KR101785883B1

KR101785883B1 - 접착 필름 및 반도체 장치의 제조 방법

Info

Publication number: KR101785883B1
Application number: KR1020167004674A
Authority: KR
Inventors: 신이치 우스기; 고지 이가라시; 아키미쓰 모리모토
Original assignee: 미쓰이 가가쿠 토세로 가부시키가이샤
Priority date: 2013-08-29
Filing date: 2014-08-21
Publication date: 2017-10-16
Also published as: EP3040390A1; WO2015029871A1; US9822284B2; CN105492557B; CN105492557A; EP3040390B1; EP3040390A4; SG11201601300TA; JP6138259B2; PT3040390T; TW201514015A; TWI633013B; US20160208144A1; PH12016500381A1; KR20160034392A; JPWO2015029871A1

Abstract

본 발명의 접착 필름은, 기재층과 자기 박리성 접착층이 적층되어 이루어지고, 상기 기재층은, 흐름 방향의 열수축률(MD 방향의 열수축률)과 흐름 방향에 직교하는 방향의 열수축률(TD 방향의 열수축률)이 이하의 조건을 만족시킨다.
(1) 150℃에서 30분간 가열 후
0.4 ≤ |MD 방향의 열수축률/TD 방향의 열수축률| ≤ 2.5
MD 방향의 열수축률과 TD 방향의 열수축률의 평균 ≤ 2%
(2) 200℃에서 10분간 가열 후
0.4 ≤ |MD 방향의 열수축률/TD 방향의 열수축률| ≤ 2.5
MD 방향의 열수축률과 TD 방향의 열수축률의 평균 ≥ 3%

Description

접착 필름 및 반도체 장치의 제조 방법{ADHESIVE FILM AND METHOD FOR MANUFACTURING SEMINCONDUCTOR DEVICE}

본 발명은 접착 필름 및 해당 접착 필름을 이용한 반도체 장치의 제조 방법에 관한 것이다.

실장 부품의 소형화에 대한 요구는 한층 더 높아져, 패키지의 사이즈를 작게 할 수 있어 반도체 장치의 소형화·경량화를 도모할 수 있는 기술이 더욱 더 중요해지고 있다.

그와 같은 기술로서, WLP(웨이퍼 레벨 패키지)가 개발되어 있다. WLP에 있어서는, 반도체 웨이퍼 상에 형성된 회로의 배선, 전극 형성, 수지 봉지까지 행하고, 그 후, 다이싱을 행한다. 또 근래에는, 고집적화, 보다 많은 외부 접속 등이 요구되고 있고, 그와 같은 요구를 만족시키는 것으로서, eWLB(Embedded Wafer Level Ball Grid Array)가 개발되고 있다.

이 패키지의 제작 방법에서는, 반도체 칩을 지지 기판 상에 접착 필름을 이용하여 첩착(貼着)하고, 그 반도체 칩을 봉지하는 수법이 취해진다.

그러나, 접착 필름은 봉지 공정 등에 있어서는 반도체 칩을 지지 기판에 고착시킬 필요가 있고, 한편 봉지 후에는 지지 기판과 함께 반도체 칩으로부터 제거할 필요가 있었다. 이와 같이, 접착 필름에는 상반되는 특성이 요구되고 있었다.

특허문헌 1에는, 열수축 필름으로 이루어지는 기재의 양 표면에 점착층이 형성되고, 100℃ 이하에서 높은 수축률을 나타내는 열수축 필름이 개시되어 있다.

특허문헌 2에는, 지지 필름의 편면 또는 양면에 수지층 A가 형성되어 있고, 지지 필름은, 20∼200℃에서의 선열팽창 계수가 3.0×10^-5/℃ 이하인 반도체용 접착 필름을 리드 프레임 이면에 첩부하여 보호하고, 봉지 후에 당겨 벗기는 방법이 개시되어 있다. 이 지지 필름은 200℃에서 2시간 가열했을 때의 가열 수축률이 0.15% 이하라고 기재되어 있다.

특허문헌 3에는, 수축성 필름층과, 해당 수축성 필름층의 수축을 구속하는 구속층이 적층된 적층 시트가 개시되어 있다. 수축성 필름층의 주(主)수축 방향의 열수축률이 70∼180℃에서 30∼90%라고 기재되어 있다.

특허문헌 4에는, 40∼180℃의 온도 범위에서 3∼90%의 열수축률을 나타내는 열수축성 필름을 이용한 다이싱용 표면 보호 시트가 개시되어 있다. 그리고, 이 다이싱용 표면 보호 시트를 이용한 가공 방법이 기재되어 있다. 수지 몰딩 시에 이용하는 것에 대해서는 기재되어 있지 않다.

특허문헌 5에는, 우레테인 폴리머와 (메트)아크릴계 폴리머의 복합 필름층을 포함하는 기재의 적어도 한쪽 면에, 발포제를 함유한 열팽창성 점착층이 형성된 가열 박리형 점착 시트가 개시되어 있다. 가열 박리형 점착 시트의 150℃에서의 열수축률이 97% 이상이라는 것이 기재되어 있다.

일본 특허공개 2000-319600호 공보 일본 특허공개 2003-17647호 공보 일본 특허 2008-155619호 공보 일본 특허 2011-204806호 공보 일본 특허공개 2012-167178호 공보

그러나, 특허문헌 1∼5에 기재된 접착 필름은, 실장·수지 몰딩 공정 시의 온도에서는 내열성 및 접착성을 갖고, 수지 몰딩 후에 반도체 칩을 지지체로부터 박리하는 공정에 있어서는 용이 박리성을 발휘하는 것과 같은, 상반되는 특성을 구비하고 있지 않았다. 그 때문에, 이와 같은 특성을 만족시킬 것이 요구되는 반도체 제조 프로세스, 예를 들면 eWLB 기술 등에 이용할 수 없었다.

본 발명은 상기 현상에 비추어 이루어진 것으로, 상기와 같은 특성을 구비하는 접착 필름을 제공하고, 나아가 해당 접착 필름을 이용한 반도체 장치의 제조 방법을 제공하는 것이다.

본 발명은 이하에 기재된다.

[1] 기재층과 자기 박리성 접착층이 적층되어 이루어지고,

상기 기재층은, 흐름 방향의 열수축률(MD 방향의 열수축률)과 흐름 방향에 직교하는 방향의 열수축률(TD 방향의 열수축률)이 이하의 조건을 만족시키는, 접착 필름:

(1) 150℃에서 30분간 가열 후

0.4 ≤ |MD 방향의 열수축률/TD 방향의 열수축률| ≤ 2.5

MD 방향의 열수축률과 TD 방향의 열수축률의 평균 ≤ 2%

(2) 200℃에서 10분간 가열 후

0.4 ≤ |MD 방향의 열수축률/TD 방향의 열수축률| ≤ 2.5

MD 방향의 열수축률과 TD 방향의 열수축률의 평균 ≥ 3%

[2] 상기 자기 박리성 접착층은 열에 의해 접착력이 저하되는, [1]에 기재된 접착 필름.

[3] 상기 기재층의, 상기 자기 박리성 접착층에 대향하는 면의 이면 상에, 추가로 접착층이 적층되어 이루어지는, [1] 또는 [2]에 기재된 접착 필름.

[4] 상기 기재층의 180℃에서의 저장 탄성률 E'가 1.0E+6 Pa 이상 2.0E+8 Pa 이하인, [1] 내지 [3] 중 어느 하나에 기재된 접착 필름.

[5] 상기 기재층은 폴리에스터계 수지, 폴리이미드계 수지 또는 폴리아마이드계 수지로 이루어지는, [1] 내지 [4] 중 어느 하나에 기재된 접착 필름.

[6] 지지 기판 상에, [1] 내지 [5] 중 어느 하나에 기재된 접착 필름을, 상기 자기 박리성 접착층이 해당 지지 기판측이 되도록 첩착하는 공정과,

상기 접착 필름의 상기 기재층 상에 반도체 칩을 탑재하는 공정과,

상기 반도체 칩과 상기 접착 필름을 덮도록 봉지재를 도포하고, 150℃ 이하의 온도에서 해당 봉지재를 경화시켜, 지지 기재 부착 반도체 칩 몰드를 형성하는 공정과,

150℃를 초과하는 온도로 가열하여, 상기 자기 박리성 접착층의 접착력을 저하시켜, 상기 지지 기재 부착 반도체 칩 몰드로부터 상기 지지 기판을 제거하는 공정과,

상기 접착 필름을 제거하여, 반도체 칩 몰드를 얻는 공정

을 포함하는, 반도체 장치의 제조 방법.

본 발명의 접착 필름은, 소정의 온도에서는 내열성 및 접착성을 갖고, 또한 당해 온도와는 상이한 온도에서는 용이 박리성을 갖는다고 하는, 온도 조건에 따라서 상반되는 특성을 발휘할 수 있다.

그 때문에, 본 발명의 접착 필름을 이와 같은 특성이 요구되는 반도체 장치의 제조 방법 등에 이용한 경우, 실장 공정이나 수지 몰딩 공정 시의 온도에서는 내열성 및 접착성을 갖고, 수지 몰딩 후에 반도체 칩을 지지체로부터 박리하는 공정에 있어서는 용이 박리성을 가지므로, 간편한 방법으로 반도체 장치를 제조할 수 있다. 이와 같이, 본 발명의 접착 필름을 이용한 반도체 장치의 제조 방법은 생산성이 우수하여 수율을 개선할 수 있다.

전술한 목적, 및 그 밖의 목적, 특징 및 이점은 이하에 기술하는 바람직한 실시의 형태, 및 그에 부수하는 이하의 도면에 의해서 더 분명해진다.
도 1은 본 실시형태의 접착 필름을 나타내는 개략 단면도이다.
도 2는 본 실시형태의 반도체 장치의 제조 방법을 나타내는 개략 공정도이다.
도 3은 본 실시형태의 반도체 장치의 제조 방법을 나타내는 개략 공정도이다.
도 4는 실시예에 있어서의 박리성 평가 방법을 설명하는 도면이다.

이하, 본 발명의 실시의 형태에 대하여, 적절히 도면을 이용해서 설명한다. 한편, 모든 도면에 있어서, 마찬가지인 구성 요소에는 마찬가지의 부호를 붙여, 적절히 설명을 생략한다.

본 실시형태의 접착 필름(10)은, 도 1에 나타내는 바와 같이, 기재층(12)과 자기 박리성 접착층(14)이 적층되어 이루어진다.

[기재층(12)]

기재층(12)은 흐름 방향의 열수축률(MD 방향의 열수축률)과 흐름 방향에 직교하는 방향의 열수축률(TD 방향의 열수축률)이 이하의 조건을 만족시킨다.

(1) 150℃에서 30분간 가열 후

0.4 ≤ |MD 방향의 열수축률/TD 방향의 열수축률| ≤ 2.5

MD 방향의 열수축률과 TD 방향의 열수축률의 평균 ≤ 2%

(2) 200℃에서 10분간 가열 후

0.4 ≤ |MD 방향의 열수축률/TD 방향의 열수축률| ≤ 2.5

MD 방향의 열수축률과 TD 방향의 열수축률의 평균 ≥ 3%

150℃에서 30분간 가열하는 것에 의해, 반도체 칩의 봉지 공정에 있어서의, 기재층(12)으로서 이용되는 수지 필름의 열수축성을 판단할 수 있다.

반도체 장치의 제조 방법에 있어서, 봉지 공정에서의 온도는 최대 150℃ 정도이고, 수지 필름의 열수축은 어느 정도의 가열 시간으로 수속(收束)된다. 150℃에서의 기재층인 수지 필름의 열수축은 30분간 가열하는 것에 의해 거의 수속된다. 따라서, 150℃에서 30분간 가열했을 때의 기재층(12)인 수지 필름의 열수축률이, 상기 (1)의 조건을 만족시키는 것에 의해, 반도체 칩의 봉지 공정에 있어서, 지지 기판으로부터 접착 필름(10)이 박리되는 것을 억제하고 있다고 판단할 수 있다.

200℃에서 10분간 가열하는 것에 의해, 봉지한 반도체 칩(패키지)을 지지 기판으로부터 박리하는 공정에 있어서의, 기재층(12)으로서 이용되는 수지 필름의 열수축성을 판단할 수 있다.

반도체 장치의 제조 방법에 있어서, 봉지 공정에서의 온도는 최대 150℃ 정도이기 때문에, 본 실시형태에서는, 지지 기판으로부터의 박리 공정에서는 150℃를 초과하는 온도에서 가열한다. 봉지 공정과 달리, 지지 기판으로부터의 박리는 단시간에 행해지는 것이 바람직하다. 따라서, 봉지 공정보다도 고온인 200℃에서 10분간 가열했을 때의 기재층(12)인 수지 필름의 열수축률이, 상기 (2)의 조건을 만족시키는 것에 의해, 지지 기판으로부터 패키지를 박리할 때에, 지지 기판으로부터 접착 필름(10)이 용이하게 박리된다고 판단할 수 있다.

상기의 「|MD 방향의 수축률/TD 방향의 수축률|」은 MD 방향의 수축률과 TD 방향의 수축률의 비의 절대값을 나타내고 있고, 0.4 이상 2.5 이하, 바람직하게는 0.6 이상 2.5 이하인 것에 의해, MD 방향의 수축률과 TD 방향의 수축률에 방향 의존성이 없어, 등방(等方)성이다.

등방성인 것에 의해, 기재층(12)의 수축률의 이방성에 의한 응력이 발생하기 어렵기 때문에, 봉지 공정에 있어서 휨이 적어, 봉지 수지의 누출 및 휨을 억제할 수 있다. 또한, 박리 공정에 있어서 휨이 적어, 패키지의 손상을 방지할 수 있다는 것 외에, 박리도 용이해진다.

그리고, 150℃에서 30분간 가열 후의 「MD 방향의 열수축률과 TD 방향의 열수축률의 평균」이 2% 이하, 바람직하게는 1.8% 이하이다. 이에 의해, 반도체 칩의 봉지 공정에 있어서, 기재층(12)의 열수축에 의한 자기 박리성 접착층(14)의 박리를 억제할 수 있다.

한편, 200℃에서 10분간 가열 후의 「MD 방향의 열수축률과 TD 방향의 열수축률의 평균」이 3% 이상, 바람직하게는 3.5% 이상이다. 이에 의해, 지지 기판으로부터의 패키지의 박리 공정에 있어서, 기재층(12)의 열수축에 의한 자기 박리성 접착층(14)의 박리를 촉진할 수 있다.

또한, 기재층(12)이 열수축하여, 기재층(12)의 단부의 접착 강도가 저하되면 박리되기 쉬워지는 효과도 있다. 게다가, 기재층(12)이 열수축할 때에 발생하는 응력으로 박리를 촉진할 수도 있다.

따라서, 상기의 조건을 만족시키는 기재층(12)은, 후술하는 반도체 장치의 제조 방법에 있어서, 실장 공정이나 수지 몰딩 공정 시의 온도에서는 수축하지 않아, 내열성 및 접착성을 발휘할 수 있고, 그리고 수지 몰딩 후에 반도체 칩을 지지체로부터 박리하는 공정에 있어서 수축시키는 것이 가능해지기 때문에, 용이 박리성을 발휘할 수 있다. 본 실시형태의 접착 필름(10)은 반도체 장치 제조용 접착 필름으로서 적합하게 이용할 수 있다.

본 실시형태에 있어서, 기재층(12)의 180℃의 저장 탄성률 E'는 1.0E+6 Pa 이상 2.0E+8 Pa 이하, 바람직하게는 5.0E+6 Pa 이상 2.0E+8 Pa 이하로 할 수 있다.

이 범위이면, 기재로서의 적절한 강성을 구비하고, 게다가 단부로부터 자기 박리성 접착층(14)의 박리가 가능해져, 이들의 밸런스가 우수하다.

본 실시형태에 있어서, 기재층(12)은 1층 또는 2층 이상의 다층 구조로 구성할 수 있다. 기재층(12) 전체로서의 열수축률이 상기의 조건을 만족시키도록 구성된다.

기재층(12)을 구성하는 수지로서는, 상기의 조건을 만족시키는, 내열성이 높은 수지를 이용할 수 있고, 예를 들면 폴리에스터계 수지, 폴리이미드계 수지, 폴리아마이드계 수지 등을 들 수 있다. 이들 중에서는, 폴리에스터계 수지 또는 폴리아마이드계 수지가 바람직하며, 폴리에스터계 수지로서는, 일본 특허공개 2009-172864호 공보의 0026 단락∼0036 단락에 기재된 것을 이용할 수 있고, 폴리아마이드계 수지로서는, 국제공개 2012/117884호 팜플렛에 기재되어 있는 공지의 것을 사용할 수 있다.

본 실시형태에 있어서는, 폴리에스터계 수지가 특히 바람직하고, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 수지, 폴리에틸렌 나프탈레이트 수지, 아몰퍼스 폴리에틸렌 테레프탈레이트 등을 들 수 있다.

기재층(12)은 수지 필름의 형태로 이용할 수 있다.

기재층(12)이 되는 수지 필름은, 내열성이 높은 수지를, 결정화를 저해하면서 필름화하는 것에 의해, 비정질 또는 저결정성의 필름으로서 얻을 수 있다. 예를 들면, 수지를 용융한 후에 급냉하는 방법, 융점을 초과하는 온도에서 열처리를 실시하는 방법, 배향 결정화되지 않도록 연신하는 방법 등을 들 수 있다. 주가 되는 성분 이외의 공중합 성분을 적절히 선택하고, 코모노머로 결정화를 저해할 수도 있다.

기재층(12)의 층 두께는 통상 500μm 이하(예를 들면 1∼500μm)를 선택하고, 바람직하게는 1∼300μm 정도, 보다 바람직하게는 5∼250μm 정도이다. 기재층에 이용하는 수지 필름은 단층이어도 되고 다층체여도 된다.

[자기 박리성 접착층(14)]

본 실시형태에 있어서, 자기 박리성 접착층(14)에 포함되는 접착제는 열을 부여함으로써 접착력이 저하 내지 상실되는 접착제이다. 150℃ 이하에서는 박리되지 않고, 150℃를 초과하는 온도에서 박리되는 재료를 선택할 수 있다. 예를 들면, 반도체 장치의 제조 공정 중에 반도체 소자가 지지판으로부터 박리되지 않을 정도의 접착력을 갖고 있는 것이 바람직하다.

자기 박리성 접착층(14)에 포함되는 접착제로서는, 기체 발생 성분을 포함하는 것, 열팽창성의 미소구를 포함하는 것, 열에 의해서 접착제 성분이 가교 반응함으로써 접착력이 저하되는 것 등이 바람직하다.

예를 들면, 기체 발생 성분으로서는, 아조 화합물, 아자이드 화합물, 멜드럼산 유도체 등이 적합하게 이용된다. 또한, 탄산암모늄, 탄산수소암모늄, 탄산수소나트륨, 아질산암모늄 등의 무기계 발포제나, 염불화알케인, 하이드라진계 화합물, 세미카바자이드계 화합물, 트라이아졸계 화합물, N-나이트로소계 화합물 등의 유기계 발포제를 포함하는 것도 이용된다. 기체 발생 성분은 접착제(수지)에 첨가되어 있어도 되고, 수지에 직접 결합되어 있어도 된다.

열팽창성의 미소구로서는, 가스화되어 열팽창성을 나타내는 물질을 외피 형성 물질 내에 내포시킨 것을 이용할 수 있다. 에너지에 의해서 가교 반응하여 접착력이 저하되는 것으로서는, 중합성 올리고머를 함유하여, 이것이 중합 가교되는 것에 의해서 접착력이 저하되는 것 등을 사용할 수 있다. 이들 성분은 접착제(수지)에 첨가할 수 있다.

기체가 발생하는 온도, 열팽창성의 미소구가 열팽창하는 온도, 가교 반응하는 온도가, 150℃를 초과하는 온도가 되도록 설계하면 된다.

접착제를 구성하는 수지로서는, 아크릴계 수지, 우레테인계 수지, 실리콘계 수지, 폴리올레핀계 수지 등을 들 수 있다.

본 실시형태의 접착 필름(10)은, 도 1(ii)에 나타내는 바와 같이, 기재층(12)의, 자기 박리성 접착층(14)에 대향하는 면의 이면 상에, 추가로 접착층(16)이 적층되어 있어도 된다.

(접착층(16))

접착층(16)을 구성하는 접착제로서는, 종래 공지의 접착제를 사용할 수 있다. 본 실시형태의 접착 필름을 웨이퍼 서포트 시스템이나 세라믹 콘덴서나 반도체 장치의 제조에 이용하는 경우, 지지 기판을 재이용하는 관점에서 풀 잔류가 적은 접착제가 바람직하다. 특히, 감압 접착제를 이용하면, 접착 공정이나 박리 공정의 작업성이 우수하고, 게다가 풀 잔류가 적기 때문에, 반도체 장치의 수율을 향상시킬 수 있다.

감압 접착제의 예로서, 천연 고무나 폴리아이소뷰틸렌 고무, 스타이렌·뷰타다이엔 고무, 스타이렌·아이소프렌·스타이렌 블록 공중합체 고무, 재생 고무, 뷰틸 고무, 폴리아이소뷰틸렌 고무, NBR 등의 고무계 폴리머를 베이스 폴리머로 이용한 고무계 감압 접착제; 실리콘계 감압 접착제; 우레테인계 감압 접착제; 아크릴계 감압 접착제 등을 들 수 있다. 모제는 1종 또는 2종 이상의 성분으로 구성해도 된다. 특히 바람직하게는, 아크릴계 감압 접착제이다.

아크릴계 감압 접착제의 제조는 용액 중합, 괴상 중합, 유화 중합 및 각종 라디칼 중합 등의 공지의 제조 방법을 적절히 선택할 수 있다. 또한, 얻어지는 접착성 수지는 랜덤 공중합체, 블록 공중합체, 그래프트 공중합체 등 어느 것이어도 된다.

본 실시형태의 접착 필름은 반도체 장치의 제조, 부재의 임시 고정 등에 이용할 수 있고, 특히 e-WLB에 적합하게 이용할 수 있다.

이하, 도 1(i)의 접착 필름(10)을 이용한 반도체 장치의 제조 방법에 대하여 설명한다.

<반도체 장치의 제조 방법>

본 실시형태의 반도체 장치의 제조 방법은 이하의 공정을 갖는다.

공정(a): 지지 기판(20) 상에, 접착 필름(10)을, 자기 박리성 접착층(14)이 지지 기판(20)측이 되도록 첩착한다(도 2(a)).

공정(b): 접착 필름(10)의 기재층(12) 상에 반도체 칩(22)을 탑재한다(도 2(b)).

공정(c): 반도체 칩(22)과 접착 필름(10)을 덮도록 봉지층(24)을 형성하고, 150℃ 이하의 온도에서 봉지층(24)을 경화시켜, 지지 기재 부착 반도체 칩 몰드를 형성한다(도 2(c)).

공정(d): 150℃를 초과하는 온도로 가열하여, 자기 박리성 접착층(14)의 접착력을 저하시켜, 지지 기재 부착 반도체 칩 몰드로부터 지지 기판(20)을 제거한다(도 3(d)).

공정(e): 접착 필름(10)을 제거하여, 반도체 칩 몰드를 얻는다(도 3(e)).

본 실시형태에 있어서는, 추가로 이하의 공정을 갖고 있어도 된다.

공정(f): 최외면에 형성된 패드(도시하지 않음)와, 노출된 반도체 칩(22)과 해당 패드를 전기적으로 접속하는 배선(도시하지 않음)을 구비하는 배선층(26)을, 반도체 칩 몰드의 노출면에 형성한다(도 3(f)).

공정(g): 패드 상에 범프(28)를 형성한다(도 3(g)).

이하, 공정 순으로 설명한다.

(공정(a))

우선, 지지 기판(20) 상에, 접착 필름(10)을, 자기 박리성 접착층(14)이 지지 기판(20)측이 되도록 첩착한다(도 2(a)). 자기 박리성 접착층(14)면 상에는 보호 필름이 첩부되어 있어도 되고, 당해 보호 필름을 벗겨, 자기 박리성 접착층(14)의 노출면을 지지 기판(20) 표면에 첩착할 수 있다.

지지 기판(12)으로서는 석영 기판, 유리 기판 등을 들 수 있다.

(공정(b))

다음으로, 지지 기판(20) 상에 첩착된, 접착 필름(10)의 기재층(12) 상에 반도체 칩(22)을 탑재한다(도 2(b)).

반도체 칩으로서는, 예를 들면 IC, LSI, 발광 다이오드, 수광 소자 등을 들 수 있다. 기재층(12)의 표면은 반도체 칩(22)과의 접착성을 부여하기 위해서 표면 처리가 실시되어 있어도 된다.

한편, 본 실시형태에 있어서는 기재층(12) 상에 반도체 칩(22)을 탑재하는 태양에 의해서 나타내지만, 기재층(12) 상에 적층된 접착층(16) 상에 반도체 칩(22)을 탑재할 수도 있다.

(공정(c))

반도체 칩(22)과 접착 필름(10)을 덮도록 봉지층(24)을 형성하고, 150℃ 이하의 온도에서 봉지층(24)을 경화시켜, 지지 기재 부착 반도체 칩 몰드를 형성한다(도 2(c)).

봉지층(24)의 형성에 이용하는 봉지재는 특별히 한정되지 않고, 에폭시 수지를 주성분으로 하고 실리카 충전재 등을 더한 열경화성 성형 재료 등의 일반적으로 사용되는 것을 이용할 수 있다.

봉지 방법으로서는, 저압 트랜스퍼 방식이 있지만, 사출 성형, 압축 성형, 주형(注型) 등에 의한 봉지를 행할 수도 있다. 봉지층(24)으로 봉지 후, 150℃ 이하의 온도에서 가열하는 것에 의해서 경화시켜, 반도체 칩(22)이 봉지된, 지지 기재 부착 반도체 칩 몰드가 얻어진다.

접착 필름(10)의 기재층(12)은, 150℃에서 30분간 가열한 후에 있어서, 상기와 같은 열수축성을 갖고 있어, 150℃ 이하의 경화 온도에서는 자기 박리성 접착층(14)의 박리를 억제할 수 있다.

(공정(d))

반도체 칩(22)을 봉지한 후, 150℃를 초과하는 온도로 가열하여, 자기 박리성 접착층(14)의 접착력을 저하시켜, 지지 기재 부착 반도체 칩 몰드로부터 지지 기판(20)을 제거한다(도 3(d)).

접착 필름(10)의 기재층(12)은, 200℃에서 10분간 가열한 후에 있어서, MD 방향의 열수축률과 TD 방향의 열수축률의 평균이 3% 이상이고, 당해 가열 온도에 의해서 열수축이 커진다. 그 때문에, 기재층(12)의 열수축에 의한 응력의 증가가 현저해져, 자기 박리성 접착층(14)의 접착성을 저하시킬 수 있다.

(공정(e))

지지 기판(20)을 제거한 후, 접착 필름(10)을 더 제거하여, 반도체 칩 몰드를 얻는다(도 3(e)).

접착 필름(10)으로부터 반도체 칩 몰드를 박리하는 경우에는, 기재층(12)의 재질에 맞추어 적절히 선택할 수 있다. 기계적으로 박리해도 되고, 기재층(12) 표면의 접착력을 저하시켜서 박리해도 된다.

또한, 기재층(12) 상에 도시하지 않는 다른 접착층(16)을 갖고 있는 경우, 접착층(16)으로서는, 반도체 칩(22)의 재료나, 제조 공정의 조건에 맞추어, 일반적으로 이용되고 있는 접착제를 이용할 수 있지만, 자기 박리성 접착층(14)에 이용하는 접착제와 같이, 열에너지에 의해서 접착력이 저하되는 자기 박리성의 접착제를 이용해도 된다. 자기 박리성의 접착제를 이용하는 경우, 지지 기판(12)을 접착하는 면에 이용하는 접착제와 동일한 세기의 열에너지 또는 보다 큰 열에너지로 접착력을 저하시킬 수 있다.

반도체 칩 몰드로부터 접착 필름(10)을 제거하는 방법은, 접착 필름(10)의, 반도체 칩 몰드를 접착하는 면에 이용한 접착제에 맞추어 적절히 선택할 수 있다. 기계적으로 박리해도 되고, 접착제의 접착력을 저하시켜서 박리해도 된다.

(공정(f) 및 (g))

이어서, 얻어진 반도체 칩 몰드의 노출면에 배선층(26)을 형성한다(도 3(f)).

배선층(26)은 최외면에 형성된 외부 접속 단자인 패드(도시하지 않음)와, 노출된 반도체 칩(22)과 해당 패드를 전기적으로 접속하는 배선(도시하지 않음)을 구비한다. 배선층(26)은 종래 공지의 방법에 의해서 형성할 수 있고, 다층 구조여도 된다.

그리고, 배선층(26)의 패드 상에 범프(28)를 형성하여, 반도체 장치를 얻을 수 있다. 범프(28)로서는, 땜납 범프나 금 범프 등을 들 수 있다. 땜납 범프는, 예를 들면, 미리 정형된 땜납 볼을, 배선 필름의 외부 접속 단자인 패드 상에 배치하고, 가열하여 땜납을 용융시키는(리플로하는) 것에 의해 형성할 수 있다. 금 범프는 볼 본딩법, 도금법, Au 볼 전사법 등의 방법에 의해 형성할 수 있다.

그 후, 다이싱에 의해 개편(個片)으로 절단된다.

이상과 같이, 본 실시형태의 접착 필름(10)을 반도체 장치의 제조 방법에 이용하는 것에 의해, 실장 공정이나 수지 몰딩 공정 시의 온도에서는 내열성 및 접착성을 갖고, 수지 몰딩 후에 반도체 칩을 지지체로부터 박리하는 공정에 있어서는 용이 박리성을 발휘하므로, 간편한 방법으로 반도체 장치를 제조할 수 있다. 따라서, 본 실시형태의 접착 필름(10)을 이용한 반도체 장치의 제조 방법은 생산성이 우수하여 제품의 수율을 개선할 수 있다.

이상, 본 발명의 실시형태에 대하여 기술했지만, 이들은 본 발명의 예시이며, 상기 이외의 다양한 구성을 채용할 수 있다.

본 실시형태의 접착 필름(10)을 기재층(12)의 표면에 자기 박리성 접착층(14)이 적층된 태양에 의해서 설명했지만, 본 발명의 효과를 해치지 않는 범위에서, 기재층(12)과 자기 박리성 접착층(14) 사이에, 예를 들면 요철 흡수층, 충격 흡수층, 용이 접착층 등이 형성되어 있어도 된다. 여기에서 요철이란 5∼300μm 정도이다.

본 실시형태의 접착 필름(10)을 기재층(12)의 표면에 접착층(16)이 적층된 태양에 의해서 나타냈지만, 본 발명의 효과를 해치지 않는 범위에서, 기재층(12)과 접착층(16) 사이에, 예를 들면 요철 흡수층, 충격 흡수층, 용이 접착층 등이 형성되어 있어도 된다.

실시예

이하, 실시예 등에 의해 본 발명을 더 구체적으로 설명하지만, 본 발명의 범위는 이들 실시예 등에 한정되는 것은 아니다.

(자기 박리성 평가 방법)

지지 기판(20)으로서, 100mm 정방의 각판(角板)(SUS304), 접착 필름(10)으로서 제조예에서 얻어진 양면 접착 필름, 반도체 칩(22)으로서 직경 80mm의 원판(Ni 도금부 철제)으로 이루어지는 적층체를 이용하여, 지지 기판(20)의 자기 박리성 평가를 행했다.

100mm 정방의 각판(SUS304)(지지 기판(20))에, 접착 필름(10)의, 자기 박리성 접착층(14)면측을 첩부했다. 그리고, 반도체 칩(22)으로서의 직경 80mm의 원판(Ni 도금부 철제)을 양면 접착 테이프(접착 필름(10))의 다른 접착층에 첩부하여, 적층체로 했다. 이 적층체에 측정용 지그를 부착하여, 지지 기판(20)의 박리성 평가를 행했다. 한편, 실시예에 있어서는, 지지 기판(20)과 접착 필름(10)의 계면의 자기 박리성의 시험 중에, 반도체 칩(22)과 접착 필름(10)의 계면에서 박리가 생기는 것을 막기 위해, 측정용으로서 보강용 양면 테이프(제품명: P-223, 닛토덴코사제)를 이용했다.

측정용 샘플을 히트 블록 상에 설치하고, 소정의 시간 가열한 후, 인장 시험기로 자기 박리성 평가를 행했다.

도 4와 같이 지그를 이용하여 적층체를 고정하고, 실시예에 기재된 처리를 실시한 후, 인장 시험기로 후크를 상방으로 잡아당김으로써 자기 박리성의 평가를 하기 기준에 따라서 행했다. 인장 시험기는 자석 부착 L자 지그를 이용하고 있고, 인장 강도가 50N 이상에서 자석이 벗어나는 구조이다. 자석이 벗어난 경우에는, 박리되지 않는다고 평가했다.

○: 박리(가열 60초 이내), △: 박리(가열 180초 이내), ×: 박리되지 않음

(저장 탄성률 측정 방법)

반도체 웨이퍼 표면 보호용 점착 필름의 기재 필름층 부분을 절단하고, 장방형(MD 방향: 30mm, TD 방향: 10mm)의 시료를 제작했다. 동적 점탄성 측정 장치(레오메트릭스사제: 형식: RSA-III)를 이용하여, 0∼300℃까지의 저장 탄성률(기계 방향)을 측정했다. 측정 주파수는 1Hz로 하고, 변형은 0.01∼0.3%로 했다.

(기재 필름의 열수축률의 측정 방법)

기재 필름을 정방형(MD 방향: 15cm, TD 방향: 15cm)으로 절단하고, 펀치로 스폿(MD 방향: 10cm, TD 방향: 10cm)을 기재 필름에 뚫어, 시료를 제작했다. 2차원 측정기((주)미쓰토요제: 형식: CRYSTAL*μV606)를 이용하여, 기재 필름에 뚫린 스폿 간격을 측정했다. 측정 후, 시료를 소정 온도의 오븐 내에 샘플을 정치했다. 소정 시간 후에 해당 샘플을 오븐으로부터 취출하여, 스폿 간격을 측정했다. 가열 전후에서의 열수축률(%)을 이하의 식에 기초하여, MD 방향, TD 방향에 대해 산출했다. 시료 10매에 대해 측정하여 그 기재 필름의 열수축률로 했다. 단, 식 중의 L₀는 가열 전의 스폿 간격, L은 가열 후의 스폿 간격을 나타낸다.

열수축률(%)=100×(L-L₀)/L₀

(제조예 1)

500mL 4구 플라스크에 메틸말론산(도쿄화성공업(주)제) 100g 및 무수 아세트산 100g을 장입했다. 98% 황산 0.5g을 계속해서 장입한 후, 적하 깔때기로 메틸에틸케톤 75g을 1시간에 걸쳐 적하했다. 실온에서 24시간 교반한 후, 아세트산 에틸 200g 및 증류수 300g을 가하여 분액 깔때기로 유기층의 추출을 행했다. 얻어진 유기층을 증발기로 용매를 증류 제거함으로써, 2-에틸-2,5-다이메틸-1,3-다이옥세인-4,6-다이온이 75g 얻어졌다. H¹NMR(300MHz)을 측정한 바, 이하와 같은 피크가 얻어졌다. δ=1.04-1.12(m, 3H), 1.57-1.61(m, 3H), 1.71(s, 1.12H), 1.77(s, 1.92H), 1.95-2.16(m, 2H), 3.53-5.65(m, 1H)

(제조예 2)

500mL 4구 플라스크에 제조예 1에서 합성한 2-에틸-2,5-다이메틸-1,3-다이옥세인-4,6-다이온 92g 및 다이메틸폼아마이드 100g을 장입했다. 탄산칼륨 95g을 계속해서 장입한 후, 적하 깔때기로 4-클로로메틸스타이렌 97g을 1시간에 걸쳐 적하했다. 40℃에서 24시간 교반한 후, 아세트산 에틸 400g을 가하여 누체(Nutsche)로 생성된 고체를 여과 분별했다. 증류수 300mL를 이용하여, 분액 깔때기로 2회 세정을 행한 후, 증발기로 용매를 증류 제거함으로써, 5-(p-스타이릴메틸)-2-에틸-2,5-다이메틸-1,3-다이옥세인-4,6-다이온이 132g 얻어졌다. H¹NMR(300MHz)을 측정한 바, 이하와 같은 피크가 얻어졌다. δ=0.43(t, 8.1Hz, 1.6H), 0.83(s, 1.3H), 0.94(t, 8.1Hz, 1.4H), 1.27(q, 8.1Hz, 1.2H), 1.57(s, 1.7H), 1.75(s, 3H), 1.80(q, 8.1Hz, 0.8H), 3.31(s, 2H), 5.22(d, 12.0Hz, 1H), 5.70(d, 19.5Hz, 1H), 6.65(dd, 12.0, 19.5Hz, 1H), 7.16(d, 9.0Hz, 2H), 7.31(d, 9.0Hz, 2H)

(제조예 3)

중합 반응기에 탈이온수 150중량부, 중합 개시제로서 4,4'-아조비스-4-사이아노발레릭 애시드(오쓰카화학(주)제, 상품명: ACVA)를 0.625중량부, 아크릴산-2-에틸헥실 62.25중량부, 아크릴산-n-뷰틸 18중량부, 메타크릴산 메틸 12중량부, 메타크릴산-2-하이드록시에틸 3중량부, 메타크릴산 2중량부, 아크릴아마이드 1중량부, 폴리테트라메틸렌 글리콜 다이아크릴레이트〔니혼유지(주)제, 상품명: ADT-250〕 1중량부, 및 폴리옥시에틸렌 노닐페닐 에터(에틸렌 옥사이드의 부가 몰수의 평균값: 약 20)의 황산에스터의 암모늄염의 벤젠환에 중합성의 1-프로펜일기를 도입한 것〔다이이치공업제약(주)제, 상품명: 아쿠알론 HS-10〕 0.75중량부를 장입하고, 교반 하에서 70∼72℃에서 8시간 유화 중합을 실시하여, 아크릴계 수지 에멀션을 얻었다. 이것을 9중량% 암모니아수로 중화(pH=7.0)하여, 고형분 42.5중량%의 아크릴계 접착제 S로 했다(아크릴계 접착제 S는 감압 접착제).

(제조예 4)

500mL의 4구 플라스크에, 제조예 2에서 합성한 5-(p-스타이릴메틸)-2-에틸-2,5-다이메틸-1,3-다이옥세인-4,6-다이온 15g, 아크릴산 뷰틸 20g, 아크릴산 2-에틸헥실 63g, 메타크릴산 2g 및 아세트산 에틸 100g을 가하여 실온에서 혼합했다. 추가로, 2,2'-아조비스발레로나이트릴 0.2g을 가하고, 75℃까지 승온한 후, 10시간 교반을 계속함으로써, 분자량 30만의 아크릴계 접착제 A를 얻었다(아크릴계 접착제 A는 자기 박리성의 접착제). 시차 주사 열량 분석((주)시마즈제작소제, DSC-60)에 의해 유리전이점을 측정한 바, 14℃였다.

(제조예 5)

제조예 3에서 얻어진 아크릴계 접착제 S 100중량부를 채취하고, 추가로 9중량% 암모니아수를 가하여 pH 9.5로 조정했다. 이어서, 에폭시계 가교제〔닛폰쇼쿠바이화학공업(주)제, 상품명: 케미타이트 Pz-33〕 0.8중량부를 첨가하여 접착제 도공액을 얻었다.

얻어진 접착제 도공액을, 표면이 이형 처리된 PET 필름(이형 필름) 상에 어플리케이터를 이용하여 건조 피막의 두께가 10μm의 두께가 되도록 도공한 후, 120℃에서 5분간 가열해서 도공액을 건조시켜, 감압 접착층 부착 PET 필름을 얻었다. 이어서, 기재층(12)인 수축성 PET 필름(테플렉스 FT-50, 두께 50μm, 데이진듀퐁필름주식회사제)의 양면에, 감압 접착층이 수축성 PET 필름측이 되도록 첩부했다.

또한 60℃에서 3일간 양생함으로써 양면 접착 필름 1로 했다(이형 필름/감압 접착층/기재 필름/감압 접착층/이형 필름).

(제조예 6)

제조예 4에서 얻어진 아크릴계 접착제 A 100중량부 및 에폭시 화합물(미쓰비시가스화학(주)제, TETRAD-C) 2중량부, 아세트산 에틸 50중량부를 가하여 접착제 도공액으로 했다.

얻어진 접착제 도공액을, 표면이 이형 처리된 PET 필름(이형 필름) 상에 어플리케이터를 이용하여 건조 피막의 두께가 10μm의 두께가 되도록 도공한 후, 120℃에서 5분간 가열해서 도공액을 건조시켜, 자기 박리성 접착층 부착 PET 필름을 얻었다. 이어서, 기재층(12)인 수축성 PET 필름(테플렉스 FT-50, 두께 50μm, 데이진듀퐁필름주식회사제)의 한쪽 면에, 자기 박리성 접착층이 수축성 PET 필름측이 되도록 첩부했다.

또한, 제조예 3에서 얻어진 아크릴계 접착제 S 100중량부를 채취하고, 추가로 9중량% 암모니아수를 가하여 pH 9.5로 조정했다. 이어서, 에폭시계 가교제〔닛폰쇼쿠바이화학공업(주)제, 상품명: 케미타이트 Pz-33〕 0.8중량부를 첨가하여 접착제 도공액을 얻었다.

얻어진 접착제 도공액을, 표면이 이형 처리된 PET 필름(이형 필름) 상에 어플리케이터를 이용하여 건조 피막의 두께가 10μm의 두께가 되도록 도공한 후, 120℃에서 5분간 가열해서 도공액을 건조시켜, 감압 접착층 부착 PET 필름을 얻었다. 이어서, 수축성 PET 필름 상의, 자기 박리성 접착층을 구비하는 면과는 반대측의 면에, 감압 접착층이 수축성 PET 필름측이 되도록 첩부했다.

또한 60℃에서 3일간 양생함으로써 양면 접착 필름 2로 했다(이형 필름/자기 박리성 접착층/기재 필름/감압 접착층/이형 필름).

(제조예 7)

기재 필름을 PET 필름(루미러, 두께 50μm, 도레이주식회사제)으로 변경한 것 이외에는, 제조예 6과 마찬가지로 해서, 양면 접착 필름 3을 얻었다(이형 필름/자기 박리성 접착층/기재 필름/감압 접착층/이형 필름).

(제조예 8)

기재 필름을 PET 필름(AD-50, 두께 50μm, 데이진듀퐁필름주식회사제)으로 변경한 것 이외에는, 제조예 6과 마찬가지로 해서, 양면 접착 필름 4를 얻었다(이형 필름/자기 박리성 접착층/기재 필름/감압 접착층/이형 필름).

(제조예 9)

기재 필름을 PET 필름(데이진 테토론 필름 G2-50, 두께 50μm, 데이진듀퐁필름주식회사제)으로 변경한 것 이외에는, 제조예 6과 마찬가지로 해서, 양면 접착 필름 5를 얻었다(이형 필름/자기 박리성 접착층/기재 필름/감압 접착층/이형 필름).

(제조예 10)

기재 필름을 PET 필름(엠블렛 S-50, 두께 50μm, 유니티카주식회사제)으로 변경한 것 이외에는, 제조예 6과 마찬가지로 해서, 양면 접착 필름 6을 얻었다(이형 필름/자기 박리성 접착층/기재 필름/감압 접착층/이형 필름).

(실시예 1)

100mm 정방의 각판(SUS304)에, 직경 84mm의 원형으로 자른 양면 접착 필름 2로부터 이형 필름을 박리하고, 자기 박리성 접착층측을 첩부했다. 그 후, 직경 80mm의 원판(Ni 도금부 철제)을 양면 접착 필름 2의 감압 접착층에 첩부하여, 적층체로 했다.

이 적층체에 도 4와 같이 측정용 지그를 부착하여, 측정용 샘플로 했다.

도 4와 같이 히트 블록으로 210℃에서 60초간 가열을 행하고, 자기 박리성 접착층과 100mm 정방의 각판이 접착되어 있는 부분이 박리되어 있는 것을 확인한 후, 인장 시험기로 박리성 평가를 행했다. 평가 결과를 표 1에 나타낸다.

(실시예 2)

100mm 정방의 각판(SUS304)에, 직경 86mm의 원형으로 자른 양면 접착 필름 2로부터 이형 필름을 박리하고, 자기 박리성 접착층측을 첩부했다. 그 후, 직경 80mm의 원판(Ni 도금부 철제)을 양면 접착 필름 2의 감압 접착층에 첩부하여, 적층체로 했다.

(실시예 3)

양면 접착 필름 3을 이용한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 해서 측정용 샘플을 얻었다. 도 4와 같이 히트 블록으로 210℃에서 60초간 가열했지만, 자기 박리성 접착층과 100mm 정방의 각판이 접착되어 있는 부분은 박리되어 있지 않았다. 120초간 더 가열하여(합계 180초간 가열), 자기 박리성 접착층과 100mm 정방의 각판이 접착되어 있는 부분이 박리되어 있는 것을 확인했다. 그 후, 인장 시험기로 박리성 평가를 행했다. 평가 결과를 표 1에 나타낸다.

(비교예 1)

100mm 정방의 각판(SUS304)에, 직경 84mm의 원형으로 자른 양면 접착 필름 1로부터 이형 필름을 박리하고, 한쪽의 감압 접착층측을 첩부했다. 그 후, 직경 80mm의 원판(Ni 도금부 철제)을 양면 접착 필름 1의 다른 쪽 면에 첩부하여, 적층체로 했다.

도 4와 같이 히트 블록으로 210℃에서 60초간 가열했지만, 감압 접착층과 100mm 정방의 각판이 접착되어 있는 부분은 박리되어 있지 않았다. 120초간 더 가열했지만(합계 180초간 가열), 감압 접착층과 100mm 정방의 각판이 접착되어 있는 부분은 박리되어 있지 않았다. 그 후, 인장 시험기로 박리성 평가를 행했다. 평가 결과를 표 1에 나타낸다.

(비교예 2∼4)

양면 접착 필름 4∼6을 이용하여, 자기 박리성 접착층을 100mm 정방의 각판(SUS304)에 첩부한 것 이외에는 비교예 1과 마찬가지로 해서 평가했다. 평가 결과를 표 1에 나타낸다.

이 출원은 2013년 8월 29일에 출원된 일본 출원특원 2013-178515호를 기초로 하는 우선권을 주장하고, 그의 개시의 전부를 여기에 포함한다.

Claims

기재층과 자기 박리성 접착층이 적층되어 이루어지고,
상기 기재층은, 흐름 방향의 열수축률(MD 방향의 열수축률)과 흐름 방향에 직교하는 방향의 열수축률(TD 방향의 열수축률)이 이하의 조건을 만족시키는, 접착 필름:
(1) 150℃에서 30분간 가열 후
0.4 ≤ |MD 방향의 열수축률/TD 방향의 열수축률| ≤ 2.5
MD 방향의 열수축률과 TD 방향의 열수축률의 평균 ≤ 2%
(2) 200℃에서 10분간 가열 후
0.4 ≤ |MD 방향의 열수축률/TD 방향의 열수축률| ≤ 2.5
MD 방향의 열수축률과 TD 방향의 열수축률의 평균 ≥ 3%
제 1 항에 있어서,
상기 자기 박리성 접착층은 열에 의해 접착력이 저하되는, 접착 필름.
제 1 항에 있어서,
상기 기재층의, 상기 자기 박리성 접착층에 대향하는 면의 이면 상에, 추가로 접착층이 적층되어 이루어지는, 접착 필름.
제 1 항에 있어서,
상기 기재층의 180℃에서의 저장 탄성률 E'가 1.0E+6 Pa 이상 2.0E+8 Pa 이하인, 접착 필름.
제 1 항에 있어서,
상기 기재층은 폴리에스터계 수지, 폴리이미드계 수지 또는 폴리아마이드계 수지로 이루어지는, 접착 필름.
지지 기판 상에, 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 기재된 접착 필름을, 상기 자기 박리성 접착층이 해당 지지 기판측이 되도록 첩착(貼着)하는 공정과,
상기 접착 필름의 상기 기재층 상에 반도체 칩을 탑재하는 공정과,
상기 반도체 칩과 상기 접착 필름을 덮도록 봉지재를 도포하고, 150℃ 이하의 온도에서 해당 봉지재를 경화시켜, 지지 기재 부착 반도체 칩 몰드를 형성하는 공정과,
150℃를 초과하는 온도로 가열하여, 상기 자기 박리성 접착층의 접착력을 저하시켜, 상기 지지 기재 부착 반도체 칩 몰드로부터 상기 지지 기판을 제거하는 공정과,
상기 접착 필름을 제거하여, 반도체 칩 몰드를 얻는 공정
을 포함하는, 반도체 장치의 제조 방법.