JP2019134038A - 半導体背面密着フィルム及びダイシングテープ一体型半導体背面密着フィルム - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の半導体背面密着フィルム(単に「背面密着フィルム」と称する場合がある)は、平面投影面積が22500mm2以上であり、平面投影形状が、曲率半径R1が0.5〜10mmであるアール部を少なくとも1つ有する非円形状である。なお、本明細書において、半導体(ワーク)の「表面」とはワークのフリップチップ実装するためのバンプが形成されている面をいい、「背面」とは表面の反対側、すなわちバンプが形成されていない面をいうものとする。そして、「背面密着フィルム」は半導体の背面に密着して用いるフィルムをいい、半導体チップの背面(いわゆる裏面)に保護膜を形成するためのフィルム(半導体裏面保護フィルム)を含む。また、本明細書において、上記曲率半径R1が0.5〜10mmであるアール部を「アール部X」と称する場合がある。
本発明の背面密着フィルムは、ワーク背面への貼着面を有する接着剤層を少なくとも含む。接着剤層は、ワーク背面に貼着された後、熱硬化によりワーク背面に接着して保護することが可能となるように、熱硬化性を有していてもよい。なお、接着剤層が熱硬化性を有しない非熱硬化性である場合、接着剤層は、感圧等による界面での密着性(濡れ性)や化学結合によりワーク背面に接着して保護することが可能である。接着剤層は、単層構造を有していてもよいし、多層構造を有していてもよい。
本発明の背面密着フィルムが接着剤層とレーザーマーク層とを有する多層構造である場合、レーザーマーク層表面には、半導体装置の製造過程においてレーザーマーキングが施されることとなる。なお、ダイシングテープ一体型背面密着フィルムにおいては、上記レーザーマーク層は、背面密着フィルム内においてダイシングテープ側に位置し、ダイシングテープ及びその粘着剤層に密着していることが好ましい。また、レーザーマーク層は、熱硬化性成分が熱硬化した熱硬化型層(熱硬化済み層)であることが好ましい。レーザーマーク層は、レーザーマーク層を形成する樹脂組成物から形成された熱硬化性の樹脂組成物層を硬化させることにより形成される。
本発明の背面密着フィルムは、基材と粘着剤層とを含む積層構造を有するダイシングテープと、上記ダイシングテープにおける上記粘着剤層に剥離可能に密着している本発明の背面密着フィルムとを備えた形態、すなわち、ダイシングテープ一体型半導体背面密着フィルム(「ダイシングテープ一体型背面密着フィルム」と称する場合がある)として用いられてもよい。なお、上記ダイシングテープ一体型背面密着フィルムを「本発明のダイシングテープ一体型背面密着フィルム」と称する場合がある。本発明の背面密着フィルムをダイシングテープ一体型背面密着フィルムとして用いた場合、基板及びフレームに貼付する際にシワをより生じにくくすることができる。
ダイシングテープにおける基材は、ダイシングテープやダイシングテープ一体型背面密着フィルムにおいて支持体として機能する要素である。基材としては、例えば、プラスチック基材(特にプラスチックフィルム)が挙げられる。上記基材は、単層であってもよいし、同種又は異種の基材の積層体であってもよい。
ダイシングテープにおける粘着剤層は、ダイシングテープ一体型背面密着フィルムの使用過程において外部からの作用によって意図的に粘着力を低減させることが可能な粘着剤層(粘着力低減可能型粘着剤層)であってもよいし、ダイシングテープ一体型背面密着フィルムの使用過程において外部からの作用によっては粘着力がほとんど又は全く低減しない粘着剤層(粘着力非低減型粘着剤層)であってもよく、ダイシングテープ一体型背面密着フィルムを使用して個片化されるワークの個片化の手法や条件等に応じて適宜に選択することができる。粘着剤層は、単層構造を有していてもよいし、多層構造を有していてもよい。
本発明の背面密着フィルムの一実施形態である背面密着フィルム10は、例えば、次の通りにして製造される。
本発明のダイシングテープ一体型背面密着フィルムの一実施形態であるダイシングテープ一体型背面密着フィルム1は、例えば、次の通りにして製造される。
本発明のダイシングテープ一体型背面密着フィルムを用いて、半導体装置を製造することができる。具体的には、本発明のダイシングテープ一体型背面密着フィルムにおける背面密着フィルム側(特に接着剤層側)にワーク背面を貼り付ける工程(貼付工程)と、少なくともワークを含む対象を切削することにより個片化された半導体チップを得る工程(ダイシング工程)とを含む製造方法により、半導体装置を製造することができる。なお、図6〜9は、図3〜5に示すダイシングテープ一体型背面密着フィルム1を用いた半導体装置の製造方法における工程を表す。
上記貼付工程において本発明のダイシングテープ一体型背面密着フィルムにおける背面密着フィルム側(特に接着剤層側)に貼り付けるワークとしては、半導体ウエハや、例えば図6(a)に示すような、複数の半導体チップがそれぞれ背面及び/又は側面が樹脂により封止された封止体が挙げられる。そして、例えば図6(b)に示すように、ウエハ加工用テープT1に保持された上記封止体40を、ダイシングテープ一体型背面密着フィルム1の背面密着フィルム10(特に、接着剤層11)に対して貼り合わせる。封止体40では、半導体チップ41の側面が封止樹脂42により封止されている。封止体40の表面には、フリップチップ実装するためのバンプ44を備えた基板43が接続されている。この後、図6(c)に示すように、封止体40からウエハ加工用テープT1を剥がす。
本発明の背面密着フィルムが熱硬化性の接着剤層を有する場合、上記貼付工程の後に、背面密着フィルムにおける接着剤層を熱硬化させる工程(熱硬化工程)を有することが好ましい。例えば、上記熱硬化工程では、接着剤層11を熱硬化させるための加熱処理を行う。加熱温度は、80〜200℃が好ましく、より好ましくは100〜150℃である。加熱時間は、0.5〜5時間が好ましく、より好ましくは1〜3時間である。加熱処理は、具体的には例えば120℃で2時間行う。熱硬化工程では、接着剤層11の熱硬化により、ダイシングテープ一体型背面密着フィルム1の背面密着フィルム10と封止体40との密着力が高まり、ダイシングテープ一体型背面密着フィルム1及びその背面密着フィルム10の対封止体固定保持力が高まる。また、本発明の背面密着フィルムが熱硬化性の接着剤層を有しない場合、例えば50〜100℃の範囲で数時間ベーキング処理してもよく、これにより、接着剤層界面の濡れ性が向上し、対封止体固定保持力が高まる。
本発明の背面密着フィルムがレーザーマーク層を有する場合、上記半導体装置の製造方法は、レーザーマーク層に対し、ダイシングテープの基材側からレーザーを照射してレーザーマーキングを行う工程(レーザーマーキング工程)を有することが好ましい。レーザーマーキング工程は、上記熱硬化工程の後に行うことが好ましい。具体的には、レーザーマーキング工程では、例えばレーザーマーク層12に対し、ダイシングテープ20の基材21の側からレーザーを照射してレーザーマーキングを行う。このレーザーマーキング工程によって、半導体チップごとに、文字情報や図形情報等の各種情報を刻印することができる。レーザーマーキング工程では、一回のレーザーマーキングプロセスにおいて、複数の半導体チップに対して一括的に効率よくレーザーマーキングを行うことが可能である。レーザーマーキング工程で用いられるレーザーとしては、例えば、気体レーザー、固体レーザーが挙げられる。気体レーザーとしては、例えば、炭酸ガスレーザー(CO2レーザー)、エキシマレーザーが挙げられる。固体レーザーとしては、例えばNd:YAGレーザーが挙げられる。
上記ダイシング工程では、例えば図7に示すように、ダイシングテープ一体型背面密着フィルムにおける粘着剤層上にダイシングテープを押さえつけ固定するためのフレーム(ダイシングフレーム)51を貼り付けてダイシング装置の保持具52に保持させた後、上記ダイシング装置の備えるダイシングブレードによる切削加工を行う。図7では、切削箇所を模式的に太線で表す。ダイシング工程では、封止体40が半導体チップ41ごとに個片化され、これとともに、ダイシングテープ一体型背面密着フィルム1の背面密着フィルム10が小片のフィルム10’に切断される。これにより、チップ背面密着膜形成用のフィルム10’を伴う封止体40’、即ちフィルム10’付き封止体40’が得られる。
上記半導体装置の製造方法は、基材側から粘着剤層に対して放射線を照射する工程(放射線照射工程)を有していてもよい。ダイシングテープの粘着剤層が放射線硬化性粘着剤により形成された層である場合には、ダイシングテープ一体型背面密着フィルムの製造過程での上述の放射線照射に代えて、上述のダイシング工程の後に、基材の側から粘着剤層に対して紫外線等の放射線を照射してもよい。照射量は、例えば50〜500mJ/cm2である。ダイシングテープ一体型背面密着フィルムにおいて粘着剤層の粘着力低減措置としての照射が行われる領域(図5に示す照射領域R)は、例えば、粘着剤層における背面密着フィルム貼り合わせ領域内のその周縁部を除く領域である。
上記半導体装置の製造方法は、フィルム付き封止体をピックアップする工程(ピックアップ工程)を有することが好ましい。上記ピックアップ工程は、例えばフィルム10’付き封止体40’を伴うダイシングテープ20における封止体40’側を水等の洗浄液を使用して洗浄するクリーニング工程や、フィルム10’付き封止体40’間の離隔距離を広げるためのエキスパンド工程を、必要に応じて経た後に行ってもよい。例えば、図8に示すように、フィルム10’付き封止体40’をダイシングテープ20からピックアップする。例えば、ダイシングフレーム51付きのダイシングテープ20を装置の保持具52に保持させた状態で、ピックアップ対象のフィルム10’付き封止体40’について、ダイシングテープ20の図中下側においてピックアップ機構のピン部材53を上昇させてダイシングテープ20を介して突き上げた後、吸着治具54によって吸着保持する。ピックアップ工程において、ピン部材53の突き上げ速度は例えば1〜100mm/秒であり、ピン部材53の突き上げ量は例えば50〜3000μmである。
上記半導体装置の製造方法は、ピックアップ工程を経た後、フィルム付き封止体40’をフリップチップ実装する工程(フリップチップ工程)を有することが好ましい。例えば、図9に示すようにフィルム10’付き封止体40’が実装基板61に対してフリップチップ実装される。実装基板61としては、例えば、リードフレーム、TAB(Tape Automated Bonding)フィルム、配線基板が挙げられる。フリップチップ実装により、半導体チップ41は、実装基板61に対してバンプ44を介して電気的に接続される。具体的には、半導体チップ41がその回路形成面側に有する基板43(電極パッド)と実装基板61の有する端子部(図示略)とが、バンプ44を介して電気的に接続される。バンプ44は、例えばハンダバンプである。また、チップ41と実装基板61との間には、熱硬化性のアンダーフィル剤63が介在している。
<背面密着フィルムの作製>
(レーザーマーク層)
アクリル樹脂(商品名「テイサンレジン SG−P3」、質量平均分子量は85万、ガラス転移温度Tgは12℃、ナガセケムテックス株式会社製)100質量部と、エポキシ樹脂E1(商品名「KI−3000−4」、東都化成株式会社製)50質量部と、エポキシ樹脂E2(商品名「JER YL980」、三菱ケミカル株式会社製)20質量部と、フェノール樹脂(商品名「MEH7851−SS」、明和化成株式会社製)75質量部と、フィラー(商品名「SO−25R」、シリカ、平均粒径は0.5μm、株式会社アドマテックス製)175質量部と、黒系染料(商品名「OIL BLACK BS」、オリエント化学工業株式会社製)15質量部と、熱硬化触媒Z1(商品名「キュアゾール 2PZ」、四国化成工業株式会社製)20質量部とを、メチルエチルケトンに加えて混合し、固形分濃度30質量%の樹脂組成物を得た。次に、シリコーン離型処理の施された面を有する長尺状のPETセパレータ(厚さ50μm)のシリコーン離型処理面上にアプリケーターを使用して当該樹脂組成物を塗布して樹脂組成物層を形成した。次に、この組成物層について130℃で2分間の加熱を行って脱溶媒及び熱硬化させ、長尺状のPETセパレータ上に厚さ18μmのレーザーマーク層(熱硬化済み層)を作製した。
アクリル樹脂(商品名「テイサンレジン SG−P3」、ナガセケムテックス株式会社製)100質量部と、エポキシ樹脂E1(商品名「KI−3000−4」、東都化成株式会社製)50質量部と、エポキシ樹脂E2(商品名「JER YL980」、三菱ケミカル株式会社製)20質量部と、フェノール樹脂(商品名「MEH7851−SS」、明和化成株式会社製)75質量部と、フィラー(商品名「SO−25R」、株式会社アドマテックス製)175質量部と、黒系染料(商品名「OIL BLACK BS」、オリエント化学工業株式会社製)15質量部と、熱硬化触媒Z2(商品名「キュアゾール 2PHZ」、四国化成工業株式会社製)7質量部とを、メチルエチルケトンに加えて混合し、固形分濃度36質量%の樹脂組成物を得た。次に、シリコーン離型処理の施された面を有する長尺状のPETセパレータ(厚さ50μm)のシリコーン離型処理面上にアプリケーターを使用して当該樹脂組成物を塗布して樹脂組成物層を形成した。次に、この組成物層について130℃で2分間の加熱を行って脱溶媒させ、長尺状のPETセパレータ上に厚さ7μmの接着剤層(熱硬化性の接着剤層)を作製した。
平面投影形状を、正方形における全ての角が表1に示す曲率半径を有するアール部に加工された形状としたこと以外は、実施例1と同様にして、背面密着フィルムを作製した。
平面投影形状を、[長辺/短辺]が10である長方形における全ての角が表1に示す曲率半径を有するアール部に加工された形状としたこと以外は、実施例1と同様にして、背面密着フィルムを作製した。
平面投影形状を、正方形の角をアール部に加工しなかったこと以外は、実施例1と同様にして、背面密着フィルムを作製した。
<ダイシングテープの作製>
冷却管と、窒素導入管と、温度計と、撹拌装置とを備える反応容器内で、アクリル酸2−エチルヘキシル100質量部と、アクリル酸2−ヒドロキシエチル19質量部と、重合開始剤としての過酸化ベンゾイル0.4質量部と、重合溶媒としてのトルエン80質量部とを含む混合物を、60℃で10時間、窒素雰囲気下で撹拌した(重合反応)。これにより、アクリル系ポリマーP1を含有するポリマー溶液を得た。次に、このアクリル系ポリマーP1を含有するポリマー溶液と、2−メタクリロイルオキシエチルイソシアネート(MOI)と、付加反応触媒としてのジブチル錫ジラウリレートとを含む混合物を、50℃で60時間、空気雰囲気下で撹拌した(付加反応)。当該反応溶液において、MOIの配合量は、上記アクリル系ポリマーP1100質量部に対して12質量部であり、ジブチル錫ジラウリレートの配合量は、アクリル系ポリマーP1100質量部に対して0.06質量部である。この付加反応により、側鎖にメタクリレート基を有するアクリル系ポリマーP2を含有するポリマー溶液を得た。次に、当該ポリマー溶液に、アクリル系ポリマーP2100質量部に対して2質量部のポリイソシアネート化合物(商品名「コロネートL」、東ソー株式会社製)と、2質量部の光重合開始剤(商品名「イルガキュア369」、BASF社製)と、トルエンとを加えて混合し、固形分濃度28質量%の粘着剤組成物を得た。次に、シリコーン離型処理の施された面を有するPETセパレータ(厚さ50μm)のシリコーン離型処理面上にアプリケーターを使用して粘着剤組成物を塗布して粘着剤組成物層を形成した。次に、この組成物層について120℃で2分間の加熱による脱溶媒を行い、PETセパレータ上に厚さ30μmの粘着剤層を形成した。次に、ラミネーターを使用して、この粘着剤層の露出面に基材としてのポリプロピレンフィルム(商品名「SC040PP1−BL」、厚さ40μm、倉敷紡績株式会社製)を室温で貼り合わせた。この貼り合わせ体について、その後に23℃で72時間の保存を行った。以上のようにしてダイシングテープを作製した。
表2に示す曲率半径のアール部及び平面投影面積となるように打ち抜き加工を行ったこと以外は、実施例1と同様にして、背面密着フィルムを作製した。次に、当該背面密着フィルムからレーザーマーク層側の長尺状のPETセパレータを剥離し且つ上述のようにして得られたダイシングテープからPETセパレータを剥離した後、当該ダイシングテープにおいて露出した粘着剤層と、背面密着フィルムにおいてPETセパレータの剥離によって露出した面とを、ラミネーターを使用して貼り合わせた。次に、このようにして背面密着フィルムと貼り合わせられたダイシングテープを、ダイシングテープの中心と背面密着フィルムの中心とが一致するように、表2に示す曲率半径を有するアール部及び相似比となるように打ち抜き加工を行った。以上のようにして、ダイシングテープと背面密着フィルムとを含む積層構造を有するダイシングテープ一体型背面密着フィルムを作製した。なお、背面密着フィルムとダイシングテープとは、アール部未形成の平面投影形状(正方形)が相似形状である。
背面密着フィルム及びダイシングテープについて、それぞれ、平面投影形状を、正方形における全ての角が表2に示す曲率半径を有するアール部に加工された形状としたこと以外は、実施例6と同様にして、背面密着フィルム及びダイシングテープ一体型背面密着フィルムを作製した。なお、比較例2及び3の背面密着フィルム、並びに実施例9及び比較例2のダイシングテープについては、アール部を有しない平面投影形状とした。また、上記ダイシングテープ一体型背面密着フィルムにおける背面密着フィルムとダイシングテープとは、アール部未形成の平面投影形状(正方形)が相似形状であり、相似比はそれぞれ表2に示す通りである。
ダイシングテープの平面投影形状について、背面密着フィルムにおける、アール部未形成の平面投影形状(正方形)に対して短辺1.01倍、長辺1.1倍の径を有する長方形の全ての角を表2に示す曲率半径を有するアール部に加工した形状としたこと以外は、実施例6と同様にして、ダイシングテープ一体型背面密着フィルムを作製した。
実施例、参考例、及び比較例で得られた背面密着フィルム及びダイシングテープ一体型背面密着フィルムについて、以下の評価を行った。結果を表1及び2に示す。
実施例1〜5及び比較例1で得られた背面密着フィルムについて、長尺状のPETセパレータ及び表1に示す曲率半径R1を有するアール部を含む背面密着フィルムを残し、周辺部の背面密着フィルム、及び背面密着フィルムを介して長尺状のPETセパレータと反対側に位置するセパレータを剥離し取り除く際の、上記アール部を含む背面密着フィルムの、長尺状のPETセパレータからの浮き、剥がれによるシワの発生の有無について、背面密着フィルムにシワが入った場合を×、入らなかった場合を○とした。結果を表1の「剥離評価1」の欄に示す。
上記剥離評価1で得られた、長尺状のPETセパレータを備えた上記アール部を含む背面密着フィルムを有するについて、長尺状のPETセパレータから上記背面密着フィルムの一辺を部分的に剥離した。この際、背面密着フィルムにシワが入った場合を×、入らなかった場合を○とした。結果を表1の「剥離評価2」の欄に示す。
実施例6〜10、参考例1、及び比較例2〜3で得られたダイシングテープ一体型背面密着フィルムについて、長尺状のPETセパレータからダイシングテープ一体型背面密着フィルムの一辺を部分的に剥離し、これと同時にフレームの一辺上に貼り付け、ロールで連続的にPETセパレータからの剥離とフレームへの貼り合わせを行った。この際、ダイシングテープ一体型背面密着フィルムにシワが入った場合を×、入らなかった場合を○とした。結果を表2の「剥離評価3」の欄に示す。
10 背面密着フィルム
11 接着剤層
12 レーザーマーク層
20 ダイシングテープ
21 基材
22 粘着剤層
30 長尺状のセパレータ
40 封止体
41 半導体チップ
42 封止樹脂
43 基板
44 バンプ
Claims (5)
- 平面投影面積が22500mm2以上であり、平面投影形状が、曲率半径R1が0.5〜10mmであるアール部を少なくとも1つ有する非円形状である、半導体背面密着フィルム。
- 前記平面投影形状が、短辺と長辺の比[長辺/短辺]が1〜10の四角形の少なくとも1つの角が前記アール部に加工された形状である、請求項1に記載の半導体背面密着フィルム。
- 基材と粘着剤層とを含む積層構造を有するダイシングテープと、
前記ダイシングテープにおける前記粘着剤層に剥離可能に密着している請求項1又は2に記載の半導体背面密着フィルムとを備え、
前記ダイシングテープは、平面投影面積が前記半導体背面密着フィルムより大きく、且つ平面投影形状がアール部を有する、ダイシングテープ一体型半導体背面密着フィルム。 - 前記ダイシングテープにおけるアール部未形成の平面投影形状は、前記半導体背面密着フィルムにおけるアール部未形成の平面投影形状と相似形状であり、前記相似形状における相似比[前者/後者]が1.01以上である、請求項3に記載のダイシングテープ一体型半導体背面密着フィルム。
- 前記ダイシングテープにおけるアール部の曲率半径R2と前記曲率半径R1の比[R2/R1]が0.5〜100である、請求項3又は4に記載のダイシングテープ一体半導体背面密着フィルム。
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