JP2007005611A - 半導体ウエハ固定用粘着テープ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 基材フィルム上に、粘着剤層又は粘着剤層と接着剤層が形成されてなるダイシングテープ又はダイシングダイボンドシートであって、前記粘着剤層がアクリル系粘着剤と無機化合物フィラーを含み、前記無機化合物フィラーが20nm〜300nmの平均粒径を有し、かつ前記アクリル系粘着剤と無機化合物フィラーの合計質量をXとし、無機化合物フィラーの質量をYとしたとき、その比率Y/Xが0.05〜0.45であることを特徴とする半導体ウエハ固定用粘着テープ。
【選択図】 なし
Description
このウエハ裏面貼付け方式のフィルム状接着剤を用いて半導体装置を製造する場合、まず(1)半導体ウエハの裏面にフィルム状接着剤を貼付け、(2)さらにフィルム状接着剤の他面にダイシングテープを貼り合わせ、(3)その後、前記ウエハをダイシングして半導体素子を個片化し、(4)個片化したフィルム状接着剤付き半導体素子をピックアップし、(5)それを支持部材に接合(ダイボンド)し、(6)その後の加熱、硬化、ワイヤボンドなどの工程を経ることにより半導体装置が得られることとなる。
しかしながら、ウエハ裏面貼付け方式のフィルム状接着剤を用いる方法にあっては、前記ダイシング工程までに、フィルム状接着剤の貼着とダイシングテープの貼付といった2つの工程が必要であったことから、さらなる作業工程の簡略化が求められており、フィルム状接着剤をダイシングテープ上に付設した一体型のシート(ダイシングダイボンドシート)を作成し、これをウエハに貼り付ける方法が採用されている。
さらに、この放射線硬化型粘着剤層中に無機化合物粉末を含有させたテープがあるが、このテープは無機化合物粉末を光散乱性のものとし、これによって接着剤層の放射線硬化が不充分となり、接着力が充分に低下しなくなることを防いでいるものである(例えば、参考文献2参照)。
上記参考文献2に記載の無機化合物粉末を含有する粘着テープでは、チッピングやクラックの防止の効果は全く得られず、粘着剤層を形成することすら不可能である場合がある。
そこで、本発明は上記のような問題点に鑑み、ウエハのダイシング時のチッピングやクラックの発生を極力少なくするダイシングテープ又はダイシングダイボンドテープを提供することを目的とする。
すなわち本発明は、
(1)基材フィルム上に、アクリル系粘着剤と無機化合物フィラーを含む粘着剤層が形成され、前記無機化合物フィラーが20nm〜300nmの平均粒径を有し、かつ前記アクリル系粘着剤と無機化合物フィラーの合計質量をXとし、無機化合物フィラーの質量をYとしたとき、その比率Y/Xが0.05〜0.45であることを特徴とするダイシング用半導体固定用粘着テープ、
(2)基材フィルム上に、粘着剤層と接着剤層とがこの順に形成されてなり、前記粘着剤層がアクリル系粘着剤と無機化合物フィラーを含み、前記無機化合物フィラーが20nm〜300nmの平均粒径を有し、かつ前記アクリル系粘着剤と無機化合物フィラーの合計質量をXとし、無機化合物フィラーの質量をYとしたとき、その比率Y/Xが0.05〜0.45であることを特徴とするダイシングダイボンド用半導体ウエハ固定用粘着テープ、
(3)前記粘着剤中の無機化合物フィラーが、シリカであることを特徴とする(1)又は(2)項記載の半導体ウエハ固定用粘着テープ、
(4)前記アクリル系粘着剤が、分子中にヨウ素価0.5〜20の光重合性炭素−炭素二重結合を有する化合物(A)と、ポリイソシアネート類、メラミン・ホルムアルデヒド樹脂およびエポキシ樹脂から選ばれる化合物(B)とを含有することを特徴とする(1)又は(2)記載の半導体ウエハ固定用粘着テープ、
(5)前記アクリル系粘着剤が、水酸基もしくはカルボキシル基を有するアクリル系共重合体(C)、ポリイソシアネート類、メラミン・ホルムアルデヒド樹脂およびエポキシ樹脂から選ばれる化合物(B)と、分子中にヨウ素価0.5〜20の光重合性炭素−炭素二重結合を有するアクリレート系オリゴマー(D)とを含有することを特徴とする(1)又は(2)項記載の半導体ウエハ固定用粘着テープ、および
(6)前記アクリル系粘着剤が、水酸基あるいはカルボキシル基を有するアクリル系共重合体(C)と、ポリイソシアネート類、メラミン・ホルムアルデヒド樹脂およびエポキシ樹脂から選ばれる化合物(B)とを含有することを特徴とする(1)又は(2)項記載の半導体ウエハ固定用粘着テープ
を提供するものである。
本発明で、半導体ウエハ固定用粘着テープとは、その全体平面形状を特に限定するものではなく、狭義の帯状のものの外、横幅の広いシート状のものでもよい。
本発明の半導体ウエハ固定用粘着テープの中でダイシングテープは基材フィルム上に粘着剤層を形成されたものであり、また、ダイシングダイボンドテープは基材フィルム上に粘着剤層と接着剤層とがこの順序に形成されている。
本発明の半導体ウエハ固定用粘着テープに用いる基材フィルムは、放射線透過性を有するものであれば特に制限はなく、公知のものを使用することができる。なお、ここで放射線とは、紫外線のような光線、または電子線などの電離性放射線を言う。
そして、半導体ウエハ固定用粘着テープの外層には通常、セパレータが積層されているが、セパレータはポリエチレンテレフタレート(PET)系、ポリエチレン系、その他剥離処理フィルム等周知のセパレータである。
本発明の半導体ウエハ固定用粘着テープの粘着剤層に用いられる無機化合物フィラーは、20nm〜300nmの平均粒径を有する無機化合物フィラーである。そして、その混合比率は、アクリル系粘着剤と無機化合物フィラーの合計(本発明については固形分の合計をいう)質量をXとし、無機化合物フィラーの質量をYとしたとき、その比率Y/Xが0.05〜0.45、好ましくはY/Xが0.05〜0.40の比率で混合するものである。
なお、ここでアクリル系粘着剤と無機化合物フィラーとの合計質量には、粘着剤層を形成するアクリル系粘着剤に配合する光重合開始剤やその他の添加剤も含む質量である。
その混合比率が0.05未満では上記のチッピングやクラックの防止効果が十分でなく、0.45を越えると粘着剤の配合および塗布作業中に無機化合物フィラーの凝集が急速に進行し、均一な粘着剤層が形成されないため、粘着効果が損なわれる。
さらに、無機化合物フィラーとして具体的にはシリカ、マイカ、アルミナ、マグネシウムなどを挙げることができるが、特にシリカが好ましい。
さらに、粘着剤中の無機化合物フィラーの比率を増加させることによって、アクリル系粘着剤を成分とした粘着剤層よりも、光重合した後の粘着剤層のタック力を低下させることができる。
また、粘着剤層に用いられるアクリル系粘着剤としては、水酸基あるいはカルボキシル基を有するアクリル系共重合体(C)と、ポリイソシアネート類、メラミン・ホルムアルデヒド樹脂およびエポキシ樹脂から選ばれる化合物(B)と、分子中にヨウ素価0.5〜20の光重合性炭素−炭素二重結合を有するアクリレート系オリゴマー(D)とを含有するアクリル系粘着剤を挙げることができる。
さらに同様に、粘着剤層に用いられる好ましいアクリル系粘着剤としては、水酸基あるいはカルボキシル基を有するアクリル系共重合体(C)と、ポリイソシアネート類、メラミン・ホルムアルデヒド樹脂およびエポキシ樹脂から選ばれる化合物(B)とを含有するアクリル系粘着剤を挙げることができる。
このうち、前記の放射線重合性炭素−炭素二重結合および官能基を有する化合物(1)は、アクリル酸アルキルエステルまたはメタクリル酸アルキルエステルなどの放射線重合性炭素−炭素二重結合を有する単量体(1)−1と、官能基を有する単量体(1)−2とを共重合させて得ることができる。
単量体(1)−1は、炭素数の大きな単量体を使用するほどガラス転移点は低くなるので、所望のガラス転移点のものを作製することができる。また、ガラス転移点の他、相溶性と各種性能を上げる目的で酢酸ビニル、スチレン、アクリロニトリルなどの炭素−炭素二重結合をもつ低分子化合物を配合することも5質量%以下の範囲内でできる。
化合物(1)と化合物(2)の反応において、未反応の官能基を残すことにより、酸価または水酸基価などの特性に関して、後述するものを製造することができる。
重合開始剤としては、α,α′−アゾビスイソブチルニトリルなどのアゾビス系、ベンゾベルペルオキシドなどの有機過酸化物系などのラジカル発生剤を通常用いる。
この際、必要に応じて触媒、重合禁止剤を併用することができ、重合温度および重合時間を調節することにより、所望の分子量の(A)を得ることができる。また、分子量を調節することに関しては、メルカプタン、四塩化炭素系の溶剤を用いるのが好ましい。
なお、この反応は溶液重合に限定されるものではなく、塊状重合、懸濁重合など別の方法でもさしつかえない。
分子量が30万未満では、放射線照射の凝集力が小さくなって、ウエハをダイシングする時に、素子のずれが生じやすくなり、画像認識が困難となることがある。また、この素子のずれを、極力防止するためには、分子量が、40万以上であるのが好ましい。しかし、分子量が100万を越えると、合成時および塗工時にゲル化する可能性がある。
なお、特性面からは、ガラス転移点が低いので分子量が大きくても、パターン状ではなく全体を放射線照射した場合、放射線照射後の粘着剤の流動性が十分ではないため、延伸後の素子間隙が不十分であり、ピックアップ時の画像認識が困難であるといった問題が発生することはないが、それでも90万以下であるのが好ましい。
なお、本発明における分子量とは、ポリスチレン換算の重量平均分子量である。
ヨウ素価が0.5未満では、放射線照射後の粘着力の低減効果が小さくなり、ヨウ素価が20を越えると、放射線照射後の粘着剤の流動性が十分ではなく、延伸後の素子間隙が不十分であり、ピックアップ時に各素子の画像認識が困難になるという問題が発生する。
さらに、分子中のヨウ素価が大きすぎると光重合性炭素−炭素二重結合を有する化合物(A)および光重合性炭素−炭素二重結合を有するアクリレート系オリゴマー(D)は、そのものが安定性に欠け、製造が困難となる。
ガラス転移点が低くすぎると、放射線照射に伴う熱に対する耐熱性が十分でなく、高すぎると、表面状態が粗いウエハにおけるダイシング後の素子の飛散防止効果が十分でない。
また、分子中にヨウ素価0.5〜20の光重合性炭素−炭素二重結合を有する化合物(A)が、酸価0.5〜30のCOOH基を有すると粘着テープ復元性を改善することにより、使用済テープ収納型の機構への対応を容易にすることができるので好ましい。
ここで、分子中にヨウ素価0.5〜20の光重合性炭素−炭素二重結合を有する化合物(A)の水酸基価が低すぎると、放射線照射後の粘着力の低減効果が十分でなく、高すぎると、放射線照射後の粘着剤の流動性を損なう。酸価が低すぎると、テープ復元性の改善効果が十分でなく、高すぎると粘着剤の流動性を損なう。
また、水酸基あるいはカルボキシル基を有するアクリル系共重合体(C)が、酸価0〜30のCOOH基を有するとテープ復元性を改善することにより、使用済テープ収納型の機構への対応を容易とすることができるので好ましい。
ここで、水酸基あるいはカルボキシル基を有するアクリル系共重合体(C)の水酸基価が高すぎると、放射線照射後の粘着剤の流動性を損なう。酸価が高すぎると粘着剤の流動性を損なう。
(B)の添加量を、水酸基あるいはカルボキシル基を有するアクリル系共重合体(C)または分子中にヨウ素価0.5〜20の光重合性炭素−炭素二重結合を有する化合物(A)100質量部に対して0.1〜10質量部とする。その量が0.1質量部未満では凝集力向上効果が十分でなく、10質量部を越えると粘着剤の配合および塗布作業中に硬化反応が急速に進行し、架橋構造が形成されるため、作業性が損なわれる。
さらに、この発明に用いられる放射線硬化性化合物を含むアクリル系粘着剤には必要に応じて粘着付与剤、粘着調整剤、界面活性剤など、あるいはその他の改質剤および慣用成分を配合することができる。本発明のアクリル系粘着剤と無機化合物フィラーを含む粘着剤層の厚さは特に制限されるものではないが、通常2〜50μmである。
本発明のダイシングダイボンドテープの実施態様においては、粘着剤層の上に接着剤層を形成するものである。
この接着剤層は特に制限はなく、種々の公知の接着フィルム(ダイボンドフィルム)を利用することもできる。
本発明のダイシングダイボンドシートの接着剤層(ダイボンドフィルム)に用いられる材料は、特に限定されるものではなく、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、シリコンオリゴマー系等を使用することができる。
接着剤層の厚さは特に制限されるものではないが、通常5〜100μmである。
このような基材として選択し得るポリマーの例としては、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、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート等のエンジニアリングプラスチック、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、およびこれらの混合物を列挙することができる。
なお、ハロゲンを含むポリ塩化ビニル、塩化ビニル−エチレン共重合体、ふっ素化エチレンプロピレン(FEP)、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル(PFA)等のポリマーは、遊離ハロゲンまたは遊離ハロゲン酸が、半導体素子に悪影響を及ぼすため好ましくない。
基材フィルムの厚みは、強伸度特性、放射線透過性の観点から通常30〜300μmが適当である。
なお、基材フィルムの放射線硬化性粘着剤層を塗布する側と反対側表面をシボ加工もしくは滑剤コーティングすると、ブロッキング防止、粘着テープの放射状延伸時の粘着テープと治具との摩擦を減少することによる基材フィルムのネッキング防止などの効果があるので好ましい。
下記各実施例および各比較例に示すように、アクリル系粘着剤を構成する各成分有機化合物を混合し、さらに所定粒径を有するシリカ微粉末(日産化学社製、商品名MEK−ST)を配合して粘着剤を調製する。そして、その粘着剤をポリオレフィン系基材A(厚さ80μm)またはB(厚さ100μm)フィルム上に乾燥膜厚が10μmとなるように塗布した後、110℃で2分間乾燥し、粘着テープを作成した。次いで、予め後述のように作成された厚さ20μm接着フィルム(ダイボンドフィルム)をこの粘着テープの粘着剤層上に貼合し、ダイシングダイボンドシートを作成した。
接着フィルム(ダイボンドフィルム)は種々あり、どのように製造されたものでも構わないが、ここではアクリル系共重合体(グリシジルアクリレート系共重合体)100部、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂100部、キシレンノボラック型フェノール樹脂10部に、エポキシ硬化剤として2−フェニルイミダゾール5部とキシレンジアミン0.5部を配合し、PETフィルムに塗布後110℃で2分間乾燥し得られた厚さ20μmの接着フィルムを用いた。
1)ダイシング時のチッピング・クラックの発生
作成したダイシングダイボンドシートを70℃×1分間でウエハへ加熱貼合した後、ウエハを5mm×5mmにダイシングした。その後、ダイシング後のチップを顕微鏡観察し、チップ裏面および側面に発生したチッピング(クラックを含む)の長さを測定し、その平均値を求めた。チッピングの長さはチップ端部からの長さとした。
2)ピックアップ率
作成したダイシングダイボンドシートを70℃×1分間でウエハへ加熱貼合した後、ウエハを10mm×10mmにダイシングした。その後、粘着剤層に紫外線を空冷式高圧水銀灯(80W/cm、照射距離10cm)により200mJ/cm2照射した後、ダイボンダー装置(NECマシナリー製、商品名CPS−100FM)によるピックアップ試験を行い、ピックアップチップ個数でのピックアップが成功した割合をピックアップ率とした。その際、ピックアップされた素子に粘着剤層から剥離した接着剤層が保持されているものをピックアップが成功したものとした。
アクリル系粘着剤が、水酸基あるいはカルボキシル基を有するアクリル系共重合体(C)と、ポリイソシアネート類、メラミン・ホルムアルデヒド樹脂およびエポキシ樹脂から選ばれる化合物(B)を含む場合である。
(メタ)アクリル系共重合体[酸価13、水酸基価45、分子量80万、Tg−20℃](C)、およびポリイソシアネート系硬化剤[日本ポリウレタン製、商品名 コロネートL](B)を表1に示す質量部で混合してアクリル系粘着剤を調製し、ダイシングダイボンドシートを作成した。そして、その特性の評価試験を行い、その結果を表1に示した。
また、比較例2、比較例3はフィラーの含有比率が0.45を越えるものであり、均一な粘着剤層が形成できず、また、比較例4はフィラーの平均粒径が大きすぎる例であり、使用できるテープができなかった。なお、比較例1はフィラーを含有しないものであり、チッピングが激しかった。
次に、アクリル系粘着剤が、水酸基あるいはカルボキシル基を有するアクリル系共重合体(C)、ポリイソシアネート類、メラミン・ホルムアルデヒド樹脂およびエポキシ樹脂から選ばれる化合物(B)、分子中にヨウ素価0.5〜20の光重合性炭素−炭素二重結合を有するアクリレート系オリゴマー(D)を含む場合である。
(メタ)アクリル系共重合体[酸価13、水酸基価45、分子量80万、Tg−20℃](C)、ポリイソシアネート系硬化剤[日本ポリウレタン製、商品名 コロネートL](B)および光重合性ウレタンアクリレートオリゴマー[ヨウ素価5、酸価0、水酸基価0、分子量1200](D)に、光重合開始剤として2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノンを表2に示す質量部で混合してアクリル系粘着剤を調製し、ダイシングダイボンドシートを作成した。そして、その特性の評価試験を行い、その結果を表2に示した。
比較例12はフィラーの平均粒径が大きすぎる例であり、また、比較例13はフィラーの平均粒径が小さすぎる例であり、ともに使用できるテープができなかった。
比較例11はフィラーを含有しないものであり、チッピングが激しかった。
アクリル系粘着剤が、ポリイソシアネート類、メラミン・ホルムアルデヒド樹脂およびエポキシ樹脂から選ばれる化合物(B)と、分子中にヨウ素価0.5〜20の光重合性炭素−炭素二重結合を有する化合物(A)を含む場合である。
ポリイソシアネート系硬化剤[日本ポリウレタン製、商品名 コロネートL](B)および光重合性アクリレート系ポリマー[ヨウ素価1、酸価6、水酸基価56、Tg−64℃、分子量75万](A)に、光重合開始剤として2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノンを表3に示す質量部を混合してアクリル系粘着剤を調製し、ダイシングダイボンドシートを作成した。そして、その特性の評価試験を行い、その結果を表3に示した。
比較例21はフィラーを含有しないものであり、チッピングが激しかった。比較例22はフィラーの平均粒径が大きすぎる例で、使用できるテープができなかった。比較例23はフィラー含有量が少なく、特に側面のチッピングが満足できないものである。
Claims (6)
- 基材フィルム上に、アクリル系粘着剤と無機化合物フィラーを含む粘着剤層が形成され、前記無機化合物フィラーが20nm〜300nmの平均粒径を有し、かつ前記アクリル系粘着剤と無機化合物フィラーの合計質量をXとし、無機化合物フィラーの質量をYとしたとき、その比率Y/Xが0.05〜0.45であることを特徴とするダイシング用半導体固定用粘着テープ。
- 基材フィルム上に、粘着剤層と接着剤層とがこの順に形成されてなり、前記粘着剤層がアクリル系粘着剤と無機化合物フィラーを含み、前記無機化合物フィラーが20nm〜300nmの平均粒径を有し、かつ前記アクリル系粘着剤と無機化合物フィラーの合計質量をXとし、無機化合物フィラーの質量をYとしたとき、その比率Y/Xが0.05〜0.45であることを特徴とするダイシングダイボンド用半導体ウエハ固定用粘着テープ。
- 前記粘着剤中の無機化合物フィラーが、シリカであることを特徴とする請求項1又は2記載の半導体ウエハ固定用粘着テープ。
- 前記アクリル系粘着剤が、分子中にヨウ素価0.5〜20の光重合性炭素−炭素二重結合を有する化合物(A)と、ポリイソシアネート類、メラミン・ホルムアルデヒド樹脂およびエポキシ樹脂から選ばれる化合物(B)とを含有することを特徴とする請求項1又は2記載の半導体ウエハ固定用粘着テープ。
- 前記アクリル系粘着剤が、水酸基もしくはカルボキシル基を有するアクリル系共重合体(C)、ポリイソシアネート類、メラミン・ホルムアルデヒド樹脂およびエポキシ樹脂から選ばれる化合物(B)と、分子中にヨウ素価0.5〜20の光重合性炭素−炭素二重結合を有するアクリレート系オリゴマー(D)とを含有することを特徴とする請求項1又は2記載の半導体ウエハ固定用粘着テープ。
- 前記アクリル系粘着剤が、水酸基あるいはカルボキシル基を有するアクリル系共重合体(C)と、ポリイソシアネート類、メラミン・ホルムアルデヒド樹脂およびエポキシ樹脂から選ばれる化合物(B)とを含有することを特徴とする請求項1又は2記載の半導体ウエハ固定用粘着テープ。
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