JP5580719B2 - ダイシングテープ一体型半導体裏面用フィルム - Google Patents
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Description
前記のダイシングテープ一体型半導体裏面用フィルムのフリップチップ型半導体裏面用フィルムにおけるウエハ接着層上にワークを貼着する工程と、
前記ワークをダイシングしてチップ状ワークを形成する工程と、
前記チップ状ワークを前記フリップチップ型半導体裏面用フィルムとともに、ダイシングテープの粘着剤層から剥離する工程と、
前記チップ状ワークを被着体にフリップチップボンディングにより固定する工程
とを具備することを特徴とする半導体装置の製造方法を提供する。
半導体裏面用フィルムはフィルム状の形態を有している。半導体裏面用フィルムは、該半導体裏面用フィルム上に貼着されているワーク(半導体ウエハ)をチップ状に切断する切断加工工程(ダイシング工程)では、ワークに密着して支持する機能を有しており、切断片を飛散させない密着性を発揮することができるとともに、ダイシング工程の後のピックアップ工程では、ダイシングされたチップ状ワークを半導体裏面用フィルムともにダイシングテープより容易に剥離させることができる。さらに、ピックアップ工程の後(ダイシングされたチップ状ワークを半導体裏面用フィルムともにダイシングテープより剥離させた後)では、チップ状ワーク(半導体チップ)の裏面を保護する機能を有することができる。また、本発明における半導体裏面用フィルムでは、着色剤として黒色顔料が用いられているので、ピックアップ工程後では、チップ状ワークの裏面は、優れたレーザーマーキング性を発揮する機能を有している。また、チップ状ワークは、裏面に半導体裏面用フィルムが密着しているので、優れた外観性を発揮する機能を有することができる。
本本発明では、半導体裏面用フィルムは、着色剤として黒色顔料を用いることにより、着色されている。このように、半導体裏面用フィルムは、有色となっており(無色・透明ではない場合)、着色により呈している色としては、基本的に、黒色系の濃色(黒色、茶色、濃い緑色、濃い青色など)であるが、例えば、青色、赤色などの濃色であってもよい。
なお、黒色系色として、シアン系色材、マゼンダ系色材及びイエロー系色材が混合された色材混合物を用いる場合、これらの色材はそれぞれ単独で、又は2種以上を組み合わせて用いることができる。また、混合インク組成物中のシアン系色材、マゼンダ系色材およびイエロー系色材の混合割合(または配合割合)としては、黒色系色(例えば、L*a*b*表色系で規定されるL*、a*やb*が、前記範囲となる黒色系色)を呈することができれば特に制限されず、各色材の種類などに応じて適宜選択することができる。混合インク組成物中におけるシアン系色材、マゼンダ系色材およびイエロー系色材の各色材の含有割合は、例えば、色材の総量に対して、シアン系色材/マゼンダ系色材/イエロー系色材=10重量%〜50重量%/10重量%〜50重量%/10重量%〜50重量%(好ましくは20重量%〜40重量%/20重量%〜40重量%/20重量%〜40重量%)の範囲から適宜選択することができる。
半導体裏面用フィルムから約0.1gをサンプリングして精秤し(試料の重量)、該サンプルをメッシュ状シートで包んだ後、約50mLのトルエン中に室温で1週間浸漬させる。その後、溶剤不溶分(メッシュ状シートの内容物)をトルエンから取り出し、130℃で約2時間乾燥させ、乾燥後の溶剤不溶分を秤量し(浸漬・乾燥後の重量)、下記式(a)よりゲル分率(重量%)を算出する。
ゲル分率(重量%)=[(浸漬・乾燥後の重量)/(試料の重量)]×100 (a)
可視光線透過率(%)=((半導体裏面用フィルム2の透過後の可視光線の光強度)/(可視光線の初期の光強度))×100
(式中、L20は光路長、αは吸光係数、Cは試料濃度を表す)
また、厚さX(μm)での吸光度AXは下記式(2)により表すことができる。
AX=α×LX×C (2)
更に、厚さ20μmでの吸光度A20は下記式(3)により表すことができる。
A20=−log10T20 (3)
(式中、T20は厚さ20μmでの光線透過率を表す)
前記式(1)〜(3)より、吸光度AXは、
AX=A20×(LX/L20)
=−[log10(T20)]×(LX/L20)
と表すことができる。これにより、厚さX(μm)での光線透過率TX(%)は、下記式により算出することができる。
TX=10−AX
但し、AX=−[log10(T20)]×(LX/L20)
吸湿率(重量%)=(((半導体裏面用フィルムの放置後の重量)−(半導体裏面用フィルムの放置前の重量))/(半導体裏面用フィルムの放置前の重量))×100
重量減少率(重量%)=(((半導体裏面用フィルムの放置前の重量)−(半導体裏面用フィルムの放置後の重量))/(半導体裏面用フィルムの放置前の重量))×100
ダイシングテープは、基材及び該基材上に形成された粘着剤層により構成されている。このように、ダイシングテープは、基材と、粘着剤層とが積層された構成を有していればよい。基材(支持基材)は粘着剤層等の支持母体として用いることができる。基材としては、例えば、紙などの紙系基材;布、不織布、フェルト、ネットなどの繊維系基材;金属箔、金属板などの金属系基材;プラスチックのフィルムやシートなどのプラスチック系基材;ゴムシートなどのゴム系基材;発泡シートなどの発泡体や、これらの積層体[プラスチック系基材と他の基材との積層体や、プラスチックフィルム(又はシート)同士の積層体など]等の適宜な薄葉体を用いることができる。本発明では、基材としては、プラスチックのフィルムやシートなどのプラスチック系基材を好適に用いることができる。このようなプラスチック材における素材としては、例えば、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、エチレン−プロピレン共重合体等のオレフィン系樹脂;エチレン−酢酸ビニル共重合体(EVA)、アイオノマー樹脂、エチレン−(メタ)アクリル酸共重合体、エチレン−(メタ)アクリル酸エステル(ランダム、交互)共重合体等のエチレンをモノマー成分とする共重合体;ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)等のポリエステル;アクリル系樹脂;ポリ塩化ビニル(PVC);ポリウレタン;ポリカーボネート;ポリフェニレンスルフィド(PPS);ポリアミド(ナイロン)、全芳香族ポリアミド(アラミド)等のアミド系樹脂;ポリエーテルエーテルケトン(PEEK);ポリイミド;ポリエーテルイミド;ポリ塩化ビニリデン;ABS(アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体);セルロース系樹脂;シリコーン樹脂;フッ素樹脂などが挙げられる。また基材の材料としては、前記樹脂の架橋体等のポリマーも用いることができる。これらの素材は単独で又は2種以上組み合わせて使用することができる。
本発明のダイシングテープ一体型半導体裏面用フィルムの製造方法について、ダイシングテープ一体型半導体裏面用フィルム1を例にして説明する。先ず、基材31は、従来公知の製膜方法により製膜することができる。当該製膜方法としては、例えばカレンダー製膜法、有機溶媒中でのキャスティング法、密閉系でのインフレーション押出法、Tダイ押出法、共押出し法、ドライラミネート法等が例示できる。
ワーク(半導体ウエハ)としては、公知乃至慣用の半導体ウエハであれば特に制限されず、各種素材の半導体ウエハから適宜選択して用いることができる。本発明では、半導体ウエハとしては、シリコンウエハを好適に用いることができる。
本発明の半導体装置の製造方法は、前記ダイシングテープ一体型半導体裏面用フィルムを用いた半導体装置の製造方法であれば特に制限されないが、例えば、下記の工程を具備する製造方法などが挙げられる。
前記ダイシングテープ一体型半導体裏面用フィルムの半導体裏面用フィルム上にワークを貼着する工程(マウント工程)
前記ワークをダイシングしてチップ状ワークを形成する工程(ダイシング工程)
前記チップ状ワークを前記半導体裏面用フィルムとともに、ダイシングテープの粘着剤層から剥離する工程(ピックアップ工程)
前記チップ状ワークを被着体にフリップチップボンディングにより固定する工程(フリップチップボンディング工程)
先ず、図2(a)で示されるように、ダイシングテープ一体型半導体裏面用フィルム1における半導体裏面用フィルム2のウエハ接着層22上に半導体ウエハ(ワーク)4を貼着し(特に圧着し)、これを密着保持させて固定する(マウント工程)。なお、本工程は、通常、圧着ロール等の押圧手段により押圧しながら行われる。
次に、図2(b)で示されるように、半導体ウエハ4のダイシングを行う。これにより、半導体ウエハ4を所定のサイズに切断して個片化(小片化)し、半導体チップ(チップ状ワーク)5を製造する。ダイシングは、例えば、半導体ウエハ4の回路面側から常法に従い行われる。また、本工程では、例えば、ダイシングテープ一体型半導体裏面用フィルム1まで切込みを行うフルカットと呼ばれる切断方式等を採用できる。本発明では、ダイシング工程では、ワークはフルカット(完全切断)することが重要であり、この際、半導体裏面用フィルムも完全切断させて、ワークを半導体裏面用フィルムとともにダイシングすることが重要である。すなわち、本工程は、ワークを半導体裏面用フィルムとともにダイシングしてチップ状ワークを形成する工程であることが重要である。なお、ワークを半導体裏面用フィルムとともにダイシングする際には、ダイシングテープには切り込みをいれない形態や、ダイシングテープにも少なくとも部分的に(好ましくは、ダイシングテープが切断されない程度に部分的に)切り込みをいれる形態で、ダイシングを行うことができる。本工程で用いるダイシング装置としては特に限定されず、従来公知のものを用いることができる。また、半導体ウエハ4は、半導体裏面用フィルムを有するダイシングテープ一体型半導体裏面用フィルム1により優れた密着性で密着固定されているので、チップ欠けやチップ飛びを抑制できると共に、半導体ウエハ4の破損も抑制できる。なお、半導体裏面用フィルム2がエポキシ樹脂を含む樹脂組成物により形成されていると、ダイシングにより切断されても、その切断面において半導体裏面用フィルムの糊はみ出しが生じるのを抑制又は防止することができる。その結果、切断面同士が再付着(ブロッキング)することを抑制又は防止することができ、後述のピックアップを一層良好に行うことができる。
ダイシングテープ一体型半導体裏面用フィルム1に密着固定された半導体チップ5を回収する為に、図2(c)で示されるように、半導体チップ5のピックアップを行って、半導体チップ5を半導体裏面用フィルム2とともにダイシングテープ3より剥離させる。ピックアップの方法としては特に限定されず、従来公知の種々の方法を採用できる。例えば、個々の半導体チップ5をダイシングテープ一体型半導体裏面用フィルム1の基材31側からニードルによって突き上げ、突き上げられた半導体チップ5をピックアップ装置によってピックアップする方法等が挙げられる。なお、ピックアップされた半導体チップ5は、その裏面(非回路面、非電極形成面などとも称される)が半導体裏面用フィルム2により保護されている。
ピックアップした半導体チップ5は、図2(d)で示されるように、基板等の被着体に、フリップチップボンディング方式(フリップチップ実装方式)により固定させる。具体的には、半導体チップ5を、半導体チップ5の回路面(表面、回路パターン形成面、電極形成面などとも称される)が被着体6と対向する形態で、被着体6に常法に従い固定させる。例えば、半導体チップ5の回路面側に形成されているバンプ51を、被着体6の接続パッドに被着された接合用の導電材(半田など)61に接触させて押圧しながら導電材を溶融させることにより、半導体チップ5と被着体6との電気的導通を確保し、半導体チッ
プ5を被着体6に固定させることができる。なお、このような半導体チップ5の被着体6への固定に際しては、半導体チップ5と被着体6との対向面や間隙を洗浄し、該間隙に封止材(封止樹脂など)を充填させることが重要である。
<半導体裏面用フィルムの作製>
アクリル酸エチル−メチルメタクリレートを主成分とするアクリル酸エステル系ポリマー(商品名「パラクロンW−197CM」、根上工業株式会社製):100部に対して、エポキシ樹脂(商品名「エピコート1004」、JER株式会社製):113部、フェノール樹脂(商品名「ミレックスXLC−4L」、三井化学株式会社製):121部、球状シリカ(商品名「SO−25R」、株式会社アドマテックス製、平均粒径0.5μm):246部、黒色顔料(商品名「三菱カーボンブラック ♯47」三菱化学株式会社製):3部をメチルエチルケトンに溶解して、固形分濃度が23.6重量%となるように調整し、ボールミルを用いて、樹脂組成物の分散溶液を調製した。
上記半導体裏面用フィルムAを、ダイシングテープ(商品名「V−8−T」、日東電工株式会社製;基材の平均厚さ:65μm、粘着剤層の平均厚さ:10μm)の粘着剤層上に、ハンドローラーを用いて貼り合せ、ダイシングテープ一体型半導体裏面用フィルムを作製した。
<半導体裏面用フィルムの作製>
アクリル酸エチル−メチルメタクリレートを主成分とするアクリル酸エステル系ポリマー(商品名「パラクロンW−197CM」、根上工業株式会社製):100部に対して、エポキシ樹脂(商品名「エピコート1004」、JER株式会社製):113部、フェノール樹脂(商品名「ミレックスXLC−4L」、三井化学株式会社製):121部、球状シリカ(商品名「SO−25R」、株式会社アドマテックス製、平均粒径0.5μm):246部、染料1(商品名「OIL GREEN 502」、オリエント化学工業株式会社製):5部、染料2(商品名「OIL BLACK BS」、オリエント化学工業株式会社製):5部をメチルエチルケトンに溶解して、固形分濃度が23.6重量%となる樹脂組成物の溶液を調製した。
上記半導体裏面用フィルムBを、ダイシングテープ(商品名「V−8−T」、日東電工株式会社製;基材の平均厚さ:65μm、粘着剤層の平均厚さ:10μm)の粘着剤層上に、ハンドローラーを用いて貼り合せ、ダイシングテープ一体型半導体裏面用フィルムを作製した。
実施例及び比較例で作製したダイシングテープ一体型半導体裏面用フィルムにおける半導体裏面用フィルムAの可視光線透過率(%)、吸湿率(重量%)、重量減少率(重量%)を、それぞれ下記の通りに測定した。測定結果を下記表1に示す。
実施例及び比較例で作製した半導体裏面用フィルム(平均厚さ20μm)に、「ABSORPTION SPECTRO PHOTOMETER」(商品名、(株)島津製作所)を用いて、可視光線を照射した。可視光線の波長は400nm〜800nmである。この照射により半導体裏面用フィルムを透過した可視光線の光強度を測定し、次式により算出した。
可視光線透過率(%)=((半導体裏面用フィルムの透過後の可視光線の光強度)/(可視光線の初期の光強度))×100
実施例及び比較例で作製した半導体裏面用フィルムA〜Fを、温度85℃、相対湿度85%Rhの恒温恒湿槽に168時間放置して、放置前後の重量を測定し、下記式から吸湿率(重量%)を算出した。
吸湿率(重量%)=(((半導体裏面用フィルムの放置後の重量)−(半導体裏面用フィルムの放置前の重量))/(半導体裏面用フィルムの放置前の重量))×100
実施例及び比較例で作製した半導体裏面用フィルムA〜Fを、温度250℃の乾燥機に1時間放置して、放置前後の重量を測定し、下記式から重量減少率(重量%)を算出した。
重量減少率(重量%)=(((半導体裏面用フィルムの放置前の重量)−(半導体裏面用フィルムの放置後の重量))/(半導体裏面用フィルムの放置前の重量))×100
実施例1及び比較例1で作製したダイシングテープ一体型半導体裏面用フィルムについて、ダイシング性、ピックアップ性、フリップチップボンディング性、ウエハ裏面のマーキング性、ウエハ裏面の外観性を、下記の評価又は測定方法により評価又は測定した。評価又は測定結果は表2に示した。
実施例1及び比較例1のダイシングテープ一体型半導体裏面用フィルムを用いて、以下の要領で、実際に半導体ウェハのダイシングを行ってダイシング性を評価し、その後に剥離性の評価を行い、ダイシングテープ一体型半導体裏面用フィルムのダイシング性能とピックアップ性能を評価した。
研削装置:商品名「DFG−8560」ディスコ社製
半導体ウエハ:8インチ径(厚さ0.6mmから0.2mmに裏面研削)
(貼り合わせ条件)
貼り付け装置:商品名「MA−3000III」日東精機株式会社製
貼り付け速度計:10mm/min
貼り付け圧力:0.15MPa
貼り付け時のステージ温度:70℃
(ダイシング条件)
ダイシング装置:商品名「DFD−6361」ディスコ社製
ダイシングリング:「2−8−1」(ディスコ社製)
ダイシング速度:30mm/sec
ダイシングブレード:
Z1;ディスコ社製「203O−SE 27HCDD」
Z2;ディスコ社製「203O−SE 27HCBB」
ダイシングブレード回転数:
Z1;40,000r/min
Z2;45,000r/min
カット方式:ステップカット
ウエハチップサイズ:10.0mm角
(半導体ウエハピックアップ条件)
ピックアップ装置:商品名「SPA−300」株式会社新川社製
ピックアップニードル本数:9本
ニードル突き上げ速度:20mm/s
ニードル突き上げ量 : 500μm
ピックアップ時間:1秒
ダイシングテープ エキスパンド量 : 3mm
各実施例又は各比較例に係るダイシングテープ一体型半導体裏面用フィルムを用いて、前記の<ダイシング性・ピックアップ性の評価方法>により得られた各実施例又は各比較例に係るチップ状ワークについて、チップ状ワークの表面(回路面)が、該回路面に対応した配線を備えた回路基板の表面に対向する形態で、チップ状ワークの回路面に形成されているバンプが、回路基板の接続パッドに被着された接合用の導電材(半田)と接触させて押圧しながら、温度を260℃まで上げて導電材を溶融させ、その後、室温まで冷却させることにより、チップ状ワークを回路基板に固定させて、半導体装置を作製した。この際のフリップチップボンディング性について、下記の評価基準により評価した。
○:問題なく、フリップチップボンディング方法により、実装できる
×:フリップチップボンディング方法により、実装できない
前記の<フリップチップボンディング性の評価方法>により得られた半導体装置におけるチップ状ワークの裏面(すなわち、半導体裏面用フィルムの表面)に、グリーンレーザー[波長:532nm、株式会社キーエンス製のレーザー発生装置(商品名「MD−S9900」)]を用いて、強度:1.0Wの条件で照射させて、レーザー加工を施した。このレーザー加工による加工部の明度(S1)と、加工されていない非加工部の明度(S2)とを、マルチカメラ画像センサ(商品名「CV−5000」株式会社キーエンス製)を用いて測定し、下記式(1)より、加工部と非加工部とのコントラスト比(%)を求めた。
コントラスト比(%)=[(S1−S2)/S1]×100 (1)
各実施例又は各比較例に係るダイシングテープ一体型半導体裏面用フィルムを用いて、前記の<ダイシング性・ピックアップ性の評価方法>により得られた各実施例に係るチップ状ワークについて、該チップ状ワークの裏面の外観性を、下記の評価基準により目視により評価した。
○:チップ状ワークにおけるウエハ(シリコンウエハ)の裏面と半導体裏面用フィルムと間に剥離(浮き)が無い
×:チップ状ワークにおけるウエハ(シリコンウエハ)の裏面と半導体裏面用フィルムと間に剥離(浮き)がある
2 半導体裏面用フィルム
3 ダイシングテープ
31 基材
32 粘着剤層
4 半導体ウエハ(ワーク)
5 半導体チップ(チップ状ワーク)
51 半導体チップ5の回路面側に形成されているバンプ
6 被着体
61 被着体6の接続パッドに被着された接合用の導電材
Claims (5)
- 基材上に粘着剤層を有するダイシングテープと、該粘着剤層上に設けられたフリップチップ型半導体裏面用フィルムとを有するダイシングテープ一体型半導体裏面用フィルムであって、
前記フリップチップ型半導体裏面用フィルムが、黒色顔料を含有しており、
前記フリップチップ型半導体裏面用フィルムの250℃で1時間加熱後の重量減少率が1重量%以下であることを特徴とするダイシングテープ一体型半導体裏面用フィルム。 - 黒色顔料が、カーボンブラックである請求項1記載のダイシングテープ一体型半導体裏面用フィルム。
- フリップチップ実装の半導体装置に用いられる請求項1又は2記載のダイシングテープ一体型半導体裏面用フィルム。
- ダイシングテープ一体型半導体裏面用フィルムを用いた半導体装置の製造方法であって、
請求項1〜3の何れかの項に記載のダイシングテープ一体型半導体裏面用フィルムのフリップチップ型半導体裏面用フィルムにおけるウエハ接着層上にワークを貼着する工程と、
前記ワークをダイシングしてチップ状ワークを形成する工程と、
前記チップ状ワークを前記フリップチップ型半導体裏面用フィルムとともに、ダイシングテープの粘着剤層から剥離する工程と、
前記チップ状ワークを被着体にフリップチップボンディングにより固定する工程とを具備することを特徴とする半導体装置の製造方法。 - フリップチップ実装の半導体装置であって、請求項1〜3の何れかの項に記載のダイシングテープ一体型半導体裏面用フィルムを用いて作製され、且つチップ状ワークの裏面に、ダイシングテープ一体型半導体裏面用フィルムのフリップチップ型半導体裏面用フィルムが貼着された構成を有していることを特徴とするフリップチップ実装の半導体装置。
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