JP2010225753A - ダイシングテープ - Google Patents

Abstract

【課題】ダイシング工程後のピックアップ工程において、薄型の半導体チップを効率よくピックアップできるダイシングテープを提供する。
【解決手段】半導体ウエハなどを素子の小片に切断分離（ダイシング）する際に、当該半導体ウエハなどの被切断体を固定するために用いられる、ダイシングテープであって、基材フィルム上に粘着剤層を有しており、前記基材フィルムは下記の条件下で測定したループスティフネスが３〜２５ｍＮであるダイシングテープ。
【選択図】図１

Description

本発明は、ダイシングテープなどに関する。特に、本発明のダイシングテープは、半導体ウエハなどを素子の小片に切断分離（ダイシング）する際に、当該半導体ウエハなどの被切断体を固定するために用いる半導体ウエハダイシングテープなどに関する。

従来、シリコン、ガリウム、砒素などを材料とする半導体ウエハは、大径の状態で製造された後、素子小片に切断分離（ダイシング）され、更にマウント工程に移される。この際、半導体ウエハはダイシングテープに貼付され保持された状態でダイシング工程、洗浄工程、エキスパンド工程、ピックアップ工程、マウント工程の各工程が施される。前記ダイシングテープとしては、プラスチックフィルムからなる基材上にアクリル系粘着剤等の粘着剤層が塗布、形成されたものが用いられている。

前記ピックアップ工程は、ダイシングテープがある程度伸張した状態で行われる。すなわち、図２に示すように、ピックアップする半導体チップ９の下部のダイシングテープ１を突き上げピン１３により、点状または線状で持ち上げまたはこすりつけ、当該半導体チップ９とダイシングテープ１の剥離を助長した状態で、上部から吸着コレット１１等の真空吸着により半導体チップ９をピックアップする方式が主流となっている。

しかしながら、半導体素子の薄型化が進んでおり、特に半導体ウエハの厚みが１００μｍ以下になると、上記手法で半導体チップをピックアップする際に半導体チップが変形しやすくなっている。そのため、ダイシングテープと半導体チップの剥離角度が小さくなっており、ピックアップが困難になる問題があった。（たとえば、特許文献１参照。）

薄型半導体チップのピックアップメカニズムは、概ね以下の通りであると推察されている。すなわち、薄型半導体チップをピックアップする際には図２に示すように、ダイシングテープ１を突き上げピン１３で持ち上げ、剥離を助長した際、半導体チップ９が薄く剛性が低いため、端部が変形しダイシングテープ１と半導体チップ９の剥離角度が従来の剛性のある厚い半導体チップの場合よりも小さくなり、このことにより剥離に必要な力が高くなり、ピックアップの障害になると推察される。

特開２００５−１９６０７号公報

本発明は、前述した問題点に鑑みてなされたもので、その目的とすることは、ダイシング工程後のピックアップ工程において、薄型の半導体チップを効率よくピックアップできるダイシングテープを提供することを目的としている。

本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、基材フィルム上に粘着剤層を有してなるダイシングテープであって、前記基材フィルムのループスティフネスが特定の値であるダイシングテープを用いることにより、半導体ウエハの剥離角を確保することができ、ピックアップ工程を効率よく行えることを見出した。本発明はこの知見に基づきなされたものである。

前述した目的を達成するために第１の発明は、基材フィルム上に粘着剤層を有してなるダイシングテープであって、前記基材フィルムは下記の条件下で測定したループスティフネスが３〜２５ｍＮであることを特徴とするダイシングテープである。
ループスティフネス測定条件：
装置；ループスティフネステスタＤＡ（東洋精機株式会社製商品名）
ループ（サンプル）形状；長さ８０ｍｍ、幅２５ｍｍ
圧子の押し込み速度；３．３ｍｍ／ｓｅｃ
測定データ；圧子がループと接触した時点から１０ｍｍ押し込んだときにロードセルに検出される負荷荷重値を採用する

また、前記基材フィルムが、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体、およびポリブテンのようなポリオレフィン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−（メタ）アクリル酸共重合体、エチレン−（メタ）アクリル酸エステル共重合体、およびエチレン−（メタ）アクリル酸金属塩系アイオノマーのようなエチレン共重合体、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリメタクリル酸メチル等のエンジニアリングプラスチック、軟質ポリ塩化ビニル、半硬質ポリ塩化ビニル、ポリエステル、ポリウレタン、ポリアミド、ポリイミド天然ゴムならびに合成ゴムからなる群より選ばれた少なくとも１種の高分子材料であることが好ましい。

また、前記粘着剤を構成する樹脂組成物が、炭素−炭素二重結合をポリマー側鎖または主鎖中もしくは主鎖末端に有するポリマーからなる樹脂組成物または、一般的な粘着剤に紫外線硬化性のモノマー成分やオリゴマー成分などの紫外線硬化樹脂を配合した樹脂組成物であることが好ましい。

また、前記樹脂組成物が、ウレタンアクリレート、エポキシアクリレート、ポリエステルアクリレート、ポリエーテルアクリレート、（メタ）アクリル酸オリゴマーおよびイタコン酸オリゴマーからなる群より選ばれた少なくとも１種の粘着剤を主成分として有することが好ましい。

第２の発明は、表面に回路が形成された半導体ウエハの裏面を研削する工程と、該半導体ウエハ裏面に請求項１に記載のダイシングテープを粘着し、該ウエハをダイシングしチップ化する工程と、半導体チップをピックアップする工程と、を備えることを特徴とする半導体デバイスの製造方法である。

本発明のダイシングテープによれば、ダイシング工程後のピックアップ工程において、薄型の半導体チップを効率よくピックアップできるダイシングテープを提供することができる。

本発明のダイシングテープの断面図である。 薄型半導体チップのピックアップメカニズムの説明図である。

本発明の実施態様を、図面を参照して説明する。
図１は本発明に係るダイシングテープ１を示す断面図である。
ダイシングテープ１は、基材フィルム３と、その面上に設けられた粘着性を有する粘着剤層５を有してなる粘着テープである。ダイシングテープ１は、ダイシング時の半導体ウエハの支持固定に用いられるものである。

本発明のダイシングテープは、基材フィルム３のループスティフネスが３〜２５ｍＮ、好ましくは５〜１８ｍＮである。ループスティフネスとは、フィルムのコシの評価指標であり、ある長さのフィルムをループ状にし、それを重力の影響を受けない向きから圧子にて押圧してループが変形していくときに圧子にかかる荷重を測定するものである。ループスティフネスの値が大きすぎると剥離角をとりにくく、ピックアップ工程の効率が悪くなる。また、ループスティフネスの値が小さすぎると、搬送が困難になる。

本物性値は、ループ（フィルム）の長さ、フィルムの幅、圧子の押し込み距離により値が変わるため、本発明においては下記の定めた測定条件下での値として扱う。
ループスティフネスの測定条件：
装置；ループスティフネステスタＤＡ（東洋精機）
ループ（サンプル）形状；長さ８０ｍｍ、幅２５ｍｍ
圧子の押し込み速度；３．３ｍｍ／ｓｅｃ
測定データ；圧子がループと接触した時点から１０ｍｍ押し込んだときにロードセルに検出される負荷荷重値を採用する。

基材フィルム３としては、ループスティフネスが上記の範囲となるものであれば、従来公知の基材フィルムの中から適宜選択して用いることができる。基材フィルム３の厚みは好ましくは５０μｍ以上２００μｍ以下、さらに好ましくは８０μｍ以上１５０μｍ以下である。

ただし、粘着剤層５の調製に用いられる粘着剤として放射線硬化性樹脂を用い、且つ該放射線として紫外線を用いる場合には基材フィルムは光透過性であることが必要とされる。放射線として電子線を用いる場合には基材フィルムは必ずしも光透過性である必要はない。

使用する基材として、具体的にはポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体、およびポリブテンのようなポリオレフィン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−（メタ）アクリル酸共重合体、エチレン−（メタ）アクリル酸エステル共重合体およびエチレン−（メタ）アクリル酸金属塩系アイオノマーのようなエチレン共重合体、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリメタクリル酸メチル等のエンジニアリングプラスチック、軟質ポリ塩化ビニル、半硬質ポリ塩化ビニル、ポリエステル、ポリウレタン、ポリアミド、ポリイミド天然ゴムならびに合成ゴムなどの高分子材料が好ましい。またこれらの群から選ばれる２種以上が混合されたものもしくは複層化されたものでもよく、粘着剤層との接着性によって任意に選択することができる。

本発明の粘着性を有する粘着剤層５を構成する粘着剤としては、特に制限はなく、従来公知の粘着剤の中から適宜選択して用いることができる。例えば天然ゴムや合成ゴム等を用いたゴム系粘着剤、ポリ（メタ）アクリル酸アルキルエステルや（メタ）アクリル酸アルキルエステルと他のモノマーとの共重合体等を用いたアクリル系粘着剤、その他ポリウレタン系粘着剤やポリエステル系粘着剤やポリカーボネート系粘着剤などの適宜な粘着剤を用いることができる。

本発明における粘着剤層５は紫外線等のエネルギー線で硬化処理するようにしたものなどであってもよく、放射線硬化性粘着剤としては、炭素−炭素二重結合等の放射線硬化性の官能基を有し、かつ粘着性を示すものを使用することができる。放射線硬化性粘着剤としては、たとえば、ベースポリマーとして、炭素−炭素二重結合をポリマー側鎖または主鎖中もしくは主鎖末端に有するものを用いる他、一般的な粘着剤に放射線硬化性のモノマー成分やオリゴマー成分等の放射線硬化樹脂を配合した放射線硬化性粘着剤を例示できる。粘着剤層５に用いる紫外線硬化性樹脂は特に限定されるものではないが、例として、ウレタンアクリレート、エポキシアクリレート、ポリエステルアクリレート、ポリエーテルアクリレート、（メタ）アクリル酸オリゴマーおよびイタコン酸オリゴマーのように水酸基あるいはカルボキシル基などの官能基を有するオリゴマーを挙げることができる。

本発明のダイシングテープを紫外線照射によって硬化させる場合には、粘着剤中に光重合開始剤を配合する。光重合開始剤としては、例えばイソプロピルベンゾインエーテル、イソブチルベンゾインエーテル、ベンゾフエノン、ミヒラーケトン、クロロチオキサントン、ドデシルチオキサントン、ジメチルチオキサントン、ジエチルチオキサントン、ベンジルジメチルケタノール、α−ヒドロキシシクロヘキシルフエニルケトン、２−ヒドロキシメチルフエニルプロパン等をあげることができる。これらの内の少なくとも１種を放射線硬化性粘着剤中に添加することによって、粘着剤層５の硬化反応を効率良く進行させることができ、それによって素子固定粘着力を適度に低下させることができる。
光重合開始剤の添加量は、前記紫外線硬化性樹脂１００質量部に対して０．５〜１０質量部とするのが良い。

さらに本発明に用いられる放射線硬化性の粘着剤には必要に応じて粘着付与剤、粘着調整剤、界面活性剤など、あるいはその他の改質剤等を配合することができる。また、無機化合物フィラーを適宜加えてもよい。

本発明のテープにおける粘着剤層５の粘着性は、粘着材料の架橋密度を制御することにより適宜制御可能である。粘着材料の架橋密度の制御は、例えば多官能イソシアネート系化合物やエポキシ系化合物、メラミン系化合物や金属塩系化合物、金属キレート系化合物やアミノ樹脂系化合物や過酸化物などの適宜な架橋剤を介して架橋処理する方式、炭素−炭素二重結合を２個以上有する化合物を混合し、エネルギー線の照射等により架橋処理する方式などの適宜な方式で行うことができる。

ダイシングテープの粘着剤層５はダイシング中に半導体デバイスの飛散を抑制するのに十分な粘着性を有するものである。粘着剤層５のダイシング中の粘着力は０．１〜１．０Ｎ／ｍｍであることが好ましい。粘着力が０．１Ｎ／ｍｍ以下の場合はダイシング工程中に個片化されたチップを保持できずにチップ飛びを起こしてしまう恐れがあり、一方、１．０Ｎ／ｍｍ以上では剥離の際に糊残りを発生してしまう恐れがある。

粘着剤層５の厚さは５〜２５μｍとすることが好ましく、より好ましくは８〜２０μｍ程度である。粘着剤層５の厚さが薄すぎると半導体デバイスの保持に十分な粘着力を得ることができず、また、粘着剤層５の厚さが厚すぎると半導体デバイスの切断面の品質悪化、半導体デバイス側面への糊残りといった問題が生じる。

本発明のダイシングテープは、例えば、基材フィルム３の表面に、粘着剤溶液を直接塗布し、乾燥させて（必要に応じて加熱架橋させて）粘着剤層５を形成し、必要に応じてこの粘着剤層５の表面にセパレーター７を貼り合わせることにより製造できる。また、別途、セパレーター７に粘着剤層５を形成した後、それらを基材フィルム３に貼り合せる方法等を採用することができる。これら粘着層は１層、また２層以上積層されても良い。

セパレーター７は、粘着剤層５を保護する目的のため、ラベル加工のため、また粘着剤を平滑にする目的のために、必要に応じて設けられる。セパレーターの構成材料としては、紙、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート等の合成樹脂フィルムなどがあげられる。セパレーターの表面には粘着剤層からの剥離性を高めるため、必要に応じてシリコーン処理、長鎖アルキル処理、フッ素処理等の剥離処理が施されていても良い。また、必要に応じて、粘着シートが環境紫外線によって反応してしまわないように、紫外線防止処理が施されていてもよい。セパレータの厚みは、通常１０〜１００μｍ、好ましくは２５〜５０μｍ程度である。

本発明のダイシングテープは、被切断物である半導体部品へ貼り付けた後に、常法に従ってダイシングに供される。半導体部品としてはシリコン半導体、化合物半導体、半導体パッケージ、ガラス、セラミックス等があげられる。

ダイシング工程は、ブレードを高速回転させ、被切断体を所定のサイズに切断する。ダイシングは、ダイシングテープの一部まで切込みを行なうフルカットと呼ばれる切断方式等を採用できる。

ダイシング後には、ピックアップ工程に供される。ピックアップ工程には、エキスパンド工程を設けることができる。なお、放射線照射や加熱などにより粘着力を低下させるダイシングテープを用いた場合には、ダイシング後に適宜の操作を加え粘着力を低下させピックアップ工程に供する。例えば、粘着剤層に放射線硬化性粘着剤を用いた場合には、粘着剤の種類に応じて放射線照射によりダイシング後に粘着剤層を硬化させ、粘着性を低下させる。ダイシング後の放射線照射により、粘着剤層の粘着性が硬化により低下して剥離を容易化させることができる。放射線照射の手段は特に限定されないが、例えば、紫外線照射等により行なわれる。

次に本発明を実施例に基づき更に詳細に説明する。以下本発明を実施例により説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。

使用した粘着剤の種類を以下に示す。
粘着剤組成物（Ａ）
２−エチルヘキシルアクリレート（７５ｍｏｌ％）、メタクリル酸（１ｍｏｌ％）、２−ヒドロキシエチルアクリレート（２４ｍｏｌ％）の共重合体に、光重合性炭素−炭素二重結合および官能基を有する化合物として、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、重合禁止剤としてハイドロキノンを適宜加え反応温度および反応時間を調整して、光重合性炭素−炭素二重結合を有する化合物を得た。この化合物１００質量部に対して、ポリイソシアネートとして日本ポリウレンタン社製：コロネートＬを２質量部、光重合開始剤として日本チバガイギー社製：イルガキュアー１８４を０．５質量部加えて合し、紫外線硬化性粘着剤組成物（Ａ）を調製した。

使用した基材フィルムの種類を以下に示す。
以下に示す樹脂材料を、押出機を使用して押出加工することにより基材フィルムを作成した。
樹脂材料
基材フィルムＡ：エチレン−酢酸ビニル共重合体
東ソー（株）製ウルトラセン６３１
（１００μｍ厚）
基材フィルムＢ：エチレン−アクリル酸共重合体アイオノマー（亜鉛架橋）
三井デュポンポリケミカル（株）製ハイミラン１８５５
（１００μｍ厚）
基材フィルムＣ：エチレン−メタクリル酸共重合体
三井デュポンポリケミカル（株）製ニュクレルＮＯ３５Ｃ
（１００μｍ厚）
基材フィルムＤ：ポリプロピレン−熱可塑性エラストマー混合樹脂
ポリプロピレン：ノバテックＰＰＦＧ３ＤＣ ６０％
熱可塑性エラストマー：ＪＳＲ（株）製ダイナロン１３２０ｐ ４０％
（１００μｍ厚）
基材フィルムＥ：エチレン−アクリル酸共重合体アイオノマー（ナトリウム架橋）
三井デュポンポリケミカル（株）製ハイミラン１６０１
（１００μｍ厚）
基材フィルムＦ：ポリプロピレン−熱可塑性エラストマー混合樹脂
ポリプロピレン：ノバテックＰＰＦＧ３ＤＣ ８０％
熱可塑性エラストマー：ＪＳＲ（株）製ダイナロン１３２０Ｐ ２０％
（１００μｍ厚）

上記のように調整した各種基材フィルムについて、ループスティフネステスタＤＡ（株式会社東洋精機製作所）にて、ループスティフネスを測定した。測定条件は、以下のとおり。ループ長；８０ｍｍ、幅；２５ｍｍ、押圧速度；３．３ｍｍ／ｓで押し込み、ループとの接触点から１０ｍｍ押し込んだときにロードセルに検出される負荷荷重値を読みとった。なお、比較例２については、厚さ１００μｍでの基材フィルムＦについてのループスティフネスの測定結果が無かったため、厚さ１５０μｍでの同材質の基材フィルムについてのループスティフネスの測定結果から推算した。

（ダイシングテープの作製）
粘着剤として粘着剤組成物（Ａ）を剥離処理した厚さ３８μｍのポリエステルフィルムに乾燥後の厚さが１０μｍとなるように塗布し、８０℃で５分間乾燥した後、上記の各種基材フィルムと張り合わせることでダイシングテープを作製した。

次いで、実施例１〜４および比較例１、２で得られたダイシングテープについて、以下の手順に従って試験を行い、ピンハイトの評価試験を行った。

（ピンハイトの評価試験）
（１）直径２００ｍｍの半導体ウエハを厚さ１００μｍまで研磨する。

（２）各例のダイシングテープを、前記（１）で得られた半導体ウエハを貼着すると共に、リングフレームに固定する。

（３）半導体ウエハを、ダイシング装置（ディスコ社製ＤＡＤ３４０）を用いて設定した分割予定ラインに沿って１５×８ｍｍ角にフルカットする。

（４）ダイシングテープの基材フィルム側から、紫外線を２００ｍＪ／ｍｍ^２照射して粘着剤層を硬化させた後、個片化した半導体チップを、ダイスピッカー装置（キャノンマシナリー社製ＣＡＰ−３００ＩＩ）を用いてピックアップする。まず、ピンハイトの設定を４００μｍにし、１０個の半導体チップのピックアップに挑戦する。次に、ピンハイトの設定を２０μｍ増やし、同様に１０個の半導体チップのピックアップに挑戦する。１０個の半導体チップを失敗無く全てピックアップすることのできた最低のピンハイトを成功ピンハイトとする。なお、図２に示すように、ピンハイトとは、ダイシングテープ１を突き上げピン１３にて押し上げる高さであり、ピン高さとも呼ばれる。

表１に示すように、比較例１および比較例２では、用いた基材フィルムのループスティフネスが高い為に、突き上げ時に剥離角を大きくできず、それぞれ６８０μｍ、９００μｍという高いピンハイトを設定しないと、ピックアップに成功しなかった。一般的な半導体デバイス製造プロセスにおいては、６００μｍ程度が設定する最大のピンハイトであるため、比較例１および比較例２のダイシングテープでは、一般的な半導体デバイス製造プロセスでの利用は好ましくない。

一方、表１に示すように、実施例１〜４は、用いた基材フィルムのループスティフネスが低いために、突き上げ時に、基材フィルムは容易に湾曲し、半導体チップは剥離角を確保できるため、６００μｍ以下のピンハイトでも十分にピックアップに成功した。

１………ダイシングテープ
３………基材フィルム
５………粘着剤層
７………セパレーター
９………半導体チップ
１１………吸着コレット
１３………突き上げピン

Claims (5)

1. 基材フィルム上に粘着剤層を有してなるダイシングテープであって、
   前記基材フィルムは下記の条件下で測定したループスティフネスが３〜２５ｍＮであることを特徴とするダイシングテープ。
   ループスティフネス測定条件：
   装置；ループスティフネステスタＤＡ（東洋精機株式会社製商品名）
   ループ（サンプル）形状；長さ８０ｍｍ、幅２５ｍｍ
   圧子の押し込み速度；３．３ｍｍ／ｓｅｃ
   測定データ；圧子がループと接触した時点から１０ｍｍ押し込んだときにロードセルに検出される負荷荷重値を採用する
2. 前記基材フィルムが、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体、およびポリブテンのようなポリオレフィン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−（メタ）アクリル酸共重合体、エチレン−（メタ）アクリル酸エステル共重合体およびエチレン−（メタ）アクリル酸金属塩系アイオノマーのようなエチレン共重合体、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリメタクリル酸メチル等のエンジニアリングプラスチック、軟質ポリ塩化ビニル、半硬質ポリ塩化ビニル、ポリエステル、ポリウレタン、ポリアミド、ポリイミド天然ゴムならびに合成ゴムからなる群より選ばれた少なくとも１種の高分子材料であることを特徴とする請求項１に記載のダイシングテープ。
3. 前記粘着剤を構成する樹脂組成物が、
   炭素−炭素二重結合をポリマー側鎖または主鎖中もしくは主鎖末端に有するポリマーからなる樹脂組成物または、
   一般的な粘着剤に紫外線硬化性のモノマー成分やオリゴマー成分などの紫外線硬化樹脂を配合した樹脂組成物である
   ことを特徴とする請求項１に記載のダイシングテープ。
4. 前記樹脂組成物が、ウレタンアクリレート、エポキシアクリレート、ポリエステルアクリレート、ポリエーテルアクリレート、（メタ）アクリル酸オリゴマーおよびイタコン酸オリゴマーからなる群より選ばれた少なくとも１種の粘着剤を主成分として有することを特徴とする請求項３に記載のダイシングテープ。
5. 表面に回路が形成された半導体ウエハの裏面を研削する工程と、
   該半導体ウエハ裏面に請求項１に記載のダイシングテープを粘着し、該ウエハをダイシングしチップ化する工程と、
   半導体チップをピックアップする工程と、
   を備えることを特徴とする半導体デバイスの製造方法。

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