JP7451150B2 - ダイシングテープ一体型半導体背面密着フィルム - Google Patents
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Description
本発明の一実施形態に係る半導体背面密着フィルム(単に「背面密着フィルム」と称する場合がある)は、L*a*b*表色系で示されるL*およびa*が下記式(1)を満たす値である。なお、本明細書において、半導体(ワーク)の「表面」とはワークのフリップチップ実装するためのバンプが形成されている面をいい、「背面」とは表面の反対側、すなわちバンプが形成されていない面をいうものとする。そして、「背面密着フィルム」は半導体の背面に密着して用いるフィルムをいい、半導体チップの背面(いわゆる裏面)に保護膜を形成するためのフィルム(半導体裏面保護フィルム)を含む。また、本明細書において、「背面密着フィルム」とは、半導体装置に実装された後もワークの背面に密着しているフィルムであり、後述のダイシングテープやセパレータなどの半導体装置の製造過程で剥離される層は含まれない。上記背面密着フィルムは、単層構造であってもよいし、多層構造であってもよい。
上記背面密着フィルムは、基材と粘着剤層とを含む積層構造を有するダイシングテープと、上記ダイシングテープにおける上記粘着剤層に剥離可能に密着している背面密着フィルムとを備えた形態、すなわち、ダイシングテープ一体型半導体背面密着フィルム(「ダイシングテープ一体型背面密着フィルム」と称する場合がある)として用いられてもよい。上記ダイシングテープ一体型半導体背面密着フィルムは、ダイシングテープ上で半導体ウエハをチップに個片化するためのダイシング、およびダイシングテープからの半導体背面密着フィルム付チップの良好なピックアップを実現するのに適する。
ダイシングテープにおける基材は、ダイシングテープやダイシングテープ一体型背面密着フィルムにおいて支持体として機能する要素である。基材としては、例えば、プラスチック基材(特にプラスチックフィルム)が挙げられる。上記基材は、単層であってもよいし、同種または異種の基材の積層体であってもよい。
ダイシングテープにおける粘着剤層は、ダイシングテープ一体型背面密着フィルムの使用過程において外部からの作用によって意図的に粘着力を低減させることが可能な粘着剤層(粘着力低減可能型粘着剤層)であってもよいし、ダイシングテープ一体型背面密着フィルムの使用過程において外部からの作用によっては粘着力がほとんどまたは全く低減しない粘着剤層(粘着力非低減型粘着剤層)であってもよく、ダイシングテープ一体型背面密着フィルムを使用して個片化されるワークの個片化の手法や条件などに応じて適宜に選択することができる。粘着剤層は、単層構造を有していてもよいし、多層構造を有していてもよい。
本発明の一実施形態である背面密着フィルム10は、例えば、次の通りにして製造される。
本発明の一実施形態であるダイシングテープ一体型背面密着フィルム1は、例えば、次の通りにして製造される。
上記ダイシングテープ一体型背面密着フィルムを用いて、半導体装置を製造することができる。具体的には、ダイシングテープ一体型背面密着フィルムにおける背面密着フィルム側(特に接着剤層側)にワーク背面を貼り付ける工程(貼付工程)と、少なくともワークを含む対象を切削することにより個片化された半導体チップを得る工程(ダイシング工程)とを含む製造方法により、半導体装置を製造することができる。なお、図4~7は、図3に示すダイシングテープ一体型背面密着フィルム1を用いた半導体装置の製造方法における工程を表す。
上記貼付工程において上記ダイシングテープ一体型背面密着フィルムにおける背面密着フィルム側(特に接着剤層側)に貼り付けるワークとしては、半導体ウエハや、複数の半導体チップがそれぞれ背面および/または側面が樹脂により封止された封止体などが挙げられる。そして、例えば図4(a)に示すように、ウエハ加工用テープT1に保持された半導体ウエハ40を、ダイシングテープ一体型背面密着フィルム1の背面密着フィルム10(特に、接着剤層11)に対して貼り合わせる。半導体ウエハ40の表面には、フリップチップ実装するためのバンプ(図示略)が備えられている。この後、図4(b)に示すように、半導体ウエハ40からウエハ加工用テープT1を剥がす。
上記背面密着フィルムまたは当該フィルム中の接着剤層が熱硬化性を有する場合、上記貼付工程の後に、背面密着フィルムを熱硬化させる工程(熱硬化工程)を有することが好ましい。例えば、上記熱硬化工程では、接着剤層11を熱硬化させるための加熱処理を行う。加熱温度は、80~200℃が好ましく、より好ましくは100~150℃である。加熱時間は、0.5~5時間が好ましく、より好ましくは1~3時間である。加熱処理は、具体的には例えば120℃で2時間行う。熱硬化工程では、接着剤層11の熱硬化により、ダイシングテープ一体型背面密着フィルム1の背面密着フィルム10と半導体ウエハ40との密着力が高まり、ダイシングテープ一体型背面密着フィルム1および背面密着フィルム10の対半導体ウエハ固定保持力が高まる。また、背面密着フィルムが熱硬化性を有しない場合、例えば50~100℃の範囲で数時間ベーキング処理してもよく、これにより、背面密着フィルム界面の濡れ性が向上し、対半導体ウエハ固定保持力が高まる。
上記半導体装置の製造方法は、背面密着フィルムに対し、ダイシングテープの基材側からレーザーを照射してレーザーマーキングを行う工程(レーザーマーキング工程)を有することが好ましい。上記熱硬化工程を行う場合、レーザーマーキング工程は、上記熱硬化工程の後に行うことが好ましい。具体的には、レーザーマーキング工程では、例えばレーザーマーク層12に対し、ダイシングテープ20の基材21の側からレーザーを照射してレーザーマーキングを行う。このレーザーマーキング工程によって、半導体チップごとに、文字情報や図形情報などの各種情報を刻印することができる。レーザーマーキング工程では、一のレーザーマーキングプロセスにおいて、複数の半導体チップに対して一括的に効率よくレーザーマーキングを行うことが可能である。レーザーマーキング工程で用いられるレーザーとしては、例えば、気体レーザー、固体レーザーが挙げられる。気体レーザーとしては、例えば、炭酸ガスレーザー(CO2レーザー)、エキシマレーザーが挙げられる。固体レーザーとしては、例えばNd:YAGレーザーが挙げられる。
上記ダイシング工程では、例えば図5に示すように、ダイシングテープ一体型背面密着フィルム1における粘着剤層22上にダイシングテープを押さえつけ固定するためのフレーム(ダイシングフレーム)51を貼り付けてダイシング装置の保持具52に保持させた後、上記ダイシング装置の備えるダイシングブレードによる切削加工を行う。図5では、切削箇所を模式的に太線で表す。ダイシング工程では、半導体ウエハが半導体チップ41に個片化され、これとともに、ダイシングテープ一体型背面密着フィルム1の背面密着フィルム10が小片のフィルム10’に切断される。これにより、フィルム10’を伴う半導体チップ41、即ちフィルム10’付き半導体チップ41が得られる。
上記半導体装置の製造方法は、基材側から粘着剤層に対して放射線を照射する工程(放射線照射工程)を有していてもよい。ダイシングテープの粘着剤層が放射線硬化性粘着剤により形成された層である場合には、ダイシングテープ一体型背面密着フィルムの製造過程での上述の放射線照射に代えて、上述のダイシング工程の後に、基材の側から粘着剤層に対して紫外線などの放射線を照射してもよい。照射量は、例えば50~500mJ/cm2である。ダイシングテープ一体型背面密着フィルムにおいて粘着剤層の粘着力低減措置としての照射が行われる領域(図3に示す照射領域R)は、例えば、粘着剤層における背面密着フィルム貼り合わせ領域内のその周縁部を除く領域である。
上記半導体装置の製造方法は、フィルム付き半導体チップをピックアップする工程(ピックアップ工程)を有することが好ましい。上記ピックアップ工程は、例えばフィルム10’付き半導体チップ41を伴うダイシングテープ20における半導体チップ41側を水などの洗浄液を使用して洗浄するクリーニング工程や、フィルム10’付き半導体チップ41間の離隔距離を広げるためのエキスパンド工程を、必要に応じて経た後に行ってもよい。例えば、図6に示すように、フィルム10’付き半導体チップ41をダイシングテープ20からピックアップする。例えば、ダイシングフレーム51付きのダイシングテープ20を装置の保持具52に保持させた状態で、ピックアップ対象のフィルム10’付き半導体チップ41について、ダイシングテープ20の図中下側においてピックアップ機構のピン部材53を上昇させてダイシングテープ20を介して突き上げた後、吸着治具54によって吸着保持する。ピックアップ工程において、ピン部材53の突き上げ速度は例えば1~100mm/秒であり、ピン部材53の突き上げ量は例えば50~3000μmである。
上記半導体装置の製造方法は、ピックアップ工程を経た後、フィルム付き半導体チップ41をフリップチップ実装する工程(フリップチップ工程)を有することが好ましい。例えば、図7に示すようにフィルム10’付き半導体チップ41が実装基板61に対してフリップチップ実装される。実装基板61としては、例えば、リードフレーム、TAB(Tape Automated Bonding)フィルム、配線基板が挙げられる。フリップチップ実装により、半導体チップ41は、実装基板61に対してバンプ62を介して電気的に接続される。具体的には、半導体チップ41がその回路形成面側に有する基板(電極パッド)(図示略)と実装基板61の有する端子部(図示略)とが、バンプ62を介して電気的に接続される。バンプ62は、例えばハンダバンプである。また、チップ41と実装基板61との間には、熱硬化性のアンダーフィル剤63が介在している。
アクリル樹脂(商品名「テイサンレジン SG-P3」、ナガセケムテックス株式会社製)90質量部と、エポキシ樹脂E1(商品名「JER YL980」、三菱ケミカル株式会社製)40質量部と、エポキシ樹脂E2(商品名「KI-3000-4」、日鉄ケミカル株式会社製)60質量部と、フェノール樹脂(商品名「MEH7851-SS」、明和化成株式会社製)100質量部と、シリカフィラー(商品名「SO-25R」、平均粒径:0.5μm、株式会社アドマテックス製)220質量部と、可視光吸収赤系染料(商品名「OIL RED RR」、オリエント化学工業株式会社製)5質量部と、熱硬化触媒(商品名「キュアゾール 2PHZ」、四国化成工業株式会社製)1質量部とを、メチルエチルケトンに加えて混合し、固形分濃度36質量%の樹脂組成物を得た。次に、シリコーン離型処理の施された面を有するPETセパレータ(厚さ50μm)のシリコーン離型処理面上にアプリケーターを使用して当該樹脂組成物を塗布して樹脂組成物層を形成した。次に、この組成物層について130℃で2分間の加熱を行って脱溶媒させ、PETセパレータ上に厚さ25μmの背面密着フィルム(熱硬化性の半導体背面密着フィルム)を作製した。
(レーザーマーク層の作製)
アクリル樹脂(商品名「テイサンレジン SG-P3」、ナガセケムテックス株式会社製)90質量部と、エポキシ樹脂E1(商品名「JER YL980」、三菱ケミカル株式会社製)40質量部と、エポキシ樹脂E2(商品名「KI-3000-4」、日鉄ケミカル株式会社製)60質量部と、フェノール樹脂(商品名「MEH7851-SS」、明和化成株式会社製)100質量部と、シリカフィラー(商品名「SO-25R」、平均粒径:0.5μm、株式会社アドマテックス製)220質量部と、可視光吸収赤系染料(商品名「OIL RED RR」、オリエント化学工業株式会社製)7質量部と、熱硬化触媒(商品名「キュアゾール 2PHZ」、四国化成工業株式会社製)10質量部とを、メチルエチルケトンに加えて混合し、固形分濃度36質量%の樹脂組成物を得た。次に、シリコーン離型処理の施された面を有するPETセパレータ(厚さ50μm)のシリコーン離型処理面上にアプリケーターを使用して当該樹脂組成物を塗布して樹脂組成物層を形成した。次に、この組成物層について130℃で2分間の加熱を行って脱溶媒させ、PETセパレータ上に厚さ17μmのレーザーマーク層(熱硬化済み層)を作製した。
アクリル樹脂(商品名「テイサンレジン SG-P3」、ナガセケムテックス株式会社製)90質量部と、エポキシ樹脂E1(商品名「JER YL980」、三菱ケミカル株式会社製)40質量部と、エポキシ樹脂E2(商品名「KI-3000-4」、日鉄ケミカル株式会社製)60質量部と、フェノール樹脂(商品名「MEH7851-SS」、明和化成株式会社製)100質量部と、シリカフィラー(商品名「SO-25R」、平均粒径:0.5μm、株式会社アドマテックス製)220質量部とを、メチルエチルケトンに加えて混合し、固形分濃度36質量%の樹脂組成物を得た。次に、シリコーン離型処理の施された面を有するPETセパレータ(厚さ50μm)のシリコーン離型処理面上にアプリケーターを使用して当該樹脂組成物を塗布して樹脂組成物層を形成した。次に、この組成物層について130℃で2分間の加熱を行って脱溶媒させ、PETセパレータ上に厚さ8μmの接着剤層を作製した。
可視光吸収赤系染料(商品名「OIL RED RR」、オリエント化学工業株式会社製)5質量部に代えて、可視光吸収紺系染料(商品名「OIL BLACK BS」、オリエント化学工業株式会社製)5質量部を用いたこと以外は実施例1と同様にして背面密着フィルムを作製した。
可視光吸収赤系染料(商品名「OIL RED RR」、オリエント化学工業株式会社製)5質量部に代えて、カーボンブラック(商品名「#20」、三菱ケミカル株式会社製)5質量部を用いたこと以外は実施例1と同様にして背面密着フィルムを作製した。
可視光吸収赤系染料(商品名「OIL RED RR」、オリエント化学工業株式会社製)5質量部に代えて、カーボンナノチューブ(商品名「OP-1884」、トーヨカラー株式会社製)1質量部を用いたこと以外は実施例1と同様にして背面密着フィルムを作製した。
可視光吸収赤系染料(商品名「OIL RED RR」、オリエント化学工業株式会社製)5質量部に代えて、可視光吸収緑系染料(商品名「OIL GREEN 502」、オリエント化学工業株式会社製)5質量部を用いたこと以外は実施例1と同様にして背面密着フィルムを作製した。
可視光吸収赤系染料(商品名「OIL RED RR」、オリエント化学工業株式会社製)の配合量を1質量部としたこと以外は実施例1と同様にして背面密着フィルムを作製した。
可視光吸収赤系染料(商品名「OIL RED RR」、オリエント化学工業株式会社製)を配合しなかったこと以外は実施例1と同様にして背面密着フィルムを作製した。
(ダイシングテープ一体型背面密着フィルムの作製)
実施例1~5および比較例1~3で得られた背面密着フィルムと、表2に示す特性を有するダイシングテープDT1~DT5とを、表3に示す組み合わせでそれぞれ貼り合わせて、ダイシングテープ一体型背面密着フィルムを作製した。なお、表3中「-」で示す組み合わせのダイシングテープ一体型背面密着フィルムは作製しなかった。
実施例および比較例で得られた背面密着フィルムおよびダイシングテープ一体型背面密着フィルム、および表2に示すダイシングテープに関し、以下の評価を行った。結果を表1~3に示す。
実施例および比較例で得られた背面密着フィルムについて、紫外可視近赤外分光光度計(商品名「V-670」、日本分光株式会社製)に積分球ユニットを用いて、所定の波長域における透過率スペクトルを測定した。その得られたスペクトルの380~780nmにおけるデータを5nm間隔で、光源D65-2、等式関数JIS Z8701:1999、視野2°の条件を選択し、L*a*b*表色系に演算し求めた。なお、表2に示すダイシングテープDT1~DT5についても同様にして求めた。
実施例および比較例で作製した半導体背面密着フィルムについて、紫外可視近赤外分光光度計(商品名「V-670」、日本分光株式会社製)に積分球ユニットを用いて、532nmを含む波長域における透過率(吸光度)スペクトルを測定し、全光線透過率を算出した。
表2に示すダイシングテープDT1~DT5(厚さ105μm)について、紫外可視近赤外分光光度計(商品名「V-670」、日本分光株式会社製)のフィルムユニットを用いて、532nmを含む波長域における透過率(吸光度)スペクトルを測定し、直線透過率を算出した。
表2に示すダイシングテープDT1~DT5(厚さ105m)について、紫外可視近赤外分光光度計(商品名「V-670」、日本分光株式会社製)に積分球ユニットを用いて、532nmを含む波長域における透過率(吸光度)スペクトルを測定し、全光線透過率を算出した。
実施例6で得られたダイシングテープ一体型背面密着フィルムについて、ダイシングテープ越しに532nmの波長のグリーンレーザーで印字した。なお、印字条件を、0.5W、20kHz、300mm/sとして印字を行った。そして、印字部分について、レーザー顕微鏡を用いて印字深さ(掘れ具合)を測定した。その結果、印字深さが1μm以上且つ線幅が60μm以下であった場合を○、印字深さが1μm未満または線幅が60μm超であった場合を×とした。
上記印字性評価において印字した文字が明確に視認できるコントラストであった場合を○、周囲と同化または観察しにくいコントラストであった場合を×とした。
上記印字性評価において印字した文字についてマイクロスコープを用いた暗視野観察を行い、ダイシングテープと背面密着フィルムの間の気泡(バブル)の発生有無を観察した。その結果、実施例1~5の背面密着フィルムとDT1またはDT2との組み合わせのダイシングテープ一体型背面密着フィルムについては、バブルの発生は観測されなかった。一方、DT3~DT5のダイシングテープを用いたダイシングテープ一体型背面密着フィルムでは、印字深さが1μm以上となる条件で印字を施した場合は5μmよりも大きいバブルが観測された。また、バブルが観測されない条件における印字では、表3に示すように印字性が×であった。
10 背面密着フィルム
11 接着剤層
12 レーザーマーク層
20 ダイシングテープ
21 基材
22 粘着剤層
30 セパレータ
40 半導体ウエハ
41 半導体チップ
Claims (4)
- 基材と粘着剤層とを含む積層構造を有するダイシングテープと、前記ダイシングテープにおける前記粘着剤層に剥離可能に密着している半導体背面密着フィルムとを、備え、
前記ダイシングテープの、L * a * b * 表色系で示されるL * が55以上であり、且つa * が10以下であり、
前記ダイシングテープの波長532nmにおける全光線透過率に対する直線透過率の比[直線透過率/全光線透過率]が0.4以上であり、
前記半導体背面密着フィルムが、半導体の背面に密着して用いるフィルムであって、L*a*b*表色系で示されるL*およびa*が下記式(1)を満たす値である、
ダイシングテープ一体型半導体背面密着フィルム。
- 前記半導体背面密着フィルムのL*a*b*表色系で示されるb*が-30~30の範囲内である、請求項1に記載のダイシングテープ一体型半導体背面密着フィルム。
- 前記半導体背面密着フィルムの波長532nmにおける全光線透過率が60%以下である、請求項1又は2に記載のダイシングテープ一体型半導体背面密着フィルム。
- 前記半導体背面密着フィルムが樹脂成分および着色剤を含有し、前記樹脂成分100質量部に対する前記着色剤の含有量が0.01~10質量部である、請求項1~3のいずれか1項に記載のダイシングテープ一体型半導体背面密着フィルム。
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