JP3736027B2 - 半導体用粘着シートを用いた半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、半導体ウェハの切断等の目的で、半導体ウェハを保持する接着剤層を有する半導体用粘着シートおよびその粘着シートを用いた半導体装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体装置は、大きな半導体ウェハ内に多数を作製し、それをチップ化して使用することが多い。
図８（ａ）は従来の半導体装置の製造方法を説明する断面図である。
ベース樹脂シート２上に接着剤層３を有する半導体用粘着シート１にシリコンウェハ７を接着した後、ダイシングソーのステージ９に取り付ける。１９は、ステージ９にベース樹脂シート１を真空チャックするための吸引溝である。べース樹脂シート２の一部分まで切断されるようにステージ９の高さの調整を精密におこない、ブレード１１を回転させ、ステージ１１を紙面に垂直方向に移動させて切断する。ブレード１１は薄い金属板の表面にダイヤモンド粉を分散させたものであり、ブレード押さえ１２に挟み込み、モーター回転軸１７に止めねじ１２ａによりしっかり固定され、ブレード回転モーター１６で毎分約５万回転（ｒｐｍ）している。回転モーター１６からブレード１１までは、ｙ軸移動ガイド１８により、ｙ軸方向（紙面の奥の方向）に移動して、一本の切断線を切断した後、ステージを図の左右方向に所定のピッチで移動させ、平行な切断線を切断する。その後ステージ９を支持軸１３の周りに９０°回転させ、同様に切断してチップ化する。
【０００３】
切断中は、図示された二本の水洗用ノズル１４および図示されない紙面上側のノズルから、約１０ｋｇ／ｃｍ2 程度の高圧水１５を吹きかけ、切断時の切り屑を洗い流す。
図８（ｂ）は、半導体ウェハを切断した後の、半導体チップ７ａを接着した粘着シート１の断面図、同図（ｃ）は部分平面図である。所定の大きさに切断された半導体チップ７ａおよび切断線２０が見られる。
【０００４】
半導体チップ７ａを、例えば、ケースに配置するため粘着シート１から取り上げるピックアップ方法としては、主として二つの方式がおこなわれている。その第一の方法は、図８（ｂ）の切断された半導体チップ７ａを載せた粘着シート１を、同心円状に外周方向に展伸した後、先端に吸盤状の真空吸着機能をもつ真空ピンセット等でピックアップする方法である。図９（ａ）は展伸前の断面図、同図（ｂ）は展伸後の断面図であり、図９（ａ）から同図（ｂ）の状態にする方法である。この時、切断された半導体チップ７ａの底面側の接着剤層３は、側方に引っ張られ、厚さとともに半導体チップ７ａとの接着面積が減少し、接着強度が低下して、半導体チップ７ａのピックアップを容易にしている。
【０００５】
図１０（ａ）は、第二の方式を説明するための断面図である。粘着シート１の裏面から、熱板の上に形成した剣山のような突起４２をもつ突起板４１により、押し上げ、真空ピンセット等で取り上げる方法である。
また、接着剤層３の接着力を弱めるのに、加熱エネルギーや紫外線照射エネルギーを用いることもあるが、それらは上述の二つの方式の補助手段的なものと見られている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
接着剤層、ベース樹脂シート共に導電性が無いため、被接着物は、静電気による破壊を受けやすくなっている。
図８（ａ）の加圧水１５は、抵抗率が１０ＭΩ・ｃｍ以上の純水を用い、一般に約１０ｋｇ／ｃｍ2 程度の高圧ジェット水である。その加圧水１５を５万回転しているブレード１１に吹きつけると、高圧の静電気が発生する。従来の粘着性シート１は、ベース樹脂シート１も、接着剤層３も絶縁性材料からなるので、発生した静電気の逃げ場がなく、シリコンウェハ７に蓄積されて、シリコンウェハ７に作り込まれた半導体装置の静電破壊を起こし易かった。特に薄いゲート絶縁膜を有するＭＯＳ型半導体装置では、この問題が重要であった。
【０００７】
このための対策として、純水中に所定濃度の炭酸ガスを混入させて比抵抗を、数１００ｍΩ・ｃｍ〜数Ω・ｃｍにして使用することもあるが、今度は生じる炭酸による酸性化のため、ブレード１１や装置を構成する金属部材が腐食されて、寿命が短くなったり、溶出した金属イオンが半導体装置に付着して半導体装置の信頼性低下を招いたりする問題があった。
【０００８】
また、完全に切断してチップ化した半導体チップをピックアップするには、主として二つの方式がおこなわれていることを前に述べた。第一の方式は、図９（ａ）の半導体チップ７ａを載せた粘着シート１の状態から、同心円の外側方向に均等力で展伸して、同図（ｂ）の状態にした後、真空ピンセット等でピックアップする方法であった。
【０００９】
この時、切断された半導体チップ７ａの底面の側縁が引っ張り力を受け、微小クラック３７や、欠け３８等の損傷が生じ易く、デバイスの信頼性を損なう危険性が大となる。
第二の方式は図１０（ａ）に示したように、粘着シート１の裏面から、突起板４１により、押し上げ、真空ピンセット等でピックアップする方法であった。
【００１０】
図１０（ｂ）は、その方法での突き上げ後の断面図である。この図にみられるように、突起４２の位置は切断された半導体チップ７ａの底面を必ずしも均等な当たり方や、力で押し上げるとは言いがたく、やはり、半導体チップ７ａの底面の特に側縁近傍に、微小クラック３７や、欠け３８等の損傷が生じ易い。
一般にダイシングソー等の切断装置による損傷はシリコンの場合、表面からの深さが５μｍ程度であるが、更に、不均等な力によりピックアップされると、この数μｍの損傷がトリガーになって、底面の側縁に被接着物の損傷が発生することが多い。
【００１１】
また、ピックアップには、真空ピンセットを使用することが多いが、真空吸着の際半導体チップの表面に沿った空気を吸い込み、巻き込んだ異物を付着させる表面汚染の問題もある。更に、真空ピンセットでは、切断された半導体チップを均等に吸着保持できないので、チップ底面に不均等な力が働き、底面の側縁に被接着物の損傷が発生したり、或いは隣接する半導体チップと互いにぶつかり合った際に損傷が発生したりすることもある。
【００１２】
上述の如く従来方式では１）半導体装置が静電気により破壊され易く、２）ピックアップ時に、切断された底面の側縁に損傷が発生し易いという問題がある。
これらの問題に鑑み本発明の目的は、静電破壊や、底面辺縁の損傷が起きにくい半導体用粘着シートおよびそれを用いた半導体装置の製造方法を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために本発明は、導電性を有するベース樹脂シートの上面に、導電性を有する第一接着剤層、強磁性金属箔、導電性を有する第二接着剤層を順に積層した四層構造からなり、前記第一、第二の接着剤層は、温度が高くなると互いに異なる遷移温度にて粘着性の弱くなる感温性の接着剤層からなる半導体ウェハを保持するための半導体用粘着シートにおいて、前記第一接着剤層が、第二接着剤層より低い温度で粘着性が弱くなり、被接着物より前記強磁性金属箔を後の工程で剥離できるようにするものとする。
【００１４】
そのような半導体用粘着シートであれば、半導体ウェハの切断時等に発生する静電気が、導電性を有するベース樹脂シートおよび第一、第二の接着剤層を通して放電され、静電気が蓄積することがない。
【００１５】
金属箔が強磁性材料であれば、電磁ディスクに内蔵される電磁石により引きつけられ、金属箔と第二接着剤層で接着された半導体ウェハは、強固に保持される。一方その電磁石をオフにすれば、半導体ウェハを載せた粘着シートは、電磁ディスクから開放される。
【００１６】
そして、上記の半導体用粘着シートを用いた半導体装置の製造方法において、前記第二接着剤層に半導体ウェハを接着し、当該半導体粘着シートをベース樹脂シート側より第１の電磁ディスクの磁力によって吸着させ、半導体ウエハをダイサーにより切断して半導体チップ化し、前記半導体チップの上に第２の電磁ディスクを設置し、第一接着剤層の遷移温度まで加熱して第一接着剤層の接着強度を弱め、第２の電磁ディスクの磁力により、半導体チップ側より前記強磁性金属箔を吸着させて、前記第一接着剤層を剥離し、電磁石を備えたピックアップアームの磁力により前記強磁性金属箔を吸着させることにより半導体チップをピックアップするものとする。
【００１７】
さらに、第二接着剤層の遷移温度まで加熱して第二接着剤層の接着強度を弱め、前記強磁性金属箔を剥離するものとする。
【００１８】
そのようにすれば、静電気が蓄積されず、小さい力でピックアップが可能になるだけでなく、電磁石でピックアップできるので、真空吸着のように半導体チップ表面を汚染することが無い。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、実施例をもとにして本発明の実施の形態を説明する。
図１（ａ）は、本発明にかかる粘着シート２１の断面図である。２２は例えばポリエステルシート等のベース樹脂シート、２３は第一接着剤層、２４は強磁性体箔、２５は第二接着剤層、２６はカバーフィルムである。
【００２０】
図１（ｂ）は、図１（ａ）の粘着シートのカバーフィルム２６を剥がし、第二接着剤層２４上に半導体装置の作りこまれたシリコンウェハ７を接着した状態の断面図である。
ここで、ベース樹脂シート２２、第一接着剤層２３、強磁性体箔２４、第二接着剤層２５はいずれも導電性を有するものとする。
【００２１】
次に、図１に示した粘着シートを用いた半導体装置の製造方法について説明する。
この例では、第一接着剤層、第二接着剤層として、いずれも感温性の接着剤を使用する。そして、第一接着剤層は低い温度、例えば約８０℃で、第二接着剤層はそれより高い温度例えば１００℃で接着強度が弱くなる感温性の接着剤を使用する。
図２は、シリコンウェハ７を接着した粘着シート２１を電磁石を内蔵する電磁ディスク２８にとりつけた図である。粘着シート２１を、電磁ディスク２８上に載せ、電磁ディスク２８の電磁石をオンにすると、粘着シート２１中の強磁性体箔２４と電磁ディスク２８との間の磁気的な吸引力により、シリコンウェハ７を接着した粘着シート２１は、電磁ディスク２８上に固定される。
【００２２】
図３（ａ）は、ダイシングソーでの切断状況を示す図である。
粘着シート２１を載せた電磁ディスク２８をダイシングソーのステージ９にとりつける。とりつける方法は、機械的に保持しても、或いは、磁力で保持しても良い。ダイシングソーのブレード１１は、厚さ数１０μｍの金属の表面にダイヤモンド粉を分散させたもので、そのブレード１１をブレード押さえ１２に挟み込み、ブレード回転軸１６に止めねじ１２ａによりしっかり固定されている。ベース樹脂シート２２の一部分まで切断されるようにステージ９の高さの調整を精密におこなった後、ブレード回転モーター１６で約５万回転（ｒｐｍ）させ、超高速でシリコンウェハ７を切断する。
【００２３】
ブレード回転モーター１６を取り付けたモーターアームは、ｙ軸移動ガイド１８により、ｙ軸方向（紙面の奥の方向）に移動して、シリコンウェハ７を切断する。続いて、ｘ軸可動テーブル１０により所定のピッチでｘ軸方向（紙面の左右方向）に移動し、ｙ軸方向に半導体ウェハ７を切断する。これを繰り返し一方向の切断が完了すると、回転軸１３により、ステージ９を粘着シート２１ごと９０°回転させ、同様の操作を繰り返して、シリコンウェハ７を所定の大きさにチップ化する。
【００２４】
切断中は、図示された二方向、および図示されない紙面の上側のもう一つの水洗用ノズル１４から、約１０ｋｇ／ｃｍ2 程度の高圧水１５を吹きかけ、切断時の切り屑を洗い流す。
図３（ｂ）は、ダイシングソーで切断を完了した後の状態を示す図である。切断を完了した半導体チップ７ａが粘着シート２１上に接着されている。
このような製造方法をとれば、まず高速で回転するブレード１１と純水の加圧水１５との間に発生した静電気は、固着されている導電性の粘着シートを通して、ステージ９へ流れ、ダイシングソーを通じて接地されるので、半導体ウェハにたまることなく、静電破壊の問題も起こらない。
次に、切断を完了した半導体チップ７ａの上に、もう一枚の電磁ディスク２９を設置する［図６（ａ）］。
粘着シート２１を、ヒーター３４で９０℃に加熱すると、第一接着剤層２３の接着強度が弱くなり、半導体チップ７ａは強磁性体箔２４の下面から剥離して、電磁ディスク２９側に磁力で吸いつけられる［同図（ｂ）］。
この剥離力は均等力であるため、従来の粘着シート展伸時や、突起の突き上げ時に、半導体チップの底面の側縁に生じたようなクラック等の損傷を防止できる。
次に、切断された半導体チップ７ａをくっつけたまま電磁ディスク２９を、逆さまにし、先端に電磁石３５のついたピックアップアーム３６により、電磁石３５の下面に強磁性体箔２４の上面を吸いつけてピックアップする［同図（ｃ）］。
そして、回路基板５１の所定部分５２に導電性接着剤５４などでダイボンディングする［図７（ａ）］。
ピックアップアーム３６に内蔵されたヒーター４５により、１１０℃に加熱して、第二 接着剤層２５の接着強度を弱め、半導体チップ７ａの表面から強磁性体箔２４を除去する［同図（ｂ）］。
この場合も電磁石３５のついたピックアップアーム３６によりピックアップするので、半導体チップ表面の汚染の問題を避けられる。半導体チップ７ａの表面に第二接着剤層２５は接触するが、接触するのはそれだけであり、真空ピンセットの場合のように、どんな汚染が付着するかわからないということは無い。むしろ、第二接着剤層２５によって半導体チップ７ａの表面が保護されていると考えることもできる。シリコンウェハは半導体装置の作り込まれた面を下にして第二接着剤層２５上に接着して置いても良い。
【００２５】
〔参考例１〕
図３に示すように切断を完了した半導体チップ７ａの上に、もう一枚の電磁ディスク２９を設置する［図４（ａ）］。電磁ディスク２８、２９は、両方共に電磁石を内蔵しているので、この二枚の電磁石を互いにオン、オフを繰り返すことにより、強磁性体箔２４を挟んで電磁ディスク２８の磁界による力３１を受け、引きつけられる部分と電磁ディスク２９の磁界による力３２を受け、引きつけられる部分との間に振動が生じ、剥離し易くなる［同図（ｂ）］。
【００２６】
そこで、真空ピンセット３３により半導体チップ７ａをピックアップし［同図（ｃ）］、回路基板５１の所定位置５２にろう材５３などでダイボンデイングする［同図（ｄ）］。導電性接着剤を用いてもよい。このような製造方法をとれば、まず高速で回転するブレード１１と純水の加圧水１５との間に発生した静電気は、固着されている導電性の粘着シートを通して、ステージ９へ流れ、ダイシングソーを通じて接地されるので、半導体ウェハにたまることなく、静電破壊の問題も起こらない。
【００２７】
また、粘着シート２１下面の電磁ディスク２８とは別の電磁ディスク２９を半導体チップ７ａの上方に配置し、上、下側の電磁石により上下交互の磁界を発生させ、強磁性体箔４を振動させると、その微細振動により、半導体チップ７ａが第二接着剤層２５から剥離される。この剥離力は均等力であるため、従来の粘着シート展伸時や、突起の突き上げ時に、半導体チップの底面の側縁に生じたようなクラック等の損傷を防止できる。
【００２８】
このように、本発明の製造方法をとることにより、従来方法の問題であった、静電破壊、あるいはチップ底面の損傷を抑えることができる。
また、第二接着剤層２５として、低い温度、例えば約８０℃で接着強度が弱くなる感温性の接着剤を選定すれば、加熱することによって半導体チップ７ａの剥離が更に容易になり、前述のような不具合も無く、半導体チップ７ａの底面の損傷が更に減少する。
【００２９】
〔参考例２〕
第一接着剤層２３として、低い温度、例えば約８０℃で接着強度が弱くなる、すなわち感温性の接着剤を使用する。実施例１と同様にして切断を完了後、半導体チップ７ａの載った粘着シート２１を、ヒーター３４で加熱する［図５（ａ）］。
【００３０】
第一接着剤層２３の接着強度が弱くなり、半導体チップ７ａは強磁性体箔２４の下面から剥離し易くなる［同図（ｂ）］。
先端に電磁石３５のついたピックアップアーム３６により、強磁性体箔２４のついた半導体チップ７ａをピックアップし、［同図（ｃ）］。回路基板５１の所定部分５２にろう材５４でダイボンデイングする［同図４（ｄ）］。
【００３１】
このようにすれば、第一接着剤層２３の接着強度は弱められており、しかも半導体チップ７ａは強磁性体箔２４の下面から剥離するので、半導体チップ７ａの底面側縁にクラック等の損傷を生じることはない。また、電磁石３５のついたピックアップアーム３６によりピックアップするので、従来の真空ピンセットのような半導体チップ表面の汚染の問題も避けられる。そして、強磁性体箔２４、第二接着剤層２５ともに導電性であるので、半導体チップ７ａの下面側の電気的な接触問題や、静電破壊の問題も起きない。
【００３２】
〔参考例３〕
参考例２で述べたのと全く同様に、第一接着剤層２３として、低い温度、例えば約８０℃で接着強度が弱くなる、すなわち感温性の接着剤を使用する。実施例と同様にして切断を完了した後、半導体チップ７ａの上に、電磁ディスク２９を設置する［図６（ａ）］。
【００３３】
粘着シート２１を、ヒーター３４で加熱すると、第一接着剤層２３の接着強度が弱くなり、半導体チップ７ａは強磁性体箔２４の下面から剥離して、電磁ディスク２９側に磁力で吸いつけられる［同図（ｂ）］。
次に、切断された半導体チップ７ａをくっつけたまま電磁ディスク２９を、逆さまにし、先端に電磁石３５のついたピックアップアーム３６により、電磁石３５の下面に強磁性体箔２４の上面を吸いつけてピックアップする［同図（ｃ）］。
【００３４】
回路基板５１の所定部分５２に導電性接着剤５４でフェースダウンにフリップチップボンディングする［同図（ｄ）］。
この場合も、第一接着剤層２３の接着強度は弱められており、しかも半導体チップ７ａは磁性箔２４の下面から剥離するので、半導体チップ７ａの底面側縁にクラック等の損傷を生じることはない。また、電磁石３５のついたピックアップアーム３６によりピックアップするので、半導体チップ表面の汚染の問題を避けられる。
【００３５】
以上に挙げた実施例では、シリコンウェハを用いた例を示したが、その他の各種半導体、セラミクス、ガラス等の薄板のチップ化にも本発明は適用できる。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、いずれも導電性を有するベース樹脂シートおよび第一、第二の接着剤層と金属箔からなる半導体用粘着シートを用いることによって、、半導体ウェハの切断時等に発生する静電気が放電され、半導体装置の静電破壊の問題から開放される。
【００３７】
特に、金属箔が、強磁性であれば、半導体ウェハの電磁ディスクへの脱着や、二つの電磁ディスクを用い、双方の電磁ディスクをオン・オフして、磁性体箔を振動させた上下の微細振動による、接着剤層からの半導体チップの剥離や、あるいは剥離したチップのピックアップ等に利用できる。
また、接着剤層として、感温性の接着剤層を用いることによって、更に剥離を容易にすることができる。
【００３８】
前述のような方法により、粘着シートからの半導体チップの剥離を容易にして、従来の方法では問題となっていた半導体チップ底面の側縁近傍のクラック、欠け等の損傷を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 （ａ）は本発明の粘着シートの断面図、（ｂ）は図１の粘着シートに半導体ウェハを接着した断面図
【図２】 半導体ウェハを接着した粘着シートを電磁ディスク取り付けた断面図
【図３】 （ａ）は電磁ディスクをダイサーに取り付けた断面図、（ｂ）は切断完了後の電磁ディスク断面図
【図４】 （ａ）ないし（ｄ）は参考例１の製造工程順の断面図
【図５】 （ａ）ないし（ｄ）は参考例２の製造工程順の断面図
【図６】 （ａ）ないし（ｄ）は実施例ならびに参考例３の製造工程順の断面図
【図７】 （ａ）ないし（ｂ）は実施例の製造工程順の断面図
【図８】 （ａ）は従来例の切断時の断面図、（ｂ）は切断後の断面図、（ｃ）は切断後の平面図
【図９】 （ａ）は従来法による展伸前の断面図、（ｂ）は展伸後の断面図
【図１０】 （ａ）は従来法による突き上げ前の断面図、（ｂ）は突き上げ後の断面図
【符号の説明】
１、２１ 粘着シート
２、２２ ベース樹脂シート
３ 接着剤層
６、２６ カバーフィルム
７ シリコンウェハ
７ａ 半導体チップ
９ ステージ
１０ ｘ軸可動テーブル
１１ ブレード
１２ ブレード押さえ
１２ａ 止めねじ
１３ 回転軸
１４ ノズル
１５ 高圧水
１６ 回転モーター
１７ モーター軸
１８ ｙ軸ガイド
１９ 吸引溝
２０ 切断線
２３ 第一接着剤層
２４ 強磁性体箔
２５ 第二接着剤層
２８ 電磁ディスク
２９ 電磁ディスク
３１ 電磁ディスク２８による吸引力
３２ 電磁ディスク２９による吸引力
３３ 真空ピンセット
３４ ヒーター
３５ 電磁石
３６ ピックアップアーム
３７ クラック
３８ 欠け
４１ 突起板
４２ 突起
４５ 内蔵ヒーター
５１ 回路基板
５２ 所定位置
５３ ろう材
５４ 導電性接着剤
【発明の属する技術分野】
この発明は、半導体ウェハの切断等の目的で、半導体ウェハを保持する接着剤層を有する半導体用粘着シートおよびその粘着シートを用いた半導体装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体装置は、大きな半導体ウェハ内に多数を作製し、それをチップ化して使用することが多い。
図８（ａ）は従来の半導体装置の製造方法を説明する断面図である。
ベース樹脂シート２上に接着剤層３を有する半導体用粘着シート１にシリコンウェハ７を接着した後、ダイシングソーのステージ９に取り付ける。１９は、ステージ９にベース樹脂シート１を真空チャックするための吸引溝である。べース樹脂シート２の一部分まで切断されるようにステージ９の高さの調整を精密におこない、ブレード１１を回転させ、ステージ１１を紙面に垂直方向に移動させて切断する。ブレード１１は薄い金属板の表面にダイヤモンド粉を分散させたものであり、ブレード押さえ１２に挟み込み、モーター回転軸１７に止めねじ１２ａによりしっかり固定され、ブレード回転モーター１６で毎分約５万回転（ｒｐｍ）している。回転モーター１６からブレード１１までは、ｙ軸移動ガイド１８により、ｙ軸方向（紙面の奥の方向）に移動して、一本の切断線を切断した後、ステージを図の左右方向に所定のピッチで移動させ、平行な切断線を切断する。その後ステージ９を支持軸１３の周りに９０°回転させ、同様に切断してチップ化する。
【０００３】
切断中は、図示された二本の水洗用ノズル１４および図示されない紙面上側のノズルから、約１０ｋｇ／ｃｍ2 程度の高圧水１５を吹きかけ、切断時の切り屑を洗い流す。
図８（ｂ）は、半導体ウェハを切断した後の、半導体チップ７ａを接着した粘着シート１の断面図、同図（ｃ）は部分平面図である。所定の大きさに切断された半導体チップ７ａおよび切断線２０が見られる。
【０００４】
半導体チップ７ａを、例えば、ケースに配置するため粘着シート１から取り上げるピックアップ方法としては、主として二つの方式がおこなわれている。その第一の方法は、図８（ｂ）の切断された半導体チップ７ａを載せた粘着シート１を、同心円状に外周方向に展伸した後、先端に吸盤状の真空吸着機能をもつ真空ピンセット等でピックアップする方法である。図９（ａ）は展伸前の断面図、同図（ｂ）は展伸後の断面図であり、図９（ａ）から同図（ｂ）の状態にする方法である。この時、切断された半導体チップ７ａの底面側の接着剤層３は、側方に引っ張られ、厚さとともに半導体チップ７ａとの接着面積が減少し、接着強度が低下して、半導体チップ７ａのピックアップを容易にしている。
【０００５】
図１０（ａ）は、第二の方式を説明するための断面図である。粘着シート１の裏面から、熱板の上に形成した剣山のような突起４２をもつ突起板４１により、押し上げ、真空ピンセット等で取り上げる方法である。
また、接着剤層３の接着力を弱めるのに、加熱エネルギーや紫外線照射エネルギーを用いることもあるが、それらは上述の二つの方式の補助手段的なものと見られている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
接着剤層、ベース樹脂シート共に導電性が無いため、被接着物は、静電気による破壊を受けやすくなっている。
図８（ａ）の加圧水１５は、抵抗率が１０ＭΩ・ｃｍ以上の純水を用い、一般に約１０ｋｇ／ｃｍ2 程度の高圧ジェット水である。その加圧水１５を５万回転しているブレード１１に吹きつけると、高圧の静電気が発生する。従来の粘着性シート１は、ベース樹脂シート１も、接着剤層３も絶縁性材料からなるので、発生した静電気の逃げ場がなく、シリコンウェハ７に蓄積されて、シリコンウェハ７に作り込まれた半導体装置の静電破壊を起こし易かった。特に薄いゲート絶縁膜を有するＭＯＳ型半導体装置では、この問題が重要であった。
【０００７】
このための対策として、純水中に所定濃度の炭酸ガスを混入させて比抵抗を、数１００ｍΩ・ｃｍ〜数Ω・ｃｍにして使用することもあるが、今度は生じる炭酸による酸性化のため、ブレード１１や装置を構成する金属部材が腐食されて、寿命が短くなったり、溶出した金属イオンが半導体装置に付着して半導体装置の信頼性低下を招いたりする問題があった。
【０００８】
また、完全に切断してチップ化した半導体チップをピックアップするには、主として二つの方式がおこなわれていることを前に述べた。第一の方式は、図９（ａ）の半導体チップ７ａを載せた粘着シート１の状態から、同心円の外側方向に均等力で展伸して、同図（ｂ）の状態にした後、真空ピンセット等でピックアップする方法であった。
【０００９】
この時、切断された半導体チップ７ａの底面の側縁が引っ張り力を受け、微小クラック３７や、欠け３８等の損傷が生じ易く、デバイスの信頼性を損なう危険性が大となる。
第二の方式は図１０（ａ）に示したように、粘着シート１の裏面から、突起板４１により、押し上げ、真空ピンセット等でピックアップする方法であった。
【００１０】
図１０（ｂ）は、その方法での突き上げ後の断面図である。この図にみられるように、突起４２の位置は切断された半導体チップ７ａの底面を必ずしも均等な当たり方や、力で押し上げるとは言いがたく、やはり、半導体チップ７ａの底面の特に側縁近傍に、微小クラック３７や、欠け３８等の損傷が生じ易い。
一般にダイシングソー等の切断装置による損傷はシリコンの場合、表面からの深さが５μｍ程度であるが、更に、不均等な力によりピックアップされると、この数μｍの損傷がトリガーになって、底面の側縁に被接着物の損傷が発生することが多い。
【００１１】
また、ピックアップには、真空ピンセットを使用することが多いが、真空吸着の際半導体チップの表面に沿った空気を吸い込み、巻き込んだ異物を付着させる表面汚染の問題もある。更に、真空ピンセットでは、切断された半導体チップを均等に吸着保持できないので、チップ底面に不均等な力が働き、底面の側縁に被接着物の損傷が発生したり、或いは隣接する半導体チップと互いにぶつかり合った際に損傷が発生したりすることもある。
【００１２】
上述の如く従来方式では１）半導体装置が静電気により破壊され易く、２）ピックアップ時に、切断された底面の側縁に損傷が発生し易いという問題がある。
これらの問題に鑑み本発明の目的は、静電破壊や、底面辺縁の損傷が起きにくい半導体用粘着シートおよびそれを用いた半導体装置の製造方法を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために本発明は、導電性を有するベース樹脂シートの上面に、導電性を有する第一接着剤層、強磁性金属箔、導電性を有する第二接着剤層を順に積層した四層構造からなり、前記第一、第二の接着剤層は、温度が高くなると互いに異なる遷移温度にて粘着性の弱くなる感温性の接着剤層からなる半導体ウェハを保持するための半導体用粘着シートにおいて、前記第一接着剤層が、第二接着剤層より低い温度で粘着性が弱くなり、被接着物より前記強磁性金属箔を後の工程で剥離できるようにするものとする。
【００１４】
そのような半導体用粘着シートであれば、半導体ウェハの切断時等に発生する静電気が、導電性を有するベース樹脂シートおよび第一、第二の接着剤層を通して放電され、静電気が蓄積することがない。
【００１５】
金属箔が強磁性材料であれば、電磁ディスクに内蔵される電磁石により引きつけられ、金属箔と第二接着剤層で接着された半導体ウェハは、強固に保持される。一方その電磁石をオフにすれば、半導体ウェハを載せた粘着シートは、電磁ディスクから開放される。
【００１６】
そして、上記の半導体用粘着シートを用いた半導体装置の製造方法において、前記第二接着剤層に半導体ウェハを接着し、当該半導体粘着シートをベース樹脂シート側より第１の電磁ディスクの磁力によって吸着させ、半導体ウエハをダイサーにより切断して半導体チップ化し、前記半導体チップの上に第２の電磁ディスクを設置し、第一接着剤層の遷移温度まで加熱して第一接着剤層の接着強度を弱め、第２の電磁ディスクの磁力により、半導体チップ側より前記強磁性金属箔を吸着させて、前記第一接着剤層を剥離し、電磁石を備えたピックアップアームの磁力により前記強磁性金属箔を吸着させることにより半導体チップをピックアップするものとする。
【００１７】
さらに、第二接着剤層の遷移温度まで加熱して第二接着剤層の接着強度を弱め、前記強磁性金属箔を剥離するものとする。
【００１８】
そのようにすれば、静電気が蓄積されず、小さい力でピックアップが可能になるだけでなく、電磁石でピックアップできるので、真空吸着のように半導体チップ表面を汚染することが無い。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、実施例をもとにして本発明の実施の形態を説明する。
図１（ａ）は、本発明にかかる粘着シート２１の断面図である。２２は例えばポリエステルシート等のベース樹脂シート、２３は第一接着剤層、２４は強磁性体箔、２５は第二接着剤層、２６はカバーフィルムである。
【００２０】
図１（ｂ）は、図１（ａ）の粘着シートのカバーフィルム２６を剥がし、第二接着剤層２４上に半導体装置の作りこまれたシリコンウェハ７を接着した状態の断面図である。
ここで、ベース樹脂シート２２、第一接着剤層２３、強磁性体箔２４、第二接着剤層２５はいずれも導電性を有するものとする。
【００２１】
次に、図１に示した粘着シートを用いた半導体装置の製造方法について説明する。
この例では、第一接着剤層、第二接着剤層として、いずれも感温性の接着剤を使用する。そして、第一接着剤層は低い温度、例えば約８０℃で、第二接着剤層はそれより高い温度例えば１００℃で接着強度が弱くなる感温性の接着剤を使用する。
図２は、シリコンウェハ７を接着した粘着シート２１を電磁石を内蔵する電磁ディスク２８にとりつけた図である。粘着シート２１を、電磁ディスク２８上に載せ、電磁ディスク２８の電磁石をオンにすると、粘着シート２１中の強磁性体箔２４と電磁ディスク２８との間の磁気的な吸引力により、シリコンウェハ７を接着した粘着シート２１は、電磁ディスク２８上に固定される。
【００２２】
図３（ａ）は、ダイシングソーでの切断状況を示す図である。
粘着シート２１を載せた電磁ディスク２８をダイシングソーのステージ９にとりつける。とりつける方法は、機械的に保持しても、或いは、磁力で保持しても良い。ダイシングソーのブレード１１は、厚さ数１０μｍの金属の表面にダイヤモンド粉を分散させたもので、そのブレード１１をブレード押さえ１２に挟み込み、ブレード回転軸１６に止めねじ１２ａによりしっかり固定されている。ベース樹脂シート２２の一部分まで切断されるようにステージ９の高さの調整を精密におこなった後、ブレード回転モーター１６で約５万回転（ｒｐｍ）させ、超高速でシリコンウェハ７を切断する。
【００２３】
ブレード回転モーター１６を取り付けたモーターアームは、ｙ軸移動ガイド１８により、ｙ軸方向（紙面の奥の方向）に移動して、シリコンウェハ７を切断する。続いて、ｘ軸可動テーブル１０により所定のピッチでｘ軸方向（紙面の左右方向）に移動し、ｙ軸方向に半導体ウェハ７を切断する。これを繰り返し一方向の切断が完了すると、回転軸１３により、ステージ９を粘着シート２１ごと９０°回転させ、同様の操作を繰り返して、シリコンウェハ７を所定の大きさにチップ化する。
【００２４】
切断中は、図示された二方向、および図示されない紙面の上側のもう一つの水洗用ノズル１４から、約１０ｋｇ／ｃｍ2 程度の高圧水１５を吹きかけ、切断時の切り屑を洗い流す。
図３（ｂ）は、ダイシングソーで切断を完了した後の状態を示す図である。切断を完了した半導体チップ７ａが粘着シート２１上に接着されている。
このような製造方法をとれば、まず高速で回転するブレード１１と純水の加圧水１５との間に発生した静電気は、固着されている導電性の粘着シートを通して、ステージ９へ流れ、ダイシングソーを通じて接地されるので、半導体ウェハにたまることなく、静電破壊の問題も起こらない。
次に、切断を完了した半導体チップ７ａの上に、もう一枚の電磁ディスク２９を設置する［図６（ａ）］。
粘着シート２１を、ヒーター３４で９０℃に加熱すると、第一接着剤層２３の接着強度が弱くなり、半導体チップ７ａは強磁性体箔２４の下面から剥離して、電磁ディスク２９側に磁力で吸いつけられる［同図（ｂ）］。
この剥離力は均等力であるため、従来の粘着シート展伸時や、突起の突き上げ時に、半導体チップの底面の側縁に生じたようなクラック等の損傷を防止できる。
次に、切断された半導体チップ７ａをくっつけたまま電磁ディスク２９を、逆さまにし、先端に電磁石３５のついたピックアップアーム３６により、電磁石３５の下面に強磁性体箔２４の上面を吸いつけてピックアップする［同図（ｃ）］。
そして、回路基板５１の所定部分５２に導電性接着剤５４などでダイボンディングする［図７（ａ）］。
ピックアップアーム３６に内蔵されたヒーター４５により、１１０℃に加熱して、第二 接着剤層２５の接着強度を弱め、半導体チップ７ａの表面から強磁性体箔２４を除去する［同図（ｂ）］。
この場合も電磁石３５のついたピックアップアーム３６によりピックアップするので、半導体チップ表面の汚染の問題を避けられる。半導体チップ７ａの表面に第二接着剤層２５は接触するが、接触するのはそれだけであり、真空ピンセットの場合のように、どんな汚染が付着するかわからないということは無い。むしろ、第二接着剤層２５によって半導体チップ７ａの表面が保護されていると考えることもできる。シリコンウェハは半導体装置の作り込まれた面を下にして第二接着剤層２５上に接着して置いても良い。
【００２５】
〔参考例１〕
図３に示すように切断を完了した半導体チップ７ａの上に、もう一枚の電磁ディスク２９を設置する［図４（ａ）］。電磁ディスク２８、２９は、両方共に電磁石を内蔵しているので、この二枚の電磁石を互いにオン、オフを繰り返すことにより、強磁性体箔２４を挟んで電磁ディスク２８の磁界による力３１を受け、引きつけられる部分と電磁ディスク２９の磁界による力３２を受け、引きつけられる部分との間に振動が生じ、剥離し易くなる［同図（ｂ）］。
【００２６】
そこで、真空ピンセット３３により半導体チップ７ａをピックアップし［同図（ｃ）］、回路基板５１の所定位置５２にろう材５３などでダイボンデイングする［同図（ｄ）］。導電性接着剤を用いてもよい。このような製造方法をとれば、まず高速で回転するブレード１１と純水の加圧水１５との間に発生した静電気は、固着されている導電性の粘着シートを通して、ステージ９へ流れ、ダイシングソーを通じて接地されるので、半導体ウェハにたまることなく、静電破壊の問題も起こらない。
【００２７】
また、粘着シート２１下面の電磁ディスク２８とは別の電磁ディスク２９を半導体チップ７ａの上方に配置し、上、下側の電磁石により上下交互の磁界を発生させ、強磁性体箔４を振動させると、その微細振動により、半導体チップ７ａが第二接着剤層２５から剥離される。この剥離力は均等力であるため、従来の粘着シート展伸時や、突起の突き上げ時に、半導体チップの底面の側縁に生じたようなクラック等の損傷を防止できる。
【００２８】
このように、本発明の製造方法をとることにより、従来方法の問題であった、静電破壊、あるいはチップ底面の損傷を抑えることができる。
また、第二接着剤層２５として、低い温度、例えば約８０℃で接着強度が弱くなる感温性の接着剤を選定すれば、加熱することによって半導体チップ７ａの剥離が更に容易になり、前述のような不具合も無く、半導体チップ７ａの底面の損傷が更に減少する。
【００２９】
〔参考例２〕
第一接着剤層２３として、低い温度、例えば約８０℃で接着強度が弱くなる、すなわち感温性の接着剤を使用する。実施例１と同様にして切断を完了後、半導体チップ７ａの載った粘着シート２１を、ヒーター３４で加熱する［図５（ａ）］。
【００３０】
第一接着剤層２３の接着強度が弱くなり、半導体チップ７ａは強磁性体箔２４の下面から剥離し易くなる［同図（ｂ）］。
先端に電磁石３５のついたピックアップアーム３６により、強磁性体箔２４のついた半導体チップ７ａをピックアップし、［同図（ｃ）］。回路基板５１の所定部分５２にろう材５４でダイボンデイングする［同図４（ｄ）］。
【００３１】
このようにすれば、第一接着剤層２３の接着強度は弱められており、しかも半導体チップ７ａは強磁性体箔２４の下面から剥離するので、半導体チップ７ａの底面側縁にクラック等の損傷を生じることはない。また、電磁石３５のついたピックアップアーム３６によりピックアップするので、従来の真空ピンセットのような半導体チップ表面の汚染の問題も避けられる。そして、強磁性体箔２４、第二接着剤層２５ともに導電性であるので、半導体チップ７ａの下面側の電気的な接触問題や、静電破壊の問題も起きない。
【００３２】
〔参考例３〕
参考例２で述べたのと全く同様に、第一接着剤層２３として、低い温度、例えば約８０℃で接着強度が弱くなる、すなわち感温性の接着剤を使用する。実施例と同様にして切断を完了した後、半導体チップ７ａの上に、電磁ディスク２９を設置する［図６（ａ）］。
【００３３】
粘着シート２１を、ヒーター３４で加熱すると、第一接着剤層２３の接着強度が弱くなり、半導体チップ７ａは強磁性体箔２４の下面から剥離して、電磁ディスク２９側に磁力で吸いつけられる［同図（ｂ）］。
次に、切断された半導体チップ７ａをくっつけたまま電磁ディスク２９を、逆さまにし、先端に電磁石３５のついたピックアップアーム３６により、電磁石３５の下面に強磁性体箔２４の上面を吸いつけてピックアップする［同図（ｃ）］。
【００３４】
回路基板５１の所定部分５２に導電性接着剤５４でフェースダウンにフリップチップボンディングする［同図（ｄ）］。
この場合も、第一接着剤層２３の接着強度は弱められており、しかも半導体チップ７ａは磁性箔２４の下面から剥離するので、半導体チップ７ａの底面側縁にクラック等の損傷を生じることはない。また、電磁石３５のついたピックアップアーム３６によりピックアップするので、半導体チップ表面の汚染の問題を避けられる。
【００３５】
以上に挙げた実施例では、シリコンウェハを用いた例を示したが、その他の各種半導体、セラミクス、ガラス等の薄板のチップ化にも本発明は適用できる。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、いずれも導電性を有するベース樹脂シートおよび第一、第二の接着剤層と金属箔からなる半導体用粘着シートを用いることによって、、半導体ウェハの切断時等に発生する静電気が放電され、半導体装置の静電破壊の問題から開放される。
【００３７】
特に、金属箔が、強磁性であれば、半導体ウェハの電磁ディスクへの脱着や、二つの電磁ディスクを用い、双方の電磁ディスクをオン・オフして、磁性体箔を振動させた上下の微細振動による、接着剤層からの半導体チップの剥離や、あるいは剥離したチップのピックアップ等に利用できる。
また、接着剤層として、感温性の接着剤層を用いることによって、更に剥離を容易にすることができる。
【００３８】
前述のような方法により、粘着シートからの半導体チップの剥離を容易にして、従来の方法では問題となっていた半導体チップ底面の側縁近傍のクラック、欠け等の損傷を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 （ａ）は本発明の粘着シートの断面図、（ｂ）は図１の粘着シートに半導体ウェハを接着した断面図
【図２】 半導体ウェハを接着した粘着シートを電磁ディスク取り付けた断面図
【図３】 （ａ）は電磁ディスクをダイサーに取り付けた断面図、（ｂ）は切断完了後の電磁ディスク断面図
【図４】 （ａ）ないし（ｄ）は参考例１の製造工程順の断面図
【図５】 （ａ）ないし（ｄ）は参考例２の製造工程順の断面図
【図６】 （ａ）ないし（ｄ）は実施例ならびに参考例３の製造工程順の断面図
【図７】 （ａ）ないし（ｂ）は実施例の製造工程順の断面図
【図８】 （ａ）は従来例の切断時の断面図、（ｂ）は切断後の断面図、（ｃ）は切断後の平面図
【図９】 （ａ）は従来法による展伸前の断面図、（ｂ）は展伸後の断面図
【図１０】 （ａ）は従来法による突き上げ前の断面図、（ｂ）は突き上げ後の断面図
【符号の説明】
１、２１ 粘着シート
２、２２ ベース樹脂シート
３ 接着剤層
６、２６ カバーフィルム
７ シリコンウェハ
７ａ 半導体チップ
９ ステージ
１０ ｘ軸可動テーブル
１１ ブレード
１２ ブレード押さえ
１２ａ 止めねじ
１３ 回転軸
１４ ノズル
１５ 高圧水
１６ 回転モーター
１７ モーター軸
１８ ｙ軸ガイド
１９ 吸引溝
２０ 切断線
２３ 第一接着剤層
２４ 強磁性体箔
２５ 第二接着剤層
２８ 電磁ディスク
２９ 電磁ディスク
３１ 電磁ディスク２８による吸引力
３２ 電磁ディスク２９による吸引力
３３ 真空ピンセット
３４ ヒーター
３５ 電磁石
３６ ピックアップアーム
３７ クラック
３８ 欠け
４１ 突起板
４２ 突起
４５ 内蔵ヒーター
５１ 回路基板
５２ 所定位置
５３ ろう材
５４ 導電性接着剤
Claims (2)
- 導電性を有するベース樹脂シートの上面に、導電性を有する第一接着剤層、強磁性金属箔、導電性を有する第二接着剤層を順に積層した四層構造からなり、前記第一、第二の接着剤層は、温度が高くなると互いに異なる遷移温度にて粘着性の弱くなる感温性の接着剤層からなり、第一接着剤層が、第二接着剤層より低い温度で粘着性が弱くなり、被接着物より前記強磁性金属箔を後の工程で剥離できるようにした半導体用粘着シートを用いた半導体装置の製造方法において、
前記第二接着剤層に半導体ウェハを接着し、
当該半導体粘着シートをベース樹脂シート側より第１の電磁ディスクの磁力によって吸着させ、
半導体ウエハをダイサーにより切断して半導体チップ化し、
前記半導体チップの上に第２の電磁ディスクを設置し、
第一接着剤層の遷移温度まで加熱して第一接着剤層の接着強度を弱め、
第２の電磁ディスクの磁力により、半導体チップ側より前記強磁性金属箔を吸着させて、前記第一接着剤層を剥離し、
電磁石を備えたピックアップアームの磁力により前記強磁性金属箔を吸着させることにより半導体チップをピックアップすることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 請求項１に記載の半導体装置の製造方法において、
第二接着剤層の遷移温度まで加熱して第二接着剤層の接着強度を弱め、
前記強磁性金属箔を剥離することを特徴とする半導体装置の製造方法。
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