体チップ２０にアンダーフィル用樹脂を供給している状態を示している。
【００２６】
アンダーフィル用樹脂には、好ましくは、エポキシ樹脂（ナミックスＵ８４３７−４８）が用いられる。図５は、エポキシ樹脂の特性を示すグラフであり、横軸は温度、縦軸は粘度（Ｐａｓ）を示している。グラフから明らかなように、エポキシ樹脂は、約９０度で粘性が最も小さくなる変曲点を含んでいる。このため、注入部材１３２から注入されるエポキシ樹脂の温度が、約８０〜１００度となるように、真空チャンバー１３２内の温度が調整される。あるいは、注入部材１３４の温度が調整される。約８０〜１００度のエポキシ樹脂は、粘性が約０．５（Ｐａｓ）以下と小さく、狭ピッチの半導体チップや狭い隙間であっても、スムースに移動することができる。
【００２７】
アンダーフィル用樹脂１３６は、例えば、図６（ａ）に示すように、それぞれの半導体チップ２０の側面近傍に供給される。あるいは、半導体チップのサイズ、基板との間隙、電極数、電極ピッチに応じて、図６（ｂ）に示すように、それぞれの半導体チップの２辺近傍にアンダーフィル用樹脂１３６を供給するようにしてもよい。アンダーフィル用樹脂１３６の供給量は、半導体チップのサイズ、基板との間隙等に応じて適宜選択される。
【００２８】
注入されるアンダーフィル用樹脂１３６は、高温化において粘性が低く、液状化されているため、基板と半導体チップの僅かな間隙を毛細管現象により内部へと進行する。アンダーフィル用樹脂１３６の進行は、真空チャンバー１３２内で約３分間保持され、その間、半導体チップ２０と基板３０の間隙がアンダーフィル用樹脂１３６によっておおよそ充填される。アンダーフィル用樹脂１３６は、真空中で供給されるため、樹脂内にボイドが含まれる割合を極力なくすことができる。
【００２９】
次に、真空チャンバー１３２の出口ポートが開放され、その内部が大気圧に晒される。好ましくは、約１０秒程度で真空チャンバー１３２の内部が大気圧となる。真空チャンバー１３２内の温度は、ヒーターにより加熱された状態が維持されているが、大気が入り込むことにより真空チャンバー１３２内の温度が低下すると同時に、毛細管現象が一機に加速され、アンダーフィル用樹脂が半導体チップと基板の隙間の内部の奥深い部分まで完全に行わたる。その後、ヒータの温度を低下させ、または、基板をアンロードステージ１４０へ搬送することで、アンダーフィル用樹脂１３６が硬化される。
【００３０】
次に、基板３０がダイシングされ、個々の半導体装置に切り落とされ、図1に示すような半導体装置１０を得ることができる。このように、真空中でアンダーフィル用樹脂を充填するようにしたので、アンダーフィル用樹脂内に気泡等のボイドが発生することが極力抑制される。このため、フリップチップ接続されたバンプと電極間の接合強度が向上され、かつ、ボイドの抑制により外部から水等が内部に浸入することが効果的に防止される。その結果、フリップチップ実装による電極の接続強度および信頼性が向上される。
【００３１】
上記実施例で説明した半導体チップおよび基板の構成は一例であって、これに限定されるものではない。例えば、半導体チップ２０の主面２２に形成されるバンプ２６は、金メッキにより形成されたバンプ、またはＡｕスタッドバンプであってもよい。また、基板の電極もＡｕであってもよい。
【００３２】
さらに、半導体チップ２０のバンプ２６は、はんだバンプまたははんだボールであってもよい。はんだバンプは、メッキやペースト印刷により形成することができる。はんだは、例えば、Ａｇ／Ｓｎ等の鉛フリーのはんだを用いることができる。この場合、基板の電極には、必ずしもはんだバンプはなくてもよい。
【００３３】
さらに、基板３０は、ポリイミド基板やセラミック基板を用いることができ、基板は多層配線構造であってもよい。さらにアンダーフィル用樹脂は、エポキシ樹脂以外の樹脂であってもよい。また、マルチチップモジュールを得る場合には、複数の半導体チップを１グループとして基板をダイシングするようにしてもよい。
【００３４】
次に、フリップチップ接続の他の変形例について説明する。上記実施例に係る半導体装置は、ベアチップである半導体チップ２０を基板３０にフリップチップ実装する例を示したが、半導体チップの代わりに、半導体パッケージを実装してもよい。
【００３５】
図７は、ＢＧＡまたはＣＳＰなどの表面実装用の半導体パッケージ２００を基板２１０に実装したときの断面構造を示している。半導体パッケージ２００は、パッケージの裏面２０２に２次元的に配列される複数の外部端子２０４を備えている。外部端子２０４は、例えばはんだボールである。複数の外部端子２０４は、基板２１０の上面に形成された導電性ランド２１２に接合され、その後、パッケージの裏面２０２と基板２１０との隙間にアンダーフィル用樹脂２２０が充填される。アンダーフィル用樹脂２２０の充填は、上記実施例のときと同様に真空チャンバー内で実施される。
【００３６】
基板２１０の外部電極２１６は、内部配線２１４を介して導電性ランド２１２に接続され、導電性ランド２１２には、半導体パッケージ２００の外部端子２０４が接続される。基板２１０の外部端子２１６には、バンプ等を接続することができる。
【００３７】
このように、半導体パッケージ２００と基板２１０の間に、真空雰囲気でアンダーフィル用樹脂を充填することにより、アンダーフィル用樹脂のボイドの発生を抑制し、半導体パッケージと基板の電極の接合強度を向上させることができる。
【００３８】
さらに、半導体装置は、半導体パッケージの上に他の半導体パッケージを搭載する、パッケージ・オン・パッケージ（ＰＯＰ）の構造であってもよい。図８は、ＢＧＡパッケージの上にＢＧＡパッケージが積層されたＰＯＰ構造の半導体装置の断面を示している。
【００３９】
第１の半導体パッケージ３００は、多層配線基板３０２と、多層配線基板３０２の裏面に形成された複数のはんだボール３０４と、多層配線基板３０２の上面に形成されたモールド樹脂３０６とを備えている。基板３０２の上面にダイアタッチ３０８を介して半導体チップ３１０が取り付けられ、半導体チップ３１０の電極はボンディングワイヤ３１２により基板上の銅パターン３１４に接続されている。半導体チップ３１０およびボンディングワイヤ３１２を含む領域がモールド樹脂３０６によって封止されている。
【００４０】
第１の半導体パッケージ３００上に、第２の半導体パッケージ４００が積層されている。第２の半導体パッケージ４００は、例えば基板４０２の上面に半導体チップ４０４、４０６を積層し、これらの半導体チップ４０４、４０６がモールド樹脂４０８によって封止されている。基板４０２の裏面には、その４方向に２列のはんだボール４１０が形成されている。
【００４１】
第２の半導体パッケージ４００を第１の半導体パッケージ３００上にマウントしたとき、はんだボール４１０が、モールド樹脂３０６を取り囲むように配置され、基板３０２の上面に形成された電極３１６に接続される。次に、第１の半導体パッケージ３００と第２の半導体パッケージ４００の隙間に、アンダーフィル用樹脂４２０が充填される。アンダーフィル用樹脂は、上記と同様に、真空チャンバー内において供給される。これにより、第１および第２のパッケージのはんだボール４１０と電極３１６との接合強度を向上させ、破断を防止することができる。
【００４２】
本発明の好ましい実施の形態について詳述したが、本発明に係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明に係る半導体装置の製造方法は、小型化、高密度化、狭ピッチ化された半導体チップや半導体装置の表面実装に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の実施例に係る製造方法により作成されたフリップチップ実装された半導体装置の断面を示す図である。
【図２】フリップチップ実装を行うための半導体製造装置の外観斜視図である。
【図３】真空チャンバー内に配置された基板の平面図である。
【図４】基板へのアンダーフィル用樹脂の供給を説明する図である。
【図５】アンダーフィル用樹脂の特性を示すグラフである。
【図６】基板上へのアンダーフィル用樹脂の注入パターンを示す図である。
【図７】本発明の実施例に係る製造方法により作成された他の半導体装置の構成を示す図である。
【図８】本発明の実施例に係る製造方法により作成された他の半導体装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００４５】
１０：半導体装置 ２０：半導体チップ
２２：主面 ２４：電極
２６：バンプ ３０：基板
３２：電極 ３４：はんだバンプ
３６：内部配線 ３８：外部電極
１００：製造装置 １１０：ローダー
１２０：フリップチップステージ １３０：アンダーフィルステージ
１３２：真空チャンバー １３４：注入部材
１３６：アンダーフィル用樹脂 ２００：半導体パッケージ
２１０：基板 ２２０：アンダーフィル用樹脂
３００：第１の半導体パッケージ ４００：第２の半導体パッケージ
４２０：アンダーフィル用樹脂
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置の製造方法に関し、特に、フリップチップ実装された半導体チップと基板との間にアンダーフィル用樹脂を注入する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話、携帯型コンピュータ、その他の小型電子機器の高機能化に伴い、電子機器に搭載される半導体チップの高集積化、狭ピッチ化が望まれている。高集積化、狭ピッチ化された半導体チップを実装する技術の一つに、ベアチップを基板に接続するフリップチップ実装がある。フリップチップ実装では、半導体チップの集積回路面である主面に形成されたバンプ電極を、基板上の電極またはランドに対向させて直接接続させている。このようなフリップチップ実装は、半導体チップの電極をワイヤボンディングにより基板に接続する方法に置き換わるものである。
【０００３】
フリップチップ実装には、予め異方性導電フィルムをラミネートした基板上に、バンプが形成されたベアチップを加圧圧着する方法や、はんだバンプが形成されたベアチップを基板上にマウントし、リフロー接続する方法がある。後者の接続の場合、はんだバンプに応力が集中して破断するのを防止するために、ベアチップと基板との間にアンダーフィル用樹脂を注入し、応力を緩和させている。
【０００４】
特許文献１は、アンダーフィル用樹脂を注入する半導体装置の製造方法に関するもので、半導体チップの端部から液状のアンダーフィル用樹脂を注入するとき、その樹脂が半導体チップの上面（もう一方の主表面）に這い上がり、上面に樹脂が付着するという課題を解決するため、アンダーフィル用樹脂の封止後に、半導体チップの上面をプラズマ処理している。これにより、半導体チップの上面にヒートスプレッダを容易に接続可能とし、その放熱性を向上させている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２１７２９５号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
半導体チップと基板がフリップチップ接続された状態において、液状のアンダーフィル用樹脂が半導体チップと基板の隙間に注入されると、アンダーフィル用樹脂は、毛細管現象により隙間の奥まで進行し、半導体チップと基板間のはんだバンプを樹脂封止する。
【０００７】
しかしながら、いくつかの要因により、アンダーフィル用樹脂が、半導体チップの中央近傍にまで適切に行き渡らず、樹脂内に気泡等のボイドが発生してしまうことがある。１つの原因として、半導体チップや基板の物理的な大きさや形状が影響しているものと考えられる。例えば、半導体チップの電極やバンプのピッチが５０μｍと狭くなったり、電極の数が４００以上になったり、半導体チップと基板の隙間が１５μｍ以下になると、樹脂の進行に対する抵抗が大きくなり、その結果、樹脂が奥までまんべんなく行き渡りにくくなり、ボイドが生じる。樹脂内に多数のボイドが生じてしまうと、樹脂による応力緩和効果が軽減され、はんだバンプによる接合が破断されてしまう。また、外部からの水分や湿気に対する保護が不十分になってしまう。
【０００８】
本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、アンダーフィル用樹脂内のボイドの発生を抑制し、信頼性の高いフリップチップ実装を実現した半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る半導体装置の製造方法は、（ａ）半導体チップの一方の主面に２次元状に形成された複数の電極を、基板上の対応する導電性領域に接合するステップと、（ｂ）真空雰囲気中で、半導体チップの一方の主面と基板との間にアンダーフィル用樹脂を供給するステップと、（ｃ）アンダーフィル樹脂が供給された半導体チップおよび基板を大気中に露出するステップとを有する。
【００１０】
製造方法はさらに、半導体チップを接合した基板を真空チャンバー内に配置するステップを含み、当該真空チャンバー内の真空度は、１トール（Ｔｏｒｒ）である。好ましくは、アンダーフィル用樹脂の供給は、真空チャンバー内で実施され、液状化された樹脂は、基板上の半導体チップの側面または端部近傍に供給または注入される。樹脂が充填されるまで一定期間を保持した後、真空チャンバーの内部は約１０秒間で大気圧に晒される。
【００１１】
好ましくは、アンダーフィル用樹脂は、エポキシ樹脂であり、エポキシ樹脂は、約８０〜１１０度に加熱して基板上に供給される。例えば、エポキシ樹脂の粘度は、約０．２Ｐａ・ｓであり、半導体チップの主面と基板との間隔が１５μｍ以下、電極のピッチが５０μｍ以下のフリップチップ実装に適応することができる。半導体チップの電極は、メッキやスタッドの金バンプや、はんだバンプであってもよく、Ａｕ、Ｓｎ、Ａｇのいずれかを含む。基板の導電性領域にバンプを形成するものであってもよい。
【００１２】
さらに本発明に係る半導体装置の製造方法は、（ａ）半導体パッケージの一方の主面に２次元状に形成された複数の電極を、基板上の対応する導電性領域に接合するステップと、（ｂ）真空雰囲気中で、半導体パッケージの一方の主面と基板との間にアンダーフィル用樹脂を供給するステップと、（ｃ）アンダーフィル樹脂が供給された半導体パッケージおよび基板を大気中に露出するステップとを有する。
【００１３】
さらに本発明に係る半導体装置の製造方法は、（ａ）第１の半導体パッケージの一方の主面に２次元状に形成された複数の電極を、第２の半導体パッケージの他方の主面の対応する導電性領域に接合するステップと、（ｂ）真空雰囲気中で、第１の半導体パッケージの一方の主面と第２の半導体パッケージの他方の主面との間にアンダーフィル用樹脂を供給するステップと、（ｃ）アンダーフィル樹脂が供給された第１および第２のパッケージを大気中に露出するステップとを有する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の半導体装置の製造方法によれば、真空雰囲気中で、アンダーフィル用樹脂を供給するようにしたので、ボイドの発生源である気泡等が極力取り除かれており、さらに、アンダーフィル用樹脂を供給した後に、半導体チップと基板を大気に晒すことで、一気にアンダーフィル用樹脂が毛細管現象により隙間の奥まで進行させることができる。これにより、ボイドの発生が極力抑制されたアンダーフィル用樹脂を半導体チップと基板間に充填させることができる。その結果、フリップチップ実装された電極接合の信頼性を向上させることができる。同様に、ＢＧＡやＣＳＰの半導体パッケージを基板にフリップ接続するときや、半導体パッケージ同士をＰＯＰ（パッケージ・オン・パッケージ）接続するときにも、本発明を適用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の最良の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、図面に記載されたサイズおよび形状は、必ずしも実際の製品と同一サイズで記載されているものではない。
【実施例】
【００１６】
図１は、本発明の実施例に係る製造方法により作成される半導体装置の構成を示す断面図である。半導体装置１０は、半導体チップ２０と、半導体チップ２０を実装する基板３０とを有する。半導体チップ２０の集積回路面である主面２２には、複数のアルミニウム等から形成される電極パッド２４が２次元状に形成されている。電極パッド２４には、バンプ２６が接続され、バンプ２６は、例えば、Ａｕバンプであり、その直径は約３５μｍである。電極パッド２４は、好ましくは５０μｍのピッチで、４４０個配列されている。
【００１７】
基板３０は、その上面にＣｕ等の電極３２が形成され、電極３２には、はんだバンプ３４が形成されている。はんだバンプ３４は、半導体チップ２０の電極パッド２４またはバンプ２６に対応する位置に配置されている。電極３２は、基板３０の内部配線３６を介して、基板裏面に形成された外部電極３８に接続される。外部電極３８には、ＢＧＡ用またはＣＳＰ用のはんだボールを接続することができる。
【００１８】
半導体チップ２０のバンプ２６を、基板３０のはんだバンプ３４に接続し、はんだリフローによりバンプ２６と電極３４が共晶接合される。バンプ２６と電極３４の接合状態は脆いため、これを補強するためにアンダーフィル用樹脂４０が、半導体チップ２０の主面２２と基板３０の隙間に注入される。
【００１９】
半導体チップ２０と基板３０の隙間は、好ましくは１５μｍ以下、より好ましくは７μｍである。アンダーフィル用樹脂４０は、一定の温度で低粘性をもつエポキシ樹脂、例えば、ナミックスＵ８４３７−４８を用いることができる。
【００２０】
次に、本発明の半導体装置の製造方法について説明する。図２は、フリップチップ実装をするための半導体製造装置の概略構成を示す斜視図である。本製造装置１００は、複数の基板を収納するローダー１１０、半導体チップのフリップチップ実装を行うフリップチップステージ１２０、フリップチップ実装された基板にアンダーフィル用樹脂を注入するアンダーフィルステージ１３０、フリップ実装が終了した基板を複数収容するアンローダーステージ１４０から構成されている。
【００２１】
ローダーステージ１１０は、複数の基板３０を垂直方向に積層するローダー１１２を含み、ローダー１１２は、図示しないヒーターにより一定の温度に加熱されている。ローダー１１２から取り出された基板３０は、予熱ステージ１１４にて温度調整され、フリップチップステージ１２０に搬送される。
【００２２】
次に、基板３０はヒートブロック１２２上に搭載され、ヒートブロック１２２により基板３０がフリップチップ実装に必要な温度に保たれる。そして、チップトレイチェンジャー１２４からチップマウンターにより取り出された半導体チップ２０が、基板３０上に位置決めして載置される。載置された半導体チップ２０のバンプ２６は、基板３０の電極３２に接合される。
【００２３】
フリップチップ実装された基板は、搬送ベルト等により真空チャンバー１３２の入口ポートから内部へ搬送され、所定の位置に位置決めされる。真空チャンバー１３２内において、フリップチップ実装された基板にアンダーフィル用樹脂が注入される。アンダーフィル用樹脂を基板と半導体チップの隙間に充填させるべく一定時間の経過後に、真空チャンバーの出口ポートが開放され、真空チャンバーの内部が大気圧に晒される。その後、真空チャンバー１３２から排出された基板３０は、アンローダー１４０内にストックされる。
【００２４】
次に、真空によるアンダーフィル用樹脂の充填方法の詳細について説明する。図３は、真空チャンバー１３２内に配置された基板の平面図である。基板３０上には、複数の半導体チップ２０がフリップチップ接続された状態で２次元状に配置されている。真空チャンバー１３２内に基板３０が収容されると、約１分間で、真空度が約１Ｔｏｒｒに設定される。
【００２５】
真空引きが終了すると、図４に示すような注入部材１３４を用いてアンダーフィル用樹脂１３６の供給が開始される。注入部材１３４は、真空チャンバー１３２内を移動可能であり、基板上に実装された複数の半導体チップ毎に、アンダーフィル用樹脂１３６を供給する。図の例は、注入部材１３４が走査方向Ｐに移動しながら、半導体チップ２０にアンダーフィル用樹脂を供給している状態を示している。
【００２６】
アンダーフィル用樹脂には、好ましくは、エポキシ樹脂（ナミックスＵ８４３７−４８）が用いられる。図５は、エポキシ樹脂の特性を示すグラフであり、横軸は温度、縦軸は粘度（Ｐａｓ）を示している。グラフから明らかなように、エポキシ樹脂は、約９０度で粘性が最も小さくなる変曲点を含んでいる。このため、注入部材１３２から注入されるエポキシ樹脂の温度が、約８０〜１００度となるように、真空チャンバー１３２内の温度が調整される。あるいは、注入部材１３４の温度が調整される。約８０〜１００度のエポキシ樹脂は、粘性が約０．５（Ｐａｓ）以下と小さく、狭ピッチの半導体チップや狭い隙間であっても、スムースに移動することができる。
【００２７】
アンダーフィル用樹脂１３６は、例えば、図６（ａ）に示すように、それぞれの半導体チップ２０の側面近傍に供給される。あるいは、半導体チップのサイズ、基板との間隙、電極数、電極ピッチに応じて、図６（ｂ）に示すように、それぞれの半導体チップの２辺近傍にアンダーフィル用樹脂１３６を供給するようにしてもよい。アンダーフィル用樹脂１３６の供給量は、半導体チップのサイズ、基板との間隙等に応じて適宜選択される。
【００２８】
注入されるアンダーフィル用樹脂１３６は、高温化において粘性が低く、液状化されているため、基板と半導体チップの僅かな間隙を毛細管現象により内部へと進行する。アンダーフィル用樹脂１３６の進行は、真空チャンバー１３２内で約３分間保持され、その間、半導体チップ２０と基板３０の間隙がアンダーフィル用樹脂１３６によっておおよそ充填される。アンダーフィル用樹脂１３６は、真空中で供給されるため、樹脂内にボイドが含まれる割合を極力なくすことができる。
【００２９】
次に、真空チャンバー１３２の出口ポートが開放され、その内部が大気圧に晒される。好ましくは、約１０秒程度で真空チャンバー１３２の内部が大気圧となる。真空チャンバー１３２内の温度は、ヒーターにより加熱された状態が維持されているが、大気が入り込むことにより真空チャンバー１３２内の温度が低下すると同時に、毛細管現象が一機に加速され、アンダーフィル用樹脂が半導体チップと基板の隙間の内部の奥深い部分まで完全に行わたる。その後、ヒータの温度を低下させ、または、基板をアンロードステージ１４０へ搬送することで、アンダーフィル用樹脂１３６が硬化される。
【００３０】
次に、基板３０がダイシングされ、個々の半導体装置に切り落とされ、図1に示すような半導体装置１０を得ることができる。このように、真空中でアンダーフィル用樹脂を充填するようにしたので、アンダーフィル用樹脂内に気泡等のボイドが発生することが極力抑制される。このため、フリップチップ接続されたバンプと電極間の接合強度が向上され、かつ、ボイドの抑制により外部から水等が内部に浸入することが効果的に防止される。その結果、フリップチップ実装による電極の接続強度および信頼性が向上される。
【００３１】
上記実施例で説明した半導体チップおよび基板の構成は一例であって、これに限定されるものではない。例えば、半導体チップ２０の主面２２に形成されるバンプ２６は、金メッキにより形成されたバンプ、またはＡｕスタッドバンプであってもよい。また、基板の電極もＡｕであってもよい。
【００３２】
さらに、半導体チップ２０のバンプ２６は、はんだバンプまたははんだボールであってもよい。はんだバンプは、メッキやペースト印刷により形成することができる。はんだは、例えば、Ａｇ／Ｓｎ等の鉛フリーのはんだを用いることができる。この場合、基板の電極には、必ずしもはんだバンプはなくてもよい。
【００３３】
さらに、基板３０は、ポリイミド基板やセラミック基板を用いることができ、基板は多層配線構造であってもよい。さらにアンダーフィル用樹脂は、エポキシ樹脂以外の樹脂であってもよい。また、マルチチップモジュールを得る場合には、複数の半導体チップを１グループとして基板をダイシングするようにしてもよい。
【００３４】
次に、フリップチップ接続の他の変形例について説明する。上記実施例に係る半導体装置は、ベアチップである半導体チップ２０を基板３０にフリップチップ実装する例を示したが、半導体チップの代わりに、半導体パッケージを実装してもよい。
【００３５】
図７は、ＢＧＡまたはＣＳＰなどの表面実装用の半導体パッケージ２００を基板２１０に実装したときの断面構造を示している。半導体パッケージ２００は、パッケージの裏面２０２に２次元的に配列される複数の外部端子２０４を備えている。外部端子２０４は、例えばはんだボールである。複数の外部端子２０４は、基板２１０の上面に形成された導電性ランド２１２に接合され、その後、パッケージの裏面２０２と基板２１０との隙間にアンダーフィル用樹脂２２０が充填される。アンダーフィル用樹脂２２０の充填は、上記実施例のときと同様に真空チャンバー内で実施される。
【００３６】
基板２１０の外部電極２１６は、内部配線２１４を介して導電性ランド２１２に接続され、導電性ランド２１２には、半導体パッケージ２００の外部端子２０４が接続される。基板２１０の外部端子２１６には、バンプ等を接続することができる。
【００３７】
このように、半導体パッケージ２００と基板２１０の間に、真空雰囲気でアンダーフィル用樹脂を充填することにより、アンダーフィル用樹脂のボイドの発生を抑制し、半導体パッケージと基板の電極の接合強度を向上させることができる。
【００３８】
さらに、半導体装置は、半導体パッケージの上に他の半導体パッケージを搭載する、パッケージ・オン・パッケージ（ＰＯＰ）の構造であってもよい。図８は、ＢＧＡパッケージの上にＢＧＡパッケージが積層されたＰＯＰ構造の半導体装置の断面を示している。
【００３９】
第１の半導体パッケージ３００は、多層配線基板３０２と、多層配線基板３０２の裏面に形成された複数のはんだボール３０４と、多層配線基板３０２の上面に形成されたモールド樹脂３０６とを備えている。基板３０２の上面にダイアタッチ３０８を介して半導体チップ３１０が取り付けられ、半導体チップ３１０の電極はボンディングワイヤ３１２により基板上の銅パターン３１４に接続されている。半導体チップ３１０およびボンディングワイヤ３１２を含む領域がモールド樹脂３０６によって封止されている。
【００４０】
第１の半導体パッケージ３００上に、第２の半導体パッケージ４００が積層されている。第２の半導体パッケージ４００は、例えば基板４０２の上面に半導体チップ４０４、４０６を積層し、これらの半導体チップ４０４、４０６がモールド樹脂４０８によって封止されている。基板４０２の裏面には、その４方向に２列のはんだボール４１０が形成されている。
【００４１】
第２の半導体パッケージ４００を第１の半導体パッケージ３００上にマウントしたとき、はんだボール４１０が、モールド樹脂３０６を取り囲むように配置され、基板３０２の上面に形成された電極３１６に接続される。次に、第１の半導体パッケージ３００と第２の半導体パッケージ４００の隙間に、アンダーフィル用樹脂４２０が充填される。アンダーフィル用樹脂は、上記と同様に、真空チャンバー内において供給される。これにより、第１および第２のパッケージのはんだボール４１０と電極３１６との接合強度を向上させ、破断を防止することができる。
【００４２】
本発明の好ましい実施の形態について詳述したが、本発明に係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明に係る半導体装置の製造方法は、小型化、高密度化、狭ピッチ化された半導体チップや半導体装置の表面実装に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の実施例に係る製造方法により作成されたフリップチップ実装された半導体装置の断面を示す図である。
【図２】フリップチップ実装を行うための半導体製造装置の外観斜視図である。
【図３】真空チャンバー内に配置された基板の平面図である。
【図４】基板へのアンダーフィル用樹脂の供給を説明する図である。
【図５】アンダーフィル用樹脂の特性を示すグラフである。
【図６】基板上へのアンダーフィル用樹脂の注入パターンを示す図である。
【図７】本発明の実施例に係る製造方法により作成された他の半導体装置の構成を示す図である。
【図８】本発明の実施例に係る製造方法により作成された他の半導体装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００４５】
１０：半導体装置 ２０：半導体チップ
２２：主面 ２４：電極
２６：バンプ ３０：基板
３２：電極 ３４：はんだバンプ
３６：内部配線 ３８：外部電極
１００：製造装置 １１０：ローダー
１２０：フリップチップステージ １３０：アンダーフィルステージ
１３２：真空チャンバー １３４：注入部材
１３６：アンダーフィル用樹脂 ２００：半導体パッケージ
２１０：基板 ２２０：アンダーフィル用樹脂
３００：第１の半導体パッケージ ４００：第２の半導体パッケージ
４２０：アンダーフィル用樹脂
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）基板を所定の温度に加熱し、半導体チップの一方の主面に２次元状に形成された複数の電極を、前記基板上の対応する導電性領域に接合するステップと、
（ｂ）所定の温度に保たれた真空雰囲気中で、半導体チップの一方の主面と基板との間に液状化されたアンダーフィル用樹脂を供給するステップと、
（ｃ）上記所定の温度が保たれた状態でアンダーフィル用樹脂が供給された半導体チップおよび基板を大気中に露出するステップと、
を有する半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記製造方法はさらに、半導体チップを接合した基板を真空チャンバー内に配置するステップを含み、当該真空チャンバー内の真空度は、１トール（Ｔｏｒｒ）である、請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
アンダーフィル用樹脂は、真空チャンバー内で供給される、請求項１または２に記載の製造方法。
【請求項４】
アンダーフィル用樹脂は、半導体チップの少なくとも１つの側面近傍に供給される、請求項１ないし３いずれか１つに記載の製造方法。
【請求項５】
基板上には複数の半導体チップが搭載され、個々の半導体チップ毎にアンダーフィル用樹脂が供給される、請求項４に記載の製造方法。
【請求項６】
アンダーフィル用樹脂は、エポキシ樹脂であり、エポキシ樹脂は、８０〜１１０度に加熱して供給される、請求項１に記載の製造方法。
【請求項７】
エポキシ樹脂の粘度は、０．２Ｐａ・ｓ以下である、請求項６に記載の製造方法。
【請求項８】
前記複数の電極は、半導体チップの一方の主面の電極パッドに接続されたバンプを含む、請求項１ないし７いずれか１つに記載の製造方法。
【請求項９】
前記バンプは、Ａｕ、Ｓｎ、Ａｇのいずれかを含む、請求項７に記載の製造方法。
【請求項１０】
前記複数の電極のピッチは、５０μｍ以下である、請求項１ないし９いずれか１つに記載の製造方法。
【請求項１１】
基板の導電性領域は、バンプを含む、請求項１ないし１０いずれか１つに記載の製造方法。
【請求項１２】
前記複数の電極は、半導体チップの一方の主面の電極パッドに接続された金バンプを含み、前記基板の導電性領域は、金メッキを含む、請求項１ないし７、１０いずれか１つに記載の製造方法。
【請求項１３】
製造方法はさらに、アンダーフィル用樹脂が硬化された後、個々の半導体チップ毎に基板をダイシングするステップを含む、請求項１ないし１１いずれか１つに記載の製造方法。
【請求項１４】
（ａ）半導体チップの一方の主面に２次元状に形成された複数の電極を、基板上の対応する導電性領域に接合するステップと、
（ｂ）複数の半導体チップが搭載された前記基板を真空チャンバー内に配置するステップと、
（ｃ）前記真空チャンバー内を減圧するステップと、
（ｄ）前記真空チャンバー内で個々の半導体チップの１辺または隣接する２辺に液状化されたアンダーフィル用樹脂を供給し、前記１辺または隣接する２辺から液状化された樹脂を半導体チップの一方の主面と基板との間に充填する第１の充填ステップと、
（ｅ）前記真空チャンバーを大気中に開放し、前記充填されたアンダーフィル用樹脂を半導体チップの一方の主面と基板との間にさらに充填させる第２の充填ステップと、
（ｆ）前記基板を個々の半導体チップにシンギュレーションするステップと、
を有し、
前記接合するステップが前記基板を所定の温度に加熱した状態で実行され、前記第１の充填ステップおよび第２の充填ステップが所定の温度に保たれた状態で実行される、半導体装置の製造方法。
【請求項１５】
（ａ）基板を所定の温度に加熱し、半導体パッケージの一方の主面に２次元状に形成された複数の電極を、前記基板上の対応する導電性領域に接合するステップと、
（ｂ）所定の温度に保たれた真空雰囲気中で、半導体パッケージの一方の主面と基板との間に液状化されたアンダーフィル用樹脂を供給するステップと、
（ｃ）上記所定の温度が保たれた状態でアンダーフィル用樹脂が供給された半導体パッケージおよび基板を大気中に露出するステップと、
を有する半導体装置の製造方法。
【請求項１６】
（ａ）第２の半導体パッケージを所定の温度に加熱し、第１の半導体パッケージの一方の主面に２次元状に形成された複数の電極を、前記第２の半導体パッケージの他方の主面の対応する導電性領域に接合するステップと、
（ｂ）所定の温度に保たれた真空雰囲気中で、第１の半導体パッケージの一方の主面と第２の半導体パッケージの他方の主面との間に液状化されたアンダーフィル用樹脂を供給するステップと、
（ｃ）上記所定の温度が保たれた状態でアンダーフィル用樹脂が供給された第１および第２のパッケージを大気中に露出するステップと、
を有する半導体装置の製造方法。
【請求項１７】
アンダーフィル用樹脂の供給は、真空チャンバー内で実施される、請求項１４ないし１６のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１８】
（ａ）所定の温度に加熱されているローダーから基板を取り出すステップと、
（ｂ）前記基板をヒートブロックに載置し、前記基板を所定の温度に加熱するステップと、
（ｃ）前記基板に半導体チップをフリップチップ実装するステップと、
（ｄ）フリップチップ実装された前記基板を真空チャンバー内に搬送し、前記真空チャンバー内を１Ｔｏｒｒ程度の真空度とするステップと、
（ｅ）ヒーターにより前記真空チャンバー内の温度を８０〜１００度に保ちつつ、前記基板と前記半導体チップとの間に液状のアンダーフィル用樹脂を供給するステップと、
（ｆ）前記真空チャンバー内の温度を維持した状態で、前記真空チャンバーの真空状態を解除するステップと、
（ｇ）前記ヒーターの温度を低下させ、前記基板を前記真空チャンバー内から取り出すステップと、
を含み、
互いに接合される前記基板の電極と前記半導体チップの電極とが５０μｍ以下のピッチで配置されており、前記基板と前記半導体チップとの隙間が１５μｍ以下である、半導体装置の製造方法。
【請求項１９】
複数の基板を収容可能なローダーと、半導体チップのフリップ実装を行うフリップチップステージと、フリップチップ実装された基板にアンダーフィル用樹脂を注入するアンダーフィルステージと、フリップチップ実装が終了した基板を収容可能なアンローダーステージとを含む半導体製造装置における半導体装置の製造方法であって、
（ａ）所定の温度に加熱されているローダーから基板を取り出すステップと、
（ｂ）前記フリップステージのヒートブロック上に前記基板を載置し、前記基板をフリップチップ実装に必要な温度に保つステップと、
（ｃ）前記基板に半導体チップをフリップチップ実装するステップと、
（ｄ）フリップチップ実装された前記基板を前記アンダーフィルステージの真空チャンバー内に搬送し、前記真空チャンバー内を一定の真空度および一定の温度に保ちつつ、前記基板と前記半導体チップとの間に液状のアンダーフィル用樹脂を供給するステップと、
（ｅ）前記真空チャンバー内の温度を維持した状態で、前記真空チャンバーの真空状態を解除するステップと、
（ｆ）ヒーターの温度を低下させ、前記基板を前記真空チャンバー内から取り出すステップと、
を含む半導体装置の製造方法。
【請求項１】
（ａ）基板を所定の温度に加熱し、半導体チップの一方の主面に２次元状に形成された複数の電極を、前記基板上の対応する導電性領域に接合するステップと、
（ｂ）所定の温度に保たれた真空雰囲気中で、半導体チップの一方の主面と基板との間に液状化されたアンダーフィル用樹脂を供給するステップと、
（ｃ）上記所定の温度が保たれた状態でアンダーフィル用樹脂が供給された半導体チップおよび基板を大気中に露出するステップと、
を有する半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記製造方法はさらに、半導体チップを接合した基板を真空チャンバー内に配置するステップを含み、当該真空チャンバー内の真空度は、１トール（Ｔｏｒｒ）である、請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
アンダーフィル用樹脂は、真空チャンバー内で供給される、請求項１または２に記載の製造方法。
【請求項４】
アンダーフィル用樹脂は、半導体チップの少なくとも１つの側面近傍に供給される、請求項１ないし３いずれか１つに記載の製造方法。
【請求項５】
基板上には複数の半導体チップが搭載され、個々の半導体チップ毎にアンダーフィル用樹脂が供給される、請求項４に記載の製造方法。
【請求項６】
アンダーフィル用樹脂は、エポキシ樹脂であり、エポキシ樹脂は、８０〜１１０度に加熱して供給される、請求項１に記載の製造方法。
【請求項７】
エポキシ樹脂の粘度は、０．２Ｐａ・ｓ以下である、請求項６に記載の製造方法。
【請求項８】
前記複数の電極は、半導体チップの一方の主面の電極パッドに接続されたバンプを含む、請求項１ないし７いずれか１つに記載の製造方法。
【請求項９】
前記バンプは、Ａｕ、Ｓｎ、Ａｇのいずれかを含む、請求項７に記載の製造方法。
【請求項１０】
前記複数の電極のピッチは、５０μｍ以下である、請求項１ないし９いずれか１つに記載の製造方法。
【請求項１１】
基板の導電性領域は、バンプを含む、請求項１ないし１０いずれか１つに記載の製造方法。
【請求項１２】
前記複数の電極は、半導体チップの一方の主面の電極パッドに接続された金バンプを含み、前記基板の導電性領域は、金メッキを含む、請求項１ないし７、１０いずれか１つに記載の製造方法。
【請求項１３】
製造方法はさらに、アンダーフィル用樹脂が硬化された後、個々の半導体チップ毎に基板をダイシングするステップを含む、請求項１ないし１１いずれか１つに記載の製造方法。
【請求項１４】
（ａ）半導体チップの一方の主面に２次元状に形成された複数の電極を、基板上の対応する導電性領域に接合するステップと、
（ｂ）複数の半導体チップが搭載された前記基板を真空チャンバー内に配置するステップと、
（ｃ）前記真空チャンバー内を減圧するステップと、
（ｄ）前記真空チャンバー内で個々の半導体チップの１辺または隣接する２辺に液状化されたアンダーフィル用樹脂を供給し、前記１辺または隣接する２辺から液状化された樹脂を半導体チップの一方の主面と基板との間に充填する第１の充填ステップと、
（ｅ）前記真空チャンバーを大気中に開放し、前記充填されたアンダーフィル用樹脂を半導体チップの一方の主面と基板との間にさらに充填させる第２の充填ステップと、
（ｆ）前記基板を個々の半導体チップにシンギュレーションするステップと、
を有し、
前記接合するステップが前記基板を所定の温度に加熱した状態で実行され、前記第１の充填ステップおよび第２の充填ステップが所定の温度に保たれた状態で実行される、半導体装置の製造方法。
【請求項１５】
（ａ）基板を所定の温度に加熱し、半導体パッケージの一方の主面に２次元状に形成された複数の電極を、前記基板上の対応する導電性領域に接合するステップと、
（ｂ）所定の温度に保たれた真空雰囲気中で、半導体パッケージの一方の主面と基板との間に液状化されたアンダーフィル用樹脂を供給するステップと、
（ｃ）上記所定の温度が保たれた状態でアンダーフィル用樹脂が供給された半導体パッケージおよび基板を大気中に露出するステップと、
を有する半導体装置の製造方法。
【請求項１６】
（ａ）第２の半導体パッケージを所定の温度に加熱し、第１の半導体パッケージの一方の主面に２次元状に形成された複数の電極を、前記第２の半導体パッケージの他方の主面の対応する導電性領域に接合するステップと、
（ｂ）所定の温度に保たれた真空雰囲気中で、第１の半導体パッケージの一方の主面と第２の半導体パッケージの他方の主面との間に液状化されたアンダーフィル用樹脂を供給するステップと、
（ｃ）上記所定の温度が保たれた状態でアンダーフィル用樹脂が供給された第１および第２のパッケージを大気中に露出するステップと、
を有する半導体装置の製造方法。
【請求項１７】
アンダーフィル用樹脂の供給は、真空チャンバー内で実施される、請求項１４ないし１６のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１８】
（ａ）所定の温度に加熱されているローダーから基板を取り出すステップと、
（ｂ）前記基板をヒートブロックに載置し、前記基板を所定の温度に加熱するステップと、
（ｃ）前記基板に半導体チップをフリップチップ実装するステップと、
（ｄ）フリップチップ実装された前記基板を真空チャンバー内に搬送し、前記真空チャンバー内を１Ｔｏｒｒ程度の真空度とするステップと、
（ｅ）ヒーターにより前記真空チャンバー内の温度を８０〜１００度に保ちつつ、前記基板と前記半導体チップとの間に液状のアンダーフィル用樹脂を供給するステップと、
（ｆ）前記真空チャンバー内の温度を維持した状態で、前記真空チャンバーの真空状態を解除するステップと、
（ｇ）前記ヒーターの温度を低下させ、前記基板を前記真空チャンバー内から取り出すステップと、
を含み、
互いに接合される前記基板の電極と前記半導体チップの電極とが５０μｍ以下のピッチで配置されており、前記基板と前記半導体チップとの隙間が１５μｍ以下である、半導体装置の製造方法。
【請求項１９】
複数の基板を収容可能なローダーと、半導体チップのフリップ実装を行うフリップチップステージと、フリップチップ実装された基板にアンダーフィル用樹脂を注入するアンダーフィルステージと、フリップチップ実装が終了した基板を収容可能なアンローダーステージとを含む半導体製造装置における半導体装置の製造方法であって、
（ａ）所定の温度に加熱されているローダーから基板を取り出すステップと、
（ｂ）前記フリップステージのヒートブロック上に前記基板を載置し、前記基板をフリップチップ実装に必要な温度に保つステップと、
（ｃ）前記基板に半導体チップをフリップチップ実装するステップと、
（ｄ）フリップチップ実装された前記基板を前記アンダーフィルステージの真空チャンバー内に搬送し、前記真空チャンバー内を一定の真空度および一定の温度に保ちつつ、前記基板と前記半導体チップとの間に液状のアンダーフィル用樹脂を供給するステップと、
（ｅ）前記真空チャンバー内の温度を維持した状態で、前記真空チャンバーの真空状態を解除するステップと、
（ｆ）ヒーターの温度を低下させ、前記基板を前記真空チャンバー内から取り出すステップと、
を含む半導体装置の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００８−１１３０４５（Ｐ２００８−１１３０４５Ａ）
【公開日】平成２０年５月１５日（２００８．５．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２３５８２（Ｐ２００８−２３５８２）
【出願日】平成２０年２月４日（２００８．２．４）
【分割の表示】特願２００５−２９３５０９（Ｐ２００５−２９３５０９）の分割
【原出願日】平成１７年１０月６日（２００５．１０．６）
【出願人】（３９００２０２４８）日本テキサス・インスツルメンツ株式会社 (219)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年５月１５日（２００８．５．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年２月４日（２００８．２．４）
【分割の表示】特願２００５−２９３５０９（Ｐ２００５−２９３５０９）の分割
【原出願日】平成１７年１０月６日（２００５．１０．６）
【出願人】（３９００２０２４８）日本テキサス・インスツルメンツ株式会社 (219)
【Ｆターム（参考）】
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