JP7336548B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Description
本実施形態に係る半導体加工用シートは、少なくとも基材を備えて構成される。
本明細書において、復元率とは、次のように算出されるものをいう。まず、半導体加工用シートを150mm×15mmに切り出し、試験片を得る。当該切り出しは、半導体加工用シートにおける基材のMD方向と、試験片の長さ方向とが一致するように行う。次に、試験片の長さ方向の両端を、つかみ具間が100mmとなるようにつかみ具でつかむ。このときのつかみ具間の長さを、初期つかみ具間の長さL0(mm)とする。次に、200mm/minの速度でつかみ具間を長さ方向に引張り、つかみ具間が200mmとなった状態で1分間保持する。200mmまで拡張した後のつかみ具間の長さから初期つかみ具間の長さL0(mm)(すなわち100mm)を引いた長さを、拡張長さL1(mm)(=100mm)とする。1分間の保持の後、200mm/minの速度でつかみ具間の長さを戻し、つかみ具間が100mm(すなわちL0(mm))となった状態で1分間保持する。その後、60mm/minの速度でつかみ具間を長さ方向に引張り、引張力の測定値が0.1N/15mmを示した時点でのつかみ具間の長さを記録する。当該長さから初期つかみ具間の長さL0(mm)を引いた値を、L2(mm)する。以上のようにして得られたL1およびL2の値を下記式(I)にあてはめることで、復元率(%)が得られる。
復元率(%)={1-(L2÷L1)}×100 ・・・ (I)
なお、この引張試験において、試験片の厚さは特別に制限されず、試験の対象とする半導体加工用シートの厚さと同じであってよい。また、具体的な測定方法は、後述する試験例に示す通りである。
本実施形態に係る半導体加工用シートでは、復元率が、70%以上であることが好ましく、特に80%以上であることが好ましく、さらには85%以上であることが好ましい。また、当該復元率は、100%以下であることが好ましい。復元率が上記範囲であることで、前述した通り、半導体加工用シートを大きく延伸することが可能となる。
本実施形態に係る半導体加工用シートの基材は、半導体加工用シートが前述の物性を達成できるものであれば、その構成材料は特に限定されず、通常は樹脂系の材料を主材料とするフィルムから構成される。特に、前述した物性を達成し易いという観点から、基材の材料としては、熱可塑性エラストマーまたはゴム系材料を使用することが好ましく、これらの中でも、前述した物性をより達成し易いという観点から、熱可塑性エラストマーを使用することが特に好ましい。また、前述した物性を達成し易いという観点から、基材の構成材料としては、ガラス転移温度(Tg)が比較的低い樹脂を使用することが好ましく、特に、このような樹脂のガラス転移温度(Tg)は、90℃以下であることが好ましく、特に80℃以下であることが好ましく、さらには70℃以下であることが好ましい。
本実施形態に係る半導体加工用シートは、基材の少なくとも一方の面に積層された粘着剤層をさらに備えることが好ましい。これにより、半導体加工用シートは、当該粘着剤層側の面において所望の粘着性を発揮し易くなり、当該面に半導体チップ等を良好に貼付することが可能となる。
本実施形態に係る半導体加工用シートは、その粘着面を半導体チップといった被着体に貼付するまでの間、粘着面を保護する目的で、当該面に剥離シートが積層されていてもよい。剥離シートの構成は任意であり、プラスチックフィルムを剥離剤等により剥離処理したものが例示される。プラスチックフィルムの具体例としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステルフィルム、およびポリプロピレンやポリエチレン等のポリオレフィンフィルムが挙げられる。剥離剤としては、シリコーン系、フッ素系、長鎖アルキル系等を用いることができ、これらの中で、安価で安定した性能が得られるシリコーン系が好ましい。剥離シートの厚さについては特に制限はないが、通常20~250μm程度である。
本実施形態に係る半導体加工用シートは、従来の半導体加工用シートと同様に製造することができる。特に、基材と粘着剤層とからなる半導体加工用シートの製造方法としては、前述の粘着性組成物から形成される粘着剤層を基材の一の面に積層できれば、詳細な方法は特に限定されない。一例を挙げれば、粘着剤層を構成する粘着性組成物、および所望によりさらに溶媒または分散媒を含有する塗工液を調製し、基材の一の面上に、ダイコーター、カーテンコーター、スプレーコーター、スリットコーター、ナイフコーター等によりその塗工液を塗布して塗膜を形成し、当該塗膜を乾燥させることにより、粘着剤層を形成することができる。塗工液は、塗布を行うことが可能であればその性状は特に限定されず、粘着剤層を形成するための成分を溶質として含有する場合もあれば、分散質として含有する場合もある。
本実施形態に係る半導体加工用シートは、例えば、半導体加工用シートの片面に積層された複数の半導体チップの間隔を拡げるために使用することができる。
以下、本実施形態に係る半導体加工用シートを使用したFO-WLPの製造方法の第1態様を説明する。なお、この第1態様において、本実施形態に係る半導体加工用シートは、後述する第二の粘着シート20として使用される。
図1(B)には、第一の粘着シート10に保持された複数の半導体チップCPが示されている。
図1(C)には、複数の半導体チップCPを保持する第一の粘着シート10を引き延ばす工程(以下「第一のエキスパンド工程」という場合がある。)を説明する図が示されている。
図2(A)には、第一のエキスパンド工程の後に、複数の半導体チップCPを第二の粘着シート20に転写する工程(以下「転写工程」という場合がある。)を説明する図が示されている。第一の粘着シート10を引き延ばして複数の半導体チップCP間の距離D1を拡げた後、半導体チップCPの回路面W1に第二の粘着シート20を貼着する。ここで、当該第二の粘着シート20として、本実施形態に係る半導体加工用シートが使用される。
図2(B)には、複数の半導体チップCPを保持する第二の粘着シート20を引き延ばす工程(以下「第二のエキスパンド工程」という場合がある。)を説明する図が示されている。
図2(C)には、封止部材60を用いて複数の半導体チップCPを封止する工程(以下「封止工程」という場合がある。)を説明する図が示されている。
図3(A)には、第二の粘着シート20を剥離した後の封止体3の断面図が示されている。この封止体3に対して、再配線層を形成する再配線層形成工程と、形成された再配線層に対して外部端子電極を接続する工程とが順に行われる。なお、図3(A)には、図2(C)中に示される回路W2をより詳細に示したものとして、内部端子電極W4が示されている。
図3(C)には、外部端子電極6が接続された封止体3を個片化させる工程(以下「第二のダイシング工程」という場合がある。)を説明する断面図が示されている。この第二のダイシング工程では、封止体3を半導体チップCP単位で個片化する。封止体3を個片化させる方法は、特に限定されない。例えば、前述の半導体ウエハWをダイシングした方法と同様の方法を採用して、封止体3を個片化することができる。封止体3を個片化させる工程は、封止体3をダイシングシート等の粘着シートに貼着させて実施してもよい。
上述した第1態様に係るFO-WLPの製造方法は、一部の工程を変更したり、一部の工程を省略してもよい。
以下、本実施形態に係る半導体加工用シートを使用したFO-WLPの製造方法の第2態様を説明する。なお、この第2態様においても、本実施形態に係る半導体加工用シートは、後述する第二の粘着シート20として使用される。
図4(B)には、半導体ウエハWの回路面W1側から所定深さの溝を形成する工程(以下「溝形成工程」という場合がある。)を説明する図が示されている。
図4(C)には、溝W5を形成した後、半導体ウエハWの第二の面としての裏面W6を研削する工程(以下「研削工程」という場合がある。)を説明する図が示されている。
図5(A)には、研削工程の後、第二の粘着シート20を、複数の半導体チップCPに貼付する工程(以下「貼付工程」という場合がある。)を説明する図が示されている。
図5(B)には、第二の粘着シート20を貼付した後に、第一の粘着シート10および保護シート30を剥離する工程(以下「剥離工程」という場合がある。)を説明する図が示されている。
図5(C)には、複数の半導体チップCPを保持する第二の粘着シート20を引き延ばす工程(以下「エキスパンド工程」という場合がある。)を説明する図が示されている。
図6には、封止部材60を用いて複数の半導体チップCPを封止する工程(以下「封止工程」という場合がある。)を説明する図が示されている。
封止工程に続いて、再配線層形成工程、外部端子電極との接続工程および第二のダイシング工程が行われる。これらの工程は、第1態様に係る製造方法と同様に行うことができる(図3(B)および図3(C)参照)。これらの工程を経ることで、FO-WLPが得られる。
上述した第2態様に係るFO-WLPの製造方法は、一部の工程を変更したり、一部の工程を省略してもよい。そのような変形例を以下に説明する。
(1)粘着性組成物の調製
ブチルアクリレート/2-ヒドロキシエチルアクリレート=85/15(質量比)を反応させて得られたアクリル系共重合体と、その2-ヒドロキシエチルアクリレートに対して80モル%のメタクリロイルオキシエチルイソシアネート(MOI)とを反応させて、エネルギー線硬化型重合体を得た。このエネルギー線硬化型重合体の重量平均分子量(Mw)は、60万であった。
ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムの片面にシリコーン系の剥離剤層が形成されてなる剥離フィルム(リンテック社製,製品名「SP-PET3811」)の剥離面に対して、上記粘着性組成物を塗布し、加熱により乾燥させることで、剥離フィルム上に、厚さ10μmの粘着剤層を形成した。その後、この粘着剤層の露出面に、基材としてのポリエステル系ポリウレタンエラストマーシート(シーダム社製,製品名「ハイグレスDUS202」,厚さ50μm)の片面を貼り合せることで、粘着剤層に剥離フィルムが貼付された状態で半導体加工用シートを得た。
ポリ塩化ビニル樹脂(PVC,平均重合度:1050)100質量部と、アジピン酸系ポリエステル可塑剤42質量部と、少量の安定剤とを混練し、カレンダー装置を用いてフィルム状に成形することで得られた、厚さ80μmの塩化ビニルフィルムを基材として使用する以外、実施例1と同様にして半導体加工用シートを作製した。
厚さ80μmのポリプロピレンフィルム(PP,ダイヤプラスフィルム社製,製品名「LT01-06051」)を基材として使用する以外、実施例1と同様にして半導体加工用シートを作製した。
実施例および比較例において製造した半導体加工用シートを15mm×140mmに裁断し、剥離シートを剥離することで試験片とした。当該試験片について、JIS K7161:2014およびJIS K7127:1999に準拠して、23℃における破断伸度および引張弾性率を測定した。具体的には、上記試験片を、引張試験機(島津製作所製,製品名「オートグラフAG-IS 500N」)にて、チャック間距離100mmに設定した後、200mm/minの速度で引張試験を行い、破断伸度(%)および引張弾性率(MPa)を測定した。なお、測定は、基材の製造時の流れ方向(MD)およびこれに直角の方向(CD)の双方で行った。結果を表1に示す。
実施例または比較例で得た半導体加工用シートを、150mm×15mmに切断し、剥離シートを剥離することで試験片を得た。なお、半導体加工用シートの製造時における流れ方向(MD方向)が、試験片の長さ方向となるように切断した。その後、試験片の長さ方向の両端を、引張試験機(島図製作所社製,製品名「オートグラフAG-IS 50N」)のつかみ具で固定した。このとき、つかみ具間の長さが100mmとなるように、つかみ具で試験片を把持した。この長さを、初期つかみ具間の長さL0(mm)とした。そして、200mm/minの速度で長さ方向に100mm引張り、つかみ具間の長さを200mmとした。この長さから初期つかみ具間の長さL0(mm)(すなわち100mm)を引いた長さを拡張長さL1(mm)とした。この時の試験力を測定し、引張試験における100%強度(N)を求め、MD方向の100%強度(N)とした。そして、MD方向の100%強度(N)を、半導体加工シートの断面積で除算することで、MD方向の100%応力(MPa)を求めた。さらに、つかみ具間の長さが200mmとなった状態で1分間保持した後、つかみ具間の長さがL0(mm)となるまで200mm/minの速度でつかみ具を戻し、つかみ具間の長さがL0(mm)の状態で1分間保持した。その後、60mm/minの速度で長さ方向に引張り、引張力が0.1N/15mmを示した時点でのつかみ具間の長さを記録した。この長さから初期つかみ具間の長さL0(mm)を引いた値を、L2(mm)とした。
復元率(%)={1-(L2÷L1)}×100 ・・・ (I)
ダイシングテープ(リンテック社製,製品名「ADWILL D-675」)の剥離シートを剥離し、露出した粘着面を、リングフレームおよび6インチシリコンミラーウエハ(直径:150mm,厚さ:350μm,研削面#2000)の研削面に貼付した。次いで、ダイサー(ディスコ社製,製品名「DFD-651」)を使用して、以下の条件にてシリコンミラーウエハをフルカットでダイシングした。これにより、ダイシングテープ上に、個片化された複数のシリコンチップを得た。その後、ダイシングテープに対して、UV照射装置(リンテック社製,製品名「RAD-2000m/12」)を用いて、UV照射(照度:120mW/cm2,光量:70mJ/cm2)を行った。
・ダイシングブレード:ディスコ社製,製品名「NBC-ZH205O 27HECC」
・回転数:30,000rpm
・ハイト:0.06mm
・カット速度:60mm/sec
・チップサイズ:3mm×3mm
○:破断が生じることなく、良好に延伸された。
×:破断が生じた。
チップ間隔(mm)={ウエハ外径対応長さ(mm)-150mm(シリコンウエハ直径)}÷49(ダイシングライン数) ・・・ (II)
W1…回路面
W2…回路
W3…裏面
W4…内部端子電極
W5…溝
W6…裏面
CP…半導体チップ
1…半導体パッケージ
3…封止体
4A…第一の絶縁層
4B…第二の絶縁層
5…再配線層
5A…外部電極パッド
6…外部端子電極
10…第一の粘着シート
11…第一の基材フィルム
12…第一の粘着剤層
20…第二の粘着シート
21…第二の基材フィルム
22…第二の粘着剤層
30…保護シート
40…表面保護シート
41…第四の基材フィルム
42…第四の粘着剤層
50…グラインダー
60…封止部材
100…エキスパンド装置
101,101A,101B,101C…保持手段
200…半導体加工用シート
Claims (5)
- 半導体加工用シートの片面に、個片化された複数の半導体チップを貼付する工程と、
前記半導体加工用シートを引き延ばして、前記複数の半導体チップにおける隣り合う半導体チップの相互の間隔を、200μm以上、6000μm以下まで拡げる工程と
を備える半導体装置の製造方法であって、
前記半導体加工用シートが、少なくとも基材を備え、
前記半導体加工用シートの復元率が、91%以上、100%以下であり、
23℃において前記基材のCD方向に測定される前記半導体加工用シートの100%応力に対する、23℃において前記基材のMD方向に測定される前記半導体加工用シートの100%応力の比が、0.97以上、1.03以下であり、
23℃において前記基材のMD方向およびCD方向に測定される前記半導体加工用シートの引張弾性率が、MD方向について10MPa以上、39MPa以下であるとともに、CD方向について10MPa以上、38MPa以下であり、
23℃において前記基材のMD方向およびCD方向に測定される前記半導体加工用シートの100%応力が、MD方向について3MPa以上、7.6MPa以下であるとともに、CD方向について3MPa以上、7.4MPa以下であり、
23℃において前記基材のMD方向およびCD方向に測定される前記半導体加工用シートの破断伸度が、それぞれ600%超であり、
前記復元率は、前記半導体加工用シートを150mm×15mmに切り出した試験片において、長さ方向の両端を、つかみ具間の長さが100mmとなるようにつかみ具でつかみ、その後、つかみ具間の長さが200mmとなるまで200mm/minの速度で引張り、つかみ具間の長さが200mmに拡張された状態で1分間保持し、その後、つかみ具間の長さが100mmとなるまで200mm/minの速度で長さ方向に戻し、つかみ具間の長さが100mmに戻された状態で1分間保持し、その後、60mm/minの速度で長さ方向に引張り、引張力の測定値が0.1N/15mmを示した時のつかみ具間の長さを測定し、当該長さから初期のつかみ具間の長さ100mmを引いた長さをL2(mm)とし、前記拡張された状態におけるつかみ具間の長さ200mmから初期のつかみ具間の長さ100mmを引いた長さをL1(mm)としたとき、次式(I)
復元率(%)={1-(L2÷L1)}×100 ・・・ (I)
から算出される値であり、
前記100%応力は、前記半導体加工用シートを150mm×15mmに切り出した試験片において、長さ方向の両端を、つかみ具間の長さが100mmとなるようにつかみ具でつかみ、その後、速度200mm/minで長さ方向に引張り、つかみ具間の長さが200mmとなったときの引張力の測定値を、半導体加工用シートの長さ方向に直交する面で切断したときの断面積で除算することで得られる値であり、
前記基材は、ウレタン系エラストマーからなる
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - ダイシングシート上において半導体ウエハを分割することで複数の半導体チップを得る工程と、
前記ダイシングシートから第一の半導体加工用シートに前記複数の半導体チップを転写する工程と、
前記第一の半導体加工用シートを引き延ばして、前記複数の半導体チップ同士の間隔を拡げる工程と、
前記第一の半導体加工用シートから第二の半導体加工用シートに前記複数の半導体チップを転写する工程と、
前記第二の半導体加工用シートを引き延ばして、前記複数の半導体チップ同士の間隔をさらに拡げる工程と
を備える半導体装置の製造方法であって、
前記第一の半導体加工用シートおよび前記第二の半導体加工用シートの各々が、少なくとも基材を備え、
前記第一の半導体加工用シートおよび前記第二の半導体加工用シートの各々の復元率が、91%以上、100%以下であり、
前記第一の半導体加工用シートおよび前記第二の半導体加工用シートの各々について、23℃において前記基材のCD方向に測定される前記半導体加工用シートの100%応力に対する、23℃において前記基材のMD方向に測定される前記半導体加工用シートの100%応力の比が、0.97以上、1.03以下であり、
前記第一の半導体加工用シートおよび前記第二の半導体加工用シートの各々について、23℃において前記基材のMD方向およびCD方向に測定される前記半導体加工用シートの引張弾性率が、MD方向について10MPa以上、39MPa以下であるとともに、CD方向について10MPa以上、38MPa以下であり、
前記第一の半導体加工用シートおよび前記第二の半導体加工用シートの各々について、23℃において前記基材のMD方向およびCD方向に測定される前記半導体加工用シートの100%応力が、MD方向について3MPa以上、7.6MPa以下であるとともに、CD方向について3MPa以上、7.4MPa以下であり、
前記第一の半導体加工用シートおよび前記第二の半導体加工用シートの各々について、23℃において前記基材のMD方向およびCD方向に測定される前記半導体加工用シートの破断伸度が、それぞれ600%超であり、
前記復元率は、前記半導体加工用シートを150mm×15mmに切り出した試験片において、長さ方向の両端を、つかみ具間の長さが100mmとなるようにつかみ具でつかみ、その後、つかみ具間の長さが200mmとなるまで200mm/minの速度で引張り、つかみ具間の長さが200mmに拡張された状態で1分間保持し、その後、つかみ具間の長さが100mmとなるまで200mm/minの速度で長さ方向に戻し、つかみ具間の長さが100mmに戻された状態で1分間保持し、その後、60mm/minの速度で長さ方向に引張り、引張力の測定値が0.1N/15mmを示した時のつかみ具間の長さを測定し、当該長さから初期のつかみ具間の長さ100mmを引いた長さをL2(mm)とし、前記拡張された状態におけるつかみ具間の長さ200mmから初期のつかみ具間の長さ100mmを引いた長さをL1(mm)としたとき、次式(I)
復元率(%)={1-(L2÷L1)}×100 ・・・ (I)
から算出される値であり、
前記100%応力は、前記半導体加工用シートを150mm×15mmに切り出した試験片において、長さ方向の両端を、つかみ具間の長さが100mmとなるようにつかみ具でつかみ、その後、速度200mm/minで長さ方向に引張り、つかみ具間の長さが200mmとなったときの引張力の測定値を、半導体加工用シートの長さ方向に直交する面で切断したときの断面積で除算することで得られる値であり、
前記基材は、ウレタン系エラストマーからなる
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 前記半導体加工用シートは、前記基材の少なくとも一方の面に積層された粘着剤層をさらに備えることを特徴とする請求項1または2に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記半導体加工用シートの前記引き延ばしは、互いに直交するX軸およびY軸における+X軸方向、-X軸方向、+Y軸方向および-Y軸方向の4方向に張力を付与して行うことを特徴とする請求項1~3のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。
- ファンアウト型の半導体ウエハレベルパッケージの製造方法であることを特徴とする請求項1~4のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。
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