JP4805203B2 - チップ保護用フィルム - Google Patents
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Description
(イ)半導体ウエハの表面にエッチング法等により回路を形成し、回路面の所定位置にバンプを形成する。
(ロ)半導体ウエハの裏面を所定の厚さまで研削する。
(ハ)リングフレームに張設されたダイシングシートに半導体ウエハの裏面を固定し、ダイシングソーにより回路毎に切断分離し、半導体チップを得る。
(ニ)半導体チップをピックアップし、フェースダウン方式で所定の基台上に実装し、必要に応じチップを保護するために樹脂封止またはチップ裏面に樹脂コーティングを施し、半導体装置を得る。
したがって、均一性の高い保護膜をチップの裏面に簡便に形成できる技術の開発が要望されている。
したがって、機械研削によってチップの裏面に微小な傷が形成されたとしても、かかる傷に起因する悪影響を解消する技術の開発が要望されている。
本発明は、このような従来の技術に鑑み、ウエハの裏面に貼り付けて硬化させた際にもウエハに反りが発生せず、レーザーマークの認識性にも優れたチップ保護用フィルムを提供することを課題としている。
(1)フェースダウン方式で実装される半導体チップの製造に用いられるチップ保護用フィルムであって、前記チップ保護用フィルムは、硬化性保護膜形成層を有し、該硬化性保護膜形成層をウエハの回路形成面の裏面に貼り付けて、その硬化後の保護膜付きのウエハをダイシングして該保護膜付きのウエハをチップ化するために用いられる前記チップ保護用フィルムにおいて、(A)フェノール性水酸基含有芳香族ポリアミドオリゴマーとポリブタジエン/アクリロニトリル共重合体とから形成されるポリアミド系ブロック共重合体、(B)エポキシ樹脂、(C)シリカ、(D)染料および/または顔料を必須成分として含有してなり、(A)+(B)の含有量と(C)の含有量との比が質量比で〔(A)+(B)〕/(C)=0.15〜1.0の範囲である硬化性保護膜形成層を有することを特徴とするチップ保護用フィルム。
(2)(A)の含有量と(B)の含有量との比が質量比で(A)/(B)=0.2〜2.0の範囲であることを特徴とする(1)に記載のチップ保護用フィルム。
(3)(C)シリカの平均粒径が0.1〜5μmの範囲であることを特徴とする(1)または(2)に記載のチップ保護用フィルム。
(4)剥離シート上に硬化性保護膜形成層を有することを特徴とする(1)〜(3)のいずれかに記載のチップ保護用フィルム。
図1および図2は、剥離シート上に硬化性保護膜形成層を有する本発明のチップ保護用フィルムの二つの例を示したものであり、図1は硬化性保護膜形成層2の両面に剥離シート1を仮着させた構成であり、図2は硬化性保護膜形成層2の片面に剥離シート1を仮着させた構成である。
以下に、剥離シートと硬化性保護膜形成層の構成について、順に説明する。また、このチップ保護用フィルムの製造方法と使用方法についても、説明する。
剥離シートは、チップ保護用フィルムの取り扱い性を良くする目的で、また硬化性保護膜形成層を保護する目的で用いられる。
剥離シートの表面張力としては、好ましくは40mN/m以下であるのがよく、特に好ましくは35mN/m以下であるのがよい。このような表面張力の低い剥離シートは、材質を適宜に選択して得ることが可能であるし、またシートの表面にシリコーン樹脂等を塗布して離型処理を施すことで得ることもできる。
剥離シートの膜厚は、通常は5〜300μm、好ましくは10〜200μm、特に好ましくは20〜150μm程度である。
硬化性保護膜形成層は、本発明の最も特徴とする層であり、ポリマー成分として(A)ポリアミド系ブロック共重合体と(B)エポキシ樹脂を使用し、さらに、(C)シリカ、(D)染料および/または顔料を必須成分としている。
また、この層には、上記(A)〜(D)成分のほかに、(E)エポキシ樹脂の硬化剤、(F)カップリング剤、(G)その他の成分を含ませることができる。これらの成分について、以下に順に説明する。
本発明に用いられるポリアミド系ブロック共重合体は、アミノアリール基を両末端基とするフェノール性水酸基含有芳香族ポリアミドオリゴマーと、両末端にカルボキシル基を含有するポリブタジエン/アクリロニトリル共重合体とを反応させることにより、形成することができる。このブロック共重合体は、例えば特開平6−299133号公報に記載されているものを使用できる。
本発明において、フェノール水酸基含有芳香族オリゴマーに対するポリブタエン/アクリロニトリル共重合体の比は重量比で2/8〜8/2が好ましく、4/6〜6/4がより好ましい。
このポリアミド系ブロック共重合体を使用することにより、チップ保護用フィルムを硬化させたのちのウエハの反りを抑制することができる。ポリアミド系ブロック共重合体(A)中のフェノール性水酸基を有するフェノール成分の含有量はフェノール当量として、1000〜10000g/eqが好ましく、3000〜6000g/eqがより好ましい。
ただし、これらにのみ限定されるものではない。また、これらはその1種または2種以上を混合して用いてもよい。
ただし、これらにのみ限定されるものではない。また、これらはその1種または2種以上を混合して用いてもよい。
また、上記の水酸基を有する芳香族ジカルボン酸としては、たとえば、5−ヒドロキシイソフタル酸、4−ヒドロキシイソフタル酸、2−ヒドロキシイソフタル酸、3−ヒドロキシイソフタル酸、2−ヒドロキシテレフタル酸などが挙げられる。
ただし、これらの水酸基を有する芳香族ジアミンまたは水酸基を有する芳香族ジカルボン酸にのみ限定されるものではない。
上記のポリブタジエン/アクリロニトリル共重合体は、両末端にカルボキシル基を導入させるための公知の方法で合成されるものを使用できる。各成分の平均重合度は後述する式1中の平均重合度(x,y)を有するものを使用できる。
エポキシ樹脂は、その硬化により耐熱性、実装信頼性などに優れた保護膜を形成させるためのものであり、硬化して接着作用を呈するものであれば特に制限はないが、二官能基以上で、好ましくは重量平均分子量が5,000未満、より好ましくは3,000未満であるのがよい。また好ましくは分子量が300以上、より好ましくは500以上であるのがよい。エポキシ当量としては通常50〜5,000g/eqである。
これらは、単独でまたは二種類以上を組み合わせて使用してもよい。また、特性を損なわない範囲でエポキシ樹脂以外の成分が不純物として含まれていてもよい。
シリカは、硬化後の保護膜の熱膨張係数をウエハの熱線膨張係数に近づける機能を有しており、これによりウエハの反りを低減することができる。また、シリカの使用により、レーザーマーキングの認識性も向上することができる。
このようなシリカとしては、特に限定されるものではないが、結晶シリカ、合成シリカなどが挙げられる。中でも、合成シリカが好ましく、特に半導体装置の誤作動の要因となるα線の線源を極力除去したタイプの合成シリカが最適である。
シリカの粒径は0.1〜5μmであるのが好ましく、より好ましくは0.5〜3μmである。0.1μm未満ではシリカの凝集が発生しやすく、レーザーマーキングの認識性も得られにくい。5μmを超えるとフィルム上の異物となりやすい。
染料、顔料は、主として硬化被膜(保護膜)に形成されるレーザーマーキングの印字の認識性を向上させるために添加される。このような顔料としては、カーボンブラックや、各種の無機顔料が例示できる。また、アゾ系、インダスレン系、インドフェノール系、フタロシアニン系、インジゴイド系、ニトロソ系、ザンセン系、オキシケトン系などの各種有機顔料が挙げられる。
これらの添加量は、その種類により様々であるが、一般に、保護膜形成層を形成する全成分の0.1〜10重量%、好ましくは0.3〜5重量%程度が適当である。
エポキシ樹脂の硬化剤として、たとえば、フェノール系樹脂を使用できる。フェノール系樹脂としては、アルキルフェノール、多価フェノール、ナフトール等のフェノール類とアルデヒド類との縮合物等が特に制限されることなく用いられる。これらのフェノール系樹脂に含まれるフェノール性水酸基は、エポキシ樹脂のエポキシ基と加熱により容易に付加反応して、耐衝撃性の高い硬化物を形成できる。
フェノール系樹脂には、フェノールノボラック樹脂、o−クレゾールノボラック樹脂、p−クレゾールノボラック樹脂、t−ブチルフェノールノボラック樹脂、ジシクロペンタジエンクレゾール樹脂、ポリパラビニルフェノール樹脂、ビスフェノールA型ノボラック樹脂、あるいはこれらの変性物等が好ましく用いられる。
活性化方法としては、加熱による化学反応で活性種(アニオン、カチオン)を生成する方法、室温付近ではエポキシ樹脂中に安定に分散しており高温でエポキシ樹脂と相溶・溶解し、硬化反応を開始する方法、モレキュラーシーブ封入タイプの硬化剤で高温で溶出して硬化反応を開始する方法、マイクロカプセルによる方法等が存在する。
イミダゾール類には、2−メチルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール、1−シアノエチル−2−フェニルイミダゾール、1−シアノエチル−2−フェニルイミダゾリウムトリメリテート等が好ましく用いられ、これらは1種または2種以上を併用することもできる。イミダゾール類は、たとえば、四国化成工業(株)から、2E4MZ、2PZ−CN、2PZ−CNSという商品名で市販されている。
硬化性保護膜形成層と被着体との接着性・密着性を向上させる目的で、硬化性保護膜形成層にカップリング剤を添加することもできる。カップリング剤は、硬化被膜の耐熱性を損なわずに、被着体との接着性、密着性を向上させることができ、さらに耐水性(耐湿熱性)も向上する。カップリング剤としては、その汎用性とコストメリットなどからシラン系(シランカップリング剤)が好ましい。
その他の成分として、硬化前の凝集力を調節するため、有機多価イソシアナート化合物、有機多価イミン化合物、有機金属キレート化合物等の架橋剤を添加することもできる。また、たとえば、難燃剤、応力緩和剤としてブタジエン系ゴムやシリコーンゴム、帯電防止剤等を含有することもできる。
本発明のチップ保護用フィルムは、剥離シートの剥離面上に上記の硬化性保護膜形成層を構成させる各成分を含む組成物をロールナイフコーター、グラビアコーター、ダイコーター、リバースコーターなどの一般に公知の方法にしたがって直接または転写によって塗工し、乾燥させて得ることができる。なお、上記の組成物は、必要に応じて、溶剤に溶解しまたは分散させて塗布することができる。
硬化性保護膜形成層の厚さは、通常は3〜300μm、好ましくは10〜60μmであるのがよい。硬化性保護膜形成層が薄すぎると、保護、補強効果が得られにくく、また色むら等の問題が発生しやすくなる。また、硬化性保護膜形成層が厚くなりすぎると、加熱によりフィルム全体を硬化させることが難しくなる。
本発明のチップ保護用フィルムの使用用途としては、チップ保護用途であれば特に限定されないが、たとえば、ウエハレベルパッケージ用のチップ裏面の保護用途に用いることができる。
この場合、まずウエハの裏面にチップ保護用フィルムを40℃以上に加熱して0.05〜0.5MPaの圧力をかけてラミネートさせ、フィルムをウエハサイズに切断する。ウエハにラミネートしたフィルムを100〜200℃、0.5〜3時間程度加熱することでフィルムを硬化させてウエハ全面を保護する。得られたフィルム付ウエハをダイシングにより個片化し、保護用フィルムで保護したチップとすることができる。
表1(実施例1〜4)および表2(比較例1〜3)に示した各成分の配合により、硬化性保護膜形成層用の塗布液を調製した。
なお、表1および表2における数値の単位はいずれも質量部である。また、表1および表2における各成分の符号は下記のとおりである。
A:ポリアミド系ブロック共重合体(フェノール性水酸基含有芳香族ポリアミドオリゴマーA1とポリブタジエン/アクリロニトリル共重合体A2とから形成される共重合体(A1に対するA2の質量比が5/5)(A)成分中のフェノール成分の含有量がフェノール当量で4000/eq)
B1:エポキシ樹脂(1)(エポキシ当量180〜200の液状ビスフェノールA型エポキシ樹脂)
B2:エポキシ樹脂(2)(エポキシ当量210〜230のo−クレゾールノボラック型エポキシ樹脂)
C1:シリカ(1)(平均粒径8μmの溶融シリカ破砕タイプ)
C2:シリカ(2)(平均粒径1.2μmの合成シリカ)
D:染料および顔料〔黒色顔料(アゾ系)〕
E1:硬化剤(1)〔フェノール樹脂(トリフェニルメタンノボラック)〕
E2:硬化剤(2)〔イミダゾール化合物(2−フェニル4,5−ジヒドロキシメチルイミダゾール)〕
このチップ保護用フィルムについて、下記の方法により、フィルム貼り付け性、レーザーマーク認識性、ウエハ反りおよび実装信頼性を調べた。これらの結果は、表3に示されるとおりであった。
硬化性保護膜形成層をシリコンウエハ(#2000研削、350μm厚、8インチ)に加熱(80℃)貼り合わせた。
その後、剥離シートを剥離する際にウエハに硬化性保護膜形成層が転写するかどうかを確認した。転写できたものを○、転写できなかったものを×とした。
硬化性保護膜形成層をシリコンウエハ(#2000研削、350μm厚、8インチ)に加熱(80℃)貼り合わせ、剥離シートを取り除いた。その後、加熱炉で150℃,1時間処理し、保護膜形成層を硬化させた。
得られた保護膜層にレーザーマーキングを行った(キーエンス製:ML−G9320使用、文字高さ0.75mm、文字幅0.5mm)のち、印字の認識性を顕微鏡により観察した。認識性の評価は、顕微鏡搭載のCCDカメラを用いて行った。CCDカメラによるコントラスト値が85%以上のものを◎、85%未満70%以上のものを○、70%未満30%以上のものを△、30%未満のものを×とした。
8インチシリコンウエハを研削装置(ディスコ社製:DFG−840)を用いて#2000−100μm厚とした。研削したウエハ裏面にチップ保護用フィルムを加熱(80℃)貼り合わせたのち、フィルムをウエハ形状に切り抜いた。剥離シートを取り除き、加熱炉で150℃−1時間処理し保護膜形成層を硬化させた。
得られた保護膜層付きのウエハを平滑なガラス板に対面させて静置し、ウエハの中央と端部の高さを測定してその差を反り量とした。
硬化性保護膜形成層を研削したシリコンウエハ(#2000研削、350μm厚、8インチ)の裏面に加熱(80℃)貼り合わせ、加熱炉で150℃,1時間処理し、保護膜形成層を硬化させた。得られた保護膜層付きウエハの保護膜側にダイシングテープを貼り合わせ、5mm×5mmにダイシングした。
分割された個々のシリコンチップを85℃,85%RHの恒温恒湿槽で168時間処理したのち、IRリフロー炉で250℃,120秒加熱した。
その後、得られたシリコンチップと保護膜層との剥離の有無をSAT(超音波映像装置:日立建機ファインテック株式会社製)で観察した。20個のサンプルのうち、剥離が発生したものをカウントした。
2 硬化性保護膜形成層
Claims (4)
- フェースダウン方式で実装される半導体チップの製造に用いられるチップ保護用フィルムであって、前記チップ保護用フィルムは、硬化性保護膜形成層を有し、該硬化性保護膜形成層をウエハの回路形成面の裏面に貼り付けて、その硬化後の保護膜付きのウエハをダイシングして該保護膜付きのウエハをチップ化するために用いられる前記チップ保護用フィルムにおいて、(A)フェノール性水酸基含有芳香族ポリアミドオリゴマーとポリブタジエン/アクリロニトリル共重合体とから形成されるポリアミド系ブロック共重合体、(B)エポキシ樹脂、(C)シリカ、(D)染料および/または顔料を必須成分として含有してなり、(A)+(B)の含有量と(C)の含有量との比が質量比で〔(A)+(B)〕/(C)=0.15〜1.0の範囲である硬化性保護膜形成層を有することを特徴とするチップ保護用フィルム。
- (A)の含有量と(B)の含有量との比が質量比で(A)/(B)=0.2〜2.0の範囲であることを特徴とする請求項1に記載のチップ保護用フィルム。
- (C)シリカの平均粒径が0.1〜5μmの範囲であることを特徴とする請求項1または2に記載のチップ保護用フィルム。
- 剥離シート上に硬化性保護膜形成層を有することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のチップ保護用フィルム。
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