JP2021155680A - フィルム状接着剤 - Google Patents
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Abstract
Description
そこで、本発明は、熱硬化型ダイボンドフィルムとして用いて半導体ウエハを分割する際に、割断の不良、ダイクラック及びバリの発生を十分に抑制できるフィルム状接着剤を提供することを目的とする。
[1]フィルム状接着剤であって、ポリオレフィンからなる試験用基材の上に、前記フィルム状接着剤、両面テープ及び硬質支持体をこの順に積層したときの、前記フィルム状接着剤と、前記試験用基材との間の、剥離速度300mm/分、温度23℃で測定される180°引きはがし剥離力が、0.01〜0.2N/25mmであり、複数枚の前記フィルム状接着剤の積層物である、幅15mm、長さ70mm、厚さ200μmの試料を、25℃で、引っ張り試験機を用いて、チャック間距離30mm、引っ張り速度200mm/分の条件で応力、ひずみ曲線を測定し、これらの測定結果を用いて、下式により算出された前記フィルム状接着剤の破断強度が30MPa以下であり、前記フィルム状接着剤の破断伸度が11%以上である、フィルム状接着剤。
破断強度(Pa)=最大強度(N)/試料の断面積(m2)
破断伸度(%)=(破断時の試料のチャック間長さ(mm)−30)/30/100
[2]前記フィルム状接着剤は、重量平均分子量が100000以上のポリマー成分を実質的に含有しない、[1]に記載のフィルム状接着剤。
[3]前記フィルム状接着剤は、主鎖に環構造を有し、かつガラス転移温度(Tg)が140℃以上の熱可塑性樹脂を含む、[1]又は[2]に記載のフィルム状接着剤。
[4]前記フィルム状接着剤は、複数個の半導体チップの裏面に貼付され、前記フィルム状接着剤から前記半導体チップへ向かう方向に、前記フィルム状接着剤を突き上げることで、前記フィルム状接着剤を前記半導体チップの外周に沿って切断し、前記半導体チップと、前記半導体チップの裏面に設けられた、切断後の前記フィルム状接着剤と、を備えて構成されたフィルム状接着剤付き半導体チップを製造するためのものである、[1]〜[3]のいずれかに記載のフィルム状接着剤。
[5]支持シートと、前記支持シートの一方の面上に設けられたフィルム状接着剤と、を備え、前記フィルム状接着剤が、[1]〜[4]のいずれかに記載のフィルム状接着剤である、フィルム状接着剤複合シート。
[6]前記支持シートが基材のみからなる、[5]に記載のフィルム状接着剤複合シート。
本発明に係るフィルム状接着剤は、ポリオレフィンからなる試験用基材の上に、前記フィルム状接着剤、両面テープ及び硬質支持体をこの順に積層したときの、前記フィルム状接着剤と、前記試験用基材との間の、剥離速度300mm/分、温度23℃で測定される180°引きはがし剥離力が、0.01〜0.2N/25mmであり、複数枚の前記フィルム状接着剤の積層物である、幅15mm、長さ70mm、厚さ200μmの試料を、25℃で、引っ張り試験機を用いて、チャック間距離30mm、引っ張り速度200mm/分の条件で応力、ひずみ曲線を測定し、これらの測定結果を用いて、下式により算出された前記フィルム状接着剤の破断強度が30MPa以下であり、前記フィルム状接着剤の破断伸度が11%以上である。
フィルム状接着剤と、ポリオレフィンからなる基材との間の180°引きはがし剥離力は、次のように測定する。
まず、剥離フィルムの上に、接着剤組成物を塗布後、乾燥し、接着剤の暴露面に、ポリオレフィンからなる試験用基材を貼り合せることで、試験用基材/フィルム状接着剤/剥離フィルムの積層体を得る。
次いで、積層体から、剥離フィルムを剥離し、フィルム状接着剤表面と、硬質支持体の表面に両面テープが貼付されたものの両面テープ表面とが、接するように貼り合せる。
次いで、23℃の環境下、剥離速度300mm/分で、硬質支持体/両面テープ/フィルム状接着剤/試験用基材から試験用基材を剥離する。このときの剥離は、試験用基材と、フィルム状接着剤との互いに接触していた面同士が180°の角度を為すように、フィルム状接着剤をその長さ方向へ剥離させる、いわゆる180°剥離とする。そして、この180°剥離のときの荷重(剥離力)を測定し、その測定値を剥離力(N/25mm)とする。
フィルム状接着剤の破断伸度は、次に示す方法により測定できる。
まず、複数枚のフィルム状接着剤を積層させて、厚さ200μmの試料を得る。1枚のフィルム状接着剤の厚さは特に限定されず、5〜50μmであってもよい。積層させるフィルム状接着剤の枚数は特に限定されず、4〜40枚であってもよい。
次いで、積層させたフィルム状接着剤を裁断し、幅15mm、長さ70mm、厚さ200μmの試料を得る。
次いで、25℃の環境において、引っ張り試験機を用いて、チャック間距離30mm、引っ張り速度200mm/分の条件で応力、ひずみ曲線を測定する。
次いで、測定結果を用いて、下式により破断強度と破断伸度を算出する。
破断強度(Pa)=最大強度(N)/試料の断面積(m2)
破断伸度(%)=(破断時の試料のチャック間長さ(mm)−30)/30/100
本実施形態のフィルム状接着剤を備えたフィルム状接着剤付き半導体チップは、そのフィルム状接着剤によって、基板へ良好な状態でダイボンディングできる。
したがって、前記フィルム状接着剤の硬化物は、その接着対象物に対して、十分な接着力を有することが求められる。
ここで、「フィルム状接着剤の厚さ」とは、フィルム状接着剤全体の厚さを意味し、例えば、複数層からなるフィルム状接着剤の厚さとは、フィルム状接着剤を構成するすべての層の合計の厚さを意味する。
接着剤組成物中の、常温で気化しない成分同士の含有量の比率は、通常、フィルム状接着剤の前記成分同士の含有量の比率と同じとなる。なお、本明細書において、「常温」とは、特に冷やしたり、熱したりしない温度、すなわち平常の温度を意味し、例えば、15〜25℃の温度等が挙げられる。
以下、フィルム状接着剤及び接着剤組成物の含有成分について、詳細に説明する。
フィルム状接着剤は、このような樹脂を後述する重合体成分(a)として含むことが好ましい。
重合体成分(a)は、主鎖に環構造を有し、かつガラス転移温度(Tg)が140℃以上の樹脂であることが好ましい。
重合体成分(a)のガラス転移温度(Tg)が前記下限値以上であることにより、フィルム状接着剤と、基材との間の180°引きはがし剥離力を低減することができ、ピックアップ適性を良好なものとすることができる。
重合体成分(a)の重量平均分子量が、前記下限値以上であることにより、フィルム状接着剤の破断伸度及び破断強度を高めることができ、前記上限値以下であることにより、破断伸度及び破断強度を低減することができる。
ポリアリレートは、芳香族ジカルボン酸および/またはその誘導体と、二価フェノールおよび/またはその誘導体とよりなる芳香族ポリエステル重合体である。芳香族ジカルボン酸残基を導入するためのポリアリレート原料としては、特に制限はないが、例えば、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、クロルフタル酸、ニトロフタル酸、2,5−ナフタレンジカルボン酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、2,7−ナフタレンジカルボン酸、1,5−ナフタレンジカルボン酸、メチルテレフタル酸、4,4’−ビフェニルジカルボン酸、2,2’−ビフェニルジカルボン酸、4,4’−ジフェニルエーテルジカルボン酸、4,4’−ジフェニルメタンジカルボン酸、4,4’−ジフェニルスルフォンジカルボン酸、4,4’−ジフェニルイソプロピリデンジカルボン酸、1,2−ビス(4−カルボキシフェノキシ)エタン、5−ナトリウムスルホイソフタル酸等が挙げられる。中でも、テレフタル酸およびイソフタル酸が好ましい。これらの芳香族ジカルボン酸は、単独で用いることもできるし、2種類以上で併用することも可能である。
ポリカーボネートは、二価フェノール成分にホスゲンや炭酸ジエステルなどのカーボネート前駆物質を反応させる方法により合成される。二価フェノール成分としては、ポリアリレート原料として挙げたものと同様である。
熱硬化性成分(b)は、熱硬化性を有し、フィルム状接着剤を熱硬化させるための成分である。
熱硬化性成分(b)は、エポキシ樹脂(b1)及び熱硬化剤(b2)からなる。
接着剤組成物及びフィルム状接着剤が含有する熱硬化性成分(b)は、1種のみでもよいし、2種以上でもよく、2種以上である場合、それらの組み合わせ及び比率は任意に選択できる。
エポキシ樹脂(b1)としては、公知のものが挙げられ、例えば、多官能系エポキシ樹脂、ビフェニル化合物、ビスフェノールAジグリシジルエーテル及びその水添物、o−クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、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等、2官能以上のエポキシ化合物が挙げられる。本明細書において、エポキシ樹脂(b1)とは、硬化性を有する、すなわち、未硬化のエポキシ樹脂をいう。
エポキシ樹脂(b1)のエポキシ当量は、100〜1000g/eqであることが好ましく、150〜800g/eqであることがより好ましい。
熱硬化剤(b2)は、エポキシ樹脂(b1)に対する硬化剤である。エポキシ樹脂(b1)及び熱硬化剤(b2)の組み合わせは、エポキシ系熱硬化性樹脂(本明細書においては、「エポキシ系熱硬化性樹脂(b)」と称することがある)として機能する。
接着剤組成物及びフィルム状接着剤が含有するエポキシ系熱硬化性樹脂(b)は、1種のみでもよいし、2種以上でもよく、2種以上である場合、それらの組み合わせ及び比率は任意に選択できる。
熱硬化剤(b2)のうち、アミノ基を有するアミン系硬化剤としては、例えば、ジシアンジアミド(DICY)等が挙げられる。
不飽和炭化水素基を有する熱硬化剤(b2)としては、例えば、フェノール樹脂の水酸基の一部が、不飽和炭化水素基を有する基で置換されてなる化合物、フェノール樹脂の芳香環に、不飽和炭化水素基を有する基が直接結合してなる化合物等が挙げられる。
熱硬化剤(b2)における前記不飽和炭化水素基は、上述の不飽和炭化水素基を有するエポキシ樹脂における不飽和炭化水素基と同様である。
熱硬化剤(b2)のうち、例えば、ビフェノール、ジシアンジアミド等の非樹脂成分の分子量は、特に限定されないが、例えば、60〜500であることが好ましい。
一般式(1)中、nは1以上の整数であり、例えば、2以上、4以上、及び6以上のいずれかであってもよい。
nの上限値は、本発明の効果を損なわない範囲で、特に限定されない。例えば、nが10以下であるo−クレゾール型ノボラック樹脂は、その製造又は入手がより容易である。
一般式(1)で表される熱硬化剤(b2)を用いたフィルム状接着剤は、このように保存安定性が高く、室温下での保存が可能であり、同様の理由で、接着剤組成物も保存安定性が高く、室温下での保存が可能である。
前記フィルム状接着剤が含有する他の成分としては、例えば、硬化促進剤(c)、充填材(d)、カップリング剤(e)、エネルギー線硬化性樹脂(g)、光重合開始剤(h)、汎用添加剤(i)等が挙げられる。これらの中でも、好ましい前記他の成分としては、硬化促進剤(c)、充填材(d)、カップリング剤(e)が挙げられる。
紫外線は、例えば、紫外線源として高圧水銀ランプ、ヒュージョンランプ、キセノンランプ、ブラックライト又はLEDランプ等を用いることで照射できる。電子線は、電子線加速器等によって発生させたものを照射できる。
本明細書において、「エネルギー線硬化性」とは、エネルギー線を照射することにより硬化する性質を意味し、「非エネルギー線硬化性」とは、エネルギー線を照射しても硬化しない性質を意味する。
硬化促進剤(c)は、接着剤組成物及びフィルム状接着剤の硬化速度を調節するための成分である。
好ましい硬化促進剤(c)としては、例えば、トリエチレンジアミン、ベンジルジメチルアミン、トリエタノールアミン、ジメチルアミノエタノール、トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール等の第3級アミン;2−メチルイミダゾール、2−フェニルイミダゾール、2−フェニル−4−メチルイミダゾール、2−フェニル−4,5−ジヒドロキシメチルイミダゾール、2−フェニル−4−メチル−5−ヒドロキシメチルイミダゾール等のイミダゾール類(1個以上の水素原子が水素原子以外の基で置換されたイミダゾール);トリブチルホスフィン、ジフェニルホスフィン、トリフェニルホスフィン等の有機ホスフィン類(1個以上の水素原子が有機基で置換されたホスフィン);テトラフェニルホスホニウムテトラフェニルボレート、トリフェニルホスフィンテトラフェニルボレート等のテトラフェニルボロン塩;前記イミダゾール類をゲスト化合物とする包接化合物等が挙げられる。
フィルム状接着剤は、充填材(d)を含有することにより、その熱膨張係数の調整が容易となり、この熱膨張係数をフィルム状接着剤の貼付対象物に対して最適化することで、フィルム状接着剤を用いて得られた半導体パッケージの信頼性がより向上する。また、フィルム状接着剤が充填材(d)を含有することにより、フィルム状接着剤の硬化物の吸湿率を低減したり、放熱性を向上させたりすることもできる。
好ましい無機充填材としては、例えば、シリカ、アルミナ、タルク、炭酸カルシウム、チタンホワイト、ベンガラ、炭化ケイ素、窒化ホウ素等の粉末;これら無機充填材を球形化したビーズ;これら無機充填材の表面改質品;これら無機充填材の単結晶繊維;ガラス繊維等が挙げられる。
これらの中でも、無機充填材は、シリカ、アルミナ又はこれらの表面改質品であることが好ましい。
なお、本明細書において「平均粒子径」とは、特に断りのない限り、レーザー回折散乱法によって求められた粒度分布曲線における、積算値50%での粒子径(D50)の値を意味する。
フィルム状接着剤は、カップリング剤(e)を含有することにより、被着体に対する接着性及び密着性が向上する。また、フィルム状接着剤がカップリング剤(e)を含有することにより、その硬化物は耐熱性を損なうことなく、耐水性が向上する。カップリング剤(e)は、無機化合物又は有機化合物と反応可能な官能基を有する。
好ましい前記シランカップリング剤としては、例えば、3−グリシジルオキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシジルオキシプロピルメチルジエトキシシラン、3−グリシジルオキシプロピルトリエトキシシラン、3−グリシジルオキシメチルジエトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、3−メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−(2−アミノエチルアミノ)プロピルトリメトキシシラン、3−(2−アミノエチルアミノ)プロピルメチルジエトキシシラン、3−(フェニルアミノ)プロピルトリメトキシシラン、3−アニリノプロピルトリメトキシシラン、3−ウレイドプロピルトリエトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)テトラスルファン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、イミダゾールシラン、オリゴマー型又はポリマー型オルガノシロキサン等が挙げられる。
接着剤組成物及びフィルム状接着剤は、エネルギー線硬化性樹脂(g)を含有していてもよい。フィルム状接着剤は、エネルギー線硬化性樹脂(g)を含有していることにより、エネルギー線の照射によって特性を変化させることができる。
汎用添加剤(i)は、公知のものでよく、目的に応じて任意に選択でき、特に限定されない。好ましい汎用添加剤(i)としては、例えば、可塑剤、帯電防止剤、酸化防止剤、着色剤(染料、顔料)、ゲッタリング剤等が挙げられる。
接着剤組成物及びフィルム状接着剤の汎用添加剤(i)の含有量は、特に限定されず、目的に応じて適宜選択すればよい。
接着剤組成物は、さらに溶媒を含有することが好ましい。溶媒を含有する接着剤組成物は、取り扱い性が良好となる。
前記溶媒は特に限定されないが、好ましいものとしては、例えば、トルエン、キシレン等の炭化水素;メタノール、エタノール、2−プロパノール、イソブチルアルコール(2−メチルプロパン−1−オール)、1−ブタノール等のアルコール;酢酸エチル等のエステル;アセトン、メチルエチルケトン等のケトン;テトラヒドロフラン等のエーテル;ジメチルホルムアミド、N−メチルピロリドン等のアミド(アミド結合を有する化合物)等が挙げられる。
接着剤組成物が含有する溶媒は、1種のみでもよいし、2種以上でもよく、2種以上である場合、それらの組み合わせ及び比率は任意に選択できる。
接着剤組成物は、これを構成するための各成分を配合することで得られる。
各成分の配合時における添加順序は特に限定されず、2種以上の成分を同時に添加してもよい。
溶媒を用いる場合には、溶媒を溶媒以外のいずれかの配合成分と混合してこの配合成分を予め希釈しておくことで用いてもよいし、溶媒以外のいずれかの配合成分を予め希釈しておくことなく、溶媒をこれら配合成分と混合することで用いてもよい。
各成分の添加及び混合時の温度並びに時間は、各配合成分が劣化しない限り特に限定されず、適宜調節すればよいが、温度は15〜30℃であることが好ましい。
このようなフィルム状接着剤13は、例えば、ロール状として保存するのに好適である。
フィルム状接着剤13は、上述の接着剤組成物を用いて形成できる。
第1剥離フィルム151及び第2剥離フィルム152は、互いに同じものであってもよいし、例えば、フィルム状接着剤13から剥離させるときに必要な剥離力が互いに異なるなど、互いに異なるものであってもよい。
本発明の一実施形態に係るフィルム状接着剤複合シートは、支持シートを備え、前記支持シートの一方の面上に、前記フィルム状接着剤を備える。
前記支持シートは、1層(単層)からなるものであってもよいし、2層以上の複数層からなるものであってもよい。支持シートが複数層からなる場合、これら複数層の構成材料及び厚さは、互いに同一でも異なっていてもよく、これら複数層の組み合わせは、本発明の効果を損なわない限り、特に限定されない。
支持シートが前記基材及び粘着剤層を備えている場合、前記フィルム状接着剤複合シートにおいては、前記粘着剤層が、前記基材と、前記フィルム状接着剤と、の間に配置される。
以下、支持シートを構成する各層について、説明する。
前記基材は、シート状又はフィルム状であり、その構成材料としては、例えば、各種樹脂が挙げられる。
前記樹脂としては、例えば、低密度ポリエチレン(LDPE)、直鎖低密度ポリエチレン(LLDPE)、高密度ポリエチレン(HDPE)等のポリエチレン;ポリプロピレン、ポリブテン、ポリブタジエン、ポリメチルペンテン、ノルボルネン樹脂等のポリエチレン以外のポリオレフィン;エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−(メタ)アクリル酸共重合体、エチレン−(メタ)アクリル酸エステル共重合体、エチレン−ノルボルネン共重合体等のエチレン系共重合体(モノマーとしてエチレンを用いて得られた共重合体);ポリ塩化ビニル、塩化ビニル共重合体等の塩化ビニル系樹脂(モノマーとして塩化ビニルを用いて得られた樹脂);ポリスチレン;ポリシクロオレフィン;ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンイソフタレート、ポリエチレン−2,6−ナフタレンジカルボキシレート、すべての構成単位が芳香族環式基を有する全芳香族ポリエステル等のポリエステル;2種以上の前記ポリエステルの共重合体;ポリ(メタ)アクリル酸エステル;ポリウレタン;ポリウレタンアクリレート;ポリイミド;ポリアミド;ポリカーボネート;フッ素樹脂;ポリアセタール;変性ポリフェニレンオキシド;ポリフェニレンスルフィド;ポリスルホン;ポリエーテルケトン等が挙げられる。
また、前記樹脂としては、例えば、前記ポリエステルとそれ以外の樹脂との混合物等のポリマーアロイも挙げられる。前記ポリエステルとそれ以外の樹脂とのポリマーアロイは、ポリエステル以外の樹脂の量が比較的少量であるものが好ましい。
また、前記樹脂としては、例えば、ここまでに例示した前記樹脂の1種又は2種以上が架橋した架橋樹脂;ここまでに例示した前記樹脂の1種又は2種以上を用いたアイオノマー等の変性樹脂も挙げられる。
ここで、「基材の厚さ」とは、基材全体の厚さを意味し、例えば、複数層からなる基材の厚さとは、基材を構成するすべての層の合計の厚さを意味する。
また、基材は、表面がプライマー処理を施されたものであってもよい。
また、基材は、帯電防止コート層;フィルム状接着剤複合シートを重ね合わせて保存する際に、基材が他のシートに接着することや、基材が吸着テーブルに接着することを防止する層等を有するものであってもよい。
前記粘着剤層は、シート状又はフィルム状であり、粘着剤を含有する。
前記粘着剤としては、例えば、アクリル樹脂、ウレタン系樹脂、ゴム系樹脂、シリコーン系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリビニルエーテル、ポリカーボネート、エステル系樹脂等の粘着性樹脂が挙げられる。
ここで、「粘着剤層の厚さ」とは、粘着剤層全体の厚さを意味し、例えば、複数層からなる粘着剤層の厚さとは、粘着剤層を構成するすべての層の合計の厚さを意味する。
なお、図2以降の図において、既に説明済みの図に示すものと同じ構成要素には、その説明済みの図の場合と同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。
ここで、基材11の第1面11aは、支持シート10の第1面10aとも称する。
ここに示すフィルム状接着剤複合シート102は、治具用接着剤層16を備えていない点以外は、図2に示すフィルム状接着剤複合シート101と同じである。すなわち、フィルム状接着剤複合シート102においては、基材11の第1面11a(支持シート10の第1面10a)にフィルム状接着剤13が積層され、フィルム状接着剤13の第1面13aの全面に、剥離フィルム15が積層されている。
換言すると、フィルム状接着剤複合シート102は、基材11、フィルム状接着剤13及び剥離フィルム15がこの順に、これらの厚さ方向において積層されて、構成されている。
ここに示すフィルム状接着剤複合シート103は、基材11と、フィルム状接着剤13と、の間に、さらに、粘着剤層12を備えている点以外は、図2に示すフィルム状接着剤複合シート101と同じである。支持シート10は、基材11及び粘着剤層12の積層体であり、フィルム状接着剤複合シート103も、支持シート10の第1面10a上にフィルム状接着剤13が積層された構成を有する。
ここに示すフィルム状接着剤複合シート104は、治具用接着剤層16を備えておらず、かつフィルム状接着剤の形状が異なる点以外は、図4に示すフィルム状接着剤複合シート103と同じである。すなわち、フィルム状接着剤複合シート104は、基材11を備え、基材11上に粘着剤層12を備え、粘着剤層12上にフィルム状接着剤23を備えている。支持シート10は、基材11及び粘着剤層12の積層体であり、フィルム状接着剤複合シート104も、支持シート10の第1面10a上にフィルム状接着剤23が積層された構成を有する。
また、フィルム状接着剤複合シートにおいては、剥離フィルムと、この剥離フィルムと直接接触している層との間に、一部隙間が生じていてもよい。
また、フィルム状接着剤複合シートにおいては、各層の大きさや形状は、目的に応じて任意に調節できる。
本実施形態のフィルム状接着剤及びフィルム状接着剤複合シートは、フィルム状接着剤付き半導体チップの製造を経て、半導体パッケージ及び半導体装置を製造するために、使用できる。
フィルム状接着剤は、エキスパンドやピックアップの工程時に同時に切断できることが望ましいが、従来のフィルム状接着剤では切断やピックアップが正常に行えない場合があった。
本実施形態のフィルム状接着剤と、これを備えるフィルム状接着剤複合シートにおいてはこのような工程において好適に使用することができる。
本実施形態のフィルム状接着剤と、これを備えるフィルム状接着剤複合シートは、特に、このような改質層の形成を伴う半導体ウエハのダイシングを行う場合において、好適に用いることができる。
ハーフカットや改質層形成を伴う方法で半導体ウエハを分割した後に、本実施形態のフィルム状接着剤又はフィルム状接着剤複合シートを用いることにより、フィルム状接着剤を、その突き上げによって良好に切断でき、その後、フィルム状接着剤付き半導体チップを良好にピックアップできる。
先に説明したフィルム状接着剤複合シート1を用いた場合の、フィルム状接着剤の切断と、フィルム状接着剤付き半導体チップのピックアップを行う工程について、以下、図面を参照しながら説明する。なかでも、フィルム状接着剤の切断を行う工程としては、例えば、次のような工程が挙げられる。この工程について、図6(a)〜(c)を参照しつつ、以下に詳細に説明する。
支持シート11が、基材及び粘着剤層が積層されてなるものである場合、フィルム状接着剤複合シート1は、基材、粘着剤層及びフィルム状接着剤13がこの順に積層されてなるものであり、フィルム状接着剤13の粘着剤層と接触している側とは反対側の面が半導体チップ9の裏面9bに貼付される。
突起811の突出速度は、例えば、0.1〜50mm/secとすることができる。
突起811の突出状態の保持時間は、例えば、1〜1000msecとすることができる。
本発明に係るフィルム状接着剤を用いることで、フィルム状接着剤の切断不良やバリの発生を抑制しながら、フィルム状接着剤付き半導体チップを得ることができる。
例えば、支持シート11越しにフィルム状接着剤13に力を加える方法としては、ここまでは、突起811により支持シート11を突き上げることで、フィルム状接着剤13に力を加える方法について説明した。これ以外の方法としては、例えば、突起811に代えて、スライダー方式、ディスク方式またはブロック方式等により支持シート11からフィルム状接着剤13に力を加える方法が挙げられる。
さらに、本実施形態の半導体装置の製造方法によれば、ピックアップにおいて、フィルム状接着剤の目的とする部位が支持シートから剥離するので、半導体チップのピックアップ不良の発生が抑制される。
<接着剤組成物の製造原料>
[重合体成分(a)]
(a)−1:アクリル酸n−ブチル(55質量部)、アクリル酸メチル(10質量部)、メタクリル酸グリシジル(20質量部)およびアクリル酸2−ヒドロキシエチル(15質量部)を共重合してなる(メタ)アクリル酸エステル共重合体(重量平均分子量:800000,ガラス転移温度:−28℃)
(a)−2:ポリアリレート(ユニチカ社製「ユニファイナー(登録商標)M−2040」、重量平均分子量50000、ガラス転移温度220℃)
(a)−3:ポリカーボネート(帝人社製「TS−2020」、重量平均分子量20000、ガラス転移温度160℃)
[エポキシ樹脂(b1)]
(b1)−1:ビスフェノールA型エポキシ樹脂(三菱化学社製「jER828」、エポキシ当量184〜194g/eq)
(b1)−2:クレゾールノボラック型エポキシ樹脂(日本化薬社製「EOCN−102S」、エポキシ当量205〜217g/eq)
(b1)−3:トリフェニレン型エポキシ樹脂(日本化薬社製「EPPN−502H」、エポキシ当量158〜178g/eq)
(b1)−4:ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂(ADEKA社製「アデカレジン EP−4088L」、エポキシ当量165g/eq)
[熱硬化剤(b2)]
(b2)−1:o−クレゾール型ノボラック樹脂(DIC社製「フェノライト(登録商標)KA−1160」、水酸基当量117g/eq、軟化点80℃、一般式(1)中のn:6〜7)
[硬化促進剤(c)]
(c)−1:2−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(登録商標)2PHZ−PW」、微粉末、平均粒子径5μm,最大20μm、融点137〜147℃)
[充填剤(d)]
(d)−1:エポキシ基で修飾された球状シリカ(アドマテックス社製「アドマナノ(登録商標)YA050C−MKK」、平均粒子径50nm)
[カップリング剤(E)]
(e)−1:エポキシ基、メチル基及びメトキシ基を有するオリゴマー型シランカップリング剤(信越シリコーン社製「X−41−1056」、エポキシ当量280g/eq)
<<フィルム状接着剤複合シートの製造>>
重合体成分(a)−2(11質量部)、エポキシ樹脂(b1)−2(7質量部)、エポキシ樹脂(b1)−3(20質量部)、エポキシ樹脂(b1)−4(21質量部)、熱硬化剤(b2)−1(32.5質量部)、硬化促進剤(c)−1(0.5質量部)、充填材(d)−1(7質量部)、及びカップリング剤(e)−1(1質量部)をメチルエチルケトン/トルエンの1/2(質量比)の混合溶媒に溶解又は分散させて、23℃で撹拌することにより、上述のすべての成分の合計濃度が50質量%である接着剤組成物を得た。なお、ここに示すメチルエチルケトン・トルエン以外の成分の配合量はすべて、溶媒成分を含まない目的物の量である。
ポリエチレンテレフタレート(PET)製フィルムの片面がシリコーン処理により剥離処理されている剥離フィルム(リンテック社製「SP−PET381031」、厚さ38μm)を用い、その前記剥離処理面に、得られた前記接着剤組成物を塗工し、100℃で1分加熱乾燥させることにより、厚さ10μmのフィルム状接着剤を形成した。
得られた前記フィルム状接着剤の、剥離フィルムを備えている側とは反対側の表面(換言すると露出面)に、基材であるポリプロピレンフィルム(グンゼ社製、ファンクレア(登録商標)LPD♯80、厚さ80μm、ツヤ面の表面粗さ0.1μm、マット面の表面粗さ0.3μm)のツヤ面を貼り合わせて、基材、フィルム状接着剤及び剥離フィルムがこの順に、これらの厚さ方向において積層されて構成された、フィルム状接着剤複合シートを得た。
(破断伸度、破断強度)
フィルム状接着剤の23℃における破断伸度は、次に示す方法により測定した。
ラミネーターを用いて、フィルム状接着剤を2枚貼り合わせ、これに同じフィルム状接着剤を貼り合わせることを繰り返して、合計の厚さが200μmとなるようにフィルム状接着剤が積層された積層体を作製した。次いで、60℃に加熱したホットプレートを用いて、得られた積層体を30秒加熱した。
次いで、スーパーカッター(荻野精機製作所製「PH1−600」)を用いて、この加熱済みの積層体を30秒以内で裁断し、幅15mm、長さ70mm、厚さ200μmの試験片を作製した。このように、積層体を加熱後に裁断するのは、試験片の端部に破断の原因となる欠損部が生じないようにするためである。
次いで、測定装置として株式会社島津製作所製 万能引張試験機AG−ISを用い、その固定つかみ器具によって前記試験片を二か所で固定した。このとき、固定つかみ器具の先端部間の距離(試験片の露出部位の長さ、固定箇所間の距離)を30mmとした。そして、引張速度を200mm/分として、この固定箇所間において試験片を引っ張り、試験片の破断強度(MPa)、破断伸度(%)を測定した。
ここで、破断強度は、試験片が破壊されるまでに加えられた引っ張り力の最大値を指す。
また、破断伸度は、試験片破壊時の試験片の長さの増加量(ΔL)の元の長さ(L)に対する割合である。
得られた前記フィルム状接着剤複合シートを、25mm×250mmの矩形状に切断し、剥離フィルムを取り除いた。ポリスチレン板からなる硬質支持体の表面に両面テープが貼付されたものを用い、この両面テープに、25mm×250mmのフィルム状接着剤複合シートのフィルム状接着剤を重ね合せ、23℃、相対湿度50%の環境下において2kgのゴムローラを、この重ね合せたものの上で一往復させることで、両面テープを介してフィルム状接着剤複合シートを硬質支持体に貼付した。
次いで、この貼付したものを23℃、相対湿度50%の同じ環境下で30分放置した後、測定装置として株式会社島津製作所製 万能引張試験機AG−ISを用い、フィルム状接着剤複合シートの基材をフィルム状接着剤から300mm/分の速度で180°の角度で剥離させたときの剥離力(N/25mm)を測定した。結果を表1に示す。
厚さが750μmである8インチのシリコンウエハに対して、テープラミネーター(リンテック社製「RAD3510」)を用いて、バックグラインドテープ(リンテック社製「Adwill E−3125KL」)を貼付した。ステルスレーザーダイサー(DISCO社製「DFL7361」)を用い、バックグラインドテープを貼付したシリコンウエハに対して、改質層を形成した。次いで、グラインダー(DISCO社製「DFG8760」)を用いて、シリコンウエハのバックグラインドテープを貼付した側とは反対側の面を研削することにより、シリコンウエハの厚さを薄くするとともに、シリコンウエハを分割して大きさが2.5mm×2.5mmで、厚さが30μmであるシリコンチップ集合体を得た(研削・個片化工程)。
テープマウンター(リンテック社製Adwill RAD2500)を用いて、これらシリコンチップの研削面に、得られた前記フィルム状接着剤複合シートを貼付し、得られた積層物(前記第3積層構造体)をウエハダイシング用リングフレームに固定するとともに、バックグラインドテープにエネルギー線を照射し、粘着力を低下させた上で剥離を行った。
次いで、得られた前記第3積層構造体に対して、ピックアップ装置(キャノンマシナリー社製「BESTEM−D02」)を用いて、1ピン突き上げ方式によって、突き上げ量300μm、突き上げ速度20mm/秒の条件で、フィルム状接着剤を切断し(切断工程)、48個のフィルム状接着剤付きシリコンチップの、支持シートからの引き離し(引き離し工程)と、ピックアップを試みた。
1〜47個のフィルム状接着剤付きシリコンチップをピックアップできた場合をBと評価し、48個の全てのフィルム状接着剤付きシリコンチップをピックアップできた場合をAと評価し、フィルム状接着剤付きシリコンチップを1個もピックアップできなかった場合をCと評価した。結果を表1に示す。表1中、割断適性の評価において、かっこ内の数字は、ピックアップできなかったフィルム状接着剤付きシリコンチップの数を示す。
上述の手順でピックアップを試みた後、ピックアップの可否を問わず、シリコンチップに発生しているクラックの数を数え、48個の全てのシリコンチップにおいて、クラックが発生していない場合をAと評価し、1個以上のシリコンチップにおいて、クラックが発生していた場合をBと評価した。結果を表1に示す。
上述の手順でピックアップを試みた後、ピックアップできたフィルム状接着剤付きシリコンチップにおいて、バリが発生していなかった場合をAと評価し、1個以上のフィルム状接着剤付きシリコンチップにおいて、バリが発生していた場合をBと評価した。結果を表1に示す。
[実施例2〜4、比較例1〜3]
接着剤組成物の含有成分の種類及び含有量が、表1に示すとおりとなるように、接着剤組成物の製造時における、配合成分の種類及び配合量のいずれか一方又は両方を変更するか、あるいは、フィルム状接着剤の厚さを、表1に示すとおりとなるように変更した点以外は、実施例1の場合と同じ方法で、フィルム状接着剤及びフィルム状接着剤複合シートを製造し、評価した。結果を表1、表2に示す。
実施例1〜4のフィルム状接着剤は、剥離力、破断強度及び破断伸度が本発明で規定した範囲内であり、割断適性、ダイクラック抑制能及びバリ発生抑制能は十分であった。
比較例1のフィルム状接着剤は剥離力が本発明で規定した範囲外であり、割断適性及びダイクラック抑制能が十分ではなかった。また、比較例2のフィルム状接着剤は破断強度が本発明で規定した範囲外であり、割断適性及びダイクラック抑制能が十分ではなかった。また、比較例3のフィルム状接着剤は、ダイクラック抑制能は十分であったが、破断伸度が本発明で規定した範囲外であり、バリ発生抑制能が十分ではなかった。
Claims (6)
- フィルム状接着剤であって、
ポリオレフィンからなる試験用基材の上に、前記フィルム状接着剤、両面テープ及び硬質支持体をこの順に積層したときの、前記フィルム状接着剤と、前記試験用基材との間の、剥離速度300mm/分、温度23℃で測定される180°引きはがし剥離力が、0.01〜0.2N/25mmであり、
複数枚の前記フィルム状接着剤の積層物である、幅15mm、長さ70mm、厚さ200μmの試料を、25℃で、引っ張り試験機を用いて、チャック間距離30mm、引っ張り速度200mm/分の条件で応力、ひずみ曲線を測定し、これらの測定結果を用いて、下式により算出された前記フィルム状接着剤の破断強度が30MPa以下であり、前記フィルム状接着剤の破断伸度が11%以上である、フィルム状接着剤。
破断強度(Pa)=最大強度(N)/試料の断面積(m2)
破断伸度(%)=(破断時の試料のチャック間長さ(mm)−30)/30/100 - 前記フィルム状接着剤は、重量平均分子量が100000以上のポリマー成分を実質的に含有しない、請求項1に記載のフィルム状接着剤。
- 前記フィルム状接着剤は、主鎖に環構造を有し、かつガラス転移温度(Tg)が140℃以上の熱可塑性樹脂を含む、請求項1又は2に記載のフィルム状接着剤。
- 前記フィルム状接着剤は、複数個の半導体チップの裏面に貼付され、前記フィルム状接着剤から前記半導体チップへ向かう方向に、前記フィルム状接着剤を突き上げることで、前記フィルム状接着剤を前記半導体チップの外周に沿って切断し、前記半導体チップと、前記半導体チップの裏面に設けられた、切断後の前記フィルム状接着剤と、を備えて構成されたフィルム状接着剤付き半導体チップを製造するためのものである、請求項1〜3のいずれか一項に記載のフィルム状接着剤。
- 支持シートと、前記支持シートの一方の面上に設けられたフィルム状接着剤と、を備え、
前記フィルム状接着剤が、請求項1〜4のいずれか一項に記載のフィルム状接着剤である、フィルム状接着剤複合シート。 - 前記支持シートが基材のみからなる、請求項5に記載のフィルム状接着剤複合シート。
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