(57)【要約】      （修正有）【課題】２００μｍ以下の半導体ウエハであっても、接着シートをラミネートする際の皴、及び気泡の巻き込みが発生することを抑制可能な接着シートのラミネート方法、及びそのラミネート方法を用いた半導体装置の製造方法を提供する。【解決手段】ポリイミド樹脂を含有する接着剤層１と、キャリアフィルム２と、を積層してなる接着シートを、厚みが２００μｍ以下の半導体ウエハ１１の裏面に接着剤層１が接するように貼り付ける接着シートのラミネート方法であって、キャリアフィルム２は、厚みが５０μｍ以上であり、１５０℃環境下で1時間放置した後の熱収縮率が２．５％未満であり、キャリアフィルム２の接着剤層１とは反対側の面上において、貼り付けローラー１６を１０ｍｍ／ｓｅｃ以下の相対速度でキャリアフィルム２の面方向に移動させて、半導体ウエハ１１に接着シートの圧着を行う。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリイミド樹脂を含有する接着剤層と、キャリアフィルムと、を積層してなる接着シートを、厚みが２００μｍ以下の半導体ウエハの裏面に前記接着剤層が接するように貼り付ける接着シートのラミネート方法であって、
前記キャリアフィルムは、厚みが５０μｍ以上であり、１５０℃環境下で1時間放置した後の熱収縮率が２．５％未満であり、
前記キャリアフィルムの前記接着剤層とは反対側の面上において、貼り付けローラーを１０ｍｍ／ｓｅｃ以下の相対速度で前記キャリアフィルムの面方向に移動させて、前記半導体ウエハに前記接着シートの圧着を行う接着シートのラミネート方法。
【請求項２】
前記接着剤層の厚みが１０μｍ以上である、請求項１記載の接着シートのラミネート方法。
【請求項３】
前記キャリアフィルムがポリエチレンテレフタレートを含有するものである、請求項１又は２に記載の接着シートのラミネート方法。
【請求項４】
加熱しながら前記圧着を行う、請求項１〜３のいずれか一項に記載の接着シートのラミネート方法。
【請求項５】
前記半導体ウエハがテーブル上に載置されており、前記テーブルの温度が１９５℃以下である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の接着シートのラミネート方法。
【請求項６】
前記貼り付けローラーの前記接着シートに対する加圧力が５〜１０Ｎ／ｃｍである、請求項１〜５のいずれか一項に記載の接着シートのラミネート方法。
【請求項７】
前記貼り付けローラーの硬度が６０〜７０である、請求項１〜６のいずれか一項に記載の接着シートのラミネート方法。
【請求項８】
前記テーブルが吸着孔を有しており、前記半導体ウエハの表面を前記吸着孔で吸着しながら、前記圧着を行う、請求項１〜７のいずれか一項に記載の接着シートのラミネート方法。
【請求項９】
前記テーブルを固定した状態で前記貼り付けローラーを移動させる、請求項７又は８に記載の接着シートのラミネート方法。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか一項に記載のラミネート方法により、半導体ウエハに、接着剤層及びキャリアフィルムが積層された接着シートの圧着を行い、接着シート付きウエハを得るラミネート工程と、
前記接着シート付きウエハから前記キャリアフィルムを剥離させ、接着剤付きウエハを得る剥離工程と、
前記接着剤付きウエハの前記接着剤層上にダイシングテープを貼り付け、ダイシングテープ付きウエハを得る貼り付け工程と、
前記ダイシングテープ付きウエハをダイシングし、所定の大きさの接着剤付き半導体素子を得るダイシング工程と、
前記接着剤付き半導体素子からダイシングテープを剥離し、前記接着剤層を介して半導体素子搭載用の支持部材に接着する接着工程と、
を含む、半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接着シートのラミネート方法及び半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体素子と半導体素子搭載用の支持部材との接合に用いる接着剤層には銀ペーストが主に使用されている。一方、近年の半導体素子の小型化・高性能化に伴い、使用される支持部材にも小型化・細密化が要求されるようになってきている。さらに、例えば携帯機器等の小型化、高密度化の要求に答えるべく、内部に複数の半導体素子が積層された半導体装置が開発、量産されている。しかしながら、銀ペーストでは、はみ出しや半導体素子の傾きに起因するワイヤボンディング時における不具合の発生、接着剤層の膜厚の制御困難性、及び接着剤層のボイド発生等のため、上記要求に対処しきれなくなっている。
【０００３】
そのため、上記要求に対処すべく、近年、半導体素子と支持部材とを接続するための接着シート（例えば、ダイボンディングフィルム）が使用されるようになってきた。この接着シートは、例えば、（ａ）接着剤層のみからなる構成、（ｂ）基材と接着剤層とが順次積層された構成、又は、（ｃ）基材と接着剤層と少なくとも１層以上の保護層とが順次積層された構成等を有している。これらの接着シートは、半導体ウエハ裏面貼付け方式により半導体装置を製造する際に使用される。
【０００４】
半導体ウエハ裏面貼付け方式では、まず、キャリアフィルム上に接着剤を膜状に塗布乾燥し、離型フィルムを被せて接着シート（接着剤付きキャリアシート）を作成する。そして、離型フィルムを剥がした後、貼り付けローラーを用いて、半導体ウエハの回路面とは反対側の面（裏面）全体に、キャリアシート上の接着剤を圧着することにより熱転写して、接着剤付きウエハとする。次いで、接着剤付きウエハをダイシングフィルム上に貼り付けた後、ダイシング（分割切断）して接着剤付半導体素子を得る。さらに、この接着剤付き半導体素子を、接着剤層を介して支持部材に貼り付け、熱圧着により接合する。なお、支持部材上に複数の半導体素子を積層する場合には、別の接着剤層付き半導体素子を、支持部材に貼り付けられた半導体素子に接着剤層を介して貼り付け、熱圧着により接合する。こうして、支持部材上に複数の半導体素子を積層させる。
【０００５】
上記の方法にて半導体素子を支持部材に貼り付けた後、必要に応じて、接着剤層を適宜熱硬化させ、加熱しながらワイヤボンディングにより半導体素子と支持部材とを電気的に接合する。さらに、半導体素子を覆うように、支持部材の一方の面又は両面を樹脂により封止し、樹脂を硬化させることにより半導体装置が得られる。
【０００６】
ところで、上記接着シートとして、フィルム状単層接着剤を用いる半導体装置の製造方法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。この方法は、ポリイミド系のフィルム単体を半導体ウエハにラミネートする。この方法によれば、貼り付け速度を速くすることができるため、作業性に優れ、貼り付け後のキャリアフィルム剥離工程が省略できるというメリットがある。
【特許文献１】特開平１１−２１９９６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１記載の半導体装置の製造方法によれば、接着剤を貼り付けローラーで熱転写する際、貼り付け後にフィルム状単層接着剤に皺が発生する場合がある。特に、半導体ウエハの厚み、及びフィルム状単層接着剤の厚みが２００μｍ以下では皴が発生する傾向が大きくなる。
【０００８】
また、上記皴の発生を抑制するためには、通常、貼り付けローラーの移動速度を速くすることが好ましいと考えられるが、この場合、半導体ウエハの厚みあるいはフィルム状単層接着剤の厚みが薄くなるほど接着剤と半導体ウエハとの界面に気泡を巻き込みやすくなる傾向にある。
【０００９】
そこで、本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、２００μｍ以下の半導体ウエハであっても、接着シートをラミネートする際の皴、及び気泡の巻き込みが発生することを抑制可能な接着シートのラミネート方法、及びそのラミネート方法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する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、本発明の接着シートのラミネート方法（以下、単に「ラミネート方法」という。）は、ポリイミド樹脂を含有する接着剤層と、キャリアフィルムと、を積層してなる接着シートを、厚みが２００μｍ以下の半導体ウエハの裏面に接着剤層が接するように貼り付ける接着シートのラミネート方法であって、キャリアフィルムは、厚みが５０μｍ以上であり、１５０℃環境下で1時間放置した後の熱収縮率が２．５％未満であり、キャリアフィルムの接着剤層とは反対側の面上において、貼り付けローラーを１０ｍｍ／ｓｅｃ以下の相対速度でキャリアフィルムの面方向に移動させて、半導体ウエハに接着シートの圧着を行うことを特徴とする。なお、上記熱収縮率は、キャリアフィルムを１５０℃環境下で１時間放置する前後の体積変化から求められる。
【００１１】
上記ラミネート方法において、接着シートは、ポリイミド樹脂を含有する接着剤層と、１５０℃環境下で1時間放置した場合の熱収縮率が２．５％未満であるキャリアフィルムとを積層し、一体化させたものである。この特定の材料から構成される２層構造の接着シートは、接着剤層が半導体ウエハに接するように、半導体ウエハの裏面に配置される。そして、接着シートのキャリアフィルム側から低速（１０ｍｍ／ｓｅｃ以下の速度）でキャリアフィルムの面方向に貼り付けローラーを移動させることにより、半導体ウエハに接着シートがラミネートされる。
【００１２】
上記ラミネート方法によれば、接着シートを特定の材料から構成される２層構造とし、かつ貼り付けローラーの移動速度を１０ｍｍ／ｓｅｃ以下とすることにより、厚み２００μｍ以下の半導体ウエハを用いた場合であっても、接着シートをラミネートする際の皴、及び気泡の巻き込みが発生することを抑制することができる。
【００１３】
また、上記接着剤層の厚みが１０μｍ以上であることが好ましい。この場合、貼り付け時の接着剤層の皺の発生をより抑制することができる。
【００１４】
更に、上記キャリアフィルムがポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を含有するものであることが好ましい。この場合、高温時のキャリアフィルムの加熱収縮を小さくすることができるため、貼り付け時の接着剤層の皺の発生を一層抑制することができる。
【００１５】
上記ラミネート方法は、加熱しながら圧着を行うことが好ましい。この場合、半導体ウエハの損傷を抑制しつつ接着シートをラミネートでき、かつ半導体ウエハと接着シートとの密着性を強固にすることができる。
【００１６】
なお、上記加熱する方法としては、半導体ウエハをテーブル上に載置し、テーブルの温度を１９５℃以下とすることが好ましい。この場合、半導体ウエハの損傷をより抑制しつつ接着シートをラミネートでき、かつ半導体ウエハと接着シートとの密着性をより強固にすることができる。
【００１７】
また、貼り付けローラーの接着シートに対する加圧力が５〜１０Ｎ／ｃｍであることが好ましい。この場合、厚みが２００μｍ以下であっても、その半導体ウエハのダメージを抑制しつつラミネートできる。
【００１８】
更に、貼り付けローラーの硬度が６０〜７０であることが好ましい。この場合、厚みが２００μｍ以下であっても、その半導体ウエハのダメージを抑制しつつラミネートできる。なお、ローラー硬度は、ＪＩＳ  Ｋ  ６２５３に準じて測定される。
【００１９】
上記ラミネート方法において、半導体ウエハが吸着孔を有するテーブル上に載置されており、半導体ウエハの表面を吸着孔で吸着しながら、圧着を行うことが好ましい。この場合、半導体ウエハがテーブル上に確実に固定されることから、より確実に、接着シートをラミネートする際の皴及び気泡の巻き込みを抑制することができる。
【００２０】
このとき、上記テーブルを固定した状態で貼り付けローラーを移動させることが好ましい。この場合、接着シートが貼り付けローラーに確実に固定されるため、接着シートをラミネートする際の皺及び気泡の巻き込みが発生することを抑制することができる。
【００２１】
本発明の半導体装置の製造方法は、上述したラミネート方法により、半導体ウエハに接着剤層及びキャリアフィルムが積層された接着シートの圧着を行い、接着シート付きウエハを得るラミネート工程と、接着シート付きウエハからキャリアフィルムを剥離させ、接着剤付きウエハを得る剥離工程と、接着剤付きウエハの接着剤層上にダイシングテープを貼り付け、ダイシングテープ付きウエハを得る貼り付け工程と、ダイシングテープ付きウエハをダイシングし、所定の大きさの接着剤付き半導体素子を得るダイシング工程と、接着剤付き半導体素子からダイシングテープを剥離し、接着剤層を介して半導体素子搭載用の支持部材に接着する接着工程と、を含むことを特徴とする。
【００２２】
上記半導体装置の製造方法は、上述したラミネート方法を含むため、２００μｍ以下の半導体ウエハであっても、接着シートをラミネートする際の皴、及び気泡の巻き込みが発生することを抑制できる。また、得られる半導体装置は、半導体ウエハのダイシング時に接着剤付き半導体素子が飛散する、いわゆるチップとびや、接着剤付き半導体素子から接着剤層がはがれるという事態が発生するのを回避でき、取り扱いに優れる半導体装置を製造することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、２００μｍ以下の半導体ウエハであっても、接着シートをラミネートする際の皴、及び気泡の巻き込みが発生することを抑制可能なラミネート方法、及びそのラミネート方法を用いた半導体装置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】
【００２４】
以下、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明する。なお、以下の説明では、同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。また、上下左右等の位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。更に、図面の寸法比率は図示の比率に限られるものではない。
【００２５】
本発明は、接着シートを、厚みが２００μｍ以下の半導体ウエハの裏面に貼り付けるラミネート方法である。本発明のラミネート方法においては、まず、接着シートと、半導体ウエハとを準備する。
【００２６】
＜接着シート＞
図１は、第１実施形態に係る接着シートを示す模式断面図である。図１に示すように、本実施形態の接着シート１０は、接着剤層１と、キャリアフィルム２とが積層された構成を有している。この接着剤層１によって、後述するように、半導体素子が半導体搭載用の支持部材上に接着される。より具体的には、接着シート１０は、例えば半導体チップを配線付き基材上に搭載するためのダイボンディングシートとして用いられる。
【００２７】
上記接着シート１０の厚みは、５０μｍ以上が好ましく、５０〜１５０μｍであることがより好ましい。厚みが５０μｍ未満であると、厚みが上記範囲にある場合と比較して、皺や気泡の巻き込みが発生する傾向にあり、厚みが１５０μｍを超えると、厚みが上記範囲にある場合と比較して、接着シートをラミネートした後、接着剤付きウエハに大きな反りが生じる傾向にある。
【００２８】
次に、各層について詳細に説明する。
【００２９】
（接着剤層）
接着剤層１は、接着剤から構成される。かかる接着剤としては、ポリイミド樹脂を用いる。ポリイミド樹脂は、耐熱性及び接着性に優れ、容易にフィルム状にすることも可能である。この接着剤層には、上記ポリイミド以外の樹脂を含有させてもよい。具体的には、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂等の熱可塑性樹脂や、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂が挙げられる。これらの中でも、接着剤層にエポキシ樹脂を含有させることが好ましい。更には、このエポキシ樹脂に加え、エポキシ樹脂硬化剤をも含有させることがより好ましい。この場合、半導体ウエハと接着シートとの接着性を向上できる。
【００３０】
上記接着剤層１の厚みは１０μｍ以上であることが好ましく、２０μｍ以上であることがより好ましい。接着剤層１の厚みが１０μｍ未満であると、厚みが上記範囲にある場合と比較して、ラミネート時に皺、及び気泡を巻き込む傾向にある。
【００３１】
なお、上記接着剤層１は、上記樹脂以外にも、無機フィラー、金属フィラー等の添加剤を含んでいてもよい。
【００３２】
（キャリアフィルム）
キャリアフィルム２は、厚みが５０μｍ以上であり、１５０℃環境下で1時間放置した場合の熱収縮率が２．５％未満であるものを用いる。この場合、機械特性に優れるものとなるため、接着シートが貼り付けローラーに確実に固定され、半導体ウエハに確実に接着剤層を接触させることができる。なお、厚みが５０μｍ未満であると、接着シートが屈曲するためローラーが確実に固定されず、貼り付け時に皺を巻き込む傾向にあり、また、１５０℃環境下で1時間放置した場合の熱収縮率が２．５％以上であると、貼り付け後、上記接着シート付きウエハを取り出したときに、接着シート付きウエハが大きな反りを生じ、半導体ウエハが破損する場合がある。
【００３３】
また、上記キャリアフィルムは、耐熱性が１５０℃以上であるものが好ましく、１５０〜２００℃であることがより好ましい。ここで、耐熱性は、本発明では、１時間放置した場合のキャリアフィルムの熱収縮率が２．５％以下となる温度で表す。耐熱性が１８０℃未満であると、耐熱性が上記範囲にある場合と比較して、ラミネート時に皺、及び気泡を巻き込む傾向にある。
【００３４】
上記キャリアフィルム２の材質としては、特に限定されないが、例えば、ポリエチレンテレフタレートフィルム等のポリエステル系フィルム、ポリテトラフルオロエチレンフィルム、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリメチルペンテンフィルム、ポリビニルアセテートフィルム等のプラスチックフィルム等が挙げられる。これらの中でもポリエチレンテレフタレートフィルムを含有するものであることが好ましい。この場合、キャリアフィルムは、高温時の加熱収縮を小さくすることができ、かつ貼り付け時の接着剤層の皺の発生を抑制することができる。
【００３５】
（半導体ウエハ）
本実施形態で用いられる半導体ウエハは、シリコンウエハである。なお、シリコンウエハの代わりにガリウムリンウエハ、ガリウムヒ素ウエハ等を用いてもよい。
【００３６】
上記半導体ウエハは厚みが２００μｍ以下のものを用いる。このような薄膜のシリコンウエハは、例えばスタックドパッケージ（ＩＣチップを何層も積層するタイプの半導体パッケージ）に好適に用いられる。
【００３７】
（ラミネート工程）
次に、上述した接着シート１０をラミネート装置を用いて半導体ウエハにラミネートするラミネート工程について説明する。なお、ここで用いられる半導体ウエハの厚みは、２００μｍ以下である。
【００３８】
図２は、接着シートを半導体ウエハの裏面に貼り付けるラミネート装置を示す概略図である。図２に示すように、ラミネート装置は、テーブル１２と、テーブル１２の上方にローラー部２０とを備える。また、このテーブル１２には、複数の吸着孔１３が埋設されている。したがって、半導体ウエハ１１がテーブル１２上に載置されると、半導体ウエハ１１が吸着孔１３により吸着され、確実に固定される。このように半導体ウエハがテーブル上に確実に固定されることから、接着シートをラミネートする際の皴、及び気泡の巻き込みが発生することをより確実に抑制できる。
【００３９】
また、上記テーブル１２に設けられた吸着孔１３は、テーブル１２の全面に設けられているものが好ましく、直径が０．１〜１．０ｍｍのものであることがより好ましい。この場合、テーブル上に載置した半導体ウエハの表面に凹凸（皺）が生じることを抑制できるため、接着シートをラミネートする際の皺、及び気泡の巻き込みが発生することをより確実に抑制することができる。
【００４０】
ローラー部２０は、上下並列に配設されている一対のテンションローラー１５と、このテンションローラー１５よりも下方に配設される貼り付けローラー１６とを備える。この一対のテンションローラー１５と貼り付けローラー１６とは一体となっており、貼り付けローラー１６が例えばテーブル１２上を移動すると、一対のテンションローラー１５も貼り付けローラーと平行に移動する。なお、上記テンションローラー１５及び貼り付けローラー１６の大きさは特に限定されない。また、本実施形態においては、テンションローラー１５及び貼り付けローラー１６を用いているが、上記ラミネート装置には、これら以外に更にローラーが設けられていてもよい。
【００４１】
このようなラミネート装置を用いる本実施形態に係るラミネート工程においては、まず半導体ウエハ１１を裏面が上方となるようにテーブル１２上に載置する。一方、接着シート１０は、接着剤層１が下方となるように一対のテンションローラー１５の間を通す。このとき一対のテンションローラー１５の間隔をより狭くすることで、接着シート１０に一定の圧力がかけられる。そして、テンションローラー１５を通った接着シートは、接着シート１０の接着剤層１と半導体ウエハ１１の裏面とが接するようにして、半導体ウエハ１１と貼り付けローラー１６との間に通される。
【００４２】
この状態から、貼り付けローラー１６と、接着シート１０と、テーブル１２とが接するように、上記ローラー部２０を降下させる。そうすると、接着シートは、貼り付けローラー１６により加圧される。そして、加圧を保持した状態で貼り付けローラー１６を、接着剤層とは反対側の面上において、半導体ウエハの端部から半導体ウエハの長さ方向に、テーブル１２に対して平行に移動させることにより、半導体ウエハ１１と接着シート１０との圧着が行われ、接着シート付きウエハが得られる。このように、上記テーブルを固定した状態で、貼り付けローラーを移動させると、接着シート１０にテンションを加えながら移動するため、確実に接着シート１０が貼り付けローラーに固定され、接着シート１０をラミネートする際の皺の巻き込みをより抑制することができる。なお、このときの上述した吸着孔１３は、貼り付け開始から終了まで半導体ウエハの吸着機能を発揮する。
【００４３】
上記貼り付けローラー１６の移動速度は、１０ｍｍ／ｓｅｃ以下である。このように、接着シートを特定の材料から構成される２層構造とし、かつ貼り付けローラーの移動速度を１０ｍｍ／ｓｅｃ以下とすることにより、厚みが２００μｍ以下の半導体ウエハを用いた場合であっても、接着シートをラミネートする際の皴、及び気泡の巻き込みが発生することを抑制することができる。
【００４４】
上記圧着は、加熱しながら行うことが好ましい。この場合、接着シートと半導体ウエハとの接着性をより強固なものとすることができる。また、接着シート１０を半導体ウエハ１１にラミネートするときの接着シートの温度は、接着シート１０のガラス転移温度Ｔｇ（動的粘弾性測定におけるα緩和ピーク温度）以上であり、かつ接着シート１０の熱分解温度（熱重量分析における重量減少開始温度）以下であることが好ましい。ラミネートするときの温度が、接着シート１０のガラス転移温度Ｔｇ未満であると、温度が上記範囲にある場合と比較して、接着シート１０と半導体ウエハ１１との接着性が低下する傾向にあり、ラミネートするときの温度が、接着シート１０の熱分解温度を超えると、温度が上記範囲にある場合と比較して、接着シート１０が熱分解し、接着性が低下する傾向にある。
【００４５】
また、ラミネートするときの接着シートの温度は、１２０〜１６０℃であることが好ましく、１２０〜１４０℃であることがより好ましい。温度が１２０℃未満であると、温度が上記範囲にある場合と比較して、接着性が不十分となる傾向にあり、温度が１６０℃を超えると、温度が上記範囲にある場合と比較して、貼り付け性は問題ないが、後述するテーブル１２上で半導体ウエハ１１の外周部に沿って接着シート１０を切断する際に、接着シート１０の切断面に乱れが発生する傾向にある。
【００４６】
なお、上記加熱する方法としては、特に限定されないが、半導体ウエハをテーブル上に載置したときに、テーブルの温度を１９５℃以下とすることが好ましく、１２０〜１９５℃とすることがより好ましい。この場合、半導体ウエハの損傷をより抑制しつつ接着シートをラミネートでき、かつ半導体ウエハと接着シートとの密着性をより強固にすることができる。
【００４７】
貼り付けローラー１６が接着シート１０を加圧するときの圧力は５〜１０Ｎ／ｃｍであることが好ましく、７〜１０Ｎ／ｃｍであることがより好ましい。圧力が５Ｎ／ｃｍ未満であると、圧力が上記範囲にある場合と比較して、接着シート１０と半導体ウエハ１１とが十分に接着されない傾向にあり、圧力が１０Ｎ／ｃｍを超えると、圧力が上記範囲にある場合と比較して、２００μｍ以下の薄型半導体ウエハにおいては、半導体ウエハに損傷が発生する傾向にある。
【００４８】
貼り付けローラー１６の硬度は６０〜７０であることが好ましく、６５〜７０であることがより好ましい。硬度が６０未満であると、硬度が上記範囲にある場合と比較して、接着シート１０と半導体ウエハ１１とが十分に接着されない傾向にあり、硬度が７０を超えると、硬度が上記範囲にある場合と比較して、２００μｍ以下の薄型半導体ウエハにおいては、半導体ウエハに損傷が発生する傾向にある。
【００４９】
＜半導体装置の製造方法＞
次に、半導体装置の製造方法について説明する。
【００５０】
本発明の半導体装置の製造方法は、接着剤層及びキャリアフィルムが積層された接着シートを準備し、上述したラミネート方法により、半導体ウエハに接着シートの圧着を行い、接着シート付きウエハを得るラミネート工程と、接着シート付きウエハからキャリアフィルムを剥離させ、接着剤付きウエハを得る剥離工程と、接着剤付きウエハの接着剤層上にダイシングテープを貼り付ける貼り付け工程と、半導体ウエハをダイシングし、所定の大きさの接着剤付き半導体素子を得るダイシング工程と、接着剤付き半導体素子からダイシングテープを剥離し、接着剤層を介して半導体素子搭載用の支持部材に接着する接着工程とを含む。
【００５１】
以下、各工程について説明する。
【００５２】
（接着シート準備工程）
まず、ポリイミド樹脂を有機溶剤に溶解させワニスとする。なお、このワニスには、必要に応じて添加剤を加えてもよい。また、ここで用いられる有機溶剤は、ポリイミド樹脂を均一に溶解又は混練できるものであれば特に制限されない。
【００５３】
そして、上記ワニスを、例えば、ポリエチレンテレフタレート製のキャリアフィルム２の上に塗布し、６０〜２００℃の温度で０．１〜３０分間加熱し、使用した有機溶剤を十分に揮発させる。そうすると、キャリアフィルム上に接着剤層１が形成された接着シート１０が得られる。
【００５４】
（ラミネート工程）
次に、上述したラミネート方法により、接着剤層１及びキャリアフィルム２が積層された接着シート１０を、半導体ウエハ１１に圧着を行い、接着シート付きウエハを得る。
【００５５】
図３（ａ）〜（ｄ）は、ラミネート工程により、接着シート１０が半導体ウエハに積層された状態から、ダイシングして接着剤付き半導体素子とした状態までを示す図である。
【００５６】
図３（ａ）に示すように、ラミネート工程により、テーブル１２上に載置された半導体ウエハ１１には接着シート１０が積層される。このとき、半導体ウエハ１１の裏面と、接着シート１０の接着剤層１とが互いに接している。そして、図３（ｂ）に示すように、この状態から半導体ウエハの外周部に沿って、接着シート１０を切断する。
【００５７】
そして、テーブルから取り出すことにより、半導体ウエハ１１と接着シート１０との積層体（以下「接着シート付きウエハ」という。）が得られる。
【００５８】
（剥離工程）
次に、上述した接着シート付きウエハ３０から、キャリアフィルム２を剥離させ、接着剤付きウエハとする。
【００５９】
（貼り付け工程）
そして、図３（ｃ）に示すように、接着剤付きウエハ４０の接着剤層１上にダイシングテープ９を貼り付け、接着剤付きウエハ４０とダイシングテープ９との積層体（以下「ダイシングテープ付きウエハ」という。）が得られる。なお、ダイシングテープ９は、通常、ダイシングの際に半導体ウエハを保持するために用いられる。
【００６０】
（ダイシング工程）
次に、図３（ｄ）に示すように、ダイシングテープ付きウエハをダイシングすることにより、所定の大きさの接着剤付き半導体素子５０が得られる。
【００６１】
（接着工程）
こうして得られる接着剤付き半導体素子５０からダイシングテープを剥離し、接着剤層１を介して熱圧着により半導体素子搭載用の支持部材に接着する。なお、接着剤付き半導体素子５０を支持部材上に搭載した後、再び、接着剤付き半導体素子５０を、熱圧着により、接着剤層１を介して半導体素子搭載用の支持部材に接着するとしてもよい。これにより、複数の接着剤付き半導体素子５０が支持部材上に搭載される。
【００６２】
続いて、必要に応じて接着剤層付き半導体素子５０（以下単に「半導体素子」ともいう。）と支持部材とをワイヤボンディングにより電気的に接続することが好ましい。このとき、半導体素子及び支持部材は、例えば、１７０℃で１時間加熱される。さらに、ワイヤボンディングにより接続した後、必要に応じて半導体素子を樹脂封止することが好ましい。このとき、樹脂封止材を支持部材の表面に形成するが、支持部材の表面とは反対側の面にも樹脂封止材を形成するとしてもよい。
【００６３】
また、樹脂封止する際に接着剤層は半硬化の状態であることが好ましい。これにより、樹脂封止する際に支持部材の表面に形成された凹凸の凹部に接着剤層をより良好に充填することができる。なお、半硬化の状態とは、接着剤層が完全には硬化していない状態を意味する。
【００６４】
以上の工程を経ることにより、半導体装置を製造することができる。このように本発明に係る半導体装置の製造方法は、上述したラミネート方法を含むため、２００μｍ以下の半導体ウエハであっても、接着シートをラミネートする際の皴、及び気泡の巻き込みが発生することを抑制でき、得られる半導体装置は、半導体ウエハのダイシング時のチップとび及び接着剤付き半導体素子から接着剤層がはがれるという事態が発生するのを回避でき、取り扱いに優れる半導体装置を製造することができる。
【００６５】
＜半導体装置＞
次に、上述した半導体装置の製造方法により製造される半導体装置について説明する。図４は、本実施形態に係る半導体装置の概略断面図である。図４に示される半導体装置１００は、半導体素子搭載用の支持部材２４と、支持部材２４上に設けられた複数（例えば２つ）の半導体素子２１とを備える。支持部材２４と半導体素子２１とは接着剤層１によって接着されている。また、半導体素子２４，２４同士も接着層１によって接着されている。支持部材２４は、回路パターン３４及び端子３６が形成された基板３５からなる。この回路パターン３４と半導体素子２１とが、金ワイヤ等のワイヤ３８によってそれぞれ電気的に接続されている。そして、例えば樹脂製の封止材３９が支持部材２４の表面２４ａ上に設けられることにより、半導体素子２４、接着剤層１、回路パターン３４及びワイヤ３８が封止される。なお、封止材３９が、支持部材２４の表面２４ａとは反対側の面にも設けられているとしてもよい。
【００６６】
この半導体装置１００は、上述したラミネート方法を含んで製造されるものである。そのため、２００μｍ以下の半導体ウエハであっても、接着シートをラミネートする際の皴、及び気泡の巻き込みが発生することを抑制でき、得られる半導体装置は、半導体ウエハのダイシング時のチップとび及び接着剤付き半導体素子から接着剤層がはがれるという事態が発生するのを回避でき、取り扱いに優れる半導体装置とすることができる。
【実施例】
【００６７】
以下、実施例及び比較例に基づいて本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００６８】
（実施例１〜３及び比較例１〜４）
＜接着シートの作製＞
熱可塑性ポリイミド（ビストリメリテート系酸無水物と芳香族ジアミンとから合成されるポリイミド、日立化成工業社製）１００質量部を、２８０質量部のＮ−メチル−２−ピロリドン中に溶解させた。この溶液に更にクレゾールノボラック型エポキシ樹脂（東都化成社製、商品名「ＹＤＣＮ−７０２Ｓ」）５質量部、４−４’−（１−（４−（１−（４−ヒドロキシフェニル）−１−メチルエチル）−フェニル）−エチリデン）ビスフェノール５質量部、テトラフェニルホスホニウムテトラボレート０．５質量部、及び窒化ホウ素フィラー１０質量部を添加し、均一に分散するように、よく攪拌し、ワニスを得た。
【００６９】
このワニスをポリエチレンテレフタレートフィルム（キャリアフィルム、幅２４０ｍｍ、１５０℃環境下で1時間放置した場合の熱収縮率０．２５％、帝人デュポンフィルム社製）上に塗布し、熱風循環式乾燥機の中で加熱して溶媒を揮発乾燥させ、接着シートを得た。なお、この接着シートは、接着剤層の厚みが２５μｍで、キャリアフィルムの厚みが５０μｍであった。
【００７０】
＜ラミネート＞
図２に示すラミネート装置を用いて接着シートをシリコンウエハにラミネートした。すなわち、シリコンウエハをテーブル上に裏面が上方となるように載置し、シリコンウエハの裏面に、上記方法で得られた接着シートを、接着剤層が接するように、貼り付けローラーにて圧着を行った。なお、上記ラミネートしたときの条件を表１に示す。こうして、接着シートがラミネートされた半導体ウエハを得た。なお、貼り付けローラーは、図５に示すような、円筒状ローラーを用いた。なお、この貼り付けローラーは、重さ２．７ｋｇｆ、長さ３８６ｍｍ、直径５０ｍｍ、硬度７０、テーブル温度２５℃であった。
【００７１】
（比較例５〜１６、及び参考例１，２）
図６に示すように、実施例１のラミネート工程で用いた接着シートを、この接着シートからキャリアフィルムを除いたもの（以下「ポリイミドシート」という。）に代える以外は実施例１と同様にして、ポリイミドシートがラミネートされた半導体ウエハを得た。
【００７２】
（評価方法）
＜皺・気泡の有無＞
実施例１〜３のラミネートされた半導体ウエハの外周部に沿って接着シートをカットし、接着シート付きウエハを得た。次いで、この接着シート付きウエハのキャリアフィルムを剥離し、接着剤付きウエハとした。一方、比較例１〜１６、及び参考例１，２のラミネートされた半導体ウエハの外周部に沿ってポリイミドシートをカットし、接着剤付きウエハを得た。そして、これらの接着剤付きウエハの気泡の巻き込み、皺の有無を目視にて観察した。結果を表２に示す。
【００７３】
＜ダイシング不具合＞
上記接着剤付きウエハの接着剤面にダイシングテープを貼り付け、ダイシング装置でフルカットすることにより接着剤付き半導体素子へ分割した。このときのチップ飛び、接着剤付き半導体素子と接着剤層との間の剥がれなどのダイシング時の不具合を目視にて観察した。結果を表２に示す。
【表１】
2007067233.tif 000003
【表２】
2007067233.tif 000004
【００７４】
以上より、実施例１〜３のラミネート条件では、接着剤付きウエハに、皴、及び気泡の巻き込みは認められなかった。また、比較例１〜４のラミネート条件では、キャリアフィルムを有する場合であっても、貼り付け速度が２０ｍｍ／ｓｅｃ以上となると、皺、及び気泡の巻き込みが発生した。さらに、比較例５〜１１のラミネート条件では、皺、及び気泡の巻き込みなしにラミネートすることはできなかった。
【００７５】
よって、本発明によれば、２００μｍ以下の半導体ウエハであっても、接着シートをラミネートする際の皴、及び気泡の巻き込みが発生することを抑制可能なラミネート方法、及びそのラミネート方法を用いた半導体装置の製造方法を提供できることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】図１は、第１実施形態に係る接着シートを示す模式断面図である。
【図２】図２は、接着シートを半導体ウエハの裏面に貼り付けるラミネート装置を示す概略図である。
【図３】図３（ａ）〜（ｄ）は、ラミネート工程により、接着シート１０が半導体ウエハに積層された状態から、ダイシングして接着剤付き半導体素子とした状態までを示す図である。
【図４】図４は、本実施形態に係る半導体装置の概略断面図である。
【図５】図５は、実施例に用いた貼り付けローラーを示す概略図である。
【図６】図６は、比較例及び参考例で用いた、接着剤層を半導体ウエハの裏面に貼り付けるラミネート装置を示す概略図である。
【符号の説明】
【００７７】
１・・・接着剤層、２・・・キャリアフィルム、９・・・ダイシングテープ、１０・・・接着シート、１１・・・半導体ウエハ、１２・・・テーブル、１３・・・吸着孔、１５・・・テンションローラー、１６・・・貼り付けローラー、２０・・・ローラー部、２１・・・半導体素子、２４・・・支持部材、３０・・・接着シート付きウエハ、３４・・・回路パターン、３５・・・基板、３６・・・端子、３８・・・ワイヤ、３９・・・封止材、４０・・・接着剤付きウエハ、５０・・・接着剤付き半導体素子、１００・・・半導体装置。
【図１】
2007067233.tif 000005
【図２】
2007067233.tif 000006
【図３】
2007067233.tif 000007
【図４】
2007067233.tif 000008
【図５】
2007067233.tif 000009
【図６】
2007067233.tif 000010