JP6572043B2 - 半導体ウェハ保護用フィルム - Google Patents
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Description
このように半導体ウェハ保護用フィルムを貼付して保護することにより、リフロー工程を経ても突起電極が大きく変形したり、半田が流出してしまったりするのを防止することができた。
しかしながら、リフロー後の突起電極を詳細に検討すると、半導体ウェハ保護用フィルムを貼付して保護した場合にでも、突起電極の表面に細かな変形(具体的にはシワ状の変形)が認められることがあるという問題があった。このような突起電極の変形は、その後に該突起電極を用いて実装を行う際に、接続不良を引き起こす恐れがある。
本発明2は、半田からなる先端部を有する突起電極を両面に有する半導体ウェハと他の半導体チップとを前記半田の溶融温度以上の温度に加熱して電気的に接合して実装する半導体装置の製造方法において、前記半導体ウェハの基板側の半田からなる先端部を有する突起電極を保護するための半導体ウェハ保護用フィルムであって、基材と、該基材の表面に形成された粘着剤層とからなり、前記粘着剤層は、酸価が10mgKOH/g以上である粘着性樹脂を含有する半導体ウェハ保護用フィルムである。
以下に本発明を詳述する。
この理由については必ずしも明らかではないが、フラックス剤も高酸価の粘着性樹脂も、半田表面の酸価皮膜を除去する作用を有することが知られている。このことから、突起電極表面の変形(シワ状の変形)は、リフロー工程においていったん溶融した半田が固まる際に、酸化皮膜が不均一に形成されるのが原因であることが推察される。粘着剤層にフラックス剤を配合したり、粘着剤層中に含まれる粘着性樹脂の酸価を一定以上としたりすることにより、不均一な酸化皮膜の形成が防止できることにより、シワ状の変形が発生するのを防止できるのではないかと考えられる。
上記基材は、リフロー工程における温度(通常、240〜260℃程度)においても変形したりしない高い耐熱性を有するものであれば特に限定されず、例えば、例えば、アクリル、オレフィン、ポリカーボネート、塩化ビニル、ABS、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)、ナイロン、ウレタン、ポリイミド等の樹脂からなるシート、網目状の構造を有するシート、孔が開けられたシート等が挙げられる。
上記粘着剤成分1は、リフロー工程における高温に耐えられる耐熱性を有するものであれば特に限定されず、非硬化型の粘着剤、硬化型の粘着剤のいずれを含有するものであってもよい。なかでも、リフロー工程後に保護が不要となったときに、半導体ウェハ保護用フィルムを半導体ウェハから糊残りすることなく容易に剥離できることから、硬化型の粘着剤を含有することが好ましい。
上記光硬化型接着剤成分としては、例えば、重合性ポリマーを主成分として、光重合開始剤を含有する光硬化型接着剤が挙げられる。
上記熱硬化型接着剤成分としては、例えば、重合性ポリマーを主成分として、熱重合開始剤を含有する熱硬化型接着剤が挙げられる。
上記多官能オリゴマー又はモノマーは、分子量が1万以下であるものが好ましく、より好ましくは加熱又は光の照射による接着剤層の三次元網状化が効率よくなされるように、その分子量が5000以下でかつ分子内のラジカル重合性の不飽和結合の数が2〜20個のものである。
上記フラックス剤としては、例えば、フジキュア7000(T&K社製)、KE−100(荒川化学工業社製)、KE−359(荒川化学工業社製)、KE−604(荒川化学工業社製)等の市販品を用いることもできる。
シリコーン化合物は、耐薬品性、耐熱性に優れることから、リフロー工程における高温処理を経ても粘着剤の焦げ付き等を防止し、剥離時には被着体界面にブリードアウトして、剥離を容易にする。シリコーン化合物が上記光硬化型接着剤成分又は熱硬化型接着剤成分と架橋可能な官能基を有する場合には、光照射又は加熱することにより上記光硬化型接着剤成分又は熱硬化型接着剤成分と化学反応して上記光硬化型接着剤成分中又は熱硬化型接着剤成分中に取り込まれることから、被着体にシリコーン化合物が付着して汚染することがない。
上記粘着剤層1は、可塑剤、樹脂、界面活性剤、ワックス、微粒子充填剤等の公知の添加剤を含有してもよい。
より具体的には例えば、光硬化型接着剤成分又は熱硬化型接着剤成分に含有される上記重合性ポリマーにおいて、原料となる官能基含有(メタ)アクリル系ポリマーを合成する際に、アクリル酸、メタクリル酸等のカルボキシル基含有モノマーの配合量を調整したり、上記共重合可能な他の改質用モノマーとして酢酸ビニル等の酸性モノマーを選択して、その配合量を調整したりする方法が挙げられる。なお、該酸性モノマーとして、上記フラックス剤に重合性官能基を導入したものも用いることができる。
温度計、攪拌機、冷却管を備えた反応器を用意し、この反応器内に、(メタ)アクリル酸アルキルエステルとして2−エチルヘキシルアクリレート94重量部、官能基含有モノマーとしてメタクリル酸ヒドロキシエチル5重量部、ラウリルメルカプタン0.01重量部と、酢酸エチル80重量部を加えた後、反応器を加熱して還流を開始した。続いて、上記反応器内に、重合開始剤として1,1−ビス(t−ヘキシルパーオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン0.01重量部を添加し、還流下で重合を開始させた。次に、重合開始から1時間後及び2時間後にも、1,1−ビス(t−ヘキシルパーオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサンを0.01重量部ずつ添加し、更に、重合開始から4時間後にt−ヘキシルパーオキシピバレートを0.05重量部添加して重合反応を継続させた。そして、重合開始から8時間後に、固形分55重量%、重量平均分子量60万の官能基含有(メタ)アクリル系ポリマーの酢酸エチル溶液を得た。
得られた官能基含有(メタ)アクリル系ポリマーを含む酢酸エチル溶液の樹脂固形分100重量部に対して、官能基含有不飽和化合物として2−イソシアナトエチルメタクリレート3.5重量部を加えて反応させて光硬化型粘着剤(樹脂A)を得た。樹脂Aの酸価は0mgKOH/gであった。
(半導体ウェハ保護用フィルムの製造)
得られた樹脂Aの酢酸エチル溶液の樹脂固形分100重量部に対して、光重合開始剤(エサキュアワン、日本シイベルヘグナー社製)1重量部、無機フィラー(ヒュームドシリカ、MT−10、トクヤマ社製)12重量部、シリコーン化合物(EBECRYL350、ダイセルサイテック社製)2重量部、可塑剤(UN−5500、根上工業社製)20重量部、架橋剤(イソシアネート系架橋剤、コロネートL−45、日本ポリウレタン社製)0.5重量部、及び、フラックス剤としてグルタル酸1重量部を混合して、粘着剤組成物の酢酸エチル溶液を調製した。
得られた接着剤組成物の酢酸エチル溶液を、片面にコロナ処理を施した厚さ25μmの透明なポリエチレンナフタレートフィルムのコロナ処理面上に、乾燥皮膜の厚さが80μmとなるようにドクターナイフで塗工し、110℃、5分間加熱して塗工溶液を乾燥させた。その後、40℃、3日間静置養生を行い、半導体ウェハ保護用フィルムを得た。
樹脂の種類や添加剤の種類、配合量を表2に示したようにした以外は実施例1と同様にして半導体ウェハ保護用フィルムを得た。
実施例、比較例で得られた半導体ウェハ保護用フィルムについて、以下の方法により評価を行った。
結果を表2に示した。
厚み50μm、片面に□20μm、高さ5μmのCuめっきされたパッドが形成されており、もう一方の面に□20μm、高さ30μmの銅バンプが形成され、その上に厚み10μmのSn−3.5Ag半田層が形成されているTSVウェハを準備した。
該TSVウェハの半田層を有する銅バンプ側に、得られた半導体ウェハ保護用フィルムを貼付した。半導体ウェハ保護用フィルムで保護したTSVウェハをリフロー処理(IPC/JEDEC J−STD−020Dに準ずる)した。
○:半田層の表面にシワ状の変形が認められなかった
×:半田層の表面にシワ状の変形が認められた
○:TSVウェハの表面に糊残りが全く認められなかった
×:TSVウェハの表面に糊残りが認められた
12 半田からなる先端部を有する突起電極
2 半導体チップ
3 NCF
4 半導体ウェハ保護用フィルム
5 支持ガラス板
Claims (3)
- 半田からなる先端部を有する突起電極を両面に有する半導体ウェハと他の半導体チップとを前記半田の溶融温度以上の温度に加熱して電気的に接合して実装する半導体装置の製造方法において、前記半導体ウェハの基板側の半田からなる先端部を有する突起電極を保護するために使用する半導体ウェハ保護用フィルムであって、基材と、該基材の表面に形成された粘着剤層とからなり、前記粘着剤層は、粘着剤成分とフラックス剤とを含有し、前記フラックス剤の酸価が1〜700mgKOH/gであることを特徴とする半導体ウェハ保護用フィルム。
- 粘着剤層中のフラックス剤の含有量が0.05〜20重量%であることを特徴とする請求項1記載の半導体ウェハ保護用フィルム。
- 半田からなる先端部を有する突起電極を両面に有する半導体ウェハと他の半導体チップとを前記半田の溶融温度以上の温度に加熱して電気的に接合して実装する半導体装置の製造方法において、前記半導体ウェハの基板側の半田からなる先端部を有する突起電極を保護するために使用する半導体ウェハ保護用フィルムであって、基材と、該基材の表面に形成された粘着剤層とからなり、前記粘着剤層は、酸価が10mgKOH/g以上である粘着性樹脂を含有することを特徴とする半導体ウェハ保護用フィルム。
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