JPH09330940A

JPH09330940A - 半導体装置の製造方法

Info

Publication number: JPH09330940A
Application number: JP8151935A
Authority: JP
Inventors: Hideo Yamanaka; 英雄山中
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1996-06-13
Filing date: 1996-06-13
Publication date: 1997-12-22

Abstract

(57)【要約】【課題】設備のクリーンレベルを上げずにチップ部品
へのダストおよび傷の付着を防止すること。【解決手段】本発明は、基板１の表面に樹脂製の薄膜
２を形成し、紫外線照射硬化型の接着剤３１が付けられ
た熱収縮性フィルムから成る透明保護フィルム３を薄膜
２の上に所定の接着力で貼り付ける工程と、基板１の裏
面を削り所定の厚さにした後、その裏面にダイシングシ
ートを貼り付ける工程と、透明保護フィルム３の上から
基板１を切断して素子部材を形成した後、透明保護フィ
ルム３に紫外線を照射して硬化させ、透明保護フィルム
３の付いた状態の素子部材をダイシングシートから取り
出す工程と、素子部材を所定のパッケージ部材に搭載し
た後、透明保護フィルム３を加熱収縮自己剥離させる工
程とから成る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、素子領域が形成さ
れた基板を分割して所定のパッケージ部材へ搭載する半
導体装置の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＣＣＤエリアセンサーやＣＣＤリニアセ
ンサー等においては、素子領域の形成された基板をダイ
シングする際のシリコン基板ダストやダイシングシート
の切削屑等に起因する黒傷等の画像欠陥を無くすことが
歩留りおよび品質向上のための最大の課題であり、その
ためにクリーンルームのクリーンレベルを向上したり、
ダイサーを改善してダスト等の発生を抑制するようにし
ている。

【０００３】また、基板を分割する際にチップ部品の表
面にダストや傷が付着しないよう、基板の表面に紫外線
照射硬化型の表面保護テープを貼り付けてダイシングを
行うことも実施されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、クリー
ンルームのクリーンレベルを向上させたりダイサーを改
善するのは大掛かりで困難となるとともに、ダストや切
削屑を完全に除去してチップ部品への付着を防止するに
は不十分である。

【０００５】また、基板の表面に表面保護テープを貼り
付けてダイシング等を行う場合、紫外線照射によって硬
化を行った後のその表面保護テープを基板から剥がす必
要があり、工数の増加を招くことになる。

【０００６】そこで、特開昭６４−６１２０８号公報に
記載される技術では、基板の表面に熱収縮性プラスチッ
クフィルムから成る保護フィルムを付着し、この保護フ
ィルムとともに基板を分割した後、保護フィルムを加熱
収縮させて剥離する方法が開示されている。

【０００７】しかし、ＣＣＤエリアセンサー等において
は受光素子上にアクリル系、エポキシ系等の透明樹脂に
よるオンチップレンズが形成されている場合もあり、こ
のオンチップレンズと同系統の接着剤から成る保護フィ
ルムにおいては接着での馴染みが良く、密着力が増して
しまい加熱しても収縮による自己剥離ができないという
問題が生じる。しかも、この状態で保護フィルムを剥が
そうとした場合には、オンチップレンズも一緒に剥がれ
てしまうという問題が生じる。

【０００８】よって、本発明は簡単な設備であってもチ
ップ部品へのダストおよび傷の付着を防止できる半導体
装置の製造方法を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するために成された半導体装置の製造方法である。す
なわち、本発明の半導体装置の製造方法は、素子領域が
形成された基板の表面に樹脂製の薄膜を形成し、紫外線
照射硬化型の接着剤が付けられた熱収縮性フィルムから
成る保護フィルムをその薄膜の上に所定の接着力で貼り
付ける工程と、基板の裏面を削り所定の厚さにした後、
その裏面にダイシングシートを貼り付ける工程と、保護
フィルムの上から基板を切断してチップ状の素子部材に
分割した後、保護フィルムに紫外線を照射して硬化さ
せ、保護フィルムの付いた状態の素子部材をダイシング
シートから取り出す工程と、素子部材を所定のパッケー
ジ部材に搭載した後、保護フィルムを加熱して熱収縮性
フィルムを収縮させ素子部材から自己剥離させる工程と
から成るものである。

【００１０】本発明では、素子領域が形成された基板の
表面に樹脂製の薄膜が形成され、その薄膜の上に保護フ
ィルムが所定の接着力で貼り付けられていることから、
基板の裏面を削るいわゆるバックグラインド処理から基
板のダイシング、チップ状の素子部材のピックアップか
らパッケージ部材へのマウントまでその保護フィルムに
よって素子領域を完全に保護できるようになる。

【００１１】また、保護フィルムが、素子領域の大きさ
に基づく薄膜との関係から所定の接着力で貼り付けられ
ていることから、素子部材のピックアップでは剥がれる
ことなく、所定の加熱で収縮する際に薄膜に影響を与え
ることなく自己剥離できるようになる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の半導体装置の製
造方法における実施の形態を図に基づいて説明する。図
１〜図３は本実施形態における半導体装置の製造方法を
順に説明する概略断面図である。なお、本実施形態で
は、ＣＣＤエリアセンサーやＣＣＤリニアセンサー等の
光学装置から成る半導体装置を製造する場合を例として
説明する。

【００１３】先ず、図１（ａ）に示すように、シリコン
ウェーハ等から成る基板１の表面に所定のプロセスによ
って受光素子等の素子領域（図示せず）を形成した後、
その上にオンチップカラーフィルタや、さらにその上に
オンチップレンズ等から成る樹脂製の薄膜２を形成す
る。オンチップレンズとしては、アクリル系、エポキシ
系等の透明樹脂材料から構成されている。なお、この薄
膜２はオンチップレンズの他にカラーフィルタであった
り、カラーフィルタの上にオンチップレンズが形成され
たものでもある。

【００１４】基板１の表面に素子領域および樹脂製の薄
膜２を形成した後は、所定の動作検査を行い、各チップ
の良否判定を行って、その良否の区別をインクマーク方
式やマッピング方式によって施しておく。

【００１５】次に、図１（ｂ）に示すように、樹脂製の
薄膜２上に、素子領域を後述する各工程での各種ダメー
ジから保護するための透明保護フィルム３を貼り付け
る。この透明保護フィルム３は、紫外線照射によって硬
化する接着剤３１（例えば、２０〜４０μｍ厚）が熱収
縮型のベースフィルム３２（例えば、４０μｍ厚）に付
けられたものであり、接着剤３１としては例えばアクリ
ル系のもの、ベースフィルム３２としては例えばポリオ
レフィン系、ポリプロピレン系のものを使用する。

【００１６】ベースフィルム３２に接着剤３１を付ける
には、ベースフィルム３２の片面にコロナ放電処理を施
した後、その処理面に接着剤３１を塗布する。これによ
り、ベースフィルム３２と接着剤３１との密着力を向上
できるようになる。

【００１７】また、先の工程で素子領域の動作検査を行
い、インクマーク方式で不良チップの表面に所定厚のＢ
ａｄインクマークを塗布した場合には、この接着剤３１
の厚さをＢａｄインクマークの厚さより厚くおく。これ
により、接着剤３１が緩衝材として働き、ベースフィル
ム３２の上から圧力が加わった場合にその圧力がＢａｄ
インクマークから基板１へ集中的に加わって基板１を破
壊してしまうことを防止するようにする。

【００１８】例えば、Ｂａｄインクマークの高さが２０
〜３０μｍ程度であった場合、接着剤３１の厚さを４０
μｍ程度にして、透明保護フィルム３を貼り付けた際に
Ｂａｄインクマークが接着剤３１の中に埋め込まれるよ
うにする。なお、良否の区別をＢａｄインクマークを使
用しないマッピング方式で行った場合には、接着剤３１
の厚さを２０μｍ程度にしておく。

【００１９】この透明保護フィルム３の接着力として
は、素子領域の面積に応じて設定したり、ＣＣＤエリア
センサーの場合には受光画素の画素数に応じて設定した
り、または素子領域の縦横の長さの比に応じて設定した
りする。

【００２０】つまり、樹脂製の薄膜２の上に透明保護フ
ィルム３を貼り付ける場合、薄膜２と接着剤３１との材
質が同種であることと、例えば薄膜２がオンチップレン
ズから成るとすると受光画素に応じた凹凸が形成されて
いることから、薄膜２と接着剤３１との馴染みが良く、
必要以上に密着力が高くなってしまう。

【００２１】この密着力が高くなることで、後に透明保
護フィルム３を加熱して自己収縮剥離させる際に十分に
剥離できず、無理に剥がそうとすると薄膜２も一緒に剥
がれてしまうという問題が生じる。そこで、透明保護フ
ィルム３の接着力を弱くしておけばよいが、これではバ
ックグラインドやダイシング処理中に剥がれてしまい素
子領域へのダストや傷付着を防止できなくなってしま
う。

【００２２】本実施形態では、この透明保護フィルム３
の接着力を最適な値に設定することで、処理中には剥が
れず、加熱しての自己収縮剥離で確実に剥がすことがで
きるようにしている。

【００２３】例えば、ＣＣＤエリアセンサーの場合、１
００万画素では５０〜１００（ｇ／２５ｍｍ）、２５万
画素では１５０〜２００（ｇ／２５ｍｍ）に設定する。
このように、画素数が多い程オンチップレンズの凹凸数
も多く密着力が上がることから接着力を低く設定してい
る。

【００２４】また、ＣＣＤリニアセンサーの場合には約
２０００〜７５００画素とその画素数が少ないが、その
素子領域の縦横の比がＣＣＤエリアセンサーに比べて高
いため、接着力を２００〜３００（ｇ／２５ｍｍ）程度
にしておく。例えば、２０００画素クラスでは、幅×長
さ×厚さが０．５ｍｍ×３３ｍｍ×０．４ｍｍのチップ
サイズとなっており、素子領域の縦横の比が高いと、基
板１を切断する際に透明保護フィルム３が剥がれやすい
ことからＣＣＤエリアセンサーより接着力の強くするよ
うにしている。

【００２５】次に、透明保護フィルム３を貼り付けた状
態で、図１（ｃ）に示すように、基板１の裏面の研削す
なわちバックグラインドを行う。バックグラインドで
は、先ず粗研削を行い（例えば、６インチ径ウェーハの
場合、＃４００番手砥石を用いて６２０μｍ厚から４２
０μｍ厚まで研削）、その後、精密研削を行う（例え
ば、６インチウェーハの場合、＃２０００番手砥石を用
いて４２０μｍから４００μｍまで研削）。そして、必
要に応じて基板１の裏面にシリコンエッチングを施し、
研削で生じた基板１の歪みを取り除いておく。

【００２６】なお、このバックグラインド処理では、基
板１の裏面を削るために基板１の表面から圧力を加える
が、基板１の表面には透明保護フィルム３が貼り付けら
れていることから素子領域へのダストおよび傷付着を防
止できる。また、素子領域にＢａｄインクマークが付さ
れていても、その厚さより接着剤３１の厚さを厚くして
いることからこの接着剤３１が緩衝材となり、基板１の
表面へ均等に圧力がかかり、基板１の破壊を防止できる
ようになる。

【００２７】次に、図２（ａ）に示すように、基板１の
裏面にダイシングシート４を貼り付ける。ダイシングシ
ート４は汎用の紫外線照射硬化型テープであり、例えば
ポリオレフィン系ベースフィルム（８０μｍ厚）に紫外
線照射硬化型のアクリル系接着剤（１０μｍ厚）が付け
られたものである。なお、この際、非紫外線照射硬化型
テープを使用してもよい。

【００２８】このダイシングシート４として汎用の紫外
線照射硬化型テープを用いた場合には、後述するチップ
部品のピックアップを行う際、紫外線照射による硬化で
チップ部品を容易にダイシングシート４から取り出せる
ような接着力（５〜１０ｇ／２５ｍｍ）となっているこ
とから、隣のチップ部品も移動してしまいダイボンダの
誤動作となることも考えられる。

【００２９】そこで、ダイボンダの誤動作を起こさない
ために適切な接着力のダイシングシート４を用いる必要
がある。例えば、チップ部品のサイズが１〜３ｍｍ角の
場合には７０〜１００（ｇ／２５ｍｍ）、３〜５ｍｍ角
の場合には３０〜７０（ｇ／２５ｍｍ）、５〜１０ｍｍ
角の場合には２０〜３０（ｇ／２５ｍｍ）程度の接着力
となるような紫外線照射硬化型のダイシングシート４を
用いる。

【００３０】また、紫外線照射硬化型のダイシングシー
ト４の場合には、紫外線照射で完全に硬化した後に上記
の接着力となるようなものを用いるか、半硬化等の適用
な紫外線照射硬化量によって上記の適当な接着力を得る
ようにすればよい。

【００３１】次いで、図２（ｂ）に示すように、基板１
のダイシングを行う。ダイシングとしては、所定のダイ
シングブレード（図示せず）を用いて透明保護フィルム
３の上から基板１を切断し、ダイシングシート４を３０
〜４０μｍまで切り込んむフルカットダイシングを行
う。これにより複数のチップ部品１０を形成する。

【００３２】このダイシングの際、基板１やダイシング
シート４の切削屑がダストＤとして発生するが、透明保
護フィルム３の上に付着するだけで素子領域へ直接付着
することはない。

【００３３】ダイシングが終了した後は、透明保護フィ
ルム３とダイシングシート４とに２００（ｍＪ／ｃ
ｍ²）程度の紫外線を照射する。これにより、透明保護
フィルム３の接着剤３１を完全硬化し、接着力を十分に
低下させておくことで、熱収縮自己剥離をスムーズに
し、糊残りを防止する。ただし、紫外線照射硬化型テー
プの場合、完全に紫外線照射硬化した後に適当な接着力
を有するような接着剤を用いるか、または半硬化等の適
当な紫外線照射量によって適当な接着力を得ておくよう
にし、後述する突き上げピンを用いたピックアップ不良
を防止するようにする。

【００３４】次に、図２（ｃ）に示すように、ダイシン
グシート４の下から突き上げピンＰを用いて所定のチッ
プ部品１０を突き上げ、平コレットＣによってそのチッ
プ部品１０をピックアップする。

【００３５】このピックアップでは、チップ部品１０の
表面に透明保護フィルム３が貼り付けられていることか
ら、平コレットＣを使用しても直接素子領域に触れるこ
とがなく、また平コレットＣとチップ部品１０との間に
ダストＤが挟まっていても素子領域に傷を付けることが
ない。しかも、透明保護フィルム３は、紫外線照射硬化
によって接着力が十分に低下していても、チップ部品１
０の表面の配線パターン段差やオンチップマイクロレン
ズの凹凸形状によって密着しており、平コレットＣで真
空吸着してピックアップしても剥がれることはない。

【００３６】なお、このピックアップにおいて平コレッ
トＣを使用できるということは、サイズの異なるチップ
部品１０を取り扱う場合にも同じ平コレットＣを用いて
ピックアップすることができ、サイズ変更でのコレット
の交換が不要となって生産性を大幅に向上できるように
なる。

【００３７】次に、図３（ａ）に示すように、ピックア
ップしたチップ部品１０をリードフレーム２０のダイパ
ッド２１へペースト材１１によって搭載する。また、図
３（ｂ）に示すように中空パッケージ３０を使用する場
合には、その中空部分へチップ部品１０をペースト材１
１によって搭載する。

【００３８】そして、この状態で約１００℃の熱風を吹
き付けて、チップ部品１０に貼り付けられている透明保
護フィルム３を熱収縮させ、この収縮を利用して自己剥
離させる。さらに、この熱風を引き付けながら反対側よ
り真空吸引を行い、自己剥離した透明保護フィルム３を
吸引除去する。

【００３９】先に説明したように、透明保護フィルム３
の接着力は処理中には剥がれず、自己剥離の際に確実に
剥がれるような値に設定していることから、この熱風の
吹き付けで的確に収縮してチップ部品１０の表面から剥
離できる。また、この自己剥離とともに真空吸引で自動
的に除去できるようになる。

【００４０】透明保護フィルム３を除去した後は、所定
の温度条件（例えば、銀ペースト材の場合、１５０℃、
５分（速硬化タイプ）、１５０℃、１時間（通常タイ
プ））でペースト材１１を加熱硬化し、その後、ボンデ
ィングワイヤー（図示せず）によって配線を行う（例え
ば、２５μｍ径のボンディングワイヤーを用い、チップ
部品１０の温度を１５０℃にして配線を行う）。

【００４１】そして、図３（ａ）に示すリードフレーム
２０を用いる場合には、エポキシ系透明樹脂によるトラ
ンスファーモールドを行い封止パッケージを完成させ
る。また、図３（ｂ）に示す中空パッケージ３０を用い
る場合には、Ｂステージシーラ等を用いてガラスシール
を行い、Ｂステージシーラを１５０℃、１〜２時間で加
熱硬化させて中空パッケージ３０を完成させる。また、
Ａステージシーラを用いる場合は１５０℃、５分で加熱
硬化させてガラスシールを行う。

【００４２】このように、本実施形態では、チップ部品
１０の表面に貼り付けた透明保護フィルム３によって、
基板１のバックグラインド工程からチップ部品１０のパ
ッケージ部材への搭載工程まで素子領域をダスト付着や
傷付着から保護できるようになる。つまり、バックグラ
インド工程から搭載工程まで、高いクリーンレベルを要
求されることなく処理を行うことが可能となる。

【００４３】なお、本実施形態ではＣＣＤエリアセンサ
ーやＣＣＤリニアセンサー等の光学装置から成る半導体
装置の製造方法を説明したが、光学装置以外の半導体装
置であっても同様である。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の半導体装
置の製造方法によれば次のような効果がある。すなわ
ち、本発明では、素子領域の上に樹脂製の薄膜がある場
合であっても、最適な接着力で保護フィルムを貼り付け
ていることから、処理中には保護フィルムが剥がれず確
実に素子領域をダストや傷付から保護し、処理後は熱収
縮によって確実に自己剥離させることができる。

【００４５】したがって、基板のバックグラインド工程
からチップ部品のパッケージ部材への搭載工程まで連続
して高いクリーンレベルを必要としない環境で処理する
ことができ、大掛かりが設備を必要としないで品質の高
い半導体装置を生産性良く製造することが可能となる。

【００４６】また、チップ部品のピックアップで平コレ
ットを使用できるため、チップ部品のサイズが変わった
場合でもコレット交換が不要となり、生産性の向上を図
ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態における半導体装置の製造方法を説
明する概略断面図（その１）である。

【図２】本実施形態における半導体装置の製造方法を説
明する概略断面図（その２）である。

【図３】本実施形態における半導体装置の製造方法を説
明する概略断面図（その３）である。

【符号の説明】

１基板２薄膜３透明保護フィルム４
ダイシングシート１０チップ部品２０リードフレーム３０
中空パッケージ３１接着剤３２ベースフィルム

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】素子領域が形成された基板の表面に樹脂
製の薄膜を形成し、紫外線照射硬化型の接着剤が付けら
れた熱収縮性フィルムから成る保護フィルムを所定の接
着力で該薄膜の上に貼り付ける工程と、前記基板の裏面を削り所定の厚さにした後、該裏面にダ
イシングシートを貼り付ける工程と、前記保護フィルムの上から前記基板を切断してチップ状
の素子部材に分割した後、該保護フィルム紫外線を照射
して硬化させ、該保護フィルムの付いた状態の該素子部
材を該ダイシングシートから取り出す工程と、前記素子部材を所定のパッケージ部材に搭載した後、前
記保護フィルムを加熱して前記熱収縮性フィルムを収縮
させ該素子部材から自己剥離させる工程とから成ること
を特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】前記素子領域は光学素子を備えていると
ともに、前記薄膜は光学作用を有する光学膜から成るこ
とを特徴とする請求項１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】前記保護フィルムの接着力を前記素子領
域の面積に応じて設定することを特徴とする請求項１記
載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】前記素子領域が複数の受光画素を備えて
いる場合、前記保護フィルムの接着力を前記受光画素の
数に応じて設定することを特徴とする請求項１記載の半
導体装置の製造方法。
【請求項５】前記保護フィルムの接着力を前記素子領
域の縦横の長さの比に応じて設定することを特徴とする
請求項１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項６】前記ダイシングシートは紫外線照射硬化
型であるとともに、紫外線照射によって硬化した後に搬
送によって前記素子部材が剥がれずかつ該ダイシングシ
ートから確実に取り出すことができる程度の接着力を備
えていることを特徴とする請求項１記載の半導体装置の
製造方法。
【請求項７】前記ダイシングシートは紫外線照射硬化
型であるとともに、紫外線照射で半硬化となった後に搬
送によって前記素子部材が剥がれずかつ該ダイシングシ
ートから確実に取り出すことができる程度の接着力を備
えていることを特徴とする請求項１記載の半導体装置の
製造方法。
【請求項８】前記薄膜は、オンチップレンズから成る
ことを特徴とする請求項２記載の半導体装置の製造方
法。
【請求項９】前記薄膜は、カラーフィルタから成るこ
とを特徴とする請求項２記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１０】前記薄膜は、カラーフィルタと該カラ
ーフィルタの上に形成されたオンチップレンズとから成
ることを特徴とする請求項２記載の半導体装置の製造方
法。