WO2017047183A1 - 半導体裏面用フィルム - Google Patents

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二朗 杉山
真沙美 青山
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古河電気工業株式会社
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    • H01L2224/16238Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation the bump connector connecting to a bonding area protruding from the surface of the item
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Definitions

  • the present invention relates to a film for semiconductor back surface, and more particularly, to a film for semiconductor back surface for bonding to the back surface of a semiconductor chip mounted by a face down method.
  • semiconductor devices are manufactured using a so-called “face down” mounting method.
  • the face-down method uses a semiconductor chip in which convex electrodes called bumps are formed on the circuit surface to ensure conduction, and the circuit surface is inverted (face-down) to connect the electrode to the substrate ( So-called flip chip connection).
  • the back surface of the semiconductor chip may be protected by a film for semiconductor back surface to prevent the semiconductor chip from being damaged (see Patent Document 1).
  • laser marking may be applied to the film for the backside of the semiconductor to improve product identification (see Patent Document 2).
  • solder bump or the like formed on the surface of a semiconductor chip to which a film for semiconductor back surface is bonded is immersed in a flux, and then an electrode formed on the bump and the substrate (if necessary, this electrode is The solder bump is also formed on the electrode), and finally the solder bump is melted to reflow-connect the solder bump and the electrode.
  • Flux is used for the purpose of cleaning solder bumps during soldering, preventing oxidation, improving solder wettability, and the like.
  • the flux is usually attached only to the bump portion, but depending on the working environment, it may adhere to the back film attached to the back surface of the semiconductor chip. And if reflow connection is performed with the flux attached to the back film, a stain derived from the flux will occur on the back film surface, which may reduce the appearance and laser marking properties.
  • an adhesive layer and a protective layer laminated on the adhesive layer can be used as a film for a semiconductor back surface, which can prevent the occurrence of spots even when flux is attached, and can manufacture a semiconductor device with excellent appearance.
  • a film for semiconductor back surface in which the protective layer is made of a heat-resistant resin or metal having a glass transition temperature of 200 ° C. or higher has been proposed (see Patent Document 3).
  • the protective film is formed by curing a resin containing a radiation curable component or a thermosetting component with radiation or heat as in Patent Document 1 and Patent Document 2, the cured protective film and the heat of the semiconductor wafer are formed. Since the difference in expansion coefficient is large, there is a problem that warpage occurs in a semiconductor wafer or a semiconductor chip during processing. As a result of investigations by the inventors of the present application, it has been found that forming a protective layer with a metal as in Patent Document 3 also contributes to preventing warpage of a semiconductor wafer or a semiconductor chip.
  • an object of the present invention is to provide a film for a semiconductor back surface that can prevent warping of a semiconductor wafer and a semiconductor chip and also prevent occurrence of chipping and reflow cracks.
  • a film for semiconductor back surface includes a metal layer for bonding to the back surface of a semiconductor chip, and an adhesive layer for bonding the metal layer to the back surface of the semiconductor chip.
  • the surface free energy on the surface of the adhesive layer that adheres to the semiconductor chip and the surface that adheres to the metal agent layer is both 35 mJ / m 2 or more, and the adhesive in the B stage
  • the peeling force between the layer and the metal layer is 0.3 N / 25 mm or more.
  • the semiconductor back film preferably has a water absorption rate of 1.5 vol% or less for the adhesive layer.
  • the said film for semiconductor back surfaces has the saturated moisture absorption rate of the said adhesive bond layer of 1.0 vol% or less.
  • the film for semiconductor back surfaces has a residual volatile content of the adhesive layer of 3.0 wt% or less.
  • the said film for semiconductor back surfaces has a dicing tape which has a base film and an adhesive layer, and the said metal layer is provided on the said adhesive layer.
  • the pressure-sensitive adhesive layer is preferably a radiation curable pressure-sensitive adhesive layer whose adhesive strength is reduced by irradiation with radiation.
  • the present invention it is possible to prevent the warping of the semiconductor wafer and the semiconductor chip and the occurrence of chipping and reflow cracks.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a film 10 for a semiconductor back surface according to an embodiment of the present invention.
  • the film 10 for semiconductor back surface of this embodiment is a film 10 for semiconductor back surface integrated with a dicing tape.
  • This film 10 for a semiconductor back surface has a dicing tape 13 composed of a base film 11 and an adhesive layer 12 provided on the base film 11.
  • a semiconductor chip C On the adhesive layer 12, a semiconductor chip C ( The metal layer 14 for protecting (refer FIG. 2) and the adhesive bond layer 15 provided on the metal layer 14 are provided.
  • the surface of the adhesive layer 15 opposite to the surface in contact with the metal layer 14 is preferably protected by a separator (release liner) (not shown).
  • the separator has a function as a protective material that protects the adhesive layer 15 until it is put to practical use.
  • the separator can be used as a support base material when the metal layer 14 is bonded to the adhesive layer 12 on the base film 11 of the dicing tape 13. .
  • the pressure-sensitive adhesive layer 12, the metal layer 14, and the adhesive layer 15 may be cut (pre-cut) into a predetermined shape in advance according to the use process and the apparatus. Furthermore, the film 10 for a semiconductor back surface of the present invention may be in a form cut for every one semiconductor wafer W, or a long sheet in which a plurality of pieces cut for every one semiconductor wafer W are formed. May be wound into a roll. Each component will be described below.
  • the base film 11 can be used without particular limitation as long as it is a conventionally known one, but when using a radiation curable material as the pressure-sensitive adhesive layer 12 described later, it has radiation transparency. It is preferable to use one.
  • the materials include polyethylene, polypropylene, ethylene-propylene copolymer, polybutene-1, poly-4-methylpentene-1, ethylene-vinyl acetate copolymer, ethylene-ethyl acrylate copolymer, ethylene-acrylic.
  • Homopolymers or copolymers of ⁇ -olefins such as methyl acid copolymers, ethylene-acrylic acid copolymers, ionomers or mixtures thereof, polyurethane, styrene-ethylene-butene or pentene copolymers, polyamide-polyols Listed are thermoplastic elastomers such as copolymers, and mixtures thereof.
  • the base film 11 may be a mixture of two or more materials selected from these groups, or may be a single layer or a multilayer.
  • the thickness of the base film 11 is not particularly limited and may be set as appropriate, but is preferably 50 to 200 ⁇ m.
  • the surface of the base film 11 is subjected to chemical or physical treatment such as chromic acid treatment, ozone exposure, flame exposure, high piezoelectric impact exposure, and ionizing radiation treatment.
  • chemical or physical treatment such as chromic acid treatment, ozone exposure, flame exposure, high piezoelectric impact exposure, and ionizing radiation treatment.
  • Surface treatment may be applied.
  • the pressure-sensitive adhesive layer 12 is provided directly on the base film 11, but a primer layer for improving adhesion, an anchor layer for improving machinability during dicing, stress You may provide indirectly through a relaxation layer, an antistatic layer, etc.
  • the resin used for the pressure-sensitive adhesive layer 12 is not particularly limited, and a known chlorinated polypropylene resin, acrylic resin, polyester resin, polyurethane resin, epoxy resin, or the like used for the pressure-sensitive adhesive may be used. it can. It is preferable to prepare an adhesive by appropriately blending an acrylic adhesive, a radiation polymerizable compound, a photopolymerization initiator, a curing agent and the like into the resin of the adhesive layer 12.
  • the thickness of the pressure-sensitive adhesive layer 12 is not particularly limited and may be appropriately set, but is preferably 5 to 30 ⁇ m.
  • a radiation-polymerizable compound can be blended in the pressure-sensitive adhesive layer 12 to facilitate peeling from the metal layer 14 by radiation curing.
  • the radiation polymerizable compound for example, a low molecular weight compound having at least two photopolymerizable carbon-carbon double bonds in a molecule that can be three-dimensionally reticulated by light irradiation is used.
  • trimethylolpropane triacrylate pentaerythritol triacrylate, pentaerythritol tetraacrylate, dipentaerythritol monohydroxypentaacrylate, dipentaerythritol hexaacrylate, 1,4-butylene glycol diacrylate, 1,6 hexanediol diacrylate Acrylate, polyethylene glycol diacrylate, oligoester acrylate, and the like are applicable.
  • Urethane acrylate oligomers include polyester compounds or polyether compounds such as polyol compounds and polyisocyanate compounds (for example, 2,4-tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate, 1,3-xylylene diene).
  • the pressure-sensitive adhesive layer 12 may be a mixture of two or more selected from the above resins.
  • photopolymerization initiator for example, isopropyl benzoin ether, isobutyl benzoin ether, benzophenone, Michler's ketone, chlorothioxanthone, dodecylthioxanthone, dimethylthioxanthone, diethylthioxanthone, benzyldimethyl ketal, ⁇ -hydroxycyclohexyl phenyl ketone, 2-hydroxymethylphenyl Propane or the like can be used.
  • the blending amount of these photopolymerization initiators is preferably 0.01-5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the acrylic copolymer.
  • Metal layer 14 It does not specifically limit as a metal which comprises the metal layer 14, for example, it is preferable from the point of laser marking property that it is at least 1 sort (s) selected from the group which consists of stainless steel, aluminum, iron, titanium, tin, and copper. Among these, stainless steel is particularly preferable from the viewpoint of preventing warpage of the semiconductor wafer W or the semiconductor chip C.
  • the thickness of the metal layer 14 can be appropriately determined in consideration of prevention of warpage of the semiconductor wafer W or the semiconductor chip C and workability, and is usually in the range of 2 to 200 ⁇ m, and is 3 to 100 ⁇ m. It is preferably 4 to 80 ⁇ m, more preferably 5 to 50 ⁇ m. When the metal layer is 200 ⁇ m or more, winding becomes difficult, and when it is 50 ⁇ m or more, productivity is lowered due to workability problems. On the other hand, at least 2 ⁇ m is necessary as an effect of suppressing warpage.
  • the adhesive layer 15 is obtained by forming a film of an adhesive in advance, and both surface free energies on the surface that adheres to the semiconductor chip C and the surface that adheres to the metal layer 14 are 35 mJ / m 2 or more. .
  • the surface free energy is a value calculated from the following equation by measuring the contact angle of water and diiodomethane (droplet volume: water 2 ⁇ L, diiodomethane 3 ⁇ L, reading time: 30 seconds after dropping).
  • the surface free energy of the surface to be bonded to the semiconductor chip C is the surface free energy after the separator is peeled off when a separator or the like is bonded to the surface to be bonded to the semiconductor chip C before use.
  • the surface free energy on the side to be bonded to the metal layer 14 is the surface free energy after the metal layer 14 is peeled off.
  • the surface free energy on the surface of the adhesive layer 15 that adheres to the semiconductor chip C and the surface that adheres to the metal layer 14 is less than 35 mJ / m 2 , voids are likely to enter because the wettability is not sufficient.
  • the adhesion between the metal layer 14 and the adhesive layer 15 becomes insufficient, and a reflow crack is generated between the semiconductor chip C and the adhesive layer 15 or between the adhesive layer 15 and the metal layer 14. It will decline.
  • the surface free energy on the surface of the adhesive layer 15 that adheres to the semiconductor chip C and the surface that adheres to the metal layer 14 is practically 55 mJ / m 2 or less.
  • the adhesive layer 15 has a peeling force (23 ° C., peeling angle of 180 degrees, linear speed of 300 mm / min) from the metal layer in a B stage (uncured state or semi-cured state) of 0.3 N / 25 mm or more. is there.
  • the peeling force is less than 0.3 N / 25 mm, when the semiconductor wafer W is diced, between the semiconductor wafer W or the semiconductor chip C and the adhesive layer 15 or between the adhesive layer 15 and the metal layer 14. Separation occurs and chipping (chip) occurs in the semiconductor chip C.
  • the water absorption rate of the adhesive layer 15 is preferably 1.5 vol% or less.
  • the method for measuring the water absorption rate is as follows. That is, 50 ⁇ 50 mm adhesive layer 15 (film adhesive) was used as a sample, the sample was dried in a vacuum dryer at 120 ° C. for 3 hours, allowed to cool in a desiccator, and then the dry mass was measured. And M1. The sample is immersed in distilled water at room temperature for 24 hours and then taken out. The surface of the sample is wiped off with a filter paper and quickly weighed to obtain M2.
  • d is the density of the film. If the water absorption rate exceeds 1.5 vol%, there is a possibility that reflow cracks may occur during solder reflow due to the absorbed water.
  • the saturated moisture absorption rate of the adhesive layer 15 is preferably 1.0 vol% or less.
  • the method for measuring the saturated moisture absorption rate is as follows. That is, a circular adhesive layer 15 (film adhesive) having a diameter of 100 mm was used as a sample, the sample was dried at 120 ° C. for 3 hours in a vacuum dryer, allowed to cool in a desiccator, and then the dry mass was measured. To do. The sample is absorbed in a constant temperature and humidity chamber at 85 ° C. and 85% RH for 168 hours, then taken out, and weighed quickly to obtain M2.
  • d is the density of the film.
  • the residual volatile content of the adhesive layer 15 is preferably 3.0 wt% or less.
  • the method for measuring the remaining volatile components is as follows. That is, the adhesive layer 15 (film adhesive) having a size of 50 ⁇ 50 mm is used as a sample, the initial mass of the sample is measured as M1, and the sample is heated at 200 ° C. for 2 hours in a hot air circulating thermostat, Weigh to M2.
  • the remaining volatile content is calculated by the following equation (3).
  • Residual volatile matter (wt%) [(M2-M1) / M1] ⁇ 100 (3) If the residual volatile content exceeds 3.0 wt%, the solvent is volatilized by heating during packaging, and voids are generated inside the adhesive layer 15, causing a package crack.
  • the adhesive layer 15 examples include known polyimide resins, polyamide resins, polyetherimide resins, polyamideimide resins, polyester resins, polyesterimide resins, phenoxy resins, polysulfone resins, polyethersulfone resins used for adhesives, Polyphenylene sulfide resin, polyether ketone resin, chlorinated polypropylene resin, acrylic resin, polyurethane resin, epoxy resin, polyacrylamide resin, melamine resin, and the like can be used, but the adhesion and reliability of the adhesive layer 15 From the viewpoint of safety, it is preferable that the acrylic copolymer and the epoxy resin are included, and the acrylic copolymer has a Tg of 0 ° C. or more and 40 ° C.
  • the weight average molecular weight is measured by a gel permeation chromatography (GPC) method using a standard polystyrene calibration curve.
  • GPC gel permeation chromatography
  • Equipment used High performance liquid chromatography LC-20AD [manufactured by Shimadzu Corporation, trade name]
  • Column: Shodex Col ⁇ mn GPC KF-805 [manufactured by Shimadzu Corporation, trade name]
  • Eluent Chloroform Measurement temperature: 45 ° C Flow rate: 3.0ml / min RI detector: RID-10A
  • the polymerization method of the acrylic copolymer is not particularly limited, and examples thereof include pearl polymerization, solution polymerization, suspension polymerization, and the like, and the copolymer can be obtained by these methods. Suspension polymerization is preferred because of its excellent heat resistance. Examples of such acrylic copolymers include Paracron W-197C (trade name, manufactured by Negami Kogyo Co., Ltd.).
  • the acrylic copolymer preferably contains acrylonitrile.
  • the amount of acrylonitrile is preferably 10 to 50% by mass, more preferably 20 to 40% by mass, based on the acrylic copolymer.
  • acrylonitrile is 10% by mass or more, the Tg of the adhesive layer 15 can be increased and the adhesiveness can be improved. However, when it is 50% by mass or more, the fluidity of the adhesive layer 15 is deteriorated and the adhesiveness is improved. May decrease.
  • An acrylic copolymer by suspension polymerization containing acrylonitrile is particularly preferred.
  • the acrylic copolymer may have a functional group in order to improve adhesiveness.
  • a functional group for example, an amino group, a urethane group, an imide group, a hydroxyl group, a carboxyl group, a glycidyl group etc. are mentioned, Especially, a glycidyl group is preferable.
  • the glycidyl group has good reactivity with the epoxy, which is a thermosetting resin, and hardly reacts with the pressure-sensitive adhesive layer 12 as compared with a hydroxyl group or the like, so that the surface free energy hardly changes.
  • the adhesive layer 15 may contain an inorganic filler, but if the addition amount is large, the fluidity is lowered and the adhesiveness is lowered, so that it is preferably less than 40% by mass, more preferably less than 20% by mass, and still more preferably 15%. It is less than mass%. Moreover, since the unevenness
  • a silane coupling agent, a titanium coupling agent or a fluorine-based graft copolymer may be added as an additive. Those containing a mercapto group or a glycidyl group are preferred.
  • the thickness of the adhesive layer 15 is not particularly limited, but is usually preferably 3 to 100 ⁇ m, and more preferably 5 to 20 ⁇ m.
  • the ratio of the linear expansion coefficient of the metal layer 14 to the linear expansion coefficient of the adhesive layer 15 is preferably 0.2 or more. If the ratio is less than 0.2, peeling between the metal layer 14 and the adhesive layer 15 is likely to occur, and reflow cracks may occur during packaging, which may reduce reliability.
  • the metal layer 14 is directly provided on the pressure-sensitive adhesive layer 12.
  • the metal layer 14 is bonded together with a release layer for improving pickup properties, the semiconductor chip C, the metal layer 14, and the adhesive layer 15.
  • You may provide indirectly through the functional layer (for example, heat dissipation layer etc.) etc. for peeling from the agent layer 12 and providing a function to the semiconductor chip C.
  • a functional layer may be provided between the metal layer 14 and the adhesive layer 15.
  • the separator is for improving the handleability of the adhesive layer 15 and protecting the adhesive layer 15.
  • polyester PET, PBT, PEN, PBN, PTT
  • polyolefin PP, PE
  • copolymer EVA, EEA, EBA
  • a film with improved adhesion and mechanical strength can be used.
  • the laminated body of these films may be sufficient.
  • the thickness of the separator is not particularly limited and may be set appropriately, but is preferably 25 to 50 ⁇ m.
  • the adhesive layer 15 can be formed using a conventional method of preparing a resin composition and forming it into a film-like layer. Specifically, for example, the resin composition is applied on a suitable separator (such as release paper) and dried (in the case where heat curing is necessary, heat treatment is performed as necessary to dry), Examples include a method of forming the adhesive layer 15.
  • the resin composition may be a solution or a dispersion.
  • the obtained adhesive layer 15 and a separately prepared metal layer 14 are bonded together.
  • the metal layer 14 a commercially available metal foil may be used. Thereafter, the adhesive layer 15 and the metal layer 14 are pre-cut into a circular label shape of a predetermined size using a pressing blade, and unnecessary peripheral portions are removed.
  • the base film 11 can be formed by a conventionally known film forming method.
  • the film forming method include a calendar film forming method, a casting method in an organic solvent, an inflation extrusion method in a closed system, a T-die extrusion method, a co-extrusion method, and a dry lamination method.
  • the pressure-sensitive adhesive composition is applied on the base film 11 and dried (heat-crosslinked as necessary) to form the pressure-sensitive adhesive layer 12.
  • the coating method include roll coating, screen coating, and gravure coating. In addition, you may apply
  • the pressure-sensitive adhesive layer 12 may be transferred to the base film 11 after being applied to release paper or the like to form the pressure-sensitive adhesive layer 12. Thereby, the dicing tape 13 in which the adhesive layer 12 is formed on the base film 11 is produced.
  • the dicing tape 13 is laminated on a separator provided with the circular metal layer 14 and the adhesive layer 15 so that the metal layer 14 and the pressure-sensitive adhesive layer 12 are in contact with each other.
  • the dicing tape 13 has a predetermined size.
  • the method for manufacturing a semiconductor device includes a step of attaching a semiconductor wafer W onto a dicing tape-integrated film 10 for semiconductor back surface (mounting step), and a step of dicing the semiconductor wafer W to form semiconductor chips C (dicing step). ), A process of peeling the semiconductor chip C from the adhesive layer 12 of the dicing tape 13 together with the film 10 for the semiconductor back surface (pickup process), and a process of flip-chip connecting the semiconductor chip C to the adherend 16 (flip chip) Connecting step).
  • the separator arbitrarily provided on the dicing tape-integrated film 10 for semiconductor back surface is appropriately peeled off, and the semiconductor wafer W is adhered to the adhesive layer 15 as shown in FIG. This is adhered and held and fixed (mounting process). At this time, the adhesive layer 15 is in an uncured state (including a semi-cured state).
  • the dicing tape-integrated film 10 for semiconductor back surface is attached to the back surface of the semiconductor wafer W.
  • the back surface of the semiconductor wafer W means a surface opposite to the circuit surface (also referred to as a non-circuit surface or a non-electrode forming surface).
  • the sticking method is not specifically limited, the method by pressure bonding is preferable.
  • the crimping is usually performed while pressing with a pressing means such as a crimping roll.
  • the semiconductor wafer W is diced.
  • the semiconductor wafer W is cut into a predetermined size and divided into pieces (small pieces), whereby the semiconductor chip C is manufactured.
  • the dicing is performed from the circuit surface side of the semiconductor wafer W according to a conventional method.
  • a cutting method called full cut in which cutting is performed up to the semiconductor back surface film 10 can be employed. It does not specifically limit as a dicing apparatus used at this process, A conventionally well-known thing can be used.
  • the semiconductor wafer W is bonded and fixed with excellent adhesion by the film 10 for semiconductor back surface, chip chipping and chip jump can be suppressed, and damage to the semiconductor wafer W can also be suppressed.
  • this expansion can be performed using a conventionally well-known expanding apparatus.
  • the semiconductor chip C is picked up, and the semiconductor chip C is peeled off from the dicing tape 13 together with the adhesive layer 15 and the metal layer 14.
  • the pickup method is not particularly limited, and various conventionally known methods can be employed. For example, the method of pushing up each semiconductor chip C with a needle from the base film 11 side of the film 10 for semiconductor back surface and picking up the pushed semiconductor chip C with a pickup device can be mentioned. Note that the back surface of the picked-up semiconductor chip C is protected by the metal layer 14.
  • the picked-up semiconductor chip C is fixed to an adherend 16 such as a substrate by a flip chip bonding method (flip chip mounting method).
  • the semiconductor chip C is always placed on the adherend 16 such that the circuit surface (also referred to as a surface, a circuit pattern formation surface, an electrode formation surface, etc.) of the semiconductor chip C faces the adherend 16.
  • the circuit surface also referred to as a surface, a circuit pattern formation surface, an electrode formation surface, etc.
  • flux is first attached to the bumps 17 as connection portions formed on the circuit surface side of the semiconductor chip C.
  • the bumps 17 and the conductive material 18 are melted while bringing the bumps 17 of the semiconductor chip C into contact with the bonding conductive material 18 (solder or the like) attached to the connection pads of the adherend 16 and pressing them.
  • the electrical conduction between the semiconductor chip C and the adherend 16 can be ensured, and the semiconductor chip C can be fixed to the adherend 16 (flip chip bonding step).
  • a gap is formed between the semiconductor chip C and the adherend 16, and the gap distance is generally about 30 ⁇ m to 300 ⁇ m.
  • various substrates such as a lead frame and a circuit substrate (such as a wiring circuit substrate) can be used.
  • the material of such a substrate is not particularly limited, and examples thereof include a ceramic substrate and a plastic substrate.
  • the plastic substrate include an epoxy substrate, a bismaleimide triazine substrate, and a polyimide substrate.
  • the dicing tape-integrated film 10 for semiconductor back surface has been described, but it may not be integrated with the dicing tape 13.
  • the surface of the adhesive layer 15 opposite to the surface in contact with the metal layer 14 is protected by a separator having a release layer. It is preferable. When used, the separator is appropriately peeled off, and the back surface of the semiconductor wafer W is bonded to the adhesive layer 15.
  • the adhesive layer 15 and the metal layer 14 are not pre-cut into a predetermined shape, the adhesive layer 15 and the metal layer 14 are cut into a predetermined shape, and the metal layer 14 side of the obtained laminate is bonded to the pressure-sensitive adhesive layer of a separate dicing tape.
  • the semiconductor device may be manufactured in the same manner as the steps after the dicing step described above.
  • the acrylic polymer (2) was prepared by the same production method as the acrylic polymer (1) except that 43 parts by mass of ethyl acrylate, 15 parts by mass of butyl acrylate, 5 parts by mass of glycidyl methacrylate, and 37 parts by mass of acrylonitrile 37 were used.
  • Tg calculated from the blending ratio is 12 ° C.
  • This polymer had a weight average molecular weight of 700,000 and a dispersity of 3.6 as determined by gel permeation chromatography.
  • ⁇ Acrylic polymer (3)> Except for 43 parts by mass of ethyl acrylate, 15 parts by mass of butyl acrylate, 5 parts by mass of glycidyl methacrylate, 36 parts by mass of acrylonitrile, and 1 part by mass of modified silicone oil, the same as acrylic polymer (1)
  • An acrylic polymer (3) was produced by the production method of Tg calculated from the blending ratio is 12 ° C.
  • the weight average molecular weight of this polymer as determined by gel permeation chromatography was 600,000, and the degree of dispersion was 4.0.
  • ⁇ Acrylic polymer (4)> Acrylic polymer (4) by the same production method as acrylic polymer (1) except that 34 parts by mass of ethyl acrylate, 15 parts by mass of butyl acrylate, 2 parts by mass of glycidyl methacrylate, and 49 parts by mass of acrylonitrile were used.
  • Tg calculated from the blending ratio is 21 ° C.
  • the weight average molecular weight of this polymer by gel permeation chromatography was 120,000, and the degree of dispersion was 2.3.
  • a thermosetting adhesive composition was obtained by adding 20 parts by mass of silica filler having an average particle size of 0.045 ⁇ m as a part by mass and a filler. This adhesive composition is applied to a PET film that forms a separator, and heated and dried at 120 ° C.
  • PET film / adhesive layer A laminate of PET films was obtained.
  • the PET film used was a PET film (Teijin: Hupyrex S-314 (trade name), thickness 25 ⁇ m) that had been subjected to silicone release treatment.
  • Adhesive layer (2) An adhesive layer (2) was obtained in the same manner as the adhesive layer (1) except that the acrylic polymer (2) was used instead of the acrylic polymer (1).
  • Adhesive layer (3) An adhesive layer (3) was obtained in the same manner as the adhesive layer (1) except that the acrylic polymer (3) was used in place of the acrylic polymer (1).
  • Adhesive layer (4) An adhesive layer (4) was obtained in the same manner as the adhesive layer (1) except that the acrylic polymer (4) was used instead of the acrylic polymer (1).
  • Adhesive layer composition (1)> Cured into an acrylic copolymer having a weight average molecular weight of 800,000 synthesized by radical polymerization of 65 parts by mass of butyl acrylate, 25 parts by mass of 2-hydroxyethyl acrylate, and 10 parts by mass of acrylic acid, and dropping reaction of 2-isocyanate ethyl methacrylate. 3 parts by weight of polyisocyanate as an agent and 1 part by weight of 1-hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone as a photopolymerization initiator were added and mixed to obtain an adhesive layer composition (1).
  • composition (2) An acrylic copolymer having a weight average molecular weight of 800,000 obtained by polymerizing 77 parts by mass of 2-ethylhexyl acrylate and 23 parts by mass of 2-hydroxypropyl acrylate is mixed with 3 parts by weight of polyisocyanate as a curing agent, and mixed. It was set as the composition (2).
  • Adhesive layer composition (3) To an acrylic copolymer having a weight average molecular weight of 800,000 obtained by polymerizing 77 parts by mass of 2-ethylhexyl acrylate and 23 parts by mass of 2-hydroxypropyl acrylate, 3 parts by mass of modified silicone oil as an additive and 3 parts by weight of polyisocyanate as a curing agent Part was added and mixed to obtain an adhesive layer composition (3).
  • the produced pressure-sensitive adhesive layer composition (1) was applied to a PET film forming a separator so that the dry film thickness was 10 ⁇ m, and dried at 120 ° C. for 3 minutes.
  • PP: HSBR 80: 20 elastomer
  • PET film a PET release film (Teijin: Hupyrex S-314 (trade name), thickness 25 ⁇ m) subjected to silicone release treatment was used.
  • ⁇ Dicing tape (2), (3)> A dicing tape (2) was produced in the same manner as the dicing tape (1) except that the adhesive layer composition (2) was used instead of the adhesive layer composition (1). Moreover, it replaced with the adhesive layer composition (1) and produced the dicing tape (3) like the dicing tape (1) except having used the adhesive layer composition (3).
  • a laminate is obtained by laminating the adhesive layer (1) obtained as described above and a metal foil made of SUS304 having a thickness of 50 ⁇ m, and the adhesive film (1) and the laminate are further bonded to the adhesive layer of the laminate.
  • This film for semiconductor back surface was used as a sample of Example 1.
  • Example 2 Using the obtained adhesive layer (2) and adhesive film (2), a film for semiconductor back surface of Example 2 was prepared in the same manner as in Example 1.
  • Example 3 Using the obtained adhesive layer (3) and the pressure-sensitive adhesive film (2), a film for semiconductor back surface of Example 3 was prepared in the same manner as in Example 1 using a copper foil having a thickness of 50 ⁇ m as the metal layer. .
  • Comparative Example 1 Using the obtained adhesive layer (4) and the pressure-sensitive adhesive film (3), a film for semiconductor back surface of Comparative Example 1 was prepared in the same manner as in Example 1.
  • Comparative Example 3 Using the obtained adhesive layer (5) and the pressure-sensitive adhesive film (2), a film for semiconductor back surface of Comparative Example 3 was produced in the same manner as in Example 1 using a copper foil having a thickness of 50 ⁇ m as the metal layer. .
  • the surface peeled from the separator was designated as A surface
  • the surface peeled from the metal layer was designated as B surface.
  • Measure the contact angles of water and diiodomethane on these A and B surfaces droplet volume: 2 ⁇ L of water, 3 ⁇ L of diiodomethane, reading time: 30 seconds after dropping). From the contact angles of water and diiodomethane obtained by measurement, Using the average method, the surface free energy was calculated by the following formula. In Comparative Example 2, the measurement was omitted because there was no metal layer.
  • the separator of the adhesive layer of the film for semiconductor back surface according to each example and comparative example was peeled off, cut into a strip shape with a width of 25 mm, and a base film, an adhesive layer, a metal layer, and an adhesive layer were laminated in this order.
  • a test piece was prepared.
  • a test piece prepared by bonding a shape-retaining tape (trade name: Forte, manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd.) to the surface of the adhesive layer with a 2 kg roller was obtained by using a strograph (VE10) manufactured by Toyo Seiki Seisakusho Co., Ltd.
  • the separator of the film for semiconductor back surfaces according to each example and comparative example was peeled off, and the adhesive layer was heat bonded to a silicon wafer having a thickness of 50 ⁇ m at 70 ° C. for 10 seconds, and then diced into 10 mm ⁇ 10 mm chips.
  • the diced chips were taken out, chipped chips were measured, and those with a chip size of 10 ⁇ m or less were evaluated as “Good”, and those with a chip size over 10 ⁇ m were evaluated as “B” as defective.
  • Chip warp amount The separator of the film for semiconductor back surface according to each example and comparative example was peeled off, and the adhesive layer was heat bonded to a silicon wafer having a thickness of 50 ⁇ m at 70 ° C. for 10 seconds, and then diced into 10 mm ⁇ 10 mm chips and diced.
  • the laminate was placed on a glass plate. At this time, the chip was placed on the glass plate side, and the maximum value of the distance between the laminate and the glass plate was measured to obtain the amount of chip warpage.
  • the separator of the film for semiconductor back surfaces according to each example and comparative example is peeled off, the adhesive layer is attached to the back surface of a silicon wafer having a thickness of 200 ⁇ m, and the above-mentioned adhesive layer (1) is further attached to the surface of the silicon wafer. Then, after dicing to 7.5 mm ⁇ 7.5 mm, it was mounted on a silver-plated lead frame under the conditions of a temperature of 160 ° C., a pressure of 0.1 MPa, and a time of 1 second.
  • the sample was molded with a sealing material (KE-1000SV, trade name, manufactured by Kyocera Chemical Co., Ltd.) to prepare 20 samples for each example and each comparative example.
  • a sealing material KE-1000SV, trade name, manufactured by Kyocera Chemical Co., Ltd.
  • the sample was passed through an IR (infrared) reflow furnace set so that the maximum temperature of the sample surface was 20 seconds at 260 ° C. and left at room temperature. The cooling process was repeated 3 times.
  • the presence or absence of the crack was observed with respect to 20 samples which performed the above processes, and the number of the samples which the crack generate
  • each sample was observed by the transmission method using an ultrasonic exploration device (Scanning Acoustic Tomography: SAT). It was.
  • SAT Ultrasonic exploration device
  • the films for backside semiconductors according to Examples 1 to 3 are the side of the adhesive layer that adheres to the semiconductor chip (A side) and the side that adheres to the metal agent layer (B side).
  • Surface free energy is 35 mJ / m 2 or more in both, and peeling force between adhesive layer and metal layer in B stage is 0.3 N / 25 mm or more, so chipping, chip warpage, reliability (crack during reflow) ) With good results.
  • the film for semiconductor back surface according to Comparative Example 1 has a surface free energy on the surface of the adhesive layer that adheres to the semiconductor chip (A surface) and the surface that adheres to the metal agent layer (B surface).
  • it was less than 35 mJ / m 2 cracks occurred during reflow.
  • the film for semiconductor back surface which concerns on the comparative example 2 did not have a metal layer, the curvature generate
  • the film for semiconductor back surface according to Comparative Example 3 has a peeling force of less than 0.3 N / 25 mm between the adhesive layer and the metal layer in the B stage, the semiconductor wafer or semiconductor chip and the adhesive layer are bonded or bonded during dicing. Peeling occurred between the agent layer and the metal layer, chipping (chip) occurred in the semiconductor chip, and cracks occurred during reflow.

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Abstract

 半導体ウエハや半導体チップの反りを防止するとともに、チッピングやリフロークラックの発生を防止することができる半導体保護用フィルムを提供する。本発明の半導体保護用フィルムは、導体チップの裏面に貼合するための金属層と、前記金属層を前記半導体チップの裏面に接着するための接着剤層とを有し、前記接着剤層の前記半導体チップに接着する側の面及び前記金属剤層と接着する側の面における表面自由エネルギーが、ともに35mJ/m2以上であり、Bステージにおける前記接着剤層と前記金属層との剥離力が0.3N/25mm以上であることを特徴とする。

Description

半導体裏面用フィルム
 本発明は、半導体裏面用フィルムに関し、特に、フェイスダウン(face down)方式で実装される半導体チップの裏面に貼合するための半導体裏面用フィルムに関する。
 近年、半導体装置及びそのパッケージの薄型化、小型化がより一層求められている。いわゆるフェイスダウン(face down)方式と呼ばれる実装法を用いた半導体装置の製造が行われている。フェイスダウン方式では、回路面に導通を確保するためのバンプと呼ばれる凸状の電極が形成されてなる半導体チップを用い、回路面を反転(フェイスダウン)させて、電極を基板に接続する構造(いわゆるフリップチップ接続)となる。このような半導体装置では、半導体チップの裏面を半導体裏面用フィルムにより保護し、半導体チップの損傷等を防止している場合がある(特許文献1参照)。また、この半導体裏面用フィルムに対してレーザーマーキングを施し、製品の識別性等を高めることもある(特許文献2参照)。
 フリップチップ接続の代表的な手順としては、半導体裏面用フィルムを接着した半導体チップ表面に形成された半田バンプ等をフラックスに浸漬し、その後バンプと基板上に形成された電極(必要に応じてこの電極上にも半田バンプが形成されている)とを接触させ、最後に半田バンプを溶融させて半田バンプと電極とをリフロー接続させる。フラックスは、半田付けの際の半田バンプの洗浄や酸化の防止、半田の濡れ性の改善等を目的として用いられている。以上の手順により、半導体チップと基板との間の良好な電気的接続を構築することができる。
 ここで、フラックスは通常、バンプ部分のみに付着させるのであるが、作業環境によっては半導体チップの裏面に貼り付けた裏面用フィルムに付着することがある。そして、裏面用フィルムにフラックスが付着したままリフロー接続を行うと、裏面用フィルム表面においてフラックスに由来するシミが生じてしまい、外観性やレーザーマーキング性が低下するおそれがある。
 そこで、フラックスが付着してもシミの発生を防止することができ、外観性に優れる半導体装置を製造可能な半導体裏面用フィルムとして、接着剤層と、この接着剤層上に積層された保護層とを備え、保護層をガラス転移温度が200℃以上である耐熱性樹脂又は金属で構成した半導体裏面用フィルムが提案されている(特許文献3参照)。
特開2007-158026号公報 特開2008-166451号公報 特開2012-033626号公報
 上記特許文献1や特許文献2のように、放射線硬化性成分又は熱硬化性成分を含んだ樹脂を放射線又は熱により硬化させて保護膜を形成する場合、硬化後の保護膜と半導体ウエハの熱膨張係数差が大きいため、加工途中の半導体ウエハや半導体チップに反りが生じるという問題があった。本願発明者らが検討した結果、特許文献3のように、金属により保護層を形成することは、半導体ウエハや半導体チップの反り防止にも資することが分かった。
 しかしながら、金属の保護層を半導体ウエハに接着するための接着剤層の接着力が十分でなく、接着剤の応力緩和が十分でない場合、半導体ウエハと接着層との間あるいは接着剤層と保護層との間の接着が不安定になってしまう。その結果、半導体ウエハのダイシングの際に、半導体ウエハや半導体チップと接着層との間あるいは接着剤層と保護層との間で剥離が生じ、半導体チップにチッピング(欠け)が発生するという問題があった。また、パッケージングの際に、半導体チップと接着層との間あるいは接着剤層と保護層との間にリフロークラックが発生し、信頼性が低下するという問題があった。
 そこで、本発明は、半導体ウエハや半導体チップの反りを防止するとともに、チッピングやリフロークラックの発生を防止することができる半導体裏面用フィルムを提供することを課題とする。
 以上の課題を解決するため、本発明に係る半導体裏面用フィルムは、半導体チップの裏面に貼合するための金属層と、前記金属層を前記半導体チップの裏面に接着するための接着剤層とを有し、前記接着剤層の前記半導体チップに接着する側の面及び前記金属剤層と接着する側の面における表面自由エネルギーが、ともに35mJ/m2以上であり、Bステージにおける前記接着剤層と前記金属層との剥離力が0.3N/25mm以上であることを特徴とする。
 上記半導体裏面用フィルムは、前記接着剤層の吸水率が1.5vol%以下であることが好ましい。
 また、上記半導体裏面用フィルムは、前記接着剤層の飽和吸湿率が1.0vol%以下であることが好ましい。
 また、半導体裏面用フィルムは、前記接着剤層の残存揮発分が3.0wt%以下であることが好ましい。
 また、上記半導体裏面用フィルムは、基材フィルムと粘着剤層とを有するダイシングテープを有し、前記粘着剤層上に前記金属層が設けられていることが好ましい。
 また、上記半導体裏面用フィルムは、前記粘着剤層が、放射線の照射により粘着力が低下する放射線硬化型粘着剤層であることが好ましい。
 本発明によれば、半導体ウエハや半導体チップの反りを防止するとともに、チッピングやリフロークラックの発生を防止することができる。
本発明の実施形態に係る半半導体裏面用フィルムの構造を模式的に示す断面図である。 本発明の実施形態に係る半導体裏面用フィルムの使用方法を説明するための断面図である。
 以下に、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
 図1は、本発明の実施形態に係る半導体裏面用フィルム10を示す断面図である。本実施形態の半導体裏面用フィルム10は、ダイシングテープ一体型の半導体裏面用フィルム10である。この半導体裏面用フィルム10は、基材フィルム11と基材フィルム11上に設けられた粘着剤層12とからなるダイシングテープ13を有しており、粘着剤層12上には、半導体チップC(図2参照)を保護するための金属層14と、金属層14上に設けられた接着剤層15とが設けられている。
 接着剤層15は、金属層14に接する面とは反対側の面がセパレータ(剥離ライナー)により保護されていることが好ましい(図示せず)。セパレータは、実用に供するまで接着剤層15を保護する保護材としての機能を有している。また、ダイシングテープ一体型の半導体裏面用フィルム10の場合、セパレータは、ダイシングテープ13の基材フィルム11上の粘着剤層12に金属層14を貼合する際の支持基材として用いることができる。
 粘着剤層12、金属層14及び接着剤層15は、使用工程や装置に合わせて予め所定形状に切断(プリカット)されていてもよい。さらに、本発明の半導体裏面用フィルム10は、半導体ウエハW1枚分ごとに切断された形態であってもよいし、半導体ウエハW1枚分ごとに切断されたものが複数形成された長尺のシートを、ロール状に巻き取った形態であってもよい。以下に、各構成要素について説明する。
<基材フィルム11>
 基材フィルム11としては、従来公知のものであれば特に制限することなく使用することができるが、後述の粘着剤層12として放射線硬化性の材料を使用する場合には、放射線透過性を有するものを使用することが好ましい。
 例えば、その材料として、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン-プロピレン共重合体、ポリブテン-1、ポリ-4-メチルペンテン-1、エチレン-酢酸ビニル共重合体、エチレン-アクリル酸エチル共重合体、エチレン-アクリル酸メチル共重合体、エチレン-アクリル酸共重合体、アイオノマーなどのα-オレフィンの単独重合体または共重合体あるいはこれらの混合物、ポリウレタン、スチレン-エチレン-ブテンもしくはペンテン系共重合体、ポリアミド-ポリオール共重合体等の熱可塑性エラストマー、及びこれらの混合物を列挙することができる。また、基材フィルム11はこれらの群から選ばれる2種以上の材料が混合されたものでもよく、これらが単層又は複層化されたものでもよい。
 基材フィルム11の厚さは、特に限定されるものではなく、適宜に設定してよいが、50~200μmが好ましい。
 基材フィルム11と粘着剤層12との密着性を向上させるために、基材フィルム11の表面に、クロム酸処理、オゾン暴露、火炎暴露、高圧電撃暴露、イオン化放射線処理等の化学的又は物理的表面処理を施してもよい。
 また、本実施の形態においては、基材フィルム11の上に直接的に粘着剤層12を設けたが、密着性をあげるためのプライマ層や、ダイシング時の切削性向上ためのアンカー層、応力緩和層、静電防止層等を介して間接的に設けてもよい。
<粘着剤層12>
 粘着剤層12に使用される樹脂としては、特に限定されるものではなく、粘着剤に使用される公知の塩素化ポリプロピレン樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂等を使用することができる。粘着剤層12の樹脂には、アクリル系粘着剤、放射線重合性化合物、光重合開始剤、硬化剤等を適宜配合して粘着剤を調製することが好ましい。粘着剤層12の厚さは特に限定されるものではなく適宜に設定してよいが、5~30μmが好ましい。
 放射線重合性化合物を粘着剤層12に配合して放射線硬化により金属層14から剥離しやすくすることができる。その放射線重合性化合物は、例えば光照射によって三次元網状化しうる分子内に光重合性炭素-炭素二重結合を少なくとも2個以上有する低分量化合物が用いられる。
 具体的には、トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールモノヒドロキシペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、1,4-ブチレングリコールジアクリレート、1,6ヘキサンジオールジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレートや、オリゴエステルアクリレート等が適用可能である。
 また、上記のようなアクリレート系化合物のほかに、ウレタンアクリレート系オリゴマーを用いることもできる。ウレタンアクリレート系オリゴマーは、ポリエステル型またはポリエーテル型などのポリオール化合物と、多価イソシアナート化合物(例えば、2,4-トリレンジイソシアナート、2,6-トリレンジイソシアナート、1,3-キシリレンジイソシアナート、1,4-キシリレンジイソシアナート、ジフェニルメタン4,4-ジイソシアナートなど)を反応させて得られる末端イソシアナートウレタンプレポリマーに、ヒドロキシル基を有するアクリレートあるいはメタクリレート(例えば、2-ヒドロキシエチルアクリレート、2-ヒドロキシエチルメタクリレート、2-ヒドロキシプロピルアクリレート、2-ヒドロキシプロピルメタクリレート、ポリエチレングリコールアクリレート、ポリエチレングリコールメタクリレートなど)を反応させて得られる。粘着剤層12は、上記の樹脂から選ばれる2種以上が混合されたものでもよい。
 光重合開始剤を使用する場合、例えばイソプロピルベンゾインエーテル、イソブチルベンゾインエーテル、ベンゾフェノン、ミヒラーズケトン、クロロチオキサントン、ドデシルチオキサントン、ジメチルチオキサントン、ジエチルチオキサントン、ベンジルジメチルケタール、α-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2-ヒドロキシメチルフェニルプロパン等を使用することができる。これら光重合開始剤の配合量はアクリル系共重合体100質量部に対して0.01~5質量部が好ましい。
<金属層14>
 金属層14を構成する金属としては特に限定されず、例えば、ステンレス、アルミニウム、鉄、チタン、スズ及び銅からなる群より選択される少なくとも1種であることがレーザーマーキング性の点から好ましい。これらの中でも、半導体ウエハWあるいは半導体チップCの反りを防止する観点から、ステンレスが特に好ましい。
 金属層14の厚さは、半導体ウエハWあるいは半導体チップCの反りの防止及び加工性等を考慮して適宜決定することができ、通常2~200μmの範囲であり、3~100μmであることが好ましく、4~80μmであることがより好ましく、5~50μmであることが特に好ましい。金属層は200μm以上になると巻取りが困難になり、50μm以上になると加工性の問題から生産性が低下する。一方、反り抑制の効果として最低でも2μm以上が必要である。
<接着剤層15>
 接着剤層15は、接着剤を予めフィルム化したものであり、半導体チップCに接着する側の面及び金属層14と接着する側の面における表面自由エネルギーが、ともに35mJ/m2以上である。 本発明において表面自由エネルギーは、水及びジヨードメタンの接触角を測定(液滴容量:水2μL、ジヨードメタン3μL、読み取り時間:滴下30秒後)し、以下の式から算出される値とする。半導体チップCに接着する側の面の表面自由エネルギーは、使用前に半導体チップCに接着する側の面にセパレータ等が貼合されている場合は、これを剥離した後の表面自由エネルギーであり、金属層14と接着する側の面の表面自由エネルギーは、金属層14を剥離した後の表面自由エネルギーである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
 接着剤層15の半導体チップCに接着する側の面及び金属層14と接着する側の面における表面自由エネルギーが35mJ/m2未満であると、濡れ性が十分ではないためボイドが入りやすいとともに、金属層14と接着層15との密着性が不十分となり、半導体チップCと接着剤層15との間あるいは接着剤層15と金属層14との間にリフロークラックが発生し、信頼性が低下してしまう。接着剤層15の半導体チップCに接着する側の面及び金属層14と接着する側の面における表面自由エネルギーは、55mJ/m2以下が実用的である。
 また、接着剤層15は、Bステージ(未硬化状態または半硬化状態)において金属層14との剥離力(23℃、剥離角度180度、線速300mm/分)が0.3N/25mm以上である。剥離力が0.3N/25mm未満であると、半導体ウエハWのダイシングの際に、半導体ウエハWや半導体チップCと接着剤層15との間あるいは接着剤層15と金属層14との間で剥離が生じ、半導体チップCにチッピング(欠け)が発生してしまう。
 接着剤層15の吸水率は、1.5vol%以下であることが好ましい。吸水率の測定方法は次の通りである。すなわち、50×50mmの大きさの接着剤層15(フィルム状接着剤)をサンプルとし、サンプルを真空乾燥機中で、120℃、3時間乾燥させ、デシケータ中で放冷後、乾燥質量を測定しM1とする。サンプルを蒸留水に室温で24時間浸してから取出し、サンプル表面をろ紙でふき取り、すばやく秤量してM2とする。吸水率は、次式(1)により算出される。
  吸水率(vol%)=[(M2-M1)/(M1/d)]×100 
                            ・・・(1)
ここで、dはフィルムの密度である。
 吸水率が1.5vol%を超えると、吸水した水分によりはんだリフロー時にリフロークラックを生じるおそれがある。
 接着剤層15の飽和吸湿率は、1.0vol%以下であることが好ましい。飽和吸湿率の測定方法は次の通りである。すなわち、直径100mmの円形の接着剤層15(フィルム状接着剤)をサンプルとし、サンプルを真空乾燥機中で120℃、3時間乾燥させ、デシケータ中で放冷後、乾燥質量を測定しM1とする。サンプルを85℃、85%RHの恒温恒湿槽中で168時間吸湿してから取り出し、すばやく秤量してM2とする。飽和吸湿率は、次式(2)により算出される。
  飽和吸湿率(vol%)=[(M2-M1)/(M1/d)]×100
                            ・・・(2)
ここで、dはフィルムの密度である。
 飽和吸湿率が1.0vol%を超えると、リフロー時の吸湿により蒸気圧の値が高くなり、良好なリフロー特性が得られない。
 接着剤層15の残存揮発分は、3.0wt%以下であることが好ましい。残存揮発成分の測定方法は次の通りである。すなわち、50×50mmの大きさの接着剤層15(フィルム状接着剤)をサンプルとし、サンプルの初期の質量を測定しM1とし、サンプルを熱風循環恒温槽中で200℃、2時間加熱後、秤量してM2とする。残存揮発分は、次式(3)により算出される。
  残存揮発分(wt%)=[(M2-M1)/M1]×100  (3)
 残存揮発分が3.0wt%を超えると、パッケージングの際の加熱により溶媒が揮発し、接着剤層15の内部にボイドが発生して、パッケージクラックの要因となる。
 接着剤層15には、例えば、接着剤に使用される公知のポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエステルイミド樹脂、フェノキシ樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、塩素化ポリプロピレン樹脂、アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリアクリルアミド樹脂、メラミン樹脂等やその混合物を使用することができるが、接着剤層15の接着性と信頼性の観点から、アクリル系共重合体、エポキシ樹脂を含み、アクリル系共重合体のTgが0℃以上40℃以下、重量平均分子量が10万以上100万以下であることが好ましい。より好ましい重量平均分子量は60万以上90万以下である。
 なお、重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)法により標準ポリスチレンによる検量線を用いて測定したものとする。
 (GPC法による測定条件)
 使用機器:高速液体クロマトグラフィーLC-20AD[株式会社島津製作所製、商品名]
 カラム:Shodex Colμmn GPC KF-805[株式会社島津製作所製、商品名]
 溶離液:クロロホルム
 測定温度:45℃
 流量:3.0ml/min
 RI検出器:RID-10A
 アクリル系共重合体の重合方法は特に制限が無く、例えば、パール重合、溶液重合、懸濁重合等が挙げられ、これらの方法により共重合体が得られる。耐熱性が優れるため懸濁重合が好ましく、このようなアクリル系共重合体としては、例えば、パラクロンW-197C(根上工業株式会社製、商品名)が挙げられる。
 アクリル系共重合体はアクリロニトリルを含むことが好ましい。アクリル系共重合体に対し、好ましくは10~50質量%、より好ましくは20~40質量%がアクリロニトリルである。アクリロニトリルが10質量%以上あることで、接着剤層15のTgを上げ、接着性を向上させることができるが、50質量%以上あると、接着剤層15の流動性が悪くなり、接着性が低下する場合がある。アクリロニトリルを含む懸濁重合によるアクリル系共重合体であることが特に好ましい。
 アクリル系共重合体は接着性を向上させるため、官能基を有していてもよい。官能基としては、特に限定されるものではないが、例えば、アミノ基、ウレタン基、イミド基、水酸基、カルボキシル基、グリシジル基等が挙げられ、なかでも、グリシジル基が好ましい。グリシジル基は、熱硬化樹脂であるエポキシとの反応性がよく、水酸基などと比較すると粘着剤層12とは反応しにくいため、表面自由エネルギーの変化が起こりにくい。
 接着剤層15は無機フィラーを含有してもよいが、添加量が多いと流動性が低下し、接着性が下がるため40質量%未満が好ましく、より好ましくは20質量%未満、更に好ましくは15質量%未満である。また、粒径が大きいと接着面の表面に凹凸が生じ、接着性が低下するため、平均粒径1μm未満が好ましく、より好ましくは0.5μm未満、更に好ましくは0.1μm未満である。無機フィラーの粒径の下限に特に制限はないが、0.003μm以上であるのが実際的である。
 表面自由エネルギーを制御するために、シランカップリング剤もしくはチタンカップリング剤やフッ素系グラフト共重合体を添加剤として加えてもよい。メルカプト基やグリシジル基を含有するものが好ましい。
 接着剤層15の厚さは特に制限されるものではないが、通常3~100μmが好ましく、5~20μmがより好ましい。
 金属層14の線膨脹係数の接着剤層15の線膨脹係数に対する比(金属層14の線膨脹係数/接着剤層15の線膨脹係数)は、0.2以上であることが好ましい。当該比が0.2未満であると、金属層14と接着剤層15との間で剥離が生じやすくなり、パッケージングの際にリフロークラックが発生し、信頼性が低下するおそれがある。
 本実施の形態においては、粘着剤層12の上に直接的に金属層14を設けたが、ピックアップ性を向上させるための剥離層や、半導体チップC、金属層14、接着剤層15と共に粘着剤層12から剥離して半導体チップCに機能を付与するための機能層(例えば、放熱層等)等を介して間接的に設けてもよい。また、金属層14と接着剤層15との間に機能層を設けてもよい。
(セパレータ)
 セパレータは、接着剤層15の取り扱い性をよくするとともに接着剤層15を保護するためのものである。セパレータとしては、ポリエステル(PET、PBT、PEN、PBN、PTT)系、ポリオレフィン(PP、PE)系、共重合体(EVA、EEA、EBA)系、またこれらの材料を一部置換して、更に接着性や機械的強度を向上したフィルム使用することができる。また、これらのフィルムの積層体であってもよい。
 セパレータの厚さは、特に限定されるものではなく、適宜に設定してよいが、25~50μmが好ましい。
 (裏面用フィルムの製造方法)
 本実施の形態に係るダイシングテープ一体型の半導体裏面用フィルム10の製造方法について説明する。まず、接着剤層15は、樹脂組成物を調製し、フィルム状の層に形成する慣用の方法を利用し形成することができる。具体的には、例えば、適当なセパレータ(剥離紙など)上に前記樹脂組成物を塗布して乾燥し(熱硬化が必要な場合などでは、必要に応じて加熱処理を施し乾燥して)、接着剤層15を形成する方法等が挙げられる。前記樹脂組成物は、溶液であっても分散液であってもよい。次いで、得られる接着剤層15と別途用意した金属層14とを貼り合わせる。金属層14としては、市販の金属箔を用いればよい。その後、接着剤層15及び金属層14を所定の大きさの円形ラベル形状に押切刃を用いてプリカットし、周辺の不要部分を除去する。
 次に、ダイシングテープ13を作製する。基材フィルム11は、従来公知の製膜方法により製膜することができる。当該製膜方法としては、例えばカレンダー製膜法、有機溶媒中でのキャスティング法、密閉系でのインフレーション押出法、Tダイ押出法、共押出し法、ドライラミネート法等が例示できる。次に、基材フィルム11上に粘着剤組成物を塗布し、乾燥させて(必要に応じて加熱架橋させて)粘着剤層12を形成する。塗布方式としては、ロール塗工、スクリーン塗工、グラビア塗工等が挙げられる。なお、粘着剤層12組成物を直接基材フィルム11に塗布して、基材フィルム11上に粘着剤層12を形成してもよく、また、粘着剤組成物を表面に剥離処理を行った剥離紙等に塗布して粘着剤層12を形成させた後、該粘着剤層12を基材フィルム11に転写させてもよい。これにより、基材フィルム11上に粘着剤層12を形成されたダイシングテープ13が作製される。
 その後、金属層14と粘着剤層12とが接するように、円形の金属層14及び接着剤層15が設けられたセパレータにダイシングテープ13をラミネートし、場合によってはダイシングテープ13も所定の大きさの円形ラベル形状等にプリカットすることにより、ダイシングテープ一体型の半導体裏面用フィルム10が作られる。
<使用方法>
 次に、本実施形態のダイシングテープ一体型の半導体裏面用フィルム10を使用して半導体装置を製造する方法について、図2を参照しながら説明する。
 半導体装置の製造方法は、ダイシングテープ一体型の半導体裏面用フィルム10上に半導体ウエハWを貼着する工程(マウント工程)と、半導体ウエハWをダイシングして半導体チップCを形成する工程(ダイシング工程)と、半導体チップCを半導体裏面用フィルム10とともに、ダイシングテープ13の粘着剤層12から剥離する工程(ピックアップ工程)と、半導体チップCを被着体16上にフリップチップ接続する工程(フリップチップ接続工程)とを少なくとも具備する。
[マウント工程]
 先ず、ダイシングテープ一体型の半導体裏面用フィルム10上に任意に設けられたセパレータを適宜に剥離し、図2(A)で示されるように、接着剤層15に半導体ウエハWを貼着して、これを接着保持させ固定する(マウント工程)。このとき接着剤層15は未硬化状態(半硬化状態を含む)にある。また、ダイシングテープ一体型の半導体裏面用フィルム10は、半導体ウエハWの裏面に貼着される。半導体ウエハWの裏面とは、回路面とは反対側の面(非回路面、非電極形成面などとも称される)を意味する。貼着方法は特に限定されないが、圧着による方法が好ましい。圧着は、通常、圧着ロール等の押圧手段により押圧しながら行われる。
[ダイシング工程」
 次に、図2(B)で示されるように、半導体ウエハWのダイシングを行う。これにより、半導体ウエハWを所定のサイズに切断して個片化(小片化)し、半導体チップCを製造する。ダイシングは、例えば、半導体ウエハWの回路面側から常法に従い行われる。また、本工程では、例えば、半導体裏面用フィルム10まで切り込みを行うフルカットと呼ばれる切断方式等を採用できる。本工程で用いるダイシング装置としては特に限定されず、従来公知のものを用いることができる。また、半導体ウエハWは、半導体裏面用フィルム10により優れた密着性で接着固定されているので、チップ欠けやチップ飛びを抑制できると共に、半導体ウエハWの破損も抑制できる。なお、ダイシングテープ一体型の半導体裏面用フィルム10のエキスパンドを行う場合、該エキスパンドは従来公知のエキスパンド装置を用いて行うことができる。
[ピックアップ工程]
 図3(C)で示されるように、半導体チップCのピックアップを行って、半導体チップCを接着剤層15及び金属層14とともにダイシングテープ13より剥離させる。ピックアップの方法としては特に限定されず、従来公知の種々の方法を採用できる。例えば、個々の半導体チップCを半導体裏面用フィルム10の基材フィルム11側からニードルによって突き上げ、突き上げられた半導体チップCをピックアップ装置によってピックアップする方法等が挙げられる。なお、ピックアップされた半導体チップCは、その裏面が金属層14により保護されている。
[フリップチップ接続工程]
 ピックアップした半導体チップCは、図3(D)で示されるように、基板等の被着体16に、フリップチップボンディング方式(フリップチップ実装方式)により固定させる。具体的には、半導体チップCを、半導体チップCの回路面(表面、回路パターン形成面、電極形成面などとも称される)が被着体16と対向する形態で、被着体16に常法に従い固定させる。例えば、まず半導体チップCの回路面側に形成されている接続部としてのバンプ17にフラックスを付着させる。次いで、半導体チップCのバンプ17を被着体16の接続パッドに被着された接合用の導電材18(半田など)に接触させて押圧しながらバンプ17及び導電材18を溶融させることにより、半導体チップCと被着体16との電気的導通を確保し、半導体チップCを被着体16に固定させることができる(フリップチップボンディング工程)。このとき、半導体チップCと被着体16との間には空隙が形成されており、その空隙間距離は、一般的に30μm~300μm程度である。尚、半導体チップCを被着体16上にフリップチップボンディング(フリップチップ接続)した後は、半導体チップCと被着体16との対向面や間隙に残存するフラックスを洗浄除去し、該間隙に封止材(封止樹脂など)を充填させて封止する。
 被着体16としては、リードフレームや回路基板(配線回路基板など)等の各種基板を用いることができる。このような基板の材質としては、特に限定されるものではないが、セラミック基板や、プラスチック基板が挙げられる。プラスチック基板としては、例えば、エポキシ基板、ビスマレイミドトリアジン基板、ポリイミド基板等が挙げられる。
 本実施形態においては、ダイシングテープ一体型の半導体裏面用フィルム10について説明したが、ダイシングテープ13と一体化されていなくてもよい。接着剤層15及び金属層14がダイシングテープ13に積層されていない半導体裏面用フィルムの場合、接着剤層15の金属層14と接する面と反対側の面は、剥離層を有するセパレータにより保護されていることが好ましい。使用する際は、適宜セパレータを剥離し、接着剤層15に半導体ウエハWの裏面を貼合する。接着剤層15及び金属層14が所定形状にプリカットされていない場合は、所定形状に切断し、得られた積層体の金属層14側を、別体のダイシングテープの粘着剤層に貼合し、上述したダイシング工程以降の工程と同様にして、半導体装置を製造するとよい。
<実施例>
 次に、本発明の効果をさらに明確にするために、実施例および比較例について詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
(1)アクリルポリマーの作製
 まず、各実施例および各比較例に係る半導体裏面用フィルムの接着剤層に含まれるアクリルポリマーの作製方法について説明する。
<アクリルポリマー(1)>
 撹拌機を備えたガラス製の四口丸底フラスコに水300質量部を入れ、分散安定剤としてポリビニルアルコール0.7質量部を溶解し、撹拌翼により300rpmで撹拌しつつ、アクリル酸エチル65質量部、アクリル酸ブチル23質量部、メタクリル酸グリシジル2質量部、アクリロニトリル12質量部からなる単量体混合物と重合開始剤としてN,N’-アゾビスイソブチロニトリル1質量部を一括投入し、懸濁液を作成した。
 これを、撹拌継続下に反応系内を68℃まで昇温させ、4時間一定に保って反応させた。その後、室温(約25℃)まで冷却した。次いで、反応物を固液分離し、水で充分に洗浄した後、乾燥機を用いて70℃で12時間乾燥し、続いて2-ブタノンを加え固形分が15%になるよう調整して、アクリルポリマー(1)を得た。配合比から計算されるTgは-22℃である。この重合体の重量平均分子量は40万、分散度は3.8であった。重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(Gel Permeation Chromatography:GPC)法により標準ポリスチレンによる検量線を用いて測定した。
<アクリルポリマー(2)>
 アクリル酸エチルを43質量部、アクリル酸ブチルを15質量部、メタクリル酸グリシジルを5質量部、アクリロニトリル37を質量部とした以外は、アクリルポリマー(1)と同様の作製法によりアクリルポリマー(2)を作製した。配合比から計算されるTgは12℃である。この重合体のゲルパーミエーションクロマトグラフィーによる重量平均分子量は70万、分散度は3.6であった。
<アクリルポリマー(3)>
 アクリル酸エチルを43質量部、アクリル酸ブチルを15質量部、メタクリル酸グリシジルを5質量部、アクリロニトリルを36質量部とし、変性シリコンオイル1質量部を加えた以外は、アクリルポリマー(1)と同様の製造法によりアクリルポリマー(3)を作製した。配合比から計算されるTgは12℃である。この重合体のゲルパーミエーションクロマトグラフィーによる重量平均分子量は60万、分散度は4.0であった。
<アクリルポリマー(4)>
 アクリル酸エチルを34質量部、アクリル酸ブチルを15質量部、メタクリル酸グリシジルを2質量部、アクリロニトリルを49質量部とした以外は、アクリルポリマー(1)と同様の製造法によりアクリルポリマー(4)を作製した。配合比から計算されるTgは21℃である。この重合体のゲルパーミエーションクロマトグラフィーによる重量平均分子量は12万、分散度は2.3であった。
(2)接着剤層の作製
<接着剤層(1)>
 上記アクリルポリマー(1)100質量部に対して、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂(エポキシ当量197、分子量1200、軟化点70℃)25質量部、キシリレンノボラック樹脂(水酸基当量104、軟化点80℃)60質量部、充填材として平均粒径0.045μmのシリカフィラー20質量部を加えて熱硬化性の接着剤組成物を得た。この接着剤組成物を、セパレータをなすPETフィルムに塗布し、120℃で10分間加熱乾燥して、乾燥後の厚さ20μmのBステージ状態の塗膜を形成し、PETフィルム/接着剤層(1)/PETフィルムの積層体を得た。
 なお、PETフィルムはシリコーン離型処理されたPETフィルム(帝人:ヒューピレックスS-314(商品名)、厚み25μm)を用いた。
<接着剤層(2)>
 上記アクリルポリマー(1)に代えてアクリルポリマー(2)を用いた以外は接着剤層(1)と同様の方法で、接着剤層(2)を得た。
<接着剤層(3)>
 上記アクリルポリマー(1)に代えてアクリルポリマー(3)を用いた以外は接着剤層(1)と同様の方法で、接着剤層(3)を得た。
<接着剤層(4)>
 上記アクリルポリマー(1)に代えてアクリルポリマー(4)を用いた以外は接着剤層(1)と同様の方法で、接着剤層(4)を得た。
<接着剤層(5)>
 先着剤層(1)と同様の接着剤組成物を、セパレータをなすPETフィルムに塗布し、120℃で6分間加熱乾燥した以外は接着剤層(1)と同様の方法で、接着剤層(5)を得た。
(3)粘着剤層組成物の作製
<粘着剤層組成物(1)>
 ブチルアクリレート65質量部、2-ヒドロキシエチルアクリレート25質量部、アクリル酸10質量部をラジカル重合させ、2-イソシアネートエチルメタクリレートを滴下反応させて合成した重量平均分子量80万のアクリル共重合体に、硬化剤としてポリイソシアネート3質量部、光重合開始剤として1-ヒドロキシ-シクロヘキシル-フェニル-ケトン1質量部を加えて混合し、粘着剤層組成物(1)とした。
<粘着剤層組成物(2)>
 アクリル酸2-エチルヘキシル77質量部、2-ヒドロキシプロピルアクリレート23質量部を重合させた重量平均分子量80万のアクリル共重合体に、硬化剤としてポリイソシアネート3重量部を加えて混合し、粘着剤層組成物(2)とした。
<粘着剤層組成物(3)>
 アクリル酸2-エチルヘキシル77質量部、2-ヒドロキシプロピルアクリレート23質量部を重合させた重量平均分子量80万のアクリル共重合体に、添加剤として変性シリコンオイル3質量部、硬化剤としてポリイソシアネート3重量部を加えて混合し、粘着剤層組成物(3)とした。
(4)ダイシングテープの作製
<ダイシングテープ(1)>
 作製した粘着剤層組成物(1)を乾燥膜厚が10μmとなるようにセパレータをなすPETフィルムに塗布し、120℃で3分間乾燥した。このPETフィルムに塗工した粘着剤層組成物を、基材フィルムである厚さ100μmのポリプロピレン-エラストマー(PP:HSBR=80:20のエラストマー)樹脂フィルム上に転写させることでダイシングテープ(1)を作製した。なお、ポリプロピレン(PP)は、日本ポリケム株式会社製のノバテックFG4(商品名)を用い、水添スチレンブタジエン(HSBR)はJSR株式会社製のダイナロン1320P(商品名)を用いた。また、PETフィルムはシリコーン離型処理されたPETフィルム(帝人:ヒューピレックスS-314(商品名)、厚み25μm)を用いた。
<ダイシングテープ(2),(3)>
 粘着剤層組成物(1)に代えて、粘着剤層組成物(2)を用いた以外はダイシングテープ(1)と同様にしてダイシングテープ(2)を作製した。また、粘着剤層組成物(1)に代えて、粘着剤層組成物(3)を用いた以外はダイシングテープ(1)と同様にしてダイシングテープ(3)を作製した。
(5)ダイシングテープ一体型の半導体裏面用フィルムの作製
<実施例1>
 以上のようにして得られた接着剤層(1)と50μm厚のSUS304製金属箔とをラミネート貼合し積層体を得て、さらに粘着フィルム(1)と積層体を積層体の接着剤層が粘着剤層と接するように貼合し、基材フィルム、粘着剤層、金属層、接着剤層、セパレータがこの順で積層されたセパレータ付きの半導体裏面用フィルムを得た。この半導体裏面用フィルムを実施例1のサンプルとした。
<実施例2>
 得られた上記接着層(2)と粘着フィルム(2)とを用いて、実施例1と同様の方法で実施例2の半導体裏面用フィルムを作成した。
<実施例3>
 得られた上記接着層(3)と粘着フィルム(2)とを用い、金属層として50μm厚の銅箔を用いて、実施例1と同様の方法で実施例3の半導体裏面用フィルムを作成した。
<比較例1>
 得られた上記接着層(4)と粘着フィルム(3)とを用いて、実施例1と同様の方法で比較例1の半導体裏面用フィルムを作成した。
<比較例2>
 得られた上記接着層(1)と粘着フィルム(1)とを用いて、接着層と粘着層が接するように貼合し、基材フィルム、粘着剤層、接着剤層、セパレータがこの順で積層されたセパレータ付きの半導体裏面用フィルムを得た。この半導体裏面用フィルムを比較例2のサンプルとした。
<比較例3>
 得られた上記接着層(5)と粘着フィルム(2)とを用い、金属層として50μm厚の銅箔を用いて、実施例1と同様の方法で比較例3の半導体裏面用フィルムを作製した。
 実施例1~3及び比較例1~3に係る半導体裏面用フィルムについて以下の測定、評価を行った。その結果を表1に示す。
(表面自由エネルギー)
 上記実施例、比較例に係る半導体裏面用フィルムの接着剤層において、セパレータから剥離した面をA面とし、金属層から剥がした面をB面とした。これらA面及びB面に対する水及びジヨードメタンの接触角を測定(液滴容量:水2μL、ジヨードメタン3μL、読み取り時間:滴下後30秒)し、測定により得られた水及びジヨードメタンの接触角から、幾何平均法を使って、下記の算出式により表面自由エネルギーを算出した。なお比較例2は金属層がないため測定は省略した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
(剥離力)
 各実施例、比較例に係る半導体裏面用フィルムの接着剤層のセパレータを剥がし、25mm幅の短冊状に切り取り、基材フィルムと粘着剤層、金属層、接着剤層とがこの順に積層された試験片を作製した。接着剤層の表面に形状保持テープ(積水化学工業社製、商品名:フォルテ)を2kgのローラによって貼り合わせて作製した試験片を株式会社東洋精機製作所製のストログラフ(VE10)により「ダイシングテープおよび金属層」と、「接着剤層および補強テープ」の各積層体に分けて掴み、線速300mm/minにて接着剤層と金属層との間の剥離力を測定した。なお、剥離力の単位は[N/25mm]である。なお比較例2は金属層がないため測定は省略した。
(吸水率)
 各実施例、比較例に係る半導体裏面用フィルムの接着剤層を50×50mmの大きさに切断してサンプルとし、サンプルを真空乾燥機中で、120℃、3時間乾燥させ、デシケータ中で放冷後、乾燥質量を測定しM1とする。サンプルを蒸留水に室温で24時間浸してから取出し、サンプル表面をろ紙でふき取り、すばやく秤量してM2とする。吸水率を次式(1)により算出した。
  吸水率(vol%)=[(M2-M1)/(M1/d)]×100
                            ・・・(1)
ここで、dはフィルムの密度である。
(飽和吸湿率)
 各実施例、比較例に係る半導体裏面用フィルムの接着剤層を直径100mmの円形に切断してサンプルとし、サンプルを真空乾燥機中で120℃、3時間乾燥させ、デシケータ中で放冷後、乾燥質量を測定しM1とする。サンプルを85℃、85%RHの恒温恒湿槽中で吸湿してから取り出し、すばやく秤量してM2とする。飽和吸湿率を次式(2)により算出した。
  飽和吸湿率(vol%)=[(M2-M1)/(M1/d)]×100
                            ・・・(2)
ここで、dはフィルムの密度である。
(残存揮発分)
 各実施例、比較例に係る半導体裏面用フィルムの接着剤層を50×50mmの大きさに切断してサンプルとし、サンプルの初期の質量を測定しM1とし、サンプルを熱風循環恒温槽中で200℃、2時間加熱後、秤量してM2とする。残存揮発分を次式(3)により算出した。
  残存揮発分(wt%)=[(M2-M1)/M1]×100  (3)
(チッピング)
 各実施例、比較例に係る半導体裏面用フィルムのセパレータを剥離し、接着剤層を厚み50μmのシリコンウエハに70℃で10秒間加熱貼合した後、10mm×10mmのチップにダイシングした。ダイシングしたチップを取り出し、チップの欠けを計測し、欠けの大きさが10μm以下のものを良品として「○」、欠けの大きさが10μm超のものを不良品として「×」で評価した。
(チップ反り量)
 各実施例、比較例に係る半導体裏面用フィルムのセパレータを剥離し、接着剤層を厚み50μmのシリコンウエハに70℃で10秒間加熱貼合した後、10mm×10mmのチップにダイシングし、ダイシングした積層体をガラス板上に置いた。この時チップがガラス板側となるように置き、積層体とガラス板との距離の最大値を測定し、チップ反り量とした。
(信頼性(リフロー時クラック発生個数))
 各実施例、比較例に係る半導体裏面用フィルムのセパレータを剥離し、接着剤層を厚み200μmのシリコンウエハの裏面に貼り付け、シリコンウエハの表面に上述の接着剤層(1)をさらに貼合して、7.5mm×7.5mmにダイシングした後、銀メッキ処理されたリードフレーム上に、温度160℃、圧力0.1MPa、時間1秒の条件でマウントした。更に、封止材(KE-1000SV、京セラケミカル株式会社製、商品名)でモールドし、各実施例および各比較例につき各20個のサンプルを作製した。
 サンプルを85℃/60質量%RHの恒温恒湿層で196時間処理した後、サンプル表面の最高温度が260℃で20秒になるよう設定したIR(赤外線)リフロー炉にサンプルを通し、室温放置により冷却する処理を3回繰り返した。各実施例および各比較例について、上記のような処理を行った20個のサンプルに対してクラックの有無を観察し、20個のサンプル中のクラックが発生したサンプルの個数を示した。なお、クラックの有無を観察する際には、超音波探査装置(Scanning Acoustic Tomograph:SAT)を使用して透過法にて各サンプルを観察し、各部材間に剥離が見られたものは全てクラックとした。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
 表1に示すように、実施例1~3に係る半導体裏面用フィルムは、接着剤層の半導体チップに接着する側の面(A面)及び金属剤層と接着する側の面(B面)における表面自由エネルギーが、ともに35mJ/m2以上であり、Bステージにおける接着剤層と金属層との剥離力が0.3N/25mm以上であるため、チッピング、チップ反り、信頼性(リフロー時クラック)とも良好な結果となった。
 これに対して、比較例1に係る半導体裏面用フィルムは、接着剤層の半導体チップに接着する側の面(A面)及び金属剤層と接着する側の面(B面)における表面自由エネルギーが、35mJ/m2未満であるため、リフロー時クラックが発生した。また、比較例2に係る半導体裏面用フィルムは、金属層を有していないため、チップに反りが発生し、この反りに起因してリフロー時クラックも発生した。比較例3に係る半導体裏面用フィルムは、Bステージにおける接着剤層と金属層との剥離力が0.3N/25mm未満であるため、ダイシング時に半導体ウエハや半導体チップと接着層との間あるいは接着剤層と金属層との間で剥離が生じ、半導体チップにチッピング(欠け)発生し、リフロー時クラックも発生した。
10:半導体裏面用フィルム
11:基材フィルム
12:粘着剤層
13:ダイシングテープ
14:金属層
15:接着剤層

Claims (6)

  1.  半導体チップの裏面に貼合するための金属層と、前記金属層を前記半導体チップの裏面に接着するための接着剤層とを有し、
     前記接着剤層の前記半導体チップに接着する側の面及び前記金属剤層と接着する側の面における表面自由エネルギーが、ともに35mJ/m2以上であり、
     Bステージにおける前記接着剤層と前記金属層との剥離力が0.3N/25mm以上であることを
    特徴とする半導体保護用フィルム。
  2.  前記接着剤層の吸水率が1.5vol%以下であることを特徴とする請求項1に記載の半導体保護用フィルム。
  3.  前記接着剤層の飽和吸湿率が1.0vol%以下であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の半導体保護用フィルム。
  4.  前記接着剤層の残存揮発分が3.0wt%以下であることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の半導体保護用フィルム。
  5.  基材フィルムと粘着剤層とを有するダイシングテープを有し、
     前記粘着剤層上に前記金属層が設けられていることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の半導体保護用フィルム。
  6.  前記粘着剤層が、放射線の照射により粘着力が低下する放射線硬化型粘着剤層であることを特徴とする請求項5に記載の半導体保護用フィルム。
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