JP2006324292A - 半導体装置の製造方法、そのボンディングテープおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 安価に半導体装置を製造することを可能にするボンディングテープおよび安価に半導体装置を製造することが可能な半導体装置の製造方法を提供する。
【解決手段】 本発明による半導体装置の製造方法は、表裏面を貫通する少なくとも１つの穴１２を有するボンディングテープ１１と、半導体素子が形成された半導体ウェハ４０とを準備し、半導体ウェハ４０の所定の面とボンディングテープ１１の第１面とを接触させた状態でボンディングテープ１１に設けられた穴１２から半導体ウェハ４０とボンディングテープ１１との間に存在する気体を排気する。
【選択図】 図４

Description

本発明は、半導体装置の製造方法、そのボンディングテープおよびその製造方法に関し、特に半導体ウェハにボンディングテープを接着する方法、そのボンディングテープおよびその製造方法に関する。

従来、半導体ウェハにボンディングテープを貼り合わせた状態でダイシングカットすることで半導体装置をチップ化する方法が知られている（例えば特許文献１参照）。図１に、従来技術によるボンディングテープの接着方法を示す。

図１（ａ）に示すように、従来技術ではテープ送出しスプール９１０にロール状に巻かれたボンディングテープ９１１を用いる。半導体ウェハ９４０は、裏面（回路素子が形成された面と反対側）が上方を向いた状態で、ヒータ９３１が内蔵されたウェハ吸着テーブル９３０上に載置される。半導体ウェハ９４０の裏面には、テープ送出しスプール９１０からから巻き出されたボンディングテープ９１１がテープ貼合せローラ９５０を用いて押しつけられる。ボンディングテープ９１１には加熱することで粘性を発揮するものが用いられる。したがって、巻き出したボンディングテープ９１１を半導体ウェハ９４０裏面に押しつける際、半導体ウェハ９４０をヒータ９３１を用いて加熱しておくことで、ボンディングテープ９１１が半導体ウェハ９４０裏面に接着する。なお、テープ送出しスプール９１０から巻き出したボンディングテープ９１１のうち余ったテープ（以下、余剰テープという）は、余剰テープ回収スプール９２０に巻き取られる。

以上のようにボンディングテープ９１１が貼り合わせられた半導体ウェハ９４０（図１（ｂ）参照）は、例えばダイシングブレードなどを用いて個々の半導体装置に個片化（チップ化）される。その後、個片化された半導体装置は、裏面にあるボンディングテープ９１１を用いてリードフレームなどに接着される。
特開２０００−３４０５２６号公報

しかしながら、以上のような従来技術では、テープ送出しスプール９１０や余剰テープ回収スプール９２０やヒータ９３１付きのウェハ吸着テーブル９３０など、高価な装置を複数必要とする。このため、設備投資額が多くなり、半導体装置を安価に製造することが困難であるという問題が存在する。

そこで本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、安価に半導体装置を製造することを可能にするボンディングテープおよび安価に半導体装置を製造することが可能な半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。

かかる目的を達成するために、本発明による半導体装置の製造方法は、第１面および該第１面と反対側の第２面を貫通する少なくとも１つの穴を有するボンディングテープと、半導体素子が形成された半導体ウェハとを準備する第１工程と、半導体ウェハの所定の面とボンディングテープの第１面とを接触させた状態でボンディングテープに設けられた穴から半導体ウェハとボンディングテープとの間に存在する気体を排気する第２工程とを有する。

表裏面である第１および第２面を貫通する穴が設けられたボンディングテープを用いることで、ボンディングテープと半導体ウェハとの間に介在する気体をボンディングテープの穴から排出することができる。これにより、ボンディングテープと半導体ウェハとをより密着させることができると共に、半導体ウェハをボンディングテープへ加圧した状態と同じ効果を得ることができる。すなわち、ボンディングテープと半導体ウェハとの接着に必要な圧力を吸引により得ることができる。

また、ボンディングテープの穴から排気する構成とすることで、ボンディングテープを巻き出すための構成や、ボンディングテープを半導体ウェハへ押しつけるための構成や、余ったボンディングテープを回収するための構成などが必要なくなり、より設備を簡略化することができる。結果、製造設備のイニシャルコストやランニングコストを削減することができ、より安価に半導体装置を製造することができる。

さらにまた、本発明によるボンディングテープは、一般的に使用されるボンディングテープに穴が設けられた構造であるため、従来のボンディングテープから簡素な製造工程で安価に製造することができる。

また、本発明は、半導体ウェハに接着されるボンディングテープであって、半導体ウェハに接着される第１面および第１面と反対側の第２面を貫通する少なくとも１つの穴を有する。

ボンディングテープに表裏面である第１および第２面を貫通する穴を設けることで、ボンディングテープと半導体ウェハとの間に介在する気体を穴から排出することができ、よりボンディングテープと半導体ウェハとをより密着させることができる。また、ボンディングテープの穴からボンディングテープと半導体ウェハとの間に介在する気体を排出することで、半導体ウェハをボンディングテープへ加圧した状態と同じ効果を得ることができる。すなわち、ボンディングテープと半導体ウェハとの接着に必要な圧力を吸引により得ることができる。

また、本発明によりボンディングテープの穴からボンディングテープと半導体ウェハとの間に介在する気体を排出することが可能となるため、ボンディングテープを巻き出すための構成や、ボンディングテープを半導体ウェハへ押しつけるための構成や、余ったボンディングテープを回収するための構成などが必要なくなり、ボンディングテープを半導体ウェハに接着させるための設備を簡略化することができる。結果、製造設備のイニシャルコストやランニングコストを削減することができ、より安価に半導体装置を製造することが可能となる。

さらにまた、本発明によるボンディングテープは、一般的に使用されるボンディングテープに穴が設けられた構造であるため、従来のボンディングテープから簡素な製造工程で安価に製造することができる。

また、本発明は、穴開きボンディングテープの製造方法であって、ボンディングテープを準備する工程と、複数の針が配列された金型を用いてボンディングテープに複数の穴を形成する工程とを有する。

複数の穴が設けられたボンディングテープは、例えば複数の針が剣山状に配列されたジグなどの金型を用い、これをプレス加工装置に実装することで、容易に製造することができる。

本発明によれば、安価に半導体装置を製造することが可能な半導体装置の製造方法および安価に半導体装置を製造することを可能にするボンディングテープを実現することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を図面と共に詳細に説明する。

まず、本発明による実施例１について図面を用いて詳細に説明する。図２は、本実施例によるボンディングテープ１１の構成を示す図である。

図２（ａ）に示すように、本実施例によるボンディングテープ１１は、ロール状に巻かれた状態（ロール状テープ１０）で供給される。また、ボンディングテープ１１を使用する際には、図２（ｂ）に示すように、このロール状テープ１０から必要に応じて切り出される。

ボンディングテープ１１は、その厚さを例えば１ｍｍ（ミリメートル）とし、その幅を複数の半導体素子が形成された半導体ウェハの直径以上の幅以上とする。したがって、例えば半導体ウェハの直径を６インチとすると、ボンディングテープ１１の幅を例えば８インチとするとよい。

ボンディングテープ１１には、加熱することで軟化する、いわゆる熱可塑性のものを用いる。熱可塑性のボンディングテープ１１は、例えばポリエチレン、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニルなどの合成樹脂を用いて形成することができる。ただし、これに限定されず、一般的に使用されている種々の材料を用いて形成することができる。本実施例では、５０μｍ（マイクロメートル）程度の厚さのポリイミドフィルムあるいはポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）フィルムをベースとし、その両面に熱可塑性樹脂（例えばポリエチレン）がそれぞれ２５μｍ程度の厚さにコーティングされた構造を有するボンディングテープ１１を例に挙げる。なお、上記構成において、ベースとなるポリイミドフィルムあるいはポリテトラフルオロエチレンフィルムにフィラーなどを添加させてもよい。これにより、ベースとなるフィルムの剛性を高めることができる。

また、ボンディングテープ１１は表裏面を貫通する少なくとも１つ（好ましくは複数）の穴１２を有する。穴１２の直径（φ）は例えば０．５ｍｍ（ミリメートル）とすることができる。ただし、これに限定されず、ウェハ吸着テーブル３０の排気穴３２からの排気で十分に半導体ウェハ４０を吸引でき且つボンディングテープ１１の強度をある程度確保することができる範囲、例えば直径（φ）０．５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下の範囲内であれば、如何様にも変形することができる。

また、隣接する穴１２の中心間の距離（以下、ピッチＰという）は、例えば穴１２の直径（φ）を０．５ｍｍとした場合、例えば１．０ｍｍとすることができる。ただし、これに限定されず、ボンディングテープ１１と半導体ウェハ４０との間の気体を十分均等に排出でき且つ半導体ウェハ４０を半導体装置に個片化した際に個々の半導体装置にボンディングテープ１１の貼り付け面積が十分に割り付けられる範囲内であれば、如何様にも変形することができる。通常、半導体装置とボンディングテープとの貼り付け面積は、十分な貼り付け強度を確保するために、半導体装置のチップ面積の７５％程度以上であることが好ましい。

以上のことから、穴１２をボンディングテープ１１に対して規則的（例えば一定間隔ごと）に２次元配列させる場合、単位面積あたりに形成する穴１２の数（Ｎ）の上限は、以下の式（１）を満足する値として求めることができる。また、同じく穴１２をボンディングテープ１１に対して規則的に２次元配列させる場合、ピッチ（Ｐ）は穴１２の数（Ｎ）から、以下の式（２）で算出することができる。ただし、以下の式において、Ｓは単位面積を示し、Ｓ_aは１つあたりの穴１２の面積を示す。また、ここでは、ボンディングテープ１１に要求する実質的な接着面積を個片化された半導体装置のチップ面積の７５％より大きいとする。すなわち、単位面積あたりに形成された穴１２の面積の合計値がチップ面積の２５％以下であるとする。

このようなボンディングテープ１１は、無数の針が配列して設けられたジグなどの金型をプレス加工装置に取り付け、これを用いてシート状のボンディングテープに穴１２を開ける方法などを用いて形成することができる。

次に、本実施例によるボンディングテープ１１を用いた半導体装置の製造方法を図２（ｂ）、図３および図４を用いて説明する。なお、図４は図３（ｃ）におけるＩ−Ｉ’断面に基づいて記述されている。

本製造方法では、まず、図２（ｂ）に示すように、ロール状テープ１０からやや大きめに必要な分（例えば８インチ四方）のボンディングテープ１１を切り出す。

次に、切り出したボンディングテープ１１を、図３（ａ）に示すように、ウェハ吸着ステージ３０に載置する。ウェハ吸着ステージ３０には、図３（ａ）に示すように、配列された無数の排気穴３２が設けられている。ウェハ吸着ステージ３０に設けられた排気穴３２は、図３（ｂ）に示すように、そのいくつかがボンディングテープ１１における穴１２と重なり、他がボンディングテープ１１における穴１２の無い部分と重なる。この排気穴３２は例えば図示しない排気装置（例えばバキュームポンプなど）に連結されている。すなわち、ウェハ吸着ステージ３０は排気穴３２から排気することができるように構成されている。

ボンディングテープ１１が載置されたウェハ吸着テーブル３０上には、図３（ｃ）に示すように、半導体ウェハ４０が載置される。これにより、半導体ウェハ４０の所定の面（例えば半導体素子が形成されていない面）がボンディングテープ１１における穴１２が形成された面に接触する。

次に、図４（ａ）に示すように、図示しない排気装置を用いてウェハ吸着ステージ３０に設けられた排気穴３２から排気する。これにより、ボンディングテープ１１における穴１２以外と重なる排気穴３２からウェハ吸着ステージ３０とボンディングテープ１１との間の気体が排出されて、ボンディングテープ１１がウェハ吸着ステージ３０に吸着する。さらに、ボンディングテープ１１における穴１２と重なる排気穴３２からウェハ吸着ステージ３０と半導体ウェハ４０との間の気体が排出されて、半導体ウェハ４０がウェハ吸着ステージ３０側へ吸引されると共に、ボンディングテープ１１と半導体ウェハ４０との間の気体が同じ排気穴３２から排出されて、半導体ウェハ４０がボンディングテープ１１に密着する。

この際、図４（ａ）に示すように、ヒータ３１を用いてウェハ吸着テーブル３０を加熱することで、これに載置されたボンディングテープ１１を加熱する。これにより、ボンディングテープ１１が軟化する。上述したように、半導体ウェハ４０はウェハ吸着テーブル３０へ吸引されつつボンディングテープ１１に密着しているため、ボンディングテープ１１が軟化することで半導体ウェハ４０とボンディングテープ１１とが、吸引によりボンディングテープ１１と半導体ウェハ４０との間に生じた圧力により接着する。

その後、ウェハ吸着ステージ３０ならびにこれに載置されたボンディングテープ１１および半導体ウェハ４０の温度を例えば常温（ただし、ボンディングテープ１１が再度固化する程度の温度以下であればよい）に冷却した後、図４（ｂ）に示すように、ボンディングテープ１１および半導体ウェハ４０をウェハ吸着テーブル３０から取り外す。

また、以上のようにボンディングテープ１１が接着された半導体ウェハ４０を所定のダイシングステージ上に固定し、次に図４（ｃ）に示すように、例えばダイシングブレード１００などを用いて個々の半導体装置（チップ）に個片化する。これにより、個々の半導体装置が製造される。

以上のように、本実施例では、ボンディングテープ１１に設けられた穴１２から半導体ウェハ４０を吸引することで、半導体ウェハ４０をボンディングテープ１１側へ加圧した状態と同じ効果を得ることができる。すなわち、ボンディングテープ１１と半導体ウェハ４０との接着に必要な圧力を吸引により得ることができる。

また、吸引するための構成は、半導体ウェハをウェハ吸着ステージに吸着させる従来の構成を引用することができるため、別途、装置を設ける必要が無い。さらに、同様な理由から、ボンディングテープを巻き出すための構成（例えば図１におけるテープ送出しスプール９１０）や、ボンディングテープを半導体ウェハへ押しつけるための構成（例えば図１におけるテープ貼合せローラ９５０）や、余ったボンディングテープを回収するための構成（例えば図１における余剰テープ回収スプール９２０）などが必要なくなり、より設備を簡略化することができる。結果、製造設備のイニシャルコストやランニングコストを削減することができ、より安価に半導体装置を製造することができる。

さらにまた、本実施例で例に挙げたボンディングテープ１１は、一般的に使用されるボンディングテープに穴１２を設けた構造であるため、従来のボンディングテープから簡素な製造工程で安価に製造することができる。

次に、本発明の実施例２について図面を用いて詳細に説明する。尚、以下の説明において、実施例１と同様の構成については、同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。また、特記しない構成に関しては実施例１と同様である。

本実施例では、実施例１で説明したボンディングテープ１１を用い、実施例１で例示した製造方法とは別の製造方法を例に挙げる。

図５は、本実施例による半導体装置の製造方法を説明するための図である。本製造方法では、まず、図５（ａ）に示すように、耐熱ボード５１（または耐熱シートであってもよい）上に半導体ウェハ４０を載置し、載置された半導体ウェハ４０をボンディングテープ１１で覆う。なお、この際、ボンディングテープ１１は、図２（ｂ）で示したように、ロール状テープ１０からやや大きめに必要な分（例えば８インチ四方）だけ切り出される。また、半導体ウェハ４０は、半導体素子が形成されていない面がボンディングテープ１１側となるように耐熱ボード５１に載置される。これにより、半導体ウェハ４０における半導体素子が形成されていない面がボンディングテープ１１における穴１２が形成された面に接触する。

次に、耐熱ボード５１およびボンディングテープ１１で挟まれた半導体ウェハ４０を通気性および柔軟性を有する物体、例えばスポンジ５２などで包み込んだ後、図５（ａ）に示すように、これを真空脱法チャンバ５３内に入れ、真空引きする。これにより、ボンディングテープ１１と半導体ウェハ４０との間に存在する気体が穴１２から排出され、半導体ウェハ４０とボンディングテープ１１とが密着する。この際、上記したように耐熱ボード５１およびボンディングテープ１１で挟まれた半導体ウェハ４０をスポンジ５２で包み込むことで、ボンディングテープ１１が半導体ウェハ４０へ均一に加圧される。これにより、ボンディングテープ１１と半導体ウェハ４０との間に存在する気泡が分散しやすくなり、真空引き後のボンディングテープ１１と半導体ウェハ４０との密着度を向上させることができる。

このように、半導体ウェハ４０を耐熱ボード５１およびボンディングテープ１１でラミネート状にラッピングすると、半導体ウェハ４０を真空脱法チャンバ５３から取り出してスポンジ５２をはぎ取った後、図５（ｃ）に示すように、これをオーブン５４に入れて加熱する。これにより、ボンディングテープ１１が軟化して半導体ウェハ４０に接着する。

その後、ボンディングテープ１１および耐熱ボード５１でラッピングされた半導体ウェハ４０をオーブン５４から取り出して、例えば常温（ただし、ボンディングテープ１１が再度固化する程度の温度以下であればよい）に冷却した後、耐熱ボード５１を取り外す。次に、ボンディングテープ１１が接着された半導体ウェハ４０を所定のダイシングステージ上に固定し、次に実施例１において図４（ｃ）を用いて説明したように、例えばダイシングブレード１００などを用いて個々の半導体装置（チップ）に個片化する。これにより、個々の半導体装置が製造される。

以上のように、本実施例では、ボンディングテープ１１に設けられた穴１２から半導体ウェハ４０を吸引することで、半導体ウェハ４０をボンディングテープ１１側へ加圧した状態と同じ効果を得ることができる。また、本実施例では、ボンディングテープ１１と半導体ウェハ４０とを密着させる際、スポンジ５２のような通気性および柔軟性を有する物体により均一に半導体ウェハ４０へボンディングテープ１１が押しつけられるため、ボンディングテープ１１を皺無く半導体ウェハ４０へ密着させることができ、半導体ウェハ４０とボンディングテープ１１との密着度を向上させることができる。

また、本実施例では、ボンディングテープ１１と半導体ウェハ４０とを密着させた後に加熱して接着させる構成であるため、ボンディングテープを巻き出すための構成（例えば図１におけるテープ送出しスプール９１０）や、ボンディングテープを半導体ウェハへ押しつけるための構成（例えば図１におけるテープ貼合せローラ９５０）や、余ったボンディングテープを回収するための構成（例えば図１における余剰テープ回収スプール９２０）などが必要なくなり、より設備を簡略化することができる。結果、製造設備のイニシャルコストやランニングコストを削減することができ、より安価に半導体装置を製造することができる。

さらにまた、本実施例で例に挙げたボンディングテープ１１は、実施例１と同様に、一般的に使用されるボンディングテープに穴１２を設けた構造であるため、従来のボンディングテープから簡素な製造工程で安価に製造することができる。

なお、上記した各実施例では、熱可塑性を有するボンディングテープ１１を例に挙げたが、本発明はこれに限定されず、例えば樹脂などの接着剤が少なくとも一方の面に塗布されたボンディングテープであってもよい。この場合、ボンディングテープ１１を加熱して軟化させる工程を省略することができる。

また、上記した実施例１および２では、ボンディングテープ１１の剛性を高める方法として、フィラーなどの添加物を含有するポリイミドフィルムあるいはポリテトラフルオロエチレンフィルムをベースとして用いることを例に挙げたが、本発明は、これに限定されず、例えば図６に示すように、格子状にクロスされたライン状の凸部２２をボンディングテープ１１の、例えばベースとなるポリイミドフィルムあるいはポリテトラフルオロエチレンフィルムに形成しておくことでもボンディングテープ１１の剛性を高めることができる。なお、図６において、（ａ）は本発明の実施例１または２によるボンディングテープ１１の他の構成例を示す上視図であり、（ｂ）は（ａ）のII−II’断面図である。また、このほかにも様々なパターンの凸部を適用することで、ボンディングテープ１１の剛性を高めることができる。

また、上記実施例１および２は本発明を実施するための例にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではなく、これらの実施例を種々変形することは本発明の範囲内であり、更に本発明の範囲内において、他の様々な実施例が可能であることは上記記載から自明である。

従来技術によるボンディングテープの接着方法を説明するための図である。 本発明の実施例１によるボンディングテープ１１の構成を示す図である。 本発明の実施例１による半導体装置の製造方法を説明するための図である（１）。 本発明の実施例１による半導体装置の製造方法を説明するための図である（２）。 本発明の実施例２による半導体装置の製造方法を説明するための図である。 本発明の実施例１または２によるボンディングテープ１１の他の構成を示す図である。

符号の説明

１０ ロール状テープ
１１ ボンディングテープ
１２ 穴
２２ 凸部
３０ ウェハ吸着ステージ
３１ ヒータ
３２ 排気穴
４０ 半導体ウェハ
５１ 耐熱ボード
５２ スポンジ
５３ 真空脱法チャンバ
５４ オーブン
１００ ダイシングブレード

Claims (12)

1. 第１面および該第１面と反対側の第２面を貫通する少なくとも１つの穴を有するボンディングテープと、半導体素子が形成された半導体ウェハとを準備する第１工程と、
   前記半導体ウェハの所定の面と前記ボンディングテープの前記第１面とを接触させた状態で前記ボンディングテープに設けられた前記穴から前記半導体ウェハと前記ボンディングテープとの間に存在する気体を排気する第２工程と
   を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
2. 前記ボンディングテープは熱可塑性を有し、
   前記第２工程は、前記半導体ウェハと前記ボンディングテープとの間に存在する気体を前記穴から排気すると共に、前記ボンディングテープを加熱して軟化させ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。
3. 前記第２工程は、前記半導体ウェハと前記ボンディングテープとを通気性および柔軟性を有する物体で被包した状態で前記半導体ウェハと前記ボンディングテープとの間に存在する気体を前記穴から排気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。
4. 前記ボンディングテープは熱可塑性を有し、
   前記第２工程により前記半導体ウェハに密着された前記ボンディングテープを加熱することで軟化させる第３工程を有することを特徴とする請求項１または３記載の半導体装置の製造方法。
5. 半導体ウェハに接着されるボンディングテープであって、
   前記半導体ウェハに接着される第１面および該第１面と反対側の第２面を貫通する少なくとも１つの穴を有することを特徴とするボンディングテープ。
6. 前記穴は直径が０．５ｍｍ以上で且つ１．０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項５記載のボンディングテープ。
7. 単位面積あたりに形成された前記穴の総面積は、前記単位面積の２５％より小さいことを特徴とする請求項５または６記載のボンディングテープ。
8. 熱可塑性を有する材料で形成されていることを特徴とする請求項５から７のいずれか１項に記載のボンディングテープ。
9. ポリイミドまたはポリテトラフルオロエチレンで形成されたベースフィルムと、前記ベースフィルムの表裏面に形成された熱可塑性の膜とよりなることを特徴とする請求項５から７のいずれか１項に記載のボンディングテープ。
10. 前記熱可塑性の膜は、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニルのうちいずれかを含んで形成されていることを特徴とする請求項９記載のボンディングテープ。
11. 表面または裏面にライン状の凸部を有することを特徴とする請求項５記載のボンディングテープ。
12. ボンディングテープを準備する工程と、
    複数の針が配列された金型を用いて前記ボンディングテープに複数の穴を形成する工程と
    を有することを特徴とする穴開きボンディングテープの製造方法。

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