JP2004142430A

JP2004142430A - 表面保護フィルム及びその製造方法

Info

Publication number: JP2004142430A
Application number: JP2003303433A
Authority: JP
Inventors: Teiichi Inada; 稲田　禎一; Michio Masuno; 増野　道夫
Original assignee: Hitachi Chemical Co Ltd
Current assignee: Resonac Corp
Priority date: 2002-10-04
Filing date: 2003-08-27
Publication date: 2004-05-20
Anticipated expiration: 2023-08-27
Also published as: JP4341343B2

Abstract

【課題】　半導体素子表面の保護特性およびレーザーマーキングによる視認性が優れ、かつ欠陥の少ない表面保護フィルムを簡便に得ること。
【解決手段】　基材層、樹脂層及び欠陥認識用フィルムをこの順に積層した構造を有してなる表面保護フィルムであって、前記樹脂層は、着色剤を含有し、かつ波長３００〜１１００ｎｍの領域の光線透過率が１０％以下であり、前記欠陥認識用フィルムと前記樹脂層との間に含まれる直径１００μｍ以上の空隙の数が１ｍ^２あたり１００個以下であることを特徴とする表面保護フィルム。
【選択図】　図１

Description

　本発明は、表面保護フィルム、特に回路面が半導体配線基板側に向けて配置されるフェイスダウン構造の半導体装置に適用される半導体素子の表面を保護するための表面保護フィルム、前記表面保護フィルムを製造する方法、及び、前記表面保護フィルムを使用し表面を保護した半導体素子に関する。

　従来、電子機器の小型化・軽量化が進められており、これに伴い基板への半導体装置の高密度実装が要求され、電子機器に搭載する半導体パッケージの小型化・軽量化が進められている。

　半導体パッケージは、時代の変遷とともに各種変化しており、ＬＯＣ（Ｌｅａｄ　Ｏｎ　Ｃｈｉｐ）やＱＦＰ（Ｑｕａｄ　Ｆｌａｔ　Ｐａｃｋａｇｅ）等と呼ばれるパッケージがあり、例えば、１６Ｍ以降のＤＲＡＭでは、ＬＯＣのパッケージが使用されている。

　通常、パッケージには、製品を識別するためにロットナンバーやメーカー名などの識別情報が印字されており、製品の履歴が判別できるようになっている。そして、ＬＯＣやＱＦＰ等のパッケージの場合には、パッケージ外面に形成された封止材に、製品を判別するための識別情報を直接レーザーマーキングしている。

　レーザーマーキングに使用されるレーザーとしては、炭酸ガスレーザーとＹＡＧレーザーとがあり、封止材にレーザーマーキングをする際には、主に、ＹＡＧレーザーが使用されている。

　近年、半導体パッケージの小型化・軽量化がより一層進められており、上述したＬＯＣやＱＦＰ等のパッケージよりもさらに小型化・軽量化したＣＳＰ（Ｃｈｉｐ　Ｓｉｚｅ　Ｐａｃｋａｇｅ）やμＢＧＡ（Ｂａｌｌ　Ｇｒｉｄ　Ａｒｒａｙ）等のパッケージの開発が行われている。このようなパッケージでは、半導体素子と基板とを接続する配線を半導体素子の中央部に配置し、その部分のみを封止しているため、従来における半導体素子の全体を封止材により封止した形状に比べ、より一層パッケージの小型化・軽量化を図ることが可能となる。

　しかしながら、上述したＣＳＰ、μＢＧＡ等のパッケージでは、小型化・軽量化を図ることができるが、半導体素子がフェイスダウン型となっており、つまり、半導体素子の回路面が半導体配線基板側に向けられ、パッケージの上部に半導体素子の裏面が露出している形状であるため、パッケージを製造し、あるいは、パッケージを搬送する時に、半導体素子の端部が欠けてしまう等の問題を有していた。

　さらにマーキングに関しては、特に、ＣＳＰなどのパッケージの中には、半導体素子を封止材により封止していない形状のものもあるため、半導体素子に直接レーザーマーキングするか、あるいは、半導体素子に直接印刷することにより、製品を判別するための識別情報を印字する必要がある。

　しかし、半導体素子に直接レーザーマーキングをした場合には、半導体素子とマーキングされた識別情報との明確なコントラストが得られないため、識別性が低く、視認性が悪いという問題を有していた。

　半導体素子に直接印刷することにより識別情報のマーキングをした場合には、半導体素子上に識別情報を明確に表示できるため、半導体素子と識別情報との識別性が高いという利点を有する。しかし、印刷によると工程数が多いため、識別情報を印字するための作業時間が大幅に増大してしまうという問題を有していた。

　これらの問題点を解決する方法として、半導体素子の表面に着色剤を添加した黒色等の有色のフィルムを貼付け、フィルムにレーザーマーキングする方法がある。この方法によれば、フィルムにより半導体素子の表面の欠け等を防ぐことができ、また、着色剤を添加した有色のフィルムはレーザーマークの認識がしやすいという特徴があるものの、その反面、使用するフィルム自身の欠陥が発見しにくく、欠陥を有するフィルムを貼り付けた半導体素子の表面が不良となり、結果として、半導体パッケージの信頼性が低下する場合がある。つまり、正常な半導体素子を使用した半導体装置が、欠陥を有するフィルムを使用することにより不良となり、大幅な製造コストの増大を招くおそれがあることが明らかになった（例えば、特許文献１参照。）。

　この問題点を解決する手段として、表面保護フィルムの製造工程で異物、ゴミ等が混入されていないかを検査し、そして異物等の混入が認められる表面保護フィルムを取り除くことで信頼性の高い表面保護フィルムを製造する方法がある。一般的に表面保護フィルムは、半導体素子の表面を保護する樹脂層と、樹脂層を支持する基材層等のその他の層から構成される。表面保護フィルムの樹脂層の欠陥は、従来、透過光の異常をカメラで検出するなどし、それを画像処理して検出、認識する方法が取られているが、着色剤を含有し光線透過率が低いフィルムの場合、従来の方法では検出することが困難である。また、目視で検査しようとすると、２０μｍ程度の大きさの微小な異物を観察することは困難であり、大規模な装置を用いて精密に検査することも望ましくない。表面保護フィルムの異物を検査することは、フィルム製造時間の増加につながり、コストの増大を招き、そのため、簡易に異物等の存在を検査できる手段が求められていた。
特開２００２−２８０３２９号公報

　本発明は、上述した問題を解決するためになされたものであり、半導体素子表面の保護特性およびレーザーマーキングによる視認性に優れ、かつ欠陥の少ない表面保護フィルムを簡便に得ることを目的とする。さらには、前記表面保護フィルムを製造する方法、及び、前記表面保護フィルムにより表面を保護した半導体素子を提供することを目的とする。

　本発明の発明者らは、上記目的を解決すべく種々研究し、表面保護フィルムの検査に際し、異物そのものを観察するのではなく、異物の混入により生じた表面保護フィルム内の空隙を観察することにより、樹脂層中又は樹脂層表面にクレータ、ボイド、ゴミ等が存在するか否かを容易に観察できることを見出した。

　本発明は、基材層、樹脂層及び欠陥認識用フィルムがこの順に積層された表面保護フィルムであって、半導体素子の回路がない面にフィルムを積層することにより半導体素子の表面を保護することが可能であり、着色剤を添加した不透明なフィルムを用いることにより、レーザーマーキングの視認性に優れ、かつ、簡便な検査方法によりフィルムの欠陥を一定量以下とした表面保護フィルムを提供するものである。このような表面保護フィルムによれば、半導体装置の不良の発生を減少させることが可能となる。

　また、本発明は、上記の効果に加えて、表面保護フィルムを製造する際に、欠陥認識用フィルムの積層を適当な温度、圧力範囲で行うことにより、信頼性低下に影響の少ない微小な異物を樹脂層に埋め込み、信頼性低下に影響がある２０μｍを超える異物のみを空隙として検出することを可能とする方法を提供するものである。このような方法によれば、表面保護フィルムの信頼性の低い部位を無駄なく、確実に検出できるので、低コストで信頼性の高い表面保護フィルムを提供することが可能となる。

　さらに、本発明は、半導体装置を組み立てる場合のプロセスの簡略化を図ることが可能な上記表面保護フィルム、及び、上記表面保護フィルムを用いた半導体素子を提供するものである。

　本発明によれば、以下の解決手段が提供される。

　１．　基材層、樹脂層及び欠陥認識用フィルムをこの順に積層した構造を有してなる表面保護フィルムであって、前記樹脂層は、着色剤を含有し、かつ波長３００〜１１００ｎｍの領域の光線透過率が１０％以下であり、前記欠陥認識用フィルムと前記樹脂層との間に含まれる直径１００μｍ以上の空隙の数が１ｍ^２あたり１００個以下であることを特徴とする表面保護フィルム。

　２．　欠陥認識用フィルムの厚みが５〜３００μｍであり、かつ、室温における貯蔵弾性率が１〜３０００ＭＰａである上記表面保護フィルム。

　３．　上記表面保護フィルムの製造方法であって、温度２０℃〜１４０℃、圧力０．０１〜１００ＭＰａ、または、温度２０℃〜１４０℃、線圧０．１〜５００Ｎ／ｃｍの条件で、前記樹脂層上に前記欠陥認識用フィルムを積層する工程を含む表面保護フィルムの製造方法。

　４．　（１）基材層、樹脂層及び欠陥認識用フィルムがこの順に形成されてなる表面保護フィルムを、基材層を剥離した後に樹脂層面と半導体ウェハの回路がない面とが接するようにして半導体ウェハにラミネートする工程、
（１−２）欠陥認識用フィルムを剥離する工程、
（１−３）半導体ウェハに積層された樹脂層の表面にダイシングテープをラミネートする工程、
（２）半導体ウェハを所定の大きさにダイシングし半導体素子を得る工程、
（２−２）ダイシングテープと樹脂層の接着力を低下させる工程、
（３）樹脂層とダイシングテープの間で剥離し、樹脂層付き半導体素子を得る工程、
　を含む半導体装置の製造方法に用いられる上記表面保護フィルム。

　５．　（１）基材層、樹脂層及び粘着性を有する欠陥認識用フィルムがこの順に形成されてなる表面保護フィルムを、基材層を剥離した後に樹脂層面と半導体ウェハの回路がない面とが接するようにして前記半導体ウェハにラミネートする工程、
（２）欠陥認識用フィルムを用いて半導体ウェハを所定の大きさにダイシングし半導体素子を得る工程、
（２−２）粘着性を有する欠陥認識用フィルムと樹脂層の接着力を低下させる工程、
（３）樹脂層と欠陥認識用フィルムの間で剥離し、樹脂層付き半導体素子を得る工程、
　を含む半導体装置の製造方法に用いられる上記表面保護フィルム。

　６．　上記表面保護フィルムを用い表面を保護した半導体素子。

　本発明によれば、半導体素子表面の保護特性およびレーザーマーキングによる視認性が優れ、かつ欠陥の少ない表面保護フィルムを簡便に得ることができる。また、本発明の一実施態様によれば、欠陥認識フィルムをダイシングテープとして使用することが可能であり、半導体素子製造工程の簡略化を図ることができる。このような表面保護フィルムを用いることにより、素子表面の欠け等の不良が発生せず、レーザーマーキング後の視認性に優れ、かつ、耐熱性等の信頼性に優れる半導体素子を得ることが可能である。

　本発明の表面保護フィルムの一実施態様を図１に示す。本発明の表面保護フィルム１は、基材層２、樹脂層３及び欠陥認識用フィルム４を必須とし、基材層２、樹脂層３及び欠陥認識用フィルム４がこの順に積層されたフィルムであって、積層される順番が前記の通りであれば、それぞれの層の上下に他の任意の層を有していても良い。以下、本発明の表面保護フィルムを構成する各層について説明する。

＜基材層＞
　本発明の表面保護フィルムに用いられる基材層としては、樹脂層を保持できるものであれば、特に制限されることなく従来公知のものを使用することができる。

　基材層としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレンフィルム、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、ポリイミドフィルムなどのプラスチックフィルム等が挙げられる。また、必要に応じてプライマー塗布、ＵＶ処理、コロナ放電処理、研磨処理、エッチング処理、離型処理等の表面処理を行っても良い。基材層の厚みは、５〜２５０μｍが好ましく、また、基材層は透明であることが好ましい。

　また、後述する＜使用方法＞の１）等において、樹脂層の加熱硬化を基材層を剥離する前に行う場合には、基材層として耐熱性のフィルムを用いることが好ましい。

＜樹脂層＞
　本発明のフィルムに用いられる樹脂層は、着色剤を含有し、かつ波長３００〜１１００ｎｍの領域の光線透過率が１０％以下のものであることを特徴とし、また、樹脂層は適当なタック強度を有していることが好ましい。樹脂層としては、半導体装置の信頼性の面から、熱硬化性成分及び高分子量成分を含有していることが好ましい。前記の他に硬化促進剤、触媒、添加剤、カップリング剤等を含んでも良い。

　熱硬化性成分としては、エポキシ樹脂、イソシアネート樹脂、フェノール樹脂、及びその硬化剤等があるが、耐熱性が高い点で、エポキシ樹脂を用いることが好ましい。エポキシ樹脂は、硬化して接着作用を有するものであれば特に限定されない。ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂などの二官能エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂やクレゾールノボラック型エポキシ樹脂などのノボラック型エポキシ樹脂などを使用することができる。また、多官能エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、複素環含有エポキシ樹脂または脂環式エポキシ樹脂など、一般に知られているものを適用することができる。

　高分子量成分としては、例えば、ポリイミド系樹脂、（メタ）アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリフェニレンエーテル系樹脂、ポリエーテルイミド系樹脂、フェノキシ系樹脂、変性ポリフェニレンエーテル系樹脂等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。

　本発明の樹脂層は、着色剤を含有し、波長３００〜１１００ｎｍの領域の光線透過率が１０％以下であり、そのためには樹脂成分と着色剤とが微細な相分離構造を有することが好ましい。本発明の樹脂層の光線透過率は５％以下であることが好ましく、不透明であることがさらに好ましい。光線透過率が１０％を超えると、レーザーマーキングによる視認性が低下したり、また、半導体ウェハを透過した光線により半導体素子上の回路が損傷したりする場合がある。なお、本発明において、樹脂層の光線透過率は、紫外線分光光度計及び可視光−近赤外線分光光度計によって測定される。光線透過率の測定は、透明な基材層の上に樹脂層を積層した状態で行ってもよく、また、基材層と樹脂層とを剥離した状態で行ってもよい。

　また、樹脂に含まれる着色剤としては、例えば、カーボンブラック、黒鉛、チタンカーボン、二酸化マンガン、フタロシアニン系等の顔料及び染料を用いることができる。着色剤として白色以外の着色剤を用いることが好ましく、黒色着色剤を用いることがさらに好ましい。着色剤は、樹脂に直接分散、混合しても良く、また、予め用意した樹脂、溶剤に分散させたものを樹脂に加えても良い。樹脂層に含有する着色剤の含有量は、樹脂層全体の重量に対し０．２〜１５重量％が好ましく、より好ましくは０．５〜５重量％である。着色剤の含有量が０．２重量％未満になると、樹脂層に色が付かずレーザーマーキング後の視認性が悪くなり、逆に、着色剤の含有量が１５重量％を超えると、イオン性不純物の増加、フィルム延性の低下または半導体素子との接着強度の低下等の問題が発生してしまうからである。

　また、レーザーマーキングに使用されるレーザーは、ＹＡＧレーザーであることが多いため、着色剤としてＹＡＧレーザーにより揮発し易いカーボンブラックを使用することが好ましい。

　さらに、樹脂の透過率低下と機械的強度の向上、レーザーマーキング性の向上を目的にフィラーを含有してもよい。フィラーとして、例えば、結晶性シリカ、非晶性シリカ、酸化アルミニウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、窒化アルミニウム、窒化ホウ素等が挙げられる。フィラーとしては、白色フィラーを用いることが好ましい。また、フィラーを含有する場合には、フィラーの含有量は樹脂層全体の重量に対し、１〜９０重量％とすることが好ましく、特に、５〜７０重量％とすることが好ましい。フィラーの含有量が１重量％未満になると、レーザーマーキングと周囲とのコントラストが低下し、フィラーの含有量が９０重量％を超えると、樹脂層がもろくなり表面保護フィルムの成形性が低下し、シリコンウェハとの接着強度の低下等の問題が発生する場合があるためである。

　また、樹脂層中の着色剤とフィラーとの割合は、適宜調整することができる。例えば、マーキングのかすれが生じた場合には、着色剤の含有量を増加させると良く、コントラストが不足している場合には、フィラーの含有量を増加させると良い。また、すすが出やすい場合には、着色剤の含有量を低下させてレーザーマーキングを行うことができる。

　樹脂層の厚みは、特に制限はないが、５〜２５０μｍであることが好ましく、１０〜１００μｍであることがさらに好ましい。５μｍより薄いと半導体素子の保護効果が乏しくなる傾向があり、２５０μｍより厚いと経済的でなくなる上に、半導体装置の小型化の要求に応えられない。

＜欠陥認識用フィルム＞
　また、欠陥認識用フィルムとしては、例えば、ポリテトラフルオロエチレンフィルム、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、ポリイミドフィルムなどのプラスチックフィルム等が挙げられる。また、必要に応じてプライマー塗布、ＵＶ処理、コロナ放電処理、研磨処理、エッチング処理、離型処理等の表面処理を行っても良い。欠陥部が認識しやすい点で、白濁したフィルムが好ましく、また、フィルムの可視光透過率が３〜８０％であることが好ましい。フィルムが、顔料、染料等の白色着色剤、上述の白色フィラー等を含有していても良い。本発明においては、白濁したポリエチレンフィルムを用いることが好ましい。

　また、例えば、後述する＜使用方法＞の２）において、樹脂層の加熱硬化を欠陥認識用フィルムを剥離する前に行う場合には、欠陥認識用フィルムとして耐熱性のフィルムを用いることが好ましい。

　さらに、例えば、＜使用方法＞の５）において、欠陥認識用フィルムをダイシングテープとして用いる場合、欠陥認識用フィルムは粘着性を有していていることが好ましい。粘着性を有する欠陥認識用フィルムとしては、上述のプラスチックフィルムに粘着性を付与したもの、また、上述のプラスチックフィルムの両面又は片面に粘着剤層を設けたものを用いることができる。

　粘着剤層としては、欠陥認識用フィルムをダイシングシートとして用いる場合に必要とされる十分な粘着性を有し、かつ加熱及び放射線照射の少なくともいずれか一方により粘着性を低下させることが可能であるものであれば特に制限されることなく従来公知のものを使用することができる。粘着剤層として、例えば、アクリルゴム、天然ゴム、ニトリルブタジエンゴムなどの高分子量成分と粘着付与剤などを混合したものを用いることができる。

　粘着性を有する欠陥認識用フィルムとして、市販の粘着テープを使用しても良く、特に、半導体素子のピックアップなどの作業性が良い点で、ダイシングテープを使用することが好ましい。ダイシングテープとしては、加熱及び放射線照射の少なくともいずれか一方により樹脂層から剥離可能であるものであれば特に制限されることなく従来公知のものを使用することができる。

　本発明においては、欠陥認識用フィルムを樹脂層の表面に積層することにより異物を空隙として認識する。異物の大きさと空隙の大きさの関係は、使用する欠陥認識用フィルムの厚み、弾性率等によっても影響を受けるものである。本発明においては、欠陥認識用フィルムの厚みは５〜３００μｍであることが好ましく、１０〜１００μｍであることがより好ましく、１０〜５０μｍであることがさらに好ましい。また、欠陥認識用フィルムの室温における貯蔵弾性率は１〜３０００ＭＰａであることが好ましく、欠陥認識用フィルム内に異物が埋め込まれ難い点、つまり、異物を空隙として観察し易い点、または、欠陥認識用フィルムを積層したときの表面保護フィルムのそりが小さい点で、より好ましくは５〜１０００ＭＰａであり、さらに好ましくは５〜５００ＭＰａであり、特に好ましくは１０〜２００ＭＰａである。欠陥認識用フィルムの厚みが５μｍ未満である場合、室温における貯蔵弾性率が１ＭＰａ未満である場合等には、異物がそれより大きな空隙として観察され難い傾向がある。なお、本発明における貯蔵弾性率は、動的粘弾性測定装置を用い、長さ２０ｍｍ、幅５ｍｍのサンプルについて、２５℃、１０Ｈｚの条件で測定した値である。

＜製造方法＞
　本発明の表面保護フィルムは、基材層上に、従来公知の手法に従って、樹脂層を積層し、さらに樹脂層上に欠陥認識用フィルムを積層することにより得られる。

　樹脂層は、例えば、基材層上に直接、樹脂層組成物を塗布・乾燥することにより設けることができる。

　樹脂層上に欠陥認識用フィルムを積層する方法として、欠陥認識用フィルムをラミネートする方法を挙げることができ、ラミネートの条件としては２０℃〜１４０℃、圧力０．０１〜１００ＭＰａであることが好ましい。ホットロールラミネータで積層する場合には、２０℃〜１４０℃、線圧０．１〜５００Ｎ／ｃｍであることが好ましい。欠陥認識用フィルムの積層を前記の温度、圧力範囲で行うことにより、信頼性低下に影響の少ない微小な異物を樹脂層に埋め込み、信頼性低下に影響がある２０μｍを超える異物を空隙として検出することが可能となる。

＜空隙の検出＞
　本発明は、以下に説明するように、樹脂層内又は樹脂層上に存在する異物そのものを観察するのではなく、異物の混入により生じた空隙を観察するという着想に基づいてなされた点に１つの特徴がある。樹脂層の耐熱性、レーザーマーキングによる視認性の向上などを目的に樹脂層中にフィラーや顔料を添加した場合、樹脂層の表面に微小な凹凸が出来やすく、また、このような樹脂層表面の凹凸は色調の差がなく、光学的に判別し難い。

　また、通常、表面保護フィルムはクリーンルーム内で製造されているが、このクリーンルームは粉塵等がクリーンルーム内に混入されないよう管理されているため、大きな異物やゴミはほとんど存在しない。しかし、クリーンルーム内には極微小な異物が不可避的に存在するため、この極微小な異物が樹脂層内又は樹脂層上に混入することがある。

　異物の混入は、表面保護フィルムの信頼性の低下をもたらす一因となる場合があるが、この微小な異物、特に２０μｍ以下の異物が表面保護フィルム内に混入したか否かの確認は困難である。

　ところが、本発明にあっては、表面保護フィルムの積層後に空隙を観察することにより、図２に示すように微小な異物５をより大きな空隙６として観察できる。すなわち、微少な異物５自体は直接肉眼または簡易な顕微鏡で観察することはできないが、樹脂層３の上に欠陥認識用フィルム４を設けることで異物５よりも大きな空隙６が生じ、肉眼又は簡易な顕微鏡で、半導体装置の信頼性低下の原因となる異物５の存在を確認することが可能となる。空隙６は、表面保護フィルム１の欠陥認識用フィルム２が積層された側の面から目視にて発見可能である。

　上記のように樹脂層の上に欠陥認識用フィルムを積層することで、異物がどの程度の大きさの空隙として観察されるかを検討したところ、欠陥認識用フィルムとして厚さ２５μｍ、室温における貯蔵弾性率８０ＭＰａのわずかに白濁したポリエチレンフィルムを使用した場合、空隙の大きさが１００μｍの場合、実際の異物の大きさは１０〜２０μｍであり、異物の大きさの５〜１０倍の大きさの空隙として観察可能であることがわかった。

　半導体素子に用いる保護フィルムとしては、２０μｍ程度の異物が存在すると、半導体装置の信頼性が低下する傾向がある。従って、空隙の大きさが１００μｍを超えると、結果として半導体装置の信頼性を低下させやすいといえる。

　本発明の表面保護フィルムは、基材層の片面に樹脂層を形成し、上記樹脂層上に欠陥認識用フィルムを積層した構造を有してなる表面保護フィルムにおいて、上記樹脂層と上記欠陥認識用フィルムとの間に含まれる直径１００μｍを超える空隙の数はより少ない方が好ましい。

　上記空隙の数としては、誤差が少ない点で表面保護フィルム１ｍ^２に存在する空隙数を積算するのが最も適当であるが、それほど大面積で製造しないような場合は、例えば０．１ｍ^２程度の大きさの表面保護フィルムに存在する空隙を積算し、１ｍ^２当たりの数に換算することもできる。

　上記空隙の数としては、半導体装置の信頼性を確保する点で、１ｍ^２当たり１００個以下であることが必要であり、９０個以下が好ましく、８０個以下がより好ましく、７０個以下がさらに好ましく、６０個以下が特に好ましく、５０個以下が非常に好ましく、４０個以下が極めて好ましく、３０個以下が最も好ましい。

　尚、空隙の観察は、表面保護フィルムの製造段階で行われることが好ましいが、また半導体装置の製造段階のいずれの段階で行われてもよい。半導体装置の製造段階で空隙の観察を行う場合は、所定の空隙個数を有する部分を切り出した表面保護フィルムを用いて半導体装置を製造することができることはいうまでもない。

　本発明は信頼性低下の要因となる異物の存否を空隙の観察を通じて簡易に行える。これは極めて画期的なことである。

＜使用方法＞
　本表面保護フィルムは、例えば、以下の１）〜５）の方法などにより、使用することができる。

１）本表面保護フィルムの欠陥認識用フィルムを剥離して、半導体ウェハなどの被着体に積層、接着し、さらに残った基材層を剥離し、必要に応じて、樹脂層の加熱硬化などの工程をとり、樹脂層を被着体上に形成することができる。または樹脂層の加熱硬化などの工程をとった後に基材層を剥離しても良い。

２）本表面保護フィルムの基材層を剥離して、半導体ウェハなどの被着体に積層、接着し、さらに残った欠陥認識用フィルムを剥離し、必要に応じて、樹脂層の加熱硬化などの工程をとり、樹脂層を被着体上に形成することができる。または樹脂層の加熱硬化などの工程をとった後に欠陥認識用フィルムを剥離しても良い。

３）また、本表面保護フィルムの基材層及び欠陥認識用フィルムの両方を剥離して、半導体ウェハなどの被着体に積層、接着し、必要に応じて、加熱硬化などの工程をとり、樹脂層を被着体上に形成することもできる。

　また、上記方法により樹脂層をウェハなど被着体に積層した後、必要に応じてダイシングなどの分割加工、レーザーマーキングなどの印字加工などを行っても良い。

　このような加工を含む例として、以下の４）、５）が挙げられる。

４）図３に示すように、（ａ）本表面保護フィルム１の欠陥認識用フィルム４を剥離して、半導体ウェハＡの回路がない面に積層、接着し、（ｂ）さらに残った基材層２を剥離する。樹脂層３の加熱硬化工程を経た後、（ｃ）樹脂層３と接するようダイシングテープ７をラミネートする。この際樹脂層３の加熱硬化は、通常１００〜２２０℃の間で行われる。また、ラミネートは、通常２０℃〜２００℃の間で行われるが、ウェハのそりが少ない点で、２０℃〜１３０℃が好ましい。（ｄ）続いて、この貼着状態で半導体ウェハＡにダイシング、洗浄、乾燥の工程が加えられる。さらに必要に応じて加熱及び放射線照射の少なくともいずれか一方を行い、ダイシングテープ７と樹脂層３との間の接着力を低下させる。前記加熱条件及び放射線の照射条件は、ダイシングテープ７と樹脂層３との間の接着力が低下して、半導体素子Ａ１、Ａ２、Ａ３を傷つけることなくピックアップできるものであれば特に制限なく従来公知の手法によって当業者によって適宜定められ得るものである。（ｅ）その後、半導体素子Ａ１、Ａ２、Ａ３を吸引コレット９を用いてピックアップする。ピックアップすべき半導体素子Ａ１、Ａ２、Ａ３をダイシングテープ７の下面から、図中仮想線で示されるように針扞１０により突き上げることもできる。以上の使用方法において、樹脂層３を加熱硬化した後に、さらに、レーザーマーキングにより樹脂層３に識別情報を印字する工程を行っても良い。

５）図４に示すように（ａ）本表面保護フィルム１の基材層３を剥離して、半導体ウェハＡの回路のない面に積層する。ここで、欠陥認識用フィルム４として、樹脂層３と接する側の片面に粘着剤層を有するプラスチックフィルムを使用することにより、続いて、この貼着状態で（ｂ）半導体ウェハＡにダイシング、洗浄、乾燥の工程が加えられる。半導体ウェハＡは樹脂層３により欠陥認識用フィルム４に充分に粘着保持されているので、上記各工程の間に半導体ウェハＡが脱落することはない。ダイシングした後、必要に応じて加熱及び放射線照射の少なくともいずれか一方を行い、欠陥認識用フィルム４と樹脂層３との間の接着力を低下させる。前記加熱条件及び放射線の照射条件は、欠陥認識用フィルム４と樹脂層３との間の接着力が低下して、半導体素子Ａ１、Ａ２、Ａ３を傷つけることなくピックアップできるものであれば特に制限はなく従来公知の手法によって当業者によって適宜定められ得るものである。（ｃ）その後、半導体素子Ａ１、Ａ２、Ａ３を吸引コレット９を用いてピックアップする。この際、吸引コレット９に換えて又は吸引コレット９と併用するようにして、ピックアップすべき半導体素子Ａ１、Ａ２、Ａ３を欠陥認識用フィルム４の下面から、図中仮想線で示されるように針扞１０により突き上げることもできる。以上の使用方法において、さらに、樹脂層３の加熱硬化工程、レーザーマーキングによる印字工程を加えることができる。

　尚、図３及び４にはダイシングカッター８を用いてウェハＡをダイシングすることで切込みが設けられ、そして半導体素子Ａ１、Ａ２、Ａ３が得られることが示されている。

　また、表面保護フィルムに照射する放射線は、１５０ｎｍ〜１０００μｍの波長域を持つ活性光線であり、紫外線、遠紫外線、近紫外線、可視光線、電子線、赤外線、近赤外線などがある。例えば、低圧水銀灯、中圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、キセノンランプ、メタルハライドランプを使用して０．０１〜１００００Ｊ／ｃｍ^２の照射することができる。

　以上の工程により、表面に欠陥のない表面保護フィルムによって保護された半導体素子を得ることができ、かつ認識しやすいレーザーマークを行うことができる。

　以下、実施例を用いて、さらに具体的に説明する。

（実施例１）
　エポキシ樹脂としてビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（エポキシ当量１７５、東都化成株式会社製のＹＤ−８１２５を使用）６０重量部、フェノールノボラック型のエポキシ樹脂（東都化成株式会社製のＹＤＣＮ−７０３を使用）５重量部、硬化剤としてビスフェノールＡノボラック樹脂（大日本インキ製のＬＦ−２８８２を使用）３５重量部、白色フィラーとしてシリコンフィラー（株式会社アドマテックス製のアドマファインＳＯ−Ｃ２を使用）３０重量部、着色剤としてカーボンブラックを３０重量％含有した樹脂系加工顔料（御国色素のＣＦブラックＨＧＢＫ−０２）を３５重量部、溶剤としてシクロヘキサノン３０重量部をビーズミルにより混合したワニスに、エポキシ基含有アクリル系共重合体としてエポキシ基含有アクリルゴム（分子量１００万、帝国化学産業株式会社製のＨＴＲ−８６０Ｐ−３）２３０重量部、硬化促進剤として１−シアノエチル−２−フェニルイミダゾール（キュアゾール２ＰＺ−ＣＮを使用）０．５重量部からなる成分に溶剤としてシクロヘキサノンを１７００重量部加えて攪拌混合し、ワニスを得た。

　得られたワニスを離型剤付きの基材層（帝人製ピューレックスＡ３１）上に塗布、１３０℃、１０分で乾燥し、乾燥後の厚みが５０μｍの樹脂層を得た。この樹脂層の波長３００〜１１００ｎｍの光線透過率は２％であった。

　さらにここに、白濁したポリエチレンフィルム（厚さ２５μｍ、室温における貯蔵弾性率８０ＭＰａ）を２５℃、線圧０．２Ｎ／ｃｍでラミネートし、表面保護フィルムを得た。１００μｍ以下の空隙が１０個／ｍ^２の部分のみを使用し、欠陥認識用フィルムを剥離した後にシリコンウェハの裏面に８０℃でラミネートし、シリコンウェハ上に表面保護フィルムを積層し、その後、基材層を剥離した。

　シリコンウェハ上に積層した表面保護フィルムの樹脂層を１７０℃、１時間の条件で硬化した後、出力５．０Ｊ／パルスのＹＡＧレーザーによりレーザーマーキングを行って視認性を確認した。

　その後、図３に示すように、ダイシングテープをウェハの樹脂層面側に密着するようにラミネートした。この際のラミネートは８０℃で行った。続いて、この貼着状態で半導体ウェハＡにダイシング、洗浄、乾燥の工程を加え、１ｃｍ四方の正方形に切断された半導体素子を得た。ダイシングの際、半導体素子端部のかけ、樹脂層のばり等の発生が極めて少ないことを確認した。

　次に、ダイシングテープ７に対して高圧水銀灯を用いて放射線照射（１５０〜４００ｎｍの波長域を持つ紫外線、５００ｍＪ／ｃｍ^２）を行い、ダイシングテープの接着力を１００Ｎ／ｍから５Ｎ／ｍに低下させた。

　その後、ピックアップすべき半導体素子Ａ１、Ａ２、Ａ３を例えば吸引コレット９によりピックアップした。以上の工程により、表面に欠陥のない表面保護フィルムを有する半導体素子を得ることができた。

（実施例２）
　１００μｍ以下の空隙が６０個／ｍ^２の部分を使用した他は、実施例１と同様にして半導体素子を得た。

（比較例１）
　１００μｍ以下の空隙が１３０個／ｍ^２の部分を使用した他は、実施例１と同様にして半導体素子を得た。

（比較例２）
　カーボンブラックを含有した樹脂系加工顔料（御国色素のＣＦブラックＨＧＢＫ−０２）の配合量を０．１重量部に、エポキシ基含有アクリルゴム（分子量１００万、帝国化学産業株式会社製のＨＴＲ−８６０Ｐ−３）の配合量を１００重量部に変更して樹脂層を得た他は、実施例１と同様にして半導体素子を得た。樹脂層の波長３００〜１１００ｎｍの光線透過率は１５％であった。

　実施例１、２及び比較例１、２で得られた表面保護フィルムを使用した半導体ウェハ又は半導体素子について、レーザーマーキング部の視認性、耐熱性を評価した。

（評価方法）
（レーザーマーキング視認性）
　レーザーマーキング後のフィルム表面をスキャナによって画像取り込みを行い、画像処理ソフト（Ａｄｏｂｅ社製ＰＨＯＴＯＳＨＯＰ）によってマーキング部分及びその周りの非マーキング部分の２階調化を行う。この操作により、画像は明度によって白黒の２５６段階に分けられる。次に、マーキング部分が白く、非マーキング部分が黒く表示される「２階調化する境界のしきい値」と、マーキング部分も黒く表示されマーキング／非マーキング部分の境界が無くなる「２階調化する境界のしきい値」の値を求め、その差が４０以上である場合に視認性が良好であるとし（○）、その差が３０以上４０未満である場合に視認性がほぼ良好であるとし（△）、その差が３０未満である場合に視認性が不良である（×）として評価する。得られた結果を表１に示す。

（耐熱性）
　耐熱性の評価方法としては、耐リフロークラック性試験及び耐湿度サイクル性試験を適用した。

　耐リフロークラック性の評価は、サンプルとして上記により得られた１ｃｍ四方の正方形に切断された半導体素子を用いた。サンプルの表面が最高温度２６０℃で２０秒間保持されるように温度設定されたＩＲリフロー炉にサンプルを通し、その後室温で放置することにより冷却する処理を２回繰り返したサンプルについて、樹脂層のクラックを目視と超音波顕微鏡で観察した。試料１０個全てでクラックの発生していないものを○とし、１個以上発生していたものを×とした。

　耐温度サイクル性の評価は、サンプルを−５５℃雰囲気に３０分間放置し、その後１２５℃の雰囲気に３０分放置する工程を１サイクルとして、１０００サイクル後において超音波顕微鏡を用いて樹脂層の剥離やクラック等の破壊の有無について観察した。樹脂層の破壊が試料１０個全てで発生していないものを○、１個以上発生したものを×とした。

　得られた結果を表１に示す。

　本発明の表面保護フィルムは、フェイスダウン構造の半導体装置に適用される半導体素子の表面保護フィルムとして好適に用いられる。

本発明の表面保護フィルムの一実施態様を示す断面図である。異物及び異物により生じた空隙を含む表面保護フィルムの一例を示す断面図である。本発明の表面保護フィルムの使用方法の一例を示すフロー図である。本発明の表面保護フィルムの使用方法の一例を示すフロー図である。

符号の説明

１　　表面保護フィルム
２　　基材層
３　　樹脂層
４　　欠陥認識用フィルム
５　　異物
６　　空隙
７　　ダイシングテープ
８　　ダイシングソー
９　　吸引コレット
１０　　針扞
Ａ　　半導体ウェハ
Ａ１、Ａ２、Ａ３　　半導体素子

Claims

　基材層、樹脂層及び欠陥認識用フィルムをこの順に積層した構造を有してなる表面保護フィルムであって、
　前記樹脂層は、着色剤を含有し、かつ波長３００〜１１００ｎｍの領域の光線透過率が１０％以下であり、
　前記欠陥認識用フィルムと前記樹脂層との間に含まれる直径１００μｍ以上の空隙の数が１ｍ^２あたり１００個以下であることを特徴とする表面保護フィルム。
　欠陥認識用フィルムの厚みが５〜３００μｍであり、かつ、室温における貯蔵弾性率が１〜３０００ＭＰａである請求項１記載の表面保護フィルム。
　請求項１又は２記載の表面保護フィルムの製造方法であって、温度２０℃〜１４０℃、圧力０．０１〜１００ＭＰａ、または、温度２０℃〜１４０℃、線圧０．１〜５００Ｎ／ｃｍの条件で、前記樹脂層上に前記欠陥認識用フィルムを積層する工程を含む表面保護フィルムの製造方法。
　（１）基材層、樹脂層及び欠陥認識用フィルムがこの順に形成されてなる表面保護フィルムを、基材層を剥離した後に樹脂層面と半導体ウェハの回路がない面とが接するようにして半導体ウェハにラミネートする工程、
（１−２）欠陥認識用フィルムを剥離する工程、
（１−３）半導体ウェハに積層された樹脂層の表面にダイシングテープをラミネートする工程、
（２）半導体ウェハを所定の大きさにダイシングし半導体素子を得る工程、
（２−２）ダイシングテープと樹脂層の接着力を低下させる工程、
（３）樹脂層とダイシングテープの間で剥離し、樹脂層付き半導体素子を得る工程、
　を含む半導体装置の製造方法に用いられる請求項１又は２記載の表面保護フィルム。
　（１）基材層、樹脂層及び粘着性を有する欠陥認識用フィルムがこの順に形成されてなる表面保護フィルムを、基材層を剥離した後に樹脂層面と半導体ウェハの回路がない面とが接するようにして前記半導体ウェハにラミネートする工程、
（２）欠陥認識用フィルムを用いて半導体ウェハを所定の大きさにダイシングし半導体素子を得る工程、
（２−２）粘着性を有する欠陥認識用フィルムと樹脂層の接着力を低下させる工程、
（３）樹脂層と欠陥認識用フィルムの間で剥離し、樹脂層付き半導体素子を得る工程、
　を含む半導体装置の製造方法に用いられる請求項１又は２記載の表面保護フィルム。
　請求項１、２、４又は５記載の表面保護フィルムを用い表面を保護した半導体素子。