JP2014007229A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ピックアップの際の半導体チップの割れを好適に防ぎ、容易にピックアップを行うことができる半導体装置の製造方法を提供する。
【解決手段】 ダイシングテープに貼り付けられたダイボンディングフィルムと、前記ダイボンディングフィルム上に積層された半導体ウェハとを含む積層品を回転刃で切削する（ダイシング）工程を有する半導体装置の製造方法において、ダイボンディングフィルムを含む前記積層品の同じ部分の切削箇所を、複数回切削する半導体装置の製造方法。
【選択図】 図５

Description

本発明は、半導体装置の製造方法に関する。

従来、半導体チップと半導体チップ搭載用の支持部材との接合には、主に銀ペーストが用いられてきた。しかしながら、近年の半導体チップの小型化に伴い、半導体チップの高集積化や支持部材の小型化が要求される現状では、銀ペーストを用いる場合には、ペーストのはみ出し、半導体チップの傾きに起因するワイヤボンディング時の不具合、膜厚制御の困難性、ボイドの発生などが看過できない問題となっていた。
そこで、近年では、半導体チップと半導体チップ搭載用の支持部材との接合にあたって、フィルム状のダイボンディング材（以下、ダイボンディングフィルムと記す）が用いられるようになってきた。ダイボンディングフィルムを用いる場合、半導体ウェハの表面にダイボンディングフィルムとダイシングテープとを貼り付け、ダイシングによって半導体ウェハとダイボンディングフィルムとを切り出すことで、ダイボンディングフィルム付きの半導体チップが得られる。

特開２００５−１１８３９号公報

しかしながら、上述したダイボンディングフィルムを用いる場合であっても、薄型の半導体ウェハを扱う場合には、ダイシング時のバリが問題となる。すなわち、バリが原因となり、個片化した半導体チップをダイシングテープからピックアップする際に、半導体チップに割れが生じてしまうおそれがあった。
本発明は、上記課題の解決のためになされたものであり、ピックアップの際の半導体チップの割れを好適に防ぎ、容易にピックアップを行うことができる半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。

上記課題の解決のため、本発明に係る半導体装置の製造方法は、ダイシングテープに貼り付けられたダイボンディングフィルムと、前記ダイボンディングフィルム上に積層された半導体ウェハとを含む積層品を回転刃で切削する（ダイシング）工程を有する半導体装置の製造方法において、ダイボンディングフィルムを含む前記積層品の同じ部分の切削箇所を、複数回切削することを特徴としている。
この半導体装置の製造方法では、ダイシング工程において１度切削したダイボンディングフィルムを含む切削痕の可能な限り同じ部分に再度回転刃を入れ、切削する。これにより、１度目のダイシングの際に半導体チップとダイボンディングフィルムとの切削面に切削屑などによるバリが発生したとしても、その切削面に再度ダイシングを行うことによりバリを切削面から排出することができる。したがって、切削面からバリを除去することができ、ピックアップ時の半導体チップの割れを好適に防ぎ、容易にピックアップを行うことができる。

また、本発明に係る半導体装置の製造方法は、ダイシングテープに貼り付けられたダイボンディングフィルムと、前記ダイボンディングフィルム上に積層された半導体ウェハとを含む積層品を回転刃で切削する（ダイシング）工程を有する半導体装置の製造方法において、ダイシングテープの一部とダイボンディングフィルムを含む前記積層品の同じ部分の切削箇所を、複数回切削することを特徴としている。
この半導体装置の製造方法では、ダイシング工程において１度切削したダイシングテープの一部とダイボンディングフィルムを含む切削痕の可能な限り同じ部分に再度回転刃を入れ、切削している。これにより、１度目のダイシングの際に半導体チップ、ダイボンディングフィルムまたはダイシングテープとの切削面に切削屑などによるバリが発生したとしても、その切削面に再度ダイシングを行うことによりバリを切削面から排出することができる。したがって、切削面からバリを除去することができ、ピックアップ時の半導体チップの割れを好適に防ぎ、容易にピックアップを行うことができる。

また、本発明に係る半導体装置の製造方法は、前記積層品の同じ部分の切削箇所を、同じ深さで複数回切削することを特徴としている。
この半導体装置の製造方法では、ダイシング工程において１度切削したダイボンディングフィルム、またはダイシングテープの一部とダイボンディングフィルムを含む切削痕の可能な限り同じ部分に可能な限り同じ深さで再度回転刃を入れ、切削する。これにより、半導体チップ、ダイボンディングフィルムまたはダイシングテープとの切削面に発生したバリは、より排出することができる。したがって、切削面からバリを除去することができ、ピックアップ時の半導体チップの割れを好適に防ぎ、容易にピックアップを行うことができる。

本発明に係る半導体装置の製造方法によれば、ピックアップの際の半導体チップの割れを好適に防ぎ、容易にピックアップを行うことができる。

本発明に係る半導体装置の製造方法の一実施形態における積層品を示す図である。 図１に後続するダイシング工程（シングルカット）を示す図である。 図１に後続するダイシング工程（ステップカット）を示す図である。 図２または３に後続するピックアップ工程を示す図である。 １度切削した切削痕に再度回転刃を入れ、切削している工程を示す図である。 実施例で用いたピックアップ用コレットの突き上げ面を示す図である。

以下、図面を参照しながら、本発明に係る半導体装置の製造方法の好適な実施形態について詳細に説明する。
図１は、本発明に係る半導体装置の製造方法の一実施形態における積層品を示す図である。同図に示すように、この積層品では、まず、ダイシングテープ３上にダイボンディングフィルム２と半導体ウェハ１とを固定する。ダイシングテープ３としては、公知のダイシングテープを用いることができる。ダイボンディングフィルム２の厚さは、製造する半導体装置の形状・寸法に応じて適宜設定できるが、好ましくは１〜１５０μｍ、より好ましくは５〜７０μｍ、更に好ましくは１０〜４０μｍである。

ダイボンディングフィルム２としては、基材層と熱硬化性樹脂及び／又は熱可塑性樹脂を含有した接着剤層とを備えた基材層付きフィルム、基材層と粘着剤層と熱硬化性樹脂及び／又は熱可塑性樹脂を含有した接着剤層とを備えた基材層及び粘着剤層付きフィルム、或いは基材層と熱硬化性樹脂及び／又は熱可塑性樹脂を含有した粘接着剤層とを備えた基材層及び粘接着剤層付きフィルムなどを用いることができる。
なお、半導体ウェハ１の固定には、ダイボンディングフィルム２が予め貼り付けられたダイシング−ダイボンディング一体型フィルムを用いることもできる。半導体ウェハ１の厚さは、特に限定されないが、例えば１０〜１００μｍの薄型半導体ウェハが用いられる。また、ダイシングテープ３上において、半導体ウェハ１の周囲には、ウェハリング（不図示）が配置される。ダイボンディングフィルム２に対する半導体ウェハ１の貼り付け面は、回路面であってもよく、回路面の反対面であってもよい。

ウェハ固定工程の後、図２に示すように、例えば回転刃４を用いることにより、ダイシングテープ３上でダイボンディングフィルム２と半導体ウェハ１とをダイシングし、個片化された半導体チップ１０を得る（ダイシング工程）。ダイシングには、回転刃４をダイサーにセットして実施してもよい。回転刃４としては、例えば株式会社ディスコ製ダイシングブレードＮＢＣ−ＺＨ０５シリーズやＮＢＣ−ＺＨシリーズなどを用いることができる。ダイサーとしては、例えば株式会社ディスコ製フルオートマチックダイシングソー６０００シリーズやセミオートマチックダイシングソー３０００シリーズなどを用いることができる。

ダイシング工程としては、一般的に図２に示すような１枚の回転刃で切削するシングルカットと、図３に示すような幅広の回転刃で半導体ウェハの一部を切削し、細幅の回転刃でダイボンディングフィルム２、またはダイシングテープ３の一部まで切削するステップカットが挙げられる。本発明におけるダイシング方法は、特に限定されないが、ステップカットの場合は、半導体ウェハの一部分までの切削は複数回行う必要はなく、ダイボンディングフィルム２、またはダイシングテープ３の一部までの切削のみ、複数回行う。
本発明におけるダイシング工程の回転刃の回転数としては、特に制約はないが、ダイシング時のチップ割れを考慮すると３００００〜６００００ｒｐｍ（１／ｍｉｎ）が好ましい。また、ダイシング速度としては、特に制約はないが、例えば１０〜１００ｍｍ／ｓｅｃが好ましく、３０〜６０ｍｍ／ｓｅｃがより好ましい。切削深さとしては、ダイボンディングフィルム２、またはダイボンディングフィルム２とダイシングテープ３の一部までの切削であれば特に制約はないが、ダイシングテープ３の厚さの１／２以上切削すると、ピックアップの際にダイシングテープが破れてしまい、ピックアップできない可能性があるので、ダイシングテープ３の厚さの１／２未満とすることが好ましい。

複数回目のダイシングは、１回目の切削で発生したバリを排出することが目的であることから、その切り込み深さは少なくともダイボンディングフィルム２とダイシングテープ３の界面の深さまで切削することが必要であり、１回目のダイシングの切り込み深さと可能な限り同じ深さであることがより好ましい。また、回転刃４の幅としては１回目の切削で用いた刃と同等以下の幅であることが好ましい。
図５に１度切削した切削痕に再度回転刃を入れ、切削している工程を示した。１回目の切削では、バリ５が生じるが、再度同じ切削箇所を切削することでバリ５が除去される。
可能な限り同じ部分そして同じ切り込み深さとするには、制限するものではないが、１回目の切削と複数回目の切削を同じ装置（ダイサー）、同じダイシングブレードで、同じ条件下（温度、湿度、ダイシングの回転数、送り速度等）で行うことで達成される。

ダイシング工程を行った後、図４に示すように半導体チップ１０をダイシングテープ３からピックアップする（ピックアップ工程）。ＵＶ硬化型のダイシングテープを用いる場合は、ピックアップ工程の前にダイシングテープ３にＵＶ照射を行い、ダイシングテープ３の接着剤層を硬化させる。この後、ピックアップした半導体チップ１０を所定の配線基板又は他の半導体チップ等に接続することにより、半導体装置が得られる。

以下、本発明を実施例により詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
［実施例１］
実施例１では、ダイボンディングフィルム及びダイシングテープとして、日立化成工業株式会社製のダイシング−ダイボンディング一体型フィルムＨＲ−９００４Ｔ−２０（ダイボンディングフィルム厚さ２０μｍ、ダイシングテープ厚さ１１０μｍ）を用意した。そして、このフィルムに７５μｍ厚の半導体ウェハ（シリコンウェハ）を熱板温度７０℃でラミネートし、ダイシングサンプル（積層品）を作製した。
次に、株式会社ディスコ製フルオートダイサーＤＦＤ−６３６１を用いて、ダイシングサンプルを切削した。切削は、ブレード２枚を用いるステップカット方式で行い、株式会社ディスコ製ダイシングブレードＮＢＣ−ＺＨ２０４Ｊ−ＳＥ２７ ＨＤＤＤ、及びＮＢＣ−ＺＨ１２７Ｆ−ＳＥ ２７ＨＣＢＢを用いた。切削条件は、ブレード回転数４００００ｒｐｍ（１／ｍｉｎ）、切削速度５０ｍｍ／ｓ、チップサイズ１０ｍｍ×１０ｍｍとし、図３に示すように、半導体ウェハ１が２５μｍ程度残るように１段階目の切削を行い、次いで、ダイシングテープ３に１５μｍ程度の切り込みが入るように２段階目の切削を行った。その後、ＮＢＣ−ＺＨ１２７Ｆ−ＳＥ ２７ＨＣＢＢを用いて、再度ダイシングテープに１５μｍ程度の切り込みが入るように切削した。

［比較例１］
比較例１では、ＮＢＣ−ＺＨ１２７Ｆ−ＳＥ ２７ＨＣＢＢによる２回目の切削を行わない他は、上記実施例１と同様の条件とした。

［実施例２］
実施例２では、ダイボンディングフィルム及びダイシングテープとして、日立化成工業株式会社製のダイシング−ダイボンディング一体型フィルムＦＨ−９０１１Ｔ−２５（ダイボンディングフィルム厚さ２５μｍ、ダイシングテープ厚さ１１０μｍ）を用意した。そして、このフィルムに５０μｍ厚の半導体ウェハ（シリコンウェハ）を熱板温度７０℃でラミネートし、ダイシングサンプル（積層品）を作製した。その後、実施例１と同様の条件で、ダイシングを実施した。ダイシングの後、ＵＶ照射装置を用いてダイシングテープの接着剤層を硬化させた。ＵＶ照射条件は、光度８０ｍＷ／ｃｍ^２、積算光量１５０ｍＪ／ｃｍ^２とした。

［比較例２］
比較例２では、ＮＢＣ−ＺＨ１２７Ｆ−ＳＥ ２７ＨＣＢＢによる２回目の切削を行わない他は、上記実施例２と同様の条件とした。

［ピックアップ性の評価］
上述した実施例１、２及び比較例１、２で作製した半導体チップについて、キャノンマシナリー株式会社製ダイボンダＢＥＳＴＥＭ−Ｄ０２を使用してピックアップ性を評価した。使用したピックアップ用コレット２０は、図６に示すように、例えば９ｍｍ×９ｍｍの突き上げ面２１を有し、９本の突き上げピン２２が突き上げ面２１の対角線上に沿って所定の間隔で配列されている。ピックアップ条件は、突き上げ速度を１０ｍｍ／ｓとし、突き上げ高さを２５０〜４５０μｍの範囲で５０μｍずつ変化させた。
そして、各突き上げ高さにおいて、半導体チップのサンプル数を１００個とし、半導体チップに割れやピックアップミス等が全く発生しなかった場合をピックアップ性「良好（○）」と評価し、１個でも半導体チップに割れやピックアップミス等が発生した場合をピックアップ性「不良（×）」と評価した。評価結果を表１に示した。

実施例１では、突き上げ高さが２５０〜４５０μｍの範囲でピックアップ性が「良好（○）」であったのに対し、比較例１では、突き上げ高さが３００μｍ〜４５０μｍの範囲でピックアップが「良好（○）」で、突き上げ高さが２５０μｍでピックアップが「不良（×）」であった。したがって、実施例１では、比較例１よりも低い突き上げ高さであっても良好なピックアップ性が得られることが確認できた。また、実施例２では、突き上げ高さが３００μｍ〜４５０μｍの範囲でピックアップ性が「良好（○）」であったのに対し、比較例２では、突き上げ高さが３５０μｍ〜４５０μｍの範囲でピックアップが「良好（○）」で、突き上げ高さが２５０〜３００μｍでピックアップが「不良（×）」であった。したがって、実施例２においても、比較例２よりも低い突き上げ高さで良好なピックアップ性が得られることが確認できた。
以上説明したように、この半導体装置の製造方法では、ダイシング工程において１度切削したダイボンディングフィルム２、またはダイシングテープ３の一部とダイボンディングフィルム２を含む切削痕に可能な限り同じ深さで再度回転刃４を入れ、２度切削している。これにより、半導体チップ１０、ダイボンディングフィルム２またはダイシングテープ３との切削面に発生したバリを排出することができ、ピックアップ時の半導体チップの割れを好適に防ぎ、容易にピックアップを行うことができる。

本発明は、上記実施形態に限られるものではない。例えば上述した実施形態では、ダイシング工程において１度切削したダイボンディングフィルム、またはダイシングテープの一部とダイボンディングフィルムを含む切削痕に可能な限り同じ深さで再度回転刃を入れ、２度切削しているが、３度以上切削しても良い。
この場合も、上記実施形態と同様に、半導体チップ１０、ダイボンディングフィルム２またはダイシングテープ３との切削面に発生したバリは、より排出することができる。しかし、切削回数が多いほど回転刃４が半導体チップ１０の切削面に接触する可能性が高まるため、チップ割れや回転刃の割れが起こる可能性があるので、効果とコスト等の観点から必要最小限にとどめることが好ましい。

１…半導体ウェハ、
２…ダイボンディングフィルム、
３…ダイシングテープ、
４…回転刃、
５…バリ、
１０…半導体チップ、
２０…ピックアップ用コレット、
２１…突き上げ面、
２２…突き上げピン。

Claims (3)

1. ダイシングテープに貼り付けられたダイボンディングフィルムと、前記ダイボンディングフィルム上に積層された半導体ウェハとを含む積層品を回転刃で切削する（ダイシング）工程を有する半導体装置の製造方法において、ダイボンディングフィルムを含む前記積層品の同じ部分の切削箇所を、複数回切削することを特徴とする半導体装置の製造方法。
2. ダイシングテープに貼り付けられたダイボンディングフィルムと、前記ダイボンディングフィルム上に積層された半導体ウェハとを含む積層品を回転刃で切削する（ダイシング）工程を有する半導体装置の製造方法において、ダイシングテープの一部とダイボンディングフィルムを含む前記積層品の同じ部分の切削箇所を、複数回切削することを特徴とする半導体装置の製造方法。
3. 前記積層品の同じ部分の切削箇所を、同じ深さで複数回切削することを特徴とする請求項１または２に記載の半導体装置の製造方法。

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