半導体デバイスの製造方法

【課題】半導体デバイスに不良を発生させることなく、接着シートにバリを発生させることなく、更に先ダイシング法で分割された半導体デバイスでも容易に接着剤を配設可能な半導体デバイスの製造方法を提供することである。
【解決手段】裏面に接着剤が配設された半導体デバイスの製造方法であって、表面に格子状に設けられた分割予定ラインによって区画された各領域に半導体回路素子がそれぞれ形成された半導体ウエーハを、該分割予定ラインに沿って個々の半導体デバイスへと分割する分割ステップと、該分割ステップの前又は後に、１個の半導体デバイスを収容する収容穴を複数有する収容トレイの該収容穴底部に接着剤を配設する接着剤配設ステップと、該分割ステップで分割された個々の半導体デバイスの表面を上にして該収容穴中へ半導体デバイスを収容するとともに、該接着剤を半導体デバイスの裏面に接着する接着ステップと、を具備したことを特徴とする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、裏面に接着剤が配設された半導体デバイスの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の半導体デバイス技術においては、デバイスの高密度化や小型化を達成するために、ＭＣＰ（ＭｕｌｔｉＣｈｉｐＰａｃｋａｇｅ）、ＳｉＰ（ＳｙｓｔｅｍｉｎＰａｃｋａｇｅ）等の複数の半導体デバイスを積層（スタック）した積層型パッケージが有効に利用されている。
【０００３】
このような積層型パッケージを構成する半導体デバイスは、裏面にＤＡＦ（ＤｉｅＡｔｔａｃｈＦｉｌｍ）と呼ばれるダイボンディング用の接着シートが貼られており、この接着シートで半導体デバイスの積層状態を保持している。
【０００４】
この接着シートはリードフレームに半導体デバイス（半導体チップ）をマウントする際に、従来から使用されている銀ペースト樹脂等の接着剤に替わるものとして広く使用されている。
【０００５】
接着シートが裏面に貼着された半導体デバイスは一般的に以下の方法で製造される。まず、表面に格子状に設けられた複数の分割予定ラインによって区画された各領域に半導体デバイスが形成された半導体ウエーハの裏面を研削して薄化する。
【０００６】
その後、薄化された半導体ウエーハの裏面に接着シートを貼着してから、整形の切削ブレードで半導体ウエーハを分割予定ラインに沿って切削するとともに接着シートも切削して分割することで、裏面に接着シートが配設された半導体デバイスを製造する。
【０００７】
一方、近年の電子機器の軽薄短小化に伴い、半導体デバイスの厚さを数１０μｍ以下へと薄く形成することが望まれている。このような薄い半導体デバイスを形成する方法として、ウエーハの表面側にデバイスの仕上がり厚さに相当する切削溝を形成し、その後、ウエーハの裏面を研削して裏面側から切削溝を表出させることで半導体ウエーハを個々の半導体デバイスへと分割する、所謂先ダイシング法（ＤｉｃｉｎｇＢｅｆｏｒｅＧｒｉｎｄｉｎｇ）が特開平１１−４０５２０号公報で提案され、広く採用されつつある。
【０００８】
先ダイシング法では、半導体ウエーハの裏面を研削して個々の半導体デバイスへと分割するため、半導体デバイスへと分割する前に接着シートを裏面に貼着しておくことができない。
【０００９】
そこで、分割された各デバイスが保護テープによって一体的に支持された状態の半導体ウエーハ裏面側にＤＡＦ等の接着シートを配設した後、保護テープを除去して接着シートを切断することで、裏面に接着シートが配設された半導体デバイスを形成する。接着シートの切断には、例えば特開２００２−１１８０８１号公報に開示されたようなレーザビームを照射して接着シートを溶断する方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平１１−４０５２０号公報
【特許文献２】特開２００２−１１８０８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかし、上述した一般的な方法のように、切削ブレードで半導体ウエーハと接着シートとを同時に切削すると、切削ブレードに接着シートが絡みつき、切削ブレードに目詰まり等の不具合を生じさせ、半導体ウエーハから切削されて形成された半導体デバイスには欠けやクラック等の不良が生じてしまう。また、接着シートにはひげ状のバリが発生してワイヤーボンディング時にこのバリが断線の原因となる。
【００１２】
また、上述した先ダイシング法を採用した場合には、各デバイスが保護テープによって支持された状態で搬送等のハンドリングを行うと、保護テープが撓み各デバイス間の間隔がまちまちになったり、切削溝が曲がったりする。その後、裏面側にＤＡＦ等の接着シートを配設した後、切削溝を介してレーザビームを照射して接着シートを溶断する。
【００１３】
しかし、切削溝が曲がったりしているため、切削溝を介してレーザビームを照射することが困難であり、先ダイシング法では裏面に接着シートが配設された半導体デバイスを製造することは困難であるという問題がある。
【００１４】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、半導体デバイスに不良を発生させることなく、接着シートにバリを発生させることなく、更に、先ダイシング法で分割された半導体デバイスでも裏面に容易に接着シートを配設できる半導体デバイスの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明によると、裏面に接着剤が配設された半導体デバイスの製造方法であって、表面に格子状に設けられた分割予定ラインによって区画された各領域に半導体回路素子がそれぞれ形成された半導体ウエーハを、該分割予定ラインに沿って個々の半導体デバイスへと分割する分割ステップと、該分割ステップの前又は後に、１個の半導体デバイスを収容する収容穴を複数有する収容トレイの該収容穴底部に接着剤を配設する接着剤配設ステップと、該分割ステップで分割された個々の半導体デバイスの表面を上にして該収容穴中へ書く半導体デバイスを収容するとともに、該接着剤を半導体デバイスの裏面に接着する接着ステップと、を具備したことを特徴とする半導体デバイスの製造方法が提供される。
【００１６】
好ましくは、前記接着剤は加熱によって接着性を発現する接着剤から構成され、前記接着ステップを実施するのと同時に、又は前記接着ステップを実施する前に該接着剤を加熱する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によると、分割された半導体デバイスを収容トレイに収容する際に、半導体デバイス裏面に接着剤が貼着される。従って、切削ブレードで半導体ウエーハとともに接着シートを切削する必要が無いため、切削ブレードが接着シートを切削することに起因する半導体デバイスの不良やバリの発生を防止できる。更に、先ダイシング法で分割された半導体デバイスでもその裏面に容易に接着剤を配設できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】半導体ウエーハの表面側斜視図である。
【図２】図２（Ａ）は切削溝形成ステップの説明図、図２（Ｂ）は切削溝が形成された半導体ウエーハの断面図である。
【図３】切削溝が形成された半導体ウエーハの表面側斜視図である。
【図４】図４（Ａ）は半導体ウエーハの表面に保護テープを貼着する様子を示す斜視図、図４（Ｂ）は半導体ウエーハの表面に保護テープが貼着された状態の斜視図である。
【図５】図５（Ａ）は半導体ウエーハの裏面を研削する切削溝表出ステップの説明図、図５（Ｂ）は研削により半導体ウエーハの裏面に切削溝が表出された状態の断面図、図５（Ｃ）は半導体ウエーハの裏面に切削溝が表出された状態の半導体ウエーハの斜視図である。
【図６】ピックアップ用シート配設ステップを示す説明図である。
【図７】保護テープ除去ステップを示す説明図である。
【図８】ピックアップ工程を示す説明図である。
【図９】収容トレイの斜視図である。
【図１０】接着剤配設ステップを示す斜視図である。
【図１１】接着性発現ステップを示す斜視図である。
【図１２】接着ステップを示す断面図である。
【図１３】裏面に接着剤が接着された半導体デバイスのピックアップステップを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。図１を参照すると、半導体ウエーハ２の表面側斜視図が示されている。半導体ウエーハ２は、例えば、厚さが７００μｍのシリコンウエーハからなっており、表面２ａには複数の分割予定ライン（ストリート）４が格子状に形成されている。そして、半導体ウエーハ２の表面２ａには、格子状に形成された複数の分割予定ライン４によって区画された各領域にそれぞれＩＣ、ＬＳＩ等のデバイス６が形成されている。
【００２０】
本発明実施形態の半導体デバイスの製造方法では、まず、半導体ウエーハ２を分割予定ライン４に沿って個々の半導体デバイス６に分割する分割ステップを実施する。以下の説明では、この分割ステップを先ダイシング法により実施する実施形態について説明する。
【００２１】
この先ダイシング法では、まず切削溝形成ステップを実施する。即ち、ウエーハ２の表面２ａに形成された分割予定ラインに沿って所定深さ（各デバイスの仕上がり厚さに相当する深さ）の切削溝を形成する。
【００２２】
この切削溝形成ステップは、図２（Ａ）に示す切削装置１０を用いて実施する。図２（Ａ）に示す切削装置１０は、吸引保持手段を備えＸ軸方向に移動可能なチャックテーブル８と、切削ユニット１２と、切削ユニット１２と一体的にＹ軸方向及びＺ軸方向に移動可能なアライメントユニット１４を含んでいる。
【００２３】
切削ユニット１２は、図示しないモータにより回転駆動されるスピンドル１６と、スピンドル１６の先端部に装着された切削ブレード１８を備えている。アライメントユニット１４は、ＣＣＤカメラ等の撮像手段２０を備えている。
【００２４】
切削溝形成ステップを実施するには、チャックテーブル８上に半導体ウエーハ２をその表面２ａを上にして載置する。そして、図示しない吸引手段を作動することにより、ウエーハ２をチャックテーブル８上に保持する。
【００２５】
このようにして、ウエーハ２を吸引保持したチャックテーブル８は、図示しない切削送り機構によって撮像手段２０の直下に位置付けられる。チャックテーブル８が撮像手段２０の直下に位置付けられると、撮像手段２０及び図示しない制御手段によって、ウエーハ２に切削溝を形成すべき切削領域を検出するアライメント作業を実施する。
【００２６】
すなわち、撮像手段２０及び図示しない制御手段は、ウエーハ２の第１の方向に形成されている分割予定ライン４と、切削ブレード１８との位置合わせを行うためのパターンマッチング等の画像処理を実行し、切削領域のアライメントを遂行する。更に、ウエーハ２に形成されている上記第１の方向に対して直角な第２の方向に伸びる分割予定ライン４に対しても、同様に切削領域のアライメントが遂行される。
【００２７】
このようなアライメント実施後、ウエーハ２を保持したチャックテーブル８を切削領域の切削開始位置に移動する。そして、切削ブレード１８を図２（Ａ）において矢印２１で示す方向に回転しつつ下方に移動して所定量の切り込み送りを実施する。この切り込み送り量は、切削ブレード１８の外周縁がウエーハ２の表面２ａからデバイスの仕上がり厚さに相当する深さ位置（例えば５０μｍ）に設定される。
【００２８】
このようにして、切削ブレード１８の切り込み送りを実施したならば、切削ブレード１８を回転しつつチャックテーブル８を図２（Ａ）においてＸ軸方向、すなわち矢印Ｘ１で示す方向に切削送りすることによって、図２（Ｂ）に示すように、分割予定ライン４に沿ってデバイスの仕上がり厚さに相当する深さ（例えば５０μｍ）の切削溝２２が形成される（切削溝形成ステップ）。この切削溝形成ステップをウエーハ２に形成された全ての分割予定ライン４に沿って実施する。その結果得られたウエーハ２の上面側斜視図が図３に示されている。
【００２９】
切削溝形成ステップを実施後に、図４（Ａ）に示すように半導体ウエーハ２の表面２ａ（デバイス６が形成されている面）に研削用の保護テープ２４を貼着する。保護テープ２４としては、例えば厚さが１５０μｍのポリオレフィンテープが用いられる。ウエーハ２の表面２ａに保護テープ２４を貼着した状態が図４（Ｂ）に示されている。
【００３０】
次に、表面に保護テープ２４を貼着したウエーハ２の裏面２ｂを研削し、切削溝２２を裏面２ｂに表出させてウエーハ２を個々のデバイス６に分割する。この切削溝表出ステップは、図５（Ａ）に示すように、チャックテーブル２８と研削ユニット３０を備えた研削装置２６によって実施する。研削ユニット３０は、スピンドル３３の先端部に固定されたマウンタ３２と、このマウンタ３２にボルト３４により固定された研削砥石３６とから構成される。
【００３１】
この切削溝表出ステップは、チャックテーブル２８上にウエーハ２の裏面２ｂを上にして保持し、例えば、チャックテーブル２８を矢印２９で示す方向に３００ｒｐｍで回転しつつ、研削砥石３６を矢印３１で示す方向に６０００ｒｐｍで回転して、ウエーハ２の裏面２ｂに研削砥石３６を接触させることによりウエーハ２の裏面２ｂを研削して実施する。この研削は、図５（Ｂ）に示すように、切削溝２２がウエーハ２の裏面２ｂに表出するまで実施する。
【００３２】
このように切削溝２２が表出するまで研削することによって、図５（Ｃ）に示すように、ウエーハ２は個々のデバイス６に分割される。尚、分割された複数のデバイス６は、その表面２ａに保護テープ２４が貼着されているので、ばらばらにはならずウエーハ２の形態が維持される。
【００３３】
半導体ウエーハを個々の半導体デバイスに分割する分割ステップは、上述した先ダイシング法に限定されるものではなく、様々な分割方法を採用可能である。例えば、切削ブレードを使用した通常のダイシング方法、レーザビームによるフルカット、レーザビームでウエーハ内部に変質層を形成後に外力を付与して分割する方法、レーザビームでアブレーション加工後に外力を付与して分割する方法、スクライブ加工後にブレーキングで分割する方法等を採用可能である。
【００３４】
分割ステップ実施後、図６に示すように個々の半導体デバイス６に分割された半導体ウエーハ２の裏面にピックアップ用シート３６を貼着する。特に図示しないが、ピックアップ用シート３６の外周部はハンドリングを容易にするために環状フレームに装着されるのが好ましい。
【００３５】
ピックアップ用シート配設ステップを実施後、図７に示すように半導体ウエーハ２の表面から保護テープ２４を剥離する。次いで、図８に示すように、ピックアップ装置のピックアップコレット３８でピックアップ用シート３６から半導体デバイスをピックアップする。
【００３６】
尚、このピックアップステップでは、エキスパンド装置にピックアップ用シート３６を搭載し、ピックアップ用シート３６を半径方向に拡張して半導体デバイス６と６の間の間隙を広げてからピックアップするのが好ましい。
【００３７】
次に図９を参照すると、液体ＤＡＦ（ＤｉｅＡｔｔａｃｈＦｉｌｍ）を収容する複数の収容穴４２を有する収容トレイ４０の斜視図が示されている。図１０に示すように、液体ＤＡＦ供給ノズル４４から液体ＤＡＦ４６を各収容穴４２中に滴下する。
【００３８】
液体ＤＡＦ４６はこのままでは接着性を発現しないが、図１１に示すようにランプヒータ４８で加熱することにより硬化するとともに接着性を発現してＤＡＦ４６ａとなる。ランプヒータ４８にかわって収容トレイ４０の加熱又は収容トレイ４０周りの雰囲気を加熱することにより液体ＤＡＦを硬化させて接着性を発現するようにしてもよい。
【００３９】
上述した収容トレイ４０の収容穴４２中に液体ＤＡＦ４６を滴下して硬化させる実施形態にかわって、収容トレイ４０の各収容穴４２中にチップサイズにカットされたＤＡＦを収容するようにしてもよい。
【００４０】
このように収容トレイ４０の各収容穴４２中にＤＡＦ４６ａを配設した後、図８に示すピックアップステップでピックアップコレット３８によりピックアップした半導体ウエーハ６を、図１２の矢印Ａに示すように各収容穴４２中に収容する。
【００４１】
収容穴４２中にはＤＡＦ４６ａが配設されているため、半導体デバイス６の裏面にＤＡＦ４６ａが接着される。よって、図１３に示すように、ピックアップコレット３８で半導体デバイス６を矢印Ｂに示すように収容トレイ４０からピックアップすると、裏面にＤＡＦ４６ａが接着された半導体デバイス６を得ることができる。
【００４２】
各収容穴４２の底面及び側面にはテフロンコーティングが施されていることが好ましい。尚、テフロンはデュポン社の登録商標であり、普通名称はポリ４フッ化エチレンである。このように収容穴４２の底面及び側面にテフロンコーティングを施すことにより、図１３に示すピックアップステップで、ＤＡＦ４６ａは収容穴４２の底面から容易に剥離されて半導体デバイス６の裏面に接着され易くなる。
【符号の説明】
【００４３】
２半導体ウエーハ
６半導体デバイス
２２切削溝
２４保護テープ
３６ピックアップ用シート
３８ピックアップコレット
４０収容トレイ
４２収容穴
４６液体ＤＡＦ
４６ａＤＡＦ
４８ランプヒータ

【特許請求の範囲】
【請求項１】
裏面に接着剤が配設された半導体デバイスの製造方法であって、
表面に格子状に設けられた分割予定ラインによって区画された各領域に半導体回路素子がそれぞれ形成された半導体ウエーハを、該分割予定ラインに沿って個々の半導体デバイスへと分割する分割ステップと、
該分割ステップの前又は後に、１個の半導体デバイスを収容する収容穴を複数有する収容トレイの該収容穴底部に接着剤を配設する接着剤配設ステップと、
該分割ステップで分割された個々の半導体デバイスの表面を上にして該収容穴中へ半導体デバイスを収容するとともに、該接着剤を半導体デバイスの裏面に接着する接着ステップと、
を具備したことを特徴とする半導体デバイスの製造方法。
【請求項２】
前記接着剤は加熱によって接着性を発現する接着剤から構成され、
前記接着ステップを実施するのと同時に、又は前記接着ステップを実施する前に該接着剤を加熱するステップを更に具備した請求項１記載の半導体デバイスの製造方法。

【図１】