(57)【要約】【課題】半導体基板上に形成された半導体素子に封止シートを精度よく貼り付ける。【解決手段】両面に第１および第２剥離ライナが添設された帯状の封止シートの一方の第２剥離ライナから封止層までをハーフカットし、封止シートの未切断側の第１剥離ライナを半導体基板の形状以上に切断する。半導体基板の形状以上に切断された第１剥離ライナ上で、当該半導体基板形状よりも小形に切断された封止層を有する封止シート片を加熱および加圧しながら、当該半導体基板上に形成された半導体素子の外側から半導体基板の外形以下に収まるよう封止層を延伸して貼り付ける。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性の樹脂組成物からなる封止層の形成された封止シートを半導体基板に貼り付ける封止シート貼付け方法であって、
前記半導体基板の形状以上に切断された剥離ライナ上で、当該半導体基板の形状よりも小形に切断された封止層を有する封止シートを加熱および加圧しながら、当該半導体基板上に形成された半導体素子の外側から半導体基板の外形以下に収まるよう封止層を延伸して貼り付ける
ことを特徴とする封止シート貼付け方法。
【請求項２】
請求項１に記載の封止シート貼付け方法において、
前記封止シートは、封止層の両面に剥離ライナが添設された帯状であり、
前記封止シートの一方の面から封止層までをハーフカットし、
前記封止シートの未切断側の剥離ライナを半導体基板の形状以上に切断し、
半導体基板より大形の剥離ライナを保持し、小形の剥離ライナを剥離した後に半導体基板に当該封止シートを貼り付ける
ことを特徴とする封止シート貼付け方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の封止シート貼付け方法において、
前記半導体基板は、多角形であり、
前記封止シートは、半導体基板の端辺と対向する当該封止シートの端辺を中心向きに凹入されている
ことを特徴とする封止シート貼付け方法。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の封止シート貼付け方法において、
前記封止シートの加圧により半導体基板にかかる荷重を検出器によって検出し、検出結果に基づいて予め決めた荷重に調整しながら封止シートを半導体基板に貼り付ける
ことを特徴とする封止シート貼付け方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体基板上に形成された複数個の半導体素子に樹脂組成物からなる封止層の形成された封止シートを貼り付けて封止する封止シート貼付け方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
１個の半導体チップの周りを枠体で囲んだ後に、樹脂を含浸させたプリプレグから成る第１の封止用樹脂シートと第２の封止用樹脂シートによって当該半導体チップの両面のそれぞれか挟み込み、半導体チップを封止して半導体装置を製造している（特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−２９１３１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来方法では次のような問題が生じている。
【０００５】
すなわち、近年、アプリケーションの急速な進歩に伴う高密度実装の要求により、半導体装置が小型化される傾向にある。したがって、ダイシング処理によって半導体ウエハを半導体素子に分断した後に、半導体素子を個々に樹脂で封止しているので、スループットが低下し、ひいては生産効率を低下させるといった不都合が生じている。
【０００６】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、半導体基板に封止シートを精度よく貼り付けることが可能な封止シート貼付け方法および封止シート貼付け装置を提供することを主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
そこで、本発明者たちは、当該不都合を解決するために、実験やシミュレーションを繰り返して鋭意検討した結果、以下の知見を得た。
【０００８】
半導体基板の全面に樹脂組成物からなる封止層の形成された枚葉の封止シートを貼り付けて硬化させた後に、当該半導体装置に分断することを試みた。そこで、封止シートを貼り付けるときに、半導体素子への密着性を高めるために封止層を加熱して軟化させていた。
【０００９】
しかしながら、封止シートを加熱圧着する過程で、封止層を形成する樹脂組成物が、加熱によって軟化する。すなわち、粘度が低下している状態で封止シートを半導体基板に圧着しているので、樹脂組成物が半導体基板からはみ出し、保持テーブルや封止シートの保持部材などを汚染するといった問題が生じた。
【００１０】
この発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
【００１１】
すなわち、熱可塑性の樹脂組成物からなる封止層の形成された封止シートを半導体基板に貼り付ける封止シート貼付け方法であって、
前記半導体基板の形状以上に切断された剥離ライナ上で、当該半導体基板形状よりも小形に切断された封止層を有する封止シートを加熱および加圧しながら、当該半導体基板上に形成された半導体素子の外側から半導体基板の外形以下に収まるよう封止層を延伸して貼り付ける
ことを備えたことを特徴とする。
【００１２】
（作用・効果）  この方法によれば、半導体基板の形状よりも小形の封止層を、半導体基板上に形成された封止層より外側から当該半導体基板の外側以下の収まるように延伸される。したがって、加熱によって軟化した封止層を形成する樹脂組成物は、半導体基板の外側にはみ出るのを防止される。したがって、保持テーブルが、樹脂組成物によって汚染されるのを抑制することができる。また、剥離ライナが、半導体基板の形状以上であるので、当該剥離ライナを保持する保持部材に樹脂組成物が付着するのを防止することができる。
【００１３】
なお、封止シートは、封止層の両面に剥離ライナが添設された帯状のものから切断される。すなわち、封止シートの一方の面から封止層までをハーフカットした後に、封止シートの未切断側の剥離ライナを半導体基板の形状以上に切断する。当該封止シートは、半導体基板より大形の剥離ライナを保持され、小形の剥離ライナが剥離された後に半導体基板に貼り付けられる。
【００１４】
例えば、上記実施例において、半導体基板が多角形の場合、封止シートは、半導体基板の端辺と対向する当該封止シートの端辺を中心向きに凹入されている。
【００１５】
当該封止シートを半導体基板に貼り付けるとき、軟化して放射状に延伸される樹脂組成物の延伸率の大きい端辺の中央部位が中心向きに凹入しているので、樹脂組成物が半導体基板の外形から外側にはみ出るのを、より確実に抑制することができる。
【００１６】
なお、上記各実施形態において、封止シートの加圧により半導体基板にかかる荷重を検出器によって検出し、検出結果に基づいて予め決めた荷重に調整しながら封止シートを半導体基板に貼り付けてもよい。
【００１７】
この方法によれば、過剰な荷重の付加によって軟化した樹脂組成物が半導体基板からはみ出るのを抑制することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の封止シート貼付け方法によれば、加熱によって軟化した樹脂組成物が加圧された半導体基板からはみ出るのを抑制される。したがって、樹脂組成物によって保持テーブルや封止シートの保持部材などが汚染されるのを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】封止シートの原反ロールを示す斜視図である。
【図２】封止シートの縦断面図である。
【図３】半導体基板に封止シートを貼り付ける動作を示すフローチャートである。
【図４】第１切断工程における封止シートの切断動作を示す正面図である。
【図５】第１切断工程における封止シートの切断動作を示す正面図である。
【図６】第２切断工程における封止シートの切断動作を示す正面図である。
【図７】第２剥離ライナの剥離動作を示す正面図である。
【図８】第２剥離ライナの剥離動作を示す正面図である。
【図９】半導体基板と封止シート片とのアライメントを示す正面図である。
【図１０】封止シートの貼付け動作を示す正面図である。
【図１１】封止層の延伸過程を示す模式図である。
【図１２】封止層の延伸過程を示す模式図である。
【図１３】封止層から第２剥離ライナを剥離する動作を示す正面図である。
【図１４】変形例の封止シートを示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照して本発明の一実施例を説明する。表面に複数個の半導体素子が形成された半導体基板に、樹脂組成物からなる封止層の形成された封止シートを貼り付ける場合を例に取って説明する。
【００２１】
＜封止シート＞
封止シートＴは、例えば、図１および図２に示すように、長尺の封止シートＴを巻き回した原反ロールまたは当該原反ロールから所定形状の枚様体に切断して供給される。また、当該封止シートＴは、封止層Ｍの両面に保護用の第１剥離ライナＳ１および第２剥離ライナＳ２が添設されている。
【００２２】
封止層Ｍは、封止材料からシート形状に形成されている。封止材料としては、例えば、熱硬化性シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、熱硬化性ポリイミド樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ジアリルフタレート樹脂、熱硬化性ウレタン樹脂、などの熱硬化性樹脂が挙げられる。また、封止材料として、上記した熱硬化性樹脂と、添加剤を適宜の割合で含有する熱硬化性樹脂組成物を挙げることもできる。
【００２３】
添加剤としては、例えば、充填剤、蛍光体などが挙げられる。充填剤としては、例えば、シリカ、チタニア、タルク、アルミナ、窒化アルミニウム、窒化ケイ素などの無機微粒子、例えば、シリコーン粒子、などの有機微粒子などが挙げられる。蛍光体は、波長変換機能を有しており、例えば、青色光を黄色光に変換することのできる黄色蛍光体、青色光を赤色光に変化することのできる赤色蛍光体などを挙げることができる。黄色蛍光体としては、例えば、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ（ＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）：Ｃｅ）などのガーネット型蛍光体が挙げられる。赤色蛍光体としては、例えば、ＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ、ＣａＳｉＮ２：Ｅｕなどの窒化物蛍光体などが挙げられる。
【００２４】
封止層Ｍは、半導体素子を封止する前において、半固形状に調整されており、具体的には、封止材料が熱硬化性樹脂を含有する場合には、例えば、完全硬化（Ｃステージ化）する前、つまり、半硬化（Ｂステージ）状態で調整されている。
【００２５】
封止層Ｍの寸法は、半導体素子および基板の寸法に応じて適宜に設定されている。具体的には、封止シートが長尺のシートとして用意される場合における封止層の左右方向における長さ、つまり、幅は、例えば、１００ｍｍ以上、好ましくは、２００ｍｍ以上であり、例えば、１５００ｍｍ以下、好ましくは、７００ｍｍ以下である。また、封止層の厚みは、半導体素子に寸法に対応して適宜に設定され、例えば、３０μｍ以上、好ましくは、１００μｍ以上であり、また、例えば、３０００μｍ以下、好ましくは、１０００μｍ以下である。
【００２６】
第１剥離ライナＳ１および第２剥離ライナＳ２は、例えば、ポリエチレンシート、ポリエステルシート（ＰＥＴなど）、ポリスチレンシート、ポリカーボネートシート、ポリイミドシートなどのポリマーシート、例えば、セラミックシート、例えば、金属箔などが挙げられる。剥離ライナにおいて、封止層と接触する接触面には、フッ素処理などの離型処理を施すこともできる。第１剥離ライナおよび第２剥離ライナの寸法は、剥離条件に応じて適宜に設定され、厚みが、例えば、１５μｍ以上、好ましくは、２５μｍ以上であり、また、例えば、１２５μｍ以下、好ましくは、７５μｍ以下である。
【００２７】
＜封止シート貼付け方法＞
【００２８】
上記ロール状の封止シートから所定形状に切り抜いた枚葉の封止シート片を半導体基板に貼り付ける場合を例にとって図３に示すフローチャートおよび図４から図１２に基づいて説明する。
【００２９】
先ず、原反ロールから供給された帯状の封止シートＴは、図４に示すように、第１切断工程でその表面を第１保持部材１によって吸着保持される。なお、第１保持部材１は、例えば、半導体基板Ｗより大形のチャックテーブルで構成されている。
【００３０】
表面を吸着保持された封止シートＴは、図５に示すように、半導体基板Ｗの外形（直径）よりも小径の環状の第１トムソン刃２によって表面側の第１剥離ライナＳ１を残して第２剥離ライナＳ２および封止層Ｍをハーフカットされる（ステップＳ１）。なお、切断刃は、環状の第１トムソン刃２に限定されず、先細りテーパ状のカッタを突き刺し、旋回させて第２剥離ライナＳ２および封止層Ｍを切断してもよい。
【００３１】
ハーフカットされた封止シートＴは、下流側の第２切断工程に搬送されて停止する。すなわち、封止シートＴは、裏面側を第２保持部材３によって吸着保持される。なお、第２保持部材３は、第１保持部材１と同様に、例えば、半導体基板Ｗより大形のチャックテーブルで構成されている。
【００３２】
第２保持部材３によって保持された封止シートＴは、当該位置で撮像カメラによって撮像され、当該画像データが制御部に送信される。制御部は、当該画像データからハーフカットされた封止シートＴの中心座標を求める。制御部は、さらに当該中心座標と環状の第２トムソン刃５の中心座標とが合致するように当該第２トムソン刃５のアライメントを行う（ステップＳ２）。なお、当該第２トムソン刃５は、半導体基板Ｗの外形（直径）より大形であるが同じサイズであってもよい。
【００３３】
第２トムソン刃５のアライメントが完了し、当該第２トムソン刃５と封止シートＴとが対向配置されると、図６に示すように、第２トムソン刃５を所定高さまで下降させて表面側の第１剥離ライナＳ１のみを切断する（ステップＳ３）。
【００３４】
第１剥離ライナＳ１を切断した第２トムソン刃５は、上方の待機位置に戻る。その後に、シート搬送機構６の吸着プレート７が、第２保持部材３上の封止シートＴを吸着して上昇し、枚葉に切断された封止シート片ＣＴを抜き取る。
【００３５】
封止シート片ＣＴは、剥離工程に搬送される。剥離工程の剥離位置に封止シート片ＣＴが到達すると、剥離ローラ８が上昇してくる。すなわち、図７に示すように、当該剥離ローラ８に巻き回された剥離テープＴＳが、鎖線で示すように、封止シート片ＣＴの裏面側の第２剥離ライナＳ２に押圧される。その後、図８に示すように、シート搬送機構６の搬送速度と同調した速度で剥離テープＴＳを巻き取りながら、第２剥離ライナＳ２を封止シート片ＣＴから剥離する。剥離された第２剥離ライナＳ２は、剥離テープＴＳごと回収ボビン９に巻き取り回収される（ステップＳ４）。
【００３６】
裏面から第２剥離ライナＳ２の剥離された封止シート片ＣＴは、シート搬送機構６により貼付け工程に搬送される。すなわち、封止シート片ＣＴは、半導体基板Ｗが吸着保持された保持テーブル１０上に搬送される。
【００３７】
保持テーブル１０上の半導体基板Ｗは、第２切断工程で取得した封止シート片ＣＴの画像データと予め取得しておいた当該半導体基板Ｗの中心座標とに基づいて、図９に示すように、封止シート片ＣＴと半導体基板Ｗの両中心座標が合致するよう保持テーブル１０を水平および縦軸芯周りに回転させてアライメントを行う（ステップＳ５）。
【００３８】
アライメント処理が完了すると、埋設されているヒータ１１によって吸着プレート７を加熱することにより封止シート片ＣＴを所定の温度まで加熱する。その後に、図１０に示すように、吸着プレート７を所定高さまで下降させることにより、封止シート片ＣＴを加熱および加圧しながら半導体基板Ｗに貼り付ける（ステップＳ６）。
【００３９】
封止シート片ＣＴを貼り付ける過程で、図１１に示すように、加熱により軟化した封止層Ｍを形成する樹脂組成物が、放射状に延伸されてゆく。図１２に示すように、半導体基板Ｗの外形に達する間際で封止シート片ＣＴの加圧を停止することにより、樹脂組成物は、半導体基板Ｗ上に形成された半導体素子Ｃの外側の領域から半導体基板Ｗの外形以下の範囲に収まるように延伸される。
【００４０】
加圧停止状態で所定時間をかけて樹脂組成物を加熱して半硬化させる。所定時間が経過すると、吸着プレート７の吸引を作動させた状態で上昇させる。このとき、半硬化により樹脂組成物の接着力が低下しているので、保持テーブル１０によって半導体基板Ｗを吸着保持することにより、図１３に示すように、封止シート片ＣＴの第１剥離ライナＳ１が、封止層Ｍから剥離される（ステップＳ７）。
【００４１】
封止層Ｍによって半導体素子Ｃの封止された半導体基板Ｗは、所望の処理工程に搬送さえて一連の貼り付け処理が完了する。
【００４２】
上記実施例によれば、半導体基板Ｗの外形より小形に切断された封止層Ｍを半導体基板Ｗに加圧および加熱しながら、当該封止層Ｍを軟化させて半導体素子Ｃの分布領域の外側から半導体基板Ｗの形状以下の範囲まで延伸して貼り付けるので、半導体基板Ｗから樹脂組成物がはみ出ない。したがって、半導体基板Ｗを吸着保持している保持テーブル１０に樹脂組成物が付着して汚染されるのを防止することができる。
【００４３】
また、半導体基板Ｗの外形より大形に切断された第１剥離ライナＳ１が、封止層Ｍに添設された状態で半導体基板Ｗに貼り付けられるので、軟化している樹脂組成物が当該第１剥離ライナＳ１からはみ出ることがない。したがって、封止シート片ＣＴを吸着保持している吸着プレート７に樹脂組成物が付着して汚染するのを防止することができる。
【００４４】
なお、本発明は以下のような形態で実施することもできる。
【００４５】
（１）上記実施例において、貼付け工程で半導体基板Ｗにかかる荷重をロードセンサで測定し、荷重を調整するよう構成してもよい。例えば、吸着プレート７または保持テーブル１０のうち少なくともいずれかにロードセンサを備える。封止シート貼付け過程で、当該ロードセンサによって検出される実測値と予め決めた基準値を制御部によって比較し、実測値が基準値を超えると吸着プレート７の下降速度を減速させて荷重を一定に保つように構成する。
【００４６】
この構成によれば、加熱によって軟化（塑性変形）した樹脂組成物が、半導体基板Ｗ上で放射状に広がる流速を一体に保つことができる。すなわち、急速な流れによって樹脂組成物が半導体基板Ｗからはみ出るのを抑制することができる。
【００４７】
（２）上記実施例の貼付け工程において、封止シート片ＣＴと半導体基板Ｗを上下反転させて貼付け処理を行ってもよい。例えば、封止シート片ＣＴの第１剥離ライナＳ１を保持テーブル１０で吸着保持し、吸着プレート７によって吸着保持された半導体基板Ｗを封止シート片ＣＴに押圧して貼り付ける。
【００４８】
（３）上記各実施例装置において、半導体基板Ｗの形状は、円形に限定されない。したがって、半導体基板Ｗは、正方形または長方形などの四角形或いは多角形であってもよい。例えば、半導体基板Ｗが正方形の場合、図１４に示すように、半導体基板Ｗの端辺と対向する封止シートＴの端辺を中心向きに凹入するよう形成すればよい。
【００４９】
当該封止シートを利用することにより、軟化して放射状に延伸される樹脂組成物の延伸率の大きい端辺の中央部位の移動距離をかせぐことができる。したがって、半導体基板Ｗから樹脂組成物がはみ出るのを確実に抑えることができる。
【符号の説明】
【００５０】
１  …  第１保持部材
２  …  第１トムソン刃
３  …  第２保持部材
５  …  第２トムソン刃
６  …  シート搬送機構
７  …  吸着プレート
８  …  剥離ローラ
１０  …  保持テーブル
１１  …  ヒータ
Ｔ  …  封止シート
ＣＴ  …  封止シート片
Ｃ  …  半導体素子
Ｍ  …  封止層
Ｓ１、Ｓ２…第１および第２剥離ライナ
Ｗ  …  半導体基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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