JP2015103569A - デバイスチップの形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】裏面にダイボンディング用接着剤層が積層されたデバイスチップを確実に形成できる方法を提供する。【解決手段】裏面にダイボンディング用接着剤層が積層されたデバイスチップを形成するデバイスチップの形成方法であって、デバイスウエーハ１１の裏面においてデバイス１５に対応する領域とマスク１２の開口１４とを位置付けた状態にマスクをウエーハの裏面に載置して、分割予定ライン１３に対応する領域をマスクで被覆するとともにデバイスに対応する領域は開口を介して露出させるステップと、ウエーハの裏面にマスクを介してダイボンディング用接着剤１８を塗付し、裏面のデバイスに対応する領域上にダイボンディング用接着剤層を形成するステップと、マスクを除去するステップと、デバイスウエーハを分割予定ラインに沿って分割することで裏面にダイボンディング用接着剤層が積層されたデバイスチップを複数形成する分割ステップとを備える。【選択図】図４

Description

本発明は、ＤＡＦ（Ｄｉｅ Ａｔｔａｃｈ Ｆｉｌｍ）付きチップを形成するデバイスチップの形成方法に関する。

半導体デバイスの製造プロセスにおいては、表面に格子状に形成された複数の分割予定ラインで区画された各領域にＩＣやＬＳＩ等のデバイスが形成された半導体ウエーハを、分割予定ラインに沿って個々のデバイスへと分割することで半導体デバイスが形成される。

分割された半導体デバイスは、金属製基板（リードフレーム）やテープ基板等にダイボンディング（接着）され、これらの金属製基板やテープ基板が分割されることで個々の半導体チップが製造される。こうして製造された半導体チップは、携帯電話やパソコン等の各種電子機器に広く使用されている。

半導体デバイスを基板上にダイボンディングするには、基板上の半導体デバイス搭載位置に半田やＡｕ−Ｓｉ共晶、樹脂ペースト等の接着剤を供給してその上に半導体デバイスを載置して接着する方法が用いられている。

近年では、例えば特開２０００−１８２９９５号公報に開示されているように、予め半導体ウエーハの裏面にＤＡＦ（Ｄｉｅ Ａｔｔａｃｈ Ｆｉｌｍ）と称される接着フィルムを接着しておく方法が広く採用されている。

即ち、ＤＡＦが接着された半導体ウエーハを個々のチップへと分割することで、ＤＡＦが裏面に装着された半導体チップを形成する。その後、半導体チップ裏面のＤＡＦを介して半導体チップを基板上にダイボンディングすることで、使用する接着剤を最小限とし、また半導体チップの搭載エリアを最小にできるというメリットがある。

しかし、ＤＡＦは延性が高く、ＤＡＦが接着された半導体ウエーハを切削ブレードで切削すると、切削ブレードに目詰まりが生じてこの状態で切削を遂行することでウエーハを破損してしまったり、切削されたＤＡＦに髭状のバリが発生してボンディング時の断線の原因になるという問題がある。そこで、例えば特開２００７−２７２５０号公報で開示されるようなエキスパンド装置（拡張装置）を用いてＤＡＦを破断する方法が提案されている。

特開２０００−１８２９９５号公報 特開２００７−２７２５０号公報

しかし、ＤＡＦを破断するためにエキスパンド装置を購入するのは非経済的である上、チップが小さい場合にはＤＡＦを十分に拡張できず、破断されない領域が発生するという問題がある。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、裏面にダイボンディング用接着剤層が積層されたデバイスチップを確実に形成できるデバイスチップの形成方法を提供することである。

本発明によると、裏面にダイボンディング用接着剤層が積層されたデバイスチップを形成するデバイスチップの形成方法であって、表面に形成された交差する複数の分割予定ラインで区画された各領域にそれぞれデバイスが形成されたデバイスウエーハと、デバイスウエーハの該デバイスに対応する開口を複数有し、デバイスウエーハを被覆可能なマスクと、を準備する準備ステップと、デバイスウエーハの裏面において該デバイスに対応する領域と該マスクの該開口とを位置付けた状態に該マスクをデバイスウエーハの裏面に載置して、該分割予定ラインに対応する領域を該マスクで被覆するとともにデバイスウエーハ裏面の該デバイスに対応する領域は該マスクの該開口を介して露出させるマスク載置ステップと、該マスクが載置されたデバイスウエーハの裏面に該マスクを介してダイボンディング用接着剤を塗付し、デバイスウエーハの裏面で該デバイスに対応する領域上にダイボンディング用接着剤層を形成するダイボンディング用接着剤層形成ステップと、該ダイボンディング用接着剤層形成ステップを実施した後、デバイスウエーハ上から該マスクを除去するマスク除去ステップと、該マスク除去ステップを実施した後、デバイスウエーハを該分割予定ラインに沿って分割することで裏面にダイボンディング用接着剤層が積層されたデバイスチップを複数形成する分割ステップと、を備えたことを特徴とするデバイスチップの形成方法が提供される。

好ましくは、マスクはデバイスウエーハと同一の熱膨張率を有する材質から構成される。

本発明のデバイスチップの形成方法では、マスクを用いてデバイスウエーハ裏面のデバイスに対応する領域にのみダイボンディング用接着剤を塗付する。切削ブレードやエキスパンド装置を用いてＤＡＦを切削、破断する必要がないため、切削ブレードの目詰まりによるウエーハの破損を引き起こすことなく、チップサイズが小さい場合でも、裏面にダイボンディング用接着剤層が積層されたデバイスチップを確実に形成することができる。

デバイスウエーハ（半導体ウエーハ）の表面側斜視図である。 マスクの斜視図である。 マスク載置ステップを示す斜視図である。 図４（Ａ）は第１実施形態に係るダイボンディング用接着剤層形成ステップを示す斜視図、図４（Ｂ）は第２実施形態に係るダイボンディング用接着剤層形成ステップを示す斜視図である。 マスク除去ステップを示す斜視図である。 分割ステップを示す斜視図である。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。図１を参照すると、被加工物としてのデバイスウエーハ１１の表面側斜視図が示されている。デバイスウエーハ（以下、単にウエーハと略称することがある）１１は、例えば厚さが１００μｍのシリコンウエーハからなっており、表面１１ａに複数の分割予定ライン（ストリート）１３が格子状に形成されているとともに、複数の分割予定ライン１３によって区画された各領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイス１５が形成されている。１１ｂはウエーハ１１の裏面である。

本発明のデバイスチップの形成方法では、まず、図２に示すように、ウエーハ１１のデバイス１５に対応した複数の開口１４を有し、ウエーハ１１を被覆可能なマスク１２を準備するマスク準備ステップを実施する。

ウエーハ１１がシリコンウエーハから形成されている場合、好ましくはマスク１２もシリコンウエーハから形成する。シリコンの熱膨張率（線膨張率）は、２５℃で２．６μｍ．ｍ^−１．Ｋ^−１であり、マスク１２をウエーハ１１と同一の材質であるシリコンから形成することにより、ウエーハ１１上にマスクを載置した時にマスクの開口１４とウエーハ１１のデバイス１５とにずれが生じにくくなる。

デバイスウエーハ１１及びマスク１２を準備した後、図３に示すように、デバイスウエーハ１１の裏面１１ｂにおいてデバイス１５に対応する領域とマスク１２の開口１４とを位置付けた状態にマスク１２をデバイスウエーハ１１の裏面１１ｂ上に載置して、分割予定ライン１３に対応する領域をマスク１２で被覆するとともにデバイスウエーハ裏面１１ｂのデバイス１５に対応する領域は露出させるマスク載置ステップを実施する。

デバイスウエーハ１１の裏面１１ｂ上にマスク１２をこのように位置付けて載置した後、ダイボンディング用接着剤層形成ステップを実施する。第１実施形態のダイボンディング用接着剤層形成ステップは、図４（Ａ）に示すように、複数又は単一のダイボンディング用接着剤供給ノズル１６とマスク１２が載置されたウエーハ１１とを相対移動させて、マスク１２の開口１４を介してウエーハ１１の裏面１１ｂにダイボンディング用接着剤１８をポッティングで供給する。

塗付するダイボンディング用接着剤１８の粘度によっては、塗付後仮硬化させてダイボンディング用接着剤層２０とする。好ましくは、ダイボンディング用接着剤１８の離型性を向上するために、マスク１２の開口１４にフッ素樹脂コーティングを施す。

図４（Ｂ）を参照すると、本発明第２実施形態に係るダイボンディング用接着剤層形成ステップの斜視図が示されている。この第２実施形態では、ウエーハ１１のサイズより小さいサイズのマスク１７を使用する。

マスク１７をウエーハ１１の裏面１１ｂから僅かに浮かせた状態でダイボンディング用接着剤供給ノズル１６からマスク１７の開口１９を介してウエーハ１１の裏面１１ｂにポッティングによりダイボンディング用接着剤１８を供給する。

マスク１７の４個の開口１９を介してダイボンディング用接着剤１８の供給が終了すると、マスク１７を次の領域に移動して、同様にポッティングによりマスク１７の開口１９を介してダイボンディング用接着剤１８をウエーハ１１の裏面１１ｂに供給する。

このようにして、全てのデバイス１５に対応するデバイスウエーハ１１の裏面１１ｂの領域上にダイボンディング用接着剤層１８を形成する。図４（Ａ）に示した第１実施形態と同様に、塗付するダイボンディング用接着剤１８の粘度によっては、塗付後半硬化させるのが好ましい。

ダイボンディング用接着剤層形成ステップを実施した後、図５に示すように、デバイスウエーハ１１上からマスク１２を除去するマスク除去ステップを実施する。各デバイス１５に対応するデバイスウエーハ１１の裏面の領域にはダイボンディング用接着剤層（ＤＡＦ）２０が形成されている。

マスク除去ステップを実施した後、デバイスウエーハ１１の裏面１１ｂを粘着テープであるダイシングテープＴに貼着するとともに、ダイシングテープＴの外周部を環状フレームＦに貼着する。

次いで、デバイスウエーハ１１を分割予定ライン１３に沿って分割することで裏面にＤＡＦ２０が積層されたデバイスチップを複数形成する分割ステップを実施する。この分割ステップでは、図６に示すように、切削装置のチャックテーブル３２でダイシングシングテープＴを介してデバイスウエーハ１１を吸引保持する。

図６において、切削ユニット２４は、スピンドルハウジング２６中に回転可能に収容されたスピンドル２８と、スピンドル２８の先端に着脱可能に装着された切削ブレード３０とを含んでいる。

分割ステップでは、デバイスウエーハ１１を吸引保持したチャックテーブル３２を図６で矢印Ｘ１方向に加工送りしながら、矢印Ａ方向に高速回転（例えば３００００ｒｐｍ）する切削ブレード３０を第１の方向に伸長する分割予定ライン１３に沿ってウエーハ１１を通してダイシングテープＴまで切り込ませ、切削溝２１を形成する。

分割予定ライン１３のピッチずつ切削ユニット２４を割り出し送りしながら、第１の方向に伸長する分割予定ライン１３を全て切削して同様な切削溝２１を形成する。次いで、チャックテーブル３２を９０°回転してから、第１の方向に直交する第２の方向に伸長する分割予定ライン１３に沿って同様な切削溝２１を形成して、裏面にＤＡＦ２０が積層されたデバイスチップ１５を複数形成する。

上述した実施形態では、分割ステップを切削ブレード３０によるダイシングで実施しているが、分割ステップはこれに限定されるものではなく、デバイスウエーハ１１に対して吸収性を有する波長のレーザービームを照射するアブレーションによる分割、或いはデバイスウエーハ１１に対して透過性を有する波長のレーザービームを照射してウエーハ内部に改質層を形成し、その後ウエーハに外力を付与して裏面にＤＡＦ２０が積層された複数のデバイスチップ１５に分割するようにしてもよい。

上述した実施形態のデバイスチップの形成方法では、マスク１２を用いてデバイスウエーハ１１のデバイス１５に対応した裏面の領域にのみダイボンディング用接着剤１８を塗付してＤＡＦ２０とする。

切削ブレードやエキスパンド装置を用いてＤＡＦを切削、破断する必要がないため、切削ブレード３０の目詰まりによるウエーハの破損を引き起こすことなく、チップサイズが小さい場合でも裏面にＤＡＦが積層されたデバイスチップを確実に形成することができる。

１１ デバイスウエーハ（半導体ウエーハ）
１２ マスク
１３ 分割予定ライン
１４ 開口
１５ デバイス（デバイスチップ）
１８ ダイボンディング用接着剤
２０ ダイボンディング用接着剤層（ＤＡＦ）
２１ 切削溝
２４ 切削ユニット
３０ 切削ブレード
３２ チャックテーブル

Claims (2)

1. 裏面にダイボンディング用接着剤層が積層されたデバイスチップを形成するデバイスチップの形成方法であって、
   表面に形成された交差する複数の分割予定ラインで区画された各領域にそれぞれデバイスが形成されたデバイスウエーハと、デバイスウエーハの該デバイスに対応する開口を複数有し、デバイスウエーハを被覆可能なマスクと、を準備する準備ステップと、
   デバイスウエーハの裏面において該デバイスに対応する領域と該マスクの該開口とを位置付けた状態に該マスクをデバイスウエーハの裏面に載置して、該分割予定ラインに対応する領域を該マスクで被覆するとともにデバイスウエーハ裏面の該デバイスに対応する領域は該マスクの該開口を介して露出させるマスク載置ステップと、
   該マスクが載置されたデバイスウエーハの裏面に該マスクを介してダイボンディング用接着剤を塗付し、デバイスウエーハの裏面で該デバイスに対応する領域上にダイボンディング用接着剤層を形成するダイボンディング用接着剤層形成ステップと、
   該ダイボンディング用接着剤層形成ステップを実施した後、デバイスウエーハ上から該マスクを除去するマスク除去ステップと、
   該マスク除去ステップを実施した後、デバイスウエーハを該分割予定ラインに沿って分割することで裏面にダイボンディング用接着剤層が積層されたデバイスチップを複数形成する分割ステップと、
   を備えたことを特徴とするデバイスチップの形成方法。
2. 前記マスクは、デバイスウエーハと同一の熱膨張率を有する材質から構成される請求項１記載のデバイスチップの形成方法。

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