JP5427369B2 - 半導体製造テープ用基材フィルム - Google Patents

Description

本発明は、半導体製造工程テープ用基材フィルム、特に半導体ウエハなどを素子小片に切断分離（ダイシング）する際に、該半導体ウエハ等の被切断体を固定するための粘着テープ用の基材フィルムに関する。

Ｓｉ、ＧａＡｓなどの半導体ウエハは、大径の状態で、素子(チップ)小片に切断分離（ダイシング）され、さらにマウント工程に移される。この際、半導体ウエハ（以下、「ウエハ」という）は粘着テープに貼り付けられた状態で、ダイシング、洗浄、エキスパンディング、ピックアップ、マウンティングの各工程が加えられる。

ダイシング工程では、回転する丸刃によってウエハを切断するが、切断の際にウエハを保持する粘着テープの内部にまで及んで切込を行なうフルカットと呼ばれる切断方法が主流となってきている。フルカットでは粘着テープの内部まで切込が行なわれているため、粘着テープに用いられた基材フィルムのプラスチック自身がその摩擦熱により溶融状態となり、ダイシング後のダイシングライン上に、プラスチックの糸状の切断屑が発生し、後工程において、プラスチックの糸状の切断屑が付着した状態でウエハがマウント、封止されると半導体素子の信頼性を著しく低下させるという問題がある。

また、上記工程において、基材フィルムは、高温下にさらされる可能性があり、さらにエキスパンド工程においては、引っ張り力を受けるため、耐熱性、柔軟性が求められる。

ところで、基材フィルムには、従来より塩化ビニル系樹脂フィルムが使用されてきたが、塩化ビニル系樹脂フィルムは、塩素イオンによるウエハを腐食させるおそれがあり、また、フィルムに柔軟性を付与するために大量の添加された可塑剤がウエハに移行してウエハを汚染したり、基材フィルムの粘着剤に移行してその粘着力を低下させ、ダイシング時に粘着テープからチップがはがれて飛散するという問題があった。

そこで、上記問題点を解決するため、塩化ビニル系樹脂に代わり、オレフィン系樹脂の使用についての検討が進んでいる。例えば、出願人の以前の出願にかかる特開２００７−３０３１３号公報には、ＭＦＲが５.０未満のアタクチックポリプロピレン１０〜５０重量％と、ＭＦＲが５.０未満で融点が１３５℃以上のポリプロピレン９０〜５０重量％とを含むポリプロピレン系樹脂層と、少なくとも１層のポリエチレン系樹脂層とが積層された半導体製造テープ用基材フィルムが記載されている。（以下、「従来技術１」という）

また、特開２００１−７２９４７号公報には、２種以上のポリマー（軟質オレフィン系樹脂、硬質系オレフィン樹脂）からなる半相溶性又は非相溶性のポリマーブレンドで構成されたダイシング用粘着シートが記載されている。（以下、「従来技術２」という）

従来技術１によれば、製膜性、耐熱性に優れ、ダイシング時の糸状屑の発生を抑えることができたが、ポリプロピレン系樹脂層と、ポリエチレン系樹脂層との異種の積層構造のため、層間剥離の虞があり、製造にコストがかかるという問題がある。

また、従来技術２のような２種以上のポリマー（軟質オレフィン系樹脂、硬質系オレフィン樹脂）からなる半相溶性又は非相溶性のポリマーブレンドで構成されたダイシング用粘着シートでは、ポリマー同士の分散性がよくないため、柔軟性に劣る傾向がある。

一般に、オレフィン系樹脂は柔軟性を付与すると耐熱性が劣り、耐熱性に重点をおくと柔軟性を付与しづらいという問題がある。
特開２００７−３０３１３号公報 特開２００１−７２９４７号公報

本発明は、以上の諸点を考慮し、オレフィン系樹脂からなり、製膜性がよく、ダイシング時に切断屑が発生せず、柔軟性と耐熱性をあわせ持つ半導体製造テープ用基材フィルムを提供することを課題とする。

上記の課題を解決するために、本発明者らは、種々検討を行ったところ、まず、基材フィルムの主成分となるポリプロピレンとして結晶化度４０％以上、メルトフローレイト（ＭＦＲ）が５以上のランダムポリプロピレンを用いることにより、耐熱性を有し、ダイシング時に切断屑が発生しないことを見出した。

そして、上記のような物性値を有するランダムポリプロピレンに対して、特定の貯蔵弾性率を有するポリプロピレンエストラマーを所定量添加することにより、耐熱性を維持しつつ柔軟性を付与することができることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明は、ポリプロピレンと、ポリプロピレン系エラストマーとを含む単層の半導体製造テープ用基材フィルムであって、
ポリプロピレンは、結晶化度が４０％以上、２３０℃×２．１６ＫｇにおけるＭＦＲが５以上であり、
ポリプロピレン系エラストマーは、１００℃における貯蔵弾性率が１〜１０ＭＰａであり、ヤング率が１５ＭＰａ以下であり、
ポリプロピレン１００重量部に対して２５〜５０重量部添加されたものである。

以下、本発明を完成するに至った検討結果について、詳細に述べる。
＜ポリプロピレン系樹脂の選定＞
ポリプロピレン系樹脂には、ホモポリマーとコポリマーがあり、コポリマーには、さらにランダムポリマーとブロックポリマーがある。

「ホモポリマー」とは、ポリプロピレンモノマーだけが結合したものであり、「ランダムコポリマー」とは、ポリプロピレンモノマーの分子鎖の中に他のモノマーが、モノマー単位、またはそれに近い単位で不規則に結合したものであり、「ブロックコポリマー」とは、プロピレンモノマーの分子鎖の中に他のモノマーの分子鎖が結合されたものである。

表１に、各ポリマーの主な性質について示す。

発明者の検討によると、基材フィルムにホモプロピレン（ＰＰ）やブロックポリプロピレンを使用した場合には、耐熱性、ダイシング特性（切削くずを出さない）は有するものの柔軟性に劣り、軟質化剤として後述のポリプロピレンエラストマーを添加しても、目的の柔軟性を得ることが出来なかった。また、透明性、製膜性に劣るという傾向があった。
そこで、本発明においては、ポリプロピレンとして、製膜性およびコスト面で優位性を保ち、かつ軟質化を図ることができるランダムポリプロピレンを主成分として採用することとした。

＜結晶化度＞
ポリマーには、分子が規則正しく並ぶ部分（結晶性領域）と、乱れている部分（非晶性領域）が共存しているもの（結晶性）と、そのほとんどが乱れているもの（非晶性）とがあり、前者の代表例としては、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレートなどがあり、後者の代表例としては、ポリスチレン、ポリカーボネート、メタクリル樹脂などがある。

出願人の検討によると、結晶化度が４０％未満であると耐熱性に劣ることから、本発明においては結晶化度４０％以上のポリプロピレンを使用する。結晶化度は高ければ高いほど耐熱性を向上できるが、高くなると柔軟性に劣るため、好ましくは４０〜６０％である。

＜メルトフローレイト（ＭＦＲ）＞
ＭＦＲとは、溶液状態にあるポリマーの流動性を示す最も普及している尺度の一つで、溶液指数ともいう。押出式プラストメーターで、一定圧力、一定温度の下に、規定の寸法をもつノズル（オリフィス）から流出する量を測定し、ｇ／１０ｍｉｎの単位で表した指数である。一般にメルトフローレートの数値が大きいほど溶融時の流動性や加工性は良好となるが、引張り強さ、耐ストレスクラッキング性が低下する傾向がある。

本発明のポリプロピレン樹脂のＭＦＲは５以上である。ＭＦＲが５未満であると切断屑が発生し、半導体製造テープ用基材として使用できない。
ＭＦＲが高いと切断屑が発生しない理由としては、ＭＦＲが高い場合、上述のように溶融時の流動性が高まるため、ダイシングにおいて、その摩擦熱により樹脂が溶融状態になった際に、粘つきがなくダイシングブレードへの密着がないため、切断屑になりにくいことが考えられる。

＜ポリプロピレンエラストマー＞
上記のようなポリプロピレン系樹脂に対して、柔軟性を付与させるために添加するエラストマーとして、ポリプロピレン系樹脂と相溶性があり、耐熱性に影響を与える貯蔵弾性率が１〜１０ＭＰａ（１００℃）であって、ヤング率が１５ＭＰａ以下であるポリプロピレンエラストマーを用いる。貯蔵弾性率が１〜１０ＭＰａ（１００℃）でありヤング率が１５ＭＰａ以下であると、上記ポリプロピレン系に添加しても耐熱性を損なうことなく、柔軟性を付与することが可能である。なお、ヤング率は低ければ低いほど柔軟性を付与できるため好ましいが、実質的には１０〜１５ＭＰａ程度である。

ポリプロピレンエラストマーの添加量は、上記ポリプロピレン樹脂１００重量部に対して２５〜５０重量部であれば、柔軟性と耐熱性をあわせ持つものを得ることが出来る。２５重量部未満であると柔軟性を付与することができず、また５０重量部を超えると柔軟性は付与できるものの、上記ポリプロピレン樹脂が元来有する耐熱性を維持できなくなる。

なお、必要により、ポリプロピレンとポリプロピレン系エストラマーに対して、１０〜２５ｗｔ％の割合でポリエーテル系帯電防止剤を添加することができる。

基材フィルムは、厚みが８０〜３００μｍに加工し、得られた基材フィルムには、０．３μｍ以上の凹凸をつけておくのが望ましい。表面に微細凹凸を設けることにより、基材フィルムのべたつきや基材フィルム同士のブロッキングを防止することができる。

また、本発明の半導体製造テープ用基材フィルムの表面にはプライマリー処理が施されることが好ましい。プライマリー処理を行なうと、基材フィルム上に設けられる粘着剤層との密着性に優れる。このプライマリー処理には、ポリエステル系樹脂を主成分とするプライマリー処理剤を用いることが好ましい。

以下に本発明の実施例を示す。
シリンダー径４０ｍｍのサーモプラスチック社製押出機を用い、シリンダー温度１８０℃、ダイス温度２００℃、５０ｒｐｍの回転数で表２に記載の配合で０．２ｍｍ厚の基材フィルムを押出成形し、得られた基材フィルムの耐熱性、物性、ダイシング特性、粘着剤との密着性を評価した。結果を表２に合わせて示す（実施例１〜７）。また、比較のため、表３に記載の配合で０．２ｍｍ厚の基材フィルムを押出成形し、得られた基材フィルムの耐熱性、物性、ダイシング特性、粘着剤との密着性を評価した。結果を表３に合わせて示す（比較例１〜６）。

＜使用原料＞
表２、３中の略号と共に以下に示す。（なお、表２、３中の数字は、重量部を示す。）
・ポリプロピレン１：「ノバテック」 日本ポリプロ製 ＭＦＲ：５、融点：１２６℃、結晶化度：４０％以上
・ポリプロピレン２：「ウィンテック」 日本ポリプロ製 ＭＦＲ：７、結晶化度：４０％以上
・ポリプロピレン３：「ノーブレン」 住友化学製 ＭＦＲ：１．２、融点：１３５℃ 結晶化度４０％以上
・ポリプロピレン４：「タフセレン」 住友化学 ＭＦＲ：３、結晶化度０％
・ポリエチレン：「ニポロンハード」 東ソー製 ＭＦＲ：７、結晶化度４０％
・ＰＰエストラマー：「ノティオ」 三井化学製 弾性貯蔵率：Ｅ＋７Ｐａ、ヤング率：１２ＭＰａ
・αオレフィン（軟質化剤）：「タフマー」 三井化学製 弾性貯蔵率：Ｅ＋６Ｐａ以下、ヤング率：２９０ＭＰａ
・プライマリー処理剤１：ポリエステル系ＴＰＵ

＜評価＞
実施例１〜７および比較例１〜６の各基材フィルムにおける（１）耐熱性、（２）ヤング率、（３）ダイシング特性、（４）粘着剤密着性、（５）製膜性についての評価方法は以下の通りである。

（評価方法）
（１）耐熱性
基材フィルムを１６ｃｍ×１６ｃｍの正方形に切り出し、その４辺を固定し、宙吊り状態にし、その中央部に１５ｇの荷重を載せ、１２０℃×５時間促進する。フィルムが２５ｍｍ以上たるんでしまったものは「×」、その以下のたるみのものは「○」とした。

（２）ヤング率
ＪＩＳ Ｋ ６７３２に準じて、基材フィルムを標線間４０ｍｍ、幅１０ｍｍのダンベル形状（１号ダンベル）に打ち抜き、引張り速度２００ｍｍ／ｍｉｎ、チャート速度１００ｍｍ／ｍｉｎの条件でヤング率を測定し、２００ＭＰａ以上のものを「×」とした。

（３）ダイシング特性
ダイシングブレードを用いて、基材フィルムに対して３０μｍの切込みをいれ、その時の切断面に発生する切断屑を目視により評価した。

（４）粘着剤密着性
ＵＶ硬貨型粘着剤を塗工し、４００マスの切込みを入れ、非着体に貼付、ＵＶ照射し、硬化後に非着体を剥離する。その時に基材フィルムに密着しているマス数をカウントし、２００マス以上密着しているものは「○」、それ以下のものを「×」とした。

（５）製膜性
Ｔダイ押出し機にて加工を行い、その加工性を評価した。問題がある場合は「×」、特に何も支障がない場合は「○」とした。

表２、３の結果に明らかな通り、実施例１〜７の基材フィルムは、いずれも比較例１〜６の基材フィルムよりも優れた特性を示した。

本発明による半導体製造テープ用基材フィルムは、製膜性や耐熱性、柔軟性に優れており、ダイシング時のフィルム切断面における糸状屑の発生が極めて少ない。従って、半導体製造工程のテープ用基材フィルムとして好適であり、ダイシング工程、エキスパンド工程、マウンティング工程などにおいて幅広く使用することができる。

Claims (1)

1. ポリプロピレンと、ポリプロピレン系エラストマーとを含む単層の半導体製造テープ用基材フィルムであって、
   ポリプロピレンは、結晶化度が４０％以上、２３０℃×２．１６ＫｇにおけるＭＦＲが５以上のランダムポリプロピレンであり、
   ポリプロピレン系エラストマーは、１００℃における貯蔵弾性率が１〜１０ＭＰａであり、ヤング率が１５ＭＰａ以下であり、ポリプロピレン１００重量部に対して２５〜５０重量部添加されたものであることを特徴とする半導体製造テープ用基材フィルム。