JP2007165740A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】接着材でダイの上面の電極を汚染することなくダイを基板に固定する。
【解決手段】半導体ウエハをダイアタッチフィルムを介してダイシングテープに貼り付け、ついで半導体ウエハ及びダイアタッチフィルムを切断してダイを形成し、その後ダイを基板に固定する半導体装置の製造方法において、ダイの周縁全周に枠状に紫外光照射によって半硬化部分を形成する。ダイを基板に固定するときは、基板上にダイアタッチフィルムを介してダイを載置し、その後ダイを基板に加圧した状態でダイアタッチフィルムを一時的に加熱する。枠状の半硬化部分の内側のダイアタッチフィルムは流動性のある接着材となるが、半硬化部分で周囲を抑えられていることから、半硬化部分自身がダイの外側に少しは流動することがあっても、接着材全体は大きく外側に流出しなくなり、接着材がダイの上面に這い上がって電極を汚染することはない。
【選択図】図１

Description

本発明は半導体装置の製造方法に係わり、特に、ダイアタッチフィルムを使用して薄いダイ（半導体チップ）を基板に接続する技術に適用して有効な技術に関する。

半導体装置の製造方法において、ダイ（半導体素子，半導体チップとも呼称）を基板に固定する際、ダイの接着面側にダイアタッチフィルムを貼り付けておき、このダイアタッチフィルムを使用してダイを基板に固定する技術が知られている（例えば、特許文献１）。即ち、半導体チップを基板に固定する際、ダイアタッチフィルムを介して半導体チップを基板に重ね、その後、前記ダイアタッチフィルムを一時的に加熱してダイアタッチフィルムを硬化させて半導体チップを基板に固定する。

このダイアタッチフィルムを使用する方法では、ダイ（半導体チップ）を重ねる場合などにダイボンド材の濡れ形状を均一化するために、ダイボンド材となるダイアタッチフィルムを予め半導体チップの接着面に貼り付けておく。このため、ダイアタッチフィルム付きの半導体チップを形成する場合、半導体チップを縦横に整列形成した半導体ウエハの一面全域にダイアタッチフィルムを接着し、その後半導体ウエハをダイアタッチフィルム共々縦横にダイシングしてダイアタッチフィルム付きの半導体チップ（ダイ）を形成する。その後、ダイボンド材が付いた状態の半導体チップをパッケージ基板等の基板に加圧加熱することで、ダイボンド材成分の流動性や接着性を出現させて半導体チップを基板に搭載する。

一方、半導体ウエハを分割して半導体チップを形成する方法として、ダイシングテープに半導体ウエハを貼り付けた後、ウエハ厚みの中央にレーザ光の焦点を合わせてレーザ光を分割線に沿ってスキャンして改質層を作り、その後ダイシングテープを拡張し、この拡張時のストレスでウエハを改質層で分割する、いわゆるステルスダイシング法が知られている（例えば、特許文献２）。

特開２００５−１１６７３９号公報 特開２００５−２０３８０３号公報

従来のダイアタッチフィルムを使用する半導体装置の製造方法は、例えば、図１７（ａ）乃至図１７（ｆ）に示すような各工程を有する。先ず最初に、図１７（ａ）に示すように、半導体ウエハ１を準備する。この半導体ウエハ１は、図示はしないが、半導体ウエハ１の第１の面１ａに縦横に分割線が設けられるとともに、分割線によって囲まれる四角形領域には表面に電極を有する回路が形成されている。半導体ウエハ１は、最終的には分割線２に沿って縦横に分断されて各四角形領域はダイ（半導体チップ）になる。

つぎに、図１７（ｂ）に示すように、半導体ウエハ１の第１の面１ａの反対面となる第２の面１ｂ全域にエポキシ樹脂等からなるダイアタッチフィルム５が貼り付けられる。

つぎに、図１７（ｃ）に示すように、半導体ウエハ１はダイアタッチフィルム５を介してダイシングテープ６に貼り付けられる。

つぎに、図１７（ｄ）に示すように、半導体ウエハ１は第１の面１ａに縦横に溝７が設けられる。溝７は図示しないダイシングブレードによって形成され、かつダイシングブレードの切り込み深さが調整されることから、図１７（ｄ）に示すように、溝底７ａはダイシングテープ６の途中深さとなる。溝７に囲まれる四角形領域は回路を有するダイ（半導体チップ）８となる。

つぎに、図１７（ｅ）に示すように、真空吸着工具であるコレット１０によってダイ８を保持し、ダイ８をダイシングテープ６から剥離する。この際、ダイ８とダイアタッチフィルム５との接着力が、ダイアタッチフィルム５とダイシングテープ６との接着力が大きいことから、ダイアタッチフィルム５はダイ８に付着した状態でダイシングテープ６から剥離される。

つぎに、コレット１０は、半導体装置製造の別ステーションに位置する基板１１上にダイ８を運び、かつ基板１１上にダイ８を載置する［図１７（ｅ）参照］。また、ダイ８の下面側のダイアタッチフィルム５は加熱された基板１１などから一時的に加熱されるとともに、ダイ８は一時的に荷重がかけられる。この結果、図１７（ｆ）に示すように、ダイアタッチフィルム５は流動性が出現すると共に硬化反応が生じ、ダイ８を基板１１上に固定することになる。

このようなダイアタッチフィルムを使用するダイボンディングでは、ダイ８が、例えば、２００〜３００μｍ程度以上と厚い場合には、図１７（ｆ）に示すように、ダイ８の周縁にはみ出し、かつ盛り上がった接着材５ａがダイ８の上面側に這い上がるおそれは少ない。接着材５ａがダイ８の上面側に這い上がらない場合は、図１８に示すように、ダイ８の上面に設けられた電極４を接着材５ａが覆うことはなく、電極４にワイヤを接続する場合、絶縁性の接着材５ａの介在によるワイヤボンディング不良は発生しなくなる。

しかし、ダイ８が、例えば、１５０〜８０μｍ以下と薄くなると、流動性を有する接着材５ａはダイ８の上面に這い上がったり、あるいは薄いダイ８が変形して接着材５ａによる濡れの形状が不均一になり、ダイ８の基板１１に対する固定が不安定になる。

例えば、図１９（ｆ）に示すように、接着材５ａがダイ８の上面側に這い上がると、図２０に示すように、這い上がった接着材５ａが電極４を覆う場合もある。このように、電極４の表面を全部あるいは一部でも絶縁性の接着材５ａが覆うことは、電極４上にワイヤを接続した場合、電気的接続が不十分となり（ワイヤボンディング不良）、半導体装置の信頼性の低下及び不良品発生を引き起こしてしまう。

図１９（ａ）乃至（ｆ）はダイ８が薄い場合の半導体装置の製造方法を示す図であり、図１７（ａ）乃至（ｆ）に対応する工程断面図である。従って、説明は省略する。なお、ダイ８が厚い場合は、図１７（ｅ）に示すように、角錐窪みを下面に有するコレット１０で保持するが、ダイ８が薄くなると角錐窪みを有するコレット１０での保持は難しくなる。従って、ダイ８が薄くなる場合は、図１９（ｅ）に示すように、先端面が平たいコレット１０を使い、ダイ８の全面を真空吸着保持する。

本発明の目的は、ダイアタッチフィルムを使用してダイを基板に固定する半導体装置の製造方法において、安定してダイを基板に固定する技術を提供することにある。

本発明の他の目的は、ダイアタッチフィルムを使用してダイを基板に固定する半導体装置の製造方法において、ダイの上面を汚染することなくダイを基板に固定する技術を提供することにある。

本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面からあきらかになるであろう。

本願において開示される発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。

（１）本発明の半導体装置の製造方法は、
（ａ）第１の面に縦横に設けた分割線に囲まれる四角形領域内に表面に電極を有する回路をそれぞれ形成した半導体ウエハを準備する工程、
（ｂ）前記半導体ウエハの第１の面の反対面となる第２の面にダイアタッチフィルムを貼り付ける工程、
（ｃ）前記半導体ウエハを前記ダイアタッチフィルムを介してダイシングテープに貼り付ける工程、
（ｄ）前記半導体ウエハの第１の面に溝底が前記ダイシングテープに到達する溝を前記分割線に沿って形成して前記各回路を分離してダイを形成する工程、
（ｅ）前記各ダイに前記ダイアタッチフィルムを付けた状態で前記ダイシングテープから剥離し、かつ前記ダイをワイヤ接続部を有する基板上に前記ダイアタッチフィルムを介して接着する工程、
（ｆ）前記ダイアタッチフィルムを一時的に加熱硬化させ、前記基板に前記ダイを固定する工程、
（ｇ）前記ダイの電極と前記ワイヤ接続部を導電性のワイヤで接続する工程とを有し、
前記工程（ｄ）で前記溝を形成した後、
（ｈ）紫外光を前記半導体ウエハの第１の面全域に照射して前記溝に露出する前記ダイアタッチフィルム部分を半硬化させる工程を有することを特徴とする。

本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下記のとおりである。

前記（１）の手段によれば、（ａ）半導体ウエハの第２の面に貼り付けたダイアタッチフィルムを介して半導体ウエハをダイシングテープに貼り付けた後、半導体ウエハの第１の面に溝底がダイシングテープに到達する溝を分割線に沿って形成して四角形のダイを複数形成する。その後、紫外光を半導体ウエハの第１の面全域に照射して溝に露出するダイアタッチフィルム部分を半硬化させる。この紫外光照射によって、四角形のダイの周縁全周に亘って枠状に半硬化部分が形成される。従って、ダイを基板上にダイアタッチフィルムを介して載置し、その後ダイアタッチフィルムを加熱した場合、ダイアタッチフィルムは流動性を有する接着材となるが、流動性をもった接着材は枠状の半硬化部分によってその流出は制限される。この結果、半硬化部分自身の流動性があっても接着材のダイの外側へのはみ出しは制限され、ダイの上面にまで到達するようにはならず、良好なメニスカスが形成される。これにより、ダイの上面の電極は接着材によって汚染されることがなくなる。

（ｂ）ダイを基板に加圧加熱搭載することで、接着材に流動性や接着性が出現してダイの固定が行われるが、前述のような半硬化処理によって流動性を調整することで、ダイ表面への接着材の這い上がりをなくすことができ、メニスカスの形状を制御することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、発明の実施の形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。

図１乃至図６は本発明の実施例１である半導体装置の製造方法に係わる図である。図１は半導体装置の製造方法を示す工程断面図である。図１を参照しながら、実施例１の半導体装置の製造方法において、半導体ウエハからダイアタッチフィルム付きのダイを製造し、かつダイを基板に固定し、さらにダイの電極と基板の配線をワイヤで接続するまでの工程について説明する。

先ず最初に、図１（ａ）に示すように、半導体ウエハ１を準備する。この半導体ウエハ１は、図２に示すように、半導体ウエハ１の第１の面１ａに縦横に分割線２が設けられるとともに、分割線２によって囲まれる四角形領域３には表面に電極４を有する回路が形成されている。図２は半導体装置の製造方法で使用する半導体ウエハ１の一部を示す平面図である。また、分割線２はハッチングを施して示してある。分割線２と呼称してはいるが、例えば、ダイシングブレードで切断する切断線であることから、所定の幅を有する帯状の領域になっている。半導体ウエハ１は、最終的には分割線２に沿って縦横に分断されて各四角形領域３は、図４（ｂ）に示すように、ダイ（半導体チップ）８になる。半導体ウエハ１は、例えば、その厚さが１５０μｍと薄い。なお、半導体ウエハ１としては、厚さが８０μｍとさらに薄いものを使用してもよい。薄い半導体ウエハ１の使用は半導体装置の薄型化を図ることができる。

つぎに、図１（ａ）に示すように、半導体ウエハ１の第１の面１ａの反対面となる第２の面１ｂの全域に粘着性のダイアタッチフィルム５を貼り付ける。このダイアタッチフィルム５は、例えば、厚さ２５μｍ程度の絶縁性のエポキシ樹脂からなり、紫外光やレーザ光を照射されると半硬化し、加熱してもその流動性は照射しない部分に比較して低くなる性質となっている。なお、ダイアタッチフィルム５としては、厚さが１０μｍ程度のものを使用してもよい。薄いダイアタッチフィルム５の使用は半導体装置の薄型化を図ることができる。

つぎに、図１（ｂ）に示すように、半導体ウエハ１の第２の面１ｂ側に粘着性のダイシングテープ６を貼り付ける。即ち、半導体ウエハ１はダイアタッチフィルム５を介してダイシングテープ６に貼り付けられることになる。ダイシングテープ６は半導体ウエハ１を支持する支持テープとなることから所定の強度が必要となるため、例えば、厚さ１００μｍ程度となっている。

つぎに、図１（ｃ）及び図３に示すように、半導体ウエハ１の第１の面１ａに縦横に溝７を設ける。図３は溝７を模式的に示す半導体ウエハ１の一部の平面図である。溝７は図示しないダイシングブレードによって所定幅を有する分割線２の中心に一致しかつ分割線２に沿って形成される。また、ダイシングブレードの切り込み深さは調整され、図１（ｃ）に示すように、溝底７ａがダイシングテープ６の途中深さとなるように切断する。この切断によって半導体ウエハ１の各四角形領域３は切断されてダイ（半導体チップ）８となる。各ダイ８は半導体ウエハ１の配置状態のままダイシングテープ６に支持される状態となる。

つぎに、図１（ｄ）に示すように、半導体ウエハでの配列状態にあるダイ８全体、即ち、溝７領域をも含み、紫外光９を照射して半硬化処理を行う。この紫外光９の照射によって、溝７に露出するダイアタッチフィルム部分は変質し、半硬化部分１５となる。この半硬化部分１５の深さ、即ち、溝７に直交する方向である幅は紫外光９の照射時間及び照射エネルギーによっても変化するが、例えば、１００〜５００μｍ程度とする。この半硬化部分１５は、図３及び図４（ｂ）に示すように、四角形のダイ８の全周に沿って形成され、枠体となる。図４（ｂ）はダイ８のダイアタッチフィルム５が貼り付けられた面側を示す模式図である。図３は溝７を模式的に示す図であるとともに、ダイアタッチフィルム５をも模式的に示す図でもある。この図において、溝７の両側に太い黒い線で示す部分が半硬化部分１５である。この半硬化部分１５は、ダイアタッチフィルム５を加熱した場合、紫外光９が照射されない部分の流動性よりも流動性が低くなり、流出し難くなる部分である。

つぎに、図１（ｅ）に示すように、真空吸着工具であるコレット１０によってダイ８を保持し、ダイ８をダイシングテープ６から剥離する。この際、ダイ８とダイアタッチフィルム５との接着力が、ダイアタッチフィルム５とダイシングテープ６との接着力が大きいことから、ダイアタッチフィルム５はダイ８に付着した状態でダイシングテープ６から剥離される。

つぎに、コレット１０は、半導体装置製造の別ステーションに位置する基板１１上にダイ８を運び、かつ基板１１上にダイ８を載置する。また、ダイ８の下面側のダイアタッチフィルム５は加熱された基板１１などから一時的に加熱されるとともに、ダイ８は一時的に荷重がかけられる。この結果、図１（ｆ）に示すように、ダイアタッチフィルム５は流動性が出現すると共に硬化反応が生じ、ダイ８を基板１１上に固定することになる。図４（ａ）は基板１１上に接着材５ａによって固定されたダイ８を示す模式図である。図１（ｇ）及び図４（ａ）に示すように、基板１１にダイ８を固定する接着材５ａのダイ８の周縁にはみ出すメニスカスは、四角形のダイ８の角部を除いて均等に形成され、かつダイ８の周面を超えてダイ８の上面側に這い上がることはなくなる。

即ち、ダイ８をコレット１０でピックアップして加熱した基板１１等に加圧搭載することにより、ダイボンド材である接着材５ａに流動性や接着性が出現してダイ８の固定が行われるが、先に行った半硬化処理による半硬化部分１５の幅の選択等によって流動性を調整することができる。この結果、ダイ８の電極４を有する表面への接着材５ａの這い上がりをなくしたり、メニスカスの形状を制御することができ、安定したダイボンディングが行える。

また、半硬化部分１５はダイ８の中央部などに形成しないことから、基板１１の表面の凹凸があっても、接着材５ａはその凹凸を埋め、良好な接着性が確保することができる。

つぎに、図１（ｅ）に示すように、ダイ８の図示しない電極４と基板１１の図示しない配線（ワイヤボンディングパッド）を導電性のワイヤ１６で電気的に接続する。

その後、配線基板１１の上面側に絶縁性樹脂からなる封止体を形成するとともに、必要ならば配線基板１１の下面の電極にバンプ電極等の外部電極端子を形成して半導体装置を製造する。

図５は図１（ａ）乃至（ｇ）の半導体装置の製造方法によって製造した半導体装置の断面図である。また、図６は図５の一部の拡大断面図である。

半導体装置２０は、図５に示すように、四角形の配線基板を有している。この配線基板は、図１等で示す基板１１を構成し、図５ではさらに詳細に説明してあることから、この配線基板も符号１１で示すことにする。

配線基板１１は、例えば、ガラス・エポキシ樹脂からなる多層配線構造になっている。配線基板１１の上面、下面及び中層にそれぞれ所定パターンの配線２２，２３，２４を有している。これら配線２２，２３，２４の少なくとも一部は配線基板１１の深さ方向にそれぞれ設けられる導体２５で電気的に接続されている。また、配線基板１１の上面及び下面には選択的にソルダーレジスト２７，２８が設けられている。配線２２，２３，２４は、例えば、２０μｍの厚さの銅層で形成され、ソルダーレジスト２７，２８は３０〜４０μｍ程度の厚さとなっている。

配線基板１１の下面の配線２３にはボール電極からなるバンプ電極２９が形成されている。バンプ電極２９は、例えば、直径０．３ｍｍのＳｎＡｇＣｕからなるボール電極で形成され、ピッチは０．８〜０．５ｍｍ程度となる。実施例では、バンプ電極２９は四角形の配線基板１１の各辺に沿って２列に配置されている。

図５及び図６に示すように、配線基板１１の上面中央のソルダーレジスト２７上には、接着材５ａによって第１のダイ８ａが固定されている。また、第１のダイ８ａ上には接着材５ａによって第２のダイ８ｂが固定されている。この第２のダイ８ｂは第１のダイ８ａよりも小さく、第１のダイ８ａの中心に第２のダイ８ｂの中心が合うように第２のダイ８ｂを第１のダイ８ａ上に固定すると、第２のダイ８ｂの外側に第１のダイ８ａの上面の電極４が露出するようになる。配線基板１１に第１のダイ８ａを接着する接着材５ａ及び第１のダイ８ａ上に第２のダイ８ｂを接着する接着材５ａも共にその周縁部分は半硬化部分１５となっている。

第１のダイ８ａの露出する電極４と所定の配線２２は導電性のワイヤ１６によって電気的に接続されている。また、第２のダイ８ｂの電極４と所定の配線２２は導電性のワイヤ１６によって電気的に接続されている。ワイヤ１６としては、例えば、１８〜２５μｍ直径の金線が使用される。

また、配線基板１１の上面側は一定高さの絶縁性樹脂からなる封止体３０で覆われている。封止体３０の高さは、例えば、０．６ｍｍ程度の厚さになっている。第２のダイ８ｂの電極４に接続されるワイヤ１６の第２のダイ８ｂの上面からの高さ（ループ高さ）は、１００〜１２０μｍ程度に抑えられる。この結果、第２のダイ８ｂに接続されるワイヤ１６の頂点上の封止体３０を形成する樹脂の厚さは２５０μｍと厚くなり、半導体装置２０の耐湿性は良好なものとなる。

半導体装置２０は、ダイを２段に積み重ねた構造となるが、半硬化部分１５が周縁に形成されたダイアタッチフィルム５を使用して配線基板１１及び第１のダイ８ａにそれぞれダイ（第１及び第２のダイ８ａ，８ｂ）を固定するため、それぞれの接着材５ａが第１及び第２のダイ８ａ，８ｂの上面に這い上がることなくダイボンディングすることができる。

また、配線基板１１では、配線の厚さのばらつきによって、ソルダーレジスト２７の表面の凹凸は最大で１０〜１５μｍのばらつきとなるが、厚さ２５μｍのダイアタッチフィルム５によるダイボンディングであることから、前記ばらつきに左右されることなく確実なボンディングが可能になる。これは、ダイに貼り付けたダイアタッチフィルム５はその周縁部分のみが半硬化部分１５となるだけであり、枠状に延在する半硬化部分１５の内側の接着材５ａは半硬化部分１５に周囲を囲まれた状態で接着を行うようになるため、充分な厚さ（２５μｍ）の接着材５ａでの接着が可能になり、確実なダイボンディングが可能になる。

つぎに、このような半導体装置２０の製造方法について簡単に説明する。半導体装置２０は、その製造においては、最初に配線基板１１が準備される。

つぎに、配線基板１１の配線２２を有する一面側に半硬化部分１５を周縁に有するダイアタッチフィルム５を使用して第１のダイ８ａを固定する。

つぎに、第１のダイ８ａ上に半硬化部分１５を周縁に有するダイアタッチフィルム５を使用して第２のダイ８ｂを固定する。

つぎに、第１のダイ８ａの電極４と配線基板１１の所定の配線２２をワイヤ１６で接続するとともに、第２のダイ８ｂの電極４と配線基板１１の所定の配線２２をワイヤ１６で接続する。

つぎに、配線基板１１の第１及び第２のダイ８ａ，８ｂを搭載した面側に所定高さの樹脂層を絶縁性樹脂によって形成する。

つぎに、配線基板１１の各配線２３上にボール電極を取り付けるとともに、ボール電極を一時的に加熱してバンプ電極２９を形成する。

つぎに、配線基板１１及び樹脂層をダイシングブレードで縦横に切断することによって半導体装置２０を複数形成する。

図７は実施例１の変形例であり、ダイ８の周縁に沿って半硬化部分１５を形成する他の例である。図７は半導体ウエハ１の第２の面１ｂにダイアタッチフィルム５を貼り、またダイアタッチフィルム５をダイシングテープ６に貼り付けた状態を示す。このようなものに対して、光学系でレーザ光の焦点をダイアタッチフィルム５の内部に結ばせる。即ち、光学系の図示しないレーザ光源から放射されたレーザ光３６を凸レンズ３５で収束させ、焦点３７をダイアタッチフィルム５の内部に結ばせる。これにより、焦点３７が結ばれるダイアタッチフィルム部分はレーザ光の熱によって半硬化部分１５となる。そこで、光学系を半導体ウエハ１に対して相対的に移動させることによって、所望パターンに半硬化部分１５を形成することができる。例えば、半導体ウエハ１の分割線２に沿い、かつ分割線２に形成されるダイシングブレードによる溝幅よりも広い幅に半硬化部分１５を形成し、溝による分割後、ダイ８の周縁に半硬化部分１５が所定幅で残留するようにする。

なお、図７では半導体ウエハ１の第１の面１ａ側からレーザ光３６を照射してダイアタッチフィルム５の中間厚さ部分に焦点３７を結ばせているが、ダイシングテープ６面側からレーザ光３６を照射してダイアタッチフィルム５の中間厚さ部分に焦点３７を結ばせるようにしてもよい。

本実施例１によれば以下の効果を有する。
（１）半導体ウエハ１の第２の面１ｂに貼り付けたダイアタッチフィルム５を介して半導体ウエハ１をダイシングテープ６に貼り付けた後、半導体ウエハ１の第１の面１ａに溝底７ａがダイシングテープ６に到達する溝７を分割線２に沿って形成して四角形のダイ８を複数形成する。その後、紫外光９を半導体ウエハ１の第１の面１ａ全域に照射して溝７に露出するダイアタッチフィルム５部分を半硬化させる。この紫外光照射によって、四角形のダイ８の周縁全周に亘って枠状に半硬化部分１５が形成される。従って、ダイ８を基板１１上にダイアタッチフィルム５を介して載置し、その後ダイアタッチフィルム５を加熱した場合、ダイアタッチフィルム５は弾性率が下がり、かつ流動性を有する接着材５ａとなるが、枠状の半硬化部分１５によってその流出は制限される。この結果、半硬化部分自身の流動性があっても接着材５ａのダイ８の外側へのはみ出しは制限され、ダイ８の上面にまで到達するようにはならず、良好なメニスカスが形成される。これにより、ダイ８の上面の電極４は接着材５ａによって汚染されることがなくなる。換言するならば、ダイアタッチフィルム５を使用してダイ８を基板１１に固定する半導体装置２０の製造方法において、ダイ８の上面を汚染することなくダイ８を基板１１に固定することができる。従って、実施例によれば、安定してダイ８を基板１１に固定することができる。

（２）ダイ８を基板１１に加圧加熱搭載することで、接着材５ａに流動性や接着性が出現してダイ８の固定が行われるが、前述のような半硬化処理によって流動性を調整することで、ダイ表面への接着材５ａの這い上がりをなくすことができ、メニスカスの形状を制御することができる。

（３）半硬化処理によって、接着材５ａ（ダイボンド材）の濡れ形状を制御することができるため、薄型のダイ８を使った半導体装置２０（パッケージ）の組立不良を減らすと共に、パッケージ設計の自由度が増大する。

図８乃至図１０は本発明の実施例２である半導体装置の製造方法に係わる図である。図８はダイに貼り付けたダイアタッチフィルムを部分的に半硬化部分とした状態を示す説明図、図９はダイに貼り付けたダイアタッチフィルムを部分的に半硬化部分とする状態を示す説明図、図１０は基板に固定されたダイを示す説明図である。

実施例２は実施例１の半導体装置の製造方法において、半導体ウエハ１の第１の面１ａに溝７を形成する溝形成前または溝形成後に紫外光９を局所的に照射する方法である。即ち、半導体ウエハ１の第１の面１ａまたは第２の面１ｂに紫外光９を局所的に照射して分割線２に沿ったダイアタッチフィルム５部分を連続的または部分的に半硬化させる。これにより、半導体ウエハ１の四角形領域３の縁に沿って連続的または部分的に延在する半硬化部分１５を形成することができる。そして、基板１１にダイ８をダイアタッチフィルム５を用いて搭載する際、これら半硬化部分１５によってダイ８の上面に接着材５ａが這い上がることを防止するものである。実施例２では半導体ウエハ１の第２の面１ｂ側から紫外光９を照射する例である。

図８（ａ），（ｂ）は、四角形のダイ８の四隅には半硬化部分１５を設けることなく、４辺の各辺の中央側に半硬化部分１５を設けた例である。このようなダイ８を形成するには、図９（ａ）に示すように、ダイシングテープ６面側から紫外光９などのスポット光４０を照射する。そして、スポット光４０を分割線２、換言するならば溝７に沿って移動させ、溝７に沿ったダイ８の各辺の中央寄りの部分のダイアタッチフィルム５を半硬化部分１５にする。また、分割線２の交差部分、換言するならば溝７の交差部分にはスポット光４０（紫外光９）を照射しない。これにより、図９（ｂ）に示すように、ダイ８の四隅には半硬化部分１５を設けることなく、４辺の各辺の中央側に半硬化部分１５を設けることができる。スポット光４０は分割線２または溝７を目安にすることによって正確に移動させることができる。

図１０（ａ），（ｂ）はダイ８をダイアタッチフィルム５による接着材５ａによって基板１１に固定した模式的平面図及び模式的断面図を示すものである。四角形のダイ８の四隅ではダイアタッチフィルム５は半硬化部分１５となっていないことから、図１０（ａ）に示すように、基板１１の上面に広がると共にダイ８の上面に這い上がる可能性があるが、該当部分には電極４がないため問題とならず、そして、四角形のダイ８の各辺の中央側では、ダイアタッチフィルム５が半硬化部分１５とされていることから、ダイ８の中央寄りの接着材５ａは半硬化部分１５によってダイ８からの流出を抑制されるため、ダイ８の上面に這い上がることなく、図１０（ｂ）に示すように、良好なメニスカスが形成される。

実施例２によれば、ダイアタッチフィルム５を貼った半導体ウエハ１をダイシングして、ウエハ裏面からダイシングライン（溝７）を基準として紫外光９などのスポット光４０を照射することで、ダイ外周部の辺中央のみダイボンド成分（接着材５ａ）を半硬化させるなど、所望の濡れ形状ができるように半硬化の領域を自由に形成できる特長がある。

図１１は本発明の実施例３である半導体装置の製造方法において、ダイに貼り付けたダイアタッチフィルムを部分的に半硬化部分とした状態を示す説明図、図１２は実施例３の半導体装置の製造方法において、基板に固定されたダイを示す説明図である。

実施例３の半導体装置の製造方法は、複数回の紫外光照射処理を行って所望パターンの半硬化部分を形成する例である。実施例３では、実施例２において、２回の紫外光照射処理を行い、２回のうちの１回の処理では、図１１（ａ）に示すように、ダイ８（半導体ウエハ１の状態においては四角形領域３）の縁全周に亘って半硬化部分１５ａを形成する。そして、他の１回の処理では、図１１（ａ）に示すように、半硬化部分１５ａの内側であってかつダイ８（半導体ウエハ１の状態においては四角形領域３）の角部（隅部）を除いた部分（各辺の中央側）を半硬化させて半硬化部分１５ｂを形成するものである。

図１２（ａ），（ｂ）はダイ８をダイアタッチフィルム５による接着材５ａによって基板１１に固定した模式的平面図及び模式的断面図を示すものである。四角形のダイ８の四隅ではダイアタッチフィルム５は半硬化部分１５ａのみであり、四隅から外れた辺部分では半硬化部分１５ａと半硬化部分１５ｂが並んだ幅広部分となっている。これにより、四隅では接着材５ａのはみ出しを抑制する半硬化部分１５ａによる力が、辺部分の半硬化部分１５ａと半硬化部分１５ｂによる接着材５ａのはみ出しを抑制する力よりも小さくなり、接着材５ａはダイ８の上面に這い上がることなくダイ８の全周に均等で良好なメニスカスを形成する状態でダイ８の固定ができる。

図１３乃至図１６は本発明の実施例４である半導体装置の製造方法に係わる図である。図１３は半導体ウエハの内部にレーザ光の焦点を結ばせて変質層を形成する状態、及びダイアタッチフィルムの内部にレーザ光の焦点を結ばせて半硬化部分を形成する状態等を示す模式図、図１４は半導体ウエハに形成された変質層部分を示す模式図、図１５はダイシングテープを拡張させて半導体ウエハ及びダイアタッチフィルムを分断させる状態を示す平面図、図１６はダイシングテープを拡張させて半導体ウエハ及びダイアタッチフィルムを分断させる状態を示す断面図である。

実施例４では実施例１の図１（ｂ）に示すように、半導体ウエハ１の第２の面１ｂに接着材５ａを貼り付け、かつダイアタッチフィルム５にダイシングテープ６を貼り付けたものを準備する。

つぎに、図１３（ａ）に示すように、半導体ウエハ１の第１の面１ａ側から光学系を構成する凸レンズ３５によってレーザ光３６を照射し、かつ凸レンズ３５によって半導体ウエハ１の内部にレーザ光３６の焦点３７を結ばせる。さらに、凸レンズ３５を図示しない分割線に一致するように移動させて半導体ウエハ１に連続的にまたは部分的に変質層４５を形成する。実施例では、変質層４５は図１４に示すように形成される。図１４は半導体ウエハ１に形成された変質層４５を模式的に示すものである。この変質層４５は分割線２に重なる。この変質層４５はレーザ光照射によって引っ張り強度が低下し、所定の引っ張り力で分断するようになっている。

つぎに、図１３（ｂ）に示すように、半導体ウエハ１の第１の面１ａ側から光学系を構成する凸レンズ３５によってレーザ光３６を照射し、かつ凸レンズ３５によってダイアタッチフィルム５の内部にレーザ光３６の焦点３７を結ばせる。さらに、凸レンズ３５を図示しない分割線に一致するように移動させてダイアタッチフィルム５を連続的にまたは部分的に半硬化させて半硬化部分１５を形成する。半硬化部分１５ｂは、図１４に示す変質層４５に重なるように形成される。この半硬化部分１５はレーザ光照射によって延伸時の破断性が向上する機能を持たせてもよいが、レーザ光の照射に関係なく延伸時にダイの分割線に沿って分断する特性を持つものでも良い。

つぎに、図１３（ｃ）、図１５及び図１６に示すように、ダイシングテープ６を矢印に示すように拡張する。これにより、分割線２に沿って形成された変質層４５で半導体ウエハ１は分断されるとともに、分割線２に沿って形成された半硬化部分１５でダイアタッチフィルム５は分断される。この分断によって、図１３（ｃ）に示すように、ダイ８が形成されるとともに、ダイ８に貼り付いているダイアタッチフィルム５はダイ８の周縁に位置する部分が周縁に沿って半硬化部分１５となる。

なお、実施例では、レーザ光を半導体ウエハ１の第１の面１ａ側から照射したが、レーザ光を半導体ウエハ１の第２の面１ｂ側から照射するようにしてもよい。また、実施例では、レーザ光照射は連続としたが、部分的な照射としてもよい。

実施例４では、実施例１のように溝を形成する必要がなく、代りに光学系で半導体ウエハ１の内部に変質層４５を形成し、その後ダイシングテープ６を拡張して変質層４５で半導体ウエハ１を分断する、いわゆるステルスダイシング方法を採用している。そして、ステルスダイシング方法で使用する光学系を使用してダイアタッチフィルム５に半硬化部分１５を形成する方法としている。この結果、装置設定の工数の削減が可能になる安定したダイボンディング方法を提供することができる。

以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。

本発明の実施例１である半導体装置の製造方法を示す工程断面図である。 実施例１で使用する半導体ウエハの一部を示す平面図である。 実施例１において溝を形成し、かつダイアタッチフィルムを部分的に変質化した状態を示す半導体ウエハの一部の模式図である。 実施例１において基板上に固定されたダイと、ダイの接着面側を示す模式図である。 実施例１によって製造された半導体装置の断面図である。 図５の一部の拡大断面図である。 実施例１の変形例によるダイアタッチフィルムの内部にレーザ光の焦点を結ばせる状態を示す模式図である。 本発明の実施例２である半導体装置の製造方法において、ダイに貼り付けたダイアタッチフィルムを部分的に半硬化部分とした状態を示す説明図である。 実施例２の半導体装置の製造方法において、ダイに貼り付けたダイアタッチフィルムを部分的に半硬化部分とする状態を示す説明図である。 実施例２の半導体装置の製造方法において、基板に固定されたダイを示す説明図である。 本発明の実施例３である半導体装置の製造方法において、ダイに貼り付けたダイアタッチフィルムを部分的に半硬化部分とした状態を示す説明図である。 実施例３の半導体装置の製造方法において、基板に固定されたダイを示す説明図である。 本発明の実施例４である半導体装置の製造方法において、半導体ウエハの内部にレーザ光の焦点を結ばせて変質層を形成する状態、及びダイアタッチフィルムの内部にレーザ光の焦点を結ばせて半硬化部分を形成する状態等を示す模式図である。 実施例４において、半導体ウエハに形成された変質層部分を示す模式図である。 実施例４において、ダイシングテープを拡張させて半導体ウエハ及びダイアタッチフィルムを分断させる状態を示す平面図である。 実施例４において、ダイシングテープを拡張させて半導体ウエハ及びダイアタッチフィルムを分断させる状態を示す断面図である。 従来のダイアタッチフィルムを使用した半導体装置の製造方法を説明する工程断面図である。 従来のダイアタッチフィルムを使用した半導体装置の製造方法において、良好なメニスカスを形成して固定されるダイの平面図である。 従来ダイアタッチフィルムを使用した半導体装置の製造方法で薄いダイを基板に固定する方法を示す工程断面図である。 従来ダイアタッチフィルムを使用した半導体装置の製造方法で薄いダイを基板に固定した場合の不都合状態を示す平面図である。

符号の説明

１…半導体ウエハ、１ａ…第１の面、１ｂ…第２の面、２…分割線、３…四角形領域、４…電極、５…ダイアタッチフィルム、５ａ…接着材、６…ダイシングテープ、７…溝、７ａ…溝底、８…ダイ（半導体チップ）、８ａ…第１のダイ（半導体チップ）、８ｂ…第２のダイ（半導体チップ）、９…紫外光、１０…コレット、１１…基板、１５…半硬化部分、１５ａ…半硬化部分、１５ｂ…半硬化部分、１６…ワイヤ、２０…半導体装置、２２，２３，２４…配線、２５…導体、２７，２８…ソルダーレジスト、２９…バンプ電極、３０…封止体、３５…凸レンズ、３６…レーザ光、３７…焦点、４０…スポット光、４５…変質層。

Claims (5)

1. （ａ）第１の面に縦横に設けた分割線に囲まれる四角形領域内に表面に電極を有する回路をそれぞれ形成した半導体ウエハを準備する工程、
   （ｂ）前記半導体ウエハの第１の面の反対面となる第２の面にダイアタッチフィルムを貼り付ける工程、
   （ｃ）前記半導体ウエハを前記ダイアタッチフィルムを介してダイシングテープに貼り付ける工程、
   （ｄ）前記半導体ウエハの第１の面に溝底が前記ダイシングテープに到達する溝を前記分割線に沿って形成して前記各回路を分離してダイを形成する工程、
   （ｅ）前記各ダイに前記ダイアタッチフィルムを付けた状態で前記ダイシングテープから剥離し、かつ前記ダイをワイヤ接続部を有する基板上に前記ダイアタッチフィルムを介して接着する工程、
   （ｆ）前記ダイアタッチフィルムを一時的に加熱硬化させ、かつ前記ダイを前記基板に加圧して固定する工程、
   （ｇ）前記ダイの電極と前記ワイヤ接続部を導電性のワイヤで接続する工程とを有し、
   前記工程（ｄ）で前記溝を形成した後、
   （ｈ）紫外光を前記半導体ウエハの第１の面全域に照射して前記溝に露出する前記ダイアタッチフィルム部分を半硬化させる工程を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
2. （ａ）第１の面に縦横に設けた分割線に囲まれる四角形領域内に表面に電極を有する回路をそれぞれ形成した半導体ウエハを準備する工程、
   （ｂ）前記半導体ウエハの第１の面の反対面となる第２の面にダイアタッチフィルムを貼り付ける工程、
   （ｃ）前記半導体ウエハを前記ダイアタッチフィルムを介してダイシングテープに貼り付ける工程、
   （ｄ）前記半導体ウエハの第１の面に溝底が前記ダイシングテープに到達する溝を前記分割線に沿って形成して前記各回路を分離してダイを形成する工程、
   （ｅ）前記各ダイに前記ダイアタッチフィルムを付けた状態で前記ダイシングテープから剥離し、かつ前記ダイをワイヤ接続部を有する基板上に前記ダイアタッチフィルムを介して接着する工程、
   （ｆ）前記ダイアタッチフィルムを一時的に加熱硬化させ、かつ前記ダイを前記基板に加圧して固定する工程、
   （ｇ）前記ダイの電極と前記ワイヤ接続部を導電性のワイヤで接続する工程とを有し、
   前記工程（ｄ）の前記溝の形成前または後に、
   （ｈ）前記半導体ウエハの第１の面または第２の面に紫外光を局所的に照射して前記分割線に沿った前記ダイアタッチフィルム部分を連続的または部分的に半硬化させ、前記四角形領域の縁に沿って連続的または部分的に延在する半硬化部分を形成する工程を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
3. 前記工程（ｈ）では、２回の紫外光照射処理を行い、前記２回のうちの１回の処理では前記四角形領域の縁全周に亘って前記半硬化部分を形成し、他の１回の処理では前記半硬化部分の内側であってかつ前記四角形領域の角部を除いた部分を半硬化させることを特徴とする請求項２に記載の半導体装置の製造方法。
4. （ａ）第１の面に縦横に設けた分割線に囲まれる四角形領域内に表面に電極を有する回路をそれぞれ形成した半導体ウエハを準備する工程、
   （ｂ）前記半導体ウエハの第１の面の反対面となる第２の面にダイアタッチフィルムを貼り付ける工程、
   （ｃ）前記半導体ウエハを前記ダイアタッチフィルムを介してダイシングテープに貼り付ける工程、
   （ｄ）前記半導体ウエハの第１の面に溝底が前記ダイシングテープに到達する溝を前記分割線に沿って形成して前記各回路を分離してダイを形成する工程、
   （ｅ）前記各ダイに前記ダイアタッチフィルムを付けた状態で前記ダイシングテープから剥離し、かつ前記ダイをワイヤ接続部を有する基板上に前記ダイアタッチフィルムを介して接着する工程、
   （ｆ）前記ダイアタッチフィルムを一時的に加熱硬化させ、かつ前記ダイを前記基板に加圧して固定する工程、
   （ｇ）前記ダイの電極と前記ワイヤ接続部を導電性のワイヤで接続する工程とを有し、
   前記工程（ｄ）の前記溝の形成前または後に、
   （ｈ）前記半導体ウエハの第１の面または第２の面側から光学系によってレーザ光を照射し、かつ前記光学系によって前記ダイアタッチフィルム内部にレーザ光の焦点を結ばせ、さらに前記光学系を前記分割線に一致するように移動させて前記ダイアタッチフィルムを連続的にまたは部分的に半硬化させる工程を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
5. （ａ）第１の面に縦横に設けた分割線に囲まれる四角形領域内に表面に電極を有する回路をそれぞれ形成した半導体ウエハを準備する工程、
   （ｂ）前記半導体ウエハの第１の面の反対面となる第２の面にダイアタッチフィルムを貼り付ける工程、
   （ｃ）前記半導体ウエハを前記ダイアタッチフィルムを介してダイシングテープに貼り付ける工程、
   （ｄ）前記半導体ウエハを前記分割線で分断させてダイを形成する工程、
   （ｅ）前記各ダイに前記ダイアタッチフィルムを付けた状態で前記ダイシングテープから剥離し、かつ前記ダイをワイヤ接続部を有する基板上に前記ダイアタッチフィルムを介して接着する工程、
   （ｆ）前記ダイアタッチフィルムを一時的に加熱硬化させ、かつ前記ダイを前記基板に加圧して固定する工程、
   （ｇ）前記ダイの電極と前記ワイヤ接続部を導電性のワイヤで接続する工程とを有し、
   前記工程（ｄ）の前記ダイの形成の前、
   （ｈ）前記半導体ウエハの第１の面または第２の面側から光学系によってレーザ光を照射し、かつ前記光学系によって前記半導体ウエハ内部にレーザ光の焦点を結ばせ、さらに前記光学系を前記分割線に一致するように移動させて前記半導体ウエハに連続的にまたは部分的に変質層を形成する工程、
   （ｉ）前記半導体ウエハの第１の面または第２の面側から光学系によってレーザ光を照射し、かつ前記光学系によって前記ダイアタッチフィルム内部にレーザ光の焦点を結ばせ、さらに前記光学系を前記分割線に一致するように移動させて前記ダイアタッチフィルムを連続的にまたは部分的に半硬化させる工程を有し、
   前記工程（ｄ）では、前記ダイシングテープを拡張して前記分割線で前記半導体ウエハ及び前記ダイアタッチフィルムを分断させて前記各ダイを形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。
   

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