WO2013089142A1 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

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adhesive
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semiconductor device
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崇司 川守
増子 崇
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日立化成株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device.
  • the adhesive sheet used in the manufacturing process is required to have adhesiveness for firmly fixing the support and the semiconductor wafer during grinding of the semiconductor wafer and heat resistance in a high-temperature process.
  • the peelability of the support after processing is also strongly required. For example, the support is peeled off at as low a temperature as possible so as not to cause damage or warping of the semiconductor chip after the wiring is formed on the semiconductor wafer or after the mold is formed after the semiconductor chips are laminated. It is demanded.
  • the present invention has been made to solve the above-described problem, and even when an adhesive sheet having adhesiveness and heat resistance in a high-temperature process is used, a semiconductor device that can ensure the peelability of the sheet is manufactured. It aims to provide a method.
  • a method for manufacturing a semiconductor device is a method for manufacturing a semiconductor device using an adhesive sheet in which an adhesive layer is formed on a support material.
  • the method further includes a step of adding moisture to the agent layer.
  • a step of adding moisture to the adhesive layer is further performed between the processing step and the peeling step.
  • the moisture contained in the adhesive layer by this step is vaporized and expanded at the interface of the adhesive layer by the heat applied to the adhesive sheet in the peeling step, thereby reducing the adhesive force on the adhesive surface. Therefore, even when an adhesive sheet having adhesiveness and heat resistance in a high-temperature process is used, the peelability of the sheet can be ensured.
  • the step of adding moisture to the adhesive layer may be a moisture absorption step of absorbing moisture to the adhesive layer at 30 ° C. or higher and 50% RH or higher. In this case, sufficient moisture is contained in the adhesive layer, and the adhesive force of the adhesive layer can be suitably reduced in the peeling step.
  • the step of adding moisture to the adhesive layer may be a water absorption step of bringing liquid water into contact with the adhesive layer.
  • sufficient moisture is contained in the adhesive layer, and the adhesive force of the adhesive layer can be suitably reduced in the peeling step.
  • the adhesive sheet may be peeled off at a temperature of 100 ° C. or higher. In this case, since the moisture contained in the adhesive layer is sufficiently vaporized and expanded, the adhesive sheet can be more reliably peeled off.
  • an adhesive sheet obtained by laminating a first adhesive layer, an intermediate base material, and a second adhesive layer in this order on a support material may be used.
  • the intermediate base material between the first adhesive layer and the second adhesive layer By interposing the intermediate base material between the first adhesive layer and the second adhesive layer, the first adhesive layer and the second adhesive layer having different properties can be used, and separately. It becomes possible to further improve the adhesiveness and peelability to the adherend.
  • an adhesive sheet in which the elastic modulus of the intermediate base material at the temperature of the peeling process is larger than the elastic modulus of the first adhesive layer and the second adhesive layer may be used.
  • the intermediate substrate since the intermediate substrate has a certain shape retaining property at the temperature of the peeling step, the peelability can be further improved.
  • a semiconductor device manufacturing method is a method for manufacturing a semiconductor device using an adhesive sheet in which an adhesive layer is formed on a support material, and a semiconductor chip is attached to the adhesive layer.
  • a chip sealing step and a peeling step comprising: a chip sticking step for attaching; a chip sealing step for sealing the semiconductor chip with a sealing material; and a peeling step for peeling the adhesive sheet from the sealing material at a predetermined temperature. And a step of adding moisture to the adhesive layer.
  • a step of adding moisture to the adhesive layer is further performed between the chip sealing step and the peeling step.
  • the moisture contained in the adhesive layer by this step is vaporized and expanded at the interface of the adhesive layer by the heat applied to the adhesive sheet in the peeling step, thereby reducing the adhesive force on the adhesive surface. Therefore, even when an adhesive sheet having adhesiveness and heat resistance in a high-temperature process is used, the peelability of the sheet can be ensured.
  • the step of adding moisture to the adhesive layer may be a moisture absorption step of absorbing moisture to the adhesive layer at 30 ° C. or higher and 50% RH or higher. In this case, sufficient moisture is contained in the adhesive layer, and the adhesive force of the adhesive layer can be suitably reduced in the peeling step.
  • the step of adding moisture to the adhesive layer may be a water absorption step of bringing liquid water into contact with the adhesive layer.
  • sufficient moisture is contained in the adhesive layer, and the adhesive force of the adhesive layer can be suitably reduced in the peeling step.
  • the adhesive sheet may be peeled at a temperature of 100 ° C. or higher. In this case, since the moisture contained in the adhesive layer is sufficiently vaporized and expanded, the adhesive sheet can be more reliably peeled off.
  • an adhesive sheet obtained by laminating a first adhesive layer, an intermediate base material, and a second adhesive layer in this order on a support material may be used.
  • the peelability can be further improved.
  • An adhesive sheet in which the elastic modulus of the intermediate base material at the temperature of the peeling step is larger than the elastic modulus of the first adhesive layer and the second adhesive layer may be used.
  • the intermediate substrate since the intermediate substrate has a certain shape retaining property at the temperature of the peeling step, the peelability can be further improved.
  • the peelability of the sheet can be ensured even when an adhesive sheet having adhesiveness and heat resistance in a high-temperature process is used.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing a moisture absorption process subsequent to FIG. 3.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing a peeling process subsequent to FIG. 4.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating a moisture absorption process subsequent to FIG. 7.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating a peeling step that follows FIG. 8. It is sectional drawing which shows the modification of the peeling process which becomes a succession of FIG.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view showing a dicing process subsequent to FIG. 9 or FIG. 10.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating an example of an adhesive sheet.
  • the adhesive sheet 1 includes a support material 2, a first adhesive layer 3, an intermediate substrate 4, and a second adhesive layer 5, and each adhesive layer 3, 5. It is a multi-layered sheet with different functions.
  • the planar shape of the adhesive sheet 1 is appropriately selected from shapes such as a circle and a rectangle according to the application.
  • the thickness of each layer is about 1 ⁇ m to 100 ⁇ m, and preferably about 5 ⁇ m to 75 ⁇ m.
  • the support material 2 is a member that serves as a carrier film when the adhesive sheet 1 is used.
  • the material for the support material 2 include polyester films such as polyethylene terephthalate films, polytetrafluoroethylene films, polyethylene films, polypropylene films, polymethylpentene films, polyolefin films such as polyvinyl acetate films, polyvinyl chloride films, polyimides A plastic film such as a film is used.
  • the intermediate substrate 4 is a member that maintains the shape retention of the first adhesive layer 3 and the second adhesive layer 5.
  • the intermediate base material 4 is preferably disposed so as to protrude from the edge portions of the first adhesive layer 3 and the second adhesive layer 5. Thereby, when the 1st adhesive bond layer 3 and the 2nd adhesive bond layer 5 are peeled from to-be-attached material, the protrusion part of the intermediate
  • polyimide is used as the material of the intermediate substrate 4.
  • the elastic modulus of the intermediate base material 4 is larger than the elastic modulus of the first adhesive layer 3 and the second adhesive layer 5 at the temperature of the peeling step (described later) of the adhesive sheet 1. .
  • the first adhesive layer 3 and the second adhesive layer 5 contain, for example, (A) a thermoplastic resin and (B) a thermosetting resin.
  • the component (A) is not particularly limited as long as it is a thermoplastic resin, but considering the moldability of the first adhesive layer 3 and the second adhesive layer 5, it is a thermoplastic resin containing an imide skeleton, It is preferable to use acrylic rubber.
  • thermoplastic resin containing an imide skeleton examples include polyimide resins, polyamideimide resins, polyurethaneimide resins, polyetherimide resins, polyurethaneamideimide resins, siloxane polyimide resins, and polyesterimide resins. Not. These resins can be used alone or in combination of two or more. Among these, it is particularly preferable to use a siloxane polyimide resin from the viewpoints of heat resistance and peelability.
  • the acrylic rubber is intended for a polymer having a crosslinkable functional group such as an epoxy group, an alcoholic hydroxyl group, a phenolic hydroxyl group, or a carboxyl group.
  • a copolymer such as butyl acrylate and ethyl acrylate in combination with these.
  • One of these may be used alone, or two or more may be used in combination.
  • the weight average molecular weight of the thermoplastic resin used as the component (A) is not particularly limited, but is preferably 10,000 to 1,200,000. More preferably, it is 30,000 to 1,000,000. If it is 10,000 or less, the film formability tends to deteriorate, and if it exceeds 1.2 million, the fluidity tends to decrease.
  • the weight average molecular weight here is intended to be a polystyrene equivalent value using a calibration curve of standard polystyrene by GPC.
  • the glass transition temperature (Tg) of the component (A) is preferably ⁇ 50 ° C. to 150 ° C., and preferably ⁇ 40 ° C. to 100 ° C. If the temperature is lower than ⁇ 50 ° C., the tack force after film formation tends to be increased and workability tends to be deteriorated.
  • an epoxy resin for example, glycidyl ether of bisphenol A type (or AD type, S type, F type), glycidyl ether of water-added bisphenol A type, ethylene oxide adduct bisphenol A type glycidyl ether, propylene oxide addition Bisphenol A type glycidyl ether, phenol novolac resin glycidyl ether, cresol novolac resin glycidyl ether, bisphenol A novolac resin glycidyl ether, naphthalene resin glycidyl ether, trifunctional (or tetrafunctional) glycidyl ether, di Glycidyl ether of cyclopentadiene phenol resin, glycidyl ester of dimer acid, trifunctional (or tetrafunctional) glycidyl amine, glycidyl amino of naphthalene resin Etc.
  • The. can be used alone or in combination of two or more.
  • the content of the component (B) is preferably 5 to 100 parts by mass, more preferably 10 to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the component (A).
  • the content exceeds 100 parts by mass, the crosslink density increases and the peelability decreases.
  • the content is 5 parts by mass or less, the crosslinking density tends to be low, and the heat resistance may be lowered.
  • an epoxy resin is used as the thermosetting resin
  • curing agent the well-known hardening
  • the epoxy resin curing agent include amines such as aliphatic amines, alicyclic amines, and aromatic polyamines; polyamides; acid anhydrides such as aliphatic acid anhydrides, alicyclic acid anhydrides, and aromatic acid anhydrides.
  • epoxy resin curing agents can be used singly or in combination of two or more.
  • the curing accelerator is not particularly limited, and examples thereof include imidazoles, dicyandiamide derivatives, dicarboxylic acid dihydrazide, triphenylphosphine, tetraphenylphosphonium tetraphenylborate, 2-ethyl-4-methylimidazole tetraphenylborate, 1,8- Diazabicyclo (5,4,0) undecene-7-tetraphenylborate can be used. These can be used alone or in combination of two or more.
  • the addition amount is preferably 0.1 to 5 parts by mass, and 0.2 to 3 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of the epoxy resin and the epoxy resin curing agent. More preferably.
  • the addition amount is less than 0.1 parts by mass, the curability tends to decrease, and when the addition amount exceeds 5 parts by mass, the storage stability tends to decrease.
  • thermosetting resin When an epoxy resin is used as the thermosetting resin, it may contain a photoinitiator that exhibits a function of promoting a curing reaction such as polymerization and / or addition reaction of the epoxy resin.
  • a photoinitiator include a photobase generator that generates a base by irradiation, a photoacid generator that generates an acid by irradiation, and the photobase generator is particularly preferable.
  • the generated base acts efficiently as an epoxy resin curing catalyst.
  • the crosslink density is further increased and the heat resistance is improved.
  • the photoacid generator include sulfonium salts and iodonium salts.
  • the radiation include ionizing radiation and non-ionizing radiation. Specifically, excimer laser light such as ArF and KrF, electron beam extreme ultraviolet light, vacuum ultraviolet light, X-ray, ion beam, i-ray and g. Examples include ultraviolet light such as a line.
  • the first adhesive layer 3 and the second adhesive layer 5 may further contain (C) a photocurable resin.
  • component (C) include compounds having an ethylenically unsaturated group.
  • examples of the ethylenically unsaturated group include vinyl group, allyl group, propargyl group, butenyl group, ethynyl group, phenylethynyl group, maleimide group, nadiimide group, (meth) acryl group, etc.
  • a (meth) acrylic group is preferred.
  • the content of component (C) is preferably 5 to 300 parts by mass, more preferably 10 to 250 parts by mass with respect to 100 parts by mass of component (A). When this content exceeds 300 parts by mass, the adhesiveness during thermocompression tends to decrease.
  • (D) photoradical generator may further be contained as a photocurable component.
  • the molecular extinction coefficient of the component (D) with respect to light having a wavelength of 365 nm is preferably 1000 ml / g ⁇ cm or more, more preferably 2000 ml / g ⁇ cm or more, from the viewpoint of improving sensitivity.
  • the molecular extinction coefficient is obtained by preparing a 0.001% by mass acetonitrile solution of the sample and measuring the absorbance of this solution using a spectrophotometer (trade name: U-3310, manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation). It is done.
  • the content of the component (D) is preferably 0.1 to 20 parts by mass, more preferably 0.5 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the component (A).
  • first adhesive layer 3 and the second adhesive layer 5 can further contain a thermal radical generator as required.
  • a thermal radical generator an organic peroxide is preferable.
  • the one minute half-life temperature of the organic peroxide is preferably 120 ° C. or higher, and more preferably 150 ° C. or higher.
  • the organic peroxide can be selected in consideration of the preparation conditions of the photosensitive adhesive composition, the film forming temperature, the curing (bonding) conditions, other process conditions, storage stability, and the like.
  • the peroxide that can be used is not particularly limited.
  • the content of the thermal radical generator is preferably 0.01 parts by mass to 20 parts by mass, more preferably 0.1 parts by mass to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the component (A). More preferably, it is 0.5 to 5 parts by mass.
  • this content is less than 0.01 part by mass, curability is lowered and the effect of addition tends to be small.
  • the said content exceeds 20 mass parts, there exists a tendency for the amount of outgas to increase and for storage stability to fall.
  • the thermal radical generator a compound having a half-life temperature of 120 ° C. or higher for 1 minute is preferable.
  • perhexa 25B manufactured by NOF Corporation
  • 2,5-dimethyl-2,5-di t-butylperoxy Xan
  • Parkmill D manufactured by NOF Corporation
  • dicumyl peroxide 1 minute half-life temperature: 175 ° C.
  • the first adhesive layer 3 and the second adhesive layer 5 are made of a polymerization inhibitor such as quinones, polyhydric phenols, phenols, phosphites, sulfurs, etc., or an antioxidant. You may further contain in the range which is not. This provides storage stability, process adaptability, or antioxidant properties.
  • first adhesive layer 3 and the second adhesive layer 5 may further contain (E) filler.
  • component (E) include metal fillers such as silver powder, gold powder, copper powder, and nickel powder; alumina, aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, calcium carbonate, magnesium carbonate, calcium silicate, magnesium silicate, calcium oxide, Inorganic fillers such as magnesium oxide, aluminum oxide, aluminum nitride, crystalline silica, amorphous silica, zeolite, boron nitride, titania, glass, iron oxide, ceramics; organic fillers such as carbon and rubber fillers, etc. Regardless of the type or shape, it can be used without any particular restrictions.
  • the component can be properly used according to the desired function.
  • the metal filler can impart conductivity, thermal conductivity, thixotropy, and the like.
  • Non-metallic inorganic fillers can impart thermal conductivity, low thermal expansion, low hygroscopicity, and the like.
  • the organic filler can impart toughness and the like.
  • These metal fillers, inorganic fillers or organic fillers can be used alone or in combination of two or more.
  • a metal filler, an inorganic filler, and an insulating filler are preferable.
  • silica fillers are more preferable because they have good dispersibility with respect to the resin varnish and can impart high adhesive strength during heating.
  • the average particle diameter of the component (E) is preferably 10 ⁇ m or less, and preferably 5 ⁇ m or less.
  • the component (E) preferably has an average particle size of 10 ⁇ m or less and a maximum particle size of 30 ⁇ m or less, more preferably an average particle size of 5 ⁇ m or less and a maximum particle size of 20 ⁇ m or less.
  • the lower limits of the average particle size and the maximum particle size are not particularly limited, but from the viewpoint of handleability, both are preferably 0.001 ⁇ m or more.
  • the content of the component (E) is determined according to the characteristics or functions to be imparted, but is preferably 0% by mass to 90% by mass with respect to the total of the resin component and the filler, and 1% by mass to 80% by mass. %, More preferably 3% & 70% by weight.
  • content of (E) component exceeds 90 mass%, it exists in the tendency for film moldability and thermocompression bonding to become difficult to be obtained.
  • the optimum filler content is determined. Mixing and kneading in the case of using a filler can be carried out by appropriately combining dispersers such as a normal stirrer, a raking machine, a three-roller, and a ball mill.
  • the first adhesive layer 3 and the second adhesive layer 5 can further contain various coupling agents.
  • a coupling agent By using a coupling agent, the interfacial bondability between different materials is improved.
  • the coupling agent include silane-based, titanium-based, aluminum-based, and the like.
  • a silane-based coupling agent is preferable because of its high effect, and a thermosetting group such as an epoxy group, methacrylate, and / or A compound having a radiation polymerizable group such as acrylate or a compound containing a hetero atom is more preferable.
  • the amount of the coupling agent used is preferably 0.01 parts by mass to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the component (A) from the viewpoint of the effect, heat resistance, and cost.
  • the first adhesive layer 3 and the second adhesive layer 5 can further contain an ion scavenger.
  • an ion scavenger By the ion scavenger, ionic impurities are adsorbed, and the insulation reliability at the time of moisture absorption is improved.
  • an ion scavenger is not particularly limited.
  • a compound known as a copper damage inhibitor for preventing copper from being ionized and dissolved such as a triazine thiol compound phenol reducing agent
  • examples include inorganic compounds such as bismuth, antimony, magnesium, aluminum, zirconium, calcium, titanium, tin, and mixtures thereof.
  • a sensitizer can be used as necessary.
  • the sensitizer include camphorquinone, benzyl, diacetyl, benzyldimethyl ketal, benzyl diethyl ketal, benzyl di (2-methoxyethyl) ketal, 4,4′-dimethylbenzyl-dimethyl ketal, anthraquinone, 1-chloroanthraquinone, 2 -Chloroanthraquinone, 1,2-benzanthraquinone, 1-hydroxyanthraquinone, 1-methylanthraquinone, 2-ethylanthraquinone, 1-bromoanthraquinone, thioxanthone, 2-isopropylthioxanthone, 2-nitrothioxanthone, 2-methylthioxanthone, 2, 4-dimethylthioxanthone, 2,4-diethylthioxanthone, 2,
  • the adhesive sheet 1 shown in FIG. 1 is prepared.
  • the adhesive sheet 1 it is preferable to form a support material similar to the support material 2 on the surface of the second adhesive layer 5 from the viewpoint of workability and the like.
  • the support material 2 on the first adhesive layer 3 side is peeled off, and as shown in FIG. 2, the adhesive sheet 1 is pasted on a circular support material 2A made of glass or a wafer by, for example, a roll laminator 11. wear.
  • the adhesive sheet 1 is cut into a circle according to the shape of the support material 2A.
  • a vacuum laminator may be used for attaching the adhesive sheet 1 to the support material 2A.
  • a mold release treatment on the surface of the support material 2A.
  • the mold release treatment agent for example, polyethylene wax or fluorine wax can be used.
  • a mold release treatment method for example, dip, spin coating, vacuum deposition, or the like can be used.
  • the hydrophilic polymer is not particularly limited, and for example, sodium polyacrylate, polyvinyl pyrrolidone, polyvinyl alcohol and the like can be used.
  • the method for applying the hydrophilic polymer is not particularly limited, but it is preferable to use the same method as the mold release treatment. Further, as in the case of the release treatment, it is preferable not to apply a hydrophilic polymer to the edge of the support material 2A.
  • the support material 2 on the second adhesive layer 5 side is peeled off, and the adhesive sheet 1 is placed on a vacuum press or a vacuum laminator 12.
  • the semiconductor wafer 13 is pressed and pasted to the second adhesive layer 5 with a press.
  • the semiconductor wafer 13 has a thickness of, for example, about 700 ⁇ m, and a predetermined wiring pattern is processed on one surface side of the semiconductor wafer 13 attached to the second adhesive layer 5. Further, a sealing material may be provided on one surface side of the semiconductor wafer 13 so as to cover the wiring pattern.
  • the other surface side of the semiconductor wafer 13 is thinned to, for example, about 100 ⁇ m by cutting or the like.
  • the semiconductor wafer 13 is placed in the high-temperature and high-humidity tank 14 with the adhesive sheet 1 being stuck. Then, the semiconductor wafer 13 and the adhesive sheet 1 are placed in a high-temperature and high-humidity tank 14 at 30 ° C. or higher and 50% RH or higher for about 12 hours, and a sufficient amount for the first adhesive layer 3 and the second adhesive layer 5 To absorb moisture.
  • the semiconductor wafer 13 and the adhesive sheet 1 are taken out from the high-temperature and high-humidity tank 14, as shown in FIG. 5A, the semiconductor wafer 13 and the adhesive sheet 1 are adsorbed by the vacuum suction plates 15 and 15, respectively, and about 200 ° C.
  • the semiconductor wafer 13 and the adhesive sheet 1 are slid oppositely in the in-plane direction while applying the heat.
  • the support material 2 ⁇ / b> A is peeled off from the first adhesive layer 3.
  • the moisture contained in the first adhesive layer 3 and the second adhesive layer 5 is the interface between the first adhesive layer 3 and the second adhesive layer 5 due to the heat applied to the adhesive sheet 1. Vaporizes and expands to reduce the adhesive strength on these adhesive surfaces. Therefore, the releasability when the support material 2A is peeled from the first adhesive layer 3 is ensured, and the support material 2A can be peeled smoothly.
  • the first adhesive layer 3, the intermediate base material 4, and the second adhesive layer 5 are peeled off from one surface side of the semiconductor wafer 13 using a peeler or the like.
  • the elastic modulus of the intermediate base material 4 at the temperature of the peeling process is larger than the elastic modulus of the first adhesive layer 3 and the second adhesive layer 5, the first adhesive layer 3,
  • the shapes of the first adhesive layer 3 and the second adhesive layer 5 are maintained by the intermediate base material 4, and the peelability is suitably secured. Will be.
  • the first adhesive layer 3, the intermediate base material 4, and the second adhesive layer 5 can be removed by etching.
  • the adhesive sheet 1 can also be peeled at a time from one surface side of the semiconductor wafer 13.
  • the peeled support material 2A can be reused as it is, and as shown in FIG. 6, the adhesive sheet 1 is peeled at a time.
  • the peeling work can be simplified. After peeling off the adhesive sheet 1, the one surface side of the semiconductor wafer 13 is cleaned with a cleaning liquid.
  • the adhesive sheet 1 is attached onto the support 2A.
  • the adhesive sheet 1 is disposed on the chip bonder 16, and the semiconductor chips 17 are stacked on the second adhesive layer 5 in multiple stages (here, two stages).
  • a plurality of solder bumps 18 are provided on one surface side of the semiconductor chip 17.
  • the solder bumps 18 of the first-stage semiconductor chip 17 are arranged so as to be buried in the second adhesive layer 5, and the solder bumps 18 of the second-stage semiconductor chip 17 are arranged on the other surface side of the first-stage semiconductor chip 17.
  • the stacked bodies of the semiconductor chips 17 are separated from each other with a predetermined interval.
  • a sealing material 19 is formed on the second adhesive layer 5 so as to cover the semiconductor chip 17, and the semiconductor chip 17 is sealed.
  • the sealing material 19 for example, an epoxy resin can be used.
  • the semiconductor chip 17 After sealing the semiconductor chip 17, as shown in FIG. 8, the semiconductor chip 17 is placed in the high-temperature and high-humidity tank 14 with the adhesive sheet 1 being adhered. Then, the semiconductor chip 17 and the adhesive sheet 1 are placed in a high-temperature and high-humidity tank 14 at 30 ° C. or higher and 50% RH or higher for about 12 hours, and a sufficient amount for the first adhesive layer 3 and the second adhesive layer 5 To absorb moisture.
  • the sealing material 19 and the adhesive sheet 1 are adsorbed by the vacuum suction plates 15 and 15, respectively, The sealing material 19 and the adhesive sheet 1 are slid oppositely in the in-plane direction while applying a certain amount of heat. As a result, the support material 2 ⁇ / b> A is peeled off from the first adhesive layer 3.
  • the moisture contained in the first adhesive layer 3 and the second adhesive layer 5 is the interface between the first adhesive layer 3 and the second adhesive layer 5 due to the heat applied to the adhesive sheet 1. Vaporizes and expands to reduce the adhesive strength on these adhesive surfaces. Therefore, the releasability when the support material 2A is peeled from the first adhesive layer 3 is ensured, and the support material 2A can be peeled smoothly.
  • the first adhesive layer 3, the intermediate base material 4, and the second adhesive layer 5 are peeled off from the sealing material 19 using a peeler or the like.
  • the elastic modulus of the intermediate base material 4 at the temperature of the peeling process is larger than the elastic modulus of the first adhesive layer 3 and the second adhesive layer 5, the first adhesive layer 3,
  • the shapes of the first adhesive layer 3 and the second adhesive layer 5 are maintained by the intermediate base material 4, and the peelability is suitably secured. Will be.
  • the first adhesive layer 3, the intermediate base material 4, and the second adhesive layer 5 can be removed by etching.
  • the adhesive sheet 1 may be peeled from the sealing material 19 at one time.
  • the supporting material 2 ⁇ / b> A and the first adhesive are removed from the sealing material 19.
  • the layer 3 may be selectively peeled off.
  • the peeled supporting material 2A can be reused as it is, and as shown in FIG.
  • the adhesive layer 3 is selectively peeled, there is an advantage that the peeling work can be simplified by picking the intermediate base material 4 when peeling the remaining second adhesive layer 5.
  • the sealing material 19 is washed with a washing liquid.
  • the sealing material 19 is affixed on the dicing sheet 20, and the sealing material 19 is diced with a blade or the like. Thereby, the laminated body of the semiconductor chip 17 is separated into pieces.
  • the present invention is not limited to the above embodiment.
  • the adhesive sheet 1 in which the first adhesive layer 3, the intermediate base material 4, and the second adhesive layer 5 are laminated on the support material 2 is illustrated, but the semiconductor according to the present invention is illustrated.
  • the manufacturing method of the apparatus is applicable even when the adhesive sheet 1 in which a single adhesive layer is formed on the support material 2 is used.
  • the method of making the 1st adhesive layer 3 and the 2nd adhesive layer 5 contain a water
  • the temperature of water may be a temperature that can maintain a liquid state, and it is preferable to use water of about 10 ° C. to 90 ° C., considering the balance between cost and peelability, and 30 ° C. to 80 ° C. It is particularly preferable to use water.
  • the water absorption efficiency of the adhesive layer can be improved. From the viewpoint of improving water absorption efficiency, it is preferable to use water exceeding 100 ° C. under pressure, but it tends to be difficult to control peelability.
  • Examples of the method for bringing the adhesive layer into contact with water include a method of immersing in an aquarium or running water, a method using a shower or a sprayer, and the like.
  • the present invention it is possible to provide a method for manufacturing a semiconductor device capable of ensuring the peelability of the sheet even when an adhesive sheet having adhesiveness and heat resistance in a high temperature process is used.

Abstract

 支持材上に接着剤層を形成してなる接着シートを用いた半導体装置の製造方法であって、接着剤層に半導体ウェハを貼り付けるウェハ貼付工程と、半導体ウェハを加工する加工工程と、所定の温度下で半導体ウェハから接着シートを剥離する剥離工程と、を備え、加工工程と剥離工程との間に、接着剤層に水分を含ませる工程を更に備える。

Description

半導体装置の製造方法
 本発明は、半導体装置の製造方法に関する。
 従来、複数の半導体チップが積層された多層構造の半導体装置がある。近年では半導体チップの積層数が増加していることに伴い、半導体チップの厚さは薄くなってきている。また、高集積化の要求に応えるため、貫通電極を形成したチップを積層し、かつ裏面にバンプを形成する技術も要求されてきている。かかる半導体チップを形成するための薄厚の半導体ウェハは、一定の厚みを有する半導体ウェハに集積回路を組み込んだ後、半導体ウェハの裏面を研削することによって薄化される(例えば特許文献1参照)。
特開2011-119427号公報
 半導体ウェハに貫通電極を作成する際には、半導体ウェハを300℃程度まで加熱する高温プロセスを伴う。そのため、製造工程で使用される接着シートに対しては、半導体ウェハの研削などの際に支持体と半導体ウェハとを強固に固定する接着性と、高温プロセスにおける耐熱性とが求められている。その一方で、加工後の支持体の剥離性も強く要求されている。例えば半導体ウェハの配線形成後や、半導体チップの積層後にモールドを行った後の支持体の剥離には、半導体チップへのダメージや反りの問題が生じないように、なるべく低温で支持体を剥離することが求められている。
 本発明は、上記課題の解決のためになされたものであり、高温プロセスにおける接着性及び耐熱性を有する接着シートを用いた場合であっても、当該シートの剥離性を確保できる半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
 上記課題の解決のため、本発明の一側面の半導体装置の製造方法は、支持材上に接着剤層を形成してなる接着シートを用いた半導体装置の製造方法であって、接着剤層に半導体ウェハを貼り付けるウェハ貼付工程と、半導体ウェハを加工する加工工程と、所定の温度下で半導体ウェハから接着シートを剥離する剥離工程と、を備え、加工工程と剥離工程との間に、接着剤層に水分を含ませる工程を更に備えたことを特徴としている。
 この半導体装置の製造方法では、加工工程と剥離工程との間に、接着剤層に水分を含ませる工程を更に行う。この工程によって接着剤層に含まれる水分は、剥離工程で接着シートに付与される熱によって接着剤層の界面で気化・膨張し、接着面における接着力を低下させる。したがって、高温プロセスにおける接着性及び耐熱性を有する接着シートを用いた場合であっても、当該シートの剥離性を確保できる。
 また、接着剤層に水分を含ませる工程が、30℃以上かつ50%RH以上で接着剤層に吸湿させる吸湿工程であってもよい。この場合、接着剤層に十分な水分が含まれ、剥離工程において、接着剤層の接着力を好適に低下させることができる。
 また、接着剤層に水分を含ませる工程が、接着剤層に液体の水を接触させる吸水工程であってもよい。この場合、接着剤層に十分な水分が含まれ、剥離工程において、接着剤層の接着力を好適に低下させることができる。
 また、剥離工程において、100℃以上の温度下で前記接着シートの剥離を行ってもよい。この場合、接着剤層に含まれる水分が十分に気化・膨張するので、接着シートの剥離をより確実に行うことができる。
 また、支持材上に第1の接着剤層と中間基材と第2の接着剤層とをこの順に積層してなる接着シートを用いてもよい。第1の接着剤層と第2の接着剤層との間に中間基材を介在させることで、互いに性質の異なる第1の接着剤層及び第2の接着剤層を用いることができ、別々の被着体に対する接着性や剥離性を一層高めることが可能となる。
 また、剥離工程の温度における中間基材の弾性率が第1の接着剤層及び第2の接着剤層の弾性率よりも大きい接着シートを用いてもよい。この場合、剥離工程の温度下において中間基材が一定の保形性を有するため、剥離性を一層高めることが可能となる。
 また、本発明の他の側面の半導体装置の製造方法は、支持材上に接着剤層を形成してなる接着シートを用いた半導体装置の製造方法であって、接着剤層に半導体チップを貼り付けるチップ貼付工程と、半導体チップを封止材によって封止するチップ封止工程と、所定の温度下で封止材から接着シートを剥離する剥離工程と、を備え、チップ封止工程と剥離工程との間に、接着剤層に水分を含ませる工程を更に備えたことを特徴としている。
 この半導体装置の製造方法では、チップ封止工程と剥離工程との間に、接着剤層に水分を含ませる工程を更に行う。この工程によって接着剤層に含まれる水分は、剥離工程で接着シートに付与される熱によって接着剤層の界面で気化・膨張し、接着面における接着力を低下させる。したがって、高温プロセスにおける接着性及び耐熱性を有する接着シートを用いた場合であっても、当該シートの剥離性を確保できる。
 また、接着剤層に水分を含ませる工程が、30℃以上かつ50%RH以上で接着剤層に吸湿させる吸湿工程であってもよい。この場合、接着剤層に十分な水分が含まれ、剥離工程において、接着剤層の接着力を好適に低下させることができる。
 また、接着剤層に水分を含ませる工程が、接着剤層に液体の水を接触させる吸水工程であってもよい。この場合、接着剤層に十分な水分が含まれ、剥離工程において、接着剤層の接着力を好適に低下させることができる。
 また、剥離工程において、100℃以上の温度下で接着シートの剥離を行ってもよい。この場合、接着剤層に含まれる水分が十分に気化・膨張するので、接着シートの剥離をより確実に行うことができる。
 また、支持材上に第1の接着剤層と中間基材と第2の接着剤層とをこの順に積層してなる接着シートを用いてもよい。第1の接着剤層と第2の接着剤層との間に中間基材を介在させることで、剥離性を一層高めることが可能となる。
 剥離工程の温度における中間基材の弾性率が第1の接着剤層及び第2の接着剤層の弾性率よりも大きい接着シートを用いてもよい。この場合、剥離工程の温度下において中間基材が一定の保形性を有するため、剥離性を一層高めることが可能となる。
 本発明によれば、高温プロセスにおける接着性及び耐熱性を有する接着シートを用いた場合であっても、当該シートの剥離性を確保できる。
接着シートの一例を示す断面図である。 支持材への接着シートの貼付工程を示す斜視図である。 実施形態の半導体装置の製造方法の一例における加工工程を示す断面図である。 図3の後続となる吸湿工程を示す断面図である。 図4の後続となる剥離工程を示す断面図である。 図4の後続となる剥離工程の変形例を示す断面図である。 実施形態の半導体装置の製造方法の他の例における加工工程を示す断面図である。 図7の後続となる吸湿工程を示す断面図である。 図8の後続となる剥離工程を示す断面図である。 図8の後続となる剥離工程の変形例を示す断面図である。 図9又は図10の後続となるダイシング工程を示す断面図である。
 以下、図面を参照しながら、半導体装置の製造方法の実施形態について詳細に説明する。
[接着シートの構成]
 まず、実施形態の半導体装置の製造方法に用いる接着シートについて説明する。図1は、接着シートの一例を示す断面図である。同図に示すように、接着シート1は、支持材2と、第1の接着剤層3と、中間基材4と、第2の接着剤層5とを備え、各接着剤層3,5で異なる機能を持つ多層構造のシートである。接着シート1の平面形状は、用途に応じて円形・矩形といった形状から適宜選択される。各層の厚みは、1μm~100μm程度となっており、5μm~75μm程度であることが好ましい。
 支持材2は、接着シート1の使用時のキャリアフィルムとしての役割を持つ部材である。支持材2の材料としては、例えばポリエチレンテレフタレートフィルム等のポリエステル系フィルム、ポリテトラフルオロエチレンフィルム、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリメチルペンテンフィルム、ポリビニルアセテートフィルム等のポリオレフィン系フィルム、ポリ塩化ビニルフィルム、ポリイミドフィルム等のプラスチックフィルムなどが用いられる。
 中間基材4は、第1の接着剤層3及び第2の接着剤層5の保形性を保つ部材である。この中間基材4は、第1の接着剤層3及び第2の接着剤層5の縁部からはみ出すように配置されていることが好ましい。これにより、第1の接着剤層3及び第2の接着剤層5を被貼付物から剥離するときに、中間基材4のはみ出し部分を摘まみ部とすることができる。中間基材4の材料としては、例えばポリイミドが用いられる。また、中間基材4の弾性率は、接着シート1の剥離工程(後述)の温度において、第1の接着剤層3及び第2の接着剤層5の弾性率よりも大きいものとなっている。
 第1の接着剤層3及び第2の接着剤層5は、例えば(A)熱可塑性樹脂と(B)熱硬化性樹脂を含有している。(A)成分としては、熱可塑性樹脂であれば特に制限はないが、第1の接着剤層3及び第2の接着剤層5の成形性を考慮するとイミド骨格を含有する熱可塑性樹脂か、アクリルゴムを使用することが好ましい。
 イミド骨格を含有する熱可塑性樹脂とは、例えばポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリウレタンイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリウレタンアミドイミド樹脂、シロキサンポリイミド樹脂、ポリエステルイミド樹脂等が挙げられるが、特にこれらに限定されない。これらの樹脂は、1種類を単独で又は2種類以上を組み合せて使用することができる。耐熱性と剥離性の観点から、これらの中でもシロキサンポリイミド樹脂を使用することが特に好ましい。
 アクリルゴムは、エポキシ基、アルコール性水酸基、フェノール性水酸基、カルボキシル基等の架橋性官能基を有する重合体を意図している。特に、これらと組合せてブチルアクリレートとエチルアクリレートなどの共重合体を用いることが好ましい。これらの1種を単独で用いても、2種類以上を組合せて用いても良い。剥離性の観点から、これらの中でも窒素原子を含むアクリロニトリルなどのモノマーを使用していないアクリルゴムを使用することが特に好ましい。
 (A)成分として使用する熱可塑性樹脂の重量平均分子量は、特に制限はないが、1万~120万であることが好ましく。3万から100万であることがより好ましい。1万以下であると成膜性が悪くなる傾向があり、120万を超えると、流動性が低下する傾向がある。なお、ここでいう重量平均分子量とは、GPCで標準ポリスチレンによる検量線を用いたポリスチレン換算値を意図している。
 (A)成分のガラス転移温度(Tg)は、-50℃~150℃であることが好ましく、-40℃~100℃であることが好ましい。-50℃未満では成膜後のタック力が上昇して作業性が劣化する傾向があり、150℃以上では流動性を損なう傾向がある。
 (B)成分は、特に制限はないが、分子内に少なくとも2個以上のエポキシ基を含むものがより好ましく、硬化性や硬化物特性の点から、フェノールのグリシジルエーテル型のエポキシ樹脂が更に好ましい。このようなエポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノールA型(又はAD型、S型、F型)のグリシジルエーテル、水添加ビスフェノールA型のグリシジルエーテル、エチレンオキシド付加体ビスフェノールA型のグリシジルエーテル、プロピレンオキシド付加体ビスフェノールA型のグリシジルエーテル、フェノールノボラック樹脂のグリシジルエーテル、クレゾールノボラック樹脂のグリシジルエーテル、ビスフェノールAノボラック樹脂のグリシジルエーテル、ナフタレン樹脂のグリシジルエーテル、3官能型(又は4官能型)のグリシジルエーテル、ジシクロペンタジエンフェノール樹脂のグリシジルエーテル、ダイマー酸のグリシジルエステル、3官能型(又は4官能型)のグリシジルアミン、ナフタレン樹脂のグリシジルアミン等が挙げられる。これらは1種類を単独で又は2種類以上を組み合わせて使用することができる。
 これら(B)成分の含有量は、(A)成分100質量部に対して5質量部~100質量部であることが好ましく、10質量部~50質量部であることがより好ましい。含有量が100質量部を超えると、架橋密度が高くなり、剥離性が低下する。一方、含有量が5質量部以下であると、架橋密度が低くなりやすく、耐熱性が低下する可能性がある。
 (B)熱硬化性樹脂としてエポキシ樹脂を使用する場合には、エポキシ樹脂硬化剤を更に含有することが好ましい。エポキシ樹脂硬化剤としては、通常用いられている公知の硬化剤を使用することができる。エポキシ樹脂硬化剤としては、例えば脂肪族アミン、脂環族アミン、芳香族ポリアミン等のアミン類;ポリアミド;脂肪族酸無水物、脂環族酸無水物、芳香族酸無水物等の酸無水物;ポリスルフィド;三フッ化ホウ素;ビスフェノールA、ビスフェノールF,ビスフェノールSのようなフェノール性水酸基を1分子中に2個以上有するビスフェノール化合物;フェノール系樹脂;ジシアンジアミド;有機酸ジヒドラジド;三フッ化ホウ素アミン錯体;イミダゾール類;第3級アミン等が挙げられる。これらのエポキシ樹脂硬化剤は、1種類を単独で又は2種類以上を組み合わせて使用することができる。
 また、(B)熱硬化性樹脂としてエポキシ樹脂を用いた場合、上記エポキシ樹脂硬化剤と共に硬化促進剤を用いることが好ましい。硬化促進剤としては、特に制限は無く、例えば、イミダゾール類、ジシアンジアミド誘導体、ジカルボン酸ジヒドラジド、トリフェニルホスフィン、テトラフェニルホスホニウムテトラフェニルボレート、2-エチル-4-メチルイミダゾールテトラフェニルボレート、1,8-ジアザビシクロ(5,4,0)ウンデセン-7-テトラフェニルボレートを用いることができる。これらは1種類を単独で又は2種類以上を組み合わせて使用することができる。
 硬化促進剤を添加した場合の添加量は、エポキシ樹脂及びエポキシ樹脂硬化剤の総量100質量部に対して0.1~5質量部であることが好ましく、0.2質量部~3質量部であることがより好ましい。添加量が0.1質量部未満であると、硬化性が低下する傾向があり、添加量が5質量部を超えると、保存安定性が低下する傾向がある。
 (B)熱硬化性樹脂としてエポキシ樹脂を用いた場合、エポキシ樹脂の重合及び/又は付加反応などの硬化反応を促進する機能を発現する光開始剤を含有していてもよい。このような光開始剤としては、例えば放射線照射によって塩基を発生する光塩基発生剤、放射線照射によって酸を発生する光酸発生剤等が挙げられ、光塩基発生剤が特に好ましい。
 光塩基発生剤を用いることで、生成された塩基がエポキシ樹脂の硬化触媒として効率よく作用する。この結果、架橋密度がより一層高まり、耐熱性が向上する。光酸発生剤としては、例えばスルホニウム塩やヨードニウム塩などが挙げられる。放射線としては、例えば電離性放射線や非電離性放射線が挙げられ、具体的には、ArF及びKrF等のエキシマレーザー光、電子線極端紫外線、真空紫外光、X線、イオンビーム、i線及びg線等の紫外光が挙げられる。
 第1の接着剤層3及び第2の接着剤層5は、(C)光硬化性樹脂を更に含有していてもよい。(C)成分としては、例えばエチレン性不飽和基を有する化合物が挙げられる。エチレン性不飽和基としては、ビニル基、アリル基、プロパギル基、ブテニル基、エチニル基、フェニルエチニル基、マレイミド基、ナジイミド基、(メタ)アクリル基等が挙げられ、反応性の観点から、(メタ)アクリル基が好ましい。これらの(C)成分は、1種類を単独で又は2種類以上を組み合わせて使用することができる。
 (C)成分の含有量は、(A)成分100質量部に対して5質量部~300質量部であることが好ましく、10質量部~250質量部であることがより好ましい。この含有量が300質量部を超えると、熱圧着時の接着性が低下する傾向にある。
 (C)成分を含有する場合、光硬化性成分として(D)光ラジカル発生剤を更に含有していてもよい。(D)成分の波長365nmの光に対する分子吸光係数は、感度向上の点から、1000ml/g・cm以上であることが好ましく、2000ml/g・cm以上であることがより好ましい。なお、分子吸光係数は、サンプルの0.001質量%アセトニトリル溶液を調製し、この溶液について分光光度計(日立ハイテクノロジーズ社製、商品名:U-3310)を用いて吸光度を測定することによって求められる。(D)成分の含有量は、(A)成分100質量部に対して0.1質量部~20質量部であることが好ましく、0.5質量部~10質量部であることがより好ましい。
 また、第1の接着剤層3及び第2の接着剤層5は、必要に応じて熱ラジカル発生剤を更に含有することもできる。熱ラジカル発生剤としては、有機過酸化物が好ましい。有機過酸化物の1分間半減期温度は、120℃以上であることが好ましく、150℃以上であることがより好ましい。有機過酸化物は、感光性接着剤組成物の調製条件、製膜温度、硬化(貼り合せ)条件、その他プロセス条件、貯蔵安定性等を考慮して選択することができる。
 使用可能な過酸化物としては、特に限定はないが、例えば2,5-ジメチル-2,5-ジ(t-ブチルパーオキシへキサン)、ジクミルパーオキサイド、t-ブチルパーオキシ-2-エチルヘキサネート、t-ヘキシルパーオキシ-2-エチルヘキサネート、1,1-ビス(t-ブチルパーオキシ)-3,3,5-トリメチルシクロヘキサン、1,1-ビス(t-ヘキシルパーオキシ)-3,3,5-トリメチルシクロヘキサン、ビス(4-t-ブチルシクロヘキシル)パーオキシジカーボネート等が挙げられ、これらのうちの1種類を単独で又は2種類以上を組み合わせて用いることができる。
 上記熱ラジカル発生剤の含有量は、(A)成分100質量部に対し、0.01質量部~20質量部であることが好ましく、0.1質量部~10質量部であることがより好ましく、0.5質量部~5質量部であることが更に好ましい。この含有量が0.01質量部未満であると、硬化性が低下し、添加効果が小さくなる傾向がある。また、上記含有量が20質量部を超えると、アウトガス量が増加し、保存安定性が低下する傾向にある。
 上記熱ラジカル発生剤としては、1分間半減期温度が120℃以上の化合物が好ましく、例えばパーヘキサ25B(日油社製)、2,5-ジメチル-2,5-ジ(t-ブチルパーオキシへキサン)(1分間半減期温度:180℃)、パークミルD(日油社製)、ジクミルパーオキサイド(1分間半減期温度:175℃)等が挙げられる。
 第1の接着剤層3及び第2の接着剤層5は、キノン類、多価フェノール類、フェノール類、ホスファイト類、イオウ類等の重合禁止剤、又は酸化防止剤を、硬化性を損なわない範囲で更に含有していてもよい。これにより、保存安定性、プロセス適応性、又は酸化防止性が付与される。
 また、第1の接着剤層3及び第2の接着剤層5は、(E)フィラーを更に含有していてもよい。(E)成分としては、例えば、銀粉、金粉、銅粉、ニッケル粉等の金属フィラー;アルミナ、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ケイ酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、結晶性シリカ、非晶性シリカ、ゼオライト、窒化ホウ素、チタニア、ガラス、酸化鉄、セラミック等の無機フィラー;カーボン、ゴム系フィラー等の有機フィラーなどが挙げられ、種類や形状等にかかわらず特に制限なく使用することができる。
 (E)成分は、所望する機能に応じて使い分けることができる。例えば、金属フィラーは、導電性、熱伝導性、チキソ性等を付与することができる。非金属無機フィラーは、熱伝導性、低熱膨張性、低吸湿性等を付与することができる。有機フィラーは、靭性等を付与することができる。これら金属フィラー、無機フィラー又は有機フィラーは、1種類を単独で又は2種類以上を組み合わせて使用することができる。中でも、半導体装置用接着材料に求められる導電性、熱伝導性、低吸湿特性、絶縁性等が付与されるため、金属フィラー、無機フィラー及び絶縁性フィラーが好ましい。さらに、無機フィラー又は絶縁性フィラーの中では、樹脂ワニスに対する分散性が良好であり、且つ、熱時の高い接着力を付与できるため、シリカフィラーがより好ましい。
 (E)成分としては、フィラー表面をカップリング剤で被覆したものを使用することが好ましい。カップリング剤で被覆することにより、その他構成成分とフィラーを混合しワニス化する時にワニス中でのフィラーの凝集を防ぐことが可能になり、かつ、適宜被覆するカップリング剤を変更することで、第1の接着剤層3及び第2の接着剤層5の特性を向上させることが可能になる。
 (E)成分の平均粒子径は、10μm以下であることが好ましく、5μm以下であることが好ましい。また、(E)成分は、平均粒子径が10μm以下、且つ、最大粒子径が30μm以下であることが好ましく、平均粒子径が5μm以下、且つ、最大粒子径が20μm以下であることがより好ましい。平均粒子径が10μmを超え、且つ、最大粒子径が30μmを超えると、破壊靭性向上の効果が十分に得られない傾向がある。また、平均粒子径及び最大粒子径の下限は特に制限はないが、取り扱い性の観点から、いずれも0.001μm以上であることが好ましい。
 (E)成分の含有量は、付与する特性、又は機能に応じて決められるが、樹脂成分とフィラーの合計に対して0質量%~90質量%であることが好ましく、1質量%~80質量%であることがより好ましく、3質量&~70質量%であることが更に好ましい。フィラーを増量させることによって、低アルファ化、高弾性率化が図れ、耐熱性を向上させることができる。(E)成分の含有量が90質量%を超えると、フィルム成形性、熱圧着性が得られにくくなる傾向にある。求められる特性のバランスをとるべく、最適なフィラー含有量を決定する。フィラーを用いた場合の混合・混練は、通常の撹拌機、らいかい機、三本ロール、ボールミル等の分散機を適宜組み合わせて行うことができる。
 第1の接着剤層3及び第2の接着剤層5は、各種カップリング剤を更に含有することもできる。カップリング剤を用いることで、異種材料間の界面結合性が向上する。カップリング剤としては、例えばシラン系、チタン系、アルミニウム系等のものが挙げられ、中でも効果が高い点で、シラン系カップリング剤が好ましく、エポキシ基等の熱硬化性基やメタクリレート及び/又はアクリレート等の放射線重合性基を有する化合物、又は、ヘテロ原子を含有する化合物がより好ましい。カップリング剤の使用量は、その効果や耐熱性、及びコストの面から、(A)成分100質量部に対して、0.01質量部~20質量部であることが好ましい。
 第1の接着剤層3及び第2の接着剤層5は、イオン捕捉剤を更に含有することもできる。イオン捕捉剤によって、イオン性不純物が吸着され、吸湿時の絶縁信頼性が向上する。このようなイオン捕捉剤としては、特に制限はなく、例えばトリアジンチオール化合物フェノール系還元剤等の、銅がイオン化して溶け出すことを防止するための銅害防止剤として知られる化合物;粉末状のビスマス系、アンチモン系、マグネシウム系、アルミニウム系、ジルコニウム系、カルシウム系、チタン系、スズ系及びこれらの混合系等の無機化合物が挙げられる。
 本実施形態では、必要に応じて増感剤を用いることができる。増感剤としては、例えばカンファーキノン、ベンジル、ジアセチル、ベンジルジメチルケタール、ベンジルジエチルケタール、ベンジルジ(2-メトキシエチル)ケタール、4,4’-ジメチルベンジル-ジメチルケタール、アントラキノン、1-クロロアントラキノン、2-クロロアントラキノン、1,2-ベンズアントラキノン、1-ヒドロキシアントラキノン、1-メチルアントラキノン、2-エチルアントラキノン、1-ブロモアントラキノン、チオキサントン、2-イソプロピルチオキサントン、2-ニトロチオキサントン、2-メチルチオキサントン、2,4-ジメチルチオキサントン、2,4-ジエチルチオキサントン、2,4-ジイソプロピルチオキサントン、2-クロロ-7-トリフルオロメチルチオキサントン、チオキサントン-10,10-ジオキシド、チオキサントン-10-オキサイド、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、イソプロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンゾフェノン、ビス(4-ジメチルアミノフェニル)ケトン、4,4’-ビスジエチルアミノベンゾフェノン、アジド基を含む化合物等が挙げられる。これらは1種類を単独で又は2種類以上を組み合わせて使用することができる。
[半導体装置の製造方法]
 次に、上述した接着シート1を用いた半導体装置の製造方法の一例について説明する。
 まず、図1に示した接着シート1を用意する。接着シート1には、作業性等の観点から、支持材2と同様の支持材を第2の接着剤層5の表面にも形成しておくことが好ましい。次に、第1の接着剤層3側の支持材2を剥離し、図2に示すように、例えばロールラミネータ11によって、ガラス或いはウェハなどからなる円形の支持材2A上に接着シート1を貼り付ける。貼り付け後、支持材2Aの形状に合わせて接着シート1を円形に切断する。なお、支持材2Aへの接着シート1の貼り付けには、ロールラミネータ11のほか、真空ラミネータを用いてもよい。
 支持材2Aの表面には、離型処理を施しておくことが好ましい。離型処理剤としては、例えばポリエチレン系ワックスやフッ素系ワックスなどを用いることができる。離型処理の方法としては、例えばディップ、スピンコート、真空蒸着などを用いることができる。また、離型処理は、支持材2Aの縁には行わないことが好ましい。こうすると、ウェハ加工中の密着強度を確保しつつ、後述する吸湿工程における吸湿時間を短縮することが可能となる。離型処理のほか、支持材2Aの表面に親水性ポリマを塗布しておくことも好ましい。親水性ポリマは、特に限定はないが、例えばポリアクリル酸ナトリウム、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコールなどを用いることができる。親水性ポリマの塗布方法には特に限定はないが、離型処理と同様の方法を用いることが好ましい。また、離型処理の場合と同様に、支持材2Aの縁には親水性ポリマを塗布しないことが好ましい。
 次に、第2の接着剤層5側の支持材2を剥離し、真空プレス機又は真空ラミネータ12上に接着シート1を配置する。そして、図3(a)に示すように、第2の接着剤層5に対して半導体ウェハ13をプレスで押圧して貼り付ける。半導体ウェハ13は、例えば700μm程度の厚みを有しており、第2の接着剤層5に貼り付けられる半導体ウェハ13の一面側には所定の配線パターンが加工されている。また、半導体ウェハ13の一面側には、配線パターンを覆うように封止材が設けられる場合もある。半導体ウェハ13を接着シート1に貼り付けた後、図3(b)に示すように、切削等によって半導体ウェハ13の他面側を例えば100μm程度にまで薄化する。
 半導体ウェハ13を薄化した後、図4に示すように、接着シート1が貼り付けられたままの状態で半導体ウェハ13を高温高湿槽14内に配置する。そして、30℃以上かつ50%RH以上の高温高湿槽14内に半導体ウェハ13及び接着シート1を12時間程度置き、第1の接着剤層3及び第2の接着剤層5に十分な量の水分を吸湿させる。
 半導体ウェハ13及び接着シート1を高温高湿槽14から取り出した後、図5(a)に示すように、半導体ウェハ13及び接着シート1を真空吸着板15,15でそれぞれ吸着し、200℃程度の熱を付加しながら半導体ウェハ13と接着シート1とを面内方向に反対にスライドさせる。これにより、支持材2Aを第1の接着剤層3から剥離させる。
 このとき、第1の接着剤層3及び第2の接着剤層5に含まれる水分は、接着シート1に付与される熱によって第1の接着剤層3及び第2の接着剤層5の界面で気化・膨張し、これらの接着面における接着力を低下させる。したがって、支持材2Aを第1の接着剤層3から剥離させる際の剥離性が確保され、支持材2Aをスムーズに剥離させることが可能となる。
 この後、図5(b)に示すように、半導体ウェハ13の一面側から第1の接着剤層3、中間基材4、及び第2の接着剤層5をピーラー等を用いて剥離する。上述したように、剥離工程の温度における中間基材4の弾性率は、第1の接着剤層3及び第2の接着剤層5の弾性率よりも大きいため、第1の接着剤層3、中間基材4、及び第2の接着剤層5を剥離する際、中間基材4によって第1の接着剤層3と第2の接着剤層5の形状が保たれ、剥離性が好適に担保されることとなる。ピーラー等による剥離に代えて、エッチングによって第1の接着剤層3、中間基材4、及び第2の接着剤層5を除去することもできる。
 なお、図6に示すように、半導体ウェハ13の一面側から接着シート1を一度に剥離することもできる。図5に示すように、支持材2Aのみを先に剥離する場合には、剥離した支持材2Aをそのまま再利用できるという利点があり、図6に示すように、接着シート1を一度に剥離する場合には、剥離の作業が簡易化できるという利点がある。接着シート1を剥離した後、半導体ウェハ13の一面側を洗浄液によって洗浄する。
 上述した接着シート1を用いた半導体装置の製造方法の他の例について説明する。
 まず、図2で示したように、支持体2A上への接着シート1の貼り付けを行う。次に、図7(a)に示すように、チップボンダ16上に接着シート1を配置し、第2の接着剤層5上に半導体チップ17を多段に(ここでは2段)積層する。半導体チップ17の一面側には、複数のはんだバンプ18が設けられている。一段目の半導体チップ17のはんだバンプ18は、第2の接着剤層5に埋没するように配置し、二段目の半導体チップ17のはんだバンプ18は、一段目の半導体チップ17の他面側に接続する。半導体チップ17の積層体同士は、所定の間隔をもって互いに離間させる。
 次に、図7(b)に示すように、半導体チップ17を覆うように第2の接着剤層5上に封止材19を形成し、半導体チップ17を封止する。封止材19としては、例えばエポキシ樹脂を用いることができる。
 半導体チップ17を封止した後、図8に示すように、接着シート1が貼り付けられたままの状態で半導体チップ17を高温高湿槽14内に配置する。そして、30℃以上かつ50%RH以上の高温高湿槽14内に半導体チップ17及び接着シート1を12時間程度置き、第1の接着剤層3及び第2の接着剤層5に十分な量の水分を吸湿させる。
 半導体チップ17及び接着シート1を高温高湿槽14から取り出した後、図9(a)に示すように、封止材19及び接着シート1を真空吸着板15,15でそれぞれ吸着し、200℃程度の熱を付加しながら封止材19と接着シート1とを面内方向に反対にスライドさせる。これにより、支持材2Aを第1の接着剤層3から剥離させる。
 このとき、第1の接着剤層3及び第2の接着剤層5に含まれる水分は、接着シート1に付与される熱によって第1の接着剤層3及び第2の接着剤層5の界面で気化・膨張し、これらの接着面における接着力を低下させる。したがって、支持材2Aを第1の接着剤層3から剥離させる際の剥離性が確保され、支持材2Aをスムーズに剥離させることが可能となる。
 この後、図9(b)に示すように、封止材19から第1の接着剤層3、中間基材4、及び第2の接着剤層5をピーラー等を用いて剥離する。上述したように、剥離工程の温度における中間基材4の弾性率は、第1の接着剤層3及び第2の接着剤層5の弾性率よりも大きいため、第1の接着剤層3、中間基材4、及び第2の接着剤層5を剥離する際、中間基材4によって第1の接着剤層3と第2の接着剤層5の形状が保たれ、剥離性が好適に担保されることとなる。ピーラー等による剥離に代えて、エッチングによって第1の接着剤層3、中間基材4、及び第2の接着剤層5を除去することもできる。
 なお、図6に示した場合と同様に、封止材19から接着シート1を一度に剥離してもよく、図10に示すように、封止材19から支持材2Aと第1の接着剤層3とを選択的に剥離してもよい。図9に示すように、支持材2Aのみを先に剥離する場合には、剥離した支持材2Aをそのまま再利用できるという利点があり、図10に示すように、支持材2Aと第1の接着剤層3とを選択的に剥離する場合には、残る第2の接着剤層5を剥離する際に中間基材4を摘まむことで剥離の作業が簡易化できるという利点がある。接着シート1を剥離した後、封止材19を洗浄液によって洗浄する。この後、図11に示すように、封止材19をダイシングシート20に貼り付け、ブレード等によって封止材19のダイシングを行う。これにより、半導体チップ17の積層体が個片化される。
 本発明は、上記実施形態に限られるものではない。例えば上記実施形態では、支持材2上に第1の接着剤層3、中間基材4、及び第2の接着剤層5を積層した接着シート1を例示しているが、本発明に係る半導体装置の製造方法は、支持材2上に単層の接着剤層を形成した接着シート1を用いる場合であっても適用可能である。
 また、第1の接着剤層3及び第2の接着剤層5に水分を含ませる方法は、上述した吸湿方法に代えて、半導体ウェハ13に貼り付けられた接着シート1に液体の水を接触させる方法であってもよい。この場合、水の温度は液体の状態を保てる温度であればよく、コストと剥離性とのバランスを考慮して、10℃~90℃程度の水を用いることが好ましく、30℃~80℃の水を用いることが特に好ましい。より高温の水を用いることで、接着剤層の吸水効率を向上できる。吸水効率を向上できる観点では、加圧下で100℃を超える水を用いることが好ましいが、剥離性の制御が難しくなる傾向にある。接着剤層と水とを接触させる方法としては、水槽や流水に浸ける方法や、シャワーや噴霧器を用いる方法などが挙げられる。
 本発明によれば、高温プロセスにおける接着性及び耐熱性を有する接着シートを用いた場合であっても、当該シートの剥離性を確保できる半導体装置の製造方法を提供することができる。
 1…接着シート、2,2A…支持材、3…第1の接着剤層、4…中間基材、5…第2の接着剤層、13…半導体ウェハ、17…半導体チップ、19…封止材。

Claims (12)

  1.  支持材上に接着剤層を形成してなる接着シートを用いた半導体装置の製造方法であって、
     前記接着剤層に半導体ウェハを貼り付けるウェハ貼付工程と、
     前記半導体ウェハを加工する加工工程と、
     所定の温度下で前記半導体ウェハから前記接着シートを剥離する剥離工程と、を備え、
     前記加工工程と前記剥離工程との間に、前記接着剤層に水分を含ませる工程を更に備えたことを特徴とする半導体装置の製造方法。
  2.  前記接着剤層に水分を含ませる工程が、30℃以上かつ50%RH以上で前記接着剤層に吸湿させる吸湿工程であることを特徴とする請求項1記載の半導体装置の製造方法。
  3.  前記接着剤層に水分を含ませる工程が、前記接着剤層に液体の水を接触させる吸水工程であることを特徴とする請求項1記載の半導体装置の製造方法。
  4.  前記剥離工程において、100℃以上の温度下で前記接着シートの剥離を行うことを特徴とする請求項1~3のいずれか一項記載の半導体装置の製造方法。
  5.  前記支持材上に第1の接着剤層と中間基材と第2の接着剤層とをこの順に積層してなる接着シートを用いることを特徴とする請求項1~4のいずれか一項記載の半導体装置の製造方法。
  6.  前記剥離工程の温度における前記中間基材の弾性率が前記第1の接着剤層及び前記第2の接着剤層の弾性率よりも大きい接着シートを用いることを特徴とする請求項5記載の半導体装置の製造方法。
  7.  支持材上に接着剤層を形成してなる接着シートを用いた半導体装置の製造方法であって、
     前記接着剤層に半導体チップを貼り付けるチップ貼付工程と、
     前記半導体チップを封止材によって封止するチップ封止工程と、
     所定の温度下で前記封止材から前記接着シートを剥離する剥離工程と、を備え、
     前記チップ封止工程と前記剥離工程との間に、前記接着剤層に水分を含ませる工程を更に備えたことを特徴とする半導体装置の製造方法。
  8.  前記接着剤層に水分を含ませる工程が、30℃以上かつ50%RH以上で前記接着剤層に吸湿させる吸湿工程であることを特徴とする請求項7記載の半導体装置の製造方法。
  9.  前記接着剤層に水分を含ませる工程が、前記接着剤層に液体の水を接触させる吸水工程であることを特徴とする請求項7記載の半導体装置の製造方法。
  10.  前記剥離工程において、100℃以上の温度下で前記接着シートの剥離を行うことを特徴とする請求項7~9のいずれか一項記載の半導体装置の製造方法。
  11.  前記支持材上に第1の接着剤層と中間基材と第2の接着剤層とをこの順に積層してなる接着シートを用いることを特徴とする請求項7~10のいずれか一項記載の半導体装置の製造方法。
  12.  前記剥離工程の温度における前記中間基材の弾性率が前記第1の接着剤層及び前記第2の接着剤層の弾性率よりも大きい接着シートを用いることを特徴とする請求項11記載の半導体装置の製造方法。
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