JP5640050B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Description
前記のダイシングテープ一体型ウエハ裏面保護フィルムの着色されたウエハ裏面保護フィルム上にワークを貼着する工程と、
前記ワークをダイシングしてチップ状ワークを形成する工程と、
前記チップ状ワークを前記着色されたウエハ裏面保護フィルムとともに、ダイシングテープの粘着剤層から剥離する工程と、
前記チップ状ワークを被着体にフリップチップボンディングにより固定する工程
とを具備することを特徴とする半導体装置の製造方法を提供する。
さらに、本発明は、以下のようなものを提供する。
(1) 基材、及び該基材上に形成された粘着剤層を有するダイシングテープと、該ダイシングテープの粘着剤層上に形成されたウエハ裏面保護フィルムとを有するダイシングテープ一体型ウエハ裏面保護フィルムを用いた半導体装置の製造方法であって、
前記ウエハ裏面保護フィルムは、着色されており、
前記ダイシングテープ一体型ウエハ裏面保護フィルムの着色されたウエハ裏面保護フィルム上にワークを貼着する工程と、
前記ワークをダイシングしてチップ状ワークを形成する工程と、
前記チップ状ワークを前記着色されたウエハ裏面保護フィルムとともに、ダイシングテープの粘着剤層から剥離する工程と、
前記チップ状ワークを被着体にフリップチップボンディングにより固定する工程
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) 前記着色ウエハ裏面保護フィルム中の熱硬化性樹脂を硬化させる工程
をさらに具備し、
前記硬化させる工程は、前記剥離する工程よりも後に行なわれることを特徴とする上記(1)に記載の半導体装置の製造方法。
(3) 前記チップ状ワークと前記被着体との間を封止材で封止する工程
をさらに具備し、
前記ウエハ裏面保護フィルムを構成している熱硬化性樹脂は、前記封止する工程において硬化される
ことを特徴とする上記(1)に記載の半導体装置の製造方法。
(4) 前記ウエハ裏面保護フィルムにレーザーマークキングを行なう工程と、
前記着色ウエハ裏面保護フィルム中の熱硬化性樹脂を硬化させる工程と、
をさらに具備し、
前記レーザーマークキングを行なう工程は、前記硬化させる工程よりも前におこなわれる工程であることを特徴とする上記(1)に記載の半導体装置の製造方法。
(5) 前記ウエハ裏面保護フィルムにレーザーマークキングを行なう工程と、
前記チップ状ワークと前記被着体との間を封止材で封止する工程と
をさらに具備し、
前記レーザーマークキングを行なう工程は、前記封止する工程よりも前におこなわれる工程であり、
前記ウエハ裏面保護フィルムを構成している熱硬化性樹脂は、前記封止する工程において硬化される
ことを特徴とする上記(1)に記載の半導体装置の製造方法。
(6) 着色されたウエハ裏面保護フィルムが、レーザーマーキング性を有することを特徴とする上記(1)〜(5)のいずれか1に記載の半導体装置の製造方法。
(7) フリップチップ実装の半導体装置に用いられる上記(1)〜(6)のいずれか1に記載の半導体装置の製造方法。
着色ウエハ裏面保護フィルムはフィルム状の形態を有している。着色ウエハ裏面保護フィルムは、該着色ウエハ裏面保護フィルム上に貼着されているワーク(半導体ウエハ)をチップ状に切断する切断加工工程(ダイシング工程)では、ワークに密着して支持する機能を有しており、ダイシング工程の後に、ダイシングされたチップ状ワークを着色ウエハ裏面保護フィルムともにダイシングテープより剥離させた後では、チップ状ワーク(半導体チップ)の裏面を保護し、且つ優れたマーキング性及び外観性を発揮する機能を有することができる。このように、着色ウエハ裏面保護フィルムは、優れたマーキング性を有しているので、チップ状ワーク又は該チップ状ワークが用いられた半導体装置の非回路面側の面に、着色ウエハ裏面保護フィルムを介して、印刷方法やレーザーマーキング方法などの各種マーキング方法を利用することにより、マーキングを施し、文字情報や図形情報などの各種情報を付与させることができる。また、着色の色をコントロールすることにより、マーキングにより付与された情報(文字情報、図形情報など)を、優れた視認性で視認することが可能になる。また、着色ウエハ裏面保護フィルムは着色されているので、ダイシングテープと、着色ウエハ裏面保護フィルムとを、容易に区別することができ、作業性等を向上させることができる。
着色ウエハ裏面保護フィルムから約0.1gをサンプリングして精秤し(試料の重量)、該サンプルをメッシュ状シートで包んだ後、約50mLのトルエン中に室温で1週間浸漬させる。その後、溶剤不溶分(メッシュ状シートの内容物)をトルエンから取り出し、130℃で約2時間乾燥させ、乾燥後の溶剤不溶分を秤量し(浸漬・乾燥後の重量)、下記式(a)よりゲル分率(重量%)を算出する。
ゲル分率(重量%)=[(浸漬・乾燥後の重量)/(試料の重量)]×100 (a)
ダイシングテープは、基材及び該基材上に形成された粘着剤層により構成されている。このように、ダイシングテープは、基材と、粘着剤層とが積層された構成を有していればよい。基材(支持基材)は粘着剤層等の支持母体として用いることができる。基材としては、例えば、紙などの紙系基材;布、不織布、フェルト、ネットなどの繊維系基材;金属箔、金属板などの金属系基材;プラスチックのフィルムやシートなどのプラスチック系基材;ゴムシートなどのゴム系基材;発泡シートなどの発泡体や、これらの積層体[プラスチック系基材と他の基材との積層体や、プラスチックフィルム(又はシート)同士の積層体など]等の適宜な薄葉体を用いることができる。本発明では、基材としては、プラスチックのフィルムやシートなどのプラスチック系基材を好適に用いることができる。このようなプラスチック材における素材としては、例えば、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、エチレン−プロピレン共重合体等のオレフィン系樹脂;エチレン−酢酸ビニル共重合体(EVA)、アイオノマー樹脂、エチレン−(メタ)アクリル酸共重合体、エチレン−(メタ)アクリル酸エステル(ランダム、交互)共重合体等のエチレンをモノマー成分とする共重合体;ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)等のポリエステル;アクリル系樹脂;ポリ塩化ビニル(PVC);ポリウレタン;ポリカーボネート;ポリフェニレンスルフィド(PPS);ポリアミド(ナイロン)、全芳香族ポリアミド(アラミド)等のアミド系樹脂;ポリエーテルエーテルケトン(PEEK);ポリイミド;ポリエーテルイミド;ポリ塩化ビニリデン;ABS(アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体);セルロース系樹脂;シリコーン樹脂;フッ素樹脂などが挙げられる。また基材の材料としては、前記樹脂の架橋体等のポリマーも用いることができる。これらの素材は単独で又は2種以上組み合わせて使用することができる。
本発明のダイシングテープ一体型ウエハ裏面保護フィルムの製造方法について、ダイシングテープ一体型ウエハ裏面保護フィルム1を例にして説明する。先ず、基材31は、従来公知の製膜方法により製膜することができる。当該製膜方法としては、例えばカレンダー製膜法、有機溶媒中でのキャスティング法、密閉系でのインフレーション押出法、Tダイ押出法、共押出し法、ドライラミネート法等が例示できる。
ワーク(半導体ウエハ)としては、公知乃至慣用の半導体ウエハであれば特に制限されず、各種素材の半導体ウエハから適宜選択して用いることができる。本発明では、半導体ウエハとしては、シリコンウエハを好適に用いることができる。
本発明の半導体装置の製造方法は、前記ダイシングテープ一体型ウエハ裏面保護フィルムを用いた半導体装置の製造方法であれば特に制限されないが、例えば、下記の工程を具備する製造方法などが挙げられる。
前記ダイシングテープ一体型ウエハ裏面保護フィルムの着色されたウエハ裏面保護フィルム上にワークを貼着する工程(マウント工程)
前記ワークをダイシングしてチップ状ワークを形成する工程(ダイシング工程)
前記チップ状ワークを前記着色されたウエハ裏面保護フィルムとともに、ダイシングテープの粘着剤層から剥離する工程(ピックアップ工程)
前記チップ状ワークを被着体にフリップチップボンディングにより固定する工程(フリップチップボンディング工程)
先ず、図2(a)で示されるように、ダイシングテープ一体型ウエハ裏面保護フィルム1における着色ウエハ裏面保護フィルム2上に半導体ウエハ(ワーク)4を貼着し(圧着し)、これを密着保持させて固定する(マウント工程)。なお、本工程は、通常、圧着ロール等の押圧手段により押圧しながら行われる。
次に、図2(b)で示されるように、半導体ウエハ4のダイシングを行う。これにより、半導体ウエハ4を所定のサイズに切断して個片化(小片化)し、半導体チップ(チップ状ワーク)5を製造する。ダイシングは、例えば、半導体ウエハ4の回路面側から常法に従い行われる。また、本工程では、例えば、ダイシングテープ一体型ウエハ裏面保護フィルム1まで切込みを行うフルカットと呼ばれる切断方式等を採用できる。本発明では、ダイシング工程では、ワークはフルカット(完全切断)することが重要であり、この際、着色ウエハ裏面保護フィルムも完全切断させて、ワークを着色ウエハ裏面保護フィルムとともにダイシングすることが重要である。すなわち、本工程は、ワークを着色ウエハ裏面保護フィルムとともにダイシングしてチップ状ワークを形成する工程であることが重要である。なお、ワークを着色ウエハ裏面保護フィルムとともにダイシングする際には、ダイシングテープには切り込みをいれない形態や、ダイシングテープにも少なくとも部分的に(好ましくは、ダイシングテープが切断されない程度に部分的に)切り込みをいれる形態で、ダイシングを行うことができる。本工程で用いるダイシング装置としては特に限定されず、従来公知のものを用いることができる。また、半導体ウエハ4は、ダイシングテープ一体型ウエハ裏面保護フィルム1により密着固定されているので、チップ欠けやチップ飛びを抑制できると共に、半導体ウエハ4の破損も抑制できる。なお、着色ウエハ裏面保護フィルム2がエポキシ樹脂を含む樹脂組成物により形成されていると、ダイシングにより切断されても、その切断面において着色ウエハ裏面保護フィルムの糊はみ出しが生じるのを抑制又は防止することができる。その結果、切断面同士が再付着(ブロッキング)することを抑制又は防止することができ、後述のピックアップを一層良好に行うことができる。
ダイシングテープ一体型ウエハ裏面保護フィルム1に密着固定された半導体チップ5を回収する為に、図2(c)で示されるように、半導体チップ5のピックアップを行って、半導体チップ5を着色ウエハ裏面保護フィルム2とともにダイシングテープ3より剥離させる。ピックアップの方法としては特に限定されず、従来公知の種々の方法を採用できる。例えば、個々の半導体チップ5をダイシングテープ一体型ウエハ裏面保護フィルム1の基材31側からニードルによって突き上げ、突き上げられた半導体チップ5をピックアップ装置によってピックアップする方法等が挙げられる。なお、ピックアップされた半導体チップ5は、その裏面(非回路面、非電極形成面などとも称される)が着色ウエハ裏面保護フィルム2により保護されている。
ピックアップした半導体チップ5は、図2(d)で示されるように、基板等の被着体に、フリップチップボンディング方式(フリップチップ実装方式)により固定させる。具体的には、半導体チップ5を、半導体チップ5の回路面(表面、回路パターン形成面、電極形成面などとも称される)が被着体6と対向する形態で、被着体6に常法に従い固定させる。例えば、半導体チップ5の回路面側に形成されているバンプ51を、被着体6の接続パッドに被着された接合用の導電材(半田など)61に接触させて押圧しながら導電材を溶融させることにより、半導体チップ5と被着体6との電気的導通を確保し、半導体チップ5を被着体6に固定させることができる。なお、このような半導体チップ5の被着体6への固定に際しては、半導体チップ5と被着体6との対向面や間隙を洗浄し、該間隙に封止材(封止樹脂など)を充填させることが重要である。
<着色ウエハ裏面保護フィルムの作製>
アクリル酸エチル−メチルメタクリレートを主成分とするアクリル酸エステル系ポリマー(商品名「パラクロンW−197CM」、根上工業株式会社製):100部に対して、エポキシ樹脂(商品名「エピコート1004」、JER株式会社製):113部、フェノール樹脂(商品名「ミレックスXLC−4L」、三井化学株式会社製):121部、球状シリカ(商品名「SO−25R」、株式会社アドマテックス製、平均粒径0.5μm):246部、染料1(商品名「OIL GREEN 502」、オリエント化学工業株式会社製):5部、染料2(商品名「OIL BLACK BS」、オリエント化学工業株式会社製):5部をメチルエチルケトンに溶解して、固形分濃度が23.6重量%となる樹脂組成物の溶液を調製した。
上記着色ウエハ裏面保護フィルムAを、ダイシングテープ(商品名「V−8−T」日東電工株式会社製;基材の平均厚さ:65μm、粘着剤層の平均厚さ:10μm)の粘着剤層上に、ハンドローラーを用いて貼り合せ、ダイシングテープ一体型ウエハ裏面保護フィルムを作製した。
<着色ウエハ裏面保護フィルムの作製>
アクリル酸エチル−メチルメタクリレートを主成分とするアクリル酸エステル系ポリマー(商品名「パラクロンW−197CM」、根上工業株式会社製):100部に対して、エポキシ樹脂(商品名「エピコート1004」、JER株式会社製):113部、フェノール樹脂(商品名「ミレックスXLC−4L」、三井化学株式会社製):121部、球状シリカ(商品名「SO−25R」、株式会社アドマテックス製、平均粒径0.5μm):246部、染料1(商品名「OIL GREEN 502」、オリエント化学工業株式会社製):10部、染料2(商品名「OIL BLACK BS」、オリエント化学工業株式会社製):10部をメチルエチルケトンに溶解して、固形分濃度が23.6重量%となる樹脂組成物の溶液を調製した。
上記着色ウエハ裏面保護フィルムBを、ダイシングテープ(商品名「V−8−T」日東電工株式会社製;基材の平均厚さ:65μm、粘着剤層の平均厚さ:10μm)の粘着剤層上に、ハンドローラーを用いて貼り合せ、ダイシングテープ一体型ウエハ裏面保護フィルムを作製した。
<着色ウエハ裏面保護フィルムの作製>
アクリル酸エチル−メチルメタクリレートを主成分とするアクリル酸エステル系ポリマー(商品名「パラクロンW−197CM」、根上工業株式会社製):100部に対して、エポキシ樹脂(商品名「エピコート1004」、JER株式会社製):32部、フェノール樹脂(商品名「ミレックスXLC−4L」、三井化学株式会社製):35部、球状シリカ(商品名「SO−25R」、株式会社アドマテックス製、平均粒径0.5μm):90部、染料1(商品名「OIL GREEN 502」、オリエント化学工業株式会社製):3部、染料2(商品名「OIL BLACK BS」、オリエント化学工業株式会社製):3部をメチルエチルケトンに溶解して、固形分濃度が23.6重量%となる樹脂組成物の溶液を調製した。
上記着色ウエハ裏面保護フィルムCを、ダイシングテープ(商品名「V−8−T」日東電工株式会社製;基材の平均厚さ:65μm、粘着剤層の平均厚さ:10μm)の粘着剤層上に、ハンドローラーを用いて貼り合せ、ダイシングテープ一体型ウエハ裏面保護フィルムを作製した。
実施例1〜3で作製したダイシングテープ一体型ウエハ裏面保護フィルムにおけるウエハ裏面保護フィルム(着色ウエハ裏面保護フィルム)ついて、可視光透過率(%)、吸湿率(重量%)、重量減少率(重量%)を測定した。測定結果は表1に示した。
実施例1〜3で作製された着色ウエハ裏面保護フィルム(着色ウエハ裏面保護フィルムA〜着色ウエハ裏面保護フィルムC)(厚さ:20μm)に、商品名「ABSORPTIONSPECTRO PHOTOMETR」(島津製作所製)を用いて、波長:400nm〜800nmの可視光線を所定の強度で照射し、透過した可視光線の強度を測定して、可視光線の着色ウエハ裏面保護フィルムの透過前後の強度変化より、可視光透過率(%)を求めた。
実施例1〜3で作製された着色ウエハ裏面保護フィルム(着色ウエハ裏面保護フィルムA〜着色ウエハ裏面保護フィルムC)を、温度:85℃、湿度:85%RHの恒温恒湿槽に168時間放置して、放置前後の重量減少率から、吸水率(重量%)を求めた。
実施例1〜3で作製された着色ウエハ裏面保護フィルム(着色ウエハ裏面保護フィルムA〜着色ウエハ裏面保護フィルムC)を、温度:250℃の乾燥機に1時間放置して、放置前後の重量(重量減少量)から、重量減少率(重量%)を求めた。
また、実施例1〜3で作製したダイシングテープ一体型ウエハ裏面保護フィルムについて、着色ウエハ裏面保護フィルムの弾性率、ダイシング性、ピックアップ性、フリップチップボンディング性、ウエハ裏面のマーキング性、ウエハ裏面の外観性を、下記の評価又は測定方法により評価又は測定した。評価又は測定結果は表2に併記した。
着色ウエハ裏面保護フィルムの弾性率は、ダイシングテープに積層させずに、着色ウエハ裏面保護フィルムを作製し、レオメトリック社製の動的粘弾性測定装置「Solid Analyzer RS A2」を用いて、引張モードにて、サンプル幅:10mm、サンプル長さ:22.5mm、サンプル厚さ:0.2mmで、周波数:1Hz、昇温速度:10℃/分、窒素雰囲気下、所定の温度(23℃)にて測定し、得られた引張貯蔵弾性率E’の値とした。
実施例1〜3のダイシングテープ一体型ウエハ裏面保護フィルムを用いて、以下の要領で、実際に半導体ウエハのダイシングを行ってダイシング性を評価し、その後に剥離性の評価を行い、ダイシングテープ一体型ウエハ裏面保護フィルムのダイシング性能とピックアップ性能を評価とした。
研削装置:商品名「DFG−8560」ディスコ社製
半導体ウエハ:8インチ径(厚さ0.6mmから0.2mmに裏面研削)
(貼り合わせ条件)
貼り付け装置:商品名「MA−3000III」日東精機株式会社製
貼り付け速度計:10mm/min
貼り付け圧力:0.15MPa
貼り付け時のステージ温度:70℃
(ダイシング条件)
ダイシング装置:商品名「DFD−6361」ディスコ社製
ダイシングリング:「2−8−1」(ディスコ社製)
ダイシング速度:30mm/sec
ダイシングブレード:
Z1;ディスコ社製「203O−SE 27HCDD」
Z2;ディスコ社製「203O−SE 27HCBB」
ダイシングブレード回転数:
Z1;40,000r/min
Z2;45,000r/min
カット方式:ステップカット
ウエハチップサイズ:10.0mm角
(半導体ウエハピックアップ条件)
ピックアップ装置:商品名「SPA−300」株式会社新川社製
ピックアップニードル本数:9本
ニードル突き上げ速度:20mm/s
ニードル突き上げ量 :500μm
ピックアップ時間:1秒
ダイシングテープ エキスパンド量 : 3mm
各実施例に係るダイシングテープ一体型ウエハ裏面保護フィルムを用いて、前記の<ダイシング性・ピックアップ性の評価方法>により得られた各実施例に係るチップ状ワークについて、チップ状ワークの表面(回路面)が、該回路面に対応した配線を備えた回路基板の表面に対向する形態で、チップ状ワークの回路面に形成されているバンプが、回路基板の接続パッドに被着された接合用の導電材(半田)と接触させて押圧しながら、温度を260℃まで上げて導電材を溶融させ、その後、室温まで冷却させることにより、チップ状ワークを回路基板に固定させて、半導体装置を作製した。この際のフリップチップボンディング性について、下記の評価基準により評価した。
○:問題なく、フリップチップボンディング方法により、実装できる
×:フリップチップボンディング方法により、実装できない
前記の<フリップチップボンディング性の評価方法>により得られた半導体装置におけるチップ状ワークの裏面(すなわち、着色ウエハ裏面保護フィルムの表面)に、YAGレーザーによりレーザーマーキングを施し、該レーザーマーキングにより得られた情報(バーコード情報)について、下記の評価基準により、各実施例に係るダイシングテープ一体型ウエハ裏面保護フィルムを用いて得られた半導体装置のレーザーマーキング性を評価した。
○:無作為に選んだ成人10人中、レーザーマーキングにより得られた情報を良好に視認できると判断した人数が8人以上である
×:無作為に選んだ成人10人中、レーザーマーキングにより得られた情報を良好に視認できると判断した人数が7人以下である
各実施例に係るダイシングテープ一体型ウエハ裏面保護フィルムを用いて、前記の<ダイシング性・ピックアップ性の評価方法>により得られた各実施例に係るチップ状ワークについて、該チップ状ワークの裏面の外観性を、下記の評価基準により目視により評価した。
○:チップ状ワークにおけるウエハ(シリコンウエハ)の裏面と着色ウエハ裏面保護フィルムと間に剥離(浮き)が無い
×:チップ状ワークにおけるウエハ(シリコンウエハ)の裏面と着色ウエハ裏面保護フィルムと間に剥離(浮き)がある
2 着色ウエハ裏面保護フィルム
3 ダイシングテープ
31 基材
32 粘着剤層
4 半導体ウエハ(ワーク)
5 半導体チップ(チップ状ワーク)
51 半導体チップ5の回路面側に形成されているバンプ
6 被着体
61 被着体6の接続パッドに被着された接合用の導電材
Claims (3)
- 基材、及び該基材上に形成された粘着剤層を有するダイシングテープと、該ダイシングテープの粘着剤層上に形成されたウエハ裏面保護フィルムとを有するダイシングテープ一体型ウエハ裏面保護フィルムを用いた半導体装置の製造方法であって、
前記ウエハ裏面保護フィルムは、着色されており、
前記ダイシングテープ一体型ウエハ裏面保護フィルムの着色されたウエハ裏面保護フィルム上にワークを貼着する工程と、
前記ワークをダイシングしてチップ状ワークを形成する工程と、
前記チップ状ワークを前記着色されたウエハ裏面保護フィルムとともに、ダイシングテープの粘着剤層から剥離する工程と、
前記チップ状ワークを被着体にフリップチップボンディングにより固定する工程と、
前記チップ状ワークと前記被着体との間を封止材で封止する工程と
を具備し、
前記ウエハ裏面保護フィルムを構成している熱硬化性樹脂は、前記封止する工程において硬化されることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 着色されたウエハ裏面保護フィルムが、レーザーマーキング性を有することを特徴とする請求項1に記載の半導体装置の製造方法。
- フリップチップ実装の半導体装置に用いられる請求項1又は2に記載の半導体装置の製造方法。
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