JP6782237B2 - 半導体加工用粘着テープ及びそれを用いた半導体チップ又は半導体部品の製造方法 - Google Patents
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Description
(1)基材フィルム上に粘着剤層を有する半導体加工用粘着テープであって、
前記粘着剤層を構成する粘着剤が(メタ)アクリル酸エステル重合体100質量部と、光重合性化合物20〜150質量部と、硬化剤1〜10質量部と、光重合開始剤1〜10質量部とを有し、
前記(メタ)アクリル酸エステル重合体の2〜20質量%が、カルボキシル基を有する単量体で、重量平均分子量が10万〜70万であり、
前記光重合性化合物が、アクリロイル基とメタクリロイル基の各々を少なくとも1つ以上、かつ合計4〜8つ有し、重量平均分子量が1000〜5000である半導体加工用粘着テープ。
(2)前記カルボキシル基を有する単量体がアクリル酸であることを特徴とする(1)に記載の半導体加工用粘着テープ
(3)半導体ウエハ又は基板と、リングフレームとに(1)または(2)に記載の半導体加工用粘着テープを貼り付ける貼付工程と、
前記半導体ウエハ又は前記基板をダイシングして半導体チップ又は半導体部品にするダイシング工程と、
前記半導体加工用粘着テープに活性光線を照射する光照射工程と、
前記半導体チップ又は前記半導体部品同士の間隔を広げるため、前記半導体加工用粘着テープを引き伸ばすエキスパンド工程と
前記半導体加工用粘着テープから前記半導体チップ又は前記半導体部品をピックアップするピックアップ工程とを有する半導体チップ又は半導体部品の製造方法。
本明細書において、(メタ)アクリル酸のように(メタ)を含む化合物は名称中に「メタ」を有する化合物と「メタ」を有さない化合物の総称である。
前記粘着剤層を構成する粘着剤が(メタ)アクリル酸エステル重合体100質量部と、光重合性化合物20〜150質量部と、硬化剤1〜10質量部と、光重合開始剤1〜10質量部とを有し、
前記(メタ)アクリル酸エステル重合体の2〜20質量%が、カルボキシル基を有する単量体で、重量平均分子量が10万〜70万であり、
前記光重合性化合物が、アクリロイル基とメタクリロイル基の各々を少なくとも1つ以上、かつ合計4〜8つ有し、重量平均分子量が1000〜5000である、半導体加工用粘着テープである。
本発明における(メタ)アクリル酸エステル共重合体としては、(メタ)アクリル酸等のカルボキシル基を有するモノマー及びそれらのエステルモノマーを重合させたポリマー、これらモノマーと共重合可能な不飽和単量体(例えば、酢酸ビニル、スチレン、アクリロニトリル)を共重合させたコポリマーがある。本実施形態の粘着剤は、(メタ)アクリル酸エステル重合体中の2〜20質量%がカルボキシル基含有単量体である。カルボキシル基含有単量体の配合比が2質量%より小さいと、被着体への粘着力が十分でなく、ダイシング時のチップ保持性が低下するため、チップ飛びが発生する。一方、カルボキシル基含有単量体の配合比が20質量%より大きいと、弾性率が過剰に高くなり、粘着剤が被着体に十分に密着せず、ダイシング時のチップ飛びが発生する。
(メタ)アクリル酸エステル重合体の重量平均分子量は、10万〜70万であり、(メタ)アクリル酸エステル重合体の重量平均分子量が10万より小さいと、弾性率が過剰に低下し、ダイシング時チッピングが発生する。一方、(メタ)アクリル酸エステル重合体の重量平均分子量が70万より大きいと、弾性率が過剰に高くなり、粘着剤が被着体に十分に密着せず、ダイシング時のチップ飛びが発生する。
本発明における光重合性化合物としてはウレタンアクリレートオリゴマーが用いられる。ウレタンアクリレートオリゴマーは、例えばアクリロイルオキシ基もしくはメタクリロイルオキシ基をもつ多価イソシアネートに、ヒドロキシ基を有する(メタ)アクリレートを反応させて得られる。
硬化剤としては、多官能イソシアネート硬化剤、多官能エポキシ硬化剤、アジリン化合物、メラミン化合物等が挙げられる。
光重合開始剤としては、ベンゾイン、ベンゾインアルキルエーテル類、アセトフェノン類、アントラキノン類、チオキサントン類、ケタール類、ベンゾフェノン類またはキサントン類などが用いられる。
粘着付与樹脂として、テルペンフェノール樹脂を完全又は部分水添されたテルペンフェノール樹脂を添加してもよい。
粘着剤には、例えば、軟化剤、老化防止剤、充填剤、導電剤、紫外線吸収剤、及び光安定剤等の各種添加剤を添加してもよい。
基材フィルムの材料としては、例えば、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸−アクリル酸エステルフィルム、エチレン−エチルアクリレート共重合体、ポリエチレン、ポリプロピレン、プロピレン系共重合体、エチレン−アクリル酸共重合体、および、エチレン−(メタ)アクリル酸共重合体やエチレン−(メタ)アクリル酸−(メタ)アクリル酸エステル共重合体等を金属イオンで架橋したアイオノマ樹脂などが挙げられる。基材フィルムは、これら樹脂の混合物又は共重合体であって良い。
貼付工程において、半導体加工用粘着テープを半導体ウエハ又は基板と、リングフレームに貼り付ける。ウエハは、シリコンウエハ、ガリウムナイトライドウエハ、炭化ケイ素ウエハあるいはサファイアウエハなどの従来汎用のウエハであってよい。基板は樹脂でチップを封止したパッケージ基板、LEDパッケージ基板、セラミック基板などの汎用の基板であってよい。
ダイシング工程において、シリコンウエハ等をダイシングして半導体チップ又は半導体部品にする。
光照射工程において、基材フィルム側から光硬化型粘着剤層に紫外線等の活性光線を照射する。紫外線の光源としては、低圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、メタルハライドランプ、ブラックライトを用いることができる。また、紫外線に代えて電子線を用いてもよく、電子線の光源としてはα線、β線、γ線を用いることができる。
エキスパンド・ピックアップ工程において、半導体チップ同士の間隔を広げるため粘着シートを引き伸ばし、チップ又は部品をニードルピン等で突き上げる。その後、チップ又は部品を真空コレットまたはエアピンセット等で吸着し、半導体加工用粘着テープの粘着剤層から剥離してピックアップする。本発明に係る粘着シートでは紫外線等の照射により粘着剤の弾性率を維持しつつ十分な接着力の低下が得られているため、チップ又は部品と粘着剤層との間の剥離が容易となり、ピックアップが良好であり、糊残りなどの不良が生じることもない。
基材フィルム上に粘着剤層を塗布して半導体加工用粘着テープとする。方法としては、例えばグラビアコーター、コンマコーター、バーコーター、ナイフコーター又はロールコーターといったコーターで基材フィルム上に粘着剤を直接塗布する方法や、剥離フィルムに粘着剤を塗布/乾燥後に基材フィルムに貼り合わせる方法がある。凸板印刷、凹板印刷、平板印刷、フレキソ印刷、オフセット印刷、又はスクリーン印刷等で基材フィルム上に粘着剤を印刷してよい。
<(メタ)アクリル酸エステル重合体>
・(メタ)アクリル酸エステル重合体a〜d:
2−エチルへキシルアクリレート38質量%、メチルアクリレート60質量%、アクリル酸2質量%の共重合体、重量平均分子量を10万、30万、50万、70万に調整。
・(メタ)アクリル酸エステル重合体e〜h:
2−エチルへキシルアクリレート32質量%、メチルアクリレート60質量%、アクリル酸8質量%の共重合体、重量平均分子量を10万、30万、50万、70万に調整。
・(メタ)アクリル酸エステル重合体i〜l:
2−エチルへキシルアクリレート18質量%、メチルアクリレート68質量%、アクリル酸14質量%の共重合体、重量平均分子量を10万、30万、50万、70万に調整。
・(メタ)アクリル酸エステル重合体m〜p:
2−エチルへキシルアクリレート20質量%、メチルアクリレート60質量%、アクリル酸20質量%の共重合体、重量平均分子量を10万、30万、50万、70万に調整。
・(メタ)アクリル酸エステル重合体q〜s:
2−エチルへキシルアクリレート22質量%、メチルアクリレート68質量%、アクリル酸10質量%の共重合体、重量平均分子量を40万、5万、80万に調整。
・(メタ)アクリル酸エステル重合体t:
2−エチルへキシルアクリレート39質量%、メチルアクリレート60質量%、アクリル酸1質量%の共重合体、重量平均分子量を40万に調整。
・(メタ)アクリル酸エステル重合体u:
2−エチルへキシルアクリレート35質量%、メチルアクリレート60質量%、アクリル酸21質量%の共重合体、重量平均分子量を40万に調整。
<光重合性化合物>
・光重合性化合物a:アクリロイルオキシ基およびメタクリロイルオキシ基をそれぞれ1つずつ有するジイソシアネート化合物(BASF社製Laromer LR9000)に、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基およびヒドロキシ基をそれぞれ1つずつ有する化合物(共栄社化学製ライトエステルG−201P)を反応させた、アクリロイル基が3つ、メタクリロイル基が3つ、重量平均分子量が3,000のウレタンアクリレート。
・光重合性化合物b:アクリロイルオキシ基を2つ有するジイソシアネート化合物に、メタクリロイルオキシ基とヒドロキシ基をそれぞれ1つずつ有する化合物(三菱ガス化学製2−ヒドロキシエチルメタクリレート)を反応させた、アクリロイル基が2つ、メタクリロイル基が2つ、重量平均分子量が1,000のウレタンアクリレート。
・光重合性化合物c:アクリロイルオキシ基およびメタクリロイルオキシ基をそれぞれ2つずつ有するジイソシアネート化合物に、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基およびヒドロキシ基をそれぞれ1つずつ有する化合物(共栄社化学製ライトエステルG−201P)を反応させた、アクリロイル基が4つ、メタクリロイル基が4つ、重量平均分子量が5,000のウレタンアクリレート。
・光重合性化合物d:アクリロイルオキシ基を1つ有するジイソシアネート化合物に、メタクリロイルオキシ基とヒドロキシ基をそれぞれ1つずつ有する化合物(三菱ガス化学製2−ヒドロキシエチルメタクリレート)を反応させた、アクリロイル基が1つ、メタクリロイル基が2つ、重量平均分子量が500のウレタンアクリレート。
・光重合性化合物e:アクリロイルオキシ基を2つおよびメタクリロイルオキシ基を3つ有するジイソシアネート化合物に、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基およびヒドロキシ基をそれぞれ1つずつ有する化合物(共栄社化学製ライトエステルG−201P)を反応させた、アクリロイル基が4つ、メタクリロイル基が5つ、重量平均分子量が8,000のウレタンアクリレート。
<硬化剤>
・硬化剤a:2,4−トリレンジイソシアネートのトリメチロールプロパンアダクト体(東ソー製コロネートL−45E)。
・硬化剤b:ヘキサメチレンジイソシアネートのトリメチロールプロパンアダクト体(東ソー製コロネートHL)。
<光重合開始剤>
・光開始剤a:1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(BASF製IRGACURE184)。
・光重合開始剤b:ベンジルジメチルケタール(BASF製IRGACURE651)。
ゲルパーミエーションクロマトグラフィー法(GPC)により、測定した。
装置:GPC−8020 SEC システム(東ソー社製)
カラム:TSK Guard HZ−L + HZM−N 6.0×150mm×3
流量:0.5ml/min
検出器:RI−8020
濃度:0.2wt/Vol%
注入量:20μL
カラム温度:40℃
システム温度:40℃
溶媒:THF
検量線:標準ポリスチレン(PL社製)を用いて作成。
重量平均分子量(Mw):ポリスチレン換算値。
半導体加工用粘着テープをダミーの回路パターンを形成した直径8インチ×厚み0.15mmのシリコンウエハとリングフレームに貼り合わせ、ダイシング、ピックアップを行った。
ダイシング装置:DISCO社製DAD341
ダイシングブレード:DISCO社製NBC−ZH205O−27HEEE
ダイシングブレード形状:外径55.56mm、刃幅35μm、内径19.05mm
ダイシングブレード回転数:40、000rpm
ダイシングブレード送り速度:100mm/秒
ダイシングサイズ:1.0mm角
粘着シートへの切り込み量:30μm
切削水温度:25℃
切削水量:1.0リットル/分
ピックアップ装置:キヤノンマシナリー社製CAP−300II
エキスパンド量:8mm
ニードルピン形状:70μmR
ニードルピン数:1本
ニードルピン突き上げ高さ:0.5mm
チッピングは、ピックアップしたチップを無作為に50個選択し、チップの裏面の4辺を500倍の顕微鏡にて観察し、最大の欠けの大きさについて以下の基準により評価した。
◎(優):最大の欠けの大きさが25μm未満
○(良):最大の欠けの大きさが25μm以上50μm未満
×(不可):最大の欠けの大きさが50μm以上
チップ保持性は、ダイシング工程後において、半導体チップが粘着シートに保持されている半導体チップの残存率に基づき、以下の基準により評価した。
◎(優):チップ飛びが5%未満
○(良):チップ飛びが5%以上10%未満
×(不可):チップ飛びが10%以上
ピックアップ性は、ピックアップ工程において、半導体チップがピックアップできた率に基づき、以下の基準により評価した。
◎(優):チップのピックアップ成功率が95%以上
○(良):チップのピックアップ成功率が80%以上95%未満
×(不可):チップのピックアップ成功率が80%未満
粘着シートをシリコン製ミラーウエハに貼り付けて、20分後に高圧水銀灯で紫外線を150mJ/cm2照射した後、粘着シートを剥離した。シリコン製ミラーウエハの貼り付け面上に残留した0.28μm以上の粒子数をパーティクルカウンターにて測定した。
◎(優):パーティクルが500個以下
○(良):パーティクルが501個以上2000個未満。
×(不可):パーティクルが2000個以上。
チップばらけは、ピックアップ工程において、ピックアップしようとした半導体チップの隣接する半導体チップがピン突き上げの衝撃によりばらけてしまった率に基づき、以下の基準により評価した。
◎(優):チップばらけが1%未満
○(良):チップばらけが1%以上3%未満
×(不可):チップばらけが3%以上
上記のチッピングからチップばらけまでの評価において、最も悪い評価結果を総合判定とした。
Claims (3)
- 基材フィルム上に粘着剤層を有する半導体加工用粘着テープであって、
前記粘着剤層を構成する粘着剤が(メタ)アクリル酸エステル重合体100質量部と、光重合性化合物20〜150質量部と、硬化剤1〜5質量部と、光重合開始剤1〜10質量部とを有し、
前記(メタ)アクリル酸エステル重合体の8〜20質量%が、カルボキシル基を有する単量体で、重量平均分子量が10万〜50万であり、
前記光重合性化合物が、アクリロイル基とメタクリロイル基の各々を少なくとも1つ以上、かつ合計4〜8つ有し、重量平均分子量が1000〜5000である、半導体加工用粘着テープ。 - 前記カルボキシル基を有する単量体がアクリル酸であることを特徴とする請求項1に記載の半導体加工用粘着テープ
- 半導体ウエハ又は基板と、リングフレームとに請求項1または2に記載の半導体加工用粘着テープを貼り付ける貼付工程と、
前記半導体ウエハ又は前記基板をダイシングして半導体チップ又は半導体部品にするダイシング工程と、
前記半導体加工用粘着テープに活性光線を照射する光照射工程と、
前記半導体チップ又は前記半導体部品同士の間隔を広げるため、前記半導体加工用粘着テープを引き伸ばすエキスパンド工程と
前記半導体加工用粘着テープから前記半導体チップ又は前記半導体部品をピックアップするピックアップ工程とを有する半導体チップ又は半導体部品の製造方法。
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