JP4656140B2 - Manufacturing method of semiconductor device - Google Patents
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Description
本発明は、半導体ウエハの表面にスクリーン印刷方式により印刷用ペーストを塗布して保護膜を形成する際に用いられるスクリーン印刷用のスクリーン版を用いての半導体装置の製造方法に関する。 The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device using a screen printing screen plate used when a protective film is formed by applying a printing paste on a surface of a semiconductor wafer by a screen printing method.
従来より、半導体ウエハの表面に保護膜を形成する方法として、スクリーン印刷方式によりウエハ表面に印刷用ペーストを塗布する方法が公知である。このスクリーン印刷に使用されるワニスとして、種々の化合物が提案されている(特許文献1参照)。 Conventionally, as a method of forming a protective film on the surface of a semiconductor wafer, a method of applying a printing paste to the wafer surface by a screen printing method is known. Various compounds have been proposed as varnishes used in this screen printing (see Patent Document 1).
図15および図16は、それぞれ、スクリーン印刷方式によりウエハ表面に印刷用ペーストを塗布するときの状況を示す平面図および断面図である。これらの図において、符号1はスクリーン版であり、符号2は版枠であり、符号3はスクリーンメッシュである。スクリーンメッシュ3は、版枠2に張力をかけた状態で張り付けられている。スクリーンメッシュ3の裏面には、図示しない乳剤が、ウエハの印刷用ペーストが塗布されない領域(以下、ペースト抜き領域とする)に対応して選択的に貼り付けられている。
FIGS. 15 and 16 are a plan view and a cross-sectional view, respectively, showing a situation when a printing paste is applied to the wafer surface by a screen printing method. In these drawings,
印刷用ペーストを塗布する際には、ステージ4上にウエハ5を載せ、その上方にスクリーン版1を数mm離して位置させる。そして、スクリーンメッシュ3上に印刷用ペースト6を薄く塗り広げた後、へラ状のスキージ7でウエハ5にスクリーンメッシュ3を押し付ける。
When applying the printing paste, the
スクリーンメッシュ3は、可撓性を有しているので、スキージ7による押し付けにより伸びてウエハ表面に接触する。その際、印刷用ペースト6は、スクリーンメッシュ3の隙間を通り抜けるが、スクリーンメッシュ3の乳剤が貼り付けられている領域を通り抜けることはできない。
Since the
この状態で、スキージ7を、図15または図16に示す矢印方向に移動させる。スキージ7の移動に伴い、スクリーンメッシュ3の、ウエハ5に接触していた部分は、スクリーンメッシュ3の復元力により、ウエハ5から離れる。このときに、スクリーンメッシュ3を通り抜けた印刷用ペースト6がウエハ表面に転写される。
In this state, the
ところで、印刷用ペースト6の粘度が比較的高いため、スクリーンメッシュ3とウエハ5との間には、タッキング力と呼ばれる接着力が生じる。タッキング力は、印刷用ペースト6がウエハ表面に付着する面積が大きいほど強くなるので、ウエハ中央部付近を印刷しているときに強くなり、ウエハ外周部付近では弱くなる。それに対して、スクリーンメッシュ3の復元力は、ウエハ5からの離れやすさを考慮して、タッキング力に見合うように強めに設定されているが、スクリーンメッシュ3の中央部では外周部よりもやや弱い。
Incidentally, since the viscosity of the
また、スクリーンメッシュ3がウエハ5から離れる際に、印刷用ペースト6が、乳剤で遮られていても、ウエハ表面のペースト抜き領域側にはみ出るだれ込みと呼ばれる現象が発生する。そのため、通常は、そのだれ込み分を見込んで、乳剤の形状を大きくしている。だれ込みの見込み量は、印刷用ペースト6の粘度特性や印刷条件などによって変化するが、数〜数十μm程度である。
Further, when the
しかしながら、上述したように、ウエハ外周部を印刷しているときには、タッキング力が弱いにもかかわらず、スクリーンメッシュ3の復元力は強いため、印刷用ペースト6の転写が完全に終了する前にスクリーンメッシュ3がウエハ5から離れたり、スクリーンメッシュ3をウエハ5に押し付ける力が不足することがある。それによって、図17に従来のウエハ全体を示し、図18に従来のウエハ最外周部の一部(図17の丸で囲む部分)を拡大して示すように、ウエハ5の最外周部に位置するチップの保護膜パターン8がかすれてしまうという問題点がある。
However, as described above, when the wafer outer peripheral portion is printed, the
また、図19(a)に従来の一チップの保護膜パターン8を示し、同図(b)および(c)に従来の一チップの保護膜パターン8に対応するスクリーン版のパターンの平面図および断面図を示すように、保護膜パターン8のペースト塗布領域9の凹状の角部、すなわちペースト抜き領域10の凸状の角部(同図(a)に丸で囲む部分)は、印刷用ペーストのだれ込みの影響が特に大きい。そのため、図19の(b)および(c)に示すように、スクリーンメッシュ3の裏面に貼り付けられた乳剤11の角部が、ペースト抜き領域10の凸状の角部と同じように角張っていても、図20に模式的に示すように、ペースト抜き領域10の凸状の角部が丸くなってしまう。つまり、パターニング性が悪いという問題点がある。
FIG. 19 (a) shows a conventional one-chip
また、図22に従来の乳剤パターンを示すように、スクリーンメッシュの乳剤11のない領域12が、乳剤11により閉じられた形となっているため、図21に示すように、乳剤11のない領域12の、スキージ7の進行方向の塗り終わりの部分に、スクリーンメッシュ3とウエハ5との間に空気溜まり13ができてしまう。それによって、その塗り終わりの部分では、印刷用ペースト6がウエハ5に接触しにくくなり、図23に示すように、保護膜パターン8の塗り終わりの部分に、かすれなどの保護膜非形成領域14が生じるという問題点がある。
Further, as shown in FIG. 22, since the
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、パターニング性に優れたスクリーン印刷を実現するスクリーン版を用いての製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a manufacturing method using a screen plate that realizes screen printing excellent in patterning properties.
上記目的を達成するため、本発明は、印刷用ペーストの通過を妨げる乳剤の凸状の角部が、外向きに突出する尖形状に形成されていることを特徴とする。また、乳剤の凸状の角部が、円弧状に形成されていてもよいし、あるいは該角部を構成する二辺に対して斜め方向外向きに突出する凸状に形成されていてもよい。 In order to achieve the above object, the present invention is characterized in that the convex corners of the emulsion that obstruct the passage of the printing paste are formed in a pointed shape protruding outward. Further, the convex corners of the emulsion may be formed in a circular arc shape, or may be formed in a convex shape protruding outward in an oblique direction with respect to two sides constituting the corner. .
この発明によれば、印刷用ペーストがペースト抜き領域の角部にだれ込む面積と同程度の面積となるように、乳剤の凸状の角部を、外向きに突出する尖形状に形成することにより、印刷用ペーストがペースト抜き領域の角部にだれ込む分が相殺される。また、乳剤の凸状の角部を、円弧状や凸状に形成することにより、この乳剤の凸状の角部の裏側に印刷用ペーストが廻り込むのが抑制される。 According to this invention, the convex corners of the emulsion are formed in a pointed shape protruding outward so that the printing paste has the same area as the area into which the corners of the paste removal region sag. As a result, the amount of the printing paste that has entered the corners of the paste removal area is offset. Further, by forming the convex corners of the emulsion in an arc shape or a convex shape, it is possible to suppress the printing paste from entering the back side of the convex corners of the emulsion.
本発明によれば、ダミーパターンの転写時にスクリーンメッシュとウエハとの間に充分な接着力が発生することにより、チップパターンの転写時にスクリーンメッシュがウエハに充分に長い時間、接触することになるので、かすれることなくチップパターンを転写することができる。また、ダミーパターンを、破線状や点線状等にすることによって、ダミーパターンの印刷に使用されるペースト量が減るので、製造コストの増大を最小限に抑えることができる。 According to the present invention, a sufficient adhesion force is generated between the screen mesh and the wafer when transferring the dummy pattern, so that the screen mesh contacts the wafer for a sufficiently long time when transferring the chip pattern. The chip pattern can be transferred without being blurred. In addition, since the amount of paste used for printing the dummy pattern is reduced by making the dummy pattern a broken line or a dotted line, an increase in manufacturing cost can be minimized.
また、本発明によれば、印刷用ペーストがペースト抜き領域の角部にだれ込む面積と同程度の面積となるように、乳剤の凸状の角部を、外向きに突出する尖形状に形成することにより、印刷用ペーストがペースト抜き領域の角部にだれ込む分が相殺されるので、ペースト抜き領域の角部が丸まるのを抑制することができる。また、乳剤の凸状の角部を、円弧状や凸状に形成することにより、この乳剤の凸状の角部の裏側に印刷用ペーストが廻り込むのが抑制されるので、転写されたパターンににじみが生じるのを抑えることができる。 Further, according to the present invention, the convex corners of the emulsion are formed in a pointed shape projecting outward so that the printing paste has the same area as the area into which the corners of the paste removal region sag. By doing so, the amount of printing paste that stagnates into the corners of the paste removal area is canceled out, so that the corners of the paste removal area can be prevented from being rounded. In addition, by forming the convex corners of the emulsion in an arc shape or a convex shape, it is possible to prevent the printing paste from entering the back side of the convex corners of the emulsion. The occurrence of bleeding can be suppressed.
また、本発明によれば、あるチップパターンの転写時に、スクリーンメッシュとウエハの間に溜まった空気が、つぎに転写されるチップパターンヘ逃げることにより、転写中のチップパターンの塗り終わりの部分まで、印刷用ペーストがスクリーン版側からウエハ側に転写されるので、かすれの発生を防ぐことができる。 Further, according to the present invention, when a certain chip pattern is transferred, the air accumulated between the screen mesh and the wafer escapes to the next transferred chip pattern, so that the portion of the chip pattern that is being transferred is finished. Since the printing paste is transferred from the screen plate side to the wafer side, the occurrence of fading can be prevented.
以下に、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1にかかるスクリーン版を用いて印刷した場合のウエハ全体の保護膜パターンを模式的に示す平面図である。図2は、図1の丸で囲むウエハ最外周部の保護膜パターンを模式的に示す平面図である。図1に示すように、実施の形態1にかかるスクリーン版を用いて印刷すると、半導体ウエハ5の表面に、本来必要とされる複数のチップの保護膜パターン8と、この保護膜パターン群を囲む囲繞パターン21が形成される。
FIG. 1 is a plan view schematically showing a protective film pattern of the entire wafer when printed using the screen plate according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a plan view schematically showing a protective film pattern on the outermost peripheral portion of the wafer surrounded by a circle in FIG. As shown in FIG. 1, when printing is performed using the screen plate according to the first embodiment, the
つまり、特に図示しないが、実施の形態1にかかるスクリーン版では、印刷用ペーストの通過を遮る乳剤が、スクリーンメッシュの裏面の、図1にハッチングを付して示す保護膜パターン8および囲繞パターン21に対応する領域以外の領域に貼り付けられている。そして、スクリーン版の、囲繞パターン21を転写するためのダミーパターンは、スクリーン版の、最外周の保護膜パターン8を転写するためのチップパターンの外側に、50〜2000μmの間隔をあけて設けられている。また、ダミーパターンの線幅は、50〜5000μmであるのが適当である。必要に応じて、ダミーパターンの線幅が5000μm以上の場合もある。
That is, although not particularly illustrated, in the screen plate according to the first embodiment, the emulsion that blocks the passage of the printing paste is the
ここで、ダミーパターンとチップパターンとの間隔、およびダミーパターンの線幅は、印刷用ペーストの粘度や、スクリーンメッシュの構成等により適宜選択される。ダミーパターンとチップパターンとの間隔、およびダミーパターンの線幅の上述した値は、たとえばセントラル硝子社製のPP3010ポリイミドペーストと、東京プロセスサービス社製のステンレスメッシュスクリーン版を用い、ポリイミドペーストの粘度を、せん断速度が0.1〜20s-1の範囲において100〜10000Pa・sとした場合に適当である。なお、印刷用ペースト材料として、ポリイミド以外にも、エポキシやビスマレイミドなどの絶縁材料を用いることもできる。 Here, the interval between the dummy pattern and the chip pattern and the line width of the dummy pattern are appropriately selected depending on the viscosity of the printing paste, the configuration of the screen mesh, and the like. The above-mentioned values of the distance between the dummy pattern and the chip pattern and the line width of the dummy pattern are obtained by, for example, using PP3010 polyimide paste manufactured by Central Glass Co., Ltd. and a stainless mesh screen plate manufactured by Tokyo Process Service Co., Ltd. It is appropriate when the shear rate is 100 to 10,000 Pa · s in the range of 0.1 to 20 s −1 . In addition to polyimide, an insulating material such as epoxy or bismaleimide can also be used as a printing paste material.
図1に示す例では、ダミーパターンは実線状である。その他にも、特に図示しないが、ダミーパターンは、破線状や点線状であってもよいし、円形状や楕円形状や多角形状であってもよい。また、ダミーパターンが、実線状の部分、破線状の部分、点線状の部分、円形状の部分や、楕円形状の部分および多角形状の部分のうち、2種以上が混在する構成となっていてもよい。 In the example shown in FIG. 1, the dummy pattern is a solid line. In addition, although not particularly illustrated, the dummy pattern may be a broken line shape, a dotted line shape, a circular shape, an elliptical shape, or a polygonal shape. In addition, the dummy pattern has a configuration in which two or more of a solid line part, a broken line part, a dotted line part, a circular part, an elliptical part, and a polygonal part are mixed. Also good.
上述した実施の形態1によれば、ダミーパターンの転写時にスクリーンメッシュがウエハ5に接触して充分な接着力が発生するので、チップパターンを転写するときには、スクリーンメッシュがウエハ5に、印刷用ペーストがスクリーン版側からウエハ側に転写されるのに充分な時間、接触することになる。したがって、図2に示すように、ウエハ5に転写された囲繞パターン21には、かすれが発生する場合があるが、その内側の保護膜パターン8には、かすれが発生しない。また、ダミーパターンを、破線状や点線状等にすることによって、ダミーパターンの印刷に使用されるペースト量が減るので、製造コストの増大を最小限に抑えることができる。なお、囲繞パターン21は本来不要であるため、囲繞パターン21にかすれが発生しても何ら問題にはならない。
According to the first embodiment described above, the screen mesh contacts the
実施の形態2.
図3は、本発明の実施の形態2にかかるスクリーン版の乳剤の、図19(a)に丸い囲みで示すペースト抜き領域10の凸状角部に対応する部分を拡大して示す平面図である。図3に示すように、乳剤11の凸状角部は、乳剤11のない領域12に向かって外向きに突出する尖形状に形成されている。図3に、尖形状の部分を符号31で示す。
FIG. 3 is an enlarged plan view showing a portion corresponding to the convex corner of the
ここで、図3に、実際に印刷したときのペーストのだれ込みによる終端の縁(ペースト抜き領域との境界線)を二点鎖線B−C−Dで示し、従来の乳剤の凸状角部の形状を表す外形線を二点鎖線E−F−Gで示し、尖形状部分31の頂点をHとする。また、説明の便宜上、図20に示す従来例において、だれ込みがない場合に期待されるペーストの終端の縁(本来のペースト抜き領域10との境界線)を二点鎖線J−K−Lで示す。
Here, in FIG. 3, the end edge (boundary line with the paste removal region) due to the paste dripping when actually printed is indicated by a two-dot chain line B-C-D, and the convex corner portion of the conventional emulsion is shown. An outline representing the shape of the point is indicated by a two-dot chain line E-F-G, and the apex of the pointed
実施の形態2では、図3のE−F−G−Hで囲まれる部分、すなわち従来の乳剤の角部に対して凸状に付加された尖形状部分31の面積は、図20のJ−K−Lで囲まれる部分、すなわち従来の乳剤の角部に対してだれ込みにより丸められた部分の面積とほぼ同じであるのが好ましい。この場合には、凸状角部での印刷用ペーストのだれ込み分を相殺することができるので、ペースト抜き領域の角が丸まるのを緩和することができる。より所望の形状の保護膜パターンを得るため、図4に示すように、乳剤11の凸状角部の尖形状部分32を、頂点H'に向かってより尖形となるような曲線E'−H'およびG'−H'で構成してもよい。
In the second embodiment, the area of the portion surrounded by E-F-G-H in FIG. 3, that is, the pointed
また、乳剤11の凸状角部を、図5に示すように、外向きに膨らむように突出する円弧状部分33としてもよいし、図6に示すように、角部を構成する二辺M−NおよびP−Qに対して斜め方向外向きに突出する凸状部分34としてもよい。このようにすれば、乳剤11の角部の裏側に印刷用ペーストが廻り込むのが抑制されるので、にじみのない保護膜パターンが得られる。
Further, the convex corners of the
実施の形態3.
図7は、本発明の実施の形態3にかかるスクリーン版の乳剤パターンの一例についてその一部を模式的に示す平面図である。図7に示すように、スクリーンメッシュの乳剤11のない領域12は、印刷方向、すなわち印刷時にスキージが移動する方向に隣り合う別の乳剤のない領域12に、連通パターン部41を介してつながっている。
FIG. 7 is a plan view schematically showing a part of an example of the emulsion pattern of the screen plate according to the third embodiment of the present invention. As shown in FIG. 7, the
したがって、たとえば図7において左上のパターンを印刷しているときに、その左上のパターンの乳剤のない領域12に溜まる空気は、スキージの移動とともに、連通パターン部41を通って、右下のパターンの乳剤のない領域12に逃げる。それによって、図8に保護膜パターン8を示すように、左上のパターンの塗り終わりの部分においても、印刷用ペーストがスクリーン版側からウエハ側に転写されるので、塗り終わりの部分にかすれが発生しない。なお、連通パターン部41で転写されたペーストは、ダイシングの際に切除される。また、印刷方向は逆方向であってもよい。
Therefore, for example, when the upper left pattern in FIG. 7 is printed, the air accumulated in the emulsion-
また、図9、図11または図13に示すように、乳剤11のない領域12を、印刷方向に隣り合う別の乳剤のない領域12と、印刷方向に交差する方向に隣り合うさらに別の乳剤のない領域12の両方に、連通パターン部42,43,44を介してつなげてもよい。図9に示す例では、連通パターン部42は、左上のパターンを左下、右下および右上の三つのパターンにつなげるように、たすきがけ状になっている。このパターンにより転写される保護膜パターン8を図10に示す。このパターンでは、図示の印刷方向と90°,180°,270°の角度を変えた方向から印刷することができる。
Further, as shown in FIG. 9, FIG. 11 or FIG. 13, the
図11に示す例では、連通パターン部43は矩形状であり、図13に示す例では、連通パターン部44は矩形の輪状であり、それぞれ左上のパターンを左下、右下および右上の三つのパターンにつなげている。図11または図13のパターンにより転写される保護膜パターン8を、それぞれ図12または図14に示す。この図11、図13のパターンでは図9の4方向の印刷方向にさらにその間の4方向を加えた8方向から印刷することができる。
In the example shown in FIG. 11, the
以上において本発明は、上述した各実施の形態に限らず、種々変更可能である。また、実施の形態1〜3をそれぞれ単独で適用してもよいし、いずれか二つまたは三つとも適用してもよい。また、本発明は、半導体ウエハに保護膜を形成する場合に限らず、スクリーン印刷全般に適用可能である。 In the above, this invention is not restricted to each embodiment mentioned above, A various change is possible. Moreover, Embodiments 1-3 may be applied independently, respectively, and any two or three may be applied. The present invention is not limited to the case where a protective film is formed on a semiconductor wafer, but can be applied to screen printing in general.
1 スクリーン版
5 半導体ウエハ
6 印刷用ペースト
7 スキージ
11 乳剤
31,32 乳剤の凸状角部の尖形状部分
33 乳剤の凸状角部の円弧状部分
34 乳剤の凸状角部の凸状部分
DESCRIPTION OF
Claims (3)
印刷用ペーストの通過を妨げる乳剤の凸状の角部が、外向きに突出する尖形状に、かつ印刷用ペーストが塗布される領域よりも外側にはみ出る印刷用ペーストの面積と同程度の面積で形成されているスクリーン版を用いてスクリーン印刷で前記印刷用ペーストを塗布することを特徴とする半導体装置の製造方法。 The surface of the semiconductor wafer, shear rate for printing paste viscosity in the range of 0.1~20S -1 is 100~10000Pa · s, a method of applying by screen printing method,
The convex corners of the emulsion that obstruct the passage of the printing paste are pointed to project outwards , and have an area comparable to the area of the printing paste that protrudes outside the area where the printing paste is applied. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising applying the printing paste by screen printing using a formed screen plate.
印刷用ペーストの通過を妨げる乳剤の凸状の角部が、該角部を構成する二辺に対して斜め方向外向きに突出する凸状に、かつ印刷用ペーストが塗布される領域よりも外側にはみ出る印刷用ペーストの面積と同程度の面積で形成されているスクリーン版を用いてスクリーン印刷で前記印刷用ペーストを塗布することを特徴とする半導体装置の製造方法。 A method for applying a printing paste having a viscosity of 100 to 10,000 Pa · s in a range of a shear rate of 0.1 to 20 s −1 on a surface of a semiconductor wafer by a screen printing method,
Outer projecting angular portion of the emulsion that prevents the passage of the printing paste, a convex shape projecting obliquely outwardly on the two sides constituting the corner portion, and from a region where printing paste is applied method of manufacturing a semi-conductor device you characterized by applying the printing paste by screen printing using a screen plate formed with the same degree of area and the area of the print paste from protruding.
印刷用ペーストの通過を妨げる乳剤の凸状の角部が、外向きに突出する円弧状に、かつ印刷用ペーストが塗布される領域よりも外側にはみ出る印刷用ペーストの面積と同程度の面積で形成されているスクリーン版を用いてスクリーン印刷で前記印刷用ペーストを塗布することを特徴とする半導体装置の製造方法。 The convex corners of the emulsion that obstruct the passage of the printing paste have an arc shape that protrudes outward, and an area approximately the same as the area of the printing paste that protrudes outside the area where the printing paste is applied. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising applying the printing paste by screen printing using a formed screen plate.
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