JP6928852B2 - 半導体加工用テープ - Google Patents

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Description

本発明は、ピックアップ性に優れた半導体加工用テープに関する。
従来、集積回路(IC:Integrated Circuit)などの半導体素子(半導体チップ)の製造は、通常、次の工程によって行われる。すなわち、回路パターン形成後のウエハを薄膜化するためにウエハ裏面を研削するバックグラインド工程、ウエハの裏面に粘着性および伸縮性のある半導体加工用テープを貼り付けた後、ウエハを半導体チップ単位に分断するダイシング工程、半導体加工用テープを拡張(エキスパンド)するエキスパンド工程、分断された半導体チップをピックアップするピックアップ工程、さらにピックアップされた半導体チップをリードフレームやパッケージ基板等に接着する(あるいは、スタックドパッケージにおいては、半導体チップ同士を積層、接着する)ダイボンディング(マウント)工程である。
上記バックグラインド工程の後のダイシング工程からマウント工程までの工程では、基材フィルム上に、粘着剤層と接着剤層とが、この順に積層された半導体加工用テープが使用される。一般に、このような半導体加工用テープを用いる場合は、まず、ウエハの裏面に半導体加工用テープの接着剤層を貼合してウエハを固定し、ダイシングブレードを用いてウエハおよび接着剤層を半導体チップ単位にダイシングする。その後、テープをウエハの径方向に拡張することによって、半導体チップ間の間隔を広げるエキスパンド工程が実施される。このエキスパンド工程は、その後のピックアップ工程において、CCDカメラ等による半導体チップの認識性を高める目的がある。また、半導体チップをピックアップする際に、隣接する半導体チップ同士が接触することによって生じる半導体チップの破損を防止する目的がある。その後、半導体チップは、ピックアップ工程にて接着剤層とともに粘着剤層から剥離してピックアップされ、マウント工程にて、リードフレームやパッケージ基板等にダイレクトに接着される。
このように、半導体加工用テープを用いることにより、接着剤層付きの半導体チップをリードフレームやパッケージ基板等にダイレクトに接着することが可能となる。したがって、接着剤の塗布工程や別途各半導体チップにダイボンディングフィルムを接着する工程を省略することができる。
ダイシング工程ではブレードによりウエハのみをダイシングし、エキスパンド工程において、半導体加工用テープを拡張することにより、接着剤層を個々の半導体チップ毎に分断する方法が提案されている(例えば、特許文献1)。
また、近年、ウエハの切断方法として、レーザー光の照射およびテープの拡張によって、非接触でウエハを切断する方法が提案されている(例えば、特許文献2および特許文献3)。これら特許文献2および特許文献3に記載のウエハの切断方法によれば、ウエハへの物理的負荷が小さく、現在主流のブレードダイシングを行う場合のようなウエハの切削屑(チッピング)を発生させることなくウエハの切断が可能である。また、拡張によって接着剤層を分断するので、接着剤層の切削屑を発生させることもない。このため、ブレードダイシングに代わり得る優れた技術として注目されている。
さらに、特許文献4には、エキスパンド後の弛みにより個々の半導体チップ間の間隔を安定に保持できなくなることを防止するため、分断工程後にテープを加熱して収縮緊張させ、半導体チップ間の間隔を保持する方法が提案されている。
一方、従来は、裏面研削等によりウエハの厚さを200〜400μm程度とすることが求められていた。しかし、近年の高密度実装技術の進歩に伴い、半導体チップを小型化する必要が生じ、それに伴い、ウエハの薄膜化も進んでいる。半導体チップの種類によっては、ウエハを100μm程度まで薄くすることが必要となっている。一方で、一度の加工によって製造できる半導体チップの数を多くするために、もとのウエハを大径化する傾向にある。これまでは直径が5インチや6インチのウエハが主流だったのに対し、近年では直径8〜12インチのウエハを半導体チップ化する加工が主流となっている。
ウエハを薄膜化と同時に大径化する流れは、特に、NAND型やNOR型が存在するフラッシュメモリの分野や、揮発性メモリであるDRAM(Dynamic Random Access Memory)などの分野で顕著である。例えば、直径12インチのウエハを150μm以下の厚さまで研削することも珍しくない。
これに加え、特に近年、スマートフォンの普及や携帯電話の性能向上および音楽プレーヤの小型化、かつ性能向上などに伴い、耐衝撃性などを考慮した電極付ウエハを用いたフリップチップ実装に用いるウエハについても薄膜化の要求が増えてきている。またバンプ付ウエハについてもウエハ部分を100μm以下の薄膜研削をする必要が出てきている。フリップチップ接続されるためのバンプは、転送速度向上を目的として高密度化されてきており、バンプの高さ(ウエハ表面からの突出高さ)が低くなってきており、それに伴ってバンプ間距離が短くなってきている。また近年ではDRAMにもフリップチップ接続が実施されてきているためウエハの薄膜化も加速している。
フリップチップ実装は、近年の電子機器の小型化、高密度化に対して半導体素子を最小の面積で実装できる方法として注目されてきた。このフリップチップ実装に使用される半導体素子の電極上にはバンプが形成されており、バンプと回路基板上の配線とを電気的に接合する。これらのバンプの組成としては、主に半田や金が使用されている。この半田バンプや金バンプは、蒸着やメッキで、半導体チップの内部配線につながる露出したアルミ端子上などに形成する。
しかし、バンプ付ウエハは、その表面に大きな凹凸を有しているため薄膜加工が難しく、通常の粘着テープを用いて裏面研削を行うとウエハ割れが発生してしまったり、ウエハの厚み精度が悪化したりする。そのため、バンプ付ウエハの研削には、特別に設計された表面保護テープを用いて加工がされている(例えば、特許文献5参照)。
さらに近年、半導体チップの3次元実装技術の進歩により、様々な用途の半導体チップを1つのパッケージとして製造するマルチチップパッケージが増加しつつある。3次元実装技術の1つとして貫通電極を用いたTSV(Through Silicon Via)なども研究されているが、現在のところ製造コストが非常に高いことから多くの製品への展開には至っていない。そこで2.5次元の積層技術を用いた製品の開発競争が加速し、ワイヤボンドした半導体チップの上にさらに半導体チップを積層するパッケージや一部をバンプでつなぐ実装方式が採用されつつある。
特に、ワイヤボンドした半導体チップの上にさらに半導体チップを積むためには、半導体チップを一度実装した後に接着剤層を通じてワイヤボンドをしなくてはならない。そこで、通常の接着剤層よりも低貯蔵弾性率で、かつ、厚い接着剤層が使われるようになり、接着剤層の分割が非常に困難になってきている。ブレードダイシング法を用いれば、ある程度接着剤層を容易に分割することはできる。しかし、半導体チップ欠け、接着剤層の巻き上げによるピックアップ不良や半導体チップ破損の問題がある。このため、主に薄膜ウエハの技術領域で使用できるステルス技術を用いた加工が望まれている。
特開2007−5530号公報 特開2003−338467号公報 特開2004−273895号公報 特開2011−216508号公報 特開2001−203255号公報
接着剤層にワイヤを埋め込むため、または接着剤層をバンプウエハに十分に追従させるためには、接着剤層の厚みを厚く、かつ、低弾性化することが考えられる。しかし、このような接着剤層を採用すると、エキスパンドによる接着剤層の分割ではエキスパンドによる力が接着剤層に十分に伝わらず、接着剤層が分割できない、または分割できたとしても半導体チップ間隔が不十分であり再度接着剤層同士がくっついてしまい半導体チップがピックアップできない、といった問題が存在する。
また、接着剤層の再接着を防止するため、分割工程で半導体加工用テープを過剰にエキスパンドし、分割工程後に半導体加工用テープを加熱収縮させる場合もあるが、MD方向とTD方向で収縮率が異なるため、半導体チップ間の間隔が均一にならないという問題が存在する。
さらに、ピックアップ工程において、粘着剤層から接着剤層が剥離しにくいという問題がある。
本発明は、エキスパンドによって接着剤層を分割でき、加熱収縮後に半導体チップ間の間隔を均一にでき、ピックアップ不良を低減できる半導体加工用テープを提供することを課題とする。特に、ワイヤの埋め込みまたはバンプへの追従性確保の目的で、厚みが厚く、かつ、低貯蔵弾性率の接着剤層を備えていても、エキスパンドにおいて接着剤層を分割可能な半導体加工用テープを提供することを課題とする。
上記課題に鑑み、本発明者らは鋭意検討を行った。その結果、基材フィルムの応力値および引張強さ、ならびに基材フィルムの厚みを特定の値とした半導体加工用テープは、接着剤層を、エキスパンド工程において分割できることを見出した。この半導体加工用テープは、低貯蔵弾性率であり、かつ、厚みのある(例えば、40μm以上)接着剤層を備えていても、分割することができることを見出した。また、この半導体加工用テープを使用すると、加熱収縮後に半導体チップ間の間隔を均一にでき、ピックアップ不良も低減できることを見出した。本発明はこの知見に基づきなされるに至ったものである。
すなわち、上記課題は以下の手段により達成された。
(1)エキスパンドによって接着剤層を半導体チップに沿って分断する際に用いられる半導体加工用テープであって、
基材フィルムと粘着剤層と接着剤層とをこの順で有し、
前記基材フィルムは、MDおよびTDの5%伸長時の応力値がいずれも5MPa以上であり、MDおよびTDの5%伸長時の引張強さがいずれも10〜30N/25mmであり、かつ、厚さが70〜150μmであり、
前記接着剤層は、厚さが40μm以上であり、25℃における貯蔵弾性率が2,000MPa以下である、
半導体加工用テープ。
(2)下記工程(a)〜(h)
(a)回路パターンが形成されたウエハ表面に表面保護テープを貼合する工程と、
(b)前記ウエハ裏面を研削するバックグラインド工程と、
(c)前記ウエハを加熱した状態で、前記ウエハの裏面に前記半導体加工用テープの前記接着剤層を貼合する工程と、
(d)前記ウエハ表面から前記表面保護テープを剥離する工程と、
(e)前記ウエハの分断予定ラインにレーザー光を照射して、前記ウエハの内部に多光子吸収による改質領域を形成する工程と、
(f)前記半導体加工用テープをエキスパンドすることにより、前記ウエハと前記接着剤層とを前記分断予定ラインに沿って分断し、前記接着剤層を貼着した複数の半導体チップを得るエキスパンド工程と、
(g)前記エキスパンド後の前記半導体加工用テープにおいて、前記半導体加工用テープの前記半導体チップと重ならない部分を加熱収縮させることで前記エキスパンド工程において生じた弛みを除去して該半導体チップ間の間隔を保持する工程と、
(h)前記間隔を保持した状態で、前記接着剤層を貼着した前記半導体チップを前記半導体加工用テープの粘着剤層からピックアップする工程と
を含む半導体チップの製造方法に用いられる、(1)に記載の半導体加工用テープ。
(3)前記基材フィルムが熱可塑性架橋樹脂を含み、前記熱可塑性架橋樹脂の融点が80〜95℃であり、メルトフローレートが0.5〜5.0g/10分である(1)または(2)に記載の半導体加工用テープ。
(4)前記熱可塑性架橋樹脂が亜鉛アイオノマー樹脂であり、前記基材フィルムの曲げ弾性率が200MPa以下である(3)に記載の半導体加工用テープ。
本発明において、「接着剤層を半導体チップに沿って分断する」とは、分断後の接着剤層の底面形状が半導体チップの底面形状と同一形状となるように分断することをいう。なお、「ウエハと接着剤層とを分断予定ラインに沿って分断」する場合にも、分断予定ラインに沿って分断された半導体チップの底面形状と分断予定ラインに沿って分断された接着剤層の底面形状とは同一形状となる。
本発明の提供する半導体加工用テープは、エキスパンドによる応力が接着剤層へ伝わるため、接着剤層を分割できる。さらに、低貯蔵弾性率で、かつ、厚い接着剤層についても分割できる。また、エキスパンドによる、基材フィルムの変形量が適切であり、半導体チップ間の間隔を均一にでき、ピックアップ不良を低減できる。
本発明の上記及び他の特徴及び利点は、適宜添付の図面を参照して、下記の記載からより明らかになるであろう。
図1は、本発明の実施形態に係る半導体加工用テープの構造を模式的に示す断面図である。 図2は、ウエハに、表面保護テープが貼合された状態を示す断面図である。 図3は、本発明の実施形態に係る半導体加工用テープに、ウエハとリングフレームとを貼合する工程を説明するための端面図である。 図4は、ウエハの表面から表面保護テープを剥離する工程を説明する端面図である。 図5は、レーザー加工によりウエハに改質領域が形成された様子を示す端面図である。 図6(a)は、本発明の実施形態に係る半導体加工用テープがエキスパンド装置に搭載された状態を示す断面図である。図6(b)は、半導体加工用テープの拡張により、ウエハを半導体チップに分断する過程を示す断面図である。図6(c)は、拡張後の半導体加工用テープ、接着剤層、および半導体チップを示す端面図である。 図7は、加熱収縮工程を説明するための端面図である。
[半導体加工用テープ]
本発明の半導体加工用テープは、基材フィルムと粘着剤層と接着剤層とを有する。本発明の半導体加工用テープは、エキスパンドにより接着剤層を、半導体チップに沿って分断する際に用いる、エキスパンド可能な半導体加工用テープである。本発明の半導体加工用テープは、いわゆるダイシング・ダイボンドテープとして用いられる。
本発明の半導体加工用テープにおいて、基材フィルムは、MDおよびTDの5%伸長時の応力値がいずれも5MPa以上であり、MDおよびTDの5%伸長時の引張強さがいずれも10〜30N/25mmであり、かつ、厚さが70〜150μmであり、接着剤層は、厚さが40μm以上であり、25℃における貯蔵弾性率が2,000MPa以下である。
本発明の半導体加工用テープは、上記条件を満足する場合に、エキスパンド工程において通常の引き伸ばし量(伸長5〜10%)にエキスパンドすることにより、接着剤層を半導体チップに沿って分断することができる。エキスパンドは、半導体加工用テープを、半導体加工用テープが貼合されたウエハの外周方向に向かって均一に拡張することにより行われるのが好ましい。
図1は、本発明の一実施形態に係る半導体加工用テープ10を示す断面図である。この半導体加工用テープ10は、基材フィルム11と粘着剤層12とからなる粘着テープ15と、粘着剤層12上に接着剤層13とを有し、接着剤層13上にウエハの裏面が貼合されるものである。なお、それぞれの層は、使用工程や装置に合わせて予め所定形状に切断(プリカット)されていてもよい。さらに、本発明の半導体加工用テープ10は、ウエハ1枚分毎に切断された形態であってもよいし、ウエハ1枚分毎に切断されたものが複数形成された長尺のシートを、ロール状に巻き取った形態であってもよい。
本発明において、粘着剤層は、粘着剤組成物の塗工層を意味し、粘着剤に含有される重合体が粘着力または凝集力を発揮している状態にある。粘着剤組成物に後述する化合物(B)が含有されている場合には、粘着剤組成物中の成分が架橋して、粘着力および凝集力を発揮した状態にある。また、粘着剤層がエネルギー線硬化性である場合、粘着剤層は、後述するエネルギー線照射によって硬化する前の状態にある。エネルギー線照射によって硬化した後の粘着剤層を、硬化粘着剤層という。
本発明において、接着剤層は、接着剤組成物の塗工層を意味し、接着剤に含有される樹脂が粘着力または凝集力を発揮している状態にある。接着剤組成物に後述する熱重合性成分が含有されている場合には、接着剤層は、後述するダイボンド時の加熱によって半硬化する前の状態にある。加熱によって半硬化した後の接着剤層を、半硬化接着剤層という。
以下に、半導体加工用テープ各層の構成について説明する。
〈基材フィルム〉
基材フィルム11は、半導体加工用テープ10のエキスパンド工程において引き伸ばし易く、かつ破断しないことが好ましい。また、接着剤層を均一に分断するためエキスパンドによる応力が接着剤層に十分に伝わることが好ましい。これらの観点から、基材フィルム11のMDおよびTDの5%伸長時の応力値はいずれも5MPa以上であり、さらに好ましくは6MPa以上である。基材フィルムのMDおよびTDの5%伸長時の応力値の上限は特に限定されないが、100MPaが実際的である。本発明において、MD(Machine direction)とは、基材フィルムの、ロールにしたときの長さの方向をいう。また、TD(Transverse Direction)とはMDと直交する方向(幅方向)をいう(後述の5%伸長時の引張強さについても同じ)。
MDおよびTDの5%伸長時の応力値の比(MD/TD)は0.8〜1であることが好ましい。
基材フィルム11の5%伸長時のMDおよびTDの引張強さはいずれも10〜30N/25mmである。上記引張強さが小さすぎると、分割する力が不足するため、接着剤層の分断が不十分となる場合がある。一方、上記引張強さが大きすぎると、エキスパンダーを用いてもエキスパンドが十分にできず、半導体チップ間の間隔が全く開かない、装置が故障するといった問題が発生する場合がある。基材フィルム11の5%伸長時のMDおよびTDの引張強さはいずれも、15〜25N/25mmが好ましい。
MDおよびTDの5%伸長時の引張強さの比(MD/TD)は0.85〜1.15であることが好ましい。
一方、基材フィルム11の厚さは70〜150μmである。基材フィルム11の厚さが薄すぎると、基材フィルム11が破断する場合があり、また引張強度が十分に出ないためエキスパンド分断ができない場合がある。基材フィルム11の厚さが厚すぎると、上記5%伸長時の応力および引張強さが上記範囲内にあっても、エキスパンド分断の際に引き伸ばし量に対して変形量が不十分であり、半導体チップ間の間隔が十分に開かないため、接着剤層を分断できない場合がある。さらに、ピックアップ時に基材フィルム11が変形しづらく、ピックアップ性が悪化しピックアップ不良や半導体チップ破壊を起こしてしまう場合がある。基材フィルム11の厚さは、より好ましくは、80〜120μmである。
後述するとおり、基材フィルムが複数層構造を有する積層体である場合には、積層体が上記のMDおよびTDの5%伸長時の応力値およびMDおよびTDの5%伸長時の引張強さを有する。また、前記積層体が上記厚さを有する。
基材フィルム11の曲げ弾性率は、貼合が容易である点で、200MPa以下であることが好ましい。曲げ弾性率は、次の方法で測定することができる。曲げ弾性率(flexural modulus)は、弾性限界内における(弾性モードで測定される)応力の歪みに対する比であり、引張係数(tensile modulus)に類似する。この特性は材料の曲げ剛性を示すのに用いられる。曲げ弾性率は、弾性に関する係数であり、曲げテストにおける、応力−歪み曲線の直線部分の傾きを計算して決定される。記録された負荷(F)と偏差(D)から曲げ弾性率(EB)を計算するのに用いられる式は次のものである。
EB=(3/4)・(FL/bdD)
ここで、
L=試料のサポート間のスパン(m)
b=試料の幅(m)
d=試料の厚さ(m)である。
曲げ弾性率はASTM D790標準などに従って測定できる。
上記各特性は、通常の方法により、例えば、基材フィルムの、材料の種類および含有量、厚さ等を調整することにより、上記範囲に設定することができる。
基材フィルム11の材質については、上記MDおよびTDの5%伸長時の応力および引張強さを達成できるものであれば、特に限定されない。基材フィルム11は、均一かつ等方的な拡張性を有するとエキスパンド工程においてウエハが全方向に偏りなく切断できる点で好ましい。一般に、架橋樹脂は、非架橋樹脂と比較して引っ張りに対する復元力が大きく、エキスパンド工程後の引き伸ばされた状態に熱を加えた際の収縮応力が大きい。したがって、架橋樹脂は、エキスパンド工程後にテープに生じた弛みを加熱収縮によって除去し、テープを緊張させて個々の半導体チップ間の間隔を安定に保持する加熱収縮工程を実施できる点で好ましい。架橋樹脂のなかでも熱可塑性架橋樹脂がより好ましく使用される。一方、非架橋樹脂は、架橋樹脂と比較して引っ張りに対する復元力が小さい。したがって、−15〜0℃のような低温領域でのエキスパンド工程後、一度弛緩され、かつ常温に戻されて、ピックアップ工程、マウント工程に向かうときのテープが収縮しにくいため、半導体チップに貼着した接着剤層同士が接触することを防止できる点で好ましい。非架橋樹脂のなかでもオレフィン系の非架橋樹脂がより好ましく使用される。
熱可塑性架橋樹脂としては、金属イオンによる凝集力を利用し高分子を凝集体とした合成樹脂であるアイオノマー樹脂が好ましく、例えば、エチレン−(メタ)アクリル酸2元共重合体またはエチレン−(メタ)アクリル酸−(メタ)アクリル酸アルキルエステル3元共重合体を、金属イオンで架橋したアイオノマー樹脂が、例示される。これらは、均一拡張性の面でエキスパンド工程に適し、かつ架橋によって加熱により強く復元力が働く点で、特に好適である。上記アイオノマー樹脂に含まれる金属イオンは特に限定されないが、亜鉛イオン、ナトリウムイオン等が挙げられる。亜鉛イオンは溶出性が低く低汚染性の面から好ましい。本発明において、亜鉛イオンを含むアイオノマー樹脂を亜鉛アイオノマー樹脂という。上記3元共重合体の(メタ)アクリル酸アルキルエステルにおいて、アルキル基が炭素数1〜4であると得られる基材フィルムの弾性率(曲げ弾性率)が高くなり、ウエハに対して強い力を伝播できる点で好ましい。(メタ)アクリル酸アルキルエステルとしては、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸ブチル、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸ブチル等が挙げられる。
また、上記アイオノマー樹脂の他に、上述の熱可塑性架橋樹脂としては、比重0.910以上0.930未満の低密度ポリエチレン、比重0.910未満の超低密度ポリエチレン、およびエチレン−酢酸ビニル共重合体から選ばれる樹脂を架橋させたものも好適である。
架橋の方法としては、上記樹脂に対して、電子線等のエネルギー線を照射する方法が挙げられる。このような熱可塑性架橋樹脂は、架橋部位と非架橋部位が樹脂中に共存していることから、一定の均一拡張性を有する。また、加熱によって強く復元力が働くことから、エキスパンド工程で生じたテープの弛みを除去する上でも好適である。また、このような熱可塑性架橋樹脂は、分子鎖の構成中に塩素原子をほとんど含まないので、使用後に不要となったテープを焼却処分しても、ダイオキシンやその類縁体といった塩素化芳香族炭化水素を発生せず、環境負荷も小さい。上記ポリエチレンやエチレン−酢酸ビニル共重合体に対して照射するエネルギー線の量を適宜に調製することで、十分な均一拡張性を有する樹脂を得ることができる。
また、非架橋樹脂としては、例えば、ポリプロピレンと、スチレン系共重合体との混合樹脂が、例示される。
ポリプロピレンとしては、例えばプロピレンの単独重合体、または共重合体、例えば、ブロック型またはランダム型プロピレン−エチレン共重合体を用いることができる。ランダム型プロピレン−エチレン共重合体は剛性が小さく好ましい。プロピレン−エチレン共重合体中のエチレン構成単位の含有率が0.1質量%以上だと、基材フィルムの剛性が小さい点と、混合樹脂中の樹脂同士の相溶性が高い点で、好ましい。基材フィルムの剛性が適切であるとウエハの切断性が向上し、樹脂同士の相溶性が高い場合は押出し吐出量が安定化しやすい。より好ましくは1質量%以上である。また、プロピレン−エチレン共重合体中のエチレン構成単位の含有率が7質量%以下だと、プロピレン−エチレン共重合体を得るための重合反応を安定に行える点で好ましい。より好ましくは5質量%以下である。
スチレン系共重合体とは、共役ジエン化合物と芳香族ビニル化合物との共重合体である。芳香族ビニル化合物としては、例えばスチレン、t−ブチルスチレン、α−メチルスチレン、p−メチルスチレン、ジビニルベンゼン、1,1−ジフェニルスチレン、N,N−ジエチル−p−アミノエチルスチレン、ビニルトルエン、p−第3ブチルスチレンなどが挙げられる。また共役ジエン化合物としては、例えば、ブタジエン、イソプレン、1,3−ペンタジエン、2,3−ジメチル−1,3−ブタジエンなどを挙げることができる。
スチレン系重合体としては水素添加したものを用いてもよく、スチレン−水添イソプレン−スチレン共重合体が好ましい。スチレン系共重合体が水素添加されると、ポリプロピレンとの相溶性が良くかつ主鎖中の二重結合に起因する酸化劣化による、脆化、変色を防止することができる。
また、スチレン系共重合体中のスチレン構成単位の含有率が、5質量%以上であると、スチレン系共重合体を調製する際に安定して重合しやすい点で好ましい。また40質量%以下では、柔軟で拡張性が高い。より好ましくは25質量%以下であり、さらに好ましくは15質量%以下である。
スチレン系共重合体としては、ブロック型共重合体またはランダム型共重合体のいずれも用いることができる。ランダム型共重合体は、スチレン構成単位が均一に分散し、剛性が大きくなりすぎるのを抑制でき、基材フィルムの拡張性が向上することから好ましい。
ポリプロピレンとスチレン系共重合体との混合樹脂中におけるポリプロピレンの含有率が30質量%以上であると、基材フィルムの厚さムラを抑制できる点で好ましい。基材フィルムの厚さが均一であると、拡張性が等方化しやすい。また、基材フィルムの応力緩和性が大きくなりすぎて、半導体チップ間距離が経時的に小さくなり接着剤層同士が接触して再融着することを防止しやすい。より好ましくは50質量%以上である。また、ポリプロピレンの含有率が90質量%以下であると、基材フィルムの剛性を適切に設定できる。基材フィルムの剛性が大きくなりすぎると、基材フィルムを拡張するために必要な力が大きくなるため、装置の負荷が大きくなり、ウエハや接着剤層の分断に十分なエキスパンドができなくなる場合がある。混合樹脂中のスチレン系共重合体の含有率の下限は10質量%以上が好ましく、装置に適した基材フィルムの剛性に調整しやすい。上限は70質量%以下だと厚さムラを抑制できる点で好ましく、50質量%以下がより好ましい。
架橋樹脂および非架橋樹脂の融点の好ましい範囲は80〜95℃である。融点が低すぎると、半導体加工用テープ貼合の際の加熱貼合により、貼合ローラーに基材フィルムが接着してしまう。一方、架橋樹脂および非架橋樹脂の融点が高すぎると、後述のエキスパンド分断後の加熱収縮工程での加熱温度では加熱収縮性が不足して、エキスパンド分断の後の加熱収縮させる工程で縮まなくなる。また、架橋樹脂および非架橋樹脂の好ましいメルトフローレート(MFR)の範囲は0.5〜5.0g/10分である。MFRが低すぎると押出しの際の厚み精度が悪くなり、一部分でピックアップ性が極端に悪化することにつながる。一方、大きすぎると流動性が高すぎるためにへたってしまい十分に収縮しない。MFRはJIS K 7210‐1999に基づき、計測した値とする。MFRの測定条件は材料によって異なるが、上記JIS K 7210‐1999の記載に基づき適宜決定される。
基材フィルムが熱可塑性架橋樹脂を含む場合、基材フィルムは熱可塑性架橋樹脂以外の樹脂成分を含んでいてもよいが、熱可塑性架橋樹脂を主成分として含むことが好ましい。ここで、主成分とは、基材フィルムを構成する樹脂成分において最大含有量(好ましくは、50質量%以上)を占める成分をいう。
基材フィルムの好ましい実施形態は、熱可塑性架橋樹脂を主成分として含み、熱可塑性架橋樹脂の融点が80〜95℃であり、メルトフローレートが0.5〜5.0g/10分である基材フィルムである。
基材フィルムのさらに好ましい実施形態は、前記好ましい実施形態における熱可塑性架橋樹脂がアイオノマー樹脂であり、基材フィルムの曲げ弾性率が200MPa以下である基材フィルムである。
なお、図1に示す例では、基材フィルム11は単層であるが、これに限定されず、複数層でもよい。前記複数層は、樹脂からなる層を2種以上積層させた複数層であってもよいし、1種類の樹脂からなる層を積層させた複数層でもよい。2種以上の樹脂は、架橋樹脂同士または非架橋樹脂同士とされていれば、各々の特性がより増強されて発現する観点から好ましく、架橋樹脂と非架橋樹脂とを組合わせて積層した場合には各々の欠点が補われる点で好ましい。
複数層の基材フィルム11の製造方法としては、通常の押出法、ラミネート法などを用いることができる。ラミネート法を用いる場合は、層間に接着剤を介在させてもよい。接着剤としては通常の接着剤を用いることができる。
〈粘着剤層〉
本発明の半導体加工用テープ10を構成する粘着剤層12は、ダイシング工程において接着剤層13との剥離を生じず、半導体チップ飛びなどの不良を発生しない程度の保持性、エキスパンドによる応力を接着剤層に伝える特性、およびピックアップ時において接着剤層13との剥離が可能である特性を有するものであれば、特に限定されない。
本発明の半導体加工用テープ10において、粘着剤層12を構成する粘着剤は、上記特性を示すものであれば特に限定されないが、エネルギー線硬化性の粘着剤が好ましい。エネルギー線硬化性粘着剤であれば、ダイシング後のピックアップが容易になる。また、硬化後に接着剤層13との剥離がしやすくなる材料であることが好ましい。なお、ここで、エネルギー線とは、紫外線のような光線、または電子線などの電離性放射線をいう。
粘着剤は、エネルギー線照射硬化性の粘着剤が好ましく、エネルギー線照射により重合反応することが可能な反応性の基を少なくとも1つ有するポリマー(以下、「重合体(A)」という。)を少なくとも1種含むものが好ましい。
上記粘着剤は、重合体(A)を主成分とすることが好ましい。より具体的には、重合体(A)を50質量%以上含有することが好ましく、80質量%以上含有することがより好ましく、90質量%以上含有することがさらに好ましい。
上記のエネルギー線照射で重合反応することが可能な反応性の基としては、エチレン性不飽和基、すなわち、炭素−炭素二重結合を有する基が好ましく、例えば、ビニル基、アリル基、スチリル基、(メタ)アクリロイルオキシ基、(メタ)アクリルロイルアミノ基などが挙げられる。
上記重合体(A)に特に制限はないが、例えば、(メタ)アクリルポリマー、ポリエステル、エチレンもしくはスチレン共重合体、ポリウレタン等が挙げられる。なお、本発明においては、これら重合体(A)を1種単独で用いてもよく、複数種を組み合わせて用いてもよい。
粘着剤層は、重合体(A)として、質量平均分子量10,000以上2,000,000以下の(メタ)アクリルポリマーを含有することが好ましく、この(メタ)アクリルポリマーは、エチレン性不飽和基、水酸基およびカルボキシ基を有することが好ましい。
前記質量平均分子量10,000以上2,000,000以下の(メタ)アクリルポリマーは、市販のものを用いてもよく、常法により合成したものを用いてもよい。合成する場合、前記(メタ)アクリルポリマーは、水酸基およびカルボキシ基を有する、エチレン性不飽和基導入前のポリマーと、エチレン性不飽和基を有する化合物とを反応させて得られたポリマーであることが好ましい。この場合、エチレン性不飽和基導入前のポリマーを形成する全モノマー成分中に、(メタ)アクリル酸を1モル%〜10モル%含むことが好ましい。
本発明において、エチレン性不飽和基を有する化合物として、後述の反応性基が水酸基である化合物に後述の2−(メタ)アクリロイルオキシエチルイソシアネートを反応させたものが好ましい。
なお、本発明において、2−(メタ)アクリロイルオキシエチルイソシアネートの配合量は、重合体(A)100質量部に対して1質量部〜20質量部が好ましく、6質量部〜20質量部がより好ましい。
上記重合体(A)の合成方法としては、例えば、(a)エチレン性不飽和基を有するポリマーである場合、エチレン性不飽和基を有する化合物とポリマーとを反応させて、エチレン性不飽和基が導入されたポリマーを得る方法、(b)エチレン性不飽和基を有するオリゴマー〔例えば、架橋剤の一種であるウレタン(メタ)アクリレートオリゴマー等〕を利用する方法、が簡便、かつ容易であり、好ましく、なかでも上記(a)の方法が好ましい。
上記(a)の方法では、エチレン性不飽和基を有する化合物として、当該エチレン性不飽和基とエチレン性不飽和基とは異なる反応性の基(反応性基αと称す)とを有する構造の化合物(以下、エチレン性不飽和基と反応性基αとを有する化合物ともいう)を用い、エチレン性不飽和基が導入されるポリマーとしては、当該エチレン性不飽和基を有する化合物の反応性基αと反応する反応性基βを有する構造のポリマー(以下、「反応性基βを有するポリマー」という。)を用いて、反応性基αとβを反応させる。
このような反応性基αおよびβは、例えば、一方が、求核攻撃する基、他方が、求核攻撃を受ける基もしくは付加反応を受ける基とすることが好ましい。このような反応性基としては、例えば水酸基、アミノ基、メルカプト基、カルボキシ基、エポキシ基、オキセタニル基、イソシアネート基、環状の酸無水物基、ハロゲン原子、アルコキシもしくはアリールオキシカルボニル基等が挙げられる。
ここで、反応性基αおよびβのいずれか一方が水酸基、アミノ基、メルカプト基、カルボキシ基である場合、他方の反応性基はエポキシ基、オキセタニル基、イソシアネート基、環状の酸無水物基、ハロゲン原子、アルコキシもしくはアリールオキシカルボニル基とすることができる。
エチレン性不飽和基と反応性基αとを有する化合物が有する反応性基αは、求核攻撃を受ける基または付加反応を受ける基であることが好ましく、例えば、エポキシ基、オキセタニル基、イソシアネート基、環状の酸無水物基、ハロゲン原子、アルコキシまたはアリールオキシカルボニル基が好ましく、エポキシ基、オキセタニル基、イソシアネート基、または環状の酸無水物基がより好ましく、エポキシ基、オキセタニル基、またはイソシアネート基がさらに好ましく、イソシアネート基が特に好ましい。
一方、反応性基βを有するポリマーが有する反応性基βは、求核攻撃する基が好ましく、例えば、水酸基、アミノ基、メルカプト基、またはカルボキシ基が好ましく、水酸基、アミノ基、またはメルカプト基がより好ましく、水酸基、アミノ基、またはカルボキシ基がさらに好ましく、水酸基またはカルボキシ基がさらに好ましく、なかでも水酸基が好ましい。
エチレン性不飽和基と反応性基αとを有する化合物、または、反応性基βを有するポリマーの合成に用いる反応性基βを有するモノマーとしては、以下の化合物が挙げられる。
−反応性基がカルボキシ基である化合物−
(メタ)アクリル酸、桂皮酸、イタコン酸、フマル酸等
−反応性基が水酸基である化合物−
アルコール部に水酸基を有するヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート〔例えば、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンモノ(メタ)アクリレート、グリコールモノ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート〕、アミン部に水酸基を有するアルキルアミンの(メタ)アクリルアミド〔例えば、N−モノ若しくはジ(ヒドロキシアルキル)(メタ)アクリルアミド、具体的にはN−メチロール(メタ)アクリルアミド、N,N−ビスメチロール(メタ)アクリルアミド〕、アリルアルコール等
−反応性基がアミノ基である化合物−
アルコール部にアミノ基を有するアミノアルキル(メタ)アクリレート〔例えば、2−(アルキルアミノ)エチル(メタ)アクリレート、3−(アルキルアミノ)プロピル(メタ)アクリレート〕、(メタ)アクリルアミド等
−反応性基が環状の酸無水物である化合物−
無水マレイン酸、無水イタコン酸、無水フマル酸、無水フタル酸等
−反応性基がエポキシ基もしくはオキセタニル基である化合物−
グリシジル(メタ)アクリレート、アリルグリシジルエーテル、3−エチル−3−ヒドロキシメチルオキセタン等
−反応性基がイソシアネート基である化合物−
(メタ)アクリロイルオキシアルキルイソシアネート〔例えば、2−(メタ)アクリロイルオキシエチルイソシアネート、2−(メタ)アクリロイルオキシプロピルイソシアネート〕、多価イソシアネート化合物のイソシアネート基の一部を、水酸基もしくはカルボキシ基と、エチレン性不飽和基とを有する化合物でウレタン化したもの〔例えば、2〜10官能の(メタ)アクリルのウレタンアクリレートオリゴマー〕等
なお、上記のウレタンアクリレートオリゴマーとしては、例えば、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトール トリ(メタ)アクリレート等のアルコール部に水酸基を有するヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートと、トルエンジイソシアナート、メチレンビスフェニルジイソシアナート、ヘキサメチレンジイソシアナート、ナフタレンジイソシアナート、メチレンビスシクロヘキシルイソシアネート、イソホロンジイソシアネート等のジイソシアネートや3官能以上のイソシアネートを反応させて得られる、イソシアネート基を少なくとも1つ有するオリゴマーが好ましい。また、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートと多価イソシアネートに加えて、ポリオール化合物、ポリエーテルジオール化合物またはポリエステルジオール化合物を反応させて得られるオリゴマーでもよい。
−反応性基がハロゲン原子である化合物−
2,4,6−トリクロロ−1,3,5−トリアジン、2,4−ジクロロ−6−メトキシ−1,3,5−トリアジン等のハロゲン化トリアジン等
上記のエチレン性不飽和基と反応性基αを有する化合物としては、上記の“反応性基がイソシアネート基である化合物”が好ましく、一方、反応性基βを有するポリマーの合成に用いるモノマーとしては上記の“反応性基がカルボキシ基である化合物”または”反応性基が水酸基である化合物“が好ましく、”反応性基が水酸基である化合物“がより好ましい。
前記(b)の方法は、上記ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマーを使用するもので(該オリゴマーは後述するように架橋剤の一種でもある)、(メタ)アクリル共重合体とウレタン(メタ)アクリレートオリゴマーとを共存させてエネルギー線硬化性の粘着剤層を構成することができる。(メタ)アクリル共重合体としては、(メタ)アクリル酸と(メタ)アクリル酸エステルとを重合させて得られるものであることが好ましい。(メタ)アクリル共重合体を構成する(メタ)アクリル酸エステル成分の好ましい形態は、後述する反応性基βを有するポリマーにおける共重合成分として説明したものと同一である。
上記反応性基βを有するポリマーを構成する全モノマー成分に占める、上記反応性基βを有するモノマー成分の割合は、5〜50モル%が好ましく、20〜40モル%がより好ましい。
また、エチレン性不飽和基と反応性基αとを有する化合物と、反応性基βを有するポリマーとを反応させて、反応性基βを有するポリマーにエチレン性不飽和基を導入するに際しては、エチレン性不飽和基と反応性基αとを有する化合物を、反応性基βを有するポリマー100質量部に対して、1〜40質量部反応させることが好ましく、1〜30質量部反応させることがより好ましく、1〜20質量部反応させることがさらに好ましく、1〜10質量部反応させることが特に好ましい。
上記の反応性基αとβの反応後において、未反応の反応性基βを残すことにより、後述する架橋剤等で樹脂特性を調節することができる。
上記の反応性基βを有するポリマーは、その構成成分として前記の反応性基βを有するモノマー成分とともに、共重合成分として、(メタ)アクリル酸エステル成分を有することが好ましい。
当該(メタ)アクリル酸エステルとしては、1種または2種以上の(メタ)アクリル酸アルキルが好ましい。当該(メタ)アクリル酸エステルのアルコール部は前記反応性基βを有さない。好ましくは、上記(メタ)アクリル酸エステルのアルコール部は無置換である。
このような(メタ)アクリル酸エステルとしては、アルコール部の炭素数は1〜12が好ましい。アルコール部の炭素数は、1〜10がより好ましく、4〜10がさらに好ましく、なかでもアルコール部が分岐アルキルのものが好ましく、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレートが特に好ましい。
また、上記重合体(A)が構成成分として(メタ)アクリル酸エステル成分を複数種含む場合は、当該(メタ)アクリル酸エステル成分には、アルコール部の炭素数が1〜8の(メタ)アクリル酸エステル成分が含まれることが好ましく、なかでも、エチル(メタ)アクリレート成分が含まれることが好ましい。
以下に、上記共重合成分としてポリマー中に組み込まれるモノマーの具体例を挙げる。
−(メタ)アクリル酸のアルキルエステル−
(メタ)アクリル酸のアルキルエステルとしては、アルコール部の炭素数が1〜12のものが好ましく、例えば(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸イソアミル、(メタ)アクリル酸ヘキシル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸イソオクチル、(メタ)アクリル酸イソノニル、(メタ)アクリル酸イソデシルなどが挙げられる。これらは単独で使用してもよいし、2種以上を混合して使用してもよい。2種以上を併用することで粘着剤としての種々の機能を発揮させることができ、さらに半導体ウエハ表面の段差への追従性および糊残り防止を含む非汚染性を両立できるようになる。
−(メタ)アクリル酸のアルキルエステル以外のモノマー−
(メタ)アクリル酸のアルキルエステル以外のモノマーとしては、酢酸ビニル、スチレンや(メタ)アクリル酸アミド、例えば、N,N−ジエチルアクリル酸アミド、N,N−ジエチルアクリル酸アミド、N−イソプロピルアクリル酸アミド、N−アクリロイルモルホリンなどが挙げられる。これらは単独で使用してもよいし、2種以上を混合して使用してもよい。
上記反応性基βを有するポリマーを構成する全モノマー成分に占める上記共重合成分の割合は、5〜50モル%が好ましく、20〜40モル%がより好ましい。
また、本発明の半導体加工用テープ10において、粘着剤層12を構成する粘着剤は、重合体(A)に加えて、さらに、架橋剤として作用する化合物(B)を有していてもよい。化合物(B)としては、例えば、ポリイソシアネート類、メラミン・ホルムアルデヒド樹脂、およびエポキシ樹脂が挙げられ、これらは、単独または2種類以上を組み合わせて使用することができる。この化合物(B)は、重合体(A)と反応し、その結果できる架橋構造により、粘着剤組成物塗工後に重合体(A)および化合物(B)を含む粘着剤の凝集力を向上することができる。粘着剤組成物については後述する。
ポリイソシアネート類としては、特に制限がない。例えば、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、4,4’−ジフェニルエーテルジイソシアネート、4,4’−〔2,2−ビス(4−フェノキシフェニル)プロパン〕ジイソシアネート等の芳香族イソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、2,2,4−トリメチル−ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、4,4’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、2,4’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、リジンジイソシアネート、リジントリイソシアネート等を挙げることができる。市販品としては、コロネートL(日本ポリウレタン株式会社製、商品名)等を用いることができる。メラミン・ホルムアルデヒド樹脂としては、ニカラックMX−45(三和ケミカル株式会社製、商品名)、メラン(日立化成工業株式会社製、商品名)等を用いることができる。エポキシ樹脂としては、TETRAD−X(三菱化学株式会社製、商品名)等を用いることができる。本発明においては、特にポリイソシアネート類を用いることが好ましい。
化合物(B)の添加量を、重合体(A)100質量部に対して0.1質量部以上とした粘着剤層は凝集力の点で好ましい。より好ましくは0.5質量部以上である。また15質量部以下とした粘着剤層は、塗工時の急激なゲル化抑制の点で好ましく、粘着剤の配合や塗布等の作業性が良好となる。より好ましくは5質量部以下である。
また、本発明において、粘着剤層12を構成する粘着剤には、エネルギー線重合開始剤(C)が含まれていてもよい。粘着剤層12に含まれるエネルギー線重合開始剤(C)に特に制限はなく、従来知られているものを用いることができる。例えば、ベンゾフェノン、4,4'−ジメチルアミノベンゾフェノン、4,4'−ジエチルアミノベンゾフェノン、4,4'−ジクロロベンゾフェノン等のベンゾフェノン類、アセトフェノン、ジエトキシアセトフェノン等のアセトフェノン類、2−エチルアントラキノン、t−ブチルアントラキノン等のアントラキノン類、2−クロロチオキサントン、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンジル、2,4,5−トリアリ−ルイミダゾール二量体(ロフィン二量体)、アクリジン系化合物等を挙げることができる。これらは単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることができる。
エネルギー線重合開始剤(C)の添加量としては、重合体(A)100質量部に対して0.1質量部以上配合することが好ましく、0.5質量部以上がより好ましい。また、その上限は10質量部以下が好ましく、5質量部以下がより好ましい。
粘着剤組成物は、上記粘着剤に、必要に応じて通常用いられる溶剤等を加えて調製することができる。
さらに本発明に用いられる粘着剤組成物には必要に応じて粘着付与剤、粘着調製剤、界面活性剤など、あるいはその他の改質剤等を配合することができる。また、無機化合物フィラーを適宜加えてもよい。
粘着剤層12は、通常の粘着剤層の形成方法を利用して形成することができる。例えば、上記粘着剤等を含む粘着剤組成物を調製し、上記粘着剤組成物を、基材フィルム11の所定の面に塗布して形成する方法や、上記粘着剤組成物を、セパレータ(例えば、離型剤が塗布されたプラスチック製フィルムまたはシート等)上に塗布して粘着剤層12を形成した後、該粘着剤層12を基材フィルム11の所定の面に転写する方法により、基材フィルム11上に粘着剤層12を形成することができる。なお、粘着剤層12は単層の形態を有していてもよく、積層された形態を有していてもよい。
粘着剤層12の厚さとしては、特に制限はないが、厚さが2μm以上であると、タック力の点で好ましく、5μm以上がより好ましい。20μm以下であると、ピックアップ性に好ましく、15μm以下がより好ましい。
〈接着剤層〉
本発明の半導体加工用テープ10では、接着剤層13は、ウエハが貼合され、ダイシングされた後、半導体加工用テープのエキスパンドにより、半導体チップに沿って分断され、半導体チップをピックアップする際に、粘着剤層12から剥離して半導体チップに貼着する(半導体チップ上に残る)。そして、半導体チップを基板やリードフレームに固定する際の接着剤として使用される。
本発明に用いられる接着剤層13は、接着剤層の厚さが40μm以上であり、かつ、後述する接着剤層の25℃における貯蔵弾性率が2,000MPa以下である。
接着剤層の厚さは、40〜200μmが好ましく、40〜100μmがより好ましい。
接着剤層の25℃における貯蔵弾性率は、0.1〜1000MPaが好ましく、0.5〜100MPaがより好ましい。
本発明のウエハ加工用粘着テープは、厚く低貯蔵弾性率の接着剤層を備えることができる。厚く低貯蔵弾性率の接着剤層とすると、接着剤層中にワイヤを埋め込むこと、または接着剤層をウエハ表面の凹凸(基板の配線回路および/または下層の半導体チップに付設された金ワイヤ等による凹凸)に追従させることがしやすくなる。接着剤層の厚さが薄すぎるとワイヤを埋め込むスペースが確保できない場合がある。一方、接着剤層の25℃における貯蔵弾性率が大きすぎると、ウエハ上の凹凸に対する追従性が不十分となったり、流動性が発揮できず、ワイヤの埋め込み性が不十分となったりする場合がある。
接着剤層の70℃における貯蔵弾性率は、10000〜100000Paが好ましく、30000〜80000Paがより好ましい。接着剤層の70℃における貯蔵弾性率が10000〜100000Paの範囲にあると、電極を有するウエハであっても接着剤層を十分に密着させることができる。
接着剤層の25℃及び70℃における貯蔵弾性率は、通常の方法により、例えば、接着剤層の、材料の種類及び含有量、厚さ等を調整することにより、上記範囲に設定することができる。
本発明の半導体加工用テープにおいて、接着剤は感圧性であることが好ましく、感圧性であってさらに熱硬化性であることがより好ましい。
本発明の接着剤層13の接着剤は、熱可塑性樹脂と、熱重合性成分とを含むことが好ましい。熱重合性成分を含む場合、ダイボンディング工程において加熱することにより、熱重合性成分を重合させて、接着力を発揮させるのが好ましい。
本発明の接着剤層13に用いる熱可塑性樹脂は、熱可塑性を有する樹脂、または未架橋状態において熱可塑性を有し、加熱後に架橋構造を形成する樹脂が好ましい。特に制限はないが、一つの態様としては、質量平均分子量が5,000〜200,000かつガラス転移温度が0〜150℃である熱可塑性樹脂が挙げられる。また、別な態様としては、質量平均分子量が100,000〜1,000,000かつガラス転移温度が−50〜20℃である熱可塑性樹脂が挙げられる。
熱可塑性を有する樹脂としては、例えば、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエステルイミド樹脂、フェノキシ樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリエーテルケトン樹脂等が挙げられ、なかでもポリイミド樹脂、フェノキシ樹脂を使用することが好ましい。
未架橋状態において熱可塑性を有し、加熱後に架橋構造を形成する樹脂としては、官能基を有する重合体を使用することが好ましい。
ポリイミド樹脂は、テトラカルボン酸二無水物とジアミンを通常の方法で縮合反応させて得ることができる。すなわち、有機溶媒中で、テトラカルボン酸二無水物とジアミンを等モルまたはほぼ等モル用い(各成分の添加順序は任意)、反応温度80℃以下、好ましくは0〜60℃で付加反応させる。反応が進行するにつれ反応液の粘度が徐々に上昇し、ポリイミドの前駆体であるポリアミド酸が生成する。このポリアミド酸は、50〜80℃の温度で加熱して解重合させることによって、その分子量を調整することもできる。ポリイミド樹脂は、上記反応物(ポリアミド酸)を脱水閉環させて得ることができる。脱水閉環は、加熱処理する熱閉環法と、脱水剤を使用する化学閉環法で行うことができる。
ポリイミド樹脂の原料として用いられるテトラカルボン酸二無水物としては特に制限はなく、例えば、1,2−(エチレン)ビス(トリメリテート無水物)、1,3−(トリメチレン)ビス(トリメリテート無水物)、1,4−(テトラメチレン)ビス(トリメリテート無水物)、1,5−(ペンタメチレン)ビス(トリメリテート無水物)、1,6−(ヘキサメチレン)ビス(トリメリテート無水物)、1,7−(ヘプタメチレン)ビス(トリメリテート無水物)、1,8−(オクタメチレン)ビス(トリメリテート無水物)、1,9−(ノナメチレン)ビス(トリメリテート無水物)、1,10−(デカメチレン)ビス(トリメリテート無水物)、1,12−(ドデカメチレン)ビス(トリメリテート無水物)、1,16−(ヘキサデカメチレン)ビス(トリメリテート無水物)、1,18−(オクタデカメチレン)ビス(トリメリテート無水物)、ピロメリット酸二無水物、3,3’、4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,2’、3,3’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)プロパン二無水物、2,2−ビス(2,3−ジカルボキシフェニル)プロパン二無水物、1,1−ビス(2,3−ジカルボキシフェニル)エタン二無水物、1,1−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)エタン二無水物、ビス(2,3−ジカルボキシフェニル)メタン二無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)メタン二無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)スルホン二無水物、3,4,9,10−ペリレンテトラカルボン酸二無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)エーテル二無水物、ベンゼン−1,2,3,4−テトラカルボン酸二無水物、3,4,3’,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、2,3,2’,3’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、3,3,3’,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、1,2,5,6−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、1,4,5,8−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、2,3,6,7−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、1,2,4,5−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、2,6−ジクロロナフタレン−1,4,5,8−テトラカルボン酸二無水物、2,7−ジクロロナフタレン−1,4,5,8−テトラカルボン酸二無水物、2,3,6,7−テトラクロロナフタレン−1,4,5,8−テトラカルボン酸二無水物、フェナンスレン−1,8,9,10−テトラカルボン酸二無水物、ピラジン−2,3,5,6−テトラカルボン酸二無水物、チオフェン−2,3,5,6−テトラカルボン酸二無水物、2,3,3’,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、3,4,3’,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,3,2’,3’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)ジメチルシラン二無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)メチルフェニルシラン二無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)ジフェニルシラン二無水物、1,4−ビス(3,4−ジカルボキシフェニルジメチルシリル)ベンゼン二無水物、1,3−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)−1,1,3,3−テトラメチルジシクロヘキサン二無水物、p−フェニレンビス(トリメリテート無水物)、エチレンテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4−ブタンテトラカルボン酸二無水物、デカヒドロナフタレン−1,4,5,8−テトラカルボン酸二無水物、4,8−ジメチル−1,2,3,5,6,7−ヘキサヒドロナフタレン−1,2,5,6−テトラカルボン酸二無水物、シクロペンタン−1,2,3,4−テトラカルボン酸二無水物、ピロリジン−2,3,4,5−テトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、ビス(エキソ−ビシクロ〔2,2,1〕ヘプタン−2,3−ジカルボン酸二無水物、ビシクロ−〔2,2,2〕−オクト−7−エン−2,3,5,6−テトラカルボン酸二無水物、2,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン二無水物、2,2−ビス〔4−(3,4−ジカルボキシフェニル)フェニル〕ヘキサフルオロプロパン二無水物、4,4’−ビス(3,4−ジカルボキシフェノキシ)ジフェニルスルフィド二無水物、1,4−ビス(2−ヒドロキシヘキサフルオロイソプロピル)ベンゼンビス(トリメリット酸無水物)、1,3−ビス(2−ヒドロキシヘキサフルオロイソプロピル)ベンゼンビス(トリメリット酸無水物)、5−(2,5−ジオキソテトラヒドロフリル)−3−メチル−3−シクロヘキセン−1,2−ジカルボン酸二無水物、テトラヒドロフラン−2,3,4,5−テトラカルボン酸二無水物等を使用することができ、これらの1種または2種以上を併用することもできる。
また、ポリイミド樹脂の原料として用いられるジアミンとしては特に制限はなく、例えば、o−フェニレンジアミン、m−フェニレンジアミン、p−フェニレンジアミン、3,3’−ジアミノジフェニルエーテル、3,4’−ジアミノジフェニルエーテル、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、3,3’−ジアミノジフェニルメタン、3,4’−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−ジアミノジフェニルエーテメタン、ビス(4−アミノ−3,5−ジメチルフェニル)メタン、ビス(4−アミノ−3,5−ジイソプロピルフェニル)メタン、3,3’−ジアミノジフェニルジフルオロメタン、3,4’−ジアミノジフェニルジフルオロメタン、4,4’−ジアミノジフェニルジフルオロメタン、3,3’−ジアミノジフェニルスルホン、3,4’−ジアミノジフェニルスルホン、4,4’−ジアミノジフェニルスルホン、3,3’−ジアミノジフェニルスルフィド、3,4’−ジアミノジフェニルスルフィド、4,4’−ジアミノジフェニルスルフィド、3,3’−ジアミノジフェニルケトン、3,4’−ジアミノジフェニルケトン、4,4’−ジアミノジフェニルケトン、2,2−ビス(3−アミノフェニル)プロパン、2,2’−(3,4’−ジアミノジフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−アミノフェニル)プロパン、2,2−ビス(3−アミノフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,2−(3,4’−ジアミノジフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス(4−アミノフェニル)ヘキサフルオロプロパン、1,3−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,4−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,4−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、3,3’−(1,4−フェニレンビス(1−メチルエチリデン))ビスアニリン、3,4’−(1,4−フェニレンビス(1−メチルエチリデン))ビスアニリン、4,4’−(1,4−フェニレンビス(1−メチルエチリデン))ビスアニリン、2,2−ビス(4−(3−アミノフェノキシ)フェニル)プロパン、2,2−ビス(4−(4−アミノフェノキシ)フェニル)プロパン、2,2−ビス(4−(3−アミノフェノキシ)フェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス(4−(4−アミノフェノキシ)フェニル)ヘキサフルオロプロパン、ビス(4−(3−アミノフェノキシ)フェニル)スルフィド、ビス(4−(4−アミノフェノキシ)フェニル)スルフィド、ビス(4−(3−アミノフェノキシ)フェニル)スルホン、ビス(4−(4−アミノフェノキシ)フェニル)スルホン、3,5−ジアミノ安息香酸等の芳香族ジアミン、1,2−ジアミノエタン、1,3−ジアミノプロパン、1,4−ジアミノブタン、1,5−ジアミノペンタン、1,6−ジアミノヘキサン、1,7−ジアミノヘプタン、1,8−ジアミノオクタン、1,9−ジアミノノナン、1,10−ジアミノデカン、1,11−ジアミノウンデカン、1,12−ジアミノドデカン、1,2−ジアミノシクロヘキサン、下記一般式(1)で表されるジアミノポリシロキサン、1,3−ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、サンテクノケミカル株式会社製ジェファーミンD−230,D−400,D−2000,D−4000,ED−600,ED−900,ED−2001,EDR−148等のポリオキシアルキレンジアミン等の脂肪族ジアミン等を使用することができ、これらの1種または2種以上を併用することもできる。上記ポリイミド樹脂のガラス転移温度としては、0〜200℃であることが好ましく、質量平均分子量としては、10,000〜200,000であることが好ましい。
Figure 0006928852
(式中、RおよびRは炭素原子数1〜30の二価の炭化水素基を示し、それぞれ同一でも異なっていてもよく、RおよびRは一価の炭化水素基を示し、それぞれ同一でも異なっていてもよく、mは1以上の整数である)
フェノキシ樹脂は、各種のビスフェノールとエピクロルヒドリンとを反応させる方法、または、液状エポキシ樹脂とビスフェノールとを反応させる方法により得られる樹脂が好ましく、ビスフェノールとしては、ビスフェノールA、ビスフェノールビスフェノールAF、ビスフェノールAD、ビスフェノールF、ビスフェノールSが挙げられる。フェノキシ樹脂は、エポキシ樹脂と構造が類似していることからエポキシ樹脂との相溶性がよく、接着剤に良好な接着性を付与するのに好適である。
本発明で使用するフェノキシ樹脂としては、例えば下記一般式(2)で表される繰り返し単位を有する樹脂が挙げられる。
Figure 0006928852
上記一般式(2)において、Xは単結合または2価の連結基を表す。2価の連結基としては、アルキレン基、フェニレン基、−O−、−S−、−SO−または−SO−が挙げられる。ここで、アルキレン基は、炭素数1〜10のアルキレン基が好ましく、−C(R)(R)−がより好ましい。R、Rは水素原子またはアルキル基を表し、該アルキル基としては炭素数1〜8の直鎖または分岐のアルキル基が好ましく、例えば、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、イソオクチル、2−エチルヘキシル、1,3,3−トリメチルブチル等が挙げられる。また、該アルキル基はハロゲン原子で置換されていてもよく、例えば、トリフルオロメチル基が挙げられる。Xは、アルキレン基、−O−、−S−、フルオレン基または−SO−が好ましく、アルキレン基、−SO−がより好ましい。なかでも、−C(CH−、−CH(CH)−、−CH−、−SO−が好ましく、−C(CH−、−CH(CH)−、−CH−がより好ましく、−C(CH−が特に好ましい。
上記一般式(2)で表される繰り返し単位を有するフェノキシ樹脂は、上記一般式(2)のXが異なった繰り返し単位を複数有する樹脂であっても、Xが同一の繰り返し単位のみから構成されている樹脂であってもよい。本発明においては、Xが同一の繰り返し単位のみから構成されている樹脂が好ましい。
また、上記一般式(2)で表されるフェノキシ樹脂に、水酸基、カルボキシ基等の極性置換基を含有させると、熱重合性成分との相溶性が向上し、均一な外観や特性を付与することができる。
フェノキシ樹脂の質量平均分子量が5,000以上であるとフィルム形成性の点で好ましい。より好ましくは10,000以上であり、さらに好ましくは30,000以上である。また、質量平均分子量が150,000以下であると、ウエハへの加熱圧着時の流動性や他の樹脂との相溶性の点で好ましい。より好ましくは100,000以下である。また、ガラス転移温度が−50℃以上であると、フィルム形成性の点で好ましく、より好ましくは0℃以上であり、さらに好ましくは50℃以上である。ガラス転移温度が150℃以下であると、ダイボンディング時の接着剤層13の接着力が高いため好ましく、より好ましくは120℃以下、さらに好ましくは110℃以下である。
一方、上記官能基を有する重合体における官能基としては、例えば、グリシジル基、アクリロイル基、メタクリロイル基、水酸基、カルボキシ基、イソシアヌレート基、アミノ基、アミド基等が挙げられ、なかでもグリジシル基が好ましい。
上記官能基を有する重合体としては、例えば、グリシジル基、水酸基、カルボキシ基等の官能基を有する(メタ)アクリル共重合体等が挙げられる。
上記官能基を有する(メタ)アクリル共重合体の(メタ)アクリル共重合体としては、例えば、(メタ)アクリルエステル共重合体、アクリルゴム等を使用することができ、アクリルゴムが好ましい。アクリルゴムは、アクリル酸エステルを主成分とするゴムでありブチルアクリレートとアクリロニトリル等の共重合体や、エチルアクリレートとアクリロニトリル等の共重合体等からなるゴムが好ましい。
上記官能基を有する(メタ)アクリル共重合体の官能基として、グリシジル基を有する場合、グリシジル基含有繰り返し単位の量は、0.5〜6.0質量%が好ましく、0.5〜5.0質量%がより好ましく、0.8〜5.0質量%が特に好ましい。グリシジル基含有繰り返し単位とは、グリシジル基を有する(メタ)アクリル共重合体の構成モノマーのことであり、具体的にはグリシジルアクリレートまたはグリシジルメタクリレートである。グリシジル基含有繰り返し単位の量がこの範囲にあると、接着力が確保できるとともに、ゲル化を防止することができる。
グリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレート以外の、上記官能基を有する(メタ)アクリル共重合体の構成モノマーとしては、例えば、エチル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート等が挙げられ、これらは、単独でまたは2種類以上を組み合わせて使用することもできる。なお、本発明において、エチル(メタ)アクリレートとは、エチルアクリレートおよび/またはエチルメタクリレートを示す。
上述の官能基を有する(メタ)アクリル共重合体の構成モノマー(以下、官能性モノマーともいう)とその他の構成モノマーとを組み合わせて使用する場合の官能性モノマーとその他の構成モノマーとの混合比率は、官能基を有する(メタ)アクリル共重合体のガラス転移温度を考慮して決定すればよい。ガラス転移温度を−50℃以上にすると、フィルム形成性が高く、常温での過剰なタックを抑制できる点で好ましい。常温でのタック力が過剰であると、接着剤層の取扱いが困難になる。より好ましくは−20℃以上であり、さらに好ましくは0℃以上である。また、ガラス転移温度を30℃以下にすると、ダイボンディング時の接着剤層の接着力の点で好ましく、より好ましくは20℃以下である。
上記官能性モノマーおよびその他の構成モノマーを重合させて、官能基を有する重合体を製造する場合、その重合方法としては特に制限はなく、例えば、パール重合、溶液重合等の方法を使用することができ、なかでもパール重合が好ましい。
本発明において、官能基を有する重合体の質量平均分子量が100,000以上であると、フィルム形成性の点で好ましく、より好ましくは200,000以上である。また、質量平均分子量を2,000,000以下で調整すると、ダイボンディング工程における接着剤層の加熱流動性が向上する点で好ましい。ダイボンディング工程における接着剤層の加熱流動性が向上すると、接着剤層と被着体の密着が良好になり接着力を向上させることができる、また被着体の凹凸を埋めボイドを抑制しやすくなる。より好ましくは1,000,000以下であり、さらに好ましくは800,000以下であり、500,000以下にすると、さらに大きな効果を得ることができる。
また、熱重合性成分としては、熱により重合するものであれば特に制限はなく、例えば、グリシジル基、アクリロイル基、メタクリロイル基、水酸基、カルボキシ基、イソシアヌレート基、アミノ基、アミド基等の官能基を持つ化合物とトリガー材料が挙げられる。これらは、単独でまたは2種類以上を組み合わせても、使用することができる。接着剤層としての耐熱性を考慮すると、熱によって硬化し接着作用を及ぼす熱硬化性樹脂を、トリガー材料として硬化剤および/または硬化促進剤とともに含有することが好ましい。熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、熱硬化型ポリイミド樹脂、ポリウレタン樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂等が挙げられ、特に、耐熱性、作業性、および信頼性の高い接着剤層が得られる点でエポキシ樹脂を使用することが最も好ましい。
上記のエポキシ樹脂は、硬化して接着作用を有するものであれば特に制限はなく、ビスフェノールA型エポキシ樹脂などの二官能エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂やクレゾールノボラック型エポキシ樹脂などのノボラック型エポキシ樹脂などを使用することができる。また、多官能エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、複素環含有エポキシ樹脂または脂環式エポキシ樹脂など、一般に知られているものを適用することができる。
上記のビスフェノールA型エポキシ樹脂としては、三菱化学株式会社製エピコートシリーズ(エピコート807、エピコート815、エピコート825、エピコート827、エピコート828、エピコート834、エピコート1001、エピコート1004、エピコート1007、エピコート1009)、ダウケミカル社製、DER−330、DER−301、DER−361、および新日鉄住金化学株式会社製、YD8125、YDF8170等が挙げられる。
上記のフェノールノボラック型エポキシ樹脂としては、三菱化学株式会社製のエピコート152、エピコート154、日本化薬株式会社製のEPPN−201、ダウケミカル社製のDEN−438等が挙げられる。
上記のo−クレゾールノボラック型エポキシ樹脂としては、日本化薬株式会社製のEOCN−102S、EOCN−103S、EOCN−104S、EOCN−1012、EOCN−1025、EOCN−1027や、新日鉄住金化学株式会社製、YDCN701、YDCN702、YDCN703、YDCN704等が挙げられる。
上記の多官能エポキシ樹脂としては、三菱化学株式会社製のEpon1031S、チバスペシャリティーケミカルズ社製のアラルダイト0163、ナガセケムテックス株式会社製のデナコールEX−611、EX−614、EX−614B、EX−622、EX−512、EX−521、EX−421、EX−411、EX−321等が挙げられる。
上記のグリシジルアミン型エポキシ樹脂としては、三菱化学株式会社製のエピコート604、東都化成株式会社製のYH−434、三菱ガス化学株式会社製のTETRAD−XおよびTETRAD−C、住友化学工業株式会社製のELM−120等が挙げられる。
上記の複素環含有エポキシ樹脂としては、チバスペシャリティーケミカルズ社製のアラルダイトPT810、UCC社製のERL4234、ERL4299、ERL4221、ERL4206等が挙げられる。
これらのエポキシ樹脂は、単独でまたは2種類以上を組み合わせても、使用することができる。
上記熱硬化性樹脂を硬化させるために、適宜添加剤を加えることができる。このような添加剤としては、例えば、硬化剤、硬化促進剤、触媒等が挙げられ、触媒を添加する場合は助触媒を必要に応じて使用することができる。
上記熱硬化性樹脂としてエポキシ樹脂を使用する場合、エポキシ樹脂硬化剤または硬化促進剤を使用することが好ましく、これらを併用することがより好ましい。エポキシ樹脂硬化剤としては、例えば、フェノール樹脂、ジシアンジアミド、三フッ化ホウ素錯化合物、有機ヒドラジッド化合物、アミン類、ポリアミド樹脂、イミダゾール化合物、尿素またはチオ尿素化合物、ポリメルカプタン化合物、メルカプト基を末端に有するポリスルフィド樹脂、酸無水物が挙げられる。これらは単独で、または2種以上を併用して用いることができる。
このうち、三フッ化ホウ素錯化合物としては、種々のアミン化合物(好ましくは1級アミン化合物)との三フッ化ホウ素−アミン錯体が挙げられ、有機ヒドラジッド化合物としては、イソフタル酸ジヒドラジドが挙げられる。
フェノール樹脂としては、例えば、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等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等のポリオキシスチレン等が挙げられる。なかでも分子中に少なくとも2個のフェノール性水酸基を有するフェノール系化合物の樹脂が好ましい。
上記分子中に少なくとも2個のフェノール性水酸基を有するフェノール系化合物の樹脂としては、例えば、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、t−ブチルフェノールノボラック樹脂、ジシクロペンタジエンクレゾールノボラック樹脂、ジシクロペンタジエンフェノールノボラック樹脂、キシリレン変性フェノールノボラック樹脂、ナフトールノボラック樹脂、トリスフェノールノボラック樹脂、テトラキスフェノールノボラック樹脂、ビスフェノールAノボラック樹脂、ポリ−p−ビニルフェノール樹脂、フェノールアラルキル樹脂等が挙げられる。さらに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く、接続信頼性を向上させることができる。
アミン類としては、鎖状脂肪族アミン(ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、ヘキサメチレンジアミン、N,N−ジメチルプロピルアミン、ベンジルジメチルアミン、2−(ジメチルアミノ)フェノール、2,4,6−トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール、m−キシレンジアミン等)、環状脂肪族アミン(N−アミノエチルピペラジン、ビス(3−メチル−4−アミノシクロヘキシル)メタン、ビス(4−アミノシクロヘキシル)メタン、メンセンジアミン、イソフォロンジアミン、1,3−ビス(アミノメチル)シクロヘキサン等)、ヘテロ環アミン(ピペラジン、N,N−ジメチルピペラジン、トリエチレンジアミン、メラミン、グアナミン等)、芳香族アミン(メタフェニレンジアミン、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、ジアミノ、4,4’−ジアミノジフェニルスルホン等)が挙げられる。
上記に加えて、エポキシ樹脂硬化剤の例としては、例えば、ポリアミド樹脂(ポリアミドアミンが好ましく、ダイマー酸とポリアミンの縮合物等)、イミダゾール化合物(2−フェニル−4,5−ジヒドロキシメチルイミダゾール、2−メチルイミダゾール、2,4−ジメチルイミダゾール、2−n−ヘプタデシルイミダゾール、1−シアノエチル−2−ウンデシルイミダゾリウム・トリメリテート、エポキシ・イミダゾール付加体等)、尿素またはチオ尿素化合物(N,N−ジアルキル尿素化合物、N,N−ジアルキルチオ尿素化合物等)、ポリメルカプタン化合物、メルカプト基を末端に有するポリスルフィド樹脂、酸無水物(テトラヒドロ無水フタル酸等)が例示される。
上記硬化促進剤としては、熱硬化性樹脂を硬化させるものであれば特に制限はなく、例えば、イミダゾール類、ジシアンジアミド誘導体、ジカルボン酸ジヒドラジド、トリフェニルホスフィン、テトラフェニルホスホニウムテトラフェニルボレート、2−エチル−4−メチルイミダゾール−テトラフェニルボレート、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデセン−7−テトラフェニルボレート等が挙げられる。
イミダゾール類としては、イミダゾール、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、2−フェニルイミダゾール、2−フェニル−4−メチルイミダゾール、1−ベンジル−2−メチルイミダゾール、1−ベンジル−2−エチルイミダゾール、1−ベンジル−2−エチル−5−メチルイミダゾール、2−フェニル−4−メチル−5−ヒドロキシジメチルイミダゾール、2−フェニル−4,5−ジヒドロキシメチルイミダゾール等が挙げられる。
エポキシ樹脂用硬化剤または硬化促進剤の接着剤層中の含有量は、特に限定されず、最適な含有量は硬化剤または硬化促進剤の種類によって異なる。
前記エポキシ樹脂とフェノール樹脂との配合割合は、例えば、前記エポキシ樹脂成分中のエポキシ基1当量当たりフェノール樹脂中の水酸基が0.5〜2.0当量になるように配合することが好ましい。より好ましくは、0.8〜1.2当量である。即ち、両者の配合割合が前記範囲を外れると、十分な硬化反応が進まず、接着剤層の特性が劣化し易くなるからである。
その他の熱硬化性樹脂と硬化剤は、一実施態様において、熱硬化性樹脂100質量部に対して、硬化剤が0.5〜20質量部であり、他の実施態様においては、硬化剤が1〜10質量部である。硬化促進剤の含有量は、硬化剤の含有量より少ない方が好ましく、熱硬化性樹脂100質量部に対して硬化促進剤0.001〜1.5質量部が好ましく、0.01〜0.95質量部がさらに好ましい。前記範囲内に調整することで、十分な硬化反応の進行を補助することができる。触媒の含有量は、熱硬化性樹脂100質量部に対して、0.001〜1.5質量部が好ましく、0.01〜1.0質量部がさらに好ましい。
また、本発明の接着剤層13は、その用途に応じてフィラーを適宜配合することができる。これにより、未硬化の状態における接着剤層のダイシング性の向上、取扱い性の向上、溶融粘度の調整、チクソトロピック性の付与、さらに、硬化状態の接着剤層における熱伝導性の付与、接着力の向上を図ることが可能となる。
本発明で用いるフィラーとしては、無機フィラーが好ましい。無機フィラーとしては特に制限はなく、例えば、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ケイ酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、アルミナ、窒化アルミニウム、ほう酸アルミニウムウイスカ、窒化ホウ素、結晶性シリカ、非晶性シリカ、アンチモン酸化物などが使用できる。また、これらは単体あるいは2種類以上を混合して使用することもできる。
また、上記の無機フィラーのうち、熱伝導性向上の観点からは、アルミナ、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、結晶性シリカ、非晶性シリカ等を用いることが好ましい。また、溶融粘度の調整やチクソトロピック性の付与の点からは、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ケイ酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、アルミナ、結晶性シリカ、非晶性シリカ等を用いることが好ましい。
フィラーの含有割合が、接着剤100質量%中、30質量%以上であると、ワイヤボンディング性の点で好ましい。ワイヤボンディング時には、ワイヤを打つ半導体チップを接着している接着剤層の硬化後の貯蔵弾性率が170℃で20〜1000MPaの範囲に調整されていることが好ましい。フィラーの含有割合が30質量%以上であると接着剤層の硬化後の貯蔵弾性率をこの範囲に調整しやすい。
また、フィラーの含有割合が75質量%以下であると、フィルム形成性、ダイボンディング時の接着剤層の加熱流動性に好ましい。ダイボンディング時の接着剤層の加熱流動性が向上すると、接着剤層と被着体の密着が良好になり接着力を向上させることができる、また被着体の凹凸を埋めボイドを抑制しやすくなる。より好ましくは70質量%以下であり、さらに好ましくは60質量%以下である。
本発明の接着剤層は、上記フィラーとして、平均粒径が異なる2種以上のフィラーを含むことができる。この場合、単一のフィラーを使用した場合に比べ、フィルム化前の原料混合物において、フィラーの含有割合が高い場合の粘度上昇またはフィラーの含有割合が低い場合の粘度低下を防止しやすくなり、良好なフィルム形成性が得られやすくなる、未硬化の接着剤層の流動性を最適に制御できる、とともに接着剤層の硬化後には所望の接着力を得られやすくなる。
また、本発明の接着剤層は、フィラーの平均粒径が2.0μm以下であることが好ましく、1.0μmであることがより好ましい。フィラーの平均粒径が2.0μm以下であると接着剤層の薄膜化に適する。ここで薄膜とは、例えば20μm以下の厚さを示唆する。また、フィラーの平均粒径が0.01μm以上であると分散性が良好である。
さらに、フィルム化前の接着剤組成物の粘度上昇または低下を防止する、未硬化の接着剤層の流動性を最適に制御する、および/または接着剤層の硬化後の接着力を向上させる観点から、2種のフィラーを組み合わせて使用するのが好ましい。すなわち、平均粒径が0.1〜1.0μmの範囲内にある第1のフィラー、および、一次粒子の平均粒径が0.005〜0.03μmの範囲内にある第2のフィラーを含むことが好ましい。平均粒径が0.1〜1.0μmの範囲内にあり、かつ、99%以上の粒子が粒径0.1〜1.0μmの範囲内に分布する第1のフィラー、および、一次粒子の平均粒径が0.005〜0.03μmの範囲内にあり、かつ、99%以上の粒子が粒径0.005〜0.1μmの範囲内に分布する第2のフィラーを含むことがより好ましい。
本発明における平均粒径は、50体積%の粒子がこの値より小さな直径を有する、累積体積分布曲線のD50値を意味する。本発明において、平均粒径またはD50値はレーザー回折法により、例えばMalvern Instruments社製のMalvern Mastersizer 2000を用いて測定される。この技術において、分散液中の粒子の大きさは、フラウンホーファーまたはミー理論のいずれかの応用に基づき、レーザー光線の回折を用いて測定される。本発明においては、ミー理論または非球状粒子に対する修正ミー理論を利用し、平均粒径またはD50値は入射するレーザー光線に対して0.02〜135°での散乱計測に関する。
本発明において、1つの態様では、接着剤層13を構成する接着剤100質量%中、10〜40質量%の質量平均分子量が5,000〜200,000の熱可塑性樹脂と、10〜40質量%の熱重合性成分と、30〜75質量%のフィラーを含んでもよい。この実施形態では、フィラーの含有量は30〜60質量%でもよく、40〜60質量%でもよい。また、熱可塑性樹脂の質量平均分子量は5,000〜150,000でもよく、10,000〜100,000でもよい。
別の態様では、接着剤層13を構成する接着剤100質量%中、10〜20質量%の質量平均分子量が200,000〜2,000,000の熱可塑性樹脂と、20〜50質量%の熱重合性成分と、30〜70質量%のフィラーを含んでもよい。この実施形態では、フィラーの含有量は30〜60質量%でもよく、30〜50質量%でもよい。また、熱可塑性樹脂の質量平均分子量は200,000〜1,000,000でもよく、200,000〜800,000でもよい。
配合比率を調整することで、接着剤層13の硬化後の貯蔵弾性率および流動性の最適化ができ、また高温での耐熱性も充分に得られる傾向にある。
接着剤層は、通常の接着剤層の形成方法を利用して形成することができる。例えば、接着剤組成物を調製し、接着剤組成物を塗布および乾燥(例えば、加熱乾燥)して形成することができる。
接着剤組成物は、上記接着剤に、必要に応じて通常用いられる溶剤等を加えて調製することができる。
本発明の半導体加工用テープ10において、接着剤層13は、予めフィルム化されたもの(以下、接着フィルムという)を、基材フィルム11上に直接または間接的にラミネートして形成してもよい。ラミネート時の温度は10〜100℃の範囲とし、0.01〜10N/mの線圧をかけることが好ましい。なお、接着フィルムは、剥離フィルム上に接着剤層13が形成されたものであってもよく、その場合、接着フィルムを粘着剤層上にラミネート後に剥離フィルムを剥離してもよく、あるいは、剥離フィルムをそのまま半導体加工用テープ10のカバーフィルムとして使用し、ウエハを貼合する際に剥離フィルムを剥離してもよい。
前記接着フィルムは、粘着剤層12の全面に積層してもよいが、予め貼合されるウエハに応じた形状に切断された(プリカットされた)接着フィルムを粘着剤層12に積層してもよい。このように、ウエハに応じた接着フィルムを積層した場合、図3に示すように、ウエハWが貼合される部分には接着剤層13があり、リングフレーム20が貼合される部分には接着剤層13がなく粘着剤層12のみが存在する。一般に、接着剤層13は被着体と剥離しにくいため、プリカットされた接着フィルムを使用することで、リングフレーム20は粘着剤層12と貼合することができ、使用後のテープ剥離時にリングフレーム20への糊残りを生じにくいという効果が得られる。
〈用途〉
本発明の半導体加工用テープ10は、少なくとも「エキスパンド(拡張)によって接着剤層13を半導体チップに沿って分断する工程(エキスパンド工程)」、好ましくはエキスパンド工程を含む半導体チップの製造方法に使用されるものである。したがって、その他の工程や工程の順序などは特に限定されない。例えば、以下の半導体チップの製造方法(A)〜(E)において好適に使用できる。
上記エキスパンド工程は、例えば、下記製造方法(A)〜(E)の工程(f)に相当する。
ここで、半導体チップ(半導体素子)とは、半導体のウエハ上に、配線等を形成して電気回路を形成したものであり、その例としては、集積回路、トランジスタ、NAND型等のフラッシュメモリ、DRAMなどの半導体による素子が挙げられる。
半導体チップの製造方法(A)
(a)回路パターンが形成されたウエハ表面に表面保護テープを貼合する工程と、
(b)前記ウエハ裏面を研削するバックグラインド工程と、
(c)前記ウエハを加熱した状態で、前記ウエハ裏面に前記半導体加工用テープの接着剤層を貼合する工程と、
(d)前記ウエハ表面から前記表面保護テープを剥離する工程と、
(e)前記ウエハの分断予定ラインにレーザー光を照射し、前記ウエハの内部に多光子吸収による改質領域を形成する工程と、
(f)前記半導体加工用テープをエキスパンドすることにより、前記ウエハと前記接着剤層とを分断予定ラインに沿って分断し、前記接着剤層を貼着した複数の半導体チップを得るエキスパンド工程と、
(g)エキスパンド後の前記半導体加工用テープにおいて、前記半導体加工用テープの前記半導体チップと重ならない部分を加熱収縮させることにより、前記エキスパンド工程において生じた弛みを除去し、前記半導体チップ間の間隔を保持する工程と、
(h)前記間隔を保持した状態で、前記接着剤層を貼着した前記半導体チップを、前記半導体加工用テープの粘着剤層からピックアップする工程と、を含む半導体チップの製造方法。
半導体チップの製造方法(B)
(a)回路パターンが形成されたウエハ表面に表面保護テープを貼合する工程と、
(b)前記ウエハ裏面を研削するバックグラインド工程と、
(c)前記ウエハを加熱した状態で、前記ウエハ裏面に前記半導体加工用テープの接着剤層を貼合する工程と、
(d)前記ウエハ表面から前記表面保護テープを剥離する工程と、
(e)前記ウエハ表面の分断予定ラインに沿ってレーザー光を照射し、前記ウエハを半導体チップに分断する工程と、
(f)前記半導体加工用テープを拡張することにより、前記接着剤層を前記半導体チップ毎に分断し、前記接着剤層を貼着した複数の半導体チップを得るエキスパンド工程と、
(g)拡張後の前記半導体加工用テープの、前記半導体チップと重ならない部分を加熱収縮させることにより、前記エキスパンド工程において生じた弛みを除去し、前記半導体チップ間の間隔を保持する工程と、
(h)前記接着剤層を貼着した前記半導体チップを、前記半導体加工用テープの粘着剤層からピックアップする工程と、
を含む半導体チップの製造方法。
半導体チップの製造方法(C)
(a)回路パターンが形成されたウエハ表面に表面保護テープを貼合する工程と、
(b)前記ウエハ裏面を研削するバックグラインド工程と、
(c)前記ウエハを加熱した状態で、前記ウエハ裏面に前記半導体加工用テープの接着剤層を貼合する工程と、
(d)前記ウエハ表面から前記表面保護テープを剥離する工程と、
(e)ダイシングブレードを用いて前記ウエハを分断予定ラインに沿って切削し、半導体チップに分断する工程と、
(f)前記半導体加工用テープを拡張することにより、前記接着剤層を前記半導体チップ毎に分断し、前記接着剤層を貼着した複数の半導体チップを得るエキスパンド工程と、
(g)拡張後の前記半導体加工用テープの、前記半導体チップと重ならない部分を加熱収縮させることにより、前記エキスパンド工程において生じた弛みを除去し、前記半導体チップ間の間隔を保持する工程と、
(h)前記接着剤層を貼着した前記半導体チップを、前記半導体加工用テープの粘着剤層からピックアップする工程と、
を含む半導体チップの製造方法。
半導体チップの製造方法(D)
(a)回路パタ−ンが形成されたウエハ裏面にダイシングテープを貼合し、ダイシングブレードを用いて分断予定ラインに沿って前記ウエハの厚さ未満の深さまで切削する工程と、
(b)前記ウエハ表面に表面保護テープを貼合する工程と、
(c)前記ダイシングテープを剥がし、前記ウエハ裏面を研削して半導体チップに分断するバックグラインド工程と、
(d)前記ウエハを加熱した状態で、前記半導体チップに分断された前記ウエハ裏面に前記半導体加工用テープの接着剤層を貼合する工程と、
(e)前記半導体チップに分断された前記ウエハ表面から表面保護テープを剥離する工程と、
(f)前記半導体加工用テープを拡張することにより、前記接着剤層を前記半導体チップ毎に分断し、前記接着剤層を貼着した複数の半導体チップを得るエキスパンド工程と、
(g)拡張後の前記半導体加工用テープの、前記半導体チップと重ならない部分を加熱収縮させることで前記エキスパンド工程において生じた弛みを除去し、前記半導体チップ間の間隔を保持する工程と、
(h)接着剤層を貼着した前記半導体チップを、前記半導体加工用テープの粘着剤層からピックアップする工程と、を含む半導体チップの製造方法。
半導体チップの製造方法(E)
(a)回路パターンが形成されたウエハ表面に表面保護テープを貼合する工程と、
(b)前記ウエハの分断予定ラインにレーザー光を照射し、前記ウエハ内部に多光子吸収による改質領域を形成する工程と、
(c)前記ウエハ裏面を研削するバックグラインド工程と、
(d)前記ウエハを加熱した状態で、前記ウエハ裏面に前記半導体加工用テープの接着剤層を貼合する工程と、
(e)前記ウエハ表面から前記表面保護テープを剥離する工程と、
(f)前記半導体加工用テープを拡張することにより、前記ウエハと前記半導体加工用テープの前記接着剤層とを分断予定ラインに沿って分断し、前記接着剤層を貼着した複数の半導体チップを得るエキスパンド工程と、
(g)拡張後の前記半導体加工用テープの、前記半導体チップと重ならない部分を加熱収縮させることにより、前記エキスパンド工程において生じた弛みを除去し、前記半導体チップ間の間隔を保持する工程と、
(h)前記接着剤層を貼着した前記半導体チップを、前記半導体加工用テープの粘着剤層からピックアップする工程と、
を含む半導体チップの製造方法。
上記製造方法(A)〜(E)において、ピックアップ工程の前(例えば、上記製造方法(A)の工程(g)と工程(h)の間)に、半導体加工用テープをエキスパンドする工程(gh1)を含むことが好ましい。エキスパンドして半導体チップの間隔を広げることにより、ピックアップがしやすくなる。
さらに、粘着剤がエネルギー線硬化性である場合、ピックアップ工程の前(例えば、上記製造方法(A)の工程(g)と工程(h)の間)に、粘着剤層にエネルギー線を照射する工程(gh2)を含むことが好ましい。粘着剤を工程(gh2)により硬化させて硬化粘着剤とすると、粘着力が低下して粘着剤層が接着剤層から剥離しやすくなる。
上述の、ウエハの裏面に半導体加工用テープの接着剤層を貼合する工程(例えば、製造方法(A)における工程(c))における、ウエハの加熱温度は、接着剤層が柔らかくなってウエハへの貼合が可能となる温度であれば、特に限定されない。上記温度は、70〜80℃が好ましい。
〈使用方法〉
本発明の半導体加工用テープ10を、上記半導体チップの製造方法(A)に適用した場合の、テープの使用方法について、図2〜図5を参照しながら説明する。まず、図2に示すように、回路パターンが形成されたウエハWの表面に、紫外線硬化性成分を粘着剤に含む、回路パターン保護用の表面保護テープ14を貼合し、ウエハWの裏面を研削するバックグラインド工程を実施する。
バックグラインド工程の終了後、図3に示すように、ウエハマウンターのヒーターテーブル25上に、表面側を下にしてウエハWを載置した後、ウエハWの裏面に半導体加工用テープ10を貼合する。ここで使用する半導体加工用テープ10は、貼合するウエハWに応じた形状に予め切断(プリカット)された接着フィルムを積層したものであり、ウエハWと貼合する面においては、接着剤層13が露出した領域の周囲に粘着剤層12が露出している。この半導体加工用テープ10の接着剤層13が露出した部分とウエハWの裏面を貼り合わせるとともに、接着剤層13の周囲の粘着剤層12が露出した部分とリングフレーム20を貼り合わせる。このとき、ヒーターテーブル25は70〜80℃に設定されており、これにより70〜80℃にウエハが加熱され、加熱貼合が実施される。この加熱により、接着剤層13が柔らかくなり、ウエハWに張り合わされる。なお、上記説明においては、基材フィルム11と基材フィルム11上に設けられた粘着剤層12とからなる粘着テープ15と、粘着剤層12上に設けられた接着剤層13とを有する半導体加工用テープ10を用いるようにしたが、粘着テープとフィルム状接着剤とをそれぞれ用いるようにしてもよい。この場合、まず、ウエハの裏面にフィルム状接着剤を貼合して接着剤層を形成し、この接着剤層に粘着テープの粘着剤層を貼り合わせる。このとき、粘着テープとして本発明による粘着テープ15を用いる。
次に、半導体加工用テープ10が貼合されたウエハWをヒーターテーブル25上から搬出し、図4に示すように、半導体加工用テープ10側を下にして吸着テーブル26上へ載置する。そして、吸着テーブル26に吸着固定されたウエハWの上方から、エネルギー線光源27を用いて、例えば1000mJ/cmの紫外線を表面保護テープ14の基材フィルム面側に照射し、表面保護テープ14のウエハWに対する接着力を低下させ、ウエハW表面から表面保護テープ14を剥離する。
次に、図5に示すように、ウエハWの分断予定ライン(図示せず)にレーザー光を照射して、ウエハWの内部に多光子吸収による改質領域32を形成する。
次に、図6(a)に示すように、ウエハWおよびリングフレーム20が貼り合わされた半導体加工用テープ10を、基材フィルム11側を下にして、エキスパンド装置のステージ21上に載置する。
次に、図6(b)に示すように、リングフレーム20を固定した状態で、エキスパンド装置の中空円柱形状の突き上げ部材22を上昇させ、半導体加工用テープ10を拡張(エキスパンド)する。拡張条件としては、エキスパンド速度が、例えば5〜500mm/secであり、エキスパンド量(突き上げ量)が、例えば5〜25mmである。このように半導体加工用テープ10がウエハWの径方向に引き伸ばされることで、ウエハWが、前記改質領域32を起点として半導体チップ34単位に分断される。分断時に、接着剤層13は、ウエハWの裏面に接着している部分では拡張による伸び(変形)が抑制されるが、半導体チップ34間の位置では、テープの拡張による張力が集中する。したがって、図6(c)に示すように、ウエハWとともに接着剤層13も半導体チップ34間の位置で分断されることになる。これにより、接着剤層13を貼着した複数の半導体チップ34を得ることができる。
本発明の半導体加工用テープは、基材フィルムが特定の応力値および引張強さ、ならびに特定の厚みを有しているため、エキスパンドによる応力が接着剤層に十分に伝わり、厚みが厚く、かつ低貯蔵弾性率の接着剤層であっても分割することができる。
次に、図7に示すように、突き上げ部材22を元の位置に戻し、先のエキスパンド工程において発生した半導体加工用テープ10の弛みを除去して、半導体チップ34間の間隔を安定に保持するための工程を行う。この工程では、例えば、半導体加工用テープ10における半導体チップ34が存在する領域と、リングフレーム20との間の円環状の加熱収縮領域28に、温風ノズル29を用いて90〜120℃の温風を当てて基材フィルム11を加熱収縮させ、半導体加工用テープ10をピンと張った状態にさせる。
本発明の半導体加工用テープは、基材フィルムが特定の応力値および引張強さ、ならびに特定の厚みを有しているため、引っ張った状態が保持されることになり、加熱収縮後に半導体チップ間の間隔を均等に保持することができる。
その後、粘着剤層12にエネルギー線硬化処理等を施し、粘着剤層12の接着剤層13に対する粘着力を弱めた後、半導体チップ34をピックアップする。
さらに、ピックアップされた半導体チップの接着剤層を基板等の被着体に貼り合せ、100〜150℃で接着剤層中の熱可塑性樹脂と熱重合性成分とを重合して、半硬化接着剤層とするダイボンディングを行うことができる。ダイボンド後にパッケージングを行うことができ、この際、200〜300℃で加熱して最終的に接着剤層を硬化させる。
なお、前述したとおり、エキスパンド処理を行う前にエネルギー線硬化処理を行うことも可能である。
以下、実施例に基づき本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものでない。
〔半導体加工用テープの作製〕
図1に示す構造の半導体加工用テープを下記の手順で作製した。
(1)基材フィルムの作製
下記の材料を使用した。
アイオノマー樹脂A:エチレン−メタアクリル酸共重合体の亜鉛アイオノマー樹脂(商品名:ハイミラン1706、三井・デュポンケミカル株式会社製、融点:88℃、MFR:0.9g/10分(190℃、2.16kg))
アイオノマー樹脂B:エチレン−メタアクリル酸共重合体の亜鉛アイオノマー樹脂(商品名:ハイミラン1855、三井・デュポンケミカル株式会社製、融点:86℃、MFR:1.0g/10分(190℃、2.16kg))
アイオノマー樹脂C:エチレン−メタアクリル酸共重合体のナトリウムアイオノマー樹脂(商品名:ハイミラン1707、三井・デュポンケミカル株式会社製、融点:89℃、MFR:0.9g/10分(190℃、2.16kg))
アイオノマー樹脂D:エチレン−メタアクリル酸共重合体の亜鉛アイオノマー樹脂(商品名:ハイミランAM7326、三井・デュポンケミカル株式会社製、融点:101℃、MFR:1.1g/10分(190℃、2.16kg))
非架橋樹脂A:スチレン−水添イソプレン−スチレンブロック共重合体(SEPS)(クラレ社製、商品名:セプトンKF−2104、融点:なし、MFR:0.4g/10分(230℃、2.16kg))とホモポリプロピレン(PP)(プライムポリマー社製、商品名:J−105G、融点:160℃、MFR:9.0g/10分(230℃、2.16kg))を、SEPS:PP=35:65(質量比)で混合した混合樹脂
非架橋樹脂B:上記SEPSおよび上記PPをSEPS:PP=45:55(質量比)で混合した混合樹脂
非架橋樹脂C:上記SEPSおよび上記PPをSEPS:PP=10:90(質量比)で混合した混合樹脂
熱可塑性架橋樹脂D:エチレン−メタアクリル酸共重合体の樹脂(商品名:ニュクレルAN4214C、三井・デュポンケミカル株式会社製、融点:92℃、MFR:7.0g/10分(190℃、2.16kg))
<基材フィルム1>
3層押出機にて、アイオノマー樹脂A、アイオノマー樹脂B、およびアイオノマー樹脂Aの各樹脂ビーズをそれぞれ約150℃で溶融し、アイオノマー樹脂Aからなる層、アイオノマー樹脂Bからなる層、およびアイオノマー樹脂Aからなる層がこの順で積層されるように押出して、厚さ80μmの基材フィルム1を得た。基材フィルム1の層構成は、アイオノマー樹脂Aからなる層:アイオノマー樹脂Bからなる層:アイオノマー樹脂Aからなる層=10μm:60μm:10μmとなった。
<基材フィルム2>
3層押出機にて、非架橋樹脂B、非架橋樹脂A、および非架橋樹脂Cを、約200℃でフィルム押出成形し、厚さ150μmの基材フィルム2を得た。基材フィルム2の層構成は、非架橋樹脂Bからなる層:非架橋樹脂Aからなる層:非架橋樹脂Cからなる層=20μm:110μm:20μmとなった。
<基材フィルム3>
3層押出機にて、アイオノマー樹脂A、アイオノマー樹脂B、およびアイオノマー樹脂Aの各樹脂ビーズをそれぞれ約150℃で溶融し、アイオノマー樹脂Aからなる層、アイオノマー樹脂Bからなる層、およびアイオノマー樹脂Aからなる層がこの順で積層されるように押出し、厚さ100μmの基材フィルム3を得た。基材フィルム3の層構成はアイオノマー樹脂Aからなる層:アイオノマー樹脂Bからなる層:アイオノマー樹脂Aからなる層=10μm:70μm:20μmとなった。
<基材フィルム4>
3層押出機にて、アイオノマー樹脂C、アイオノマー樹脂B、およびアイオノマー樹脂Cの各樹脂ビーズをそれぞれ約150℃で溶融し、アイオノマー樹脂Cからなる層、アイオノマー樹脂Bからなる層、およびアイオノマー樹脂Cからなる層がこの順で積層されるように押出し、厚さ150μmの基材フィルム4を得た。基材フィルム4の層構成は、アイオノマー樹脂Cからなる層:アイオノマー樹脂Bからなる層:アイオノマー樹脂Cからなる層=15μm:120μm:15μmとなった。
<基材フィルム5>
3層押出機にて、熱可塑性架橋樹脂D、アイオノマー樹脂D、および熱可塑性架橋樹脂Dの各樹脂ビーズをそれぞれ約170℃で溶融し、熱可塑性架橋樹脂Dからなる層、アイオノマー樹脂Dからなる層、および熱可塑性架橋樹脂Dからなる層がこの順で積層されるように押出し、厚さ80μmの基材フィルム5を得た。基材フィルム5の層構成は、熱可塑性架橋樹脂Dからなる層:アイオノマー樹脂Dからなる層:熱可塑性架橋樹脂Dからなる層=8μm:64μm:8μmとした。
<基材フィルム6>
アイオノマー樹脂Bの樹脂ビーズを140℃で溶融し、単層押出機を用いて厚さ50μmの長尺フィルム状に成形して基材フィルム6を得た。
<基材フィルム7>
アイオノマー樹脂Bの樹脂ビーズを140℃で溶融し、単層押出機を用いて厚さ170μmの長尺フィルム状に成形して基材フィルム7を得た。
(2)粘着剤組成物の調製
2−エチルヘキシルアクリレート、2−ヒドロキシエチルアクリレートおよびメタクリル酸からなり、2−エチルヘキシルアクリレートの比率が78モル%、2−ヒドロキシエチルアクリレートの比率が21モル%、およびメタクリル酸の比率が1モル%の、質量平均分子量750,000の(メタ)アクリル系共重合体を調製した。次に、得られた(メタ)アクリル系共重合体に、二重結合量が1.0meq/gとなるように2−イソシアナトエチルメタクリレートを混合して、ガラス転移温度−64℃、水酸基価34mgKOH/g、酸価6mgKOH/gの重合体(A)を調製した。
重合体(A)100質量部に対して、化合物(B)のポリイソシアネート類としてP301−75E(旭化成ケミカルズ社製)を3質量部、およびエネルギー線重合開始剤(C)としてEsacure KIP 150(Lamberti社製)を3質量部加えた混合物を、酢酸エチルに溶解させ、攪拌して、粘着剤組成物を調製した。
(3)接着剤組成物の調製
エポキシ樹脂「1002」(三菱化学社製、固形ビスフェノールA型エポキシ樹脂、エポキシ当量600)6.2質量部、フェノール樹脂「MEH−7851SS」(明和化成社製、商品名、ビフェニルノボラックフェノール樹脂、水酸基当量201)51.8質量部、エポキシ樹脂「806」(三菱化学社製、商品名、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、エポキシ当量160、比重1.20)41.9質量部、シリカフィラー「SO−C2」(アドマファイン社製、商品名、平均粒径0.5μm)81.5質量部、および、シリカフィラー「アエロジルR972」(日本アエロジル社製、商品名、一次粒子の平均粒径0.016μm)2.9質量部にMEKを加え、攪拌混合し、組成物とした。
得られた組成物に、官能基を有する重合体として、グリシジルアクリレートまたはグリシジルメタクリレートに由来するモノマー単位を、3質量%含む(メタ)アクリル共重合体(質量平均分子量260,000)23.0質量部、カップリング剤として「KBM−802」(信越シリコーン社製、商品名、メルカプトプロピルトリメトキシシラン)0.6質量部、および、硬化促進剤としての「キュアゾール2PHZ−PW」(四国化成社製、商品名、2−フェニル−4,5−ジヒドロキシメチルイミダゾール、分解温度230℃)0.1質量部を加え、均一になるまで攪拌混合した。さらにこれを100メッシュのフィルターでろ過し、真空脱泡することにより、接着剤組成物(b−1)を得た。
<実施例1>
片面を離型処理したポリエチレン−テレフタレートフィルムよりなる剥離ライナーの離型処理面に粘着剤組成物を、乾燥後の厚さが10μmになるように塗工し、110℃で2分間乾燥させた後、基材フィルム1と貼り合わせ、基材フィルム1上に粘着剤層が形成された粘着シートを作成した。
次に、片面を離型処理したポリエチレン−テレフタレートフィルムよりなる別の剥離ライナーの離型処理面に、接着剤組成物(b−1)を、乾燥後の厚さが60μmになるように塗工し、130℃で3分間乾燥させて、剥離ライナー上に接着剤層が形成された接着フィルムを作成した。
次に、粘着シートを、リングフレームの開口部を覆うようにリングフレームに貼り合せることができる大きさの円形に裁断した。また、接着フィルムを、ウエハの裏面を覆うことができる大きさの円形に裁断した。そして、粘着シートの粘着剤層と接着フィルムの接着剤層とを、同心円状に貼り合せ、接着剤層の周囲に、粘着剤層が露出する部分を有する、半導体加工用テープ1を作成した。
<実施例2>
基材フィルムとして基材フィルム2を使用し、それ以外は実施例1と同じ材料、方法にて半導体加工用テープ2を作成した。基材フィルム2の非架橋樹脂Bからなる層を乾燥した粘着剤組成物に貼り合わせた。
<実施例3>
基材フィルムとして基材フィルム3を使用し、それ以外は実施例1と同じ材料、方法にて半導体加工用テープ3を作成した。基材フィルム3のアイオノマー樹脂Aからなる2つの層の内、10μmの方の層を、粘着剤層に貼り合わせた。
<実施例4>
基材フィルムとして基材フィルム4を使用し、それ以外は実施例1と同じ材料、方法にて半導体加工用テープ4を作成した。
<比較例1>
基材フィルムとして基材フィルム5を使用し、それ以外は実施例1と同じ材料、方法にて半導体加工用テープ5を作成した。
<比較例2>
基材フィルムとして基材フィルム6を使用し、それ以外は実施例1と同じ材料、方法にて半導体加工用テープ6を作成した。
<比較例3>
基材フィルムとして基材フィルム7を使用し、それ以外は実施例1と同じ材料、方法にて半導体加工用テープ7を作成した。
(5%伸長時の応力値)
基材フィルム1〜7のMDおよびTDの5%伸長時の応力値は、以下のように測定した。基材フィルム1〜7を用いて、JIS K7127:1999に記載の試験片および試験速度JIS K7127/2/300に従い、試験片長さがそれぞれMD方向およびTD方向に沿う試験片を各基材フィルムから切り出して引張試験を実施した。MD方向の変位量が5%の時の応力値をMDの5%伸長時の応力、TD方向の変位量が5%の時の応力値をTDの5%伸長時の応力とした。
(5%伸長時の引張強さ)
基材フィルム1〜7のMDおよびTDの5%伸長時の引張強さは、上記5%伸長時の応力値と同様の方法にてJIS K7127/2/300に従い、測定を行った。
(貯蔵弾性率)
接着剤層の25℃における貯蔵弾性率は、以下のように測定した。
接着剤組成物を離型フィルム上に乾燥後の厚さが20μmになるように塗工して、接着剤層を形成した。同様にして接着剤層付離型フィルムを複数準備し、接着剤層を離型フィルムから剥離して総厚さが約2mmになるように重ね合わせ、試験サンプルを作製した。その試験サンプルを直径8mmの円盤状に打ち抜き、パラレルプレートで挟み込み、粘弾性測定装置(ティー・エイ・インスツルメント社製、商品名ARES)を用い、下記の条件で測定した。
測定温度:25℃
測定周波数:6.3rad/s
また、接着剤層の70℃における貯蔵弾性率は、測定温度を70℃とした以外は、上記と同様にして測定した。
<試験例1>
分断性の評価
以下に示す方法により、前記実施例および前記比較例の各半導体加工用テープについて、下記の半導体加工工程における分断性を評価した。
(a)回路パターンが形成されたウエハ(12インチウエハ)表面に表面保護テープを貼合した。
(b)前記ウエハ裏面を研削するバックグラインド工程を行った。研削後のウエハの厚さは50μmであった。
(c)ウエハを70℃に加熱した状態で、前記半導体加工用テープから剥離ライナーを剥離し、前記ウエハの裏面に前記半導体加工用テープの接着剤層を貼合し、ウエハ加工用リングフレームを、前記半導体加工用テープの粘着剤層が接着剤層と重ならずに露出した部分と貼合した。(図3参照)
(d)前記ウエハ表面から表面保護テープを剥離した。
(e)前記ウエハの分断予定ラインにレーザー光を照射して、該ウエハの内部に多光子吸収による改質領域を形成した。(図5参照)
(f)前記半導体加工用テープを、前記ウエハの外周方向に10%エキスパンドすることにより、前記ウエハと前記接着剤層とを分断予定ラインに沿って分断し、前記接着剤層を貼着した複数の半導体チップを得た。半導体チップの底面形状のサイズは5mm×5mmとした。(図6参照)
(g)前記半導体加工用テープの前記半導体チップと重ならない部分(半導体チップが存在する領域とリングフレームとの間の円環状の領域)を120℃に加熱、収縮させることで(f)のエキスパンド工程において生じた弛みを除去し、該半導体チップ間の間隔を保持した。(図7参照)
なお、(f)工程では、株式会社ディスコ社製DDS−2300で、半導体加工用テープに貼合されたダイシング用リングフレームを、株式会社ディスコ社製DDS−2300のエキスパンドリングにより押し下げ、半導体加工用テープのウエハ貼合部位外周の、ウエハに重ならない部分を円形の突き上げ部材に押し付けることでエキスパンドを実施した。また、(f)工程の条件としては、エキスパンド速度300mm/sec、エキスパンド量(突き上げ量)20mmとした。ここで、エキスパンド量とは、押下げ前と押下げ後のリングフレームと突き上げ部材の相対位置の変化量をいう。
前記(a)〜(g)の工程後、接着剤層が分断されているか確認を行った。
―――評価基準―――
○:接着剤層がすべて分断予定ラインに沿って分断されたもの(底面形状と同一形状)
×:接着剤層の一部またはすべてが分断予定ラインに沿って分断されなかったもの
<試験例2>
半導体チップ間隔の平均値および均一性の評価
半導体チップ間隔の平均値および均一性については、次のとおりの方法、基準で評価を行った。
前記(a)〜(g)の工程後、得られた有効半導体チップ(目的の大きさのチップ)の内、ウエハ上の最上部、最下部、中央部、最左部、最右部の5か所(ノッチを下にして、ウエハの中心から12時方向(最上部)、6時方向(最下部)、3時方向(最右部)、9時方向(最左部)、中央の5か所)に位置する半導体チップをそれぞれ1つ選択した。選択した半導体チップとその半導体チップとMD方向に隣接する有効半導体チップとの間の間隔をこれらの半導体チップが隣接している側面の中央1点で測定し、MDの半導体チップ間隔とした。また、選択した半導体チップとその半導体チップとTD方向に隣接する有効半導体チップとの間の間隔をこれらの半導体チップが隣接している側面の中央1点で測定し、TDの半導体チップ間隔とした。
上記5か所で測定されたMDの半導体チップ間隔およびTDの半導体チップ間隔の測定値について、最小測定値および平均値を求めた。また、下記の式により、半導体チップ間隔の均一性値を求めた。さらに、下記の評価基準により、半導体チップ間隔の平均値および半導体チップ間隔の均一性値を評価した。

半導体チップ間隔の均一性値 = (5か所の中の最小測定値−平均値)/平均値

―――評価基準―――
○:半導体チップ間隔の平均値が20μm以上であり、かつ、半導体チップ間隔の均一性値が0〜−0.5
×:半導体チップ間隔の平均値が20μm以上であり、かつ、半導体チップ間隔の均一性値が−0.5未満、または半導体チップ間隔の平均値が20μm未満
<試験例3>
ピックアップ性の評価
前記(a)〜(g)の工程後、以下の工程にてピックアップ性の評価を実施した。
(gh1)半導体加工用テープを10%エキスパンドすることによりチップの分割を行った。
(h)前記間隔を保持した状態で、接着剤層を貼着した前記半導体チップを半導体加工用テープの粘着剤層からピックアップした。
具体的には、任意の半導体チップ100個についてダイスピッカー装置(キヤノンマシナリー社製、商品名CAP−300II)によるピックアップ試験を行い、粘着剤層から剥離した接着剤層が半導体チップ上に保持されているもの(半導体チップの接着剤層との接着面全面に接着剤層が保持されているもの)をピックアップが成功したものとしてピックアップ成功率を算出し、ピックアップ性を評価した。
ピン突き上げ高さは200μm、ピン数は5ピン(中心1ピン、周囲に7.5mm で4ピン)、コレットサイズは7.5mm×7.5mm、ピンの先端形状は350μmR、突き上げ速度は10mm/sとした。
―――評価基準―――
○:ピックアップ成功率が95〜100%のもの
×:ピックアップ成功率が95%未満のもの
実施例1〜4、比較例1〜3における分断性、半導体チップ間隔の均一性の評価、ピックアップ性を表に示す。
Figure 0006928852
<評価結果>
比較例1は、基材フィルムのMDおよびTDの5%伸長時の応力値および引張強さが小さすぎるため、接着剤層の分断性が劣っていた。
比較例2は、基材フィルムのMDおよびTDの5%伸長時の引張強さが小さすぎ、また厚さが薄すぎるため、接着剤層の分断性、半導体チップ間隔の平均値および均一性、およびピックアップ性のいずれも劣っていた。
比較例3は、基材フィルムのMDおよびTDの5%伸長時の引張強さが大きすぎ、また厚さが厚すぎるため、半導体チップ間隔の平均値および均一性およびピックアップ性が劣っていた。
所定のMDおよびTDの5%伸長時の応力値および引張強さ、ならびに厚さを有する基材フィルムを有する実施例1〜4の半導体加工用テープは、40μm以上の厚さで2000MPa以下の低貯蔵弾性率の接着剤層を備えていても、上記試験例1〜3のいずれにも優れていた。すなわち、上記半導体加工用テープは、上記接着剤層を分断可能であり、半導体チップ間隔も、ダイスピッカー装置が半導体チップを認識できる間隔を有し、MDおよびTDに均一に広がっており、また、良好なピックアップ性を示した。
本発明をその実施態様とともに説明したが、我々は特に指定しない限り我々の発明を説明のどの細部においても限定しようとするものではなく、添付の請求の範囲に示した発明の精神と範囲に反することなく幅広く解釈されるべきであると考える。
本願は、2016年12月7日に日本国で特許出願された特願2016−238020に基づく優先権を主張するものであり、これはここに参照してその内容を本明細書の記載の一部として取り込む。
10:半導体加工用テープ
11:基材フィルム
12:粘着剤層
13:接着剤層
14:表面保護テープ
20:リングフレーム
21:ステージ
22:突き上げ部材
25:ヒーターテーブル
26:吸着テーブル
27:エネルギー線光源
28:加熱収縮領域
29:温風ノズル
32:改質領域
34:半導体チップ
W:ウエハ

Claims (4)

  1. エキスパンドによって接着剤層を半導体チップに沿って分断する際に用いられる半導体加工用テープであって、
    基材フィルムと粘着剤層と接着剤層とをこの順で有し、
    前記基材フィルムは、MDおよびTDの5%伸長時の応力値がいずれも5MPa以上であり、MDおよびTDの5%伸長時の引張強さがいずれも10〜30N/25mmであり、かつ、厚さが70〜150μmであり、
    前記接着剤層は、厚さが40μm以上であり、25℃における貯蔵弾性率が2,000MPa以下である、
    半導体加工用テープ。
  2. 下記工程(a)〜(h)
    (a)回路パターンが形成されたウエハ表面に表面保護テープを貼合する工程と、
    (b)前記ウエハ裏面を研削するバックグラインド工程と、
    (c)前記ウエハを加熱した状態で、前記ウエハの裏面に前記半導体加工用テープの前記接着剤層を貼合する工程と、
    (d)前記ウエハ表面から前記表面保護テープを剥離する工程と、
    (e)前記ウエハの分断予定ラインにレーザー光を照射して、前記ウエハの内部に多光子吸収による改質領域を形成する工程と、
    (f)前記半導体加工用テープをエキスパンドすることにより、前記ウエハと前記接着剤層とを前記分断予定ラインに沿って分断し、前記接着剤層を貼着した複数の半導体チップを得るエキスパンド工程と、
    (g)前記エキスパンド後の前記半導体加工用テープにおいて、前記半導体加工用テープの前記半導体チップと重ならない部分を加熱収縮させることにより、前記エキスパンド工程において生じた弛みを除去して該半導体チップ間の間隔を保持する工程と、
    (h)前記間隔を保持した状態で、前記接着剤層を貼着した前記半導体チップを前記半導体加工用テープの粘着剤層からピックアップする工程と
    を含む半導体チップの製造方法に用いられる、請求項1に記載の半導体加工用テープ。
  3. 前記基材フィルムが熱可塑性架橋樹脂を含み、前記熱可塑性架橋樹脂の融点が80〜95℃であり、メルトフローレートが0.5〜5.0g/10分である請求項1または2に記載の半導体加工用テープ。
  4. 前記熱可塑性架橋樹脂が亜鉛アイオノマー樹脂であり、前記基材フィルムの曲げ弾性率が200MPa以下である請求項3に記載の半導体加工用テープ。
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