JP2002256239A - 接着フィルム、それを用いた半導体装置の製造方法及び半導体装置 - Google Patents

接着フィルム、それを用いた半導体装置の製造方法及び半導体装置

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adhesive layer
semiconductor
semiconductor device
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雄二 長谷川
Katsuhide Aichi
且英 愛知
Minoru Sugiura
実 杉浦
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ダイシング時のウエハの固定力とピックアッ
プ時のはく離性をコントロールし、かつ半導体素子用接
着剤の貼付とダイシング工程用フィルムを一括で貼付け
ることができる接着フィルムを提供する。 【解決手段】 熱可塑性プラスチックフィルム基材上
に、この基材側の面がフィルム厚さの１／２以下の表面
粗さ（Ｒａ）を有する梨地面もしくはエンボス面である
半導体素子接着用の接着剤層を形成する。このことで、
接着剤層を半導体ウエハ裏面に取付け、ウエハをダイシ
ング工程にて個片化する場合に、個片はエンボス面から
取り外せ、接着剤層は個片の基板への熱圧着に用いるこ
とができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、トランジスタ、Ｉ
Ｃ、ＬＳＩ等の半導体素子とリードフレームや絶縁性支
持基板等の支持部材の接合材料、すなわち電子部品及び
半導体素子用接着フィルムに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、半導体素子と支持基板の接合には
銀ペーストが主に使用されているが、近年の半導体素子
の小型化・高密度化に伴い、使用される支持基板にも小
型化・細密化が要求されるようになってきている。その
要求に対し銀ペーストでははみ出しや半導体チップの傾
きの点からワイヤボンド時に不具合をきたしたり、接着
剤層の膜厚の制御、接着剤層のボイド発生等の問題を解
決するためフィルム状の接着剤が使用されるようになっ
てきた。フィルム状接着剤は個片貼付方式あるいはウエ
ハ裏面貼付方式にて使用されている。
【０００３】個片貼付方式はリール状の接着フィルムを
カッティングあるいはパンチングによって個片に切り出
した後、支持基板に接着する。接着フィルム付きの支持
基板にダイシング工程によって個片化された半導体素子
を接合し半導体素子付きの支持基板が作製され、その
後、ワイヤボンド工程、封止工程等を経て半導体装置が
完成される。しかし、個片貼付方式は接着フィルムを切
り出して支持基板に接着する専用の組立装置の導入が必
要であり、組立コストが銀ペーストを使用するのに比べ
高くなってしまうという問題があった。
【０００４】一方、ウエハ裏面貼付方式は半導体ウエハ
に接着フィルムを貼付け、ダイシングテープに貼り合せ
た後ダイシング工程によって個片化する。個片化された
接着剤付きの半導体素子を支持基板に接合し、その後の
工程を経て半導体装置が完成する。ウエハ裏面貼付方式
は接着剤付きの半導体素子を基板に接合するため、接着
フィルムを個片化する装置が不用であり、従来の銀ペー
スト用の組立装置をそのまま使用、あるいは熱盤の付加
等の一部改良することにより使用できるため組立コスト
が比較的安く抑えられるフィルム状接着剤を用いた組立
方法として注目されている。
【０００５】このウエハ裏面貼付方式の半導体素子の個
片化は、フィルム状接着剤側にダイシングテープを貼り
合わせた後ダイシング工程にて行われる。その際、用い
られるダイシングテープには大きく分けて感圧型とＵＶ
型がある。感圧型は塩化ビニルやポリオレフィン系のベ
ースフィルムに粘着剤が塗布されたものである。このダ
イシングテープは切断時にはダイシングソウによる回転
で各素子が飛散しない十分な粘着カが必要である一方、
ピックアップ時には各素子に負荷がかからない程度の低
い粘着力であるといった相反する要求を満足する必要が
ある。そのため感圧タイプのダイシングテープの場合は
粘着力の公差を小さくし、素子のサイズや加工条件に合
った各種粘着力のものを多品種揃え、工程毎に切替える
ため品種を多く在庫しなければならず在庫管理が必要で
あり、また工程毎に切替え作業が必要となる。近年はＵ
Ｖタイプと呼ばれ、切断時には高粘着力で、ピックアッ
プする前に紫外線（ＵＶ）を照射し粘着力を数分の一か
ら十分の一以下に下げ相反する要求に応えるダイシング
テープも広く採用されている。
【０００６】近年、半導体素子、特にＣＰＵやメモリは
大容量化が進み、その結果素子のサイズが大型化する傾
向にある。さらに、ＩＣカードあるいはメモリーカード
等の製品では使用されるメモリの薄型化が進んでいる。
これらの素子の大型化や薄型化に伴い、感圧タイプでは
ダイシング時に固定力（高粘着力）とピックアップ時の
剥離性（低粘着力）という相反する要求を満足できなく
なってきている。また、ＵＶタイプでも照射による粘着
力低下にバラツキがある、あるいは低下しても数ｇの粘
着力は残るため、ピックアップ時には下からピンで突上
げる必要がある。素子の大型化、薄型化が進み突上げピ
ンによるダメージが顕著になり、その対策が重要になっ
てきた。
【０００７】一方、ウエハ裏面貼付方式の組立工程の課
題としは、ダイシング工程までのフィルム貼付工程を半
導体素子用接着剤とダイシングテープの貼付と２回行わ
なければならず、作業が煩雑になるという問題があっ
た。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明は前述の問題を
鑑みなされたもので、その目的はダイシング時のウエハ
の固定力とピックアップ時のはく離性をコントロール
し、かつ半導体素子用接着剤の貼付とダイシング工程用
フィルムを一括で貼付けることができる接着フィルム、
それを用いた半導体装置の製造方法及び半導体装置を提
供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の第１の特徴は、熱可塑性プラスチックフィ
ルム基材上に、基材側をフィルム厚さの１／２以下の表
面粗さ（Ｒａ）を有する梨地面もしくはエンボス面であ
る加工した半導体素子接着用の接着剤層が形成される電
子部品又は半導体素子用接着フィルムにある。
【００１０】本発明の第２の特徴は、（ａ）本発明の第
１の特徴の接着フィルムの接着剤層を半導体ウエハ裏面
に取付ける工程と、（ｂ）得られた接着フィルム付き半
導体ウエハをダイシング工程にて個片化する工程と、
（ｃ）基材とエンボス加工した接着剤層間で取り外し、
取り外した接着剤層付き半導体素子を基板に熱圧着によ
り接着する工程を含む半導体装置の製造方法にある。
【００１１】本発明の第３の特徴は、（ａ）第１の特徴
の接着フィルムの接着剤層を半導体ウエハ裏面に取付け
る工程と、（ｂ）得られた接着フィルム付き半導体ウエ
ハをダイシング工程にて個片化する工程と、（ｃ）個片
化された半導体チップ付き接着フィルムの延伸処理を行
う工程と、（ｄ）基材とエンボス加工した接着剤層間で
取り外し、取り外した接着剤層付き半導体素子を基板に
熱圧着により接着する工程を含む半導体装置の製造方法
にある。
【００１２】本発明の第４の特徴は、本発明の第２と第
３の特徴に記載の半導体装置の製造方法により作成され
た半導体装置にある。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、図面を用いて、本発明の接
着フィルム及び使用方法の一例を説明する。図１(I)は
本発明の接着フィルムの断面模式図である。接着剤層１
は、熱可塑性プラスチックフィルム基材２側の面をフィ
ルム厚さの１／２以下の表面粗さ（Ｒａ）を有する梨地
面もしくはエンボス面となるように加工したものであ
る。接着剤層１は、その加工面が熱可塑性プラスチック
フィルム２に接するように設けられている。
【００１４】本発明の接着フィルムの使用方法として
は、例えば、図１(II)に示すように接着フィルムの接着
剤層１側を半導体ウェハ３裏面に貼り付け、得られた接
着フィルム付き半導体ウェハ３を、図１(III)に示すよ
うに個片化（ダイシング）し、図１(IV)に示すように、
多孔質基材２と接着剤層１との間で接着剤１付き半導体
素子３を取り外したものを支持基板４に熱圧着により接
着する方法がある。
【００１５】本発明おいて、熱可塑性プラスチックフィ
ルム２とは高密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、
低密度ポリエチレンなどのポリエチレン、ポリプロピレ
ン、エチレン／酢酸ビニル共重合体、エチレン／ビニル
アルコール共重合体、ポリメチルペンテン、塩素化ポリ
エチレン、塩素化ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、エ
チレン／塩化ビニル共重合体、塩素化ポリ塩化ビニル、
ポリ塩化ビニリデン、ポリアミド、ポリエチレンテレフ
タレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレン
ナフタレート、ポリブチレンナフタレート、ポリシクロ
ヘキシレンジメチレンテレフタレート、ポリテトラフル
オロエチレン、テトラフルオロエチレン／ヘキサフルオ
ロプロピレン共重合体、テトラフルオロエチレン／パー
フルオロアルキルビニルエーテル共重合体、ポリクロロ
トリフルオロエチレン、エチレン／テトラフルオロエチ
レン共重合体、ポリフッ化ビニリデン、ポリフッ化ビニ
ル、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミ
ド、ポリケトン、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエ
ーテルケトン、脂肪族ポリケトン、ポリスルホン、ポリ
エーテルスルホン、ポリスチレン、スチレンアクリロニ
トリル共重合体、スチレン／Ｎ−フェニルマレイミド共
重合体、スチレン／無水マレイン酸共重合体、ポリメタ
クリル酸メチルなどがあげられる。
【００１６】また、上記熱可塑性樹脂は単独あるいは２
種以上のポリマーブレンドからなっていても良く、必要
に応じて、２層構造あるいは３層構造等の複層構造にな
っていてもよい。
【００１７】本発明において接着剤層１に用いられる樹
脂としてはポリイミド系樹脂あるいはエポキシ樹脂等の
耐熱性樹脂が好適に用いられる。これらの樹脂組成を含
有してなる接着剤を用いることにより信頼性の高い電子
部品の実装および半導体装置を作製することができるの
で好ましい。
【００１８】本発明おいて、接着剤層１は基材フィルム
２面が、梨地面もしくはエンボス面となるように形成さ
れており、その面はフィルム厚さの１／２以下、好まし
くは１／４以下の表面粗さを有する。
【００１９】本発明の接着フィルムは、半導体素子用接
着剤１面をウエハ３裏面に貼付、ダイシング工程を経て
個片化し、ピックアップ工程で熱可塑プラスチックフィ
ルム基材２と半導体素子用接着剤１間で剥離し、接着剤
１付きチップがリードフレームあるいは樹脂基板等の基
板４にチップが実装される。この際、接着剤層１の基材
側に形成された梨地もしくはエンボス加工はダイシング
工程でのチップの固定とピックアップ時の剥離性をコン
トロールする役割をする。この剥離性をコントロールす
る目的でピックアップ前にフィルムに延伸処理を行い、
梨地あるいはエンボス面加工された接着剤１と基材フィ
ルム２の接触面積を小さくすることが有効であり、この
処理によりダイシング時のウエハ３固定とピックアップ
時の軽剥離を両立させることができる。また、梨地ある
いはエンボス加工された接着剤１面はピックアップ後、
接着する基板４面との間に発生するボイドを低減する効
果を持つ。
【００２０】さらに、熱可塑性プラスチックフィルム基
材２面に離型処理層を有していても良い。離型処理によ
り接着剤層１との粘着力および剥離力をコントロールす
ることができる。
【００２１】梨地面もしくはエンボス面である加工した
接着剤層１の熱可塑性プラスチックフィルム基材２への
形成方法は、塗工ではなくラミネート等の転写方法を用
いる。
【００２２】
【作用】本発明によれば、半導体ウエハ３あるいは素子
に対し切断のためダイシングソウによる応力がかかって
いる時は半導体もしくは素子が効率よく固定され、ピッ
クアップ前に延伸処理を行うことによりさらに低い剥離
力で素子をピックアップすることができる。
【００２３】
【実施例】以下、実施例を用い発明の内容をさらに詳細
に説明するが、本発明を限定するものではない。
【００２４】［接着剤層１となるフィルム（１）の作
製］ポリイミド100g及びエポキシ樹脂10gに、有機溶媒2
80gを加えて溶解させる。これを、良く撹拌し、均一に
分散させ、塗工用ワニスとする。この塗工ワニスをキャ
リアフィルム（OPPフィルム：二軸延伸ポリプロピレ
ン）上に30μmになるように塗工し、熱風循環式乾燥機
の中で加熱して、溶媒を揮発乾燥させ、フィルム状有機
ダイボンディング材を製造した。その後、6μmの表面粗
さを持つエンボスロールに接触させ、エンボス加工を行
った。
【００２５】［接着剤層１となるフィルム（２）の作
製］アクリルゴム70g、エポキシ樹脂30gを有機溶媒300g
に溶解させる。これをよく攪拌し、均一に分散させ、塗
工用ワニスとする。この塗工ワニスをキャリアフィルム
（ポリエチレンテレフタレート）上に50μmになるよう
に塗工し、熱風循環乾燥機の中で加熱して、溶媒を揮発
乾燥させ、フィルム状有機ダイボンディング材を製造し
た。その後、10μmの表面粗さを持つエンボスロールに
接触させ、エンボス加工を行った。
【００２６】（実施例１）1００μｍ厚ポリエチレンフ
ィルム２に接着剤層１となるフィルム（１）をエンボス
加工面がポリエチレンフィルム２側になるようにラミネ
ートし、接着フィルムを作製した。
【００２７】得られた接着フィルムを厚さ１５０μｍの
シリコンウエハ３上に貼付け、接着フィルム付きシリコ
ンウエハ３をダイシング装置上に載置した。すなわち、
真空装置を具備するダイシング装置の減圧あるいは吸引
ステージ上に接着フィルム付きシリコンウエハ３を載置
した。
【００２８】ついで、半導体ウエハ３をダイシング装置
上に固定した。半導体ウエハ３を５mm□にダイシング
し、ピックアップ装置にて切断したチップをピックアッ
プした。
【００２９】なお、表面粗さは、ＪＩＳ Ｂ ０６０１
−１９８２で規定された中心線平均粗さ（Ｒａ）により
評価している。以下の実施例においても同様に評価して
いる。
【００３０】（実施例２）実施例１の接着剤層１のフィ
ルム（１）の替わりにフィルム（２）を使用した以外は
実施例１と同様にして接着フィルムを作製し、シリコン
ウエハ３に貼付け、ダイシング及び切断したチップをピ
ックアップした。
【００３１】（実施例３）６０μｍ厚塩化ビニルフィル
ム２に接着剤層１となるフィルム（１）をエンボス加工
面が塩化ビニルフィルム２側になるようにラミネート
し、接着フィルムを作製したほかは実施例１と同様にし
てシリコンウエハ３に貼付け、ダイシング及び切断した
チップをピックアップした。
【００３２】（実施例４）６０μｍ厚塩化ビニルフィル
ム２に接着剤層１となるフィルム（２）をエンボス加工
面が塩化ビニルフィルム２側になるようにラミネート
し、接着フィルムを作製したほかは実施例１と同様にし
てシリコンウエハ３に貼付け、ダイシング及び切断した
チップをピックアップした。
【００３３】（比較例１）接着剤層１の接着剤フィルム
（１）を塗工に使用したキャリアフィルム付きでシリコ
ンウエハ３上に貼付け、実施例１と同様にして半導体ウ
エハ３をダイシング、ピックアップした。
【００３４】（比較例２）接着剤層１の接着剤フィルム
（２）を塗工に使用したキャリアフィルム付きでシリコ
ンウエハ３上に貼付け、実施例１と同様にして半導体ウ
エハ３をダイシング、ピックアップした。
【００３５】実施例及び比較例の結果に対する評価結果
を表１にまとめた。
【００３６】
【表１】 ピックアップ性：ピックアップダイボンダーにより、ダ
イシング後のチップをピックアップしたときのピックア
ップできた確立（％／100チップ）を示した。
【００３７】ピール剥離力：フィルム状有機ダイボンデ
イング膜とダイシング時の基材に使用したフィルムとの
はく離力を９０°ピール剥離力（１ｃｍ幅）にて測定し
た。
【００３８】
【発明の効果】本発明によれば、ダイシング時のウエハ
の固定力とピックアップ時のはく離性をコントロール
し、かつ半導体素子用接着剤の貼付とダイシング工程用
フィルムを一括で貼付けることができる接着フィルム、
それを用いた半導体装置の製造方法及び半導体装置を製
造できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】(Ｉ)本発明の半導体素子用接着フィルムの断面
模式図である。 (ＩＩ) 半導体ウェハに接着フィルムを貼り付けた状態
の断面模式図である。 (ＩＩＩ) 半導体ウェハを個片化した状態の断面模式図
である。 (ＩＶ) 接着フィルム付き半導体素子を基板に貼り付け
た状態の断面模式図である。
【符号の説明】
１ 接着剤層 ２ 熱可塑性プラスチックフィルム基材 ３ 半導体ウェハ ４ 基板
フロントページの続き (72)発明者 杉浦 実 茨城県つくば市和台48 日立化成工業株式 会社総合研究所内 Ｆターム(参考） 4J004 AA11 AA13 AB03 CA03 CA04 CA05 CC04 FA05 FA08 5F047 AA11 AA13 AA17 BA34 BA39 BB19

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 熱可塑性プラスチックフィルム基材と、 前記基材上に設けられ、前記基材側の面がフィルム厚さ
    の１／２以下の表面粗さ（Ｒａ）を有する梨地面もしく
    はエンボス面である半導体素子接着用の接着剤層とを有
    することを特徴とする電子部品又は半導体素子用の接着
    フィルム。
  2. 【請求項２】 （ａ）請求項１記載の接着フィルムの接
    着剤層を半導体ウエハ裏面に取付ける工程と、 （ｂ）得られた前記接着フィルム付き半導体ウエハをダ
    イシング工程にて個片化する工程と、 （ｃ）前記基材とエンボス加工した前記接着剤層間で取
    り外し、取り外した前記接着剤層付き半導体素子を基板
    に熱圧着により接着する工程を含むことを特徴とする半
    導体装置の製造方法。
  3. 【請求項３】 （ａ）請求項１記載の接着フィルムの接
    着剤層を半導体ウエハ裏面に取付ける工程と、 （ｂ）得られた接着フィルム付き半導体ウエハをダイシ
    ング工程にて個片化する工程と、 （ｃ）前記個片化された半導体チップ付き接着フィルム
    の延伸処理を行う工程と、 （ｄ）エンボス加工した基材と前記接着剤層間で取り外
    し、取り外した前記接着剤層付き半導体素子を基板に熱
    圧着により接着する工程を含むことを特徴とする半導体
    装置の製造方法。
  4. 【請求項４】 請求項２，３記載の半導体装置の製造方
    法により作製されたことを特徴とする半導体装置。
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