JP2008171844A

JP2008171844A - 半導体装置の製造方法

Info

Publication number: JP2008171844A
Application number: JP2007000894A
Authority: JP
Inventors: Takahiro Kumakawa; 隆博隈川; Tomoaki Furukawa; 朋昭古川; Noboru Fukuda; 昇福田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2007-01-09
Filing date: 2007-01-09
Publication date: 2008-07-24

Abstract

【課題】複数の半導体装置に分割された半導体ウェハが粘着面に粘着され、かつ拡張された状態のＵＶ剥離型シートに対して、ＵＶ波長の光を照射して、粘着面を硬化させたときに、半導体ウェハの搭載位置がずれない半導体装置の製造方法を提供する。
【解決手段】複数の半導体装置に分割された半導体ウェハ１が粘着面に粘着され、かつ拡張された状態のＵＶ剥離型シート２に対して、ＵＶ波長の光４を照射するに際し、ＵＶ剥離型シート２の半導体ウェハ１が粘着されていない領域へ冷却用ガス５を吹き付けて、その領域の温度上昇を抑える。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体装置の製造方法に関する。

通常、半導体ウェハのダイシング工程では、ダイシングされた個片（半導体装置）を保持するため、半導体ウェハをダイシングする前に、ダイシングリングに貼られたダイシングシートに半導体ウェハを貼り付ける。このダイシングシートには一般的に感圧シートもしくはＵＶ剥離型シートが用いられる。特に昨今では、ＵＶ剥離型シートが多く使用されている。ＵＶ剥離型シートは、ＰＶＣ（塩化ビニル）やＰＯ（ポリオレフィン）などの基材表面にＵＶ硬化型の粘着剤が塗工されたものである。ＵＶ硬化型の粘着剤は、ＵＶ波長の光（紫外線）を一定光量以上照射することで硬化し、粘着性が大幅に低下する。そこで、ＵＶ剥離型シートに粘着された半導体ウェハをダイシングして個々の半導体装置に分割した後、ＵＶ波長の光を照射して粘着剤を硬化させ、ダイシングシートの粘着性を低下させて、その後の工程において個々の半導体装置を容易にピックアップできるようにする。

図８は、ＵＶ波長の光を照射する際の従来の工程を説明するための概略断面図である。図８において、１は半導体ウェハ、２はＵＶ剥離型シート、４はＵＶ波長の光、１０はダイシングリング（フルカットリング）、１１は遮光マスクである。

図８に示すように、半導体ウェハ１は、ＵＶ剥離型シート２にダイシングされた状態で粘着されている。また、ＵＶ剥離型シート２はダイシングリング１０に保持されている。また、遮光マスク１１は、ＵＶ剥離型シート２とダイシングリング１０との接触面において、ＵＶ波長の光４を照射する領域と、照射しない領域を形成して、その接触面において粘着力が一部保たれるようにしている（例えば、特許文献１参照。）。

一方、例えば、半導体装置のサイズが極端に小さい場合には、ピックアップがし易いように、チップ間隔を拡張する必要がある。そこで、この場合、エキスパンダーを用いてＵＶ剥離型シートを拡張して、チップ間隔を拡張する。また、スクライバー加工やハーフカット加工を行う場合には、その加工後において個々の半導体装置に分割するための外部応力を必要とする。そこで、この場合も、個々の半導体装置へ分割するために、エキスパンダーを用いてＵＶ剥離型シートを拡張する。

このようにＵＶ剥離型シートを拡張する場合は、拡張された状態のＵＶ剥離型シートをエキスパンドリングによって保持した後、そのＵＶ剥離型シートへＵＶ波長の光を照射して粘着力を低下させ、ピックアップ工程へと受け渡される。また、従来は、エキスパンド工程を要する場合は、ＵＶ剥離型シートの基材として拡張性の良いＰＶＣ基材が用いられていた。
特開平１０−３０８３６５号公報

しかしながら、近年、環境負荷物質であるＰＶＣの他材料への移行が推進されている。エキスパンド工程を要する場合も例外ではなく、ＵＶ剥離型シートの基材の見直しが求められている。現在、ＰＶＣ基材の代替品として最も有力なものが、ＰＯ基材であるが、伸縮性などの多くの点でＰＶＣ基材に対し劣っている。

特に、ＰＯ基材は、破断強度以下の力で拡張した場合であっても、一度伸びるとＰＶＣ基材のようには元に戻らない。そのため、ＰＯ基材のＵＶ剥離型シートを用いた場合、エキスパンド後にＵＶ波長の光を照射する工程において、以下のような問題が発生する。

一般的にＵＶ波長の光の照射は、ＵＶ剥離型シート全面への一括照射ではなく、スリット光やスポット光をスキャニングする方式をとる。これは、ランプハウスや、ランプサイズを小さくすることで熱の発生を抑えるとともに、装置コストを抑えるためである。一方、ＵＶ剥離型シートは、ＵＶ波長の光を照射されると、粘着剤の硬化反応と照射された光エネルギーのために数十度の熱をもつ。そのため、スリット光やスポット光をスキャニングした場合には、最初に照射された部分と後に照射された部分で温度上昇に時間差が生じることになる。また、拡張後にエキスパンドリングで保持されたＵＶ剥離型シートには拡張時の残留テンションがかかっている。よって、この状態のときにＵＶ波長の光をスキャニングで照射すると、最初に照射された部分が熱で軟化して、ＵＶ剥離型シートのテンションバランスが崩れ、その軟化した部分が残留テンションで引き伸ばされる。

通常この温度上昇は、光照射後、ＵＶ剥離型シートの基材が元の状態に戻るように、基材の耐熱温度以下に抑えられるように管理されており、ＰＶＣ基材の場合は、光照射後、温度が下がるとともに、引き伸ばされた部分が再び縮み、光照射前とほぼ同等の状態に戻るが、ＰＯ基材の場合、一度伸びると完全には元に戻らないため、伸ばされた状態で粘着剤が硬化して、半導体ウェハの搭載位置にずれが生じる。その後、ＵＶ剥離型シートの全面にＵＶ波長の光がスキャニングされても、搭載位置のずれは戻ることがない。このように、半導体ウェハの搭載位置にずれが生じた場合、その後の工程において半導体装置をピックアップする際に、半導体装置の位置認識がとれない、または、認識が取れたとしても、時間がかかりタクトが低下するという問題が起こる。

本発明は、上記問題点に鑑み、拡張された状態のＵＶ剥離型シートにＵＶ波長の光を照射しても半導体ウェハの搭載位置がずれない半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。

本発明の請求項１記載の半導体装置の製造方法は、個片に分割された半導体ウェハが粘着面に粘着され、かつ拡張された状態のＵＶ剥離型シートに対して、少なくとも紫外線の波長を含む光を照射して粘着面を硬化させて、後工程へ受け渡す半導体装置の製造方法であって、ＵＶ剥離型シートに対して、少なくとも紫外線の波長を含む光を照射するに際し、ＵＶ剥離型シートの半導体ウェハが粘着されていない領域の温度上昇を抑えることを特徴とする。

また、本発明の請求項２記載の半導体装置の製造方法は、請求項１記載の半導体装置の製造方法であって、ＵＶ剥離型シートに対して、少なくとも紫外線の波長を含む光を照射するに際し、ＵＶ剥離型シートの半導体ウェハが粘着されていない領域を冷却して、その領域の温度上昇を抑えることを特徴とする。

また、本発明の請求項３記載の半導体装置の製造方法は、請求項２記載の半導体装置の製造方法であって、ＵＶ剥離型シートに対して、少なくとも紫外線の波長を含む光を照射するに際し、ＵＶ剥離型シートの半導体ウェハが粘着されていない領域に冷却用のガスを流して、その領域を冷却することを特徴とする。また、本発明の請求項４記載の半導体装置の製造方法は、請求項３記載の半導体装置の製造方法であって、前記冷却用のガスは窒素ガスであることを特徴とする。

また、本発明の請求項５記載の半導体装置の製造方法は、請求項２記載の半導体装置の製造方法であって、ＵＶ剥離型シートに対して、少なくとも紫外線の波長を含む光を照射するに際し、ＵＶ剥離型シートの半導体ウェハが粘着されていない領域に冷却用部材を設置して、その領域を冷却することを特徴とする。また、本発明の請求項６記載の半導体装置の製造方法は、請求項５記載の半導体装置の製造方法であって、前記冷却用部材の形状はリング形状であることを特徴とする。

また、本発明の請求項７記載の半導体装置の製造方法は、請求項１記載の半導体装置の製造方法であって、ＵＶ剥離型シートに対して、少なくとも紫外線の波長を含む光を照射するに際し、ＵＶ剥離型シートの半導体ウェハが粘着されていない領域に照射される光量を低下させて、その領域の温度上昇を抑えることを特徴とする。

また、本発明の請求項８記載の半導体装置の製造方法は、請求項７記載の半導体装置の製造方法であって、ＵＶ剥離型シートに対して、少なくとも紫外線の波長を含む光を照射するに際し、ＵＶ剥離型シートの半導体ウェハが粘着されていない領域にマスクをすることで、その領域に照射される光量を低下させることを特徴とする。

また、本発明の請求項９記載の半導体装置の製造方法は、請求項８記載の半導体装置の製造方法であって、前記マスクの形状はリング形状であることを特徴とする。また、本発明の請求項１０記載の半導体装置の製造方法は、請求項９記載の半導体装置の製造方法であって、前記マスクの内孔の形状は楕円形状であることを特徴とする。

また、本発明の請求項１１記載の半導体装置の製造方法は、請求項９もしくは１０のいずれかに記載の半導体装置の製造方法であって、前記マスクの内孔の中心位置と、ＵＶ剥離型シートの粘着面に個片に分割されて粘着している半導体ウェハの中心位置とが異なることを特徴とする。

本発明によれば、拡張された状態のＵＶ剥離型シートにＵＶ波長の光を照射しても、その光照射工程の際に、ＵＶ剥離型シートの半導体ウェハが粘着されていない領域の温度上昇が抑えられるので、光照射工程中のＵＶ剥離型シートの局所的な温度差によるＵＶ剥離型シートの伸びを減少させることができ、半導体ウェハの搭載位置ずれを抑制することができる。したがって、エキスパンドリングに対する半導体ウェハの搭載位置精度を向上させることができる。また、加工コストの増加や加工の品質を低下させることなく半導体装置を製造することができる。

温度上昇を抑える手段としては、窒素ガス等の冷却用ガスによって半導体ウェハが粘着されていない領域を強制冷却させるか、あるいは、冷却用部材をＵＶ剥離型シートに接触させて強制冷却させるか、あるいは、温度上昇の原因である光量をマスクによる遮蔽で低下させる手段を用いるが、ここで、冷却用部材や光を遮蔽するマスクはリング形状のものを用いるのが好適である。このようにすれば、ＵＶ剥離型シートの半導体ウェハが粘着されている領域へのＵＶ波長の光の照射を遮蔽することなく、半導体ウェハが粘着されていない領域の温度上昇を効果的に抑えることが可能となる。また、光を遮蔽するマスクの内孔形状を楕円形状にすること、および、マスクの内孔の中心位置を半導体ウェハの中心位置からずらすことで、ＵＶ剥離型シートの伸び方向を制御することが可能となる。

（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１における半導体装置の製造方法について、図面を参照しながら説明する。

図１は本実施の形態１における半導体装置の製造工程を説明するための概略断面図である。また、図２は本実施の形態１における半導体装置の製造工程を説明するための概略平面図であり、ＵＶ波長の光（紫外線）を照射する方向から見ている。図１および図２において、１は個片に分割された半導体ウェハ、２はＵＶ剥離型シート、３はエキスパンドリング、４はＵＶ波長の光、５は冷却用ガスである。

図１および図２に示すように、半導体ウェハ１は、複数の半導体装置（個片）に分割された状態でＵＶ剥離型シート２の粘着面に粘着されている。また、ＵＶ剥離型シート２は、拡張された状態でエキスパンドリング３に保持されている。この状態において、ＵＶ剥離型シート２の粘着面の反対側の面へＵＶ波長の光４を照射する。この照射の際に、ＵＶ剥離型シート２の半導体ウェハ１が粘着されていない領域に冷却用ガス５を吹き付け、その領域を冷却することで、その領域の温度上昇を抑える。このとき吹き付けるガスとしては、ＵＶ剥離型シート２の硬化反応時の酸素阻害を防止するために、窒素（Ｎ_２）ガスが望ましい。なお、ＵＶ波長の光（紫外線）４を照射したが、少なくとも紫外線の波長を含む光を照射すればよい。また、ＵＶ波長の光４によるＵＶ剥離型シート２の温度上昇を抑制できれば、冷却用ガス５を吹き付ける方向は、ＵＶ剥離型シート２の両面のいずれからでも構わない。

（実施の形態２）
以下、本発明の実施の形態２における半導体装置の製造方法について、図面を参照しながら説明する。

図３は本実施の形態２における半導体装置の製造工程を説明するための概略断面図である。また、図４は本実施の形態２における半導体装置の製造工程を説明するための概略平面図であり、ＵＶ波長の光を照射する方向から見ている。但し、前述の実施の形態１で説明した部材と同一の部材には同一符号を付して、説明を省略する。図３および図４において、６は第１の冷却用部材、７は第２の冷却用部材である。

図３および図４に示すように、第１、第２の冷却用部材６、７は、半導体ウェハ１が粘着されている領域がＵＶ波長の光４から遮蔽されないようにリング形状に形成されており、ＵＶ剥離型シート２の半導体ウェハ１が粘着されていない領域に配置される。つまり、第１の冷却用部材６は、ＵＶ剥離型シート２の一方の面における半導体ウェハ１が粘着されていない領域に接触して配置され、第２の冷却用部材７は、ＵＶ剥離型シート２の他方の面における半導体ウェハ１が粘着されていない領域に接触して、第１の冷却用部材６と対向するように配置される。このように、冷却用部材をＵＶ剥離型シート２の半導体ウェハ１が粘着されていない領域に接触させることで、その領域を冷却して、その領域の温度上昇を抑える。

冷却用部材の素材としては、熱伝導性のよい金属材料が好ましいが、樹脂材料でも構わない。また冷却用部材の内部に管を通して、水を流して冷却する構造としてももちろん構わない。また、冷却用部材の内径は、半導体ウェハ１よりも若干大きめであれば、できる限り小さい方が好ましい。なお、本実施の形態２では、第１の冷却用部材６と第２の冷却用部材７を併用しているが、いずれか一方のみの適用としても構わない。

（実施の形態３）
以下、本発明の実施の形態３における半導体装置の製造方法について、図面を参照しながら説明する。

図５は本実施の形態３における半導体装置の製造工程を説明するための概略断面図である。また、図６は本実施の形態３における半導体装置の製造工程を説明するための概略平面図であり、ＵＶ波長の光を照射する方向から見ている。但し、前述の実施の形態１で説明した部材と同一の部材には同一符号を付して、説明を省略する。図５および図６において、８は遮蔽マスクである。

図５および図６に示すように、遮蔽マスク８は、ＵＶ剥離型シート２の半導体ウェハ１が粘着されていない領域がＵＶ波長の光４から遮蔽され、かつ半導体ウェハ１が粘着されている領域が遮蔽されないようにリング形状に形成されており、ＵＶ剥離型シート２とＵＶ波長の光４の間に配置されている。このように遮蔽マスク８を配置することで、マスクされた領域に照射される光量を低下させ、その領域の温度上昇を抑える。

ここで、遮蔽マスク８の内孔形状は、真円でも構わないが、図６に示すように楕円形状にし、かつ中心を半導体ウェハ１の中心からずらすように配置することが望ましい。以下、この理由について、図面を用いて説明する。

図７は本実施の形態３における半導体装置の製造方法の効果を説明するための概略平面図であり、ＵＶ波長の光を照射する方向から見ている。但し、既に説明した部材と同一の部材には同一符号を付して、説明を省略する。図７において、９はＵＶ波長の光（スポット光）の照射エリアである。図７に示すように、スポット光の照射エリア９はスリット形状である。

図７（ａ）に示すように、照射エリア９は図の下側から上側に向かって走査される。そのため、図７（ｂ）に示すように、最初に照射された半導体ウェハ１の下側のＵＶ剥離型シート２が熱の影響で伸び、半導体ウェハ１は図の上側にずれる。図７（ｂ）において、破線は半導体ウェハ１のずれる前の元の位置を示している。

通常、照射前半と後半で照射される面積が同面積で、ＵＶ剥離型シート２の温度上昇が前半に照射された部分と後半に照射された部分で同様になされる場合は、最初に照射された部分の伸びが大きく、当初の状態には戻らない。

これに対し、図７に示すように、遮蔽マスク８の内孔形状を楕円形状にし、かつ中心を半導体ウェハ１の中心からずらすように配置して、照射後半に照射される面積を前半に照射される面積よりも大きくすることで、後半に照射された部分の伸びを前半の伸びと同等にすることができるため、図７（ｃ）に示すように、半導体ウェハ１の上側まで照射が完了したとき、半導体ウェハ１の上側のＵＶ剥離型シート２が伸び、半導体ウェハ１のエキスパンドリングに対する位置が元の状態に戻る。すなわち、図７（ｃ）に示す最終状態において、位置ずれはほぼ補正されている。

なお、本実施の形態３においては、遮蔽マスクの内孔形状は楕円としたが、ＵＶ波長の光４のスポット形状や、走査方法等に応じて最適な形状とすることが望ましい。

本発明にかかる半導体装置の製造方法は、拡張された状態のＵＶ剥離型シートにＵＶ波長の光を照射しても、エキスパンドリングに対する半導体ウェハの搭載位置がずれず、加工コストの増加や加工の品質を低下させることなく半導体装置を製造することができ、特に携帯電話などに必要な小チップの製造に有用である。

本発明の実施の形態１における半導体装置の製造工程を説明するための概略断面図同実施の形態１における半導体装置の製造工程を説明するための概略平面図本発明の実施の形態２における半導体装置の製造工程を説明するための概略断面図同実施の形態２における半導体装置の製造工程を説明するための概略平面図本発明の実施の形態３における半導体装置の製造工程を説明するための概略断面図同実施の形態３における半導体装置の製造工程を説明するための概略平面図同実施の形態３における半導体装置の製造方法の効果を説明するための概略平面図従来の半導体装置の製造工程を説明するための概略断面図

符号の説明

１半導体ウェハ
２ＵＶ剥離型シート
３エキスパンドリング
４ＵＶ波長の光
５冷却用ガス
６第１の冷却用部材
７第２の冷却用部材
８遮蔽マスク
９スポット光の照射エリア
１０ダイシングリング
１１遮光マスク

Claims

個片に分割された半導体ウェハが粘着面に粘着され、かつ拡張された状態のＵＶ剥離型シートに対して、少なくとも紫外線の波長を含む光を照射して粘着面を硬化させて、後工程へ受け渡す半導体装置の製造方法であって、ＵＶ剥離型シートに対して、少なくとも紫外線の波長を含む光を照射するに際し、ＵＶ剥離型シートの半導体ウェハが粘着されていない領域の温度上昇を抑えることを特徴とする半導体装置の製造方法。
請求項１記載の半導体装置の製造方法であって、ＵＶ剥離型シートに対して、少なくとも紫外線の波長を含む光を照射するに際し、ＵＶ剥離型シートの半導体ウェハが粘着されていない領域を冷却して、その領域の温度上昇を抑えることを特徴とする半導体装置の製造方法。
請求項２記載の半導体装置の製造方法であって、ＵＶ剥離型シートに対して、少なくとも紫外線の波長を含む光を照射するに際し、ＵＶ剥離型シートの半導体ウェハが粘着されていない領域に冷却用のガスを流して、その領域を冷却することを特徴とする半導体装置の製造方法。
前記冷却用のガスは窒素ガスであることを特徴とする請求項３記載の半導体装置の製造方法。
請求項２記載の半導体装置の製造方法であって、ＵＶ剥離型シートに対して、少なくとも紫外線の波長を含む光を照射するに際し、ＵＶ剥離型シートの半導体ウェハが粘着されていない領域に冷却用部材を設置して、その領域を冷却することを特徴とする半導体装置の製造方法。
前記冷却用部材の形状はリング形状であることを特徴とする請求項５記載の半導体装置の製造方法。
請求項１記載の半導体装置の製造方法であって、ＵＶ剥離型シートに対して、少なくとも紫外線の波長を含む光を照射するに際し、ＵＶ剥離型シートの半導体ウェハが粘着されていない領域に照射される光量を低下させて、その領域の温度上昇を抑えることを特徴とする半導体装置の製造方法。
請求項７記載の半導体装置の製造方法であって、ＵＶ剥離型シートに対して、少なくとも紫外線の波長を含む光を照射するに際し、ＵＶ剥離型シートの半導体ウェハが粘着されていない領域にマスクをすることで、その領域に照射される光量を低下させることを特徴とする半導体装置の製造方法。
前記マスクの形状はリング形状であることを特徴とする請求項８記載の半導体装置の製造方法。
前記マスクの内孔の形状は楕円形状であることを特徴とする請求項９記載の半導体装置の製造方法。
前記マスクの内孔の中心位置と、ＵＶ剥離型シートの粘着面に個片に分割されて粘着している半導体ウェハの中心位置とが異なることを特徴とする請求項９もしくは１０のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。