JP2021009874A - ダイシングテープ、及び、ダイシングダイボンドフィルム - Google Patents
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Abstract
Description
斯かるダイシングテープは、半導体集積回路の製造において、粘着剤層上に半導体ウエハを配置し、半導体ウエハを切断する際に、個片化した半導体チップが飛び散らないように固定するのに用いられる。
斯かるダイシングダイボンドフィルムは、半導体集積回路の製造において、半導体ウエハから、ダイボンド層が貼り付いた状態の半導体チップを得るのに用いられている。
次に、例えば10℃以上の温度でエキスパンド(「ヒートエキスパンド工程」や「常温エキスパンド工程」ともいう。)することにより、隣接するダイボンドフィルム付き半導体チップ同士の間隔を広げる。
その後、ダイシングテープの外周部分を熱収縮させることにより、ダイボンドフィルム付き半導体チップ同士の間隔を広げた状態を保持させる(「ヒートシュリンク工程」ともいう。)。
これにより、ダイシングテープ上からダイボンドフィルム付き半導体チップのピックアップ(「ピックアップ工程」ともいう。)がしやすくなる。
また、ヒートシュリンク工程後で、且つ、ダイシングテープ上からダイボンドフィルム付き半導体チップをピックアップする前に、ダイシングテープ上のダイボンドフィルム付き半導体チップを水等の洗浄液で洗浄すること(「洗浄工程」ともいう。)もある。
斯かる浮きは、洗浄工程等において、ダイシングテープからのダイボンドフィルム付き半導体チップの意図しない剥離の原因となり得る。
特に、半導体ウエハ表面に予め形成される配線構造が多層化するほど、配線構造内の樹脂と、半導体チップ本体の半導体材料との熱膨張率の差が要因となって前記浮きが発生しやすくなる。
また、特に、常温エキスパンド工程時に前記浮きが発生しやすい。
しかし、前記粘着剤層の粘着力を単に高めただけでは、ダイシングテープ上からダイボンドフィルム付き半導体チップをピックアップし難くなってしまう。
また、ダイシングテープを用いて半導体ウエハから半導体チップを得る際にも、浮きを抑制しつつ、ピックアップ性に優れたダイシングテープが求められ得る。
前記粘着剤層は、重合性不飽和結合を有する紫外線硬化型の重合性ポリマーを含有し、
前記粘着剤層の紫外線硬化の示差走査熱量測定における単位質量当たりの発熱量が19mJ/mg以上である。
さらに、斯かるダイシングテープによれば、前記単位時間当たりの発熱量が19mJ/mg以上であることにより、紫外線を照射前後の粘着剤層の粘着力を大きく異ならせることができる。
従って、斯かるダイシングテープは、浮きを抑制しつつ、ピックアップ性に優れたものとなる。
また、前記粘着剤層22の紫外線硬化の示差走査熱量測定における単位質量当たりの発熱量は、19mJ/mg以上であることが重要であり、19〜60mJ/mgであることが好ましく、22〜40mJ/mgであることが好ましい。
本実施形態のダイシングテープ20は、前記粘着剤層が前記紫外線硬化型の重合性ポリマーを備えることにより、粘着剤層の粘着力を高めて浮きを抑制しても、ピックアップ工程前に粘着剤層に紫外線を照射することにより、前記粘着剤層の紫外線硬化型の重合性ポリマー同士をラジカル重合させることができ、その結果、粘着剤層の粘着力を低下させてピックアップ性を高めることができる。
また、本実施形態のダイシングテープ20は、前記単位質量当たりの発熱量が19mJ/mg以上であることにより、紫外線を照射前後の粘着剤層の粘着力を大きく異ならせることができる。
本実施形態のダイシングテープ20は、前記示差走査熱量測定の発熱ピークの単位質量当たりのピークトップの値が0.7mW/mgを超えることにより、紫外線硬化が速くなり、その結果、紫外線照射後早期にピックアップ性に優れた状態にすることができる。
本実施形態のダイシングテープ20は、前記示差走査熱量測定における紫外線照射開始から前記ピークトップまでの時間が1.0分以下であることにより、紫外線硬化が速くなり、その結果、紫外線照射後早期にピックアップ性に優れた状態にすることができる。
前記示差走査熱量測定では、前記粘着剤層22が十分に硬化するまで紫外線を照射する。
なお、前記粘着剤層22にSUS板を貼り合わせた際における前記粘着剤層22と前記SUS板との間の180°剥離強度は、紫外線照射前の180°剥離強度を意味する。
本実施形態のダイシングテープ20は、紫外線照射前の前記180°剥離強度が0.30N/20mm以上であることにより、粘着剤層の粘着力が高くなり、その結果、浮きをより一層抑制しやすくなる。また、本実施形態のダイシングテープ20は、浮きが抑制されることにより、前記粘着剤層22の表面に酸素が接触しない状態が維持されやすくなり、その結果、紫外線硬化が阻害されるのを抑制できる。
本実施形態のダイシングテープ20は、紫外線照射後の前記180°剥離強度が0.20N/20mm未満であることにより、紫外線照射後の粘着剤層の粘着力が低くなり、その結果、ピックアップ性を高めることができる。
紫外線照射後の前記180°剥離強度/紫外線照射前の前記180°剥離強度 < 0.28 ・・・(1)
0.02 ≦ 紫外線照射後の前記180°剥離強度/紫外線照射前の前記180°剥離強度 ≦ 0.25 ・・・(2)
本実施形態のダイシングテープ20は、上記式(1)を満たすことにより、浮きをより一層抑制でき、且つ、ピックアップ性をより一層高めることができる。
紫外線照射後の前記180°剥離強度は、前記粘着剤層22が十分に硬化するまで紫外線を照射した後の180°剥離強度を意味する。
なお、アクリルポリマーは、(メタ)アクリレートモノマーを構成単位として含むポリマーである。(メタ)アクリレートとは、メタクリレート及びアクリレートを含む概念である。アクリルポリマーは、(メタ)アクリレートモノマー以外のモノマーを構成単位として含んでもよい。
該重合性ポリマーとしては、主鎖又は側鎖の末端に重合性のビニル基(H2C=CH−)又はエチニル基(HC≡C−)を含むポリマー等が挙げられる。
アルキルの炭化水素部分は、飽和炭化水素であってもよく、不飽和炭化水素であってもよい。例えば、アルキルの炭化水素部分は、直鎖状飽和炭化水素、分岐鎖状飽和炭化水素、脂環式炭化水素、芳香族炭化水素である。斯かる炭化水素部分は、直鎖状飽和炭化水素、又は、分岐鎖状飽和炭化水素であることが好ましく、分岐鎖状飽和炭化水素であることがより好ましい。
なお、アルキルの炭化水素部分は、酸素(O)や窒素(N)などを含有する極性基を含んでもよいが、該極性基を含まないことが好ましい。
水酸基含有(メタ)アクリレートの構成単位を有するアクリルポリマーと、イソシアネート化合物とを粘着剤層22に共存させておくことによって、粘着剤層を適度に硬化させることができる。
アルキルの炭化水素部分は、通常、飽和炭化水素である。例えば、アルキルの炭化水素部分は、直鎖状飽和炭化水素、又は、分岐鎖状飽和炭化水素である。アルキルの炭化水素部分は、酸素(O)や窒素(N)などを含有する極性基を含まないことが好ましい。
なお、水酸基含有(メタ)アクリレートの構成単位において、水酸基(−OH基)は、炭化水素部分のいずれの炭素(C)に結合していてもよい。水酸基(−OH基)は、炭化水素部分の末端の炭素(C)に結合していることが好ましい。
これにより、半導体チップの浮きをより抑制できるという利点がある。
上記のアクリルポリマーが、重合性基含有(メタ)アクリレートの構成単位を含むことによって、ピックアップ工程の前に、粘着剤層22を、紫外線の照射によって硬化させることができる。詳しくは、紫外線の活性エネルギー線の照射によって、光重合開始剤からラジカルを発生させ、このラジカルの作用によって、アクリルポリマー同士を架橋反応させることができる。これによって、照射前における粘着剤層22の粘着力を、照射によって低下させることができる。そして、ダイボンド層10を粘着剤層22から良好に剥離させることができ、より良好なピックアップ性を発揮させることができるという利点がある。
具体的には、重合性基含有(メタ)アクリレートの構成単位は、上述した水酸基含有(メタ)アクリレートの構成単位における水酸基に、イソシアネート基含有(メタ)アクリレートモノマーのイソシアネート基がウレタン結合した分子構造を有してもよい。換言すると、重合性基含有(メタ)アクリレートの構成単位は、水酸基含有(メタ)アクリレートの構成単位由来の分子構造であって、水酸基由来のウレタン結合を介して重合性基((メタ)アクリロイル基)が結合した分子構造を有してもよい。
イソシアネート化合物は、分子中に複数のイソシアネート基を有する。イソシアネート化合物が分子中に複数のイソシアネート基を有することによって、粘着剤層22におけるアクリルポリマー間の架橋反応を進行させることができる。詳しくは、イソシアネート化合物の一方のイソシアネート基をアクリルポリマーの水酸基と反応させ、他方のイソシアネート基を別のアクリルポリマーの水酸基と反応させることで、イソシアネート化合物を介した架橋反応を進行させることができる。
脂環族ジイソシアネートとしては、例えば、3−イソシアナトメチル−3,5,5−トリメチルシクロヘキサン、1,3−又は1,4−ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン−2,4−又は2,6−ジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタン−4,4’−ジイソシアネート、1,3−又は1,4−ジイソシアナトシクロヘキサン等が挙げられる。
芳香族ジイソシアネートとしては、例えば、m−又はp−フェニレンジイソシアネート、ジフェニルメタン−4,4’−ジイソシアネート、2,4−又は2,6−トリレンジイソシアネート、1,3’−又は1,4−ビス(イソシアナトメチル)ベンゼン、1,3−又は1,4−ビス(α−イソシアナトイソプロピル)ベンゼン等が挙げられる。
さらに、イソシアネート化合物としては、例えば、ジイソシアネートの二量体や三量体等の重合ポリイソシアネート、ポリメチレンポリフェニレンポリイソシアネートが挙げられる。
活性水素含有低分子量化合物としては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオール、ネオペンチルグリコール、ヘキサンジオール、シクロヘキサンジメタノール、シクロヘキサンジオール、水添ビスフェノールA、キシリレングリコール、グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ヘキサントリオール、ペンタエリスリトール、ソルビトール、ソルビット、シュクローズ、ヒマシ油、エチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、水、アンモニア、尿素等が挙げられ、活性水素含有高分子量化合物としては、種々のポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリウレタンポリオール、アクリルポリオール、エポキシポリオール等が挙げられる。
上記のイソシアネート化合物は、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
重合開始剤としては、例えば、光重合開始剤又は熱重合開始剤などが採用される。重合開始剤としては、一般的な市販製品を使用できる。
基材層21を構成する繊維シートとしては、紙、織布、不織布などが挙げられる。
樹脂フィルムの材質としては、例えば、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、エチレン−プロピレン共重合体等のポリオレフィン;エチレン−酢酸ビニル共重合体(EVA)、アイオノマー樹脂、エチレン−(メタ)アクリル酸共重合体、エチレン−(メタ)アクリル酸エステル(ランダム、交互)共重合体等のエチレンの共重合体;ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)等のポリエステル;ポリアクリレート;ポリ塩化ビニル(PVC);ポリウレタン;ポリカーボネート;ポリフェニレンスルフィド(PPS);脂肪族ポリアミド、全芳香族ポリアミド(アラミド)等のポリアミド;ポリエーテルエーテルケトン(PEEK);ポリイミド;ポリエーテルイミド;ポリ塩化ビニリデン;ABS(アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体);セルロース又はセルロース誘導体;含シリコーン高分子;含フッ素高分子などが挙げられる。これらは、1種が単独で又は2種以上が組み合わされて使用され得る。
基材層21の表面には、粘着剤層22との密着性を高めるために、表面処理が施されていてもよい。表面処理としては、例えば、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方法又は物理的方法による酸化処理等が採用され得る。また、アンカーコーティング剤、プライマー、接着剤等のコーティング剤によるコーティング処理が施されていてもよい。
基材層21は、背面側から紫外線等の活性エネルギー線を粘着剤層22へ与えることが可能となる点で、光透過性(紫外線透過性)の樹脂フィルム等であることが好ましい。
また、剥離シートとしては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体、クロロフルオロエチレン・フッ化ビニリデン共重合体等のフッ素系ポリマー製のフィルム;ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン製のフィルム;ポリエチレンテレフタレート(PET)等のポリエステル製のフィルムなどを用いることができる。
また、剥離シートとしては、例えば、フッ素系剥離剤や長鎖アルキルアクリレート系剥離剤等の剥離剤によって表面コートされた、プラスチックフィルム又は紙類などを用いることができる。
なお、剥離シートは、粘着剤層22を支持するための支持材として利用できる。特に、剥離シートは、基材層21のうえに粘着剤層22を重ねるときに、好適に使用される。詳しくは、剥離シートと粘着剤層22とが積層された状態で粘着剤層22を基材層21に重ね、重ねた後に剥離シートを剥がす(転写する)ことによって、基材層21のうえに粘着剤層22を重ねることができる。
エポキシ樹脂としては、ナフタレン型エポキシ樹脂が好ましい。
ノボラック型フェノール樹脂としては、例えば、フェノールノボラック樹脂、フェノールアラルキル樹脂、クレゾールノボラック樹脂、tert-ブチルフェノールノボラック樹脂、ノニルフェノールノボラック樹脂等が挙げられる。
フェノール樹脂としては、フェノールノボラック樹脂が好ましい。これらのフェノール樹脂は、エポキシ樹脂(ダイボンディング用接着剤)の硬化剤として作用したときに、接着剤としてのエポキシ樹脂の接着性をより向上させることができる。
上記フェノール樹脂としては、1種のみ、又は、2種以上が採用される。
上記熱可塑性樹脂としては、イオン性不純物が少なく且つ耐熱性が高いためにダイボンド層10の接着性をより確保できるという点で、アクリル樹脂が好ましい。
上記熱可塑性樹脂としては、1種のみ、又は、2種以上が採用される。
上記アクリル樹脂は、アルキル(メタ)アクリレートモノマーと共重合可能な他のモノマー成分に由来する構成単位を含んでいてもよい。
上記他のモノマー成分としては、例えば、カルボキシ基含有モノマー、酸無水物モノマー、ヒドロキシ基含有モノマー、グリシジル基含有モノマー、スルホン酸基含有モノマー、リン酸基含有モノマー、アクリルアミド、アクリロニトリル等の官能基含有モノマー、又は、その他各種の多官能性モノマー等が挙げられる。
上記アクリル樹脂は、ダイボンド層10においてより高い凝集力を発揮できるという点で、好ましくは、アルキル(メタ)アクリレート(特に、アルキル部分の炭素数が4以下のアルキル(メタ)アクリレート)と、カルボキシ基含有モノマーと、窒素原子含有モノマーと、多官能性モノマー(特にポリグリシジル系多官能モノマー)との共重合体であり、より好ましくは、アクリル酸エチルと、アクリル酸ブチルと、アクリル酸と、アクリロニトリルと、ポリグリシジル(メタ)アクリレートとの共重合体である。
一方、熱硬化性官能基含有アクリル樹脂における熱硬化性官能基としては、例えば、グリシジル基、カルボキシ基、ヒドロキシ基、イソシアネート基等が挙げられる。なかでも、グリシジル基、ヒドロキシ基、カルボキシ基が好ましい。換言すると、熱硬化性官能基含有アクリル樹脂としては、ヒドロキシ基及びカルボキシ基を含有するアクリル樹脂が好ましい。
ダイボンド層10は、熱硬化性官能基含有アクリル樹脂と硬化剤とを含むことが好ましい。硬化剤としては、粘着剤層22に含まれ得る硬化剤として例示されたものが挙げられる。熱硬化性官能基含有アクリル樹脂における熱硬化性官能基がグリシジル基である場合には、複数のフェノール構造を有する化合物を硬化剤として用いることが好ましい。例えば、上述の各種フェノール樹脂を硬化剤として用いることができる。
フィラーとしては、無機フィラー及び有機フィラーが挙げられる。フィラーとしては、無機フィラーが好ましい。
無機フィラーとしては、例えば、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ケイ酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、結晶質シリカや非晶質シリカといったシリカなどを含むフィラーが挙げられる。また、無機フィラーの材質としては、アルミニウム、金、銀、銅、ニッケル等の金属単体や、合金などが挙げられる。ホウ酸アルミニウムウィスカ、アモルファスカーボンブラック、グラファイト等のフィラーであってもよい。フィラーの形状は、球状、針状、フレーク状等の各種形状であってもよい。フィラーとしては、上記の1種のみ、又は、2種以上が採用される。
難燃剤としては、例えば、三酸化アンチモン、五酸化アンチモン、臭素化エポキシ樹脂等が挙げられる。
シランカップリング剤としては、例えば、β−(3、4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン等が挙げられる。
イオントラップ剤としては、例えば、ハイドロタルサイト類、水酸化ビスマス、ベンゾトリアゾール等が挙げられる。
上記他の添加剤としては、1種のみ、又は、2種以上が採用される。
ダイボンド層10において、フィラーを除く有機成分の総質量に対する、アクリル樹脂などの熱可塑性樹脂の含有割合は、30質量%以上70質量%以下であることが好ましく、40質量%以上60質量%以下であることがより好ましく、45質量%以上55質量%以下であることがさらに好ましい。
ダイボンド層10の総質量に対して、フィラーの含有割合は、30質量%以上70質量%以下であることが好ましく、40質量%以上60質量%以下であることがより好ましく、42質量%以上55質量%以下であることがさらに好ましい。
一方、ダイボンド層10は、例えば、2種以上の異なる組成物でそれぞれ形成された層が積層された多層構造を有してもよい。
照射後に粘着剤層22が硬化することによって、粘着剤層22の粘着力を下げることができるため、照射後に粘着剤層22からダイボンド層10(半導体ウエハが接着した状態)を比較的容易に剥離させることができる。これにより、良好なピックアップ性を発揮させることができる。
紫外線を照射するための装置は、特に限定されないが、例えば日東精機社製 製品名「UM810」を用いることができる。
この剥離シートとしては、上述した剥離シートと同様のものを採用できる。この剥離シートは、ダイボンド層10を支持するための支持材として利用できる。剥離シートは、粘着剤層22のうえにダイボンド層10を重ねるときに、好適に使用される。詳しくは、剥離シートとダイボンド層10とが積層された状態でダイボンド層10を粘着剤層22に重ね、重ねた後に剥離シートを剥がす(転写する)ことによって、粘着剤層22のうえにダイボンド層10を重ねることができる。
ダイシングテープ20を製造する工程(ダイシングテープの製造方法)と、製造されたダイシングテープ20にダイボンド層10を重ねてダイシングダイボンドフィルム1を製造する工程とを備える。
アクリルポリマーを溶媒存在下で合成する合成工程と、
前記アクリルポリマーと、イソシアネート化合物と、重合開始剤と、目的に応じて適宜追加するその他の成分と、を含む粘着剤組成物から溶媒を揮発させて粘着剤層22を作製する粘着剤層作製工程と、
粘着剤層22と基材層21とを貼り合わせることによって、基材層21と粘着剤層22とを積層させる積層工程と、を備える。
ラジカル重合は、一般的な方法によって行うことができる。例えば、上記の各モノマーを溶媒に溶解させて加熱しながら撹拌し、重合開始剤を添加することによって、アクリルポリマー中間体を合成できる。アクリルポリマーの分子量を調整するために、連鎖移動剤の存在下において重合を行ってもよい。
次に、アクリルポリマー中間体に含まれる、水酸基含有(メタ)アクリレートの構成単位の一部の水酸基と、イソシアネート基含有重合性モノマーのイソシアネート基とを、ウレタン化反応によって結合させる。これにより、水酸基含有(メタ)アクリレートの構成単位の一部が、重合性基含有(メタ)アクリレートの構成単位となる。
ウレタン化反応は、一般的な方法によって行うことができる。例えば、溶媒及びウレタン化触媒の存在下において、加熱しながらアクリルポリマー中間体とイソシアネート基含有重合性モノマーとを撹拌する。これにより、アクリルポリマー中間体の水酸基の一部に、イソシアネート基含有重合性モノマーのイソシアネート基をウレタン結合させることができる。
なお、ウレタン化反応を効率的に進行させるため、Sn触媒等の存在下において、ウレタン化反応を行ってもよい。
脱溶媒処理は、例えば、80℃以上150℃以下、0.5分間以上5分間以下の条件で行われる。
なお、架橋剤とアクリルポリマーとの反応を促進するため、また、架橋剤と基材層21の表面部分との反応を促進するために、積層工程の後に、50℃環境下で、48時間のエージング処理工程を実施してもよい。
なお、基材層21は、市販されているフィルム等を用いてもよく、一般的な方法によって製膜して作製されてもよい。製膜する方法としては、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挙げられる。
ダイボンド層10を形成するためのダイボンド用組成物を調製するダイボンド用組成物調製工程と、
ダイボンド用組成物からダイボンド層10を作製するダイボンド層作製工程と、
上記のごとく製造したダイシングテープ20の粘着剤層22にダイボンド層10を貼り付ける貼付工程と、を備える。
脱溶媒処理は、例えば、70℃以上160℃以下、1分間以上5分間以下の条件で行われる。
この工程は、例えば、半導体ウエハを割断処理によってチップ(ダイ)へ加工すべく半導体ウエハに溝をダイヤモンドブレードで形成し、さらに半導体ウエハを研削して厚さを薄くするハーフカット工程と、ハーフカット加工された半導体ウエハ(割断可能な状態の半導体ウエハ)の一面(例えば、回路面とは反対側の面)をダイボンド層10に貼り付けて、ダイシングテープ20に半導体ウエハを固定するマウント工程と、割断可能な状態の半導体ウエハ及びダイボンド層10を割断し、更に、割断により得られた半導体チップ同士の間隔を広げるエキスパンド工程と、ダイボンド層10と粘着剤層22との間を剥離してダイボンド層10が貼り付いた状態で半導体チップ(ダイ)を取り出すピックアップ工程と、ダイボンド層10が貼り付いた状態の半導体チップ(ダイ)を被着体に接着させるダイボンド工程と、を有する。これらの工程を実施するときに、本実施形態のダイシングテープ(ダイシングダイボンドフィルム)が製造補助用具として使用される。
ハーフカット工程では、図2A〜図2Dに示すように、半導体集積回路を小片(ダイ)に割断するためのハーフカット加工を施す。詳しくは、半導体ウエハWの回路面とは反対側の面に、ウエハ加工用テープTを貼り付ける。また、ウエハ加工用テープTにダイシングリングRを取り付ける。ウエハ加工用テープTを貼り付けた状態で、分割用の溝を形成する。溝を形成した面にバックグラインドテープGを貼り付ける一方で、始めに貼り付けたウエハ加工用テープTを剥離する。バックグラインドテープGを貼り付けた状態で、半導体ウエハWが所定の厚さになるまで研削加工を施す。
マウント工程では、図3A〜図3Bに示すように、ダイシングテープ20の粘着剤層22にダイシングリングRを取り付けた後、露出したダイボンド層10の面に、割断可能な状態の半導体ウエハWを貼り付ける。その後、半導体ウエハWからバックグラインドテープGを剥離する。
エキスパンド工程では、図4A〜図4Cに示すように、ダイシングリングRをエキスパンド装置の保持具Hに固定する。エキスパンド装置が備える突き上げ部材Uを、ダイシングダイボンドフィルム1の下側から突き上げることによって、低温下でダイシングダイボンドフィルム1を面方向に広げるように引き伸ばす(クールエキスパンド工程)。これにより、割断可能な状態の半導体ウエハW及びダイボンド層10を割断する。クールエキスパンド工程の温度条件は、例えば−20〜5℃であり、好ましくは−15〜0℃、より好ましくは−10〜−5℃である。突き上げ部材Uを下降させることによって、エキスパンド状態を解除する。さらに、エキスパンド工程では、図5A〜図5Bに示すように、クールエキスパンド工程よりも高い温度条件下(例えば、10℃以上の温度)において、面積を広げるようにダイシングテープ20を引き延ばす(ヒートエキスパンド工程)。これにより、隣り合う半導体チップCをフィルム面の面方向に引き離して、さらに間隔を広げる。
ピックアップ工程では、図6に示すように、ダイボンド層10が貼り付いた状態の半導体チップCをダイシングテープ20の粘着剤層から剥離する。詳しくは、ピン部材Pを上昇させて、ピックアップ対象の半導体チップを、ダイシングテープ20を介して突き上げる。突き上げられた半導体チップを吸着治具Jによって保持する。
ダイボンド工程では、ダイボンド層10が貼り付いた状態の半導体チップを被着体に接着させる。
なお、クールエキスパンド工程でダイボンド層とともに半導体ウエハを割断する態様では、ダイボンド層のみを割断する態様に比べて、エキスパンド工程(クールエキスパンド工程、及び、ヒートエキスパンド工程)でダイシングテープをより多く引っ張る必要があるため、本発明の効果が発揮しやすい。
また、本発明では、半導体ウエハにおける分割予定ラインにレーザー光を照射することにより、半導体ウエハ内に改質領域(脆弱化領域)を形成して、前記割断可能な状態の半導体ウエハを得てもよい。
「第1合成段階」
・水酸基含有アクリレートモノマー:2−ヒドロキシエチルアクリレート(2−hydroxyethyl acrylate)(HEA)
・アルキルアクリレートモノマー:エチルアクリレート(ethyl acrylate)(EA)
・アルキルアクリレートモノマー:ブチルアクリレート(buthyl acrylate)(BA)
・アルキルアクリレートモノマー:2−エチルヘキシルアクリレート(2−ethylhexyl acrylate)(2EHA)
・アルキルアクリレートモノマー:イソノニルアクリレート(isononyl acrylate)(INA)
・アルキルアクリレートモノマー:ラウリルアクリレート(lauryl acrylate)(LA)
・アクリレートモノマー:4−アクリロイルモルホリン(4−acryloyl moropholine)(製品名「ACMO」)
「第2合成段階」
・重合性アクリレートモノマー:2−イソシアナトエチルメタクリレート(2−isocyanatoethyl methacrylate)(製品名「MOI」)
<ダイシングテープの原料>
・粘着剤層
前記(メタ)アクリルモノマー
熱重合開始剤:アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)
有機溶媒:酢酸エチル
有機溶媒:トルエン
イソシアネート化合物:
トリレンジイソシアネートのトリメチロールプロパン付加物の酢酸エチル溶液
(製品名「コロネートL」 東ソー社製)
光重合開始剤(製品名「Omnirad127」 IGM Resins社製)
光重合開始剤(製品名「Omnirad2959」 IGM Resins社製)
以下のようにして、アクリルポリマー中間体を合成した後、アクリルポリマー中間体からアクリルポリマーを合成した。合成したアクリルポリマーを用いて粘着剤層を作製して、ダイシングテープを製造した。
セパラブルカバー、分液ロート、温度計、窒素導入管、リービッヒ冷却器、バキュームシール、撹拌棒、撹拌羽が、1L丸底セパラブルフラスコ(以下、単に「フラスコ」ともいう。)に装備された重合用実験装置を用意した。
次に、前記フラスコに、下記表1の(メタ)アクリルモノマーを下記表1の配合割合で入れるとともに、熱重合開始剤(第1合成段階で用いる重合性(メタ)アクリルモノマー100質量部に対して0.2質量部)及び酢酸エチルを入れて混合物(第1合成段階で用いた(メタ)アクリルモノマーと酢酸エチルとの合計(100質量%)に対する酢酸エチルの含有割合:38質量%)を得、窒素ガスの気流中で62℃にて混合物を6時間撹拌し(重合処理)、アクリルポリマー中間体含有溶液を得た。
アクリルポリマー中間体含有溶液に、下記表1の(メタ)アクリルモノマーを下記表1の配合割合で入れるとともに、ジラウリン酸ジブチルスズ(第1合成段階で用いる(メタ)アクリルモノマー100質量部に対して0.07質量部)を加えて混合物を得、空気の気流中で50℃にて混合物を12時間撹拌し(付加反応処理)、アクリルポリマー含有溶液を調製した。
アクリルポリマー(粘着剤層用組成物の固形分)100質量部に対して下記表2に示す量の架橋剤、及び、光重合開始剤をアクリルポリマー含有溶液に混合し、粘着剤層用組成物を調製した。
剥離シートとして、PET系フィルムを用意した。このフィルムの片面には、シリコーンで離型処理が施されている。離型処理が施された剥離シートの面に、上記のごとく調製した粘着剤層用組成物を塗布した。塗布した組成物に対して剥離シート上で120℃で2分間加熱し(乾燥処理)、厚さ10μmの粘着剤層を作製した。
粘着剤層と剥離シートとが重なった状態で、粘着剤層を基材層(ポリオレフィンフィルム(製品名「ファンクレアNED#125」グンゼ社製)、厚み:125μm)のコロナ処理面に、気泡が入らないように貼り合わせ、50℃で24時間の加熱し(乾燥処理)、ダイシングテープを作製した。
下記の原料を用いてダイボンドフィルムを以下のようにして作製した。
アクリル樹脂:100質量部
(製品名「テイサンレジンSG−P3」、ナガセケムテックス社製、ガラス転移温度12℃、エポキシ基含有)
フェノール樹脂:12質量部
(製品名「MEH−7851ss」、明和化成社製、ビフェニルノボラック樹脂)
球状シリカ:100質量部
(製品名「SO−25R」、アドマテックス社製、平均粒径:500μm)
上記の原料と、メチルエチルケトンとを混合して、固形分濃度20質量%の樹脂組成物を調製した。
剥離シートとして、PET系フィルムを用意した。このフィルムの片面には、シリコーンで離型処理が施されている。離型処理が施された剥離シートの面に前記樹脂組成物を塗布し、130℃で2分間加熱して溶媒を揮発させ、厚さ10μmのダイボンドフィルムを剥離シート上に作製した。
ダイシングテープの粘着剤層にダイボンドフィルムを積層させて、ダイボンド層を有するダイシングダイボンドフィルムを作製した。
(メタ)アクリルモノマーを下記表1の配合にしたこと以外は、実施例1と同様にして、ダイシングテープ、及び、ダイシングダイボンドフィルムを作製した。
(メタ)アクリルモノマーを下記表1の配合にしたこと、及び、ジラウリン酸ジブチルスズの量を、第1合成段階で用いる(メタ)アクリルモノマー100質量部に対して0.13質量部にしたこと以外は、実施例1と同様にして、ダイシングテープ、及び、ダイシングダイボンドフィルムを作製した。
(メタ)アクリルモノマーを下記表1の配合にしたこと、第1合成段階での62℃での撹拌時間を8時間にしたこと、及び、架橋剤を下記表2の配合割合にしたこと以外は、実施例1と同様にして、ダイシングテープ、及び、ダイシングダイボンドフィルムを作製した。
(メタ)アクリルモノマーを下記表1の配合にしたこと、及び、下記表2の光重合開始剤を用いたこと以外は、実施例1と同様にして、ダイシングテープ、及び、ダイシングダイボンドフィルムを作製した。
(メタ)アクリルモノマーを下記表1の配合にしたこと、及び、ジラウリン酸ジブチルスズの量を、第1合成段階で用いる(メタ)アクリルモノマー100質量部に対して0.04質量部にしたこと以外は、実施例1と同様にして、ダイシングテープ、及び、ダイシングダイボンドフィルムを作製した。
(メタ)アクリルモノマーを下記表1の配合にしたこと、ジラウリン酸ジブチルスズの量を、第1合成段階で用いる(メタ)アクリルモノマー100質量部に対して0.02質量部にしたこと以外は、実施例1と同様にして、ダイシングテープ、及び、ダイシングダイボンドフィルムを作製した。
ダイシングテープの粘着剤層のみを取り出し、下記紫外線照射装置、下記測定装置を用いて、該粘着剤層を紫外線で硬化させて反応熱を測定した。
紫外線照射光源装置 PDC−121(山下電装株式会社製)
ランプ:水銀キセノンランプ(Hg−Xe200W)
干渉フィルター:使用無し
出射波長:250nm〜500nm
EXSTAR6000(エスアイアイ・ナノテクノロジー株式会社製)
サンプル(粘着剤層)入りのパンと、レファレンスの空パンとを測定装置にセットし、設定した雰囲気温度(25℃)になるよう等温設定を行い、温度及び熱量が安定してからサンプルの測定を開始した。
サンプルの測定は、以下のステップで行った。
ステップ1:設定雰囲気温度25℃、0.2分
ステップ2:設定雰囲気温度25℃、紫外線照射(紫外線照度:70mW/cm2)、10分
ステップ3:設定雰囲気温度25℃、0.2分
サンプルの測定後、サンプルを取り出さずにそのまま等温設定を行い、温度及び熱量が安定してからレファレンスの測定を開始した。
レファレンスの測定は、以下のステップで行った。
ステップ1:設定雰囲気温度25℃、0.2分
ステップ2:設定雰囲気温度25℃、紫外線照射(紫外線照度:70mW/cm2)、10分
ステップ3:設定雰囲気温度25℃、0.2分
なお、サンプルの測定及びレファレンスの測定は、窒素ガスを供給しながら窒素ガス雰囲気下で行った。
また、紫外線が粘着剤層の面に略垂直に当たるように紫外線を照射した。すなわち、粘着剤層の面に対して紫外線照度70mW/cm2で紫外線を照射した。
上記測定結果を用いて、表3の各パラメータを求めた。
具体的には、まず、EXSTAR6000のソフトDSC SUB上で、サンプルの測定データからレファレンスの測定データを差し引いて、サンプルのみの熱量データ(DSC曲線(横軸:時間、縦軸:単位時間当たりの発熱量))を求めた。
そして、この差引後のDSC曲線を解析ソフトMuse Jobsを用い、前記粘着剤層の紫外線硬化の示差走査熱量測定における単位質量当たり発熱量(mJ/mg)、該示差走査熱量測定の発熱ピークの単位質量当たりのピークトップの値(mW/mg)、該示差走査熱量測定での紫外線照射開始から前記ピークトップまでの時間(分)を求めた。
各パラメータを下記表3に示す。
なお、発熱量は、DSC曲線における硬化反応開始から硬化反応終了までの単位時間当たりの発熱量の積分値とした。また、硬化反応開始は、DSC曲線における紫外線照射後のピークの立ち上がり部分とし、硬化反応終了は、反応熱がほぼ無くなった部分とした。さらに、発熱ピークの単位質量当たりのピークトップの値は、DSC曲線の単位質量、単位時間当たりの発熱量のピークトップの値を意味する。
ダイシングテープを長さ100mm、幅20mmの短冊状にカッターナイフで切り出した。
また、切り出した前記ダイシングテープよりも大きいSUS304BA板をトルエンで超音波洗浄し自然乾燥させた。
次に、切り出した前記ダイシングテープの粘着剤層側と、自然乾燥させた前記SUS304BA板とをハンドローラー(2kg)を用いて貼り合わせて積層体を得た。なお、この際、粘着剤層とSUS304BA板との間に気泡が入らないようにした。
そして、この積層体を30分間常温で保存した。
次に、この積層体と引張試験機(SHIMADZU社製のAUTOGRAPH AG−IS)とを用いて、粘着剤層とSUS板との間の180°剥離強度(以下、「紫外線硬化前の剥離強度」ともいう。)を測定した。
測定条件については、温度を23℃、速度を300mm/minをとし、ストロークが50mm〜80mmとなるまで測定を行った。
測定値を下記表3に示す。
30分間の常温保存後で剥離強度の測定前に、紫外線照射装置(日東精機社製のUM−810、光源:高圧水銀ランプ、紫外線照射強度:65mW/cm2)を用いてダイシングテープ側から積層体に紫外線を照射したこと以外は、上記「(紫外線硬化前の粘着剤層とSUS板との間の180°剥離強度)」に記載の方法と同様な方法で粘着剤層とSUS板との間の180°剥離強度を測定した(以下、「紫外線硬化後の剥離強度」ともいう。)。
なお、紫外線の照射では、粘着剤層が十分に硬化するまで照射した(照射量:300mJ/cm2)。
測定値を下記表3に示す。
エキスパンド後に10mm×10mmのサイズとなるようにレーザー光による前処理を行った半導体ウエハ(300mmφ)にバックグラインドテープを貼り付け、該半導体ウエハを研磨して、厚さ30μmの半導体ウエハを得た。
次に、厚さ30μmの半導体ウエハと、ダイシングダイボンドフィルムのダイボンド層とを積層し、50〜80℃の間で加熱し貼り合わせて、半導体ウエハ付きのダイシングダイボンドフィルムを得た。
半導体ウエハ付きのダイシングダイボンドフィルムをディスコ社製のダイセパレーターDDS2300を用いて、半導体ウエハ及びダイボンド層を割断し、ダイシングテープを熱収縮させた。
具体的には、まず、半導体ウエハ付きのダイシングダイボンドフィルムをダイシングリングに保持させた。
そして、クールエキスパンダーユニットで、エキスパンド温度−15℃、エキスパンド速度200mm/秒、エキスパンド量11mmの条件でクールエキスパンドし、半導体ウエハ及びダイボンド層を割断して、ダイボンドフィルム付き半導体チップを得た。
次に、ヒートエキスパンダーユニットで、室温下において、エキスパンド速度1mm/秒、エキスパンド量7mmの条件で、常温エキスパンドを行った。そして、エキスパンド状態を維持したまま、ヒート温度200℃、風量40L/分、ヒート距離20mm、ローテーションスピード3°/秒の条件において、半導体チップの外周部分におけるダイシングテープを熱収縮させた。
ダイシングダイボンドフィルムがダイシングリングに保持された状態で、ダイボンドフィルム付き半導体チップをダイシングテープ側から観察し、以下の評価基準で保持性を評価した。
〇:ダイシングテープから明らかに浮いているダイボンドフィルム付き半導体チップが確認されなかった場合
×:ダイシングテープから明らかに浮いているダイボンドフィルム付き半導体チップが確認された場合
結果を下記表3に示す。
上記「(保持性評価試験)」の熱収縮後、前記ダイセパレーターDDS2300に付帯の紫外線照射ユニットを用いてダイシングテープに基材層側から紫外線を照射し(照射量:300mJ/cm2)、粘着剤層を十分に硬化させ、その後、室温下に1日放置した。
そして、ダイボンダーSPA−300(新川社製)を用いて、以下の条件でピックアップを行い、以下の評価基準でピックアップ性を評価した。
「ピックアップ条件」
ピン数:5
突き上げ速度:1mm/秒
ピックアップハイト:350μm
ピックアップ評価対象のダイボンドフィルム付き半導体チップの数:50個
「評価基準」
◎:ピックアップ成功率が100%の場合
〇:ピックアップ成功率が90%以上100%未満の場合
×:ピックアップ成功率が90%未満の場合
結果を下記表3に示す。
従って、本発明によれば、浮きを抑制しつつ、ピックアップ性に優れたダイシングテープ及びダイシングダイボンドフィルムを提供し得ることがわかる。
10:ダイボンド層、
20:ダイシングテープ、
21:基材層、 22:粘着剤層。
Claims (7)
- 基材層と、該基材層に積層された粘着剤層とを備えるダイシングテープであって、
前記粘着剤層は、重合性不飽和結合を有する紫外線硬化型の重合性ポリマーを含有し、
前記粘着剤層の紫外線硬化の示差走査熱量測定における単位質量当たりの発熱量が19mJ/mg以上である、ダイシングテープ。 - 前記示差走査熱量測定での発熱ピークの単位質量当たりのピークトップの値が、0.7mW/mgを超え、
前記示差走査熱量測定における紫外線照射開始から前記ピークトップまでの時間が1.0分以下である、請求項1に記載のダイシングテープ。 - 前記粘着剤層にSUS板を貼り合わせた際における前記粘着剤層と前記SUS板との間の180°剥離強度は、0.30N/20mm以上である、請求項1又は2に記載のダイシングテープ。
- 前記粘着剤層にSUS板を貼り合わせ、前記粘着剤層に紫外線を照射した後における前記粘着剤層と前記SUS板との間の180°剥離強度は、0.20N/20mm未満である、請求項1〜3の何れか1項に記載のダイシングテープ。
- 前記粘着剤層にSUS板を貼り合わせた際における前記粘着剤層と前記SUS板との間の180°剥離強度は、下記式(1)を満たす、請求項1〜4の何れか1項に記載のダイシングテープ。
紫外線照射後の前記180°剥離強度/紫外線照射前の前記180°剥離強度 < 0.28 ・・・(1) - 前記重合性ポリマーが重合性アクリルポリマーを含有する、請求項1〜5の何れか1項に記載のダイシングテープ。
- 請求項1〜6の何れか1項に記載のダイシングテープと、該ダイシングテープの前記粘着剤層に積層されたダイボンド層とを備える、ダイシングダイボンドフィルム。
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