JP2010219293A - ウエハ加工用テープ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ウエハ加工用テープ10は、基材フィルム12aと粘着剤層12bからなる粘着フィルム12と、接着剤層13とを有する。接着剤層13の厚みをt(ad)、80℃における貯蔵弾性率をG’(80ad)、tanδをtanδ(80ad)とし、粘着フィルム12の厚みをt(film)、80℃におけるtanδをtanδ(80film)とした時に式(1)で表される値Aが0.043以上である。
接着剤層13がダイシングブレード21により押し込まれる力を受ける際に接着剤層13が変形しにくくなり、接着剤層13の半導体チップ2からのはみ出しが少なくなる。これにより、接着剤層13が再融着しない。
【選択図】図3
Description
このようなダイシングダイボンドシートに用いられている接着剤層はエポキシ樹脂等の低分子量物質を多く含んでおり、一般のダイシングテープに用いられている粘着剤層と比較すると、軟らかく切削性が劣る傾向がある。そのため、ダイシング時に、半導体ウエハのヒゲ状の切削屑や接着剤層の切り残り(バリ)が多く発生する、ダイシング後のピックアップ工程でピックアップ不良をおこしやすい、I C などの半導体装置の組立工程でのチップの接着不良が生じやすい、あるいはI C 等の不良品が発生してしまうという問題点があった。
そこで、このような問題を解決するウエハ加工用テープとして、基材フィルム上に中間樹脂層、粘着剤層、接着剤層がこの順に積層されている半導体加工用テープであって、中間樹脂層の80℃における貯蔵弾性率が、粘着剤層の80℃における貯蔵弾性率よりも大きいことを特徴とする半導体加工用テープが知られている(例えば、特許文献2参照)。
そこで、本発明の目的は、ピックアップ工程で隣接チップが一緒に持ち上がるダブルダイエラーの発生を抑制できるウエハ加工用テープを提供することにある。
式(1)で表される値Aは、粘着フィルムと接着剤層を含むウエハ加工用テープ全体における、接着剤層の変形(弾性変形)のしにくさを表すパラメータである。
式(1)で表される値Aが0.043以上であるので、ダイシングブレードにより押し込まれる力で接着剤層が変形(弾性変形)しにくくなり、接着剤層の半導体チップからのはみ出しが少なくなる。これにより、接着剤層が再融着しない。従って、ピックアップ工程で隣接チップが一緒に持ち上がるダブルダイエラーの発生を抑制することができる。
図1は一実施形態に係るウエハ加工用テープ10を示す断面図である。このウエハ加工用テープ10は、基材フィルム12aとその上に形成された粘着剤層12bとからなる粘着フィルム12と、この粘着フィルム12上に積層された接着剤層13とを有する。このように、ウエハ加工用テープ10では、基材フィルム12aと粘着剤層12bと接着剤層13とがこの順に形成されている。
なお、粘着剤層12bは一層の粘着剤層により構成されていてもよいし、二層以上の粘着剤層が積層されたもので構成されていてもよい。なお、図1においては、接着剤層13を保護するため、剥離ライナー11がウエハ加工用テープ10に設けられている様子が示されている。
(1)基材フィルム12aと基材フィルム12a上に設けられた粘着剤層12bとからなる粘着フィルム12と、粘着剤層12b上に設けられた接着剤層13とを有する。
(2)接着剤層13の厚みをt(ad)[um]、接着剤層13の80℃における貯蔵弾性率をG’(80ad)[MPa]、接着剤層13の80℃におけるtanδをtanδ(80ad)とし、粘着フィルム12の厚みをt(film)[um]、粘着フィルム12の80℃におけるtanδをtanδ(80film)とした時に式(1)で表される値Aが0.043以上である。
この場合、接着剤層13の応力吸収能力aは0.5×0.9=0.45、粘着フィルム12の応力吸収能力bは2.0×0.5=1.0、接着剤層13が吸収する力cは100×0.45 / (0.45+1.0)=31、そして、接着剤層13が変形する量dは10×0.5÷31=0.16になる。
ここで、0.45 / (0.45+1.0)は、ウエハ加工用テープ10全体の応力吸収能力に対する、接着剤層13の応力吸収能力の割合を表しており、その割合が大きい程、接着剤層が吸収する力cが大きくなり、接着剤層13が変形(弾性変形)する量dが小さくなる。
このように、ダイシングブレード21(図3)により押し込まれる力で接着剤層13が変形しにくければ、接着剤層13の半導体チップ2からのはみ出しが少なくなる。これにより、はみ出した接着剤層の再融着が抑制されるので、ピックアップ工程で隣接チップが一緒に持ち上がるダブルダイエラーを低減することができる。
以下、本実施形態のウエハ加工用テープ10の各構成要素について詳細に説明する。
接着剤層13は、半導体ウエハ1等が貼り合わされてダイシングされた後、半導体チップ2をピックアップする際に、粘着フィルム12から剥離して半導体チップ2に付着し、半導体チップ2を基板やリードフレームに固定する際の接着剤として使用されるものである。従って、接着剤層13は、ピックアップ工程において、個片化された半導体チップ2に付着したままの状態で、粘着フィルム12から剥離することができる剥離性を有し、さらに、ダイボンディング工程において、半導体チップ2を基板やリードフレームに接着固定するために、十分な接着信頼性を有するものである。
粘着フィルム12は、半導体ウエハ1をダイシングする際には半導体ウエハ1が剥離しないように十分な粘着力を有し、ダイシング後に半導体チップ2をピックアップする際には容易に接着剤層13から剥離できるよう低い粘着力を有するものである。本実施形態において、粘着フィルム12は、図1に示すように、基材フィルム12aに粘着剤層12bを設けたものを使用した。
半導体装置の製造工程の中で、ウエハ加工用テープ10は、以下のように使用される。図2においては、ウエハ加工用テープ10に、半導体ウエハ1とリングフレーム20とが貼り合わされた様子が示されている。まず、図2に示すように、粘着フィルム12の粘着剤層12bをリングフレーム20に貼り付け、半導体ウエハ1を接着剤層13に貼り合わせる。これらの貼り付け順序に制限はなく、半導体ウエハ1を接着剤層13に貼り合わせた後に粘着フィルム12の粘着剤層12bをリングフレーム20に貼り付けてもよい。また、粘着フィルム12のリングフレーム20への貼り付けと、半導体ウエハ1の接着剤層13への貼り合わせとを、同時に行っても良い。
次に、本発明の実施例について説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
表1に示す接着剤層(1),(2)を有する接着フィルム及び粘着フィルム(1)〜(4)を、それぞれ直径370mm、320mmの円形にカットし、粘着フィルム(1)〜(4)のいずれかの粘着剤層と、接着剤層(1),(2)のいずれかを有する接着フィルムの接着剤層とを貼り合わせた。最後に、接着フィルムのPETフィルムを接着剤層から剥離し、表1に示す実施例1〜5及び比較例1〜3の各ウエハ加工用テープを得た。
<接着剤層(1)>
エポキシ樹脂としてYDCN−703(東都化成(株)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210g/eq、分子量1200、軟化点80℃)55重量部、フェノール樹脂としてミレックスXLC−LL(三井化学(株)製商品名、水酸基当量175g/eq、吸水率1.8%、350℃における加熱重量減少率4%)45重量部、シランカップリング剤としてZ−6044(東レ・ダウコーニング(株)製商品名、3−グリシドキシプロピルメチルメトキシシラン)0.3重量部、シリカフィラーとしてS0−C2(アドマファイン(株)製商品名、比重2.2g/cm3、モース硬度7、平均粒径0.5μm、比表面積6.0m2/g)30重量部、硬化促進剤としてキュアゾール2PZ(四国化成(株)製商品名、2−フェニルイミダゾール)0.4重量部、アクリル樹脂としてSG-P3(ナガセケムテックス(株)製商品名、重量平均分子量85万、ガラス転移温度10℃)275重量部を有機溶剤中で攪拌し、接着剤層組成物を得た。この接着剤層組成物を、離型処理したポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム上に塗工、乾燥して膜厚20μmの接着剤層(1)を有する接着フィルムを作製した。この接着剤層(1)の動的粘弾性測定による硬化前80℃における損失正接tanδ(80ad)は0.232、接着剤層(1)の80℃における貯蔵弾性率G’(80ad)は0.343MPaであった。これらの測定方法は後述する。
膜厚を40μmとした以外は接着剤層(1)と同様に作製した。この接着剤層(2)の動的粘弾性測定による硬化前80℃における損失正接tanδ(80ad)は0.232、接着剤層(2)の80℃における貯蔵弾性率G’(80ad)は0.343MPaであった。
<粘着フィルム(1)>
ブチルアクリレート65重量部、2−ヒドロキシエチルアクリレート25重量部、アクリル酸10重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重量部、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重量部を加えて混合し、粘着剤層組成物とした。
作製した粘着剤層組成物を乾燥膜厚が10μmとなるように塗工用フィルム(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、厚み25μm))に塗工した後、120℃で3分間乾燥する。この後、その塗工用フィルムに塗工した粘着剤層組成物を、基材フィルム12aとしての厚さ80μmのエチレン−メタクリル酸−(アクリル酸2−メチル−プロピル)3元共重合体−Zn ++ −アイオノマー樹脂(三井・デュポンポリケミカル社製、ハイミランAM−7316)フィルム上に転写させることで粘着フィルム(1)を作製した。この粘着フィルム(1)の動的粘弾性測定による80℃における損失正接tanδ(80film)は0.098であった。
樹脂フィルム厚(粘着フィルムの厚さ)を100μmとした以外は粘着フィルム(1)と同様に作製した。この粘着フィルム(2)の動的粘弾性測定による80℃における損失正接tanδ(80film)は0.098であった。
基材フィルム12aに使用した樹脂をPP:HSBR=80:20のエラストマー(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を用いた)、樹脂フィルム厚を70μmとした以外は粘着フィルム(1)と同様に作製した。この粘着フィルム(3)の動的粘弾性測定による80℃における損失正接tanδ(80film)は0.068であった。
樹脂フィルム厚を100μmとした以外は粘着フィルム(3)と同様に作製した。この粘着フィルム(4)の動的粘弾性測定による80℃における損失正接tanδ(80film)は0.068であった。
セパレータフィルム(PET)に接着剤層(1)を20μm塗工したものを2つ用意し、接着剤層(1)同士で貼り合わせ、セパレータフィルムを剥離した後、さらに、セパレータフィルムに接着剤層(1)20μmを塗工したものを接着剤層(1)同士で貼り合わせるという工程を繰り返して1mmの厚さになるまで積層し、8mmΦに打ち抜き接着剤層(1)のサンプルとした。
動的粘弾性測定装置ARES(レオロジカ製)を用い硬化前の接着剤層(1)のサンプルに対して、サンプル厚み1mm、プレート径8mmΦ、周波数1Hzのせん断条件で室温より200℃まで昇温速度10℃/分の条件で昇温した際の80℃における損失正接tanδ(80ad)と貯蔵弾性率G’(80ad)を測定した。
接着剤層(2)の損失正接tanδ(80ad)と貯蔵弾性率G’(80ad)も、接着剤層(1)と同様に測定した。
動的粘弾性測定装置RSAIII(TAインスツルメント製)を用いてサンプル幅5mm、チャック間距離20mm、周波数10Hzの引張条件で−10℃より150℃まで昇温速度10℃/分の条件で昇温した際の80℃における損失正接を測定した。
(ダイシングダイボンドシートの作製と特性評価)
実施例1〜5及び比較例1〜3の各ウエハ加工用テープの接着剤層を、厚み100μmのシリコンウエハ(半導体ウエハ1)の裏面に貼り付け(図2参照)、7.5mm×7.5mmにダイシングした後、メタルハライドランプを用いて、200mJ/cm2の紫外線を照射した。その後、各サンプルに対して、ピックアップ装置(キヤノンマシナリー製 CAP−300II)を用いて、100チップに対してピックアップを試行し、その内、ピックアップ成功チップ数を数えた。その際、複数個のチップが同時にピックアップされる場合はピックアップ失敗とみなした。
実施例5では、ピックアップ不良率が「1」で、隣接チップが一緒に持ち上がるダブルダイエラーが低減されていることが分かる。
これに対して、比較例1、2、3では、ピックアップ不良率がそれぞれ「13」、「22」、「34」と高く、隣接チップが一緒に持ち上がるダブルダイエラーが発生していることが分かる。
2:半導体チップ(半導体素子)
10:ウエハ加工用テープ
12:粘着フィルム
12a:基材フィルム
12b:粘着剤層
13:接着剤層
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