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WO2018088269A1 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法 Download PDF

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Publication number
WO2018088269A1
WO2018088269A1 PCT/JP2017/039253 JP2017039253W WO2018088269A1 WO 2018088269 A1 WO2018088269 A1 WO 2018088269A1 JP 2017039253 W JP2017039253 W JP 2017039253W WO 2018088269 A1 WO2018088269 A1 WO 2018088269A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
bump
resin layer
semiconductor device
manufacturing
bumped
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.)
Ceased
Application number
PCT/JP2017/039253
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
正憲 山岸
圭亮 四宮
明徳 佐藤
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.)
Lintec Corp
Original Assignee
Lintec Corp
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 Lintec Corp filed Critical Lintec Corp
Priority to JP2018550151A priority Critical patent/JP7065035B2/ja
Publication of WO2018088269A1 publication Critical patent/WO2018088269A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/304—Mechanical treatment, e.g. grinding, polishing, cutting
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/15—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
    • H01L2224/16—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
    • H01L2224/161—Disposition
    • H01L2224/16151—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/16221—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/16225—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/81—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a bump connector

Definitions

  • the present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device.
  • bump electrodes instead of the conventional wire bonding method in which metal wires are used for connection, bump electrodes called bumps are formed on the chip electrodes, and bumps are formed between the substrate electrodes and the chip electrodes.
  • a flip-chip mounting method in which direct connection is made.
  • a resin layer is provided so as to cover bumps such as a bumped wafer or a bumped chip according to various purposes.
  • Examples of such a resin layer include an adhesive layer for bonding the chip with bump and the substrate, an underfill layer for reinforcing the connection between the chip with bump and the substrate, a wafer with bump, or a chip with bump.
  • Examples include a protective layer for protection.
  • the resin layer on the bump must be mechanically pushed away to ensure electrical connection between the bump and the electrode on the substrate. Therefore, there is a problem in connection reliability between the bumped chip and the substrate. Also, when the bumped chip and the substrate are connected by the reflow process, the molten solder derived from the bump is covered with the resin layer, so the self-alignment effect (the alignment accuracy between the chip and substrate electrodes is Unfortunately, there is a problem that even if a deviation occurs, a phenomenon that is automatically corrected to a normal position at the time of reflow cannot be obtained.
  • thermosetting resin layer in contact with the circuit surface and the flexibility to embed the bumps laminated on this layer
  • Patent Document 1 proposes a method of using a laminated sheet including a thermoplastic resin layer having an outermost layer and an outermost layer laminated on this layer.
  • the inventor performs a process of forming a resin layer on a bump forming surface of a bumped member on which a plurality of bumps are formed, and a plasma treatment on the resin layer, And a step of removing the resin layer covering the surface of the bump.
  • a method for manufacturing a semiconductor device is proposed (see International Publication No. 2016/194431).
  • the bondability of the bumps may be insufficient even after the resin layer is subjected to plasma treatment.
  • An object of the present invention is to provide a semiconductor device manufacturing method capable of efficiently manufacturing a semiconductor device having excellent connection reliability.
  • a method for manufacturing a semiconductor device includes: a step of forming a resin layer on a bump forming surface of a bumped member on which a plurality of bumps are formed; A step of removing the resin layer covering the surface of the substrate, and a step of performing a cleaning process on the surface of the bump from which the resin layer has been removed with a liquid.
  • the resin layer can be provided on the bump forming surface of the bumped member according to various purposes.
  • this resin layer for example, an adhesive layer for bonding the bumped chip and the substrate, an underfill layer for reinforcing the connection between the bumped chip and the substrate, a bumped wafer or a bumped chip is protected.
  • a protective layer For example, a protective layer. And the resin layer which has covered the surface of bump can be removed by performing a plasma process with respect to this resin layer. Further, the plasma treatment can uniformly treat the entire surface of the resin layer on the bump forming surface. Therefore, the resin layer covering the surface of the bump can be easily and efficiently removed rather than mechanically removed. In addition, even if some of the scattered materials during the plasma treatment adhere to the bump surface after the plasma treatment, the surface of the bump is washed with a liquid to remove the scattered material attached to the bump surface. it can. Then, by electrically connecting the bump whose surface is exposed and the electrode of the substrate, the bumped member and the electrode of the substrate can be connected to each other by solder bonding by the bump whose surface is exposed. In this manner, a semiconductor device having excellent connection reliability can be efficiently manufactured.
  • the bumped member is a bumped wafer
  • the cleaning process is a cleaning process when the bumped wafer is diced with a dicing blade.
  • the cleaning process can be combined with the cleaning process in the dicing process performed in the semiconductor device manufacturing method. Therefore, it is not necessary to provide a separate process for cleaning the surface of the bump with a liquid.
  • the liquid in the cleaning process is preferably water, and the flow rate of water in the cleaning process is preferably 0.5 L / min or more.
  • the liquid in the cleaning process is water, and the flow rate of water in the cleaning process is equal to or higher than the lower limit, the scattered matter attached to the bump surface can be efficiently removed.
  • the liquid in the cleaning process is water, and the water pressure in the cleaning process is 0.1 MPa or more.
  • the liquid in the cleaning process is water and the water pressure in the cleaning process is equal to or higher than the lower limit, the scattered matter attached to the surface of the bump can be efficiently removed.
  • the method further includes a step of electrically connecting the bump subjected to the cleaning process and an electrode of the substrate.
  • the resin layer covering the surface of the bump is removed, and further, scattered matter attached to the surface of the bump after the plasma treatment is also removed.
  • the bumped member and the electrode of the substrate can be connected to each other by solder bonding by the bump whose surface is exposed. In this way, a semiconductor device having excellent connection reliability can be obtained.
  • FIG. 4 is an enlarged photograph of a part of an SEM photograph showing the resin layer-formed bumped chip obtained in Example 1.
  • FIG. 4 is a SEM photograph showing a chip with a resin layer forming bump obtained in Comparative Example 1; It is the photograph which expanded a part of SEM photograph which shows the chip
  • FIG. 4 is a SEM photograph showing a chip with a resin layer forming bump obtained in Comparative Example 1; It is the photograph which expanded a part of SEM photograph which shows the chip
  • the adhesive sheet 1 used for this embodiment is provided with the support body layer 11, the adhesive layer 12, and the resin layer 13 containing an adhesive agent as shown in FIG. Note that the surface of the resin layer 13 may be protected by a release film or the like until it is attached to the wafer.
  • a known support can be used as a support for the adhesive sheet, and for example, a plastic film or the like can be used.
  • a support layer 11 supports the adherend while processing the adherend.
  • the plastic film include polyethylene film, polypropylene film, polybutene film, polybutadiene film, polymethylpentene film, polyvinyl chloride film, vinyl chloride copolymer film, polyethylene terephthalate film, polyethylene naphthalate film, polybutylene terephthalate film, Polyurethane film, ethylene vinyl acetate copolymer film, ionomer resin film, ethylene (meth) acrylic acid copolymer film, ethylene (meth) acrylic acid ester copolymer film, polystyrene film, polycarbonate film, polyimide film, and A fluororesin film etc. are mentioned. These films may be single-layer films or laminated films. In the case of a laminated film, one kind of film may be laminated, or two or
  • the pressure-sensitive adhesive layer 12 can be formed using a known pressure-sensitive adhesive as the pressure-sensitive adhesive for the adhesive sheet. With the pressure-sensitive adhesive layer 12, the support layer 11 and the resin layer 13 are firmly fixed while the adherend is processed, and then the resin layer 13 is fixedly left on the adherend and supported. It becomes easy to peel from the body layer 11.
  • the pressure-sensitive adhesive layer 12 may be cured by irradiating energy rays such as ultraviolet rays so as to be easily separated from the resin layer 13. Examples of the adhesive include acrylic adhesives, rubber adhesives, silicone adhesives, and urethane adhesives.
  • the resin layer 13 can be formed using a known adhesive as an adhesive for the adhesive sheet. By using the resin layer 13 containing such an adhesive, the later-described bumped chip 2a and the substrate 4 can be bonded.
  • the adhesive include those containing a thermosetting resin such as an epoxy resin and a thermosetting agent.
  • the adhesive may further contain an inorganic filler from the viewpoint of adjusting the thermal expansion coefficient of the cured product. Examples of the inorganic filler include silica, alumina, talc, calcium carbonate, titanium white, bengara, silicon carbide, and boron nitride. These may be used alone or in combination of two or more.
  • the bumped wafer 2 (bumped member) used in this embodiment includes a semiconductor wafer 21 and bumps 22.
  • the bumps 22 are formed on the circuit side of the semiconductor wafer 21.
  • the semiconductor wafer 21 a known semiconductor wafer can be used.
  • a silicon wafer or the like can be used.
  • the thickness of the semiconductor wafer 21 is usually 10 ⁇ m or more and 1000 ⁇ m or less, and preferably 50 ⁇ m or more and 750 ⁇ m or less.
  • a known conductive material can be used, for example, solder or the like can be used.
  • solder a known solder material can be used.
  • lead-free solder containing tin, silver and copper can be used.
  • the height of the bump 22 is usually 5 ⁇ m or more and 1000 ⁇ m or less, and preferably 50 ⁇ m or more and 500 ⁇ m or less.
  • the cross-sectional shape viewed from the side of the bump 22 is not particularly limited, but may be a semicircular shape, a semielliptical shape, a circular shape, a rectangular shape, a trapezoidal shape, or the like.
  • a ball bump, a mushroom bump, a stud bump, a cone bump, a cylinder bump, a dot bump, a cube bump, etc. are mentioned. These may be used alone or in combination of two or more.
  • 3A to 3F are explanatory views showing a method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment.
  • the resin layer 13 is formed on the bump forming surface 2A of the bumped wafer 2 on which the plurality of bumps 22 are formed. Specifically, as shown in FIGS.
  • a step of bonding the resin layer 13 of the adhesive sheet 1 to the bump forming surface 2A of the wafer 2 with bumps (adhesive sheet attaching step), and a dicing tape 3 as a bump The process of bonding the back surface of the attached wafer 2 (dicing tape sticking process), and the process of peeling the support body layer 11 and the adhesive layer 12 of the adhesive sheet 1 from the resin layer 13 (support body peeling process) are provided.
  • the resin layer 13 is formed on the bump forming surface 2A of the bumped wafer 2 on which the plurality of bumps 22 are formed.
  • the resin layer 13 is then subjected to plasma treatment to remove the resin layer 13 covering the surface of the bump 22 (plasma treatment). Process). Then, as shown in FIG. 3E, the bumped wafer 2 is diced with a dicing blade (dicing step). The cleaning process in the dicing process also serves as a process (cleaning process) of performing a cleaning process with a liquid on the surface of the bump 22 from which the resin layer 13 has been removed. Thereafter, as shown in FIG. 3F, the resin layer 13 is formed by a method including a step (bonding step) of picking up the bumped chip 2a separated by dicing and bonding and fixing it to the substrate 4 as an adherend.
  • the bumps 22 that have been removed and whose surface is exposed are electrically connected to the electrodes 42 of the substrate 4.
  • the adhesive sheet attaching step, the dicing tape attaching step, the support peeling step, the plasma treatment step, the dicing step, the cleaning step, and the bonding step will be described in more detail.
  • the resin layer 13 of the adhesive sheet 1 is attached to the surface on which the bumps 22 of the wafer 2 with bumps are formed (bump forming surface 2A).
  • a sticking method a known method can be adopted and is not particularly limited, but a method by pressure bonding is preferable.
  • the crimping is usually performed while pressing with a crimping roll or the like.
  • the conditions for pressure bonding are not particularly limited, but the pressure bonding temperature is preferably 40 ° C. or higher and 120 ° C. or lower.
  • the roll pressure is preferably from 0.1 MPa to 20 MPa.
  • the crimping speed is preferably 1 mm / sec or more and 20 mm / sec or less.
  • the thickness of the resin layer 13 of the adhesive sheet 1 is preferably smaller than the height dimension of the bump 22, more preferably 0.8 times or less the height dimension of the bump 22, and the height of the bump 22. It is particularly preferable that the size is 0.1 to 0.7 times the size. If the thickness of the resin layer 13 is less than or equal to the above upper limit, the resin layer 13 covering the surface of the bump 22 can be made thinner, and can be easily removed by a plasma processing step described later.
  • the dicing tape 3 is attached to the surface (back surface 2B) where the bumps 22 of the wafer 2 with bumps are not formed.
  • a sticking method a known method can be adopted and is not particularly limited, but a method by pressure bonding is preferable.
  • the crimping is usually performed while pressing with a crimping roll or the like.
  • the conditions for pressure bonding are not particularly limited and can be set as appropriate.
  • a known dicing tape can be used for the dicing tape 3.
  • the support layer 11 and the pressure-sensitive adhesive layer 12 of the adhesive sheet 1 are peeled from the resin layer 13.
  • the pressure-sensitive adhesive layer 12 has ultraviolet curing properties
  • ultraviolet rays are irradiated from the support layer 11 side as necessary.
  • the pressure-sensitive adhesive layer 12 is cured, the adhesive force at the interface between the pressure-sensitive adhesive layer 12 and the resin layer 13 is reduced, and the pressure-sensitive adhesive layer 12 is easily peeled from the resin layer 13.
  • the resin layer 13 is subjected to plasma processing to remove the resin layer 13 covering the surface of the bump 22.
  • the resin layer 13 can be removed according to the purpose. For example, if the electrical connection between the bump 22 whose surface is exposed and the electrode 42 of the substrate 4 is intended, it may be removed to the extent that electrical connection is possible. Specifically, the removal amount of the resin layer 13 can be adjusted from the viewpoint of a balance between connection reliability and ensuring of the function of the resin layer 13.
  • the plasma processing apparatus for performing the plasma processing is not particularly limited, and a known plasma processing apparatus can be used.
  • the conditions of plasma processing differ according to the kind of resin layer 13, etc., and are not specifically limited, For example, the following conditions are employable.
  • Examples of the processing gas in the plasma processing include oxygen, argon, trifluoromethane, tetrafluoromethane, and sulfur hexafluoride from the viewpoint of resin layer removability.
  • Species are preferred, and sulfur hexafluoride is more preferred.
  • these process gas may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.
  • the flow rate of the processing gas in the plasma treatment is preferably 1 cm 3 / min or more and 1000 cm 3 / min or less, and preferably 10 cm 3 / min or more and 100 cm 3 / min or less. More preferred.
  • the treatment pressure in the plasma treatment is preferably 1 Pa or more and 3000 Pa or less, more preferably 10 Pa or more and 200 Pa or less, from the viewpoint of efficiently removing the resin layer.
  • the output in the plasma treatment is preferably 10 W or more and 600 W or less from the viewpoint of efficiently removing the resin layer.
  • the treatment time in the plasma treatment is preferably from 30 seconds to 60 minutes from the viewpoint of efficiently removing the resin layer.
  • the bumped wafer 2 is diced by a dicing blade. In this way, the bumped wafer 2 can be separated into the bumped chips 2a.
  • the dicing apparatus is not particularly limited, and a known dicing apparatus can be used. However, it is preferable to use a dicing apparatus capable of performing a cleaning process in the dicing process.
  • Such a dicing apparatus preferably includes cleaning means such as a cleaning nozzle. Examples of the cleaning means include a cleaning nozzle capable of spraying water (cutting water) onto a cutting portion during cutting with a dicing blade, and a cleaning nozzle capable of spraying water (cleaning water) onto a workpiece after cutting with the dicing blade. It is done.
  • the cleaning process in the dicing process also serves as a process (cleaning process) of cleaning the surface of the bump 22 from which the resin layer 13 has been removed with a liquid.
  • cleaning process examples include a cleaning process at the time of cutting with a dicing blade (cleaning process with cutting water), a cleaning process after cutting with a dicing blade (cleaning process with cleaning water), and the like. Both of these cleaning treatments may be performed, or only one of them may be performed.
  • the liquid used for the cleaning treatment is not particularly limited, and water, an organic solvent, and the like can be used. Among these, it is preferable to use water from the viewpoint of safety.
  • the flow rate of water in the cleaning treatment is preferably 0.5 L / min or more and more preferably 1 L / min or more and 10 L / min or less from the viewpoint of efficiently removing scattered matters attached to the bump surface. Preferably, it is 1.2 L / min or more and 5 L / min or less.
  • the water pressure in the cleaning treatment is preferably 0.1 MPa or more, more preferably 0.1 MPa or more and 1 MPa or less, and more preferably 0.2 MPa or more, from the viewpoint of efficiently removing scattered matters attached to the surface of the bump.
  • the pressure is particularly preferably 0.5 MPa or less.
  • the treatment time in the cleaning treatment is not particularly limited, but is preferably 5 seconds or more and 100 seconds or less, and more preferably 10 seconds or more and 50 seconds or less.
  • the cleaning process after cutting with a dicing blade may be performed while rotating the wafer 2 with bumps from the viewpoint of efficiently removing scattered matters attached to the surface of the bumps.
  • the rotation speed of the bumped wafer 2 is preferably 100 rpm or more and 2000 rpm or less, and more preferably 500 rpm or more and 1000 rpm or less.
  • the bumped chip 2 a separated by dicing is picked up and bonded and fixed to the substrate 4 including the base material 41 and the electrode 42. Since the resin layer 13 is removed and the surface of the bump 22 of the chip with bump 2a is exposed, the bump 22 and the electrode 42 of the substrate 4 can be electrically connected.
  • substrate 4 A lead frame, a wiring board, a silicon wafer with a circuit formed on the surface, a silicon chip, etc. can be used.
  • a material of the base material 41, A ceramic, a plastics, etc. are mentioned. Examples of the plastic include epoxy, bismaleimide triazine, and polyimide.
  • heat treatment may be performed as necessary to cure the adhesive.
  • the conditions for the heat treatment can be set as appropriate according to the type of adhesive and the like.
  • a reflow process may be performed to melt the bumps 22 of the bumped chip 2a, and the bumped chip 2a and the substrate 4 may be soldered.
  • the reflow processing conditions can be set as appropriate according to the type of solder and the like. As described above, the semiconductor device 100 can be manufactured.
  • the following operational effects can be achieved.
  • the plasma treatment can uniformly treat the entire surface of the resin layer on the bump forming surface 2A. Therefore, the resin layer 13 covering the surface of the bump 22 can be easily and efficiently removed rather than mechanically removed. Further, even when the cross-sectional shape viewed from the side of the bump 22 is a semicircular shape, a semi-elliptical shape, a circular shape, a rectangular shape or a trapezoidal shape, the resin layer 13 covering the surface of the bump 22 can be removed.
  • the resin layer 13 covering the surface of the bump 22 can be easily removed without removing the bump 22.
  • the surface of the bump 22 adheres to the surface of the bump 22 by washing with water. Scattered objects can be removed. Then, by electrically connecting the bump 22 whose surface is exposed and the electrode 42 of the substrate 4, the bumped chip 22 and the electrode of the substrate 4 are connected to each other by solder bonding. it can. In this way, the semiconductor device 100 having excellent connection reliability can be obtained.
  • the cleaning process in the dicing process performed in the semiconductor device manufacturing method also serves as the cleaning process. Therefore, it is not necessary to provide a separate cleaning process.
  • An adhesive layer (resin layer 13) for bonding the bumped chip 2a and the substrate 4 can be provided on the bump forming surface 2A of the bumped chip 2a.
  • the resin layer 13 Since the resin layer 13 is provided on the wafer 2 with bumps and plasma treatment is performed, the resin layer 13 is separated into the chips 2a with bumps, so that the resin layer 13 can be provided in a plurality of chips 2a with bumps.
  • the present invention is not limited to such an example.
  • a step of forming a resin layer on a bump forming surface of a bumped member on which a plurality of bumps are formed, and a plasma treatment is performed on the resin layer, and the bump A step of removing the resin layer covering the surface of the substrate, and a step of washing the surface of the bump from which the resin layer has been removed with a liquid, and the liquid used for the washing treatment is water.
  • the flow rate of water in the cleaning process is 0.5 L / min or more, the water pressure in the cleaning process is 0.1 MPa or more, and the processing time in the cleaning process is 5 seconds or more and 100 seconds or less.
  • a manufacturing method is mentioned. As an example of a method of manufacturing a semiconductor device according to the present embodiment, a step of forming a resin layer on a bump forming surface of a bumped member on which a plurality of bumps are formed, and a plasma treatment is performed on the resin layer, and the bump A step of removing the resin layer covering the surface of the substrate, and a step of washing the surface of the bump from which the resin layer has been removed with a liquid, and the liquid used for the washing treatment is water.
  • the cleaning process is both a cleaning process with cutting water at the time of cutting with a dicing blade and a cleaning process with cleaning water after the cutting with a dicing blade, and the flow rate of the cutting water is 0.5 L / min or more.
  • the water pressure of the cutting water is 0.1 MPa or more
  • the flow rate of the cleaning water is 0.5 L / min or more
  • the water pressure of the cleaning water is 0.1 MPa.
  • the processing time in the washing water is less than 100 seconds or 5 seconds, and a method of manufacturing a semiconductor device.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiments, and modifications, improvements, and the like within the scope that can achieve the object of the present invention are included in the present invention.
  • the cleaning process in the dicing process also serves as the cleaning process, but is not limited thereto. That is, in the present invention, the cleaning process may be performed separately from the dicing process. In such a case, the conditions for the cleaning process are the same as the conditions for the cleaning process in the dicing process of the above-described embodiment.
  • the resin layer 13 is provided as an adhesive layer for bonding the bumped chip 2 a and the substrate 4, but is not limited thereto. That is, in the present invention, the resin layer can be provided according to various purposes.
  • the resin layer 13 may be provided as an underfill layer for reinforcing the connection between the bumped chip 2 a and the substrate 4.
  • the resin layer 13 may be provided as a protective layer for protecting the bumped wafer 2 or the bumped chip 2a.
  • a known material can be used as the material for the underfill or protective layer.
  • the resin layer 13 is in contact with both the bumped chip 2a and the substrate 4, but is not limited thereto.
  • the resin layer 13 when the resin layer 13 is provided as a protective layer for protecting the bumped chip 2 a, the resin layer 13 may be in contact with the bumped chip 2 a and may not be in contact with the substrate 4.
  • the bumped wafer 2 or the bumped chip 2a is used as the bumped member, but the present invention is not limited to this.
  • the bumped member may be a package having a bump (for example, a BGA (Ball Grid Array), a CSP (Chip size package), or the like).
  • the resin layer 13 is formed on the bump forming surface 2A using the adhesive sheet 1 and covers the bumps 22.
  • the resin layer 13 may be formed by applying and curing a resin composition on the bump forming surface 2A and covering the bumps 22.
  • the adhesive sheet 1 including the support layer 11, the pressure-sensitive adhesive layer 12, and the resin layer 13 is used, but is not limited thereto.
  • the adhesive sheet 1 may be a laminated sheet including the support layer 11 and the resin layer 13. In this case, what is necessary is just to peel the support body layer 11 from the resin layer 13 in a support body peeling process.
  • Example 1 A wafer with bumps (wafer diameter: 8 inches, wafer thickness: 200 ⁇ m, bump type: ball bump, bump height: 200 ⁇ m, bump diameter: 250 ⁇ m, bump pitch: 400 ⁇ m) was prepared. Further, a back grind tape (“E-8510HR” manufactured by Lintec Corporation) comprising a support layer, a pressure-sensitive adhesive layer provided on the support layer, and a release sheet provided on the pressure-sensitive adhesive layer was prepared. . Furthermore, the resin sheet provided with the resin layer which consists of the following resin composition, and the peeling sheet provided in both surfaces of this resin layer was prepared.
  • E-8510HR manufactured by Lintec Corporation
  • the resin layer of the bumped chip was subjected to plasma treatment under the following conditions, and the resin layer covering the surface of the bump was removed (plasma treatment step).
  • Plasma treatment step Process gas: Tetrafluoromethane process gas flow rate: 40 cm 3 / min Processing pressure: 100Pa Output: 250W Processing time: 15 minutes purge: once
  • the bumped chip from which the resin layer covering the surface of the bump was removed was diced using a dicer under the following conditions (dicing step).
  • a cleaning process was performed under the following conditions. In this way, a chip with resin layer-formed bumps (chip size: 6 mm ⁇ 6 mm, number of bumps: 15 ⁇ 15) was obtained.
  • the surface of the bump of the obtained chip with resin layer forming bump was observed with a scanning electron microscope (SEM) under the following conditions, and an SEM photograph was taken. An enlarged photograph of a part of the SEM photograph is shown in FIG. (SEM observation conditions)
  • the bondability of the obtained resin layer-formed bumped chip was evaluated as follows. did. That is, a chip with a resin layer-formed bump was placed on a copper plate coated with a flux so that the bump-formed surface and the flux were in contact with each other to obtain a test piece.
  • the test piece was heated on a hot plate at a temperature of 300 ° C. for 2 minutes to bond the chip with the resin layer forming bump and the copper plate. Then, the bondability of the bumps was evaluated according to the following criteria. The obtained results are shown in Table 1.
  • the present invention can be used in a method for manufacturing a semiconductor device.

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Abstract

本願発明の半導体装置の製造方法は、複数のバンプ（２２）が形成されているバンプ付部材（２）のバンプ形成面（２Ａ）に樹脂層（１３）を形成する工程と、樹脂層（１３）にプラズマ処理を施して、バンプ（２２）の表面を覆っている樹脂層（１３）を除去する工程と、樹脂層（１３）を除去したバンプ（２２）の表面に、液体により洗浄処理を施す工程と、を備えることを特徴とする。

Description

半導体装置の製造方法
　本発明は、半導体装置の製造方法に関する。
　近年、電子機器の小型化および薄型化に伴い、半導体パッケージの薄型化および小型化に対する要求も高まっている。そのため、半導体素子の実装方式として、金属ワイヤを用いて接続する従来のワイヤーボンディング方式に代えて、チップの電極上にバンプと呼ばれる突起電極を形成し、基板の電極とチップの電極とをバンプを介して直接接続するフリップチップ接続方式の実装方法が提案されている。
　このようなフリップチップ接続方式の実装方法では、様々な目的に応じて、バンプ付ウエハまたはバンプ付チップなどのバンプを覆うように樹脂層が設けられる。このような樹脂層としては、例えば、バンプ付チップと基板とを接着するための接着剤層、バンプ付チップと基板との接続を補強するためのアンダーフィル層、バンプ付ウエハまたはバンプ付チップを保護するための保護層などが挙げられる。
　しかしながら、樹脂層がバンプを覆っている場合には、バンプ上の樹脂層を機械的に押しのけて、バンプと基板の電極との電気的な接続を確保しなければならない。そのため、バンプ付チップと基板との接続信頼性の点で問題があった。また、リフロー処理により、バンプ付チップと基板とを接続する場合には、バンプに由来する溶融はんだが樹脂層に覆われているため、セルフアライメント効果（チップおよび基板の電極同士の位置合わせ精度が悪く、ずれを生じていてもリフロー時に正常な位置へ自動的に補正される現象）が得られないという問題があった。
　上記のような問題を解決するために、例えば、バンプ付ウエハの裏面を研削する工程において、回路面と接する熱硬化性樹脂層と、この層の上に積層され、バンプを埋め込むための柔軟性のある熱可塑性樹脂層と、この層の上に積層される最外層とを備える積層シートを用いる方法が提案されている（特許文献１参照）。
特開２００５－２８７３４号公報
　特許文献１に記載の積層シートを用いる場合には、バンプに熱硬化性樹脂層を貫通させた上で、この熱硬化性樹脂層以外の層を剥離する。そのため、バンプ付ウエハのバンプの形状を針状などにする必要があった。また、バンプの断面形状が半円形または台形の場合には、バンプ上に樹脂層が残りやすく、接続信頼性の点で問題があった。
　このような課題を解決するために、本発明者は、複数のバンプが形成されているバンプ付部材のバンプ形成面に樹脂層を形成する工程と、前記樹脂層にプラズマ処理を施して、前記バンプの表面を覆っている前記樹脂層を除去する工程と、を備える半導体装置の製造方法を提案している（国際公開第２０１６／１９４４３１号参照）。
　しかしながら、このような半導体装置の製造方法においては、樹脂層にプラズマ処理を施した後でも、バンプの接合性が不十分となる場合があることが分かった。かかる問題の原因について、本発明者が鋭意検討した結果、プラズマ処理時の飛散物の一部がプラズマ処理後にバンプの表面に付着することにより、バンプの接合性が低下する原因となることを見出した。そして、本発明者は、バンプの接合性が更に向上するために、バンプ表面に付着した飛散物を、効率よくかつ簡便に除去できる方法について鋭意検討を行った。
　本発明の目的は、接続信頼性に優れた半導体装置を効率よく製造できる半導体装置の製造方法を提供することである。
　本発明の一態様に係る半導体装置の製造方法は、複数のバンプが形成されているバンプ付部材のバンプ形成面に樹脂層を形成する工程と、前記樹脂層にプラズマ処理を施して、前記バンプの表面を覆っている前記樹脂層を除去する工程と、前記樹脂層を除去した前記バンプの表面に、液体により洗浄処理を施す工程と、を備えることを特徴とする方法である。
　この構成によれば、バンプ付部材のバンプ形成面に、様々な目的に応じて、樹脂層を設けることができる。この樹脂層としては、例えば、バンプ付チップと基板とを接着するための接着剤層、バンプ付チップと基板との接続を補強するためのアンダーフィル層、バンプ付ウエハまたはバンプ付チップを保護するための保護層などが挙げられる。
　そして、この樹脂層に対してプラズマ処理を施すことで、バンプの表面を覆っている樹脂層を除去できる。また、プラズマ処理は、バンプ形成面上の樹脂層の全面に均一に処理ができる。そのため、バンプの表面を覆っている樹脂層を、機械的に除去するよりも、簡便で効率よく除去できる。さらに、プラズマ処理時の飛散物の一部がプラズマ処理後にバンプの表面に付着した場合であっても、バンプの表面に液体により洗浄処理を施すことで、バンプの表面に付着した飛散物を除去できる。そして、表面が露出されたバンプと、基板の電極とを電気的に接続することで、表面が露出されたバンプにより、バンプ付部材および基板の電極同士をはんだ接合で接続できる。このようにして、接続信頼性に優れた半導体装置を効率よく製造できる。
　本発明の一態様に係る半導体装置の製造方法においては、前記バンプ付部材が、バンプ付ウエハであり、前記洗浄処理が、前記バンプ付ウエハを、ダイシングブレードによりダイシングする際の洗浄処理であることが好ましい。
　この構成によれば、洗浄処理を、半導体装置の製造方法において行われるダイシング工程における洗浄処理で兼ねることができる。そのため、バンプの表面に液体により洗浄処理を施す工程を別途に設けなくてもよい。
　本発明の一態様に係る半導体装置の製造方法においては、前記洗浄処理における液体が、水であり、前記洗浄処理における水の流量が、０．５Ｌ／ｍｉｎ以上であることが好ましい。
　この構成のように、洗浄処理における液体を水とし、洗浄処理における水の流量を前記下限以上とすれば、バンプの表面に付着した飛散物を効率よく除去できる。
　本発明の一態様に係る半導体装置の製造方法においては、前記洗浄処理における液体が、水であり、前記洗浄処理における水圧が、０．１ＭＰａ以上であることが好ましい。
　この構成のように、洗浄処理における液体を水とし、洗浄処理における水圧を前記下限以上とすれば、バンプの表面に付着した飛散物を効率よく除去できる。
　本発明の一態様に係る半導体装置の製造方法においては、前記洗浄処理を施した前記バンプと、基板の電極とを電気的に接続する工程を、さらに備えることが好ましい。
　この構成によれば、バンプの表面を覆っている樹脂層が除去され、さらに、プラズマ処理後にバンプの表面に付着した飛散物も除去される。そして、表面が露出されたバンプと、基板の電極とを電気的に接続することで、表面が露出されたバンプにより、バンプ付部材および基板の電極同士をはんだ接合で接続できる。このようにして、接続信頼性に優れた半導体装置が得られる。
本発明の実施形態に係る樹脂層を形成するための積層シートを示す概略断面図である。 本発明の実施形態に係るバンプ付部材（バンプ付ウエハ）を示す概略断面図である。 本発明の実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明するための説明図である。 本発明の実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明するための説明図である。 本発明の実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明するための説明図である。 本発明の実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明するための説明図である。 本発明の実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明するための説明図である。 本発明の実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明するための説明図である。 実施例１で得られた樹脂層形成バンプ付チップを示すＳＥＭ写真の一部を拡大した写真である。 比較例１で得られた樹脂層形成バンプ付チップを示すＳＥＭ写真である。 比較例１で得られた樹脂層形成バンプ付チップを示すＳＥＭ写真の一部を拡大した写真である。
　［実施形態］
　以下、本発明について実施形態を例に挙げて、図面に基づいて説明する。本発明は実施形態の内容に限定されない。なお、図面においては、説明を容易にするために拡大または縮小をして図示した部分がある。
　まず、本実施形態に用いる接着シートおよびバンプ付ウエハについて説明する。
　（接着シート）
　本実施形態に用いる接着シート１は、図１に示すように、支持体層１１と、粘着剤層１２と、接着剤を含有する樹脂層１３と、を備えている。なお、樹脂層１３の表面は、ウエハに貼着されるまでの間、剥離フィルムなどにより保護されていてもよい。
　支持体層１１としては、接着シートの支持体として公知の支持体を用いることができ、例えば、プラスチックフィルムなどを用いることができる。このような支持体層１１は、被着体を加工している間に、被着体を支持する。
　プラスチックフィルムとしては、例えば、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリブテンフィルム、ポリブタジエンフィルム、ポリメチルペンテンフィルム、ポリ塩化ビニルフィルム、塩化ビニル共重合体フィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリエチレンナフタレートフィルム、ポリブチレンテレフタレートフィルム、ポリウレタンフィルム、エチレン酢酸ビニル共重合体フィルム、アイオノマー樹脂フィルム、エチレン・（メタ）アクリル酸共重合体フィルム、エチレン・（メタ）アクリル酸エステル共重合体フィルム、ポリスチレンフィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリイミドフィルム、およびフッ素樹脂フィルムなどが挙げられる。これらのフィルムは、単層フィルムであってもよく、積層フィルムであってもよい。また、積層フィルムの場合には、１種のフィルムを積層してもよく、２種以上のフィルムを積層してもよい。
　粘着剤層１２は、接着シートの粘着剤として公知の粘着剤を用いて形成することができる。このような粘着剤層１２により、被着体を加工している間は支持体層１１と樹脂層１３の間を強固に固定し、その後、樹脂層１３を被着体に固着残存させて支持体層１１から剥離することが容易となる。なお、粘着剤層１２に、紫外線などのエネルギー線を照射することで硬化させて、樹脂層１３との剥離が容易になるようにしてもよい。
　粘着剤としては、例えば、アクリル系粘着剤、ゴム系粘着剤、シリコーン系粘着剤およびウレタン系粘着剤などが挙げられる。
　樹脂層１３は、接着シートの接着剤として公知の接着剤を用いて形成することができる。このような接着剤を含有する樹脂層１３により、後述するバンプ付チップ２ａと基板４とを接着することができる。
　接着剤としては、例えば、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂と、熱硬化剤とを含有するものが挙げられる。また、接着剤は、硬化物の熱膨張係数を調整するという観点から、無機充填材をさらに含有していてもよい。無機充填材としては、シリカ、アルミナ、タルク、炭酸カルシウム、チタンホワイト、ベンガラ、炭化珪素、および窒化ホウ素などが挙げられる。これらは１種を単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
　（バンプ付ウエハ）
　本実施形態に用いるバンプ付ウエハ２（バンプ付部材）は、図２に示すように、半導体ウエハ２１と、バンプ２２と、を備えている。なお、バンプ２２は、半導体ウエハ２１の回路のある側に形成される。
　半導体ウエハ２１としては、公知の半導体ウエハを用いることができ、例えば、シリコンウエハなどを用いることができる。
　半導体ウエハ２１の厚みは、通常、１０μｍ以上１０００μｍ以下であり、好ましくは、５０μｍ以上７５０μｍ以下である。
　バンプ２２の材料としては、公知の導電性材料を用いることができ、例えば、ハンダなどを用いることができる。ハンダとしては、公知のハンダ材料を用いることができ、例えば、スズ、銀および銅を含有する鉛フリーハンダを用いることができる。
　バンプ２２の高さは、通常、５μｍ以上１０００μｍ以下であり、好ましくは、５０μｍ以上５００μｍ以下である。
　バンプ２２の側方から見た断面形状は、特に限定されないが、半円形、半楕円形、円形、長方形または台形などであってもよい。
　バンプ２２の種類としては、特に限定されないが、ボールバンプ、マッシュルームバンプ、スタッドバンプ、コーンバンプ、シリンダーバンプ、ドットバンプ、およびキューブバンプなどが挙げられる。これらは１種を単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
　（半導体装置の製造方法）
　次に、本実施形態に係る半導体装置の製造方法について説明する。
　図３Ａ～図３Ｆは、第一実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す説明図である。
　本実施形態に係る半導体装置の製造方法においては、先ず、複数のバンプ２２が形成されているバンプ付ウエハ２のバンプ形成面２Ａに樹脂層１３を形成する。具体的には、図３Ａ～図３Ｃに示すように、接着シート１の樹脂層１３をバンプ付ウエハ２のバンプ形成面２Ａに貼り合わせる工程（接着シート貼着工程）と、ダイシングテープ３をバンプ付ウエハ２の裏面を貼り合わせる工程（ダイシングテープ貼着工程）と、接着シート１の支持体層１１および粘着剤層１２を、樹脂層１３から剥離する工程（支持体剥離工程）と、を備える方法により、複数のバンプ２２が形成されているバンプ付ウエハ２のバンプ形成面２Ａに樹脂層１３を形成する。
　本実施形態に係る半導体装置の製造方法においては、次に、図３Ｄに示すように、樹脂層１３にプラズマ処理を施して、バンプ２２の表面を覆っている樹脂層１３を除去する（プラズマ処理工程）。
　そして、図３Ｅに示すように、ダイシングブレードによりバンプ付ウエハ２をダイシングする（ダイシング工程）。なお、このダイシング工程における洗浄処理は、樹脂層１３を除去したバンプ２２の表面に、液体により洗浄処理を施す工程（洗浄工程）を兼ねる。その後、図３Ｆに示すように、ダイシングにより個片化したバンプ付チップ２ａをピックアップし、被着体である基板４に接着固定する工程（ボンディング工程）と、を備える方法により、樹脂層１３が除去され、表面が露出されたバンプ２２と、基板４の電極４２とを電気的に接続する。
　以下、接着シート貼着工程、ダイシングテープ貼着工程、支持体剥離工程、プラズマ処理工程、ダイシング工程、洗浄工程およびボンディング工程について、より詳細に説明する。
　接着シート貼着工程においては、図３Ａに示すように、接着シート１の樹脂層１３をバンプ付ウエハ２のバンプ２２の形成されている面（バンプ形成面２Ａ）に貼り合わせる。
　ここで、貼着方法としては公知の方法を採用でき、特に限定されないが、圧着による方法が好ましい。圧着は、通常、圧着ロールなどにより押圧しながら行われる。圧着の条件は特に限定されないが、圧着温度は、４０℃以上１２０℃以下が好ましい。ロール圧力は、０．１ＭＰａ以上２０ＭＰａ以下が好ましい。圧着速度は、１ｍｍ／ｓｅｃ以上２０ｍｍ／ｓｅｃ以下が好ましい。
　また、接着シート１の樹脂層１３の厚みは、バンプ２２の高さ寸法より小さくすることが好ましく、バンプ２２の高さ寸法の０．８倍以下であることがより好ましく、バンプ２２の高さ寸法の０．１倍以上０．７倍以下であることが特に好ましい。樹脂層１３の厚みが前記上限以下であれば、バンプ２２の表面を覆う樹脂層１３を、より薄くすることができ、後述するプラズマ処理工程で容易に除去できる。
　ダイシングテープ貼着工程においては、図３Ｂに示すように、ダイシングテープ３をバンプ付ウエハ２のバンプ２２の形成されていない面（裏面２Ｂ）に貼り合わせる。
　ここで、貼着方法としては公知の方法を採用でき、特に限定されないが、圧着による方法が好ましい。圧着は、通常、圧着ロールなどにより押圧しながら行われる。圧着の条件は、特に限定されず、適宜設定できる。また、ダイシングテープ３についても、公知のダイシングテープを用いることができる。
　支持体剥離工程においては、図３Ｃに示すように、接着シート１の支持体層１１および粘着剤層１２を、樹脂層１３から剥離する。
　粘着剤層１２が紫外線硬化性を有する場合には、必要に応じて、支持体層１１側から紫外線を照射する。これにより、粘着剤層１２が硬化し、粘着剤層１２と樹脂層１３との界面の接着力が低下して、粘着剤層１２を樹脂層１３から剥離しやすくなる。
　プラズマ処理工程においては、図３Ｄに示すように、樹脂層１３にプラズマ処理を施して、バンプ２２の表面を覆っている樹脂層１３を除去する。ここで、樹脂層１３は、その目的に応じて、除去できる。例えば、表面が露出されたバンプ２２と、基板４の電極４２との電気的な接続が目的であれば、電気的な接続ができる程度に除去すればよい。具体的には、接続信頼性と樹脂層１３の機能の確保とのバランスの観点から、樹脂層１３の除去量を調整できる。
　プラズマ処理を行うプラズマ処理装置は、特に限定されず、公知のプラズマ処理装置を用いることができる。また、プラズマ処理の条件は、樹脂層１３の種類などに応じて異なり、特に限定されないが、例えば、以下のような条件を採用できる。
　プラズマ処理における処理ガスとしては、樹脂層の除去性の観点から、酸素、アルゴン、三フッ化メタン、四フッ化メタンおよび六フッ化硫黄などが挙げられる。これらの中でも、樹脂層がシリカなどの無機充填材を含有する場合にも除去性が優れるという観点から、三フッ化メタン、四フッ化メタンおよび六フッ化硫黄からなる群から選択される少なくとも１種が好ましく、六フッ化硫黄がより好ましい。また、これらの処理ガスは、１種を単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
　プラズマ処理における処理ガスの流量は、樹脂層を効率よく除去するという観点から、１ｃｍ３／ｍｉｎ以上１０００ｃｍ３／ｍｉｎ以下であることが好ましく、１０ｃｍ３／ｍｉｎ以上１００ｃｍ３／ｍｉｎ以下であることがより好ましい。
　プラズマ処理における処理圧力は、樹脂層を効率よく除去するという観点から、１Ｐａ以上３０００Ｐａ以下であることが好ましく、１０Ｐａ以上２００Ｐａ以下であることがより好ましい。
　プラズマ処理における出力は、樹脂層を効率よく除去するという観点から、１０Ｗ以上６００Ｗ以下であることが好ましい。
　プラズマ処理における処理時間は、樹脂層を効率よく除去するという観点から、３０秒間以上６０分間以下であることが好ましい。
　ダイシング工程においては、図３Ｅに示すように、ダイシングブレードによりバンプ付ウエハ２をダイシングする。このようにして、バンプ付ウエハ２をバンプ付チップ２ａに個片化できる。
　ダイシング装置は、特に限定されず、公知のダイシング装置を用いることができる。ただし、ダイシング工程において、洗浄処理を施すことが可能なダイシング装置を用いることが好ましい。このようなダイシング装置は、洗浄ノズルなどの洗浄手段を備えることが好ましい。また、洗浄手段としては、ダイシングブレードによる切削時に切削箇所に水（切削水）を噴射できる洗浄ノズル、および、ダイシングブレードによる切削後に被処理物に水（洗浄水）を噴射できる洗浄ノズルなどが挙げられる。
　ダイシング工程における洗浄処理は、樹脂層１３を除去したバンプ２２の表面に、液体により洗浄処理を施す工程（洗浄工程）を兼ねる。ダイシング工程における洗浄処理としては、ダイシングブレードによる切削時の洗浄処理（切削水による洗浄処理）、および、ダイシングブレードによる切削後の洗浄処理（洗浄水による洗浄処理）などが挙げられる。これらの洗浄処理は、両方を行ってもよく、いずれか一方のみを行ってもよい。
　洗浄処理に用いる液体は、特に限定されず、水および有機溶剤など用いることができる。これらの中でも、安全性の観点から、水を用いることが好ましい。
　洗浄処理における水の流量は、バンプの表面に付着した飛散物を効率よく除去するという観点から、０．５Ｌ／ｍｉｎ以上であることが好ましく、１Ｌ／ｍｉｎ以上１０Ｌ／ｍｉｎ以下であることがより好ましく、１．２Ｌ／ｍｉｎ以上５Ｌ／ｍｉｎ以下あることが特に好ましい。
　洗浄処理における水圧は、バンプの表面に付着した飛散物を効率よく除去するという観点から、０．１ＭＰａ以上であることが好ましく、０．１ＭＰａ以上１ＭＰａ以下であることがより好ましく、０．２ＭＰａ以上０．５ＭＰａ以下であることが特に好ましい。
　洗浄処理における処理時間は、特に制限されないが、５秒間以上１００秒間以下であることが好ましく、１０秒間以上５０秒間以下であることがより好ましい。
　ダイシングブレードによる切削後の洗浄処理は、バンプの表面に付着した飛散物を効率よく除去するという観点から、バンプ付ウエハ２を回転させながら行ってもよい。このような場合、バンプ付ウエハ２の回転数は、１００ｒｐｍ以上２０００ｒｐｍ以下であることが好ましく、５００ｒｐｍ以上１０００ｒｐｍ以下であることがより好ましい。
　ボンディング工程においては、図３Ｆに示すように、ダイシングにより個片化したバンプ付チップ２ａをピックアップし、基材４１と電極４２とを備える基板４に接着固定する。バンプ付チップ２ａのバンプ２２は、樹脂層１３が除去され、表面が露出されているため、バンプ２２と、基板４の電極４２とを電気的に接続することができる。
　基板４としては、特に限定されないが、リードフレーム、配線基板、並びに、表面に回路が形成されたシリコンウエハおよびシリコンチップなどを用いることができる。基材４１の材質としては、特に限定されないが、セラミックおよびプラスチックなどが挙げられる。また、プラスチックとしては、エポキシ、ビスマレイミドトリアジン、およびポリイミドなどが挙げられる。
　ボンディング工程においては、必要に応じて、加熱処理を施して、接着剤を硬化させてもよい。
　加熱処理の条件は、接着剤の種類などに応じて、適宜設定できる。
　ボンディング工程においては、必要に応じて、リフロー処理を施して、バンプ付チップ２ａのバンプ２２を溶融させて、バンプ付チップ２ａと基板４とをはんだ接合させてもよい。
　リフロー処理の条件は、はんだの種類などに応じて、適宜設定できる。
　以上のようにして、半導体装置１００を製造することができる。
　（第一実施形態の作用効果）
　本実施形態によれば、次のような作用効果を奏することができる。
（１）樹脂層１３に対してプラズマ処理を施すことで、バンプ２２の表面を覆っている樹脂層１３を除去できる。プラズマ処理は、バンプ形成面２Ａ上の樹脂層の全面に均一に処理ができる。そのため、バンプ２２の表面を覆っている樹脂層１３を、機械的に除去するよりも、簡便で効率よく除去できる。また、バンプ２２の側方から見た断面形状が半円形、半楕円形、円形、長方形または台形である場合でも、バンプ２２の表面を覆っている樹脂層１３を除去できる。さらに、プラズマ処理においては、バンプ２２を削ることなく、バンプ２２の表面を覆っている樹脂層１３のみを容易に除去できる。
（２）プラズマ処理時の飛散物の一部がプラズマ処理後にバンプ２２の表面に付着した場合であっても、バンプ２２の表面に水により洗浄処理を施すことで、バンプ２２の表面に付着した飛散物を除去できる。そして、表面が露出されたバンプ２２と、基板４の電極４２とを電気的に接続することで、表面が露出されたバンプ２２により、バンプ付チップ２ａおよび基板４の電極同士をはんだ接合で接続できる。このようにして、接続信頼性に優れた半導体装置１００が得られる。
（３）半導体装置の製造方法において行われるダイシング工程における洗浄処理が、洗浄工程を兼ねている。そのため、洗浄工程を別途に設けなくてもよい。
（４）バンプ付チップ２ａのバンプ形成面２Ａに、バンプ付チップ２ａと基板４とを接着するための接着剤層（樹脂層１３）を設けることができる。
（５）バンプ付ウエハ２に樹脂層１３を設け、プラズマ処理をした後に、バンプ付チップ２ａに個片化しているので、複数のバンプ付チップ２ａにまとめて樹脂層１３を設けることができる。
　本実施形態に係る半導体装置の製造方法のより具体的な例としては、例えば、以下のような半導体装置の製造方法の例が挙げられるが、本発明は、このような例に限定されない。
　本実施形態に係る半導体装置の製造方法の一例として、複数のバンプが形成されているバンプ付部材のバンプ形成面に樹脂層を形成する工程と、前記樹脂層にプラズマ処理を施して、前記バンプの表面を覆っている前記樹脂層を除去する工程と、前記樹脂層を除去した前記バンプの表面に、液体により洗浄処理を施す工程と、を備え、前記洗浄処理に用いる液体は、水であり、洗浄処理における水の流量は、０．５Ｌ／ｍｉｎ以上であり、洗浄処理における水圧は、０．１ＭＰａ以上であり、洗浄処理における処理時間は、５秒間以上１００秒間以下である、半導体装置の製造方法が挙げられる。
　本実施形態に係る半導体装置の製造方法の一例として、複数のバンプが形成されているバンプ付部材のバンプ形成面に樹脂層を形成する工程と、前記樹脂層にプラズマ処理を施して、前記バンプの表面を覆っている前記樹脂層を除去する工程と、前記樹脂層を除去した前記バンプの表面に、液体により洗浄処理を施す工程と、を備え、前記洗浄処理に用いる液体は、水であり、前記洗浄処理は、ダイシングブレードによる切削時における切削水による洗浄処理、および、ダイシングブレードによる切削後における洗浄水による洗浄処理の両方であり、前記切削水の流量は、０．５Ｌ／ｍｉｎ以上であり、前記切削水の水圧は、０．１ＭＰａ以上であり、前記洗浄水の流量は、０．５Ｌ／ｍｉｎ以上であり、前記洗浄水の水圧は、０．１ＭＰａ以上であり、前記洗浄水における処理時間は、５秒間以上１００秒間以下である、半導体装置の製造方法が挙げられる。
　［実施形態の変形］
　本発明は前述の実施形態に限定されず、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良などは本発明に含まれる。
　例えば、前述の実施形態では、ダイシング工程における洗浄処理が、洗浄工程を兼ねているが、これに限定されない。すなわち、本発明においては、洗浄工程をダイシング工程とは別途に行ってよい。このような場合、洗浄処理の条件は、前述の実施形態のダイシング工程における洗浄処理の条件と同様である。
　前述の実施形態では、樹脂層１３は、バンプ付チップ２ａと基板４とを接着するための接着剤層として設けられているが、これに限定されない。すなわち、本発明においては、樹脂層を、様々な目的に応じて、設けることができる。例えば、樹脂層１３は、バンプ付チップ２ａと基板４との接続を補強するためのアンダーフィル層として設けられてもよい。また、樹脂層１３は、バンプ付ウエハ２またはバンプ付チップ２ａを保護するための保護層として設けられてもよい。なお、このような場合、樹脂層１３の材料としては、アンダーフィルまたは保護層の材料として公知の材料を用いることができる。
　前述の実施形態では、樹脂層１３は、バンプ付チップ２ａおよび基板４の両方に接しているが、これに限定されない。例えば、樹脂層１３がバンプ付チップ２ａを保護するための保護層として設けられる場合には、樹脂層１３はバンプ付チップ２ａに接していればよく、基板４に接していなくともよい。
　前述の実施形態では、バンプ付部材として、バンプ付ウエハ２またはバンプ付チップ２ａを用いているが、これに限定されない。例えば、バンプ付部材は、バンプを有するパッケージ（例えば、ＢＧＡ（Ｂａｌｌ　ｇｒｉｄ　ａｒｒａｙ）、ＣＳＰ（Ｃｈｉｐ　ｓｉｚｅ　ｐａｃｋａｇｅ）など）であってもよい。
　前述の実施形態では、接着シート１を用いて樹脂層１３をバンプ形成面２Ａに形成し、バンプ２２を覆っているが、これに限定されない。例えば、樹脂組成物をバンプ形成面２Ａに塗布し硬化させることにより樹脂層１３を形成し、バンプ２２を覆ってもよい。
　前述の実施形態では、支持体層１１、粘着剤層１２および樹脂層１３を備える接着シート１を用いているが、これに限定されない。例えば、接着シート１は、支持体層１１および樹脂層１３を備える積層シートであってもよい。この場合、支持体剥離工程において、樹脂層１３から支持体層１１を剥離すればよい。
　以下に、実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。
　［実施例１］
　バンプ付ウエハ（ウエハの直径：８インチ、ウエハの厚み：２００μｍ、バンプの種類：ボールバンプ、バンプの高さ：２００μｍ、バンプの直径：２５０μｍ、バンプのピッチ：４００μｍ）を準備した。また、支持体層と、この支持体層に設けられた粘着剤層と、この粘着剤層に設けられた剥離シートとを備えるバックグラインドテープ（リンテック社製の「Ｅ－８５１０ＨＲ」）を準備した。さらに、下記樹脂組成物からなる樹脂層と、この樹脂層の両面に設けられた剥離シートとを備える樹脂シートを準備した。
（樹脂組成物）
アクリル重合体：１００質量部
エポキシ樹脂：３０質量部
エポキシ樹脂硬化剤：１質量部
　バックグラインドテープおよび樹脂シートの剥離シートをそれぞれ剥離し、樹脂層をバックグラインドテープの粘着剤層に貼り合せて、樹脂層と、粘着剤層と、支持体層とを備える積層シートを作製した。この積層シートの樹脂層をバンプ付ウエハのバンプ形成面に貼り合わせた後（貼付温度：７０℃、貼付圧力：０．５ＭＰａ、貼付速度：２ｍｍ／ｓｅｃ）、積層シートの支持体層および粘着剤層を、樹脂層から剥離し、その後、熱処理（処理温度：１３０℃、処理圧力：０．５ＭＰａ、処理時間：２時間）を施し、樹脂層を硬化させた。このようにして、バンプ付チップのバンプ形成面に樹脂層を形成した。
　そして、このバンプ付チップの樹脂層に、下記の条件にて、プラズマ処理を施し、バンプの表面を覆っている樹脂層を除去した（プラズマ処理工程）。
（プラズマ処理の条件）
処理ガス：四フッ化メタン
処理ガスの流量：４０ｃｍ３／ｍｉｎ
処理圧力：１００Ｐａ
出力：２５０Ｗ
処理時間：１５分間
パージ：１回
　その後、バンプの表面を覆っている樹脂層を除去したバンプ付チップを、ダイサーを用いて、下記の条件にて、ダイシングした（ダイシング工程）。なお、ダイシング工程では、下記の条件にて洗浄処理を施した。このようにして、樹脂層形成バンプ付チップ（チップの大きさ：６ｍｍ×６ｍｍ、バンプの数：１５個×１５個）を得た。
（ダイサーの条件）
ダイサー：ＤＦＤ６３６１、ディスコ社製
ダイシングブレード：２７ＨＥＥＥ、ディスコ社製
ダイシングブレードの移動速度：３０ｍｍ／ｓｅｃ
ダイシングブレードの回転数：３００００ｒｐｍ
ダイシングブレードの幅寸法（カーフ幅）：３５～４０μｍ
（洗浄処理の条件）
切削水の流量：１．５Ｌ／ｍｉｎ
切削水の水圧：０．２ＭＰａ～０．４ＭＰａ
洗浄水の流量：１．５Ｌ／ｍｉｎ
洗浄水の水圧：０．２ＭＰａ～０．４ＭＰａ
洗浄水による洗浄処理の時間：２０秒間
洗浄水による洗浄処理時のバンプ付チップの回転数：８００ｒｐｍ
　得られた樹脂層形成バンプ付チップのバンプの表面を、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）にて、下記の条件にて観察し、ＳＥＭ写真を撮影した。ＳＥＭ写真の一部を拡大した写真を図４に示す。
（ＳＥＭ観察条件）
加速電圧：３ｋＶ
撮影方法：チップ天面から６０°傾けて撮影
撮影倍率：１００倍
蒸着条件：Ｐｄ－Ｐｔ、３０秒間
　また、得られた樹脂層形成バンプ付チップのバンプの接合性を、次のようにして評価した。すなわち、フラックスを塗布した銅板上に、樹脂層形成バンプ付チップを、バンプ形成面とフラックスとが接するように配置して試験片とした。この試験片を、ホットプレート上で、温度３００℃にて２分間加熱して、樹脂層形成バンプ付チップと銅板とを接合させた。そして、下記基準に従い、バンプの接合性を評価した。得られた結果を表１に示す。
Ａ：樹脂層形成バンプ付チップと銅板とが接合しており、容易に剥がせない。
Ｂ：樹脂層形成バンプ付チップと銅板とが接合しているが、容易に剥がせる。
　［比較例１］
　プラズマ処理工程およびダイシング工程の順番を変え、ダイシング工程後に、プラズマ処理工程を行った以外は実施例１と同様にして、樹脂層形成バンプ付チップを得た。
　得られた樹脂層形成バンプ付チップのバンプの表面を、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）にて、下記の条件にて観察し、ＳＥＭ写真を撮影した。ＳＥＭ写真を図５に示し、ＳＥＭ写真の一部を拡大した写真を図６に示す。
　また、得られた樹脂層形成バンプ付チップのバンプの接合性を、実施例１と同様の方法および基準に従い、評価した。得られた結果を表１に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　表１に示す結果からも明らかなように、実施例１で得られた樹脂層形成バンプ付チップを用いた場合には、バンプの接合性が優れていることが確認された。そのため、プラズマ処理工程後に、洗浄処理を施すことにより、バンプの接合性が優れ、接続信頼性に優れた半導体装置が製造できることが確認された。
　これに対し、比較例１で得られた樹脂層形成バンプ付チップを用いた場合には、バンプの接合性が劣ることが分かった。すなわち、プラズマ処理工程後に、洗浄処理が施されていない場合（比較例１）には、バンプの接合性が劣ることが分かった。
　図５に示すように、比較例１で得られた樹脂層形成バンプ付チップにおいても、バンプの表面を覆っている樹脂層は除去されていた。しかしながら、プラズマ処理工程後のバンプの表面を精査すると、図６に示すように、プラズマ処理時の飛散物の一部がプラズマ処理後にバンプの表面に付着していることが分かった。これに対し、プラズマ処理工程後に洗浄処理が施された場合（実施例１）には、図４に示すように、バンプ表面に付着した飛散物を、効率よくかつ簡便に除去できることが確認された。
　本発明は、半導体装置の製造方法に利用できる。
　１３…樹脂層、２…バンプ付ウエハ、２ａ…バンプ付チップ、２Ａ…バンプ形成面、２２…バンプ、４…基板、４２…電極、１００…半導体装置。

Claims (5)

  1. 　複数のバンプが形成されているバンプ付部材のバンプ形成面に樹脂層を形成する工程と、
    　前記樹脂層にプラズマ処理を施して、前記バンプの表面を覆っている前記樹脂層を除去する工程と、
    　前記樹脂層を除去した前記バンプの表面に、液体により洗浄処理を施す工程と、を備える
    　ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
  2. 　請求項１に記載の半導体装置の製造方法において、
    　前記バンプ付部材が、バンプ付ウエハであり、
    　前記洗浄処理が、前記バンプ付ウエハを、ダイシングブレードによりダイシングする際の洗浄処理である
    　ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
  3. 　請求項１または請求項２に記載の半導体装置の製造方法において、
    　前記洗浄処理における液体が、水であり、
    　前記洗浄処理における水の流量が、０．５Ｌ／ｍｉｎ以上である
    　ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
  4. 　請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法において、
    　前記洗浄処理における液体が、水であり、
    　前記洗浄処理における水圧が、０．１ＭＰａ以上である
    　ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
  5. 　請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法において、
    　前記洗浄処理を施した前記バンプと、基板の電極とを電気的に接続する工程を、さらに備える
    　ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
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