JP3523947B2 - ウェハ貼着用粘着シートおよびこれを用いた半導体装置の製造方法並びにその半導体装置 - Google Patents

ウェハ貼着用粘着シートおよびこれを用いた半導体装置の製造方法並びにその半導体装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の技術分野】本発明は、半導体ウェハ（以下ウェ
ハという）貼着用粘着シートおよびこれを用いて得られ
る半導体装置および該半導体装置の製造方法に関し、さ
らに詳しくは、ウェハを素子小片（以下チップという）
に分離し、該チップ裏面の一部または全部がパッケージ
成型用のモールド樹脂に接触する構造の半導体装置を製
造する一連の工程においてウェハプロセス終了後の、複
数のチップが形成されたウェハを一つ一つのチップ毎に
切断し、分割する際に使用するウェハ固定用のウェハ貼
着用粘着シートならびにこれを用いて得られる半導体装
置および該半導体装置の製造方法に関する。
【０００２】
【発明の技術的背景】近年、半導体装置において、メモ
リーの高集積化に伴い、高速化、低消費電流化、さらに
は出力の語構成やパッケージのバリエーションの拡大等
ユーザーのニーズは多様化している。このような多様な
ニーズに対応するにはフレキシブルなパッケージ設計が
必要になる。
【０００３】このような要求に応えるため、ＬＯＣ（le
ad on chip）構造の半導体装置が提案されている（たと
えば、NIKKEI MICRODEVICES １９９１年２月号 ８９〜
９７頁あるいは特開平２−２４６１２５号公報参照）。
ＬＯＣ構造の利点としては、小型化、高速化、雑音の減
少、レイアウトの容易さ等があげられ、今後開発が予想
される大規模半導体装置においては、ＬＯＣ構造の採用
が有力と言われている。
【０００４】ＬＯＣ構造は、図７に示すように、チップ
の回路形成面上に、半導体装置用リードフレーム（以下
リードフレームという）の複数のインナーリードが、前
記チップと電気的に絶縁する絶縁テープを介在して接着
され、該インナーリードとチップとがそれぞれボンディ
ングワイヤで電気的に接続されてなる構造であり、半導
体装置はモールド樹脂により封止されており、チップ裏
面がモールド樹脂に接触する構造である。
【０００５】ＬＯＣ構造には、上記のように種々の利点
があるが、従来のパッケージと全く違う構造であるた
め、さまざまな課題を克服する必要がある。解決される
べき課題として、チップと封止樹脂との界面の剥離や、
パッケージクラックの発生等による信頼性の低下があげ
られる。
【０００６】またこのようなパッケージクラックの発生
に伴う信頼性の低下は、上記ＬＯＣ構造の半導体装置に
固有の問題ではなく、図８〜９に示すような、チップ裏
面の一部または全部がモールド樹脂に接触する構造の半
導体装置全般において、極めて深刻な問題である。図８
は、ダイパットにスリットのある構造の半導体装置を示
し、図９は、ＣＯＬ（chip on lead）構造の半導体装置
を示す。
【０００７】前述したチップと封止樹脂の剥離、パッケ
ージクラックの発生するメカニズムは現在、様々に報告
されている。ＩＣパッケージに侵入する水分の経路とし
て大別すると次のようである。
【０００８】１）リードフレームと樹脂との界面より侵
入 ２）樹脂中に充填されるフイラーと樹脂の界面より侵入 ３）樹脂のバルクから侵入 これらは、毛管現象や拡散によるものであるが、ＩＣパ
ッケージが放置される環境温度が高いほど、そして湿度
が高いほど吸湿し易い。また環境温度が高いほど初期段
階の水分拡散速度は速く、吸湿飽和点に早く達し、８５
℃／８５％ＲＨ（ＲＨ：相対湿度）の環境下にＩＣパッ
ケージを放置し吸湿させた結果では、約１６８時間で飽
和点の８０〜９０％に達しているとの報告がある。ま
た、常温で７５％ＲＨという通常の環境下でもＩＣパッ
ケージの樹脂封止材である例えばエポキシ樹脂に容易に
水分が浸透する。
【０００９】ＳＯＪ (small outline J bend package)
やＱＦＰ (quad inline flat package) などのＩＣパッ
ケージでは半田付けする場合、量産性の高い赤外線によ
り加熱するＩＲリフローや不活性液体を蒸発させてその
高温蒸気にさらす蒸気リフローが使われる。前者のＩＲ
リフローでは２４０〜２５０℃という高温にさらされ、
ＩＣパッケージ内に前述したように侵入した水がリフロ
ー時の高温下で爆発的に膨張するためエポキシ樹脂とリ
ードフレームの界面に水蒸気圧が加わり界面剥離を起こ
しパッケージクラックへと至る。
【００１０】パッケージ内部のリードフレームの形状や
チップ面積などにもよるが１６８時間位の常温環境下放
置でもＩＲリフローによるパッケージクラックが観察さ
れることがしばしばある。
【００１１】界面剥離を助長する因子の一つに、パッケ
ージ用封止樹脂材として使用する例えばエポキシ樹脂と
チップ接触面との接着強度の低下がある。一般に接着強
度は被接着表面の清浄度に大きく左右され、その表面に
残存するオングストロームレベルの異物膜にも敏感に反
応し接着強度を低下させ水分の侵入、保持を容易にし、
最終的にパッケージクラックに至らしめることになる。
【００１２】ところで、シリコン、ガリウムヒ素などの
半導体ウェハは大径の状態で製造され、このウェハはチ
ップに切断分離（ダイシング）された後に次の工程であ
るマウント工程に移されている。この際、半導体ウェハ
は予じめ放射線硬化型粘着シートに貼着された状態でダ
イシング、洗浄、乾燥し、粘着シート面側に放射線を照
射して放射線硬化型粘着剤層を硬化させる工程が加えら
れ、次いで必要に応じシートのエキスパンドを行った
後、チップのピックアップ、マウントの各工程が加えら
れている。
【００１３】このようなウェハのダイシング工程からピ
ックアップ工程に至る工程で用いられる粘着シートとし
ては、ダイシング工程からエキスパンド工程までではウ
ェハおよび／またはチップに対して充分な接着力を有し
ており、ピックアップ工程ではウェハチップに粘着剤が
付着しない程度の接着力を有しているものが望まれてい
る。このようなウェハ貼着用粘着シートとしては、たと
えば特公平１−５６１１２号公報に記載のシート等が汎
用されており、従来型の半導体装置の製造においては、
何ら問題なく使用できた。
【００１４】ところが、上記したチップ裏面の一部また
は全部がモールド樹脂に接触する構造の半導体装置製造
に際しては、パッケージ・クラックが発生する等の支障
が見られ、信頼性の低下を招いた。
【００１５】このようなパッケージ・クラックの発生を
防止すべく、種々の提案がなされており、たとえば、ウ
ェハ裏面にポリイミド系樹脂層を形成し、ウェハとポリ
イミド系樹脂層を同時にダイシングして、裏面にポリイ
ミド系樹脂層を有するチップを樹脂で封止することによ
り、上記の問題が解消されることがある。チップ裏面に
ポリイミド系樹脂を形成しておくと、理由は定かではな
いが、封止樹脂とポリイミド系樹脂との間に極めて高い
接着強度が得られ、この結果、チップと封止樹脂とが、
ポリイミド系樹脂層を介して強固に接着するため、パッ
ケージ・クラックが防止される。
【００１６】しかしながら、ウェハ裏面にポリイミド系
樹脂層を形成するためには、ポリイミド系樹脂被膜を３
００℃という高温で長時間ウェハに熱圧着する必要があ
り、作業効率上、改善が求められていた。
【００１７】
【発明の目的】本発明は、上記のような従来技術に鑑み
てなされたものであって、チップ裏面の一部または全部
がパッケージ成型用のモールド樹脂に接触する構造の半
導体装置の製造に際して用いられ、パッケージ・クラッ
ク等の発生を防止し、信頼性を向上することができるウ
ェハ貼着用粘着シートならびにこれを用いて得られる半
導体装置および該半導体装置の製造方法を提供すること
を目的としている。
【００１８】
【発明の概要】本発明に係るウェハ貼着用粘着シート
は、基材フィルムと、この上に形成された放射線硬化型
ウェハ固定層とからなり、該放射線硬化型ウェハ固定層
が、放射線硬化型接着剤部とポリイミド系樹脂部とが互
いに重ならないようにパターンコートされてなり、該放
射線硬化型接着剤部の面積と該ポリイミド系樹脂部の面
積の比（放射線硬化型接着剤部／ポリイミド系樹脂部）
が１／１００〜１００／１の範囲にあり、その表面に回
路が形成されるウェハの裏面を前記放射線硬化型ウェハ
固定層に貼付し、この状態で前記ウェハをチップ単体に
ダイシングし、洗浄し、乾燥し、放射線を照射して前記
放射線硬化型接着剤部の粘着力を低下させ、次いで前記
放射線硬化型ウェハ固定層を加熱し、その後、前記チッ
プをチップ裏面にポリイミド系樹脂部を伴ってピックア
ップして、リードフレームにマウントし、ボンディング
し、モールドして、前記チップ裏面の一部または全部が
パッケージ成型用モールド樹脂に接する構造の半導体装
置を製造する際に用いられることを特徴としている。
【００１９】本発明に係る半導体装置は、基材フィルム
と、この上に形成された放射線硬化型ウェハ固定層とか
らなり、該放射線硬化型ウェハ固定層が、放射線硬化型
接着剤部とポリイミド系樹脂部とが互いに重ならないよ
うにパターンコートされてなり、該放射線硬化型接着剤
部の面積と該ポリイミド系樹脂部の面積の比（放射線硬
化型接着剤部／ポリイミド系樹脂部）が１／１００〜１
００／１の範囲にあるウェハ貼着用粘着シートの放射線
硬化型ウェハ固定層に、その表面に回路が形成されるウ
ェハの裏面を貼付し、この状態で前記ウェハをチップ単
体にダイシングし、洗浄し、乾燥し、放射線を照射して
前記放射線硬化型接着剤部の粘着力を低下させ、次いで
前記放射線硬化型ウェハ固定層を加熱し、その後、前記
チップをチップ裏面にポリイミド系樹脂部を伴ってピッ
クアップして、リードフレームにマウントし、ボンディ
ングし、モールドして得られる、前記チップ裏面の一部
または全部がパッケージ成型用モールド樹脂に接する構
造の半導体装置であることを特徴としている。
【００２０】本発明に係る半導体装置の製造方法は、基
材フィルムと、この上に形成された放射線硬化型ウェハ
固定層とからなり、該放射線硬化型ウェハ固定層が、放
射線硬化型接着剤部とポリイミド系樹脂部とが互いに重
ならないようにパターンコートされてなり、該放射線硬
化型接着剤部の面積と該ポリイミド系樹脂部の面積の比
（放射線硬化型接着剤部／ポリイミド系樹脂部）が１／
１００〜１００／１の範囲にあるウェハ貼着用粘着シー
トの放射線硬化型ウェハ固定層に、その表面に回路が形
成されるウェハの裏面を貼付し、この状態で前記ウェハ
をチップ単体にダイシングし、洗浄し、乾燥し、放射線
を照射して前記放射線硬化型接着剤部の粘着力を低下さ
せ、次いで前記放射線硬化型ウェハ固定層を加熱し、そ
の後、前記チップをチップ裏面にポリイミド系樹脂部を
伴ってピックアップして、リードフレームにマウント
し、ボンディングし、モールドして、前記チップ裏面の
一部または全部がパッケージ成型用モールド樹脂に接す
る構造の半導体装置を製造することを特徴としている。
【００２１】本発明においては、前記半導体装置がＬＯ
Ｃ構造のものであることが特に好ましい。
【００２２】
【発明の具体的説明】以下本発明に係るウェハ貼着用粘
着シートならびにこれを用いて得られる半導体装置およ
び該半導体装置の製造方法を具体的に説明する。
【００２３】図１に示すように、本発明に係るウェハ貼
着用粘着シート１は、基材フィルム２と、この上に形成
された放射線硬化型ウェハ固定層３とからなり、該放射
線硬化型ウェハ固定層３は、放射線硬化型接着剤部３ａ
とポリイミド系樹脂部３ｂとがパターンコートされてな
る。このウェハ貼着用粘着シート１は、図３〜図６に示
すように、ウェハプロセス終了後のウェハＡを放射線硬
化型ウェハ固定層３に貼付し、この状態でウェハを一つ
一つのチップ毎にダイシング（切断）し複数のチップと
し、洗浄し、乾燥し、ウェハ貼着用粘着シート１の放射
線硬化型ウェハ固定層３に放射線を照射して放射線硬化
型接着剤部３ａを硬化させて粘着力を低減し、次いで前
記放射線硬化型ウェハ固定層を加熱し、その後、チップ
を、チップ裏面にポリイミド系樹脂部３ｂを伴って、放
射線硬化型ウェハ固定層３からピックアップし、所定の
基台上、例えばリードフレームにマウントし、樹脂でモ
ールドして、チップ裏面の一部または全部がモールド樹
脂に接触する構造の半導体装置を製造する際に用いられ
る。
【００２４】本発明に係るウェハ貼着用粘着シート１
は、その断面図が図１に示されるように、基材フィルム
２とこの表面に形成された放射線硬化型ウェハ固定層３
とからなっており、使用前にはこの放射線硬化型ウェハ
固定層３を保護するため、図２に示すように放射線硬化
型ウェハ固定層３の上面に剥離性シート４を仮粘着して
おくことが好ましい。
【００２５】本発明に係るウェハ貼着用粘着シート１の
形状は、テープ状、ラベル状などあらゆる形状をとりう
る。基材フィルム２としては、耐水性および耐熱性に優
れているものが適し、特に合成樹脂フィルムが適する。
本発明のウェハ貼着用粘着シートでは、後記するよう
に、その使用に当り、電子線（ＥＢ）や紫外線（ＵＶ）
などの放射線照射が行われているので、ＥＢ照射の場合
は、該基材フィルム２は透明である必要はないが、ＵＶ
照射をして用いる場合は、有色であっても透明な材料で
ある必要がある。
【００２６】このような基材フィルム２としては、具体
的には、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィル
ム、ポリ塩化ビニルフィルム、ポリエチレンテレフタレ
ートフィルム、ポリブチレンテレフタレートフィルム、
ポリブテンフィルム、ポリブタジエンフィルム、ポリウ
レタンフィルム、ポリメチルペンテンフィルム、エチレ
ン−酢酸ビニル共重合体フィルム、エチレン−（メタ）
アクリル酸共重合体フィルム、エチレン−（メタ）アク
リル酸メチル共重合体フィルム、エチレン−（メタ）ア
クリル酸エチル共重合体フイルム等が用いられる。また
これらの積層フイルムであってもよい。基材フィルム２
の膜厚は、通常は１０〜３００μｍ程度であり、好まし
くは５０〜２００μｍ程度である。
【００２７】ウェハのダイシング後にエキスパンド処理
してチップ間隔を離間させる必要がある場合には、従来
と同様のポリ塩化ビニル、ポリエチレン等の長さ方向お
よび幅方向に延伸性を有する合成樹脂フィルムを基材と
して用いることが好ましい。
【００２８】本発明に係るウェハ貼着用粘着シート１
は、上記のような基材フィルム２と、この基材フィルム
２上に形成された放射線硬化型ウェハ固定層３とから構
成されている。放射線硬化型ウェハ固定層３は、互いに
重ならないようにパターンコートされた放射線硬化型接
着剤部３ａとポリイミド系樹脂部３ｂとからなる。
【００２９】放射線硬化型接着剤部３ａの面積とポリイ
ミド系樹脂部３ｂの面積の比（放射線硬化型接着剤部３
ａ／ポリイミド系樹脂部３ｂ）は、１／１００〜１００
／１の範囲にあり、好ましくは１／５０〜５０／１、特
に好ましくは１／２〜２／１の範囲にある。
【００３０】放射線硬化型接着剤部３ａとポリイミド系
樹脂部３ｂとは、互いに重ならないように、たとえば、
ストライプ状、ドット状、ネットワーク状、あるいはこ
れらを組み合わせたパターン状にコートされてなる。こ
のような放射線硬化型ウェハ固定層３は、基材フィルム
上に、放射線硬化型接着剤とポリイミド系樹脂とを、ロ
ール印刷法、スクリーン印刷法、あるいはナイフコータ
ー、マイクロダイ等を用いた塗布法により、所定のパタ
ーン状に塗工することにより形成することができる。
【００３１】放射線硬化型接着剤部３ａの厚みとポリイ
ミド系樹脂部３ｂの厚みは、ともに５〜３０μｍ程度で
あることが好ましく、特に５〜１５μｍ程度であること
が好ましい。また放射線硬化型接着剤部３ａの厚みとポ
リイミド系樹脂部３ｂの厚みは、ほぼ等しいことが好ま
しく、その厚みの差は、好ましくは５μｍ以下、特に好
ましくは３μｍ以下である。
【００３２】放射線硬化型接着剤部３ａを構成する放射
線硬化型接着剤としては従来公知のものが広く用いられ
うるが、その主剤としてはアクリル系粘着剤が好まし
く、具体的には、アクリル酸エステルを主たる構成単量
体単位とする単独重合体および共重合体から選ばれたア
クリル系重合体その他の官能性単量体との共重合体およ
びこれら重合体の混合物が用いられる。たとえば、アク
リル酸エステルとしては、メタアクリル酸エチル、メタ
アクリル酸ブチル、メタアクリル酸２−エチルヘキシ
ル、メタアクリル酸グリシジル、メタアクリル酸２−ヒ
ドロキシエチルなど、また上記のメタクリル酸をたとえ
ばアクリル酸に代えたものなども好ましく使用できる。
【００３３】さらに後述するオリゴマーとの相溶性を高
めるため、アクリル酸あるいはメタクリル酸、アクリロ
ニトリル、酢酸ビニルなどのモノマーを共重合させても
よい。これらのモノマーを重合して得られるアクリル系
重合体の分子量は、２．０×１０5〜１０．０×１０5で
あり、好ましくは、４．０×１０5〜８．０×１０5であ
る。
【００３４】上記のような放射線硬化型接着剤層中に放
射線重合性化合物を含ませることによって、ウェハを切
断分離した後、該接着剤層に放射線を照射することによ
って、接着力を低下させることができる。このような放
射線重合性化合物としては、たとえば特開昭６０−１９
６，９５６号公報および特開昭６０−２２３，１３９号
公報に開示されているような光照射によって三次元網状
化しうる分子内に光重合性炭素−炭素二重結合を少なく
とも２個以上有する低分子量化合物が広く用いられ、具
体的には、トリメチロールプロパントリアクリレート、
テトラメチロールメタンテトラアクリレート、ペンタエ
リスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトール
テトラアクリレート、ジペンタエリスリトールモノヒド
ロキシペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールヘ
キサアクリレートあるいは１，４−ブチレングリコール
ジアクリレート、１，６−ヘキサンジオールジアクリレ
ート、ポリエチレングリコールジアクリレート、市販の
オリゴエステルアクリレートなどが用いられる。
【００３５】さらに放射線重合性化合物として、上記の
ようなアクリレート系化合物のほかに、ウレタンアクリ
レート系オリゴマーを用いることもできる。ウレタンア
クリレート系オリゴマーは、ポリエステル型またはポリ
エーテル型などのポリオール化合物と、多価イソシアネ
ート化合物たとえば２，４−トリレンジイソシアネー
ト、２，６−トリレンジイソシアネート、１，３−キシ
リレンジイソシアネート、１，４−キシリレンジイソシ
アネート、ジフェニルメタン４，４−ジイソシアネート
などを反応させて得られる末端イソシアネートウレタン
プレポリマーに、ヒドロキシル基を有するアクリレート
あるいはメタクリレートたとえば２−ヒドロキシエチル
アクリレートまたは２−ヒドロキシエチルメタクリレー
ト、２−ヒドロキシプロピルアクリレート、２−ヒドロ
キシプロピルメタクリレート、ポリエチレングリコール
アクリレート、ポリエチレングリコールメタクリレート
などを反応させて得られる。このウレタンアクリレート
系オリゴマーは、炭素−炭素二重結合を少なくとも１個
以上有する放射線重合性化合物である。
【００３６】このようなウレタンアクリレート系オリゴ
マーとして、特に分子量が３０００〜３００００、好ま
しくは３０００〜１００００、さらに好ましくは４００
０〜８０００であるものを用いると、半導体ウェハ裏面
が粗い場合にも、ウェハチップのピックアップ時にチッ
プ裏面に放射線硬化型接着剤が付着することがないため
好ましい。またウレタンアクリレート系オリゴマーを放
射線重合性化合物として用いる場合には、特開昭６０−
１９６，９５６号公報に開示されたような分子内に光重
合性炭素−炭素二重結合を少なくとも２個以上有する低
分子量化合物を用いた場合と比較して、粘着シートとし
て極めて優れたものが得られる。すなわち粘着シートの
放射線照射前の接着力は充分に大きく、また放射線照射
後には接着力が充分に低下してウェハチップのピックア
ップ時にチップ裏面に粘着剤が残存することはない。
【００３７】本発明における放射線硬化型接着剤中のア
クリル系粘着剤とウレタンアクリレート系オリゴマーの
配合比は、アクリル系粘着剤１００重量部に対してウレ
タンアクリレート系オリゴマーは５０〜９００重量部の
範囲の量で用いられることが好ましい。この場合には、
得られる粘着シートは初期の接着力が大きく、しかも放
射線照射後には接着力は大きく低下し、容易にウェハチ
ップを該粘着シートからピックアップすることができ
る。
【００３８】また上記の放射線硬化型接着剤中に、イソ
シアナート系硬化剤を混合することにより、初期の接着
力を任意の値に設定することができる。このような硬化
剤としては、具体的には多価イソシアネート化合物、た
とえば２，４−トリレンジイソシアネート、２，６−ト
リレンジイソシアネート、１，３−キシリレンジイソシ
アネート、１，４−キシレンジイソシアネート、ジフェ
ニルメタン−４，４’−ジイソシアネート、ジフェニル
メタン−２，４’−ジイソシアネート、３−メチルジフ
ェニルメタンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソ
シアネート、イソホロンジイソシアネート、ジシクロヘ
キシルメタン−４，４’−ジイソシアネート、ジシクロ
ヘキシルメタン−２，４’−ジイソシアネート、リジン
イソシアネートなどが用いられる。
【００３９】さらに上記の接着剤中に、ＵＶ照射用の場
合には、ＵＶ開始剤を混入することにより、ＵＶ照射に
よる重合硬化時間ならびにＵＶ照射量を少なくなること
ができる。
【００４０】このようなＵＶ開始剤としては、具体的に
は、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾイ
ンエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、
ベンジルジフェニルサルファイド、テトラメチルチウラ
ムモノサルファイド、アゾビスイソブチロニトリル、ジ
ベンジル、ジアセチル、β−クロールアンスラキノンな
どが挙げられる。
【００４１】ポリイミド系樹脂部３ｂを構成するポリイ
ミド系樹脂は、側鎖または主鎖にイミド結合を有し、具
体的には、ポリイミド系、マレイミド系、ビスマレイミ
ド系、ポリアミドイミド系、ポリ（イミド・イソインド
ロキナゾリンジオンイミド）系等が挙げられ、これらの
樹脂単独もしくは２つ以上混合させて使用することがで
きる。これらの中でも特にポリイミド樹脂が好ましい。
【００４２】ポリイミド系樹脂の粘度は、好ましくは１
００〜１０００００、特に好ましくは１００００〜３０
０００程度である。この測定にはポリイミド樹脂をＮ−
メチルピロリドン中で固形３０％に調製された溶液を２
３℃でＢ型粘度計にて行なった。
【００４３】このようなポリイミド系樹脂の詳細は、た
とえば繊維学会誌（繊維と工業）第５０巻第３号（１９
９４年）、Ｐ−８５〜Ｐ−１２１に記載されている。本
発明において最も好ましいポリイミド樹脂は、一般に芳
香族ジアミンと芳香族テトラカルボン酸二無水物との混
合物（前駆体）からポリアミド酸（半硬化物）を合成
し、これを加熱により脱水環化（イミド化）することに
よって得られる（下記式参照）。
【００４４】
【化１】
【００４５】Ａｒを含むイミド結合部位およびＡｒ’と
しては、具体的には次表の芳香族基が任意の組合せで用
いられる。
【００４６】
【表１】
【００４７】
【表２】
【００４８】このようなポリイミド樹脂の前駆体および
半硬化物は市販されており、本発明においては、たとえ
ばセミコファインＳＰ−８１０（商品名：東レ（株）
製）、セミコファインＳＰ−５１０（商品名：東レ
（株）製）等が好ましく用いられ、また、特開平５−３
３１４４４号公報等に記載の方法に準じて調製すること
もできる。
【００４９】本発明の放射線硬化型ウェハ固定層３は、
上記のような放射線硬化型接着剤部３ａおよびポリイミ
ド系樹脂部３ｂとがパターンコートされてなるが、必要
に応じて放射線硬化型接着剤部３ａおよびポリイミド系
樹脂部３ｂの何れか一方または両方に、放射線照射によ
り着色する化合物を含有させることもできる。このよう
な放射線照射により、着色する化合物を放射線硬化型ウ
ェハ固定層３に含ませることによって、粘着シートに放
射線が照射された後には該シートは着色され、したがっ
て光センサーによってチップを検出する際に検出精度が
高まり、チップのピックアップ時に誤動作が生ずること
がない。また粘着シートに放射線が照射されたか否かが
目視により直ちに判明するという効果が得られる。
【００５０】放射線照射により着色する化合物は、放射
線の照射前には無色または淡色であるが、放射線の照射
により有色となる化合物であって、この化合物の好まし
い具体例としてはロイコ染料が挙げられる。ロイコ染料
としては、慣用のトリフェニルメタン系、フルオラン
系、フェノチアジン系、オーラミン系、スピロピラン系
のものが好ましく用いられる。具体的には３−［Ｎ−
（ｐ−トリルアミノ）］−７−アニリノフルオラン、３
−［Ｎ−（ｐ−トリル）−Ｎ−メチルアミノ］−７−ア
ニリノフルオラン、３−［Ｎ−（ｐ−トリル）−Ｎ−エ
チルアミノ］−７−アニリノフルオラン、３−ジエチル
アミノ−６−メチル−７−アニリノフルオラン、クリス
タルバイオレットラクトン、４，４’，４”−トリスジ
メチルアミノトリフェニルメタノール、４，４’，４”
−トリスジメチルアミノトリフェニルメタンなどが挙げ
られる。
【００５１】これらロイコ染料とともに好ましく用いら
れる顕色剤としては、従来から用いられているフェノー
ルホルマリン樹脂の初期重合体、芳香族カルボン酸誘導
体、活性白土などの電子受容体が挙げられ、さらに、色
調を変化させる場合は種々公知の発色剤を組合せて用い
ることもできる。
【００５２】このような放射線照射によって着色する化
合物は、一旦有機溶媒などに溶解された後に放射線硬化
型接着剤部３ａおよび／またはポリイミド樹脂部３ｂ中
に含ませてもよく、また微粉末状にして放射線硬化型ウ
ェハ固定層３中に含ませてもよい。この化合物は、放射
線硬化型ウェハ固定層３中に０．０１〜１０重量％好ま
しくは０．５〜５重量％の量で用いられることが望まし
い。該化合物が１０重量％を超えた量で用いられると、
粘着シートに照射される放射線がこの化合物に吸収され
すぎてしまうため、放射線硬化型接着剤の硬化が不十分
となることがあり、一方該化合物が０．０１重量％未満
の量で用いられると放射線照射時に粘着シートが充分に
着色しないことがあり、チップのピックアップ時に誤動
作が生じやすくなることがある。
【００５３】また場合によっては、放射線硬化型ウェハ
固定層（３放射線硬化型接着剤部３ａおよび／またはポ
リイミド樹脂部３ｂ）中に、光散乱性無機化合物粉末を
含有させることもできる。このような光散乱性無機化合
物粉末を放射線硬化型ウェハ固定層３に含ませることに
よって、たとえウェハなどの被接着面が何らかの理由に
よって灰色化あるいは黒色化しても、該粘着シートに紫
外線などの放射線を照射すると、灰色化あるいは黒色化
した部分でもその接着力が充分に低下し、したがってチ
ップのピックアップ時にチップ裏面に粘着剤が付着して
しまうことがなく、しかも放射線の照射前には充分な接
着力を有しているという効果が得られる。
【００５４】この光散乱性無機化合物は、紫外線（Ｕ
Ｖ）あるいは電子線（ＥＢ）などの放射線が照射された
場合に、この放射線を乱反射することができるような化
合物であって、具体的には、シリカ粉末、アルミナ粉
末、シリカアルミナ粉末、マイカ粉末などが例示され
る。この光散乱性無機化合物は、上記のような放射線を
ほぼ完全に反射するものが好ましいが、もちろんある程
度放射線を吸収してしまうものも用いることができる。
【００５５】光散乱性無機化合物は粉末状であることが
好ましく、その粒径は１〜１００μｍ好ましくは１〜２
０μｍ程度であることが望ましい。この光散乱性無機化
合物は、放射線硬化型ウェハ固定層中に０．１〜１０重
量％好ましくは１〜４重量％の量で用いられることが望
ましい。該化合物を放射線硬化型ウェハ固定層中に１０
重量％を越えた量で用いると、放射線硬化型ウェハ固定
層の接着力が低下したりすることがあり、一方０．１重
量％未満であると、ウェハの被接着面が灰色化あるいは
黒色化した場合に、その部分に放射線照射しても、接着
力が充分に低下せずピックアップ時にチップ裏面に粘着
剤が残ることがある。
【００５６】放射線硬化型ウェハ固定層中に光散乱性無
機化合物粉末を添加することによって得られる粘着シー
トは、ウェハの被接着面が何らかの理由によって灰色化
あるいは黒色化したような場合に用いても、この灰色化
あるいは黒色化した部分に放射線が照射されると、この
部分においてもその接着力が充分に低下するのは、次の
ような理由であろうと考えられる。すなわち、本発明で
用いられる粘着シート１は放射線硬化型ウェハ固定層３
を有しているが、この放射線硬化型ウェハ固定層３に放
射線を照射すると、放射線硬化型ウェハ固定層３を構成
する放射線硬化型接着剤部３ａ中に含まれる放射線重合
性化合物が硬化してその接着力が低下することになる。
ところがウェハ面に何らかの理由によって灰色化あるい
は黒色化した部分が生ずることがある。このような場合
に放射線硬化型ウェハ固定層３に放射線を照射すると、
放射線は放射線硬化型ウェハ固定層３を通過してウェハ
面に達するが、もしウェハ面に灰色化あるいは黒色化し
た部分があるとこの部分では放射線が吸収されて、反射
することがなくなってしまう。このため本来放射線硬化
型接着剤の硬化に利用されるべき放射線が、灰色化ある
いは黒色化した部分では吸収されてしまって放射線硬化
型接着剤の硬化が不充分となり、接着力が充分には低下
しないことになる。したがってウェハチップのピックア
ップ時にチップ面に粘着剤が付着してしまうのであろう
と考えられる。
【００５７】ところが放射線硬化型ウェハ固定層３中に
光散乱性無機化合物粉末を添加すると、照射された放射
線はウェハ面に達するまでに該化合物と衝突して方向が
変えられる。このため、たとえウェハチップ面に灰色化
あるいは黒色化した部分があっても、この部分の上方の
領域にも乱反射された放射線が充分に入り込み、したが
ってこの灰色化あるいは黒色化した部分も充分に硬化す
る。このため、放射線硬化型ウェハ固定層中に光散乱性
無機化合物粉末を添加することによって、たとえウェハ
面に何らかの理由によって灰色化あるいは黒色化した部
分があっても、この部分で放射線硬化型接着剤の硬化が
不充分になることがなく、したがってチップのピックア
ップ時にチップ裏面に粘着剤が付着することがなくな
る。
【００５８】さらに本発明では、基材フィルム中に砥粒
が分散されていてもよい。この砥粒は、粒径が０．５〜
１００μｍ好ましくは１〜５０μｍであって、モース硬
度は６〜１０好ましくは７〜１０である。具体的には、
グリーンカーボランダム、人造コランダム、オプティカ
ルエメリー、ホワイトアランダム、炭化ホウ素、酸化ク
ロム（ＩＩＩ）、酸化セリウム、ダイヤモンドパウダー
などが用いられる。このような砥粒は無色あるいは白色
であることが好ましい。このような砥粒は、基材フィル
ム２中に０．５〜７０重量％好ましくは５〜５０重量％
の量で存在している。このような砥粒は、切断ブレード
をウェハのみならず基材フィルム２にまでも切り込むよ
うな深さで用いる場合に、特に好ましく用いられる。
【００５９】上記のような砥粒を基材フィルム中に含ま
せることによって、切断ブレードが基材フィルム中に切
り込んできて、切断ブレードに粘着剤が付着しても砥粒
の研磨効果により、目づまりを簡単に除去することがで
きる。
【００６０】本発明に係る半導体装置は、上記のような
ウェハ貼着用粘着シート１を用いて、ウェハプロセス終
了後の半導体ウェハをダイシングしてチップを製造し、
このチップをモールドすることで得られる。
【００６１】以下、本発明に係る半導体装置ならびに該
半導体装置の製造方法について説明する。粘着シート１
の上面に剥離性シート４が設けられている場合には、該
シート４を除去し、次いで粘着シート１の放射線硬化型
ウェハ固定層３を上向きにして載置し、図３に示すよう
にして、この放射線硬化型ウェハ固定層３の上面にダイ
シング加工すべきウェハＡを貼着する。この貼着状態で
ウェハＡにダイシング、洗浄、乾燥の諸工程が加えられ
る。この際、放射線硬化型ウェハ固定層３の放射線硬化
型接着剤部３ａによりチップは粘着シート１に充分に接
着保持されているので、ウェハのダイシング、洗浄、乾
燥等の各工程の間にチップが脱落することはない。
【００６２】次に、各ウェハチップを粘着シートからピ
ックアップして所定の基台上例えばリードフレームにマ
ウントするが、この際、ピックアップに先立ってあるい
はピックアップ時に、図４に示すように、紫外線（Ｕ
Ｖ）あるいは電子線（ＥＢ）などの電離性放射線Ｂを粘
着シート１の放射線硬化型ウェハ固定層３に照射し、放
射線硬化型ウェハ固定層３を構成する放射線硬化型接着
剤部３ａを重合硬化せしめる。このように放射線硬化型
ウェハ固定層３に放射線を照射して放射線硬化型接着剤
部３ａを重合硬化せしめると、粘着剤の有する接着力は
大きく低下し、わずかの接着力が残存するのみとなる。
【００６３】粘着シート１への放射線照射は、基材フィ
ルム２の放射線硬化型ウェハ固定層３が設けられていな
い面から行なうことが好ましい。したがって前述のよう
に、放射線としてＵＶを用いる場合には基材フィルム２
は光透過性であることが必要であるが、放射線としてＥ
Ｂを用いる場合には基材フィルム２は必ずしも光透過性
である必要はない。
【００６４】このようにウェハチップＡ1，Ａ2……が設
けられた部分の放射線硬化型ウェハ固定層３に放射線を
照射して、放射線硬化型ウェハ固定層３の接着力を低下
せしめた後、放射線硬化型ウェハ固定層３を加熱し、ポ
リイミド樹脂部３ｂのみをチップ体の裏面に転写する。
加熱は、たとえば赤外線又はヒータ等を用い、好ましく
は１００〜３００℃程度、特に好ましくは１００〜１５
０℃程度、好ましくは１〜３０秒、特に好ましくは１〜
５秒程度行われる。
【００６５】このような加熱により、ポリイミド樹脂部
３ｂとチップ体裏面とが強固に接着する。加熱後、必要
あらば、所定の倍率でエキスパンドする。エキスパンド
を行うことによりチップ間隔が広がり、チップのピック
アップが容易になる。次いで、常法に従って基材フィル
ム２の下面から突き上げピン等によりピックアップすべ
きチップＡ1……を突き上げ、このチップＡ1……をたと
えば吸引コレットによりピックアップすると、ポリイミ
ド樹脂部３ｂが裏面に接着した状態でチップをピックア
ップすることができ、次いでこれを所定の基台上例えば
リードフレームにマウントする。
【００６６】本発明に係る半導体装置は、上記のように
して製造された、裏面にポリイミド樹脂部３ｂを有する
チップを、所定の基台上例えばリードフレームにマウン
トし、ボンディング後、常法にしたがって樹脂で封止す
ることによって得られ、図６に示すようなチップ裏面の
一部または全部がモールド樹脂に接触する構造を有す
る。このような本発明に係る半導体装置によれば、パッ
ケージクラック等が発生せず、信頼性を向上することが
できる。
【００６７】なお、この際に用いる封止樹脂としては、
クレゾールノボラック型エポキシ、ナフタレン型エポキ
シ、ビフェニル型エポキシあるいは芳香族多官能型エポ
キシを主原料とし、フェノールノボラック等の一般に用
いられる硬化剤およびシリカ、シリコーン、カーボン、
フィラー等を混合した樹脂が好ましく用いられる。
【００６８】
【発明の効果】本発明に係るウェハ貼着用粘着シート
は、ウェハプロセス終了後のウェハを貼付し、ダイシン
グ加工してチップとし、このチップを用いてＬＯＣ構造
に代表されるようなチップ裏面の一部または全部がモー
ルド樹脂に接触する構造の半導体装置を製造するために
用いられる。このような本発明によれば、製造された半
導体装置にパッケージクラック等が発生せず、製品の信
頼性を向上できるようになる。
【００６９】
【実施例】以下本発明を実施例により説明するが、本発
明はこれら実施例に限定されるものではない。
【００７０】なお、以下の実施例および比較例におい
て、「パッケージ・クラック発生率」は次のようにして
評価した。パッケージクラック発生率 ダイシング後、放射線照射した粘着テープからチップを
取り出し、リードフレームにマウントし、ボンディング
後、所定のモールド樹脂（ビフェニール型エポキシ樹
脂）で高圧封止する。１７５℃、５時間を要してその樹
脂を硬化させ、パッケージとして完成させた後、８５
℃、８５％ＲＨの環境下に１６８時間放置する。その
後、２１５℃のＶＰＳ（Vapor Phase Soldering）（所
要時間：１分間）を３回行ない、走査型超音波探傷機Ｓ
ＡＴ（scanning acoustic tomography）で封止樹脂のク
ラックを検査する。投入検体数に対するクラック発生体
数の比率をパッケージクラック発生率とする。
【００７１】また、ポリイミド系樹脂としては、ガラス
転移温度が２４０℃の熱可塑性ポリイミド樹脂（Ｎ−メ
チルピロリドン固形分３０％）を用い、放射線硬化型接
着剤としては、特公平５−５６１１２号公報実施例１に
記載の粘着剤を用いた。
【００７２】
【実施例１】厚さ５０μｍのポリエチレンテレフタレー
トフィルムの上に、ポリイミド系樹脂部（幅０．４ｍ
ｍ、厚さ１０μｍ）と放射線硬化型接着剤部（幅０．４
ｍｍ、厚さ１０μｍ）とをマイクロダイコーターを用い
て、それぞれストライプ状塗布（間隔０．１ｍｍ）し、
乾燥し、塗布面上に離型処理を施したポリエチレンテレ
フタレートの離型処理面を積層してウェハ貼着用粘着シ
ートを作成した。
【００７３】得られたウェハ貼着用粘着シートを５イン
チ径のシリコンウェハに貼着し、９．０ｍｍ×９．０ｍ
ｍのチップサイズにダイシングした。その後、ＵＶ照射
装置を用いて紫外線照射を行った後、２４０℃に加熱し
たホットプレート上にウェハ貼着用粘着シートを下にし
て１．０ｋｇ／ｃｍ2 で圧着し、ウェハとポリイミド樹
脂部との接着力を向上させた。
【００７４】さらに、ポリイミド樹脂部とともにチップ
をピックアップし、リードフレームにエポキシ接着剤で
ダイボンドし、ワイヤーボンドを行った。続いて、ビフ
ェニルタイプエポキシ樹脂によりモールドし、１．０ｍ
ｍ厚のＬＯＣ型の半導体装置を形成した。
【００７５】ダイシング加工、ピックアップ加工、ダイ
ボンディング加工、モールド加工は、問題なく行うこと
ができた。パッケージクラックの評価結果を表３に示
す。
【００７６】
【実施例２】ポリイミド系樹脂部および放射線硬化型接
着剤部の厚さを１５μｍとした以外は、実施例１と同様
の操作を行った。
【００７７】ダイシング加工、ピックアップ加工、ダイ
ボンディング加工、モールド加工は、問題なく行うこと
ができた。パッケージクラックの評価結果を表３に示
す。
【００７８】
【比較例１】ウェハ貼着用粘着シートに、ポリイミド樹
脂部を有しない紫外線硬化型粘着シートを用いて、実施
例１と同様に半導体装置を形成した。パッケージクラッ
クの評価結果を表３に示す。
【００７９】
【表３】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明で用いるウェハ貼着用粘着シートの概略
断面図である。
【図２】本発明で用いるウェハ貼着用粘着シートの概略
断面図である。
【図３】ウェハ貼着用粘着シートにウェハを貼付した状
態を示す。
【図４】貼付したウェハをダイシングし、シートをエキ
スパンドし、放射線を照射し、加熱しているた状態を示
す。
【図５】ピックアップしたチップの状態を示す。
【図６】ピックアップしたチップを用いて製造したＬＯ
Ｃ構造の半導体装置の断面図である。
【図７】従来例によるＬＯＣ構造の半導体装置の断面図
である。
【図８】従来例によるダイパットにスリットのある構造
の半導体装置の断面図である。
【図９】従来例によるＣＯＬ（chip on Lead）構造の半
導体装置の断面図である。
【符号の説明】
１…ウェハ貼着用粘着シート ２…基材フィルム ３…放射線硬化型ウェハ固定層 ３ａ…放射線硬化型接着剤部 ３ｂ…ポリイミド樹脂部 ４…剥離性シート Ａ…ウェハ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 梅 原 則 人 大分県速見郡日出町大字川崎字高尾4260 日本テキサス・インスツルメンツ株式 会社 日出工場内 (72)発明者 小 林 真 盛 埼玉県北葛飾郡吉川町吉川団地５街区11 −504 (72)発明者 江 部 和 義 埼玉県南埼玉郡白岡町下野田1375−19 (56)参考文献 特開 平５−152362（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−263382（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/301 H01L 21/60 301 H01L 21/68

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 基材フィルムと、この上に形成された放
    射線硬化型ウェハ固定層とからなり、 該放射線硬化型ウェハ固定層が、放射線硬化型接着剤部
    とポリイミド系樹脂部とが互いに重ならないようにパタ
    ーンコートされてなり、該放射線硬化型接着剤部の面積
    と該ポリイミド系樹脂部の面積の比（放射線硬化型接着
    剤部／ポリイミド系樹脂部）が１／１００〜１００／１
    の範囲にあるウェハ貼着用粘着シートであって、 その表面に回路が形成されるウェハの裏面を前記放射線
    硬化型ウェハ固定層に貼付し、この状態で前記ウェハを
    チップ単体にダイシングし、洗浄し、乾燥し、放射線を
    照射して前記放射線硬化型接着剤部の粘着力を低下さ
    せ、次いで前記放射線硬化型ウェハ固定層を加熱し、そ
    の後、前記チップをチップ裏面にポリイミド系樹脂部を
    伴ってピックアップして、リードフレームにマウント
    し、ボンディングし、モールドして、前記チップ裏面の
    一部または全部がパッケージ成型用モールド樹脂に接す
    る構造の半導体装置を製造する際に用いられるウェハ貼
    着用粘着シート。
  2. 【請求項２】 基材フィルムと、この上に形成された放
    射線硬化型ウェハ固定層とからなり、 該放射線硬化型ウェハ固定層が、放射線硬化型接着剤部
    とポリイミド系樹脂部とが互いに重ならないようにパタ
    ーンコートされてなり、該放射線硬化型接着剤部の面積
    と該ポリイミド系樹脂部の面積の比（放射線硬化型接着
    剤部／ポリイミド系樹脂部）が１／１００〜１００／１
    の範囲にあるウェハ貼着用粘着シートの放射線硬化型ウ
    ェハ固定層に、 その表面に回路が形成されるウェハの裏面を貼付し、こ
    の状態で前記ウェハをチップ単体にダイシングし、洗浄
    し、乾燥し、放射線を照射して前記放射線硬化型接着剤
    部の粘着力を低下させ、次いで前記放射線硬化型ウェハ
    固定層を加熱し、その後、前記チップをチップ裏面にポ
    リイミド系樹脂部を伴ってピックアップして、リードフ
    レームにマウントし、ボンディングし、モールドして得
    られる、前記チップ裏面の一部または全部がパッケージ
    成型用モールド樹脂に接する構造の半導体装置。
  3. 【請求項３】 前記半導体装置がＬＯＣ構造であること
    を特徴とする請求項２に記載の半導体装置。
  4. 【請求項４】 基材フィルムと、この上に形成された放
    射線硬化型ウェハ固定層とからなり、 該放射線硬化型ウェハ固定層が、放射線硬化型接着剤部
    とポリイミド系樹脂部とが互いに重ならないようにパタ
    ーンコートされてなり、該放射線硬化型接着剤部の面積
    と該ポリイミド系樹脂部の面積の比（放射線硬化型接着
    剤部／ポリイミド系樹脂部）が１／１００〜１００／１
    の範囲にあるウェハ貼着用粘着シートの放射線硬化型ウ
    ェハ固定層に、 その表面に回路が形成されるウェハの裏面を貼付し、こ
    の状態で前記ウェハをチップ単体にダイシングし、洗浄
    し、乾燥し、放射線を照射して前記放射線硬化型接着剤
    部の粘着力を低下させ、次いで前記放射線硬化型ウェハ
    固定層を加熱し、その後、前記チップをチップ裏面にポ
    リイミド系樹脂部を伴ってピックアップして、リードフ
    レームにマウントし、ボンディングし、モールドして、
    前記チップ裏面の一部または全部がパッケージ成型用モ
    ールド樹脂に接する構造の半導体装置を製造することを
    特徴とする半導体装置の製造方法。
  5. 【請求項５】 前記半導体装置がＬＯＣ構造であること
    を特徴とする請求項４に記載の半導体装置の製造方法。
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