JP2015123715A - 樹脂膜形成用複合シート - Google Patents
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Abstract
Description
〔1〕基材上に粘着剤層を有する粘着シートと、該粘着剤層上に設けられた樹脂膜形成用フィルムとを有する樹脂膜形成用複合シートであって、
該粘着剤層がポリイソブチレンゴム系樹脂を含む、樹脂膜形成用複合シート。
樹脂膜形成用フィルムにおけるエポキシ化合物と熱硬化剤の合計の割合が50質量%を超え80質量%以下である〔1〕に記載の樹脂膜形成用複合シート。
樹脂膜形成用フィルムにおけるアクリル重合体の割合が5〜20質量%である〔1〕又は〔2〕に記載の樹脂膜形成用複合シート。
粘着シート3は、基材1上に粘着剤層2を有する。粘着シートの主な機能は、ワーク(例えば半導体ウエハ等)がダイシングを経て個片化されたチップを保持し、また場合によっては図1に示すように、外周部の粘着剤層により治具7に貼付されて、ワーク及びチップ、並びに樹脂膜形成用複合シート自体の固定を行うことである。
本発明における粘着剤層は、基材の一方の面に積層され、ポリイソブチレンゴム系樹脂を含む。ポリイソブチレンゴム系樹脂は低極性であるため、ポリイソブチレンゴム系樹脂と比較して極性が高い成分が含まれる樹脂膜形成用フィルムの各成分が、粘着剤層へ移行することを防止できる。
これらの中でも、後述する樹脂膜形成用フィルムからの成分移行を防止する観点や後述する基材との密着性の観点から、ポリイソブチレンゴム系樹脂はイソブチレンホモポリマーやイソブチレンと炭素数3〜10のオレフィン単量体との共重合体が好ましく、イソブチレンホモポリマーがより好ましい。
基材は特に限定されず、たとえばポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリブテンフィルム、ポリブタジエンフィルム、ポリメチルペンテンフィルム、ポリ塩化ビニルフィルム、塩化ビニル共重合体フィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリエチレンナフタレートフィルム、ポリブチレンテレフタレートフィルム、ポリウレタンフィルム、エチレン酢酸ビニル共重合体フィルム、アイオノマー樹脂フィルム、エチレン・(メタ)アクリル酸共重合体フィルム、エチレン・(メタ)アクリル酸エステル共重合体フィルム、ポリスチレンフィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリイミドフィルム、フッ素樹脂フィルム等が用いられる。またこれらの架橋フィルムも用いられる。さらにこれらの積層フィルムであってもよい。
樹脂膜形成用フィルムに少なくとも要求される機能は、(1)シート形状維持性、(2)初期接着性および(3)硬化性である。
なお、樹脂膜形成用フィルムを硬化までの間、ワークに仮着させておくための機能である(2)初期接着性は、感圧接着性であってもよく、熱により軟化して接着する性質であってもよい。(2)初期接着性は、通常各成分の諸特性や、後述する無機フィラー(C)の配合量の調整などにより制御される。
重合体成分(A)は、樹脂膜形成用フィルムにシート形状維持性を付与することを主目的として添加される。
上記の目的を達成するため、重合体成分(A)の重量平均分子量(Mw)は、通常20,000以上であり、20,000〜3,000,000であることが好ましい。
重合体成分(A)としては、アクリル重合体(A1)が好ましく用いられる。アクリル重合体(A1)のガラス転移温度(Tg)は、好ましくは−60〜50℃、より好ましくは−50〜40℃、さらに好ましくは−40〜30℃の範囲にある。アクリル重合体(A1)のガラス転移温度が高いと樹脂膜形成用フィルムの接着性が低下し、転写後に、ワークから樹脂膜形成用フィルムまたは樹脂膜形成用フィルムを硬化して得られる樹脂膜が剥離する等の不具合を生じることがある。また、アクリル重合体(A1)のガラス転移温度が低いと樹脂膜形成用フィルムと粘着シートとの剥離力が大きくなって樹脂膜形成用フィルムの転写不良が起こることがある。
100/Tg copolymer=Wx/Tg x+Wy/Tg y ・・・(1)
また、重合体成分(A)として、ポリエステル、フェノキシ樹脂、ポリカーボネート、ポリエーテル、ポリウレタン、ポリシロキサン、ゴム系重合体またはこれらの2種以上が結合したものから選ばれる非アクリル系樹脂(A2)の1種単独または2種以上の組み合わせを用いてもよい。このような樹脂としては、重量平均分子量が20,000〜100,000のものが好ましく、20,000〜80,000のものがさらに好ましい。
硬化性成分(B)は、樹脂膜形成用フィルムに硬化性を付与することを主目的として樹脂膜形成用フィルムに添加される。硬化性成分(B)は、熱硬化性成分(B1)、またはエネルギー線硬化性成分(B2)を用いることができる。また、これらを組み合わせて用いてもよい。熱硬化性成分(B1)は、少なくとも加熱により反応する官能基を有する化合物を含有する。また、エネルギー線硬化性成分(B2)は、反応性二重結合基を有する化合物を含有し、紫外線、電子線等のエネルギー線の照射を受けると重合硬化する。これらの硬化性成分が有する官能基同士が反応し、三次元網目構造が形成されることにより硬化が実現される。硬化性成分(B)は、重合体成分(A)と組み合わせて用いるため、樹脂膜形成用フィルムを形成するための塗工用組成物(樹脂膜形成用組成物)の粘度を抑制し、取り扱い性を向上させる等の観点から、通常その重量平均分子量(Mw)は、10,000以下であり、100〜10,000であることが好ましい。
なお、エネルギー線硬化性成分(B2)における「反応性二重結合基」は、重合性の炭素−炭素二重結合を有する官能基であり、具体的な例としてはビニル基、アリル基、(メタ)アクリロイル基などが挙げられ、好ましくは(メタ)アクリロイル基が挙げられる。本発明における反応性二重結合基は、ラジカル存在下でラジカルを生成して重付加反応を容易に起こすため、重合性を有しない二重結合を意味しない。たとえば、樹脂膜形成用組成物を構成する各成分には芳香環が含まれていてもよいが、芳香環の不飽和構造は本発明における反応性二重結合基を意味しない。
熱硬化性成分としては、たとえば、エポキシ系熱硬化性成分が好ましい。
エポキシ系熱硬化性成分は、エポキシ基を有する化合物(B11)(以下、「エポキシ化合物(B11)」ということがある。)を含有し、エポキシ化合物(B11)と熱硬化剤(B12)を組み合わせたものを用いることが好ましく、エポキシ化合物(B11)と熱硬化剤(B12)と硬化促進剤(B13)を組み合わせたものを用いることがより好ましい。
エポキシ化合物(B11)としては、従来公知のものを用いることができる。具体的には、多官能系エポキシ樹脂や、ビスフェノールAジグリシジルエーテルやその水添物、オルソクレゾールノボラックエポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、フェニレン骨格型エポキシ樹脂など、分子中に2官能以上有するエポキシ化合物が挙げられる。これらは1種単独で、または2種以上を組み合わせて用いることができる。
熱硬化剤(B12)は、エポキシ化合物(B11)に対する硬化剤として機能する。好ましい熱硬化剤としては、1分子中にエポキシ基と反応しうる官能基を2個以上有する化合物が挙げられる。その官能基としてはフェノール性水酸基、アルコール性水酸基、アミノ基、カルボキシル基および酸無水物などが挙げられる。これらのうち好ましくはフェノール性水酸基、アミノ基、酸無水物などが挙げられ、さらに好ましくはフェノール性水酸基、アミノ基が挙げられる。
アミン系硬化剤の具体的な例としては、DICY(ジシアンジアミド)が挙げられる。
これらは、1種単独で、または2種以上混合して使用することができる。
硬化促進剤(B13)を、樹脂膜形成用フィルムの熱硬化の速度を調整するために用いてもよい。硬化促進剤(B13)は、特に、熱硬化性成分(B1)として、エポキシ系熱硬化性成分を用いるときに好ましく用いられる。
樹脂膜形成用フィルムがエネルギー線硬化性成分(B2)を含有することで、多量のエネルギーと長い時間を要する熱硬化工程を行うことなく樹脂膜形成用フィルムの硬化を行うことができる。これにより、製造コストの低減を図ることができる。
エネルギー線硬化性成分(B2)は、反応性二重結合基を有する化合物としてエネルギー線反応性化合物(B21)を単独で用いてもよいが、エネルギー線反応性化合物(B21)と光重合開始剤(B22)を組み合わせたものを用いることが好ましい。
エネルギー線反応性化合物(B21)としては、具体的には、トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールモノヒドロキシペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートあるいは1,4−ブチレングリコールジアクリレート、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、ジシクロペンタジエン骨格含有多官能アクリレート等のアクリレート系化合物が挙げられ、また、オリゴエステルアクリレート、ウレタンアクリレート系オリゴマー、エポキシアクリレート、ポリエーテルアクリレートおよびイタコン酸オリゴマーなどのアクリレート系化合物等の重合構造を有するアクリレート化合物であって、比較的低分子量のものが挙げられる。このような化合物は、分子内に少なくとも1つの重合性の炭素−炭素二重結合を有する。
エネルギー線反応性化合物(B21)に光重合開始剤(B22)を組み合わせることで、重合硬化時間を短くし、ならびに光線照射量を少なくすることができる。
光重合開始剤(B22)の配合割合が0.1質量部未満であると光重合の不足で満足な硬化性が得られないことがあり、10質量部を超えると光重合に寄与しない残留物が生成し、不具合の原因となることがある。
樹脂膜形成用フィルムは、無機フィラー(C)を含有していてもよい。無機フィラー(C)を樹脂膜形成用フィルムに配合することにより、硬化後の樹脂膜形成用フィルムの熱膨張係数を調整することが可能となり、ワークに対して硬化後の樹脂膜形成用フィルムの熱膨張係数を最適化することで半導体装置の信頼性を向上させることができる。また、硬化後の樹脂膜形成用フィルムの吸湿性を低減させることも可能となる。
上述の効果をより確実に得るための、無機フィラー(C)の含有量の範囲としては、樹脂膜形成用フィルムを構成する全固形分に対して、好ましくは1〜80質量%、より好ましくは5〜60質量%、特に好ましくは10〜40質量%である。
樹脂膜形成用フィルムには、着色剤(D)を配合することができる。着色剤としては、有機または無機の顔料および染料が用いられる。これらの中でも電磁波や赤外線遮蔽性の点から黒色顔料が好ましい。黒色顔料としては、カーボンブラック、酸化鉄、二酸化マンガン、アニリンブラック、活性炭等が用いられるが、これらに限定されることはない。
着色剤(D)は1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
着色剤(D)の配合量は、樹脂膜形成用フィルムを構成する全固形分に対して、好ましくは0.1〜35質量%、さらに好ましくは0.5〜25質量%、特に好ましくは1〜15質量%である。
無機物と反応する官能基および有機官能基と反応する官能基を有するカップリング剤(E)を、樹脂膜形成用フィルムのワークに対する接着性および/または樹脂膜形成用フィルムの凝集性を向上させるために用いてもよい。また、カップリング剤(E)を使用することで、硬化後の樹脂膜形成用フィルムの耐熱性を損なうことなく、その耐水性を向上させることができる。このようなカップリング剤としては、チタネート系カップリング剤、アルミネート系カップリング剤、シランカップリング剤等が挙げられる。これらのうちでも、シランカップリング剤が好ましい。
樹脂膜形成用フィルムの初期接着力および凝集力を調節するために、架橋剤(F)を添加することもできる。なお、架橋剤を配合する場合には、前記アクリル重合体(A1)には、反応性官能基が含まれる。
架橋剤としては、有機多価イソシアネート化合物、有機多価エポキシ化合物、有機多価イミン化合物、金属キレート系架橋剤等が挙げられ、反応性の高さから有機多価イソシアネート化合物が好ましい。
樹脂膜形成用フィルムには、上記の他に、必要に応じて各種添加剤が配合されてもよい。各種添加剤としては、レベリング剤、可塑剤、帯電防止剤、酸化防止剤、イオン捕捉剤、ゲッタリング剤、連鎖移動剤や剥離剤などが挙げられる。
かかる溶媒としては、酢酸エチル、酢酸メチル、ジエチルエーテル、ジメチルエーテル、アセトン、メチルエチルケトン、アセトニトリル、ヘキサン、シクロヘキサン、トルエン、ヘプタンなどが挙げられる。
樹脂膜形成用フィルムは、硬化を経て最終的には耐衝撃性の高い樹脂膜を与えることができ、厳しい高温度高湿度条件下における接着強度や保護機能に優れる。なお、樹脂膜形成用フィルムは単層構造であってもよく、また多層構造であってもよい。
上記のような各層からなる、本発明の樹脂膜形成用複合シートの構成を図1から図3に示す。図1から図3に示すように、樹脂膜形成用複合シート10は、基材1上に粘着剤層2を有する粘着シート3と、粘着シート3上に設けられた樹脂膜形成用フィルム4とを有する。樹脂膜形成用フィルム4は、粘着剤層2上に剥離可能に形成され、ワークと略同形状またはワークの形状をそっくり含むことのできる形状であれば特に限定されない。例えば、図1及び2に示すように、樹脂膜形成用複合シートにおける樹脂膜形成用フィルムは、ワークと略同形状又はワークの形状をそっくり含むことのできる形状に調整され、樹脂膜形成用フィルムよりも大きなサイズの粘着シート上に積層される、事前成形構成をとることができる。また、図3に示すように、樹脂膜形成用フィルムは粘着シートと同形状としてもよい。
芯材の両面に粘着剤層を有する両面粘着部材を治具接着層として用いる場合には、治具接着層の一方の粘着剤層(樹脂膜形成用複合シートと積層される粘着剤層、以下において「積層用粘着剤層」と記載することがある。)と、他方の粘着剤層(治具に貼付される粘着剤層、以下において「固定用粘着剤層」と記載することがある。)は同種の粘着剤を用いてもよいし、異なる粘着剤を用いてもよい。
これらのうちで、リングフレーム等の治具からの再剥離性の観点からはアクリル粘着剤が好ましい。なお、上記粘着剤は、単独で用いても、二種以上混合して用いてもよい。
なお、芯材の両面に粘着剤層を有する両面粘着部材を治具接着層とする場合には、積層用粘着剤層は樹脂膜形成用複合シートの樹脂膜形成用フィルムと積層される。そのため、樹脂膜形成用フィルムの各成分が積層用粘着剤層へ成分移行することを防止する観点から、ポリイソブチレンゴム系樹脂を含む積層用粘着剤層を用いることが好ましく、治具からの再剥離性の観点から、アクリル粘着剤からなる固定用粘着剤層を用いることが好ましい。
樹脂膜形成用複合シートの製造方法について、図1に示す樹脂膜形成用複合シートを例に具体的に説明するが、本発明の樹脂膜形成用複合シートは、このような製造方法により得られるものに限定されない。
例えば、剥離シート(第1剥離シート)上に所定の膜厚になるように、ポリイソブチレンゴム系樹脂を含む粘着剤を塗布し乾燥して、粘着剤層を形成する。次いで、粘着剤層を基材の表面に転写することで、粘着シートを得ることができる。また、基材の表面にポリイソブチレンゴム系樹脂を含む粘着剤を直接塗布、乾燥して粘着剤層を形成し、粘着シートを得ることもできる。
剥離シートとしては、上述した基材として例示したフィルムを用いることができる。
次に本発明に係る樹脂膜形成用複合シートの利用方法について、該シートを半導体装置の製造方法に適用した場合を例にとって説明する。
樹脂膜形成用フィルムが室温ではタック性を有しない場合は適宜加温してもよい(限定するものではないが、40〜80℃が好ましい)。
樹脂膜形成用フィルムがアクリル重合体、エポキシ化合物及び熱硬化剤を含み、その含有割合が所定範囲の場合には、半導体ウエハへの貼付適性に優れ、次の工程への搬送工程等を行っても半導体ウエハと樹脂膜形成用フィルムとの界面における剥離を防止できる。そのため、半導体装置の生産性に優れる。
なお、エネルギー線照射は、半導体ウエハの貼付後、半導体チップの剥離(ピックアップ)前のいずれの段階で行ってもよく、たとえばダイシングの後に行ってもよく、また下記のエキスパンド工程の後に行ってもよい。また、エネルギー線照射を複数回に分けて行ってもよい。
工程(1):樹脂膜形成用フィルムまたは樹脂膜と、粘着シートとを剥離、
工程(2):樹脂膜形成用フィルムを硬化し樹脂膜を得る、
工程(3):半導体ウエハと、樹脂膜形成用フィルムまたは樹脂膜とをダイシング。
実施例および比較例で得られた粘着シートと樹脂膜形成用複合シートにおける粘着剤層の赤外吸収スペクトルを、フーリエ変換赤外分光分析装置(パーキンエルマー製 spectrum one)を使用したダイヤモンドATR法により測定した。
なお、樹脂膜形成用複合シートにおける粘着剤層の赤外吸収スペクトルの測定は、粘着剤層と樹脂膜形成用フィルムとが積層された領域において、樹脂膜形成用フィルムを剥離後の粘着剤層表面にて行った。また、樹脂膜形成用複合シートにおいては、粘着剤層への樹脂膜形成用フィルムの成分移行を促進させるために、樹脂膜形成用複合シートを40℃無調湿の環境下で24時間放置してから、上記測定を行った。
樹脂膜形成用複合シートの樹脂膜形成用フィルムと、シリコンウエハ(6インチ、厚さ75μm)とをロールラミネータ―を用いて、40℃にて貼り合せた。
目視により、樹脂膜形成用フィルムとシリコンウエハとの界面における浮きや剥がれの有無を評価した。
[樹脂膜形成用フィルムの製造例]
樹脂膜形成用フィルムを構成する樹脂膜形成用組成物の各成分は下記の通りである。下記の成分を、表1の配合量に従い配合して樹脂膜形成用組成物を調整した。表1中、各成分の数値は固形分換算の質量部を示し、本発明において固形分とは溶媒以外の全成分をいう。
(A1−1)n−ブチルアクリレート55質量部、メチルアクリレート10質量部、グリシジルメタクリレート20質量部、及び2−ヒドロキシエチルアクリレート15質量部からなるアクリル重合体(Mw:90万)
(A1−2)メチルアクリレート95質量部、及び2−ヒドロキシエチルアクリレート5質量部からなるアクリル重合体(Mw:70万)
(A2)非アクリル系樹脂:ポリエステル樹脂(東洋紡社製 バイロン220)
(B)硬化性成分:
(B11−1)エポキシ化合物:液状ビスフェノールA型エポキシ樹脂(日本触媒社製 アクリセットBPA328)
(B11−2)エポキシ化合物:固形トリフェニレン型エポキシ樹脂(日本化薬社製 EPPN−502H)
(B11−3)エポキシ化合物:固形ビスフェノールA型エポキシ樹脂(三菱化学社製 エピコート1055)
(B11−4)エポキシ化合物:クレゾールノボラック型エポキシ樹脂(日本化薬社製 EOCN104S)
(B11−5)エポキシ化合物:固形ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂(日本化薬社製 XD1000)
(B11−6)エポキシ化合物:固形ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂(DIC社製 エピクロン7200HH)
(B12−1)熱硬化剤:フェノール樹脂(昭和高分子社製 ショウノールBRG−556)
(B12−2)熱硬化剤:ジシアンジアミド(ADEKA社製 3636AS)
(B12−3)熱硬化剤:フェノール樹脂(明和化成社製 ショウノールMEH−7851−4H)
(B13)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 キュアゾール2PHZ−PW)
(B21−1)エネルギー線反応性化合物:ジシクロペンタジエン骨格含有多官能アクリレート(日本化薬社製 カヤラッドR−684)
(B21−2)エネルギー線反応性化合物:ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(日本化薬社製 カヤラッドDPHA)
(B22)光重合開始剤:1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製 イルガキュア184)
(C)無機フィラー:シリカフィラー(アドマテックス社製 アドマファインSC2050)
(E)カップリング剤:
(E−1)シランカップリング剤(三菱化学社製 MKCシリケートMSEP2)
(E−2)シランカップリング剤(信越化学社製 KBM−403)
(F)架橋剤:イソシアネート系架橋剤(トーヨーケム社製 オリバインBHS8515)
ポリイソブチレンゴム系樹脂(BASF社製 B30、重量平均分子量250,000)の10%溶液を、剥離処理したポリエチレンテレフタレートフィルム(リンテック社製、SP−PET381031)の上に塗布し乾燥して、厚み10μmの粘着剤層を形成した。
次いで、上記の粘着剤層をポリオレフィン基材(厚み80μm)と貼り合せ、ポリエチレンテレフタレートフィルムを剥離し、粘着シートを得た。
次いで、表1に記載の配合量で調整した樹脂膜形成用組成物のメチルエチルケトン溶液(固形分濃度20質量%)を、剥離シートのシリコーン離型処理を施した面上に塗布し、100℃で1分間乾燥して、厚さ20μmの樹脂膜形成用フィルムを形成した。
そして、別の剥離シートを樹脂膜形成用フィルム上に積層し、樹脂膜形成用フィルムが剥離シートに挟持された積層体を得た。
ポリイソブチレンゴム系樹脂(BASF社製 B30、重量平均分子量250,000)の代わりに、ポリブタジエン系ゴム系樹脂(JSR社製 BR01、重量平均分子量360,000)を用いたこと以外は、実施例1と同様にして樹脂膜形成用複合シートを得、各評価を行った。結果を表2に示す。
ポリイソブチレンゴム系樹脂(BASF社製 B30、重量平均分子量250,000)の代わりに、ゴム系樹脂(旭化成ケミカルズ社製 H1052、ポリブタジエン/ポリスチレン=8/2(質量比)、重量平均分子量91,000)を用いたこと以外は、実施例1と同様にして樹脂膜形成用複合シートを得、各評価を行った。結果を表2に示す。
ポリイソブチレンゴム系樹脂(BASF社製 B30、重量平均分子量250,000)の代わりに、アクリル系樹脂(2−エチルヘキシルアクリレート70質量部、メチルメタクリレート20質量部、及びヒドロキシエチルアクリレート10質量部からなるアクリル重合体、Mw:41万)を用いたこと以外は、実施例1と同様にして樹脂膜形成用複合シートを得、各評価を行った。結果を表2に示す。
2:粘着剤層
3:粘着シート
4:樹脂膜形成用フィルム
7:治具
10:樹脂膜形成用複合シート
Claims (4)
- 基材上に粘着剤層を有する粘着シートと、該粘着剤層上に設けられた樹脂膜形成用フィルムとを有する樹脂膜形成用複合シートであって、
該粘着剤層がポリイソブチレンゴム系樹脂を含む、樹脂膜形成用複合シート。 - 樹脂膜形成用フィルムがエポキシ化合物及び熱硬化剤を含み、
樹脂膜形成用フィルムにおけるエポキシ化合物と熱硬化剤の合計の割合が50質量%を超え80質量%以下である請求項1に記載の樹脂膜形成用複合シート。 - 樹脂膜形成用フィルムがアクリル重合体を含み、
樹脂膜形成用フィルムにおけるアクリル重合体の割合が5〜20質量%である請求項1又は2に記載の樹脂膜形成用複合シート。 - ポリイソブチレンゴム系樹脂が、イソブチレンホモポリマーである請求項1〜3の何れかに記載の樹脂膜形成用複合シート。
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