JP2012169337A - ダイシング・ダイボンディング一体型シート、およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 リングフレームへの粘着剤の残留を防止し、さらには、リングフレームの洗浄回数を必要最小限にとどめて、リングフレームの寿命を長くするダイシング・ダイボンディング一体型シートおよびその製造方法を提供する。
【解決手段】 剥離基材の上に２層一体型シートが設けられ、該２層一体型シートは該剥離基材の一面側に設けられた粘着剤を含む層と、該粘着剤を含む層を覆うように設けられた基材フィルムであって、
該２層一体型シートの半導体ウエハに接する部分以外の一部または全部を加熱することにより強接着部位を有するダイシング・ダイボンディング一体型シート。
【選択図】 図１

Description

本発明は、半導体装置を製造する際に好適に使用されるダイシング・ダイボンディング一体型シート、及びその製造方法に関するものである。

半導体装置の製造工程の一つに、所要の前処理を経て回路が形成された半導体ウエハを複数個のチップに切断分離するダイシング工程がある。この工程では、リングフレームと呼ばれる円形または方形の枠に、半導体ウエハ固定用のダイシングシートを貼着し、このダイシングシートに半導体ウエハを貼付し、回路毎にダイシングし、半導体チップとする。
このような半導体ウエハのダイシング工程は、半導体ウエハとダイシング用リングフレームを、粘着性を有したダイシングテープ上に貼り付けて行われる。このダイシングテープは、リングフレームの糊代部までの径を有する円形に切断されて使用されている（例えば、特許文献１参照）。
また、このようなダイシングテープの中には、半導体ウエハをダイシングした後のダイボンド工程で必要となるフィルム状のダイボンド材を、ダイシングテープと剥離シートの間に有した層構造を有するものもあり、これらは一般にダイシング・ダイボンド一体型シートと呼ばれている。この場合ダイボンド材は、半導体ウエハの糊代部までの径を有する円形に切断されて使用されている。

続いてボンディングマシンによるエキスパンド工程、チップマウント工程、さらにワイヤーボンド工程、モールディング工程を行い半導体装置が製造される。ダイシング・ダイボンド一体型シートは、ピックアップ工程が終了すればリングフレームから剥離され、リングフレームは必要に応じて洗浄され再使用されている。
従来のダイシング・ダイボンド一体型シートにおいては、ピックアップを容易に行なうため、低粘着力の感圧接着剤が使用されていた。したがって、簡単にダイシングシートをリングフレームから剥離することができた。
ところが、近年半導体素子の高集積化・大チップ化により、より高度なダイシング性能を有するテープが必要とされてきているが、従来の低粘着力の感圧接着剤を用いたダイシング・ダイボンド一体型シートでは、広範囲な性能を具えることが不可能であった。このため、ダイシング工程においては高粘着力でウエハ（チップ）を保持でき、ピックアップ工程においては紫外線照射等により粘着力を低減でき容易にチップをピックアップできる紫外線硬化型のダイシング・ダイボンド一体型シートが開発されている（例えば、特許文献３、４参照）。また、従来は、チップをダイボンドする際に、チップ裏面にエポキシ樹脂等のダイボンド用接着剤を塗布していたが、この作業は極めて煩雑である。このため、近年ウエハ固定用感圧接着剤とダイボンド用接着剤とを兼用する性能を有する接着剤層を備えたダイシングシートが開発されている（例えば、特許文献２，５，６参照）。

前者の紫外線硬化型のダイシング・ダイボンド一体型シートの場合、紫外線が照射された部分の粘着力は低下するが、リングフレームに貼付されている部分の接着剤（糊代部分）には紫外線が照射されることは少ない。したがって、糊代部分の接着剤は、高い粘着力を維持し、また凝集力も小さいため、リングフレームからダイシング・ダイボンド一体型シートを剥離することは困難であり、また剥離できたとしてもリングフレームに接着剤が残存（糊残り）してしまう。
また、後者の場合には、チップマウント時に接着剤層をチップに転移させるために、基材フィルムと接着剤層との界面の接着力は低めに設定されていることが多い。このため、リングフレームからダイシング・ダイボンド一体型シートを剥離しようとすると、ダイシング・ダイボンド一体型シートの基材フィルムと接着剤層との界面で剥離し、基材フィルムのみが除去され、接着剤がリングフレームに残留してしまう場合が多かった。
この結果、リングフレームから接着剤を除去するための洗浄回数が増え、同時にリングフレームの寿命も短くなっていた。

実用新案登録第３０２１６４５号公報 特開平０２−０３２１８１号公報 特開昭６０−１９６９５６号公報 特開昭６１−０２８５７２号公報 特開昭６０−０３５５３１号公報 特開平０２−０３２１８１号公報

本発明は、リングフレームへの粘着剤の残留を防止し、さらには、リングフレームの洗浄回数を必要最小限にとどめて、リングフレームの寿命を長くすることを目的としている。

本発明は、基部をなす剥離基材の上に２層一体型シートが設けられ、前記２層一体型シートは前記剥離基材の一面側に設けられた粘着剤を含む層と、前記粘着剤を含む層を覆うように設けられた基材フィルムであって、前記２層一体型シートの前記半導体ウエハに接する部分以外の一部または全部を加熱することで、前記２層一体型シートの各層の接着力がリングフレームとの接着力より大きい、強接着部位を有することを特徴とするダイシング・ダイボンディング一体型シート、および前記ダイシング・ダイボンディング一体型シートの製造方法を提供する。また、前記粘着剤を含む層は、高エネルギー線の照射により低下することが好ましい。
すなわち、本発明は、［１］剥離基材の上に２層一体型シートが設けられ、該２層一体型シートは該剥離基材の一面側に設けられた粘着剤を含む層と、該粘着剤を含む層を覆うように設けられた基材フィルムであって、
該２層一体型シートの半導体ウエハに接する部分以外の一部または全部を加熱することにより強接着部位を有することを特徴とするダイシング・ダイボンディング一体型シートである。
また、本発明は、［２］２層一体型シートの強接着部位の層間の接着力が、リングフレームとの接着力より大きい、上記［１］に記載のダイシング・ダイボンディング一体型シートである。
また、本発明は、［３］強接着部位以外の粘着剤を含む層とリングフレームとの接着力が、強接着部位以外の基材フィルムと粘接着剤を含む層との接着力よりも大きいことを特徴とする上記［２］に記載のダイシング・ダイボンディング一体型シートである。
また、本発明は、［４］粘着剤を含む層は、高エネルギー線を照射すると接着力が低下する上記［１］ないし［３］のいずれかに記載のダイシング・ダイボンディング一体型シートである。
さらに、本発明は、［５］剥離基材の上に２層一体型シートが設けられ、該２層一体型シートは該剥離基材の一面側に設けられた粘着剤を含む層と、該粘着剤を含む層を覆うように設けられた基材フィルムからなる、ダイシング・ダイボンディング一体型シートを用意する工程と、
該ダイシング・ダイボンディング一体型シートの両側から、該２層一体型シートの半導体ウエハに接する部分以外の一部または全部を加熱することで、該２層一体型シートの各層間の接着力がリングフレームとの接着力より大きい強接着部位を作製する強接着工程と、を備えたことを特徴とするダイシング・ダイボンディング一体型シートの製造方法である。
また、本発明は、［６］強接着工程において、該強接着部位の基材フィルムのエンボス加工を加熱により消失させるまたは粘着剤を含む層で埋めることを特徴とする上記［５］に記載のダイシング・ダイボンディング一体型シートの製造方法である。

つまり、本発明に係るダイシング・ダイボンディング一体型シートのリングフレームへの粘着剤の付着防止方法は、事前の製造工程で２層一体型シート部の一部を、２層一体型シートの強接着部位の各層間の接着力が該リングフレームとの接着力より大きくすることで、基材フィルムと粘着剤を含む層との界面で剥離せず、リングフレームから剥がすことができ、粘着剤がリングフレームに残留しないようにする方法である。

本発明によれば、リングフレームへの粘着剤の付着を防止することができる。また、これにより、リングフレームの洗浄回数を必要最小限にとどめて、リングフレームの寿命を長くすることができる。

本発明のダイシング・ダイボンディング一体型シートの一実施形態の部分断面図である。 本発明のダイシング・ダイボンディング一体型シートの一実施形態の平面図である。 リングフレームの斜視図である。 本発明のダイシング・ダイボンディング一体型シートの強接着部位形状の平面図である。 別の本発明のダイシング・ダイボンディング一体型シートの強接着部位形状の平面図である。 更に別の本発明のダイシング・ダイボンディング一体型シートの強接着部位形状の平面図である。 更に別の本発明のダイシング・ダイボンディング一体型シートの強接着部位形状の平面図である。

本発明のダイシング・ダイボンディング一体型シートは、基部をなす剥離基材の上に２層一体型シートが乗っており、前記２層一体型シートは前記剥離基材の一面側に設けられた粘着剤を含む層と、前記粘着剤を含む層を覆うように設けられた基材フィルムであって、前記２層一体型シートの半導体ウエハに接する部分以外の一部または全部を加熱することで、前記２層一体型シートの各層間の接着力が該リングフレームとの接着力より大きい、強接着部位を有する構成である。
本発明のダイシング・ダイボンディング一体型シートは、ダイシング・ダイボンディング一体型シートから剥離基材を剥離除去して、２層一体型シートの粘着剤を含む層側に半導体ウエハとリングフレームに貼着し、回路毎にダイシングし、半導体チップとする。続いてチップマウント工程、さらにワイヤーボンド工程、モールディング工程を行い半導体装置が製造される。チップマウント工程が終了した２層一体型シートは、リングフレームから除去される。
以下に発明を詳細に説明する。

[剥離基材]
本発明で用いる剥離基材は、例えば、ポリエチレンテレフタレートフィルム等のポリエステル系フィルム、ポリテトラフルオロエチレンフィルム、ポリエチレンフィルム・ポリプロピレンフィルム・ポリメチルペンテンフィルム・ポリビニルアセテートフィルム等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などのプラスチックフィルム等であり、多層構造を有していても構わない。
また、剥離基材の粘着層側の面は、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されていることが好ましい。剥離基材の厚さは、使用時の作業性を損なわない範囲で適宜選択することができるが、１０〜５００μｍであることが好ましく、２５〜１００μｍであることがより好ましく、３０〜５０μｍであることが特に好ましい。

[基材フィルム]
本発明で用いる基材フィルムは、例えば、ポリエチレンテレフタレートフィルム等のポリエステル系フィルム、ポリテトラフルオロエチレンフィルム、ポリエチレンフィルム・ポリプロピレンフィルム・ポリメチルペンテンフィルム・ポリビニルアセテートフィルム等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などのプラスチックフィルム等であり、多層構造を有していても構わない。
なお、基材フィルムの厚みは、作業性を損なわない範囲で適宜に選択できる。前述の粘着剤として高エネルギー線（中でも紫外線）硬化性粘着剤を用いる場合は、その高エネルギー線の透過を阻害しない厚みで使用する。通常１０〜５００μｍ、好ましくは５０〜２００μｍである。
基材フィルムは、粘着剤を含む層と同じ大きさであるか、粘着剤を含む層より大きいことが好ましい。
本発明で用いる基材フィルムは、粘着剤を含む層の側にエンボス加工してあることが好ましい。粘着剤を含む層が、ダイボンド接着層として作用する場合、ダイシングされた半導体チップのピックアップ工程で、チップ側に粘着剤を含む層が貼り付いた状態でピックアップされ、基材フィルムから粘着剤を含む層が容易に剥離されるためである。また、エンボス形状が、粘着剤を含む層に転写され、チップマウント時にダイにチップを固定する際にエンボス部分を通じて空気が排除されるため接着剤に気泡を含むことなく接着されるので信頼性がより向上する。
エンボス加工による基材フィルム表面の粗さは、ダイシング工程でのチップの固定とピックアップ時の剥離性をコントロールする役割をする。粗さが粗いほど軽剥離になる傾向がある。さらに、エンボス加工に加えて離型剤処理を施すことで剥離力をよりコントロールすることができる。
エンボス加工は、基材フィルム製造時にエンボス加工したロール等からの転写、サンドブラスト、化学薬品によるエッチングなどのマット処理を行うことなど一般に用いられている方法で作製できる。
本発明で用いる「加熱して強接着部位」を有するようにするには、強接着部位の基材フィルムのエンボス加工を加熱により消失させるか、または、粘着剤を含む層で埋めることにより達成することが好ましい。前者の加熱によりエンボス加工を消失させるには、基材フィルムを融点付近の温度に加熱して、基材フィルムを流動させてエンボスを消失させると共に粘着剤を含む層の加熱による硬化反応等での接着力を増加させる方法や、後者のエンボス加工の凹凸に十分に埋め込まれなかった粘着剤を含む層を加熱することで低粘度化して流動性を増して凹凸を粘着剤で埋め込むことで、界面の接触面積を増加させて接着力を高めることができる。
また、工程に支障を及ぼさない範囲で、加熱により粘着剤を含む層の接着力を弱めてリングフレームと粘着剤を含む層の接着力を、粘着剤を含む層と基材フィルムとの接着力より相対的に小さくすることもできる。

［粘着剤を含む層］
本発明で用いる粘着剤を含む層とは、粘着剤を含み、リングフレームを固定する観点から、リングフレームの内径より大きい径を有することが好ましい。
粘着剤としては、例えば、ジオール基を有する化合物、イソシアネート化合物、ウレタン（メタ）アクリレート化合物、ジアミン化合物、尿素メタクリレート化合物、側鎖にエチレン性不飽和基を有する高エネルギー線重合性共重合体等がある。これらは単独で又は２種以上を組み合わせて使用できる。粘着剤としては、紫外線や放射線等の高エネルギー線や熱によって硬化する（すなわち、粘着力を低下させる）ものが好ましく、中でも高エネルギー線によって硬化するものが好ましく、更には紫外線によって硬化するものが特に好ましい。
粘着剤は、従来から種々のタイプが知られている。その中から、高エネルギー線の照射によって、その粘着力が基材フィルムの粘着力よりも低くなるものを適宜選んで用いることができる。
粘着剤を含む層とは、具体的には、粘着剤からなる粘着剤層、又は粘着剤及び接着剤からなる粘接着剤層である。

［ダイシング・ダイボンディング一体型シート］
本発明のダイシング・ダイボンディング一体型シートは、図１に示すように剥離基材２上に粘着剤を含む層４が形成され、基材フィルム５を被せた構造である。使用前のダイシング・ダイボンディング一体型シートは、図２に示すように長尺の剥離基材の片面に粘着剤を含む層と基材フィルムで構成された２層一体型シートが島状に多数配されロール状に巻かれて保存されている。
一枚のシートでダイシングシートとしてもダイボンドフィルムとしても使用することが可能な半導体素子製造用工程フィルムである。
ダイシング・ダイボンディング一体型シートの平面視形状は、上記以外であっても、半導体ウエハの貼付が容易であれば、五角形、六角形、八角形等でも構わない。但し、半導体ウエハ搭載部以外の無駄部分を少なくするためには、好ましくは円形や半導体ウエハ形状（円の外周の一部が直線である形状）である。
本発明のダイシング・ダイボンディング一体型シートでは、これに放射線や紫外線等の高エネルギー線を照射すると、粘着剤を含む層の粘着力が低下し、前記粘着剤を含む層と基材フィルムの界面で剥がれやすくなるものが好ましい。
本発明により、リングフレームからどのような剥がし方をしても、容易にダイシング・ダイボンディング一体型シートを剥がすことができるようになった。

［２層一体型シート］
前記ダイシング・ダイボンディング一体型シートから剥離基材を剥離した構造であり、粘着剤層の厚みは、通常は１〜２００μｍ、好ましくは３〜１５０μｍ、更に好ましくは１０〜１００μｍである。１μｍよりも薄いと十分なダイボンド接着力を確保するのが困難になり、２００μｍを超えて厚いと不経済で特性上の利点もない。
２層一体型シートはチップマウント時に粘着剤層をチップに転移させるために、基材フィルムと粘着剤を含む層との界面の接着力は低めに設定されていることが多い。このため、リングフレームから２層一体型シートを剥離しようとすると、２層一体型シートの基材フィルムと粘着剤を含む層との界面で剥離し、基材フィルムのみが除去され、粘着剤がリングフレームに残留してしまう場合が多いため、このようなことが生じない本発明のダイシング・ダイボンディング一体型シートが最も効果的である。

［強接着部位］
強接着部位は、ダイシング・ダイボンディング一体型シートの両側から若しくは片側から、該２層一体型シートの半導体ウエハに接する部分以外の一部または全部を加熱することで、該２層一体型シートの層間の接着力がリングフレームとの接着力より大きい強接着部位を作製することができる。
強接着部位は、前記２層一体型シートの前記半導体ウエハに接する部分以外の一部または全部を加熱することで得られ、前記２層一体型シートの層間の接着力が該リングフレームとの接着力より大きい部位である。
形状は特に制限しない（例えば、図４）が、前記リングフレームに貼り付く所一面（全部）、または、その一部（例えば、図５、６）が２層一体型シートの各層間の接着力がリングフレームとの接着力より大きい部位である。また、例えば、図７に示すように、前記リングフレームの両端が連続的に接着力より大きい部位とすることにより、連続的に作製することができる。これにより、生産性に優れ、好ましい。

［リングフレーム］
本発明で用いるリングフレームは、通常は金属製またはプラスチック製の成形体であり、図３に示すように、リングフレーム７の内部開口８の内径寸法はダイシングする半導体ウエハ径よりも幾分大きいことはいうまでもなく、また外周の一部にはガイド用の切欠部９が形成されている。なお、本発明において用いるリングフレームの形状は、図に示すもの限定されず、従来より用いられている種々の形状のものが用いられる。

[強接着工程]
強接着工程での加熱温度条件は８０〜３００℃であることが好ましい。好ましくは剥離基材の融点以下であり、基材フィルムの融点以下の範囲である。温度が低すぎると接着不足となり、高すぎると前記剥離基材、前記基材フィルム、および前記粘着剤を含む層が熱により変形、変質してしまう可能性がある。
加熱方法は特に制限しないが、スタンプ式やロール式が好ましい。ロール式が生産性の面からより好ましい。
また、本発明では、強接着工程において、強接着部位の基材フィルムのエンボス加工が加熱により消失させることが好ましい。

（実施例１〜２及び比較例１〜３）
ダイシング・ダイボンディング一体型シートとして剥離基材（ポリエチレンテレフタレート、厚み３８μｍ、融点２６０℃）、エンボス加工した基材フィルム（ポリオレフィン、厚み１００μｍ、融点１５０℃）、粘着剤を含む層として粘接着剤（熱硬化型エポキシ樹脂含有アクリル系粘接着剤、厚み２０μｍ）からなるダイシング・ダイボンディング一体型シートを用いた。
上記のダイシング・ダイボンディング一体型シートを用いて、表１に示した所定の強接着工程条件にて強接着加工したものを準備した。この時に基材フィルムのエンボス加工が消失したものを「○」、消失しなかったものを「×」として評価した。所定の強接着加工したダイシング・ダイボンディング一体型シートを室温（２０℃）にて被着体（ＳＵＳ３０４）に貼り付けた。このダイシング・ダイボンディング一体型シートを被着体から剥離し、ＳＵＳに対して２層一体型シートの有機物層が残留していないものを「○」、残留したものを「×」として評価した。その結果をまとめて表１に示した。また、未加熱の基材フィルムと粘着剤層の接着力を１００として、未加熱の粘着剤層とリングフレームの接着力、加熱部の基材フィルムと粘着剤層の接着力、加熱部の粘着剤層とリングフレームの接着力を相対値として、それぞれ示した。

基材フィルムの融点である１５０℃の近辺で加熱した実施例１、２は、基材フィルムに設けたエンボスの消失が見られ、また、リングフレームを仮想したＳＵＳへの粘着剤を含む層の有機物の残留が見られず２層一体型シートの良好な剥離性を示した。一方、加熱温度の低い比較例１〜３は粘着剤を含む層の糊残りが見られた。

１ ダイシング・ダイボンディング一体型テープ
２ 剥離基材
３ ２層一体型テープ
４ 粘着剤を含む層
５ 基材フィルム
６ ２層一体型テープ
７ リングフレーム
８ リングフレーム内部開口
９ リングフレームのガイド用切欠部
１０ 強接着部位

Claims (6)

1. 剥離基材の上に２層一体型シートが設けられ、該２層一体型シートは該剥離基材の一面側に設けられた粘着剤を含む層と、該粘着剤を含む層を覆うように設けられた基材フィルムであって、
   該２層一体型シートの半導体ウエハに接する部分以外の一部または全部を加熱することにより強接着部位を有することを特徴とするダイシング・ダイボンディング一体型シート。
2. ２層一体型シートの強接着部位の層間の接着力が、リングフレームとの接着力より大きい、請求項１に記載のダイシング・ダイボンディング一体型シート。
3. 強接着部位以外の粘着剤を含む層とリングフレームとの接着力が、強接着部位以外の基材フィルムと粘着剤を含む層との接着力よりも大きいことを特徴とする請求項２に記載のダイシング・ダイボンディング一体型シート。
4. 粘着剤を含む層は、高エネルギー線を照射すると接着力が低下する請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のダイシング・ダイボンディング一体型シート。
5. 剥離基材の上に２層一体型シートが設けられ、該２層一体型シートは該剥離基材の一面側に設けられた粘着剤を含む層と、該粘着剤を含む層を覆うように設けられた基材フィルムからなる、ダイシング・ダイボンディング一体型シートを用意する工程と、
   該ダイシング・ダイボンディング一体型シートの両側から、該２層一体型シートの半導体ウエハに接する部分以外の一部または全部を加熱することで、該２層一体型シートの各層間の接着力がリングフレームとの接着力より大きい強接着部位を作製する強接着工程と、を備えたことを特徴とするダイシング・ダイボンディング一体型シートの製造方法。
6. 強接着工程において、該強接着部位の基材フィルムのエンボス加工を加熱により消失させるまたは粘着剤を含む層で埋めることを特徴とする請求項５に記載のダイシング・ダイボンディング一体型シートの製造方法。

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