JP4851434B2 - チップ保護用フィルム - Google Patents

Description

本発明は、チップ保護用フィルムに関し、特に、フェースダウン（ｆａｃｅ ｄｏｗｎ）方式で実装される半導体チップの裏面を保護するためのチップ保護用フィルムに関する。

近年、集積回路等の半導体素子の実装技術として、ダイシング前のウエハ状態のままでパッケージングを行い、最終段階で、チップ単位に切断されるＷＬ−ＣＳＰ（Ｗａｆｅｒ Ｌｅｖｅｌ Ｃｈｉｐ Ｓｉｚｅ Ｐａｃｋａｇｅ）の実用化が進んでいる。ＷＬ−ＣＳＰにおいては、ベアチップとほぼ同サイズで配線長が短いことから、小型・薄型・高速という特徴を有しており、例えば携帯電話向けのＣＳＰとして採用されている。

このようなＷＬ−ＣＳＰは、次のような工程を経て製造される。
（１）半導体ウエハの回路形成面の所定位置にバンプを形成する。
（２）半導体ウエハの裏面を所定の厚さまで研削し、研磨する。
（３）別途、半導体パッケージ基板（再配線、あるいはＩｎｔｅｒｐｏｓｅｒともいう）としてバンプ付きテープ基板を準備し、このテープ基板と半導体ウエハとを貼り合わせる。具体的には、テープ基板に形成されたバンプと、半導体ウエハの回路形成面に形成されたバンプとを直接接続する。このとき、半導体ウエハは、その回路形成面がテープ基板に向いた、いわゆるフェースダウン方式でテープ基板に実装される。
（４）リングフレームに貼り付けられたダイシングシートに半導体ウエハの裏面を固定し、ダイシングソーによりチップ単位に切断した後、ダイシングシートからピックアップする。

以上の工程により、半導体チップと同サイズのＣＳＰが得られる。ＣＳＰは、その後、半導体パッケージ基板に設けられた半田ボールを介して、実装基板であるマザーボード等に接続、実装される。

上記のようなＣＳＰにおいては、半導体チップの裏面が外部に露出した状態で実装される。このため、チップ裏面を保護・補強するための保護膜を、チップ裏面に簡便に形成できる技術の開発が望まれている。

また、上記ウエハ裏面の研削及び研磨では、機械的ストレスによって、ウエハ裏面に微小な筋状のキズが形成される。この状態で半導体ウエハのダイシング及びパッケージングを行うと、欠け（チッピング）が発生し易い。チッピングが発生すると、チップの抗折強度が低下してしまう。従来、このような微小なキズを除くために、研削及び研磨後にケミカルエッチングを行う場合があるが、ケミカルエッチングは、設備費、運転費を要するためコスト増の原因となる。
したがって、研削及び研磨によってウエハ裏面に微小なキズが形成されたとしても、このキズに起因するチッピングの発生を抑制する技術の開発が望まれている。

このような要望に対して、例えば、特許文献１には、剥離シートと、剥離シートの剥離面上に形成された熱硬化性成分またはエネルギー線硬化性成分と、バインダーポリマーとからなる保護膜形成層とを有するチップ用保護膜形成用シートが開示されている。特許文献１では、このチップ用保護膜形成用シートの保護膜形成層を半導体ウエハ裏面に貼り付け、保護膜形成層から剥離シートを剥離した後、加熱またはエネルギー線照射により保護膜形成層を硬化し、ウエハ及び保護膜形成層を回路毎にダイシングすることが記載されている。

また、特許文献２には、熱硬化性成分及び／又はエネルギー線硬化性成分からなる硬化性保護膜形成層を有し、この硬化性保護膜形成層の硬化後の弾性率（２３℃）が３．０×１０^９〜５．０×１０^１１Ｐａの範囲にあることを特徴とするチップ用保護膜形成用シートが開示されている。
特許第３５４４３６２号公報 特開２００４−２１４２８８号公報

上記のようなチップ用保護膜形成用シートを用いることで、チップ裏面を保護・補強することが可能となる。また、機械研削によってウエハ裏面に微小なキズが形成されたとしても、チップ保護用フィルムをダイシング前のウエハ裏面に貼り付けることで、ダイシングの際のチッピングの発生を抑制することが可能となる。

しかしながら、ウエハ裏面の研削及び研磨の際に発生したキズをチップ用保護用フィルムで覆っても、実際にはダイシングの際にチッピングが発生する場合があり、チップの抗折強度を充分に確保することができない。

上記特許文献２には、硬化後の硬化性保護膜形成層の弾性率を増加させることで、チップに対する保護機能が付与されることが記載されているが、硬化膜の弾性率と、チッピングの抑制効果との間には有意な相関は認められず、チップの抗折強度の向上には有効ではない。

そこで、本発明は、ウエハをダイシングする際のチッピングの発生を抑制し、チップの抗折強度を向上させることができるチップ保護用フィルムを提供することを課題とする。

本発明者らは、上記の課題に対して、鋭意検討した結果、硬化性保護膜形成層の硬化後の鉛筆硬度を５Ｈ以上とすることが、チッピングの低減に非常に有効であることを見出し、本発明を完成した。

すなわち、本発明のチップ保護用フィルムは、ウエハの裏面に貼合して硬化させることにより保護膜を形成する硬化性保護膜形成層を有し、前記保護膜が貼付されたウエハをダイシングして保護膜付きのチップを得るために用いるチップ保護用フィルムであって、前記硬化性保護膜形成層は、硬化後の鉛筆硬度が５Ｈ以上であることを特徴とする。硬化後の鉛筆硬度は７Ｈ以上であることがより好ましい。

前記硬化性保護膜形成層は、バインダーポリマー成分と、硬化性成分とを含有することができ、さらにフィラーを含有していてもよい。

前記バインダーポリマー成分は、ポリアミド系ブロック共重合体であることが好ましく、このポリアミド系ブロック共重合体は、フェノール性水酸基含有芳香族ポリアミドオリゴマーと、ポリブタジエン／アクリロニトリル共重合体とから形成されることが好ましい。

また、硬化性保護膜形成層は、前記硬化性成分として、熱硬化性成分及び／又はエネルギー線硬化性成分を含むことが好ましい。熱硬化性成分としては、エポキシ樹脂を好適に使用できる。

本発明のチップ保護用フィルムによれば、硬化性保護膜形成層の硬化後の鉛筆硬度を５Ｈ以上とすることで、ウエハをダイシングする際のチッピングの発生を抑制することができ、チップの抗折強度を向上させることができる。

以下に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１及び図２は、剥離シート上に硬化性保護膜形成層を有する本発明のチップ保護用フィルムの二つの例を示したものである。図１は、硬化性保護膜形成層２の両面に剥離シート１を仮着させた構成であり、図２は、硬化性保護膜形成層２の片面に剥離シート１を仮着させた構成である。
以下に、剥離シートと硬化性保護膜形成層の構成について説明する。また、このチップ保護用フィルムの製造方法と使用方法についても、説明する。

＜剥離シート＞
剥離シートは、チップ保護用フィルムの取り扱い性を良くする目的で、また硬化性保護膜形成層を保護する目的で用いられる。
剥離シートとしては、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、ポリ塩化ピニルフィルム、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・酢酸ビニル共重合体フィルム、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、フッ素樹脂フィルム等が用いられる。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。

特に、硬化性保護膜形成層２の硬化後に剥離シートの剥離を行う場合には、耐熱性に優れたポリメチルペンテンフィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリイミドフィルムが好適に用いることができる。

剥離シートの表面張力は、４０ｍＮ／ｍ以下であることが好ましく、３５ｍＮ／ｍ以下であることがより好ましい。このような表面張力の低い剥離シートは、材質を適宜に選択して得ることが可能であり、またシートの表面にシリコーン樹脂等を塗布して離型処理を施すことで得ることもできる。

剥離シートの膜厚は、通常は５〜３００μｍ、好ましくは１０〜２００μｍ、特に好ましくは２０〜１５０μｍ程度である。

＜硬化性保護膜形成層＞
硬化性保護膜形成層２は、所定の硬化処理によって硬化し、ＪＩＳ Ｋ ５６００−５−４に基づく鉛筆硬度が５Ｈ以上、より好ましくは７Ｈ以上の硬度を有する保護膜を形成する。このような鉛筆硬度を有することで、半導体ウエハをダイシングする際のチッピングの発生を抑制することができ、チップの抗折強度を向上させることが可能となる。

硬化性保護膜形成層２の構成成分としては、硬化後の保護膜が上記鉛筆硬度を有する限り特に限定されないが、例えば、バインダーポリマー成分と、硬化性成分とを含有することができる。さらに、フィラー、染料及び／又は顔料、及びその他の成分を含有していてもよい。これらの成分について、以下に説明する。

−バインダーポリマー成分−
バインダーポリマー成分としては、例えば、ポリアミド系ブロック共重合体、アクリル系共重合体、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、及びゴム系ポリマー等を用いることができる。これらの中でも、特に、ポリアミド系ブロック共重合体及びアクリル系共重合体が好ましい。

前記ポリアミド系ブロック共重合体は、アミノアリール基を両末端基とするフェノール性水酸基含有芳香族ポリアミドオリゴマーと、両末端にカルボキシル基を含有するポリブタジエン／アクリロニトリル共重合体とを反応させることにより、形成することができる。このブロック共重合体は、例えば特開平６−２９９１３３号公報に記載されているものを使用できる。

本発明において、フェノール水酸基含有芳香族オリゴマーに対するポリブタエン／アクリロニトリル共重合体の比は重量比で２／８〜８／２が好ましく、４／６〜６／４がより好ましい。
ポリアミド系ブロック共重合体（Ａ）中のフェノール性水酸基を有するフェノール成分の含有量はフェノール当量として、１０００〜１００００ｇ／ｅｑが好ましく、３０００〜６０００ｇ／ｅｑがより好ましい。

上記の両末端にアミノアリール基を有するフェノール性水酸基含有芳香族ポリアミドオリゴマーは、芳香族ジアミン成分と芳香族ジカルボン酸成分との縮重合により、合成される。芳香族ジアミン成分または芳香族ジカルボン酸成分中に、水酸基を有する芳香族ジアミンまたは水酸基を有する芳香族ジカルボン酸を混入させることにより、フェノール性水酸基含有芳香族ポリアミドオリゴマーを製造できる。また、オリゴマーの両末端基をアミノアリール基化するには、芳香族ジアミン成分を芳香族ジカルボン酸成分よりも過剰量で縮重合反応することにより、容易に達成できる。

上記の芳香族ジアミン成分としては、たとえば、ｍ−フェニレンジアミン、ｐ−フェニレンジアミン、ｍ−トリレンジアミン、４，４’−ジアミノジフェニルエーテル、３，３’−ジメチル−４，４’−ジアミノジフェニルエーテル、３，４’−ジアミノジフェニルエーテル、４，４’−ジアミノジフェニルチオエーテル、３，３’−ジメチル−４，４’−ジアミノジフェニルチオエーテル、３，３’−ジエトキシ−４，４’−ジアミノジフェニルチオエーテル、３，３’−ジアミノジフェニルチオエーテル、４，４’−ジアミノベンゾフェノン、３，３’−ジメチル−４，４’−ジアミノベンゾフェノン、３，３’−ジアミノジフェニルメタン、４，４’−ジアミノジフェニルメタン、３，３’−ジメトキシ−４，４’−ジアミノジフェニルチオエーテル、２，２’−ビス（３−アミノフェニル）プロパン、２，２’−ビス（４−アミノフェニル）プロパン、４，４’−ジアミノジフェニルスルフォキサイド、４，４’−ジアミノジフェニルスルフォン、ベンチジン、３，３’−ジメチルベンチジン、３，３’−ジメトキシベンチジン、３，３’−ジアミノビフェニル、ｐ−キシリレンジアミン、ｍ−キシリレンジアミン、ｏ−キシリレンジアミン、２，２’−ビス（３−アミノフェノキシフェニル）プロパン、２，２’−ビス（４−アミノフェノキシフェニル）プロパン、１，３−ビス（４−アミノフェノキシフェニル）ベンゼン、１，３’−ビス（３−アミノフェノキシフ）プロパン、４，４’−（ｐ−フェニレンジイソプロピリデン）ビスアニリンなどが挙げられる。
ただし、これらにのみ限定されるものではない。また、これらはその１種または２種以上を混合して用いてもよい。

上記のジカルボン酸成分としては、たとえば、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、４，４’−オキシ二安息香酸、４，４’−ビフェニルジカルボン酸、３，３’−、メチレン二安息香酸、４，４’−メチレン二安息香酸、４，４’−チオ二安息香酸、３，３’−カルボニル二安息香酸、４，４’−カルボニル二安息香酸、４，４’−スルフォニル二安息香酸、１，５−ナフタレンジカルボン酸、１，４−ナフタレンジカルボン酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸、１，２−ナフタレンジカルボン酸などが挙げられる。
ただし、これらにのみ限定されるものではない。また、これらはその１種または２種以上を混合して用いてもよい。

上記の水酸基を有する芳香族ジアミンとしては、たとえば、３，３’−ジヒドロキシ−４，４’−ジアニリン、２，２−ビス（３’−アミノ−４−ヒドロキシフェニル）プロパン、２，４−ジヒドロキシ−１，５−ジアミノベンゼン、５−ヒドロキシ−１，３−ジアミノベンゼンなどが挙げられる。
また、上記の水酸基を有する芳香族ジカルボン酸としては、たとえば、５−ヒドロキシイソフタル酸、４−ヒドロキシイソフタル酸、２−ヒドロキシイソフタル酸、３−ヒドロキシイソフタル酸、２−ヒドロキシテレフタル酸などが挙げられる。
ただし、これらの水酸基を有する芳香族ジアミンまたは水酸基を有する芳香族ジカルボン酸にのみ限定されるものではない。

このように合成される両末端にアミノアリール基を有するフェノール性水酸基含有芳香族ポリアミドオリゴマーと、両末端にカルボキシル基を持つポリブタジエン／アクリロニトリル共重合体とを縮重合させることにより、本発明に用いるポリアミド系ブロック共重合体を合成することができる。
上記のポリブタジエン／アクリロニトリル共重合体は、両末端にカルボキシル基を導入させるための公知の方法で合成されるものを使用できる。各成分の平均重合度は後述する式１中の平均重合度（ｘ，ｙ）を有するものを使用できる。

上記の縮重合は、従来の公知の方法により、行うことができる。たとえば、カルボキシル基とアミノ基間との直接脱水重縮重合法、カルボキシル基をチオニルクロライドなどで酸クロライド化したのちにアミンと反応させる重合方法、亜燐酸エステルとピリジンによる縮重合触媒を使用する合成方法などが好ましく用いられる。

このような縮重合により形成されるポリアミド系ブロック共重合体は、例えば、つぎの構造式１で表される。ポリアミド系ブロック共重合体の引っ張り強度、引っ張り弾性率などの物性を考慮すると、式１中、平均重合度ｘ、ｙ、ｚ、ｌ、ｍおよびｎは、ｘ＝３〜７、ｙ＝１〜４、ｚ＝５〜１５、ｌ＋ｍ＝２〜２００の整数を示すものであり、ｍ／（ｍ＋ｌ）≧０．０４であるのが好ましい。ｌ及びｎは１以上の整数を示す。

構造式（１）

一方、アクリル系共重合体としては、エポキシ基含有アクリル共重合体を使用することが好ましい。このエポキシ基含有アクリル共重合体は、エポキシ基を有するグリシジルアクリレート又はグリシジルメタクリレートを０．５〜６質量％含む。ウエハとの高い接着力を得るためには、０．５質量％以上が好ましく、６質量％以下であればゲル化を抑制できる。上記エポキシ基含有アクリル共重合体のＴｇとしては、−１０℃以上３０℃以下であることが好ましい。

官能基モノマーとして用いるグリシジルアクリレート又はグリシジルメタクリレートの量は０．５〜６質量％の共重合体比であるが、その残部はメチルアクリレート、メチルメタクリレートなどの炭素数１〜８のアルキル基を有するアルキルアクリレート、アルキルメタクリレート、およびスチレンやアクリロニトリルなどの混合物を用いることができる。これらの中でもエチル（メタ）アクリレート及び／又はブチル（メタ）アクリレートが特に好ましい。混合比率は、共重合体のＴｇを考慮して調整することが好ましい。重合方法は特に制限が無く、例えば、パール重合、溶液重合等が挙げられ、これらの方法により共重合体が得られる。このようなエポキシ基含有アクリル共重合体としては、例えば、ＨＴＲ−８６０Ｐ−３（ナガセケムテックス株式会社製、商品名）が挙げられる。

アクリル系共重合体の重量平均分子量は、５万以上、特に２０万〜１００万の範囲にあるのが好ましい。分子量が低すぎるとシート形成が不十分となり、高すぎると他の成分との相溶性が悪くなり、結果としてフィルム形成が妨げられる。

−硬化性成分−
硬化性成分としては、熱硬化性成分及び／又はエネルギー線硬化性成分を用いることができる。

（熱硬化性成分）
熱硬化性成分としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、ベンゾオキサジン樹脂等およびこれらの混合物が挙げられる。特に本発明では、エポキシ樹脂、フェノール樹脂ならびにこれらの混合物が好ましく用いられる。

本発明において使用されるエポキシ樹脂は、硬化して接着作用を呈するものであれば特に制限はないが、二官能基以上で、好ましくは重量平均分子量が５０００未満、より好ましくは３０００未満のエポキシ樹脂が使用できる。また、好ましくは重量平均分子量が５００以上、より好ましくは８００以上のエポキシ樹脂が使用できる。エポキシ当量としては通常５０〜５０００ｇ／ｅｑである。

このようなエポキシ樹脂としては、例えば、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、ビスフェノールＳ型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、脂肪族鎖状エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡノボラック型エポキシ樹脂、ビフェノールのジグリシジリエーテル化物、ナフタレンジオールのジグリシジリエーテル化物、フェノール類のジグリシジリエーテル化物、アルコール類のジグリシジルエーテル化物、及びこれらのアルキル置換体、ハロゲン化物、水素添加物などの二官能エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂が挙げられる。また、多官能エポキシ樹脂や複素環含有エポキシ樹脂等、一般に知られているものを適用することもできる。これらは単独で又は二種類以上を組み合わせて使用することができる。さらに、特性を損なわない範囲でエポキシ樹脂以外の成分が不純物として含まれていてもよい。

熱硬化性成分としてエポキシ樹脂を用いる場合には、硬化剤として、たとえば、フェノール系樹脂を使用できる。フェノール系樹脂としては、アルキルフェノール、多価フェノール、ナフトール等のフェノール類とアルデヒド類との縮合物等が特に制限されることなく用いられる。これらのフェノール系樹脂に含まれるフェノール性水酸基は、エポキシ樹脂のエポキシ基と加熱により容易に付加反応して、耐衝撃性の高い硬化物を形成できる。

フェノール系樹脂には、フェノールノボラック樹脂、ｏ−クレゾールノボラック樹脂、ｐ−クレゾールノボラック樹脂、ｔ−ブチルフェノールノボラック樹脂、ジシクロペンタジエンクレゾール樹脂、ポリパラビニルフェノール樹脂、ビスフェノールＡ型ノボラック樹脂、あるいはこれらの変性物等が好ましく用いられる。

その他、硬化剤として、熱活性型潜在性エポキシ樹脂硬化剤を使用することもできる。この硬化剤は、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

活性化方法としては、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。

熱活性型潜在性エポキシ樹脂硬化剤としては、各種のオニウム塩や、二塩基酸ジヒドラジド化合物、ジシアンジアミド、アミンアダクト硬化剤、イミダゾール化合物等の高融点活性水素化合物等を挙げることができる。本発明において好ましく使用されるイミダゾール化合物としては、例えば、２−メチルイミダゾール、２−エチル−４−メチルイミダゾール、１−シアノエチル−２−フェニルイミダゾール、１−シアノエチル−２−フェニルイミダゾリウムトリメリテート等が挙げられ、これらは１種又は２種以上を併用することもできる。イミダゾール化合物は、例えば、四国化成工業（株）から、２Ｅ４ＭＺ，２ＰＺ−ＣＮ，２ＰＺ−ＣＮＳという商品名で市販されている。

（エネルギー線硬化性成分）
エネルギー線硬化性成分は、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からなるものである。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、重量平均分子量が１００〜３００００の範囲、より好ましくは３００〜１００００の範囲にあるものが用いられる。

エネルギー線硬化性成分としては、例えば、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、ポリエステル型またはポリエーテル型のウレタンアクリレートオリゴマー、ポリエステルアクリレート、ポリエーテルアクリレート、エポキシアクリレート等が挙げられる。

これらの中でも、紫外線硬化型樹脂が特に好ましい。具体的には、エポキシアクリレート、ウレタンアクリレートオリゴマー、及びオリゴエステルアクリレート等が好ましく、硬度、耐熱性、接着性等の面からエポキシアクリレートが特に好ましい。

硬化性成分としてエネルギー線硬化性成分を用いる場合は、光重合開始剤を添加してもよい。硬化性保護膜形成層２に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。

光重合開始剤としては、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、アシルホスフィンオキシドなどが挙げられる。

これらの中でも、３５０ｎｍ以上の長波長域の光も吸収し、染料及び顔料を添加した系でも硬化可能なアシルホスフィンオキシドが特に好ましい。アシルホスフィンオキシドとしては、特に、下記構造式（２）で表される２,４,６−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシドを用いることが好ましい。

構造式（２）

−フィラー−
フィラーとしては、結晶シリカ、合成シリカ等のシリカや、アルミナ、ガラスバルーン等の無機フィラーがあげられる。硬化性保護膜形成層２に無機フィラーを添加することにより、硬化後の保護膜の硬度を向上させることができる。また、硬化後の保護膜の熱膨張係数をウエハの熱膨張係数に近づけることができ、これによって加工途中のウエハの反りを低減することができる。フィラーとしては合成シリカが好ましく、特に半導体装置の誤作動の要因となるα線の線源を極力除去したタイプの合成シリカが最適である。フィラーの形状としては、球形、針状、無定型タイプのものいずれも使用可能であるが、特に最密充填の可能な球形のフィラーが好ましい。

硬化性保護膜形成層２に配合されるフィラーの添加量は、フィラーの種類により様々であるが、バインダーポリマー成分及び硬化性成分の合計１００質量部に対して、５０〜１５００質量部、好ましくは１００〜５００質量部程度が適当である。硬化性保護膜形成層２中のフィラーをこのような配合比で添加し、熱硬化処理及び／又はエネルギー線照射し硬化性成分を十分に硬化させることによって、硬化後の鉛筆硬度を調整することができる。また、硬化後の保護膜の熱膨張係数をウエハの熱膨張係数に近づけることができる。

−染料および顔料−
保護膜形成層２は、着色されていてもよい。保護膜形成層２の着色は、顔料、染料等を配合することで行われる。保護膜形成層２を着色することで、保護膜形成層２に品番等のレーザーマーキングを行う場合のマークの認識性の向上、及び外観の向上を図ることができる。このような顔料としては、カーボンブラックや、各種の無機顔料が例示できる。またアゾ系、インダスレン系、インドフェノール系、フタロシアニン系、インジゴイド系、ニトロソ系、ザンセン系、オキシケトン系などの各種有機顔料があげられる。

これらの添加量は、その種類により様々であるが、ポリマー及び硬化性成分及びフィラーの合計１００質量部に対して、０．１〜１０質量部、好ましくは０．５〜３質量部程度が適当である。また、硬化前の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、有機金属キレート化合物等の架橋剤を添加することもできる。

−その他の成分−
硬化性保護膜形成層２には、上記成分のほかに、必要に応じて、架橋剤、カップリング剤、帯電防止剤、酸化防止剤、難燃剤、応力緩和剤としてブタジエン系ゴムやシリコーンゴム等を含有させることができる。また、エポキシ樹脂やその熱硬化のためのフェノール樹脂及び潜在性硬化剤を含有させてもよい。

架橋剤は、硬化前の凝集力を調節するためのものであり、有機多価イソシアナート化合物、有機多価イミン化合物、有機金属キレート化合物等が挙げられる。

カップリング剤は、硬化被膜の耐熱性を損なわずに、接着性や密着性を向上させ、また耐水性（耐湿熱性）も向上させる。カップリング剤には、その汎用性とコスト面等から、シラン系（シランカップリング剤）が好ましい。

硬化性保護膜形成層２の厚さは、一定の硬度を確保するために、５〜２００μｍであることが好ましく、１０〜５０μｍであることがより好ましい。

＜製造方法＞
次に、本発明のチップ保護用フィルムの製造方法の一例について説明する。
まず、剥離シートの剥離面上に、保護膜形成層を構成する各成分を含む組成物をロールナイフコーター、グラビアコーター、ダイコーター、リバースコーターなどの一般に公知の方法に準じて直接または転写によって塗布、乾燥させ、剥離シート上に硬化性保護膜形成層を形成する。硬化性保護膜形成層の組成物は、必要により、溶剤に溶解しまたは分散させて塗布してもよい。次に、保護膜形成層の上に、別の剥離シートを貼り合わせる。これにより、図１に示す３層構成のチップ保護用フィルムを得ることができる。

＜使用方法＞
本発明のチップ保護用フィルムの使用用途としては、チップ保護用途であれば特に限定されないが、例えば、ＷＬ−ＣＳＰ用のチップ裏面保護用途に用いることができる。
この場合、まず、一方の剥離シートを剥離し、硬化性保護膜形成層をウエハの裏面に４０℃以上、０．０５〜０．５ＭＰａで加熱・加圧した状態で貼り合わせ、フィルムをウエハサイズに切断する。次に、他方の剥離シートを剥離し、加熱炉を用いて１５０℃、１時間で加熱し、硬化性保護膜形成層を硬化させる。硬化性保護膜形成層を構成する硬化性成分としてエネルギー線硬化性成分を含む場合は、加熱硬化処理に先だって、あるいは、加熱硬化処理に変えて、例えばＵＶランプを用いて、１００〜２０００ｍＪ／ｃｍ² の紫外線を照射し、硬化性保護膜形成層を硬化させる。これにより、ウエハ裏面に保護膜を形成することができる。その後、得られた保護膜付きウエハをダイシングすることにより、保護用フィルムで保護されたチップを得ることができる。

次に、本発明を実施例に基づきさらに詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。

（実施例１〜５および比較例１〜４）
表１及び表２に示した各成分の配合により、硬化性保護膜形成層用の塗布液を調製した。
なお、表１及び表２における数値の単位はいずれも質量部である。また、表１及び表２における各成分の符号は下記のとおりである。

Ａ１：ポリマー成分１〔重量平均分子量８０万、ガラス転移温度−１０℃のアクリル系共重合体〕
Ａ２：ポリマー成分２〔フェノール性水酸基含有芳香族ポリアミドオリゴマーＡ_１とポリブタジエン／アクリロニトリル共重合体Ａ_２とから形成されるポリアミド系ブロック共重合体、重量平均分子量５万〕
Ｂ１：熱硬化性成分１〔エポキシ当量１８０〜２００の液状ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂〕
Ｂ２：熱硬化性成分２〔エポキシ当量２１０〜２３０のｏ−クレゾールノボラック型エポキシ樹脂〕
Ｂ３：エネルギー線硬化性成分（ノボラック型エポキシアクリレート系樹脂、重量平均分子量７００）
Ｃ１：硬化剤１〔ジシアンジアミド〕
Ｃ２：硬化剤２〔イミダゾール化合物（２−フェニル４，５−ジヒドロキシメチルイミダゾール〕
Ｄ：光重合開始剤（２,４,６−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド、吸収波長３８０〜４１０ｎｍ）
Ｅ：シリカ〔平均粒径２μｍの球状合成シリカ〕
Ｆ：染料及び顔料〔黒色顔料（アゾ系）〕

次に、上記の各塗布液を、厚さが５０μｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムからなる剥離シートの上に、乾燥膜厚が３０μｍとなるように１３０℃／３分で塗布乾燥したのち、その上に上記と同じ別の剥離シートを貼り合わせ、剥離シート／硬化性保護膜形成層／剥離シートからなる３層構成のチップ保護用フィルムを作製した。

各チップ保護用フィルムについて、下記の方法により、硬化後のフィルムの鉛筆硬度、弾性率、フィルムをウエハに貼り付けてダイシングした際のチッピング、及びチップの抗折強度を測定した。比較例１については、フィルムを使用せずに、ウエハのみでダイシングした。これらの結果を、表１及び表２に併せて示す。

＜鉛筆硬度＞
一方の剥離シートを剥離し、硬化性保護膜形成層をウエハ（厚さ６００μｍ、未研磨）に７０℃で貼り合わせ、フィルムをウエハ形状に切断した。その後、他方の剥離シートを剥離し、加熱炉を用いて１５０℃、１時間で加熱し、硬化性保護膜形成層を硬化させた。その後、ＪＩＳ規格：Ｋ５６００−５−４に基づき室温（２５℃）での硬化した保護膜形成層の鉛筆硬度を測定した。

＜弾性率＞
チップ保護用フィルムを所定の大きさに切り抜き、１５０℃、１時間で加熱し、硬化性保護膜形成層を硬化させた。両側の剥離フィルムを剥離し、得られたフィルムを粘弾性測定装置（引張モード、周波数１０Ｈｚ、昇温速度１０℃／ｍｉｎ）で弾性率を測定した。

＜チッピング＞
♯２０００の砥石で研削した６インチウエハ（厚さ１５０μｍ）の研削面に、一方の剥離シートを剥離した硬化性保護膜形成層を７０℃で貼り合わせ、フィルムをウエハ形状に切断した。その後、他方の剥離シートを剥離し、加熱炉を用いて１５０℃、１時間加熱して硬化性保護膜形成層を硬化させた。得られた保護フィルム付きウエハ（比較例１では、保護フィルムなし）をダイシングテープ上にマウントし、リングフレームに固定し、ダイサー（東京精密社製、ＡＷＤ−４０００、Ｄｉｓｃｏ社製ダイシングブレード２７ＨＥＤＤ）を用いて裏カット速度１００ｍｍ／ｓｅｃ、回転数３００００ｒｐｍ、ダイシングテープへの切り込み量３０μｍの条件で、５ｍｍ×５ｍｍにダイシングした。
その後、ダイシングテープの背面からチップを突き上げ、チップを剥離した。剥離したチップ側面のチッピングを顕微鏡で１０個観察し、最も大きかったチッピング深さを測定し、その値をチッピング値とした。

＜抗折強度＞
チッピング評価と同様にして得られたチップの抗折強度を３点曲げ試験により測定した（測定個数Ｎ＝２０）。測定条件は以下の通りである。
チップサイズ：５ｍｍ×５ｍｍ
支点間距離：３．５ｍｍ
スピード：０．５ｍｍ／ｍｉｎ
押し治具先端Ｒ：０．３ｍｍ

比較例１では、フィルムがないため、チッピングが発生した。比較例２〜４では、フィルムの鉛筆硬度が低いため、フィルム有りでもチッピングの低減効果は見られなかった。比較例１〜４では、チッピングを抑制できなかったため、抗折強度が１２Ｎ程度と低い。特に、比較例３、４では、実施例１〜５と同じ弾性率を有しているにも関わらず、鉛筆硬度が本発明の範囲を外れていることから、チッピングを抑制できなかった。このことから、硬化膜の弾性率と、チッピングの抑制効果との間には相関がなく、弾性率が高くてもチップの抗折強度の向上には有効ではないことがわかる。
これに対し、鉛筆硬度が５Ｈ以上の実施例１〜５では、明らかにチッピングを抑制でき、抗折強度も１４Ｎ以上と向上できることが確認された。

本発明のチップ保護用フィルムの一例を示す断面図である。 本発明のチップ保護用フィルムの他の例を示す断面図である。

符号の説明

１ 剥離シート
２ 硬化性保護膜形成層

Claims (8)

1. ウエハの裏面に貼合して硬化させることにより保護膜を形成する硬化性保護膜形成層を有し、前記保護膜が貼付されたウエハをダイシングして保護膜付きのチップを得るために用いるチップ保護用フィルムであって、
   前記硬化性保護膜形成層は、硬化後の鉛筆硬度が５Ｈ以上であることを特徴とするチップ保護用フィルム。
2. 硬化後の鉛筆硬度が７Ｈ以上である硬化性保護膜形成層を有することを特徴とする請求項１に記載のチップ保護用フィルム。
3. 前記硬化性保護膜形成層は、バインダーポリマー成分と硬化性成分とを含有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のチップ保護用フィルム。
4. 前記硬化性保護膜形成層は、さらにフィラーを含有することを特徴とする請求項３に記載のチップ保護用フィルム。
5. 前記バインダーポリマー成分は、ポリアミド系ブロック共重合体であることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載のチップ保護用フィルム。
6. 前記ポリアミド系ブロック共重合体は、フェノール性水酸基含有芳香族ポリアミドオリゴマーとポリブタジエン／アクリロニトリル共重合体とから形成されることを特徴とする請求項５に記載のチップ保護用フィルム。
7. 前記硬化性成分として、熱硬化性成分及び／又はエネルギー線硬化性成分を含むことを特徴とする請求項３から請求項６のいずれか１項に記載のチップ保護用フィルム。
8. 前記熱硬化性成分が、エポキシ樹脂であることを特徴とする請求項７に記載のチップ保護用フィルム。