JP2004256695A - Adhesive sheet, semiconductor device using the same and method for producing the same - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、接着シート、ならびにこれを用いた半導体装置およびその製造方法に関する。
【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前記要求に対処しきれなくなってきている。そのため、前記要求に対処するべく、近年、シート状の接着剤が使用されるようになってきた。
【０００３】
この接着剤シートは、個片貼付け方式あるいはウエ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接着剤シートを用いて半導体装置を製造する場合、リール状の接着剤シート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、その個片を半導体素子支持部材に接着し、そこへ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、前記個片貼付け方式の接着剤シートを用いるためには、これ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、後者のウエハ裏面貼付け方式の接着剤シートを用いて半導体装置を製造する場合、まず半導体ウエハの裏面に接着剤シートを貼付け、さらに接着剤シートの他面にダイシングテープを貼り合わせ、その後前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、個片化した接着剤シート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。このウエハ裏面貼付け方式の接着剤シートによれば、接着剤シート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、接着剤シート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、上記ウエハ裏面貼付け方式の接着剤シートを用いる方法にあっては、前記ダイシング工程までに接着剤シートを貼付する工程、ダイシングテープを貼付する工程の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いた。そこで、接着剤シートをあらかじめダイシングテープ上に付設しておき、これをウエ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】
しかしながら、接着剤シートがあらかじめダイシングテープ上に付設された接着シートは、ダイシングテープの粘着剤層と接着剤シートが接している状態で保管されるため、時間と共にこれら界面のピール強度が変化することがあり、安定した界面剥離強度を設定することが困難であり、そのため、チップのピックアップ工程での不良が増大することがわかった。
【０００８】
このようにピール強度が時間経過とともに変化することは、ダイシングテープの粘着剤層に接着剤シートが付設された接着シートで初めてみられた課題であり、この原因としては、ダイシングテープの粘着剤層、および接着剤シートに含まれる低分子量樹脂成分の界面付近での拡散、それぞれの層の混和が考えられる。
【０００９】
上記を鑑みて、本発明は、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剤シートとして使用でき、さらには、長期保管した後に使用しても、安定した基材シートと接着剤層の界面剥離強度が得られる接着シートを提供することを目的とする。
【００１０】
また、本発明は、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を有し、かつ作業性に優れる接着シートを提供することを目的とする。
【００１１】
さらに、本発明は、上記接着シートを用いた半導体装置および製造工程を簡略化できる半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、少なくとも接着剤層と粘着性を有する基材シートとが積層された接着シートであって、接着剤層と基材シートのタック強度、および接着剤層表面近傍に存在する低分子量樹脂成分の含有量を調節することによって、上記課題を解決した。
【００１３】
すなわち、本発明は、下記（１）〜（１０）に記載の事項に関する。
【００１４】
（１）高分子量樹脂成分と重量平均分子量３０００以下の低分子量樹脂成分とを主成分とする接着剤層、および粘着性を有する基材シートが少なくとも積層された接着シートであって、
１）接着剤層は、表面近傍１μｍに存在する低分子量樹脂成分の含有比率ａが４０重量％未満であり、２５℃における５．１ｍｍΦプローブ測定によるタック強度Ａが０．００１〜０．３Ｎであり、６０℃における５．１ｍｍΦプローブ測定によるタック強度Ｂが０．５Ｎ以上であり、かつ（タック強度Ｂ／タック強度Ａ）＞４を満たし、
２）少なくとも基材シートの接着剤層と接する層の、放射線照射前の２５℃における５．１ｍｍΦプローブ測定によるタック強度αが０．０５〜５Ｎであり、放射線照射後の２５℃における５．１ｍｍΦプローブ測定によるタック強度βが０〜４．９５Ｎであることを特徴とする接着シート。
【００１５】
（２）基材シートが、基材層および該基材層の少なくとも片面に積層された粘着剤層を有するものであることを特徴とする上記（１）記載の接着シート。
【００１６】
（３）粘着剤層はアクリルモノマ、アクリルオリゴマあるいはその重合体を主成分としたものであることを特徴とする上記（２）記載の接着シート。
【００１７】
（４）接着剤層、粘着剤層および基材層が、基材層／粘着剤層／接着剤層の順で積層されていることを特徴とする上記（２）または（３）記載の接着シート。
【００１８】
（５）接着剤層の表面近傍１μｍの低分子量樹脂成分の含有比率ａと中心部の低分子量樹脂成分の含有比率ｂが、ｂ＞ａ×１．２を満たすことを特徴とする上記（１）〜（４）のいずれかに記載の接着シート。
【００１９】
（６）高分子量樹脂成分の重量平均分子量が５万以上であり、かつそのＴｇ（ガラス転移温度）が−５０℃以上７０℃以下であることを特徴とする上記（１）〜（５）のいずれかに記載の接着シート。
【００２０】
（７）接着剤層が、低分子量樹脂成分としてエポキシ樹脂とその硬化剤１００重量部、高分子量樹脂成分としてグリシジル（メタ）アクリレート０．５〜１０重量部を含み、重量平均分子量が５万以上であり、かつＴｇ（ガラス転移温度）が−５０℃以上７０℃以下であるエポキシ基含有アクリル系共重合体５０〜９００重量部を含むことを特徴とする上記（１）〜（６）のいずれかに記載の接着シート。
【００２１】
（８）上記（１）〜（７）のいずれかに記載の接着シートを用いて、半導体素子と半導体素子搭載用支持部材とを接着したことを特徴とする半導体装置。
【００２２】
（９）上記（１）〜（７）のいずれかに記載の接着シートの接着剤層面に半導体ウエハを貼り付ける工程、半導体ウエハを接着シートとともに固定し、これを所定の大きさにダイシングし、半導体素子を形成する工程、接着剤層と基材シートの界面で剥離し、接着剤層付き半導体素子を得る工程、および接着剤層付き半導体素子と半導体素子搭載用支持部材とを接着剤層を介して所定位置に接着する工程、を含む半導体装置の製造方法。
【００２３】
（１０）ダイシング後、接着剤層と基材シートの界面で剥離する前に、基材シート側から放射線を照射する工程を有することを特徴とする上記（９）記載の半導体装置の製造方法。
【００２４】
上記のように、本発明の接着シートによれば、ダイシング工程では、半導体素子が飛散しない程度に十分な粘着力を有し、半導体素子ピックアップ時には各素子を傷つけることがない、低い粘着力を有する、という相反する要求を満足するダイシングテープとして作用し、ダイボンド工程では、半導体素子と支持部材との接続信頼性を優れたものとする接着剤シートとして作用することが可能であり、したがって、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、半導体装置の製造工程を簡略化することができる。
【００２５】
さらに、本発明の接着シートによれば、接着剤層の表面近傍に存在する低分子量樹脂成分の含有比率ａが低減され、かつ基材シートおよび接着剤層のタック強度が調整されているため、基材シートと接着剤層界面の剥離強度の経時増加が低減され、可使期間を大幅に延ばすことができる。
【００２６】
なお、本発明において、「タック強度」とは、粘接着剤層の粘接着性の指標となるものであって、例えば、ＲＨＥＳＣＡ社製タッキング試験機を用いて、ＪＩＳＺ０２３７−１９９１に記載の方法により引き剥がし速度１０ｍｍ／ｓ、接触荷重１００ｇｆ／ｃｍ２、接触時間１ｓの条件で測定することにより得られる値である。
【００２７】
また、本発明において、「重量平均分子量」とは、後に評価方法の欄で説明するようにゲルパーミュエーションクロマトグラフィーで測定し、標準ポリスチレン検量線を用いて換算した値を示す。
【００２８】
以下、本発明を詳細に説明する。
【００２９】
【発明の実施の形態】
本発明の接着シートは、高分子量樹脂成分と重量平均分子量３０００以下の低分子量樹脂成分を主成分として含む接着剤層と、粘着性を有する基材シートが少なくとも積層された接着シートである。
【００３０】
上記接着剤層中の高分子量樹脂成分としては、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、特に限定されない。好ましくは、重量平均分子量が５万以上であり、かつＴｇ（ガラス転移点）が−５０℃以上７０℃以下であるものを用いる。Ｔｇが−５０℃より低いと、室温のタック強度が大きすぎ、基材フィルムとの剥離が困難になる。また、Ｔｇが７０℃を越えると、６０℃のタック強度が低く、ウエハへの貼付が困難になる。
【００３１】
上記接着剤層中の重量平均分子量３０００以下の低分子量樹脂成分としては、加熱により、熱硬化性を有するものが、耐熱性が高い点で好ましい。このような樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、シアネート樹脂、フェノール樹脂等があるが、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、特に限定されず、例えば、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。これらの樹脂は、単独でまたは２種類以上を組み合わせて使用することができる。
【００３２】
さらに、エポキシ樹脂を用いる場合の硬化剤としては、通常用いられている公知の硬化剤を使用することができる。例えば、アミン類、ポリアミド、酸無水物、ポリスルフィド、三フッ化ホウ素、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ，ビスフェノールＳのようなフェノール性水酸基を１分子中に２個以上有するビスフェノール類、フェノールノボラック樹脂、ビスフェノールＡノボラック樹脂またはクレゾールノボラック樹脂などのフェノール樹脂などが挙げられる。特に吸湿時の耐電食性に優れる点で、フェノールノボラック樹脂、ビスフェノールＡノボラック樹脂またはクレゾールノボラック樹脂などのフェノール樹脂が好ましい。
【００３３】
また、本発明の接着剤層においては、その表面近傍１μｍに存在する重量平均分子量３０００以下の低分子量樹脂成分の含有比率ａが４０重量％未満であることが必要である。表面近傍１μｍに存在する重量平均分子量３０００以下の低分子量樹脂成分の含有比率ａを４０重量％未満とすることで、基材シートと接着剤層界面の剥離強度（ピール強度）の経時的な上昇を抑制することができ、接着シートの可使期間の延長に寄与することとなる。
【００３４】
さらに、接着剤層中心部における重量平均分子量３０００以下の低分子量樹脂成分の含有比率ｂが接着剤層表面近傍１μｍにおける重量平均分子量３０００以下の低分子量樹脂成分の含有比率ａに対して大きいことが好ましく、ｂ＞ａ×１．２を満たすことがより好ましい。これによれば、接着剤層の耐熱性をより向上させることが可能となる。このような条件を満たす樹脂組成物として、表面に選択的に析出する高分子量樹脂と重量平均分子量３０００以下の低分子量樹脂の混合物が挙げられる。なお、接着剤層の表面近傍１μｍにおける重量平均分子量３０００以下の低分子量樹脂成分の含有比率ａは、接着剤層表面、裏面を深さ１μｍになるように切削試験機（ダイプラウィンテス製、サイカス）で切削した後、得られた試料のテトラヒドロフラン溶液をゲルパーミエーションクロマトグラフィーを用いて測定する。標準ポリスチレン検量線を用いて換算した重量平均分子量３０００以下の低分子量樹脂成分について、ピークの同定、テトラヒドロフラン溶液中の濃度とピーク高さの相関関係を得ることにより、その比率を算出することができる。また、「接着剤層中心部」とは、（接着剤層の膜厚）／２±２μｍの範囲を指し、当該中心部における重量平均分子量３０００以下の低分子量樹脂成分の含有比率ｂは、接着剤層中心部を含有比率ａと同様の方法で切削し、同様の方法で算出することができる。
【００３５】
また、本発明の接着シートの接着剤層は、２５℃における５．１ｍｍΦプローブ測定によるタック強度Ａが０．００１〜０．３Ｎであり、６０℃における５．１ｍｍΦプローブ測定によるタック強度Ｂが０．５Ｎ以上であり、かつ（タック強度Ｂ／タック強度Ａ）＞４を満たすことが必要である。タック強度Ａを０．００１〜０．３Ｎとすることでタック強度の経時的増加を抑制し、タック強度Ｂを０．５Ｎ以上とすることで、ウエハへの貼付を容易なものとした。また、（タック強度Ｂ／タック強度Ａ）＞４を満たすことで、室温と６０℃のタック強度の差が大きくなり、６０℃付近の温度で容易にウェハにラミネートすることが可能となる。
【００３６】
接着剤層のタック強度を所望の範囲に調節する方法としては、接着剤層の室温における流動性を上昇させること、高分子量樹脂成分のＴｇ（ガラス転移点）を低下させることにより、接着強度及びタック強度も上昇する傾向があり、流動性を低下させる、あるいは高分子量樹脂成分のＴｇを増大すれば接着強度及びタック強度も低下する傾向があることを利用すればよい。樹脂成分のうち、特に低分子量樹脂成分（タッキファイヤ等）の比率、高分子量樹脂成分のＴｇを調整することによって所望のタック強度を得ることができる。例えば、流動性を上昇させる場合には、可塑剤の含有量の増加、粘着付与材の含有量の増加等の方法がある。逆に流動性を低下させる場合には、前記化合物の含有量を減らせばよい。前記可塑剤としては、例えば、単官能のアクリルモノマ、単官能エポキシ樹脂、液状エポキシ樹脂、アクリル系樹脂、エポキシ系のいわゆる希釈剤等が挙げられる。
【００３７】
また、接着剤層に適当なタック強度を付与し、シート状での取扱い性を良好なものとするために、硬化促進剤、フィラー、カップリング剤、触媒等の添加剤をさらに添加してもよい。さらに、必要に応じて耐熱性や吸水性等の物性を調整、向上させる添加剤を添加してもよい。
【００３８】
硬化促進剤としては、特に制限はなく、例えば、イミダゾール類等が挙げられる。具体的には、例えば、２−メチルイミダゾール、２−エチル−４−メチルイミダゾール、１−シアノエチル−２−フェニルイミダゾール、１−シアノエチル−２−フェニルイミダゾリウムトリメリテート等が挙げられ、これらは単独で又は二種類以上を組み合わせて使用することができる。上記硬化促進剤の添加量は樹脂成分１００重量部に対して、１０重量部以下が好ましく、１重量部以下がより好ましい。添加量が１０重量部を超えると保存安定性が低下する傾向がある。
【００３９】
また、フィラーとしては、特に制限はなく、例えば、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ケイ酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、ほう酸アルミウイスカ、窒化ほう素、結晶性シリカ、非晶性シリカ等が挙げられ、フィラーの形状は特に制限されるものではない。これらのフィラーは単独で又は二種類以上を組み合わせて使用することができる。中でも、熱伝導性向上のために、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、窒化ほう素、結晶性シリカ、非晶性シリカが好ましい。また、溶融粘度の調整やチキソトロピック性の付与の目的には、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ケイ酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、結晶性シリカ、非晶性シリカなどが好ましい。フィラーの使用量は、樹脂成分１００重量部に対して、２０〜６００重量部が好ましい。２０重量部未満だと添加効果が得られない傾向があり、６００重量部を超えると、接着剤層の貯蔵弾性率の上昇、接着性の低下、ボイド残存による電気特性の低下等の問題を起こす傾向がある。
【００４０】
また、カップリング剤としては、例えば、シラン系、チタン系、アルミニウム系等が挙げられ、中でも効果が高い点でシラン系カップリング剤が好ましい。
【００４１】
上記カップリング剤の使用量は、その効果や耐熱性及びコストの面から、樹脂成分１００重量部に対して、０．１〜１０重量部とすることが好ましく、０．１〜３重量部とすることがより好ましい。
【００４２】
また、本発明の接着シートの接着剤層は、上記のような高分子量樹脂成分および低分子量樹脂成分を主成分とするが、それぞれの含有量としては、高分子量樹脂成分が２０〜８０重量部、低分子量樹脂成分が２０〜８０重量部であることが好ましい。
【００４３】
また、本発明の接着シートの接着剤層は、好ましくは、低分子量樹脂成分としてエポキシ樹脂とその硬化剤１００重量部、および高分子量樹脂成分としてグリシジル（メタ）アクリレート０．５〜１０重量部を含み、重量平均分子量が５万以上であり、かつＴｇ（ガラス転移温度）が−５０℃以上７０℃以下であるエポキシ基含有アクリル系共重合体５０〜９００重量部を含む樹脂組成物により形成される。
【００４４】
本発明の接着シートに用いる基材シートは、粘着性を有することが必要であり、さらに、放射線照射前の２５℃における５．１ｍｍΦプローブ測定によるタック強度αが０．０５〜５Ｎであり、放射線照射後の２５℃における５．１ｍｍΦプローブ測定によるタック強度βが０〜４．９５Ｎの条件を満たすことが必要である。
【００４５】
粘着性を有する基材シートとしては、例えば、基材シート自身が粘着性を有するものや粘着性を持たない基材層の片面に粘着剤層を積層してなるもの等が含まれるが、取り扱い性等の観点からは後者を用いることが好ましい。その場合、基材層／粘着剤層／接着剤層の順で積層されていることが好ましい。さらに、放射線照射前後の基材シートのタック強度αおよびβの条件は、粘着剤層がこれを満たせばよい。したがって、基材シートまたは基材シートの粘着剤層には、放射線重合性化合物や光重合開始剤等の、放射線により硬化反応が進行する、もしくは硬化反応を促進させる化合物が含まれている必要がある。このような化合物としては、紫外線や電子ビームなどの放射線が照射されると重合・硬化する公知の化合物であればよく、特に限定されない。
【００４６】
上記基材層としては、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、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が行われていても良い。
【００４７】
上記のような基材層となるプラスチックフィルムの片面に、適度なタック強度を有する樹脂組成物（粘着剤）を塗布乾燥することで粘着性を有する基材シートを得ることができる。粘着剤層に用いる樹脂としては、特に限定されないが、アクリルモノマ、アクリルオリゴマあるいはその重合体を主成分としたものであることが好ましい。また、接着剤層を形成する前述の各種成分が含まれていてもよい。
【００４８】
本発明の接着シートの接着剤層および基材シートの厚みは、特に制限はないが、接着剤層、基材シートともに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。また、基材シートに粘着剤層を形成する場合には、その厚みが０．１〜５０μｍであることが好ましい。０．１μｍより小さいとダイシング時の粘着力が十分でなくなる傾向があり、５０μｍより厚いとダイシング時に半導体素子が傷つき易くなる傾向がある。
【００４９】
基材シート上に接着剤層を積層する方法としては、特に限定されないが、予め離型処理などを施したフィルム上に、上記のような接着剤層を形成する樹脂組成物を溶剤に溶解あるいは分散した接着剤樹脂ワニスを塗布、加熱し溶剤を除去し、これを基材シートと積層させることにより行うことが好ましい。
【００５０】
上記のワニス化に用いることのできる溶剤としては、特に限定されないが、フィルム作製時の揮発性などを考慮すると、例えば、メタノール、エタノール、２−メトキシエタノール、２−エトキシエタノール、２−ブトキシエタノール、メチルエチルケトン、アセトン、メチルイソブチルケトン、トルエン、キシレンなどの比較的低沸点の溶媒を使用するのが好ましい。また、塗膜性を向上させるなどの目的で、たとえば、ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド、Ｎ−メチルピロリドン、シクロヘキサノンなどの比較的高沸点の溶媒を使用することもできる。これらの溶媒は、単独でまたは２種類以上を組み合わせて使用することができる。
【００５１】
また、フィラーを添加した接着剤層となる樹脂組成物をワニス化する場合、フィラーの分散性を考慮して、らいかい機、３本ロール、ボールミル及びビーズミルなどを使用するのが好ましく、また、これらを組み合わせて使用することもできる。また、フィラーと低分子量樹脂成分の原料をあらかじめ混合した後、高分子量樹脂成分の原料を配合することによって、混合する時間を短縮することもできる。また、ワニスとした後、真空脱気等によってワニス中の気泡を除去することもできる。
【００５２】
上記フィルムへの接着剤樹脂ワニスの塗布方法としては、公知の方法を用いることができ、例えば、ナイフコート法、ロールコート法、スプレーコート法、グラビアコート法、バーコート法、カーテンコート法、プレス法、ホットロールラミネート法等が挙げられるが、連続的に製造でき、効率が良い点でホットロールラミネート方法が好ましい。
【００５３】
次に、本発明の接着シートの使用方法を図面を用いてより詳細に説明するが本発明はこれらに限定されるものではない。図１〜図８を参照しながら説明するが、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。
【００５４】
図１には基材層１ａと粘着剤層１ｂからなる基材シート１、および接着剤層２とを備える接着シート１０が開示されており、図２には前記構成要件に加えてさらに剥離性シート３を備える接着シート１１が開示されている。
【００５５】
接着シート１０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１０の接着剤層２を上向きにして所定の作業台上に載置する。接着シート１１を用いる場合には、剥離性シート３を剥離除去した後に、接着シートの接着剤層２を上向きにして所定の作業台上に載置する。
【００５６】
次に、接着剤層２の上面にダイシング加工すべき半導体ウエハＡを貼着する（図３参照）。この際のラミネート温度は通常２０℃〜２００℃の間で行われるが、ウエハのそりが少ない点で、２０℃〜１３０℃が好ましく、基材シートの伸びが小さい点で、２０℃〜８０℃がさらに好ましい。
【００５７】
続いて、ダイシングカッター６を用いて半導体ウエハＡをダイシングし、これを洗浄、乾燥することで、半導体素子Ａ１、Ａ２、Ａ３を得る（図４参照）。この間、接着シートの接着剤層２により半導体ウエハＡは十分に保持されているので、半導体ウエハＡや切り出された半導体素子が脱落することはない。
【００５８】
次に、図６および図７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を基材シート１の下面から、例えば針扞等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２との間の接着強度は、接着剤層２と基材シートの粘着剤層１ｂ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、その下面に接着剤層２が付着した接着剤層付き半導体素子Ａ１を得ることができる。
【００５９】
また、図４に示すダイシング後、半導体素子をピックアップする前に、図５に示すように、放射線Ｂを接着シートの粘着剤層１ｂに照射し、放射線重合性を有する粘着剤層１ｂの一部又は大部分を重合硬化せしめることもできる。この際、放射線照射と同時あるいは放射線照射後に硬化反応を促進する目的で加熱を併用しても良い。粘着剤層１ｂに放射線を照射することで、粘着剤層１ｂと接着剤層２界面の接着強度を低減することができ、その結果、容易にかつ確実に半導体素子のピックアップを行うことが可能となる。なお、接着シートへの放射線照射は、基材層１ａの粘着剤層１ｂが設けられていない面から行うことが好ましく、その場合、放射線として紫外線を用いる場合には基材層１ａは光透過性である必要があるが、放射線として電子線を用いる場合には基材層１ａは必ずしも光透過性である必要はない。
【００６０】
次いで、ピックアップした接着剤層付き半導体素子Ａ１、Ａ２、Ａ３を、接着剤層２を介して半導体素子搭載用支持部材５に載置し、接着させる（図８参照）。この際に加熱することで接着剤層２はより大きな接着強度を発現し、半導体素子Ａ１、Ａ２、Ａ３と半導体素子搭載用支持部材５との接着を確かなものとすることができる。
【００６１】
【実施例】
低分子量樹脂成分としてＹＤ８１２５（東都化成（株）製商品名、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、エポキシ当量１７５）１５重量部、その硬化剤としてＹＤＣＮ７０３（東都化成（株）商品名、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、エポキシ当量２１０）４５重量部、吸水率を低減し耐熱性を付与するミレックスＸＬＣ−２Ｌ（三井化学（株）製商品名、ザイロック樹脂、水酸基当量１６９）５０重量部、高分子量樹脂成分としてＨＴＲ−８６０Ｐ−３（帝国化学産業（株）商品名、エポキシ基含有アクリルゴム、重量平均分子量：８０万、示差走査熱量計（ＤＳＣ）により、昇温速度１０℃／分の条件で測定したＴｇ：−７℃）２５０重量部、硬化促進剤としてキュアゾール２ＰＺ−ＣＮ（四国化成工業（株）製商品名、１−シアノエチル−２−フェニルイミダゾール）０．５重量部、カップリング剤としてＮＵＣ Ａ−１８７（日本ユニカー（株）商品名、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン）０．７重量部からなる樹脂組成物にシクロヘキサノンを加えて攪拌混合し、真空脱気した接着剤樹脂ワニスを、厚さ５０μｍの離型処理したポリエチレンテレフタレートフィルム上に塗布し、１４０℃で５分間加熱乾燥して、膜厚が２５μｍのＢステージ状態の剥離フィルム付き接着剤層を得た。これをホットロールラミネータ（Ｄｕ Ｐｏｎｔ製Ｒｉｓｔｏｎ）により基材シートであるダイシング用ＵＶテープ（古河電工（株）製 ＵＣ−３５３ＥＰ−１１０、タック強度α＝１Ｎ、タック強度β＝０．２Ｎ）にラミネートして接着シートを得た。
【００６２】
次いで、この接着シートを１日、３０日、９０日間放置した後のそれぞれの特性について、以下のような方法により評価を行った。
【００６３】
得られた接着シートの接着剤層に厚さ１５０μｍの半導体ウェハを貼付け、これをダイシング装置上に載置、固定し、１００ｍｍ／ｓｅｃの速度で５ｍｍ×５ｍｍに半導体ウエハをダイシングした。ここで、ダイシング時にチップ（半導体素子）が飛んだ確率（％／１００チップ）でダイシング時のチップ飛びを評価した。結果を表１に示す。
【００６４】
その後、ピックアップ装置にて接着剤層付き半導体素子をピックアップし、これを半導体素子搭載用支持部材である厚み２５μｍのポリイミドフィルム上に貼り合せ、半導体装置サンプル（片面にはんだボールを形成）とした。このサンプルについてその耐熱性を調べた。耐熱性の評価は、耐リフロークラック性と耐温度サイクル性試験により評価した。耐リフロークラック性試験は、サンプル表面の最高温度が２４０℃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。また、耐温度サイクル性の試験は、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を判断した。試料１０個すべてでこれら不具合が発生していないものを○、１個以上発生したものを×とした。結果を表１に示す。
【００６５】
一方、上記ダイシング後に、上記半導体装置サンプルの作製とは別に、（株）オーク製作所製ＵＶ−３３０ ＨＱＰ−２型露光機を使用して、５００ｍＪ／ｃｍ２の露光量で上記接着シートの基材シートを露光し、ピックアップ装置にて接着剤層付き半導体素子をピックアップした。ここで、ピックアップダイボンダ−により接着剤層付き半導体素子をピックアップしたときの成功率（％／１００チップ）で接着剤層付き半導体素子のピックアップ性を評価した。結果を表１に示す。
【００６６】
【表１】
表１から、本発明の接着シートは耐熱性に優れ、ダイシング時のチップ飛びも無く、ピックアップ性も良好であることが分かる。
【００６８】
【発明の効果】
本発明によれば、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剤シートとして使用できる接着シートを提供することができ、さらには、長期保管した後にこれを使用しても、基材シートと接着剤層の界面剥離強度が安定した接着シートを提供することができる。つまり、その可使期間が従来と比較して大幅に延長された接着シートを提供することができる。
【００６９】
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を有し、かつ作業性に優れる接着シートである。
【００７０】
さらに、本発明の接着シートを用いて、半導体装置を製造することでその工程を簡略化することができる。
【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エ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エハのダイシング工程に用いた図である。
【図５】本発明に係る接着シートに基材層側から放射線を照射した状態を示す図である。
【図６】本発明に係る接着シートから半導体素子をピックアップする工程を示す図である。
【図７】ピックアップされた接着剤層付き半導体素子を示す図である。
【図８】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。
【符号の説明】
１ 基材シート
１ａ 基材シート中の基材層
１ｂ 基材シート中の粘着剤層
２ 接着剤層
３ 離性シート
４ 吸引コレット
５ 半導体素子搭載用支持部材
６ ダイシングカッター
１０、１１ 接着シート
Ａ 半導体ウエハ
Ａ１、Ａ２、Ａ３…半導体素子
Ｂ 放射線[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an adhesive sheet, a semiconductor device using the same, and a method for manufacturing the same.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, silver paste has been mainly used for joining a semiconductor element and a semiconductor element mounting support member. However, with the recent miniaturization and high performance of semiconductor elements, the supporting members used have also been required to be miniaturized and miniaturized. In response to such demands, silver paste satisfies the above-mentioned requirements due to the occurrence of defects during wire bonding due to protrusion or inclination of the semiconductor element, difficulty in controlling the thickness of the adhesive layer, and generation of voids in the adhesive layer. It is becoming impossible to cope. Therefore, in order to cope with the above demand, a sheet-like adhesive has recently been used.
[0003]
This adhesive sheet is used in an individual piece bonding method or a wafer backside bonding method. In the case of manufacturing a semiconductor device using the former individual piece adhesive system adhesive sheet, after cutting the reel-shaped adhesive sheet into individual pieces by cutting or punching, the individual pieces are bonded to a semiconductor element supporting member, The semiconductor element singulated by the dicing step is bonded thereto to produce a supporting member with a semiconductor element, and then, if necessary, a wire bonding step, a sealing step, and the like are performed to obtain a semiconductor device. . However, in order to use the adhesive sheet of the individual piece sticking method, since a dedicated assembling apparatus for cutting out and bonding the adhesive sheet to the support member is required, the manufacturing cost is higher than the method using a silver paste. There was a problem of becoming.
[0004]
On the other hand, in the case of manufacturing a semiconductor device using the latter adhesive sheet of the wafer backside bonding method, first, an adhesive sheet is attached to the backside of the semiconductor wafer, and further a dicing tape is attached to the other surface of the adhesive sheet, and then A semiconductor device is diced from a wafer by dicing, a semiconductor element with an adhesive sheet that has been diced is picked up, joined to a supporting member, and then subjected to steps such as heating, curing, and wire bonding. Is obtained. According to the adhesive sheet of the wafer backside bonding method, there is no need for a device for separating the adhesive sheet into pieces, and a part of the device such as a conventional silver paste assembling device or a hot plate is added. It can be used by improvement. For this reason, attention has been paid to a method of suppressing the manufacturing cost relatively low among the assembling methods using the adhesive sheet.
[0005]
However, in the method using an adhesive sheet of the above-mentioned wafer backside adhering method, two adhering steps of a step of adhering an adhesive sheet and a step of adhering a dicing tape before the dicing step were necessary. Therefore, simplification of the work process has been required. Therefore, a method has been proposed in which an adhesive sheet is provided in advance on a dicing tape, and the adhesive sheet is attached to a wafer. (For example, refer to
[0006]
[Patent Document 1]
JP 2002-226796 A
[Patent Document 2]
JP 2002-158276 A
[Patent Document 3]
JP-A-2-32181
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, the adhesive sheet in which the adhesive sheet is attached on the dicing tape in advance is stored in a state where the adhesive layer of the dicing tape and the adhesive sheet are in contact with each other, so that the peel strength of these interfaces changes with time. It has been found that it is difficult to set a stable interfacial peel strength, and therefore, the number of defects in the chip pickup process increases.
[0008]
This change in peel strength over time is a problem first seen with an adhesive sheet in which an adhesive sheet is attached to the adhesive layer of a dicing tape. And the diffusion of the low molecular weight resin component contained in the adhesive sheet near the interface, and the mixing of the respective layers.
[0009]
In view of the above, the present invention acts as a dicing tape in the dicing step, and can be used as an adhesive sheet having excellent connection reliability in the joining step between the semiconductor element and the support member, and further used after long-term storage. Another object of the present invention is to provide an adhesive sheet capable of obtaining a stable interfacial peel strength between a substrate sheet and an adhesive layer.
[0010]
Another object of the present invention is to provide an adhesive sheet having heat resistance required when a semiconductor element having a large difference in thermal expansion coefficient is mounted on a semiconductor element mounting support member and having excellent workability. I do.
[0011]
Still another object of the present invention is to provide a semiconductor device using the above-mentioned adhesive sheet and a method for manufacturing a semiconductor device capable of simplifying a manufacturing process.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
The present invention provides an adhesive sheet in which at least an adhesive layer and a substrate sheet having tackiness are laminated, the tack strength of the adhesive layer and the substrate sheet, and the low molecular weight resin present near the surface of the adhesive layer. The above problem was solved by adjusting the content of the components.
[0013]
That is, the present invention relates to matters described in the following (1) to (10).
[0014]
(1) An adhesive sheet comprising a high-molecular weight resin component and a low-molecular weight resin component having a weight average molecular weight of 3000 or less as main components, and an adhesive sheet in which at least a base sheet having tackiness is laminated,
1) The adhesive layer has a low molecular weight resin component content a of less than 40% by weight in the vicinity of 1 μm in the vicinity of the surface and a tack strength A of 0.001 to 0.3 N measured by a 5.1 mmφ probe at 25 ° C. Yes, tack strength B measured by a 5.1 mmΦ probe at 60 ° C. is 0.5 N or more, and (tack strength B / tack strength A)> 4 is satisfied;
2) At least the layer in contact with the adhesive layer of the base material sheet has a tack strength α of 0.05 to 5 N at 25 ° C. before irradiation with a probe measured at 25 ° C., and 5.1 mm φ at 25 ° C. after irradiation with radiation. An adhesive sheet having a tack strength β of 0 to 4.95 N as measured by a probe.
[0015]
(2) The adhesive sheet according to the above (1), wherein the substrate sheet has a substrate layer and an adhesive layer laminated on at least one surface of the substrate layer.
[0016]
(3) The adhesive sheet according to (2), wherein the pressure-sensitive adhesive layer is mainly composed of an acrylic monomer, an acrylic oligomer, or a polymer thereof.
[0017]
(4) The adhesive according to the above (2) or (3), wherein the adhesive layer, the pressure-sensitive adhesive layer, and the base material layer are laminated in the order of base material layer / pressure-sensitive adhesive layer / adhesive layer. Sheet.
[0018]
(5) The above-mentioned (1), wherein the content ratio a of the low-molecular-weight resin component at 1 μm near the surface of the adhesive layer and the content ratio b of the low-molecular-weight resin component at the center satisfy b> a × 1.2. The adhesive sheet according to any one of (1) to (4).
[0019]
(6) The above (1) to (5), wherein the high molecular weight resin component has a weight average molecular weight of 50,000 or more and a Tg (glass transition temperature) of -50 ° C to 70 ° C. The adhesive sheet according to any one of the above.
[0020]
(7) The adhesive layer contains 100 parts by weight of an epoxy resin and a curing agent thereof as a low molecular weight resin component, and 0.5 to 10 parts by weight of glycidyl (meth) acrylate as a high molecular weight resin component, and has a weight average molecular weight of 50,000 or more. Any of the above (1) to (6), which contains 50 to 900 parts by weight of an epoxy group-containing acrylic copolymer having a Tg (glass transition temperature) of −50 ° C. or more and 70 ° C. or less. An adhesive sheet according to any one of the above.
[0021]
(8) A semiconductor device, wherein a semiconductor element and a semiconductor element mounting support member are adhered using the adhesive sheet according to any one of (1) to (7).
[0022]
(9) A step of attaching a semiconductor wafer to the adhesive layer surface of the adhesive sheet according to any one of the above (1) to (7), fixing the semiconductor wafer together with the adhesive sheet, and dicing this into a predetermined size; A step of forming a semiconductor element, a step of peeling off at an interface between the adhesive layer and the base material sheet to obtain a semiconductor element with an adhesive layer, and a step of bonding the semiconductor element with the adhesive layer and the supporting member for mounting the semiconductor element to the adhesive layer. Bonding the semiconductor device to a predetermined position through a semiconductor device.
[0023]
(10) The method for manufacturing a semiconductor device according to the above (9), further comprising a step of irradiating radiation from the substrate sheet side after peeling at an interface between the adhesive layer and the substrate sheet after dicing.
[0024]
As described above, according to the adhesive sheet of the present invention, the dicing step has a sufficient adhesive strength so that the semiconductor elements do not scatter, does not damage each element when picking up the semiconductor element, and has a low adhesive strength. , Which can serve as an adhesive sheet that improves the reliability of connection between the semiconductor element and the support member in the die bonding step. Each die bonding process can be completed with one adhesive sheet, and the manufacturing process of the semiconductor device can be simplified.
[0025]
Furthermore, according to the adhesive sheet of the present invention, the content ratio a of the low molecular weight resin component present near the surface of the adhesive layer is reduced, and the tack strength of the base sheet and the adhesive layer is adjusted, The time-dependent increase in the peel strength at the interface between the base material sheet and the adhesive layer is reduced, and the usable life can be greatly extended.
[0026]
In the present invention, "tack strength" is an index of the adhesive property of the adhesive layer, for example, using a tacking tester manufactured by RHESCA, JISZ0237-1991, described in Peeling speed 10mm / s, contact load 100gf / cm by the method 2 , A contact time of 1 s.
[0027]
Further, in the present invention, the “weight average molecular weight” indicates a value measured by gel permeation chromatography and converted using a standard polystyrene calibration curve as described later in the section of the evaluation method.
[0028]
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
[0029]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The adhesive sheet of the present invention is an adhesive sheet in which at least an adhesive layer containing a high-molecular-weight resin component and a low-molecular-weight resin component having a weight-average molecular weight of 3000 or less as main components and a tacky base sheet are laminated.
[0030]
Examples of the high molecular weight resin component in the adhesive layer include, but are not particularly limited to, polyimide, (meth) acrylic resin, urethane resin, polyetherimide resin, phenoxy resin, and modified polyphenylene ether resin. Preferably, those having a weight average molecular weight of 50,000 or more and a Tg (glass transition point) of -50 ° C or more and 70 ° C or less are used. If the Tg is lower than -50 ° C, the tack strength at room temperature is too large, and it is difficult to peel off the tack from the substrate film. On the other hand, when Tg exceeds 70 ° C., the tack strength at 60 ° C. is low, and it is difficult to attach the wafer to a wafer.
[0031]
As the low-molecular-weight resin component having a weight-average molecular weight of 3000 or less in the adhesive layer, those having thermosetting properties by heating are preferable in terms of high heat resistance. Examples of such a resin include an epoxy resin, a cyanate resin, and a phenol resin, and an epoxy resin is preferable because of its high heat resistance. The epoxy resin is not particularly limited as long as it has an adhesive action upon curing. For example, a bifunctional epoxy resin such as a bisphenol A epoxy, a novolak epoxy such as a phenol novolak epoxy resin or a cresol novolak epoxy resin. Resin or the like can be used. In addition, generally known resins such as a polyfunctional epoxy resin, a glycidylamine type epoxy resin, a heterocyclic epoxy resin, and an alicyclic epoxy resin can be used. These resins can be used alone or in combination of two or more.
[0032]
Further, as the curing agent when using an epoxy resin, a commonly used known curing agent can be used. For example, amines, polyamides, acid anhydrides, polysulfides, boron trifluoride, bisphenols having two or more phenolic hydroxyl groups in one molecule such as bisphenol A, bisphenol F and bisphenol S, phenol novolak resin, bisphenol A A phenol resin such as a novolak resin or a cresol novolak resin is exemplified. In particular, a phenol resin such as a phenol novolak resin, a bisphenol A novolak resin, or a cresol novolak resin is preferable because of its excellent electric corrosion resistance when absorbing moisture.
[0033]
Further, in the adhesive layer of the present invention, the content ratio a of the low-molecular-weight resin component having a weight-average molecular weight of 3000 or less existing at 1 μm in the vicinity of the surface needs to be less than 40% by weight. By setting the content ratio a of the low-molecular-weight resin component having a weight-average molecular weight of 3000 or less existing in the vicinity of the surface of 1 μm to less than 40% by weight, the peel strength (peel strength) at the interface between the base material sheet and the adhesive layer with time is increased. Can be suppressed, and the useful life of the adhesive sheet can be extended.
[0034]
Furthermore, the content ratio b of the low-molecular-weight resin component having a weight-average molecular weight of 3000 or less at the center of the adhesive layer is larger than the content ratio a of the low-molecular-weight resin component having a weight-average molecular weight of 3000 or less at 1 μm near the surface of the adhesive layer. It is more preferable to satisfy b> a × 1.2. According to this, it is possible to further improve the heat resistance of the adhesive layer. Examples of the resin composition satisfying such conditions include a mixture of a high molecular weight resin selectively deposited on the surface and a low molecular weight resin having a weight average molecular weight of 3000 or less. The content ratio a of the low molecular weight resin component having a weight average molecular weight of 3000 or less at 1 μm in the vicinity of the surface of the adhesive layer is determined by using a cutting tester (manufactured by Daipla Wintes; ), The resulting sample in tetrahydrofuran solution is measured using gel permeation chromatography. For the low molecular weight resin component having a weight average molecular weight of 3000 or less converted using a standard polystyrene calibration curve, the ratio can be calculated by identifying the peak and obtaining the correlation between the concentration in the tetrahydrofuran solution and the peak height. . The “adhesive layer central portion” refers to a range of (thickness of the adhesive layer) / 2 ± 2 μm, and the content ratio b of the low-molecular-weight resin component having a weight-average molecular weight of 3000 or less in the central portion corresponds to the adhesiveness. The central part of the agent layer can be cut by the same method as the content ratio a and can be calculated by the same method.
[0035]
Further, the adhesive layer of the adhesive sheet of the present invention has a tack strength A of 0.001 to 0.3 N measured by a 5.1 mmΦ probe at 25 ° C., and a tack strength B measured by a 5.1 mmΦ probe at 60 ° C. of 0. 0.5N or more and (tack strength B / tack strength A)> 4 must be satisfied. By setting the tack strength A to 0.001 to 0.3N, the increase in the tack strength over time was suppressed, and by setting the tack strength B to 0.5N or more, the sticking to the wafer was facilitated. Further, by satisfying (tack strength B / tack strength A)> 4, the difference between the tack strength at room temperature and the tack strength at 60 ° C. becomes large, and it is possible to easily laminate the wafer at a temperature around 60 ° C.
[0036]
Methods for adjusting the tack strength of the adhesive layer to a desired range include increasing the fluidity of the adhesive layer at room temperature and lowering the Tg (glass transition point) of the high molecular weight resin component to increase the adhesive strength and The fact that the tack strength tends to increase and the fluidity is reduced, or that if the Tg of the high molecular weight resin component increases, the adhesive strength and the tack strength also tend to decrease. A desired tack strength can be obtained by adjusting the ratio of the low molecular weight resin component (such as tackifier) and the Tg of the high molecular weight resin component among the resin components. For example, in order to increase the fluidity, there are methods such as an increase in the content of the plasticizer and an increase in the content of the tackifier. Conversely, when the fluidity is reduced, the content of the compound may be reduced. Examples of the plasticizer include a monofunctional acrylic monomer, a monofunctional epoxy resin, a liquid epoxy resin, an acrylic resin, and an epoxy so-called diluent.
[0037]
Further, in order to impart an appropriate tack strength to the adhesive layer and to improve the handleability in the form of a sheet, additives such as a curing accelerator, a filler, a coupling agent, and a catalyst may be further added. Good. Further, an additive for adjusting and improving physical properties such as heat resistance and water absorption may be added as necessary.
[0038]
The curing accelerator is not particularly limited, and includes, for example, imidazoles. Specifically, for example, 2-methylimidazole, 2-ethyl-4-methylimidazole, 1-cyanoethyl-2-phenylimidazole, 1-cyanoethyl-2-phenylimidazolium trimellitate and the like can be mentioned. Or two or more types can be used in combination. The addition amount of the curing accelerator is preferably 10 parts by weight or less, more preferably 1 part by weight or less, based on 100 parts by weight of the resin component. If the amount exceeds 10 parts by weight, storage stability tends to decrease.
[0039]
The filler is not particularly limited. For example, aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, calcium carbonate, magnesium carbonate, calcium silicate, magnesium silicate, calcium oxide, magnesium oxide, aluminum oxide, aluminum nitride, aluminum borate whisker , Boron nitride, crystalline silica, amorphous silica, etc., and the shape of the filler is not particularly limited. These fillers can be used alone or in combination of two or more. Among them, aluminum oxide, aluminum nitride, boron nitride, crystalline silica, and amorphous silica are preferable for improving thermal conductivity. In addition, for the purpose of adjusting melt viscosity and imparting thixotropic properties, aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, calcium carbonate, magnesium carbonate, calcium silicate, magnesium silicate, calcium oxide, magnesium oxide, aluminum oxide, Silica and amorphous silica are preferred. The amount of the filler used is preferably 20 to 600 parts by weight based on 100 parts by weight of the resin component. If the amount is less than 20 parts by weight, the effect of addition tends not to be obtained. If the amount exceeds 600 parts by weight, problems such as an increase in the storage modulus of the adhesive layer, a decrease in adhesiveness, and a decrease in electrical properties due to voids remain. Tend.
[0040]
Examples of the coupling agent include silane-based, titanium-based, and aluminum-based coupling agents. Among them, a silane-based coupling agent is preferable because of its high effect.
[0041]
The amount of the coupling agent to be used is preferably 0.1 to 10 parts by weight, preferably 0.1 to 3 parts by weight, based on 100 parts by weight of the resin component, from the viewpoint of the effect, heat resistance and cost. Is more preferable.
[0042]
The adhesive layer of the adhesive sheet of the present invention contains the high-molecular-weight resin component and the low-molecular-weight resin component as described above as main components, and the content of each of the high-molecular-weight resin component is 20 to 80 parts by weight. Preferably, the low molecular weight resin component is 20 to 80 parts by weight.
[0043]
Further, the adhesive layer of the adhesive sheet of the present invention preferably contains 100 parts by weight of an epoxy resin and a curing agent thereof as a low molecular weight resin component, and 0.5 to 10 parts by weight of glycidyl (meth) acrylate as a high molecular weight resin component. And a resin composition containing 50 to 900 parts by weight of an epoxy group-containing acrylic copolymer having a weight average molecular weight of 50,000 or more and a Tg (glass transition temperature) of -50 ° C to 70 ° C. You.
[0044]
The base sheet used for the adhesive sheet of the present invention is required to have tackiness, and further has a tack strength α of 0.05 to 5 N measured by a 5.1 mmφ probe at 25 ° C. before irradiation with radiation. It is necessary that the tack strength β measured by a 5.1 mmφ probe measurement at 25 ° C. after irradiation satisfies the condition of 0 to 4.95 N.
[0045]
Examples of the adhesive base sheet include those in which the base sheet itself has adhesive properties and those in which an adhesive layer is laminated on one surface of a non-adhesive base material layer. It is preferable to use the latter from the viewpoint of properties and the like. In that case, it is preferable that the layers are laminated in the order of the substrate layer / the pressure-sensitive adhesive layer / the adhesive layer. Furthermore, the tack strengths α and β of the base sheet before and after the irradiation of radiation may be such that the pressure-sensitive adhesive layer satisfies the conditions. Therefore, the base sheet or the pressure-sensitive adhesive layer of the base sheet needs to contain a compound such as a radiation-polymerizable compound or a photopolymerization initiator, which promotes or accelerates the curing reaction by radiation. is there. Such a compound is not particularly limited, as long as it is a known compound that polymerizes and cures when irradiated with radiation such as ultraviolet rays or an electron beam.
[0046]
Examples of the base layer include plastic films such as a polytetrafluoroethylene film, a polyethylene terephthalate film, a polyethylene film, a polypropylene film, a polymethylpentene film, and a polyimide film. Further, a surface treatment such as a primer coating, a UV treatment, a corona discharge treatment, a polishing treatment, and an etching treatment may be performed.
[0047]
A substrate sheet having adhesiveness can be obtained by applying and drying a resin composition (adhesive) having an appropriate tack strength on one side of a plastic film to be a substrate layer as described above. The resin used for the pressure-sensitive adhesive layer is not particularly limited, but is preferably a resin containing an acrylic monomer, an acrylic oligomer or a polymer thereof as a main component. Further, the above-mentioned various components forming the adhesive layer may be contained.
[0048]
The thicknesses of the adhesive layer and the base sheet of the adhesive sheet of the present invention are not particularly limited, but are preferably 5 to 250 μm for both the adhesive layer and the base sheet. When the thickness is less than 5 μm, the stress relaxation effect tends to be poor. When the pressure-sensitive adhesive layer is formed on the base sheet, the thickness is preferably 0.1 to 50 μm. If it is smaller than 0.1 μm, the adhesive strength at the time of dicing tends to be insufficient, and if it is larger than 50 μm, the semiconductor element tends to be easily damaged at the time of dicing.
[0049]
The method of laminating the adhesive layer on the base sheet is not particularly limited, and the resin composition forming the adhesive layer as described above may be dissolved in a solvent on a film that has been subjected to a release treatment or the like. It is preferable to apply the dispersed adhesive resin varnish, heat it to remove the solvent, and laminate this with a base sheet.
[0050]
The solvent that can be used for the above varnishing is not particularly limited, but in consideration of the volatility at the time of film production, for example, methanol, ethanol, 2-methoxyethanol, 2-ethoxyethanol, 2-butoxyethanol, It is preferable to use a solvent having a relatively low boiling point, such as methyl ethyl ketone, acetone, methyl isobutyl ketone, toluene and xylene. For the purpose of improving the coating properties, for example, a solvent having a relatively high boiling point, such as dimethylacetamide, dimethylformamide, N-methylpyrrolidone, and cyclohexanone, can be used. These solvents can be used alone or in combination of two or more.
[0051]
In addition, when varnishing the resin composition to be an adhesive layer to which the filler is added, in consideration of the dispersibility of the filler, it is preferable to use a grinder, three rolls, a ball mill, a bead mill, and the like, These can be used in combination. Further, the mixing time can be shortened by mixing the raw material of the high molecular weight resin component after the filler and the raw material of the low molecular weight resin component are previously mixed. After the varnish is formed, bubbles in the varnish can be removed by vacuum degassing or the like.
[0052]
As a method for applying the adhesive resin varnish to the film, known methods can be used, for example, knife coating, roll coating, spray coating, gravure coating, bar coating, curtain coating, pressing And a hot roll laminating method. However, a hot roll laminating method is preferable because it can be manufactured continuously and is efficient.
[0053]
Next, the method of using the adhesive sheet of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings, but the present invention is not limited thereto. The description will be made with reference to FIGS. 1 to 8, but those having the same functions in the drawings will be denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted.
[0054]
FIG. 1 discloses an
[0055]
When the
[0056]
Next, a semiconductor wafer A to be diced is attached to the upper surface of the adhesive layer 2 (see FIG. 3). The lamination temperature at this time is usually 20 ° C. to 200 ° C., but is preferably 20 ° C. to 130 ° C. in that the warp of the wafer is small, and 20 ° C. to 80 ° C. in that the elongation of the base sheet is small. Is more preferred.
[0057]
Subsequently, the semiconductor wafer A is diced using the
[0058]
Next, as shown in FIGS. 6 and 7, the semiconductor elements A1, A2, and A3 to be picked up are picked up by the
[0059]
Further, after dicing as shown in FIG. 4 and before picking up the semiconductor element, as shown in FIG. 5, radiation B is applied to the pressure-
[0060]
Next, the picked-up semiconductor elements A1, A2, A3 with an adhesive layer are placed on the semiconductor element mounting
[0061]
【Example】
15 parts by weight of YD8125 (trade name, manufactured by Toto Kasei Co., Ltd., bisphenol A type epoxy resin, epoxy equivalent: 175) as a low molecular weight resin component, and YDCN703 (trade name of Toto Kasei Co., Ltd., cresol novolac type epoxy resin, as a curing agent) Epoxy equivalent 210) 45 parts by weight, 50 parts by weight of Mirex XLC-2L (trade name, manufactured by Mitsui Chemicals, Inc., Xyloc resin, hydroxyl equivalent 169) for reducing water absorption and imparting heat resistance, HTR- as a high molecular weight resin component 860P-3 (trade name of Teikoku Chemical Industry Co., Ltd., epoxy group-containing acrylic rubber, weight average molecular weight: 800,000, Tg measured by differential scanning calorimeter (DSC) at a heating rate of 10 ° C./min: −) 7 ° C.) 250 parts by weight, Cureazole 2PZ-CN (trade name, manufactured by Shikoku Chemical Industry Co., Ltd., 1-cyano) as a curing accelerator Resin composition comprising 0.5 parts by weight of tyl-2-phenylimidazole) and 0.7 parts by weight of NUC A-187 (trade name of Nippon Unicar Co., Ltd., γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane) as a coupling agent Cyclohexanone was added thereto, and the mixture was stirred and mixed. An adhesive resin varnish degassed under vacuum was applied on a release-treated polyethylene terephthalate film having a thickness of 50 μm, and dried by heating at 140 ° C. for 5 minutes to obtain a film having a thickness of 25 μm. An adhesive layer with a release film in the B-stage state was obtained. This was laminated with a hot roll laminator (Riston manufactured by Du Pont) on a UV tape for dicing (UC-353EP-110 manufactured by Furukawa Electric Co., Ltd., tack strength α = 1N, tack strength β = 0.2N) as a base sheet. Thus, an adhesive sheet was obtained.
[0062]
Next, the properties of the adhesive sheet after leaving it for 1, 30, and 90 days were evaluated by the following methods.
[0063]
A semiconductor wafer having a thickness of 150 μm was attached to the adhesive layer of the obtained adhesive sheet, and was placed and fixed on a dicing apparatus. The semiconductor wafer was diced at a speed of 100 mm / sec into 5 mm × 5 mm. Here, the chip jump at the time of dicing was evaluated based on the probability (% / 100 chips) that the chip (semiconductor element) jumped at the time of dicing. Table 1 shows the results.
[0064]
Thereafter, the semiconductor device with the adhesive layer was picked up by a pick-up device, and the semiconductor device was bonded to a 25-μm-thick polyimide film as a support member for mounting the semiconductor device to obtain a semiconductor device sample (a solder ball was formed on one surface). The heat resistance of this sample was examined. The heat resistance was evaluated by reflow crack resistance and temperature cycle resistance test. In the reflow crack resistance test, a process of passing the sample through an IR reflow furnace set at a maximum temperature of the sample surface of 240 ° C. and maintaining this temperature for 20 seconds, and cooling the sample by leaving it at room temperature was repeated twice. Cracks in the sample were visually observed and observed with an ultrasonic microscope. In all ten samples, no cracks were generated, and in each case, one or more samples were evaluated as x. In addition, the temperature cycle resistance test was performed by leaving a sample in an atmosphere of -55 ° C for 30 minutes and then leaving it in an atmosphere of 125 ° C for 30 minutes as one cycle. Destruction such as cracks was judged. In all of the ten samples, those in which these problems did not occur were evaluated as ○, and those in which one or more occurred were evaluated as ×. Table 1 shows the results.
[0065]
On the other hand, after the dicing, separately from the production of the semiconductor device sample, using a UV-330 HQP-2 type exposure machine manufactured by Oak Manufacturing Co., Ltd., 500 mJ / cm 2 The substrate sheet of the adhesive sheet was exposed with the exposure amount of, and the semiconductor element with the adhesive layer was picked up by a pickup device. Here, the pickup property of the semiconductor element with an adhesive layer was evaluated based on the success rate (% / 100 chips) when the semiconductor element with an adhesive layer was picked up by a pickup die bonder. Table 1 shows the results.
[0066]
[Table 1]
From Table 1, it can be seen that the adhesive sheet of the present invention has excellent heat resistance, has no chip fly during dicing, and has good pickup properties.
[0068]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to provide an adhesive sheet that acts as a dicing tape in a dicing step and can be used as an adhesive sheet having excellent connection reliability in a joining step between a semiconductor element and a support member, and furthermore, can be stored for a long time. Even after use, an adhesive sheet having a stable interfacial peel strength between the base material sheet and the adhesive layer can be provided. In other words, it is possible to provide an adhesive sheet whose working life is greatly extended as compared with the related art.
[0069]
Further, the adhesive sheet of the present invention is an adhesive sheet having heat resistance required when a semiconductor element having a large difference in thermal expansion coefficient is mounted on a support member for mounting a semiconductor element, and having excellent workability.
[0070]
Further, by manufacturing a semiconductor device using the adhesive sheet of the present invention, the process can be simplified.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view of an example of an adhesive sheet according to the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of another example of the adhesive sheet according to the present invention.
FIG. 3 is a view showing a state in which a semiconductor wafer is attached to an adhesive sheet according to the present invention.
FIG. 4 is a view showing the use of the adhesive sheet according to the present invention in a dicing process of a semiconductor wafer.
FIG. 5 is a view showing a state in which the adhesive sheet according to the present invention is irradiated with radiation from the base material layer side.
FIG. 6 is a view showing a step of picking up a semiconductor element from the adhesive sheet according to the present invention.
FIG. 7 is a view showing a semiconductor element with an adhesive layer picked up;
FIG. 8 is a view showing a state in which a semiconductor element is thermocompression-bonded to a semiconductor element mounting support member.
[Explanation of symbols]
1 Base sheet
1a Base material layer in base material sheet
1b Adhesive layer in base sheet
2 adhesive layer
3 Release sheet
4 Suction collet
5 Supporting member for mounting semiconductor element
6 dicing cutter
10, 11 adhesive sheet
A semiconductor wafer
A1, A2, A3 ... Semiconductor element
B radiation
Claims (10)
１）前記接着剤層は、表面近傍１μｍに存在する前記低分子量樹脂成分の含有比率ａが４０重量％未満であり、２５℃における５．１ｍｍΦプローブ測定によるタック強度Ａが０．００１〜０．３Ｎであり、６０℃における５．１ｍｍΦプローブ測定によるタック強度Ｂが０．５Ｎ以上であり、かつ（タック強度Ｂ／タック強度Ａ）＞４を満たし、
２）少なくとも前記基材シートの前記接着剤層と接する層の、放射線照射前の２５℃における５．１ｍｍΦプローブ測定によるタック強度αが０．０５〜５Ｎであり、放射線照射後の２５℃における５．１ｍｍΦプローブ測定によるタック強度βが０〜４．９５Ｎであることを特徴とする接着シート。An adhesive layer comprising a high-molecular-weight resin component and a low-molecular-weight resin component having a weight-average molecular weight of 3,000 or less as main components, and an adhesive sheet in which at least a tacky base sheet is laminated,
1) In the adhesive layer, the content ratio a of the low-molecular-weight resin component existing in the vicinity of 1 μm in the surface is less than 40% by weight, and the tack strength A by a 5.1 mmφ probe measurement at 25 ° C. is 0.001 to 0. 3N, tack strength B measured by a 5.1 mmφ probe at 60 ° C. is 0.5 N or more, and (tack strength B / tack strength A)> 4 is satisfied;
2) At least the layer in contact with the adhesive layer of the base material sheet has a tack strength α of 0.05 to 5 N at 25 ° C. before irradiation with a 5.1 mmΦ probe, and 5 at 25 ° C. after irradiation. An adhesive sheet having a tack strength β of 0 to 4.95 N measured by a 1 mmφ probe.
前記半導体ウエハを前記接着シートとともに固定し、これを所定の大きさにダイシングし、半導体素子を形成する工程、
前記接着剤層と基材シートの界面で剥離し、接着剤層付き半導体素子を得る工程、および
前記接着剤層付き半導体素子と半導体素子搭載用支持部材とを前記接着剤層を介して所定位置に接着する工程、
を含む半導体装置の製造方法。A step of attaching a semiconductor wafer to the adhesive layer surface of the adhesive sheet according to any one of claims 1 to 7,
Fixing the semiconductor wafer together with the adhesive sheet, dicing this to a predetermined size, and forming a semiconductor element;
Peeling off at the interface between the adhesive layer and the base material sheet to obtain a semiconductor element with an adhesive layer, and positioning the semiconductor element with the adhesive layer and the supporting member for mounting the semiconductor element at a predetermined position via the adhesive layer; Bonding to the
A method for manufacturing a semiconductor device including:
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