JP6423242B2 - ダイシングフィルムおよび半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Description
また、特許文献3に記載のダイシングテープは、刺激により気体を発生する気体発生剤を粘着剤層に含有させることにより、剥離時に刺激を与えて、貫通電極を破損することなく剥離するように構成されている。
しかし、貫通電極が設けられた半導体ウエハでは、通常、一方又は両方の面に貫通電極が10〜15μm程度の高さに突出した突起部分がある。そのため、従来の貫通電極の無い半導体ウエハの加工用のダイシングテープを貼付しても、その突起部分に十分に追従できず、十分な保持力を得られない。一方、ピックアップ工程では容易に半導体チップが粘着テープから剥離できる性能が要求されるため、単にダイシングテープの粘着剤層の粘着力を大きく、保持力を大きくしただけでは、この要求に答えられない。また、個片化したチップの積層時の接触不良を引き起こす原因となりうるため、ピックアップ工程後に半導体チップのウエハ裏面およびウエハ裏面の電極に粘着剤が付着しないことが求められている。
また、特許文献3では、特別な気体発生剤を含有させるためコスト高となる上、ピックアップ工程において、通常は行われない、刺激を与えて気体を発生させる工程を必要とし、手順が煩雑になる。
<1> 幅25mmおよび長さ150mmの試料片とし、引張試験機によりチャック間距離100mm、引張速度10mm/分の条件で前記試料片を引張った場合における1%伸長時の力が300g/25mm以下であること、および(2)JIS K7125により測定した表面の静摩擦係数が0.1〜2.0であること、を満たす、ダイシングフィルム。
幅25mmにおける1%伸長時の力は、以下の方法で測定すればよい。すなわち、
i)ダイシングフィルムをカットして、幅(TD方向)25mm、長さ(MD方向)150mmの短冊状の試料片を準備する。
ii)次いで、引張試験機によりチャック間距離100mm、引張速度10mm/分の条件で試料片を引張り、伸び1mmの時点の力を測定する。測定は、温度23℃、相対湿度55%の条件下で実施する。
本実施形態において、1%伸長時の力が前記範囲であれば、総厚みは特に限定されないが、上記試験により1%伸長時の力を測定するためには、60μm超300μm以下であることが好ましく、80μm〜250μmであることがより好ましい。
さらに、後述するB層はA層と比較してべた付きやすい層であるが、本実施形態のダイシングフィルムでは、B層上にA層を積層しているため、べた付きが防止されており、アンチブロッキング性に優れている。
また、近年、標準的なLSIと比較して起伏の大きな金バンプ、高周波用デバイスの実装基板接合に用いられる半田ボールなどのバンプが形成されたウエハなども多く見られる。そこで、ダイシングに際して、これらの凹凸を有する半導体ウエハの破損を防止することも、大きな課題の一つとなっている。
さらに、C層の粘着剤として、放射線硬化型粘着剤、または熱硬化型粘着剤を用いることにより、ピックアップ工程後に半導体ウエハの裏面および貫通電極に粘着剤が付着しにくい。
本実施形態に係るダイシングフィルムは、密度が900kg/m3〜930kg/m3である低密度ポリエチレンを含み、厚みが40μm〜150μmであるA層を有する。A層は、例えば、密度が900kg/m3〜930kg/m3である低密度ポリエチレンを含む樹脂組成物から形成される。
密度が900kg/m3以上である低密度ポリエチレンを用いることにより、ダイシングフィルムの保管中に結晶化がおきにくいため、安定性の点で好ましい。さらに、密度が900kg/m3以上であると、べた付かず、ハンドリング性に優れる点で好ましい。
また、密度が930kg/m3以下であると、ピックアップ性に優れる点で好ましい。
密度勾配管は、ガラス製円筒管内に、連続的な密度勾配を有する液体を充填したものを用いる。投入した低密度ポリエチレンまたはオレフィン系共重合体の固体試料が液体中で静止した平衡位置からその試料の密度を読み取る。ガラス製円筒管中に充填される液体は、JISK7112の表2に規定のエタノール−水系の混合液体を用いる。
なお、分子量分布(Mw/Mn)は、ゲル浸透クロマトグラフ(GPC)を用いて測定すればよい。
また、本実施形態で用いる低密度ポリエチレンは高圧法低密度ポリエチレンであってもよい。高圧法低密度ポリエチレンとしては、三井デュポンポリケミカル社製ミラソンTMがあげられる。
A層の厚みが40μm以上であると、適度な剛性があり、ハンドリング性に優れる点で好ましい。A層の厚みが150μm以下であると、ピックアップ時の突き上げ量に対して、ダイシングフィルムの変形量が大きく得られ、ダイシングフィルムの拡張性に優れる点で好ましい。
本実施形態に係るダイシングフィルムは、密度が800kg/m3〜890kg/m3であるオレフィン系共重合体を含み、厚みが20μm〜100μmであるB層を有する。B層は、例えば、密度が800kg/m3〜890kg/m3であるオレフィン系共重合体を含む樹脂組成物から形成される。
密度が890kg/m3以下であることにより、半導体ウエハ表面の凹凸(突起形状)に密着し、凹凸追従性に優れている点で好ましい。密度が800kg/m3以上であると、フィルム成形時のべた付きを抑えられる点で好ましい。
なかでも、貼り付け時の凹凸追従性に優れる点で、エチレン・プロピレン共重合体、エチレン・1−ブテン共重合体、エチレン・プロピレン・炭素原子数4〜12のα−オレフィンの三元共重合体等のエチレン・α−オレフィン共重合体、あるいは、プロピレン・1−ブテン共重合体・炭素原子数5〜12のα−オレフィンの三元共重合体などが好ましく、エチレン・プロピレン共重合体がより好ましい。プロピレンは、オレフィン系共重合体の中でも熱溶融性が高いためである。
また、オレフィン系共重合体のMFRは、共押出し性を考慮すると、前述の低密度ポリエチレンのMFRと値が近いことが好ましく、オレフィン系共重合体および低密度ポリエチレンのMFRは、ともに2g/10min〜10g/10minの範囲にあることがより好ましい。
ここで、B層の厚みが20μm以上であると、半導体ウエハ表面の凹凸を埋め込むことができ、かつ凹凸追従性に優れている点で好ましく、B層の厚みが100μm以下であると、ダイシングフィルムの拡張性に優れる点の点で好ましい。
また、B層の厚みは、ダイシングフィルムを接着する半導体ウエハの一方の面に設けられた段差より大きいことが好ましい。つまり、B層の厚みは、この段差(例えば、半導体ウエハの回路形成面の凹凸(半田バンプを含む))を埋め込むことができる厚みであることが好ましい。
本実施形態に係るダイシングフィルムは、放射線硬化型粘着剤および熱硬化型粘着剤からなる群より選択される少なくとも一つの粘着剤であるC層を含む。放射線硬化型粘着剤は、放射線の照射により粘着力を低下させる粘着剤であり、熱硬化型粘着剤は、加熱により粘着力を低下させる粘着剤である。
放射線としては、紫外線、電子ビーム、X線、α線、β線、γ線、可視光線、赤外線等が挙げられるが、中でも紫外線が好ましい。また、放射線硬化型粘着剤の好ましい例には、紫外線硬化型粘着剤が挙げられる。
A層は、貼り付け安定性、ダイシング安定性およびピックアップ性に優れ、かつ高い拡張性を有する層であり、A層自体は、後述するシリコーン系滑剤などの滑剤成分を1質量%以下含むことが好ましく、滑剤成分を含まないことがより好ましい。また、以下に記載するように、B層と接している面とは反対側にてA層に接する層として、滑剤成分を含む滑剤層(NB層)を設けてもよい。
なお、「A層が滑剤成分を1質量%以下含む」とは、滑剤成分を実質的に含んでいないことを意味している。
滑剤成分の含有量は、樹脂成分(例えば、低密度ポリエチレン)に対して1質量%〜10質量%であることが好ましく、3質量%〜8質量%であることがより好ましい。
滑剤成分としては、市販品を用いてもよく、例えば、東レ・ダウ・コーニングシリコーン社製のシリコーン樹脂である商品名 BY27−002を用いてもよい。
滑剤層は、A層の他方の面側(B層の反対側)に配置されることが好ましい。また、本発明の効果を損なわない範囲で、A層/B層/C層、または、滑剤層/A層/B層/C層の各層間に、上記以外の層が積層されていてもよい。
また、本実施形態のダイシングフィルムでは、B層の厚みは、総厚みの1/4以上であることが好ましい。
本実施形態のダイシングフィルムは、任意の方法で製造することができる。例えば、本実施形態のダイシングフィルムは、1)各層を構成する溶融樹脂を押出成形または共押出しして積層する方法(共押出し法);2)一層上に、他の層を構成する溶融樹脂を積層する方法(押出しラミネート法);3)各層を構成するフィルムを熱圧着または接着剤等を介して積層する方法(ラミネート法);および4)A層、B層が積層された樹脂積層体上に、粘着剤層であるC層を構成する樹脂組成物を塗布して積層する方法(塗布法)等、により製造されてもよい。
本実施形態のダイシングフィルムが、低摩擦層(滑剤層)など他の層を含む積層フィルムである場合には、当該他層を上述のように共押出し法や押出しラミネート法により積層することができる。
本実施形態のダイシングフィルムを用いた半導体装置の製造方法は、1)本実施形態のダイシングフィルムを、半導体ウエハの裏面にC層を貼り合わせる工程、2)半導体ウエハをダイシングする工程、3)ダイシングフィルムをエキスパンド(拡張)して、ダイシングされた半導体ウエハ(半導体チップ)をピックアップする工程、4)半導体チップを、半導体装置のダイパッド(不図示)等に接着させてマウントする工程、を経て製造される。本発明のダイシングフィルムとしては、前述のダイシングフィルムを用いることができる。
本実施例では、以下に示す(1)〜(6)に示す低密度ポリエチレン、オレフィン系共重合体、および粘着剤を主に使用した。
実施例1〜実施例4、比較例1では、A層に含まれる低密度ポリエチレン(LLDPE)として、商品名 エボリューSP2040(プライムポリマー(株)製)を用いた。この低密度ポリエチレンの各物性値は、以下の通りである。
曲げ弾性率(E’ 25℃):150MPa
MFR(190℃):3.8g/10min
密度:918kg/m3
融点:116℃
タイプDデュロメータ硬さ:55
実施例5では、A層に含まれる低密度ポリエチレン(LDPE)として、商品名 ミラソン(登録商標)401(三井・デュポンポリケミカル社製)を用いた。この低密度ポリエチレンの各物性値は、以下の通りである。
曲げ弾性率(E’ 25℃):220MPa
MFR(190℃):1.6g/10min
密度:920kg/m3
融点:107℃
タイプDデュロメータ硬さ:51
比較例2では、A層に含まれる低密度ポリエチレン(LLDPE)として、商品名 エボリューSP4030(プライムポリマー(株)製)を用いた。この低密度ポリエチレンの各物性値は、以下の通りである。
曲げ弾性率(E’ 25℃):550MPa
MFR(190℃):3.8g/10min
密度:938kg/m3
融点:127℃
タイプDデュロメータ硬さ:59
比較例4では、低密度ポリエチレンの代わりに、オレフィン系共重合体(エチレン−酢酸ビニル共重合体;EVA)である商品名 エバフレックス(登録商標) EV170(三井・デュポンポリケミカル社製)を用いた。このオレフィン系共重合体の各物性値は、以下の通りである。
曲げ弾性率(E’ 25℃):8MPa
MFR(190℃):3.0g/10min
密度:960kg/m3
融点:61℃
JIS−A硬度:67
実施例1〜5、比較例1〜4では、B層に含まれるオレフィン系共重合体として、商品名 タフマー(登録商標) P0275(三井化学(株)製 エチレン・α−オレフィン共重合体)を用いた。このオレフィン系共重合体の各物性値は、以下の通りである。
曲げ弾性率(E’ 25℃):6MPa
MFR(190℃):5.4g/10min
密度:861kg/m3
融点:45℃
JIS−A硬度:55
実施例1〜5、比較例1〜4では、C層を形成するためのアクリル系粘着剤(UV硬化性粘着剤)を用いた。アクリル系粘着剤の調製方法は、以下の通りである。
A層の原料として、前述の低密度ポリエチレン(商品名 エボリューSP2040)を準備し、B層の原料として、前述のオレフィン系共重合体(商品名 タフマーP0275)を準備し、さらに、C層の原料として、前述の粘着剤(アクリル系粘着剤)を準備した。
また、シリコーン系滑剤を含む滑剤層の原料として、前述の低密度ポリエチレン(商品名 エボリューSP2040)およびシリコーン樹脂(東レ・ダウ・コーニングシリコーン社製:商品名 BY27−002)を準備した。なお、低密度ポリエチレンに対して、5質量%のシリコーン樹脂を用いた。
次いで、A層およびB層の各原料を、フルフライト型のスクリューを備えた各押出機に投入し、溶融混練させた。そして、Tダイにより押出温度250℃で2層共押出し成形して基材フィルムを形成した。次に、基材フィルムのB層の表面にコロナ処理を実施した。
片表面にシリコーン処理(離型処理)が施された厚み38μmの離型PETフィルム(剥離フィルム、東セロ(株)製 商品名SP-PET)の離型処理が施された側の面に、上述の粘着剤をコンマコーターにより塗工し、乾燥することで、C層とした粘着剤付きフィルムを準備した。粘着剤であるC層をB層の表面に貼り合わせることにより、A層、B層、およびC層が順に積層された積層フィルム(ダイシングフィルム)を作製した。
ダイシングフィルムの各層の厚みは、A層/B層/C層の厚みは、70μm/50μm/5μmであった。
実施例2では、A層のB層が設けられた側とは反対側の面上に滑剤層を形成させ、滑剤層、A層、B層、およびC層が順に積層された積層フィルム(ダイシングフィルム)を作製した。
具体的には、A層、B層および滑剤層の各原料を、フルフライト型のスクリューを備えた各押出機に投入し、溶融混練させた。そして、Tダイにより押出温度250℃で3層共押出し成形して基材フィルムを形成した。次に、基材フィルムのB層の表面にコロナ処理を実施した。
次に、離型PETフィルム上に上述の粘着剤を塗工し、C層とした粘着剤付きフィルムを準備した。粘着剤であるC層をB層の表面に貼り合わせることにより、滑剤層、A層、B層、およびC層が順に積層された積層フィルム(ダイシングフィルム)を作製した。
ダイシングフィルムの各層の厚みは、滑剤層/A層/B層/C層の厚みは、10μm/70μm/50μm/5μmであった。
実施例3では、A層の厚みを100μmに変更したこと以外は、実施例2と同様にしてダイシングフィルムを作製し、実施例4では、A層の厚みを50μmに変更し、かつB層の厚みを45μmに変更したこと以外は、実施例2と同様にしてダイシングフィルムを作製した。
実施例5では、A層および滑剤層に含まれる低密度ポリエチレンとして、商品名 ミラソン401(三井・デュポンポリケミカル社製)を用いたこと以外は、実施例2と同様にしてダイシングフィルムを作製した。
比較例1では、A層の厚みを160μm、B層の厚みを110μm、およびC層の厚みを50μmに変更したこと以外は、実施例2と同様にしてダイシングフィルムを作製した。
比較例2では、前述したようにA層および滑剤層に含まれる低密度ポリエチレンとして、商品名 エボリューSP4030(プライムポリマー(株)製)を用いたこと以外は実施例2と同様にしてダイシングフィルムを作製した。
比較例3では、A層および滑剤層を設けず、かつB層の厚みを100μmとしたことに以外は、実施例2と同様にしてダイシングフィルムを作製した。
比較例4では、滑剤層を設けず、かつA層に含まれる低密度ポリエチレンをエチレン−酢酸ビニル共重合体(EVA:商品名 エバフレックス(登録商標) EV170)に変更してA層の厚みを50μmとしたこと以外は、実施例1と同様にしてダイシングフィルムを作製した。
前述のようにして得られたダイシングフィルムの引張弾性率および引張25%モジュラスを、JIS K7161に準拠した方法で測定した。すなわち、
i)ダイシングフィルムをカットして、幅(TD方向)10mm、長さ(MD方向)100mmの短冊状の試料片を準備した。
ii)次いで、引張試験機によりチャック間距離50mm、引張速度200mm/分の条件で試料片の引張弾性率および引張25%モジュラスを測定した。測定は、温度23℃、相対湿度55%の条件下で実施した。
前述のようにして得られたダイシングフィルムの粘着力(C層の粘着力)を、JIS Z0237に記載の粘着シート試験方法に準拠して、温度23℃、相対湿度50%の環境下にて測定した。離型PETフィルムを剥がしたダイシングフィルムを、SUS−BA板に約2kgゴムロールで圧力を加えながら貼り付けて、温度23℃、相対湿度50%の一定環境下に30分間置いた。次いで、フィルムを180°方向に、剥離速度300mm/分でSUS−BA板から引き剥がす際の粘着力を測定した。この粘着力の測定を2回行った。幅25mmの試験片を用いて測定したときの粘着力の平均値を「粘着力」(N/25mm)とした。
前述のようにして得られたダイシングフィルムの1%伸長時の力を、以下の方法で測定した。すなわち、
i)ダイシングフィルムをカットして、幅(TD方向)25mm、長さ(MD方向)150mmの短冊状の試料片を準備した。
ii)次いで、引張試験機によりチャック間距離100mm、引張速度10mm/分の条件で試料片を引張り、伸び1mmの時点の力を測定した。測定は、温度23℃、相対湿度55%の条件下で実施した。
前述のようにして得られたダイシングフィルムの表面の静摩擦係数を、以下の方法で測定した。実施例1および比較例4については、測定する面をA層表面とし、実施例2〜5、比較例1、2については、測定する面を滑剤層の表面とし、比較例3については、測定する面をB層の表面とした。
JIS K7125に準拠して、温度23℃、相対湿度50%の環境下にて静摩擦係数を測定した。まず、ダイシングフィルムを63.5mm×200mmに切り出し、測定表面上に63mm×63mmのSUS板を滑り片として設置した。滑り片の上に錘を設置し、滑り片と錘の合計重量が200g(g)となるようにした。引張試験機により試験速度100mm/分で滑り片を水平方向に引張り、滑り片が動き始める際の荷重(F)を測定し、下式により静摩擦係数を算出した。
式)静摩擦係数μ=F/g
次に、ダイシングフィルムをシリコンウエハ(直径12インチ)およびリングフレーム(ディスコ社製)にC層を介して貼り付けた後、ハンドリング性を以下の基準で評価した。
A・・・・ダイシングフィルムの表面(A層の表面)にシワが発生しない(25枚全て)
B・・・・ダイシングフィルムの表面(A層の表面)にシワが発生(25枚中1枚以上)
ディスコ社製BG機(DGP8760)を使用し、シリコンウエハを厚み50μmとなるように研削した。あらかじめ研削したシリコンウエハを、上述のようにダイシングフィルムにリングフレームと併せて貼り合わせた後、ディスコ社製ダイシングソー(DFD3240)を用いて5mm×5mmにダイシングした。そして、顕微鏡にてダイシング後のシリコンチップ端部を観察し、ダイシング性を以下の基準で評価した。
A・・・・10μm未満の欠け、およびチップ紛失なし
B・・・・10μm以上の欠け、あるいはチップがダイシング中に紛失
次に、ダイシングフィルムを拡張した後、パナソニック社製のフリップチップボンダー装置FCB3を用いてダイシング後のシリコンチップ(厚み50μm)をピックアップした。このときのピックアップ性を以下の基準で評価した。
A・・・・Try数10回当たりのピックアップ数(損傷なし)=10(個)
B・・・・Try数10回当たりのピックアップ数(損傷なし)<10(個)
比較例1、2については、1%伸長時の力が300g/25mm超であり、ダイシングフィルムからシリコンチップを剥離してピックアップする際に、チップが損傷してしまい、ピックアップ性は不良であった(評価B)。
また、比較例3、4については、表面の静摩擦係数が2.0以上であるため、表面がべた付き、ブロッキング性が不良であった。
12、52 A層
13、53 B層
14、54 C層
16、56 滑剤層
42 ウエハ
46 リングフレーム
Claims (9)
- (1)幅25mmおよび長さ150mmの試料片とし、引張試験機によりチャック間距離100mm、引張速度10mm/分の条件で前記試料片を引張った場合における1%伸長時の力が300g/25mm以下であること、および
(2)JIS K7125により測定した表面の静摩擦係数が0.1〜2.0であること、
を満たす、ダイシングフィルム。 - 密度が900kg/m3〜930kg/m3である低密度ポリエチレンを含み、厚みが40μm〜150μmであるA層と、
密度が800kg/m3〜890kg/m3であるオレフィン系共重合体を含み、厚みが20μm〜100μmであるB層と、
放射線硬化型粘着剤および熱硬化型粘着剤からなる群より選択される少なくとも一つの粘着剤であるC層と、
がこの順に積層されている、請求項1に記載のダイシングフィルム。 - 前記B層の厚みは、ダイシングフィルムの総厚みの1/2以下である、請求項2に記載のダイシングフィルム。
- 前記A層は、滑剤成分を1質量%以下含む、請求項2に記載のダイシングフィルム。
- 更に、滑剤成分を含む層が、前記B層が設けられている面とは反対側にて、前記A層上に積層されている、請求項2〜請求項4のいずれか1項に記載のダイシングフィルム。
- 総厚みが60μm超300μm以下である、請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載のダイシングフィルム。
- 貫通電極を備える半導体ウエハに、請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載のダイシングフィルムを貼り合わせる工程と、
前記半導体ウエハをダイシングして半導体チップを得る工程と、
前記ダイシングフィルムを拡張して、前記半導体チップをピックアップする工程と、
を含む、半導体装置の製造方法。 - 前記貼り合わせる工程では、前記半導体ウエハに請求項2〜請求項5のいずれか1項に記載のダイシングフィルムを、前記半導体ウエハと前記C層とが接するようにして貼り合わせる、請求項7に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記ダイシングフィルムの総厚みが60μm超300μm以下である、請求項8に記載の半導体装置の製造方法。
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