KR102493750B1 - 다이싱·다이본드 필름 및 반도체 장치의 제조 방법 - Google Patents

다이싱·다이본드 필름 및 반도체 장치의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

저온 하에서의 익스팬드에서도 반도체 웨이퍼나 다이본드 필름의 파단을 유발 가능한 다이싱 필름 및 이것을 구비하는 다이싱·다이본드 필름, 및 이들 필름을 사용하는 반도체 장치의 제조 방법을 제공하는 것을 과제로 한다.
기재와, 그 기재 상에 설치된 점착제층을 구비하는 다이싱 필름으로서, MD 방향 및 TD 방향의 각각으로 0℃에서 인장 응력을 부하했을 때의 응력-변형 곡선으로부터 구한 MD 방향에서의 저장 탄성률을 E'MD1이라 하고, TD 방향에서의 저장 탄성률을 E'TD1이라 한 경우, E'MD1/E'TD1이 0.75 이상 1.25 이하인 다이싱 필름.

Description

다이싱·다이본드 필름 및 반도체 장치의 제조 방법{DICING·DIE BOND FILM AND MANUFACTURING METHOD FOR SEMICONDUCTOR DEVICE}
본 발명은 다이싱 필름, 다이싱·다이본드 필름 및 반도체 장치의 제조 방법에 관한 것이다.
종래, 반도체 장치의 제조 공정에 있어서, 다이싱 공정에서 반도체 웨이퍼를 접착 보유 지지함과 함께, 마운트 공정에 필요한 칩 고착용의 접착제층도 부여하는 다이싱·다이본드 필름이 제안되어 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조). 이 다이싱·다이본드 필름은, 지지 기재와 점착제층을 구비하는 다이싱 필름 상에 접착제층을 설치하여 이루어지는 것이며, 그 접착제층에 의한 보유 지지 하에 반도체 웨이퍼를 블레이드에 의해 다이싱(소위 블레이드 다이싱)한 뒤, 익스팬드 공정에서 다이싱 필름을 연신하고, 계속하여 개편화된 칩을 접착제층과 함께 픽업하고, 이것을 개별적으로 회수하여 그 접착제층을 통하여 리드 프레임 등의 피착체에 고착시키도록 한 것이다.
한편, 최근 들어, 반도체 웨이퍼에 있어서의 분할 예정 라인에 레이저광을 조사하여 개질 영역을 형성함으로써, 반도체 웨이퍼를 분할 예정 라인에서 용이하게 분할 가능하게 한 후, 인장 응력을 가함으로써 이 반도체 웨이퍼를 파단하여 개개의 반도체칩을 얻는 방법(이하 「스텔스 다이싱(등록 상표)」이라고도 함)이 제안되어 있다(예를 들어, 특허문헌 2 및 3 참조). 이들 방법에 의하면, 특히 박형의 반도체 웨이퍼일지라도 칩핑 등의 불량의 발생을 저감할 수 있음과 함께, 커프폭(절단 여유부)을 종래에 비하여 좁게 하여 반도체칩의 수율 향상을 도모할 수 있다고 되어 있다.
일본 특허 공개 제2008-218571호 공보 일본 특허 공개 제2002-192370호 공보 일본 특허 공개 제2003-338467호 공보
다이싱·다이본드 필름의 보유 지지 하에 있어서, 스텔스 다이싱에 의해 다이본드 필름이 부착된 개개의 반도체칩을 얻기 위해서는, 익스팬드 공정에서의 인장 응력에 의해 반도체 웨이퍼와 함께 다이본드 필름을 파단할 필요가 있다. 단, 실제로는 다이본드 필름에만 인장 응력을 부하하는 것이 아니며, 특히 다이싱 필름에 인장 응력을 부하하여 필름을 신장시켜서 다이본드 필름의 파단을 유발시키게 된다.
스텔스 다이싱에서는, 다이본드 필름의 파단성을 높이기 위해서, 저온 하(예를 들어, 0℃)에서 익스팬드한다는 방법이 제안되어 있다. 그러나, 종래의 다이싱·다이본드 필름에 있어서의 다이싱 필름을 저온 하에서 익스팬드하면, 부분적으로 반도체 웨이퍼나 다이본드 필름이 파단되지 않는다고 하는 문제가 발생하고 있어, 반도체 장치의 제조 수율이 저하되는 결과로 되고 있다.
본 발명은 상기 문제점을 감안하여 이루어진 것으로서, 그 목적은, 저온 하에서의 익스팬드에서도 반도체 웨이퍼나 다이본드 필름의 파단을 유발 가능한 다이싱 필름 및 이것을 구비하는 다이싱·다이본드 필름, 및 이들 필름을 사용하는 반도체 장치의 제조 방법을 제공하는 데 있다.
본원 발명자 등은, 상기 문제점을 해결하기 위해 예의 검토한 결과, 다이싱 필름 내지 다이싱·다이본드 필름에 인장 응력을 부하했을 때의 특성(이하, 「인장 특성」이라고도 함)에 이방성이 발생하고 있다고 생각하고, 이것을 억제함으로써 다이본드 필름 및 반도체 웨이퍼가 인장 응력에 의해 적합하게 파단되는 것을 알아내고, 본 발명을 완성시키기에 이르렀다.
즉, 본 발명은 기재와, 그 기재 상에 설치된 점착제층을 구비하는 다이싱 필름으로서,
MD 방향 및 TD 방향의 각각으로 0℃에서 인장 응력을 부하했을 때의 응력-변형 곡선으로부터 구한 MD 방향에서의 저장 탄성률을 E'MD1이라 하고, TD 방향에서의 저장 탄성률을 E'TD1이라 한 경우, E'MD1/E'TD1이 0.75 이상 1.25 이하인 다이싱 필름에 관한 것이다.
본원 발명자 등은, 인장 특성의 이방성에 대해서, 특히 다이싱 필름의 기계적 강도를 담당하고 있는 기재의 이방성에 착안하였다. 다이싱 필름에 사용되는 필름 기재(대표적으로는 올레핀계 필름)는 압출 성형이나 연신 처리 등의 제조 공정에 있어서 이방성이 부여되는 경우가 많고, 또한 롤 형상으로 취급되기 때문에 권취 장력 등에 의해 인장 응력이 발생하여 이방성을 발생하는 경우도 있다. 또한, 다이싱·다이본드 필름을 제조할 때, 반송되고 있는 긴 다이싱 필름 상에, 세퍼레이터 상에 형성된 다이본드 필름을 접합하여 양자를 일체화시키는 경우가 있다. 이 접합 공정에서의 장력이 강하면, 그것에 의해서도 응력을 발생하여 이방성이 발생한다.
익스팬드 공정에서는, 다이싱 필름의 전체 외주를 반경 방향으로 인장하여 인장 응력을 부하하기는 하지만, 이방성을 갖는 기재를 사용하여 얻어지는 다이싱 필름에서는 면 내에서의 인장 특성이 균일하지 않게 되고, 이에 의해 반도체 웨이퍼 내지 다이본드 필름의 파단이 불충분해진다. 특히 0℃와 같은 저온 하에서는 그러한 이방성이 현저해지는 경향이 있다.
상기 다이싱 필름에서는, 0℃에서의 인장 응력 부하 시의 MD 방향에서의 저장 탄성률 E'MD1과 TD 방향에서의 저장 탄성률 E'TD1의 비(E'MD1/E'TD1, 이하, 「이방성비 1」이라고도 함)를 0.75 이상 1.25 이하로 하고 있다. 환언하면, 인장 특성의 하나인 저장 탄성률의 이방성을 억제하고, 다이싱 필름의 면 내에서의 인장 특성을 최대한 등방성으로 하고 있다. 이에 의해, 익스팬드 시의 인장 응력이 다이싱 필름의 면 내에 균일하게 부하되어서 다이싱 필름의 반경 방향으로의 신장이 균일해져, 다이본드 필름 및 반도체 웨이퍼의 충분한 파단을 유발할 수 있다. 이방성비 1의 상한 및 하한을 벗어나면, 어느 경우에도 다이싱 필름의 인장 특성의 이방성이 현재화하여, 충분한 파단에 이르지 않는 경우가 있다.
또한, 본 명세서에 있어서, MD 방향이란 기재의 흐름 방향이며, TD 방향이란 MD 방향에 수직인 방향을 말한다. 또한, 각 저장 탄성률의 측정 방법은 실시예의 기재에 의한다.
상기 다이싱 필름에서는, 상기 저장 탄성률 E'MD1과 상기 저장 탄성률 E'TD1의 차의 절댓값이 1MPa 이상 50MPa 이하인 것이 바람직하다. 저장 탄성률의 차의 절댓값을 상기 범위로 함으로써, 다이싱 필름의 인장 특성을 보다 균일화할 수 있다.
상기 다이싱 필름에서는, 상기 저장 탄성률 E'MD1 및 상기 저장 탄성률 E'TD1 중 적어도 한쪽이 10MPa 이상 100MPa 이하인 것이 바람직하다. 이에 의해, 저온 하에서의 다이싱 필름의 부주의한 파단을 방지함과 함께, 저온 하일지라도 다이싱 필름이 양호하게 신장하여 다이본드 필름 및 반도체 웨이퍼의 충분한 파단을 유발할 수 있다.
본 발명에는, 상기 다이싱 필름과, 그 다이싱 필름의 점착제층 상에 설치된 열경화형 다이본드 필름을 구비하는 다이싱·다이본드 필름도 포함된다. 이에 의해, 반도체 웨이퍼의 다이싱부터 반도체 소자의 픽업, 반도체 소자의 실장까지의 공정을 일련의 흐름으로 하여 효율적으로 행할 수 있다.
상기 다이싱·다이본드 필름에서는, 상기 점착제층과 상기 열경화형 다이본드 필름 사이의 0℃에서의 박리력이, 상기 점착제층과 상기 열경화형 다이본드 필름 사이의 23℃에서의 박리력보다도 높은 것이 바람직하다. 이에 의해, 다이싱 시에 있어서의 반도체 웨이퍼 내지 반도체 소자의 보유 지지력과, 픽업 시에 있어서의 다이본드 필름 부착 칩의 박리성을 적절하게 균형을 잡을 수 있다.
상기 다이싱·다이본드 필름에서는, 상기 점착제층과 상기 열경화형 다이본드 필름 사이의 0℃에서의 박리력이 0.15N/100mm 이상 5N/100mm 이하인 것이 바람직하다. 다이싱 필름과 다이본드 필름 사이의 박리력이 약하면, 익스팬드 시에 다이본드 필름과 다이싱 필름의 계면에서 박리를 발생하고, 그 결과 파단 불량이나, 파단된 반도체 소자가 비산된다는 문제가 일어나기 때문에, 0℃에서의 박리력은 0.15N/100mm 이상인 것이 바람직하다. 한편, 박리력이 너무 높으면 파단 불량을 일으키는 경우가 있기 때문에, 5N/100mm 이하인 것이 바람직하다. 또한, 본 명세서에 있어서, 각 박리력의 측정 방법은 실시예의 기재에 의한다.
상기 다이싱·다이본드 필름에서는, 상기 점착제층과 상기 열경화형 다이본드 필름 사이의 23℃에서의 박리력이 0.05N/100mm 이상 2.5N/100mm 이하인 것이 바람직하다. 상온(23±2℃)에서는 다이본드 필름이 부착된 반도체 소자를 다이싱 필름으로부터 픽업하기 위해서, 경박리성을 갖고 있는 것이 바람직하다. 특히, 스텔스 다이싱의 반도체 웨이퍼는 블레이드 다이싱의 경우와 비교하여 박형화되어 있어, 깨지기 쉽게 되어 있기 때문에, 박리력의 더한층 저하가 요구된다. 박리력을 2.5N/100mm 이하로 함으로써 양호한 경박리성을 발휘할 수 있다. 한편, 박리력이 0.05N/100mm보다도 낮으면 반송 시의 반도체 소자의 보유 지지가 곤란해지는 경우가 있다. 또한, 점착제층이 자외선 조사에서 점착력이 저하되는 타입일 경우, 자외선 조사 후의 박리력이 상기 범위 내이면 된다.
상기 다이싱·다이본드 필름은, 반도체 웨이퍼에 레이저광을 조사하여 개질 영역을 형성한 후, 상기 반도체 웨이퍼를 상기 개질 영역에서 파단함으로써 반도체 소자를 얻는 반도체 소자의 제조 방법에 적절하게 사용된다.
본 발명에는, 반도체 웨이퍼의 분할 예정 라인에 레이저광을 조사하여 상기 분할 예정 라인을 따라 개질 영역을 형성하는 공정과,
개질 영역 형성 후의 반도체 웨이퍼를 상기 다이싱·다이본드 필름에 접합하는 공정과,
-20℃ 내지 15℃의 조건 하에서, 상기 다이싱·다이본드 필름에 인장 응력을 가함으로써, 상기 반도체 웨이퍼와 상기 다이싱·다이본드 필름의 다이본드 필름을 상기 분할 예정 라인을 따라 파단하여 반도체 소자를 형성하는 공정과,
상기 반도체 소자를 상기 다이본드 필름과 함께 픽업하는 공정과,
픽업한 상기 반도체 소자를, 상기 다이본드 필름을 통하여 피착체에 다이본딩하는 공정
을 포함하는 반도체 장치의 제조 방법도 포함된다.
상기 제조 방법에서는, 인장 특성의 이방성이 억제된 다이싱·다이본드 필름을 사용하여 스텔스 다이싱에 의한 반도체 웨이퍼의 파단을 행하므로, 인장 응력을 부하하는 익스팬드 공정에 있어서 다이본드 필름 및 반도체 웨이퍼의 충분한 파단을 유기시킬 수 있어, 반도체 소자의 칩핑 등의 문제를 방지하여 제조 효율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 다이싱·다이본드 필름을 도시하는 단면 모식도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 다이싱·다이본드 필름을 도시하는 단면 모식도이다.
도 3은 본 실시 형태에 따른 반도체 장치의 일 제조 방법을 설명하기 위한 단면 모식도이다.
도 4는 본 실시 형태에 따른 반도체 장치의 일 제조 방법을 설명하기 위한 단면 모식도이다.
도 5의 (a), (b)는 본 실시 형태에 따른 반도체 장치의 일 제조 방법을 설명하기 위한 단면 모식도이다.
도 6은 본 실시 형태에 따른 반도체 장치의 일 제조 방법을 설명하기 위한 단면 모식도이다.
<다이싱·다이본드 필름>
본 발명의 다이싱·다이본드 필름에 대하여 이하에 설명한다. 도 1은, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 다이싱·다이본드 필름을 도시하는 단면 모식도이다. 도 2는, 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 다이싱·다이본드 필름을 도시하는 단면 모식도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 다이싱·다이본드 필름(10)은 다이싱 필름(11) 상에 다이본드 필름(3)이 적층된 구성을 갖는다. 다이싱 필름(11)은 기재(1) 상에 점착제층(2)을 적층하여 구성되어 있고, 다이본드 필름(3)은 그 점착제층(2) 상에 설치되어 있다. 또한 본 발명은 도 2에 도시하는 다이싱·다이본드 필름(12)과 같이, 반도체 웨이퍼 부착 부분에만 다이본드 필름(3')을 형성한 구성이어도 된다.
(다이싱 필름)
다이싱 필름(11)에서는, MD 방향 및 TD 방향의 각각으로 0℃에서 인장 응력을 부하했을 때의 응력-변형 곡선으로부터 구한 MD 방향에서의 저장 탄성률을 E'MD1이라 하고, TD 방향에서의 저장 탄성률을 E'TD1이라 한 경우, E'MD1/E'TD1이 0.75 이상 1.25 이하이다. 상기 비(이방성비 1) E'MD1/E'TD1의 하한은 0.78 이상이 바람직하다. 한편, 상기 이방성비 1의 상한은 1.20 이하가 바람직하고, 1.17 이하가 보다 바람직하다. 다이싱 필름(11)의 이방성비 1을 상기 범위로 함으로써, 익스팬드 시의 인장 응력이 다이싱 필름의 면 내에 균일하게 부하되어서 다이싱 필름의 반경 방향으로의 신장이 균일해져, 다이본드 필름 및 반도체 웨이퍼의 충분한 파단을 유발할 수 있다.
(기재)
상기 기재(1)는 자외선 투과성을 갖는 것이 바람직하고, 다이싱·다이본드 필름(10, 12)의 강도 모체로 되는 것이다. 예를 들어, 저밀도 폴리에틸렌, 직쇄상 폴리에틸렌, 중밀도 폴리에틸렌, 고밀도 폴리에틸렌, 초저밀도 폴리에틸렌, 랜덤 공중합 폴리프로필렌, 블록 공중합 폴리프로필렌, 호모폴리프롤렌, 폴리부텐, 폴리메틸펜텐 등의 폴리올레핀, 에틸렌-아세트산비닐 공중합체, 아이오노머 수지, 에틸렌-(메트)아크릴산 공중합체, 에틸렌-(메트)아크릴산에스테르(랜덤, 교대) 공중합체, 에틸렌-부텐 공중합체, 에틸렌-헥센 공중합체, 폴리우레탄, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트 등의 폴리에스테르, 폴리카르보네이트, 폴리이미드, 폴리에테르에테르케톤, 폴리이미드, 폴리에테르이미드, 폴리아미드, 전체 방향족 폴리아미드, 폴리페닐술피드, 아라미드(지), 유리, 유리 섬유, 불소 수지, 폴리염화비닐, 폴리염화비닐리덴, 셀룰로오스계 수지, 실리콘 수지, 금속(박), 종이 등을 들 수 있다. 또한, 상기 수지의 가교체 등의 중합체를 들 수 있다.
상기 수지 필름은, 그 제조 과정에 있어서 이방성이 부여되기 쉽다. 기재는 다이싱 필름의 기계적 강도를 담당하고 있기 때문에, 다이싱 필름의 인장 특성의 이방성에 강한 영향을 미친다. 따라서, 기재로서의 수지 필름 자체의 이방성은 억제되어 있는 것이 바람직하다. 수지 필름의 이방성을 완화하는 방책으로서는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 용액 유연법에 의해 형성한 수지 필름을 사용하거나, 수지 필름에 잔존하는 응력을 완화할 수 있을 정도의 열처리를 행하거나, 수지 필름에 응력을 걸지 않도록 연신이나 압연 공정 등을 행하지 않고 또한 권취의 장력을 최대한 약하게 하거나 하는 것을 들 수 있다. 수지 필름은, 다이싱 필름의 인장 특성의 이방성을 억제할 수 있는 한, 비연신으로 사용해도 되고, 필요에 따라 1축 또는 2축의 연신 처리를 실시한 것을 사용해도 된다.
기재(1)의 표면은, 인접하는 층과의 밀착성, 보유 지지성 등을 높이기 위해서, 관용의 표면 처리, 예를 들어 크롬산 처리, 오존 폭로, 화염 폭로, 고압 전격 폭로, 이온화 방사선 처리 등의 화학적 또는 물리적 처리, 하도제(예를 들어, 후술하는 점착 물질)에 의한 코팅 처리를 실시할 수 있다. 상기 기재(1)는 동종 또는 이종의 것을 적절하게 선택하여 사용할 수 있고, 필요에 따라 수종을 블렌드한 것을 사용할 수 있다. 또한, 기재(1)에는, 대전 방지능을 부여하기 위해서, 상기한 기재(1) 상에 금속, 합금, 이 산화물 등을 포함하는 두께가 30 내지 500Å 정도인 도전성 물질의 증착층을 형성할 수 있다. 기재(1)는 단층 또는 2종 이상의 복층이어도 된다.
기재(1)의 두께는, 특별히 제한되지 않고 적절하게 결정할 수 있지만, 일반적으로는 5 내지 200㎛ 정도이다.
(점착제층)
상기 점착제층(2)은 자외선 경화형 점착제를 포함하여 구성되어 있다. 자외선 경화형 점착제는, 자외선의 조사에 의해 가교도를 증대시켜서 그 점착력을 용이하게 저하시킬 수 있고, 도 2에 도시하는 점착제층(2)의 반도체 웨이퍼 부착 부분에 대응하는 부분(2a)만을 자외선 조사함으로써 다른 부분(2b)과의 점착력의 차를 형성할 수 있다.
또한, 도 2에 도시하는 다이본드 필름(3')에 맞춰서 자외선 경화형의 점착제층(2)을 경화시킴으로써, 점착력이 현저하게 저하된 상기 부분(2a)을 용이하게 형성할 수 있다. 경화하고, 점착력이 저하된 상기 부분(2a)에 다이본드 필름(3')이 부착되기 때문에, 점착제층(2)의 상기 부분(2a)과 다이본드 필름(3')의 계면은, 픽업 시에 용이하게 박리되는 성질을 갖는다. 한편, 자외선을 조사하지 않은 부분은 충분한 점착력을 갖고 있으며, 상기 부분(2b)을 형성한다.
전술한 바와 같이, 도 1에 도시하는 다이싱·다이본드 필름(10)의 점착제층(2)에 있어서, 미경화의 자외선 경화형 점착제에 의해 형성되어 있는 상기 부분(2b)은 다이본드 필름(3)과 점착하여, 다이싱할 때의 보유 지지력을 확보할 수 있다. 이와 같이 자외선 경화형 점착제는, 반도체칩을 기판 등의 피착체에 다이본딩하기 위한 다이본드 필름(3)을 접착·박리의 밸런스 좋게 지지할 수 있다. 도 2에 도시하는 다이싱·다이본드 필름(12)의 점착제층(2)에 있어서는, 상기 부분(2b)이 웨이퍼 링을 고정할 수 있다.
상기 자외선 경화형 점착제는, 탄소-탄소 이중 결합 등의 자외선 경화성의 관능기를 갖고, 또한 점착성을 나타내는 것을 특별히 제한 없이 사용할 수 있다. 자외선 경화형 점착제로서는, 예를 들어 아크릴계 점착제, 고무계 점착제 등의 일반적인 감압성 점착제에, 자외선 경화성의 단량체 성분이나 올리고머 성분을 배합한 첨가형의 자외선 경화형 점착제를 예시할 수 있다.
상기 감압성 접착제로서는, 반도체 웨이퍼나 유리 등의 오염을 싫어하는 전자 부품의 초순수나 알코올 등의 유기 용제에 의한 청정 세정성 등의 점에서, 아크릴계 중합체를 베이스 중합체로 하는 아크릴계 점착제가 바람직하다.
상기 아크릴계 중합체로서는, 예를 들어 (메트)아크릴산알킬에스테르(예를 들어, 메틸에스테르, 에틸에스테르, 프로필에스테르, 이소프로필에스테르, 부틸에스테르, 이소부틸에스테르, s-부틸에스테르, t-부틸에스테르, 펜틸에스테르, 이소펜틸에스테르, 헥실에스테르, 헵틸에스테르, 옥틸에스테르, 2-에틸헥실에스테르, 이소옥틸에스테르, 노닐에스테르, 데실에스테르, 이소데실에스테르, 운데실에스테르, 도데실에스테르, 트리데실에스테르, 테트라데실에스테르, 헥사데실에스테르, 옥타데실에스테르, 에이코실에스테르 등의 알킬기의 탄소수 1 내지 30, 특히 탄소수 4 내지 18의 직쇄상 또는 분지쇄상의 알킬에스테르 등) 및 (메트)아크릴산시클로알킬에스테르(예를 들어, 시클로펜틸에스테르, 시클로헥실에스테르 등)의 1종 또는 2종 이상을 단량체 성분으로서 사용한 아크릴계 중합체 등을 들 수 있다. 또한, (메트)아크릴산에스테르란 아크릴산에스테르 및/또는 메타크릴산에스테르를 말하며, 본 발명의 (메트)란 모두 동일한 의미이다.
상기 아크릴계 중합체는, 응집력, 내열성 등의 개질을 목적으로 하고, 필요에 따라, 상기 (메트)아크릴산알킬에스테르 또는 시클로알킬에스테르와 공중합 가능한 다른 단량체 성분에 대응하는 단위를 포함하고 있어도 된다. 이와 같은 단량체 성분으로서, 예를 들어 아크릴산, 메타크릴산, 카르복시에틸(메트)아크릴레이트, 카르복시펜틸(메트)아크릴레이트, 이타콘산, 말레산, 푸마르산, 크로톤산 등의 카르복실기 함유 단량체; 무수 말레산, 무수 이타콘산 등의 산 무수물 단량체; (메트)아크릴산2-히드록시에틸, (메트)아크릴산2-히드록시프로필, (메트)아크릴산4-히드록시부틸, (메트)아크릴산6-히드록시헥실, (메트)아크릴산8-히드록시옥틸, (메트)아크릴산10-히드록시데실, (메트)아크릴산12-히드록시라우릴, (4-히드록시메틸시클로헥실)메틸(메트)아크릴레이트 등의 히드록실기 함유 단량체; 스티렌술폰산, 알릴술폰산, 2-(메트)아크릴아미드-2-메틸프로판술폰산, (메트)아크릴아미드프로판술폰산, 술포프로필(메트)아크릴레이트, (메트)아크릴로일옥시나프탈렌술폰산 등의 술폰산기 함유 단량체; 2-히드록시에틸아크릴로일포스페이트 등의 인산기 함유 단량체; 아크릴아미드, 아크릴로니트릴 등을 들 수 있다. 이들 공중합 가능한 단량체 성분은, 1종 또는 2종 이상 사용할 수 있다. 이들 공중합 가능한 단량체의 사용량은, 전체 단량체 성분의 40중량％ 이하가 바람직하다.
또한, 상기 아크릴계 중합체는, 가교시키기 위해서, 다관능성 단량체 등도, 필요에 따라 공중합용 단량체 성분으로서 포함할 수 있다. 이와 같은 다관능성 단량체로서, 예를 들어 헥산디올디(메트)아크릴레이트, (폴리)에틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트, (폴리)프로필렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜디(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨디(메트)아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨트리(메트)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨헥사(메트)아크릴레이트, 에폭시(메트)아크릴레이트, 폴리에스테르(메트)아크릴레이트, 우레탄(메트)아크릴레이트 등을 들 수 있다. 이 다관능성 단량체도 1종 또는 2종 이상 사용할 수 있다. 다관능성 단량체의 사용량은, 점착 특성 등의 점에서, 전체 단량체 성분의 30중량％ 이하가 바람직하다.
상기 아크릴계 중합체는, 단일 단량체 또는 2종 이상의 단량체 혼합물을 중합에 부침으로써 얻어진다. 중합은, 용액 중합, 유화 중합, 괴상 중합, 현탁 중합 등 중의 어느 방식으로 행할 수도 있다. 청정한 피착체에 대한 오염 방지 등의 점에서, 저분자량 물질의 함유량이 작은 것이 바람직하다. 이 점으로부터, 아크릴계 중합체의 수 평균 분자량은, 바람직하게는 30만 이상, 더욱 바람직하게는 40만 내지 300만 정도이다.
또한, 상기 점착제에는, 베이스 중합체인 아크릴계 중합체 등의 수 평균 분자량을 높이기 위해서, 외부 가교제를 적절하게 채용할 수도 있다. 외부 가교 방법의 구체적 수단으로서는, 폴리이소시아네이트 화합물, 에폭시 화합물, 아지리딘 화합물, 멜라민계 가교제 등의 소위 가교제를 첨가하여 반응시키는 방법을 들 수 있다. 외부 가교제를 사용하는 경우, 그 사용량은, 가교해야 할 베이스 중합체와의 밸런스에 따라, 나아가, 점착제로서의 사용 용도에 따라 적절히 결정된다. 일반적으로는, 상기 베이스 중합체 100중량부에 대하여 5중량부 이하가 바람직하다. 또한, 하한값으로서는 0.1 중량부 이상인 것이 바람직하다. 또한, 점착제에는, 필요에 따라, 상기 성분 외에, 각종 점착 부여제, 노화 예방제 등의 첨가제를 사용해도 된다.
배합하는 상기 자외선 경화성의 단량체 성분으로서는, 예를 들어 우레탄 올리고머, 우레탄(메트)아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리(메트)아크릴레이트, 테트라메틸올메탄테트라(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨트리(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨테트라(메트)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨모노히드록시펜타(메트)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨헥사(메트)아크릴레이트, 1,4-부탄디올디(메트)아크릴레이트 등을 들 수 있다. 또한 자외선 경화성의 올리고머 성분은 우레탄계, 폴리에테르계, 폴리에스테르계, 폴리카르보네이트계, 폴리부타디엔계 등 여러가지의 올리고머를 들 수 있고, 그 분자량이 100 내지 30000 정도의 범위의 것이 적당하다. 자외선 경화성의 단량체 성분이나 올리고머 성분의 배합량은, 상기 점착제층의 종류에 따라, 점착제층의 점착력을 저하할 수 있는 양을 적절하게 결정할 수 있다. 일반적으로는, 점착제를 구성하는 아크릴계 중합체 등의 베이스 중합체 100중량부에 대하여 예를 들어 5 내지 500중량부, 바람직하게는 70 내지 150중량부 정도이다.
또한, 자외선 경화형 점착제로서는, 상기 설명한 첨가형의 자외선 경화형 점착제 외에, 베이스 중합체로서, 탄소-탄소 이중 결합을 중합체 측쇄 또는 주쇄 중 또는 주쇄 말단에 갖는 것을 사용한 내재형의 자외선 경화형 점착제를 들 수 있다. 내재형의 자외선 경화형 점착제는, 저분자량 성분인 올리고머 성분 등을 함유할 필요가 없고, 또는 많이는 포함하지 않기 때문에, 경시적으로 올리고머 성분 등이 점착제 내에서 이동하지 않고, 안정된 층 구조의 점착제층을 형성할 수 있기 때문에 바람직하다.
상기 탄소-탄소 이중 결합을 갖는 베이스 중합체는, 탄소-탄소 이중 결합을 갖고, 또한 점착성을 갖는 것을 특별히 제한 없이 사용할 수 있다. 이와 같은 베이스 중합체로서는, 아크릴계 중합체를 기본 골격으로 하는 것이 바람직하다. 아크릴계 중합체의 기본 골격으로서는, 상기 예시한 아크릴계 중합체를 들 수 있다.
상기 아크릴계 중합체에의 탄소-탄소 이중 결합의 도입법은 특별히 제한되지 않고, 여러가지 방법을 채용할 수 있지만, 탄소-탄소 이중 결합은 중합체 측쇄에 도입하는 것이 분자 설계가 용이하다. 예를 들어, 미리, 아크릴계 중합체에 관능기를 갖는 단량체를 공중합한 후, 이 관능기와 반응할 수 있는 관능기 및 탄소-탄소 이중 결합을 갖는 화합물을, 탄소-탄소 이중 결합의 자외선 경화성을 유지한 채 축합 또는 부가 반응시키는 방법을 들 수 있다.
이들 관능기의 조합의 예로서는, 카르복실산기와 에폭시기, 카르복실산기와 아지리딜기, 히드록실기와 이소시아네이트기 등을 들 수 있다. 이들 관능기의 조합 중에서도 반응 추적의 용이함의 점에서, 히드록실기와 이소시아네이트기의 조합이 적합하다. 또한, 이들 관능기의 조합에 의해, 상기 탄소-탄소 이중 결합을 갖는 아크릴계 중합체를 생성하는 조합이라면, 관능기는 아크릴계 중합체와 상기 화합물의 어느 측에 있어도 되지만, 상기한 바람직한 조합에서는, 아크릴계 중합체가 히드록실기를 갖고, 상기 화합물이 이소시아네이트기를 갖는 경우가 적합하다. 이 경우, 탄소-탄소 이중 결합을 갖는 이소시아네이트 화합물로서는, 예를 들어 메타크릴로일이소시아네이트, 2-메타크릴로일옥시에틸이소시아네이트, m-이소프로페닐-α,α-디메틸벤질이소시아네이트 등을 들 수 있다. 또한, 아크릴계 중합체로서는, 상기 예시된 히드록시기 함유 단량체나 2-히드록시에틸비닐에테르, 4-히드록시부틸비닐에테르, 디에틸렌글리콜모노비닐에테르의 에테르계 화합물 등을 공중합한 것이 사용된다.
상기 내재형의 자외선 경화형 점착제는, 상기 탄소-탄소 이중 결합을 갖는 베이스 중합체(특히 아크릴계 중합체)를 단독으로 사용할 수 있지만, 특성을 악화시키지 않을 정도로 상기 자외선 경화성의 단량체 성분이나 올리고머 성분을 배합할 수도 있다. 자외선 경화성의 올리고머 성분 등은, 통상 베이스 중합체 100중량부에 대하여 30중량부의 범위 내이며, 바람직하게는 0 내지 10중량부의 범위이다.
상기 자외선 경화형 점착제에는, 자외선 등에 의해 경화시킨 경우에는 광중합 개시제를 함유시킨다. 광중합 개시제로서는, 예를 들어 4-(2-히드록시에톡시)페닐(2-히드록시-2-프로필)케톤, α-히드록시-α,α'-디메틸아세토페논, 2-메틸-2-히드록시프로피오페논, 1-히드록시시클로헥실페닐케톤 등의 α-케톨계 화합물; 메톡시아세토페논, 2,2-디메톡시-2-페닐아세토페논, 2,2-디에톡시아세토페논, 2-메틸-1-[4-(메틸티오)-페닐]-2-모르폴리노프로판-1 등의 아세토페논계 화합물; 벤조인에틸에테르, 벤조인이소프로필에테르, 아니소인메틸에테르 등의 벤조인에테르계 화합물; 벤질디메틸케탈 등의 케탈계 화합물; 2-나프탈렌술포닐클로라이드 등의 방향족 술포닐클로라이드계 화합물; 1-페논-1,1-프로판디온-2-(o-에톡시카르보닐)옥심 등의 광활성 옥심계 화합물; 벤조페논, 벤조일벤조산, 3,3'-디메틸-4-메톡시벤조페논 등의 벤조페논계 화합물; 티오크산톤, 2-클로로티오크산톤, 2-메틸티오크산톤, 2,4-디메틸티오크산톤, 이소프로필티오크산톤, 2,4-디클로로티오크산톤, 2,4-디에틸티오크산톤, 2,4-디이소프로필티오크산톤 등의 티오크산톤계 화합물; 캄포퀴논; 할로겐화케톤; 아실포스핀옥시드; 아실포스포네이트 등을 들 수 있다. 광중합 개시제의 배합량은, 점착제를 구성하는 아크릴계 중합체 등의 베이스 중합체 100중량부에 대하여 예를 들어 0.05 내지 20중량부 정도이다.
또한 자외선 경화형 점착제로서는, 예를 들어 일본 특허 공개 소60-196956호 공보에 개시되어 있는, 불포화 결합을 2개 이상 갖는 부가 중합성 화합물, 에폭시기를 갖는 알콕시실란 등의 광중합성 화합물과, 카르보닐 화합물, 유기 황 화합물, 과산화물, 아민, 오늄염계 화합물 등의 광중합 개시제를 함유하는 고무계 점착제나 아크릴계 점착제 등을 들 수 있다.
상기 점착제층(2)에 상기 부분(2a)을 형성하는 방법으로서는, 기재(1)에 자외선 경화형의 점착제층(2)을 형성한 후, 상기 부분(2a)에 부분적으로 자외선을 조사하여 경화시키는 방법을 들 수 있다. 부분적인 자외선 조사는, 반도체 웨이퍼 부착 부분(3a) 이외의 부분(3b) 등에 대응하는 패턴을 형성한 포토마스크를 통하여 행할 수 있다. 또한, 스폿적으로 자외선을 조사하여 경화시키는 방법 등을 들 수 있다. 자외선 경화형의 점착제층(2)의 형성은, 세퍼레이터 상에 설치한 것을 기재(1) 상에 전사함으로써 행할 수 있다. 부분적인 자외선 경화는 세퍼레이터 상에 설치한 자외선 경화형의 점착제층(2)에 행할 수도 있다.
다이싱·다이본드 필름(10)의 점착제층(2)에 있어서는, (상기 부분(2a)의 점착력)<(기타의 부분(2b)의 점착력)이 되도록 점착제층(2)의 일부를 자외선 조사해도 된다. 즉, 기재(1)의 적어도 편면의, 반도체 웨이퍼 부착 부분(3a)에 대응하는 부분 이외의 부분의 전부 또는 일부가 차광된 것을 사용하여, 이것에 자외선 경화형의 점착제층(2)을 형성한 후에 자외선 조사하여, 반도체 웨이퍼 부착 부분(3a)에 대응하는 부분을 경화시켜, 점착력을 저하시킨 상기 부분(2a)을 형성할 수 있다. 차광 재료로서는, 지지 필름 상에서 포토마스크가 되어 얻는 것을 인쇄나 증착 등으로 제작할 수 있다. 이에 의해, 효율적으로 본 발명의 다이싱·다이본드 필름(10)을 제조 가능하다.
점착제층(2)의 두께는 특별히 한정되지 않지만, 칩 절단면의 결함 방지나 접착층의 고정 보유 지지의 양립성 등의 점에서, 1 내지 50㎛ 정도가 바람직하고, 보다 바람직하게는 2 내지 30㎛, 더욱 바람직하게는 5 내지 25㎛이다.
다이싱 필름(11)에서는, 상기 저장 탄성률 E'MD1과 상기 저장 탄성률 E'TD1의 차의 절댓값이 1MPa 이상 50MPa 이하인 것이 바람직하고, 3MPa 이상 30MPa 이하인 것이 보다 바람직하다. 저장 탄성률의 차의 절댓값을 상기 범위로 함으로써, 다이싱 필름의 인장 특성을 보다 균일화할 수 있다.
다이싱 필름(11)에서는, 상기 저장 탄성률 E'MD1 및 상기 저장 탄성률 E'TD1 중 적어도 한쪽이 10MPa 이상 100MPa 이하인 것이 바람직하고, 20MPa 이상 90MPa 이하인 것이 보다 바람직하다. 이에 의해, 저온 하에서의 다이싱 필름의 부주의한 파단을 방지함과 함께, 저온 하일지라도 다이싱 필름이 양호하게 신장하여 다이본드 필름 및 반도체 웨이퍼의 충분한 파단을 유발할 수 있다.
(다이본드 필름)
다이본드 필름의 층 구조는 특별히 한정되지 않고 예를 들어, 다이본드 필름(3, 3')(도 1, 도 2 참조)과 같이 접착제층의 단층만으로 이루어지는 것이나 단층의 접착제층을 적층한 것, 코어 재료의 편면 또는 양면에 접착제층을 형성한 다층 구조의 것 등을 들 수 있다. 상기 코어 재료로서는, 필름(예를 들어 폴리이미드 필름, 폴리에스테르 필름, 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름, 폴리에틸렌나프탈레이트 필름, 폴리카르보네이트 필름 등), 유리 섬유나 플라스틱제 부직 섬유로 강화된 수지 기판, 실리콘 기판 또는 유리 기판 등을 들 수 있다. 다이본드 필름이 다층 구조의 것인 경우, 다층 구조의 다이본드 필름 전체로서, 상기 저장 탄성률 등이 상기 수치 범위 내이면 된다.
상기 다이본드 필름(3, 3')을 구성하는 접착제 조성물로서는, 열가소성 수지와 열경화성 수지를 병용한 것을 들 수 있다.
상기 열경화성 수지로서는, 페놀 수지, 아미노 수지, 불포화 폴리에스테르 수지, 에폭시 수지, 폴리우레탄 수지, 실리콘 수지, 또는 열경화성 폴리이미드 수지 등을 들 수 있다. 이 수지는, 단독으로 또는 2종 이상을 병용하여 사용할 수 있다. 특히, 반도체 소자를 부식시키는 이온성 불순물 등의 함유가 적은 에폭시 수지가 바람직하다. 또한, 에폭시 수지의 경화제로서는 페놀 수지가 바람직하다.
상기 에폭시 수지는, 접착제 조성물로서 일반적으로 사용되는 것이라면 특별히 한정은 없고, 예를 들어 비스페놀 A형, 비스페놀 F형, 비스페놀 S형, 브롬화비스페놀 A형, 수소 첨가 비스페놀 A형, 비스페놀 AF형, 비페닐형, 나프탈렌형, 플루올렌형, 페놀노볼락형, 오르토크레졸노볼락형, 트리스히드록시페닐메탄형, 테트라페닐올에탄형 등의 2관능 에폭시 수지나 다관능 에폭시 수지, 또는 히단토인형, 트리스글리시딜이소시아누레이트형 또는 글리시딜아민형 등의 에폭시 수지가 사용된다. 이들은 단독으로 또는 2종 이상을 병용하여 사용할 수 있다. 이 에폭시 수지 중 노볼락형 에폭시 수지, 비페닐형 에폭시 수지, 트리스히드록시페닐메탄형 수지 또는 테트라페닐올에탄형 에폭시 수지가 특히 바람직하다. 이 에폭시 수지는, 경화제로서의 페놀 수지와의 반응성이 풍부하고, 내열성 등이 우수하기 때문이다.
또한, 상기 페놀 수지는, 상기 에폭시 수지의 경화제로서 작용하는 것이며, 예를 들어 페놀노볼락 수지, 페놀아르알킬 수지, 크레졸노볼락 수지, tert-부틸페놀노볼락 수지, 노닐페놀노볼락 수지 등의 노볼락형 페놀 수지, 레졸형 페놀 수지, 폴리파라옥시스티렌 등의 폴리옥시스티렌 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 또는 2종 이상을 병용하여 사용할 수 있다. 이 페놀 수지 중 페놀노볼락 수지, 페놀아르알킬 수지가 특히 바람직하다. 반도체 장치의 접속 신뢰성을 향상시킬 수 있기 때문이다.
상기 에폭시 수지와 페놀 수지의 배합 비율은, 예를 들어 상기 에폭시 수지 성분 중의 에폭시기 1당량당 페놀 수지 중의 수산기가 0.5 내지 2.0당량이 되도록 배합하는 것이 적합하다. 보다 적합한 것은, 0.8 내지 1.2당량이다. 즉, 양자의 배합 비율이 상기 범위를 벗어나면, 충분한 경화 반응이 진행되지 않고, 에폭시 수지 경화물의 특성이 열화되기 쉬워지기 때문이다.
상기 열가소성 수지로서는, 천연 고무, 부틸 고무, 이소프렌 고무, 클로로프렌 고무, 에틸렌-아세트산비닐 공중합체, 에틸렌-아크릴산 공중합체, 에틸렌-아크릴산에스테르 공중합체, 폴리부타디엔 수지, 폴리카르보네이트 수지, 열가소성 폴리이미드 수지, 6-나일론이나 6,6-나일론 등의 폴리아미드 수지, 페녹시 수지, 아크릴 수지, PET나 PBT 등의 포화 폴리에스테르 수지, 폴리아미드이미드 수지, 또는 불소 수지 등을 들 수 있다. 이 열가소성 수지는 단독으로, 또는 2종 이상을 병용하여 사용할 수 있다. 이 열가소성 수지 중, 이온성 불순물이 적고 내열성이 높고, 반도체 소자의 신뢰성을 확보할 수 있는 아크릴 수지가 특히 바람직하다.
상기 아크릴 수지로서는, 특별히 한정되는 것은 아니고, 탄소수 30 이하, 특히 탄소수 4 내지 18의 직쇄 또는 분지의 알킬기를 갖는 아크릴산 또는 메타크릴산의 에스테르의 1종 또는 2종 이상을 성분으로 하는 중합체(아크릴 공중합체) 등을 들 수 있다. 상기 알킬기로서는, 예를 들어 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, t-부틸기, 이소부틸기, 아밀기, 이소아밀기, 헥실기, 헵틸기, 시클로헥실기, 2-에틸헥실기, 옥틸기, 이소옥틸기, 노닐기, 이소노닐기, 데실기, 이소데실기, 운데실기, 라우릴기, 트리데실기, 테트라데실기, 스테아릴기, 옥타데실기, 또는 도데실기 등을 들 수 있다.
상기 아크릴 수지 중에서도 응집력 향상의 이유에서, 아크릴 공중합체가 특히 바람직하다. 상기 아크릴 공중합체로서는, 예를 들어 아크릴산에틸과 메틸메타크릴레이트의 공중합체, 아크릴산과 아크릴로니트릴의 공중합체, 아크릴산부틸과 아크릴로니트릴의 공중합체를 들 수 있다.
상기 아크릴 수지의 유리 전이 온도(Tg)는 -30℃ 이상 30℃ 이하가 바람직하고, -20 이상 15℃가 보다 바람직하다. 상기 아크릴 수지의 유리 전이 온도를 -30℃ 이상으로 함으로써, 다이본드 필름이 단단해져, 파단성이 향상되고, 30℃ 이하로 함으로써, 저온에서의 웨이퍼 라미네이트성이 향상된다. 유리 전이 온도가 -30℃ 이상 30℃ 이하인 아크릴 수지로서는, 예를 들어 나가세 켐텍스(주) 제조: SG-708-6(유리 전이 온도: 6℃), SG-790(유리 전이 온도: -25℃), WS-023(유리 전이 온도: -5℃), SG-80H(유리 전이 온도: 7.5℃), SG-P3(유리 전이 온도: 15℃)을 들 수 있다.
또한, 상기 중합체를 형성하는 다른 단량체로서는, 특별히 한정되는 것은 아니고, 예를 들어 아크릴산, 메타크릴산, 카르복시에틸아크릴레이트, 카르복시펜틸아크릴레이트, 이타콘산, 말레산, 푸마르산 또는 크로톤산 등과 같은 카르복실기 함유 단량체, 무수 말레산 또는 무수 이타콘산 등과 같은 산 무수물 단량체, (메트)아크릴산2-히드록시에틸, (메트)아크릴산2-히드록시프로필, (메트)아크릴산4-히드록시부틸, (메트)아크릴산6-히드록시헥실, (메트)아크릴산8-히드록시옥틸, (메트)아크릴산10-히드록시데실, (메트)아크릴산12-히드록시라우릴 또는 (4-히드록시메틸시클로헥실)-메틸아크릴레이트 등과 같은 히드록실기 함유 단량체, 스티렌술폰산, 알릴술폰산, 2-(메트)아크릴아미드-2-메틸프로판술폰산, (메트)아크릴아미드프로판술폰산, 술포프로필(메트)아크릴레이트 또는 (메트)아크릴로일옥시나프탈렌술폰산 등과 같은 술폰산기 함유 단량체, 또는 2-히드록시에틸아크릴로일포스페이트 등과 같은 인산기 함유 단량체를 들 수 있다.
상기 열경화성 수지의 배합 비율로서는, 소정 조건 하에서 가열했을 때에 다이본드 필름(3, 3')이 열경화형으로서의 기능을 발휘하는 정도라면 특별히 한정되지 않지만, 5 내지 60중량％의 범위 내인 것이 바람직하고, 10 내지 50중량％의 범위 내인 것이 보다 바람직하다.
상기 다이본드 필름(3, 3')은, 열경화 전의 유리 전이 온도(Tg)가 25 내지 60℃인 것이 바람직하고, 25 내지 55℃인 것이 보다 바람직하고, 25 내지 50℃인 것이 더욱 바람직하다. 열경화 전의 유리 전이 온도를 25 내지 60℃로 함으로써, 양호하게 웨이퍼를 라미네이트하는 것이 가능하게 된다. 또한, 다이본드 필름의 열경화 전의 유리 전이 온도의 측정은, 이하의 수순으로 행할 수 있다. 즉, 다이본드 필름을 40℃의 조건 하에서 두께 100㎛가 될 때까지 중첩시킨 후, 폭 10mm의 직사각형의 측정편이 되도록 절단한다. 이어서, 동적 점탄성 측정 장치(RSA(III), 레오메트릭 사이언티픽사 제조)를 사용하여, -30 내지 280℃에서의 손실 정접(tanδ)을 주파수 10Hz, 승온 속도 5℃/분의 조건 하에서 측정한다. 그 때의 tanδ의 피크값에 의해 유리 전이 온도를 구한다.
상기 다이본드 필름(3, 3') 중에서도 에폭시 수지, 페놀 수지 및 아크릴 수지를 함유하고, 상기 에폭시 수지와 상기 페놀 수지의 합계 중량을 X라고 하고, 상기 아크릴 수지의 중량을 Y라고 했을 때, X/(X+Y)가 0.3 이상 0.9 미만인 것이 바람직하고, 0.35 이상 0.85 미만인 것이 보다 바람직하고, 0.4 이상 0.8 미만인 것이 더욱 바람직하다. 에폭시 수지 및 페놀 수지는, 함유량이 많아짐에 따라서 파단되기 쉬워지는 한편, 반도체 웨이퍼(4)에의 접착성이 저하된다. 또한, 아크릴 수지는, 함유량이 많아짐에 따라서 접합 시나 핸들링 시에 다이본드 필름(3, 3')이 깨지기 어려워져 작업성이 양호해지는 한편, 파단되기 어려워진다. 따라서, X/(X+Y)를 0.3 이상으로 함으로써, 스텔스 다이싱에 의해 반도체 웨이퍼(4)로부터 반도체 소자(5)를 얻을 때에, 다이본드 필름(3, 3')과 반도체 웨이퍼(4)를 동시에 파단하는 것이 보다 용이하게 된다. 또한, X/(X+Y)를 0.9 미만으로 함으로써, 작업성을 양호하게 할 수 있다.
본 발명의 다이본드 필름(3, 3')을 미리 어느 정도 가교를 시켜 둔 경우에는, 제작 시에, 중합체의 분자쇄 말단의 관능기 등과 반응하는 다관능성 화합물을 가교제로서 첨가시켜 둘 수 있다. 이에 의해, 고온 하에서의 접착 특성을 향상시켜, 내열성의 개선을 도모할 수 있다.
상기 가교제로서는, 종래 공지된 것을 채용할 수 있다. 특히, 톨릴렌디이소시아네이트, 디페닐메탄디이소시아네이트, p-페닐렌디이소시아네이트, 1,5-나프탈렌디이소시아네이트, 다가 알코올과 디이소시아네이트의 부가물 등의 폴리이소시아네이트 화합물이 보다 바람직하다. 가교제의 첨가량으로서는, 상기한 중합체 100중량부에 대하여 통상 0.05 내지 7중량부로 하는 것이 바람직하다. 가교제의 양이 7중량부보다 많으면, 접착력이 저하되므로 바람직하지 않다. 그 한편, 0.05중량부 보다 적으면 응집력이 부족하므로 바람직하지 않다. 또한, 이와 같은 폴리이소시아네이트 화합물과 함께, 필요에 따라, 에폭시 수지 등의 다른 다관능성 화합물을 함께 포함시키도록 해도 된다.
또한, 다이본드 필름(3, 3')에는, 그 용도에 따라서 필러를 적절히 배합할 수 있다. 필러의 배합은, 도전성의 부여나 열전도성의 향상, 탄성률의 조절 등을 가능하게 한다. 상기 필러로서는, 무기 필러 및 유기 필러를 들 수 있는데, 취급성의 향상, 열전도성의 향상, 용융 점도의 조정, 틱소트로픽성 부여 등의 특성의 관점에서, 무기 필러가 바람직하다. 상기 무기 필러로서는, 특별히 제한은 없고, 예를 들어 수산화알루미늄, 수산화마그네슘, 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 규산칼슘, 규산마그네슘, 산화칼슘, 산화마그네슘, 산화알루미늄, 질화알루미늄, 붕산알루미늄 위스커, 질화붕소, 결정질 실리카, 비정질 실리카 등을 들 수 있다. 이들은, 단독으로 또는 2종 이상을 병용하여 사용할 수 있다. 열전도성의 향상의 관점에서는, 산화알루미늄, 질화알루미늄, 질화붕소, 결정질 실리카, 비정질 실리카가 바람직하다. 또한, 상기 각 특성의 밸런스가 좋다는 관점에서는, 결정질 실리카, 또는, 비정질 실리카가 바람직하다. 또한, 도전성의 부여, 열전도성의 향상 등의 목적에서, 무기 필러로서, 도전성 물질(도전 필러)을 사용하는 것으로 해도 된다. 도전 필러로서는, 은, 알루미늄, 금, 동, 니켈, 도전성 합금 등을 구 형상, 바늘 형상, 플레이크 형상으로 한 금속 분말, 알루미나 등의 금속 산화물, 아몰퍼스 카본 블랙, 그래파이트 등을 들 수 있다.
상기 필러의 평균 입경은, 0.005 내지 10㎛인 것이 바람직하고, 0.005 내지 1㎛인 것이 보다 바람직하다. 상기 필러의 평균 입경을 0.005㎛ 이상으로 함으로써, 피착체에의 습윤성 및 접착성을 양호하게 할 수 있기 때문이다. 또한, 10㎛ 이하로 함으로써, 상기 각 특성의 부여를 위하여 첨가한 필러의 효과를 충분한 것으로 할 수 있음과 함께, 내열성을 확보할 수 있다. 또한, 필러의 평균 입경은, 광도식의 입도 분포계(호리바 제조, 장치명; LA-910)에 의해 구한 값이다.
다이본드 필름은, 상기 에폭시 수지와 상기 페놀 수지와 상기 아크릴 수지의 합계 중량을 A라고 하고, 상기 필러의 중량을 B라고 했을 때, B/(A+B)가 0.1 이상 0.7 이하인 것이 바람직하고, 0.1 이상 0.65 이하인 것이 보다 바람직하고, 0.1 이상 0.6 이하인 것이 더욱 바람직하다. 상기 값을 0.7 이하로 함으로써, 인장 저장 탄성률이 높아지는 것을 방지할 수 있고, 피착체에의 습윤성 및 접착성을 양호하게 할 수 있다. 또한, 상기 값을 0.1 이상으로 함으로써, 다이본드 필름을 인장 응력에 의해 적합하게 파단할 수 있다.
또한, 다이본드 필름(3, 3')에는, 상기 필러 이외에, 필요에 따라서 다른 첨가제를 적절하게 배합할 수 있다. 다른 첨가제로서는, 예를 들어 난연제, 실란 커플링제 또는 이온 트랩제 등을 들 수 있다. 상기 난연제로서는, 예를 들어 삼산화안티몬, 오산화안티몬, 브롬화에폭시 수지 등을 들 수 있다. 이들은, 단독으로, 또는 2종 이상을 병용하여 사용할 수 있다. 상기 실란 커플링제로서는, 예를 들어β-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란, γ-글리시독시프로필트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필트리에톡시실란, γ-글리시독시프로필메틸디에톡시실란 등을 들 수 있다. 이들 화합물은, 단독으로 또는 2종 이상을 병용하여 사용할 수 있다. 상기 이온 트랩제로서는, 예를 들어 히드로탈사이트류, 수산화비스무트 등을 들 수 있다. 이들은, 단독으로 또는 2종 이상을 병용하여 사용할 수 있다.
다이본드 필름(3, 3')의 두께(적층체의 경우에는, 총 두께)는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 1 내지 200㎛의 범위로부터 선택할 수 있고, 바람직하게는 5 내지 100㎛, 보다 바람직하게는 10 내지 80㎛이다.
상기 다이싱·다이본드 필름(10, 12)의 다이본드 필름(3, 3')은, 세퍼레이터에 의해 보호되어 있는 것이 바람직하다(도시하지 않음). 세퍼레이터는, 실용에 제공할 때까지 다이본드 필름(3, 3')을 보호하는 보호재로서의 기능을 갖고 있다. 또한, 세퍼레이터는, 또한, 점착제층(2)에 다이본드 필름(3, 3')을 전사할 때의 지지 기재로서 사용할 수 있다. 세퍼레이터는 다이싱·다이본드 필름의 다이본드 필름(3, 3') 상에 워크를 부착할 때에 박리된다. 세퍼레이터로서는, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌, 폴리프로필렌이나, 불소계 박리제, 장쇄 알킬아크릴레이트계 박리제 등의 박리제에 의해 표면 코팅된 플라스틱 필름이나 종이 등도 사용 가능하다.
다이싱·다이본드 필름(10, 12)에서는, 상기 점착제층과 상기 열경화형 다이본드 필름 사이의 0℃에서의 박리력이, 상기 점착제층과 상기 열경화형 다이본드 필름 사이의 23℃에서의 박리력보다도 높은 것이 바람직하다. 이에 의해, 다이싱 시에 있어서의 반도체 웨이퍼 내지 반도체 소자의 보유 지지력과, 픽업 시에 있어서의 다이본드 필름 부착 칩의 박리성을 적절하게 균형을 잡을 수 있다.
다이싱·다이본드 필름(10, 12)에서는, 상기 점착제층과 상기 열경화형 다이본드 필름 사이의 0℃에서의 박리력이 0.15N/100mm 이상 5N/100mm 이하인 것이 바람직하고, 0.20N/100mm 이상 1N/100mm 이하인 것이 보다 바람직하다. 다이싱 필름과 다이본드 필름 사이의 박리력이 약하면, 익스팬드 시에 다이본드 필름과 다이싱 필름의 계면에서 박리를 발생하고, 그 결과 파단 불량이나, 파단된 반도체 소자가 비산된다는 문제가 일어나기 때문에, 0℃에서의 박리력은 상기 하한 이상인 것이 바람직하다. 한편, 박리력이 너무 높으면 파단 불량을 일으키는 경우가 있기 때문에, 상기 상한 이하인 것이 바람직하다.
다이싱·다이본드 필름(10, 12)에서는, 상기 점착제층과 상기 열경화형 다이본드 필름 사이의 23℃에서의 박리력이 0.05N/100mm 이상 2.5N/100mm 이하인 것이 바람직하고, 0.10N/100mm 이상 1N/100mm 이하인 것이 보다 바람직하다. 상온(23±2℃)에서는 다이본드 필름이 부착된 반도체 소자를 다이싱 필름으로부터 픽업하기 위해서, 경박리성을 갖고 있는 것이 바람직하다. 특히, 스텔스 다이싱의 반도체 웨이퍼는 블레이드 다이싱의 경우와 비교하여 박형화되어 있어, 깨지기 쉽게 되어 있기 때문에, 박리력의 더한층 저하가 요구된다. 박리력을 상기 상한 이하로 함으로써 양호한 경박리성을 발휘할 수 있다. 한편, 박리력이 상기 하한보다도 낮으면 반송 시의 반도체 소자의 보유 지지가 곤란해지는 경우가 있다. 또한, 점착제층이 자외선 조사에서 점착력이 저하되는 타입일 경우, 자외선 조사 후의 박리력이 상기 범위 내이면 된다.
<다이싱·다이본드 필름의 제조 방법>
본 실시 형태에 따른 다이싱·다이본드 필름(10, 12)은, 예를 들어 다음과 같이 하여 제작된다.
우선, 기재(1)는 종래 공지된 제막 방법에 의해 제막할 수 있다. 상기 제막 방법으로서는, 예를 들어 캘린더 제막법, 유기 용매 중에서의 캐스팅법, 밀폐계에서의 인플레이션 압출법, T다이 압출법, 공압출법, 드라이 라미네이트법 등을 예시할 수 있다.
이어서, 기재(1) 상에 점착제 조성물 용액을 도포하여 도포막을 형성한 후, 그 도포막을 소정 조건 하에서 건조시켜(필요에 따라 가열 가교시켜) 점착제층(2)을 형성한다. 도포 방법으로서는 특별히 한정되지 않고 예를 들어, 롤 도포 시공, 스크린 도포 시공, 그라비아 도포 시공 등을 들 수 있다. 또한, 건조 조건으로서는, 예를 들어 건조 온도 80 내지 150℃, 건조 시간 0.5 내지 5분간의 범위 내에서 행하여진다. 또한, 세퍼레이터 상에 점착제 조성물을 도포하여 도포막을 형성한 후, 상기 건조 조건에서 도포막을 건조시켜서 점착제층(2)을 형성해도 된다. 그 후, 기재(1) 상에 점착제층(2)을 세퍼레이터와 함께 접합한다. 이에 의해, 다이싱 필름(11)이 제작된다. 이때, 다이싱 필름에 있어서의 다이본드 필름과의 접합면에 대하여 미리 자외선 조사해 두어도 된다.
다이본드 필름(3, 3')은, 예를 들어 다음과 같이 하여 제작된다.
우선, 다이본드 필름(3, 3')의 형성 재료인 접착제 조성물 용액을 제작한다. 상기 접착제 조성물 용액에는, 전술한 바와 같이, 상기 접착제 조성물이나 필러, 기타 각종 첨가제 등이 배합되어 있다.
이어서, 접착제 조성물 용액을 기재 세퍼레이터 상에 소정 두께가 되도록 도포하여 도포막을 형성한 후, 그 도포막을 소정 조건 하에서 건조시켜 접착제층을 형성한다. 도포 방법으로서는 특별히 한정되지 않고 예를 들어, 롤 도포 시공, 스크린 도포 시공, 그라비아 도포 시공 등을 들 수 있다. 또한, 건조 조건으로서는, 예를 들어 건조 온도 70 내지 160℃, 건조 시간 1 내지 5분간의 범위 내에서 행하여진다. 또한, 세퍼레이터 상에 점착제 조성물 용액을 도포하여 도포막을 형성한 후, 상기 건조 조건에서 도포막을 건조시켜서 접착제층을 형성해도 된다. 그 후, 기재 세퍼레이터 상에 접착제층을 세퍼레이터와 함께 접합한다.
계속해서, 다이싱 필름(11) 및 접착제층으로부터 각각 세퍼레이터를 박리하고, 접착제층과 점착제층이 접합면이 되도록 하여 양자를 접합한다. 접합은, 예를 들어 압착에 의해 행할 수 있다. 이때, 라미네이트 온도는 특별히 한정되지 않고 예를 들어 30 내지 50℃가 바람직하고, 35 내지 45℃가 보다 바람직하다. 또한, 선압은 특별히 한정되지 않고 예를 들어 0.1 내지 20kgf/cm가 바람직하고, 1 내지 10kgf/cm가 보다 바람직하다. 이어서, 접착제층 상의 기재 세퍼레이터를 박리하여, 본 실시 형태에 따른 다이싱·다이본드 필름이 얻어진다.
긴 기재를 사용하여 다이싱·다이본드 필름을 제조하는 경우, 롤·투·롤법을 적절하게 채용할 수 있다. 롤 형상으로 권회된 긴 기재를 송출해 가고, 반송되고 있는 기재 상에 통상적인 방법에 따라서 점착제층을 형성하여 다이싱 필름으로 한다. 통상, 점착제층을 세퍼레이터로 덮은 후, 다시 롤 형상으로 권취한다. 계속해서, 이 롤로부터 다이싱 필름을 송출하는 것에 맞추어 세퍼레이터를 박리한다. 별도로, 세퍼레이터 상에 형성해 둔 다이본드 필름을 준비해 두고, 반송되고 있는 다이싱 필름과 다이본드 필름을 동기시키면서, 다이본드 필름을 다이싱 필름의 점착제층 상에 접합한다. 이에 의해, 긴 기재와 점착제층을 구비하는 긴 다이싱 필름 상에 다이본드 필름이 소정 간격으로 설치된 긴 다이싱·다이본드 필름이 얻어진다. 긴 다이싱·다이본드 필름을 또한 롤 형상으로 권취하여 다이싱·다이본드 필름 권회체의 형태로 하는 것도 가능하다.
롤·투·롤법을 채용하는 경우, 반송 시에 기재에 강한 장력이 부하되면 기재에 이방성이 발생해버려, 다이싱 필름이나 다이싱·다이본드 필름의 인장 특성의 이방성을 야기할 우려가 있다. 기재의 이방성을 저감하는 관점에서, 반송 시의 장력은 0.01N/mm 이상 1N/mm 이하가 바람직하고, 0.05N/mm 이상 0.5N/mm 이하가 보다 바람직하다.
<반도체 장치의 제조 방법>
이어서, 도 3 내지 도 6을 참조하면서 다이싱·다이본드 필름(12)을 사용한 반도체 장치의 제조 방법에 대하여 설명한다. 도 3 내지 도 6은, 본 실시 형태에 따른 반도체 장치의 일 제조 방법을 설명하기 위한 단면 모식도이다. 먼저, 반도체 웨이퍼(4)의 분할 예정 라인(4L)에 레이저광을 조사하여 분할 예정 라인(4L) 상에 개질 영역을 형성한다. 본 방법은, 반도체 웨이퍼의 내부에 집광점을 맞추고, 격자 형상의 분할 예정 라인을 따라 레이저광을 조사하여, 다광자 흡수에 의한 어블레이션에 의해 반도체 웨이퍼의 내부에 개질 영역을 형성하는 방법이다. 레이저광 조사 조건으로서는, 이하의 조건의 범위 내에서 적절히 조정하면 된다.
(레이저광 조사 조건)
(A) 레이저광
레이저광원 반도체 레이저 여기 Nd:YAG 레이저
파장 1064nm
레이저광 스폿 단면적 3.14×10-8㎠
발진 형태 Q 스위치 펄스
반복 주파수 100kHz 이하
펄스폭 1μs 이하
출력 1mJ 이하
레이저광 품질 TEM00
편광 특성 직선 편광
(B) 집광용 렌즈
배율 100배 이하
NA 0.55
레이저광 파장에 대한 투과율 100％ 이하
(C) 반도체 기판이 적재되는 적재대의 이동 속도 280mm/초 이하
또한, 레이저광을 조사하여 분할 예정 라인(4L) 상에 개질 영역을 형성하는 방법에 대해서는, 일본 특허 제3408805호 공보나, 일본 특허 공개 제2003-338567호 공보에 상세하게 설명되어 있으므로, 여기에서의 상세한 설명은 생략하기로 한다.
이어서, 도 4에 도시한 바와 같이, 다이본드 필름(3') 상에 개질 영역 형성 후의 반도체 웨이퍼(4)를 압착하고, 이것을 접착 보유 지지시켜서 고정한다(마운트 공정). 본 공정은, 압착 롤 등의 가압 수단에 의해 가압하면서 행한다. 마운트 시의 부착 온도는 특별히 한정되지 않지만, 40 내지 80℃의 범위 내인 것이 바람직하다. 반도체 웨이퍼(4)의 휨을 효과적으로 방지할 수 있음과 함께, 다이싱·다이본드 필름의 신축의 영향을 저감할 수 있기 때문이다.
이어서, 다이싱·다이본드 필름(12)에 인장 응력을 가함으로써, 반도체 웨이퍼(4)와 다이본드 필름(3')을 분할 예정 라인(4L)에서 파단하여 반도체칩(5)을 형성한다(칩 형성 공정). 본 공정에는, 예를 들어 시판되는 웨이퍼 확장 장치를 사용할 수 있다. 구체적으로는, 도 5의 (a)에 도시한 바와 같이, 반도체 웨이퍼(4)가 접합된 다이싱·다이본드 필름(12)의 점착제층(2)의 주변부에 다이싱 링(31)을 부착한 후, 웨이퍼 확장 장치(32)에 고정한다. 이어서, 도 5의 (b)에 도시한 바와 같이, 밀어 올리기부(33)를 상승시켜서, 다이싱·다이본드 필름(12)에 장력을 가하여 익스팬드한다.
이 칩 형성 공정은, -20℃ 내지 15℃의 조건 하에서 실행하는 것이 바람직하고, -20℃ 내지 5℃의 조건 하에서 실행하는 것이 보다 바람직하고, -15℃ 내지 0℃의 조건 하에서 실행되는 것이 보다 바람직하다. 칩 형성 공정을 상기 범위와 같은 저온 조건 하에서 실행함으로써, 다이본드 필름(3')의 파단을 효율적으로 행할 수 있고, 그 결과, 제조 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 칩 형성 공정에 있어서, 익스팬드 속도(밀어 올리기부가 상승하는 속도)는 100 내지 400mm/초인 것이 바람직하고, 100 내지 350mm/초인 것이 보다 바람직하고, 100 내지 300mm/초인 것이 더욱 바람직하다. 익스팬드 속도를 상기 하한 이상으로 함으로써, 반도체 웨이퍼(4)와 다이본드 필름(3')을 대략 동시에 용이하게 파단할 수 있다. 또한, 익스팬드 속도를 상기 상한 이하로 함으로써, 다이싱 필름(11)이 파단되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 칩 형성 공정에 있어서, 익스팬드량은, 6 내지 12％인 것이 바람직하다. 상기 익스팬드량은, 상기 수치 범위 내에 있어서, 형성되는 칩 사이즈에 따라서 적절히 조정하면 된다. 또한, 본 실시 형태에 있어서, 익스팬드량이란, 익스팬드 전의 다이싱 필름의 표면적을 100％로 하여 익스팬드에 의해 증가한 표면적의 값(％)이다. 익스팬드량을 6％ 이상으로 함으로써, 반도체 웨이퍼(4) 및 다이본드 필름(3)의 파단을 용이하게 할 수 있다. 또한, 익스팬드량을 12％ 이하로 함으로써, 다이싱 필름(11)이 파단되는 것을 방지할 수 있다.
이와 같이, 다이싱·다이본드 필름(12)에 인장 응력을 가함으로써, 반도체 웨이퍼(4)의 개질 영역을 기점으로 하여 반도체 웨이퍼(4)의 두께 방향으로 깨짐을 발생시킴과 함께, 반도체 웨이퍼(4)와 밀착하는 다이본드 필름(3')을 파단시킬 수 있어, 다이본드 필름(3') 부착 반도체칩(5)을 얻을 수 있다.
이어서, 다이싱·다이본드 필름(12)에 접착 고정된 반도체칩(5)을 박리하기 위해서, 반도체칩(5)의 픽업을 행한다(픽업 공정). 픽업의 방법으로서는 특별히 한정되지 않고 종래 공지된 다양한 방법을 채용할 수 있다. 예를 들어, 개개의 반도체칩(5)을 다이싱·다이본드 필름(12)측으로부터 니들에 의해 밀어 올리고, 밀어 올려진 반도체칩(5)을 픽업 장치에 의해 픽업하는 방법 등을 들 수 있다.
여기서 픽업은, 점착제층(2)이 자외선 경화형이기 때문에, 그 점착제층(2)에 자외선을 조사한 후에 행한다. 이에 의해, 점착제층(2)의 다이본드 필름(3')에 대한 점착력이 저하되어, 반도체칩(5)의 박리가 용이해진다. 그 결과, 반도체칩(5)을 손상시키지 않고 픽업이 가능하게 된다. 자외선 조사 시의 조사 강도, 조사 시간 등의 조건은 특별히 한정되지 않고 적절히 필요에 따라 설정하면 된다. 또한, 자외선 경화된 다이싱 필름에 다이본드 필름이 접합된 다이싱·다이본드 필름을 사용하고 있는 경우에는, 여기에서의 자외선 조사는 불필요하다.
이어서, 도 6에 도시한 바와 같이, 픽업한 반도체칩(5)을 다이본드 필름(3')을 통하여 피착체(6)에 다이본드한다(임시 고착 공정). 피착체(6)로서는, 리드 프레임, TAB 필름, 기판 또는 별도 제작한 반도체칩 등을 들 수 있다. 피착체(6)는 예를 들어 용이하게 변형되는 변형형 피착체여도 되고, 변형되는 것이 곤란한 비변형형 피착체(반도체 웨이퍼 등)여도 된다.
상기 기판으로서는, 종래 공지된 것을 사용할 수 있다. 또한, 상기 리드 프레임으로서는, Cu 리드 프레임, 42Alloy 리드 프레임 등의 금속 리드 프레임이나 유리 에폭시, BT(비스말레이미드-트리아진), 폴리이미드 등을 포함하는 유기 기판을 사용할 수 있다. 그러나, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니라, 반도체 소자를 접착 고정하고, 반도체 소자와 전기적으로 접속하여 사용 가능한 회로 기판도 포함된다.
다이본드 필름(3')의 임시 고착 시에 있어서의 25℃에서의 전단 접착력은, 피착체(6)에 대하여 0.2MPa 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.2 내지 10MPa이다. 다이본드 필름(3)의 전단 접착력이 적어도 0.2MPa 이상이면 와이어 본딩 공정 시에, 상기 공정에 있어서의 초음파 진동이나 가열에 의해, 다이본드 필름(3)과 반도체칩(5) 또는 피착체(6)와의 접착면에서 전단 변형을 발생하는 경우가 적다. 즉, 와이어 본딩 시의 초음파 진동에 의해 반도체 소자가 움직이는 경우가 적고, 이에 의해 와이어 본딩의 성공률이 저하되는 것을 방지한다. 또한, 다이본드 필름(3')의 임시 고착 시에 있어서의 175℃에서의 전단 접착력은, 피착체(6)에 대하여 0.01MPa 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.01 내지 5MPa이다.
이어서, 피착체(6)의 단자부(이너 리드)의 선단과 반도체칩(5) 상의 전극 패드(도시 생략)를 본딩 와이어(7)로 전기적으로 접속하는 와이어 본딩을 행한다(와이어 본딩 공정). 상기 본딩 와이어(7)로서는, 예를 들어 금선, 알루미늄선 또는 동선 등이 사용된다. 와이어 본딩을 행할 때의 온도는, 80 내지 250℃, 바람직하게는 80 내지 220℃의 범위 내에서 행하여진다. 또한, 그 가열 시간은 몇초 내지 몇분간 행하여진다. 결선은, 상기 온도 범위 내가 되도록 가열된 상태에서, 초음파에 의한 진동 에너지와 인가 가압에 의한 압착 에너지의 병용에 의해 행하여진다. 본 공정은, 다이본드 필름(3a)의 열경화를 행하지 않고 실행할 수 있다. 또한, 본 공정의 과정에서 다이본드 필름(3a)에 의해 반도체칩(5)과 피착체(6)가 고착되는 일은 없다.
이어서, 밀봉 수지(8)에 의해 반도체칩(5)을 밀봉한다(밀봉 공정). 본 공정은, 피착체(6)에 탑재된 반도체칩(5)이나 본딩 와이어(7)를 보호하기 위하여 행하여진다. 본 공정은, 밀봉용의 수지를 금형으로 성형함으로써 행한다. 밀봉 수지(8)로서는, 예를 들어 에폭시계의 수지를 사용한다. 수지 밀봉 시의 가열 온도는, 통상 175℃에서 60 내지 90초간 행하여지지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않고, 예를 들어 165 내지 185℃에서, 몇분간 큐어할 수 있다. 이에 의해, 밀봉 수지를 경화시킴과 함께, 다이본드 필름(3)을 통하여 반도체칩(5)과 피착체(6)를 고착시킨다. 즉, 본 발명에 있어서는, 후술하는 후경화 공정이 행해지지 않는 경우에 있어서도, 본 공정에 있어서 다이본드 필름(3)에 의한 고착이 가능하여, 제조 공정수의 감소 및 반도체 장치의 제조 기간의 단축에 기여할 수 있다.
상기 후경화 공정에 있어서는, 상기 밀봉 공정에서 경화 부족의 밀봉 수지(8)를 완전히 경화시킨다. 밀봉 공정에 있어서 다이본드 필름(3a)이 완전히 열경화되지 않는 경우에도, 본 공정에 있어서 밀봉 수지(8)와 함께 다이본드 필름(3a)의 완전한 열경화가 가능하게 된다. 본 공정에 있어서의 가열 온도는, 밀봉 수지의 종류에 따라 상이한데, 예를 들어 165 내지 185℃의 범위 내이며, 가열 시간은 0.5 내지 8시간 정도이다.
상술한 실시 형태에서는, 다이본드 필름(3') 부착 반도체칩(5)을 피착체(6)에 임시 고착한 후, 다이본드 필름(3')을 완전히 열경화시키지 않고 와이어 본딩 공정을 행하는 경우에 대하여 설명하였다. 그러나, 본 발명에 있어서는, 피착체(6)에, 다이본드 필름(3') 부착 반도체칩(5)을 임시 고착한 후, 다이본드 필름(3')을 열경화시키고, 그 후, 와이어 본딩 공정을 행하는 통상의 다이본드 공정을 행하는 것으로 해도 된다. 이 경우, 열경화 후의 다이본드 필름(3')은, 175℃에서 0.01MPa 이상의 전단 접착력을 갖고 있는 것이 바람직하고, 0.01 내지 5MPa가 보다 바람직하다. 열경화 후에 175℃에서의 전단 접착력을 0.01MPa 이상으로 함으로써, 와이어 본딩 공정 시의 초음파 진동이나 가열에 기인하여 다이본드 필름(3')과 반도체칩(5) 또는 피착체(6)와의 접착면에서 전단 변형이 발생하는 것을 방지할 수 있기 때문이다.
또한, 본 발명의 다이싱·다이본드 필름은, 복수의 반도체칩을 적층하여 3차원 실장을 할 경우에도 적절하게 사용할 수 있다. 이때, 반도체칩 사이에 다이본드 필름과 스페이서를 적층시켜도 되고, 스페이서를 적층하지 않고, 다이본드 필름만을 반도체칩 사이에 적층시켜도 되고, 제조 조건이나 용도 등에 따라서 적절히 변경 가능하다.
[실시예]
이하에, 본 발명이 적합한 실시예를 예시적으로 상세하게 설명한다. 단, 이 실시예에 기재되어 있는 재료나 배합량 등은, 특별히 한정적인 기재가 없는 한, 본 발명의 요지를 그것에만 한정하는 취지의 것이 아니다.
<실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 2>
<다이싱 필름의 제조>
(제조예 1)
냉각관, 질소 도입관, 온도계 및 교반 장치를 구비한 반응 용기에, 아크릴산2-에틸헥실(2EHA) 76부, 아크릴산2-히드록시에틸(HEA) 24부 및 과산화벤조일 0.2부 및 톨루엔 60부를 넣고, 질소 기류 중에서 61℃에서 6시간 중합 처리를 하여, 아크릴계 중합체 A를 얻었다. 2EHA와 HEA의 몰비는, 100mol 대 20mol로 하였다.
이 아크릴계 중합체 A에 2-메타크릴로일옥시에틸이소시아네이트(이하, 「MOI」라고 함) 10부(HEA에 대하여 80mol％)를 첨가하고, 공기 기류 중에서 50℃에서 48시간, 부가 반응 처리를 하여, 아크릴계 중합체 A'를 얻었다.
이어서, 아크릴계 중합체 A' 100부에 대하여 이소시아네이트계 가교제(상품명 「코로네이트 L」, 닛본 폴리우레탄(주) 제조) 6부 및 광중합 개시제(상품명 「이르가큐어 651」, 시바 스페셜티 케미컬즈사 제조) 4부를 첨가하여, 점착제 용액을 제작하였다.
상기에서 제조한 점착제 용액을, PET 박리 라이너의 실리콘 처리를 실시한 면 상에 도포하고, 120℃에서 2분간 가열 가교하여, 두께 30㎛의 점착제층 전구체를 형성하였다. 계속해서, 폴리프로필렌층과 폴리에틸렌층의 2층 구조를 갖는 두께 80㎛의 기재 필름을 준비하고, 상기 점착제 전구체 표면에 폴리프로필렌층을 접합면으로서 기재 필름을 접합하였다. 그 후, 50℃에서 24시간 보존을 하였다. 점착제층 전구체의 반도체 웨이퍼 부착 부분(직경 200mm)에 상당하는 부분(직경 220mm)에만 자외선을 조사하여, 점착제층을 형성하였다. 이에 의해, 본 제조예에 관한 다이싱 필름 A를 제작하였다. 또한, 조사 조건은 하기와 같다.
<자외선의 조사 조건>
자외선(UV) 조사 장치: 고압 수은등
자외선 조사 적산 광량: 500mJ/㎠
출력: 120W
조사 강도: 200mW/㎠
(제조예 2)
기재 필름으로서, 폴리프로필렌층과 폴리에틸렌층의 2층 구조를 갖는 두께 100㎛의 기재 필름을 준비하고, 상기 점착제 전구체 표면에 폴리프로필렌층을 접합면으로 하여 기재 필름을 접합한 것 이외에는, 제조예 1과 동일하게 하여 다이싱 필름 B를 제작하였다.
(제조예 3)
기재 필름으로서, 폴리프로필렌과 폴리에틸렌을 블렌드한 1층 구조를 갖는 두께 40㎛의 기재 필름을 준비하고, 이것과 상기 점착제 전구체 표면을 접합한 것 이외에는, 제조예 1과 동일하게 하여 다이싱 필름 C를 제작하였다.
(제조예 4)
기재 필름으로서, 폴리프로필렌 및 폴리에틸렌의 블렌드층과 에틸렌-아세트산비닐 공중합체층과 폴리프로필렌 및 폴리에틸렌의 블렌드층의 3층 구조를 갖는 두께 90㎛의 기재 필름을 준비하고, 상기 점착제 전구체 표면에 어느 하나의 블렌드층을 접합면으로 하여 기재 필름을 접합한 것 이외에는, 제조예 1과 동일하게 하여 다이싱 필름 D를 제작하였다.
<다이본드 필름의 제조>
(제조예 5)
하기 (a) 내지 (d)를 메틸에틸케톤에 용해시켜, 농도 23.6중량％의 접착제 조성물 용액을 얻었다.
(a) 아크릴산에틸-메틸메타크릴레이트를 주성분으로 하는 아크릴산에스테르계 중합체(나가세 켐텍스(주) 제조, SG-P3, 유리 전이 온도: 15℃) 48중량부
(b) 에폭시 수지(도또 가세이사 제조, KI-3000, 에폭시 당량 105, 연화점 70℃) 6중량부
(c) 페놀 수지(메이와 가세이 가부시끼가이샤 제조, MEH-7800M, 수산기 당량 175) 6중량부
(d) 필러(애드마텍스사 제조, SO-E2, 용융 구 형상 실리카, 평균 입경 0.5㎛) 40중량부
이 접착제 조성물 용액을, 실리콘 이형 처리한 두께가 50㎛인 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름을 포함하는 이형 처리 필름(박리 라이너) 상에 도포한 후, 130℃에서 2분간 건조시켰다. 이에 의해, 두께 10㎛의 다이본드 필름 A를 제작하였다.
(제조예 6)
하기 (a) 내지 (e)를 메틸에틸케톤에 용해시켜, 농도 23.6중량％의 접착제 조성물 용액을 얻었다.
(a) 아크릴산에틸-메틸메타크릴레이트를 주성분으로 하는 아크릴산에스테르계 중합체(나가세 켐텍스(주) 제조, SG-P3, 유리 전이 온도: 15℃) 32중량부
(b) 에폭시 수지(도또 가세이사 제조, KI-3000, 에폭시 당량 105 , 연화점 70℃) 4중량부
(c) 페놀 수지(메이와 가세이 가부시끼가이샤 제조, MEH-7800M, 수산기 당량 175) 4중량부
(d) 필러(애드마텍스사 제조, SO-E2, 용융 구 형상 실리카, 평균 입경 0.5㎛) 60중량부
(e) 실란 커플링제(신에쯔 가가꾸 고교사 제조, KBM-403) 0.05중량부
이 접착제 조성물 용액을, 실리콘 이형 처리한 두께가 50㎛인 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름을 포함하는 이형 처리 필름(박리 라이너) 상에 도포한 후, 130℃에서 2분간 건조시켰다. 이에 의해, 두께 10㎛의 다이본드 필름 B를 제작하였다.
<다이싱·다이본드 필름의 제조>
표 1에 나타내는 조합에서, 다이본드 필름과 다이싱 필름을 라미네이트 온도 40℃, 선압 2kgf/cm으로 접합하고, 각각을 실시예 및 비교예에 관한 다이싱·다이본드 필름 A 내지 E로 하였다.
(23℃의 저장 탄성률의 측정)
다이싱 필름 A 내지 D에 대해서, 23℃에서의 MD 방향 및 TD 방향에서의 저장 탄성률을 각각 측정하였다. 상세하게는, 다이싱 필름을 10mm 폭×50mm 길이로 커터 나이프로 잘라내고, 오토그래프(시마즈 세이사꾸쇼 제조, AGS-J)를 사용하여, 척간 거리 10mm, 인장 속도 50mm/min으로 측정을 행하였다. 얻어진 SS 곡선으로부터, 3％ 신장 시점의 값을 사용하여 저장 탄성률을 구하였다. 산출에 사용한 샘플 두께에는, 기재와 점착제층의 두께의 합계값을 사용하였다. 결과를 표 1에 나타내었다.
(0℃의 저장 탄성률의 측정)
다이싱 필름 A 내지 D에 대해서, 0℃에서의 MD 방향 및 TD 방향에서의 저장 탄성률을 각각 측정하였다. 상세하게는, 다이싱 필름을 10mm 폭×50mm 길이로 커터 나이프로 잘라내고, 오토그래프(시마즈 세이사꾸쇼 제조)를 사용하여, 척간 거리 10mm, 인장 속도 50mm/min으로 측정을 행하였다. 얻어진 SS 곡선으로부터, 3％ 신장 시점의 값을 사용하여 탄성률을 구하였다. 산출에 사용한 샘플 두께에는, 기재와 점착제층의 두께의 합계값을 사용하였다. 결과를 표 1에 나타내었다.
(파단성의 확인)
레이저 가공 장치로서 가부시끼가이샤 도쿄 세이미쯔 제조, ML300-Integration을 사용하여 반도체 웨이퍼의 내부에 집광점을 맞추고, 격자 형상(10mm×10mm)의 분할 예정 라인을 따라 반도체 웨이퍼의 표면측으로부터 레이저광을 조사하여, 반도체 웨이퍼의 내부에 개질 영역을 형성하였다. 반도체 웨이퍼는, 실리콘 웨이퍼(두께 75㎛, 외경 12인치)를 사용하였다. 또한, 레이저광 조사 조건은 하기와 같이 행하였다.
(A) 레이저광
레이저광원 반도체 레이저 여기 Nd:YAG 레이저
파장 1064nm
레이저광 스폿 단면적 3.14×10-8㎠
발진 형태 Q 스위치 펄스
반복 주파수 100kHz
펄스폭 30ns
출력 20μJ/펄스
레이저광 품질 TEM00 40
편광 특성 직선 편광
(B) 집광용 렌즈
배율 50배
NA 0.55
레이저광 파장에 대한 투과율 60％
(C) 반도체 기판이 적재되는 적재대의 이동 속도 100mm/초
다이싱·다이본드 필름 A 내지 E 각각에, 레이저광에 의한 전처리를 행한 반도체 웨이퍼를 접합한 후, 파단 시험을 행하였다. 파단 시험은, 익스팬드 온도 0℃의 조건 하에서 행하였다. 익스팬드 속도는 400mm/초, 익스팬드량은 6％로 하였다. 익스팬드의 결과, 반도체 웨이퍼의 중앙부(100) 칩에 대해서, 분할 예정 라인에서 칩과 다이본드 필름이 양호하게 파단된 칩수를 카운트하고 그 비율을 구하였다. 결과를 표 1에 나타내었다.
(박리력 측정)
제작한 다이싱·다이본드 필름에 다이본드 필름측에 테이프(닛토덴코(주) 제조, 상품명; BT-315)를 상온에서 접합 보강하였다. 커터 나이프로 100mm 폭×120mm 길이로 절단하였다. 그 후, 다이싱 필름의 점착제층과 다이본드 필름을 척킹하고, 0℃ 및 23℃ 각각에 있어서, 인장 시험기((주) 시마즈 세이사꾸쇼 제조, 상품명; AGS-J)를 사용하여, 박리 속도 300mm/min, T형 박리 시험으로 점착제층과 다이본드 필름을 박리했을 때의 힘(최대 하중, 단위: N/100mm)을 판독하였다. 결과를 표 1에 나타내었다.
Figure 112022037628655-pat00001
실시예의 다이싱·다이본드 필름에서는, 레이저 다이싱에 의한 파단성이 양호하였다. 또한, 0℃에서의 박리력은 높고 반도체 웨이퍼의 보유 지지성이 우수한 한편, 23℃에서의 박리력은 낮고 픽업성이 우수한 결과가 되었다. 이에 비해, 비교예 1 및 2의 다이싱·다이본드 필름에서는, TD 방향과 MD 방향의 물성의 편차가 컸기 때문에, 레이저 다이싱에 의한 파단성이 나쁘다는 결과가 되었다.
1: 기재
2: 점착제층
3, 3': 다이본드 필름(열경화형 다이본드 필름)
4: 반도체 웨이퍼
5: 반도체칩
6: 피착체
7: 본딩 와이어
8: 밀봉 수지
10, 12: 다이싱·다이본드 필름
11: 다이싱 필름

Claims (8)

  1. 기재와, 그 기재 상에 설치된 점착제층을 구비하는 다이싱 필름 및
    그 다이싱 필름의 점착제층 상에 설치된 열경화형 다이본드 필름을 구비하는 다이싱·다이본드 필름으로서,
    상기 다이싱 필름의 MD 방향 및 TD 방향의 각각으로 0℃에서 인장 응력을 부하했을 때의 응력-변형 곡선으로부터 구한 MD 방향에서의 저장 탄성률을 E'MD1이라 하고, TD 방향에서의 저장 탄성률을 E'TD1이라 한 경우, E'MD1/E'TD1이 0.75 이상 1.25 이하이며,
    상기 다이본드 필름의 열경화 전의 유리 전이 온도(Tg)가 25℃ 내지 60℃이고,
    상기 기재는 메틸메타크릴레이트, 아크릴산에틸, 메타크릴산 및 아이오노머수지를 포함하지 않는,
    다이싱·다이본드 필름.
  2. 제1항에 있어서, 상기 다이싱 필름의 상기 저장 탄성률 E'MD1과 상기 저장 탄성률 E'TD1의 차의 절댓값이 1MPa 이상 50MPa 이하인 다이싱·다이본드 필름.
  3. 제1항에 있어서, 상기 다이싱 필름의 상기 저장 탄성률 E'MD1 및 상기 저장 탄성률 E'TD1 중 적어도 한쪽이 10MPa 이상 100MPa 이하인 다이싱·다이본드 필름.
  4. 제1항에 있어서, 상기 점착제층과 상기 열경화형 다이본드 필름 사이의 0℃에서의 박리력이, 상기 점착제층과 상기 열경화형 다이본드 필름 사이의 23℃에서의 박리력보다도 높은 다이싱·다이본드 필름.
  5. 제4항에 있어서, 상기 점착제층과 상기 열경화형 다이본드 필름 사이의 0℃에서의 박리력이 0.15N/100mm 이상 5N/100mm 이하인 다이싱·다이본드 필름.
  6. 제4항에 있어서, 상기 점착제층과 상기 열경화형 다이본드 필름 사이의 23℃에서의 박리력이 0.05N/100mm 이상 2.5N/100mm 이하인 다이싱·다이본드 필름.
  7. 제1항에 있어서, 반도체 웨이퍼에 레이저광을 조사하여 개질 영역을 형성한 후, 상기 반도체 웨이퍼를 상기 개질 영역에서 파단함으로써 반도체 소자를 얻는 반도체 소자의 제조 방법에 사용되는 다이싱·다이본드 필름.
  8. 반도체 웨이퍼의 분할 예정 라인에 레이저광을 조사하여 상기 분할 예정 라인을 따라 개질 영역을 형성하는 공정과,
    개질 영역 형성 후의 반도체 웨이퍼를 제1항에 기재된 다이싱·다이본드 필름에 접합하는 공정과,
    -20℃내지 15℃의 조건 하에서, 상기 다이싱·다이본드 필름에 인장 응력을 가함으로써, 상기 반도체 웨이퍼와 상기 다이싱·다이본드 필름의 다이본드 필름을 상기 분할 예정 라인을 따라 파단하여 반도체 소자를 형성하는 공정과,
    상기 반도체 소자를 상기 다이본드 필름과 함께 픽업하는 공정과,
    픽업한 상기 반도체 소자를, 상기 다이본드 필름을 통하여 피착체에 다이본딩하는 공정
    을 포함하는 반도체 장치의 제조 방법.
KR1020220043723A 2014-03-31 2022-04-08 다이싱·다이본드 필름 및 반도체 장치의 제조 방법 KR102493750B1 (ko)

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