JP2015130417A - フィルム状接着剤、フィルム状接着剤付きダイシングテープ、半導体装置の製造方法、及び半導体装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】フィルム状接着剤及び裏面金属ウエハを貼り合わせる工程と、フィルム状接着剤及び裏面金属ウエハを貼り合わせた状態で、フィルム状接着剤及び裏面金属ウエハに熱を加える工程とを含む半導体装置の製造方法に関する。
【選択図】図1
Description
図1に示すように、実施形態1のフィルム状接着剤3の形態は、フィルム状である。
まず、試験用ウエハ9が備える銀膜92cに、60℃、0.2MPa、10mm/sの条件でフィルム状接着剤3を貼り付ける。その後70℃で30分間保持する。その後に剥離速度100mm/min、剥離角度180度、剥離温度25℃で試験用ウエハ9からフィルム状接着剤3を剥離するときの剥離力を測定する。
一方、カルボキシル基を含む高分子量ポリマーの重量平均分子量は、好ましくは300万以下、より好ましくは200万以下である。300万以下であると、有機溶剤への溶解性及び溶解したポリマー溶液の作業性に優れる。
なお、重量平均分子量は、GPC(ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー)により測定し、ポリスチレン換算により算出された値である。
一方、カルボキシル基を含む高分子量ポリマーの酸価は、好ましくは1000mgKOH/g以下、より好ましくは500mgKOH/g以下、さらに好ましくは50mgKOH/g以下である。1000mgKOH/g以下であると、導電性粒子の腐食を防止することが可能で、導電性の低下を防止できる。
なお、酸価は、JIS K 0070−1992に規定される中和滴定法で測定できる。
本明細書において、熱可塑性樹脂のガラス転移温度は、Fox式により求めた理論値をいう。
また、ガラス転移温度を求める他の方法として、示差走査熱量計(DSC)によって測定される最大熱吸収ピーク時の温度により、熱可塑性樹脂のガラス転移温度を求める方法もある。具体的には、測定する試料を示差走査熱量計(ティー・エイ・インスツルメント社製の「Q−2000」)を用い、予測される試料のガラス転移温度(予測温度)より約50℃高い温度で10分加熱した後、予測温度より50℃低い温度まで冷却して前処理し、その後、窒素雰囲気下、昇温速度5℃/分にて昇温して吸熱開始点温度を測定し、これをガラス転移温度とする。
一方、カルボキシル基を含む高分子量ポリマーの含有量は、好ましくは20重量%以下、より好ましくは15重量%以下、さらに好ましくは10重量%以下である。20重量%以下であると、ダイアタッチ工程での作業性が良好となる。
一方、カルボキシル基を含む低分子量ポリマーの重量平均分子量は、好ましくは5万以下、より好ましくは3万以下である。5万以下であると、被着体への濡れが良くなり密着力を高めることができる。
一方、カルボキシル基を含む低分子量ポリマーの酸価は、好ましくは1000mgKOH/g以下、より好ましくは500mgKOH/g以下である。1000mgKOH/g以下であると、導電性粒子の腐食を防止することが可能で、導電性の低下を防止できる。
なお、カルボキシル基を含む低分子量ポリマーとカルボキシル基を含む高分子量ポリマーとを併用しない場合は、カルボキシル基を含む低分子量ポリマーの含有量の下限は、例えば、1重量%であってもよい。
本明細書において、25℃において液状とは、25℃において粘度が5000Pa・s未満であることをいう。一方、25℃において固形とは、25℃において粘度が5000Pa・s以上であることをいう。
なお、粘度は、Thermo Scientific社製の型番HAAKE Roto VISCO1を用いて測定できる。
一方、硬化性樹脂100重量%中の25℃で固形の硬化性樹脂の含有量は、好ましくは60重量%以下、より好ましくは30重量%以下、さらに好ましくは20重量%以下である。60重量%を越えると、40℃程度の低温でフィルム状接着剤3を裏面金属ウエハに張り付けることが困難になる(低温貼りつき性が低下する)傾向がある。
なお、導電性粒子の平均粒径は、光度式の粒度分布計(HORIBA製、装置名;LA−910)により求めた値である。
アスペクト比は、好ましくは8以上、より好ましくは10以上である。一方、アスペクト比は、好ましくは10000以下、より好ましくは100以下、さらに好ましくは70以下、特に好ましくは50以下である。
本明細書において、プレート状粒子の平均長径は、フィルム状接着剤3の断面を走査型電子顕微鏡(SEM)により観察し、ランダムに選んだ100個のプレート状粒子の長径を測定することで得られる平均値である。
また、プレート状粒子の平均厚みは、フィルム状接着剤3の断面を走査型電子顕微鏡(SEM)により観察し、ランダムに選んだ100個のプレート状粒子の厚みを測定することで得られる平均値である。
一方、プレート状粒子の平均長径は、好ましくは50μm以下、より好ましくは30μm以下である。50μm以下であると、塗布ワニス段階での粒子の沈降が生じ難く、安定な塗布ワニスを作製できる。
ピークAは0.5μm以上の粒径範囲に存在することが好ましい。
ピークAは0.8μm以下の粒径範囲に存在すると、ピークBを形成する球状粒子の間に、ピークAを形成する球状粒子が充填される。ピークAは0.75μm以下の粒径範囲に存在することが好ましい。
ピークBが15μm以下の粒径範囲に存在すると、フィルム状にした際の表面粗さが抑えられ、被着体に対して安定的に接着させることができる。ピークBは10μm以下の粒径範囲に存在することが好ましく、8μm以下の粒径範囲に存在することがより好ましく、6μm以下の粒径範囲に存在することがさらに好ましい。
一方、ピークBの粒径のピークAの粒径に対する比が、好ましくは15以下、より好ましくは10以下である。15以下であると、球状粒子を高充填できる。
フィルム状接着剤3をるつぼに入れ、強熱してフィルム状接着剤3を灰化させる。得られた灰分を純水中に分散させて10分間超音波処理し、レーザー回折散乱式粒度分布測定装置(ベックマンコールター社製、「LS 13 320」;湿式法)を用いて粒度分布(体積基準)及び平均粒径を求める。
フィルム状接着剤付きダイシングテープについて説明する。
半導体装置の製造方法について説明する。
積層構造体21は、フィルム状接着剤付きダイシングテープ10、及びフィルム状接着剤付きダイシングテープ10上に配置された裏面金属ウエハ4を備える。
加熱処理の温度は、好ましくは80℃以上、より好ましくは120℃以上、さらに好ましくは170℃以上である。加熱処理の温度は、好ましくは200℃以下、より好ましくは180℃以下である。加熱処理の温度が上記範囲であると、良好に接着できる。また、加熱処理の時間は、適宜設定できる。
アロンタックS−2060:東亜合成(株)製のアロンタックS−2060(カルボキシル基を含むアクリル共重合体、Mw:55万、酸価:5mgKOH/g、ガラス転移温度:−22℃)
テイサンレジンSG−70L:ナガセケムテックス(株)製のテイサンレジンSG−70L(カルボキシル基を含むアクリル共重合体、Mw:90万、酸価:5mgKOH/g、ガラス転移温度:−13℃)
EOCN−1020−4:日本化薬(株)製のEOCN−1020−4(25℃で固形のエポキシ樹脂)
JER828:三菱化学(株)製のJER828(25℃で液状のエポキシ樹脂)
MEH−7851SS:明和化成社製のMEH−7851SS(フェノールアラルキル樹脂)
1400YM:三井金属鉱業(株)製の1400YM(銅粉、球状、平均粒径4μm、比重8.9)
ES−6000:ポッターズ・パロティーニ(株)製のES−6000(シルバーガラスビーズ、球状、平均粒径6μm、比重3.9〜4.0)
AUP−1000:大崎工業(株)製のAUP−1000(金粉末、球状、平均粒径1μm、比重19.3)
1200YP:三井金属鉱業(株)製の1200YP(フレーク状銅粉、平均粒径3.5μm、アスペクト比:10、比重8.9)
EHD:三井金属鉱業(株)製のEHD(銀粉、球状、平均粒径0.7μm、比重10.5)
UC−3080:東亜合成(株)製のアルフォンUC−3080(カルボン酸含有アクリル系添加剤(カルボキシル基を含むアクリルポリマー)、Mw:14000、酸価:230mgKOH/g)
試験用ウエハとしてフェニテックセミコンダクター社製の裏面金属蒸着ウエハを用いた。裏面金属蒸着ウエハは、ウエハ、ウエハ上に配置されたチタン膜、チタン膜上に配置されたニッケル膜、及びニッケル膜上に配置された銀膜を備える。なお、ウエハは表面と裏面を備える。ウエハの表面は鏡面に仕上げられた面であり、ウエハの裏面はグラインドにより研削された面である。チタン膜は、ウエハの裏面上に配置されている。裏面金属蒸着ウエハの総厚みは200μmである。
(実施例1〜10及び比較例1〜8)
表1〜3に記載の配合比に従い、表1〜3に記載の各成分及び溶媒(メチルエチルケトン)を、ハイブリッドミキサー(キーエンス製 HM−500)の攪拌釜に入れ、攪拌モード、3分で攪拌・混合した。得られたワニスを、離型処理フィルム(三菱樹脂(株)製のMRA50)にダイコーターにて塗布した後,乾燥させて、フィルム状接着剤を作製した。
得られたフィルム状接着剤、フィルム状接着剤付きダイシングテープについて、以下の評価を行った。結果を表1〜3に示す。
(実施例1〜8の評価方法)
フィルム状接着剤付きダイシングテープのフィルム状接着剤上に、保持目的にポリエステル粘着テープ(日東電工(株)製のBT−315)を貼り合わせた後、10mm幅で切断した。次いで、ポリエステル粘着テープからフィルム状接着剤及びダイシングテープからなる積層体を分離した。
2kgローラーを用いて、積層体が備えるフィルム状接着剤上に、試験用ウエハを60℃、0.2MPa、10mm/sの条件で貼り付けた。次いで40℃で2分間放置した。次いで、70℃で30分間放置する第1ベーク工程を行った。
その後、引張試験機((株)島津製作所製のAGS−J)を用いて、剥離角度180度、剥離温度25℃、剥離速度100mm/minにて、試験用ウエハからフィルム状接着剤を剥離するときの剥離力を測定した。
第1ベーク工程に代えて、100℃で5分間放置する第2ベーク工程を行った以外は、実施例1〜8と同様の方法で剥離力を測定した。
第1ベーク工程に代えて、40℃で120分間放置する第3ベーク工程を行った以外は、実施例1〜8と同様の方法で剥離力を測定した。
第1ベーク工程を行わなかった以外は、実施例1〜8と同様の方法で剥離力を測定した。
(実施例1〜8の評価方法)
ウエハマウンター(日東精機(株)製のMA−3000III)を用いて、貼り付け速度10mm/min、貼り付け温度40℃にて、フィルム状接着剤付きダイシングテープのフィルム状接着剤上に、試験用ウエハを貼り合わせた。フィルム状接着剤付きダイシングテープと試験用ウエハを貼り合わせた状態で、70℃で30分間放置する第1ベーク工程を行った。
次いで、ダイサー((株)DISCO製のDFD−6361)を用いて、試験用ウエハを0.5mm×0.5mm□にダイシング(個片化)した。ダイシング時に、個片(チップ)が飛んで脱落したものを×、脱落しなかったものを○と判定した。
第1ベーク工程に代えて、100℃で5分間放置する第2ベーク工程を行った以外は、実施例1〜8と同様の方法でチップ飛びの有無を判定した。
第1ベーク工程に代えて、40℃で120分間放置する第3ベーク工程を行った以外は、実施例1〜8と同様の方法でチップ飛びの有無を判定した。
第1ベーク工程を行わなかった以外は、実施例1〜8と同様の方法でチップ飛びの有無を判定した。
以下の全ての条件を満たす場合を○と判定し、いずれかひとつでも満たさない場合を×と判定した。
条件(1):試験用ウエハとの貼りつき性評価で測定した密着力が0.2N/10mm以上である。
条件(2):チップ飛び評価の判定結果が○である。
1 ダイシングテープ
11 基材
12 粘着剤層
3 フィルム状接着剤
4 裏面金属ウエハ
41 半導体ウエハ
42 金属層
42a 第1金属膜
42b 第2金属膜
42c 第3金属膜
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
9 試験用ウエハ
91 ウエハ
92a チタン膜
92b ニッケル膜
92c 銀膜
Claims (22)
- 表面及び前記表面に対向した裏面で両面が定義される半導体ウエハ、並びに前記裏面上に配置された金属層を備える裏面金属ウエハを準備する工程と、
フィルム状接着剤及び前記裏面金属ウエハを貼り合わせる工程と、
前記フィルム状接着剤及び前記裏面金属ウエハを貼り合わせた状態で、前記フィルム状接着剤及び前記裏面金属ウエハに熱を加える工程とを含む半導体装置の製造方法に使用されるフィルム状接着剤。 - 前記金属層は、複数の金属膜を含み、最外層に配置された前記金属膜が金膜又は銀膜である請求項1に記載のフィルム状接着剤。
- ウエハ、前記ウエハ上に配置されたチタン膜、前記チタン膜上に配置されたニッケル膜、及び前記ニッケル膜上に配置された銀膜を備える試験用ウエハに、60℃、0.2MPa、10mm/sの条件で貼り付け、その後70℃で30分間保持し、その後に剥離速度100mm/min、剥離角度180度、剥離温度25℃で剥離試験をする際の前記試験用ウエハとの密着力が0.2N/10mm以上である請求項1又は2に記載のフィルム状接着剤。
- カルボキシル基を含む化合物を含む請求項1〜3のいずれかに記載のフィルム状接着剤。
- 前記化合物がポリマーである請求項4に記載のフィルム状接着剤。
- 前記ポリマーが重量平均分子量10万以上の高分子量ポリマーを含む請求項5に記載のフィルム状接着剤。
- 前記ポリマーが重量平均分子量5万以下の低分子量ポリマーを含む請求項5又は6に記載のフィルム状接着剤。
- 厚みが5μm〜100μmである請求項1〜7のいずれかに記載のフィルム状接着剤。
- 導電性粒子を含み、
前記導電性粒子は、アスペクト比が5以上のプレート状粒子を含み、
前記導電性粒子100重量%中の前記プレート状粒子の含有量が5重量%〜100重量%である請求項1〜8のいずれかに記載のフィルム状接着剤。 - 前記フィルム状接着剤中の前記導電性粒子の含有量が30重量%〜95重量%である請求項9に記載のフィルム状接着剤。
- 導電性粒子を含み、
前記導電性粒子は、球状の球状粒子を含み、
前記球状粒子の粒度分布において、ピークが2つ以上存在し、
0.2μm〜0.8μmの粒径範囲にピークAが存在し、3μm〜15μmの粒径範囲にピークBが存在し、
前記ピークBの粒径の前記ピークAの粒径に対する比が5〜15である請求項1〜8のいずれかに記載のフィルム状接着剤。 - 前記フィルム状接着剤中の前記導電性粒子の含有量が30重量%〜95重量%である請求項11に記載のフィルム状接着剤。
- 表面及び前記表面に対向した裏面で両面が定義される半導体ウエハ、並びに前記裏面上に配置された金属層を備える裏面金属ウエハを準備する工程と、
フィルム状接着剤及び前記裏面金属ウエハを貼り合わせる工程と、
前記フィルム状接着剤及び前記裏面金属ウエハを貼り合わせた状態で、前記フィルム状接着剤及び前記裏面金属ウエハに熱を加える工程とを含む半導体装置の製造方法。 - 前記フィルム状接着剤及び前記裏面金属ウエハに熱を加える工程では、40℃〜100℃で前記フィルム状接着剤及び前記裏面金属ウエハを保持する請求項13に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記フィルム状接着剤及び前記裏面金属ウエハに熱を加える工程では、40℃〜100℃で5分〜120分保持する請求項14に記載の半導体装置の製造方法。
- 請求項13〜15のいずれかに記載の製造方法により得られる半導体装置。
- ダイシングテープ、及び前記ダイシングテープ上に配置されたフィルム状接着剤を備えるフィルム状接着剤付きダイシングテープであって、
表面及び前記表面に対向した裏面で両面が定義される半導体ウエハ、並びに前記裏面上に配置された金属層を備える裏面金属ウエハを準備する工程と、
前記フィルム状接着剤付きダイシングテープと前記裏面金属ウエハを貼り合わせて、積層構造体を形成する工程と、
前記積層構造体に熱を加える工程とを含む半導体装置の製造方法に使用されることを特徴とするフィルム状接着剤付きダイシングテープ。 - ダイシングテープ、及び前記ダイシングテープ上に配置されたフィルム状接着剤を備えるフィルム状接着剤付きダイシングテープを準備する工程と、
表面及び前記表面に対向した裏面で両面が定義される半導体ウエハ、並びに前記裏面上に配置された金属層を備える裏面金属ウエハを準備する工程と、
前記フィルム状接着剤付きダイシングテープと前記裏面金属ウエハを貼り合わせて、積層構造体を形成する工程と、
前記積層構造体に熱を加える工程とを含む半導体装置の製造方法。 - 前記積層構造体に熱を加える工程の後、前記裏面金属ウエハをダイシングして半導体チップを形成する工程と、
前記半導体チップを前記フィルム状接着剤とともにピックアップする工程と、
前記半導体チップを前記フィルム状接着剤を介して被着体にダイアタッチする工程とをさらに含む請求項18に記載の半導体装置の製造方法。 - 前記積層構造体に熱を加える工程では、40℃〜100℃で前記積層構造体を保持する請求項18又は19に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記積層構造体に熱を加える工程では、40℃〜100℃で5分〜120分保持する請求項20に記載の半導体装置の製造方法。
- 請求項18〜21のいずれかに記載の製造方法により得られる半導体装置。
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