JP6812212B2 - シート、テープおよび半導体装置の製造方法 - Google Patents

シート、テープおよび半導体装置の製造方法 Download PDF

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Description

本開示は、シートと、テープと、半導体装置の製造方法とに関する。
ダイシングフィルム一体型半導体裏面保護フィルムを半導体装置製造のために用いる場合、ダイシングフィルム上に位置する半導体裏面保護フィルムと半導体ウエハとをはりあわせ、半導体裏面保護フィルムを硬化し、硬化後半導体裏面保護フィルムにレーザーでマークを付し、半導体ウエハをダイシングし、硬化後半導体裏面保護フィルム付きチップをダイシングフィルムからはく離することがある。
特開2011−9711号公報 特開2011−151360号公報 特開2011−151361号公報
これらの工程を踏む方法では、レーザーマーキングに先立って半導体裏面保護フィルムを硬化させるため、レーザーマークがリフローで崩れにくい。
しかしながら、このような方法では、半導体裏面保護フィルムの硬化処理によって、半導体裏面保護フィルムとダイシングフィルムとのはく離力が上昇する。はく離力の上昇は、硬化後半導体裏面保護フィルム付きチップのピックアップ不良をまねく。
本開示は、硬化処理の有無にかかわらず耐久性に優れたマークを付すことが可能なシートを提供することを目的とする。本開示は、テープおよび半導体装置の製造方法を提供することも目的とする。
本開示のシートは、基材層および基材層上に位置する粘着剤層を含むダイシングフィルムを含む。本開示のシートは、粘着剤層上に位置する半導体裏面保護フィルムをさらに含む。本開示のシートにおいて、半導体裏面保護フィルムにおけるDSC測定のDSC曲線で50℃〜300℃に出現する発熱ピークの発熱量は40J/g以下である。本開示では、半導体裏面保護フィルムの硬化がリフローで実質的にすすまず、リフローでマークが崩れることがないので、耐久性に優れたマークを半導体裏面保護フィルムに付すことができる。
本開示のシートにおいて、半導体裏面保護フィルムが第1層を含むことが好ましい。第1層は硬化された層(以下、「硬化層」という。)であることが好ましい。第1層におけるDSC測定のDSC曲線で50℃〜300℃に出現する発熱ピークの発熱量は40J/g以下である。
本開示のシートにおいて、半導体裏面保護フィルムが第2層を含むことが好ましい。第2層は、熱硬化促進触媒を含まないことが好ましい。第2層と第1層とを半導体裏面保護フィルムが含む場合、第1層が、粘着剤層と第2層との間に位置することが好ましい。
本開示のテープは、はく離ライナーと、はく離ライナー上に位置するシートとを含む。
本開示における半導体装置の製造方法は、シートの半導体裏面保護フィルムに、改質領域を有する半導体ウエハを固定する工程と、ダイシングフィルムを拡張することにより改質領域を起点に半導体ウエハを分断する工程とを含む。
実施形態1におけるテープの概略平面図である。 実施形態1におけるテープの一部の概略断面図である。 実施形態1における半導体装置の製造工程の概略斜視図である。 実施形態1における半導体装置の製造工程の概略断面図である。 実施形態1における半導体装置の製造工程の概略断面図である。 実施形態1における半導体装置の製造工程の概略断面図である。 実施形態1における半導体装置の製造工程の概略断面図である。 実施形態1における半導体装置の製造工程の概略断面図である。 実施形態1における半導体装置の製造工程の概略断面図である。 実施形態1における半導体装置の製造工程の概略断面図である。 変形例1におけるシートの概略断面図である。 実施例2における半導体裏面保護フィルムのDSCチャートである。
以下に実施形態を掲げ、本開示を詳細に説明するが、本開示はこれらの実施形態のみに限定されるものではない。
実施形態1
図1に示すように、テープ1は、はく離ライナー13と、はく離ライナー13上に位置するシート71a、71b、71c、……、71m(以下、「シート71」と総称する。)とを含む。テープ1はロール状をなすことができる。シート71aとシート71bのあいだの距離、シート71bとシート71cのあいだの距離、……シート71lとシート71mのあいだの距離は一定である。
はく離ライナー13はテープ状をなす。はく離ライナー13は、たとえばポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムである。
図2に示すように、シート71はダイシングフィルム12を含む。ダイシングフィルム12は円盤状をなす。ダイシングフィルム12は、基材層121と、基材層121上に位置する粘着剤層122とを含む。基材層121は円盤状をなす。基材層121の両面は、第1主面と第2主面とで定義できる。基材層121の第1主面は粘着剤層122と接している。基材121の厚みは、たとえば50μm〜150μmである。基材層121はポリプロピレン層を含むことができる。基材層121は、ポリプロピレン層とポリプロピレン層以外のプラスチック層とからなることが可能である。いっぽう、基材層121は、ポリプロピレン単層からなることもできる。基材層121は、エチレン−酢酸ビニル共重合体(以下、「EVA」という)層を含むことができる。基材層121は、EVA層とEVA層以外のプラスチック層とからなることが可能である。基材層121は、EVA単層からなることもできる。基材層121は、エネルギー線を透過する性質を有することが好ましい。粘着剤層122は円盤状をなす。粘着剤層122の両面は、第1主面と第2主面とで定義できる。粘着剤層122の第1主面は半導体裏面保護フィルム11の第1層111と接している。粘着剤層122の第2主面は基材層121と接している。粘着剤層122の厚みは好ましくは3μm以上、より好ましくは5μm以上である。粘着剤層122の厚みは好ましくは50μm以下、より好ましくは30μm以下である。粘着剤層122を構成する粘着剤は、たとえばアクリル系粘着剤、ゴム系粘着剤である。なかでもアクリル系粘着剤が好ましい。アクリル系粘着剤は、たとえば(メタ)アクリル酸アルキルエステルの1種または2種以上を単量体成分として用いたアクリル系重合体(単独重合体または共重合体)をベースポリマーとするアクリル系粘着剤であることができる。
粘着剤層122は第1部分122Aを含むことができる。第1部分は円盤状をなすことができる。第1部分122Aは半導体裏面保護フィルム11と接している。第1部分122Aは、第2部分122Bより硬い。第1部分122Aは、エネルギー線により硬化されていることができる。粘着剤層122は、第1部分122Aを囲む第2部分122Bをさらに含むことができる。第2部分122Bはドーナツ板状をなすことができる。第2部分122Bは、エネルギー線により硬化する性質を有することができる。エネルギー線として紫外線などを挙げることができる。第2部分122Bは、ドーナツ板状の第1領域と、第1領域を囲むドーナツ板状の第2領域とからなることができる。第2部分122Bの第1領域は、半導体裏面保護フィルム11と接する。いっぽう、第2部分122Bの第2領域は、半導体裏面保護フィルム11と接していない。
シート71は半導体裏面保護フィルム11を含む。半導体裏面保護フィルム11は円盤状をなす。半導体裏面保護フィルム11の両面は、第1主面と第2主面とで定義できる。半導体裏面保護フィルム11の第1主面は、はく離ライナー13と接している。半導体裏面保護フィルム11の第2主面は粘着剤層122と接している。
半導体裏面保護フィルム11の厚みは、好ましくは2μm以上、より好ましくは4μm以上、さらに好ましくは6μm以上、特に好ましくは10μm以上である。半導体裏面保護フィルム11の厚みは、好ましくは200μm以下、より好ましくは160μm以下、さらに好ましくは100μm以下、特に好ましくは80μm以下である。
半導体裏面保護フィルム11におけるDSC測定のDSC曲線で50℃〜300℃に出現する発熱ピークの発熱量が40J/g以下であることが好ましい。発熱量が40J/g以下であるので、半導体裏面保護フィルム11の硬化がリフローで実質的にすすまず、リフローでマークが崩れることがない。DSC測定は、窒素雰囲気下、昇温速度10℃/分でおこなうことができる。発熱量は、実施例の記載にしたがって求める。50℃〜300℃に複数の発熱ピークが出現する場合は、これらの発熱ピークの合計発熱量が「発熱量」である。
半導体裏面保護フィルム11は、第1層111と第2層112とを含む。第1層111は、粘着剤層122と第2層112との間に位置する。第2層112は、はく離ライナー13と第1層111との間に位置する。
第1層111を、半導体裏面保護フィルム11は含む。第1層111は円盤状をなす。第1層111の両面は、第1主面と第2主面とで定義できる。第1層111の第1主面は、第2層112と接している。第1層111の第2主面は粘着剤層122と接している。第1層111の厚みは、たとえば1μm〜50μmである。
第1層111は、硬化層であることが好ましい。第1層111は、成膜時の加熱で硬化させることができる。第1層111は、レーザーでマークを付すための層であることができる。
第1層111におけるDSC測定のDSC曲線で50℃〜300℃に出現する発熱ピークの発熱量が40J/g以下である。発熱量は、熱硬化促進触媒の種類・熱硬化促進触媒の添加量・成膜時の加熱条件などで調整できる。
第1層111は有色であることが好ましい。有色であると、ダイシングフィルム12と半導体裏面保護フィルム11とを簡単に区別できることがある。第1層111は、たとえば、黒色、青色、赤色などの濃色であることが好ましい。黒色が特に好ましい。レーザーマークを視認しやすいからである。
濃色とは、基本的には、L***表色系で規定されるL*が、60以下(0〜60)[好ましくは50以下(0〜50)、さらに好ましくは40以下(0〜40)]となる濃い色のことを意味している。
また、黒色とは、基本的には、L***表色系で規定されるL*が、35以下(0〜35)[好ましくは30以下(0〜30)、さらに好ましくは25以下(0〜25)]となる黒色系色のことを意味している。なお、黒色において、L***表色系で規定されるa*やb*は、それぞれ、L*の値に応じて適宜選択することができる。a*やb*としては、たとえば、両方とも、−10〜10であることが好ましく、より好ましくは−5〜5であり、特に−3〜3の範囲(中でも0またはほぼ0)であることが好適である。
なお、L***表色系で規定されるL*、a*、b*は、色彩色差計(商品名「CR−200」ミノルタ社製;色彩色差計)を用いて測定することにより求められる。なお、L***表色系は、国際照明委員会(CIE)が1976年に推奨した色空間であり、CIE1976(L***)表色系と称される色空間のことを意味している。また、L***表色系は、日本工業規格では、JIS Z 8729に規定されている。
第1層111は樹脂成分を含むことができる。第1層111における樹脂成分の含有量は、好ましくは30重量%以上、より好ましくは40重量%以上である。第1層111における樹脂成分の含有量は、好ましくは80重量%以下、より好ましくは70重量%以下である。
樹脂成分は、熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂とを硬化前に含むことができる。樹脂成分100重量%における熱可塑性樹脂の含有量は、好ましくは10重量%以上、より好ましくは20重量%以上である。樹脂成分100重量%における熱可塑性樹脂の含有量上限は、たとえば70重量%、好ましくは50重量%、より好ましくは40重量%である。熱硬化性樹脂の含有量は、樹脂成分100重量%において、好ましくは30重量%以上、より好ましくは50重量%以上である。熱硬化性樹脂の含有量上限は、樹脂成分100重量%において、たとえば90重量%、好ましくは80重量%、より好ましくは70重量%である。
熱可塑性樹脂としては、たとえば、天然ゴム、ブチルゴム、イソプレンゴム、クロロプレンゴム、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸共重合体、エチレン−アクリル酸エステル共重合体、ポリブタジエン樹脂、ポリカーボネート樹脂、熱可塑性ポリイミド樹脂、6−ナイロンや6,6−ナイロンなどのポリアミド樹脂、フェノキシ樹脂、アクリル樹脂、PET(ポリエチレンテレフタレート)やPBT(ポリブチレンテレフタレート)などの飽和ポリエステル樹脂、ポリアミドイミド樹脂、またはフッ素樹脂などが挙げられる。熱可塑性樹脂は単独でまたは2種以上を併用して用いることができる。なかでも、アクリル樹脂が好適である。
熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、アミノ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂、熱硬化性ポリイミド樹脂などが挙げられる。熱硬化性樹脂は、単独でまたは2種以上併用して用いることができる。熱硬化性樹脂としては、特に、半導体チップを腐食させるイオン性不純物など含有が少ないエポキシ樹脂が好適である。また、エポキシ樹脂の硬化剤としてはフェノール樹脂を好適に用いることができる。
エポキシ樹脂としては、特に限定は無く、たとえば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールS型エポキシ樹脂、臭素化ビスフェノールA型エポキシ樹脂、水添ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールAF型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、フルオレン型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂、トリスヒドロキシフェニルメタン型エポキシ樹脂、テトラフェニロールエタン型エポキシ樹脂などの二官能エポキシ樹脂や多官能エポキシ樹脂、またはヒダントイン型エポキシ樹脂、トリスグリシジルイソシアヌレート型エポキシ樹脂もしくはグリシジルアミン型エポキシ樹脂などのエポキシ樹脂を用いることができる。
第1層111は、25℃で液状のエポキシ樹脂と、25℃で固体状のエポキシ樹脂とを硬化前に含むことができる。この場合、作業性に優れる。液状エポキシ樹脂の固体状エポキシ樹脂に対する比の値は、たとえば0.4以上、好ましくは0.6以上、より好ましくは0.8以上、さらに好ましくは1.0以上である。ここで、液状エポキシ樹脂の固体状エポキシ樹脂に対する比は、液状エポキシ樹脂含有量の固体状エポキシ樹脂含有量に対する重量比である。
フェノール樹脂は、エポキシ樹脂の硬化剤として作用するものであり、たとえば、フェノールノボラック樹脂、フェノールアラルキル樹脂、クレゾールノボラック樹脂、tert−ブチルフェノールノボラック樹脂、ノニルフェノールノボラック樹脂などのノボラック型フェノール樹脂、レゾール型フェノール樹脂、ポリパラオキシスチレンなどのポリオキシスチレンなどが挙げられる。フェノール樹脂は単独でまたは2種以上を併用して用いることができる。これらのフェノール樹脂のうちフェノールノボラック樹脂、フェノールアラルキル樹脂が特に好ましい。
エポキシ樹脂とフェノール樹脂の配合割合は、たとえば、エポキシ樹脂中のエポキシ基1当量当たりフェノール樹脂中の水酸基が0.5当量〜2.0当量になるように配合することが好適である。より好適なのは、0.8当量〜1.2当量である。
第1層111は熱硬化促進触媒を硬化前に含むことができる。たとえば、アミン系硬化促進剤、リン系硬化促進剤、イミダゾール系硬化促進剤、ホウ素系硬化促進剤、リン−ホウ素系硬化促進剤などである。熱硬化促進触媒の含有量は、樹脂成分100重量部に対してたとえば1〜100重量部である。
第1層111は充填剤を含むことができる。無機充填剤が好適である。無機充填剤は、たとえば、シリカ、クレー、石膏、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、アルミナ、酸化ベリリウム、炭化珪素、窒化珪素、アルミニウム、銅、銀、金、ニッケル、クロム、鉛、錫、亜鉛、パラジウム、半田などである。充填剤は単独でまたは2種以上を併用して用いることができる。なかでも、シリカが好ましく、溶融シリカが特に好ましい。無機充填剤の平均粒径は0.1μm〜80μmの範囲内であることが好ましい。無機充填剤の平均粒径は、たとえば、レーザー回折型粒度分布測定装置によって測定することができる。
第1層111における充填剤の含有量は、好ましくは10重量%以上、より好ましくは20重量%以上、さらに好ましくは30重量%以上である。第1層111における充填剤の含有量は、好ましくは70重量%以下、より好ましくは60重量%以下、さらに好ましくは50重量%以下である。
第1層111は、好ましくは着色剤を含む。着色剤は、たとえば、染料、顔料である。なかでも染料が好ましく、黒色染料がより好ましい。第1層111における着色剤の含有量は、硬化前において、好ましくは0.5重量%以上、より好ましくは1重量%以上、さらに好ましくは2重量%以上である。第1層111における着色剤の含有量は、硬化前において、好ましくは10重量%以下、より好ましくは8重量%以下、さらに好ましくは5重量%以下である。
第1層111は、ほかの添加剤を適宜含むことができる。ほかの添加剤としては、たとえば、難燃剤、シランカップリング剤、イオントラップ剤、増量剤、老化防止剤、酸化防止剤、界面活性剤などが挙げられる。
第2層112を、半導体裏面保護フィルム11は含む。第2層112は円盤状をなす。第2層112の両面は、第1主面と第2主面とで定義できる。第2層112の第1主面は、はく離ライナー13と接している。第2層112の第2主面は第1層111と接している。第2層112の厚みは、たとえば1μm〜50μmである。
第2層112は、熱硬化性を有することができる。第2層112は、未硬化の層であることができる。
第2層112におけるDSC測定のDSC曲線で50℃〜300℃に出現する発熱ピークの発熱量が40J/g以下である。
第2層112は有色であることができる。有色であると、ダイシングフィルム12と半導体裏面保護フィルム11とを簡単に区別できることがある。第2層112は、たとえば、黒色、青色、赤色などの濃色であることが好ましい。黒色が特に好ましい。レーザーマークを視認しやすいからである。L***表色系で規定されるL*の好適範囲は、第1層111におけるL*の好適範囲と同じである。
第2層112は樹脂成分を含むことができる。第2層112における樹脂成分の含有量は、好ましくは30重量%以上、より好ましくは40重量%以上である。第2層112における樹脂成分の含有量は、好ましくは80重量%以下、より好ましくは70重量%以下である。
樹脂成分は、熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂とを含むことができる。樹脂成分100重量%における熱可塑性樹脂の含有量は、好ましくは10重量%以上、より好ましくは20重量%以上である。樹脂成分100重量%における熱可塑性樹脂の含有量上限は、たとえば70重量%、好ましくは50重量%、より好ましくは40重量%である。熱硬化性樹脂の含有量は、樹脂成分100重量%において、好ましくは30重量%以上、より好ましくは50重量%以上である。熱硬化性樹脂の含有量上限は、樹脂成分100重量%において、たとえば90重量%、好ましくは80重量%、より好ましくは70重量%である。
熱可塑性樹脂としては、たとえば、天然ゴム、ブチルゴム、イソプレンゴム、クロロプレンゴム、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸共重合体、エチレン−アクリル酸エステル共重合体、ポリブタジエン樹脂、ポリカーボネート樹脂、熱可塑性ポリイミド樹脂、6−ナイロンや6,6−ナイロンなどのポリアミド樹脂、フェノキシ樹脂、アクリル樹脂、PET(ポリエチレンテレフタレート)やPBT(ポリブチレンテレフタレート)などの飽和ポリエステル樹脂、ポリアミドイミド樹脂、またはフッ素樹脂などが挙げられる。熱可塑性樹脂は単独でまたは2種以上を併用して用いることができる。なかでも、アクリル樹脂が好適である。
熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、アミノ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂、熱硬化性ポリイミド樹脂などが挙げられる。熱硬化性樹脂は、単独でまたは2種以上併用して用いることができる。熱硬化性樹脂としては、特に、半導体チップを腐食させるイオン性不純物など含有が少ないエポキシ樹脂が好適である。また、エポキシ樹脂の硬化剤としてはフェノール樹脂を好適に用いることができる。
エポキシ樹脂としては、特に限定は無く、たとえば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールS型エポキシ樹脂、臭素化ビスフェノールA型エポキシ樹脂、水添ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールAF型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、フルオレン型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂、トリスヒドロキシフェニルメタン型エポキシ樹脂、テトラフェニロールエタン型エポキシ樹脂などの二官能エポキシ樹脂や多官能エポキシ樹脂、またはヒダントイン型エポキシ樹脂、トリスグリシジルイソシアヌレート型エポキシ樹脂もしくはグリシジルアミン型エポキシ樹脂などのエポキシ樹脂を用いることができる。
第2層112は、25℃で液状のエポキシ樹脂と、25℃で固体状のエポキシ樹脂とを含むことができる。この場合、作業性に優れる。液状エポキシ樹脂の固体状エポキシ樹脂に対する比の値は、たとえば0.4以上、好ましくは0.6以上、より好ましくは0.8以上、さらに好ましくは1.0以上である。ここで、液状エポキシ樹脂の固体状エポキシ樹脂に対する比は、液状エポキシ樹脂含有量の固体状エポキシ樹脂含有量に対する重量比である。
フェノール樹脂は、エポキシ樹脂の硬化剤として作用するものであり、たとえば、フェノールノボラック樹脂、フェノールアラルキル樹脂、クレゾールノボラック樹脂、tert−ブチルフェノールノボラック樹脂、ノニルフェノールノボラック樹脂などのノボラック型フェノール樹脂、レゾール型フェノール樹脂、ポリパラオキシスチレンなどのポリオキシスチレンなどが挙げられる。フェノール樹脂は単独でまたは2種以上を併用して用いることができる。これらのフェノール樹脂のうちフェノールノボラック樹脂、フェノールアラルキル樹脂が特に好ましい。
エポキシ樹脂とフェノール樹脂の配合割合は、たとえば、エポキシ樹脂中のエポキシ基1当量当たりフェノール樹脂中の水酸基が0.5当量〜2.0当量になるように配合することが好適である。より好適なのは、0.8当量〜1.2当量である。
第2層112は、熱硬化促進触媒を含まないことが好ましい。熱硬化促進触媒は、たとえば、アミン系硬化促進剤、リン系硬化促進剤、イミダゾール系硬化促進剤、ホウ素系硬化促進剤、リン−ホウ素系硬化促進剤などである。
第2層112は、充填剤を含むことができる。無機充填剤が好適である。無機充填剤は、たとえば、シリカ、クレー、石膏、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、アルミナ、酸化ベリリウム、炭化珪素、窒化珪素、アルミニウム、銅、銀、金、ニッケル、クロム、鉛、錫、亜鉛、パラジウム、半田などである。充填剤は単独でまたは2種以上を併用して用いることができる。なかでも、シリカが好ましく、溶融シリカが特に好ましい。無機充填剤の平均粒径は0.1μm〜80μmの範囲内であることが好ましい。無機充填剤の平均粒径は、たとえば、レーザー回折型粒度分布測定装置によって測定することができる。
第2層112における充填剤の含有量は、好ましくは10重量%以上、より好ましくは20重量%以上、さらに好ましくは30重量%以上である。第2層112における充填剤の含有量は、好ましくは70重量%以下、より好ましくは60重量%以下、さらに好ましくは50重量%以下である。
第2層112は、着色剤を含むことができる。着色剤は、たとえば、染料、顔料である。なかでも染料が好ましく、黒色染料がより好ましい。第2層112における着色剤の含有量は、好ましくは0.5重量%以上、より好ましくは1重量%以上、さらに好ましくは2重量%以上である。第2層112における着色剤の含有量は、好ましくは10重量%以下、より好ましくは8重量%以下、さらに好ましくは5重量%以下である。
第2層112は、ほかの添加剤を適宜含むことができる。ほかの添加剤としては、たとえば、難燃剤、シランカップリング剤、イオントラップ剤、増量剤、老化防止剤、酸化防止剤、界面活性剤などが挙げられる。
シート71は、半導体装置を製造するために使用できる。ここからは、半導体装置の製造を説明する。
図3に示すように、照射前半導体ウエハ4Pの内部に集光点を合わせ、格子状の分割予定ライン4Lに沿ってレーザー光100を照射し、照射前半導体ウエハ4Pに改質領域41を形成し、半導体ウエハ4を得る。照射前半導体ウエハ4Pとしては、シリコンウエハ、シリコンカーバイドウエハ、化合物半導体ウエハなどを挙げることができる。化合物半導体ウエハとしては、窒化ガリウムウエハなどを挙げることができる。
レーザー光100の照射条件は、たとえば、以下の条件の範囲内で適宜調整できる。
(A)レーザー光100
レーザー光源 半導体レーザー励起Nd:YAGレーザー
波長 1064nm
レーザー光スポット断面積 3.14×10−8cm
発振形態 Qスイッチパルス
繰り返し周波数 100kHz以下
パルス幅 1μs以下
出力 1mJ以下
レーザー光品質 TEM00
偏光特性 直線偏光
(B)集光用レンズ
倍率 100倍以下
NA 0.55
レーザー光波長に対する透過率 100%以下
(C)照射前半導体ウエハ4Pが載置される裁置台の移動速度 280mm/秒以下
図4に示すように、半導体ウエハ4は改質領域41を含む。改質領域41は、そのほかの領域とくらべて脆い。半導体ウエハ4は、半導体チップ4A、4B、4C、……、4Fをさらに含む。
図5に示すように、テープ1からはく離ライナー13を除き、加熱テーブルで温められた半導体ウエハ4をロールで、シート71の半導体裏面保護フィルム11に固定する。半導体ウエハ4の固定は、たとえば40℃以上、好ましくは45℃以上、より好ましくは50℃以上、さらに好ましくは55℃以上でおこなう。半導体ウエハ4を固定は、たとえば100℃以下、好ましくは90℃以下でおこなう。半導体ウエハ4の固定圧力は、たとえば1×10Pa〜1×10Paである。ロール速度は、たとえば10mm/secである。
半導体ウエハ4付きのシート71を加熱することにより半導体裏面保護フィルム11の第2層112を半導体ウエハ4に密着させる。加熱は、たとえば40℃以上、好ましくは60℃以上でおこなう。加熱温度の上限はたとえば200℃である。加熱は、たとえば10秒以上おこなう。加熱時間の上限はたとえば10分である。
半導体裏面保護フィルム11の第1層111にダイシングフィルム12越しにレーザーを照射し、第1層111にマークを付す。レーザーは、気体レーザー、固体レーザー、液体レーザーなどを使用することができる。気体レーザーは、たとえば炭酸ガスレーザー(COレーザー)、エキシマレーザー(ArFレーザー、KrFレーザー、XeClレーザー、XeFレーザーなど)などである。固体レーザーは、たとえばYAGレーザー(Nd:YAGレーザーなど)、YVOレーザーである。
図6に示すように、突き上げ手段33でダイシングフィルム12を押し上げ、ダイシングフィルム12を拡張する。拡張の温度は、好ましくは10℃以下、より好ましくは0℃以下である。温度の下限はたとえば−20℃である。
ダイシングフィルム12の拡張により、改質領域41を起点に半導体ウエハ4が分断されるとともに、半導体裏面保護フィルム11も分断される。この結果、分断後半導体裏面保護フィルム11A付きの半導体チップ4Aがダイシングフィルム12上に形成される。
図7に示すように、突き上げ手段33を下降させる。この結果、ダイシングフィルム12にたるみが生じる。たるみは、ダイシングフィルム12のウエハ固定領域とダイシングリング固定領域との間に生じる。
図8に示すように、ダイシングフィルム12を吸着テーブル32で押し上げ拡張し、拡張を維持しながら吸着テーブル32にダイシングフィルム12を吸引固定する。
図9に示すように、吸着テーブル32にダイシングフィルム12を吸引固定したまま、吸着テーブル32を下降させる。
吸着テーブル32にダイシングフィルム12を吸引固定したまま、ダイシングフィルム12のたるみに熱風を当て、たるみを取り除く。熱風の温度は、好ましくは170℃以上、より好ましくは180℃以上である。熱風温度の上限は、たとえば240℃、好ましくは220℃である。
粘着剤層122に紫外線を照射し、粘着剤層122を硬化させる。
分断後半導体裏面保護フィルム11A付きの半導体チップ4Aをダイシングフィルム12から剥離する。
図10に示すように、分断後半導体裏面保護フィルム11A付きの半導体チップ4Aを、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)で被着体6に固定する。具体的には、半導体チップ4Aの回路面が被着体6と対向する形態で、分断後半導体裏面保護フィルム11A付きの半導体チップ4Aを被着体6に固定する。たとえば、半導体チップ4Aのバンプ51を被着体6の導電材(半田など)61に接触させ、押圧しながら導電材61を溶融させる。半導体チップ4Aと被着体6との間には空隙がある。空隙の高さは一般的に30μm〜300μm程度である。固定後は、空隙などの洗浄をおこなうことができる。
被着体6としては、リードフレームや回路基板(配線回路基板など)などの基板を用いることができる。このような基板の材質としては、特に限定されるものではないが、セラミック基板や、プラスチック基板が挙げられる。プラスチック基板としては、たとえば、エポキシ基板、ビスマレイミドトリアジン基板、ポリイミド基板などが挙げられる。
バンプや導電材の材質としては、特に限定されず、たとえば、錫−鉛系金属材、錫−銀系金属材、錫−銀−銅系金属材、錫−亜鉛系金属材、錫−亜鉛−ビスマス系金属材などの半田類(合金)や、金系金属材、銅系金属材などが挙げられる。なお、導電材61の溶融時の温度は、通常260℃程度である。
半導体チップ4Aと被着体6との間の空隙を封止樹脂で封止する。通常、175℃で60秒間〜90秒間の加熱を行うことにより封止樹脂を硬化させる。
封止樹脂としては、絶縁性を有する樹脂(絶縁樹脂)であれば特に制限されない。封止樹脂としては、弾性を有する絶縁樹脂がより好ましい。封止樹脂としては、たとえば、エポキシ樹脂を含む樹脂組成物などが挙げられる。また、エポキシ樹脂を含む樹脂組成物による封止樹脂としては、樹脂成分として、エポキシ樹脂以外に、エポキシ樹脂以外の熱硬化性樹脂(フェノール樹脂など)や、熱可塑性樹脂などが含まれていてもよい。なお、フェノール樹脂としては、エポキシ樹脂の硬化剤としても利用することができる。封止樹脂の形状は、フィルム状、タブレット状などである。
以上の方法により得られた半導体装置(フリップチップ実装の半導体装置)は、被着体6と、被着体6に固定された、分断後半導体裏面保護フィルム11A付きの半導体チップ4Aとを含む。
フリップチップ実装方式で実装された半導体装置は、ダイボンディング実装方式で実装された半導体装置よりも、薄く、小さい。このため、各種の電子機器・電子部品またはそれらの材料・部材として好適に用いることができる。具体的には、フリップチップ実装の半導体装置が利用される電子機器としては、いわゆる「携帯電話」、「PHS」、小型のコンピュータ(たとえば、いわゆる「PDA」(携帯情報端末)、いわゆる「ノートパソコン」、いわゆる「ネットブック(商標)」、いわゆる「ウェアラブルコンピュータ」など)、「携帯電話」およびコンピュータが一体化された小型の電子機器、いわゆる「デジタルカメラ(商標)」、いわゆる「デジタルビデオカメラ」、小型のテレビ、小型のゲーム機器、小型のデジタルオーディオプレイヤー、いわゆる「電子手帳」、いわゆる「電子辞書」、いわゆる「電子書籍」用電子機器端末、小型のデジタルタイプの時計などのモバイル型の電子機器(持ち運び可能な電子機器)などが挙げられるが、もちろん、モバイル型以外(設置型など)の電子機器(たとえば、いわゆる「ディスクトップパソコン」、薄型テレビ、録画・再生用電子機器(ハードディスクレコーダー、DVDプレイヤーなど)、プロジェクター、マイクロマシンなど)などであってもよい。また、電子部品または、電子機器・電子部品の材料・部材としては、たとえば、いわゆる「CPU」の部材、各種記憶装置(いわゆる「メモリー」、ハードディスクなど)の部材などが挙げられる。
変形例1
図11に示すように、半導体裏面保護フィルム11は単層である。半導体裏面保護フィルム11の好適な構成成分は第2層112のそれと同じである。半導体裏面保護フィルム11における構成成分の好適な含有量は第2層112における構成成分のそれと同じである。
変形例2
粘着剤層122の第1部分122Aは、エネルギー線により硬化する性質を有する。粘着剤層122の第2部分122Bもエネルギー線により硬化する性質を有する。変形例2では、分断後半導体裏面保護フィルム11A付きの半導体チップ4Aを形成する工程の後に、粘着剤層122にエネルギー線を照射し分断後半導体裏面保護フィルム11A付きの半導体チップ4Aをピックアップする。エネルギー線を照射するため、分断後半導体裏面保護フィルム11A付きの半導体チップ4Aのピックアップが容易である。
変形例3
粘着剤層122の第1部分122Aはエネルギー線により硬化されている。粘着剤層122の第2部分122Bもエネルギー線により硬化されている。
変形例4
粘着剤層122の第1主面全体が半導体裏面保護フィルム11と接している。
(そのほか)
変形例1〜変形例4などは、任意に組み合わせることができる。
以上のとおり、実施形態1に係る半導体装置の製造方法は、シート71の半導体裏面保護フィルム11に、改質領域41を有する半導体ウエハ4を固定する工程と、半導体ウエハ4付きのシート71を加熱する工程と、ダイシングフィルム12を拡張することにより改質領域41を起点に半導体ウエハ4を分断する工程とを含む。実施形態1に係る半導体装置の製造方法は、半導体ウエハ4を分断する工程で形成された、分断後半導体裏面保護フィルム11A付きの半導体チップ4Aをダイシングフィルム12から剥離する工程をさらに含む。実施形態1に係る半導体装置の製造方法は、シート71の半導体裏面保護フィルム11に半導体ウエハ4を固定する工程と、分断後半導体裏面保護フィルム11A付きの半導体チップ4Aをダイシングフィルム12から剥離する工程との間に、半導体裏面保護フィルム11を硬化する工程を含まない。
以下に、この発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている材料や配合量などは、特に限定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
原料・薬品を次に示す。
アクリル酸エステル共重合体(ナガセケムテックス社製 SG−P3)
エポキシ樹脂1(日本化薬社製 EPPN−501HY)
エポキシ樹脂2(東都化成社製 KI−3000−4)
エポキシ樹脂3(三菱化学社製 jER YL980)
フェノール樹脂(明和化成社製 MEH7851−SS)
フィラー(アドマテックス社製 SO−25R 平均粒径0.5μmの球状シリカ)
染料(オリエント化学工業社製 OIL BLACK BS)
触媒(四国化成社製 キュアゾール2PZ)
実施例1における半導体裏面保護フィルムの作製
表1にしたがって樹脂組成物の溶液を調製し、樹脂組成物の溶液をはく離ライナー(三菱樹脂社 ダイヤホイルMRA50 (シリコーン離型処理した厚み50μmのポリエチレンテレフタレートフィルム))に塗布し、乾燥し、半導体裏面保護フィルムを得た。具体的には、アクリル酸エステル共重合体(ナガセケムテックス社製 SG−P3)の固形分―溶剤を除く固形分―100重量部に対して、エポキシ樹脂3(三菱化学社製 jER YL980)20重量部と、エポキシ樹脂(東都化成社製 KI−3000−4)50重量部と、フェノール樹脂(明和化成社製 MEH7851−SS)75重量部と、球状シリカ(アドマテックス社製 SO−25R 平均粒径0.5μm)175重量部と、染料(オリエント化学工業社製 OIL BLACK BS)15重量部と、触媒(四国化成社製 2PZ)7重量部とをメチルエチルケトンに溶解して、固形分濃度23.6重量%の樹脂組成物の溶液を調製した。樹脂組成物の溶液をはく離ライナー(三菱樹脂社 ダイヤホイルMRA50)に塗布した。130℃で2分間乾燥させ、半導体裏面保護フィルムを得た。
実施例2〜4・比較例2における半導体裏面保護フィルムの作製
レーザーマーク層とウエハマウント層とを作製し、これらを、100℃、0.6MPaでラミネータで積層し、半導体裏面保護フィルムを得た。レーザーマーク層は、固形分濃度23.6重量%の樹脂組成物の溶液を表1にしたがって調製し、樹脂組成物の溶液をはく離ライナー(三菱樹脂社 ダイヤホイルMRA50)に塗布し、130℃で2分間乾燥することにより作製した。ウエハマウント層は、レーザーマーク層と同じ手順で作製した。
比較例1における半導体裏面保護フィルムの作製
固形分濃度23.6重量%の樹脂組成物の溶液を表1にしたがって調製し、樹脂組成物の溶液をはく離ライナー(三菱樹脂社 ダイヤホイルMRA50)に塗布し、130℃で2分間乾燥させ、半導体裏面保護フィルムを得た。
ダイシングフィルムの作製
冷却管、窒素導入管、温度計、および撹拌装置を備えた反応容器に、アクリル酸2−エチルヘキシル(以下、「2EHA」という。)100重量部、アクリル酸−2−ヒドロキシエチル(以下、「HEA」という。)19重量部、過酸化ベンゾイル0.4重量部およびトルエン80重量部を入れ、窒素気流中で60℃にて10時間重合処理をし、アクリル系ポリマーAを得た。アクリル系ポリマーAに、2−メタクリロイルオキシエチルイソシアネート(以下、「MOI」という。)12重量部を加え、空気気流中で50℃にて60時間、付加反応処理をし、アクリル系ポリマーA’を得た。次に、アクリル系ポリマーA’100重量部(溶剤を除いた固形分)に対し、ポリイソシアネート化合物(商品名「コロネートL」、日本ポリウレタン社製)2重量部および光重合開始剤(イルガキュア369、チバ・スペシャルティー・ケミカルズ社製)を2重量部加え、固形分濃度28%になるようにトルエンを加え、粘着剤溶液を得た。粘着剤溶液を、PET剥離ライナーのシリコーン処理を施した面上に塗布し、120℃で2分間加熱乾燥し、厚さ10μmの粘着剤層を形成した。次いで、粘着剤層の露出面に、厚さ40μmのポリプロピレンフィルムを貼り合わせ、23℃にて72時間保存し、ダイシングフィルムを得た。
ダイシングフィルム一体型半導体裏面保護フィルムの作製
半導体裏面保護フィルムを、ダイシングフィルムの粘着剤層にハンドローラーで積層し、ダイシングフィルム一体型半導体裏面保護フィルムを得た。
実施例1・比較例1におけるダイシングフィルム一体型半導体裏面保護フィルムの構造
実施例1・比較例1におけるダイシングフィルム一体型半導体裏面保護フィルムの構造は、図11に示すそれと同じである。実施例1・比較例1のダイシングフィルム一体型半導体裏面保護フィルムは、ダイシングフィルムと、ダイシングフィルムの粘着剤層上に位置する半導体裏面保護フィルムとからなる。ダイシングフィルムは、ポリプロピレンフィルムと粘着剤層とからなる。
実施例2〜4・比較例2におけるダイシングフィルム一体型半導体裏面保護フィルムの構造
実施例2〜4・比較例2におけるダイシングフィルム一体型半導体裏面保護フィルムの構造は、図2に示すそれと同じである。実施例2〜4・比較例2のダイシングフィルム一体型半導体裏面保護フィルムは、ダイシングフィルムと、ダイシングフィルムの粘着剤層上に位置する半導体裏面保護フィルムとからなる。ダイシングフィルムは、ポリプロピレンフィルムと粘着剤層とからなる。半導体裏面保護フィルムは、レーザーマーク層とウエハマウント層とからなる。レーザーマーク層は、図2の第1層111に相当する。ウエハマウント層は、図2の第2層112に相当する。
半導体裏面保護フィルムにおける発熱量の測定
ダイシングフィルム一体型半導体裏面保護フィルムの半導体裏面保護フィルムをはく離し、半導体裏面保護フィルムから試料を切り出した。実施例2〜4・比較例2においては、切り出し前後で、レーザーマーク層のウエハマウント層に対する重量比が変化しないように、試料を切り出した。示差走査熱量計 DSC Q2000(TAインスツルメンツ社製)にて、窒素雰囲気下、温度範囲 −20℃〜300℃、昇温速度 10℃/分でDSC測定した。DSCチャートにおいて50℃〜300℃の範囲に出現する発熱ピークにベースラインをひき、発熱量(J/g)を算出した(図12参照)。
シリコンウエハ剥離力の測定
半導体裏面保護フィルムから150mm長10mm幅の試験片を切り出し、試験片における一方の面に粘着テープ(日東電工社製のBT)をハンドローラーではりあわせ、試験片における他方の面に、70℃に加熱されたシリコンミラーウエハを2kgローラーではりあわせた。試験片を、粘着テープとともにシリコンウエハから180°ピールで剥離したときの剥離荷重(N/10mm)をオートグラフ(島津製作所社製)で測定した。測定値のうち開始端25mm分と終端25mm分とを除いた100mm分の測定値を採用し、剥離荷重の平均値を求めた。
ダイシングフィルム剥離力の測定
ダイシングフィルム一体型半導体裏面保護フィルムから100mm長20mm幅の試験片を切り出した。この試験片は、ダイシングフィルムとダイシングフィルム上に位置する半導体裏面保護フィルムとからなる。試験片の半導体裏面保護フィルムに粘着テープ(日東電工社製のBT)をハンドローラーではりあわせ、300mJ/cmの紫外線を、ダイシングフィルムのポリプロピレンフィルム越しで粘着剤層に照射した。半導体裏面保護フィルムをダイシングフィルムからはく離するための剥離荷重を、オートグラフ(島津製作所製)を用いた引張試験で求めた。測定値のうち開始端20mm分と終端20mm分とを除いた60mm分の測定値を採用し、剥離荷重の平均値を求めた。
マウント性評価
ダイシングフィルム一体型半導体裏面保護フィルムの半導体裏面保護フィルム上に設けられた剥離ライナーをはく離し、半導体裏面保護フィルムにシリコンウエハ(直径8インチ、厚さ0.6mmのシリコンベアミラーウエハ)を70℃でロール圧着ではりあわせた。シリコンウエハはく離力を測定し、はく離力が5N/10mm以上である場合は○、はく離力が3N/10mm以上5N/10mm未満である場合は△、はく離力が3N/10mm未満である場合は×と判定した。
耐リフロー印字性評価
ダイシングフィルム一体型半導体裏面保護フィルムの半導体裏面保護フィルム(実施例2〜4・比較例2ではウエハマウント層)にシリコンウエハを70℃でロール圧着ではりあわせた。半導体裏面保護フィルム(実施例2〜4・比較例2ではレーザーマーク層)に、MD−S9910(KEYENCE社製)にて、レーザーパワー0.23W、マーキングスピード300mm/s、周波数10kHzの条件で印字レーザーをダイシングフィルム越しで照射した。ダイシングフィルムのポリプロピレンフィルム越しで300mJ/cmの紫外線を粘着剤層に照射し、ダイシングフィルムをはく離した。リフロー装置(タムラ社製TAP30−407PM)にて、PIC/JEDEC−J−STD−020に対応したピーク温度260℃条件でリフローを3回おこない、リフロー前後の印字外観を光学顕微鏡(KEYENCE社製 VHX−5600)にて観察した。印字外観がリフローで著しく変化し不明瞭になった場合を×、印字外観がリフローで変化し視認性が悪化している場合を△、リフロー前後で印字外観を維持している場合を○とした。
Figure 0006812212
半導体裏面保護フィルムの発熱量が40J/g以下であると、リフローで印字が崩れることがなかった(実施例1〜4参照)。いっぽう、半導体裏面保護フィルムの発熱量が60J/gであると、リフローで印字が崩れた(比較例2参照)。
半導体裏面保護フィルムを、レーザーマーク層とウエハマウント層とで構成することで、印字リフロー耐性とマウント性とを両立できた(実施例2〜3参照)。

Claims (5)

  1. 基材層および前記基材層上に位置する粘着剤層を含むダイシングフィルムと、
    前記粘着剤層上に位置する半導体裏面保護フィルムとを含み、
    前記半導体裏面保護フィルムにおけるDSC測定のDSC曲線で50℃〜300℃に出現する発熱ピークの発熱量が40J/g以下であり、
    前記半導体裏面保護フィルムが第1層を含み、
    前記第1層は硬化層であり、
    前記半導体裏面保護フィルムが第2層をさらに含み、
    前記第2層は熱硬化促進触媒を含まない、
    シート。
  2. 前記第1層におけるDSC測定のDSC曲線で50℃〜300℃に出現する発熱ピークの発熱量が40J/g以下である、請求項1に記載のシート。
  3. 前記第1層は、前記粘着剤層と前記第2層との間に位置する、請求項1または2に記載のシート。
  4. はく離ライナーと、
    前記はく離ライナー上に位置する、請求項1〜3のいずれかに記載のシートと
    を含む、テープ。
  5. 請求項1〜3のいずれかに記載のシートの前記半導体裏面保護フィルムに、改質領域を有する半導体ウエハを固定する工程と、
    前記ダイシングフィルムを拡張することにより前記改質領域を起点に前記半導体ウエハを分断する工程と
    を含む半導体装置の製造方法。
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