JP5428169B2 - Manufacturing method of semiconductor device - Google Patents
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Description
本発明は、半導体装置の製造方法、前記半導体装置の製造方法に用いられるダイボンディングフィルム、および前記ダイボンディングフィルムを用いた半導体装置に関する。 The present invention relates to a semiconductor device manufacturing method, a die bonding film used in the semiconductor device manufacturing method, and a semiconductor device using the die bonding film.
従来、半導体チップと半導体チップ搭載用支持部材の接合には、接着剤層として銀ペーストが主に使用されていた。近年の半導体チップの小型化・高性能化に伴い、使用される支持部材にも小型化、細密化が要求されるようになってきた。さらに、携帯機器等の小型化、高密度化の要求に伴って、内部に複数の半導体チップを積層した半導体装置が開発、量産されている。このような状況において、前記銀ペーストでは、はみ出しや半導体チップの傾きに起因するワイヤボンディング時における不具合の発生、接着剤層の膜厚の制御困難性、および接着剤層のボイド発生などにより前記要求に対処しきれなくなってきている。そのため、近年、フィルム状のダイボンディング材（以下ダイボンディングフィルムと記載）が使用されるようになってきた。 Conventionally, a silver paste has been mainly used as an adhesive layer for joining a semiconductor chip and a semiconductor chip mounting support member. With the recent miniaturization and high performance of semiconductor chips, the supporting members used have been required to be miniaturized and densified. Furthermore, along with demands for miniaturization and higher density of portable devices and the like, semiconductor devices in which a plurality of semiconductor chips are stacked are being developed and mass-produced. In such a situation, the silver paste requires the above-mentioned demands due to occurrence of defects during wire bonding due to protrusion or inclination of the semiconductor chip, difficulty in controlling the thickness of the adhesive layer, and generation of voids in the adhesive layer. It has become impossible to cope with. Therefore, in recent years, a film-like die bonding material (hereinafter referred to as a die bonding film) has been used.
ダイボンディングフィルムは下記のいずれかの方法により用いられる。（１）ダイボンディングフィルムを任意のサイズに切り出して配線付基板または半導体チップに貼り付け、半導体チップを配線付基板または半導体チップに熱圧着する。（２）ダイボンディングフィルムを半導体ウェハ全体に貼り付けた後に回転刃にて個片化し、ダイボンディングフィルム付きの半導体チップを得て、それを配線付基板または半導体チップに熱圧着する。特に、近年は半導体装置作製工程の簡略化を目的とし、上記（２）の工程が主に用いられている。 The die bonding film is used by any of the following methods. (1) A die bonding film is cut into an arbitrary size and attached to a substrate with wiring or a semiconductor chip, and the semiconductor chip is thermocompression bonded to the substrate with wiring or the semiconductor chip. (2) Affixing the die bonding film to the entire semiconductor wafer and then separating it with a rotary blade to obtain a semiconductor chip with a die bonding film, which is thermocompression bonded to the substrate with wiring or the semiconductor chip. Particularly, in recent years, the process (2) is mainly used for the purpose of simplifying the semiconductor device manufacturing process.
ダイボンディングフィルムを半導体ウェハ全体に貼付け、回転刃で切断する工程において、従来は回転刃にて半導体ウェハおよびダイボンディングフィルムを完全に切断する工程が一般的となっている。しかし、半導体ウェハが薄くなるにしたがって、切断時に発生する半導体チップ側面の割れ（チップクラック）とバリを低減することが困難となっている。さらに、それと共に、チップクラックやバリが原因で、個片化した半導体チップをダイシングテープから割れなく剥がす（ピックアップする）ことが困難となっている。 In the process of sticking the die bonding film to the entire semiconductor wafer and cutting with a rotary blade, conventionally, the process of completely cutting the semiconductor wafer and the die bonding film with the rotary blade has become common. However, as the semiconductor wafer becomes thinner, it becomes difficult to reduce cracks (chip cracks) and burrs on the side surface of the semiconductor chip that occur during cutting. In addition, due to chip cracks and burrs, it is difficult to peel (pick up) individualized semiconductor chips from the dicing tape without cracking.
本発明は、上記した従来技術の問題を鑑み、容易にチップクラックやバリを低減できる半導体装置の製造方法、前記製造方法に用いるダイボンディングフィルム、および、前記ダイボンディングフィルムを用いた半導体装置を提供することを目的とする。 In view of the above-described problems of the prior art, the present invention provides a semiconductor device manufacturing method that can easily reduce chip cracks and burrs, a die bonding film used in the manufacturing method, and a semiconductor device using the die bonding film. The purpose is to do.
本発明は、ダイボンディングフィルムと、前記ダイボンディングフィルム上に積層された半導体ウェハとを含む積層品を回転刃で切断する工程を有する半導体装置の製造方法において、前記ダイボンディングフィルムを厚み方向に完全には切断せず、前記ダイボンディングフィルムの厚みの一部を残すことを特徴とする半導体装置の製造方法に関する。
また、本発明は、前記半導体装置の製造方法に用いるダイボンディングフィルムに関する。
さらに、本発明は、前記ダイボンディングフィルムを用いてなる半導体装置に関する。
The present invention provides a semiconductor device manufacturing method including a step of cutting a laminated product including a die bonding film and a semiconductor wafer laminated on the die bonding film with a rotary blade, wherein the die bonding film is completely formed in the thickness direction. The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device, characterized in that a part of the thickness of the die bonding film is left without being cut.
Moreover, this invention relates to the die-bonding film used for the manufacturing method of the said semiconductor device.
Furthermore, the present invention relates to a semiconductor device using the die bonding film.
本発明により、容易にチップクラックやバリを低減し、良好なピックアップ性を得ることができる半導体装置の製造方法、前記製造方法に用いるダイボンディングフィルム、および前記ダイボンディングフィルムを用いた半導体装置を提供することが可能となった。 According to the present invention, there are provided a semiconductor device manufacturing method capable of easily reducing chip cracks and burrs and obtaining good pickup properties, a die bonding film used in the manufacturing method, and a semiconductor device using the die bonding film. It became possible to do.
本発明の半導体装置の製造方法は、ダイボンディングフィルムと、前記ダイボンディングフィルム上に積層された半導体ウェハとを含む積層品を回転刃で切断する工程を有し、前記ダイボンディングフィルムを厚み方向に完全には切断せず、前記ダイボンディングフィルムの厚みの一部を残すことを特徴とする。積層品は、ダイボンディングフィルムと半導体ウェハとを含むが、さらに任意のフィルムなどを含んでいてもよい。積層品の具体例については後述するが、積層品の一例である半導体ウェハ、ダイボンディングフィルム、およびダイシングテープをこの順に含む積層品を例に、本発明の半導体装置の製造方法について説明する。 The manufacturing method of the semiconductor device of this invention has the process of cut | disconnecting the laminated product containing a die bonding film and the semiconductor wafer laminated | stacked on the said die bonding film with a rotary blade, The said die bonding film is made into the thickness direction. It is characterized by not cutting completely but leaving a part of the thickness of the die bonding film. The laminated product includes a die bonding film and a semiconductor wafer, but may further include an arbitrary film. Although the specific example of a laminated product is mentioned later, the manufacturing method of the semiconductor device of this invention is demonstrated to the example of the laminated product which contains the semiconductor wafer which is an example of a laminated product, the die bonding film, and the dicing tape in this order.
本発明の半導体装置の製造方法では、例えば、後述する方法で半導体ウェハと、ダイボンディングフィルムと、ダイシングテープとを貼り合わせた後に、切断装置（ダイサー）の回転刃で切断し所望の大きさの半導体チップを得る。本発明では、この工程を、ダイボンディングフィルムを厚み方向に完全には切断せずに完了する。ダイボンディングフィルムの完全に切断されずに残った部分（未切断部）は、通常、次工程として行われるダイボンディング工程において切断することができる。具体的には、ダイボンダーにおけるピックアップ時にダイシングテープを拡張（以下、エキスパンドという場合もある。）すること、または、ピックアップ時に突き上げ針などの治具で、半導体チップを押し上げること、あるいは、これらを組み合わせることにより、切り込んだ部分を起点としてダイボンディングフィルムを完全に分割することができる。これにより個片化したダイボンディングフィルム付き半導体チップが得られる。個片化したダイボンディングフィルム付き半導体チップは容易にピックアップすることが可能である。 In the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, for example, a semiconductor wafer, a die bonding film, and a dicing tape are bonded together by a method described later, and then cut with a rotary blade of a cutting device (dicer). A semiconductor chip is obtained. In the present invention, this step is completed without completely cutting the die bonding film in the thickness direction. The portion (uncut portion) that remains without being completely cut of the die bonding film can be cut in a die bonding step that is usually performed as the next step. Specifically, dicing tape is expanded at the time of pick-up by a die bonder (hereinafter sometimes referred to as “expand”), or a semiconductor chip is pushed up with a jig such as a push-up needle at the time of pick-up, or a combination thereof. Thus, the die bonding film can be completely divided starting from the cut portion. Thereby, the semiconductor chip with the die bonding film separated into pieces is obtained. The separated semiconductor chip with die bonding film can be easily picked up.
本発明は、ダイボンディングフィルムが半導体ウェハ裏面側に配置されている方式だけではなく、半導体ウェハの回路面とダイボンディングフィルムとを貼付ける方式においても適用可能である。その場合は、回路面が下向きの半導体ウェハを切断することになるが、ＩＲカメラを実装したダイサーを用いることで、半導体ウェハの裏面から、切断すべき位置を認識することが可能になる。 The present invention is applicable not only to a method in which the die bonding film is disposed on the back side of the semiconductor wafer but also to a method in which the circuit surface of the semiconductor wafer and the die bonding film are attached. In that case, the semiconductor wafer whose circuit surface faces downward is cut, but by using a dicer equipped with an IR camera, the position to be cut can be recognized from the back surface of the semiconductor wafer.
本発明では、ダイボンディングフィルムを厚み方向に完全に切断する工法をフルカット、ダイボンディングフィルムを厚み方向に完全に切断せず、一部を残す工法をハーフカットという。ダイボンディングフィルムをハーフカットする際の切込み深さは、好ましくはダイボンディングフィルム厚みの１／１０〜９／１０、より好ましくは１／５〜４／５、さらに好ましくは１／３〜２／３である。 In the present invention, a method for completely cutting the die bonding film in the thickness direction is called a full cut, and a method for cutting a die bonding film completely in the thickness direction and leaving a part is called a half cut. The depth of cut when half-cutting the die bonding film is preferably 1/10 to 9/10, more preferably 1/5 to 4/5, and even more preferably 1/3 to 2/3 of the die bonding film thickness. It is.
ダイボンディングフィルムを切断するとき、ダイボンディングフィルムの切込みを浅くすることで切断時に発生するバリを少なくできる。切込みが浅い場合、エキスパンド時にダイボンディングフィルムを分割するためにエキスパンド量を大きくすることや、ピックアップ時の突き上げ高さを高くすることが好ましい。切込みが浅すぎる場合には、これらの方法によってもダイボンディングフィルムの未切断部を分割することが困難となる傾向がある。 When the die bonding film is cut, burrs generated at the time of cutting can be reduced by making the cutting depth of the die bonding film shallow. When the depth of cut is shallow, it is preferable to increase the amount of expansion in order to divide the die bonding film during expansion, or to increase the push-up height during pickup. When the depth of cut is too shallow, it is difficult to divide the uncut portion of the die bonding film by these methods.
一方、ダイボンディングフィルムの切込みを深くすることでエキスパンド量が少なくても、また、ピックアップ時の突き上げ高さが低くてもダイボンディングフィルムを分割できる。ただし、切断時に発生するバリが増加する傾向があるため、半導体装置製造の歩留まりが低下するおそれがある。 On the other hand, it is possible to divide the die bonding film by deepening the cut of the die bonding film even if the amount of expansion is small or the push-up height at the time of pickup is low. However, since the burrs generated at the time of cutting tend to increase, there is a risk that the yield of semiconductor device manufacturing will be reduced.
ダイボンディングフィルムの厚さは、目的とする半導体装置に応じて適宜設定することができ、特に限定されるものではないが、好ましくは１〜１００μｍ、より好ましくは５〜７０μｍ、さらに好ましくは１０〜４０μｍである。 The thickness of the die bonding film can be appropriately set according to the target semiconductor device and is not particularly limited, but is preferably 1 to 100 μm, more preferably 5 to 70 μm, and still more preferably 10 to 10. 40 μm.
本発明において、切断する際に使用するダイサーや回転刃（ブレード）としては、一般に上市されているものを使用することができる。例えば、ダイサーとしては、株式会社ディスコ製フルオートマチックダイシングソー６０００シリーズやセミオートマチックダイシングソー３０００シリーズなどを、ブレードとしては株式会社ディスコ製ダイシングブレードＮＢＣ−ＺＨ０５シリーズやＮＢＣ−ＺＨシリーズなどを使用できる。 In the present invention, commercially available dicers and rotary blades (blades) used for cutting can be used. For example, a full automatic dicing saw 6000 series or semi-automatic dicing saw 3000 series manufactured by DISCO Corporation can be used as the dicer, and a dicing blade NBC-ZH05 series or NBC-ZH series manufactured by DISCO Corporation can be used as the blade.
本発明において、ダイサーでハーフカットしたダイボンディングフィルムは、一般に上市されているピックアップダイボンダーを使用することで分割可能である。例えば、ピックアップダイボンダーとしては、ルネサス東日本セミコンダクタ社製フレキシブルダイボンダーＤＢ−７３０やＤＢ−７００、新川社製ダイボンダーＳＰＡ−３００、ＳＰＡ−４００などを使用できる。 In the present invention, the die bonding film half-cut with a dicer can be divided by using a pickup die bonder which is generally marketed. For example, as a pick-up die bonder, Renesas East Japan Semiconductor's flexible die bonder DB-730 or DB-700, Shinkawa's die bonder SPA-300, SPA-400, or the like can be used.
ハーフカットしたダイボンディングフィルムは、ダイシングテープをエキスパンドすることで分割可能である。エキスパンドはウェハリングの上面または下面側から、ウェハリング内にエキスパンド用のリングを挿入すること（エキスパンド用リングでダイシングテープを引き伸ばすこと）でなされ、ダイシングテープのエキスパンド量はウェハリングとエキスパンドリングの高さの違いで表すことができる。本発明では、ウェハリングとエキスパンドリングの高さの違いをエキスパンド量、エキスパンドリングの挿入速度をエキスパンド速度とする。 The half-cut die bonding film can be divided by expanding a dicing tape. Expanding is performed by inserting an expanding ring into the wafer ring from the upper or lower side of the wafer ring (stretching the dicing tape with the expanding ring), and the amount of expansion of the dicing tape is the height of the wafer ring and the expanding ring. It can be expressed by the difference. In the present invention, the difference in height between the wafer ring and the expand ring is defined as the amount of expand, and the insertion speed of the expand ring is defined as the expand speed.
エキスパンド量は１〜３０ｍｍが好ましく、より好ましくは２〜２０ｍｍであり、さらに好ましくは３〜１０ｍｍである。３０ｍｍを超えてエキスパンドするとダイシングテープが極端に伸び、場合によっては裂けてしまう場合がある。また、１ｍｍ未満ではエキスパンド時にダイボンディングフィルムに加わる応力が小さく、ダイボンディングフィルム全面のハーフカット部を分割できない場合がある。 The expanded amount is preferably 1 to 30 mm, more preferably 2 to 20 mm, and further preferably 3 to 10 mm. When expanding beyond 30 mm, the dicing tape is extremely stretched, and in some cases, it may be torn. If it is less than 1 mm, the stress applied to the die bonding film during expansion is small, and the half-cut portion on the entire surface of the die bonding film may not be divided.
エキスパンド速度は１〜５００ｍｍ／ｓが好ましく、より好ましくは３〜３００ｍｍ／ｓであり、さらに好ましくは５〜１５０ｍｍ／ｓである。 The expanding speed is preferably 1 to 500 mm / s, more preferably 3 to 300 mm / s, and still more preferably 5 to 150 mm / s.
エキスパンドする際の積層品の温度は、−１０〜３０℃が好ましく、より好ましくは０〜３０℃である。しかし、室温以下に設定するには専用のエキスパンダーが必要となるが、通常上市されているピックアップダイボンダーに冷却機構を追加することは困難である。 As for the temperature of the laminated product at the time of expanding, -10-30 degreeC is preferable, More preferably, it is 0-30 degreeC. However, a dedicated expander is required to set the temperature below room temperature, but it is difficult to add a cooling mechanism to a pickup die bonder that is usually marketed.
また、本発明において用いられるダイボンディングフィルム物性として、ダイボンディングフィルムが５％未満の引張破断伸度を有し、該引張破断伸度が最大荷重時の伸度の１１０％未満であることが好ましい。引張破断伸度は、より好ましくは４％未満、さらに好ましくは３．５％未満である。引張破断伸度の最大荷重時の伸度に対する比率は、より好ましくは１０８％未満、さらに好ましくは１０５％未満である。 As the physical properties of the die bonding film used in the present invention, the die bonding film preferably has a tensile breaking elongation of less than 5%, and the tensile breaking elongation is preferably less than 110% of the elongation at the maximum load. . The tensile elongation at break is more preferably less than 4%, still more preferably less than 3.5%. The ratio of the tensile elongation at break to the elongation at maximum load is more preferably less than 108%, and even more preferably less than 105%.
ダイボンディングフィルムの最大応力、最大荷重伸度、及び引張破断伸度は、Ｂステージ状態のダイボンディングフィルムから切り出された短冊状の試験片（幅５ｍｍ、長さ５０ｍｍ）を用いて引張試験を行い、得られた応力−ひずみ曲線から、下記計算式に基づいて求めることができる。引張試験は、例えば、引張試験機（ＳＩＭＡＤＺＵ製１００Ｎオートグラフ、ＡＧＳ−１００ＮＨ）を用い、２５℃の雰囲気中で、試験開始時のチャック間距離３０ｍｍ、引張速度５ｍｍ／ｍｉｎ．の条件で行うことが可能である。
最大応力（Ｐａ）＝最大荷重（Ｎ）／試料の断面積（ｍ２）
最大荷重伸度（％）＝［（最大荷重におけるチャック間長さ（ｍｍ）−３０）／３０］×１００
引張破断伸度（％）＝［（破断時のチャック間長さ（ｍｍ）−３０）／３０］×１００
The maximum stress, maximum load elongation, and tensile breaking elongation of the die bonding film are determined by performing a tensile test using strip-shaped test pieces (width 5 mm, length 50 mm) cut out from the B-stage die bonding film. From the obtained stress-strain curve, it can be determined based on the following formula. The tensile test is performed using, for example, a tensile tester (100N autograph manufactured by SIMADZU, AGS-100NH) in an atmosphere at 25 ° C., a distance between chucks of 30 mm at the start of the test, and a tensile speed of 5 mm / min. It is possible to carry out under the following conditions.
Maximum stress (Pa) = Maximum load (N) / Cross sectional area (m 2 )
Maximum load elongation (%) = [(length between chucks at maximum load (mm) -30) / 30] × 100
Tensile elongation at break (%) = [(length between chucks at break (mm) -30) / 30] × 100
ただし、上記の物性を示さないダイボンディングフィルムであっても、エキスパンド条件やピックアップ条件を適宜設定することにより、本発明の半導体装置の製造方法に用いることが可能である。 However, even a die bonding film that does not exhibit the above physical properties can be used in the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention by appropriately setting expanding conditions and pickup conditions.
さらに、図を用い、本発明の一実施態様を説明する。図１は、半導体ウェハ１、ダイボンディングフィルム２、およびダイシングテープ３からなる積層品を示す断面図である。図２は、半導体ウェハ１、ダイボンディングフィルム２、およびダイシングテープ３からなる積層品をダイシングブレード４で切断する際、ダイボンディングフィルム２をハーフカットしている状態を示す断面図である。図３は、エキスパンドおよび／または突上げでダイボンディングフィルム２を分割し、個片化したダイボンディングフィルム付き半導体チップがピックアップされている状態を示す断面図である。図４は、ダイボンディングフィルムを用いた半導体装置を示す断面図である。半導体チップが配線付基板５に搭載され、ボンディングワイヤ６により配線付基板と電気的に接続され、封止樹脂７により封止されている。半導体チップを電気的に接続する工程や、封止する工程などは、従来公知の方法により行うことができる。 Furthermore, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view showing a laminated product composed of a semiconductor wafer 1, a die bonding film 2, and a dicing tape 3. FIG. 2 is a cross-sectional view showing a state in which the die bonding film 2 is half-cut when a laminated product composed of the semiconductor wafer 1, the die bonding film 2, and the dicing tape 3 is cut by the dicing blade 4. FIG. 3 is a cross-sectional view showing a state where the die bonding film 2 is divided by expanding and / or pushing up and a semiconductor chip with the die bonding film separated is picked up. FIG. 4 is a cross-sectional view showing a semiconductor device using a die bonding film. A semiconductor chip is mounted on the substrate with wiring 5, is electrically connected to the substrate with wiring by bonding wires 6, and is sealed with a sealing resin 7. The step of electrically connecting the semiconductor chip, the step of sealing, and the like can be performed by a conventionally known method.
次に本発明のダイボンディングフィルムについて説明する。本発明の半導体装置の製造方法に用いるダイボンディングフィルムは、半導体チップと半導体チップを搭載する基板（例えば、配線付基板や半導体チップ）とを接着するための接着剤層または粘接着剤層を備えている。ダイボンディングフィルムとしては、熱硬化性樹脂および／または熱可塑性樹脂を含有した接着剤層と、基材層とをこの順に備えた「基材層付きダイボンディングフィルム」、熱硬化性樹脂および／または熱可塑性樹脂を含有した接着剤層と、粘着剤層、基材層とをこの順に備えた「粘着剤層および基材層付きダイボンディングフィルム」、熱硬化性樹脂および／または熱可塑性樹脂を含有した粘接着剤層と、基材層とをこの順に備えた「基材層付きダイボンディングフィルム」などを用いることができる。 Next, the die bonding film of the present invention will be described. The die bonding film used in the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention includes an adhesive layer or an adhesive layer for bonding a semiconductor chip and a substrate (for example, a substrate with wiring or a semiconductor chip) on which the semiconductor chip is mounted. I have. As the die bonding film, a “die bonding film with a base material layer”, a thermosetting resin and / or an adhesive layer containing a thermosetting resin and / or a thermoplastic resin, and a base material layer in this order. "Die-bonding film with adhesive layer and base material layer" comprising an adhesive layer containing a thermoplastic resin, an adhesive layer, and a base material layer in this order, thermosetting resin and / or thermoplastic resin A “die-bonding film with a base material layer” or the like provided with an adhesive layer and a base material layer in this order can be used.
熱硬化性樹脂および／または熱可塑性樹脂を含有した接着剤層と基材層とをこの順に備えた「基材層付きダイボンディングフィルム」を用いる場合は、以下に示すいずれかの方法により使用することができる。例えば、（１）接着剤層と基材層とをこの順に備えた「基材層付きダイボンディングフィルム」の接着剤層（ダイボンディングフィルム）と半導体ウェハとを貼り合わせる。次いで、接着剤層（ダイボンディングフィルム）から基材層をはく離し、粘着剤層と基材層とをこの順に備えたダイシングテープの粘着剤層と貼り合わせる。（２）接着剤層と基材層とをこの順に備えた「基材層付きダイボンディングフィルム」の接着剤層（ダイボンディングフィルム）と、粘着剤層と基材層とをこの順に備えたダイシングテープの粘着剤層とを貼り合わせる。次いで、接着剤層（ダイボンディングフィルム）から基材層をはく離し、接着剤層（ダイボンディングフィルム）と半導体ウェハとを貼り合わせる。なお、ダイシングテープとしては、特に限定されず、従来公知のダイシングテープを用いることが可能である。 When using a “die bonding film with a base material layer” comprising an adhesive layer containing a thermosetting resin and / or a thermoplastic resin and a base material layer in this order, use one of the following methods. be able to. For example, (1) an adhesive layer (die bonding film) of a “die bonding film with a base material layer” provided with an adhesive layer and a base material layer in this order is bonded to a semiconductor wafer. Next, the base material layer is peeled off from the adhesive layer (die bonding film), and the pressure-sensitive adhesive layer and the base material layer are bonded to the pressure-sensitive adhesive layer of the dicing tape provided in this order. (2) Dicing provided with an adhesive layer (die bonding film) of “die bonding film with base material layer” having an adhesive layer and a base material layer in this order, an adhesive layer and a base material layer in this order. Bond the tape with the adhesive layer. Next, the base material layer is peeled off from the adhesive layer (die bonding film), and the adhesive layer (die bonding film) and the semiconductor wafer are bonded together. In addition, it does not specifically limit as a dicing tape, A conventionally well-known dicing tape can be used.
また、熱硬化性樹脂および／または熱可塑性樹脂を含有した接着剤層と、粘着剤層、基材層とをこの順に備えた「粘着剤層および基材層付きダイボンディングフィルム」を用いる場合は、接着剤層（ダイボンディングフィルム）と半導体ウェハとを貼り合わせることにより使用することができる。 When using a “die-bonding film with a pressure-sensitive adhesive layer and a base material layer” comprising an adhesive layer containing a thermosetting resin and / or a thermoplastic resin, a pressure-sensitive adhesive layer, and a base material layer in this order. It can be used by bonding an adhesive layer (die bonding film) and a semiconductor wafer.
さらに、熱硬化性樹脂および／または熱可塑性樹脂を含有した粘接着剤層と基材層とをこの順に備えた「基材層付きダイボンディングフィルム」を用いる場合は、粘接着剤層（ダイボンディングフィルム）と半導体ウェハとを貼り合わせることにより使用することができる。 Furthermore, when using the "die bonding film with a base material layer" provided with the adhesive layer and base material layer containing the thermosetting resin and / or the thermoplastic resin in this order, the adhesive layer ( It can be used by bonding a die bonding film) and a semiconductor wafer.
本発明の半導体装置の製造方法は、薄い半導体ウェハにも適した方法であり、半導体ウェハの厚さは特に限定されないが、例えば１０〜１００μｍである。 The method for manufacturing a semiconductor device of the present invention is also suitable for a thin semiconductor wafer, and the thickness of the semiconductor wafer is not particularly limited, but is, for example, 10 to 100 μm.
以下、本発明を実施例により詳細に説明するが、本発明は、これらに制限されるものではない。
（実施例１）
温度計、撹拌機および塩化カルシウム管を備えた５００ｍｌの四つ口フラスコに、ジアミンとして１，３−ビス（３−アミノプロピル）テトラメチルジシロキサン（０．０６ｍｏｌ）、４，９−ジオキサドデカン−１，１２−ジアミン（０．０４ｍｏｌ）、溶剤としてＮ−メチル−２−ピロリドン１５０ｇを加え、６０℃にて撹拌、溶解した。ジアミンの溶解後、１，１０−（デカメチレン）ビストリメリテート二無水物（０．０２ｍｏｌ）と４，４’−オキシジフタル酸二無水物（０．０８ｍｏｌ）を少量ずつ添加した。６０℃で３時間反応させたのち、Ｎ２ガスを吹き込みながら１７０℃で３時間加熱し、水を溶剤の一部と共沸除去した。反応液をポリイミド樹脂の溶液として得た。
EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention in detail, this invention is not restrict | limited to these.
Example 1
In a 500 ml four-necked flask equipped with a thermometer, a stirrer and a calcium chloride tube, 1,3-bis (3-aminopropyl) tetramethyldisiloxane (0.06 mol), 4,9-dioxadodecane as a diamine -1,12-diamine (0.04 mol) and 150 g of N-methyl-2-pyrrolidone as a solvent were added and stirred and dissolved at 60 ° C. After dissolution of the diamine, 1,10- (decamethylene) bistrimellitic dianhydride (0.02 mol) and 4,4′-oxydiphthalic dianhydride (0.08 mol) were added in small portions. After reacting at 60 ° C. for 3 hours, the mixture was heated at 170 ° C. for 3 hours while blowing N 2 gas to remove water azeotropically with a part of the solvent. The reaction solution was obtained as a polyimide resin solution.
ポリイミド樹脂の溶液１００重量部（但しＮ−メチル−２−ピロリドン溶液中の固形分として（固形分が１００重量部））に対し、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂（東都化成製）４重量部、４，４’−［１−［４−［１−（４−ヒドロキシフェニル）−１−メチルエチル］フェニル］エチリデン］ビスフェノール（本州化学製）２重量部、テトラフェニルホスホニウムテトラフェニルボラート（東京化成製）０．５重量部、窒化硼素フィラー（水島合金鉄製）を固形分の全重量に対し１２重量％、アエロジルフィラーＲ９７２（日本アエロジル製）を固形分の全重量に対し３重量％となるように加え、良く混錬してワニスとした。 4 parts by weight of a cresol novolac type epoxy resin (manufactured by Tohto Kasei) with respect to 100 parts by weight of a polyimide resin solution (however, the solid content in the N-methyl-2-pyrrolidone solution (solid content is 100 parts by weight)), 2 parts by weight of 4 ′-[1- [4- [1- (4-hydroxyphenyl) -1-methylethyl] phenyl] ethylidene] bisphenol (Honshu Chemical), tetraphenylphosphonium tetraphenylborate (Tokyo Chemical Industry) Add 0.5 parts by weight of boron nitride filler (made of Mizushima alloy iron) to 12% by weight with respect to the total weight of solids, and add Aerosil filler R972 (made of Nippon Aerosil) to 3% by weight with respect to the total weight of solids. Kneaded well to make varnish.
調合したワニスを厚さ５０μｍの剥離処理済みのポリエチレンテレフタレートフィルム（帝人デュポンフィルムＡ３１）上に塗布し、８０℃で３０分間、つづいて１２０℃で３０分間加熱し、厚さ２５μｍのダイボンディングフィルムを作製した。Ｂステージ状態のダイボンディングフィルムについて、上述の計算式、測定方法に従い最大応力、最大荷重伸度、引張破断伸度、及び引張破断伸度／最大荷重伸度を求めた。結果を以下に示す。
最大応力：４２．７ＭＰａ
最大荷重伸度：２．９％
引張破断伸度：３．０％
引張破断伸度／最大荷重伸度：１０４％
The prepared varnish was applied onto a 50 μm thick peeled polyethylene terephthalate film (Teijin DuPont Film A31), heated at 80 ° C. for 30 minutes, and then at 120 ° C. for 30 minutes to form a 25 μm thick die bonding film. Produced. For the die bonding film in the B stage state, the maximum stress, the maximum load elongation, the tensile break elongation, and the tensile break elongation / maximum load elongation were determined according to the above calculation formula and measurement method. The results are shown below.
Maximum stress: 42.7 MPa
Maximum load elongation: 2.9%
Tensile elongation at break: 3.0%
Tensile elongation at break / maximum load elongation: 104%
ダイシングテープには電気化学工業社製Ｔ−８０ＭＷ（８０μｍ）を用いた。直径２１０ｍｍに切り抜いたダイボンディングフィルムを、株式会社ＪＣＭ社製ＤＭ−３００−Ｈを用いてＴ−８０ＭＷ上に室温（２５℃）で貼り合わせ、ダイボンディングフィルムとダイシングテープを積層した。さらに５０μｍ厚の半導体ウェハ（シリコンウェハ）を熱板温度８０℃の条件でラミネートし、ダイシングサンプル（積層品）を作製した。株式会社ディスコ社製フルオートダイサーＤＦＤ−６３６１を用いて、前記ダイシングサンプルを切断した。切断はブレード１枚で加工を完了するシングルカット方式で行い、ブレードに株式会社ディスコ社製ダイシングブレードＮＢＣ−ＺＨ１０４Ｆ−ＳＥ ２７ＨＤＢＢを用い、ブレード回転数４５，０００ｒｐｍ、切断速度５０ｍｍ／ｓの条件にて行った。切断時のブレードハイト（ステージからブレード下端までの高さ）はダイボンディングフィルムを１０μｍ残す設定（９０μｍ）とした。半導体ウェハを切断する際のブレードの送りピッチを１０ｍｍとした。 As a dicing tape, T-80MW (80 μm) manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd. was used. The die bonding film cut out to a diameter of 210 mm was bonded onto T-80MW at room temperature (25 ° C.) using DM-300-H manufactured by JCM Corporation, and the die bonding film and the dicing tape were laminated. Further, a 50 μm thick semiconductor wafer (silicon wafer) was laminated under the condition of a hot plate temperature of 80 ° C. to prepare a dicing sample (laminated product). The dicing sample was cut using a full auto dicer DFD-6361 manufactured by DISCO Corporation. Cutting is performed by a single cut method in which processing is completed with one blade, and a dicing blade NBC-ZH104F-SE 27HDBB manufactured by DISCO Corporation is used as the blade, under conditions of a blade rotation speed of 45,000 rpm and a cutting speed of 50 mm / s. went. The blade height at the time of cutting (height from the stage to the lower end of the blade) was set to leave 10 μm of the die bonding film (90 μm). The blade feed pitch when cutting the semiconductor wafer was 10 mm.
その後、ルネサス東日本セミコンダクタ社製フレキシブルダイボンダーＤＢ−７３０を用いて、ハーフカット後の半導体ウェハを、エキスパンド量３ｍｍ、エキスパンド速度２０ｍｍ／ｓ、ダイシングサンプル温度２５℃の条件でエキスパンドし、チップサイズ約１０×１０ｍｍの半導体チップを得た。 Thereafter, using a flexible die bonder DB-730 manufactured by Renesas East Japan Semiconductor Co., Ltd., the semiconductor wafer after half-cutting was expanded under the conditions of an expansion amount of 3 mm, an expansion speed of 20 mm / s, and a dicing sample temperature of 25 ° C., and a chip size of about 10 ×. A 10 mm semiconductor chip was obtained.
（実施例２）
エポキシ樹脂としてビスフェノールＦ型エポキシ樹脂（エポキシ当量１６０、東都化成株式会社製商品名ＹＤＦ−８１７０Ｃ）３０重量部、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂（エポキシ当量２１０、東都化成株式会社製商品名ＹＤＣＮ−７０３）１０重量部、エポキシ樹脂の硬化剤としてフェノールノボラック樹脂（大日本インキ化学工業株式会社製商品名プライオーフェンＬＦ２８８２）２７重量部、エポキシ基含有アクリル系共重合体としてエポキシ基含有アクリルゴム（ゲル パーミエーション クロマトグラフィーによる重量平均分子量８０万、グリシジルメタクリレート３重量％、Ｔｇ−７℃、ナガセケムテックス株式会社製商品名ＨＴＲ−８６０Ｐ−３ＤＲ）２８重量部、硬化促進剤としてイミダゾール系硬化促進剤（四国化成工業株式会社製キュアゾール２ＰＺ−ＣＮ）０．１重量部、シリカフィラー（アドマテックス株式会社製アドマファインＳＯ−Ｃ２（比重：２．２ｇ／ｃｍ３））９５重量部、シランカップリング剤として日本ユニカー株式会社製商品名Ａ−１８９ ０．２５重量部および日本ユニカー株式会社製商品名Ａ−１１６０ ０．５重量部を含む組成物に、シクロヘキサノンを加えて撹拌混合し、真空脱気して接着剤ワニスを得た。
(Example 2)
30 parts by weight of bisphenol F type epoxy resin (epoxy equivalent 160, trade name YDF-8170C manufactured by Toto Kasei Co., Ltd.) as an epoxy resin, cresol novolak type epoxy resin (epoxy equivalent 210, trade name YDCN-703 manufactured by Toto Kasei Co., Ltd.) 10 Parts by weight, 27 parts by weight of a phenol novolac resin (Dainippon Ink Chemical Co., Ltd., trade name Priofen LF2882) as an epoxy resin curing agent, and epoxy group-containing acrylic rubber (gel permeation chromatography) as an epoxy group-containing acrylic copolymer Weight average molecular weight of 800,000 by graphy, 3% by weight of glycidyl methacrylate, Tg-7 ° C., 28 parts by weight of Nagase ChemteX Corporation product name HTR-860P-3DR, imidazole curing accelerator (Shikoku) Curezol 2PZ-CN) 0.1 parts by weight Kogyo Co., Ltd., silica filler (manufactured by Admatechs Co. Admafine SO-C2 (specific gravity: 2.2g / cm 3)) 95 parts by weight, as the silane coupling agent of Nippon Unicar Cyclohexanone is added to the composition containing 0.25 parts by weight of trade name A-189 manufactured by Co., Ltd. and 0.5 parts by weight of product name A-1160 manufactured by Nihon Unicar Co., Ltd., and stirred and mixed. A varnish was obtained.
この接着剤ワニスを、厚さ５０μｍの離型処理したポリエチレンテレフタレートフィルム上に塗布し、９０℃で１０分間、次いで１２０℃で５分間加熱し乾燥させて、膜厚が２５μｍの塗膜とし、Ｂステージ状態のダイボンディングフィルムを作製した。 This adhesive varnish was applied onto a 50 μm thick polyethylene terephthalate film subjected to a release treatment, heated at 90 ° C. for 10 minutes, then heated at 120 ° C. for 5 minutes and dried to form a coating film having a film thickness of 25 μm. A die bonding film in a stage state was produced.
ダイシングテープには古河電気工業株式会社製ＵＣ３０１０Ｍ（１１０μｍ）を用い、実施例１と同様の条件でダイボンディングフィルムとダイシングテープを積層した。さらに５０μｍ厚の半導体ウェハを熱板温度６０℃の条件でラミネートし、ダイシングサンプル（積層品）を作製した。切断時のブレードハイトはダイボンディングフィルムを１０μｍ残す設定（１２０μｍ）とした以外は実施例１と同様の設定とした。また、ダイシング後にダイシングテープ基材側からダイサー内蔵の紫外線照射装置を用いて９ｍＷ／ｃｍ２の条件で６０秒処理し、ダイシングサンプルに積算光量５４０ｍＪ／ｃｍ２の紫外線照射を行った。 As a dicing tape, UC3010M (110 μm) manufactured by Furukawa Electric Co., Ltd. was used, and a die bonding film and a dicing tape were laminated under the same conditions as in Example 1. Further, a 50 μm thick semiconductor wafer was laminated under the condition of a hot plate temperature of 60 ° C. to prepare a dicing sample (laminated product). The blade height at the time of cutting was the same as that of Example 1 except that the die bonding film was set to leave 10 μm (120 μm). Further, after the dicing, the dicing sample was treated for 60 seconds under the condition of 9 mW / cm 2 using an ultraviolet irradiation device with a built-in dicer, and the dicing sample was irradiated with ultraviolet rays with an integrated light amount of 540 mJ / cm 2 .
その後、実施例１と同様の条件でハーフカット後の半導体ウェハをエキスパンドし、チップサイズ約１０×１０ｍｍの半導体チップを得た。 Thereafter, the semiconductor wafer after half-cutting was expanded under the same conditions as in Example 1 to obtain a semiconductor chip having a chip size of about 10 × 10 mm.
（比較例１）
実施例１と同一のフィルムを使用し、ダイシング時のブレードハイトはダイボンディングフィルムを完全に切断する高さ（６０μｍ）とした。ブレードハイト以外はすべて実施例１と同一の条件で試験を行った。
(Comparative Example 1)
The same film as in Example 1 was used, and the blade height during dicing was set to a height (60 μm) at which the die bonding film was completely cut. All the tests except for the blade height were performed under the same conditions as in Example 1.
（比較例２）
実施例２と同一のフィルムを使用し、ダイシング時のブレードハイトはダイボンディングフィルムを完全に切断する高さ（９０μｍ）とした。ブレードハイト以外はすべて実施例２と同一の条件で試験を行った。
(Comparative Example 2)
The same film as in Example 2 was used, and the blade height during dicing was set to a height (90 μm) at which the die bonding film was completely cut. All the tests except for the blade height were performed under the same conditions as in Example 2.
上記方法で作製したチップの側面を顕微鏡で観察し、チップクラック、およびバリの有無を評価した。なお、チップクラックの評価においては、任意の１０チップを観察し、高さ１５μｍ以上のクラックが発生していた個数が４個以下の場合を「良好」、４個を超える場合を「不良」とした。また、バリの評価においては、任意の１０チップを観察し、長さ５００μｍ以上のバリが発生していた個数が４個以下の場合を「良好」、４個を超える場合を「不良」とした。」
図５（ａ）及び（ｂ）に、それぞれ実施例１及び比較例１で得られた半導体チップの側面の写真、図６（ａ）及び（ｂ）に、それぞれ実施例２及び比較例２で得られた半導体チップの側面の写真を示す。半導体チップの側面の写真において、下部が接着剤層である。
The side surface of the chip produced by the above method was observed with a microscope, and the presence or absence of chip cracks and burrs was evaluated. In the evaluation of chip cracks, arbitrary 10 chips were observed, and when the number of cracks having a height of 15 μm or more was 4 or less, “good”, and when 4 or more, “bad” did. In the evaluation of burrs, arbitrary 10 chips were observed, and when the number of burrs having a length of 500 μm or more was 4 or less, “good”, and when 4 or more, “bad”. . "
FIGS. 5A and 5B show photographs of the side surfaces of the semiconductor chips obtained in Example 1 and Comparative Example 1, respectively. FIGS. 6A and 6B show Examples 2 and Comparative Example 2, respectively. The photograph of the side surface of the obtained semiconductor chip is shown. In the photograph of the side surface of the semiconductor chip, the lower part is an adhesive layer.
また、上記方法で作製したチップのピックアップ性について、ルネサス東日本セミコンダクタ社製フレキシブルダイボンダーＤＢ−７３０を使用して評価した。使用したピックアップ用コレットにはマイクロメカニクス社製ＲＵＢＢＥＲ ＴＩＰ １３−０８７Ｅ−３３（サイズ：１０×１０ｍｍ）、突上げピンにマイクロメカニクス社製ＥＪＥＣＴＯＲ ＮＥＥＤＬＥ ＳＥＮ２−８３−０５（直径：０．７ｍｍ、先端形状：直径３５０μｍの半円）を用いた。突上げピンの配置はピン中心間隔４．２ｍｍで９本配置した。ピックアップ時のピンの突上げ速度：１０ｍｍ／ｓ、突上げ高さ：１０００μｍの条件でピックアップ性を評価した。連続１００チップをピックアップし、チップ割れ、ピックアップミス等が発生しない場合をピックアップ性「良好」、１チップでもチップ割れ、ピックアップミス等が発生した場合をピックアップ性「不良」とした。 Moreover, the pick-up property of the chip produced by the above method was evaluated using a flexible die bonder DB-730 manufactured by Renesas East Japan Semiconductor. The pickup collet used was RUBBER TIP 13-087E-33 (size: 10 × 10 mm) manufactured by Micromechanics, and the EJECTOR NEEDLE SEN2-83-05 manufactured by Micromechanics was used for the push-up pin (diameter: 0.7 mm, tip shape) : Semicircle with a diameter of 350 μm). Nine push-up pins were arranged at a pin center interval of 4.2 mm. The pick-up property was evaluated under the conditions of a pin push-up speed during pick-up: 10 mm / s and a push-up height: 1000 μm. When 100 chips are picked up continuously, no chip breakage, pickup mistakes, etc. occur, pick-up property is “good”, and even when one chip breaks chip, pick-up mistakes, etc., pick-up property is “bad”.
比較例１はチップ側面に付着するバリが多いため、比較例２はチップクラックが多いため、それぞれ好ましくない。また、フルカットした比較例１、２ともにピックアップ時にチップ割れ、ピックアップミス等が発生するため、好ましくない。実施例１および２では、半導体ウェハとダイボンディングフィルムの積層品を回転刃で切断する工程において、ダイボンディングフィルムを完全に切断せずハーフカットすることでチップクラックやバリを容易に低減できるとともに、良好なピックアップ性を得ることができた。本発明の製造方法により、フルカットを行う場合と比較して、薄いウェハにおいてチップクラックやバリを抑え、良好なピックアップ性を確保できた。 Since Comparative Example 1 has many burrs adhering to the side surface of the chip, Comparative Example 2 is not preferable because of many chip cracks. Further, both the full-cut Comparative Examples 1 and 2 are not preferable because chip cracks, pickup mistakes, and the like occur during pickup. In Examples 1 and 2, in the process of cutting a laminated product of a semiconductor wafer and a die bonding film with a rotary blade, chip cracks and burrs can be easily reduced by half cutting without completely cutting the die bonding film, Good pick-up property could be obtained. According to the manufacturing method of the present invention, chip cracks and burrs were suppressed in a thin wafer as compared with the case of performing a full cut, and good pick-up properties could be secured.
本発明の半導体装置の製造方法は、半導体ウェハとダイボンディングフィルムの積層品を回転刃で切断する際に生じるチップクラックやバリを低減でき、良好なピックアップ性を得ることができる優れた方法である。 The method for manufacturing a semiconductor device of the present invention is an excellent method capable of reducing chip cracks and burrs that occur when a laminated product of a semiconductor wafer and a die bonding film is cut with a rotary blade, and obtaining good pickup properties. .
１ 半導体ウェハ
２ ダイボンディングフィルム
３ ダイシングテープ
４ ダイシングブレード
５ 配線付基板
６ ボンディングワイヤ
７ 封止樹脂
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Semiconductor wafer 2 Die bonding film 3 Dicing tape 4 Dicing blade 5 Substrate with wiring 6 Bonding wire 7 Sealing resin
Claims (3)
前記ダイボンディングフィルムは、引張破断伸度が５％未満であり、最大荷重時の伸度に対する引張破断伸度の比率が１１０％未満であり、
前記切断する工程において、前記ダイボンディングフィルムを厚み方向に完全には切断せず、前記ダイボンディングフィルムの厚みの一部を残し、
前記エキスパンドする工程において、エキスパンドの量を１〜３０ｍｍ、エキスパンドの速度を１〜５００ｍｍ／ｓとすることを特徴とする半導体装置の製造方法。 In a method for manufacturing a semiconductor device, comprising a step of cutting a laminated product including a die bonding film and a semiconductor wafer laminated on the die bonding film with a rotary blade, and a step of expanding the laminated product .
The die bonding film has a tensile elongation at break of less than 5%, and the ratio of the tensile elongation at break to the elongation at maximum load is less than 110%,
In the step of the cleavage, the die bonding film without completely cutting the thickness direction, and the remaining part of the thickness of the die bonding film,
In the expanding step, the expanding amount is set to 1 to 30 mm, and the expanding speed is set to 1 to 500 mm / s .
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