JP5032740B2 - 半導体部材の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、半導体部材の製造方法に係り、特に、粘着シートに貼り付けた半導体部材をチップ状にダイシングしても該半導体部材をみだりに飛散させず、ダイシング時の糊の掻き上げを起こさせず、さらにダイシング後にチップ化された半導体部材をピックアップする時に、周辺チップをばらけさせることなくピックアップすることが出来る半導体部材の製造方法に関する。

半導体部材をダイシングにする際に用いられる粘着シートおよびこれを用いた半導体装置の製造方法として、特許文献１が知られている。

特許第３４１０２０２号

特許文献１記載のウエハ貼付用粘着シートおよびこれを用いた半導体装置の製造方法は、アクリル酸エステルにＯＨ基含有重合性単量体を共重合させ、特定数の不飽和結合を有する放射線重合性化合物を配合させるものである。この技術においては、特定数の不飽和結合を有する放射線重合性化合物を配合させることにより、封止樹脂の剥離、パッケージクラックの発生を抑制するものである。

しかしながら、この技術では、チップサイズ１０ｍｍ□程度のダイシングには好適であるが、チップサイズ５ｍｍ□程度の最近要求されている微小化のダイシングを行うと、ダイシング時にチップ飛びや糊の掻き上げが生じたり、放射線照射後の突上げピンによるピックアップ作業時に周辺チップがばらけたりする課題が発生した。

本発明は、ダイシング時にチップ飛びや糊の掻き上げが生じず、放射線照射後の突上げピンによるピックアップ作業時に周辺チップがばらけない半導体部材用粘着シートを提供することにある。

請求項１にかかる発明は、半導体部材用粘着シートをパッケージ成形用モールド樹脂によりモールドされた半導体部材に貼り付け、半導体部材をダイシングする半導体部材の製造方法であって、半導体部材用粘着シートが、フイルム状の基材と、基材の少なくとも一方の面に形成された放射線硬化型粘着剤層を有する半導体部材用粘着シートであり、放射線硬化型粘着剤が、アクリル粘着剤１００質量部と、不飽和結合を２個以上有する放射線重合性化合物４０〜２００質量部及び硬化剤０．０３〜２０質量部を有する樹脂組成物で形成され、アクリル粘着剤が（メタ）アクリル酸エステルとカルボキシル基含有重合性単量体と水酸基含有重合性単量体とを共重合したものであり、不飽和結合を２個以上有する放射線重合性化合物の５〜９０質量％が不飽和結合を４個以上有し、水酸基含有重合性単量体がアクリル粘着剤の０．２〜１０質量％含有され、カルボキシル基含有重合性単量体がアクリル粘着剤の０．２〜１５質量％含有されている半導体部材用粘着シートである半導体部材の製造方法である。

請求項２にかかる発明は、硬化剤がイソシアネート化合物である請求項１記載の半導体部材の製造方法である。

請求項３にかかる発明は、不飽和結合を４個以上有する放射線重合性化合物がウレタンアクリレートオリゴマである請求項１又は請求項２記載の半導体部材の製造方法である。

本発明の効果は、ダイシング時にチップ飛びや糊の掻き上げが生じず、放射線照射後の突上げピンによるピックアップ作業時に周辺チップがばらけないことである。

アクリル粘着剤として、（メタ）アクリル酸エステルとカルボキシル基含有重合性単量体と水酸基含有重合性単量体とを共重合したものとしたのは、カルボキシル基含有重合性単量体と水酸基含有重合性単量体の２種をアクリル酸エステルに共重合させることにより、カルボキシル基成分が被着体（半導体部材）への相互作用により粘着性を向上させ半導体部材をチップ状にダイシングしても該半導体部材をみだりに飛散させず、水酸基成分が硬化剤との反応により架橋点として働き粘着剤自身の凝集性を向上させ、ダイシング時の糊の掻き上げを起こさせなくすためである。

（メタ）アクリル酸エステルの重合性単量体としては、例えば、ブチル（メタ）アクリレート、２−ブチル（メタ）アクリレート、ｔ−ブチル（メタ）アクリレート、ペンチル（メタ）アクリレート、オクチル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、ノニル（メタ）アクリレート、デシル（メタ）アクリレート、ラウリル（メタ）アクリレート、およびこれらの２種以上の混合物が挙げられる。

カルボキシル基含有重合性単量体としては、例えば、（メタ）アクリル酸、（メタ）アクリル酸β−カルボキシエチル、イタコン酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸、３−（メタ）アクリロイルプロピオン酸などが挙げられる。これらのうち好ましいものは、（メタ）アクリル酸である。

カルボキシル基含有重合性単量体の割合は、０．２〜１５質量％であり、好ましくは０．５〜１１質量％である。０．２質量％より低い値の場合は目的とする粘着性が得られずダイシング時にチップ飛びが発生し、１５質量％より高い値の場合は粘着剤自身が固くなりすぎてダイシング時にチップ飛びが発生する。

水酸基含有重合性単量体としては、例えば、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシブチル（メタ）アクリレートなどが挙げられる。これらのうち好ましいものは、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレートである。

水酸基含有重合性単量体の割合は、アクリル粘着剤の０．２〜１０質量％であり、好ましくは０．５〜８質量％である。０．２質量％より低い場合は硬化剤との架橋反応が十分に得られず、糊の掻き上げが発生する。１０質量％より高い場合は粘着剤自身が固くなりすぎてダイシング時にチップ飛びが発生する。

これらの重合性単量体を重合して得られる（メタ）アクリル酸エステル共重合体の重量平均分子量は、１０万〜１６０万であり、好ましくは１５万〜１００万である。

また、この他のアクリル粘着剤の共重合成分としては、例えばメチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、イソプロピル（メタ）アクリレート、トリデシル（メタ）アクリレート、ミリスチル（メタ）アクリレート、セチル（メタ）アクリレート、ステアリル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）アクリレート、スチレン、ビニルトルエン、酢酸アリル、（メタ）アクリロニトリル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、バーサテイク酸ビニル、ビニルエチルエーテル、ビニルプロピルエーテル、ビニルイソブチルエーテルなどがある。

放射線硬化型粘着剤に配合される「不飽和結合を２個以上有する放射線重合性化合物」は、放射線を照射することによって分子内に２個以上ある不飽和結合（炭素−炭素二重結合）を三次元網状化させて粘着剤自体の粘着力を低下させるために採用した。「不飽和結合を２個以上有する放射線重合性化合物」の配合量は、４０質量部より少ないと放射線照射による硬化性が不十分となってピックアップ性が悪くなり、２００質量部を超えると凝集性が低下して糊の掻き上げやピックアップ時のチップばらけが発生してしまうため、４０〜２００質量部であり、好ましくは５０〜１８０質量部である。

「不飽和結合を２個以上有する放射線重合性化合物」は、その組成物中、「不飽和結合を４個以上有する放射線重合性化合物」を５質量％より少なくすると放射線照射による硬化性が十分でなくなりピックアップ性が悪くなり、９０質量％より多くすると放射線照射による硬化性が高くなり過ぎピックアップ時のチップばらけが生じるため、「不飽和結合を４個以上有する放射線重合性化合物」の配合比は５〜９０質量％であり、好ましくは１０〜８０質量％である。

不飽和結合を２個以上有する放射線重合性化合物としては、例えばアクリレート化合物、ポリエステルアクリレートオリゴマ、エポキシアクリレートオリゴマ、ウレタンアクリレートオリゴマがある。アクリレート化合物としては、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、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、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、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、シアヌル酸トリエチルアクリレートがある。

ウレタンアクリレートオリゴマは、ポリオール化合物、例えばエチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ペンタンジオール、グリセリン、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン、ペンタエリスリトールなどと、多価イソシアネート化合物、例えば２,４−トリレンジイソシアネート、２,６−トリレンジイソシアネート、１,３−キシレンジイソシアネート、１,４−キシレンジイソシアネート、ジフェニルメタン４,４−ジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネートなどを反応させて得られる末端イソシアネートウレタンプレポリマに、ヒドロキシ基を有する（メタ）アクリレート、例えば２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコール（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、グリシドールジ（メタ）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などを反応させて得られる。

不飽和結合を４個以上有する放射線重合性化合物としてのアクリレート化合物としては、例えば、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサメタアクリレート、ジペンタエリスリトールヒドロキシペンタアクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート、ペンタエリスリトールエトキシテトラアクリレートがある。

不飽和結合を４個以上有する放射線重合性化合物としてのウレタンアクリレートオリゴマとしては、ポリオール化合物、例えばエチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ペンタンジオール、グリセリン、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン、ペンタエリスリトールなどと、多価イソシアネート化合物、例えば２,４−トリレンジイソシアネート、２,６−トリレンジイソシアネート、１,３−キシレンジイソシアネート、１,４−キシレンジイソシアネート、ジフェニルメタン４,４−ジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネートなどを反応させて得られる末端イソシアネートウレタンプレポリマに、ヒドロキシ基を有する多価（メタ）アクリレート、例えば、ペンタエリスリトールトリアクリレート、グリシドールジ（メタ）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などを反応させて得られる化合物が上げられる。

硬化剤は、粘着剤組成物の凝集性を高めるために採用されるものであり、その配合量は、０．０３〜２０質量部、好ましくは０．０５〜１６質量部である。具体的にはイソシアネート化合物、エポキシ化合物、メチロール化合物、キレート化合物、アジリジン化合物の単体又は混合体があり、このうち、イソシアネート硬化剤が好ましい。イソシアネート硬化剤が好適な理由は、水酸基含有重合性単量体の水酸基との反応性が高く、これにより電子部材用粘着シートのエイジング期間短縮を図れるためである。

イソシアネート化合物としては、２,４−トリレンジイソシアネート、２,６−トリレンジイソシアネート、１,３−キシレンジイソシアネート、１,４−キシレンジイソシアネート、ジフェニルメタン４,４−ジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、およびこれらのアダクトタイプのもの等がある。エポキシ化合物としては、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、ビスフェノールＡジグリシジルエーテル、ビスフェノールＦジグリシジルエーテル、フタル酸ジグリシジルエステル、ダイマー酸ジグリシジルエーテル、トリグリシジルイソシアヌレート、ジグリセロールトリグリシジルエーテル、ソルビトールテトラグリシジルエーテル、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラグリシジルｍ−キシレンジアミン、１’３−ビス（Ｎ，Ｎ−ジグリシジルアミノメチル）シクロヘキサン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラグリシジルジアミノジフェニルメタンがある。メチロール化合物としては、メラミン、フェノールがある。

本発明の粘着剤組成物には、本発明の目的が損なわれない範囲で、従来公知の添加剤、例えば放射線重合開始剤、粘着付与剤、軟化剤、老化防止剤、充填剤、放射線吸収剤及び光安定剤を適宜選択して添加してもよい。

フイルム状の基材としては、用途に応じて従来公知の合成樹脂を適宜選択して使用でき、具体的にはポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、エチレンビニルアルコールがあり、その厚みは、用途に応じて適宜選択でき、シート状だけでなく、フイルム状も含めることができる。

放射線としては、紫外線、電子線があり、電子線としてはα線、β線、γ線、中性子線がある。

本発明で用いられるパッケージ成形用モールド樹脂によりモールドされた半導体部材としては、具体的にはＢＧＡ（ボール・グリッド・アレイ）基盤がある。

以下、本発明の実施例について、比較例と対比しつつ、表１を参照しながら説明する。

表１のダイシング性は、実施例・比較例にかかる粘着シートを、パッケージ成形用モールド樹脂によりモールドされた半導体部材に気泡が入らないよう貼り付け、１０分放置後に５ｍｍ□にダイシングし、この作業を５回繰り返した際に飛んだチップの数を１００個あたりに換算した数（チップ飛び数）である。この値は、作業上、数値が小さいほど良く、０が好ましい。

表１の粘着力は、実施例・比較例にかかる粘着シートを、パッケージ成形用モールド樹脂によりモールドされた半導体部品に気泡が入らないよう貼り付け、ＪＩＳ Ｚ ０２３７に準じてＵＶ（紫外線）照射前後に測定したものである。ＵＶ（紫外線）照射前は、５．０Ｎ／２０ｍｍ以上でなければならず、ＵＶ照射後は０．３Ｎ／２０ｍｍ以下でなければならない。ＵＶ照射は、光量１５０ｍＪ／ｃｍ^２の照射である。

表１の糊の掻上げは、実施例・比較例にかかる粘着シートを、パッケージ成形用モールド樹脂によりモールドされた半導体部材に気泡が入らないよう貼り付け、１０分放置後に５ｍｍ□にダイシングし、この作業を５回繰り返した際のチップ総数１００個に対し、チップ側面に１０００倍の顕微鏡にて糊の付着を確認したものである。チップ側面に糊の付着が１個も確認されなかったものを○、確認されたものを×とした。

表１のピックアップ性は、実施例・比較例にかかる粘着シートを、パッケージ成形用モールド樹脂によりモールドされた半導体部材に気泡が入らないよう貼り付け、１０分放置後に５ｍｍ□にダイシングし、この作業を５回繰り返した際のチップ総数１００個に対しピックアップ作業を行い、ピックアップ出来なかった個数を測定した。ピックアップミスが１個もないものを○、１個でもあるものを×とした。

表１のチップばらけは、実施例・比較例にかかる粘着シートを、パッケージ成形用モールド樹脂によりモールドされた半導体部材に気泡が入らないよう貼り付け、１０分放置後に５ｍｍ□にダイシングし、この作業を５回繰り返した際のチップ総数１００個に対しピックアップ作業を行い、周辺チップのばらけを確認したものである。チップのばらけが１個も確認されなかったものを○、１個でも確認されたものを×とした。

本発明にかかる実施例１の粘着シートは、基材としての厚さ１５０μｍのポリエチレン製シートと、基材の一方の面に、厚さ２５μｍの粘着剤層である。粘着剤層の組成は、表１の粘着剤組成物の欄に示すように、（メタ）アクリル酸エステル共重合体１００質量部、放射線重合性化合物としての不飽和結合を２個以上有する放射線重合性化合物１００質量部、硬化剤としてのジフェニルメタン４,４−ジイソシアネート３質量部、表外の放射線重合開始剤のうちの紫外線重合開始剤としてのチバガイギー製イルガキュア１８４を３質量部配合したものである。（メタ）アクリル酸エステル共重合体は、重合する際にカルボキシル基含有重合性単量体であるアクリル酸０．５質量％、水酸基含有重合性単量体である２−ヒドロキシエチルアクリレート６質量％を配合したものである。放射線重合性化合物は不飽和結合を４個有する４官能ウレタンアクリレートオリゴマ５０質量％、不飽和結合を２個有する２官能ジエチレングリコールジアクリレート５０質量％とした。なお、後述する他の実施例、比較例は、特に言及する部分以外は、本実施例と同様である。

本実施例１における粘着シートはダイシング性がよく（チップ飛び：０個／１００個）、ＵＶ照射前後の粘着力も適正であり、糊の掻上げやピックアップ時の周辺チップばらけはなく良好であった。

実施例２は、実施例１のカルボキシル基含有重合性単量体であるアクリル酸を６質量％、水酸基含有重合性単量体である２−ヒドロキシエチルアクリレートを０．５質量％に変更したものであり、実施例３は、実施例１のアクリル酸を６質量％、２−ヒドロキシエチルアクリレートを６質量％にし、放射線重合性化合物量を７０質量部に変更したものである。実施例４は、実施例３の放射線重合性化合物量を１７０質量部に変更したものであり、実施例５は、実施例３の放射線重合性化合物を１００質量部にし、不飽和結合を４個以上有する化合物を１０質量％に変更したものであり、実施例６は、実施例５の不飽和結合を４個以上有する化合物量を７０質量％に変更したものであり、さらに実施例７は、実施例１の硬化剤をエポキシ化合物のＮ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラグリシジルｍ−キシレンジアミンにしたものである。

これら実施例は、いずれも、良好な特性値を得た。

次に比較例について説明する。比較例１は実施例１における放射線重合性化合物量を３５質量部にしたものであり、比較例２は実施例１における放射線重合性化合物量を２２０質量部にしたものである。比較例３は実施例１における不飽和結合を４個以上有する放射線重合性化合物量を３質量％にしたものであり、比較例４は実施例１における不飽和結合を４個以上有する放射線重合性化合物量を９５質量％にしたものである。比較例５は実施例１の硬化剤を配合しなかったものであり、比較例６は実施例１の硬化剤を２５質量部配合したものである。比較例７は実施例１におけるアクリル酸を０．１質量％にしたものであり、比較例８は実施例１におけるアクリル酸を１７質量％にしたものである。比較例９は実施例１における２−ヒドロキシエチルアクリレート量を０．１質量％にしたものであり、比較例１０は実施例１における２−ヒドロキシエチルアクリレート量を１７質量％にしたものである。

比較例１及び２が示すように、放射線重合性化合物量が少なすぎると、ダイシング性、粘着力及びピックアップ性のいずれも悪く、多すぎると、糊の掻上げやチップばらけが生じた。比較例３及び４が示すように、「４個以上の不飽和結合を有する放射線重合性化合物の質量％」が少なすぎると、ＵＶ照射後の粘着力が高すぎると共にピックアップ性が悪く、多すぎると、チップばらけが生じた。比較例５及び６が示すように、硬化剤を配合しないと糊の掻き上げが生じ、配合し過ぎるとチップ飛びとチップばらけが生じた。比較例７及び８が示すように、カルボキシル基含有単量体の質量％が少なすぎても多すぎてもダイシング性及びＵＶ照射前の粘着力が悪かった。比較例９及び１０が示すように、水酸基含有単量体の質量％が少なすぎると糊の掻上げが生じ、多すぎるとダイシング性及びＵＶ照射前の粘着力が悪かった。

本発明にかかる半導体部材の製造方法は、一枚の板状体に複数個作成された半導体部材を個々にダイシングされる際及びダイシング後にピックアップされる際、当該板状体の背面に貼り付けられるものである。

Claims (3)

1. 半導体部材用粘着シートをパッケージ成形用モールド樹脂によりモールドされた半導体部材に貼り付け、半導体部材をダイシングする半導体部材の製造方法であって、半導体部材用粘着シートが、フイルム状の基材と、基材の少なくとも一方の面に形成された放射線硬化型粘着剤層を有する半導体部材用粘着シートであり、
   放射線硬化型粘着剤が、アクリル粘着剤１００質量部と、不飽和結合を２個以上有する放射線重合性化合物７０〜１７０質量部及び硬化剤０．０３〜２０質量部を有する樹脂組成物で形成され、アクリル粘着剤が（メタ）アクリル酸エステルとカルボキシル基含有重合性単量体と水酸基含有重合性単量体とを共重合したものであり、
   不飽和結合を２個以上有する放射線重合性化合物の１０〜７０質量％が不飽和結合を４個以上有し、水酸基含有重合性単量体がアクリル粘着剤の０．５〜６質量％含有され、カルボキシル基含有重合性単量体がアクリル粘着剤の０．５〜６質量％含有されている半導体部材用粘着シートである半導体部材の製造方法。
2. 硬化剤がイソシアネート化合物である請求項１記載の半導体部材の製造方法。
3. 不飽和結合を４個以上有する放射線重合性化合物がウレタンアクリレートオリゴマである請求項１又は請求項２記載の半導体部材の製造方法。