JP3538070B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、半導体装置の製
造方法に関するもので、特にＵＶ硬化型の粘着性テープ
に貼り付けられた半導体ウェーハを個片化した後、ＵＶ
照射を施して粘着性テープを硬化させることにより接着
性を低下させて各半導体素子を粘着性テープからピック
アップする（剥がす）工程に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、半導体ウェーハのダイシングライ
ンまたはチップ分割ラインに沿って溝を形成し、裏面研
削を行って個片化する際には、半導体ウェーハのパター
ン形成面にＵＶ硬化型の粘着性テープを貼り付けて保護
している。この間に保護テープを剥がし、ウェーハ裏面
にダイシング用テープを貼っている。そして、各々の半
導体素子（チップ）をピックアップする際には、窒素雰
囲気中等の酸素を含まない状態で粘着性テープの全面に
ＵＶ照射を行うことによってＵＶ接着剤を硬化させ、半
導体素子との接着性を低下させている。その後、エキス
パンド（粘着性テープの引き伸ばし）を行い、接着性が
低下した状態で、各半導体素子を粘着性テープからピッ
クアップ（剥離）している。また、個片化された半導体
素子を別の粘着性テープに転写した場合においても、転
写後は前記と同様なＵＶ照射エリアと照射雰囲気で粘着
性テープの接着性を低下させてピックアップしている。

【０００３】図９乃至図１１はそれぞれ、上述した従来
の半導体装置の製造方法について詳しく説明するための
もので、図９はＵＶ照射工程、図１０はＵＶ照射後の状
態、図１１（ａ）はピックアップ工程、図１１（ｂ）は
図１１（ａ）における１つの半導体素子を拡大してそれ
ぞれ示している。図９乃至図１１において、１は個片化
された半導体素子、２はＵＶ照射用のＵＶランプ、３は
ＵＶ光の遮光材、４はカバー、５はウェーハリング、６
はＵＶ硬化型の粘着性テープ、７はテープ引き伸ばし用
の治具、８はカバー４の内部を窒素等で置換することに
より、粘着性テープ６を窒素雰囲気に晒すための置換部
である。

【０００４】図９に示す如く、個片化された半導体素子
１は、ＵＶ硬化型の粘着性テープ６のＵＶ接着剤面側に
貼り付けられており、上記半導体素子１と粘着性テープ
６がウェーハリング５で保持された状態で置換部８に収
容されている。上記置換部８にはＵＶ照射時に窒素等が
導入され、内部の空気を窒素に置換するようになってい
る。また、粘着性テープ６の裏面側からＵＶランプ２で
粘着性テープ６の全面にＵＶ照射を行い、ＵＶ接着剤を
硬化させて半導体素子１と粘着性テープ６との接着性を
低下させている。このＵＶ照射は、窒素雰囲気中で施さ
れるので、ＵＶ接着剤の硬化が促進される。

【０００５】その後、図１０に示すように、半導体素子
１が貼り付けられている粘着性テープ６をウェーハリン
グ５で保持した状態で取り出し、図１１（ａ）に示すよ
うにピックアップ装置のテープ引き伸ばし用の治具７に
装着して粘着性テープ６を引き伸ばす。そして、この状
態で裏面側からピンを突き上げて個々の半導体素子１を
粘着性テープ６から剥離してピックアップする。

【０００６】しかしながら、上記のような従来の技術で
は、半導体素子１が薄厚化されている場合、ＵＶ照射後
の粘着剤の硬さとエキスパンド量による粘着性テープ６
の張り（硬さ）により、半導体素子１のピックアップ時
（剥離時）に大きな力が必要となり、半導体素子１の粘
着性テープ６からの剥離時にクラックが多発するという
問題がある。また、エキスパンド時においては、半導体
素子１が薄いと、図１１（ｂ）に示すように素子単体で
４０μｍ〜６０μｍもの反りが発生し、ピックアップ装
置において半導体素子の位置検出等ができないという問
題がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記のように従来の半
導体装置の製造方法は、半導体素子のピックアップ時に
大きな力が必要となり、半導体素子を粘着性テープから
剥離する時にクラックが発生するという問題があった。

【０００８】また、ピックアップに先立って粘着性テー
プの引き伸ばしを行った時に、半導体素子が薄いと反り
が発生し、ピックアップ装置において半導体素子の位置
検出等ができないという問題があった。

【０００９】この発明は上記のような事情に鑑みてなさ
れたもので、その目的とするところは、個片化された半
導体素子を粘着性テープから剥離する時にクラックが発
生するのを防止できる半導体装置の製造方法を提供する
ことにある。

【００１０】また、この発明の他の目的は、ピックアッ
プに先立って粘着性テープの引き伸ばしを行った時に、
半導体素子が薄くても反りが発生するのを抑制でき、ピ
ックアップ装置において半導体素子の位置検出が容易に
なる半導体装置の製造方法を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この発明の請求項１に記
載した半導体装置の製造方法は、ＵＶ硬化型の粘着性テ
ープに貼り付けられた半導体ウェーハを個片化して複数
の半導体素子を形成する工程と、上記粘着性テープの半
導体素子部のみに大気中で選択的にＵＶ照射を行うこと
により、粘着性テープの半導体素子との接着面を硬化さ
せて接着力が弱く且つ接着剤弾性率が高い状態、半導体
素子部のエリア外は硬化させずに接着力が強く且つ接着
剤弾性率が低い状態、ダイシング溝部分を硬化不十分に
して、接着力と接着剤弾性率をそれぞれ上記半導体素子
部と上記半導体素子部のエリア外の間に設定する工程
と、上記各半導体素子を上記粘着性テープから剥離して
ピックアップする工程とを具備することを特徴としてい
る。

【００１２】また、この発明の請求項２に記載した半導
体装置の製造方法は、個片化された半導体素子をＵＶ硬
化型の粘着性テープに貼り付ける工程と、上記粘着性テ
ープの半導体素子部のみに大気中で選択的にＵＶ照射を
行うことにより、粘着性テープの半導体素子との接着面
を硬化させて接着力が弱く且つ接着剤弾性率が高い状
態、半導体素子部のエリア外を硬化させずに接着力が強
く且つ接着剤弾性率が低い状態、ダイシング溝部分を硬
化不十分にして、接着力と接着剤弾性率をそれぞれ上記
半導体素子部と上記半導体素子部のエリア外の間に設定
する工程と、上記半導体素子を上記粘着性テープから剥
離してピックアップする工程とを具備することを特徴と
している。

【００１３】

【００１４】請求項１のような製造方法によれば、各半
導体素子と粘着性テープとの接着面は選択的なＵＶ照射
により硬化が行われて接着性が低下し、各半導体素子の
貼り付け面以外の領域はＵＶ照射せず、且つダイシング
溝部分、及び各半導体素子の貼り付け面以外の領域は大
気中の酸素に晒されるので、酸素の存在によりアクリル
系ＵＶ樹脂が硬化疎外を起こし、未硬化で柔軟な状態を
維持する。このように、粘着性テープの接着力、接着剤
弾性率及びＵＶ硬化状態を制御することにより、半導体
素子をピックアップするときの剥がれ易さを向上でき
る。

【００１５】また、請求項２のような製造方法によれ
ば、各半導体素子と粘着性テープとの接着面は選択的な
ＵＶ照射により硬化が行われて接着性が低下し、各半導
体素子の貼り付け面以外の領域はＵＶ照射せず、且つ各
半導体素子間の領域、及び各半導体素子の貼り付け面以
外の領域は大気中の酸素に晒されるので、酸素の存在に
よりアクリル系ＵＶ樹脂が硬化疎外を起こし、未硬化で
柔軟な状態を維持する。このように、粘着性テープの接
着力、接着剤弾性率及びＵＶ硬化状態を制御することに
より、半導体素子をピックアップするときの剥がれ易さ
を向上できる。

【００１６】

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて図面を参照して説明する。この発明では、半導体ウ
ェーハを半導体素子に個片化後、ピックアップ（剥離）
しやすくするために、ＵＶ硬化型の粘着性テープを硬化
させて接着性を低下させる際、ＵＶ照射するエリアを半
導体素子部（ウェーハサイズ）のみに限定し、半導体素
子と接着されていない他の部分（ウェーハサイズのエリ
ア外）はＵＶ光が照射されないようにマスクして行って
いる。また、上記ＵＶ照射の雰囲気は、大気中で行う
（酸素の存在によりアクリル系ＵＶ樹脂が硬化疎外を起
こし、未硬化で柔軟な状態を維持する）。

【００１８】図１乃至図３はそれぞれ、この発明の実施
の形態に係る半導体装置の製造方法について詳しく説明
するためのもので、図１はＵＶ照射工程、図２はＵＶ照
射後の状態、図３はピックアップ工程をそれぞれ示して
いる。図１乃至図３において、１１は個片化された半導
体素子、１２はＵＶ照射用のＵＶランプ、１３はＵＶ光
の遮光材、１５はウェーハリング、１６はＵＶ硬化型の
粘着性テープ、１７はテープ引き伸ばし用の治具であ
る。

【００１９】図１に示す如く、個片化された半導体素子
１１は、ＵＶ硬化型粘着性テープ１６のＵＶ接着剤面側
に貼り付けられており、上記半導体素子１１と粘着性テ
ープ１６がウェーハリング１５で保持されている。上記
粘着性テープ１６の上記半導体素子１１が貼り付けられ
た裏面側には、ＵＶ光の遮光材１３が設けられている。
この遮光材１３は、半導体素子部（ウェーハサイズ）の
みにＵＶランプ１２からのＵＶ光が照射され、半導体素
子と接着されていない他の部分（ウェーハサイズのエリ
ア外）はＵＶ光が照射されないようにマスクするもので
あり、ウェーハサイズと実質的に等しい開口が形成され
ている。そして、粘着性テープ１６の裏面側から、上記
遮光材１３の開口部を介してＵＶランプ１２で粘着性テ
ープ１６にＵＶ照射を行い、半導体素子１１と粘着性テ
ープ１６との接着性を低下させるようにしている。上記
ＵＶ照射の際、雰囲気は大気中で行う。

【００２０】その後、図２に示すように、粘着性テープ
１６をウェーハリング１５で保持した状態で、ピックア
ップ装置に搬送し、図３に示すようなテープ引き伸ばし
用の治具１７を装着して粘着性テープ１６を引き伸ば
し、この状態で個々の半導体素子１１をピックアップ
（剥離）する。粘着性テープ１６を引き伸ばす時のエキ
スパンド量は、粘着性テープ１６の皺伸ばし程度（０〜
１．５ｍｍ程度）とする。

【００２１】上記のような方法でＵＶ照射を行うと、図
２に示したように半導体素子１１と粘着性テープ１６と
の接着面ＡはＵＶ硬化が行われ、ダイシング溝部分Ｂと
ウェーハサイズのエリア外Ｃは、ＵＶ硬化が不充分であ
ったり、ＵＶ硬化されていない状態となる。すなわち、
粘着性テープ１６の接着力、接着剤弾性率及びＵＶ硬化
状態はそれぞれ、次の（１）〜（３）に示すようにな
る。

【００２２】（１）接着力：強い Ｃ＞Ｂ＞Ａ 弱い （２）接着剤弾性率：高い Ａ＞Ｂ＞Ｃ 低い （３）ＵＶ硬化状態：Ａ（硬化）＞Ｂ（硬化不十分）＞
Ｃ（硬化なし） 粘着性テープ１６の物性をこのような状態にすることに
より、半導体素子１１との接着面Ａ、ダイシング溝部分
Ｂ及びウェーハサイズのエリア外Ｃの粘着性テープ１６
の柔らかさと接着力を選択的に変えることができ半導体
素子１１をピックアップする時の剥がれ易さを向上でき
る。

【００２３】なお、従来の半導体装置の製造方法では、
第１０図における半導体素子１と粘着性テープ６との接
着面Ａ、ダイシング溝部分Ｂ及びウェーハサイズのエリ
ア外Ｃは、全てＵＶ硬化が行われた状態となり、粘着性
テープ６の接着力、接着剤弾性率及びＵＶ硬化状態はそ
れぞれ、次の（４）〜（６）に示すようになる。

【００２４】（４）接着力：強い Ｃ＝Ｂ＞Ａ 弱い （５）接着剤弾性率：高い Ａ＞Ｂ＝Ｃ 低い （６）ＵＶ硬化状態：Ａ（硬化）＞Ｂ＝Ｃ（硬化不十
分） 次に、半導体素子１１を粘着性テープ１６からピックア
ップする工程について詳しく説明する。

【００２５】上記半導体素子１１のピックアップに際し
ては、図４に示すように、粘着性テープ１６の裏面側か
らピン（ピックアップニードル）１８を使って半導体素
子（チップ）１１を突き上げて粘着性テープ１６から半
導体素子１１を剥離する。上記ピン１８は、ピンフォル
ダ１９に収容されており、ピックアップ時にこのピンフ
ォルダ１９からピン１８が突出するようになっている。
この工程は、（ａ）チップのコーナー部を剥離する工
程、（ｂ）ピン１８の位置まで剥離する工程、（ｃ）ピ
ン位置より内側を剥離する工程に細分できる。

【００２６】上記（ａ）〜（ｃ）の工程において、粘着
性テープ１６に求められる特性としては、（ａ）の工程
ではチップのコーナー部と辺部の早期口開き化、
（ｂ），（ｃ）の工程では徐々に剥がれずに一気に剥が
れること等が挙げられる。特に、厚さが５０μｍ以下の
薄いチップ１１においては、ピックアップ時にピン１８
の接触部を基点にして、図５に示すようにチップ１１が
粘着性テープ１６に貼り付けられた状態で反る現象が発
生する。この反りは、ピン１８の突き上げ変位を高くす
るにつれて大きくなり、チップ１１とピン１８との接触
部に大きな力が加わるためクラックを発生させる要因と
なる。

【００２７】そこで、上述した実施の形態では、粘着性
テープ１６におけるダイシング溝部分Ｂの柔軟性を確保
しつつ接着力を低下させることにより、チップ１１の反
りが大きくなる前に、チップ１１のコーナー部（外周
部）の口開きを行うようにしている。すなわち、粘着性
テープ１６におけるダイシング溝部Ｂの柔軟性を保つこ
とにより、剥離時の粘着性テープ１６の剥離角度が鋭角
になるため、弱い力（ベクトル）で粘着性テープ１６か
ら半導体素子１１を剥離できる。また、チップ１１と粘
着性テープ１６が剥がれ始めればチップ１１の反りが小
さくなり、粘着性テープ１６の接触面積も小さくなるの
で、剥離時にチップ１１と粘着性テープ１６に掛かる力
（ピーク荷重）を小さくできる。

【００２８】上記口開き（コーナー部の剥離）を促進す
るためには、接着力だけでなく、粘着性テープ１６の剥
がし角度も重要である。剥離は、図６に示すように、ピ
ン１８による突き上げ時に掛かる力Ｆによって与えら
れ、この力ＦのＺ方向の力Ｆｚによって剥離が進行す
る。この力Ｆｚは、 Ｆｚ＝Ｆｓｉｎθ（０≦θ≦９０°） と表されるので、ｓｉｎθをより大きくすることが剥離
に有利、つまりθを大きくすることが有効である。この
ように、剥離時の粘着性テープ１６の角度を大きくする
ことで低荷重且つ短時間で剥離が可能となる。

【００２９】上述した実施の形態では、粘着性テープ１
６におけるダイシング溝部分Ｂの柔軟性を確保できるの
で、剥離時の粘着性テープ１６の角度を大きくすること
ができ、この点からも剥離を容易化できる。

【００３０】図７は、ＵＶ照射条件による剥離特性であ
り、窒素雰囲気中で粘着性テープ１６の全面にＵＶ照射
を行ったときのピーク荷重と剥離時間、大気中で粘着性
テープ１６の全面にＵＶ照射を行ったときのピーク荷重
と剥離時間、窒素雰囲気中で粘着性テープ１６のウェー
ハエリアのみにＵＶ照射を行ったときのピーク荷重と剥
離時間、及び大気中で粘着性テープ１６のウェーハエリ
アのみにＵＶ照射を行ったときのピーク荷重と剥離時間
をそれぞれ示している。

【００３１】図７から明らかなように、大気中で粘着性
テープ１６のウェーハエリアのみにＵＶ照射を行ったと
きのピーク荷重が最も低く、且つ剥離時間も短くなって
おり、低荷重で短時間の剥離が可能となる。なお、大気
中で粘着性テープ１６の全面にＵＶ照射を行ったときの
ピーク荷重と剥離時間も他に比べて低いので、例えばチ
ップ１１が厚い等の条件に応じて粘着性テープ１６の全
面にＵＶ照射を行っても良い。

【００３２】図８は、ＵＶ照射条件によるチップ反り量
を示しており、窒素雰囲気中で粘着性テープ１６の全面
にＵＶ照射を行ったときのエキスパンド量（テープ引き
伸ばし量）とチップ反り量との関係、大気中で粘着性テ
ープ１６の全面にＵＶ照射を行ったときのエキスパンド
量とチップ反り量との関係、窒素雰囲気中で粘着性テー
プ１６のウェーハエリアのみにＵＶ照射を行ったときの
エキスパンド量とチップ反り量との関係、及び大気中で
粘着性テープ１６のウェーハエリアのみにＵＶ照射を行
ったときのエキスパンド量とチップ反り量との関係をそ
れぞれ示している。

【００３３】図８に示すように、いずれのＵＶ照射条件
であってもエキスパンド量が大きくなるに従ってチップ
反り量が増大しており、エキスパンド量は小さい方がチ
ップ反り量を小さくできる。しかも、大気中で粘着性テ
ープ１６のウェーハエリアのみにＵＶ照射を行ったとき
のチップ反り量は、他のＵＶ照射条件に比してチップ反
り量を最も小さくできる。

【００３４】上述したように、ＵＶ照射エリアを半導体
素子１１と粘着性テープ１６との接触面のみにし、且つ
ＵＶ照射雰囲気を大気中にすることにより、粘着性テー
プ１６の粘着剤弾性率とテープ基材弾性率が共に柔らか
い状態になるので、剥離時の粘着性テープ１６の剥離角
度を鋭角にできるため、弱い力（ベクトル）で粘着性テ
ープ１６から半導体素子１１を剥離できる。よって、薄
厚で大型のチップのピックアップが可能になる。また、
ピックアップ装置において、特に薄厚の場合に問題とな
る剥離前の半導体素子の位置検出においても、エキスパ
ンド量をテープの皺伸ばし程度に抑え、その他の条件
（ＵＶ硬化による粘着性テープ１６の高弾性化等）を最
適化して粘着性テープ１６が硬くなるのを抑制すること
により、素子単体での反りを低減して位置検出を容易化
できる。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、個片化された半導体素子を粘着性テープから剥離す
る時にクラックが発生するのを防止できる半導体装置の
製造方法が得られる。

【００３６】また、ピックアップに先立って粘着性テー
プの引き伸ばしを行った時に、半導体素子が薄くても反
りが発生するのを抑制でき、ピックアップ装置において
半導体素子の位置検出が容易になる半導体装置の製造方
法が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態に係る半導体装置の製造
方法について説明するためのもので、ＵＶ照射工程を示
す図。

【図２】この発明の実施の形態に係る半導体装置の製造
方法について説明するためのもので、ＵＶ照射後の状態
を示す図。

【図３】この発明の実施の形態に係る半導体装置の製造
方法について説明するためのもので、ピックアップ工程
を示す図。

【図４】半導体素子のピックアップ工程について説明す
るためのもので、チップ剥離時の拡大断面図。

【図５】半導体素子のピックアップ工程について説明す
るためのもので、チップ剥離時のチップの反りについて
説明するための図。

【図６】半導体素子のピックアップ工程について説明す
るためのもので、チップ剥離時の剥離角度について説明
するための図。

【図７】ＵＶ照射条件による剥離特性を示すもので、各
ＵＶ照射条件におけるピーク荷重と剥離時間との関係を
示す図。

【図８】ＵＶ照射条件によるチップ反り量を示すもの
で、各ＵＶ照射条件におけるエキスパンド量とチップ反
り量との関係を示す図。

【図９】従来の半導体装置の製造方法について説明する
ためのもので、ＵＶ照射工程を示す図。

【図１０】従来の半導体装置の製造方法について説明す
るためのもので、ＵＶ照射後の状態を示す図。

【図１１】従来の半導体装置の製造方法について説明す
るためのもので、（ａ）図はピックアップ工程を示す
図、（ｂ）図は（ａ）図における１つの半導体素子を拡
大して示す図。

【符号の説明】

１１…半導体素子、 １２…ＵＶランプ、 １３…ＵＶ光の遮光材、 １５…ウェーハリング、 １６…ＵＶ硬化型粘着性テープ、 １７…テープ引き伸ばし用の治具、 １８…ピン、 １９…ピンフォルダ。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ＵＶ硬化型の粘着性テープに貼り付けら
   れた半導体ウェーハを個片化して複数の半導体素子を形
   成する工程と、 上記粘着性テープの半導体素子部のみに大気中で選択的
   にＵＶ照射を行うことにより、粘着性テープの半導体素
   子との接着面を硬化させて接着力が弱く且つ接着剤弾性
   率が高い状態、半導体素子部のエリア外は硬化させずに
   接着力が強く且つ接着剤弾性率が低い状態、ダイシング
   溝部分を硬化不十分にして、接着力と接着剤弾性率をそ
   れぞれ上記半導体素子部と上記半導体素子部のエリア外
   の間に設定する工程と、 上記各半導体素子を上記粘着性テープから剥離してピッ
   クアップする工程とを具備することを特徴とする半導体
   装置の製造方法。
2. 【請求項２】 個片化された半導体素子をＵＶ硬化型の
   粘着性テープに貼り付ける工程と、 上記粘着性テープの半導体素子部のみに大気中で選択的
   にＵＶ照射を行うことにより、粘着性テープの半導体素
   子との接着面を硬化させて接着力が弱く且つ接着剤弾性
   率が高い状態、半導体素子部のエリア外を硬化させずに
   接着力が強く且つ接着剤弾性率が低い状態、ダイシング
   溝部分を硬化不十分にして、接着力と接着剤弾性率をそ
   れぞれ上記半導体素子部と上記半導体素子部のエリア外
   の間に設定する工程と、 上記半導体素子を上記粘着性テープから剥離してピック
   アップする工程とを具備することを特徴とする半導体装
   置の製造方法。