JP5613982B2 - 半導体チップの製造方法及びダイシングテープ - Google Patents

Description

本発明は、半導体チップの製造方法及びダイシングテープに関する。

半導体チップの製造方法として、半導体ウエハの一面側に接着シートとダイシングテープとを貼り付け、これをダイシングすることによって接着シート付きの半導体チップを得る方法がある（例えば特許文献１〜４参照）。この方法では、半導体ウエハのダイシング時に接着シートを同時に切断することが必要であるが、一般的なダイシングブレードを用いた場合では、確実な切断を行うために切断速度を低下させる必要があった。

また、近年では、パッケージ当たりの記憶容量を増大させる目的で半導体チップ中の積層枚数が増加していることに伴い、要求される半導体チップの厚さが２０μｍ〜３０μｍ程度まで薄型化してきている。そのため、バックグラインド加工などが施された半導体ウエハでは、ダイシング時にチッピングなどが発生し易いという課題があった。

このような課題に対し、半導体ウエハに予め溝部を形成するハーフカットダイシングや、半導体ウエハの内部にレーザ光を照射して改質領域を形成するステルスダイシングといったダイシング方法が提案されている（例えば特許文献５，６参照）。これらの方法では、例えばダイシングテープの伸張力を利用してチップ化が行われ、半導体ウエハが薄い場合であってもチッピングの発生を抑制できる。また、カーフ幅を必要としないので、収率向上も図られる。
特開２００２−２２６７９６号公報 特開２００２−１５８２７６号公報 特開平２−３２１８１号公報 国際公開第０４／１０９７８６号公報 特開２００２−１９２３７０号公報 特開２００３−３３８４６７号公報

しかしながら、上述のようなダイシングテープの伸張力を利用する方法では、接着シート及びダイシングテープを貼り付けた半導体ウエハをチップ化する際、接着シートを半導体ウエハと同時に切断するため、接着シートの破断性が問題となっていた。

そこで、十分な破断性を期待できる非伸縮性の接着シートが用いることが考えられるが、非伸縮性の接着シートは流動性が低いために１００℃以下の温度では半導体ウエハへの貼り付けが難しく、また、接着シート自体が脆いため、クラックの発生によって接着信頼性が低下するおそれがあった。

また、作製する半導体チップの形状の殆どは略長方形状であることから、ダイシングテープを伸張させたときに切断する半導体チップに加わる力が方向によって異なるという問題があった。このため、ダイシングテープの伸長力を受けやすい方向が先に破断し、他の方向の破断が先の破断によるテンション開放によって不完全になることがあった。

本発明は、上記課題の解決のためになされたものであり、良好な破断性が得られ、接着シート付きの半導体チップの収率の向上が図られる半導体チップの製造方法、及びこれに用いるダイシングテープを提供することを目的とする。

上記課題の解決のため、本発明に係る半導体チップの製造方法は、半導体ウエハの一面側に接着シート及びダイシングテープを貼り付ける貼付工程と、ダイシングテープを伸張させることにより、半導体ウエハを接着シート付きの略長方形状の半導体チップに個片化する切断工程と、接着シートを介して半導体チップを搭載用部材に接着する接着工程と、を備えた半導体チップの製造方法であって、貼付工程において、個片化する半導体チップの長辺方向にダイシングテープのトランスバースダイレクション方向を沿わせ、かつ短辺にダイシングテープのマシンダイレクション方向を沿わせることを特徴としている。

この半導体チップの製造方法では、貼付工程において、ダイシングテープを伸張させる際に応力が加わりやすい半導体チップの長辺方向に、伸張しやすいトランスバースダイレクション方向を沿わせ、応力がかかりにくくする一方、応力が加わりにくい半導体チップの短辺方向に、伸張しにくいマシンダイレクション方向を沿わせて、応力が加わりやすくしている。これにより、ダイシングの際、半導体チップの長辺方向の切断と短辺方向の切断との間の時間差が抑えられ、良好な破断性を確保できるので、接着シート付きの半導体チップの収率の向上が図られる。

また、ダイシングテープは、マシンダイレクション方向の伸び量に対するトランスバースダイレクション方向の伸び量の比率が１．０２〜１．５であることが好ましい。上記比率が１．０２未満の場合、ダイシングテープの伸びの異方性が不十分となり、半導体チップの長辺方向の切断と短辺方向の切断との間の時間差が抑えられる効果が小さくなる。また、上記比率が１．５を超えると、ダイシングテープの伸びの異方性が過剰となり、半導体チップの長辺方向の切断が短辺方向の切断よりも早く生じ、かえって破断性が悪化するおそれがある。したがって、上記範囲を適用することで、良好な破断性を確保できる。

また、ダイシングテープは、ポリ塩化ビニル基材からなることが好ましい。この場合、ダイシングテープは、引張り変形時に降伏点を示さず、かつ伸張を行う際の温度（例えば室温）における伸張量に優れたものとなる。これにより、破断性を一層高めることができる。

また、ダイシングテープは、ポリエチレン基材、ポリプロピレン基材、及び塩素を含まないモノマーを共重合したポリマーからなる基材のいずれかからなることが好ましい。この場合も、ダイシングテープは、引張り変形時に降伏点を示さず、かつ伸張を行う際の温度（例えば室温）における伸張量に優れたものとなる。これにより、破断性を一層高めることができる。

また、貼付工程において、ダイシングテープに接着シートが予め形成されたものを用いることが好ましい。この場合、貼付工程を簡単化できる。

また、切断工程において、ハーフカットダイシング又はステルスダイシングを用いることが好ましい。この場合、半導体ウエハが薄型化しても、ダイシング時のチッピングの発生を好適に抑えられる。

また、本発明に係るダイシングテープは、マシンダイレクション方向の伸び量に対するトランスバースダイレクション方向の伸び量の比率が１．０２〜１．５であることを特徴としている。このようなダイシングテープを用いることにより、ダイシングの際、半導体チップの長辺方向の切断と短辺方向の切断との間の時間差が抑えられ、良好な破断性を確保できるので、接着シート付きの半導体チップの収率の向上が図られる。

また、ダイシングテープは、ポリ塩化ビニル基材からなることが好ましい。この場合、ダイシングテープは、引張り変形時に降伏点を示さず、かつ伸張を行う際の温度（例えば室温）における伸張量に優れたものとなる。これにより、破断性を一層高めることができる。

また、ダイシングテープは、ポリエチレン基材、ポリプロピレン基材、及び塩素を含まないモノマーを共重合したポリマーからなる基材のいずれかからなることが好ましい。この場合も、ダイシングテープは、引張り変形時に降伏点を示さず、かつ伸張を行う際の温度における伸張量に優れたものとなる。これにより、破断性を一層高めることができる。

本発明によれば、良好な破断性が得られ、接着シート付きの半導体チップの収率の向上が図られる。

以下、図面を参照しながら、本発明に係る半導体チップの製造方法及びダイシングテープの好適な実施形態について詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る半導体チップの製造方法を示す断面図である。同図に示すように、この半導体チップの製造方法では、まず、半導体ウエハ１の底面に、接着シート２と、ダイシングテープ３とを貼り付ける（貼付工程）。また、ダイシングテープ３上に、半導体ウエハ１の周囲を囲うウエハリング４（図２参照）を設置する。本実施形態では、接着シート２とダイシングテープ３とは、印刷、プレス、ホットロールラミネートなどにより、予め一体的に形成されている。

半導体ウエハ１は、単結晶シリコンの他、多結晶シリコン、各種セラミック、及びガリウム砒素といった化合物半導体からなり、例えば厚さ１０μｍ〜６００μｍ程度の円板状をなしている。半導体ウエハ１には、複数の電極が所定のピッチで設けられている。また、半導体ウエハ１には、ダイシングの際に用いるダイシングパターンや、半導体チップ１０の電極を実装部材側の電極と位置合わせするための基準マークなどが形成されている。

本実施形態のダイシングパターンでは、得られる半導体チップ１０の形状は長方形状であり、長辺の長さαと短辺の長さβとの比α／βは、例えば１．２〜２０の範囲となっている。この比α／βは、１．４以上であることが更に好ましい。また、長辺及び短辺は、１ｍｍ〜３０ｍｍの範囲であることが好ましく、３ｍｍ〜２０ｍｍの範囲であることが更に好ましく、４ｍｍ〜１２ｍｍの範囲であることが特に好ましい。

接着シート２は、半導体チップ１０と実装部材との接着に用いられる部材である。接着シート２は、粘着性や強度を確保するために高分子量成分を含んでいる。高分子量成分としては、具体的には、ポリイミド、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリエステル、ポリアミド、ブタジエンゴム、アクリルゴム、（メタ）アクリル樹脂、ウレタン樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、フェノキシ樹脂、変性ポリフェニレンエーテル樹脂、フェノキシ樹脂、ポリカーボネート及びそれらの混合物などが挙げられる。

特に、官能性モノマーを含む重量平均分子量が１０万以上である高分子量成分、例えば、グリシジルアクリレートまたはグリシジルメタクリレートなどの官能性モノマーを含有し、かつ重量平均分子量が１０万以上であるエポキシ基含有（メタ）アクリル共重合体などが好ましい。エポキシ基含有（メタ）アクリル共重合体としては、例えば、（メタ）アクリルエステル共重合体、アクリルゴムなどを使用することができ、アクリルゴムがより好ましい。アクリルゴムは、アクリル酸エステルを主成分とし、主として、ブチルアクリレートとアクリロニトリルなどの共重合体や、エチルアクリレートとアクリロニトリルなどの共重合体などからなるゴムである。

また、接着シート２は、熱硬化性成分を含むことが好ましい。熱硬化性成分としては、エポキシ樹脂、シアネート樹脂、フェノール樹脂及びその硬化剤等があるが、耐熱性が高い点で、エポキシ樹脂が好ましい。エポキシ樹脂は、硬化して接着作用を有するものであれば特に限定されず、ビスフェノールＡ型エポキシなどの二官能エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂やクレゾールノボラック型エポキシ樹脂などのノボラック型エポキシ樹脂などを使用することができる。また、多官能エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、複素環含有エポキシ樹脂または脂環式エポキシ樹脂などを使用することができる。

また、接着シート２は、粘着性や強度をより確保するために、ガラス転移温度（以下、「Ｔｇ」と記す）が−３０℃〜５０℃で、重量平均分子量が５万〜１００万であることが好ましい。Ｔｇが５０℃を超えると、接着シート２の柔軟性が低下し、Ｔｇが−３０℃未満であると、接着シート２の柔軟性が過剰になり、破断性の確保が困難となる。また、重量平均分子量が５万未満であるとシートの耐熱性が低下し、分子量が１００万を超えるとシートの流動性が低下する。

ダイシング時における接着シート２の破断性や耐熱性の観点から、Ｔｇが−２０℃〜４０℃で重量平均分子量が１０万〜９０万の高分子量成分が好ましく、Ｔｇが−１０℃〜５０℃で重量平均分子量が５万〜１００万の高分子量成分が更に好ましく、Ｔｇが−１０℃〜３０℃で重量平均分子量が５０万〜９０万の高分子量成分が特に好ましい。

なお、重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー法（ＧＰＣ）において標準ポリスチレンによる検量線を用いたポリスチレン換算値である。重量平均分子量は、例えば日立製作所製Ｌ−６０００のポンプと、日立化成工業株式会社製ゲルパック（Ｇｅｌｐａｃｋ）ＧＬ−Ｒ４４０、ゲルパックＧＬ−Ｒ４５０、及びゲルパックＧＬ−Ｒ４００Ｍ（各１０．７ｍｍφ×３００ｍｍ）とをこの順に連結したカラムを使用し、試料１２０ｍｇをテトラヒドロフラン５ｍｌに溶解させたサンプルについて、流速１．７５ｍＬ／分で測定したものである。

また、接着シート２は、半導体ウエハ１の反りを小さくし、かつ室温（２５℃）での取扱い性を良くするため、例えば４０℃〜１００℃の間でウエハにラミネートすることが好ましい。そのため、接着シート２は、６０℃で１０ＨｚにおけるＢステージ状態での動的粘弾性測定による弾性率が０．１ＭＰａ〜２０ＭＰａであることが好ましく、０．１ＭＰａ〜１０ＭＰａであることが更に好ましく、０．１ＭＰａ〜５ＭＰａであることが特に好ましい。弾性率が０．１ＭＰａ未満であると、半導体ウエハ１への貼り付けの後に、接着シート２が半導体ウエハ１から剥離したり、ずれたりするおそれがある。

また、接着シート２は、Ｂステージ状態における破断強度の確保、破断伸びの低減、接着剤の取扱性の向上、熱伝導性の向上、溶融粘度の調整、チクソトロピック性の付与などを目的としてフィラー、好ましくは無機フィラーを含むことが好ましい。この場合のフィラー量は、接着シート２の全重量に対して５重量％以上７０重量％以下であることが好ましく、３５重量％以上６０重量％以下であることが更に好ましい。配合量が多くなると、接着シート２の貯蔵弾性率の上昇、接着性の低下、ボイド残存による電気特性の低下等の問題が起きやすくなるので、５０重量％以下であることが特に好ましい。また、フィラーの比重は、１ｇ／ｃｍ^３〜１０ｇ／ｃｍ^３であることが好ましい。

このような接着シート２は、高分子量成分、熱硬化性成分、フィラー、及び他の成分を有機溶媒中で混合、混練してワニスを調製した後、基材フィルム上にワニスの層を形成させ、加熱乾燥した後、基材を除去して得られる。混合、混練は、通常の攪拌機、らいかい機、三本ロール、ボールミル等の分散機を適宜、組み合わせて行うことができる。加熱乾燥の条件は、使用した溶媒が充分に揮散する条件であれば特に制限はないが、通常６０℃〜２００℃で、０．１〜９０分間加熱して行う。

また、接着シート２は、切断可能である範囲で、複数の接着シート層を重ね合わせたものであってもよい。また、接着シート２と、熱可塑フィルム、粘着剤、熱硬化樹脂などからなるフィルムの両面に接着シート層をそれぞれ重ね合わせたものであってもよい。なお、切断可能である範囲とは、複層にした接着シート層の破断強度及び破断伸びや弾性率が上記数値範囲内にあることをいう。このようなフィルムとして、例えば、ポリイミド、ポリエステルなどの熱可塑性樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、およびこれらの混合物等からなるフィルムを挙げることができる。これらのフィルムは、各種フィラーを含んでいてもよい。

接着シート２の膜厚は、特に制限はないが、１〜２５０μｍが好ましい。接着性が高く、かつ半導体装置を薄型化できる点で３〜１００μｍが好ましく、さらに好ましくは５〜５５μｍである。１μｍより薄いと応力緩和効果や接着性が乏しくなる傾向があり、２５０μｍより厚いとコスト面の問題が生じる上に、半導体装置の小型化の要求に応えにくく、また、破断が困難になる傾向がある。

ダイシングテープ３は、ダイシングを行う際に半導体ウエハ１を保持する部材である。ダイシングテープ３は、マシンダイレクション方向（幅方向：以下、「ＭＤ方向」と記す）の伸び量Ａに対するトランスバースダイレクション方向（流れ方向：以下、「ＴＤ方向」と記す）の伸び量Ｂの比率Ｂ／Ａが、１．０２〜１．５となっている。このダイシングテープ３は、図２に示すように、個片化する半導体チップ１０の長辺方向にＴＤ方向を沿わせ、かつ短辺にＭＤ方向を沿わせるようにして接着シート２の表面に固定されている。より具体的には、個片化する半導体チップ１０の長辺方向とダイシングテープ３のＴＤ方向の交わる角度（狭角）は０°〜２０°の範囲に設定されており、半導体の短辺方向とダイシングテープ３のＭＤ方向の交わる角度（狭角）も０°〜２０°の範囲に設定されている。

比率Ｂ／Ａが１．０２未満の場合は、本願発明の効果を期待しにくい。また、比率Ｂ／Ａが１．５を超える場合には、伸びの不均一さが過剰になるため、半導体ウエハ１の破断性が悪化しやすくなる。ダイシングテープ３のＴＤ方向の伸び量Ａ、及びＭＤ方向の伸び量Ｂは、例えば幅１０ｍｍ、長さ１００ｍｍに切断したダイシングテープ３を用意し、一方の長辺から１０ｍｍ内側の部分に５００ｇの重りを固定すると共に、他方の長辺から１０ｍｍ内側の部分を固定した状態で、固定部から重り固定部までの長さを測定することによって算出する。

また、ダイシングテープ３は、引張り変形時に降伏点を示さず、かつ接着シート２との接着力が２０Ｎ／ｍ〜１００Ｎ／ｍであることが好ましい。降伏とは、荷重−伸び線図、応力−ひずみ線図等で見られるように、物体に働く応力が弾性限度を超えると荷重または応力の増大がないのに変形が徐々に進行する現象をいい、降伏点とは、弾性挙動の最大荷重、最大応力値における点をいう。

本実施形態では、短冊形状のダイシングテープ３について２５℃で引っ張り試験を行った際、ひずみをＸ軸、伸びをＹ軸にプロットした場合、傾きｄＸ／ｄＹが正の値から０または負の値に変化する応力値をとることで降伏点の有無を測定する。降伏点を有するダイシングテープを用いると、後述する切断工程において、半導体ウエハ１及び接着シート２に応力がかからず、周辺のダイシングテープばかりが伸び変形を起こすため、半導体ウエハ１に切断不良が生じるおそれがある。降伏点を有しないダイシングテープを用いた場合、半導体ウエハ１及び接着シート２に応力がかかりやすく、良好な破断性が得られる。

このようなダイシングテープ３を構成するフィルムとしては、例えば、ポリテトラフルオロエチレンフィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリ酢酸ビニルポリエチレン共重合体からなるフィルム、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリメチルペンテンフィルム、ポリ塩化ビニルなどのプラスチックフィルム、及びそれらを積層したフィルム等にアクリルゴム、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂などを主成分とする粘着剤を塗布したフィルムが挙げられる。

上記材料のうち、特に降伏点がなく、低温での伸びに優れ、かつフィルムの伸びの異方性が小さい点でポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニルポリエチレン共重合体などが好ましい。フィルムは押し出し成型時に縦方向に配向しやすく、上記のフィルムについてもフィルムの伸びが完全に均一でない場合があるが、ウエハラミネート時の張力調整などによって調整することが好ましい。また、必要に応じてプライマー塗布、ＵＶ処理、コロナ放電処理、研磨処理、エッチング処理等の表面処理を行っても良い。ダイシングテープ３は、粘着性を有することが必要であるので、その片面に粘着剤層を設けても良い。これは、粘着剤層の樹脂組成物において、特に液状成分の比率、高分子量成分のＴｇを調整することによって得られる適度なタック強度を有する樹脂組成物を塗布乾燥することで形成可能である。

また、ダイシングテープ３の膜厚は、特に制限はなく、接着シート２の膜厚等によって適宜定められるものであるが、コスト面や取扱い性の点で６０〜１５０μｍとすることが好ましく、７０〜１３０μｍとすることが更に好ましい。ダイシングテープ３の接着剤層の厚さは、通常３μｍ〜１００μｍ程度であるが、多段積層可能な点で３μｍ〜４０μｍとすることが好ましく、５μｍ〜２５μｍとすることが更に好ましくは、５μｍ〜１３μｍとすることが更に好ましい。

なお、粘着剤層に関しては、接着シート２との９０°はく離試験による接着力が２０Ｎ／ｍ以上である場合には、ダイシングテープ３を伸張させる際にダイシングテープ３と接着シート２がはく離せず、結果として接着シート２が破断しやすい点で好ましい。接着力が２０Ｎ／ｍ未満の場合、ダイシングテープ３を伸張させる際に接着シート２との界面ではく離しやすくなる。その結果、半導体ウエハ１が破断して半導体チップ１０になる際に内部応力が開放され、半導体チップ１０とダイシングテープ３の界面がはく離するため、半導体チップ１０に反りが生じてピックアップが困難になるおそれがある。また、接着力が１００Ｎ／ｍ以下であると、半導体チップ１０のピックアップが可能である点で好ましい。一方、接着力が１００Ｎ／ｍを超えると、ピックアップが困難でとなり、半導体チップ１０の割れの原因となるため好ましくない。

上述した接着シート２及びダイシングテープ３は、半導体装置を製造する際、ダイシング時には半導体チップ１０が飛散しない程度の接着力を有し、その後のピックアップの際には接着シート２がダイシングテープ３から剥離可能となることが必要である。接着シート２とダイシングテープ３との粘着性が高すぎると、ピックアップ時に接着シート２とダイシングテープ３の接着剤層とが融着して分離が困難になることがある。このため、接着シート２とダイシングテープ３とのＢステージ状態における９０°ピール強度は、１５０Ｎ／ｍ以下であることが好ましく、５〜１００Ｎ／ｍであることが更に好ましく、５〜５０Ｎ／ｍであることが特に好ましい。

ピール強度が１５０Ｎ／ｍを超えると、ピックアップ時に半導体チップ１０が割れやすくなる傾向がある。なお、ピール強度の測定は、２５℃の雰囲気中で、９０°の角度で、５０ｍｍ／分の引張り速度で接着シート２をダイシングテープ３から剥がした際の結果である。９０°ピール強度が１５０Ｎ／ｍ以下となるようにするためには、適宜、接着シート２のタック強度を調節することが望ましい。

タック強度の調節は、接着シート２が、室温における流動性を上昇させると接着強度及びタック強度が上昇する傾向にあり、流動性を低下させると接着強度及びタック強度が低下する傾向にあるという性質を利用する。流動性を上昇させる場合には、可塑剤の含有量の増加、粘着付与材含有量の増加等の方法がある。逆に流動性を低下させる場合には、前記の化合物の含有量を減らせばよい。可塑剤としては、例えば単官能のアクリルモノマー、単官能エポキシ樹脂、液状エポキシ樹脂、アクリル系樹脂、エポキシ系のいわゆる希釈剤等が挙げられる。

貼付工程の後、半導体ウエハ１を切断可能にする工程として、レーザ光Ｌの照射によって半導体ウエハ１の内部に脆弱層５を形成する（脆弱層形成工程）。脆弱層５の形成方法については、例えば特開２００２−１９２３７０号公報、特開２００３−３３８４６７号公報等に記載の公知の方法を使用することができる。レーザ加工装置については、例えば株式会社東京精密製のＭＡＨＯＨＤＩＣＩＮＧ ＭＡＣＨＩＮＥを使用することができる。

このレーザ加工装置を用いることにより、図３に示すように、半導体ウエハ１の内部に集光点を合わせたレーザ光を、ダイシングパターンに沿って半導体ウエハ１の回路面側から照射する。これにより、半導体ウエハ１の内部が多光子吸収によって局所的に加熱溶融して改質され、脆弱層５が形成される。

レーザ照射の条件は、例えば以下の通りである。
（Ａ）半導体基板：シリコンウエハ（厚さ３５０μｍ、外径６インチ）
（Ｂ）レーザ光源：半導体レーザ励起Ｎｄ：ＹＡＧレーザ、波長：１０６４ｎｍ、レーザ光スポット断面積：３．１４×１０−８ｃｍ２、発振形態：Ｑスイッチパルス、繰り返し周波数：１００ｋＨｚ、パルス幅：３０ｎｓ、出力：２０μＪ／パルス、レーザ光品質：ＴＥＭ００、偏光特性：直線偏光
（Ｃ）集光用レンズ：倍率：５０倍、ＮＡ：０．５５、レーザ光波長に対する透過率６０％
（Ｄ）半導体基板が載置される載置台の移動速度：１００ｍｍ／秒

なお、半導体ウエハ１へのレーザ光Ｌの照射は、半導体ウエハの回路面側から行ってもよく、接着シート２及びダイシングテープ３が貼り付けられた面側から行ってもよい。この場合には、接着シート２やダイシングテープ３は、レーザ光Ｌを透過可能な材質にすることが好ましい。このとき、接着シート２とダイシングテープ３とで透明性や色調の異なるものを用いると、半導体ウエハ１のダイシングの際、破断されなかった部分を容易に認識できるという利点がある。

脆弱層５を形成した後、ダイシングテープ３を伸張させることにより、半導体ウエハ１を接着シート２付きの略長方形状の半導体チップ１０に個片化する（切断工程）。この切断工程では、図４に示すように、例えばウエハリング４をピックアップ装置の固定治具１１に固定する。そして、押し上げ治具１２をダイシングテープ３側から半導体ウエハ１に向けて押し上げ、ダイシングテープ３を面内方向に等方的に伸張させる。

このダイシングテープ３の伸張により、半導体ウエハ１の内部に形成された脆弱層５を起点として半導体ウエハ１が厚さ方向に割れる。また、この割れが半導体ウエハ１に密着する接着シート２の裏面まで到達し、半導体ウエハ１及び接着シート２が破断される。これにより、接着シート２付きの複数の半導体チップ１０を得ることができる。

この半導体ウエハ１及び接着シート２の破断に際し、上述したように、貼付工程では、応力が加わりやすい半導体チップ１０の長辺方向に、伸張しやすいＴＤ方向を沿わせ、応力がかかりにくくする一方、応力が加わりにくい半導体チップ１０の短辺方向に、伸張しにくいＭＤ方向を沿わせて、応力が加わりやすくしている。これにより、切断工程において半導体チップ１０の長辺方向の切断と短辺方向の切断との間の時間差が抑えられ、一方向が先に破断し、他方向の破断が先の破断によるテンション開放によって不完全になることが抑制され、良好な破断性を確保できる。

押し上げ治具１２を押し上げる速度（エキスパンド速度）は、１０ｍｍ／秒〜１０００ｍｍ／秒であることが好ましく、１０ｍｍ／秒〜２００ｍｍ／秒であることが更に好ましく、５０ｍｍ／秒〜１５０ｍｍ／秒であることが特に好ましい。また、押し上げ治具１２による押し上げ量（エキスパンド量）は、５ｍｍ〜３０ｍｍであることが好ましく、１０〜３０ｍｍであることが更に好ましく、１５ｍｍ〜２０ｍｍであることが特に好ましい。

エキスパンド速度が１０ｍｍ／秒未満であると、半導体ウエハ１及び接着シート２の切断が困難となる傾向があり、１０００ｍｍ／秒を超えると、ダイシングテープ３そのものが破断しやすくなる傾向がある。また、エキスパンド量が５ｍｍ未満であると、半導体ウエハ１及び接着シート２の切断が困難となる傾向があり、３０ｍｍを超えるとダイシングテープ３そのものが破断しやすくなる傾向がある。

なお、エキスパンド量が２５ｍｍを超す場合には、ダイシングテープ３の基材として塩化ビニル基材を使用することが好ましい。エキスパンド量が２５ｍｍ未満である場合には、ダイシングテープ３の基材として各種ポリオレフィン基材を使用することが好ましい。また、切断工程は、例えば室温で行われるが、必要に応じて−５０℃〜１００℃の間で行っても良い。

接着シート２が脆くなって破断性が向上する点では、切断工程を１０℃以下で行うことが好ましく、０℃以下で行うことが更に好ましく、−１０℃以下で行うことが特に好ましい。一方、切断工程を−５０℃よりも低い温度で行うと、結露が著しい点、ダイシングテープ３の伸び量が低下する点、ダイシングテープ３の粘着剤が硬くなり、割れの発生や伸びの不均一さが顕著になる点で好ましくない。

切断工程の後、ダイシングテープ３の裏面側から紫外線を照射し、ダイシングテープ３の粘着剤層を硬化させる。次に、吸着コレット、針扞などのピックアップ手段を用いて半導体チップ１０をピックアップし、これを搭載用部材１３の所定の位置に載置する。そして、接着シート２を例えば１００℃〜２２０℃で加熱硬化させることにより、図５に示すように、半導体チップ１０を搭載用部材１３に実装する（実装工程）。その後、必要に応じてワイヤボンディング工程・封止工程などを経て、半導体装置２０が完成する。

以上説明したように、本実施形態に係る半導体チップの製造方法では、貼付工程において半導体ウエハ１にダイシングテープ３を貼り付ける際、応力が加わりやすい半導体チップ１０の長辺方向に、伸張しやすいＴＤ方向を沿わせ、応力がかかりにくくする一方、応力が加わりにくい半導体チップ１０の短辺方向に、伸張しにくいＭＤ方向を沿わせて、応力が加わりやすくしている。これにより、切断工程において半導体チップ１０の長辺方向の切断と短辺方向の切断との間の時間差が抑えられ、一方向が先に破断し、他方向の破断が先の破断によるテンション開放によって不完全になることが抑制され、良好な破断性を確保できる。このことは、接着シート２付きの半導体チップ１０の収率の向上を実現する。

また、ダイシングテープ３は、ＭＤ方向の伸び量に対するＴＤ方向の伸び量の比率が１．０２〜１．５となっている。上記比率が１．０２未満の場合、ダイシングテープ３の伸びの異方性が不十分となり、半導体チップ１０の長辺方向の切断と短辺方向の切断との間の時間差が抑えられる効果が小さくなる。また、上記比率が１．５を超えると、ダイシングテープ３の伸びの異方性が過剰となり、半導体チップ１０の長辺方向の切断が短辺方向の切断よりも早く生じ、かえって破断性が悪化するおそれがある。したがって、上記範囲を適用することで、良好な破断性を確保できる。

また、ダイシングテープ３は、ポリ塩化ビニル基材、或いは、ポリエチレン基材、ポリプロピレン基材、及び塩素を含まないモノマーを共重合したポリマーからなる基材によって形成されている。このため、ダイシングテープ３は、引張り変形時に降伏点を示さず、かつ伸張を行う際の温度における伸張量に優れたものとなる。これにより、破断性を一層高めることができる。また、ダイシングテープ３には、接着シート２が予め形成されているので、半導体ウエハ１へのラミネートが１回で済み、貼付工程を簡単化できる。

本発明は、上記実施形態に限られるものではない。例えば上記実施形態では、貼付工程の後に脆弱層形成工程を行っているが、脆弱層形成工程を先に行ってから貼付工程を行ってもよい。また、接着シート２とダイシングテープ３とは必ずしも一体型でなくともよく、個々にラミネートするものであってもよい。

また、ハーフダイシング半導体ウエハ１及び接着シート２の切断によって行ってもよい。この場合、脆弱層形成工程に代えて、ダイシングパターンに沿って半導体ウエハ１に溝部を形成する溝部形成工程を実施する。切断工程では、ダイシングテープ３を曲げ方向や捻れ方向に伸張することが好ましい。この方法によっても、従来の回転刃による切断方法と比べて、破砕粉や洗浄水による汚染がなく、効率にも優れたものとなる。

続いて、本発明に係る半導体チップの製造方法の効果に関する評価実験について説明する。

この評価試験は、ダイシングテープのＭＤ方向の伸び量に対するＴＤ方向の伸び量の比率を変えながら、切断工程における半導体ウエハ及び接着シートの破断性を検証したものである。サンプルとして、予めレーザ照射による脆弱層をダイシングパターンに沿って形成した半導体ウエハに接着シート一体型のダイシングテープを貼り付けたものを用意した。

接着シートには、日立化成工業株式会社製ＨＳ−２７０（厚さ２０μｍ）を用い、ダイシングテープには、軟質ポリ塩化ビニルフィルム基材にアクリル系粘着剤を塗布したもの（基材厚さ１００μｍ、粘着剤厚さ１０μｍ）を用いた。また、このダイシングテープは、引張り変形時における明確な降伏点を有していないことを確認した。実施例１では、ダイシングテープのＭＤ方向の伸び量Ａに対するＴＤ方向の伸び量Ｂの比率Ｂ／Ａを１．１とし、実施例２では、比率Ｂ／Ａを１．２とした。比較例では、比率Ｂ／Ａを１．０１とした。

そして、個片化する半導体チップの長辺方向にＴＤ方向を沿わせ、かつ短辺にＭＤ方向を沿わせるようにして、実施例１，２及び比較例に係る接着シート一体型のダイシングテープをホットロールラミネータによって６０℃で半導体ウエハ（厚さ８０μｍ）にそれぞれ貼り付け、ダイシングテープの外周にウエハリングを設置した後、ダイシングテープを伸張させて半導体ウエハ及び接着シートの切断を行い、短辺が５ｍｍ、長辺が７ｍｍの長方形状の半導体チップを得た。押し出し治具によるエキスパンド速度は３０ｍｍ／秒、エキスパンド量は１５ｍｍであった。

その結果、実施例１，２のサンプルでは、半導体ウエハ及び接着シートが同時に切断された半導体チップは全体の９８％以上であったのに対し、比較例のサンプルでは、半導体ウエハ及び接着シートが同時に切断された半導体チップは全体の９８％未満であった。以上のことから、本発明のようにダイシングテープのＭＤ方向の伸び量に対するＴＤ方向の伸び量の比率を調整し、個片化する半導体チップの長辺方向にＴＤ方向を沿わせ、かつ短辺にＭＤ方向を沿わせることが、半導体ウエハ及び接着シートの破断性の向上に寄与することが確認された。

本発明の一実施形態に係る半導体チップの製造方法を示す断面図である。 半導体ウエハへのダイシングテープの貼り付け状態を示す図である。 脆弱層形成工程を示す断面図である。 切断工程を示す断面図である。 実装工程を示す断面図である。

１…半導体ウエハ、２…接着シート、３…ダイシングシート、１０…半導体チップ。

Claims (5)

1. 半導体ウエハの一面側に接着シート及びダイシングテープを貼り付ける貼付工程と、
   前記ダイシングテープを伸張させることにより、前記半導体ウエハを前記接着シート付きの略長方形状の半導体チップに個片化する切断工程とを備えた半導体チップの製造方法であって、
   前記貼付工程において、個片化する半導体チップの長辺方向に前記ダイシングテープのトランスバースダイレクション方向を沿わせ、かつ短辺に前記ダイシングテープのマシンダイレクション方向を沿わせ、
   前記ダイシングテープは、前記マシンダイレクション方向の伸び量に対する前記トランスバースダイレクション方向の伸び量の比率が１．０２〜１．５であることを特徴とする半導体チップの製造方法。
2. 前記ダイシングテープは、ポリ塩化ビニル基材からなることを特徴とする請求項１記載の半導体チップの製造方法。
3. 前記ダイシングテープは、ポリエチレン基材、ポリプロピレン基材、及び塩素を含まないモノマーを共重合したポリマーからなる基材のいずれかからなることを特徴とする請求項１記載の半導体チップの製造方法。
4. 前記貼付工程において、前記ダイシングテープに前記接着シートが予め形成されたものを用いることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載の半導体チップの製造方法。
5. 前記切断工程において、ハーフカットダイシング又はステルスダイシングを用いる請求項１〜４のいずれか一項記載の半導体チップの製造方法。

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