JP5820170B2 - 半導体装置用の接着フィルム、フリップチップ型半導体裏面用フィルム、及び、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
図1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は、基材31上に粘着剤層32が設けられたダイシングテープ3と、前記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(以下、「半導体裏面用フィルム」という場合がある)2とを備える構成である。フリップチップ型半導体裏面用フィルム2は、本発明の半導体装置用接着フィルムに相当するものである。また、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は、図1で示されているように、ダイシングテープ3の粘着剤層32上において、半導体ウエハの貼着部分に対応する部分33のみに半導体裏面用フィルム2が形成された構成であってもよいが、粘着剤層32の全面に半導体裏面用フィルムが形成された構成でもよく、また、半導体ウエハの貼着部分に対応する部分33より大きく且つ粘着剤層32の全面よりも小さい部分に半導体裏面用フィルムが形成された構成でもよい。なお、半導体裏面用フィルム2の表面(ウエハの裏面に貼着される側の表面)は、ウエハ裏面に貼着されるまでの間、セパレータ等により保護されていてもよい。
半導体裏面用フィルム2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2は、通常、製品としてのダイシングテープ一体型半導体裏面用フィルムの形態では、未硬化状態(半硬化状態を含む)であり、ダイシングテープ一体型半導体裏面用フィルムを半導体ウエハに貼着させた後に熱硬化される。
<ゲル分率の測定方法>
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)
前記ダイシングテープ3は、基材31上に粘着剤層32が形成されて構成されている。このように、ダイシングテープ3は、基材31と、粘着剤層32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。前記基材31は放射線透過性を有していることが好ましい。前記基材31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[特に、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。
本実施の形態に係る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、図1に示す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。
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。
本実施の形態に係る半導体装置の製造方法について、図2を参照しながら以下に説明する。図2は、前記ダイシングテープ一体型半導体裏面用フィルム1を用いた場合の半導体装置の製造方法を示す断面模式図である。
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の半導体裏面用フィルム2上に任意に設けられたセパレータを適宜に剥離し、当該半導体裏面用フィルム2上に半導体ウエハ4を貼着して、これを接着保持させ固定する(マウント工程)。このとき前記半導体裏面用フィルム2は未硬化状態(半硬化状態を含む)にある。また、ダイシングテープ一体型半導体裏面用フィルム1は、半導体ウエハ4の裏面に貼着される。半導体ウエハ4の裏面とは、回路面とは反対側の面(非回路面、非電極形成面などとも称される)を意味する。貼着方法は特に限定されないが、圧着による方法が好ましい。圧着は、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接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接着剤層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に接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(フリップチップボンディング工程)。このとき、半導体チップ5と被着体6との間には空隙が形成されており、その空隙間距離は、一般的に30μm〜300μm程度である。尚、半導体チップ5を被着体6上にフリップチップボンディング(フリップチップ接続)した後は、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)を充填させて封止することが重要である。
<フリップチップ型半導体裏面用フィルムの作製>
エポキシ樹脂(商品名「HP4032D」DIC株式会社製):100部に対して、フェノキシ樹脂(商品名「EP4250」JER株式会社製):40部、フェノール樹脂(商品名「MEH−8000」明和化成株式会社製):90部、球状シリカ(商品名「SO−25R」株式会社アドマテックス製):1137部、染料(商品名「OIL BLACK BS」オリエント化学工業株式会社製):20部、熱硬化促進触媒0.02部(商品名「2PHZ−PW」四国化成製)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(「樹脂組成物溶液A」と称する場合がある)を調製した。
熱硬化促進触媒の含有量を0.5部とした以外は、実施例1と同様にして実施例2に係るフリップチップ型半導体裏面用フィルムを作製した。
熱硬化促進触媒としてリン-ホウ素系触媒(商品名「TPP-K」)の含有量を0.5部とした以外は、実施例1と同様にして実施例3に係るフリップチップ型半導体裏面用フィルムを作製した。
<フリップチップ型半導体裏面用フィルムの作製>
エポキシ樹脂(商品名「HP4032D」DIC株式会社製):100部に対して、フェノキシ樹脂(商品名「EP4250」JER株式会社製):40部、球状シリカ(商品名「SO−25R」株式会社アドマテックス製):1137部、染料(商品名「OIL BLACK BS」オリエント化学工業株式会社製):20部、熱硬化促進触媒0.3部(商品名「2PHZ−PW」四国化成製)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(「樹脂組成物溶液A」と称する場合がある)を調製した。
熱硬化促進触媒の含有量を0.6部とした以外は、実施例1と同様にして比較例1に係るフリップチップ型半導体裏面用フィルムを作製した。
実施例1〜4及び比較例1で作製したフリップチップ型半導体裏面用フィルムについて、反応発熱量、熱硬化前の引張貯蔵弾性率、伸び率、を下記の方法により測定した。測定は、フリップチップ型半導体裏面用フィルムの作製直後と4週間保存した後とに行った。また、4週間保存した後のフリップチップ型半導体裏面用フィルムを下記の方法により評価した。
各実施例および比較例に係るフリップチップ型半導体裏面用フィルムを直径4mmの円形状に打抜き、示差走査熱量計(TA Instrument製、DSC Q2000)にて−50℃から300℃まで0.5℃/分で昇温させ、観察された反応発熱ピーク温度の±80℃の温度範囲における反応発熱量を測定した。反応発熱量は、フリップチップ型半導体裏面用フィルムの作製直後と、25℃の条件下で4週間保存した後に行った。図3は、示差走査熱量測定により得られる典型的な示差熱量曲線を示す図である。具体的に、前記反応発熱量は、図3に示すベースラインBと示差熱量曲線Lとで囲まれる領域の面積を算出し、これを反応発熱量とした。結果を表1、表2に示す。なお、表2には、保存前の反応発熱量に対する、保存後の反応発熱量の割合も合わせて示した。
フリップチップ型半導体裏面用フィルムの熱硬化前の23℃における引張貯蔵弾性率は、フリップチップ型半導体裏面用フィルムを単体で作製し、レオメトリック社製の動的粘弾性測定装置「Solid Analyzer RS A2」を用いて測定した。熱硬化前の引張貯蔵弾性率は、フリップチップ型半導体裏面用フィルムの作製直後と、25℃の条件下で4週間保存した後に行った。測定用サンプルは、サンプル幅:10mm、サンプル長さ:22.5mm、サンプル厚さ:0.2mmとした。測定条件は、引張モードにて、周波数:1Hz、昇温速度:10℃/分、窒素雰囲気下、23℃とした。結果を表1、表2に示す。
フリップチップ型半導体裏面用フィルムの伸び率は、フリップチップ型半導体裏面用フィルムを単体で作製し、レオメトリック社製の動的粘弾性測定装置「Solid Analyzer RS A2」を用いて測定した。熱硬化前の伸び率は、フリップチップ型半導体裏面用フィルムの作製直後と、25℃の条件下で4週間保存した後に行った。測定用サンプルは、サンプル幅:10mm、サンプル長さ:20mm、サンプル厚さ:0.2mmとした。測定は、上記動的粘弾性測定装置を用いて上下チャック間距離が10mmとなるようにサンプルを挟み、引張速度:50mm/sにて行い、得られた破断点伸び率の値を伸び率した。結果を表1、表2に示す。
25℃の条件下で4週間保存した後の半導体裏面用フィルムに、割れや欠けがあるか否かを目視にて観察した。次に、25℃の条件下で4週間保存した後の半導体裏面用フィルム上に半導体ウエハ(直径8インチ、厚さ200μm;シリコンミラーウエハ)を貼り合わせた。なお、貼り合わせ条件は、下記のとおりとした。割れや欠けが発見されず、ウエハマウントができたものを○、割れや欠けが発見されたか、ウエハマウントできなかったものを×として評価した。結果を表2に示す。
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℃
表1、表2から分かる通り、実施例の半導体裏面用フィルムであると、常温保存性がよかった。また、保存前と保存後の引張貯蔵弾性率、及び、伸び率の変化が、比較例に比して少なかった。
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
33 半導体ウエハの貼着部分に対応する部分
4 半導体ウエハ
5 半導体チップ
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 (4)
- 熱硬化性樹脂を含有し、示差走査熱量計にて測定される反応発熱ピーク温度の±80℃の温度範囲における反応発熱量が、25℃の条件下で4週間保存した後において、保存前の反応発熱量に対して0.82〜1倍の範囲であり、
樹脂成分の全量に対して0.008〜0.25重量%の割合で熱硬化促進触媒を含み、
前記熱硬化性樹脂がエポキシ樹脂であり、前記熱硬化促進触媒がイミダゾール系熱硬化促進触媒であることを特徴とする半導体装置用接着フィルム。 - 熱硬化性樹脂を含有し、示差走査熱量計にて測定される反応発熱ピーク温度の±80℃の温度範囲における反応発熱量が、25℃の条件下で4週間保存した後において、保存前の反応発熱量に対して0.82〜1倍の範囲であり、
樹脂成分の全量に対して0.008〜0.25重量%の割合で熱硬化促進触媒を含み、
前記熱硬化促進触媒がリン−ホウ素系硬化促進触媒であることを特徴とする半導体装置用接着フィルム。 - 前記半導体装置用接着フィルムは、被着体上にフリップチップ接続された半導体素子の裏面に形成するためのフリップチップ型半導体裏面用フィルムであることを特徴とする請求項1又は2に記載の半導体装置用接着フィルム。
- 請求項3に記載のフリップチップ型半導体裏面用フィルムが、ダイシングテープ上に積層された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、
前記ダイシングテープは基材上に粘着剤層が積層された構造であり、
前記フリップチップ型半導体裏面用フィルムは前記ダイシングテープの粘着剤層上に積層されてい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。
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