JP2011151360A - フリップチップ型半導体裏面用フィルム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】
ウエハ接着層とレーザーマーク層とを含む多層構造を有しており、且つ前記ウエハ接着層は波長:532nmの光線による光線透過率が40%以上であるとともに、前記レーザーマーク層は波長:532nmの光線による光線透過率が40%未満であるフリップチップ型半導体裏面用フィルム、あるいは、ウエハ接着層とレーザーマーク層とを含む多層構造を有しており、且つ前記ウエハ接着層は波長:1064nmの光線による光線透過率が40%以上であるとともに、前記レーザーマーク層は波長:1064nmの光線による光線透過率が40%未満であるフリップチップ型半導体裏面用フィルム。
【選択図】図1
Description
前記のダイシングテープ一体型半導体裏面用フィルムのフリップチップ型半導体裏面用フィルムにおけるウエハ接着層上にワークを貼着する工程と、
前記ワークをダイシングしてチップ状ワークを形成する工程と、
前記チップ状ワークを前記フリップチップ型半導体裏面用フィルムとともに、ダイシングテープの粘着剤層から剥離する工程と、
前記チップ状ワークを被着体にフリップチップボンディングにより固定する工程
とを具備することを特徴とする半導体装置の製造方法を提供する。
半導体裏面用フィルムはフィルム状の形態を有している。半導体裏面用フィルムは、前述のように、ウエハ接着層とレーザーマーク層とを含む多層構造を有しているので、該半導体裏面用フィルム上(すなわち、ウエハ接着層上)に貼着されているワーク(半導体ウエハ)をチップ状に切断する切断加工工程(ダイシング工程)では、ワークに密着して支持する機能を有しており、切断片を飛散させない密着性を発揮することができる。また、ダイシング工程の後のピックアップ工程では、ダイシングにより個片化されたチップ状ワークを半導体裏面用フィルムとともにダイシングテープより容易に剥離させることができる。さらに、ピックアップ工程の後(ダイシングにより個片化されたチップ状ワークを半導体裏面用フィルムとともにダイシングテープより剥離させた後)では、チップ状ワーク(半導体チップ)の裏面を保護する機能を有することができる。しかも、チップ状ワークの裏面側は、レーザーマーク層が最外層となっているとともに、該最外層のレーザーマーク層の光線透過率(波長:532nm又は1064nm)が40%未満であり、且つ内層側のウエハ接着層の光線透過率(波長:532nm又は1064nm)が40%以上であるので、チップ状ワークには光線による損傷をほとんど又は全く与えずに、優れたレーザーマーキング性でレーザーマークを施すことができる。また、チップ状ワークの裏面には、ウエハ接着層が優れた密着性で貼着しているので、密着不良による浮き等がなく、チップ状ワークは、優れた外観性を発揮することができる。このように、半導体裏面用フィルムは、優れたレーザーマーキング性を有しているので、チップ状ワーク又は該チップ状ワークが用いられた半導体装置の非回路面側の面に、半導体裏面用フィルム(すなわち、半導体裏面用フィルムのレーザーマーク層)を介して、レーザーマーキング方法を利用して、レーザーマーキングを施し、文字情報や図形情報などの各種情報を優れたマーキング性で付与させることができる。
ウエハ接着層は、ウエハ(半導体ウエハ)に対して優れた密着性を発揮する層(ウエハ密着層)であり、ウエハの裏面と接触する層である。ウエハ接着層のウエハに対する密着力(接着力)としては、半導体裏面用フィルムを厚さ0.6mmの半導体ウエハに、ウエハ接着層がウエハ表面に接触する形態で、50℃で熱ラミネート法を利用して貼着させた後に、23℃の雰囲気下で30分間放置した際の23℃におけるウエハ接着層のウエハに対する接着力(剥離角度:180°、引張速度:300mm/min)が1N/10mm幅以上(例えば、1N/10mm幅〜10N/10mm幅)であることが重要であり、好ましくは2N/10mm幅以上(例えば、2N/10mm幅〜10N/10mm幅)であり、より好ましくは4N/10mm幅以上(例えば、4N/10mm幅〜10N/10mm幅)である。ウエハ接着層のウエハに対する接着力(温度:23℃、剥離角度:180°、引張速度:300mm/min)が1N/10mm幅以上であると、ウエハ接着層として優れた密着性を示す。
可視光線透過率(%)=((ウエハ接着層の透過後の可視光線の光強度)/(可視光線の初期の光強度))×100
(式中、L10は光路長、αは吸光係数、Cは試料濃度を表す)
また、厚さX(μm)での吸光度AXは下記式(2)により表すことができる。
AX=α×LX×C (2)
更に、厚さ20μmでの吸光度A20は下記式(3)により表すことができる。
A10=−log10T10 (3)
(式中、T10は厚さ10μmでの光線透過率を表す)
前記式(1)〜(3)より、吸光度AXは、
AX=A10×(LX/L10)
=−[log10(T10)]×(LX/L10)
と表すことができる。これにより、厚さX(μm)での光線透過率TX(%)は、下記式により算出することができる。
TX=10−AX
但し、AX=−[log10(T10)]×(LX/L10)
レーザーマーク層は、優れたレーザーマーキング性を発揮する層であり、半導体チップの裏面に、レーザーマーキングを行う際に利用される層である。すなわち、レーザーマーク層は、レーザー加工性が良好な層である。レーザーマーク層のレーザー加工性は、レーザーマーク層に、レーザー[波長:532nm、株式会社キーエンス製のレーザー発生装置(商品名「MD−S9900」)]を、強度:1.0Wの条件で照射させた際の加工深さ(深度)が2μm以上であることが重要であり、その上限は特に制限されず、レーザーマーク層の厚さと同じ値であってもよい。具体的には、レーザーマーク層のレーザー加工深さとしては、例えば、2μm〜25μmの範囲から選択することができ、好ましくは3μm以上(3μm〜20μm)であり、より好ましくは5μm以上(5μm〜15μm)である。レーザーマーク層のレーザー加工性の指標である加工深さ[波長:532nm、株式会社キーエンス製のレーザー発生装置(商品名「MD−S9900」)]が、強度:1.0Wの条件で2μm以上であると、優れたレーザーマーキング性を発揮する。なお、レーザーマーク層のレーザー加工深さが、レーザーマーク層の厚さと同じ値であると、レーザーの照射により、レーザーマーク層と積層されているウエハ接着層にもレーザーが到達し、ウエハ接着層も加工されることになる場合がある。また、レーザーの照射により、レーザーマーク層は加工されるが、その加工としては、例えば、レーザーにより有機成分等が燃焼して組成が変更される加工などが挙げられる。
可視光線透過率(%)=((レーザーマーク層の透過後の可視光線の光強度)/(可視光線の初期の光強度))×100
(式中、L10は光路長、αは吸光係数、Cは試料濃度を表す)
また、厚さX(μm)での吸光度AXは下記式(2)により表すことができる。
AX=α×LX×C (2)
更に、厚さ20μmでの吸光度A20は下記式(3)により表すことができる。
A10=−log10T10 (3)
(式中、T10は厚さ10μmでの光線透過率を表す)
前記式(1)〜(3)より、吸光度AXは、
AX=A10×(LX/L10)
=−[log10(T10)]×(LX/L10)
と表すことができる。これにより、厚さX(μm)での光線透過率TX(%)は、下記式により算出することができる。
TX=10−AX
但し、AX=−[log10(T10)]×(LX/L10)
ウエハ接着層用樹脂組成物やレーザーマーク層用樹脂組成物において、熱可塑性樹脂成分としては、例えば、天然ゴム、ブチルゴム、イソプレンゴム、クロロプレンゴム、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸共重合体、エチレン−アクリル酸エステル共重合体、ポリブタジエン樹脂、ポリカーボネート樹脂、熱可塑性ポリイミド樹脂、6−ナイロンや6,6−ナイロン等のポリアミド樹脂、フェノキシ樹脂、アクリル樹脂、PET(ポリエチレンテレフタレート)やPBT(ポリブチレンテレフタレート)等の飽和ポリエステル樹脂、ポリアミドイミド樹脂、又はフッ素樹脂等が挙げられる。熱可塑性樹脂成分は単独で又は2種以上を併用して用いることができる。これらの熱可塑性樹脂成分のうち、イオン性不純物が少なく耐熱性が高く、半導体素子の信頼性を確保できるアクリル樹脂が好ましい。
ウエハ接着層用樹脂組成物やレーザーマーク層用樹脂組成物において、熱硬化性樹脂成分としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂の他、アミノ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂、熱硬化性ポリイミド樹脂等が挙げられる。熱硬化性樹脂成分は、単独で又は2種以上併用して用いることができる。熱硬化性樹脂成分としては、半導体素子を腐食させるイオン性不純物等含有が少ないエポキシ樹脂が好適である。また、エポキシ樹脂の硬化剤としてはフェノール樹脂を好適に用いることができる。
ウエハ接着層用樹脂組成物やレーザーマーク層用樹脂組成物において用いられる架橋剤としては、特に制限されず、公知の架橋剤から適宜選択することができる。具体的には、架橋剤としては、例えば、イソシアネート系架橋剤、エポキシ系架橋剤、メラミン系架橋剤、過酸化物系架橋剤の他、尿素系架橋剤、金属アルコキシド系架橋剤、金属キレート系架橋剤、金属塩系架橋剤、カルボジイミド系架橋剤、オキサゾリン系架橋剤、アジリジン系架橋剤、アミン系架橋剤などが挙げられる。架橋剤としては、イソシアネート系架橋剤やエポキシ系架橋剤が好適である。架橋剤は単独で又は2種以上組み合わせて使用することができる。
本発明では、半導体裏面用フィルムは着色されていることが好ましい。具体的には、ウエハ接着層、レーザーマーク層のうち少なくとも一方の層が着色されていることが好ましく、中でも少なくともレーザーマーク層が着色されていることが好ましく、ウエハ接着層及びレーザーマーク層の両層がともに着色されていることがより好適である。
なお、黒色系色として、シアン系色材、マゼンダ系色材及びイエロー系色材が混合された色材混合物を用いる場合、これらの色材はそれぞれ単独で、又は2種以上を組み合わせて用いることができる。また、混合インク組成物中のシアン系色材、マゼンダ系色材およびイエロー系色材の混合割合(または配合割合)としては、黒色系色(例えば、L*a*b*表色系で規定されるL*、a*やb*が、前記範囲となる黒色系色)を呈することができれば特に制限されず、各色材の種類などに応じて適宜選択することができる。混合インク組成物中におけるシアン系色材、マゼンダ系色材およびイエロー系色材の各色材の含有割合は、例えば、色材の総量に対して、シアン系色材/マゼンダ系色材/イエロー系色材=10重量%〜50重量%/10重量%〜50重量%/10重量%〜50重量%(好ましくは20重量%〜40重量%/20重量%〜40重量%/20重量%〜40重量%)の範囲から適宜選択することができる。
本発明では、前述のように、ウエハ接着層用樹脂組成物やレーザーマーク層用樹脂組成物において、必要に応じて他の添加剤を適宜に配合することができる。他の添加剤としては、充填剤(フィラー)、難燃剤、シランカップリング剤、イオントラップ剤の他、増量剤、老化防止剤、酸化防止剤、界面活性剤などの添加剤を用いることができる。
ウエハ接着層とレーザーマーク層との間の層として、他の層を有していても良い。
半導体裏面用フィルムにおけるウエハ接着層やレーザーマーク層からから約0.1gをサンプリングして精秤し(試料の重量)、該サンプルをメッシュ状シートで包んだ後、約50mLのトルエン中に室温で1週間浸漬させる。その後、溶剤不溶分(メッシュ状シートの内容物)をトルエンから取り出し、130℃で約2時間乾燥させ、乾燥後の溶剤不溶分を秤量し(浸漬・乾燥後の重量)、下記式(a)よりゲル分率(重量%)を算出する。
ゲル分率(重量%)=[(浸漬・乾燥後の重量)/(試料の重量)]×100 (a)
ル長さ:22.5mm、サンプル厚さ:0.2mmで、周波数:1Hz、昇温速度:10℃/分、窒素雰囲気下、所定の温度(23℃)にて測定して、得られた引張貯蔵弾性率E’の値とする。
可視光線透過率(%)=((半導体裏面用フィルムの透過後の可視光線の光強度)/(可視光線の初期の光強度))×100
(式中、L20は光路長、αは吸光係数、Cは試料濃度を表す)
また、厚さX(μm)での吸光度AXは下記式(2)により表すことができる。
AX=α×LX×C (2)
更に、厚さ20μmでの吸光度A20は下記式(3)により表すことができる。
A20=−log10T20 (3)
(式中、T20は厚さ20μmでの光線透過率を表す)
前記式(1)〜(3)より、吸光度AXは、
AX=A20×(LX/L20)
=−[log10(T20)]×(LX/L20)
と表すことができる。これにより、厚さX(μm)での光線透過率TX(%)は、下記式により算出することができる。
TX=10−AX
但し、AX=−[log10(T20)]×(LX/L20)
吸湿率(重量%)=(((半導体裏面用フィルムの放置後の重量)−(半導体裏面用フィルムの放置前の重量))/(半導体裏面用フィルムの放置前の重量))×100
重量減少率(重量%)=(((半導体裏面用フィルムの放置前の重量)−(半導体裏面用フィルムの放置後の重量))/(半導体裏面用フィルムの放置前の重量))×100
む多層構造を有するが、前記ウエハ接着層がウエハの裏面と接触し、且つ、前記レーザーマーク層が、ダイシングテープ一体型半導体裏面用フィルムではダイシングテープの粘着剤層に貼着され、ダイシング工程後にピックアップされた半導体チップでは半導体チップの裏面側の最外層となる限り、前記ウエハ接着層とレーザーマーク層との間に、他の層(例えば、中間層、光線遮断層、補強層、着色層、基材層、電磁波遮断層、熱伝導層、粘着層など)を含むものであってもよい。
ダイシングテープは、基材及び該基材上に形成された粘着剤層により構成されている。このように、ダイシングテープは、基材と、粘着剤層とが積層された構成を有していればよい。基材(支持基材)は粘着剤層等の支持母体として用いることができる。基材としては、例えば、紙などの紙系基材;布、不織布、フェルト、ネットなどの繊維系基材;金属箔、金属板などの金属系基材;プラスチックのフィルムやシートなどのプラスチック系基材;ゴムシートなどのゴム系基材;発泡シートなどの発泡体や、これらの積層体[プラスチック系基材と他の基材との積層体や、プラスチックフィルム(又はシート)同士の積層体など]等の適宜な薄葉体を用いることができる。本発明では、基材としては、プラスチックのフィルムやシートなどのプラスチック系基材を好適に用いることができる。このようなプラスチック材における素材としては、例えば、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、エチレン−プロピレン共重合体等のオレフィン系樹脂;エチレン−酢酸ビニル共重合体(EVA)、アイオノマー樹脂、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(ランダム、交互)共重合体等のエチレンをモノマー成分とする共重合体;ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)等のポリエステル;アクリル系樹脂;ポリ塩化ビニル(PVC);ポリウレタン;ポリカーボネート;ポリフェニレンスルフィド(PPS);ポリアミド(ナイロン)、全芳香族ポリアミド(アラミド)等のアミド系樹脂;ポリエーテルエーテルケトン(PEEK);ポリイミド;ポリエーテルイミド;ポリ塩化ビニリデン;ABS(アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体);セルロース系樹脂;シリコーン樹脂;フッ素樹脂などが挙げられる。また基材の材料としては、前記樹脂の架橋体等のポリマーも用いることができる。これらの素材は単独で又は2種以上組み合わせて使用することができる。
などの(メタ)アクリル酸アミノアルキル系モノマー;(メタ)アクリル酸メトキシエチル、(メタ)アクリル酸エトキシエチルなどの(メタ)アクリル酸アルコキシアルキル系モノマー;アクリロニトリル、メタクリロニトリルなどのシアノアクリレートモノマー;(メタ)アクリル酸グリシジルなどのエポキシ基含有アクリル系モノマー;スチレン、α−メチルスチレンなどのスチレン系モノマー;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニルなどのビニルエステル系モノマー;イソプレン、ブタジエン、イソブチレンなどのオレフィン系モノマー;ビニルエーテルなどのビニルエーテル系モノマー;N−ビニルピロリドン、メチルビニルピロリドン、ビニルピリジン、ビニルピペリドン、ビニルピリミジン、ビニルピペラジン、ビニルピラジン、ビニルピロール、ビニルイミダゾール、ビニルオキサゾール、ビニルモルホリン、N−ビニルカルボン酸アミド類、N−ビニルカプロラクタムなどの窒素含有モノマー;N−シクロヘキシルマレイミド、N−イソプロピルマレイミド、N−ラウリルマレイミド、N−フェニルマレイミドなどのマレイミド系モノマー;N−メチルイタコンイミド、N−エチルイタコンイミド、N−ブチルイタコンイミド、N−オクチルイタコンイミド、N−2−エチルヘキシルイタコンイミド、N−シクロヘキシルイタコンイミド、N−ラウリルイタコンイミドなどのイタコンイミド系モノマー;N−(メタ)アクリロイルオキシメチレンスクシンイミド、N−(メタ)アクルロイル−6−オキシヘキサメチレンスクシンイミド、N−(メタ)アクリロイル−8−オキシオクタメチレンスクシンイミドなどのスクシンイミド系モノマー;(メタ)アクリル酸ポリエチレングリコール、(メタ)アクリル酸ポリプロピレングリコール、(メタ)アクリル酸メトキシエチレングリコール、(メタ)アクリル酸メトキシポリプロピレングリコールなどのグリコール系アクリルエステルモノマー;(メタ)アクリル酸テトラヒドロフルフリル、フッ素(メタ)アクリレート、シリコーン(メタ)アクリレートなどの複素環、ハロゲン原子、ケイ素原子などを有するアクリル酸エステル系モノマー;ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、(ポリ)エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、(ポリ)プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)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、ウレタンアクリレート、ジビニルベンゼン、ブチルジ(メタ)アクリレート、ヘキシルジ(メタ)アクリレートなどの多官能モノマー等が挙げられる。これらの共重合性単量体成分は1種又は2種以上使用できる。
本発明のダイシングテープ一体型半導体裏面用フィルムの製造方法について、ダイシングテープ一体型半導体裏面用フィルム1を例にして説明する。先ず、基材31は、従来公知の製膜方法により製膜することができる。当該製膜方法としては、例えばカレンダー製膜法、有機溶媒中でのキャスティング法、密閉系でのインフレーション押出法、Tダイ押出法、共押出し法、ドライラミネート法等が例示できる。
ワーク(半導体ウエハ)としては、公知乃至慣用の半導体ウエハであれば特に制限されず、各種素材の半導体ウエハから適宜選択して用いることができる。本発明では、半導体ウエハとしては、シリコンウエハを好適に用いることができる。
本発明の半導体装置の製造方法は、前記ダイシングテープ一体型半導体裏面用フィルムを用いた半導体装置の製造方法であれば特に制限されないが、例えば、下記の工程を具備する製造方法などが挙げられる。
前記ダイシングテープ一体型半導体裏面用フィルムの半導体裏面用フィルム上(すなわち、半導体裏面用フィルムのウエハ接着層上)にワークを貼着する工程(マウント工程)
前記ワークをダイシングしてチップ状ワークを形成する工程(ダイシング工程)
前記チップ状ワークを前記半導体裏面用フィルムとともに、ダイシングテープの粘着剤層から剥離する工程(ピックアップ工程)
前記チップ状ワークを被着体にフリップチップボンディングにより固定する工程(フリップチップボンディング工程)
、5はチップ状ワーク(半導体チップ)、51は半導体チップ5の回路面側に形成されているバンプ、6は被着体、61は被着体6の接続パッドに被着された接合用の導電材61であり、1、2、21、22、3、31、32は前記と同様に、それぞれ、ダイシングテープ一体型半導体裏面用フィルム、半導体裏面用フィルム、レーザーマーク層、ウエハ接着層、ダイシングテープ、基材、粘着剤層である。
先ず、図2(a)で示されるように、ダイシングテープ一体型半導体裏面用フィルム1における半導体裏面用フィルム2のウエハ接着層22上に半導体ウエハ(ワーク)4を貼着し(特に圧着し)、これを密着保持させて固定する(マウント工程)。なお、本工程は、通常、圧着ロール等の押圧手段により押圧しながら行われる。
次に、図2(b)で示されるように、半導体ウエハ4のダイシングを行う。これにより、半導体ウエハ4を所定のサイズに切断して個片化(小片化)し、半導体チップ(チップ状ワーク)5を製造する。ダイシングは、例えば、半導体ウエハ4の回路面側から常法に従い行われる。また、本工程では、例えば、ダイシングテープ一体型半導体裏面用フィルム1まで切込みを行うフルカットと呼ばれる切断方式等を採用できる。本発明では、ダイシング工程では、ワークはフルカット(完全切断)することが重要であり、この際、半導体裏面用フィルムも完全切断させて、ワークを半導体裏面用フィルムとともにダイシングすることが重要である。すなわち、本工程は、ワークを半導体裏面用フィルムとともにダイシングしてチップ状ワークを形成する工程であることが重要である。なお、ワークを半導体裏面用フィルムとともにダイシングする際には、ダイシングテープには切り込みをいれない形態や、ダイシングテープにも少なくとも部分的に(好ましくは、ダイシングテープが切断されない程度に部分的に)切り込みをいれる形態で、ダイシングを行うことができる。本工程で用いるダイシング装置としては特に限定されず、従来公知のものを用いることができる。また、半導体ウエハ4は、ダイシングテープ一体型半導体裏面用フィルム1により密着固定されているので、チップ欠けやチップ飛びを抑制できると共に、半導体ウエハ4の破損も抑制できる。なお、半導体裏面用フィルム2(レーザーマーク層、ウエハ接着層)がエポキシ樹脂を含む樹脂組成物により形成されていると、ダイシングにより切断されても、その切断面において半導体裏面用フィルムの糊はみ出しが生じるのを抑制又は防止することができる。その結果、切断面同士が再付着(ブロッキング)することを抑制又は防止することができ、後述のピックアップを一層良好に行うことができる。
ダイシングテープ一体型半導体裏面用フィルム1に密着固定された半導体チップ5を回収する為に、図2(c)で示されるように、半導体チップ5のピックアップを行って、半導体チップ5を半導体裏面用フィルム2とともにダイシングテープ3より剥離させる。ピックアップの方法としては特に限定されず、従来公知の種々の方法を採用できる。例えば、個々の半導体チップ5をダイシングテープ一体型半導体裏面用フィルム1の基材31側からニードルによって突き上げ、突き上げられた半導体チップ5をピックアップ装
置によってピックアップする方法等が挙げられる。なお、ピックアップされた半導体チップ5は、その裏面(非回路面、非電極形成面などとも称される)が、レーザーマーク層21とウエハ接着層22とによる半導体裏面用フィルム2により保護されている。
ピックアップした半導体チップ5は、図2(d)で示されるように、基板等の被着体に、フリップチップボンディング方式(フリップチップ実装方式)により固定させる。具体的には、半導体チップ5を、半導体チップ5の回路面(表面、回路パターン形成面、電極形成面などとも称される)が被着体6と対向する形態で、被着体6に常法に従い固定させる。例えば、半導体チップ5の回路面側に形成されているバンプ51を、被着体6の接続パッドに被着された接合用の導電材(半田など)61に接触させて押圧しながら導電材を溶融させることにより、半導体チップ5と被着体6との電気的導通を確保し、半導体チップ5を被着体6に固定させることができる。なお、このような半導体チップ5の被着体6への固定に際しては、半導体チップ5と被着体6との対向面や間隙を洗浄し、該間隙に封止材(封止樹脂など)を充填させることが重要である。
ール樹脂としては、前記に例示のフェノール樹脂などが挙げられる。
アクリル酸エチル−メチルメタクリレートを主成分とするアクリル酸エステル系ポリマー(商品名「パラクロンW−197CM」、根上工業株式会社製):100部に対して、エポキシ樹脂(商品名「エピコート1004」、JER株式会社製):21部、フェノール樹脂(商品名「ミレックスXLC−4L」、三井化学株式会社製):22部、球状シリカ(商品名「SO−25R」、株式会社アドマテックス製、平均粒径0.5μm):77部をメチルエチルケトンに溶解して、固形分濃度が23.6重量%となる樹脂組成物の溶液(「樹脂組成物溶液A」と称する場合がある)を調製した。
アクリル酸エチル−メチルメタクリレートを主成分とするアクリル酸エステル系ポリマー(商品名「パラクロンW−197CM」、根上工業株式会社製):100部に対して、エポキシ樹脂(商品名「エピコート1004」、JER株式会社製):113部、フェノール樹脂(商品名「ミレックスXLC−4L」、三井化学株式会社製):121部、球状シリカ(商品名「SO−25R」、株式会社アドマテックス製、平均粒径0.5μm):246部、染料1(商品名「OIL GREEN 502」、オリエント化学工業株式会社製):5部、染料2(商品名「OIL BLACK BS」、オリエント化学工業株式会社製):5部をメチルエチルケトンに溶解して、固形分濃度が23.6重量%となる樹脂組成物の溶液(「樹脂組成物溶液B」と称する場合がある)を調製した。
製造例1〜2で調製された樹脂組成物溶液A〜樹脂組成物溶液Bによる樹脂層について、ウエハに対する接着力を、下記の接着力の測定方法により測定し、ウエハ接着層として適切な接着力を有しているかどうかを、下記の接着性の評価基準で評価した。評価又は測定結果は表1に示した。
製造例1〜2で調製された樹脂組成物溶液A〜樹脂組成物溶液Bによる樹脂層の一方の面にポリエチレンテレフタレートフィルム(厚さ38μm;「PETフィルム」と称する場合がある)を貼着させて、樹脂層貼着PETフィルムを得る。ウエハとしてのシリコンウエハ(厚さ0.6mm)を熱板の上に置き、所定の温度(50℃)下で、樹脂層貼着PETフィルムの樹脂層がウエハと接触する形態で、2kgのローラーを一往復して貼り合わせる。その後、熱板上(50℃)に2分間静置した後、常温(23℃程度)で20分静置し、放置後、剥離試験機(商品名「オートグラフAGS−J」島津製作所社製)を用いて、温度23℃の条件下で、剥離角度:180°、引張速度:300mm/minの条件で、樹脂層貼着PETフィルムを引き剥がして(樹脂層とウエハとの界面で剥離させて)、この引き剥がした時の荷重の最大荷重(測定初期のピークトップを除いた荷重の最大値)を測定し、この最大荷重を樹脂層とウエハ間の接着力(樹脂層のウエハに対する接着力)として、樹脂の接着力(N/10mm幅)を求める。
○:ウエハに対する接着力が1N/10mm幅以上である
×:ウエハに対する接着力が1N/10mm幅未満である
製造例1〜2で調製された樹脂組成物溶液A〜樹脂組成物溶液Bによる樹脂層について、レーザーマーキング性を、下記のレーザー加工性の評価又は測定方法により評価又は測定し、レーザーマーク層として適切なレーザーマーキング性を有しているかどうかを、下記のレーザー加工性の評価基準で評価した。評価又は測定結果は表2に示した
製造例1〜2で調製された樹脂組成物溶液A〜樹脂組成物溶液Bによる樹脂層に、レーザー[波長:532nm、装置:株式会社キーエンス製のレーザー発生装置(商品名「MD−S9900」)]を、強度:1.0Wの条件で照射させて、このレーザーの照射により加工された加工深さを、レーザー顕微鏡を用いて測定する。
○:レーザー加工深さが2μm以上である
×:レーザー加工深さが2μm未満である
製造例1〜2で調製された樹脂組成物溶液A〜樹脂組成物溶液Bによる樹脂層について、532nm又は1064nmの光線による光線透過率を、下記の光線透過率の測定方法により測定した。測定結果は表3に示した。
製造例1〜2で調製された樹脂組成物溶液A〜樹脂組成物溶液Bによる樹脂層(平均厚さ:10μm)に、商品名「UV−2550」(島津製作所製)を用いて、波長:400nm〜1100nmの可視光線を所定の強度で照射し、透過した可視光線の強度を測定して、各波長の可視光線のレーザーマーク層の透過前後の強度変化より求めることができる。
製造例1〜2で調製された樹脂組成物溶液A〜樹脂組成物溶液Bによる樹脂層について、吸湿率(重量%)、重量減少率(重量%)を、それぞれ下記の通りに測定した。測定結果を下記表4に示す。
製造例1〜2で調製された樹脂組成物溶液A〜樹脂組成物溶液Bによる樹脂層を、温度85℃、相対湿度85%Rhの恒温恒湿槽に168時間放置して、放置前後の重量を測定し、下記式から吸湿率(重量%)を算出した。
吸湿率(重量%)=(((樹脂層の放置後の重量)−(樹脂層の放置前の重量))/(樹脂層の放置前の重量))×100
製造例1〜2で調製された樹脂組成物溶液A〜樹脂組成物溶液Bによる樹脂層を、温度250℃の乾燥機に1時間放置して、放置前後の重量を測定し、下記式から重量減少率(重量%)を算出した。
重量減少率(重量%)=(((樹脂層の放置前の重量)−(樹脂層の放置後の重量))/(樹脂層の放置前の重量))×100
<半導体裏面用フィルムの作製>
製造例1で調製された樹脂組成物溶液Aを剥離ライナ(セパレータ)としてシリコーン離型処理した厚さが50μmのポリエチレンテレフタレートフィルムからなる離型処理フィルム上に塗布し、130℃で2分間乾燥させることにより、厚さ(平均厚さ)10μmのウエハ側樹脂層(ウエハ接着層)を形成し、その後、該ウエハ側樹脂層(ウエハ接着層)上に、製造例2で調製された樹脂組成物溶液Bを塗布し、130℃で2分間乾燥させることにより、厚さ(平均厚さ)10μmの外側樹脂層(レーザーマーク層)を形成して、厚さ(平均厚さ)20μmの半導体裏面用フィルム(「半導体裏面用フィルムA」と称する場合がある)を作製した。
上記半導体裏面用フィルムAを、ダイシングテープ(商品名「V−8−T」、日東電工株式会社製;基材の平均厚さ:65μm、粘着剤層の平均厚さ:10μm)の粘着剤層上に、外側樹脂層がダイシングテープの粘着剤層と接触する形態で、ハンドローラーを用いて貼り合せ、ダイシングテープ一体型半導体裏面用フィルムを作製した。
<半導体裏面用フィルムの作製>
製造例2で調製された樹脂組成物溶液Bを剥離ライナ(セパレータ)としてシリコーン離型処理した厚さが50μmのポリエチレンテレフタレートフィルムからなる離型処理フィルム上に塗布し、130℃で2分間乾燥させることにより、厚さ(平均厚さ)10μmのウエハ側樹脂層を形成し、その後、該ウエハ側樹脂層上に、製造例1で調製された樹脂組成物溶液Aを塗布し、130℃で2分間乾燥させることにより、厚さ(平均厚さ)10μmの外側樹脂層を形成して、厚さ(平均厚さ)20μmの半導体裏面用フィルム(「半導体裏面用フィルムB」と称する場合がある)を作製した。
上記半導体裏面用フィルムBを、ダイシングテープ(商品名「V−8−T」、日東電工株式会社製;基材の平均厚さ:65μm、粘着剤層の平均厚さ:10μm)の粘着剤層上に、外側樹脂層がダイシングテープの粘着剤層と接触する形態で、ハンドローラーを用
いて貼り合せ、ダイシングテープ一体型半導体裏面用フィルムを作製した。
<半導体裏面用フィルムの作製>
製造例1で調製された樹脂組成物溶液Aを剥離ライナ(セパレータ)としてシリコーン離型処理した厚さが50μmのポリエチレンテレフタレートフィルムからなる離型処理フィルム上に塗布し、130℃で2分間乾燥させることにより、厚さ(平均厚さ)20μmの樹脂層を形成して、厚さ(平均厚さ)20μmの半導体裏面用フィルム(「半導体裏面用フィルムC」と称する場合がある)を作製した。従って、半導体裏面用フィルムCは、単層の構成を有している。すなわち、単層構成の半導体裏面用フィルム(樹脂層)は、ウエハ側樹脂層でもあり、外側樹脂層でもある。
上記半導体裏面用フィルムCを、ダイシングテープ(商品名「V−8−T」、日東電工株式会社製;基材の平均厚さ:65μm、粘着剤層の平均厚さ:10μm)の粘着剤層上に、ハンドローラーを用いて貼り合せ、ダイシングテープ一体型半導体裏面用フィルムを作製した。
<半導体裏面用フィルムの作製>
製造例2で調製された樹脂組成物溶液Bを剥離ライナ(セパレータ)としてシリコーン離型処理した厚さが50μmのポリエチレンテレフタレートフィルムからなる離型処理フィルム上に塗布し、130℃で2分間乾燥させることにより、厚さ(平均厚さ)20μmの樹脂層を形成して、厚さ(平均厚さ)20μmの半導体裏面用フィルム(「半導体裏面用フィルムD」と称する場合がある)を作製した。従って、半導体裏面用フィルムDは、単層の構成を有している。すなわち、単層構成の半導体裏面用フィルム(樹脂層)は、ウエハ側樹脂層でもあり、外側樹脂層でもある。
上記半導体裏面用フィルムDを、ダイシングテープ(商品名「V−8−T」、日東電工株式会社製;基材の平均厚さ:65μm、粘着剤層の平均厚さ:10μm)の粘着剤層上に、ハンドローラーを用いて貼り合せ、ダイシングテープ一体型半導体裏面用フィルムを作製した。
実施例1及び比較例1〜3で作製したダイシングテープ一体型半導体裏面用フィルムについて、ダイシング性、ピックアップ性、フリップチップボンディング性、ウエハ裏面のマーキング性、ウエハ裏面の外観性を、下記の評価又は測定方法により評価又は測定した。評価又は測定結果は表5に示した。
実施例1及び比較例1〜3のダイシングテープ一体型半導体裏面用フィルムを用いて、以下の要領で、実際に半導体ウェハのダイシングを行ってダイシング性を評価し、その後に剥離性の評価を行い、ダイシングテープ一体型半導体裏面用フィルムのダイシング性能とピックアップ性能を評価した。
研削装置:商品名「DFG−8560」ディスコ社製
半導体ウエハ:8インチ径(厚さ0.6mmから0.2mmに裏面研削)
(貼り合わせ条件)
貼り付け装置:商品名「MA−3000III」日東精機株式会社製
貼り付け速度計:10mm/min
貼り付け圧力:0.15MPa
貼り付け時のステージ温度:70℃
(ダイシング条件)
ダイシング装置:商品名「DFD−6361」ディスコ社製
ダイシングリング:「2−8−1」(ディスコ社製)
ダイシング速度:30mm/sec
ダイシングブレード:
Z1;ディスコ社製「203O−SE 27HCDD」
Z2;ディスコ社製「203O−SE 27HCBB」
ダイシングブレード回転数:
Z1;40,000r/min
Z2;45,000r/min
カット方式:ステップカット
ウエハチップサイズ:10.0mm角
(半導体ウエハピックアップ条件)
ピックアップ装置:商品名「SPA−300」株式会社新川社製
ピックアップニードル本数:9本
ニードル突き上げ速度:20mm/s
ニードル突き上げ量 : 500μm
ピックアップ時間:1秒
ダイシングテープ エキスパンド量 : 3mm
各実施例又は各比較例に係るダイシングテープ一体型半導体裏面用フィルムを用いて、前記の<ダイシング性・ピックアップ性の評価方法>により得られた各実施例又は各比較例に係るチップ状ワークについて、チップ状ワークの表面(回路面)が、該回路面に対応した配線を備えた回路基板の表面に対向する形態で、チップ状ワークの回路面に形成されているバンプが、回路基板の接続パッドに被着された接合用の導電材(半田)と接触させて押圧しながら、温度を260℃まで上げて導電材を溶融させ、その後、室温まで冷却させることにより、チップ状ワークを回路基板に固定させて、半導体装置を作製した。この際のフリップチップボンディング性について、下記の評価基準により評価した。
○:問題なく、フリップチップボンディング方法により、実装できる
×:フリップチップボンディング方法により、実装できない
前記の<フリップチップボンディング性の評価方法>により得られた半導体装置におけるチップ状ワークの裏面(すなわち、半導体裏面用フィルムの最外層の表面)に、YAGレーザーによりレーザーマーキングを施し、該レーザーマーキングにより得られた情報(バーコード情報)について、下記の評価基準により、各実施例又は各比較例に係るダイシングテープ一体型半導体裏面用フィルムを用いて得られた半導体装置のマーキング性(レーザーマーキング性)を評価した。
○:無作為に選んだ成人10人中、レーザーマーキングにより得られた情報を良好に視認できると判断した人数が8人以上である
×:無作為に選んだ成人10人中、レーザーマーキングにより得られた情報を良好に視認できると判断した人数が7人以下である
各実施例に係るダイシングテープ一体型半導体裏面用フィルムを用いて、前記の<ダイシング性・ピックアップ性の評価方法>により得られた各実施例に係るチップ状ワークについて、該チップ状ワークの裏面の外観性を、下記の評価基準により目視により評価した。
○:チップ状ワークにおけるウエハ(シリコンウエハ)の裏面と半導体裏面用フィルムと間に剥離(浮き)が無い
×:チップ状ワークにおけるウエハ(シリコンウエハ)の裏面と半導体裏面用フィルムと間に剥離(浮き)がある
2 フリップチップ型半導体裏面用フィルム
21 レーザーマーク層
22 ウエハ接着層
3 ダイシングテープ
31 基材
32 粘着剤層
4 半導体ウエハ(ワーク)
5 半導体チップ(チップ状ワーク)
51 半導体チップ5の回路面側に形成されているバンプ
6 被着体
61 被着体6の接続パッドに被着された接合用の導電材
Claims (7)
- 被着体上にフリップチップ接続された半導体素子の裏面に形成するためのフリップチップ型半導体裏面用フィルムであって、
ウエハ接着層とレーザーマーク層とを含む多層構造を有しており、且つ前記ウエハ接着層は波長:532nmの光線による光線透過率が40%以上であるとともに、前記レーザーマーク層は波長:532nmの光線による光線透過率が40%未満であることを特徴とするフリップチップ型半導体裏面用フィルム。 - 被着体上にフリップチップ接続された半導体素子の裏面に形成するためのフリップチップ型半導体裏面用フィルムであって、
ウエハ接着層とレーザーマーク層とを含む多層構造を有しており、且つ前記ウエハ接着層は波長:1064nmの光線による光線透過率が40%以上であるとともに、前記レーザーマーク層は波長:1064nmの光線による光線透過率が40%未満であることを特徴とするフリップチップ型半導体裏面用フィルム。 - ウエハ接着層及びレーザーマーク層が、ともに、着色されている請求項1又は2記載のフリップチップ型半導体裏面用フィルム。
- 基材上に粘着剤層を有するダイシングテープと、該粘着剤層上に設けられたフリップチップ型半導体裏面用フィルムとを有するダイシングテープ一体型半導体裏面用フィルムであって、
前記フリップチップ型半導体裏面用フィルムが請求項1〜3いずれか記載のフリップチップ型半導体裏面用フィルムであり、且つフリップチップ型半導体裏面用フィルムのレーザーマーク層が前記ダイシングテープの粘着剤層上に積層された構成を有していることを特徴とするダイシングテープ一体型半導体裏面用フィルム。 - フリップチップ実装の半導体装置に用いられる請求項4記載のダイシングテープ一体型半導体裏面用フィルム。
- ダイシングテープ一体型半導体裏面用フィルムを用いた半導体装置の製造方法であって、
請求項4又は5記載のダイシングテープ一体型半導体裏面用フィルムのフリップチップ型半導体裏面用フィルムにおけるウエハ接着層上にワークを貼着する工程と、
前記ワークをダイシングしてチップ状ワークを形成する工程と、
前記チップ状ワークを前記フリップチップ型半導体裏面用フィルムとともに、ダイシングテープの粘着剤層から剥離する工程と、
前記チップ状ワークを被着体にフリップチップボンディングにより固定する工程
とを具備することを特徴とする半導体装置の製造方法。 - フリップチップ実装の半導体装置であって、請求項4又は5記載のダイシングテープ一体型半導体裏面用フィルムを用いて作製され、且つチップ状ワークの裏面に、ダイシングテープ一体型半導体裏面用フィルムのフリップチップ型半導体裏面用フィルムが貼着された構成を有していることを特徴とするフリップチップ実装の半導体装置。
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