KR20210104065A - 가고정용 수지 조성물, 가고정용 수지 필름 및 가고정용 시트 및 반도체 장치의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명에 관한 가고정용 수지 조성물은, 가고정재를 통하여 지지체에 반도체 웨이퍼를 가고정하는 가고정 공정과, 지지체에 가고정된 반도체 웨이퍼를 가공하는 가공 공정과, 가공 후의 반도체 웨이퍼를 가고정재로부터 분리하는 분리 공정을 포함하는 반도체 웨이퍼의 가공 방법에 있어서, 가고정재를 형성하기 위한 것이며, (A) 열가소성 수지와, (B) 열경화성 수지와, (C) 실리콘 화합물을 포함하고, 120℃에서의 전단 점도가 4000Pa·s 이하이며 또한 25℃의 분위기하에 7일 방치한 후의 전단 점도의 변화율이 30% 이내이다.
Description
본 발명은, 가고정용 수지 조성물, 가고정용 수지 필름 및 가고정용 시트, 및 반도체 장치의 제조 방법에 관한 것이다.
스마트폰, 태블릿 PC 등의 전자 기기의 다기능화에 따라, 반도체 소자를 다단으로 적층함으로써 고용량화한 스택 MCP(Multi Chip Package)가 보급되고 있다. 반도체 소자의 실장에는, 다이본딩용 접착제로서 필름상 접착제가 널리 이용되고 있다. 그러나, 현행의 와이어 본드를 사용한 반도체 소자의 접속 방식으로는, 데이터의 처리 속도에 한계가 있는 점에서, 전자 기기의 동작이 느려지는 경향이 있다. 또, 소비 전력을 낮게 억제하여, 충전하지 않고 보다 장시간 사용하고자 하는 요구가 높아져 있는 점에서, 전력 절감화도 요구되고 있다. 이와 같은 관점에서, 최근, 가일층의 고속화 및 전력 절감화를 목적으로 하여, 와이어 본드가 아닌 관통 전극에 의하여 반도체 소자끼리를 접속시키는 새로운 구조의 전자 기기 장치도 개발되고 있다.
이와 같이 새로운 구조의 전자 기기 장치가 개발되고 있지만, 여전히 고용량화도 요구되고 있으며, 패키지 구조에 관계없이, 반도체 소자를 보다 다단으로 적층할 수 있는 기술의 개발이 진행되고 있다. 그러나, 한정된 공간에, 보다 많은 반도체 소자를 적층하기 위해서는, 반도체 소자의 안정적인 박형화(薄型化)가 필요 불가결하다.
예를 들면 현재, 반도체 웨이퍼를 이면 측으로부터 박형화하는 연삭 공정에서는, 이른바 BG 테이프(백그라인드 테이프)라고 불리는 테이프를 반도체 소자에 첩부하여, 반도체 웨이퍼를 서포트한 상태에서 연삭 공정을 실시하는 것이 주류가 되어 있다. 그러나, 연삭 공정에 제공되는 반도체 웨이퍼는, 표면 측에 회로가 형성되어 있으며, 그 영향에 의하여, 연삭에 의하여 박형화되면 휨이 발생하기 쉽다. BG 테이프는, 변형되기 쉬운 테이프 소재이기 때문에, 박형화된 반도체 웨이퍼를 충분히 서포트할 수 없어, 반도체 웨이퍼에 휨이 발생하기 쉽다.
이와 같은 배경으로부터, BG 테이프보다 단단한 소재인 실리콘 웨이퍼 또는 유리를 지지체로서 사용하여, 이로써 반도체 웨이퍼를 박형화하는 프로세스가 제안되고 있다. 그리고, 반도체 웨이퍼와 지지체(실리콘 웨이퍼 또는 유리)의 사이에 개재되어 양자를 점착시키는 점착제가 제안되고 있다. 이와 같은 점착제는, 연삭 후의 반도체 소자를 손상시키지 않고, 지지체로부터 박리할 수 있는 것이 중요한 특성으로서 요구된다. 그 때문에, 이들 특성을 만족하기 위한 박리 방법이 검토되고 있다. 박리 방법으로서는, 예를 들면, 용제에 의하여 점착제를 용해시키는 방법, 가열에 의하여 점착성을 저하시키는 방법, 레이저 조사에 의하여 점착제를 개질 또는 소실시키는 방법을 들 수 있다(특허문헌 1 및 2).
그러나, 용제에 의하여 점착제를 용해시키는 방법은 시간이 걸리기 때문에, 생산성이 저하되기 쉽다. 또, 가열에 의하여 점착성을 저하시키는 방법은, 가열에 의한 반도체 소자로의 영향이 염려됨과 함께, 관통 전극 등을 형성하는 프로세스 용도에는 내열성의 관점에서 적용할 수 없다. 한편, 레이저 조사에 의하여 점착제를 개질 또는 소실시키는 방법은, 고가의 레이저 설비의 도입이 필요 불가결하고, 이와 같은 프로세스의 적용에는, 상당한 투자가 필요 불가결해진다.
상술한 바와 같이, 작업성 및 고액의 설비 투자의 필요성이라는 점에서, 종래의 점착제는 가일층의 개선의 여지가 있다. 특히, 이와 같은 점착제는 액상의 것이 대부분이며, 반도체 웨이퍼 또는 지지체에 스핀 코트 등으로 도포하여, 가열, UV 조사 등에 의하여 성막하여 사용되고 있다. 그러나, 이와 같은 경우, 도포 시의 점착제의 편차에 의하여, 개개의 반도체 웨이퍼에서, 가공 후의 반도체 웨이퍼의 두께에 편차가 발생하기 쉽고, 또 스핀 코트에서는 도포 시의 회전으로 비산된 재료를 폐기할 필요가 있는 등의 과제가 있다.
또, 가공하는 전자 부품은, 평활성이 높은 것에 한정되지 않고, 회로면에 솔더 볼을 구비하며, 표면에 80μm를 초과하는 요철이 있는 웨이퍼가 가공 대상인 경우도 증가 경향이 있다. 이와 같이 큰 요철을 갖는 부품이 가공 대상인 경우, 요철에 점착제를 충분히 매립한 상태로 하면, 요철을 갖는 표면으로부터 점착제를 박리하는 것이 어려워진다. 또, 솔더 볼의 접착 강도가 불충분한 경우에는, 점착제의 박리 시에 솔더 볼이 떨어져 나가는 등의 염려가 발생한다. 또한, 전자 부품의 제조 프로세스에 있어서는, 예를 들면 솔더 볼 탑재 시의 리플로 공정, 혹은, 재배선층의 형성 공정 등, 200℃를 초과하는 프로세스가 있으며, 점착제에는 이들 공정에서 전자 부품을 단단히 지지하고, 또한 프로세스 통과 후에 간단하게 박리할 수 있을 필요가 있다.
또한, 광, 열 등의 외부 에너지의 조사에 의하여 경화하는 재료를 이용하는 경우, 통상의 사용 환경인 클린 룸(UV 컷, 25℃)하에서의 보존 안정성("셸프 라이프"라고 칭하는 경우가 있다)도 중요하다. 우수한 단차 매립성이 요구되기 때문에, 셸프 라이프가 불충분하면, 매립 부족이 발생해 버려, 생산성에 큰 영향을 미쳐, 바람직하지 않다.
본 발명은, 상기 사정을 감안하여 이루어진 것이며, 전자 부품의 가공을 양호하게 행할 수 있는 가고정용 수지 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다. 또, 본 발명은, 상기 가고정용 수지 조성물을 이용한 가고정용 수지 필름 및 가고정용 시트, 및 반도체 장치의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 관한 가고정용 수지 조성물은, 가고정재를 통하여 지지체에 반도체 웨이퍼를 가고정하는 가고정 공정과, 지지체에 가고정된 반도체 웨이퍼를 가공하는 가공 공정과, 가공 후의 반도체 웨이퍼를 가고정재로부터 분리하는 분리 공정을 포함하는 반도체 웨이퍼의 가공 방법에 있어서, 가고정재를 형성하기 위한 것이며,
(A) 열가소성 수지와,
(B) 열경화성 수지와,
(C) 실리콘 화합물을 포함하고,
120℃에서의 전단 점도가 4000Pa·s 이하이며 또한 25℃의 분위기하에 7일 방치한 후의 전단 점도의 변화율이 30% 이내이다. 본 발명의 가고정용 수지 조성물은 (D) 경화 촉진제를 추가로 포함해도 된다.
가고정용 수지 조성물의 120℃에서의 전단 점도가 4000Pa·s 이하(바람직하게는 100~3000Pa·s)임으로써, 가공 대상의 반도체 웨이퍼의 표면에 요철이 존재해도 단차 매립성 및 가공 후의 박리성의 양방을 충분히 고(高)수준으로 할 수 있다. 이로써, 본 발명에 의하면, 반도체 웨이퍼를 양호하게 가공할 수 있으며, 이로써, 높은 생산성으로 전자 부품을 제조할 수 있다.
가고정용 수지 조성물에 있어서의 (B) 열경화성 수지의 함유량은, 필름 형성성의 관점에서, (A) 열가소성 수지 100질량부에 대하여, 예를 들면, 10~500질량부이다. (B) 열경화성 수지는 에폭시 수지 및 페놀 수지 중 적어도 일방을 포함하는 것이어도 된다.
(A) 열가소성 수지로서, 예를 들면, 반응성기를 갖는 (메트)아크릴 모노머를 공중합 성분으로서 포함하는 반응성기 함유 (메트)아크릴 공중합체이다. 이 반응성기 함유 (메트)아크릴 공중합체의 구체예로서는, 에폭시기를 갖는 (메트)아크릴 모노머를, 공중합 성분 전체량을 기준으로 하여 1.0~10질량%를 포함하는 에폭시기 함유 (메트)아크릴 공중합체를 들 수 있다.
(C) 실리콘 화합물로서, 수지 성분과의 상용성의 관점에서, 예를 들면, 유기기 변성 실리콘을 채용할 수 있다.
본 발명은, 단층 또는 다층 구성을 가지며, 상기 가고정용 수지 조성물로 이루어지는 층(이하, 경우에 따라 "가고정용 수지층"이라고 한다.)을 적어도 1층 포함하는 가고정용 수지 필름을 제공한다. 가고정용 수지 조성물을 두께가 충분히 균일한 필름상으로 미리 형성해 둠으로써, 가공 후의 반도체 웨이퍼에 발생할 수 있는 두께의 편차를 충분히 억제할 수 있음과 함께, 효율적으로 반도체 웨이퍼를 가공할 수 있다. 본 발명의 가고정용 수지 필름은, 가고정용 수지층을 2층 갖는 것이어도 된다. 가고정용 수지 필름이 2층 구성임으로써, 보다 고도로 단차 매립성 및 가공 후의 박리성을 양립시킬 수 있다는 이점이 있다. 가고정용 수지 필름에 있어서, 하나의 가고정용 수지층과, 다른 가고정용 수지층이 직접 접하고 있어도 된다. 이 경우, 2개의 층이 일체화하여 단층 구조가 되어 있어도 되고, 2개의 층의 사이에 계면이 존재하여 2층 구조를 유지하고 있어도 된다. 이들 가고정 수지 필름은, 상술한 바와 같이, 지지체와 반도체 웨이퍼의 사이에 개재되어, 지지체에 대한 반도체 웨이퍼의 가고정에 사용할 수 있다.
본 발명은, 상기 가고정 수지 필름과, 이 가고정 수지 필름의 적어도 일방의 면에 마련된 지지 필름을 구비하는 가고정용 시트를 제공한다. 지지 필름에 있어서의 가고정 수지 필름과 접하는 면은 이형성을 갖는 것이 바람직하다.
본 발명은, 상기 가고정용 수지 조성물을 이용한 반도체 장치의 제조 방법을 제공한다. 본 발명에 관한 반도체 장치의 제조 방법은, 구체적으로는, 가고정용 수지 조성물로 이루어지는 가고정재를 통하여 지지체에 반도체 웨이퍼를 가고정하는 가고정 공정과, 지지체에 가고정된 반도체 웨이퍼를 가공하는 가공 공정과, 가공 후의 반도체 웨이퍼를 가고정재로부터 분리하는 분리 공정을 포함한다.
본 발명에 의하면, 전자 부품의 가공을 양호하게 행할 수 있는 가고정용 수지 조성물을 제공할 수 있다. 또, 본 발명에 의하면, 상기 가고정용 수지 조성물을 이용한 가고정용 수지 필름 및 가고정용 시트, 및 반도체 장치의 제조 방법을 제공할 수 있다.
도 1의 (A)는 가고정용 시트의 일 실시형태를 나타내는 상면도이며, 도 1의 (B)는 도 1의 (A)의 I-I선을 따른 모식 단면도이다.
도 2의 (A)는 2층의 가고정용 수지층을 갖는 가고정용 시트의 일 실시형태를 나타내는 상면도이며, 도 2의 (B)는 도 2의 (A)의 II-II선을 따른 모식 단면도이다.
도 3의 (A)는 본 발명에 관한 가고정용 시트의 다른 실시형태를 나타내는 상면도이며, 도 3의 (B)는 도 3의 (A)의 III-III선을 따른 모식 단면도이다.
도 4의 (A)는 본 발명에 관한 가고정용 시트의 다른 실시형태를 나타내는 상면도이며, 도 4의 (B)는 도 4의 (A)의 IV-IV선을 따른 모식 단면도이다.
도 5의 (A)~(C)는, 반도체 웨이퍼의 가공 방법의 일 실시형태를 설명하기 위한 모식 단면도이며, 도 5의 (D)는, 가공 후의 반도체 웨이퍼의 이면(裏面)을 나타내는 상면도이다.
도 6의 (A)~(D)는, 반도체 웨이퍼의 가공 방법의 일 실시형태를 설명하기 위한 모식 단면도이다.
도 7의 (A)는 본 발명에 관한 가공 방법을 거쳐 제조된 반도체 소자의 일례를 모식적으로 나타내는 단면도이며, 도 7의 (B)는 복수의 반도체 소자가 적층된 전자 기기 장치의 일례를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 2의 (A)는 2층의 가고정용 수지층을 갖는 가고정용 시트의 일 실시형태를 나타내는 상면도이며, 도 2의 (B)는 도 2의 (A)의 II-II선을 따른 모식 단면도이다.
도 3의 (A)는 본 발명에 관한 가고정용 시트의 다른 실시형태를 나타내는 상면도이며, 도 3의 (B)는 도 3의 (A)의 III-III선을 따른 모식 단면도이다.
도 4의 (A)는 본 발명에 관한 가고정용 시트의 다른 실시형태를 나타내는 상면도이며, 도 4의 (B)는 도 4의 (A)의 IV-IV선을 따른 모식 단면도이다.
도 5의 (A)~(C)는, 반도체 웨이퍼의 가공 방법의 일 실시형태를 설명하기 위한 모식 단면도이며, 도 5의 (D)는, 가공 후의 반도체 웨이퍼의 이면(裏面)을 나타내는 상면도이다.
도 6의 (A)~(D)는, 반도체 웨이퍼의 가공 방법의 일 실시형태를 설명하기 위한 모식 단면도이다.
도 7의 (A)는 본 발명에 관한 가공 방법을 거쳐 제조된 반도체 소자의 일례를 모식적으로 나타내는 단면도이며, 도 7의 (B)는 복수의 반도체 소자가 적층된 전자 기기 장치의 일례를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
이하, 도면을 참조하면서 본 발명의 실시형태에 대하여 상세하게 설명한다. 또한, 도면 중, 동일 또는 상당 부분에는 동일 부호를 붙이고, 중복되는 설명은 생략한다. 또, 도면의 치수 비율은, 도시된 비율에 한정되는 것은 아니다. 단, 본 발명은 이하의 실시형태에 한정되는 것은 아니다. 본 명세서에 있어서, "(메트)아크릴"이란, 아크릴 또는 메타크릴을 의미한다.
[가고정용 수지 조성물]
본 실시형태에 관한 가고정재 수지 조성물은, (A) 열가소성 수지와, (B) 열경화성 수지와, (C) 실리콘 화합물을 포함하고, 120℃에서의 전단 점도가 4000Pa·s 이하이며 또한 25℃의 분위기하에 7일 방치한 후의 전단 점도의 변화율이 30% 이내이다. 이 가고정재 수지 조성물을 가고정재(가고정용 수지층)로서 사용함으로써, 반도체 웨이퍼를 양호하게 가공할 수 있으며, 이로써, 높은 생산성으로 전자 부품을 제조할 수 있다.
가고정용 수지 조성물의 120℃에서의 전단 점도는, 상술한 바와 같이, 4000Pa·s 이하이며, 바람직하게는 100~3000Pa·s의 범위이고, 300~2500Pa·s 또는 500~2000Pa·s여도 된다. 가고정용 수지 조성물의 120℃에서의 전단 점도가 4000Pa·s 이하임으로써, 가공 대상의 반도체 웨이퍼의 표면에 요철이 존재해도 우수한 단차 매립성을 달성할 수 있음과 함께, 가고정용 수지 조성물로 이루어지는 층이 요철을 매립한 후에 있어서, 요철을 갖는 면에서의 우수한 박리성도 달성할 수 있다. 가고정용 수지 조성물의 120℃에서의 전단 점도가 100Pa·s 이상임으로써, 반도체 웨이퍼의 가공 후에 있어서 가열 시에 필름의 상태를 유지할 수 있다.
가고정재 수지 조성물을 25℃의 분위기하에 7일 방치한 후의 전단 점도의 변화율은, 상술한 바와 같이, 30% 이내이며, 바람직하게는 0~25%의 범위이고, 0~20% 또는 0~15%여도 된다. 이 변화율이 30% 이내임으로써, 가고정재 수지 조성물은 보존 안정성이 우수하여, 이로써, 전자 부품을 높은 생산성으로 제조할 수 있다. 또한, 전단 점도의 변화율은 이하의 식으로 산출되는 값이다.
전단 점도의 변화율(%)=[(25℃의 분위기하에 7일 방치 후에 있어서의 120℃에서의 전단 점도)-(25℃의 분위기하에 7일 방치 전에 있어서의 120℃에서의 전단 점도)]/(25℃의 분위기하에 7일 방치 전에 있어서의 120℃에서의 전단 점도)×100
또한, "25℃의 분위기하에 7일 방치 전에 있어서의 120℃에서의 전단 점도"는 외부의 환경에 가능한 한 노출되어 있지 않은 가고정재 수지 조성물을 시료로 하여 측정하는 것이 바람직하고, 예를 들면, 조제 후 또는 개봉 후로부터 5시간 이내의 시료를 측정하는 것이 바람직하다. 또, 7일간에 걸쳐 방치하는 환경의 상대 습도는 55% 정도이면 된다.
7일 방치의 전 및 후에 있어서의 가고정재 수지 조성물의 전단 점도는, ARES(레오메트릭·사이언티픽사제)를 이용하여, 가고정용 수지 필름에 5%의 왜곡을 부여하면서 20℃/분의 승온 속도로 승온시키면서 측정한 경우의 측정값을 의미한다.
경화 후에 있어서의 가고정재 수지 조성물의 저장 탄성률은 25℃에 있어서 20MPa 이상인 것이 바람직하고, 50MPa 이상인 것이 보다 바람직하다. 이 저장 탄성률이 20MPa 이상이면, 전자 부품을 박화할 때에 전자 부품과 지지체를 충분히 고정할 수 있는 경향이 있다. 이 저장 탄성률의 상한값은, 예를 들면, 6000MPa 이하이다. 경화 후에 있어서의 가고정재 수지 조성물의 저장 탄성률은 동적 점탄성 측정 장치(주식회사 유비엠제)를 이용하여, 3℃/분의 승온 속도로 승온시키면서 측정한 경우의 측정값을 의미한다.
<(A) 열가소성 수지>
(A) 열가소성 수지로서는, 적어도 필름이 전자 부품 또는 지지체에 래미네이팅되기 전에 있어서 열가소성을 갖고 있는 수지이면 특별히 제한 없이 이용할 수 있다. 열가소성 수지는, 가열 등에 의하여 가교 구조를 형성하는 수지여도 된다.
(A) 열가소성 수지는, 가교성 관능기를 갖는 폴리머를 이용할 수 있다. 가교성 관능기를 갖는 폴리머로서는, 열가소성 폴리이미드 수지, 가교성 관능기를 갖는 (메트)아크릴 공중합체, 유레테인 수지, 폴리페닐렌에터 수지, 폴리에터이미드 수지, 페녹시 수지, 변성 폴리페닐렌에터 수지 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 가교성 관능기를 갖는 (메트)아크릴 공중합체가 바람직하다. 상기의 수지는 1종을 단독으로 이용해도 되고, 2종 이상을 조합하여 이용해도 된다.
가교성 관능기를 갖는 (메트)아크릴 공중합체는, 펄 중합, 용액 중합 등의 중합 방법에 의하여 얻어지는 것을 이용해도 되고, 혹은, 시판품을 이용해도 된다. 가교성 관능기를 갖는 폴리머는, 가교성 관능기를 폴리머쇄 중에 갖고 있어도 되고, 폴리머쇄 말단에 갖고 있어도 된다. 가교성 관능기의 구체예로서는, 에폭시기, 알코올성 수산기, 페놀성 수산기, 카복실기 등을 들 수 있다. 가교성 관능기 중에서도, 카복실기가 바람직하다. 카복실기는, 아크릴산을 이용함으로써 폴리머쇄에 도입할 수 있다.
(A) 열가소성 수지의 유리 전이 온도(이하, "Tg"라고 표기하는 경우도 있다)는, -50℃~50℃인 것이 바람직하고, -40℃~20℃인 것이 보다 바람직하다. Tg가 이와 같은 범위이면, 택킹(taking)력이 과도하게 상승하여 취급성이 악화되는 것을 억제하면서, 보다 충분한 유동성을 얻을 수 있고, 또한 경화 후의 탄성률을 보다 낮게 할 수 있기 때문에, 박리 강도가 과도하게 높아지는 것을 보다 억제할 수 있다.
Tg는, 시차 주사 열량 측정(DSC, 예를 들면 주식회사 리가쿠제 "Thermo Plus 2")을 이용하여 열가소성 수지를 측정했을 때의 중간점 유리 전이 온도값이다. 구체적으로는, 상기 Tg는, 승온 속도 10℃/분, 측정 온도: -80~80℃의 조건으로 열량 변화를 측정하고, JIS K 7121:1987에 준거한 방법에 의하여 산출된 중간점 유리 전이 온도이다.
(A) 열가소성 수지의 중량 평균 분자량은 특별히 한정되지 않고, 바람직하게는 10만~120만이며, 보다 바람직하게는 20만~100만이다. 열가소성 수지의 중량 평균 분자량이 이와 같은 범위이면, 성막성과 유동성을 확보하는 것이 용이해진다. 중량 평균 분자량은, 젤 퍼미에이션 크로마토그래피법(GPC)으로 표준 폴리스타이렌에 의한 검량선을 이용한 폴리스타이렌 환산값이다.
<(B) 열경화성 수지>
(B) 열경화성 수지로서는, 예를 들면, 에폭시 수지, 아크릴 수지, 실리콘 수지, 페놀 수지, 열경화형 폴리이미드 수지, 폴리유레테인 수지, 멜라민 수지, 유레아 수지를 들 수 있으며, 이들은, 1종을 단독으로 이용해도 되고, 2종류 이상을 조합하여 이용해도 된다.
에폭시 수지는, 경화하여 내열 작용을 갖는 것이면 특별히 한정되지 않는다. 에폭시 수지는, 비스페놀 A형 에폭시 등의 2관능 에폭시 수지, 페놀 노볼락형 에폭시 수지, 크레졸 노볼락형 에폭시 수지 등의 노볼락형 에폭시 수지 등을 사용할 수 있다. 또, 에폭시 수지는, 다관능 에폭시 수지, 글리시딜아민형 에폭시 수지, 복소환 함유 에폭시 수지, 지환식 에폭시 수지 등, 일반적으로 알려져 있는 것을 적용할 수 있다.
비스페놀 A형 에폭시 수지로서는, 미쓰비시 케미컬 주식회사제 jER(등록 상표) 시리즈(에피코트 807, 에피코트 815, 에피코트 825, 에피코트 827, 에피코트 828, 에피코트 834, 에피코트 1001, 에피코트 1004, 에피코트 1007, 에피코트 1009, "에피코트"는 등록 상표), 다우 케미컬사제, DER-330, DER-301, DER-361, 및 신닛테쓰 스미킨 가가쿠 주식회사제, YD8125, YDF8170 등을 들 수 있다. 페놀 노볼락형 에폭시 수지로서는, 재팬 에폭시 레진 주식회사제의 에피코트 152, 에피코트 154, 닛폰 가야쿠 주식회사제의 EPPN-201, 다우 케미컬사제의 DEN-438 등을 들 수 있다. o-크레졸 노볼락형 에폭시 수지로서는, 닛폰 가야쿠 주식회사제의 EOCN-102S, EOCN-103S, EOCN-104S, EOCN-1012, EOCN-1025, EOCN-1027("EOCN"은 등록 상표), 신닛테쓰 스미킨 가가쿠 주식회사제의 YDCN701, YDCN702, YDCN703, YDCN704 등을 들 수 있다. 다관능 에폭시 수지로서는, 재팬 에폭시 레진 주식회사제의 Epon 1031S, 헌츠만·재팬 주식회사제의 아랄다이트 0163, 나가세 켐텍스 주식회사제의 데나콜 EX-611, EX-614, EX-614B, EX-622, EX-512, EX-521, EX-421, EX-411, EX-321 등을 들 수 있다("아랄다이트", "데나콜”은 등록 상표). 아민형 에폭시 수지로서는, 재팬 에폭시 레진 주식회사제의 에피코트 604, 신닛테쓰 스미킨 가가쿠 주식회사제의 YH-434, 미쓰비시 가스 가가쿠 주식회사제의 TETRAD-X 및 TETRAD-C("TETRAD"는 등록 상표), 스미토모 가가쿠 주식회사제의 ELM-120 등을 들 수 있다. 복소환 함유 에폭시 수지로서는, 시바 스페셜티 케미컬즈사제의 아랄다이트 PT810, UCC사제의 ERL4234, ERL4299, ERL4221, ERL4206 등을 들 수 있다. 이들 에폭시 수지는, 1종을 단독으로 이용해도 되고, 2종 이상을 조합하여 이용해도 된다.
열경화성 수지로서 에폭시 수지를 사용하는 경우에는, 에폭시 수지 경화제를 함께 사용하는 것이 바람직하다.
(B) 에폭시 수지 경화제는, 통상 이용되고 있는 공지의 경화제를 사용할 수 있다. 이하, 에폭시 수지 경화제와 경화제를 아울러 "열경화성 성분"이라고 한다. 에폭시 수지 경화제로서는, 예를 들면, 아민류, 폴리아마이드, 산무수물, 폴리설파이드, 삼불화 붕소, 비스페놀 A, 비스페놀 F, 비스페놀 S 등의 페놀성 수산기를 1분자 중에 2개 이상 갖는 비스페놀류, 페놀 노볼락 수지, 비스페놀 A 노볼락 수지, 크레졸 노볼락 수지 등의 페놀 수지 등을 들 수 있다. 특히 흡습 시의 내전식성(耐電食性)이 우수하다는 관점에서, 에폭시 수지 경화제는, 페놀 노볼락 수지, 비스페놀 A 노볼락 수지, 크레졸 노볼락 수지 등의 페놀 수지가 바람직하다.
상기 에폭시 수지 경화제로서의 페놀 수지 중에서 바람직한 것으로서는, 예를 들면, DIC 주식회사제, 상품명: 페놀라이트 LF2882, 페놀라이트 LF2822, 페놀라이트 TD-2090, 페놀라이트 TD-2149, 페놀라이트 VH-4150, 페놀라이트 VH4170, 메이와 가세이 주식회사제, 상품명: H-1, 재팬 에폭시 레진 주식회사제, 상품명: jER 큐어 MP402FPY, 에피큐어 YL6065, 에피큐어 YLH129B65 및 미쓰이 가가쿠 주식회사제, 상품명: 밀렉스 XL, 밀렉스 XLC, 밀렉스 RN, 밀렉스 RS, 밀렉스 VR을 들 수 있다("페놀라이트", "에피큐어", "밀렉스"는 등록 상표).
가고정용 수지 조성물에 있어서의 (B) 열경화성 수지의 함유량은, (A) 열가소성 수지 100질량부에 대하여 10~500질량부가 바람직하고, 20~300질량부가 보다 바람직하다. 경화성 성분의 배합량이 상기 범위 내이면, 가고정용 수지 필름은 충분한 저온 첩부성, 내열성, 경화성 및 박리성을 겸비할 수 있다. (B) 열경화성 수지의 함유량이 10질량부 이상이면 첩부성 및 내열성이 향상됨과 함께, 백그라인드 시의 지지성도 향상되어, 웨이퍼가 균열되기 어려운 경향이 있다. 한편, (B) 열경화성 수지의 함유량이 500질량부 이하이면, 경화 전의 점도가 과도하게 낮아지기 어렵고, 비교적 단시간에 경화할 수 있음과 함께, 전자 부품의 지지체에 대한 지지성과 지지체로부터의 박리성을 양립시킬 수 있는 경향이 있다.
<(C) 실리콘 화합물>
(C) 실리콘 화합물로서는, 폴리실록세인 구조를 갖는 것이면 특별히 제한 없이 이용할 수 있다. 예를 들면, 실리콘 변성 수지, 스트레이트 실리콘 오일, 비반응성의 변성 실리콘 오일, 반응성의 변성 실리콘 오일 등을 들 수 있다. 실리콘 화합물은, 1종을 단독으로 또는 2종류 이상을 조합하여 이용할 수 있다.
가고정용 수지 조성물이 실리콘 화합물을 함유함으로써, 가고정용 수지 조성물로 형성되는 필름상의 가고정재를, 반도체 칩 및 밀봉체 및 지지체로부터 박리할 때, 100℃ 이하의 저온이더라도, 용제를 이용하지 않고 용이하게 박리하는 것이 가능해진다.
본 실시형태에서 이용하는 실리콘 화합물이 실리콘 변성 수지인 경우, 실리콘으로 변성된 수지이면 특별히 제한은 없다. 실리콘 변성 수지로서는, 실리콘 변성 알키드 수지가 바람직하다. 실리콘 변성 알키드 수지를 함유함으로써, 가고정용 수지 필름을 전자 부품으로부터 박리할 때, 용제를 이용하지 않고 보다 더 용이하게 박리하는 것이 가능해진다.
본 실시형태에서 이용하는 실리콘 화합물이 변성 실리콘 오일인 경우, 폴리에터 변성 실리콘, 알킬 변성 실리콘, 에폭시 변성 실리콘이 바람직하다.
상술한 바와 같은 실리콘으로서는, 고분자량체와 상용하는 것이면, 특별히 한정 없이 이용할 수 있다. 실리콘으로서는, 도레이·다우코닝 주식회사제의 SH3773M, L-7001, SH-550, SH-710, 신에쓰 가가쿠 고교 주식회사제의 X-22-163, KF-105, X-22-163B, X-22-163C, BYK사제의 BYK-UV3500 등을 들 수 있다.
가고정용 수지 조성물에 있어서의 (C) 실리콘 화합물의 함유량은, (A) 열가소성 수지 100질량부에 대하여, 0~100질량부가 바람직하고, 0.01~80질량부가 보다 바람직하다. (C) 실리콘 화합물의 함유량이 상기 범위 내이면, 전자 부품 가공 시의 접착성과 가공 후의 박리성을 보다 고수준으로 양립시키는 것이 가능해진다.
<(D) 경화 촉진제>
가고정용 수지 조성물은, (D) 경화 촉진제를 포함하고 있어도 된다. (D) 경화 촉진제로서는, 예를 들면, 이미다졸류, 다이사이안다이아마이드 유도체, 다이카복실산 다이하이드라자이드, 트라이페닐포스핀, 테트라페닐포스포늄테트라페닐보레이트, 2-에틸-4-메틸이미다졸-테트라페닐보레이트, 1,8-다이아자바이사이클로[5,4,0]운데센-7-테트라페닐보레이트 등을 들 수 있다. 이들은, 1종을 단독으로 이용해도 되고, 2종 이상을 조합하여 이용해도 된다.
(A) 열가소성 수지가 에폭시기를 갖는 (메트)아크릴 공중합체를 포함하는 경우, 이 아크릴 공중합체에 포함되는 에폭시기의 경화를 촉진하는 경화 촉진제를 함유시키는 것이 바람직하다.
가고정용 수지 조성물에 있어서의 (D) 경화 촉진제의 함유량은, (A) 열가소성 수지 100질량부에 대하여, 0.01~5.0질량부가 바람직하다. (C) 경화 촉진제의 함유량이 (A) 열가소성 수지 100질량부에 대하여 0.01질량부 이상이면, 반도체 소자의 제조 공정 내의 열이력에 있어서 가고정용 수지 조성물을 충분히 경화시킬 수 있기 때문에, 전자 부품과 지지체를 보다 확실하게 고정할 수 있다. (D) 경화 촉진제의 함유량이 (A) 열가소성 수지 100질량부에 대하여 5.0질량부 이하이면, 제조 공정 중의 가열에 의하여 가고정용 수지 필름의 용융 점도가 상승하기 어려워져, 필름의 보존 안정성이 더 양호해지는 경향이 있다.
<그 외의 성분>
가고정용 수지 조성물은, 상기의 성분 이외의 성분으로서, 필러(무기 필러 및/또는 유기 필러), 및, 실레인 커플링제 등을 포함해도 된다.
무기 필러로서는, 예를 들면, 은분(銀紛), 금분(金紛), 동분(銅紛) 등의 금속 필러; 실리카, 알루미나, 질화 붕소, 타이타니아, 유리, 산화철, 세라믹 등의 비금속 무기 필러 등을 들 수 있다. 무기 필러는 원하는 기능에 따라 선택할 수 있다. 금속 필러는, 필름에 틱소성을 부여할 목적으로 첨가할 수 있다. 비금속 무기 필러는, 필름에 저열 팽창성 및 저흡습성을 부여할 목적으로 첨가할 수 있다. 무기 필러는, 1종을 단독으로 이용해도 되고, 2종 이상을 조합하여 이용해도 된다.
무기 필러는 표면에 유기기를 갖는 것이 바람직하다. 무기 필러의 표면이 유기기에 의하여 수식되어 있음으로써, 필름을 형성하기 위한 수지 조성물을 조제할 때의 유기 용제에 대한 분산성, 및 필름의 밀착성 및 내열성을 향상시키는 것이 용이해진다.
표면에 유기기를 갖는 무기 필러는, 예를 들면, 하기 일반식 (B-1)로 나타나는 실레인 커플링제와 무기 필러를 혼합하여, 30℃ 이상의 온도로 교반함으로써 얻을 수 있다. 무기 필러의 표면이 유기기에 의하여 수식된 것은, UV(자외선) 측정, IR(적외선) 측정, XPS(X선 광전자 분광) 측정 등으로 확인하는 것이 가능하다.
[화학식 1]
식 (B-1) 중, X는, 페닐기, 글리시독시기, 아크릴로일기, 메타크릴로일기, 머캅토기, 아미노기, 바이닐기, 아이소사이아네이트기 및 메타크릴옥시기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 유기기를 나타내고, s는 0 또는 1~10의 정수를 나타내며, R11, R12 및 R13은 각각 독립적으로, 탄소수 1~10의 알킬기를 나타낸다. 탄소수 1~10의 알킬기로서는, 예를 들면, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 뷰틸기, 펜틸기, 헥실기, 헵틸기, 옥틸기, 노닐기, 데실기, 아이소프로필기, 아이소뷰틸기를 들 수 있다. 탄소수 1~10의 알킬기는, 입수가 용이하다는 관점에서, 메틸기, 에틸기 및 펜틸기가 바람직하다. X는, 내열성의 관점에서, 아미노기, 글리시독시기, 머캅토기 및 아이소사이아네이트기가 바람직하고, 글리시독시기 및 머캅토기가 보다 바람직하다. 식 (B-1) 중의 s는, 고열 시의 필름 유동성을 억제하여, 내열성을 향상시키는 관점에서, 0~5가 바람직하고, 0~4가 보다 바람직하다.
바람직한 실레인 커플링제는, 예를 들면, 트라이메톡시페닐실레인, 다이메틸다이메톡시페닐실레인, 트라이에톡시페닐실레인, 다이메톡시메틸페닐실레인, 바이닐트라이메톡시실레인, 바이닐트라이에톡시실레인, 바이닐트리스(2-메톡시에톡시)실레인, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필메틸다이메톡시실레인, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필트라이메톡시실레인, 3-아미노프로필트라이에톡시실레인, 3-아미노프로필트라이메톡시실레인, 3-글리시독시프로필트라이메톡시실레인, 3-글리시독시프로필메틸다이메톡시실레인, 2-(3,4-에폭시사이클로헥실)에틸트라이메톡시실레인, 3-아이소사이아네이트프로필트라이에톡시실레인, 3-메타크릴옥시프로필트라이메톡시실레인, 3-머캅토프로필트라이메톡시실레인, 3-유레이도프로필트라이에톡시실레인, N-(1,3-다이메틸뷰틸리덴)-3-(트라이에톡시실릴)-1-프로페인아민, N,N'-비스(3-(트라이메톡시실릴)프로필)에틸렌다이아민, 폴리옥시에틸렌프로필트라이알콕시실레인, 폴리에톡시다이메틸실록세인을 들 수 있다. 이들 중에서도, 3-아미노프로필트라이에톡시실레인, 3-글리시독시프로필트라이메톡시실레인, 3-아이소사이아네이트프로필트라이에톡시실레인, 3-머캅토프로필트라이메톡시실레인이 바람직하고, 트라이메톡시페닐실레인, 3-글리시독시프로필트라이메톡시실레인, 3-머캅토프로필트라이메톡시실레인이 보다 바람직하다. 실레인 커플링제는, 1종을 단독으로 이용해도 되고, 2종 이상을 조합하여 이용해도 된다.
상기 커플링제의 사용량은, 내열성을 향상시키는 효과와 보존 안정성의 밸런스를 도모하는 관점에서, 무기 필러 100질량부에 대하여, 0.01~50질량부가 바람직하고, 0.05질량부~20질량부가 보다 바람직하며, 내열성 향상의 관점에서, 0.5~10질량부가 더 바람직하다.
무기 필러의 함유량은, B 스테이지 상태에 있어서의 가고정용 수지 필름 취급성의 향상, 및 저열 팽창성의 향상의 관점에서, (A) 열가소성 수지 100질량부에 대하여, 300질량부 이하가 바람직하고, 200질량부 이하가 보다 바람직하며, 100질량부 이하가 더 바람직하다. 무기 필러의 함유량의 하한은 특별히 제한은 없고, 열가소성 수지 100질량부에 대하여, 5질량부 이상인 것이 바람직하다. 무기 필러의 함유량을 상기 범위로 함으로써, 접착성을 충분히 확보하면서, 원하는 기능을 부여할 수 있는 경향이 있다.
유기 필러로서는, 예를 들면, 카본, 고무계 필러, 실리콘계 미립자, 폴리아마이드 미립자, 폴리이미드 미립자 등을 들 수 있다. 유기 필러의 함유량은, (A) 열가소성 수지 100질량부에 대하여, 300질량부 이하가 바람직하고, 200질량부 이하가 보다 바람직하며, 100질량부 이하가 더 바람직하다. 유기 필러의 함유량의 하한은 특별히 제한은 없고, 열가소성 수지 100질량부에 대하여, 5질량부 이상인 것이 바람직하다.
[가고정용 수지 필름 및 이것을 포함하는 가고정용 시트]
본 실시형태에 관한 가고정용 수지 조성물이, 가고정용 수지 필름인 경우, 필름상의 점착제이기 때문에, 막두께의 제어가 보다 용이하고, 개개의 전자 부품 간에서의 두께의 편차를 경감시킬 수 있다. 또, 본 실시형태에 관한 가고정용 수지 필름은, 래미네이팅 등의 간편한 방법에 의하여 전자 부품 또는 지지체 상에 첩합할 수 있어, 작업성도 우수하다.
가고정용 수지 필름의 두께는, 특별히 한정되지 않고, 전자 부품과 반송용의 지지체를 충분히 고정한다는 관점에서, 10~350μm인 것이 바람직하다. 두께가 10μm 이상이면, 도공 시의 두께의 편차가 적어지고, 또, 두께가 충분하기 때문에 필름 또는 필름의 경화물의 강도가 양호해져, 전자 부품과 반송용의 지지체를 보다 충분히 고정할 수 있다. 두께가 350μm 이하이면, 가고정용 수지 필름의 두께의 편차가 발생하기 어려우며, 또, 충분한 건조에 의하여 필름 중의 잔류 용제량을 저감시키는 것이 용이해져, 필름의 경화물을 가열했을 때의 발포를 더 적게 할 수 있다.
도 1의 (A)는 가고정용 시트의 일 실시형태를 나타내는 상면도이며, 도 1의 (B)는 도 1의 (A)의 I-I선을 따른 모식 단면도이다. 이들 도면에 나타내는 가고정용 시트(10)는, 지지 필름(1)과, 가고정용 수지 조성물로 이루어지는 가고정용 수지 필름(2A)과, 보호 필름(3)을 이 순서로 구비한다.
지지 필름(1)으로서는, 특별히 제한은 없고, 예를 들면, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리뷰틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리아마이드, 폴리이미드를 들 수 있다. 지지 필름(1)은, 유연성 및 강인성(强靭性)이 우수하다는 관점에서, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리뷰틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리프로필렌, 폴리아마이드 또는 폴리이미드인 것이 바람직하다. 또, 수지 필름(수지층)과의 박리성 향상의 관점에서, 실리콘계 화합물, 불소계 화합물 등에 의하여 이형 처리가 실시된 필름을 지지 필름으로서 이용하는 것이 바람직하다.
지지 필름(1)의 두께는, 목적으로 하는 유연성에 따라 적절히 변경해도 되지만, 3~350μm인 것이 바람직하다. 두께가, 3μm 이상이면 필름 강도가 충분하고, 350μm 이하이면 충분한 유연성이 얻어지는 경향이 있다. 이와 같은 관점에서, 지지 필름(1)의 두께는, 5~200μm인 것이 보다 바람직하며, 7~150μm인 것이 더 바람직하다.
보호 필름(3)으로서는, 특별히 제한은 없고, 예를 들면, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리뷰틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌을 들 수 있다. 보호 필름(3)은, 유연성 및 강인성의 관점에서, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌이 바람직하다. 또, 가고정용 수지 필름(수지층)과의 박리성 향상의 관점에서, 실리콘계 화합물, 불소계 화합물 등에 의하여 이형 처리가 실시된 필름을 보호 필름(3)으로서 이용하는 것이 바람직하다.
보호 필름(3)의 두께는, 목적으로 하는 유연성에 의하여 적절히 설정할 수 있으며, 예를 들면, 10~350μm인 것이 바람직하다. 두께가 10μm 이상이면 필름 강도가 보다 양호해지고, 350μm 이하이면 가일층의 유연성이 얻어진다. 이와 같은 관점에서, 보호 필름(3)의 두께는, 15~200μm인 것이 보다 바람직하며, 20~150μm인 것이 더 바람직하다.
가고정용 수지 필름(2A)은, 상술한 성분을 유기 용매 중에서 혼합 및 혼련하여 바니시를 조제하고, 제작한 바니시를 지지 필름(1) 상에 도포하여 건조하는 방법에 의하여 형성할 수 있다. 유기 용제는 특별히 한정되지 않고, 제막 시의 휘발성 등을 비점으로부터 고려하여 결정할 수 있다. 구체적으로는, 제막 시에 필름의 경화를 진행되기 어렵게 하는 관점에서, 메탄올, 에탄올, 2-메톡시에탄올, 2-에톡시에탄올, 2-뷰톡시에탄올, 메틸에틸케톤, 아세톤, 메틸아이소뷰틸케톤, 톨루엔, 자일렌 등의 비교적 저비점의 용제가 바람직하다. 또, 제막성을 향상시키는 등의 목적으로는, 예를 들면, 다이메틸아세트아마이드, 다이메틸폼아마이드, N-메틸피롤리돈, 사이클로헥산온의 비교적 고비점의 용제를 사용하는 것이 바람직하다. 이들 용제는, 1종을 단독으로 이용해도 되고, 2종 이상을 조합하여 이용해도 된다. 바니시에 있어서의 고형분 농도는, 10~80질량%인 것이 바람직하다.
혼합 및 혼련은, 통상의 교반기, 뇌궤기, 3롤, 볼 밀 등의 분산기를 이용하여, 이들을 적절히 조합하여 행할 수 있다. 상기의 가열 건조는, 사용한 용매가 충분히 휘산하는 조건이면 특별히 제한은 없고, 통상 60℃~200℃에서, 0.1~90분간 가열하여 행할 수 있다. 가열 건조에 의하여 지지 필름(1) 상에 가고정용 수지 필름(2A)이 형성된다. 그 후, 가고정용 수지 필름(2A)을 덮도록 보호 필름(3)을 첩합함으로써 가고정용 시트(10)가 얻어진다.
이와 같이 하여 얻어진 가고정용 시트(10)는, 예를 들면 롤상으로 감아 들임으로써 용이하게 보존할 수 있다. 또, 롤상의 가고정용 시트(10)를 적합한 사이즈로 잘라낸 상태로 보존할 수도 있다.
도 2의 (A)는 2층의 가고정용 수지층을 갖는 가고정용 시트의 일 실시형태를 나타내는 상면도이며, 도 2의 (B)는 도 2의 (A)의 II-II선을 따른 모식 단면도이다. 이들 도면에 나타내는 가고정용 시트(20)는, 지지 필름(1a)과, 제1 수지층(2a) 및 제2 수지층(2b)으로 이루어지는 가고정용 수지 필름(2B)과, 지지 필름(1b)을 이 순서로 구비한다. 제1 수지층(2a) 및 제2 수지층(2b)으로 이루어지는 가고정용 수지 필름(2B)이 전단 점도에 관한 상기 조건을 충족시킨다. 제1 수지층(2a) 및 제2 수지층(2b)은 동일한 조성물로 구성되어 있어도 되고, 서로 다른 조성물로 구성되어 있어도 된다. 제1 수지층(2a) 및 제2 수지층(2b)이 다른 조성물로 구성되어 있는 경우, 예를 들면, 제2 수지층(2b)이 반도체 웨이퍼의 요철을 갖는 면과 접하는 측이라고 하면, 제2 수지층(2b)이 우수한 단차 매립성 및 단차를 갖는 면에 대한 우수한 박리성을 갖는(도 6의 (B) 참조) 한편, 제1 수지층(2a)이 가공에 앞서 첩부되는 지지체(도 5의 (A)의 지지체(50) 참조)에 대한 우수한 박리성을 갖는 것이 되도록 설계할 수 있다.
가고정용 수지 필름(2B)은, 상술한 성분을 유기 용매 중에서 혼합 및 혼련하여 바니시를 조제하며, 이것을 지지 필름(1a) 상에 도포하고 건조하여 제작한 적층체와, 이와 동일 또는 별도 조제한 바니시를 지지 필름(1b) 상에 도포하고 건조하여 제작한 적층체를 첩합함으로써 형성할 수 있다. 제1 수지층(2a) 및 제2 수지층(2b)을 동일한 바니시로 형성하는 경우, 비교적 두꺼운 가고정용 수지 필름을 형성해도, 유기 용매의 잔존량을 충분히 저감시키기 쉽다는 이점이 있다. 제1 수지층(2a) 및 제2 수지층(2b)은 일체화하여 단층 구조가 되어 있어도 되고, 2개의 층의 사이에 계면이 존재하여 2층 구조를 유지하고 있어도 된다.
가고정용 수지 필름(2A, 2B)의 지지체(예를 들면 실리콘 미러 웨이퍼)에 대한 90° 박리 강도(박리 속도: 300mm/분)는, 25℃에 있어서 5~200N/m인 것이 바람직하고, 6~180N/m인 것이 보다 바람직하다. 90° 박리 강도가 상기 범위 내이면, 가공 후의 반도체 웨이퍼에 잔여 접착이 발생하는 것을 충분히 억제할 수 있고, 가공 후의 반도체 웨이퍼를 지지체로부터 양호하게 박리할 수 있다. 즉, 90° 박리 강도가 5N/m 이상이면 연삭 가공 공정에서 전자 부품과 지지체를 보다 강고하게 고정할 수 있고, 200N/m 이하이면, 지지체로부터 가고정용 수지 필름을 박리할 때에 지지체와의 사이의 잔여 접착을 충분히 저감시킬 수 있어, 지지체 상에 필름이 남을 가능성을 더 저감시킬 수 있다.
90° 박리 강도는 이하와 같이 측정할 수 있다. 두께 625μm 실리콘 미러 웨이퍼(6인치)를 진공 래미네이터(주식회사 엔피씨제, LM-50X50-S)의 스테이지 상에 두고, 본 실시형태에 관한 가고정용 수지 필름을 제2 층이 실리콘 미러 웨이퍼 측에 첩부되도록 설치한다. 이것을 15mbar의 조건하에서, 120℃의 온도, 0.1MPa의 압력으로 2분간 가열 가압하고, 진공 래미네이팅하여 측정용 샘플로 한다. 얻어진 측정용 샘플을 경화시켜, 10mm 폭으로 잘라낸다. 이것을, 박리 각도가 90°가 되도록 설정한 박리 시험기에 의하여, 300mm/분의 속도로 박리 시험을 실시하고, 그때의 박리 강도를 90° 박리 강도로 한다.
[가고정용 시트의 다른 실시형태]
도 3의 (A)는 가고정용 시트의 다른 실시형태를 나타내는 상면도이며, 도 3의 (B)는 도 3의 (A)의 III-III선을 따른 모식 단면도이다. 도 3의 (A)에 나타내는 가고정용 시트(30)는, 가고정하는 부재(예를 들면, 반도체 웨이퍼)의 형상에 맞추어 가고정용 수지 필름(2A) 및 보호 필름(3)이 미리 재단되어 있는 것 이외에는, 가고정용 시트(10)와 동일한 구성을 갖는다.
도 4의 (A)는 가고정용 시트의 다른 실시형태를 나타내는 상면도이며, 도 4의 (B)는 도 4의 (A)의 IV-IV선을 따른 모식 단면도이다. 도 4의 (A)에 나타내는 가고정용 시트(40)는, 가고정하는 부재(예를 들면, 반도체 웨이퍼)의 형상에 맞추어 지지 필름(1b), 보호 필름(3) 및 가고정용 수지 필름(2B)이 미리 재단되어 있는 것 이외에는, 가고정용 시트(10)와 동일한 구성을 갖는다. 또한, 도 3의 (A) 및 도 4의 (A)에 나타내는 양태에 있어서는, 보호 필름(3), 지지 필름(1b) 및 가고정용 수지 필름(2A, 2B)이 원형으로 재단된 양태를 예시했지만, 가고정하는 부재의 형상에 맞추어 이들 부재에 노치가 마련되어 있거나, 외연부가 남겨져 있거나 하고 있어도 된다.
[반도체 웨이퍼의 가공 방법]
가고정용 수지 조성물을 이용한 반도체 웨이퍼의 가공 방법은, 크게 나누어 이하의 4공정을 구비한다.
(a) 가고정용 수지 조성물로 이루어지는 가고정재를 통하여 지지체에 반도체 웨이퍼를 가고정하는 가고정 공정.
(b) 지지체에 가고정된 반도체 웨이퍼를 가공하는 가공 공정.
(c) 가공 후의 반도체 웨이퍼를 지지체 및 가고정재로부터 분리하는 분리 공정.
(d) 반도체 웨이퍼에 잔사가 존재하는 경우, 반도체 웨이퍼를 세정하는 세정 공정.
도 5의 (A)~(C)는 반도체 웨이퍼의 가공 방법의 일 실시형태를 설명하기 위한 모식 단면도이며, 도 5의 (D)는 가공 후의 반도체 웨이퍼를 나타내는 상면도이다. 또한, 도 5의 (A)~(C)에 있어서는, 가고정재(가고정용 수지층)가 도 2의 (B) 또는 도 4의 (B)에 나타내는 2층 구성의 가고정용 수지 필름(2B)인 경우를 도시했지만, 가고정재의 구성은 이에 한정되지 않는다.
<(a) 가고정 공정>
가고정 공정은, 지지체(50)와 반도체 웨이퍼(W)의 사이에, 가고정재를 개재시켜, 지지체(50)에 대하여 반도체 웨이퍼(W)를 가고정하는 공정이다(도 5의 (A)). 반도체 웨이퍼(W)의 두께는, 특별히 제한은 없지만, 300~800μm로 할 수 있다. 반도체 웨이퍼(W)의 가고정용 수지 필름(2B) 측의 면(Wa)에는 회로(도시 생략)가 형성되고 또한 복수의 접속 단자(Wt)가 형성되어 있다. 반도체 웨이퍼(W)의 면(Wa)부터 접속 단자(Wt)의 꼭대기부까지 거리(접속 단자(Wt)의 높이)는, 예를 들면, 1~200μm이며, 5~150μm 또는 10~100μm여도 된다.
(a-1) 지지체(50) 상으로의 가고정재의 형성
도 5의 (A)에 나타내는 바와 같이, 2층 구성의 가고정용 수지 필름(2B)을 사용하는 경우, 롤 래미네이터 및 진공 래미네이터 등을 사용하여 지지체(50) 상에 가고정재를 형성할 수 있다. 또한, 2층 구성의 가고정용 수지 필름 대신에, 단층의 가고정용 수지 필름(2A)을 사용해도 된다. 액상의 가고정용 수지 조성물을 사용하는 경우, 스핀 코트, 인쇄 및 디스펜스 등의 수단에 의하여, 지지체(50) 상에 가고정재를 형성한다.
지지체(50)의 재질은 특별히 제한되지 않으며, 실리콘 웨이퍼, 유리 웨이퍼, 석영 웨이퍼, SUS판 등의 기판이 사용 가능하다. 지지체(50)에는 박리 처리를 행해도 되고, 지지체(50) 표면의 전부 또는 일부를 박리 처리함으로써, 박리층(52)을 형성해도 된다(도 5의 (A) 참조). 박리 처리에 사용되는 박리제는 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 불소 원소를 갖는 표면 개질제, 폴리올레핀계 왁스 및 실리콘 오일, 반응성기를 함유하는 실리콘 오일, 실리콘 변성 알키드 수지가 박리성이 우수하기 때문에 바람직하다.
(a-2) 반도체 웨이퍼(W)의 첩부
지지체(50)와 그 표면 상에 형성된 가고정재를 갖는 적층체를, 웨이퍼 접합 장치 또는 진공 래미네이터 상에 세팅한다. 가고정재에 대하여 반도체 웨이퍼(W)를 압압하여 첩부한다(도 5의 (A) 참조).
웨이퍼 접합 장치로서, 예를 들면, EVG사제 진공 프레스기 EVG520IS(상품명)를 들 수 있다. 이 장치를 사용하는 경우, 기압 1hPa 이하, 압착 압력 1MPa, 압착 온도 60℃~200℃, 지지 시간 100초~300초로, 반도체 웨이퍼(W)와 지지체(50)를 가고정재를 통하여 가고정하면 된다.
진공 래미네이터로서, 예를 들면, 주식회사 엔피씨제 진공 래미네이터 LM-50×50-S(상품명) 및 니치고·모튼 주식회사제 진공 래미네이터 V130(상품명)을 들 수 있다. 압압 조건은, 기압 1hPa 이하, 압착 온도 40℃~180℃(바람직하게는 60℃~150℃), 래미네이팅 압력 0.01~0.5MPa(바람직하게는 0.1~0.5MPa), 지지 시간 1초~600초(바람직하게는 30초~300초)로, 반도체 웨이퍼(W)와 지지체(50)를 가고정재를 통하여 가고정하면 된다.
(a-3) 가고정용 수지 필름의 경화
지지체(50)에 대하여 반도체 웨이퍼(W)를 가고정한 후, 가고정재의 경화를 행한다. 경화 방법은 특별히 제한되지 않으며, 열 또는 방사선 조사에 의한 방법이 있다. 경화 방법으로서는, 그중에서도, 열에 의한 경화가 바람직하다. 열에 의한 경화를 하는 경우, 경화 조건은, 100~200℃에서 10~300분(보다 바람직하게는 20~210분)의 경화가 바람직하다. 온도가 100℃ 이상이면 가고정재가 충분히 경화하여 가공 공정에서 문제가 일어나기 어렵고, 200℃ 이하이면 가고정재의 경화 중에 아웃 가스가 발생하기 어려워, 가고정재의 박리를 더 억제할 수 있다. 또, 경화 시간이 10분 이상이면 가공 공정에서 문제가 일어나기 어렵고, 300분 이하이면 작업 효율이 악화되기 어렵다. 도 5의 (B)에 있어서의 가고정용 수지 필름(2C)은 가고정용 수지 필름(2B)의 경화체를 나타낸다.
<(b) 가공 공정>
가공 공정은, 웨이퍼 레벨에서 이용되는 연삭, 전극 형성, 금속 배선 형성, 보호막 형성 등이 포함된다. 연삭 방식에는 특별히 제한은 없고, 공지의 연삭 방식을 이용할 수 있다. 연삭은 반도체 웨이퍼(W)와 지석(砥石)(다이아몬드 등)에 물을 뿌려 냉각하면서 행하는 것이 바람직하다.
예를 들면, 도 5의 (B)에 나타내는 바와 같이, 그라인더(G)에 의하여 반도체 웨이퍼(W)의 이면(Wb)을 연삭하여, 예를 들면 700μm 정도의 두께를 100μm 이하로까지 박화한다. 연삭 가공하는 장치로서는, 예를 들면, 주식회사 디스코제 DGP-8761(상품명) 등을 들 수 있고, 절삭 조건은 원하는 반도체 웨이퍼(W)의 두께 및 연삭 상태에 따라 임의로 선택할 수 있다.
그 외의 공정은 구체적으로는, 전극 등의 형성을 위한 금속 스퍼터링, 금속 스퍼터링층을 에칭하는 웨트 에칭, 금속 배선 형성에서 마스크하기 위한 레지스트의 도포, 노광·현상에 의한 패턴의 형성, 레지스트의 박리, 드라이 에칭, 금속 도금의 형성, TSV 형성을 위한 실리콘 에칭, 실리콘 표면의 산화막 형성 등, 공지의 프로세스를 들 수 있다.
도 5의 (C)는, 박화된 반도체 웨이퍼(W)의 이면 측에 드라이 이온 에칭 또는 보슈 프로세스 등의 가공을 행하여, 관통 구멍을 형성한 후, 구리 도금 등의 처리를 행하여, 관통 전극(Et)을 형성한 예를 나타내고 있다. 도 5의 (D)는 가공 후의 반도체 웨이퍼(W)의 이면(Wb) 측을 나타내는 상면도이다. 또한, 반도체 웨이퍼(W)는, 후술하는 바와 같이, 도 5의 (D)에 파선으로 나타난 다이싱 라인(L)을 따라 절단하는 다이싱 공정을 거쳐 반도체 소자로 개편화된다.
<(c) 분리 공정>
도 6의 (A)~(D)는, 도 5의 (C)에 나타내는 상태로부터 후의 공정을 나타내는 모식 단면도이다. 분리 공정은, 가고정용 수지 필름과 함께 반도체 웨이퍼(W)를 지지체(50)로부터 박리하는 제1 박리 공정과(도 6의 (A) 참조), 반도체 웨이퍼(W)로부터 가고정재를 박리하는 제2 박리 공정(도 6의 (B) 참조)을 포함한다. 또한, 제1 박리 공정을 실시하지 않고, 가고정용 수지 필름으로부터 반도체 웨이퍼(W)를 박리해도 된다. 박리 방법으로서는, 반도체 웨이퍼(W) 또는 지지체(50)의 일방을 수평으로 고정해 두고, 타방을 수평 방향으로부터 일정한 각도를 주어 들어 올리는 방법, 및, 전자 부품의 연삭면에 보호 필름을 붙여, 전자 부품과 보호 필름을 필(Peel) 방식으로 지지체(50)로부터 박리하는 방법 등을 들 수 있다.
제2 박리 공정에서는, 예를 들면, 도 6의 (B)에 나타나는 바와 같이, 박리된 반도체 웨이퍼(W) 및 가고정재를 다이싱 테이프(90) 상으로 옮겨 반도체 웨이퍼(W)를 수평으로 고정해 두고, 가고정재의 끝을 수평 방향으로부터 일정한 각도를 주어 들어 올림으로써, 가고정재가 박리된 반도체 웨이퍼(W)를 얻을 수 있다(도 6의 (C)을 참조). 본 실시형태에 관한 가고정용 수지 필름을 이용하여 가고정재가 형성되어 있음으로써, 잔여 접착 등의 잔사가 충분히 저감된 가공이 완료된 반도체 웨이퍼(W)를 용이하게 얻을 수 있다. 이들 박리 방법은, 통상, 실온에서 실시되지만, 40~100℃ 정도의 전자 부품에 대미지가 없는 온도하에서 실시해도 된다. 기계적으로 분해할 때는, 예를 들면 디본더(수스·마이크로텍 주식회사제, DB12T), De-Bonding 장치(EVG사제, EVG805EZD) 등을 이용한다.
제2 박리 공정에서는, 예를 들면, 도 5의 (B)에 나타나는 바와 같이, 전자 부품(80)을 수평으로 고정해 두고, 필름상의 가고정재(70)의 끝을 수평 방향으로부터 일정한 각도를 주어 들어 올림으로써, 가고정재가 박리된 전자 부품(80)을 얻을 수 있고, 지지체를 회수할 수 있다.
<(d) 세정 공정>
반도체 웨이퍼(W)의 회로 형성면(면(Wa))은 가고정재의 일부가 잔존하기 쉽다. 반도체 웨이퍼(W)의 회로 형성면에 가고정재가 일부 잔존한 경우, 이것을 제거하기 위한 세정 공정을 마련할 수 있다. 가고정재의 제거는, 예를 들면, 반도체 웨이퍼(W)를 세정함으로써 행할 수 있다.
세정액은, 일부 잔존한 가고정재를 제거할 수 있을 것 같은 세정액이면, 특별히 제한은 없다. 이와 같은 세정액으로서는, 예를 들면, 가고정용 수지 조성물의 희석에 이용할 수 있는 상기 유기 용제를 들 수 있다. 이들 유기 용제는, 1종을 단독으로 이용해도 되고, 2종 이상을 조합하여 이용해도 된다.
또, 잔존한 가고정재가 제거되기 어려운 경우는, 유기 용제에 염기류, 산류를 첨가해도 된다. 염기류의 예로서는, 에탄올아민, 다이에탄올아민, 트라이에탄올아민, 트라이에틸아민, 암모니아 등의 아민류; 테트라메틸암모늄하이드록사이드 등의 암모늄염류가 사용 가능하다. 산류는, 아세트산, 옥살산, 벤젠설폰산, 도데실벤젠설폰산 등의 유기산이 사용 가능하다. 첨가량은, 세정액 중 농도로 0.01~10질량%가 바람직하다. 또, 세정액에는, 잔존물의 제거성을 향상시키기 위하여 기존의 계면활성제를 첨가해도 된다.
세정 방법으로 특별히 제한은 없고, 예를 들면, 상기 세정액을 이용하여 퍼들로의 세정을 행하는 방법, 스프레이 분무로의 세정 방법, 세정액 조(槽)에 침지하는 방법을 들 수 있다. 온도는 10~80℃, 바람직하게는 15~65℃가 적합하고, 최종적으로 수세 또는 알코올 세정을 행하여, 건조 처리시켜, 박형의 반도체 웨이퍼(W)가 얻어진다.
또한, 상술한 바와 같이, 본 실시형태에 관한 가고정용 수지 필름 조성물에 의하면, 잔여 접착 등의 잔사를 충분히 저감시킬 수 있기 때문에, 세정 공정을 생략하는 것이 가능해진다.
관통 전극(Et)이 형성된 반도체 웨이퍼(W)는, 다이싱 라인(L)을 따른 다이싱에 의하여 반도체 소자로 더 개편화된다(도 6의 (D) 참조). 또한, 도 6의 (D)에 나타내는 복수의 반도체 소자(100)는, 다이싱 테이프(90)의 익스팬드에 의하여, 서로 이간(離間)되어 있다.
도 7의 (A)는 상기 공정을 거쳐 제조된 반도체 소자(100)를 모식적으로 나타내는 단면도이다. 도 7의 (B)는 복수의 반도체 소자(100)가 적층된 전자 기기 장치의 일례를 모식적으로 나타내는 단면도이다. 반도체 소자(100)를 배선 기판(110) 상에 복수 적층함과 함께, 반도체 소자(100) 상에 추가로 반도체 소자(100)를 배치하여 전기적으로 접속함으로써 전자 기기 장치(120)를 얻을 수 있다.
이상, 본 발명의 실시형태에 대하여 설명했지만, 본 발명은 반드시 상술한 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 그 취지를 벗어나지 않는 범위에서 적절히 변경을 행해도 된다. 예를 들면, 본 발명에 관한 가고정용 수지 조성물, 가고정용 수지 필름 및 가고정용 시트, 및, 반도체 장치의 제조 방법은, 반도체 웨이퍼의 가공에 한정되지 않고, 다양한 전자 부품의 가공에 적용하여 전자 기기 장치의 제조 방법에 이용할 수 있다.
실시예
이하, 실시예 및 비교예에 의하여, 본 발명을 더 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이하의 실시예에 한정되는 것은 아니다.
[아크릴 고무 K-1의 합성]
교반기, 온도계, 질소 치환 장치(질소 유입관) 및 수분 수용기가 부착된 환류 냉각기를 구비한 500cc의 세퍼러블 플라스크 내에 있어서, 이하의 성분을 배합했다.
·탈이온수 200g
·아크릴산 뷰틸 60g
·메타크릴산 메틸 10g
·2-하이드록시에틸메타크릴레이트 10g
·글리시딜메타크릴레이트 20g
·1.8% 폴리바이닐알코올 수용액 1.94g
·라우릴퍼옥사이드 0.2g
·n-옥틸머캅탄 0.08g
계속해서, 60분간에 걸쳐 N2 가스를 플라스크에 분사하여 계 내의 공기를 제거한 후, 계 내 온도를 65℃로 승온하여 5시간 중합을 행했다. 또한, 계 내 온도를 90℃로 승온하고 2시간 교반을 계속하여 중합을 완결시켰다. 중합 반응에 의하여 얻어진 투명의 비즈를 여과에 의하여 분리하고, 탈이온수로 세정한 후, 진공 건조기로 50℃에서 6시간 건조시켜, 아크릴 고무 K-1을 얻었다. 아크릴 고무 K-1을 GPC로 측정한 결과, 아크릴 고무 K-1의 중량 평균 분자량은 폴리스타이렌 환산으로 30만이었다. 아크릴 고무 K-1의 Tg는 -20℃였다.
[아크릴 고무 K-2의 합성]
교반기, 온도계, 질소 치환 장치(질소 유입관) 및 수분 수용기가 부착된 환류 냉각기를 구비한 500cc의 세퍼러블 플라스크 내에 있어서, 이하의 성분을 배합했다.
·탈이온수 200g
·아크릴산 뷰틸 70g
·메타크릴산 메틸 10g
·2-하이드록시에틸메타크릴레이트 10g
·글리시딜메타크릴레이트 10g
·1.8% 폴리바이닐알코올 수용액 1.94g
·라우릴퍼옥사이드 0.2g
·n-옥틸머캅탄 0.06g
계속해서, 60분간에 걸쳐 N2 가스를 플라스크에 분사하여 계 내의 공기를 제거한 후, 계 내 온도를 65℃로 승온하여 5시간 중합을 행했다. 또한, 계 내 온도를 90℃로 승온하고 2시간 교반을 계속하여 중합을 완결시켰다. 중합 반응에 의하여 얻어진 투명의 비즈를 여과에 의하여 분리하고, 탈이온수로 세정한 후, 진공 건조기로 50℃에서 6시간 건조시켜, 아크릴 고무 K-2를 얻었다. 아크릴 고무 K-2를 GPC로 측정한 결과, 아크릴 고무 K-2의 중량 평균 분자량은 폴리스타이렌 환산으로 40만이었다. 아크릴 고무 K-2의 Tg는 -28℃였다.
(실시예 1~5, 비교예 1~8)
[가고정용 수지 필름의 조제]
표 1~3에 나타내는 질량부의 조성으로 실시예 및 비교예에 관한 바니시를 각각 조제했다. 조제한 바니시를, 이형 처리한 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름(데이진 필름 솔루션 주식회사제, A31, 두께 38μm)의 이형 처리면 상에 도포하여, 90℃에서 5분간, 140℃에서 5분간 가열 건조함으로써 제1 수지층을 형성했다. 동일한 바니시를 이용하여 제2 수지층을 형성하고, 제1 수지층 및 제2 수지층에 의하여 가고정용 수지 필름을 얻었다. 그 후, 가고정용 수지 필름 상에 보호 필름을 첩합하여, 보호 필름 및 지지 필름이 부착된 가고정용 수지 필름을 얻었다.
[표 1]
[표 2]
[표 3]
표 1~3에 기재된 각 성분의 상세는 이하와 같다.
·아크릴 고무 K-1: GPC에 의한 중량 평균 분자량 30만, 글리시딜메타크릴레이트 20질량%, Tg -20℃의 아크릴 고무
·아크릴 고무 K-2: GPC에 의한 중량 평균 분자량 40만, 글리시딜메타크릴레이트 10질량%, Tg -28℃의 아크릴 고무
·HTR-860P-3CSP: GPC에 의한 중량 평균 분자량 80만, 글리시딜메타크릴레이트 3질량%, Tg 12℃의 아크릴 고무(나가세 켐텍스 주식회사제)
·YDCN-700-10: 크레졸 노볼락형 다관능 에폭시 수지(신닛테쓰 스미킨 가가쿠 주식회사제)
·EXA-830CRP: 비스페놀 F형 에폭시 수지(DIC 주식회사제)
·HE100-30: 페놀아랄킬 수지(에어·워터 주식회사제)
·SH3773M: 폴리에터 변성 실리콘 화합물(도레이·다우코닝 주식회사제)
·TA31-209E: 실리콘 변성 알키드 수지(히타치 가세이 주식회사제)
·2PZ-CN: 이미다졸계 경화 촉진제(시코쿠 가세이 고교 주식회사제)
·2PHZ-PW: 이미다졸계 경화 촉진제(시코쿠 가세이 고교 주식회사제)
·SC2050-HLG: 에폭시 실레인 표면 처리 실리카 필러(아드마텍스 주식회사제)
조제한 실시예 및 비교예의 가고정용 수지 필름에 대하여, 120℃에 있어서의 전단 점도, 단차 매립성, 250℃에서의 내열성 평가, 경화 후의 탄성률(25℃에 있어서의 저장 탄성률), 지지체에 대한 가고정용 수지 필름의 90° 박리 강도 및 프로세스성 평가를, 이하에 나타내는 방법에 따라 평가했다. 25℃의 분위기하에 7일간 방치하기 전(경시 없음) 및 방치한 후(경시 있음)의 평가 결과를 표 4~6에 나타낸다.
[전단 점도 측정]
가고정용 수지 필름에 있어서의 전단 점도를 하기의 방법에 의하여 평가했다. 두께 30μm로 조정한 필름을 80℃에서 8매 래미네이팅하여 240μm로 하고, 회전식 점탄성 측정 장치(티·에이·인스트루먼츠 주식회사제, ARES)를 이용하여, 전단 점도를 측정했다. 측정 방법은 "parall plate", 측정 지그(jig)는 직경 8mm의 원형의 지그, 측정 모드는 "Dynamic temperature ramp", 주파수는 1Hz로 행하고, 5%의 왜곡을 부여하면서 35℃부터 20℃/분의 승온 속도로 200℃까지 승온하여, 120℃에 도달했을 때의 점도를 측정했다.
[단차 매립성]
가고정용 수지 필름의 단차 매립성을 하기의 방법에 의하여 평가했다. 두께 625μm 실리콘 미러 웨이퍼(6인치) 표면에, 가고정용 수지 필름을 80℃에서 롤 래미네이팅으로 첩합하여, 가고정용 수지 필름 부착 웨이퍼를 얻었다. 다음으로, 두께 625μm 실리콘 미러 웨이퍼(6인치) 표면에, 블레이드 다이싱에 의하여 폭 40μm, 깊이 40μm의 홈을 100μm 간격으로 제작했다. 이와 같이 하여 제작한 단차가 있는 실리콘 미러 웨이퍼의 단차가 상면이 되도록 진공 래미네이터(주식회사 엔피씨제, LM-50X50-S)의 스테이지 상에 두고, 상기에서 제작한 가고정용 수지 필름 부착 웨이퍼의 가고정용 수지 필름면을 아래로 하여, 단차가 있는 실리콘 미러 웨이퍼 측에 첩부되도록 설치했다. 이것을, 15mbar의 조건하에서, 120℃의 온도, 0.1MPa의 압력으로 2분간 가열 가압하여, 진공 래미네이팅했다. 그 후, 초음파 현미경(SAM, 인사이트 주식회사제, Insight-300)을 이용하여 가고정용 수지 필름의 상태를 확인했다. 매립성의 평가 기준은 이하와 같다.
A: 보이드의 비율이 5% 미만.
B: 보이드의 비율이 5% 이상.
[250℃에서의 내열성 평가]
가고정용 수지 필름의 250℃에서의 내열성을 하기의 방법에 의하여 평가했다. 두께 625μm 실리콘 미러 웨이퍼(6인치)를 블레이드 다이싱에 의하여 평방 25mm로 소편화했다. 소편화한 실리콘 미러 웨이퍼 표면에, 가고정용 수지 필름을 80℃에서 롤 래미네이팅했다. 다음으로, 두께가 0.1~0.2mm이고 크기가 약 평방 18mm인 슬라이드 유리를, 가고정용 수지 필름 위에 80℃에서 롤 래미네이팅하여, 가고정용 수지 필름이 실리콘 웨이퍼 및 슬라이드 유리 사이에 끼워진 적층체 샘플을 제작했다. 얻어진 샘플을 130℃에서 30분간 가열하고, 계속해서 170℃에서 2시간 가열하여 가고정용 수지 필름을 경화시키며, 그 후, 200℃에서 30분간 가열했다. 그 후 250℃에서 30분간 더 가열했다. 이와 같이 하여 얻어진 시료를 슬라이드 유리면으로부터 관찰하고, 화상을 Photoshop(등록 상표) 등의 소프트웨어로 해석하여, 가고정용 수지 필름 전체의 면적에서 차지하는 보이드의 비율로부터 250℃에서의 내열성을 평가했다. 평가 기준은 이하와 같다.
A: 보이드의 비율이 5% 미만.
B: 보이드의 비율이 5% 이상.
[25℃에 있어서의 저장 탄성률]
가고정용 수지 필름에 대하여, 경화 후의 저장 탄성률을 하기의 방법에 의하여 평가했다. 두께 30μm로 조정한 필름을 80℃에서 8매 래미네이팅하여 240μm로 하고, 이것을 130℃에서 30분간 가열하며, 계속해서 170℃에서 2시간 가열하여 가고정용 수지 필름을 경화시키고, 그 후 200℃에서 30분간 가열했다. 그 후, 두께 방향으로 4mm 폭, 길이 33mm로 잘라냈다. 잘라낸 필름을 동적 점탄성 장치(제품명: Rheogel-E4000, 주식회사 유비엠제)에 세팅하여, 인장 하중을 가하고, 주파수 10Hz, 승온 속도 3℃/분으로 측정하며, 25℃에서의 저장 탄성률을 측정했다.
[90° 박리 강도]
실리콘 미러 웨이퍼 및 가고정용 수지 필름의 사이의 90° 박리 강도를 하기의 방법에 의하여 평가했다. 두께 625μm 실리콘 미러 웨이퍼(6인치)를 진공 래미네이터(주식회사 엔피씨제, LM-50X50-S)의 스테이지 상에 두고, 가고정용 수지 필름이 실리콘 미러 웨이퍼 측에 첩부되도록 설치하여, 15mbar의 조건하에서, 120℃의 온도, 0.1MPa의 압력으로 2분간 가열 가압하여, 진공 래미네이팅했다. 얻어진 샘플을 130℃에서 30분간 가열하고, 계속해서 170℃에서 2시간 가열하여 경화시키며, 이것을 200℃에서 30분간 더 가열한 후, 10mm 폭으로 잘라내어, 측정용 필름으로 했다. 측정용 필름을, 박리 각도가 90°가 되도록 설정한 박리 시험기로 300mm/분의 속도로 박리 시험을 실시하고, 그때의 박리 강도를 90° 박리 강도로 했다.
[프로세스성 평가]
가고정용 수지 필름의 디본드 장치에서의 박리성을 하기의 방법에 의하여 평가했다. 지지체로서 실리콘 미러 웨이퍼에 가고정용 수지 필름을 80℃에서 롤 래미네이팅에 의하여 첩부함으로써, 가고정용 수지 필름 부착 지지체를 얻었다. 다음으로, 두께 725μm의 실리콘 미러 웨이퍼(8인치) 표면에, 블레이드 다이싱에 의하여 폭 40μm, 깊이 40μm의 홈을 100μm 간격으로 제작하여, 표면에 단차를 갖는 실리콘 웨이퍼를 준비했다. 이 실리콘 웨이퍼의 단차 측에, 가고정용 수지 필름 부착 지지체의 가고정용 수지 필름이 접촉하도록 첩합하고, 진공 본딩 장치(아유미 고교 주식회사제 VE07-14)로 5mbar의 조건하에서, 120℃의 온도, 0.1MPa의 압력으로 2분간 가열 가압하여, 적층체를 얻었다. 이와 같이 하여 얻어진 적층체를 130℃에서 30분간 가열하고, 계속해서 170℃에서 1시간 가열함으로써 가고정용 수지 필름을 경화시켰다. 그 후, 이것을 200℃에서 30분간 가열한 후, 실리콘 웨이퍼의 단차 측과 가고정용 수지 필름의 사이에, 선단이 예리한 핀셋을 꽂아 넣어, 외연을 따라 핀셋을 움직였다. 실리콘 웨이퍼 및 지지체가 균열되지 않고 박리할 수 있던 것을 A로 하고, 박리할 수 없었던 것 또는 손상이 보인 것은 B로 했다.
[표 4]
[표 5]
[표 6]
산업상 이용가능성
본 발명에 의하면, 전자 부품의 가공을 양호하게 행할 수 있는 가고정용 수지 조성물을 제공할 수 있다. 또, 본 발명에 의하면, 상기 가고정용 수지 조성물을 이용한 가고정용 수지 필름 및 가고정용 시트, 및 반도체 장치의 제조 방법을 제공할 수 있다.
1, 1a, 1b…지지 필름
2A, 2B…가고정재(가고정용 수지 조성물, 가고정용 수지층, 가고정용 수지 필름)
2C…가고정재(가고정용 수지 조성물의 경화체)
2a…제1 수지층(가고정용 수지층)
2b…제2 수지층(가고정용 수지층)
3…보호 필름
10, 20, 30, 40…가고정용 시트
50…지지체
100…반도체 소자
120…반도체 장치
Et…관통 전극
W…반도체 웨이퍼
Wt…접속 단자
2A, 2B…가고정재(가고정용 수지 조성물, 가고정용 수지층, 가고정용 수지 필름)
2C…가고정재(가고정용 수지 조성물의 경화체)
2a…제1 수지층(가고정용 수지층)
2b…제2 수지층(가고정용 수지층)
3…보호 필름
10, 20, 30, 40…가고정용 시트
50…지지체
100…반도체 소자
120…반도체 장치
Et…관통 전극
W…반도체 웨이퍼
Wt…접속 단자
Claims (14)
- 필름상의 가고정재를 통하여 지지체에 반도체 웨이퍼를 가고정하는 가고정 공정과,
상기 지지체에 가고정된 상기 반도체 웨이퍼를 가공하는 가공 공정과,
가공 후의 상기 반도체 웨이퍼를 상기 가고정재로부터 분리하는 분리 공정을 포함하는 반도체 웨이퍼의 가공 방법에 있어서, 상기 가고정재를 형성하기 위한 가고정용 수지 조성물로서,
(A) 열가소성 수지와,
(B) 열경화성 수지와,
(C) 실리콘 화합물을 포함하고, 120℃에서의 전단 점도가 4000Pa·s 이하이며 또한 25℃의 분위기하에 7일 방치한 후의 전단 점도의 변화율이 30% 이내인, 가고정용 수지 조성물. - 청구항 1에 있어서,
상기 (B) 열경화성 수지의 함유량이, 상기 (A) 열가소성 수지 100질량부에 대하여, 10~500질량부인, 가고정용 수지 조성물. - 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 (B) 열경화성 수지가 에폭시 수지 및 페놀 수지 중 적어도 일방을 포함하는, 가고정용 수지 조성물. - 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
(D) 경화 촉진제를 추가로 포함하는, 가고정용 수지 조성물. - 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
상기 (A) 열가소성 수지가, 반응성기를 갖는 (메트)아크릴 모노머를 공중합 성분으로서 포함하는 반응성기 함유 (메트)아크릴 공중합체인, 가고정용 수지 조성물. - 청구항 5에 있어서,
상기 반응성기 함유 (메트)아크릴 공중합체가, 에폭시기를 갖는 (메트)아크릴 모노머를, 공중합 성분 전체량을 기준으로 하여 1.0~10질량%를 포함하는 에폭시기 함유 (메트)아크릴 공중합체인, 가고정용 수지 조성물. - 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
상기 (C) 실리콘 화합물이, 유기기 변성 실리콘인, 가고정용 수지 조성물. - 단층 또는 다층 구성의 가고정용 수지 필름으로서,
청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 기재된 가고정용 수지 조성물로 이루어지는 층을 적어도 1층 포함하는, 가고정용 수지 필름. - 청구항 8에 있어서,
상기 가고정용 수지 조성물로 이루어지는 층을 2층 갖는, 가고정용 수지 필름. - 청구항 8 또는 청구항 9에 있어서,
하나의 상기 가고정용 수지 조성물로 이루어지는 층과, 다른 상기 가고정용 수지 조성물로 이루어지는 층이 직접 접하고 있는, 가고정용 수지 필름. - 청구항 8 내지 청구항 10 중 어느 한 항에 있어서,
지지체와 반도체 웨이퍼의 사이에 개재되어, 상기 지지체에 대한 상기 반도체 웨이퍼의 가고정에 사용되는, 가고정 수지 필름. - 청구항 8 내지 청구항 11 중 어느 한 항에 기재된 가고정 수지 필름과,
상기 가고정 수지 필름의 적어도 일방의 면에 마련된 지지 필름을 구비하는, 가고정용 시트. - 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 기재된 가고정용 수지 조성물을 이용한 반도체 장치의 제조 방법.
- 청구항 13에 있어서,
상기 가고정용 수지 조성물로 이루어지는 가고정재를 통하여 지지체에 반도체 웨이퍼를 가고정하는 가고정 공정과,
상기 지지체에 가고정된 상기 반도체 웨이퍼를 가공하는 가공 공정과,
가공 후의 상기 반도체 웨이퍼를 상기 가고정재로부터 분리하는 분리 공정을 포함하는, 반도체 장치의 제조 방법.
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