JP5762680B2 - 半導体チップの製造方法及び加工用フィルム - Google Patents

Description

本発明は、半導体チップの製造方法及び加工用フィルムに関する。

この種の分野に関連する技術として、例えば特許文献１に記載の半導体装置の製造方法がある。この製造方法では、基材フィルム上に粘着剤層と接着剤層を形成してなる加工用フィルムを半導体ウェハの回路面に貼り付けた状態で半導体ウェハのバックグラインドを行っている。また、例えば特許文献２に記載の半導体装置の製造方法では、合成樹脂フィルム上に熱硬化性樹脂層を形成してなる接着用シートを半導体チップのバンプ電極面に圧着した後、合成樹脂フィルムを剥離して半導体チップと回路基板との接続を行っている。

特開２００６−４９４８２号公報 特開２００１−３２６３４６号公報

ところで、加工用フィルムを半導体ウェハの回路面に貼り付けてバックグラインドを行う場合、ハンドリング性などの観点から、貼り付けた加工用フィルムが半導体ウェハと略同一の形状となるように、半導体ウェハからはみ出た加工用フィルムの余剰部分を切断することが好ましい。しかしながら、加工用フィルムは、半導体ウェハの回路面に貼り付けられている部分を除いて浮いた状態となっているので、余剰部分を切断する際に加工用フィルムが変形して切断力が分散・緩和してしまうおそれがある。そのため、加工用フィルムの強度が高すぎると切断が不十分となり、作業効率が低下を招くという問題があった。

また、加工用フィルムの切断に成功した場合でも、切断部分にバリが残ったり、切断屑が発生したりする場合がある。このようなバリや切断屑が半導体ウェハに付着した状態でバックグラインドを行うと、半導体ウェハを均一かつ平坦に薄化することが困難となる。バックグラインド後の半導体ウェハに反りが生じてしまうと、後続のチップ化工程において、半導体ウェハを破損せずに平坦化してダイシングテープを貼り付けることは難しくなり、製造の歩留まりの低下を招くおそれが生じる。

本発明は、上記課題の解決のためになされたものであり、薄化の際の半導体ウェハの反りを抑制し、製造の歩留まりを十分に確保できる半導体チップの製造方法及び加工用フィルム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、基材フィルム上に接着剤層を形成してなる長尺の加工用フィルムを準備し、半導体ウェハの回路面に加工用フィルムの接着剤層を貼り付けるフィルム貼付工程と、半導体ウェハの反対面をバックグラインドすることにより、半導体ウェハを薄化する薄化工程と、薄化された半導体ウェハの反対面にダイシングテープを貼り付けた後、加工用フィルム側から半導体ウェハをダイシングし、個片化された半導体チップを得るチップ化工程と、を備え、フィルム貼付工程において、半導体ウェハの直径よりも大きい幅を有するとともに、基材フィルムと接着剤層との間に粘着剤層を有し、かつ基材フィルムの厚みが５０μｍ〜１２０μｍである加工用フィルムを半導体ウェハの回路面に貼り付け、薄化工程の実施前に、半導体ウェハの回路面からはみ出ている基材フィルム、粘着剤層及び接着剤層を同時に切断することにより、加工用フィルムの余剰部分を除去す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、フィルム貼付工程において、半導体ウェハの直径よりも大きい幅を有し、かつ基材フィルムの厚みが５０μｍ〜１２０μｍである加工用フィルムを半導体ウェハの回路面に貼り付ける。このため、薄化工程の実施前に半導体ウェハの回路面からはみ出ている加工用フィルムの余剰部分を除去する際、加工用フィルムの強度が過剰となることを防止でき、作業効率を良好に保つことができると共に、加工用フィルムの切断部分にバリが残ったり、切断屑が発生したりすることを抑制できる。これにより、反りを抑えた状態で半導体ウェハをバックグラインドできるので、後続するチップ化工程において半導体ウェハを破損せずに平坦化してダイシングテープを貼り付けることが可能となり、製造の歩留まりを十分に確保できる。

また、基材フィルムの厚みは、６０μｍ〜１１０μｍであることが好ましい。この場合、加工用フィルムの強度が過剰となることを一層確実に防止でき、作業効率の更なる向上が図られる。

また、薄化工程において、半導体ウェハの厚みと基材フィルムの厚みとの比が１：０．５〜２．５となるように半導体ウェハの反対面をバックグラインドすることが好ましい。この場合、加工用フィルムの切断部分におけるバリの発生を抑制する効果と、薄化された半導体ウェハのハンドリング性を確保できる効果とを好適に両立させることができる。

また、チップ化工程の後、接着剤層を残して半導体チップの回路面から基材フィルム及び粘着剤層を除去した後、半導体チップをピックアップするピックアップ工程を更に備えたことが好ましい。この場合、薄化工程からピックアップ工程に至るまで同一の加工用フィルムを使用できるので、製造工程の簡単化が図られる。

本発明によれば、薄化の際の半導体ウェハの反りを抑制し、製造の歩留まりを十分に確保できる。

本発明に係る加工用フィルムの一実施形態を示す図である。 本発明に係る半導体チップの製造方法の一実施形態を示す図である。 図２の後続の工程を示す図である。 図３の後続の工程を示す図である。 図４の後続の工程を示す図である。 図５の後続の工程を示す図である。 図６の後続の工程を示す図である。 図７の後続の工程を示す図である。 図８の後続の工程を示す図である。 図９の後続の工程を示す図である。 図１０の後続の工程を示す図である。 図１１の後続の工程を示す図である。 チップ化工程の変形例を示す図である。

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加工用フィルムの好適な実施形態について詳細に説明する。

図１は、本発明に係る加工用フィルムの一実施形態を示す図である。この加工用フィルム１は、半導体ウェハのバックグラインド用フィルムとしての機能と、半導体ウェハをダイシングすることによって得られた半導体チップを回路基板に接続する際の接着剤層を半導体チップに付与する機能とを一体的に有するフィルムである。この加工用フィルム１は、図１に示すように、基材フィルム２上に粘着剤層３と接着剤層４とをこの順に形成することによって構成され、貼り付け対象である半導体ウェハの直径よりも大きい幅で長尺状をなしている。

基材フィルム２は、例えば厚さ５０μｍ〜１２０μｍ程度に形成されている。基材フィルム２は、加工用フィルム１の強度の大部分を占めており、基材フィルム２の厚さが１２０μｍを超えると、加工用フィルム１を切断する際に、フィルムの切り損じ、バリ、切断屑などが発生するおそれがあり、基材フィルム２の厚さが５０μｍに満たないと、バックグラインドによって薄化した半導体ウェハの反りが大きくなり、後続するチップ化工程において半導体ウェハを破損せずに平坦化してダイシングテープを貼り付けることが困難となるためである。基材フィルム２の厚さは、上記効果を更に高めるため、厚さ６０μｍ〜１１０μｍに形成されていることが更に好ましい。

基材フィルム２として選択しうるポリマーの例としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体、ポリブテン−１、ポリ−４−メチルペンテン−１、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸エチル共重合体、エチレン−アクリル酸メチル共重合体、エチレン−アクリル酸共重合体、アイオノマーなどのα−オレフィンの単独重合体又は共重合体或いはこれらの混合物、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート等のエンジニアリングプラスチック、ポリウレタン、スチレン−エチレン−ブテン若しくはペンテン系共重合体、ポリアミド−ポリオール共重合体等の熱可塑性エラストマー、及びこれらの混合物が挙げられる。また、上記の材料から選ばれる２種以上が混合されたもの、又は上記のフィルムが複層化されたものであってもよい。この場合、例えば表面に粘着剤層を形成したポリプロピレン基材が挙げられる。

粘着剤層３は、例えば基材フィルム２に粘着剤組成物を塗布した後、これを乾燥することによって形成されている。粘着剤層３の厚さは特に制限されないが、例えば２μｍ〜５０μｍ程度となっている。この粘着剤層３は、放射線硬化性を有し、紫外線などの放射線照射を受けた場合に粘着力が低下し、接着剤層４から容易に剥離可能となる。

接着剤層４は、バックグラインド中の半導体ウェハの保持、ダイシング中の半導体ウェハの回路面の保護、及びフリップチップボンディングによる半導体チップと回路基板との接着・接続に用いられる部分である。接着剤層４は、バックグラインド中の半導体ウェハを平坦に保持する観点から、例えば常温において固体となっている。また、接着剤層４の厚さは、フリップチップボンディング時に半導体チップと回路基板との間を充填できる厚みとなっている。通常、接着剤層４の厚さが、半導体チップの突出電極の高さと回路基板の配線の高さとの和以上となっていれば、半導体チップと回路基板との間を十分に充填できる。

また、接着剤層４は、半導体ウェハへの貼り付けの際に突出電極による回路面の凹凸に追従し、エアボイドの取り込みがない状態で回路面に密着する必要がある。このため、貼り付け時には、接着剤層４の粘度が低下し、回路面の凹凸形状への追従性を発揮する必要がある。貼り付け温度における接着剤層４の粘度は、１０００Ｐａ・ｓ以上１００００Ｐａ・ｓ以下であることが好ましい。粘度が１００００Ｐａ・ｓを超えると、回路面の凹凸に追従させるための加圧が必要となり、粘度が１０００Ｐａ・ｓに満たないと、貼り付け時に接着剤層４が半導体ウェハの側面からはみ出てしまい、接着剤量の管理が困難となるためである。

加熱硬化前の接着剤層４の粘度は、公知の動的粘弾性測定装置を用いて測定することが可能であり、測定は全自動で行なわれる。この測定では、所定の温度に加熱した恒温槽内で試料を２枚の平行プレートにはさみ、片方のプレートに微小な正弦波状のひねり歪みを付加した場合に他方のプレートに発生する応力と歪から弾性率及び粘度を算出する。

一般に測定周波数は０．５Ｈｚ〜１０Ｈｚであり、高分子材料は粘弾性体として挙動するため、弾性成分に由来する貯蔵弾性率Ｇ’と、粘性成分に由来する損失弾性率Ｇ”とそれぞれが得られ、これら２つの値から複素弾性率Ｇ＊が下記（１）のように得られる。さらに、粘度をη（Ｐａ・ｓ）、測定周波数をｆ（Ｈｚ）、複素弾性率Ｇ＊（Ｐａ）とすると、粘度が下記式（２）のように得られる。
Ｇ＊＝｛（Ｇ’）^２＋（Ｇ”）^２｝^１／２ …（１）
η＝Ｇ＊／２πｆ …（２）

また、接着剤層４は、バックグラインド中の半導体ウェハを保持するため、室温において例えば１ＧＰａ以上の弾性率を有していることが好ましい。このような弾性率を有している場合、半導体ウェハのダイシング時に接着剤層４がウェハの表面から剥離することやバリの発生を抑制できるほか、ウェハの分断線に追従させて接着剤層４を好適に分断することが可能となる。高弾性化、バリの抑制、分断性の向上のため、接着剤層４にはフィラーが含まれることが望ましい。

さらに、ダイシング時の半導体ウェハのスクライブラインの認識、若しくはフリップチップ接続工程でチップ回路面に形成された位置合わせパターンの認識のため、接着剤層４の濁度測定法による透過率が１０％以上であることが好ましく、加工用フィルム１全体の可視光の透過率が２０％以上であることが更に好ましい。透過率の維持のため、接着剤層４の屈折率とフィラーの屈折率の差は、±０．０６以内であることが好ましい。

このような接着剤層４は、少なくとも熱硬化性樹脂と高分子量成分と架橋反応を開始させるための化合物とからなる樹脂組成物と、樹脂組成物との屈折率差が±０．０６の範囲のフィラーとを含む。熱硬化性樹脂は、熱により三次元的に架橋することによって硬化する。高分子量成分は、室温では固体であり、接着剤層４のフィルム形成性を向上させると共に、加熱によって軟化する。

架橋反応を開始させるための開始剤は、固体もしくは液状であり、架橋反応を起こすための加熱時に熱硬化性樹脂と反応又は熱硬化性樹脂の反応を促進する一方、室温から貼り付け温度までの温度では反応しないか、若しくは反応速度が遅く、フリップチップ接続時の接着性が十分に発現される程度まで反応性を保持した状態を維持する。フィラーは、樹脂組成物の未硬化時の凝集力を高くすると共に、硬化後の線膨張係数を低減させる。

上記熱硬化性樹脂としては、例えばエポキシ樹脂、ビスマレイミド樹脂、トリアジン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、シアノアクリレート樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリイソシアネート樹脂、フラン樹脂、レゾルシノール樹脂、キシレン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、シリコーン樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、シロキサン変性エポキシ樹脂、シロキサン変性ポリアミドイミド樹脂、アクリレート樹脂等が挙げられる。これらは単独又は二種以上の混合物として使用することができる。

高分子量成分としては、室温で固体状態となり、加熱によって軟化するポリマーであって、重量平均分子量で１万以上のポリマーであることが好ましい。このような高分子量成分として、例えばポリエステル樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリウレタン樹脂、フェノキシ樹脂、ポリアクリレート樹脂、ポリブタジエン、アクリロニトリルブタジエン共重合体（ＮＢＲ）、アクリロニトリルブタジエンゴムスチレン樹脂（ＡＢＳ）、スチレンブタジエン共重合体（ＳＢＲ）、アクリル酸共重合体等が挙げられる。これらは単独又は二種以上を併用して使用することができる。また、これらの高分子量成分は、熱硬化性樹脂と反応する官能基を側鎖若しくは末端に有していてもよい。官能基としては、例えばエポキシ基、フェノール性水酸基、アルコール性水酸基、カルボキシル基、アミン等が挙げられる。これらの官能基は、反応時に解裂する保護基や立体障害で反応性を抑制したキャッピングが施されていてもよい。

架橋反応を開始させるための化合物としては、熱硬化性樹脂の高反応性と保存安定性を両立させるための潜在性を有する化合物であることが好ましい。潜在性は、例えばマイクロカプセルによる保護、分解温度と保存温度の差を広げること、保存時は固体で反応時には融解することにより反応性を発現して保存温度と融解温度の差を広げること、反応温度で解裂する保護基を導入し保存時は安定とすること等の方法によって発現できる。

マイクロカプセル型硬化剤は、例えば硬化剤を核としてポリウレタン、ポリスチレン、ゼラチン及びポリイソシアネート等の高分子物質や、ケイ酸カルシウム、ゼオライトなどの無機物、及びニッケルや銅などの金属薄膜などの被膜により実質的に覆われており、平均粒径が１０μｍ以下、好ましくは５μｍ以下のものが用いられる。前述の架橋反応を開始させるための化合物は、熱硬化性樹脂の反応機構に最適な化合物を選択できる。例えば熱硬化性樹脂がエポキシ樹脂である場合、重合促進にイミダゾールやアミン系の化合物を選択できる。付加反応で架橋が進行する場合には、トリフェニルフォスフィンやＤＢＵ等の重合触媒を使用できる。

このほか、接着剤樹脂組成物は、三次元架橋性樹脂と反応する成分として、フェノール系、イミダゾール系、ヒドラジド系、チオール系、ベンゾオキサジン、三フッ化ホウ素−アミン錯体、スルホニウム塩、アミンイミド、ポリアミンの塩、ジシアンジアミド、有機過酸化物系の化合物を含んでもよい。また、硬化剤の可使時間を長くするため、ポリウレタン系、ポリエステル系の高分子物質等で被覆してマイクロカプセル化してもよい。

フィラーとしては、結晶性を有するものであっても、非結晶性を有するものであってもよい。また、フィラーによって接着剤層４が硬化した後の線膨張係数を小さくすることができる。線膨張係数が小さいと熱変形が抑制され、半導体チップが回路基板に搭載された後も、突出電極と回路基板の配線との電気的な接続を好適に維持できる。したがって、作製した半導体装置の信頼性を向上できる。

フィラーは、化学組成が単一の化合物として表されるものであっても、複数の組成からなる化合物として表されるものであってもよい。単一の化合物として表されるフィラーの例としては、シリカ、アルミナ、チタニア、マグネシア等の酸化物フィラー、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム等の水酸化物フィラー、硫酸バリウム、硫酸ナトリウム等の硫酸化物フィラー等が挙げられる。

一方、複数の組成からなる化合物として表されるフィラーの例としては、亜鉛、アルミニウム、アンチモン、イッテルビウム、イットリウム、インジウム、エルビウム、オスミウム、カドミウム、カルシウム、カリウム、銀、クロム、コバルト、サマリウム、ジスプロシウム、ジルコニウム、錫、セリウム、タングステン、ストロンチウム、タンタル、チタン、鉄、銅、ナトリウム、ニオブ、ニッケル、バナジウム、ハフニウム、パラジウム、バリウム、ビスマス、プラセオジム、ベリリウム、マグネシウム、マンガン、モリブデン、ユウロピウム、ランタン、リン、ルテチウム、ルテニウム、ロジウム、ボロン等金属元素を含む酸化物が挙げられる。これらは混合して用いてもよい。

複合酸化物は、２種類以上の金属を原料として含み、原料金属が単独で酸化物となったときの構造とは異なる構造を有する化合物であることが好ましい。特に好ましくはアルミニウム、マグネシウムまたはチタンから選ばれる少なくとも１種類の金属元素と、他の元素の２種類以上を原料に含む酸化物の化合物からなる複合酸化物粒子である。このような複合酸化物としてはホウ酸アルミニウム、コージェライト、フォルスライト、ムライト等が挙げられる。複合酸化物粒子の線膨張係数は、０℃から７００℃以下の温度範囲で７×１０^−６／℃以下であることが好ましく、さらに好ましくは３×１０^−６／℃以下である。熱膨張係数がこの範囲より大きい場合には、接着剤層４の熱膨張係数を下げるために複合酸化物粒子を多量に添加する必要が生じる。

また、接着剤層４は、カップリング剤等の添加剤を含んでもよい。これにより、半導体チップと回路基板との接着性を向上させることができる。さらに、接着剤層４には、導電粒子を分散させてもよい。この場合、突出電極の高さのバラツキによる悪影響を低減することができる。また、回路基板として、圧縮に対して変形しにくいガラス基板等を用いる場合であっても電気的な接続を維持できる。さらに、接着剤層４を異方導電性の接着剤層としてもよい。

次に、上述した加工用フィルム１を用いた半導体チップの製造方法について説明する。図２〜図１２は、本発明に係る半導体チップの製造方法の一実施形態を示す図である。

まず、図２に示すように、半導体ウェハ１０を用意する。所定の半導体プロセスによって複数の突出電極１１が形成された回路面１０ａと、反対面１０ｂとを有している。バックグラインド前の状態である半導体ウェハ１０の厚さは、５５０μｍ〜７５０μｍ程度となっている。この半導体ウェハ１０を、回路面１０ａを上側に向けた状態で、加工用フィルム貼付装置の支持ステージＳに吸着保持させる。なお、図示しないが、半導体ウェハ１０の回路面１０ａには、ダイシング位置を合わせるための位置決めパターンが形成されている。

次に、上述した加工用フィルム１を用意し、接着剤層４を回路面１０ａに向けた状態で加工用フィルム１を、加圧ロールによって所定の圧力をかけながら半導体ウェハ１０の回路面１０ａに貼り付ける（フィルム貼付工程）。半導体ウェハ１０への加工用フィルム１の貼り付けに用いる加工用フィルム貼付装置は、支持ステージＳ及び加圧ロールに加熱機構が設けられていることが好ましい。加工用フィルム１を貼り付ける際の加圧により、図３に示すように、突出電極１１を埋めるように接着剤層４が充填される。

加工用フィルム１の貼り付けを行った後、図４に示すように、加工用フィルム１側からカッターナイフＫを入れ、カッターナイフＫの刃先を支持ステージＳの切断溝Ｓａに挿入する。そして、カッターナイフＫを半導体ウェハ１０の縁に沿って移動させることにより、加工用フィルム１の余剰部分１２を除去し、加工用フィルム１を半導体ウェハ１０と略同一のサイズに切断する。

次に、図５（ａ）に示すように、研削装置Ｇを用いることにより、半導体ウェハ１０を反対面１０ｂ側から研削する。そして、バックグラインド後の半導体ウェハ１０の厚さと加工用フィルム１の基材フィルム２との厚みの比が１：０．５〜２．５の範囲となるように、半導体ウェハ１０を例えば５０μｍ〜５５０μｍ程度まで薄化する（薄化工程）。この結果、図５（ｂ）に示すように、薄化された半導体ウェハ１０と、その回路面１０ａに貼り付けられた加工用フィルム１とからなる積層体１３が形成される。

積層体１３を形成した後、図６に示すように、半導体ウェハ１０の回路面１０ａ側に加工用フィルム１を貼り付けた状態のままで、積層体１３をダイシングフレーム１４にセットし、半導体ウェハ１０の反対面１０ｂとダイシングフレーム１４の底面１４ａとにわたってダイシングテープ１６を貼り付ける。ダイシングフレーム１４は、円環状の金属部材である。ダイシングフレーム１４の内径は、半導体ウェハ１０の外径よりも大きく、セットされた半導体ウェハ１０の外周を囲むことによって、ダイシング中の半導体ウェハ１０を保持するようになっている。ダイシングテープ１６の固定には、公知のダイシングテープ貼付装置を用いることができる。ダイシングテープ１６は、基材フィルム１７と、基材フィルム１７の表面に形成された粘着剤層１８とを有している。ダイシングテープ１６は、公知のダイシングテープを用いることができる。

ダイシングテープ１６を固定した後、図７に示すように、ダイシングブレードＢを加工用フィルム１側から入れ（いわゆるフェイスアップダイシング）、所定のダイシングラインに沿って加工用フィルム１と共に半導体ウェハ１０をダイシングする。これにより、個片化された複数の半導体チップ２０が得られる（チップ化工程）。この工程では、上述したように加工用フィルム１における可視光の透過率を２０％以上としておくことで、半導体ウェハ１０の回路面１０ａに形成された位置決めパターンが視認し易くなり、ダイシング位置を用意に定めることが可能となる。なお、ダイシングには、ブレードに代えてレーザを用いてもよい。

続いて、図８に示すように、加工用フィルム１の表面に、基材フィルム２を剥離するための粘着テープ１９を貼り付ける。そして、この粘着テープ１９によって基材フィルム２を引っ張ることにより、粘着剤層３と接着剤層４との境界を分断し、図９に示すように、各半導体チップ２０の回路面１０ａに接着剤層４のみを残存させる。このとき、加工用フィルム１の粘着剤層３が放射線硬化性を有している場合には、粘着テープ１９の貼り付け後に紫外線等の放射線を照射して粘着剤層３の粘着力を予め低下させておくことが好ましい。なお、基材フィルム２の剥離は、公知の剥離装置を用いることができる。

その後、紫外線等の照射によりダイシングテープ１６の粘着剤層１７の粘着力を低下させ、図１０に示すように、接着剤層４を有する半導体チップ２０を個々にピックアップする（ピックアップ工程）。そして、図１１に示すように、半導体チップ２０の突出電極１１に対応する配線２２を備えた回路基板２１を用意し、配線２２と突出電極１１とが対向するように回路基板２１に対して半導体チップ２０を位置合わせする。半導体チップ２０と回路基板２１との位置合わせについても、上述した位置合わせパターンを用いることができる。

半導体チップ２０と回路基板２１とを位置合わせした後、公知のフリップチップ用の接続装置を用いることによって半導体チップ２０と回路基板２１との加熱・加圧を行い、図１２に示すように、突出電極１１と配線２２とを接続する。これにより、半導体デバイス２３が完成する。

上述した製造工程に用いる半導体ウェハ１０において、突出電極１１は、金ワイヤを用いて形成される金スタッドバンプ、金属ボールを熱圧着や超音波併用熱圧着機によって固定したもの、及びめっきや蒸着によって形成されたものでもよい。また、突出電極１１は、単一の金属で構成されている必要はなく、金、銀、銅、ニッケル、インジウム、パラジウム、スズ、ビスマス等複数の金属成分を含んでいてもよいし、これらの金属層が積層されたものであってもよい。

また、配線２２が形成された回路基板２１は、通常の回路基板でもよく、半導体チップでもよい。通常の回路基板を用いる場合、配線２２は、エポキシ樹脂やベンゾトリアジン骨格を有する樹脂をガラスクロスや不織布に含浸して形成した基板、ビルドアップ層を有する基板、ポリイミド、ガラス、セラミックスなどの絶縁基板表面に形成された銅などの金属層の不要な部分をエッチング除去して形成することもでき、絶縁基板表面にめっきによって形成することもでき、蒸着などによって形成することもできる。

配線２２は、単一の金属で形成されている必要はなく、金、銀、銅、ニッケル、インジウム、パラジウム、スズ、ビスマス等複数の金属成分を含んでいてもよいし、これらの金属層が積層された形をしていてもよい。また、回路基板２１が半導体チップの場合、配線２２は、通常アルミニウムで形成されるが、その表面に、金、銀、銅、ニッケル、インジウム、パラジウム、スズ、ビスマスなどの金属層を形成してもよい。

また、半導体チップ２０と回路基板２１との位置合わせに用いる認識装置は、例えばハロゲンランプを有するハロゲン光源、ライトガイド、照射装置、ＣＣＤカメラから構成される。ＣＣＤカメラで取り込んだ画像と、画像処理装置によって予め登録された位置合わせ用の画像パターンとの整合性を判断することにより、位置合わせ作業を精度良く行なうことができる。

また、半導体チップ２０と回路基板２１との接続の際、接着剤層４の硬化反応率が不十分であると、加熱後の接続が保持されないおそれがある。したがって、接着剤層４の硬化反応率は、８０％以上となることが好ましい。接続条件としては、２００℃で１０秒間の加熱を行った際、硬化反応率が８０％以上になることが好ましく、９０％以上になることが更に好ましい。

なお、上述したチップ化工程においては、図１３に示すように、ダイシングテープ１６が貼り付けられた半導体ウェハ１０の回路面１０ａから予め基材フィルム２及び粘着剤層３を剥離した後に、ダイシングを行うようにしてもよい。

以上説明したように、この半導体チップの製造方法では、フィルム貼付工程において、半導体ウェハ１０の直径よりも大きい幅を有し、かつ基材フィルム２の厚みが５０μｍ〜１２０μｍ、好ましくは６０μｍ〜１１０μｍである加工用フィルム１を半導体ウェハ１０の回路面１０ａに貼り付ける。このような厚みを有する加工用フィルム１を用いることで、薄化工程の実施前に半導体ウェハ１０の回路面１０ａからはみ出ている加工用フィルム１の余剰部分１２を除去する際、加工用フィルム１の強度が過剰となることを防止でき、作業効率を良好に保つことができると共に、加工用フィルム１の切断部分にバリが残ったり、切断屑が発生したりすることを抑制できる。また、反りを抑えた状態で半導体ウェハ１０をバックグラインドできるので、後続するチップ化工程において半導体ウェハ１０を破損せずに平坦化してダイシングテープ１６を貼り付けることが可能となり、製造の歩留まりを十分に確保できる。

また、本実施形態では、薄化工程において、半導体ウェハ１０の厚みと基材フィルム２の厚みとの比が１：０．５〜２．５となるように半導体ウェハ１０の反対面１０ｂをバックグラインドしている。これにより、加工用フィルム１の切断部分におけるバリの発生を抑制する効果と、薄化された半導体ウェハ１０のハンドリング性を確保できる効果とを好適に両立させることができる。

また、本実施形態では、加工用フィルム１は、基材フィルム２と接着剤層４との間に粘着剤層３を有し、チップ化工程に後続するピックアップ工程において、接着剤層４を残して半導体チップ２０の回路面１０ａから基材フィルム２及び粘着剤層３を除去した後、半導体チップ２０をピックアップしている。このような加工用フィルム１を用いることにより、薄化工程からピックアップ工程に至るまで同一の加工用フィルム１を使用できるので、製造工程の簡単化が図られる。

以下、実施例及び比較例について説明する。

［実施例１］
フェノキシ樹脂（ＩｎＣｈｅｍ社製、商品名ＰＫＨＣ）２５重量部、三次元架橋性樹脂としてエポキシ樹脂（ジャパンエポキシレジン株式会社製、商品名１０３２Ｈ６０）２５重量部、マイクロカプセル型潜在性硬化剤を含有する液状エポキシ樹脂（旭化成株式会社製、商品名ＨＸ−３９４１ＨＰ）５０重量部及びシランカップリング剤（東レ・ダウコーニング社製、商品名ＳＨ６０４０）１重量部を用い、トルエンと酢酸エチルの混合溶媒中に溶解し、接着層用樹脂組成物のワニスを得た。

一方、ワニスを計量した後、粉砕し、大粒径を除去するための５μｍの分級処理を行った平均粒径１μｍのコージェライト粒子（２ＭｇＯ・２Ａｌ_２Ｏ_３・５ＳｉＯ_２、比重２．４、線膨張係数１．５×１０^−６／℃、屈折率１．５７）１００重量部を混ぜ、撹拌して分散した後、表面に離形処理が施されたセパレータフィルム（ＰＥＴフィルム）上にロールコータを用いて塗布した後、７０℃のオーブンで１０分間乾燥させて、セパレータ上に厚み３０μｍの接着剤層を得た。

次いで、得られた接着剤層のフィルムをラミネートして厚み５００μｍのサンプルを作製した。これをレオメトリックス・サイエンティフィック・エフ・イー株式会社製粘弾性測定装置ＡＲＥＳを用い、直径８ｍｍの平行プレートに挟み込み２５℃〜２５０℃まで１０℃／ｍｉｎで昇温する過程での周波数１０Ｈｚでの粘度挙動を測定した。この結果、３０℃での粘度が１２００００Ｐａ・ｓであった。

続いて、上記の接着剤層と、片面に厚み５μｍの粘着剤層が塗布された、厚み５０μｍの基材フィルム（ポリプロピレンフィルム）とをラミネータを通して貼り合わせ、接着剤層側の離形処理ＰＥＴフィルムを引き剥がし、基材フィルム上に粘着剤層と接着剤層がこの順に形成された加工用フィルムを得た。

得られた加工用フィルムは、加工用フィルム貼付装置の支持ステージ上に載置された半導体ウェハ（６インチ径、厚さ６２５μｍ）の回路面に、貼付条件（温度８０℃、線圧０．５〜２ｋｇｆ／ｃｍ、送り速度０．５〜５ｍ／分）で加圧することにより積層した。次いで、カッターナイフにより加工用フィルムの余剰部分を切断し、切り損じやバリのない加工用フィルム付き半導体ウェハが得られた。続いて、これを研削装置に配置し、厚みが５０μｍとなるまで半導体ウエハの反対面を研削（バックグラインド）した。これにより、回路面側が凸となるような緩やかな反りのある半導体ウェハが得られたが、これをフラットな形状に戻した状態で破損せずにダイシングテープ上に配置できた。

［実施例２］
厚み１２０μｍの基材フィルムと厚み１０μｍの粘着剤層を用いたこと以外は、実施例１と同様に加工用フィルムを得た。この加工用フィルムを半導体ウェハに貼り付け、カッターナイフにより余剰部分を切断したところ、切り損じやバリは観察されなかった。続いて、半導体ウェハを研削装置に配置し、厚みが５０μｍとなるまで半導体ウェハの反対面をバックグラインドした。この場合も、回路面側が凸となるような緩やかな反りのある半導体ウェハが得られたが、これをフラットな形状に戻した状態で破損せずにダイシングテープ上に配置できた。

［比較例１］
厚み４０μｍの基材フィルムを用いたこと以外は、実施例１と同様に加工用フィルムを得た。この加工用フィルムを半導体ウェハに貼り付け、カッターナイフにより余剰部分を切断したところ、切り損じやバリは観察されなかった。続いて、半導体ウェハを研削装置に配置し、厚みが５０μｍとなるまで半導体ウェハの反対面をバックグラインドした。加工用フィルムを貼り付けた面の側に反りのある半導体ウェハを得た。この場合も、回路面側が凸となるような緩やかな反りのある半導体ウェハが得られたが、これをフラットな形状に戻そうとしたところ、半導体ウェハが割れてしまい、ダイシングテープ上に配置することができなかった。

［比較例２］
厚み１５０μｍの基材フィルムを用いたこと以外は、実施例１と同様に加工用フィルムを得た。この加工用フィルムを半導体ウェハに貼り付け、カッターナイフにより余剰部分を切断したところ、ウェハ外周にバリと切削屑の発生が確認された。続いて、半導体ウェハを研削装置に配置し、厚みが５０μｍとなるまで半導体ウェハの反対面をバックグラインドした。加工用フィルムを貼り付けた面の側に反りのある半導体ウェハを得たが、半導体ウェハの反りが実施例１，２及び比較例１に比べて非常に大きいものであった。

以上の結果から、本発明に係る加工用フィルムを用いると、半導体ウェハに貼り付けた後の余剰部分の切断の際にバリや切削屑等の付着がなく、さらに、反りを持つ半導体ウェハを破損することなくダイシングテープ上に固定することができることが確認できた。

１…加工用フィルム、２…基材フィルム、３…粘着剤層、４…接着剤層、１０…半導体ウェハ、１０ａ…回路面、１０ｂ…反対面、１２…余剰部分、１６…ダイシングテープ、２０…半導体チップ。

Claims (4)

1. 基材フィルム上に接着剤層を形成してなる長尺の加工用フィルムを準備し、半導体ウェハの回路面に前記加工用フィルムの前記接着剤層を貼り付けるフィルム貼付工程と、
   前記半導体ウェハの反対面をバックグラインドすることにより、前記半導体ウェハを薄化する薄化工程と、
   薄化された前記半導体ウェハの前記反対面にダイシングテープを貼り付けた後、前記加工用フィルム側から前記半導体ウェハをダイシングし、個片化された半導体チップを得るチップ化工程と、を備え、
   前記フィルム貼付工程において、前記半導体ウェハの直径よりも大きい幅を有するとともに、前記基材フィルムと前記接着剤層との間に粘着剤層を有し、かつ前記基材フィルムの厚みが５０μｍ〜１２０μｍである加工用フィルムを前記半導体ウェハの前記回路面に貼り付け、
   前記薄化工程の実施前に、前記半導体ウェハの前記回路面からはみ出ている前記基材フィルム、前記粘着剤層及び前記接着剤層を同時に切断することにより、前記加工用フィルムの余剰部分を除去することを特徴とする半導体チップの製造方法。
2. 前記基材フィルムの厚みは、６０μｍ〜１１０μｍであ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. 前記薄化工程において、前記半導体ウェハの厚みと前記基材フィルムの厚みとの比が１：０．５〜２．５となるように前記半導体ウェハの反対面をバックグラインドすることを特徴とする請求項１又は２記載の半導体チップの製造方法。
4. 前記チップ化工程の後、前記接着剤層を残して前記半導体チップの回路面から前記基材フィルム及び前記粘着剤層を除去した後、前記半導体チップをピックアップするピックアップ工程を更に備えた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。

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