JP2015008307A - 熱硬化型ダイボンドフィルム、ダイシング・ダイボンドフィルム、及び、半導体装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 熱硬化前における室温での単位面積あたりの破断エネルギーが1J/mm2以下であり、破断伸び率が40%以上500%以下であるダイボンドフィルムを用いる方法であって、半導体ウェハに、分割予定ラインにて後に容易に分割可能とする前処理を施す工程と、前処理後の半導体ウェハを、ダイシング・ダイボンドフィルムに貼り合わせる工程と、ダイシング・ダイボンドフィルムに引張張力を加えることにより、半導体ウェハとダイシング・ダイボンドフィルムを構成するダイボンドフィルムとを分割予定ラインにて破断し、半導体チップを形成する工程とを含む半導体装置の製造方法。
【選択図】 図1
Description
さらに、本発明は、以下のようなものを提供する。
(1) 接着剤層を少なくとも有する熱硬化型ダイボンドフィルムが、基材上に粘着剤層が積層されたダイシングフィルム上に積層されているダイシング・ダイボンドフィルムを用いた半導体装置の製造方法であって、
前記熱硬化性ダイボンドフィルムは、
熱硬化前における室温での単位面積あたりの破断エネルギーが1J/mm2以下であり、破断伸び率が40%以上500%以下であり、
前記接着剤層は、熱硬化性樹脂としてエポキシ樹脂とフェノール樹脂とを含有するとともに、熱可塑性樹脂としてアクリル樹脂を含有し、且つ、フィラーを含有し、
前記エポキシ樹脂と前記フェノール樹脂と前記アクリル樹脂との合計重量をAとし、前記フィラーの重量をBとしたとき、B/(A+B)が0.1以上0.7以下であり、
前記エポキシ樹脂と前記フェノール樹脂との少なくとも一方は、融点が50℃以上の樹脂を1種類以上含み、
前記半導体装置の製造方法は、
半導体ウェハに、分割予定ラインにて後に容易に分割可能とする前処理を施す前処理工程と、
前記前処理後の半導体ウェハを、ダイシング・ダイボンドフィルムに貼り合わせるマウント工程と、
ダイシング・ダイボンドフィルムに引張張力を加えることにより、半導体ウェハとダイシング・ダイボンドフィルムを構成するダイボンドフィルムとを分割予定ラインにて破断し、半導体チップを形成するエキスパンド工程と、
ダイシング・ダイボンドフィルムに接着固定された半導体チップのピックアップを行うピックアップ工程と、
ピックアップした半導体チップを、ダイボンドフィルムを介して被着体にダイボンドする仮固着工程とを含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
(2) 前記前処理工程は、レーザー光を照射して分割予定ライン上に改質領域を形成する工程であることを特徴とする上記(1)に記載の半導体装置の製造方法。
(3) 前記前処理工程は、半導体ウェハの表面に溝を形成し、その後、裏面研削を行う工程であることを特徴とする上記(1)に記載の半導体装置の製造方法。
(4) 前記接着剤層は、熱硬化性樹脂としてエポキシ樹脂とフェノール樹脂とを含有するとともに、熱可塑性樹脂としてアクリル樹脂を含有し、前記エポキシ樹脂と前記フェノール樹脂との合計重量をXとし、前記アクリル樹脂の重量をYとしたとき、X/(X+Y)が0.3以上0.9未満であることを特徴とする上記(1)〜(3)のいずれか1に記載の半導体装置の製造方法。
(5) 前記熱硬化型ダイボンドフィルムの熱硬化前における−20〜30℃での引張貯蔵弾性率が0.1〜10GPaであることを特徴とする上記(1)(4)のいずれか1に記載の半導体装置の製造方法。
本発明の熱硬化型ダイボンドフィルムについて、ダイシングフィルムと一体的に積層されたダイシング・ダイボンドフィルムを例にして以下に説明する。図1は、本発明の一実施形態に係るダイシング・ダイボンドフィルムを示す断面模式図である。図2は、本発明の他の実施形態に係る他のダイシング・ダイボンドフィルムを示す断面模式図である。
融点が50℃以上のフェノール樹脂としては、DL−65(明和化成製、融点65℃)、DL−92(明和化成製、融点92℃)、DPP−L(日本石油製、融点100℃)、GS−180(群栄化学製、融点83℃)、GS−200(群栄化学製、融点100℃)、H−1(明和化成製、融点79℃)、H−4(明和化成製、融点71℃)、HE−100C−15(住友ケミカル製、融点73℃)、HE−510−05(住友ケミカル製、融点75℃)、HF−1(明和化成製、融点84℃)、HF−3(明和化成製、融点96℃)、MEH−7500(明和化成製、融点111℃)、MEH−7500−3S(明和化成製、融点83℃)、MEH−7800−3L(明和化成製、融点72℃)、MEH−7851(明和化成製、融点78℃)、MEH−7851−3H(明和化成製、融点105℃)、MEH−7851−4H(明和化成製、融点130℃)、MEH−7851S(明和化成製、融点73℃)、P−1000(荒川化学製、融点63℃)、P−180(荒川化学製、融点83℃)、P−200(荒川化学製、融点100℃)、VR−8210(三井化学製、融点60℃)、XLC−3L(三井化学製、融点70℃)、XLC−4L(三井化学製、融点62℃)、XLC−LL(三井化学製、融点75℃)、を挙げることができる。なかでも、DL−65(明和化成製、融点65℃)、DL−92(明和化成製、融点92℃)、GS−180(群栄化学製、融点83℃)、H−1(明和化成製、融点79℃)、H−4(明和化成製、融点71℃)、HE−100C−15(住友ケミカル製、融点73℃)、HE−510−05(住友ケミカル製、融点75℃)、HF−1(明和化成製、融点84℃)、HF−3(明和化成製、融点96℃)、MEH−7500−3S(明和化成製、融点83℃)、MEH−7800−3L(明和化成製、融点72℃)、MEH−7851(明和化成製、融点78℃)、MEH−7851S(明和化成製、融点73℃)、P−1000(荒川化学製、融点63℃)、P−180(荒川化学製、融点83℃)、VR−8210(三井化学製、融点60℃)、XLC−3L(三井化学製、融点70℃)、XLC−4L(三井化学製、融点62℃)、XLC−LL(三井化学製、融点75℃)、が好ましい。これらのフェノール樹脂は、融点が高すぎない(100℃未満である)ため、ダイボンドフィルム3、3’上に半導体ウェハ4をマウントする際、ダイボンドフィルム3、3’に半導体ウェハ4が貼り付き易いからである。
先ず、基材1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。
先ず、ダイシング・ダイボンドフィルム3、3’の形成材料である接着剤組成物溶液を作製する。当該接着剤組成物溶液には、前述の通り、前記接着剤組成物やフィラー、その他各種の添加剤等が配合されている。
次に、図3〜図8を参照しながらダイシング・ダイボンドフィルム12を用いた半導体装置の製造方法について説明する。本実施形態に係る半導体の製造方法は、半導体ウェハ4に、分割予定ライン4Lにて後に容易に分割可能とする前処理を施す前処理工程と、前記前処理後の半導体ウェハ4を、ダイシング・ダイボンドフィルム12に貼り合わせるマウント工程と、ダイシング・ダイボンドフィルム12に引張張力を加えることにより、半導体ウェハ4とダイシング・ダイボンドフィルム12を構成するダイボンドフィルム3’とを分割予定ライン4Lにて破断し、半導体チップ5を形成するエキスパンド工程と、ダイシング・ダイボンドフィルム12に接着固定された半導体チップ5のピックアップを行うピックアップ工程と、ピックアップした半導体チップ5を、ダイボンドフィルム3’を介して被着体6にダイボンドする仮固着工程と、前記仮固着工程後の半導体チップ5にワイヤーボンディングを行うワイヤーボンディング工程と、前記ワイヤーボンディング工程によりワイヤーボンディングされた半導体チップ5を、封止樹脂8により封止する封止工程とを有する。
<レーザー光照射条件>
(A)レーザー光
レーザー光源 半導体レーザー励起Nd:YAGレーザー
波長 1064nm
レーザー光スポット断面積 3.14×10−8cm2
発振形態 Qスイッチパルス
繰り返し周波数 100kHz以下
パルス幅 1μs以下
出力 1mJ以下
レーザー光品質 TEM00
偏光特性 直線偏光
(B)集光用レンズ
倍率 100倍以下
NA 0.55
レーザー光波長に対する透過率 100%以下
(C)半導体基板が載置される裁置台の移動速度 280mm/秒以下
なお、レーザー光を照射して分割予定ライン4L上に改質領域を形成する方法については、特許第3408805号公報や、特開2003−338567号公報に詳述されているので、ここでの詳細な説明は省略することとする。
下記(a)〜(d)をメチルエチルケトンに溶解させ、濃度23.6重量%の接着剤組成物溶液を得た。
(a)エポキシ樹脂(JER(株)製、エピコート1004、融点97℃)
113重量部
(b)フェノール樹脂(三井化学(株)製、ミレックスXLC−4L、融点59℃)
121重量部
(c)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(ナガセケムテックス(株)製、WS−023) 100重量部
(d)球状シリカ(アドマテックス(株)製、SO−25R) 37重量部
本実施例2に於いては、上記(d)の球状シリカの添加量を222重量部に変更したこと以外は、前記実施例1と同様にして、本実施例に係るダイボンドフィルムBを作製した。
本実施例3に於いては、上記(d)の球状シリカの添加量を779重量部に変更したこと以外は、前記実施例1と同様にして、本実施例に係るダイボンドフィルムCを作製した。
下記(a)〜(d)をメチルエチルケトンに溶解させ、濃度23.6重量%の接着剤組成物溶液を得た。
(a)エポキシ樹脂(JER(株)製、エピコート1001、融点64℃)
32重量部
(b)フェノール樹脂(三井化学(株)製、ミレックスXLC−4L、融点59℃)
34重量部
(c)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(ナガセケムテックス(株)製、WS−023) 100重量部
(d)球状シリカ(アドマテックス(株)製、SO−25R) 18重量部
下記(a)〜(d)をメチルエチルケトンに溶解させ、濃度23.6重量%の接着剤組成物溶液を得た。
(a)エポキシ樹脂(JER(株)製、エピコート1001、融点64℃)
32重量部
(b)フェノール樹脂(三井化学(株)製、MEH7851、融点64℃)
34重量部
(c)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(ナガセケムテックス(株)製、WS−023) 100重量部
(d)球状シリカ(アドマテックス(株)製、SO−25R) 100重量部
本実施例6に於いては、上記(d)の球状シリカの添加量を387重量部に変更したこと以外は、前記実施例4と同様にして、本実施例に係るダイボンドフィルムFを作製した。
下記(a)〜(d)をメチルエチルケトンに溶解させ、濃度23.6重量%の接着剤組成物溶液を得た。
(a)エポキシ樹脂(JER(株)製、エピコート1004、融点97℃)
11重量部
(b)フェノール樹脂(三井化学(株)製、ミレックスXLC−4L、融点59℃)
13重量部
(c)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(ナガセケムテックス(株)製、WS−023) 100重量部
(d)球状シリカ(アドマテックス(株)製、SO−25R) 1287重量部
下記(a)〜(d)をメチルエチルケトンに溶解させ、濃度23.6重量%の接着剤組成物溶液を得た。
(a)エポキシ樹脂(JER(株)製、エピコート827、室温で液状)
917重量部
(b)フェノール樹脂(三井化学(株)製、ミレックスXLC−4L、融点59℃)
983重量部
(c)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(ナガセケムテックス(株)製、WS−023) 100重量部
(d)球状シリカ(アドマテックス(株)製、SO−25R) 1333重量部
下記(a)〜(d)をメチルエチルケトンに溶解させ、濃度23.6重量%の接着剤組成物溶液を得た。
(a)エポキシ樹脂(JER(株)製、エピコート827、室温で液状)
11重量部
(b)フェノール樹脂(三井化学(株)製、ミレックスXLC−4L、融点59℃)
13重量部
(c)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(ナガセケムテックス(株)製、WS−023) 100重量部
(d)球状シリカ(アドマテックス(株)製、SO−25R) 7重量部
ダイボンドフィルムA〜Iについて、それぞれ長さ30mm、厚さ25μm、幅10mmの短冊状の測定片となる様に切断した。次に、引っ張り試験機(テンシロン、島津製作所社製)を用いて引張速度0.5mm/分、チャック間距離20mmの条件下で、応力−ひずみ曲線を測定し、25℃に於ける破断エネルギー(J)を応力−ひずみ曲線の下側の面積により得た。また、単位面積当たりの破断エネルギー、及び、破断伸び率を下記式により得た。
(単位面積当たりの破断エネルギー(J/mm2))=(破断エネルギー(J))/(0.25(mm2))
破断伸び率(%)=(((破断時のチャック間長さ(mm))−20)/20)×100
ダイボンドフィルムA〜Iについて、測定片をそれぞれ長さ40mm、厚さ200μm、幅10mmの短冊状とした。次に、固定粘弾性測定装置(RSA(III)、レオメトリックサイエンティフィック社製)を用いて、−50〜300℃での引張貯蔵弾性率をチャック間距離22.5mm、周波数1Hz、昇温速度10℃/分の条件下にて測定した。その際の−20〜30℃における測定値を表1に示す。
ダイボンドフィルムA〜Iのそれぞれに、ダイシングフィルムを貼り合わせ、それぞれを、ダイシング・ダイボンドフィルムA〜Iとした。ダイシングフィルムは、基材(組成:ポリオレフィン、膜厚100μm)上に粘着剤層(組成:アクリル系ポリマー、膜厚10μm)が積層されたものを用いた。なお、このダイシングフィルムの半導体ウェハへの貼り付け部分における破断エネルギー、及び、破断伸び率を測定したところ、室温での単位面積あたりの破断エネルギーは、1.75J/mm2であり、破断伸び率は、947%であった。次に、ダイシング・ダイボンドフィルムA〜Iのそれぞれに、半導体ウェハを貼り合わせた。指で押しても半導体ウェハがダイシング・ダイボンドフィルムからズレなかったものを○、ズレるものを×とした。
<前処理工程として、レーザー光を照射して分割予定ライン4L上に改質領域を形成する工程(工程1)を採用した場合>
レーザー加工装置として株式会社東京精密製、ML300−Integrationを用いて半導体ウェハの内部に集光点を合わせ、格子状(10mm×10mm)の分割予定ラインに沿って半導体ウェハの表面側からレーザー光を照射し、半導体ウェハの内部に改質領域を形成した。半導体ウェハは、シリコンウェハ(厚さ75μm、外径12インチ)を用いた。また、レーザー光照射条件は、下記のようにして行った。
(A)レーザー光
レーザー光源 半導体レーザー励起Nd:YAGレーザー
波長 1064nm
レーザー光スポット断面積 3.14×10−8cm2
発振形態 Qスイッチパルス
繰り返し周波数 100kHz
パルス幅 30ns
出力 20μJ/パルス
レーザー光品質 TEM00 40
偏光特性 直線偏光
(B)集光用レンズ
倍率 50倍
NA 0.55
レーザー光波長に対する透過率 60%
(C)半導体基板が載置される裁置台の移動速度 100mm/秒
半導体ウェハ(厚さ500μm)にブレードダイシング加工により格子状(10mm×10mm)の切り込み溝を形成した。切り込み溝の深さは、100μmとした。
次に、この半導体ウェハの表面を保護テープにて保護し、厚さが75μmとなるまで裏面研削を行い、分割された個々の半導体チップ(10mm×10mm×75μm)を得た。これをダイボンドフィルムA〜Iのそれぞれに貼り合わせた後、破断試験を行った。破断試験におけるエキスパンド条件は、室温(25℃)、エキスパンド速度300mm/秒、エキスパンド量30mmとした。破断試験の結果は、上記工程1の場合と同様、破断不良の箇所がなかった場合を○、破断不良の箇所があった場合を×とした。
下記表1の結果から分かる通り、実施例1〜6の様に、破断エネルギーが1J/mm2以下であり、破断伸び率が40%以上500%以下であるダイボンドフィルムA〜Fであると、貼り合わせ性、及び、破断性が良好であることが確認された。
2 粘着剤層
3、3’ ダイボンドフィルム(熱硬化型ダイボンドフィルム)
4 半導体ウェハ
5 半導体チップ
6 被着体
7 ボンディングワイヤー
8 封止樹脂
10、12 ダイシング・ダイボンドフィルム
11 ダイシングフィルム
Claims (5)
- 接着剤層を少なくとも有する熱硬化型ダイボンドフィルムが、基材上に粘着剤層が積層されたダイシングフィルム上に積層されているダイシング・ダイボンドフィルムを用いた半導体装置の製造方法であって、
前記熱硬化性ダイボンドフィルムは、
熱硬化前における室温での単位面積あたりの破断エネルギーが1J/mm2以下であり、破断伸び率が40%以上500%以下であり、
前記接着剤層は、熱硬化性樹脂としてエポキシ樹脂とフェノール樹脂とを含有するとともに、熱可塑性樹脂としてアクリル樹脂を含有し、且つ、フィラーを含有し、
前記エポキシ樹脂と前記フェノール樹脂と前記アクリル樹脂との合計重量をAとし、前記フィラーの重量をBとしたとき、B/(A+B)が0.1以上0.7以下であり、
前記エポキシ樹脂と前記フェノール樹脂との少なくとも一方は、融点が50℃以上の樹脂を1種類以上含み、
前記半導体装置の製造方法は、
半導体ウェハに、分割予定ラインにて後に容易に分割可能とする前処理を施す前処理工程と、
前記前処理後の半導体ウェハを、ダイシング・ダイボンドフィルムに貼り合わせるマウント工程と、
ダイシング・ダイボンドフィルムに引張張力を加えることにより、半導体ウェハとダイシング・ダイボンドフィルムを構成するダイボンドフィルムとを分割予定ラインにて破断し、半導体チップを形成するエキスパンド工程と、
ダイシング・ダイボンドフィルムに接着固定された半導体チップのピックアップを行うピックアップ工程と、
ピックアップした半導体チップを、ダイボンドフィルムを介して被着体にダイボンドする仮固着工程とを含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 前記前処理工程は、レーザー光を照射して分割予定ライン上に改質領域を形成する工程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。
- 前記前処理工程は、半導体ウェハの表面に溝を形成し、その後、裏面研削を行う工程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。
- 前記接着剤層は、熱硬化性樹脂としてエポキシ樹脂とフェノール樹脂とを含有するとともに、熱可塑性樹脂としてアクリル樹脂を含有し、前記エポキシ樹脂と前記フェノール樹脂との合計重量をXとし、前記アクリル樹脂の重量をYとしたとき、X/(X+Y)が0.3以上0.9未満であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記熱硬化型ダイボンドフィルムの熱硬化前における−20〜30℃での引張貯蔵弾性率が0.1〜10GPaであることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1に記載の半導体装置の製造方法。
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