JP6297786B2 - 接着シート、ダイシングテープ一体型接着シート、半導体装置の製造方法、及び、半導体装置 - Google Patents
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Description
基材上に粘着剤層が積層されたダイシングテープを準備する工程と、
前記ダイシングテープの前記粘着剤層上に前記接着シートを貼り付けて、ダイシングテープ一体型接着シートを得る工程と、
前記ダイシングテープ一体型接着シートにおける接着シート上に半導体ウエハを貼着する工程と、
前記半導体ウエハをダイシングして半導体素子を形成する工程と、
前記半導体素子を前記接着シートとともに、ダイシングテープの粘着剤層からピックアップする工程とを具備することを特徴とする。
前記ダイシングテープ一体型接着シートにおける接着シート上に半導体ウエハを貼着する工程と、
前記半導体ウエハをダイシングして半導体素子を形成する工程と、
前記半導体素子を前記接着シートとともに、ダイシングテープの粘着剤層からピックアップする工程とを具備することを特徴とする。
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、粘着剤層32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。なお、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。
図2は、剥離帯電圧の測定方法を説明するための概略構成図である。まず、あらかじめ除電しておいたアクリル板100(厚み:1mm、幅:70mm、長さ:100mm)に、ダイシングテープ一体型半導体裏面用フィルム1を貼り合わせる。貼り合わせには、ハンドローラーを用い、両面テープを介してアクリル板100とダイシングテープ3とが対向するように行なう。この状態で、23℃、50%RHの環境下に一日放置する。次に、サンプル固定台102にダイシングテープ一体型半導体裏面用フィルム1を貼り合わせたアクリル板100を固定する。次に、半導体裏面用フィルム2の端部を自動巻取り機に固定し、剥離角度150°、剥離速度10m/minとなるように剥離する。このときに発生するダイシングテープ3側の面(粘着剤層32の面)の電位を、ダイシングテープの表面から100mmの位置に固定してある電位測定機104にて測定する。測定は、23℃、50%RHの環境下で行なう。
なお、基材31、及び、粘着剤層32のうちの少なくとも1つには、帯電防止剤が含有されていてもよい。基材31に帯電防止剤が含有されていると、ダイシングテープ3を固定する吸着台から取り除く際の、基材31と吸着台との間での剥離帯電を抑制することができる。特に、基材31が多層構造を有しており、多層構造の基材31の粘着剤層32側の最外層に帯電防止剤が含有されていると、基材31と粘着剤層32との双方の帯電を抑制することができる。また、多層構造の基材31の粘着剤層32とは反対側の最外層に帯電防止剤が含有されていると、基材31と吸着台との間の剥離帯電をより効果的に抑制することができる。また、粘着剤層32に帯電防止剤が含有されていると、粘着剤層32と半導体裏面用フィルム2とを剥離した際の剥離帯電をより効果的に抑制することができる。
(a)添加する層が基材31である場合
基材31が1層からなる場合には、基材31を構成する樹脂成分全体に対して50重量%以下を意味する。
基材31が多層構造からなる場合には、複数の層のうちの1つの層を構成する樹脂成分全体に対して50重量%以下を意味する。
(b)添加する層が粘着剤層32である場合
粘着剤層32を構成する樹脂成分全体に対して50重量%以下を意味する。
(c)添加する層が半導体裏面用フィルム2である場合
半導体裏面用フィルム2が1層からなる場合には、半導体裏面用フィルム2を構成する樹脂成分全体に対して50重量%以下を意味する。
半導体裏面用フィルム2が多層構造からなる場合には、複数の層のうちの1つの層を構成する樹脂成分全体に対して50重量%以下を意味する。
なお、「添加する層の樹脂成分全体に対して、30重量%以下」、「添加する層の樹脂成分全体に対して、5重量%以上」、「添加する層の樹脂成分全体に対して、10重量%以上」に関しても、上記と同様に、基材、粘着剤層、半導体裏面用フィルムが1層からなる場合には、当該基材、当該粘着剤層、又は、当該半導体裏面用フィルムを構成する樹脂成分全体に対する割合をいい、多層構造からなる場合は、当該基材、又は、当該半導体裏面用フィルムを構成する複数の層のうちの1つの層を構成する樹脂成分全体に対する割合を意味する。
帯電防止剤層35、36は、少なくとも帯電防止剤を含有する層である。帯電防止剤層35、36に含有させる帯電防止剤としては、基材31、粘着剤層32、半導体裏面用フィルム2に含有させる場合の上記帯電防止剤と同様のものを使用することができる。なお、帯電防止剤層35、36には、帯電防止剤以外に必要に応じて、バインダー成分、溶剤等を含有させてもよい。
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(詳細については後述する)。
<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。この際、基材31に帯電防止剤を含有させる場合には、適宜、基材形成用材料に帯電防止剤を添加しておく。
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。
ダイシングテープ一体型半導体裏面用フィルム1を用いて、半導体装置を製造する場合、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接着シートにおける接着シート上に半導体ウエハを貼着する工程と、前記半導体ウエハをダイシングして半導体素子を形成する工程と、前記半導体素子を前記接着シートとともに、ダイシングテープの粘着剤層からピックアップする工程とを少なくとも具備する半導体装置の製造方法である。
先ず、図5(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5(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、半導体素子としての半導体チップ5を製造する。ダイシングは、ダイシングテープ3を吸着台110に真空吸着させた状態で、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5(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5(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。
本発明の接着シートがダイボンドフィルムである場合、ダイボンドフィルムとしての機能を有する程度に組成や含有量を変更した上で、上記フリップチップ型半導体裏面用フィルムと同様の構成を採用することができる。また、半導体装置の製造方法については、上記フリップチップ接続工程の代わりに、ダイボンドフィルムを介して被着体に半導体素子(例えば、半導体チップ)をダイボンドする工程を行なう以外は、ダイシングテープ一体型半導体裏面用フィルム1を用いた半導体装置の製造方法と同様である。すなわち、ダイシングテープ一体型ダイボンドフィルムを用いた半導体装置の製造方法は、ダイシングテープ一体型ダイボンドフィルムにおけるダイボンドフィルム上に半導体ウエハを貼着する工程と、前記半導体ウエハをダイシングして半導体素子を形成する工程と、前記半導体素子を前記ダイボンドフィルムとともに、ダイシングテープの粘着剤層からピックアップする工程と前記ダイボンドフィルムを介して被着体に半導体素子をダイボンドする工程とを具備する。
また、本発明の接着シートがアンダーフィルシートである場合、アンダーフィルシートとしての機能を有する程度に組成や含有量を変更した上で、上記フリップチップ型半導体裏面用フィルムと同様の構成を採用することができる。また、半導体装置の製造方法については、上記マウント工程において、ダイシングテープ一体型接着シート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1を、半導体ウエハの裏面に貼着する代わりに、ダイシングテープ一体型接着シートとしてのダイシングテープ一体型アンダーフィルシートを、半導体ウエハの回路面側に貼着する以外は、ダイシングテープ一体型半導体裏面用フィルム1を用いた半導体装置の製造方法と同様である。すなわち、ダイシングテープ一体型アンダーフィルシートを用いた半導体装置の製造方法は、ダイシングテープ一体型アンダーフィルシートにおけるアンダーフィルシート上に半導体ウエハの回路面側を貼着する工程と、前記半導体ウエハをダイシングして半導体素子を形成する工程と、前記半導体素子を前記アンダーフィルシートとともに、ダイシングテープの粘着剤層からピックアップする工程と半導体素子を被着体上に前記アンダーフィルシートを介在させながらフリップチップ接続する工程とを具備する。
<ダイシングテープの作製>
まず、3層構造の基材を作製した。最外層(厚さ:20μm、ポリオレフィン系基材)、中間層(厚さ:40μm、ポリオレフィン系基材)、及び、最内層(厚さ:40μm、ポリオレフィン系基材)がこの順で積層された基材(「積層基材F」という場合がある)を作製した。なお、本実施例において、最内層とは、粘着剤層がその上に形成される層をいい、最外層とは、粘着剤層が形成される側とは反対側の層をいう。
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):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、帯電防止剤として製品名:ペレスタット(三洋化成社製)を樹脂成分全体に対して、30重量%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%(帯電防止剤を除く)となる接着剤組成物溶液Fを調製した。
接着シートFを、ダイシングテープF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接着シートFを作製した。
<ダイシングテープの作製>
まず、3層構造の基材を作製した。最外層(厚さ:20μm、ポリオレフィン系基材)、中間層(厚さ:40μm、ポリオレフィン系基材)、及び、最内層(厚さ:40μm、ポリオレフィン系基材)がこの順で積層された基材(「積層基材G」という場合がある)を作製した。
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):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、帯電防止剤として製品名:ペレスタット(三洋化成社製)を樹脂成分全体に対して、25重量%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%(帯電防止剤を除く)となる接着剤組成物溶液Gを調製した。
接着シートGを、ダイシングテープG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接着シートGを作製した。
接着シートに含有させる帯電防止剤の量を、接着シートの樹脂成分全体に対して50重量%をとしたこと以外は、実施例1と同様にして本実施例3に係るダイシングテープ一体型接着シートを作製した。これを、ダイシングテープ一体型接着シートTとした。
接着シートに含有させる帯電防止剤の量を、接着シートの樹脂成分全体に対して10重量%をとしたこと以外は、実施例1と同様にして本参考例1に係るダイシングテープ一体型接着シートを作製した。これを、ダイシングテープ一体型接着シートSとした。
接着シートに含有させる帯電防止剤の量を、接着シートの樹脂成分全体に対して5重量%をとしたこと以外は、実施例1と同様にして本参考例2に係るダイシングテープ一体型接着シートを作製した。これを、ダイシングテープ一体型接着シートRとした。
あらかじめ除電しておいたアクリル板(厚み:1mm、幅:70mm、長さ:100mm)に、ダイシングテープ一体型接着シートを貼り合わせた。貼り合わせには、ハンドローラーを用い、両面テープを介してアクリル板とダイシングテープ一体型接着シートの基材とが対向するように行なった。
ダイシングテープ一体型接着シートから、長さ100mm、幅20mmの短冊状の試験片を切り出した。その試験片をSUS板に裏打ちした後、剥離試験機(商品名「オートグラフAGS−J」島津製作所社製)を用いて、温度23℃の条件下で、剥離角度:90°、引張速度:300mm/minの条件で、接着シートをダイシングテープより(すなわち、ダイシングテープの粘着剤層より)引き剥がして(接着シートとダイシングテープの粘着剤層との界面で剥離させて)、この引き剥がした時の荷重の最大荷重(測定初期のピークトップを除いた荷重の最大値)を測定し、この最大荷重を接着シートとダイシングテープの粘着剤層と間の剥離力(ダイシングテープの粘着剤層の接着シートに対する接着力)(接着力;N/20mm幅)として求めた。結果を表1に示す。
接着シートのダイシングテープと接触する側の面の表面の表面固有抵抗を測定した。なお、表面固有抵抗は、(株)アドバンテスト社製ハイメグオームメーターTR−8601の超高抵抗測定用試料箱TR−42を用い、23℃、60%RHの条件下で、100Vの直流電圧を1分間印加して測定した。結果を表1に示す。
2 フリップチップ型半導体裏面用フィルム(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
35、36 帯電防止剤層
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
100 アクリル板サンプル
102 サンプル固定台
110 吸着台
Claims (3)
- 基材上に粘着剤層が積層されたダイシングテープと、
前記粘着剤層上に形成された接着シートとを有し、
前記接着シートは、帯電防止剤と、熱硬化性樹脂としてのエポキシ樹脂と、熱可塑性樹脂としてのアクリル樹脂とを含有し(ただし、熱硬化促進触媒を前記熱硬化性樹脂全量に対して1.5重量%以上の割合で含む場合を除く)、
前記帯電防止剤の含有量が樹脂成分全体に対して、25〜50重量%であり、
前記接着シートは、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り、何れかの表面における表面固有抵抗値が、1.0×109Ω以下であることを特徴とするダイシングテープ一体型接着シート。 - 請求項1に記載のダイシングテープ一体型接着シートを用いた半導体装置の製造方法であって、
前記ダイシングテープ一体型接着シートにおける接着シート上に半導体ウエハを貼着する工程と、
前記半導体ウエハをダイシングして半導体素子を形成する工程と、
前記半導体素子を前記接着シートとともに、ダイシングテープの粘着剤層からピックアップ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。 - 請求項1に記載のダイシングテープ一体型接着シートを用いて製造されたことを特徴とする半導体装置。
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