KR20160106625A - 필름형 접착제, 필름형 접착제를 갖는 다이싱 테이프, 반도체 장치의 제조 방법, 및 반도체 장치 - Google Patents

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겐지 오니시
유타 기무라
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Abstract

본 발명은 도전성이 우수한 필름형 접착제, 필름형 접착제를 갖는 다이싱 테이프를 제공한다. 본 발명은 본 발명은 특정 형상의 도전성 입자를 포함하는 필름형 접착제에 관한 것이다. 도전성 입자로서는, 금 입자, 은 입자, 구리 입자 및 피복 입자 등을 들 수 있다. 피복 입자는 코어 입자 및 코어 입자를 피복하는 피복막을 구비한다. 피복막의 재질로서는, 예컨대, 금, 은, 구리 등을 들 수 있다.

Description

필름형 접착제, 필름형 접착제를 갖는 다이싱 테이프, 반도체 장치의 제조 방법, 및 반도체 장치{FILM-LIKE ADHESIVE, DICING TAPE WITH FILM-LIKE ADHESIVE, METHOD FOR MANUFACTURUNG SEMICONDUCTOR DEVICE, AND SEMICONDUCTOR DEVICE}
본 발명은 필름형 접착제, 필름형 접착제를 갖는 다이싱 테이프, 반도체 장치의 제조 방법 및 반도체 장치에 관한 것이다.
반도체 장치의 제조에 있어서 반도체 소자를 금속 리드 프레임 등에 접착하는 방법(소위 다이 본딩법)은, 종래의 금-실리콘 공융 혼합물로 시작하여, 땜납, 수지 페이스트에 의한 방법에 추이해 왔다. 현재에는, 도전성의 수지 페이스트를 사용하는 방법이 이용되고 있다.
그러나, 수지 페이스트를 이용하는 방법에서는, 보이드에 의해 도전성이 저하하거나, 수지 페이스트의 두께가 불균일하거나, 수지 페이스트의 비어져 나옴에 의해 패드가 오염된다고 하는 문제가 있었다. 이들 문제를 해결하기 위해, 수지 페이스트 대신에, 폴리이미드 수지를 함유하는 필름형의 접착제를 이용하는 경우가 있다(예컨대, 특허문헌 1 참조).
한편, 최근의 반도체 장치의 시장에서는 파워 반도체 장치의 성장이 예상되고 있다. 파워 반도체 장치에서는, 소자 접합 재료에 고도전성이 필요하게 된다.
특허문헌 1: 일본 특허 공개 평성6-145639호 공보
제1 및 제2 본 발명은 상기 과제를 해결하여, 도전성이 우수한 필름형 접착제, 필름형 접착제를 갖는 다이싱 테이프를 제공하는 것을 목적으로 한다.
제1 본 발명은, 도전성 입자를 포함하고, 도전성 입자는 금 입자, 은 입자, 구리 입자 및 피복 입자로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종이며, 피복 입자는 코어 입자 및 코어 입자를 피복하는 피복막을 구비하고, 피복막은 금, 은 및 구리로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종을 포함하며, 도전성 입자는 종횡비가 5 이상인 플레이트형 입자를 포함하고, 도전성 입자 100 중량％ 중의 플레이트형 입자의 함유량이 5 중량％∼100 중량％인 필름형 접착제에 관한 것이다.
구형 입자만을 배합하면, 구형 입자끼리의 점접촉에 의해 도전 패스가 형성된다. 이에 대하여, 제1 본 발명의 필름형 접착제에서는, 플레이트형 입자끼리가 면접촉함으로써 도전 패스가 형성된다. 따라서, 구형 입자만을 배합하는 접착제에 비해, 우수한 도전성이 얻어진다.
또한, 플레이트형 입자가 금, 은, 구리 등을 포함하기 때문에, 우수한 도전성이 얻어진다.
제2 본 발명은, 도전성 입자를 포함하고, 도전성 입자는 금 입자, 은 입자, 구리 입자 및 피복 입자로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종이며, 피복 입자는 코어 입자 및 코어 입자를 피복하는 피복막을 구비하고, 피복막은 금, 은 및 구리로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종을 포함하며, 도전성 입자는 구형 입자를 포함하고, 구형 입자의 입도 분포에 있어서, 피크가 2개 이상 존재하며, 0.2 ㎛∼0.8 ㎛의 입경 범위에 피크(A)가 존재하고, 3 ㎛∼15 ㎛의 입경 범위에 피크(B)가 존재하며, 피크(B)의 입경의 피크(A)의 입경에 대한 비가 5∼15인 필름형 접착제에 관한 것이다.
제2 본 발명의 필름형 접착제에서는, 피크(B)를 형성하는 구형 입자 사이(간극)에, 피크(A)를 형성하는 구형 입자가 충전되기 때문에, 구형 입자끼리의 접촉점이 다수 형성된다. 따라서, 우수한 도전성이 얻어진다.
또한, 구형 입자가 금, 은, 구리 등을 포함하기 때문에, 우수한 도전성이 얻어진다.
필름형 접착제는 용제 코팅 방식에 의해 얻어지는 것이 바람직하다. 두께의 균일성이 우수하기 때문이다.
필름형 접착제는 경화성 수지를 포함하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 열 안정성을 향상시킬 수 있다.
필름형 접착제 중의 도전성 입자의 함유량이 30 중량％∼95 중량％인 것이 바람직하다. 30 중량％ 미만이면, 도전 패스의 형성이 어려운 경향이 있다. 한편, 95 중량％를 넘으면, 필름화가 어려운 경향이 있다. 또한, 웨이퍼에 대한 밀착력이 저하하는 경향이 있다.
필름형 접착제의 체적 저항률이 1×10-6 Ω·m 이상 9×10-2 Ω·m 이하인 것이 바람직하다. 도전성이 좋아, 소형·고밀도 실장에 양호하게 적용할 수 있기 때문이다.
필름형 접착제의 두께가 5 ㎛∼100 ㎛인 것이 바람직하다. 이에 의해, 반도체 웨이퍼 등과의 접착 면적이 안정된다. 또한, 필름형 접착제의 비어져 나옴을 억제할 수 있다.
필름형 접착제는, 다이 부착 필름으로서 사용되는 것이 바람직하다.
제1 및 제2 본 발명은 또한, 다이싱 테이프와, 다이싱 테이프 상에 적층된 필름형 접착제를 구비하는, 필름형 접착제를 갖는 다이싱 테이프에 관한 것이다.
박리 온도 25℃, 박리 속도 300 ㎜/min의 조건 하에서, 필름형 접착제를 다이싱 테이프로부터 떼었을 때의 박리력이 0.01 N/20 ㎜∼3.00 N/20 ㎜인 것이 바람직하다. 이에 의해, 칩 날림을 방지할 수 있으며, 픽업을 양호하게 행할 수 있다.
제1 및 제2 본 발명은 또한, 필름형 접착제를 이용하여 반도체 칩을 피착체에 다이 부착하는 공정을 포함하는 반도체 장치의 제조 방법에 관한 것이다.
제1 및 제2 본 발명은 또한, 반도체 장치에 관한 것이다.
필름형의 접착제를 기판에 접착시킬 때에, 필름형의 접착제와 기판 사이 등에 보이드가 들어가는 경우가 있다. 필름형의 접착제와 기판 사이에 보이드가 존재하는 경우, 필름형의 접착제가 기판과 접촉하는 면적이 작기 때문에, 도통성이 낮다.
제3 본 발명은 상기 과제를 해결하여, 도전성 필름형 접착제와 피착체 사이에 존재하는 보이드를 소멸시키는 것이 가능하며, 도전성 필름형 접착제가 피착체와 접촉하는 면적을 확보하는 것이 가능한 필름형 접착제, 필름형 접착제를 갖는 다이싱 테이프, 반도체 장치의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
제3 본 발명은, 도전성 필름형 접착제를 통해, 반도체 칩을 피착체 상에 다이 본딩하는 공정과, 반도체 칩을 피착체 상에 다이 본딩하는 공정 후에, 도전성 필름형 접착제를 가압 하에서 가열함으로써 열경화시키는 공정을 포함하는 반도체 장치의 제조 방법에 사용하기 위한 도전성 필름형 접착제에 관한 것이다.
제3 본 발명의 도전성 필름형 접착제는, 통상, 도전성 입자를 포함한다. 제3 본 발명의 도전성 필름형 접착제 중의 도전성 입자의 함유량이 30 중량％∼95 중량％인 것이 바람직하다. 30 중량％ 미만이면, 도전 패스의 형성이 어려운 경향이 있다. 한편, 95 중량％를 넘으면, 필름화가 어려운 경향이 있다. 또한, 금속층에 대한 밀착력이 저하하는 경향이 있다.
도전성이 우수하다고 하는 이유에서, 도전성 입자는, 금 입자, 은 입자, 구리 입자 및 피복 입자로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종인 것이 바람직하다. 피복 입자는, 코어 입자 및 코어 입자를 피복하는 피복막을 구비한다. 피복막은, 금, 은 및 구리로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종을 포함하는 것이 바람직하다.
도전성 입자는, 종횡비가 5 이상인 플레이트형 입자를 포함하고, 도전성 입자 100 중량％ 중의 플레이트형 입자의 함유량이 5 중량％∼100 중량％인 것이 바람직하다.
플레이트형 입자를 포함하는 도전성 필름형 접착제에서는, 플레이트형 입자끼리가 면접촉함으로써 도전 패스가 형성된다. 한편, 구형 입자만을 배합하면, 구형 입자끼리의 점접촉에 의해 도전 패스가 형성된다. 따라서, 플레이트형 입자를 포함하는 도전성 필름형 접착제는, 구형 입자만을 포함하는 접착제에 비해, 우수한 도전성이 얻어진다.
도전성 입자는, 구형 입자를 포함하는 것이 바람직하다. 구형 입자의 입도 분포에 있어서, 피크가 2개 이상 존재하고, 0.2 ㎛∼0.8 ㎛의 입경 범위에 피크(A)가 존재하며, 3 ㎛∼15 ㎛의 입경 범위에 피크(B)가 존재하고, 피크(B)의 입경의 피크(A)의 입경에 대한 비가 5∼15인 것이 바람직하다.
입도 분포에 있어서 피크(A) 및 피크(B)가 존재하는 도전성 필름형 접착제에서는, 피크(B)를 형성하는 구형 입자 사이(간극)에, 피크(A)를 형성하는 구형 입자가 충전되기 때문에, 구형 입자끼리의 접촉점이 다수 형성된다. 따라서, 우수한 도전성이 얻어진다.
제3 본 발명은 또한, 도전성 필름형 접착제를 통해, 반도체 칩을 피착체 상에 다이 본딩하는 공정과, 반도체 칩을 피착체 상에 다이 본딩하는 공정 후에, 도전성 필름형 접착제를 가압 하에서 가열함으로써 열경화시키는 공정을 포함하는 반도체 장치의 제조 방법에 관한 것이다.
가압 하에서 도전성 필름형 접착제를 열경화시킴으로써, 도전성 필름형 접착제와 피착체 사이에 존재하는 보이드를 소멸시키는 것이 가능하여, 도전성 필름형 접착제가 피착체와 접촉하는 면적을 확보할 수 있다. 따라서, 반도체 칩과 피착체 사이에서 전기가 흐르기 쉬운 반도체 장치를 제조할 수 있다.
도전성 필름형 접착제를 열경화시키는 공정에서는, 0.5 ㎏/㎠∼20 ㎏/㎠의 압력 하에서 가열하는 것이 바람직하다. 도전성 필름형 접착제를 열경화시키는 공정에서는, 80℃∼260℃의 범위 내에서 가열하는 것이 바람직하다. 또한, 0.1 시간∼24 시간의 범위 내에서 가열하는 것이 바람직하다.
제3 본 발명은 또한, 다이싱 테이프 및 다이싱 테이프 상에 배치된 도전성 필름형 접착제를 구비하는, 필름형 접착제를 갖는 다이싱 테이프에 관한 것이다.
제3 본 발명의 필름형 접착제를 갖는 다이싱 테이프는, 필름형 접착제를 갖는 다이싱 테이프의 도전성 필름형 접착제 상에 반도체 웨이퍼를 배치하는 공정과, 도전성 필름형 접착제 상에 배치된 반도체 웨이퍼를 다이싱하여 반도체 칩을 형성하는 공정과, 반도체 칩을 도전성 필름형 접착제와 함께 픽업하는 공정과, 도전성 필름형 접착제를 통해, 반도체 칩을 피착체 상에 다이 본딩하는 공정과, 반도체 칩을 피착체 상에 다이 본딩하는 공정 후에, 도전성 필름형 접착제를 가압 하에서 가열함으로써 열경화시키는 공정을 포함하는 반도체 장치의 제조 방법에 사용된다.
제3 본 발명은 또한, 필름형 접착제를 갖는 다이싱 테이프를 준비하는 공정과, 필름형 접착제를 갖는 다이싱 테이프의 도전성 필름형 접착제 상에 반도체 웨이퍼를 배치하는 공정과, 도전성 필름형 접착제 상에 배치된 반도체 웨이퍼를 다이싱하여 반도체 칩을 형성하는 공정과, 반도체 칩을 도전성 필름형 접착제와 함께 픽업하는 공정과, 도전성 필름형 접착제를 통해, 반도체 칩을 피착체 상에 다이 본딩하는 공정과, 반도체 칩을 피착체 상에 다이 본딩하는 공정 후에, 도전성 필름형 접착제를 가압 하에서 가열함으로써 열경화시키는 공정을 포함하는 반도체 장치의 제조 방법에 관한 것이다.
제3 본 발명은 또한, 반도체 장치에 관한 것이다.
제1 및 제2 본 발명에 따르면, 도전성이 우수한 필름형 접착제, 필름형 접착제를 갖는 다이싱 테이프를 제공할 수 있다.
도 1은 필름형 접착제를 갖는 다이싱 테이프의 단면 모식도이다.
도 2는 변형예에 따른 필름형 접착제를 갖는 다이싱 테이프의 단면 모식도이다.
도 3은 반도체 장치의 제조 방법의 일례를 설명하기 위한 공정 단면도이다.
도 4는 필름형 접착제의 개략 단면도이다.
도 5는 필름형 접착제를 갖는 다이싱 테이프의 개략 단면도이다.
도 6은 변형예에 따른 필름형 접착제를 갖는 다이싱 테이프의 개략 단면도이다.
도 7은 필름형 접착제를 갖는 다이싱 테이프 상에 반도체 웨이퍼를 배치한 모양의 개략을 나타내는 단면도이다.
도 8은 반도체 웨이퍼를 개편화(個片化)한 모양의 개략을 나타내는 단면도이다.
도 9는 반도체 칩이 부착된 피착체의 개략 단면도이다.
도 10은 반도체 장치의 개략 단면도이다.
[제1 본 발명]
제1 본 발명의 필름형 접착제는 도전성 입자를 포함한다. 도전성 입자로서는 금 입자, 은 입자, 구리 입자, 피복 입자 등을 들 수 있다.
피복 입자는 코어 입자 및 코어 입자를 피복하는 피복막을 구비한다. 코어 입자는 도전성, 비도전성 중 어느 것이어도 좋고, 예컨대, 유리 입자 등을 사용할 수 있다. 피복막으로서는, 금을 포함하는 막, 은을 포함하는 막, 구리를 포함하는 막 등을 들 수 있다.
도전성 입자는, 종횡비가 5 이상인 플레이트형 입자를 포함한다. 5 이상이기 때문에, 플레이트형 입자끼리가 면접촉하기 쉬워, 도전 패스가 용이하게 형성된다. 종횡비는, 바람직하게는 8 이상, 보다 바람직하게는 10 이상이다. 한편, 종횡비는, 바람직하게는 10000 이하, 보다 바람직하게는 100 이하, 더욱 바람직하게는 70 이하, 특히 바람직하게는 50 이하이다.
플레이트형 입자의 종횡비는, 평균 장경의 평균 두께에 대한 비(평균 장경/평균 두께)이다.
본 명세서에 있어서, 플레이트형 입자의 평균 장경은, 필름형 접착제의 단면을 주사형 전자 현미경(SEM)에 의해 관찰하고, 랜덤으로 선택한 100개의 플레이트형 입자의 장경을 측정함으로써 얻어지는 평균 값이다.
또한, 플레이트형 입자의 평균 두께는, 필름형 접착제의 단면을 주사형 전자 현미경(SEM)에 의해 관찰하고, 랜덤으로 선택한 100개의 플레이트형 입자의 두께를 측정함으로써 얻어지는 평균 값이다.
플레이트형 입자의 평균 장경은, 바람직하게는 0.5 ㎛ 이상, 보다 바람직하게는 1.0 ㎛ 이상이다. 0.5 ㎛ 이상이면, 플레이트형 입자의 접촉 확률이 높아져 도통(導通)을 취하기 쉬워진다.
한편, 플레이트형 입자의 평균 장경은, 바람직하게는 50 ㎛ 이하, 보다 바람직하게는 30 ㎛ 이하이다. 50 ㎛ 이하이면, 도포 바니시 단계에서의 입자의 침강이 생기기 어려워, 안정된 도포 바니시를 제작할 수 있다.
도전성 입자는, 플레이트형 입자 이외에, 바늘형 입자, 필라멘트형 입자, 구형 입자 등을 포함하여도 좋다. 그 중에서도, 높은 도전성이 얻어진다고 하는 이유에서, 구형 입자가 바람직하다.
도전성 입자 100 중량％ 중의 플레이트형 입자의 함유량은, 바람직하게는 5 중량％ 이상, 보다 바람직하게는 10 중량％ 이상이다. 도전성 입자 100 중량％ 중의 플레이트형 입자의 함유량은, 100 중량％여도 좋지만, 바람직하게는 50 중량％ 이하, 보다 바람직하게는 20 중량％ 이하이다.
도전성 입자 100 중량％ 중의 구형 입자의 함유량은, 바람직하게는 50 중량％ 이상, 보다 바람직하게는 80 중량％ 이상이다. 도전성 입자 100 중량％ 중의 구형 입자의 함유량은, 바람직하게는 95 중량％ 이하, 보다 바람직하게는 90 중량％ 이하이다.
도전성 입자의 평균 입경은 특별히 한정되지 않지만, 필름형 접착제의 두께에 대하여, 0.001배 이상(필름형 접착제의 두께×0.001 이상)이 바람직하고, 0.1배 이상이 보다 바람직하다. 0.001배 미만이면, 도전 패스의 형성이 어려워, 도전성이 안정되지 않는 경향이 있다. 또한, 도전성 입자의 평균 입경은 필름형 접착제의 두께에 대하여, 1배 이하(필름형 접착제의 두께 이하)가 바람직하고, 0.8배 이하가 보다 바람직하다. 1배를 넘으면, 칩 균열을 일으킬 위험성이 있다.
또한, 도전성 입자의 평균 입경은, 광도식의 입도 분포계(HORIBA 제조, 장치명; LA-910)에 의해 구한 값이다.
도전성 입자의 비중은 0.7 이상이 바람직하고, 1 이상이 보다 바람직하다. 0.7 미만이면, 접착제 조성물 용액(바니시)의 제작 시에 도전성 입자가 부유하여 버려, 도전성 입자의 분산이 불균일해질 우려가 있다. 또한, 도전성 입자의 비중은 22 이하가 바람직하고, 21 이하가 보다 바람직하다. 22를 넘으면, 도전성 입자가 가라앉기 쉬어, 도전성 입자의 분산이 불균일해질 우려가 있다.
필름형 접착제 중의 도전성 입자의 함유량은, 바람직하게는 30 중량％ 이상, 보다 바람직하게는 40 중량％ 이상이다. 30 중량％ 미만이면, 도전 패스의 형성이 어려운 경향이 있다. 또한, 도전성 입자의 함유량은, 바람직하게는 95 중량％ 이하, 보다 바람직하게는 94 중량％ 이하이다. 95 중량％를 넘으면, 필름화가 어려운 경향이 있다. 또한, 웨이퍼에 대한 밀착력이 저하하는 경향이 있다.
필름형 접착제는, 열가소성 수지를 포함하는 것이 바람직하다. 열가소성 수지로서는, 천연 고무, 부틸 고무, 이소프렌 고무, 클로로프렌 고무, 에틸렌-아세트산비닐 공중합체, 에틸렌-아크릴산 공중합체, 에틸렌-아크릴산에스테르 공중합체, 폴리부타디엔 수지, 폴리카보네이트 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 수지 중, 이온성 불순물이 적고 내열성이 높아, 반도체 소자의 신뢰성을 확보할 수 있는 아크릴 수지가 특히 바람직하다.
아크릴 수지로서는, 특별히 한정되는 것이 아니며, 탄소수 30 이하, 특히 탄소수 4∼18의 직쇄 혹은 분기의 알킬기를 갖는 아크릴산 또는 메타크릴산의 에스테르의 1종 또는 2종 이상을 성분으로 하는 중합체(아크릴 공중합체) 등을 들 수 있다. 상기 알킬기로서는, 예컨대 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, 중합체(아크릴 공중합체)를 형성하는 다른 모노머로서는, 특별히 한정되는 것이 아니며, 예컨대 아크릴산, 메타크릴산, 카르복시에틸아크릴레이트, 카르복시펜틸아크릴레이트, 이타콘산, 말레산, 푸마르산 혹은 크로톤산 등과 같은 카르복실기 함유 모노머, 무수 말레산 혹은 무수 이타콘산 등과 같은 산 무수물 모노머, (메타)아크릴산 2-히드록시에틸, (메타)아크릴산 2-히드록시프로필, (메타)아크릴산 4-히드록시부틸, (메타)아크릴산 6-히드록시헥실, (메타)아크릴산 8-히드록시옥틸, (메타)아크릴산 10-히드록시데실, (메타)아크릴산 12-히드록시라우릴 혹은 (4-히드록시메틸시클로헥실)-메틸아크릴레이트 등과 같은 히드록실기 함유 모노머, 스티렌술폰산, 알릴술폰산, 2-(메타)아크릴아미드-2-메틸프로판술폰산, (메타)아크릴아미드프로판술폰산, 술포프로필(메타)아크릴레이트 혹은 (메타)아크릴로일옥시나프탈렌술폰산 등과 같은 술폰산기 함유 모노머, 또는 2-히드록시에틸아크릴로일포스페이트 등과 같은 인산기 함유 모노머를 들 수 있다.
아크릴 수지 중에서도, 중량 평균 분자량이 10만 이상인 것이 바람직하고, 30만∼300만인 것이 보다 바람직하며, 50만∼200만인 것이 더욱 바람직하다. 상기 수치 범위 내이면, 접착성 및 내열성이 우수하기 때문이다. 또한, 중량 평균 분자량은, GPC(겔 투과 크로마토그래피)에 의해 측정하여, 폴리스티렌 환산에 의해 산출된 값이다.
열가소성 수지의 유리 전이 온도는, 바람직하게는 -40℃ 이상, 보다 바람직하게는 -35℃ 이상, 더욱 바람직하게는 -25℃ 이상이다. -40℃ 미만이면, 필름형 접착제가 끈적끈적해져, 다이싱 테이프와 지나치게 달라붙어 픽업성이 나빠지는 경향이 있다. 또한, 열가소성 수지의 유리 전이 온도는, 바람직하게는 -10℃ 이하, 보다 바람직하게는 -11℃ 이하이다. -10℃를 넘으면, 탄성률이 높아져, 40℃ 정도의 저온에서 필름형 접착제를 반도체 웨이퍼에 부착하기 곤란해지는(저온 접착성이 저하하는) 경향이 있다.
본 명세서에 있어서, 열가소성 수지의 유리 전이 온도는, Fox 식에 따라 구한 이론 값을 말한다.
또한, 유리 전이 온도를 구하는 다른 방법으로서, 시차 주사 열량계(DSC)에 의해 측정되는 최대 열 흡수 피크 시의 온도에 따라, 열가소성 수지의 유리 전이 온도를 구하는 방법도 있다. 구체적으로는, 측정하는 시료를 시차 주사 열량계(티·에이·인스트루먼트사 제조의 「Q-2000」)를 이용하여, 예측되는 시료의 유리 전이 온도(예측 온도)보다 약 50℃ 높은 온도에서 10분 가열한 후, 예측 온도보다 50℃ 낮은 온도까지 냉각하여 전처리하며, 그 후, 질소 분위기 하, 승온 속도 5℃/분으로 승온시켜 흡열 개시점 온도를 측정하고, 이것을 유리 전이 온도로 한다.
필름형 접착제는, 열경화성 수지 등의 경화성 수지를 포함하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 열 안정성을 향상시킬 수 있다.
경화성 수지로서는, 페놀 수지, 아미노 수지, 불포화 폴리에스테르 수지, 에폭시 수지, 폴리우레탄 수지, 실리콘 수지, 또는 열경화성 폴리이미드 수지 등을 들 수 있다. 특히, 반도체 소자를 부식시키는 이온성 불순물 등의 함유가 적은 에폭시 수지가 바람직하다. 또한, 에폭시 수지의 경화제로서는 페놀 수지가 바람직하다.
에폭시 수지로서는 특별히 한정되지 않고, 예컨대 비스페놀 A형, 비스페놀 F형, 비스페놀 S형, 브롬화비스페놀 A형, 수소 첨가 비스페놀 A형, 비스페놀 AF형, 비페닐형, 나프탈렌형, 플루오렌형, 페놀노볼락형, 오르토크레졸노볼락형, 트리스히드록시페닐메탄형, 테트라페닐올에탄형 등의 2작용성 에폭시 수지나 다작용성 에폭시 수지, 또는 히단토인형, 트리스글리시딜이소시아누레이트형 혹은 글리시딜아민형 등의 에폭시 수지가 이용된다. 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.
페놀 수지는, 에폭시 수지의 경화제로서 작용하는 것으로서, 예컨대, 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. 이들 페놀 수지 중 페놀노볼락 수지, 페놀아랄킬 수지가 특히 바람직하다. 반도체 장치의 접속 신뢰성을 향상시킬 수 있기 때문이다.
에폭시 수지와 페놀 수지의 배합 비율은, 예컨대, 에폭시 수지 성분 중의 에폭시기 1 당량당 페놀 수지 중의 수산기가 0.5 당량∼2.0 당량이 되도록 배합하는 것이 적합하다. 보다 적합한 것은, 0.8 당량∼1.2 당량이다. 즉, 양자의 배합 비율이 상기 범위를 벗어나면, 충분한 경화 반응이 진행되지 않아, 경화물의 특성이 열화하기 쉬워지기 때문이다.
필름형 접착제는, 25℃에서 고형인 경화성 수지 및 25℃에서 액형인 경화성 수지를 포함하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 양호한 저온 접착성이 얻어진다.
본 명세서에 있어서, 25℃에 있어서 액형이란, 25℃에 있어서 점도가 5000 ㎩·s 미만인 것을 말한다. 한편, 25℃에 있어서 고형이란, 25℃에 있어서 점도가 5000 ㎩·s 이상인 것을 말한다.
또한, 점도는, 써모 사이언티픽(Thermo Scientific)사 제조의 유형 번호 HAAKE Roto VISCO1을 이용하여 측정할 수 있다.
필름형 접착제에 있어서, 경화성 수지 100 중량％ 중의 25℃에서 고형인 경화성 수지의 함유량은, 바람직하게는 10 중량％ 이상, 보다 바람직하게는 12 중량％ 이상이다. 10 중량％ 미만이면, 필름형 접착제가 끈적끈적해져, 다이싱 테이프와 지나치게 달라붙어 픽업성이 나빠지는 경향이 있다.
한편, 경화성 수지 100 중량％ 중의 25℃에서 고형인 경화성 수지의 함유량은, 바람직하게는 60 중량％ 이하, 보다 바람직하게는 30 중량％ 이하, 더욱 바람직하게는 20 중량％ 이하이다. 60 중량％를 넘으면, 40℃ 정도의 저온에서 필름형 접착제를 반도체 웨이퍼에 부착하기 곤란해지는(저온 접착성이 저하하는) 경향이 있다.
필름형 접착제 중의 열가소성 수지 및 경화성 수지의 합계 함유량은, 바람직하게는 5 중량％ 이상, 보다 바람직하게는 10 중량％ 이상이다. 5 중량％ 이상이면, 필름으로서의 형상을 유지하기 쉽다. 또한, 열가소성 수지 및 경화성 수지의 합계 함유량은, 바람직하게는 70 중량％ 이하, 보다 바람직하게는 60 중량％ 이하이다. 70 중량％ 이하이면, 도전성 입자가 적합하게 도전성을 발현한다.
필름형 접착제에 있어서, 열가소성 수지의 중량/경화성 수지의 중량이, 50/50∼10/90인 것이 바람직하고, 40/60∼15/85인 것이 보다 바람직하다. 50/50보다, 열가소성 수지의 비율이 많아지면, 열 안정성이 나빠지는 경향이 있다. 한편, 10/90보다, 열가소성 수지의 비율이 적어지면, 필름화가 어려워지는 경향이 있다.
필름형 접착제는, 상기 성분 이외에도, 필름 제조에 일반적으로 사용되는 배합제, 예컨대, 가교제 등을 적절하게 함유하여도 좋다.
필름형 접착제는, 통상의 방법으로 제조할 수 있다. 예컨대, 상기 각 성분을 함유하는 접착제 조성물 용액을 제작하고, 접착제 조성물 용액을 기재 세퍼레이터 상에 소정 두께가 되도록 도포하여 도포막을 형성한 후, 그 도포막을 건조시킴으로써, 필름형 접착제를 제조할 수 있다.
접착제 조성물 용액에 이용하는 용매로서는 특별히 한정되지 않지만, 상기 각 성분을 균일하게 용해, 혼련 또는 분산시킬 수 있는 유기 용매가 바람직하다. 예컨대, 디메틸포름아미드, 디메틸아세트아미드, N-메틸피롤리돈, 아세톤, 메틸에틸케톤, 시클로헥사논 등의 케톤계 용매, 톨루엔, 크실렌 등을 들 수 있다. 도포 방법은 특별히 한정되지 않는다. 용제 코팅의 방법으로서는, 예컨대, 다이 코터, 그라비어 코터, 롤 코터, 리버스 코터, 콤마 코터, 파이프 닥터 코터, 스크린 인쇄 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 도포 두께의 균일성이 높다고 하는 점에서, 다이 코터가 바람직하다.
기재 세퍼레이터로서는, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌, 폴리프로필렌이나, 불소계 박리제, 장쇄 알킬아크릴레이트계 박리제 등의 박리제에 의해 표면 코팅된 플라스틱 필름이나 종이 등이 사용 가능하다. 접착제 조성물 용액의 도포 방법으로서는, 예컨대, 롤 코팅, 스크린 코팅, 그라비어 코팅 등을 들 수 있다. 또한, 도포막의 건조 조건은 특별히 한정되지 않고, 예컨대, 건조 온도 70℃∼160℃, 건조 시간 1 분∼5 분간으로 행할 수 있다.
필름형 접착제의 제조 방법으로서는, 예컨대, 상기 각 성분을 믹서로 혼합하고, 얻어진 혼합물을 프레스 성형하여 필름형 접착제를 제조하는 방법 등도 적합하다. 믹서로서는 플라네터리 믹서 등을 들 수 있다.
필름형 접착제의 두께는 특별히 한정되지 않지만, 5 ㎛ 이상이 바람직하고, 15 ㎛ 이상이 보다 바람직하다. 5 ㎛ 미만이면, 휨이 생긴 반도체 웨이퍼나 반도체 칩과 접착하지 않는 부분이 발생하여, 접착 면적이 불안정해지는 경우가 있다. 또한, 필름형 접착제의 두께는 100 ㎛ 이하가 바람직하고, 50 ㎛ 이하가 보다 바람직하다. 100 ㎛를 넘으면, 다이 부착의 하중에 의해 필름형 접착제가 과도하게 비어져 나와, 패드를 오염시키는 경우가 있다.
필름형 접착제는, 미러 실리콘 웨이퍼에 40℃에서 붙인 후, 25℃에서 측정한 밀착력이, 바람직하게는 0.5 N/10 ㎜ 이상, 보다 바람직하게는 0.6 N/10 ㎜ 이상, 더욱 바람직하게는 4 N/10 ㎜ 이상이다. 0.5 N/10 ㎜ 이상이면, 40℃ 정도의 저온에서 필름형 접착제가 반도체 웨이퍼에 양호하게 접착할 수 있기 때문에, 반도체 웨이퍼에의 열 영향을 방지할 수 있어, 반도체 웨이퍼의 휨을 억제할 수 있다. 한편, 0.5 N/10 ㎜ 미만이면, 밀착력이 낮아, 필름형 접착제로부터 반도체 웨이퍼가 박리해 버릴 우려가 있다. 밀착력의 상한은 특별히 한정되지 않지만, 예컨대, 10 N/10 ㎜ 이하이다.
본 명세서에 있어서, 밀착력은, 미러 실리콘 웨이퍼로부터 필름형 접착제를 박리할 때의 박리력을 의미하며, 하기 방법으로 측정할 수 있다.
박리력의 측정
2 ㎏ 롤러를 이용하여, 필름형 접착제에 40℃의 미러 실리콘 웨이퍼를 접착한 후, 2분간, 40℃에서 방치한다. 그 후, 상온(25℃)에서 20분간 방치하여, 필름형 접착제 및 필름형 접착제에 접착된 미러 실리콘 웨이퍼를 구비하는 샘플을 얻는다. 샘플에 대해서, 인장 시험기((주)시마즈세이사쿠쇼 제조의 AGS-J)를 이용하여, 박리 각도 180도, 박리 온도 25℃, 박리 속도 300 ㎜/min으로, 미러 실리콘 웨이퍼로부터 필름형 접착제를 박리할 때의 박리력을 측정한다.
필름형 접착제의 25℃에 있어서의 저장 탄성률은, 5 ㎫ 이상이 바람직하고, 2×102 ㎫ 이상이 보다 바람직하다. 5 ㎫ 미만이면, 다이싱 테이프와의 밀착력이 높아져, 픽업성이 저하하는 경향이 있다. 필름형 접착제의 25℃에 있어서의 저장 탄성률은, 5×103 ㎫ 이하가 바람직하고, 3×103 ㎫ 이하가 보다 바람직하며, 2.5×103 ㎫ 이하가 더욱 바람직하다. 5×103 ㎫를 넘는 일은, 배합상 어렵다.
필름형 접착제의 100℃에 있어서의 저장 탄성률은, 0.01 ㎫ 이상이 바람직하고, 0.05 ㎫ 이상이 보다 바람직하다. 0.01 ㎫ 이상이면, 다이 부착 시에 필름형 접착제가 비어져 나오기 어렵다. 한편, 필름형 접착제의 100℃에 있어서의 저장 탄성률은, 1 ㎫ 이하가 바람직하고, 0.8 ㎫ 이하가 보다 바람직하다. 1 ㎫ 이하이면, 다이 부착 시에 보이드를 물어 들이기 어려워져, 안정된 다이 부착이 되기 쉽다.
필름형 접착제의 표면 거칠기(Ra)는, 0.1 ㎚∼5000 ㎚가 바람직하다. 0.1 ㎚ 미만은, 배합상 어렵다. 한편, 5000 ㎚를 넘으면, 저온 접착성이 저하할 우려가 있다. 또한, 다이 부착 시의 피착체에의 부착성도 저하할 우려가 있다.
필름형 접착제의 체적 저항률은 낮을수록 바람직하고, 예컨대, 9×10-2 Ω·m 이하이다. 9×10-2 Ω·m 이하이면, 도전성이 좋아, 소형·고밀도 실장에 대응할 수 있다. 체적 저항률은, 바람직하게는 1×10-2 Ω·m 이하이다. 한편, 체적 저항률은, 바람직하게는 1×10-6 Ω·m 이상이다.
또한, 체적 저항률은, 실시예에 기재된 방법으로 측정할 수 있다.
필름형 접착제의 열 전도율은 높을수록 바람직하고, 예컨대, 0.5 W/m·K 이상이다. 0.5 W/m·K 이상이면, 방열성이 좋아, 소형·고밀도 실장에 대응할 수 있다. 한편, 0.5 W/m·K 미만이면, 방열성이 나빠, 열이 쌓여, 도전성을 악화시킬 우려가 있다.
필름형 접착제는, 반도체 장치의 제조에 적합하게 사용할 수 있다. 그 중에서도, 리드 프레임 등의 피착체와 반도체 칩을 접착하는(다이 부착하는) 다이 부착 필름으로서 특히 적합하게 사용할 수 있다. 피착체로서는, 리드 프레임, 인터포저, 반도체 칩 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 리드 프레임이 바람직하다.
필름형 접착제는, 필름형 접착제를 갖는 다이싱 테이프의 형태로 사용하는 것이 바람직하다. 이 형태로 사용하면, 필름형 접착제를 갖는 다이싱 테이프에 접착된 상태의 반도체 웨이퍼를 핸들링할 수 있기 때문에, 반도체 웨이퍼 단체로 핸들링할 기회를 줄일 수 있어, 핸들링성이 양호하다. 따라서, 최근의 박형의 반도체 웨이퍼라도 양호하게 핸들링할 수 있다. 또한, 이 형태로 사용하는 경우, 필름형 접착제에 반도체 웨이퍼를 접착하게 되는데, 전술한 필름형 접착제를 이용하기 때문에, 반도체 웨이퍼의 휨을 억제할 수 있다.
필름형 접착제를 갖는 다이싱 테이프에 대해서 설명한다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 필름형 접착제를 갖는 다이싱 테이프(10)는, 다이싱 테이프(11) 및 다이싱 테이프(11) 상에 적층된 필름형 접착제(3)를 구비한다. 다이싱 테이프(11)는, 기재(1) 및 기재(1) 상에 적층된 점착제층(2)을 구비한다. 필름형 접착제(3)는 점착제층(2) 상에 배치되어 있다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 필름형 접착제를 갖는 다이싱 테이프(10)는, 워크[반도체 웨이퍼(4) 등] 접착 부분에만 접착제층(3)을 형성한 구성이어도 좋다.
기재(1)는, 필름형 접착제를 갖는 다이싱 테이프(10)의 강도 모체가 되는 것으로서, 자외선 투과성을 갖는 것이 바람직하다. 기재(1)로서는, 예컨대, 저밀도 폴리에틸렌, 직쇄형 폴리에틸렌, 중밀도 폴리에틸렌, 고밀도 폴리에틸렌, 초저밀도 폴리에틸렌, 랜덤 공중합 폴리프로필렌, 블록 공중합 폴리프로필렌, 호모폴리프로필렌, 폴리부텐, 폴리메틸펜텐 등의 폴리올레핀, 에틸렌-아세트산비닐 공중합체, 아이오노머 수지, 에틸렌-(메타)아크릴산 공중합체, 에틸렌-(메타)아크릴산에스테르 (랜덤, 교호)공중합체, 에틸렌-부텐 공중합체, 에틸렌-헥센 공중합체, 폴리우레탄, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트 등의 폴리에스테르, 폴리카보네이트, 폴리이미드, 폴리에테르에테르케톤, 폴리이미드, 폴리에테르이미드, 폴리아미드, 전방향족 폴리아미드, 폴리페닐술피드, 아라미드(종이), 유리, 유리 클로스, 불소 수지, 폴리염화비닐, 폴리염화비닐리덴, 셀룰로오스계 수지, 실리콘 수지, 금속(박), 종이 등을 들 수 있다.
기재(1)의 표면은, 인접하는 층과의 밀착성, 유지성 등을 높이기 위해, 관용의 표면 처리, 예컨대, 크롬산 처리, 오존 폭로, 화염 폭로, 고압 전격 폭로, 이온화 방사선 처리 등의 화학적 또는 물리적 처리, 하도제(예컨대, 후술하는 점착 물질)에 의한 코팅 처리를 실시할 수 있다.
기재(1)의 두께는, 특별히 제한되지 않아 적절하게 결정할 수 있지만, 일반적으로는 5 ㎛∼200 ㎛ 정도이다.
점착제층(2)의 형성에 이용하는 점착제로서는 특별히 제한되지 않고, 예컨대, 아크릴계 점착제, 고무계 점착제 등의 일반적인 감압성 접착제를 이용할 수 있다. 감압성 접착제로서는, 반도체 웨이퍼나 유리 등의 오염을 싫어하는 전자 부품의 초순수나 알코올 등의 유기 용제에 의한 청정 세정성 등의 점에서, 아크릴계 폴리머를 베이스 폴리머로 하는 아크릴계 점착제가 바람직하다.
아크릴계 폴리머로서는, 예컨대, (메타)아크릴산알킬에스테르(예컨대, 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, 에이코실에스케르 등의 알킬기의 탄소수 1∼30, 특히 탄소수 4∼18의 직쇄형 또는 분기쇄형의 알킬에스테르 등) 및 (메타)아크릴산시클로알킬에스테르(예컨대, 시클로펜틸에스테르, 시클로헥실에스테르 등)의 1종 또는 2종 이상을 단량체 성분으로서 이용한 아크릴계 폴리머 등을 들 수 있다. 또한, (메타)아크릴산에스테르란 아크릴산에스테르 및/또는 메타크릴산에스테르를 말하며, 본 발명의 (메타)란 전부 동일한 의미이다.
아크릴계 폴리머는, 응집력, 내열성 등의 개질을 목적으로 하여, 필요에 따라, 상기 (메타)아크릴산알킬에스테르 또는 시클로알킬에스테르와 공중합 가능한 다른 모노머 성분에 대응하는 단위를 포함하고 있어도 좋다. 이와 같은 모노머 성분으로서, 예컨대, 아크릴산, 메타크릴산, 카르복시에틸(메타)아크릴레이트, 카르복시펜틸(메타)아크릴레이트, 이타콘산, 말레산, 푸마르산, 크로톤산 등의 카르복실기 함유 모노머; 무수 말레산, 무수 이타콘산 등의 산 무수물 모노머; (메타)아크릴산 2-히드록시에틸, (메타)아크릴산 2-히드록시프로필, (메타)아크릴산 4-히드록시부틸, (메타)아크릴산 6-히드록시헥실, (메타)아크릴산 8-히드록시옥틸, (메타)아크릴산 10-히드록시데실, (메타)아크릴산 12-히드록시라우릴, (4-히드록시메틸시클로헥실)메틸(메타)아크릴레이트 등의 히드록실기 함유 모노머; 스티렌술폰산, 알릴술폰산, 2-(메타)아크릴아미드-2-메틸프로판술폰산, (메타)아크릴아미드프로판술폰산, 술포프로필(메타)아크릴레이트, (메타)아크릴로일옥시나프탈렌술폰산 등의 술폰산기 함유 모노머; 2-히드록시에틸아크릴로일포스페이트 등의 인산기 함유 모노머; 아크릴아미드, 아크릴로니트릴 등을 들 수 있다. 이들 공중합 가능한 모노머 성분은, 1종 또는 2종 이상 사용할 수 있다. 이들 공중합 가능한 모노머의 사용량은, 전체 모노머 성분의 40 중량％ 이하가 바람직하다.
또한, 아크릴계 폴리머는, 가교시키기 위해, 다작용성 모노머 등도, 필요에 따라 공중합용 모노머 성분으로서 포함할 수 있다. 이와 같은 다작용성 모노머로서, 예컨대, 헥산디올디(메타)아크릴레이트, (폴리)에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, (폴리)프로필렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜디(메타)아크릴레이트, 펜타에리스리톨디(메타)아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리스리톨트리(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨헥사(메타)아크릴레이트, 에폭시(메타)아크릴레이트, 폴리에스테르(메타)아크릴레이트, 우레탄(메타)아크릴레이트 등을 들 수 있다. 이들 다작용성 모노머도 1종 또는 2종 이상 이용할 수 있다. 다작용성 모노머의 사용량은, 점착 특성 등의 점에서, 전체 모노머 성분의 30 중량％ 이하가 바람직하다.
아크릴계 폴리머는, 단일 모노머 또는 2종 이상의 모노머 혼합물을 중합에 부침으로써 얻어진다. 중합은, 용액 중합, 유화 중합, 괴상 중합, 현탁 중합 등의 어떤 방식으로 행하는 것도 가능하다. 청정한 피착체에의 오염 방지 등의 점에서, 저분자량 물질의 함유량이 작은 것이 바람직하다. 이 점에서, 아크릴계 폴리머의 수평균 분자량은, 바람직하게는 30만 이상, 더욱 바람직하게는 40만∼300만 정도이다.
또한, 상기 점착제에는, 베이스 폴리머인 아크릴계 폴리머 등의 수평균 분자량을 높이기 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, 가교하여야 하는 베이스 폴리머와의 밸런스에 따라, 또한, 점착제로서의 사용 용도에 따라 적절하게 결정된다. 일반적으로는, 상기 베이스 폴리머 100 중량부에 대하여, 5 중량부 정도 이하, 더욱 0.1 중량부∼5 중량부 배합하는 것이 바람직하다. 또한, 점착제에는, 필요에 따라, 상기 성분 이외에, 종래 공지의 각종 점착 부여제, 노화 방지제 등의 첨가제를 이용하여도 좋다.
점착제층(2)은 방사선 경화형 점착제에 의해 형성할 수 있다. 방사선 경화형 점착제는, 자외선 등의 방사선의 조사에 의해 가교도를 증대시켜 그 점착력을 용이하게 저하시킬 수 있다.
도 1에 나타내는 점착제층(2)의 워크 접착 부분에 대응하는 부분(2a)만을 방사선 조사함으로써 다른 부분(2b)과의 점착력의 차를 마련할 수 있다. 이 경우, 미경화의 방사선 경화형 점착제에 의해 형성되어 있는 상기 부분(2b)은 필름형 접착제(3)와 점착하여, 다이싱할 때의 유지력을 확보할 수 있다.
또한, 도 2에 나타내는 필름형 접착제(3)에 합하여 방사선 경화형의 점착제층(2)을 경화시킴으로써, 점착력이 현저히 저하한 상기 부분(2a)을 형성할 수 있다. 이 경우, 미경화의 방사선 경화형 점착제에 의해 형성되어 있는 상기 부분(2b)에 웨이퍼 링을 고정할 수 있다.
즉, 점착제층(2)을 방사선 경화형 점착제에 의해 형성하는 경우에는, 점착제층(2)에 있어서의 상기 부분(2a)의 점착력 ＜ 그 외의 부분(2b)의 점착력이 되도록 상기 부분(2a)을 방사선 조사하는 것이 바람직하다.
방사선 경화형 점착제는, 탄소-탄소 이중 결합 등의 방사선 경화성의 작용기를 가지며, 또한 점착성을 나타내는 것을 특별히 제한없이 사용할 수 있다. 방사선 경화형 점착제로서는, 예컨대, 상기 아크릴계 점착제, 고무계 점착제 등의 일반적인 감압성 점착제에, 방사선 경화성의 모노머 성분이나 올리고머 성분을 배합한 첨가형의 방사선 경화형 점착제를 예시할 수 있다.
배합하는 방사선 경화성의 모노머 성분으로서는, 예컨대, 우레탄 올리고머, 우레탄(메타)아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리(메타)아크릴레이트, 테트라메틸올메탄테트라(메타)아크릴레이트, 펜타에리스리톨트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리스리톨테트라(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨모노히드록시펜타(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨헥사(메타)아크릴레이트, 1,4-부탄디올디(메타)아크릴레이트 등을 들 수 있다. 또한 방사선 경화성의 올리고머 성분은 우레탄계, 폴리에테르계, 폴리에스테르계, 폴리카보네이트계, 폴리부타디엔계 등 여러 가지 올리고머를 들 수 있으며, 그 분자량이 100∼30000 정도의 범위인 것이 적당하다. 방사선 경화성의 모노머 성분이나 올리고머 성분의 배합량은, 상기 점착제층의 종류에 따라, 점착제층의 점착력을 저하시킬 수 있는 양을, 적절하게 결정할 수 있다. 일반적으로는, 점착제를 구성하는 아크릴계 폴리머 등의 베이스 폴리머 100 중량부에 대하여, 예컨대 5 중량부∼500 중량부, 바람직하게는 40 중량부∼150 중량부 정도이다.
또한, 방사선 경화형 점착제로서는, 상기 설명한 첨가형의 방사선 경화형 점착제 이외에, 베이스 폴리머로서, 탄소-탄소 이중 결합을 폴리머 측쇄 또는 주쇄 중 혹은 주쇄 말단에 갖는 것을 이용한 내재형의 방사선 경화형 점착제를 들 수 있다. 내재형의 방사선 경화형 점착제는, 저분자 성분인 올리고머 성분 등을 함유할 필요가 없고, 또는 많이는 포함하지 않기 때문에, 경시적으로 올리고머 성분 등이 점착제 재중을 이동하는 일없이, 안정된 층구조의 점착제층을 형성할 수 있기 때문에 바람직하다.
상기 탄소-탄소 이중 결합을 갖는 베이스 폴리머는, 탄소-탄소 이중 결합을 가지고, 또한 점착성을 갖는 것을 특별히 제한없이 사용할 수 있다. 이와 같은 베이스 폴리머로서는, 아크릴계 폴리머를 기본 골격으로 하는 것이 바람직하다. 아크릴계 폴리머의 기본 골격으로서는, 상기 예시한 아크릴계 폴리머를 들 수 있다.
상기 아크릴계 폴리머에의 탄소-탄소 이중 결합의 도입법은 특별히 제한되지 않고, 여러 가지 방법을 채용할 수 있지만, 탄소-탄소 이중 결합은 폴리머 측쇄에 도입하는 것이 분자 설계가 용이하다. 예컨대, 미리, 아크릴계 폴리머에 작용기를 갖는 모노머를 공중합한 후, 이 작용기와 반응할 수 있는 작용기 및 탄소-탄소 이중 결합을 갖는 화합물을, 탄소-탄소 이중 결합의 방사선 경화성을 유지한 채로 축합 또는 부가 반응시키는 방법을 들 수 있다.
이들 작용기의 조합의 예로서는, 카르복실산기와 에폭시기, 카르복실산기와 아지리디닐기, 히드록실기와 이소시아네이트기 등을 들 수 있다. 이들 작용기의 조합 중에서도 반응 추적이 용이하기 때문에, 히드록실기와 이소시아네이트기의 조합이 적합하다. 또한, 이들 작용기의 조합에 의해, 상기 탄소-탄소 이중 결합을 갖는 아크릴계 폴리머를 생성하는 것 같은 조합이면, 작용기는 아크릴계 폴리머와 상기 화합물 중 어느 측에 있어도 좋지만, 상기 바람직한 조합에서는, 아크릴계 폴리머가 히드록실기를 가지며, 상기 화합물이 이소시아네이트기를 갖는 경우가 적합하다. 이 경우, 탄소-탄소 이중 결합을 갖는 이소시아네이트 화합물로서는, 예컨대, 메타크릴로일이소시아네이트, 2-메타크릴로일옥시에틸이소시아네이트, m-이소프로페닐-α,α-디메틸벤질이소시아네이트 등을 들 수 있다. 또한, 아크릴계 폴리머로서는, 상기 예시된 히드록시기 함유 모노머나 2-히드록시에틸비닐에테르, 4-히드록시부틸비닐에테르, 디에틸렌글리콜모노비닐에테르의 에테르계 화합물 등을 공중합한 것이 이용된다.
상기 내재형의 방사선 경화형 점착제는, 상기 탄소-탄소 이중 결합을 갖는 베이스 폴리머(특히 아크릴계 폴리머)를 단독으로 사용할 수 있지만, 특성을 악화시키지 않을 정도로 상기 방사선 경화성의 모노머 성분이나 올리고머 성분을 배합할 수도 있다. 방사선 경화성의 올리고머 성분 등은, 통상 베이스 폴리머 100 중량부에 대하여 30 중량부의 범위 내이며, 바람직하게는 0 중량부∼10 중량부의 범위이다.
상기 방사선 경화형 점착제에는, 자외선 등에 의해 경화시키는 경우에는 광중합 개시제를 함유시킨다. 광중합 개시제로서는, 예컨대, 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, 벤조일 안식향산, 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; 캄파퀴논; 할로겐화 케톤; 아실포스핀옥시드; 아실포스포네이트 등을 들 수 있다. 광중합 개시제의 배합량은, 점착제를 구성하는 아크릴계 폴리머 등의 베이스 폴리머 100 중량부에 대하여, 예컨대 0.05 중량부∼20 중량부 정도이다.
또한 방사선 경화형 점착제로서는, 예컨대, 일본 특허 공개 소화60-196956호 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 방사선 경화형의 점착제층(2) 중에는, 필요에 따라, 방사선 조사에 의해 착색되는 화합물을 함유시킬 수도 있다. 방사선 조사에 의해, 착색되는 화합물을 점착제층(2)에 포함시킴으로써, 방사선 조사된 부분만을 착색시킬 수 있다. 방사선 조사에 의해 착색되는 화합물은, 방사선 조사 이전에는 무색 또는 담색이지만, 방사선 조사에 의해 유색이 되는 화합물이며, 예컨대, 류코 염료 등을 들 수 있다. 방사선 조사에 의해 착색되는 화합물의 사용 비율은, 적절하게 설정할 수 있다.
점착제층(2)의 두께는, 특별히 한정되지 않지만, 칩 절단면의 깨짐 방지나 접착층의 고정 유지의 양립성 등의 점으로부터는, 1 ㎛∼50 ㎛ 정도인 것이 바람직하다. 바람직하게는 2 ㎛∼30 ㎛, 더욱 5 ㎛∼25 ㎛가 바람직하다.
필름형 접착제를 갖는 다이싱 테이프(10)의 필름형 접착제(3)는, 세퍼레이터에 의해 보호되어 있는 것이 바람직하다(도시하지 않음). 세퍼레이터는, 실용에 제공할 때까지 필름형 접착제(3)를 보호하는 보호재로서의 기능을 가지고 있다. 세퍼레이터는 필름형 접착제(3) 상에 워크를 점착할 때에 박리된다. 세퍼레이터로서는, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌, 폴리프로필렌이나, 불소계 박리제, 장쇄 알킬아크릴레이트계 박리제 등의 박리제에 의해 표면 코팅된 플라스틱 필름이나 종이 등도 사용 가능하다.
필름형 접착제를 갖는 다이싱 테이프(10)는, 통상의 방법으로 제조할 수 있다. 예컨대, 다이싱 테이프(11)의 점착제층(2)과 필름형 접착제(3)를 접합시킴으로써, 필름형 접착제를 갖는 다이싱 테이프(10)를 제조할 수 있다.
박리 온도 25℃, 박리 속도 300 ㎜/min의 조건 하에서, 필름형 접착제(3)를 다이싱 테이프(11)로부터 떼었을 때의 박리력이 0.01 N/20 ㎜∼3.00 N/20 ㎜인 것이 바람직하다. 0.01 N/20 ㎜ 미만이면, 다이싱 시에 칩 날림이 발생할 우려가 있다. 한편, 3.00 N/20 ㎜를 넘으면, 픽업이 곤란해지는 경향이 있다.
박리 온도 25℃, 박리 속도 300 ㎜/min의 조건 하에서, 필름형 접착제(3)를 다이싱 테이프(11)로부터 떼었을 때의 박리력은, 실시예에 기재된 방법으로 측정할 수 있다.
도 3을 참조하면서, 필름형 접착제를 갖는 다이싱 테이프(10)를 이용하여 반도체 장치를 제조하는 방법의 일례를 설명한다.
우선, 필름형 접착제를 갖는 다이싱 테이프(10)에 있어서의 필름형 접착제(3)의 반도체 웨이퍼 접착 부분(3a) 상에 반도체 웨이퍼(4)를 압착하고, 이것을 접착 유지시켜 고정한다(접착 공정). 본 공정은, 압착 롤 등의 압박 수단에 의해 압박하면서 행한다. 이때, 40℃ 정도의 저온에서 압착할 수 있다. 구체적으로는, 압착 온도(접착 온도)는, 35℃ 이상이 바람직하고, 37℃ 이상이 보다 바람직하다. 압착 온도의 상한은 낮은 편이 바람직하고, 바람직하게는 50℃ 이하, 보다 바람직하게는 45℃ 이하, 더욱 바람직하게는 43℃ 이하이다. 40℃ 정도의 저온에서 반도체 웨이퍼(4)에 부착할 수 있기 때문에, 반도체 웨이퍼(4)에의 열 영향을 방지할 수 있어, 반도체 웨이퍼(4)의 휨을 억제할 수 있다.
또한, 압력은, 1×105 ㎩∼1×107 ㎩인 것이 바람직하고, 2×105 ㎩∼8×106 ㎩인 것이 보다 바람직하다. 또한, 첨부 시간으로서는, 1 초∼5 분이 바람직하고, 1 분∼3 분이 보다 바람직하다.
다음에, 반도체 웨이퍼(4)의 다이싱을 행한다. 이에 의해, 반도체 웨이퍼(4)를 소정의 사이즈로 절단하여 개편화하여, 반도체 칩(5)을 제조한다. 다이싱은, 예컨대 반도체 웨이퍼(4)의 회로면측으로부터 통상법에 따라 행해진다. 또한, 본 공정에서는, 예컨대 필름형 접착제를 갖는 다이싱 테이프(10)까지 절입을 행하는 풀 컷트라고 불리는 절단 방식 등을 채용할 수 있다. 본 공정에서 이용하는 다이싱 장치로서는 특별히 한정되지 않고, 종래 공지의 것을 이용할 수 있다. 또한, 반도체 웨이퍼(4)는, 필름형 접착제를 갖는 다이싱 테이프(10)에 의해 접착 고정되어 있기 때문에, 칩 깨짐이나 칩 날림을 억제할 수 있음과 동시에, 반도체 웨이퍼(4)의 파손도 억제할 수 있다.
필름형 접착제를 갖는 다이싱 테이프(10)에 접착 고정된 반도체 칩(5)을 박리하기 위해, 반도체 칩(5)의 픽업을 행한다. 픽업의 방법으로서는 특별히 한정되지 않고, 종래 공지의 여러 가지 방법을 채용할 수 있다. 예컨대, 개개의 반도체 칩(5)을 필름형 접착제를 갖는 다이싱 테이프(10)측으로부터 니들에 의해 밀어 올려, 밀어 올려진 반도체 칩(5)을 픽업 장치에 의해 픽업하는 방법 등을 들 수 있다.
여기서 픽업은, 점착제층(2)이 자외선 경화형인 경우, 그 점착제층(2)에 자외선을 조사한 후에 행한다. 이에 의해, 점착제층(2)의 필름형 접착제(3)에 대한 점착력이 저하하여, 반도체 칩(5)의 박리가 용이해진다. 그 결과, 반도체 칩(5)을 손상시키는 일없이 픽업이 가능해진다. 자외선 조사 시의 조사 강도, 조사 시간 등의 조건은 특별히 한정되지 않고, 적절하게 필요에 따라 설정하면 좋다.
픽업한 반도체 칩(5)은, 필름형 접착제(3)를 통해 피착체(6)에 접착 고정한다(다이 부착한다).
다이 부착 온도는, 바람직하게는 80℃ 이상, 보다 바람직하게는 90℃ 이상이다. 또한, 다이 부착 온도는, 바람직하게는 150℃ 이하, 보다 바람직하게는 130℃ 이하이다. 150℃ 이하로 함으로써, 다이 부착 후의 휨의 발생을 방지할 수 있다.
계속해서, 가열에 의해 필름형 접착제(3)를 열경화시켜, 반도체 칩(5)과 피착체(6)를 접착시킨다. 바람직하게는, 가압 분위기 하에서의 가열에 의해 필름형 접착제(3)를 열경화시켜, 반도체 칩(5)과 피착체(6)를 접착시킨다. 가압 분위기 하에서 필름형 접착제(3)를 열경화시킴으로써, 필름형 접착제(3)와 피착체(6) 사이에 존재하는 보이드를 소멸시키는 것이 가능하여, 필름형 접착제(3)가 피착체(6)와 접촉하는 면적을 확보할 수 있다.
가압 분위기의 압력은, 바람직하게는 0.5 ㎏/㎠(4.9×10-2 ㎫) 이상, 보다 바람직하게는 1 ㎏/㎠(9.8×10-2 ㎫) 이상, 더욱 바람직하게는 5 ㎏/㎠(4.9×10-1 ㎫) 이상이다. 0.5 ㎏/㎠ 이상이면, 필름형 접착제(3)와 피착체(6) 사이에 존재하는 보이드를 용이하게 소멸시킬 수 있다. 가압 분위기의 압력은, 바람직하게는 20 ㎏/㎠(1.96 ㎫) 이하, 보다 바람직하게는 18 ㎏/㎠(1.77 ㎫) 이하, 더욱 바람직하게는 15 ㎏/㎠(1.47 ㎫) 이하이다. 20 ㎏/㎠ 이하이면, 과도한 가압에 의한 필름형 접착제(3)의 비어져 나옴을 억제할 수 있다.
가열 처리의 온도는, 바람직하게는 80℃ 이상, 보다 바람직하게는 170℃ 이상이다. 가열 처리의 온도는, 바람직하게는 200℃ 이하, 보다 바람직하게는 180℃ 이하이다. 가열 처리의 온도가 상기 범위이면, 양호하게 접착할 수 있다. 또한, 가열 처리의 시간은, 적절하게 설정할 수 있다.
다음에, 피착체(6)의 단자부(이너 리드)의 선단과 반도체 칩(5) 상의 전극 패드(도시하지 않음)를 본딩 와이어(7)로 전기적으로 접속하는 와이어 본딩 공정을 행한다. 본딩 와이어(7)로서는, 예컨대 금선, 알루미늄선 또는 구리선 등이 이용된다. 와이어 본딩을 행할 때의 온도는, 바람직하게는 80℃ 이상, 보다 바람직하게는 120℃ 이상이고, 상기 온도는, 바람직하게는 250℃ 이하, 보다 바람직하게는 175℃ 이하이다. 또한, 그 가열 시간은 수 초∼수 분간(예컨대, 1 초∼1 분간) 행해진다. 결선은, 상기 온도 범위 내가 되도록 가열된 상태로, 초음파에 의한 진동 에너지와 인가 가압에 의한 압착 에너지의 병용에 의해 행해진다.
계속해서, 밀봉 수지(8)에 의해 반도체 칩(5)을 밀봉하는 밀봉 공정을 행한다. 본 공정은, 피착체(6)에 탑재된 반도체 칩(5)이나 본딩 와이어(7)를 보호하기 위해 행해진다. 본 공정은, 밀봉용의 수지를 금형으로 성형함으로써 행한다. 밀봉 수지(8)로서는, 예컨대 에폭시계의 수지를 사용한다. 수지 밀봉 시의 가열 온도는, 바람직하게는 165℃ 이상, 보다 바람직하게는 170℃ 이상이고, 그 가열 온도는, 바람직하게는 185℃ 이하, 보다 바람직하게는 180℃ 이하이다.
필요에 따라, 밀봉물을 더 가열을 하여도 좋다(후경화 공정). 이에 의해, 밀봉 공정에서 경화 부족인 밀봉 수지(8)를 완전하게 경화시킬 수 있다. 가열 온도는 적절하게 설정할 수 있다.
이상과 같이, 필름형 접착제(3)를 이용하여 반도체 칩(5)을 피착체(6)에 다이 부착하는 공정을 포함하는 방법에 따라, 반도체 장치를 제조할 수 있다. 즉, 필름형 접착제(3) 및 필름형 접착제(3)와 접하는 반도체 칩(5)을 구비하는 다이 본드용 칩을 피착체(6)에 압착하는 공정을 포함하는 방법에 따라, 반도체 장치를 제조할 수 있다.
예컨대, 필름형 접착제를 갖는 다이싱 테이프(10)의 필름형 접착제(3) 상에 반도체 웨이퍼(4)를 배치하는 공정 I, 필름형 접착제(3) 상에 배치된 반도체 웨이퍼(4)를 다이싱하여 반도체 칩(5)을 형성하는 공정 II, 공정 II에 의해 형성된 반도체 칩(5)을 필름형 접착제(3)와 함께 픽업하는 공정 III 및 공정 III에 의해 픽업한 반도체 칩(5)을 필름형 접착제(3)를 통해 피착체(6)에 다이 부착하는 공정 IV를 포함하는 방법에 따라, 반도체 장치를 적합하게 제조할 수 있다.
이상, 제1 본 발명에 대해서 설명하였다.
[제2 본 발명]
제2 본 발명은, 도전성 입자 이외에는 제1 본 발명과 동일하다. 따라서, 이하에서는 도전성 입자에 대해서만 설명한다.
제2 본 발명의 필름형 접착제는, 도전성 입자를 포함한다. 도전성 입자로서는, 금 입자, 은 입자, 구리 입자, 피복 입자 등을 들 수 있다.
피복 입자는, 코어 입자 및 코어 입자를 피복하는 피복막을 구비한다. 코어 입자는, 도전성, 비도전성 중 어느 것이어도 좋고, 예컨대, 유리 입자 등을 사용할 수 있다. 피복막으로서는, 금을 포함하는 막, 은을 포함하는 막, 구리를 포함하는 막 등을 들 수 있다.
도전성 입자는, 구형 입자를 포함한다.
구형 입자의 입도 분포에 있어서, 피크(A) 및 피크(B)가 적어도 존재한다. 구체적으로는, 0.2 ㎛∼0.8 ㎛의 입경 범위에 피크(A)가 존재하고, 3 ㎛∼15 ㎛의 입경 범위에 피크(B)가 존재한다. 필름형 접착제에서는, 피크(B)를 형성하는 구형 입자 사이에, 피크(A)를 형성하는 구형 입자가 충전됨으로써, 구형 입자끼리의 접촉점이 다수 형성된다. 따라서, 우수한 도전성이 얻어진다.
피크(A)는 0.2 ㎛ 이상의 입경 범위에 존재하기 때문에, 구형 입자끼리의 응집이 발생하기 어렵다.
피크(A)는 0.5 ㎛ 이상의 입경 범위에 존재하는 것이 바람직하다.
피크(A)는 0.8 ㎛ 이하의 입경 범위에 존재하기 때문에, 피크(B)를 형성하는 구형 입자 사이에, 피크(A)를 형성하는 구형 입자가 충전된다. 피크(A)는 0.75 ㎛ 이하의 입경 범위에 존재하는 것이 바람직하다.
피크(B)는 3 ㎛ 이상의 입경 범위에 존재하기 때문에, 피크(B)를 형성하는 구형 입자 사이에, 피크(A)를 형성하는 구형 입자가 충전된다. 피크(B)는 3.5 ㎛ 이상의 입경 범위에 존재하는 것이 바람직하다.
피크(B)는 15 ㎛ 이하의 입경 범위에 존재하기 때문에, 필름형으로 하였을 때의 표면 거칠기가 억제되어, 피착체에 대하여 안정적으로 접착시킬 수 있다. 피크(B)는 10 ㎛ 이하의 입경 범위에 존재하는 것이 바람직하고, 8 ㎛ 이하의 입경 범위에 존재하는 것이 보다 바람직하며, 6 ㎛ 이하의 입경 범위에 존재하는 것이 더욱 바람직하다.
피크(B)의 입경의 피크(A)의 입경에 대한 비[피크(B)의 입경/피크(A)의 입경]가 5 이상이며, 바람직하게는 7 이상이다. 5 이상이기 때문에, 피크(B)를 형성하는 구형 입자 사이에, 피크(A)를 형성하는 구형 입자가 충전된다.
한편, 피크(B)의 입경의 피크(A)의 입경에 대한 비가 15 이하이며, 바람직하게는 10 이하이다. 15 이하이기 때문에, 구형 입자를 고충전할 수 있다.
구형 입자의 입도 분포에 있어서, 피크(A) 및 피크(B) 이외의 피크가 존재하여도 좋다.
또한, 구형 입자의 입도 분포는, 실시예에 기재된 방법으로 측정할 수 있다.
구형 입자의 평균 입경은 바람직하게는 1 ㎛ 이상이며, 보다 바람직하게는 1.5 ㎛ 이상이다. 1 ㎛ 이상이면, 양호한 요철 추종성이 얻어진다. 또한, 구형 입자의 평균 입경은 바람직하게는 10 ㎛ 이하이며, 보다 바람직하게는 8 ㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 5 ㎛ 이하이다. 10 ㎛ 이하이면, 필름 성형성이 양호하다.
또한, 구형 입자의 평균 입경은, 실시예에 기재된 방법으로 측정할 수 있다.
도전성 입자는, 구형 입자 이외에, 바늘형 입자, 필라멘트형 입자, 플레이트형 입자 등을 포함하여도 좋다.
도전성 입자 100 중량％ 중의 구형 입자의 함유량은, 바람직하게는 5 중량％ 이상, 보다 바람직하게는 80 중량％ 이상, 더욱 바람직하게는 90 중량％ 이상, 특히 바람직하게는 100 중량％이다.
도전성 입자의 적합한 평균 입경, 적합한 비중은 제1 필름형 접착제에서 설명한 바와 같다.
적합한 도전성 입자의 함유량은, 제1 필름형 접착제에서 설명한 바와 같다.
이상, 제2 본 발명에 대해서 설명하였다.
[제3 본 발명]
도 4에 나타내는 바와 같이, 필름형 접착제(103)의 형태는, 필름형이다. 필름형 접착제(103)는 도전성 및 열경화성을 구비한다. 필름형 접착제(103)에 대한 설명은, 제1 및 제2 본 발명의 필름형 접착제와 동일하다. 따라서, 필름형 접착제(103)에 대해서, 간결하게 설명한다.
필름형 접착제(103)는, 열가소성 수지를 포함하는 것이 바람직하다. 열가소성 수지로서는, 천연 고무, 부틸 고무, 이소프렌 고무, 클로로프렌 고무, 에틸렌-아세트산비닐 공중합체, 에틸렌-아크릴산 공중합체, 에틸렌-아크릴산에스테르 공중합체, 폴리부타디엔 수지, 폴리카보네이트 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 수지 중, 이온성 불순물이 적고 내열성이 높아, 반도체 소자의 신뢰성을 확보할 수 있는 아크릴 수지가 특히 바람직하다.
열가소성 수지의 유리 전이 온도는, 바람직하게는 -40℃ 이상, 보다 바람직하게는 -35℃ 이상, 더욱 바람직하게는 -25℃ 이상이다. -40℃ 미만이면, 필름형 접착제(103)가 끈적끈적해져, 다이싱 테이프와 지나치게 달라붙어 픽업성이 나빠지는 경향이 있다. 또한, 열가소성 수지의 유리 전이 온도는, 바람직하게는 -5℃ 이하, 보다 바람직하게는 -10℃ 이하, 더욱 바람직하게는 -11℃ 이하이다. -10℃를 넘으면, 탄성률이 높아져, 40℃ 정도의 저온에서 필름형 접착제(103)를 반도체 웨이퍼에 부착하기 어려워지는(저온 접착성이 저하하는) 경향이 있다. 또한, 열가소성 수지의 유리 전이 온도가 -5℃ 이하이면, 열경화 온도 부근에 있어서의 필름형 접착제(103)의 유동성을 높일 수 있어, 압력 하에서의 가열에 의해 보이드를 소멸시키는 것이 용이해진다.
필름형 접착제(103)는, 열경화성 수지 등의 경화성 수지를 포함하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 열 안정성을 향상시킬 수 있다.
경화성 수지로서는, 페놀 수지, 아미노 수지, 불포화 폴리에스테르 수지, 에폭시 수지, 폴리우레탄 수지, 실리콘 수지, 또는 열경화성 폴리이미드 수지 등을 들 수 있다. 특히, 반도체 소자를 부식시키는 이온성 불순물 등의 함유가 적은 에폭시 수지가 바람직하다. 또한, 에폭시 수지의 경화제로서는 페놀 수지가 바람직하다.
에폭시 수지와 페놀 수지의 배합 비율은, 예컨대, 에폭시 수지 성분 중의 에폭시기 1 당량당 페놀 수지 중의 수산기가 0.5 당량∼2.0 당량이 되도록 배합하는 것이 적합하다. 보다 적합한 것은, 0.8 당량∼1.2 당량이다. 즉, 양자의 배합 비율이 상기 범위를 벗어나면, 충분한 경화 반응이 진행되지 않아, 경화물의 특성이 열화하기 쉬워지기 때문이다.
필름형 접착제(103)는, 25℃에서 고형인 경화성 수지 및 25℃에서 액형인 경화성 수지를 포함하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 양호한 저온 접착성이 얻어진다.
필름형 접착제(103)에 있어서, 경화성 수지 100 중량％ 중의 25℃에서 고형인 경화성 수지의 함유량은, 바람직하게는 10 중량％ 이상, 보다 바람직하게는 12 중량％ 이상이다. 10 중량％ 미만이면, 필름형 접착제(103)가 끈적끈적해져, 다이싱 테이프와 지나치게 달라붙어 픽업성이 나빠지는 경향이 있다. 한편, 경화성 수지 100 중량％ 중의 25℃에서 고형의 경화성 수지의 함유량은, 바람직하게는 60 중량％ 이하, 보다 바람직하게는 30 중량％ 이하, 더욱 바람직하게는 20 중량％ 이하이다. 60 중량％를 넘으면, 40℃ 정도의 저온에서 필름형 접착제(103)를 반도체 웨이퍼에 부착하기 어려워지는(저온 접착성이 저하하는) 경향이 있다.
필름형 접착제(103) 중의 열가소성 수지 및 경화성 수지의 합계 함유량은, 바람직하게는 5 중량％ 이상, 보다 바람직하게는 10 중량％ 이상이다. 5 중량％ 이상이면, 필름으로서의 형상을 유지하기 쉽다. 또한, 열가소성 수지 및 경화성 수지의 합계 함유량은, 바람직하게는 70 중량％ 이하, 보다 바람직하게는 60 중량％ 이하이다. 70 중량％ 이하이면, 도전성 입자가 적합하게 도전성을 발현한다.
필름형 접착제(103)에 있어서, 열가소성 수지의 중량/경화성 수지의 중량이, 50/50∼10/90인 것이 바람직하고, 40/60∼15/85인 것이 보다 바람직하다. 50/50보다, 열가소성 수지의 비율이 많아지면, 열 안정성이 나빠지는 경향이 있다. 한편, 10/90보다, 열가소성 수지의 비율이 적어지면, 필름화가 어려워지는 경향이 있다.
필름형 접착제(103)는, 도전성 입자를 포함하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 도전성을 부여할 수 있다. 도전성 입자로서는, 금 입자, 은 입자, 구리 입자, 피복 입자 등을 들 수 있다.
피복 입자는, 코어 입자 및 코어 입자를 피복하는 피복막을 구비한다. 코어 입자는, 도전성, 비도전성 중 어느 것이어도 좋고, 예컨대, 유리 입자 등을 사용할 수 있다. 피복막으로서는, 금을 포함하는 막, 은을 포함하는 막, 구리를 포함하는 막 등을 들 수 있다.
도전성 입자의 평균 입경은 특별히 한정되지 않지만, 필름형 접착제(103)의 두께에 대하여, 0.001배 이상[필름형 접착제(103)의 두께×0.001 이상]이 바람직하고, 0.1배 이상이 보다 바람직하다. 0.001배 미만이면, 도전 패스의 형성이 어려워, 도전성이 안정되지 않는 경향이 있다. 또한, 도전성 입자의 평균 입경은 필름형 접착제(103)의 두께에 대하여, 1배 이하[필름형 접착제(103)의 두께 이하]가 바람직하고, 0.8배 이하가 보다 바람직하다. 1배를 넘으면, 칩 균열을 일으킬 위험성이 있다.
또한, 도전성 입자의 평균 입경은, 광도식의 입도 분포계(HORIBA 제조, 장치명; LA-910)에 의해 구한 값이다.
도전성 입자의 비중은 0.7 이상이 바람직하고, 1 이상이 보다 바람직하다. 0.7 미만이면, 접착제 조성물 용액(바니시)의 제작 시에 도전성 입자가 부유하여 버려, 도전성 입자의 분산이 불균일해질 우려가 있다. 또한, 도전성 입자의 비중은 22 이하가 바람직하고, 21 이하가 보다 바람직하다. 22를 넘으면, 도전성 입자가 가라앉기 쉬워, 도전성 입자의 분산이 불균일해질 우려가 있다.
도전성 입자는, 플레이트형 입자, 구형 입자, 바늘형 입자, 필라멘트형 입자 등을 포함하여도 좋다. 그 중에서도, 도전성 입자는, 플레이트형 입자, 구형 입자를 포함하는 것이 바람직하다.
플레이트형 입자로서는, 예컨대, 종횡비가 5 이상인 플레이트형의 입자를 들 수 있다. 5 이상이면, 플레이트형 입자끼리가 면접촉하기 쉬워, 도전 패스가 용이하게 형성된다.
종횡비는, 바람직하게는 8 이상, 보다 바람직하게는 10 이상이다. 한편, 종횡비는, 바람직하게는 10000 이하, 보다 바람직하게는 100 이하, 더욱 바람직하게는 70 이하, 특히 바람직하게는 50 이하이다.
플레이트형 입자의 종횡비는, 평균 장경의 평균 두께에 대한 비(평균 장경/평균 두께)이다.
플레이트형 입자의 평균 장경은, 바람직하게는 0.5 ㎛ 이상, 보다 바람직하게는 1.0 ㎛ 이상이다. 0.5 ㎛ 이상이면, 플레이트형 입자의 접촉 확률이 높아져 도통을 취하기 쉬워진다. 한편, 플레이트형 입자의 평균 장경은, 바람직하게는 50 ㎛ 이하, 보다 바람직하게는 30 ㎛ 이하이다. 50 ㎛ 이하이면, 도포 바니시 단계에서의 입자의 침강이 생기기 어려워, 안정된 도포 바니시를 제작할 수 있다.
도전성 입자 100 중량％ 중의 플레이트형 입자의 함유량은, 바람직하게는 5 중량％ 이상, 보다 바람직하게는 10 중량％ 이상이다. 도전성 입자 100 중량％ 중의 플레이트형 입자의 함유량은, 100 중량％여도 좋지만, 바람직하게는 50 중량％ 이하, 보다 바람직하게는 20 중량％ 이하이다.
도전성 입자는, 구형 입자를 포함하는 것이 바람직하다.
구형 입자의 입도 분포에 있어서, 피크(A) 및 피크(B)가 적어도 존재하는 것이 바람직하다. 예컨대, 0.2 ㎛∼0.8 ㎛의 입경 범위에 피크(A)가 존재하고, 3 ㎛∼15 ㎛의 입경 범위에 피크(B)가 존재하는 것이 바람직하다. 필름형 접착제(103)에서는, 피크(B)를 형성하는 구형 입자 사이에, 피크(A)를 형성하는 구형 입자가 충전됨으로써, 구형 입자끼리의 접촉점이 다수 형성된다. 따라서, 우수한 도전성이 얻어진다.
피크(A)가 0.2 ㎛ 이상의 입경 범위에 존재하면, 구형 입자끼리의 응집이 발생하기 어렵다.
피크(A)는 0.5 ㎛ 이상의 입경 범위에 존재하는 것이 바람직하다.
피크(A)는 0.8 ㎛ 이하의 입경 범위에 존재하면, 피크(B)를 형성하는 구형 입자 사이에, 피크(A)를 형성하는 구형 입자가 충전된다. 피크(A)는 0.75 ㎛ 이하의 입경 범위에 존재하는 것이 바람직하다.
피크(B)는 3 ㎛ 이상의 입경 범위에 존재하면, 피크(B)를 형성하는 구형 입자 사이에, 피크(A)를 형성하는 구형 입자가 충전된다. 피크(B)는 3.5 ㎛ 이상의 입경 범위에 존재하는 것이 바람직하다.
피크(B)가 15 ㎛ 이하의 입경 범위에 존재하면, 필름형으로 하였을 때의 표면 거칠기가 억제되어, 피착체에 대하여 안정적으로 접착시킬 수 있다. 피크(B)는 10 ㎛ 이하의 입경 범위에 존재하는 것이 바람직하고, 8 ㎛ 이하의 입경 범위에 존재하는 것이 보다 바람직하며, 6 ㎛ 이하의 입경 범위에 존재하는 것이 더욱 바람직하다.
피크(B)의 입경의 피크(A)의 입경에 대한 비[피크(B)의 입경/피크(A)의 입경]가, 바람직하게는 5 이상, 보다 바람직하게는 7 이상이다. 5 이상이면, 피크(B)를 형성하는 구형 입자 사이에, 피크(A)를 형성하는 구형 입자가 충전된다.
한편, 피크(B)의 입경의 피크(A)의 입경에 대한 비가, 바람직하게는 15 이하, 보다 바람직하게는 10 이하이다. 15 이하이면, 구형 입자를 고충전시킬 수 있다.
구형 입자의 입도 분포에 있어서, 피크(A) 및 피크(B) 이외의 피크가 존재하여도 좋다.
구형 입자의 평균 입경은 바람직하게는 1 ㎛ 이상이며, 보다 바람직하게는 1.5 ㎛ 이상이다. 1 ㎛ 이상이면, 양호한 요철 추종성이 얻어진다. 또한, 구형 입자의 평균 입경은 바람직하게는 10 ㎛ 이하이며, 보다 바람직하게는 8 ㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 5 ㎛ 이하이다. 10 ㎛ 이하이면, 필름 성형성이 양호하다.
또한, 구형 입자의 입도 분포 및 평균 입경은, 하기 방법으로 측정할 수 있다.
구형 입자의 입도 분포 및 평균 입경의 측정
필름형 접착제(103)를 도가니에 넣고, 강열하여 필름형 접착제(103)를 탄화시킨다. 얻어진 회분을 순수 중에 분산시켜 10분간 초음파 처리하고, 레이저 회절 산란식 입도 분포 측정 장치(베크만쿨터사 제조, 「LS 13 320」; 습식법)를 이용하여 입도 분포(체적 기준) 및 평균 입경을 구한다.
도전성 입자 100 중량％ 중의 구형 입자의 함유량은, 바람직하게는 5 중량％ 이상, 보다 바람직하게는 80 중량％ 이상, 더욱 바람직하게는 90 중량％ 이상, 특히 바람직하게는 100 중량％이다.
필름형 접착제(103) 중의 도전성 입자의 함유량은, 바람직하게는 30 중량％ 이상, 보다 바람직하게는 40 중량％ 이상, 더욱 바람직하게는 60 중량％ 이상, 특히 바람직하게는 70 중량％ 이상이다. 30 중량％ 미만이면, 도전 패스의 형성이 어려운 경향이 있다. 또한, 도전성 입자의 함유량은, 바람직하게는 95 중량％ 이하, 보다 바람직하게는 94 중량％ 이하이다. 95 중량％를 넘으면, 필름화가 어려운 경향이 있다. 또한, 밀착력이 저하하는 경향이 있다.
필름형 접착제(103)는, 상기 성분 이외에도, 필름 제조에 일반적으로 사용되는 배합제, 예컨대, 가교제 등을 적절하게 함유하여도 좋다.
필름형 접착제(103)는, 통상의 방법으로 제조할 수 있다.
필름형 접착제(103)의 두께는 특별히 한정되지 않지만, 5 ㎛ 이상이 바람직하고, 15 ㎛ 이상이 보다 바람직하다. 5 ㎛ 미만이면, 휨이 생긴 반도체 웨이퍼나 반도체 칩과 접착하지 않는 부분이 발생하여, 접착 면적이 불안정해지는 경우가 있다. 또한, 필름형 접착제(103)의 두께는 100 ㎛ 이하가 바람직하고, 50 ㎛ 이하가 보다 바람직하다. 100 ㎛를 넘으면, 다이 부착의 하중에 의해 필름형 접착제(103)가 과도하게 비어져 나와, 패드를 오염시키는 경우가 있다.
필름형 접착제(103)의 표면 거칠기(Ra)는, 0.1 ㎚∼5000 ㎚가 바람직하다. 0.1 ㎚ 미만은, 배합상 어렵다. 한편, 5000 ㎚를 넘으면, 다이 부착 시의 피착체에의 접착성이 저하할 우려가 있다.
필름형 접착제(103)의 전기 저항률은 낮을수록 바람직하고, 예컨대, 9×10-2 Ω·m 이하이다. 9×10-2 Ω·m 이하이면, 도전성이 좋아, 소형·고밀도 실장에 대응할 수 있다. 한편, 전기 저항률은, 바람직하게는 1×10-6 Ω·m 이상이다.
필름형 접착제(103)의 열 전도율은 높을수록 바람직하고, 예컨대, 0.5 W/m·K 이상이다. 0.5 W/m·K 이상이면, 방열성이 좋아, 소형·고밀도 실장에 대응할 수 있다. 한편, 0.5 W/m·K 미만이면, 방열성이 나빠, 열이 쌓여, 도전성을 악화시킬 우려가 있다.
필름형 접착제(103)의 120℃의 인장 저장 탄성률은, 바람직하게는 10 ㎫ 이하, 보다 바람직하게는 5 ㎫ 이하이다. 10 ㎫ 이하이면, 열경화 온도 부근에 있어서의 필름형 접착제(103)의 유동성이 높아, 압력 하에서의 가열에 의해 보이드를 소멸시키는 것이 용이하다. 120℃의 인장 저장 탄성률은, 바람직하게는 0.01 ㎫ 이상, 보다 바람직하게는 0.05 ㎫ 이상이다. 0.01 ㎫ 이상이면, 필름형 접착제(103)가 비어져 나오기 어렵다.
120℃의 인장 저장 탄성률은, 이하의 방법으로 측정할 수 있다.
120℃의 인장 저장 탄성률의 측정
필름형 접착제(103)로부터, 세로 30 ㎜, 폭 10 ㎜, 두께 400 ㎛의 단책형의 측정편을 절취한다. 측정편에 대해서, 고정 점탄성 측정 장치(RSA-II, 레오메트릭사이언티픽사 제조)를 이용하여 척 폭 22.6 ㎜, 0℃∼200℃에서의 인장 저장 탄성률을 주파수 1 ㎐, 승온 속도 10℃/분의 조건 하에서 측정한다.
120℃의 인장 저장 탄성률은, 열가소성 수지의 유리 전이 온도, 도전성 입자의 배합량 등에 의해 조절할 수 있다. 예컨대, 유리 전이 온도가 낮은 열가소성 수지를 배합함으로써, 120℃의 인장 저장 탄성률을 저하시킬 수 있다.
필름형 접착제(103)는, 필름형 접착제를 갖는 다이싱 테이프의 형태로 사용하는 것이 바람직하다.
도 5에 나타내는 바와 같이, 필름형 접착제를 갖는 다이싱 테이프(110)는, 다이싱 테이프(101) 및 다이싱 테이프(101) 상에 배치된 필름형 접착제(103)를 구비한다. 다이싱 테이프(101)는, 기재(111) 및 기재(111) 상에 배치된 점착제층(112)을 구비한다. 필름형 접착제(103)는 점착제층(112) 상에 배치되어 있다.
도 6에 나타내는 바와 같이, 필름형 접착제를 갖는 다이싱 테이프(110)는, 워크[반도체 웨이퍼(104) 등] 접착 부분에만 필름형 접착제(103)를 형성한 구성이어도 좋다.
기재(111)에 대한 설명은, 기재(1)에 대한 설명과 동일하기 때문에, 생략한다. 점착제층(112)에 대한 설명은, 점착제층(112)에 대한 설명과 동일하기 때문에, 생략한다.
박리 온도 25℃, 박리 속도 300 ㎜/min의 조건 하에서, 필름형 접착제(103)를 다이싱 테이프(101)로부터 떼었을 때의 박리력이 0.01 N/20 ㎜∼3.00 N/20 ㎜인 것이 바람직하다. 0.01 N/20 ㎜ 미만이면, 다이싱 시에 칩 날림이 발생할 우려가 있다. 한편, 3.00 N/20 ㎜를 넘으면, 픽업이 곤란해지는 경향이 있다.
반도체 장치의 제조 방법에 대해서 설명한다.
도 7에 나타내는 바와 같이, 반도체 웨이퍼(104)에 필름형 접착제를 갖는 다이싱 테이프(110)를 압착한다. 반도체 웨이퍼(104)로서는, 실리콘 웨이퍼, 실리콘 카바이드 웨이퍼, 화합물 반도체 웨이퍼 등을 들 수 있다. 화합물 반도체 웨이퍼로서는, 질화갈륨 웨이퍼 등을 들 수 있다.
압착 방법으로서는, 예컨대, 압착 롤 등의 압박 수단에 의해 압박하는 방법 등을 들 수 있다.
압착 온도(접착 온도)는, 35℃ 이상이 바람직하고, 37℃ 이상이 보다 바람직하다. 압착 온도의 상한은 낮은 편이 바람직하고, 바람직하게는 50℃ 이하, 보다 바람직하게는 45℃ 이하이다. 저온에서 압착함으로써, 반도체 웨이퍼(104)에의 열 영향을 방지하는 것이 가능하여, 반도체 웨이퍼(104)의 휨을 억제할 수 있다.
또한, 압력은, 1×105 ㎩∼1×107 ㎩인 것이 바람직하고, 2×105 ㎩∼8×106 ㎩인 것이 보다 바람직하다.
다음에, 도 8에 나타내는 바와 같이, 반도체 웨이퍼(104)의 다이싱을 행한다. 즉, 반도체 웨이퍼(104)를 소정의 사이즈로 절단하여 개편화하여, 반도체 칩(105)을 절취한다. 다이싱은, 통상법에 따라 행해진다. 또한, 본 공정에서는, 예컨대 필름형 접착제를 갖는 다이싱 테이프(110)까지 절입을 행하는 풀 컷트라고 불리는 절단 방식 등을 채용할 수 있다. 본 공정에서 이용하는 다이싱 장치로서는 특별히 한정되지 않고, 종래 공지의 것을 이용할 수 있다. 또한, 반도체 웨이퍼(104)는, 필름형 접착제를 갖는 다이싱 테이프(110)에 의해 접착 고정되어 있기 때문에, 칩 깨짐이나 칩 날림을 억제할 수 있으며, 반도체 웨이퍼(104)의 파손도 억제할 수 있다.
필름형 접착제를 갖는 다이싱 테이프(110)에 접착 고정된 반도체 칩(105)을 박리하기 위해, 반도체 칩(105)의 픽업을 행한다. 픽업의 방법으로서는 특별히 한정되지 않고, 종래 공지의 여러 가지 방법을 채용할 수 있다. 예컨대, 개개의 반도체 칩(105)을 필름형 접착제를 갖는 다이싱 테이프(110)측으로부터 니들에 의해 밀어 올리고, 밀어 올려진 반도체 칩(105)을 픽업 장치에 의해 픽업하는 방법 등을 들 수 있다.
여기서 픽업은, 점착제층(112)이 자외선 경화형인 경우, 그 점착제층(112)에 자외선을 조사한 후에 행한다. 이에 의해, 점착제층(112)의 필름형 접착제(103)에 대한 점착력이 저하하여, 반도체 칩(105)의 박리가 용이해진다. 그 결과, 반도체 칩(105)을 손상시키는 일없이 픽업이 가능해진다. 자외선 조사 시의 조사 강도, 조사 시간 등의 조건은 특별히 한정되지 않고, 적절하게 필요에 따라 설정하면 좋다.
도 9에 나타내는 바와 같이, 픽업한 반도체 칩(105)을, 필름형 접착제(103)를 통해 피착체(106)에 접착 고정하여, 반도체 칩이 부착된 피착체(161)를 얻는다. 반도체 칩이 부착된 피착체(161)는, 피착체(106), 피착체(106) 상에 배치된 필름형 접착제(103) 및 필름형 접착제(103) 상에 배치된 반도체 칩(105)을 구비한다.
다이 부착 온도는, 바람직하게는 80℃ 이상, 보다 바람직하게는 90℃ 이상이다. 또한, 다이 부착 온도는, 바람직하게는 150℃ 이하, 보다 바람직하게는 130℃ 이하이다. 150℃ 이하로 함으로써, 다이 부착 후의 휨의 발생을 방지할 수 있다.
계속해서, 반도체 칩이 부착된 피착체(161)를 가압 하에서 가열함으로써 필름형 접착제(103)를 열경화시켜, 반도체 칩(105)과 피착체(106)를 고착시킨다. 가압 하에서 필름형 접착제(103)를 열경화시킴으로써, 필름형 접착제(103)와 피착체(106) 사이에 존재하는 보이드를 소멸시키는 것이 가능하여, 필름형 접착제(103)가 피착체(106)와 접촉하는 면적을 확보할 수 있다.
가압 하에서 가열하는 방법으로서는, 예컨대, 불활성 가스가 충전된 챔버 내에 배치된, 반도체 칩이 부착된 피착체(161)를 가열하는 방법 등을 들 수 있다.
가압 분위기의 압력은, 바람직하게는 0.5 ㎏/㎠(4.9×10-2 ㎫) 이상, 보다 바람직하게는 1 ㎏/㎠(9.8×10-2 ㎫) 이상, 더욱 바람직하게는 5 ㎏/㎠(4.9×10-1 ㎫) 이상이다. 0.5 ㎏/㎠ 이상이면, 필름형 접착제(103)와 피착체(106) 사이에 존재하는 보이드를 용이하게 소멸시킬 수 있다. 가압 분위기의 압력은, 바람직하게는 20 ㎏/㎠(1.96 ㎫) 이하, 보다 바람직하게는 18 ㎏/㎠(1.77 ㎫) 이하, 더욱 바람직하게는 15 ㎏/㎠(1.47 ㎫) 이하이다. 20 ㎏/㎠ 이하이면, 과도한 가압에 의한 필름형 접착제(103)의 비어져 나옴을 억제할 수 있다.
가압 하에서 가열할 때의 가열 온도는, 바람직하게는 80℃ 이상, 보다 바람직하게는 100℃ 이상, 더욱 바람직하게는 120℃ 이상, 특히 바람직하게는 170℃ 이상이다. 80℃ 이상이면, 필름형 접착제(103)를 적절한 경도로 하는 것이 가능하여, 가압 경화에 의해 보이드를 효과적으로 소실시킬 수 있다.
가열 온도는, 바람직하게는 260℃ 이하, 보다 바람직하게는 200℃ 이하, 보다 바람직하게는 180℃ 이하이다. 260℃ 이하이면, 경화 전의 필름형 접착제(103)의 분해를 막을 수 있다.
가열 시간은, 바람직하게는 0.1 시간 이상, 보다 바람직하게는 0.2 시간 이상, 더욱 바람직하게는 0.5 시간 이상이다. 0.1 시간 이상이면, 가압의 효과를 충분히 얻을 수 있다. 가열 시간은, 바람직하게는 24 시간 이하, 보다 바람직하게는 3 시간 이하, 더욱 바람직하게는 1 시간 이하이다.
도 10에 나타내는 바와 같이, 피착체(106)의 단자부(이너 리드)의 선단과 반도체 칩(105) 상의 전극 패드(도시하지 않음)를 본딩 와이어(107)로 전기적으로 접속하는 와이어 본딩 공정을 행한다. 본딩 와이어(107)로서는, 예컨대 금선, 알루미늄선 또는 구리선 등이 이용된다. 와이어 본딩을 행할 때의 온도는, 바람직하게는 80℃ 이상, 보다 바람직하게는 120℃ 이상이며, 그 온도는, 바람직하게는 250℃ 이하, 보다 바람직하게는 175℃ 이하이다. 또한, 그 가열 시간은 수 초∼수 분간(예컨대, 1 초∼1 분간) 행해진다. 결선은, 상기 온도 범위 내가 되도록 가열된 상태로, 초음파에 의한 진동 에너지와 인가 가압에 의한 압착 에너지의 병용에 의해 행해진다.
계속해서, 밀봉 수지(108)에 의해 반도체 칩(105)을 밀봉하는 밀봉 공정을 행한다. 본 공정은, 피착체(106)에 탑재된 반도체 칩(105)이나 본딩 와이어(107)를 보호하기 위해 행해진다. 본 공정은, 밀봉용의 수지를 금형으로 성형함으로써 행한다. 밀봉 수지(108)로서는, 예컨대 에폭시계의 수지를 사용한다. 수지 밀봉 시의 가열 온도는, 바람직하게는 165℃ 이상, 보다 바람직하게는 170℃ 이상이며, 그 가열 온도는, 바람직하게는 185℃ 이하, 보다 바람직하게는 180℃ 이하이다.
필요에 따라, 밀봉물을 더 가열을 하여도 좋다(후경화 공정). 이에 의해, 밀봉 공정에서 경화 부족의 밀봉 수지(108)를 완전히 경화시킬 수 있다. 가열 온도는 적절하게 설정할 수 있다.
이상과 같이, 필름형 접착제(103)를 통해, 반도체 칩(105)을 피착체(106) 상에 다이 본딩하는 공정과, 반도체 칩(105)을 피착체(106) 상에 다이 본딩하는 공정 후에, 필름형 접착제(103)를 가압 하에서 가열함으로써 열경화시키는 공정을 포함하는 방법에 따라, 반도체 장치를 제조한다. 즉, 필름형 접착제(103) 및 필름형 접착제(103)와 접하는 반도체 칩(105)을 구비하는 다이 본드용 칩을 피착체(106)에 압착하는 공정과, 다이 본드용 칩을 피착체(106)에 압착하는 공정 후에, 필름형 접착제(103)를 가압 하에서 가열함으로써 열경화시키는 공정을 포함하는 방법에 따라, 반도체 장치를 제조한다.
보다 구체적으로는, 이러한 방법은, 필름형 접착제를 갖는 다이싱 테이프(110)의 필름형 접착제(103) 상에 반도체 웨이퍼(104)를 배치하는 공정과, 필름형 접착제(103) 상에 배치된 반도체 웨이퍼(104)를 다이싱하여 반도체 칩(105)을 형성하는 공정과, 반도체 칩(105)을 필름형 접착제(103)와 함께 픽업하는 공정과, 필름형 접착제(103)를 통해, 반도체 칩(105)을 피착체(106) 상에 다이 본딩하는 공정과, 반도체 칩(105)을 피착체(106) 상에 다이 본딩하는 공정 후에, 필름형 접착제(103)를 가압 하에서 가열함으로써 열경화시키는 공정을 포함한다.
이상, 제3 본 발명에 대해서 설명하였다.
실시예
이하, 제1, 제2 및 제3 본 발명에 관한 실시예를 이용하여 상세하게 설명하지만, 제1, 제2 및 제3 본 발명은 그 요지를 넘지 않는 한, 이하의 실시예에 한정되는 것이 아니다. 또한, 각 예 중, 부는 특별히 기재가 없는 한 모두 중량 기준이다.
[제1 및 제2 본 발명에 따른 실시예]
실시예에서 사용한 성분에 대해서 설명한다.
아론테크 S-2060: 토아고세이(주) 제조의 아론테크 S-2060(아크릴 공중합체, Mw: 55만, 유리 전이 온도: -22℃)
테이산레진 SG-70L: 나가세켐텍스(주) 제조의 테이산레진 SG-70L(아크릴 공중합체, Mw: 90만, 유리 전이 온도: -13℃)
EOCN-1020-4: 니혼카야쿠(주) 제조의 EOCN-1020-4(25℃에서 고형인 에폭시 수지)
JER828: 미츠비시카가쿠(주) 제조의 JER828(25℃에서 액형인 에폭시 수지)
MEH-7851SS: 메이와카세이사 제조의 MEH-7851SS(페놀아랄킬 수지)
1400YM: 미츠이킨조쿠코교(주) 제조의 1400YM(구리 가루, 구형, 평균 입경 4 ㎛, 비중 8.9)
1300YM: 미츠이킨조쿠코교(주) 제조의 1300YM(구리 가루, 구형, 평균 입경 3 ㎛, 비중 8.9)
ES-6000: 포터스·발로티니(주) 제조의 ES-6000(실버 유리 비드, 구형, 평균 입경 6 ㎛, 비중 3.9∼4.0)
AUP-1000: 오사키코교(주) 제조의 AUP-1000(금 분말, 구형, 평균 입경 1 ㎛, 비중 19.3)
1200YP: 미츠이킨조쿠코교(주) 제조의 1200YP(플레이크형 구리 가루, 평균 입경 3.5 ㎛, 종횡비: 10, 비중 8.9)
1050YP: 미츠이킨조쿠코교(주) 제조의 1050YP(플레이크형 구리 가루, 평균 입경 0.9 ㎛, 종횡비: 4, 비중 8.9)
1400YP: 미츠이킨조쿠코교(주) 제조의 1400YP(플레이크형 구리 가루, 평균 입경 7.0 ㎛, 종횡비: 25, 비중 8.9)
SPQ01: 미츠이킨조쿠코교(주) 제조의 SPQ01(은 가루, 구형, 평균 입경 0.1 ㎛, 비중 10.5)
EHD: 미츠이킨조쿠코교(주) 제조의 EHD(은 가루, 구형, 평균 입경 0.7 ㎛, 비중 10.5)
[필름형 접착제 및 필름형 접착제를 갖는 다이싱 테이프의 제작]
(실시예 및 비교예)
표 1∼표 2에 기재된 배합비에 따라, 표 1∼표 2에 기재된 각 성분 및 용매(메틸에틸케톤)를, 하이브리드 믹서(키엔스 제조 HM-500)의 교반 가마에 넣어, 교반 모드, 3분으로 교반·혼합하였다. 얻어진 바니시를, 이형 처리 필름(미츠비시쥬시(주) 제조의 MRA50)에 다이 코터로 도포한 후, 건조시켜, 필름형 접착제를 제작하였다.
얻어진 필름형 접착제를 직경 230 ㎜의 원형으로 절취하고, 다이싱 테이프(닛토덴코(주) 제조의 P2130G)의 점착제층 상에 25℃에서 접착하여, 필름형 접착제를 갖는 다이싱 테이프를 제작하였다.
[미러 실리콘 웨이퍼의 제작]
백 그라인더((주)DISCO 제조의 DFG-8560)를 이용하여, 실리콘 웨이퍼(신에츠카가쿠코교(주) 제조, 두께 0.6 ㎜)의 두께가 0.05 ㎜가 되도록 연삭하여, 미러 실리콘 웨이퍼를 제작하였다.
[평가]
얻어진 필름형 접착제, 필름형 접착제를 갖는 다이싱 테이프, 미러 실리콘 웨이퍼를 이용하여 이하의 평가를 행하였다. 결과를 표 1∼표 2에 나타낸다.
[접착성 평가]
웨이퍼 마운터(닛토세이키(주) 제조의 MA-3000 III)를 이용하여, 접착 속도 10 ㎜/min, 접착 온도 40℃에서, 필름형 접착제를 갖는 다이싱 테이프의 필름형 접착제 상에, 미러 실리콘 웨이퍼를 접합시켰다.
접합에 의해 얻어진 것을, 다이서((주)DISCO 제조의 DFD-6361)를 이용하여, 10 ㎜×10 ㎜□로 다이싱(개편화)하여, 개편을 얻었다. 다이 본더((주)신가와 제조의 SPA-300)를 이용하여, 120℃, 0.1 ㎫, 1초로, 개편(칩 및 필름형 접착제로 이루어지는 개편)을 리드 프레임에 다이 부착하였다. 다이 부착 후에 개편의 측면을 주사형 전자 현미경으로 관찰하여, 개편과 리드 프레임 사이에 간극이 없으면 「무」라고 판정하고, 간극이 있으면 「유」라고 판정하였다.
[비어져 나옴 평가]
웨이퍼 마운터(닛토세이키(주) 제조의 MA-3000III)를 이용하여, 접착 속도 10 ㎜/min, 접착 온도 40℃에서, 필름형 접착제를 갖는 다이싱 테이프의 필름형 접착제 상에, 미러 실리콘 웨이퍼를 접합시켰다.
접합에 의해 얻어진 것을, 다이서((주)DISCO 제조의 DFD-6361)를 이용하여, 10 ㎜×10 ㎜□로 다이싱(개편화)하여, 개편을 얻었다. 다이본더((주)신가와 제조의 SPA-300)를 이용하여, 120℃, 0.4 ㎫, 1초로, 개편(칩 및 필름형 접착제로 이루어지는 개편)을 리드 프레임에 다이 부착하였다. 다이 부착 후에 광학 현미경을 이용하여, 상면으로부터 개편을 관찰하여, 칩의 단부면으로부터 필름형 접착제가 비어져 나온 거리(비어져 나옴 거리)를 측정하였다.
[필름형 접착제와 다이싱 테이프 사이의 박리력 측정]
필름형 접착제를 갖는 다이싱 테이프의 필름형 접착제 상에, 유지 목적으로 폴리에스테르 점착 테이프(닛토덴코(주) 제조의 BT-315)를 접합시킨 후, 100 ㎜×100 ㎜ 폭으로 절단하여, 샘플을 제작하였다. 이 샘플에 대해서, 박리 속도 300 ㎜/min, 박리 온도 25℃에서 T 필(T-peel)로 다이싱 테이프로부터 필름형 접착제를 박리하여, 박리력을 측정하였다.
[체적 저항률의 측정]
필름형 접착제에 대해서, 저항률계(미츠비시카가쿠(주) 제조의 Loresta MP MCP-T350)를 이용하여, JIS K 7194에 기초한 4탐침법에 따른 체적 저항률의 측정을 행하였다.
[도전성 입자의 입도 분포 및 평균 입경의 측정]
실시예 2, 실시예 6, 비교예 5 및 비교예 6의 필름형 접착제를 도가니에 넣고, 강열하여 필름형 접착제를 탄화시켰다. 얻어진 회분을 순수 중에 분산시켜 10분간 초음파 처리하여, 레이저 회절 산란식 입도 분포 측정 장치(베크만쿨터사 제조, 「LS 13 320」; 습식법)를 이용하여 입도 분포(체적 기준) 및 평균 입경을 구하였다. 또한, 필름형 접착제의 조성으로서 도전성 입자 이외에는 유기 성분이며, 상기 강열 처리에 의해 실질적으로 모든 유기 성분이 소실됨으로써, 얻어지는 회분을 도전성 입자로 간주하여 측정을 행하였다.
[종합 판정]
이하의 모든 조건을 만족시키는 경우를 ○라고 판정하고, 어느 하나라도 만족시키지 못하는 경우를 ×라고 판정하였다.
조건(1): 접착성 평가의 판정 결과가 「무」이다.
조건(2): 비어져 나옴 평가에서 측정한 비어져 나옴 거리가 100 ㎛ 이하이다.
조건(3): 필름형 접착제와 다이싱 테이프 사이의 박리력 측정의 측정 결과가, 0.01 N/20 ㎜∼3.00 N/20 ㎜이다.
조건(4): 필름형 접착제의 체적 저항률이, 1×10-6 Ω·m 이상 9×10-2 Ω·m 이하이다.
Figure pct00001
Figure pct00002
종횡비가 5 이상인 플레이트형 입자를 포함하는 필름형 접착제를 이용한 실시예 1, 실시예 3∼5, 실시예 7에서는 우수한 도전성이 얻어졌다. 한편, 종횡비가 4인 플레이트형 입자를 포함하는 필름형 접착제를 이용한 비교예 4에서는 도전성이 뒤떨어져 있었다.
2종의 구형 입자를 포함하는 필름형 접착제를 이용한 실시예 2, 실시예 6에서도, 우수한 도전성이 얻어졌다. 한편, 1종의 구형 입자를 포함하는 필름형 접착제를 이용한 비교예 1∼3, 비교예 5∼6에서는, 도전성이 뒤떨어져 있었다.
또한, 실시예 2, 실시예 6, 비교예 5 및 비교예 6의 필름형 접착제의 회분에 대해서, 입도 분포 및 평균 입경을 측정하였다. 이 측정 결과는, 도전성 입자의 평균 입경으로부터 계산되는 값과 대략 동일한 결과가 되었다.
이상, 제1 및 제2 본 발명에 따른 실시예에 대해서 설명하였다.
[제3 본 발명에 따른 실시예]
실시예에서 사용한 성분에 대해서 설명한다.
테이산레진 SG-70L: 나가세켐텍스(주) 제조의 테이산레진 SG-70L(카르복실기를 포함하는 아크릴 공중합체, Mw: 90만, 산가: 5 ㎎ KOH/g, 유리 전이 온도: -13℃)
EOCN-1020-4: 니혼카야쿠(주) 제조의 EOCN-1020-4(25℃에서 고형인 에폭시 수지)
JER828: 미츠비시카가쿠(주) 제조의 JER828(25℃에서 액형인 에폭시 수지)
MEH-7851SS: 메이와카세이사 제조의 MEH-7851SS(페놀아랄킬 수지)
1400YM: 미츠이킨조쿠코교(주) 제조의 1400YM(구리 가루, 구형, 평균 입경 4 ㎛, 비중 8.9)
1200YP: 미츠이킨조쿠코교(주) 제조의 1200YP(플레이크형 구리 가루, 평균 입경 3.5 ㎛, 종횡비: 10, 비중 8.9)
EHD: 미츠이킨조쿠코교(주) 제조의 EHD(은 가루, 구형, 평균 입경 0.7 ㎛, 비중 10.5)
[필름형 접착제 및 필름형 접착제를 갖는 다이싱 테이프의 제작]
(실시예 8∼10 및 비교예 7∼9)
표 3∼표 4에 기재된 배합비에 따라, 표 3∼표 4에 기재된 각 성분 및 용매(메틸에틸케톤)를, 하이브리드 믹서(키엔스 제조 HM-500)의 교반 가마에 넣고, 교반 모드, 3분으로 교반·혼합하였다. 얻어진 바니시를, 이형 처리 필름(미츠비시 쥬시(주) 제조의 MRA50)에 다이 코터로 도포한 후, 건조시켜, 필름형 접착제를 제작하였다.
얻어진 필름형 접착제를 직경 230 ㎜의 원형으로 절취하고, 다이싱 테이프(닛토덴코(주) 제조의 P2130G)의 점착제층 상에 25℃로 접착하여, 필름형 접착제를 갖는 다이싱 테이프를 제작하였다.
[평가]
얻어진 필름형 접착제, 필름형 접착제를 갖는 다이싱 테이프에 대해서, 이하의 평가를 행하였다. 결과를 표 3∼표 4에 나타낸다.
[접착 면적]
(실시예 8∼10의 평가 방법)
웨이퍼 마운터(닛토세이키(주) 제조의 MA-3000III)를 이용하여, 접착 속도 10 ㎜/min, 접착 온도 40℃에서, 필름형 접착제를 갖는 다이싱 테이프의 필름형 접착제 상에, 미러 실리콘 웨이퍼를 접합하였다.
필름형 접착제를 갖는 다이싱 테이프 상에 배치된 미러 실리콘 웨이퍼를, 다이서((주)DISCO 제조의 DFD-6361)를 이용하여, 10 ㎜×10 ㎜□로 다이싱(개편화)하여, 개편을 얻었다. 다이 본더((주)신가와 제조의 SPA-300)를 이용하여, 120℃, 0.1 ㎫, 1초로, 개편을 필름형 접착제를 통해 리드 프레임에 다이 부착하였다. 다이 부착 후에 가압 경화로((주)아시다세이사쿠쇼 제조의 MODEL AC)를 이용하여, 표 3에 나타내는 조건으로 가압 경화를 행하였다. 경화 후에, 필름형 접착제가 리드 프레임과 접착하는 접착 면적을 초음파 현미경을 이용하여 관찰하였다. 접착 면적이 95％ 이상인 경우를 ○로 판정하고, 95％ 미만인 경우를 ×로 판정하였다. 또한, 접착 면적에 대해서, 백분율의 값이 클수록, 필름형 접착제와 리드 프레임 사이에 존재하는 보이드가 적다.
(비교예 7∼9의 평가 방법)
가압 경화로 대신에, 건조기((주)에스팩트 제조의 STC-120H)를 이용하여 표 4에 나타내는 조건으로 무가압 경화를 행한 점 이외에는, 실시예 8∼10과 동일한 방법으로 접착 면적을 평가하였다.
Figure pct00003
Figure pct00004
이상, 제3 본 발명에 따른 실시예에 대해서 설명하였다.
1: 기재
2: 점착제층
3: 필름형 접착제
4: 반도체 웨이퍼
5: 반도체 칩
6: 피착체
7: 본딩 와이어
8: 밀봉 수지
10: 필름형 접착제를 갖는 다이싱 테이프
11: 다이싱 테이프
110: 필름형 접착제를 갖는 다이싱 테이프
101: 다이싱 테이프
111: 기재
112 점착제층
103 필름형 접착제
104 반도체 웨이퍼
105 반도체 칩
106 피착체
161 반도체 칩이 부착된 피착체
107 본딩 와이어
108 밀봉 수지

Claims (10)

  1. 도전성 입자를 포함하고,
    상기 도전성 입자는 금 입자, 은 입자, 구리 입자 및 피복 입자로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상이며,
    상기 피복 입자는 코어 입자 및 상기 코어 입자를 피복하는 피복막을 구비하고,
    상기 피복막은 금, 은 및 구리로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하며,
    상기 도전성 입자는 종횡비가 5 이상인 플레이트형 입자를 포함하고,
    상기 도전성 입자 100 중량％ 중의 상기 플레이트형 입자의 함유량이 5 중량％∼100 중량％인 필름형 접착제.
  2. 제1항에 있어서, 상기 필름형 접착제 중의 상기 도전성 입자의 함유량이 30 중량％∼95 중량％인 필름형 접착제.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 체적 저항률이 1×10-6 Ω·m 이상 9×10-2 Ω·m 이하인 필름형 접착제.
  4. 다이싱 테이프와, 상기 다이싱 테이프 상에 적층된 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 필름형 접착제를 구비하는, 필름형 접착제를 갖는 다이싱 테이프.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 필름형 접착제를 이용하여 반도체 칩을 피착체에 다이 부착하는 공정을 포함하는 반도체 장치의 제조 방법.
  6. 도전성 입자를 포함하고,
    상기 도전성 입자는 금 입자, 은 입자, 구리 입자 및 피복 입자로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상이며,
    상기 피복 입자는 코어 입자 및 상기 코어 입자를 피복하는 피복막을 구비하고,
    상기 피복막은 금, 은 및 구리로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하며,
    상기 도전성 입자는 구형의 구형 입자를 포함하고,
    상기 구형 입자의 입도 분포에 있어서, 피크가 2개 이상 존재하며,
    0.2 ㎛∼0.8 ㎛의 입경 범위에 피크(A)가 존재하고, 3 ㎛∼15 ㎛의 입경 범위에 피크(B)가 존재하며,
    상기 피크(B)의 입경의 상기 피크(A)의 입경에 대한 비가 5∼15인 필름형 접착제.
  7. 제6항에 있어서, 상기 필름형 접착제 중의 상기 도전성 입자의 함유량이 30 중량％∼95 중량％인 필름형 접착제.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서, 체적 저항률이 1×10-6 Ω·m 이상 9×10-2 Ω·m 이하인 필름형 접착제.
  9. 다이싱 테이프와, 상기 다이싱 테이프 상에 적층된 제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 기재된 필름형 접착제를 구비하는, 필름형 접착제를 갖는 다이싱 테이프.
  10. 제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 기재된 필름형 접착제를 이용하여 반도체 칩을 피착체에 다이 부착하는 공정을 포함하는 반도체 장치의 제조 방법.
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