JP2009152493A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ウェハから切断された個片の側周面が露出してチッピングが発生する虞のある半導体装置の製造方法を提供する。
【解決手段】一面側に複数の回路が形成されたウェハを、前記回路ごとに切断加工して複数の個片１６とし、前記複数の個片１６の回路形成面としての一面側１６ａを、切断加工による切断溝１７の幅ｔを保持した状態で第1保持フィルム１２上に貼着した後、接着性樹脂を個片１６の他面側１６ｂに塗布する共に、切断溝１７内を充填して接着性樹脂層２２を形成し、次いで、複数の個片１６の他面側１６ａを第２保持フィルム上に貼着した後、個片１６間の切断溝１７の幅ｔを拡大するように、第２保持フィルムを伸張し、その後、他面側１６ｂ及び側周面が接着性樹脂層２２で覆われた個片１６を第２保持フィルム上から取り出して、個片１６の他面側１６ｂを半導体装置用基板の所定箇所に当接し接合することを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は半導体装置の製造方法に関し、更に詳細には複数の回路が形成されたウェハを用いた半導体装置の製造方法に関する。

半導体装置を製造する際には、一面側に複数の回路が形成されたウェハを切断歯で切断した個片（半導体素子）を、半導体装置用基板（以下、単に基板と称することがある）の所定箇所に搭載することが行われている。かかる半導体素子の搭載では、半導体装置用基板の所定箇所に載置した接着性フィルムによって個片を接合している。
ところで、近年の半導体装置の小型化・薄型化に伴って、半導体素子も小型化・薄型化されているため、接着性フィルムの薄化も望まれている。しかし、接着性フィルムの薄化には限界が存在する。
かかる半導体素子と基板との接合を薄化部材によって行うことのできる半導体装置の製造方法として、図６に示す半導体装置の製造方法が提案されている（下記特許文献１参照）。

図６に示す半導体装置の製造方法では、一面側に複数の回路が形成されたウェハ１００の他面側に熱可塑性樹脂から成る薄層の接着層１０２を形成した後、伸縮性を呈し且つ紫外線の照射で密着力が低下するＵＶテープ１０４の一面側に、ウェハ１００の他面側を貼着する［図６（ａ）（ｂ）］。
次いで、一面側が露出しているウェハ１００を、回路ごとの個片（半導体素子）１０８，１０８に切断歯１０６で切断した後、ＵＶテープ１０４を水平方向に伸張すると共に、紫外線を照射したＵＶテープの密着力を低下する［図６（ｃ）（ｄ）］。
その後、切断した個片１０８をコレット１１０に吸着してＵＶテープ１０４から取出し、ヒートステージ１１２上に載置されている半導体装置用基板１１４（以下、パッケージ１１４と称することがある）のダイパッド１１６上に個片１０８を載置する。パッケージ１１４のダイパッド１１６上に載置された個片１０８は、ヒートステージ１１２からの熱で加熱された接着層１０２によってダイパッド１１６に接合される。
特開平８−２３６５５４号公報

図６に示す半導体装置の製造方法では、個片１０８をパッケージ１１４のダイパッド１１６に接合する接着層１０２を薄くできるため、小型化・薄型化された半導体素子をパッケージ１１４に搭載を可能にできる。
しかし、図６に示す半導体装置の製造方法では、ウェハ１００から切断された個片１０８の側周面は、何等の保護部材によって覆われておらず露出している。このため、図６（ｄ）（ｅ）に示す工程で、個片１０８をコレット１１０に吸着してＵＶテープ１０４から取り出す際、或いはパッケージ１１４のダイパッド１１６上に搭載する際に、個片１０８の露出している側周面が他の個片１０８等と接触して損傷するチッピングが発生するおそれがある。
そこで、本発明は、ウェハから切断された個片の一面側に薄層の接着層を形成できるものの、個片の側周面が露出してチッピングが発生するおそれのある従来の半導体装置の製造方法の課題を解消し、ウェハから切断された個片の一面側に薄層の接着層を形成できると共に、個片の側周面にも保護層を形成できる半導体装置の製造方法を提供することにある。

本発明者は、前記課題を解決するには、ウェハから切断した個片の側周面にも接着層を形成することが有効でないかと考え検討した結果、本発明に到達した。
すなわち、本発明は、一面側に複数の回路が形成されたウェハを、前記回路ごとに切断加工して複数の個片とし、前記複数の個片の回路形成面としての一面側を、前記切断加工による切断溝の幅を保持した状態で第1保持フィルム上に貼着した後、接着性樹脂を前記個片の他面側に塗布する共に、前記切断溝内を充填して接着性樹脂層を形成し、次いで、前記複数の個片の他面側を第２保持フィルム上に貼着した後、前記個片間の切断溝の幅を拡大するように、前記第保持フィルムを伸張し、その後、前記他面側及び側周面が接着性樹脂層で覆われた個片を前記第２保持フィルム上から取り出して、前記個片の他面側を半導体装置用基板の所定箇所に当接して接合することを特徴とする半導体装置の製造方法にある。

かかる本発明において、接着性樹脂を個片の他面側に塗布すると共に、切断溝内に充填する際に、接着性樹脂をスピンコートすることによって、容易に且つ均一に接着性樹脂層を個片の他面側に塗布できる。この個片の他面側に形成する接着性樹脂層の厚さを５μｍ以下とすることが好ましい。
また、接着性樹脂として、熱硬化性樹脂を用い、個片の他面側に塗布すると共に、切断溝内に充填して形成した熱硬化性樹脂層を半硬化状態とし、且つ前記個片の他面側を半導体装置用基板の所定箇所に当接した状態で加熱して、前記熱硬化性樹脂層を更に硬化することによって、接着性樹脂が塗布された個片の取り扱い性を向上し、且つ個片と半導体装置用基板の所定箇所との接合を確実にできる。
尚、切断溝を、１０〜２０μｍとすることが、接着性樹脂を切断溝内に容易に充填できる。

本発明に係る半導体装置の製造方法によれば、ウェハから切断した個片の回路形成面である一面側を除いて、個片の他面側及び側周面を接着性樹脂層で被覆できる。このため、個片を第２保持フィルムからの取り出す際や個片の他面側を半導体装置用基板の所定箇所に当接して接合する際に、個片の周側面と他の個片との接触等が発生しても、個片の周側面にチッピングが発生するおそれを解消できる。
また、半導体装置用基板の所定箇所に当接して接合する個片の他面側を被覆する接着性樹脂層も、個片の他面側に接着性樹脂を塗布して形成しており、接着性樹脂層の厚さも容易に薄くでき、小型化・薄型化された半導体素子を半導体装置用基板の所定箇所に搭載できる。

本発明に係る半導体装置の製造方法の一例を図１〜図３に示す。図1〜図３に示す半導体装置の製造方法では、図１（ａ）に示す様に、所定の厚さに調整されたウェハ１０を、複数の回路が形成された回路形成面である一面側１０ａが上面となるように、第1保持フィルムとしてのダイシングテープ１２上に貼着する。このダイシングテープ１２は、市販されている密着力を有するダイシングテープを用いることができる。
ダイシングテープ１２上に貼着されたウェハ１０を、図１（ｂ）に示す様に、切断歯１４で回路ごとに切断する切断加工によって個片（半導体素子）１６，１６・・とする。この切断溝１７の幅ｔは、切断歯１４の幅に因るが、１０〜２０μｍとすることが好ましい。切断された個片１６の一面側１６ａが回路形成面である。

個片１６，１６・・は、図２（ａ）に示す様に、その一面側１６ａ，１６ａ・・に保持フィルム１８を積層・接着した後、ダイシングテープ１２を剥離して、図２（ｂ）に示す様に、個片１６，１６・・の他面側１６ｂを露出する。この保持フィルム１８も、ダイシングテープ１２と同様に、市販されている密着力を有するテープ又はフィルムを用いることができる。
保持フィルム１８上に貼着された個片１６，１６・・の他面側１６ｂには、保持フィルム１８ごと個片１６，１６・・を回転しつつ、ノズル２０から接着性樹脂としての液状の熱硬化性樹脂を噴出し、個片１６，１６・・の各他面側１６ｂにスピンコートする。この熱硬化性樹脂のスピンコートによって、図２（ｃ）に示す様に、個片１６，１６・・の各他面側１６ｂに薄層の熱硬化性樹脂層２２を形成できると共に、各切断溝１７内にも熱硬化性樹脂を充填できる。個片１６，１６・・の各他面側１６ｂに塗布した熱硬化性樹脂層２２の厚さを５μｍ以下とすることが好ましい。
図２（ｃ）の熱硬化性樹脂層２２には、低温でキュアして半硬化状態とする。半硬化状態の熱硬化性樹脂層２２は、室温下では所定形状を維持でき取り扱い性が良好である。

図２（ｃ）に示す様に、保持フィルム１８に貼着された個片１６，１６・・の各他面側１６ｂに形成した熱硬化性樹脂層２２上に、図２（ａ）に示す様に、第２保持フィルムとしての伸縮性で且つ紫外線の照射によって密着力が低下するＵＶフィルム２４を貼着した後、保持フィルム１８を剥離すると、図３（ａ）に示す様に、ＵＶフィルム２４上に個片１６，１６・・の各他面側１６ｂを被覆する熱硬化性樹脂層２２が貼着されている。図３（ａ）に示す個片１６，１６・・では、各一面側１６ａが露出している。
次いで、図３（ｂ）に示す様に、ＵＶフィルム２４を水平方向に伸張すると共に、紫外線を照射してＵＶフィルム２４の密着力を低下する。また、熱硬化性樹脂層２２が半硬化状態であって、比較的柔らかいため、図３（ｂ）に示す様に、切断溝１７の幅を容易に拡大できる。
この様に、切断溝１７の幅を拡大したとき、個片１６，１６・・の各側周面は、図３（ｂ）に示す様に、熱硬化性樹脂層２２で被覆されている。熱硬化性樹脂層２２は、半硬化状態であって、比較的柔らかいため、ＵＶフィルム２４の水平方向への伸張に伴って、切断溝１７に充填された熱硬化性樹脂層２２が分割された状態となるものと考えられる。

図３（ｂ）に示す様に、水平方向に伸張し且つ紫外線を照射して密着力を低下したＵＶフィルム２４上の所定の個片１６の一面側１６ａに、図３（ｃ）に示す様に、コレット２６の端面を当接して吸着し、個片１６をＵＶフィルム２４から取り出す。取り出した個片１６は、図６（ｅ）に示す様に、半導体装置用基板のダイパッド上に接合する。
図３（ｃ）に示す様に、コレット２６によってＵＶフィルム２４から取り出された個片１６は、その拡大図である図４に示す様に、一面側１６ａが回路形成面である個片１６の他面側１６ｂ及び側周面が熱硬化性樹脂層２２によって覆われている。このため、コレット２６に吸引された個片１６の側周面が隣接する個片１６，１６等に接触しても、個片１６の側周面にチッピングの発生を防止できる。
また、熱硬化性樹脂層２２は、図２（ｂ）に示す様に、スピンコートによって形成しているため、厚さを５μｍ以下に薄く形成できる。このため、小型化・薄型化された個片１６を半導体装置用基板の所定箇所に搭載できる。
尚、半導体装置用基板としては、リードフレーム等の各種パッケージを適用できる。

図１〜図３に示す半導体装置の製造方法では、図１（ａ）に示す様に、厚さが調整されたウェハ１０を用いていたが、図５（ａ）に示す様に、厚さ調整が為されていないウェハ１０を用いてもよい。
この場合、図５（ａ）に示す様に、ウェハ１０の回路形成面である一面側１０ａが露出するように、ウェハ１０の他面側を第1保持フィルムとしてのダイシングフィルム２８に貼着して、所定深さの切断溝１７を切断歯１４によって形成する。
次いで、図５（ｂ）に示す様に、ウェハ１０の一面側１０ａを保持フィルム３０に貼着し、露出するウェハ１０の他面側に研磨を施して厚さ調整を行う。厚さ調整を行うことによって、図５（ｃ）に示す様に、切断溝１７を介して個片１６，１６・・に分割することができる。
かかる図５（ｃ）に示す様に、ウェハ１０を個片（半導体素子）１６,１６・・に分割した状態は、図２（ｂ）に示す個片１６，１６・・に分割した状態と等しい。このため、図２（ｂ）に示す様に、ノズル２０から接着性樹脂としての熱硬化性樹脂を噴出して、個片１６，１６・・の各他面側１６ｂにスピンコートすることができる。以下、図２（ｃ）〜図３（ｃ）と同様の工程を通過して半導体装置を得ることができる。

これまでの説明では、接着性樹脂として熱硬化性樹脂を用いているが、熱可塑性樹脂を用いてもよい。接着性樹脂として熱可塑性樹脂を用いる場合には、熱可塑性樹脂を塗布する際に、個片１６，１６・・の各他面側１６ｂに熱可塑性樹脂を塗布できるように、熱可塑性樹脂をその融点以上に加熱して充分な流動性を呈するようにして用いる。
また、個片１６，１６・・の各他面側１６ｂに薄層の熱硬化性樹脂層２２を形成する際に、保持フィルム１８ごと個片１６，１６・・を回転するスピンコートを用いているが、保持フィルム１８及び個片１６，１６・・を停止し、熱硬化性樹脂を噴出するノズル２０を回転しつつ個片１６，１６・・上を移動させて熱硬化性樹脂層２２を形成してもよく、その他の手段を採用してもよい。
更に、ウェハ１０の切断に切断歯１４に代えて、レーザーによってウェハ１０を切断してもよい。

本発明に係る半導体装置の製造方法の一例を説明するための工程図の前半部である。 本発明に係る半導体装置の製造方法の一例を説明するための工程図の中間部である。 本発明に係る半導体装置の製造方法の一例を説明するための工程図の残部である。 図１〜図３に示す工程で得られた個片１６の拡大断面図である。 本発明に係る半導体装置の製造方法の他の例を説明するための部分工程図である。 従来の半導体装置の製造方法を説明するための工程図である。

符号の説明

１０ ウェハ
１０ａ ウェハ１０の一面側
１２，２８ 第1保持フィルム（ダイシングテープ）
１４ 切断歯
１６ 個片
１６ａ 個片１６の一面側
１６ｂ 個片１６の他面側
１７ 切断溝
１８，３０ 保持フィルム
２０ ノズル
２２ 熱硬化性樹脂層
２４，３０ 第２保持フィルム（ＵＶフィルム）
２６ コレット
ｔ 切断溝１７の幅

Claims (5)

1. 一面側に複数の回路が形成されたウェハを、前記回路ごとに切断加工して複数の個片とし、前記複数の個片の回路形成面としての一面側を、前記切断加工による切断溝の幅を保持した状態で第1保持フィルム上に貼着した後、接着性樹脂を前記個片の他面側に塗布する共に、前記切断溝内を充填して接着性樹脂層を形成し、
   次いで、前記複数の個片の他面側を第２保持フィルム上に貼着した後、前記個片間の切断溝の幅を拡大するように、前記第保持フィルムを伸張し、
   その後、前記他面側及び側周面が接着性樹脂層で覆われた個片を前記第２保持フィルム上から取り出して、前記個片の他面側を半導体装置用基板の所定箇所に当接して接合することを特徴とする半導体装置の製造方法。
2. 接着性樹脂を個片の他面側に塗布すると共に、切断溝内に充填する際に、接着性樹脂をスピンコートする請求項１記載の半導体装置の製造方法。
3. 個片の他面側に形成する接着性樹脂層の厚さを５μｍ以下とする請求項１又は請求項２記載の半導体装置の製造方法。
4. 接着性樹脂として、熱硬化性樹脂を用い、個片の他面側に塗布すると共に、切断溝内に充填して形成した熱硬化性樹脂層を半硬化状態とし、且つ前記個片の他面側を半導体装置用基板の所定箇所に当接した状態で加熱して、前記熱硬化性樹脂を更に硬化する請求項１〜３のいずれか一項記載の半導体装置の製造方法。
5. 切断溝を、１０〜２０μｍとする請求項１〜４のいずれか一項記載の半導体装置の製造方法。

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