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

半導体加工用粘着シートおよび半導体装置の製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、半導体ウエハ等の被加工物(以下、「ワーク」と記載することがある。)の一時的な表面保護、研磨、ダイシングなどの加工を行う際に、当該ワークが貼付、保持される半導体加工用粘着シートに関する。
シリコン、ガリウムヒ素などの半導体ウエハは大径の状態で製造される。半導体ウエハは、素子小片(半導体チップ)に切断分離(ダイシング)された後に、次工程であるボンディング工程に移されている。この際、半導体ウエハは予め接着剤層と基材フィルムとからなる接着シートに貼着された状態でダイシング、洗浄、乾燥、エキスパンディングおよびピックアップの各工程が加えられた後、次工程のボンディング工程に搬送される。
上記ダイシング工程や工程間における搬送において、接着シートは金属製治具に固定されることがある。接着シートの接着剤層が十分なタックを有しない場合、該工程中に金属製治具から接着シートが剥離するおそれがあるため、接着シートと金属製治具との間に粘着部を設け、接着シートと金属製治具とを固定する技術が知られている(例えば特許文献1、特許文献2参照)。
特許文献1には、エチレン−メタクリル酸共重合体フィルムからなる芯材の両面に粘着剤層を設けた両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。
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。
特開2008−66336号公報 特開2005−203749号公報
このような金属製治具への貼付を目的とした粘着部を有する半導体加工用粘着シートによりワークを加工する際には、加熱ラミネート用ローラを用いて半導体加工用粘着シートの接着性樹脂層にワークを貼付することがある。
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。
本発明は、上記のような従来技術に伴う問題を解決しようとするものである。すなわち、本発明は、加熱による芯材の変形を抑制する半導体加工用粘着シートを提供することを目的としている。
上記課題を解決する本発明の要旨は以下の通りである。
〔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。
〔2〕芯材が無延伸フィルムまたは低延伸フィルムからなる〔1〕に記載の半導体加工用粘着シート。
〔3〕芯材がポリオレフィンフィルムからなる〔1〕または〔2〕に記載の半導体加工用粘着シート。
〔4〕芯材がポリプロピレンフィルムである〔1〕〜〔3〕のいずれかに記載の半導体加工用粘着シート。
〔5〕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〔1〕〜〔4〕のいずれかに記載の半導体加工用粘着シート。
〔6〕芯材の厚みが60μm以下である〔1〕〜〔5〕のいずれかに記載の半導体加工用粘着シート。
〔7〕リングフレーム保持用粘着部の厚みが80μm以下である〔1〕〜〔6〕のいずれかに記載の半導体加工用粘着シート。
〔8〕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〔1〕〜〔7〕のいずれかに記載の半導体加工用粘着シート。
〔9〕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〔1〕〜〔8〕のいずれかに記載の半導体加工用粘着シート。
〔10〕上記〔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。
本発明では、所定の寸法変化率を有する芯材を用いることで、加熱ラミネート用ローラ等の加熱手段により粘着部が加熱されたとしても、芯材の変形を抑制できる。そのため、ワークを半導体加工用粘着シートの適切な位置に貼付できる。また、芯材の変形に起因して接着性樹脂層に皺が発生することもない。その結果、半導体加工用粘着シートへのワークの貼付後に行われる半導体装置の製造工程(例えばダイシング工程、ピックアップ工程、ダイボンド工程等)における不具合を防止でき、半導体装置の生産性を向上できる。
本発明の第1の構成に係る半導体加工用粘着シートとリングフレームとを仮固定した状態を示す図である。 本発明の第2の構成に係る半導体加工用粘着シートとリングフレームとを仮固定した状態を示す図である。 本発明の第3の構成に係る半導体加工用粘着シートとリングフレームとを仮固定した状態を示す図である。 本発明の第4の構成に係る半導体加工用粘着シートとリングフレームとを仮固定した状態を示す図である。
以下、本発明について、その最良の形態も含めてさらに具体的に説明する。
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。
(リングフレーム保持用粘着部)
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。
リングフレーム保持用粘着部20は粘着剤層21と芯材22とからなり、具体的には、図1〜4に示すように、芯材22の両面に粘着剤層(21a,21b)を設けた両面粘着テープが挙げられる。また、リングフレーム保持用粘着部を、芯材の片面に粘着剤層を設けた片面粘着テープとすることもできる(図示しない)。
リングフレーム保持用粘着部の粘着剤層は、従来より公知の種々の粘着剤により形成され得る。このような粘着剤としては、何ら限定されるものではないが、たとえばゴム系、アクリル系、シリコーン系、ポリビニルエーテル等の粘着剤が用いられる。また、エネルギー線硬化型や加熱発泡型、水膨潤型の粘着剤も用いることができる。エネルギー線硬化(紫外線硬化や電子線硬化)型粘着剤としては、特に紫外線硬化型粘着剤を用いることが好ましい。
後述する半導体装置を製造する際に、リングフレーム保持用粘着部20の粘着剤層21(21a)はリングフレーム5に貼付される。このとき、粘着剤層21(21a)をリングフレーム5に貼付した状態で接着性樹脂層2の硬化を行うと、粘着剤層21(21a)からリングフレーム5を外す際に、リングフレーム5に糊残りが発生することがある。また、接着性樹脂層2の硬化工程において、粘着剤層21(21a)は高温にさらされて軟化し、糊残りが発生しやすくなる。そのため、上記の粘着剤の中でも、リングフレーム5への糊残りの防止および粘着剤層への耐熱性の付与という観点から、アクリル系、シリコーン系の粘着剤が好ましい。
リングフレーム保持用粘着部が芯材の両面に粘着剤層を設けた両面粘着テープの場合、支持シート1または接着性樹脂層2に貼付される粘着剤層21bは、上記の粘着剤により形成することができ、粘着剤層21aを形成する粘着剤と同種であってもよいし、異なっていてもよい。
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。
粘着剤層の厚みは特に限定されず、好ましくは1〜20μm、より好ましくは1〜15μm、さらに好ましくは5〜10μmである。粘着剤層の厚みを上記範囲とすることで、リングフレーム保持用粘着部における粘着力を所定範囲に調整することが容易になる。また、後述する半導体加工用粘着シートの製造工程において、剥離シートと半導体加工用粘着シートとの間への空気(気泡)の噛み込みを抑制できるという効果が高まる。
リングフレーム保持用粘着部の芯材において、80℃で30分間加熱後のMD方向及びCD方向における寸法変化率は−3〜+3%、好ましくは−1〜+1%、より好ましくは−0.5〜+0.5%、さらに好ましくは−0.3〜+0.3%である。80℃で30分間加熱後の芯材の寸法変化率は、具体的には後述する実施例に記載された手順により測定される。なお、芯材のMD方向とは、フィルム状の芯材を長尺で製膜した場合における、フィルムを搬送する方向と並行する方向であり、芯材のCD方向とは、フィルムの同一面上においてMD方向と直行する方向である。
本発明に係る半導体加工用粘着シートの接着性樹脂層には、ワーク(例えば半導体ウエハ等)が貼付され、その後、ダイシング工程等が行われる。接着性樹脂層にワークを貼付する際には、加熱ラミネート用ローラが用いられ、リングフレーム保持用粘着部が加熱されることがある。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が+3%を超えたり、−3%未満であると、半導体加工用粘着シートとワークとを加熱ラミネートする際に、芯材の変形に起因して、ワークを適切な位置に貼付できないこと(位置ズレの発生)や、支持シートや接着性樹脂層に皺が発生する。位置ズレや皺の発生は、その後の工程(例えばダイシング工程等)における不具合の原因となり、半導体装置の生産性を低下させる。
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。
また、芯材のMD方向およびCD方向における破断伸度は、好ましくは100%以上、より好ましくは200%以上である。芯材のMD方向およびCD方向における破断伸度を上記範囲とすることで、半導体加工用粘着シートのエキスパンド性が向上する。芯材の破断伸度は、具体的には後述する実施例に記載された手順により測定される。
芯材としては、上記の物性を満たす材料であれば特に限定されず、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、軟質化ポリプロピレン、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリブタジエン、ポリメチルペンテン、ポリスチレン、シクロオレフィン、エチレンプロピレン共重合体、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共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、アイオノマーからなるフィルムが挙げられる。
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。
芯材の厚みは特に限定されないが、好ましくは60μm以下、より好ましくは40μm以下、さらに好ましくは1〜40μmである。芯材の厚みを上記範囲とすることで、リングフレーム保持用粘着部の厚みを後述する範囲に制御することが容易となる。その結果、半導体加工用粘着シートの製造工程において、剥離シートと半導体加工用粘着シートとの間への空気(気泡)の噛み込みを抑制できるという効果が高まる。
また、芯材の粘着剤層が設けられる側の面には粘着剤との密着性を向上させるために、コロナ処理を施してもよい。
上記のような粘着剤層と芯材とからなるリングフレーム保持用粘着部の厚みは、好ましくは100μm以下、より好ましくは80μm以下、さらに好ましくは5〜60μmである。リングフレーム保持用粘着部の厚みを上記範囲とすることで、半導体加工用粘着シートの製造工程において、剥離シートと半導体加工用粘着シートとの間への気泡の噛み込みを抑制できる。
(接着性樹脂層)
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。
粘着剤層
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。
このような感圧接着性を有する粘着剤層は、従来より公知の種々の粘着剤により形成され得る。粘着剤としては、何ら限定されるものではないが、たとえばゴム系、アクリル系、シリコーン系、ポリビニルエーテル等の粘着剤が用いられる。これらの中でも粘着力の制御が容易なアクリル系粘着剤が特に好ましい。
アクリル系粘着剤は、(メタ)アクリル酸エステル共重合体を主剤とする。(メタ)アクリル酸エステル共重合体としては、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸−2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸デシル、(メタ)アクリル酸ドデシル、(メタ)アクリル酸ラウリル、(メタ)アクリル酸ミリスチル、(メタ)アクリル酸ベンジル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸イソボルニルなどの官能基を持たないアルキル基よりなる(メタ)アクリル酸アルキルエステルの1種以上の単量体と、必要に応じて、(メタ)アクリル酸−2−ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸−2−ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸−3−ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸−3−ヒドロキシブチル、(メタ)アクリル酸−4−ヒドロキシブチルなどの水酸基含有(メタ)アクリル酸アルキルエステル;(メタ)アクリル酸、マレイン酸、フマル酸などのカルボキシル基含有化合物;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニルなどのビニルエステル;(メタ)アクリロニトリルなどのシアノ基含有化合物;(メタ)アクリルアミドなどのアミド基含有化合物;スチレン、ビニルピリジンなどの芳香族化合物などの重合性単量体から選ばれる1種以上の単量体との共重合体などが挙げられる。なお、(メタ)アクリル酸エステル共重合体が、官能基を持たないアルキル基よりなる(メタ)アクリル酸アルキルエステル1種からなる重合体である場合には、狭義の共重合体ではないが、そのような場合も含めて共重合体と総称する。また、(メタ)アクリルは、アクリルとメタクリルの両者を含む意味で用いる。
(メタ)アクリル酸アルキルエステル共重合体における、官能基を持たないアルキル基よりなる(メタ)アクリル酸アルキルエステルに由来する単位の含有割合は、10〜98質量%が好ましく、20〜95質量%がより好ましく、50〜93質量%がさらに好ましい。(メタ)アクリル酸エステル共重合体の重量平均分子量は、10万〜250万が好ましく、20万〜150万がより好ましく、30万〜100万が特に好ましい。なお、本明細書において、重量平均分子量とは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー法により測定した標準ポリスチレン換算の値である。
これらの粘着剤は、1種単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることができる。これらの粘着剤のうち、アクリル系粘着剤が好ましく用いられる。特に、(メタ)アクリル酸エステル共重合体を、ポリイソシアナート系架橋剤、エポキシ系架橋剤、アジリジン系架橋剤、キレート系架橋剤などの架橋剤の1種以上で架橋させて得られるアクリル系粘着剤が好ましい。
エポキシ系架橋剤としては、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'−テトラグリジル−m−キシリレンジアミン、N,N,N',N'−テトラグリジルアミノフェニルメタン、トリグリシジルイソシアネート、m−N,N−ジグリシジルアミノフェニルグリシジルエーテル、N,N−ジグリシジルトルイジン、N,N−ジグリシジルアニリン、ペンタエリスリトールポリグリシジルエーテル、1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル等が挙げられる。
ポリイソシアナート系架橋剤としては、トリレンジイソシアナート(TDI)、ヘキサメチレンジイソシアナート(HMDI)、イソホロンジイソシアナート(IPDI)、キシリレンジイソシアナート(XDI)、水素化トリレンジイソシアナート、ジフェニルメタンジイソシアナート及びその水添体、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアナート、ナフチレン−1,5−ジイソシアナート、ポリイソシアナートプレポリマー、ポリメチロールプロパン変性TDIなどが挙げられる。
架橋剤は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。架橋剤の使用量は、(メタ)アクリル酸エステル共重合体100質量部に対して、0.01〜20質量部が好ましい。
さらに、粘着剤層は、エネルギー線硬化や加熱発泡、水膨潤などにより接着力を制御できる粘着剤であってもよい。粘着剤層がエネルギー線硬化性を有する場合(エネルギー線硬化型粘着剤層)には、粘着剤層にエネルギー線を照射し、粘着力を低下させることで、ウエハやチップの剥離がより容易になる。また、エネルギー線硬化型粘着剤層は、従来より公知のガンマ線、電子線、紫外線、可視光等のエネルギー線の照射により硬化する種々のエネルギー線硬化型粘着剤により形成され得るが、特に紫外線硬化型粘着剤を用いることが好ましい。
エネルギー線硬化型粘着剤としては、例えばアクリル系粘着剤に、多官能エネルギー線硬化樹脂を混合した粘着剤が挙げられる。多官能エネルギー線硬化樹脂としては、エネルギー線重合性の官能基を複数有する低分子化合物、ウレタンアクリレートオリゴマーなどが挙げられる。また、側鎖にエネルギー線重合性の官能基を有する(メタ)アクリル酸エステル共重合体を含む粘着剤も用いることができる。このようなエネルギー線重合性官能基としては(メタ)アクリロイル基が好ましい。
粘着剤層のガラス転移温度(Tg)は、−50〜30℃が好ましく、−25〜30℃であることが好ましい。ここで、粘着剤層のTgとは、粘着剤層を積層させた試料の周波数11Hzでの動的粘弾性測定において、−50〜50℃の領域で損失正接(tanδ)が最大値を示す温度を指す。なお、粘着剤層がエネルギー線硬化型粘着剤である場合には、エネルギー線照射により粘着剤層を硬化させる前のガラス転移温度を指す。粘着剤層が前記したアクリル系粘着剤からなる場合は、粘着剤層のガラス転移温度は、前記したアクリル系粘着剤を構成する単量体の種類および重合比を規制し、場合によって添加される多官能エネルギー線硬化樹脂や架橋剤の影響を見積もることにより制御できる。
フィルム状接着剤
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。
フィルム状接着剤は、半導体ウエハや半導体チップに貼付される。その半導体ウエハやチップとフィルム状接着剤とをチップサイズにダイシングすることで、接着剤付チップが得られ、これを後述する支持シート(例えば樹脂フィルムまたは粘着シート)からピックアップし、接着剤を介して、所定の位置にチップを固着する。なお、接着剤付チップのピックアップ時には、エキスパンドを行うことが好ましい。
粘接着剤層
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。
半導体加工用粘着シートが、ダイシング・ダイボンド兼用シートである場合、接着性樹脂層は、ダイシング工程において半導体ウエハやチップを保持し、ダイシング時には、ウエハとともに切断され、切断されたチップと同形状の接着性樹脂層が形成される。そして、ダイシング終了後、チップのピックアップを行うと、接着性樹脂層は、チップとともに支持シートから剥離する。接着性樹脂層はダイボンド時にはチップを固着するための接着剤として機能する。接着性樹脂層を伴ったチップを基板に載置し、加熱等を行い、チップと、基板や他のチップ等の被着体とを接着性樹脂層を介して接着する。
本発明の半導体加工用粘着シートが、このようなダイシング・ダイボンド兼用シートである場合は、支持シート上に、接着性樹脂層として、感圧接着性を有し、かつダイ接着機能を兼ね備えた、粘接着剤層が形成されてなる。このようなウエハ固定機能とダイ接着機能とを兼ね備えた接着性樹脂層は、たとえば前記したアクリル系粘着剤と、エポキシ接着剤を含み、また必要に応じ、多官能エネルギー線硬化樹脂および硬化助剤等を含む。また、接着性樹脂層のチップへの転写を容易にするため、ダイシング・ダイボンド兼用シートにおける支持シートは剥離処理されていてもよい。なお、粘接着剤層付チップのピックアップ時には、前記と同様にエキスパンドを行うことが好ましい。
保護膜形成層
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。
本発明の半導体加工用粘着シートにおける接着性樹脂層の厚みは、その用途により様々であるが、おおよそ1〜300μm、好ましくは10〜200μm、特に好ましくは20〜100μm程度である。
接着性樹脂層は、支持シートの片面に直接塗工して形成してもよく、また剥離シート上に接着性樹脂層を形成した後、これを支持シート上に転写してもよい。
接着性樹脂層を形成する方法としては、公知の方法を選択すればよく、特に限定されない。このような方法としては、粘着剤等の接着性樹脂層形成材料をそのまま無溶剤で、または溶剤希釈やエマルション化して、グラビアコーター、メイヤーバーコーター、エアナイフコーター、ロールコーターなどにより塗布して、常温もしくは加熱または電子線硬化させたり、ウェットラミネーションやドライラミネーション、熱溶融ラミネーション、溶融押出ラミネーション、共押出加工などで支持シート上に形成すればよい。
(支持シート)
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。
支持シートとして用いられる樹脂フィルムとしては、たとえば、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリブテンフィルム、ポリブタジエンフィルム、ポリメチルペンテンフィルム、ポリ塩化ビニルフィルム、塩化ビニル共重合体フィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリエチレンナフタレートフィルム、ポリブチレンテレフタレートフィルム、ポリウレタンフィルム、エチレン酢酸ビニル共重合体フィルム、アイオノマー樹脂フィルム、エチレン・(メタ)アクリル酸共重合体フィルム、エチレン・(メタ)アクリル酸エステル共重合体フィルム、ポリスチレンフィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリイミドフィルム、フッ素樹脂フィルム等が用いられる。またこれらの架橋フィルムも用いられる。さらにこれらの積層フィルムであってもよい。さらにこれらの積層フィルムであってもよい。また、これらを着色したフィルムを用いることもできる。
半導体加工用粘着シートにおける接着性樹脂層は、各種のワークに貼付され、ワークに所要の加工を施した後、ワークに固着残存した状態で支持シートから剥離されることがある。この場合、半導体加工用粘着シートは、接着性樹脂層を支持シートからワークに転写する工程を含むプロセスに使用される。このため、支持シート(樹脂フィルム)の接着性樹脂層に接する面の表面張力は、好ましくは40mN/m以下、さらに好ましくは37mN/m以下、特に好ましくは35mN/m以下である。下限値は通常25mN/m程度である。このような表面張力が比較的低い樹脂フィルムは、材質を適宜に選択して得ることが可能であるし、また樹脂フィルムの表面に剥離剤を塗布して剥離処理を施すことで得ることもできる。
樹脂フィルムの剥離処理に用いられる剥離剤としては、アルキッド系、シリコーン系、フッ素系、不飽和ポリエステル系、ポリオレフィン系、ワックス系などが用いられるが、特にアルキッド系、シリコーン系、フッ素系の剥離剤が耐熱性を有するので好ましい。
上記の剥離剤を用いて樹脂フィルムの表面を剥離処理するためには、剥離剤をそのまま無溶剤で、または溶剤希釈やエマルション化して、グラビアコーター、メイヤーバーコーター、エアナイフコーター、ロールコーターなどにより塗布して、剥離剤が塗布された樹脂フィルムを常温下または加熱下に供するか、または電子線により硬化させて剥離剤層を形成させればよい。
また、ウェットラミネーションやドライラミネーション、熱溶融ラミネーション、溶融押出ラミネーション、共押出加工などによりフィルムの積層を行うことにより樹脂フィルムの表面張力を調整してもよい。すなわち、少なくとも一方の面の表面張力が、上述した範囲内にあるフィルムを、当該面が接着性樹脂層と接する面となるように、他のフィルムと積層した積層体を製造し、樹脂フィルムとしてもよい。
半導体加工用粘着シート上で半導体ウエハ等のワークにダイシング等の所要の加工を施す場合には、樹脂フィルム11上に粘着剤層12を形成した粘着シートを支持シート1として用いることが好ましい(図2や図4参照)。
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。
粘着剤層12は、従来より公知の種々の粘着剤(例えば、ゴム系、アクリル系、シリコーン系、ウレタン系、ビニルエーテル系などの汎用粘着剤、表面凹凸のある粘着剤、エネルギー線硬化型粘着剤、熱膨張成分含有粘着剤等)により形成できる。
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。
支持シートの厚みは、通常は10〜500μm、好ましくは15〜300μm、さらに好ましくは20〜250μmである。支持シートが粘着シートである場合には、支持シートの厚みにおいて1〜50μmの厚みを粘着剤層が占める。
(半導体加工用粘着シート)
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。
半導体加工用粘着シートは、上述したように、リングフレーム保持用粘着部における芯材の加熱後の寸法変化率が所定範囲であるために、ウエハ等のワークに接着性樹脂層を加熱ラミネートする際に、リングフレーム保持用粘着部が加熱されたとしても、位置ズレや皺の発生を抑制できる。そのため、半導体加工用粘着シートの使用方法としては、半導体加工用粘着シートの接着性樹脂層をウエハ等のワークに加熱ラミネートする工程を含むことが好ましく、加熱ラミネート工程において、リングフレーム保持用粘着部が加熱される工程を含むことがより好ましい。
半導体加工用粘着シートにおいて、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)に対する粘着力は、好ましくは0.5mN/25mm以上、より好ましくは1mN/25mm以上、さらに好ましくは1〜5mN/25mmである。
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。
また、半導体加工用粘着シートにおいて、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は、好ましくは10000秒以上、より好ましくは70000秒以上である。なお、上限は特に限定されない。
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。
また、JIS K7631−1;1997に準拠した、半導体加工用粘着シートの全光線透過率の最小値は、好ましくは80%以下、より好ましくは0〜75%、特に好ましくは1〜70%、特に好ましくは10〜65%である。半導体加工用粘着シートにおける全光線透過率が最小となる部分の値を上記範囲とすることで、半導体装置を製造するための各工程で用いる装置による該粘着シートの検知性が向上する。なお、本発明における全光線透過率は、図1や図2の態様の半導体加工用粘着シートにおいては、支持シート1とリングフレーム保持用粘着部20が積層された部分における測定値であり、図3や図4の態様の半導体加工用粘着シートにおいては、支持シート1、接着性樹脂層2およびリングフレーム保持用粘着部20が積層された部分における測定値である。
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。
また、半導体加工用粘着シートにおいて、接着性樹脂層やリングフレーム保持用粘着部には、カバーフィルムを仮着しておいてもよい。カバーフィルムは、上述の支持シートと同じものを用いることができる。
半導体加工用粘着シートの製造方法は特に限定されないが、図3の構成を例に挙げて具体的に説明する。
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。
次いで、粘着剤組成物aを剥離シートA上に塗布、乾燥して粘着剤層21aを形成する。その後、芯材22に粘着剤層21aを貼り合せ、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。
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。
剥離シートA,Bとしては、上記の樹脂フィルムとして例示したフィルムを用いることができる。
また、軽剥離タイプ・重剥離タイプのように剥離力に差を有する剥離シートを用いれば、接着性樹脂層2とリングフレーム保持用粘着部20とを貼り合せる際の作業性が向上するため好ましい。
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。
次に、支持シート1上に接着性樹脂層2を形成する。支持シート1上に接着性樹脂層2を形成する方法は特に限定されず、支持シート1上に、接着性樹脂層2を構成する組成物を塗布し、乾燥することで形成してもよく、また、接着性樹脂層2を剥離シート上に設け、これを支持シート1に転写することで形成してもよい。
そして、上記で得られたリングフレーム保持用粘着部20と接着性樹脂層2とを積層し、重剥離タイプの剥離シート上に半導体加工用粘着シートが積層された積層体とする。
その後、リングフレーム5に対する糊しろの外径に合わせて、開口部と同心円状に積層体全体を型抜きし、型抜きされた積層体の周囲を除去する。最後に重剥離タイプの剥離シートを剥離し、リングフレーム保持用粘着部20の粘着剤層21aを露出させることで、本発明の半導体加工用粘着シートを得ることができる。なお、粘着剤層21aをリングフレーム5に貼付すれば、、図3に示すような、半導体加工用粘着シート100がリングフレーム5に仮固定された状態とすることができる。
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。
このような製造工程により得られる本発明の半導体加工用粘着シートは、リングフレーム保持用粘着部の厚みや芯材の厚みが所定の範囲である場合に、リングフレーム保持用粘着部と接着性樹脂層とを積層する工程において、剥離シートと接着性樹脂層との間に空気(気泡)が噛み込むことを抑制できる。その結果、気泡に起因した接着性樹脂層の変形を防止でき、平滑な接着性樹脂層を得ることができる。このような本発明の半導体加工用粘着シートによれば、接着性樹脂層を半導体ウエハ等のワークに密着して貼付できる。そのため、接着性樹脂層とワークとの界面への水分の侵入や、該界面における剥離を抑制でき、該粘着シートを用いて製造される半導体装置の信頼性に優れる。
以上、リングフレーム保持用粘着部の構成や物性、接着性樹脂層の代表的な組成や用途及び半導体加工用粘着シートの構成について概説したが、本発明の半導体加工用粘着シートにおける接着性樹脂層は上記のものに限定されることはなく、またその用途も特に限定されない。
本発明において適用可能なワークとしては、その素材に限定はなく、たとえば半導体ウエハ、ガラス基板、セラミック基板、FPC等の有機材料基板、又は精密部品等の金属材料など種々の物品を挙げることができる。
以下、本発明を実施例により説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。本発明において採用した測定方法および評価方法は次の通りである。
<粘着力測定>
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。
<リングフレームの糊残り>
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。
<クリープ試験>
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。
<芯材の寸法変化率>
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
<芯材の破断伸度>
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
<エキスパンド性>
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。
<エア噛み評価>
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。
<加熱ラミネート後の位置ズレ>
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。
(実施例1)
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。
粘着剤組成物b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、トルエン50質量部を加えて、粘着剤組成物bを調整した。
リングフレーム保持用粘着部の作製
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。
次いで、芯材として無延伸ポリプロピレンフィルム(サン・トックス株式会社製 CPP#40 MK12、厚み:40μm)を準備した。
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。
その後、芯材の一方の面に粘着剤層aを転写した。そして、芯材の他方の面に粘着剤層bを転写し、剥離シートA、粘着剤層a、芯材、粘着剤層bおよび剥離シートBをこの順に積層した積層体を得た。
得られた積層体から剥離シートBを除去し、次いで、粘着剤層b側から直径165mmの円形に抜き加工を行った。抜き加工は、粘着剤層b、芯材および粘着剤層aを完全に切り込み、剥離シートAは完全に切り込まないように行った。
その後、円形に切り込んだ粘着剤層b、芯材および粘着剤層aを除去し、開口部を形成し、剥離シートA上にリングフレーム保持用粘着部を作製した。得られたリングフレーム保持用粘着部に関して、各評価を行った。
半導体加工用粘着シートの作製
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。
(実施例2)
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。
(実施例3)
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。
(比較例1)
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。
(比較例2)
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。
(参考例1)
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。
Figure 0006129705
1:支持シート
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)

  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。
  2. 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。
  3. 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。
  4. 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。
  5. 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。
  6. 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。
  7. 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。
  8. 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。
  9. 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。
  10. 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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