JP5970680B2 - 樹脂モールド品の製造方法、および樹脂除去装置 - Google Patents

樹脂モールド品の製造方法、および樹脂除去装置 Download PDF

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本発明は、樹脂モールド品の製造方法、および樹脂除去装置に適用して有効な技術に関する。
WO2004/061935(特許文献1)には、半導体基板上のレジストマスクの所定箇所にレーザ光を照射し、照射箇所のレジストを加熱飛散させて半導体基板の一部を露出させる技術が記載されている。
WO2004/061935
例えば、半導体装置や電子装置などの樹脂モールドされた樹脂モールド品は、被成形品であるウェハ状(円形平板状である円盤を含む形状)の基板(以下、単に「ウェハ」と記す。)の基板面(表面あるいは裏面)が一括して樹脂モールドされた状態から個片化して取り出される。
近年、より小型化が要求され、チップサイズまで小さな半導体装置(CSP)が要求されるようになり、さらに機構部品を組み込んだMEMS(Micro Electro Mechanical Systems)といったものをウェハ上で形成することが要求されるようになり、ウェハの保護の必要性が増している。ここで、ウェハに樹脂モールド部が形成されるのは、ウェハの欠けを防止するためや、ウェハに形成された配線層やビア層(例えば、TSV;Through Silicon Via)及び機構部品を保護するためである。
また、ウェハ上でのコスト低減要求により、取り個数を増やす必要があり、ウェハの縁ぎりぎりまで半導体チップを形成するようになってきたため、樹脂モールド時にウェハの縁をクランプしてモールド成形することが困難となり、ウェハ外周面を含む全体を樹脂モールドしなければならなくなった。
ウェハに樹脂モールド部を形成する場合、例えば、ウェハの周囲にまで樹脂モールド部が形成されるように、ウェハの表面を露出面とし、その裏面および外周面を樹脂モールドすることが考えられる。このとき、樹脂モールド装置の樹脂モールド金型で形成されるキャビティの平面形状の大きさは、ウェハの平面形状のばらつきを考慮してウェハの平面形状よりも大きいものとなる。
このため、樹脂モールドの際にキャビティ内でウェハの位置ずれが起きて、ウェハの表面(露出面)側からみると樹脂モールド部が均等な幅でウェハの周囲に形成されない場合がある。例えば、図4(a)に示すウェハ51の周囲の樹脂モールド部52の幅S1、S2が異なる場合である。
このような場合、ウェハを備えた樹脂モールド品の取り扱いが困難となる。具体的には、樹脂モールド品におけるウェハの位置決めが正確にできず、ウェハに配線パターンを形成したり、半導体チップなどの電子部品を搭載したりすることができないおそれが生じてしまう。
本発明の目的は、被成形品であるウェハを備えた樹脂モールド品の取り扱いを容易にする技術を提供することにある。本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。
樹脂モールド品の製造方法は一解決手段として、(a)ウェハないしウェハに準ずる円形平板状物品である被成形品を準備する工程と、(b)前記被成形品の一方の面を露出させて、前記被成形品の他方の面および外周面を覆う樹脂モールド部を前記被成形品に形成する工程と、(c)前記被成形品の一方の面側から前記被成形品と前記樹脂モールド部にかかるような境界にレーザ光を照射することによって前記被成形品の周囲の前記樹脂モールド部を除去し、前記被成形品の他方の面上に平面視外形が前記被成形品に倣った前記樹脂モールド部を残存させる工程と、を含むことを特徴とする。
樹脂モールド品の製造方法は他の解決手段として、前記(c)工程では、前記被成形品の平面視において前記被成形品を直線移動および回転移動させながら、前記被成形品にレーザ光を照射することを特徴とする。これによれば、レーザ光源を固定とした場合であっても、被成形品駆動技術によって平面視外形が被成形品に倣った樹脂モールド部を被成形品の他方の面上に形成することができる。
樹脂モールド品の製造方法は他の解決手段として、前記(a)工程では、オリエンテーションフラットまたはノッチの切り欠き部が形成されている前記被成形品を準備し、前記(c)工程では、前記被成形品の前記切り欠き部と前記樹脂モールド部の境界のレーザ光照射に、ポリゴンミラーを用いてレーザ光を直線的に走査させることを特徴とする。これによれば、被成形品にオリエンテーションフラットまたはノッチが形成されていても、平面視外形が被成形品に倣った樹脂モールド部を被成形品の他方の面上に形成することができる。
また、樹脂モールド品の製造方法は一解決手段として、(a)ウェハないしウェハに準ずる円形平板状物品である被成形品を準備する工程と、(b)前記被成形品の一方の面を露出させて、前記被成形品の他方の面および外周面を覆う樹脂モールド部を前記被成形品に形成する工程と、(c)前記被成形品の他方の面側から前記被成形品と前記樹脂モールド部にかかるような境界の所定箇所にレーザ光を照射することによって前記樹脂モールド部に孔部を形成する工程と、を含み、前記(c)工程では、前記孔部の底面で前記被成形品の他方の面が露出するように前記孔部を形成することを特徴とする。
また、樹脂除去装置は一解決手段として、前記(c)工程を行う樹脂除去装置であって、前記被成形品を載置させた状態で前記被成形品の平面視において直線移動および回転移動を発振させるレーザ発振器と、を備えることを特徴とする。
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。被成形品であるウェハを備えた樹脂モールド品の取り扱いを容易にすることができる。
具体的には、平面視外形がウェハに倣った樹脂モールド部をウェハの他方の面上に形成するので、肉厚となったウェハとして樹脂モールド品を取り扱うことができる。また、ウェハの外周際にまで樹脂モールド部が形成されて、ウェハの欠けを防止でき、ウェハにTSV層が形成されている場合にはこれを保護することができるので、樹脂モールド品の取り扱いが容易となる。また、後工程で処理が施される一方の面が露出していることや、樹脂モールド部がウェハの切り欠き部にも倣った平面視外形となっていることから、ウェハの位置決めを正確に行え、樹脂モールド品を取り扱うことができる。
本発明の一実施形態における樹脂除去装置の構成を示す説明図である。 本発明の一実施形態における樹脂モールド品の平面図である。 本発明の他の実施形態における樹脂モールド品の平面図である。 図2または図3に示す樹脂モールド品の製造工程の説明図であり、(a)、(b)、(c)、(d)の順に工程が進行する。 本発明の他の実施形態における樹脂モールド品の製造工程の説明図であり、(a)は平面図、(b)は断面図である。 図5に続く樹脂モールド品の製造工程の説明図であり、(a)は平面図、(b)は断面図である。 図6に続く樹脂モールド品の製造工程の説明図であり、(a)は平面図、(b)は断面図である。
以下の本発明における実施形態では、必要な場合に複数のセクションなどに分けて説明するが、原則、それらはお互いに無関係ではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細などの関係にある。このため、全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
また、構成要素の数(個数、数値、量、範囲などを含む)については、特に明示した場合や原理的に明らかに特定の数に限定される場合などを除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも良い。また、構成要素などの形状に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうではないと考えられる場合などを除き、実質的にその形状などに近似または類似するものなどを含むものとする。
(実施形態1)
まず、本発明に係る樹脂除去装置10について、主に図1を参照して説明する。図1は、樹脂除去装置10の構成を示す説明図である。樹脂除去装置10は、樹脂モールドされたワークWの不要箇所の樹脂を除去するものである。なお、図1中の白抜き矢印は、各構成部(あるいはワークW)の移動方向を示している。
ここで、ワークW(図4(a)参照)は、平面を構成する一方の面である表面51aおよび表面51aとは反対の他方の面である裏面51bと、表面51aおよび裏面51bの外周側の側面である外周面51cとを有するウェハ51である。すなわち、樹脂モールド工程を経たワークWであるウェハ51は、表面51aが露出され、裏面51bおよび外周面51cが樹脂モールド部52で覆われている。なお、ワークWを平面視した状態として、図2、図3を参照することができる。
樹脂除去装置10は、図1に示すように、マガジン11と、搬送ハンド12と、樹脂除去ステージ13と、クリーニングステージ14とを備えている。マガジン11は、例えば、複数のワークWを収納可能な搬送ボックスの一例としてFOUP(Front Opening Unified Pod)である。搬送ハンド12は、マガジン11からワークWを出し入れしたり、各処理ステージへワークWを搬送したりするものである。処理ステージである樹脂除去ステージ13では、ワークWの不要な樹脂を除去する処理が行われる。また、処理ステージであるクリーニングステージ14では、樹脂除去ステージ13で樹脂が除去されたワークWをクリーニングする処理が行われる。
除去ステージ13は、加工テーブル20と、アライメント用カメラ21と、レーザ発振器22と、レーザ光源23とを備えている。加工テーブル20は、ワークWを載置させた状態で直線軸方向(図1中、矢印20aで示す。)および回転軸方向(図1中、矢印20bで示す。)に移動可能なものである。この加工テーブル20にワークWが、例えば、アライメント用カメラ21で位置を確認されながら吸着して載置される。この加工テーブル20に載置されたワークWに対して、レーザ発振器22から発振されたレーザ光がレーザ光源23を介して照射される。
レーザ発振器22は、所定条件(波長や出力など)のレーザ光を発振する装置である。本実施形態では、ウェハ51にダメージを与えず、樹脂モールド部52を除去できるレーザ光が選択される。例えば、ウェハ51がシリコンウェハ、樹脂モールド部52が熱硬化性樹脂の場合、レーザ発振器22は、炭酸ガスをレーザ媒体として、波長が532nmから10.8μmの範囲、出力が10Wから600Wの範囲のものを用いることができる。なお、本実施例に使用したレーザ発振器は、一例としてSCx10(ロフィン製)100Wを使用した。
次に、本発明に係る樹脂モールド品50の製造方法について、主に図2、図3、図4を参照して説明する。また、この製造工程では、前述の樹脂除去装置10が用いられるので、その動作もあわせて説明する。
図2、図3は、樹脂モールド品50の平面図である。図4は、樹脂モールド品50の製造工程の説明図であり、図4(a)、図4(b)、図4(c)、図4(d)の順に工程が進行する。なお、図2、図3では、樹脂除去前におけるウェハ51の周囲の樹脂モールド部52を波線で示し、図4では、図2または図3のA−A線に対応するワークW(ウェハ51)の断面を示している。
まず、図4(a)に示すように、表面51a、裏面51bおよび外周面51cを有するウェハ51を準備した後、表面51aを露出し、裏面51bおよび外周面51cを覆うような裏面51b上で板状の樹脂モールド部52をウェハ51に形成する。
ウェハ51の平面形状は、図2、図3に示すように、中心Oの円形状であって一部が切り欠かれたものである。その切り欠き部53としては、例えば、図2に示すように面取りされた(切り欠かれた)オリエンテーションフラット、図3に示すようにV字状に切り欠かれたノッチがウェハ51に形成されている。また、ウェハ51としては、例えば、シリコンウェハなどの半導体ウェハや、ウェハ状に形成された基板(例えば、ガラス基板)、キャリアなどを用いることができる。
樹脂モールド部52は、例えば、樹脂モールド金型(一対の上型および下型)を用いて、ウェハ51の表面51aを一方に載置、固定した後、型締めして形成されたキャビティにモールド樹脂を充填し、このモールド樹脂を加熱・硬化することによって形成される。ここで、ウェハ51を樹脂モールドする樹脂モールド金型のキャビティの平面形状の大きさは、ウェハ51の平面形状のばらつきを考慮してウェハ51の平面形状よりも大きいものである。このため、樹脂モールド部52は、ウェハ51の周囲に形成され、すなわち、図4(a)に示すように、ウェハ51の外周面51cを覆うような幅S1、S2の厚みをもって形成される。
なお、本実施形態では、幅S1、S2が同じとなるように樹脂モールドを行うが、わずかにずれていても構わない。なぜなら、後の工程で、樹脂除去装置10を用いてウェハ51の周囲の樹脂モールド部52(幅S1、S2の部分)を除去するので、ウェハ51の裏面51b上にウェハ51と同じ平面形状の樹脂モールド部52が形成されるからである。
続いて、図4(b)に示すように、ウェハ51を裏返す。ウェハ51の裏返しは、例えば、樹脂モールド装置から樹脂除去装置10(図1参照)へ搬送してマガジン11にセットされる際に行うことができる。
次いで、樹脂除去装置10では、搬送ハンド12によってマガジン11からウェハ51が取り出されて、アライメント用カメラ21で位置を確認されながらウェハ51が加工テーブル20に吸着して載置される。このときウェハ51は、加工テーブル20に裏面51b側で載置された状態となる。
次いで、樹脂除去装置10では、直線軸方向(図1中、矢印20aで示す。)および回転軸方向(図1中、矢印20bで示す。)に移動可能な加工テーブル20を移動させながら、図4(c)に示すように、ウェハ51にレーザ光23Lを照射する。これによれば、レーザ光源23を固定とした場合であっても、ウェハ駆動技術(テーブル駆動技術)によってウェハ51の平面形状に倣った同じ平面形状の樹脂モールド部52をウェハ51の裏面51b上に形成することができる。
本実施形態では、ワークWのウェハ51の露出面側、すなわち表面51a側からウェハ51と樹脂モールド部52の境界にウェハ51にレーザ発振器22からのレーザ光23Lを照射する。前述したように、レーザ光23Lとして、ウェハ51にダメージを与えず、樹脂モールド部52を除去できるものを選択している。また、レーザ光23Lのスポット径を調整して、樹脂モールド部52のみならずウェハ51の表面51aにもかかるようにレーザ光23Lを照射している。したがって、レーザ光23Lが照射されたウェハ51の周囲の樹脂モールド部52を除去する(削る)ことができる。
さらに、表面51a側からウェハ51と樹脂モールド部52の境界にウェハ51の外周(全周)に沿ってレーザ光23Lを照射していく。これによって、図2、図3、図4(d)に示すように、ウェハ51の周囲の樹脂モールド部52(図2、図3中、波線で示す。)が除去され、ウェハ51の裏面51b上にウェハ51と同じ平面形状の樹脂モールド部52を残存させて樹脂モールド品50が略完成する。
なお、ウェハ51の切り欠き部53と樹脂モールド部52の境界のレーザ光照射にポリゴンミラーを用いることもできる。ウェハ51にオリエンテーションフラット(図2参照)またはノッチ(図3参照)が形成されていても、ポリゴンミラーを用いることで、加工ステージ20を移動させずに、レーザ光23Lを直線的に走査させ、ウェハ51の周囲の樹脂モールド部52を除去することができる。
本実施形態における樹脂モールド品50のように、ウェハ51の外周(全周)に沿ってレーザ光23Lを照射する工程を経る場合、ウェハ51の外周面51c全体には樹脂モールド部52が残存しないこととなる。
その後、樹脂除去装置10では、搬送ハンド12によって樹脂除去ステージ13からクリーニングステージ14へワークWが移動され、クリーニングステージ14でワークWがクリーニングされる。そして、搬送ハンド12によってクリーニングステージ14からマガジン11へワークWが収納される。
このような樹脂モールド品50の製造装置でもある樹脂除去装置10によって、樹脂モールド品50は、表面51a、裏面51b、および外周面51cを有するウェハ51と、表面51aおよび外周面51cを露出して裏面51b上に形成された板状の樹脂モールド部51を備えることとなる。ここで、ウェハ51および樹脂モールド部51の平面形状が同じである。
このように平面視外形がウェハ51に倣った樹脂モールド部52をウェハ51の裏面51b上に形成するので、樹脂モールド品50を、単に樹脂モールド部52の厚さ分だけ肉厚となったウェハ51として取り扱うことができる。また、ウェハ51の外周際にまで樹脂モールド部52が形成されるので、搬送時におけるウェハ51の欠けを防止でき、ウェハ51にTSV層が形成されている場合にはこれを保護することができる。このため、樹脂モールド品50の取り扱いが容易となる。また、裏面51bが樹脂モールド部52によって覆われるため、裏面51bを例えば樹脂膜などの保護膜で覆う保護コーティング工程などを削減することもできる。
また、後工程で処理が施される表面51aが露出していることから、ウェハ51の表面51aに形成されているマーカをカメラで認識し、ウェハ51の位置決めを正確に行うように、樹脂モールド品50を取り扱うことができる。また、樹脂モールド部52がウェハ51の切り欠き部53にも倣った平面形状となっていることから、切り欠き部53が位置決め部となって、ウェハ51の位置決めを正確に行うように、樹脂モールド品50を取り扱うことができる。例えば、図3に示すような切り欠き部53がV字状のノッチであれば、樹脂モールド部52がないウェハ51のみの場合と同様に、樹脂モールド品50もノッチにピンを当てて位置決めすることができる。
(実施形態2)
前記実施形態1では、ウェハ51および樹脂モールド部52の平面形状が同じ樹脂モールド品50であって、外周面51cの全体を露出した板状の樹脂モールド部52を備えたものについて説明した。本実施形態では、ウェハ51および樹脂モールド部52の平面形状が同じ(相似した)樹脂モールド品50a(50)であって、裏面51bの外周縁を部分的に露出した板状の樹脂モールド部52を備えたものについて、主に図5〜図7を参照して説明する。図5〜図7は、樹脂モールド品50aの製造工程の説明図であり、それぞれの(a)は平面図、(b)は(a)に示すB−B線に対応する断面図である。なお、図5(a)、図6(a)、図7(a)は、ウェハ51の裏面51b側からみた平面図であって、ウェハ51を透視して波線で示している。
まず、図5(a)、図5(b)に示すように、ウェハ51を準備した後、表面51aを露出し、裏面51bおよび外周面51cを覆うような裏面51b上で板状の樹脂モールド部52をウェハ51に形成する。この樹脂モールド部52は、切り欠き部53が形成されたウェハ51と相似する平面形状となるように、樹脂モールド金型を用いて形成される。このため、樹脂モールド部52は、平面視において円形状であって一部が切り欠かれたものとなっている。
なお、このような樹脂モールド部52は、平面視円形状の樹脂モールド部52を形成した後、切り欠き部53に対応するように樹脂モールド部52を除去することでも形成することができる。また、本実施形態では、切り欠き部53を形成する場合について説明するが、樹脂モールド部52には切り欠き部が無くともよい。
続いて、図6(a)、図6(b)に示すように、ワークWのウェハ51の被覆面側、すなわち裏面51b側からウェハ51と樹脂モールド部52の境界の所定箇所にレーザ発振器22からのレーザ光23Lを照射する。ここでは、レーザ光23Lとして、ウェハ51にダメージを与えず、樹脂モールド部52を除去できるものを選択している。また、レーザ光23Lのスポット径を調整して、樹脂モールド部52のみならずウェハ51の裏面51bの外周縁にもかかるようにレーザ光23Lを照射している。
さらに、図7(a)、図7(b)に示すように、レーザ光23Lを照射していくことによって、ウェハ51外周(全周)で部分的にレーザ光23Lが照射された所定箇所が除去され、底面で裏面51bが露出するような孔部54を形成する。なお、図7(a)では、孔部54内のウェハ51が露出している裏面51bの領域を塗りつぶして示している。
このようにして、ウェハ51および樹脂モールド部52の平面形状が同じであって、裏面51bの外周縁を部分的に露出する樹脂モールド部52を、ウェハ51の裏面51b上に残存させた樹脂モールド品50aが略完成する。
樹脂モールド品50aは、樹脂モールド部52によってウェハ51の外周面51cが覆われているので、搬送時におけるウェハ51の欠けを防止でき、ウェハ51にTSV層が形成されている場合にはこれを保護することができる。このため、樹脂モールド品50の取り扱いが容易となる。また、裏面51bの一部が孔部54から露出していることから、これをカメラで認識し、ウェハ51の位置決めを正確に行うように、樹脂モールド品50aを取り扱うことができる。
以上、本発明を実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
前記実施形態では、被成形品としてウェハを例に記載したが、近年eWLB(embedded Wafer Level Package)にも適用することができるため、必ずしも円形のウェハに限定されず、被成形品の形状及び材質は四角形の基板や金属等の搬送キャリアであっても良い。重要なことは、被成形品の片面をオーバーモールドすることにより被成形品の端面形状が分からず位置決めができないので、少なくとも一部をレーザで除去することにより位置決めが可能になることである。
50 樹脂モールド品
51 被成形品(ウェハ)
52 樹脂モールド部

Claims (5)

  1. (a)ウェハないしウェハに準ずる円形平板状物品である被成形品を準備する工程と、
    (b)前記被成形品の一方の面を露出させて、前記被成形品の他方の面および外周面を覆う樹脂モールド部を前記被成形品に形成する工程と、
    (c)前記被成形品の一方の面側から前記被成形品と前記樹脂モールド部にかかるような境界にレーザ光を照射することによって前記被成形品の周囲の前記樹脂モールド部を除去し、前記被成形品の他方の面上に平面視外形が前記被成形品に倣った前記樹脂モールド部を残存させる工程と、
    を含むことを特徴とする樹脂モールド品の製造方法。
  2. 請求項1記載の樹脂モールド品の製造方法において、
    前記(c)工程では、前記被成形品の平面視において前記被成形品を直線移動および回転移動させながら、前記被成形品にレーザ光を照射することを特徴とする樹脂モールド品の製造方法。
  3. 請求項1または2記載の樹脂モールド品の製造方法において、
    前記(a)工程では、オリエンテーションフラットまたはノッチの切り欠き部が形成されている前記被成形品を準備し、
    前記(c)工程では、前記被成形品の前記切り欠き部と前記樹脂モールド部の境界のレーザ光照射に、ポリゴンミラーを用いてレーザ光を直線的に走査させることを特徴とする樹脂モールド品の製造方法。
  4. (a)ウェハないしウェハに準ずる円形平板状物品である被成形品を準備する工程と、
    (b)前記被成形品の一方の面を露出させて、前記被成形品の他方の面および外周面を覆う樹脂モールド部を前記被成形品に形成する工程と、
    (c)前記被成形品の他方の面側から前記被成形品と前記樹脂モールド部にかかるような境界の所定箇所にレーザ光を照射することによって前記樹脂モールド部に孔部を形成する工程と、を含み、
    前記(c)工程では、前記孔部の底面で前記被成形品の他方の面が露出するように前記孔部を形成することを特徴とする樹脂モールド品の製造方法。
  5. 請求項1〜4のいずれか一項に記載の樹脂モールド品の製造方法における前記(c)工程を行う樹脂除去装置であって、
    前記被成形品を載置させた状態で前記被成形品の平面視において直線移動および回転移動可能なテーブルと、
    レーザ光を発振させるレーザ発振器と、
    を備えることを特徴とする樹脂除去装置。
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