JP6299315B2 - ウエハ加工用テープ - Google Patents
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Description
また、ステルスダイシング時に使用するウエハ加工用テープについても、様々な開発が進められている。しかし、低温条件下でエキスパンドを実施した場合に必要とされる、ダイシングテープの伸張性とダイボンドフィルムの破断性との両特性において、未だ十分に満足できるものはなく、さらなる開発が望まれている。
(1)基材層及び該基材層上に設けられた粘着層を有するダイシングテープと、上記ダイシングテープの上記粘着層上に設けられた接着層とを有するウエハ加工用テープであって、上記基材層が1以上の基材フィルムを含み、上記基材フィルムが−10℃における引張試験において、以下(i)〜(iv)の特性を有する、ウエハ加工用テープ。
(i)初期弾性率が200MPa以上、500MPa以下であり、
(ii)上記基材フィルムは、長手方向(MD)40%延伸時まで降伏点がなく、
(iii)上記基材フィルムのMD20%延伸時の応力(T1)が15MPa以上であり、かつ上記T1と上記基材フィルムの幅方向(TD)20%延伸時の応力(T2)との比(T1/T2)が、1.2以下であり、及び
(iv)上記基材フィルムのMD40%延伸時の応力(T3)と上記MD20%延伸時の応力(T1)との差(T3−T1)が0.4MPa以上である。
<ウエハ加工用テープ>
本発明の一態様は、ウエハ加工用テープに関する。図1に示すように、ウエハ加工用テープAは、基材層10a及び該基材層10a上に設けられた粘着層10bを有するダイシングテープ10と、上記ダイシングテープ10の上記粘着層10b上に設けられた接着層20とを有する。この接着層20は、チップ搭載時のダイボンディングフィルム(DAF:Die Attach Film)となる。ウエハ加工用テープは、必要に応じて、接着層20上に保護フィルム30を有してもよい。なお、図1は、理解を容易にするため、一部を誇張して描いており、寸法比率は、必ずしも説明と一致していない。ウエハ加工用テープを使用する時、保護フィルム30は剥離される。保護フィルム30の剥離性を高めるために、上記接着層と保護フィルムとの間に、必要に応じて剥離層(不図示)を設けてもよい。
基材層は、当技術分野において基材フィルムとして周知の各種材料からなるフィルムを使用して構成することができる。基材層は、単層構造及び多層構造のいずれであってもよい。
基材層を形成する基材フィルムの一例として、ポリエチレンテレフタレートフィルム等のポリエステル系フィルム;ポリテトラフルオロエチレンフィルム、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリメチルペンテンフィルム、ポリビニルアセテートフィルム、及びポリ−4−メチルペンテン−1等の、α−オレフィンの単独重合体及びそれらの共重合体、並びに上記単独重合体又は上記共重合体のアイオノマー樹脂を含むポリオレフィン系フィルム;ポリ塩化ビニルフィルム;及びポリイミドフィルムを含む各種プラスチックフィルムが挙げられる。上記プラスチックフィルムの1種を単独で使用することもできるが、上記プラスチックフィルムの2種以上又は同種のプラスチックフィルムを2以上組み合わせて多層フィルムを構成してもよい。
粘着層は、室温で粘着力があり、接着層に対し密着力を有する粘着剤成分から構成することが好ましい。粘着層を構成する粘着剤成分のベース樹脂の一例として、アクリル系樹脂、各種合成ゴム、天然ゴム、及びポリイミド樹脂などが挙げられる。粘着剤成分の糊残りを減少させる観点から、上記ベース樹脂は、他の添加剤と反応しうる官能基、例えば、水酸基、カルボキシル基等を有することが好ましい。粘着剤成分として、紫外線や放射線等の高エネルギー線、又は熱によって硬化する樹脂を使用してもよい。このような硬化性樹脂を使用した場合、樹脂を硬化させることによって粘着力を低下させることができる。なお、上記ベース樹脂として、上記硬化性樹脂を使用する場合には、光開始剤との併用が必要である。
接着層は、エキスパンドによって、半導体ウエハと一括して切断及び分割され、半導体チップの搭載時にはダイボンド層(ダイボンドフィルム)として機能する。そのため、接着層は、エキスパンド時の破断性に優れるとともに、半導体ウエハとの接着性に優れることが好ましい。接着層は、例えば、フィルム成形性に優れたベース樹脂と、熱硬化性成分とを含む、熱硬化性樹脂組成物から構成することができる。本発明において、接着層の構成材料は、特に限定されるものでなく、ダイボンドフィルムとして周知の組成を適用してもよい。例えば、上記ベース樹脂の一例として、アクリルゴム樹脂、ポリイミド樹脂、及びフェノキシ樹脂などが挙げられる。また、上記熱硬化成分の一例として、エポキシ樹脂、ビスマレイミド樹脂、トリアジン樹脂、フェノール樹脂等の熱により硬化する樹脂が挙げられる。接着層を構成する熱硬化性樹脂組成物は、上記熱硬化性成分と反応する硬化剤をさらに含んでもよい。硬化時間を長くするために、ポリウレタン系又はポリエステル系の高分子物質等で上記硬化剤を被覆し、マイクロカプセル化したものを使用してもよい。さらに、上記熱硬化性樹脂組成物は、イミダゾールのような硬化促進効果のある成分、及び必要に応じて各種添加剤等を含んでもよい。
サンプルサイズ:長さ20mm、幅4mm、膜厚フィルムによる測定値
測定条件:-50℃〜300℃、3℃/min、測定モード:引張りモード、周波数:10Hz
保護フィルムは、基材フィルムの構成材料として例示した各種プラスチックフィルムであることが好ましい。なかでも、保護フィルムは、ウエハ加工用テープの使用時に剥離されるため、剥離性に優れるものが好ましい。このような観点から、フッ素樹脂からなる表面エネルギーの低いフィルムを保護フィルムとして使用することが好ましい。また、別の実施形態として、亜表面を離型処理した各種プラスチックフィルムを使用することが好ましい。保護フィルムとして好適に使用できるフィルムとして、例えば、帝人デュポンフィルム株式会社製のA−63(離型処理剤:変性シリコーン系)や、同じく帝人デュポンフィルム株式会社製のA−31(離型処理剤:Pt系シリコーン系)等が挙げられる。
保護フィルムと接着層との間に離型層を設けることによって、保護フィルムと接着層との間の剥離力を低く抑えることができる。離型層は、シリコーン系剥離剤、フッ素系剥離剤、又は長鎖アルキルアクリレート系剥離剤等を使用して構成することが好ましい。
本発明のウエハ加工用テープは、当技術分野で周知の技術に沿って製造することができる。例えば、本発明の一実施形態において、ウエハ加工用テープは、以下の方法に従って製造することができる。(1)接着層を構成する硬化性樹脂組成物を有機溶剤等の溶媒に溶解させてワニス化し、これを保護フィルムの上に、ナイフコート法、ロールコート法、スプレーコート法、グラビアコート法、バーコート法、又はカーテンコート法等によって塗工し、溶媒を除去することによって接着層を形成する。(2)粘着層を構成する粘着剤成分を調製し、これを基材フィルム上に、上記(1)と同様にして塗布し、溶媒を除去することによって、基材フィルムと粘着層とからなるダイシングテープを作製する。(3)上記(1)で作製した接着層付保護フィルムと、(2)で作製した粘着層付基材フィルム(ダイシングテープ)とを、常温〜60℃の温度条件下で、接着層と粘着層とが対向するように積層する。一実施形態として、上記フィルムの積層に先立ち、円形等の所望の形状にダイシングテープをプレカットすることが好ましい。
本発明のウエハ加工用テープは、ステルスダイシングによる切断方法を適用した半導体装置の製造方法に好適に使用することができる。そのため、本発明の別の態様は、本発明のウエハ加工用テープを用いた半導体装置の製造方法に関する。本発明の半導体装置の製造方法は、(A)半導体ウエハに本発明の半導体ウエハ加工用テープを貼り付ける工程と、(B)ステルスダイシング法に従い、上記半導体ウエハを切断可能とする工程と、(C)上記ウエハ加工用テープのダイシングテープをエキスパンドすることによって、上記半導体ウエハと上記接着層とを切断及び分割し、複数の個片化された接着層付き半導体チップを得る工程と、(D)上記接着層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含む。
1.粘着層材料−粘着剤成分の調製
(粘着剤1)
主モノマー成分として、2−エチルヘキシルアクリレート及びメチルメタクリレートを使用し、官能基モノマー成分として、ヒドロキシエチルアクリレート、及びアクリル酸を使用し、これら成分を溶液重合法に従って重合させることによって、アクリル共重合体を得た。このアクリル共重合体の重量平均分子量は、40万、ガラス転移点は−38℃であった。スリーワンモータ、撹拌翼、を用い、アクリル共重合体100重量部に対し、多官能イソシアネート架橋剤(三菱化学株式会社製、商品名マイテックNY730A−T)を10重量部配合、攪拌することによって、粘着剤1を得た。
スリーワンモータ、撹拌翼、窒素導入管が備え付けられた容量4000mlのオートクレーブに酢酸エチル1000g、2−エチルヘキシルアクリレートを650g、2−ヒドロキシエチルアクリレートを350g、及びアゾビスイソブチロニトリルを3.0g配合し、反応溶液が均一になるまで撹拌した。次いで、反応溶液に対して、流量100ml/minにて60分間バブリングを実施し、系中の溶存酸素を脱気した。さらに、反応溶液を1時間かけて60℃まで昇温し、昇温後、4時間にわたって重合させた。その後、反応溶液を1時間かけて90℃まで昇温し、更に90℃にて1時間保持後、室温に冷却した。次に、反応溶液に酢酸エチルを1000g加えて撹拌し希釈した。希釈後の反応溶液に重合禁止剤としてメトキノンを0.1g、ウレタン化触媒として、ジオクチルスズジラウレートを0.05g添加したのち、2−メタクリロキシエチルイソシアネート(昭和電工(株)製カレンズMOI)を100g加え、70℃で6時間反応させたのち室温に冷却した。その後、上記反応溶液に酢酸エチルを加え、溶液中の不揮発分含有量が35質量%となるよう調整することによって、連鎖重合可能な官能基を有するアクリル樹脂の溶液を得た。
(硬化性樹脂組成物1)
HTR−860P−3(ナガセケムテックス(株)製商品名、グリシジル基含有アクリルゴム、分子量100万、Tg−7℃)100重量部、YDCN−703(東都化成(株)製商品名、o−クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、エポキシ当量210)5.4重量部、YDCN−8170C(東都化成(株)製商品名、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、エポキシ当量157)16.2重量部、プライオーフェンLF2882(大日本インキ化学工業(株)製商品名、ビスフェノールAノボラック樹脂)15.3重量部、NUCA−189(日本ユニカー(株)製商品名、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン)0.1重量部、及びNUCA−1160(日本ユニカー(株)製商品名、γ‐ウレイドプロピルトリエトキシシラン)0.3重量部に、さらにシクロヘキサノンを加えて攪拌及び混合し、次いで真空脱気することによって、硬化性樹脂組成物1のワニスを得た。 なお、上記組成物1のワニスをフィルムした後に、Bステージにおける0℃の弾性率を測定したところ、3050MPaであった。上記弾性率の測定は、レオロジ社製DVE−V4(製品名)を用い、サンプルサイズ:長さ20mm、幅4mm、測定温度:-50℃〜300℃、3℃/min、測定モード:引張りモード、周波数:10Hzの条件下で実施した。
得られたポリイミドの溶液に、ポリイミド100質量部(固形分換算)に対して、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂(東都化成製)4質量部、4,4’−[1−[4−[1−(4−ヒドロキシフェニル)−1−メチルエチル]フェニル]エチリデン]ビスフェノール(本州化学製)2質量部、テトラフェニルホスホニウムテトラフェニルボラート(東京化成製)0.5質量部を加え混合した。さらに、窒化硼素フィラー(水島合金鉄製)を上記混合溶液の固形分の全質量に対して25質量%、アエロジルフィラーR972(日本アエロジル製)を固形分の全質量に対して3質量%となるように加え、良く混錬して、硬化性樹脂組成物2として、ポリイミドワニスを得た。なお、上記組成物2のワニスをフィルムした後に、0℃における弾性率を測定したところ、1100MPaであった。上記弾性率の測定は、組成物1のワニスに関する測定と同様にして実施した。
(実施例1)
1.ダイシングテープの作製
表面離型処理ポリエチレンテレフタレートフィルム(厚さ25μm)の上に乾燥時の粘着層の厚さが30μmになるように粘着剤成分1を塗工乾燥した。更に、基材層として、エチレン−メタクリル酸共重合体の分子間を金属イオンで架橋したアイオノマー樹脂(三井・デュポンポリケミカル株式会社製の商品名「ハイミラン1706」)から構成され、表面にコロナ処理を施した単層フィルム(厚さ80μm)を上記粘着層の上にラミネートし、基材層/粘着層(粘着剤1)/保護フィルムの構成を有するダイシングテープを得た。このダイシングテープを室温で2週間放置し、十分にエージングを行った。
厚さ75μmの表面離型処理ポリエチレンテレフタレートフィルム(帝人デュポンフィルム(株)製、テイジンテトロンフィルム:A−31)上に、乾燥後の膜厚が20μmになるように硬化性樹脂組成物1のワニスを塗布し、乾燥することによって接着層を形成した。このようにして、PETフィルム/接着層の構成を有する接着シートを得た。
予め作製したダイシングテープの保護フィルムを剥離し、ダイシングテープの粘着層と、接着シートの接着層とが接合するように互いに貼り合わせた。このようにして、基材層/粘着層(粘着剤1)/接着層(組成物1)/PETフィルムの構成を有するウエハ加工用テープを得た。
ダイシングテープの基材層として、エチレン−メタクリル酸共重合体(EMAA)から構成され表面にコロナ処理を施した単層フィルム(厚さ80μm)を使用したことを除き、全て実施例1と同様にして、加工用テープを作製した。
ダイシングテープの基材層として、エチレン−メタクリル酸共重合体の分子間を金属イオンで架橋したアイオノマー樹脂(三井・デュポンポリケミカル株式会社製の商品名「ハイミラン1652」)から構成され表面にコロナ処理を施した単層フィルム(厚さ80μm)を使用したことを除き、全て実施例1と同様にして、加工用テープを作製した。
ダイシングテープの基材層として、エチレン・1−ヘキセン共重合体とブテン・α−オレフィンとの共重合体からなる樹脂から構成され表面にコロナ処理を施した単層フィルム(試作品「MP5−7」、厚さ80μm)を使用したことを除き、全て実施例1と同様にして、加工用テープを作製した。
表面離型処理したポリエチレンテレフタレートフィルム(厚さ25μm)の上に乾燥時の粘着層の厚さが30μmになるように粘着剤成分2を塗工乾燥した。更に、基材層として、エチレン−メタクリル酸共重合体の分子間を金属イオンで架橋したアイオノマー樹脂(三井・デュポンポリケミカル株式会社製の商品名「ハイミラン1706」)から構成され表面にコロナ処理を施した単層フィルム(厚さ80μm)を上記粘着層の上にラミネートし、基材層/粘着層(粘着剤2)/保護フィルムの構成を有するダイシングテープを得た。このダイシングテープを室温で2週間放置し、十分にエージングを行った。その他は、全て実施例1と同様にして、加工用テープを作製した。
硬化性樹脂組成物2のポリイミドワニスを使用して接着シートを構成したことを除き、全て実施例1と同様にして、加工用テープを作製した。接着シートの作製は、厚さ75μmの表面離型処理したポリエチレンテレフタレートフィルム(帝人デュポンフィルム(株)製、テイジンテトロンフィルム:A−31)上に、乾燥後の膜厚が20μmになるように組成物2を塗布し、その後、80℃で30分、続いて120℃で30分加熱して接着層を形成することによって実施した。
ダイシングテープの基材層として、表面にコロナ処理を施した単層のPBTフィルム(オージーフィルム株式会社製の商品名「BTS−1400」、厚さ80μm)を使用したことを除き、全て実施例1と同様にして、加工用テープを作製した。
ダイシングテープの基材層として、α−オレフィン共重合体から構成され表面にコロナ処理を施したポリオレフィン系単層フィルム(JSRトレーディング株式会社製の商品名「DFS−6400−80」、厚さ80μm)を使用したことを除き、全て実施例1と同様にして、加工用テープを作製した。
ダイシングテープの基材層として、α−オレフィン共重合体から構成され表面にコロナ処理を施したポリオレフィン系単層フィルム(JSRトレーディング株式会社製の商品名「SPM−80」、厚さ80μm)を使用したことを除き、全て実施例1と同様にして、加工用テープを作製した。
ダイシングテープの基材層として、ブテン・α−オレフィン共重合体から構成され表面にコロナ処理を施したポリオレフィン系単層フィルム(JSRトレーディング株式会社製の商品名「MP3−80」、厚さ80μm)を使用したことを除き、全て実施例1と同様にして、加工用テープを作製した。
1.基材フィルムの特性
各実施例及び各比較例で使用した基材フィルムの各種特性を表1に示す。各種特性は、以下の方法に従って測定した値である。
(引張強度、応力の測定)
JIS Z1702−94の「包装用ポリエチレンフィルム」に規定する引張試験の方法に準じ、−10℃の温度条件下、500mm/minの引張速度で、基材フィルムの引張試験を実施し、SSカーブ(応力−ひずみ曲線)を得た。なお、試験では、基材フィルムを10mm幅で、チャック間距離が40mmになるように加工したものを測定サンプルとして使用した。引張条件は、オリエンテック社製のテンシロン(株式会社オリエンテック社製 RTC−1210)を使用して、−10℃±2℃の温度において、500mm/minとした。SSカーブにおいて、伸び率20%及び40%での応力値をそれぞれ読み取った。このような測定を、MD方向およびTD方向の両方について実施した。
SSカーブ測定の測定結果に基づき、原点と立ち上がりの接線とを結んだ傾きを求め、さらに下式1を用いて値を算出し、初期弾性率とした。
式1:初期弾性率=(原点と立ち上がりの接線を結んだ任意の伸び値に対応する応力値/断面積)/(原点と立ち上がりの接線を結んだ任意の伸び値/サンプルのチャック間距離)
(改質領域の形成)
厚さ50μmの半導体ウエハの片面に、各実施例及び各比較例で作製したウエハ加工用テープのPETフィルムを剥離し、接着層の面をそれぞれ貼り付けた。各々のウエハ加工用テープの特性を表1に纏めて示す。
次いで、レーザーダイシング装置「MAHOHDICING MACHINE」(株式会社東京精密製)を使用し、ウエハに改質領域を形成した。加工条件は以下のとおりである。
(A)半導体ウエハ:シリコンウエハ(厚さ50μm、外径12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
(C)集光用レンズ倍率: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
上述の手順に従い予め改質領域を形成する工程を実施した、ウエハ加工用テープ付半導体ウエハをエキスパンド装置に固定した。次いで、以下の条件下で、ダイシングテープをエキスパンドし、接着層(DAF)及びウエハを切断及び分割し、DAF付のチップを得た。なお、評価サンプルにおける基材フィルムの物性によって、エキスパンド条件は、適宜調整が必要である。そのため、エキスパンド時には、表2に示すように、主に、クールエキスパンド条件のHeightとSpeedについて変更した。
装置:(株)ディスコ社製のDDS2300 Fully Automatic Die Separator
クールエキスパンド条件:
Temperature:-15℃、Height:10mm、Cooling Time:60sec
Speed:100mm/sec、Waiting time:10sec
ヒートエキスパンド条件
Temperature:200℃、Height:10mm、Hold Time:20sec
Speed:5mm/sec、Heater Speed:5°/sec
分割後のウエハ及びDAFについて、ウエハ上部から顕微鏡にて観察し、ウエハとウエハ、及びDAFとDAFとが分断されているかを判断した。上記顕微鏡による観察は、ウエハ周辺部と中央部に対して実施し、以下の基準に従って分断性を評価した。結果を表2に示す。
(評価基準)
◎:ウエハ及びDAF分断性が95%以上〜100%
○:ウエハ及びDAF分断性が85%以上〜95%未満
△:ウエハ及びDAF分断性が30%以上〜85%未満
×:ウエハ及びDAF分断性が30%未満
なお、上記「%」は、分断ラインの総数に対して、分断できているラインの割合を示している。
10 ダイシングテープ、10a 基材フィルム、10b 粘着層 10b’粘着層の周縁部
20 接着層 20a 周縁部
30 保護フィルム
Claims (6)
- 基材層及び該基材層上に設けられた粘着層を有するダイシングテープと、
前記ダイシングテープの前記粘着層上に設けられた接着層と
を有するウエハ加工用テープであって、
前記基材層が1以上の基材フィルムを含み、前記基材フィルムが−10℃における引張試験において、以下(i)〜(iv)の特性を有する、ウエハ加工用テープ。
(i)初期弾性率が200MPa以上、500MPa以下であり、
(ii)前記基材フィルムは、長手方向(MD)40%延伸時まで降伏点がなく、
(iii)前記基材フィルムのMD20%延伸時の応力(T1)が15MPa以上であり、かつ前記T1と前記基材フィルムの幅方向(TD)20%延伸時の応力(T2)との比(T1/T2)が、1.2以下であり、及び
(iv)前記基材フィルムのMD40%延伸時の応力(T3)と前記MD20%延伸時の応力(T1)との差(T3−T1)が0.4MPa以上である。 - 前記基材フィルムが、エチレン・α−オレフィン共重合体又はそのアイオノマー樹脂を含む、請求項1に記載のウエハ加工用テープ。
- 前記ダイシングテープの厚さが、60μm以上、250μm以下である、請求項1又は2に記載のウエハ加工用テープ。
- 前記ダイシングテープの前記粘着層の厚さが、1μm以上、100μm以下である、請求項1〜3のいずれか1項に記載のウエハ加工用テープ。
- 前記接着層が、エポキシ基含有アクリル樹脂と、エポキシ樹脂と、硬化剤とを少なくとも含有する硬化性樹脂組成物から構成され、前記硬化性樹脂組成物の硬化反応前(Bステージ)における0℃の弾性率が1000MPa以上である、請求項1〜4のいずれか1項に記載のウエハ加工用テープ。
- 前記接着層の厚さが、3μm以上、200μm以下であることを特徴とする、請求項1〜5のいずれか1項に記載のウエハ加工用テープ。
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