JP4067308B2 - Wafer dicing / bonding sheet and method of manufacturing semiconductor device - Google Patents

Wafer dicing / bonding sheet and method of manufacturing semiconductor device Download PDF

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、新規なウエハダイシング・接着用シートに関する。さらに詳しくは、本発明は、特にシリコンウエハ等をダイシングし、さらにリードフレーム等の基板のダイパッド部にダイボンディングする工程で使用するのに特に適したウエハダイシング・接着用シートに関する。
【０００２】
【従来の技術】
シリコン、ガリウムヒ素などの半導体ウエハは大径の状態で製造され、このウエハは素子小片（ＩＣチップ）に切断分離（ダイシング）された後に次の工程であるマウント工程に移されている。この際、半導体ウエハは予じめ粘着テープに貼着された状態でダイシング、洗浄、乾燥、エキスパンディング、ピックアップの各工程が加えられた後、次工程のボンディング工程に移送される。
【０００３】
これらの工程の中でピックアップ工程とボンディング工程のプロセスを簡略化するために、ウエハ固定機能とダイ接着機能とを同時に兼ね備えたウエハダイシング・接着用シートが種々提案されている（たとえば、特開平２−３２１８１号公報）。
特開平２−３２１８１号公報には、特定の組成物よりなる粘接着剤層と、基材とからなる粘接着テープが開示されている。この粘接着剤層は、ウエハダイシング時には、ウエハを固定する機能を有し、さらに基材との間の接着力がコントロールできるため、ダイシング終了後、チップのピックアップを行うと、粘接着剤層は、チップとともに剥離する。粘接着剤層を伴ったＩＣチップを基板に載置し、加熱すると、粘接着剤層中のエポキシ樹脂が接着力を発現し、ＩＣチップと基板との接着が完了する。
【０００４】
上記公報に開示されている粘接着テープは、いわゆるダイレクトダイボンディングを可能にし、ダイ接着用接着剤の塗布工程を省略できるようになる。すなわち、上記の粘接着テープの粘接着剤層は、エネルギー線硬化および熱硬化を経たダイボンド後には全ての成分が硬化し、チップと基板とを非常に強固に接着する。
【０００５】
ところで、近年、ＩＣのパッケージ構造は多様化し、その構造に応じて様々な特性が要求されるようになってきている。たとえば、ＩＣパッケージの信頼性向上ができる場合があるため、ダイボンディング材の剛直さ、すなわち高貯蔵弾性率が求められることがある。しかし、前述した特開平２−３２１８１号公報に記載の粘接着剤層では、加熱硬化後の貯蔵弾性率に限界があり、さらなる改善が要望される。
【０００６】
また、従来よりダイボンドに用いられているペースト状接着剤やフィルム状接着剤は、添加されているフィラーの種類や性状を選択することで高弾性率を達成できる場合がある。しかし、前述したようにペースト状接着剤では、接着剤のブリードアウトやはみ出し、チップの傾きなどの問題がある。またフィラーを添加し高弾性化したフィルム状接着剤では、粘着性が低下し、加熱条件を上げて貼付性を維持させなければならず、製造工程が複雑化し、生産効率に劣ることになる可能性がある。
【０００７】
一方、特許第２６６５３８３号には、「支持基材上に粘着層、熱可塑性接着フィルムおよびウエハ固定用接着層を順次積層してなり、前記粘着層と熱可塑性接着フィルムが剥離可能状態にて積層されていることを特徴とするダイシング・ダイボンドフィルム」が開示されている。
このダイシング・ダイボンドフィルムの構造では、ウエハ固定用接着層または熱可塑性接着フィルムのどちらかを高弾性率化しようとしても、ウエハ側あるいは基板側への貼付性が劣ることになるため、充分なＩＣパッケージの信頼性を得られない。
【０００８】
また、粘着層と熱可塑性接着フィルムとが直接積層されているため、層同士で成分の移動が起こり、経時的に特性が変化することがある。このため、ダイシングの後、粘着層の粘着力が充分に低下しないことがあり、ピックアップ不良を起こすおそれがある。粘着層と熱可塑性接着フィルムのみでは充分な貯蔵弾性率を得ることもできない。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記のような従来技術に鑑みてなされたものであって、半導体ウエハへの貼付作業およびＩＣチップのピックアップ操作を円滑に行え、かつ貯蔵弾性率に優れ、ＩＣパッケージの信頼性を高くできるウエハダイシング・接着用シートを提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るウエハダイシング・接着用シートは、基材上に、前記基材表面からの剥離が可能な第１の粘接着剤層、硬化後の−５０〜１５０℃での貯蔵弾性率が１０ 8 Ｐａ以上である硬化性樹脂からなる薄層膜から構成される剛直層および第２の粘接着剤層がこの順に積層してなり、前記基材の前記第１の粘接着剤層に接する面の表面張力が４０dyn/cm以下であることを特徴としている。
また、本発明に係るウエハダイシング・接着用シートは、基材上に、前記基材表面からの剥離が可能な第１の粘接着剤層、−５０〜１５０℃での貯蔵弾性率が１０ 8 Ｐａ以上である薄層膜から構成される剛直層および第２の粘接着剤層がこの順に積層してなり、前記基材の前記第１の粘接着剤層に接する面の表面張力が４０ dyn/cm 以下であることを特徴としている。
【００１１】
本発明においては、前記−５０〜１５０℃での貯蔵弾性率が１０ 8 Ｐａ以上である薄層膜から構成される剛直層が、エンジニアリングプラスチックからなるか、または金属箔であることも好ましい。
【００１２】
本発明に係る半導体装置の製造方法は、基材上に、第１の粘接着剤層、硬化後の−５０〜１５０℃での貯蔵弾性率が１０ 8 Ｐａ以上である硬化性樹脂からなる薄層膜から構成される剛直層および第２の粘接着剤層がこの順に積層してなるウエハダイシング・接着用シートの第２の粘接着剤層に、半導体ウエハを貼着し、前記半導体ウエハをダイシングしてＩＣチップとし、前記ＩＣチップ裏面に第２の粘接着剤層、剛直層、第１の粘接着剤層を固着残存させて基材から剥離し、前記ＩＣチップをダイパッド部上に前記第１の粘接着剤層を介して熱圧着することを特徴としている。
また、本発明に係る半導体装置の製造方法は、基材上に、第１の粘接着剤層、−５０〜１５０℃での貯蔵弾性率が１０ 8 Ｐａ以上である薄層膜から構成される剛直層および第２の粘接着剤層がこの順に積層してなるウエハダイシング・接着用シートの第２の粘接着剤層に、半導体ウエハを貼着し、前記半導体ウエハをダイシングしてＩＣチップとし、前記ＩＣチップ裏面に第２の粘接着剤層、剛直層、第１の粘接着剤層を固着残存させて基材から剥離し、前記ＩＣチップをダイパッド部上に前記第１の粘接着剤層を介して熱圧着することを特徴としている。
【００１３】
このような本発明によれば、半導体ウエハへの貼付作業およびＩＣチップのピックアップ操作を円滑に行え、かつ貯蔵弾性率に優れたダイボンド層を形成できる粘接着剤層をＩＣチップ裏面に転写できるウエハダイシング・接着用シートが提供される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るウエハダイシング・接着用シートおよび半導体装置の製造方法について、具体的に説明する。
本発明に係るウエハダイシング・接着用シート１０は、図１に示すように、基材１上に、第１の粘接着剤層２、剛直層３および第２の粘接着剤層４がこの順に積層してなる。
【００１５】
本発明に係るウエハダイシング・接着用シート１０の形状は、テープ状、ラベル状などあらゆる形状をとりうる。
基材１
ウエハダイシング・接着用シート１０の基材１としては、たとえば、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリブテンフィルム、ポリブタジエンフィルム、ポリメチルペンテンフィルム、ポリ塩化ビニルフィルム、塩化ビニル共重合体フィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリエチレンナフタレートフィルム、ポリブチレンテレフタレートフィルム、ポリウレタンフィルム、エチレン酢ビフィルム、アイオノマー樹脂フィルム、エチレン・（メタ）アクリル酸共重合体フィルム、エチレン・（メタ）アクリル酸エステル共重合体フィルム、ポリスチレンフィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリイミドフィルム等の透明フィルムが用いられる。またこれらの架橋フィルムも用いられる。さらにこれらの積層フィルムであってもよい。また、上記の透明フィルムの他、これらを着色した不透明フィルム、フッ素樹脂フィルム等を用いることができる。
【００１６】
本発明に係るウエハダイシング・接着用シート１０を半導体装置の製造工程に使用する場合、ＩＣチップ裏面に第２の粘接着剤層４、剛直層３、第１の粘接着剤層２を固着残存させて基材１から剥離する。このため、基材１の第１の粘接着剤層２に接する面の表面張力は、好ましくは４０dyn/cm 以下、さらに好ましくは３７dyn/cm 以下、特に好ましくは３５dyn/cm 以下であることが望ましい。このような表面張力が低い基材は、材質を適宜に選択して得ることが可能であるし、また基材に表面に離型剤を塗布して離型処理を施すことで得ることもできる。
【００１７】
基材１の離型処理に用いられる離型剤としては、アルキッド系、シリコーン系、フッ素系、不飽和ポリエステル系、ポリオレフィン系、ワックス系等が用いられるが、特にアルキッド系、シリコーン系、フッ素系の離型剤が耐熱性を有するので好ましい。特に基材フィルムへの密着性が高く、表面張力が調整しやすいため、アルキッド樹脂が好ましい。
【００１８】
上記の離型剤を用いて基材１の表面を離型処理するためには、離型剤をそのまま無溶剤で、または溶剤希釈やエマルション化して、グラビアコーター、メイヤーバーコーター、エアナイフコーター、ロールコーター等により塗布して、常温または加熱あるいは電子線硬化させたり、ウェットラミネーションやドライラミネーション、熱溶融ラミネーション、溶融押出ラミネーション、共押出加工などで積層体を形成すればよい。
【００１９】
このような基材の膜厚は、通常は１０〜５００μｍ、好ましくは１５〜３００μｍ、特に好ましくは２０〜２５０μｍ程度である。
第１の粘接着剤層２
第１の粘接着剤層２は、後述する半導体装置の製造方法において、ピックアップされたチップの最下面に配置され、ダイパッド部との固着に用いられる。
【００２０】
したがって、従来よりこの種の用途に用いられてきた粘接着剤が特に制限されることなく用いられる。しかしながら、基材１表面からの剥離を容易にするために、第１の粘接着剤層は、エネルギー線硬化性成分を有することが好ましい。エネルギー線硬化性成分を硬化させることで、粘着力が減少するため、基材１表面からの剥離を容易に行えるようになる。また、ダイパッド部との固着を強固にするために、熱硬化性成分を有することが好ましい。ダイパッド部への載置後、加熱することで熱硬化性成分が活性化し、ダイパッド部に対し強固に接着できるようになる。
【００２１】
すなわち第１の粘接着剤層２は、エネルギー線硬化性と加熱硬化性とを有し、マウントの際には接着剤として使用することができる性質を有することが好ましい。
このような粘接着剤の具体例としては、たとえば（Ａ）粘着成分と、（Ｂ）エネルギー線硬化性成分と、（Ｃ）熱硬化型接着成分とからなる粘接着剤をあげることができる。
【００２２】
粘着成分（Ａ）としては、アクリル系、ゴム系、ポリエステル系、シリコーン系等の汎用の粘着剤が用いられ、特にアクリル系粘着剤が好ましく用いられる。アクリル系粘着剤としては、たとえば、（メタ）アクリル酸エステルモノマーおよび（メタ）アクリル酸誘導体から導かれる構成単位とからなる（メタ）アクリル酸エステル共重合体が挙げられる。ここで（メタ）アクリル酸エステルモノマーとしては、（メタ）アクリル酸シクロアルキルエステル、（メタ）アクリル酸ベンジルエステル、アルキル基の炭素数が１〜１８である（メタ）アクリル酸アルキルエステルが用いられる。これらの中でも、特に好ましくはアルキル基の炭素数が１〜１８である（メタ）アクリル酸アルキルエステル、たとえばアクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、メタクリル酸プロピル、アクリル酸ブチル、メタクリル酸ブチル等が用いられる。また、（メタ）アクリル酸誘導体としては、たとえば（メタ）アクリル酸グリシジル等を挙げることができる。
【００２３】
上記のようなアクリル系粘着剤としては、特に、（メタ）アクリル酸または（メタ）アクリル酸グリシジルと、少なくとも１種類の（メタ）アクリル酸アルキルエステルとの共重合体が好ましい。この場合、共重合体中における（メタ）アクリル酸グリシジルから誘導される成分単位の含有率は通常は０〜８０モル％、好ましくは５〜５０モル％である。グリシジル基を導入することにより、後述する熱硬化型接着成分としてのエポキシ樹脂との相溶性が向上し、また硬化後のＴｇが高くなり耐熱性も向上する。（メタ）アクリル酸から誘導される成分単位の含有率は通常は０〜４０モル％、好ましくは５〜２０モル％である。また（メタ）アクリル酸アルキルエステルとしては、（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸ブチル等を用いることが好ましい。また、アクリル酸ヒドロキシエチル等の水酸基含有モノマーを導入することにより、被着体との密着性や粘着物性のコントロールが容易になる。
【００２４】
アクリル系粘着剤の分子量は、好ましくは１０００００以上であり、特に好ましくは１５００００〜１００００００である。またアクリル系粘着剤のガラス転移温度は、通常２０℃以下、好ましくは−７０〜０℃程度であり、常温（２３℃）においては粘着性を有する。
エネルギー線硬化性成分（Ｂ）は、紫外線、電子線等のエネルギー線の照射を受けると重合硬化する化合物である。このエネルギー線重合性化合物の例としては、たとえば特開昭６０−１９６，９５６号公報および特開昭６０−２２３，１３９号公報に開示されているような低分子量化合物があげられ、具体的には、トリメチロールプロパントリアクリレート、テトラメチロールメタンテトラアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ジペンタエリスリトールモノヒドロキシペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートあるいは１，４−ブチレングリコールジアクリレート、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、オリゴエステルアクリレート、ウレタンアクリレート系オリゴマーなどのアクリレート系化合物が用いられる。このような化合物は、分子内に少なくとも１つの重合性二重結合を有し、通常は、分子量が１００〜３００００、好ましくは３００〜１００００程度である。
【００２５】
さらにエネルギー線重合性化合物の他の例として、分子内にジシクロペンタジエン骨格と、エネルギー線重合性基を少なくとも１つ、好ましくは２〜１０個有するジシクロペンタジエン骨格含有エネルギー線重合性化合物があげられる。このジシクロペンタジエン骨格含有エネルギー線重合性化合物の分子量は、好ましくは１５０〜８４０、さらに好ましくは２５０〜５００程度である。
【００２６】
ジシクロペンタジエン骨格含有エネルギー線重合性化合物としては、具体的には、Ｒ−６８４（商品名：日本化薬（株）社製）等があげられる。
また、これらの他にも、エポキシ変性アクリレート、ポリエステルアクリレート、ポリエーテルアクリレートおよびイタコン酸オリゴマーのように水酸基あるいはカルボキシル基などの官能基を有するオリゴマーを用いることもできる。
【００２７】
一般的には成分（Ａ）１００重量部に対して、成分（Ｂ）は５０〜１５０重量部、好ましくは８０〜１２５重量部程度の割合で用いられる。
上記のような成分（Ａ） および（Ｂ）からなる粘接着剤組成物は、エネルギー線照射により硬化する。エネルギー線としては、具体的には、紫外線、電子線等が用いられる。
また上記成分（Ａ）および（Ｂ）の性質を兼ね備えるものとして、側鎖にエネルギー線重合性基を有するエネルギー線硬化型共重合体（以下、成分（ＡＢ）と記載する場合がある）を用いてもよい。このようなエネルギー線硬化型共重合体は、粘着性とエネルギー線硬化性とを兼ね備える性質を有する。側鎖にエネルギー線重合性基を有するエネルギー線硬化型共重合体は、たとえば、特開平５−３２９４６号公報、特開平８−２７２３９号公報等にその詳細が記載されている。
【００２８】
エネルギー線として紫外線を用いる場合には、光重合開始剤を混入することにより、重合硬化時間ならびに光線照射量を少なくすることができる。
このような光重合開始剤としては、具体的には、ベンゾフェノン、アセトフェノン、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンゾイン安息香酸、ベンゾイン安息香酸メチル、ベンゾインジメチルケタール、2,4-ジエチルチオキサンソン、α-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、ベンジルジフェニルサルファイド、テトラメチルチウラムモノサルファイド、アゾビスイソブチロニトリル、ベンジル、ジベンジル、ジアセチル、β−クロールアンスラキノンあるいは2,4,6-トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキサイドなどが挙げられる。
【００２９】
光重合開始剤は、前記成分（Ａ）＋（Ｂ）の合計または成分（ＡＢ）１００重量部に対して、１．５〜４．５重量部、好ましくは２．４〜３．８重量部程度の割合で用いることが好ましい。
上記成分（Ａ＋ＢまたはＡＢ）は、次に挙げる熱硬化型接着成分（Ｃ）１００重量部に対して、通常１５〜１００重量部、好ましくは１８〜７０重量部、特に好ましくは２０〜５０重量部の量で用いられる。
【００３０】
熱硬化型接着成分（Ｃ）は、エネルギー線によっては硬化しないが、加熱を受けると三次元網状化し、被着体を強固に接着する性質を有する。このような熱硬化型接着成分（Ｃ）は、一般的にはエポキシ、フェノキシ、フェノール、レゾルシノール、ユリア、メラミン、フラン、不飽和ポリエステル、シリコーン等の熱硬化性樹脂と、適当な硬化促進剤とから形成されている。このような熱硬化型接着成分は種々知られており、本発明においては特に制限されることなく従来より公知の様々な熱硬化型接着成分を用いることができる。このような熱硬化型接着成分の一例としては、(C-1)エポキシ樹脂と(C-2)熱活性型潜在性エポキシ樹脂硬化剤とからなる接着成分を挙げることができる。
【００３１】
エポキシ樹脂(C-1)としては、従来より公知の種々のエポキシ樹脂が用いられるが、通常は、分子量３００〜２０００程度のものが好ましく、特に分子量３００〜５００、好ましくは３３０〜４００の常態液状のエポキシ樹脂と、分子量４００〜２０００、好ましくは５００〜１５００の常態固体のエポキシ樹脂とをブレンドした形で用いるのが望ましい。また、本発明において好ましく使用されるエポキシ樹脂のエポキシ当量は通常５０〜５０００g/eqである。このようなエポキシ樹脂としては、具体的には、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、レゾルシノール、フェニルノボラック、クレゾールノボラックなどのフェノール類のグリシジルエーテル；ブタンジオール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールなどのアルコール類のグリシジルエーテル；フタル酸、イソフタル酸、テトラヒドロフタル酸などのカルボン酸のグリシジルエーテル；アニリンイソシアヌレートなどの窒素原子に結合した活性水素をグリシジル基で置換したグリシジル型もしくはアルキルグリシジル型のエポキシ樹脂；ビニルシクロヘキサンジエポキシド、3,4-エポキシシクロヘキシルメチル-3,4-ジシクロヘキサンカルボキシレート、2-(3,4-エポキシ)シクロヘキシル-5,5-スピロ(3,4-エポキシ)シクロヘキサン-m-ジオキサンなどのように、分子内の炭素−炭素二重結合をたとえば酸化することによりエポキシが導入された、いわゆる脂環型エポキシドを挙げることができる。
【００３２】
これらの中でも、本発明では、ビスフェノール系グリシジル型エポキシ樹脂、o-クレゾールノボラック型エポキシ樹脂およびフェノールノボラック型エポキシ樹脂が好ましく用いられる。
またさらに、分子内にジシクロペンタジエン骨格と、反応性のエポキシ基を有するジシクロペンタジエン骨格含有エポキシ樹脂を用いてもよい。このようなジシクロペンタジエン骨格含有エポキシ樹脂は、通常は、常態で固形であり、その軟化点は、好ましくは４０〜９０℃、さらに好ましくは４５〜８０℃、特に好ましくは５０〜７０℃程度である。またジシクロペンタジエン骨格含有エポキシ樹脂の分子量は、好ましくは４３０〜３０００、さらに好ましくは７００〜２５００、特に好ましくは１０００〜２０００である。さらに、該ジシクロペンタジエン骨格含有エポキシ樹脂のエポキシ当量は、好ましくは１９０〜１０００g/eq、さらに好ましくは２００〜８００g/eq、特に好ましくは２１０〜４００g/eqである。
【００３３】
ジシクロペンタジエン骨格含有エポキシ樹脂としては、具体的にはXD-1000-L（商品名：日本化薬（株）製）、EXA-7200HH（商品名：大日本インキ化学工業（株）製）等があげられる。このようなジシクロペンタジエン骨格含有エポキシ樹脂の硬化物は、吸水率が低くいためリフロー時のパッケージクラックを防止できる。これらエポキシ樹脂は、１種単独で、または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００３４】
熱活性型潜在性エポキシ樹脂硬化剤(C-2)とは、室温ではエポキシ樹脂と反応せず、ある温度以上の加熱により活性化し、エポキシ樹脂と反応するタイプの硬化剤である。
熱活性型潜在性エポキシ樹脂硬化剤(C-2)の活性化方法には、加熱による化学反応で活性種（アニオン、カチオン）を生成する方法；室温付近ではエポキシ樹脂(C-1)中に安定に分散しており高温でエポキシ樹脂と相溶・溶解し、硬化反応を開始する方法；モレキュラーシーブ封入タイプの硬化剤で高温で溶出して硬化反応を開始する方法；マイクロカプセルによる方法等が存在する。
【００３５】
これら熱活性型潜在性エポキシ樹脂硬化剤は、１種単独で、または２種以上を組み合わせて用いることができる。特に上記の中でも、ジシアンジアミド、イミダゾール化合物あるいはこれらの混合物が好ましい。
上記のような熱活性型潜在性エポキシ樹脂硬化剤(C-2)は、エポキシ樹脂(C-1)１００重量部に対して通常０．１〜２０重量部、好ましくは０．５〜１５重量部、特に好ましくは１〜１０重量部の割合で用いられる。
【００３６】
第１の粘接着剤層２には、さらにカップリング剤（Ｄ）を配合しても良い。カップリング剤（Ｄ）は、上記（Ａ）〜（Ｃ）成分、好ましくは成分（Ｃ）が有する官能基と反応する基を有することが望ましい。
カップリング剤（Ｄ）は硬化反応時に、カップリング剤中の有機官能基が熱硬化型接着成分（Ｃ）（特に好ましくはエポキシ樹脂）と反応すると考えられ、硬化物の耐熱性を損なわずに、接着性、密着性を向上させることができ、さらに耐水性（耐湿熱性）も向上する。
【００３７】
カップリング剤（Ｄ）としては、その汎用性とコストメリットなどからシラン系（シランカップリング剤）が好ましい。また、上記のようなカップリング剤（Ｄ）は、前記熱硬化型接着成分（Ｃ）１００重量部に対して通常０．１〜２０重量部、好ましくは０．５〜１５重量部、特に好ましくは１〜１０重量部の割合で用いられる。
【００３８】
上記粘接着剤には、エネルギー線照射前の初期接着力および凝集力を調節するために、有機多価イソシアナート化合物、有機多価イミン化合物等を添加することもできる。
上記有機多価イソシアナート化合物としては、芳香族多価イソシアナート化合物、脂肪族多価イソシアナート化合物、脂環族多価イソシアナート化合物およびこれらの多価イソシアナート化合物の三量体、ならびにこれら多価イソシアナート化合物とポリオール化合物とを反応させて得られる末端イソシアナートウレタンプレポリマー等をあげることができる。有機多価イソシアナート化合物のさらに具体的な例としては、たとえば２，４−トリレンジイソシアナート、２，６−トリレンジイソシアナート、１，３−キシリレンジイソシアナート、１，４−キシレンジイソシアナート、ジフェニルメタン−４，４'−ジイソシアナート、ジフェニルメタン−２，４'−ジイソシアナート、３−メチルジフェニルメタンジイソシアナート、ヘキサメチレンジイソシアナート、イソホロンジイソシアナート、ジシクロヘキシルメタン−４，４'−ジイソシアナート、ジシクロヘキシルメタン−２，４'−ジイソシアナート、リジンイソシアナートなどがあげられる。
【００３９】
上記有機多価イミン化合物の具体例としては、N,N'-ジフェニルメタン-4,4'-ビス(1-アジリジンカルボキシアミド)、トリメチロールプロパン-トリ-β-アジリジニルプロピオナート、テトラメチロールメタン-トリ-β-アジリジニルプロピオナート、N,N'-トルエン-2,4-ビス(1-アジリジンカルボキシアミド)トリエチレンメラミン等をあげることができる。
【００４０】
上記のような成分からなる第１の粘接着剤層２の厚さは、通常は、３〜１００μｍ、好ましくは１０〜６０μｍであることが望ましい。
上記のような各成分からなる粘接着剤はエネルギー線硬化性と加熱硬化性とを有し、ダイシングの際には基材１に密着してウエハの固定に寄与し、マウントの際にはチップとダイパッド部とを接着する接着剤として使用することができる。そして熱硬化を経て最終的には耐衝撃性の高い硬化物を与えることができ、しかも剪断強度と剥離強度とのバランスにも優れ、厳しい熱湿条件下においても充分な接着物性を保持しうる。
【００４１】
また、上記第１の粘接着剤層２および後述する剛直層３、第２の粘接着剤層４には、さらに、ダイボンド後の導電性または熱伝導性の付与を目的として、金、銀、銅、ニッケル、アルミニウム、ステンレス、カーボン、またはセラミック、あるいはニッケル、アルミニウム等を銀で被覆したもののような導電性、熱伝導性のフィラーを添加してもよい。これらの添加剤は、各層の成分（該添加剤を除く）の合計１００重量部に対して、１０〜４００重量部程度の割合で配合されていてもよい。なお、導電性を目的とする場合には、後述の剛直層も含めた３層がともに導電性を付与された材料から選択される。
【００４２】
剛直層３
剛直層３は、ダイボンド後の粘接着剤層２と４の間に介在し、全体としての貯蔵弾性率を向上させるために用いられる。
このような剛直層を構成する薄層膜としては、−５０〜１５０℃での貯蔵弾性率が108Ｐａ以上、好ましくは109Ｐａ以上、さらに好ましくは1.2×109〜9.9×1011Ｐａのものが望ましい。薄層膜としては、たとえば硬化性樹脂からなる薄層膜、エンジニアリングプラスチックフィルム、金属箔などが挙げられる。
【００４３】
なお、硬化性樹脂の場合は、該樹脂の硬化後の−５０〜１５０℃での貯蔵弾性率が108Ｐａ以上である必要があり、硬化前の貯蔵弾性率は特に限定されない。
剛直層３の膜厚は特に限定はされないが、一般的には１０〜３００μｍ、好ましくは１５〜２００μｍ、特に好ましくは２０〜１００μｍの範囲にある。
硬化性樹脂としては、たとえば前述した熱硬化型接着成分（Ｃ）などが用いられ、特に好ましくはエポキシ系樹脂が用いられる。
【００４４】
また、該硬化性樹脂には、必要に応じ、塗工性や粘性を調整するために、前記ポリマー成分や溶剤が含まれていても良い。ポリマー成分としては、ポリアセタール樹脂、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂などの高分子化合物や、前述した粘着成分（Ａ）を使用してもよい。
たとえば、熱硬化型接着成分（Ｃ）とポリマー成分とを併用する場合、成分（Ｃ）１００重量部に対して、ポリマー成分は１０〜１００重量部、好ましくは２０〜６０重量部程度の割合で用いられる。
【００４５】
また、前記硬化性樹脂にフィラーを添加して貯蔵弾性率を適宜に調整することもできる。フィラーとしては、たとえば金、銀、銅、ニッケル、アルミニウム、ステンレス、カーボン、グラファイト、セラミック、ガラス、シリカ、石英などの汎用フィラーが用いられる。特に高純度溶融石英フィラーや、高純度合成シリカフィラーが好ましく用いられる。
【００４６】
このようなフィラーは、硬化性樹脂１００重量部中に、好ましくは１００〜２０００重量部、さらに好ましくは５００〜１０００重量部程度の割合で用いられる。
さらに、上記硬化性樹脂には、必要に応じ、前述したカップリング剤などが含まれていてもよい。さらに凝集力等を調節するために、有機多価イソシアナート化合物、有機多価イミン化合物等が含まれていてもよい。
【００４７】
剛直層３の他の態様であるエンジニアリングプラスチックフィルムとしては、ポリエチレンナフタレートフィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリブチレンテレフタレートフィルム、ポリイミドフィルム、ポリエーテルイミドフィルム、ポリアラミドフィルム、ポリエーテルケトンフィルム、ポリエーテル・エーテルケトンフィルム、ポリフェニレンサルファイドフィルム、ポリ（4-メチルペンテン-1）フィルム等が用いられる。これらの中でもポリイミドフィルムが好ましく用いられる。
【００４８】
剛直層３のさらに他の態様である金属箔としては、銅、鉄、ニッケル、モリブデン、タングステンなどの単体の金属、黄銅（銅−亜鉛）、青銅（銅−錫）、ベリリウム銅（銅−Be,Co,Ag,Cr）などの銅合金、ステンレス鋼や、Si,Mn,Cr,W,Mo,Ti,Niなどとの鉄合金（フェロアロイ）、チタン合金、マグネシウム合金など、各種の単体金属や合金の箔等が用いられる。特に、銅または銅合金からなることが好ましい。
【００４９】
剛直層３の両面には、第１および第２の粘接着剤層２，４が形成される。したがって、層間の接着強度を向上するために、剛直層３の両面にコロナ処理やプライマー処理などを施しておいてもよい。
第２の粘接着剤層４
第２の粘接着剤層４は、後述する半導体装置の製造方法において、ダイシング時にウエハを固定し、また切断分離されたチップを保持するために用いられる。
【００５０】
したがって、従来よりこの種の用途に用いられてきた粘接着剤が特に制限されることなく用いられる。しかしながら、ウエハの貼着を容易にできるように粘着性を有することが好ましく、またダイボンド後の貯蔵弾性率の向上に寄与するために、硬質な被膜に転換しうる材料からなることが好ましい。
このような粘接着剤の具体例としては、たとえば前述した第１の粘接着剤層２と同様の、（Ａ）粘着成分と、（Ｃ）熱硬化型接着成分とからなる粘接着剤をあげることができる。ただし、剛直層３との剥離性を考慮する必要はないので、エネルギー線硬化性成分（Ｂ）は配合しても良いし、配合しなくても良い。
【００５１】
この場合、成分（Ａ）１００重量部に対し、成分（Ｃ）は好ましくは５０〜３０００重量部、さらに好ましくは１００〜２０００重量部程度の割合で用いられる。さらに必要に応じ、前記第１の粘接着剤層２と同様に、カップリング剤（Ｄ）、フィラーやイソシアナート化合物などの他の成分を含むものであってもよい。カップリング剤（Ｄ）は、前記熱硬化型接着成分（Ｃ）１００重量部に対して好ましくは０．１〜２０重量部、さらに好ましくは０．５〜１５重量部、特に好ましくは１〜１０重量部の割合で用いられる。
【００５２】
上記のような成分からなる第２の粘接着剤層４の厚さは、通常は、３〜１００μｍ、好ましくは１０〜６０μｍであることが望ましい。
ウエハダイシング・接着用シート
本発明のウエハダイシング・接着用シート１０は、基材１上に、第１の粘接着剤層２、剛直層３および第２の粘接着剤層４がこの順に積層してなる。
【００５３】
ウエハダイシング・接着用シート１０の製造方法は、特に限定はされず、基材１上に、第１の粘接着剤層２、剛直層３および第２の粘接着剤層４を順次積層してもよく、また基材１と第１の粘接着剤層２との積層体、および剛直層３と第２の粘接着剤層４との積層体を別個に製造し、これを積層するものであってもよい。
【００５４】
なお、本発明のウエハダイシング・接着用シート１０の使用前に、第２の粘接着剤層４を保護するために、シート１０の上面に離型フィルムを積層しておいてもよい。
また、第２の粘接着剤層４の表面外周部には、リングフレーム６を固定するためのリングフレーム固定用粘着シート５が設けられていてもよい。
【００５５】
半導体装置の製造方法
次に本発明に係る半導体装置の製造方法について説明する。本発明の製造方法においては、まず、ウエハダイシング・接着用シート１０をダイシング装置上に、リングフレーム６により固定し、シリコンウエハ７の一方の面をウエハダイシング・接着用シート１０の第２の粘接着剤層４上に載置し、軽く押圧し、ウエハ７を固定する。
【００５６】
その後、第１の粘接着剤層２に、エネルギー線硬化性成分が含まれている場合は、基材１側からエネルギー線を照射し、第１の粘接着剤層２の凝集力を上げ、第１の粘接着剤層２と基材１との間の接着力を低下させておく。
次いで、ダイシングソーなどの切断手段を用いて、上記のシリコンウエハ７を切断しＩＣチップ7'を得る（図２参照）。この際の切断深さは、シリコンウエハ７の厚みと、第２の粘接着剤層４、剛直層３および第１の粘接着剤層２の厚みとの合計およびダイシングソーの磨耗分を加味した深さにする。
【００５７】
なお、エネルギー線照射は、ダイシングの後に行ってもよく、また下記のエキスパンド工程の後に行ってもよい。
次いで必要に応じ、接着用シート１０のエキスパンドを行うと、図３に示すようにＩＣチップ間隔が拡張し、ＩＣチップのピックアップをさらに容易に行えるようになる。
【００５８】
このようにしてＩＣチップ7'のピックアップを行うと、切断された第２の粘接着剤層４、剛直層３および第１の粘接着剤層２をＩＣチップ裏面に固着残存させて基材１から剥離することができる（図４参照）。
次いで第１の粘接着剤層２を介してＩＣチップ7'をダイパッド部に載置する。ダイパッド部はＩＣチップ7'を載置する前に加熱するか載置直後に加熱される。加熱温度は、通常は８０〜２００℃、好ましくは１００〜１８０℃であり、加熱時間は、通常は0.1秒〜５分、好ましくは0.5秒〜３分であり、チップマウント圧力は、通常１ｋＰａ〜１００ＭＰａである。
【００５９】
ＩＣチップをダイパッド部にチップマウントした後、さらに加熱することにより、第１の粘接着剤層２および第２の粘接着剤層４が硬化し、ＩＣチップとダイパッド部とを強固に接着することができる。また剛直層３を硬化性樹脂により形成した場合は、これと同時に加熱により該硬化性樹脂が硬化し、剛直層３となる。この際の加熱硬化条件としては、加熱温度は通常８０〜２００℃、好ましくは１００〜１８０℃であり、加熱時間は通常１分〜１２０分、好ましくは１０分〜９０分である。
【００６０】
この結果、得られる実装品においては、チップの固着手段である粘接着剤が硬化し、かつ該硬化物中に剛直層３が組み込まれた構成となるため、この固着手段の貯蔵弾性率は極めて高くなり、過酷な条件下にあっても、十分なパッケージ信頼性とボード実装性が達成される。
なお、本発明の接着用シートは、上記のような使用方法の他、半導体化合物、ガラス、セラミックス、金属などの接着に使用することもできる。
【００６１】
【発明の効果】
このような本発明によれば、半導体ウエハへの貼付作業およびＩＣチップのピックアップ操作を円滑に行え、かつ貯蔵弾性率に優れたダイボンド層を形成できる粘接着剤層をＩＣチップ裏面に転写できるウエハダイシング・接着用シートが提供される。
【００６２】
【実施例】
以下本発明を実施例により説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
なお、以下の実施例および比較例において、「貯蔵弾性率」、「パッケージ信頼性」および「ボード実装信頼性」は次のようにして評価した。
「貯蔵弾性率」
ウエハダイシング・接着シートの剛直層３の貯蔵弾性率は、動的粘弾性測定装置（オリエンテック社製、RHEOVIBRON DDV-II-EP）により、周波数１１Ｈｚで−５０〜１５０℃の範囲を測定した。
【００６３】
なお、実施例４，５においては、剛直層であるポリイミドフィルムおよび電解銅箔を直接測定した。また、実施例１〜３，５，７および比較例１，２では、剛直層となる配合物を剥離シート上に塗布乾燥し、乾燥膜厚５０μｍの硬化前の剛直層を得た。次に１６０℃６０分間の加熱をして硬化させ、剥離シートを剥がして単層の剛直層を作成し、これの貯蔵弾性率を測定した。
「パッケージ信頼性」
（１）半導体チップの製造
＃２０００研磨処理したシリコンウエハ（１００ｍｍ径、厚さ２００μｍ）の研磨面に、実施例および比較例のウエハダイシング・接着シートの貼付をテープマウンター（リンテック社製、Adwill RAD2500）により行い、ウエハダイシング用リングフレーム（ディスコ社製、2-6-1）に固定した。その後、ＵＶ照射装置（リンテック社製、Adwill RAD2000）を用いて基材面から紫外線を照射した。次に、ダイシング装置（東京精密社製、AWD-4000B）を使用して9.0mm×9.0mmのチップサイズにダイシングした。ダイシングの際の切り込み量は、基材を１０μｍ切り込むようにした。続いて、ウエハダイシング・接着シート側よりニードルで突き上げて、チップが基材の界面から剥離するようにピックアップした。
（２）ＩＣパッケージの製造
ＩＣパッケージ用の基板（ポリイミドフィルム（５０μｍ）と電解銅箔（２０μｍ）との積層体であり、ダイパッド部として銅箔上にパラジウムメッキおよび金メッキを順にパターン処理し、更に高さ２５μｍのソルダーレジストを有する）のダイパッド部に、積層状態のチップの第１の粘接着剤層側を１２０℃、１５０ＭＰａ、１秒間の条件で圧着し、チップマウントを行った。その後、１６０℃、６０分間の条件で粘接着剤層や剛直層を加熱硬化した。更に、モールド樹脂（ビフェニル型エポキシ樹脂とフェノールノボラック樹脂を含有）で基板のチップの取り付けられた側を所定の形状にモールドし、１７５℃、６時間で樹脂を硬化させて高圧封止した。次に、封止されない基板側に直径０．５μｍの鉛フリーのハンダボールを所定の方法で取り付け、ＢＧＡ（Ball Grid Allay）型のＩＣパッケージを完成させた。
（３）パッケージ信頼性の評価
得られたＩＣパッケージを８５℃、６０％ＲＨ条件下に１６８時間放置し、吸湿させた後、最高温度２６０℃のＩＲリフローを２回行った際に接合部位の浮き・剥がれの有無、パッケージクラック発生の有無を走査型超音波探傷装置および断面観察により評価した。
「ボード実装信頼性」
上記「パッケージ信頼性」で作成したＢＧＡ型のＩＣパッケージを、マザーボード（ＢＴレジンを用いて高密度実装用に積層されたビルドアップ配線板）に２６０℃、１分で実装した。
【００６４】
ＩＣパッケージが実装されたマザーボードを、−４０および１２５℃の熱衝撃（加熱１分間、加熱温度保持９分間、冷却１分間、冷却温度保持９分間を１サイクルとする）を１０００サイクル行った。マザーボードとＩＣパッケージとの間に発生するクラックの有無を走査型超音波探傷装置および断面観察により評価した。
「ウエハダイシング・接着用シートの作成」
基材、粘接着剤層、剛直層としては、下記のものを用いた。
基材：エチレン・メタクリル酸共重合体フィルム（厚さ６０μｍ）と、エチレン・メタクリル酸メチル共重合体フィルム（厚さ４０μｍ、表面張力３５dyn/cm）との積層体を用いた。
粘接着剤：第１の粘接着剤（基材側）と第２の粘接着剤（ウエハ側）の組成を下表に示す。これらは実施例および比較例に共通である。なお、表中の「部」は重量部を示す。
【００６５】
【表１】

Figure 0004067308
【００６６】
剛直層：下表に記載の組成の樹脂、フィルムまたは銅箔を用いた。なお、表中の「部」は重量部を示す。また特に記載した他は、厚みは５０μｍである。
【００６７】
【表２】
Figure 0004067308
【００６８】
なお、表中の各成分、材料は以下のとおりである。
（１）粘着成分（Ａ）：アクリル酸ブチル５５重量部と、メタクリル酸１０重量部と、メタクリル酸グリシジル２０重量部とアクリル酸2-ヒドロキシエチル１５重量部とを共重合してなる重量平均分子量８００，０００、ガラス転移温度−２８℃の共重合体。
（２）熱硬化性接着成分（Ｃ）：下記成分からなる組成物
アクリル分散ビスフェノールＡ型液状エポキシ樹脂（日本触媒製、BPA328）：２０部
ジシクロペンタジエン骨格含有固形エポキシ樹脂（大日本インキ化学工業製、EXA-7200HH）：２０部
ジシクロペンタジエン骨格含有固形エポキシ樹脂（日本化薬製、XD-1000-L）：２０部
硬化剤（旭電化製、アデカハードナー3636AS）：２部
硬化促進剤（四国化成工業製、キュアゾール2PHZ）：２部
（３）シランカップリング剤（Ｄ）：三菱化学製、MKCシリケートMSEP2
（４）ポリイソシアナート：トリメチロールプロパンとトルイレンジイソシアナートとの付加物
（５）紫外線硬化型粘着成分（Ａ＋Ｂ）：下記成分からなる組成物
前記粘着成分（１）：１５部
エネルギー線硬化性成分
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート（日本化薬製、カラヤッドDPHA）：６部
ジシクロペンタジエン骨格含有アクリレート（日本化薬製、カラヤッドR684）：６部
（６）光重合開始剤
2,4,6-トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキサイド：０．３６部
（７）フェノキシ樹脂：エピコート4275（ジャパンエポキシレジン社製）
（８）ポリアセタール樹脂：エスレックBL-1（積水化学社製）
（９）高純度溶融石英フィラー：ＣＵＳ−８Ｉ（東芝セラミックス製、平均粒径８μｍ）
（１０）高純度合成シリカフィラー：ＳＯ−Ｃ２（アドマテックス製、アドマファイン、平均粒径０．５μｍ）
（１１）ポリイミドフィルム：ユーピレックス50S（５０μｍ厚、宇部興産製）
（１２）電解銅箔：ジャパンエナジー製、３５μｍ厚
【００６９】
【実施例１〜３，６，７】
第１の粘接着剤用の配合物（表１参照）を塗布面保護用の離型シート（リンテック社製、厚さ３８μｍ、SPPET3811）の離型処理面に、乾燥膜厚が３０μｍとなるように、ロールナイフコーターを用いて塗布乾燥し、厚み１００μｍの基材のエチレン−メタクリル酸メチル共重合体フィルム側の面に積層した。次に、別の離型シート（SPPET3811）上に、剛直層用の配合物（表２参照）を、乾燥膜厚が５０μｍとなるようにロールナイフコーターを用いて塗布乾燥し、第１の粘接着剤層を保護している離型シートを剥離しながら、第１の粘接着剤層と剛直層を積層した。続いて、更に別の離型シート（SPPET3811）上に第２の粘接着剤層用の配合物（表１参照）を、乾燥膜厚が２０μｍとなるようにロールナイフコーターを用いて塗布乾燥し、剛直層面上の離型シートを剥離しながら、剛直層と第２の粘接着剤層を積層し、ウエハダイシング・接着用シートを作成した。
【００７０】
リングフレーム固定用粘着シートとして厚さ８０μｍのポリ塩化ビニルフィルムの基材の片面に再剥離性を有するアクリル系粘着剤（リンテック社製、Ｍ−４）１０μｍを形成した粘着シートを用いた。このリングフレーム固定用粘着シートを内径１６５mmの円形に切り抜き、上記で作成したウエハダイシング・接着用シートの第２の粘接着剤層で、リングフレーム固定用粘着シートの基材面に貼り合せた。次に、リングフレーム固定用粘着シートの円形の切り抜き部分と同心円になるように２０７mm径に切断して、図１に使用されるようなウエハダイシング・接着用シートとリングフレーム固定用粘着シートの積層物を作成した。
【００７１】
【実施例４，５】
第１の粘接着剤用の配合物（表１参照）を離型シート（SPPET3811）の離型処理面に、乾燥膜厚が３０μｍとなるように、ロールナイフコーターを用いて塗布乾燥し、厚み１００μｍの基材のエチレン−メタクリル酸メチル共重合体フィルム側の面に積層した。次に、別の離型シート（SPPET3811）上に、第２の粘接着剤層用の配合物（表１参照）を、乾燥膜厚が２０μｍとなるようにロールナイフコーターを用いて塗布乾燥して剛直層（表２参照）に積層した。続いて、第１の粘接着剤層を保護している離型シートを剥離しながら、第１の粘接着剤層と剛直層をラミネーターで貼合して、ウエハダイシング・接着用シートを作成した。
【００７２】
続いて、実施例１と同様にして、図１に使用されるようなウエハ・ダイシング接着用シートとリングフレーム固定用粘着シートの積層物を作成した。
上記構成のウエハダイシング・接着用シートを用いて「貯蔵弾性率」、「パッケージ信頼性」および「ボード実装信頼性」の評価を行った。結果を表３に示す。
【００７３】
【表３】
Figure 0004067308
【００７４】
【比較例１】
剛直層を用いなかった他は、実施例１と同様の材料からなるウエハダイシング・接着用シートを作成した。結果を表４に示す。
【００７５】
【比較例２】
剛直層および第１の粘接着剤層を用いなかった他は、実施例１と同様の材料からなるウエハダイシング・接着用シートを作成した。結果を表４に示す。
【００７６】
【表４】
Figure 0004067308

【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る半導体装置の製造方法の一工程を示す。
【図２】本発明に係る半導体装置の製造方法の一工程を示す。
【図３】本発明に係る半導体装置の製造方法の一工程を示す。
【図４】本発明に係る半導体装置の製造方法の一工程を示す。
【符号の説明】
１…基材
２…第１の粘接着剤層
３…剛直層
４…第２の粘接着剤層
５…リングフレーム固定用粘着シート
６…リングフレーム
７…半導体ウエハ
7'…ＩＣチップ
１０…ウエハ・ダイシング接着シート[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a novel wafer dicing / adhesion sheet. More specifically, the present invention relates to a wafer dicing / adhesion sheet that is particularly suitable for use in a process of dicing a silicon wafer or the like and then die bonding to a die pad portion of a substrate such as a lead frame.
[0002]
[Prior art]
Semiconductor wafers such as silicon and gallium arsenide are manufactured in a large diameter state, and the wafer is cut and separated (diced) into element small pieces (IC chips) and then transferred to a mounting process which is the next process. At this time, the semiconductor wafer is subjected to dicing, cleaning, drying, expanding, and pick-up processes in a state of being adhered to the adhesive tape in advance, and then transferred to the next bonding process.
[0003]
In order to simplify the processes of the pick-up process and the bonding process among these processes, various wafer dicing / adhesion sheets having both a wafer fixing function and a die bonding function have been proposed (for example, Japanese Patent Laid-Open No. Hei 2). -32181).
JP-A-2-32181 discloses an adhesive tape comprising an adhesive layer made of a specific composition and a substrate. This adhesive layer has a function of fixing the wafer at the time of wafer dicing, and can control the adhesive force between the adhesive and the base material. The layer peels off with the chip. When the IC chip with the adhesive layer is placed on the substrate and heated, the epoxy resin in the adhesive layer exhibits an adhesive force, and the adhesion between the IC chip and the substrate is completed.
[0004]
The adhesive tape disclosed in the above publication enables so-called direct die bonding, and the application step of the die bonding adhesive can be omitted. That is, all components of the adhesive layer of the adhesive tape described above are cured after energy bond curing and heat curing to bond the chip and the substrate very firmly.
[0005]
In recent years, IC package structures have been diversified, and various characteristics have been required in accordance with the structures. For example, since the reliability of the IC package can be improved, rigidity of the die bonding material, that is, high storage elastic modulus may be required. However, the adhesive layer described in JP-A-2-32181 described above has a limit in storage elastic modulus after heat curing, and further improvement is desired.
[0006]
Moreover, the paste-form adhesive and the film-form adhesive conventionally used for die bonding may be able to achieve a high elastic modulus by selecting the type and properties of the added filler. However, as described above, the paste adhesive has problems such as bleed-out and protrusion of the adhesive and tip tilt. In addition, film adhesives with high elasticity by adding fillers have reduced stickiness, heating conditions must be increased to maintain stickability, manufacturing processes become complicated, and production efficiency can be inferior There is sex.
[0007]
On the other hand, in Japanese Patent No. 2665383, “adhesive layer, thermoplastic adhesive film and wafer fixing adhesive layer are sequentially laminated on a supporting substrate, and the adhesive layer and thermoplastic adhesive film are laminated in a peelable state. A dicing die-bonding film characterized in that it has been disclosed is disclosed.
With this dicing die-bonding film structure, even if either the wafer fixing adhesive layer or the thermoplastic adhesive film is to have a high elastic modulus, the adhesiveness to the wafer side or the substrate side will be inferior. Unable to obtain package reliability.
[0008]
In addition, since the adhesive layer and the thermoplastic adhesive film are directly laminated, movement of components may occur between the layers, and the characteristics may change over time. For this reason, after dicing, the adhesive force of the adhesive layer may not be sufficiently reduced, which may cause a pickup failure. A sufficient storage elastic modulus cannot be obtained with only the adhesive layer and the thermoplastic adhesive film.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of the prior art as described above, and is capable of smoothly performing a sticking operation to a semiconductor wafer and a pick-up operation of an IC chip, has an excellent storage elastic modulus, and improves the reliability of an IC package. An object of the present invention is to provide a wafer dicing / adhesion sheet that can be increased.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
  The wafer dicing / adhesion sheet according to the present invention is on a substrate,Peeling from the substrate surface is possibleA first adhesive layer,Storage modulus at −50 to 150 ° C. after curing is 10 8 Consists of a thin film made of a curable resin that is Pa or higherThe rigid layer and the second adhesive layer are laminated in this order.BeforeThe surface tension of the surface in contact with the first adhesive layer of the substrate is 40 dyn / cm or lessIt is characterized by that.
  In addition, the wafer dicing / adhesion sheet according to the present invention has a first adhesive layer that can be peeled off from the surface of the substrate on the substrate, and a storage elastic modulus at −50 to 150 ° C. of 10 8 A rigid layer composed of a thin film of Pa or more and a second adhesive layer are laminated in this order, and the surface tension of the surface of the base material in contact with the first adhesive layer is 40 dyn / cm It is characterized by the following.
[0011]
  In the present invention, the aboveStorage modulus at −50 to 150 ° C. is 10 8 Consists of a thin film that is Pa or higherThe rigid layer, DMade of engineering plastic or metal foilIsthingAlsopreferable.
[0012]
  The method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention includes a first adhesive layer on a substrate,Storage modulus at −50 to 150 ° C. after curing is 10 8 Consists of a thin film made of a curable resin that is Pa or higherA semiconductor wafer is bonded to the second adhesive layer of the wafer dicing / adhesive sheet in which the rigid layer and the second adhesive layer are laminated in this order, and the semiconductor wafer is diced to form an IC. A second adhesive layer, a rigid layer, and a first adhesive layer remain on the back surface of the IC chip and are peeled off from the base material, and the IC chip is placed on the die pad portion. It is characterized by thermocompression bonding through the adhesive layer.
  In the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention, the first elastic adhesive layer on the substrate has a storage elastic modulus at −50 to 150 ° C. of 10 8 A semiconductor wafer is affixed to the second adhesive layer of the wafer dicing / adhesive sheet in which a rigid layer composed of a thin film of Pa or more and a second adhesive layer are laminated in this order. And then dicing the semiconductor wafer into an IC chip, and the second adhesive layer, the rigid layer, and the first adhesive layer remain fixed on the back surface of the IC chip, and peeled off from the substrate. The IC chip is thermocompression-bonded on the die pad portion via the first adhesive layer.
[0013]
According to the present invention as described above, an adhesive layer capable of smoothly performing a pasting operation on a semiconductor wafer and picking up an IC chip and forming a die bond layer having an excellent storage elastic modulus can be transferred to the back surface of the IC chip. A wafer dicing and bonding sheet is provided.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a wafer dicing / adhesion sheet and a method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention will be specifically described.
As shown in FIG. 1, the wafer dicing / adhesion sheet 10 according to the present invention has a first adhesive layer 2, a rigid layer 3, and a second adhesive layer 4 on a substrate 1. Laminated in this order.
[0015]
The shape of the wafer dicing / adhesion sheet 10 according to the present invention can be any shape such as a tape shape or a label shape.
Base material 1
Examples of the substrate 1 of the wafer dicing / adhesion sheet 10 include polyethylene film, polypropylene film, polybutene film, polybutadiene film, polymethylpentene film, polyvinyl chloride film, vinyl chloride copolymer film, polyethylene terephthalate film, and polyethylene. Naphthalate film, polybutylene terephthalate film, polyurethane film, ethylene vinyl acetate film, ionomer resin film, ethylene / (meth) acrylic acid copolymer film, ethylene / (meth) acrylic acid ester copolymer film, polystyrene film, polycarbonate film A transparent film such as a polyimide film is used. These crosslinked films are also used. Furthermore, these laminated films may be sufficient. Further, in addition to the transparent film, an opaque film, a fluororesin film, or the like colored with these can be used.
[0016]
When the wafer dicing / adhesion sheet 10 according to the present invention is used in the manufacturing process of a semiconductor device, the second adhesive layer 4, the rigid layer 3, and the first adhesive layer 2 are provided on the back surface of the IC chip. The base material 1 is peeled off while remaining fixed. For this reason, the surface tension of the surface of the substrate 1 in contact with the first adhesive layer 2 is preferably 40 dyn / cm or less, more preferably 37 dyn / cm or less, and particularly preferably 35 dyn / cm or less. desirable. Such a substrate having a low surface tension can be obtained by appropriately selecting the material, and can also be obtained by applying a release agent to the surface of the substrate and performing a release treatment. .
[0017]
Alkyd, silicone, fluorine, unsaturated polyester, polyolefin, wax, and the like are used as the release agent used for the release treatment of the substrate 1, and in particular, alkyd, silicone, fluorine The mold release agent is preferable because it has heat resistance. In particular, an alkyd resin is preferred because of its high adhesion to the substrate film and easy adjustment of the surface tension.
[0018]
In order to release the surface of the substrate 1 using the above release agent, the release agent is used without any solvent, or diluted or emulsified with a solvent, and a gravure coater, Mayer bar coater, air knife coater, roll The laminate may be formed by coating with a coater or the like and curing at room temperature or heating or electron beam, wet lamination, dry lamination, hot melt lamination, melt extrusion lamination, coextrusion processing, or the like.
[0019]
The thickness of such a substrate is usually about 10 to 500 μm, preferably about 15 to 300 μm, and particularly preferably about 20 to 250 μm.
First adhesive layer 2
The first adhesive layer 2 is disposed on the lowermost surface of the picked-up chip and used for adhering to the die pad portion in the semiconductor device manufacturing method described later.
[0020]
Therefore, the adhesive which has been conventionally used for this kind of application is used without any particular limitation. However, in order to facilitate peeling from the surface of the substrate 1, the first adhesive layer preferably has an energy ray curable component. By curing the energy ray curable component, the adhesive force is reduced, so that the substrate 1 can be easily peeled off. Moreover, it is preferable to have a thermosetting component in order to strengthen fixation with a die pad part. After mounting on the die pad part, the thermosetting component is activated by heating and can be firmly bonded to the die pad part.
[0021]
That is, the first adhesive layer 2 preferably has energy ray curability and heat curability, and has a property that can be used as an adhesive when mounting.
Specific examples of such an adhesive include, for example, an adhesive composed of (A) an adhesive component, (B) an energy ray curable component, and (C) a thermosetting adhesive component. it can.
[0022]
As the pressure-sensitive adhesive component (A), general-purpose pressure-sensitive adhesives such as acrylic, rubber-based, polyester-based, and silicone-based are used, and acrylic pressure-sensitive adhesives are particularly preferably used. Examples of the acrylic pressure-sensitive adhesive include (meth) acrylic acid ester copolymers composed of structural units derived from (meth) acrylic acid ester monomers and (meth) acrylic acid derivatives. Here, as the (meth) acrylic acid ester monomer, (meth) acrylic acid cycloalkyl ester, (meth) acrylic acid benzyl ester, and (meth) acrylic acid alkyl ester having 1 to 18 carbon atoms in the alkyl group are used. . Among these, (meth) acrylic acid alkyl esters in which the alkyl group has 1 to 18 carbon atoms are particularly preferable, such as methyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl acrylate, ethyl methacrylate, propyl acrylate, and propyl methacrylate. Butyl acrylate, butyl methacrylate and the like are used. Examples of (meth) acrylic acid derivatives include glycidyl (meth) acrylate.
[0023]
As the acrylic pressure-sensitive adhesive as described above, a copolymer of (meth) acrylic acid or glycidyl (meth) acrylate and at least one alkyl (meth) acrylate is particularly preferable. In this case, the content of component units derived from glycidyl (meth) acrylate in the copolymer is usually 0 to 80 mol%, preferably 5 to 50 mol%. By introducing a glycidyl group, compatibility with an epoxy resin as a thermosetting adhesive component, which will be described later, is improved, and Tg after curing is increased and heat resistance is also improved. The content of component units derived from (meth) acrylic acid is usually 0 to 40 mol%, preferably 5 to 20 mol%. As the (meth) acrylic acid alkyl ester, it is preferable to use methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, or the like. Further, by introducing a hydroxyl group-containing monomer such as hydroxyethyl acrylate, it becomes easy to control the adhesion to the adherend and the physical properties of the adhesive.
[0024]
The molecular weight of the acrylic pressure-sensitive adhesive is preferably 100,000 or more, particularly preferably 150,000 to 1,000,000. Moreover, the glass transition temperature of an acrylic adhesive is 20 degrees C or less normally, Preferably it is about -70-0 degreeC, and has adhesiveness in normal temperature (23 degreeC).
The energy ray-curable component (B) is a compound that is polymerized and cured when irradiated with energy rays such as ultraviolet rays and electron beams. Examples of this energy beam polymerizable compound include low molecular weight compounds as disclosed in, for example, JP-A-60-196,956 and JP-A-60-223,139. Are trimethylolpropane triacrylate, tetramethylolmethane tetraacrylate, pentaerythritol triacrylate, dipentaerythritol monohydroxypentaacrylate, dipentaerythritol hexaacrylate or 1,4-butylene glycol diacrylate, 1,6-hexanediol diacrylate Acrylate compounds such as polyethylene glycol diacrylate, oligoester acrylate, and urethane acrylate oligomer are used. Such a compound has at least one polymerizable double bond in the molecule, and usually has a molecular weight of about 100 to 30,000, preferably about 300 to 10,000.
[0025]
Another example of the energy beam polymerizable compound is a dicyclopentadiene skeleton-containing energy beam polymerizable compound having at least one, preferably 2 to 10, energy beam polymerizable groups in the molecule. It is done. The molecular weight of this dicyclopentadiene skeleton-containing energy beam polymerizable compound is preferably about 150 to 840, more preferably about 250 to 500.
[0026]
Specific examples of the dicyclopentadiene skeleton-containing energy beam polymerizable compound include R-684 (trade name: manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.).
In addition to these, oligomers having a functional group such as a hydroxyl group or a carboxyl group such as epoxy-modified acrylate, polyester acrylate, polyether acrylate, and itaconic acid oligomer can also be used.
[0027]
Generally, component (B) is used in a proportion of 50 to 150 parts by weight, preferably about 80 to 125 parts by weight, relative to 100 parts by weight of component (A).
The adhesive composition composed of the components (A) and (B) as described above is cured by energy ray irradiation. Specifically, ultraviolet rays, electron beams, etc. are used as the energy rays.
Moreover, as what has the property of said component (A) and (B), the energy-beam curable copolymer which has an energy-beam polymeric group in a side chain (Hereinafter, it may describe as a component (AB).) Is used. May be. Such an energy beam curable copolymer has the property of having both adhesiveness and energy beam curable properties. Details of the energy beam curable copolymer having an energy beam polymerizable group in the side chain are described in, for example, JP-A Nos. 5-32946 and 8-27239.
[0028]
When ultraviolet rays are used as energy rays, the polymerization curing time and the amount of light irradiation can be reduced by mixing a photopolymerization initiator.
Specific examples of such a photopolymerization initiator include benzophenone, acetophenone, benzoin, benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether, benzoin isopropyl ether, benzoin isobutyl ether, benzoin benzoic acid, methyl benzoin benzoate, benzoin dimethyl ketal, 2,4-diethylthioxanthone, α-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, benzyldiphenyl sulfide, tetramethylthiuram monosulfide, azobisisobutyronitrile, benzyl, dibenzyl, diacetyl, β-chloranthraquinone or 2,4,6 -Trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide and the like.
[0029]
The photopolymerization initiator is 1.5 to 4.5 parts by weight, preferably 2.4 to 3.8 parts by weight, based on the total of the components (A) + (B) or 100 parts by weight of the component (AB). It is preferable to use at a ratio of about.
The component (A + B or AB) is usually 15 to 100 parts by weight, preferably 18 to 70 parts by weight, particularly preferably 20 to 50 parts by weight based on 100 parts by weight of the thermosetting adhesive component (C) described below. Used in the amount of.
[0030]
The thermosetting adhesive component (C) is not cured by energy rays, but has a property of forming a three-dimensional network when heated and bonding the adherend firmly. Such a thermosetting adhesive component (C) is generally composed of a thermosetting resin such as epoxy, phenoxy, phenol, resorcinol, urea, melamine, furan, unsaturated polyester, and silicone, and an appropriate curing accelerator. Formed from. Various such thermosetting adhesive components are known, and various conventionally known thermosetting adhesive components can be used without any particular limitation in the present invention. As an example of such a thermosetting adhesive component, there can be mentioned an adhesive component comprising (C-1) an epoxy resin and (C-2) a thermally activated latent epoxy resin curing agent.
[0031]
As the epoxy resin (C-1), various conventionally known epoxy resins are used. Usually, those having a molecular weight of about 300 to 2000 are preferable, and a normal liquid having a molecular weight of 300 to 500, preferably 330 to 400 is preferred. It is desirable to use the epoxy resin in the form of a blend of a normal solid epoxy resin having a molecular weight of 400 to 2000, preferably 500 to 1500. Moreover, the epoxy equivalent of the epoxy resin preferably used in the present invention is usually 50 to 5000 g / eq. Specific examples of such an epoxy resin include glycidyl ethers of phenols such as bisphenol A, bisphenol F, resorcinol, phenyl novolak, and cresol novolac; glycidyl ethers of alcohols such as butanediol, polyethylene glycol, and polypropylene glycol; Glycidyl ethers of carboxylic acids such as phthalic acid, isophthalic acid and tetrahydrophthalic acid; glycidyl type or alkyl glycidyl type epoxy resins in which active hydrogen bonded to a nitrogen atom such as aniline isocyanurate is substituted with a glycidyl group; vinylcyclohexane diepoxide; 3,4-epoxycyclohexylmethyl-3,4-dicyclohexanecarboxylate, 2- (3,4-epoxy) cyclohexyl-5,5-spiro (3,4-epoxy) cyclohexane-m-di Examples include so-called alicyclic epoxides in which an epoxy is introduced, for example, by oxidizing a carbon-carbon double bond in the molecule, such as oxane.
[0032]
Among these, in the present invention, bisphenol glycidyl type epoxy resin, o-cresol novolak type epoxy resin and phenol novolak type epoxy resin are preferably used.
Furthermore, a dicyclopentadiene skeleton-containing epoxy resin having a dicyclopentadiene skeleton and a reactive epoxy group in the molecule may be used. Such a dicyclopentadiene skeleton-containing epoxy resin is usually solid in a normal state, and its softening point is preferably 40 to 90 ° C, more preferably 45 to 80 ° C, and particularly preferably about 50 to 70 ° C. is there. The molecular weight of the dicyclopentadiene skeleton-containing epoxy resin is preferably 430 to 3000, more preferably 700 to 2500, and particularly preferably 1000 to 2000. Furthermore, the epoxy equivalent of the dicyclopentadiene skeleton-containing epoxy resin is preferably 190 to 1000 g / eq, more preferably 200 to 800 g / eq, and particularly preferably 210 to 400 g / eq.
[0033]
Specific examples of the epoxy resin containing dicyclopentadiene skeleton include XD-1000-L (trade name: manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.), EXA-7200HH (trade name: manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc.), etc. Can be given. Such a cured product of a dicyclopentadiene skeleton-containing epoxy resin has a low water absorption, and thus can prevent package cracks during reflow. These epoxy resins can be used alone or in combination of two or more.
[0034]
The thermally activated latent epoxy resin curing agent (C-2) is a type of curing agent that does not react with the epoxy resin at room temperature but is activated by heating at a certain temperature or more and reacts with the epoxy resin.
The activation method of the thermally activated latent epoxy resin curing agent (C-2) includes a method of generating active species (anions and cations) by chemical reaction by heating; in the epoxy resin (C-1) near room temperature A method in which a dispersion is stably dispersed and dissolved with an epoxy resin at a high temperature to start a curing reaction; a method in which a molecular sieve encapsulated type curing agent is eluted at a high temperature to start a curing reaction; a method using a microcapsule, etc. Exists.
[0035]
These thermally activated latent epoxy resin curing agents can be used singly or in combination of two or more. Of these, dicyandiamide, an imidazole compound or a mixture thereof is particularly preferable.
The thermally activated latent epoxy resin curing agent (C-2) as described above is usually 0.1 to 20 parts by weight, preferably 0.5 to 15 parts by weight, based on 100 parts by weight of the epoxy resin (C-1). Parts, particularly preferably 1 to 10 parts by weight.
[0036]
The first adhesive layer 2 may further contain a coupling agent (D). It is desirable that the coupling agent (D) has a group that reacts with the functional groups of the above components (A) to (C), preferably the component (C).
In the coupling agent (D), it is considered that the organic functional group in the coupling agent reacts with the thermosetting adhesive component (C) (particularly preferably an epoxy resin) during the curing reaction, without impairing the heat resistance of the cured product. Adhesiveness and adhesion can be improved, and water resistance (moisture heat resistance) is also improved.
[0037]
The coupling agent (D) is preferably a silane (silane coupling agent) because of its versatility and cost merit. The coupling agent (D) is usually 0.1 to 20 parts by weight, preferably 0.5 to 15 parts by weight, particularly preferably 100 parts by weight of the thermosetting adhesive component (C). Is used in a proportion of 1 to 10 parts by weight.
[0038]
An organic polyvalent isocyanate compound, an organic polyvalent imine compound, or the like can also be added to the above adhesive to adjust the initial adhesive force and cohesive force before irradiation with energy rays.
Examples of the organic polyvalent isocyanate compounds include aromatic polyvalent isocyanate compounds, aliphatic polyvalent isocyanate compounds, alicyclic polyvalent isocyanate compounds, trimers of these polyvalent isocyanate compounds, Examples thereof include terminal isocyanate urethane prepolymers obtained by reacting a polyvalent isocyanate compound and a polyol compound. Specific examples of the organic polyvalent isocyanate compound include 2,4-tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate, 1,3-xylylene diisocyanate, and 1,4-xylene diisocyanate. Narate, diphenylmethane-4,4′-diisocyanate, diphenylmethane-2,4′-diisocyanate, 3-methyldiphenylmethane diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, dicyclohexylmethane-4,4 ′ -Diisocyanate, dicyclohexylmethane-2,4'-diisocyanate, lysine isocyanate and the like.
[0039]
Specific examples of the organic polyvalent imine compound include N, N′-diphenylmethane-4,4′-bis (1-aziridinecarboxamide), trimethylolpropane-tri-β-aziridinylpropionate, tetramethylol. Examples include methane-tri-β-aziridinylpropionate, N, N′-toluene-2,4-bis (1-aziridinecarboxamide) triethylenemelamine, and the like.
[0040]
The thickness of the first adhesive layer 2 composed of the above components is usually 3 to 100 μm, preferably 10 to 60 μm.
Adhesives composed of the above components have energy ray curable properties and heat curable properties, adhere to the substrate 1 during dicing and contribute to fixing the wafer, and during mounting. It can be used as an adhesive for bonding the chip and the die pad part. Finally, a cured product with high impact resistance can be obtained through thermal curing, and it has an excellent balance between shear strength and peel strength, and can maintain sufficient adhesive properties even under severe heat and humidity conditions. .
[0041]
In addition, the first adhesive layer 2 and the rigid layer 3 and the second adhesive layer 4 to be described later are further made of gold, for the purpose of imparting electrical conductivity or thermal conductivity after die bonding. Conductive or thermally conductive fillers such as silver, copper, nickel, aluminum, stainless steel, carbon, ceramic, nickel, aluminum, or the like coated with silver may be added. These additives may be blended at a ratio of about 10 to 400 parts by weight with respect to a total of 100 parts by weight of the components of each layer (excluding the additive). For the purpose of conductivity, all three layers including a rigid layer described later are selected from materials imparted with conductivity.
[0042]
Rigid layer 3
The rigid layer 3 is interposed between the adhesive layers 2 and 4 after die bonding, and is used to improve the storage elastic modulus as a whole.
As a thin layer film constituting such a rigid layer, a storage elastic modulus at −50 to 150 ° C. is 108Pa or more, preferably 109Pa or more, more preferably 1.2 × 109~ 9.9 × 1011Pa is desirable. Examples of the thin film include a thin film made of a curable resin, an engineering plastic film, and a metal foil.
[0043]
In the case of a curable resin, the storage elastic modulus at −50 to 150 ° C. after curing of the resin is 108It is necessary to be Pa or higher, and the storage elastic modulus before curing is not particularly limited.
The film thickness of the rigid layer 3 is not particularly limited, but is generally in the range of 10 to 300 μm, preferably 15 to 200 μm, particularly preferably 20 to 100 μm.
As the curable resin, for example, the above-described thermosetting adhesive component (C) is used, and an epoxy resin is particularly preferably used.
[0044]
In addition, the curable resin may contain the polymer component and a solvent in order to adjust the coating property and viscosity as necessary. As the polymer component, a polymer compound such as a polyacetal resin, a urethane resin, a polyester resin, or an acrylic resin, or the above-described adhesive component (A) may be used.
For example, when the thermosetting adhesive component (C) and the polymer component are used in combination, the polymer component is 10 to 100 parts by weight, preferably about 20 to 60 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the component (C). Used.
[0045]
Moreover, a storage elastic modulus can also be adjusted suitably by adding a filler to the said curable resin. As the filler, general-purpose fillers such as gold, silver, copper, nickel, aluminum, stainless steel, carbon, graphite, ceramic, glass, silica, and quartz are used. In particular, a high purity fused silica filler or a high purity synthetic silica filler is preferably used.
[0046]
Such a filler is preferably used in a proportion of about 100 to 2000 parts by weight, more preferably about 500 to 1000 parts by weight in 100 parts by weight of the curable resin.
Further, the curable resin may contain the above-described coupling agent or the like as necessary. Further, an organic polyvalent isocyanate compound, an organic polyvalent imine compound, or the like may be included in order to adjust the cohesive force and the like.
[0047]
The engineering plastic film which is another embodiment of the rigid layer 3 includes polyethylene naphthalate film, polyethylene terephthalate film, polybutylene terephthalate film, polyimide film, polyetherimide film, polyaramid film, polyether ketone film, polyether ether. A ketone film, a polyphenylene sulfide film, a poly (4-methylpentene-1) film, or the like is used. Among these, a polyimide film is preferably used.
[0048]
Examples of the metal foil which is still another embodiment of the rigid layer 3 include simple metals such as copper, iron, nickel, molybdenum and tungsten, brass (copper-zinc), bronze (copper-tin), and beryllium copper (copper-Be). , Co, Ag, Cr) and other copper alloys, stainless steel, iron alloys (ferroalloys) with Si, Mn, Cr, W, Mo, Ti, Ni, titanium alloys, magnesium alloys, etc. An alloy foil or the like is used. In particular, it is preferably made of copper or a copper alloy.
[0049]
First and second adhesive layers 2 and 4 are formed on both surfaces of the rigid layer 3. Therefore, in order to improve the adhesive strength between the layers, both sides of the rigid layer 3 may be subjected to corona treatment or primer treatment.
Second adhesive layer 4
The second adhesive layer 4 is used for fixing a wafer at the time of dicing and holding a cut and separated chip in a semiconductor device manufacturing method to be described later.
[0050]
Therefore, the adhesive which has been conventionally used for this kind of application is used without any particular limitation. However, it is preferable to have adhesiveness so that the wafer can be attached easily, and it is preferable to be made of a material that can be converted into a hard coating in order to contribute to an improvement in storage modulus after die bonding.
As a specific example of such an adhesive, for example, an adhesive composed of (A) an adhesive component and (C) a thermosetting adhesive component similar to the first adhesive layer 2 described above. You can give the agent. However, since it is not necessary to consider the peelability from the rigid layer 3, the energy ray curable component (B) may be blended or not blended.
[0051]
In this case, the component (C) is preferably used in a proportion of about 50 to 3000 parts by weight, more preferably about 100 to 2000 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the component (A). Further, if necessary, as in the case of the first adhesive layer 2, other components such as a coupling agent (D), a filler and an isocyanate compound may be included. The coupling agent (D) is preferably 0.1 to 20 parts by weight, more preferably 0.5 to 15 parts by weight, particularly preferably 1 to 10 parts per 100 parts by weight of the thermosetting adhesive component (C). Used in parts by weight.
[0052]
The thickness of the second adhesive layer 4 composed of the above components is usually 3 to 100 μm, preferably 10 to 60 μm.
Wafer dicing and bonding sheet
The wafer dicing / adhesion sheet 10 of the present invention is formed by laminating a first adhesive layer 2, a rigid layer 3, and a second adhesive layer 4 in this order on a substrate 1.
[0053]
The manufacturing method of the wafer dicing / adhesion sheet 10 is not particularly limited, and the first adhesive layer 2, the rigid layer 3, and the second adhesive layer 4 are sequentially laminated on the substrate 1. Alternatively, a laminate of the substrate 1 and the first adhesive layer 2 and a laminate of the rigid layer 3 and the second adhesive layer 4 are separately manufactured, You may laminate.
[0054]
In addition, before using the wafer dicing / adhesion sheet 10 of the present invention, a release film may be laminated on the upper surface of the sheet 10 in order to protect the second adhesive layer 4.
A ring frame fixing adhesive sheet 5 for fixing the ring frame 6 may be provided on the outer peripheral portion of the surface of the second adhesive layer 4.
[0055]
Manufacturing method of semiconductor device
Next, a method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention will be described. In the manufacturing method of the present invention, first, the wafer dicing / adhesion sheet 10 is fixed on the dicing apparatus by the ring frame 6, and one surface of the silicon wafer 7 is fixed to the second viscosity of the wafer dicing / adhesion sheet 10. It is placed on the adhesive layer 4 and lightly pressed to fix the wafer 7.
[0056]
Thereafter, when the energy ray curable component is contained in the first adhesive layer 2, the energy ray is irradiated from the substrate 1 side, and the cohesive force of the first adhesive layer 2 is increased. The adhesive force between the first adhesive layer 2 and the substrate 1 is lowered.
Next, the silicon wafer 7 is cut using a cutting means such as a dicing saw to obtain an IC chip 7 ′ (see FIG. 2). The cutting depth at this time is the sum of the thickness of the silicon wafer 7 and the thicknesses of the second adhesive layer 4, the rigid layer 3 and the first adhesive layer 2, and the wear of the dicing saw. Make it deeper.
[0057]
The energy beam irradiation may be performed after dicing, or may be performed after the following expanding step.
Then, if necessary, when the adhesive sheet 10 is expanded, the IC chip interval is expanded as shown in FIG. 3, and the IC chip can be picked up more easily.
[0058]
When the IC chip 7 ′ is picked up in this way, the cut second adhesive layer 4, rigid layer 3 and first adhesive layer 2 are fixed and left on the back surface of the IC chip. It can peel from the material 1 (refer FIG. 4).
Next, the IC chip 7 ′ is placed on the die pad portion through the first adhesive layer 2. The die pad portion is heated before placing the IC chip 7 'or immediately after placing. The heating temperature is usually 80 to 200 ° C., preferably 100 to 180 ° C., the heating time is usually 0.1 seconds to 5 minutes, preferably 0.5 seconds to 3 minutes, and the chip mount pressure is usually 1 kPa to 100 MPa.
[0059]
After the IC chip is mounted on the die pad portion and further heated, the first adhesive layer 2 and the second adhesive layer 4 are cured, and the IC chip and the die pad portion are firmly bonded. can do. When the rigid layer 3 is formed of a curable resin, at the same time, the curable resin is cured by heating and becomes the rigid layer 3. As the heat curing conditions in this case, the heating temperature is usually 80 to 200 ° C., preferably 100 to 180 ° C., and the heating time is usually 1 minute to 120 minutes, preferably 10 minutes to 90 minutes.
[0060]
As a result, in the obtained mounting product, since the adhesive which is a fixing means of the chip is cured and the rigid layer 3 is incorporated in the cured product, the storage elastic modulus of the fixing means is Sufficient package reliability and board mountability can be achieved even under extremely severe conditions.
In addition, the adhesive sheet of the present invention can be used for bonding semiconductor compounds, glass, ceramics, metals and the like in addition to the above-described usage methods.
[0061]
【The invention's effect】
According to the present invention as described above, an adhesive layer capable of smoothly performing a pasting operation on a semiconductor wafer and picking up an IC chip and forming a die bond layer having an excellent storage elastic modulus can be transferred to the back surface of the IC chip. A wafer dicing and bonding sheet is provided.
[0062]
【Example】
EXAMPLES The present invention will be described below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
In the following examples and comparative examples, “storage modulus”, “package reliability”, and “board mounting reliability” were evaluated as follows.
"Storage modulus"
The storage elastic modulus of the rigid layer 3 of the wafer dicing / adhesive sheet was measured in the range of −50 to 150 ° C. at a frequency of 11 Hz with a dynamic viscoelasticity measuring device (RHEOVIBRON DDV-II-EP, manufactured by Orientec Corp.).
[0063]
In Examples 4 and 5, the polyimide film and the electrolytic copper foil which are rigid layers were directly measured. Moreover, in Examples 1-3, 5, and 7 and Comparative Examples 1 and 2, the compound used as a rigid layer was apply | coated and dried on the peeling sheet, and the rigid layer before hardening with a dry film thickness of 50 micrometers was obtained. Next, it was cured by heating at 160 ° C. for 60 minutes, and the release sheet was peeled off to form a single rigid layer, and the storage elastic modulus was measured.
"Package reliability"
(1) Manufacture of semiconductor chips
For wafer dicing, the wafer dicing / adhesive sheets of Examples and Comparative Examples are attached to the polished surface of a # 2000 polished silicon wafer (100 mm diameter, 200 μm thick) using a tape mounter (Adwill RAD2500, manufactured by Lintec Corporation). Fixed to a ring frame (Disco, 2-6-1). Then, the ultraviolet-ray was irradiated from the base-material surface using the UV irradiation apparatus (The Lintec company make, Adwill RAD2000). Next, the wafer was diced into a chip size of 9.0 mm × 9.0 mm using a dicing apparatus (AWD-4000B, manufactured by Tokyo Seimitsu Co., Ltd.). The amount of cut during dicing was such that the substrate was cut by 10 μm. Then, it picked up with the needle from the wafer dicing and the adhesive sheet side, and picked up so that a chip might peel from the interface of a base material.
(2) Manufacture of IC packages
Substrate for IC package (a laminate of polyimide film (50 μm) and electrolytic copper foil (20 μm). Palladium plating and gold plating are sequentially patterned on the copper foil as a die pad part, and a solder resist with a height of 25 μm is further formed. The first adhesive layer side of the stacked chip was pressure-bonded to the die pad portion of the chip in a stacked state under the conditions of 120 ° C., 150 MPa, and 1 second to perform chip mounting. Thereafter, the adhesive layer and the rigid layer were cured by heating at 160 ° C. for 60 minutes. Furthermore, the side to which the chip of the substrate was attached was molded into a predetermined shape with a mold resin (containing biphenyl type epoxy resin and phenol novolac resin), and the resin was cured at 175 ° C. for 6 hours and sealed at high pressure. Next, a lead-free solder ball having a diameter of 0.5 μm was attached to the unsealed substrate side by a predetermined method to complete a BGA (Ball Grid Allay) type IC package.
(3) Evaluation of package reliability
The obtained IC package was left to stand for 168 hours at 85 ° C. and 60% RH for moisture absorption, and when IR reflow at a maximum temperature of 260 ° C. was performed twice, the presence or absence of floating / peeling of the bonded portion, package cracks The presence or absence of occurrence was evaluated by a scanning ultrasonic flaw detector and cross-sectional observation.
"Board mounting reliability"
The BGA type IC package created by the above “package reliability” was mounted on a mother board (a build-up wiring board laminated for high-density mounting using a BT resin) at 260 ° C. for 1 minute.
[0064]
The mother board on which the IC package was mounted was subjected to thermal shock at −40 and 125 ° C. (heating 1 minute, heating temperature holding 9 minutes, cooling 1 minute, cooling temperature holding 9 minutes as one cycle) for 1000 cycles. The presence or absence of a crack generated between the mother board and the IC package was evaluated by a scanning ultrasonic flaw detector and cross-sectional observation.
“Creation of wafer dicing and bonding sheets”
The following were used as the substrate, the adhesive layer, and the rigid layer.
Base material: A laminate of an ethylene / methacrylic acid copolymer film (thickness 60 μm) and an ethylene / methyl methacrylate copolymer film (thickness 40 μm, surface tension 35 dyn / cm) was used.
Adhesive: The composition of the first adhesive (base material side) and the second adhesive (wafer side) is shown in the table below. These are common to the examples and comparative examples. In the table, “parts” represents parts by weight.
[0065]
[Table 1]
Figure 0004067308
[0066]
Rigid layer: A resin, film or copper foil having the composition shown in the table below was used. In the table, “parts” represents parts by weight. Further, the thickness is 50 μm unless otherwise specified.
[0067]
[Table 2]
Figure 0004067308
[0068]
In addition, each component and material in the table are as follows.
(1) Adhesive component (A): weight average molecular weight obtained by copolymerizing 55 parts by weight of butyl acrylate, 10 parts by weight of methacrylic acid, 20 parts by weight of glycidyl methacrylate and 15 parts by weight of 2-hydroxyethyl acrylate A copolymer having 800,000 and a glass transition temperature of -28 ° C.
(2) Thermosetting adhesive component (C): a composition comprising the following components
Acrylic-dispersed bisphenol A liquid epoxy resin (Nippon Shokubai, BPA328): 20 parts
Dicyclopentadiene skeleton-containing solid epoxy resin (Dainippon Ink & Chemicals, EXA-7200HH): 20 parts
Dicyclopentadiene skeleton-containing solid epoxy resin (Nippon Kayaku, XD-1000-L): 20 parts
Hardener (Asahi Denka, Adeka Hardener 3636AS): 2 parts
Curing accelerator (manufactured by Shikoku Chemicals, Curesol 2PHZ): 2 parts
(3) Silane coupling agent (D): MKC silicate MSEP2 manufactured by Mitsubishi Chemical
(4) Polyisocyanate: an adduct of trimethylolpropane and toluylene diisocyanate
(5) UV curable adhesive component (A + B): a composition comprising the following components:
Said adhesive component (1): 15 parts
Energy ray curable component
Dipentaerythritol hexaacrylate (Nippon Kayaku, Karayad DPHA): 6 parts
Dicyclopentadiene skeleton-containing acrylate (Nippon Kayaku, Karayad R684): 6 parts
(6) Photopolymerization initiator
2,4,6-Trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide: 0.36 parts
(7) Phenoxy resin: Epicoat 4275 (Japan Epoxy Resin Co., Ltd.)
(8) Polyacetal resin: ESREC BL-1 (manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd.)
(9) High-purity fused silica filler: CUS-8I (Toshiba Ceramics, average particle size 8 μm)
(10) High-purity synthetic silica filler: SO-C2 (manufactured by Admatechs, Admafine, average particle size 0.5 μm)
(11) Polyimide film: Upilex 50S (50 μm thick, manufactured by Ube Industries)
(12) Electrolytic copper foil: Japan Energy, 35 μm thickness
[0069]
Examples 1-3, 6, 7
The first adhesive composition (see Table 1) is applied on the release surface of the release sheet for protection of the coated surface (manufactured by Lintec, 38 μm thick, SPPET3811), resulting in a dry film thickness of 30 μm. Thus, it applied and dried using the roll knife coater, and it laminated | stacked on the surface at the side of the ethylene-methyl methacrylate copolymer film of a 100-micrometer-thick base material. Next, on another release sheet (SPPET3811), the composition for the rigid layer (see Table 2) is applied and dried using a roll knife coater so that the dry film thickness becomes 50 μm, and the first viscosity is applied. While peeling the release sheet protecting the adhesive layer, the first adhesive layer and the rigid layer were laminated. Subsequently, the composition for the second adhesive layer (see Table 1) is applied onto another release sheet (SPPET3811) using a roll knife coater so that the dry film thickness is 20 μm. Then, while peeling the release sheet on the rigid layer surface, the rigid layer and the second adhesive layer were laminated to produce a wafer dicing / adhesive sheet.
[0070]
As the pressure-sensitive adhesive sheet for fixing the ring frame, a pressure-sensitive adhesive sheet in which 10 μm of an acrylic pressure-sensitive adhesive (M-4, manufactured by Lintec Co., Ltd.) having removability was formed on one surface of a polyvinyl chloride film having a thickness of 80 μm. This ring frame fixing pressure-sensitive adhesive sheet was cut into a circle having an inner diameter of 165 mm, and bonded to the base surface of the ring frame fixing pressure-sensitive adhesive sheet with the second adhesive layer of the wafer dicing / adhesion sheet prepared above. . Next, the wafer is cut into a diameter of 207 mm so as to be concentric with the circular cutout portion of the ring frame fixing adhesive sheet, and the wafer dicing / adhesion sheet and the ring frame fixing adhesive sheet as shown in FIG. I made a thing.
[0071]
Examples 4 and 5
The first adhesive composition (see Table 1) was applied and dried on the release treatment surface of the release sheet (SPPET3811) using a roll knife coater so that the dry film thickness was 30 μm. It laminated | stacked on the surface at the side of the ethylene-methyl methacrylate copolymer film of a 100-micrometer-thick base material. Next, on a separate release sheet (SPPET3811), the composition for the second adhesive layer (see Table 1) was applied and dried using a roll knife coater so that the dry film thickness was 20 μm. And laminated on a rigid layer (see Table 2). Subsequently, while peeling off the release sheet protecting the first adhesive layer, the first adhesive layer and the rigid layer are bonded with a laminator, and the wafer dicing / adhesion sheet is attached. Created.
[0072]
Subsequently, in the same manner as in Example 1, a laminate of the wafer / dicing bonding sheet and the adhesive sheet for fixing the ring frame as used in FIG. 1 was prepared.
Using the wafer dicing / adhesion sheet having the above-described configuration, “storage modulus”, “package reliability”, and “board mounting reliability” were evaluated. The results are shown in Table 3.
[0073]
[Table 3]
Figure 0004067308
[0074]
[Comparative Example 1]
A wafer dicing / adhesion sheet made of the same material as in Example 1 was prepared except that the rigid layer was not used. The results are shown in Table 4.
[0075]
[Comparative Example 2]
A wafer dicing / adhesion sheet made of the same material as in Example 1 was prepared except that the rigid layer and the first adhesive layer were not used. The results are shown in Table 4.
[0076]
[Table 4]
Figure 0004067308

[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows one step in a method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention.
FIG. 2 shows one step of a method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention.
FIG. 3 shows a step of the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention.
FIG. 4 shows a step of the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention.
[Explanation of symbols]
1 ... Base material
2 ... 1st adhesive layer
3 ... Rigid layer
4 ... Second adhesive layer
5 ... Adhesive sheet for fixing the ring frame
6 ... Ring frame
7 ... Semiconductor wafer
7 '... IC chip
10 ... Wafer dicing adhesive sheet

Claims (6)

基材上に、前記基材表面からの剥離が可能な第１の粘接着剤層、剛直層および第２の粘接着剤層がこの順に積層してなるウエハダイシング・接着用シートであって、
前記基材の前記第１の粘接着剤層に接する面の表面張力が４０ dyn ／ cm 以下であり、かつ、
前記剛直層が、硬化後の−５０〜１５０℃での貯蔵弾性率が１０ 8 Ｐａ以上である硬化性樹脂からなる薄層膜から構成される
ことを特徴とするウエハダイシング・接着用シート。A wafer dicing / adhesion sheet in which a first adhesive layer, a rigid layer, and a second adhesive layer that can be peeled off from the substrate surface are laminated in this order on a substrate. And
The surface tension of the surface in contact with the first adhesive layer of the substrate is 40 dyn / cm or less, and
The wafer dicing and bonding , wherein the rigid layer is composed of a thin layer film made of a curable resin having a storage elastic modulus at -50 to 150C after curing of 10 < 8 > Pa or more. Sheet. 基材上に、前記基材表面からの剥離が可能な第１の粘接着剤層、剛直層および第２の粘接着剤層がこの順に積層してなるウエハダイシング・接着用シートであって、A wafer dicing / adhesion sheet in which a first adhesive layer, a rigid layer, and a second adhesive layer that can be peeled off from the substrate surface are laminated in this order on a substrate. And
前記基材の前記第１の粘接着剤層に接する面の表面張力が４０The surface tension of the surface in contact with the first adhesive layer of the substrate is 40 dyndyn ／/ cmcm 以下であり、かつ、And
前記剛直層が、−５０〜１５０℃での貯蔵弾性率が１０The rigid layer has a storage modulus of 10 at -50 to 150 ° C. 88 Ｐａ以上である薄層膜から構成されるConsists of a thin film that is Pa or higher
ことを特徴とするウエハダイシング・接着用シート。A wafer dicing and bonding sheet characterized by the above. 前記剛直層が、エンジニアリングプラスチックからなることを特徴とする請求項２に記載のウエハダイシング・接着用シート。The wafer dicing / bonding sheet according to claim 2, wherein the rigid layer is made of an engineering plastic. 前記剛直層が、金属箔であることを特徴とする請求項２に記載のウエハダイシング・接着用シート。The rigid layer is, wafer dicing adhesive sheet according to claim 2, characterized in that a metal foil. 基材上に、第１の粘接着剤層、硬化後の−５０〜１５０℃での貯蔵弾性率が１０ 8 Ｐａ以上である硬化性樹脂からなる薄層膜から構成される剛直層および第２の粘接着剤層がこの順に積層してなるウエハダイシング・接着用シートの第２の粘接着剤層に、半導体ウエハを貼着し、
前記半導体ウエハをダイシングしてＩＣチップとし、
前記ＩＣチップ裏面に第２の粘接着剤層、剛直層、第１の粘接着剤層を固着残存させて基材から剥離し、
前記ＩＣチップをダイパッド部上に前記第１の粘接着剤層を介して熱圧着することを特徴とする半導体装置の製造方法。On the substrate, a first adhesive layer, a rigid layer composed of a thin film made of a curable resin having a storage elastic modulus at −50 to 150 ° C. after curing of 10 8 Pa or more, and a first layer The semiconductor wafer is adhered to the second adhesive layer of the wafer dicing / adhesive sheet in which the two adhesive layers are laminated in this order,
The semiconductor wafer is diced into an IC chip,
The second adhesive layer, the rigid layer, and the first adhesive layer remain fixed on the back surface of the IC chip and peeled off from the base material.
A method of manufacturing a semiconductor device, comprising: thermocompression bonding the IC chip onto a die pad portion via the first adhesive layer. 基材上に、第１の粘接着剤層、−５０〜１５０℃での貯蔵弾性率が１０On the substrate, the first adhesive layer, the storage elastic modulus at −50 to 150 ° C. is 10 88 Ｐａ以上である薄層膜から構成される剛直層および第２の粘接着剤層がこの順に積層してなるウエハダイシング・接着用シートの第２の粘接着剤層に、半導体ウエハを貼着し、A semiconductor wafer is attached to the second adhesive layer of the wafer dicing / adhesive sheet in which a rigid layer composed of a thin film of Pa or more and a second adhesive layer are laminated in this order. Wearing,
前記半導体ウエハをダイシングしてＩＣチップとし、The semiconductor wafer is diced into an IC chip,
前記ＩＣチップ裏面に第２の粘接着剤層、剛直層、第１の粘接着剤層を固着残存させて基材から剥離し、The second adhesive layer, the rigid layer, and the first adhesive layer remain fixed on the back surface of the IC chip and peeled off from the substrate.
前記ＩＣチップをダイパッド部上に前記第１の粘接着剤層を介して熱圧着することを特徴とする半導体装置の製造方法。A method of manufacturing a semiconductor device, comprising: thermocompression bonding the IC chip onto a die pad portion via the first adhesive layer.
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