JP2012169484A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 低誘電材料層が形成されているバンプ付きウエハに、支持基材と粘着剤層と熱硬化性樹脂層とがこの順で積層された保護層形成用フィルムを、熱硬化性樹脂層を貼り合わせ面にして貼り合わせる工程と、支持基材と粘着剤層とを、熱硬化性樹脂層から剥離する工程と、熱硬化性樹脂層を加熱して硬化させ、保護層を形成する工程と、バンプ付きウエハを保護層と共にダイシングする工程とを具備する半導体装置の製造方法。
【選択図】 図1
Description
また、前記熱硬化性樹脂層の溶融粘度が、前記バンプ付きウエハに前記保護層形成用フィルムを貼り合わせる際の温度において、1×102Pa・S以上であるため、バンプ付きウエハに保護層形成用フィルムを貼り合わせる際、熱硬化性樹脂層が押し流されることを防止することができ、確実に保護層を形成することができる。また、前記熱硬化性樹脂層の溶融粘度が、前記バンプ付きウエハに前記保護層形成用フィルムを貼り合わせる際の温度において、2×104Pa・S未満であるため、バンプを熱硬化性樹脂層からより確実に突出させることができる。
図1に示すように、保護層形成用フィルム10は、支持基材12と粘着剤層14と熱硬化性樹脂層16とがこの順で積層された構成を有している。なお、熱硬化性樹脂層16の表面は、ウエハに貼着されるまでの間、セパレータ等により保護されていてもよい。
熱硬化性樹脂層16は、バンプ付きウエハ3のバンプ51が形成されている面に貼り付けられ、バンプ付きウエハ3の裏面研削時にはバンプ付きウエハ3を保持・固定するために用いられる。また、熱硬化性樹脂層16は、バンプ付きウエハ3に貼り合わせられた後に熱硬化され、保護層17を形成する。保護層17は、バンプ付きウエハ3をダイシングする際に低誘電材料層41を保護する機能を有する。
粘着剤層14の形成に用いる粘着剤としては特に制限されず、例えば、アクリル系粘着剤、ゴム系粘着剤等の一般的な感圧性粘着剤を用いることができる。前記感圧性粘着剤としては、半導体ウェハやガラス等の汚染をきらう電子部品の超純水やアルコール等の有機溶剤による清浄洗浄性等の点から、アクリル系ポリマーをベースポリマーとするアクリル系粘着剤が好ましい。
支持基材12としては、特に制限されないが、例えば、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.
本実施形態に係る保護層形成用フィルム10の製造方法について説明する。先ず、支持基材12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。
本実施形態に係る半導体装置の製造方法について、図3〜図6を参照しながら以下に説明する。図3〜図6は、本実施形態に係る半導体装置の製造方法の一例を模式的に示す断面図である。
厚さが50μmのポリエチレンテレフタレートフィルム(PETフィルム)と、厚さ50μmのポリエチレンフィルム(PEフィルム)と、厚さが120μmのエチレン酢酸ビニル共重合体フィルム(EVAフィルム)とを準備した。
準備した上記支持基材上に、下記の粘着剤組成物溶液Aを塗布、乾燥して粘着剤層を得た。作製した粘着剤層の厚さは表1に示す通りである。
冷却管、窒素導入管、温度計、及び、撹拌装置を備えた反応容器に、アクリル酸−2−エチルヘキシル(以下、「2EHA」ともいう。)86.4部、アクリル酸−2−ヒドロキシエチル(以下、「HEA」ともいう。)13.6部、過酸化ベンゾイル0.2部、及び、トルエン65部を入れ、窒素気流中で61℃にて6時間重合処理をし、アクリル系ポリマーAを得た。
(熱硬化性樹脂層a)
エポキシ当量142g/eqのナフタレン型エポキシ樹脂(DIC社製、製品名:HP4032D)31.6部、エポキシ当量169g/eqのトリスフェノールメタ型エポキシ樹脂(日本化薬(株)製、製品名:EPPN501HY)7.9部、フェノール当量175g/eqのアラキラル型フェノール樹脂(明和化成(株)社製、製品名:MEHC7800S)47.3部、アクリル酸ブチル−アクリロニトリル−メタクリル酸グリシジル共重合体(ナガセケムテックス(株)社製、製品名:SG-28GM)12部、及び、硬化触媒としてのトリフェニルホスフィン1.2部をメチルエチルケトンに溶解して、固形分濃度が38.6重量%となる接着剤組成物の溶液を調製した。
エポキシ当量169g/eqのトリスフェノールメタ型エポキシ樹脂(日本化薬(株)製、製品名:EPPN501HY)38.1部、フェノール当量175g/eqのアラキラル型フェノール樹脂(明和化成(株)社製、製品名:MEHC7800S)40.8部、アクリル酸ブチル−アクリロニトリル−メタクリル酸エチル共重合体(ナガセケムテックス(株)社製、製品名:SG-P3)20部、及び、硬化触媒としてのトリフェニルホスフィン1.2部をメチルエチルケトンに溶解して、固形分濃度が48.0重量%となる接着剤組成物の溶液を調製した。
エポキシ当量185g/eqのビスフェノールA型エポキシ樹脂(ジャパネポキシレジン(株)社製、製品名:YL-980)34.4部、エポキシ当量169g/eqのトリスフェノールメタ型エポキシ樹脂(日本化薬(株)製、製品名:EPPN501HY)14.8部、フェノール当量175g/eqのアラキラル型フェノール樹脂(明和化成(株)社製、製品名:MEHC7800S)22.6部、フェノール当量105g/eqのフェノールノボラック樹脂(群栄化学(株)社製、製品名:GS-180)15.1部、アクリル酸ブチル−アクリロニトリル−メタクリル酸エチル共重合体(ナガセケムテックス(株)社製、製品名:SG-P3)12部、及び、硬化触媒としてのトリフェニルホスフィン1.2部をメチルエチルケトンに溶解して、固形分濃度が54.4重量%となる接着剤組成物の溶液を調製した。
上記にて作製した粘着剤層上に、上記にて作製した熱硬化性樹脂層をそれぞれ貼り合わせて、実施例、及び、比較例に係る保護層形成用フィルムを作製した。表1には、実施例、及び、比較例に係る保護層形成用フィルムの支持基材、粘着剤層、及び、熱硬化性樹脂層の組合せを示している。
尚、ラミネーターの条件は下記の通りである。
<ラミネーター条件>
ラミネーター装置:ロールラミネーター
ラミネート速度:1mm/min
ラミネート圧力:0.5MPa
ラミネーター温度:室温(23℃)
粘着剤層(実施例3〜9については、表1に示す紫外線を照射した後の粘着剤層)のせん断弾性率を測定した。せん断弾性率の測定は、調製した粘着剤組成物溶液Aを用いて粘着剤層(厚さ0.2mm)を形成し、せん断弾性率測定装置(レオメトリック社製、ARES)を用いて測定した。具体的には、温度を表1に示した「貼り合わせ温度」とし、周波数1Hz、プレート径7.9mmφ、及び歪み1%の条件で該サンプルのせん断弾性率を測定した。結果を表1に示す。
熱硬化性樹脂層(熱硬化前)の溶融粘度を測定した。溶融粘度の測定は、レオメーター(HAAKE社製、RS−1)を用いて、パラレルプレート法により測定した値である。より詳細には、ギャップ100um、回転コーン直径20mm、回転速度10s-1の条件にて、室温から250℃の範囲で測定を行った際の値であり、表1に示した「貼り合わせ温度」での値を測定値とした。結果を表1に示す。
バンプ付きシリコンウエハのバンプが形成されている側の面に、実施例、及び、比較例の保護層形成用フィルムを、熱硬化性樹脂層を貼り合わせ面として貼り合わせた。バンプ付きシリコンウエハとしては、以下のものを用いた。また、貼り合わせ条件は以下の通りである。
<バンプ付きシリコンウエハ>
シリコンウエハの厚さ:200μm
低誘電材料層の材質:SiN膜
低誘電材料層の厚さ:0.3μm
バンプの高さ:65μm
バンプのピッチ:150μm
バンプの材質:ハンダ
<貼り合わせ条件>
貼り合わせ装置:DR−3000II(日東精機(株)社製)
ラミネート速度:0.1mm/min
ラミネート圧力:0.5MPa
ラミネーター温度:表1の「貼り合わせ温度」の通りに設定
上記の剥離性試験で用いたサンプルについて、半導体ウエハ側の面を観察し、バンプの先端が露出しているものを○、露出していないものを×として評価した。結果を表1に示す。
バンプ先端の露出の観察の後、175℃にて2時間加熱し、熱硬化性樹脂層を硬化させて保護層を形成した。その後、バンプ付きシリコンウエハのダイシングを行った。ダイシングには、ダイシングテープとしてDU−300(日東電工(株)製)を用い、ダイシング装置として製品名:DFD6361、製造元:DISCO(株)製を用い、バンプ付きシリコンウエハを保護層と共にダイシングした。なお、ダイシングの条件は以下の通りとした。低誘電材料層の剥離や、チッピングが発生することなく、ダイシングできた場合を○、少しでも低誘電材料層の剥離や、チッピングが発生した場合を×として評価した。結果を表1に示す。
<ダイシング条件>
ダイシングサイズ:10mm×10mm
ダイシング速度:30mm/sec
スピンドル回転数:40000rpm
実施例1〜9の保護層形成用フィルムでは、バンプ付きシリコンウエハの有する誘電材料層が保護層により補強された状態でダイシングされるため、低誘電材料層にクラックが発生しなかった。
3 バンプ付きウエハ
5 半導体チップ
6 被着体
10 保護層形成用フィルム
12 支持基材
14 粘着剤層
16 熱硬化性樹脂層
17 保護層
22 ダイシングブレード
41 低誘電材料層
51 バンプ
Claims (3)
- 低誘電材料層が形成されているバンプ付きウエハに、支持基材と粘着剤層と熱硬化性樹脂層とがこの順で積層された保護層形成用フィルムを、前記熱硬化性樹脂層を貼り合わせ面にして貼り合わせる工程と、
前記支持基材と前記粘着剤層とを、前記熱硬化性樹脂層から剥離する工程と、
前記熱硬化性樹脂層を加熱して硬化させ、保護層を形成する工程と、
前記バンプ付きウエハを保護層と共にダイシング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。 - 前記熱硬化性樹脂層の溶融粘度は、前記バンプ付きウエハに前記保護層形成用フィルムを貼り合わせる際の温度において、1×102Pa・S以上2×104Pa・S未満であり、
前記粘着剤層のせん断弾性率は、前記バンプ付きウエハに前記保護層形成用フィルムを貼り合わせる際の温度において、1×103Pa以上2×106Pa以下であることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置の製造方法。 - 前記熱硬化性樹脂層は、バンプ高さの0.05〜0.9倍の厚みを有することを特徴とする請求項1又はと2に記載の半導体装置の製造方法。
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