KR20200039735A - 필름상 소성 재료, 및 지지 시트를 가지는 필름상 소성 재료 - Google Patents

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KR20200039735A
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히데카즈 나카야마
아키노리 사토
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    • H01L2224/29338—Base material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/29339—Silver [Ag] as principal constituent
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    • H01L2224/29338—Base material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/29344—Gold [Au] as principal constituent
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    • H01L2224/29338—Base material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/29355—Nickel [Ni] as principal constituent
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    • H01L2224/29338—Base material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/2936—Iron [Fe] as principal constituent
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    • H01L2224/29299—Base material
    • H01L2224/293—Base material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • H01L2224/29363—Base material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than 1550°C
    • H01L2224/29364—Palladium [Pd] as principal constituent
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    • H01L2224/29—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/29001—Core members of the layer connector
    • H01L2224/29099—Material
    • H01L2224/29198—Material with a principal constituent of the material being a combination of two or more materials in the form of a matrix with a filler, i.e. being a hybrid material, e.g. segmented structures, foams
    • H01L2224/29298—Fillers
    • H01L2224/29299—Base material
    • H01L2224/293—Base material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • H01L2224/29363—Base material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than 1550°C
    • H01L2224/29366—Titanium [Ti] as principal constituent
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    • H01L2224/28—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/29—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/29001—Core members of the layer connector
    • H01L2224/29099—Material
    • H01L2224/29198—Material with a principal constituent of the material being a combination of two or more materials in the form of a matrix with a filler, i.e. being a hybrid material, e.g. segmented structures, foams
    • H01L2224/29298—Fillers
    • H01L2224/29299—Base material
    • H01L2224/293—Base material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • H01L2224/29363—Base material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than 1550°C
    • H01L2224/29369—Platinum [Pt] as principal constituent
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Abstract

본 발명은, 소결성 금속입자(10) 및 바인더 성분(20)을 함유하는 필름상 소성 재료(1)로서, 소결성 금속입자(10)의 함유량이 15 ~ 98질량%이고, 바인더 성분(20)의 함유량이 2 ~ 50질량%이고, 60℃에서의 인장 탄성률이 4.0 ~ 10.0 MPa이고, 60℃에서의 파단신도가 500% 이상인, 필름상 소성 재료(1), 및 소결성 금속입자 및 바인더 성분을 함유하는 필름상 소성 재료(1) 및 상기 필름상 소성 재료의 적어도 한쪽에 설치된 지지 시트(2), 를 구비한 지지 시트를 가지는 필름상 소성 재료로서, 상기 필름상 소성 재료의 지지 시트에 대한 점착력(a2)가, 상기 필름상 소성 재료의 반도체 웨이퍼에 대한 점착력(a1)보다도 작고, 또한, 상기 점착력(a1)이 0.1N/25 mm 이상, 상기 점착력(a2)가 0.1N/25 mm 이상 0.5N/25 mm 이하인, 상기 지지 시트를 가지는 필름상 소성 재료를 제공한다.

Description

필름상 소성 재료, 및 지지 시트를 가지는 필름상 소성 재료
본 발명은, 필름상 소성 재료, 및 지지 시트를 가지는 필름상 소성 재료에 관한 것이다.
본원은, 2017년 9월 15일에 일본에 출원된 특허출원 2017-177653호, 2018년 5월 16일에 일본에 출원된 특허출원 2018-94575호, 및 2018년 5월 22일에, 일본에 출원된 특허출원 2018-98014에 기초해 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.
최근, 자동차, 에어콘, 개인용컴퓨터 등의, 고전압·고전류화에 따라, 이것들에 탑재되는 전력용 반도체 소자(파워 디바이스)의 수요가 높아지고 있다. 전력용 반도체 소자는, 고전압·고전류 하에서 사용되는 특징의 점에서, 반도체 소자로부터 열의 발생이 문제가 되기 쉽다.
종래, 반도체 소자로부터 발생한 열의 방열을 위해서, 반도체 소자의 주위에 히트싱크가 설치되는 경우도 있다. 그러나, 히트싱크와 반도체 소자의 사이의 접합부에서의 열전도성이 양호하지 않으면, 효율적인 방열이 방해되어 버린다.
열전도성이 우수한 접합 재료로서 예를 들면, 특허문헌 1에는, 특정의 가열 소결성 금속 입자와 특정의 고분자 분산제와 특정의 휘발성 분산매가 혼합된 페이스트상 금속미립자 조성물이 개시되어 있다. 상기 조성물을 소결시키면, 열전도성이 우수한 고형상 금속이 된다고 여겨진다.
특허문헌 1:일본 특허공개 2014-111800호 공보
그렇지만, 특허문헌 1과 같이 소성 재료가 페이스트상인 경우에는, 도포되는 페이스트의 두께를 균일화하는 것이 어렵고, 두께 안정성이 부족한 경향이 있다. 그래서, 본 발명자들은, 두께 안정성의 문제를 해결하기 위해서, 종래의 페이스트상의 조성물로서 제공되고 있는 소성 재료를, 필름상으로서 제공하는 것에 생각이 미쳤다.
소성 재료를 필름상으로 하려면, 소성 재료에 바인더 성분을 배합하여, 필름상으로 형성하면 좋다. 필름상의 소성 재료는, 소성시의 승화성을 고려하면, 소결성 금속입자의 함유량이 많아 바인더 성분의 함유량이 적은 것이 바람직하다.
그런데, 소성 재료는, 예를 들면 반도체 웨이퍼를 다이싱에 의해 개편화한 칩과 기판의 소결 접합에 사용된다. 또한, 필름상의 소성 재료의 한쪽의 측(표면)에 지지 시트를 설치하면, 반도체 웨이퍼를 칩으로 개편화할 때에 사용하는 다이싱 시트로서 사용할 수 있다. 또한 블레이드 등을 이용하여 반도체 웨이퍼와 함께 개편화하는 것으로 칩과 동형의 필름상 소성 재료로서 가공할 수 있다.
그러나, 필름상의 소성 재료에서 바인더 성분의 함유량이 적어지면, 필름상의 소성 재료가 물러지기 쉽다. 필름상의 소성 재료가 물러지면, 다이싱 시에 블레이드에 의해 소성 재료가 연마되어 연마 찌꺼기가 발생하기 쉬워진다. 이 연마 찌꺼기가 반도체 웨이퍼의 표면에 부착해, 반도체 웨이퍼의 오염의 원인이 된다.
필름상의 소성 재료의 취성을 해소하기 위해서는, 필름상의 소성 재료를 부드럽게 하면 좋지만, 유연성이 너무 높으면 다이싱 시에 필름상의 소성 재료가 진동해 칩 끼리 부딪치기 쉬워져, 칩의 표면이나 측면에서 칩 손상(칩핑)가 발생하기 쉬워진다.
이와 같이, 웨이퍼 오염의 방지와 칩 손상의 방지는 트레이드오프의 관계에 있기 때문에, 웨이퍼 오염과 칩 손상의 양쪽 모두를 억제하는 것은 곤란했다.
또한, 필름상의 소성 재료에서, 반도체 웨이퍼에 대한 점착력이 낮아지면, 다이싱 시에 블레이드와의 마찰에 의해 칩이 비산해 버리는, 소위 「칩 날림」이 발생하기 쉬워진다.
또한 필름상의 소성 재료에서, 지지 시트에 대한 점착력이 낮아지면, 다이싱 시에 소성 재료가 비산해, 이 비산한 소성 재료가 반도체 웨이퍼의 표면에 부착 해, 반도체 웨이퍼의 오염의 원인이 된다. 반대로, 지지 시트에 대한 점착력이 높아지면, 반도체 웨이퍼를 다이싱에 의해 개편화한 칩을 픽업할 때에, 지지 시트로부터 필름상 소성 재료가 떨어지기 어려워져, 다이싱된 필름상 소성 재료를 가지는 칩을 안정하게 픽업할 수 없게 된다.
본 발명은 상기 사정에 감안한 것으로, 두께 안정성이 우수하고 다이싱 시의 웨이퍼 오염 및 칩 손상을 억제할 수 있는 필름상 소성 재료를 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 상기 필름상 소성 재료를 구비한 지지 시트를 가지는 필름상 소성 재료, 및 다이싱 시의 칩 날림과 웨이퍼 오염을 억제할 수 있어 안정하게 다이싱된 필름상 소성 재료를 가지는 칩을 픽업할 수 있는, 지지 시트를 가지는 필름상 소성 재료, 및 상기 지지 시트를 가지는 필름상 소성 재료를 이용한, 반도체장치의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 이하의 형태를 가진다.
［1］　소결성 금속입자 및 바인더 성분을 함유하는 필름상 소성 재료로서,
소결성 금속입자의 함유량이 15 ~ 98질량%이고, 바인더 성분의 함유량이 2 ~ 50질량%이고,
60℃에서의 인장 탄성률이 4.0 ~ 10.0 MPa이고, 60℃에서의 파단신도가 500% 이상인, 필름상 소성 재료.
［2］　23℃에서의 인장 탄성률은 5.0 ~ 20.0 MPa이고, 23℃에서의 파단신도는 300% 이상인,［1］에 기재된 필름상 소성 재료.
［3］　소성 전의 필름상 소성 재료를 구성하는 성분 중, 소결성 금속입자를 제외한 성분의 유리전이온도는 30 ~ 70℃인,［1］또는［2］에 기재된 필름상 소성 재료.
［4］　［1］ ~ ［3］중 어느 한 항에 기재된 필름상 소성 재료 및 상기 필름상 소성 재료의 적어도 한쪽의 측에 설치된 지지 시트를 구비한, 지지 시트를 가지는 필름상 소성 재료.
［5］　소결성 금속입자 및 바인더 성분을 함유하는 필름상 소성 재료 및 상기 필름상 소성 재료의 적어도 한쪽의 측에 설치된 지지 시트를 구비한 지지 시트를 가지는 필름상 소성 재료로서, 상기 필름상 소성 재료의 지지 시트에 대한 점착력(a2)가, 상기 필름상 소성 재료의 반도체 웨이퍼에 대한 점착력(a1)보다도 작고, 또한, 상기 점착력(a1)이 0.1N/25 mm 이상, 상기 점착력(a2)가 0.1N/25 mm 이상 0.5N/25 mm 이하인, 지지 시트를 가지는 필름상 소성 재료.
［6］　상기 필름상 소성 재료는, 소결성 금속입자의 함유량이 15 ~ 98질량%이고, 바인더 성분의 함유량이 2 ~ 50질량%이고, 60℃에서의 인장 탄성률이 4.0 ~ 10.0 MPa이고, 60℃에서의 파단신도가 500% 이상인,［4］에 기재된 지지 시트를 가지는 필름상 소성 재료.
［7］　상기 지지 시트는, 기재 필름 상에 점착제층이 설치된 것이고,
상기 점착제층 상에, 상기 필름상 소성 재료가 설치되어 있는,［4］ ~ ［6］ 중 어느 한 항에 기재된 지지 시트를 가지는 필름상 소성 재료.
［8］　［4］ ~ ［7］ 중 어느 한 항에 기재된 지지 시트를 가지는 필름상 소성 재료를 이용한 반도체장치의 제조방법으로서, 이하의 공정(1) ~ (4)를 순차적으로 행하는 상기 방법.
공정(1)：상기 지지 시트를 가지는 필름상 소성 재료를 반도체 웨이퍼에 첩부하여 얻어지고, 지지 시트, 필름상 소성 재료, 및 반도체 웨이퍼가 이 순서로 적층된 적층체의, 반도체 웨이퍼와 필름상 소성 재료를 다이싱하는 공정,
공정(2)：상기 다이싱된 필름상 소성 재료와 지지 시트를 박리하고, 필름상 소성 재료를 가지는 칩을 얻는 공정,
공정(3)：기판의 표면에, 상기 필름상 소성 재료를 가지는 칩을 첩부하는 공정,
공정(4)：상기 필름상 소성 재료를 가지는 칩의 필름상 소성 재료를 소성하고, 상기 필름상 소성 재료를 가지는 칩과 기판을 접합하는 공정.
본 발명에 따르면, 두께 안정성이 우수하고 다이싱 시의 웨이퍼 오염 및 칩 손상을 억제할 수 있는 필름상 소성 재료를 제공할 수 있다. 또한, 상기 필름상 소성 재료를 구비하고 반도체소자 등의 칩의 소결 접합에 이용되는 지지 시트를 가지는 필름상 소성 재료, 및 다이싱 시의 칩 날림과 웨이퍼 오염을 억제할 수 있어 안정하게 필름상 소성 재료를 가지는 칩을 픽업할 수 있는, 지지 시트를 가지는 필름상 소성 재료, 및 상기 지지 시트를 가지는 필름상 소성 재료를 이용한, 반도체장치의 제조방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태와 관련되는, 필름상 소성 재료를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태와 관련되는, 지지시트를 가지는 필름상 소성 재료를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시형태와 관련되는, 지지 시트를 가지는 필름상 소성 재료가 링 프레임에 첩부된 상태를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시형태와 관련되는, 지지 시트를 가지는 필름상 소성 재료가 링 프레임에 첩부된 상태를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시형태와 관련되는, 지지 시트를 가지는 필름상 소성 재료가 링 프레임에 첩부된 상태를 모식적으로 나타내는 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시형태와 관련되는, 지지 시트를 가지는 필름상 소성 재료가 반도체 웨이퍼에 적층된 상태를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
이하, 본 발명의 일 실시형태에 대해서, 적절히 도면을 참조해 설명한다.
또한 이하의 설명에 이용하는 도면은, 본 발명의 특징을 알기 쉽게 하기 위해서, 편의상, 요부(要部)가 되는 부분을 확대해 나타내고 있는 경우가 있어, 각 구성요소의 치수 비율 등이 실제와 같은 것으로 한정되지 않는다.
≪필름상 소성 재료≫
본 실시형태의 필름상 소성 재료는, 소결성 금속 입자 및 바인더 성분을 함유하는 필름상 소성 재료로서, 소결성 금속 입자의 함유량이 15 ~ 98질량%이고, 바인더 성분의 함유량이 2 ~ 50질량%이고, 60℃에서의 인장 탄성률이 4.0 ~ 10.0 MPa이고, 60℃에서의 파단신도가 500% 이상이다. 여기서, 소결성 금속 입자의 함유량 및 바인더 성분의 함유량이란, 각각, 본 실시형태의 필름상 소성 재료에서, 용매 이외의 모든 성분에 대한 총 질량(100질량%)에 대한 함유량을 말한다. 또한 소결성 금속 입자의 함유량과 바인더 성분의 함유량의 합계는, 100질량%를 넘지 않는다.
본 발명에서, 필름상 소성 재료란, 특별히 명시되지 않는 한, 소성 전의 것을 말한다.
도 1은, 본 실시형태의 필름상 소성 재료를 모식적으로 나타내는 단면도이다. 필름상 소성 재료(1)는, 소결성 금속 입자(10) 및 바인더 성분(20)을 함유하고 있다.
필름상 소성 재료는 1층(단층)으로 이루어지는 것이어도 좋고, 2층 이상의 복수 층, 예를 들면, 2층 이상 10층 이하의 층으로 이루어지는 것이어도 좋다. 필름상 소성 재료가 복수 층으로 이루어지는 경우, 이러한 복수 층은 서로 동일하거나 달라도 좋고, 이러한 복수 층의 조합은, 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 한, 특별히 한정되지 않는다.
또한 본 명세서에서는, 필름상 소성 재료의 경우에 한정되지 않고, 「복수 층이 서로 동일하거나 달라도 좋다」는 것은, 「모든 층이 동일해도 좋고, 모든 층이 달라도 좋고, 일부의 층만이 동일해도 좋다」는 것을 의미하고, 또한 「복수 층이 서로 다르다」는 것은, 「각 층의 구성 재료, 구성 재료의 배합비, 및 두께의 적어도 하나가 서로 다르다」는 것을 의미한다.
필름상 소성 재료의 소성 전의 두께는, 특별히 제한되는 것은 아니지만, 10 ~ 200μm가 바람직하고, 20 ~ 150μm가 바람직하고, 30 ~ 90μm가 보다 바람직하다.
여기서, 「필름상 소성 재료의 두께」란, 필름상 소성 재료 전체의 두께를 의미하고, 예를 들면, 복수 층으로 이루어지는 필름상 소성 재료의 두께란, 필름상 소성 재료를 구성하는 모든 층의 합계의 두께를 의미한다.
본 명세서에서, 「두께」는, 임의의 5개소에서 두께를 측정한 평균으로 나타내는 값으로서 JIS　K7130에 준하고, 정압 두께측정기를 이용하여 취득할 수 있다.
(박리 필름)
필름상 소성 재료는, 박리 필름 상에 적층된 상태로 제공할 수 있다. 사용할 때, 박리 필름을 떼어내고, 필름상 소성 재료를 소결 접합시킬 대상물 상에 배치하면 좋다. 박리 필름은 필름상 소성 재료의 손상이나 이물 부착을 막기 위한 보호 필름으로서의 기능도 가진다. 박리 필름은, 필름상 소성 재료의 적어도 한쪽의 측에 설치되어 있으면 좋고, 필름상 소성 재료의 양쪽 모두의 측에 설치되어도 좋다. 양쪽 모두에 설치되는 경우, 한쪽은 지지 시트로서 기능한다.
박리 필름으로는, 예를 들면 폴리에틸렌 필름, 폴리프로필렌 필름, 폴리부텐 필름, 폴리부타디엔 필름, 폴리메틸펜텐 필름, 폴리염화비닐 필름, 염화비닐 공중합체 필름, 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름, 폴리에틸렌나프탈레이트 필름, 폴리부틸렌테레프탈레이트 필름, 폴리우레탄 필름, 에틸렌 아세트산비닐 공중합체 필름, 아이오노머 수지 필름, 에틸렌·(메타)아크릴산 공중합체 필름, 에틸렌·(메타)아크릴산 에스테르 공중합체 필름, 폴리스티렌 필름, 폴리카르보네이트 필름, 폴리이미드 필름, 불소수지 필름 등의 투명 필름이 이용된다. 또한 이들의 가교 필름도 이용된다. 또한 이들의 적층 필름이어도 좋다. 또한, 이것들을 착색한 필름, 불투명 필름 등을 이용할 수 있다. 박리제로는, 예를 들면, 실리콘계, 불소계, 올레핀계, 알키드계, 장쇄 알킬기 함유 카르바메이트 등의 박리제를 들 수 있다.
박리 필름의 두께는, 통상은 10 ~ 500μm, 바람직하게는 15 ~ 300μm, 특히 바람직하게는 20 ~ 250μm 정도이다.
＜소결성 금속 입자＞
소결성 금속 입자는, 필름상 소성 재료의 소성으로서 금속 입자의 융점 이상의 온도에서 가열 처리됨으로써 입자끼리 용융·결합해 소결체를 형성할 수 있는 금속 입자이다. 소결체를 형성함으로써, 필름상 소성 재료와 이것에 접해서 소성된 물품을 소결 접합시킬 수 있다. 구체적으로는, 필름상 소성 재료를 개재하여 칩과 기판을 소결 접합시킬 수 있다.
소결성 금속 입자의 금속종으로는, 은, 금, 구리, 철, 니켈, 알루미늄, 실리콘, 팔라듐, 백금, 티탄, 티탄산바륨, 이들의 산화물 또는 합금 등을 들 수 있고, 은 및 산화은이 바람직하다. 소결성 금속 입자는, 1종류만이 배합되어 있어도 좋고, 2종류 이상의 조합으로 배합되어 있어도 좋다.
소결성 금속 입자는, 입자경이 100 nm 이하, 바람직하게는 50 nm 이하, 더 바람직하게는 20 nm 이하의 은 입자인 은나노 입자인 것이 바람직하다.
필름상 소성 재료에 포함되는 소결성 금속 입자의 입자경은, 상기 소결성을 발휘할 수 있는 것이면 특별히 제한되는 것은 아니지만, 100 nm 이하이어도 좋고, 50 nm 이하이어도 좋고, 30 nm 이하이어도 좋다. 예를 들면, 100 nm 이하의 입자경을 가지는 것이 전체의 20질량% 이상인 것이 바람직하다. 또한 필름상 소성 재료가 포함하는 소결성 금속 입자의 입자경은, 전자현미경으로 관찰된 소결성 금속 입자의 입자경의, 투영면적 원 상당경으로 한다. 상기 입자경의 범위에 속하는 소결성 금속 입자는, 소결성이 우수하기 때문에 바람직하다.
필름상 소성 재료가 포함하는 소결성 금속 입자의 입자경은, 전자현미경으로 관찰된 소결성 금속 입자의 입자경의, 투영면적 원 상당경이 100 nm 이하의 입자에 대해서 구한 입자경의 수평균이, 0.1 ~ 95 nm이어도 좋고, 0.3 ~ 50 nm이어도 좋고, 0.5 ~ 30 nm이어도 좋다. 또한 측정대상의 소결성 금속 입자는, 1개의 필름상 소성 재료당 무작위로 선택된 100개 이상, 예를 들면, 100개로 한다.
소결성 금속 입자는 바인더 성분 및 후술하는 그 외의 첨가제 성분에 혼합하기 전에, 미리 응집물이 없는 상태로 하기 때문에, 이소보닐 시클로헥사놀이나, 데실알코올 등의 비점이 높은 고비점 용매에 미리 분산시켜도 좋다. 고비점 용매의 비점으로는, 예를 들면 200 ~ 350℃이어도 좋다. 이 때, 고비점 용매를 이용하면, 이것이 상온에서 휘발하는 것이 거의 없기 때문에 소결성 금속 입자의 농도가 높아지는 것이 방지되어 작업성이 향상되는 것 외, 소결성 금속 입자의 재응집 등도 방지되어 품질적으로도 양호해진다. 분산법으로는 니더, 3 개 롤, 비즈 밀 및 초음파 등을 들 수 있다.
본 실시형태의 필름상 소성 재료에는, 입자경 100 nm 이하의 금속 입자(소결성 금속 입자) 외에, 이것에 해당하지 않는 입자경이 100 nm를 초과하는 금속 입자인, 비소결성의 금속 입자가 더 배합되어도 좋다. 또한 비소결성의 금속 입자의 입자경은, 전자현미경으로 관찰된 비소결성의 금속 입자의 입자경의, 투영면적 원 상당경으로 한다. 입자경은, 예를 들면, 100 nm 초과 5000 nm이어도 좋지만, 100 ~ 2500 nm의 입자경을 가지는 것이 전체의 5질량% 이상인 것이 바람직하다. 입자경이 100 nm를 초과하는 비소결성의 금속 입자의 입자경은, 전자현미경으로 관찰된 금속 입자의 입자경의, 투영면적 원 상당경이 100 nm를 초과하는 입자에 대해서 구한 입자경의 수평균이, 150 nm 초과 50000 nm 이하이어도 좋고, 150 ~ 10000 nm이어도 좋고, 180 ~ 5000 nm이어도 좋다.
입자경이 100 nm를 초과하는 비소결성의 금속 입자의 금속종으로는, 상기 소결성 금속 입자의 금속종으로서 예시한 것과 같은 것을 들 수 있고, 은, 구리, 및 이들의 산화물이 바람직하다.
입자경 100 nm 이하의 소결성 금속 입자와 입자경이 100 nm를 초과하는 비소결성의 금속 입자는, 서로 동일의 금속종이어도 좋고, 서로 다른 금속종이어도 좋다. 예를 들면, 입자경 100 nm 이하의 소결성 금속 입자가 은 입자이고, 입자경이 100 nm를 초과하는 비소결성의 금속 입자가 은 또는 산화은 입자이어도 좋다. 예를 들면, 입자경 100 nm 이하의 소결성 금속 입자가 은 또는 산화은 입자이고, 입자경이 100 nm를 초과하는 비소결성의 금속 입자가 구리 또는 산화구리 입자이어도 좋다.
본 실시형태의 필름상 소성 재료에서, 모든 금속 입자의 총 질량(100질량%)에 대한, 소결성 금속 입자의 함유량은, 10 ~ 100질량%이어도 좋고, 20 ~ 95질량%이어도 좋다.
소결성 금속 입자 및/또는 비소결성의 금속 입자의 표면에는, 유기물이 피복되어 있어도 좋다. 유기물의 피복을 가지는 것으로, 바인더 성분과의 상용성이 향상해, 입자끼리 응집을 방지할 수 있어 균일하게 분산할 수 있다.
소결성 금속 입자 및/또는 비소결성의 금속 입자의 표면에 유기물이 피복되어 있는 경우, 소결성 금속 입자 및 비소결성의 금속 입자의 질량은, 피복물을 포함하는 값으로 한다.
＜바인더 성분＞
바인더 성분이 배합됨으로써, 소성 재료를 필름상으로 성형할 수 있어 소성 전의 필름상 소성 재료에 점착성을 부여할 수 있다. 바인더 성분은, 필름상 소성 재료의 소성으로서 가열 처리됨으로써 열분해되는 열분해성이 있어도 좋다.
바인더 성분은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 바인더 성분의 적합한 일례로서 수지를 들 수 있다. 수지로는, 아크릴계 수지, 폴리카르보네이트 수지, 폴리젖산, 셀룰로오스 유도체의 중합물 등을 들 수 있고, 아크릴계 수지가 바람직하다. 아크릴계 수지에는, (메타)아크릴레이트 화합물의 단독중합체, (메타)아크릴레이트 화합물의 2종 이상의 공중합체, (메타)아크릴레이트 화합물과 다른 공중합성 단량체의 공중합체가 포함된다.
바인더 성분을 구성하는 수지에서, (메타)아크릴레이트 화합물 유래의 구성 단위의 함유량은, 구성 단위의 총 질량(100질량%)에 대해서, 50 ~ 100질량%인 것이 바람직하고, 80 ~ 100질량%인 것이 보다 바람직하고, 90 ~ 100질량%인 것이 더 바람직하다.
여기서 말하는 「유래」란, 상기 모노머가 중합하는데 필요한 구조의 변화를 받은 것을 의미한다.
(메타)아크릴레이트 화합물의 구체예로는, 메틸 (메타)아크릴레이트, 에틸 (메타)아크릴레이트, 프로필 (메타)아크릴레이트, 이소프로필 (메타)아크릴레이트, 부틸 (메타)아크릴레이트, 이소부틸 (메타)아크릴레이트, t-부틸 (메타)아크릴레이트, 펜틸 (메타)아크릴레이트, 아밀(메타)아크릴레이트, 이소아밀 (메타)아크릴레이트, 헥실 (메타)아크릴레이트, 헵틸 (메타)아크릴레이트, 옥틸 (메타)아크릴레이트, 이소옥틸 (메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실 (메타)아크릴레이트, 에틸헥실 (메타)아크릴레이트, 노닐 (메타)아크릴레이트, 데실 (메타)아크릴레이트, 이소데실 (메타)아크릴레이트, 운데실 (메타)아크릴레이트, 도데실 (메타)아크릴레이트, 라우릴 (메타)아크릴레이트, 스테아릴 (메타)아크릴레이트, 이소스테아릴 (메타)아크릴레이트 등의 알킬 (메타)아크릴레이트;
히드록시에틸 (메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필 (메타)아크릴레이트, 4-히드록시부틸 (메타)아크릴레이트, 3-히드록시프로필 (메타)아크릴레이트, 2-히드록시부틸 (메타)아크릴레이트, 3-히드록시부틸 (메타)아크릴레이트 등의 히드록시알킬 (메타)아크릴레이트;
페녹시에틸 (메타)아크릴레이트, 2-히드록시-3-페녹시프로필 (메타)아크릴레이트 등의 페녹시알킬 (메타)아크릴레이트;
2-메톡시에틸 (메타)아크릴레이트, 2-에톡시에틸 (메타)아크릴레이트, 2-프로폭시에틸 (메타)아크릴레이트, 2-부톡시에틸 (메타)아크릴레이트, 2--메톡시부틸 (메타)아크릴레이트 등의 알콕시알킬 (메타)아크릴레이트;
폴리에틸렌글리콜 모노(메타)아크릴레이트, 에톡시디에틸렌글리콜 (메타)아크릴레이트, 메톡시폴리에틸렌글리콜 (메타)아크릴레이트, 페녹시폴리에틸렌글리콜 (메타)아크릴레이트, 노닐페녹시폴리에틸렌글리콜 (메타)아크릴레이트, 폴리프로필렌글리콜 모노(메타)아크릴레이트, 메톡시폴리프로필렌글리콜 (메타)아크릴레이트, 에톡시폴리프로필렌글리콜 (메타)아크릴레이트, 노닐페녹시폴리프로필렌글리콜 (메타)아크릴레이트 등의 폴리알킬렌글리콜 (메타)아크릴레이트;
시클로헥실 (메타)아크릴레이트, 4-부틸시클로헥실 (메타)아크릴레이트, 디시클로펜타닐 (메타)아크릴레이트, 디시클로펜테닐 (메타)아크릴레이트, 디시클로펜타디에닐 (메타)아크릴레이트, 보닐 (메타)아크릴레이트, 이소보닐 (메타)아크릴레이트, 트리시클로데카닐 (메타)아크릴레이트 등의 시클로알킬 (메타)아크릴레이트;
벤질 (메타)아크릴레이트, 테트라히드로푸르푸릴 (메타)아크릴레이트, 등을 들 수 있다. 알킬 (메타)아크릴레이트 또는 알콕시알킬 (메타)아크릴레이트가 바람직하고, 특히 바람직한 (메타)아크릴레이트 화합물로서 부틸 (메타)아크릴레이트, 에틸헥실 (메타)아크릴레이트, 라우릴 (메타)아크릴레이트, 이소데실 (메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실 (메타)아크릴레이트, 및 2-에톡시에틸 (메타)아크릴레이트를 들 수 있다.
본 명세서에서, 「(메타)아크릴레이트」란, 「아크릴레이트」및 「메타크릴레이트」의 양쪽 모두를 포함하는 개념이다.
아크릴 수지로는, 메타크릴레이트가 바람직하다. 바인더 성분이 메타크릴레이트 유래의 구성 단위를 함유하는 것으로, 비교적 저온에서 소성할 수 있어 소결 후에 충분한 접착 강도를 얻기 위한 조건을 용이하게 만족할 수 있다.
바인더 성분을 구성하는 수지에서, 메타크릴레이트 유래의 구성 단위의 함유량은, 구성 단위의 총 질량(100질량%)에 대해서, 50 ~ 100질량%인 것이 바람직하고, 80 ~ 100질량%인 것이 보다 바람직하고, 90 ~ 100질량%인 것이 더 바람직하다.
다른 공중합성 단량체로는, 상기 (메타)아크릴레이트 화합물과 공중합 가능한 화합물이면 특별히 제한은 없지만, 예를 들면 (메타)아크릴산, 비닐 안식향산, 말레인산, 비닐 프탈산 등의 불포화 카르복실산류; 비닐벤질 메틸에테르, 비닐 글리시딜에테르, 스티렌, α-메틸스티렌, 부타디엔, 이소프렌 등의 비닐기 함유 라디칼 중합성 화합물을 들 수 있다.
바인더 성분을 구성하는 수지의 질량 평균분자량(Mw)은, 1,000 ~ 1,000,000인 것이 바람직하고, 10,000 ~ 800,000인 것이 보다 바람직하다. 수지의 질량 평균분자량이 상기 범위 내인 것으로, 필름으로서 충분한 막강도를 발현하고, 또한 유연성을 부여하는 것이 용이하게 된다.
또한 본 명세서에서, 「질량 평균분자량」이란, 특별히 명시되지 않는 한, 겔·퍼미션·크로마토그래피(GPC) 법에 따라 측정되는 폴리스티렌 환산 값이다.
바인더 성분을 구성하는 수지의 유리전이온도(Tg)는, 이하에 나타내는 Fox식을 이용하여 계산으로부터 구할 수 있고, 이것은 -60 ~ 50℃인 것이 바람직하고, -30 ~ 10℃인 것이 보다 바람직하고, -20℃ 이상 0℃ 미만인 것이 더 바람직하다. Fox 식으로부터 구한 수지의 Tg가 상기 상한값 이하인 것으로, 필름상 소성 재료와 피착체(예를 들면 칩, 기판 등)의 소성 전의 점착력이 향상한다. 또한, 필름상 소성 재료의 유연성이 높아진다. 한편, Fox 식으로부터 구한 수지의 Tg가 상기 하한값 이상인 것으로, 필름 형상의 유지가 가능하고, 지지 시트 등으로부터 필름상 소성 재료를 떼어내는 것이 보다 용이하게 된다.
1/Tg=(W1/Tg1)＋(W2/Tg2)＋…＋(Wm/Tgm)
(식 중, Tg는 바인더 성분을 구성하는 수지의 유리전이온도이고, Tg1, Tg2,…Tgm은 바인더 성분을 구성하는 수지의 원료가 되는 각 단량체의 호모폴리머의 유리전이온도이고, W1, W2,…Wm은 각 단량체의 질량분율이다. 다만, W1＋W2＋…＋Wm=1이다.)
상기 Fox의 식에서의 각 단량체의 호모폴리머의 유리전이온도는, 고분자 데이터·핸드북 또는 점착 핸드북 기재의 값을 이용할 수 있다.
바인더 성분은, 필름상 소성 재료의 소성으로서 가열 처리됨으로써 열분해 되는 열분해성이 있어도 좋다. 바인더 성분이 열분해된 것은, 소성에 의한 바인더 성분의 질량 감소에 의해 확인할 수 있다. 또한 바인더 성분으로서 배합되는 성분은 소성에 의해 거의 열분해되어도 좋지만, 바인더 성분으로서 배합되는 성분의 전체 질량이, 소성에 의해 열분해되지 않아도 좋다.
바인더 성분은, 소성 전의 바인더 성분의 총 질량(100질량%)에 대해, 소성 후의 질량이 10질량% 이하가 되는 것이어도 좋고, 5질량% 이하가 되는 것이어도 좋고, 3질량% 이하가 되는 것이어도 좋고, 0질량%가 되는 것이어도 좋다.
본 실시형태의 필름상 소성 재료는, 상기의 소결성 금속 입자, 비소결성의 금속 입자 및 바인더 성분 외에, 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위 내에서, 소결성 금속 입자, 비소결성의 금속 입자 및 바인더 성분에 해당하지 않는 그 외의 첨가제를 함유하고 있어도 좋다.
본 실시형태의 필름상 소성 재료에 함유되어도 좋은 그 외의 첨가제로는, 용매, 분산제, 가소제, 점착부여제, 보존안정제, 소포제, 열분해 촉진제, 및 산화방지제 등을 들 수 있다. 첨가제는, 1종만 함유되어도 좋고, 2종 이상 함유되어도 좋다. 이러한 첨가제는, 특별히 한정되는 것이 아니고, 이 분야에서 통상 이용되는 것을 적절히 선택할 수 있다.
＜조성＞
본 실시형태의 필름상 소성 재료는, 소결성 금속 입자, 바인더 성분, 및 그 외의 첨가제로 이루어지는 것이어도 좋고, 이들의 함유량(질량%)의 합계는 100질량%가 된다.
본 실시형태의 필름상 소성 재료가 비소결성의 금속 입자를 포함하는 경우에는, 필름상 소성 재료는, 소결성 금속 입자, 비소결성의 금속 입자, 바인더 성분, 및 그 외의 첨가제로 이루어지는 것이어도 좋고, 이러한 함유량(질량%)의 합계는 100질량%가 된다.
필름상 소성 재료에서, 용매 이외의 모든 성분(이하 「고형분」이라고 표기한다.)의 총 질량(100질량%)에 대한, 소결성 금속 입자의 함유량은, 15 ~ 98질량%이고, 15 ~ 90질량%가 바람직하고, 20 ~ 80질량%가 보다 바람직하다. 소결성 금속 입자의 함유량이 상기 상한값 이하인 것으로, 바인더 성분의 함유량을 충분히 확보할 수 있으므로, 필름 형상을 유지할 수 있다. 한편, 소결성 금속 입자의 함유량이 상기 하한값 이상인 것으로, 소성시에 소결성 금속 입자끼리, 또는 소결성 금속 입자와 비소결성 금속 입자가 융착하고, 소성 후에 높은 접합 접착 강도(전단 접착력)를 발현한다.
필름상 소성 재료가 비소결성의 금속 입자를 포함하는 경우, 필름상 소성 재료에서의 고형분의 총 질량(100질량%)에 대한, 소결성 금속 입자 및 비소결성의 금속 입자의 총함유량은, 50 ~ 98질량%가 바람직하고, 70 ~ 95질량%가 보다 바람직하고, 80 ~ 90질량%가 더 바람직하다.
필름상 소성 재료에서의 고형분의 총 질량(100질량%)에 대한 바인더 성분의 함유량은, 2 ~ 50질량%이고, 5 ~ 30질량%가 바람직하고, 5 ~ 20질량%가 보다 바람직하다. 바인더 성분의 함유량이 상기 상한값 이하인 것으로, 소결성 금속 입자의 함유량을 충분히 확보할 수 있으므로, 필름상 소성 재료와 피착체의 접합 접착력이 향상한다. 한편, 바인더 성분의 함유량이 상기 하한값 이상인 것으로, 필름 형상을 유지할 수 있다.
필름상 소성 재료에서, 소결성 금속 입자와 바인더 성분의 질량비율(소결성 금속 입자：바인더 성분)은, 50：1 ~ 1：5가 바람직하고, 20：1 ~ 1：2가 보다 바람직하고, 10：1 ~ 1：1이 더 바람직하다. 필름상 소성 재료가 비소결성의 금속 입자를 포함하는 경우에는, 소결성 금속 입자 및 비소결성의 금속 입자와 바인더 성분의 질량비율((소결성 금속 입자＋비소결성의 금속 입자)：바인더 성분)은 50：1 ~ 1：1이 바람직하고, 20：1 ~ 2：1이 보다 바람직하고, 9：1 ~ 4：1이 더 바람직하다.
필름상 소성 재료에는, 소결성 금속 입자, 비소결성의 금속 입자, 바인더 성분 및 그 외의 첨가제 성분을 혼합할 때에 사용하는 상기한 고비점 용매가 포함되어 있어도 좋다. 필름상 소성 재료의 총 질량(100질량%)에 대한, 고비점 용매의 함유량은, 20질량% 이하가 바람직하고, 15질량% 이하가 보다 바람직하고, 10질량% 이하가 더 바람직하다.
＜인장 탄성률＞
본 실시형태의 필름상 소성 재료는, 60℃에서의 인장 탄성률이 4.0 ~ 10.0 MPa의 것이다. 60℃에서의 인장 탄성률은 4.5 ~ 5.5 MPa가 바람직하다. 본 실시형태의 필름상 소성 재료의, 23℃에서의 인장 탄성률은 5.0 ~ 20.0 MPa가 바람직하고, 6.0 ~ 18.0 MPa가 보다 바람직하다. 60℃ 또는 23℃에서의 인장 탄성률이 상기 범위 내인 것으로, 필름상 소성 재료의 외력에 의한 변형량이 작고, 또한 인성을 구비한 것이 된다. 특히, 인장 탄성률이 상기 상한값 이하인 것으로, 필름상 소성 재료가 물러지기 어렵고, 다이싱 시의 웨이퍼 오염을 억제할 수 있다. 한편, 인장 탄성률이 상기 하한값 이상인 것으로, 필름상 소성 재료가 너무 부드러워지지 않아, 다이싱 시의 칩 손상을 억제할 수 있다.
또한 본 실시형태에서 60℃에서의 인장 탄성률 및 후술의 파단신도를 규정 한 이유는, 블레이드 다이싱 시의 마찰열에 의해, 필름상 소성 재료가 60℃ 정도까지 가열되는 것을 고려한 것이지만, 실제의 다이싱 시에서의 필름상 소성 재료의 온도가 60℃에 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 실시형태에서 23℃에서의 인장 탄성률 및 후술의 파단신도를 규정한 이유는, 23℃에서의 측정이 용이한 것을 고려한 것이고, 실제의 다이싱 시에서의 필름상 소성 재료의 온도가 23℃인 것을 의미하는 것은 아니다.
필름상 소성 재료의 23℃ 또는 60℃에서의 인장 탄성률은, 이하의 방법으로 측정할 수 있다.
필름상 소성 재료로부터, 폭이 10 mm이고, 길이가 20 mm이고, 두께가 200μm인 시험편을 잘라, 이 시험편을 23℃ 또는 60℃로 가온하고, 인장 속도 50 mm/분, 척간 거리 10 mm로 인장한 경우의 하중과 신장량을 측정한다. 신도가 0 ~ 5%의 영역의 인장 응력의 기울기로부터 인장 탄성률을 구한다.
필름상 소성 재료의 23℃ 또는 60℃에서의 인장 탄성률은, 필름상 소성 재료에 포함되는 바인더 성분의 종류에 따라 제어할 수 있다. 구체적으로는, 바인더 성분을 구성하는 수지의 Tg가 높아질수록, 인장 탄성률은 높아지는 경향이 있다. 또한, 소결성 금속입자의 함유량이 많으면 인장 탄성률은 높아지는 경향이 있다.
＜파단신도＞
본 실시형태의 필름상 소성 재료는, 60℃에서의 파단신도가 500% 이상의 것이다. 60℃에서의 파단신도는 600% 이상이 바람직하다. 본 실시형태의 필름상 소성 재료의, 23℃에서의 파단신도는 300% 이상이 바람직하고, 400% 이상이 보다 바람직하다. 60℃ 또는 23℃에서의 파단신도가 상기 하한값 이상인 것으로, 필름상 소성 재료가 물러지기 어렵고, 다이싱 시의 웨이퍼 오염을 억제할 수 있다.
필름상 소성 재료의 60℃에서의 파단신도는, 3000% 이하가 바람직하고, 23℃에서의 파단신도는, 2500% 이하가 바람직하다.
필름상 소성 재료의 60℃에서의 파단신도는, 500% 이상 3000% 이하이어도 좋고, 600% 이상 3000% 이하이어도 좋다. 또한, 필름상 소성 재료의 23℃에서의 파단신도는, 300% 이상 2500℃이하이어도 좋고, 400℃ 이상 2500% 이하이어도 좋다.
필름상 소성 재료의 23℃ 또는 60℃에서의 파단신도는, 이하의 방법으로 측정할 수 있다.
필름상 소성 재료로부터, 폭이 10 mm이고, 길이가 20 mm이고, 두께가 200μm인 시험편을 잘라, 이 시험편을 23℃ 또는 60℃로 가온해, 인장 속도 50 mm/분, 척간 거리 10 mm로 인장 시의 신장량을 측정한다. 시험편이 파단한 경우의 신장량으로부터 파단신도를 구한다.
필름상 소성 재료의 23℃ 또는 60℃에서의 파단신도는, 필름상 소성 재료에 포함되는 바인더 성분의 종류나 함유량에 의해 제어할 수 있다. 구체적으로는, 바인더 성분의 함유량이 많아질수록, 또한, 바인더 성분을 구성하는 수지의 Tg가 낮아질수록, 파단신도는 높아지는 경향이 있다. 또한, 소결성 금속입자의 함유량이 많으면 파단신도는 낮아지는 경향이 있다.
＜유리전이온도＞
본 실시형태의 필름상 소성 재료는, 소성 전의 필름상 소성 재료를 구성하는 성분 중, 금속입자(소결성 금속입자 및 비소결성 금속입자)를 제외한 성분의 유리전이온도(이하, 「금속입자 이외의 소성 재료의 Tg」라고도 한다.)가 30 ~ 70℃인 것이 바람직하고, 40 ~ 60℃가 보다 바람직하다. 금속입자 이외의 소성 재료의 Tg가 상기 상한값 이하인 것으로, 필름상 소성 재료가 물러지기 어렵고, 다이싱 시의 웨이퍼 오염을 보다 억제할 수 있다. 한편, 금속입자 이외의 소성 재료의 Tg가 상기 하한값 이상인 것으로, 필름상 소성 재료가 너무 부드러워지지 않아, 다이싱 시의 칩 손상을 보다 억제할 수 있다.
금속입자 이외의 소성 재료의 Tg는, 상기 Fox의 식에서, 바인더 성분을 구성하는 수지 대신에, 금속입자 이외의 소성 재료를 이용하여 계산으로부터 구할 수 있지만, 이하의 방법으로도 측정할 수 있다.
필름상 소성 재료로부터 금속입자를 분리한 것에 대해서, 동적기계분석 장치를 이용하여 저장 탄성률(E＇)와 손실 탄성률(E")를 측정하고, 이러한 비(E"/E＇)인 tanδ를 온도에 대해서 플롯해, tanδ의 극대를 나타내는 온도를 소성 재료의 Tg로 한다.
필름상 소성 재료로부터 금속입자와 금속입자를 제외한 성분을 분리하는 방법은, 후술의 실시예에 기재한 바와 같다.
소성 재료의 Tg는, 필름상 소성 재료에 포함되는 바인더 성분의 종류에 따라 제어할 수 있다.
상기의 본 실시형태의 필름상 소성 재료에 따르면, 필름상이기 때문에, 두께 안정성이 우수하다. 또한, 본 실시형태의 필름상 소성 재료는 소결성 금속입자를 포함하기 때문에, 열전도성이 우수하다. 또한 본 실시형태의 필름상 소성 재료는, 특정량의 소결성 금속입자 및 바인더 성분을 포함하고, 또한 60℃에서의 인장 탄성률이 4.0 ~ 10.0 MPa이고, 60℃에서의 파단신도가 500% 이상이다. 따라서, 본 실시형태의 필름상 소성 재료는 적절한 경도와 인성을 구비하게 되어, 다이싱 시에 블레이드의 마찰에 의해 칩이 진동하거나 필름상 소성 재료의 연마 찌꺼기가 발생하기 어렵기 때문에, 칩 손상 및 웨이퍼 오염을 억제할 수 있어 다이싱 적성이 우수하다.
필름상 소성 재료는, 적어도 한쪽의 측(표면)에 지지 시트가 설치된, 지지 시트를 가지는 필름상 소성 재료로 할 수 있다.
지지 시트를 가지는 필름상 소성 재료의 상세는, 후술한다.
≪필름상 소성 재료의 제조방법≫
필름상 소성 재료는, 그 구성 재료를 함유하는 소성 재료 조성물을 이용하여 형성할 수 있다. 예를 들면, 필름상 소성 재료의 형성 대상면에, 필름상 소성 재료를 구성하기 위한 각 성분 및 용매를 포함하는 소성 재료 조성물을 도공 또는 인쇄하고, 필요에 따라 용매를 휘발시킴으로써, 목적으로 하는 부위에 필름상 소성 재료를 형성할 수 있다. 소성 재료 조성물에서의, 필름상 소성 재료를 구성하기 위한 각 성분의 함유량은 각 성분의 합계로 50 ~ 99질량%, 용매의 함유량은 1 ~ 50질량%이어도 좋다.
필름상 소성 재료의 형성 대상면으로는, 박리 필름의 표면을 들 수 있다.
소성 재료 조성물을 도공하는 경우, 용매로는 비점이 200℃ 미만의 것이 바람직하고, 예를 들면 n-헥산(비점：68℃), 아세트산에틸(비점：77℃), 2-부타논(비점：80℃), n-헵탄(비점：98℃), 메틸시클로헥산(비점：101℃), 톨루엔(비점：111℃), 아세틸아세톤(비점：138℃), n-크실렌(비점：139℃) 및 디메틸포름아미드(비점：153℃) 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 사용해도 좋거나, 또는 조합하여 사용해도 좋다.
소성 재료 조성물의 도공은, 공지 방법으로 행하면 좋고, 예를 들면 에어-나이프 코터, 블레이드 코터, 바 코터, 그라비아 코터, 콤마 코터(등록상표), 롤코터, 롤나이프 코터, 커텐 코터, 다이 코터, 나이프 코터, 스크린 코터, 메이어바 코터, 키스 코터 등의 각종 코터를 이용하는 방법을 들 수 있다.
소성 재료 조성물을 인쇄하는 경우, 용매로는 인쇄 후에 휘발 건조할 수 있는 것이면 좋고, 비점이 65 ~ 350℃인 것이 바람직하다. 이러한 용매로는, 이전에 예시한 비점이 200℃ 미만의 용매나, 이소포론(비점：215℃), 부틸 카비톨(비점：230℃), 1­데칸올(비점：233℃), 부틸 카비톨 아세테이트(비점：247℃), 이소보닐 시클로헥사놀(비점：318℃) 등을 들 수 있다.
비점이 350℃를 웃돌면, 인쇄 후의 휘발 건조에서 용매가 휘발하기 어려워져, 소망한 형상을 확보하는 것이 곤란해지거나, 소성시에 용매가 필름 내에 잔존해 버려, 접합 접착성을 열화시킬 가능성이 있다. 비점이 65℃를 밑돌면 인쇄 시에 휘발해 버려, 두께의 안정성이 손상되어 버릴 우려가 있다. 비점이 200 ~ 350℃의 용매를 이용하면, 인쇄 시의 용매의 휘발에 의한 점도 상승을 억제할 수 있어 인쇄적성을 얻을 수 있다.
소성 재료 조성물의 인쇄는, 공지의 인쇄 방법으로 행할 수 있고, 예를 들면, 플렉소 인쇄 등의 철판 인쇄, 그라비아 인쇄 등의 요판 인쇄, 오프셋 인쇄 등의 평판 인쇄, 실크스크린 인쇄나 로터리 스크린 인쇄 등의 스크린 인쇄, 잉크젯 프린터 등의 각종 프린터에 의한 인쇄 등의 방법을 들 수 있다.
필름상 소성 재료의 형상은, 소결 접합의 대상의 형상에 맞추어 적절히 설정하면 좋고, 원형 또는 직사각형이 바람직하다. 원형은 반도체 웨이퍼의 형상에 대응한 형상이다. 직사각형은 칩의 형상에 대응한 형상이다. 대응한 형상은, 소결 접합 대상의 형상과 동일 형상 또는 거의 동일 형상이어도 좋다.
필름상 소성 재료가 원형인 경우, 원의 면적은, 3.5 ~ 1,600 ㎠이어도 좋고, 85 ~ 1,400 ㎠이어도 좋다. 필름상 소성 재료가 직사각형인 경우, 직사각형의 면적은, 0.01 ~ 25 ㎠이어도 좋고, 0.25 ~ 9 ㎠이어도 좋다. 특히, 소성 재료 조성물을 인쇄하면, 소망한 형상의 필름상 소성 재료를 형성하기 쉽다.
소성 재료 조성물의 건조 조건은, 특별히 한정되지 않지만, 소성 재료 조성물이 용매를 함유하고 있는 경우, 가열건조시키는 것이 바람직하고, 이 경우, 예를 들면 70 ~ 250℃, 예를 들면 80 ~ 180℃에서, 10초 ~ 10분간의 조건에서 건조시키는 것이 바람직하다.
본 실시형태의 필름상 소성 재료는, 소결성 금속 입자 및 바인더 성분을 함유하는 필름상 소성 재료로서, 소결성 금속 입자의 함유량이 15 ~ 98질량%이고, 바인더 성분의 함유량이 2 ~ 50질량%이고, 60℃에서의 인장 탄성률이 4.0 ~ 10.0 MPa이고, 60℃에서의 파단신도가 500% 이상인 필름상 소성 재료이지만, 소결성 금속 입자로는, 은, 구리, 및 이들의 산화물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종, 및 바인더 성분으로는, (메타)아크릴레이트 화합물과 다른 공중합체의 공중합체를 함유하는 필름상 소성 재료가 바람직하다.
또한, 본 실시형태의 필름상 소성 재료는, 소결성 금속 입자의 함유량이 20 ~ 80질량%, 바인더 성분의 함유량이 5 ~ 20질량%인 것이 바람직하다.
≪지지 시트를 가지는 필름상 소성 재료≫
[제1실시형태]
본 실시형태의 지지 시트를 가지는 필름상 소성 재료는, 상술한 필름상 소성 재료, 및 상기 필름상 소성 재료의 적어도 한쪽의 측(표면)에 설치된 지지 시트를 구비한다. 상기 지지 시트는, 기재 필름 상의 전면(全面) 혹은 외주부에 점착제층이 설치된 것이고, 상기 점착제층 상에, 상기 필름상 소성 재료가 설치되어 있는 것이 바람직하다. 상기 필름상 소성 재료는, 점착제층에 직접 접촉해서 설치되어도 좋고, 기재 필름에 직접 접촉해서 설치되어도 좋다. 본 형태를 취하는 것으로, 반도체 웨이퍼를 칩으로 개편화할 때에 사용하는 다이싱 시트로서 사용할 수 있다. 또한 블레이드 등을 이용하여 반도체 웨이퍼와 함께 개편화하는 것으로 칩과 동형의 필름상 소성 재료로 가공할 수 있고, 또한 필름상 소성 재료를 가지는 칩을 제조할 수 있다.
이하, 지지 시트를 가지는 필름상 소성 재료의 일 실시형태에 대해서 설명한다. 도 2는 본 실시형태의 지지시트를 가지는 필름상 소성재료를 모식적으로 나타내는 단면도이다. 도 3 및 도 4에, 본 실시형태의 지지 시트를 가지는 필름상 소성 재료의 개략 단면도를 나타낸다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 지지시트를 가지는 필름상 소성재료(100)는 지지시트(2)에 필름상 소성재료(1)가 박리할 수 있게 가착되어 이루어진다. 도 3, 도 4에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태의 지지 시트를 가지는 필름상 소성 재료(100a, 100b)는, 외주부에 점착부를 가지는 지지 시트(2)의 내주부에, 필름상 소성 재료(1)가 박리할 수 있게 가착(假着)되어 이루어진다. 지지 시트(2)는, 도 3에 나타낸 바와 같이, 기재 필름(3)의 상면에 점착제층(4)을 가지는 점착 시트이고, 상기 점착제층(4)의 내주부 표면이, 필름상 소성 재료로 덮여, 외주부에 점착부가 노출된 구성이 된다. 또한, 도 4에 나타낸 바와 같이, 지지 시트(2)는, 기재 필름(3)의 외주부에 링상의 점착제층(4)을 가지는 구성이어도 좋다.
필름상 소성 재료(1)는, 지지 시트(2)의 내주부에, 첩부되는 워크(반도체 웨이퍼 등)와 거의 동일 형상으로 형성되어 이루어진다. 지지 시트(2)의 외주부에는 점착부를 가진다. 바람직한 형태로는, 지지 시트(2)보다도 소경(小徑)의 필름상 소성 재료(1)가, 원형의 지지 시트(2) 상에 동심원상으로 적층되어 있다. 외주부의 점착부는, 도시한 바와 같이, 링 프레임(5)의 고정에 이용된다.
(기재 필름)
기재 필름(3)으로는, 특별히 한정되지 않고, 예를 들면 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 직쇄 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE), 에틸렌·프로필렌 공중합체, 폴리프로필렌, 폴리부텐, 폴리부타디엔, 폴리메틸펜텐, 에틸렌·아세트산비닐 공중합체, 에틸렌·(메타)아크릴산 공중합체, 에틸렌·(메타)아크릴산메틸 공중합체, 에틸렌·(메타)아크릴산에틸 공중합체, 폴리염화비닐, 염화비닐·아세트산비닐 공중합체, 폴리우레탄 필름, 아이오노머 등으로 이루어지는 필름 등이 이용된다. 또한 본 명세서에서 「(메타)아크릴」은, 아크릴 및 메타크릴의 양자를 포함하는 의미로 이용한다.
또한 지지 시트에 대해서 보다 높은 내열성이 요구되는 경우에는, 기재 필름(3)으로는, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트 등의 폴리에스테르 필름, 폴리프로필렌, 폴리메틸펜텐 등의 폴리올레핀 필름 등을 들 수 있다. 또한, 이들의 가교 필름이나 방사선·방전 등에 의한 개질 필름도 이용할 수 있다. 기재 필름은 상기 필름의 적층체이어도 좋다.
또한, 이러한 필름은, 2종류 이상을 적층하거나 조합하여 이용할 수도 있다. 또한 이러한 필름을 착색한 것, 혹은 인쇄를 실시한 것 등도 사용할 수 있다. 또한, 필름은 열가소성 수지를 압출 형성에 의해 시트화한 것이어도 좋고, 연신된 것이어도 좋고, 경화성 수지를 소정 수단에 의해 박막화, 경화해 시트화한 것이 사용되어도 좋다.
기재 필름의 두께는 특별히 한정되지 않고, 바람직하게는 30 ~ 300μm, 보다 바람직하게는 50 ~ 200μm이다. 기재 필름의 두께를 상기 범위로 함으로써, 다이싱에 의한 노치가 행해져도 기재 필름의 단열(斷裂)이 일어나기 어렵다. 또한, 지지 시트를 가지는 필름상 소성 재료에 충분한 가요성이 부여되기 때문에, 워크(예를 들면 반도체 웨이퍼 등)에 대해서 양호한 첩부성을 나타낸다.
기재 필름은, 표면에 박리제를 도포하여 박리 처리를 실시하여 얻을 수도 있다. 박리 처리에 이용되는 박리제로는, 알키드계, 실리콘계, 불소계, 불포화 폴리에스테르계, 폴리올레핀계, 왁스계 등이 이용되지만, 특히 알키드계, 실리콘계, 불소계의 박리제가 내열성을 가지므로 바람직하다.
상기의 박리제를 이용하여 기재 필름의 표면을 박리 처리하기 위해서는, 박리제를 그대로 무용제로, 또는 용제 희석이나 에멀션화하여, 그라비아 코터, 메이어바 코터, 에어-나이프 코터, 롤 코터 등에 의해 도포하여, 박리제가 도포된 기재 필름을 상온 하 또는 가열 하에 제공하거나, 또는 전자선에 의해 경화시키거나, 웨트 라미네이션이나 드라이 라미네이션, 열용융 라미네이션, 용융 압출 라미네이션, 공압출 가공 등으로 적층체를 형성하면 좋다.
(점착제층)
지지 시트(2)는, 적어도 그 외주부에 점착부를 가진다. 점착부는, 지지 시트를 가지는 필름상 소성 재료(100a, 100b)의 외주부에서, 링 프레임(5)을 일시적으로 고정하는 기능을 가지고, 필요한 공정 후에는 링 프레임(5)을 박리할 수 있는 것이 바람직하다. 따라서, 점착제층(4)에는, 약 점착성의 것을 사용해도 좋고, 에너지선 조사에 의해 점착력이 저하하는 에너지선 경화성의 것을 사용해도 좋다. 재박리성 점착제층은, 공지의 여러 가지의 점착제(예를 들면, 고무계, 아크릴계, 실리콘계, 우레탄계, 비닐 에테르계 등의 범용 점착제, 표면 요철이 있는 점착제, 에너지선 경화형 점착제, 열팽창성분 함유 점착제 등)에 의해 형성할 수 있다.
지지 시트(2)는, 도 3에 나타낸 바와 같이, 기재 필름(3)의 상측 전면에 점착제층(4)을 가지는 통상의 구성의 점착 시트이고, 상기 점착제층(4)의 내주부 표면이, 필름상 소성 재료로 덮이고, 외주부에 점착부가 노출된 구성이어도 좋다. 이 경우, 점착제층(4)의 외주부는, 상기한 링 프레임(5)의 고정에 사용되고 내주부에는, 필름상 소성 재료를 박리할 수 있게 적층된다. 점착제층(4)으로는, 상기와 마찬가지로, 약 점착성의 것을 사용해도 좋거나, 또는 에너지선 경화성 점착제를 사용해도 좋다.
또한, 도 4에 나타낸 구성에서는, 기재 필름(3)의 외주부에 링상의 점착제층(4)을 형성해, 점착부로 한다. 이 때, 점착제층(4)은, 상기 점착제로 이루어지는 단층 점착제층이어도 좋고, 상기 점착제로 이루어지는 점착제층을 포함하는 양면 점착 테이프를 환상으로 절단한 것이어도 좋다.
약 점착제로는, 아크릴계, 실리콘계가 바람직하게 이용된다. 또한, 필름상 소성 재료의 박리성을 고려하여, 점착제층(4)의 23℃에서의 SUS판에의 점착력은, JIS Z0237：2009에 준거해서 구해져, 30 ~ 120 mN/25 mm인 것이 바람직하고, 50 ~ 100 mN/25 mm인 것이 더 바람직하고, 60 ~ 90 mN/25 mm인 것이 보다 바람직하다. 이 점착력이 너무 낮으면, 링 프레임이 탈락하는 경우가 있다. 또한 점착력이 너무 높으면, 링 프레임으로부터의 박리가 곤란해져, 링 프레임을 재사용하기 어려워진다.
도 3의 구성의 지지 시트에서, 에너지선 경화성의 재박리성 점착제층을 이용하는 경우, 필름상 소성 재료가 적층되는 영역에 미리 에너지선 조사를 행해, 점착성을 저감시켜도 좋다. 이 때, 다른 영역은 에너지선 조사를 행하지 않고, 예를 들면 링 프레임(5)에의 접착을 목적으로서 점착력을 높게 유지해 두어도 좋다. 다른 영역에만 에너지선 조사를 행하지 않게 하려면, 예를 들면 기재 필름 외의 영역에 대응하는 영역에 인쇄 등에 의해 에너지선 차폐층을 설치해 기재 필름 측에 에너지선 조사를 행하면 좋다. 또한, 도 3의 구성의 지지 시트에서는, 기재 필름(3)과 점착제층(4)의 접착을 강고하게 하기 위해, 기재 필름(3)의 점착제층(4)이 설치되는 면에는, 소망에 따라, 샌드블래스트나 용제 처리 등에 의한 요철화 처리, 혹은 코로나방전 처리, 전자선 조사, 플라즈마 처리, 오존·자외선 조사 처리, 화염 처리, 크롬산 처리, 열풍 처리 등의 산화 처리 등을 실시할 수 있다. 또한, 프라이머 처리를 실시할 수도 있다.
점착제층(4)의 두께는 특별히 한정되지 않지만, 바람직하게는 1 ~ 100μm, 더 바람직하게는 2 ~ 80μm, 특히 바람직하게는 3 ~ 50μm이다.
(지지 시트를 가지는 필름상 소성 재료)
지지 시트를 가지는 필름상 소성 재료는, 외주부에 점착부를 가지는 지지 시트의 내주부에 필름상 소성 재료를 박리할 수 있게 가착되어 이루어진다. 도 3에서 나타낸 구성예에서는, 지지 시트를 가지는 필름상 소성 재료(100a)는, 기재 필름(3)와 점착제층(4)으로 이루어지는 지지 시트(2)의 내주부에 필름상 소성 재료(1)를 박리할 수 있게 적층되어 지지 시트(2)의 외주부에 점착제층(4)이 노출되어 있다. 이 구성예에서는, 지지 시트(2)보다도 소경의 필름상 소성 재료(1)가, 지지 시트(2)의 점착제층(4) 상에 동심원상으로 박리할 수 있게 적층되어 있는 것이 바람직하다.
상기 구성의 지지 시트를 가지는 필름상 소성 재료(100a)는, 지지 시트(2)의 외주부에 노출된 점착제층(4)에서 링 프레임(5)에 첩부된다.
또한, 링 프레임에 대한 풀칠(점착 시트의 외주부에서의 노출된 점착제층) 상에, 환상의 양면 테이프 혹은 점착제층을 별도로 더 설치해도 좋다. 양면 테이프는 점착제층/심재/점착제층의 구성을 가지고, 양면 테이프에서의 점착제층은 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 고무계, 아크릴계, 실리콘계, 폴리비닐에테르 등의 점착제가 이용된다. 점착제층은, 후술하는 칩을 가지는 기판을 제조할 때에, 그 외주부에서 링 프레임에 첩부된다. 양면 테이프의 심재(芯材)로는, 예를 들면, 폴리에스테르 필름, 폴리프로필렌 필름, 폴리카르보네이트 필름, 폴리이미드 필름, 불소수지 필름, 액정폴리머 필름 등이 바람직하게 이용된다.
도 4에서 나타낸 구성예에서는, 기재 필름(3)의 외주부에 링상의 점착제층(4)을 형성해, 점착부로 한다. 도 5에, 도 4에서 나타내는 지지 시트를 가지는 필름상 소성 재료(100b)의 사시도를 나타낸다. 이 때, 점착제층(4)은, 상기 점착제로 이루어지는 단층 점착제층이어도 좋고, 상기 점착제로 이루어지는 점착제층을 포함하는 양면 점착 테이프를 환상으로 절단한 것이어도 좋다. 필름상 소성 재료(1)는, 점착부로 위요(圍繞)된 기재 필름(3)의 내주부에 박리할 수 있게 적층된다. 이 구성예에서는, 지지 시트(2)보다도 소경의 필름상 소성 재료(1)가, 지지 시트(2)의 기재 필름(3) 상에 동심원상으로 박리할 수 있게 적층되어 있는 것이 바람직하다.
지지 시트를 가지는 필름상 소성 재료에는, 사용에 제공할 때까지, 필름상 소성 재료 및 점착부의 어느 하나 또는 그 양쪽 모두의 표면에, 외부와의 접촉을 피하기 위한 표면 보호를 목적으로서 박리 필름을 설치해도 좋다.
표면 보호 필름(박리 필름)은, 이전에 열거된 폴리에틸렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트 및 폴리프로필렌 등의 기재 필름 표면에, 박리제를 이용하여 상술한 박리 처리를 실시하는 것으로 얻을 수도 있다. 박리 처리에 이용되는 박리제로는, 기재 필름의 설명에서 이전에 예시한 박리제를 들 수 있다.
지지 시트를 가지는 필름상 소성 재료의 두께는, 1 ~ 500μm가 바람직하고, 5 ~ 300μm가 보다 바람직하고, 10 ~ 150μm가 더 바람직하다.
여기서, 「지지 시트를 가지는 필름상 소성 재료의 두께」란, 지지 시트를 가지는 필름상 소성 재료 전체의 두께를 의미하고, 예를 들면, 복수 층으로 이루어지는 지지 시트를 가지는 필름상 소성 재료의 두께란, 지지 시트를 가지는 필름상 소성 재료를 구성하는 모든 층의 두께를 의미한다.
［제2실시형태］
본 실시형태의 지지 시트를 가지는 필름상 소성 재료는, 필름상 소성 재료 및 상기 필름상 소성 재료의 적어도 한쪽의 측(표면)에 설치된 지지 시트를 구비하고, 상기 필름상 소성 재료의 지지 시트에 대한 점착력(a2)가, 상기 필름상 소성 재료의 반도체 웨이퍼에 대한 점착력(a1)보다도 작고, 또한, 상기 점착력(a1)이 0.1N/25 mm 이상, 상기 점착력(a2)가 0.1N/25 mm 이상 0.5N/25 mm 이하이다.
예를 들면, 도 6에 나타내는, 본 실시형태의 지지 시트를 가지는 필름상 소성 재료와 반도체 웨이퍼가 적층된 적층체에서, 상기 필름상 소성 재료의 지지 시트에 대한 점착력(a2)가, 상기 필름상 소성 재료의 반도체 웨이퍼에 대한 점착력(a1)보다도 작고, 또한, 상기 점착력(a1)이 0.1N/25 mm 이상, 상기 점착력(a2)가 0.1N/25 mm 이상 0.5N/25 mm 이하이다.
＜점착력＞
본 실시형태의 지지 시트를 가지는 필름상 소성 재료에서, 상기 필름상 소성 재료의 반도체 웨이퍼에 대한 점착력(a1)은 0.1N/25 mm 이상이고, 0.5N/25 mm 이상이 바람직하고, 1.0N/25 mm 이상이 보다 바람직하다. 점착력(a1)이 상기 하한값 이상인 것으로, 다이싱 시에서의 칩 날림을 억제할 수 있다. 또한, 칩과 기판이 소성 전의 필름상 소성 재료로 가 고정되어 있는 상태로 반송될 때에, 칩 위치가 어긋나는 것을 억제할 수 있다.
본 실시형태의 지지 시트를 가지는 필름상 소성 재료에서, 상기 필름상 소성 재료의 지지 시트에 대한 점착력(a2)는 0.1N/25 mm 이상 0.5N/25 mm 이하이고, 0.2N/25 mm 이상 0.5N/25 mm 이하가 바람직하고, 0.2N/25 mm 이상 0.4N/25 mm 이하가 보다 바람직하다. 점착력(a2)가 상기 하한값 이상인 것으로, 다이싱 시에 소성 재료가 비산하는 것을 억제할 수 있어 반도체 웨이퍼의 오염을 억제할 수 있다.
점착력(a2)는, 점착력(a1)보다도 작고, 또한 상기 상한값 이하인 것으로, 상세하게 후술하지만, 반도체 웨이퍼를 다이싱에 의해 개편화한 칩을 픽업할 때에, 지지 시트로부터 필름상 소성 재료가 떨어지기 쉬워져, 다이싱된 필름상 소성 재료를 가지는 칩을 용이하게 픽업할 수 있다.
상기 점착력(a1)은, JIS Z0237：2009에 준거해서 구해지고, 구체적으로는, 이하의 방법으로 측정할 수 있다.
우선, 실리콘 웨이퍼의 표면을 산술평균 조도(Ra)가 0.02μm가 될 때까지 케미컬 미케니컬 폴리쉬 처리한다.
지지 시트를 가지는 필름상 소성 재료를, 박리 필름 등의 표면 보호 필름을 제거한 후, 상기 실리콘 웨이퍼의 처리 면에 첩부한다. 첩부할 때, 지지 시트를 가지는 필름상 소성 재료를 실온 이상으로 가열해도 좋다. 가열 온도는 특별히 한정되지 않지만 120℃ 이하가 바람직하다. 다음에 지지 시트를 제거하고, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름을, 노출된 필름상 소성 재료에 첩합하여 강고하게 접착(배접)해, PET 필름에 배접된 필름상 소성 재료를 폭 25 mm, 길이 100 mm 이상이 되도록 노치를 넣어 절단한다.
그 다음에, 실리콘 웨이퍼로부터 PET 필름에 배접된 필름상 소성 재료를 PET 필름 째 박리 속도 300 mm/분으로 박리시킨다. 이 때의 박리는, 실리콘 웨이퍼와 지지 시트를 가지는 필름상 소성 재료가 서로 접촉하고 있는 면끼리 180°의 각도를 이루도록, 지지 시트를 가지는 필름상 소성 재료를 그 길이 방향으로 박리시키는, 이른바 180° 박리로 한다. 그리고, 이 180° 박리 시의 하중(박리력)을 측정하고, 그 측정치를 점착력(a1)(N/25 mm)로 한다.
또한 PET 필름에 강고하게 접착하는 필름상 소성 재료에 대해서는, 용매를 포함하는 소성 재료 조성물을 PET 필름 상에 도공하고, 건조시켜 용매를 휘발시킴으로써 제작할 수도 있다. 또한, 이것을 폭 25 mm, 길이 100 mm 이상이 되도록 절단하고, 절단된 PET 필름에 강고하게 접착하는 필름상 소성 재료를 상기 실리콘 웨이퍼의 처리 면에 첩부하여, 상기 점착력(a1) 측정용 시험편을 제작할 수도 있다.
상기 점착력(a2)은, JIS Z0237：2009에 준거해서 구해지고, 구체적으로는, 이하의 방법으로 측정할 수 있다.
지지 시트를 가지는 필름상 소성 재료를, 박리 필름 등의 표면 보호 필름을 제거한 후, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름을 노출한 필름상 소성 재료에 첩합하여 강고하게 접착(배접)하고, 이것을 폭 25 mm, 길이 100 mm 이상이 되도록 절단한다. 절단된 PET 필름에 배접된 지지 시트를 가지는 필름상 소성 재료로부터, PET 필름에 배접된 필름상 소성 재료를 PET 필름 째 박리 속도 300 mm/분으로 박리시킨다. 이 때의 박리는, 지지 시트와 필름상 소성 재료가 서로 접촉하고 있는 면끼리 180°의 각도를 이루도록, 필름상 소성 재료를 그 길이 방향으로 박리시키는, 이른바 180° 박리로 한다. 그리고, 이 180° 박리 시의 하중(박리력)을 측정하고, 그 측정치를 점착력(a2)(N/25 mm)로 한다.
또한 PET 필름에 강고하게 접착하는 필름상 소성 재료에 대해서는, 용매를 포함하는 소성 재료 조성물을 PET 필름 상에 도공하고, 건조시켜 용매를 휘발시킴으로써 제작할 수도 있다. 또한, 이것을 폭 25 mm, 길이 100 mm 이상이 되도록 절단하고, 절단된 PET 필름에 강고하게 접착하는 필름상 소성 재료를 지지 시트에 첩부하여, 상기 점착력(a2) 측정용 시험편을 제작할 수도 있다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태의 지지 시트를 가지는 필름상 소성 재료(100)는, 지지 시트(2)에, 필름상 소성 재료(1)를 박리할 수 있게 가착되어 이루어진다. 상기 지지 시트는, 기재 필름 상의 전면 혹은 외주부에 점착제층이 설치된 것이고, 상기 점착제층 상에, 상기 필름상 소성 재료가 설치되어 있는 것이 바람직하다. 상기 필름상 소성 재료는, 점착제층에 직접 접촉해서 설치되어도 좋고, 기재 필름에 직접 접촉해서 설치되어도 좋다. 본 형태를 취하는 것으로, 반도체 웨이퍼를 칩으로 개편화할 때에 사용하는 다이싱 시트로서 사용할 수 있다. 또한 블레이드 등을 이용하여 반도체 웨이퍼와 함께 개편화하는 것으로 칩과 동형의 필름상 소성 재료로 가공할 수 있고, 또한 필름상 소성 재료를 가지는 칩을 제조할 수 있다.
이하, 본 실시형태의 지지 시트를 가지는 필름상 소성 재료의 일 실시형태에 대해서 설명한다. 또한 본 제2실시형태의 지지 시트를 가지는 필름상 소성 재료에서, 상기 제1실시형태의 지지 시트를 가지는 필름상 소성 재료와 같은 부분에 대해서는 설명을 생략한다.
(필름상 소성 재료)
＜조성＞
필름상 소성 재료(1)는, 도 2에 나타낸 바와 같이, 소결성 금속입자(10) 및 바인더 성분(20)을 함유하고 있다. 본 실시형태의 지지 시트를 가지는 필름상 소성 재료에서의, 필름상 소성 재료는, 소결성 금속입자, 바인더 성분, 및 전술의 그 외의 첨가제로 이루어지는 것이어도 좋고, 이러한 함유량(질량%)의 합계는 100질량%가 된다.
필름상 소성 재료가 비소결성 금속입자를 포함하는 경우에는, 필름상 소성 재료는, 소결성 금속입자, 비소결성 금속입자, 바인더 성분, 및 전술의 그 외의 첨가제로 이루어지는 것이어도 좋고, 이러한 함유량(질량%)의 합계는 100질량%가 된다.
필름상 소성 재료에서, 용매 이외의 모든 성분(이하 「고형분」이라고 표기한다.)의 총 질량(100질량%)에 대한, 소결성 금속입자의 함유량은, 15 ~ 98질량%가 바람직하고, 15 ~ 90질량%가 보다 바람직하고, 20 ~ 80질량%가 더 바람직하다. 소결성 금속입자의 함유량이 상기 상한값 이하인 것으로, 바인더 성분의 함유량을 충분히 확보할 수 있으므로, 필름 형상의 유지가 용이하게 된다. 한편, 소결성 금속입자의 함유량이 상기 하한값 이상인 것으로, 소성 시에 소결성 금속입자끼리, 또는 소결성 금속입자와 비소결성 금속입자가 융착하여, 소성 후에 높은 접합 접착 강도(전단 접착력)를 발현하는 효과도 얻어진다.
필름상 소성 재료가 비소결성 금속입자를 포함하는 경우, 필름상 소성 재료에서의 고형분의 총 질량(100질량%)에 대한, 소결성 금속입자 및 비소결성 금속입자의 총함유량은, 50 ~ 98질량%가 바람직하고, 70 ~ 95질량%가 보다 바람직하고, 80 ~ 95질량%가 더 바람직하다.
필름상 소성 재료에서의 고형분의 총 질량(100질량%)에 대한 바인더 성분의 함유량은, 2 ~ 50질량%가 바람직하고, 5 ~ 30질량%가 보다 바람직하고, 5 ~ 20질량%가 더 바람직하다. 바인더 성분의 함유량이 상기 상한값 이하인 것으로, 소결성 금속입자의 함유량을 충분히 확보할 수 있으므로, 필름상 소성 재료와 피착체의 접합 접착력이 보다 향상한다. 한편, 바인더 성분의 함유량이 상기 하한값 이상인 것으로, 필름 형상의 유지가 용이하게 된다.
필름상 소성 재료에서, 소결성 금속입자와 바인더 성분의 질량비율(소결성 금속입자：바인더 성분)은, 50：1 ~ 1：5가 바람직하고, 20：1 ~ 1：2가 보다 바람직하고, 10：1 ~ 1：1이 더 바람직하다. 필름상 소성 재료가 비소결성 금속입자를 포함하는 경우에는, 소결성 금속입자 및 비소결성 금속입자와 바인더 성분의 질량비율((소결성 금속입자＋비소결성 금속입자)：바인더 성분)은 50：1 ~ 1：1이 바람직하고, 20：1 ~ 2：1이 보다 바람직하고, 9：1 ~ 4：1이 더 바람직하다.
필름상 소성 재료에는, 소결성 금속입자, 비소결성 금속입자, 바인더 성분 및 그 외의 첨가제 성분을 혼합할 때에 사용하는 고비점 용매가 포함되어 있어도 좋다. 필름상 소성 재료의 총 질량(100질량%)에 대한, 고비점 용매의 함유량은, 20질량% 이하가 바람직하고, 15질량% 이하가 보다 바람직하고, 10질량% 이하가 더 바람직하다.
＜인장 탄성률＞
본 실시형태의 필름상 소성 재료는, 60℃에서의 인장 탄성률은, 4.0 ~ 10.0 MPa가 바람직하고, 4.5 ~ 5.5 MPa가 보다 바람직하다. 또한, 본 실시형태의 필름상 소성 재료의, 23℃에서의 인장 탄성률은 5.0 ~ 20.0 MPa가 바람직하고, 6.0 ~ 18.0 MPa가 보다 바람직하다. 60℃ 또는 23℃에서의 인장 탄성률이 상기 범위 내인 것으로, 필름상 소성 재료의 외력에 의한 변형량이 작고, 또한 인성을 구비하는 효과도 얻어진다. 특히, 인장 탄성률이 상기 상한값 이하인 것으로, 필름상 소성 재료가 물러지기 어렵고, 다이싱 시의 웨이퍼 오염을 보다 억제할 수 있다. 한편, 인장 탄성률이 상기 하한값 이상인 것으로, 필름상 소성 재료가 너무 부드러워지지 않아, 다이싱 시의 칩 손상을 억제할 수 있는 효과도 얻어진다.
또한 본 실시형태에서 60℃에서의 인장 탄성률 및 후술의 파단신도를 규정 한 이유는, 블레이드 다이싱 시의 마찰열에 의해, 필름상 소성 재료가 60℃ 정도까지 가열되는 것을 고려한 것이지만, 실제의 다이싱 시에서의 필름상 소성 재료의 온도가 60℃에 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 실시형태에서 23℃에서의 인장 탄성률 및 후술의 파단신도를 규정한 이유는, 23℃에서의 측정이 용이한 것을 고려한 것이고, 실제의 다이싱 시에서의 필름상 소성 재료의 온도가 23℃인 것을 의미하는 것은 아니다.
필름상 소성 재료의 23℃ 또는 60℃에서의 인장 탄성률은, 상기한 방법으로 측정할 수 있다.
＜파단신도＞
필름상 소성 재료는, 60℃에서의 파단신도가 500% 이상의 것이 바람직하고, 600% 이상이 보다 바람직하다. 본 실시형태의 필름상 소성 재료의, 23℃에서의 파단신도는 300% 이상이 바람직하고, 400% 이상이 보다 바람직하다. 60℃ 또는 23℃에서의 파단신도가 상기 하한값 이상인 것으로, 필름상 소성 재료가 물러지기 어렵고, 다이싱 시의 웨이퍼 오염을 보다 억제할 수 있다.
필름상 소성 재료의 60℃에서의 파단신도는, 3000% 이하가 바람직하고, 23℃에서의 파단신도는, 2500% 이하가 바람직하다.
필름상 소성 재료의 23℃ 또는 60℃에서의 파단신도는, 상기한 방법으로 측정할 수 있다.
상기의 필름상 소성 재료에 따르면, 필름상 소성 재료의 반도체 웨이퍼에 대한 점착력(a1)이 0.1N/25 mm 이상이기 때문에, 다이싱 시에서의 칩 날림을 억제할 수 있고, 또한, 칩과 기판이 소성 전의 필름상 소성 재료로 가 고정되어 있는 상태로 반송될 때에, 칩 위치가 어긋나는 것을 억제할 수 있다. 또한, 상기의 필름상 소성 재료에 따르면, 필름상 소성 재료의 지지 시트에 대한 점착력(a2)가 0.1N/25 mm 이상이기 때문에, 다이싱 시에 소성 재료가 비산하는 것을 억제할 수 있어 반도체 웨이퍼의 오염을 억제할 수 있다.
또한 상기의 필름상 소성 재료에 따르면, 상기 점착력(a2)가, 상기 점착력(a1)보다도 작고, 또한, 상기 점착력(a2)가 0.5N/25 mm 이하이기 때문에, 반도체 웨이퍼를 다이싱에 의해 개편화한 칩을 픽업할 때에, 지지 시트로부터 필름상 소성 재료가 박리하기 쉬워져, 다이싱된 필름상 소성 재료를 가지는 칩을 용이하게 픽업할 수 있다.
또한, 상기의 본 실시형태의 필름상 소성 재료에 따르면, 필름상이기 때문에, 두께 안정성이 우수하다. 또한, 본 실시형태의 필름상 소성 재료는 소결성 금속입자를 포함하기 때문에, 열전도성이 우수하다. 또한 본 실시형태의 필름상 소성 재료는, 15 ~ 98질량%의 소결성 금속입자 및 2 ~ 50질량% 바인더 성분을 포함하는 것이 바람직하고, 또한 60℃에서의 인장 탄성률이 4.0 ~ 10.0 MPa이고, 60℃에서의 파단신도가 500% 이상인 것이 바람직하다. 이러한 필름상 소성 재료는, 적절한 경도와 인성을 더 구비하게 되어, 다이싱 시에 블레이드의 마찰에 의해 칩이 진동하거나 필름상 소성 재료의 연마 찌꺼기가 발생하기 어렵기 때문에, 칩 손상 및 웨이퍼 오염을 억제할 수 있어 다이싱 적성이 보다 우수하다.
상기의 제2실시형태의 필름상 소성 재료의 제조방법에 대해서는, 상기 제1실시형태의 필름상 소성 재료의 제조방법과 같기 때문에, 설명은 생략한다.
≪지지 시트를 가지는 필름상 소성 재료의 제조방법≫
상기 지지 시트를 가지는 필름상 소성 재료는, 상술의 각 층을 대응하는 위치 관계가 되도록 순차 적층하여 제조할 수 있다.
예를 들면, 기재 필름 상에 점착제층 또는 필름상 소성 재료를 적층하는 경우에는, 박리 필름 상에, 이것을 구성하기 위한 성분 및 용매를 함유하는 점착제 조성물 또는 소성 재료 조성물을 도공 또는 인쇄하고, 필요에 따라 건조시켜 용매를 휘발시켜 필름상으로 함으로써, 박리 필름 상에 점착제층 또는 필름상 소성 재료를 미리 형성해 두고, 이 형성된 점착제층 또는 필름상 소성 재료의 상기 박리 필름과 접촉되어 있는 측과는 반대측의 노출면을, 기재 필름의 표면과 첩합하면 좋다. 이 때, 점착제 조성물 또는 소성 재료 조성물은, 박리 필름의 박리 처리면에 도공 또는 인쇄하는 것이 바람직하다. 박리 필름은, 적층 구조의 형성 후, 필요에 따라 없애면 좋다.
예를 들면, 기재 필름 상에 점착제층이 적층되어 상기 점착제층 상에 필름상 소성 재료가 적층되어 이루어지는 지지 시트를 가지는 필름상 소성 재료(지지 시트가 기재 필름 및 점착제층의 적층물인 지지 시트를 가지는 필름상 소성 재료)를 제조하는 경우에는, 상술의 방법으로, 기재 필름 상에 점착제층을 적층해 두고, 별도, 박리 필름 상에 필름상 소성 재료를 구성하기 위한 성분 및 용매를 함유하는 소성 재료 조성물을 도공 또는 인쇄하고, 필요에 따라 건조시켜 용매를 휘발시켜 필름상으로 함으로써, 박리 필름 상에 필름상 소성 재료를 형성해 두고, 이 필름상 소성 재료의 노출면을, 기재 상에 적층된 점착제층의 노출면과 첩합하여, 필름상 소성 재료를 점착제층 상에 적층하여, 지지 시트를 가지는 필름상 소성 재료가 얻어진다. 박리 필름 상에 필름상 소성 재료를 형성하는 경우도, 소성 재료 조성물은, 박리 필름의 박리 처리면에 도공 또는 인쇄하는 것이 바람직하고, 박리 필름은, 적층 구조의 형성 후, 필요에 따라 없애면 좋다.
이와 같이, 지지 시트를 가지는 필름상 소성 재료를 구성하는 기재 이외의 층은 모두, 박리 필름 상에 미리 형성해 두고, 목적으로 하는 층의 표면에 첩합하는 방법으로 적층할 수 있기 때문에, 필요에 따라 이러한 공정을 채용하는 층을 적절히 선택하여, 지지 시트를 가지는 필름상 소성 재료를 제조하면 좋다.
또한 지지 시트를 가지는 필름상 소성 재료는, 필요한 층을 모두 설치한 후, 그 지지 시트와는 반대측의 최표층의 표면에, 박리 필름이 첩합된 상태로 보관되어도 좋다.
≪칩을 가지는 기판의 제조방법≫
다음에 본 발명과 관련되는 지지 시트를 가지는 필름상 소성 재료의 이용 방법에 대해서, 상기 소성 재료를 칩을 가지는 기판의 제조에 적용한 경우를 예를 들어 설명한다.
본 발명의 일 실시형태로서 지지 시트를 가지는 필름상 소성 재료를 이용한 칩을 가지는 기판의 제조방법은, 지지 시트를 가지는 필름상 소성 재료의 박리 필름을 박리하고, 반도체 웨이퍼(워크)의 이면에, 지지 시트를 가지는 필름상 소성 재료를 첩부하고, 이하의 공정(1) ~ (2)을, (1), (2)의 순서로 행해도 좋고, 이하의 공정(1) ~ (4)을, (1), (2), (3), (4)의 순서로 행해도 좋다.
공정(1)：지지 시트, 필름상 소성 재료, 및 반도체 웨이퍼(워크)가 이 순서로 적층된 적층체의, 반도체 웨이퍼(워크)와 필름상 소성 재료를 다이싱하는 공정,
공정(2)：필름상 소성 재료와 지지 시트를 박리해, 필름상 소성 재료를 가지는 칩을 얻는 공정,
공정(3)：기판의 표면에, 필름상 소성 재료를 가지는 칩을 첩부하는 공정,
공정(4)：필름상 소성 재료를 소성하고, 칩과 기판을 접합하는 공정.
이하, 상기 공정(1) ~ (4)을 행하는 경우에 대해 설명한다.
반도체 웨이퍼는 실리콘 웨이퍼 및 실리콘 카바이드 웨이퍼이어도 좋거나, 또는 갈륨·비소 등의 화합물 반도체 웨이퍼이어도 좋다. 반도체 웨이퍼의 표면에는, 회로가 형성되어 있어도 좋다. 웨이퍼 표면에의 회로의 형성은 에칭법, 리프트오프법 등의 종래 범용되고 있는 방법을 포함하는 여러가지 방법에 따라 행할 수 있다. 그 다음에, 반도체 웨이퍼의 회로면의 반대 면(이면)을 연삭한다. 연삭법은 특별히 한정되지 않고, 그라인더 등을 이용한 공지의 수단으로 연삭해도 좋다. 이면 연삭 시에는, 표면의 회로를 보호하기 위해서 회로면에, 표면 보호 시트로 불리는 점착 시트를 첩부한다. 이면 연삭은, 웨이퍼의 회로면 측(즉 표면 보호 시트 측)을 척 테이블 등에 의해 고정하고, 회로가 형성되어 있지 않은 이면 측을 그라인더에 의해 연삭한다. 웨이퍼의 연삭 후의 두께는 특별히 한정되지 않지만, 통상은 20 ~ 500μm 정도이다. 그 후, 필요에 따라 이면 연삭 시에 생긴 파쇄 층을 제거한다. 파쇄 층의 제거는, 케미컬 에칭이나, 플라즈마에칭 등에 의해 행해진다.
그 다음에, 반도체 웨이퍼의 이면에, 상기 지지 시트를 가지는 필름상 소성 재료의 필름상 소성 재료를 첩부한다. 그 후, 공정(1) ~ (4)을 (1), (2), (3), (4)의 순서로 행한다.
반도체 웨이퍼/필름상 소성 재료/지지 시트의 적층체를, 웨이퍼 표면에 형성된 회로 째로 다이싱하여, 칩/필름상 소성 재료/지지 시트의 적층체를 얻는다. 다이싱은, 반도체 웨이퍼와 필름상 소성 재료를 함께 절단하도록 행해진다. 본 실시형태의 지지 시트를 가지는 필름상 소성 재료에 따르면, 다이싱 시에 필름상 소성 재료와 지지 시트의 사이에 점착력이 발휘되기 때문에, 칩 손상이나 칩 날림 방지할 수 있어 다이싱 적성이 우수하다. 다이싱은 특별히 한정되지 않고, 일례로서 반도체 웨이퍼의 다이싱 시에는 지지 시트의 주변부(지지체의 외주부)를 링 프레임에 의해 고정한 후, 다이싱 블레이드 등의 회전 환인(丸刃)을 이용하는 등의 공지의 수법에 따라 반도체 웨이퍼의 개편화를 행하는 방법 등을 들 수 있다. 다이싱에 의한 지지 시트에의 노치 깊이는, 필름상 소성 재료를 완전히 절단하고 있어도 좋고, 필름상 소성 재료와 지지 시트의 계면으로부터 0 ~ 30μm로 하는 것이 바람직하다. 지지 시트에의 노치량을 작게 함으로써, 다이싱 블레이드의 마찰에 의한 지지 시트를 구성하는 점착제층이나 기재 필름의 용융이나, 버 등의 발생을 억제할 수 있다. 또한 본 실시형태의 지지시트를 가지는 필름상 소성재료에 따르면, 필름상 소성재료의 연마 찌꺼기가 발생하기 어렵기 때문에, 웨이퍼 오염을 억제할 수 있다.
또한 표면에 회로가 형성된 반도체 웨이퍼를 개편화한 것(칩)을 특히, 소자 또는 반도체 소자라고도 한다.
그 후, 상기 지지 시트를 익스팬드해도 좋다. 지지 시트의 기재 필름으로서 신장성이 우수한 것을 선택한 경우는, 지지 시트는, 우수한 익스팬드성을 가진다. 다이싱된 필름상 소성 재료를 가지는 칩을 콜렛 등의 범용 수단에 의해 픽업 함으로써, 필름상 소성 재료와 지지 시트를 박리한다. 이 결과, 이면에 필름상 소성 재료를 가지는 칩(필름상 소성 재료를 가지는 칩)이 얻어진다.
계속해서, 기판의 표면에, 필름상 소성 재료를 가지는 칩을 첩부한다. 기판에는, 리드프레임이나 히트싱크 등도 포함된다.
그 다음에 필름상 소성 재료를 소성하고, 기판과 칩을 소결 접합한다. 이 때, 필름상 소성 재료를 가지는 칩의 필름상 소성 재료의 노출 면을, 기판에 첩부해 두면, 필름상 소성 재료를 개재하여 칩과 상기 기판을 소결 접합할 수 있다.
필름상 소성 재료를 소성하는 가열 온도는, 필름상 소성 재료의 종류 등을 고려해 적절히 정하면 좋지만, 100 ~ 600℃가 바람직하고, 150 ~ 550℃가 보다 바람직하고, 250 ~ 500℃가 더 바람직하다. 가열시간은, 필름상 소성 재료의 종류 등을 고려해 적절히 정하면 좋지만, 5초 ~ 60분간이 바람직하고, 5초 ~ 30분간이 보다 바람직하고, 10초 ~ 10분간이 더 바람직하다.
필름상 소성 재료의 소성은, 필름상 소성 재료에 압력을 가해 소성하는 가압소성을 행해도 좋다. 가압 조건은, 일례로서 1 ~ 50 MPa 정도로 할 수 있다.
본 실시형태의 칩을 가지는 기판의 제조방법에 따르면, 두께의 균일성이 높은 필름상 소성 재료를, 칩 이면에 간편하게 형성할 수 있어 다이싱 공정이나 패키징 후의 크랙이 발생하기 어려워진다. 또한, 본 실시형태의 칩을 가지는 기판의 제조방법에 따르면, 개별화된 칩 이면에, 필름상 소성 재료를 개별적으로 첩부하지 않고 필름상 소성 재료를 가지는 칩을 얻을 수 있어 제조공정의 간략화를 도모할 수 있다. 그리고, 필름상 소성 재료를 가지는 칩을, 소망한 기판 상에 배치해 소성하는 것으로 필름상 소성 재료를 개재하여 칩과 기판이 소결 접합된 칩을 가지는 기판을 제조할 수 있다. 본 실시형태의 칩을 가지는 기판의 제조방법에서 사용되는 본 발명의 필름상 소성재료는 적절한 경도와 인성을 구비하고 있기 때문에, 다이싱시에 블레이드의 마찰에 의해 칩이 진동하거나, 필름상 소성재료의 연마 찌꺼기가 발생하기 어렵기 때문에, 칩 손상 및 웨이퍼 오염을 억제할 수 있다.
일 실시형태로서 칩과 본 발명의 필름상 소성 재료를 구비하는, 필름상 소성 재료를 가지는 칩이 얻어진다. 필름상 소성 재료를 가지는 칩은, 일례로서 상기의 칩을 가지는 기판의 제조방법에 따라 제조할 수 있다.
또한 상기 실시형태에서는, 필름상 소성 재료의 칩과 그 기판의 소결 접합에 대해서 예시했지만, 필름상 소성 재료의 소결 접합 대상은, 상기에 예시한 것에 한정되지 않고, 필름상 소성 재료와 접촉해 소결시킨 여러 가지의 물품에 대해, 소결 접합될 수 있다.
또한, 상기 실시형태에서는, 블레이드 등을 이용하여 반도체 웨이퍼와 함께 개편화함으로써 칩과 동형의 필름상 소성 재료로서 가공할 수 있고, 또한 필름상 소성 재료를 가지는 칩을 제조할 수 있다. 즉, 필름상 소성 재료를 가지는 칩에서, 필름상 소성 재료의 접촉면과 칩의 접촉면의 크기(면적)는 같지만, 이들은 달라도 좋다. 예를 들면, 필름상 소성 재료의 접촉면이 칩의 접촉면보다도 큰 상태로, 기판과 칩을 필름상 소성 재료를 개재하여 첩합해도 좋다. 구체적으로는, 기판에 소망한 크기의 필름상 소성 재료를 배치해 두고, 상기 필름상 소성 재료보다도 접촉면이 작은 칩을 필름상 소성 재료 상에 첩부해도 좋다.
≪반도체장치의 제조방법≫
다음에 본 실시형태의 지지 시트를 가지는 필름상 소성 재료의 이용 방법에 대해서, 상기 소성 재료를 반도체장치의 제조에 적용한 경우를 예를 들어 설명한다. 본 발명에서, 반도체장치란, 본 실시형태의 필름상 소성 재료를 이용하여 제조되는, 상기 칩을 가지는 기판과 동일한 의미이고, 본 실시형태의 지지 시트를 가지는 필름상 소성 재료를 이용하여 제조할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태로서 지지 시트를 가지는 필름상 소성 재료를 이용한 반도체장치의 제조방법은, 본 발명과 관련되는 지지 시트를 가지는 필름상 소성 재료를 이용한 반도체장치의 제조방법으로서, 이하의 공정(1) ~ (4)를, 순차적으로 행하는 방법이다.
공정(1)：상기 지지 시트를 가지는 필름상 소성 재료를, 반도체 웨이퍼(워크)에 첩부하여 얻어지고, 지지 시트, 필름상 소성 재료, 및 반도체 웨이퍼(워크)가 이 순서로 적층된 적층체의, 반도체 웨이퍼(워크)와 필름상 소성 재료를 다이싱하는 공정,
공정(2)：상기 다이싱된 필름상 소성 재료와 지지 시트를 박리해, 필름상 소성 재료를 가지는 칩을 얻는 공정,
공정(3)：기판의 표면에, 상기 필름상 소성 재료를 가지는 칩을 첩부하는 공정,
공정(4)：상기 필름상 소성 재료를 가지는 칩의 필름상 소성 재료를 소성하고, 상기 칩과 기판을 접합하는 공정.
이하, 상기 공정(1) ~ (4)에 대해서 설명한다.
반도체 웨이퍼는 실리콘 웨이퍼 및 실리콘 카바이드 웨이퍼이어도 좋거나, 또는 갈륨·비소 등의 화합물 반도체 웨이퍼이어도 좋다. 반도체 웨이퍼의 표면에는, 회로가 형성되어 있어도 좋다. 웨이퍼 표면에의 회로의 형성은 에칭법, 리프트 오프법 등의 종래 범용되고 있는 방법을 포함하는 여러가지 방법에 따라 행할 수 있다. 그 다음에, 반도체 웨이퍼의 회로면의 반대 면(이면)을 연삭한다. 연삭법은 특별히 한정되지 않고, 그라인더 등을 이용한 공지의 수단으로 연삭해도 좋다. 이면 연삭 시에는, 표면의 회로를 보호하기 위해서 회로면에, 표면 보호 시트로 불리는 점착 시트를 첩부한다. 이면 연삭은, 웨이퍼의 회로면 측(즉 표면 보호 시트 측)을 척 테이블 등에 의해 고정해, 회로가 형성되어 있지 않은 이면 측을 그라인더에 의해 연삭한다. 웨이퍼의 연삭 후의 두께는 특별히 한정되지 않지만, 통상은 20 ~ 500μm 정도이다. 그 후, 필요에 따라 이면 연삭 시에 생긴 파쇄 층을 제거한다. 파쇄 층의 제거는, 케미컬 에칭이나, 플라즈마 에칭 등에 의해 행해진다.
그 다음에, 반도체 웨이퍼의 이면에, 상기 지지 시트를 가지는 필름상 소성 재료의 필름상 소성 재료를 첩부한다. 얻어진 반도체 웨이퍼/필름상 소성 재료/지지 시트의 적층체를, 웨이퍼 표면에 형성된 회로 째 다이싱하여, 칩/필름상 소성 재료/지지 시트의 적층체를 얻는다. 다이싱은, 반도체 웨이퍼와 필름상 소성 재료를 함께 절단하도록 행해진다. 본 실시형태의 지지 시트를 가지는 필름상 소성 재료에 따르면, 필름상 소성 재료의 반도체 웨이퍼에 대한 점착력(a1)이 0.1N/25 mm 이상, 필름상 소성 재료의 지지 시트에 대한 점착력(a2)가 0.1N/25 mm 이상이고, 다이싱 시에, 필름상 소성 재료와 반도체 웨이퍼, 및 필름상 소성 재료와 지지 시트의 사이에 점착력이 발휘되기 때문에, 칩 날림을 방지할 수 있어 다이싱 적성이 우수하다. 다이싱은 특별히 한정되지 않고, 일례로서 반도체 웨이퍼의 다이싱 시에는 지지 시트의 주변부(지지체의 외주부)를 링 프레임에 의해 고정한 후, 다이싱 블레이드 등의 회전 환인을 이용하는 등의 공지의 수법에 따라 반도체 웨이퍼의 개편화를 행하는 방법 등을 들 수 있다. 다이싱에 의한 지지 시트에의 노치 깊이는, 필름상 소성 재료를 완전히 절단하고 있어도 좋고, 필름상 소성 재료와 지지 시트의 계면으로부터 0 ~ 30μm로 하는 것이 바람직하다. 지지 시트에의 절삭 깊이량을 작게 함으로써, 다이싱 블레이드의 마찰에 의한 지지 시트를 구성하는 점착제층이나 기재 필름의 용융이나, 버 등의 발생을 억제할 수 있다. 또한, 본 실시형태의 지지 시트를 가지는 필름상 소성 재료에 따르면, 다이싱 시에 소성 재료가 비산하는 것을 억제할 수 있어 웨이퍼 오염을 억제할 수 있다.
또한 표면에 회로가 형성된 반도체 웨이퍼를 개편화한 것(칩)을 특히, 소자 또는 반도체소자라고도 한다.
그 후, 상기 지지 시트를 익스팬드해도 좋다. 지지 시트의 기재 필름으로서 신장성이 우수한 것을 선택한 경우는, 지지 시트는, 우수한 익스팬드성을 가진다. 다이싱된 필름상 소성 재료를 가지는 칩을 콜렛 등의 범용 수단에 의해 픽업함으로써, 필름상 소성 재료와 지지 시트를 박리한다. 이 결과, 이면에 필름상 소성 재료를 가지는 칩(필름상 소성 재료를 가지는 칩)이 얻어진다. 본 실시형태의 지지 시트를 가지는 필름상 소성 재료에 따르면, 상기 필름상 소성 재료의 지지 시트에 대한 점착력(a2)가, 상기 필름상 소성 재료의 반도체 웨이퍼에 대한 점착력(a1)보다도 작고, 또한 상기 점착력(a1)이 0.5N/25 mm 이하이기 때문에, 지지 시트로부터 필름상 소성 재료가 박리하기 쉬워져, 다이싱된 필름상 소성 재료를 가지는 칩을 용이하게 픽업할 수 있다.
계속해서, 기판의 표면에, 필름상 소성 재료를 가지는 칩을 첩부한다. 기판에는, 리드프레임이나 히트싱크 등도 포함된다. 본 실시형태의 지지 시트를 가지는 필름상 소성 재료에 따르면, 필름상 소성 재료와 기판의 사이에서도 점착력이 발휘하는 것도 기대되기 때문에, 칩과 기판이 소성 전의 필름상 소성 재료로 가 고정되어 있는 상태로 반송될 때에, 칩 위치가 어긋나는 것을 억제할 수 있다.
그 다음에 필름상 소성 재료를 소성하고, 기판과 칩을 소결 접합한다. 이 때, 필름상 소성 재료를 가지는 칩의 필름상 소성 재료의 노출면을, 기판에 첩부해 두면, 필름상 소성 재료를 개재하여 칩과 상기 기판을 소결 접합할 수 있다.
필름상 소성 재료를 소성하는 가열 온도는, 필름상 소성 재료의 종류 등을 고려해 적절히 정하면 좋지만, 100 ~ 600℃가 바람직하고, 150 ~ 550℃가 보다 바람직하고, 250 ~ 500℃가 더 바람직하다. 가열시간은, 필름상 소성 재료의 종류 등을 고려해 적절히 정하면 좋지만, 5초 ~ 60분간이 바람직하고, 5초 ~ 30분간이 보다 바람직하고, 10초 ~ 10분간이 더 바람직하다.
필름상 소성 재료의 소성은, 필름상 소성 재료에 압력을 걸어 소성하는 가압소성을 행해도 좋다. 가압 조건은, 일례로서 1 ~ 50 MPa 정도로 할 수 있다.
본 실시형태의 반도체장치의 제조방법에 따르면, 다이싱 시에서의 칩 날림을 억제할 수 있다. 또한, 칩과 기판이 소성 전의 필름상 소성 재료로 가 고정되어 있는 상태로 반송될 때에, 칩 위치가 어긋나는 것을 억제할 수 있다. 또한, 본 실시형태의 반도체장치의 제조방법에 따르면, 반도체 웨이퍼를 다이싱에 의해 개편화한 칩을 픽업할 때에, 지지 시트로부터 필름상 소성 재료가 박리하기 쉬워져, 다이싱된 필름상 소성 재료를 가지는 칩을 용이하게 픽업할 수 있다. 또한 개편화 된 칩 이면에, 필름상 소성 재료를 개별적으로 첩부하지 않고 필름상 소성 재료를 가지는 칩을 얻을 수 있어 제조공정의 간략화를 도모할 수 있다. 그리고, 필름상 소성 재료를 가지는 칩을 소망한 기판 상에 배치해 소성하는 것으로, 필름상 소성 재료를 개재하여 칩과 기판이 소결 접합된 칩을 가지는 기판을 제조할 수 있다. 본 실시형태의 반도체장치의 제조방법에서 이용하는 본 발명의 지지 시트를 가지는 필름상 소성 재료는, 상기 필름상 소성 재료의 반도체 웨이퍼에 대한 점착력(a1) 및 상기 필름상 소성 재료의 지지 시트에 대한 점착력(a2)가 특정의 조건을 만족하기 때문에, 다이싱 시의 블레이드의 마찰에 의한 칩 날림이나 웨이퍼 오염을 억제할 수 있어 다이싱된 필름상 소성 재료를 가지는 칩을 용이하게 픽업할 수 있다.
일 실시형태로서 칩과 필름상 소성 재료를 구비하는, 필름상 소성 재료를 가지는 칩이 얻어진다. 필름상 소성 재료를 가지는 칩은, 일례로서 상기의 반도체장치의 제조방법에 따라 제조할 수 있다.
또한 상기 실시형태에서는, 필름상 소성 재료의 칩과 그 기판의 소결 접합에 대해서 예시했지만, 필름상 소성 재료의 소결 접합 대상은, 상기에 예시한 것에 한정되지 않고, 필름상 소성 재료와 접촉해 소결시킨 여러 가지의 물품에 대해, 소결 접합이 가능하다.
또한, 상기 실시형태에서는, 블레이드 등을 이용하여 반도체 웨이퍼와 함께 개편화함으로써 칩과 동형의 필름상 소성 재료로 가공할 수 있고, 또한 필름상 소성 재료를 가지는 칩을 제조할 수 있다. 즉, 필름상 소성 재료를 가지는 칩에서, 필름상 소성 재료의 접촉면과 칩의 접촉면의 크기(면적)는 같지만, 이들은 달라도 좋다. 예를 들면, 필름상 소성 재료의 접촉면이 칩의 접촉면보다도 큰 상태로, 기판과 칩을 필름상 소성 재료를 개재하여 첩합해도 좋다. 구체적으로는, 기판에 소망한 크기의 필름상 소성 재료를 배치해 두어, 상기 필름상 소성 재료보다도 접촉면이 작은 칩을 필름상 소성 재료 상에 첩부해도 좋다.
실시예
이하, 실시예 등에 의해 본 발명을 한층 더 구체적으로 설명하지만, 본 발명의 범위는 이러한 실시예 등에 한정되는 것은 아니다.
≪실시예 1 ~ 3, 비교예 1 ~ 4>>
＜소성 재료 조성물의 제조＞
소성 재료 조성물의 제조에 이용한 성분을 이하에 나타낸다. 여기에서는, 입자경 100 nm 이하의 금속 입자에 대해서 「소결성 금속 입자」라고 표기하고 있다.
(소결성 금속 입자 내포 페이스트 재료)
·Alconano 은페이스트 ANP-1(유기 피복 복합 은 나노 페이스트, Applied Nanoparticle Laboratory Corporation 제：알코올 유도체 피복 은 입자, 금속 함유량 70질량% 이상, 평균입경 100 nm 이하의 은 입자(소결성 금속 입자) 60질량% 이상)
·Alconano 은페이스트 ANP-4(유기 피복 복합 은 나노 페이스트, Applied Nanoparticle Laboratory Corporation 제：알코올 유도체 피복 은 입자, 금속 함유량 80질량% 이상, 평균입경 100 nm 이하의 은 입자(소결성 금속 입자) 25질량% 이상)
(바인더 성분)
·아크릴 중합체 1(2-에틸헥실 메타크릴레이트 중합체, 질량 평균분자량 260,000, L-0818, The Nippon Synthetic Chemical Industry Co.,Ltd. 제, MEK 희석품, 고형분 58.4질량%, Tg：-10℃)
·아크릴 중합체 2(2-에틸헥실 메타크릴레이트/n-부틸아크릴레이트 공중합체, 공중합 질량비율 40/60, 질량 평균분자량 280,000, L-0818B, The Nippon Synthetic Chemical Industry Co.,Ltd. 제, MEK 희석물, 고형분 60.0질량%, Tg：-30℃)
·아크릴 중합체 3(2-에틸헥실 메타크릴레이트/아크릴산/ter-부틸메타크릴레이트 공중합체, 공중합 질량비율 47/15/38, 질량 평균분자량 280,000, L-0818C, The Nippon Synthetic Chemical Industry Co.,Ltd. 제, MEK 희석물, 고형분 60.0질량%, Tg：41℃)
또한 아크릴 중합체 1 ~ 3의 Tg는, Fox의 식을 이용한 계산치이다.
하기 표 1에 나타내는 배합으로, 각 성분을 혼합하고, 실시예 1 ~ 3 및 비교예 1 ~ 4에 대응하는 소성 재료 조성물을 얻었다. 표 1 중의 각 성분의 값은 질량부를 나타낸다. 소결성 금속 입자 내포 페이스트 재료가 고비점 용매를 포함해 판매되고, 또한 이것이 도공 후 혹은 건조 후의 필름상 소성용 재료 중에 잔존하고 있기 때문에, 소결성 금속 입자 내포 페이스트 재료의 성분은 이것들을 포함해 기재되어 있다. 바인더 성분 중의 용매는 건조 시에 휘발하는 것을 고려해, 용매성분을 제외한 고형분 질량부를 나타낸다. 또한 표 1 중의 괄호 내의 수치는, 소성 재료 조성물의 총 질량을 100질량%로 한 경우의, 소성 재료 조성물에 포함되는 소결성 금속 입자의 양(질량%)이다.
＜필름상 소성 재료의 제조＞
박리 필름(두께 38μm, SP-PET381031, LINTEC Corporation 제)의 한쪽면에, 상기에서 얻어진 소성 재료 조성물을 도공하고, 150℃, 10분간 건조시킴으로써, 표 1에 나타내는 두께를 가지는 필름상 소성 재료를 얻었다.
＜지지 시트를 가지는 필름상 소성 재료의 제조＞
상기에서 얻어진 필름상 소성 재료를 박리 필름과 함께 직경 153 mm의 원형 상으로 컷팅 했다.
실시예 1 ~ 2 및 비교예 1 ~ 3에서는, 두께 70μm의 기재 필름 상에 두께 10μm의 점착제층이 적층된 지지 시트로서 다이싱 시트(Adwill　G-011, LINTEC Corporation 제)를 이용해 상기 다이싱 시트의 점착제층면에 원형상으로 컷팅한 필름상 소성 재료를 첩부하고, 기재 필름 상에 점착제층을 가지는 다이싱 시트(지지 시트)의 상에, 원형의 필름상 소성 재료와 박리 필름이 적층된 지지 시트를 가지는 필름상 소성 재료를 얻었다.
실시예 3에서는, 기재 필름으로 이루어지는 지지 시트로서 폴리프로필렌으로 이루어지는 층과 에틸렌-메타크릴산 공중합물로 이루어지는 층이 이 순서로 적층된 다이싱 시트(HUSL1302, ACHILLES CORPORATION 제)를 이용해 상기 다이싱 시트의 폴리프로필렌으로 이루어지는 층 면에 원형상으로 컷팅한 필름상 소성 재료를 첩부하고, 양면에 점착제층을 더 가지는 양면 테이프(G-01 DF, LINTEC Corporation 제)의 외경이 링 프레임 외경과 거의 같고, 내경이 필름상 소성재의 외경보다 큰 링상으로 컷팅된 것을, 필름상 소성 재료의 외주부에 첩부하고, 이것 위에 보호 필름으로서 박리 필름을 더 첩부했다. 이것에 의해 기재 필름으로 이루어지는 다이싱 시트(지지 시트)의 상에, 원형의 필름상 소성 재료와 필름상 소성 재료의 외측에 링 프레임 유지용의 양면 테이프가 적층되고, 전면에 박리 필름이 더 적층된 지지 시트를 가지는 필름상 소성 재료를 얻었다.
비교예 4에서는, 기재 필름으로 이루어지는 지지 시트로서 박리 필름(SP-PET502150, LINTEC Corporation 제)을 이용해 상기 박리 필름의 박리층 면에 원형상으로 컷팅한 필름상 소성 재료를 첩부하고, 박리 필름의 상에, 원형의 필름상 소성 재료와 박리 필름이 적층된 지지 시트를 가지는 필름상 소성 재료를 얻었다.
＜필름상 소성 재료로부터 소결성 금속입자 및 비소결성 금속입자를 제외한 성분의 분리 방법＞
소성 전의 필름상 소성 재료와, 중량으로 약 10 배량의 유기용매를 혼합한 것을, 초음파를 이용하여 30분간 이상 교반해, 용매 가능한 성분을 충분히 용해시켰이다. 그 후, 이것을 소결성 금속입자 및 비소결성 금속입자가 침강할 때까지, 약 30분간, 정치했다. 이 상청액을 실린지로 뽑아내고, 120℃, 0분간 건조한 후의 잔류물을 회수하는 것으로, 필름상 소성 재료로부터 소결성 금속입자 및 비소결성 금속입자를 제외한 성분을 분취(分取)했다.
＜필름상 소성 재료의 측정·평가＞
상기에서 얻어진 필름상 소성 재료에 대해서, 하기 항목을 측정 및 평가했다.
(두께의 측정)
JIS　K7130에 준하고, 정압 두께측정기(TECLOCK 사 제, 제품명 「PG-02」)를 이용하여 필름상 소성재료의 두께를 측정했다.
(인장 탄성률 및 파단신도의 측정)
박리 필름을 떼어낸 필름상 소성 재료를 두께가 200μm가 되도록 복수 적층하고, 또한 폭 10 mm, 길이 20 mm가 되도록 절단한 것을 인장 탄성률 및 파단신도 측정용의 시험편으로 했다.
얻어진 시험편을 척간 거리가 10 mm가 되도록 만능형 인장시험기(Instron 사 제, 5581형 시험기기)의 소정의 개소에 고정했다. 23℃에서의 인장 탄성률 및 파단신도를 측정하는 경우는, 23℃에서, 인장 속도 50 mm/분으로 시험편을 인장했을 때의 하중과 신장량을 측정했다. 60℃에서의 인장 탄성률 및 파단신도를 측정하는 경우는, 수반된 가열로에서 시험편을 60℃로 가온해, 인장 속도 50 mm/분으로 시험편을 인장했을 때의 하중과 신장량을 측정했다. 신도가 0 ~ 5%의 영역의 인장 응력의 기울기로부터 인장 탄성률［MPa］를 구했다. 또한, 시험편이 파단한 경우의 신장량으로부터 파단신도［%］를 구했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
(유리전이온도의 측정)
상기의 방법으로 필름상 소성 재료로부터 소결성 금속입자 및 비소결성 금속입자를 제외한 성분을 분리했다.
소성 전의 필름상 소성 재료를 구성하는 성분 중, 금속입자를 제외한 성분을 MEK(메틸에틸케톤)에 용융해, 박리 처리가 실시된 PET(폴리에틸렌테레프탈레이트) 필름 상에 도공하고, 건조시켜 MEK를 휘발시킴으로써, 유리전이온도 측정용의 필름을 제작했다.
얻어진 유리전이온도 측정용의 필름에 대해서, 동적기계분석 장치(TA 인스트루먼트 사 제, 제품명 「DMA　Q800」)을 이용해 승온속도 10℃／분의 조건으로 150℃까지 승온해, 저장 탄성률(E＇)와 손실 탄성률(E")를 측정하고, 이러한 비(E"/E＇)인 tanδ를 온도에 대해서 플롯했다. tanδ의 극대를 나타내는 온도를, 소성 전의 필름상 소성 재료를 구성하는 성분 중, 금속입자를 제외한 성분의 유리전이온도로 했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
(점착력(a1)의 측정)
표면을 산술평균 조도(Ra)가 0.02μm 이하가 될 때까지 케미컬 메카니컬 폴리쉬 처리한 실리콘 웨이퍼(Science & Technology Inst., Co. 제, 직경：150 mm, 두께：500μm)를 점착 대상의 피착체로서 준비했다.
그 다음에, 지지 시트를 가지는 필름상 소성 재료를, 박리 필름 등의 표면 보호 필름을 제거한 후, 실리콘 웨이퍼의 처리 면에 50℃에서 첩합했다. 다음에 필름상 소성 재료로부터 지지 시트를 박리해, 두께 12μm의 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름을, 노출한 필름상 소성 재료에 첩합하여 강고하게 접착(배접)했다. 이 PET 필름과 필름상 소성 재료의 적층체를 폭 25 mm, 길이 100 mm 이상이 되도록 노치를 넣어 절단해, 필름상 소성 재료 및 PET 필름으로 이루어지는 적층체가 실리콘 웨이퍼에 첩부되어 있는 것을 얻었다.
얻어진 적층체를 23℃, 상대습도 50%의 분위기 하에 20분간 방치한 후, 만능형 인장시험기(Instron 사 제, 5581형 시험기기)를 이용하고, JIS　Z0237：2000에 준거해 180°박리 시험을 행했다. 구체적으로는, 실리콘 웨이퍼로부터 PET 필름이 배접된 각 예의 필름상 소성 재료를 PET 필름 째 박리 속도 300 mm/분으로 박리 시켰다. 이 때의 박리는, 실리콘 웨이퍼 및 필름상 소성 재료가 서로 접촉하고 있는 면끼리 180°의 각도를 이루도록, PET 필름이 배접된 필름상 소성 재료를 그 길이 방향으로 박리시켰다. 그리고, 이 180°박리 시의 하중(박리력)을 측정하고, 그 측정치를 점착력(a1)［N/25mm］로 했다. 결과를 표 1에 나타낸다. 또한 실시예 2 ~ 3, 및 비교예 1 및 3에서는, 지지 시트를 가지는 필름상 소성 재료가, 표 1에 나타낸 값으로 응집 파괴(필름상 소성 재료 층 중에서 파괴가 일어나는 현상)가 생겼기 때문에, a1의 값은, 표에 나타낸 값보다 커진다.
(점착력(a2)의 측정)
각 예의 지지 시트를 가지는 필름상 소성 재료를 23℃, 상대습도 50%의 분위기 하에서 20분간 방치한 후, 만능형 인장시험기(Instron 사 제, 5581형 시험기기)를 이용하고, JIS　Z0237：2000에 준거해 180°박리 시험을 행했다. 구체적으로는, 각 예의 지지 시트를 가지는 필름상 소성 재료로부터 박리 필름 등의 표면 보호 필름을 제거한 후, 두께 12μm의 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름을, 노출한 필름상 소성 재료에 첩합하여 강고하게 접착(배접)하고, 이것을 폭 25 mm, 길이 100 mm 이상이 되도록 절단했다. PET 필름이 배접된 지지 시트를 가지는 필름상 소성 재료로부터 필름상 소성 재료를, PET 필름 째 박리 속도 300 mm/분으로 박리 시켰다. 이 때의 박리는, 지지 시트 및 필름상 소성 재료가 서로 접촉하고 있는 면끼리 180°의 각도를 이루도록, PET 필름에 배접된 필름상 소성 재료를 PET 필름과 함께 그 길이 방향으로 박리시켰다. 그리고, 이 180°박리 시의 하중(박리력)을 측정하고, 그 측정치를 점착력(a2)［N/25mm］로 했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
또한 지지 시트로서 다이싱 시트(Adwill　G-011, LINTEC Corporation 제)를 이용하는 경우는, 상기 다이싱 시트의 점착제층과 지지 시트를 가지는 필름상 소성 재료의 필름상 소성 재료가 접하도록, 다이싱 시트와 지지 시트를 가지는 필름상 소성 재료를 첩합했다.
(칩 손상 및 소성 재료의 연마 찌꺼기에 의한 웨이퍼 오염의 평가)
표면을 산술평균 조도(Ra)가 0.02μm 이하가 될 때까지 케미컬 메카니컬 폴리쉬 처리한 실리콘 웨이퍼(Science & Technology Inst., Co. 제, 직경：150 mm, 두께：150μm)를 점착 대상의 피착체로서 준비했다.
지지 시트를 가지는 필름상 소성 재료로부터 박리 필름을 떼어내고, 노출한 필름상 소성 재료 측의 면을, Tape Mounter(Adwill　RAD2500, LINTEC Corporation 제)를 이용하고, 실리콘 웨이퍼의 처리 면에 첩부하여, 칩 손상 및 웨이퍼 오염 평가용의 시험편을 얻었다.
얻어진 시험편을 다이싱용 링 프레임(DISCO Corporation 제)에 장착하고, 다이싱 장치(DFD-651, DISCO Corporation 제)를 이용하여, 이하의 조건으로 다이싱을 행했다. 다이싱 후의 칩 및 실리콘 웨이퍼를 실체현미경에서 관찰했다. 개편화 된 각 칩에 대해서, 한변이 10μm 이상의 크기의 분열 또는 손상의 유무를 확인했다. 또한, 실리콘 웨이퍼 표면에의 필름상 소성 재료의 연마 찌꺼기의 부착의 유무를 확인했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
＜각종 조건＞
·다이싱 블레이드：NBC-ZH2050-SE27HECC, DISCO Corporation 제
·블레이드 두께：0.03mm
·칼날 돌출량：0.76mm
·블레이드 회전수：40,000 rpm
·절단 속도：40mm/초
·절삭수 양：1.0L/분
·절삭수 온도：20℃
·노치 조건：실리콘 웨이퍼와 함께, 지지 시트의 기재 필름이 필름상 소성 재료 측의 표면보다 20μm의 깊이까지 노치하도록 실시했다.
·다이싱 조건：각 칩이 5 mm×5 mm가 되도록 실시했다.
(다이싱 적성 평가(소성 재료의 비산에 의한 웨이퍼 오염, 칩 날림))
지지 시트를 가지는 필름상 소성 재료로부터 박리 필름을 떼어내고, 노출한 필름상 소성 재료 측의 면을, Tape Mounter(AdwillRAD2500, LINTEC Corporation 제)를 이용하고, 케미컬 미케니컬 폴리쉬 처리에 의해 산술평균 조도 Ra가 0.02μm 이하의 표면을 가지는 실리콘 피착체 부재(150 mm 지름, 두께 500μm, Science & Technology Inst., Co. 제)의 처리 면에 첩부했다. 얻어진 지지 시트를 가지는 필름상 소성 재료 시트가 첩부된 실리콘 웨이퍼를 다이싱용 링 프레임(DISCO Corporation 제)에 장착해, 다이싱 장치(DFD651, DISCO Corporation 제)를 이용하고, 이하의 다이싱 조건에서, 실리콘 피착체의 측으로부터 절단 다이싱 공정을 행해, 5 mm×5 mm의 크기의 칩으로 분할했다. 다이싱 공정에 의해 얻어진 지지 시트를 가지는 필름상 소성 재료의 지지 시트 측의 면에 부착하고 있는 개편화된 웨이퍼 표면 상에서, 다이싱 공정 후에, 동일 웨이퍼 표면 상에 지지 시트를 가지는 필름상 소성 재료가 분열되어 웨이퍼 및 지지 시트로부터 박리된 찌꺼기의 부착의 유무를 구했다. 또한 목시로 다이싱 공정 중에 지지 시트로부터 탈락한 칩의 유무를 구했다.
＜다이싱 조건＞
·다이싱 블레이드：NBC-ZH2050-SE27HECC, DISCO Corporation 제
·블레이드 두께：0.03mm
·칼날 돌출량：0.76mm
·블레이드 회전수：40,000 rpm
·절단 속도：40mm/초
·지지 시트의 기재에의 노치 깊이：20μm
·절삭수 양：1.0L/분
·절삭수 온도：20℃
(픽업 공정 적성 평가)
상기 다이싱 적성 평가로 얻어진, 5 mm×5 mm의 크기의 칩을 die bonder(BESTEM-D02, Canon Machinery Inc. 제)를 이용하고, 이하의 픽업 조건에서, 슬라이더 스피드 10 mm/초로 기판에 칩을 재치했다. 이 때, 50개의 칩을 재치해, 칩이 들어 올려지지 않고 장치가 정지, 또는 칩이 파손해 버리는 등의 픽업 불량의 발생의 유무를 확인했다.
＜픽업 조건＞
·콜렛：보이드레스 타입
·콜렛 사이즈：5mm×5mm
·픽업 방식：슬라이더 식(니들레스 타입)
·슬라이더 폭：5mm
·익스팬드：3mm
Figure pct00001
표 1로부터 분명한 바와 같이, 실시예 1 ~ 3의 필름상 소성 재료는, 비교예 1 ~ 3의 필름상 소성 재료와 비교해, 소성 재료의 연마 찌꺼기에 의한 웨이퍼 오염 및 칩 손상을 억제할 수 있었다.
또한, 표 1로부터 분명한 바와 같이, 실시예 1 ~ 3의 지지 시트를 가지는 필름상 소성 재료는, 비교예 2 ~ 4의 지지 시트를 가지는 필름상 소성 재료와 비교해, 소성 재료의 연마 찌꺼기에 의한 웨이퍼 오염, 소성 재료의 비산에 의한 웨이퍼 오염 및 칩 날림을 억제할 수 있었다. 또한, 실시예 1 ~ 3의 지지 시트를 가지는 필름상 소성 재료는, 비교예 1의 지지 시트를 가지는 필름상 소성 재료와 비교해, 칩 손상 및 픽업 불량을 억제할 수 있었다.
각 실시형태에서의 각 구성 및 이들의 조합 등은 일례이고, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서, 구성의 부가, 생략, 치환, 및 그 외의 변경이 가능하다. 또한, 본 발명은 각 실시형태에 의해서 한정되는 것이 아니라, 청구항(클레임)의 범위에 의해서만 한정된다.
1　필름상 소성 재료
2　지지 시트
3　기재 필름
4　점착제층
5　링 프레임
10　소결성 금속 입자
20　바인더 성분
100　지지 시트를 가지는 필름상 소성 재료
100a　지지 시트를 가지는 필름상 소성 재료
100b　지지 시트를 가지는 필름상 소성 재료

Claims (8)

  1. 소결성 금속입자 및 바인더 성분을 함유하는 필름상 소성 재료로서,
    소결성 금속입자의 함유량은 15 ~ 98질량%이고, 바인더 성분의 함유량은 2 ~ 50질량%이고,
    60℃에서의 인장 탄성률은 4.0 ~ 10.0 MPa이고, 60℃에서의 파단신도는 500% 이상인, 필름상 소성 재료.
  2. 제1항에 있어서,
    23℃에서의 인장 탄성률은 5.0 ~ 20.0 MPa이고, 23℃의 파단신도는 300% 이상인, 필름상 소성 재료.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    소성 전의 필름상 소성 재료를 구성하는 성분 중, 금속입자를 제외한 성분의 유리전이온도는 30 ~ 70℃인, 필름상 소성 재료.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 필름상 소성 재료, 및
    상기 필름상 소성 재료의 적어도 한쪽의 측에 설치된 지지 시트,
    를 구비한, 지지 시트를 가지는 필름상 소성 재료.
  5. 소결성 금속입자 및 바인더 성분을 함유하는 필름상 소성 재료 및 상기 필름상 소성 재료의 적어도 한쪽의 측에 설치된 지지 시트를 구비한 지지 시트를 가지는 필름상 소성 재료로서, 상기 필름상 소성 재료의 지지 시트에 대한 점착력(a2)가, 상기 필름상 소성 재료의 반도체 웨이퍼에 대한 점착력(a1)보다도 작고, 또한, 상기 점착력(a1)이 0.1N/25 mm 이상, 상기 점착력(a2)가 0.1N/25 mm 이상 0.5N/25 mm 이하인, 상기 지지 시트를 가지는 필름상 소성 재료.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 필름상 소성 재료는, 소결성 금속입자의 함유량이 15 ~ 98질량%이고, 바인더 성분의 함유량이 2 ~ 50질량%이고, 60℃에서의 인장 탄성률이 4.0 ~ 10.0 MPa이고, 60℃에서의 파단신도가 500% 이상인, 지지 시트를 가지는 필름상 소성 재료.
  7. 제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 지지 시트는 기재 필름 상에 점착제층이 설치된 것이고,
    상기 점착제층 상에, 상기 필름상 소성 재료가 설치되어 있는, 지지 시트를 가지는 필름상 소성 재료.
  8. 제4항 내지 제7항 중 어느 한 항에 기재된 지지 시트를 가지는 필름상 소성 재료를 이용한 반도체장치의 제조방법으로서, 이하의 공정(1) ~ (4)를 순차적으로 행하는 상기 방법.
    공정(1)：상기 지지 시트를 가지는 필름상 소성 재료를, 반도체 웨이퍼에 첩부하여 얻어지고, 지지 시트, 필름상 소성 재료, 및 반도체 웨이퍼가 이 순서로 적층된 적층체의, 반도체 웨이퍼와 필름상 소성 재료를 다이싱하는 공정,
    공정(2)：상기 다이싱된 필름상 소성 재료와 지지 시트를 박리하고, 필름상 소성 재료를 가지는 칩을 얻는 공정,
    공정(3)：기판의 표면에 상기 필름상 소성 재료를 가지는 칩을 첩부하는 공정,
    공정(4)：상기 필름상 소성 재료를 가지는 칩의 필름상 소성 재료를 소성하고, 상기 필름상 소성 재료를 가지는 칩과 기판을 접합하는 공정.
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