JP6821392B2

JP6821392B2 - 保護テープ、及び半導体装置の製造方法

Info

Publication number: JP6821392B2
Application number: JP2016210851A
Authority: JP
Inventors: 浩伸森山; 典雄梅津
Original assignee: Dexerials Corp
Current assignee: Dexerials Corp
Priority date: 2016-10-27
Filing date: 2016-10-27
Publication date: 2021-01-27
Anticipated expiration: 2036-10-27
Also published as: JP2018070729A

Description

本発明は、半導体装置の製造に使用される保護テープ、及び半導体装置の製造方法に関する。

従来、フリップチップ実装用の半導体製造プロセスの後工程は、次のように行われている。先ず、複数のバンプ（突起電極）が形成されたウエハのバンプ形成面に、バンプの保護目的でバックグラインドテープ（Back Grind Tape）と呼ばれる粘着シート又はテープを貼り合わせる。そして、この状態でバンプ形成面の反対面を所定の厚さにまで研削する（例えば、特許文献１〜３参照。）。研削終了後、バックグラインドテープを剥離し、ウエハをダイシングして個々の半導体チップとする。次いで、半導体チップを、他の半導体チップ又は基板上にフリップチップ実装する。また、実装間には用意していたアンダーフィルを挿入し、および硬化して半導体チップを補強する。

例えば、特許文献１では、バックグラインドテープとして熱硬化性樹脂層と熱可塑性樹脂層とを積層したものを使用し、熱硬化性樹脂層のみをウエハのバンプ形成面に残して他の層を除去する方法が検討されている。

特開２００５−２８７３４号公報国際公開第２００６／１１８０３３号国際公開第２０１２／０２６４３１号

近年、半導体装置の製造に使用される保護テープとして、リフロー時のはんだ接合性が良好であり、接着剤層とウエハを貼付ける装置のステージ上に接着剤層中の樹脂が付着することを防止できるものが望まれている。

ここで本発明者は、保護テープをウエハに貼付する貼付温度における接着剤層の貯蔵剪断弾性率が低すぎる場合、保護テープをウエハに貼付けた際に、接着剤層中の軟化した樹脂がウエハからはみ出しやすい傾向にあることがわかった。このようにウエハから樹脂がはみ出すと、接着剤層とウエハを貼付ける装置のステージ上に樹脂が付着してしまうおそれがある。

本発明は、このような従来の実情に鑑みて提案されたものであり、はんだ接合性が良好であり、接着剤層中の樹脂がステージ上に付着することを防止できる保護テープ、及び半導体装置の製造方法を提供する。

本発明に係る保護テープは、導電性フィラーを含有する接着剤層と、第１の熱可塑性樹脂層と、基材フィルム層とをこの順に有し、接着剤層中の導電性フィラーの含有量が０．２０ｖｏｌ％以上であり、導電性フィラーのビッカース硬度が０．４ＧＰａ以上であり、保護テープを貼付する貼付温度における接着剤層の貯蔵剪断弾性率が、６．０Ｅ＋０３Ｐａ以上であり、下記式（１）を満たす。
（１）Ｇｎ／Ｇａ≦０．０２
（式（１）中、Ｇｎは保護テープを貼付する貼付温度における接着剤層の貯蔵剪断弾性率であり、Ｇａは保護テープを貼付する貼付温度における第１の熱可塑性樹脂層の貯蔵剪断弾性率である。

本発明に係る半導体装置の製造方法は、バンプが形成されたウエハ面に接着剤層を有する保護テープを貼付する保護テープ貼付工程と、保護テープを貼付けたウエハの反対面をグラインド処理するグラインド処理工程と、接着剤層を残して保護テープを剥離し、他の層を除去する保護テープ剥離工程とを有し、保護テープが、導電性フィラーを含有する接着剤層と、第１の熱可塑性樹脂層と、基材フィルム層とをこの順に有し、接着剤層中の導電性フィラーの含有量が０．２０ｖｏｌ％以上であり、導電性フィラーのビッカース硬度が０．４ＧＰａ以上であり、保護テープを貼付する貼付温度における接着剤層の貯蔵剪断弾性率が、６．０Ｅ＋０３Ｐａ以上であり、保護テープが下記式（１）を満たす。
（１）Ｇｎ／Ｇａ≦０．０２
（式（１）中、Ｇｎは保護テープを貼付する貼付温度における接着剤層の貯蔵剪断弾性率であり、Ｇａは保護テープを貼付する貼付温度における第１の熱可塑性樹脂層の貯蔵剪断弾性率である。

本発明によれば、はんだ接合性を良好にすることができる。また、本発明によれば、保護テープをウエハに貼付けた際に、接着剤層中の樹脂がステージ上に付着することを防止することができる。

図１は、保護テープの一例を示す断面図である。図２は、保護テープ貼付工程の一例を示す断面図である。図３は、グラインド工程の一例を示す断面図である。図４は、粘着テープ貼付工程の一例を示す断面図である。図５は、保護テープ剥離工程の一例を示す断面図である。図６は、硬化工程の一例を示す断面図である。図７は、ダイシング処理工程の一例を示す断面図である。図８は、エキスパンド工程の一例を示す断面図である。図９は、ピックアップ工程の一例を示す断面図である。図１０は、実装工程の一例を示す断面図である。

以下、本発明の実施の形態について、下記順序にて詳細に説明する。
１．保護テープ
２．半導体装置の製造方法
３．実施例

＜１．保護テープ＞
図１は、保護テープの一例を示す断面図である。本実施の形態に係る保護テープ１０は、導電性フィラー１５を含有する接着剤層１１と、第１の熱可塑性樹脂層１２と、第２の熱可塑性樹脂層１３と、基材フィルム層１４とをこの順に有する。保護テープ１０は、バックグラインドテープと呼ばれるものであり、グラインド処理工程において、傷、割れ、汚染などからウエハを保護するものである。

保護テープ１０は、保護テープ１０を貼付する貼付温度における接着剤層１１の貯蔵剪断弾性率（Ｇｎ）と、保護テープ１０を貼付する貼付温度における第１の熱可塑性樹脂層１２の貯蔵剪断弾性率（Ｇａ）との比（Ｇｎ／Ｇａ）が、０．０２以下である。すなわち、下記式（１）を満たす。
（１）Ｇｎ／Ｇａ≦０．０２
（式（１）中、Ｇｎは保護テープ１０を貼付する貼付温度における接着剤層１１の貯蔵剪断弾性率であり、Ｇａは保護テープ１０を貼付する貼付温度における第１の熱可塑性樹脂層１２の貯蔵剪断弾性率である。）

保護テープ１０が式（１）を満たすことにより、第１の熱可塑性樹脂層１２に比べて接着剤層１１の変形や流動が非常に高い。そのため、保護テープ１０をウエハに貼付けする際に、ウエハのバンプへの接着剤層１１の付着を抑制でき、バンプ上に接着剤層１１が残りにくくなるため、これら保護テープを他の部材に接続する際のはんだ接合性を良好にすることができる。

接着剤層１１の６０℃での貯蔵剪断弾性率（Ｇｎ）の下限値は、６．０Ｅ＋０３Ｐａ以上であることが好ましい。接着剤層１１の貯蔵剪断弾性率が６．０Ｅ＋０３Ｐａ以上であることにより、保護テープ１０をウエハに貼付する貼付温度における接着剤層１１の貯蔵剪断弾性率が低くなりすぎることを抑制できる。これにより、保護テープ１０をウエハに貼付けた際に、接着剤層１１中の樹脂がウエハからはみ出すことを抑制して、接着剤層１１中の樹脂が、接着剤層１１とウエハを貼付ける装置（例えばロール式のラミネータ）のステージ上に付着することを防止できる。これにより、ステージ上に付着した樹脂を取り除く作業が不要となるため、生産性を向上させることができる。

接着剤層１１の６０℃での貯蔵剪断弾性率（Ｇｎ）の上限値は、７．０Ｅ＋０４Ｐａ以下であることが好ましく、６．０Ｅ＋０４Ｐａ以下であることがより好ましい。接着剤層１１の貯蔵剪断弾性率を７．０Ｅ＋０４Ｐａ以下とすることにより、はんだバンプが形成された半導体チップと回路基板とのはんだ接合性をより良好にすることができる。

ここで、例えば後述する保護テープ剥離工程（Ｄ）で接着剤層１１を残して保護テープ１０を剥離したときに、ウエハのバンプ上に樹脂（例えば接着剤層１１に起因する樹脂）が薄く残ることがある。このようにウエハのバンプ上の樹脂残渣により、はんだ接合性が悪化してしまうおそれがある。そこで、接着剤層１１中の導電性フィラー１５は、ウエハのバンプ上の樹脂残渣の排除性を考慮して、ビッカース硬度が０．４ＧＰａ以上であり、０．６ＧＰａ以上であることが好ましく、０．８ＧＰａ以上であることがさらに好ましく、１．０ＧＰａ以上であることが特に好ましい。これにより、例えば保護テープ剥離工程（Ｄ）で接着剤層１１を残して保護テープを剥離した後バンプ上に樹脂残渣が残ったときでも、バンプ上の樹脂残渣に導電性フィラー１５が存在し、この導電性フィラー１５が樹脂残渣を突き破るため、はんだ接合性を良好にすることができる。導電性フィラー１５のビッカース硬度は、ＪＩＳＺ２２４４に従って、加重１ｋｇｆで測定した値をいう。

接着剤層１１中の導電性フィラー１５の含有量は、そのビッカース高度が０．４ＧＰａ以上の際に、０．２０ｖｏｌ％以上であり、０．５０ｖｏｌ％以上とすることが好ましく、０．８０ｖｏｌ％以上とすることがより好ましい。接着剤層１１中の導電性フィラー１５の含有量を０．２０ｖｏｌ％以上とすることにより、前述と同様な理由でバンプ上の樹脂残渣を突き破るため、はんだ接合性を良好にすることができる。接着剤層１１中の導電性フィラー１５の含有量の上限値は、上記式（１）を満たす範囲であれば特に限定されず、例えば５．００ｖｏｌ％以下とすることができ、２．００ｖｏｌ％以下とすることもできる。導電性フィラー１５は、１種単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。２種以上の導電性フィラー１５を併用する場合、その合計量が上記含有量の範囲を満たすことが好ましい。

また、保護テープ１０は、第１の熱可塑性樹脂層１２に加え、第２の熱可塑性樹脂層１３を形成することが好ましく、この場合、更に下記式（２）〜（４）の条件をさらに満たすことが好ましい。
（２）Ｇａ＞Ｇｂ
（３）Ｔａ＜Ｔｂ
（４）（Ｇａ×Ｔａ＋Ｇｂ×Ｔｂ）／（Ｔａ＋Ｔｂ）≦１．４Ｅ＋０６Ｐａ
（式（２）中、Ｇａは保護テープ１０を貼付する貼付温度における第１の熱可塑性樹脂層１２の貯蔵剪断弾性率であり、Ｇｂは保護テープ１０を貼付する貼付温度における第２の熱可塑性樹脂層１３の貯蔵剪断弾性率である。式（３）中、Ｔａは第１の熱可塑性樹脂層１２の厚みであり、Ｔｂは第２の熱可塑性樹脂層１３の厚みである。式（４）中、Ｇａ及びＧｂは式（２）中のＧａ及びＧｂと同義であり、Ｔａ及びＴｂは式（３）中のＴａ及びＴｂと同義である。）

保護テープ１０は、式（２）の条件、すなわち、保護テープ１０を貼付する貼付温度における第１の熱可塑性樹脂層１２の貯蔵剪断弾性率（Ｇａ）が、保護テープ１０を貼付する貼付温度における第２の熱可塑性樹脂層１３の貯蔵剪断弾性率（Ｇｂ）よりも大きいことが好ましい。これにより、接着剤層１１の表層、すなわち、第１の熱可塑性樹脂層１２が第２の熱可塑性樹脂層１３よりも硬くなるため、第１の熱可塑性樹脂層１２が変形した際に、第１の熱可塑性樹脂層１２の変形を、第２の熱可塑性樹脂層１３が阻害することなく変形する役割がある。

保護テープ１０は、式（４）の条件、すなわち、第１の熱可塑性樹脂層１２の弾性率（Ｇａ）と第２の熱可塑性樹脂層１３の弾性率（Ｇｂ）をこれらの層の厚みで補正した弾性率補正値が１．４Ｅ＋０６Ｐａ以下であることが好ましい。式（４）の条件を満たすことにより、上記弾性率補正値が適切な範囲に調整されるため、バックグラインド後のウエハの反り量を低減させることができる。式（４）の左辺の値、すなわち、上記弾性率補正値の下限値は、１．０Ｅ＋０５Ｐａ以上であることが好ましい。

以下、保護テープ１０のより具体的な構成例について、接着剤層１１、第１の熱可塑性樹脂層１２、第２の熱可塑性樹脂層１３、及び基材フィルム層１４の順序で説明する。

［接着剤層１１］
接着剤層１１は、少なくとも上述した弾性率、及び上記式（１）を満たすものである。接着剤層１１の厚さは、ウエハに形成されたバンプの高さの１０〜８０％であることが好ましく、１０〜６０％であることがより好ましい。バンプの高さの１０％以上にすることにより、バンプの補強の効果がより得やすくなる。また、バンプの高さの８０％以下にすることにより、接着剤層１１がバンプをより貫通し易くなる。例えば、ウエハに形成されたバンプの高さが１００〜２００μｍである場合、接着剤層１１の厚みは５〜１００μｍであることが好ましく、５〜３０μｍであることがより好ましい。

接着剤層１１は、例えば、熱アニオン硬化型、熱カチオン硬化型、熱ラジカル硬化型などの熱硬化型、光カチオン硬化型、光ラジカル硬化型などの光硬化型、又はこれらを併用した熱／光硬化型の接着剤組成物を用いて形成することができる。

以下、一例として、膜形成樹脂と、エポキシ樹脂と、硬化剤と、硬化助剤と、導電性フィラーと、導電性フィラー以外の他の無機フィラーとを含有する熱硬化型の接着剤組成物について説明する。

膜形成樹脂としては、フェノキシ樹脂、ウレタン樹脂等の種々の樹脂を用いることができる。膜形成樹脂は、膜形成状態、接続信頼性等の観点からフェノキシ樹脂が好ましい。フェノキシ樹脂としては、例えば、フルオレン型フェノキシ樹脂、ビスフェノール型フェノキシ樹脂、ノボラック型フェノキシ樹脂、ナフタレン型フェノキシ樹脂、ビフェニル型フェノキシ樹脂等を用いることができる。膜形成樹脂は、１種単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。

エポキシ樹脂としては、例えば、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、グリシジルエーテル型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、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、スピロ環型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、テルペン型エポキシ樹脂、テトラブロムビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、α−ナフトールノボラック型エポキシ樹脂、臭素化フェノールノボラック型エポキシ樹脂などを用いることができる。エポキシ樹脂は、高接着性、耐熱性等の観点から、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂が好ましい。エポキシ樹脂は、１種単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。

硬化剤としては、例えば、ノボラック型フェノール樹脂、脂肪族アミン、芳香族アミン、酸無水物などを用いることができる。硬化剤は、硬化物の架橋密度の観点から、ノボラック型フェノール樹脂が好ましい。硬化剤は、１種単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。

硬化助剤としては、２−メチルイミダゾール、２−エチルイミダゾール、２−エチル−４−メチルイミダゾールなどのイミダゾ−ル類、１，８−ジアザビシクロ（５，４，０）ウンデセン−７塩（ＤＢＵ塩）、２−（ジメチルアミノメチル）フェノールなどの第３級アミン類、トリフェニルホスフィンなどのホスフィン類、オクチル酸スズなどの金属化合物などを用いることができる。硬化助剤は、２−エチル−４−メチルイミダゾールが好ましい。硬化助剤は、１種単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。

接着剤層１１中の導電性フィラー１５は、上述したビッカース硬度、及び含有量を満たす。導電性フィラー１５としては、例えば、金属粒子、金属被覆樹脂粒子などを用いることができる。金属粒子としては、例えば、ニッケル、コバルト、銀、銅、金、パラジウム等を用いることができる。金属粒子は、表面に金、パラジウム等が被覆されていてもよい。また、金属粒子は、表面に金属突起や有機物で絶縁皮膜が形成されていてもよい。

金属被覆樹脂粒子は、樹脂粒子の表面が金属で被覆された粒子である。金属被覆樹脂粒子としては、例えば、樹脂粒子の表面をニッケル、銀、銅、金、パラジウム等の金属で被覆した粒子が挙げられる。金属被覆樹脂粒子は、表面に金属突起や有機物で絶縁皮膜を施したものであってもよい。樹脂粒子への金属の被覆方法としては、例えば、無電解めっき法、スパッタリング法などが挙げられる。樹脂粒子の材質としては、例えば、スチレン−ジビニルベンゼン共重合体、ベンゾグアナミン樹脂、架橋ポリスチレン樹脂、アクリル樹脂、スチレン−シリカ複合樹脂などが挙げられる。

導電性フィラー１５は、例えば、平均粒子径が１〜５０μｍであるものを用いることができ、平均粒子径が２〜２５μｍであるものを用いることもできる。導電性フィラー１５の平均粒子径は、接着剤層１１中の任意の２００個の導電性フィラー１５について測定した粒子径の平均値であり、例えば、走査型電子顕微鏡により測定することができる。

接着剤層１１が含有してもよい他の無機フィラーとしては、例えば、シリカ、窒化アルミニウム、アルミナ等を用いることができる。他の無機フィラーは、表面処理されていることが好ましく、親水性の無機フィラーであることが好ましい。親水性の無機フィラーとしては、無機フィラーが親水性表面処理剤で表面処理されたものが挙げられる。親水性表面処理剤としては、例えば、シランカップリング剤、チタネート系カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤、ジルコアルミネート系カップリング剤、Ａｌ_２Ｏ_３、ＴｉＯ_２、ＺｒＯ_２、シリコーン、ステアリン酸アルミニウム等が挙げられ、シランカップリング剤が好ましい。他の無機フィラーは、１種単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。

接着剤層１１中の他の無機フィラーの含有量は、例えば、１．０〜２５．０ｖｏｌ％とすることができ、５．０〜２５．０ｖｏｌ％とすることもできる。他の無機フィラーの含有量を上記範囲とすることにより、硬化後の接着剤層１１の貯蔵剪断弾性率を上述した範囲に容易に調整することができる。他の無機フィラーは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。２種以上の他の無機フィラーを併用する場合、その合計量が上記含有量の範囲を満たすことが好ましい。

また、接着剤層１１は、はんだ接合性を損なわない範囲で、上述した成分以外の他の成分として、シランカップリング剤、アクリルゴムなどのエラストマー、カーボンブラックなどの顔料を含有していてもよい。

［第１の熱可塑性樹脂層１２］
第１の熱可塑性樹脂層１２は、接着剤層１１と接するように形成され、例えば、エチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ：Ethylene Vinyl Acetate）、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリアセタール、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、フッ素樹脂、ポリフェニレンサルファイド、ポリスチレン、ＡＢＳ樹脂、アクリル系樹脂、ポリカーボネート、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、ポリフェニレンオキサイドなどの樹脂を用いて形成することができる。上記樹脂は、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。

第１の熱可塑性樹脂層１２の６０℃での貯蔵剪断弾性率（Ｇａ）は、後述する第２の熱可塑性樹脂層１３の貯蔵剪断弾性率の範囲から、１．０Ｅ＋０６Ｐａ〜１．０Ｅ＋０８Ｐａであることが好ましく、１．０Ｅ＋０６Ｐａ〜１．０Ｅ＋０７Ｐａであることがより好ましく、１．０Ｅ＋０６Ｐａ〜５．０Ｅ＋０６Ｐａであることがさらに好ましい。

第１の熱可塑性樹脂層１２の厚さ（Ｔａ）は、後述する第２の熱可塑性樹脂層１３の厚みの範囲から、上述した式（３）を満たすことが好ましく、例えば５〜３００μｍとすることができ、２０〜２００μｍとすることもでき、３０〜１００μｍとすることもできる。

［第２の熱可塑性樹脂層１３］
第２の熱可塑性樹脂層１３は、好ましくは一方の面を第１の熱可塑性樹脂層１２と接し、他面を基材フィルム層１４と接するように形成され、また上述した第１の熱可塑性樹脂層１２を構成するための樹脂を用いて形成することができる。第２の熱可塑性樹脂層１３を形成するための樹脂は、１種単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。

第２の熱可塑性樹脂層１３の６０℃での貯蔵剪断弾性率（Ｇｂ）は、上述した式（２）を満たすことが好ましく、第１の熱可塑性樹脂層１２の６０℃での貯蔵剪断弾性率（Ｇａ）よりも小さいことが望ましく、例えば１．０Ｅ＋０４Ｐａ〜２．０Ｅ＋０６Ｐａとすることができ、３．０Ｅ＋０４Ｐａ〜６．０Ｅ＋０５Ｐａとすることもできる。

第２の熱可塑性樹脂層１３の厚さ（Ｔｂ）は、上述した式（３）を満たすことが好ましく、例えば１００〜７００μｍとすることができ、２００〜５５０μｍとすることもできる。

［基材フィルム層１４］
基材フィルム層１４は、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステルなどのプラスチックフィルムや、紙、布、不織布等からなる多孔質基材を用いることができる。

基材フィルム層１４の厚さは、２５〜２００μｍとすることができ、５０〜１００μｍとすることもできる。

なお、保護テープは、上述した構成に限られることなく、各層の表面や隣接する層間に他の層が形成されていてもよい。例えば、保護テープは、第１の熱可塑性樹脂層１２及び第２の熱可塑性樹脂層１３の他に、第３の熱可塑性樹脂層を有していてもよい。また、保護テープ１０は、第２の熱可塑性樹脂を省略した構成、すなわち、接着剤層１１と、第１の熱可塑性樹脂層１２と、基材フィルム層１４とから構成されていてもよい。

本実施の形態に係る保護テープ１０は、例えば、基材フィルム層と熱可塑性樹脂層の積層体（基材フィルム層と第１の熱可塑性樹脂層１２と第２の熱可塑性樹脂層１３とがこの順に形成された積層体）と、接着剤層１１とをラミネートすることにより得られる。基材フィルム層と熱可塑性樹脂層の積層体は、基材フィルム層に、熱可塑性樹脂を押し出し溶融成型することにより得られる。接着剤層１１は、例えば、上述した熱硬化型の接着剤組成物を調製し、剥離処理された基材にバーコーター等を用いて塗布し、乾燥させることにより得られる。

＜２．半導体装置の製造方法＞
次に、上述した保護テープ１０を用いた半導体装置の製造方法について説明する。本実施の形態に係る半導体装置の製造方法は、バンプが形成されたウエハ面に接着剤層を有する保護テープを貼付する保護テープ貼付工程と、保護テープ貼付面の反対面をグラインド処理するグラインド処理工程と、接着剤層１１を残して保護テープを剥離し、他の層を除去する保護テープ剥離工程とを有し、保護テープが、上述した保護テープ１０である。

接着剤層１１を硬化させる硬化工程は、グラインド処理工程、粘着テープ貼付工程、及びダイシング処理工程のいずれかの工程前に行われることが好ましい。

以下、具体的な半導体装置の製造方法について説明する。具体例として示す半導体装置の製造方法は、上述した保護テープ１０を用い、硬化工程が、粘着テープ貼付工程とダイシング処理工程との間に行われるものである。すなわち、具体例として示す半導体装置の製造方法は、接着剤層１１を有する保護テープ１０を貼付する保護テープ貼付工程（Ａ）と、グラインド工程（Ｂ）と、粘着テープ貼付工程（Ｃ）と、保護テープ剥離工程（Ｄ）と、接着剤層を硬化させる硬化工程（Ｅ）と、ダイシング処理工程（Ｆ）と、エキスパンド工程（Ｇ）と、ピックアップ工程（Ｈ）と、実装工程（Ｉ）とを有する。

［保護テープ貼付工程（Ａ）］
図２は、保護テープ貼付工程の一例を示す断面図である。保護テープ貼付工程では、バンプ２２が形成されたウエハ２１面に保護テープ１０を貼り付ける。保護テープ１０を貼り付ける貼付温度は、ボイドの減少、ウエハ密着性の向上およびウエハ研削後のウエハの反り防止の観点から、２５℃〜１００℃が好ましく、４０℃〜８０℃がより好ましく、５０〜７０℃がさらに好ましい。

ウエハ２１は、シリコンなどの半導体表面に形成された集積回路と、接続用のバンプ２２とを有する。ウエハ２１の厚みは、特に限定されないが、２００〜１０００μｍであることが好ましい。

バンプ２２としては、特に限定はされないが、例えば、はんだによる低融点バンプ又は高融点バンプ、錫バンプ、銀−錫バンプ、銀−錫−銅バンプ、金バンプ、銅バンプなどが挙げられる。また、バンプ２２の高さは、例えば、１０〜２００μｍとすることができる。

保護テープ１０は、バンプ２２の形成面と接着剤層１１とが接する状態で貼り合わされる。図２に示すように、バンプ２２は、接着剤層１１を突き抜け、第１の熱可塑性樹脂層１２に埋め込まれる。また、第１の熱可塑性樹脂層１２における第２の熱可塑性樹脂１３と接する面は、バンプ２２の形状に追従するように変形する。さらに、第２の熱可塑性樹脂層１３における第１の熱可塑性樹脂層１２と接する面は、第１の熱可塑性樹脂層１２の変形に追従するように変形する。

保護テープ貼付工程では、上述したように、保護テープ１０の貼付温度における接着剤層１１の貯蔵剪断弾性率が６．０Ｅ＋０３Ｐａ以上である保護テープ１０を用いる。これにより、接着剤層１１中の樹脂が、接着剤層１１とウエハ２１を貼付ける装置のステージ上に付着することを防止できる。

［グラインド工程（Ｂ）］
図３は、グラインド工程の一例を示す断面図である。グラインド工程では、保護テープ１０を貼り付けたウエハ２１の反対面、すなわち、バンプ２２が形成されている面とは反対面を研削装置に固定して研磨する。研磨は、通常、ウエハ２１の厚みが５０〜６００μｍになるまで行われることが多いが、本実施の形態では、接着剤層１１によりバンプ２２が補強されるため、ウエハ２１の厚みが５０μｍ以下になるまで行うこともできる。

［粘着テープ貼付工程（Ｃ）］
図４は、粘着テープ貼付工程の一例を示す断面図である。粘着テープ貼付工程では、グラインド処理面に粘着テープ３０を貼付する。粘着テープ３０は、ダイシングテープ（Dicing Tape）と呼ばれるものであり、ダイシング工程（Ｆ）において、ウエハ２１を保護、固定し、ピックアップ工程（Ｈ）まで保持するためのテープである。

粘着テープ３０は、特に限定されず、公知のものを使用することができる。一般に、粘着テープ３０は、粘着剤層３１と、基材フィルム層３２とを有する。粘着剤層３１としては、例えば、ポリエチレン系、アクリル系、ゴム系、ウレタン系などの粘着剤が挙げられる。また、基材フィルム層３２としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステルなどのプラスチックフィルムや、紙、布、不織布等からなる多孔質基材を用いることができる。また、粘着テープの貼付装置及び条件としては、特に限定されず、公知の装置及び条件を用いることができる。

［保護テープ剥離工程（Ｄ）］
図５は、保護テープ剥離工程の一例を示す断面図である。保護テープ剥離工程では、接着剤層１１を残して保護テープ１０を剥離し、他の層を除去する。すなわち、第１の熱可塑性樹脂層１２、第２の熱可塑性樹脂祖１３及び基材フィルム層１４が除去され、ウエハ２１上には接着剤層１１のみが残る。

［硬化工程（Ｅ）］
図６は、硬化工程の一例を示す断面図である。硬化工程では、接着剤層１１を硬化させる。硬化方法及び硬化条件としては、熱硬化型の接着剤を硬化させる公知の方法を用いることができる。例えば、硬化条件は、１００〜２００℃で１時間以上が好ましい。

［ダイシング処理工程（Ｆ）］
図７は、ダイシング処理工程の一例を示す断面図である。ダイシング処理工程では、粘着テープ３０が貼付されたウエハ２１をダイシング処理し、個片の半導体チップを得る。ダイシング方法としては、特に限定されず、例えばダイシングソーでウエハ２１を切削して切り出すなどの公知の方法を用いることができる。

［エキスパンド工程（Ｇ）］
図８は、エキスパンド工程の一例を示す断面図である。エキスパンド工程では、例えば分割された複数個の半導体チップが貼着されている粘着テープ３０を水平方向に伸長させ、個々の半導体チップの間隔を広げる。

［ピックアップ工程（Ｈ）］
図９は、ピックアップ工程の一例を示す断面図である。ピックアップ工程では、粘着テープ３０上に貼着固定された半導体チップを、粘着テープ３０の下面より突き上げて剥離させ、この剥離された半導体チップをコレットで吸着する。ピックアップされた半導体チップは、チップトレイに収納されるか、またはフリップチップボンダーのチップ搭載ノズルへと搬送される。

［実装工程（Ｉ）］
図１０は、実装工程の一例を示す断面図である。実装工程では、例えば半導体チップと回路基板とをＮＣＦ（Non Conductive Film）などの回路接続材料を用いて接続する。回路基板としては、特に限定されないが、ポリイミド基板、ガラスエポキシ基板などのプラスチック基板、セラミック基板などを用いることができる。また、接続方法としては、加熱ボンダー、リフロー炉などを用いる公知の方法を用いることができる。

上述した保護テープ１０を用いた半導体装置の製造方法によれば、はんだ接合性が良好であり、接着剤層１１をウエハ２１に貼付した際に接着剤層１１中の樹脂がウエハ２１からはみ出すことを防止できる。また、ダイシング処理工程前にバンプが形成されたウエハ２２面の接着剤層１１が硬化してバンプ２２が補強されるため、ダイシング、ピックアップ、実装などの後工程において、バンプ２２をより確実に保護することができる。さらに、優れた接続信頼性を有する半導体装置を歩留り良く得ることができる。

本実施の形態に係る半導体装置の製造方法で得られた半導体装置は、バンプとバンプ形成面に形成された接着剤層とを有する半導体チップと、バンプに対向する電極を有する回路基板とを備え、半導体チップのバンプ形成面に接着剤層１１が形成されているため、接続信頼性が良好である。

以下、本発明の実施例について説明する。本実施例では、接着剤層と、第１の熱可塑性樹脂層と、第２の熱可塑性樹脂層と、基材フィルム層とが積層された保護テープを作製した。保護テープを用いて、保護テープ貼付工程（Ａ）と、グラインド工程（Ｂ）と、粘着テープ貼付工程（Ｃ）と、保護テープ剥離工程（Ｄ）と、硬化工程（Ｅ）と、ダイシング処理工程（Ｆ）と、エキスパンド工程（Ｇ）と、ピックアップ工程（Ｈ）と、実装工程（Ｉ）とを順次行い、半導体装置を作製した。そして、接着剤層中の樹脂のステージへの付着の有無、及び半導体装置のはんだ接合性について評価した。なお、本発明は、これらの実施例に限定されるものではない。

［貯蔵剪断弾性率］
接着剤層及び熱可塑性樹脂層の６０℃における貯蔵剪断弾性率は、粘弾性測定装置を用いて算出した。測定条件は、測定温度域０〜１２０℃、昇温速度５℃／分、振動数１Ｈｚ、歪み０．１％に設定した。

［ビッカース硬度］
導電性フィラーのビッカース硬度の測定は、ＪＩＳＺ２２４４に従って、加重１ｋｇｆで行った。

［保護テープの作製］
＜熱可塑性樹脂層（フィルム１）の作製＞
ＰＥＴ基材（厚み７５μｍ）上に、第１の熱可塑性樹脂層（５０μｍ）、及び第２の熱可塑性樹脂層（４５０μｍ）がこの順に形成されるように、熱可塑性樹脂を押し出し溶融成型して、熱可塑性樹脂層（フィルム１）を得た。

＜第１の熱可塑性樹脂層＞
エチレン・酢酸ビニル共重合体（ＶＦ１２０Ｔ、宇部丸善ポリエチレン（株）社製）、６０℃での貯蔵剪断弾性率：３．１Ｅ＋０６Ｐａ

＜第２の熱可塑性樹脂層＞
エチレン・酢酸ビニル共重合体（ＥＶ４０ＬＸ、三井・デュポンポリケミカル（株）社製）、６０℃での貯蔵剪断弾性率：４．９Ｅ＋０５Ｐａ

＜接着剤層Ｎｏ．１〜Ｎｏ．８（フィルム２）の作製＞
［接着剤層Ｎｏ．１］
膜形成樹脂（フェノキシ樹脂（ＰＫＨＨ、ユニオンカーバイド（株）社製））を１３．０質量部と、エポキシ樹脂（ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂（ＨＰ７２００Ｈ、ＤＩＣ（株）社製））を５４．８質量部と、硬化剤（ノボラック型フェノール樹脂（ＴＤ−２０９３、ＤＩＣ（株）社製））を３２．４質量部と、硬化助剤（２−エチル−４−メチルイミダゾール（２Ｅ４ＭＺ））を０．３質量部と、導電性フィラーＡ（ニッケル粒子、ビッカース硬度：０．９ＧＰａ、粒径：５μｍ）を８．６質量部と、シリカフィラー（アエロジルＲＹ２００、日本アエロジル（株）社製）を２５．０質量部、を配合して接着剤組成物を調製した。剥離処理されたＰＥＴ（Polyethylene terephthalate）に、調製した接着剤組成物を乾燥後の厚みが２０μｍとなるようにバーコーターを用いて塗布し、オーブンで乾燥させることにより、接着剤層Ｎｏ．１を得た。接着剤層Ｎｏ．１中の導電性フィラーの含有量は、１．００ｖｏｌ％であった。

［接着剤層Ｎｏ．２］
導電性フィラーＡの含有量を７．８質量部に変更するとともに、シリカフィラーの含有量を７．０質量部に変更したこと以外は、接着剤層Ｎｏ．１作製方法と同様の方法で接着剤層Ｎｏ．２を得た。接着剤層Ｎｏ．２中の導電性フィラーの含有量は、１．００ｖｏｌ％であった。

［接着剤層Ｎｏ．３］
導電性フィラーＡの含有量を１．７質量部に変更するとともに、シリカフィラーの含有量を２５．０質量部に変更したこと以外は、接着剤層Ｎｏ．１の作製方法と同様の方法で接着剤層Ｎｏ．３を得た。接着剤層Ｎｏ．３中の導電性フィラーの含有量は、０．２０ｖｏｌ％であった。

［接着剤層Ｎｏ．４］
導電性フィラーＡの含有量を８．８質量部に変更するとともに、シリカフィラーの含有量を３２．０質量部に変更したこと以外は、接着剤層Ｎｏ．１の作製方法と同様の方法で接着剤層Ｎｏ．４を得た。接着剤層Ｎｏ．４中の導電性フィラーの含有量は、１．００ｖｏｌ％であった。

［接着剤層Ｎｏ．５］
導電性フィラーＡの含有量を０．９質量部に変更するとともに、シリカフィラーの含有量を２５．０質量部に変更したこと以外は、接着剤層Ｎｏ．１の作製方法と同様の方法で接着剤層Ｎｏ．５を得た。接着剤層Ｎｏ．５中の導電性フィラーの含有量は、１．００ｖｏｌ％であった。

［接着剤層Ｎｏ．６］
導電性フィラーＡの含有量を７．５質量部に変更するとともに、シリカフィラーの含有量を０質量部に変更したこと以外は、接着剤層Ｎｏ．１の作製方法と同様の方法で接着剤層Ｎｏ．６を得た。接着剤層Ｎｏ．６中の導電性フィラーの含有量は、０．１０ｖｏｌ％であった。

［接着剤層Ｎｏ．７］
導電性フィラーＡの含有量を９．２質量部に変更するとともに、シリカフィラーの含有量を４０．０質量部に変更したこと以外は、接着剤層Ｎｏ．１の作製方法と同様の方法で接着剤層Ｎｏ．７を得た。接着剤層Ｎｏ．７中の導電性フィラーの含有量は、１．００ｖｏｌ％であった。

［接着剤層Ｎｏ．８］
導電性フィラーＡに替えて導電性フィラーＢ（鉛フリー半田、ビッカース硬度：０．２ＧＰａ、粒径：５μｍ）を７．１質量部配合したこと以外は、接着剤層Ｎｏ．１の作製方法と同様の方法で接着剤層Ｎｏ．８を得た。接着剤層Ｎｏ．８中の導電性フィラーの含有量は、１．００ｖｏｌ％であった。

＜実施例１＞
熱可塑性樹脂層（フィルム１）と、接着剤層Ｎｏ．１（フィルム２）とをラミネートし、保護テープを作製した。

［半導体装置の作製］
保護テープの接着剤層面を、はんだバンプ（φ＝２５０μｍ、Ｈ＝２００μｍ、ピッチ＝２５０μｍ）が形成されたウエハ（サイズ：５ｃｍ×５ｃｍ×７００μｍｔ）に貼り付け、真空式ラミネータ（製品名：VTM-300 タカトリ社製）を用いて、ローラー温度６０℃、テーブル温度６０℃、ラミネート速度５ｍｍ／秒、ラミネート圧力０．３ＭＰａの条件でラミネートした。

次に、グラインダ（製品名：ＤＦＧ８５６０、（株）ディスコ社製）にてウエハの厚みを３００μｍまでバックグラインド処理した。その後、接着剤層を残して保護テープを剥離し、他の層（ＰＥＴ基材、第１の熱可塑性樹脂層、及び第２の熱可塑性樹脂層）を除去し、ウエハ上の接着剤層を１３０℃のオーブンで２時間硬化させた。そして、ウエハをダインシングし、チップに個片化した後、マウンターにて基板（フラックス付金電極）に搭載し、最大２６０℃のリフロー炉にてチップと基板とをはんだ接合させた。

［はんだ接合性の評価］
基板の金電極上にフラックスを塗布し、最大２６０℃のリフロー温度ではんだ接合した際に、バンプサイズの面積を１００％として、はんだが濡れ広がった面積を計測した。はんだが濡れ広がった面積が、バンプサイズの面積に対して４０％以上の場合をはんだ接合性が良好と評価し、４０％未満の場合をはんだ接合性が良好でないと評価した。結果を下記表に示す。

［接着剤層中の樹脂のステージへの付着］
半導体装置の作製において、保護テープの接着剤層面を、はんだバンプが形成されたウエハにラミネートした際のステージへの樹脂の付着の有無について、目視で評価した。結果を下記表に示す。

＜実施例２＞
接着剤層Ｎｏ．１に替えて、接着剤層Ｎｏ．２を用いて保護テープを作製したこと以外は、実施例１と同様の方法で保護テープの評価を行った。

＜実施例３＞
接着剤層Ｎｏ．１に替えて、接着剤層Ｎｏ．３を用いて保護テープを作製したこと以外は、実施例１と同様の方法で保護テープの評価を行った。

＜実施例４＞
接着剤層Ｎｏ．１に替えて、接着剤層Ｎｏ．４を用いて保護テープを作製したこと以外は、実施例１と同様の方法で保護テープの評価を行った。

＜実施例５＞
接着剤層Ｎｏ．１に替えて、接着剤層Ｎｏ．５を用いて保護テープを作製したこと以外は、実施例１と同様の方法で保護テープの評価を行った。

＜比較例１＞
接着剤層Ｎｏ．１に替えて、接着剤層Ｎｏ．６を用いて保護テープを作製したこと以外は、実施例１と同様の方法で保護テープの評価を行った。

＜比較例２＞
接着剤層Ｎｏ．１に替えて、接着剤層Ｎｏ．７を用いて保護テープを作製したこと以外は、実施例１と同様の方法で保護テープの評価を行った。

＜比較例４＞
接着剤層Ｎｏ．１に替えて、接着剤層Ｎｏ．８を用いて保護テープを作製したこと以外は、実施例１と同様の方法で保護テープの評価を行った。

実施例１〜４のように、接着剤層中の導電性フィラーの含有量が０．２０ｖｏｌ％以上であり、接着剤層中の導電性フィラーのビッカース硬度が０．４ＧＰａ以上であり、Ｇｎ／Ｇａ≦０．０２を満たし、接着剤層の６０℃での貯蔵剪断弾性率が６．０Ｅ＋０３Ｐａ以上である保護テープを用いた場合、はんだ接合性が良好であり、接着剤層中の樹脂がウエハからはみ出すことを防止できることが分かった。

一方、比較例１のように、接着剤層中の導電性フィラーの含有量が０．２０ｖｏｌ％未満である保護テープを用いた場合、はんだ接合性が良好ではないことが分かった。これは、完成された半導体装置のバンプ上の樹脂残渣に導電性フィラーが含まれていないから樹脂を突き破ることができないためと考えられる。

比較例２のように、接着剤層の６０℃での貯蔵剪断弾性率が６．０Ｅ＋０３Ｐａ未満である保護テープを用いた場合、ステージ上に樹脂が付着してしまった。

比較例３のように、上記式（１）を満たさない保護テープを用いた場合、はんだ接合性が良好ではないことが分かった。これは、保護テープをウエハに貼付けする際に、ウエハのバンプへの接着剤層の付着を抑制することができず、バンプ上に接着剤層が残りやすくなったためと考えられる。

比較例４のように、接着剤層中の導電性フィラーのビッカース硬度が０．４ＧＰａ未満である保護テープを用いた場合、はんだ接合性が良好ではないことが分かった。これは、完成された半導体装置のバンプ上の樹脂残渣に含まれる導電性フィラーがバンプ上の樹脂残渣を突き破ることができないためと考えられる。

１０保護テープ、１１接着剤層、１２第１の熱可塑性樹脂層、１３第２の熱可塑性樹脂層、１４基材フィルム層、１５導電性フィラー、２１ウエハ、２２バンプ、３０粘着テープ、３１粘着剤層、３２基材フィルム層

Claims

導電性フィラーを含有する接着剤層と、第１の熱可塑性樹脂層と、第２の熱可塑性樹脂層と、基材フィルム層とをこの順に有し、バンプが形成されたウエハ面に上記接着剤層が貼付され、
上記接着剤層中の導電性フィラーの含有量が、０．２０ｖｏｌ％以上であり、
上記導電性フィラーのビッカース硬度が、０．４ＧＰａ以上であり、
上記接着剤層は、上記導電性フィラー以外の他の無機フィラーをさらに含有し、上記接着剤層中の上記無機フィラーの含有量が、１．０〜２５．０ｖｏｌ％であり、
上記接着剤層の厚みが、上記バンプの高さの１０〜８０％であり、
当該保護テープを貼付する貼付温度における上記接着剤層の貯蔵剪断弾性率が、６．０Ｅ＋０３Ｐａ〜７．０Ｅ＋０４Ｐａであり、
下記式（１）〜（４）を満たす、保護テープ。
（１）Ｇｎ／Ｇａ≦０．０２
（２）Ｇａ＞Ｇｂ
（３）Ｔａ＜Ｔｂ
（４）（Ｇａ×Ｔａ＋Ｇｂ×Ｔｂ）／（Ｔａ＋Ｔｂ）≦１．４Ｅ＋０６Ｐａ
（式（１）中、Ｇｎは当該保護テープを貼付する貼付温度における上記接着剤層の貯蔵剪断弾性率であり、Ｇａは当該保護テープを貼付する貼付温度における上記第１の熱可塑性樹脂層の貯蔵剪断弾性率である。式（２）中、Ｇａは当該保護テープを貼付する貼付温度における上記第１の熱可塑性樹脂層の貯蔵剪断弾性率であり、Ｇｂは当該保護テープを貼付する貼付温度における上記第２の熱可塑性樹脂層の貯蔵剪断弾性率である。式（３）中、Ｔａは上記第１の熱可塑性樹脂層の厚みであり、Ｔｂは上記第２の熱可塑性樹脂層の厚みである。式（４）中、Ｇａ及びＧｂは式（２）中のＧａ及びＧｂと同義であり、Ｔａ及びＴｂは式（３）中のＴａ及びＴｂと同義である。）
上記第２の熱可塑性樹脂層の６０℃での貯蔵剪断弾性率が、１．０Ｅ＋０４Ｐａ〜２．０Ｅ＋０６Ｐａである、請求項１に記載の保護テープ。
上記第１の熱可塑性樹脂層の６０℃での貯蔵剪断弾性率が、１．０Ｅ＋０６Ｐａ〜１．０Ｅ＋０８Ｐａである、請求項１又は２に記載の保護テープ。
上記第１の熱可塑性樹脂層の厚みが３０〜１００μｍであり、
上記第２の熱可塑性樹脂層の厚みが２００〜５５０μｍである、請求項１〜３のいずれか１項に記載の保護テープ。
上記貼付温度が、４０〜８０℃である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の保護テープ。
バンプが形成されたウエハ面に接着剤層を有する保護テープを貼付する保護テープ貼付工程と、
上記保護テープを貼付けたウエハの反対面をグラインド処理するグラインド処理工程と、
上記接着剤層を残して上記保護テープを剥離し、他の層を除去する保護テープ剥離工程とを有し、
上記保護テープが、導電性フィラーを含有する接着剤層と、第１の熱可塑性樹脂層と、第２の熱可塑性樹脂層と、基材フィルム層とをこの順に有し、
上記接着剤層中の導電性フィラーの含有量が、０．２０ｖｏｌ％以上であり、
上記導電性フィラーのビッカース硬度が、０．４ＧＰａ以上であり、
上記接着剤層は、上記導電性フィラー以外の他の無機フィラーをさらに含有し、上記接着剤層中の上記無機フィラーの含有量が、１．０〜２５．０ｖｏｌ％であり、
上記接着剤層の厚みが、上記バンプの高さの１０〜８０％であり、
上記保護テープを貼付する貼付温度における上記接着剤層の貯蔵剪断弾性率が、６．０Ｅ＋０３Ｐａ〜７．０Ｅ＋０４Ｐａであり、
上記保護テープが下記式（１）〜（４）を満たす、半導体装置の製造方法。
（１）Ｇｎ／Ｇａ≦０．０２
（２）Ｇａ＞Ｇｂ
（３）Ｔａ＜Ｔｂ
（４）（Ｇａ×Ｔａ＋Ｇｂ×Ｔｂ）／（Ｔａ＋Ｔｂ）≦１．４Ｅ＋０６Ｐａ
（式（１）中、Ｇｎは上記保護テープを貼付する貼付温度における上記接着剤層の貯蔵剪断弾性率であり、Ｇａは上記保護テープを貼付する貼付温度における上記第１の熱可塑性樹脂層の貯蔵剪断弾性率である。式（２）中、Ｇａは当該保護テープを貼付する貼付温度における上記第１の熱可塑性樹脂層の貯蔵剪断弾性率であり、Ｇｂは当該保護テープを貼付する貼付温度における上記第２の熱可塑性樹脂層の貯蔵剪断弾性率である。式（３）中、Ｔａは上記第１の熱可塑性樹脂層の厚みであり、Ｔｂは上記第２の熱可塑性樹脂層の厚みである。式（４）中、Ｇａ及びＧｂは式（２）中のＧａ及びＧｂと同義であり、Ｔａ及びＴｂは式（３）中のＴａ及びＴｂと同義である。）
上記第２の熱可塑性樹脂層の６０℃での貯蔵剪断弾性率が、１．０Ｅ＋０４Ｐａ〜２．０Ｅ＋０６Ｐａである、請求項６に記載の半導体装置の製造方法。
上記第１の熱可塑性樹脂層の６０℃での貯蔵剪断弾性率が、１．０Ｅ＋０６Ｐａ〜１．０Ｅ＋０８Ｐａである、請求項６又は７に記載の半導体装置の製造方法。
上記第１の熱可塑性樹脂層の厚みが３０〜１００μｍであり、
上記第２の熱可塑性樹脂層の厚みが２００〜５５０μｍである、請求項６〜８のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。