JP2004179616A

JP2004179616A - 接着シート及びその製造方法並びに接着シート中に存在する異物の検出方法

Info

Publication number: JP2004179616A
Application number: JP2003197695A
Authority: JP
Inventors: Teiichi Inada; 禎一稲田; Hiroyuki Kawakami; 広幸川上; Takashi Masuko; 崇増子; Michio Uruno; 道生宇留野; Takayuki Matsuzaki; 隆行松崎
Original assignee: Hitachi Chemical Co Ltd
Current assignee: Resonac Corp
Priority date: 2002-10-04
Filing date: 2003-07-16
Publication date: 2004-06-24
Anticipated expiration: 2023-07-16
Also published as: JP4135149B2

Abstract

【課題】信頼性が高くかつ低コストで製造可能な接着シートを提供する。
【解決手段】基材層の片面に粘着剤層を介在させて接着剤層が設けられた接着シートであって、上記粘着剤層と上記接着剤層との間に含まれる直径５０μｍ以上の空隙の数が１ｍ^２あたり１００個以下である接着シート。
【選択図】なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は接着シート及びそれらの製造方法に関する。また本発明は接着シート中に存在する異物の検出方法にも関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体素子と半導体素子搭載用支持部材の接合には銀ペーストが主に使用されていた。しかし、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。こうした要求に対して、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、および接着剤層のボイド発生などにより上記要求に対処しきれなくなってきている。そのため、上記要求に対処するべく、近年、フィルム状の接着剤が使用されるようになってきた。
【０００３】
このフィルム状接着剤は、個片貼付け方式あるいはウェハ裏面貼付け方式において使用されている。前者の個片貼付け方式のフィルム状接着剤を用いて半導体装置を製造する場合、リール状のフィルム状接着剤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その個片を支持部材に接着し上記フィルム状接着剤付き支持部材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て半導体素子付き支持部材を作製し；その後必要に応じてワイヤボンド工程、封止工程などを経ることによって半導体装置が得られることとなる。しかし、上記個片貼付け方式のフィルム状接着剤を用いるためには、フィルム状接着剤を切り出して支持部材に接着する専用の組立装置が必要であることから、銀ペーストを使用する方法に比べて製造コストが高くなるという問題があった。
【０００４】
一方、後者のウェハ裏面貼付け方式のフィルム状接着剤を用いて半導体装置を製造する場合、まず半導体ウェハの裏面にフィルム状接着剤を貼付けさらにフィルム状接着剤の他面にダイシングテープを貼り合わせ；その後上記ウェハからダイシングによって半導体素子を個片化し；個片化したフィルム状接着剤付き半導体素子をピックアップしそれを支持部材に接合し；その後の加熱、硬化、ワイヤボンドなどの工程を経ることにより半導体装置が得られることとなる。このウェハ裏面貼付け方式のフィルム状接着剤は、フィルム状接着剤付き半導体素子を支持部材に接合するためフィルム状接着剤を個片化する装置を必要とせず、従来の銀ペースト用の組立装置をそのままあるいは熱盤を付加するなどの装置の一部を改良することにより使用できる。そのため、フィルム状接着剤を用いた組立方法の中で製造コストが比較的安く抑えられる方法として注目されている。
【０００５】
しかしながら、ウェハ裏面貼付け方式のフィルム状接着剤を用いる方法にあっては、上記ダイシング工程までに、フィルム状接着剤とダイシングテープを貼付するといった２つの貼付工程が必要であったことから、作業工程の簡略化が求められており、フィルム状接着剤をダイシングテープ上に付設し、これをウェハに貼り付ける方法が提案されている。（例えば、特許文献１〜３参照。）。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−２２６７９６号公報
【特許文献２】
特開２００２−１５８２７６号公報
【特許文献３】
特開平２−３２１８１号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ダイシングテープは、通常の使用法においてはダイシングテープの粘着剤層が半導体ウェハと接するため、ダイシングテープ中に異物や欠陥による凹凸があっても、半導体ウェハ自体はある程度剛直であるため、その凹凸は半導体ウェハには転写されることはなく、これを用いたチップとダイボンド用接着剤をダイボンド後、パッケージにした場合でも、信頼性が低下することはなかった。
【０００８】
一方、フィルム状接着剤を予めダイシングテープ上に付設し、これをウェハに貼り付ける使用方法ではダイシングテープの粘着剤層が柔らかいフィルム状接着剤と接するため、異物等による凹凸がフィルム状接着剤に転写することが明らかになった。
【０００９】
また、フィルム状接着剤自体も粘着性を有する場合、このようなフィルム状接着剤とダイシングテープとを積層した構成の接着シートは、ダイシングテープの粘着剤層に存在する異物がフィルム状接着剤層に転移するため、結果として、フィルム状接着剤層を用いてチップを実装した半導体パッケージの信頼性が低下することを見いだした。すなわち、信頼性の確保が難しいだけでなく、正常なチップまでもが、接着剤の不良のために無駄になり、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。
【００１０】
上記課題を解決する第１の手段として、接着シートの製造工程に加えて、接着シートのダイシングテープ、フィルム状接着剤中に異物、ゴミ、空隙等が混入されていないかを検査し、そして上記異物等の混入が認められる接着シートを取り除くことで信頼性の高い接着シートを製造することが注目された。
しかし、ダイシングテープ、フィルム状接着剤の異物等をそれぞれ別個に検査することは、製造時間の増加につながり、コストの増大を招く。特に、数μｍの大きさの微小な異物を目視で観察することは難しく、ダイシングテープ、フィルム状接着剤それぞれに対し大規模な装置を用いて精密に検査することは一般的ではなかった。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。
【００１１】
次に、上記課題を解決する第２の手段として、ダイシングテープ、フィルム状接着剤中に異物等が混入した場合であっても、異物等による凹凸がフィルム状接着剤に転写することを制御できる手段の研究開発が注目された。しかし、特に良好な解決手段は見出されていなかった。そのため、異物等による凹凸がフィルム状接着剤に転写することを有効に制御できる手段が求められていた。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、第１の解決手段として、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ことにより、フィルム状接着剤及びダイシングテープ界面のクレータ、ボイド、ゴミ等がフィルム状接着剤とダイシングテープ間に存在するか否かが容易に観察できることを見出した。
【００１３】
すなわち、粘着剤層上に存在する５μｍ前後の微少な異物は大規模な観察装置を使用しないとその存在が確認できなかったが、これに別な層を設けることで、異物の大きさより大きな空隙が生じるため、簡易な顕微鏡又は肉眼にて異物の存在を確認することができる。また、この空隙の数（異物の数）を一定数以下に抑制するようにして接着シートを製造すれば、接着剤層の欠陥に基づく様々な不具合、具体的には接着力低下、信頼性低下、リフロークラックの発生等を抑制できる。
【００１４】
また、本発明者らは、第２の解決手段として接着剤層を所定の硬さに調整することで上記課題が解決されること、すなわち異物等による凹凸がフィルム状接着剤に転写することが有効に制御できることを見出した。
【００１５】
すなわち、接着剤層の硬さを、一定の大きさより小さい異物は埋め込み、それ以上の大きさの異物は埋め込まないようにすることによって、小さな凹凸は接着剤層に埋め込まれ、大きな凹凸は上記のように一定の大きさの空隙として観察されるので、半導体装置の信頼性に影響を及ぼさない接着シートを得ることができる。
【００１６】
即ち、本発明は以下の記載内容に関する。
［１］基材層の片面に粘着剤層を介在させて接着剤層が設けられた接着シートであって、上記粘着剤層と上記接着剤層との間に含まれる直径５０μｍ以上の空隙の数が１ｍ^２あたり１００個以下である接着シート。
［２］基材層の片面に接着剤層が設けられた接着シートであって、上記基材層は粘着性を有するものであり、かつ上記基材層と上記接着剤層との間に含まれる直径５０μｍ以上の空隙の数が１ｍ^２あたり１００個以下である接着シート。
［３］上記接着剤層は、可視光の透過率が１０％以上である前記［１］又は［２］に記載の接着シート。
［４］上記接着剤層は、２０℃〜１４０℃、圧力０．０１〜１００ＭＰａまたは線圧０．１〜５００Ｎ／ｃｍの条件で設けられたときに、３μｍ未満の凹凸は埋め込み、かつ３μｍ以上の凹凸は埋め込まない硬さを有するものである前記［１］〜［３］のいずれかに記載の接着シート。
［５］基材層の片面に粘着剤層を介在させて接着剤層が設けられた接着シートの製造方法であって、
（ａ）基材層の片面に、上記粘着剤層上に存在する直径５μｍ以上の異物の数が１ｍ^２あたり１００個以下となるように上記粘着剤層を形成する粘着剤層形成工程、及び
（ｂ）上記粘着剤層側に可視光の透過率が１０％以上である接着剤層を形成する接着剤層形成工程を有し、
上記接着剤層形成工程は、２０℃〜１４０℃、圧力０．０１〜１００ＭＰａまたは線圧０．１〜５００Ｎ／ｃｍで行われる接着シートの製造方法。
［６］基材層の片面に接着剤層が設けられた接着シートの製造方法であって、粘着性を有し、かつ粘着性を有する面の側に存在する直径５μｍ以上の異物の数が１ｍ^２あたり１００個以下である基材層に、可視光の透過率が３０％以上の接着剤層を形成する接着剤層形成工程を少なくとも有し、
上記接着剤層形成工程は、２０℃〜１４０℃、圧力０．０１〜１００ＭＰａまたは線圧０．１〜５００Ｎ／ｃｍで行なわれる接着シートの製造方法。
［７］さらに、
（ｃ）接着剤塗布用基材層の片面に接着剤組成物を塗布・乾燥し、
（ｄ）接着剤塗布用基材層から接着剤層を剥離してフィルム状の接着剤層を得る工程を有する前記［５］又は［６］に記載の接着シートの製造方法。
［８］（１）前記［１］〜［４］のいずれかに記載の接着シートを、上記接着剤層面が半導体ウェハ側に向くようにして上記半導体ウェハに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、
（３）上記接着剤層と上記粘着剤層の間で剥離し、接着剤層付き半導体素子を得る工程、
（４）該接着剤層付き半導体素子を、半導体素子を搭載する所定の部位に、上記接着剤層を介して加熱、加圧、接着する工程を含む半導体装置の製造方法。
［９］（１）請求項１〜４のいずれかに記載の接着シートを、上記接着剤層面が半導体ウェハ側に向くようにして上記半導体ウェハに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）基材層側から放射線を照射し、上記接着剤層と上記粘着剤層の間の接着力を低下させる工程、
（３）上記接着剤層と上記粘着剤層の間で剥離し、接着剤層付き半導体素子を得る工程、
（４）該接着剤層付き半導体素子を、半導体素子を搭載する所定の部位に、上記接着剤層を介して加熱、加圧、接着する工程を含む半導体装置の製造方法。
［１０］基材層の片面に粘着剤層を介在させて接着剤層が設けられた接着シート中に存在する異物の検出方法であって、上記粘着剤層に接着剤層を積層させて上記粘着剤層に存在する異物よりも大きな空隙を生じさせ、この空隙を観察することにより異物の存在を観察する前記接着シート中に存在する異物の検出方法。
【００１７】
以上のような構成を有することから、本発明によれば接着シート中の異物の検査が簡易に行える接着シートが提供される。また、本発明によれば異物が接着シート中に混入された場合であっても、その異物の接着剤層への転写が防止される接着シートが提供される。すなわち、本発明によれば、信頼性が高くかつ低コストで製造可能な接着シートが提供される。
【００１８】
より詳細には、請求項１記載の発明によれば、接着シートの欠陥が少ないことから、それを用いて半導体装置を組み立てた場合に高い信頼性が得られる。
請求項２記載の発明によれば、上記の効果に加えて粘着剤層を基材層の表面に形成する必要がないため、接着シートの製造コストの低減や製造プロセスの簡略化が図られる。
請求項３記載の発明によれば、請求項１又は２記載の発明の効果に加えて、さらに空隙の数や大きさを確実に検出できることから、半導体装置を組み立てた場合の信頼性がさらに向上する。
請求項４記載の発明によれば、請求項１〜３に記載の発明の効果に加えて、さらに接着シートの歩留の向上や、製造コストの低減を図ることが可能となる。
請求項５〜７記載の発明によれば、接着剤層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埋め込み、信頼性低下に影響がある５μｍ以上の異物のみを空隙として検出できる。そのため、信頼性の低い部位をむだなく確実に検出できるので、低コストで信頼性の高い接着シートが得られる。
請求項８及び９記載の発明によれば、ウェハのダイシングなどの加工が容易で、しかも信頼性の高い半導体装置が得られる。
請求項１０記載の発明によれば、異物そのものではなく、異物周辺の発生した空隙を観察することより、検査装置を簡略化でき、かつ確実に異物の量や大きさを検出できる。
【００１９】
さらに、本発明によれば、上記効果に加えてさらにダイシング工程ではダイシングテープとして作用し、半導体素子と支持部材との接合工程では接続信頼性に優れる接着シートが提供される。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明の接着シートは、半導体装置を製造する際に用いた場合、ダイシング時には半導体素子が飛散しない粘着力を有し、その後のピックアップ時には各素子を傷つけることがないような粘着力を有するものである。そのため、本発明の接着シートを用いて半導体装置を製造すれば、ダイシングおよびダイボンドの各工程を、一枚の接着シートで完了することができる。また、本発明の接着シートは、半導体素子搭載用支持部材に熱膨張係数の差が大きい半導体素子を実装する場合に要求される耐熱性および耐湿性を有するものである。以下本発明についてより詳細に説明していく。
【００２１】
＜基材層＞
本発明の接着シートに用いられる基材層としては、半導体装置を製造する際のダイシング工程においてダイシングシートに求められる特性を有す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、エッチング処理等の表面処理を行っても良い。
【００２２】
基材層が粘着性を有していてもよく、また、基材層の片面に粘着剤層を設けても良い。これは、樹脂組成物において特に低分子量成分（テルペン化合物等の粘着付与剤）の比率、高分子量成分のＴｇを調整することによって得られる適度なタック強度を有する樹脂組成物を塗布乾燥することで形成可能である。
【００２３】
＜粘着剤層＞
本発明の接着シートに用いられる粘着剤層としては、半導体装置を製造する際のダイシング工程においてはダイシングシートとしての特性を有し、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接着剤層から剥離可能であるもの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。
粘着剤層としては、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。
【００２４】
また、基材層と粘着剤層を併せ持つものとして、市販の粘着テープを使用しても良く、特に、チップのピックアップなどの作業性が良い点で、感圧型または、ＵＶ硬化型のダイシングテープを使用することが好ましい。
【００２５】
＜接着剤層＞
本発明の接着シートに用いられる接着剤層としては、半導体装置を製造する際のダイシング工程においては半導体ウェハを保持でき、かつダイシング工程の後に粘着剤層から剥離可能であり、さらにダイボンディング工程においてはダイボンディングシートとしての特性を有す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（または粘着性を有する基材層）が光硬化性又は熱硬化性であれば、ダイシング工程の前又は後に、接着シートに光を照射したり、熱を加えたりすることで接着剤層が容易に粘着剤層から剥離することができるようになるため好ましい。
【００２６】
接着剤層としては、適当なタック強度を有しシート状での取扱い性が良好であり、さらに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。また、上記の他に硬化促進剤、触媒、添加剤、フィラー、カップリング剤、高分子量成分等を含んでも良い。
【００２７】
上記高分子量成分としては、例えば、ポリイミド、（メタ）アクリル樹脂、ウレタン樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、フェノキシ樹脂、変性ポリフェニレンエーテル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。
【００２８】
熱硬化性成分としては、エポキシ樹脂、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。
【００２９】
接着剤層の厚みは、特に制限はないが、接着剤層、基材ともに５〜２５０μｍが好ましい。５μｍより薄いと応力緩和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。
【００３０】
接着剤層は、透過光により空隙の存在を見いだす観点からは、可視光の透過率が１０％以上であることが好ましく、２０％以上がより好ましく、３０％以上が特に好ましく、４０％以上であることがさらに好ましく、５０％以上であることが特に好ましい。
【００３１】
＜製造方法＞
本発明の接着シートは、基材層の上に粘着剤層を設けるか、又は予め粘着性を有する基材層を用意し、その上に、従来公知の手法に従って、接着剤層を積層することにより得られる。この積層方法や積層条件は、後に＜空隙の検出＞の項で説明する空隙の個数内に制御されるものであれば特に限定されない。
接着剤層を積層する方法としては、例えば予めフィルム状に形成した接着剤層をラミネートする方法が挙げられ、積層する条件としては２０℃〜１００℃、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℃〜１００℃、線圧０．１〜５００Ｎ／ｃｍであることが好ましい
【００３２】
上記接着剤層は、接着剤塗布用基材層の片面に接着剤組成物を塗布・乾燥し、接着剤塗布用基材層から接着剤層を剥離することにより、フィルム状の接着剤層を得ることができ、これを上記条件で粘着剤層上にラミネートすればよい。また、接着剤層を接着剤塗布用基材から剥離しない状態で粘着剤層にラミネートし、その後で接着剤塗布用基材を剥離しても良い。さらに、接着剤塗布用基材を剥離しないで接着剤層の保護フィルムとしてそのまま利用することも可能である。
【００３３】
＜空隙の検出＞
本発明は、以下に説明するように、粘着剤層上に接着剤層を積層する際に両層間に混入した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。
【００３４】
通常、接着シートはクリーンルーム内で製造されている。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接着シート内に混入した場合、異物が接着シートの信頼性の低下をもたらす一因となる場合がある。この微小な異物、特に５０μｍ以下の異物が接着シート内の混入したか否かの確認は困難である。
【００３５】
ところが、本発明にあっては、接着シートの積層後に空隙を観察することにより、図１０に示すように微小な異物１２をより大きな空隙１３として観察できる。すなわち、微少な異物１２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、そのうえに接着剤層３を設けることで異物１２より大きな空隙１３が生じるため、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の存在を確認することが可能となる。
【００３６】
上記のように微少な異物の上に別の層を積層することで、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。その際、半導体装置の信頼性維持の観点から空隙の大きさが５μｍ以上のものの数を積算したところ、空隙の大きさが５０μｍの場合、実際の異物の大きさは５〜１０μｍ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。
【００３７】
半導体素子を被着体に接着させる目的に使用する接着剤としては、５μｍ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５０μｍ以上であると、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。
【００３８】
以上の知見から、本発明の接着シートは、基材層の片面に粘着剤層を形成し、上記粘着剤層側に接着剤層を積層した構造を有してなる接着シート（又は、粘着性を有する基材層の片面に接着剤層を積層した構造を有してなる接着シート）において、上記粘着剤層（又は粘着性を有する基材層）と上記接着剤層との間に含まれる直径５０μｍ以上の空隙の数を積算し、この空隙の数はより少ない方が好ましい。
【００３９】
上記空隙の数としては、誤差が少ない点で接着シート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程度の大きさの接着シートに存在する空隙を積算し、１ｍ^２当たりの数に換算して測定することもできる。
【００４０】
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あたり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。
【００４１】
尚、空隙の観察は、接着シートの製造段階で行われてもよく、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避けて切り出した接着シート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。
【００４２】
空隙１３は、接着シートの背面、すなわち図１０の矢印Ｂで示されるように基材層１の下方から粘着剤層２側に向けて光を当てて、透過光または反射光をビデオカメラ、顕微鏡の画像をコンピュータ上で処理し、自動的に見出すか、顕微鏡観察を行うこと、又は目視にて発見可能である。
【００４３】
透過光により空隙の存在を見いだす場合、接着剤層３は、可視光の透過率が１０％以上であることが好ましく、２０％以上がより好ましく、３０％以上が特に好ましく、４０％以上であることがさらに好ましく、５０％以上であることが特に好ましい。
【００４４】
＜埋設＞
本発明は、接着シート中に異物等が混入した場合であっても、異物等による凹凸が接着剤層に転写することを制御し、半導体ウェハとの接触不良を防止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。
【００４５】
すなわち、接着剤層は、接着シート中に混入した異物等による凹凸が接着剤層に転写されない硬さに調整されることが好ましい。接着剤層は、３μｍ未満の凹凸を埋め込み、３μｍ以上の凹凸を埋め込まないように調整されたものであることがより好ましい。これは、３μｍ以上の凹凸があるとダイボンド時に接着性が不良になることがあり、実装後の信頼性が低下することがあるためである。３μｍ以上の凹凸を埋め込まないことにより、これを空隙として観察でき、その量が多いものを使用しないことで、信頼性を確保できる。
【００４６】
接着剤層の３μｍ未満の凹凸を埋め込まない場合、空隙として観察される箇所が多くなり、信頼性が優れている部分も使用されないことになり、かえってコストの上昇をまねくことがある。
【００４７】
尚、本発明の１態様としては、接着シートの接着剤層を図８に示されるように、粘着剤層２と接着剤層３との間に生じた３μｍ未満の空隙を接着剤層３に埋設する構成や、また、図９に示されるように、粘着剤層２と接着剤層３との間に生じた３μｍ以上の空隙を接着シートの半導体ウェハとの接触面への転写を防止するために、第２の接着剤層３’を設ける構成が考えられよう。
【００４８】
＜使用方法＞
続いて、本発明に係る接着シートの使用方法について図１〜図７を参照しながら説明するが、本発明の使用方法が以下の方法に限定されないことはいうまでもない。尚、図中同一の機能を有するものについては同一の符号を付してその説明を省略する。
【００４９】
図１には基材フィルム１と粘着剤層２と接着剤層３とを備える接着シート２０が開示されており、図２には上記構成要件に加えてさらに剥離性シート４を備える接着シート３０が開示されている。
これらの接着シート１０、２０をダイシングテープとして使用する場合、まず接着シート２０、３０の上記接着剤層３とウェハ表面が密着するようにして所定の作業台上に載置する。
尚、本発明に係る接着シートの上面に剥離性シートが設けられている場合には、その剥離性シートを剥離除去した後に、接着シートの上記接着剤層３を上向きにして所定の作業台上に載置する。
【００５０】
次に、図３に示すようにして、この接着剤層３の上面にダイシング加工すべき半導体ウェハＡを貼着する。この際のラミネートは、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℃が好ましく、基材フィルムの伸びが小さい点で、２０℃〜８０℃がさらに好ましく、６０℃周辺がさらに好ましい。
【００５１】
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。この際、接着剤層３により半導体ウェハＡは接着シート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。尚、図４にはダイシングカッター６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。
【００５２】
次に、発明の理解を容易にするために図示されていないが、接着シート２０に対し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、接着シート２０の一部又は大部分を重合硬化させる。そして、粘着剤層２と接着剤層３との間の接着力を低下させる。
【００５３】
上記加熱条件及び放射線の照射条件は、粘着剤層２と接着剤層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。
尚、接着シートに照射する放射線は、１５０〜７５０ｎｍ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。また、加熱温度は、通常４０℃〜１７０℃であり、好ましくは４０℃〜８０℃であり、加熱は熱風炉、高周波加熱炉などによってなされる。
【００５４】
その後、図５に示されるようにして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４によりピックアップする。この際、吸引コレット４に換えて又は吸引コレット４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を基材フィルム１の下面から、図中仮想線で示されるように針扞８により突き上げることもできる。
半導体素子Ａ１と接着剤層３との間の粘着力は、接着剤層３と粘着剤層２との間の粘着力よりも大きいため、半導体素子Ａ１のピックアップを行うと、接着剤層３が半導体素子Ａ１の下面に付着した状態で剥離する（図７参照）。
【００５５】
次いで、半導体素子Ａ１、Ａ２、Ａ３を接着剤層３を介して半導体素子搭載用支持部材５に載置し加熱する。加熱により接着剤層３は接着力が発現し、半導体素子Ａ１、Ａ２、Ａ３と半導体素子搭載用支持部材５との接着が完了する（図８参照）。
【００５６】
以上説明してきた本発明の接着シートは、ダイシング工程終了後、接着シート２０に対し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、接着シート２０を重合硬化し、接着剤層３と粘着剤層２界面の接着力を低下させて半導体素子のピックアップを可能にするものである。そのため、半導体装置を製造する際のダイシング工程において本発明の接着シートを用いることにより、接着剤層と、粘着剤層とが容易に剥離することとなる結果、接着剤層を付した半導体素子を好適にピックアップすることができる。
尚、以上の使用例では、基材フィルム１と粘着剤層２と接着剤層３とを備える接着シート２０を用いて説明したが、基材フィルム１と接着剤層３とを備える接着シートにあっても、上記と同様に使用できることは当業者であれば容易に推測できるであろう。
【００５７】
以上本発明について説明してきたが、本発明の接着シートの１態様として、ダイシング工程ではダイシングテープとして、半導体素子と支持部材の接合工程では接続信頼性に優れる接着剤として使用することができ、また、半導体搭載用支持部材に半導体素子を実装する場合に必要な耐熱性、耐湿性を有し、かつ作業性に優れる接着シートが提供される。また、本発明の接着シートを使用して半導体装置を製造することにより、製造工程の簡略化を図ることができる。
【００５８】
さらに本発明によれば接着シートの製造方法が提供される。
すなわち本発明は、少なくとも基材層と接着剤層とを有する接着シートの製造方法であって、上記基材層と上記接着剤層が２０℃〜１４０℃、圧力０．０１〜１００ＭＰａまたは線圧０．１〜５００Ｎ／ｃｍで積層される積層工程を有する接着シートの製造方法にも関する。
また、上記工程に加えてさらに、上記基材層と粘着剤層との間に含まれる直径５０μｍ以上の空隙の数が１ｍ^２あたり１００個以下である接着シートを検出し取り除く検査工程を有する接着シートの製造方法にも関する。
上記基材層と上記接着剤層に加えてさらに粘着剤層を有し、上記粘着剤層を挟んで上記基材層と上記接着剤層とを積層する上記接着シートの製造方法にも関する。
この場合、上記接着剤層は、上記基材層と接着剤層との間で生じた空隙の上記接着剤層への転写を防止すべく、上記接着剤層との境界に生じる突起が、厚み方向の長さ及び厚み方向に直交する方向の長さの少なくともいずれか一方が３μｍ未満のときは接着剤層内に埋設され、３μｍ以上のときは接着剤層内に埋設されない硬さに調節されたものであることが好ましい。具体的には、上記接着剤層の硬さは、貯蔵弾性率３０００ＭＰａ以下が好ましく、２０００ＭＰａ以下がさらに好ましく、１５００ＭＰａ以下が最も好ましい。
さらに、上記接着剤層と上記粘着剤層の間の接着力は放射線照射により制御されることが好ましい。上記放射線は、波長１５０ｎｍ〜７５０ｎｍの光であることが好ましい。また、上記接着剤層と上記粘着剤層の間の接着力は加熱により制御されるものであってもよい。上記加熱は４０℃〜１７０℃であることが好ましい。接着シートの放射線照射後又は加熱後の接着強度は１００ｍＮ／ｃｍ以下であることが好ましい。
さらに本発明は、上記製造方法により製造された接着シートにも関する。
すなわち本発明は、少なくとも基材層と接着剤層とを有する接着シートであって、上記基材層と上記接着剤層との間に含まれる直径５０μｍ以上の空隙の数が、１ｍ^２あたり１００個以下である接着シートにも関する。
この場合、上記基材層としては、基材層と粘着剤層の機能を兼ね備えるものであってもよく、また上記接着剤層としては、接着剤層と基材層の機能を兼ね備えるものであってもよい。
以上のような構成を有することから、接着シート中の異物の検査が簡易に行えることとなる。また接着シート中に混入した異物の接着剤層への転写を防止できる。そのため、本発明によれば、信頼性が高くかつ低コストで製造可能な接着シートが提供される。
【００５９】
【実施例】
以下、本発明を実施例を用いてより詳細に説明する。本発明はこれらに限定されるものではない。
【００６０】
以下の条件で上記製造方法に準じて接着シートを作製した。
プラスチックフィルムの基材層と粘着剤層を有するフィルムとしてＵＣ−１６３Ｍ−８０（古河電工製、商品名膜厚８０μｍ）を用い、接着剤層としてＨＳ−２３２（日立化成工業（株）製、商品名）を用いた。これらをホットロールラミネータ（ＤｕＰｏｎｔ製Ｒｉｓｔｏｎ）でラミネート（温度４０℃、線圧１５Ｎ／ｃｍ）した。
その後、目視にて外観検査を行い、１ｍ^２あたりの直径５０μｍ以上の空隙の個数を積算したところ３０個であった。
【００６１】
上記使用方法の欄に記載した使用方法に準じて半導体ウェハのダイシングを行い、半導体素子及び接着シートと、厚み２５０μｍのポリイミドフィルムを基材に用いた配線基板とを貼り合せた半導体装置サンプル（片面にはんだボールを形成）を作製し、その後耐熱性及び耐湿性を調べた。
耐熱性の評価方法には、耐リフロークラック性と耐温度サイクル試験を適用した。耐リフロークラック性の評価は、サンプル表面の最高温度が２６０℃でこの温度を２０秒間保持するように温度設定したＩＲリフロー炉にサンプルを通し、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中のクラックを目視と超音波顕微鏡で視察した。
試料１０個すべ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分間放置する工程を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剥離やクラック等の破壊が試料１０すべ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。
【表１】

表１から、本発明の接着シートは耐熱性及び耐湿性に優れ、ダイシング時の半導体素子飛びも無く、ピックアップ性も良好であることが分かった。
【００６２】
【発明の効果】
以上のような構成を有することから、接着シート中の異物の検査が簡易に行えることとなる。また接着シート中に混入した異物の接着剤層への転写を防止できる。そのため、本発明によれば、信頼性が高くかつ低コストで製造可能な接着シートが提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る接着シートの一例の断面図である。
【図２】本発明に係る接着シートの別の例の断面図である。
【図３】本発明に係る接着シートに半導体ウェハを貼着した状態を示す図である。
【図４】本発明に係る接着シートを半導体ウェハのダイシング工程に用いた場合の説明図である。
【図５】半導体素子をピックアップする工程を示す図である。
【図６】ピックアップされた半導体素子と接着剤層を示す図である。
【図７】半導体素子を半導体素子搭載用支持部材に熱圧着した状態を示す図である。
【図８】空隙の接着剤層への転写が防止されていることを示す接着シートの断面図である（空隙の直径が３μｍ未満）。
【図９】空隙の接着剤層への転写が防止されていることを示す接着シートの断面図である（空隙の直径が３μｍ以上）。
【図１０】空隙として認識される箇所の異物、空隙の状態を示す断面を示す接着シートの断面図である。
【符号の説明】
１…基材フィルム（基材層）
２…粘着剤層
３…接着剤層
４…剥離性シート
５…半導体素子搭載用支持部材
６…ダイシングカッター
７…吸引コレット
８…針扞
１２…異物
１３…空隙
２０、３０…接着シート
Ａ…半導体ウェハ
Ａ１、Ａ２、Ａ３…半導体素子

Claims

基材層の片面に粘着剤層を介在させて接着剤層が設けられた接着シートであって、上記粘着剤層と上記接着剤層との間に含まれる直径５０μｍ以上の空隙の数が１ｍ^２あたり１００個以下である接着シート。
基材層の片面に接着剤層が設けられた接着シートであって、上記基材層は粘着性を有するものであり、かつ上記基材層と上記接着剤層との間に含まれる直径５０μｍ以上の空隙の数が１ｍ^２あたり１００個以下である接着シート。
上記接着剤層は、可視光の透過率が１０％以上である請求項１又は２に記載の接着シート。
上記接着剤層は、２０℃〜１４０℃、圧力０．０１〜１００ＭＰａまたは線圧０．１〜５００Ｎ／ｃｍの条件で設けられたときに、３μｍ未満の凹凸は埋め込み、かつ３μｍ以上の凹凸は埋め込まない硬さを有するものである請求項１〜３のいずれかに記載の接着シート。
基材層の片面に粘着剤層を介在させて接着剤層が設けられた接着シートの製造方法であって、
（ａ）基材層の片面に、上記粘着剤層上に存在する直径５μｍ以上の異物の数が１ｍ^２あたり１００個以下となるように上記粘着剤層を形成する粘着剤層形成工程、及び
（ｂ）上記粘着剤層側に可視光の透過率が１０％以上である接着剤層を形成する接着剤層形成工程を有し、
上記接着剤層形成工程は、２０℃〜１４０℃、圧力０．０１〜１００ＭＰａまたは線圧０．１〜５００Ｎ／ｃｍで行われる接着シートの製造方法。
基材層の片面に接着剤層が設けられた接着シートの製造方法であって、
粘着性を有し、かつ粘着性を有する面の側に存在する直径５μｍ以上の異物の数が１ｍ^２あたり１００個以下である基材層に、可視光の透過率が３０％以上の接着剤層を形成する接着剤層形成工程を少なくとも有し、
上記接着剤層形成工程は、２０℃〜１４０℃、圧力０．０１〜１００ＭＰａまたは線圧０．１〜５００Ｎ／ｃｍで行なわれる接着シートの製造方法。
さらに、
（ｃ）接着剤塗布用基材層の片面に接着剤組成物を塗布・乾燥し、
（ｄ）接着剤塗布用基材層から接着剤層を剥離してフィルム状の接着剤層を得る工程を有する請求項５又は６に記載の接着シートの製造方法。
（１）請求項１〜４のいずれかに記載の接着シートを、上記接着剤層面が半導体ウェハ側に向くようにして上記半導体ウェハに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、
（３）上記接着剤層と上記粘着剤層の間で剥離し、接着剤層付き半導体素子を得る工程、
（４）該接着剤層付き半導体素子を、半導体素子を搭載する所定の部位に、上記接着剤層を介して加熱、加圧、接着する工程を含む半導体装置の製造方法。
（１）請求項１〜４のいずれかに記載の接着シートを、上記接着剤層面が半導体ウェハ側に向くようにして上記半導体ウェハに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）基材層側から放射線を照射し、上記接着剤層と上記粘着剤層の間の接着力を低下させる工程、
（３）上記接着剤層と上記粘着剤層の間で剥離し、接着剤層付き半導体素子を得る工程、
（４）該接着剤層付き半導体素子を、半導体素子を搭載する所定の部位に、上記接着剤層を介して加熱、加圧、接着する工程を含む半導体装置の製造方法。
基材層の片面に粘着剤層を介在させて接着剤層が設けられた接着シート中に存在する異物の検出方法であって、上記粘着剤層に接着剤層を積層させて上記粘着剤層に存在する異物よりも大きな空隙を生じさせ、この空隙を観察することにより異物の存在を観察する前記接着シート中に存在する異物の検出方法。