JP2010108987A - ダイボンドダイシングシート - Google Patents

Abstract

【課題】 粘着フィルムの粘着面と接着剤層が接するように積層されたダイボンドダイシングシートであって、ウェハを個片化するダイシング工程において、チップの欠け、割れ、接着剤層の切り屑を抑制することが可能なダイボンドダイシングシートを提供する。
【解決手段】 粘着フィルムの粘着面と接着剤層が接するように積層されており、粘着フィルムの粘着層にフィラーを含むダイボンドダイシングシートであり、フィラーとしては無機フィラーが好ましく、またフィラーの平均粒径は１μｍ以下の微粒子が好ましく、さらに接着剤層に含まれるフィラーの量が５〜６０質量％であることが好ましい。
【選択図】 なし

Description

本発明は、ダイボンドダイシングシートに関する。

従来、半導体素子と半導体素子搭載用の支持部材との接合には銀ペーストが主に使用されている。
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、銀ペーストからなる接着剤層の膜厚の制御困難性、及び接着剤層のボイド発生などにより上記要求に対処しきれなくなってきている。

そのため、上記要求に対処するべく、近年、フィルム状の接着剤が使用されるようになってきた。このフィルム状接着剤は、個片貼付け方式あるいはウェハ裏面貼付け方式において使用されている。

フィルム状接着剤を用いて個片貼付け方式により半導体装置を作製する場合には、まず、ロール状（リール状）に巻き取られたフィルム状接着剤をカッティング又はパンチングによって任意のサイズに切り出し、フィルム状接着剤の個片を得る。この個片を、半導体素子搭載用の支持部材に貼り付け、フィルム状接着剤付き支持部材を得る。

その後、ダイシング工程によって個片化した半導体素子をフィルム状接着剤付き支持部材に接合（ダイボンド）して半導体素子付き支持部材を作製する。さらに、必要に応じてワイヤボンド工程、封止工程等を経ることにより半導体装置を作製する。

しかし、個片貼付け方式においてフィルム状接着剤を用いる場合には、フィルム状接着剤を切り出して支持部材に接着するための専用の組立装置が必要であるため、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。

一方、フィルム状接着剤を用いてウェハ裏面貼付け方式により半導体装置を作製する場合には、まず、半導体ウェハの回路面とは反対側の面（裏面）にフィルム状接着剤を貼付け、さらにフィルム状接着剤の半導体ウェハ側と反対側の面にダイシングテープを貼り合わせる。

次に、ダイシングによって半導体ウェハ及びフィルム状接着剤を個片化し、フィルム状接着剤付き半導体素子を得る。得られたフィルム状接着剤付き半導体素子をピックアップし、それを半導体素子搭載用の支持部材に接合（ダイボンド）する。その後、加熱、硬化、ワイヤボンド等の工程を経ることにより半導体装置を作製する。

このフィルム状接着剤を用いたウェハ裏面貼付け方式は、フィルム状接着剤付き半導体素子を支持部材に接合するため、フィルム状接着剤を個片化するための専用の装置を必要とせず、従来の銀ペースト用の組立装置をそのまま又は熱盤を付加するなどの装置の一部を改良することにより使用できる。そのため、フィルム状接着剤を用いた半導体装置の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。

しかし、フィルム状接着剤を用いた上記のウェハ裏面貼付け方式においては、半導体ウェハのダイシングを行うまでに、フィルム状接着剤を半導体ウェハに貼付する工程とダイシングテープをフィルム状接着剤に貼付する工程との２つの貼付工程が必要である。

そこで、このプロセスを簡略化するために、フィルム状接着剤とダイシングテープとを貼り合わせ、一枚で両方の機能を併せ持つ接着シート（ダイボンドダイシングシート）が開発されている（例えば、特許文献１参照）。

このような接着シートは、例えば、剥離基材／接着剤層／粘着フィルムの三層構造を有しており、粘着フィルムは粘着材層と基材層の二層構造を有している。

上記の三層構造を有するダイボンドダイシングシートの使用方法は貼り合わせ工程の後、フィルム状接着剤付き半導体素子を得るためにウェハを個片化するダイシング作業を行う。このダイシング工程は従来ウェハを切削する工程でありフィルム状接着剤のようにウェハに比べて柔らかいものを切断するための工程ではないため、以下のような不具合が生じることを本発明者らは見出した。

すなわち、フィルム状接着剤付き半導体素子を得るためにダイシング工程にてウェハだけでなく接着剤層も同時に切断する。この接着剤を切断する際にチップが欠けたり、チップが割れたり、接着剤の切り屑が糸状になってチップ側面及び表面に付着したりする。

これらの問題はウェハに比べて一般的に接着剤層が柔らかいため、ダイシングに用いられる刃物が目詰まりなどの作用で十分な切断性を発揮することができないためであると考えられる。こういった問題は半導体装置の生産性を低下させ、組立工程上で不具合を生じることがある。

特開平０７−０４５５５７号公報

本発明は、上記従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、粘着フィルムの粘着面と接着剤層が接するように積層されたダイボンドダイシングシートであって、ウェハを個片化するダイシング工程において、チップの欠け、割れ、接着剤層の切り屑を抑制することが可能なダイボンドダイシングシートを提供することを目的とする。

本発明は、粘着フィルムの粘着面と接着剤層が接するように積層されており、粘着フィルムの粘着層にフィラーを含むダイボンドダイシングシートに関する。
また、本発明は、粘着フィルムの粘着層に含まれるフィラーが無機フィラーである上記のダイボンドダイシングシートに関する。

また、本発明は、フィラーの平均粒径が、１μｍ以下の微粒子である上記のダイボンドダイシングシートに関する。
さらに、本発明は、粘着剤層に含まれるフィラーの量が、５〜６０質量％である上記のダイボンドダイシングシートに関する。

本発明によれば、ウェハを個片化するダイシング工程において、チップの欠け、割れ、接着剤層の切り屑を抑制することが可能となる。

本発明に用いられるフィラーについては、特に制限はないが、ダイシング時に用いられる刃物の切断力を向上させるためには接着剤層に比べて固く、ウェハに近い固さを有するものが好ましい。この点からフィラーはアルミナやシリカや酸化チタンなどの無機フィラーが好ましい。また無機フィラーでもコスト面からはアルミナ、チタン等よりもシリカフィラーなどがより好ましい。

用いられるフィラーの大きさについても特に制限はないが、フィラーの大きさが大きすぎて粘着剤層の平滑性が失われると、ウェハへ貼り付ける際にウェハが割れるなどの問題が発生する可能性がある。またダイシング時に用いられる刃物の切断性を向上させるためには刃物を研磨するような効果を出す必要があり、この点からも大きすぎるフィラーは好ましくない。よって具体的には平均粒径１０μｍ以下が好ましく、平均粒径１μｍ以下がより好ましい。更には０．１μｍ以下が好ましい。

本発明で用いられるフィラーの割合は、ダイシング時に用いられる刃物の切断性を向上させる点では多く含有していることが好ましい。
しかし、ダイシング用粘着シートは従来ダイシング時に個片化されたチップが飛散しないよう保持するためにある程度の粘着力を有する必要があり、フィラーを多く含有した場合、この粘着力が低下する可能性がある。この二点から、粘着層に含まれるフィラーの量は５〜６０質量％が好ましく、１０〜５０質量％がより好ましく、１０〜３０質量％さらに好ましい。

粘着剤については特に制限はなく、材質も粘着性を有するものであればよいが、適度な粘着性を有し貼り付けなどのプロセスを容易にする点からはアクリル系樹脂やウレタン系樹脂が好ましい。

さらに、半導体装置の作製プロセスを考慮すると何らかの工程を加えることで粘着力を制御できるものが好ましく、具体的には放射線によって硬化するものが好ましく、紫外線によって硬化するものがより好ましい。

粘着シートの基材層としては特に制限はないが、ダイボンドダイシングシートは半導体装置作製に用いられるシートであるため、その作製プロセスを考慮するとシート（フィルム）の伸びが大きく、エキスパンド工程での作業性がよい点で、２５℃での引張弾性率が１０００ＭＰａ以下であることが好ましく、８００ＭＰａ以下であることがより好ましく、６００ＭＰａ以下であることがさらに好ましい。この引張弾性率は、ＪＩＳ Ｋ７１１３号に準じて測定されたものである。

粘着シートの形状についてダイボンドダイシングシートは、半導体装置作製に用いられるシートであるため、その作製プロセスを考慮するとウェハリングと同じ形状でウェハリングと同じ大きさが好ましい。

本発明における接着剤としては特に制限はないが、ダイボンドダイシングシートは半導体装置作製に用いられるシートであるため、用途を考慮すると熱硬化性接着剤、光硬化性接着剤、熱可塑性接着剤等が挙げられる。これらを単独で又は２種類以上を組み合わせても、使用することができるが、接着剤として半導体素子の固定に使用されることを考慮すると熱硬化型接着剤が好ましい。

また半導体装置の作製プロセスや半導体装置における接着剤の特性を考慮すると２５℃での貯蔵弾性率が１０〜１００００ＭＰａ又は２６０℃での硬化後の貯蔵弾性率が０．５〜３０ＭＰａであることが好ましい。
本発明における貯蔵弾性率は、強制振動非共振法による引張り試験によって求めることができる。

また、接着剤の形状と大きさについても特に指定はないが、ウェハ全面に貼り付けられる点と作製プロセスを考慮するとウェハと同じ形状、同じ大きさが好ましく、ウェハより少し大きい大きさが好ましい。

剥離基材としては特に制限はないが、ダイボンドダイシングシートは半導体装置作製に用いられるシートであるため、その作製プロセスを考慮するとポリエチレンテレフタレートフィルムなどのポリエステル系フィルム、ポリビニルアセテートフィルムなどのポリオレフィン系フィルム、ポリ塩化ビニルフィルム、ポリイミドフィルム等のプラスチックフィルムなどが挙げられる。

また、紙、不織布、金属箔等も使用することができるが、半導体装置作製のプロセス上、接着剤と粘着シートからなる一組のシートは剥離基材が剥されて使用されるため、剥離性を有していることが好ましい。

剥離性の種類などについて特に制限はない。剥離性を必要とする面にシリコーン系剥離剤、フッ素系剥離剤、長鎖アルキルアクリレート系剥離剤等の離型剤で表面処理しても良い。

以下、実施例及び比較例に基づいて本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に制限するものではない。
接着剤層としてＨＳ−２３１（日立化成工業（株）製、商品名）を用いた。粘着シートの基材としてハイミラン１８５５（三井・デュポンポリケミカル（株）製、商品名）を用いた。

粘着シートの粘着剤層は、ＫＨ−１０１０（新中村化学工業（株）製、商品名）をベースとして用い、ダイシング後に個片化されたチップを剥しやすくするため、ＫＨ−１０１０にＩ−１８９（チバスペシャリティーケミカルズ（株）、商品名）を３重量％加え、１２時間攪拌した。

ＫＨ−１０１０を１０μｍの厚みになるようポリエチレンテレフタレート上に作製し、ＫＨ−１０１０面とハイミラン１８５５を室温で貼り合わせることで粘着シートを得た。その状態で１週間室温放置し、次にＫＨ−１０１０とＨＳ−２３１が接するように粘着シートと接着剤を室温（２５℃）で貼り合わせ、ダイボンドダイシングシートを得た。

さらにその後７０ｍＷ／ｃｍ^２、２００ｍＪ／ｃｍ^２でＵＶ照射し、ウェハ１枚からチップを５個選び出し、顕微鏡でチップの側面と表面の観察をした。

（実施例１）
ＫＨ−１０１０にＩ−１８９を加えるときにさらにＲ９７２（日本アエロジル（株）、商品名）を５質量％加えて上記に示すサンプルを作製し、チップの観察を行った。

（実施例２）
ＫＨ−１０１０にＩ−１８９を加えるときにさらにＲ９７２（日本アエロジル（株）、商品名）を６０質量％加えて上記に示すサンプルを作製し、チップの観察を行った。

（実施例３）
ＫＨ−１０１０にＩ−１８９を加えるときにさらにＳＣ−２０５０（（株）アドマテックス、商品名）を５質量％加えて上記に示すサンプルを作製し、チップの観察を行った。

（実施例４）
ＫＨ−１０１０にＩ−１８９を加えるときにさらにＳＣ−２０５０（（株）アドマテックス、商品名）を６０質量％加えて上記に示すサンプルを作製し、チップの観察を行った。

（比較例１）
ＫＨ−１０１０にＩ−１８９を加えるときにさらにＲ９７２（日本アエロジル（株）、商品名）を９０質量％加えて上記に示すサンプルを作製し、チップの観察を行った。

（比較例２）
ＫＨ−１０１０にＩ−１８９を加えるときにさらにＳＣ−２０５０（（株）アドマテックス、商品名）を１質量％加えて上記に示すサンプルを作製し、チップの観察を行った。

（比較例３）
ＫＨ−１０１０にＩ−１８９のみを加えて、上記に示すサンプルを作製し、チップの観察を行った。

こうして得られたダイボンドダイシングシートの接着剤層をドライポリッシュ法により裏面処理された７５μｍ厚みのシリコンウェハの裏面と接するように７０℃で貼り合わせ、以下の条件で５×５ｍｍになるようダイシング作業を行った。

ダイシング条件
Ｚ１・・・ブレード種類：ＳＤ２０００−１１０−ＤＤ
回転数：５００００回転／分
ブレード高さ：１７０μｍ
Ｚ２・・・ブレード種類：ＳＤ２０００−７０−ＢＢ
回転数：４００００回転／分
ブレード高さ：８０μｍ
速度・・・８０ｍｍ／秒

さらに、７０ｍＷ／ｃｍ^２、２００ｍＪ／ｃｍ^２でＵＶ照射し、ウェハ１枚からチップを５個選び出し、顕微鏡でチップの側面と表面の観察をした。観察した結果を表１に示す。

その結果、チップ表面から観察したときに接着剤の切り屑が見られたものを×として、見られなかったものを〇とした。また、チップ側面から観察した時にチップの割れ又は欠けの大きさが、１５μｍ以内のものを〇とし、それ以上の大きさの割れ又は欠けが見られたものを×とした。粘着シートと接着剤が貼り付かないなどサンプルを作製することができず評価ができなかったものを−とした。

Claims (4)

1. 粘着フィルムの粘着面と接着剤層が接するように積層されており、粘着フィルムの粘着層にフィラーを含むダイボンドダイシングシート。
2. 粘着フィルムの粘着層に含まれるフィラーが無機フィラーである請求項１記載のダイボンドダイシングシート。
3. フィラーの平均粒径が、１μｍ以下の微粒子である請求項１又は２記載のダイボンドダイシングシート。
4. 粘着剤層に含まれるフィラーの量が、５〜６０質量％である請求項１〜３のいずれかに示すダイボンドダイシングシート。