JPWO2016068042A1 - 保護膜形成フィルムおよび保護膜形成用複合シート - Google Patents
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Abstract
Description
本願は、2014年10月29日に、日本に出願された特願2014−220295号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
〔保護膜形成フィルム〕
本実施形態に係る保護膜形成フィルムは、ワークまたは当該ワークを加工して得られる加工物に保護膜を形成するためのものである。ワークとしては、例えば半導体ウエハ等が挙げられ、当該ワークを加工して得られる加工物としては、例えば半導体チップが挙げられるが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、ワークが半導体ウエハの場合、保護膜は、半導体ウエハの裏面側(バンプ等の電極が形成されていない側)に形成される。
本実施形態に係る保護膜形成フィルムは、波長375nmの光線透過率が8%以上であり、波長550nmの光線透過率が12%以下であるものである。なお、本明細書における光線透過率は、積分球を使用して測定した値とし、測定器具としては分光光度計を使用する。
本実施形態に係る保護膜形成フィルムは、紫外線硬化性成分(A)を含有する。紫外線硬化性成分(A)は、好ましくは未硬化の紫外線硬化性成分であり、特に好ましくは粘着性を有する未硬化の紫外線硬化性成分である。
なお、保護膜形成フィルムが紫外線硬化性成分(A)および着色剤(B)を含む場合、紫外線硬化性成分(A)の割合と着色剤(B)の割合の合計が、100質量%となるよう紫外線硬化性成分(A)の割合と着色剤(B)の割合を設定する。同様に、保護膜形成フィルムが紫外線硬化性成分(A)、着色剤(B)およびフィラー(C)を含む場合、紫外線硬化性成分(A)の割合と着色剤(B)の割合とフィラー(C)の割合の合計が、100質量%となるよう紫外線硬化性成分(A)、着色剤(B)およびフィラー(C)の割合を設定する。保護膜形成フィルムが紫外線硬化性成分(A)、着色剤(B)、フィラー(C)および熱硬化性成分(D)を含む場合、紫外線硬化性成分(A)の割合と着色剤(B)の割合とフィラー(C)の割合と熱硬化性成分(D)との合計が、100質量%となるよう紫外線硬化性成分(A)、着色剤(B)、フィラー(C)および熱硬化性成分(D)の割合を設定する。
紫外線硬化性成分(A)は、紫外線硬化性基が導入された重合体(A1)であってもよいし、紫外線硬化性基が導入された重合体(A1)を除く紫外線硬化性化合物(A3)を含有するものであってもよい。本実施形態における紫外線硬化性成分(A)が紫外線硬化性化合物(A3)を含有する場合には、紫外線硬化性を有しない重合体(A2)等の重合体をも含有することが好ましい。なお、本明細書における「重合体」には「共重合体」の概念も含まれるものとする。
本実施形態における紫外線硬化性成分(A)が紫外線硬化性基が導入された重合体(A1)を含有する場合、かかる重合体(A1)は、保護膜形成フィルムにそのまま含有されていてもよく、また少なくともその一部が架橋剤と架橋反応を行って架橋物として含有されていてもよい。
本明細書において、モノマーが重合された物質に対して使用される、用語「重合体」又は「樹脂」等は、前記モノマーから導かれる構成単位(繰り返し単位ともいう)からなる「重合体」又は「樹脂」等を意味する。
本実施形態における紫外線硬化性成分(A)が紫外線硬化性を有しない重合体(A2)を含有する場合、当該重合体(A2)は、保護膜形成フィルムにそのまま含有されていてもよく、また少なくともその一部が架橋剤と架橋反応を行って架橋物として含有されていてもよい。重合体(A2)としては、フェノキシ樹脂、アクリル系重合体(A2−1)、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、ゴム系樹脂、アクリルウレタン樹脂等が挙げられる。これらのうち、アクリル系重合体(A2−1)を用いる場合について詳しく説明する。
紫外線硬化性成分(A)は、紫外線硬化性基が導入された重合体(A1)を除く紫外線硬化性化合物(A3)を含有するものであってもよく、この場合、上述した紫外線硬化性を有しない重合体(A2)を合わせて含有することが好ましい。また、紫外線硬化性を有しない重合体(A2)に代えて、またはこれと共に紫外線硬化性基が導入された重合体(A1)を含有していてもよい。紫外線硬化性化合物(A3)は、紫外線硬化性基を有し、紫外線の照射を受けると重合する化合物である。
着色剤(B)としては、例えば、無機系顔料、有機系顔料、有機系染料など公知のものを使用することができるが、光線透過率の制御性を高める観点から、着色剤(B)は有機系の着色剤であることが好ましい。上述したように、本実施形態に係る保護膜形成フィルムが備える特性または本実施形態に係る保護膜形成フィルムについて好ましい特性は、波長375nmの光線透過率が8%以上であり、波長550nmの光線透過率が12%以下である等、ある波長領域において、それよりも低い波長領域におけるよりも、低い光線透過率を示すという特性である。ここで、無機系の着色剤のみを用いた場合には、光線の波長が増加するにつれて、光線透過率が一次関数的に上昇していく傾向がある(後述する試験例1の結果・図5参照)。したがって、本実施形態に係る保護膜形成フィルムが無機系の着色剤のみを含有する場合には、本実施形態に係る保護膜形成フィルムに上記のような特性を付与することは必ずしも容易でない。一方、本実施形態に係る保護膜形成フィルムが有機系の着色剤を含有する場合には、本実施形態に係る保護膜形成フィルムを、上記のような特性を満たすものとすることが容易となる。また、着色剤の化学的安定性(具体的には、溶出しにくさ、色移りの生じにくさ、経時変化の少なさが例示される。)を高める観点から、着色剤(B)は顔料からなることが好ましい。したがって、本実施形態に係る保護膜形成フィルムが含有する着色剤(B)は、有機系顔料からなることが好ましい。なお、本実施形態に係る保護膜形成フィルムが含有する着色剤(B)は、複数種類の材料から構成されていてもよい。
フィラー(C)としては、結晶シリカ、溶融シリカ、合成シリカ等のシリカや、アルミナ、ガラスバルーン等の無機フィラーが挙げられる。中でもシリカが好ましく、合成シリカがより好ましく、特に半導体装置の誤作動の要因となるα線の線源を極力除去したタイプの合成シリカが最適である。フィラー(C)の形状としては、球形、針状、不定形等が挙げられるが、球形であることが好ましく、特に真球形であることが好ましい。フィラーが球形または真球形であると、光線の乱反射が生じ難く、前述した赤外線検査を良好に行うことができる。ここで不定形とは、表面形状が不規則な形状を意味する。不定形の表面は、多面であってもよいし、一つの曲面であってもよい。表面が多面である場合、それぞれの面は、平面でも曲面でもよく、これらが混在していてもよい。また表面が多面である場合、それぞれの面の面積は、異なっていてよい。表面形状は突形状を有していてもよいし、凹形状を有していてもよい。
熱硬化性成分(D)としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、ベンゾオキサジン樹脂等およびこれらの混合物が挙げられる。これらの中でも、エポキシ樹脂、フェノール樹脂およびこれらの混合物が好ましく用いられる。
本実施形態に係る保護膜形成フィルムは、光重合開始剤を含有してもよい。光重合開始剤を含有することにより、紫外線硬化性成分(A)の硬化時間および光線照射量を少なくすることができる。光重合開始剤は、紫外線硬化性成分(A)の質量に対し、0.1〜15質量%であることが好ましい。
保護膜形成フィルムの厚さは、保護膜としての機能を効果的に発揮させるために、3〜300μmであることが好ましく、特に5〜200μmであることが好ましく、さらには7〜100μmであることが好ましい。ここで、保護膜形成フィルムの厚さは、保護膜形成フィルムの任意の5箇所で、接触式厚み計で厚さを測定した平均で表される値である。なお保護膜形成フィルムの厚さを測定する際、直接に接触式厚み計を適用することが困難であるときは、基材フィルムや、後述する剥離材など、他のフィルムが重ね合わされた状態で、上記と同様に全体の厚さを測定し、重ね合わせられていた他のフィルムの厚さ(上記と同様の方法で測定したもの)との差分を取ることで算出してもよい。
図1は、本発明の一実施形態に係る保護膜形成用シートの断面図である。図1に示すように、本実施形態に係る保護膜形成用シート2は、保護膜形成フィルム1と、保護膜形成フィルム1の一方の面(図1では下側の面)に積層された剥離シート21とを備えて構成される。ただし、剥離シート21は、保護膜形成用シート2の使用時に剥離されるものである。
図2は、本発明の一実施形態に係る保護膜形成用複合シートの断面図である。図2に示すように、本実施形態に係る保護膜形成用複合シート3は、基材41の一方の面に粘着剤層42が積層されてなる支持シート4と、支持シート4の粘着剤層42側に積層された保護膜形成フィルム1と、保護膜形成フィルム1における支持シート4とは反対側の周縁部に積層された治具用粘着剤層5とを備えて構成される。言い換えれば、保護膜形成用複合シート3は、基材41と、基材41上の粘着剤層42と、粘着剤層42上の保護膜形成フィルム1と、保護膜形成フィルム1上の治具用粘着剤層5とを有する。治具用粘着剤層5は、保護膜形成フィルム1の表面の法線方向から見た場合における保護膜形成フィルム1の周縁部に位置する。治具用粘着剤層5は、保護膜形成用複合シート3をリングフレーム等の治具に接着するための層である。
本実施形態に係る保護膜形成用複合シート3の支持シート4は、基材41と、基材41の一方の面に積層された粘着剤層42とを備えて構成されてもよいが、支持シート4は、基材41のみからなるものであることが好ましい。この場合、本実施形態の保護膜形成フィルム1が紫外線照射により硬化すると、後述する保護膜形成用複合シートの使用方法の一例において、保護膜付きチップを支持シート4からピックアップすることが容易となるという利点がある。なお、支持シート4が基材41のみからなるものである場合、基材41にはプライマー層や帯電防止層、耐熱層、応力緩和層等が設けられていてもよい。
支持シート4の基材41は、ワークの加工、例えば半導体ウエハのダイシングおよびエキスパンディングに適するものであれば、その構成材料は特に限定されず、通常は樹脂系の材料を主材とするフィルム(以下「樹脂フィルム」という。)から構成される。
本実施形態に係る保護膜形成用複合シート3の支持シート4が備える粘着剤層42は、紫外線で硬化しないタイプの粘着剤(紫外線非硬化性粘着剤)または紫外線で硬化するタイプの粘着剤を予め硬化させた粘着剤から構成されることが好ましい。予め硬化されていない紫外線で硬化するタイプの粘着剤(紫外線硬化性粘着剤)の場合、保護膜形成フィルム1を硬化させる際に、保護膜形成用複合シート3に紫外線を照射すると、当該粘着剤層42が含有する成分の一つ以上が通常有する紫外線硬化性基と、保護膜形成フィルム1の紫外線硬化性成分(A)が有する紫外線硬化性基とが反応し、粘着剤層42と保護膜形成フィルム1との間で両者を剥離することが困難となる懸念がある。
保護膜形成用複合シート3は、好ましくは、保護膜形成フィルム1を含む第1の積層体と、支持シート4を含む第2の積層体とを別々に作製した後、第1の積層体および第2の積層体を使用して、保護膜形成フィルム1と支持シート4とを積層することにより製造することができるが、これに限定されるものではない。
本実施形態に係る保護膜形成用複合シート3を用いて、一例としてワークとしての半導体ウエハから保護膜付きチップを製造する方法を以下に説明する。
図3は、本発明の他の実施形態に係る保護膜形成用複合シートの断面図である。図3に示すように、本実施形態に係る保護膜形成用複合シート3Aは、基材41の一方の面に粘着剤層42が積層されてなる支持シート4と、支持シート4の粘着剤層42側に積層された保護膜形成フィルム1とを備えて構成される。実施形態における保護膜形成フィルム1は、面方向にてワークとほぼ同じか、ワークよりも少し大きく形成されており、かつ支持シート4よりも面方向に小さく形成されている。保護膜形成フィルム1が積層されていない部分の粘着剤層42は、リングフレーム等の治具に貼付することが可能となっている。
次の各成分を表1に示す配合比(質量比;固形分換算)で混合し、固形分濃度が54質量%となるようにメチルエチルケトンで希釈して、保護膜形成フィルム用塗布剤を調製した。
(a)紫外線硬化性成分:2−エチルヘキシルアクリレート80質量部および2−ヒドロキシエチルアクリレート20質量部を共重合してなるアクリル系重合体の2−ヒドロキシエチルアクリレート由来の水酸基100モルに対して、80モルに相当する量のメタクリロイルオキシエチルイソシアネートを反応させて得られた、側鎖に紫外線硬化性基が導入されたアクリル系重合体(重量平均分子量:40万,ガラス転移温度:−10℃)
(b1)赤色着色剤:ジケトピロロピロール系赤色色素(山陽色素社製,Pigment Red264)
(b2)黒色着色剤:カーボンブラック(三菱化学社製,#MA600B,平均粒径28nm)
(c)フィラー:シリカフィラー(アドマテックス社製,SC2050MA,平均粒径0.5μm)
(d)熱硬化性成分:ビスフェノールA型エポキシ樹脂(三菱化学社製,JER828,エポキシ当量183〜194g/eq)
(e)光重合開始剤:1−ヒドロキシ-シクロヘキシル-フェニル-ケトン(BASF社製, イルガキュア184)
保護膜形成フィルムを構成する各成分の種類および配合量を表1に示すように変更する以外、実施例1と同様にして保護膜形成用シートを製造した。
なお、各例における着色剤の含有量W(質量%)を、保護膜形成フィルムの厚さT(μm)で除した値W/Tを算出し、これを表1に示した。
実施例および比較例で得られた保護膜形成用シートから第2の剥離シートを剥離し、70℃、1.2m/minの条件で、ローラー式ラミネーターでガラス板にラミネートした。その後、第1の剥離シートを剥離して、これを測定用サンプルとした。
実施例および比較例で得られた保護膜形成用シートから第2の剥離シートを剥離し、保護膜形成フィルムを露出させた。#2000研磨したシリコンウエハ(直径200mm,厚さ350μm)の研磨面に、上記保護膜形成フィルムを、テープマウンター(リンテック社製 Adwill RAD−3600 F/12)を用いて70℃に加熱しながら貼付した。
紫外光照射機(リンテック社製,ADWILL RAD−2000)を用いて、実施例および比較例で得られた保護膜形成用シートの第1の剥離シート側から、当該保護膜形成用シートに対して紫外線を照射し(照射条件:照度215mW/cm2、光量187mJ/cm2で3回照射,窒素パージなし)、保護膜形成フィルムを硬化させて保護膜とした。
<プローブタック値の測定条件>
・スピード:600mm/sec
・押し付け荷重:0.98N
・押し付け時間:1秒
2…保護膜形成用シート
21…剥離シート
3,3A…保護膜形成用複合シート
4…支持シート
41…基材
42…粘着剤層
5…治具用粘着剤層
6…半導体ウエハ
7…リングフレーム
Claims (10)
- 紫外線硬化性成分を含有し、
波長375nmの光線透過率が8%以上であり、
波長550nmの光線透過率が12%以下である保護膜形成フィルム。 - 着色剤をさらに含有する請求項1に記載の保護膜形成フィルム。
- 前記着色剤が、赤色着色剤である請求項2に記載の保護膜形成フィルム。
- 前記着色剤が、有機系の着色剤である請求項2または3に記載の保護膜形成フィルム。
- 前記保護膜形成フィルムにおける前記着色剤の含有量W(質量%)を、前記保護膜形成フィルムの厚さT(μm)で除した値W/Tが、0.01〜0.5である請求項2〜4のいずれか一項に記載の保護膜形成フィルム。
- 前記保護膜形成フィルムに対し一方の面側から、照度215mW/cm2、光量187mJ/cm2の紫外線を3回照射した場合に、紫外線照射面のプローブタックのピーク値P1に対する前記紫外線照射面とは反対側の面のプローブタックのピーク値P2の比P2/P1が、0.1〜7となる請求項1〜5のいずれか一項に記載の保護膜形成フィルム。
- 波長1600nmの光線透過率が25%以上である請求項1〜6のいずれか一項に記載の保護膜形成フィルム。
- 請求項1〜7のいずれか一項に記載の保護膜形成フィルムと、
前記保護膜形成フィルムの一方の面または両面に積層された剥離シートとを備える保護膜形成用シート。 - 支持シートと、
前記支持シートの一方の面側に積層された請求項1〜7のいずれか一項に記載の保護膜形成フィルムと
を備える保護膜形成用複合シート。 - 前記支持シートは、基材と前記基材の前記保護膜形成フィルム側に積層された粘着剤層とからなるか、基材からなる請求項9に記載の保護膜形成用複合シート。
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