JP2017110055A - 熱硬化性接着シート、及び半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】熱硬化性接着シートは、(メタ)アクリレートと、重合開始剤とを含む樹脂成分と、フィラーとを含有する熱硬化性接着剤層を有し、(メタ)アクリレートが、固形(メタ)アクリレートと、3官能以上の(メタ)アクリレートとを含み、樹脂成分中の固形(メタ)アクリレートの含有率が、55wt%以上であり、(メタ)アクリレートの単位分子量当たりの官能基数に、樹脂成分中の(メタ)アクリレートの含有率を乗じた値の総和が、2.7E−03以上であり、フィラーの配合量が、樹脂成分100質量部に対して80〜220質量部である樹脂組成物から形成された熱硬化性接着層を有する。
【選択図】図1
Description
1.熱硬化性接着シート
2.半導体装置の製造方法
3.実施例
本実施の形態に係る熱硬化性接着シートは、半導体ウエハをダイシングする際に、半導体ウエハの研磨面に貼り合わされる熱硬化性接着層を有し、ダイシング工程時にウエハを補強し、チッピングと呼ばれるクラックを防止する補強シートである。
次に、前述の熱硬化性接着シートを用いた半導体装置の製造方法について説明する。本実施の形態に係る半導体装置の製造方法は、半導体ウエハを研磨するグラインド工程と、半導体ウエハの研磨面に熱硬化性接着シートを貼り合わせて硬化させ、半導体ウエハの反り量を低減させる工程と、半導体ウエハの熱硬化性接着シート面にダイシングテープを貼り合わせ、ダイシングするダイシング工程とを有する。半導体ウエハの反りを低減させ、ウエハを平坦化させた状態でダイシングが可能となるため、チッピングを低減させ、高品質な半導体装置を得ることができる。
図2は、保護テープ貼付工程の概略を示す断面図である。保護テープ貼付工程では、突起電極22が形成されたウエハ21面に保護テープ30を貼り付ける。保護テープ30を貼り付ける貼付温度は、ボイドの減少、ウエハ密着性の向上およびウエハ研削後の反り防止の観点から、25℃以上100℃以下、好ましくは40℃以上80℃以下である。
図3は、グラインド工程の概略を示す断面図である。グラインド工程では、保護テープ30貼付面の反対面をグラインド処理する。保護テープ30を貼り付けたウエハ21の反対面を研削装置に固定して研磨する。このグラインド工程において、研磨によりウエハ21の厚さは、200μm以下、さらには50μm以下である。ウエハ21の厚さを小さくすればするほど、ウエハ21の反り量が大きくなる。なお、ウエハ21の反り量は、平面ステージ(X,Y軸)にウエハ21を置いたときの反り(Z軸)の最大値である。
図4は、熱硬化性接着シート貼付工程の概略を示す断面図である。熱硬化性接着シート貼付工程では、ウエハ21のグラインド処理面に熱硬化性接着シートの熱硬化性接着層12を貼付する。
図5は、保護テープ剥離工程の概略を示す断面図である。保護テープ剥離工程では、保護テープ30を剥離する。
図6は、硬化工程の概略を示す断面図である。硬化工程では、熱硬化性接着層12を硬化させる。硬化方法及び硬化条件としては、熱硬化型の接着剤を硬化させる公知の方法を用いることができる。硬化工程では、例えば、80〜180℃の温度、0.1〜5hの時間でキュアすることにより、熱硬化性接着層12を硬化させることが可能である。これにより、熱硬化性接着層12が大きく収縮し、ウエハ21の反りと逆方向の応力が生じるため、ウエハ21を平坦な状態に維持させることが可能となる。
図7は、粘着テープ貼付工程の概略を示す断面図である。粘着テープ貼付工程では、グラインド処理面に粘着テープ40を貼付する。粘着テープ40は、ダイシングテープ(Dicing Tape)と呼ばれるものであり、ダイシング工程(G)において、ウエハ21を保護、固定し、ピックアップ工程(I)まで保持するためのテープである。
図8は、ダイシング処理工程の概略を示す断面図である。ダイシング処理工程では、粘着テープ40が貼付されたウエハ21をダイシング処理し、個片の半導体チップを得る。ダイシング方法としては、特に限定されず、例えばダイシングソーでウエハ21を切削して切り出すなどの公知の方法を用いることができる。熱硬化性接着シートがウエハの反りを低減させているため、ウエハを平坦化させた状態でダイシングすることができ、チッピングを低減させることができる。
図9は、エキスパンド工程の概略を示す断面図である。エキスパンド工程では、例えば分割された複数個の半導体チップが貼着されている粘着テープ40を放射方向に伸長させ、個々の半導体チップの間隔を広げる。
図10は、ピックアップ工程の概略を示す断面図である。ピックアップ工程では、粘着テープ40上に貼着固定された半導体チップを、粘着テープ40の下面より突き上げて剥離させ、この剥離された半導体チップをコレットで吸着する。ピックアップされた半導体チップは、チップトレイに収納されるか、またはフリップチップボンダーのチップ搭載ノズルへと搬送される。
図11は、実装工程の概略を示す断面図である。実装工程では、例えば半導体チップと回路基板とをNCF(Non Conductive Film)などの回路接続材料を用いて接続する。回路基板としては、特に限定されないが、ポリイミド基板、ガラスエポキシ基板などのプラスチック基板、セラミック基板などを用いることができる。また、接続方法としては、加熱ボンダー、リフロー炉などを用いる公知の方法を用いることができる。
以下、本発明の実施例について説明する。本実施例では、熱硬化性接着シートを作製し、これを反りが発生したパターン付ウエハに貼り合わせ、積層体を作製した。そして、熱硬化性接着シートのフィルム膜性、ダイシング時のチッピング抑制、及びウエハの反りの制御性について評価した。
下記成分を配合し、樹脂組成物を調製した。これを、剥離処理されたPET(Polyethylene terephthalate)にバーコーターを用いて塗布し、80℃のオーブンで3分間乾燥させ、厚み20μmの熱硬化性接着層を有する熱硬化性接着シートを作製した(カバー剥離PET(25μm)/熱硬化性接着層(20μm)/ベース剥離PET(50μm))。
A−DCP:トリシクロデカンジメタノールジアクリレート(新中村化学工業(株)、単位分子量当たりの官能基数(官能基数/分子量)=0.0065)
M−315:イソシアヌル酸エチレンオキサイド変性ジアクリレートとイソシアヌル酸 エチレンオキサイド変性トリアクリレートの混合物(イソシアヌル酸エチレンオキサイド 変性ジアクリレートの含有率が3%〜13%)(東亞合成(株)、単位分子量当たりの官能基数(官能基数/分子量)=0.007)
UN−3320HA:多官能ウレタンアクリレートオリゴマー(根上工業(株)、単位分子量当たりの官能基数(官能基数/分子量)=0.004)
VR−90:ビスフェノールA型エポキシアクリレート(昭和高分子(株)、単位分子量当たりの官能基数(官能基数/分子量)=0.0018)
UN−6301:脂肪族ウレタンアクリレートオリゴマー(根上工業(株)、単位分子量当たりの官能基数(官能基数/分子量)=0.00006)
KBM−503:シランカップリング剤(信越シリコーン(株))
パーロイルL:ジラウロイルパーオキサイド(日油(株)製、1分間半減期温度:116.4℃)
SG−P3:エラストマー(ナガセケムテックス(株)製)
アエロジルR202:シリカ(日本アエロジル(株))
#3050B:カーボンブラック(三菱化学(株))
厚み20μmの熱硬化性接着層をパターン付ウエハ上にプレス機にて貼り合わせ、130℃、1hの条件でキュアして積層体を得た。
熱硬化性接着シートのフィルム性、タック性、及びラミネート性について評価し、全ての評価が良好である場合を「○」と評価し、いずれか1つの評価が不良である場合を「×」と評価した。
積層体の熱硬化性接着層側にダイシングテープをラミネートし、ダイシング後の積層体を観察した。チッピングによる不良率が5%未満である場合を「○」と評価し、不良率が5%以上である場合を「×」と評価した。
パターン付ウエハの反り量の測定と同様に、積層体の反り量は、平面ステージ(X,Y軸)に積層体を置いたときの反り(Z軸)の最大値とした。積層体の反り量が1.0mm未満のものを「A」、積層体の反り量が1.0mm以上1.5mm未満のものを「B」、積層体の反り量が1.5mm以上2.5mm未満のものを「C」、積層体の反り量が2.5mm以上のものを「D」と評価した。
表1に示すように、3官能アクリレート(M−315)を20質量部、ビスフェノールA型エポキシアクリレート(VR−90)を60質量部、カップリング剤(KBM−503)を1質量部、有機過酸化物(パーロイルL)を3質量部配合した樹脂成分84質量部に、無機フィラー(アエロジルR202)100質量部を添加して樹脂組成物を調製した。樹脂成分100質量部に対する無機フィラーの配合量は119質量部、樹脂成分中の固形(メタ)アクリレートの含有率は71wt%、樹脂成分中の(メタ)アクリレートの含有率は95wt%、(メタ)アクリレートの単位分子量当たりの官能基数に、樹脂成分中の(メタ)アクリレートの含有率を乗じた値の総和は2.99E−03であった。この樹脂組成物を用いて作製した熱硬化性接着シートのフィルム膜性の評価は○、ダイシング時のチッピング抑制の評価は○、薄ウエハ反り制御性の評価はAであった。
表1に示すように、無機フィラー(アエロジルR202)を70質量部添加した以外は、実施例1と同様に樹脂組成物を調製した。樹脂成分100質量部に対する無機フィラーの配合量は83質量部、樹脂成分中の固形(メタ)アクリレートの含有率は71wt%、樹脂成分中の(メタ)アクリレートの含有率は95wt%、(メタ)アクリレートの単位分子量当たりの官能基数に、樹脂成分中の(メタ)アクリレートの含有率を乗じた値の総和は2.99E−03であった。この樹脂組成物を用いて作製した熱硬化性接着シートのフィルム膜性の評価は○、ダイシング時のチッピング抑制の評価は○、薄ウエハ反り制御性の評価はAであった。
表1に示すように、無機フィラー(アエロジルR202)を150質量部添加した以外は、実施例1と同様に樹脂組成物を調製した。樹脂成分100質量部に対する無機フィラーの配合量は179質量部、樹脂成分中の固形(メタ)アクリレートの含有率は71wt%、樹脂成分中の(メタ)アクリレートの含有率は95wt%、(メタ)アクリレートの単位分子量当たりの官能基数に、樹脂成分中の(メタ)アクリレートの含有率を乗じた値の総和は2.99E−03であった。この樹脂組成物を用いて作製した熱硬化性接着シートのフィルム膜性の評価は○、ダイシング時のチッピング抑制の評価は○、薄ウエハ反り制御性の評価はAであった。
表1に示すように、3官能アクリレート(M−315)を15質量部、多官能ウレタンアクリレートオリゴマー(UN−3320HA)を5質量部配合した以外は、実施例1と同様に樹脂組成物を調製した。樹脂成分100質量部に対する無機フィラーの配合量は119質量部、樹脂成分中の固形(メタ)アクリレートの含有率は71wt%、樹脂成分中の(メタ)アクリレートの含有率は95wt%、(メタ)アクリレートの単位分子量当たりの官能基数に、樹脂成分中の(メタ)アクリレートの含有率を乗じた値の総和は2.80E−03であった。この樹脂組成物を用いて作製した熱硬化性接着シートのフィルム膜性の評価は○、ダイシング時のチッピング抑制の評価は○、薄ウエハ反り制御性の評価はAであった。
表1に示すように、3官能アクリレート(M−315)を17質量部、脂肪族ウレタンアクリレートオリゴマー(UN−6301)を3質量部配合した以外は、実施例1と同様に樹脂組成物を調製した。樹脂成分100質量部に対する無機フィラーの配合量は119質量部、樹脂成分中の固形(メタ)アクリレートの含有率は71wt%、樹脂成分中の(メタ)アクリレートの含有率は95wt%、(メタ)アクリレートの単位分子量当たりの官能基数に、樹脂成分中の(メタ)アクリレートの含有率を乗じた値の総和は2.74E−03であった。この樹脂組成物を用いて作製した熱硬化性接着シートのフィルム膜性の評価は○、ダイシング時のチッピング抑制の評価は○、薄ウエハ反り制御性の評価はBであった。
表1に示すように、2官能アクリレート(A−DCP)を3質量部、3官能アクリレート(M−315)を17質量部配合した以外は、実施例1と同様に樹脂組成物を調製した。樹脂成分100質量部に対する無機フィラーの配合量は119質量部、樹脂成分中の固形(メタ)アクリレートの含有率は71wt%、樹脂成分中の(メタ)アクリレートの含有率は95wt%、(メタ)アクリレートの単位分子量当たりの官能基数に、樹脂成分中の(メタ)アクリレートの含有率を乗じた値の総和は2.97E−03であった。この樹脂組成物を用いて作製した熱硬化性接着シートのフィルム膜性の評価は○、ダイシング時のチッピング抑制の評価は○、薄ウエハ反り制御性の評価はBであった。
表1に示すように、カーボンブラックを5質量部添加した以外は、実施例1と同様に樹脂組成物を調製した。樹脂成分100質量部に対する無機フィラーの配合量は125質量部、樹脂成分中の固形(メタ)アクリレートの含有率は71wt%、樹脂成分中の(メタ)アクリレートの含有率は95wt%、(メタ)アクリレートの単位分子量当たりの官能基数に、樹脂成分中の(メタ)アクリレートの含有率を乗じた値の総和は2.99E−03であった。この樹脂組成物を用いて作製した熱硬化性接着シートのフィルム膜性の評価は○、ダイシング時のチッピング抑制の評価は○、薄ウエハ反り制御性の評価はAであった。
表2に示すように、ビスフェノールA型エポキシアクリレート(VR−90)を55質量部、エラストマー(SG−P3)を5質量部配合した以外は、実施例1と同様に樹脂組成物を調製した。樹脂成分100質量部に対する無機フィラーの配合量は119質量部、樹脂成分中の固形(メタ)アクリレートの含有率は65wt%、樹脂成分中の(メタ)アクリレートの含有率は89wt%、(メタ)アクリレートの単位分子量当たりの官能基数に、樹脂成分中の(メタ)アクリレートの含有率を乗じた値の総和は2.88E−03であった。この樹脂組成物を用いて作製した熱硬化性接着シートのフィルム膜性の評価は○、ダイシング時のチッピング抑制の評価は○、薄ウエハ反り制御性の評価はBであった。
表2に示すように、ビスフェノールA型エポキシアクリレート(VR−90)を50質量部、エラストマー(SG−P3)を10質量部配合した以外は、実施例1と同様に樹脂組成物を調製した。樹脂成分100質量部に対する無機フィラーの配合量は119質量部、樹脂成分中の固形(メタ)アクリレートの含有率は60wt%、樹脂成分中の(メタ)アクリレートの含有率は85wt%、(メタ)アクリレートの単位分子量当たりの官能基数に、樹脂成分中の(メタ)アクリレートの含有率を乗じた値の総和は2.77E−03であった。この樹脂組成物を用いて作製した熱硬化性接着シートのフィルム膜性の評価は○、ダイシング時のチッピング抑制の評価は○、薄ウエハ反り制御性の評価はBであった。
表2に示すように、無機フィラーを50質量部添加した以外は、実施例1と同様に樹脂組成物を調製した。樹脂成分100質量部に対する無機フィラーの配合量は60質量部、樹脂成分中の固形(メタ)アクリレートの含有率は71wt%、樹脂成分中の(メタ)アクリレートの含有率は95wt%、(メタ)アクリレートの単位分子量当たりの官能基数に、樹脂成分中の(メタ)アクリレートの含有率を乗じた値の総和は2.99E−03であった。この樹脂組成物を用いて作製した熱硬化性接着シートのフィルム膜性の評価は×、ダイシング時のチッピング抑制の評価は×、薄ウエハ反り制御性の評価はDであった。
表2に示すように、無機フィラーを200質量部添加した以外は、実施例1と同様に樹脂組成物を調製した。樹脂成分100質量部に対する無機フィラーの配合量は238質量部、樹脂成分中の固形(メタ)アクリレートの含有率は71wt%、樹脂成分中の(メタ)アクリレートの含有率は95wt%、(メタ)アクリレートの単位分子量当たりの官能基数に、樹脂成分中の(メタ)アクリレートの含有率を乗じた値の総和は2.99E−03であった。この樹脂組成物を用いて作製した熱硬化性接着シートのフィルム膜性の評価は×、ダイシング時のチッピング抑制の評価は○、薄ウエハ反り制御性の評価はAであった。
表2に示すように、3官能アクリレートに代えて脂肪族ウレタンアクリレートオリゴマー(UN−6301)を20質量部配合した以外は、実施例1と同様に樹脂組成物を調製した。樹脂成分100質量部に対する無機フィラーの配合量は119質量部、樹脂成分中の固形(メタ)アクリレートの含有率は71wt%、樹脂成分中の(メタ)アクリレートの含有率は95wt%、(メタ)アクリレートの単位分子量当たりの官能基数に、樹脂成分中の(メタ)アクリレートの含有率を乗じた値の総和は1.31E−03であった。この樹脂組成物を用いて作製した熱硬化性接着シートのフィルム膜性の評価は○、ダイシング時のチッピング抑制の評価は×、薄ウエハ反り制御性の評価はDであった。
表2に示すように、3官能アクリレートに代えて2官能アクリレート(A−DCP)を20質量部配合した以外は、実施例1と同様に樹脂組成物を調製した。樹脂成分100質量部に対する無機フィラーの配合量は119質量部、樹脂成分中の固形(メタ)アクリレートの含有率は71wt%、樹脂成分中の(メタ)アクリレートの含有率は95wt%、(メタ)アクリレートの単位分子量当たりの官能基数に、樹脂成分中の(メタ)アクリレートの含有率を乗じた値の総和は2.87E−03であった。この樹脂組成物を用いて作製した熱硬化性接着シートのフィルム膜性の評価は×、ダイシング時のチッピング抑制の評価は○、薄ウエハ反り制御性の評価はBであった。
表2に示すように、ビスフェノールA型エポキシアクリレート(VR−90)を45質量部、エラストマー(SG−P3)を15質量部配合した以外は、実施例1と同様に樹脂組成物を調製した。樹脂成分100質量部に対する無機フィラーの配合量は119質量部、樹脂成分中の固形(メタ)アクリレートの含有率は54wt%、樹脂成分中の(メタ)アクリレートの含有率は82wt%、(メタ)アクリレートの単位分子量当たりの官能基数に、樹脂成分中の(メタ)アクリレートの含有率を乗じた値の総和は2.66E−03であった。この樹脂組成物を用いて作製した熱硬化性接着シートのフィルム膜性の評価は○、ダイシング時のチッピング抑制の評価は○、薄ウエハ反り制御性の評価はCであった。
表2に示すように、ビスフェノールA型エポキシアクリレート(VR−90)を40質量部、エラストマー(SG−P3)を15質量部配合した以外は、実施例1と同様に樹脂組成物を調製した。樹脂成分100質量部に対する無機フィラーの配合量は127質量部、樹脂成分中の固形(メタ)アクリレートの含有率は51wt%、樹脂成分中の(メタ)アクリレートの含有率は81wt%、(メタ)アクリレートの単位分子量当たりの官能基数に、樹脂成分中の(メタ)アクリレートの含有率を乗じた値の総和は2.72E−03であった。この樹脂組成物を用いて作製した熱硬化性接着シートのフィルム膜性の評価は×、ダイシング時のチッピング抑制の評価は○、薄ウエハ反り制御性の評価はCであった。
Claims (7)
- (メタ)アクリレートと、重合開始剤とを含む樹脂成分と、フィラーとを含有する樹脂組成物から形成された熱硬化性接着層を有し、
前記(メタ)アクリレートが、固形(メタ)アクリレートと、3官能以上の(メタ)アクリレートとを含み、
前記樹脂成分中の固形(メタ)アクリレートの含有率が、55wt%以上であり、
前記(メタ)アクリレートの単位分子量当たりの官能基数に、前記樹脂成分中の(メタ)アクリレートの含有率を乗じた値の総和が、2.7E−03以上であり、
前記フィラーの配合量が、樹脂成分100質量部に対して80〜220質量部である、
熱硬化性接着シート。 - 前記(メタ)アクリレートの重量平均分子量が、200〜50000である請求項1記載の熱硬化性接着シート。
- 前記固形(メタ)アクリレートが、ビスフェノール型エポキシ(メタ)アクリレートである請求項1又は2記載の熱硬化性接着シート。
- 前記樹脂成分中の(メタ)アクリレートの含有率が、90wt%以上である請求項1乃至3のいずれか1項に記載の熱硬化性接着シート。
- 前記フィラーが、黒色顔料を含む請求項1乃至4のいずれか1項に記載の熱硬化性接着シート。
- 半導体ウエハを研磨するグラインド工程と、
前記半導体ウエハの研磨面に熱硬化性接着シートを貼付する熱硬化性接着シート貼付工程と、
前記熱硬化性シートを硬化させ、前記半導体ウエハの反り量を低減させる硬化工程と、
前記半導体ウエハの熱硬化性接着シート面にダイシングテープを貼付するダイシングテープ貼付工程と、
ダイシングテープが貼付されたウエハをダイシング処理し、個片の半導体チップを得るダイシング処理工程とを有し、
前記熱硬化性接着シートが、(メタ)アクリレートと、重合開始剤とを含む樹脂成分と、フィラーとを含有する樹脂組成物から形成された熱硬化性接着層を有し、
前記(メタ)アクリレートが、固形(メタ)アクリレートと、3官能以上の(メタ)アクリレートとを含み、
前記樹脂成分中の固形(メタ)アクリレートの含有率が、55wt%以上であり、
前記(メタ)アクリレートの単位分子量当たりの官能基数に、前記樹脂成分中の(メタ)アクリレートの含有率を乗じた値の総和が、2.7E−03以上であり、
前記フィラーの配合量が、樹脂成分100質量部に対して80〜220質量部である、
半導体装置の製造方法。 - 前記グラインド工程では、厚みが200μm以下となるまで研磨する請求項6記載の半導体装置の製造方法。
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