JP6129705B2 - 半導体加工用粘着シートおよび半導体装置の製造方法 - Google Patents
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また、特許文献2には、ポリエチレンテレフタレートフィルムからなる芯材の片面に粘着剤層を設けた片面粘着シートを粘着部として用いた半導体加工用粘着シートが開示されている。
本発明者らが鋭意検討を行った結果、特許文献1や特許文献2に記載の粘着部を有する半導体加工用粘着シートに、加熱ラミネート用ローラを用いてワークを貼付すると、粘着部も加熱されるため芯材が変形することがあった。芯材の変形に伴い、ワークを適切な位置に貼付できないことや、接着性樹脂層に皺が発生することがあった。
〔1〕支持シートの片面に、接着性樹脂層およびリングフレーム保持用粘着部を有する半導体加工用粘着シートであって、
リングフレーム保持用粘着部が、粘着剤層と芯材とからなり、
リングフレーム保持用粘着部が、支持シートまたは接着性樹脂層の外周部に形成され、
80℃で30分間加熱後の芯材のMD方向及びCD方向における寸法変化率が−3〜+3%である半導体加工用粘着シート。
本発明に係る半導体加工用粘着シート100は、図1〜4に示す第1〜4の構成とすることができ、支持シート1の片面に、接着性樹脂層2およびリングフレーム保持用粘着部20を有する。
本発明におけるリングフレーム保持用粘着部20は、半導体加工用粘着シート100を金属製または樹脂製治具等のリングフレーム5に仮固定するために用いられ、図1及び図2に示すように支持シート1の外周部に形成されるか、図3及び図4に示すように接着性樹脂層2の外周部に形成される。
本発明において「仮固定」とは、半導体加工用粘着シート100が、リングフレーム保持用粘着部20を介してリングフレーム5に保持され、かつ、半導体装置を製造するための各工程(例えばダイシング工程、ピックアップ工程や各工程間における搬送等)では剥離しないが、工程前後においては容易に剥離できる状態をいう。
なお、図1の態様に係る半導体加工用粘着シートの支持シート(樹脂フィルム)の全面をシリコーン系の剥離剤を用いて剥離処理する場合には、支持シートと粘着剤層との接着性の観点から、シリコーン系の粘着剤を用いることが好ましい。
位置ズレや皺の発生は、具体的には、以下のような不具合の原因となる。ダイシング工程においては、回路毎に個片化することが困難になる。また、ピックアップ工程においては、個片化されたチップの整列性が低下することに起因して、ピックアップ不良の原因となる。また、ダイボンド工程や接着性樹脂層を保護膜とした場合においては、チップと接着性樹脂層との界面において剥離が発生し、半導体装置の信頼性を低下させる。
80℃で30分間加熱後のMD方向及びCD方向における芯材の寸法変化率を上記範囲とすることで、位置ズレや皺の発生を抑制し、半導体装置の生産性を向上できる。
これらの中でも、芯材中の残留応力に起因した変形を防止でき、芯材の寸法変化率を所定範囲に制御しやすいことから、無延伸フィルムまたは低延伸フィルムが好ましい。また、エキスパンド工程の際の伸縮性(エキスパンド性)の観点からポリオレフィンフィルムが好ましい。
上記の観点から具体的には、ポリプロピレンフィルムが好ましく、無延伸または低延伸のポリプロピレンフィルムがより好ましい。
本発明における接着性樹脂層は、シートの用途に応じて、後述する粘着剤層、フィルム状接着剤、粘接着剤層、保護膜形成層など様々な機能を有する樹脂の中から適宜に選択される。
接着性樹脂層は、図1や図2に示すように、接着性樹脂層に貼付されるワークと略同形状またはワークの形状をそっくり含むことのできる形状に調整されたものであり、接着性樹脂層よりも大きなサイズの支持シート上に積層された形状とすることができる。
また、接着性樹脂層は、図3や図4に示すように支持シートと同形状とすることもできる。
本発明の半導体加工用粘着シートをバックグラインドシートなどの表面保護シートや、ダイシングシートとして用いる場合には、接着性樹脂層2は、感圧接着性を有する粘着剤層からなることが好ましい。
また、本発明の半導体加工用粘着シートにおいて、接着性樹脂層2は、フィルム状接着剤であってもよい。このようなフィルム状接着剤は、チップのダイボンド工程において近年多用されている。このようなフィルム状接着剤は、好ましくはエポキシ系接着剤またはポリイミド系接着剤を製膜、半硬化したもの(B−ステージ状態)であり、本発明の半導体加工用粘着シートの支持シート上に剥離可能に形成される。
さらに、本発明の半導体加工用粘着シートは、ダイシング時のウエハ固定機能とダイボンド時のダイ接着機能とを同時に兼ね備えたダイシング・ダイボンド兼用シートであってもよい。
さらに、本発明の半導体加工用粘着シートがチップの裏面に保護膜を形成するための保護膜形成用シートとして用いられる場合には、接着性樹脂層は、チップの裏面に保護膜を形成するための保護膜形成層であってもよい。
この場合、保護膜形成層に半導体ウエハを貼付し、保護膜形成層を硬化させ、保護膜とし、その後、半導体ウエハと保護膜をダイシングし、保護膜付チップを得ることができる。また、保護膜形成層に半導体ウエハを貼付し、半導体ウエハと保護膜形成層とをダイシングし、保護膜形成層付チップを得、その後、保護膜形成層を硬化して保護膜付チップを得てもよい。
このような保護膜形成用シートは、支持シート上に接着性樹脂層として、保護膜となる接着性の樹脂層(保護膜形成層)を有する。このような保護膜となる接着性樹脂層は、前記したアクリル系粘着剤と、エポキシ接着剤および硬化助剤を含み、また必要に応じフィラー等が含まれていてもよい。
支持シートは、図1や図3に示すように、表面にタックを有しない樹脂フィルムであってもよく、図2や図4に示すように、樹脂フィルム11上に粘着剤層12を有する粘着シートであってもよい。
この態様においては、接着性樹脂層は、粘着剤層12上に積層される。粘着シートの樹脂フィルム11としては、図1や図3の態様における支持シートとして例示した上記の樹脂フィルムが挙げられる。粘着剤層は、接着性樹脂層を剥離できる程度の粘着力を有する弱粘着性のものを使用してもよいし、エネルギー線照射により粘着力が低下するエネルギー線硬化性のもの、あるいは加熱発泡性のものを使用してもよい。粘着剤層と接着性樹脂層との粘着力は、粘着剤層と樹脂フィルムとの粘着力よりも小さいほうが好ましい。
半導体加工用粘着シートの構成がかかる構成であると、半導体加工用粘着シートが、ダイシング工程においてワークを支持するためのダイシングシートとして機能する場合に支持シートと接着性樹脂層の間の密着性が保たれ、ダイシング工程において接着性樹脂層付チップが支持シートから剥がれることを抑制するという効果が得られる。半導体加工用粘着シートが、ダイシング工程においてワークを支持するためのダイシングシートとして機能する場合、ダイシング工程において接着性樹脂層付ウエハに別途ダイシングシートを貼り合せてダイシングをする必要がなくなり、半導体装置の製造工程を簡略化できる。
半導体加工用粘着シートは、支持シートの片面に接着性樹脂層およびリングフレーム保持用粘着部を有し、リングフレーム保持用粘着部が支持シートまたは接着性樹脂層の外周部に形成される。半導体加工用粘着シートの形状は、枚葉のものに限られず、長尺の帯状のものであってもよく、これを巻収してもよい。
上記の粘着力が0.5mN/25mm未満であると、リングフレーム保持用粘着部とリングフレームとの密着性が不十分となり、半導体装置の製造工程中にリングフレーム保持用粘着部とリングフレームとがその界面で剥離し、該工程を円滑に行うことができないことがある。また、上記の粘着力が5mN/25mmを超えると、リングフレーム保持用粘着部とリングフレームとの密着性は十分であるものの、リングフレームからリングフレーム保持用粘着部を剥離する際に、リングフレームへの糊残り(リングフレーム保持用粘着部の粘着剤層を構成する粘着剤組成物の残渣)が発生することがある。残渣が半導体装置内に混入すると、半導体装置の信頼性が低下するおそれがあり、また、半導体装置の製造工程間の搬送等に用いられる搬送アーム等の装置が、残渣により汚染されることがある。
上記のクリープ試験による保持力が10000秒未満であると、リングフレーム保持用粘着部とリングフレームとを仮固定し縦置きにした状態で半導体加工用粘着シートを保管すると、リングフレーム保持用粘着部が変形し、所定の位置で仮固定された半導体加工用粘着シートとリングフレームにおいて位置ズレが生じ、その後の半導体装置の製造工程において不具合が生じることや、リングフレームから半導体加工用粘着シートが脱離することがある。
半導体加工用粘着シートの全光線透過率は、支持シート1、接着性樹脂層2またはリングフレーム保持用粘着部20を、染料または顔料等で着色することにより調整できる。特に、リングフレーム保持用粘着部20に染料または顔料を含有することにより着色することが好ましい。
まず、リングフレーム保持用粘着部の粘着剤層を形成するための粘着剤組成物を準備する。粘着剤組成物は、上記各成分を適宜の割合で、適当な溶媒中で混合して得ることができる。
なお、リングフレーム保持用粘着部において、リングフレームに貼付する側の粘着剤層を形成するための粘着剤組成物と、接着性樹脂層に貼付する側の粘着剤層を構成する粘着剤組成物とが異なる場合には、各粘着剤組成物を準備する。以下においては、リングフレームに貼付する側の粘着剤層を形成するための粘着剤組成物を「粘着剤組成物a」と記載し、接着性樹脂層に貼付する側の粘着剤層を構成する粘着剤組成物を「粘着剤組成物b」と記載する。粘着剤組成物aと粘着剤組成物bが同じである場合には、2種類の粘着剤組成物を用意する必要がなく、また、リングフレーム保持用粘着部の両面の区別なく使用ができるので作業効率が向上する。
また、粘着剤組成物bを剥離シートB上に塗布、乾燥して粘着剤層21bを形成する。その後、上記で得られた積層体の芯材22に粘着剤層21bを貼り合せ、剥離シートB、粘着剤層21b、芯材22、粘着剤層21aおよび剥離シートAがこの順に積層された積層体を得る。
具体的には、軽剥離タイプの剥離シートを剥離した後、軽剥離タイプの剥離シートが積層されていた側から抜き型を用いて、重剥離タイプの剥離シート以外を円形に切り込む。そして、円形に切り込んだ粘着剤層、芯材および粘着剤層の積層体を取り除いて開口部を形成し、重剥離タイプの剥離シート上にリングフレーム保持用粘着部20を得る。
上記の製造方法により得られるリングフレーム保持用粘着部20は環状であり、開口部の直径は、リングフレーム5の内径と略同一である。環状のリングフレーム保持用粘着部20の幅は、好ましくは1〜40mmである。
ワークとしてのシリコンウエハ(鏡面)にリングフレーム保持用粘着部を貼付した。JIS Z 0237;2009に準拠して、万能引張試験機(島津製作所社製オートグラフ)を用い、30分経過後における、測定温度23℃、相対湿度50%での180°引き剥がし法によるリングフレーム保持用粘着部の粘着力を測定した。なお、引張速度は300mm/分、リングフレーム保持用粘着部のサイズは250mm×25mmとした。
リングフレーム保持用粘着部を、図3の態様で接着性樹脂層と積層し、リンテック社製RAD2700(フルオートモード)を用い、接着性樹脂層に8インチシリコンウエハ(厚み100μm)を貼付して、リングフレーム保持用粘着部を介して、半導体加工用粘着シートと金属製リングフレームとを仮固定した状態を作成した。
その後、金属製リングフレームとリングフレーム保持用粘着部とを剥離し、目視にて金属製リングフレームの表面における糊残りの有無を確認した。
なお、支持シート上に接着性樹脂層が形成された接着シートとして、リンテック社製LE5000を用いた。
JIS Z1528:2009に準拠して、幅25mm×100mmに切り出したリングフレーム保持用粘着部を貼付面積が25mm×25mmとなるように被着体(SUS360)に貼付して試験サンプルとした。
その後、保持力試験機を用い、40℃環境下、1kgの錘で荷重(9.8N)をかけてリングフレーム保持用粘着部の保持力を測定した。なお、試験時間は70000秒とし、表1中の「70000秒以上」は70000秒でも貼付面のずれがなかったことを示す。
MD方向の長さ40mmであり、CD方向の長さ10mmの芯材Aと、MD方向の長さ10mmであり、CD方向の長さ40mmの芯材Bを試験片とした。80℃で30分間加熱後のMD方向およびCD方向についての寸法を、リニヤスケール(ミツトヨ社製 AT112)を用いて測定し、下記式にて寸法変化率を算出した。なお、MD方向の寸法変化率は芯材Aを用いて測定し、CD方向の寸法変化率は芯材Bを用いて測定した。
寸法変化率(%)={(加熱処理前の寸法−加熱処理後の寸法)/加熱処理前の寸法}
×100
MD方向の長さ100mmであり、CD方向の長さ15mmの芯材Cと、MD方向の長さ15mmであり、CD方向の長さ100mmの芯材Dを試験片とした。
万能引張試験機(島津製作所社製 オートグラフ AG−IS)を用い、速度200mm/分で、試験片を長手方向に引っ張り、下記式にて破断伸度を算出した。なお、MD方向の破断伸度は芯材Cを用いて測定し、CD方向の破断伸度は芯材Dを用いて測定した。
破断伸度(%)=(破断時の芯材の長さ×100)/芯材の元の長さ
ダイボンダー(NECマシナリー社製 CSP−100VX)を用いて、引き落とし量5mmで半導体加工用粘着シートをエキスパンドした。エキスパンド可能であった場合を「良好」、エキスパンドできず、装置が停止またはリングフレームから半導体加工用粘着シートが脱落した場合を「不良」と評価した。
エア噛み試験では、型抜き後の積層体を観察し、剥離シートと半導体加工用粘着シートとの間の気泡の有無を評価した。気泡の数を数え、気泡が目視できなかった場合を「A」、1〜50個の気泡が目視できた場合を「B」、51個以上の気泡が目視できた場合を「C」と評価した。
マウンター(リンテック社製 RAD2700)を用いて、フルオートモード(ラミネート温度:80℃)でウエハを半導体加工用粘着シートの接着性樹脂層に貼付した。目視により、シートを適切な位置に貼付できた場合を「A」、シートの貼付位置がズレた場合を「B」、シートの貼付位置がズレ、接着性樹脂層に皺が発生した場合を「C」と評価した。
粘着剤組成物aの調整
ブチルアクリレートを主成分としたアクリル共重合体(日本合成化学工業株式会社製 コーポニールN−3327)100質量部に対して、芳香族性ポリイソシアナート(日本ポリウレタン工業株式会社製 コロネートL)2質量部およびトルエン50質量部を加えて、粘着剤組成物aを調整した。
ブチルアクリレートを主成分としたアクリル共重合体(日本合成化学工業株式会社製 コーポニールN−3327)100質量部に対して、トルエン50質量部を加えて、粘着剤組成物bを調整した。
上記で得られた粘着剤組成物aをシリコーン処理された剥離シートA(リンテック社製 SP−PET382150)上に塗布、乾燥(オーブンにて100℃1分間)した。このようにして、厚み10μmの粘着剤層aを作製した。
また、上記で得られた粘着剤組成物bをシリコーン処理された剥離シートB(リンテック社製 SP−PET381031)上に塗布、乾燥(オーブンにて100℃1分間)した。このようにして、厚み10μmの粘着剤層bを作製した。
なお、芯材において粘着剤層aを転写する面にはコロナ処理を行った。
支持シート上に接着性樹脂層が形成された接着シートとして、ダイシング・ダイボンディングシート(リンテック社製 Adwill LE4424)を準備した。
室温にて、上記のリングフレーム保持用粘着部の粘着剤層bと接着性樹脂層とを積層した。
次いで、リングフレーム保持用粘着部の開口部と同心円状に、直径207mmの円形に抜き加工を行い、剥離シートAが貼付された半導体加工用粘着シートを作製し、エア噛みを評価した。
その後、剥離シートAを剥離して半導体加工用粘着シートを得、各評価を行った。
リングフレーム保持用粘着部の作製において、芯材として、無延伸ポリエチレンフィルム(ジェイフィルム株式会社製 PEワダトウメイ50ASカイ4、厚み:50μm)を用いたこと以外は、実施例1と同様にして、半導体加工用粘着シートを得、各評価を行った。
リングフレーム保持用粘着部の作製において、芯材として、無延伸ポリプロピレンフィルム(理研テクノス株式会社製 FP(NAT)G、厚み:100μm)を用いたこと以外は、実施例1と同様にして、半導体加工用粘着シートを得、各評価を行った。
リングフレーム保持用粘着部の作製において、芯材として、延伸エチレン−メタクリル酸共重合体フィルム(理研テクノス株式会社製 EN09−80T−M8、厚み:90μm)を用いたこと以外は、実施例1と同様にして、半導体加工用粘着シートを得、各評価を行った。
リングフレーム保持用粘着部の作製において、芯材として、延伸ポリ塩化ビニルフィルム(オカモト株式会社製 PVC50 OSGP42B、厚み:50μm)を用いたこと以外は、実施例1と同様にして、半導体加工用粘着シートを得、各評価を行った。
リングフレーム保持用粘着部の作製において、芯材として、延伸ポリプロピレンフィルム(王子エフテックス株式会社製 PK002 #40、厚み:40μm)を用いたこと以外は、実施例1と同様にして、半導体加工用粘着シートを得、各評価を行った。
2:接着性樹脂層
5:リングフレーム
20:リングフレーム保持用粘着部
100:半導体加工用粘着シート
Claims (10)
- 支持シートの片面に、接着性樹脂層およびリングフレーム保持用粘着部を有する半導体加工用粘着シートであって、
リングフレーム保持用粘着部が、粘着剤層と芯材とからなり、
リングフレーム保持用粘着部が、支持シートまたは接着性樹脂層の外周部に形成され、
80℃で30分間加熱後の芯材のMD方向及びCD方向における寸法変化率が−3〜+3%である半導体加工用粘着シート。 - 芯材が無延伸フィルムまたは低延伸フィルムからなる請求項1に記載の半導体加工用粘着シート。
- 芯材がポリオレフィンフィルムからなる請求項1または2に記載の半導体加工用粘着シート。
- 芯材がポリプロピレンフィルムである請求項1〜3のいずれかに記載の半導体加工用粘着シート。
- 芯材のMD方向およびCD方向における破断伸度が100%以上である請求項1〜4のいずれかに記載の半導体加工用粘着シート。
- 芯材の厚みが60μm以下である請求項1〜5のいずれかに記載の半導体加工用粘着シート。
- リングフレーム保持用粘着部の厚みが80μm以下である請求項1〜6のいずれかに記載の半導体加工用粘着シート。
- JIS Z0237;2009に準拠した、リングフレーム保持用粘着部のシリコンウエハ(鏡面)に対する粘着力が0.5mN/25mm以上である請求項1〜7のいずれかに記載の半導体加工用粘着シート。
- JIS Z1528;2009に準拠した、リングフレーム保持用粘着部のクリープ試験による保持力が70000秒以上である請求項1〜8のいずれかに記載の半導体加工用粘着シート。
- 請求項1〜9のいずれかに記載の半導体加工用粘着シートをワークに加熱ラミネートする工程を含む、半導体加工用粘着シートの使用方法。
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