JP7630397B2 - 半導体加工用テープ、及び半導体チップの製造方法 - Google Patents
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Description
従来、半導体チップは、半導体ウェハをバックグラインド工程やエッチング工程等において所定厚みに薄膜化した後、ダイシング工程にてチップ化する方法によって、製造されていた。このダイシング工程においては、半導体ウェハをダイシングブレードによって切断するブレードカット方式が適用されるのが一般的である。この場合、切断時にはブレードによる切削抵抗が半導体ウェハに直接作用するため、この切削抵抗によって半導体チップに微小な欠け(チッピング)が発生することがある。このチッピング発生は半導体チップの外観を損なうだけでなく、場合によってはチップ上の回路パターンまで破損してしまう可能性がある。特に、上述の薄膜化又は小チップ化した半導体チップには、許容されるチッピングレベルも厳しくなってくるため、チッピング発生の問題は今後より一層深刻になる。また、ブレードカット方式ではブレード幅(ストリート、スクライブラインともいう。)が比較的大きくなるため、半導体ウェハを効率よく活用できないという問題もある。
例えば、レーザーを半導体ウェハに照射して切断するレーザーダイシング法や、バックグラインド工程に先立ってブレードによるハーフカットやレーザーによる改質を行い、バックグラインド工程と並行して個片化を行う先ダイシング法が提案されている。このようなダイシング法においては、レーザー照射によって発生する半導体ウェハの熱分解物等(例えばシリコン残渣)が半導体ウェハ上に残存又は堆積して、欠陥となることが知られている。このような熱分解物等の残存又は堆積を抑制しながらも、レーザー照射による熱から半導体ウェハを保護するシート等が提案されている。例えば、特許文献1には、「レーザーダイシング用保護シートであって、基体シートと、前記基体シートの上面に」、「(A)水溶性ポリマーと、(B)架橋剤と、を含み、前記(A)水溶性ポリマーの重量平均分子量(Mw)が10000~150000であることを特徴とする」「レーザーダイシング用保護膜組成物を塗布して形成した保護層と、を含み、前記保護層の厚みが100~5000nmであることを特徴とする、レーザーダイシング用保護シート」が記載されている。しかし、上述のダイシング法においても、半導体ウェハを個片化するには、最終的に物理的に割裂する必要があり、チッピングの発生を効果的に抑制できるものではない。
半導体ウェハ上に配置されたマスク部材は、グルービング工程により、その切断予定領域部分(ストリート上に位置する部分)のみが除去されることで、半導体ウェハのストリートにプラズマの照射(暴露)が可能となる。そのため、プラズマダイシング法に用いるマスク部材には、ストリートを形成するグルービングによっても変形しにくいグルービング耐性(耐熱性)が求められる。しかし、グルービング耐性を発現させるため耐熱性が高い材料でマスク部材を形成すると、一般に、半導体ウェハに対する密着性、更には後述する水洗除去性が低下するというトレードオフの問題がある。
<1>重量平均分子量が20万以上の高分子化合物、及び分子量が800以下の低分子化合物を含有する水溶性フィルムと、半導体ウェハの回路面を保護する表面保護テープとを積層した半導体加工用テープ。
<2>前記水溶性フィルムの、波長355nmの電磁波に対する吸光度が30%以上である、<1>に記載の半導体加工用テープ。
<3>前記水溶性フィルムと前記表面保護テープとの間の剥離力が1N/25mm以下である、<1>又は<2>に記載の半導体加工用テープ。
<4>前記水溶性フィルムの厚さが20μm以下である、<1>~<3>のいずれか1項に記載の半導体加工用テープ。
<5>前記水溶性フィルムにおける、前記高分子化合物100質量部に対する前記低分子化合物の含有量が10~100質量部である、<1>~<4>のいずれか1項に記載の半導体加工用テープ。
<6>上記<1>~<5>のいずれか1項に記載の半導体加工用テープにおける前記水溶性フィルムを半導体ウェハの回路面に非加熱下で貼合した前記半導体ウェハの裏面を研削する工程(a)と、
前記半導体ウェハを、リングフレームを介して、ダイシングテープに支持固定する工程(b)と、
前記半導体加工用テープにおける表面保護テープを前記水溶性フィルムから剥離して、水溶性フィルムを露出させる工程(c)と、
前記半導体ウェハの切断予定領域に沿って前記水溶性フィルムを切断して、溝を設ける工程(d)と、
切断された前記水溶性フィルム側から前記半導体ウェハをプラズマ処理して、前記半導体ウェハを個片化する工程(e)と、
切断された前記水溶性フィルムを、非加熱水で洗浄して、溶解、除去する工程(f)と、
を有する、半導体チップの製造方法。
<7>前記工程(d)が、レーザー照射により前記水溶性フィルムを切断する工程である、<6>に記載の半導体チップの製造方法。
本発明において、(メタ)アクリルとは、アクリル及びメタアクリルの一方又は両方を意味する。(メタ)アクリレートについても同様である。
本発明の半導体加工用テープは、水溶性フィルムと表面保護テープとを有する積層テープであり、半導体チップの製造方法、水溶性フィルムに着目すると後述する工程(e)(プラズマダイシング工程)に、好適に用いられる。そのため、本発明の半導体加工用テープは半導体ウェハ加工用テープともいうことができる。
この半導体加工用テープは、重量平均分子量が20万以上の高分子化合物、及び分子量が800以下の低分子化合物を含有する水溶性フィルムと、半導体ウェハの回路面を保護する表面保護テープとを積層して一体化した層構造を有するテープである。この半導体加工用テープは表面保護テープと水溶性フィルムとが一体化しているため、半導体チップの製造方法に用いる際に、表面保護テープと水溶性フィルムとを一度に半導体ウェハに貼合でき、作業効率を高めることができる。
本発明の半導体加工用テープは、上記構成を有していればよく、その他の構成は特に制限されない。例えば、水溶性フィルム及び/又は表面保護テープの表面に保護層等を有していてもよい。また、水溶性フィルム、表面保護テープ等のフィルム若しくは各層は単層構造でも2層以上の複層構造でもよい。
本発明の好適な一実施形態である半導体加工用テープ3は、図1に示されるように、基材フィルム4A及び粘着剤層4Bを含む表面保護テープ4と水溶性フィルム5とが粘着剤層4Bを介して互いに接した状態で積層された3層構造を有している。
半導体加工用テープは、例えば、水溶性フィルムと表面保護テープとを作製し、これらを積層して粘着剤層により粘着させて、作製することができる。
上記剥離力は、表面保護テープの粘着剤層が放射線硬化型粘着剤を含有する場合、硬化前の粘着剤層は例えば上記下限値を満たす剥離力で水溶性フィルムと強固に密着し、一方、硬化後の粘着剤層は例えば上記上限値を満たす剥離力となることが好ましい。
上記組成を有する水溶性フィルムは、通常、表面保護テープの粘着剤層に対して0.1N/25mmの剥離力を示しており、上記剥離力は水溶性フィルム若しくは粘着剤層の組成を変更することにより適宜に設定できる。
水溶性フィルムは、本発明の半導体チップの製造方法におけるプラズマ処理工程において用いられるマスクパターンを形成するためのものであり、例えばフッ素系ガスを用いたプラズマに対して耐性を有している。この水溶性フィルムは、重量平均分子量が20万以上の高分子化合物、及び分子量が800以下の低分子化合物を含有しており、水溶性も示す。水溶性フィルムが示す水溶性は、非加熱水(通常純水)、例えば60℃未満の水、好ましくは40℃以下の水に対して溶解する特性であればよい。水温の下限値は、特に制限されないが、通常、15℃とすることができ、好ましくは20℃である。この水溶性は、具体的には、実施例における水洗除去性試験において、水溶性フィルムが水に溶解して糊残りなく除去可能となる特性とする。このような水溶性を示す水溶性フィルムを有する半導体加工用テープを、プラズマダイシング工程を有する半導体チップの製造方法に用いると、所定のマスクを形成して半導体ウェハ(回路面)のストリート以外の部分をプラズマから保護する特性を維持しながら、ダイシング工程終了後に簡便に除去できる。
この水溶性フィルムは、高分子化合物と低分子化合物とを混在したフィルムであって、通常これら化合物が硬化(架橋)しない非硬化フィルムである。
高分子化合物の重量平均分子量は20万以上である。低分子化合物と併用する高分子化合物の重量平均分子量を20万以上とすることにより、水溶性フィルムにグルービング耐性、ウェハ密着性及び水洗除去性を付与できる。高分子化合物の重量平均分子量は、グルービング耐性、ウェハ密着性及び水洗除去性を高い水準でバランスよく鼎立できる点で、20万~300万であることが好ましく、30万~200万であることがより好ましく、30万~100万であることが更に好ましい。高分子化合物の重量平均分子量は、実施例で説明する方法で測定したときの値とする。なお、高分子化合物(ポリマー)を重合度で特定すると、高分子化合物を構成する各構成成分の分子量にもよるが、例えば、200~10000とすることができる。
低分子化合物の分子量(重合体の場合は重量平均分子量)は800以下である。高分子化合物と併用する低分子化合物の分子量を800以下とすることにより、水溶性フィルムにグルービング耐性、ウェハ密着性及び水洗除去性を付与できる。低分子化合物の分子量は、グルービング耐性、ウェハ密着性及び水洗除去性を高い水準でバランスよく鼎立できる点で、100~800であることが好ましく、200~800であることがより好ましく、200~600であることが更に好ましく、450~600であることが特に好ましい。低分子化合物(ポリマー)の重量平均分子量は高分子化合物の重量平均分子量と同様の方法で測定された値とする。なお、低分子化合物(ポリマー)を重合度で特定すると、低分子化合物を構成する各構成成分の分子量にもよるが、例えば、5~20とすることができる。
紫外線吸収剤は公知のものを特に制限されることなく用いることができる。水溶性フィルム中の紫外線吸収剤の含有量は、水溶性フィルムの吸光度等に応じて適宜に決定される。例えば、高分子化合物100質量部に対して、0.5~15質量%とすることができ、1~13質量%とすることが好ましい。
本発明の水溶性フィルムは、高分子化合物及び/又は低分子化合物と架橋する架橋剤、架橋助剤、ラジカル開始剤等を含有しないことが好ましい態様の1つである。
表面保護テープは、半導体チップの製造方法に通常用いられるものを特に制限されることなく用いることができる。表面保護テープは、半導体チップの製造方法、特にバックグラインド工程において、半導体ウェハの回路面を保護する機能を有する。
本発明に用いる表面保護テープは、少なくとも、基材フィルムと基材フィルムの表面上の粘着剤層とを有している。本発明において、好ましい表面保護テープ4は、図1に示されるように、基材フィルム4Aの表面に粘着剤層4Bを有する2層構造を有している。基材フィルム及び粘着剤層の他に保護層等を有していてもよい。基材フィルム及び粘着剤層はそれぞれ単層構造でも2層以上の複層構造でもよい。表面保護テープ4の全厚(各層の合計厚さ)は、特に制限されず、例えば、100~800μmとすることができる。
基材フィルムは、一般的な押出し法を用いて製造できる。また、種々の樹脂を積層して得る場合には、共押出し法、ラミネート法等が適用できる。この際、通常のラミネートフィルムの製法において普通に行われているように、樹脂と樹脂の間に接着層を設けてもよい。基材フィルムの厚さは、強・伸度特性、放射線透過性の観点から、30~200μmが好ましい。
(メタ)アクリル粘着剤としては、(メタ)アクリル酸エステルを構成成分として有する共重合体(以下、「(メタ)アクリル酸エステル共重合体」と称す。)を粘着成分として含有する組成物を挙げることができる。この組成物は、(メタ)アクリル酸エステル共重合体以外に後述する硬化剤等を含有していてもよい。
(メタ)アクリル酸エステル共重合体の構成成分中、上記(メタ)アクリル酸エステル成分の含有量は80質量%以上が好ましく、90質量%以上がより好ましく、95~99.9質量%が更に好ましい。
硬化剤の含有量は、所望の粘着力に応じて調整すればよく、上記(メタ)アクリル酸エステル共重合体100質量部に対して、0.01~10質量部が好ましく、0.1~5質量部がより好ましい。
上記光重合性化合物としては、特に制限されず、例えば、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールジ(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、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールモノヒドロキシペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート又は1,4-ブチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,6-ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、(ポリ)エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、(ポリ)プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、エポキシ(メタ)アクリレート(エポキシ化合物の(メタ)アクリル酸付加体)、ポリエステル(メタ)アクリレート(ポリエステルの(メタ)アクリル酸付加体)、及びウレタン(メタ)アクリレート(ウレタンの(メタ)アクリル酸付加体)などが用いられる。
光重合開始剤としては、特に制限されず、例えば、特開2007-146104号公報又は特開2004-186429号公報に記載の光重合開始剤を使用することができる。具体的には、イソプロピルベンゾインエーテル、イソブチルベンゾインエーテル、ベンゾフェノン、ミヒラーズケトン、クロロチオキサントン、ベンジルメチルケタール、α-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2-ヒドロキシメチルフェニルプロパン等を使用することができる。
放射線重合性(メタ)アクリル系共重合体は、共重合体の分子中に、放射線、特に紫外線照射で重合反応することが可能な反応性の基を有する共重合体である。このような反応性の基とは、エチレン性不飽和基すなわち、炭素-炭素二重結合(エチレン性不飽和結合)を有する基であり、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)アクリロイルアミノ基などが挙げられる。
放射線重合性(メタ)アクリル系共重合体としては、特に制限はなく、例えば、官能基aを有する(メタ)アクリル系共重合体と、この官能基aと反応し得る官能基b及び放射線重合性炭素-炭素二重結合を有する化合物(以下、「官能基bを有する放射線重合性化合物」と称す。)とを反応させて得た(メタ)アクリル系共重合体を挙げることができる。上記炭素-炭素二重結合を有する(メタ)アクリル系共重合体としては、例えば、特開2014-192204号公報の段落番号[0036]~[0055]に記載のものと同様の材料を挙げることができる。
上記の官能基aを有する(メタ)アクリル系共重合体と、上記の官能基bを有する放射線重合性化合物との反応において、未反応の官能基を残すことにより、酸価および水酸基価などを、適宜設定することができる。
次いで、本発明の半導体チップの製造方法(以下、単に本発明の製造方法ということがある。)は下記工程を有し、半導体ウェハに各工程の処理を施すことにより、半導体チップを簡便に製造できる。そのため、本発明の半導体チップの製造方法は半導体ウェハの処理方法ともいえる。
本発明の製造方法は、下記工程(a)~工程(f)をこの順で順次行う方法であり、工程(a)の前、各工程間、工程(f)の後に、半導体チップの製造方法に採用される他の工程を適宜に行うこともできる。
工程(a):本発明の半導体加工用テープにおける水溶性フィルムを半導体ウェハの回路
面に非加熱下で貼合した半導体ウェハの裏面を研削する工程
工程(b):工程(a)で得た半導体ウェハを、リングフレームを介して、ダイシングテ
ープに支持固定する工程
工程(c):半導体加工用テープにおける表面保護テープを水溶性フィルムから剥離して
、水溶性フィルムを露出させる工程
工程(d):半導体ウェハの切断予定領域に沿って水溶性フィルムを切断して、溝を設け
る工程
工程(e):切断された水溶性フィルム側から半導体ウェハをプラズマ処
理して、半導体ウェハを個片化する工程
工程(f):切断された水溶性フィルムを、非加熱水で洗浄して、溶解、除去する工程
本発明において、回路面とは半導体素子の回路等のパターンが形成された半導体ウェハの面をいい、裏面とは回路面とは反対側で回路等が形成されていない面(非回路面)をいう。この回路面は、平面図において格子状のストリートを有する。ここで、ストリートとは半導体ウェハの切断ラインをいう。
本発明の製造方法に用いられる装置及び材料は、従来、半導体ウェハの加工若しくは処理に用いられているものを特に制限されることなく使用することができ、装置の使用条件は適宜に設定することができる。
貼合に際しては、半導体ウェハ1に貼合した状態で半導体ウェハ1の外周側に張り出さないよう、半導体ウェハ1と同サイズ又は小さなサイズの半導体加工用テープ3を用いる。これにより、例えば、後述する個片化する工程(e)において、半導体ウェハ1よりはみ出した半導体加工用テープ3(水溶性フィルム5)がプラズマによって焼損するダメージを防止することができる。
半導体ウェハ1の裏面1Bを研削する方法は、特に制限されず、通常適用される、バックグラインド(BG)工程又はエッチング工程が挙げられ、BG工程が好ましい。工程(a)における方法及び条件等は、通常の方法及び条件を適用できる。
工程(b)で用いるリングフレーム12及びダイシングテープ11、更に支持固定する方法は、いずれも、通常用いられるもの又は方法を特に制限されることなく適用できる。例えば、ダイシングテープ11としては、基材フィルム11Aと粘着剤層11Bとの積層テープを用いることができ、具体的には特許文献2に記載のテープを用いることができる。
表面保護テープ4は、水溶性フィルム5と表面保護テープ4との剥離力以上の力で剥離すればよく、粘着剤層4Bが放射線硬化型粘着剤を含有する場合、表面保護テープ4側から放射線を照射して粘着剤層4Bを硬化させると、表面保護テープ4は水溶性フィルム5から剥離しやすくなる。表面保護テープ4の具体的な剥離方法は通常の方法を適用できる。本発明において、放射線とは、紫外線のような光線、又は電子線のような電離性放射線を意味するが、好ましくは紫外線である。
水溶性フィルム5を切断する方法は、水溶性フィルム5に溝8を形成できる方法であれば、特に制限されず、例えば、図3(d-1)に示されるように、レーザー光照射手段6から出力(発射)されたレーザー光7をストリートに沿って相対的に移動させながら水溶性フィルム5に照射して切断するレーザーグルービング法、更にはブレードを用いて切断するブレードグルービング法等が挙げられる。レーザー光照射手段6としては、例えば、特許文献2に記載の装置を用いることができる。半導体加工用テープ3の水溶性フィルム5は、レーザー照射により切断されても、個片化された水溶性フィルム5が軟化、溶融せずに、所定寸法及び形状の溝8を形成できるため、寸法精度、作業効率等に優れるレーザーグルービング法が好ましい。
レーザーグルービング法及びブレードグルービング法における溝形成条件は、通常適用される条件を適用できるが、水溶性フィルム5の組成、物性等を考慮して、適宜に設定される。例えば、レーザーグルービング法の条件としては、出力0.3~4.0W、周波数50~100kHz、加工送り速度1~800mm/秒の条件から選択することができる。ブレードグルービング法の条件としては、ブレード幅100~300μm、回転数1000~30000rpmの条件で実施することができる。
半導体ウェハ1の個片化方法は、通常適用されるプラズマダイシング法を特に制限されることなく適用することができる。本発明の製造方法では、図4(e)に示されるように、プラズマエッチング装置10を用いて適宜の条件で行われる。プラズマエッチング装置10としては、例えば、特許文献2に記載の装置を用いることができる。プラズマダイシングの条件としては、具体的には、SF6等のフッ素系ガスを導入し、エッチングレートを0.5~10μm/sから選択した条件とすることができる。
水溶性フィルムを洗浄、除去する方法は、水溶性フィルムに非加熱水を接触させる方法であれば特に制限されない。例えば、リングフレーム12に固定された状態で、個片化された半導体チップ2の集合体をスピンナーテーブルに保持し、半導体チップ2の集合体を回転させつつ、半導体チップ2の集合体の中心部上方に位置するノズルより非加熱水9とエアとからなる洗浄水を噴出させ、その後、半導体チップ2にエアノズルよりエアを噴出させて乾燥させる方法が挙げられる。
本発明の半導体加工用テープの水溶性フィルムは上述のように非加熱水に対して十分な溶解性を示すため、本工程で水溶性フィルムを洗浄する水は、非加熱水を用いることができ、本工程を簡便かつ省エネルギーで実施することができる。洗浄水の温度は、例えば60℃未満とすることができ、好ましくは40℃以下である。水温の下限値は、特に制限されないが、通常、15℃とすることができ、好ましくは20℃である。
水洗方法は、特に制限されず、例えば、半導体チップの集合体に非加熱水を噴霧する方法、半導体チップの集合体上に非加熱水を塗布する方法、半導体チップの集合体を非加熱水中に浸漬させる方法等が挙げられる。
水洗条件は、水溶性フィルムの水溶性、厚さ等を考慮して適宜に決定され、例えば、水量10~500mL/min、水洗時間1~5分、乾燥時間1~5分の条件から選択できる。
<実施例1>
(1)表面保護テープの作製
2-エチルヘキシルアクリレートを構成成分とするアクリルポリマー100質量部に対して、硬化剤としてコロネートL(製品名、東ソー社製)1.5質量部を酢酸エチルに溶解して、粘着剤の酢酸エチル溶液を得た。この溶液を、乾燥後の厚さが30μmとなるように、離型処理がなされたPETフィルム(セラピールWZ(商品名)、厚さ25μm、東レ社製)上に塗工し、加熱乾燥した。その後、粘着剤層を、厚さ100μmに押出製膜したポリエチレンからなる基材フィルム(ニポロンハード4010(商品名、東ソー社製))に貼り合せて、PETフィルム付き表面保護テープを作製した。
PVP-K90(ポリビニルピロリドンK90(商品名)、富士フイルム和光純薬社製)100質量部に対して、表1の「水溶性フィルム」欄に記載の各材料を同欄に記載の質量割合で、水に溶解させて、水溶性フィルム溶液を得た。得られた溶液を、乾燥後の厚さが25μmとなるように、離型処理がなされたPETフィルム(セラピールWZ(商品名)、厚さ25μm、東レ社製)上に塗工し、加熱乾燥して、PETフィルム付き水溶性フィルムを作製した。
上記(1)で得られたPETフィルム付き表面保護テープのPETフィルムを剥離した後に、表面保護テープの粘着剤層とPETフィルム付き水溶性フィルムの水溶性フィルムとを貼合して、基材フィルム/粘着剤層/水溶性フィルム/PETフィルムの4層積層構造を有する半導体加工用テープを作製した。
GPC条件:
・カラム:TSKgel SuperMultiporePW-M(6.0mmI.D.×15cm)
・溶離液:100mmol/L NaNO3
・流速:0.6mL/min
・検出器:RI
・温度:25℃
・注入量:20μL
・試料の調製:試料は純水を用いて3mg/mLの溶液を調製した。
GPC測定で得られた保持容量から分子量への換算は、分子量校正用のPEG/PEOで作成した校正曲線を用いて行った。PEG/PEOはアジレント製ポリエチレングリコール/ポリエチレンオキシドスタンダードキットを使用した。
実施例1の「水溶性フィルムの作製」において、水溶性フィルムを形成する材料、含有量(組成)及び厚さを表1又は表2の「水溶性フィルム」欄に示す材料、含有量及び厚さに変更したこと以外は、実施例1と同様にして、実施例2~9及び比較例1~6の半導体加工用テープをそれぞれ製造した。
なお、比較例6は、高分子化合物と低分子化合物とが混合できず、水溶性フィルムを作製できなかった。
<水溶性フィルム>
(高分子化合物)
PVP-K90:ポリビニルピロリドンK90(商品名)、富士フイルム和光純薬社製
PVP-K50:ポリビニルピロリドンK50(商品名)、富士フイルム和光純薬社製
PEOZ:ポリ(2-エチル-2-オキサゾリン)、重量平均分子量5,000、polymerケミストリーイノベーションズ社製
PVA-1:ポリビニルアルコール、重合度1700、クラレ社製
PVA-2:ポリビニルアルコール、重合度300、クラレ社製
PVP-K30:ポリビニルピロリドンK30(商品名)、富士フイルム和光純薬社製
なお、PEOZ、PVA-1、PVA-2及びPVP-K30は、重量平均分子量が小さく、高分子化合物に相当しないが、便宜上、表2において「高分子化合物」欄に記載した。
PEG600:ポリエチレングリコール、三洋化成工業社製
PEG400:ポリエチレングリコール、三洋化成工業社製
PEG1000:ポリエチレングリコール、三洋化成工業社製
PEG1540:ポリエチレングリコール、三洋化成工業社製
PVA-3:ポリビニルアルコール、重合度500、クラレ社製
グリセリン:東京化成工業社製
なお、PEG1000、PEG1540及びPVA-3は、重量平均分子量が大きく、低分子化合物に相当しないが、便宜上、表2において「低分子化合物」欄に記載した。
Tinuvin477:紫外線吸収剤、BASF社製
GA:グルタルアルデヒド、分子量100、ナカライテスク社製
<粘着剤層>
2eha:2-エチルヘキシルアクリレートを構成成分とするアクリルポリマー、新中村化学工業社製
コロネートL:下記に示す硬化剤、東ソー社製
上記の各実施例及び比較例で得られた各半導体加工用テープについて、下記項目について、試験を行った。なお、比較例の半導体加工用テープのうち、ウェハ密着性試験、又は溝形成試験に劣るものは、他の試験のうち実施していないものがある。結果をまとめて表1又は表2に示す。
各実施例及び比較例で得られた各半導体加工用テープを幅25mmに切り出して、PETフィルムを剥離し、水溶性フィルムの面をシリコンウェハのミラー面に温度23℃で貼合した。この貼合は、シリコンウェハ上に半導体加工用テープを重ねて、半導体加工用テープの表面に2kgの荷重のゴムローラを3往復させて行った。ストログラフVG1F(商品名、東洋精機社製)を用いて、23℃、剥離角180°、剥離速度300mm/minの条件で、水溶性フィルムと表面保護テープ(粘着剤層)とを剥離したときの、最大剥離力を測定した。上記条件以外の条件は日本産業規格(JIS) Z 0237:2009に準拠した。得られた最大剥離力(N/25mm)を、下記評価基準に基づいて、評価した。
- 評価基準 -
○:0.1N/25mmを超え、1N/25mm以下
△:1N/25mmを超え、2N/25mm以下
×:2N/25mmを超える
各実施例及び比較例で作製した各PETフィルム付き水溶性フィルムについて、波長355nmの紫外線に対する吸光度を、以下のようにして測定した。
各実施例及び比較例と同様にして調製した水溶性フィルム溶液をPETフィルム(厚さ38μm)上に塗工し、加熱乾燥して、水溶性フィルム溶液の塗膜を得た。得られた塗膜について、この水溶性フィルム溶液の塗膜を形成していないPETフィルムをレファレンスとして、分光光度計U-5100(ヤマト科学社製)を用いて、300~1000nmの波長域で吸光度を測定した。波長355nmにおける吸光度を求めて、各水溶性フィルムの吸光度とした。
半導体ウェハに対する各実施例及び比較例で作製した各半導体加工用テープの密着性を、下記試験による剥離力(N/25mm)を測定して、評価した。
実施例及び比較例と同様にして調製した水溶性フィルム溶液を密着処理したPETフィルム上に塗工し、加熱乾燥して、PETフィルム(厚さ38μm)/水溶性フィルム(厚さ10μm)の試験用テープを作製した。ここで、密着処理は、PETフィルムの表面に5Aの強度でコロナ処理を実施することで行った。
次いで、得られた試験用テープを25mm幅に切断した後、試験テープの水溶性フィルム面をシリコンウェハのミラー面に温度23℃で貼合した。この貼合は、シリコンウェハ上に試験テープを重ねて、試験テープの表面に2kgの荷重のゴムローラを3往復させて行った。貼合直後と、貼合後に温度23℃、湿度50RH%の環境に1時間放置した後との、水溶性フィルム/ウェハ間の最大剥離力を、ストログラフVG1F(商品名、東洋精機社製)を用いて、23℃、剥離角180°、剥離速度300mm/minの条件で、それぞれ測定した。上記条件以外の条件は日本産業規格(JIS) Z 0237:2009に準拠した。
貼合直後の最大剥離力(N/25mm)と貼合後1時間放置した後の最大剥離力(N/25mm)とについて、下記評価基準に基づいて、評価した。
- 評価基準 -
○:貼合直後の最大剥離力及び貼合後1時間放置した後の最大剥離力がいずれも1N/25mmを超える
△:貼合後1時間放置した後の最大剥離力が1N/25mmを超える
×:貼合後1時間放置した後の最大剥離力が1N/25mm以下、またはウェハから部分的に水溶性フィルムが剥離する
各実施例及び比較例で得られた各半導体加工用テープからPETフィルムを剥離し、水溶性フィルムの面をシリコンウェハのミラー面に温度23℃で貼合した。この貼合は、シリコンウェハ上に半導体加工用テープを重ねて、半導体加工用テープの表面に2kgの荷重のゴムローラを3往復させて行った。その後、表面保護テープを剥離して露出させた水溶性フィルムを、レーザーダイサーDFL7160(商品名、ディスコ製)を用いて、切断して溝を形成した。レーザーグルービング条件は、出力1W、周波数100Hz、加工速度50mm/secとし、溝幅を10μmとした。水溶性フィルムを切断した後のウェハ部分(ウェハの露出部分)を顕微鏡にて観測して、形成された溝について、溝の長さ100μm間隔で表層から深さ1μmの位置での溝幅を10点実測した。実測幅10点の平均値を求めて、下記評価基準に基づいて、評価した。
本試験は、レーザーグルービング工程における水溶性フィルムの変形防止特性(寸法精度に優れた半導体チップを製造可能とする特性)を評価するグルービング耐性(耐熱性)試験であって、具体的には、レーザー照射の熱によって水溶性フィルムが軟化又は溶融せずに溝内(ウェハの露出部分)に流れ落ちず、プラズマエッチングによって所定サイズの半導体チップに個片化できる特性を評価する試験である。
- 評価基準 -
○:形成された溝の実測幅が、溝形成幅10μmに対して、80~120%の範囲内
△:形成された溝の実測幅が、溝形成幅10μmに対して、60~140%の範囲内(ただし、90~110%の範囲内を除く)
×:形成された溝の実測幅が、溝形成幅10μmに対して、60%未満又は140%を超える
上記<試験4:溝形成試験A(レーザーグルービング耐性試験)>において、評価が「×」であった水溶性フィルム付きウェハを用いて、ブレードグルービングにより、水溶性フィルムを切断して、溝を形成した。水溶性フィルムを切断した後のウェハ部分(ウェハの露出部分)を顕微鏡にて観測して、形成された溝について、溝の長さ100μm間隔で表層から深さ1μmの位置での溝幅を10点実測した。実測幅10点の平均値を求めて、下記評価基準に基づいて、評価した。
本試験は、ブレードグルービング工程における水溶性フィルムの変形防止特性(寸法精度に優れた半導体チップを製造可能とする特性)を評価するグルービング耐性(耐熱性)試験であって、具体的には、ブレードによって水溶性フィルムの溝内(ウェハの露出部分)への侵入を抑制し、プラズマエッチングによって所定サイズの半導体チップに個片化できる特性を評価する試験である。
- 評価基準 -
○:形成された溝の実測幅が、溝形成幅10μmに対して、80~120%の範囲内
△:形成された溝の実測幅が、溝形成幅10μmに対して、60~140%の範囲内(ただし、90~110%の範囲内を除く)
×:形成された溝の実測幅が、溝形成幅10μmに対して、60%未満又は140%を超える
各実施例及び比較例で得られた各半導体加工用テープからPETフィルムを剥離し、水溶性フィルムの面をシリコンウェハのミラー面に温度23℃で貼合した。この貼合は、シリコンウェハ上に半導体加工用テープを重ねて、半導体加工用テープの表面に2kgの荷重のゴムローラを3往復させて行った。その後、表面保護テープを水溶性フィルムから剥離した。次いで、水溶性フィルムを有するシリコンウェハをスピンコーター(型番:アクティブ社製)にセットして、回転数200rpm、水温23℃の純水を水量100mL/minで2min間に亘ってかけた。こうして水洗した後に、水溶性フィルムがシリコンウェハ上に残存するかを目視にて確認して、下記評価基準に基づいて、評価した。
なお、本試験の評価基準における「糊」とは水溶性フィルムが水で膨潤して形成された塊状物をいう。
- 評価基準 -
○:水溶性フィルムが溶解して糊残りなし
△:水溶性フィルムの糊残りが半導体チップとして許容可能な程度に軽微であった
×:水溶性フィルムの糊残りが半導体チップとして許容可能な量を超える、又はスピンコーターの排水溝(径40mm)が水溶性フィルムで詰まるほど溶解しない
本試験は、バックグラインド工程において半導体加工用テープの水溶性フィルムが過度に溶出等しない特性であって水溶性フィルムの望ましい特性を評価する試験(参考試験)である。
各実施例及び比較例で得られた各半導体加工用テープからPETフィルムを剥離し、水溶性フィルムの面を直径8インチのシリコンウェハ(厚さ0.6mm)のミラー面に温度23℃で貼合した。なお、貼合は、シリコンウェハ上に試験テープを重ねて、試験テープの表面に2kgの荷重のゴムローラを3往復させて行った。その後、グラインダーDGP8760(商品名、ディスコ社製)にセットして、シリコンウェハの裏面を、シリコンウェハの厚さが50μmとなるまで研削した。得られたシリコンウェハの研削面に、ダイシングテープUC-334EP-110(商品名、古河電気工業社製)を温度23℃で貼合した後、表面保護テープを剥離して水溶性フィルムを露出させ、ウェハエッジ部分を観察して、研削水の浸入度合いを確認した。浸入度合いは、水溶性フィルムの端面から溶出して形成された凹部の端面からの最大深さ(最大浸食量)として、測定した。評価は、水溶性フィルムの剥密着状態、又は侵入度合いについて、下記評価基準に基づいて、行った。
- 評価基準 -
○:侵入度合いが200μm以下
△:侵入度合いが200μmを超えて、1mm以下
×:侵入度合いが1mm以上、又は水溶性フィルムがシリコンウェハから剥離した
(重量平均)分子量を満たさない高分子化合物及び/又は低分子化合物を含有する水溶性フィルムを備えた比較例の半導体加工用テープは、グルービング耐性と、半導体ウェハに対する密着性又は水洗除去性とを両立できず、プラズマダイシング工程を含む半導体チップの製造方法に適用することができない。
これに対して、(重量平均)分子量を満たす高分子化合物及び低分子化合物を含有する水溶性フィルムを備えた実施例の半導体加工用テープは、グルービング耐性(溝形成試験A又は溝形成試験Bの一方)、半導体ウェハに対する密着性及び水洗除去性を鼎立できる。そのため、実施例の半導体加工用テープは、グルービング耐性とウェハ密着性とを両立しながらも、非加熱水での水洗除去を可能とする高い水洗除去性を示す。よって、実施例の半導体加工用テープは、バックグラインド工程において半導体ウェハの回路面を保護できるうえ、グルービング工程及びプラズマダイシング工程を簡便に行うことができ、プラズマダイシング工程を含む半導体チップの製造方法に好適に用いられる。これらの半導体加工用テープは、プラズマダイシング工程を含む半導体チップの製造方法に用いることにより、チッピングのない高い寸法精度を有する半導体チップの簡便な製造を可能とすることが分かる。
1A 回路面
1B 裏面
2 半導体チップ
3 半導体加工用テープ
4 表面保護テープ
4A 基材フィルム
4B 粘着剤層
5 水溶性フィルム
6 レーザー光照射手段
7 レーザー光
8 溝
9 非加熱水
10 プラズマエッチング装置
10A プラズマ
11 ダイシングテープ
11A 基材フィルム
11B 粘着剤層
12 リングフレーム
15 ピン
16 コレット
Claims (7)
- 重量平均分子量が20万以上の高分子化合物、及び分子量が800以下の水溶性低分子重合体を含有する水溶性フィルムと、半導体ウェハの回路面を保護する表面保護テープとを積層したプラズマダイシング法に用いられる半導体加工用テープ。
- 前記水溶性フィルムの、波長355nmの電磁波に対する吸光度が30%以上である、請求項1に記載の半導体加工用テープ。
- 前記水溶性フィルムと前記表面保護テープとの間の剥離力が1N/25mm以下である、請求項1又は2に記載の半導体加工用テープ。
- 前記水溶性フィルムの厚さが20μm以下である、請求項1~3のいずれか1項に記載の半導体加工用テープ。
- 前記水溶性フィルムにおける、前記高分子化合物の含有量を100質量部としたときに、前記水溶性低分子重合体の含有量が10~100質量部である、請求項1~4のいずれか1項に記載の半導体加工用テープ。
- 請求項1~5のいずれか1項に記載の半導体加工用テープにおける前記水溶性フィルムを半導体ウェハの回路面に非加熱下で貼合した前記半導体ウェハの裏面を研削する工程(a)と、
前記半導体ウェハを、リングフレームを介して、ダイシングテープに支持固定する工程(b)と、
前記半導体加工用テープにおける表面保護テープを前記水溶性フィルムから剥離して、水溶性フィルムを露出させる工程(c)と、
前記半導体ウェハの切断予定領域に沿って前記水溶性フィルムを切断して、溝を設ける工程(d)と、
切断された前記水溶性フィルム側から前記半導体ウェハをプラズマ処理して、前記半導体ウェハを個片化する工程(e)と、
切断された前記水溶性フィルムを、非加熱水で洗浄して、溶解、除去する工程(f)と、
を有する、半導体チップの製造方法。 - 前記工程(d)が、レーザー照射により前記水溶性フィルムを切断する工程である、請求項6に記載の半導体チップの製造方法。
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