KR20100049692A - 다이싱ㆍ다이 본드 필름 - Google Patents

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다께시 마쯔무라
슈우헤이 무라따
히로나오 오오따께
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닛토덴코 가부시키가이샤
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    • Y10T428/2809—Web or sheet containing structurally defined element or component and having an adhesive outermost layer including irradiated or wave energy treated component

Abstract

다이싱시의 반도체 웨이퍼의 유지력과, 픽업시의 박리성과의 밸런스 특성이 우수한 다이싱ㆍ다이 본드 필름을 제공한다. 기재 상에 점착제층을 갖는 다이싱 필름과, 점착제층 상에 설치된 다이 본드 필름을 갖는 다이싱ㆍ다이 본드 필름이며, 점착제층은, 주 단량체로서의 아크릴산 에스테르와, 아크릴산 에스테르에 대하여 함유량이 10 내지 40몰%의 범위 내인 히드록실기 함유 단량체와, 히드록실기 함유 단량체에 대하여 함유량이 70 내지 90몰%의 범위 내인 라디칼 반응성 탄소-탄소 이중 결합을 갖는 이소시아네이트 화합물을 포함하는 중합체를 포함하여 구성되고, 또한 기재 상에 성막된 후에 소정 조건하에서 자외선 조사된 것이고, 다이 본드 필름은 에폭시 수지를 포함하여 구성되고, 또한 자외선 조사 후의 점착제층에 대하여 접합된 것이다.

Description

다이싱ㆍ다이 본드 필름{DICING/DIE BONDING FILM}
본 발명은 칩 형상 작업물(반도체 칩 등)과 전극 부재를 고착하기 위한 접착제를 다이싱 전에 작업물(반도체 웨이퍼 등)에 부설한 상태에서, 작업물의 다이싱에 제공하는 다이싱ㆍ다이 본드 필름, 그 제조 방법 및 그것을 이용한 반도체 장치의 제조 방법에 관한 것이다.
회로 패턴을 형성한 반도체 웨이퍼(작업물)는, 필요에 따라 이면 연마에 의해 두께를 조정한 후, 반도체 칩(칩 형상 작업물)으로 다이싱된다(다이싱 공정). 다이싱 공정에서는, 절단층의 제거를 위해 반도체 웨이퍼를 적당한 액압(통상, 2㎏/㎠ 정도)으로 세정하는 것이 일반적이다. 다음으로, 상기 반도체 칩을 접착제로 리드 프레임 등의 피착체에 고착(마운트 공정)한 후, 본딩 공정으로 이행된다. 상기 마운트 공정에 있어서는, 접착제를 리드 프레임이나 반도체 칩에 도포하고 있었다. 그러나, 이 방법에서는 접착제층의 균일화가 곤란하고, 또한 접착제의 도포에 특수 장치나 장시간을 필요로 한다. 이로 인해, 다이싱 공정에서 반도체 웨이퍼를 접착 유지함과 함께, 마운트 공정에 필요한 칩 고착용의 접착제층도 부여하는 다이싱ㆍ다이 본드 필름이 제안되어 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조).
특허문헌 1에 기재된 다이싱ㆍ다이 본드 필름은, 지지 기재 상에 접착제층을 박리 가능하게 형성하여 이루어지는 것이다. 즉, 접착제층에 의한 유지하에 반도체 웨이퍼를 다이싱한 후, 지지 기재를 연신하여 반도체 칩을 접착제층과 함께 박리하고, 이를 개개로 회수하여 그 접착제층을 개재하여 리드 프레임 등의 피착체에 고착시키도록 한 것이다.
이 종류의 다이싱ㆍ다이 본드 필름의 접착제층에는, 다이싱 불능이나 치수 실수 등이 발생하지 않도록, 반도체 웨이퍼에 대한 양호한 유지력과, 다이싱 후의 반도체 칩을 접착제층과 일체로 지지 기재로부터 박리할 수 있는 양호한 박리성이 요구된다. 그러나, 이 두가지 특성의 밸런스를 맞추는 것은 결코 용이한 일이 아니었다. 특히, 반도체 웨이퍼를 회전 원형 커터 등으로 다이싱하는 방식 등과 같이, 접착제층에 큰 유지력이 요구되는 경우에는, 상기 특성을 만족하는 다이싱ㆍ다이 본드 필름을 얻는 것은 곤란하였다.
따라서, 이러한 문제를 극복하기 위해, 다양한 개량법이 제안되어 있다(예를 들어, 특허문헌 2 참조). 특허문헌 2에는, 지지 기재와 접착제층 사이에 자외선 경화가 가능한 점착제층을 개재시키고, 이것을 다이싱 후에 자외선 경화하여 점착제층과 접착제층 사이의 접착력을 저하시켜, 양자간의 박리에 의해 반도체 칩의 픽업을 용이하게 하는 방법이 제안되어 있다.
그러나, 이 개량법에 의해서도, 다이싱시의 유지력과 그 후의 박리성과의 밸런스를 잘 맞춘 다이싱ㆍ다이 본드 필름으로 하는 것은 곤란한 경우가 있다. 예를 들어 10㎜×10㎜ 이상의 대형 반도체 칩이나 25 내지 75㎛의 매우 얇은 반도체 칩의 경우에는, 일반적인 다이 본더로는 용이하게 반도체 칩을 픽업할 수 없다.
이러한 문제에 대하여, 하기 특허문헌 3에서는, 점착제층에 있어서 반도체 웨이퍼의 부착 부분에 대응하는 부분에 자외선을 조사함으로써, 당해 부분을 경화시켜 픽업성의 향상을 도모하는 것이 개시되어 있다. 그러나, 특허문헌 3에 기재된 다이싱ㆍ다이 본드 필름이면, 다이싱 후의 절단면에 있어서 다이 본드 필름을 구성하는 접착제의 풀이 비어져 나오는 현상이 발생하고, 이에 의해 절단면끼리 재부착(블로킹)하는 경우가 있다. 그 결과, 반도체 칩의 픽업이 곤란해진다고 하는 문제가 있다.
일본 특허 공개 소60-57642호 공보 일본 특허 공개 평2-248064호 공보 일본 특허 공개 제2005-5355호 공보
본 발명은 상기 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은 기재 상에 점착제층을 갖는 다이싱 필름과, 당해 점착제층 상에 설치된 다이 본드 필름을 갖는 다이싱ㆍ다이 본드 필름이며, 반도체 웨이퍼가 박형인 경우에도, 당해 박형의 반도체 웨이퍼를 다이싱할 때의 유지력과, 다이싱에 의해 얻어지는 반도체 칩을 그 다이 본드 필름과 일체로 박리할 때의 박리성과의 밸런스 특성이 우수한 다이싱ㆍ다이 본드 필름, 그 제조 방법 및 그것을 이용한 반도체 장치의 제조 방법을 제공하는 데에 있다.
본원 발명자들은 상기 종래의 문제점을 해결하기 위해, 다이싱ㆍ다이 본드 필름, 그 제조 방법 및 그것을 사용한 반도체 장치의 제조 방법에 대하여 검토하였다. 그 결과, 자외선 조사 전의 점착제층에 다이 본드 필름을 접합하여 제작된 다이싱ㆍ다이 본드 필름이면, 점착제층과 다이 본드 필름의 계면에서의 밀착성이 높고, 과도하게 투묘(投錨) 효과가 발현되는 결과, 자외선 조사에 의해 점착제층을 경화시켜 반도체 칩을 픽업해도 박리가 곤란해지는 경우가 있는 것이 발견되었다.
본 발명에 관한 다이싱ㆍ다이 본드 필름은, 상기의 과제를 해결하기 위해, 기재 상에 점착제층을 갖는 다이싱 필름과, 상기 점착제층 상에 설치된 다이 본드 필름을 갖는 다이싱ㆍ다이 본드 필름이며, 상기 점착제층은, 주 단량체로서의 아크릴산 에스테르와, 아크릴산 에스테르에 대하여 함유량이 10 내지 40mol%의 범위 내인 히드록실기 함유 단량체와, 히드록실기 함유 단량체에 대하여 함유량이 70 내지 90mol%의 범위 내인 라디칼 반응성 탄소-탄소 이중 결합을 갖는 이소시아네이트 화합물을 포함하는 중합체를 포함하여 구성되고, 또한, 소정 조건하에서의 자외선 조사에 의해 경화된 것이고, 상기 다이 본드 필름은 에폭시 수지를 포함하여 구성되고, 또한 자외선 조사 후의 점착제층에 대하여 접합된 것인 것을 특징으로 한다.
상기 점착제층은, 다이 본드 필름과의 접합 전에 자외선 조사에 의해 미리 경화되어 형성된 것이다. 그 때문에 점착제층 표면은 단단하고, 다이 본드 필름과의 접합시에는 양자의 밀착도의 저감이 가능하게 된다. 이에 의해, 점착제층과 다이 본드 필름 사이의 투묘 효과를 저감시켜, 예를 들어 반도체 칩의 픽업시에는 점착제층과 다이 본드 필름 사이에서의 박리성이 양호해진다. 그 결과, 픽업성의 향상이 도모된다. 또한, 자외선 조사에 의해 점착제층을 경화시키면, 가교 구조가 형성됨으로써 점착제층의 체적이 축소된다. 그로 인해, 예를 들어 다이 본드 필름과의 접합 후에 점착제층에 자외선을 조사하고 이것을 경화시키면, 다이 본드 필름에 대하여 응력이 가해진다. 그 결과, 다이싱ㆍ다이 본드 필름 전체적으로 휨이 발생하는 경우가 있다. 그러나, 본 발명의 다이싱ㆍ다이 본드 필름은, 자외선 조사에 의해 경화된 후에 다이 본드 필름과 접합하여 형성된 것이기 때문에, 다이 본드 필름에 대하여 불필요한 응력이 가해지는 것도 방지할 수 있다. 그 결과, 휨이 없는 다이싱ㆍ다이 본드 필름이 얻어진다.
또한, 상기 다이 본드 필름은 에폭시 수지를 포함하여 구성되므로, 예를 들어 다이싱에 의해 반도체 웨이퍼와 함께 절단되어도, 그 절단면에 있어서 다이 본드 필름을 구성하는 접착제의 풀이 비어져 나오는 현상이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 이에 의해, 절단면끼리 재부착(블로킹)하는 것을 방지하고, 반도체 칩의 픽업을 한층 양호한 것으로 할 수 있다.
또한, 상기 점착제층에는 아크릴산 에스테르를 주 단량체로서 사용하므로 박리력의 저감이 도모되고, 양호한 픽업성을 가능하게 한다. 또한, 히드록실기 함유 단량체의 함유량을 10mol% 이상으로 함으로써, 자외선 조사 후의 가교가 부족한 것을 억제한다. 그 결과, 예를 들어 다이싱시에 점착제층 상에 부착되는 다이싱 링에 대하여, 풀 잔량이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 한편, 상기 함유량을 40mol% 이하로 함으로써, 자외선 조사에 의한 가교가 지나치게 진행되어 박리가 곤란해지고 픽업성이 저하하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 중합체의 일부 겔화에 수반하는 생산성의 저하도 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에 있어서는, 다관능성 단량체 대신에 라디칼 반응성 탄소-탄소 이중 결합을 갖는 이소시아네이트 화합물을 채용하므로, 그 다관능성 단량체가 다이 본드 필름 중에 물질 확산하는 일이 없다. 그 결과, 다이싱 필름과 다이 본드 필름의 경계면이 소실되는 것을 방지하고, 한층 양호한 픽업성을 가능하게 한다.
상기 구성에 있어서, 상기 아크릴산 에스테르는 CH2=CHCOOR(식 중, R은 탄소수가 6 내지 10인 알킬기임)인 것이 바람직하다. 아크릴산 에스테르로서, CH2=CHCOOR을 사용하는 경우, 식 중의 알킬기 R의 탄소수가 6 내지 10의 범위 내인 것을 사용함으로써, 박리력이 지나치게 커져 픽업성이 저하하는 것을 방지할 수 있다.
상기 자외선의 조사는 30 내지 1000mJ/cm2의 범위 내에서 행하여지는 것이 바람직하다. 자외선의 조사를 30mJ/cm2 이상으로 함으로써 점착제층의 경화를 충분한 것으로 하고, 다이 본드 필름과 과도하게 밀착하는 것을 방지한다. 그 결과, 양호한 픽업 성능을 가능하게 하고, 픽업 후에 다이 본드 필름에 점착제가 부착(소위 풀 잔량)하는 것을 방지할 수 있다. 한편, 자외선의 조사를 1000mJ/m2 이하로 함으로써 기재에 대한 열적 손상을 저감할 수 있다. 또한, 점착제층의 경화가 과도하게 진행되어 인장 탄성률이 지나치게 커지고, 익스팬드성이 저하하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 점착력이 지나치게 저하하는 것을 방지하고, 이에 의해 작업물의 다이싱시에 칩 비산의 발생을 방지할 수 있다.
상기 히드록실기 함유 단량체는, (메트)아크릴산 2-히드록시에틸, (메트)아크릴산 2-히드록시프로필, (메트)아크릴산 4-히드록시부틸, (메트)아크릴산 6-히드록시헥실, (메트)아크릴산 8-히드록시옥틸, (메트)아크릴산 10-히드록시데실, (메트)아크릴산 12-히드록시라우릴, 및 (4-히드록시메틸시클로헥실)메틸 (메트)아크릴레이트로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 어느 1종인 것이 바람직하다.
또한, 상기 라디칼 반응성 탄소-탄소 이중 결합을 갖는 이소시아네이트 화합물은, 2-메타크릴로일옥시에틸 이소시아네이트 또는 2-아크릴로일옥시에틸 이소시아네이트 중 적어도 어느 하나인 것이 바람직하다.
또한, 상기 중합체의 중량 평균 분자량은 35만 내지 100만의 범위 내인 것이 바람직하다. 중량 평균 분자량을 35만 이상으로 함으로써, 저분자량 중합체가 되는 것을 방지하고, 이에 의해 예를 들어 다이싱시에 점착제층 상에 부착되는 다이싱 링으로부터 박리가 발생하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 자외선 조사 후의 가교가 부족한 것을 방지하므로, 다이싱 링을 점착제층으로부터 박리할 때에, 풀 잔량이 발생하는 것도 방지할 수 있다. 한편, 중량 평균 분자량을 100만 이하로 함으로써, 점착제층을 기재 상에 형성할 때의 작업성을 향상시킬 수 있다. 점착제층의 형성은, 예를 들어 상기 중합체를 포함하는 점착제 조성물의 용액을 기재 상에 도포한 후, 건조시켜 행하지만, 중합체의 중량 평균 분자량이 100만을 초과하면, 점착제 조성물의 용액의 점도가 지나치게 커지므로, 상기 중합체의 중합 및 도포 시공시의 작업성이 저하하기 때문이다.
또한, 상기 점착제층의 자외선 조사 후의 23℃에서의 인장 탄성률이 7 내지 170MPa의 범위 내인 상기 점착제층은 아크릴산을 포함하지 않는 것이 바람직하다. 자외선 조사 후의 인장 탄성률(23℃)을 7MPa 이상으로 함으로써, 양호한 픽업성을 유지할 수 있다. 한편, 인장 탄성률을 170MPa 이하로 함으로써, 다이싱시의 칩 비산의 발생을 억제할 수 있다.
상기 점착제층은 아크릴산을 포함하지 않는 것이 바람직하다. 이에 의해, 점착제층과 다이 본드 필름의 반응이나 상호 작용을 방지할 수 있고, 픽업성의 한층 더한 향상이 도모된다.
또한, 본 발명에 관한 다이싱ㆍ다이 본드 필름의 제조 방법은, 상기한 과제를 해결하기 위해, 기재 상에 점착제층을 갖는 다이싱 필름과, 상기 점착제층 상에 설치된 다이 본드 필름을 갖는 다이싱ㆍ다이 본드 필름의 제조 방법이며, 주 단량체로서의 아크릴산 에스테르와, 아크릴산 에스테르에 대하여 함유량이 10 내지 40mol%의 범위 내인 히드록실기 함유 단량체와, 히드록실기 함유 단량체에 대하여 함유량이 70 내지 90mol%의 범위 내인 라디칼 반응성 탄소-탄소 이중 결합을 갖는 이소시아네이트 화합물을 포함하는 중합체를 포함하여 구성되는 점착제층 전구체를 상기 기재 상에 형성하는 공정과, 상기 점착제층 전구체에 소정 조건하에서 자외선을 조사하여 상기 점착제층을 형성하는 공정과, 상기 점착제층 상에 상기 다이 본드 필름을 접합하는 공정을 갖는 것을 특징으로 한다.
상기 다이싱 필름의 점착제층은, 다이 본드 필름이 접합되기 전에, 자외선 조사에 의해 미리 경화되어 있다. 따라서, 점착제층의 표면은 단단하고, 요철에 대한 밀착성이 저하된 상태로 되어 있다. 본 발명은, 그러한 점착제층에 대하여 다이 본드 필름을 접합하여 다이싱ㆍ다이 본드 필름을 제작하므로, 점착제층과 다이 본드 필름 사이의 밀착성을 저감하고, 투묘 효과를 감소시키고 있다. 그 결과, 예를 들어 반도체 칩의 픽업시에는 점착제층과 다이 본드 필름 사이의 박리성이 우수하고, 양호한 픽업성을 나타내는 다이싱ㆍ다이 본드 필름이 얻어진다. 또한, 자외선 조사에 의해 점착제층을 경화시키면, 가교 구조가 형성됨으로써 점착제층의 체적이 축소된다. 그로 인해, 예를 들어 다이 본드 필름과의 접합 후에 점착제층에 자외선을 조사하고 이것을 경화시키면, 다이 본드 필름에 대하여 응력이 가해지는 결과, 다이싱ㆍ다이 본드 필름 전체적으로 휨이 발생하는 경우가 있다. 그러나, 본 발명의 다이싱ㆍ다이 본드 필름은, 자외선 조사에 의해 경화된 후에 다이 본드 필름과 접합하여 형성되므로, 다이 본드 필름에 대하여 불필요한 응력이 가해지는 것도 방지할 수 있다. 그 결과, 휨이 없는 다이싱ㆍ다이 본드 필름이 얻어진다.
또한, 상기 방법에서는 다이 본드 필름의 구성 재료로서 에폭시 수지를 사용하므로, 예를 들어 반도체 웨이퍼의 다이싱시에는, 반도체 웨이퍼와 다이 본드 필름이 절단되어도, 그 절단면에 있어서 접착제의 풀이 비어져 나오는 현상의 발생이 방지 가능한 다이 본드 필름이 형성된다. 그 결과, 다이 본드 필름에서의 절단면끼리 재부착(블로킹)하는 것을 방지하고, 이에 의해 픽업성이 우수한 다이싱ㆍ다이 본드 필름을 제작할 수 있다.
또한, 점착제층의 구성 재료로서 아크릴산 에스테르를 주 단량체로서 사용하므로, 점착력의 저감이 도모되고, 양호한 픽업성을 가능하게 한다. 또한, 히드록실기 함유 단량체의 함유량을 10mol% 이상으로 함으로써, 자외선 조사 후의 가교가 부족한 것을 억제한다. 그 결과, 예를 들어 다이싱시에 점착제층 상에 부착되는 다이싱 링에 대해서도 풀 잔량의 발생을 방지할 수 있다. 한편, 상기 함유량을 40mol% 이하로 함으로써, 자외선 조사에 의한 가교가 지나치게 진행되어 박리가 곤란해지고 픽업성이 저하하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 중합체의 일부 겔화에 수반하는 생산성의 저하도 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에 있어서는, 다관능성 단량체 대신에 라디칼 반응성 탄소-탄소 이중 결합을 갖는 이소시아네이트 화합물을 채용하므로, 그 다관능성 단량체가 다이 본드 필름 중에 물질 확산하는 일이 없다. 그 결과, 다이싱 필름과 다이 본드 필름의 경계면이 소실되는 것을 방지하고, 한층 양호한 픽업성을 가능하게 한다.
상기 자외선의 조사는 30 내지 1000mJ/cm2의 범위 내에서 행하는 것이 바람직하다. 자외선의 조사를 30mJ/cm2 이상으로 함으로써 점착제층의 경화를 충분한 것으로 하고, 다이 본드 필름과 과도하게 밀착하는 것을 방지한다. 그 결과, 양호한 픽업 성능을 가능하게 하고, 픽업 후에 다이 본드 필름에 점착제가 부착(소위 풀 잔량)하는 것을 방지할 수 있다. 한편, 자외선의 조사를 1000mJ/m2 이하로 함으로써 기재에 대한 열적 손상을 저감할 수 있다. 또한, 점착제층의 경화가 과도하게 진행하여 인장 탄성률이 지나치게 커지고, 익스팬드성이 저하하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 점착력이 지나치게 저하하는 것을 방지하고, 이에 의해 작업물의 다이싱시에 칩 비산의 발생을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에 관한 반도체 장치의 제조 방법은, 상기한 과제를 해결하기 위해, 기재 상에 점착제층을 갖는 다이싱 필름과, 상기 점착제층 상에 설치된 다이 본드 필름을 갖는 다이싱ㆍ다이 본드 필름을 사용한 반도체 장치의 제조 방법이며, 상기 점착제층은 주 단량체로서의 아크릴산 에스테르와, 아크릴산 에스테르에 대하여 함유량이 10 내지 40mol%의 범위 내인 히드록실기 함유 단량체와, 히드록실기 함유 단량체에 대하여 함유량이 70 내지 90mol%의 범위 내인 라디칼 반응성 탄소-탄소 이중 결합을 갖는 이소시아네이트 화합물을 포함하는 중합체를 포함하여 구성되고, 또한 소정 조건하에서의 자외선 조사에 의해 경화된 것이고, 상기 다이 본드 필름은 에폭시 수지를 포함하여 구성되고, 또한 자외선 조사 후의 점착제층에 대하여 접합된 것인, 상기 다이싱ㆍ다이 본드 필름을 준비하고, 상기 다이 본드 필름 상에 반도체 웨이퍼를 압착하는 공정과, 상기 반도체 웨이퍼를 상기 다이 본드 필름과 함께 다이싱함으로써 반도체 칩을 형성하는 공정과, 상기 반도체 칩을 상기 다이 본드 필름과 함께, 상기 점착제층으로부터 박리하는 공정을 포함하고, 상기 반도체 웨이퍼의 압착 공정부터 반도체 칩의 박리 공정까지는, 상기 점착제층에 자외선을 조사하지 않고 행하는 것을 특징으로 한다.
상기 방법에 있어서는, 반도체 웨이퍼의 다이싱시에는 반도체 칩의 칩 비산의 발생을 방지함과 함께, 픽업성도 우수한 다이싱ㆍ다이 본드 필름을 사용하므로, 예를 들어 10mm×10mm 이상의 대형 반도체 칩이나 25 내지 75㎛의 극히 얇은 반도체 칩의 경우에도, 반도체 칩을 다이 본드 필름과 함께 다이싱 필름으로부터 용이하게 박리할 수 있다. 즉, 상기 방법이면, 수율을 저감시켜 반도체 장치를 제조할 수 있다.
또한, 상기 방법에서는 픽업 전에 점착제층에 대하여 자외선을 조사할 필요가 없다. 그 결과, 종래의 반도체 장치의 제조 방법과 비교하여 공정수의 저감이 도모된다. 또한, 반도체 웨이퍼가 소정의 회로 패턴을 갖는 경우에도, 자외선의 조사에 기인한 회로 패턴의 문제 발생을 방지할 수 있다. 그 결과, 신뢰성이 높은 반도체 장치의 제조가 가능하게 된다.
또한, 상기 방법에서는 구성 재료로서 에폭시 수지를 사용한 다이 본드 필름을 구비하는 다이싱ㆍ다이 본드 필름을 사용하므로, 예를 들어 반도체 웨이퍼의 다이싱시에도 다이 본드 필름의 절단면에 있어서 접착제의 풀이 비어져 나오는 현상에 기인한 절단면끼리의 재부착(블로킹)을 방지할 수 있다. 그 결과, 반도체 칩의 박리가 한층 용이해지고, 수율의 저감이 도모된다.
도 1은, 본 발명의 실시의 일 형태에 관한 다이싱ㆍ다이 본드 필름을 도시하는 단면 모식도.
도 2는, 본 발명의 다른 실시 형태에 관한 다른 다이싱ㆍ다이 본드 필름을 도시하는 단면 모식도.
도 3은, 상기 다이싱ㆍ다이 본드 필름에서의 다이 본드 필름을 개재하여 반도체 칩을 실장한 예를 도시하는 단면 모식도.
(다이싱ㆍ다이 본드 필름)
본 발명의 실시 형태에 대하여, 도 1 및 도 2를 참조하면서 설명한다. 도 1은, 본 실시 형태에 관한 다이싱ㆍ다이 본드 필름을 도시하는 단면 모식도이다. 도 2는, 본 실시 형태에 관한 다른 다이싱ㆍ다이 본드 필름을 도시하는 단면 모식도이다. 단, 설명에 불필요한 부분은 생략하고, 또한 설명을 용이하게 하기 위해 확대 또는 축소 등을 하여 도시한 부분이 있다.
도 1에 도시한 바와 같이, 다이싱ㆍ다이 본드 필름(10)은, 기재(1) 상에 점착제층(2)이 형성된 다이싱 필름과, 상기 점착제층(2) 상에 다이 본드 필름(3)을 갖는 구성이다. 또한, 본 발명은, 도 2에 도시한 바와 같이 반도체 웨이퍼 부착 부분(2a)에만 다이 본드 필름(3')을 형성한 구성이어도 된다.
상기 기재(1)는 자외선 투과성을 갖고, 또한 다이싱ㆍ다이 본드 필름(10, 11)의 강도 모체가 되는 것이다. 예를 들어, 저밀도 폴리에틸렌, 직쇄상 폴리에틸렌, 중밀도 폴리에틸렌, 고밀도 폴리에틸렌, 초저밀도 폴리에틸렌, 랜덤 공중합 폴리프로필렌, 블록 공중합 폴리프로필렌, 호모 폴리프롤렌, 폴리부텐, 폴리메틸펜텐 등의 폴리올레핀, 에틸렌-아세트산 비닐 공중합체, 아이오노머 수지, 에틸렌-(메트)아크릴산 공중합체, 에틸렌-(메트)아크릴산 에스테르 (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(종이), 유리, 유리 직물, 불소 수지, 폴리염화비닐, 폴리염화비닐리덴, 셀룰로오스계 수지, 실리콘 수지, 금속(박), 종이 등을 들 수 있다.
또한, 기재(1)의 재료로서는, 상기 수지의 가교체 등의 중합체를 들 수 있다. 상기 플라스틱 필름은 무연신으로 사용해도 되고, 필요에 따라 일축 또는 이축의 연신 처리를 실시한 것을 사용해도 된다. 연신 처리 등에 의해 열수축성을 부여한 수지 시트에 따르면, 다이싱 후에 그 기재(1)를 열수축시킴으로써 점착제층(2)과 다이 본드 필름(3, 3')의 접착 면적을 저하시켜, 반도체 칩의 회수의 용이화를 도모할 수 있다.
기재(1)의 표면은, 인접하는 층과의 밀착성, 유지성 등을 높이기 위해, 관용의 표면 처리, 예를 들어 크롬산 처리, 오존 폭로(暴露), 화염 폭로, 고압 전격 폭로, 이온화 방사선 처리 등의 화학적 또는 물리적 처리, 하도제(下塗劑)(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 몇종을 블렌드한 것을 사용할 수 있다. 또한, 기재(1)에는 대전 방지능을 부여하기 위해, 상기한 기재(1) 상에 금속, 합금, 이들의 산화물 등으로 이루어지는 두께 30 내지 500Å 정도의 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.
상기 점착제층(2)은 자외선 경화형 점착제를 포함하여 구성되어 있고, 미리 자외선의 조사에 의해 경화되어 있다. 경화되어 있는 부분은 점착제층(2)의 전체 영역일 필요는 없고, 점착제층(2)의 반도체 웨이퍼 부착 부분(3a)에 대응하는 부분(2a)이 적어도 경화되어 있으면 된다(도 1 참조). 점착제층(2)은 다이 본드 필름(3)과의 접합 전에 자외선 조사에 의해 경화된 것이므로, 그 표면은 단단하게 되어 있고, 점착제층(2)과 다이 본드 필름(3)의 계면에서 과도하게 밀착성이 커지는 것을 억제하고 있다. 이에 의해, 점착제층(2)과 다이 본드 필름(3) 사이의 투묘 효과를 감소시키고, 박리성의 향상을 도모하고 있다.
또한, 도 2에 도시하는 다이 본드 필름(3')에 맞추어 자외선 경화형의 점착제층(2)을 미리 경화시켜 둠으로써, 점착제층(2)과 다이 본드 필름(3)의 계면에서 과도하게 밀착성이 커지는 것을 억제하고 있다. 이에 의해, 픽업시에는 점착제층(2)으로부터 다이 본드 필름(3')이 용이하게 박리되는 성질을 갖춘다. 한편, 점착제층(2)의 다른 부분(2b)은 자외선이 조사되어 있지 않으므로 미경화이고, 상기 부분(2a)보다도 점착력이 크다. 이에 의해, 다른 부분(2b)에 다이싱 링(12)을 부착한 경우에는, 다이싱 링(12)을 확실하게 접착 고정할 수 있다.
전술한 바와 같이, 도 1에 도시하는 다이싱ㆍ다이 본드 필름(10)의 점착제층(2)에 있어서, 미경화의 자외선 경화형 점착제에 의해 형성되어 있는 상기 부분(2b)은 다이 본드 필름(3)과 점착하여, 다이싱할 때의 유지력을 확보할 수 있다. 이와 같이 자외선 경화형 점착제는, 반도체 칩을 기판 등의 피착체에 고착하기 위한 다이 본드 필름(3)을, 접착ㆍ박리의 밸런스 좋게 지지할 수 있다. 도 2에 도시하는 다이싱ㆍ다이 본드 필름(11)의 점착제층(2)에 있어서는, 상기 부분(2b)이 다이싱 링을 고정할 수 있다. 다이싱 링은, 예를 들어 스테인리스제 등의 금속으로 이루어지는 것이나 수지제의 것을 사용할 수 있다.
다이싱ㆍ다이 본드 필름(10)에 있어서, 점착제층(2)에서의 상기 부분(2a)의 반도체 웨이퍼 부착 부분(3a)에 대한 점착력은, 상기 다른 부분(2b)의 반도체 웨이퍼 부착 부분(3a)과는 다른 부분(3b)에 대한 점착력보다도 작아지도록 설계되어 있다. 상온(23℃)에서의 점착력(박리 각도 15도, 박리 속도 300㎜/분)에 기초하여, 상기 부분(2a)의 점착력은, 웨이퍼의 고정 유지력이나 형성한 칩의 회수성 등의 점에서 0.5 내지 1.5N/10㎜인 것이 바람직하다. 점착력이 0.5N/10㎜ 미만이면 반도체 칩의 접착 고정이 불충분해지므로, 다이싱시에 칩 비산을 발생시키는 경우가 있다. 또한, 점착력이 1.5N/10㎜를 초과하면 점착제층(2)은 다이 본드 필름(3)을 너무 과도하게 접착하므로, 반도체 칩의 픽업이 곤란해지는 경우가 있다. 한편, 상기 다른 부분(2b)의 점착력은 0.5 내지 10N/10㎜, 나아가 1 내지 5N/10㎜인 것이 바람직하다. 상기 부분(2a)이 낮은 점착력이라도, 상기 다른 부분(2b)의 점착력에 의해 칩 비산 등의 발생을 억제하고, 웨이퍼 가공을 위해 필요한 유지력을 발휘시킬 수 있다.
다이싱ㆍ다이 본드 필름(11)에 있어서, 점착제층(2)에서의 상기 부분(2a)의 반도체 웨이퍼 부착 부분(3a)에 대한 점착력은, 상기 다른 부분(2b)의 다이싱 링(12)에 대한 점착력보다도 작아지도록 설계되어 있다. 반도체 웨이퍼 부착 부분(3a)에 대한 상기 부분(2a)의 점착력(상기 동일 조건)은, 상기와 마찬가지로 0.5 내지 1.5N/10㎜인 것이 바람직하다. 한편, 다이싱 링(12)에 대한 상기 다른 부분(2b)의 점착력은 0.05 내지 10N/10㎜, 나아가 0.1 내지 5N/10㎜인 것이 바람직하다. 상기 부분(2a)이 낮은 박리 점착력이라도, 상기 다른 부분(2b)의 점착력에 의해 칩 비산 등의 발생을 억제하고, 웨이퍼 가공에 충분한 유지력을 발휘시킬 수 있다. 또한, 이들 점착력은 상온(23℃), 박리 각도 180도, 인장 속도 300㎜/분에서의 측정값에 기초한다.
또한, 다이싱ㆍ다이 본드 필름(10, 11)에 있어서, 반도체 웨이퍼 부착 부분(3a)의, 반도체 웨이퍼에 대한 점착력은, 상기 부분(2a)에 대한 점착력보다도 커지도록 설계하는 것이 바람직하다. 반도체 웨이퍼에 대한 점착력은, 그 종류에 따라 적절하게 조정된다. 반도체 웨이퍼 부착 부분(3a)의 상기 부분(2a)에 대한 점착력(상기 동일 조건)은 0.05 내지 10N/10㎜, 나아가 1 내지 5N/10㎜인 것이 바람직하다. 한편, 반도체 웨이퍼 부착 부분(3a)의 반도체 웨이퍼에 대한 점착력(상기 동일 조건)은 다이싱시, 픽업시, 다이 본드시의 신뢰성, 픽업성의 점에서 0.5 내지 15N/10㎜ 이하, 나아가 1 내지 15N/10㎜인 것이 바람직하다.
여기에서, 반도체 웨이퍼(4)의 직경을 r1로 하고, 점착제층(2)에서의 상기 부분(2a)의 직경을 r2로 하고, 다이 본드 필름(3)에서의 반도체 웨이퍼 부착 부분(3a)[또는 다이 본드 필름(3')]의 직경을 r3으로 한 경우, r1＜r2＜r3의 관계를 충족하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 반도체 웨이퍼(4)의 전체면을 다이 본드 필름(3, 3') 상에 접착 고정함과 함께, 반도체 웨이퍼 부착 부분(3a)[또는 다이 본드 필름(3')]의 주연부를 상기 다른 부분(2b)에 접착 고정할 수 있다. 상기 다른 부분(2b)의 점착력은 상기 부분(2a)보다도 크기 때문에, 상기 주연부에 있어서 반도체 웨이퍼 부착 부분(3a)[또는 다이 본드 필름(3')]의 접착 고정이 가능해진다. 그 결과, 다이싱시에 칩 비산의 발생을 한층 더 방지할 수 있다.
상기 자외선 경화형 점착제는, 라디칼 반응성 탄소-탄소 이중 결합 등의 자외선 경화성의 관능기를 갖고, 또한 점착성을 나타내는 것을 사용한다. 자외선 경화형 점착제로서는, 예를 들어 아크릴계 점착제에, 자외선 경화성의 단량체 성분이나 올리고머 성분을 배합한 첨가형의 자외선 경화형 점착제를 예시할 수 있다. 아크릴계 점착제는 아크릴계 중합체를 베이스 중합체로 하는 점착제이며, 반도체 웨이퍼나 유리 등의 오염을 꺼리는 전자 부품의 초순수나 알코올 등의 유기 용제에 의한 청정 세정성 등의 점에서 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 아크릴계 중합체로서는, 아크릴산 에스테르를 주 단량체 성분으로서 사용한 것을 들 수 있다. 상기 아크릴산 에스테르로서는, 예를 들어 아크릴산 알킬에스테르(예를 들어, 메틸에스테르, 에틸에스테르, 프로필에스테르, 이소프로필에스테르, 부틸에스테르, 이소부틸에스테르, sec-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 아크릴산 시클로알킬에스테르(예를 들어, 시클로펜틸에스테르, 시클로헥실에스테르 등) 등을 들 수 있다. 이들 단량체는 단독으로 또는 2종 이상을 병용하여 사용해도 된다.
상기에 예시한 아크릴산 에스테르 중, 본 발명에 있어서는 화학식 CH2=CHCOOR(식 중, R은 탄소수 6 내지 10, 보다 바람직하게는 탄소수 8 내지 9의 알킬기임)로 표시되는 단량체를 사용하는 것이 바람직하다. 탄소수가 6 미만이면, 박리력이 지나치게 커져 픽업성이 저하하는 경우가 있다. 한편, 탄소수가 10을 초과하면, 다이 본드 필름과의 접착성이 저하하고, 그 결과, 다이싱시에 칩 비산이 발생하는 경우가 있다. 또한, 아크릴산 에스테르가 화학식 CH2=CHCOOR로 표시되는 경우, 그 함유량은 전체 단량체 성분에 대하여 50 내지 91mol%가 바람직하고, 80 내지 87mol%가 보다 바람직하다. 함유량이 50mol% 미만이면, 박리력이 지나치게 커져 픽업성이 저하하는 경우가 있다. 한편, 91mol%를 초과하면, 점착성이 저하하여 다이싱시에 칩 비산이 발생하는 경우가 있다. 또한, 상기 화학식으로 표시되는 단량체 중 아크릴산 2-에틸헥실, 아크릴산 이소옥틸이 특히 바람직하다.
상기 아크릴계 중합체는, 상기 아크릴산 에스테르와 공중합 가능한 히드록실기 함유 단량체를 필수 성분으로서 포함한다. 히드록실기 함유 단량체로서는, 예를 들어 (메트)아크릴산 2-히드록시에틸, (메트)아크릴산 2-히드록시프로필, (메트)아크릴산 4-히드록시부틸, (메트)아크릴산 6-히드록시헥실, (메트)아크릴산 8-히드록시옥틸, (메트)아크릴산 10-히드록시데실, (메트)아크릴산 12-히드록시라우릴, (4-히드록시메틸시클로헥실)메틸 (메트)아크릴레이트 등을 들 수 있다.
상기 히드록실기 함유 단량체의 함유량은, 아크릴산 에스테르에 대하여 10 내지 40mol%의 범위 내인 것이 바람직하고, 15 내지 30mol%의 범위 내인 것이 보다 바람직하다. 함유량이 10mol% 미만이면, 자외선 조사 후의 가교가 부족하고, 픽업성이 저하하는 경우가 있다. 한편, 함유량이 40mol%를 초과하면, 점착제의 극성이 높아지고, 다이 본드 필름과의 상호 작용이 높아짐으로써 박리가 곤란해진다.
상기 아크릴계 중합체는 응집력, 내열성 등의 개질을 목적으로 하여, 필요에 따라 상기 아크릴산 알킬에스테르 또는 시클로알킬에스테르와 공중합 가능한 다른 단량체 성분에 대응하는 단위를 포함해도 된다. 이러한 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; 스티렌술폰산, 알릴술폰산, 2-(메트)아크릴아미도-2-메틸프로판술폰산, (메트)아크릴아미도프로판술폰산, 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 이상을 사용할 수 있다. 이들 공중합 가능한 단량체의 사용량은, 전체 단량체 성분의 40중량% 이하가 바람직하다. 단, 상기 카르복실기 함유 단량체의 경우, 그 카르복실기와 다이 본드 필름(3) 중의 에폭시 수지에서의 에폭시기가 반응함으로써, 점착제층(2)과 다이 본드 필름(3)의 경계면이 소실되고, 양자의 박리성이 저하하는 경우가 있다. 따라서, 카르복실기 함유 단량체의 사용량은, 전체 단량체 성분의 0 내지 3중량% 이하가 바람직하다. 그 밖에 히드록실기 함유 단량체나 글리시딜기 함유 단량체도 에폭시 수지에서의 에폭시기와 반응할 수 있으므로, 카르복실기 함유 단량체의 경우와 마찬가지로 하는 것이 바람직하다. 또한, 이들 단량체 성분 중, 본 발명의 점착제층(2)은 아크릴산을 포함하지 않는 쪽이 바람직하다. 아크릴산은 다이 본드 필름(3)에 물질 확산하고, 점착제층(2)과 다이 본드 필름(3)의 경계면을 소실시켜 박리성을 저하시키는 경우가 있기 때문이다.
여기에서, 상기 아크릴계 중합체는, 공중합용 단량체 성분으로서 다관능성 단량체를 포함하지 않는다. 이에 의해, 다관능성 단량체가 다이 본드 필름에 물질 확산하는 일이 없어지고, 점착제층(2)과 다이 본드 필름(3)의 경계면이 소실하는 것에 의한 픽업성의 저하를 방지할 수 있다.
또한, 상기 아크릴계 중합체는, 라디칼 반응성 탄소-탄소 이중 결합을 갖는 이소시아네이트 화합물을 필수 성분으로서 포함한다. 상기 이소시아네이트 화합물로서는, 예를 들어 메타크릴로일 이소시아네이트, 2-메타크릴로일옥시에틸 이소시아네이트, 2-아크릴로일옥시에틸 이소시아네이트, m-이소프로페닐-α,α-디메틸벤질 이소시아네이트 등을 들 수 있다.
상기 라디칼 반응성 탄소-탄소 이중 결합을 갖는 이소시아네이트 화합물의 함유량은, 히드록실기 함유 단량체에 대하여 함유량이 70 내지 90mol%의 범위 내인 것이 바람직하고, 75 내지 85mol%의 범위 내인 것이 보다 바람직하다. 함유량이 70mol% 미만이면, 자외선 조사 후의 가교가 부족하고, 픽업성이 저하하는 경우가 있다. 한편, 함유량이 90mol%를 초과하면, 점착제의 극성이 높아지고 다이 본드 필름과의 상호 작용이 높아짐으로써 박리가 곤란해지고 픽업성이 저하한다.
상기 아크릴계 중합체는, 단일 단량체 또는 2종 이상의 단량체 혼합물을 중합에 사용함으로써 얻어진다. 중합은 용액 중합, 유화 중합, 괴상 중합, 현탁 중합 등의 어느 방식으로 행할 수도 있다. 청정한 피착체에의 오염 방지 등의 점에서 저분자량 물질의 함유량이 작은 것이 바람직하다. 이 점에서 아크릴계 중합체의 중량 평균 분자량은, 바람직하게는 35만 내지 100만, 더욱 바람직하게는 45만 내지 80만 정도이다.
또한, 상기 점착제에는, 자외선 조사 전의 점착력이나, 자외선 조사 후의 점착력을 조정하기 위해, 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 의해, 나아가 점착제로서의 사용 용도에 의해 적절하게 결정된다. 일반적으로는, 상기 베이스 중합체 100중량부에 대하여 20중량부 정도 이하, 나아가 0.1 내지 10중량부 배합하는 것이 바람직하다. 또한, 점착제에는, 필요에 따라 상기 성분 이외에 종래 공지의 각종 점착 부여제, 노화 방지제 등의 첨가제를 사용해도 된다.
배합하는 상기 자외선 경화성의 단량체 성분으로서는, 예를 들어 우레탄 올리고머, 우레탄 (메트)아크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리(메트)아크릴레이트, 테트라메틸올메탄 테트라(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트리(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 테트라(메트)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 모노히드록시펜타(메트)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 헥사(메트)아크릴레이트, 1,4-부탄디올 디(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 범위인 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 40 내지 150중량부 정도이다.
또한, 자외선 경화형 점착제로서는, 상기 설명한 첨가형의 자외선 경화형 점착제 외에, 베이스 중합체로서, 라디칼 반응성 탄소-탄소 이중 결합을 중합체 측쇄 또는 주쇄 중 혹은 주쇄 말단에 갖는 것을 사용한 내재형의 자외선 경화형 점착제를 들 수 있다. 내재형의 자외선 경화형 점착제는, 저분자량 성분인 올리고머 성분 등을 함유할 필요가 없거나, 또는 대부분은 포함하지 않기 때문에, 경시적으로 올리고머 성분 등이 점착제 중을 이동하지 않고, 안정된 층 구조의 점착제층을 형성할 수 있기 때문에 바람직하다.
상기 라디칼 반응성 탄소-탄소 이중 결합을 갖는 베이스 중합체는, 라디칼 반응성 탄소-탄소 이중 결합을 갖고, 또한 점착성을 갖는 것을 특별히 제한없이 사용할 수 있다. 이러한 베이스 중합체로서는, 아크릴계 중합체를 기본 골격으로 하는 것이 바람직하다. 아크릴계 중합체의 기본 골격으로서는, 상기 예시한 아크릴계 중합체를 들 수 있다.
상기 아크릴계 중합체에의 라디칼 반응성 탄소-탄소 이중 결합의 도입법은 특별히 제한되지 않고, 여러가지 방법을 채용할 수 있지만, 라디칼 반응성 탄소-탄소 이중 결합은 중합체 측쇄에 도입하는 것이 분자 설계의 점에서 용이하다. 예를 들어, 미리 아크릴계 중합체에 히드록실기를 갖는 단량체를 공중합한 후, 이 히드록실기와 반응할 수 있는 이소시아네이트기 및 라디칼 반응성 탄소-탄소 이중 결합을 갖는 이소시아네이트 화합물을, 라디칼 반응성 탄소-탄소 이중 결합의 자외선 경화성을 유지한 채 축합 또는 부가 반응시키는 방법을 들 수 있다. 이소시아네이트기 및 라디칼 반응성 탄소-탄소 이중 결합을 갖는 이소시아네이트 화합물로서는, 상기에 예시한 것을 들 수 있다. 또한, 아크릴계 중합체로서는, 상기 예시의 히드록시기 함유 단량체나 2-히드록시에틸비닐에테르, 4-히드록시부틸비닐에테르, 디에틸렌글리콜 모노비닐에테르의 에테르계 화합물 등을 공중합한 것이 사용된다.
상기 내재형의 자외선 경화형 점착제는, 상기 라디칼 반응성 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 5 내지 500중량부, 바람직하게는 40 내지 150중량부 정도이다.
상기 자외선 경화형 점착제에는, 자외선 등에 의해 경화시키는 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 광 활성 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; 할로겐화 케톤; 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.
다이싱ㆍ다이 본드 필름(10)의 점착제층(2)에 있어서는, 상기 부분(2a)의 점착력 < 그 밖의 부분(2b)의 점착력이 되도록 점착제층(2)의 일부를 자외선 조사해도 된다. 즉, 기재(1)의 적어도 한쪽 면의 반도체 웨이퍼 부착 부분(3a)에 대응하는 부분 이외의 부분의 전부 또는 일부가 차광된 것을 사용하여, 여기에 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 될 수 있는 것을 인쇄나 증착 등으로 제작할 수 있다.
또한, 자외선 조사시에 산소에 의한 경화 저해가 일어나는 경우에는, 자외선 경화형의 점착제층(2)의 표면으로부터 산소(공기)를 차단하는 것이 바람직하다. 그 방법으로서는, 예를 들어 점착제층(2)의 표면을 세퍼레이터로 피복하는 방법이나, 질소 가스 분위기 중에서 자외선 등의 자외선의 조사를 행하는 방법 등을 들 수 있다.
점착제층(2)의 두께는, 특별히 한정되지 않지만, 칩 절단면의 이지러짐 방지나 다이 본드 필름(3)의 고정 유지의 양립성 등의 점으로부터는 1 내지 50㎛ 정도인 것이 바람직하다. 바람직하게는 2 내지 30㎛, 나아가 5 내지 25㎛가 바람직하다.
다이 본드 필름(3)은, 예를 들어 접착제층의 단층만으로 이루어지는 구성으로 할 수 있다. 또한, 유리 전이 온도가 다른 열가소성 수지, 열경화 온도가 다른 열경화성 수지를 적절하게 조합하여, 2층 이상의 다층 구조로 해도 된다. 또한, 반도체 웨이퍼의 다이싱 공정에서는 절삭수를 사용하기 때문에, 다이 본드 필름(3)이 흡습하여, 보통 이상의 함수율로 되는 경우가 있다. 이러한 고함수율 상태로 기판 등에 접착시키면, 후경화의 단계에서 접착 계면에 수증기가 모여 부유가 발생하는 경우가 있다. 따라서, 다이 접착용 접착제로서는, 투습성이 높은 코어 재료를 다이 접착제 사이에 끼운 구성으로 함으로써, 후경화의 단계에서는, 수증기가 필름을 통과하여 확산하고, 이러한 문제를 피하는 것이 가능해진다. 이러한 관점에서, 다이 본드 필름(3)은 코어 재료의 한쪽면 또는 양면에 접착제층을 형성한 다층 구조로 해도 된다.
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.
본 발명에 관한 다이 본드 필름(3)은, 에폭시 수지를 주성분으로서 포함하여 구성된다. 에폭시 수지는, 반도체 소자를 부식시키는 이온성 불순물 등의 함유가 적은 점에서 바람직하다. 상기 에폭시 수지로서는, 접착제 조성물로서 일반적으로 사용되는 것이면 특별히 한정은 없고, 예를 들어 비스페놀 A형, 비스페놀 F형, 비스페놀 S형, 브롬화 비스페놀 A형, 수소 첨가 비스페놀 A형, 비스페놀 AF형, 비페닐형, 나프탈렌형, 플루오렌형, 페놀노볼락형, 오르토크레졸노볼락형, 트리스히드록시페닐메탄형, 테트라페닐올에탄형 등의 2관능 에폭시 수지나 다관능 에폭시 수지, 또는 히단토인형, 트리스글리시딜이소시아누레이트형 혹은 글리시딜아민형 등의 에폭시 수지가 사용된다. 이들은 단독으로 또는 2종 이상을 병용하여 사용할 수 있다. 이들 에폭시 수지 중 노볼락형 에폭시 수지, 비페닐형 에폭시 수지, 트리스히드록시페닐메탄형 수지 또는 테트라페닐올에탄형 에폭시 수지가 특히 바람직하다. 이들 에폭시 수지는, 경화제로서의 페놀 수지와의 반응성이 풍부하고, 내열성 등이 우수하기 때문이다.
또한, 다이 본드 필름(3)은, 적절하게 필요에 따라 그 밖의 열경화성 수지나 열가소성 수지를 병용시킬 수 있다. 상기 열경화성 수지로서는, 페놀 수지, 아미노 수지, 불포화 폴리에스테르 수지, 폴리우레탄 수지, 실리콘 수지, 또는 열경화성 폴리이미드 수지 등을 들 수 있다. 이들 수지는 단독으로 또는 2종 이상을 병용하여 사용할 수 있다. 또한, 에폭시 수지의 경화제로서는 페놀 수지가 바람직하다.
또한, 상기 페놀 수지는, 상기 에폭시 수지의 경화제로서 작용하는 것이며, 예를 들어 페놀노볼락 수지, 페놀아랄킬 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. 이들 페놀 수지 중 페놀노볼락 수지, 페놀아랄킬 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 쉽게 열화되기 때문이다.
상기 열가소성 수지로서는, 천연 고무, 부틸 고무, 이소프렌 고무, 클로로프렌 고무, 에틸렌-아세트산 비닐 공중합체, 에틸렌-아크릴산 공중합체, 에틸렌-아크릴산 에스테르 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. 이들 열가소성 수지는 단독으로 또는 2종 이상을 병용하여 사용할 수 있다. 이들 열가소성 수지 중, 이온성 불순물이 적고 내열성이 높으며, 반도체 소자의 신뢰성을 확보할 수 있는 아크릴 수지가 특히 바람직하다.
상기 아크릴 수지로서는, 특별히 한정되는 것은 아니며, 탄소수 30 이하, 특히 탄소수 4 내지 18의 직쇄 또는 분지의 알킬기를 갖는 아크릴산 또는 메타크릴산의 에스테르 중 1종 또는 2종 이상을 성분으로 하는 중합체 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.
또한, 상기 중합체를 형성하는 다른 단량체로서는, 특별히 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 아크릴산, 메타크릴산, 카르복시에틸아크릴레이트, 카르복시펜틸아크릴레이트, 이타콘산, 말레산, 푸마르산 혹은 크로톤산 등과 같은 카르복실기 함유 단량체, 무수 말레산 혹은 무수 이타콘산 등과 같은 산 무수물 단량체, (메트)아크릴산 2-히드록시에틸, (메트)아크릴산 2-히드록시프로필, (메트)아크릴산 4-히드록시부틸, (메트)아크릴산 6-히드록시헥실, (메트)아크릴산 8-히드록시옥틸, (메트)아크릴산 10-히드록시데실, (메트)아크릴산 12-히드록시라우릴 혹은 (4-히드록시메틸시클로헥실)-메틸아크릴레이트 등과 같은 히드록실기 함유 단량체, 스티렌술폰산, 알릴술폰산, 2-(메트)아크릴아미도-2-메틸프로판술폰산, (메트)아크릴아미도프로판술폰산, 술포프로필(메트)아크릴레이트 혹은 (메트)아크릴로일옥시나프탈렌술폰산 등과 같은 술폰산기 함유 단량체, 또는 2-히드록시에틸아크릴로일포스페이트 등과 같은 인산기 함유 단량체를 들 수 있다.
다이 본드 필름(3)의 접착제층에는, 미리 어느 정도 가교시켜 두기 위해, 제조시에 중합체의 분자쇄 말단의 관능기 등과 반응하는 다관능성 화합물을 가교제로서 첨가시켜 두는 것이 바람직하다. 이에 의해, 고온하에서의 접착 특성을 향상시키고, 내열성의 개선을 도모한다.
또한, 다이 본드 필름(3)의 접착제층에는, 필요에 따라 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, 브롬화 에폭시 수지 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 또는 2종 이상을 병용하여 사용할 수 있다. 상기 실란 커플링제로서는, 예를 들어 β-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸 트리메톡시실란, γ-글리시독시프로필 트리메톡시실란, γ-글리시독시프로필메틸 디에톡시실란 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.
다이 본드 필름(3)의 두께는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 5 내지 100㎛ 정도, 바람직하게는 5 내지 50㎛ 정도이다.
다이싱ㆍ다이 본드 필름(10, 11)에는 대전 방지능을 갖게 할 수 있다. 이에 의해, 그 접착시 및 박리시 등에서의 정전기의 발생이나 그에 의한 반도체 웨이퍼의 대전으로 회로가 파괴되는 것 등을 방지할 수 있다. 대전 방지능의 부여는, 기재(1), 점착제층(2) 내지 다이 본드 필름(3)에 대전 방지제나 도전성 물질을 첨가하는 방법, 기재(1)에의 전하 이동 착체나 금속막 등으로 이루어지는 도전층의 부설 등, 적절한 방식으로 행할 수 있다. 이들 방식으로서는, 반도체 웨이퍼를 변질시킬 우려가 있는 불순물 이온이 발생하기 어려운 방식이 바람직하다. 도전성의 부여, 열전도성의 향상 등을 목적으로서 배합되는 도전성 물질(도전 필러)로서는 은, 알루미늄, 금, 구리, 니켈, 도전성 합금 등의 구 형상, 침 형상, 플레이크 형상의 금속분, 알루미나 등의 금속 산화물, 아몰퍼스 카본 블랙, 그래파이트 등을 들 수 있다. 단, 상기 다이 본드 필름(3, 3')은 비도전성인 것이 전기적으로 누설되지 않도록 할 수 있는 점에서 바람직하다.
상기 다이싱ㆍ다이 본드 필름(10, 11)의 다이 본드 필름(3, 3')은, 세퍼레이터에 의해 보호되어 있는 것이 바람직하다(도시하지 않음). 세퍼레이터는 실용적으로 이용될 때까지 다이 본드 필름(3, 3')을 보호하는 보호재로서의 기능을 갖고 있다. 또한, 세퍼레이터는, 점착제층(2)에 다이 본드 필름(3, 3')을 전사할 때의 지지 기재로서 사용할 수 있다. 세퍼레이터는 다이싱ㆍ다이 본드 필름의 다이 본드 필름(3, 3') 상에 반도체 웨이퍼를 접착할 때에 박리된다. 세퍼레이터로서는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌, 폴리프로필렌이나, 불소계 박리제, 장쇄 알킬아크릴레이트계 박리제 등의 박리제에 의해 표면 코팅된 플라스틱 필름이나 종이 등도 사용 가능하다.
(다이싱ㆍ다이 본드 필름의 제조 방법)
다음으로, 본 발명의 다이싱ㆍ다이 본드 필름의 제조 방법에 대하여 다이싱ㆍ다이 본드 필름(10)을 예로 들어 설명한다. 우선, 기재(1)는 종래 공지의 제막 방법에 의해 제막할 수 있다. 당해 제막 방법으로서는, 예를 들어 캘린더 제막법, 유기 용매 중에서의 캐스팅법, 밀폐계에서의 인플레이션 압출법, T다이 압출법, 공압출법, 건식 라미네이트법 등을 예시할 수 있다.
다음으로, 기재(1) 상에 점착제 조성물을 도포하여 도포막을 형성한 후, 상기 도포막을 소정 조건하에서 건조시켜(필요에 따라 가열 가교시켜), 점착제층 전구체를 형성한다. 도포 방법으로서는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어 롤 도포 시공, 스크린 도포 시공, 그라비아 도포 시공 등을 들 수 있다. 또한, 건조 조건으로서는 도포막의 두께나 재료 등에 따라 다양하게 설정된다. 구체적으로는, 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 건조시켜 점착제층 전구체를 형성해도 된다. 그 후, 기재(1) 상에 점착제층 전구체를 전사한다. 이와 같이 하여 형성된 점착제층 전구체는 소정 조건하에서 자외선 조사되고, 이에 의해 점착제층(2)이 형성된다. 자외선의 조사 조건으로서는, 그 적산 광량이 30 내지 10000mJ/㎠로 되는 범위 내인 것이 바람직하고, 100 내지 500mJ/㎠로 되는 범위 내인 것이 보다 바람직하다. 자외선의 조사가 30mJ/㎠ 미만이면, 점착제층의 경화가 불충분해지는 경우가 있다. 그 결과, 다이 본드 필름과의 밀착성이 증대하여, 픽업성의 저하를 초래한다. 또한 픽업 후, 다이 본드 필름에 풀 잔량이 발생한다. 한편, 자외선의 조사가 1000mJ/㎡를 초과하면, 기재에 대하여 열적 손상을 주는 경우가 있다. 또한, 점착제층의 경화가 과도하게 진행되어 인장 탄성률이 지나치게 커지고, 익스팬드성이 저하한다. 또한, 점착력이 과도하게 저하하고, 이에 의해 반도체 웨이퍼의 다이싱시에 칩 비산이 발생하는 경우가 있다.
다음으로, 다이 본드 필름(3)을 형성하기 위한 형성 재료를 박리지 상에 소정 두께가 되도록 도포하고, 또한 소정 조건하에서 건조하여 다이 본드 필름(3)을 형성한다. 이 다이 본드 필름(3)을 상기 점착제층(2) 상에 전사함으로써, 다이싱ㆍ다이 본드 필름을 형성한다. 이상에 의해, 본 발명에 관한 다이싱ㆍ다이 본드 필름(10)을 얻을 수 있다.
(반도체 장치의 제조 방법)
본 발명의 다이싱ㆍ다이 본드 필름(11)을 사용한 반도체 장치의 제조 방법에 대하여 도 3을 참조하면서 설명한다.
우선, 다이싱ㆍ다이 본드 필름(11)에서의 다이 본드 필름(3') 상에 반도체 웨이퍼(4)를 압착하고, 이를 접착 유지시켜 고정한다(마운트 공정). 본 공정은 압착 롤 등의 가압 수단에 의해 가압하면서 행한다.
다음으로, 반도체 웨이퍼(4)의 다이싱을 행한다. 이에 의해, 반도체 웨이퍼(4)를 소정 크기로 절단하여 개별 조각화하고, 반도체 칩(5)을 형성한다. 다이싱은, 예를 들어 반도체 웨이퍼(4)의 회로면측으로부터 통상의 방법에 따라 행하여진다. 또한, 본 공정에서는, 예를 들어 다이 본드 필름(3)까지 완전히 절입을 행하는 풀 커트라 불리는 절단 방식 등을 채용할 수 있다. 다이 본드 필름(3)은 에폭시 수지를 포함하여 구성되므로, 다이싱에 의해 절단되어도, 그 절단면에 있어서 접착제의 풀이 비어져 나오는 현상이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 그 결과, 절단면끼리 재부착(블로킹)하는 것을 방지하고, 후술하는 픽업을 한층 양호하게 행할 수 있다. 본 공정에서 사용하는 다이싱 장치로서는 특별히 한정되지 않고, 종래 공지의 것을 사용할 수 있다. 또한, 반도체 웨이퍼(4)는 다이 본드 필름(3)에 의해 접착 고정되어 있으므로, 칩 이지러짐이나 칩 비산을 억제할 수 있음과 함께, 반도체 웨이퍼(4)의 파손도 억제할 수 있다. 또한, 다이싱에 의해 점착제층(2)에까지 절입이 행하여진 경우에도, 점착제층(2)은 자외선 조사에 의해 경화되어 있으므로, 보푸라기 등의 발생도 방지된다.
다음으로, 다이싱ㆍ다이 본드 필름(11)의 익스팬드를 행한다. 익스팬드는 종래 공지의 익스팬드 장치를 사용하여 행한다. 익스팬드 장치는, 다이싱 링을 통해 다이싱ㆍ다이 본드 필름(11)을 하방으로 밀어내리는 것이 가능한 도넛 형상의 외부 링과, 상기 외부 링보다도 직경이 작고 다이싱ㆍ다이 본드 필름(11)을 지지하는 내부 링을 갖고 있다. 다이싱ㆍ다이 본드 필름(11)에서는, 점착제층(2)에서의 상기 부분(2a)만이 자외선 조사에 의해 경화되고, 그 밖의 부분(2b)은 미경화이므로, 파단되지 않고 인접하는 반도체 칩간의 간극을 충분히 넓힐 수 있다. 그 결과, 후술하는 픽업시에, 반도체 칩끼리 접촉하여 파손되는 것을 방지할 수 있다.
다이싱ㆍ다이 본드 필름(10)에 접착 고정된 반도체 칩(5)을 박리하기 위해, 반도체 칩(5)의 픽업을 행한다. 픽업은 점착제층(2)에 대하여 자외선을 조사하지 않고 행하여진다. 픽업의 방법으로서는 특별히 한정되지 않고, 종래 공지의 다양한 방법을 채용할 수 있다. 예를 들어, 개개의 반도체 칩(5)을 다이싱ㆍ다이 본드 필름(10)측으로부터 니들에 의해 밀어올리고, 밀어올려진 반도체 칩(5)을 픽업 장치에 의해 픽업하는 방법 등을 들 수 있다. 본 발명의 다이싱ㆍ다이 본드 필름(10)에서는, 점착제층(2)과 다이 본드 필름(3)의 박리성이 양호하므로, 예를 들어 니들수를 저감하거나, 밀어올림량을 작게 해도 수율을 저감하여 픽업을 행할 수 있다.
픽업한 반도체 칩(5)은, 다이 본드 필름(3a)을 개재하여 피착체(6)에 접착 고정한다(다이 본드). 피착체(6)는 히트 블록(9) 상에 적재되어 있다. 피착체(6)로서는 리드 프레임, TAB 필름, 기판 또는 별도 제작한 반도체 칩 등을 들 수 있다. 피착체(6)는, 예를 들어 용이하게 변형되는 변형형 피착체이어도 되고, 변형하는 것이 곤란한 비변형형 피착체(반도체 웨이퍼 등)이어도 된다.
상기 기판으로서는, 종래 공지의 것을 사용할 수 있다. 또한, 상기 리드 프레임으로서는 Cu 리드 프레임, 42 얼로이(Alloy) 리드 프레임 등의 금속 리드 프레임이나 유리 에폭시, BT(비스말레이미드-트리아진), 폴리이미드 등으로 이루어지는 유기 기판을 사용할 수 있다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 반도체 소자를 마운트하고, 반도체 소자와 전기적으로 접속하여 사용 가능한 회로 기판도 포함된다.
다이 본드 필름(3)이 열경화형인 경우에는, 가열 경화에 의해 반도체 칩(5)을 피착체(6)에 접착 고정하고, 내열 강도를 향상시킨다. 또한, 다이 본드 필름(3a)을 개재하여 반도체 칩(5)이 기판 등에 접착 고정된 것은, 리플로우 공정에 이용될 수 있다. 그 후, 기판의 단자부(내측 리드)의 선단과 반도체 칩(5) 상의 전극 패드(도시하지 않음)를 본딩 와이어(7)로 전기적으로 접속하는 와이어 본딩을 행하고, 또한 반도체 칩을 밀봉 수지(8)로 밀봉하고, 당해 밀봉 수지(8)를 후경화한다. 이에 의해, 본 실시 형태에 관한 반도체 장치가 제작된다.
<실시예>
이하에, 본 발명의 적합한 실시예를 예시적으로 상세하게 설명한다. 단, 이 실시예에 기재되어 있는 재료나 배합량 등은, 특별히 한정적인 기재가 없는 한은, 본 발명의 범위를 그것들에만 한정하는 취지의 것은 아니며, 단순한 설명예에 지나지 않는다. 또한, 각 예 중, 부는 특별한 기재가 없는 한 모두 중량 기준이다.
(실시예 1)
<다이싱 필름의 제작>
냉각관, 질소 도입관, 온도계 및 교반 장치를 구비한 반응 용기에, 아크릴산 2-에틸헥실(이하,「2EHA」라 함) 88.8부, 아크릴산-2-히드록시에틸(이하,「HEA」라 함) 11.2부, 과산화벤조일 0.2부 및 톨루엔 65부를 넣고, 질소 기류 중에서 61℃로 6시간 중합 처리를 하여, 중량 평균 분자량 85만의 아크릴계 중합체 A를 얻었다. 중량 평균 분자량은 하기와 같다. 2EHA와 HEA의 몰비는 100mol 대 20mol로 하였다.
이 아크릴계 중합체 A에 2-메타크릴로일옥시에틸 이소시아네이트(이하,「MOI」라 함) 12부(HEA에 대하여 80mol%)를 첨가하고, 공기 기류 중에서 50℃로 48시간 부가 반응 처리를 하여, 아크릴계 중합체 A'를 얻었다.
다음으로, 아크릴계 중합체 A' 100부에 대하여, 폴리이소시아네이트 화합물(상품명 「콜로네이트 L」, 닛본 폴리우레탄(주)제) 8부 및 광중합 개시제(상품명 「이르가큐어 651」, 시바 스페셜티 케미컬즈사제) 5부를 첨가하여 점착제 용액을 제조하였다.
상기에서 제조한 점착제 용액을, PET 박리 라이너의 실리콘 처리를 실시한 면 위에 도포하고, 120℃에서 2분간 가열 가교하여 두께 10㎛의 점착제층 전구체를 형성하였다. 계속해서, 당해 점착제층 전구체 표면에, 두께 100㎛의 폴리올레핀 필름을 접합하였다. 그 후, 50℃에서 24시간 보존하였다. 그 후, 점착제층 전구체의 반도체 웨이퍼 부착 부분(직경 200mm)에 상당하는 부분(직경 220mm)에만 자외선을 조사하여 점착제층을 형성하였다. 이에 의해, 본 실시예에 관한 다이싱 필름을 제작하였다. 또한, 자외선의 조사 조건은 하기와 같이 하였다.
<자외선의 조사 조건>
자외선(UV) 조사 장치: 고압 수은등
자외선 조사 적산 광량: 500mJ/㎠
출력: 75W
조사 강도: 150mW/㎠
또한, 자외선 조사는 점착체층 전구체에 대하여 직접 조사하였다.
<다이 본드 필름의 제작>
아크릴산 에틸-메틸메타크릴레이트를 주성분으로 하는 아크릴산 에스테르계 중합체[네가미 고교(주)제, 상품명; 파라크론 W-197CM] 100부에 대하여, 에폭시 수지 1[JER(주)제, 에피코트 1004] 59부, 에폭시 수지 2[JER(주)제, 에피코트 827] 53부, 페놀 수지[미쯔이 가가꾸(주)제, 상품명: 미렉스 XLC-4L] 121부, 구 형상 실리카[아드마텍스(주)제, 상품명; SO-25R] 222부를 메틸에틸케톤에 용해하여, 농도 23.6중량%가 되도록 제조하였다.
이 접착제 조성물의 용액을, 박리 라이너(세퍼레이터)로서 실리콘 이형 처리한 두께가 38㎛인 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름으로 이루어지는 이형 처리 필름 상에 도포한 후, 130℃에서 2분간 건조시켰다. 이에 의해, 두께 25㎛의 다이 본드 필름을 제작하였다. 또한, 다이 본드 필름을 전술한 다이싱 필름에서의 점착제층측에 전사하여, 본 실시예에 관한 다이싱ㆍ다이 본드 필름을 얻었다.
<중량 평균 분자량 Mw의 측정>
중량 평균 분자량 Mw의 측정은, GPC(겔 투과 크로마토그래피)에 의해 행하였다. 측정 조건은 하기와 같다. 또한, 중량 평균 분자량은 폴리스티렌 환산에 의해 산출하였다.
측정 장치: HLC-8120GPC(제품명, 도소사제)
칼럼: TSKgel GMH-H(S)×2(제품 번호, 도소사제)
유량: 0.5ml/min
주입량: 100㎕
칼럼 온도: 40℃
용리액: THF
주입 시료 농도: 0.1중량%
검출기: 시차 굴절계
(실시예 2 내지 14)
각 실시예 2 내지 14에 대해서는, 하기 표 1에 나타내는 조성 및 함유량으로 변경한 것 이외는, 상기 실시예 1과 마찬가지로 하여 다이싱ㆍ다이 본드 필름을 제작하였다.
Figure pct00001
또한, 표 1 및 후술하는 표 2 중에 기재하는 약칭의 의미는 다음과 같다.
2EHA: 아크릴산 2-에틸헥실
i-OA: 아크릴산 이소옥틸
i-NA: 아크릴산 이소노닐
BA: 아크릴산 n-부틸
AA: 아크릴산
HEA: 2-히드록시에틸아크릴레이트
4HBA: 4-히드록시부틸아크릴레이트
AOI: 2-아크릴로일옥시에틸 이소시아네이트
C/L: 폴리이소시아네이트 화합물[상품명「콜로네이트 L」, 닛본 폴리우레탄(주)제]
T/C: 에폭시계 가교제[상품명「테트래드 C」, 미쯔비시 가스 가가꾸사제]
(비교예 1 내지 8)
각 비교예 1 내지 7에 대해서는, 하기 표 2에 나타내는 조성 및 함유량으로 변경한 것 이외는, 상기 실시예 1과 마찬가지로 하여 다이싱ㆍ다이 본드 필름을 제작하였다. 또한, 비교예 8에 대해서는, 하기 표 2에 나타내는 조성 및 함유량으로 변경하고, 또한 다이 본드 필름의 접합 전의 자외선 조사를 실시하지 않은 것 이외는, 상기 실시예 1과 마찬가지로 하여 다이싱ㆍ다이 본드 필름을 제작하였다.
Figure pct00002
(다이싱)
각 실시예 및 비교예의 각각 다이싱ㆍ다이 본드 필름을 사용하여, 이하의 요령으로 실제로 반도체 웨이퍼의 다이싱을 행하고, 각 다이싱ㆍ다이 본드 필름의 성능을 평가하였다.
반도체 웨이퍼(직경 8인치, 두께 0.6mm)를 이면 연마 처리하고, 두께 0.15mm의 미러 웨이퍼를 작업물로서 사용하였다. 다이싱ㆍ다이 본드 필름으로부터 세퍼레이터를 박리한 후, 그 다이 본드 필름 상에 미러 웨이퍼를 40℃로 롤 압착하여 접합하고, 또한 다이싱을 행하였다. 또한, 다이싱은 한변이 1mm인 사각형의 칩 크기가 되도록 풀 커트하였다. 절단 후의 반도체 웨이퍼 및 다이싱ㆍ다이 본드 필름에 대하여, 칩 비산의 유무를 확인하였다. 칩 비산은 반도체 칩이 하나라도 비산한 경우를 ×로 하고, 비산하지 않은 경우를 ○로 하였다. 웨이퍼 연삭 조건, 접합 조건 및 다이싱 조건에 대해서는 후술한다.
<웨이퍼 연삭 조건>
연삭 장치: 디스코사제 DFG-8560
반도체 웨이퍼: 8인치 직경(두께 0.6㎜ 내지 0.15㎜로 이면 연삭)
<접합 조건>
부착 장치: 닛또 세끼제, MA-3000II
부착 속도계: 10㎜/min
부착 압력: 0.15MPa
부착시의 스테이지 온도: 40℃
<다이싱 조건>
다이싱 장치: 디스코사제, DFD-6361
다이싱 링: 2-8-1(디스코사제)
다이싱 속도: 80㎜/sec
다이싱 블레이드:
Z1; 디스코사제 2050HEDD
Z2; 디스코사제 2050HEBB
다이싱 블레이드 회전수:
Z1; 40,000rpm
Z2; 40,000rpm
블레이드 높이:
Z1; 0.215㎜[반도체 웨이퍼의 두께에 따름(웨이퍼 두께가 75㎛인 경우, 0.170㎜)]
Z2; 0.085㎜
커트 방식: A 모드/스텝 커트
웨이퍼 칩 크기: 한변이 1.0㎜인 사각형
(픽업)
각 실시예 및 비교예의 각각 다이싱ㆍ다이 본드 필름을 사용하여, 이하의 요령으로 실제로 반도체 웨이퍼의 다이싱을 행한 후에 픽업을 행하고, 각 다이싱ㆍ다이 본드 필름의 성능을 평가하였다.
반도체 웨이퍼(직경 8인치, 두께 0.6mm)를 이면 연마 처리하고, 두께 0.075mm의 미러 웨이퍼를 작업물로서 사용하였다. 다이싱ㆍ다이 본드 필름으로부터 세퍼레이터를 박리한 후, 그 다이 본드 필름 상에 미러 웨이퍼를 40℃에서 롤 압착하여 접합하고, 또한 다이싱을 행하였다. 또한, 다이싱은 한변이 10mm인 사각형의 칩 크기가 되도록 풀 커트하였다.
다음으로, 각 다이싱ㆍ다이 본드 필름을 잡아 늘려, 각 칩 사이를 소정의 간격으로 하는 익스팬드 공정을 행하였다. 단, 비교예 8의 다이싱ㆍ다이 본드 필름에 대해서는, 자외선 조사를 행한 후에 익스팬드 공정을 행하였다. 또한, 자외선의 조사 조건은, 자외선(UV) 조사 장치로서 닛또 세끼(상품명, UM-810제)를 사용하여, 자외선 조사 적산 광량을 300mJ/cm2로 하였다. 또한, 자외선 조사는 폴리올레핀 필름측으로부터 행하였다.
또한, 각 다이싱ㆍ다이 본드 필름의 기재측으로부터 니들에 의한 밀어올림 방식으로 반도체 칩을 픽업하고 픽업성의 평가를 행하였다. 구체적으로는, 400개의 반도체 칩을 연속하여 픽업하고, 후술하는 조건 A 및 B에서 행하였을 때의 성공률이 모두 100%인 경우를 ◎로 하고, 조건 A에서 행하였을 때의 성공률이 100%이고, 또한 조건 B에서 행하였을 때의 성공률이 100%가 아닌 경우를 ○로 하고, 조건 A 및 B 모두 성공률이 100%가 아닌 경우를 ×로 하였다.
<웨이퍼 연삭 조건>
연삭 장치: 디스코사제 DFG-8560
반도체 웨이퍼: 8인치 직경(두께 0.6mm 내지 0.075mm로 이면 연삭)
<접합 조건>
부착 장치: 닛또 세끼제, MA-3000II
부착 속도계: 10㎜/min
부착 압력: 0.15MPa
부착시의 스테이지 온도: 40℃
<다이싱 조건>
다이싱 장치: 디스코사제, DFD-6361
다이싱 링: 2-8-1(디스코사제)
다이싱 속도: 80㎜/sec
다이싱 블레이드:
Z1; 디스코사제 2050HEDD
Z2; 디스코사제 2050HEBB
다이싱 블레이드 회전수:
Z1; 40,000rpm
Z2; 40,000rpm
블레이드 높이:
Z1; 0.170㎜[반도체 웨이퍼의 두께에 따름(웨이퍼 두께가 75㎛인 경우, 0.170㎜)]
Z2; 0.085㎜
커트 방식: A 모드/스텝 커트
웨이퍼 칩 크기: 한변이 10.0㎜인 사각형
<픽업 조건>
픽업 조건에 대해서는, 하기 표 3에 나타내는 조건 A 및 조건 B에 의해 각각 행하였다.
Figure pct00003
(인장 탄성률의 측정 방법)
측정 조건으로서, 샘플 크기로서 초기 길이 10㎜, 단면적 0.1 내지 0.5㎟로 하고, 측정 온도 23℃, 척간 거리 50㎜, 인장 속도 50㎜/min으로 MD 방향 또는 TD 방향으로 인장 시험을 행하고, 각 방향에서의 샘플의 신장 변화량(㎜)을 측정하였다. 그 결과, 얻어진 S-S 곡선의 초기 상승 부분에 접선을 긋고, 그 접선이 100% 신장에 상당할 때의 인장 강도를 기재 필름의 단면적으로 나누어, 인장 탄성률로 하였다. 또한, 자외선 조사 후의 인장 탄성률의 측정에 대해서는, 상기 조사 조건에 의해 자외선을 폴리올레핀 필름측으로부터 조사한 후에 행하였다.
(다이싱 링의 풀 잔량)
다이싱 필름을 다이싱 링으로부터 박리하고, 다이싱 링에 풀 잔량이 발생하는지의 여부를 육안에 의해 확인하였다. 풀 잔량이 확인된 것을 ×로 하고, 확인되지 않은 것을 ○로 하였다.
(박리 점착력)
각 다이싱ㆍ다이 본드 필름으로부터 폭 10㎜의 샘플편을 잘라내고, 이를 40℃의 핫 플레이트 상에 적재된 실리콘 미러 웨이퍼에 부착하였다. 약 30분간 방치하고, 인장 시험기를 사용하여 박리 점착력을 측정하였다. 측정 조건은 박리 각도: 15°, 인장 속도: 300㎜/min으로 하였다. 또한, 샘플편의 보존 및 박리 점착력의 측정은 온도 23℃, 상대 습도 50%의 환경하에서 행하였다.
Figure pct00004
Figure pct00005
1: 기재
2: 점착제층
3: 다이 본드 필름
4: 반도체 웨이퍼
5: 반도체 칩
6: 피착체
7: 본딩 와이어
8: 밀봉 수지
9: 스페이서
10, 11: 다이싱ㆍ다이 본드 필름

Claims (18)

  1. 기재 상에 점착제층을 갖는 다이싱 필름과, 상기 점착제층 상에 설치된 다이 본드 필름을 갖는 다이싱ㆍ다이 본드 필름이며,
    상기 점착제층은, 주 단량체로서의 아크릴산 에스테르와, 아크릴산 에스테르에 대하여 함유량이 10 내지 40mol%의 범위 내인 히드록실기 함유 단량체와, 히드록실기 함유 단량체에 대하여 함유량이 70 내지 90mol%의 범위 내인 라디칼 반응성 탄소-탄소 이중 결합을 갖는 이소시아네이트 화합물을 포함하는 중합체를 포함하여 구성되고, 또한 소정 조건하에서의 자외선 조사에 의해 경화된 것이고,
    상기 다이 본드 필름은 에폭시 수지를 포함하여 구성되고, 또한 자외선 조사 후의 점착제층에 대하여 접합된 것을 특징으로 하는 다이싱ㆍ다이 본드 필름.
  2. 제1항에 있어서, 상기 자외선의 조사는 30 내지 1000mJ/cm2의 범위 내에서 행하여지는 것을 특징으로 하는 다이싱ㆍ다이 본드 필름.
  3. 제1항에 있어서, 상기 아크릴산 에스테르는 CH2=CHCOOR(식 중, R은 탄소수가 6 내지 10인 알킬기임)인 것을 특징으로 하는 다이싱ㆍ다이 본드 필름.
  4. 제1항에 있어서, 상기 히드록실기 함유 단량체는, (메트)아크릴산 2-히드록시에틸, (메트)아크릴산 2-히드록시프로필, (메트)아크릴산 4-히드록시부틸, (메트)아크릴산 6-히드록시헥실, (메트)아크릴산 8-히드록시옥틸, (메트)아크릴산 10-히드록시데실, (메트)아크릴산 12-히드록시라우릴 및 (4-히드록시메틸시클로헥실)메틸 (메트)아크릴레이트로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 어느 1종인 것을 특징으로 하는 다이싱ㆍ다이 본드 필름.
  5. 제1항에 있어서, 상기 라디칼 반응성 탄소-탄소 이중 결합을 갖는 이소시아네이트 화합물은, 2-메타크릴로일옥시에틸 이소시아네이트 또는 2-아크릴로일옥시에틸 이소시아네이트 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 다이싱ㆍ다이 본드 필름.
  6. 제1항에 있어서, 상기 중합체의 중량 평균 분자량은 35만 내지 100만의 범위 내인 것을 특징으로 하는 다이싱ㆍ다이 본드 필름.
  7. 제1항에 있어서, 상기 점착제층의 자외선 조사 후의 23℃에서의 인장 탄성률이 7 내지 170MPa의 범위 내인 것을 특징으로 하는 다이싱ㆍ다이 본드 필름.
  8. 제1항에 있어서, 상기 점착제층은 아크릴산을 포함하지 않는 것을 특징으로 하는 다이싱ㆍ다이 본드 필름.
  9. 기재 상에 점착제층을 갖는 다이싱 필름과, 상기 점착제층 상에 설치된 다이 본드 필름을 갖는 다이싱ㆍ다이 본드 필름의 제조 방법이며,
    주 단량체로서의 아크릴산 에스테르와, 아크릴산 에스테르에 대하여 함유량이 10 내지 40mol%의 범위 내인 히드록실기 함유 단량체와, 히드록실기 함유 단량체에 대하여 함유량이 70 내지 90mol%의 범위 내인 라디칼 반응성 탄소-탄소 이중 결합을 갖는 이소시아네이트 화합물을 포함하는 중합체를 포함하여 구성되는 점착제층 전구체를 상기 기재 상에 형성하는 공정과,
    상기 점착제층 전구체에 소정 조건하에서 자외선을 조사하여 상기 점착제층을 형성하는 공정과,
    상기 점착제층 상에 상기 다이 본드 필름을 접합하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 다이싱ㆍ다이 본드 필름의 제조 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 자외선의 조사는 30 내지 1000mJ/cm2의 범위 내에서 행하는 것을 특징으로 하는 다이싱ㆍ다이 본드 필름의 제조 방법.
  11. 제9항에 있어서, 상기 자외선의 조사는, 상기 다이 본드 필름에서의 반도체 웨이퍼의 부착 부분에 대응하는 부분에 적어도 행하여지는 것을 특징으로 하는 다이싱ㆍ다이 본드 필름의 제조 방법.
  12. 제9항에 있어서, 상기 아크릴산 에스테르는 CH2=CHCOOR(식 중, R은 탄소수가 6 내지 10인 알킬기임)인 것을 특징으로 하는 다이싱ㆍ다이 본드 필름의 제조 방법.
  13. 제9항에 있어서, 상기 히드록실기 함유 단량체는, (메트)아크릴산 2-히드록시에틸, (메트)아크릴산 2-히드록시프로필, (메트)아크릴산 4-히드록시부틸, (메트)아크릴산 6-히드록시헥실, (메트)아크릴산 8-히드록시옥틸, (메트)아크릴산 10-히드록시데실, (메트)아크릴산 12-히드록시라우릴 및 (4-히드록시메틸시클로헥실)메틸 (메트)아크릴레이트로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 어느 1종인 것을 특징으로 하는 다이싱ㆍ다이 본드 필름의 제조 방법.
  14. 제9항에 있어서, 상기 라디칼 반응성 탄소-탄소 이중 결합을 갖는 이소시아네이트 화합물은, 2-메타크릴로일옥시에틸 이소시아네이트 또는 2-아크릴로일옥시에틸 이소시아네이트 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 다이싱ㆍ다이 본드 필름의 제조 방법.
  15. 제9항에 있어서, 상기 중합체의 중량 평균 분자량은 35만 내지 100만의 범위 내인 것을 특징으로 하는 다이싱ㆍ다이 본드 필름의 제조 방법.
  16. 제9항에 있어서, 상기 점착제층의 자외선 조사 후의 23℃에서의 인장 탄성률이 7 내지 170MPa의 범위 내인 것을 특징으로 하는 다이싱ㆍ다이 본드 필름의 제조 방법.
  17. 제9항에 있어서, 상기 점착제층은 아크릴산을 포함하지 않는 것을 특징으로 하는 다이싱ㆍ다이 본드 필름의 제조 방법.
  18. 기재 상에 점착제층을 갖는 다이싱 필름과, 상기 점착제층 상에 설치된 다이 본드 필름을 갖는 다이싱ㆍ다이 본드 필름을 사용한 반도체 장치의 제조 방법이며,
    상기 점착제층은, 주 단량체로서의 아크릴산 에스테르와, 아크릴산 에스테르에 대하여 함유량이 10 내지 40mol%의 범위 내인 히드록실기 함유 단량체와, 히드록실기 함유 단량체에 대하여 함유량이 70 내지 90mol%의 범위 내인 라디칼 반응성 탄소-탄소 이중 결합을 갖는 이소시아네이트 화합물을 포함하는 중합체를 포함하여 구성되고, 또한 소정 조건하에서의 자외선 조사에 의해 경화된 것이고, 상기 다이 본드 필름은 에폭시 수지를 포함하여 구성되고, 또한 자외선 조사 후의 점착제층에 대하여 접합된 것인, 상기 다이싱ㆍ다이 본드 필름을 준비하고,
    상기 다이 본드 필름 상에 반도체 웨이퍼를 압착하는 공정과,
    상기 반도체 웨이퍼를 상기 다이 본드 필름과 함께 다이싱함으로써 반도체 칩을 형성하는 공정과,
    상기 반도체 칩을 상기 다이 본드 필름과 함께, 상기 점착제층으로부터 박리하는 공정을 포함하고,
    상기 반도체 웨이퍼의 압착 공정부터 반도체 칩의 박리 공정까지는, 상기 점착제층에 자외선을 조사하지 않고 행하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조 방법.
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