JP2009259999A - 熱硬化接着剤付き半導体チップの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】熱硬化接着剤付き半導体チップを簡便・安価な方法で製造することができる熱硬化接着剤付き半導体チップの製造方法を提供することを目的とする。
【解決手段】回路形成面1aの裏面1bに熱硬化性樹脂よりなるダイボンディング用の接着樹脂層を備えた熱硬化接着剤付き半導体チップの製造において、液状の熱硬化性樹脂4に対して撥液性を有する液状の撥液物質3を、保護シート2に貼着保持された状態で分割された各個片の半導体チップ1dを隔てる隙間1c内に供給し、撥液物質3を硬化させて撥液部3*を形成した後、半導体チップ1dの裏面1bに液状の熱硬化性樹脂4を供給して半硬化させ、次いで撥液部3*を除去した後に、半硬化した熱硬化性樹脂4に保持シートを貼り付けて保護シートを半導体チップから剥離する製造工程を採用することにより、熱硬化接着剤付き半導体チップを簡便・安価な方法で製造することができる。
【選択図】図1
【解決手段】回路形成面1aの裏面1bに熱硬化性樹脂よりなるダイボンディング用の接着樹脂層を備えた熱硬化接着剤付き半導体チップの製造において、液状の熱硬化性樹脂4に対して撥液性を有する液状の撥液物質3を、保護シート2に貼着保持された状態で分割された各個片の半導体チップ1dを隔てる隙間1c内に供給し、撥液物質3を硬化させて撥液部3*を形成した後、半導体チップ1dの裏面1bに液状の熱硬化性樹脂4を供給して半硬化させ、次いで撥液部3*を除去した後に、半硬化した熱硬化性樹脂4に保持シートを貼り付けて保護シートを半導体チップから剥離する製造工程を採用することにより、熱硬化接着剤付き半導体チップを簡便・安価な方法で製造することができる。
【選択図】図1
Description
本発明は、回路形成面の裏面に熱硬化性樹脂よりなるダイボンディング用の接着樹脂層を備えた熱硬化接着剤付き半導体チップを製造する熱硬化接着剤付き半導体チップの製造方法に関するものである。
電子機器の基板に実装される半導体チップとして、半導体チップの回路形成面の裏面に、基板への固着用の熱硬化接着剤としてのダイアタッチ層が予め形成されたダイアタッチフィルム(以下、「DAF」と略記)付きの半導体装置が知られている。このように予めダイアタッチ層を形成しておくことにより、基板やリードフレームへの実装に先立って接着剤の塗布工程を省略できるという利点がある。このようなダイアタッチフィルム付きの半導体チップは、従来より各種の製造方法によって製造されている(例えば特許文献1〜3参照)。
特許文献1に示す例では、先ダイシングによって個片の半導体チップに分割された状態の半導体ウェハにDAFを貼付した後、半導体ウェハの分割溝を介してレーザ光を照射してDAFを切断するようにしている。また特許文献2に示す例では、まずダイシングテープが貼付された半導体ウェハに対して回路形成面の裏面側からスクライブラインに沿ってレーザ光を照射することにより半導体ウェハの内部に機械的強度が弱い破砕層を形成する。次いで半導体ウェハの裏面にDAFを貼付した後に、ダイシングテープを引き延ばすことにより、半導体ウェハを改質層に沿って破断させて個片に分割するとともに、DAFを引きちぎる形で切断するようにしている。さらに特許文献3に示す例では、ダイシングテープにDAF側を貼着した状態の半導体ウェハをスクライブラインに沿って切断して個片の半導体チップに分割する。このとき、DAFの一部に切り残し部分を残して切断し、この後ダイシングテープを引き伸ばすことによりDAFを破断させるようにしている。
特開2007−220743号公報
特開2007−250598号公報
特開2007−294651号公報
しかしながら上述の各特許文献に示すような先行技術には、以下に述べるような問題点があった。まず特許文献1に示す例のように、DAFの切断にレーザ照射を用いる場合には、装置コストの増大・工程の複雑化とともに、レーザ切断時にDAFとダイシングテープとがレーザ光の熱によって融着し、ダイシングテープを剥離する際の不具合を誘発するという問題が発生していた。また特許文献2,および3に示す例においては、DAFを引きちぎる形で個片に分割することから切断精度や品質の確保は困難であった。このように、上述の先行技術例を含む従来技術においては、DAF付の半導体チップを簡便・安価な方法で製造することが困難であるという課題があった。
そこで本発明は、熱硬化接着剤付き半導体チップを簡便・安価な方法で製造することができる熱硬化接着剤付き半導体チップの製造方法を提供することを目的とする。
本発明の熱硬化接着剤付き半導体チップの製造方法は、回路形成面の裏面に熱硬化性樹脂よりなるダイボンディング用の接着樹脂層を備えた熱硬化接着剤付き半導体チップを製造する熱硬化接着剤付き半導体チップの製造方法であって、前記回路形成面側を保護シー
トに貼着保持された状態で個片の半導体チップに分割された半導体ウェハを準備する分割済みウェハ準備工程と、前記保護シートに貼着保持された状態で分割された半導体ウェハにおいて、液状の熱硬化性樹脂に対して撥液性を有する液状の撥液物質を各個片の半導体チップの外縁部に沿って供給する撥液物質供給工程と、前記撥液物質供給工程において供給された撥液性物質を硬化させる撥液物質硬化工程と、前記撥液物質硬化工程の後、前記半導体チップの裏面に液状の熱硬化性樹脂を供給する熱硬化性樹脂供給工程と、前記供給された液状の熱硬化性樹脂を半硬化させる半硬化工程と、前記半硬化工程の後に前記撥液物質を除去する撥液物質除去工程と、前記撥液物質除去工程の後、前記半硬化した熱硬化性樹脂に保持シートを貼り付けることにより前記半導体チップを保持し、次いで前記保護シートを前記半導体チップから剥離する保護シート剥離工程とを含む。
トに貼着保持された状態で個片の半導体チップに分割された半導体ウェハを準備する分割済みウェハ準備工程と、前記保護シートに貼着保持された状態で分割された半導体ウェハにおいて、液状の熱硬化性樹脂に対して撥液性を有する液状の撥液物質を各個片の半導体チップの外縁部に沿って供給する撥液物質供給工程と、前記撥液物質供給工程において供給された撥液性物質を硬化させる撥液物質硬化工程と、前記撥液物質硬化工程の後、前記半導体チップの裏面に液状の熱硬化性樹脂を供給する熱硬化性樹脂供給工程と、前記供給された液状の熱硬化性樹脂を半硬化させる半硬化工程と、前記半硬化工程の後に前記撥液物質を除去する撥液物質除去工程と、前記撥液物質除去工程の後、前記半硬化した熱硬化性樹脂に保持シートを貼り付けることにより前記半導体チップを保持し、次いで前記保護シートを前記半導体チップから剥離する保護シート剥離工程とを含む。
本発明によれば、液状の熱硬化性樹脂に対して撥液性を有する液状の撥液物質を保護シートに貼着保持された状態で分割された各個片の半導体チップの外縁部に沿って供給し、供給された撥液物質を硬化させた後、半導体チップの裏面に液状の熱硬化性樹脂を供給して半硬化させ、次いで撥液物質を除去した後に半硬化した熱硬化性樹脂に保持シートを貼り付けて保護シートを半導体チップから剥離する製造工程を採用することにより、熱硬化接着剤付き半導体チップを簡便・安価な方法で製造することができる。
(実施の形態1)
図1、図2は本発明の実施の形態1の熱硬化接着剤付き半導体チップの製造方法の工程説明図、図3は本発明の実施の形態1の熱硬化接着剤付き半導体チップの製造方法における半導体ウェハの部分断面図、図4は本発明の実施の形態1の熱硬化接着剤付き半導体チップのピックアップ状態の説明図である。
図1、図2は本発明の実施の形態1の熱硬化接着剤付き半導体チップの製造方法の工程説明図、図3は本発明の実施の形態1の熱硬化接着剤付き半導体チップの製造方法における半導体ウェハの部分断面図、図4は本発明の実施の形態1の熱硬化接着剤付き半導体チップのピックアップ状態の説明図である。
まず熱硬化接着剤付き半導体チップの製造方法について、図1,図2に則して各図を参照しながら説明する。この熱硬化接着剤付き半導体チップの製造方法は、集積回路が形成された回路形成面の裏面に熱硬化性樹脂よりなるダイボンディング用の接着樹脂層を備えた熱硬化接着剤付き半導体チップを製造するものである。ここでは、前工程において回路形成面側に回路パターンを保護するための保護シートが貼着された状態で、半導体ウェハを100μm以下の厚さまで研削する薄化工程や、半導体ウェハをスクライブラインに沿って切断して個片の半導体チップに分割するダイシング工程が終了した状態の半導体ウェハ1を対象として、熱硬化接着剤付き半導体チップの製造のための各工程が実行される。ダイシング工程では、プラズマ処理を用いたプラズマダイシングや、ダイシングソーによって半導体ウェハの厚みの途中まで切り込みを入れた後、半導体ウェハを裏面側から機械研削やプラズマエッチングを行うことにより個片の半導体チップに分割する方法など、各種の方法を用いることができる。
すなわち、本実施の形態に示す熱硬化接着剤付き半導体チップの製造においては、まず図1(a)に示すように、回路形成面1a側を保護シート2に貼着保持された状態で、スクライブラインに沿って形成された隙間1cを介して個片の半導体チップ1dに分割された半導体ウェハ1を準備する(分割済みウェハ準備工程)。
次いで図1(b)に示すように、保護シート2に貼着保持された状態で個片の半導体チップ1dに分割された半導体ウェハ1において、液状の熱硬化性樹脂に対して撥液性を有する液状の撥液物質3を、各個片の半導体チップ1dの外縁部に沿って供給する(撥液物質供給工程)。ここでは、撥液物質供給工程において、液状の撥液物質3を相隣る半導体チップの間の隙間1cを埋める形で、半導体チップ1dの外縁部の側端面に沿って供給する方法を用いている。
ここで使用する撥液物質としては、以下に説明する液状の熱硬化接着剤に対して撥液性を有するもの、例えばアクリル系の樹脂を溶剤に溶解させて液状としたものが用いられる。撥液物質の供給には、隙間1c内へ所定量の液状の撥液物質3を供給可能な、ディスペンスなどの方法が用いられる。このとき、図3(a)に示すように、隙間1cにおける撥液物質3の表面が上凸形状3aを呈するように、撥液物質3の塗布量や粘度を調整する。
この後、撥液物質供給工程において供給された撥液物質3を硬化させる(撥液物質硬化工程)。すなわち半導体ウェハ1はベーク工程に送られ、ここで40℃〜50℃程度に加熱されることにより、撥液物質3の溶剤成分が蒸発して硬化し、硬化した樹脂成分が隙間1c内に固着した撥液部3*が形成される。このとき、ベークの進行に伴って撥液物質3の体積が収縮することにより、図3(b)に示すように、隙間1c内における撥液部3*の表面の形状は、図3(a)に示す上凸形状3aから凹形状3bに変化する。なおベーク工程を真空状態で行うとベーク温度が低温化することができる。
次いで撥液物質硬化工程の後、図1(d)に示すように、各半導体チップ1dの裏面1bに、液状の熱硬化性樹脂4を供給する(熱硬化性樹脂供給工程)。熱硬化性樹脂4としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂などを用いることができ、熱硬化性樹脂4の供給方法としては、ディッピング、スピンコート、スプレーコート、ディスペンスなど、各種の方法を用いることが可能である。これにより、半導体チップ1dの裏面1bには熱硬化性樹脂4が15μm〜40μm程度の厚みで付着した樹脂膜が形成される。
このとき、各半導体チップ1d相互を隔てる隙間1c内には、液状の熱硬化性樹脂4に対して撥液性を有する撥液部3*が形成されていることから、半導体ウェハ1において熱硬化性樹脂4が付着する範囲は半導体チップ1dの裏面1bの範囲に限られ、撥液部3*の表面、すなわち隙間1cに相当する範囲には熱硬化性樹脂4の樹脂膜は形成されない。換言すれば、撥液部3*は半導体ウェハ1の裏面1bにおいて、熱硬化性樹脂4の樹脂膜を個別の半導体チップ1dの範囲のみに形成するための境界としての機能を有している。
このとき、隙間1c内において撥液部3*の表面が凹形状3bとなっていることにより、図3(c)に示すように、半導体チップ1dの裏面1bに形成される熱硬化性樹脂4の樹脂膜の形状は、撥液部3*の両側端の端部3cを止端部とする盛り上がり形状であって、表面張力によって最も安定した表面状態が実現される形状となる。すなわち、各半導体チップ1dの中央部分においてはほぼ等しい厚みを有する平面形状となり、半導体チップ1dの外縁部においては端部3cを止端部とする湾曲形状となる。
次いで半導体ウェハ1は加熱炉に送られる。ここで所定の加熱条件(例:80℃〜180℃)で半導体ウェハ1を加熱することにより、裏面1bに供給された液状の熱硬化性樹脂4を半硬化させる(半硬化工程)。これにより、図2(a)に示すように、半導体チップ1dの裏面1bには、熱硬化性樹脂4が半硬化してBステージ状態となった熱硬化接着剤4*が形成される。
次に半硬化工程の後に、熱硬化接着剤4*を選択的に形成するための境界としての機能を終えた撥液部3*を、溶剤によって除去する処理が行われる(撥液物質除去工程)。この処理は、ケトン類、多価アルコール類、環式エーテル類、ラクトン類、エステル類などの溶剤を半硬化工程後の裏面1bに供給して、撥液部3*の樹脂成分を溶解させて溶剤とともに除去することにより行われる。溶剤を裏面1bに供給して隙間1c内から撥液部3*を除去する方法としては、ディッピング、スピンエッチ、スプレー噴射などを用いることができる。これにより図2(b)に示すように、半導体ウェハ1は、保護シート2に貼
着保持された各個片の半導体チップ1dの裏面1bに熱硬化接着剤4*、すなわち熱硬化性樹脂よりなるダイボンディング用の接着樹脂層が形成される。
着保持された各個片の半導体チップ1dの裏面1bに熱硬化接着剤4*、すなわち熱硬化性樹脂よりなるダイボンディング用の接着樹脂層が形成される。
次に、半導体ウェハ1の全体を保持シート5によって保持させる。すなわち撥液物質除去工程の後、図2(c)に示すように、半導体ウェハ1全体を反転して、半硬化した熱硬化接着剤4*に保持シート5を貼り付けることにより、個片の半導体チップ1dを保持シート5によって保持する。次いで図2(d)に示すように、回路形成面1aを覆う保護シート2を半導体チップ1dから剥離する(保護シート剥離工程)。これにより、裏面1b側に半硬化状態の熱硬化接着剤4*が形成された複数の個片の半導体チップ1d、すなわち熱硬化接着剤付き半導体チップ6が完成する。そしてこれらの熱硬化接着剤付き半導体チップ6は、回路形成面1aを上面側に向けた姿勢で熱硬化接着剤4*を介して保持シート5に保持された半導体チップの集合体の形態で、ダイボンディング工程に送られる。
図4は、このようなプロセスを経て製造された熱硬化接着剤付き半導体チップ6を、ダイボンディング工程において保持シート5からピックアップする際の状態を示している。すなわち、前述のように、各半導体チップ1dにおいて熱硬化接着剤4*は図3(c)に示すような形状で形成されることから、熱硬化接着剤付き半導体チップ6が保持シート5に貼着された状態では、熱硬化接着剤4*は図4(a)に示すように、側端部4aにおいて大きな接触角αで保持シート5の表面と接触した状態となっている。
このため、図4(b)に示す熱硬化接着剤付き半導体チップ6のピックアップ動作時の保持シート5からの取り出し、すなわち保持シート5の表面と熱硬化接着剤4*との貼着界面の剥離を容易に安定的に行うことが可能となっている。したがって従来技術において生じていたような剥離不具合、すなわち熱硬化接着剤であるダイアタッチフィルムが保持シートに固着することによるピックアップ動作時の不具合を防止することが可能となっている。
(実施の形態2)
図5は本発明の実施の形態2の熱硬化接着剤付き半導体チップの製造方法の工程説明図である。実施の形態1においては、液状の撥液物質を各個片の半導体チップの外縁部に沿って供給する撥液物質供給工程において、各半導体チップ1dの隙間1c内に撥液物質3を供給する方法を用いているが、実施の形態2においてはこの方法に代えて、液状の撥液物質3を各個片の半導体チップ1dの裏面1bにおける周縁部に線状に塗布する形で、半導体チップ1dの外縁部に沿って供給するようにしている。
図5は本発明の実施の形態2の熱硬化接着剤付き半導体チップの製造方法の工程説明図である。実施の形態1においては、液状の撥液物質を各個片の半導体チップの外縁部に沿って供給する撥液物質供給工程において、各半導体チップ1dの隙間1c内に撥液物質3を供給する方法を用いているが、実施の形態2においてはこの方法に代えて、液状の撥液物質3を各個片の半導体チップ1dの裏面1bにおける周縁部に線状に塗布する形で、半導体チップ1dの外縁部に沿って供給するようにしている。
図5(a)は、実施の形態1における図1(a)と同様であり、回路形成面1a側を保護シート2に貼着保持された状態で、スクライブラインに沿って形成された隙間1cを介して個片の半導体チップ1dに分割された半導体ウェハ1を準備する(分割済みウェハ準備工程)。
次いで図5(b)に示すように、保護シート2に貼着保持された状態で個片の半導体チップ1dに分割された半導体ウェハ1において、撥液物質3を各個片の半導体チップ1dの裏面1bにおける周縁部に線状に塗布する(撥液物質供給工程)。次いで実施の形態1と同様に、この後撥液物質供給工程において供給された撥液物質3を硬化させ(撥液物質硬化工程)、半導体チップ1dの裏面1bにおける周縁部に撥液部3*を線状に形成する。そして撥液物質硬化工程の後、図5(c)に示すように、各半導体チップ1dの裏面1bにおいて、撥液部3*の内側の範囲に熱硬化性樹脂4を塗布して、所定厚みの熱硬化性樹脂4の樹脂膜を形成する。
この後、図1に示す例と同様に半導体ウェハ1を所定条件で加熱することにより、裏面
1bに供給された液状の熱硬化性樹脂4を半硬化させる(半硬化工程)。これにより、図5(d)に示すように、半導体チップ1dの裏面1bには熱硬化性樹脂4が半硬化してBステージ状態となった熱硬化接着剤4*、すなわち熱硬化性樹脂よりなるダイボンディング用の接着樹脂層が形成される。次いで、半硬化工程の後に撥液部3*を溶剤によって除去する処理が行われる(撥液物質除去工程)。これ以降の工程については、図2(c)、(d)に示す例と同様である。
1bに供給された液状の熱硬化性樹脂4を半硬化させる(半硬化工程)。これにより、図5(d)に示すように、半導体チップ1dの裏面1bには熱硬化性樹脂4が半硬化してBステージ状態となった熱硬化接着剤4*、すなわち熱硬化性樹脂よりなるダイボンディング用の接着樹脂層が形成される。次いで、半硬化工程の後に撥液部3*を溶剤によって除去する処理が行われる(撥液物質除去工程)。これ以降の工程については、図2(c)、(d)に示す例と同様である。
本発明の熱硬化接着剤付き半導体チップの製造方法は、熱硬化接着剤付き半導体チップを簡便・安価な方法で製造することができるという特徴を有し、複数の半導体装置が形成された半導体ウェハを個々の半導体装置に分割して半導体チップを製造する分野に有用である。
1 半導体ウェハ
1a 回路形成面
1b 裏面
1c 隙間
1d 半導体チップ
2 保護テープ
3 撥液物質
3* 撥液部
4 熱硬化性樹脂
4* 熱硬化接着剤
5 保持シート
6 熱硬化接着剤付き半導体チップ
1a 回路形成面
1b 裏面
1c 隙間
1d 半導体チップ
2 保護テープ
3 撥液物質
3* 撥液部
4 熱硬化性樹脂
4* 熱硬化接着剤
5 保持シート
6 熱硬化接着剤付き半導体チップ
Claims (3)
- 回路形成面の裏面に熱硬化性樹脂よりなるダイボンディング用の接着樹脂層を備えた熱硬化接着剤付き半導体チップを製造する熱硬化接着剤付き半導体チップの製造方法であって、
前記回路形成面側を保護シートに貼着保持された状態で個片の半導体チップに分割された半導体ウェハを準備する分割済みウェハ準備工程と、
前記保護シートに貼着保持された状態で分割された半導体ウェハにおいて、液状の熱硬化性樹脂に対して撥液性を有する液状の撥液物質を各個片の半導体チップの外縁部に沿って供給する撥液物質供給工程と、
前記撥液物質供給工程において供給された撥液性物質を硬化させる撥液物質硬化工程と、
前記撥液物質硬化工程の後、前記半導体チップの裏面に液状の熱硬化性樹脂を供給する熱硬化性樹脂供給工程と、
前記供給された液状の熱硬化性樹脂を半硬化させる半硬化工程と、
前記半硬化工程の後に前記撥液物質を除去する撥液物質除去工程と、
前記撥液物質除去工程の後、前記半硬化した熱硬化性樹脂に保持シートを貼り付けることにより前記半導体チップを保持し、次いで前記保護シートを前記半導体チップから剥離する保護シート剥離工程とを含むことを特徴とする熱硬化接着剤付き半導体チップの製造方法。 - 前記撥液物質供給工程において、前記液状の撥液物質を相隣る半導体チップの間の隙間を埋める形で前記外縁部の側端面に沿って供給することを特徴とする請求項1記載の熱硬化接着剤付き半導体チップの製造方法。
- 前記撥液物質供給工程において、前記液状の撥液物質を各個片の半導体チップの裏面における周縁部に線状に塗布する形で前記外縁部に沿って供給することを特徴とする請求項1記載の熱硬化接着剤付き半導体チップの製造方法。
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