JP2014033177A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】半導体ウェハに軟らかい接着剤を設けたとしても、異物を巻き込まないようにダイシングカットする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】まず、半導体ウェハ４０を用意し（準備工程）、半導体ウェハ４０の一面４１のうちの所定の位置に接着剤２０を配置する（接着剤工程）。続いて、半導体ウェハ４０の一面４１に接着剤２０を配置した後の当該接着剤２０を仮硬化する（仮硬化工程）。この後、半導体ウェハ４０をダイシングカットすることにより、半導体ウェハ４０を個々の半導体チップ３０に分割する（ダイシング工程）。そして、基板１０を用意し、基板１０に接着剤２０を介して半導体チップ３０を実装する（実装工程）。
【選択図】図２

Description

本発明は、半導体ウェハをダイシングカットして半導体チップに分割した後、半導体チップを基板に実装する半導体装置の製造方法に関する。

従来より、半導体ウェハのダイシング方法が、例えば特許文献１で提案されている。具体的に、特許文献１では、半導体ウェハの一面に接着剤を塗布し、接着剤側からダイシングブレードを入れて半導体ウェハのダイシングを行う方法が記載されている。

特開２００２−２５９４５号公報

しかしながら、上記従来の技術では、接着剤として軟らかいものを用いた場合、半導体ウェハをダイシングカットするときに軟らかい接着剤を異物としてダイシングブレードに巻き込んでしまうという問題がある。

本発明は上記点に鑑み、半導体ウェハに軟らかい接着剤を設けたとしても、異物を巻き込まないようにダイシングカットする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。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、半導体ウェハ（４０）を用意する準備工程と、半導体ウェハ（４０）の一面（４１）のうちの所定の位置に接着剤（２０）を配置する接着剤工程と、半導体ウェハ（４０）をダイシングカットすることにより、半導体ウェハ（４０）を個々の半導体チップ（３０）に分割するダイシング工程と、基板（１０）を用意し、基板（１０）に接着剤（２０）を介して半導体チップ（３０）を実装する実装工程と、を含んでいる。

さらに、接着剤（２０）を仮硬化する仮硬化工程を含んでいる。この仮硬化工程は、接着剤工程の前、または、接着剤工程の後、のいずれか一方のタイミングで行うことにより接着剤（２０）を仮硬化する。また、仮硬化工程は、ダイシング工程の前に行うことを特徴とする。

これによると、仮硬化工程によって接着剤（２０）をある程度硬くしてから半導体ウェハ（４０）をダイシングカットしているので、軟らかい接着剤（２０）を異物としてダイシングブレード（５１）に巻き込んでしまうことを防止することができる。したがって、半導体ウェハ（４０）に軟らかい接着剤（２０）を設けたとしても、ダイシングブレード（５１）に異物を巻き込まないようにダイシングカットすることができる。

請求項２に記載の発明では、接着剤（２０）のうち半導体ウェハ（４０）に接触しない部分をカバーフィルム（５２）で覆うカバーフィルム工程を含んでいることを特徴とする。

これによると、接着剤（２０）が半導体ウェハ（４０）の一面（４１）に配置されたとき、接着剤（２０）がカバーフィルム（５２）によって覆われる。このため、接着性を決定づけるカップリング剤がダイシングカット時に接着剤（２０）から洗われてしまうことを防止することができる。すなわち、接着剤（２０）のカップリング剤の減少を防止することができる。

請求項９に記載の発明では、接着剤工程及び仮硬化工程の後、ダイシング工程の前に、半導体ウェハ（４０）の一面（４１）のうち接着剤（２０）が配置されていない領域に、接着剤（２０）よりも硬い保護材（６０）を配置する保護材工程を含んでいる。また、ダイシング工程では、半導体ウェハ（４０）の一面（４１）に保護材（６０）が配置された状態で半導体ウェハ（４０）をダイシングカットすることを特徴とする。

これによると、半導体ウェハ（４０）の一面（４１）のうち接着剤（２０）が配置されていない領域が保護材（６０）で覆われるので、当該領域に削りかすが付着したり、当該領域に付着した削りかすが接着剤（２０）に付着することを防止することができる。また、保護材（６０）は接着剤（２０）よりも硬いものであるため、保護材（６０）を削ったときに異物が出にくい。このため、接着剤（２０）への異物の付着を防止できる。

なお、この欄及び特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

第１実施形態に係る半導体装置の断面図である。 図１に示された半導体装置の製造工程を示した図である。 第２実施形態に係る半導体装置の製造工程を示した図である。 第２実施形態において、カバーフィルム側から半導体ウェハをダイシングカットする様子を示した図である。 第２実施形態において、半導体チップからカバーフィルムをはがす様子を示した図である。 第３実施形態において、カバーフィルムに接着剤を配置した様子を示した図である。 第３実施形態に係るカバーフィルムの平面図である。 第３実施形態に係る半導体装置の一製造工程を示した図である。 第５実施形態に係るカバーフィルムの表面の凹凸構造の一例を示した斜視図である。 第６実施形態に係るダイシング工程を示した図である。 第６実施形態において、カバーフィルムから半導体チップを取り外す様子を示した図である。 第７実施形態に係る保護材工程を示した図である。 第７実施形態に係るダイシング工程を示した図である。 第８実施形態において、接着剤の平面パターンの例を示した図である。 第９実施形態に係る製造工程を示した図である。 第９実施形態に係る製造工程を示した図である。 第１０実施形態に係る半導体チップの平面図である。 第１１実施形態に係る接着剤工程を示した図である。 第１１実施形態に係る実装工程を示した図である。 図１９に示す実装工程により完成した半導体装置の断面図である。 （ａ）は接着剤のリークパスが無い半導体装置の平面図及び断面図であり、（ｂ）は接着剤のリークパスがある半導体装置の平面図及び断面図である。 第１２実施形態に係る実装工程を示した図である。 第１３実施形態に係る実装工程を示した図である。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。

（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について図を参照して説明する。図１に示されるように、本実施形態に係る半導体装置は、基板１０と、接着剤２０と、半導体チップ３０と、を備えて構成されている。

基板１０は、電気回路が形成されたものであり、半導体装置の土台となるものである。基板１０として、例えばプリント基板やパッケージが用いられる。

接着剤２０は、半導体チップ３０を基板１０に固定するためのものである。接着剤２０としてシリコーン系接着剤が用いられる。シリコーン系接着剤はエポキシ系接着剤よりも軟らかい接着剤である。

半導体チップ３０は、半導体基板に所定の構造が形成された半導体チップである。半導体チップ３０の表面３１側には、例えば、加速度センサやヨーレートセンサ等の慣性センサの構造が形成されている。そして、半導体チップ３０の裏面３２側が接着剤２０を介して基板１０に固定されている。

なお、半導体チップ３０の構造と基板１０の電気回路は例えば図示しないボンディングワイヤによって電気的に接続されている。以上が、本実施形態に係る半導体装置の構成である。

次に、図１に示された半導体装置の製造方法について、図２を参照して説明する。まず、半導体ウェハ４０を用意する準備工程を行う。用意した半導体ウェハ４０の一面４１とは反対側の他面４２側には、例えばＭＥＭＳ技術により加速度センサ等の微細な構造が半導体チップ３０単位で形成してある。

続いて、図２（ａ）に示す工程では、接着剤工程を行う。具体的には、半導体ウェハ４０の一面４１上にマスク５０を配置する。マスク５０として、例えばメタルマスクやメッシュマスク等を用いる。マスク５０のパターンは、半導体ウェハ４０の一面４１のうち各半導体チップ３０に対応した部分が開口したパターンである。

そして、マスク５０を用いて接着剤２０を半導体ウェハ４０の一面４１にスクリーン印刷する。これにより、半導体ウェハ４０の一面４１のうち所定の位置に接着剤２０を配置する。このように半導体チップ３０毎に接着剤２０を配置するので、各半導体チップ３０に対応した各接着剤２０はそれぞれ接触することなく分離している。

このように、半導体ウェハ４０の一面４１のうち所定の位置に適量の接着剤２０を配置しているので、接着剤２０の無駄が出ない。すなわち、接着剤２０を必要な分だけ半導体ウェハ４０に配置するので、例えばロール状の接着シートから半導体チップ３０に応じたサイズの一部を切り出して残りの接着シートを捨てるということはない。したがって、接着剤２０のコストの削減に大きな効果がある。

なお、マスク５０を用いずに半導体ウェハ４０の一面４１に接着剤２０を直接スクリーン印刷しても良い。

続いて、図２（ｂ）に示す工程では、仮硬化工程を行う。本実施形態では、半導体ウェハ４０の一面４１に接着剤２０を配置した後の当該接着剤２０を仮硬化する。具体的には、接着剤２０を加熱する方法や、接着剤２０にレーザや紫外線を照射する方法等により接着剤２０を仮硬化する。これにより、軟らかかった接着剤２０の弾性率を向上させる。

この後、図２（ｃ）に示す工程では、ダイシング工程を行う。すなわち、半導体ウェハ４０を図示しないダイシングテープに固定し、半導体ウェハ４０の一面４１に水を掛けながら、ダイシングブレード５１で半導体ウェハ４０を図２（ｃ）の点線に沿ってダイシングカットする。これにより、半導体ウェハ４０を個々の半導体チップ３０に分割する。

ここで、上述のように、半導体ウェハ４０の一面４１全体ではなく所定の位置に接着剤２０を配置しているので、半導体ウェハ４０におけるダイシングブレード５１のカットラインと接着剤２０との間には隙間がある。この隙間の存在により、削りかすである異物が接着剤２０に付着することを防止できる。また、ダイシングブレード５１が接着剤２０に直接接触しないので、ダイシングブレード５１によって接着剤２０が削れたりめくれたりすることもない。

そして、仮硬化工程において接着剤２０を仮硬化させた状態で半導体ウェハ４０をダイシングカットしているので、ダイシングブレード５１に軟らかい接着剤２０を異物として巻き込んでしまうことを防止することができる。したがって、ダイシングブレード５１に異物を巻き込まないようにダイシングカットすることができる。

ダイシング工程の後、図２（ｄ）に示す工程では、実装工程を行う。実装工程では、基板１０を用意し、当該基板１０に接着剤２０を介して半導体チップ３０を実装する。具体的には、ダイシングテープから半導体チップ３０を取り外し、基板１０の上に配置する。そして、熱を加えて接着剤２０を本硬化する。

この後、ワイヤボンディング工程を行うことで半導体チップ３０のセンサ構造と基板１０の電気回路とを電気的に接続する。こうして、図１に示された半導体装置が完成する。

（第２実施形態）
本実施形態では、第１実施形態と異なる部分について説明する。本実施形態では、接着剤２０をカバーフィルムで覆うことが特徴となっている。

具体的には、半導体ウェハ４０の一面４１に接着剤２０を配置し、さらに上述の図２（ｂ）に示す仮硬化工程の後、図３に示すように接着剤２０のうち半導体ウェハ４０に接触しない部分をカバーフィルム５２で覆うカバーフィルム工程を行う。言い換えると、カバーフィルム５２で仮硬化後の接着剤２０を覆うと共に、半導体ウェハ４０の一面４１のうち仮硬化後の接着剤２０が配置されていない領域をカバーフィルム５２で覆う。なお、半導体ウェハ４０をダイシングテープ５３で固定してある。

この後、図２（ｃ）に示すダイシング工程を行う。本実施形態では、図４に示すように、カバーフィルム５２側からカバーフィルム５２及び半導体ウェハ４０をダイシングブレード５１でダイシングカットする。ここで、接着剤２０をカバーフィルム５２で覆っているので、接着剤２０の接着性を決定づけるカップリング剤が半導体ウェハ４０のダイシングカット時に接着剤２０から洗われてしまうことを防止することができる。つまり、接着剤２０のカップリング剤の減少を防止できる。

また、接着剤２０がカバーフィルム５２に覆われるので、接着剤２０に半導体ウェハ４０の削りかすが付着することを防止することができる。

さらに、半導体ウェハ４０の一面４１のうち接着剤２０が配置されていない領域がカバーフィルム５２で覆われるので、当該領域に付着した削りかすが接着剤２０に付着することを防止することができる。

こうして、半導体ウェハ４０が各半導体チップ３０に分割されると、各半導体チップ３０にはカバーフィルム５２の一部が乗った状態となっている。したがって、図２（ｄ）に示す実装工程の前に、図５に示すように、ダイシング工程後のカバーフィルム５２全体にテープ５４を貼り、このテープ５４を持ち上げることにより、各半導体チップ３０からカバーフィルム５２の断片をはがす。

この後、図２（ｄ）に示す実装工程を行う。以上のように、カバーフィルム５２で接着剤２０を覆うこともできる。

（第３実施形態）
本実施形態では、上記各実施形態と異なる部分について説明する。本実施形態では、半導体ウェハ４０の一面４１に接着剤２０を配置する前であって仮硬化工程の前にカバーフィルム工程を行い、カバーフィルム工程の後に仮硬化工程を行い、仮硬化工程の後に接着剤工程を行うことが特徴となっている。

具体的には、準備工程の後、図６に示すように、カバーフィルム５２を用意し、カバーフィルム５２のうち半導体ウェハ４０の一面４１側の表面５５に接着剤２０をスクリーン印刷する。

接着剤２０は軟らかいものであるので、接着剤２０が広がらないようにするため、図７に示すように、カバーフィルム５２の表面５５が凹んだ凹み部５６を有するものを用いる。したがって、カバーフィルム５２の各凹み部５６に接着剤２０をスクリーン印刷する。なお、カバーフィルム５２の表面５５には、半導体ウェハ４０の一面４１に接触する面だけでなく、凹み部５６の壁面及び底面を含めても良い。

このカバーフィルム工程の後に仮硬化工程を行う。そして、図８に示すように、仮硬化した接着剤２０をカバーフィルム５２と共に半導体ウェハ４０の一面４１に貼り付ける。これにより、接着剤２０を半導体ウェハ４０の一面４１に配置すると共に、半導体ウェハ４０の一面４１のうち接着剤２０が配置されていない領域をカバーフィルム５２で覆う。

この後のダイシング工程以降の各工程は第２実施形態と同様である。以上のように、接着剤２０をカバーフィルム５２に塗布して仮硬化した後に半導体ウェハ４０の一面４１に配置しても良い。

（第４実施形態）
本実施形態では、第３実施形態と異なる部分について説明する。本実施形態では、半導体ウェハ４０の一面４１に接着剤２０を配置する前であって仮硬化工程の前にカバーフィルム工程を行う。すなわち、準備工程の後、図６に示すように、カバーフィルム５２に接着剤２０をスクリーン印刷する。

そして、このカバーフィルム工程の後に接着剤工程を行う。これにより、接着剤２０を半導体ウェハ４０の一面４１に配置すると共に、半導体ウェハ４０の一面４１のうち接着剤２０が配置されていない領域をカバーフィルム５２で覆う。

この段階では、接着剤２０はまだ軟らかい状態である。したがって、仮硬化工程を行うことにより、接着剤２０を仮硬化する。この後のダイシング工程以降の各工程は第２実施形態と同様である。

（第５実施形態）
本実施形態では、第２〜第４実施形態と異なる部分について説明する。本実施形態では、カバーフィルム５２として表面５５に凹凸構造が設けられたものを用いることが特徴となっている。

凹凸構造としては、例えば図９（ａ）に示すスリット５７と、図９（ｂ）に示す突起５８がある。これらスリット５７及び突起５８は凹み部５６の底面にも設けられている。なお、スリット５７及び突起５８は凹み部５６の側面に設けられていても良い。

これらスリット５７や突起５８のような凹凸構造により、半導体ウェハ４０からカバーフィルム５２をはがしやすくすることができる。

なお、本実施形態の記載と特許請求の範囲の記載との対応関係については、スリット５７及び突起５８が特許請求の範囲の「凹凸構造」に対応する。

（第６実施形態）
本実施形態では、第２〜第４実施形態と異なる部分について説明する。本実施形態では、図１０に示すように、ダイシング工程において、半導体ウェハ４０の一面４１とは反対側の他面４２側から半導体ウェハ４０をダイシングブレード５１でダイシングカットする。このとき、カバーフィルム５２を完全に切断せずにハーフカットする。

そして、実装工程の際には、図１１に示すように、ひとつなぎになったカバーフィルム５２から半導体チップ３０を一個ずつ取り外して基板１０に実装する。このように、ダイシングカットされた各半導体チップ３０からカバーフィルム５２を取り外す必要がないので、工程の簡略化を図ることができる。

（第７実施形態）
本実施形態では、上記各実施形態と異なる部分について説明する。本実施形態では、図２（ａ）に示す接着剤工程及び図２（ｂ）に示す仮硬化工程の後、ダイシング工程の前に、図１２に示す保護材工程を行う。

具体的には、半導体ウェハ４０の一面４１のうち接着剤２０が配置されていない領域に、接着剤２０よりも硬い保護材６０を配置する。保護材６０として、例えばポリイミドで形成されたものを用いる。

半導体ウェハ４０に保護材６０を配置する際、半導体ウェハ４０の一面４１を基準とした保護材６０の高さが接着剤２０よりも低くなるようにする。これにより、保護材６０が接着剤２０を覆わないようにする。

この後、ダイシング工程では、図１３に示すように、半導体ウェハ４０の一面４１に保護材６０が配置された状態で半導体ウェハ４０をダイシングカットする。これにより、半導体ウェハ４０の一面４１のうち接着剤２０が配置されていない領域が保護材６０で覆われているので、当該領域に削りかすが付着したり、当該領域に付着した削りかすが接着剤２０に付着することを防止することができる。また、保護材６０は接着剤２０よりも硬いものであるため、保護材６０を削ったときに異物が出にくい。このため、接着剤２０への異物の付着を抑制できる。

実装工程では、半導体チップ３０を基板１０に実装する。このとき、半導体チップ３０に残された保護材６０を除去した状態で実装しても良いし、半導体チップ３０に保護材６０を残した状態で実装しても良い。

ダイシングカット後にも半導体チップ３０に保護材６０を残したまま半導体チップ３０を基板１０に実装する場合、保護材６０によって軟らかい接着剤２０を支え続けることができる。このため、半導体チップ３０の実装時に接着剤２０の変形を抑制することができる。

（第８実施形態）
本実施形態では、上記各実施形態と異なる部分について説明する。本実施形態では、接着剤工程において、接着剤２０の平面パターンを所定のパターンに決めて接着剤２０を配置することが特徴となっている。

ここで、接着剤２０の平面パターンとは、１つの半導体チップ３０における接着剤２０の平面パターンである。言い換えると、１つの半導体ウェハ４０の一面４１全体における平面パターンではない。

具体的には、接着剤２０の平面パターンとして、図１４（ａ）の十字状、図１４（ｂ）の蝶ネクタイ状、図１４（ｃ）の丸状すなわち円形状、図１４（ｄ）の楕円状、図１４（ｅ）の四角枠状、図１４（ｆ）の三角形状とすることができる。

なお、蝶ネクタイ状とは、２個の三角形の一頂点部分が互いにオーバーラップした形状である。また、三角形状は多角形状の一例であり、四角形状や五角形状等でも良い。

半導体チップ３０においては、接着剤２０が塗布された領域に応力が掛かる。すなわち、図１４に示す各平面パターンにおいては、接着剤２０が位置していない余白の部分に接着剤２０の応力が掛からない。したがって、半導体チップ３０に応力が掛かって欲しくない構造が形成されている場合、半導体チップ３０の実装方向において当該構造と接着剤２０とがオーバーラップしないような接着剤２０の平面パターンを選択すれば良い。

このように接着剤２０の平面パターンを半導体チップ３０に形成された構造に対応させることは、半導体チップ３０に静電容量式加速度センサの櫛歯構造等の微細な構造が形成されているものにおいて特に効果を発揮する。すなわち、半導体チップ３０のうち接着剤２０が塗布されていない領域への熱歪み及び実装応力を抑制できるからである。もちろん、半導体チップ３０に形成されている構造は、加速度センサに限らず、角速度センサ等の他の構造でも良い。

また、半導体チップ３０の実装応力を抑制できるので、半導体チップ３０を基板１０に組み付けた後の温度特性調整検査が不要になり、製造工程を簡略化できるという利点もある。

（第９実施形態）
本実施形態では、上記各実施形態と異なる部分について説明する。本実施形態では、ボンディングワイヤで半導体チップ３０の構造と基板１０の電気回路とを接続しなくても半導体チップ３０の構造と基板１０の電気回路とを電気的に接続することが特徴となっている。

具体的には、第１実施形態で説明した製造方法において、図２（ａ）に示す接着剤工程では、図１５（ａ）に示すように接着剤２０として、半導体ウェハ４０の一面４１を露出させる開口部２１を有するものを半導体ウェハ４０の一面４１に配置する。すなわち、半導体ウェハ４０の一面４１に形成された図示しないパッドが接着剤２０で覆われないように開口部２１を設ける。

また、図１５（ｂ）に示すように、開口部２１に導電性接着剤２２を配置する。具体的には、半導体ウェハ４０の一面４１側に形成された図示しないパッドの上にスクリーン印刷の方法やディスペンス工程による方法により導電性接着剤２２を配置する。この図示しないパッドは、半導体ウェハ４０の他面４２側の構造と貫通電極等で電気的に接続されている。

続いてダイシング工程を行い、この後の実装工程では、基板１０には導電性接着剤２２に対応した位置にパッドが形成されたものを用意する。そして、図１６に示すように、半導体チップ３０を基板１０に実装することで導電性接着剤２２を介して半導体チップ３０と基板１０とを電気的に接続する。

以上のように、接着剤２０に予め開口部２１を設けてこの開口部２１に導電性接着剤２２を配置することにより、ワイヤボンディングを行わずに導電性接着剤２２を介して半導体チップ３０と基板１０とを電気的に接続することができる。このため、ワイヤボンディング工程を省略することができる。

接着剤２０に設ける開口部２１は貫通孔ではなく、接着剤２０の側面が内側に凹んだり、接着剤２０の四隅のいずれかの角が取れたりしたものでも良い。もちろん、本実施形態においても第２〜第６実施形態で示したカバーフィルム５２を用いても良いし、第７実施形態で示した保護材６０を用いても良い。

（第１０実施形態）
本実施形態では、第９実施形態と異なる部分について説明する。図１７に示すように、接着剤２０に開口部２１を設けるのではなく、接着剤２０を半導体チップ３０の端に例えばディスペンス工程で塗布する。また、半導体チップ３０のうち接着剤２０を配置した裏面３２において接着剤２０が配置された側とは反対側にパッド３３を設ける。

このように、半導体チップ３０の裏面３２の一部分に接着剤２０を設けた場合は半導体チップ３０を片持ちで基板１０に実装することができる。これにより、用いる接着剤２０の面積が上記各実施形態よりも小さくなるので、さらに低応力化が可能となる。

（第１１実施形態）
本実施形態では、第１実施形態と異なる部分について説明する。本実施形態では、接着剤２０のうちの一部の仮硬化のタイミングをずらすことが特徴となっている。このため、準備工程の後の図２（ａ）に示す接着剤工程では、図１８に示すように、接着剤２０として、当該接着剤２０の一部をカプセル２３に封入したものを、半導体ウェハ４０の一面４１のうち所定の位置に配置する。なお、図１８では半導体ウェハ４０のうちの１つの半導体チップ３０を図示している。

カプセル２３は中空球状の容器であり、いわゆる殻である。カプセル２３の材料として、接着剤２０を硬化させる成分が含まれていないものが採用される。例えばアクリル樹脂が採用される。また、カプセル２３のサイズは、例えば１００μｍのオーダーである。カプセル２３は接着剤工程の後工程で水が用いられる場合も考慮して防水性を有していることが好ましい。そして、多数のカプセル２３を予め接着剤２０に混入させている。接着剤２０に混入させるカプセル２３の数は、接着剤２０の粘度や接着剤２０を仮硬化したときの接着剤２０の仮硬化形状等に応じて決まる。

このように、接着剤２０は、その一部がカプセル２３に封入されているので、カプセル２３の中の接着剤２０とカプセル２３の外の接着剤２０とは完全に分離されている。言い換えると、カプセル２３の中の接着剤２０はカプセル２３が破壊されない限りカプセル２３の外部の影響を受けない。

そして、接着剤２０を半導体ウェハ４０の一面４１に配置すると、図１８に示されるように、接着剤２０の外縁部に角が立った形状になる。つまり、接着剤２０の中央部に溝２４が形成された状態となる。これは、マスク５０を用いて接着剤２０を半導体ウェハ４０の一面４１にスクリーン印刷した後、半導体ウェハ４０からマスク５０を持ち上げたときに、マスク５０の開口部に付着した接着剤２０が持ち上げられたためである。

なお、接着剤２０の外縁部の角が立たないように接着剤２０の粘度を下げることが考えられる。しかし、接着剤２０の外縁部が形状を保持できずに垂れてしまう。その結果、接着剤２０は中央部が突出した円錐のような形状となるため、接着剤２０と基板１０との接着面積を確保できない。したがって、接着剤２０の粘度を下げることは好ましくない。

続いて、図２（ｂ）に示す仮硬化工程において接着剤２０のうちの一部分を仮硬化する。これにより、カプセル２３の中の接着剤２０を仮硬化させずにカプセル２３の外に位置する接着剤２０を仮硬化する。すなわち、カプセル２３の中の接着剤２０についての仮硬化のタイミングを時間的に変化させる。具体的には、接着剤２０の一部をカプセル２３に封入することにより、カプセル２３の中の接着剤２０を仮硬化するタイミングを、カプセル２３の外の接着剤２０を仮硬化するタイミングよりも遅らせる。

そして、図２（ｃ）に示すダイシング工程を行った後の図２（ｄ）に示す実装工程では、図１９に示すように、熱を加えて接着剤２０を本硬化する。このとき、カプセル２３を構成するアクリル樹脂は例えば８０℃で分解する。すなわち、接着剤２０を本硬化するために接着剤２０に与える熱によってカプセル２３を破壊する。つまり、カプセル２３の中の接着剤２０の硬化タイミングは仮硬化工程のタイミングではなくこの実装工程のタイミングとなる。このようにして、仮硬化工程で仮硬化していない接着剤２０すなわちカプセル２３に封入した接着剤２０、及び、仮硬化工程で仮硬化した接着剤２０を介して、基板１０に半導体チップ３０を実装する。

そして、上記のようにカプセル２３を破壊することにより、図２０に示すように、仮硬化していないカプセル２３に封入されていた流動性のある接着剤２０がカプセル２３から流れ出て仮硬化した接着剤２０の溝２４と基板１０との間の隙間を埋める。このため、仮硬化した接着剤２０の溝２４と外部とが繋がってしまうリークパスを無くすことができる。また、基板１０に対する接着剤２０の接着面積及びシール性を確保することができる。

なお、上述の図１８〜図２０では、接着剤２０の厚みが基板１０や半導体チップ３０の厚みよりも厚く描かれているが、これは接着剤２０の形状を模式的に理解できるようにしたためである。したがって、実際には図１のように接着剤２０は基板１０や半導体チップ３０よりも十分薄い。

このようなリークパス解消の効果は、半導体チップ３０として圧力センサを採用した場合には特に有効である。例えば、圧力センサが相対圧を検出するように構成されている場合、図２１（ａ）及び図２１（ｂ）に示されるように、基板１０は圧力媒体を導入するための貫通孔１１を有している。また、半導体チップ３０は、裏面３２に凹部３４が形成されたことにより薄膜化されたダイヤフラム３５を有している。ダイヤフラム３５が半導体チップ３０の表面３１側から受ける圧力と基板１０の貫通孔１１を介して裏面３２側から受ける圧力との圧力差によってたわみ、このたわみ量に応じて相対圧が検出される構成となっている。

上記のような相対圧を検出する圧力センサが半導体チップ３０に形成されている場合、基板１０の表面３１側の空間と裏面３２側の空間とが完全に分離されていることが必要である。言い換えると、半導体チップ３０が、ダイヤフラム３５の周囲を一周するように基板１０の裏面３２に設けられた接着剤２０によって基板１０に接合されていることが必要である。そして、接着剤２０の全体を同じタイミングで一度に仮硬化した場合、図２１（ｂ）に示されるように接着剤２０の一部で基板１０との接着面積を確保できずにリークパス２５が発生してしまう。これにより、相対圧を正確に測定できない可能性がある。

しかしながら、本発明のように接着剤２０の一部の仮硬化のタイミングを遅らせることにより、図２１（ａ）に示されるように、基板１０に対して半導体チップ３０のダイヤフラム３５の周囲を一周途切れることなく接着剤２０で接合することができる。すなわち、リークパス２５を解消することができ、基板１０の表面３１側の空間と裏面３２側の空間と完全に分離することができる。したがって、圧力センサにおいて相対圧を確実に検出できるようにすることができる。

（第１２実施形態）
本実施形態では、第１１実施形態と異なる部分について説明する。本実施形態では、実装工程において、接着剤２０に混入させたカプセル２３を機械的に破壊することが特徴となっている。

具体的には、図２２に示すように、基板１０のうちの実装面が鏡面加工されていないものを用意する。すなわち、基板１０の実装面は凹凸形状１２になっている。なお、カプセル２３を破壊しやすくするために、基板１０の凹凸形状１２を積極的に形成しても良い。また、凹凸形状１２は基板１０のうち少なくとも半導体チップ３０が実装される位置に形成されていれば良い。

そして、図２２に示すように、仮硬化した接着剤２０に基板１０の荷重をかけて基板１０を振動させる。これにより、基板１０の凹凸形状１２によってカプセル２３を破壊する。この場合、仮硬化した接着剤２０の表面側に位置するカプセル２３を主に破壊することとなる。

以上のように、基板１０の凹凸形状１２によって機械的にカプセル２３を破壊することもできる。なお、カプセル２３の材料として機械的に破壊しやすい樹脂を選択しても良い。また、基板１０ではなく半導体チップ３０を振動させても良い。

（第１３実施形態）
本実施形態では、第１１、第１２実施形態と異なる部分について説明する。本実施形態では、実装工程において、接着剤２０に混入させたカプセル２３を化学的に破壊することが特徴となっている。

具体的には、上述のようにカプセル２３の殻としてアクリル樹脂を用いているので、図２３に示すように、基板１０のうちの実装面にアクリル樹脂を溶かすことができるアセトン等の有機溶媒１３を塗布したものを用意する。もちろん、カプセル２３の殻として他の樹脂を採用した場合には当該樹脂を溶かすことができる有機溶媒１３を基板１０の実装面に塗布すれば良い。

そして、図２３に示すように、基板１０を仮硬化した接着剤２０に押しつけることにより、有機溶媒１３によってカプセル２３を溶かして破壊する。この場合、仮硬化した接着剤２０の表面に位置するカプセル２３を破壊することとなる。

以上のように、カプセル２３を溶かすことによって化学的にカプセル２３を破壊することもできる。なお、半導体チップ３０を基板１０側に移動させて有機溶媒１３をカプセル２３に接触させても良い。

（他の実施形態）
上記各実施形態で示された半導体装置の構成は一例であり、上記で示した構成に限定されることなく、本発明を実現できる他の構成とすることもできる。例えば、上記各実施形態で示した半導体装置の構成は最小構成であり、当該半導体装置を他の基板やパッケージ等に実装しても構わない。また、半導体チップ３０を複数積層する場合にも、上記のように半導体ウェハ４０に接着剤２０を設けてダイシングカットした半導体チップ３０を順に積層していけば良い。

第１１〜第１３実施形態で示されたカプセル２３については、第２〜第１０実施形態の接着剤２０に採用しても良い。また、上述のカプセル２３を破壊する方法は一例である。したがって、例えばレーザによる加熱や有機溶媒１３以外の他の液体等によってカプセル２３を破壊しても良い。

１０ 基板
２０ 接着剤
２１ 開口部
２２ 導電性接着剤
３０ 半導体チップ
４０ 半導体ウェハ
５２ カバーフィルム
５７ スリット（凹凸構造）
５８ 突起（凹凸構造）
６０ 保護材

Claims (16)

1. 半導体ウェハ（４０）を用意する準備工程と、
   前記半導体ウェハ（４０）の一面（４１）のうちの所定の位置に接着剤（２０）を配置する接着剤工程と、
   前記半導体ウェハ（４０）をダイシングカットすることにより、前記半導体ウェハ（４０）を個々の半導体チップ（３０）に分割するダイシング工程と、
   基板（１０）を用意し、前記基板（１０）に前記接着剤（２０）を介して前記半導体チップ（３０）を実装する実装工程と、を含み、
   さらに、前記接着剤（２０）を仮硬化する仮硬化工程を含んでおり、
   前記仮硬化工程は、前記接着剤工程の前、または、前記接着剤工程の後、のいずれか一方のタイミングで行うことにより前記接着剤（２０）を仮硬化し、
   前記仮硬化工程は、前記ダイシング工程の前に行うことを特徴とする半導体装置の製造方法。
2. 前記接着剤（２０）のうち前記半導体ウェハ（４０）に接触しない部分をカバーフィルム（５２）で覆うカバーフィルム工程を含んでいることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
3. 前記カバーフィルム工程は、前記接着剤工程後であって前記仮硬化工程の後、前記ダイシング工程の前に行い、前記カバーフィルム（５２）で前記接着剤（２０）を覆うと共に、前記半導体ウェハ（４０）の一面（４１）のうち前記接着剤（２０）が配置されていない領域を前記カバーフィルム（５２）で覆うことを特徴とする請求項２に記載の半導体装置の製造方法。
4. 前記半導体ウェハ（４０）の一面（４１）に前記接着剤（２０）を配置する前であって前記仮硬化工程の前に前記カバーフィルム工程を行い、
   前記カバーフィルム工程の後に前記仮硬化工程を行い、
   前記仮硬化工程の後に前記接着剤工程を行うことにより、前記半導体ウェハ（４０）の一面（４１）のうち前記接着剤（２０）が配置されていない領域を前記カバーフィルム（５２）で覆うことを特徴とする請求項２に記載の半導体装置の製造方法。
5. 前記半導体ウェハ（４０）の一面（４１）に前記接着剤（２０）を配置する前であって前記仮硬化工程の前に前記カバーフィルム工程を行い、
   前記カバーフィルム工程の後に前記接着剤工程を行うことにより、前記半導体ウェハ（４０）の一面（４１）のうち前記接着剤（２０）が配置されていない領域を前記カバーフィルム（５２）で覆い、
   この後、前記仮硬化工程を行うことを特徴とする請求項２に記載の半導体装置の製造方法。
6. 前記カバーフィルム工程では、前記カバーフィルム（５２）として、当該カバーフィルム（５２）のうち前記半導体ウェハ（４０）の一面（４１）側の表面（５５）に凹凸構造（５７、５８）が設けられたものを用いることを特徴とする請求項２ないし５のいずれか１つに記載の半導体装置の製造方法。
7. 前記ダイシング工程では、前記半導体ウェハ（４０）の一面（４１）とは反対側の他面（４２）側から前記半導体ウェハ（４０）をダイシングカットすると共に、前記カバーフィルム（５２）をハーフカットすることを特徴とする請求項２ないし６のいずれか１つに記載の半導体装置の製造方法。
8. 前記ダイシング工程では、前記カバーフィルム（５２）側から前記カバーフィルム（５２）及び前記半導体ウェハ（４０）をダイシングカットすることを特徴とする請求項２ないし６のいずれか１つに記載の半導体装置の製造方法。
9. 前記接着剤工程及び前記仮硬化工程の後、前記ダイシング工程の前に、前記半導体ウェハ（４０）の一面（４１）のうち前記接着剤（２０）が配置されていない領域に、前記接着剤（２０）よりも硬い保護材（６０）を配置する保護材工程を含み、
   前記ダイシング工程では、前記半導体ウェハ（４０）の一面（４１）に前記保護材（６０）が配置された状態で前記半導体ウェハ（４０）をダイシングカットすることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
10. 実装工程では、前記半導体チップ（３０）に前記保護材（６０）を残したまま、前記半導体チップ（３０）を前記基板（１０）に実装することを特徴とする請求項９に記載の半導体装置の製造方法。
11. 前記接着剤工程では、前記接着剤（２０）をスクリーン印刷することを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか１つに記載の半導体装置の製造方法。
12. 前記仮硬化工程では、前記接着剤（２０）のうちの一部分を仮硬化し、
    前記実装工程では、前記接着剤（２０）のうち前記仮硬化工程で仮硬化した部分及び前記仮硬化工程で仮硬化していない部分を介して前記基板（１０）に前記半導体チップ（３０）を実装することを特徴とする請求項１ないし１１のいずれか１つに記載の半導体装置の製造方法。
13. 前記接着剤工程では、前記接着剤（２０）として当該接着剤（２０）の一部をカプセル（２３）に封入したものを用い、
    前記仮硬化工程では、前記接着剤（２０）のうち前記カプセル（２３）の外に位置する部分を仮硬化し、
    前記実装工程では、前記カプセル（２３）を破壊すると共に、前記カプセル（２３）に封入した接着剤（２０）及び前記仮硬化工程で仮硬化した接着剤（２０）を介して前記基板（１０）に前記半導体チップ（３０）を実装することを特徴とする請求項１２に記載の半導体装置の製造方法。
14. 前記接着剤工程では、前記接着剤（２０）の平面パターンが丸、十字、多角形のいずれかとなるように前記接着剤（２０）を配置することを特徴とする請求項１ないし１３のいずれか１つに半導体装置の製造方法。
15. 前記接着剤工程では、前記接着剤（２０）として、前記半導体ウェハ（４０）の一面（４１）を露出させる開口部（２１）を有するものを前記半導体ウェハ（４０）の一面（４１）に配置すると共に、前記開口部（２１）に導電性接着剤（２２）を配置し、
    前記実装工程では、前記導電性接着剤（２２）を介して前記半導体チップ（３０）と前記基板（１０）とを電気的に接続することを特徴とする請求項１ないし１４のいずれか１つに記載の半導体装置の製造方法。
16. 前記接着剤工程では、前記接着剤（２０）としてシリコーン系接着剤を用いることを特徴とする請求項１ないし１５のいずれか１つに記載の半導体装置の製造方法。

Images