JP2012224062A - 樹脂積層体、及び半導体装置とその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 樹脂積層体であって、前記第一剥離フィルムの剥離力が100〜250mN/50mmであり、前記第二剥離フィルムの剥離力が35〜100mN/50mmであり、前記第一剥離フィルムの剥離力と前記第二剥離フィルムの剥離力の差が50mN/50mm以上であって、前記第一樹脂層はシリコーン骨格含有高分子化合物、架橋剤およびフィラーを含有し、前記第二樹脂層はシリコーン骨格含有高分子化合物、架橋剤を含有し、さらに、前記第一樹脂層に含まれるフィラーの含有率を100とした場合に、含有率が0以上100未満となるようにフィラーを含有するものであることを特徴とする樹脂積層体。
【選択図】 なし
Description
前記第一剥離フィルムの剥離力が100mN/50mm以上250mN/50mm以下であり、前記第二剥離フィルムの剥離力が35mN/50mm以上100mN/50mm以下であり、前記第一剥離フィルムの剥離力と前記第二剥離フィルムの剥離力の差が50mN/50mm以上であって、
前記第一樹脂層はシリコーン骨格含有高分子化合物、架橋剤およびフィラーを含有し、
前記第二樹脂層はシリコーン骨格含有高分子化合物、架橋剤を含有し、さらに、前記第一樹脂層に含まれるフィラーの含有率を100とした場合に、含有率が0以上100未満となるようにフィラーを含有するものであることを特徴とする樹脂積層体を提供する。
前述のように、ウエハ表面への充填不良などの問題を生じさせずにウエハを一括してモールドすることができ、モールド後において低反り性及び良好なウエハ保護性能を有するウエハモールド材の開発が望まれていた。
前記第一剥離フィルムの剥離力が100mN/50mm以上250mN/50mm以下であり、前記第二剥離フィルムの剥離力が35mN/50mm以上100mN/50mm以下であり、前記第一剥離フィルムの剥離力と前記第二剥離フィルムの剥離力の差が50mN/50mm以上であって、
前記第一樹脂層はシリコーン骨格含有高分子化合物、架橋剤およびフィラーを含有し、
前記第二樹脂層はシリコーン骨格含有高分子化合物、架橋剤を含有し、さらに、前記第一樹脂層に含まれるフィラーの含有率を100とした場合に、含有率が0以上100未満となるようにフィラーを含有するものであることを特徴とする樹脂積層体を提供する。
本発明の樹脂積層体は第一剥離フィルム、第一樹脂層、第二樹脂層、第二剥離フィルムがこの順序で積層されてなるものであり、フィルム状であることが好ましい。このような樹脂積層体であれば、特に、大口径、薄膜ウエハに対して良好な転写性能を有するものとなり、ウエハを一括してモールドする際に、樹脂を流し込む必要がない。そのため、従来のトランスファー成型で生じうるワイヤ変形、ウエハ表面への充填不良や、圧縮成型法で生じうる成型範囲の制御の難しさ、液状封止樹脂の流動性と物性の問題は根本的に解消することができる。
本発明における第一樹脂層は後述するシリコーン骨格含有高分子化合物、架橋剤、及びフィラーを含有する。第一樹脂層は第二樹脂層に比べ高いフィラー充填率を有し、そのため低反り性及びウエハ保護性に優れるものである。ここで、第一樹脂層は、ウエハを一括してモールドしたときの最外層となるものであることが好ましい。第一樹脂層が最外層となれば、ウエハ保護性が良好に発現できる樹脂積層体となるため好ましい。
本発明における第二樹脂層は後述するシリコーン骨格含有高分子化合物、及び架橋剤を含有し、さらに、前記第一樹脂層に含まれるフィラーの含有率を100とした場合に、含有率が0以上100未満となるようにフィラーを含有する。第二樹脂層は第一樹脂層に比べ低いフィラー充填率を有し、そのためウエハ表面への充填性が良好でウエハを一括してモールドできるものである。ここで、第二樹脂層は、ウエハを一括してモールドしたときにウエハ表面に接触する層となるものであることが好ましい。第二樹脂層が接触層となれば、ウエハ表面への充填性が良好に発現できる樹脂積層体となるため好ましい。
本発明におけるシリコーン骨格含有高分子化合物は、前記第一樹脂層及び前記第二樹脂層に含有される。該シリコーン骨格含有高分子化合物は、シリコーン骨格を含有する高分子化合物であれば特に制限はされないが、下記一般式(1)で表される繰り返し単位を有し、重量平均分子量が3000〜500000であるものが好ましい。なお、本発明にかかるシリコーン骨格含有高分子化合物は1種を単独でまたは2種以上併用して含まれることができる。
と、下記一般式(6)で示されるジアリル基を有する特定のエポキシ基含有化合物、
更に、下記一般式(7)で示されるジアリル基を有する特定のフェノール化合物
とを、触媒の存在下にいわゆる「ハイドロシリレーション」重合反応を行うことにより、製造することができる。
本発明にかかる架橋剤は、前記第一樹脂層及び前記第二樹脂層に含有される。該架橋剤は、特に制限はされないがエポキシ化合物が好ましい。なお、本発明にかかる架橋剤は1種を単独でまたは2種以上併用して含まれることができる。
本発明にかかるフィラーは、前記第一樹脂層に含有され、また、前記第一樹脂層に含まれるフィラーの含有率を100とした場合に、含有率が0以上100未満となるように前記第二樹脂層に含有される。フィラーは特に限定されないが、好適に用いられる例として、シリカ微粉末、複合シリコーンゴム微粒子、シリコーン微粒子、アクリル微粒子等が挙げられ、公知のものを一種単独で使用しても二種以上を組み合わせて使用してもよい。
前記第一樹脂層及び前記第二樹脂層に含有されるその他の成分として、架橋剤としての上記エポキシ化合物の反応を促進させる目的で各種硬化促進剤を使用しても良い。硬化促進剤の例としてはトリフェニルホスフィン、トリシクロヘキシルホスフィン等の有機ホスフィン化合物、トリメチルヘキサメチレンジアミン、ジアミノジフェニルメタン、2−(ジメチルアミノメチル)フェノール、2,4,6−トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール、トリエタノールアミン等のアミノ化合物、2−メチルイミダゾール、2−エチルイミダゾール、2−フェニルイミダゾール及び2−フェニル−4,5−ジヒドロキシメチルイミダゾール等のイミダゾール化合物が挙げられる。
本発明において、第一剥離フィルムは剥離力が100mN/50mm以上250mN/50mm以下であり、第二剥離フィルムは剥離力が35mN/50mm以上100mN/50mm以下であり、かつ第一剥離フィルムと第二剥離フィルムの剥離力の差は50mN/50mm以上である。また、本発明の樹脂積層体の使用では、第一剥離フィルムはモールド後に剥離されることができ、第二剥離フィルムはモールド前に剥離されることができる。
本発明の樹脂積層体により一括してモールドされるウエハとしては、特に制限されないが、表面に半導体素子(チップ)が積載されたウエハであっても、表面に半導体素子が作製された半導体ウエハであってもよい。本発明の樹脂積層体は、モールド前にはこのようなウエハ表面に対する充填性が良好であり、また、モールド後には低反り性を有し、このようなウエハの保護性に優れる。また、本発明の樹脂積層体は特に制限されないが、例えば8インチ(200mm)、12インチ(300mm)といった大口径のウエハや薄膜ウエハをモールドするのに好適に用いることができる。
本発明の樹脂積層体を製造する方法としては、特に制限されないが第一樹脂層及び第二樹脂層をそれぞれ作製し、それらを貼り合わせることで多層型にする方法、第一樹脂層又は第二樹脂層の一方を作製し、その樹脂層上に他方の樹脂層を作製する方法等が挙げられる。これら製造方法は第一及び第二樹脂層の特性、溶解性などを考慮して適宜決めることができる。
本発明の樹脂積層体を用いたウエハのモールド方法については特に限定されないが、例えば、第二樹脂層上に貼られた第二剥離フィルムを剥がし、(株)タカトリ製の真空ラミネーター(製品名:TEAM−100RF)を用いて、真空チャンバー内を真空度100Paに設定し、100℃で第一剥離フィルムおよび第一樹脂層上の第二樹脂層側を上記ウエハに密着させ、常圧に戻した後、上記基板を25℃に冷却して上記真空ラミネーターから取り出し、第一剥離フィルムを剥離することで行うことができる。
さらに、本発明では前記樹脂積層体を加熱硬化した加熱硬化皮膜でモールドされた半導体ウエハを個片化したものであり、加熱硬化皮膜を有することを特徴とする半導体装置を提供する。本発明により反りが少なく十分に保護されたウエハを個片化することで得られる半導体装置は歩留まりの良い高品質な半導体装置となる。
また、本発明では樹脂積層体の第二剥離フィルムを第二樹脂層から剥離し、表面に露出した第二樹脂層を半導体ウエハに貼り付け、第一剥離フィルムを第一樹脂層から剥離して半導体ウエハをモールドする工程と、モールドされた半導体ウエハを個片化する工程とを有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。
撹拌機、温度計、窒素置換装置及び還流冷却器を具備した5Lフラスコ内に化合物(M−1)396.5gをトルエン1,668gに溶解後、化合物(M−4)859.2gを加え、60℃に加温した。その後、カーボン担持白金触媒(5質量%)2.2gを投入し、内部反応温度が65〜67℃に昇温したのを確認後、更に、3時間、90℃まで加温し、再び60℃まで冷却して、カーボン担持白金触媒(5質量%)2.2gを投入し、化合物(M−5)78.3gを1時間掛けてフラスコ内に滴下した。このときフラスコ内温度は、79℃まで上昇した。滴下終了後、更に、90℃で3時間熟成し、室温まで冷却し、メチルイソブチルケトン1,550gを加え、本反応溶液をフィルターにて加圧濾過することで白金触媒を取り除いた。このシリコーン骨格含有高分子化合物溶液中の溶剤を減圧留去すると共に、シクロペンタノンを2,000g添加して、固形分濃度60質量%のシクロペンタノンを主溶剤とするシリコーン骨格含有高分子化合物溶液(A−1)を得た。このシリコーン骨格含有高分子化合物溶液中のシリコーン骨格含有高分子化合物の分子量をGPCにより測定すると、ポリスチレン換算で重量平均分子量42,000であり、式(1)におけるaは0であり、bは1であり、cは0であり、dは0であった。
撹拌機、温度計、窒素置換装置及び還流冷却器を具備した5Lフラスコ内に化合物(M
−1)352.8g、化合物(M−3)90.0gをトルエン1,875gに溶解後、化合物(M−4)949.6g、化合物(M−5)6.1gを加え、60℃に加温した。その後、カーボン担持白金触媒(5質量%)2.2gを投入し、内部反応温度が65〜67℃に昇温したのを確認後、更に、3時間、90℃まで加温し、再び60℃まで冷却して、カーボン担持白金触媒(5質量%)2.2gを投入し、化合物(M−6)107.3gを1時間かけてフラスコ内に滴下した。このときフラスコ内温度は、79℃まで上昇した。滴下終了後、更に、90℃で3時間熟成し、室温まで冷却し、メチルイソブチルケトン1,700gを加え、本反応溶液をフィルターにて加圧濾過することで白金触媒を取り除いた。このシリコーン骨格含有高分子化合物溶液中の溶剤を減圧留去すると共に、シクロペンタノンを980g添加して、固形分濃度60質量%のシクロペンタノンを主溶剤とするシリコーン骨格含有高分子化合物溶液(A−2)を得た。このシリコーン骨格含有高分子化合物溶液中のシリコーン骨格含有高分子化合物の分子量をGPCにより測定すると、ポリスチレン換算で重量平均分子量64,000であり、式(1)におけるaは0.480、bは0.320、cは0.120、dは0.080であった。
下記成分を表1に示す割合で自転・公転方式の混合機((株)シンキー社製)に仕込み、更に、これら成分の合計の濃度が60質量%となるようにシクロペンタノンを加え、混合して、組成例1〜4の樹脂層形成前組成物を調製した。
架橋剤 :RE−310S(ビスフェノールA型エポキシ樹脂、日本化薬社製)
jER630LSD(グリシジルアミン型エポキシ樹脂、三菱化学社製)
フィラー :SE−2050(アドマテックス社製)
架橋促進剤 :2PHZ(2−フェニル−4,5−ジヒドロキシメチルイミダゾール、四国化成製)
剥離フィルム:E7302、E7304(東洋紡社製)
A32(帝人デュポンフィルム社製)
WZ(RX)(東レフィルム加工社製)
(樹脂層の形成)
フィルムコーターとしてダイコーターを用い、E7304(剥離力200mN/50mm)(東洋紡績(株)製)を第一剥離フィルムとして用いて、組成例1の第一樹脂層の形成前組成物を第一剥離フィルム上に塗布した。次いで、100℃に設定された熱風循環オーブン(長さ4m)を5分間で通過させることにより、膜厚100μmの第一樹脂層を形成した。次に樹脂層の上から、ポリエチレンフィルム(厚さ100μm)を用いて、ポリエチレンフィルムをラミネートロールを用いて線圧力10N/cmにて貼り合わせて、フィルムA−1を作製した。同様にして、A32(剥離力40mN/50mm)(帝人デュポンフィルム(株)製)をその後の多層化工程のための剥離フィルムとして用いて、組成例2の第二樹脂層の形成前組成物を多層化工程用剥離フィルム上に塗布し膜厚100μmの第二樹脂層を形成した。次いで、フィルムA−1と同様にしてフィルムB−1−1を作製した。同様にして、E7302(剥離力90mN/50mm)(東洋紡績(株)製)を第二剥離フィルムとして用いて、組成例2の第二樹脂層の形成前組成物を第二剥離フィルム上に塗布し膜厚100μmの第二樹脂層を形成し、同様にしてフィルムB−1−2を作製した。さらに、得られたフィルムB−1−1およびフィルムB−1−2のポリエチレンフィルムを取り除き、第二樹脂層同士を重ね合せ、60℃に加温された熱ロールラミネーターに投入し、第二樹脂層の膜厚が200μmのフィルムB−1−3を形成した。その後、フィルムB−1−3の多層化工程用剥離フィルム(A32)を取り除き、さらにポリエチレンフィルムを取り除いたフィルムB−1−1の第二樹脂層と重ね、60℃に加温された熱ロールラミネーターに投入し、第二樹脂層の膜厚が300μmのフィルムB−1−4を形成した。最後に同様の方法で第二樹脂層の膜厚が400μmのフィルムB−1−5を作製した。
得られたフィルムA−1のポリエチレンフィルム及びフィルムB−1−5の多層化工程用剥離フィルム(A32)を取り除き、表2に示す組み合わせで樹脂層同士を重ねて60℃に加温された熱ロールラミネーターに投入し、多層構造を形成して、本発明の樹脂積層体C−1を得た。
E7304(剥離力200mN/50mm)(東洋紡績(株)製)を第一剥離フィルムとして用い、組成例3の第一樹脂層の形成前組成物を用いた以外は同様にして100μmの第一樹脂層を形成したフィルムA−2を作製した。また、上記同様にして、A32(剥離力40mN/50mm)(帝人デュポンフィルム(株)製)を多層化工程用剥離フィルムとして用いて組成例4の第二樹脂層の形成前組成物を多層化工程用剥離フィルム上に塗布し、膜厚100μmの第二樹脂層を形成したフィルムB−2−1を作製した。次いで、上記同様にしてE7302(剥離力90mN/50mm)(東洋紡績(株)製)を第二剥離フィルムとして用いて、組成例4の第二樹脂層の形成前組成物を第二剥離フィルム上に塗布し膜厚100μmの第二樹脂層を形成したフィルムB−2−2を作製した。その後、実施例1と同様の方法にて、フィルムB−2−1とフィルムB−2−2の第二樹脂層同士を重ねて、第二樹脂層の膜厚が200μmのフィルムB−2−3を得た。さらに、上記同様の方法により、第二樹脂層の膜厚が300μmのフィルムB−2−4を得た。得られたフィルムA−2及びフィルムB−2−4を用いて上記同様に本発明の樹脂積層体C−2を得た。
第一樹脂層の膜厚を50μmとした以外は実施例1のフィルムA−1と同様にして、フィルムA−3を作製した。また、実施例1のフィルムB−1−2と同様にして、フィルムB−3を作製した。得られたフィルムA−3及びフィルムB−3を用いて上記同様に本発明の樹脂積層体C−3を得た。
第一剥離フィルムとしてセラピールWZ(RX)(剥離力120mN/50mm)(東レフィルム加工(株)製)を用いた以外は実施例1のフィルムA−1と同様にして、フィルムA−4を作製した。得られたフィルムA−4及び上記フィルムB−1−5を用いて上記同様に樹脂積層体C−4を得た。
比較例2として、上記フィルムA−1を多層化せずにそのまま樹脂フィルムC−5とした。また、比較例3として、上記フィルムB−2−4を多層化せずにそのまま樹脂フィルムC−6とした。
ウエハ厚み100μmの直径8インチ(200mm)シリコンウエハを用意した。実施例1〜3及び比較例1のフィルムC−1〜C−4について、第二剥離フィルムを剥離し、真空ラミネーター((株)タカトリ製、製品名:TEAM−100RF)を用いて、真空チャンバー内を真空度100Paに設定し、100℃で、第一剥離フィルム側の第一樹脂層及び第二樹脂層から成る樹脂層を上記シリコンウエハに密着させた。常圧に戻した後、上記シリコンウエハを25℃に冷却して上記真空ラミネーターから取り出し、第一剥離フィルムを剥離した。また、同じシリコンウエハを用いて、比較例2〜3について、ポリエチレンフィルム(保護フィルム)を剥離し、(株)タカトリ製の真空ラミネーター(製品名:TEAM−100RF)を用いて、真空チャンバー内を真空度100Paに設定し、100℃で、樹脂層を上記シリコンウエハに密着させた。常圧に戻した後、上記シリコンウエハを25℃に冷却して上記真空ラミネーターから取り出し、剥離フィルムを剥離した。
樹脂層からの剥離フィルムの剥離性、ウエハへの樹脂積層体のウエハ転写性、モールド樹脂硬化後のウエハサポート性およびウエハ反り量を表2に示す。なお剥離フィルムの剥離性は、第二樹脂層から第二剥離フィルムを剥離する際に、もう一方の剥離フィルム(第一剥離フィルム)が剥離してしまい、第二剥離フィルム側に第二樹脂層が残存したり、第一剥離フィルムと第一樹脂層の間に浮き(所謂「泣き別れ」)が生じた場合を不良とし、第二剥離フィルムが上記のような問題を生じることなく剥離できた場合を良好とした。また、ウエハ転写性は、第二剥離フィルム剥離後の樹脂積層体をラミネーターにてウエハへ気泡を巻き込むことなく貼れた場合を良好、気泡を巻き込んだり、ウエハに貼り付かなかった場合を不良とした。ウエハサポート性はウエハの端を支持した際のウエハのたわみ量を測定し、20mm以内を良好とし、20mmを超えた場合を不良と判断した。
Claims (6)
- 第一剥離フィルム、第一樹脂層、第二樹脂層、第二剥離フィルムがこの順序で積層されてなる樹脂積層体であって、
前記第一剥離フィルムの剥離力が100mN/50mm以上250mN/50mm以下であり、前記第二剥離フィルムの剥離力が35mN/50mm以上100mN/50mm以下であり、前記第一剥離フィルムの剥離力と前記第二剥離フィルムの剥離力の差が50mN/50mm以上であって、
前記第一樹脂層はシリコーン骨格含有高分子化合物、架橋剤およびフィラーを含有し、
前記第二樹脂層はシリコーン骨格含有高分子化合物、架橋剤を含有し、さらに、前記第一樹脂層に含まれるフィラーの含有率を100とした場合に、含有率が0以上100未満となるようにフィラーを含有するものであることを特徴とする樹脂積層体。 - 前記第一樹脂層及び前記第二樹脂層の厚みの合計が100μm以上700μm以下であることを特徴とする請求項1に記載の樹脂積層体。
- 前記架橋剤は、エポキシ化合物であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の樹脂積層体。
- 前記シリコーン骨格含有高分子化合物は、下記一般式(1)で表される繰り返し単位を有し、重量平均分子量が3000〜500000であることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の樹脂積層体。
- 請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の樹脂積層体の前記第二剥離フィルムを前記第二樹脂層から剥離し、表面に露出した前記第二樹脂層を半導体ウエハに貼り付け、前記第一剥離フィルムを前記第一樹脂層から剥離して前記半導体ウエハをモールドする工程と、前記モールドされた半導体ウエハを個片化する工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
- 請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の樹脂積層体を加熱硬化した加熱硬化皮膜でモールドされた半導体ウエハを個片化したものであり、前記加熱硬化皮膜を有することを特徴とする半導体装置。
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