JP4085836B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウエハの表面にスクリーン印刷方式により印刷用ペーストを塗布して保護膜を形成する際に用いられるスクリーン印刷用のスクリーン版を用いての半導体装置の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、半導体ウエハの表面に保護膜を形成する方法として、スクリーン印刷方式によりウエハ表面に印刷用ペーストを塗布する方法が公知である。このスクリーン印刷に使用されるワニスとして、種々の化合物が提案されている(特許文献1参照)。
【0003】
図15および図16は、それぞれ、スクリーン印刷方式によりウエハ表面に印刷用ペーストを塗布するときの状況を示す平面図および断面図である。これらの図において、符号1はスクリーン版であり、符号2は版枠であり、符号3はスクリーンメッシュである。スクリーンメッシュ3は、版枠2に張力をかけた状態で張り付けられている。スクリーンメッシュ3の裏面には、図示しない乳剤が、ウエハの印刷用ペーストが塗布されない領域(以下、ペースト抜き領域とする)に対応して選択的に貼り付けられている。
【0004】
印刷用ペーストを塗布する際には、ステージ4上にウエハ5を載せ、その上方にスクリーン版1を数mm離して位置させる。そして、スクリーンメッシュ3上に印刷用ペースト6を薄く塗り広げた後、へラ状のスキージ7でウエハ5にスクリーンメッシュ3を押し付ける。
【0005】
スクリーンメッシュ3は、可撓性を有しているので、スキージ7による押し付けにより伸びてウエハ表面に接触する。その際、印刷用ペースト6は、スクリーンメッシュ3の隙間を通り抜けるが、スクリーンメッシュ3の乳剤が貼り付けられている領域を通り抜けることはできない。
【0006】
この状態で、スキージ7を、図15または図16に示す矢印方向に移動させる。スキージ7の移動に伴い、スクリーンメッシュ3の、ウエハ5に接触していた部分は、スクリーンメッシュ3の復元力により、ウエハ5から離れる。このときに、スクリーンメッシュ3を通り抜けた印刷用ペースト6がウエハ表面に転写される。
【0007】
ところで、印刷用ペースト6の粘度が比較的高いため、スクリーンメッシュ3とウエハ5との間には、タッキング力と呼ばれる接着力が生じる。タッキング力は、印刷用ペースト6がウエハ表面に付着する面積が大きいほど強くなるので、ウエハ中央部付近を印刷しているときに強くなり、ウエハ外周部付近では弱くなる。それに対して、スクリーンメッシュ3の復元力は、ウエハ5からの離れやすさを考慮して、タッキング力に見合うように強めに設定されているが、スクリーンメッシュ3の中央部では外周部よりもやや弱い。
【0008】
また、スクリーンメッシュ3がウエハ5から離れる際に、印刷用ペースト6が、乳剤で遮られていても、ウエハ表面のペースト抜き領域側にはみ出るだれ込みと呼ばれる現象が発生する。そのため、通常は、そのだれ込み分を見込んで、乳剤の形状を大きくしている。だれ込みの見込み量は、印刷用ペースト6の粘度特性や印刷条件などによって変化するが、数〜数十μm程度である。
【0009】
【特許文献1】
特開2000−154346号公報
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したように、ウエハ外周部を印刷しているときには、タッキング力が弱いにもかかわらず、スクリーンメッシュ3の復元力は強いため、印刷用ペースト6の転写が完全に終了する前にスクリーンメッシュ3がウエハ5から離れたり、スクリーンメッシュ3をウエハ5に押し付ける力が不足することがある。それによって、図17に従来のウエハ全体を示し、図18に従来のウエハ最外周部の一部(図17の丸で囲む部分)を拡大して示すように、ウエハ5の最外周部に位置するチップの保護膜パターン8がかすれてしまうという問題点がある。
【0011】
また、図19(a)に従来の一チップの保護膜パターン8を示し、同図(b)および(c)に従来の一チップの保護膜パターン8に対応するスクリーン版のパターンの平面図および断面図を示すように、保護膜パターン8のペースト塗布領域9の凹状の角部、すなわちペースト抜き領域10の凸状の角部(同図(a)に丸で囲む部分)は、印刷用ペーストのだれ込みの影響が特に大きい。そのため、図19の(b)および(c)に示すように、スクリーンメッシュ3の裏面に貼り付けられた乳剤11の角部が、ペースト抜き領域10の凸状の角部と同じように角張っていても、図20に模式的に示すように、ペースト抜き領域10の凸状の角部が丸くなってしまう。つまり、パターニング性が悪いという問題点がある。
【0012】
また、図22に従来の乳剤パターンを示すように、スクリーンメッシュの乳剤11のない領域12が、乳剤11により閉じられた形となっているため、図21に示すように、乳剤11のない領域12の、スキージ7の進行方向の塗り終わりの部分に、スクリーンメッシュ3とウエハ5との間に空気溜まり13ができてしまう。それによって、その塗り終わりの部分では、印刷用ペースト6がウエハ5に接触しにくくなり、図23に示すように、保護膜パターン8の塗り終わりの部分に、かすれなどの保護膜非形成領域14が生じるという問題点がある。
【0013】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、パターニング性に優れたスクリーン印刷を実現するスクリーン版を用いての製造方法を提供することを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、半導体ウエハの表面に、せん断速度が0.1〜20s-1の範囲における粘度が100〜10000Pa・sである印刷用ペーストを、スクリーン印刷方式により塗布する方法であって、最も外側に位置するチップパターンの外側に、50〜2000μmの間隔をあけて、50〜5000μmの幅または5000μm以上の幅を有するダミーパターンが設けられているスクリーン版を用いて製造することを特徴とする。この発明において、前記ダミーパターンは、破線状、点線状、円形状、楕円形状、多角形状、またはそれらのうちの2以上の形状の組み合わせよりなる形状のパターンであってもよい。
【0015】
この発明によれば、ダミーパターンの転写時にスクリーンメッシュがウエハに接触して充分な接着力が発生するので、チップパターンを転写するときには、スクリーンメッシュがウエハに、印刷用ペーストがスクリーン版側からウエハ側に転写されるのに充分な時間、接触することになる。また、ダミーパターンを、破線状や点線状等にすることによって、ダミーパターンの印刷に使用されるペースト量が減る。
【0018】
また、上記目的を達成するため、本発明は、印刷時にスキージが移動する方向に隣り合うチップパターンが互いにつながっていることを特徴とする。この発明において、印刷時にスキージが移動する方向と異なる方向に隣り合うチップパターンが互いにつながっていてもよい。
【0019】
この発明によれば、あるチップパターンの転写時に、スクリーンメッシュとウエハの間に溜まった空気が、つぎに転写されるチップパターンヘ逃げることにより、転写中のチップパターンの塗り終わりの部分まで、印刷用ペーストがスクリーン版側からウエハ側に転写される。また、印刷方向を変更した場合も、同様である。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1にかかるスクリーン版を用いて印刷した場合のウエハ全体の保護膜パターンを模式的に示す平面図である。図2は、図1の丸で囲むウエハ最外周部の保護膜パターンを模式的に示す平面図である。図1に示すように、実施の形態1にかかるスクリーン版を用いて印刷すると、半導体ウエハ5の表面に、本来必要とされる複数のチップの保護膜パターン8と、この保護膜パターン群を囲む囲繞パターン21が形成される。
【0021】
つまり、特に図示しないが、実施の形態1にかかるスクリーン版では、印刷用ペーストの通過を遮る乳剤が、スクリーンメッシュの裏面の、図1にハッチングを付して示す保護膜パターン8および囲繞パターン21に対応する領域以外の領域に貼り付けられている。そして、スクリーン版の、囲繞パターン21を転写するためのダミーパターンは、スクリーン版の、最外周の保護膜パターン8を転写するためのチップパターンの外側に、50〜2000μmの間隔をあけて設けられている。また、ダミーパターンの線幅は、50〜5000μmであるのが適当である。必要に応じて、ダミーパターンの線幅が5000μm以上の場合もある。
【0022】
ここで、ダミーパターンとチップパターンとの間隔、およびダミーパターンの線幅は、印刷用ペーストの粘度や、スクリーンメッシュの構成等により適宜選択される。ダミーパターンとチップパターンとの間隔、およびダミーパターンの線幅の上述した値は、たとえばセントラル硝子社製のPP3010ポリイミドペーストと、東京プロセスサービス社製のステンレスメッシュスクリーン版を用い、ポリイミドペーストの粘度を、せん断速度が0.1〜20s-1の範囲において100〜10000Pa・sとした場合に適当である。なお、印刷用ペースト材料として、ポリイミド以外にも、エポキシやビスマレイミドなどの絶縁材料を用いることもできる。
【0023】
図1に示す例では、ダミーパターンは実線状である。その他にも、特に図示しないが、ダミーパターンは、破線状や点線状であってもよいし、円形状や楕円形状や多角形状であってもよい。また、ダミーパターンが、実線状の部分、破線状の部分、点線状の部分、円形状の部分や、楕円形状の部分および多角形状の部分のうち、2種以上が混在する構成となっていてもよい。
【0024】
上述した実施の形態1によれば、ダミーパターンの転写時にスクリーンメッシュがウエハ5に接触して充分な接着力が発生するので、チップパターンを転写するときには、スクリーンメッシュがウエハ5に、印刷用ペーストがスクリーン版側からウエハ側に転写されるのに充分な時間、接触することになる。したがって、図2に示すように、ウエハ5に転写された囲繞パターン21には、かすれが発生する場合があるが、その内側の保護膜パターン8には、かすれが発生しない。また、ダミーパターンを、破線状や点線状等にすることによって、ダミーパターンの印刷に使用されるペースト量が減るので、製造コストの増大を最小限に抑えることができる。なお、囲繞パターン21は本来不要であるため、囲繞パターン21にかすれが発生しても何ら問題にはならない。
【0025】
実施の形態2.
図3は、本発明の実施の形態2にかかるスクリーン版の乳剤の、図19(a)に丸い囲みで示すペースト抜き領域10の凸状角部に対応する部分を拡大して示す平面図である。図3に示すように、乳剤11の凸状角部は、乳剤11のない領域12に向かって外向きに突出する尖形状に形成されている。図3に、尖形状の部分を符号31で示す。
【0026】
ここで、図3に、実際に印刷したときのペーストのだれ込みによる終端の縁(ペースト抜き領域との境界線)を二点鎖線B−C−Dで示し、従来の乳剤の凸状角部の形状を表す外形線を二点鎖線E−F−Gで示し、尖形状部分31の頂点をHとする。また、説明の便宜上、図20に示す従来例において、だれ込みがない場合に期待されるペーストの終端の縁(本来のペースト抜き領域10との境界線)を二点鎖線J−K−Lで示す。
【0027】
実施の形態2では、図3のE−F−G−Hで囲まれる部分、すなわち従来の乳剤の角部に対して凸状に付加された尖形状部分31の面積は、図20のJ−K−Lで囲まれる部分、すなわち従来の乳剤の角部に対してだれ込みにより丸められた部分の面積とほぼ同じであるのが好ましい。この場合には、凸状角部での印刷用ペーストのだれ込み分を相殺することができるので、ペースト抜き領域の角が丸まるのを緩和することができる。より所望の形状の保護膜パターンを得るため、図4に示すように、乳剤11の凸状角部の尖形状部分32を、頂点H’に向かってより尖形となるような曲線E’−H’およびG’−H’で構成してもよい。
【0028】
また、乳剤11の凸状角部を、図5に示すように、外向きに膨らむように突出する円弧状部分33としてもよいし、図6に示すように、角部を構成する二辺M−NおよびP−Qに対して斜め方向外向きに突出する凸状部分34としてもよい。このようにすれば、乳剤11の角部の裏側に印刷用ペーストが廻り込むのが抑制されるので、にじみのない保護膜パターンが得られる。
【0029】
実施の形態3.
図7は、本発明の実施の形態3にかかるスクリーン版の乳剤パターンの一例についてその一部を模式的に示す平面図である。図7に示すように、スクリーンメッシュの乳剤11のない領域12は、印刷方向、すなわち印刷時にスキージが移動する方向に隣り合う別の乳剤のない領域12に、連通パターン部41を介してつながっている。
【0030】
したがって、たとえば図7において左上のパターンを印刷しているときに、その左上のパターンの乳剤のない領域12に溜まる空気は、スキージの移動とともに、連通パターン部41を通って、右下のパターンの乳剤のない領域12に逃げる。それによって、図8に保護膜パターン8を示すように、左上のパターンの塗り終わりの部分においても、印刷用ペーストがスクリーン版側からウエハ側に転写されるので、塗り終わりの部分にかすれが発生しない。なお、連通パターン部41で転写されたペーストは、ダイシングの際に切除される。また、印刷方向は逆方向であってもよい。
【0031】
また、図9、図11または図13に示すように、乳剤11のない領域12を、印刷方向に隣り合う別の乳剤のない領域12と、印刷方向に交差する方向に隣り合うさらに別の乳剤のない領域12の両方に、連通パターン部42,43,44を介してつなげてもよい。図9に示す例では、連通パターン部42は、左上のパターンを左下、右下および右上の三つのパターンにつなげるように、たすきがけ状になっている。このパターンにより転写される保護膜パターン8を図10に示す。このパターンでは、図示の印刷方向と90°,180°,270°の角度を変えた方向から印刷することができる。
【0032】
図11に示す例では、連通パターン部43は矩形状であり、図13に示す例では、連通パターン部44は矩形の輪状であり、それぞれ左上のパターンを左下、右下および右上の三つのパターンにつなげている。図11または図13のパターンにより転写される保護膜パターン8を、それぞれ図12または図14に示す。この図11、図13のパターンでは図9の4方向の印刷方向にさらにその間の4方向を加えた8方向から印刷することができる。
【0033】
以上において本発明は、上述した各実施の形態に限らず、種々変更可能である。また、実施の形態1〜3をそれぞれ単独で適用してもよいし、いずれか二つまたは三つとも適用してもよい。また、本発明は、半導体ウエハに保護膜を形成する場合に限らず、スクリーン印刷全般に適用可能である。
【0034】
【発明の効果】
本発明によれば、ダミーパターンの転写時にスクリーンメッシュとウエハとの間に充分な接着力が発生することにより、チップパターンの転写時にスクリーンメッシュがウエハに充分に長い時間、接触することになるので、かすれることなくチップパターンを転写することができる。また、ダミーパターンを、破線状や点線状等にすることによって、ダミーパターンの印刷に使用されるペースト量が減るので、製造コストの増大を最小限に抑えることができる。
【0035】
また、本発明によれば、印刷用ペーストがペースト抜き領域の角部にだれ込む面積と同程度の面積となるように、乳剤の凸状の角部を、外向きに突出する尖形状に形成することにより、印刷用ペーストがペースト抜き領域の角部にだれ込む分が相殺されるので、ペースト抜き領域の角部が丸まるのを抑制することができる。また、乳剤の凸状の角部を、円弧状や凸状に形成することにより、この乳剤の凸状の角部の裏側に印刷用ペーストが廻り込むのが抑制されるので、転写されたパターンににじみが生じるのを抑えることができる。
【0036】
また、本発明によれば、あるチップパターンの転写時に、スクリーンメッシュとウエハの間に溜まった空気が、つぎに転写されるチップパターンヘ逃げることにより、転写中のチップパターンの塗り終わりの部分まで、印刷用ペーストがスクリーン版側からウエハ側に転写されるので、かすれの発生を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1にかかるスクリーン版を用いて印刷した場合のウエハ全体の保護膜パターンを模式的に示す平面図である。
【図2】図1の丸で囲むウエハ最外周部の保護膜パターンを模式的に示す平面図である。
【図3】本発明の実施の形態2にかかるスクリーン版の乳剤の凸状角部における形状の一例を示す部分拡大平面図である。
【図4】本発明の実施の形態2にかかるスクリーン版の乳剤の凸状角部における形状の他の例を示す部分拡大平面図である。
【図5】本発明の実施の形態2にかかるスクリーン版の乳剤の凸状角部における形状の他の例を示す部分拡大平面図である。
【図6】本発明の実施の形態2にかかるスクリーン版の乳剤の凸状角部における形状の他の例を示す部分拡大平面図である。
【図7】本発明の実施の形態3にかかるスクリーン版の乳剤パターンの一例についてその一部を模式的に示す平面図である。
【図8】図7に示す乳剤パターンにより形成される保護膜パターンを模式的に示す平面図である。
【図9】本発明の実施の形態3にかかるスクリーン版の乳剤パターンの他の例についてその一部を模式的に示す平面図である。
【図10】図9に示す乳剤パターンにより形成される保護膜パターンを模式的に示す平面図である。
【図11】本発明の実施の形態3にかかるスクリーン版の乳剤パターンの他の例についてその一部を模式的に示す平面図である。
【図12】図11に示す乳剤パターンにより形成される保護膜パターンを模式的に示す平面図である。
【図13】本発明の実施の形態3にかかるスクリーン版の乳剤パターンの他の例についてその一部を模式的に示す平面図である。
【図14】図13に示す乳剤パターンにより形成される保護膜パターンを模式的に示す平面図である。
【図15】スクリーン印刷方式によりウエハ表面に印刷用ペーストを塗布するときの状況を示す平面図である。
【図16】スクリーン印刷方式によりウエハ表面に印刷用ペーストを塗布するときの状況を示す断面図である。
【図17】従来のスクリーン版を用いて印刷した場合のウエハ全体の保護膜パターンを模式的に示す平面図である。
【図18】図17の丸で囲むウエハ最外周部の保護膜パターンを模式的に示す平面図である。
【図19】一チップの保護膜パターンおよびそれに対応するスクリーン版のパターンを模式的に示す平面図および断面図である。
【図20】従来のスクリーン版を用いて印刷した場合のだれ込みによりペースト抜き領域の角部が丸くなった様子を模式的示す要部拡大平面図である。
【図21】従来のスクリーン版を用いて印刷した場合にスクリーンメッシュとウエハとの間に空気溜まりができる様子を示す要部拡大断面図である。
【図22】従来のスクリーン版の乳剤パターンの一部を模式的に示す平面図である。
【図23】図22に示す乳剤パターンにより形成される保護膜に保護膜非形成領域が生じた状態を模式的に示す平面図である。
【符号の説明】
1 スクリーン版
5 半導体ウエハ
6 印刷用ペースト
7 スキージ
11 乳剤
31,32 乳剤の凸状角部の尖形状部分
33 乳剤の凸状角部の円弧状部分
34 乳剤の凸状角部の凸状部分
Claims (7)
- 半導体ウエハの表面に、せん断速度が0.1〜20s-1の範囲における粘度が100〜10000Pa・sである印刷用ペーストを、スクリーン印刷方式により塗布する方法であって、
最も外側に位置するチップパターンの外側に、50〜2000μmの間隔をあけて、50〜5000μmの幅を有するダミーパターンが設けられているスクリーン版を用いてスクリーン印刷で印刷用ペーストを塗布することを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 半導体ウエハの表面に、せん断速度が0.1〜20s-1の範囲における粘度が100〜10000Pa・sである印刷用ペーストを、スクリーン印刷方式により塗布する方法であって、
最も外側に位置するチップパターンの外側に、50〜2000μmの間隔をあけて、5000μm以上の幅を有するダミーパターンが設けられているスクリーン版を用いてスクリーン印刷で印刷用ペーストを塗布することを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 前記ダミーパターンは、破線状、点線状、円形状、楕円形状、多角形状、またはそれらのうちの2以上の形状の組み合わせよりなる形状のパターンであ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。
- 半導体ウエハの表面に、せん断速度が0.1〜20s -1 の範囲における粘度が100〜10000Pa・sである印刷用ペーストを、スクリーン印刷方式により塗布する方法であって、
最も外側に位置するチップパターンの外側に、50〜2000μmの間隔をあけて、50〜5000μmの幅を有するダミーパターンが設けられ、
印刷用ペーストの通過を妨げる乳剤の角部が、外向きの凸状に形成され、
印刷時にスキージが移動する方向に隣り合うチップパターンが互いにつながっているスクリーン版を用いてスクリーン印刷で印刷用ペーストを塗布することを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 半導体ウエハの表面に、せん断速度が0.1〜20s -1 の範囲における粘度が100〜10000Pa・sである印刷用ペーストを、スクリーン印刷方式により塗布する方法であって、
最も外側に位置するチップパターンの外側に、50〜2000μmの間隔をあけて、5000μm以上の幅を有するダミーパターンが設けられ、
印刷用ペーストの通過を妨げる乳剤の角部が、外向きの凸状に形成され、
印刷時にスキージが移動する方向に隣り合うチップパターンが互いにつながっているスクリーン版を用いてスクリーン印刷で印刷用ペーストを塗布することを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 前記ダミーパターンは、破線状、点線状、円形状、楕円形状、多角形状、またはそれらのうちの2以上の形状の組み合わせよりなる形状のパターンであることを特徴とする請求項4または5に記載の半導体装置の製造方法。
- 印刷時にスキージが移動する方向と異なる方向に隣り合うチップパターンが互いにつながっていることを特徴とする請求項4〜6のいずれか一つに記載の半導体装置の製造方法。
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