(57)【要約】【課題】３ｍｍ×３ｍｍ以下の大きさの半導体チップであっても確実にピックアップすることができる半導体チップの製造方法を提供する。【解決手段】発泡剤を含有する粘着剤層を有するダイシングテープが貼付されたウエハをダイシングして、個々の半導体チップに分割するダイシング工程と、前記分割された個々の半導体チップにピックアップ用治具を接触させた状態で前記ダイシングテープに刺激を与えて前記ダイシングテープの粘着剤層の粘着力を低下させる粘着力低下工程と、前記ピックアップ用治具により前記分割された個々の半導体チップをピックアップするピックアップ工程とを有する半導体チップの製造方法。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
発泡剤を含有する粘着剤層を有するダイシングテープが貼付されたウエハをダイシングして、個々の半導体チップに分割するダイシング工程と、
前記分割された個々の半導体チップにピックアップ用治具を接触させた状態で前記ダイシングテープに刺激を与えて前記ダイシングテープの粘着剤層の粘着力を低下させる粘着力低下工程と、
前記ピックアップ用治具により前記分割された個々の半導体チップをピックアップするピックアップ工程とを有する
ことを特徴とする半導体チップの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、３ｍｍ×３ｍｍ以下の大きさの半導体チップであっても確実にピックアップすることができる半導体チップの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＣやＬＳＩ等の半導体チップは、通常、純度の高い棒状の半導体単結晶等をスライスしてウエハとした後、フォトレジストを利用してウエハ表面に所定の回路パターンを形成し、次いでウエハ裏面を研削機により研削して、厚さを数十〜数百μｍ程度まで薄くした後、最後にダイシングしてチップ化することにより製造されている。
【０００３】
従来、ダイシングの際にはウエハにダイシングテープを貼付して、ウエハを粘着固定した状態で縦方向及び横方向にダイシングし、個々の半導体チップに分離した後、形成された半導体チップをダイシングテープ側からニードル等で突き上げたり吸引したりしてピックアップし、ダイパッド上に固定させる方法が採られていた。例えば、特許文献１には、複数の砥石軸を有する研削加工装置を用いて、ウエハの裏面側より、少なくとも一つの砥石軸でウエハ厚を薄く研削する加工と、他の少なくとも一つの砥石軸でウエハを矩形状に切断分離する加工とを、同時に行うウエハの研削加工方法が開示されているが、このような方法にあってもウエハの位置ずれ等を防止する目的でダイシングテープが用いられている。
【０００４】
ダイシングの際にウエハの位置ずれ等を確実に防止するためには、ウエハを固定するダイシングテープに高い粘着力が求められる。しかしながら、ダイシングテープの粘着力を高く設定すると、ダイシングテープから得られた半導体チップを剥離するのが困難になり、ピックアップする際に半導体チップが損傷してしまうことがあるという問題があった。
【０００５】
これに対して、刺激を与えることにより粘着力が低下する粘着剤層を有するダイシングテープが種々提案されている。このようなダイシングテープを用いれば、比較的高い粘着力でウエハを固定してダイシングを行った後、粘着剤に刺激を与えてその粘着力を低下させた後、得られた半導体チップをダイシングテープから剥離することができる。
【０００６】
このようなダイシングテープとしては、例えば、特許文献２には、発泡剤を含有する熱膨張性層を有するダイシングテープが開示されている。特許文献２に記載されたダイシングテープでは、熱を加える等の刺激を与えることにより発泡し、ダイシングテープの一部が隆起するため、ダイシングテープと半導体チップとの接触面積が低下し、粘着力を低減することができる。
【０００７】
しかしながら、このようなダイシングテープを用いて特許文献２に記載の方法により半導体チップを製造しようとすると、図２に示すように発泡にばらつきが生じることにより半導体チップが傾いてしまい（図２（ｃ））、半導体チップをピックアップできなかったり（図２（ｄ））、ピックアップの際に半導体チップが損傷してしまったりすることがあるという問題があった。このような傾向は、特に半導体チップの大きさが３ｍｍ×３ｍｍ以下の場合に顕著であった。
【特許文献１】特開平７−７８７９３号公報
【特許文献２】特開２００５−３１１０３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記現状に鑑み、３ｍｍ×３ｍｍ以下の大きさの半導体チップであっても確実にピックアップすることができる半導体チップの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、発泡剤を含有する粘着剤層を有するダイシングテープが貼付されたウエハをダイシングして、個々の半導体チップに分割するダイシング工程と、上記分割された個々の半導体チップにピックアップ用治具を接触させた状態で上記ダイシングテープに刺激を与えて上記ダイシングテープの粘着剤層の粘着力を低下させる粘着力低下工程と、上記ピックアップ用治具により上記分割された個々の半導体チップをピックアップするピックアップ工程とを有する半導体チップの製造方法である。
以下に本発明を詳述する。
【００１０】
本発明者らは、鋭意検討の結果、発泡剤を含有する粘着剤層を有するダイシングテープを用いてウエハを粘着固定し、ウエハをダイシングして個々の半導体チップに分割した後、ピックアップ用治具を個々の半導体チップに適当な圧力で接触させた状態でダイシングテープの発泡剤を発泡させると、半導体チップの水平度を保ったまま発泡させることができ、また、発泡によりダイシングテープの一部が隆起することにより、半導体チップとダイシングテープとの接触面積が低下し粘着強度が低下するため、容易に半導体チップをピックアップすることができるとともに、半導体チップを傷つけることもないということを見出し、本発明を完成させるに至った。
本発明の半導体チップの製造方法を説明する模式図を図１に示した。以下、図１を用いて本発明の半導体チップの製造方法を説明する。
【００１１】
本発明の半導体チップの製造方法は、発泡剤を含有する粘着剤層を有するダイシングテープが貼付されたウエハをダイシングして、個々の半導体チップに分割するダイシング工程を有する（図１（ａ）、（ｂ））。
【００１２】
上記ダイシングテープは、少なくともウエハに貼付する側の面に発泡剤を含有する粘着剤層を有する（以下、ウエハ側粘着剤層ともいう）。このようなウエハ側粘着剤層を有することにより、ダイシング工程においてウエハが位置ずれ等を起こさない程度に充分な粘着力を有する場合であっても、剥離時に刺激を与えることにより発泡剤が発泡することでダイシングテープの一部が隆起するため、半導体チップとウエハ側粘着剤層との接触面積が低下し粘着強度が低下するため、半導体チップを容易にピックアップすることができる。
【００１３】
上記粘着剤層は、粘弾性物質を用いることにより形成される。上記粘弾性物質としては、刺激による発泡剤の発泡を阻害せず、発泡により半導体チップとダイシングテープとの粘着力が低下するものであれば特に限定されず、例えば、ゴム、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、感圧接着剤（粘着剤）、エネルギー線硬化型樹脂、エネルギー線硬化型粘着剤；分子内にラジカル重合性の不飽和結合を有してなるアクリル酸アルキルエステル系及び／又はメタクリル酸アルキルエステル系の重合性ポリマーと、ラジカル重合性の多官能オリゴマー又はモノマーとを主成分とし、必要に応じて光重合開始剤を含んでなる光硬化型粘着剤や、分子内にラジカル重合性の不飽和結合を有してなるアクリル酸アルキルエステル系及び／又はメタクリル酸アルキルエステル系の重合性ポリマーと、ラジカル重合性の多官能オリゴマー又はモノマーとを主成分とし、熱重合開始剤を含んでなる熱硬化型粘着剤等の刺激を与えることにより粘着力が低下する物質等が挙げられる。これらの粘弾性物質は、単独で用いられてもよいし、２種以上が併用されてもよい。
【００１４】
上記発泡剤としては特に限定されず、例えば、膨張性微小球が挙げられ、具体的には、無機系膨張性微小球や、有機系膨張性微小球等の公知の膨張性微小球が挙げられる。なかでも、混合操作が容易であることから、マイクロカプセル化されている発泡剤が好適に用いられ、具体的には、例えば、イソブタン、プロパン、ペンタン等の刺激により容易にガス化して膨張する物質を、弾性を有する殻内に内包させた微小球などが挙げられる。上記殻としては、溶融性物質や膨張により破壊する物質で形成されているものが挙げられ、具体的には、例えば、塩化ビニリデン−アクリロニトリル共重合体、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ポリメチルメタクリレート、ポリアクリロニトリル、ポリ塩化ビニリデン、ポリスルホン等が挙げられる。
なお、上記膨張性微小球は、コアセルベーション法や、界面重合法等、慣用の方法により製造することができる。また、膨張性微小球には、例えば、商品名「マツモトマイクロスフェアー」（松本油脂製薬社製）等の市販品も挙げられる。
【００１５】
本発明においては、上記発泡剤として膨張性微小球以外の発泡剤も用いることもできる。このような発泡剤としては、無機系発泡剤や有機系発泡剤等の各種発泡剤が挙げられる。
上記無機系発泡剤としては、例えば、炭酸アンモニウム、炭酸水素アンモニウム、炭酸水素ナトリウム、亜硝酸アンモニウム、水酸化ホウ素ナトリウム、各種アジド類等が挙げられる。
また、上記有機系発泡剤としては、例えば、水；トリクロロモノフルオロメタン、ジクロロモノフルオロメタン等の塩フッ化アルカン系化合物；アゾビスイソブチロニトリル、アゾジカルボンアミド、バリウムアゾジカルボキシレート等のアゾ系化合物；パラトルエンスルホニルヒドラジド、ジフェニルスルホン−３，３’−ジスルホニルヒドラジド、４，４’−オキシビス（ベンゼンスルホニルヒドラジド）、アリルビス（スルホニルヒドラジド）等のヒドラジン系化合物；ｐ−トルイレンスルホニルセミカルバジド、４，４’−オキシビス（ベンゼンスルホニルセミカルバジド）等のセミカルバジド系化合物；５−モルホリル−１，２，３，４−チアトリアゾール等のトリアゾール系化合物；Ｎ，Ｎ’−ジニトロソペンタメチレンテロラミン、Ｎ，Ｎ’−ジメチル−Ｎ，Ｎ’−ジニトロソテレフタルアミド等のＮ−ニトロソ系化合物等が挙げられる。
【００１６】
本発明では、刺激により、粘着剤層の粘着力を効率よく、かつ、安定して低下させるため、体積膨張率が５倍以上、なかでも７倍以上、特に１０倍以上となるまで破裂しない適度の強度を有する発泡剤が好ましい。
【００１７】
上記発泡剤の配合量は、粘着剤層の膨張倍率や粘着力の低下性等に応じて適宜調整すればよいが、一般には粘着剤層を形成する上記粘着性物質１００重量部に対して、好ましい範囲は１〜１５０重量部、より好ましい範囲は１０〜１３０重量部、更に好ましい範囲は２５〜１００重量部である。
【００１８】
なお、発泡剤として膨張性微小球を用いた場合、該膨張性微小球の粒径（平均粒子径）としては、粘着剤層の厚み等に応じて適宜調整すればよいが、好ましくは１００μｍ以下、より好ましくは８０μｍ以下、更に好ましくは１〜５０μｍ、特に好ましくは１〜３０μｍである。なお、膨張性微小球の粒径の調整は、膨張性微小球の生成過程で行われていてもよいし、生成後、分級等の手段により行われてもよい。また、上記膨張性微小球は、粒径が揃えられていることが好ましい。
【００１９】
上記粘着剤層の厚さとしては、粘着力の低減性等により適宜調整すればよいが、好ましい範囲は５〜３００μｍであり、より好ましい範囲は２０〜１５０μｍである。
ただし、発泡剤として膨張性微小球が用いられている場合、粘着剤層の厚さは、含まれている膨張性微小球の最大粒径よりも厚いことが好ましい。粘着剤層の厚さが薄すぎると、膨張性微小球の凹凸により表面平滑性が損なわれ、刺激を与える前（未発泡状態）の粘着性が低下する。また、刺激を与えることによる粘着剤層の変形度が小さく、粘着力が円滑に低下しにくくなる。一方、粘着剤層の厚さが厚すぎると、発泡後に、粘着剤層に凝集破壊が生じやすくなり、ウエハに糊残りが発生する場合がある。
【００２０】
上記ダイシングテープは上記粘着剤層を有しているものであればよく、ウエハ側粘着剤層と反対側に基材を有する自立テープ型であってもよいし、上記粘着剤層からなる両面粘着形であってもよい。前者の場合には、ウエハ側粘着剤層にウエハを粘着させてダイシングを行えばよく、後者の場合には、ウエハ側粘着剤層にウエハを粘着させ、ウエハ側粘着剤層と反対側には基材を粘着させて、ウエハのダイシングを行えばよい。
【００２１】
上記ダイシングの方法としては特に限定されず、例えば、従来公知の砥石等を用いて切断分離する方法等を用いることができる。
【００２２】
本発明の半導体チップの製造方法に供するウエハとしては、従来公知の方法により調製されたものを用いることができ、例えば、半導体単結晶等をスライスして得たウエハの表面にフォトレジストを利用して回路パターンを形成した後、所定の厚さにまで研削したもの等が挙げられる。上記ウエハの厚さとしては特に限定されず、従来の１００〜３００μｍ程度のものから５０μｍ以下のものでも用いることができる。
【００２３】
本発明の半導体チップの製造方法は、上記分割された個々の半導体チップにピックアップ用治具を接触させた状態で上記ダイシングテープに刺激を与えて上記ダイシングテープの粘着剤層の粘着力を低下させる粘着力低下工程を有する（図１（ｂ）、（ｃ））。
本発明においては、半導体チップにピックアップ用治具を接触させた状態で粘着剤層中の発泡剤を発泡させることにより、半導体チップの水平度を保ったまま発泡させることができ、かつ、ダイシングテープの一部が隆起することから、半導体チップとダイシングテープとの接触面積が低下し粘着力が低下するため、容易に半導体チップをピックアップすることができるとともに、半導体チップを傷つけることもない。
【００２４】
上記刺激としては特に限定されず、光、熱、衝撃等が挙げられる。なかでも、ダイシングされた個々の半導体チップ毎に刺激を与えることが容易であることから、紫外線等の光が好適である。
【００２５】
上記ピックアップ用治具としては特に限定されず、公知の吸引ノズル等が挙げられる。上記吸引ノズルは、吸引することでノズル先端に半導体チップを吸着させることにより、半導体チップをダイシングテープから分離させて回収させることができる。
【００２６】
上記分割された個々の半導体チップにピックアップ用治具を接触させる際の圧力としては、発泡による圧力よりも弱ければよく、好ましい下限は０．１Ｎ／ｃｍ２、好ましい上限は２０Ｎ／ｃｍ２である。０．１Ｎ／ｃｍ２未満であると、発泡により半導体チップを水平に保つことができないため、半導体チップをうまくピックアップできないことがあったり、半導体チップに傷がついたりすることがあり、２０Ｎ／ｃｍ２を超えると、発泡しなかったり、発泡してもダイシングテープが隆起しなかったりし、半導体チップがダイシングテープからはずれないことがある。より好ましい下限は０．５Ｎ／ｃｍ２、より好ましい上限は１５Ｎ／ｃｍ２である。
なお、ピックアップ用治具を接触させる際の圧力は、ピックアップ用治具の軸のスプリング等で適宜調整することができる。
【００２７】
本発明の半導体チップの製造方法は、上記ピックアップ用治具により上記分割された個々の半導体チップをピックアップするピックアップ工程を有する（図１（ｄ））。
【００２８】
上記ピックアップの方法としては特に限定されず、上記ピックアップ用治具を用いて半導体チップを吸着すればよい。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、３ｍｍ×３ｍｍ以下の大きさの半導体チップであっても確実にピックアップすることができる半導体チップの製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下に実施例を掲げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるものではない。
【００３１】
（実施例１）
（粘着剤の作製）
下記の化合物を酢酸エチルに溶解させ、紫外線を照射して重合を行い、重量平均分子量７０万のアクリル共重合体を得た。
ブチルアクリレート                ７９重量部
エチルアクリレート                １５重量部
アクリル酸                          １重量部
２−ヒドロキシエチルアクリレート    ５重量部
光重合開始剤                    ０．２重量部
（イルガキュア６５１、５０％酢酸エチル溶液）
ラウリルメルカプタン          ０．０１重量部
得られたアクリル共重合体を含む酢酸エチル溶液に対して、ポリイソシアネートを０．５重量部、発泡剤として、マツモトマイクロスフェアーＦ−３０を３０重量部混合することにより粘着剤を作製した。
【００３２】
（ダイシングテープの作製）
得られた粘着剤を片面にコロナ処理を施した厚さ７５μｍの透明なポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム上に乾燥皮膜の厚さが約３０μｍとなるようにドクターナイフで塗工し、１１０℃、５分間加熱して塗工溶液を乾燥させた。乾燥後の粘着剤層は乾燥状態で粘着性を示した。次いで、粘着剤層の表面に離型処理が施されたＰＥＴフィルムを貼り付けた。その後、４０℃、３日間静置養生を行い、ダイシングテープを得た。
【００３３】
（半導体チップの作製）
常温常圧のもと、得られたダイシングテープに厚さ５０μｍのシリコンウエハを貼付した。次いで、シリコンウエハを３．０ｍｍ×３．０ｍｍにダイシングして半導体チップを得た。
得られたダイシングテープが貼付された半導体チップを半導体チップが上面になるように置き、その１つに吸引ノズルを５Ｎ／ｃｍ２の圧力で接触させた状態で、ダイシングテープ側から赤外線照射装置により赤外線照射をした。この赤外線照射により、半導体チップはダイシングテープから剥離した。ダイシングテープの赤外線が照射された部分を目視にて確認したところ凸型に変形していた。次いで、剥離した半導体チップを吸引ノズルで吸引してピックアップした。
以上の操作を、１０枚のダイシングテープが貼付された半導体チップに対して半導体チップ１個当たり約１．０秒間の速度で連続して行い、全く破損することなくピックアップできた半導体チップの割合を調べた。また、赤外線照射後３０分間放置した後にピックアップを行った場合にも、全く破損することなくピックアップできた半導体チップの割合を調べた。
結果を表１に示した。
【００３４】
（比較例１）
吸引ノズルを接触させずにダイシングテープに赤外線を照射したこと以外は、実施例１と同様にして半導体チップを作製した。
以降、実施例１と同様の操作により半導体チップをピックアップし、結果を表１に示した。
【００３５】
（比較例２）
発泡剤を添加しなかったこと以外は実施例１と同様にして粘着剤を調製し、ダイシングテープを作製し、半導体チップを作製した。
以降、実施例１と同様の操作により半導体チップをピックアップし、結果を表１に示した。
【００３６】
【表１】
2008130742.tif 000002
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明によれば、３ｍｍ×３ｍｍ以下の大きさの半導体チップであっても確実にピックアップすることができる半導体チップの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の半導体チップの作製方法を模式的に示した図である。
【図２】従来の半導体チップの作製方法を模式的に示した図である。
【符号の説明】
【００３９】
１  ウエハ
１’  ダイシングされた半導体チップ
２  ダイシングテープ
２１  基材
２２  粘着剤層
３  ピックアップ用治具
３１  スプリング
【図１】
2008130742.tif 000003
【図２】
2008130742.tif 000004