JP2014049719A - 半導体加工シート及び半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】基材フィルム2は、接着剤層3側に位置する樹脂層Aと、樹脂層Aの接着剤層3とは反対側に積層された樹脂層Bとを備えており、樹脂層Aは、ノルボルネン系化合物を単量体の少なくとも一種とする高分子であるノルボルネン系樹脂と、ノルボルネン系樹脂以外の樹脂であって、樹脂密度が0.870〜0.910g/cm3であり、かつ融解熱量ΔHが85J/g以下であるオレフィン系樹脂とを含有し、樹脂層Bは、オレフィン系樹脂を主成分とし、引張弾性率が50〜300MPaであり、かつ破断伸度が100%以上である。
【選択図】図1
Description
図1は、本発明の一実施形態に係る半導体加工シート1の断面図である。図1に示すように、本実施形態に係る半導体加工シート1は、基材フィルム2と、基材フィルム2の片面(図1では上面)に積層された接着剤層3とを備えている。なお、半導体加工シート1の使用前には、接着剤層3を保護するために、接着剤層3の露出面(図1では上面)に剥離可能な剥離シートを積層しておくことが好ましい。この半導体加工シート1は、テープ状、ラベル状など、あらゆる形状をとりうる。
樹脂層(A)は、ノルボルネン系化合物を単量体の少なくとも一種とする高分子であるノルボルネン系樹脂(a1)と、ノルボルネン系樹脂(a1)以外の樹脂であって、樹脂密度が0.870〜0.910g/cm3であり、かつ融解熱量ΔHが85J/g以下であるオレフィン系樹脂(a2)とを含有する。
ノルボルネン系樹脂(a1)は、ノルボルネン系化合物を単量体の少なくとも一種とする高分子である。
オレフィン系樹脂(a2)は、上記ノルボルネン系樹脂(a1)以外の樹脂であって、樹脂密度が0.870〜0.910g/cm3であり、かつ融解熱量ΔHが85J/g以下であるオレフィン系の樹脂である。オレフィン系樹脂(a2)は、特に樹脂層(A)と接着剤層3との間での剥離性能、すなわちピックアップ性能に寄与する。
樹脂層(A)は、ノルボルネン系樹脂(a1)及びオレフィン系樹脂(a2)以外の成分として、オレフィン系樹脂(a2)以外のオレフィン系樹脂(以下、「オレフィン系樹脂(a3)」という。)を含有することが好ましい。樹脂層(A)がかかるオレフィン系樹脂(a3)を含有することで、樹脂層(A)のブロッキングを効果的に抑制することができる。
(1)被切断物のダイシング時に発生するダイシング屑、特に糸状のダイシング屑の発生を抑制することができる。
(2)良好なピックアップ性能を有し、かつ当該ピックアップ性能の経時的な低下を抑制することができる。
上記ノルボルネン系樹脂(a1)とオレフィン系樹脂(a2)とは、それぞれの樹脂を構成する高分子がノルボルネン環を含む環骨格を備える化学構造を実質的に有するか否かの点で相違することに基づいて、引張弾性率、流動化温度、結晶性などの物理特性が相違する。このため、樹脂層(A)中で、ノルボルネン系樹脂(a1)とオレフィン系樹脂(a2)とは相分離した構造をなす。このような相分離構造に起因して、ダイシング中に糸状のダイシング屑が生じることが抑制される。
樹脂層(A)は、引張弾性率が1000MPa以下であることが好ましく、50〜750MPaであることがより好ましく、80〜600MPaであることがさらに好ましい。樹脂層(A)の引張弾性率が1000MPa以下であると、後述する樹脂層(B)が有する柔軟性を阻害することなく、基材フィルム2のエキスパンド性を良好なものにすることができる。
樹脂層(B)は、オレフィン系樹脂を主成分とし、引張弾性率が50〜300MPaであり、かつ破断伸度が100%以上である。このような高い柔軟性(伸長性)を有する樹脂層(B)は、基材フィルム2に優れたエキスパンド性能を付与することができる。また、樹脂層(B)がオレフィン系樹脂を主成分とすることにより、上記樹脂層(A)と樹脂層(B)との層間剥離が発生しない基材フィルム2を得ることができる。
基材フィルム2の引張弾性率は、80〜500MPaであることが好ましく、80〜400MPaであることがより好ましく、80〜300MPaであることが特に好ましい。引張弾性率が80MPa未満であると、半導体加工シート1にウェハを貼着し、リングフレームに固定した場合、基材フィルム2が柔らかいために弛みが発生し、搬送エラーの原因となることがある。一方、引張弾性率が500MPaを超えると、エキスパンド工程時に加わる荷重を大きくしなければならないため、リングフレームから半導体加工シート1自体が剥がれたりするなどの問題が発生するおそれがある。
基材フィルム2は、共押出し成形等により樹脂層(A)及び樹脂層(B)を製膜すると同時に積層することによって製造してもよいし、各々の樹脂層(A),(B)を製膜した後、それら樹脂層(A)及び樹脂層(B)を接着剤等によって積層することによって製造してもよい。
接着剤層3を構成する材料としては、ウェハ固定機能とダイ接着機能とを兼ね備えるものであれば、特に制限はなく使用することができる。このような接着剤層3を構成する材料としては、熱可塑性樹脂と低分子量の熱硬化性接着成分とからなるものや、Bステージ(半硬化状)の熱硬化型接着成分からなるもの等が用いられる。これらの中でも、接着剤層3を構成する材料としては、熱可塑性樹脂と熱硬化性接着成分とを含むものであることが好ましい。熱可塑性樹脂としては、アクリル重合体、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、フェノキシ樹脂、ポリブテン、ポリブタジエン、ポリ塩化ビニル、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、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、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリイミドなどが挙げられるが、中でも、粘着性及び造膜性(シート加工性)の点からアクリル重合体が好ましい。熱硬化性接着成分としては、エポキシ系樹脂、ポリイミド系樹脂、フェノール系樹脂、シリコーン系樹脂、シアネート系樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂、アリル化ポリフェニレンエーテル樹脂(熱硬化性PPE)、ホルムアルデヒド系樹脂、不飽和ポリエステル又はこれらの共重合体などが挙げられるが、中でも、接着性の点からエポキシ系樹脂が好ましい。接着剤層3を構成する材料としては、半導体ウェハへの貼付性に優れ、基材フィルム2との剥離性が優れるという点から、特に、アクリル重合体(d)及びエポキシ系樹脂(e)を含有する材料が好ましい。
本実施形態に係る半導体加工シート1は、常法によって製造することができる。例えば、接着剤層3を構成する材料と、所望によりさらに溶媒とを含有する塗布剤を調製し、ロールコーター、ナイフコーター、ロールナイフコーター、エアナイフコーター、ダイコーター、バーコーター、グラビアコーター、カーテンコーター等の塗工機によって基材フィルム2の樹脂層(A)の露出面に塗布して乾燥させ、接着剤層3を形成することにより製造することができる。あるいは、上記塗布剤を、所望の剥離シートの剥離面に塗布して乾燥させ、接着剤層3を形成した後、その接着剤層3に基材フィルム2の樹脂層(A)側を圧着することにより製造することもできる。
本実施形態に係る半導体加工シート1は、ダイシング工程、エキスパンド工程及びダイボンディング工程に使用されるダイシング・ダイボンディングシートとして好ましく使用することができる。
1.基材フィルムの作製
(1)樹脂層(A)の材料の調製
表1に示す配合比(質量部)で以下の原材料を混合し、二軸混練機(東洋精機製作所社製,ラボプラストミル)にて溶融混練し、樹脂層(A)用の材料を得た。
(a1)
・ノルボルネン系樹脂1:ポリプラスチックス社製,製品名:TOPAS8007,23℃における樹脂密度:1.02g/cm3,23℃での引張弾性率:2.0GPa,流動化温度:142℃
・ノルボルネン系樹脂2:ポリプラスチックス社製,製品名:TOPAS7010,23℃における樹脂密度:1.02g/cm3,23℃での引張弾性率:2.2GPa,流動化温度:163℃
・ノルボルネン系樹脂3:ポリプラスチックス社製,製品名:TOPAS5013,23℃における樹脂密度:1.02g/cm3,23℃での引張弾性率2.3GPa,流動化温度:175℃
(a2)
・オレフィン系樹脂1:超低密度ポリエチレン(住友化学社製,エクセレンVL200,樹脂密度0.900g/cm3,融解熱量ΔH79.1J/g、23℃での引張弾性率64MPa)
・オレフィン系樹脂2:超低密度ポリエチレン(住友化学社製,エクセレンVL EUL731,樹脂密度0.895g/cm3,融解熱量ΔH69.5J/g,23℃での引張弾性率40MPa)
(a3)
・オレフィン系樹脂3:超低密度ポリエチレン(プライムポリマー社製,エボリュー SP90100,樹脂密度0.890g/cm3,融解熱量ΔH87.7J/g,23℃での引張弾性率30MPa)
・オレフィン系樹脂4:低密度ポリエチレン(住友化学社製,製品名:スミカセンL705,樹脂密度0.918g/cm3,融解熱量ΔH:126.0J/g,23℃での引張弾性率140MPa)
・オレフィン系樹脂5:低密度ポリエチレン(東ソー社製,製品名:ルミタック43−1,樹脂密度0.905g/cm3,融解熱量ΔH:88.9J/g,23℃での引張弾性率80MPa)
表1に示す配合比(質量部)で、以下の原材料を二軸混練機(東洋精機製作所社製,ラボプラストミル)にて溶融混練し、樹脂層(B)用の材料を得た。
・エチレン−メタクリル酸共重合体1:三井−デュポンポリケミカル社製,製品名「ニュクレルAN4214C」,メタクリル酸の含有量:4質量%,23℃における引張弾性率200MPa
・エチレン−メタクリル酸共重合体2:三井−デュポンポリケミカル社製,製品名「ニュクレルAN42012C」,メタクリル酸の含有量:9質量%,23℃における引張弾性率150MPa
・エチレン−メタクリル酸共重合体3:三井−デュポンポリケミカル社製,製品名「ニュクレルAN1207C」,メタクリル酸の含有量:12質量%,23℃における引張弾性率140MPa
・エチレン−メタクリル酸共重合体4:三井−デュポンポリケミカル社製,製品名「ニュクレルN1525」,メタクリル酸の含有量:15質量%,23℃における引張弾性率83MPa
・エチレン−メタクリル酸共重合体5:住友化学社製,製品名「アクリフトW201」,23℃における引張弾性率65MPa
・エチレン−メタクリル酸共重合体6:住友化学社製,製品名「アクリフトW203−1」,メタクリル酸の含有量:5.0質量%,23℃における引張弾性率90MPa
・エチレン−酢酸ビニル共重合体1:東ソー社製,製品名「ウルトラセン537」,酢酸ビニルの含有量:6.0質量%,23℃における引張弾性率120MPa
・ポリエチレン樹脂:プライムポリマー社製,製品名「エボリューSP4030」,23℃における引張弾性率550MPa
・エチレン−酢酸ビニル共重合体2:東ソー社製,製品名「ウルトラセン636」,酢酸ビニルの含有量:19質量%,23℃における引張弾性率40MPa
・エステル系エラストマー:三菱化学社製,製品名「プリマロイB1920N」,23℃における引張弾性率200MPa
樹脂層(A)用の材料と、樹脂層(B)用の材料とを、小型Tダイ押出機(東洋精機製作所社製,ラボプラストミル)によって共押出成形し、厚さ40μmの樹脂層(A)と、厚さ60μmの樹脂層(B)とからなる2層構造の基材フィルムを得た。
下記成分を配合して接着剤層形成用の塗布液を調製した。なお、各成分の数値(質量%)は、固形分換算の質量%を示し、本明細書において固形分とは溶媒以外の全成分をいう。
[アクリル重合体(d)]
・n−ブチルアクリレートを主体とするアクリル系共重合体(日本合成化学工業社製,製品名「コーポニールN2359−6」,Mw:約80万,固形分濃度34質量%):14質量%
[エポキシ系樹脂(e)]
・ビスフェノールA型エポキシ樹脂(三菱化学社製,製品名「JER828」,エポキシ当量189g/eq):18質量%
・DCPD型エポキシ樹脂(大日本インキ化学社製,製品名「EPICLON HP−7200HH」,エポキシ当量265〜300g/eq,軟化点75〜90℃):55質量%
[硬化剤(f)]
・ジシアンジアミド(旭電化社製,製品名「アデカハードナー3636AS」:1.6質量%
[硬化促進剤]
・2−フェニル−4,5−ジ(ヒドロキシメチル)イミダゾール(四国化成工業社製,製品名「キュアゾール2PHZ」):1.5質量%
[シランカップリング剤]
・γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランを付加させたシリケート化合物(三菱化学社製,製品名「MKCシリケートMSEP2」):0.5質量%
[エネルギー線重合性化合物]
・ジシクロペンタジエンジメトキシジアクリレート(日本化薬社製,製品名「カラヤッドR684」):9.1質量%
[光重合開始剤]
・α−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製,製品名「イルガキュア184」):0.3質量%
得られた接着剤層形成用の塗布液を、シリコーンにより剥離処理された剥離シート(リンテック社,SP−PET38111(S))の剥離処理面に、乾燥後の膜厚が20μmとなるように塗布し、100℃で1分間乾燥させて接着剤層を形成した。この接着剤層を、上記基材フィルムの樹脂層(A)上に貼り付けることで、接着剤層を基材フィルム上に転写し、半導体加工シートを作製した。
実施例及び比較例において用いた樹脂層(A)用の材料、及び樹脂層(B)用の材料を、それぞれ小型Tダイ押出機(東洋精機製作所社製,ラボプラストミル)によって押出成形し、厚さ100μmの単層の樹脂フィルムを製造した。
実施例及び比較例で製造した半導体加工シートの接着剤層に6インチウェハを貼付した後、当該半導体加工シートをフラットフレームに装着し、20μm厚のダイヤモンドブレードにより、ウェハを10mm角のチップにフルカットした。次に、エキスパンディング冶具(NECマシナリー社製,ダイボンダーCSP−100VX)を用いて、半導体加工シートを速度300mm/分で5mmと600mm/分で10mmの2条件で引き落とした。このときの半導体加工シートの破断の有無について確認を行った。その結果、2条件ともに破断が確認されない場合は○、どちらか1条件で破断が確認された場合は△、両条件共に破断が確認された場合には×と判定した。結果を表1に示す。
実施例及び比較例で製造した半導体加工シートの接着剤層をBGA型パッケージモジュールに貼付した後、ダイシング装置(DISCO社製,DFD−651)にセットし、以下の条件でダイシングを行った。
・ワーク(被着体):シリコンウェハ
・ワークサイズ:6inch,厚さ350μm
・ダイシングブレード:ディスコ社製 NBC-27HEEE
・ブレード回転数:50,000rpm
・ダイシングスピード:10mm/秒
・切り込み深さ:基材フィルム表面より20μmの深さまで切り込み
・ダイシングサイズ:10mm×10mm
上記ダイシング屑観察を行う際に、ダイシング装置(DISCO社製,DFD−651)にてダイシングを行うが、このとき、搬送エラーが生じた場合や、ウェハカセットに再度装着された際、半導体シートがたわみ、下の段に設置してある別の半導体シートと触れた場合を×とし、なんら問題が生じなかったものを○と評価した。
実施例及び比較例で製造した半導体加工シートを25mm×250mmに裁断し、試験片を作製した。この試験片を#2000シリコンウェハ(200mm径,厚さ350μm)の研削面に貼り付けて、2kgのゴムロールを1往復することにより両者を圧着した。この状態で23℃、50%RHの条件下に20分以上放置した後、ピックアップ力の指標として、万能型引張試験機(オリエンテック社製,テンシロン)を使用して300mm/minの速度で180°剥離を行い、接着剤層と基材フィルム間の剥離力を測定し、その値を(初期値:f1(mN/25mm))とした。
R=(f2−f1)×100/f1
2…基材フィルム(樹脂層(A)/樹脂層(B))
3…接着剤層
Claims (8)
- 基材フィルムと、前記基材フィルムの片面に積層された接着剤層とを備えた半導体加工シートであって、
前記基材フィルムは、前記接着剤層側に位置する樹脂層(A)と、前記樹脂層(A)の前記接着剤層とは反対側に積層された樹脂層(B)とを備えており、
前記樹脂層(A)は、ノルボルネン系化合物を単量体の少なくとも一種とする高分子であるノルボルネン系樹脂(a1)と、前記ノルボルネン系樹脂(a1)以外の樹脂であって、樹脂密度が0.870〜0.910g/cm3であり、かつ融解熱量ΔHが85J/g以下であるオレフィン系樹脂(a2)とを含有し、
前記樹脂層(B)は、オレフィン系樹脂を主成分とし、引張弾性率が50〜300MPaであり、かつ破断伸度が100%以上であることを特徴とする半導体加工シート。 - 前記樹脂層(A)中の全樹脂成分における前記ノルボルネン系樹脂(a1)の含有量は、3〜60質量%であることを特徴とする請求項1に記載の半導体加工シート。
- 前記樹脂層(A)中の全樹脂成分における前記オレフィン系樹脂(a2)の含有量は、10〜97質量%であることを特徴とする請求項1又は2に記載の半導体加工シート。
- 前記樹脂層(A)は、樹脂密度が0.910g/cm3超、0.930g/cm3以下であるオレフィン系樹脂(a3)をさらに含有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の半導体加工シート。
- 前記樹脂層(A)は、引張弾性率が1000MPa以下であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の半導体加工シート。
- 前記基材フィルムは、引張弾性率が80〜500MPaであることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の半導体加工シート。
- 前記接着剤層は、熱可塑性樹脂と熱硬化性接着成分とを含むものであることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の半導体加工シート。
- 請求項1〜7のいずれか一項に記載の半導体加工シートを、前記接着剤層を介して半導体ウェハに貼付した後、前記半導体ウェハを半導体チップに切断する工程と、
前記半導体加工シート用基材フィルムと前記接着剤層との界面で両者を剥離し、前記接着剤層付きのチップにする工程と、
前記接着剤層付きのチップを、前記接着剤層を介して回路付き基板に接着する工程と
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
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