JP5216393B2

JP5216393B2 - 半導体ウエハ処理用接着シート

Info

Publication number: JP5216393B2
Application number: JP2008100346A
Authority: JP
Inventors: 賢治小林; 芳昭杉下
Original assignee: Lintec Corp
Current assignee: Lintec Corp
Priority date: 2008-04-08
Filing date: 2008-04-08
Publication date: 2013-06-19
Anticipated expiration: 2028-04-08
Also published as: JP2009253082A

Description

本発明は半導体ウエハ処理用接着シートに係り、更に詳しくは、接着シートに貫通孔を設けることで接着シートを半導体ウエハに貼付する際の気泡混入を回避することのできる半導体ウエハ処理用接着シートに関する。

半導体ウエハ（以下、単に「ウエハ」と称する）は、その表面に多数の回路パターンが形成された後、裏面研削や、ダイシング等の処理工程に付され、最終的にチップ状に個片化されて当該チップがリードフレーム等の基板にボンディングされる。
これらの処理工程においては、ウエハの回路パターン形成面側或いは裏面側に接着シートを貼付することが行われており、このような接着シートとしては、例えば、特許文献１、２に開示されている。
特開平６−２１２２０号公報特開２００２−１５８１９３号公報

特許文献１、２に開示された接着シートは、その面内に多数の貫通孔を備えて構成されており、これら貫通孔により、接着シートをウエハの回路パターン形成面に貼付したときに、両者間に存在する空気を逃がすことで気泡混入が回避可能となっている。
しかしながら、例えばこのような接着シートを裏面研削用の表面保護シートとして使用した場合、貫通孔から冷却水が侵入してしまって回路が機能しなくなり、半導体チップの歩留が低下するという不都合を招来する。
また、前記のような各工程において、接着シートが引っ張られたり、弛んだりした状態でウエハに貼付され、当該ウエハに所定処理が行われると、研削後に接着シートの残留応力によって、ウエハが反り返ってカールした状態になったり、個片化後に接着シートが弛んでチップ同士が接触してチッピングが生じたりする。
しかしながら、特許文献１、２に開示された接着シートは、貫通孔を設けているものの、当該貫通孔は、接着シートをウエハに貼付した後、接着シートが引っ張られた状態で貼付されているのか、又は、弛んだ状態で貼付されているのか等の接着シートの貼付状態を評価するためのものとはなっていない。
従って、ウエハに貼付された接着シートが部分的若しくは全面的に引っ張られたり、弛んだりした状態で貼付されていても、これらの状態を検出したり、接着シートの評価をしたりすることはできない。

［発明の目的］
本発明は、このような不都合に着目して案出されたものであり、その目的は、ウエハに接着シートを貼付する際に貫通孔から空気を逃がして気泡混入を回避することができる半導体ウエハ処理用接着シートを提供することにある。

前記目的を達成するため、本発明は、基材シートの一方の面に設けられた膨潤性接着剤からなる接着剤層に半導体ウエハを接着して当該半導体ウエハを所定処理するための半導体ウエハ処理用接着シートにおいて、相互に所定距離を隔てて貫通孔が設けられ、当該貫通孔は、レーザ光線の照射により形成されるとともに、前記膨潤性接着剤を膨潤させることによって閉塞可能に設けられ、前記基材シート及び／又は接着剤層はレーザ光線の照射によって発色する組成物を含む、という構成を採っている。

また、前記接着剤層はエネルギー線硬化型樹脂を含有するものを用いることができる。

本発明において、前記半導体ウエハ処理装置としては、ウエハに保護シートを貼付するシート貼付装置、接着シートを介してウエハとリングフレームとを一体化するマウント装置、ウエハの裏面研削を行う研削装置、ウエハを個片化するダイシング装置等を例示することができるが、特にそれら装置に限定されることは無い。

本発明によれば、接着シートに貫通孔が形成されているため、接着シートをウエハに貼付する際に、接着シートとウエハとの間の空気を貫通孔から逃がすことができ、これにより、気泡が混入した状態での貼付が回避可能となる。
また、接着シートは、所定処理を施すことで貫通孔が閉塞するため、例えば、ウエハの裏面研削を行う際に、貫通孔から冷却水が侵入することを防止し、浸水による回路機能の損傷を抑制して、半導体チップの歩留が低下するといった不具合を効果的に防止することができる。
更に、接着剤を膨潤性接着剤とした場合には、接着シートが貼付されたウエハ全体を、例えば、水、油等の液体に浸漬したり、水、油等による加湿雰囲気内に投入することで、接着剤の体積を増大させて貫通孔を閉塞させることができる。
また、接着剤にエネルギー線硬化型樹脂を含有させることで、エネルギー線を照射して接着剤を硬化させ、接着剤の過大な膨潤を阻止したり、膨潤を部分的に阻止したりして膨潤度合いをコントロールすることができる。
更に、接着シート及び／又は接着剤が発色可能な組成物を含んだ構成であれば、レーザ光線を照射して貫通孔を形成したときに、当該孔の位置がシート基材の地色と色違いとなって明瞭性を付与できる。特に、撮像装置等によって機械的に貫通孔間距離を測長するような場合、接着シートが透明だと貫通孔を検出できずに誤測定してしまう場合があるが、貫通孔の位置若しくは貫通孔が形成されていた部位が発色していれば、その部位を容易に識別することができる。
従って、所定の工程を行う前後で、貫通孔間距離若しくは貫通孔跡間距離を測長し、それらデータを比較することで、接着シートの接着状態を把握することができる。
つまり、ウエハに貼付した後の貫通孔（跡）間距離が貼付する前の貫通孔（跡）間距離よりも長い場合には、接着シートが引っ張られた状態で貼付され、逆に、短いときは、弛んだ状態で貼付されていることとなる。
そこで、上記測長結果を基に、半導体ウエハ処理装置における各部の調整を行うことで、接着シートが部分的若しくは全面的に引っ張られたり、弛んだりした状態でウエハに貼付されるような不都合を回避することができる。
更に、貫通孔（跡）間距離を測長してデータ解析することで、裏面研削後、又は、ウエハの個片化後に接着シートが残留応力や弛みによってどのように変形するのか等を画像処理装置等によって事前に予知することができる。これにより、裏面研削前、又は、ダイシング前に接着シートを貼付し直したりすることでウエハを破壊させる要因を排除し、半導体チップの歩留低下を効果的に防止することができる。
また、貫通孔（跡）間距離の測長によって部分的に延びや弛みが検出された場合、その接着シートの品質や性質に何らかの不具合があることの評価基準としたり、異なる接着シートを貼付対象としたときの各接着シートの特性を評価したりすることも可能となる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

図１には、本実施形態に係る半導体ウエハ処理用接着シートＳ（以下、単に「接着シートＳ」と称する）を備えた原反Ｒの概略斜視図が示され、図２には、図１のａ矢視断面図が示されている。また、図３には、前記接着シートの平面図が示されている。これらの図において、原反Ｒは、帯状の剥離シートＲＬと、当該剥離シートＲＬに所定間隔を隔てて仮着された複数の接着シートＳとにより構成されている。接着シートＳは、平面形状が略円形となる基材シートＢＳと、これら基材シートＢＳの一方の面（図２中下面）に設けられた接着剤層Ａと、基材シートＢＳ及び接着剤層Ａを貫通する貫通孔Ｈとにより構成されている。

前記基材シートＢＳは、特に限定されるものではないが、本実施形態では樹脂シートにより構成されており、当該基材シートＢＳは、レーザ光線を照射することにより発色する組成物を含んで構成されている。この組成物としては、特開平５−２５４２５２号公報に開示された組成物等が例示できる。
また、接着剤層Ａは、水、油等の流体に浸漬したり、加湿雰囲気下において体積を膨張する膨潤性樹脂材料と、紫外線、電子線等の照射によって硬化するエネルギー線硬化型樹脂材料を含んで構成されている。膨潤性樹脂材料、エネルギー線硬化型樹脂材料としては、例えば、本出願人によって出願された特開２０００−２１２５２６号公報に開示されたもの等を用いることができる。

前記貫通孔Ｈは、レーザ光線を接着シートＳに照射することによって形成されており、基材シートＢＳに含まれる発色性組成物により、図２中ｂ部拡大図に示されるように、貫通孔Ｈの周辺に発色部Ｃが現れるようになっている。各貫通孔Ｈは、図３中左右及び上下にそれぞれ等距離を隔てた位置に形成されている。なお、図示例では、貫通孔Ｈは、明瞭性を確保するために大きく開放した孔径で表しているが、実際の孔径は、数十ミクロン（例えば３０ミクロン程度）と微少であり、また、貫通孔間距離は、微細ピッチ（例えば、１ｍｍ程度）で上下及び左右に並ぶ状態となっている。

前記接着シートＳは、図４に示されるように、ウエハＷの回路面を保護する保護シートとして利用することができる。接着シートＳを貼付する半導体ウエハ処理装置としてのシート貼付装置１０としては、図５に示されるように、ウエハＷを支持するテーブルＴと、剥離シートＲＬから接着シートＳを剥離して当該接着シートＳを繰り出すシート供給装置１１と、繰り出された接着シートＳに押圧力を付与する押圧手段１２とを含む。押圧手段１２は、プレスローラＰＲと、プレスローラＰＲの左右両側に位置し、当該プレスローラＰＲを上下に移動させてその押圧力を調整する左直動モータＭＬと右直動モータＭＲとからなる。このような構成により、繰り出される接着シートＳに同期して、ウエハＷを支持したテーブルＴが移動することで接着シートＳがウエハＷに貼付され、回路パターン形成面に接着シートＳが貼付される。

接着シートＳは、例えば、前記貼付が行われる前と貼付後で、図示しない撮像装置で撮像されて各貫通孔Ｈ間距離が測長され、測長された距離データの比較によって、接着シートＳがどのような状態で貼付されているかを把握することができる。この比較の結果、例えば、全域において貼付が行われる前後で各貫通孔Ｈ間距離が長くなったり、短くなった場合には、接着シートＳの繰出速度とテーブル移動速度との速度差や、プレスローラＰＲの押圧力を調整する。具体的には、接着シートＳが引っ張られて貼付される傾向にあるときには、接着シートＳの繰出速度をテーブル移動速度に対して相対的に速くなるように設定したり、左右直動モータＭＬ、ＭＲを上昇させてプレスローラＰＲの押圧力が小さくなるように調整すればよく、逆に、接着シートＳが弛んで貼付される傾向にあるときには、接着シートＳの繰出速度をテーブル移動速度に対して相対的に遅くなるように設定したり、左右直動モータＭＬ、ＭＲを下降させてプレスローラＰＲの押圧力が大きくなるように調整すればよい。
また、特定部位に上記のような傾向が現れた場合には、左右直動モータＭＬ、ＭＲを上下動させてプレスローラＰＲの左右の押圧力のバランスを調整し直したり、プレスローラＰＲ自体の調心や交換を行ったりすればよい。

なお、前述した測長は、貫通孔Ｈを閉塞した後の段階においても行うことができる。この貫通孔Ｈの閉塞処理は、ウエハＷの裏面研削を行う場合に有効となるもので、図６（Ａ）に示されるように、接着シートＳが貼付されたウエハＷを吸着保持装置２０で保持することによって行われる。
吸着保持装置２０に保持されたウエハＷは、図６（Ｂ）に示されるように、接着シートＳの外周側に紫外線照射装置２１で紫外線を照射し、接着剤層Ａの外周側を硬化させて外周側が膨潤しないように処理したり、或いは、図６（Ｃ）に示されるように、リング状のマスク部材２３でウエハＷ及び接着シートＳの外周部をマスキングし、接着シートＳ及びウエハＷの外周縁側から水等が侵入しないように処理される。
この後、図６（Ｄ）、（Ｅ）に示されるように、ウエハＷを水、油等が収容されている容器２５内に浸漬する他、加湿雰囲気を形成するチャンバ２６内に収容し、ｄ部拡大図に示されるように、接着剤層Ａを膨潤させて貫通孔Ｈを閉塞させる。閉塞した貫通孔Ｈは、貫通孔跡Ｈ１となる。
そして、図６（Ｆ）に示されるように、前記接着シートＳの全域に紫外線を照射して接着剤層Ａを全体的に硬化させることで後工程、特に裏面研削工程における冷却水によって接着剤の過大な膨潤を阻止することができるうえ、接着シートＳの剥離容易性が確保される（参照）。また、接着剤層Ａの硬化は、接着シートＳを最終的に剥離する際に、ウエハＷ側に接着剤が残ってしまう不都合を回避することとなる。
なお、前記接着シートＳに対し、図６（Ｂ）及び（Ｃ）の処理を行うことなく図６（Ｄ）又は（Ｅ）の処理に移行することでもよい。
以上の処理を行った状態で、前述した測長と同様に発色部Ｃの位置を測長して接着シートＳの接着状態や特性評価を行うことができる。

従って、このような実施形態によれば、接着シートＳに貫通孔Ｈが形成されているため、ウエハに貼付する際に貫通孔Ｈが空気通路となり、接着シートＳとウエハＷとの間に気泡を混入させることが防止される。
また、貫通孔Ｈ間距離若しくは貫通孔Ｈを閉塞した跡の貫通孔跡Ｈ１間距離を測長して設定距離との比較により接着シートＳの接着状態を把握することができ、これにより、事前、事後のウエハ処理装置における調整や対応を臨機応変に採ることができる、という効果を得る。

以上のように、本発明を実施するための最良の構成、方法等は、前記記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。
すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示、説明されているが、本発明の技術的思想及び目的の範囲から逸脱することなく、以上説明した実施形態に対し、形状、位置若しくは配置等に関し、必要に応じて当業者が様々な変更を加えることができるものである。

例えば、前記実施形態における接着シートＳは、ウエハＷの回路パターンを保護する保護シートとして図示、説明したが、本発明はこれに限られるものではない。具体的には、ウエハＷをリングフレームにマウントするマウントシートや、ダイシング・ダイボンディングシートとして接着シートＳを利用することもできる。

また、裏面研削される前に貫通孔跡Ｈ１間の距離を測長すれば、裏面研削する前の段階で研削後のウエハＷの反り等を事前に予知することができ、ウエハＷの割れを未然に防止することができる。

更に、グラインド前の測長データとグラインド後の測長データとを比較して、グラインド工程において、どのような外力が加えられ、ウエハＷにどのようなストレスが加えられたのか等を調べるための半導体ウエハ処理装置用の評価用シートとしたり、ウエハＷを個片化する前後において測長データを比較してダイシング装置の調整用や評価用シートとしても使用できる。

また、接着シートを新規に開発すべく、耐熱、耐候、耐薬品性、引張り、耐荷重等の各種試験の前後で貫通孔Ｈ間の距離を測長し、それらデータを比較して基材シートＢＳや、接着剤の特性を評価する接着シート自体の特性評価用シートとしても使用できる。

更に、前記実施形態では、基材シートＢＳが発色する組成物を含むものとして説明したが、接着剤層Ａに同様の組成物を含有させてもよく、更に、基材シートＢＳ及び接着剤層Ａの双方に前記組成物を含有させてもよい。

また、接着シートＳは、予め切断されて剥離シートＲＬ上に仮着されたものに限定されることなく、帯状の接着シートＳとしてもよい。この場合、接着シートＳをウエハＷ等の被着体に貼付する前や後で、所定の形状に切断するようにすればよい。

本実施形態に係る半導体ウエハ処理用接着シートを含む原反の斜視図。図１のａ矢視断面図。接着シートの平面図。接着シートをウエハに貼付した状態を示す斜視図。シート貼付装置の概略斜視図。ウエハに貼付された接着シートを所定処理する工程を示す説明図。

符号の説明

Ａ接着剤層
ＢＳ基材シート
Ｈ貫通孔
Ｓ半導体ウエハ処理用接着シート
Ｗ半導体ウエハ
１０シート貼付装置（半導体ウエハ処理装置）

Claims

基材シートの一方の面に設けられた膨潤性接着剤からなる接着剤層に半導体ウエハを接着して当該半導体ウエハを所定処理するための半導体ウエハ処理用接着シートにおいて、
相互に所定距離を隔てて貫通孔が設けられ、当該貫通孔は、レーザ光線の照射により形成されるとともに、前記膨潤性接着剤を膨潤させることによって閉塞可能に設けられ、
前記基材シート及び／又は接着剤層はレーザ光線の照射によって発色する組成物を含むことを特徴とする半導体ウエハ処理用接着シート。
前記接着剤層はエネルギー線硬化型樹脂を含有することを特徴とする請求項１記載の半導体ウエハ処理用接着シート。