JP6886838B2 - 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
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切断されたチップに対して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半導体加工用粘着テープが得られる。
また、特許文献2には、ポリオール単位及びポリイソシアネート単位を有するウレタン系重合体と、多官能イソシアネート硬化剤を含有する粘着剤、粘着剤を用いた半導体加工用粘着テープを用いることにより、ダイシング時にチップ保持性に優れる旨、記載されている。
ただ、この重ねた半導体加工用粘着テープは、粘着力(シートを重ね貼りした際に接触する基材層と紫外線硬化型層との粘着力、以下、「自背面粘着力」と示す)が強く、剥離できないという課題があった。
(1)塩化ビニルフィルム上に紫外線硬化型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質量部に対し、光重合性化合物10〜100質量部、硬化剤0.01〜10質量部質量部及び光重合開始剤0.1〜10質量部を含み、
半導体ウエハ又は基板に前記半導体加工用粘着テープを貼り合わせた状態において、紫外線を250mJ/cm 2 照射した後の、前記半導体ウエハ又は基板と半導体加工用粘着テープとの粘着力が0.01N/20mm〜0.5N/20mmであり、
前記半導体ウエハ又は基板が貼り合わされている領域外の自背面粘着力が1.0N/20mm以下であることを特徴とする半導体加工用粘着テープ。
(2)前記光重合開始剤が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、2−メチル−1−(4−メチルチオフェニル)−2−モルフォリノプロパン−1−オン及び、エタノン,1−[9−エチル−6−(2−メチルベンゾイル)−9H−カルバゾール−3−イル]−,1−(0−アセチルオキシム)から選択される1種以上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合せる工程と、
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加工するダイシング工程と、
前記半導体加工用粘着テープに紫外線を照射する紫外線照射工程と、
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及び、
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。
(4)前記ピックアップ工程後に、前記半導体加工用粘着テープを重ねた後、前記半導体加工用粘着テープを剥離し、前記半導体チップ又は半導体部品を検査する検査工程を有する(3)に記載の半導体チップ又は半導体部品の製造方法。
[半導体加工用粘着テープ]
本発明に係る半導体加工用粘着テープは、塩化ビニルフィルム上に紫外線硬化型粘着剤層を有する。以下、半導体加工用粘着テープの各部材について説明する。
本発明の塩化ビニルフィルムの材料としては、塩化ビニル樹脂、可塑剤及び安定剤等が用いられ、これらを混練した後に製膜したものが使用される。
本発明の紫外線硬化型粘着剤層を構成する粘着剤は、(メタ)アクリル酸エステル共重合体、光重合性化合物、硬化剤及び光重合開始剤を含有する。
以下、紫外線硬化型粘着剤層の各部材について説明する。
((メタ)アクリル酸エステル共重合体)
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が用いられる。ウレタンアクリレートオリゴマは、ポリエステル型又はポリエーテル型などのポリオール化合物と多価イソシアネート化合物とを反応させて得られる末端イソシアネートウレタンプレポリマに、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、イソシアネート系硬化剤、エポキシ系硬化剤が挙げられ、必要に応じて2種以上を組合せて併用してもよい。
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、α−アミノアルキルフェノン類、α−ベンゾフェノン類、キサントン類またはオキシムエステル系光開始剤などが用いられる。
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。
塩化ビニルフィルム上に紫外線硬化型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塩化ビニル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/乾燥後に塩化ビニル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塩化ビニルフィルム上に紫外線硬化型粘着剤を印刷してよい。
図1に本発明の紫外線照射工程を示す。紫外線照射をした際、半導体ウエハ又は基板が貼り合わされている領域の紫外線硬化型粘着剤層は、光重合開始剤の酸素による反応阻害の影響をほとんど受けないため、粘着力が低下する。一方、半導体ウエハ又は基板が貼り合わされていない領域の紫外線硬化型粘着剤層は、光重合開始剤の酸素による反応阻害の影響により粘着力が低下しない。従って、紫外線照射後の粘着テープを回収し、重ね合わせた後に、半導体加工用粘着テープの剥離に要する力は、半導体ウエハ等が貼り合わされていなかった領域の粘着力に、左右される。
また、紫外線照射後の半導体ウエハ等が貼り合わされている領域の粘着力は、ピックアップ等が良好な範囲にあることが望まれる。
半導体ウエハ又は基板が貼り合わされている領域の粘着力は、JIS Z 0237記載の方法で2000±100gのローラーを用いてシリコンウエハに半導体加工用粘着テープを貼り合せた状況において、塩化ビニルフィルム側から紫外線(波長365nm)を250mJ/cm2 照射した後、半導体加工用粘着テープを温度23℃、湿度50%の状態で、180°引きはがし法により測定する。
本発明の半導体ウエハ又は基板が貼り合わされている領域の粘着力は、0.01N/20mm〜0.5N/20mmであり、0.01N/20mm〜0.2N/20mmが好ましい。粘着力が0.01N/20mm未満であると、ピックアップ工程でチップばらけが生じてしまい、生産性低下の要因となり、粘着力が0.5N/20mmを超過すると、ピックアップ工程でチップが剥離せず、生産性低下の要因となる。
(半導体ウエハ又は基板が貼り合わされている領域外の粘着力)
半導体ウエハ又は基板が貼り合わされている領域外の粘着力は、半導体加工用粘着テープから剥離フィルムを剥がした状況において、塩化ビニルフィルム側から紫外線(波長365nm)を250mJ/cm2 照射した後、前記半導体加工用粘着テープを塩化ビニルフィルム面(自背面)にJIS Z 0237記載の方法で2000±100gのローラーを用いて重ね合わせた後の粘着力を温度23℃、湿度50%の状態で、180°引きはがし法により測定する。本発明の半導体ウエハ又は基板が貼り合わされている領域外の自背面粘着力については、1.0N/20mm以下であり、0.3N/20mm以下が好ましい。
本発明に係る電子部品の製造方法の工程を説明する。
貼り合わせ工程において、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合せる。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加工する。
紫外線照射工程において、塩化ビニルフィルム側から紫外線硬化型粘着剤層に紫外線を照射する。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。
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半導体加工用粘着テープを引き伸ばし、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紫外線硬化型粘着剤層から剥離してピックアップする。本発明に係る半導体加工用粘着テープ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、チップ又は部品と紫外線硬化型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。
上記(4)エキスパンド・ピックアップ工程で用いた半導体加工用粘着テープを重ね合わせ、別途、重ねた半導体加工用粘着テープを剥離し、半導体加工用粘着テープを観察することにより、ピックアップ不良等の原因を調査する。
<基材フィルム>
・a:FUZB−2650(アキレス社製)。
<紫外線硬化型粘着剤層>
((メタ)アクリル酸エステル共重合体)
・a:AR−72LS(日本ゼオン社製)
n−ブチルアクリレート15質量%、エチルアクリレート70質量%、2−メトキシエチルアクリレート15質量%の共重合体、Tg=−32.0℃、重量平均分子量150万である(メタ)アクリル酸エステル共重合体。
・b :KP‐2581(日本カーバイド社製)
2−エチルヘ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、Tg=−7.0℃、重量平均分子量50万である(メタ)アクリル酸エステル共重合体。
(光重合性化合物)
・a:UN‐3320HS(根上工業社製)
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、重量平均分子量5,000、炭素−炭素二重結合数:15。
・b:UN‐904M(根上工業社製)
イソシアネート骨格:ヘキサメチレンジイソシアネート、重量平均分子量4,900、炭素−炭素二重結合数:10。
(硬化剤)
・a:コロネートL−45E(東ソー社製)。
2,4−トリレンジイソシアネートとトリメチロールプロパンのアダクト体。
・b:E−5XM(綜研化学社製)
N,N,N’,N’−テトラグリシジル−1,3−ベンゼンジ(メタンアミン)。
(光重合開始剤)
・a:IRGACURE 127(BASF社製)
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。
・b:IRGACURE 907(BASF社製)
2−メチル−1−(4−メチルチオフェニル)−2−モルフォリノプロパン−1−オン
・c:IRGACURE OXE02(BASF社製)
エタノン,1―[9−エチル−6−(2−メチルベンゾイル)−9H―カルバゾール−3−イル]−,1−(0−アセチルオキシム)
・d:IRGACURE 651(BASF社製)
ベンジルジメチルケタール。
半導体加工用粘着テープを直径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
半導体加工用粘着テープへの切り込み量: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から無作為に50個を選択し、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20μm未満
○(良):最大の欠けの大きさが20μm以上30μm未満
×(不可):最大の欠けの大きさが30μm以上
チップ保持性は、ダイシング工程後において、半導体チップが半導体加工用粘着テープ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
(2−1)半導体ウエハまたは基板が貼り合わされている領域の粘着力の測定
半導体ウエハまたは基板に貼り合わされた領域の粘着力は、シリコンウエハに半導体加工用粘着テープを貼り合せた状態において、塩化ビニルフィルム側から紫外線(波長365nm)を250mJ/cm2 照射後(紫外線照射機(ウシオ電機社製、UVC−4800−4))に、前記半導体加工用粘着テープを23℃、相対湿度50%の雰囲気下で、180°引きはがし法により、測定した(引張試験機(エー・アンド・デイ社製、RTG−1210)、引張速度は300mm/min、半導体加工用粘着テープのサイズは250mm×20mm)。
◎(優):塩化ビニルフィルム面に対する粘着力が0.01N/20mm以上0.2N/20mm未満
○(良):塩化ビニルフィルム面に対する粘着力が0.2N/20mm以上0.5N/20mm未満
×(不可):塩化ビニルフィルム面に対する粘着力が0.5N/20mm以上
半導体ウエハまたは基板に貼り合わされた領域外の粘着力は、ウエハが貼られていない状態で紫外線を照射して測定した。具体的には、半導体加工用粘着テープに、塩化ビニルフィルム側から紫外線(波長365nm)を250mJ/cm2 照射後(紫外線照射機(ウシオ電機社製、UVC−4800−4))に、半導体加工用粘着テープを塩化ビニルフィルム面(自背面)にして重ね合わせ、20分経過後、23℃、相対湿度50%の雰囲気下、180°引きはがし法により、測定した(引張試験機(エー・アンド・デイ社製、RTG−1210)、引張速度は300mm/min、半導体加工用粘着テープのサイズは250mm×20mm)。
◎(優):塩化ビニルフィルム面に対する粘着力が0.3N/20mm未満
○(良):塩化ビニルフィルム面に対する粘着力が0.3N/20mm以上1.0N/20mm未満
×(不可):塩化ビニルフィルム面に対する粘着力が1.0N/20mm以上
上記のチッピングからテープ剥離性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。
なお、比較例は、下記のとおり、不良であった。
<比較例1>
光重合性化合物の質量部数が少なすぎたため、チップ保持性、ピックアップ性、テープ剥離性に不良が生じたと考えられる。
<比較例2>
光重合性化合物の質量部数が過剰すぎたため、チッピングに、ピックアップ性に不良が生じたと考えられる。
<比較例3>
硬化剤の質量部数が少なすぎたため、チッピングに不良が生じたと考えられる。
<比較例4>
硬化剤の質量部数が過剰すぎたため、チップ保持性に不良が生じたと考えられる。
<比較例5>
光重合開始剤の質量部数が少なすぎたため、ピックアップ性、テープ剥離性に不良が生じたと考えられる。
<比較例6>
光重合開始剤の質量部数が過剰すぎたため、ピックアップ性に不良が生じたと考えられる。
2…リングフレーム
3…紫外線硬化型粘着剤層(半導体ウエハ又は基板を貼り合わせた領域)
4…紫外線硬化型粘着剤層(半導体ウエハ又は基板を貼り合わせた領域外)。
5…塩化ビニルフィルム
6…紫外線ランプ
Claims (3)
- 塩化ビニルフィルム上に紫外線硬化型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質量部に対し、
光重合性化合物10〜100質量部、硬化剤0.01〜10質量部及び光重合開始剤0.1〜10質量部を含み、
半導体ウエハ又は基板に前記半導体加工用粘着テープを貼り合わせた状態において、
紫外線を250mJ/cm2を照射した後の、半導体ウエハ又は基板と半導体加工用粘着テープとの粘着力が0.01N/20mm〜0.5N/20mmであり、
半導体ウエハ又基板を貼り合わされた領域外の自背面粘着力が1.0N/20mm以下であることを特徴とする半導体加工用粘着テープであって、
前記光重合開始剤が、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、2−メチル−1−(4−メチルチオフェニル)−2−モルフォリノプロパン−1−オン、エタノン,1―[9−エチル−6−(2−メチルベンゾイル)−9H−カルバゾール−3−イル]−,1−(0−アセチルオキシム)、及びベンジルジメチルケタールから選択される1種以上である、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に記載の半導体加工用粘着テープを貼り合せる工程と、
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加工するダイシング工程と、
前記半導体加工用粘着テープに紫外線を照射する紫外線照射工程と、
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及び、
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。 - 前記ピックアップ工程後に、前記半導体加工用粘着テープを重ねた後、前記半導体加工用粘着テープを剥離し、前記半導体チップ又は半導体部品を検査する検査工程を有する請求項2に記載の半導体チップ又は半導体部品の製造方法。
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