JP7667137B2 - 半導体装置製造用シート及びフィルム状接着剤付き半導体チップの製造方法 - Google Patents

半導体装置製造用シート及びフィルム状接着剤付き半導体チップの製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、半導体装置製造用シート及びフィルム状接着剤付き半導体チップの製造方法に関する。
本願は、2020年3月27日に日本に出願された特願2020-058734号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
半導体装置の製造時には、半導体チップと、その裏面に設けられたフィルム状接着剤と、を備えたフィルム状接着剤付き半導体チップが使用される。
フィルム状接着剤付き半導体チップの製造方法の一例としては、例えば、以下に示すものが挙げられる。
まず、半導体ウエハの裏面にダイシングダイボンディングシートを貼付する。
ダイシングダイボンディングシートとしては、例えば、支持シートと、前記支持シートの面上に設けられたフィルム状接着剤と、を備えたものが挙げられる。支持シートは、ダイシングシートとして利用可能となっている。支持シートとしては、例えば、基材と、前記基材の一方の面上に設けられた粘着剤層と、を備えたもの;基材のみからなるもの等、構成の異なるものが複数種存在する。粘着剤層を備えた支持シートは、その粘着剤層側の最表面が、フィルム状接着剤が設けられる面となる。ダイシングダイボンディングシートは、その中のフィルム状接着剤によって、半導体ウエハの裏面に貼付される。
次いで、ブレードダイシングによって、支持シート上の半導体ウエハとフィルム状接着剤をともに切断する。半導体ウエハの「切断」は「分割」とも称され、これにより半導体ウエハは目的とする半導体チップへと個片化される。フィルム状接着剤は、半導体チップの外周に沿って切断される。これにより、半導体チップと、その裏面に設けられた切断後のフィルム状接着剤と、を備えたフィルム状接着剤付き半導体チップが得られるとともに、支持シート上で、複数個のこれらフィルム状接着剤付き半導体チップが整列した状態で保持され、フィルム状接着剤付き半導体チップ群が得られる。
次いで、フィルム状接着剤付き半導体チップを、支持シートから引き離して、ピックアップする。硬化性の粘着剤層を備えた支持シートを用いた場合には、このとき、粘着剤層を硬化させて粘着性を低下させておくことで、ピックアップが容易となる。
以上により、半導体装置の製造に使用するフィルム状接着剤付き半導体チップが得られる。
フィルム状接着剤付き半導体チップの製造方法の他の例としては、例えば、以下に示すものが挙げられる。
まず、半導体ウエハの回路形成面に、バックグラインドテープ(「表面保護テープ」と称することもある)を貼付する。
次いで、半導体ウエハの内部において、分割予定箇所を設定し、この箇所に含まれる領域を焦点として、この焦点に集束するように、レーザー光を照射することにより、半導体ウエハの内部に改質層を形成する。次いで、グラインダーを用いて、半導体ウエハの裏面を研削することにより、半導体ウエハの厚さを目的とする値に調節する。このときの半導体ウエハに加えられる研削時の力を利用することによって、改質層の形成部位において、半導体ウエハを分割(個片化)し、複数個の半導体チップを作製する。このように改質層の形成を伴う半導体ウエハの分割方法は、ステルスダイシング(登録商標)と呼ばれており、半導体ウエハにレーザー光を照射することにより、照射部位の半導体ウエハを削り取りながら、半導体ウエハをその表面から切断していくレーザーダイシングとは、本質的に全く異なる。
次いで、バックグラインドテープ上で固定化されているこれらすべての半導体チップの、上述の研削を行った面(換言すると研削面)に、1枚のダイボンディングシートを貼付する。ダイボンディングシートとしては、上記のダイシングダイボンディングシートと同様のものが挙げられる。ダイボンディングシートは、このように、半導体ウエハのダイシング時には使用しないだけで、ダイシングダイボンディングシートと同様の構成を有するように設計することが可能な場合がある。ダイボンディングシートも、その中のフィルム状接着剤によって、半導体チップの裏面に貼付される。
次いで、半導体チップからバックグラインドテープを取り除いた後、ダイボンディングシートを、冷却しながらその表面(例えば、フィルム状接着剤の半導体チップへの貼付面)に対して平行な方向に引き伸ばす、いわゆるエキスパンド(クールエキスパンド)を行うことにより、フィルム状接着剤を半導体チップの外周に沿って切断する。
以上により、半導体チップと、その裏面に設けられた切断後のフィルム状接着剤と、を備えたフィルム状接着剤付き半導体チップが得られる。
次いで、上記のブレードダイシングを採用した場合と同様に、フィルム状接着剤付き半導体チップを、支持シートから引き離して、ピックアップすることにより、半導体装置の製造に使用するフィルム状接着剤付き半導体チップが得られる。
ダイシングダイボンディングシート及びダイボンディングシートは、いずれも、フィルム状接着剤付き半導体チップの製造のために使用でき、最終的には、目的とする半導体装置の製造を可能とする。本明細書においては、ダイシングダイボンディングシート及びダイボンディングシートを包括して、「半導体装置製造用シート」と称する。
半導体装置製造用シートとしては、例えば、基材層(前記支持シートに相当)と接着剤層(前記フィルム状接着剤に相当)が直接接触して積層された構成を有するダイシングダイボンディングテープ(前記ダイシングダイボンディングシートに相当)が開示されている(特許文献1参照)。このダイシングダイボンディングテープにおいては、基材層及び接着剤層の-15℃での90度剥離力が特定範囲に調節されているため、エキスパンドによって接着剤層を精度よく分断できる、とされている。また、基材層及び接着剤層の23℃での90度剥離力が特定範囲に調節されているため、このダイシングダイボンディングテープを用いた場合に、接着剤層付きの半導体チップ(前記フィルム状接着剤付き半導体チップに相当)を困難無くピックアップでき、かつピックアップまでの過程で、半導体ウエハ及び半導体チップの接着剤層からの剥離を抑制できる、とされている。
一方、ピックアップ後の半導体チップは、例えば、フィルム状接着剤によって回路を有する基板の回路面にダイボンディングされ、ワイヤボンディングされた後、全体が樹脂により封止される。
このようにして得られた半導体パッケージを用いて、最終的には、目的とする半導体装置が製造される。
また、特許文献2には、ダイシングシート付き接着フィルムが所定の間隔をおいてカバーフィルムに積層された半導体装置用フィルム(前記ダイシングダイボンディングシートに相当)が開示されている。ここには、静電気の発生やそれによる半導体ウエハ等の帯電で回路が破壊されること等を防止する目的で、基材、粘着剤層又は接着フィルムに帯電防止剤や導電性物質を添加することができると記載されている。
日本国特開2018-56289号公報 日本国特開2012-59768号公報
しかし、特許文献1で開示されているダイシングダイボンディングテープは、ステルスダイシング(登録商標)へ適用するのには適しているものの、ブレードダイシングを適用するのには、適していなかった。このダイシングダイボンディングテープを用いて、ブレードダイシングを行うと、基材層からヒゲ状の切削屑(当該分野においては、「ウイスカ(Whisker)」等と称することもある)が発生し易く、半導体ウエハを分割するに際しての分割適性が劣っていた。
また、静電気の発生を防止する目的で、フィルム状接着剤に帯電防止剤を用いると、前記フィルム状接着剤を用いて得られた半導体パッケージの信頼性が損なわれることがあった。
本発明は、半導体ウエハの分割適性に優れ、かつ、フィルム状接着剤に帯電防止剤を含有し、フィルム状接着剤を用いて得られた半導体パッケージの信頼性に優れた半導体装置製造用シート、及びこれを用いるフィルム状接着剤付き半導体チップの製造方法を提供することを目的とする。
本発明は以下の態様を有する。
[1]基材と、粘着剤層と、中間層と、フィルム状接着剤とを備え、
前記基材上に、前記粘着剤層、前記中間層及び前記フィルム状接着剤がこの順に積層されて構成されており、
前記フィルム状接着剤は帯電防止剤を含有し、前記フィルム状接着剤の総質量に対する前記帯電防止剤の含有量の割合が3質量%以下であり、
前記中間層が、重量平均分子量が100000以下の非ケイ素系樹脂を主成分として含有し、
前記フィルム状接着剤の前記中間層側の表面の表面抵抗率が1×1013Ω以下である、半導体装置製造用シート。
[2]前記中間層の、前記フィルム状接着剤側の面について、X線光電子分光法によって分析を行ったとき、炭素、酸素、窒素及びケイ素の合計濃度に対するケイ素の濃度の割合が、1~20%となる、[1]に記載の半導体装置製造用シート。
[3]前記中間層が、前記非ケイ素系樹脂である、エチレン酢酸ビニル共重合体又はポリオレフィンを含有する、[1]又は[2]に記載の半導体装置製造用シート。
[4]前記中間層が、前記非ケイ素系樹脂であるエチレン酢酸ビニル共重合体を含有し、
前記エチレン酢酸ビニル共重合体において、全ての構成単位の合計質量に対する、酢酸ビニルから誘導された構成単位の質量の割合が、10~40質量%である、[3]に記載の半導体装置製造用シート。
[5]前記中間層が、前記非ケイ素系樹脂であるエチレン酢酸ビニル共重合体と、シロキサン系化合物と、を含有し、
前記中間層において、前記中間層の総質量に対する、前記エチレン酢酸ビニル共重合体の含有量の割合が、90~99.99質量%であり、
前記中間層において、前記中間層の総質量に対する、前記シロキサン系化合物の含有量の割合が、0.01~10質量%である、[4]に記載の半導体装置製造用シート。
[6][1]~[5]のいずれか一項に記載の半導体装置製造用シートの前記フィルム状接着剤の露出面に半導体ウエハの裏面を貼付して、前記基材、前記粘着剤層、前記中間層、前記フィルム状接着剤及び前記半導体ウエハがこの順に積層されて構成された積層物を得る工程と、
前記半導体ウエハを分割するとともに、前記フィルム状接着剤を切断して、フィルム状接着剤付き半導体チップを得る工程と、
前記基材、前記粘着剤層及び前記中間層から、前記フィルム状接着剤付き半導体チップを引き離して、ピックアップする工程と、を含む、フィルム状接着剤付き半導体チップの製造方法。
[7][1]~[5]のいずれか一項に記載の半導体装置製造用シートの前記フィルム状接着剤の露出面に、複数個の前記半導体チップが整列した状態の半導体チップ群の裏面を貼付して、前記基材、前記粘着剤層、前記中間層、前記フィルム状接着剤及び前記半導体チップ群がこの順に積層されて構成された積層物を得る工程と、
前記フィルム状接着剤を切断して、フィルム状接着剤付き半導体チップを得る工程と、
前記基材、前記粘着剤層及び前記中間層から、前記フィルム状接着剤付き半導体チップを引き離して、ピックアップする工程と、を含む、フィルム状接着剤付き半導体チップの製造方法。
本発明によれば、半導体ウエハの分割適性に優れ、かつ、フィルム状接着剤に帯電防止剤を含有し、パッケージの信頼性に優れた半導体装置製造用シート、及びこれを用いるフィルム状接着剤付き半導体チップの製造方法が提供される。
本発明の一実施形態に係る半導体装置製造用シートを模式的に示す断面図である。 図1に示す半導体装置製造用シートの平面図である。 本発明の一実施形態に係る半導体装置製造用シートの使用方法の一例を、模式的に説明するための断面図である。 本発明の一実施形態に係る半導体装置製造用シートの使用方法の一例を、模式的に説明するための断面図である。 本発明の一実施形態に係る半導体装置製造用シートの使用方法の一例を、模式的に説明するための断面図である。 半導体チップの製造方法の一例を、模式的に説明するための断面図である。 半導体チップの製造方法の一例を、模式的に説明するための断面図である。 半導体チップの製造方法の一例を、模式的に説明するための断面図である。 本発明の一実施形態に係る半導体装置製造用シートの使用方法の他の例を、模式的に説明するための断面図である。 本発明の一実施形態に係る半導体装置製造用シートの使用方法の他の例を、模式的に説明するための断面図である。 本発明の一実施形態に係る半導体装置製造用シートの使用方法の他の例を、模式的に説明するための断面図である。
◇半導体装置製造用シート
本発明の一実施形態に係る半導体装置製造用シートは、基材と、粘着剤層と、中間層と、フィルム状接着剤とを備え、前記基材上に、前記粘着剤層、前記中間層及び前記フィルム状接着剤がこの順に積層されて構成されており、前記フィルム状接着剤は帯電防止剤を含有し、前記フィルム状接着剤の総質量に対する前記帯電防止剤の含有量の割合が3質量%以下であり、前記中間層が、重量平均分子量が100000以下の非ケイ素系樹脂を主成分として含有し、前記フィルム状接着剤の前記中間層側の表面の表面抵抗率が1×1013Ω以下である。
本実施形態の半導体装置製造用シートをダイシングダイボンディングシートとして用い、ブレードダイシングを行った場合には、前記半導体装置製造用シートが前記中間層を備えていることで、ブレードが基材や粘着剤層に到達することを容易に回避でき、基材や粘着剤層からのヒゲ状の切削屑(別名:ウイスカ(Whisker)、以下、基材や粘着剤層に由来するものに限らず、単に「切削屑」と称することがある)の発生を抑制できる。そして、ブレードによって切断される前記中間層の主成分が、重量平均分子量が100000以下の非ケイ素系樹脂であること、特に、重量平均分子量が100000以下であることによって、中間層からの前記切削屑の発生も抑制できる。
一方、本実施形態の半導体装置製造用シートをダイボンディングシートとして用い、半導体ウエハでの改質層の形成を伴うダイシング(ステルスダイシング(登録商標))を行った場合には、前記半導体装置製造用シートが前記中間層を備えていることで、引き続き半導体装置製造用シートを、その表面(例えば、フィルム状接着剤の半導体チップへの貼付面)に対して平行な方向に引き伸ばす、いわゆるエキスパンドを行うことによって、フィルム状接着剤が目的とする箇所で精度よく切断され、切断不良を抑制できる。これは、中間層を備えることで、エキスパンドの応力をチップ間距離拡張に効率よく利用できるためと考えられる。
このように、本実施形態の半導体装置製造用シートは、ブレードダイシング時には、基材及び中間層からの切削屑の発生を抑制し、前記エキスパンド時には、フィルム状接着剤の切断不良を抑制するのであり、半導体ウエハの分割時に不具合の発生を抑制する特性を有しており、半導体ウエハの分割適性に優れる。
本実施形態の半導体装置製造用シートにおいて、前記フィルム状接着剤は帯電防止剤を含有し、前記フィルム状接着剤の前記中間層側の表面の表面抵抗率を1×1013Ω以下にすることができ、静電気の発生やそれによる半導体ウエハ等の帯電で回路が破壊されることを防止できる。また、本実施形態の半導体装置製造用シートは、前記フィルム状接着剤の総質量に対する前記帯電防止剤の含有量の割合が3質量%以下であることで、フィルム状接着剤を用いて得られた半導体パッケージの信頼性、特に、半導体チップの上にさらに半導体チップが積層されたチップ/チップ形式の半導体パッケージの信頼性が優れる。
前記フィルム状接着剤の前記中間層側の表面の表面抵抗率は、1×1013Ω以下であり、5×1011Ω以上1×1013Ω以下であることが好ましく、1×1012Ω以上8×1012Ω以下であることがより好ましい。
前記フィルム状接着剤に含まれる帯電防止剤としては、例えば、炭素材料、イオン性材料、金属微粒子、金属酸化物、金属フィラー、及び界面活性剤が挙げられる。
本実施形態の効果をより発現する観点から、帯電防止剤は、炭素材料及びイオン性材料からなる群から選択される少なくとも1種を含むことが好ましい。
炭素材料としては、例えば、カーボンナノチューブ、カーボンナノファイバー、グラフェン、カーボンブラック、ミルド炭素繊維、及び黒鉛等が挙げられる。これらの材料は市販品を利用してもよい。
これらの炭素材料は、1種を単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。
炭素材料は、カーボンナノチューブ、グラフェン、及びカーボンブラックからなる群から選択される少なくとも1種であることが好ましい。
イオン性材料は、イオン性液体、及びイオンポリマーからなる群から選択される少なくとも1種であることが好ましい。
前記フィルム状接着剤の総質量に対する前記帯電防止剤の含有量の割合は3質量%以下であり、0.1質量%以上3.0質量%以下であってもよく、0.2質量%以上3.0質量%以下であってもよく、0.3質量%以上3.0質量%以下であってもよく、0.4質量%以上3.0質量%以下であってもよく、0.5質量%以上2.9質量%以下であってもよい。
本明細書において、「重量平均分子量」とは、特に断りのない限り、ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー(GPC)法により測定されるポリスチレン換算値である。
本実施形態の半導体装置製造用シートの使用方法については、後ほど詳しく説明する。
以下、図面を参照しながら、本実施形態の半導体装置製造用シートについて詳細に説明する。なお、以下の説明で用いる図は、本発明の特徴を分かり易くするために、便宜上、要部となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率等が実際と同じであるとは限らない。
図1は、本発明の一実施形態に係る半導体装置製造用シートを模式的に示す断面図であり、図2は、図1に示す半導体装置製造用シートの平面図である。
なお、図2以降の図において、既に説明済みの図に示すものと同じ構成要素には、その説明済みの図の場合と同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。
ここに示す半導体装置製造用シート101は、基材11を備え、基材11上に、粘着剤層12、中間層13及びフィルム状接着剤14がこの順に積層されて、構成されている。半導体装置製造用シート101は、さらに、フィルム状接着剤14の中間層13が設けられている側とは反対側の面(以下、「第1面」と称することがある)14a上に、剥離フィルム15を備えている。
半導体装置製造用シート101においては、基材11の一方の面(本明細書においては、「第1面」と称することがある)11a上に、粘着剤層12が設けられる。粘着剤層12の基材11が設けられている側とは反対側の面(本明細書においては、「第1面」と称することがある)12a上に、中間層13が設けられる。中間層13の粘着剤層12が設けられている側とは反対側の面(本明細書においては、「第1面」と称することがある)13a上に、フィルム状接着剤14が設けられる。フィルム状接着剤14の第1面14a上に、剥離フィルム15が設けられている。このように、半導体装置製造用シート101は、基材11、粘着剤層12、中間層13及びフィルム状接着剤14がこの順に、これらの厚さ方向において積層されて構成されている。
半導体装置製造用シート101は、剥離フィルム15が取り除かれた状態で、その中のフィルム状接着剤14の第1面14aが、半導体ウエハ、半導体チップ、又は、完全には分割されていない半導体ウエハ(図示略)の裏面に貼付されて、使用される。
本明細書においては、半導体ウエハ及び半導体チップのいずれの場合も、その回路が形成されている側の面を「回路形成面」と称し、回路形成面とは反対側の面を「裏面」と称する。
本明細書においては、基材及び粘着剤層が、これらの厚さ方向において積層され、かつ中間層が積層されていない構成を有する積層物を「支持シート」と称することがある。図1においては、符号1を付して支持シートを示している。
また、基材、粘着剤層及び中間層がこの順に、これらの厚さ方向において積層された構成を有する積層物を、「積層シート」と称することがある。図1においては、符号10を付して積層シートを示している。前記支持シート及び中間層の積層物は、前記積層シートに含まれる。
中間層13及びフィルム状接着剤14を、これらの上方から見下ろして平面視したときの平面形状は、いずれも円形状であり、中間層13の直径とフィルム状接着剤14の直径は同じである。
そして、半導体装置製造用シート101において、中間層13及びフィルム状接着剤14は、これらの中心が一致するように、換言すると、中間層13及びフィルム状接着剤14の外周の位置が、これらの径方向においていずれも一致するように、配置されている。
中間層13の第1面13aと、フィルム状接着剤14の第1面14aは、いずれも、粘着剤層12の第1面12aよりも面積が小さくなっている。そして、中間層13の幅W13の最大値(すなわち直径)と、フィルム状接着剤14の幅W14の最大値(すなわち直径)は、いずれも、粘着剤層12の幅の最大値と、基材11の幅の最大値よりも小さくなっている。したがって、半導体装置製造用シート101において、粘着剤層12の第1面12aの一部は、中間層13及びフィルム状接着剤14によって覆われていない。このような、粘着剤層12の第1面12aにおける、中間層13及びフィルム状接着剤14が積層されていない領域には、剥離フィルム15が直接接触して積層されており、剥離フィルム15が取り除かれた状態では、この領域は露出している(以下、本明細書においては、この領域を「非積層領域」と称することがある)。
なお、剥離フィルム15を備えた半導体装置製造用シート101においては、粘着剤層12の、中間層13及びフィルム状接着剤14によって覆われていない領域には、ここに示すように、剥離フィルム15が積層されていない領域があってもよいし、なくてもよい。
フィルム状接着剤14が未切断であり、かつフィルム状接着剤14によって上述の半導体ウエハ又は半導体チップ等に貼付された状態の半導体装置製造用シート101は、その中の粘着剤層12における前記非積層領域の一部を、半導体ウエハ固定用のリングフレーム等の治具に貼付することで、固定できる。したがって、半導体装置製造用シート101を前記治具に固定するための治具用接着剤層を、半導体装置製造用シート101に別途設ける必要がない。そして、治具用接着剤層を設ける必要がないため、半導体装置製造用シート101を安価かつ効率的に製造できる。
このように、半導体装置製造用シート101は、治具用接着剤層を備えていないことにより、有利な効果を奏するが、治具用接着剤層を備えていてもよい。この場合、治具用接着剤層は、半導体装置製造用シート101を構成するいずれかの層の表面のうち、周縁部近傍の領域に設けられる。このような領域としては、粘着剤層12の第1面12aにおける前記非積層領域等が挙げられる。
治具用接着剤層は、公知のものでよく、例えば、接着剤成分を含有する単層構造であってもよいし、芯材となるシートの両面に接着剤成分を含有する層が積層された複数層構造であってもよい。
また、後述するように、半導体装置製造用シート101をその表面(例えば、粘着剤層12の第1面12a)に対して平行な方向に引き伸ばす、所謂エキスパンドを行うときには、粘着剤層12の第1面12aに前記非積層領域が存在することで、半導体装置製造用シート101を容易にエキスパンドできる。そして、フィルム状接着剤14を容易に切断できるだけでなく、中間層13及びフィルム状接着剤14の粘着剤層12からの剥離が抑制されることもある。
半導体装置製造用シート101においては、中間層13が、重量平均分子量が100000以下の非ケイ素系樹脂を主成分として含有する。
本実施形態の半導体装置製造用シートは、図1及び図2に示すものに限定されず、本発明の効果を損なわない範囲内において、図1及び図2に示すものにおいて一部の構成が変更、削除又は追加されたものであってもよい。
例えば、本実施形態の半導体装置製造用シートは、基材と、粘着剤層と、中間層と、フィルム状接着剤と、剥離フィルムと、治具用接着剤層と、のいずれにも該当しない、他の層を備えていてもよい。ただし、本実施形態の半導体装置製造用シートは、図1に示すように、粘着剤層を基材に直接接触した状態で備え、中間層を粘着剤層に直接接触した状態で備え、フィルム状接着剤を中間層に直接接触した状態で備えていることが好ましい。
例えば、本実施形態の半導体装置製造用シートにおいて、中間層及びフィルム状接着剤の平面形状は、円形状以外の形状であってもよく、中間層及びフィルム状接着剤の平面形状は、互いに同一であってもよいし、異なっていてもよい。また、中間層の第1面の面積と、フィルム状接着剤の第1面の面積は、いずれも、これらよりも基材側の層の面(例えば、粘着剤層の第1面)の面積よりも小さいことが好ましく、互いに同一であってもよいし、異なっていてもよい。そして、中間層及びフィルム状接着剤の外周の位置は、これらの径方向においていずれも一致していてもよいし、一致していなくてもよい。
次に、本実施形態の半導体装置製造用シートを構成する各層について、より詳細に説明する。
○基材
前記基材は、シート状又はフィルム状である。
前記基材の構成材料は、各種樹脂であることが好ましく、具体的には、例えば、ポリエチレン(低密度ポリエチレン(LDPE)、直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)、高密度ポリエチレン(HDPE等))、ポリプロピレン(PP)、ポリブテン、ポリブタジエン、ポリメチルペンテン、スチレン・エチレンブチレン・スチレンブロック共重合体、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル共重合体、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリウレタン、ポリウレタンアクリレート、ポリイミド(PI)、アイオノマー樹脂、エチレン・(メタ)アクリル酸共重合体、エチレン・(メタ)アクリル酸エステル共重合体、エチレン・(メタ)アクリル酸共重合体及びエチレン・(メタ)アクリル酸エステル共重合体以外のエチレン共重合体、ポリスチレン、ポリカーボネート、フッ素樹脂、これらのいずれかの樹脂の水添加物、変性物、架橋物又は共重合物等が挙げられる。
なお、本明細書において、「(メタ)アクリル酸」とは、「アクリル酸」及び「メタクリル酸」の両方を包含する概念とする。(メタ)アクリル酸と類似の用語につても同様であり、例えば、「(メタ)アクリレート」とは、「アクリレート」及び「メタクリレート」の両方を包含する概念であり、「(メタ)アクリロイル基」とは、「アクリロイル基」及び「メタクリロイル基」の両方を包含する概念である。
基材を構成する樹脂は、1種のみであってもよいし、2種以上であってもよく、2種以上である場合、それらの組み合わせ及び比率は任意に選択できる。
基材は1層(単層)からなるものでもあってよいし、2層以上の複数層からなるものであってもよい。基材が複数層からなる場合、これら複数層は互いに同一でも異なっていてもよく、これら複数層の組み合わせは、本発明の効果を損なわない限り、特に限定されない。
本明細書においては、基材の場合に限らず、「複数層が互いに同一でも異なっていてもよい」とは、「すべての層が同一であってもよいし、すべての層が異なっていてもよいし、一部の層のみが同一であってもよい」ことを意味し、さらに「複数層が互いに異なる」とは、「各層の構成材料及び厚さの少なくとも一方が互いに異なる」ことを意味する。
基材の厚さは、目的に応じて適宜選択できるが、50~300μmであることが好ましく、60~150μmであることがより好ましい。基材の厚さが前記下限値以上であることで、基材の構造がより安定化する。基材の厚さが前記上限値以下であることで、ブレードダイシング時と半導体装置製造用シートの前記エキスパンド時において、フィルム状接着剤をより容易に切断できる。
ここで、「基材の厚さ」とは、基材全体の厚さを意味し、例えば、複数層からなる基材の厚さとは、基材を構成するすべての層の合計の厚さを意味する。
本明細書において、「厚さ」は、特に断りの無い限り、無作為に選出された5箇所で厚さを測定した平均で表される値として、JIS K7130に準じて、定圧厚さ測定器を用いて取得できる。
基材は、その上に設けられる粘着剤層等の他の層との密着性を向上させるために、サンドブラスト処理、溶剤処理、エンボス加工処理等による凹凸化処理;コロナ放電処理、電子線照射処理、プラズマ処理、オゾン・紫外線照射処理、火炎処理、クロム酸処理、熱風処理等の酸化処理;等が表面に施されていてもよい。
基材の表面は、プライマー処理されていてもよい。
基材は、帯電防止コート層;ダイボンディングシートを重ね合わせて保存する際に、基材が他のシートに接着することや、基材が吸着テーブルに接着することを防止する層;等を有していてもよい。
基材は、前記樹脂等の主たる構成材料以外に、充填材、着色剤、帯電防止剤、酸化防止剤、有機滑剤、触媒、軟化剤(可塑剤)等の公知の各種添加剤を含有していてもよい。
基材の光学特性は、本発明の効果を損なわない範囲内において、特に限定されない。基材は、例えば、レーザー光又はエネルギー線を透過させるものであってよい。
基材は、公知の方法で製造できる。例えば、樹脂を含有する(樹脂を構成材料とする)基材は、前記樹脂又は前記樹脂を含有する樹脂組成物を成形することで製造できる。
○粘着剤層
前記粘着剤層は、シート状又はフィルム状であり、粘着剤を含有する。
粘着剤層は、前記粘着剤を含有する粘着剤組成物を用いて形成できる。例えば、粘着剤層の形成対象面に粘着剤組成物を塗工し、必要に応じて乾燥させることで、目的とする部位に粘着剤層を形成できる。
粘着剤層において、粘着剤層の総質量に対する、粘着剤層の1種又は2種以上の後述する含有成分の合計含有量の割合は、100質量%を超えない。
同様に、粘着剤組成物において、粘着剤組成物の総質量に対する、粘着剤組成物の1種又は2種以上の後述する含有成分の合計含有量の割合は、100質量%を超えない。
粘着剤組成物の塗工は、公知の方法で行えばよく、例えば、エアーナイフコーター、ブレードコーター、バーコーター、グラビアコーター、ロールコーター、ロールナイフコーター、カーテンコーター、ダイコーター、ナイフコーター、スクリーンコーター、マイヤーバーコーター、キスコーター等の各種コーターを用いる方法が挙げられる。
粘着剤組成物の乾燥条件は、特に限定されないが、粘着剤組成物は、後述する溶媒を含有している場合、加熱乾燥させることが好ましく、この場合、例えば、70~130℃で10秒~5分の条件で乾燥させることが好ましい。
前記粘着剤としては、例えば、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、ゴム系樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ系樹脂、ポリビニルエーテル、ポリカーボネート、エステル系樹脂等の粘着性樹脂が挙げられ、アクリル樹脂が好ましい。
なお、本明細書において、「粘着性樹脂」には、粘着性を有する樹脂と、接着性を有する樹脂と、の両方が包含される。例えば、前記粘着性樹脂には、樹脂自体が粘着性を有するものだけでなく、添加剤等の他の成分との併用により粘着性を示す樹脂や、熱又は水等のトリガーの存在によって接着性を示す樹脂等も含まれる。
粘着剤層は、硬化性及び非硬化性のいずれであってもよく、例えば、エネルギー線硬化性及び非エネルギー線硬化性のいずれであってもよい。硬化性の粘着剤層は、その硬化前及び硬化後での物性を、容易に調節できる。
本明細書において、「エネルギー線」とは、電磁波又は荷電粒子線の中でエネルギー量子を有するものを意味する。エネルギー線の例としては、紫外線、放射線、電子線等が挙げられる。紫外線は、例えば、紫外線源として高圧水銀ランプ、ヒュージョンランプ、キセノンランプ、ブラックライト又はLEDランプ等を用いることで照射できる。電子線は、電子線加速器等によって発生させたものを照射できる。
また、本明細書において、「エネルギー線硬化性」とは、エネルギー線を照射することにより硬化する性質を意味し、「非エネルギー線硬化性」とは、エネルギー線を照射しても硬化しない性質を意味する。
粘着剤層は1層(単層)からなるものであってもよいし、2層以上の複数層からなるものであってもよく、複数層からなる場合、これら複数層は、互いに同一でも異なっていてもよく、これら複数層の組み合わせは特に限定されない。
粘着剤層の厚さは1~100μmであることが好ましく、1~60μmであることがより好ましく、1~30μmであることが特に好ましい。
ここで、「粘着剤層の厚さ」とは、粘着剤層全体の厚さを意味し、例えば、複数層からなる粘着剤層の厚さとは、粘着剤層を構成するすべての層の合計の厚さを意味する。
粘着剤層の光学特性は、本発明の効果を損なわない範囲内において、特に限定されない。例えば、粘着剤層はエネルギー線を透過させるものであってもよい。
次に、前記粘着剤組成物について説明する。
下記粘着剤組成物は、例えば、下記の1種以上の成分を、含有量(質量%)の合計が100質量%を超えないように含有することができる。
<<粘着剤組成物>>
粘着剤層がエネルギー線硬化性である場合、エネルギー線硬化性粘着剤を含有する粘着剤組成物、すなわち、エネルギー線硬化性の粘着剤組成物としては、例えば、非エネルギー線硬化性の粘着性樹脂(I-1a)(以下、「粘着性樹脂(I-1a)」と略記することがある)と、エネルギー線硬化性化合物と、を含有する粘着剤組成物(I-1);非エネルギー線硬化性の粘着性樹脂(I-1a)の側鎖に不飽和基が導入されたエネルギー線硬化性の粘着性樹脂(I-2a)(以下、「粘着性樹脂(I-2a)」と略記することがある)を含有する粘着剤組成物(I-2);前記粘着性樹脂(I-2a)と、エネルギー線硬化性化合物と、を含有する粘着剤組成物(I-3)等が挙げられる。
<粘着剤組成物(I-1)>
前記粘着剤組成物(I-1)は、上述の様に、非エネルギー線硬化性の粘着性樹脂(I-1a)と、エネルギー線硬化性化合物と、を含有する。
[粘着性樹脂(I-1a)]
前記粘着性樹脂(I-1a)は、アクリル樹脂であることが好ましい。
前記アクリル樹脂としては、例えば、少なくとも(メタ)アクリル酸アルキルエステル由来の構成単位を有するアクリル重合体が挙げられる。
前記アクリル樹脂が有する構成単位は、1種のみであってもよいし、2種以上であってもよく、2種以上である場合、それらの組み合わせ及び比率は任意に選択できる。
粘着剤組成物(I-1)が含有する粘着性樹脂(I-1a)は、1種のみであってもよいし、2種以上であってもよく、2種以上である場合、それらの組み合わせ及び比率は任意に選択できる。
粘着剤組成物(I-1)において、粘着剤組成物(I-1)の総質量に対する、粘着性樹脂(I-1a)の含有量の割合は、5~99質量%であることが好ましく、10~95質量%であることがより好ましく、15~90質量%であることが特に好ましい。
[エネルギー線硬化性化合物]
粘着剤組成物(I-1)が含有する前記エネルギー線硬化性化合物としては、エネルギー線重合性不飽和基を有し、エネルギー線の照射により硬化可能なモノマー又はオリゴマーが挙げられる。
エネルギー線硬化性化合物のうち、モノマーとしては、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(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ヘキサ(メタ)アクリレート、1,4-ブチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,6-へキサンジオール(メタ)アクリレート等の多価(メタ)アクリレート;ウレタン(メタ)アクリレート;ポリエステル(メタ)アクリレート;ポリエーテル(メタ)アクリレート;エポキシ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
エネルギー線硬化性化合物のうち、オリゴマーとしては、例えば、上記で例示したモノマーが重合してなるオリゴマー等が挙げられる。
エネルギー線硬化性化合物は、分子量が比較的大きく、粘着剤層の貯蔵弾性率を低下させにくいという点では、ウレタン(メタ)アクリレート、ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマーが好ましい。
粘着剤組成物(I-1)が含有する前記エネルギー線硬化性化合物は、1種のみであってもよいし、2種以上であってもよく、2種以上である場合、それらの組み合わせ及び比率は任意に選択できる。
粘着剤組成物(I-1)において、粘着剤組成物(I-1)の総質量に対する、前記エネルギー線硬化性化合物の含有量の割合は、1~95質量%であることが好ましく、5~90質量%であることがより好ましく、10~85質量%であることが特に好ましい。
[架橋剤]
粘着性樹脂(I-1a)として、(メタ)アクリル酸アルキルエステル由来の構成単位以外に、さらに、官能基含有モノマー由来の構成単位を有する前記アクリル重合体を用いる場合、粘着剤組成物(I-1)は、さらに架橋剤を含有することが好ましい。
前記架橋剤は、例えば、前記官能基と反応して、粘着性樹脂(I-1a)同士を架橋する。
架橋剤としては、例えば、トリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、これらジイソシアネートのアダクト体等のイソシアネート系架橋剤(イソシアネート基を有する架橋剤);エチレングリコールグリシジルエーテル等のエポキシ系架橋剤(グリシジル基を有する架橋剤);ヘキサ[1-(2-メチル)-アジリジニル]トリフオスファトリアジン等のアジリジン系架橋剤(アジリジニル基を有する架橋剤);アルミニウムキレート等の金属キレート系架橋剤(金属キレート構造を有する架橋剤);イソシアヌレート系架橋剤(イソシアヌル酸骨格を有する架橋剤)等が挙げられる。
粘着剤の凝集力を向上させて粘着剤層の粘着力を向上させる点、及び入手が容易である等の点から、架橋剤はイソシアネート系架橋剤であることが好ましい。
粘着剤組成物(I-1)が含有する架橋剤は、1種のみであってもよいし、2種以上であってもよく、2種以上である場合、それらの組み合わせ及び比率は任意に選択できる。
架橋剤を用いる場合、前記粘着剤組成物(I-1)において、架橋剤の含有量は、粘着性樹脂(I-1a)の含有量100質量部に対して、0.01~50質量部であることが好ましく、0.1~20質量部であることがより好ましく、0.3~15質量部であることが特に好ましい。
[光重合開始剤]
粘着剤組成物(I-1)は、さらに光重合開始剤を含有していてもよい。光重合開始剤を含有する粘着剤組成物(I-1)は、紫外線等の比較的低エネルギーのエネルギー線を照射しても、十分に硬化反応が進行する。
前記光重合開始剤としては、例えば、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、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、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンゾイン安息香酸、ベンゾイン安息香酸メチル、ベンゾインジメチルケタール等のベンゾイン化合物;アセトフェノン、2-ヒドロキシ-2-メチル-1-フェニル-プロパン-1-オン、2,2-ジメトキシ-1,2-ジフェニルエタン-1-オン等のアセトフェノン化合物;ビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)フェニルフォスフィンオキサイド、2,4,6-トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキサイド等のアシルフォスフィンオキサイド化合物;ベンジルフェニルスルフィド、テトラメチルチウラムモノスルフィド等のスルフィド化合物;1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン等のα-ケトール化合物;アゾビスイソブチロニトリル等のアゾ化合物;チタノセン等のチタノセン化合物;チオキサントン等のチオキサントン化合物;パーオキサイド化合物;ジアセチル等のジケトン化合物;ベンジル;ジベンジル;ベンゾフェノン;2,4-ジエチルチオキサントン;1,2-ジフェニルメタン;2-ヒドロキシ-2-メチル-1-[4-(1-メチルビニル)フェニル]プロパノン;2-クロロアントラキノン等が挙げられる。
また、前記光重合開始剤としては、例えば、1-クロロアントラキノン等のキノン化合物;アミン等の光増感剤等を用いることもできる。
粘着剤組成物(I-1)が含有する光重合開始剤は、1種のみであってもよいし、2種以上であってもよく、2種以上である場合、それらの組み合わせ及び比率は任意に選択できる。
光重合開始剤を用いる場合、粘着剤組成物(I-1)において、光重合開始剤の含有量は、前記エネルギー線硬化性化合物の含有量100質量部に対して、0.01~20質量部であることが好ましく、0.03~10質量部であることがより好ましく、0.05~5質量部であることが特に好ましい。
[その他の添加剤]
粘着剤組成物(I-1)は、本発明の効果を損なわない範囲内において、上述のいずれの成分にも該当しない、その他の添加剤を含有していてもよい。
前記その他の添加剤としては、例えば、帯電防止剤、酸化防止剤、軟化剤(可塑剤)、充填材(フィラー)、防錆剤、着色剤(顔料、染料)、増感剤、粘着付与剤、反応遅延剤、架橋促進剤(触媒)等の公知の添加剤が挙げられる。
反応遅延剤とは、例えば、粘着剤組成物(I-1)中に混入している触媒の作用によって、保存中の粘着剤組成物(I-1)において、目的としない架橋反応が進行するのを抑制するための成分である。反応遅延剤としては、例えば、触媒に対するキレートによってキレート錯体を形成するものが挙げられ、より具体的には、1分子中にカルボニル基(-C(=O)-)を2個以上有するものが挙げられる。
粘着剤組成物(I-1)が含有するその他の添加剤は、1種のみであってもよいし、2種以上であってもよく、2種以上である場合、それらの組み合わせ及び比率は任意に選択できる。
粘着剤組成物(I-1)のその他の添加剤の含有量は特に限定されず、その種類に応じて適宜選択すればよい。
[溶媒]
粘着剤組成物(I-1)は、溶媒を含有していてもよい。粘着剤組成物(I-1)は、溶媒を含有していることで、塗工対象面への塗工適性が向上する。
前記溶媒は有機溶媒であることが好ましい。
<粘着剤組成物(I-2)>
前記粘着剤組成物(I-2)は、上述の様に、非エネルギー線硬化性の粘着性樹脂(I-1a)の側鎖に不飽和基が導入されたエネルギー線硬化性の粘着性樹脂(I-2a)を含有する。
[粘着性樹脂(I-2a)]
前記粘着性樹脂(I-2a)は、例えば、粘着性樹脂(I-1a)中の官能基に、エネルギー線重合性不飽和基を有する不飽和基含有化合物を反応させることで得られる。
前記不飽和基含有化合物は、前記エネルギー線重合性不飽和基以外に、さらに粘着性樹脂(I-1a)中の官能基と反応することで、粘着性樹脂(I-1a)と結合可能な基を有する化合物である。
前記エネルギー線重合性不飽和基としては、例えば、(メタ)アクリロイル基、ビニル基(エテニル基)、アリル基(2-プロペニル基)等が挙げられ、(メタ)アクリロイル基が好ましい。
粘着性樹脂(I-1a)中の官能基と結合可能な基としては、例えば、水酸基又はアミノ基と結合可能なイソシアネート基及びグリシジル基、並びにカルボキシ基又はエポキシ基と結合可能な水酸基及びアミノ基等が挙げられる。
前記不飽和基含有化合物としては、例えば、(メタ)アクリロイルオキシエチルイソシアネート、(メタ)アクリロイルイソシアネート、グリシジル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
粘着剤組成物(I-2)が含有する粘着性樹脂(I-2a)は、1種のみであってもよいし、2種以上であってもよく、2種以上である場合、それらの組み合わせ及び比率は任意に選択できる。
粘着剤組成物(I-2)において、粘着剤組成物(I-2)の総質量に対する、粘着性樹脂(I-2a)の含有量の割合は、5~99質量%であることが好ましく、10~95質量%であることがより好ましく、10~90質量%であることが特に好ましい。
[架橋剤]
粘着性樹脂(I-2a)として、例えば、粘着性樹脂(I-1a)におけるものと同様の、官能基含有モノマー由来の構成単位を有する前記アクリル重合体を用いる場合、粘着剤組成物(I-2)は、さらに架橋剤を含有していてもよい。
粘着剤組成物(I-2)における前記架橋剤としては、粘着剤組成物(I-1)における架橋剤と同じものが挙げられる。
粘着剤組成物(I-2)が含有する架橋剤は、1種のみであってもよいし、2種以上であってもよく、2種以上である場合、それらの組み合わせ及び比率は任意に選択できる。
架橋剤を用いる場合、前記粘着剤組成物(I-2)において、架橋剤の含有量は、粘着性樹脂(I-2a)の含有量100質量部に対して、0.01~50質量部であることが好ましく、0.1~20質量部であることがより好ましく、0.3~15質量部であることが特に好ましい。
[光重合開始剤]
粘着剤組成物(I-2)は、さらに光重合開始剤を含有していてもよい。光重合開始剤を含有する粘着剤組成物(I-2)は、紫外線等の比較的低エネルギーのエネルギー線を照射しても、十分に硬化反応が進行する。
粘着剤組成物(I-2)における前記光重合開始剤としては、粘着剤組成物(I-1)における光重合開始剤と同じものが挙げられる。
粘着剤組成物(I-2)が含有する光重合開始剤は、1種のみであってもよいし、2種以上であってもよく、2種以上である場合、それらの組み合わせ及び比率は任意に選択できる。
光重合開始剤を用いる場合、粘着剤組成物(I-2)において、光重合開始剤の含有量は、粘着性樹脂(I-2a)の含有量100質量部に対して、0.01~20質量部であることが好ましく、0.03~10質量部であることがより好ましく、0.05~5質量部であることが特に好ましい。
[その他の添加剤、溶媒]
粘着剤組成物(I-2)は、本発明の効果を損なわない範囲内において、上述のいずれの成分にも該当しない、その他の添加剤を含有していてもよい。
また、粘着剤組成物(I-2)は、粘着剤組成物(I-1)の場合と同様の目的で、溶媒を含有していてもよい。
粘着剤組成物(I-2)における、前記その他の添加剤及び溶媒としては、それぞれ、粘着剤組成物(I-1)における、その他の添加剤及び溶媒と同じものが挙げられる。
粘着剤組成物(I-2)が含有する、その他の添加剤及び溶媒は、それぞれ、1種のみであってもよいし、2種以上であってもよく、2種以上である場合、それらの組み合わせ及び比率は任意に選択できる。
粘着剤組成物(I-2)の、その他の添加剤及び溶媒の含有量は、それぞれ、特に限定されず、その種類に応じて適宜選択すればよい。
<粘着剤組成物(I-3)>
前記粘着剤組成物(I-3)は、上述の様に、前記粘着性樹脂(I-2a)と、エネルギー線硬化性化合物と、を含有する。
粘着剤組成物(I-3)において、粘着剤組成物(I-3)の総質量に対する、粘着性樹脂(I-2a)の含有量の割合は、5~99質量%であることが好ましく、10~95質量%であることがより好ましく、15~90質量%であることが特に好ましい。
[エネルギー線硬化性化合物]
粘着剤組成物(I-3)が含有する前記エネルギー線硬化性化合物としては、エネルギー線重合性不飽和基を有し、エネルギー線の照射により硬化可能なモノマー及びオリゴマーが挙げられ、粘着剤組成物(I-1)が含有するエネルギー線硬化性化合物と同じものが挙げられる。
粘着剤組成物(I-3)が含有する前記エネルギー線硬化性化合物は、1種のみであってもよいし、2種以上であってもよく、2種以上である場合、それらの組み合わせ及び比率は任意に選択できる。
前記粘着剤組成物(I-3)において、前記エネルギー線硬化性化合物の含有量は、粘着性樹脂(I-2a)の含有量100質量部に対して、0.01~300質量部であることが好ましく、0.03~200質量部であることがより好ましく、0.05~100質量部であることが特に好ましい。
[光重合開始剤]
粘着剤組成物(I-3)は、さらに光重合開始剤を含有していてもよい。光重合開始剤を含有する粘着剤組成物(I-3)は、紫外線等の比較的低エネルギーのエネルギー線を照射しても、十分に硬化反応が進行する。
粘着剤組成物(I-3)における前記光重合開始剤としては、粘着剤組成物(I-1)における光重合開始剤と同じものが挙げられる。
粘着剤組成物(I-3)が含有する光重合開始剤は、1種のみであってもよいし、2種以上であってもよく、2種以上である場合、それらの組み合わせ及び比率は任意に選択できる。
光重合開始剤を用いる場合、粘着剤組成物(I-3)において、光重合開始剤の含有量は、粘着性樹脂(I-2a)及び前記エネルギー線硬化性化合物の総含有量100質量部に対して、0.01~20質量部であることが好ましく、0.03~10質量部であることがより好ましく、0.05~5質量部であることが特に好ましい。
[その他の添加剤、溶媒]
粘着剤組成物(I-3)は、本発明の効果を損なわない範囲内において、上述のいずれの成分にも該当しない、その他の添加剤を含有していてもよい。
また、粘着剤組成物(I-3)は、粘着剤組成物(I-1)の場合と同様の目的で、溶媒を含有していてもよい。
粘着剤組成物(I-3)における、前記その他の添加剤及び溶媒としては、それぞれ、粘着剤組成物(I-1)における、その他の添加剤及び溶媒と同じものが挙げられる。
粘着剤組成物(I-3)が含有する、その他の添加剤及び溶媒は、それぞれ、1種のみであってもよいし、2種以上であってもよく、2種以上である場合、それらの組み合わせ及び比率は任意に選択できる。
粘着剤組成物(I-3)の、その他の添加剤及び溶媒の含有量は、それぞれ、特に限定されず、その種類に応じて適宜選択すればよい。
<粘着剤組成物(I-1)~(I-3)以外の粘着剤組成物>
ここまでは、粘着剤組成物(I-1)、粘着剤組成物(I-2)及び粘着剤組成物(I-3)について主に説明したが、これらの含有成分として説明したものは、これら3種の粘着剤組成物以外の全般的な粘着剤組成物(本明細書においては、「粘着剤組成物(I-1)~(I-3)以外の粘着剤組成物」と称する)でも、同様に用いることができる。
粘着剤組成物(I-1)~(I-3)以外の粘着剤組成物としては、エネルギー線硬化性の粘着剤組成物以外に、非エネルギー線硬化性の粘着剤組成物も挙げられる。
非エネルギー線硬化性の粘着剤組成物としては、例えば、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、ゴム系樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ系樹脂、ポリビニルエーテル、ポリカーボネート、エステル系樹脂等の、非エネルギー線硬化性の粘着性樹脂(I-1a)を含有する粘着剤組成物(I-4)が挙げられ、アクリル樹脂を含有するものが好ましい。
粘着剤組成物(I-1)~(I-3)以外の粘着剤組成物は、1種又は2種以上の架橋剤を含有することが好ましく、その含有量は、上述の粘着剤組成物(I-1)等の場合と同様とすることができる。
<粘着剤組成物(I-4)>
粘着剤組成物(I-4)で好ましいものとしては、例えば、前記粘着性樹脂(I-1a)と、架橋剤と、を含有するものが挙げられる。
[粘着性樹脂(I-1a)]
粘着剤組成物(I-4)における粘着性樹脂(I-1a)としては、粘着剤組成物(I-1)における粘着性樹脂(I-1a)と同じものが挙げられる。
粘着剤組成物(I-4)が含有する粘着性樹脂(I-1a)は、1種のみであってもよいし、2種以上であってもよく、2種以上である場合、それらの組み合わせ及び比率は任意に選択できる。
粘着剤組成物(I-4)において、粘着剤組成物(I-4)の総質量に対する、粘着性樹脂(I-1a)の含有量の割合は、5~99質量%であることが好ましく、10~95質量%であることがより好ましく、15~90質量%であることが特に好ましい。
[架橋剤]
粘着性樹脂(I-1a)として、(メタ)アクリル酸アルキルエステル由来の構成単位以外に、さらに、官能基含有モノマー由来の構成単位を有する前記アクリル重合体を用いる場合、粘着剤組成物(I-4)は、さらに架橋剤を含有することが好ましい。
粘着剤組成物(I-4)における架橋剤としては、粘着剤組成物(I-1)における架橋剤と同じものが挙げられる。
粘着剤組成物(I-4)が含有する架橋剤は、1種のみであってもよいし、2種以上であってもよく、2種以上である場合、それらの組み合わせ及び比率は任意に選択できる。
前記粘着剤組成物(I-4)において、架橋剤の含有量は、粘着性樹脂(I-1a)の含有量100質量部に対して、0.01~50質量部であることが好ましく、0.1~25質量部であることがより好ましく、0.1~10質量部であることが特に好ましい。
[その他の添加剤、溶媒]
粘着剤組成物(I-4)は、本発明の効果を損なわない範囲内において、上述のいずれの成分にも該当しない、その他の添加剤を含有していてもよい。
また、粘着剤組成物(I-4)は、粘着剤組成物(I-1)の場合と同様の目的で、溶媒を含有していてもよい。
粘着剤組成物(I-4)における、前記その他の添加剤及び溶媒としては、それぞれ、粘着剤組成物(I-1)における、その他の添加剤及び溶媒と同じものが挙げられる。
粘着剤組成物(I-4)が含有する、その他の添加剤及び溶媒は、それぞれ、1種のみであってもよいし、2種以上であってもよく、2種以上である場合、それらの組み合わせ及び比率は任意に選択できる。
粘着剤組成物(I-4)の、その他の添加剤及び溶媒の含有量は、それぞれ、特に限定されず、その種類に応じて適宜選択すればよい。
<<粘着剤組成物の製造方法>>
粘着剤組成物(I-1)~(I-3)や、粘着剤組成物(I-4)等の粘着剤組成物(I-1)~(I-3)以外の粘着剤組成物は、前記粘着剤と、必要に応じて前記粘着剤以外の成分等の、粘着剤組成物を構成するための各成分を配合することで得られる。
各成分の配合時における添加順序は特に限定されず、2種以上の成分を同時に添加してもよい。
溶媒を用いる場合には、溶媒を溶媒以外のいずれかの配合成分と混合してこの配合成分を予め希釈しておくことで用いてもよいし、溶媒以外のいずれかの配合成分を予め希釈しておくことなく、溶媒をこれら配合成分と混合することで用いてもよい。
配合時に各成分を混合する方法は特に限定されず、撹拌子又は撹拌翼等を回転させて混合する方法;ミキサーを用いて混合する方法;超音波を加えて混合する方法等、公知の方法から適宜選択すればよい。
各成分の添加及び混合時の温度並びに時間は、各配合成分が劣化しない限り特に限定されず、適宜調節すればよいが、温度は15~30℃であることが好ましい。
○中間層、中間層形成用組成物
前記中間層は、シート状又はフィルム状であり、前記非ケイ素系樹脂を主成分として含有する。
中間層は、非ケイ素系樹脂のみを含有するもの(非ケイ素系樹脂からなるもの)であってもよいし、非ケイ素系樹脂とそれ以外の成分を含有するものであってもよい。
中間層は、例えば、前記非ケイ素系樹脂を含有する中間層形成用組成物を用いて形成できる。例えば、中間層は、中間層の形成対象面に、前記中間層形成用組成物を塗工し、必要に応じて乾燥させることで、目的とする部位に形成できる。
中間層において、中間層の総質量に対する、中間層の1種又は2種以上の後述する含有成分の合計含有量の割合は、100質量%を超えない。
同様に、中間層形成用組成物において、中間層形成用組成物の総質量に対する、中間層形成用組成物の1種又は2種以上の後述する含有成分の合計含有量の割合は、100質量%を超えない。
中間層形成用組成物の塗工は、上述の粘着剤組成物の塗工の場合と同じ方法で行うことができる。
中間層形成用組成物の乾燥条件は、特に限定されない。中間層形成用組成物は、後述する溶媒を含有している場合、加熱乾燥させることが好ましく、この場合、例えば、60~130℃で1~6分の条件で乾燥させることが好ましい。
前記非ケイ素系樹脂の重量平均分子量は、100000以下である。
前記半導体装置製造用シートの上述の半導体ウエハの分割適性が、さらに向上する点では、前記非ケイ素系樹脂の重量平均分子量は、例えば、80000以下、60000以下及び40000以下のいずれかであってもよい。
前記非ケイ素系樹脂の重量平均分子量の下限値は、特に限定されない、例えば、重量平均分子量が5000以上の前記非ケイ素系樹脂は、入手がより容易である。
前記非ケイ素系樹脂の重量平均分子量は、上述の下限値と、いずれかの上限値と、を任意に組み合わせて設定される範囲内に、適宜調節できる。例えば、一実施形態において、前記重量平均分子量は、例えば、5000~100000、5000~80000、5000~60000、及び5000~40000のいずれかであってもよい。
本実施形態において、「中間層が、重量平均分子量が100000以下の非ケイ素系樹脂を主成分として含有する」とは、「中間層が、重量平均分子量が100000以下の非ケイ素系樹脂を含有していることによる効果を十分に発揮できる程度の量で、前記非ケイ素系樹脂を含有している」ことを意味する。このような観点で、中間層において、中間層の総質量に対する、前記非ケイ素系樹脂の含有量の割合(換言すると、中間層形成用組成物において、溶媒以外の全ての成分の総含有量に対する、前記非ケイ素系樹脂の含有量の割合)は、50質量%以上であってもよく、80質量%以上であることが好ましく、90質量%以上であることがより好ましく、例えば、95質量%以上、97質量%以上、及び99質量%以上のいずれかであってもよい。
一方、前記割合は、100質量%以下である。
重量平均分子量が100000以下の前記非ケイ素系樹脂は、構成原子としてケイ素原子を有しない、重量平均分子量が100000以下の樹脂成分であれば、特に限定されない。
前記非ケイ素系樹脂は、例えば、極性基を有する極性樹脂、及び極性基を有しない非極性樹脂、のいずれであってもよい。
例えば、前記非ケイ素系樹脂は、前記中間層形成用組成物での溶解性が高く、前記中間層形成用組成物の塗工適性がより高い点では、極性樹脂であることが好ましい。
本明細書においては、特に断りのない限り、「非ケイ素系樹脂」とは、上述の重量平均分子量が100000以下の非ケイ素系樹脂を意味する。
前記非ケイ素系樹脂は、例えば、1種のモノマーの重合体である(換言すると、構成単位を1種のみ有する)単独重合体であってもよいし、2種以上のモノマーの重合体である(換言すると、構成単位を2種以上有する)共重合体であってもよい。
前記極性基としては、例えば、カルボニルオキシ基(-C(=O)-O-)、オキシカルボニル基(-O-C(=O)-)等が挙げられる。
前記極性樹脂は、極性基を有する構成単位のみを有してもよいし、極性基を有する構成単位と、極性基を有しない構成単位と、の両方を有していてもよい。
前記極性基を有する構成単位としては、例えば、酢酸ビニルから誘導された構成単位等が挙げられる。
前記極性基を有しない構成単位としては、例えば、エチレンから誘導された構成単位等が挙げられる。
ここでいう「誘導された」とは、前記モノマーが重合するのに必要な構造の変化を受けたことを意味する。
前記極性樹脂において、全ての構成単位の合計質量に対する、極性基を有する構成単位の質量の割合は、5~70質量%であることが好ましく、例えば、7.5~55質量%、及び10~40質量%のいずれかであってもよい。換言すると、前記極性樹脂において、全ての構成単位の合計質量に対する、極性基を有しない構成単位の質量の割合は、30~95質量%であることが好ましく、例えば、45~92.5質量%、及び60~90質量%のいずれかであってもよい。極性基を有する構成単位の質量の割合が、前記下限値以上であることで、前記極性樹脂は、極性基を有することの特性を、より顕著に有する。極性基を有する構成単位の質量の割合が、前記上限値以下であることで、前記極性樹脂は、極性基を有しないことの特性を、より適度に有する。
前記極性樹脂としては、例えば、エチレン酢酸ビニル共重合体等が挙げられる。
なかでも、好ましい前記極性樹脂としては、例えば、エチレン酢酸ビニル共重合体において、全ての構成単位の合計質量に対する、酢酸ビニルから誘導された構成単位の質量の割合(本明細書においては、「酢酸ビニルから誘導された構成単位の含有量」と称することがある)が、40質量%以下であってもよく、30質量%以下であってもよく、10~40質量%であってもよく、10~30質量%であってもよい。換言すると、好ましい前記極性樹脂としては、例えば、エチレン酢酸ビニル共重合体において、全ての構成単位の合計質量に対する、エチレンから誘導された構成単位の質量の割合が、60質量%以上であってもよく、70質量%以上であってもよく、60~90質量%であってもよく、70~90質量%であってもよい。
前記非極性樹脂としては、ポリオレフィンが好ましく、例えば、低密度ポリエチレン(LDPE)、直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)、メタロセン触媒直鎖状低密度ポリエチレン(メタロセンLLDPE)、中密度ポリエチレン(MDPE)、高密度ポリエチレン(HDPE)等のポリエチレン(PE);ポリプロピレン(PP)等が挙げられる。
中間層形成用組成物及び中間層が含有する前記非ケイ素系樹脂は、1種のみであってもよいし、2種以上であってもよく、2種以上である場合、それらの組み合わせ及び比率は任意に選択できる。
中間層形成用組成物及び中間層が含有する前記非ケイ素系樹脂は、エチレン酢酸ビニル共重合体又はポリオレフィンであることが好ましい。
例えば、中間層形成用組成物及び中間層は、極性樹脂である非ケイ素系樹脂を1種又は2種以上含有し、かつ、非極性樹脂である非ケイ素系樹脂を含有していなくてもよいし、非極性樹脂である非ケイ素系樹脂を1種又は2種以上含有し、かつ、極性樹脂である非ケイ素系樹脂を含有していなくてもよいし、極性樹脂である非ケイ素系樹脂と、非極性樹脂である非ケイ素系樹脂と、をともに1種又は2種以上含有してもよい。
中間層形成用組成物及び中間層は、少なくとも極性樹脂である非ケイ素系樹脂を含有していることが好ましい。
中間層形成用組成物及び中間層において、前記非ケイ素系樹脂の総含有量に対する、極性樹脂である前記非ケイ素系樹脂の含有量の割合は、50質量%以上であってもよく、80質量%以上であることが好ましく、90質量%以上であることがより好ましく、例えば、95質量%以上、97質量%以上、及び99質量%以上のいずれかであってもよい。前記割合が前記下限値以上であることで、前記極性樹脂を用いたことによる効果が、より顕著に得られる。
一方、前記割合は、100質量%以下である。
すなわち、中間層形成用組成物及び中間層において、前記非ケイ素系樹脂の総含有量に対する、非極性樹脂である前記非ケイ素系樹脂の含有量の割合は、20質量%以下であることが好ましく、10質量%以下であることがより好ましく、例えば、5質量%以下、3質量%以下、及び1質量%以下のいずれかであってもよい。
一方、前記割合は、0質量%以上である。
中間層形成用組成物は、その取り扱い性が良好である点では、前記非ケイ素系樹脂以外に、溶媒を含有していることが好ましく、前記非ケイ素系樹脂と、溶媒と、のいずれにも該当しない成分(本明細書においては、「添加剤」と称することがある)を含有していてもよい。
中間層は、前記非ケイ素系樹脂のみを含有していてもよいし、前記非ケイ素系樹脂と、前記添加剤と、をともに含有していてもよい。
前記添加剤は、樹脂成分(本明細書においては、「他の樹脂成分」と称することがある)と、非樹脂成分と、のいずれであってもよい。
前記他の樹脂成分としては、例えば、重量平均分子量(Mw)が100000超(Mw>100000)の非ケイ素系樹脂と、ケイ素系樹脂と、が挙げられる。
重量平均分子量が100000超の非ケイ素系樹脂は、このような条件を満たせば、特に限定されない。
前記ケイ素系樹脂を含有する中間層は、後述するように、フィルム状接着剤付きシリコンチップのピックアップを、より容易とする。
前記ケイ素系樹脂は、構成原子としてケイ素原子を有する樹脂成分であれば、特に限定されない。例えば、ケイ素系樹脂の重量平均分子量は、特に限定されない。
好ましいケイ素系樹脂としては、例えば、粘着剤成分に対して離型作用を示す樹脂成分が挙げられ、シロキサン系樹脂(シロキサン結合(-Si-O-Si-)を有する樹脂成分)であることがより好ましい。
前記シロキサン系樹脂としては、例えば、ポリジアルキルシロキサン等が挙げられる。
前記ポリジアルキルシロキサンが有するアルキル基の炭素数は、1~20であることが好ましい。
前記ポリジアルキルシロキサンにおいて、1個のケイ素原子に結合している2個のアルキル基は、互いに同一であってもよいし、互いに異なっていてもよい。1個のケイ素原子に結合している2個のアルキル基が、互いに異なる場合には、これら2個のアルキル基の組み合わせは、特に限定されない。
前記ポリジアルキルシロキサンとしては、ポリジメチルシロキサン等が挙げられる。
前記非樹脂成分は、例えば、有機化合物及び無機化合物のいずれであってもよく、特に限定されない。
中間層形成用組成物及び中間層が含有する前記添加剤は、1種のみであってもよいし、2種以上であってもよく、2種以上である場合、それらの組み合わせ及び比率は任意に選択できる。
例えば、中間層形成用組成物及び中間層は、前記添加剤として、樹脂成分を1種又は2種以上含有し、かつ、非樹脂成分を含有していなくてもよいし、非樹脂成分を1種又は2種以上含有し、かつ、樹脂成分を含有していなくてもよいし、樹脂成分及び非樹脂成分をともに、1種又は2種以上含有していてもよい。
中間層形成用組成物及び中間層が前記添加剤を含有する場合、中間層において、中間層の総質量に対する、前記非ケイ素系樹脂の含有量の割合(換言すると、中間層形成用組成物において、溶媒以外の全ての成分の総含有量に対する、前記非ケイ素系樹脂の含有量の割合)は、90~99.99質量%であることが好ましく、例えば、90~97.5質量%、90~95質量%、及び90~92.5質量%のいずれかであってもよいし、92.5~99.99質量%、95~99.99質量%、及び97.5~99.99質量%のいずれかであってもよいし、92.5~97.5質量%であってもよい。
中間層形成用組成物及び中間層が前記添加剤を含有する場合、中間層において、中間層の総質量に対する、前記添加剤の含有量の割合(換言すると、中間層形成用組成物において、溶媒以外の全ての成分の総含有量に対する、前記添加剤の含有量の割合)は、0.01~10質量%であることが好ましく、例えば、2.5~10質量%、5~10質量%、及び7.5~10質量%のいずれかであってもよいし、0.01~7.5質量%、0.01~5質量%、及び0.01~2.5質量%のいずれかであってもよいし、2.5~7.5質量%であってもよい。
中間層形成用組成物が含有する前記溶媒は、特に限定されないが、好ましいものとしては、例えば、トルエン、キシレン等の炭化水素;メタノール、エタノール、2-プロパノール、イソブチルアルコール(2-メチルプロパン-1-オール)、1-ブタノール等のアルコール;酢酸エチル等のエステル;アセトン、メチルエチルケトン等のケトン;テトラヒドロフラン等のエーテル;ジメチルホルムアミド、N-メチルピロリドン等のアミド(アミド結合を有する化合物)等が挙げられる。
中間層形成用組成物が含有する溶媒は、1種のみであってもよいし、2種以上であってもよく、2種以上である場合、それらの組み合わせ及び比率は任意に選択できる。
中間層形成用組成物が含有する溶媒は、中間層形成用組成物中の含有成分をより均一に混合できる点から、テトラヒドロフラン等であることが好ましい。
中間層形成用組成物の溶媒の含有量は、特に限定されず、例えば、溶媒以外の成分の種類に応じて適宜選択すればよい。
後述するように、フィルム状接着剤付きシリコンチップを、より容易にピックアップできる点では、好ましい中間層としては、例えば、前記非ケイ素系樹脂であるエチレン酢酸ビニル共重合体と、前記添加剤であるシロキサン系化合物と、を含有し、中間層における、中間層の総質量に対する、前記エチレン酢酸ビニル共重合体(前記非ケイ素系樹脂)の含有量の割合が、上述のいずれかの数値範囲であり、中間層における、中間層の総質量に対する、前記シロキサン系化合物(前記添加剤)の含有量の割合が、上述のいずれかの数値範囲であるものが挙げられる。
例えば、このような中間層としては、前記非ケイ素系樹脂であるエチレン酢酸ビニル共重合体と、前記添加剤であるシロキサン系化合物と、を含有し、中間層における、中間層の総質量に対する、前記エチレン酢酸ビニル共重合体の含有量の割合が、90~99.99質量%であり、中間層における、中間層の総質量に対する、前記シロキサン系化合物の含有量の割合が、0.01~10質量%であるものが挙げられる。ただし、これは、好ましい中間層の一例である。
より好ましい中間層としては、例えば、前記中間層が、前記非ケイ素系樹脂であるエチレン酢酸ビニル共重合体と、前記添加剤であるシロキサン系化合物と、を含有し、前記エチレン酢酸ビニル共重合体において、全ての構成単位の合計質量に対する、酢酸ビニルから誘導された構成単位の質量の割合(換言すると、酢酸ビニルから誘導された構成単位の含有量)が、10~40質量%であり、前記中間層において、前記中間層の総質量に対する、前記エチレン酢酸ビニル共重合体の含有量の割合が、90~99.99質量%であり、前記中間層において、前記中間層の総質量に対する、前記シロキサン系化合物の含有量の割合が、0.01~10質量%であるものが挙げられる。ただし、これは、より好ましい中間層の一例である。
半導体装置製造用シートにおいて、中間層のフィルム状接着剤側の面(例えば、図1においては、中間層13の第1面13a)について、X線光電子分光法(X-ray Photoelectron Spectroscopy、本明細書においては「XPS」と称することがある)によって分析を行ったとき、炭素、酸素、窒素及びケイ素の合計濃度に対するケイ素の濃度の割合(本明細書においては、「ケイ素濃度の割合」と略記することがある)は、元素のモル基準で、1~20%となることが好ましい。このような中間層を備えた半導体装置製造用シートを用いることにより、後述するように、フィルム状接着剤付きシリコンチップを、より容易にピックアップできる。
XPS分析は、分析対象を中間層のフィルム状接着剤側の面とし、X線光電子分光分析装置を用い、X線の照射角度を45°とし、X線のビーム径を20μmφとし、出力を4.5Wとすることで、行うことができる。
前記ケイ素濃度の割合は、下記式:
[XPS分析でのケイ素の濃度の測定値(atomic %)]/{[XPS分析での炭素の濃度の測定値(atomic %)]+[XPS分析での酸素の濃度の測定値(atomic %)]+[XPS分析での窒素の濃度の測定値(atomic %)]+[XPS分析でのケイ素の濃度の測定値(atomic %)]}×100
により、算出できる。
XPS分析は、フィルム状接着剤側の中間層の表面に対して、X線光電子分光分析装置(例えば、アルバック社製「Quantra SXM」)を用いて、照射角度45°、X線ビーム径20μmφ、出力4.5Wの条件で行うことができる。
このような効果がより顕著となる点では、前記ケイ素濃度の割合は、例えば、元素のモル基準で、4~20%、8~20%、及び12~20%のいずれかであってもよいし、1~16%、1~12%、及び1~8%、のいずれかであってもよいし、4~16%、及び8~12%のいずれかであってもよい。
上述のとおりXPS分析を行ったときには、中間層の前記面(XPSの分析対称面)において、炭素と、酸素と、窒素と、ケイ素と、のいずれにも該当しない他の元素が検出される可能性がある。しかし通常は、前記他の元素が検出されたとしても、その濃度は微量であるため、前記ケイ素濃度の割合を算出するときには、炭素、酸素、窒素及びケイ素の濃度の測定値を使用すれば、前記ケイ素濃度の割合を高精度に算出できる。
中間層は、1層(単層)からなるものであってもよいし、2層以上の複数層からなるものであってもよく、複数層からなる場合、これら複数層は、互いに同一でも異なっていてもよく、これら複数層の組み合わせは特に限定されない。
先の説明のとおり、中間層の幅の最大値は、粘着剤層の幅の最大値と、基材の幅の最大値よりも小さくなっていることが好ましい。
中間層の幅の最大値は、半導体ウエハの大きさを考慮して、適宜選択できる。例えば、中間層の幅の最大値は、150~160mm、200~210mm、又は300~310mmであってもよい。これら3つの数値範囲は、半導体装置製造用シートとの貼付面に対して平行な方向における幅の最大値が、150mmである半導体ウエハ、200mmである半導体ウエハ、又は300mmである半導体ウエハ、に対応している。ただし、先の説明のように、半導体ウエハでの改質層の形成を伴うダイシングを行った後に、半導体装置製造用シートをエキスパンドすることによって、フィルム状接着剤を切断する場合には、後述するように、ダイシング後の多数の半導体チップ(半導体チップ群)を一纏めとして、これら半導体チップに半導体装置製造用シートを貼付する。
本明細書においては、特に断りのない限り、「中間層の幅」とは、例えば、「中間層の第1面に対して平行な方向における、中間層の幅」を意味する。例えば、平面形状が円形状である中間層の場合、上述の中間層の幅の最大値は、前記平面形状である円の直径となる。
これは、半導体ウエハの場合も同様である。すなわち、「半導体ウエハの幅」とは、「半導体ウエハの半導体装置製造用シートとの貼付面に対して平行な方向における、半導体ウエハの幅」を意味する。例えば、平面形状が円形状である半導体ウエハの場合、上述の半導体ウエハの幅の最大値は、前記平面形状である円の直径となる。
150~160mmという中間層の幅の最大値は、150mmという半導体ウエハの幅の最大値に対して、同等であるか、又は10mmを超えない範囲で大きいことを意味する。
同様に、200~210mmという中間層の幅の最大値は、200mmという半導体ウエハの幅の最大値に対して、同等であるか、又は10mmを超えない範囲で大きいことを意味する。
同様に、300~310mmという中間層の幅の最大値は、300mmという半導体ウエハの幅の最大値に対して、同等であるか、又は10mmを超えない範囲で大きいことを意味する。
すなわち、本実施形態においては、中間層の幅の最大値と、半導体ウエハの幅の最大値と、の差は、例えば、半導体ウエハの幅の最大値が150mm、200mm及び300mmのいずれであっても、0~10mmであってよい。
中間層の厚さは、目的に応じて適宜選択できるが、5~150μmであることが好ましく、5~120μmであることがより好ましく、例えば、10~90μm、及び10~60μmのいずれかであってもよいし、30~120μm、及び60~120μmのいずれかであってもよい。中間層の厚さが前記下限値以上であることで、中間層の構造がより安定化する。中間層の厚さが前記上限値以下であることで、ブレードダイシング時と半導体装置製造用シートの前記エキスパンド時において、フィルム状接着剤をより容易に切断できる。
ここで、「中間層の厚さ」とは、中間層全体の厚さを意味し、例えば、複数層からなる中間層の厚さとは、中間層を構成するすべての層の合計の厚さを意味する。
中間層が前記ケイ素系樹脂を含有する場合、特に、ケイ素系樹脂と、主成分である前記非ケイ素系樹脂と、の相溶性が低い場合には、半導体装置製造用シートにおいて、中間層中のケイ素系樹脂は、中間層の両面(第1面とその反対側の面)とその近傍領域に偏在し易い。そして、このような傾向が強いほど、中間層に隣接している(直接接触している)フィルム状接着剤は、中間層から剥離し易く、後述するように、フィルム状接着剤付きシリコンチップをより容易にピックアップできる。
例えば、厚さだけが互いに異なり、組成、前記両面の面積など、厚さ以外の点が互いに同じである中間層同士を比較した場合、これら中間層においては、中間層の総質量に対する、ケイ素系樹脂の含有量の割合(質量%)は、互いに同じである。しかし、中間層のケイ素系樹脂の含有量(質量部)は、厚さが厚い中間層の方が、厚さが薄い中間層よりも多い。したがって、ケイ素系樹脂が中間層中で上記のように偏在し易い場合には、厚さが厚い中間層の方が、厚さが薄い中間層よりも、両面(第1面とその反対側の面)とその近傍領域に偏在するケイ素系樹脂の量が多くなる。そのため、前記割合を変更しなくても、半導体装置製造用シート中の中間層の厚さを調節することにより、フィルム状接着剤付きシリコンチップのピックアップ適性を調節することが可能である。例えば、半導体装置製造用シート中の中間層の厚さを厚くすることにより、フィルム状接着剤付きシリコンチップをより容易にピックアップできる。
○フィルム状接着剤
前記フィルム状接着剤は、硬化性を有し、熱硬化性を有するものが好ましく、感圧接着性を有するものが好ましい。熱硬化性及び感圧接着性をともに有するフィルム状接着剤は、未硬化状態では各種被着体に軽く押圧することで貼付できる。また、フィルム状接着剤は、加熱して軟化させることで各種被着体に貼付できるものであってもよい。フィルム状接着剤は、硬化によって最終的には耐衝撃性が高い硬化物となり、この硬化物は、厳しい高温・高湿度条件下においても十分な接着特性を保持し得る。
半導体装置製造用シートを上方から見下ろして平面視したときに、フィルム状接着剤の面積(すなわち第1面の面積)は、分割前の半導体ウエハの面積に近くなるように、基材の面積(すなわち第1面の面積)及び粘着剤層の面積(すなわち第1面の面積)よりも小さく設定されていることが好ましい。このような半導体装置製造用シートでは、粘着剤層の第1面の一部に、中間層及びフィルム状接着剤と接触していない領域(すなわち、前記非積層領域)が存在する。これにより、半導体装置製造用シートのエキスパンドがより容易になるとともに、エキスパンド時にフィルム状接着剤に加えられる力が分散しないため、フィルム状接着剤をより容易に切断できる。
フィルム状接着剤は、その構成材料を含有する接着剤組成物を用いて形成できる。例えば、フィルム状接着剤の形成対象面に接着剤組成物を塗工し、必要に応じて乾燥させることで、目的とする部位にフィルム状接着剤を形成できる。
フィルム状接着剤において、フィルム状接着剤の総質量に対する、フィルム状接着剤の1種又は2種以上の後述する含有成分の合計含有量の割合は、100質量%を超えない。
同様に、接着剤組成物において、接着剤組成物の総質量に対する、接着剤組成物の1種又は2種以上の後述する含有成分の合計含有量の割合は、100質量%を超えない。
接着剤組成物の塗工は、上述の粘着剤組成物の塗工の場合と同じ方法で行うことができる。
接着剤組成物の乾燥条件は、特に限定されない。接着剤組成物は、後述する溶媒を含有している場合、加熱乾燥させることが好ましく、この場合、例えば、70~130℃で10秒~5分の条件で乾燥させることが好ましい。
フィルム状接着剤は、1層(単層)からなるものであってもよいし、2層以上の複数層からなるものであってもよく、複数層からなる場合、これら複数層は、互いに同一でも異なっていてもよく、これら複数層の組み合わせは特に限定されない。
先の説明のとおり、フィルム状接着剤の幅の最大値は、粘着剤層の幅の最大値と、基材の幅の最大値よりも小さくなっていることが好ましい。
フィルム状接着剤の幅の最大値は、半導体ウエハの大きさに対して、先に説明した中間層の幅の最大値と同様であってよい。
すなわち、フィルム状接着剤の幅の最大値は、半導体ウエハの大きさを考慮して、適宜選択できる。例えば、フィルム状接着剤の幅の最大値は、150~160mm、200~210mm、又は300~310mmであってもよい。これら3つの数値範囲は、半導体装置製造用シートとの貼付面に対して平行な方向における幅の最大値が、150mmである半導体ウエハ、200mmである半導体ウエハ、又は300mmである半導体ウエハ、に対応している。
本明細書においては、特に断りのない限り、「フィルム状接着剤の幅」とは、例えば、「フィルム状接着剤の第1面に対して平行な方向における、フィルム状接着剤の幅」を意味する。例えば、平面形状が円形状であるフィルム状接着剤の場合、上述のフィルム状接着剤の幅の最大値は、前記平面形状である円の直径となる。
また、特に断りのない限り、「フィルム状接着剤の幅」とは、後述するフィルム状接着剤付き半導体チップの製造過程における、切断後のフィルム状接着剤の幅ではなく、「切断前(未切断)のフィルム状接着剤の幅」を意味する。
150~160mmというフィルム状接着剤の幅の最大値は、150mmという半導体ウエハの幅の最大値に対して、同等であるか、又は10mmを超えない範囲で大きいことを意味する。
同様に、200~210mmというフィルム状接着剤の幅の最大値は、200mmという半導体ウエハの幅の最大値に対して、同等であるか、又は10mmを超えない範囲で大きいことを意味する。
同様に、300~310mmというフィルム状接着剤の幅の最大値は、300mmという半導体ウエハの幅の最大値に対して、同等であるか、又は10mmを超えない範囲で大きいことを意味する。
すなわち、本実施形態においては、フィルム状接着剤の幅の最大値と、半導体ウエハの幅の最大値と、の差は、例えば、半導体ウエハの幅の最大値が150mm、200mm及び300mmのいずれであっても、0~10mmであってよい。
本実施形態においては、中間層の幅の最大値と、フィルム状接着剤の幅の最大値と、はいずれも、上述の数値範囲のいずれかであってもよい。
すなわち、本実施形態の半導体装置製造用シートの一例としては、中間層の幅の最大値と、フィルム状接着剤の幅の最大値と、がともに、150~160mm、200~210mm、又は300~310mmであるものが挙げられる。
フィルム状接着剤の厚さは、特に限定されないが、1~30μmであることが好ましく、2~20μmであることがより好ましく、3~10μmであることが特に好ましい。フィルム状接着剤の厚さが前記下限値以上であることで、被着体(半導体チップ)に対してより高い接着力が得られる。フィルム状接着剤の厚さが前記上限値以下であることで、ブレードダイシング時と半導体装置製造用シートの前記エキスパンド時において、フィルム状接着剤をより容易に切断できる。
ここで、「フィルム状接着剤の厚さ」とは、フィルム状接着剤全体の厚さを意味し、例えば、複数層からなるフィルム状接着剤の厚さとは、フィルム状接着剤を構成するすべての層の合計の厚さを意味する。
次に、前記接着剤組成物について説明する。
<<接着剤組成物>>
好ましい接着剤組成物としては、例えば、重合体成分(a)及び熱硬化性成分(b)を含有するものが挙げられる。以下、各成分について説明する。
なお、以下に示す接着剤組成物は、好ましいものの一例であり、本実施形態における接着剤組成物は、以下に示すものに限定されない。
[重合体成分(a)]
重合体成分(a)は、重合性化合物が重合反応して形成されたとみなせる成分であり、フィルム状接着剤に造膜性や可撓性等を付与するとともに、半導体チップ等の接着対象への接着性(換言すると貼付性)を向上させるための重合体化合物である。重合体成分(a)は、熱可塑性を有し、熱硬化性を有しない。本明細書において重合体化合物には、重縮合反応の生成物も含まれる。
接着剤組成物及びフィルム状接着剤が含有する重合体成分(a)は、1種のみであってもよいし、2種以上であってもよく、2種以上である場合、それらの組み合わせ及び比率は任意に選択できる。
重合体成分(a)としては、例えば、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、フェノキシ樹脂、シリコーン樹脂、飽和ポリエステル樹脂等が挙げられる。
これらの中でも、重合体成分(a)は、アクリル樹脂であることが好ましい。
接着剤組成物において、溶媒以外の全ての成分の総含有量に対する、重合体成分(a)の含有量の割合(すなわち、フィルム状接着剤における、フィルム状接着剤の総質量に対する、重合体成分(a)の含有量の割合)は、20~75質量%であることが好ましく、30~65質量%であることがより好ましい。
[熱硬化性成分(b)]
熱硬化性成分(b)は、熱硬化性を有し、フィルム状接着剤を熱硬化させるための成分である。
接着剤組成物及びフィルム状接着剤が含有する熱硬化性成分(b)は、1種のみであってもよいし、2種以上であってもよく、2種以上である場合、それらの組み合わせ及び比率は任意に選択できる。
熱硬化性成分(b)としては、例えば、エポキシ系熱硬化性樹脂、ポリイミド樹脂、不飽和ポリエステル樹脂等が挙げられる。
これらの中でも、熱硬化性成分(b)は、エポキシ系熱硬化性樹脂であることが好ましい。
〇エポキシ系熱硬化性樹脂
エポキシ系熱硬化性樹脂は、エポキシ樹脂(b1)及び熱硬化剤(b2)からなる。
接着剤組成物及びフィルム状接着剤が含有するエポキシ系熱硬化性樹脂は、1種のみであってもよいし、2種以上であってもよく、2種以上である場合、それらの組み合わせ及び比率は任意に選択できる。
・エポキシ樹脂(b1)
エポキシ樹脂(b1)としては、公知のものが挙げられ、例えば、多官能系エポキシ樹脂、ビフェニル化合物、ビスフェノールAジグリシジルエーテル及びその水添物、オルソクレゾールノボラックエポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、フェニレン骨格型エポキシ樹脂等、2官能以上のエポキシ化合物が挙げられる。
エポキシ樹脂(b1)としては、不飽和炭化水素基を有するエポキシ樹脂を用いてもよい。不飽和炭化水素基を有するエポキシ樹脂は、不飽和炭化水素基を有しないエポキシ樹脂よりもアクリル樹脂との相溶性が高い。そのため、不飽和炭化水素基を有するエポキシ樹脂を用いることで、フィルム状接着剤を用いて得られた半導体パッケージの信頼性が向上する。
接着剤組成物及びフィルム状接着剤が含有するエポキシ樹脂(b1)は、1種のみであってもよいし、2種以上であってもよく、2種以上である場合、それらの組み合わせ及び比率は任意に選択できる。
・熱硬化剤(b2)
熱硬化剤(b2)は、エポキシ樹脂(b1)に対する硬化剤として機能する。
熱硬化剤(b2)としては、例えば、1分子中にエポキシ基と反応し得る官能基を2個以上有する化合物が挙げられる。前記官能基としては、例えば、フェノール性水酸基、アルコール性水酸基、アミノ基、カルボキシ基、酸基が無水物化された基等が挙げられ、フェノール性水酸基、アミノ基、又は酸基が無水物化された基であることが好ましく、フェノール性水酸基又はアミノ基であることがより好ましい。
熱硬化剤(b2)のうち、フェノール性水酸基を有するフェノール系硬化剤としては、例えば、多官能フェノール樹脂、ビフェノール、ノボラック型フェノール樹脂、ジシクロペンタジエン型フェノール樹脂、アラルキル型フェノール樹脂等が挙げられる。
熱硬化剤(b2)のうち、アミノ基を有するアミン系硬化剤としては、例えば、ジシアンジアミド(DICY)等が挙げられる。
熱硬化剤(b2)は、不飽和炭化水素基を有していてもよい。
接着剤組成物及びフィルム状接着剤が含有する熱硬化剤(b2)は、1種のみであってもよいし、2種以上であってもよく、2種以上である場合、それらの組み合わせ及び比率は任意に選択できる。
接着剤組成物及びフィルム状接着剤において、熱硬化剤(b2)の含有量は、エポキシ樹脂(b1)の含有量100質量部に対して、0.1~500質量部であることが好ましく、1~200質量部であることがより好ましく、例えば、1~100質量部、1~50質量部、及び1~25質量部のいずれかであってもよい。熱硬化剤(b2)の前記含有量が前記下限値以上であることで、フィルム状接着剤の硬化がより進行し易くなる。熱硬化剤(b2)の前記含有量が前記上限値以下であることで、フィルム状接着剤の吸湿率が低減されて、フィルム状接着剤を用いて得られた半導体パッケージの信頼性がより向上する。
接着剤組成物及びフィルム状接着剤において、熱硬化性成分(b)の含有量(例えば、エポキシ樹脂(b1)及び熱硬化剤(b2)の総含有量)は、重合体成分(a)の含有量100質量部に対して、5~100質量部であることが好ましく、5~75質量部であることがより好ましく、5~50質量部であることが特に好ましく、例えば、5~35質量部、及び5~20質量部のいずれかであってもよい。熱硬化性成分(b)の前記含有量がこのような範囲であることで、中間層とフィルム状接着剤との間の剥離力が、より安定する。
接着剤組成物及びフィルム状接着剤は、フィルム状接着剤の各種物性を改良するために、重合体成分(a)及び熱硬化性成分(b)以外に、さらに必要に応じて、これらに該当しない他の成分を含有していてもよい。
接着剤組成物及びフィルム状接着剤が含有する他の成分で好ましいものとしては、例えば、硬化促進剤(c)、充填材(d)、カップリング剤(e)、架橋剤(f)、エネルギー線硬化性樹脂(g)、光重合開始剤(h)、汎用添加剤(i)等が挙げられる。
[硬化促進剤(c)]
硬化促進剤(c)は、接着剤組成物の硬化速度を調節するための成分である。
好ましい硬化促進剤(c)としては、例えば、トリエチレンジアミン、ベンジルジメチルアミン、トリエタノールアミン、ジメチルアミノエタノール、トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール等の第3級アミン;2-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、2-フェニル-4,5-ジヒドロキシメチルイミダゾール、2-フェニル-4-メチル-5-ヒドロキシメチルイミダゾール等のイミダゾール類(1個以上の水素原子が水素原子以外の基で置換されたイミダゾール);トリブチルホスフィン、ジフェニルホスフィン、トリフェニルホスフィン等の有機ホスフィン類(1個以上の水素原子が有機基で置換されたホスフィン);テトラフェニルホスホニウムテトラフェニルボレート、トリフェニルホスフィンテトラフェニルボレート等のテトラフェニルボロン塩等が挙げられる。
接着剤組成物及びフィルム状接着剤が含有する硬化促進剤(c)は、1種のみであってもよいし、2種以上であってもよく、2種以上である場合、それらの組み合わせ及び比率は任意に選択できる。
硬化促進剤(c)を用いる場合、接着剤組成物及びフィルム状接着剤において、硬化促進剤(c)の含有量は、熱硬化性成分(b)の含有量100質量部に対して、0.01~10質量部であることが好ましく、0.1~5質量部であることがより好ましい。硬化促進剤(c)の前記含有量が前記下限値以上であることで、硬化促進剤(c)を用いたことによる効果がより顕著に得られる。硬化促進剤(c)の含有量が前記上限値以下であることで、例えば、高極性の硬化促進剤(c)が、高温・高湿度条件下でフィルム状接着剤中において被着体との接着界面側に移動して偏析することを抑制する効果が高くなり、フィルム状接着剤を用いて得られた半導体パッケージの信頼性がより向上する。
[充填材(d)]
フィルム状接着剤は、充填材(d)を含有することにより、エキスパンドによるその切断性がより向上する。また、フィルム状接着剤は、充填材(d)を含有することにより、その熱膨張係数の調整が容易となり、この熱膨張係数をフィルム状接着剤の貼付対象物に対して最適化することで、フィルム状接着剤を用いて得られた半導体パッケージの信頼性がより向上する。また、フィルム状接着剤が充填材(d)を含有することにより、硬化後のフィルム状接着剤の吸湿率を低減したり、放熱性を向上させたりすることもできる。
充填材(d)は、有機充填材及び無機充填材のいずれであってもよいが、無機充填材であることが好ましい。
好ましい無機充填材としては、例えば、シリカ、アルミナ、タルク、炭酸カルシウム、チタンホワイト、ベンガラ、炭化ケイ素、窒化ホウ素等の粉末;これら無機充填材を球形化したビーズ;これら無機充填材の表面改質品;これら無機充填材の単結晶繊維;ガラス繊維等が挙げられる。
これらの中でも、無機充填材は、シリカ又はアルミナであることが好ましい。
接着剤組成物及びフィルム状接着剤が含有する充填材(d)は、1種のみであってもよいし、2種以上であってもよく、2種以上である場合、それらの組み合わせ及び比率は任意に選択できる。
充填材(d)を用いる場合、接着剤組成物において、溶媒以外の全ての成分の総含有量に対する充填材(d)の含有量の割合(すなわち、フィルム状接着剤における、フィルム状接着剤の総質量に対する、充填材(d)の含有量の割合)は、5~80質量%であることが好ましく、10~70質量%であることがより好ましく、20~60質量%であることが特に好ましい。前記割合がこのような範囲であることで、上記の充填材(d)を用いたことによる効果がより顕著に得られる。
[カップリング剤(e)]
フィルム状接着剤は、カップリング剤(e)を含有することにより、その被着体に対する接着性及び密着性が向上する。また、フィルム状接着剤がカップリング剤(e)を含有することにより、その硬化物は耐熱性を損なうことなく、耐水性が向上する。カップリング剤(e)は、無機化合物又は有機化合物と反応可能な官能基を有する。
カップリング剤(e)は、重合体成分(a)、熱硬化性成分(b)等が有する官能基と反応可能な官能基を有する化合物であることが好ましく、シランカップリング剤であることがより好ましい。
接着剤組成物及びフィルム状接着剤が含有するカップリング剤(e)は、1種のみであってもよいし、2種以上であってもよく、2種以上である場合、それらの組み合わせ及び比率は任意に選択できる。
カップリング剤(e)を用いる場合、接着剤組成物及びフィルム状接着剤において、カップリング剤(e)の含有量は、重合体成分(a)及び熱硬化性成分(b)の総含有量100質量部に対して、0.03~20質量部であることが好ましく、0.05~10質量部であることがより好ましく、0.1~5質量部であることが特に好ましい。カップリング剤(e)の前記含有量が前記下限値以上であることで、充填材(d)の樹脂への分散性の向上や、フィルム状接着剤の被着体との接着性の向上など、カップリング剤(e)を用いたことによる効果がより顕著に得られる。カップリング剤(e)の前記含有量が前記上限値以下であることで、アウトガスの発生がより抑制される。
[架橋剤(f)]
重合体成分(a)として、上述のアクリル樹脂等の、他の化合物と結合可能なビニル基、(メタ)アクリロイル基、アミノ基、水酸基、カルボキシ基、イソシアネート基等の官能基を有するものを用いる場合、接着剤組成物及びフィルム状接着剤は、架橋剤(f)を含有していてもよい。架橋剤(f)は、重合体成分(a)中の前記官能基を他の化合物と結合させて架橋するための成分であり、このように架橋することにより、フィルム状接着剤の初期接着力及び凝集力を調節できる。
架橋剤(f)としては、例えば、有機多価イソシアネート化合物、有機多価イミン化合物、金属キレート系架橋剤(金属キレート構造を有する架橋剤)、アジリジン系架橋剤(アジリジニル基を有する架橋剤)等が挙げられる。
架橋剤(f)として有機多価イソシアネート化合物を用いる場合、重合体成分(a)としては、水酸基含有重合体を用いることが好ましい。架橋剤(f)がイソシアネート基を有し、重合体成分(a)が水酸基を有する場合、架橋剤(f)と重合体成分(a)との反応によって、フィルム状接着剤に架橋構造を簡便に導入できる。
接着剤組成物及びフィルム状接着剤が含有する架橋剤(f)は、1種のみであってもよいし、2種以上であってもよく、2種以上である場合、それらの組み合わせ及び比率は任意に選択できる。
架橋剤(f)を用いる場合、接着剤組成物において、架橋剤(f)の含有量は、重合体成分(a)の含有量100質量部に対して、0.01~20質量部であることが好ましく、0.1~10質量部であることがより好ましく、0.3~5質量部であることが特に好ましい。架橋剤(f)の前記含有量が前記下限値以上であることで、架橋剤(f)を用いたことによる効果がより顕著に得られる。架橋剤(f)の前記含有量が前記上限値以下であることで、架橋剤(f)の過剰使用が抑制される。
[エネルギー線硬化性樹脂(g)]
接着剤組成物及びフィルム状接着剤が、エネルギー線硬化性樹脂(g)を含有していることにより、フィルム状接着剤は、エネルギー線の照射によって、その特性を変化させることができる。
エネルギー線硬化性樹脂(g)は、エネルギー線硬化性化合物から得られたものである。
前記エネルギー線硬化性化合物としては、例えば、分子内に少なくとも1個の重合性二重結合を有する化合物が挙げられ、(メタ)アクリロイル基を有するアクリレート系化合物が好ましい。
接着剤組成物が含有するエネルギー線硬化性樹脂(g)は、1種のみであってもよいし、2種以上であってもよく、2種以上である場合、それらの組み合わせ及び比率は任意に選択できる。
エネルギー線硬化性樹脂(g)を用いる場合、接着剤組成物において、接着剤組成物の総質量に対する、エネルギー線硬化性樹脂(g)の含有量の割合は、1~95質量%であることが好ましく、5~90質量%であることがより好ましく、10~85質量%であることが特に好ましい。
[光重合開始剤(h)]
接着剤組成物及びフィルム状接着剤は、エネルギー線硬化性樹脂(g)を含有する場合、エネルギー線硬化性樹脂(g)の重合反応を効率よく進めるために、光重合開始剤(h)を含有していてもよい。
接着剤組成物における光重合開始剤(h)としては、例えば、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、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、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンゾイン安息香酸、ベンゾイン安息香酸メチル、ベンゾインジメチルケタール等のベンゾイン化合物;アセトフェノン、2-ヒドロキシ-2-メチル-1-フェニル-プロパン-1-オン、2,2-ジメトキシ-1,2-ジフェニルエタン-1-オン等のアセトフェノン化合物;ビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)フェニルフォスフィンオキサイド、2,4,6-トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキサイド等のアシルフォスフィンオキサイド化合物;ベンジルフェニルスルフィド、テトラメチルチウラムモノスルフィド等のスルフィド化合物;1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン等のα-ケトール化合物;アゾビスイソブチロニトリル等のアゾ化合物;チタノセン等のチタノセン化合物;チオキサントン等のチオキサントン化合物;パーオキサイド化合物;ジアセチル等のジケトン化合物;ベンジル;ジベンジル;ベンゾフェノン;2,4-ジエチルチオキサントン;1,2-ジフェニルメタン;2-ヒドロキシ-2-メチル-1-[4-(1-メチルビニル)フェニル]プロパノン;1-クロロアントラキノン、2-クロロアントラキノン等のキノン化合物等が挙げられる。
また、光重合開始剤(h)としては、例えば、アミン等の光増感剤等も挙げられる。
接着剤組成物が含有する光重合開始剤(h)は、1種のみであってもよいし、2種以上であってもよく、2種以上である場合、それらの組み合わせ及び比率は任意に選択できる。
光重合開始剤(h)を用いる場合、接着剤組成物において、光重合開始剤(h)の含有量は、エネルギー線硬化性樹脂(g)の含有量100質量部に対して、0.1~20質量部であることが好ましく、1~10質量部であることがより好ましく、2~5質量部であることが特に好ましい。
[汎用添加剤(i)]
汎用添加剤(i)は、公知のものでよく、目的に応じて任意に選択でき、特に限定されないが、好ましいものとしては、例えば、可塑剤、帯電防止剤、酸化防止剤、着色剤(染料、顔料)、ゲッタリング剤等が挙げられる。
接着剤組成物及びフィルム状接着剤が含有する汎用添加剤(i)は、1種のみであってもよいし、2種以上であってもよく、2種以上である場合、それらの組み合わせ及び比率は任意に選択できる。
接着剤組成物及びフィルム状接着剤の含有量は、特に限定されず、目的に応じて適宜選択すればよい。
[溶媒]
接着剤組成物は、さらに溶媒を含有することが好ましい。溶媒を含有する接着剤組成物は、取り扱い性が良好となる。
前記溶媒は特に限定されないが、好ましいものとしては、例えば、トルエン、キシレン等の炭化水素;メタノール、エタノール、2-プロパノール、イソブチルアルコール(2-メチルプロパン-1-オール)、1-ブタノール等のアルコール;酢酸エチル等のエステル;アセトン、メチルエチルケトン等のケトン;テトラヒドロフラン等のエーテル;ジメチルホルムアミド、N-メチルピロリドン等のアミド(アミド結合を有する化合物)等が挙げられる。
接着剤組成物が含有する溶媒は、1種のみであってもよいし、2種以上であってもよく、2種以上である場合、それらの組み合わせ及び比率は任意に選択できる。
接着剤組成物が含有する溶媒は、接着剤組成物中の含有成分をより均一に混合できる点から、メチルエチルケトン等であることが好ましい。
接着剤組成物の溶媒の含有量は、特に限定されず、例えば、溶媒以外の成分の種類に応じて適宜選択すればよい。
<<接着剤組成物の製造方法>>
接着剤組成物は、これを構成するための各成分を配合することで得られる。
接着剤組成物は、例えば、配合成分の種類が異なる点以外は、先に説明した粘着剤組成物の場合と同じ方法で製造できる。
◇半導体装置製造用シートの製造方法
前記半導体装置製造用シートは、上述の各層を対応する位置関係となるように積層することで製造できる。各層の形成方法は、先に説明したとおりである。
例えば、前記半導体装置製造用シートは、基材、粘着剤層、中間層及びフィルム状接着剤を、それぞれあらかじめ用意しておき、これらを、基材、粘着剤層、中間層及びフィルム状接着剤の順となるように貼り合わせて積層することにより、製造できる。
ただし、これは、半導体装置製造用シートの製造方法の一例である。
前記半導体装置製造用シートは、例えば、これを構成するための、複数の層が積層されて構成された、2種以上の中間積層体をあらかじめ作製しておき、これら中間積層体同士を貼り合わせることでも、製造できる。中間積層体の構成は、適宜任意に選択できる。例えば、基材及び粘着剤層が積層された構成を有する第1中間積層体(前記支持シートに相当)と、中間層及びフィルム状接着剤が積層された構成を有する第2中間積層体と、をあらかじめ作製しておき、第1中間積層体中の粘着剤層と、第2中間積層体中の中間層と、を貼り合わせることで、半導体装置製造用シートを製造できる。
ただし、これも、半導体装置製造用シートの製造方法の一例である。
前記半導体装置製造用シートとして 例えば、図1に示すような、中間層の第1面の面積と、フィルム状接着剤の第1面の面積が、いずれも、粘着剤層の第1面と、基材の第1面の面積よりも小さいものを製造する場合には、上述の製造方法でのいずれかの段階で、中間層とフィルム状接着剤を目的とする大きさに加工する工程を、追加して行ってもよい。例えば、前記第2中間積層体を用いる製造方法において、第2中間積層体中の中間層及びフィルム状接着剤を、目的とする大きさに加工する工程を追加して行うことで、半導体装置製造用シートを製造してもよい。
フィルム状接着剤上に剥離フィルムを備えた状態の半導体装置製造用シートを製造する場合には、例えば、剥離フィルム上にフィルム状接着剤を作製し、この状態を維持したまま、残りの層を積層して、半導体装置製造用シートを作製してもよいし、基材、粘着剤層、中間層及びフィルム状接着剤をすべて積層した後に、フィルム状接着剤上に剥離フィルムを積層して、半導体装置製造用シートを作製してもよい。剥離フィルムは、半導体装置製造用シートの使用時までに、必要な段階で取り除けばよい。
基材と、粘着剤層と、中間層と、フィルム状接着剤と、剥離フィルムと、のいずれにも該当しない別の層を備えている半導体装置製造用シートは、上述の製造方法において、適切なタイミングで、この別の層を形成し、積層する工程を追加して行うことで、製造できる。
本実施形態の好ましい半導体装置製造用シートの一例としては、基材と、粘着剤層と、中間層と、フィルム状接着剤とを備え、
前記基材上に、前記粘着剤層、前記中間層及び前記フィルム状接着剤がこの順に積層されて構成されており、
前記フィルム状接着剤は帯電防止剤を含有し、前記フィルム状接着剤の総質量に対する前記帯電防止剤の含有量の割合が3質量%以下であり、
前記中間層が、重量平均分子量が100000以下の非ケイ素系樹脂を主成分として含有し、
前記中間層が、前記非ケイ素系樹脂として少なくとも極性樹脂を含有し、
前記中間層において、前記中間層の総質量に対する、前記非ケイ素系樹脂の含有量の割合が、80質量%以上、90質量%以上、95質量%以上、97質量%以上、及び99質量%以上のいずれかであり、
前記中間層において、前記非ケイ素系樹脂の総含有量に対する、前記極性樹脂である前記非ケイ素系樹脂の含有量の割合が、80質量%以上、90質量%以上、95質量%以上、97質量%以上、及び99質量%以上のいずれかであり、
前記極性樹脂において、全ての構成単位の合計質量に対する、極性基を有する構成単位の質量の割合が、5~70質量%、7.5~55質量%、及び10~40質量%のいずれかであり、
前記フィルム状接着剤の前記中間層側の表面の表面抵抗率が1×1013Ω以下である、半導体装置製造用シートが挙げられる。
本実施形態の好ましい半導体装置製造用シートの他の例としては、基材と、粘着剤層と、中間層と、フィルム状接着剤とを備え、
前記基材上に、前記粘着剤層、前記中間層及び前記フィルム状接着剤がこの順に積層されて構成されており、
前記フィルム状接着剤は帯電防止剤を含有し、前記フィルム状接着剤の総質量に対する前記帯電防止剤の含有量の割合が3質量%以下であり、
前記中間層が、重量平均分子量が100000以下の非ケイ素系樹脂を主成分として含有し、
前記中間層が、前記非ケイ素系樹脂である、エチレン酢酸ビニル共重合体又はポリオレフィンを含有し、
前記中間層が、前記非ケイ素系樹脂として少なくとも極性樹脂を含有し、
前記中間層において、前記中間層の総質量に対する、前記非ケイ素系樹脂の含有量の割合が、80質量%以上、90質量%以上、95質量%以上、97質量%以上、及び99質量%以上のいずれかであり、
前記中間層において、前記非ケイ素系樹脂の総含有量に対する、前記極性樹脂である前記非ケイ素系樹脂の含有量の割合が、80質量%以上、90質量%以上、95質量%以上、97質量%以上、及び99質量%以上のいずれかであり、
前記極性樹脂において、全ての構成単位の合計質量に対する、極性基を有する構成単位の質量の割合が、5~70質量%、7.5~55質量%、及び10~40質量%のいずれかであり、
前記フィルム状接着剤の前記中間層側の表面の表面抵抗率が1×1013Ω以下である、半導体装置製造用シートが挙げられる。
本実施形態の好ましい半導体装置製造用シートの他の例としては、基材と、粘着剤層と、中間層と、フィルム状接着剤とを備え、
前記基材上に、前記粘着剤層、前記中間層及び前記フィルム状接着剤がこの順に積層されて構成されており、
前記フィルム状接着剤は帯電防止剤を含有し、前記フィルム状接着剤の総質量に対する前記帯電防止剤の含有量の割合が3質量%以下であり、
前記中間層が、重量平均分子量が100000以下の非ケイ素系樹脂を主成分として含有し、
前記中間層が、前記非ケイ素系樹脂である、エチレン酢酸ビニル共重合体を含有し、
前記エチレン酢酸ビニル共重合体において、全ての構成単位の合計質量に対する、酢酸ビニルから誘導された構成単位の質量の割合が、10~40質量%、10~30質量%のいずれかであり、全ての構成単位の合計質量に対する、エチレンから誘導された構成単位の質量の割合が、60~90質量%、70~90質量%のいずれかであり、
前記中間層において、前記中間層の総質量に対する、前記エチレン酢酸ビニル共重合体の含有量の割合が、90~99.99質量%であり、
前記中間層が、前記非ケイ素系樹脂として少なくとも極性樹脂を含有し、
前記中間層において、前記中間層の総質量に対する、前記非ケイ素系樹脂の含有量の割合が、80質量%以上、90質量%以上、95質量%以上、97質量%以上、及び99質量%以上のいずれかであり、
前記中間層において、前記非ケイ素系樹脂の総含有量に対する、前記極性樹脂である前記非ケイ素系樹脂の含有量の割合が、80質量%以上、90質量%以上、95質量%以上、97質量%以上、及び99質量%以上のいずれかであり、
前記極性樹脂において、全ての構成単位の合計質量に対する、極性基を有する構成単位の質量の割合が、5~70質量%、7.5~55質量%、及び10~40質量%のいずれかであり、
前記フィルム状接着剤の前記中間層側の表面の表面抵抗率が1×1013Ω以下である、半導体装置製造用シートが挙げられる。
本実施形態の好ましい半導体装置製造用シートの他の例としては、基材と、粘着剤層と、中間層と、フィルム状接着剤とを備え、
前記基材上に、前記粘着剤層、前記中間層及び前記フィルム状接着剤がこの順に積層されて構成されており、
前記フィルム状接着剤は帯電防止剤を含有し、前記フィルム状接着剤の総質量に対する前記帯電防止剤の含有量の割合が3質量%以下であり、
前記中間層が、重量平均分子量が100000以下の非ケイ素系樹脂を主成分として含有し、
前記中間層が、前記非ケイ素系樹脂として少なくとも極性樹脂を含有し、
前記中間層において、前記中間層の総質量に対する、前記非ケイ素系樹脂の含有量の割合が、80質量%以上、90質量%以上、95質量%以上、97質量%以上、及び99質量%以上のいずれかであり、
前記中間層において、前記非ケイ素系樹脂の総含有量に対する、前記極性樹脂である前記非ケイ素系樹脂の含有量の割合が、80質量%以上、90質量%以上、95質量%以上、97質量%以上、及び99質量%以上のいずれかであり、
前記極性樹脂において、全ての構成単位の合計質量に対する、極性基を有する構成単位の質量の割合が、5~70質量%、7.5~55質量%、及び10~40質量%のいずれかであり、
前記中間層の、前記フィルム状接着剤側の面について、X線光電子分光法によって分析を行ったとき、炭素、酸素、窒素及びケイ素の合計濃度に対するケイ素の濃度の割合が、1~20%、4~16%、及び8~12%のいずれかとなり、 前記フィルム状接着剤の前記中間層側の表面の表面抵抗率が1×1013Ω以下である、半導体装置製造用シートが挙げられる。
本実施形態の好ましい半導体装置製造用シートのさらに他の例としては、基材と、粘着剤層と、中間層と、フィルム状接着剤とを備え、
前記基材上に、前記粘着剤層、前記中間層及び前記フィルム状接着剤がこの順に積層されて構成されており、
前記フィルム状接着剤は帯電防止剤を含有し、前記フィルム状接着剤の総質量に対する前記帯電防止剤の含有量の割合が3質量%以下であり、
前記中間層が、重量平均分子量が100000以下の非ケイ素系樹脂を主成分として含有し、さらに、ケイ素系樹脂を含有し、
前記中間層が、前記非ケイ素系樹脂として少なくとも極性樹脂を含有し、
前記中間層において、前記中間層の総質量に対する、前記非ケイ素系樹脂の含有量の割合が、90~99.99質量%、90~97.5質量%、90~95質量%、及び90~92.5質量%のいずれかであり、
前記中間層において、前記中間層の総質量に対する、前記ケイ素系樹脂の含有量の割合が、0.01~10質量%、2.5~10質量%、5~10質量%、及び7.5~10質量%のいずれかであり、
ただし、前記中間層において、前記中間層の総質量に対する、前記非ケイ素系樹脂及びケイ素系樹脂の合計含有量の割合は、100質量%を超えず、
前記中間層において、前記非ケイ素系樹脂の総含有量に対する、前記極性樹脂である前記非ケイ素系樹脂の含有量の割合が、80質量%以上、90質量%以上、95質量%以上、97質量%以上、及び99質量%以上のいずれかであり、
前記極性樹脂において、全ての構成単位の合計質量に対する、極性基を有する構成単位の質量の割合が、5~70質量%、7.5~55質量%、及び10~40質量%のいずれかであり、
前記フィルム状接着剤の前記中間層側の表面の表面抵抗率が1×1013Ω以下である、半導体装置製造用シートが挙げられる。
本実施形態の好ましい半導体装置製造用シートのさらに他の例としては、基材と、粘着剤層と、中間層と、フィルム状接着剤とを備え、
前記基材上に、前記粘着剤層、前記中間層及び前記フィルム状接着剤がこの順に積層されて構成されており、
前記フィルム状接着剤は帯電防止剤を含有し、前記フィルム状接着剤の総質量に対する前記帯電防止剤の含有量の割合が3質量%以下であり、
前記中間層が、重量平均分子量が100000以下の非ケイ素系樹脂を主成分として含有し、さらに、ケイ素系樹脂を含有し、
前記中間層が、前記非ケイ素系樹脂として少なくとも極性樹脂を含有し、
前記中間層において、前記中間層の総質量に対する、前記非ケイ素系樹脂の含有量の割合が、90~99.99質量%、90~97.5質量%、90~95質量%、及び90~92.5質量%のいずれかであり、
前記中間層において、前記中間層の総質量に対する、前記ケイ素系樹脂の含有量の割合が、0.01~10質量%、2.5~10質量%、5~10質量%、及び7.5~10質量%のいずれかであり、
ただし、前記中間層において、前記中間層の総質量に対する、前記非ケイ素系樹脂及びケイ素系樹脂の合計含有量の割合は、100質量%を超えず、
前記中間層において、前記非ケイ素系樹脂の総含有量に対する、前記極性樹脂である前記非ケイ素系樹脂の含有量の割合が、80質量%以上、90質量%以上、95質量%以上、97質量%以上、及び99質量%以上のいずれかであり、
前記極性樹脂において、全ての構成単位の合計質量に対する、極性基を有する構成単位の質量の割合が、5~70質量%、7.5~55質量%、及び10~40質量%のいずれかであり、
前記中間層の厚さが、5~150μm、5~120μm、30~120μm、及び60~120μmのいずれかであり、
前記フィルム状接着剤の前記中間層側の表面の表面抵抗率が1×1013Ω以下である、半導体装置製造用シートが挙げられる。
◇半導体装置製造用シートの使用方法(フィルム状接着剤付き半導体チップの製造方法)
前記半導体装置製造用シートは、半導体装置の製造過程において、フィルム状接着剤付き半導体チップの製造時に使用できる。
以下、図面を参照しながら、前記半導体装置製造用シートの使用方法(フィルム状接着剤付き半導体チップの製造方法)について、詳細に説明する。
図3A、図3B及び図3Cは、半導体装置製造用シートの使用方法の一例を、模式的に説明するための断面図であり、半導体装置製造用シートを半導体ウエハに貼付してから使用する場合について示している。この方法では、半導体装置製造用シートをダイシングダイボンディングシートとして使用する。
本実施形態のフィルム状接着剤付き半導体チップの製造方法は、上述の実施形態に係る半導体装置製造用シートの前記フィルム状接着剤の露出面に半導体ウエハの裏面を貼付して、前記基材、前記粘着剤層、前記中間層、前記フィルム状接着剤及び前記半導体ウエハがこの順に積層されて構成された積層物を得る工程(A1)と、
前記半導体ウエハを分割するとともに、前記フィルム状接着剤を切断して、フィルム状接着剤付き半導体チップを得る工程(A2)と、
前記基材、前記粘着剤層及び前記中間層から、前記フィルム状接着剤付き半導体チップを引き離して、ピックアップする工程(A3)と、を含む。
ここでは、図1に示す半導体装置製造用シート101を例に挙げて、その使用方法について説明する。
まず、図3Aに示すように、剥離フィルム15を取り除いた状態の、半導体装置製造用シート101を加熱しながら、その中のフィルム状接着剤14を、半導体ウエハ9’の裏面9b’に貼付する(工程(A1))。
符号9a’は、半導体ウエハ9’の回路形成面を示している。
半導体装置製造用シート101の貼付時の加熱温度は、特に限定されないが、半導体装置製造用シート101の加熱貼付安定性がより向上する点から、40~70℃であることが好ましい。
半導体装置製造用シート101中の中間層13の幅W13の最大値と、フィルム状接着剤14の幅W14の最大値は、いずれも、半導体ウエハ9’の幅W9’の最大値と全く同じであるか、又は、同じではないが、誤差が軽微で、ほぼ同等となっている。
例えば、半導体ウエハ9’の幅W9’の最大値が150mmである場合には、中間層13の幅W13の最大値と、フィルム状接着剤14の幅W14の最大値とは、150~160mmであることが好ましく、半導体ウエハ9’の幅W9’の最大値が200mmである場合には、中間層13の幅W13の最大値と、フィルム状接着剤14の幅W14の最大値とは、200~210mmであることが好ましく、半導体ウエハ9’の幅W9’の最大値が300mmである場合には、中間層13の幅W13の最大値と、フィルム状接着剤14の幅W14の最大値とは、300~310mmであることが好ましい。
このように、本実施形態においては、中間層13の幅W13の最大値と、半導体ウエハ9’の幅W9’の最大値と、の差、並びに、フィルム状接着剤14の幅W14の最大値と、半導体ウエハ9’の幅W9’の最大値と、の差は、いずれも0~10mmであってよい。
ここで、半導体ウエハ9’の幅W9’とは、例えば、半導体ウエハ9’の、その裏面9b’に対して平行な方向における幅を意味する。
次いで、上記で得られた、半導体装置製造用シート101と半導体ウエハ9’との積層物を、半導体ウエハ9’の回路形成面9a’側からブレードで切り込む(ブレードダイシングを行う)ことにより、半導体ウエハ9’を分割するとともに、フィルム状接着剤14を切断する(工程(A2))。
ブレードダイシングは、公知の方法で行うことできる。例えば、半導体装置製造用シート101中の粘着剤層12の第1面12aのうち、中間層13及びフィルム状接着剤14が積層されていない周縁部近傍の領域(前記非積層領域)を、リングフレーム等の治具(図示略)に固定した後、ブレードを用いて、半導体ウエハ9’の分割と、フィルム状接着剤14の切断を行うことができる。
本工程により、図3Bに示すように、半導体チップ9と、その裏面9bに設けられた切断後のフィルム状接着剤140と、を備えた複数個のフィルム状接着剤付き半導体チップ914が、得られる。これらフィルム状接着剤付き半導体チップ914は、積層シート10中の中間層13上で整列して固定された状態となっており、フィルム状接着剤付き半導体チップ群910を構成している。
半導体チップ9の裏面9bは、半導体ウエハ9’の裏面9b’に対応している。また、図3B中、符号9aは、半導体チップ9の回路形成面を示しており、半導体ウエハ9’の回路形成面9a’に対応している。
ブレードダイシング時には、ブレードによって、半導体ウエハ9’については、その厚さ方向の全域を切り込むことで分割するとともに、半導体装置製造用シート101については、フィルム状接着剤14の第1面14aから中間層13の途中の領域までを切り込むことにより、フィルム状接着剤14をその厚さ方向の全域で切断し、かつ粘着剤層12までは切り込まないことが好ましい。
すなわち、ブレードダイシング時には、ブレードによって、半導体装置製造用シート101と半導体ウエハ9’との積層物を、これらの積層方向において、半導体ウエハ9’の回路形成面9a’から、少なくとも中間層13の第1面13aまで切り込み、かつ、中間層13の第1面13aとは反対側の面(すなわち、粘着剤層12との接触面)までは切り込まないことが好ましい。
本工程においては、このようにブレードが基材11に到達することを容易に回避でき、それにより、基材11からの切削屑の発生を抑制できる。そして、ブレードによって切断される中間層13の主成分が、重量平均分子量が100000以下の非ケイ素系樹脂であること、特に、重量平均分子量が100000以下であることによって、中間層13からの切削屑の発生も抑制できる。
ブレードダイシングの条件は、目的に応じて適宜調節すればよく、特に限定されない。
通常、ブレードの回転数は、15000~50000rpmであることが好ましく、ブレードの移動速度は、5~75mm/sであることが好ましい。
ブレードダイシング後は、図3Cに示すように、フィルム状接着剤付き半導体チップ914を、積層シート10中の中間層13から引き離して、ピックアップする(工程(A3))。ここでは、真空コレット等の引き離し手段7を用いて、フィルム状接着剤付き半導体チップ914を矢印P方向に引き離す場合を示している。なお、ここでは、引き離し手段7を断面表示していない。
フィルム状接着剤付き半導体チップ914は、公知の方法でピックアップできる。
中間層13の第1面13aにおいて、前記ケイ素濃度の割合が1~20%である場合には、フィルム状接着剤付き半導体チップ914を、より容易にピックアップできる。
中間層13が、例えば、前記非ケイ素系樹脂であるエチレン酢酸ビニル共重合体と、前記添加剤であるシロキサン系化合物と、を含有し、中間層における、中間層の総質量に対する、エチレン酢酸ビニル共重合体の含有量の割合が、90~99.99質量%であり、中間層における、中間層の総質量に対する、前記シロキサン系化合物の含有量の割合が、0.01~10質量%である場合には、フィルム状接着剤付き半導体チップ914を、より容易にピックアップできる。
ここまでで説明した前記フィルム状接着剤付き半導体チップの製造方法で、好ましい実施形態としては、例えば、半導体チップと、前記半導体チップの裏面に設けられたフィルム状接着剤と、を備えたフィルム状接着剤付き半導体チップの製造方法であって、
前記半導体装置製造用シートは、前記基材、粘着剤層、中間層及びフィルム状接着剤を備えており、
前記製造方法は、前記半導体装置製造用シートを加熱しながら、その中の前記フィルム状接着剤を、前記半導体ウエハの裏面に貼付する工程と、前記フィルム状接着剤が貼付された前記半導体ウエハを、その回路形成面側から、その厚さ方向の全域を切り込んで分割することにより、前記半導体チップを作製するとともに、前記半導体装置製造用シートを、その厚さ方向において、その前記フィルム状接着剤側から、前記中間層の途中の領域までを切り込んで、前記フィルム状接着剤を切断し、かつ前記粘着剤層までは切り込まないことにより、複数個の前記フィルム状接着剤付き半導体チップが、前記中間層上で整列した状態のフィルム状接着剤付き半導体チップ群を得る工程と、前記中間層から、前記フィルム状接着剤付き半導体チップを引き離して、ピックアップする工程と、を有するもの(本明細書においては、「製造方法1」と称することがある)が挙げられる。
図4A、図4B及び図4Cは、半導体装置製造用シートの使用対象である半導体チップの製造方法の一例を、模式的に説明するための断面図であり、半導体ウエハでの改質層の形成を伴うダイシングを行うことによって、半導体チップを製造する場合について示している。
図5A、図5B及び図5Cは、半導体装置製造用シートの使用方法の他の例を、模式的に説明するための断面図であり、半導体装置製造用シートを半導体チップに貼付してから使用する場合について示している。この方法では、半導体装置製造用シートをダイボンディングシートとして使用する。
本実施形態のフィルム状接着剤付き半導体チップの製造方法は、上述の実施形態に係る半導体装置製造用シートの前記フィルム状接着剤の露出面に、複数個の前記半導体チップが整列した状態の半導体チップ群の裏面を貼付して、前記基材、前記粘着剤層、前記中間層、前記フィルム状接着剤及び前記半導体チップ群がこの順に積層されて構成された積層物を得る工程(B1)と、
前記フィルム状接着剤を切断して、フィルム状接着剤付き半導体チップを得る工程(B2)と、
前記基材、前記粘着剤層及び前記中間層から、前記フィルム状接着剤付き半導体チップを引き離して、ピックアップする工程(B3)と、を含む。
ここでは、図1に示す半導体装置製造用シート101を例に挙げて、その使用方法について説明する。
まず、半導体装置製造用シート101の使用に先立ち、図4Aに示すように、半導体ウエハ9’を用意し、その回路形成面9a’に、バックグラインドテープ(「表面保護テープ」と称することもある)8を貼付する。
図4A中、符号W9’は、半導体ウエハ9’の幅を示している。
次いで、半導体ウエハ9’の内部に設定された焦点に集束するように、レーザー光(図示略)を照射することにより、図4Bに示すように、半導体ウエハ9’の内部に改質層90’を形成する。
前記レーザー光は、半導体ウエハ9’の裏面9b’側から、半導体ウエハ9’に照射することが好ましい。
このときの焦点の位置は、半導体ウエハ9’の分割(ダイシング)予定位置であり、半導体ウエハ9’から目的とする大きさ、形状及び個数の半導体チップが得られるように設定される。
次いで、グラインダー(図示略)を用いて、半導体ウエハ9’の裏面9b’を研削する。これにより、半導体ウエハ9’の厚さを目的とする値に調節するとともに、このときの半導体ウエハ9’に加えられる研削時の力を利用することによって、改質層90’の形成部位において、半導体ウエハ9’を分割し、図4Cに示すように、複数個の半導体チップ9を作製する。
半導体ウエハ9’の改質層90’は、半導体ウエハ9’の他の箇所とは異なり、レーザー光の照射によって変質しており、強度が弱くなっている。そのため、改質層90’が形成された半導体ウエハ9’に力を加えることにより、改質層90’に力が加えられ、この改質層90’の部位において半導体ウエハ9’が割れて、複数個の半導体チップ9が得られる。
以上により、半導体装置製造用シート101の使用対象である半導体チップ9が得られる。より具体的には、本工程により、バックグラインドテープ8上で複数個の半導体チップ9が整列して固定された状態の半導体チップ群901が得られる。
半導体チップ群901を、その上方から見下ろして平面視したときに、半導体チップ群901の最も外側の部位を結んで形成される平面形状(本明細書においては、このような平面形状を単に「半導体チップ群の平面形状」と称することがある)は、半導体ウエハ9’を同様に平面視したときの平面形状と全く同じであるか、又は、これら平面形状同士の相違点は無視し得るほどに軽微であって、半導体チップ群901の前記平面形状は、半導体ウエハ9’の前記平面形状と概ね同じであるといえる。
したがって、半導体チップ群901の前記平面形状の幅は、図4Cに示すように、半導体ウエハ9’の幅W9’と同じであると見做せる。そして、半導体チップ群901の前記平面形状の幅の最大値は、半導体ウエハ9’の幅W9’ の最大値と同じであると見做せる。
なお、ここでは、半導体ウエハ9’から半導体チップ9を目的どおりに作製できた場合について示しているが、半導体ウエハ9’の裏面9b’の研削時の条件によっては、半導体ウエハ9’の一部の領域において、半導体チップ9への分割が行われないこともある。
次いで、上記で得られた半導体チップ9(半導体チップ群901)を用いて、フィルム状接着剤付き半導体チップを製造する。
まず、図5Aに示すように、剥離フィルム15を取り除いた状態の、1枚の半導体装置製造用シート101を加熱しながら、その中のフィルム状接着剤14を、半導体チップ群901中のすべての半導体チップ9の裏面9bに貼付する(工程(B1))。このときのフィルム状接着剤14の貼付対象は、完全には分割されていない半導体ウエハであってもよい。
半導体装置製造用シート101中の中間層13の幅W13の最大値と、フィルム状接着剤14の幅W14の最大値は、いずれも、半導体ウエハ9’の幅W9’(換言すると、半導体チップ群901の幅)の最大値と全く同じであるか、又は、同じではないが、誤差が軽微で、ほぼ同等となっている。
すなわち、中間層13の幅W13の最大値と、半導体チップ群901の幅の最大値と、の関係は、先に説明した中間層13の幅W13の最大値と、半導体ウエハ9’の幅W9’の最大値と、の関係と同じであってよい。そして、フィルム状接着剤14の幅W14の最大値と、半導体チップ群901の幅の最大値と、の関係は、先に説明したフィルム状接着剤14の幅W14の最大値と、半導体ウエハ9’の幅W9’の最大値と、の関係と同じであってよい。
このときの半導体チップ群901へのフィルム状接着剤14(半導体装置製造用シート101)の貼付は、半導体ウエハ9’に代えて半導体チップ群901を用いる点を除けば、前記製造方法1における、半導体ウエハ9’へのフィルム状接着剤14(半導体装置製造用シート101)の貼付の場合と同じ方法で行うことができる。
次いで、この固定した状態の半導体チップ群901からバックグラインドテープ8を取り除く。そして、図5Bに示すように、半導体装置製造用シート101を、冷却しながら、その表面(例えば、粘着剤層12の第1面12a)に対して平行な方向に引き伸ばすことにより、エキスパンドする。ここでは、半導体装置製造用シート101のエキスパンドの方向を矢印Eで示している。このようにエキスパンドすることにより、フィルム状接着剤14を半導体チップ9の外周に沿って切断する(工程(B2))。
本工程により、半導体チップ9と、その裏面9bに設けられた切断後のフィルム状接着剤140と、を備えた複数個のフィルム状接着剤付き半導体チップ914が、得られる。これらフィルム状接着剤付き半導体チップ914は、積層シート10中の中間層13上で整列して固定された状態となっており、フィルム状接着剤付き半導体チップ群910を構成している。
ここで得られる、フィルム状接着剤付き半導体チップ914及びフィルム状接着剤付き半導体チップ群910は、いずれも、先に説明した製造方法1で得られるフィルム状接着剤付き半導体チップ914及びフィルム状接着剤付き半導体チップ群910と実質的に同じである。
先の説明のとおり、半導体ウエハ9’の分割時に、半導体ウエハ9’の一部の領域において、半導体チップ9への分割が行われなかった場合には、本工程を行うことにより、この領域は半導体チップへ分割される。
半導体装置製造用シート101は、その温度を-5~5℃としてエキスパンドすることが好ましい。半導体装置製造用シート101を、このように冷却してエキスパンドする(クールエキスパンドを行う)ことにより、フィルム状接着剤14をより容易かつ高精度に切断できる。
半導体装置製造用シート101のエキスパンドは、公知の方法で行うことできる。例えば、半導体装置製造用シート101中の粘着剤層12の第1面12aのうち、中間層13及びフィルム状接着剤14が積層されていない周縁部近傍の領域(前記非積層領域)を、リングフレーム等の治具(図示略)に固定した後、半導体装置製造用シート101の中間層13及びフィルム状接着剤14が積層されている領域全体を、基材11から粘着剤層12へ向かう方向に、基材11側から突き上げることにより、半導体装置製造用シート101をエキスパンドできる。
図5Bでは、粘着剤層12の第1面12aのうち、中間層13及びフィルム状接着剤14が積層されていない前記非積層領域は、中間層13の第1面13aに対してほぼ平行となっているが、上述のように、半導体装置製造用シート101の突き上げによりエキスパンドしている状態では、前記非積層領域は、粘着剤層12の外周に近付くにしたがって、上記の突き上げの方向とは逆方向に高さが下降する傾斜面を含む。
本工程では、半導体装置製造用シート101が中間層13を備えている(換言すると、切断前のフィルム状接着剤14が中間層13上に設けられている)ことにより、フィルム状接着剤14が目的とする箇所で(換言すると、半導体チップ9の外周に沿って)精度よく切断され、切断不良を抑制できる。
エキスパンド後は、図5Cに示すように、フィルム状接着剤付き半導体チップ914を、積層シート10中の中間層13から引き離して、ピックアップする(工程(B3))。
このときのピックアップは、先に説明した製造方法1におけるピックアップと同じ方法で行うことができ、ピックアップ適性も、製造方法1におけるピックアップ適性と同様である。
例えば、本工程においても、中間層13の第1面13aにおいて、前記ケイ素濃度の割合が1~20%である場合には、フィルム状接着剤付き半導体チップ914を、より容易にピックアップできる。
また、中間層13が、例えば、前記非ケイ素系樹脂であるエチレン酢酸ビニル共重合体と、前記添加剤であるシロキサン系化合物と、を含有し、中間層における、中間層の総質量に対する、エチレン酢酸ビニル共重合体の含有量の割合が、90~99.99質量%であり、中間層における、中間層の総質量に対する、前記シロキサン系化合物の含有量の割合が、0.01~10質量%である場合には、フィルム状接着剤付き半導体チップ914を、より容易にピックアップできる。
ここまでで説明した前記フィルム状接着剤付き半導体チップの製造方法で、好ましい実施形態としては、例えば、半導体チップと、前記半導体チップの裏面に設けられたフィルム状接着剤と、を備えたフィルム状接着剤付き半導体チップの製造方法であって、
前記半導体装置製造用シートは、前記基材、粘着剤層、中間層及びフィルム状接着剤を備えており、
前記製造方法は、半導体ウエハの内部に設定された焦点に集束するように、レーザー光を照射することにより、前記半導体ウエハの内部に改質層を形成する工程と、前記改質層を形成後の前記半導体ウエハの裏面を研削するとともに、前記半導体ウエハに加えられる研削時の力を利用することにより、前記改質層の形成部位において、前記半導体ウエハを分割し、複数個の前記半導体チップが整列した状態の半導体チップ群を得る工程と、前記半導体装置製造用シートを加熱しながら、その中の前記フィルム状接着剤を、前記半導体チップ群中のすべての前記半導体チップの裏面に貼付する工程と、前記半導体チップに貼付した後の前記半導体装置製造用シートを、冷却しながら、その表面に対して平行な方向に引き伸ばすことにより、前記フィルム状接着剤を前記半導体チップの外周に沿って切断し、複数個の前記フィルム状接着剤付き半導体チップが、前記中間層上で整列した状態のフィルム状接着剤付き半導体チップ群を得る工程と、前記中間層から、前記フィルム状接着剤付き半導体チップを引き離して、ピックアップする工程と、を有するもの(本明細書においては、「製造方法2」と称することがある)が挙げられる。
ここまでは、製造方法1及び製造方法2のいずれの場合も、図1に示す半導体装置製造用シート101を例に挙げて、その使用方法について説明したが、それ以外の本実施形態に係る半導体装置製造用シートも、同様に使用できる。その場合、必要に応じて、この半導体装置製造用シートと、半導体装置製造用シート101と、の構成の相違点に基づいて、他の工程を適宜追加して、半導体装置製造用シートを使用してもよい。
製造方法1及び製造方法2の場合に限らず、前記フィルム状接着剤付き半導体チップ群を得た後は、前記フィルム状接着剤付き半導体チップをピックアップする前に、前記積層シートを、前記粘着剤層の前記中間層側の面(第1面)に対して平行な方向にエキスパンドし、さらにこの状態を維持したまま、前記積層シートのうち、前記フィルム状接着剤付き半導体チップ(フィルム状接着剤付き半導体チップ群)が載っていない周縁部を加熱してもよい。
このようにすることで、前記周縁部を収縮させつつ、前記積層シート上においては、隣接する半導体チップ間の距離、すなわちカーフ幅を、十分に広くかつ高い均一性で保持できる。そして、フィルム状接着剤付き半導体チップをより容易にピックアップできる。
以下、具体的実施例により、本発明についてより詳細に説明する。ただし、本発明は、以下に示す実施例に、何ら限定されるものではない。
<<接着剤組成物の製造原料>>
接着剤組成物の製造に用いた原料を以下に示す。
[重合体成分(a)]
(a)-1:アクリル酸メチル(95質量部)及びアクリル酸-2-ヒドロキシエチル(5質量部)を共重合してなるアクリル樹脂(重量平均分子量800000、ガラス転移温度9℃)。
[エポキシ樹脂(b1)]
(b1)-1:アクリロイル基が付加されたクレゾールノボラック型エポキシ樹脂(日本化薬社製「CNA147」、エポキシ当量518g/eq、数平均分子量2100、不飽和基含有量はエポキシ基と等量)。
[熱硬化剤(b2)]
(b2)-1:アラルキル型フェノール樹脂(三井化学社製「ミレックスXLC-4L」、数平均分子量1100、軟化点63℃)
[充填材(d)]
(d)-1:球状シリカ(アドマテックス社製「YA050C-MJE」、平均粒径50nm、メタクリルシラン処理品)
[カップリング剤(e)]
(e)-1:シランカップリング剤、3-グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン(信越シリコーン社製「KBE-402」)
[架橋剤(f)]
(f)-1:トリレンジイソシアナート系架橋剤(東ソー社製「コロネートL」)
[帯電防止剤(g)]
(g)-1:還元型酸化グラフェン(Angstrom Material社製「N002-PDR」)
[実施例1]
<<半導体装置製造用シートの製造>>
<基材の製造>
押出機を用いて、低密度ポリエチレン(LDPE、住友化学社製「スミカセンL705」)を溶融させ、Tダイ法により溶融物を押し出し、冷却ロールを用いて押し出し物を2軸で延伸することにより、LDPE製の基材(厚さ110μm)を得た。
<粘着剤層の作製>
粘着性樹脂(I-1a)としてアクリル樹脂(トーヨーケム社製「オリバインBPS 6367X」)(100質量部)と、架橋剤(トーヨーケム社製「BXX 5640」)(1質量部)と、を含有する非エネルギー線硬化性の粘着剤組成物を製造した。
次いで、ポリエチレンテレフタレート製フィルムの片面がシリコーン処理により剥離処理された剥離フィルムを用い、その前記剥離処理面に、上記で得られた粘着剤組成物を塗工し、100℃で2分、加熱乾燥させることにより、非エネルギー線硬化性の粘着剤層(厚さ10μm)を作製した。
<中間層の作製>
常温下で、エチレン酢酸ビニル共重合体(EVA、重量平均分子量30000、酢酸ビニルから誘導された構成単位の含有量25質量%)(15g)をテトラヒドロフラン85gに溶解させ、得られた溶液に、シロキサン系化合物(ポリジメチルシロキサン、ビックケミー・ジャパン社製「BYK-333」、1分子中の式「-Si(-CH-O-」で表される構成単位の数が45~230)(1.5g)を添加し、撹拌することにより、中間層形成用組成物を作製した。
ポリエチレンテレフタレート製フィルムの片面がシリコーン処理により剥離処理された剥離フィルムを用い、その前記剥離処理面に、上記で得られた中間層形成用組成物を塗工し、70℃で5分、加熱乾燥させることにより、中間層(厚さ20μm)を作製した。
<フィルム状接着剤の作製>
重合体成分(a)-1(100質量部)、エポキシ樹脂(b1)-1(10質量部)、熱硬化剤(b2)-1(1.5質量部)、充填材(d)-1(75質量部)、カップリング剤(e)-1(0.5質量部)、架橋剤(f)-1(0.5質量部)、及び帯電防止剤(g)-1(5.6質量部)を含有する熱硬化性の接着剤組成物を製造した。
次いで、ポリエチレンテレフタレート製フィルムの片面がシリコーン処理により剥離処理された剥離フィルムを用い、その前記剥離処理面に、上記で得られた接着剤組成物を塗工し、80℃で2分、加熱乾燥させることにより、熱硬化性のフィルム状接着剤(厚さ7μm)を作製した。
<半導体装置製造用シートの製造>
上記で得られた粘着剤層の、剥離フィルムを備えている側とは反対側の露出面を、上記で得られた基材の一方の表面と貼り合わせることにより、剥離フィルム付きの第1中間積層体(換言すると、剥離フィルム付きの支持シート)を作製した。
上記で得られたフィルム状接着剤の、剥離フィルムを備えている側とは反対側の露出面を、上記で得られた中間層の、剥離フィルムを備えている側とは反対側の露出面と貼り合わせることにより、剥離フィルム付きの第2中間積層体(剥離フィルム、中間層、フィルム状接着剤及び剥離フィルムの積層物)を作製した。
次いで、この剥離フィルム付きの第2中間積層体に対して、中間層側の剥離フィルムからフィルム状接着剤まで、切断刃を用いて打ち抜き加工を行い、不要部分を除去することにより、フィルム状接着剤側の剥離フィルム上に、平面形状が円形(直径305mm)のフィルム状接着剤(厚さ7μm)、中間層(厚さ20μm)及び剥離フィルムがこの順に、これらの厚さ方向において積層されて構成された、剥離フィルム付きの第2中間積層体加工物を作製した。
次いで、上記で得られた、剥離フィルム付きの第1中間積層体から、剥離フィルムを取り除き、粘着剤層の一方の面を露出させた。
さらに、上記で得られた、剥離フィルム付きの第2中間積層体加工物から、円形の剥離フィルムを取り除き、中間層の一方の面を露出させた。
次いで、第1中間積層体中の粘着剤層の、新たに生じた露出面と、第2中間積層体加工物中の中間層の、新たに生じた露出面と、を貼り合わせた。これにより得られた積層物中の基材及び粘着剤層(すなわち支持シート)に対して、これらの平面形状が円形(直径305mm)で、かつ、円形のフィルム状接着剤及び中間層と同心状となるように、切断刃を用いて基材側から打ち抜き加工を行い、不要部分を除去した。
以上により、基材(厚さ110μm)、粘着剤層(厚さ10μm)、中間層(厚さ20μm)、フィルム状接着剤(厚さ7μm)及び剥離フィルムがこの順に、これらの厚さ方向において積層されて構成された、実施例1に係る剥離フィルム付きの半導体装置製造用シートを得た。
<<半導体装置製造用シートの評価>>
<フィルム状接着剤の中間層側の表面の表面抵抗率測定>
得られた剥離フィルム付きの半導体装置製造用シートの剥離フィルムを剥離し、これにより生じたフィルム状接着剤の露出面の全面を、ポリエチレンテレフタレート層を有する粘着テープ(リンテック社製「PET50(A) PLシン 8LK」)の粘着面に貼り合わせ、100mm×100mmに裁断することにより、試験片を作製した。試験片を23℃、50%相対湿度下で24時間調湿した後、試験片を中間層及びフィルム状接着剤の界面で剥離し、23℃、50%相対湿度下で、フィルム状接着剤の露出面の表面抵抗率を、DIGITAL ELECTROMETER(ADVANTEST社製)を用いて印加電圧100Vで測定した。
<中間層のフィルム状接着剤側の面におけるケイ素濃度の割合の算出>
上述の半導体装置製造用シートの製造過程において、粘着剤層と貼り合わせる前の段階の中間層の露出面について、XPSによって分析を行い、炭素(C)、酸素(O)、窒素(N)及びケイ素(Si)の濃度(atomic %)を測定し、その測定値から、炭素、酸素、窒素及びケイ素の合計濃度に対するケイ素の濃度の割合(%)を求めた。
XPS分析は、X線光電子分光分析装置(アルバック社製「Quantra SXM」)を用いて、照射角度45°、X線ビーム径20μmφ、出力4.5Wの条件で行った。結果を、他の元素の濃度の割合(%)とともに、表1中の「中間層の元素濃度の割合(%)」の欄に示す。
<ブレードダイシング時における切削屑の発生抑制効果の評価>
[フィルム状接着剤付きシリコンチップ群の製造]
上記で得られた半導体装置製造用シートにおいて、剥離フィルムを取り除いた。
裏面をドライポリッシュ仕上げで研磨したシリコンウエハ(直径300mm、厚さ75μm)を用い、その裏面(研磨面)に、テープマウンター(リンテック社製「Adwill RAD2500」)を用いて、上記の半導体装置製造用シートを、60℃に加熱しながら、そのフィルム状接着剤によって貼付した。これにより、基材(厚さ110μm)、粘着剤層(厚さ10μm)、中間層(厚さ20μm)、フィルム状接着剤(厚さ7μm)及びシリコンウエハ(厚さ75μm)がこの順に、これらの厚さ方向において積層されて構成された積層物(前記積層シートと、フィルム状接着剤と、シリコンウエハとがこの順に、これらの厚さ方向において積層されて構成された積層物)を得た。
次いで、前記積層物中の粘着剤層の第1面のうち、中間層が設けられていない周縁部近傍の領域(前記非積層領域)を、ウエハダイシング用リングフレームに固定した。
次いで、ダイシング装置(ディスコ社製「DFD6361」)を用いてダイシングすることにより、シリコンウエハを分割するとともに、フィルム状接着剤も切断し、大きさが8mm×8mmのシリコンチップを得た。このときのダイシングは、ブレードの回転数を30000rpm、ブレードの移動速度を30mm/sとし、半導体装置製造用シートに対して、そのフィルム状接着剤のシリコンウエハの貼付面から、中間層の途中の領域まで(すなわち、フィルム状接着剤の、その厚さ方向の全領域と、中間層の、そのフィルム状接着剤側の面から途中の領域まで)ブレードで切り込むことにより行った。ブレードとしては、ディスコ社製「Z05-SD2000-D1-90 CC」を用いた。
以上により、シリコンチップと、その裏面に設けられた切断後のフィルム状接着剤と、を備えた多数のフィルム状接着剤付きシリコンチップが、その中のフィルム状接着剤によって、前記積層シート中の中間層上で整列して固定された状態の、フィルム状接着剤付きシリコンチップ群を得た。
[切削屑の発生抑制効果の評価]
デジタル顕微鏡(キーエンス社製「VH-Z100」)を用いて、上記で得られたフィルム状接着剤付きシリコンチップ群を、そのシリコンチップ側の上方から観察し、切削屑の発生の有無を確認した。そして、切削屑が全く発生していない場合には「A」と判定し、僅かでも切削屑が発生している場合には、「B」と判定した。結果を表1に示す。
<エキスパンド時におけるフィルム状接着剤の切断性の評価>
[フィルム状接着剤付きシリコンチップ群の製造]
平面形状が円形で、その直径が300mmであり、厚さが775μmであるシリコンウエハを用い、その一方の面にバックグラインドテープ(リンテック社製「Adwill E-3100TN」)を貼付した。
次いで、レーザー光照射装置(ディスコ社製「DFL73161」)を用い、このシリコンウエハの内部に設定された焦点に集束するように、レーザー光を照射することにより、シリコンウエハの内部に改質層を形成した。このとき、前記焦点は、このシリコンウエハから大きさが8mm×8mmであるシリコンチップが多数得られるように設定した。また、レーザー光は、シリコンウエハに対して、その他方の面(バックグラインドテープが貼付されていない面)側から照射した。
次いで、グラインダーを用いて、シリコンウエハの前記他方の面を研削することにより、シリコンウエハの厚さを30μmにするとともに、このときのシリコンウエハに加えられる研削時の力を利用することによって、改質層の形成部位において、シリコンウエハを分割し、複数個のシリコンチップを作製した。これにより、バックグラインドテープ上で複数個のシリコンチップが整列して固定された状態のシリコンチップ群を得た。
次いで、テープマウンター(リンテック社製「Adwill RAD2500」)を用いて、上記で得られた1枚の半導体装置製造用シートを60℃に加熱しながら、その中のフィルム状接着剤を、すべての前記シリコンチップ(シリコンチップ群)の前記他方の面(換言すると研削面)に貼付した。
次いで、このシリコンチップ群へ貼付後の半導体装置製造用シート中の粘着剤層の第1面のうち、中間層が設けられていない周縁部近傍の領域(前記非積層領域)を、ウエハダイシング用リングフレームに固定した。
次いで、この固定した状態のシリコンチップ群からバックグラインドテープを取り除いた。そして、全自動ダイセパレーター(ディスコ社製「DDS2300」)を用いて、0℃の環境下で、半導体装置製造用シートを冷却しながら、その表面に対して平行な方向にエキスパンドすることにより、フィルム状接着剤をシリコンチップの外周に沿って切断した。このとき、半導体装置製造用シートの周縁部を固定し、半導体装置製造用シートの中間層及びフィルム状接着剤が積層されている領域全体を、その基材側から15mmの高さだけ突き上げることにより、エキスパンドした。
これにより、シリコンチップと、その前記他方の面(研削面)に設けられた切断後のフィルム状接着剤と、を備えた複数個のフィルム状接着剤付きシリコンチップが、中間層上で整列して固定された状態の、フィルム状接着剤付きシリコンチップ群を得た。
次いで、上述の半導体装置製造用シートのエキスパンドを一度解除した後、常温下で、基材、粘着剤層及び中間層が積層されて構成された積層物(すなわち、前記積層シート)を、粘着剤層の第1面に対して平行な方向にエキスパンドした。さらに、このエキスパンドした状態を維持したまま、前記積層シートのうち、フィルム状接着剤付き半導体チップが載っていない周縁部を加熱した。これにより、前記周縁部を収縮させつつ、前記積層シート上においては、隣接するシリコンチップ間のカーフ幅を一定値以上に保持した。
[フィルム状接着剤の切断性の評価]
上述のフィルム状接着剤付きシリコンチップ群の製造時において、デジタル顕微鏡(キーエンス社製「VH-Z100」)を用いて、上記で得られたフィルム状接着剤付きシリコンチップ群を、そのシリコンチップ側の上方から観察した。そして、半導体装置製造用シートのエキスパンドによって、フィルム状接着剤が正常に切断されたと仮定した場合に形成されているはずの、一方向に伸びる複数本のフィルム状接着剤の切断線と、この方向と直交する方向に伸びる複数本のフィルム状接着剤の切断線と、のうち、実際には形成されていない切断線、及び、形成が不完全である切断線、の本数を確認し、下記評価基準に従って、フィルム状接着剤の切断性を評価した。結果を表1に示す。
(評価基準)
A:実際には形成されていないフィルム状接着剤の切断線、及び、形成が不完全であるフィルム状接着剤の切断線、の合計本数が、5本以下である。
B:実際には形成されていないフィルム状接着剤の切断線、及び、形成が不完全であるフィルム状接着剤の切断線、の合計本数が、6本以上である。
<エキスパンド後におけるフィルム状接着剤付きシリコンチップのピックアップ性の評価>
上述のフィルム状接着剤の切断性の評価後に、引き続き、フィルム状接着剤付きシリコンチップ群と、ダイボンディング装置(ファスフォードテクノロジ社製「PU100」)を用いて、突上高さ250μm、突上速度5mm/s、突上時間500msの条件で、前記積層シート中の中間層から、フィルム状接着剤付きシリコンチップをピックアップした。そして、すべてのフィルム状接着剤付きシリコンチップを正常にピックアップできた場合には「A」と評価し、1個以上のフィルム状接着剤付きシリコンチップを正常にピックアップできなかった場合には「B」と評価した。結果を表1に示す。
<中間層及びフィルム状接着剤間のT字剥離強度の測定>
上記で得られた半導体装置製造用シートにおいて、剥離フィルムを取り除いた。
これにより生じた、半導体装置製造用シート中のフィルム状接着剤の露出面の全面を、ポリエチレンテレフタレート層を有する粘着テープ(リンテック社製「PET50(A) PLシン 8LK」)の粘着面に貼り合わせ、得られた積層物を、50mm×100mmの大きさに切り出すことにより、試験片を作製した。
この試験片において、JIS K6854-3に準拠して、基材、粘着剤層及び中間層の積層物(すなわち前記積層シート)と、フィルム状接着剤及び粘着テープの積層物と、を引き剥がすことによって、試験片をT字状に剥離させ、このとき測定される剥離力(mN/50mm)の最大値をT字剥離強度として採用した。このとき、剥離速度を50mm/minとした。結果を表1に示す。
<チップ/チップ形式の半導体パッケージの信頼性評価>
(フィルム状接着剤付きシリコンチップ群(1)の作製)
シリコンウエハ(8inch、厚さ720μm)のミラー面に対して、バックグラインドテープ(リンテック社製「ADWILL E-3125KN」)の粘着剤面を、テープ貼合装置(リンテック社製「RAD3510」)を用いて常温貼合した。
次いで、グラインダー(Disco社製「DGP8760」)を用いて、シリコンウエハの裏面側から研削(ドライポリッシュ仕上げ)することにより、シリコンウエハの厚さを75μmにした。
次いで、剥離フィルム付きの半導体装置製造用シートの剥離フィルムを剥離し、これにより生じたフィルム状接着剤の露出面を、ドライポリッシュ仕上げされたシリコンウエハ(8inch、厚さ75μm)の研磨面に、ラミネート装置(大成ラミネーター社製「VA-400」)を用いて貼合した。この貼合は、40℃、ラミネート速度:0.6m/min、0.5MPaの条件にて行った。これにより、基材(厚さ110μm)、粘着剤層(厚さ10μm)、中間層(厚さ20μm)、フィルム状接着剤(厚さ7μm)、シリコンウエハ(厚さ75μm)及びバックグラインドテープがこの順に、これらの厚さ方向において積層されて構成された積層構造体(1)(前記積層シートと、フィルム状接着剤と、シリコンウエハと、バックグラインドテープとがこの順に、これらの厚さ方向において積層されて構成された積層構造体(1))を得た。
次いで、得られた積層構造体(1)をダイシング用リングフレームに貼付して固定し、ウエハのミラー面側に貼合されたバックグラインドテープを剥離した。
次いで、ダイシング装置(株式会社Disco製「DFD6361」)を使用して、50mm/s、40,000rpmの条件で、シリコンウエハを分割するとともに、フィルム状接着剤も切断し、大きさが8mm×8mmのシリコンチップを得た。ダイシングの際の切り込み量は、前記積層シート中の中間層に、フィルム状接着剤層側から20μm切り込むようにした。以上の工程を経て、シリコンチップと、その裏面に設けられた切断後のフィルム状接着剤と、を備えた複数個のフィルム状接着剤付きシリコンチップが、その中のフィルム状接着剤によって、前記積層シート中の中間層上で整列して固定された状態の、半導体パッケージの信頼性評価用のフィルム状接着剤付きシリコンチップ群(1)を得た。
(接着剤層付きシリコンチップ群(2)の作製)
基材、粘着剤層、中間層、フィルム状接着剤及び剥離フィルムからなる前記半導体装置製造用シートを、基材、接着剤層(厚さ20μm)及び剥離フィルムからなる市販のダイシングダイボンディングシート(リンテック社製、Adwill LE5729S)に変更したこと以外は前記積層構造体(1)の場合と同じ方法で、基材、接着剤層(厚さ20μm)、シリコンウエハ(厚さ75μm)及びバックグラインドテープがこの順に、これらの厚さ方向において積層されて構成された積層構造体(2)を得た。
次いで、得られた積層構造体(2)をダイシング用リングフレームに貼付して固定し、ウエハのミラー面側に貼合されたバックグラインドテープを剥離した。
次いで、ダイシング装置(株式会社Disco製「DFD6361」)を使用して、50mm/s、40,000rpmの条件で、シリコンウエハを分割するとともに、接着剤層も切断し、大きさが8mm×8mmのシリコンチップを得た。ダイシングの際の切り込み量は、基材を20μm切り込むようにした。以上の工程を経て、シリコンチップと、その裏面に設けられた切断後の接着剤層と、を備えた複数個の接着剤層付きシリコンチップが、その中の接着剤層によって、前記積層シート中の中間層上で整列して固定された状態の、半導体パッケージの信頼性評価用の接着剤層付きシリコンチップ群(2)を得た。
(チップ/チップ形式の半導体パッケージの信頼性評価)
基板として銅箔張り積層板(三菱ガス化学社製「HL832NX-A」)の銅箔(厚さ18μm)に回路パターンが形成され、回路パターン上にソルダーレジスト(太陽インキ社製「PSR-4000AUS308」)を有している基板(シーマ電子社製「LN001E-001 PCB(Au)AUS308」)を用いた。
半導体パッケージの信頼性評価用の接着剤層付きシリコンチップ群(2)から接着剤層付きシリコンチップをピックアップした。前記基板上に、前記接着剤層付きシリコンチップを、その接着剤層を介して120℃、2.45N(250gf)、0.5秒間の条件で圧着させて、接着剤層によりシリコンチップを基板上に固定し、前記基板及び接着剤層付きシリコンチップの積層物を得た。
次いで、得られた、前記基板及び接着剤層付きシリコンチップの積層物を、オーブンを用いて160℃で1時間加熱した。
続いて、前記積層物をオーブンから取り出し、常温まで冷却した。
半導体パッケージの信頼性評価用のフィルム状接着剤付きシリコンチップ群(1)からフィルム状接着剤付きシリコンチップをピックアップした。常温まで冷却した前記積層物の前記シリコンチップ上に、前記フィルム状接着剤付きシリコンチップを、120℃、2.45N(250gf)、0.5秒間の条件で圧着させ、オーブンを用いて160℃で1時間加熱した。次いで、オーブンから取り出し、常温まで前記積層物を冷却した。封止装置(アピックヤマダ社製「MPC-06M TriAl Press」)を用いて、封止樹脂(京セラケミカル社製「KE-1100AS3」)を、厚さが400μmとなるようにチップの上に封止した後、175℃で5時間加熱することで、前記封止樹脂を硬化させた。
次いで、この封止された前記積層物をダイシングテープ(リンテック社製「Adwill D-510T」)に貼付し、ダイシング装置(株式会社Disco製「DFD6361」)を用いて、大きさが8mm×8mmであるシリコンチップの側面の周りに1mmの厚さの封止樹脂膜を残して、10mm×10mmの大きさにダイシングして、信頼性評価用の半導体パッケージを得た。
上記で得られた半導体チップの上にさらに半導体チップが積層されたチップ/チップ形式の半導体パッケージを、温度85℃、相対湿度60%の条件下で168時間放置して吸湿させた(JEDEC Level2)。その後、卓上リフロー炉(千住金属工業社製「STR-2010N2M」)を用いて、吸湿後の半導体パッケージに対して、最高温度260℃、加熱時間1分の条件で、IRリフローを3回行った。次いで、超音波顕微鏡(Sonoscan社製「D-9600」)を用いて、9個の半導体パッケージについて、半導体チップの上にさらに半導体チップが積層されたチップ/チップ形式の半導体パッケージのクラック発生の有無および、実施例のフィルム状接着剤で接着したチップ/チップ間の浮き剥がれの有無を評価し、信頼性評価とした。結果を表1に示す。
なお、表1中において、例えば、「9/9」との記載は、9個の半導体パッケージの評価のうち、浮き・剥がれ又はクラックの発生が観察された半導体パッケージはなかったことを意味する。「8/9」との記載は、9個の半導体パッケージの評価のうち、8個の半導体パッケージで、浮き・剥がれ又はクラックの発生が観察されず、1個で前記接合部における浮き・剥がれ又はパッケージクラックの発生が観察されたことを意味する。
<<半導体装置製造用シートの製造及び評価>>
[実施例2]
フィルム状接着剤の作製時に、接着剤組成物において前記帯電防止剤5.6質量部(2.9質量%)を、0.95質量部(0.5質量%)に変更し、中間層の作製時に、前記中間層形成用組成物に前記シロキサン系化合物を添加しなかったこと以外は、実施例1の場合と同じ方法で、半導体装置製造用シートを製造し、評価した。結果を表1に示す。表1中の添加剤の欄の「-」との記載は、この添加剤が未使用であることを意味する。
[実施例3]
中間層の作製時に、中間層形成用組成物に前記シロキサン系化合物を添加せず、前記エチレン酢酸ビニル共重合体の、酢酸ビニルから誘導された構成単位の含有量25質量%を、40質量%に変更したこと以外は、実施例1の場合と同じ方法で、半導体装置製造用シートを製造し、評価した。結果を表1に示す。表1中の添加剤の欄の「-」との記載は、この添加剤が未使用であることを意味する。
[実施例4]
中間層の作製時に、中間層形成用組成物に前記シロキサン系化合物を添加せず、前記エチレン酢酸ビニル共重合体の、重量平均分子量30000を、200000に変更したこと以外は、実施例1の場合と同じ方法で、半導体装置製造用シートを製造し、評価した。結果を表1に示す。表1中の添加剤の欄の「-」との記載は、この添加剤が未使用であることを意味する。
[比較例1]
中間層を設けなかったこと以外は、実施例1の場合と同じ方法で、半導体装置製造用シートを製造し、評価した。結果を表2に示す。表2中の添加剤の欄の「-」との記載は、中間層を設けなかったことを意味する。
[参考例1]
フィルム状接着剤の作製時に、接着剤組成物において前記帯電防止剤5.6質量部(2.9質量%)を、7.9質量部(4.0質量%)に変更し、中間層の作製時に、中間層形成用組成物に前記シロキサン系化合物を添加しなかったこと以外は、実施例1の場合と同じ方法で、半導体装置製造用シートを製造し、評価した。結果を表2に示す。表2中の添加剤の欄の「-」との記載は、この添加剤が未使用であることを意味する。
[参考例2]
フィルム状接着剤の作製時に、接着剤組成物に前記帯電防止剤添加を添加せず、中間層の作製時に、中間層形成用組成物に前記シロキサン系化合物を添加しなかったこと以外は、実施例1の場合と同じ方法で、半導体装置製造用シートを製造し、評価した。結果を表2に示す。表2中の添加剤の欄の「-」との記載は、この添加剤が未使用であることを意味する。
Figure 0007667137000001
Figure 0007667137000002
上記結果から明らかなように、実施例1~4においては、ブレードダイシング時には、切削屑の発生が抑制され、エキスパンド時には、フィルム状接着剤の切断不良が抑制されており、半導体ウエハの分割適性に優れていた。
実施例1~4においては、フィルム状接着剤の中間層側の表面の表面抵抗率が1×1013Ω以下であり、静電気の発生やそれによる半導体ウエハ等の帯電で回路が破壊されることを防止できると期待できる。
実施例1~3においては、半導体装置製造用シート中の中間層が主成分として含有するエチレン酢酸ビニル共重合体の重量平均分子量が、30000であった。実施例4においては、エチレン酢酸ビニル共重合体の重量平均分子量が、200000であった。
なお、実施例1~4では、前記中間層において、前記中間層の総質量に対する、前記エチレン酢酸ビニル共重合体の含有量の割合が、90質量%以上であり、前記中間層の総質量に対する、前記シロキサン系化合物の含有量の割合が、10質量%以下であった。
また、実施例1においては、さらに、エキスパンド後のフィルム状接着剤付きシリコンチップのピックアップ性が優れていた。
実施例1においては、中間層及びフィルム状接着剤間のT字剥離強度が100mN/50mm以下で、適度に低くなっており、また、中間層の前記ケイ素濃度の割合が9%であって、適度に高くなっていた。これらの評価結果は、上記のフィルム状接着剤付きシリコンチップのピックアップ性の評価結果と整合していた。
実施例2~4においては、半導体装置製造用シート中の中間層が、前記シロキサン系化合物を含有していなかった。
なお、実施例1~4においては、中間層の露出面についてのXPS分析時に、窒素は検出されなかった。
実施例1~4では、半導体チップの上にさらに半導体チップが積層されたチップ/チップ形式の半導体パッケージの信頼性が優れていた。
これに対して、比較例1においては、ブレードダイシング時に、切削屑の発生が抑制されておらず、半導体ウエハの分割適性に劣っていた。
参考例1~2においては、半導体装置製造用シート中の中間層が主成分として含有するエチレン酢酸ビニル共重合体の重量平均分子量が、30000であった。
参考例1においては、表面抵抗率が小さく、静電気の発生やそれによる半導体ウエハ等の帯電で回路が破壊されることを防止できると期待できる。しかし、参考例1においては、フィルム状接着剤の総質量に対する帯電防止剤の含有量の割合が3質量%を超えており、フィルム状接着剤の密着性能が損なわれて、チップ/チップ形式の半導体パッケージの信頼性が劣る結果であった。参考例2においては、表面抵抗率が大きく、静電気の発生のおそれがある。
また、参考例1~2においても、中間層の露出面についてのXPS分析時に、窒素は検出されなかった。
本発明は、半導体装置の製造に利用可能である。
101・・・半導体装置製造用シート、11・・・基材、12・・・粘着剤層、13・・・中間層、13a・・・中間層の第1面、14・・・フィルム状接着剤

Claims (6)

  1. 基材と、粘着剤層と、中間層と、フィルム状接着剤とを備え、
    前記基材上に、前記粘着剤層、前記中間層及び前記フィルム状接着剤がこの順に積層されて構成されており、
    前記フィルム状接着剤は帯電防止剤を含有し、前記フィルム状接着剤の総質量に対する前記帯電防止剤の含有量の割合が3質量%以下であり、
    前記中間層が、重量平均分子量が100000以下の非ケイ素系樹脂を主成分として含有し、
    前記フィルム状接着剤の前記中間層側の表面の表面抵抗率が1×1013Ω以下であり、
    前記中間層の、前記フィルム状接着剤側の面について、X線光電子分光法によって分析を行ったとき、炭素、酸素、窒素及びケイ素の合計濃度に対するケイ素の濃度の割合が、1~20%となる、半導体装置製造用シート。
  2. 前記中間層が、前記非ケイ素系樹脂である、エチレン酢酸ビニル共重合体又はポリオレフィンを含有する、請求項に記載の半導体装置製造用シート。
  3. 前記中間層が、前記非ケイ素系樹脂であるエチレン酢酸ビニル共重合体を含有し、
    前記エチレン酢酸ビニル共重合体において、全ての構成単位の合計質量に対する、酢酸ビニルから誘導された構成単位の質量の割合が、10~40質量%である、請求項に記載の半導体装置製造用シート。
  4. 前記中間層が、前記非ケイ素系樹脂であるエチレン酢酸ビニル共重合体と、シロキサン系化合物と、を含有し、
    前記中間層において、前記中間層の総質量に対する、前記エチレン酢酸ビニル共重合体の含有量の割合が、90~99.99質量%であり、
    前記中間層において、前記中間層の総質量に対する、前記シロキサン系化合物の含有量の割合が、0.01~10質量%である、請求項に記載の半導体装置製造用シート。
  5. 請求項1~のいずれか一項に記載の半導体装置製造用シートの前記フィルム状接着剤の露出面に半導体ウエハの裏面を貼付して、前記基材、前記粘着剤層、前記中間層、前記フィルム状接着剤及び前記半導体ウエハがこの順に積層されて構成された積層物を得る工程と、
    前記半導体ウエハを分割するとともに、前記フィルム状接着剤を切断して、フィルム状接着剤付き半導体チップを得る工程と、
    前記基材、前記粘着剤層及び前記中間層から、前記フィルム状接着剤付き半導体チップを引き離して、ピックアップする工程と、を含む、フィルム状接着剤付き半導体チップの製造方法。
  6. 請求項1~のいずれか一項に記載の半導体装置製造用シートの前記フィルム状接着剤の露出面に、複数個の半導体チップが整列した状態の半導体チップ群の裏面を貼付して、前記基材、前記粘着剤層、前記中間層、前記フィルム状接着剤及び前記半導体チップ群がこの順に積層されて構成された積層物を得る工程と、
    前記フィルム状接着剤を切断して、フィルム状接着剤付き半導体チップを得る工程と、
    前記基材、前記粘着剤層及び前記中間層から、前記フィルム状接着剤付き半導体チップを引き離して、ピックアップする工程と、を含む、フィルム状接着剤付き半導体チップの製造方法。
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