JP5583080B2 - ウエハ加工用テープおよびそれを用いた半導体加工方法 - Google Patents

ウエハ加工用テープおよびそれを用いた半導体加工方法 Download PDF

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Description

本発明は、半導体装置の製造工程に使用されるウエハ加工用テープおよびそれを用いた半導体加工方法に関し、特に、高速回転する薄型砥石によって半導体ウエハおよび接着剤層を分断するダイシング工程と、分断によって個片化された半導体ウエハを、分断によって個片化された接着剤層とともにピックアップして基板上に積層するダイボンディング工程とに用いられるダイシング・ダイボンディングテープおよびそれを用いた半導体加工方法に関する。
半導体装置の製造工程に使用されるウエハ加工用テープとして、ダイシングテープ(粘着テープ)と、エポキシ樹脂成分を含む熱硬化性の接着フィルムとが積層されたダイシング・ダイボンディングテープが提案されている(例えば、特許文献1〜3)。これらのダイシング・ダイボンディングテープは、接着剤層(接着フィルム)にエポキシ基を有する化合物を含むことで、熱硬化によって半導体チップと基板とを強固に接着することができる。また、ダイシングテープの粘着剤層をエネルギー線硬化型とすることで、ダイシングテープの粘着力をUV照射などによって低下させることができ、粘着剤層と接着剤層との界面を容易に剥離して、分断によって半導体チップに個片化された半導体ウエハを、分断によって個片化された接着剤層とともにダイシングテープ上からピックアップすることが可能となっている。
上記の様なダイシング・ダイボンディングテープには、半導体ウエハおよび接着剤層を確実に切断・個片化でき、一つずつピックアップして歩留まり良くダイボンディング工程に供する性能が要求され、且つ半導体チップと基板とを強固に接着する性能も要求されている。
しかしながら、上記の様なダイシング・ダイボンディングテープは、高速回転する薄型砥石で半導体ウエハとともに接着剤層を切削した場合、個片化されたはずの接着剤層が一部再癒着し、ピックアップする際に半導体チップの一部が隣接する半導体チップと繋がったままダイボンディング工程に供されてしまう、所謂「ダブルダイエラー」が発生し、工程の歩留まりが悪化するという欠点があった。
「ダブルダイエラー」の発生を抑制する為には、ダイシングテープを拡張することによって半導体チップ同士の間隔をある程度広げてやることで再癒着の破壊を試みることが最低限必要である。従って、ダイシングテープの支持基材には均一拡張性が求められ、その様なダイシングテープとして、支持基材がエチレン−(メタ)アクリル酸2元共重合体またはエチレン−(メタ)アクリル酸−(メタ)アクリル酸アルキルエステル3元共重合体、もしくはそれらを金属イオンでキレート架橋したアイオノマー樹脂よりなるテープが提案されている(例えば、特許文献4〜8)。
特開2002−226796号公報 特開2005−303275号公報 特開2006−299226号公報 特開平5−156219号公報 特開平5−211234号公報 特開2000−345129号公報 特開2003−158098号公報 特開2007−88240号公報
しかしながら、その様なダイシングテープであっても、ダブルダイエラー発生の抑制効果は必ずしも十分でなく、時折ダブルダイエラーが発生するという問題がある。そのため、ダブルダイエラーの発生を更に抑制するために、ピックアップ時における半導体チップ同士の再癒着を十分に抑制することが求められている。
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、ピックアップ時における半導体チップ同士の再癒着を十分に抑制可能なウエハ加工用テープおよびそれを用いた半導体加工方法を提供することを目的とする。
請求項1に記載の発明は、
支持基材と粘着剤層とからなる粘着テープの該粘着剤層に、エポキシ基を有する化合物を含む熱硬化性の接着剤層が積層され、貼合された半導体ウエハを個片化する際に該半導体ウエハと前記接着剤層および前記粘着剤層とが切削されるとともに前記支持基材が厚み方向に所定深さ切削されるウエハ加工用テープにおいて、
前記支持基材は、エチレン−(メタ)アクリル酸2元共重合体またはエチレン−(メタ)アクリル酸−(メタ)アクリル酸アルキルエステル3元共重合体を、金属イオンで架橋したアイオノマー樹脂よりなり、
前記共重合体中の前記(メタ)アクリル酸成分の重量分率は、1%以上10%未満であり、且つ前記アイオノマー樹脂中の前記(メタ)アクリル酸の中和度は、50%以上であることを特徴とする。
請求項2に記載の発明は、請求項1記載のウエハ加工用テープにおいて、
前記粘着剤層は、一層もしくは二層以上の構造を有し、その内の少なくとも一層がエネルギー線硬化型粘着剤で形成されていることを特徴とする。
請求項3に記載の発明は、請求項1または2記載のウエハ加工用テープを用いた半導体加工方法において、
前記ウエハ加工用テープに半導体ウエハを貼合する工程と、
次いで、高速回転する薄型砥石を用いて前記半導体ウエハと前記ウエハ加工用テープの前記接着剤層および前記粘着剤層とを切削するとともに、該ウエハ加工用テープの前記支持基材を厚み方向に10μm以上切削して、該半導体ウエハおよび該接着剤層を個片化する工程と、
次いで、前記ウエハ加工用テープの前記粘着テープを拡張した状態で、個片化された前記半導体ウエハを一つずつピックアップする工程と、
を有することを特徴とする。
請求項4に記載の発明は、請求項3記載の半導体加工方法において、
前記支持基材の厚みは、60μm以上であり、
前記個片化する工程では、前記支持基材を厚み方向に10〜30μm切削することを特徴とする。
以下に、本発明を完成するに至った経緯について説明する。
高速回転する薄型砥石を用いたダイシング工程において、個片化されたはずの接着剤層が一部再癒着する所謂「ダブルダイエラー」の発生について、本発明者らは半導体ウエハとともに切削された接着剤層の屑を含む切削屑の集合体が、図6に示すように隣接する半導体チップ同士の間に詰まることで、隣接する半導体チップ同士の再癒着を引き起こすことが原因であることを見出した。
この様な接着剤成分を含む切削屑による隣接する半導体チップ同士の再癒着は、ピックアップ工程においてダイシングテープ(粘着テープ)を拡張して、半導体チップ同士の間隔を広げることで、再癒着を破壊できる場合もある。全ての半導体チップ同士の間隔を広げる為には、ダイシングテープの支持基材に均一拡張性が求められ、その様な支持基材の材料としては、エチレン−(メタ)アクリル酸2元共重合体またはエチレン−(メタ)アクリル酸−(メタ)アクリル酸アルキルエステル3元共重合体、もしくはその何れかを金属イオンで架橋したアイオノマー樹脂が挙げられる。
しかしながら、該再癒着が強固である場合、全ての再癒着を破壊するには、支持基材の均一拡張性のみでは不十分であり、再癒着部分を脆化することも併せて必要となる。
ダイシング・ダイボンディングテープの接着剤層中から、エポキシ基を有する化合物を除けば、該接着剤層の熱硬化による接着性能が低下するにともなって、ダイシング工程で発生する切削屑中の接着剤成分に由来する接着力も低下する。その結果、隣接する半導体チップ間の再癒着部分も脆化して、ダブルダイエラーの発生を抑制できるが、その様な場合は、接着剤層の半導体チップに対する接着力が低下して、本来の性能が損なわれてしまう。
よって、ダブルダイエラー発生の抑制策としては、接着材層に含まれるエポキシ基を有する化合物を減らすことなしに、接着剤成分を含む切削屑による半導体チップ同士の再癒着を脆化する様な方法が求められる。
本発明者らは鋭意検討の結果、ダイシング・ダイボンディングテープの支持基材に用いられるエチレン−(メタ)アクリル酸2元共重合体またはエチレン−(メタ)アクリル酸−(メタ)アクリル酸アルキルエステル3元共重合体中の(メタ)アクリル酸成分の割合を所定の量よりも少なくし、且つ金属イオンでアイオノマー化することで、ダブルダイエラーの発生を抑制することができる事を見出した。支持基材に用いられるアイオノマー樹脂の(メタ)アクリル酸成分を抑え、且つ金属イオンと安定な錯体を形成させて反応活性を低下させることで、(メタ)アクリル酸成分のカルボキシル基と接着剤層中のエポキシ基を有する化合物との間の反応を抑えることができるので、ダイシング工程で発生する切削屑中の基材屑成分と接着剤屑成分との間の接着力を低下させて、切削屑による半導体チップ間の癒着部分を脆化できる。
支持基材に十分な均一拡張性を付与しつつ、ダブルダイエラーの発生を抑制する効果があるのは、共重合体(2元共重合体、3元共重合体)中の(メタ)アクリル酸成分の重量分率が10%未満、且つアイオノマー樹脂中の(メタ)アクリル酸の中和度が50%以上のアイオノマー樹脂であり、更に好ましくは、(メタ)アクリル酸成分の重量分率が3%以上5%以下、且つ(メタ)アクリルの中和度が50%以上のアイオノマー樹脂である。
支持基材(アイオノマー樹脂)における共重合体中の(メタ)アクリル酸成分の重量分率が1%以上であれば、支持基材に均一拡張性を期待でき、3%以上であれば、更に支持基材の均一拡張性が期待できる。
アイオノマー樹脂における共重合体中の(メタ)アクリル酸成分の重量分率は、NMRと熱分解GC−msスペクトル測定などの方法を組み合わせることで定量することができる。
例えば、熱分解GC−msスペクトルのピークから、エチレン−(メタ)アクリル酸−(メタ)アクリル酸アルキルエステル3元共重合体のアルキルエステルドメインにおけるアルキル基を同定できる。
また、H−NMRを用いれば、エチレン−(メタ)アクリル酸2元共重合体のアイオノマー樹脂における(メタ)アクリル酸単位のα位水素或いは(メタ)アクリル酸単位のメチル基の水素のピークの積分値をエチレン単位の水素のピークの積分値と比較することで定量できる。(メタ)アクリル酸単位のメチル基に由来するピークと、化学シフトの近いエチレン末端や(メタ)アクリル酸アルキルエステルのエステル末端に由来するピークが、互いに一部重なり合って観測される場合は、(メタ)アクリル酸単位のメチル基に由来するピークの方がより低磁場側にピークが現れるので、低磁場側積分によって(メタ)アクリル酸成分の分率を見積もることができる。エチレン−(メタ)アクリル酸−(メタ)アクリル酸アルキルエステル3元共重合体についても、やはりH−NMRを用いることで、(メタ)アクリル酸および(メタ)アクリル酸アルキルエステルのα位水素或いは(メタ)アクリル酸単位のメチル基の水素のピークから、(メタ)アクリル酸の分率と(メタ)アクリル酸アルキルエステルの分率の合計を定量でき、さらに(メタ)アクリル酸アルキルエステル単位の分率をアルキル基の1位炭素に結合した水素のピークから、(メタ)アクリル酸アルキルエステルのみの分率を定量できるので、(メタ)アクリル酸の重量分率を計算できる。
さらに、金属イオンによる(メタ)アクリル酸の中和度を50%以上とすることで、アイオノマー樹脂の(メタ)アクリル酸成分を抑え、且つ金属イオンと安定な錯体を形成させて反応活性を低下させ、(メタ)アクリル酸成分のカルボキシル基と接着剤層中のエポキシ基を有する化合物との間の反応を抑えることができるので、ダイシング工程で発生する切削屑中の基材屑成分と接着剤屑成分との間の接着力を低下させて、切削屑による半導体チップ間の癒着部分を脆化できる。その結果、ダブルダイエラーの発生を的確に抑制できる。上記(メタ)アクリル酸の中和度は、ICP発光分析などの各種分光分析によって定量化できる。例えば、ICP発光分析によりアイオノマー中の金属イオン種の同定と、その重量分率の定量が同時にできる。更に、上記NMRと熱分解GC−msスペクトル測定を組み合わせた方法でアイノマー中の(メタ)アクリル酸の重量分率が分かれば、前記金属イオンの情報と合せて、中和度を定量化できる。
このような支持基材をダイシング・ダイボンディングテープ等のウエハ加工用テープに適用することで、ダブルダイエラーの発生を抑制することができ、加えて、ダイシング工程における支持基材への切りこみ量を深くする程、その効果は大きくなる。一方、支持基材への切りこみ量を必要以上に大きくすると、テープ拡張時に破断する虞がある。
支持基材への切りこみ量は厚み方向へ10μm以上切削するのであれば、ダブルダイエラーの発生抑制に十分な効果があり、支持基材に厚み方向へ30μm以下の切削を行い、且つ該支持基材の厚みが60μm以上であれば、支持基材の破断を防止できる。
また、上記ダイシング・ダイボンディングテープの粘着剤層が一層もしくは二層以上の構造を有し、その内の少なくとも一層をエネルギー線硬化型粘着剤で形成することで、ダイシング工程では、半導体ウエハを強固に保持するのに十分な粘着力を持ちつつも、ダイシング後には、エネルギー線を照射することによってダイシングテープの粘着力を効果的に下げることができ、ピックアップ工程において半導体チップに過剰な負荷を与えることなく、半導体チップと個片化された接着剤層とをダイシングテープの粘着剤層表面から容易に剥離することが可能となる。
本発明のウエハ加工用テープによれば、共重合体中の(メタ)アクリル酸成分の重量分率が、1%以上10%未満であり、且つアイオノマー樹脂中の(メタ)アクリル酸の中和度が、50%以上であるので、ピックアップ時における半導体チップ同士の再癒着を十分に抑制することができ、ダブルダイエラーの発生の更なる抑制が可能となる。
また、本発明の半導体加工方法によれば、本発明のウエハ加工用テープを使用し、且つ半導体ウエハおよび接着剤層を個片化する工程で、ウエハ加工用テープの支持基材を厚み方向に10μm以上切削するので、ピックアップ時における半導体チップ同士の再癒着をより一層十分に抑制することができ、ダブルダイエラーの発生の更なる抑制が可能となる。
本発明の実施形態に係るダイシング・ダイボンディングテープの概略的な構成を示す断面図である。 ダイシング・ダイボンディングテープの概略的な使用方法を説明するための図であって、ダイシング・ダイボンディングテープ上に半導体ウエハを貼り合せた図である。 図2の後続の工程(ダイシング工程)を説明するための図である。 図3の後続の工程(エキスパンド工程)を説明するための図である。 図4の後続の工程(ピックアップ工程)を説明するための図である。 ダイシング時に発生した切削屑が半導体チップ間に詰まった様子を写した電子顕微鏡写真である。
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
本実施形態では、ウエハ加工用テープとしてダイシング・ダイボンディングテープを例示して説明することとする。
図1は、本実施形態のダイシング・ダイボンディングテープ10を示す断面図である。
図1に示すように、ダイシング・ダイボンディングテープ10は、支持基材12aとその上に形成された粘着剤層12bとからなる粘着テープとしてのダイシングテープ12上に、接着剤層13が積層されて構成されている。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がダイシング・ダイボンディングテープ10に設けられている様子が示されている。
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。
また、ダイシングテープ12及び接着剤層13は、使用工程や装置にあわせて予め所定形状に切断(プリカット)されていてもよい。
また、ダイシング・ダイボンディングテープ10は、半導体ウエハ一枚分ごとに切断された形態のものであってもよいし、これが複数形成された長尺のシートをロール状に巻き取った形態のものであってもよい。
(ダイシング・ダイボンディングテープの使用方法)
半導体装置の製造工程の中で、ダイシング・ダイボンディングテープ10は、以下の様に使用される。
図2には、ダイシング・ダイボンディングテープ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、ダイシングテープ12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ダイシングテープ12をリングフレーム20に貼り付けてもよいし、ダイシングテープ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、同時に行ってもよい。
そして、半導体ウエハ1のダイシング工程を高速回転する薄型砥石21を用いて実施する(図3)。その際、半導体ウエハ1と共に接着剤層13と粘着剤層12bとを切削分断し、且つ支持基材12aを厚み方向に10μm〜30μm切削する。
なお、一回の切削によって半導体ウエハ1表面から所定の深さまで切削してもよいし、複数回の切削によって所定に深さまで切削してもよい。
具体的には、薄型砥石21によって半導体ウエハ1と接着剤層13とをダイシングするため、吸着ステージ22により、ダイシング・ダイボンディングテープ10をダイシングテープ12側から吸着支持する。
そして、高速回転する薄型砥石21によって半導体ウエハ1および接着剤層13を半導体チップ単位に切断して個片化する。
ダイシングテープ12の粘着剤層12bが一層もしくは二層以上の構造を有し、その内の少なくとも一層がエネルギー線硬化型粘着剤で形成されている場合は、ダイシング工程後にダイシングテープ12の下面側(支持基材12a側)からエネルギー線を照射することで、粘着剤層12bを硬化させてその粘着力を低下させることが望ましい。
また、粘着剤層12bが二層以上の粘着剤層により積層されて構成されている場合、各粘着剤層の内の一層又は全層をエネルギー線硬化型粘着剤で形成し、エネルギー線照射によって硬化させて、各粘着剤層の内の該一層又は全層の粘着力を低下させてもよい。
なお、エネルギー線の照射に代えて、加熱などの外部刺激によってダイシングテープ12の粘着力を低下させてもよい。
その後、図4に示すように、ダイシングされた半導体ウエハ1(すなわち、半導体チップ2)及びダイシングされた接着剤層13を保持したダイシングテープ12をリングフレーム20の径方向に引き伸ばすエキスパンド工程を実施する。
具体的には、複数の半導体チップ2及び接着剤層13を保持した状態のダイシングテープ12に対して、中空円柱形状の突き上げ部材30を、ダイシングテープ12の下面側から上昇させ、ダイシングテープ12をリングフレーム20の径方向に引き伸ばす。これにより、エキスパンド工程により、半導体チップ2同士の間隔を広げ、ダイシング工程において発生した切削屑による半導体チップ2同士の再接着(再癒着)を破壊して、ピックアップ工程におけるダブルダイエラーの発生を防止することができる。
エキスパンド工程を実施した後、図5に示すように、ダイシングテープ12をエキスパンドした状態のままで、半導体チップ2をピックアップするピックアップ工程を実施する。
具体的には、ダイシングテープ12の下面側から半導体チップ2をピン31によって突き上げるとともに、ダイシングテープ12の上面側から吸着冶具32で半導体チップ2を吸着することで、半導体チップ2を接着剤層13とともにピックアップする。
そして、ピックアップ工程を実施した後、ダイボンディング工程を実施する。
具体的には、ピックアップ工程で半導体チップ2とともにピックアップされた接着剤層13(接着フィルム)により、半導体チップ2をリードフレームやパッケージ基板等に接着し、積層する。
以下、本実施形態のダイシング・ダイボンディングテープ10の各構成要素について詳細に説明する。
(接着剤層)
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、ダイシングテープ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等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、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等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。
接着剤層13は、接着剤を予めフィルム化したものであり、エポキシ基を有する化合物を少なくとも1種類含み、その他必要に応じて、公知のポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエステルイミド樹脂、フェノキシ樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、塩素化ポリプロピレン樹脂、アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリアクリルアミド樹脂、メラミン樹脂等やその混合物といった高分子成分や、無機フィラーや、硬化促進剤を含んでいてもよい。また、基板やリードフレーム等に対する接着力を高める為に、シランカップリング剤もしくはチタンカップリング剤を添加剤として加えてもよい。
上記エポキシ基を有する化合物としては、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、500〜5000未満のエポキシ樹脂が好ましい。このようなエポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールS型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、脂肪族鎖状エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールAノボラック型エポキシ樹脂、ビフェノールのジグリシジリエーテル化物、ナフタレンジオールのジグリシジリエーテル化物、フェノール類のジグリシジリエーテル化物、アルコール類のジグリシジルエーテル化物、及びこれらのアルキル置換体、ハロゲン化物、水素添加物などの二官能エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂が挙げられる。また、多官能エポキシ樹脂や複素環含有エポキシ樹脂等、一般に知られているものを適用することもできる。
これらは単独で又は二種類以上を組み合わせて使用することができる。
さらに、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。
接着剤層13の厚さは特に制限されるものではないが、通常5〜100μm程度が好ましい。
また、接着剤層13はダイシングテープ12の全面に積層してもよいが、予め貼り合わされる半導体ウエハ1に応じた形状に切断された(プリカットされた)接着フィルムを積層して、接着剤層13を形成してもよい。半導体ウエハ1に応じた接着フィルムを積層する場合、図2に示すように、半導体ウエハ1が貼り合わされる部分には接着剤層13があり、ダイシング用のリングフレーム20が貼り合わされる部分には接着剤層13がなくダイシングテープ12のみが存在する。一般に、接着剤層13は被着体と剥離しにくいため、プリカットされた接着フィルムを使用することで、リングフレーム20はダイシングテープ12に貼り合わすことができ、使用後のテープ剥離時にリングフレーム20への糊残りを生じにくいという効果が得られる。
(ダイシングテープ)
ダイシングテープ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、ダイシング後の半導体チップ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り、図1に示すように、支持基材12aに粘着剤層12bを設けたものである。
支持基材12aは、エチレン−(メタ)アクリル酸2元共重合体またはエチレン−(メタ)アクリル酸−(メタ)アクリル酸アルキルエステル3元共重合体を、金属イオンで架橋したアイオノマー樹脂よりなる。
共重合体中の(メタ)アクリル酸成分の重量分率は1%以上10%未満であり、且つアイオノマー樹脂中のアクリル酸の中和度は50%以上である。
ここで、共重合体中の(メタ)アクリル酸成分の重量分率は、支持基材12aがエチレン−アクリル酸2元共重合体を金属イオンで架橋したアイオノマー樹脂よりなる場合、下記構造式1中の“m・Mw/(n・Mw+m・Mw)”で規定される。
また、支持基材12aがエチレン−メタクリル酸2元共重合体を金属イオンで架橋したアイオノマー樹脂よりなる場合、下記構造式2中の“b・Mw/(a・Mw+b・Mw)”で規定される。
また、支持基材12aがエチレン−アクリル酸−アクリル酸アルキルエステル3元共重合体を金属イオンで架橋したアイオノマー樹脂よりなる場合、下記構造式3中の“m・Mw/(n・Mw+m・Mw+l・Mw)”で規定される。
また、支持基材12aがエチレン−メタクリル酸−メタクリル酸アルキルエステル3元共重合体を金属イオンで架橋したアイオノマー樹脂よりなる場合、下記構造式4中の“b・Mw/(a・Mw+b・Mw+c・Mw)”で規定される。
また、アイオノマー樹脂中の(メタ)アクリル酸の中和度は、アイオノマー樹脂の(メタ)アクリル酸部が金属イオンによりイオン化(中和)された程度として規定される(例えば、日本レオロジー学会誌 Vol.32,No.2,65−69,2004)。なお、mは下記構造式1や下記構造式3中のm(すなわち、アクリル酸の繰り返し単位数)であり、bは下記構造式2や下記構造式4中のb(すなわち、メタクリル酸の繰り返し単位数)である。
アイオノマー樹脂の金属イオンの種類は特に限定しないが、汚染性の面から鑑みてZnイオンが好ましい。
なお、アイオノマー樹脂には必要に応じて、酸化防止剤、アンチブロック剤、レべリング剤、などを添加してもよい。
支持基材12aの厚みは特に規定しないが、ダイシング時に該支持基材12aを切削する場合でも、ダイシングテープ12の拡張時に破断しないだけの強度を持たせる点で、60μm以上の厚みを持つことが好ましい。
また、ピックアップ時にダイシングテープ12の下面側からピン31で半導体チップ2を突き上げて接着剤層13と粘着剤層12bとの剥離を促す場合を考慮して、支持基材12aの厚みは150μm以下が基材剛性の観点から好ましい。
なお、粘着剤層12bと支持基材12aの剥離を防止する為に、粘着剤層12bを積層する前の支持基材12aの表面に対して、コロナ放電やプラズマ照射、紫外線照射、その他の活性化処理を施してもよい。
また、支持基材12aの下面(粘着剤層12bが形成された面とは反対側の面)には、ダイシング・ダイボンディングテープ10をロール状に巻いた際のブロッキングを防止するため、表面に細かな凹凸を設けたり、滑り性を付与する様な公知のコーティング方法を施すなどしてもよい。
粘着剤層12bは、ダイシング時には半導体ウエハ1を強固に保持し、ピックアップ時には接着剤層13と容易に剥離するものであれば、その組成等は特に規定しないが、一層もしくは二層以上の構造を有し、その内の少なくとも一層がエネルギー線硬化型粘着剤で形成されていることが好ましい。
なお、粘着剤層12bの厚さは、特に限定されるものではなく適宜に設定してよいが、5〜30μmが好ましい。
粘着剤層12bを形成する粘着剤としては、粘着剤に使用される公知の塩素化ポリプロピレン樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、付加反応型オルガノポリシロキサン系樹脂、シリコンアクリレート樹脂、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、ポリイソプレンやスチレン・ブタジエン共重合体やその水素添加物等の各種エラストマー等やその混合物に、放射線重合性化合物を適宜配合して調製することが好ましい。また、各種界面活性剤や表面平滑化剤を加えてもよい。
上記放射線重合性化合物としては、例えば光照射によって三次元網状化しうる分子内に光重合性炭素−炭素二重結合を少なくとも2個以上有する低分量化合物や、光重合性炭素−炭素二重結合基を置換基に持つポリマーやオリゴマーが用いられる。
具体的には、トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールモノヒドロキシペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、1,4−ブチレングリコールジアクリレート、1,6ヘキサンジオールジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレートや、オリゴエステルアクリレート等、シリコンアクリレート等、アクリル酸や各種アクリル酸エステル類の共重合体等が適用可能である。
また、上記の様なアクリレート系化合物のほかに、ウレタンアクリレート系オリゴマーを用いることもできる。ウレタンアクリレート系オリゴマーは、ポリエステル型またはポリエーテル型などのポリオール化合物と、多価イソシアナート化合物(例えば、2,4−トリレンジイソシアナート、2,6−トリレンジイソシアナート、1,3−キシリレンジイソシアナート、1,4−キシリレンジイソシアナート、ジフェニルメタン4,4−ジイソシアナートなど)を反応させて得られる末端イソシアナートウレタンプレポリマーに、ヒドロキシル基を有するアクリレートあるいはメタクリレート(例えば、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、2−ヒドロキシプロピルアクリレート、2−ヒドロキシプロピルメタクリレート、ポリエチレングリコールアクリレート、ポリエチレングリコールメタクリレートなど)を反応させて得られる。
なお、粘着剤層12bを形成する粘着剤は、上記の樹脂から選ばれる2種以上が混合されたものでもよい。
また、粘着剤層12bを形成する粘着剤として挙げた上記粘着剤の材料は、トリフルオロメチル基、ジメチルシリル基、長鎖アルキル基等の無極性基をなるべく多く分子構造中に含むことが、極性の高いエポキシ基を含む接着剤層13との剥離を容易にするうえで望ましい。
また、粘着剤層12bを形成する粘着剤(樹脂)には、放射線を粘着剤層12bに照射して該粘着剤層12bを硬化させる放射線重合性化合物の他、アクリル系粘着剤、光重合開始剤、硬化剤等を適宜配合して調製することもできる。
光重合開始剤を使用する場合、例えばイソプロピルベンゾインエーテル、イソブチルベンゾインエーテル、ベンゾフェノン、ミヒラーズケトン、クロロチオキサントン、ドデシルチオキサントン、ジメチルチオキサントン、ジエチルチオキサントン、ベンジルジメチルケタール、α−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2−ヒドロキシメチルフェニルプロパン等を使用することができる。
以上説明したウエハ加工用テープ(ダイシング・ダイボンディングテープ10)によれば、支持基材12aと粘着剤層12bとからなる粘着テープとしてのダイシングテープ12の該粘着剤層12bに、エポキシ基を有する化合物を含む熱硬化性の接着剤層13が積層されて構成されており、支持基材12aは、エチレン−(メタ)アクリル酸2元共重合体またはエチレン−(メタ)アクリル酸−(メタ)アクリル酸アルキルエステル3元共重合体を、金属イオンで架橋したアイオノマー樹脂よりなり、共重合体(2元共重合体、3元共重合体)中の(メタ)アクリル酸成分の重量分率は、1%以上10%未満であり、且つアイオノマー樹脂中の(メタ)アクリル酸の中和度は、50%以上である。
したがって、支持基材12aが均一拡張性を有するとともに、半導体チップ2同士の再癒着部分を脆化できるので、ピックアップ時における半導体チップ2同士の再癒着を十分に抑制することができ、ダブルダイエラーの発生の更なる抑制が可能となる。
また、以上説明したダイシング・ダイボンディングテープ10によれば、接着剤層13がエポキシ基を有する化合物を含むので、該接着剤層13によって半導体チップ3を基板上に強固に接着することができる。
また、以上説明したダイシング・ダイボンディングテープ10によれば、粘着剤層12bは、一層もしくは二層以上の構造を有し、その内の少なくとも一層がエネルギー線硬化型粘着剤で形成されているので、半導体チップ2と個片化された接着剤層13とをダイシングテープ12の粘着剤層12b表面から容易に剥離することができる。
また、以上説明したダイシング・ダイボンディングテープ10を用いた半導体加工方法によれば、ダイシング・ダイボンディングテープ10に半導体ウエハ1を貼合する工程と、次いで、高速回転する薄型砥石21を用いて半導体ウエハ1とダイシング・ダイボンディングテープ10の接着剤層13および粘着剤層12bとを切削するとともに、ダイシング・ダイボンディングテープ10の支持基材12aを厚み方向に10μm以上切削して、半導体ウエハ1および接着剤層13を個片化する工程(ダイシング工程)と、次いで、ダイシング・ダイボンディングテープ10のダイシングテープ12を拡張した状態で、個片化された半導体ウエハ2(すなわち、半導体チップ1)を個片化された接着剤層13とともに一つずつピックアップする工程(エキスパンド工程およびピックアップ工程)と、を有している。
したがって、ダイシング・ダイボンディングテープ10を使用するとともに、ダイシング工程において、ダイシング・ダイボンディングテープ10の支持基材12aを厚み方向に10μm以上切削するので、ピックアップ時における半導体チップ2同士の再癒着をより一層十分に抑制することができ、ダブルダイエラーの発生の更なる抑制が可能となる。
また、以上説明したダイシング・ダイボンディングテープ10を用いた半導体加工方法によれば、支持基材12aの厚みは、60μm以上であり、個片化する工程(ダイシング工程)では、支持基材12aを厚み方向に10〜30μm切削するようになっている。
したがって、支持基材12aの厚みが60μm以上であり、ダイシング工程において支持基材12aを厚み方向に10〜30μm切削するので、ダイシングテープ12を拡張しても支持基材12aが破断しないだけの強度を有するとともに、ピックアップ時における半導体チップ2同士の再癒着をほぼ完全に抑制することができる。
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。
まず、支持基材(基材フィルム)A〜Kを作成するとともに、粘着剤組成物を調整した後、支持基材上に粘着剤組成物の乾燥後の厚さが20μmになるように、調整した粘着剤組成物を塗工し、110℃で3分間乾燥させて、支持基材上に粘着剤層が形成された粘着シート(ダイシングテープ)を作成した。
次いで、接着剤組成物を調整し、接着剤組成物を離型処理したポリエチレン−テレフタレートフィルムよりなる剥離ライナーに、乾燥後の厚さが60μmになるように、調
整した接着剤組成物を塗工し、110℃で3分間乾燥させて、剥離ライナー上に接着フィルム(接着剤層)を作成した。
そして、作成した粘着シート及び接着フィルムを図1に示す形状に裁断した後、粘着シートの粘着剤層側に接着フィルムを貼り合わせて、実施例1〜5及び比較例1〜6のサンプルを作成した。
以下に、支持基材A〜Kの作成方法、粘着剤組成物及び接着剤組成物の調整方法を示す。
(支持基材Aの作成)
メタクリル酸成分の重量分率が1%、該メタクリル酸の中和度が60%の、エチレン−メタクリル酸2元共重合体亜鉛アイオノマーの樹脂ビーズを140℃で溶融し、押し出し機を用いて厚さ100μmの長尺フィルム状に成形し、支持基材Aを得た。
(支持基材Bの作成)
メタクリル酸成分の重量分率が3%、該メタクリル酸の中和度が50%の、エチレン−メタクリル酸2元共重合体亜鉛アイオノマーの樹脂ビーズを140℃で溶融し、押し出し機を用いて厚さ100μmの長尺フィルム状に成形し、支持基材Bを得た。
(支持基材Cの作成)
メタクリル酸成分の重量分率が5%、該メタクリル酸の中和度が50%の、エチレン−メタクリル酸2元共重合体亜鉛アイオノマーの樹脂ビーズを140℃で溶融し、押し出し機を用いて厚さ100μmの長尺フィルム状に成形し、支持基材Cを得た。
(支持基材Dの作成)
メタクリル酸成分の重量分率が9%、該メタクリル酸の中和度が60%の、エチレン−メタクリル酸2元共重合体亜鉛アイオノマーの樹脂ビーズを140℃で溶融し、押し出し機を用いて厚さ100μmの長尺フィルム状に成形し、支持基材Dを得た。
(支持基材Eの作成)
メタクリル酸成分の重量分率が9%、メタクリル酸ブチルエステル成分の重量分率が12%、該メタクリル酸の中和度が70%の、エチレン−メタクリル酸−メタクリル酸ブチルエステル3元共重合体亜鉛アイオノマーの樹脂ビーズを140℃で溶融し、押し出し機を用いて厚さ100μmの長尺フィルム状に成形し、支持基材Eを得た。
(支持基材Fの作成)
メタクリル酸成分の重量分率が10%、該メタクリル酸の中和度が60%の、エチレン−メタクリル酸2元共重合体亜鉛アイオノマーの樹脂ビーズを140℃で溶融し、押し出し機を用いて厚さ100μmの長尺フィルム状に成形し、支持基材Fを得た。
(支持基材Gの作成)
メタクリル酸成分の重量分率が0%の、市販の低密度ポリエチレン(ペトロセン217:東ソー株式会社製)の樹脂ビーズを140℃で溶融し、押し出し機を用いて厚さ100μmの長尺フィルム状に成形し、支持基材Gを得た。
(支持基材Hの作成)
メタクリル酸成分の重量分率が5%、該メタクリル酸の中和度が0%の、エチレン−メタクリル酸2元共重合体の樹脂ビーズを140℃で溶融し、押し出し機を用いて厚さ100μmの長尺フィルム状に成形し、支持基材Hを得た。
(支持基材Iの作成)
メタクリル酸成分の重量分率が9%、該メタクリル酸の中和度が0%の、エチレン−メタクリル酸メタクリル酸ブチルエステル3元共重合の樹脂ビーズを140℃で溶融し、押し出し機を用いて厚さ100μmの長尺フィルム状に成形し、支持基材Iを得た。
(支持基材Jの作成)
メタクリル酸成分の重量分率が1%、該メタクリル酸の中和度が30%の、エチレン−メタクリル酸2元共重合体亜鉛アイオノマーの樹脂ビーズを140℃で溶融し、押し出し機を用いて厚さ100μmの長尺フィルム状に成形し、支持基材Jを得た。
(支持基材Kの作成)
メタクリル酸成分の重量分率が5%、該メタクリル酸の中和度が40%の、エチレン−メタクリル酸2元共重合体亜鉛アイオノマーの樹脂ビーズを140℃で溶融し、押し出し機を用いて厚さ100μmの長尺フィルム状に成形し、支持基材Kを得た。
(粘着剤組成物の調整)
n−ブチルアクリレート/2−ヒドロキシエチルメタアクリレート共重合体(平均分子量50万、ガラス転移温度−40℃)に、放射性硬化性炭素−炭素二重結合を有する化合物としてトリメチロールプロパントリメタクリレートを20重量部、硬化剤としてポリイソシアネート化合物コロネートL(日本ポリウレタン株式会社製、商品名)7重量部、さらに光重合開始剤としてイルガキュア184(日本チバガイギー株式会社製、商品名)5重量部を加えて、放射線硬化性の粘着剤組成物を得た。
(接着剤組成物の調整)
アクリル系共重合体(グリシジルアクリレート系共重合体)100重量部に、エポキシ基を有する化合物として、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂100重量部を加え、更にキシレンノボラック型フェノール樹脂10重量部に、エポキシ硬化剤として2−フェニルイミダゾール5重量部とキシレンジアミン0.5重量部を配合して、平均粒径:0.012μmのナノシリカフィラー60重量部を加え、接着剤組成物を得た。
<実施例1>
支持基材Aに上記調整した粘着剤組成物を塗工してダイシングテープを作成し、上記調整した接着剤組成物を該ダイシングテープに積層して、実施例1のサンプルを作成した。
<実施例2>
支持基材Bに上記調整した粘着剤組成物を塗工してダイシングテープを作成し、上記調整した接着剤組成物を該ダイシングテープに積層して、実施例2のサンプルを作成した。
<実施例3>
支持基材Cに上記調整した粘着剤組成物を塗工してダイシングテープを作成し、上記調整した接着剤組成物を該ダイシングテープに積層して、実施例3のサンプルを作成した。
<実施例4>
支持基材Dに上記調整した粘着剤組成物を塗工してダイシングテープを作成し、上記調整した接着剤組成物を該ダイシングテープに積層して、実施例4のサンプルを作成した。
<実施例5>
支持基材Eに上記調整した粘着剤組成物を塗工してダイシングテープを作成し、上記調整した接着剤組成物を該ダイシングテープに積層して、実施例5のサンプルを作成した。
<比較例1>
支持基材Fに上記調整した粘着剤組成物を塗工してダイシングテープを作成し、上記調整した接着剤組成物を該ダイシングテープに積層して、比較例1のサンプルを作成した。
<比較例2>
支持基材Gに上記調整した粘着剤組成物を塗工してダイシングテープを作成し、上記調整した接着剤組成物を該ダイシングテープに積層して、比較例2のサンプルを作成した。
<比較例3>
支持基材Hに上記調整した粘着剤組成物を塗工してダイシングテープを作成し、上記調整した接着剤組成物を該ダイシングテープに積層して、比較例3のサンプルを作成した。
<比較例4>
支持基材Iに上記調整した粘着剤組成物を塗工してダイシングテープを作成し、上記調整した接着剤組成物を該ダイシングテープに積層して、比較例4のサンプルを作成した。
<比較例5>
支持基材Jに上記調整した粘着剤組成物を塗工してダイシングテープを作成し、上記調整した接着剤組成物を該ダイシングテープに積層して、比較例5のサンプルを作成した。
<比較例6>
支持基材Kに上記調整した粘着剤組成物を塗工してダイシングテープを作成し、上記調整した接着剤組成物を該ダイシングテープに積層して、比較例6のサンプルを作成した。
<評価方法>
(ピックアップ試験)
実施例1〜5及び比較例1〜6の各サンプルに、厚さ50μm、直径200mmのシリコンウェハを70℃で加熱貼合し、ダイシング装置(Disco製 DFD6340)を用いて5mm×5mmサイズにダイシングした。その際、ダイシング・ダイボンディングテープの接着剤層および粘着剤層を切削分割し、さらに支持基材を厚み方向に所定の深さ(0μm、10μm、20μm)で切削する様に装置を調整した。
次いで、ダイシングした各サンプルに、メタルハライドランプを用いて、200mJ/cm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、図4に示す方法で、各サンプルのダイシングテープに5%の拡張を加えた状態で、各サンプルに100回ピックアップを試行し、その内、一つずつ個々に半導体チップがピックアップできた事例を成功として数えた。2つ以上の半導体チップが再癒着してピックアップされた事例は失敗とみなして数えた。
その評価の結果を表1および表2に示す。
表1の結果から、支持基材における共重合体中の(メタ)アクリル酸成分の重量分率が1%以上10%未満であり、且つアイオノマー樹脂中の(メタ)アクリル酸の中和度が50%以上であるという条件を満たす実施例1〜5のサンプルでは、支持基材を切削した場合、ピックアップ時における再癒着の発生が抑制されることが分かった。特に、支持基材を厚み方向に20μm切削した場合、ピックアップ時における再癒着の発生を完全に抑制できることが分かった。
これに対し、表2の結果から、支持基材における共重合体中の(メタ)アクリル酸成分の重量分率が1%以上10%未満であり、且つアイオノマー樹脂中の(メタ)アクリル酸の中和度が50%以上であるという条件を満たさない比較例1〜6のサンプルでは、支持基材を切削しない場合は、実施例1〜5のサンプルの支持基材を切削しない場合と同程度またはそれ以上の割合でピックアップ時における再癒着が発生し、支持基材を切削しても、ピックアップ時における再癒着が発生することが分かった。
以上から、支持基材における共重合体中の(メタ)アクリル酸成分の重量分率が1%以上10%未満であり、且つアイオノマー樹脂中の(メタ)アクリル酸の中和度が50%以上であれば、ダブルダイエラーの発生を十分に抑制できることが分かる。さらに、支持基材を厚み方向に10μm以上切削すれば、ダブルダイエラーの発生をより一層抑制できることが分かる。
1 半導体ウエハ
2 半導体チップ
10 ダイシング・ダイボンディングテープ(ウエハ加工用テープ)
11 剥離ライナー
12 ダイシングテープ(粘着テープ)
12a 支持基材
12b 粘着剤層
13 接着剤層
20 リングフレーム
21 薄型砥石
22 吸着ステージ
30 突き上げ部材
31 ピン
32 吸着冶具

Claims (4)

  1. 支持基材と粘着剤層とからなる粘着テープの該粘着剤層に、エポキシ基を有する化合物を含む熱硬化性の接着剤層が積層され、貼合された半導体ウエハを個片化する際に該半導体ウエハと前記接着剤層および前記粘着剤層とが切削されるとともに前記支持基材が厚み方向に所定深さ切削されるウエハ加工用テープにおいて、
    前記支持基材は、エチレン−(メタ)アクリル酸2元共重合体またはエチレン−(メタ)アクリル酸−(メタ)アクリル酸アルキルエステル3元共重合体を、金属イオンで架橋したアイオノマー樹脂よりなり、
    前記共重合体中の前記(メタ)アクリル酸成分の重量分率は、1%以上10%未満であり、且つ前記アイオノマー樹脂中の前記(メタ)アクリル酸の中和度は、50%以上であることを特徴とするウエハ加工用テープ。
  2. 前記粘着剤層は、一層もしくは二層以上の構造を有し、その内の少なくとも一層がエネルギー線硬化型粘着剤で形成されていることを特徴とする請求項1記載のウエハ加工用テープ。
  3. 請求項1または2記載のウエハ加工用テープを用いた半導体加工方法において、
    前記ウエハ加工用テープに半導体ウエハを貼合する工程と、
    次いで、高速回転する薄型砥石を用いて前記半導体ウエハと前記ウエハ加工用テープの前記接着剤層および前記粘着剤層とを切削するとともに、該ウエハ加工用テープの前記支持基材を厚み方向に10μm以上切削して、該半導体ウエハおよび該接着剤層を個片化する工程と、
    次いで、前記ウエハ加工用テープの前記粘着テープを拡張した状態で、個片化された前記半導体ウエハを一つずつピックアップする工程と、
    を有することを特徴とする半導体加工方法。
  4. 前記支持基材の厚みは、60μm以上であり、
    前記個片化する工程では、前記支持基材を厚み方向に10〜30μm切削することを特徴とする請求項3記載の半導体加工方法。
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