JP2007150206A - ダイシングテープ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】(a)半導体ウエハ11の半導体チップへと分割する分割予定部分にあらかじめレーザ光線を照射して、半導体ウエハ11にダイシングテープ10を貼り付ける工程、(b)ダイシングテープ10に外部からの刺激を与える工程、(c)ダイシングテープ10をエキスパンドし、半導体ウエハ11を各半導体チップに分断することにより複数の半導体チップを得る工程をこの順で含む半導体装置の製造方法に使用され、前記外部からの刺激後における、幅25mm、標線間距離及びつかみ間距離100mm、引張速度300mm/minの試験条件下におけるテープ伸び率10%での引張荷重が30N以上であるダイシングテープ10。
【選択図】図3
Description
には、ダイシングブレードと呼ばれる砥石でウエハに研削溝を入れてウエハをカットするダイシング装置が用いられていた。
この際、ウエハにはブレードによる切削抵抗がかかるため、半導体チップ(以下、単に「チップ」という場合がある。)に微小な欠けやクラック(以下、併せて「チッピング」という。)が発生することがある。このチッピングの発生は、昨今、重要な問題のうちの1つとして捉えられ、これまでにもチッピング低減のための検討が種々行われているが、未だ満足できるものではない。
これらの特許文献で提案されているのは、半導体ウエハの内部に集光点を合わせてレーザ光を照射し、半導体ウエハ切断予定ラインに沿って半導体ウエハ内部に多光子吸収による改質領域を形成する工程を備えることで半導体ウエハを切断する箇所に起点ができ半導体ウエハを比較的小さな力で割って切断することができる。この方法によれば、比較的小さな力で半導体ウエハを切断することができるので、半導体ウエハの表面に切断予定ラインから外れたチッピングを発生させることなく半導体ウエハの切断が可能な方法であるため、チッピングの発生防止には一定の効果がある手法であるといえる。
また、半導体チップの大きさが1mm角以下の極小チップである場合、必然的に分割するラインの数が増える為、ダイシングテープが伝達する分断力が分散されてしまう。従って、前記厚膜ウエハの場合と同様に改質領域の強度をより低下させる必要があり、この場合においてもレーザ光を複数回スキャンさせて照射する必要が生じる。よって、同様に加工に長時間を要し、また、半導体チップ側面の品質が低下するという問題が発生した。
したがって本発明は、ダイシングテープをエキスパンドし半導体ウエハを分断する際に、半導体ウエハを分断できる分断力とウエハが剥離したりしない十分な粘着力があり、ピックアップの際には容易に剥離できるダイシング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]基材フィルム上に粘着剤層が設けられているダイシングテープであって、該ダイシングテープは、
(a)半導体ウエハの、分割されて個々の半導体チップ又は半導体ウエハの半導体チップへと分割する分割予定部分にあらかじめレーザ光線を照射して、多光子吸収によって改質領域を内部に形成したのち、半導体ウエハにダイシングテープを貼り付ける工程、
(b)ダイシングテープに外部からの刺激を与える工程、
(c)ダイシングテープをエキスパンドし、半導体ウエハを各半導体チップに分断することにより複数の半導体チップを得る工程、
をこの順で含む半導体装置の製造方法に使用され、
前記外部からの刺激後における、幅25mm、標線間距離及びつかみ間距離100mm、引張速度300mm/minの試験条件下におけるテープ伸び率10%での引張荷重が30N以上であることを特徴とするダイシングテープ、
[2]前記外部からの刺激を与える工程が、放射線照射処理または加熱処理であることを特徴とする[1]項に記載のダイシングテープ、
[3]前記粘着剤層が単層または複層からなり、該粘着剤層の少なくとも1層が放射線硬化型であることを特徴とする[1]項または[2]項に記載のダイシングテープ、
[4]前記ダイシングテープの厚さが30μm以上250μm以下であることを特徴とする[1]〜[3]項のいずれか1項に記載のダイシングテープ、および、
[5]前記基材フィルム背面の表面粗さRaが0.3μm以上であるかもしくは基材フィルム背面の潤滑剤処理を行っていることを特徴とする[1]〜[4]項のいずれか1項に記載のダイシングテープ、
を提供するものである。
本発明のダイシングテープは、半導体ウエハを半導体チップへと分割する分割予定部分の内部にレーザ光線を照射し、多光子吸収によって改質領域が形成された半導体ウエハに貼り付け、ダイシングテープをエキスパンドして、半導体ウエハを各半導体チップに分断することにより複数の半導体チップを得る方法に使用するものである。
図2には、同様に本発明のダイシングテープ10が貼合された概略断面図で示され、ダイシングテープ10は、基材フィルム1上に粘着剤層2、3が複層で設けられた構造を有するものである。
本発明のダイシングテープ10は、使用工程や装置に併せて予め所定形状に切断(プリカット)されていてもよく、半導体ウエハ11等が貼合される前のダイシングテープ10を保護するためにカバーフィルムが設けられていてもよい。また、本発明のダイシングテープ10は、ウエハ1枚分ごとに切断されていてもよいし、これを長尺にしたロール状であってもよい。
図3(a)に示すように改質領域を形成した半導体ウエハ11とダイシングテープ10を貼合し、ダイシングテープ10の外周部にはステンレス製のリングフレーム12を貼り付け基材1の下面をステージ15上に保持する。得られたダイシングテープ付半導体ウエハに、ダイシングテープに外部から放射線照射または加熱処理により刺激を付与した後、リングフレームを固定した状態で、図3(b)に示すように、例えば突き上げ部14でダイシングテープのエキスパンドを行う。エキスパンドにより、半導体ウエハ11は改質領域でチップに分断される。16はこの場合のエキスパンドに対応するエキスパンド量を示すものである。
分断された半導体チップは、図4に示すように吸着コレット17および突き上げピン18によりピックアップする。
本発明のダイシングテープは、基材フィルム上に粘着剤層が設けられているものからなり、その粘着剤層は単層あるいは複数層からなる。
本発明のダイシングテープは、幅25mm、標線間距離及びつかみ間距離100mm、引張速度300mm/minの試験条件下におけるテープ伸び率10%での引張荷重が30N以上、好ましくは33N以上であることを特徴とする。上記物性値はダイシングテープが実際の使用工程でエキスパンドされる際と同じ条件で測定されるものであり、工程内で外部から例えば、放射線硬化処理もしくは熱硬化処理のような刺激を施した後の物性値である。従って、例えば粘着剤に放射線硬化型粘着剤もしくは熱硬化型粘着剤を使用する場合において、放射線硬化処理もしくは熱硬化処理による粘着剤の架橋によってテープ全体での引張荷重が十分に増加し、テープ伸び率10%での引張荷重が30N以上となる場合、放射線硬化処理前もしくは熱硬化処理前のテープ伸び率10%での引張荷重は必ずしも30N以上である必要はない。また、エキスパンド工程に用いる治具に滑剤コーティング等の摩擦低減処理が施されていない場合がある為、基材フィルム背面の表面粗さRaが0.3μm以上もしくは滑剤コーティング処理を行っていることが望ましい。
また、ダイシングテープのテープの厚さは、30μm以上250μm以下、好ましくは60μm〜200μmであるのが望ましく、薄すぎると強度が不十分な為にエキスパンド時にテープが破断する恐れがあり、また厚すぎれば刺激付与効果が現れにくく、また、フィルムが変形し難い為にピックアップ性が悪化するという問題がある。
(基材フィルム)
本発明のダイシングテープを構成する基材フィルムについて説明する。基材フィルムは複層でもよいし、単層で構成されていてもよい。粘着剤の外部からの刺激処理、例えば放射線もしくは加熱による架橋が引張荷重に寄与しない場合は、エキスパンドの際に半導体チップを容易に分断できるようにするため、基材フィルムの幅25mm、標線間距離及びつかみ間距離100mm、引張速度300mm/minの試験条件下における伸び率10%での引張荷重は30N以上が好ましく、更に好ましくは伸び率が15%での引張荷重が35N以上である。但し、粘着剤に放射線硬化型粘着剤もしくは熱硬化型粘着剤を使用する場合において、放射線硬化処理もしくは熱硬化処理による粘着剤の架橋によってテープ全体での引張荷重が十分に増加し上記物性値の範囲内となる場合は、基材フィルム自体の物性値が上記範囲内に限定される必要はない。
後述の粘着剤層として、放射線照射により硬化して粘接着力の制御を行うタイプのものを使用する場合には、基材フィルムは放射線透過性であることが好ましく、粘着剤が硬化する波長での放射線透過性の良いものを選択することが好ましい。このような基材としては、例えばポリエチレン、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、およびこれらの混合物を列挙することができる。また、これらを複層にしたものを使用しても良い。
粘着剤層は、基材フィルム上に粘着剤を塗工して製造してよい。また、粘着剤層の構成に特に制限はなく、単層構造であっても2層以上の複層構造であってよい。
本発明のダイシングテープを構成する粘着剤層は、エキスパンドの際にダイシングテープと半導体ウエハが剥離したりしない程度の保持性や、ピックアップ時にはダイシングテープと半導体ウエハの剥離が容易である特性を有するものであれば特に制限はない。したがって、従来公知の各種粘着剤、例えば天然ゴムや合成ゴム等を用いたゴム系粘着剤、ポリ(メタ)アクリル酸アルキルエステルや(メタ)アクリル酸アルキルエステルと他のモノマーとの共重合体等を用いたアクリル系粘着剤、その他ポリウレタン系粘着剤やポリエステル系粘着剤やポリカーボネート系粘着剤などの適宜な粘着剤を用いることができる。 そして、粘着剤層は外部からの刺激、例えば放射線照射、加熱処理等で処理するものであってもよいが、ピックアップ性を向上させるために、少なくとも1層以上の粘着剤層は放射線硬化型もしくは熱硬化型のものが好ましい。
粘着剤層に用いる放射線硬化型樹脂には特に制限はなく通常の放射線硬化型樹脂が使用可能であり、例えば、ウレタンアクリレート、エポキシアクリレート、ポリエステルアクリレート、ポリエーテルアクリレート、(メタ)アクリル酸オリゴマーおよびイタコン酸オリゴマーのように水酸基あるいはカルボキシル基などの官能基を有するオリゴマーを挙げることができる。
光重合開始剤の添加量は、前記放射線重合性化合物100重量部に対して0.5〜10重量部とするのが良い。
粘着剤層に用いる熱硬化型樹脂には特に制限はなく通常の熱硬化型樹脂が使用可能であり、例として、ウレタンアクリレート、エポキシアクリレート、ポリエステルアクリレート、ポリエーテルアクリレート、(メタ)アクリル酸オリゴマーおよびイタコン酸オリゴマーのように水酸基あるいはカルボキシル基などの官能基を有するオリゴマーを挙げることができる。
熱重合開始剤の添加量は、前記熱重合性化合物100重量部に対して0.5〜10重量部とするのが良い。
粘着剤層の厚さは少なくとも5μm、より好ましくは10μm以上であることが好ましく、厚くても50μm程度である。粘着剤層が薄すぎる場合、エキスパンド時にチップを保持するのに十分な粘着力を得ることができず、逆に厚すぎると外部刺激の伝達が阻害されかる恐れがある。
各実施例および比較例は、下記に記載するように、各種基材フィルム上に各種粘着剤層組成物を乾燥膜厚が表1−1、表1−2および表2−1、表2−2に示す厚さとなるように塗工し、110℃で3分間乾燥し、ダイシングテープを作製した。
(基材フィルム1A)
エチレン−アイオノマー共重合体(三井デュポン・ケミカル社製、 商品名「ハイミラン1706」)の単層フィルムにシボ加工を施してフィルム製膜を行った。フィルムの厚さは150μmとした。
(基材フィルム1B)
厚さを100μmとした以外は基材フィルム1Aと同様にして作製した。
(基材フィルム1C)
水素添加してなるスチレン・ブタジエン共重合体(JSR社製、商品名「ダイナロン1320P」)の層を両側からポリプロピレン(日本ポリケム社製、商品名「FW3E」)の層で挟んだ3層構成のフィルムにシボ加工を施してフィルム製膜を行った。フィルムの厚さは100μmとした。
(基材フィルム1D)
フィルム背面にシボ加工を施さないこと以外は基材フィルム1Aと同様にして作製した。
(粘着剤組成物2A)
2−エチルヘキシルアクリレート(60mol%)、メチルメタクリレート(12mol%)、メタクリル酸(2mol%)、2−ヒドロキシエチルアクリレート(26mol%)の共重合体(分子量750000)100重量部に対して、ポリイソシアネート(日本ポリウレンタン社製、商品名「コロネートL」)を0.5重量部加えて混合し、粘着剤組成物を調製した。
(粘着剤組成物2B)
エチルアクリレート(75mol%)、メタクリル酸(1mol%)、2−ヒドロキシエチルアクリレート(24mol%)の共重合体に光重合性炭素−炭素二重結合および官能基を有する化合物として、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、重合禁止剤としてハイドロキノンを適宜滴下量を調整して加え反応温度および反応時間を調整して、放射線重合性炭素−炭素二重結合を有する化合物(分子量650000)を得た。この化合物100重量部に対して、ポリイソシアネート(日本ポリウレンタン社製、商品名「コロネートL」)を1.0重量部、光重合開始剤(日本チバガイギー社製、商品名「イルガキュアー184」)を0.5重量部加えて混合し、放射線硬化性粘着剤組成物を調製した。
(粘着剤組成物2C)
前記粘着剤組成物2Aで調製した粘着剤組成物100重量部に更に放射線硬化性オリゴマー(根上工業株式会社製、商品名「UN−9000H(分子量約5000)」)を150重量部、光重合開始剤(日本チバガイギー社製、商品名「イルガキュアー184」)を0.5重量部配合した以外は、粘着剤組成物2Aと同様にして放射線硬化性粘着剤組成物を調製した。
作製したダイシングテープについて、ダイシングテープ伸び率10%での引張荷重、基材フィルム背面の表面粗さ、粘着力の測定を下記のように行い、更に、その分断性およびピックアップ性の評価を行った。
そして、その結果を表1−1、表1−2および表2−1、表2−2に示した。
(ダイシングテープ伸び率10%での引張荷重)
各実施例および比較例に使用したダイシングテープの引張試験は、23±2℃の温度、 50±5%の湿度、幅25mm、標線間距離及びつかみ間距離100mm、300mm/minの速度で試験を行ない、機械加工方向(MD)における測定値である。
UV照射後の評価については、ダイシングテープに基材フィルム側から紫外線を空冷式高圧水銀灯(80W/cm、照射距離10cm)により200mJ/cm2照射した後に同様の試験を行った。
(表面粗さRa)
各実施例および比較例によって得られるダイシングテープを平滑なミラーウエハに貼合することで固定し、基材フィルム背面側の算術表面粗さRaを表面粗さ測定器(ミツトヨ社製、商品名「サーフテスト SJ−301」)を使用してフィルム押し出し方向(MD方向)にN=5で測定し平均値を求めた。
JIS Z0237に準拠して、シリコンウエハミラー面にダイシングテープを貼合し、ウエハ−ダイシングテープ間の剥離力を紫外線照射前後のそれぞれで測定した。試験は90°剥離、剥離速度50mm/分で行った。紫外線の照射は、前記の引張荷重試験の場合と同様に(紫外線照射量200mJ/cm2)行った。
図5に示すように、半導体ウエハ11(厚さ500μm)に分断後のチップサイズ5mm×5mmとなるようレーザ加工により改質領域13を形成した。
レーザ加工は下記の条件で行った。
レーザ加工装置として株式会社東京精密製 ML200RMEを用いてシリコンウエハの内部に集光点を合わせ、切断予定ラインに沿って半導体ウエハの表面側からレーザ光を照射し、半導体ウエハの内部に改質領域を形成した。レーザのスキャン回数は1回とした。
(A)半導体基板:シリコンウエハ(厚さ500μm、外径6インチ)
(B)レーザ光源:半導体レーザ励起Nd:YAGレーザ
波長:1064nm
レーザ光スポット断面積:3.14×10−8 cm2
発振形態:Qスイッチパルス
繰り返し周波数:100kHz
パルス幅:30ns
出力:20μJ/パルス
レーザ光品質:TEM00 40
偏光特性:直線偏光
(C)集光用レンズ
倍率:50倍
NA:0.55
レーザ光波長に対する透過率:60パーセント
(D)半導体基板が載置される載置台の移動速度:100mm/秒
半導体ウエハが分断されたか否かを光学顕微鏡で観察し、加工を施した半導体ウエハが90%以上分断されたものを良好「○」、分断率が90%以下ものを不良「×」とした。
上記分断によって得られた半導体チップを図4に示すようにダイボンダー装置(NECマシナリー製、商品名「CPS−100FM」)によりピックアップする試験を行った。ピックアップが20チップ連続して成功する突上げピンの最小突上げ高さ(mm)を求めた。なお、前記した分断性評価で不良となったものについては、分断が完全に行われているチップを選択し評価を行った。
上記の評価結果を表1−1、表1−2および表2−1、表2−2に示す。
なお、ピックアップについては実施例、比較例ともに全ての実験例で成功しているが、引張荷重が高く比較的厚い基材フィルムを用いたダイシングテープでは、突き上げに必要な高さが高くなる傾向にある(実施例1〜3、比較例2,4参照)。また、何れの実験例においても、エキスパンド工程中の半導体チップの剥離等は発生しなかった。
2 粘着剤層(中間層)
3 粘着剤層(表層)
10 ダイシングテープ
11 半導体ウエハ
12 リングフレーム
13 改質層(分断予定部分)
14 突上げ部
15 ステージ
16 エキスパンド量
17 吸着コレット
18 突き上げピン
Claims (5)
- 基材フィルム上に粘着剤層が設けられているダイシングテープであって、該ダイシングテープは、
(a)半導体ウエハの、分割されて個々の半導体チップ又は半導体ウエハの半導体チップへと分割する分割予定部分にあらかじめレーザ光線を照射して、多光子吸収によって改質領域を内部に形成したのち、半導体ウエハにダイシングテープを貼り付ける工程、
(b)ダイシングテープに外部からの刺激を与える工程、
(c)ダイシングテープをエキスパンドし、半導体ウエハを各半導体チップに分断することにより複数の半導体チップを得る工程、
をこの順で含む半導体装置の製造方法に使用され、
前記外部からの刺激後における、幅25mm、標線間距離及びつかみ間距離100mm、引張速度300mm/minの試験条件下におけるテープ伸び率10%での引張荷重が30N以上であることを特徴とするダイシングテープ。 - 前記外部からの刺激を与える工程が、放射線照射処理または加熱処理であることを特徴とする請求項1に記載のダイシングテープ。
- 前記粘着剤層が単層または複層からなり、該粘着剤層の少なくとも1層が放射線硬化型であることを特徴とする請求項1または2に記載のダイシングテープ。
- 前記ダイシングテープの厚さが30μm以上250μm以下であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のダイシングテープ。
- 前記基材フィルム背面の表面粗さRaが0.3μm以上であるかもしくは基材フィルム背面の潤滑剤処理を行っていることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のダイシングテープ。
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