JP2009152490A - Chip protecting film - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ＷＬ−ＣＳＰ技術を用いた表面樹脂封止型半導体装置に適用されるチップ保護用フィルムに関する。 The present invention relates to a chip protection film applied to a surface resin sealed semiconductor device using WL-CSP technology.
近年、集積回路等の半導体素子の実装技術として、ダイシング前のウエハ状態のままで再配線や樹脂封止を行い、最終段階で、チップ単位に切断されるＷＬ−ＣＳＰ（Ｗａｆｅｒ Ｌｅｖｅｌ Ｃｈｉｐ Ｓｉｚｅ Ｐａｃｋａｇｅともいう）の実用化が進んでいる。ＷＬ−ＣＳＰにおいては、ベアチップとほぼ同サイズで配線長が短いことから、小型・薄型・高速という特徴を有しており、例えば携帯電話向けのＣＳＰとして採用されている。 In recent years, as a mounting technology for semiconductor elements such as integrated circuits, WL-CSP (Wafer Level Chip Size Package), which is re-wired or resin-sealed in the wafer state before dicing, and is cut in units of chips at the final stage. Is being put to practical use. WL-CSP has the characteristics of being small, thin, and high speed because it is almost the same size as a bare chip and has a short wiring length, and is adopted as a CSP for mobile phones, for example.
このようなＷＬ−ＣＳＰ技術を用いた従来の半導体装置の例を、図４に示す。図４に示す半導体装置は、次のような工程を経て製造される。
（１）回路形成面に電極パッド２が形成され、電極パッド２にＣｕ再配線３及びＣｕポスト４が設けられたウエハＷを準備する。
（２）Ｃｕポスト４を覆うように樹脂５を充填し、熱硬化させることにより、ウエハＷの表面を樹脂封止する。
（３）封止樹脂５の表面をＣｕポスト４の高さまで研磨し、Ｃｕポスト４の先端を露出させる。
（４）露出したＣｕポスト４に半田ボール６を形成する。
（５）ウエハＷをダイシングしてチップ単位に分断する。
以上の工程により得られた半導体装置は、その後、半田ボール６を介して実装基板に接続され、実装される。このとき、半導体装置は、その回路形成面が実装基板に向いた、いわゆるフェースダウン方式でテープ基板に実装される。
An example of a conventional semiconductor device using such WL-CSP technology is shown in FIG. The semiconductor device shown in FIG. 4 is manufactured through the following steps.
(1) Prepare a wafer W in which the electrode pad 2 is formed on the circuit formation surface, and the Cu rewiring 3 and the Cu post 4 are provided on the electrode pad 2.
(2) The surface of the wafer W is resin-sealed by filling the resin 5 so as to cover the Cu post 4 and thermosetting it.
(3) The surface of the sealing resin 5 is polished to the height of the Cu post 4 to expose the tip of the Cu post 4.
(4) A solder ball 6 is formed on the exposed Cu post 4.
(5) The wafer W is diced and divided into chips.
The semiconductor device obtained through the above steps is then connected to the mounting substrate via the solder balls 6 and mounted. At this time, the semiconductor device is mounted on the tape substrate by a so-called face-down method in which the circuit formation surface faces the mounting substrate.
一般に、このようなＷＬ−ＣＳＰ技術を用いた樹脂封止型半導体装置においては、樹脂層の硬化時及びその後の冷却時に、ウエハとその上に形成された樹脂層との線膨張係数の差によって、図５に示すように、ウエハ裏面側を凸にしてウエハの反りが発生するという問題がある。ウエハの反りが生じると、樹脂封止後に実施される樹脂表面の研磨工程やウエハのダイシング工程において、ウエハを固定することができず、研磨やダイシングの精度が劣化する、あるいは、これら工程を実施することができなくなるといった不具合が生じる。このようなことから、樹脂封止後のウエハの反りの抑制は、重要な課題となっている。 In general, in a resin-encapsulated semiconductor device using such WL-CSP technology, a difference in linear expansion coefficient between a wafer and a resin layer formed thereon is caused when the resin layer is cured and then cooled. As shown in FIG. 5, there is a problem that the wafer is warped with the wafer back surface convex. If the wafer warps, the wafer cannot be fixed in the resin surface polishing process or wafer dicing process performed after resin sealing, and the precision of polishing or dicing deteriorates, or these processes are performed. The problem that it becomes impossible to do it arises. For this reason, suppression of wafer warpage after resin sealing has become an important issue.
上記の課題に対して、例えば、特許文献１には、樹脂封止工程に先立って、半導体素子の裏面に保護テープ（保護フィルム）を接着する工程を有する半導体装置の製造方法が提案されている。特許文献１には、半導体素子の裏面に保護テープを接着することで、外力や異物によるクラックの発生を防止できることに加え、ウエハの表裏で膨張、収縮にバランスがとれ、ウエハの反りが低減されることが記載されている。しかしながら、樹脂封止工程に先立って、半導体素子の裏面に保護フィルムを接着しても、実際には樹脂封止後のウエハの反りを充分に低減することは容易でなかった。したがって、樹脂封止後にウエハに反りが生じた場合でも、その反りを矯正することができる保護フィルムの開発が望まれている。
本発明は、フェースダウン方式で実装される半導体チップの裏面を保護する機能に加え、樹脂封止後のウエハの反りを矯正してウエハレベルでの半導体装置の反りを低減可能なチップ保護用フィルムを提供することを目的とする。 The present invention provides a chip protection film capable of reducing the warpage of a semiconductor device at the wafer level by correcting the warpage of the wafer after resin sealing in addition to the function of protecting the back surface of the semiconductor chip mounted by the face-down method. The purpose is to provide.
本発明者らは、上記の課題に対し、鋭意検討した結果、以下のような知見を得た。
すなわち、特定の成分を含有し、且つ、それらの含有量や質量比を特定の範囲に設定した硬化性保護膜形成層を有するチップ保護用フィルムを、樹脂封止後の反りの発生した半導体ウエハの裏面に貼り付け、硬化性保護膜形成層を熱硬化させることで、保護膜の硬化収縮によって、ウエハに逆反り方向の力を加えることができ、ウエハの反りを矯正できることを見出した。本発明は、上記の知見に基づき完成されたものである。
As a result of intensive studies on the above problems, the present inventors have obtained the following knowledge.
That is, a chip protection film having a curable protective film-forming layer containing specific components and having their content and mass ratio set in a specific range is a semiconductor wafer in which warpage occurs after resin sealing. It has been found that by applying the curable protective film forming layer to the back surface of the film and thermally curing the curable protective film forming layer, a force in the reverse warping direction can be applied to the wafer by curing shrinkage of the protective film, and the warpage of the wafer can be corrected. The present invention has been completed based on the above findings.
本発明のチップ保護用フィルムは、ＷＬ−ＣＳＰ技術を用いた樹脂封止型半導体装置に用いられるチップ保護用フィルムであって、（Ａ）バインダーポリマー成分、（Ｂ）エポキシ樹脂、（Ｃ）エポキシ樹脂の硬化剤、（Ｄ）シリカ、及び（Ｅ）染料及び／又は顔料を必須成分として含有し、（Ｄ）シリカの含有量が全体の５０〜８０質量％であり、且つ、（Ａ）バインダーポリマー成分と（Ｂ）エポキシ樹脂の質量比〔（Ｂ）／（Ａ）〕が２〜８の範囲である硬化性保護膜形成層を有することを特徴とする。 The film for chip protection of the present invention is a film for chip protection used in a resin-encapsulated semiconductor device using WL-CSP technology, and includes (A) a binder polymer component, (B) an epoxy resin, and (C) an epoxy. A resin curing agent, (D) silica, and (E) a dye and / or pigment are contained as essential components, (D) the content of silica is 50 to 80% by mass, and (A) a binder It has the curable protective film formation layer whose mass ratio [(B) / (A)] of a polymer component and (B) epoxy resin is the range of 2-8.
（Ａ）バインダーポリマー成分としては、フェノール性水酸基含有芳香族ポリアミドオリゴマーと、ポリブタジエン／アクリロニトリル共重合体とから形成されるポリアミド系ブロック共重合体であることが好ましく、（Ｂ）エポキシ樹脂としては、少なくとも液状エポキシ樹脂と固形エポキシ樹脂とを含む２種以上のエポキシ樹脂を含むことが好ましい。
前記硬化性保護膜形成層の片面又は両面に、剥離シートを有していてもよい。
The (A) binder polymer component is preferably a polyamide block copolymer formed from a phenolic hydroxyl group-containing aromatic polyamide oligomer and a polybutadiene / acrylonitrile copolymer. (B) As an epoxy resin, It is preferable to include at least two epoxy resins including at least a liquid epoxy resin and a solid epoxy resin.
A release sheet may be provided on one side or both sides of the curable protective film forming layer.
本発明のチップ保護用フィルムによれば、樹脂封止によって生じたウエハの反りを矯正することができ、樹脂封止後に実施される樹脂表面の研磨工程やウエハのダイシング工程において、ウエハの固定不良が発生することなく、精度の良い研磨やダイシングを行うことができる。 According to the chip protection film of the present invention, it is possible to correct the wafer warpage caused by the resin sealing, and in the wafer surface polishing process and the wafer dicing process performed after the resin sealing, the wafer fixing failure It is possible to perform highly accurate polishing and dicing without the occurrence of.
つぎに、本発明のチップ保護用フィルムについて、図面を参考にして説明する。
図１および図２は、剥離シート上に硬化性保護膜形成層を有する本発明のチップ保護用フィルムの二つの例を示したものであり、図１は硬化性保護膜形成層１２の両面に剥離シート１１を仮着させた構成であり、図２は硬化性保護膜形成層２の片面に剥離シート１１を仮着させた構成である。
以下に、剥離シートと硬化性保護膜形成層の構成について、順に説明する。また、このチップ保護用フィルムの製造方法と使用方法についても、説明する。
Next, the film for protecting a chip of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 and 2 show two examples of the film for protecting a chip of the present invention having a curable protective film-forming layer on a release sheet, and FIG. 1 shows both sides of the curable protective film-forming layer 12. FIG. 2 shows a configuration in which the release sheet 11 is temporarily attached to one side of the curable protective film forming layer 2.
Below, the structure of a peeling sheet and a curable protective film formation layer is demonstrated in order. Moreover, the manufacturing method and usage method of this chip protection film will also be described.
＜剥離シート＞
剥離シートは、チップ保護用フィルムの取り扱い性を良くする目的で、また硬化性保護膜形成層を保護する目的で用いられる。
剥離シートの表面張力としては、好ましくは４０ｍＮ／ｍ以下であるのがよく、特に好ましくは３５ｍＮ／ｍ以下であるのがよい。このような表面張力の低い剥離シートは、材質を適宜に選択して得ることが可能であるし、またシートの表面にシリコーン樹脂等を塗布して離型処理を施すことで得ることもできる。
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。
<Peeling sheet>
The release sheet is used for the purpose of improving the handleability of the chip protection film and for the purpose of protecting the curable protective film forming layer.
The surface tension of the release sheet is preferably 40 mN / m or less, and particularly preferably 35 mN / m or less. Such a release sheet having a low surface tension can be obtained by appropriately selecting the material, and can also be obtained by applying a silicone resin or the like to the surface of the sheet and performing a release treatment.
The thickness of the release sheet is usually about 5 to 300 μm, preferably about 10 to 200 μm, and particularly preferably about 20 to 150 μm.
剥離シートの材質としては、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、ポリ塩化ピニルフィルム、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・酢酸ビニル共重合体フィルム、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。
Examples of the release sheet material include polyethylene film, polypropylene film, polybutene film, polybutadiene film, polymethylpentene film, polyphenyl chloride film, vinyl chloride copolymer film, polyethylene terephthalate film, polyethylene naphthalate film, and polybutylene terephthalate film. , Polyurethane film, ethylene / vinyl acetate copolymer film, ionomer resin film, ethylene / (meth) acrylic acid copolymer film, ethylene / (meth) acrylic acid ester copolymer film, polystyrene film, polycarbonate film, polyimide film A fluororesin film or the like is used. These crosslinked films are also used.
Furthermore, these laminated films may be used.
＜硬化性保護膜形成層＞
硬化性保護膜形成層は、硬化処理によって硬化し、半導体チップの裏面に保護膜を形成する。本発明の硬化性保護膜形成層は、（Ａ）バインダーポリマー成分、（Ｂ）エポキシ樹脂、（Ｃ）エポキシ樹脂の硬化剤、（Ｄ）シリカ、及び（Ｅ）染料及び／又は顔料を必須成分として含有する。（Ｄ）シリカの含有量は、全体の５０〜８０質量％であり、（Ａ）バインダーポリマー成分と（Ｂ）エポキシ樹脂の質量比〔（Ｂ）／（Ａ）〕は２〜８の範囲である。また、上記（Ａ）〜（Ｅ）成分のほかに、（Ｆ）カップリング剤、（Ｇ）その他の成分を含んでいてもよい。
<Curable protective film forming layer>
The curable protective film forming layer is cured by a curing process to form a protective film on the back surface of the semiconductor chip. The curable protective film-forming layer of the present invention comprises (A) a binder polymer component, (B) an epoxy resin, (C) a curing agent for epoxy resin, (D) silica, and (E) a dye and / or a pigment as essential components. Contained as. (D) The content of silica is 50 to 80% by mass of the total, and the mass ratio [(B) / (A)] of (A) binder polymer component and (B) epoxy resin is in the range of 2 to 8. is there. In addition to the components (A) to (E), (F) a coupling agent and (G) other components may be included.
上記のような組成を有する硬化性保護膜形成層は、熱硬化による収縮が大きい。従来、ウエハの裏面に接着される保護テープについては、テープの硬化収縮によるウエハに対する悪影響を考慮して、硬化収縮を少なくする方向で開発が進められてきた。これに対し、本発明は、この硬化収縮を逆に積極的に利用し、反りの発生したウエハに対して逆反り方向の力を加えて、ウエハの反りを矯正するものである。
以下に、上記各成分について説明する。
The curable protective film forming layer having the above composition has a large shrinkage due to thermosetting. Conventionally, development has been made on a protective tape to be bonded to the back surface of a wafer in order to reduce curing shrinkage in consideration of an adverse effect on the wafer due to curing shrinkage of the tape. On the other hand, the present invention positively utilizes this curing shrinkage on the contrary, and applies a force in the reverse warping direction to the warped wafer to correct the warpage of the wafer.
Below, each said component is demonstrated.
（Ａ）バインダーポリマー成分
バインダーポリマー成分としては、例えば、ポリアミド系ブロック共重合体、アクリル系共重合体、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、及びゴム系ポリマー等を用いることができる。これらの中でも、特に、後述のエポキシ樹脂と併用した場合にフィルムの可とう性の面で有利となるポリアミド系ブロック共重合体が好ましい。
(A) Binder polymer component As the binder polymer component, for example, a polyamide block copolymer, an acrylic copolymer, a polyester resin, a urethane resin, a silicone resin, and a rubber polymer can be used. Among these, a polyamide block copolymer which is advantageous in terms of the flexibility of the film when used in combination with an epoxy resin described later is particularly preferable.
前記ポリアミド系ブロック共重合体は、アミノアリール基を両末端基とするフェノール性水酸基含有芳香族ポリアミドオリゴマーと、両末端にカルボキシル基を含有するポリブタジエン／アクリロニトリル共重合体とを反応させることにより、形成することができる。このブロック共重合体は、例えば特開平６−２９９１３３号公報に記載されているものを使用できる。 The polyamide block copolymer is formed by reacting a phenolic hydroxyl group-containing aromatic polyamide oligomer having aminoaryl groups at both ends with a polybutadiene / acrylonitrile copolymer containing carboxyl groups at both ends. can do. As this block copolymer, for example, those described in JP-A-6-299133 can be used.
本発明において、フェノール水酸基含有芳香族オリゴマーに対するポリブタエン／アクリロニトリル共重合体の比は重量比で２／８〜８／２が好ましく、４／６〜６／４がより好ましい。
ポリアミド系ブロック共重合体（Ａ）中のフェノール性水酸基を有するフェノール成分の含有量はフェノール当量として、１０００〜１００００ｇ／ｅｑが好ましく、３０００〜６０００ｇ／ｅｑがより好ましい。
In the present invention, the weight ratio of polybutene / acrylonitrile copolymer to phenolic hydroxyl group-containing aromatic oligomer is preferably 2/8 to 8/2, more preferably 4/6 to 6/4.
The content of the phenol component having a phenolic hydroxyl group in the polyamide-based block copolymer (A) is preferably 1000 to 10000 g / eq, more preferably 3000 to 6000 g / eq, as a phenol equivalent.
上記の両末端にアミノアリール基を有するフェノール性水酸基含有芳香族ポリアミドオリゴマーは、芳香族ジアミン成分と芳香族ジカルボン酸成分との縮重合により、合成される。芳香族ジアミン成分または芳香族ジカルボン酸成分中に、水酸基を有する芳香族ジアミンまたは水酸基を有する芳香族ジカルボン酸を混入させることにより、フェノール性水酸基含有芳香族ポリアミドオリゴマーを製造できる。また、オリゴマーの両末端基をアミノアリール基化するには、芳香族ジアミン成分を芳香族ジカルボン酸成分よりも過剰量で縮重合反応することにより、容易に達成できる。 The phenolic hydroxyl group-containing aromatic polyamide oligomer having aminoaryl groups at both ends is synthesized by condensation polymerization of an aromatic diamine component and an aromatic dicarboxylic acid component. A phenolic hydroxyl group-containing aromatic polyamide oligomer can be produced by mixing an aromatic diamine having a hydroxyl group or an aromatic dicarboxylic acid having a hydroxyl group into the aromatic diamine component or aromatic dicarboxylic acid component. In addition, the formation of aminoaryl groups at both terminal groups of the oligomer can be easily achieved by subjecting the aromatic diamine component to a polycondensation reaction in an excess amount relative to the aromatic dicarboxylic acid component.
上記の芳香族ジアミン成分としては、たとえば、ｍ−フェニレンジアミン、ｐ−フェニレンジアミン、ｍ−トリレンジアミン、４，４’−ジアミノジフェニルエーテル、３，３’−ジメチル−４，４’−ジアミノジフェニルエーテル、３，４’−ジアミノジフェニルエーテル、４，４’−ジアミノジフェニルチオエーテル、３，３’−ジメチル−４，４’−ジアミノジフェニルチオエーテル、３，３’−ジエトキシ−４，４’−ジアミノジフェニルチオエーテル、３，３’−ジアミノジフェニルチオエーテル、４，４’−ジアミノベンゾフェノン、３，３’−ジメチル−４，４’−ジアミノベンゾフェノン、３，３’−ジアミノジフェニルメタン、４，４’−ジアミノジフェニルメタン、３，３’−ジメトキシ−４，４’−ジアミノジフェニルチオエーテル、２，２’−ビス（３−アミノフェニル）プロパン、２，２’−ビス（４−アミノフェニル）プロパン、４，４’−ジアミノジフェニルスルフォキサイド、４，４’−ジアミノジフェニルスルフォン、ベンチジン、３，３’−ジメチルベンチジン、３，３’−ジメトキシベンチジン、３，３’−ジアミノビフェニル、ｐ−キシリレンジアミン、ｍ−キシリレンジアミン、ｏ−キシリレンジアミン、２，２’−ビス（３−アミノフェノキシフェニル）プロパン、２，２’−ビス（４−アミノフェノキシフェニル）プロパン、１，３−ビス（４−アミノフェノキシフェニル）ベンゼン、１，３’−ビス（３−アミノフェノキシフ）プロパン、４，４’−（ｐ−フェニレンジイソプロピリデン）ビスアニリンなどが挙げられる。
ただし、これらにのみ限定されるものではない。また、これらはその１種または２種以上を混合して用いてもよい。
Examples of the aromatic diamine component include m-phenylenediamine, p-phenylenediamine, m-tolylenediamine, 4,4′-diaminodiphenyl ether, 3,3′-dimethyl-4,4′-diaminodiphenyl ether, 3,4′-diaminodiphenyl ether, 4,4′-diaminodiphenyl thioether, 3,3′-dimethyl-4,4′-diaminodiphenyl thioether, 3,3′-diethoxy-4,4′-diaminodiphenyl thioether, 3 , 3′-diaminodiphenylthioether, 4,4′-diaminobenzophenone, 3,3′-dimethyl-4,4′-diaminobenzophenone, 3,3′-diaminodiphenylmethane, 4,4′-diaminodiphenylmethane, 3,3 '-Dimethoxy-4,4'-diaminodiphenylthioether, 2,2' Bis (3-aminophenyl) propane, 2,2′-bis (4-aminophenyl) propane, 4,4′-diaminodiphenyl sulfoxide, 4,4′-diaminodiphenylsulfone, benzidine, 3,3 ′ -Dimethylbenzidine, 3,3'-dimethoxybenzidine, 3,3'-diaminobiphenyl, p-xylylenediamine, m-xylylenediamine, o-xylylenediamine, 2,2'-bis (3-amino Phenoxyphenyl) propane, 2,2′-bis (4-aminophenoxyphenyl) propane, 1,3-bis (4-aminophenoxyphenyl) benzene, 1,3′-bis (3-aminophenoxyph) propane, 4 , 4 ′-(p-phenylenediisopropylidene) bisaniline and the like.
However, it is not limited only to these. Moreover, you may use these 1 type or in mixture of 2 or more types.
上記のジカルボン酸成分としては、たとえば、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、４，４’−オキシ二安息香酸、４，４’−ビフェニルジカルボン酸、３，３’−、メチレン二安息香酸、４，４’−メチレン二安息香酸、４，４’−チオ二安息香酸、３，３’−カルボニル二安息香酸、４，４’−カルボニル二安息香酸、４，４’−スルフォニル二安息香酸、１，５−ナフタレンジカルボン酸、１，４−ナフタレンジカルボン酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸、１，２−ナフタレンジカルボン酸などが挙げられる。
ただし、これらにのみ限定されるものではない。また、これらはその１種または２種以上を混合して用いてもよい。
Examples of the dicarboxylic acid component include phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, 4,4′-oxydibenzoic acid, 4,4′-biphenyldicarboxylic acid, 3,3′-, methylene dibenzoic acid, 4 , 4′-methylene dibenzoic acid, 4,4′-thiodibenzoic acid, 3,3′-carbonyl dibenzoic acid, 4,4′-carbonyl dibenzoic acid, 4,4′-sulfonyldibenzoic acid, 1 , 5-naphthalenedicarboxylic acid, 1,4-naphthalenedicarboxylic acid, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid, 1,2-naphthalenedicarboxylic acid, and the like.
However, it is not limited only to these. Moreover, you may use these 1 type or in mixture of 2 or more types.
上記の水酸基を有する芳香族ジアミンとしては、たとえば、３，３’−ジヒドロキシ−４，４’−ジアニリン、２，２−ビス（３’−アミノ−４−ヒドロキシフェニル）プロパン、２，４−ジヒドロキシ−１，５−ジアミノベンゼン、５−ヒドロキシ−１，３−ジアミノベンゼンなどが挙げられる。
また、上記の水酸基を有する芳香族ジカルボン酸としては、たとえば、５−ヒドロキシイソフタル酸、４−ヒドロキシイソフタル酸、２−ヒドロキシイソフタル酸、３−ヒドロキシイソフタル酸、２−ヒドロキシテレフタル酸などが挙げられる。
ただし、これらの水酸基を有する芳香族ジアミンまたは水酸基を有する芳香族ジカルボン酸にのみ限定されるものではない。
Examples of the aromatic diamine having a hydroxyl group include 3,3′-dihydroxy-4,4′-dianiline, 2,2-bis (3′-amino-4-hydroxyphenyl) propane, and 2,4-dihydroxy. Examples include -1,5-diaminobenzene and 5-hydroxy-1,3-diaminobenzene.
Examples of the aromatic dicarboxylic acid having a hydroxyl group include 5-hydroxyisophthalic acid, 4-hydroxyisophthalic acid, 2-hydroxyisophthalic acid, 3-hydroxyisophthalic acid, and 2-hydroxyterephthalic acid.
However, it is not limited to aromatic diamines having these hydroxyl groups or aromatic dicarboxylic acids having hydroxyl groups.
このように合成される両末端にアミノアリール基を有するフェノール性水酸基含有芳香族ポリアミドオリゴマーと、両末端にカルボキシル基を持つポリブタジエン／アクリロニトリル共重合体とを縮重合させることにより、本発明に用いるポリアミド系ブロック共重合体を合成することができる。
上記のポリブタジエン／アクリロニトリル共重合体は、両末端にカルボキシル基を導入させるための公知の方法で合成されるものを使用できる。各成分の平均重合度は後述する式１中の平均重合度（ｘ，ｙ）を有するものを使用できる。
Polyamide used in the present invention by polycondensing a phenolic hydroxyl group-containing aromatic polyamide oligomer having aminoaryl groups at both ends and a polybutadiene / acrylonitrile copolymer having carboxyl groups at both ends thus synthesized. A system block copolymer can be synthesized.
As the polybutadiene / acrylonitrile copolymer, those synthesized by a known method for introducing carboxyl groups at both ends can be used. As the average degree of polymerization of each component, those having an average degree of polymerization (x, y) in formula 1 described later can be used.
上記の縮重合は、従来の公知の方法により、行うことができる。たとえば、カルボキシル基とアミノ基間との直接脱水重縮重合法、カルボキシル基をチオニルクロライドなどで酸クロライド化したのちにアミンと反応させる重合方法、亜燐酸エステルとピリジンによる縮重合触媒を使用する合成方法などが好ましく用いられる。 Said polycondensation can be performed by the conventionally well-known method. For example, direct dehydration polycondensation between carboxyl group and amino group, polymerization method in which carboxyl group is converted to acid chloride with thionyl chloride and then reacted with amine, synthesis using polycondensation catalyst with phosphite and pyridine A method or the like is preferably used.
このような縮重合により形成されるポリアミド系ブロック共重合体は、例えば、つぎの構造式１で表される。ポリアミド系ブロック共重合体の引っ張り強度、引っ張り弾性率などの物性を考慮すると、式１中、平均重合度ｘ、ｙ、ｚ、ｌ、ｍおよびｎは、ｘ＝３〜７、ｙ＝１〜４、ｚ＝５〜１５、ｌ＋ｍ＝２〜２００の整数を示すものであり、ｍ／（ｍ＋ｌ）≧０．０４であるのが好ましい。ｌ及びｎは１以上の整数を示す。 The polyamide block copolymer formed by such condensation polymerization is represented by the following structural formula 1, for example. In consideration of physical properties such as tensile strength and tensile modulus of the polyamide block copolymer, in formula 1, the average degree of polymerization x, y, z, l, m and n is x = 3 to 7, y = 1 to 1. 4, z = 5 to 15, l + m = 2 to 200, and preferably m / (m + l) ≧ 0.04. l and n represent an integer of 1 or more.
一方、アクリル系共重合体としては、エポキシ基含有アクリル共重合体を使用することが好ましい。このエポキシ基含有アクリル共重合体は、エポキシ基を有するグリシジルアクリレート又はグリシジルメタクリレートを０．５〜６質量％含む。ウエハとの高い接着力を得るためには、０．５質量％以上が好ましく、６質量％以下であればゲル化を抑制できる。上記エポキシ基含有アクリル共重合体のＴｇとしては、−１０℃以上３０℃以下であることが好ましい。 On the other hand, it is preferable to use an epoxy group-containing acrylic copolymer as the acrylic copolymer. This epoxy group-containing acrylic copolymer contains 0.5 to 6% by mass of glycidyl acrylate or glycidyl methacrylate having an epoxy group. In order to obtain a high adhesive force with the wafer, the content is preferably 0.5% by mass or more, and gelation can be suppressed if it is 6% by mass or less. The Tg of the epoxy group-containing acrylic copolymer is preferably −10 ° C. or higher and 30 ° C. or lower.
官能基モノマーとして用いるグリシジルアクリレート又はグリシジルメタクリレートの量は０．５〜６質量％の共重合体比であるが、その残部はメチルアクリレート、メチルメタクリレートなどの炭素数１〜８のアルキル基を有するアルキルアクリレート、アルキルメタクリレート、およびスチレンやアクリロニトリルなどの混合物を用いることができる。これらの中でもエチル（メタ）アクリレート及び／又はブチル（メタ）アクリレートが特に好ましい。混合比率は、共重合体のＴｇを考慮して調整することが好ましい。重合方法は特に制限が無く、例えば、パール重合、溶液重合等が挙げられ、これらの方法により共重合体が得られる。このようなエポキシ基含有アクリル共重合体としては、例えば、ＳＧ−Ｐ３（ナガセケムテックス株式会社製、商品名）が挙げられる。 The amount of glycidyl acrylate or glycidyl methacrylate used as the functional group monomer is a copolymer ratio of 0.5 to 6% by mass, but the remainder is an alkyl having 1 to 8 carbon atoms such as methyl acrylate and methyl methacrylate. Mixtures of acrylates, alkyl methacrylates, and styrene and acrylonitrile can be used. Among these, ethyl (meth) acrylate and / or butyl (meth) acrylate are particularly preferable. The mixing ratio is preferably adjusted in consideration of the Tg of the copolymer. There is no restriction | limiting in particular in a polymerization method, For example, pearl polymerization, solution polymerization, etc. are mentioned, A copolymer is obtained by these methods. Examples of such an epoxy group-containing acrylic copolymer include SG-P3 (trade name, manufactured by Nagase ChemteX Corporation).
アクリル系共重合体の重量平均分子量は、５万以上、特に２０万〜１００万の範囲にあるのが好ましい。分子量が低すぎるとシート形成が不十分となり、高すぎると他の成分との相溶性が悪くなり、結果としてフィルム形成が妨げられる。 The weight average molecular weight of the acrylic copolymer is preferably 50,000 or more, particularly preferably in the range of 200,000 to 1,000,000. If the molecular weight is too low, sheet formation will be insufficient, and if it is too high, compatibility with other components will deteriorate, resulting in hindering film formation.
（Ｂ）エポキシ樹脂
エポキシ樹脂は、その硬化により耐熱性、実装信頼性などに優れた保護膜を形成するとともに、硬化時の収縮によってウエハの反りを矯正する。エポキシ樹脂としては、硬化して接着作用を呈するものであれば特に制限はなく、従来公知の種々のエポキシ樹脂を用いることができるが、少なくとも常温で液状のエポキシ樹脂と、常温で固体のエポキシ樹脂とを含むことが好ましい。
(B) Epoxy resin The epoxy resin forms a protective film excellent in heat resistance, mounting reliability, and the like by curing, and corrects warpage of the wafer by shrinkage during curing. The epoxy resin is not particularly limited as long as it cures and exhibits an adhesive action, and various conventionally known epoxy resins can be used. At least an epoxy resin that is liquid at normal temperature and an epoxy resin that is solid at normal temperature Are preferably included.
液状エポキシ樹脂と固体エポキシ樹脂とを併用することで、貼り付け性と可とう性を調節することができる。例えば、液状エポキシ樹脂のみ場合、貼り付け性は良好だが、フィルム強度が低下し可とう性の面で問題を生じやすい。固形エポキシ樹脂のみの場合、フィルム強度は増加するが貼り付け性で問題を生じやすくなる。このような液状、固形エポキシ樹脂としては、公知の種々のエポキシ樹脂を用いることができるが、通常は分子量２００〜３０００程度、エポキシ当量５０〜５０００ｇ/ｅｑ程度のものが好ましい。エポキシ当量に関しては特に１００〜５００程度ものが好ましい。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。その他、ビフェニル骨格、ジシクロペンタジエン骨格、ジシクロヘキサジエン骨格あるいはナフタレン骨格を有するエポキシ樹脂を用いることができる。 By using a liquid epoxy resin and a solid epoxy resin in combination, the sticking property and the flexibility can be adjusted. For example, when only a liquid epoxy resin is used, the sticking property is good, but the film strength is lowered and a problem is likely to occur in terms of flexibility. In the case of only the solid epoxy resin, the film strength is increased, but a problem is easily caused in the sticking property. As such a liquid or solid epoxy resin, various known epoxy resins can be used, but usually a resin having a molecular weight of about 200 to 3000 and an epoxy equivalent of about 50 to 5000 g / eq is preferable. About epoxy equivalent, a thing of about 100-500 is especially preferable. Specific examples of such epoxy resins include glycidyl ethers of phenols such as bisphenol A, bisphenol F, resorcinol, phenol novolac, and cresol novolac; glycidyl ethers of alcohols such as butanediol, polyethylene glycol, and polypropylene glycol; Glycidyl ethers of carboxylic acids such as phthalic acid, isophthalic acid and tetrahydrophthalic acid; glycidyl type or alkyl glycidyl type epoxy resins in which active hydrogen bonded to a nitrogen atom such as aniline isocyanurate is substituted with a glycidyl group; vinylcyclohexane diepoxide; 3,4-epoxycyclohexylmethyl-3,4-dicyclohexanecarboxylate, 2- (3,4-epoxy) cyclohexyl-5,5-spiro (3,4-epoxy) cyclohexane-m- Examples thereof include so-called alicyclic epoxides in which an epoxy is introduced, for example, by oxidizing a carbon-carbon double bond in the molecule, such as dioxane. In addition, an epoxy resin having a biphenyl skeleton, a dicyclopentadiene skeleton, a dicyclohexadiene skeleton, or a naphthalene skeleton can be used.
特に液状エポキシ樹脂としてはビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、固形エポキシ樹脂としてはクレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビフェニル骨格含有エポキシ樹脂、ナフタレン骨格含有エポキシ樹脂が好ましく用いられる。 In particular, bisphenol A type epoxy resins and bisphenol F type epoxy resins are preferably used as liquid epoxy resins, and cresol novolac type epoxy resins, biphenyl skeleton-containing epoxy resins, and naphthalene skeleton-containing epoxy resins are preferably used as solid epoxy resins.
このようなエポキシ樹脂は、前記した（Ａ）バインダーポリマー成分（Ｂ）エポキシ樹脂の含有量との比が質量比で（Ｂ）／（Ａ）＝２〜８の範囲となる割合で使用するのが好ましく、より好ましくは４〜７の範囲となる割合で使用するのがよい。上記の比が２未満となると、保護膜形成層の硬化収縮が小さく、ウエハの反りの矯正効果が小さい。また上記の比が８を超えると、フィルムの引張強さが低下してフィルムとしての可とう性の面で問題が生じやすく、さらに実装信頼性（接着性）の面でも問題が生じやすい。 Such an epoxy resin is used at a ratio such that the ratio of the content of the (A) binder polymer component (B) and the epoxy resin is in the range of (B) / (A) = 2 to 8 by mass ratio. It is preferable to use at a ratio that is in the range of 4-7. When the above ratio is less than 2, the curing shrinkage of the protective film forming layer is small, and the effect of correcting the warpage of the wafer is small. On the other hand, if the ratio exceeds 8, the tensile strength of the film is lowered, and a problem is likely to occur in terms of flexibility as a film, and a problem is also likely to occur in terms of mounting reliability (adhesiveness).
（Ｃ）エポキシ樹脂の硬化剤
エポキシ樹脂の硬化剤としては、例えば、フェノール系樹脂を使用できる。フェノール系樹脂としては、アルキルフェノール、多価フェノール、ナフトール等のフェノール類とアルデヒド類との縮合物等が特に制限されることなく用いられる。これらのフェノール系樹脂に含まれるフェノール性水酸基は、エポキシ樹脂のエポキシ基と加熱により容易に付加反応して、耐衝撃性の高い硬化物を形成できる。
フェノール系樹脂には、フェノールノボラック樹脂、ｏ−クレゾールノボラック樹脂、ｐ−クレゾールノボラック樹脂、ｔ−ブチルフェノールノボラック樹脂、ジシクロペンタジエンクレゾール樹脂、ポリパラビニルフェノール樹脂、ビスフェノールＡ型ノボラック樹脂、あるいはこれらの変性物等が好ましく用いられる。
(C) Curing agent for epoxy resin As a curing agent for the epoxy resin, for example, a phenolic resin can be used. As the phenolic resin, a condensate of phenols such as alkylphenol, polyhydric phenol, naphthol and aldehydes is used without particular limitation. The phenolic hydroxyl group contained in these phenolic resins can easily undergo an addition reaction with the epoxy group of the epoxy resin by heating to form a cured product having high impact resistance.
Phenol resins include phenol novolak resin, o-cresol novolak resin, p-cresol novolak resin, t-butylphenol novolak resin, dicyclopentadiene cresol resin, polyparavinylphenol resin, bisphenol A type novolak resin, or modifications thereof. A thing etc. are used preferably.
硬化剤として、熱活性型潜在性エポキシ樹脂硬化剤を併用することもできる。この硬化剤は、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。
活性化方法としては、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。
As the curing agent, a thermally activated latent epoxy resin curing agent can be used in combination. This curing agent is a type of curing agent that does not react with the epoxy resin at room temperature but is activated by heating at a certain temperature or more and reacts with the epoxy resin.
As an activation method, a method of generating active species (anions and cations) by a chemical reaction by heating, a dispersion that is stably dispersed in the epoxy resin near room temperature, is compatible with and dissolved in the epoxy resin at a high temperature, and a curing reaction is performed. There are a method for starting, a method for starting a curing reaction by eluting at a high temperature with a molecular sieve encapsulating type curing agent, a method using a microcapsule, and the like.
熱活性型潜在性エポキシ樹脂硬化剤としては、各種のオニウム塩や、二塩基酸ジヒドラジド化合物、ジシアンジアミド、アミンアダクト硬化剤、イミダゾール化合物等の高融点活性水素化合物等を挙げることができる。
イミダゾール類には、２−フェニル４，５−ジヒドロキシメチルイミダゾール、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好ましく用いられ、これらは１種または２種以上を併用することもできる。イミダゾール類は、たとえば、四国化成工業（株）から、２Ｅ４ＭＺ、２ＰＺ−ＣＮ、２ＰＺ−ＣＮＳという商品名で市販されている。
Examples of the thermally active latent epoxy resin curing agent include various onium salts, high melting point active hydrogen compounds such as dibasic acid dihydrazide compounds, dicyandiamide, amine adduct curing agents, and imidazole compounds.
Imidazoles include 2-phenyl 4,5-dihydroxymethylimidazole, 2-methylimidazole, 2-ethyl-4-methylimidazole, 1-cyanoethyl-2-phenylimidazole, 1-cyanoethyl-2-phenylimidazolium trimelli Tate etc. are preferably used, and these may be used alone or in combination of two or more. Imidazoles are commercially available, for example, from Shikoku Kasei Kogyo Co., Ltd. under the trade names 2E4MZ, 2PZ-CN, and 2PZ-CNS.
（Ｄ）シリカ
硬化性保護膜形成層は、シリカを全体の５０〜８０質量％の範囲で含有する。５０％未満であると、保護膜形成層の硬化収縮は大きく、ウエハの反り矯正効果は得られるが、線膨張係数が低下するため実装信頼性に問題が生じ、また熱硬化後の硬度、強度も不足する。８０％超の場合は、フィルム引張り強度が低下するため可とう性が不足し、貼り付け性、実装信頼性の面でも問題が生じる。
(D) Silica The curable protective film forming layer contains silica in a range of 50 to 80% by mass. If it is less than 50%, the curing shrinkage of the protective film-forming layer is large, and the effect of correcting the warpage of the wafer can be obtained, but the linear expansion coefficient is lowered, causing problems in mounting reliability, and the hardness and strength after thermosetting. Is also lacking. If it exceeds 80%, the film tensile strength is lowered, so that the flexibility is insufficient, and a problem arises in terms of sticking property and mounting reliability.
本発明で使用されるシリカとしては、特に限定されるものではないが、結晶シリカ、合成シリカなどが挙げられる。中でも、合成シリカが好ましく、特に半導体装置の誤作動の要因となるα線の線源を極力除去したタイプの合成シリカが最適である。
シリカの粒径は０．１〜５μｍであるのが好ましく、より好ましくは０．５〜３μｍである。０．１μｍ未満ではシリカの凝集が発生しやすく、レーザーマーキングを行う場合の認識性も得られにくい。５μｍを超えるとフィルム上の異物となりやすい。
The silica used in the present invention is not particularly limited, and examples thereof include crystalline silica and synthetic silica. Among these, synthetic silica is preferable, and synthetic silica of the type in which α-ray sources that cause malfunction of the semiconductor device are removed as much as possible is most suitable.
The particle size of silica is preferably 0.1 to 5 μm, more preferably 0.5 to 3 μm. If the thickness is less than 0.1 μm, silica aggregation is likely to occur, and the recognizability when performing laser marking is difficult to obtain. If it exceeds 5 μm, it tends to be a foreign matter on the film.
（Ｅ）染料および／または顔料
染料、顔料は、主として硬化被膜（保護膜）に形成されるレーザーマーキングの印字の認識性を向上させるために添加される。このような顔料としては、カーボンブラックや、各種の無機顔料が例示できる。また、アゾ系、インダスレン系、インドフェノール系、フタロシアニン系、インジゴイド系、ニトロソ系、ザンセン系、オキシケトン系などの各種
有機顔料が挙げられる。
これらの添加量は、その種類により様々であるが、一般に、保護膜形成層を形成する全成分の０．１〜１０質量％、好ましくは０．３〜５質量％程度が適当である。
(E) Dye and / or Pigment Dye and pigment are added mainly to improve the recognizability of the laser marking formed on the cured film (protective film). Examples of such pigments include carbon black and various inorganic pigments. Also, various organic pigments such as azo, indanthrene, indophenol, phthalocyanine, indigoid, nitroso, xanthene, oxyketone and the like can be mentioned.
The amount of addition varies depending on the type, but generally it is 0.1 to 10% by mass, preferably about 0.3 to 5% by mass, based on all components forming the protective film forming layer.
（Ｆ）カップリング剤
硬化性保護膜形成層と被着体との接着性・密着性を向上させる目的で、硬化性保護膜形成層にカップリング剤を添加することもできる。カップリング剤は、硬化被膜の耐熱性を損なわずに、被着体との接着性、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。カップリング剤としては、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。
(F) Coupling agent A coupling agent may be added to the curable protective film-forming layer for the purpose of improving the adhesion and adhesion between the curable protective film-forming layer and the adherend. The coupling agent can improve the adhesion and adhesion to the adherend without impairing the heat resistance of the cured coating, and also improve the water resistance (moisture heat resistance). The coupling agent is preferably a silane (silane coupling agent) because of its versatility and cost merit.
（Ｇ）その他の成分
その他の成分として、硬化前の凝集力を調節するため、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。
また、例えば、難燃剤、応力緩和剤としてブタジエン系ゴムやシリコーンゴム、帯電防止剤等を含有することもできる。
(G) Other components As other components, a crosslinking agent such as an organic polyvalent isocyanate compound, an organic polyvalent imine compound, and an organometallic chelate compound can be added in order to adjust the cohesive force before curing.
Further, for example, butadiene rubber, silicone rubber, antistatic agent, and the like can be contained as a flame retardant and a stress relaxation agent.
＜製造方法＞
本発明のチップ保護用フィルムは、剥離シートの剥離面上に上記の硬化性保護膜形成層を構成させる各成分を含む組成物をロールナイフコーター、グラビアコーター、ダイコーター、リバースコーターなどの一般に公知の方法にしたがって直接または転写によって塗工し、乾燥させて得ることができる。なお、上記の組成物は、必要に応じて、溶剤に溶解しまたは分散させて塗布することができる。
硬化性保護膜形成層の厚さは、通常は３〜３００μｍ、好ましくは１０〜６０μｍであるのがよい。硬化性保護膜形成層が薄すぎると、保護、補強効果が得られにくく、また色むら等の問題が発生しやすくなる。また、硬化性保護膜形成層が厚くなりすぎると、製造性、コスト面で不利であり、また加熱によりフィルム全体を硬化させることが難しくなる。
<Manufacturing method>
The film for chip protection of the present invention is generally known as a roll knife coater, a gravure coater, a die coater, a reverse coater, or the like, containing a composition comprising each component constituting the curable protective film forming layer on the release surface of a release sheet. According to the method of (1), it can be applied directly or by transfer and dried. In addition, said composition can be apply | coated after making it melt | dissolve or disperse | distribute to a solvent as needed.
The thickness of the curable protective film forming layer is usually 3 to 300 μm, preferably 10 to 60 μm. If the curable protective film-forming layer is too thin, it is difficult to obtain protection and reinforcement effects, and problems such as color unevenness tend to occur. Moreover, when the curable protective film forming layer becomes too thick, it is disadvantageous in terms of productivity and cost, and it becomes difficult to cure the entire film by heating.
＜使用方法＞
本発明のチップ保護用フィルムは、ＷＬ−ＣＳＰ技術を用いた樹脂封止型半導体装置のウエハの裏面に貼り付けられ、最終的には、ダイシング後のチップ裏面を保護するためのものである。
まず、表面が樹脂封止されたウエハＷの裏面に、チップ保護用フィルムの硬化性保護膜形成層を４０℃以上に加熱して０．０５〜０．５ＭＰａの圧力をかけてラミネートし、フィルムをウエハサイズに切断する。このときウエハは、図３（ａ）に示すように、表面の樹脂層５との線膨張係数の差によって、ウエハＷの裏面側を凸にして反った状態である。次に、剥離シートを取り除き、フィルム１０を１００〜２００℃、０．５〜３時間程度加熱することで硬化し、ウエハ裏面に保護膜を形成する。この熱硬化の際に、硬化性保護膜形成層が硬化収縮することにより、ウエハＷに逆反り方向の力を加えることができ、ウエハＷの反りが矯正される。したがって、図３（ｂ）に示すように、反りの低減されたウエハレベルでの半導体装置を得ることができる。これにより、樹脂封止後に実施される樹脂表面の研磨工程やウエハのダイシング工程において、ウエハの固定不良が発生することなく、精度の良い研磨やダイシングを行うことが可能となる。また、本発明のチップ保護用フィルムは、ダイシングの際のチッピングの発生を抑制することができる。ダイシング後のチップは、チップ保護用フィルムによって裏面が保護・補強される。
<How to use>
The film for chip protection of the present invention is attached to the back surface of a wafer of a resin-encapsulated semiconductor device using WL-CSP technology, and is ultimately for protecting the back surface of the chip after dicing.
First, the curable protective film forming layer of the chip protection film is heated to 40 ° C. or higher and laminated with a pressure of 0.05 to 0.5 MPa on the back surface of the wafer W whose surface is resin-sealed, and the film Are cut into wafer sizes. At this time, as shown in FIG. 3A, the wafer is warped with the back surface side of the wafer W being convex due to the difference in linear expansion coefficient from the resin layer 5 on the front surface. Next, the release sheet is removed, the film 10 is cured by heating at 100 to 200 ° C. for about 0.5 to 3 hours, and a protective film is formed on the back surface of the wafer. During this thermosetting, the curable protective film forming layer is cured and contracted, whereby a force in the reverse warping direction can be applied to the wafer W, and the warpage of the wafer W is corrected. Therefore, as shown in FIG. 3B, a semiconductor device at a wafer level with reduced warpage can be obtained. This makes it possible to perform highly accurate polishing and dicing without causing defective fixing of the wafer in the resin surface polishing step and wafer dicing step performed after resin sealing. Moreover, the film for chip protection of the present invention can suppress the occurrence of chipping during dicing. The back surface of the chip after dicing is protected and reinforced by a chip protection film.
つぎに、本発明を実施例に基づき、さらに詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。 Next, the present invention will be described in more detail based on examples, but the present invention is not limited to the following examples.
実施例１〜４および比較例１〜４
表１（実施例１〜４）および表２（比較例１〜４）に示した各成分の配合により、硬化性保護膜形成層用の塗布液を調製した。
なお、表１および表２における数値の単位はいずれも質量部である。また、表１および表２における各成分の符号は下記のとおりである。
Examples 1-4 and Comparative Examples 1-4
A coating solution for a curable protective film forming layer was prepared by blending the components shown in Table 1 (Examples 1 to 4) and Table 2 (Comparative Examples 1 to 4).
In addition, the unit of the numerical value in Table 1 and Table 2 is a mass part. Moreover, the code | symbol of each component in Table 1 and Table 2 is as follows.
Ａ１：アクリル系ポリマー
〔重量平均分子量８０万、ガラス転移温度−１０℃のアクリル系共重合体〕
Ａ２：ポリアミド系ブロック共重合体
〔フェノール性水酸基含有芳香族ポリアミドオリゴマーＡ１とポリブタジエン／アクリロニトリル共重合体Ａ２とから形成される共重合体（Ａ１に対するＡ２の質量比が５／５）、（Ａ）成分中のフェノール成分の含有量がフェノール当量で４０００／ｅｑ〕
Ｂ１：エポキシ樹脂（１）
〔エポキシ当量１８０〜２００の液状ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂〕
Ｂ２：エポキシ樹脂（２）
〔エポキシ当量２１０〜２３０のｏ−クレゾールノボラック型エポキシ樹脂〕
Ｃ１：硬化剤（１）
〔ジシアンジアミド〕
Ｃ２：硬化剤（２）
〔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）〕
Ｄ：シリカ
〔平均粒径２μｍの合成シリカ〕
Ｅ：染料および顔料
〔黒色顔料（アゾ系）〕
A1: Acrylic polymer [Acrylic copolymer having a weight average molecular weight of 800,000 and a glass transition temperature of −10 ° C.]
A2: polyamide block copolymer [a copolymer formed from a phenolic hydroxyl group-containing aromatic polyamide oligomer A 1 and polybutadiene / acrylonitrile copolymer A 2 Metropolitan (weight ratio of A 2 for A 1 is 5/5) The content of the phenol component in component (A) is 4000 / eq in terms of phenol equivalent]
B1: Epoxy resin (1)
[Liquid bisphenol A type epoxy resin having an epoxy equivalent of 180 to 200]
B2: Epoxy resin (2)
[O-cresol novolac type epoxy resin having an epoxy equivalent of 210 to 230]
C1: Curing agent (1)
[Dicyandiamide]
C2: Curing agent (2)
[Imidazole compound (2-phenyl 4,5-dihydroxymethylimidazole)]
D: Silica [Synthetic silica having an average particle diameter of 2 μm]
E: Dye and pigment [Black pigment (azo)]
つぎに、各塗布液を、厚さが５０μｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムからなる剥離シートの上に、乾燥膜厚が３０μｍとなるように１３０℃，３分で塗布乾燥したのち、その上に上記同様の別の剥離シートを貼り合わせ、剥離シート／硬化性保護膜形成層／剥離シートからなる３層構成のチップ保護用フィルムを作製した。
各チップ保護用フィルムについて、下記の方法により、（１）フィルムの貼り付け性、（２）硬化前のフィルムの破断強度（引張強さ）、（３）樹脂封止されていないベアウエハ裏面に保護膜形成層を貼り付け、硬化させた場合のウエハの反り量、（４）表面樹脂封止によって反りの生じたウエハ裏面に保護膜形成層を貼り付け、硬化させた場合の、ウエハレベルでの半導体装置としての反り量（矯正後のＷＬＰ反り量）、及び（５）実装信頼性を調べた。これらの結果を、表１及び表２に併せて示す。
Next, each coating solution is applied and dried on a release sheet made of a polyethylene terephthalate (PET) film having a thickness of 50 μm at 130 ° C. for 3 minutes so that the dry film thickness becomes 30 μm. Another release sheet similar to the above was bonded to prepare a chip protection film having a three-layer structure consisting of a release sheet / curable protective film forming layer / release sheet.
For each chip protection film, the following methods are used: (1) Film sticking property, (2) Breaking strength (tensile strength) of the film before curing, (3) Protection on the back of the bare wafer that is not sealed with resin The amount of warpage of the wafer when the film forming layer is pasted and cured, (4) At the wafer level when the protective film forming layer is pasted and cured on the back surface of the wafer warped by the surface resin sealing The warpage amount (WLP warpage amount after correction) as a semiconductor device and (5) mounting reliability were examined. These results are shown together in Tables 1 and 2.
＜フィルム貼り付け性＞
硬化性保護膜形成層をシリコンウエハ（＃２０００研削、３５０μｍ厚、直径８インチ）に加熱（８０℃）して貼り合わせた。
その後、剥離シートを剥離する際にウエハに硬化性保護膜形成層が転写するかどうかを確認した。転写できたものを○、部分的に転写できたものを△、転写できなかったものを×とした。
<Film pasting property>
The curable protective film forming layer was bonded to a silicon wafer (# 2000 ground, 350 μm thickness, 8 inch diameter) by heating (80 ° C.).
Thereafter, it was confirmed whether or not the curable protective film forming layer was transferred to the wafer when the release sheet was peeled off. Those that could be transferred were marked with ◯, those that could be partially transferred were marked with Δ, and those that could not be transferred were marked with ×.
＜引張強さ＞
ＪＩＳ Ｚ ０２３７に準拠。ダンベル形状の１号型（ＪＩＳ Ｋ ６３０１）で硬化前のチップ保護用フィルム（３０μｍ厚）を打ち抜いたものを試験片とする。引張試験機（ＪＩＳ Ｂ ７７２１）を使用し、引張速さ３００／ｍｉｎで切断時の荷重（Ｎ）を測定した。引張強さが０〜０．５Ｎ未満を×、０．５〜１Ｎ未満を△、１Ｎ以上を○とした。
<Tensile strength>
Conforms to JIS Z 0237. A dumbbell-shaped No. 1 type (JIS K 6301) obtained by punching a film for chip protection (thickness 30 μm) before curing is used as a test piece. Using a tensile tester (JIS B 7721), the load (N) at the time of cutting was measured at a tensile speed of 300 / min. Tensile strength of 0 to less than 0.5N was evaluated as x, 0.5 to less than 1N as Δ, and 1N or more as O.
＜ウエハ反り量＞
８インチシリコンウエハを研削装置（ディスコ社製：ＤＦＧ−８４０）を用いて＃２０００−１００μｍ厚とした。研削したウエハ裏面にチップ保護用フィルムを加熱（８０℃）して貼り合わせたのち、フィルムをウエハ形状に切り抜いた。剥離シートを取り除き、加熱炉で１５０℃、１時間処理し保護膜形成層を硬化させた。
得られた保護膜付きのウエハ表面を平滑なガラス板に対面させて静置し、ウエハの中央と端部の高さを測定してその差を反り量とした（表面側が凸となる方向を+とした）。
<Wafer warp amount>
An 8-inch silicon wafer was made to be # 2000-100 μm thick using a grinding apparatus (Disco-made: DFG-840). The chip protection film was heated (80 ° C.) and bonded to the ground back surface of the wafer, and then the film was cut into a wafer shape. The release sheet was removed, and the protective film forming layer was cured by treatment in a heating furnace at 150 ° C. for 1 hour.
The wafer surface with the protective film obtained was placed on a smooth glass plate and allowed to stand, and the height of the center and the edge of the wafer was measured and the difference was taken as the amount of warpage (the direction in which the surface side is convex). +).
＜矯正後のＷＬＰの反り量＞
８インチシリコンウエハ（２５０μｍ厚）の表面に２００μｍ厚の封止樹脂層を形成した。この樹脂封止による、ウエハの反り量は、ウエハ裏面側を凸にして約５ｍｍであった。次に、ウエハ裏面にチップ保護用フィルムを加熱（８０℃）して貼り合わせ、フィルムをウエハ形状に切り抜いた。剥離シートを取り除き、加熱炉で１５０℃、１時間処理し、保護膜形成層を硬化させた。
得られた保護膜付きの半導体装置の裏面（保護膜側）を平滑なガラス板に対面させて静置し、半導体装置の中央と端部の高さを測定してその差を反り量とした。ウエハレベルでの半導体装置の反り量（矯正後のＷＬＰ反り量）が０〜１ｍｍの範囲にあるものを○、２〜３ｍｍを△、４〜５ｍｍを×として評価した（ウエハ表面側を凸とする方向を+とした）。
<WLP warpage after correction>
A 200 μm thick sealing resin layer was formed on the surface of an 8-inch silicon wafer (250 μm thick). The amount of warpage of the wafer due to this resin sealing was about 5 mm with the wafer back side convex. Next, the film for chip protection was bonded to the back surface of the wafer by heating (80 ° C.), and the film was cut into a wafer shape. The release sheet was removed and treated in a heating furnace at 150 ° C. for 1 hour to cure the protective film forming layer.
The back surface (protective film side) of the obtained semiconductor device with a protective film was allowed to stand against a smooth glass plate, and the height of the center and end portions of the semiconductor device was measured, and the difference was taken as the amount of warpage. . The semiconductor device warpage amount (WLP warpage amount after correction) at the wafer level was evaluated as ◯, 2 to 3 mm as Δ, and 4 to 5 mm as x (the wafer surface side was convex) The direction to do is +).
＜実装信頼性＞
硬化性保護膜形成層を、研削したシリコンウエハ（＃２０００研削、３５０μｍ厚、８インチ）の裏面に加熱（８０℃）して貼り合わせ、加熱炉で１５０℃，１時間処理し、保護膜形成層を硬化させた。得られた保護膜付きウエハの保護膜側にダイシングテープを貼り合わせ、５ｍｍ×５ｍｍ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℃，８５％ＲＨの恒温恒湿槽で１６８時間処理したのち、ＩＲリフロー炉で２５０℃，１２０秒加熱した。
その後、得られたシリコンチップと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。
<Mounting reliability>
A curable protective film forming layer is bonded to the back surface of a ground silicon wafer (# 2000 ground, 350 μm thickness, 8 inches) by heating (80 ° C.) and treated in a heating furnace at 150 ° C. for 1 hour to form a protective film. The layer was cured. A dicing tape was bonded to the protective film side of the obtained wafer with a protective film, and diced to 5 mm × 5 mm.
Each divided silicon chip was treated in a constant temperature and humidity chamber of 85 ° C. and 85% RH for 168 hours, and then heated in an IR reflow furnace at 250 ° C. for 120 seconds.
Then, the presence or absence of peeling between the obtained silicon chip and the protective film was observed with SAT (ultrasonic imaging device: manufactured by Hitachi Construction Machinery Finetech Co., Ltd.). Of the 20 samples, those in which peeling occurred were counted.
比較例１では、エポキシ樹脂の含有量が少ないため、ウエハの反り矯正効果が小さく、ウエハレベルでの半導体装置の反りを低減することができなかった。
比較例２では、エポキシ樹脂の含有量が多いためウエハの反り矯正効果はあるものの、シリカ含有量が少ないため、実装信頼性の面で問題がある。
比較例３では、エポキシ樹脂の含有量が多すぎるため、ウエハの反り矯正効果はあるものの、フィルムの引張強さが低く可とう性に劣り、ウエハへの貼り付け性、実装信頼性の面で問題がある。
比較例４では、シリカ含有量が多すぎるため、ウエハへの貼り付けができず、測定することができなかった。
In Comparative Example 1, since the content of the epoxy resin is small, the effect of correcting the warpage of the wafer is small, and the warpage of the semiconductor device at the wafer level cannot be reduced.
In Comparative Example 2, since the epoxy resin content is high, the wafer warp correction effect is obtained. However, since the silica content is low, there is a problem in terms of mounting reliability.
In Comparative Example 3, since the content of the epoxy resin is too large, there is an effect of correcting the warp of the wafer, but the tensile strength of the film is low and the flexibility is poor, and in terms of stickability to the wafer and mounting reliability. There's a problem.
In Comparative Example 4, since the silica content was too high, it could not be attached to the wafer and could not be measured.
これに対し、実施例１〜４では、ウエハの反り矯正効果が大きく、フィルムの引張強さにも問題がない。特に、バインダーポリマー成分としてポリアミド系ブロック共重合体を使用した実施例３及び４では、アクリル系ポリマーを使用した実施例１及び２と比較して、引張強さに優れ、可とう性の面で有利であり、ウエハ反り矯正効果も大きい。 On the other hand, in Examples 1 to 4, the wafer warp correction effect is large, and there is no problem in the tensile strength of the film. In particular, in Examples 3 and 4 using a polyamide-based block copolymer as a binder polymer component, compared to Examples 1 and 2 using an acrylic polymer, the tensile strength is excellent, and in terms of flexibility. It is advantageous and has a great effect of correcting wafer warpage.
２ 電極パッド
３ Ｃｕ再配線
４ Ｃｕポスト
５ 封止樹脂
６ 半田ボール
１０,１０’ チップ保護用フィルム
１１ 剥離シート
１２ 硬化性保護膜形成層
2 Electrode Pad 3 Cu Rewiring 4 Cu Post 5 Sealing Resin 6 Solder Ball 10, 10 'Chip Protection Film 11 Release Sheet 12 Curable Protection Film Formation Layer
Claims (4)
（Ａ）バインダーポリマー成分、（Ｂ）エポキシ樹脂、（Ｃ）エポキシ樹脂の硬化剤、（Ｄ）シリカ、及び（Ｅ）染料及び／又は顔料を必須成分として含有し、（Ｄ）シリカの含有量が全体の５０〜８０質量％であり、且つ、（Ａ）バインダーポリマー成分と（Ｂ）エポキシ樹脂の質量比〔（Ｂ）／（Ａ）〕が２〜８の範囲である硬化性保護膜形成層を有することを特徴とするチップ保護用フィルム。 A film for chip protection used in a resin-encapsulated semiconductor device using WL-CSP technology,
(A) binder polymer component, (B) epoxy resin, (C) epoxy resin curing agent, (D) silica, and (E) dye and / or pigment as essential components, and (D) silica content Is 50 to 80% by mass of the total, and (A) binder polymer component and (B) epoxy resin mass ratio [(B) / (A)] is in the range of 2 to 8 A film for protecting a chip, comprising a layer.
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