JP5805359B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、半導体ウエハのダイシング方法に関する。

従来、回路面に導通用突起物が形成された半導体ウエハをダイシングするダイシング方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。このダイシング方法では、半導体ウエハの回路面に接着性薄膜層を貼付ける工程と、半導体ウエハの裏面にダイシングテープを貼付ける工程と、半導体ウエハの回路面（接着性薄膜層）を上向き（フェイスアップ）としてダイシングする工程とを有している。なお、半導体ウエハの回路面を上向きとしてダイシングすることを、「フェイスアップダイシング」ともいう。
特開２００１−１４４１４０号公報

ところで、ダイシングブレード等によって半導体ウエハを切断すると、切屑が周囲に飛散する。そのため、フェイスアップダイシングによる従来のダイシング方法では、接着性薄膜層が上方を向いているので、接着性薄膜層の表面が切屑によって汚染され、接着性薄膜層の接着力が低下してしまう虞があった。また、接着性薄膜層の表面に多量の切屑が堆積した場合には、半導体ウエハをダイシングすることによって得られる半導体装置を回路基板に実装したときに、回路が短絡してしまう虞もあった。

そこで、本発明は、フェイスアップダイシングにより半導体ウエハをダイシングする場合であっても、半導体ウエハの回路面に設けられた接着剤層の汚染を防止することが可能な半導体ウエハのダイシング方法を提供することを目的とする。

本発明に係る半導体ウエハのダイシング方法は、一方の主面に複数の突出電極が設けられた半導体ウエハをダイシングする半導体ウエハのダイシング方法であって、半導体ウエハの一方の主面にバックグラインドテープを貼付け、半導体ウエハの他方の主面側から半導体ウエハを研削する第１工程と、半導体ウエハの研削された他方の主面にダイシングテープを貼付ける第２工程と、バックグラインドテープを半導体ウエハの一方の主面から剥がす第３工程と、半導体ウエハに、一方の主面を覆う接着剤層と、接着剤層を覆う被覆層とを設ける第４工程と、半導体ウエハに接着剤層及び被覆層が設けられている状態で、被覆層側から半導体ウエハ、接着剤層及び被覆層をダイシングする第５工程とを備えることを特徴とする。

本発明に係る半導体ウエハのダイシング方法では、半導体ウエハをダイシングする前に、半導体ウエハに、一方の主面を覆う接着剤層と、接着剤層を覆う被覆層とを設けている。そのため、半導体ウエハのダイシングによって切屑が周囲に飛散しても、被覆層に切屑が堆積するだけであり、接着剤層に切屑が堆積することがない。その結果、フェイスアップダイシングにより半導体ウエハをダイシングする場合であっても、切屑による接着剤層の汚染を防止することが可能となる。

好ましくは、被覆層は、基材フィルムと、基材フィルムに設けられた紫外線硬化樹脂層とを有する。紫外線硬化樹脂は、硬化前は粘着力を有しているが、硬化後は粘着力が弱くなる性質を有する。そのため、ダイシング後に紫外線硬化樹脂層に紫外線を照射することにより、ダイシングの際には基材フィルム及び紫外線硬化樹脂層が接着剤層から剥がれたりずれたりすることなく半導体ウエハのダイシングをすることが可能となると共に、切屑による接着剤層の汚染を防止しつつ、被覆層を簡単に除去することが可能となる。

より好ましくは、第４工程では、基材フィルムと、基材フィルムに設けられた紫外線硬化樹脂層と、紫外線硬化樹脂層に設けられた接着剤層とを有する接着フィルムを半導体ウエハの一方の主面に貼付けることで、半導体ウエハに接着剤層と被覆層とを設ける。

より好ましくは、第４工程では、半導体ウエハの前記一方の主面に設けられた接着剤層に、基材フィルムと、基材フィルムに設けられた紫外線硬化樹脂層とを有する紫外線硬化樹脂フィルムを貼付けることで、半導体ウエハに接着剤層と被覆層とを設ける。

より好ましくは、第５工程の後、紫外線硬化樹脂層に紫外線を照射する第６工程と、被覆層に粘着テープを貼付け、粘着テープと共に被覆層を接着剤層から剥がす第７工程とを更に備える。このようにすると、ダイシングによって半導体ウエハと共に切断された被覆層を、粘着テープによって一度に除去することが可能となる。

本発明によれば、フェイスアップダイシングにより半導体ウエハをダイシングする場合であっても、半導体ウエハの回路面に設けられた接着剤層の汚染を防止することが可能な半導体ウエハのダイシング方法を提供することができる。

本発明の好適な実施形態について、図面を参照して説明する。なお、説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。

図１〜図８を参照して、本実施形態に係る半導体ウエハのダイシング方法について説明する。

まず、図１に示されるような半導体ウエハ１０を用意する。半導体ウエハ１０は、回路面（一方の主面）Ｓ１と、回路面Ｓ１の反対側の面である裏面（他方の主面）Ｓ２とを有している。回路面Ｓ１には、当該回路面Ｓ１から突出する突出電極１０ａが複数形成されている。なお、このときの半導体ウエハ１０の厚さは、例えば６００μｍ〜１０００μｍ程度である。

半導体ウエハ１０の回路面Ｓ１には、バックグラインドテープＢＴが貼付けられている。このバックグラインドテープＢＴは、基材フィルムＢＴａと、基材フィルムＢＴａの表面に形成された粘着層ＢＴｂとを有しており、粘着層ＢＴｂと半導体ウエハ１０の回路面Ｓ１とが接着されている。

続いて、図２に示されるように、半導体ウエハ１０を裏面Ｓ２側から研削装置（グラインダ）１２によって研削し、半導体ウエハ１０の厚みを薄くする。具体的には、バックグラインドテープＢＴが貼付けられた半導体ウエハ１０及び研削装置１２を共に同方向に回転させながら、半導体ウエハ１０の厚みが５０μｍ〜５５０μｍ程度となるように、半導体ウエハ１０の研削を行う。なお、半導体ウエハ１０の回路面Ｓ１側は複数の突出電極１０ａの存在によって凹凸状となっているが、バックグラインドテープＢＴが半導体ウエハ１０の回路面Ｓ１に貼付けられているので、半導体ウエハ１０のチャックテーブルに対して平坦となるように設置することができ、その結果、研削により半導体ウエハ１０の裏面Ｓ２を平坦化できるようになっている。

続いて、図３に示されるように、半導体ウエハ１０の回路面Ｓ１にバックグラインドテープＢＴが貼付けられた状態で、半導体ウエハ１０の裏面Ｓ２及びダイシングフレーム１４の下縁１４ａにダイシングテープ１６を貼付ける。ここで、ダイシングフレーム１４は、円環状（リング状）の金属製部材であり、半導体ウエハ１０のダイシング時に半導体ウエハ１０の固定治具として用いられる。ダイシングフレーム１４は、その内径が半導体ウエハ１０の外形よりも大きくなっており、半導体ウエハ１０を囲むようにダイシングテープ１６上に配置される。

また、ダイシングテープ１６は、基材フィルム１６ａと、基材フィルム１６ａの表面に形成された粘着層１６ｂとを有している。ダイシングテープ１６としては、加熱及び放射線照射の少なくともいずれか一方により粘着層１６ｂが基材フィルム１６ａから剥離可能であるものであれば、特に制限されることなく従来公知のものを使用することができる。

続いて、バックグラインドテープＢＴを半導体ウエハ１０の回路面Ｓ１から剥がす。なお、本実施形態では、半導体ウエハ１０がダイシングフレーム１４と共にダイシングテープ１６に貼付けられているので、バックグラインドテープＢＴを剥がす際に半導体ウエハ１０が割れる虞がなくなっている。

続いて、図４に示されるように、基材フィルム（被覆層）１８と、基材フィルム１８に設けられた紫外線硬化樹脂層（被覆層）２０と、紫外線硬化樹脂層２０に設けられた接着剤層２２とを有する接着フィルムＦ１を用意し、接着フィルムＦ１の接着剤層２２を半導体ウエハ１０の回路面Ｓ１に貼付ける。この接着フィルムＦ１の半導体ウエハ１０への貼付けは、例えばラミネートロールを用いて行うことができる。

紫外線硬化樹脂層２０は、例えば、基材フィルム１８に紫外線硬化性樹脂を塗布した後に乾燥することによって基材フィルム１８の表面に形成される。紫外線硬化樹脂層２０は、紫外線硬化性を有する樹脂であれば特に限定されないが、ダイシングテープ１６の粘着層１６ｂと同様の構成とすることができる。

接着剤層２２は、例えば、シリコーン等によって表面が離型処理されたＰＥＴ基材等の支持体（図示せず）上に接着剤組成物を塗布して乾燥したものを、基材フィルム１８に形成された紫外線硬化樹脂層２０に貼付け、その後当該支持体を剥がすことによって、紫外線硬化樹脂層２０の表面に形成される。接着剤層２２は、例えば常温において固体である。接着剤層２２は、熱硬化性樹脂を含む。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。

上記熱硬化性樹脂としては、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。

接着剤層２２は、硬化反応を促進させるための硬化剤を含んでもよい。接着剤層２２は、高反応性及び保存安定性を両立させるために、潜在性の硬化剤を含むことが好ましい。

接着剤層２２は、熱可塑性樹脂を含んでもよい。熱可塑性樹脂としては、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。これらの中でも、半導体ウエハ１０への貼付性を確保するために室温付近に軟化点を有する熱可塑性樹脂が好ましく、グリシジルメタクリレートなどを原料に含むアクリル酸共重合体が好ましい。

接着剤層２２には、低線膨張係数化のためのフィラー（無機微粒子）を添加してもよい。このようなフィラーとしては、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。接着剤層２２の硬化後の線膨張係数が小さいと、熱変形が抑制される。よって、半導体ウエハ１０から製造された半導体チップが配線基板に搭載された後も、突出電極１０ａと配線基板の配線との電気的な接続を維持することができるので、半導体チップと配線基板とを接続することによって製造される半導体デバイスの信頼性を向上させることができる。

接着剤層２２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、半導体チップと配線基板との接着性を向上させることができる。

接着剤層２２内には、導電粒子を分散させてもよい。この場合、突出電極１０ａ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、配線基板がガラス基板等のように圧縮に対して変形し難い場合においても接続を維持することができる。さらに、接着剤層２２を異方導電性の接着剤層とすることができる。

接着剤層２２の厚みは、接着剤層２２が半導体チップと配線基板との間を十分に充填できる厚みであることが好ましい。通常、接着剤層２２の厚みが、突出電極１０ａの高さと配線基板の配線の高さとの和に相当する厚みであれば、半導体チップと配線基板との間を十分に充填できる。

なお、図示はしていないが、半導体ウエハ１０の回路面Ｓ１にはダイシングブレードＤＢ（後述する）によるダイシング位置を位置決めするための位置決めパターンが形成されているので、基材フィルム１８、紫外線硬化樹脂層２０及び接着剤層２２は、可視光で基材フィルム１８、紫外線硬化樹脂層２０及び接着剤層２２を透過して位置決めパターンが視認できる程度の透過率（例えば、フィルムＦ１全体としての透過率が２０％以上）を有するものであると好ましい。

続いて、図５に示されるように、半導体ウエハ１０の回路面Ｓ１が上方を向いた状態で、ダイシングブレードＤＢによって、半導体ウエハ１０を接着フィルムＦ１（基材フィルム１８、紫外線硬化樹脂層２０及び接着剤層２２）と共にダイシングし（いわゆる、フェイスアップダイシング）、複数の半導体チップ２４とする。このとき、半導体チップ２４の大きさが０．５ｍｍ×０．５ｍｍ程度となるようにする。

続いて、図６に示されるように、半導体ウエハ１０の回路面Ｓ１側及び裏面Ｓ２側から紫外線を照射（ＵＶ照射）して、接着フィルムＦ１の紫外線硬化樹脂層２０及びダイシングテープ１６の粘着層１６ｂを硬化させる。紫外線の照射によって接着フィルムＦ１の紫外線硬化樹脂層２０及びダイシングテープ１６の粘着層１６ｂが硬化すると、接着フィルムＦ１の紫外線硬化樹脂層２０及びダイシングテープ１６の粘着層１６ｂの粘着力が弱くなる。

続いて、図７に示されるように、接着フィルムＦ１の基材フィルム１８の表面全体に、粘着テープ２６を貼付ける。この粘着テープ２６としては、例えば粘着タイプのダイシングテープを用いることができる。そして、図８に示されるように、粘着テープ２６と共に基材フィルム１８及び紫外線硬化樹脂層２０を接着剤層２２から剥離する。

その後、詳細は省略するが、半導体チップ２４を一つ一つピックアップすることで、回路面Ｓ１に接着剤層２２が設けられた半導体チップ２４（半導体装置）を得ることができる。

以上のような本実施形態においては、半導体ウエハ１０をダイシングする前に、半導体ウエハ１０に、回路面Ｓ１を覆う接着フィルムＦ１（基材フィルム１８、紫外線硬化樹脂層２０及び接着剤層２２）を設けている。そのため、半導体ウエハのダイシングによって切屑が周囲に飛散しても、基材フィルム１８に切屑が堆積するだけであり、接着剤層２２に切屑が堆積することがない。その結果、フェイスアップダイシングにより半導体ウエハ１０をダイシングする場合であっても、切屑による接着剤層２２の汚染を防止することが可能となる。

また、本実施形態においては、基材フィルム１８、紫外線硬化樹脂層２０及び接着剤層２２を有する接着フィルムＦ１を半導体ウエハ１０の回路面Ｓ１に貼付け、半導体ウエハ１０をダイシングし、紫外線硬化樹脂層２０に紫外線を照射した後に、粘着テープ２６によって基材フィルム１８及び紫外線硬化樹脂層２０を接着剤層２２から剥がしている。ここで、紫外線硬化樹脂層２０は、硬化前は粘着力を有しているが、硬化後は粘着力が弱くなる。そのため、ダイシング後に紫外線硬化樹脂層２０に紫外線を照射することにより、ダイシングの際には基材フィルム１８及び紫外線硬化樹脂層２０が接着剤層２２から剥がれたりずれたりすることなく半導体ウエハ１０のダイシングをすることが可能となる。また、切屑による接着剤層２２の汚染を防止しつつ、切断された基材フィルム１８及び紫外線硬化樹脂層２０を接着剤層２２から簡単に且つ一度に除去することが可能となる。

以上、本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記した実施形態に限定されるものではない。例えば、本実施形態では、バックグラインドテープＢＴを半導体ウエハ１０の回路面Ｓ１から剥がした後、基材フィルム１８、紫外線硬化樹脂層２０及び接着剤層２２を有する接着フィルムＦ１を半導体ウエハ１０の回路面Ｓ１に貼付けたが、これに限られない。具体的には、まず、図９に示されるように、基材フィルム２８と、基材フィルム１８に設けられた接着剤層２２とを有する接着フィルムＦ２を用意し、接着フィルムＦ２の接着剤層２２を半導体ウエハ１０の回路面Ｓ１に貼付けて、基材フィルム２８を接着剤層２２から剥がす。ここで、基材フィルム２８は、例えば、シリコーン等によって表面が離型処理されたＰＥＴ基材が挙げられる。また、接着剤層２２は、例えば、基材フィルム２８に接着剤組成物を塗布した後に乾燥することによって形成される。

続いて、図１０に示されるように、基材フィルム１８と、基材フィルム１８に設けられた紫外線硬化樹脂層２０とを有する接着フィルムＦ３を用意し、接着フィルムＦ３の紫外線硬化樹脂層２０を半導体ウエハ１０の回路面Ｓ１に設けられた接着剤層２２に貼付ける。こうして、半導体ウエハ１０の回路面Ｓ１に、接着剤層２２、紫外線硬化樹脂層２０及び基材フィルム１８がこの順に設けられることとなる。

また、本実施形態では紫外線硬化樹脂層２０を用いたが、その他の放射線硬化性樹脂や熱硬化性樹脂等を用いることもできる。

また、本実施形態では、半導体ウエハ１０と共に基材フィルム１８、紫外線硬化樹脂層２０及び接着剤層２２をダイシングしたが、基材フィルム１８を紫外線硬化樹脂層２０から剥がした後に、半導体ウエハ１０と共に紫外線硬化樹脂層２０及び接着剤層２２をダイシングするようにしてもよい。

図１は、半導体ウエハをダイシングする本実施形態の一工程を示す図である。 図２は、図１の後続の工程を示す図である。 図３は、図２の後続の工程を示す図である。 図４は、図３の後続の工程を示す図である。 図５は、図４の後続の工程を示す図である。 図６は、図５の後続の工程を示す図である。 図７は、図６の後続の工程を示す図である。 図８は、図７の後続の工程を示す図である。 図９は、半導体ウエハをダイシングする本実施形態の他の例の一工程を示す図である。 図１０は、図９の後続の工程を示す図である。

符号の説明

１０…半導体ウエハ、１６…ダイシングテープ、１８…基材フィルム（被覆層）、２０…紫外線硬化樹脂層（被覆層）、２２…接着剤層、２６…粘着テープ、Ｆ１…接着フィルム、Ｆ３…紫外線硬化樹脂フィルム、Ｓ１…回路面（一方の主面）。

Claims (3)

1. 一方の主面に複数の突出電極が設けられた半導体ウエハをダイシングする半導体装置の製造方法であって、
   前記半導体ウエハの前記一方の主面にバックグラインドテープを貼付け、前記半導体ウエハの他方の主面側から前記半導体ウエハを研削する第１工程と、
   前記半導体ウエハの前記一方の主面に前記バックグラインドテープが貼り付けられた状態で、前記半導体ウエハの研削された前記他方の主面に、ダイシングテープが有する紫外線硬化性の粘着層を貼付ける第２工程と、
   前記バックグラインドテープを前記半導体ウエハの前記一方の主面から剥がす第３工程と、
   前記半導体ウエハに、前記一方の主面に貼付いて前記一方の主面を覆う接着剤層と、前記接着剤層との間で相互に貼付いて前記接着剤層を覆う紫外線硬化樹脂層と、前記紫外線硬化樹脂層を覆う基材フィルムとを設ける第４工程と、
   前記半導体ウエハに前記接着剤層、前記紫外線硬化樹脂層及び前記基材フィルムが設けられている状態で、前記紫外線硬化樹脂層側から前記半導体ウエハ、前記接着剤層、前記紫外線硬化樹脂層及び前記基材フィルムをダイシングする第５工程と、
   前記半導体ウエハの前記一方の主面側と前記他方の主面側とからそれぞれ紫外線を照射して、前記粘着層と前記紫外線硬化樹脂層とを同時に硬化させる第６工程と、
   前記基材フィルムに粘着テープを貼付け、前記粘着テープと共に前記基材フィルム及び紫外線によって硬化された前記紫外線硬化樹脂層を前記接着剤層から剥がす第７工程とを備え、
   紫外線によって硬化された前記粘着層と前記半導体ウエハとの粘着力は、前記第７工程において前記基材フィルム及び前記紫外線硬化樹脂層を前記接着剤層から剥がす際に生ずる引っ張り力に抗して前記半導体ウエハが前記粘着層上に留まる大きさであることを特徴とする半導体装置の製造方法。
2. 前記第４工程では、前記基材フィルムと、前記基材フィルムに設けられた前記紫外線硬化樹脂層と、前記紫外線硬化樹脂層に設けられた前記接着剤層とを有する接着フィルムを前記半導体ウエハの前記一方の主面に貼付けることを特徴とする請求項１に記載された半導体装置の製造方法。
3. 前記第４工程では、前記半導体ウエハの前記一方の主面に設けられた前記接着剤層に、前記基材フィルムと、前記基材フィルムに設けられた前記紫外線硬化樹脂層とを有する紫外線硬化樹脂フィルムを貼付けることを特徴とする請求項１に記載された半導体装置の製造方法。

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