JP2008006386A - チップ用保護膜形成用シートによる保護膜形成方法。 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】半導体チップ裏面に保護膜を形成する方法において、少なくとも2層の保護膜形成層からなり、最外層と最外層以外の層の色が異なるチップ用保護膜形成用シートが半導体裏面に貼り合わされ、レーザー照射で最外層が部分的に削り取られ、色の異なる最外層以外の層の露出部が形成され、この露出部によりマーキングすることを特徴とするチップ用保護膜形成用シートによる保護膜形成方法。
【選択図】なし
Description
(1)半導体ウエハの表面にエッチング法等により回路を形成し、回路面の所定位置にバンプを形成する。
(2)半導体ウエハ裏面を所定の厚さまで研削する。
(3)リングフレームに張設されたダイシングテープに半導体ウエハ裏面を固定し、ダイシングソーにより回路毎に切断分離し、半導体チップを得る。
(4)半導体チップをピックアップし、フェースダウン方式で所定の基台上に実装し、必要に応じチップを保護するために樹脂封止またはチップ裏面に樹脂コーティングを施し、半導体装置を得る。
また、樹脂コーティングは、適量の樹脂を均一に塗布することが難しいため、品質にばらつきがでることがある。したがって、均一性の高い保護膜を、チップ裏面に簡便に形成できる技術の開発が要望されている。
この問題を解決するために、均一性の高い保護膜を、チップ裏面に簡便に形成でき、しかも機械研削によってチップ裏面に微小な傷が形成されたとしても、かかる傷に起因する悪影響を解消できるチップ用保護膜形成用シートが提案されている(例えば、特許文献1、2参照)。
(1)半導体チップ裏面に保護膜を形成する方法において、少なくとも2層の保護膜形成層からなり、最外層と最外層以外の層の色が異なるチップ用保護膜形成用シートが半導体裏面に貼り合わされ、レーザー照射で最外層が部分的に削り取られ、色の異なる最外層以外の層の露出部が形成され、この露出部によりマーキングすることを特徴とするチップ用保護膜形成用シートによる保護膜形成方法、
(2)前記チップ用保護膜形成用シートのチップに接する層が硬化性接着剤層であることを特徴とする(1)に記載のチップ用保護膜形成用シートによる保護膜形成方法、
(3)前記チップ用保護膜形成用シートの最外層には顔料あるいは染料が含まれ、最外層以外の層には顔料あるいは染料が含まれていないことを特徴とする(1)または(2)に記載のチップ用保護膜形成用シートによる保護膜形成方法、および、
(4)前記チップ用保護膜形成用シートの最外層の厚さは、最外層以外の層の厚さより薄く、かつ、0.1〜50μmであることを特徴とする(1)〜(3)のいずれか1項に記載のチップ用保護膜形成用シートによる保護膜形成方法、
を提供するものである。
図1に示すように、本発明で使用するチップ用保護膜形成用シート1は、少なくとも2層の保護膜形成層2、3からなり、必要に応じて片面または両面に剥離シート4が仮着されていてもよい。したがって、本発明で使用するチップ用保護膜形成用シート1を構成する保護膜形成層の最外層以外の層3は、単層のみではなく複数の層から構成されていてもよい。
剥離シート4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、フッ素樹脂フィルム等が用いられる。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よい。
剥離シートの膜厚は、通常は5〜300μm、好ましくは10〜200μm、特に好ましくは20〜150μm程度である。
このようなエポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールS型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、脂肪族鎖状エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールAノボラック型エポキシ樹脂、ビフェノールのジグリシジリエーテル化物、ナフタレンジオールのジグリシジリエーテル化物、フェノール類のジグリシジリエーテル化物、アルコール類のジグリシジルエーテル化物、及びこれらのアルキル置換体、ハロゲン化物、水素添加物などの二官能エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂が挙げられる。また、多官能エポキシ樹脂や複素環含有エポキシ樹脂等、一般に知られているものを適用することもできる。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。さらに、特性を損なわない範囲でエポキシ樹脂以外の成分が不純物として含まれていてもよい。
このようなフェノール樹脂の具体例として、例えば、次記一般式(I):
で示されるフェノール樹脂が挙げられる。
上記一般式(I)で示される本発明で使用するシートを構成するフェノール樹脂は、例えば、フェノール化合物と2価の連結基であるキシリレン化合物を、無触媒又は酸触媒の存在下に反応させて得ることができる。また市販品としては、例えば、ミレックスXLC−シリーズ,ミレックスXLシリーズ(以上、商品名、三井化学株式会社製)などを挙げることができる。
熱活性型潜在性エポキシ樹脂硬化剤とは、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。
このようなポリマーとしては、たとえばアクリル共重合体、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ゴム系ポリマー等が用いられ、特にアクリル共重合体が好ましく用いられる。
顔料、染料の添加量もその種類により様々であるが、一般的には保護膜形成層を形成する全成分の0.3〜20%、好ましくは1〜15%程度が適当である。また、硬化前の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、有機金属キレート化合物等の架橋剤を添加することもできる。
さらに、保護膜形成層には、リン酸化合物、ブロム化合物、リン系化合物等を加え難燃性能を付加することでパッケージとしての信頼性を向上させることができる。
保護膜形成層の総厚は、通常は、3〜200μm、好ましくは10〜60μmである。
その後、保護膜を形成した半導体ウエハを、リングフレームに張設されたダイシングテープに保護膜面を貼り合わせ、ダイシングソーにより回路毎に切断分離し、半導体チップを得る。得られた半導体チップをピックアップし、フェースダウン方式で所定の基台上に実装する。
半導体チップを保護するために樹脂封止またはチップ裏面に樹脂コーティングを施す必要は殆どない。
以下に示した各成分からなる熱硬化性保護膜形成層用の塗布剤を表1記載の混合量で調製し、各保護膜1〜5の膜形成塗布剤とした。なお、表1における数値の単位はいずれも質量部である。
A:エポキシ樹脂
液状ビスフェノールA型エポキシ樹脂(エポキシ当量180〜200)
B:エポキシ樹脂
o−クレゾールノボラック型エポキシ樹脂(エポキシ当量210〜230)
C:フェノール樹脂
フェノールノボラック樹脂(水酸基当量110〜140)
D:潜在性エポキシ樹脂硬化剤
イミダゾール化合物(2−フェニル4,5−ジヒドロキシメチルイミダゾール)
E:ポリマー成分
アクリル酸エステル共重合体(エポキシ基含有、分子量80万、Tg10℃)
F:フィラー
合成シリカフィラー(平均粒径0.5μm)
G:顔料・染料
カーボンブラック(平均粒径28nm)
H:顔料・染料
フタロシアニンブルー(平均粒径50nm)
表2に示す実施例1〜5、比較例1〜4の組み合わせとなるように、ポリエチレンフィルムからなる剥離シート上に、表1の保護膜を形成する各塗布剤を最外層およびウエハと接する層(最外層以外の層)が表示の厚さとなるように塗布製膜することで、実施例1〜5、比較例1〜4の各チップ用保護膜形成用シートを作製した。
このようにして作製されたチップ用保護膜形成用シートを表面に回路が形成された厚さ500μmのシリコンウエハに貼り合わせ、熱硬化性保護膜形成層を180℃、2時間で加熱硬化した。硬化被膜(保護膜)にレーザーマーカ(ML−G9320、商品名、キーエンス(株)製)で縦700μm、横800μm、深さ12μm、線幅10μmの文字をレーザーマーキングしてからその保護膜側にダイシングテープ(UC−3010M−110、商品名、古河電気工業(株)製)を貼り合わせ、10mm×10mmにダイシングした。
分割された個々のシリコンチップを85℃/60%RHの恒温恒湿槽で168時間処理した後、IRリフロー炉で265℃30秒加熱した。その後、得られたシリコンチップと形成された保護膜との剥離の有無をSAT(超音波映像装置:日立建機ファインテック株式会社製)で観察した。20個のサンプルのうち、剥離が発生したものをカウントした。
分割された個々のシリコンチップを85℃/85%RHの恒温恒湿槽で168時間処理した後、IRリフロー炉で265℃30秒加熱した。その後、得られたシリコンチップと形成された保護膜との剥離の有無をSAT(超音波映像装置:日立建機ファインテック株式会社製)で観察した。20個のサンプルのうち、剥離が発生したものをカウントした。
上記と同様シリコンウエハに貼り合わせた硬化性保護膜形成層を180℃、2時間で加熱硬化し、硬化被膜(保護膜)に同様にレーザーマーキングをしてからその保護膜側にダイシングテープを貼り合わせた後、レーザーマーキングの印字の視認性を蛍光灯下で目視確認した。視認性について、10人のパネラーが50cmの距離から見て、読み取れる印字数の平均が、85%以上、半数以上、20%以上、20%未満の4段階に分け、良い順に◎、○、△、×とした。
上記と同様に、シリコンウエハに貼合した硬化性保護膜形成層を180℃、2時間で加熱硬化し、硬化被膜(保護膜)にレーザーマーキングをしてからその保護膜側にダイシングテープを貼り合わせ、10mm×10mmにダイシングした後、チップをピックアップした。得られたチップのレーザーマーキングの印字の視認性を上記(3)に記載したと同様のテストにより、目視確認した。ダイシング前に比べ、ピックアップ後に印字の視認性が低下していないものを○、視認性が低下したものを×とした。
2 最外層
3 最外層以外の層
4 剥離シート
5 レーザーマーキングによって最外層が削り取られた部分
6 半導体ウエハ
Claims (4)
- 半導体チップ裏面に保護膜を形成する方法において、少なくとも2層の保護膜形成層からなり、最外層と最外層以外の層の色が異なるチップ用保護膜形成用シートが半導体裏面に貼り合わされ、レーザー照射で最外層が部分的に削り取られ、色の異なる最外層以外の層の露出部が形成され、この露出部によりマーキングすることを特徴とするチップ用保護膜形成用シートによる保護膜形成方法。
- 前記チップ用保護膜形成用シートのチップに接する層が硬化性接着剤層であることを特徴とする請求項1に記載のチップ用保護膜形成用シートによる保護膜形成方法。
- 前記チップ用保護膜形成用シートの最外層には顔料あるいは染料が含まれ、最外層以外の層には顔料あるいは染料が含まれていないことを特徴とする請求項1または2に記載のチップ用保護膜形成用シートによる保護膜形成方法。
- 前記チップ用保護膜形成用シートの最外層の厚さは、最外層以外の層の厚さより薄く、かつ、0.1〜50μmであることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のチップ用保護膜形成用シートによる保護膜形成方法。
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