JP6886831B2 - 粘着シート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
このような材料を使用することにより、ダイシング工程ではチップをせん断する際には充分な粘着力を有しながら、ピックアップ工程時には糊残りのない程度に粘着力が低下する粘着シートが得られる。
また、紫外線などの活性光線を照射し、粘着シートの粘着層を硬化させる際、粘着シートから臭気が発生することが課題になっている。
(1) 基材フィルムの一方の面に紫外線硬化型粘着剤層を積層してなる粘着シートであって、
前記紫外線硬化型粘着剤層が、(メタ)アクリル酸エステル共重合体100質量部、光重合性化合物40〜150質量部、多官能イソシアネート硬化剤0.1〜10質量部及び光重合開始剤0.1〜10質量部を含み、
前記基材フィルムの他方の面の動摩擦係数が0.1〜0.8、且つ前記粘着シートのショアD硬度が25〜45であることを特徴とする粘着シート。
(2)前記粘着シートの基材フィルム下面から前記紫外線硬化型粘着剤層に、紫外線を150mJ/cm2 照射後、照射10分後の、臭気値が1,000以下であることを特徴とする、(1)に記載の粘着シート。
(3)前記粘着シートがダイシングテープであって、
(a)半導体ウエハ又は基板とリングフレームとを(1)又は(2)に記載の粘着シート
で貼り付ける貼付工程、
(b)半導体ウエハ又は基板をダイシングして半導体チップ又は半導体部品に加工するダイシング工程、
(c)粘着シートの基材フィルム下面から前記紫外線硬化型粘着剤層に紫外線を照射する紫外線照射工程、
(d)粘着シートの基材フィルム下面を擦って前記半導体チップ又は前記半導体部品を剥離する剥離工程、
とを有する半導体チップ又は半導体部品の製造方法。
本発明の粘着シートは、基材フィルム上に紫外線硬化型粘着剤層を積層してなる粘着シートであり、ショアD硬度が25以上45以下であり、好ましくは30〜40が良い。ショアD硬度が25未満では基材フィルムと粘着剤が付着した糊残りが発生し、45を超過するとバンプに対する追従性が低下する。
本発明の基材フィルムは、ポリ塩化ビニル、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よく、これら樹脂からなるフィルムやシートの積層体であってもよい。基材フィルムの動摩擦係数が0.1以上0.8以下であり、好ましくは0.2以上0.4以下である。この範囲であれば、粘着シートの基材フィルム下面を擦って半導体チップ又は前記半導体部品を剥離する際、良好に剥離できる。
基材フィルムの動摩擦係数が0.1未満では粘着シートをロール状で巻く際に巻きズレが発生し易く、半導体ウエハや基板に貼付けし難く、バンプ追従性が悪くなる場合がある。また、基材フィルムの動摩擦係数が0.8を超過すると、剥離性が低下する。
紫外線硬化型粘着剤層は、(メタ)アクリル酸エステル共重合体、光重合性化合物、多官能イソシアネート硬化剤及び光重合開始剤を含み、有機溶剤で希釈して基材フィルムに塗布、乾燥して得られる。
((メタ)アクリル酸エステル共重合体)
本発明で使用される(メタ)アクリル酸エステル共重合体は、アクリル酸、メタクリル酸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)とを共重合させたコポリマーがある。本発明の紫外線硬化型粘着剤層を構成する紫外線硬化型粘着剤は、粘着力を調整しやすいアクリル重合体がよく、硬化剤を含有することによって、粘着力をより精密に調整することができる。
光重合性化合物としては、例えば、トリメチロールプロパントリアクリレート、テトラメチロールメタンテトラアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、1,4−ブチレングリコールジアクリレート、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、シアヌル酸トリエチルアクリレート、市販のオリゴエステルアクリレートなどが用いられる。
本発明の多官能イソシアネート硬化剤の配合は、(メタ)アクリル重合体100質量部に対し、0.1質量部以上10質量部以下であり、好ましくは2質量部以上7重量部以下が良い。硬化剤の配合比が0.1質量部未満の場合はチップ側面に糊残りが発生し、10質量部超過の場合はバンプへの追従性が低下する。
光重合開始剤には、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。
アセトフェノン類としては、例えばベンゾインアルキルエーテル類、アセトフェノン、2,2−ジメトキシ−2−アセトフェノン、2,2−ジエトキシ−2−アセトフェノン、1,1−ジクロロアセトフェノン、2−ヒロドキシ−1−{4−[4−(2−ヒドロキシ−2−メチル−プロピオニル)−ベンジル]フェニル}−2−メチル−プロパン−1−オン、1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトンなどがある。
アントラキノン類としては、2−メチルアントラキノン、2−エチルアントラキノン、2−ターシャリブチルアントラキノン、1−クロロアントラキノンなどがある。
チオキサントン類としては、例えば2,4−ジメチルチオキサントン、2,4−ジイソプロピルチオキサントン、2−クロロチオキサントン、2,4−ジイソプロピルチオキサントンなどがある。
ケタール類としては、例えばアセトフェノンジメチルケタール、ベンジルジメチルメタール、ベンジルジフエニルサルフアイド、テトラメチルチウラムモノサルフアイド、アゾビスイソブチロニトリル、ジベンジル、ジアセチル、β−クロールアンスラキノンなどがある。
基材フィルム上に紫外線硬化型粘着剤層を形成して粘着シート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紫外線硬化型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。
本発明に係る電子部品の製造方法の具体的な工程を順に説明する。
貼付工程において、粘着シートを基板(又は半導体ウエハ)とリングフレームに貼り付ける。基板は、樹脂でチップを封止したパッケージ基板、LEDパッケージ基板などの汎用の基板であってよい。半導体ウエハはシリコンウエハおよびガリウムナイトライドウエハ、炭化ケイ素ウエハ、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。
ダイシング工程では、パッケージ基板等をダイシングして半導体チップ又は半導体部品に加工する。
紫外線照射工程では、基材フィルム側から紫外線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を用いることができる。また、紫外線に替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。
粘着シートの基材フィルム1下面に剥離用冶具4を図1のとおり、押し付け、擦ることにより、半導体チップ又は半導体部品を剥離する。
表1、2に示す配合に従って粘着シートを調製した。紫外線硬化型粘着剤層は、(メタ)アクリル酸エステル共重合体等を混合させて得た紫外線硬化型粘着剤をポリエチレンテレフタレート製のセパレーターフィルム上に、乾燥後の紫外線硬化型粘着層の厚みが20μmとなるように塗工することにより、得た。この紫外線硬化型粘着層を基材フィルムに積層し、40℃で7日間熟成し、粘着シートを得た。
((メタ)アクリル酸エステル共重合体)
A−1:日本ゼオン社製アクリルゴムAR53L;エチルアクリレート54%、ブチルアクリレート19%、メトキシエチルアクリレート24%の共重合体、乳化重合により得られる。
A−2:綜研化学社製SKダイン1496;2−エチルヘキシルアクリレート96%、2−ヒドロキシエチルアクリレート4%の共重合体、溶液重合により得られる。
(光重合性化合物)
B−1:根上工業社製UN−3320HS;イソシアネート骨格:イソホロンジイソシアネート三量体、(メタ)アクリレート:ペンタエリスリトールペンタアクリレートを反応させて得られる光重合化合物、重量平均分子量5,000、炭素−炭素二重結合数:15。
B−2:根上工業社製UN−904M;イソシアネート骨格:ヘキサメチレンジイソシアネート、(メタ)アクリレート:ペンタエリスリトールペンタアクリレートを反応させて得られる光重合化合物、重量平均分子量4,900、炭素−炭素二重結合数:10。
(多官能イソシアネート硬化剤)
C−1:日本ポリウレタン社製コロネートL−45E;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。
(光重合開始剤)
D−1:BASFジャパン社製IRGACURE651;ベンジルジメチルケタール。
D−2:BASFジャパン社製IRGACURE127;2-ヒロドキシ-1-{4-[4-(2-ヒドロキシ-2-メチル-プロピオニル)-ベンジル]フェニル}-2-メチル-プロパン-1-オン
D−3:BASFジャパン社製IRGACURE184;1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン
〔基材フィルム〕
基材フィルムは、アイオノマ樹脂(三井・デュポンポリケミカル社製、品番:HM1855)をTダイ押出しにより150μmに成膜することにより、得た。基材フィルムの表面粗さ(Ra)は、基材フィルム下面を表面粗さ計(東京精密製 ハンディサーフE−30A)を用い、測長4mm、速度0.6mm/sにて測定することによって、得た。
E−1:基材フィルム下面側の表面粗さRaが1.0μm
E−2:基材フィルム下面側の表面粗さRaが1.3μm
E−3:基材フィルム下面側の表面粗さRaが0.5μm
E−4:基材フィルム下面側の表面粗さRaが1.5μm
E−5:基材フィルム下面側の表面粗さRaが0.2μm
(1)基材フィルム下面の動摩擦係数の測定方法
粘着シートを以下の手順で調整し、JIS K7125「プラスチック−フィルム及びシート−摩擦係数試験方法」に準拠し、摩擦測定器(東洋精機製作所製 TR−2)によって、SUS304との基材フィルムの動摩擦係数を測定した。
1)試験台上に粘着シートを敷き、その上にSUS304板(200g、63mm×63mm)を載せる。
2)引張速度100mm/minにて粘着シートを移動させる。
3)測定したデータから、動摩擦係数を算出した。
粘着シートを以下の手順で調整し、JIS K 7215「プラスチックのデュロメータ硬さ試験方法」に準拠し、定圧荷重器(高分子計器社製 CL−150)によって、粘着シートのショアD硬度を測定した。
1)粘着シートを数枚程度積層し、厚み10mmの試験片を作製する。
2)圧子の先端を粘着シートの基材フィルム下面に押し付け、3秒後の値をショアD硬度とした。
縦1mm、横50mmのバンプを横方向に46mmで等間隔で配置した基板(バンプ高さ100μm)に、粘着シートの粘着層面をシリンダー圧0.4MPaのローラで貼り合せ完全に追従させた後、5分後のバンプの端から、粘着シートが剥がれている距離を測定することにより、粘着シートの追従性を評価した。
◎(優):バンプの端から、剥がれている距離が400μm未満の場合
○(良):バンプの端から、剥がれている距離が400μm以上600μm未満の場合
×(不可):バンプの端から、剥がれている距離が600μm以上の場合
前記(3)で基板が貼り合わされた粘着シートのダイシングを、下記条件にて行った。
ダイシング装置:DISCO社製DAD341
ダイシングブレード:DISCO社製P1A861SDC240N75BR597
ダイシングブレード形状:外径56mm、刃幅300μm、内径40mm
ダイシングブレード回転数:30、000rpm
ダイシングブレード送り速度:25mm/秒
ダイシングサイズ:2.0mm角
粘着シートへの切り込み量:70μm
切削水温度:25℃
切削水量:1.0リットル/分
チップ化された粘着シートの基材フィルム下面から紫外線(波長365nm)を150mJ/cm2照射した後、剥離冶具を角度90度で荷重0.15MPaにて押し付け、0.3m/sで、擦ることによりチップを剥離し、剥離できた割合を評価した。剥離に使用した冶具は、幅30mm、長さ60mm、厚み3mmで材質はSUS304とした。
◎(優):剥離できたチップの割合が95%以上
○(良):剥離できたチップの割合85%以上95%未満
×(不可):剥離できたチップの割合が85%未満
チップ側面の糊残りは、剥離したチップの任意の50個選択し、チップの側面を500倍の顕微鏡にて観察し、チップ側面に付着した粘着剤の有無について以下の基準により評価した。
◎(優):チップ側面に粘着剤の付着が3%未満
○(良):チップ側面に粘着剤の付着が3%以上5%未満
×(不可):チップ側面に粘着剤の付着が5%以上
臭気値は、セパレーター付き粘着シートを8インチの大きさに調整し、基材フィルム下面から紫外線(波長365nm)を150mJ/cm2 照射後、セパレーター剥離直後に、幅340mm、長さ480mmのチャック式袋に入れ10分間精置後に、23℃の条件で、におい測定装置(株式会社カルモア製、KALMOR−Σ)にて500mL/minの速度で吸引した時の最大値から得た。におい測定装置の数値が1,000以下の場合を良好とし、数値が1,000超過1,300以下の場合、臭気は若干感じるが不快にはならない程度であり、数値が1,300を超過する場合は臭気による不快感であるので、不可とする。
<比較例1>
光重合化合物の配合量が少ないため、紫外線照射後の紫外線硬化型粘着剤の架橋密度が低く、剥離性に不良が生じたと考えられる。
<比較例2>
光重合化合物の配合量が多いため、チップ側面の糊残りに不良が生じたと考えられる。
<比較例3>
多官能イソシアネート硬化剤の配合量が少ないため、紫外線硬化型粘着剤の架橋密度が低く、チップ側面の糊残りに不良が生じたと考えられる。
<比較例4>
多官能イソシアネート硬化剤の配合量が多いため、紫外線硬化型粘着剤の架橋密度が高く、追従性に不良を生じたと考えられる。
<比較例5、7、9>
光重合開始剤の配合量が少ないため、紫外線照射後の紫外線硬化型粘着剤の架橋密度が低く、剥離性に不良が生じたと考えられる。
<比較例6、8、10>
光重合開始剤の配合量が多いため、紫外線照射後の臭気が高く、臭気に不良が生じたと考えられる。
<比較例11>
基材フィルムの動摩擦係数が低いため、粘着シートが貼付けし難くバンプへの追従性が低下したものと考えられる。
<比較例12>
基材フィルムの動摩擦係数が高いため、粘着シートが滑りにくく、剥離性が低下したものと考えられる。
<比較例13>
粘着シートのショアD硬度が低いため、チップ側面に糊残りが生じたものと考えられる。
<比較例14>
粘着シートのショアD硬度が高いため、バンプへの追従性が低下したものと考えられる。
2・・・紫外線硬化型粘着剤層
3・・・ダイシングされた半導体ウエハ又は基板
4・・・剥離用冶具
Claims (3)
- 基材フィルムの一方の面に紫外線硬化型粘着剤層を積層してなるダイシング用粘着シートであって、
前記紫外線硬化型粘着剤層が、(メタ)アクリル酸エステル共重合体100質量部、光重合性化合物40〜150質量部、多官能イソシアネート硬化剤0.1〜10質量部及び光重合開始剤0.1〜10質量部を含み、
前記基材フィルムの他方の面の動摩擦係数が0.1〜0.8、且つ前記粘着シートのショアD硬度が25〜45であることを特徴とするダイシング用粘着シート。 - 前記粘着シートの基材フィルム下面から前記紫外線硬化型粘着剤層に、紫外線を150mJ/cm2照射後、照射10分後の臭気値が1,000以下であることを特徴とする、請求項1に記載のダイシング用粘着シート。
- 前記ダイシング用粘着シートがダイシングテープであって、
(a)半導体ウエハ又は基板とリングフレームとを請求項1又は2に記載のダイシング用粘着シートで貼り付ける貼付工程、
(b)半導体ウエハ又は基板をダイシングして半導体チップ又は半導体部品に加工するダイシング工程、
(c)ダイシング用粘着シートの基材フィルム下面から前記紫外線硬化型粘着剤層に紫外線を照射する紫外線照射工程、
(d)ダイシング用粘着シートの基材フィルム下面を擦って前記半導体チップ又は前記半導体部品を剥離する剥離工程、
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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