JP2021068877A - ダイシングテープ、及び半導体部品の製造方法 - Google Patents

ダイシングテープ、及び半導体部品の製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】ダイシングした後のダイシングテープの強度を維持することが可能なダイシングテープ、及び半導体部品の製造方法を提供する。【解決手段】ダイシングテープ１０は、ダイシングテープ本体１５と、ダイシングテープ本体１５を保護する保護層１６とを有し、ダイシングテープ本体１５は、粘着剤層１１と、粘着剤層１１を支持する第１基材フィルム１２とを有し、保護層１６は、第２基材フィルム１４と、第２基材フィルム１４を第１基材フィルム１２に接合する接着剤層１３とを有する。【選択図】図１

Description

本発明は、ダイシングテープ、及び半導体部品の製造方法に関する。
ダイシングテープは、半導体部品の製造工程に用いられるものである。具体的には、特許文献１〜３に記載されているように、ダイシングテープ上に貼り付けた半導体ウエハを半導体チップに切断（ダイシング）した後に、ダイシングテープから半導体チップを剥離（ピックアップ）する。特許文献４に記載のダイシングダイボンディングシートの場合は、シート上で半導体ウエハをダイシングした後、半導体チップをフィルム状接着剤とともに基材上の粘着剤層から剥離（ピックアップ）する。
特許文献１には、基材フィルムの片面に、光架橋型帯電防止粘着剤層を有するダイシングテープが記載されている。
特許文献２には、ループスティフネスが所定の範囲内である基材フィルム上に粘着剤層を有するダイシングテープが記載されている。
特許文献３には、紫外線透過性の基材フィルム上に、ポリチオールを含む紫外線硬化型粘着剤層を有するダイシングテープが記載されている。
特許文献４には、基材上に粘着剤層とフィルム状接着剤を備えるダイシングダイボンディングシートが記載されている。
特開２００３−１０５２９２号公報 特開２０１０−２２５７５３号公報 特開２０１０−２５１７２２号公報 国際公開第２０１７／１５４６１９号
ダイシングテープ上で半導体ウエハをダイシングした後、半導体チップをピックアップする際には、紫外線照射等により粘着剤層の粘着力を低下させる工程、ダイシングテープに対して長手方向に引き延ばす工程（エキスパンド）、及びダイシングテープの裏面（基材側）からピンを用いて突き上げる工程等が行われる。ダイシングした後の半導体チップは、上記所定の工程を経てピックアップするまで、ダイシングテープ上に保持される必要がある。しかし、ダイシングの際にダイシングテープが劣化すると、ダイシングテープがエキスパンドの張力に耐久できずに切れたり、意図せずに半導体チップがダイシングテープから脱落したりする場合があった。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、ダイシングした後のダイシングテープの強度を維持することが可能なダイシングテープ、及び半導体部品の製造方法を提供することを課題とする。
前記課題を解決するため、本発明は、ダイシングテープ本体と、前記ダイシングテープ本体を保護する保護層とを有し、前記ダイシングテープ本体は、粘着剤層と、前記粘着剤層を支持する第１基材フィルムとを有し、前記保護層は、第２基材フィルムと、前記第２基材フィルムを前記第１基材フィルムに接合する接着剤層とを有することを特徴とするダイシングテープを提供する。
前記粘着剤層がエネルギー線の照射により硬化して、粘着力を低下させることができ、前記第１基材フィルム、前記第２基材フィルム及び前記接着剤層が前記エネルギー線を透過することができ、前記エネルギー線の照射後においても、前記接着剤層が、前記第２基材フィルムを前記第１基材フィルムに接合する構成でもよい。
前記ダイシングテープの伸び率が８０％以上であり、前記接着剤層の伸び率が、前記第１基材フィルム及び前記第２基材フィルムの伸び率より大きい構成でもよい。
前記第１基材フィルム及び前記第２基材フィルムが、ポリイミド（ＰＩ）樹脂、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）樹脂、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）樹脂、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）樹脂、フッ素樹脂から選択される樹脂フィルムからなる構成でもよい。
前記粘着剤層の、前記第１基材フィルムとは反対側の粘着面に、剥離フィルムを有する構成でもよい。
また、本発明は、上記のダイシングテープを貼り付けた半導体ウエハを半導体チップに切断する工程、及び前記ダイシングテープから前記半導体チップを剥離する工程を少なくとも有することを特徴とする、半導体部品の製造方法を提供する。
本発明によれば、ダイシングテープ本体がダイシングの際に劣化しても、保護層により、ダイシングした後のダイシングテープの強度を維持することができる。このため、半導体部品の製造方法においても、ダイシングテープから半導体チップが脱落することを抑制して、生産性を向上することができる。
ダイシングテープの一例を示す断面図である。 ダイシングした後のダイシングテープの一例を示す断面図である。
以下、好適な実施形態に基づき、図面を参照して本発明を説明する。
本実施形態のダイシングテープ１０は、半導体ウエハ等の被着体（図示せず）のダイシングに使用されるダイシングテープ本体１５と、ダイシングテープ本体１５を保護する保護層１６とを有する。ダイシングテープ本体１５は、粘着剤層１１と、粘着剤層１１を支持する第１基材フィルム１２とを有する。保護層１６は、第２基材フィルム１４と、第２基材フィルム１４を第１基材フィルム１２に接合する接着剤層１３とを有する。
粘着剤層１１は、粘着力により半導体ウエハ等の被着体を固定する。被着体は、粘着剤層１１の粘着面１１ａに固定される。粘着剤層１１を構成する粘着剤としては、アクリル系粘着剤、シリコーン系粘着剤、ウレタン系粘着剤等が挙げられる。粘着剤層１１に被着体が固定されないうちは、粘着剤層１１の粘着面１１ａに、剥離フィルム１７を有してもよい。第１基材フィルム１２は、粘着剤層１１の粘着面１１ａとは反対側の面に積層されている。粘着剤層１１と第１基材フィルム１２との接合力を向上するため、第１基材フィルム１２は、粘着剤層１１との間にアンカー剤層を有してもよい。
第１基材フィルム１２としては、特に限定されないが、ポリエチレン（ＰＥ）樹脂、ポリプロピレン（ＰＰ）樹脂等のポリオレフィン樹脂；ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）樹脂、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）樹脂等のポリエステル樹脂；ナイロン等のポリアミド（ＰＡ）樹脂、ポリイミド（ＰＩ）樹脂、ポリカーボネート（ＰＣ）樹脂、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）樹脂、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）樹脂、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）樹脂、フッ素樹脂等の少なくとも１種が挙げられる。また、上記第１基材フィルム１２を構成する樹脂の光学特性は特に限定されず、透明、半透明、不透明を問わず用いることができる。第１基材フィルム１２の厚さは、特に限定されないが、例えば５〜５００μｍが挙げられる。
粘着剤層１１を固定した半導体ウエハ等の被着体２１を半導体チップ等の個片状に切断するダイシング工程においては、被着体２１を切断するダイシング溝２２が、粘着剤層１１の厚さ方向の少なくとも一部まで達してもよい。さらに図２に示すように、ダイシング溝２２が、第１基材フィルム１２の厚さ方向の少なくとも一部まで達してもよい。従来技術のダイシングテープでは、ダイシング溝による傷が基材に達すると、場合によっては、ダイシングテープがエキスパンドの張力に耐久できなくなる等の問題があった。
本実施形態のダイシングテープ１０では、保護層１６として、接着剤層１３を介して、第２基材フィルム１４が第１基材フィルム１２に接合されている。第２基材フィルム１４は、第１基材フィルム１２と同様に、エキスパンドの張力等に耐久できる強度を有する。これにより、ダイシングテープ本体１５の第１基材フィルム１２が傷等により劣化しても、保護層１６によりダイシングテープ１０の強度を維持することができる。
第２基材フィルム１４としては、特に限定されないが、ポリエチレン（ＰＥ）樹脂、ポリプロピレン（ＰＰ）樹脂等のポリオレフィン樹脂；ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）樹脂、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）樹脂等のポリエステル樹脂；ナイロン等のポリアミド（ＰＡ）樹脂、ポリイミド（ＰＩ）樹脂、ポリカーボネート（ＰＣ）樹脂、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）樹脂、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）樹脂、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）樹脂、フッ素樹脂等の少なくとも１種が挙げられる。また、上記第２基材フィルム１４を構成する樹脂の光学特性は特に限定されず、透明、半透明、不透明を問わず用いることができる。第２基材フィルム１４の厚さは、特に限定されないが、例えば５〜５００μｍが挙げられる。
接着剤層１３を構成する接着剤としては、特に限定されないが、粘着剤（感圧型接着剤）、硬化型接着剤、反応型接着剤、溶剤型接着剤等が挙げられる。接着剤の具体例としては、例えば、アクリル系粘着剤、シリコーン系粘着剤、ウレタン系粘着剤、エポキシ系接着剤、ウレタン系接着剤、オレフィン系ヒートシール剤等の少なくとも１種が挙げられる。接着剤層１３の厚さは、特に限定されないが、例えば１０〜５００μｍが挙げられる。
粘着剤層１１は、上述したピックアップ工程において、被着体に対する粘着力を低下させることができることが好ましい。例えば粘着剤層１１に光硬化性樹脂や光重合開始剤等の感光性材料を添加することにより、粘着剤層１１が紫外線、電子線等のエネルギー線の照射を受けたときに硬化して、粘着力を低下させることができる。この場合、第１基材フィルム１２、接着剤層１３及び第２基材フィルム１４は、粘着剤層１１を硬化させるためのエネルギー線を透過させることが好ましい。例えば、第１基材フィルム１２及び第２基材フィルム１４の透過率が３６５ｎｍ、４０５ｎｍ又はこれらの間の波長において１５％以上であり、接着剤層１３の透過率が第１基材フィルム１２及び第２基材フィルム１４の透過率と同じ波長において８０％以上であることが好ましい。また、接着剤層１３は、エネルギー線の照射後においても、接着力が実質的に変化せず、第２基材フィルム１４を第１基材フィルム１２に接合していることが好ましい。このためには、接着剤層１３が光硬化性樹脂や光重合開始剤等の感光性材料を含有しないことが好ましい。
ダイシング後の被着体をダイシングテープ１０の粘着剤層１１から剥離するピックアップ工程において、エキスパンド工程を行う場合は、ダイシングテープ１０の伸び率が８０％以上であることが好ましい。また、接着剤層１３の伸び率が、第１基材フィルム１２及び第２基材フィルム１４の伸び率より大きいことが好ましい。ここで、伸び率は、例えばフィルムが定速の引張りにより破断した時点の伸びを％で表した値である。具体的には、引張試験前の試料の長さをＬｏとし、破断時の試料の長さをＬとしたとき、伸び率は（Ｌ−Ｌｏ）／Ｌｏ×１００（％）で表される。伸び率が大きいほど、引張力に対して柔軟なフィルムである。
第１基材フィルム１２及び第２基材フィルム１４は、耐熱性の高い樹脂として、例えば加熱温度２００℃〜２６０℃での加熱処理に対する耐熱性を有することが好ましい。耐熱性樹脂の具体例としては、例えばポリイミド（ＰＩ）樹脂、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）樹脂、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）樹脂、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）樹脂、フッ素樹脂等の少なくとも１種が挙げられる。
第１基材フィルム１２又は第２基材フィルム１４の少なくとも一方において、耐熱性と柔軟性を兼ね備える樹脂として、例えば炭素数が３個以上の脂肪族ユニットを、芳香族ユニット間に有する、高延伸性のポリイミド樹脂を用いることが好ましい。さらに脂肪族ユニットは、炭素数が１〜１０程度のアルキレン基を有するポリアルキレンオキシ基を含むことが好ましい。ポリイミド樹脂層を形成するための材料として、溶剤可溶型のポリイミドワニスを用いてもよい。
剥離フィルム１７としては、ダイシングテープ１０の未使用時には粘着剤層１１を被覆して粘着剤層１１を保護し、被着体を固定する前に剥離除去できるフィルムであれば特に限定されない。剥離フィルム１７は、例えば、シリコーン系剥離剤、フッ素系剥離剤、長鎖アルキル系剥離剤等からなる剥離剤層を表面に有する樹脂フィルムであってもよく、あるいは表面に剥離剤層を有しない樹脂フィルムであってもよい。剥離フィルム１７は、ダイシング工程及びピックアップ工程に先立って除去されるため、耐熱性、高延伸性、エネルギー線の透過性等が優れている必要はないが、粘着剤層１１の目視検査を容易にするため、透明性を有してもよい。
ダイシングテープ１０の製造方法は特に限定されないが、第１基材フィルム１２と第２基材フィルム１４とを接着剤層１３を介して接合した後、粘着剤層１１を形成してもよい。剥離フィルム１７上に粘着剤層１１を形成した後、第１基材フィルム１２と第２基材フィルム１４とを接着剤層１３を介して接合した積層体と複合させてもよい。剥離フィルム１７上に、粘着剤層１１、第１基材フィルム１２、接着剤層１３、第２基材フィルム１４を、塗布等により順に形成してもよい。
ダイシングテープ１０をロール状に巻回する場合には、ダイシングテープ本体１５、保護層１６及び剥離フィルム１７を有する積層体をロール状にしてもよい。また、剥離フィルム１７を省略して、ダイシングテープ本体１５の粘着剤層１１が、保護層１６の第２基材フィルム１４と重なり合うように巻回してもよい。剥離フィルム１７を省略する場合は、第２基材フィルム１４が剥離フィルム１７の機能を兼ねてもよく、第２基材フィルム１４の背面１４ａに剥離剤層を設けてもよい。
ダイシングテープ１０を用いた半導体部品の製造方法としては、特に限定されないが、ダイシングテープ１０の粘着剤層１１に半導体ウエハを固定する固定工程、ダイシングテープ１０を貼り付けた半導体ウエハを切断して粘着剤層１１上に半導体チップを得るダイシング工程、ダイシングテープ１０から半導体チップを剥離するピックアップ工程を有する製造方法が挙げられる。ダイシング工程、ピックアップ工程は、主体や場所等が固定工程とは異なる状況で実施されてもよい。ピックアップ工程としては、特に限定されないが、粘着剤層１１上に半導体チップを固定したダイシングテープ１０を延伸して半導体チップの間隔を拡大するエキスパンド工程の後、粘着剤層１１にエネルギー線を照射して、粘着剤層１１の粘着力を低下させてもよい。ダイシング工程後の半導体チップを粘着剤層１１上に固定したままの状態で、半導体チップをリードフレーム等の他の部品と半田付けするリフロー工程を実施してもよい。ダイシングテープ１０がリフロー工程に適用される場合には、ダイシングテープ１０がリフロー工程に耐える耐熱性を有することが好ましい。この場合は、ピックアップ工程をリフロー工程後に行うこともできる。
以上、本発明を好適な実施形態に基づいて説明してきたが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。
被着体としては、シリコン（Ｓｉ）等の半導体ウエハ及び半導体チップに限定されず、ガラス基板、金属基板、樹脂基板、これらの１種以上を含む積層体、電子機器等が挙げられる。これらの被着体においても、上述の半導体部品の製造方法と同様にして、ダイシングテープを貼り付けた被着体をチップ状に切断する工程を行った後、ダイシングテープからチップ状の切断片を剥離する工程を行うことができる。
以下、実施例をもって本発明を具体的に説明する。
実施例１〜３のダイシングテープは、紫外線硬化性粘着剤からなる粘着剤層、アンカー剤層、第１基材フィルム、接着剤層、第２基材フィルムの順で積層された構成として作製した。また、比較例１〜４のダイシングテープは、紫外線硬化性粘着剤からなる粘着剤層、アンカー剤層、基材フィルムの順で積層された構成として作製した。
表１において、「第１基材フィルムの材料」は、実施例１〜３の第１基材フィルム、比較例１〜４の基材フィルムを構成する材料を示す。「第２基材フィルムの材料」は、実施例１〜３の第２基材フィルムを構成する材料を示す。「ＰＩ１」は、三井化学株式会社製の溶剤可溶型ポリイミドワニス（商品名ＭＰ１７Ａ）である。「ＰＩ２」は、東レ・デュポン株式会社のポリイミドフィルム（商品名カプトン（登録商標）２００Ｈ）である。「ＰＥＥＫ」は、信越ポリマー株式会社製のポリエーテルエーテルケトンフィルム（商品名Ｓｈｉｎ−Ｅｔｓｕ Ｓｅｐｌａ Ｆｉｌｍ ＰＥＥＫ（登録商標））である。「ＰＶＣ」は、ポリ塩化ビニル樹脂フィルムである。比較例１〜４では、基材フィルムの厚さを「第１基材フィルム」の欄に記載し、「第２基材フィルム」及び「接着剤層」の欄を「なし」とした。
Figure 2021068877
全光線透過率は、株式会社村上色彩技術研究所製の測定器を使用して測定した。
ヘイズは、国際照明委員会（ＣＩＥ）標準イルミナントＤ６５光源を用いて、繰り返し３回測定し、平均値を採用した。
分光透過率は、日本分光株式会社製の分光光度計Ｖ−６７０を使用して、３６５ｎｍ、４０５ｎｍ、４３５ｎｍの波長ごとに繰り返し３回測定し、平均値を採用した。
引張特性（ヤング率、引張強度、引張伸度）は、株式会社島津製作所製の試験機ＡＧＳ−Ｘ５００Ｎを使用し、試料のサイズを幅１５ｍｍ×長さ１２０ｍｍとし、温度２３℃（室温）、引張速度５０ｍｍ／ｍｉｎ、試料の両端をチャックで１０ｍｍつかみ、チャック間距離を１００ｍｍとする条件で、繰り返し３回測定し、平均値を採用した。
ヤング率は、チャートの初期傾きから求めた。
引張強度は、試料が破断したときの強度を測定した。
引張伸度は、試料が破断したときの伸び率を測定した。
耐熱性は、上記の引張特性と同じ形式の試料をオーブンに入れて２６０℃で１０分間加熱し、オーブンから取り出した後の試料について、外観変化、ヤング率、引張強度、引張伸度を測定した。外観変化は、目視にてシワ等の有無を観察して「なし」又は「あり」と評価した。耐熱性におけるヤング率、引張強度、引張伸度は、試料がオーブン加熱を経たか否か以外は、上述の引張特性と同様に測定した。
粘着力は、株式会社島津製作所製のＥＺ Ｇｒａｐｈを使用し、試料のサイズを幅１０ｍｍ×長さ１００ｍｍとし、温度２３℃（室温）、被着体はＳＵＳ板、貼合方法は２ｋｇローラ、貼合領域は幅１０ｍｍ×長さ９０ｍｍとし、引っ張り速度３００ｍｍ／ｍｉｎ、剥離角度１８０°とする条件で、繰り返し３回測定し、平均値を採用した。
紫外線（ＵＶ）照射は、アイグラフィックス株式会社製の紫外線照射装置を用いて、メタルハライドランプで積算光量４０００ｍＪとした。表１では、紫外線照射前の粘着力を「初期」、紫外線照射後の粘着力を「ＵＶ照射後」とした。
＜ハーフカット実験＞
幅１５ｍｍ×長さ１２０ｍｍに切り出した試料に対し、カッターを用いて中心部に一直線にハーフカットを行った。ハーフカットを行った試料に対して、表１のハーフカットを行っていない試料の引張特性と同様に引張特性（ヤング率、引張強度、引張伸度）の測定を行った。結果を表２に示す。なお、ハーフカット実験は、実施例２、３、比較例１、３についてのみ行った。
Figure 2021068877
実施例１〜３のダイシングテープによれば、リフロー工程に耐え得る耐熱性と、ピックアップ工程に適する引張特性及び粘着特性を有していた。また、実施例２、３のダイシングテープによれば、ハーフカットを行った試料の引張伸度が十分に大きいことが判明した。このことから、第１基材フィルムの裏側に第２基材フィルムを積層したダイシングテープであれば、ハーフカット後にダイシング溝による傷が第１基材フィルムに達した場合であっても、引張りによって破断しにくいことがわかる。
比較例１、３のダイシングテープによれば、ハーフカットを行った試料の引張伸度が著しく低下した。このことから、基材フィルムが単層である、即ち第２基材フィルムの存在しないダイシングテープは、ハーフカット後にダイシング溝による傷が基材フィルムに達すると、引張りによって容易に破断することがわかる。
さらに、比較例１〜３のダイシングテープは、基材フィルムの紫外線透過性が低いため、ＵＶ照射後の粘着力が低下せず、ピックアップ工程に適する粘着特性を有しなかった。
比較例４のダイシングテープは、オーブン加熱をしなければピックアップ工程に適する引張特性を有しているが、基材フィルムの耐熱性が低いため、オーブン加熱後に引張伸度が低下し、エキスパンド工程で破断しやすくなり、ピックアップ工程に適する引張特性を有しなくなった。
１０…ダイシングテープ、１１…粘着剤層、１１ａ…粘着面、１２…第１基材フィルム、１３…接着剤層、１４…第２基材フィルム、１４ａ…背面、１５…ダイシングテープ本体、１６…保護層、１７…剥離フィルム、２１…被着体、２２…ダイシング溝。

Claims (6)

  1. ダイシングテープ本体と、前記ダイシングテープ本体を保護する保護層とを有し、
    前記ダイシングテープ本体は、粘着剤層と、前記粘着剤層を支持する第１基材フィルムとを有し、
    前記保護層は、第２基材フィルムと、前記第２基材フィルムを前記第１基材フィルムに接合する接着剤層とを有することを特徴とするダイシングテープ。
  2. 前記粘着剤層がエネルギー線の照射により硬化して、粘着力を低下させることができ、前記第１基材フィルム、前記第２基材フィルム及び前記接着剤層が前記エネルギー線を透過することができ、前記エネルギー線の照射後においても、前記接着剤層が、前記第２基材フィルムを前記第１基材フィルムに接合することを特徴とする請求項１に記載のダイシングテープ。
  3. 前記ダイシングテープの伸び率が８０％以上であり、前記接着剤層の伸び率が、前記第１基材フィルム及び前記第２基材フィルムの伸び率より大きいことを特徴とする請求項１又は２に記載のダイシングテープ。
  4. 前記第１基材フィルム及び前記第２基材フィルムが、ポリイミド（ＰＩ）樹脂、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）樹脂、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）樹脂、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）樹脂、フッ素樹脂から選択される樹脂フィルムからなることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のダイシングテープ。
  5. 前記粘着剤層の、前記第１基材フィルムとは反対側の粘着面に、剥離フィルムを有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のダイシングテープ。
  6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載のダイシングテープを貼り付けた半導体ウエハを半導体チップに切断する工程、及び
    前記ダイシングテープから前記半導体チップを剥離する工程
    を少なくとも有することを特徴とする、半導体部品の製造方法。
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