JP2004095844A - ウエハダイシング・接着用シートおよび半導体装置の製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】半導体ウエハへの貼付作業およびＩＣチップのピックアップ操作を円滑に行え、かつ貯蔵弾性率に優れたダイボンド層が形成できる粘接着剤層をＩＣチップ裏面に転写できるウエハダイシング・接着用シートを提供することを目的としている。
【解決手段】本発明に係るウエハダイシング・接着用シートは、
基材上に、第１の粘接着剤層および第２の粘接着剤層がこの順に積層してなり、
第２の粘接着剤層は、硬化後において−５０〜１５０℃の範囲の貯蔵弾性率の最小値が１０８Ｐａ以上であることを特徴としている。
本発明に係る半導体装置の製造方法は、
上記ウエハダイシング・接着シートの第２の粘接着剤層に、半導体ウエハを貼着し、
前記半導体ウエハをダイシングしてＩＣチップとし、前記ＩＣチップ裏面に第２の粘接着剤層、第１の粘接着剤層を固着残存させて基材から剥離し、前記ＩＣチップをダイパッド部上に前記第１の粘接着剤層を介して熱圧着することを特徴としている。
【選択図】　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、新規なウエハダイシング・接着用シートに関する。さらに詳しくは、本発明は、特にシリコンウエハ等をダイシングし、さらにリードフレーム等の基板のダイパッド部にダイボンディングする工程で使用するのに特に適したウエハダイシング・接着用シートに関する。
【０００２】
【従来の技術】
シリコン、ガリウムヒ素などの半導体ウエハは大径の状態で製造され、このウエハは素子小片（ＩＣチップ）に切断分離（ダイシング）された後に次の工程であるマウント工程に移されている。この際、半導体ウエハは予じめ粘着テープに貼着された状態でダイシング、洗浄、乾燥、エキスパンディング、ピックアップの各工程が加えられた後、次工程のボンディング工程に移送される。
【０００３】
これらの工程の中でピックアップ工程とボンディング工程のプロセスを簡略化するために、ウエハ固定機能とダイ接着機能とを同時に兼ね備えたウエハダイシング・接着用シートが種々提案されている（たとえば、特開平２−３２１８１号公報）。
特開平２−３２１８１号公報には、特定の組成物よりなる粘接着剤層と、基材とからなる粘接着テープが開示されている。この粘接着剤層は、ウエハダイシング時には、ウエハを固定する機能を有し、さらに基材との間の接着力がコントロールできるため、ダイシング終了後、チップのピックアップを行うと、粘接着剤層は、チップとともに剥離する。粘接着剤層を伴ったＩＣチップを基板に載置し、加熱すると、粘接着剤層中のエポキシ樹脂が接着力を発現し、ＩＣチップと基板との接着が完了する。
【０００４】
上記公報に開示されている粘接着テープは、いわゆるダイレクトダイボンディングを可能にし、ダイ接着用接着剤の塗布工程を省略できるようになる。すなわち、上記の粘接着テープの粘接着剤層は、エネルギー線硬化および熱硬化を経たダイボンド後には全ての成分が硬化し、チップと基板とを非常に強固に接着する。
【０００５】
ところで、近年、ＩＣのパッケージ構造は多様化し、その構造に応じて様々な特性が要求されるようになってきている。たとえば、ＩＣパッケージの信頼性向上ができる場合があるため、ダイボンディング材の剛直さ、すなわち高貯蔵弾性率が求められることがある。しかし、前述した特開平２−３２１８１号公報に記載の粘接着剤層では、加熱硬化後の貯蔵弾性率に限界があり、さらなる改善が要望される。
【０００６】
また、従来よりダイボンドに用いられているペースト状接着剤やフィルム状接着剤は、添加されているフィラーの種類や性状を選択することで高弾性率を達成できる場合がある。しかし、ペースト状接着剤では、接着剤のブリードアウトやはみ出し、チップの傾きなどの問題がある。またフィラーを添加し高弾性化したフィルム状接着剤では、粘着性が低下し、加熱条件を上げて貼付性を維持させなければならず、製造工程が複雑化し、生産効率に劣ることになる可能性がある。
【０００７】
一方、特許第２６６５３８３号には、「支持基材上に粘着層、熱可塑性接着フィルムおよびウエハ固定用接着層を順次積層してなり、前記粘着層と熱可塑性接着フィルムが剥離可能状態にて積層されていることを特徴とするダイシング・ダイボンドフィルム」が開示されている。
このダイシング・ダイボンドフィルムの構造では、ウエハ固定用接着層または熱可塑性接着フィルムのどちらかを高弾性率化しようとしても、ウエハ側あるいは基板側への貼付性が劣ることになるため、充分なＩＣパッケージの信頼性を得られない。
【０００８】
また、剥離界面となるべき粘着層と熱可塑性接着フィルムとが直接積層されているため、層同士で成分の移動が起こり、経時的に特性が変化することがある。このため、ダイシングの後、粘着層の粘着力が充分に低下しないことがあり、ピックアップ不良を起こすおそれがある。粘着層と熱可塑性接着フィルムのみでは充分な貯蔵弾性率を得ることもできない。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記のような従来技術に鑑みてなされたものであって、半導体ウエハへの貼付作業およびＩＣチップのピックアップ操作を円滑に行え、かつ貯蔵弾性率に優れ、ＩＣパッケージの信頼性を高くできるウエハダイシング・接着用シートを提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るウエハダイシング・接着用シートは、
基材上に、第１の粘接着剤層および第２の粘接着剤層がこの順に積層してなり、
第２の粘接着剤層は、硬化後において−５０〜１５０℃の範囲の貯蔵弾性率の最小値が１０８Ｐａ以上であることを特徴としている。
【００１１】
本発明においては、前記第２の粘接着剤層は、硬化前の複素弾性率が１０８Ｐａ以下であることが好ましく、また第２の粘接着剤層は、アクリル系粘着剤、エポキシ樹脂及び無機フィラーからなり、該無機フィラーが第２の粘接着剤の成分中に３０〜８０重量％含有されてなることが好ましい。この場合、無機フィラーとして、平均粒径０．０１〜１．０μｍの無機フィラーと平均粒径２．０〜２０μｍの無機フィラーとを併用することが好ましい。
【００１２】
また、本発明において、前記基材の前記第１の粘接着剤層に接する面の表面張力が４０ｄｙｎ／ｃｍ以下であることがこのましい。
本発明に係る半導体装置の製造方法は、
基材上に、第１の粘接着剤層および第２の粘接着剤層がこの順に積層してなるウエハダイシング・接着用シートであって、第２の粘接着剤層は、硬化後において−５０〜１５０℃の範囲の貯蔵弾性率の最小値が１０８Ｐａ以上であることを特徴とするウエハダイシング・接着シートの第２の粘接着剤層に、半導体ウエハを貼着し、
前記半導体ウエハをダイシングしてＩＣチップとし、前記ＩＣチップ裏面に第２の粘接着剤層、第１の粘接着剤層を固着残存させて基材から剥離し、前記ＩＣチップをダイパッド部上に前記第１の粘接着剤層を介して熱圧着することを特徴としている。
【００１３】
このような本発明によれば、半導体ウエハへの貼付作業およびＩＣチップのピックアップ操作を円滑に行え、かつ貯蔵弾性率に優れたダイボンド層を形成できる粘接着剤層をＩＣチップ裏面に転写できるウエハダイシング・接着用シートが提供される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るウエハダイシング・接着用シートおよび半導体装置の製造方法について、具体的に説明する。
本発明に係るウエハダイシング・接着用シート１０は、図１に示すように、基材１上に、第１の粘接着剤層２および第２の粘接着剤層３がこの順に積層してなる。
【００１５】
本発明に係るウエハダイシング・接着用シート１０の形状は、テープ状、ラベル状などあらゆる形状をとりうる。
基材１
ウエハダイシング・接着用シート１０の基材１としては、たとえば、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリブテンフィルム、ポリブタジエンフィルム、ポリメチルペンテンフィルム、ポリ塩化ビニルフィルム、塩化ビニル共重合体フィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリエチレンナフタレートフィルム、ポリブチレンテレフタレートフィルム、ポリウレタンフィルム、エチレン酢ビフィルム、アイオノマー樹脂フィルム、エチレン・（メタ）アクリル酸共重合体フィルム、エチレン・（メタ）アクリル酸エステル共重合体フィルム、ポリスチレンフィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリイミドフィルム等の透明フィルムが用いられる。またこれらの架橋フィルムも用いられる。さらにこれらの積層フィルムであってもよい。また、上記の透明フィルムの他、これらを着色した不透明フィルム、フッ素樹脂フィルム等を用いることができる。
【００１６】
本発明に係るウエハダイシング・接着用シート１０を半導体装置の製造工程に使用する場合、ＩＣチップ裏面に第２の粘接着剤層３および第１の粘接着剤層２を固着残存させて基材１から剥離する。このため、基材１の第１の粘接着剤層２に接する面の表面張力は、好ましくは４０ｄｙｎ／ｃｍ　以下、さらに好ましくは３７ｄｙｎ／ｃｍ　以下、特に好ましくは３５ｄｙｎ／ｃｍ　以下であることが望ましい。このような表面張力が低い基材は、材質を適宜に選択して得ることが可能であるし、また基材の表面に剥離剤を塗布して剥離処理を施すことで得ることもできる。
【００１７】
基材１の剥離処理に用いられる剥離剤としては、アルキッド系、シリコーン系、フッ素系、不飽和ポリエステル系、ポリオレフィン系、ワックス系等が用いられるが、特にアルキッド系、シリコーン系、フッ素系の剥離剤が耐熱性を有するので好ましい。特に基材フィルムへの密着性が高く、表面張力が調整しやすいため、アルキッド樹脂が好ましい。
【００１８】
上記の剥離剤を用いて基材１の表面を剥離処理するためには、剥離剤をそのまま無溶剤で、または溶剤希釈やエマルション化して、グラビアコーター、メイヤーバーコーター、エアナイフコーター、ロールコーター等により塗布して、常温または加熱あるいは電子線硬化させたり、ウェットラミネーションやドライラミネーション、熱溶融ラミネーション、溶融押出ラミネーション、共押出加工などで積層体を形成すればよい。
【００１９】
このような基材の膜厚は、通常は１０〜５００μｍ、好ましくは１５〜３００μｍ、特に好ましくは２０〜２５０μｍ程度である。
第１の粘接着剤層２
第１の粘接着剤層２は、後述する半導体装置の製造方法において、ピックアップされたチップの最下面に配置され、ダイパッド部との固着に用いられる。
【００２０】
したがって、従来よりこの種の用途に用いられてきた粘接着剤が特に制限されることなく用いられる。しかしながら、基材１表面からの剥離を容易にするために、第１の粘接着剤層は、エネルギー線硬化性成分を有することが好ましい。エネルギー線硬化性成分を硬化させることで、粘着力が減少するため、基材１表面からの剥離を容易に行えるようになる。また、ダイパッド部との固着を強固にするために、熱硬化性成分を有することが好ましい。ダイパッド部への載置後、加熱することで熱硬化性成分が活性化し、ダイパッド部に対し強固に接着できるようになる。
【００２１】
すなわち第１の粘接着剤層２は、エネルギー線硬化性と加熱硬化性とを有し、マウントの際には接着剤として使用することができる性質を有することが好ましい。
このような粘接着剤の具体例としては、たとえば（Ａ）粘着成分と、（Ｂ）エネルギー線硬化性成分と、（Ｃ）熱硬化型接着成分とからなる粘接着剤をあげることができる。
【００２２】
粘着成分（Ａ）としては、アクリル系、ゴム系、ポリエステル系、シリコーン系等の汎用の粘着剤が用いられ、特にアクリル系粘着剤が好ましく用いられる。アクリル系粘着剤としては、たとえば、（メタ）アクリル酸エステルモノマーおよび（メタ）アクリル酸誘導体から導かれる構成単位とからなる（メタ）アクリル酸エステル共重合体が挙げられる。ここで（メタ）アクリル酸エステルモノマーとしては、（メタ）アクリル酸シクロアルキルエステル、（メタ）アクリル酸ベンジルエステル、アルキル基の炭素数が１〜１８である（メタ）アクリル酸アルキルエステルが用いられる。これらの中でも、特に好ましくはアルキル基の炭素数が１〜１８である（メタ）アクリル酸アルキルエステル、たとえばアクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、メタクリル酸プロピル、アクリル酸ブチル、メタクリル酸ブチル等が用いられる。また、（メタ）アクリル酸誘導体としては、たとえば（メタ）アクリル酸グリシジル等を挙げることができる。
【００２３】
上記のようなアクリル系粘着剤としては、特に、（メタ）アクリル酸または（メタ）アクリル酸グリシジルと、少なくとも１種類の（メタ）アクリル酸アルキルエステルとの共重合体が好ましい。この場合、共重合体中における（メタ）アクリル酸グリシジルから誘導される成分単位の含有率は通常は０〜８０モル％、好ましくは５〜５０モル％である。グリシジル基を導入することにより、後述する熱硬化型接着成分としてのエポキシ樹脂との相溶性が向上し、また硬化後のＴｇが高くなり耐熱性も向上する。（メタ）アクリル酸から誘導される成分単位の含有率は通常は０〜４０モル％、好ましくは５〜２０モル％である。また（メタ）アクリル酸アルキルエステルとしては、（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸ブチル等を用いることが好ましい。また、アクリル酸ヒドロキシエチル等の水酸基含有モノマーを導入することにより、被着体との密着性や粘着物性のコントロールが容易になる。
【００２４】
アクリル系粘着剤の分子量は、好ましくは１０００００以上であり、特に好ましくは１５００００〜１００００００である。またアクリル系粘着剤のガラス転移温度は、通常２０℃以下、好ましくは−７０〜０℃程度であり、常温（２３℃）においては粘着性を有する。
エネルギー線硬化性成分（Ｂ）は、紫外線、電子線等のエネルギー線の照射を受けると重合硬化する化合物である。このエネルギー線重合性化合物の例としては、たとえば特開昭６０−１９６，９５６号公報および特開昭６０−２２３，１３９号公報に開示されているような低分子量化合物があげられ、具体的には、トリメチロールプロパントリアクリレート、テトラメチロールメタンテトラアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ジペンタエリスリトールモノヒドロキシペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートあるいは１，４−ブチレングリコールジアクリレート、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、オリゴエステルアクリレート、ウレタンアクリレート系オリゴマーなどのアクリレート系化合物が用いられる。このような化合物は、分子内に少なくとも１つの重合性二重結合を有し、通常は、分子量が１００〜３００００、好ましくは３００〜１００００程度である。
【００２５】
さらにエネルギー線重合性化合物の他の例として、分子内にジシクロペンタジエン骨格と、エネルギー線重合性基を少なくとも１つ、好ましくは２〜１０個有するジシクロペンタジエン骨格含有エネルギー線重合性化合物があげられる。このジシクロペンタジエン骨格含有エネルギー線重合性化合物の分子量は、好ましくは１５０〜８４０、さらに好ましくは２５０〜５００程度である。
【００２６】
ジシクロペンタジエン骨格含有エネルギー線重合性化合物としては、具体的には、Ｒ−６８４（商品名：日本化薬（株）社製）等があげられる。
また、これらの他にも、エポキシ変性アクリレート、ポリエステルアクリレート、ポリエーテルアクリレートおよびイタコン酸オリゴマーのように水酸基あるいはカルボキシル基などの官能基を有するオリゴマーを用いることもできる。
【００２７】
一般的には成分（Ａ）１００重量部に対して、成分（Ｂ）は１０〜１５０重量部、好ましくは３０〜１３０重量部程度の割合で用いられる。
上記のような成分（Ａ）　および（Ｂ）からなる粘接着剤組成物は、エネルギー線照射により硬化する。エネルギー線としては、具体的には、紫外線、電子線等が用いられる。
【００２８】
また上記成分（Ａ）および（Ｂ）の性質を兼ね備えるものとして、側鎖にエネルギー線重合性基を有するエネルギー線硬化型共重合体（以下、成分（ＡＢ）と記載する場合がある）を用いてもよい。このようなエネルギー線硬化型共重合体は、粘着性とエネルギー線硬化性とを兼ね備える性質を有する。側鎖にエネルギー線重合性基を有するエネルギー線硬化型共重合体は、たとえば、特開平５−３２９４６号公報、特開平８−２７２３９号公報等にその詳細が記載されている。
【００２９】
エネルギー線として紫外線を用いる場合には、光重合開始剤を混入することにより、重合硬化時間ならびに光線照射量を少なくすることができる。
このような光重合開始剤としては、具体的には、ベンゾフェノン、アセトフェノン、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンゾイン安息香酸、ベンゾイン安息香酸メチル、ベンゾインジメチルケタール、２，４−ジエチルチオキサンソン、α−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、ベンジルジフェニルサルファイド、テトラメチルチウラムモノサルファイド、アゾビスイソブチロニトリル、ベンジル、ジベンジル、ジアセチル、β−クロールアンスラキノンあるいは２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキサイドなどが挙げられる。
【００３０】
光重合開始剤は、前記成分（Ａ）＋（Ｂ）の合計または成分（ＡＢ）１００重量部に対して、０．３〜４．５重量部、好ましくは０．５〜４．０重量部程度の割合で用いることが好ましい。
上記成分（Ａ＋ＢまたはＡＢ）は、次に挙げる熱硬化型接着成分（Ｃ）１００重量部に対して、通常１０〜３００重量部、好ましくは１５〜２００重量部、特に好ましくは２０〜１５０重量部の量で用いられる。
【００３１】
熱硬化型接着成分（Ｃ）は、エネルギー線によっては硬化しないが、加熱を受けると三次元網状化し、被着体を強固に接着する性質を有する。このような熱硬化型接着成分（Ｃ）は、一般的にはエポキシ、フェノキシ、フェノール、レゾルシノール、ユリア、メラミン、フラン、不飽和ポリエステル、シリコーン等の熱硬化性樹脂と、適当な硬化促進剤とから形成されている。このような熱硬化型接着成分は種々知られており、本発明においては特に制限されることなく従来より公知の様々な熱硬化型接着成分を用いることができる。このような熱硬化型接着成分の一例としては、（Ｃ−１）エポキシ樹脂と（Ｃ−２）熱活性型潜在性エポキシ樹脂硬化剤とからなる接着成分を挙げることができる。
【００３２】
エポキシ樹脂（Ｃ−１）としては、従来より公知の種々のエポキシ樹脂が用いられるが、通常は、分子量３００〜２０００程度のものが好ましく、特に分子量３００〜５００、好ましくは３３０〜４００の常態液状のエポキシ樹脂と、分子量４００〜２０００、好ましくは５００〜１５００の常態固体のエポキシ樹脂とをブレンドした形で用いるのが望ましい。また、本発明において好ましく使用されるエポキシ樹脂のエポキシ当量は通常５０〜５０００ｇ／ｅｑである。このようなエポキシ樹脂としては、具体的には、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、レゾルシノール、フェノールノボラック、クレゾールノボラックなどのフェノール類のグリシジルエーテル；ブタンジオール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールなどのアルコール類のグリシジルエーテル；フタル酸、イソフタル酸、テトラヒドロフタル酸などのカルボン酸のグリシジルエーテル；アニリンイソシアヌレートなどの窒素原子に結合した活性水素をグリシジル基で置換したグリシジル型もしくはアルキルグリシジル型のエポキシ樹脂；ビニルシクロヘキサンジエポキシド、３，４−エポキシシクロヘキシルメチル−３，４−ジシクロヘキサンカルボキシレート、２−（３，４−エポキシ）シクロヘキシル−５，５−スピロ（３，４−エポキシ）シクロヘキサン−ｍ−ジオキサンなどのように、分子内の炭素−炭素二重結合をたとえば酸化することによりエポキシが導入された、いわゆる脂環型エポキシドを挙げることができる。
【００３３】
これらの中でも、本発明では、ビスフェノール類のグリシジルエーテル型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂およびフェノールノボラック型エポキシ樹脂が好ましく用いられる。
またさらに、分子内にジシクロペンタジエン骨格と、反応性のエポキシ基を有するジシクロペンタジエン骨格含有エポキシ樹脂を用いてもよい。このようなジシクロペンタジエン骨格含有エポキシ樹脂は、通常は、常態で固形であり、その軟化点は、好ましくは４０〜９０℃、さらに好ましくは４５〜８０℃、特に好ましくは５０〜７０℃程度である。またジシクロペンタジエン骨格含有エポキシ樹脂の分子量は、好ましくは４３０〜３０００、さらに好ましくは７００〜２５００、特に好ましくは１０００〜２０００である。さらに、該ジシクロペンタジエン骨格含有エポキシ樹脂のエポキシ当量は、好ましくは１９０〜１０００ｇ／ｅｑ、さらに好ましくは２００〜８００ｇ／ｅｑ、特に好ましくは２１０〜４００ｇ／ｅｑである。
【００３４】
ジシクロペンタジエン骨格含有エポキシ樹脂としては、具体的にはＸＤ−１０００−Ｌ（商品名：日本化薬（株）製）、ＥＸＡ−７２００ＨＨ（商品名：大日本インキ化学工業（株）製）等があげられる。このようなジシクロペンタジエン骨格含有エポキシ樹脂の硬化物は、吸水率が低くいためリフロー時のパッケージクラックを防止できる。これらエポキシ樹脂は、１種単独で、または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００３５】
熱活性型潜在性エポキシ樹脂硬化剤（Ｃ−２）とは、室温ではエポキシ樹脂と反応せず、ある温度以上の加熱により活性化し、エポキシ樹脂と反応するタイプの硬化剤である。
熱活性型潜在性エポキシ樹脂硬化剤（Ｃ−２）の活性化方法には、加熱による化学反応で活性種（アニオン、カチオン）を生成する方法；室温付近ではエポキシ樹脂（Ｃ−１）中に安定に分散しており高温でエポキシ樹脂と相溶・溶解し、硬化反応を開始する方法；モレキュラーシーブ封入タイプの硬化剤で高温で溶出して硬化反応を開始する方法；マイクロカプセルによる方法等が存在する。
【００３６】
これら熱活性型潜在性エポキシ樹脂硬化剤は、１種単独で、または２種以上を組み合わせて用いることができる。特に上記の中でも、ジシアンジアミド、イミダゾール化合物あるいはこれらの混合物が好ましい。
上記のような熱活性型潜在性エポキシ樹脂硬化剤（Ｃ−２）は、エポキシ樹脂（Ｃ−１）１００重量部に対して通常０．１〜２０重量部、好ましくは０．５〜１５重量部、特に好ましくは１〜１０重量部の割合で用いられる。
【００３７】
第１の粘接着剤層２には、さらにカップリング剤（Ｄ）を配合しても良い。カップリング剤（Ｄ）は、上記（Ａ）〜（Ｃ）成分、好ましくは成分（Ｃ）が有する官能基と反応する基を有することが望ましい。
カップリング剤（Ｄ）は硬化反応時に、カップリング剤中の有機官能基が熱硬化型接着成分（Ｃ）（特に好ましくはエポキシ樹脂）と反応すると、硬化物の耐熱性を損なわずに、接着性、密着性を向上させることができ、さらに耐水性（耐湿熱性）も向上する。
【００３８】
カップリング剤（Ｄ）としては、その汎用性とコストメリットなどからシラン系（シランカップリング剤）が好ましい。また、上記のようなカップリング剤（Ｄ）は、前記熱硬化型接着成分（Ｃ）１００重量部に対して通常０．１〜２０重量部、好ましくは０．３〜１５重量部、特に好ましくは０．５〜１０重量部の割合で用いられる。
【００３９】
上記粘接着剤には、エネルギー線照射前の初期接着力および凝集力を調節するために、有機多価イソシアナート化合物、有機多価イミン化合物等を添加することもできる。
上記有機多価イソシアナート化合物としては、芳香族多価イソシアナート化合物、脂肪族多価イソシアナート化合物、脂環族多価イソシアナート化合物およびこれらの多価イソシアナート化合物の三量体、ならびにこれら多価イソシアナート化合物とポリオール化合物とを反応させて得られる末端イソシアナートウレタンプレポリマー等をあげることができる。有機多価イソシアナート化合物のさらに具体的な例としては、たとえば２，４−トリレンジイソシアナート、２，６−トリレンジイソシアナート、１，３−キシリレンジイソシアナート、１，４−キシレンジイソシアナート、ジフェニルメタン−４，４’−ジイソシアナート、ジフェニルメタン−２，４’−ジイソシアナート、３−メチルジフェニルメタンジイソシアナート、ヘキサメチレンジイソシアナート、イソホロンジイソシアナート、ジシクロヘキシルメタン−４，４’−ジイソシアナート、ジシクロヘキシルメタン−２，４’−ジイソシアナート、リジンイソシアナートなどがあげられる。
【００４０】
上記有機多価イミン化合物の具体例としては、Ｎ，Ｎ’−ジフェニルメタン−４，４’−ビス（１−アジリジンカルボキシアミド）、トリメチロールプロパン−トリ−β−アジリジニルプロピオナート、テトラメチロールメタン−トリ−β−アジリジニルプロピオナート、Ｎ，Ｎ’−トルエン−２，４−ビス（１−アジリジンカルボキシアミド）トリエチレンメラミン等をあげることができる。
【００４１】
上記有機多価イソシアナート化合物、有機多価イミン化合物の添加量は、成分（Ａ）または成分（ＡＢ）１００重量部あたり好ましくは０．０１〜５．０重量部、さらに好ましくは０．０５〜４．０重量部、特に好ましくは０．１〜３．０重量部である。
上記のような成分からなる第１の粘接着剤層２の厚さは、通常は、３〜１００μｍ、好ましくは１０〜６０μｍであることが望ましい。
【００４２】
上記のような各成分からなる粘接着剤はエネルギー線硬化性と加熱硬化性とを有し、ダイシングの際には基材１に密着してウエハの固定に寄与し、マウントの際にはチップとダイパッド部とを接着する接着剤として使用することができる。そして熱硬化を経て最終的には耐衝撃性の高い硬化物を与えることができ、しかも剪断強度と剥離強度とのバランスにも優れ、厳しい熱湿条件下においても充分な接着物性を保持しうる。
【００４３】
また、上記第１の粘接着剤層２および後述する第２の粘接着剤層３には、さらに、ダイボンド後の導電性または熱伝導性の付与を目的として、金、銀、銅、ニッケル、アルミニウム、ステンレス、カーボン、またはセラミック、あるいはニッケル、アルミニウム等を銀で被覆したもののような導電性、熱伝導性のフィラーを添加してもよい。これらの添加剤は、各層の成分（該添加剤を除く）の合計１００重量部に対して、１０〜４００重量部程度の割合で配合されていてもよい。なお、導電性を目的とする場合には、２層がともに導電性を付与された材料から選択される。
【００４４】
第２の粘接着剤層３
第２の粘接着剤層３は、後述する半導体装置の製造方法において、ダイシング時にウエハを固定し、また切断分離されたチップを保持するために用いられる。
本発明のウエハダイシング・接着用シートの第２の粘接着剤層３としては、硬化後において−５０〜１５０℃の範囲の貯蔵弾性率の最小値が１０８Ｐａ以上、好ましくは１０９Ｐａ以上、さらに好ましくは１．２×１０９〜９．９×１０１１Ｐａのものが望ましい。硬化後の第２の粘接着剤層３がこのような高い貯蔵弾性率を示すと、ＩＣパッケージに加工した後の信頼性が向上する。
【００４５】
また、本発明のウエハダイシング・接着用シートの第２の粘接着剤層３は、硬化前の複素弾性率が１０８Ｐａ以下、好ましくは８．０×１０７〜４．０×１０４Ｐａのものが望ましい。硬化前の第２の粘接着剤層３がこのような複素弾性率であれば、高弾性率化のためにフィラーを大量に添加してタック力が不足したとしても、ウエハに対する常温での貼付性が確保できるようになる。
【００４６】
このような粘接着剤の具体例としては、たとえば前述した第１の粘接着剤層２と同様の、（Ａ）粘着成分と、（Ｃ）熱硬化型接着成分とからなる粘接着剤をあげることができる。ただし、第１の粘接着剤層２との剥離性を考慮する必要はないので、エネルギー線硬化性成分（Ｂ）は配合しても良いし、配合しなくても良い。
【００４７】
この場合、成分（Ａ）１００重量部に対し、成分（Ｃ）は好ましくは１０〜３０００重量部、さらに好ましくは５０〜２０００重量部程度の割合で用いられる。さらに必要に応じ、前記第１の粘接着剤層２と同様に、カップリング剤（Ｄ）やイソシアナート化合物などの他の成分を含むものであってもよい。カップリング剤（Ｄ）は、前記熱硬化型接着成分（Ｃ）１００重量部に対して好ましくは０．１〜２０重量部、さらに好ましくは０．５〜１５重量部の割合で用いられる。
【００４８】
さらに、前記第２の粘接着剤層３には、硬化後の貯蔵弾性率を高めるために、無機フィラーを添加することが好ましい。無機フィラーとしては、シリカやアルミナなどが挙げられ、特に、シリカは金属腐蝕を起こす原因となる不純物が少なくできるため、半導体装置の信頼性を向上できるので好ましい。また、結晶性シリカは熱伝導率が高く、溶融シリカ（アモルファスシリカ）は熱膨張性が小さいため、半導体装置に要求される特性に応じて適宜選択される。さらに、α線放出性の物質であるウランやトリウムを極力除去した合成シリカは、半導体装置の誤動作を低減できるため好ましい。
【００４９】
第２の粘接着剤層３は、成分中の分散状態の無機フィラーの充填密度を高めることにより、硬化前の複素弾性率を上げずに、硬化後の貯蔵弾性率を上げることができる。無機フィラーの充填密度は第２の粘接着剤層の成分中に３０〜８０重量％であることが好ましく、４０〜７５重量％であることがさらに好ましい。また、前記無機フィラーの平均粒径は０．０１〜２０μｍであることが好ましく、さらに、平均粒径が０．０１〜１．０μｍと平均粒径２．０〜２０μｍの異なる粒径の無機フィラーを併用することが好ましい。粒径の異なる無機フィラーの併用により、第２の粘接着剤層の成分中の無機フィラーの充填密度を高めることができる。また、無機フィラーの形状は、球状、真球状、円粒状、破砕状など特に限定はされず、充填密度が高くなるように適宜選択することが好ましい。
【００５０】
上記のような成分からなる第２の粘接着剤層３の厚さは、通常は、３〜１００μｍ、好ましくは１０〜６０μｍであることが望ましい。
ウエハダイシング・接着用シート
本発明のウエハダイシング・接着用シート１０は、基材１上に、第１の粘接着剤層２および第２の粘接着剤層３がこの順に積層してなる。
【００５１】
ウエハダイシング・接着用シート１０の製造方法は、特に限定はされないが、基材１上に、第１の粘接着剤層２および第２の粘接着剤層３を順次積層することが好ましい。
なお、本発明のウエハダイシング・接着用シート１０の使用前に、第２の粘接着剤層３を保護するために、シート１０の上面に剥離フィルムを積層しておいてもよい。
【００５２】
また、第２の粘接着剤層３の表面外周部には、リングフレーム５を固定するためのリングフレーム固定用粘着シート４が設けられていてもよい。
半導体装置の製造方法
次に本発明に係る半導体装置の製造方法について説明する。本発明の製造方法においては、まず、ウエハダイシング・接着用シート１０をダイシング装置上に、リングフレーム５により固定し、シリコンウエハ６の一方の面をウエハダイシング・接着用シート１０の第２の粘接着剤層３上に載置し、軽く押圧し、ウエハ６を固定する。
【００５３】
その後、第１の粘接着剤層２に、エネルギー線硬化性成分が含まれている場合は、基材１側からエネルギー線を照射し、第１の粘接着剤層２の凝集力を上げ、第１の粘接着剤層２と基材１との間の接着力を低下させておく。
次いで、ダイシングソーなどの切断手段を用いて、上記のシリコンウエハ６を切断しＩＣチップ６’を得る（図２参照）。この際の切断深さは、シリコンウエハ６の厚みと、第２の粘接着剤層３および第１の粘接着剤層２の厚みとの合計およびダイシングソーの磨耗分を加味した深さにする。
【００５４】
なお、前記エネルギー線照射は、ダイシングの後に行ってもよく、また下記のエキスパンド工程の後に行ってもよい。
次いで必要に応じ、接着用シート１０のエキスパンドを行うと、図３に示すようにＩＣチップ間隔が拡張し、ＩＣチップのピックアップをさらに容易に行えるようになる。
【００５５】
このようにしてＩＣチップ６’のピックアップを行うと、切断された第２の粘接着剤層３および第１の粘接着剤層２をＩＣチップ裏面に固着残存させて基材１から剥離することができる（図４参照）。
次いで第１の粘接着剤層２を介してＩＣチップ６’をダイパッド部に載置する。ダイパッド部はＩＣチップ６’を載置する前に加熱するか載置直後に加熱される。加熱温度は、通常は８０〜２００℃、好ましくは１００〜１８０℃であり、加熱時間は、通常は０．１秒〜５分、好ましくは０．５秒〜３分であり、チップマウント圧力は、通常１ｋＰａ〜１５０ＭＰａである。
【００５６】
ＩＣチップをダイパッド部にチップマウントした後、さらに加熱することにより、第１の粘接着剤層２および第２の粘接着剤層３が硬化し、ＩＣチップとダイパッド部とを強固に接着することができる。この際の加熱硬化条件としては、加熱温度は通常８０〜２００℃、好ましくは１００〜１８０℃であり、加熱時間は通常１分〜１２０分、好ましくは１０分〜９０分である。
【００５７】
この結果、得られる実装品においては、チップの固着手段である粘接着剤が硬化し、かつ該硬化物中に高弾性率化する第２の粘接着剤層が組み込まれた構成となるため、この固着手段の貯蔵弾性率は極めて高くなり、過酷な条件下にあっても、十分なパッケージ信頼性とボード実装性が達成される。
なお、本発明の接着用シートは、上記のような使用方法の他、半導体化合物、ガラス、セラミックス、金属などの接着に使用することもできる。
【００５８】
【発明の効果】
このような本発明によれば、半導体ウエハへの貼付作業およびＩＣチップのピックアップ操作を円滑に行え、かつ貯蔵弾性率に優れたダイボンド層を形成できる粘接着剤層をＩＣチップ裏面に転写できるウエハダイシング・接着用シートが提供される。
【００５９】
【実施例】
以下本発明を実施例により説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
なお、以下の実施例において、「硬化前の複素弾性率」、「硬化後の貯蔵弾性率」、「パッケージ信頼性」および「ボード実装信頼性」は次のようにして評価した。
【００６０】
「硬化前の複素弾性率」
実施例、比較例のウエハダイシング・接着シートの第２の粘接着剤層の硬化前における複素弾性率は、レオメトリクス社製ＲＤＡ−ＩＩ（測定周波数３．５Ｈｚ）により測定した。
第２の粘接着剤層となる配合物を剥離シート上に塗布乾燥し、乾燥膜厚５０μｍの硬化前の第２の粘接着剤層（未硬化）を作成し、上記の方法で、複素弾性率を測定した。
【００６１】
「硬化後の貯蔵弾性率」
実施例、比較例のウエハダイシング・接着シートの第２の粘接着剤層の貯蔵弾性率は、動的粘弾性測定装置（オリエンテック社製、ＲＨＥＯＶＩＢＲＯＮ　ＤＤＶ−ＩＩ−ＥＰ）により、周波数１１Ｈｚで−５０〜１５０℃の範囲を測定した。
上記複素弾性率の測定と同様にして未硬化の粘接着剤層を作成し、１６０℃６０分間の加熱をして硬化させ、剥離シートを剥がして単層の粘接着剤層（硬化物）を作成し、これの貯蔵弾性率を測定した。
【００６２】
「パッケージ信頼性」
（１）半導体チップの製造
＃２０００研磨処理したシリコンウエハ（１００ｍｍ径、厚さ２００μｍ）の研磨面に、実施例および比較例のウエハダイシング・接着シートの貼付をテープマウンター（リンテック社製、Ａｄｗｉｌｌ　ＲＡＤ２５００）により行い、ウエハダイシング用リングフレーム（ディスコ社製、２−６−１）に固定した。その後、ＵＶ照射装置（リンテック社製、Ａｄｗｉｌｌ　ＲＡＤ２０００）を用いて基材面から紫外線を照射した。次に、ダイシング装置（東京精密社製、ＡＷＤ−４０００Ｂ）を使用して９．０ｍｍ×９．０ｍｍのチップサイズにダイシングした。ダイシングの際の切り込み量は、基材を１０μｍ切り込むようにした。続いて、ウエハダイシング・接着シート側よりニードルで突き上げて、チップが基材の界面から剥離するようにピックアップした。
（２）ＩＣパッケージの製造
ＩＣパッケージ用の基板（ポリイミドフィルム（５０μｍ）と電解銅箔（２０μｍ）との積層体であり、ダイパッド部として銅箔上にパラジウムメッキおよび金メッキを順にパターン処理し、更に高さ２５μｍのソルダーレジストを有する）のダイパッド部に、積層状態のチップの第１の粘接着剤層側を１２０℃、１５０ＭＰａ、１秒間の条件で圧着し、チップマウントを行った。その後、１６０℃、６０分間の条件で粘接着剤層を加熱硬化した。更に、モールド樹脂（ビフェニル型エポキシ樹脂とフェノールノボラック樹脂を含有）で基板のチップの取り付けられた側を所定の形状にモールドし、１７５℃、６時間で樹脂を硬化させて高圧封止した。次に、封止されない基板側に直径０．５μｍの鉛フリーのハンダボールを所定の方法で取り付け、ＢＧＡ（Ｂａｌｌ　Ｇｒｉｄ　Ａｌｌａｙ）型のＩＣパッケージを完成させた。
（３）パッケージ信頼性の評価
得られたＩＣパッケージを８５℃、６０％ＲＨ条件下に１６８時間放置し、吸湿させた後、最高温度２６０℃のＩＲリフローを２回行った際に接合部位の浮き・剥がれの有無、パッケージクラック発生の有無を走査型超音波探傷装置および断面観察により評価した。
【００６３】
「ボード実装信頼性」
上記「パッケージ信頼性」で作成したＢＧＡ型のＩＣパッケージを、マザーボード（ＢＴレジンを用いて高密度実装用に積層されたビルドアップ配線板）に２６０℃、１分で実装した。
ＩＣパッケージが実装されたマザーボードを、−４０および１２５℃の熱衝撃（加熱１分間、加熱温度保持９分間、冷却１分間、冷却温度保持９分間を１サイクルとする）を１０００サイクル行った。マザーボードとＩＣパッケージとの間に発生するクラックの有無を走査型超音波探傷装置および断面観察により評価した。
【００６４】
「ウエハダイシング・接着用シートの作成」
基材、粘接着剤層としては、下記のものを用いた。
基材：エチレン・メタクリル酸共重合体フィルム（厚さ６０μｍ）と、エチレン・メタクリル酸メチル共重合体フィルム（厚さ４０μｍ、表面張力３５ｄｙｎ／ｃｍ）との積層体を用いた。
粘接着剤：第１の粘接着剤（基材側）と第２の粘接着剤（ウエハ側）の組成を下表に示す。なお、表中の「部」は重量部を示す。
【００６５】
【表１】
Figure 2004095844
【００６６】
なお、表中の各成分、材料は以下のとおりである。
（１）粘着成分（Ａ）：アクリル酸ブチル５５重量部と、メタクリル酸１０重量部と、メタクリル酸グリシジル２０重量部とアクリル酸２−ヒドロキシエチル１５重量部とを共重合してなる重量平均分子量８００，０００、ガラス転移温度−２８℃の共重合体。
（２）エネルギー線硬化性成分（Ｂ）
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート（日本化薬製、カラヤッドＤＰＨＡ）：６部
ジシクロペンタジエン骨格含有アクリレート（日本化薬製、カラヤッドＲ６８４）：６部
（３）熱硬化性接着成分（Ｃ）：下記成分からなる組成物
アクリル分散ビスフェノールＡ型液状エポキシ樹脂（日本触媒製、ＢＰＡ３２８）：２０部
ジシクロペンタジエン骨格含有固形エポキシ樹脂（大日本インキ化学工業製、ＥＸＡ−７２００ＨＨ）：２０部
ジシクロペンタジエン骨格含有固形エポキシ樹脂（日本化薬製、ＸＤ−１０００−Ｌ）：２０部
ジシアンジアミド系硬化剤（旭電化製、アデカハードナー３６３６ＡＳ）：２部
イミダゾール系硬化剤（四国化成工業製、キュアゾール２ＰＨＺ）：２部
（４）シランカップリング剤（Ｄ）：三菱化学製、ＭＫＣシリケートＭＳＥＰ２
（５）ポリイソシアナート：トリメチロールプロパンとトルイレンジイソシアナートとの付加物
（６）光重合開始剤
２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキサイド
（７）溶融石英フィラー：ＣＵＳ−８Ｉ（東芝セラミックス製、平均粒径８μｍ）
（８）合成シリカフィラー：ＳＯ−Ｃ２（アドマテックス製、アドマファイン、平均粒径０．５μｍ）
【００６７】
【実施例１〜３】
第１の粘接着剤用の配合物（表１参照）を塗布面保護用の剥離シート（リンテック社製、厚さ３８μｍ、ＳＰＰＥＴ３８１１）の剥離処理面に、乾燥膜厚が３０μｍとなるように、ロールナイフコーターを用いて塗布乾燥し、厚み１００μｍの基材のエチレン−メタクリル酸メチル共重合体フィルム側の面に積層した。次に、別の剥離シート（ＳＰＰＥＴ３８１１）上に第２の粘接着剤層用の配合物（表１参照）を、乾燥膜厚が２０μｍとなるようにロールナイフコーターを用いて塗布乾燥し、第１の粘接着剤層を保護している剥離シートを剥離しながら、第２の粘接着剤層を積層し、ウエハダイシング・接着用シートを作成した。
【００６８】
リングフレーム固定用粘着シートとして厚さ８０μｍのポリ塩化ビニルフィルムの基材の片面に再剥離性を有するアクリル系粘着剤（リンテック社製、Ｍ−４）１０μｍを形成した粘着シートを用いた。このリングフレーム固定用粘着シートを内径１６５ｍｍの円形に切り抜き、上記で作成したウエハダイシング・接着用シートの第２の粘接着剤層で、リングフレーム固定用粘着シートの基材面に貼り合せた。次に、リングフレーム固定用粘着シートの円形の切り抜き部分と同心円になるように２０７ｍｍ径に切断して、図１に使用されるようなウエハダイシング・接着用シートとリングフレーム固定用粘着シートの積層物を作成した。
【００６９】
上記構成のウエハダイシング・接着用シートを用いて「パッケージ信頼性」および「ボード実装信頼性」の評価を行った。結果を表２に示す。
【００７０】
【表２】
Figure 2004095844

【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る半導体装置の製造方法の一工程を示す。
【図２】本発明に係る半導体装置の製造方法の一工程を示す。
【図３】本発明に係る半導体装置の製造方法の一工程を示す。
【図４】本発明に係る半導体装置の製造方法の一工程を示す。
【符号の説明】
１…基材
２…第１の粘接着剤層
３…第２の粘接着剤層
４…リングフレーム固定用粘着シート
５…リングフレーム
６…シリコンウエハ
６’…ＩＣチップ
１０…ウエハ・ダイシング接着シート

Claims (6)

  1. 基材上に、第１の粘接着剤層および第２の粘接着剤層がこの順に積層してなるウエハダイシング・接着用シートであって、
    第２の粘接着剤層は、硬化後において−５０〜１５０℃の範囲の貯蔵弾性率の最小値が１０８Ｐａ以上であることを特徴とするウエハダイシング・接着シート。
  2. 前記第２の粘接着剤層は、硬化前の複素弾性率が１０８Ｐａ以下であることを特徴とする請求項１に記載のウエハダイシング・接着シート。
  3. 前記第２の粘接着剤層は、アクリル系粘着剤、エポキシ樹脂及び無機フィラーからなり、該無機フィラーが第２の粘接着剤層の成分中に３０〜８０重量％含有することを特徴とする請求項１または２に記載のウエハダイシング・接着シート。
  4. 前記無機フィラーとして、平均粒径０．０１〜１．０μｍの無機フィラーと平均粒径２．０〜２０μｍの無機フィラーとを併用したことを特徴とする請求項３に記載のウエハダイシング・接着シート。
  5. 前記基材の前記第１の粘接着剤層に接する面の表面張力が４０ｄｙｎ／ｃｍ以下であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のウエハダイシング・接着用シート。
  6. 基材上に、第１の粘接着剤層および第２の粘接着剤層がこの順に積層してなるウエハダイシング・接着用シートであって、第２の粘接着剤層は、硬化後において−５０〜１５０℃の範囲の貯蔵弾性率の最小値が１０８Ｐａ以上であることを特徴とするウエハダイシング・接着シートの第２の粘接着剤層に、半導体ウエハを貼着し、
    前記半導体ウエハをダイシングしてＩＣチップとし、前記ＩＣチップ裏面に第２の粘接着剤層、第１の粘接着剤層を固着残存させて基材から剥離し、前記ＩＣチップをダイパッド部上に前記第１の粘接着剤層を介して熱圧着することを特徴とする半導体装置の製造方法。
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