JP2009194135A - ダイボンディング方法及びダイボンダ - Google Patents

Abstract

【課題】裏面にボンディングフィルムが貼着されたデバイスをダイシングテープからピックアップしてダイボンディングする場合において、ダイシングテープを伸張させた後に隣接するダイに接着されたボンディングフィルム同士が接着されてしまうのを防止する。
【解決手段】ウェーハの裏面にボンディングフィルムＢを貼着すると共に、ダイシングフレームＦに貼着されたダイシングテープＴにボンディングフィルムＢを貼着してウェーハをダイシングフレームＦに支持させ、分割予定ラインを切断すると共にボンディングフィルムＢを不完全切断して切り残し部を残存させ、ダイシングテープＴを伸張させてボンディングフィルムＢの切り残し部を破断すると共に、ボンディングフィルムＢが貼着されたダイＤをダイシングテープＴからピックアップしてマウント対象の基板８５にボンディングする。
【選択図】図７

Description

本発明は、裏面にボンディングフィルムが貼着されたダイのボンディング方法及びその方法の実施に使用することができるダイボンダに関するものである。

ＩＣ、ＬＳＩ等が作り込まれたダイがストリートによって区画されて表面に複数形成されたウェーハは、ダイシング装置、レーザー加工装置等によってストリートが切断されることによって個々のダイに分割され、各種電子機器に利用されている。

ダイに分割される前のウェーハの裏面にはボンディングフィルムが貼着され、ストリートを切断する際にストリートと共にボンディングフィルムも併せて切断することにより、裏面にボンディングフィルムが貼着されたダイが形成される。そして、各ダイは、ボンディングフィルムによってリードフレーム等のマウント対象の基板にダイボンディングされる。

ところが、切削装置を用いてウェーハと共にボンディングフィルムを切断すると、ボンディングフィルムからヒゲ状のバリが生じ、そのバリがワイヤーボンディングの際にワイヤーの断線を引き起こす原因となるという問題がある。

また、レーザー加工装置を用いてウェーハと共にボンディングフィルムを切断すると、ボンディングフィルムが溶融してダイシングテープと溶着されてしまい、ダイをピックアップできなくなるという問題がある。

そこで本出願人は、切削装置やレーザー加工装置を用いた切断を行う切断工程において、ウェーハについてはストリートに沿って完全切断し、ウェーハの裏面に接着されたボンディングフィルムについては切り残し部が残存するように不完全切断をすることにより、ボンディングフィルムにバリが発生するのを防止したりボンディングフィルムが溶融するのを防止し、その後、ダイシングテープを伸張させて切り残し部を破断することにより個々のダイに分割する技術を提案し、特許出願した（例えば特許文献１参照）。

特開２００７−２９４６５１号公報

しかし、ダイシングテープを伸張させることにより個々のダイに分割しても、その後、ダイがダイシングテープに貼着されたままの状態でウェーハカセット等に収容されて時間が経過すると、隣接するボンディングフィルム同士が接着されてしまい、ダイボンディング工程においてダイをダイシングテープからピックアップすることができなくなるという問題がある。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、裏面にボンディングフィルムが貼着されたデバイスをダイシングテープからピックアップしてダイボンディングする場合において、ダイシングテープを伸張させた後に隣接するダイに接着されたボンディングフィルム同士が接着されてしまうのを防止し、ダイシングテープからのダイのピックアップを円滑に行うことである。

第一の発明は、ダイの裏面にダイボンド用のボンディングフィルムを貼着し、ボンディングフィルムを介してダイをマウント対象の基板にボンディングするダイボンディング方法に関するもので、複数のダイが分割予定ラインによって区画されて形成されたウェーハの裏面にボンディングフィルムを貼着すると共に、ダイシングフレームに貼着されたダイシングテープにボンディングフィルムを貼着してウェーハをダイシングフレームに支持させるボンディングフィルム貼着工程と、分割予定ラインを切断すると共にボンディングフィルムを不完全切断して切り残し部を残存させる切断工程と、ダイシングテープを伸張させてボンディングフィルムの切り残し部を破断すると共に、ボンディングフィルムが貼着されたダイをダイシングテープからピックアップしてダイを基板にボンディングするダイボンディング工程とから構成される。

切断工程には、例えば切削ブレードまたはレーザー光を使用することができる。切断工程におけるボンディングフィルムの切り残し部の厚さは２０μｍ以下とすることが望ましい。また、ダイボンディング工程においては、ボンディングフィルムは１０℃以下に冷却されることが望ましい。

第二の発明は、裏面にボンディングフィルムが貼着されボンディングフィルムがダイシングテープに貼着されダイシングフレームに支持されたダイをピックアップしてマウント対象の基板にボンディングするダイボンダに関するもので、ダイシングフレームを支持するフレーム支持手段と、ダイシングテープを伸張させてボンディングフィルムを破断するテープ伸張手段と、ボンディングフィルムを冷却する冷却手段と、伸張されたダイシングテープからボンディングフィルムが貼着されたダイをピックアップしてマウント対象の基板にボンディングするピックアップボンディング部とを少なくとも備える。

本発明は、切断工程ではウェーハの分割予定ラインを完全切断すると共にボンディングフィルムについては完全切断せずに切り残し部を残存させ、ダイボンディング工程においてダイシングテープの伸張による切り残し部の破断による個々のダイへの分割及びダイボンディングを行うようにしたため、隣接するダイに貼着されたボンディングフィルム同士が接着されてしまい、ダイがピックアップできなくなるという問題を解決することができる。

図１に示すように、ウェーハＷの表面Ｗ１には、分割予定ライン（ストリート）Ｓによって区画されて集積回路が作りこまれたダイＤが複数形成されている。このウェーハＷの裏面Ｗ２には、ダイボンド用のボンディングフィルムＢが貼着される。このボンディングフィルムＢは、ダイアタッチフィルムと呼ばれているフィルム状の接着材であり、例えばエポキシ系樹脂とアクリル系樹脂系とを混合して構成され、その厚さは３０〜１００μｍ程度であり、加熱して押圧することによりウェーハＷの裏面Ｗ２に接着することができる。

次に、ウェーハＷに貼着されたボンディングフィルムＢ側をダイシングテープＴの粘着面に貼着する。ダイシングテープＴの粘着面の外周部分にはリング状のダイシングフレームＦが貼着されているため、ウェーハＷをダイシングテープＴに貼着すると、ウェーハＷは、ダイシングテープＴを介してダイシングフレームＦに支持された状態となる（ボンディングフィルム貼着工程）。

次に、例えば図２に示す切削装置１を用いて、ウェーハＷの分割予定ラインＳを切断する。この切削装置１は、ウェーハを保持するチャックテーブル２と、チャックテーブル２に保持されたウェーハを切削する切削手段３とを備えている。

チャックテーブル２は、ダイシングテープＴを介してウェーハＷを吸引保持する保持面２０と、ダイシングフレームＦを固定する固定部２１とを有している。

切削手段３は、Ｙ軸方向の軸心を有するスピンドル３０と、スピンドル３０を回転可能に支持するハウジング３１と、スピンドル３０に装着された切削ブレード３２と、スピンドル３０を回転駆動するモータ３３とから構成される。

ハウジング３１の側部には、ウェーハの切削すべき位置を検出してその位置と切削ブレード３２との位置合わせを行うアライメント手段４が固定されている。アライメント手段４は、チャックテーブル２に保持されたウェーハの表面を撮像する撮像手段４０を備えている。

チャックテーブル２は、切削送り手段５によってＸ軸方向に切削送りされる構成となっている。切削送り手段５は、Ｘ軸方向の軸心を有するボールネジ５０と、ボールネジ５０と平行に配設された一対のガイドレール５１と、ボールネジ５０の一端に連結されたモータ５２と、内部のナットがボールネジ５０に螺合すると共に下部がガイドレール５１に摺接する移動基台５３と、移動基台５３に固定されチャックテーブル２を回動させる回転駆動部５４とから構成され、モータ５２によって駆動されてボールネジ５０が回動するのに伴い、移動基台５３及び回転駆動部５４がガイドレール５１にガイドされてＸ軸方向に移動する構成となっている。

切削手段３は、切り込み送り手段６によってＺ軸方向に移動可能となっていると共に、割り出し送り手段７によってＹ軸方向に移動可能となっている。切り込み送り手段６は、
Ｚ軸方向に配設されたボールネジ６０と、ボールネジ６０と平行に配設された一対のガイドレール６１と、ボールネジ６０の一端に連結されたパルスモータ６２と、切削手段３を支持すると共に内部のナットがボールネジ６０に螺合し側部がガイドレール６１に摺接する支持部６３とから構成されており、パルスモータ６２によって駆動されてボールネジ６０が回動するのに伴い、支持部６３がガイドレール６１にガイドされて昇降して切削手段３も昇降する構成となっている。

また、割り出し送り手段７は、Ｙ軸方向に配設されたボールネジ７０と、ボールネジ７０と平行に配設された一対のガイドレール７１と、ボールネジ７０の一端に連結されたパルスモータ７２と、ボールネジ６０及びガイドレール６１を側面に有すると共に上部にパルスモータ６２を有し内部のナットがボールネジ７０に螺合し下部がガイドレール７１に摺接する移動基台７３とから構成されており、パルスモータ７２によって駆動されてボールネジ７０が回動するのに伴い、移動基台７３がガイドレール７１にガイドされてＹ軸方向に移動して切削手段３もＹ軸方向に移動する構成となっている。

ダイシング対象のウェーハＷは、ダイシングフレームＦと一体となって支持された状態でチャックテーブル２の保持面に保持され、ダイシングフレームＦは、固定部２１に固定される。こうしてウェーハＷがチャックテーブル２に保持されると、切削送り手段５がチャックテーブル２を＋Ｘ方向に駆動することにより、ウェーハＷが撮像手段４０の直下に移動する。そして、ここでアライメント手段４によって切削すべき分割予定ラインＳが検出され、切削ブレード３２とのＹ軸方向の位置合わせがなされる。そして更にチャックテーブル２が同方向に移動すると共に、切削ブレード３２が高速回転しながら切り込み送り手段６によって駆動されて切削手段３が下降することにより、検出された分割予定ラインＳが切削され切断される。

また、割り出し送り手段７によって切削手段３を分割予定ラインＳの間隔ずつ割り出し送りしながら同様の切削を行うと、同方向の分割予定ラインＳがすべて完全切断される。更に、チャックテーブル２を９０度回転させてから同様の切削を行うと、すべての分割予定ラインＳが切断される。

このようにして行う切削時は、切り込み送り手段６によって切削ブレード３２の切り込み深さを精密に制御することにより、図３に示すように、ウェーハＷの分割予定ラインＳについては完全に切断して表裏面を貫通する切削溝Ｇを形成するが、ボンディングフィルムＢについては切り残し部Ｂ１が残存するように不完全切断とする。例えば、切り残し部Ｂ１の厚さが２０μｍ以下となるようにする。なお、レーザー加工装置を用いて分割予定ラインＳにレーザー光を照射することによっても切断工程を遂行することができる（切断工程）。

切断工程の終了後は、ダイシングテープＴを介してダイシングフレームＦに支持され切削後も全体としてウェーハ形状が維持されたウェーハＷを、例えば図４〜７に示すダイボンダ８に搬送する。

図４に示すように、ダイボンダ８は、ダイシングテープＴを介してダイシングフレームＦと一体となったウェーハＷが載置される載置部８０と、載置部８０を移動させる駆動部８１と、吸着部８２０においてダイを吸着してピックアップしマウント対象の基板にダイボンディングするピックアップボンディング部８２と、撮像によりピックアップすべきダイを検出するダイ検出部８３とを備えている。

載置部８０は、ダイシングテープＴを介してウェーハＷを下方から支持する円筒状のダイ支持台８００と、ダイシングフレームＦを下方から支持するフレーム支持手段８０１と、フレーム支持手段８０１の外側面に複数配設されダイシングフレームＦを固定する複数のフレーム固定部８０２と、ダイ支持台８００の内側に配設されダイ支持台８００に支持された被支持物を冷却する冷却手段８０３とから構成される。

駆動部８１は、フレーム支持手段８０１を昇降させる複数の昇降駆動部８１０と、載置部８０を回転させる回転駆動部８１１と、載置部８０をＸ軸方向に移動させるＸ軸駆動部８１２と、載置部８０をＸ軸方向と直交するＹ軸方向に移動させるＹ軸駆動部８１３とから構成される。

昇降駆動部８１０は、エアシリンダ８１０ａとピストン８１０ｂとからなり、ピストン８１０ｂの上端部はフレーム支持手段８０１に固定されており、ピストン８１０ｂの昇降に伴ってフレーム支持手段８０１が昇降する構成となっている。

回転駆動部８１１は、エアシリンダ８１０ａ及びダイ支持台８００が固定されたターンテーブル８１１ａと、ターンテーブル８１１ａの外周に巻き付けたベルト８１１ｂと、ベルト８１１ｂを駆動してターンテーブル８１１ａを回転させる駆動源８１１ｃとから構成され、ターンテーブル８１１ａの回転によりダイ支持台８００、昇降駆動部８１０及びフレーム支持手段８０１が回転する構成となっている。

Ｘ軸駆動部８１２は、Ｘ軸方向の軸心を有する図示しないボールネジと、ボールネジと平行に配設されたガイドレール８１２ａと、ボールネジを回動させるパルスモータ８１２ｂと、図示しない内部のナットがボールネジに螺合すると共に下部がガイドレール８１２ａに摺接するＸ軸移動台座８１２ｃとから構成され、パルスモータに駆動されてボールネジが回動するのに伴いＸ軸移動台座８１２ｃがガイドレール８１２ａにガイドされてＸ軸方向に移動する構成となっている。

Ｙ軸駆動部８１３は、Ｙ軸方向の軸心を有するボールネジ８１３ａと、ボールネジ８１３ａと平行に配設されたガイドレール８１３ｂと、ボールネジ８１３ａを回動させるパルスモータ８１３ｃと、図示しない内部のナットがボールネジ８１３ａに螺合すると共に下部がガイドレール８１３ｂに摺接するＹ軸移動台座８１３ｄとから構成され、パルスモータ８１３ｃに駆動されてボールネジ８１３ａが回動するのに伴いＹ軸移動台座８１３ｄがガイドレール８１３ｂにガイドされてＹ軸方向に移動する構成となっている。

ダイシングテープＴを介してダイシングフレームＦに支持された複数のダイＤは、全体としてウェーハ形状を維持した状態で、図５に示すように、ピックアップ装置８のダイ支持台８００に載置される。一方、ダイシングフレームＦは、フレーム支持手段８０１に載置されると共にフレーム固定部８０２によって押さえつけられて固定される。

次に、図６に示すように、ダイ支持台８００の位置を変えずにピストン８１０ｂを下げてフレーム支持手段８０１を下降させることによりフレームＦを下降させて、ダイシングテープＴを伸張させる。そうすると、ボンディングフィルムＢに残存していた切り残し部Ｂ１（図３参照）が破断し、ボンディングフィルムＢがダイごとに分割される。そして、個々のダイＤの裏面にそれぞれボンディングフィルムＢが貼着されそのボンディングフィルムがダイシングテープＴに貼着された状態となる。このとき、ダイ支持台８００とフレーム支持手段８０１と昇降駆動８１０とで、ダイシングテープＴを伸張させてボンディングフィルムＢを破断するテープ伸張手段８４が構成される。

こうしてダイシングテープＴを伸張させた状態で、次に、撮像部８３によりピックアップすべきダイを検出し、そのダイの直上にピックアップボンディング部８２の吸着部８２０を移動させて下降させ、検出したダイＤをボンディングフィルムＢと共に吸着する。そして、ダイＤを吸着した状態で吸着部８２０を上昇させることにより、ボンディングフィルムＢが裏面に貼着されたダイＤをダイシングテープＴから剥離してピックアップする。このとき、冷却部８０３から冷風を送風する等としてボンディングフィルムＢを例えば１０℃以下とすると、ピックアップをより円滑に行うことができる。また、針状の棒を用いて下方からダイシングテープＴを介してピックアップ対象のダイを突き上げてダイを剥離しやすい状態としてもよい。

図７に示すように、ダイボンダ８は、リードフレーム等のマウント対象の基板８５を保持して水平方向に移動可能な保持部８６を備えており、吸着部８２０に吸着されピックアップされたダイＤは、ピックアップボンディング部８２の回動及び下降により、基板８５の所定の位置に移動する。そして、保持部８６が前後左右に移動することにより基板８５を所定の位置に位置決めした状態で、吸着部８２０が下降し吸着を解除すると、そのダイＤがボンディングフィルムＢを介して基板８５の所定の位置にダイボンディングされる。ダイシングテープＴに貼着されたすべてのダイＤは、それぞれが、ピックアップされてすぐにそのまま基板８５にダイボンディングされる（ダイボンディング工程）。

こうして、ダイシングテープの伸張により間隔が広がった状態でピックアップしたダイＤを搬送してそのままダイボンディングするようにすることで、隣接するボンディングフィルム同士が接着されるのを防止することができ、ピックアップ及びダイボンディングを円滑に行うことができ、生産性が向上する。

ウェーハ、ボンディングフィルム及びダイシングフレームが貼着されたダイシングテープを示す分解斜視図である。 切削装置の一例を示す斜視図である。 切断工程終了後のウェーハ及びボンディングフィルムの一部を拡大して示す断面図である。 ダイボンダの一例の一部を示す斜視図である。 ダイボンダにおいてダイを保持した状態を略示的に示す断面図である。 ダイボンダにおいてダイシングテープを伸張させた状態を略示的に示す断面図である。 ダイのピックアップからダイボンディングまでを示す説明図である。

符号の説明

Ｗ：ウェーハ
Ｗ１：表面 Ｓ：分割予定ライン Ｄ：ダイ
Ｗ２：裏面
Ｂ：ボンディングフィルム
Ｔ：ダイシングテープ Ｆ：ダイシングフレーム
１：切削装置
２：チャックテーブル
２０：保持面 ２１：固定部
３：切削手段
３０：スピンドル ３１：ハウジング ３２：切削ブレード ３３：モータ
４：アライメント手段 ４０：撮像手段
５：切削送り手段
５０：ボールネジ ５１：ガイドレール ５２：モータ ５３：移動基台
５４：回転駆動部
６：切り込み送り手段
６０：ボールネジ ６１：ガイドレール ６２：パルスモータ ６３：支持部
７：割り出し送り手段
７０：ボールネジ ７１：ガイドレール ７２：パルスモータ ７３：移動基台
８：ダイボンダ
８０：載置部
８００：ダイ支持台
８０１：フレーム支持手段
８０２：フレーム固定部
８０３：冷却手段
８１：駆動部
８１０：昇降駆動部
８１０ａ：エアシリンダ ８１０ｂ：ピストン
８１１：回転駆動部
８１１ａ：ターンテーブル ８１１ｂ：ベルト ８１１ｃ：駆動源
８１２：Ｘ軸駆動部
８１２ａ：ガイドレール ８１２ｂ：パルスモータ ８１２ｃ：Ｘ軸移動台座
８１３：Ｙ軸駆動部
８１３ａ：ボールネジ ８１３ｂ：ガイドレール ８１３ｃ：パルスモータ
８１３ｄ：Ｙ軸移動台座
８２：ピックアップボンディング部
８３：ダイ検出部
８４：テープ伸張部
８５：基板
８６：保持部

Claims (5)

1. ダイの裏面にダイボンド用のボンディングフィルムを貼着し、該ボンディングフィルムを介して該ダイをマウント対象の基板にボンディングするダイボンディング方法であって、
   複数のダイが分割予定ラインによって区画されて形成されたウェーハの裏面にボンディングフィルムを貼着すると共に、ダイシングフレームに貼着されたダイシングテープに該ボンディングフィルムを貼着して該ウェーハを該ダイシングフレームに支持させるボンディングフィルム貼着工程と、
   該分割予定ラインを切断すると共に該ボンディングフィルムを不完全切断して切り残し部を残存させる切断工程と、
   ダイシングテープを伸張させて該ボンディングフィルムの切り残し部を破断すると共に、該ボンディングフィルムが貼着されたダイを該ダイシングテープからピックアップして該ダイを該基板にボンディングするダイボンディング工程と
   から構成されるダイボンディング方法。
2. 前記切断工程は、切削ブレードまたはレーザー光を使用して遂行される
   請求項１に記載のダイボンディング方法。
3. 前記切断工程におけるボンディングフィルムの切り残し部の厚さは２０μｍ以下である
   請求項１または２に記載のダイボンディング方法。
4. 前記ダイボンディング工程において、前記ボンディングフィルムは１０℃以下に冷却される
   請求項１、２または３に記載のダイボンディング方法。
5. 裏面にボンディングフィルムが貼着され該ボンディングフィルムがダイシングテープに貼着されダイシングフレームに支持されたダイをピックアップしてマウント対象の基板にボンディングするダイボンダであって、
   該ダイシングフレームを支持するフレーム支持手段と、該ダイシングテープを伸張させて該ボンディングフィルムを破断するテープ伸張手段と、該ボンディングフィルムを冷却する冷却手段と、伸張されたダイシングテープから該ボンディングフィルムが貼着されたダイをピックアップして該マウント対象の基板にボンディングするピックアップボンディング部と
   を少なくとも備えたダイボンダ。

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