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JP3410202B2 - ウェハ貼着用粘着シートおよびこれを用いた半導体装置の製造方法 - Google Patents

ウェハ貼着用粘着シートおよびこれを用いた半導体装置の製造方法

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JP3410202B2
JP3410202B2 JP06261094A JP6261094A JP3410202B2 JP 3410202 B2 JP3410202 B2 JP 3410202B2 JP 06261094 A JP06261094 A JP 06261094A JP 6261094 A JP6261094 A JP 6261094A JP 3410202 B2 JP3410202 B2 JP 3410202B2
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JP
Japan
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radiation
sensitive adhesive
wafer
pressure
adhesive layer
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Inventor
正純 雨海
和義 江部
秀男 妹尾
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Lintec Corp
Original Assignee
Lintec Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Priority to TW083103205A priority patent/TW245825B/zh
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の技術分野】本発明は、半導体ウェハ（以下ウェ
ハという）貼着用粘着シートおよびこれを用いた半導体
装置の製造方法に関し、さらに詳しくは、ウェハを素子
小片（以下チップという）に分離し、該チップ裏面の一
部または全部がパッケージ成型用のモールド樹脂に接触
する構造の半導体装置を製造する一連の工程においてウ
ェハプロセス終了後の、複数のチップが形成されたウェ
ハを一つ一つのチップ毎に切断し、分割する際に使用す
るウェハ固定用のウェハ貼着用粘着シートならびにこれ
を用いた半導体装置の製造方法に関する。
【０００２】
【発明の技術的背景】近年、半導体装置において、メモ
リーの高集積化に伴い、高速化、低消費電流化、さらに
は出力の語構成やパッケージのバリエーションの拡大等
ユーザーのニーズは多様化している。このような多様な
ニーズに対応するにはフレキシブルなパッケージ設計が
必要になる。
【０００３】このような要求に応えるため、ＬＯＣ（le
ad on chip）構造の半導体装置が提案されている（たと
えば、NIKKEI MICRODEVICES １９９１年２月号 ８９〜
９７頁あるいは特開平２−２４６１２５号公報参照）。
ＬＯＣ構造の利点としては、小型化、高速化、雑音の減
少、レイアウトの容易さ等があげられ、今後開発が予想
される大規模半導体装置においては、ＬＯＣ構造の採用
が有力と言われている。
【０００４】ＬＯＣ構造は、図７に示すように、チップ
の回路形成面上に、半導体装置用リードフレーム（以下
リードフレームという）の複数のインナーリードが、前
記チップと電気的に絶縁する絶縁テープを介在して接着
され、該インナーリードとチップとがそれぞれボンディ
ングワイヤで電気的に接続されてなる構造であり、半導
体装置はモールド樹脂により封止されており、チップ裏
面がモールド樹脂に接触する構造である。
【０００５】ＬＯＣ構造には、上記のように種々の利点
があるが、従来のパッケージと全く違う構造であるた
め、さまざまな課題を克服する必要がある。解決される
べき課題として、チップと封止樹脂との界面の剥離や、
パッケージクラックの発生等による信頼性の低下があげ
られる。
【０００６】またこのようなパッケージクラックの発生
に伴う信頼性の低下は、上記ＬＯＣ構造の半導体装置に
固有の問題ではなく、図８〜９に示すような、チップ裏
面の一部または全部がモールド樹脂に接触する構造の半
導体装置全般において、極めて深刻な問題である。図８
は、ダイパットにスリットのある構造の半導体装置を示
し、図９は、ＣＯＬ（chip on Lead）構造の半導体装置
を示す。
【０００７】前述したチップと封止樹脂の剥離、パッケ
ージクラックの発生するメカニズムは現在、様々に報告
されている。ＩＣパッケージに侵入する水分の経路とし
て大別すると次のようである。
【０００８】１）リードフレームと樹脂との界面より侵
入 ２）樹脂中に充填されるフイラーと樹脂の界面より侵入 ３）樹脂のバルクから侵入 これらは、毛管現象や拡散によるものであるが、ＩＣパ
ッケージが放置される環境温度が高いほど、そして湿度
が高いほど吸湿し易い。また環境温度が高いほど初期段
階の水分拡散速度は速く、吸湿飽和点に早く達し、８５
℃／８５％ＲＨ（ＲＨ：相対湿度）の環境下にＩＣパッ
ケージを放置し吸湿させた結果では、約１６８時間で飽
和点の８０〜９０％に達しているとの報告がある。ま
た、常温で７５％ＲＨという通常の環境下でもＩＣパツ
ケージの樹脂封止材である例えばエポキシ樹脂に容易に
水分が浸透する。
【０００９】ＳＯＪやＱＦＰなどのＩＣパッケージでは
半田付けする場合、量産性の高い赤外線により加熱する
ＩＲリフローや不活性液体を蒸発させてその高温蒸気に
さらす蒸気リフローが使われる。前者のＩＲリフローで
は２４０〜２５０℃という高温にさらされ、ＩＣパッケ
ージ内に前述したように侵入した水がリフロー時の高温
下で爆発的に膨張するためエポキシ樹脂とリードフレー
ムの界面に水蒸気圧が加わり界面剥離を起こしパッケー
ジクラックへと至る。
【００１０】パッケージ内部のリードフレームの形状や
チップ面積などにもよるが、１６８時間位の常温環境下
放置でも、ＩＲリフローによるパッケージクラックが観
察されることがしばしばある。
【００１１】界面剥離を助長する因子の一つに、パッケ
ージ用封止樹脂材として使用する例えばエポキシ樹脂と
チップ接触面との接着強度の低下がある。接着強度は被
接着表面部の清浄度に大きく左右され、その表面に残存
するオングストロームレベルの異物膜にも敏感に反応し
接着強度を低下させ水分の侵入、保持を容易にし、最終
的にパッケージクラックに至らしめることになる。
【００１２】ところで、シリコン、ガリウムヒ素などの
半導体ウェハは大径の状態で製造され、このウェハはチ
ップに切断分離（ダイシング）された後に次の工程であ
るマウント工程に移されている。この際、半導体ウェハ
は予じめ粘着シートに貼着された状態でダイシング、洗
浄、乾燥し、粘着シート面側に放射線を照射して放射線
硬化型粘着剤層を硬化させる工程が加えられ、次いで必
要に応じシートのエキスパンドを行った後、チップのピ
ックアップ、マウントの各工程が加えられている。
【００１３】このようなウェハのダイシング工程からピ
ックアップ工程に至る工程で用いられる粘着シートとし
ては、ダイシング工程からエキスパンド工程までではウ
ェハおよび／またはチップに対して充分な接着力を有し
ており、ピックアップ工程ではウェハチップに粘着剤が
付着しない程度の接着力を有しているものが望まれてい
る。このようなウェハ貼着用粘着シートとしては、たと
えば特公平１−５６１１２号公報に記載のシート等が汎
用されており、従来型の半導体装置の製造においては、
何ら問題なく使用できた。
【００１４】ところが、上記したチップ裏面の一部また
は全部がモールド樹脂に接触する構造の半導体装置製造
に際しては、パッケージ・クラックが発生する等の支障
が見られ、信頼性の低下を招いた。
【００１５】
【発明の目的】本発明は、上記のような従来技術に鑑み
てなされたものであって、チップ裏面の一部または全部
がパッケージ成型用のモールド樹脂に接触する構造の半
導体装置の製造に際して用いられ、パッケージ・クラッ
ク等の発生を防止し、信頼性を向上することができるウ
ェハ貼着用粘着シートならびにこれを用いた半導体装置
の製造方法を提供することを目的としている。
【００１６】
【発明の概要】本発明に係るウェハ貼着用粘着シート
は、基材フィルムと、この上に形成された放射線硬化型
粘着剤層とからなり、その表面に回路が形成されるウェ
ハの裏面を前記放射線硬化型粘着剤層に貼付し、この状
態で前記ウェハをチップ単体にダイシングし、洗浄し、
乾燥し、放射線を照射して前記放射線硬化型粘着剤層を
硬化させ、必要に応じてエキスパンドし、前記チップを
互いに離間させ、その後、前記チップをピックアップし
て、リードフレームにマウントし、ボンディングし、モ
ールドして、前記チップ裏面の一部または全部がパッケ
ージ成型用モールド樹脂に接する構造の半導体装置を製
造する際に用いられるウェハ貼着用粘着シートであっ
て、該放射線硬化型粘着剤層が、アクリル酸エステルと
ＯＨ基含有重合性単量体とを共重合してなるアクリル系
粘着剤：１００重量部と、不飽和結合を２個以上有する
放射線重合性化合物：５０〜２００重量部とからなり、
かつ放射線硬化後における弾性率が１×１０9 dyn/cm2
以上であることを特徴としている。
【００１７】本発明に係る半導体装置の製造方法におい
ては、基材フィルムと、この上に形成された放射線硬化
型粘着剤層とからなり、該放射線硬化型粘着剤層が、ア
クリル酸エステルとＯＨ基含有重合性単量体とを共重合
してなるアクリル系粘着剤：１００重量部と、不飽和結
合を２個以上有する放射線重合性化合物：５０〜２００
重量部とからなり、かつ放射線硬化後における弾性率が
１×１０9 dyn/cm2 以上であるウェハ貼着用粘着シート
を用い、該シートの放射線硬化型粘着剤層に、その表面
に回路が形成されるウェハ裏面を貼付し、この状態で前
記ウェハをチップ単体にダイシングし、洗浄し、乾燥
し、放射線を照射して前記放射線硬化型粘着剤層を硬化
させ、必要に応じてエキスパンドし、前記チップを互い
に離間させ、その後、前記チップをピックアップして、
リードフレームにマウントし、ボンディングし、モール
ドして、前記チップ裏面の一部または全部がパッケージ
成型用モールド樹脂に接する構造の半導体装置を製造す
ることを特徴としている。
【００１８】本発明においては、上記不飽和結合を２個
以上有する放射線重合性化合物の内、２０〜８０重量％
が、不飽和結合を４個以上有する放射線重合性化合物で
あることが好ましい。
【００１９】
【発明の具体的説明】以下本発明に係るウェハ貼着用粘
着シートならびにこれを用いた半導体装置の製造方法を
具体的に説明する。
【００２０】図３〜図６に示すように、本発明に係るウ
ェハ貼着用粘着シート１は、基材フィルム２と、この上
に形成された放射線硬化型粘着剤層３とからなり、ウェ
ハプロセス終了後のウェハＡを放射線硬化型粘着剤層３
に貼付し、この状態でウェハを一つ一つのチップ毎にダ
イシング（切断）し複数のチップとし、洗浄し、乾燥
し、ウェハ貼着用粘着シート１の放射線硬化型粘着剤層
３に放射線を照射して硬化させて粘着力を低減し、必要
に応じシートをエキスパンドし、チップを互いに離間さ
せ、その後、チップを放射線硬化型粘着剤層３からピッ
クアップし、所定の基台上、例えばリードフレームにマ
ウントし、樹脂でモールドして、チップ裏面の一部また
は全部がモールド樹脂に接触する構造の半導体装置を製
造する際に用いられる。
【００２１】本発明に係るウェハ貼着用粘着シート１
は、その断面図が図１に示されるように、基材フィルム
２とこの表面に形成された放射線硬化型粘着剤層３とか
らなっており、使用前にはこの放射線硬化型粘着剤層３
を保護するため、図２に示すように放射線硬化型粘着剤
層３の上面に剥離性シート４を仮貼着しておくことが好
ましい。
【００２２】本発明に係るウェハ貼着用粘着シート１の
形状は、テープ状、ラベル状などあらゆる形状をとりう
る。基材フィルム２としては、耐水性および耐熱性に優
れているものが適し、特に合成樹脂フィルムが適する。
本発明のウェハ貼着用粘着シートでは、後記するよう
に、その使用に当り、電子線（ＥＢ）や紫外線（ＵＶ）
などの放射線照射が行われているので、ＥＢ照射の場合
は、該基材フィルム２は透明である必要はないが、ＵＶ
照射をして用いる場合は、有色であっても透明な材料で
ある必要がある。
【００２３】このような基材フィルム２としては、具体
的には、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィル
ム、ポリ塩化ビニルフィルム、ポリエチレンテレフタレ
ートフィルム、ポリブチレンテレフタレートフィルム、
ポリブテンフィルム、ポリブタジエンフィルム、ポリウ
レタンフィルム、ポリメチルペンテンフィルム、エチレ
ン−酢酸ビニル共重合体フィルム、エチレン−（メタ）
アクリル酸共重合体フィルム、エチレン−（メタ）アク
リル酸メチル共重合体フィルム、エチレン−（メタ）ア
クリル酸エチル共重合体フイルム等が用いられる。また
これらの積層フイルムであってもよい。基材フィルム２
の膜厚は、通常は１０〜３００μｍ程度であり、好まし
くは５０〜２００μｍ程度である。
【００２４】ウェハのダイシング後にエキスパンド処理
をする必要がある場合には、従来と同様のポリ塩化ビニ
ル、ポリエチレン等の長さ方向および幅方向に延伸性を
有する合成樹脂フィルムを基材として用いることが好ま
しい。
【００２５】本発明に係るウェハ貼着用粘着シート１
は、上記のような基材フィルム２と、この基材フィルム
２上に形成された放射線硬化型粘着剤からなる層３とか
ら構成されている。放射線硬化型粘着剤層３は、放射線
硬化後に、１×１０9 dyn/cm2以上、好ましくは１×１
０9 〜１×１０10dyn/cm2 の弾性率を有する。
【００２６】ここで、弾性率は以下の手法により決定さ
れる値である。すなわち、層３を構成する放射線硬化型
粘着剤を長さ５０mm、幅４mm、厚さ０．２mmの粘着剤小
片とし、これを８０Ｗ／cmの高圧水銀灯下に置き、１秒
間放射線を照射し、硬化後の小片の弾性率を、粘弾性測
定装置（レオバイブロン：ＤＤＶ−II−ＥＰ、オリエン
テック（株）製）を用いて３．５Ｈｚで測定して得られ
るグラフより、２５℃の値を読み取って弾性率とする。
【００２７】基材フィルム２上に形成されている放射線
硬化型粘着剤層３は、粘着剤と放射線重合性化合物から
なる。粘着剤としては、アクリル酸エステルとＯＨ基含
有重合性単量体とを共重合してなるアクリル系粘着剤が
用いられる。このアクリル系粘着剤は、アクリル酸エス
テルから導かれる繰り返し単位と、ＯＨ基含有重合性単
量体から導かれる繰り返し単位を主たる構成単位とする
共重合体である。該共重合体中におけるＯＨ基含有重合
性単量体単位の割合は通常は０．５〜３０モル％程度で
あり、好ましくは８〜３０モル％、特に好ましくは２０
〜３０モル％である。
【００２８】アクリル酸エステルとしては、たとえば、
炭素数１〜１０のアルキルアルコールのアクリル酸エス
テル、炭素数１〜１０のアルキルアルコールのメタクリ
ル酸エステル等が用いられる。
【００２９】ＯＨ基含有重合性単量体としては、２−ヒ
ドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシエチルメ
タクリレート、ヒドロキシプロピルアクリレート、ヒド
ロキシプロピルメタクリレート等が用いられ、好ましく
は２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシ
エチルメタクリレートが用いられる。
【００３０】これらのモノマーを重合して得られる共重
合体の分子量は、１．０×１０5 〜１０．０×１０5 で
あり、好ましくは４．０×１０5 〜８．０×１０5 であ
る。また、この他にも、本発明の目的を損なわない範囲
で、酢酸ビニル、アクリロニトリル、ビニルアルキルエ
ーテル等から導かれる構成単位が、アクリル系粘着剤中
に含有されていてもよい。
【００３１】上記のようなアクリル系粘着剤は、架橋剤
を使用することにより接着力と凝集力とを任意の値に設
定することができる。このような架橋剤としては、多価
イソシアネート化合物、多価エポキシ化合物、多価アジ
リジン化合物、キレート化合物等がある。多価イソシア
ネート化合物としては、具体的にはトルイレンジイソシ
アネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、ヘキサ
メチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネー
トおよびこれらのアダクトタイプのもの等が用いられ
る。多価エポキシ化合物としては、具体的にはエチレン
グリコールジグリシジルエーテル、テレフタル酸ジグリ
シジルエステル等が用いられる。多価アジリジン化合物
としては、具体的にはトリス−２，４，６−（１−アジ
リジニル）−１，３，５−トリアジン、トリス〔１−
（２−メチル）−アジリジニル〕ホスフィンオキシド、
ヘキサ〔１−（２−メチル）−アジリジニル〕トリホス
ファトリアジン等が用いられる。またキレート化合物と
しては、具体的にはエチルアセトアセテートアルミニウ
ムジイソプロピレート、アルミニウムトリス（エチルア
セトアセテート）等が用いられる。
【００３２】また放射線硬化型粘着剤層３に用いられる
放射線重合性化合物としては、たとえば特開昭６０−１
９６，９５６号公報および特開昭６０−２２３，１３９
号公報に開示されているような光照射によって三次元網
状化しうる分子内に光重合性炭素−炭素二重結合を少な
くとも２個以上有する低分子量化合物が広く用いられ、
具体的には、トリメチロールプロパントリアクリレー
ト、テトラメチロールメタンテトラアクリレート、ペン
タエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリト
ールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールモノ
ヒドロキシペンタアクリレート、ジペンタエリスリトー
ルヘキサアクリレートあるいは１，４−ブチレングリコ
ールジアクリレート、１，６−ヘキサンジオールジアク
リレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、市
販のオリゴエステルアクリレートなどが用いられる。
【００３３】さらに放射線重合性化合物として、上記の
ようなアクリレート系化合物のほかに、ウレタンアクリ
レート系オリゴマーを用いることもできる。ウレタンア
クリレート系オリゴマーは、ポリエステル型またはポリ
エーテル型などのポリオール化合物と、多価イソシアネ
ート化合物たとえば２，４−トリレンジイソシアネー
ト、２，６−トリレンジイソシアネート、１，３−キシ
リレンジイソシアネート、１，４−キシリレンジイソシ
アネート、ジフェニルメタン４，４−ジイソシアネート
などを反応させて得られる末端イソシアネートウレタン
プレポリマーに、ヒドロキシル基を有するアクリレート
あるいはメタクリレートたとえば２−ヒドロキシエチル
アクリレートまたは２−ヒドロキシエチルメタクリレー
ト、２−ヒドロキシプロピルアクリレート、２−ヒドロ
キシプロピルメタクリレート、ポリエチレングリコール
アクリレート、ポリエチレングリコールメタクリレート
などを反応させて得られる。
【００３４】このようなウレタンアクリレート系オリゴ
マーとして、特に分子量が３０００〜３００００、好ま
しくは３０００〜１００００、さらに好ましくは４００
０〜８０００であるものを用いると、ウェハ裏面が粗い
場合にも、チップのピックアップ時にチップ裏面に粘着
剤が付着することがないため好ましい。またウレタンア
クリレート系オリゴマーを放射線重合性化合物として用
いる場合には、特開昭６０−１９６，９５６号公報に開
示されたような分子内に光重合性炭素−炭素二重結合を
少なくとも２個以上有する低分子量化合物を単独で用い
た場合と比較して、粘着シートとして極めて優れたもの
が得られる。すなわち粘着シートの放射線照射前の接着
力は充分に大きく、また放射線照射後には接着力が充分
に低下してチップのピックアップ時にチップ裏面に粘着
剤が残存することはない。
【００３５】さらに本発明においては、複数の放射線重
合性化合物を組み合わせて使用することが好ましい。た
とえば、不飽和結合を２個以上有する放射線重合性化合
物の内、２０〜８０重量％程度、好ましくは３０〜７０
重量％程度が不飽和結合を４個以上有する放射線重合性
化合物であることが望ましい。不飽和結合を４個以上有
する放射線重合性化合物の具体的な例としては、ペンタ
エリスリトールテトラアクリレート、 1,6-ビス（グリセリルウレタン）ヘキサン-テトラメタ
クリレート（化１）
【００３６】
【化１】
【００３７】ビス（グリセリルウレタン）イソホロン-
テトラメタクリレート（化２）
【００３８】
【化２】
【００３９】ビス（グリセリルウレタン）トルエン-テ
トラメタクリレート（化３）
【００４０】
【化３】
【００４１】等があげられる。このような不飽和結合を
４個以上有する放射線重合性化合物を２０〜８０重量％
程度用いることにより、放射線照射により充分に硬化す
るとともに、粘着剤としての凝集力が低下することも無
くなる。
【００４２】また不飽和結合を２個以上有する放射線重
合性化合物の内、２０〜８０重量％、好ましくは３０〜
７０重量％が不飽和結合を４個以上有する放射線重合性
化合物であり、２０〜６０重量％、好ましくは３０〜５
０重量％が不飽和結合を６個以上有する放射線重合性化
合物である組み合わせも特に好ましい。不飽和結合を６
個以上有する放射線重合性化合物の具体的な例として
は、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ジペ
ンタエリスリトールヘキサメタクリレート 1,6-ビス（ペンタエリスリトールウレタン）ヘキサン-
ヘキサアクリレート（化４）
【００４３】
【化４】
【００４４】ビス（ペンタエリスリトールウレタン）イ
ソホロン-ヘキサアクリレート（化５）
【００４５】
【化５】
【００４６】ビス（ペンタエリスリトールウレタン）ト
ルエン-ヘキサアクリレート（化６）
【００４７】
【化６】
【００４８】等があげられる。
【００４９】このような放射線重合性化合物の特に好ま
しい組み合わせの例としては、 １．２官能ウレタンアクリレート系オリゴマー＋ペンタ
エリスリトールテトラアクリレート ２．２官能ウレタンアクリレート系オリゴマー＋ジペン
タエリスリトールヘキサアクリレート ３．２官能ウレタンアクリレート系オリゴマー＋1,6-ビ
ス（ペンタエリスリトールウレタン）ヘキサン-ヘキサ
アクリレート等があげられるが、これらに限定されな
い。
【００５０】粘着剤中のアクリル系粘着剤と放射線重合
性化合物との配合比は、アクリル系粘着剤１００重量部
に対して放射線重合性化合物は５０〜２００重量部、好
ましくは５０〜１５０重量部、特に好ましくは７０〜１
２０の範囲の量で用いられることが望ましい。この場合
には、得られる粘着シートは初期の接着力が大きく、し
かも放射線照射後には粘着力は大きく低下し、容易にチ
ップを該粘着シートからピックアップすることができ
る。
【００５１】放射線重合性化合物の割合が５０重量部未
満では、放射線硬化後に、チップ裏面に多量の粘着剤が
付着してしまい、樹脂で封止するとパッケージクラック
が発生してしまう。一方２００重量部を超えると、パッ
ケージクラックの発生は抑えられるが、粘着剤の凝集力
が低下し、他の問題（フレームからの粘着シートの離
脱）を誘発してしまう。
【００５２】上記のような基材フィルム２と放射線硬化
型粘着剤層３とからなるウェハ貼着用粘着シート１は、
放射線照射前には被着体に対して充分な接着力を有し、
放射線照射後には接着力が著しく減少する。具体的に
は、たとえば鏡面処理したステンレスに対し、放射線照
射前には、２００ｇ／２５mm以上の接着力を有し、放射
線照射後には、２０ｇ／２５mm以下に減少する。
【００５３】また必要に応じては、放射線硬化型粘着剤
層３中に、上記のような粘着剤と放射線重合性化合物と
に加えて、放射線照射により着色する化合物を含有させ
ることもできる。このような放射線照射により、着色す
る化合物を放射線硬化型粘着剤層３に含ませることによ
って、粘着シートに放射線が照射された後には該シート
は着色され、したがって光センサーによってチップを検
出する際に検出精度が高まり、チップのピックアップ時
に誤動作が生ずることがない。また粘着シートに放射線
が照射されたか否かが目視により直ちに判明するという
効果が得られる。
【００５４】放射線照射により着色する化合物は、放射
線の照射前には無色または淡色であるが、放射線の照射
により有色となる化合物であって、この化合物の好まし
い具体例としてはロイコ染料が挙げられる。ロイコ染料
としては、慣用のトリフェニルメタン系、フルオラン
系、フェノチアジン系、オーラミン系、スピロピラン系
のものが好ましく用いられる。具体的には３−［Ｎ−
（ｐ−トリルアミノ）］−７−アニリノフルオラン、３
−［Ｎ−（ｐ−トリル）−Ｎ−メチルアミノ］−７−ア
ニリノフルオラン、３−［Ｎ−（ｐ−トリル）−Ｎ−エ
チルアミノ］−７−アニリノフルオラン、３−ジエチル
アミノ−６−メチル−７−アニリノフルオラン、クリス
タルバイオレットラクトン、４，４’，４”−トリスジ
メチルアミノトリフェニルメタノール、４，４’，４”
−トリスジメチルアミノトリフェニルメタンなどが挙げ
られる。
【００５５】これらロイコ染料とともに好ましく用いら
れる顕色剤としては、従来から用いられているフェノー
ルホルマリン樹脂の初期重合体、芳香族カルボン酸誘導
体、活性白土などの電子受容体が挙げられ、さらに、色
調を変化させる場合は種々公知の発色剤を組合せて用い
ることもできる。
【００５６】このような放射線照射によって着色する化
合物は、一旦有機溶媒などに溶解された後に接着剤層中
に含ませてもよく、また微粉末状にして放射線硬化型粘
着剤層中に含ませてもよい。この化合物は、放射線硬化
型粘着剤層中に０．０１〜１０重量％好ましくは０．５
〜５重量％の量で用いられることが望ましい。該化合物
が１０重量％を超えた量で用いられると、粘着シートに
照射される放射線がこの化合物に吸収されすぎてしまう
ため、放射線硬化型粘着剤層の硬化が不十分となること
があり、一方該化合物が０．０１重量％未満の量で用い
られると放射線照射時に粘着シートが充分に着色しない
ことがあり、チップのピックアップ時に誤動作が生じや
すくなることがある。
【００５７】また場合によっては、放射線硬化型粘着剤
層３中に上記のような粘着剤と放射線重合性化合物とに
加えて、光散乱性無機化合物粉末を含有させることもで
きる。このような光散乱性無機化合物粉末を放射線硬化
型粘着剤層３に含ませることによって、たとえウェハな
どの被接着面が何らかの理由によって灰色化あるいは黒
色化しても、該粘着シートに紫外線などの放射線を照射
すると、灰色化あるいは黒色化した部分でもその接着力
が充分に低下し、したがってチップのピックアップ時に
チップ裏面に粘着剤が付着してしまうことがなく、しか
も放射線の照射前には充分な接着力を有しているという
効果が得られる。
【００５８】この光散乱性無機化合物は、紫外線（Ｕ
Ｖ）あるいは電子線（ＥＢ）などの放射線が照射された
場合に、この放射線を乱反射することができるような化
合物であって、具体的には、シリカ粉末、アルミナ粉
末、シリカアルミナ粉末、マイカ粉末などが例示され
る。この光散乱性無機化合物は、上記のような放射線を
ほぼ完全に反射するものが好ましいが、もちろんある程
度放射線を吸収してしまうものも用いることができる。
【００５９】光散乱性無機化合物は粉末状であることが
好ましく、その粒径は１〜１００μｍ好ましくは１〜２
０μｍ程度であることが望ましい。この光散乱性無機化
合物は、放射線硬化型粘着剤層中に０．１〜１０重量％
好ましくは１〜４重量％の量で用いられることが望まし
い。該化合物を放射線硬化型粘着剤層中に１０重量％を
越えた量で用いると、放射線硬化型粘着剤層の接着力が
低下したりすることがあり、一方０．１重量％未満であ
ると、ウェハの被接着面が灰色化あるいは黒色化した場
合に、その部分に放射線照射しても、接着力が充分に低
下せずピックアップ時にチップ裏面に粘着剤が残ること
がある。
【００６０】放射線硬化型粘着剤層中に光散乱性無機化
合物粉末を添加することによって得られる粘着シート
は、ウェハの被接着面が何らかの理由によって灰色化あ
るいは黒色化したような場合に用いても、この灰色化あ
るいは黒色化した部分に放射線が照射されると、この部
分においてもその接着力が充分に低下するのは、次のよ
うな理由であろうと考えられる。すなわち、本発明で用
いられる粘着シート１は放射線硬化型粘着剤層３を有し
ているが、この放射線硬化型粘着剤層３に放射線を照射
すると、放射線硬化型粘着剤層３中に含まれる放射線重
合性化合物が硬化してその接着力が低下することにな
る。ところがウェハ面に何らかの理由によって灰色化あ
るいは黒色化した部分が生ずることがある。このような
場合に放射線硬化型粘着剤層３に放射線を照射すると、
放射線は放射線硬化型粘着剤層３を通過してウェハ面に
達するが、もしウェハ面に灰色化あるいは黒色化した部
分があるとこの部分では放射線が吸収されて、反射する
ことがなくなってしまう。このため本来放射線硬化型粘
着剤層３の硬化に利用されるべき放射線が、灰色化ある
いは黒色化した部分では吸収されてしまって放射線硬化
型粘着剤層３の硬化が不充分となり、接着力が充分には
低下しないことになる。したがってウェハチップのピッ
クアップ時にチップ面に粘着剤が付着してしまうのであ
ろうと考えられる。
【００６１】ところが放射線硬化型粘着剤層３中に光散
乱性無機化合物粉末を添加すると、照射された放射線は
ウェハ面に達するまでに該化合物と衝突して方向が変え
られる。このため、たとえウェハチップ面に灰色化ある
いは黒色化した部分があっても、この部分の上方の領域
にも乱反射された放射線が充分に入り込み、したがって
この灰色化あるいは黒色化した部分も充分に硬化する。
このため、放射線硬化型粘着剤層中に光散乱性無機化合
物粉末を添加することによって、たとえウェハ面に何ら
かの理由によって灰色化あるいは黒色化した部分があっ
ても、この部分で放射線硬化型粘着剤層の硬化が不充分
になることがなく、したがってチップのピックアップ時
にチップ裏面に粘着剤が付着することがなくなる。
【００６２】さらに本発明では、基材フィルム中に砥粒
が分散されていてもよい。この砥粒は、粒径が０．５〜
１００μｍ好ましくは１〜５０μｍであって、モース硬
度は６〜１０好ましくは７〜１０である。具体的には、
グリーンカーボランダム、人造コランダム、オプティカ
ルエメリー、ホワイトアランダム、炭化ホウ素、酸化ク
ロム（ＩＩＩ）、酸化セリウム、ダイヤモンドパウダー
などが用いられる。このような砥粒は無色あるいは白色
であることが好ましい。このような砥粒は、基材フィル
ム２中に０．５〜７０重量％好ましくは５〜５０重量％
の量で存在している。このような砥粒は、切断ブレード
をウェハのみならず基材フィルム２にまでも切り込むよ
うな深さで用いる場合に、特に好ましく用いられる。
【００６３】上記のような砥粒を基材フィルム中に含ま
せることによって、切断ブレードが基材フィルム中に切
り込んできて、切断ブレードに粘着剤が付着しても砥粒
の研磨効果により、目づまりを簡単に除去することがで
きる。
【００６４】さらに上記の粘着剤中に、ＵＶ照射用の場
合には、ＵＶ開始剤を混入することにより、ＵＶ照射に
よる重合硬化時間ならびにＵＶ照射量を少なくなること
ができる。
【００６５】このようなＵＶ開始剤としては、具体的に
は、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾイ
ンエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、
ベンジルジフェニルサルファイド、テトラメチルチウラ
ムモノサルファイド、アゾビスイソブチロニトリル、ジ
ベンジル、ジアセチル、β−クロールアンスラキノンな
どが挙げられる。
【００６６】本発明に係る半導体装置の製造方法におい
ては、上記のようなウェハ貼着用粘着シートを用いて、
ウェハプロセス終了後の半導体ウェハをダイシングして
チップを製造し、このチップを用いて半導体装置を製造
する。
【００６７】以下、上記ウェハ貼着用粘着テープを用い
た半導体装置の製造方法について説明する。粘着シート
１の上面に剥離性シート４が設けられている場合には、
該シート４を除去し、次いで粘着シート１の放射線硬化
型粘着剤層３を上向きにして載置し、図３に示すように
して、この放射線硬化型粘着剤層３の上面にダイシング
加工すべきウェハＡを貼着する。この貼着状態でウェハ
Ａにダイシング、洗浄、乾燥の諸工程が加えられる。こ
の際、放射線硬化型粘着剤層３によりチップは粘着シー
ト１に充分に接着保持されているので、ウェハのダイシ
ング、洗浄、乾燥等の各工程の間にチップが脱落するこ
とはない。
【００６８】次に、各ウェハチップを粘着シートからピ
ックアップして所定の基台上例えばリードフレームにマ
ウントするが、この際、ピックアップに先立ってあるい
はピックアップ時に、図４に示すように、紫外線（Ｕ
Ｖ）あるいは電子線（ＥＢ）などの電離性放射線Ｂを粘
着シート１の放射線硬化型粘着剤層３に照射し、放射線
硬化型粘着剤層３中に含まれる放射線重合性化合物を重
合硬化せしめる。このように放射線硬化型粘着剤層３に
放射線を照射して放射線重合性化合物を重合硬化せしめ
ると、粘着剤の有する接着力は大きく低下し、わずかの
接着力が残存するのみとなる。
【００６９】粘着シート１への放射線照射は、基材フィ
ルム２の放射線硬化型粘着剤層３が設けられていない面
から行なうことが好ましい。したがって前述のように、
放射線としてＵＶを用いる場合には基材フィルム２は光
透過性であることが必要であるが、放射線としてＥＢを
用いる場合には基材フィルム２は必ずしも光透過性であ
る必要はない。
【００７０】このようにウェハチップＡ1，Ａ2……が設
けられた部分の放射線硬化型粘着剤層３に放射線を照射
して、放射線硬化型粘着剤層３の接着力を低下せしめた
後、必要あらば、所定の倍率でエキスパンドする。エキ
スパンドを行うことによりチップ間隔が広がり、チップ
のピックアップが容易になる。次いで、図５に示すよう
に、常法に従って基材フィルム２の下面から突き上げピ
ン５によりピックアップすべきチップＡ1……を突き上
げ、このチップＡ1……をたとえば吸引コレット６によ
りピックアップし、これを所定の基台上例えばリードフ
レームにマウントする。このようにしてウェハチップＡ
1，Ａ2……のピックアップを行なうと、簡単にピックア
ップすることができ、汚染のない良好な品質のチップが
得られる。なお放射線照射は、ピックアップステーショ
ンにおいて行なうこともできる。
【００７１】放射線照射は、ウェハＡの貼着面の全面に
わたって１度に照射する必要は必ずしもなく、部分的に
何回にも分けて照射するようにしてもよく、たとえば、
ピックアップすべきウェハチップＡ1，Ａ2……の１個ご
とに、これに対応する裏面にのみ照射する放射線照射管
により照射しその部分の粘着剤のみの接着力を低下させ
た後、突き上げピン５によりウェハチップＡ1，Ａ2……
を突き上げて順次ピックアップを行なうこともできる。
図６には、上記の放射線照射方法の変形例を示すが、こ
の場合には、突き上げピン５の内部を中空とし、その中
空部に放射線発生源７を設けて放射線照射とピックアッ
プとを同時に行なえるようにしており、このようにする
と装置を簡単化できると同時にピッアップ操作時間を短
縮することができる。
【００７２】本発明に係る半導体装置の製造方法におい
ては、上記のようにして製造されたチップを、所定の基
台上例えばリードフレームにマウントし、ボンディング
後、常法にしたがって樹脂で封止して、図７〜図９に示
すようなチップ裏面の一部または全部がモールド樹脂に
接触する構造の半導体装置を製造する。このような本発
明に係る半導体装置の製造方法によれば、パッケージク
ラック等が発生せず、信頼性を向上することができる。
【００７３】なお、この際に用いる封止樹脂としては、
クレゾールノボラック型エポキシ、ナフタレン型エポキ
シ、ビフェニル型エポキシあるいは芳香族多官能型エポ
キシを主原料とし、フェノールノボラック等の一般に用
いられる硬化剤およびシリカ、シリコーン、カーボン、
フィラー等を混合した樹脂が好ましく用いられる。
【００７４】
【発明の効果】本発明に係るウェハ貼着用粘着シート
は、ウェハプロセス終了後のウェハを貼付し、ダイシン
グ加工してチップとし、このチップを用いてＬＯＣ構造
に代表されるようなチップ裏面の一部または全部がモー
ルド樹脂に接触する構造の半導体装置を製造するために
用いられる。このような本発明によれば、製造された半
導体装置にパッケージクラック等が発生せず、製品の信
頼性を向上できるようになる。
【００７５】
【実施例】以下本発明を実施例により説明するが、本発
明はこれら実施例に限定されるものではない。
【００７６】なお、以下の実施例および比較例におい
て、「弾性率」および「パッケージ・クラック発生率」
は次のようにして評価した。弾性率 放射線硬化型粘着剤を長さ５０mm、幅４mm、厚さ０．２
mmの粘着剤小片とし、これを８０Ｗ／cmの高圧水銀灯下
に置き、１秒間放射線を照射し、硬化後の小片の弾性率
を、粘弾性測定装置（レオバイブロン：ＤＤＶ−II−Ｅ
Ｐ、オリエンテック（株）製）を用いて３．５Ｈｚで測
定して得られるグラフより、２５℃の値を読み取って弾
性率とする。パッケージクラック発生率 ダイシング後、放射線照射した粘着テープからチップを
取り出し、リードフレームにマウントし、ボンディング
後、所定のモールド樹脂（オルソクレゾール型エポキシ
樹脂）で高圧封止する。１７５℃、５時間を要してその
樹脂を硬化させ、パッケージとして完成させた後、８５
℃、８５％ＲＨの環境下に５０４時間放置する。その
後、２４５℃のＩＲリフロー（所要時間：１分間）を３
回行ない、走査型超音波探傷機ＳＡＴ（scanning acomo
stic tomography）で封止樹脂のクラックを検査する。
投入検体数に対するクラック発生体数の比率をパッケー
ジクラック発生率とする。
【００７７】
【実施例１】 「放射線硬化型粘着剤の調製」アクリル系粘着剤（ヒド
ロキシエチルアクリレートとブチルアクリレートとの共
重合体：ヒドロキシエチルアクリレート含量＝９重量％
（９．８モル％））１００重量部と、分子量約６０００
の２官能ウレタンアクリレート系オリゴマー（大日精化
工業社製）７０重量部と、４官能ポリエステル系オリゴ
マー３０重量部、芳香族イソシアナート（東洋インキ製
造（株）製）１０重量部とを混合して放射線硬化型粘着
剤を調製した。
【００７８】この放射線硬化型粘着剤を用いて、「弾性
率」を評価した。結果を表１に示す。 「ウェハ貼着用粘着シートの作製」厚さ１００μｍのポ
リエチレンフィルム上に、上記の放射線硬化型粘着剤を
塗布量１０ｇ／ｍ2 となるように塗布して放射線硬化型
粘着剤層を設けた。この放射線硬化型粘着剤層上に、剥
離シートとして、シリコーン処理した厚さ３８μｍのＰ
ＥＴフィルムを積層してウェハ貼着用粘着シートを作製
した。 「ＬＯＣ構造半導体装置の作製」上記で得られたウェハ
貼着用粘着シートを用いて、テスト・チップからなる６
インチシリコンウェハをフラットフレームに貼付し、１
２．２mm×２１．３mmにダイシングし、チップとした。
このチップを用いてＬＯＣ封止構造の半導体装置を作製
した。「パッケージクラック発生率」を表１に示す。
【００７９】
【実施例２】実施例１において、４官能ポリエステル系
オリゴマー３０重量部に代えて、６官能ポリエステルア
クリレート系オリゴマー（日本化薬社製）３０重量部を
用いた以外は、実施例１と同様の操作を行った。結果を
表１に示す。
【００８０】
【実施例３】実施例１において、実施例１のアクリル系
粘着剤をヒドロキシエチルアクリレートとブチルアクリ
レートとの共重合体（ヒドロキシエチルアクリレート含
量：２５重量％（２６．９モル％））に代えた以外は、
実施例１と同様の操作を行った。結果を表１に示す。
【００８１】
【実施例４】 「放射線硬化型粘着剤の調製」アクリル系粘着剤（ヒド
ロキシエチルアクリレートとブチルアクリレートとの共
重合体：ヒドロキシエチルアクリレート含量＝２５重量
％（２６．９モル％））１００重量部と、分子量約６０
００の２官能ウレタンアクリレート系オリゴマー（大日
精化工業社製）７０重量部と、６官能ポリエステル系オ
リゴマー３０重量部（日本化薬社製）、芳香族イソシア
ナート（東洋インキ製造（株）製）１０重量部とを混合
して放射線硬化型粘着剤を調製した。
【００８２】この放射線硬化型粘着剤を用いて、「弾性
率」を評価した。結果を表１に示す。次いで実施例１に
おいて、実施例１のアクリル系粘着剤の代わりに、上記
のような放射線硬化型粘着剤を用いた以外は、実施例１
と同様の操作を行った。結果を表１に示す。
【００８３】
【比較例１】実施例１において、アクリル系粘着剤とし
て、アクリル酸とブチルアクリレートとの共重合体（ア
クリル酸含量＝９重量％）１００重量部を用いた以外
は、実施例１と同様の操作を行った。結果を表１に示
す。
【００８４】
【比較例２】実施例１において、２官能ウレタンアクリ
レート系オリゴマーの使用量を１００重量部とし、４官
能ポリエステルオリゴマーを全く含まずそれ以外は、実
施例１と同様の操作を行った。結果を表１に示す。
【００８５】
【表１】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明で用いるウェハ貼着用粘着シートの概略
断面図である。
【図２】本発明で用いるウェハ貼着用粘着シートの概略
断面図である。
【図３】ウェハ貼着用粘着シートにウェハを貼付した状
態を示す。
【図４】貼付したウェハをダイシングし、シートをエキ
スパンドし、放射線を照射した状態を示す。
【図５】チップのピックアップの状態を示す。
【図６】チップのピックアップの状態を示す。
【図７】ＬＯＣ構造の半導体装置の断面図である。
【図８】ダイパットにスリットのある構造の半導体装置
の断面図である。
【図９】ＣＯＬ（chip on Lead）構造の半導体装置の断
面図である。
【符号の説明】 １…ウェハ貼着用粘着シート ２…基材フィルム ３…放射線硬化型粘着剤層 ４…剥離性シート ５…突き上げピン ６…吸引コレット ７…放射線発生源 Ａ…ウェハ Ｂ…放射線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｌ 21/78 Ｐ Ｑ (72)発明者 妹尾 秀男 埼玉県和光市諏訪原団地２−６−505 (56)参考文献 特開 平３−37286（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−278444（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−196956（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−17980（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/301

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 基材フィルムと、この上に形成された放
    射線硬化型粘着剤層とからなり、その表面に回路が形成
    されるウェハの裏面を前記放射線硬化型粘着剤層に貼付
    し、この状態で前記ウェハをチップ単体にダイシング
    し、洗浄し、乾燥し、放射線を照射して前記放射線硬化
    型粘着剤層を硬化させ、必要に応じてエキスパンドし、
    前記チップを互いに離間させ、その後、前記チップをピ
    ックアップして、リードフレームにマウントし、ボンデ
    ィングし、モールドして、前記チップ裏面の一部または
    全部がパッケージ成型用モールド樹脂に接する構造の半
    導体装置を製造する際に用いられるウェハ貼着用粘着シ
    ートであって、 該放射線硬化型粘着剤層が、アクリル酸エステルとＯＨ
    基含有重合性単量体とを共重合してなるアクリル系粘着
    剤：１００重量部と、不飽和結合を２個以上有する放射
    線重合性化合物：５０〜２００重量部とからなり、前記
    不飽和結合を２個以上有する放射線重合性化合物の内、
    ２０〜８０重量％が、不飽和結合を４個以上有し、かつ 放射線硬化後における弾性率が１×１０9 dyn/cm2 以上
    であることを特徴とするウェハ貼着用粘着シート。
  2. 【請求項２】 基材フィルムと、この上に形成された放
    射線硬化型粘着剤層とからなり、該放射線硬化型粘着剤
    層が、アクリル酸エステルとＯＨ基含有重合性単量体と
    を共重合してなるアクリル系粘着剤：１００重量部と、
    不飽和結合を２個以上有する放射線重合性化合物：５０
    〜２００重量部とからなり、前記不飽和結合を２個以上
    有する放射線重合性化合物の内、２０〜８０重量％が、
    不飽和結合を４個以上有し、かつ 放射線硬化後における弾性率が１×１０9 dyn/cm2 以上
    であるウェハ貼着用粘着シートの放射線硬化型粘着剤層
    に、 その表面に回路が形成されるウェハ裏面を貼付し、この
    状態で前記ウェハをチップ単体にダイシングし、洗浄
    し、乾燥し、放射線を照射して前記放射線硬化型粘着剤
    層を硬化させ、必要に応じてエキスパンドし、前記チッ
    プを互いに離間させ、その後、前記チップをピックアッ
    プして、リードフレームにマウントし、ボンディング
    し、モールドして、前記チップ裏面の一部または全部が
    パッケージ成型用モールド樹脂に接する構造の半導体装
    置を製造することを特徴とする半導体装置の製造方法。
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