JP2010074144A - ダイシングテープ一体型接着シート及びそれを用いた半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】接着シートとダイシングテープとが積層されたダイシングテープ一体型接着シートであって、前記接着シートが、高分子量成分と、エポキシ樹脂及びその硬化剤とを含む樹脂と、比表面積が30〜400m2/gである粒子とを含み、前記樹脂全体量に対して、エポキシ樹脂及びその硬化剤の合計量の割合が21〜26質量%、高分子量成分の割合が70〜85質量%であり、前記樹脂100質量部に対して、前記粒子の割合が2〜20質量部であり、かつBステージ状態における25℃における破断伸びが40%超であること、及び前記ダイシングテープの引っ張り変形時に降伏点を示さず、且つ、ダイシングテープの厚さAと、接着シートの厚さBとの比(A/B)が2〜30であること、を特徴とするダイシングテープ一体型接着シートである。
【選択図】図1
Description
(1)接着シートとダイシングテープとが積層されたダイシングテープ一体型接着シートであって、
前記接着シートが、高分子量成分と、エポキシ樹脂及びその硬化剤とを含む樹脂と、比表面積が30〜400m2/gである粒子とを含み、前記樹脂全体量に対して、エポキシ樹脂及びその硬化剤の合計量の割合が21〜26質量%、高分子量成分の割合が70〜85質量%であり、前記樹脂100質量部に対して、前記粒子の割合が2〜20質量部であり、かつBステージ状態における25℃における破断伸びが40%超であること、及び
前記ダイシングテープの引っ張り変形時に降伏点を示さず、且つ、ダイシングテープの厚さAと、接着シートの厚さBとの比(A/B)が2〜30であること、
を特徴とするダイシングテープ一体型接着シート。
前記ダイシングテープ一体型接着シートとして、前記(1)〜(4)のいずれかに記載のダイシングテープ一体型接着シートを用い、前記半導体ウエハを区分する方法が、ハーフカットダイシング又はステルスダイシングである半導体装置の製造方法。
すなわち、本発明のダイシングテープ一体型接着シートにより、通常に行われる接着シート及び半導体ウエハの切断条件において、接着シートを半導体ウエハと同時に切断可能となる。
前記ダイシングテープの引っ張り変形時に降伏点を示さず、且つ、ダイシングテープの厚さAと、接着シートの厚さBとの比(A/B)が2〜30であること、を特徴としている。
以下に、本発明のダイシングテープ一体型接着シートについて説明する。
本発明のダイシングテープ一体型接着シートにおけるダイシングテープは、エネルギー照射により粘着力が低下するものであり、引っ張り変形時に降伏点を示さず、且つ、上記(工程III)において、ダイシングテープと接着シートとの接着力が、20N/m以上、100N/m以下であることが好ましい。
なお、一般的に、荷重−伸び線図、応力−ひずみ線図等で見られるように、物体に働く応力が弾性限度を超えると、荷重又は応力の増大がないのに変形が徐々に進行する現象を「降伏」と呼び、弾性挙動の最大荷重、最大応力値における点を「降伏点」と呼ぶ。
降伏点がない場合、外力が半導体ウエハ及び接着シートにかかりやすく、破断性が良い。
接着シート、ダイシングテープの膜厚の組合せとしては、ダイシングテープ:110μm、接着シート:10μm、この場合のA/Bは11、ダイシングテープ:110μm、接着シート:5μm、この場合のA/Bは22である。
接着力が、20N/m以上、100N/mであることにより、エキスパンド時に、ダイシングテープと接着シートとがはく離せず、結果として接着シートが破断しやすく、さらには、後のチップのピックアップが可能である点で好ましい。
本発明に使用される接着シートとしては、高分子量成分を少なくとも含有し、Bステージ状態における25℃における破断伸びが40%超であり、エポキシ樹脂及びその硬化剤並びにアクリルゴムを含む樹脂と、比表面積が30〜400m2/gである粒子とを含み、前記樹脂全体量に対して、エポキシ樹脂及びその硬化剤の合計量の割合が21〜26質量%、アクリルゴムの割合が70〜85質量%であり、前記樹脂100質量部に対して、前記粒子の割合が2〜20質量部である接着シートである。
このような接着シートとしては、例えば、日立化成工業株式会社製、商品名、HS−230、HS−270等を用いることができる。
接着シートは、半導体ウエハの反りを小さくし、室温(25℃)での取扱い性を良くするため、40〜100℃の間でウエハラミネートすることが好ましい。
なお、接着シートは、上記各特性に加えて、半導体素子搭載用支持部材に半導体素子を実装する場合に要求される、耐熱性及び耐湿性を有するものであることが好ましい。
また、破断強度や破断伸びは、接着シートに含まれる高分子量成分が多く、フィラーが少ないほど高くなる傾向がある。
Tgが−30℃〜50℃であると、適度な柔軟性が得られ、半導体ウエハ破断時に接着シートが破断するため好ましい。
また、重量平均分子量が50,000〜1,000,000であると、十分な耐熱性及び流動性が得られるため好ましい。
接着シートは、粘着性やフィルムの強度を改善するために高分子量成分を含む。
当該高分子量成分として、具体的には、ポリイミド、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリエステル、ポリアミド、ブタジエンゴム、アクリルゴム、(メタ)アクリル樹脂、ウレタン樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、フェノキシ樹脂、変性ポリフェニレンエーテル樹脂、フェノキシ樹脂、ポリカーボネート及びこれらの混合物等が挙げられる。
接着シートは、熱硬化性成分としてエポキシ樹脂及びその硬化剤を含み、このようなエポキシ樹脂としては、硬化して接着作用を有するものであれば特に制限はない。
また、多官能エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、複素環含有エポキシ樹脂又は脂環式エポキシ樹脂等、一般に知られている樹脂を適用することができる。
さらに、接着シートには、Bステージ状態の接着シートの破断強度、破断伸びの低減、接着剤の取扱性の向上、熱伝導性の向上、溶融粘度の調整、チクソトロピック性の付与等を目的として、比表面積が30〜400m2/gの粒子(フィラー)、例えば、無機フィラーを配合することが好ましい。
熱伝導性向上のためには、アルミナ、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、結晶性シリカ、非晶性シリカ等が好ましい。
また、耐湿性を向上させるためには、アルミナ、シリカ、水酸化アルミニウム、アンチモン酸化物が好ましい。
また、上記フィラー量は、接着シートの全重量に対して、5質量%以上、70質量%以下であることが好ましく、さらに好ましくは、35質量%以上、60質量%以下である。
配合量が多くなると、接着シートの貯蔵弾性率の上昇、接着性の低下、ボイド残存による電気特性の低下等の問題が起きやすくなるので、50質量%以下とするのが特に好ましい。またフィラーの比重は、1〜10g/cm3であることが好ましい。
また、接着シートと、例えば、熱可塑フィルム、粘着剤、熱硬化樹脂等を用いたフィルムを組合せ、フィルムの両面に接着シートを重ね合わせる等、複層の接着シートにしてもよい。
本発明のダイシングテープ一体型接着シートを用いて半導体装置を製造する方法は、上述した本発明のダイシングテープ一体型接着シートを用いるものであり、(I)厚さ100μm以下の半導体ウエハに、厚さ50μm以下の接着シートとエネルギー照射により粘着力が低下するダイシングテープとが積層されたダイシングテープ一体型接着シートを貼り付ける工程(工程I)と、(II)半導体ウエハを区分する工程と(工程II)を、(工程I)−(工程II)、又は(工程II)−(工程I)の順で備え、さらに、(III)半導体ウエハ及び接着シートを切断することにより、複数の個片化された接着シート付き半導体チップを得る工程(工程III)と、(IV)接着シート付き半導体チップを半導体チップ搭載用支持部材に接着する工程(工程IV)と、を備えるものである。
図1には、半導体ウエハAに、ダイシングテープ一体型接着シート3を貼り付ける工程(工程I)を、図2には、半導体ウエハAを、ダイシングソー23によりハーフカットして区分する工程(工程II)を、図3には、ダイシングテープ一体型接着シート3に外力を加えることで、半導体ウエハ及び接着シートを切断し、複数の個片化された接着シート付き半導体チップを得る工程(工程III)を経て、半導体ウエハA及び接着シート1が切断された状態を、図4には、接着シート付き半導体チップ6を、半導体チップ搭載用支持部材7に接着する工程(工程IV)をそれぞれ示す。
また、破断、即ち、切断できなかった部分を認識しやすい点で、接着シート1は、ダイシングテープ2と、透明性や色調が異なるものであることが好ましい。
(A)半導体基板(半導体ウエハ):シリコンウエハ(厚さ350μm、外径6インチ)
(B)レーザー光源:半導体レーザー励起Nd:YAGレーザー波長:1064nm
レーザー光スポット断面積:3.14×10−8cm2
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
レーザー光品質:TEM00
偏光特性:直線偏光
倍率:50倍
NA:0.55
レーザー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
貼り付ける温度、即ちラミネート温度は、20℃〜170℃の範囲であることが好ましく、半導体ウエハAの反りを少なくするためには、20℃〜130℃の範囲であることがより好ましく、20℃〜60℃の範囲であることが特に好ましい。
この外力は、例えば、ハーフカットダイシングの場合には、曲げ方向やねじれ方向に加えることが好ましく、ステルスダイシングの場合には、引っ張り(エキスパンド)方向に加えることが好ましい。
また、エキスパンド量は、5〜30mmであることが好ましく、10〜30mmであることがより好ましく、15〜20mmであることが特に好ましい。
また、半導体及び接着シートを区分する工程、即ち、エキスパンド工程は、室温(25℃)で行ってもよいが、必要に応じて−50℃〜100℃の間で調整してもよい。
[ダイシングテープ一体型接着シート]
(実施例1)
エポキシ樹脂「YDCN−703」(東都化成株式会社製、商品名、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、エポキシ当量210)36質量部と、エポキシ樹脂の硬化剤としてのフェノール樹脂「ミレックスXLC−LL」(三井化学株式会社製、商品名、フェノール樹脂)30.1質量部と、シランカップリング剤である「A−1160」(日本ユニカー株式会社製、商品名)2.1質量部、及び、「A−189」(日本ユニカー株式会社製、商品名)1.1質量部と、シリカフィラー(粒子)である「アエロジルR972」(日本アエロジル株式会社製、商品名、平均粒径:0.016μm、比表面積120m2/g)21.2質量部とからなる組成物に、シクロヘキサノンを加え、攪拌混合してからビーズミルを用いてさらに90分混練した。
なお、樹脂全体量に対して、エポキシ樹脂及びその硬化剤の合計量の割合は、24.8質量%であり、アクリルゴムの割合は、75.2質量%であった。また、樹脂100質量部に対して、シリカフィラー(粒子)の割合は7.97質量部であった。
〜破断伸びの測定〜
破断伸びは、幅10mm×長さ40mmの短冊形状の接着シートについて、万能試験機(株式会社オリエンテック製、テンシロンUCT−5T型)を用い、温度25℃、引張速度5mm/分、チャック間距離20mmの条件で引張試験を行い、接着シートが破断するときの長さxmmから破断伸びL(%)の値を、L=(x−20)/20×100で算出した。
接着シートに日立化成工業株式会社製、商品名「HS−270」(厚さ5μm)を用いた。この接着シートを、エチレン酢酸ビニル共重合体フィルム基材に、アクリル系粘着剤を塗布したダイシングテープ(基材厚さ:120μm、粘着剤厚さ:10μm)の粘着剤層面に積層し、実施例2のダイシングテープ一体型接着シートを得た。このダイシングテープは、引っ張り変形時に降伏点を示さず、且つ、ダイシングテープの厚さAと、接着シートの厚さBとの比、A/Bは、26である。また、破断伸びについて実施例1と同様にして測定したところ、220%であった。
接着シートに日立化成工業株式会社製、商品名「HS−270」(厚さ50μm)を用いた。この接着シートを、高圧重合法により作成したポリエチレンフィルム基材に、アクリル系粘着剤を塗布したダイシングテープ(基材厚さ:80μm、粘着剤厚さ:10μm)の粘着剤層面に積層し、比較例1のダイシングテープ一体型接着シートを得た。このダイシングテープは、引っ張り変形時に降伏点を示さず、且つ、ダイシングテープの厚さAと、接着シートの厚さBとの比、A/Bは、1.8である。
実施例1、2及び比較例1のダイシングテープを、それぞれ短冊状に成形し、得られた短冊形状のダイシングテープについて、25℃で引っ張り試験を行った。ひずみをX軸、伸びをY軸にプロットした場合に、傾きdX/dYが、正の値から0又は負の値に変化する応力値をとるものを、降伏点有りとして、このような応力値をとらないものを降伏点なしとして、それぞれ評価した。評価結果を表1に示す。
実施例1、2及び比較例1で得られたダイシングテープ一体型接着シートについて、90°はく離試験を行い、接着力を測定した。測定結果を表1に示す。
実施例1、2及び比較例1で得られたダイシングテープ一体型接着シートを用い、下記(工程1)に示す方法で、接着シート付き半導体チップを製造し、その破断性を評価した。評価結果を表1に示す。
半導体ウエハ(厚さ50μm)の切断予定ライン上にレーザー光を照射し、半導体ウエハ内部に改質領域を形成した。
次に、半導体ウエハと接着シートとが接するように、半導体ウエハ(厚さ:80μm)にホットロールラミネータ(デュポン株式会社製「Riston(商品名)」)を用いて、実施例1、2及び比較例1のダイシングテープ一体型接着シートを、60℃でラミネートした。ダイシングテープの外周部には、ステンレス製のリングを貼付けた。
2 ダイシングテープ
2a 粘着剤層
2b 基材層
3 ダイシングテープ一体型接着シート
4 切断予定ライン
5 改質領域
6 接着シート付き半導体チップ
7 半導体チップ搭載用支持部材
11 リンク
12 突き上げ部
13 ステージ
14 突き上げ部が上昇した高さ(エキスパンド量)
21 吸着コレット
22 針扞
23 ダイシングソー
A 半導体ウエハ
Claims (6)
- 接着シートとダイシングテープとが積層されたダイシングテープ一体型接着シートであって、
前記接着シートが、高分子量成分と、エポキシ樹脂及びその硬化剤とを含む樹脂と、比表面積が30〜400m2/gである粒子とを含み、前記樹脂全体量に対して、エポキシ樹脂及びその硬化剤の合計量の割合が21〜26質量%、高分子量成分の割合が70〜85質量%であり、前記樹脂100質量部に対して、前記粒子の割合が2〜20質量部であり、かつBステージ状態における25℃における破断伸びが40%超であること、及び
前記ダイシングテープの引っ張り変形時に降伏点を示さず、且つ、ダイシングテープの厚さAと、接着シートの厚さBとの比(A/B)が2〜30であること、
を特徴とするダイシングテープ一体型接着シート。 - 高分子量成分がアクリルゴムである請求項1に記載のダイシングテープ一体型接着シート。
- ダイシングテープが、粘着剤層及び基材層からなり、前記基材層が、ポリ塩化ビニル基材である請求項1又は2に記載のダイシングテープ一体型接着シート。
- ダイシングテープが、粘着剤層及び基材層からなり、前記基材層が、ポリエチレン基材、ポリプロピレン基材、及び塩素を含まないモノマを共重合したポリマーからなる基材のいずれか1種である請求項1又は2に記載のダイシングテープ一体型接着シート。
- (I)厚さ50μm以下の接着シートと、エネルギー線照射により粘着力が低下するダイシングテープとが積層されたダイシングテープ一体型接着シートを、厚さ100μm以下の半導体ウエハに貼り付ける工程と、(II)半導体ウエハを区分する工程とを工程(I)−工程(II)又は工程(II)−工程(I)の順で備え、さらに、(III)前記半導体ウエハ及び前記接着シートを切断することにより、複数の個片化された接着シート付き半導体チップを得る工程と、(IV)前記接着シート付き半導体チップを半導体チップ搭載用支持部材に接着する工程とを備える、半導体装置の製造方法であって、
前記ダイシングテープ一体型接着シートとして、請求項1〜4のいずれか1項に記載のダイシングテープ一体型接着シートを用い、前記半導体ウエハを区分する方法が、ハーフカットダイシング又はステルスダイシングである半導体装置の製造方法。 - 半導体ウエハを区分する工程が−30℃〜20℃で行われる請求項5に記載の半導体装置の製造方法。
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