TWI651792B - 半導體裝置之製造裝置及半導體裝置之製造方法 - Google Patents

Abstract

本發明之實施形態提供一種轉印時之位置精度優異之半導體裝置之製造裝置及半導體裝置之製造方法。

根據實施形態，半導體裝置之製造裝置包括：第1框架，其固定包含第1面之第1帶；第1支持部，其於上述第1面之相反側支持上述第1帶；第2框架，其固定包含與上述第1帶之上述第1面對向之第2面之第2帶；第2支持部，其於上述第2面之相反側支持上述第2帶；及環，其係設置於上述第1帶與上述第2帶之間，且包含孔，該孔連通於藉由上述環以及上述第1及第2帶而構成之空間。

Description

半導體裝置之製造裝置及半導體裝置之製造方法 [相關申請案]

本申請案享有以日本專利申請案2014-187116號(申請日：2014年9月12日)為基礎申請案之優先權。本申請案藉由參照該基礎申請案而包含基礎申請案之全部內容。

本發明之實施形態係關於一種半導體裝置之製造裝置及半導體裝置之製造方法。

於半導體裝置之轉印步驟中，要求提高轉印時之位置精度。

本發明之實施形態提供一種轉印時之位置精度優異之半導體裝置之製造裝置及半導體裝置之製造方法。

根據實施形態，半導體裝置之製造裝置包括：第1框架，其固定包含第1面之第1帶；第1支持部，其於上述第1面之相反側支持上述第1帶；第2框架，其固定包含與上述第1帶之上述第1面對向之第2面之第2帶；第2支持部，其於上述第2面之相反側支持上述第2帶；及環，其係設置於上述第1帶與上述第2帶之間，且包含孔，該孔連通於藉由上述環以及上述第1及第2帶而構成之空間。

10‧‧‧平板部

11‧‧‧下部平板

12‧‧‧上部平板

12a‧‧‧增強板

12b‧‧‧透明板

12h‧‧‧貫通孔

20‧‧‧框架部

20n‧‧‧切口部

20o‧‧‧切口部

21‧‧‧第1框架

22‧‧‧第2框架

30‧‧‧帶部

31‧‧‧轉印源帶

31a‧‧‧第1面

32‧‧‧轉印對象帶

32a‧‧‧第2面

32b‧‧‧第2面

40‧‧‧密封環

40s‧‧‧支持部

41‧‧‧排氣孔

41a‧‧‧縱孔

41b‧‧‧橫孔

41c‧‧‧連接部

51‧‧‧貫通孔

52‧‧‧貫通孔

60‧‧‧空間

70‧‧‧半導體裝置

70a‧‧‧第1部分

70b‧‧‧第2部分

71‧‧‧群

72‧‧‧群

80‧‧‧真空排氣部

100‧‧‧製造裝置

103‧‧‧晶片

107‧‧‧電極

107a‧‧‧第1膜

107b‧‧‧第2膜

107c‧‧‧第3膜

108‧‧‧電極

108a‧‧‧第1膜

108b‧‧‧第2膜

108c‧‧‧第3膜

111‧‧‧第1層

111a‧‧‧第2面

112‧‧‧第2層

113‧‧‧發光層

114‧‧‧絕緣膜

114a‧‧‧第1開口

114b‧‧‧第2開口

115‧‧‧半導體層

115a‧‧‧第1面

115c‧‧‧側面

115d‧‧‧區域(發光區域)

115e‧‧‧區域

116‧‧‧第1p側配線層

116a‧‧‧接觸部

116b‧‧‧p側焊墊

117‧‧‧第1n側配線層

117a‧‧‧接觸部

117b‧‧‧n側焊墊

118‧‧‧絕緣膜

118a‧‧‧第1開口

118b‧‧‧第2開口

119‧‧‧絕緣膜

119a‧‧‧第1開口

119b‧‧‧第2開口

121‧‧‧第2p側配線層

121a‧‧‧第2p側焊墊

122‧‧‧第2n側配線層

122a‧‧‧第2n側焊墊

123‧‧‧p側外部連接電極

123a‧‧‧p側安裝面

124‧‧‧n側外部連接電極

124a‧‧‧n側安裝面

125‧‧‧樹脂層

126‧‧‧絕緣膜

127‧‧‧絕緣構件

127a‧‧‧絕緣構件127之上表面

130‧‧‧螢光體層

131‧‧‧螢光體

132‧‧‧結合材

133‧‧‧透明層

134‧‧‧透明層

171‧‧‧金屬層

172‧‧‧金屬層

圖1係實施形態之半導體裝置之製造裝置之模式剖視圖。

圖2係實施形態之框架部之模式俯視圖。

圖3係實施形態之密封環之模式俯視圖。

圖4(a)~(c)係實施形態之密封環之模式剖視圖。

圖5係實施形態之半導體裝置之製造裝置之模式俯視圖。

圖6(a)係實施形態之密封環之模式俯視圖，圖6(b)係實施形態之密封環之模式剖視圖。

圖7(c)係表示實施形態之半導體裝置之製造方法之模式立體圖，圖7(b)係表示實施形態之半導體裝置之製造方法之模式剖視圖。

圖8(a)係表示實施形態之半導體裝置之製造方法之模式立體圖，圖8(b)係表示實施形態之半導體裝置之製造方法之模式剖視圖。

圖9(a)係表示實施形態之半導體裝置之製造方法之模式立體圖，圖9(b)係表示實施形態之半導體裝置之製造方法之模式剖視圖。

圖10(a)係表示實施形態之半導體裝置之製造方法之模式立體圖，圖10(b)係表示實施形態之半導體裝置之製造方法之模式剖視圖。

圖11係表示實施形態之半導體裝置之製造方法之模式剖視圖。

圖12係實施形態之半導體裝置之製造裝置之模式剖視圖。

圖13係實施形態之半導體裝置之模式剖視圖。

圖14係實施形態之半導體裝置之模式俯視圖。

圖15係實施形態之半導體層之模式剖視圖。

圖16(a)及(b)係表示另一實施形態之半導體裝置之製造方法之模式剖視圖與仰視圖。

圖17(a)及(b)係表示另一實施形態之半導體裝置之製造方法之模式剖視圖與仰視圖。

圖18(a)及(b)係表示另一實施形態之半導體裝置之製造方法之模式剖視圖與仰視圖。

圖19(a)及(b)係表示另一實施形態之半導體裝置之製造方法之模 式剖視圖與仰視圖。

圖20(a)及(b)係表示另一實施形態之半導體裝置之製造方法之模式剖視圖與仰視圖。

圖21係表示另一實施形態之半導體裝置之製造方法之模式剖視圖。

圖22係表示另一實施形態之半導體裝置之製造方法之模式剖視圖。

圖23係表示另一實施形態之半導體裝置之製造方法之模式剖視圖。

圖24係表示另一實施形態之半導體裝置之製造方法之模式剖視圖。

圖25(a)及(b)係表示另一實施形態之半導體裝置之製造方法之模式俯視圖。

圖26(a)及(b)係實施形態之半導體裝置之局部放大模式剖視圖。

以下，參照圖式對實施形態進行說明。再者，於各圖式中，對相同要素標註相同符號。

圖1係實施形態之半導體裝置之製造裝置之模式剖視圖。

本實施形態之半導體裝置之製造裝置100具有平板部10、框架部20、帶部30、及密封環40。

平板部10具有下部平板11(第1支持部)與上部平板12(第2支持部)。於下部平板11上設置有上部平板12。上部平板12係與下部平板11平行地設置。如下述般，本製造裝置100將下部平板11與上部平板12之間之空間60排氣。因此，作為平板部10，使用可耐受減壓之材料，例如使用不鏽鋼(SUS)。

於下部平板11與上部平板12之間設置有框架部20。框架部20具有 第1框架21與第2框架22。於下部平板11與上部平板12之間設置有第1框架21。於第1框架21與上部平板12之間設置有第2框架22。

圖2係本實施形態之框架部20之模式俯視圖。

如圖2所示，框架部20之形狀為環狀，第1框架21及第2框架22之各者之形狀具有相同之環狀。例如，框架部20之外徑為296mm，內徑為250mm，厚度為1.2mm。與平板部10同樣地，作為框架部20使用可耐受減壓之材料，例如使用不鏽鋼。

於框架部20例如設置有切口部20n、20o。切口部20n、20o用於框架部20之位置對準。藉此，可精度良好地配置框架部20。

於平板部10與框架部20之間設置有帶部30。帶部30具有轉印源帶31(第1帶)與轉印對象帶32(第2帶)。作為轉印源帶31及轉印對象帶32，例如使用切割用帶。作為轉印源帶31，例如使用UV(ultraviolet，紫外線)硬化型帶，且可藉由UV照射降低黏著力。

於下部平板11與第1框架21之間設置有轉印源帶31。第1框架21設置於轉印源帶31之外周部。第1框架21使轉印源帶31之操作容易。

轉印源帶31具有第1面31a。於第1面31a貼附有轉印前之半導體元件70(如圖7(b)所示)。轉印源帶31於第1面31a之相反側支持於下部平板11。

再者，半導體元件70例如具有複數個半導體晶片。半導體晶片之數量為任意，且關於半導體晶片之選擇轉印及轉印次數亦為任意。

於上部平板12與第2框架22之間設置有轉印對象帶32。第2框架22設置於轉印對象帶32之外周部。第2框架22使轉印對象帶32之操作容易。

轉印對象帶32具有第2面32a。於第2面32a貼附有轉印後之半導體元件70(如圖10(b)所示)。轉印對象帶32於第2面32a之相反側支持於上部平板12。

轉印對象帶32之第2面32a與轉印源帶31之第1面31a對向。因此，貼附於第1面31a之半導體元件70經過轉印步驟被反轉並貼附至第2面32a。

於轉印源帶31與轉印對象帶32之間設置有空間60及密封環40。空間60面向第1面32a及第2面32a，密封環40包圍空間60之周圍。密封環40具有排氣孔41。

圖3係本實施形態之密封環40之模式俯視圖。

圖4(a)~圖4(c)係本實施形態之密封環40之模式剖視圖。

圖4(a)、圖4(b)及圖4(c)之各者為圖3中之A-A'剖視圖、B-B'剖視圖及C-C'剖視圖。

如圖3所示，密封環40之形狀為環狀。作為密封環40，例如使用具有密封性之材料。密封環40例如包含矽酮橡膠、矽酮樹脂、金屬及胺基甲酸酯樹脂等。例如，密封環40之外徑為250mm，內徑為210mm，厚度為3mm。密封環40內之排氣孔41具有縱孔41a(吸排氣線)、橫孔41b、及連接部41c。

如圖3及圖4(c)所示，縱孔41a沿密封環40之厚度方向延伸。縱孔41a之形狀例如為圓柱狀。縱孔41a之直徑例如為5mm。

如圖3及圖4(b)所示，於密封環40之內周，複數個橫孔41b於密封環40之周方向上隔開而設置。橫孔41b自密封環40內連通至空間60。橫孔41b之數量為任意。例如，橫孔41b之寬度為5mm，深度為2mm。橫孔41b例如係沿周方向而設置，且等間隔地設置。橫孔41b之形狀例如設置為凹狀，亦可設置為V字、U字等形狀。

如圖3及圖4(a)所示，於密封環40之外周與內周之間設置有沿周方向延伸之連接部41c。例如，連接部41c之寬度為5mm，深度為2mm。

連接部41c之形狀於密封環40之上表面設置為凹狀。連接部41c之 形狀例如亦可於密封環40之底面設置為凹狀。連接部41c之形狀亦可設置為凹狀以外(例如V字、U字等)之形狀。藉此，連接部41c將縱孔41a與橫孔41b連接。

如圖1所示，密封環40設置於框架部20之內側。即，密封環40之直徑為第1框架21及第2框架22之各者之直徑以下。密封環40之外側之側面既可與框架部20之內側之側面接觸，亦可不接觸。

密封環40之厚度較將第1框架21與第2框架22重疊後之厚度更厚。因此，於將第1框架21與第2框架22重疊時，轉印源帶31及轉印對象帶32之各者與密封環40密接。藉此，由密封環40所包圍之空間60之上表面及下表面被帶部30完全覆蓋。此時，空間60經由密封環40之橫孔41b而與連接部41c連接。

貫通下部平板11之內部及轉印源帶31設置有貫通孔51(吸排氣導入線)。貫通孔51例如與排氣孔41及真空排氣部80連接。藉此，真空排氣部80可通過排氣孔41將空間60內排氣。

例如，如圖12所示，亦可使用貫通孔52代替貫通孔51。貫通孔52貫通上部平板12之內部及轉印對象帶32。

根據本實施形態，如下述般，於轉印源帶31之第1面31a貼附有半導體元件70。轉印源帶31及轉印對象帶32之各者與密封環40接觸。此時，空間60內通過排氣孔41被排氣。藉此，轉印源帶31之第1面31a與轉印對象帶32之第2面32a接近，而半導體元件70之上表面被貼附至第2面32a。

此後，空間60內通過排氣孔41被供氣(大氣開放)。此時，第1面31a對半導體元件70之黏著性低於第2面32a對半導體元件70之黏著性。藉此，半導體元件70自第1面32a剝離。即，半導體元件70自第1面31a被轉印至第2面32a。

例如，若於半導體元件70貼附於轉印源帶31及轉印對象帶32之 各者之狀態下，藉由撕裂剝離自轉印源帶31剝離半導體元件70，則轉印源帶31會塑性變形。因此，貼附於轉印對象帶32之半導體元件70之位置偏移。

例如，若於半導體元件70貼附於轉印源帶31及轉印對象帶32之各者之狀態下，藉由面剝離自轉印源帶31剝離半導體元件70，則施加至轉印源帶31及轉印對象帶32之剝離負荷增大。藉此，剝離變得困難。帶自框架部20剝落。帶延伸而半導體元件70之位置偏移。

相對於此，根據本實施形態，於半導體元件70貼附於轉印源帶31及轉印對象帶32之各者之狀態下，通過排氣孔41對空間60內進行供氣，從而自轉印源帶31剝離半導體元件70。此時，轉印源帶31及半導體元件70之各者被均勻地加壓。藉此，不使半導體元件70之位置偏移便可將其轉印至轉印對象帶32。

圖5係實施形態之半導體元件之製造裝置之模式俯視圖。

如圖5所示，本製造裝置100例如具有增強板12a與透明板12b。透明板12b設置於增強板12a與轉印對象帶32之間。作為透明板12b，例如使用壓克力板。

於增強板12a例如設置有貫通增強板12a之貫通孔12h。透明板12b於貫通孔12h之底面露出。此時，可經由透明板12b目視密封環40及空間60。藉此，可確認半導體元件70之轉印狀況。增強板12a具有高於透明板12b之機械強度，例如包含不鏽鋼。增強板12a抑制因空間60之加減壓而引起之透明板12b之變形。

圖6(a)係實施形態之密封環40之模式俯視圖，圖6(b)係實施形態之密封環40之模式剖視圖。

圖6(b)係相對於圖6(a)之剖視圖。

如圖6(a)及圖6(b)所示，密封環40例如具有支持部40s。支持部40s於密封環40之外周部設置為環狀。支持部40s之厚度較密封環40之 厚度更薄。

於將密封環40設置於框架部20之內側時，支持部40s設置於密封環40與框架部20之間。支持部40s之內周部嵌入至密封環40之外側之側面。支持部40s使密封環40之操作容易。藉此，可沿著框架部20之內側均勻地設置密封環40。因此，於通過排氣孔41對空間60內進行供氣而將半導體元件70自轉印源帶31剝離時，轉印源帶31及半導體元件70被更均勻地加壓。藉此，半導體元件70之轉印時之位置精度提高。

繼而，參照圖7(a)~圖11對實施形態之半導體裝置之製造方法進行說明。

圖7(a)、圖8(a)、圖9(a)及圖10(a)係本實施形態之半導體裝置之製造裝置100之模式立體圖。圖7(b)、圖8(b)、圖9(b)、圖10(b)及圖11係本實施形態之半導體裝置之製造裝置100之模式剖視圖。

如圖7(a)及圖7(b)所示，於轉印源帶31之第1面31a上設置有半導體元件70之第1部分70a。於較半導體元件70更靠外側之轉印源帶31設置有第1框架21。半導體元件70之數量為任意。

於半導體元件70上與轉印源帶31對向地設置有轉印對象帶32。於第1框架21與轉印對象帶32之間設置有第2框架22。第2框架22與轉印對象帶32接觸。

然後，於轉印源帶31與轉印對象帶32之間設置有密封環40。密封環40設置於較第1框架21及第2框架22更靠內側。

繼而，如圖8(a)及圖8(b)所示，第1框架21係以與第2框架22接觸之方式設置。藉此，轉印源帶31及轉印對象帶32之各者與密封環40接觸。半導體元件70及空間60由轉印源帶31、轉印對象帶32及密封環40之各者所包圍。

如圖9(a)及圖9(b)所示，空間60內通過排氣孔41被排氣。藉此，半導體元件70之與第1部分70a相反之第2部分70b被貼附至轉印對象帶 32之第2面32a。空間60內之排氣例如使用包含真空泵等之真空排氣部80。真空排氣部80經由貫通孔51連接於排氣孔41。

如圖10(a)及圖10(b)所示，空間60內通過排氣孔41被供氣。於真空排氣前之狀態下，例如藉由UV照射減弱半導體元件70之第1部分70a與轉印源帶31之第1面31a之接著力。

如圖9(b)所示，於藉由真空排氣而半導體元件70之第1部分70a被貼附至轉印源帶31之第1面31a，半導體元件70之第2部分70b被貼附至轉印對象帶32之第2面32a之狀態下，半導體元件70與轉印源帶31之接著力較半導體元件70與轉印對象帶32之接著力更弱。因此，藉由空間60內之供氣(大氣開放)而半導體元件70自轉印源帶31之第1面31a剝離。

然後，將第1框架21與第2框架22分開，半導體元件70之轉印步驟結束。

根據本實施形態，藉由通過排氣孔41進行空間60內之排氣而半導體元件70被貼附至轉印對象帶32之第2面32a。藉此，由於不均勻的力未施加至轉印對象帶32，故而可降低因帶之延伸而引起之半導體元件之間之偏移(截口偏移)。

進而，藉由通過排氣孔41進行空間60內之供氣而將半導體元件70自轉印源帶31剝離。此時，轉印源帶31及半導體元件70之各者被均勻地加壓。藉此，不使半導體元件70之位置偏移便可將其轉印至轉印對象帶32。

如上述般，本實施形態可提供一種轉印時之位置精度優異之半導體裝置之製造裝置及製造方法。

例如，半導體元件70具有於轉印源帶31上分離之複數個半導體晶片。此時，如圖11所示，複數個半導體晶片之一部分(第1群)71自轉印源帶31轉印至轉印對象帶32，剩餘之一部分(第2群)72殘留於轉 印源帶31。即，可選擇性地轉印複數個半導體晶片。

作為轉印之半導體晶片之選擇方法，例如使用UV照射法。例如，於將半導體晶片設置於轉印源帶31上時，選擇性地對想要轉印之半導體晶片照射UV。藉此，僅將受到UV照射後之半導體晶片轉印至轉印對象帶。

即便於此情形時，亦可提供一種轉印時之位置精度優異之半導體裝置之製造裝置。

圖13係實施形態之半導體裝置之模式剖視圖。

圖14係施形態之半導體裝置之安裝面側之模式俯視圖，且與圖13之仰視圖對應。

使用本實施形態之製造裝置而製造之半導體裝置具有：例如以晶圓級而形成之晶片尺寸器件(以下，亦簡稱為晶片)103(半導體晶片)、設置於晶片103之周圍之絕緣構件127、及設置於安裝面側之金屬層171、172。

晶片103具有：電極107、108；第1配線層(晶載配線層)116、117；光學層130、133；及半導體層115，其設置於第1配線層116、117與光學層130、133之間。

圖15係半導體層115之放大模式剖視圖。

半導體層115例如包含氮化鎵。半導體層115具有：第1層111，其包含n型半導體；第2層112，其包含p型半導體；及發光層113，其設置於第1層111與第2層112之間。

第1層111例如包含基底緩衝層及n型GaN層。第2層112例如包含p型GaN層。發光層113包含發出藍色光、紫色光、藍紫色光、紫外光等之材料。發光層13之發光峰值波長例如為430~470nm。

如圖16(a)所示，半導體層115磊晶成長於基板110上。基板110例如為矽基板、藍寶石基板、碳化矽基板等。第1層111、發光層113及 第2層112依序磊晶成長於基板110上。然後，藉由使用未圖示之掩膜之RIE(Reactive Ion Etching，反應性離子蝕刻)法選擇性地去除第2層112及發光層113。

因此，半導體層115具有：區域(發光區域)115d，其具有第2層112及發光層113之積層膜；及區域115e，其具有未由發光層113及第2層112覆蓋之第1層111之第2面111a。

圖16(b)與圖15及圖16(a)所示之半導體層115之仰視圖對應。

如圖16(b)所示，例如，區域115e形成為被發光區域115d包圍之島狀，又，區域115e以連續地包圍發光區域115d之方式形成於發光區域115d之外周側。發光區域115d之面積較區域115e之面積更寬。

如圖15所示，於第1層111中，於第2面111a之相反側形成有未由發光層113及第2層112覆蓋之第1面115a。又，半導體層115具有連著第1面115a之側面115c。

如圖17(a)、及對應於圖17(a)之仰視圖之圖17(b)所示，於第1層111之第2面111a設置有n側電極108，於第2層112之表面設置有p側電極107。p側電極107及n側電極108形成於與半導體層115重疊之區域(晶片區域)之範圍內。

於圖17(b)之俯視時，p側電極107之面積較n側電極108之面積更寬。p側電極107與第2層112之接觸面積較n側電極107與第1層111之接觸面積更寬。

如圖18(a)、及對應於圖18(a)之仰視圖之圖18(b)所示，於半導體層115之第1面115a以外之面設置有絕緣膜114。絕緣膜114例如為無機膜，氧化矽膜等。

於絕緣膜114形成有使p側電極107露出之第1開口114a與使n側電極108露出之第2開口114b。例如2個n側之第2開口114b相互離開而形成。其等2個第2開口114b之間之p側電極107之表面被絕緣膜114覆 蓋。

第1層111之側面115c、第2層112之側面、及發光層113之側面被絕緣膜114覆蓋。

如圖19(a)、及對應於圖19(a)之仰視圖之圖19(b)所示，於半導體層115之第1面115a之相反側，設置有第1p側配線層116與第1n側配線層117。

第1p側配線層116形成於與半導體層115重疊之區域(晶片區域)之範圍內。第1p側配線層116亦設置於第1開口114a內，且與p側電極107接觸。第1p側配線層116經由一體形成於第1開口114a內之接觸部116a而與p側電極107連接。第1p側配線層116不與第1層111接觸。

第1n側配線層117形成於與半導體層115重疊之區域(晶片區域)之範圍內。第1n側配線層117亦設置於第2開口114b內，且與n側電極108接觸。第1n側配線層117經由一體形成於第2開口114b內之接觸部117a而與n側電極108連接。

第1n側配線層117例如形成為沿將2個島狀n側電極108連接之方向延伸之線圖狀。於第1n側配線層117之2個n側電極108之間之部分與p側電極107之間、及第1n側配線層117之2個n側電極108之間之部分與第2層112之間設置有絕緣膜114，且第1n側配線層117不與p側電極107及第2層112接觸。

如圖16(b)所示，包含發光層113之發光區域115d占半導體層115之平面區域之大部分。又，如圖17(b)所示，連接於發光區域115d之p側電極107之面積較n側電極108之面積更寬。因此，可獲得寬發光面，並可提高光輸出。

p側電極107設置於第2層112與第1p側配線層116之間。如圖26(a)所示，p側電極107為複數層(例如3層)之積層膜。p側電極107具有自第2層112側依序設置之第1膜107a、第2膜107b及第3膜107c。

例如，第1膜107a為對發光層113及螢光體層130所發出之光具有高反射率之銀(Ag)膜。例如，第2膜107b為鈦(Ti)膜，第3膜107c為鉑(Pt)膜。

n側電極108設置於第1層111與第1n側配線層117之接觸部117a之間。如圖26(b)所示，n側電極108為複數層(例如3層)之積層膜。n側電極108具有自第1層111側依序設置之第1膜108a、第2膜108b及第3膜108c。

例如，第1膜108a為對發光層113及螢光體層130所發出之光具有高反射率之鋁(Al)膜。例如，第2膜108b為鈦(Ti)膜，第3膜108c為鉑(Pt)膜。

如圖20(a)、及對應於圖20(a)之仰視圖之圖20(b)所示，於第1p側配線層116及第1n側配線層117之表面設置有絕緣膜118。絕緣膜118亦設置於第1p側配線層116與第1n側配線層117之間。絕緣膜118例如為無機膜，為氧化矽膜等。

於絕緣膜118形成有使第1p側配線層116之一部分(p側焊墊116b)露出之第1開口118a、與使第1n側配線層117之一部分(n側焊墊117b)露出之第2開口118b。

p側焊墊116b之面積大於n側焊墊117b之面積。n側焊墊117b之面積較第1n側配線層117與n側電極108之接觸面積更寬。

第1面115a上之基板110係如下述般被去除。於基板110被去除後之第1面115a上設置有對半導體裝置之發射光賦予所需之光學特性之光學層。例如，如圖13所示，於半導體層115之第1面115a上設置有螢光體層130，進而，於該螢光體層130上設置有透明層(第1透明層)133。

螢光體層130包含複數個粒子狀之螢光體131。螢光體131被發光層113之放射光激發，從而放射波長與發光層113之放射光不同之光。 複數個螢光體131分散於結合材132中。結合材132使發光層113之放射光及螢光體131之放射光透過。此處所謂「透過」，並不限定於透過率為100%，亦包含吸收光之一部分之情形。結合材132例如可使用矽酮樹脂等透明樹脂。

透明層133不包含螢光體粒子。又，透明層133於下述絕緣構件127之表面研削時保護螢光體層130。

或者，透明層133作為光散射層而發揮功能。即，透明層133包含使發光層113之放射光散射之複數個粒子狀之散射材(例如氧化矽、鈦化合物)與使發光層113之放射光透過之結合材(例如透明樹脂)。

於較半導體層115之側面更靠外側之晶片外區域設置有絕緣構件127。絕緣構件127較半導體層115更厚，且支持半導體層115。絕緣構件127隔著絕緣膜114覆蓋半導體層115之側面。

又，絕緣構件127亦設置於光學層(螢光體層130及透明層133)之側面之外側，且覆蓋光學層之側面。

絕緣構件127設置於包含半導體層115、電極107、108、第1配線層(晶載配線層)116、117、及光學層之晶片103之周圍，且支持晶片103。

絕緣構件127之上表面127a與透明層133之上表面形成平坦面。於絕緣構件127之背面設置有絕緣膜126。

於第1p側配線層116之第1p側焊墊116b上設置有第2p側配線層121。第2p側配線層121與第1p側配線層116之第1p側焊墊116b接觸，並且延伸至晶片外區域。延伸至第2p側配線層121之晶片外區域之部分隔著絕緣膜126支持於絕緣構件127。

又，第2p側配線層121之一部分亦延伸至隔著絕緣膜118與第1n側配線層117重疊之區域。

於第1n側配線層117之第1n側焊墊117b上設置有第2n側配線層 122。第2n側配線層122與第1n側配線層117之第1n側焊墊117b接觸，並且延伸至晶片外區域。延伸至第2n側配線層122之晶片外區域之部分隔著絕緣膜126支持於絕緣構件127。

圖25(b)表示第2p側配線層121與第2n側配線層122之平面佈局之一例。

第2p側配線層121與第2n側配線層122相對於將半導體層115之平面區域2等分之中心線c非對稱地配置，且第2p側配線層121之下表面(安裝面側之面)較第2n側配線層122之下表面更寬。

如圖13所示，於第2p側配線層121與第2n側配線層122之表面設置有絕緣膜119。絕緣膜119例如為無機膜，為氧化矽膜等。

如圖22所示，於絕緣膜119形成有使第2p側配線層121之第2p側焊墊121a露出之第1開口119a、與使第2n側配線層122之第2n側焊墊122a露出之第2開口119b。

如圖13所示，於第2p側配線層121之第2p側焊墊121a上設置有p側外部連接電極123。p側外部連接電極123與第2p側配線層121之第2p側焊墊121a接觸，且設置於第2p側配線層121上。

又，p側外部連接電極123之一部分亦設置於隔著絕緣膜118、119與第1n側配線層117重疊之區域、及隔著絕緣膜119與第2n側配線層122重疊之區域。

p側外部連接電極123擴展至與半導體層115重疊之晶片區域、及晶片外區域。p側外部連接電極123較第1p側配線層116更厚，且較第2p側配線層121更厚。

於第2n側配線層122之第2n側焊墊122a上設置有n側外部連接電極124。n側外部連接電極124配置於晶片外區域，且與第2n側配線層122之第2n側焊墊122a接觸。

n側外部連接電極124較第1n側配線層117更厚，且較第2n側配線 層122更厚。

於p側外部連接電極123與n側外部連接電極124之間設置有樹脂層(絕緣層)125。樹脂層125與p側外部連接電極123之側面及n側外部連接電極124之側面接觸，且填充於p側外部連接電極123與n側外部連接電極124之間。

又，樹脂層125設置於p側外部連接電極123之周圍及n側外部連接電極124之周圍，且覆蓋p側外部連接電極123之側面及n側外部連接電極124之側面。

樹脂層125提高p側外部連接電極123及n側外部連接電極124之機械強度。又，樹脂層125作為於安裝時防止焊料潤濕擴散之阻焊劑而發揮功能。

p側外部連接電極123之下表面自樹脂層125露出，且作為可與安裝基板等外部電路連接之p側安裝面(p側外部端子)123a而發揮功能。

n側外部連接電極124之下表面自樹脂層125露出，且作為可與安裝基板等外部電路連接之n側安裝面(n側外部端子)124a而發揮功能。p側安裝面123a及n側安裝面124a例如係經由焊料、或導電性之接合材接合於安裝基板之焊盤圖案。

此處，較理想為進而使p側安裝面123a及n側安裝面124a較樹脂層125之表面更突出。藉此，可使安裝時之連接部焊料形狀穩定化，從而可提高安裝之可靠性。

圖14表示p側安裝面123a與n側安裝面124a之平面佈局之一例。

p側安裝面123a與n側安裝面124a相對於將半導體層115之平面區域2等分之中心線c非對稱地配置，且p側安裝面123a較n側安裝面124a更寬。

p側安裝面123a與n側安裝面124a之間隔設定為於安裝時焊料不會將p側安裝面123a與n側安裝面124a之間橋接之間隔。

半導體層115中之n側之電極接觸面(第1層111之第2面111a)藉由第1n側配線層117與第2n側配線層122再配置於亦包含晶片外區域之更寬之區域。藉此，可確保對可靠性較高之安裝充分之n側安裝面124a之面積，並且可減小半導體層115中之n側電極面之面積。因此，可縮小半導體層115中之不包含發光層113之區域115e之面積，且可擴大包含發光層113之區域115d之面積並提高光輸出。

於半導體裝置，於安裝面側設置有p側金屬層171與n側金屬層172。p側金屬層171包含第1p側配線層116、第2p側配線層121及p側外部連接電極123。n側金屬層172包含第1n側配線層117、第2n側配線層122及n側外部連接電極124。

半導體層115係藉由磊晶成長法形成於基板上。該基板被去除，而半導體層115於第1面115a側不包含基板。藉由基板之去除可實現半導體裝置之薄化。又，藉由基板之去除，可於半導體層115之第1面115a形成微小凹凸，並可實現光提取效率之提高。

半導體層115支持於包含金屬層171、172與樹脂層125之複合體之支持體上。又，半導體層115係藉由較半導體層115更厚之例如作為樹脂層之絕緣構件127而自側面側被支持。

作為金屬層171、172之材料，例如可使用銅、金、鎳、銀等。 該等之中，若使用銅，則可提高良好之導熱性、高電子遷移耐性及對絕緣材料之密接性。

藉由安裝半導體裝置時之熱循環，因使p側安裝面123a及n側安裝面124a接合於安裝基板之焊盤之焊料等所引起之應力施加至半導體層115。藉由將p側外部連接電極123、n側外部連接電極124及樹脂層125形成為適當之厚度(高度)，可使p側外部連接電極123、n側外部連接電極124及樹脂層125吸收並緩和上述應力。尤其是藉由於安裝面側將較半導體層115更柔軟之樹脂層125用作支持體之一部分，可提高應力 緩和效果。

金屬層171、172例如含有具有高導熱率之銅作為主成分，且於與發光層113重疊之區域高導熱體以寬面積擴大。由發光層113產生之熱通過金屬層171、172並以形成於晶片下方之較短之行程散熱至安裝基板。

尤其是與半導體層115之發光區域115d連接之p側金屬層171之p側安裝面123a於圖14所示之俯視時與半導體層115之平面區域之大部分重疊，故而可通過p側金屬層171高效地散熱至安裝基板。

又，半導體裝置之p側安裝面123a亦擴張至晶片外區域。因此，亦可使接合於p側安裝面123a之焊料之平面尺寸增大，從而可提高經由焊料之對安裝基板之散熱性。

又，第2n側配線層122延伸至晶片外區域。因此，可不受占與晶片重疊之區域之大部分而佈局之p側安裝面123a之制約而將n側安裝面124a配置於晶片外區域。藉由將n側安裝面124a配置於晶片外區域，可較僅於晶片區域範圍內佈局n側安裝面124a時更擴大n側安裝面124a之面積。

因此，關於n側，亦可增大接合於n側安裝面124a之焊料之平面尺寸，從而可提高經由焊料之對安裝基板之散熱性。

自發光層113放射至第1面115a側之光入射至螢光體層130，且一部分之光激發螢光體131，從而以發光層113之光與螢光體131之光之混合光之形式獲得例如白色光。

自發光層113放射至安裝面側之光被p側電極107及n側電極108反射，並朝向上方之螢光體層130側。

於螢光體層130上設置有透明層(第1透明層)133，於該透明層133上及晶片外區域之絕緣構件127上設置有透明層(第2透明層)134。

透明層134包含使發光層113之放射光散射之複數個粒子狀之散射 材(例如氧化矽)與使發光層113之放射光透過之結合材(例如透明樹脂)。

透明層134作為光散射層而發揮功能。作為該光散射層之透明層134之面積大於螢光體層130之面積、及透明層133之面積。即，透明層134之面積大於晶片103之面積。因此，可擴大自半導體裝置向外部所發出之光之範圍，從而可實現廣角之配光特性。

絕緣構件127之至少接近半導體層115之側面之部分之表面對發光層113之放射光具有反射性。又，絕緣構件127之接近螢光體層130之側面之部分及接近透明層133之側面之部分對發光層113之放射光及螢光體131之放射光具有反射性。進而，絕緣構件127之與透明層134之交界附近對發光層113之放射光及螢光體131之放射光具有反射性。

例如，絕緣構件127係對發光層113之放射光及螢光體131之放射光之反射率為50%以上之樹脂層。

因此，可利用絕緣構件127反射來自晶片103之側面之放射光、及在透明層134上被散射而朝向絕緣構件127側之光。可防止絕緣構件127上之光之吸收損失，從而可提高通過透明層134而將光提取至外部之效率。

螢光體層130利用晶圓級製程形成於半導體層115之第1面115a上，螢光體層130之面積與半導體層115之面積大致相同，或稍大於半導體層115之面積。

螢光體層130並不包圍半導體層115之側面、及安裝面側而形成。 即，於無法將光提取至外部之晶片側面側及安裝面側並未形成無用的螢光體層130，從而可實現成本降低。

於一般覆晶安裝中，於經由凸塊等將LED(Light-Emitting Diode，發光二極體)晶片安裝於安裝基板後，以覆蓋晶片整體之方式形成螢光體層。或者，於凸塊之間底膠填充有樹脂。

相對於此，根據使用本實施形態之半導體裝置之製造裝置製造而成之半導體裝置，於圖13所示之安裝前之狀態下，於p側外部連接電極123之周圍及n側外部連接電極124之周圍設置有與螢光體層130不同之樹脂層125，從而可對安裝面側賦予適合應力緩和之特性。又，由於在安裝面側已設置有樹脂層125，故而無需安裝後之底膠填充。

於半導體層115之第1面115a側設置有優先考慮光提取效率、色轉換效率、配光特性等而設計之光學層，於安裝面側設置有優先考慮安裝時之應力緩和或作為代替基板之支持體之特性之層。例如，樹脂層125具有於成為基底之樹脂中高密度填充有二氧化矽粒子等填料之構造，且作為支持體而被調整為適當之硬度。

根據以上所說明之使用本實施形態之半導體裝置之製造裝置製造而成之半導體裝置，半導體層115、電極107、108、晶載配線層116、117、及光學層可以晶圓級一次形成而實現低成本之晶片尺寸器件103，並且可使外部端子(安裝面)123a、134a擴張至晶片外區域而提高散熱性。因此，可提供廉價且高可靠性之半導體裝置。

繼而，參照圖16(a)~圖25(b)對其他實施形態之半導體裝置之製造方法進行說明。

圖16(b)、圖17(b)、圖18(b)、圖19(b)、圖20(b)、圖25(a)及圖25(b)分別對應於圖16(a)、圖17(a)、圖18(a)、圖19(a)、圖20(a)、圖21及圖22之仰視圖。

半導體層115例如係藉由MOCVD(metal organic chemical vapor deposition，有機金屬化學氣相沈積)法磊晶成長於基板110上。基板110例如為矽基板。或者，基板110亦可為藍寶石基板或碳化矽基板。半導體層115例如為包含氮化鎵(GaN)之氮化物半導體層。

例如，藉由RIE(Reactive Ion Etching)法選擇性地對第2層112及發光層113之積層膜進行蝕刻，從而如圖16(a)及(b)所示般使第1層111之 第2面111a露出。

又，第1層111被選擇性地去除，而於基板110上被分離為複數個半導體層115。將半導體層115分離為複數個之槽例如形成為格子狀圖案。

繼而，如圖17(a)及(b)所示，於第2層112之表面形成p側電極107，於第1層111之第2面111a形成n側電極108。

繼而，如圖18(a)及(b)所示，於以覆蓋半導體層115及電極107、108之方式形成絕緣膜114之後，於絕緣膜114形成第1開口114a及第2開口114b。

繼而，如圖19(a)及(b)所示，形成第1p側配線層116及第1n側配線層117。第1p側配線層116形成於第1開口114a內且與p側電極107接觸。

第1n側配線層117形成於第2開口114b內且與n側電極108接觸。 又，第1n側配線層117例如於2個部位與n側電極108接觸。第1n側配線層117形成為沿將該2個部位之n側電極108連接之方向延伸之線狀。於第1n側配線層117之形成為線狀之部分與p側電極107之間介置絕緣膜114，且第1n側配線層117不與p側電極107接觸。

p側電極107、n側電極108、第1p側配線層116、及第1n側配線層117形成於與半導體層115重疊之區域之範圍內。

繼而，如圖20(a)及(b)所示，於第1p側配線層116之表面及第1n側配線層117之表面形成絕緣膜118，並於該絕緣膜118形成第1開口118a與第2開口118b。第1p側配線層116之第1p側焊墊116b於第1開口118a露出，第1n側配線層117之第1n側焊墊117b於第2開口118b露出。

繼而，去除基板110。於包含半導體層115及配線層116、117之積層體被支持於未圖示之臨時支持體之狀態下去除基板110。

例如，作為矽基板之基板110係藉由RIE等乾式蝕刻而被去除。 或者，亦可藉由濕式蝕刻去除矽基板110。或者，於基板110為藍寶石基板之情形時，可藉由雷射舉離法去除。

磊晶成長於基板110上之半導體層115存在包含較大之內部應力之情形。又，p側金屬層171、n側金屬層172及樹脂層125例如為與GaN系材料之半導體層115相比柔軟之材料。因此，即便於剝離基板110時瞬間釋放磊晶成長時之內部應力，p側金屬層171、n側金屬層172及樹脂層125亦會吸收該應力。因此，可避免去除基板110之過程中之半導體層115之破損。

藉由去除基板110而露出之半導體層115之第1面115a視需要進行粗面化。

進而，於第1面115a上形成上述螢光體層130，於該螢光體層130上形成透明層133。至此為止之步驟係於晶圓狀態下進行。

接著，對晶圓進行切割而使其個片化為複數個晶片103。該晶片103被支持於上述實施形態之轉印源帶31，並使用本製造裝置100對晶片103進行再配置。然後，如圖21所示，於晶片103之周圍(晶片外區域)、及晶片103上(透明層133上)形成絕緣構件(支持構件)127，並切割為包含絕緣構件127之各個晶片103。

於圖21中之絕緣構件127之下表面如圖22所示般形成有絕緣膜126。藉此，可消除晶片103與絕緣構件127之階差，從而可提高於此後所形成之配線層之可靠性。作為絕緣膜126，可使用各種樹脂材料，但尤佳為耐熱性優異之醯亞胺系樹脂或酚系樹脂、矽酮系樹脂、環氧系樹脂等。

如圖22所示，於第1p側配線層116之第1p側焊墊116b上、及晶片外區域之絕緣膜126上形成有第2p側配線層121。於第1n側配線層117之第1n側焊墊117b上、及晶片外區域之絕緣膜126上形成有第2n側配線層122。

第2n側配線層122位置對準於晶片103。由於第1n側焊墊117b係以較n側電極108更寬之面積進行再配置，故而即便第2n側配線層122之形成位置相對於晶片103稍微偏移，亦可將第2n側配線層122確實地重疊並連接於第1n側焊墊117b。

於第2p側配線層121之表面及第2n側配線層122之表面形成有絕緣膜119，於該絕緣膜119形成有第1開口119a與第2開口119b。

第2p側配線層121之第2p側焊墊121a於第1開口119a露出。第2n側配線層122之第2n側焊墊122a於第2開口119b露出。

於第2p側焊墊121a上如圖23所示般形成有p側外部連接電極123。 於第2n側焊墊122a上形成有n側外部連接電極124。進而，於p側外部連接電極123與n側外部連接電極124之間、p側外部連接電極123之周圍、及n側外部連接電極124之周圍形成有樹脂層125。

繼而，對透明層133上之絕緣構件127之上表面、及晶片外區域之絕緣構件127之上表面進行研削。透明層133上之絕緣構件127被去除，如圖24所示，透明層133之上表面及晶片外區域之絕緣構件127之上表面被平坦化。

不研削至螢光體層130之上表面露出之高度為止，殘留於螢光體層130上之透明層133保護螢光體層130。

如圖13所示，於經平坦化之透明層133之上表面上、及絕緣構件127之上表面上形成有平面尺寸大於晶片103之透明層(散射層)134。

根據本實施形態，與上述實施形態同樣地，可提供一種轉印時之位置精度優異之半導體裝置之製造裝置及製造方法。

對本發明之若干實施形態進行了說明，但該等實施形態係作為例子而提出，並不意圖限定發明之範圍。該等新穎之實施形態可以其他各種形態實施，且可於不脫離發明之主旨之範圍內進行各種省略、替換、變更。該等實施形態或其變化包含於發明之範圍或主旨，並且 包含於申請專利範圍所記載之發明及其均等之範圍。

Claims (18)

1. 一種半導體裝置之製造裝置，其包括：第1框架，其固定包含第1面之第1帶；第1支持部，其於上述第1面之相反側支持上述第1帶；第2框架，其固定包含與上述第1帶之上述第1面對向之第2面之第2帶；第2支持部，其於上述第2面之相反側支持上述第2帶；及環，其係設置於上述第1帶與上述第2帶之間，且包含孔，該孔連通於藉由上述環以及上述第1及第2帶而構成之空間。
2. 如請求項1之半導體裝置之製造裝置，其中上述環配置於上述第1框架與上述第1面之間、及上述第2框架與上述第2面之間。
3. 如請求項1之半導體裝置之製造裝置，其中上述環之厚度係比將上述第1框架與上述第2框架重疊後之厚度厚。
4. 一種半導體裝置之製造裝置，其包括：第1框架，其固定包含第1面之第1帶；第1支持部，其於上述第1面之相反側支持上述第1帶；第2框架，其固定包含與上述第1帶之上述第1面對向之第2面之第2帶；第2支持部，其於上述第2面之相反側支持上述第2帶；及環，其係設置於上述第1帶與上述第2帶之間，且包含孔，該孔連通於藉由上述環以及上述第1及第2帶而構成之空間；其中上述環之上述孔包括：縱孔，其於上述環之厚度方向延伸； 橫孔，其連通於上述第1面及上述第2面側；及連接部，其於上述環之周方向延伸，且將上述縱孔與上述橫孔連接。
5. 如請求項4之半導體裝置之製造裝置，其中複數個上述橫孔沿上述環之周方向配置。
6. 如請求項5之半導體裝置之製造裝置，其中上述複數個橫孔沿上述環之周方向，等間隔地配置。
7. 如請求項1之半導體裝置之製造裝置，其中上述第1框架及上述第2框架之各者於側面包含切口部。
8. 如請求項1之半導體裝置之製造裝置，其中上述環包含支持部，該支持部設置於上述環之外周部，且比上述環之厚度薄。
9. 如請求項1之半導體裝置之製造裝置，其中上述第2支持部包括：增強板，其包含貫通孔；及透明板，其設置於上述增強板與上述第2帶之間。
10. 如請求項1之半導體裝置之製造裝置，其中上述第1支持部及上述第2支持部包含不鏽鋼。
11. 如請求項1之半導體裝置之製造裝置，其中上述環包含矽酮(silicone)。
12. 如請求項1之半導體裝置之製造裝置，其中上述第1框架及上述第2框架包含不鏽鋼。
13. 如請求項1至12中任一項之半導體裝置之製造裝置，其中上述環之上述孔經由形成於上述第1支持部及上述第1帶之第1貫通孔、或形成於上述第2支持部及上述第2帶之第2貫通孔而與真空排氣部連接。
14. 一種半導體裝置之製造方法，其使第2帶之第2面與於第1面貼附有半導體元件之第1帶之上述半導體元件對向，且以環包圍上述第1面與上述第2面之間之包含上述半導體元件之空間之周圍，其中，上述環包含連通於上述空間之孔，將上述空間內排氣，而將上述半導體元件貼附於上述第2帶之上述第2面，對上述空間內供氣，而自上述第1帶之上述第1面剝離上述半導體元件。
15. 如請求項14之半導體裝置之製造方法，其中上述半導體元件包含於上述第1面上分離之複數個半導體晶片，自上述複數個半導體晶片選出之第1群自上述第1帶之上述第1面剝離，並轉印至上述第2帶之上述第2面。
16. 如請求項15之半導體裝置之製造方法，其中上述第1群不包含於上述第1面上相鄰之各個上述半導體晶片。
17. 一種半導體裝置之製造方法，其使第2帶之第2面與於第1面貼附有於上述第1面上分離之複數個半導體晶片之第1帶之上述複數個半導體晶片對向，且以環包圍上述第1面與上述第2面之間之包含上述複數個半導體晶片之空間之周圍，將上述空間內排氣，而將上述複數個半導體晶片貼附於上述第2帶之上述第2面，對上述空間內供氣，而自上述第1帶之上述第1面剝離自上述複數個半導體晶片選出之第1群，並將其轉印至上述第2帶之上 述第2面。
18. 如請求項17之半導體裝置之製造方法，其中上述第1群不包含於上述第1面上相鄰之各個上述半導體晶片。