JPWO2017169959A1 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
(A)回路形成面を有する半導体ウェハと、上記半導体ウェハの上記回路形成面側に貼り合わされた粘着性フィルム(100)と、を備える構造体を準備する工程
(B)上記半導体ウェハの上記回路形成面側とは反対側の面をバックグラインドする工程
(C)粘着性フィルム(100)に紫外線を照射した後に上記半導体ウェハから粘着性フィルム(100)を除去する工程
粘着性フィルム(100)として、基材層(10)と、基材層(10)の一方の面側に設けられた紫外線硬化型の粘着性樹脂層(20)と、を備える粘着性フィルムを用いる。そして、粘着性フィルム(100)において、粘着性樹脂層(20)は紫外線硬化型粘着性樹脂を含み、特定の方法で測定される、紫外線硬化後の粘着性樹脂層(20)の表面の飽和帯電圧V1が2.0kV以下である。
Description
このような粘着性フィルムには、一般的に、基材フィルムに紫外線硬化型の粘着性樹脂層を積層させたフィルムが用いられている。この粘着性フィルムは紫外線を照射することで、粘着性樹脂層が架橋して粘着性樹脂層の粘着力が低下するため、半導体ウェハから粘着性フィルムを容易に剥離することができる。
特に、近年の半導体ウェハの高密度化・配線の狭ピッチ化に伴って、半導体ウェハはこれまで以上に静電気による影響を受けやすくなってきている傾向にある。
こうした事情に鑑みて、近年、半導体装置の製造工程において半導体ウェハの損傷の防止のために使用する粘着性フィルムについても、帯電防止性能をさらに向上させることが要求されている。
本発明者らは、特許文献1に記載されているような従来の半導体ウェハ加工用粘着性フィルムに関し、以下のような課題を見出した。
まず、本発明者らは、特許文献1に記載されている粘着性フィルムは、半導体ウェハから粘着性フィルムを剥離した際に、半導体ウェハの回路形成面に粘着性フィルムの粘着成分が残りやすい、すなわち糊残りが発生しやすく、半導体ウェハ表面への耐汚染性に劣ることを知見した。
さらに、本発明者らの検討によれば、特許文献1に記載されている粘着性フィルムにおいて、糊残りの発生を抑制するために紫外線の照射量を増加させて粘着剤層の架橋度を高めると、糊残りの発生が抑制されて半導体ウェハ表面への耐汚染性が改善される一方で、今度は帯電防止性が悪化することが明らかになった。
つまり、本発明者らの検討によれば、従来の半導体ウェハ加工用粘着性フィルムには、半導体ウェハ表面への耐汚染性と帯電防止性との間には、トレードオフの関係が存在することが明らかになった。すなわち、本発明者らは、従来の半導体ウェハ加工用粘着性フィルムには、半導体ウェハ表面への耐汚染性および帯電防止性をバランスよく向上させるという観点において、改善の余地があることを見出した。
そして、本発明者らは上記知見を元にさらに鋭意検討した結果、高い紫外線量で光硬化させた粘着性樹脂層の飽和帯電圧を特定値以下とすることにより、上記トレードオフの関係を改善でき、半導体ウェハ表面への耐汚染性および帯電防止性をバランスよく向上できることを見出して、本発明を完成させた。
回路形成面を有する半導体ウェハと、上記半導体ウェハの上記回路形成面側に貼り合わされた粘着性フィルムと、を備える構造体を準備する工程(A)と、
上記半導体ウェハの上記回路形成面側とは反対側の面をバックグラインドする工程(B)と、
上記粘着性フィルムに紫外線を照射した後に上記半導体ウェハから上記粘着性フィルムを除去する工程(C)と、
を少なくとも備える半導体装置の製造方法であって、
上記粘着性フィルムとして、
基材層と、上記基材層の一方の面側に設けられた紫外線硬化型の粘着性樹脂層と、を備え、
上記粘着性樹脂層は紫外線硬化型粘着性樹脂を含み、
下記の方法で測定される、紫外線硬化後の上記粘着性樹脂層表面の飽和帯電圧V1が2.0kV以下である粘着性フィルムを使用する半導体装置の製造方法。
(方法)
上記粘着性樹脂層に対し、25℃の環境下で高圧水銀ランプを用いて主波長365nmの紫外線を照射強度100mW/cm2で紫外線量1080mJ/cm2照射して上記粘着性樹脂層を光硬化させる。次いで、印加電圧10kV、試料と電極との距離20mm、25℃、50%RHの条件下で上記粘着性樹脂層の表面に電圧の印加を30秒おこない、JIS L1094に準じて上記粘着性樹脂層の表面の飽和帯電圧(V1)を算出する。
[2]
上記[1]に記載の半導体装置の製造方法において、
上記工程(C)では、上記粘着性フィルムに対し、350mJ/cm2以上の線量の紫外線を照射することによって、上記粘着性樹脂層を光硬化させて上記粘着性樹脂層の粘着力を低下させた後に、上記半導体ウェハから上記粘着性フィルムを除去する半導体装置の製造方法。
[3]
上記[1]または[2]に記載の半導体装置の製造方法において、
上記半導体ウェハの上記回路形成面にはバンプ電極が形成されている半導体装置の製造方法。
[4]
上記[1]乃至[3]いずれか一つに記載の半導体装置の製造方法において、
下記の方法で測定される、紫外線硬化後の上記粘着性樹脂層の表面のタック力が0.1N/cm2以下である半導体装置の製造方法。
(方法)
上記粘着性樹脂層に対し、25℃の環境下で高圧水銀ランプを用いて主波長365nmの紫外線を照射強度100mW/cm2で紫外線量1080mJ/cm2照射して上記粘着性樹脂層を光硬化させる。次いで、測定装置としてプローブタックテスターを用いて、直径5mmのプローブと上記粘着性樹脂層の表面とを10mm/秒の速度で接触させ、0.98N/cm2の接触荷重で10秒間接触させた後、10mm/秒の速度で上記プローブを上記粘着性樹脂層の表面から垂直方向に剥離する方法で上記粘着性樹脂層の表面のタック力を測定する。
[5]
上記[1]乃至[4]いずれか一つに記載の半導体装置の製造方法において、
下記の方法で測定される、紫外線硬化後の上記粘着性樹脂層の表面の飽和帯電圧をV2としたとき、V1/V2が5.0以下である半導体装置の製造方法。
(方法)
上記粘着性樹脂層に対し、25℃の環境下で高圧水銀ランプを用いて主波長365nmの紫外線を照射強度100mW/cm2で紫外線量200mJ/cm2照射して上記粘着性樹脂層を光硬化させる。次いで、印加電圧10kV、試料と電極との距離20mm、25℃、50%RHの条件下で上記粘着性樹脂層の表面に電圧の印加を30秒おこない、JIS L1094に準じて上記粘着性樹脂層の表面の飽和帯電圧(V2)を算出する。
[6]
上記[1]乃至[5]いずれか一つに記載の半導体装置の製造方法において、
上記飽和帯電圧V1の半減期が100秒以下である半導体装置の製造方法。
[7]
上記[1]乃至[6]いずれか一つに記載の半導体装置の製造方法において、
上記粘着性樹脂層の厚みが5μm以上550μm以下である半導体装置の製造方法。
[8]
上記[1]乃至[7]いずれか一つに記載の半導体装置の製造方法において、
上記粘着性樹脂層は、上記基材層側から帯電防止層および粘着性層をこの順番に有する半導体装置の製造方法。
[9]
上記[8]に記載の半導体装置の製造方法において、
上記帯電防止層は導電性高分子を含む半導体装置の製造方法。
[10]
上記[8]または[9]に記載の半導体装置の製造方法において、
上記粘着性層は紫外線硬化型粘着性樹脂およびイオン性添加剤を含む半導体装置の製造方法。
[11]
上記[8]乃至[10]いずれか一つに記載の半導体装置の製造方法において、
上記粘着性樹脂層は、上記基材層と上記帯電防止層との間に凹凸吸収性樹脂層をさらに有する半導体装置の製造方法。
[12]
上記[8]乃至[11]いずれか一つに記載の半導体装置の製造方法において、
上記粘着性層の厚みが30μm未満である半導体装置の製造方法。
[13]
上記[8]乃至[10]いずれか一つに記載の半導体装置の製造方法において、
上記粘着性樹脂層は、上記基材層と上記帯電防止層との間に凹凸吸収性樹脂層をさらに有し、かつ、上記粘着性層の厚みが30μm未満である半導体装置の製造方法。
[14]
上記[8]乃至[13]いずれか一つに記載の半導体装置の製造方法において、
上記帯電防止層の厚みが0.01μm以上10μm以下である半導体装置の製造方法。
[15]
上記[1]乃至[14]いずれか一つに記載の半導体装置の製造方法において、
上記紫外線硬化型粘着性樹脂は分子中に光重合性炭素−炭素二重結合を有する(メタ)アクリル系粘着性樹脂を含む半導体装置の製造方法。
本実施形態に係る半導体装置の製造方法は、以下の3つの工程を少なくとも備えている。
(A)回路形成面を有する半導体ウェハと、上記半導体ウェハの上記回路形成面側に貼り合わされた粘着性フィルム100と、を備える構造体を準備する工程
(B)上記半導体ウェハの上記回路形成面側とは反対側の面をバックグラインドする工程
(C)粘着性フィルム100に紫外線を照射した後に上記半導体ウェハから粘着性フィルム100を除去する工程
粘着性フィルム100として、基材層10と、基材層10の一方の面側に設けられた紫外線硬化型の粘着性樹脂層20と、を備える粘着性フィルムを用いる。そして、粘着性フィルム100において、粘着性樹脂層20は紫外線硬化型粘着性樹脂を含み、下記の方法で測定される、紫外線硬化後の粘着性樹脂層20の飽和帯電圧V1が2.0kV以下である。
(方法)
粘着性樹脂層20に対し、25℃の環境下で高圧水銀ランプを用いて主波長365nmの紫外線を照射強度100mW/cm2で紫外線量1080mJ/cm2照射して粘着性樹脂層20を光硬化させる。次いで、印加電圧10kV、試料と電極との距離20mm、25℃、50%RHの条件下で粘着性樹脂層20の表面に電圧の印加を30秒おこない、JIS L1094に準じて粘着性樹脂層20の表面の飽和帯電圧(V1)を算出する。
はじめに、本実施形態に係る半導体装置の製造方法で用いる粘着性フィルム100について説明する。
上述したように、近年、半導体ウェハ加工用粘着性フィルムの静電気対策という観点について要求される技術水準は、ますます高くなっている。特に、高密度の回路を配した半導体ウェハの高密度回路上に、はんだバンプや銅ピラーバンプ等のバンプ電極が形成された半導体ウェハを用いる場合は、静電気が原因で半導体ウェハに形成したバンプ電極を含む回路の破壊(ショート)が起きやすくなってきている傾向にあるため、このような要求がより顕著になっている。
このため、帯電防止性により優れた半導体ウェハ加工用粘着性フィルムを実現することが求められていた。
まず、本発明者らは、特許文献1に記載されている粘着性フィルムは、半導体ウェハから粘着性フィルムを剥離した際に、半導体ウェハの回路形成面に粘着性フィルムの粘着成分が残りやすい、すなわち糊残りが発生しやすく、半導体ウェハ表面への耐汚染性に劣ることを知見した。
さらに、本発明者らの検討によれば、特許文献1に記載されている粘着性フィルムにおいて、糊残りの発生を抑制するために紫外線の照射量を増加させて粘着剤層の架橋度を高めると、糊残りの発生が抑制されて半導体ウェハ表面への耐汚染性が改善される一方で、今度は帯電防止性が悪化することが明らかになった。
つまり、本発明者らの検討によれば、従来の半導体ウェハ加工用粘着性フィルムには、半導体ウェハ表面への耐汚染性および帯電防止性との間には、トレードオフの関係が存在することが明らかになった。すなわち、本発明者らは、従来の半導体ウェハ加工用粘着性フィルムには、半導体ウェハ表面への耐汚染性および帯電防止性をバランスよく向上させるという観点において、改善の余地があることを見出した。
そして、本発明者らは上記知見を元にさらに鋭意検討した結果、紫外線硬化後の粘着性樹脂層20の上記飽和帯電圧V1を2.0kV以下とすることにより、上記トレードオフの関係を改善でき、半導体ウェハ表面への耐汚染性および帯電防止性をバランスよく向上できることを初めて見出した。
すなわち、本実施形態に係る粘着性フィルム100は、上記層構成とすることで、半導体ウェハ表面への粘着性と耐汚染性とのバランスに優れるとともに、半導体ウェハから剥離する際に発生する静電気の量を抑制でき、品質に優れた半導体部品を安定的に得ることができる。
紫外線硬化後の粘着性樹脂層20の飽和帯電圧V1の下限値は、例えば、0.01kV以上であり、好ましくは0kVである。
これらの中でも、例えば粘着性樹脂層20中のイオン性添加剤の含有量や、粘着性樹脂層20における帯電防止層20bの有無、帯電防止層20bの位置、粘着性層20aの厚み等が、紫外線硬化後の粘着性樹脂層20の飽和帯電圧V1を所望の数値範囲とするための要素として挙げられる。
例えば、粘着性樹脂層20中のイオン性添加剤の含有量を増やしたり、帯電防止層20を設けたりすると、飽和帯電圧V1を低下させることができる。
また、粘着性樹脂層20に凹凸吸収性樹脂層20cを設け、粘着性層20aの厚みを薄くすることにより、半導体ウェハとの粘着面(すなわち粘着性樹脂層の表面)と帯電防止層20bとの距離を小さくすることができ、その結果、飽和帯電圧V1を効果的に低下させることができる。
(方法)
粘着性樹脂層20に対し、25℃の環境下で高圧水銀ランプを用いて主波長365nmの紫外線を照射強度100mW/cm2で紫外線量200mJ/cm2照射して粘着性樹脂層20を光硬化させる。次いで、印加電圧10kV、試料と電極との距離20mm、25℃、50%RHの条件下で粘着性樹脂層20の表面に電圧の印加を30秒おこない、JIS L1094に準じて粘着性樹脂層20の表面の飽和帯電圧(V2)を算出する。
ここで、飽和帯電圧V1の半減期とは、飽和帯電圧V1の測定において、粘着性樹脂層20の表面への電圧の印加を終了してから帯電圧の値が半分に低下するまでの時間をいう。
本実施形態に係る粘着性フィルム100は、紫外線硬化後の粘着性樹脂層20の飽和帯電圧V1が上記上限値以下であるため、このような短い半減期を実現でき、帯電防止性に優れた粘着性フィルム100とすることができる。
紫外線硬化後の粘着性樹脂層20の表面のタック力が上記上限値以下であることにより、半導体ウェハ表面から粘着性フィルム100を剥離することがより容易になり、半導体ウェハ表面へ粘着性樹脂層20の一部が残ってしまうことや、粘着性フィルム100の剥離により半導体ウェハに不具合が発生してしまうこと等をより一層抑制することができる。
(方法)
粘着性樹脂層20に対し、25℃の環境下で高圧水銀ランプを用いて主波長365nmの紫外線を照射強度100mW/cm2で紫外線量1080mJ/cm2照射して粘着性樹脂層20を光硬化させる。次いで、測定装置としてプローブタックテスター(例えば、「TESTING MACHINES Inc.社製プローブタックテスター:モデル80−02−01」)を用いて、直径5mmのプローブと粘着性樹脂層20の表面とを10mm/秒の速度で接触させ、0.98N/cm2の接触荷重で10秒間接触させた後、10mm/秒の速度で上記プローブを粘着性樹脂層20の表面から垂直方向に剥離する方法で粘着性樹脂層20の表面のタック力を測定する。
ここで、貼り付ける対象の半導体ウェハが表面にはんだバンプや銅ピラーバンプ等のバンプ電極が形成された半導体ウェハの場合、半導体ウェハから粘着性フィルムを剥離する際に発生する静電気が原因で半導体ウェハに形成した回路が破壊されるという静電破壊等が起きやすいが、本実施形態に係る粘着性フィルム100を用いることによって、このような表面にバンプ電極が形成された半導体ウェハに対しても静電破壊等をより確実に抑制することが可能となる。
基材層10は、粘着性フィルム100の取り扱い性や機械的特性、耐熱性等の特性をより良好にすることを目的として設けられる層である。
基材層10は、半導体ウェハを加工する際に加わる外力に耐えうる機械的強度があれば特に限定されないが、例えば、樹脂フィルムが挙げられる。
上記樹脂フィルムを構成する樹脂としては、公知の熱可塑性樹脂を用いることができる。例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ(4−メチル−1−ペンテン)、ポリ(1−ブテン)等のポリオレフィン;ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル;ナイロン−6、ナイロン−66、ポリメタキシレンアジパミド等のポリアミド;ポリアクリレート;ポリメタアクリレート;ポリ塩化ビニル;ポリイミド;ポリエーテルイミド;エチレン・酢酸ビニル共重合体;ポリアクリロニトリル;ポリカーボネート;ポリスチレン;アイオノマー;ポリスルホン;ポリエーテルスルホン;ポリフェニレンエーテル等から選択される一種または二種以上を挙げることができる。
これらの中でも、透明性を良好にする観点から、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリアミド、ポリイミド、エチレン・酢酸ビニル共重合体から選択される一種または二種以上が好ましく、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートから選択される一種または二種以上がより好ましい。
また、基材層10を形成するために使用する樹脂フィルムの形態としては、延伸フィルムであってもよいし、一軸方向または二軸方向に延伸したフィルムであってもよいが、基材層10の機械的強度を向上させる観点から、一軸方向または二軸方向に延伸したフィルムであることが好ましい。
基材層10は他の層との接着性を改良するために、表面処理を行ってもよい。具体的には、コロナ処理、プラズマ処理、アンダーコート処理、プライマーコート処理等を行ってもよい。
粘着性樹脂層20は、基材層10の一方の面側に設けられる層であり、粘着性フィルム100を半導体ウェハに貼り付ける際に、半導体ウェハの表面に接触して粘着する層である。
また、粘着性樹脂層20は、後述する帯電防止層20bおよび凹凸吸収性樹脂層20cから選択される1層以上をさらに備えることが好ましく、帯電防止層20bおよび凹凸吸収性樹脂層20cの両方をさらに備えることが好ましい。
粘着性層20aは、紫外線硬化型粘着性樹脂を必須成分として含む紫外線硬化型粘着剤により形成された層である。
紫外線硬化型粘着剤としては、例えば、(メタ)アクリル系粘着剤、シリコーン系粘着剤、ウレタン系粘着剤等が挙げられる。
(メタ)アクリル系粘着剤は、紫外線硬化型粘着性樹脂としてアクリル系粘着性樹脂を必須成分として含んでいる。シリコーン系粘着剤は、紫外線硬化型粘着性樹脂としてシリコーン系粘着性樹脂を必須成分として含んでいる。ウレタン系粘着剤は、紫外線硬化型粘着性樹脂としてウレタン系粘着性樹脂を必須成分として含んでいる。
これらの中でも粘着力の調整を容易にする観点等から、(メタ)アクリル系粘着剤が好ましい。
上記官能基(Q)を有するモノマーとしては、例えば、上記官能基(P)を有する共重合性モノマーと同様のモノマーを挙げることができる。
(メタ)アクリル系粘着剤中の架橋剤の含有量は、粘着性樹脂層20の耐熱性や密着力とのバランスを向上させる観点から、(メタ)アクリル系粘着性樹脂100質量部に対し、0.1質量部以上15質量部以下であることが好ましい。
イオン性添加剤としては、例えば、カチオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤、両性界面活性剤、イオン液体等が挙げられる。粘着性樹脂層20の帯電防止性をより向上できる観点からカチオン性界面活性剤およびアニオン性界面活性剤から選択される少なくとも一種が好ましく、カチオン性界面活性剤がより好ましい。
カチオン性界面活性剤としては第4級アンモニウム塩またはアミン塩型を挙げることができ、第4級アンモニウム塩が好ましい。
中でも、テトラデシルジメチルベンジルアンモニウムクロライド、セチルジメチルベンジルアンモニウムクロライド、ステアリルジメチルベンジルアンモニウムクロライドが好ましい。
紫外線硬化型粘着性樹脂中のイオン性添加剤の含有量は、紫外線硬化型粘着性樹脂100質量部に対し、0.01質量部以上10質量部以下であることが好ましく、0.1質量部以上5質量部以下であることがより好ましい。
粘着剤塗布液を塗布する方法としては、従来公知の塗布方法、例えば、ロールコーター法、リバースロールコーター法、グラビアロール法、バーコート法、コンマコーター法、ダイコーター法等が採用できる。塗布された粘着剤の乾燥条件には特に制限はないが、一般的には、80〜200℃の温度範囲において、10秒〜10分間乾燥することが好ましい。更に好ましくは、80〜170℃において、15秒〜5分間乾燥する。架橋剤と(メタ)アクリル系粘着性樹脂との架橋反応を十分に促進させるために、粘着剤塗布液の乾燥が終了した後、40〜80℃において5〜300時間程度加熱してもよい。
粘着性層20aの厚みの下限値は特に限定されないが、粘着力を良好にする観点から、0.5μm以上が好ましく、1.0μm以上がより好ましく、3.0μm以上がさらに好ましく、5.0μm以上が特に好ましい。
粘着性樹脂層20は、帯電防止層20bをさらに備えることが好ましい。これにより、粘着性樹脂層20の帯電防止性を向上させ、半導体ウェハから粘着性フィルム100を剥離する際に発生する静電気の量をより抑制することができる。
導電性高分子としては、例えば、ポリチオフェン系導電性高分子、ポリピロール系導電性高分子、ポリアニリン系導電性高分子、ポリ(p−フェニレンビニレン)系導電性高分子、ポリキノキサリン系導電性高分子等が挙げられる。
光学特性や外観、帯電防止性、塗工性、安定性等のバランスが良好であるという観点からポリチオフェン系導電性高分子が好ましい。ポリチオフェン系導電性高分子としては、例えば、ポリエチレンジオキシチオフェン、ポリチオフェンが挙げられる。
これらの導電性高分子は1種単独で使用してもよいし、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
ドーピング剤は、ドーパントとして機能して、導電性高分子に導電性をより確実に付与(ドーピング)するものであって、例えば、スルホン酸系化合物が挙げられる。
スルホン酸系化合物は1種単独で使用してもよいし、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
ドーピング剤の配合割合は、導電性高分子100質量部に対して、例えば、100〜300質量部である。
導電性高分子とドーピング剤との組み合わせとしては、ポリエチレンジオキシチオフェン(PEDOT)とポリスチレンスルホン酸(PSS)との組み合わせが帯電防止性により優れるため好ましい。
バインダー樹脂としては、例えば、ポリウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、(メタ)アクリル系樹脂、ポリエーテル系樹脂、セルロース系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、エポキシ樹脂、ポリビニルピロリドン、ポリスチレン系樹脂、ポリエチレングリコール、ペンタエリスリトール等が挙げられる。
バインダー樹脂は1種単独で使用してもよいし、2種以上を組み合わせて使用してもよい。バインダー樹脂の含有量は、例えば、導電性高分子100質量部に対して10〜500質量部である。
粘着性樹脂層20は、凹凸吸収性樹脂層20cをさらに備えることが好ましい。
これにより粘着性フィルム100全体の凹凸吸収性が向上し、半導体ウェハの回路形成面(すなわち回路パターンを含む回路面))の凹凸(バンプを含む)に追従し、半導体ウェハの回路形成面と粘着性フィルム100との密着性を向上させることができる。さらに半導体ウェハを加工する際に加わる外力等によって半導体ウェハの表面に形成された電極が割れることを抑制することができる。
これにより、粘着性フィルム100の凹凸吸収性を良好にしつつ粘着性層20aの厚みを薄くすることができるため、粘着性樹脂層20の表面と帯電防止層20bとの距離を小さくすることができ、その結果、粘着性フィルム100の帯電防止性をより良好にすることができる。
これらの中でも、オレフィン系樹脂、エチレン・極性モノマー共重合体が好ましい。
エチレン・極性モノマー共重合体としては、エチレン・(メタ)アクリル酸エチル共重合体、エチレン・(メタ)アクリル酸メチル共重合体、エチレン・(メタ)アクリル酸プロピル共重合体、エチレン・(メタ)アクリル酸ブチル共重合体等のエチレン・不飽和カルボン酸エステル共重合体;エチレン・酢酸ビニル共重合体、エチレン・プロピオン酸ビニル共重合体、エチレン・酪酸ビニル共重合体、エチレン・ステアリン酸ビニル共重合体等のエチレン・ビニルエステル共重合体等が挙げられる。
凹凸吸収性樹脂層20cを構成する樹脂は単独で用いてもよいし、二種以上をブレンドして用いてもよい。
また、本実施形態に係る粘着性フィルム100は、離型フィルムをさらに積層させてもよい。
(1)粘着性樹脂層20を構成する各成分の種類や配合割合
(2)粘着性樹脂層20の層構成
例1の場合、粘着性層20aの厚みが5.0μm以上50μm以下であることが好ましく、粘着性フィルム100の帯電防止性をより良好にすることができる観点から、5.0μm以上30μm未満であることがより好ましい。また、例1の場合、紫外線硬化型粘着性樹脂中のイオン性添加剤の含有量が紫外線硬化型粘着性樹脂100質量部に対し、0.1質量部以上5質量部以下であることが好ましい。
例2の場合、粘着性層20aの厚みが5.0μm以上30μm未満であることが好ましい。これにより粘着性樹脂層20の表面と帯電防止層20bとの距離を小さくすることができ、その結果、粘着性フィルム100の帯電防止性をより良好にすることができる。
例3の場合、粘着性層20aの厚みが5.0μm以上50μm以下であることが好ましく、粘着性フィルム100の帯電防止性をより良好にすることができる観点から、5.0μm以上30μm未満であることがより好ましい。また、例3の場合、紫外線硬化型粘着性樹脂中のイオン性添加剤の含有量が紫外線硬化型粘着性樹脂100質量部に対し、0.1質量部以上5質量部以下であることが好ましい。
また、粘着性樹脂層20の表面と帯電防止層20bとの距離が比較的大きい場合、粘着性層20aおよび凹凸吸収性樹脂層20cの両方にイオン性添加剤を配合することが好ましい。なお、粘着性層20aの厚みが30μm未満と薄い場合でも、粘着性層20aおよび凹凸吸収性樹脂層20cの両方にイオン性添加剤を配合してもよい。
また、基材層10と凹凸吸収性樹脂層20cとは共押出成形によって形成してもよいし、フィルム状の基材層10とフィルム状の凹凸吸収性樹脂層20cとをラミネート(積層)して形成してもよい。
次に、本実施形態に係る半導体装置の製造方法の各工程について説明する。
はじめに、回路形成面を有する半導体ウェハと、半導体ウェハの回路形成面側に貼り合わされた粘着性フィルム100と、を備える構造体を準備する。
このような構造体は、例えば、粘着性フィルム100の粘着性樹脂層20から離型フィルムを剥離し、粘着性樹脂層20の表面を露出させ、その粘着性樹脂層20上に、半導体ウェハの回路形成面を貼り付けることにより作製することができる。
次に、上記半導体ウェハの上記回路形成面側とは反対側の面(以下、裏面とも呼ぶ。)をバックグラインドする。
ここで、バックグラインドするとは、半導体ウェハを割ったり、破損したりすることなく、所定の厚みまで薄化加工することを意味する。
例えば、研削機のチャックテーブル等に上記構造体を固定し、半導体ウェハの裏面(回路非形成面)を研削する。
裏面研削終了後、必要に応じてケミカルエッチングが行われる。ケミカルエッチングは、弗化水素酸、硝酸、硫酸、酢酸等の単独若しくは混合液からなる酸性水溶液、水酸化カリウム水溶液、水酸化ナトリウム水溶液等のアルカリ性水溶液からなる群から選ばれたエッチング液に、粘着性フィルム100を貼着した状態で半導体ウェハを浸漬する等の方法により行われる。該エッチングは、半導体ウェハ裏面に生じた歪の除去、ウェハのさらなる薄層化、酸化膜等の除去、電極を裏面に形成する際の前処理等を目的として行われる。エッチング液は、上記の目的に応じて適宜選択される。
次いで、粘着性フィルム100に紫外線を照射した後に上記半導体ウェハから粘着性フィルム100を除去する。
粘着性フィルム100に紫外線を照射することによって、粘着性樹脂層20が光硬化して粘着性樹脂層20の粘着力が低下する。これにより、半導体ウェハから粘着性フィルム100を剥離することができる。
紫外線は、例えば、粘着性フィルムの基材層側から照射される。
紫外線の線量が上記下限値以上であると、粘着性樹脂層20の粘着力を十分に低下させることができ、その結果、半導体ウェハの回路形成面に糊残りが発生することをより抑制することができる。
また、粘着性フィルム100に対して照射する紫外線の線量の上限は特に限定されないが、生産性の観点から、例えば、1500mJ/cm2以下であり、好ましくは1200mJ/cm2以下である。
半導体ウェハの裏面の研削が完了した後、粘着性フィルム100を剥離する前にケミカルエッチング工程を経ることもある。また、必要に応じて粘着性フィルム100の剥離後に、半導体ウェハ表面に対して、水洗、プラズマ洗浄等の処理が施される。
工程(A)〜工程(C)を行った後、半導体ウェハをダイシングして個片化し、半導体チップを得る工程や、得られた半導体チップを回路基板に実装する工程等をさらに行ってもよい。これらの工程は、公知の情報に基づいておこなうことができる。
ポリエチレンテレフタレートフィルム(厚さ50μm)
凹凸吸収性樹脂1:エチレン・酢酸ビニル共重合体(密度:960kg/m3、三井デュポンポリケミカル社製「エバフレックスEV150」)
帯電防止層形成用材料1:ポリエチレンジオキシチオフェン/ポリスチレンスルホン酸(PEDOT/PSS)を含む導電性材料(ナガセケムテックス社製、商品名:デナトロンP−504CT)
イオン性添加剤1:テトラデシルジメチルベンジルアンモニウムクロライド(日油社製、商品名:ニッサンカチオンM2−100)
光開始剤1:ベンジルジメチルケタール(BASF社製、商品名:イルガキュア651)
アクリル酸n−ブチル77質量部、メタクリル酸メチル16質量部、アクリル酸2−ヒドロキシエチル16質量部、および重合開始剤としてベンゾイルパーオキサイド0.5質量部を混合した。これを、トルエン20質量部、酢酸エチル80質量部が入った窒素置換フラスコ中に、撹拌しながら85℃で5時間かけて滴下し、さらに5時間撹拌して反応させた。反応終了後、この溶液を冷却し、これにトルエン10質量部、メタクリロイルオキシエチルイソシアネート(昭和電工(株)製、製品名:カレンズMOI)7質量部、およびジラウリル酸ジブチル錫0.02質量部を加え、空気を吹き込みながら85℃で12時間反応させ、重合性炭素−炭素二重結合が導入された粘着剤ポリマー1溶液を得た。
この溶液に、共重合体(固形分)100質量部に対して光開始剤としてベンジルジメチルケタール(BASF(株)製、イルガキュア651)7質量部、イソシアネート系架橋剤(三井化学(株)製、商品名:オレスターP49−75S)2質量部、1分子内に重合性炭素−炭素二重結合を2個以上有する低分子量化合物としてジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(東亞合成(株)製、商品名:アロニックスM−400)12質量部、イオン性添加剤1:テトラデシルジメチルベンジルアンモニウムクロライド(日油(株)製、カチオンM2−100)0.5質量部を添加し、粘着層用塗布液1を得た。
イオン性添加剤1を添加しない以外は粘着層用塗布液1と同様にして粘着層用塗布液2を得た。
アクリル酸エチル48質量部、アクリル酸−2−エチルヘキシル27質量部、アクリル酸メチル20質量部、メタクリル酸グリシジル5質量部、および重合開始剤としてベンゾイルパーオキサイド0.5質量部を混合した。これを、トルエン65質量部、酢酸エチル50質量部が入った窒素置換フラスコ中に、撹拌しながら80℃で5時間かけて滴下し、さらに5時間撹拌して反応させた。反応終了後、この溶液を冷却し、これにキシレン25質量部、アクリル酸2.5質量部、およびイオン性添加剤1:テトラデシルジメチルベンジルアンモニウムクロライド0.5質量部を加え、空気を吹き込みながら85℃で32時間反応させ、重合性炭素−炭素二重結合が導入された粘着剤ポリマー3溶液を得た。
この溶液に、共重合体(固形分)100質量部に対して光開始剤としてベンジルジメチルケタール(BASF(株)製、イルガキュア651)7質量部、イソシアネート系架橋剤(三井化学(株)製、商品名:オレスターP49−75S)2質量部、1分子内に重合性炭素−炭素二重結合を2個以上有する低分子量化合物としてジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(東亞合成(株)製、商品名:アロニックスM−400)12質量部を添加し、粘着層用塗布液3を得た。
基材層となるポリエチレンテレフタレートフィルム上に、凹凸吸収性樹脂層となる凹凸吸収性樹脂1を厚さ195μmで押出しラミネートして2層の積層フィルムを得た。
次いで、得られた積層フィルムの凹凸吸収性樹脂層に、粘着層用塗布液1を塗布した後、乾燥させて、厚み10μmの粘着性層を形成し、粘着性フィルムを得た。
得られた粘着性フィルムについて以下の評価をおこなった。得られた結果を表1に示す。
基材層となるポリエチレンテレフタレートフィルム上に、凹凸吸収性樹脂層となる凹凸吸収性樹脂1を厚さ195μmで押出しラミネートして2層の積層フィルムを得た。
次いで、別途用意した離型フィルム上に帯電防止層形成用材料1を塗布し乾燥させることによって、帯電防止膜を形成し、この帯電防止膜を凹凸吸収性樹脂層上に積層することにより、厚さ0.1μmの帯電防止層を形成した。
次いで、得られた積層フィルムの帯電防止層上に、粘着層用塗布液2を塗布した後、乾燥させて、厚み10μmの粘着性層を形成し、粘着性フィルムを得た。
得られた粘着性フィルムについて以下の評価をおこなった。得られた結果を表1に示す。
基材層となるポリエチレンテレフタレートフィルム上に、凹凸吸収性樹脂層となる凹凸吸収性樹脂1を厚さ195μmで押出しラミネートして2層の積層フィルムを得た。
次いで、別途用意した離型フィルム上に帯電防止層形成用材料1を塗布し乾燥させることによって、帯電防止膜を形成し、この帯電防止膜を凹凸吸収性樹脂層上に積層することにより、厚さ0.1μmの帯電防止層を形成した。
次いで、得られた積層フィルムの帯電防止層上に、粘着層用塗布液1を塗布した後、乾燥させて、厚み10μmの粘着性層を形成し、粘着性フィルムを得た。
得られた粘着性フィルムについて以下の評価をおこなった。得られた結果を表1に示す。
粘着層用塗布液1を粘着層用塗布液3に変更し、かつ、粘着性層の厚みを40μmにした以外は実施例3と同様にして粘着性フィルムを得た。
得られた粘着性フィルムについて以下の評価をおこなった。得られた結果を表1に示す。
粘着層用塗布液3を粘着層用塗布液1に変更した以外は実施例4と同様にして粘着性フィルムを得た。
得られた粘着性フィルムについて以下の評価をおこなった。得られた結果を表1に示す。
粘着層用塗布液1を粘着層用塗布液2にした以外は実施例1と同様にして粘着性フィルムを得た。
得られた粘着性フィルムについて以下の評価をおこなった。得られた結果を表1に示す。
帯電防止層を形成しない以外は実施例4と同様にして粘着性フィルムを得た。
得られた粘着性フィルムについて以下の評価をおこなった。得られた結果を表1に示す。
(1)飽和帯電圧の測定
粘着性フィルム中の粘着性樹脂層に対し、25℃の環境下で高圧水銀ランプ(ウシオ電機社製UVX−02528S1AJA02)を用いて主波長365nmの紫外線を照射強度100mW/cm2で紫外線量1080mJ/cm2照射して粘着性樹脂層を光硬化させた。次いで、測定装置としてシシド静電気社製スタティックオネストメーターH−0110−S4を用いて、印加電圧10kV、試料と電極との距離20mm、25℃、50%RHの条件下で粘着性樹脂層の表面に電圧の印加を30秒おこない、JIS L1094に準じて粘着性樹脂層の表面の飽和帯電圧(V1)および飽和帯電圧V1の半減期をそれぞれ算出した。
また、紫外線量を200〜540mJ/cm2に変更する以外は、上記飽和帯電圧(V1)の測定と同じ手順で、粘着性樹脂層の表面の飽和帯電圧および飽和帯電圧の半減期をそれぞれ測定した。
粘着性フィルム中の粘着性樹脂層に対し、25℃の環境下で高圧水銀ランプを用いて主波長365nmの紫外線を照射強度100mW/cm2で紫外線量1080mJ/cm2照射して粘着性樹脂層を光硬化させた。次いで、測定装置としてプローブタックテスター(「TESTING MACHINES Inc.社製プローブタックテスター:モデル80−02−01」)を用いて、直径5mmのプローブと粘着性樹脂層の表面とを10mm/秒の速度で接触させ、0.98N/cm2の接触荷重で10秒間接触させた後、10mm/秒の速度でプローブを粘着性樹脂層の表面から垂直方向に剥離する方法で粘着性樹脂層の表面のタック力を測定した。
また、紫外線量を200〜360mJ/cm2に変更する以外は、上記タック力の測定と同じ手順で、粘着性樹脂層の表面のタック力をそれぞれ測定した。
粘着性フィルムの帯電防止性は以下の基準で評価した。
〇:飽和帯電圧V1が2.0kV以下で、かつ、飽和帯電圧V1の半減期が100秒以下であるもの
×:飽和帯電圧V1が2.0kVを超えるか、あるいは飽和帯電圧V1の半減期が100秒を超えるもの
半導体ウェハ表面への粘着性は以下の基準で評価した。
〇:紫外線を照射しなかった粘着性樹脂層(すなわち、紫外線量が0mJ/cm2のもの)のタック力が10N/cm2以上
×:紫外線量を照射しなかった粘着性樹脂層のタック力が10N/cm2未満
半導体ウェハ表面への耐汚染性は以下の基準で評価した。
〇:紫外線量1080mJ/cm2照射で光硬化させた粘着性樹脂層のタック力が0.1N/cm2以下
×:紫外線量1080mJ/cm2照射で光硬化させた粘着性樹脂層のタック力が0.1N/cm2を超える
これに対し、紫外線硬化後の粘着性樹脂層表面の飽和帯電圧V1が2.0kVを超える比較例1〜2の粘着性フィルムは半導体ウェハ表面への粘着性と耐汚染性とのバランスには優れていたが、帯電防止性が劣っていた。
すなわち、紫外線硬化後の粘着性樹脂層表面の飽和帯電圧V1が2.0kVを超える粘着性フィルムをバックグラインドテープとして用いた半導体装置の製造方法によれば、回路の絶縁破壊の抑制と回路形成面への糊残りの抑制を両立できず、品質に優れた半導体装置を安定的に得ることができないことが理解できる。
Claims (15)
- 回路形成面を有する半導体ウェハと、前記半導体ウェハの前記回路形成面側に貼り合わされた粘着性フィルムと、を備える構造体を準備する工程(A)と、
前記半導体ウェハの前記回路形成面側とは反対側の面をバックグラインドする工程(B)と、
前記粘着性フィルムに紫外線を照射した後に前記半導体ウェハから前記粘着性フィルムを除去する工程(C)と、
を少なくとも備える半導体装置の製造方法であって、
前記粘着性フィルムとして、
基材層と、前記基材層の一方の面側に設けられた紫外線硬化型の粘着性樹脂層と、を備え、
前記粘着性樹脂層は紫外線硬化型粘着性樹脂を含み、
下記の方法で測定される、紫外線硬化後の前記粘着性樹脂層表面の飽和帯電圧V1が2.0kV以下である粘着性フィルムを使用する半導体装置の製造方法。
(方法)
前記粘着性樹脂層に対し、25℃の環境下で高圧水銀ランプを用いて主波長365nmの紫外線を照射強度100mW/cm2で紫外線量1080mJ/cm2照射して前記粘着性樹脂層を光硬化させる。次いで、印加電圧10kV、試料と電極との距離20mm、25℃、50%RHの条件下で前記粘着性樹脂層の表面に電圧の印加を30秒おこない、JIS L1094に準じて前記粘着性樹脂層の表面の飽和帯電圧(V1)を算出する。 - 請求項1に記載の半導体装置の製造方法において、
前記工程(C)では、前記粘着性フィルムに対し、350mJ/cm2以上の線量の紫外線を照射することによって、前記粘着性樹脂層を光硬化させて前記粘着性樹脂層の粘着力を低下させた後に、前記半導体ウェハから前記粘着性フィルムを除去する半導体装置の製造方法。 - 請求項1または2に記載の半導体装置の製造方法において、
前記半導体ウェハの前記回路形成面にはバンプ電極が形成されている半導体装置の製造方法。 - 請求項1乃至3いずれか一項に記載の半導体装置の製造方法において、
下記の方法で測定される、紫外線硬化後の前記粘着性樹脂層の表面のタック力が0.1N/cm2以下である半導体装置の製造方法。
(方法)
前記粘着性樹脂層に対し、25℃の環境下で高圧水銀ランプを用いて主波長365nmの紫外線を照射強度100mW/cm2で紫外線量1080mJ/cm2照射して前記粘着性樹脂層を光硬化させる。次いで、測定装置としてプローブタックテスターを用いて、直径5mmのプローブと前記粘着性樹脂層の表面とを10mm/秒の速度で接触させ、0.98N/cm2の接触荷重で10秒間接触させた後、10mm/秒の速度で前記プローブを前記粘着性樹脂層の表面から垂直方向に剥離する方法で前記粘着性樹脂層の表面のタック力を測定する。 - 請求項1乃至4いずれか一項に記載の半導体装置の製造方法において、
下記の方法で測定される、紫外線硬化後の前記粘着性樹脂層の表面の飽和帯電圧をV2としたとき、V1/V2が5.0以下である半導体装置の製造方法。
(方法)
前記粘着性樹脂層に対し、25℃の環境下で高圧水銀ランプを用いて主波長365nmの紫外線を照射強度100mW/cm2で紫外線量200mJ/cm2照射して前記粘着性樹脂層を光硬化させる。次いで、印加電圧10kV、試料と電極との距離20mm、25℃、50%RHの条件下で前記粘着性樹脂層の表面に電圧の印加を30秒おこない、JIS L1094に準じて前記粘着性樹脂層の表面の飽和帯電圧(V2)を算出する。 - 請求項1乃至5いずれか一項に記載の半導体装置の製造方法において、
前記飽和帯電圧V1の半減期が100秒以下である半導体装置の製造方法。 - 請求項1乃至6いずれか一項に記載の半導体装置の製造方法において、
前記粘着性樹脂層の厚みが5μm以上550μm以下である半導体装置の製造方法。 - 請求項1乃至7いずれか一項に記載の半導体装置の製造方法において、
前記粘着性樹脂層は、前記基材層側から帯電防止層および粘着性層をこの順番に有する半導体装置の製造方法。 - 請求項8に記載の半導体装置の製造方法において、
前記帯電防止層は導電性高分子を含む半導体装置の製造方法。 - 請求項8または9に記載の半導体装置の製造方法において、
前記粘着性層は紫外線硬化型粘着性樹脂およびイオン性添加剤を含む半導体装置の製造方法。 - 請求項8乃至10いずれか一項に記載の半導体装置の製造方法において、
前記粘着性樹脂層は、前記基材層と前記帯電防止層との間に凹凸吸収性樹脂層をさらに有する半導体装置の製造方法。 - 請求項8乃至11いずれか一項に記載の半導体装置の製造方法において、
前記粘着性層の厚みが30μm未満である半導体装置の製造方法。 - 請求項8乃至10いずれか一項に記載の半導体装置の製造方法において、
前記粘着性樹脂層は、前記基材層と前記帯電防止層との間に凹凸吸収性樹脂層をさらに有し、かつ、前記粘着性層の厚みが30μm未満である半導体装置の製造方法。 - 請求項8乃至13いずれか一項に記載の半導体装置の製造方法において、
前記帯電防止層の厚みが0.01μm以上10μm以下である半導体装置の製造方法。 - 請求項1乃至14いずれか一項に記載の半導体装置の製造方法において、
前記紫外線硬化型粘着性樹脂は分子中に光重合性炭素−炭素二重結合を有する(メタ)アクリル系粘着性樹脂を含む半導体装置の製造方法。
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