JP6867522B2 - 熱硬化性接着シート、及び半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Description
1.熱硬化性接着シート
2.半導体装置の製造方法
3.実施例
本実施の形態に係る熱硬化性接着シートは、半導体ウエハをダイシングする際に、半導体ウエハの研磨面に貼り合わされる熱硬化性接着層を有し、ダイシング工程時にウエハを補強し、チッピングと呼ばれるクラックを防止する補強シートである。
る。ポリアルキレングリコールエステル単量体の具体例としては、例えば、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチルアクリレート、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリブチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレートなどが挙げられ、これらの1種又は2種以上を用いることができる。
ート特性が低下する傾向がある。
次に、前述の熱硬化性接着シートを用いた半導体装置の製造方法について説明する。本実施の形態に係る半導体装置の製造方法は、半導体ウエハを研磨するグラインド工程と、半導体ウエハの研磨面に熱硬化性接着シートを貼り合わせて硬化させ、半導体ウエハの反り量を低減させる工程と、半導体ウエハの熱硬化性接着シート面にダイシングテープを貼り合わせ、ダイシングするダイシング工程とを有する。半導体ウエハの反りを低減させ、ウエハを平坦化させた状態でダイシングが可能となるため、チッピングを低減させ、高品質な半導体装置を得ることができる。
図2は、保護テープ貼付工程の概略を示す断面図である。保護テープ貼付工程では、突起電極22が形成されたウエハ21面に保護テープ30を貼り付ける。保護テープ30を貼り付ける貼付温度は、ボイドの減少、ウエハ密着性の向上およびウエハ研削後の反り防止の観点から、25℃以上100℃以下、好ましくは40℃以上80℃以下である。
り、次のグラインド処理工程(B)において、傷、割れ、汚染などからウエハを保護するものである。図2に示すように、保護テープ30は、熱可塑性樹脂層31と、基材フィルム層32とが積層され、突起電極22の形成面と熱可塑性樹脂層31とが接する状態で貼り合わされ、突起電極22は、熱可塑性樹脂層31に埋め込まれる。
Acetate)、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリアセタール、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、フッ素樹脂、ポリフェニレンサルファイド、ポリスチレン、ABS樹脂、アクリル系樹脂、ポリカーボネート、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、ポリフェニレンオキサイドなどが挙げられ、これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
図3は、グラインド工程の概略を示す断面図である。グラインド工程では、保護テープ30貼付面の反対面をグラインド処理する。保護テープ30を貼り付けたウエハ21の反対面を研削装置に固定して研磨する。このグラインド工程において、研磨によりウエハ21の厚さは、200μm以下、さらには50μm以下である。ウエハ21の厚さを小さくすればするほど、ウエハ21の反り量が大きくなる。なお、ウエハ21の反り量は、平面
ステージ(X,Y軸)にウエハ21を置いたときの反り(Z軸)の最大値である。
図4は、熱硬化性接着シート貼付工程の概略を示す断面図である。熱硬化性接着シート貼付工程では、ウエハ21のグラインド処理面に熱硬化性接着シートの熱硬化性接着層12を貼付する。
図5は、保護テープ剥離工程の概略を示す断面図である。保護テープ剥離工程では、保護テープ30を剥離する。
図6は、硬化工程の概略を示す断面図である。硬化工程では、熱硬化性接着層12を硬化させる。硬化方法及び硬化条件としては、熱硬化型の接着剤を硬化させる公知の方法を用いることができる。硬化工程では、例えば、80〜180℃の温度、0.1〜5hの時間でキュアすることにより、熱硬化性接着層12を硬化させることが可能である。これにより、熱硬化性接着層12が大きく収縮し、ウエハ21の反りと逆方向の応力が生じるため、ウエハ21を平坦な状態に維持させることが可能となる。
図7は、粘着テープ貼付工程の概略を示す断面図である。粘着テープ貼付工程では、グラインド処理面に粘着テープ40を貼付する。粘着テープ40は、ダイシングテープ(Dicing Tape)と呼ばれるものであり、ダイシング工程(G)において、ウエハ21を保護
、固定し、ピックアップ工程(I)まで保持するためのテープである。
図8は、ダイシング処理工程の概略を示す断面図である。ダイシング処理工程では、粘着テープ40が貼付されたウエハ21をダイシング処理し、個片の半導体チップを得る。ダイシング方法としては、特に限定されず、例えばダイシングソーでウエハ21を切削して切り出すなどの公知の方法を用いることができる。熱硬化性接着シートがウエハの反りを低減させているため、ウエハを平坦化させた状態でダイシングすることができ、チッピングを低減させることができる。
図9は、エキスパンド工程の概略を示す断面図である。エキスパンド工程では、例えば分割された複数個の半導体チップが貼着されている粘着テープ40を放射方向に伸長させ、個々の半導体チップの間隔を広げる。
図10は、ピックアップ工程の概略を示す断面図である。ピックアップ工程では、粘着テープ40上に貼着固定された半導体チップを、粘着テープ40の下面より突き上げて剥離させ、この剥離された半導体チップをコレットで吸着する。ピックアップされた半導体
チップは、チップトレイに収納されるか、またはフリップチップボンダーのチップ搭載ノズルへと搬送される。
図11は、実装工程の概略を示す断面図である。実装工程では、例えば半導体チップと回路基板とをNCF(Non Conductive Film)などの回路接続材料を用いて接続する。回
路基板としては、特に限定されないが、ポリイミド基板、ガラスエポキシ基板などのプラスチック基板、セラミック基板などを用いることができる。また、接続方法としては、加熱ボンダー、リフロー炉などを用いる公知の方法を用いることができる。
以下、本発明の実施例について説明する。本実施例では、熱硬化性接着シートを作製し、これを反りが発生したパターン付ウエハに貼り合わせ、積層体を作製した。そして、熱硬化性接着シートのフィルム膜性、ダイシング時のチッピング抑制、及びウエハの反りの制御性について評価した。
下記成分を配合し、樹脂組成物を調製した。これを、剥離処理されたPET(Polyethylene terephthalate)にバーコーターを用いて塗布し、80℃のオーブンで3分間乾燥させ、厚み20μmの熱硬化性接着層を有する熱硬化性接着シートを作製した(カバー剥離PET(25μm)/熱硬化性接着層(20μm)/ベース剥離PET(50μm))。
A−DCP:トリシクロデカンジメタノールジアクリレート(新中村化学工業(株)、単位分子量当たりの官能基数(官能基数/分子量)=0.0065)
M−315:イソシアヌル酸エチレンオキサイド変性ジアクリレートとイソシアヌル酸
エチレンオキサイド変性トリアクリレートの混合物(イソシアヌル酸エチレンオキサイ
ド 変性ジアクリレートの含有率が3%〜13%)(東亞合成(株)、単位分子量当たり
の官能基数(官能基数/分子量)=0.007)
UN−3320HA:多官能ウレタンアクリレートオリゴマー(根上工業(株)、単位分子量当たりの官能基数(官能基数/分子量)=0.004)
VR−90:ビスフェノールA型エポキシアクリレート(昭和高分子(株)、単位分子量当たりの官能基数(官能基数/分子量)=0.0018)
UN−6301:脂肪族ウレタンアクリレートオリゴマー(根上工業(株)、単位分子量当たりの官能基数(官能基数/分子量)=0.00006)
KBM−503:シランカップリング剤(信越シリコーン(株))
パーロイルL:ジラウロイルパーオキサイド(日油(株)製、1分間半減期温度:116.4℃)
SG−P3:エラストマー(ナガセケムテックス(株)製)
アエロジルR202:シリカ(日本アエロジル(株))
#3050B:カーボンブラック(三菱化学(株))
厚み20μmの熱硬化性接着層をパターン付ウエハ上にプレス機にて貼り合わせ、130℃、1hの条件でキュアして積層体を得た。
ウエハの平均反り量(サンプル数:10)は、4mmであった。なお、パターン付ウエハの反り量は、平面ステージ(X,Y軸)にパターン付ウエハを置いたときの反り(Z軸)の最大値とした。
熱硬化性接着シートのフィルム性、タック性、及びラミネート性について評価し、全ての評価が良好である場合を「○」と評価し、いずれか1つの評価が不良である場合を「×」と評価した。
積層体の熱硬化性接着層側にダイシングテープをラミネートし、ダイシング後の積層体を観察した。チッピングによる不良率が5%未満である場合を「○」と評価し、不良率が5%以上である場合を「×」と評価した。
パターン付ウエハの反り量の測定と同様に、積層体の反り量は、平面ステージ(X,Y軸)に積層体を置いたときの反り(Z軸)の最大値とした。積層体の反り量が1.0mm未満のものを「A」、積層体の反り量が1.0mm以上1.5mm未満のものを「B」、積層体の反り量が1.5mm以上2.5mm未満のものを「C」、積層体の反り量が2.5mm以上のものを「D」と評価した。
表1に示すように、3官能アクリレート(M−315)を20質量部、ビスフェノールA型エポキシアクリレート(VR−90)を60質量部、カップリング剤(KBM−503)を1質量部、有機過酸化物(パーロイルL)を3質量部配合した樹脂成分84質量部に、無機フィラー(アエロジルR202)100質量部を添加して樹脂組成物を調製した。樹脂成分100質量部に対する無機フィラーの配合量は119質量部、樹脂成分中の固形(メタ)アクリレートの含有率は71wt%、樹脂成分中の(メタ)アクリレートの含有率は95wt%、(メタ)アクリレートの単位分子量当たりの官能基数に、樹脂成分中の(メタ)アクリレートの含有率を乗じた値の総和は2.99E−03であった。この樹脂組成物を用いて作製した熱硬化性接着シートのフィルム膜性の評価は○、ダイシング時のチッピング抑制の評価は○、薄ウエハ反り制御性の評価はAであった。
表1に示すように、無機フィラー(アエロジルR202)を70質量部添加した以外は、実施例1と同様に樹脂組成物を調製した。樹脂成分100質量部に対する無機フィラーの配合量は83質量部、樹脂成分中の固形(メタ)アクリレートの含有率は71wt%、樹脂成分中の(メタ)アクリレートの含有率は95wt%、(メタ)アクリレートの単位分子量当たりの官能基数に、樹脂成分中の(メタ)アクリレートの含有率を乗じた値の総和は2.99E−03であった。この樹脂組成物を用いて作製した熱硬化性接着シートのフィルム膜性の評価は○、ダイシング時のチッピング抑制の評価は○、薄ウエハ反り制御性の評価はAであった。
表1に示すように、無機フィラー(アエロジルR202)を150質量部添加した以外は、実施例1と同様に樹脂組成物を調製した。樹脂成分100質量部に対する無機フィラーの配合量は179質量部、樹脂成分中の固形(メタ)アクリレートの含有率は71wt%、樹脂成分中の(メタ)アクリレートの含有率は95wt%、(メタ)アクリレートの単位分子量当たりの官能基数に、樹脂成分中の(メタ)アクリレートの含有率を乗じた値の総和は2.99E−03であった。この樹脂組成物を用いて作製した熱硬化性接着シー
トのフィルム膜性の評価は○、ダイシング時のチッピング抑制の評価は○、薄ウエハ反り制御性の評価はAであった。
表1に示すように、3官能アクリレート(M−315)を15質量部、多官能ウレタンアクリレートオリゴマー(UN−3320HA)を5質量部配合した以外は、実施例1と同様に樹脂組成物を調製した。樹脂成分100質量部に対する無機フィラーの配合量は119質量部、樹脂成分中の固形(メタ)アクリレートの含有率は71wt%、樹脂成分中の(メタ)アクリレートの含有率は95wt%、(メタ)アクリレートの単位分子量当たりの官能基数に、樹脂成分中の(メタ)アクリレートの含有率を乗じた値の総和は2.80E−03であった。この樹脂組成物を用いて作製した熱硬化性接着シートのフィルム膜性の評価は○、ダイシング時のチッピング抑制の評価は○、薄ウエハ反り制御性の評価はAであった。
表1に示すように、3官能アクリレート(M−315)を17質量部、脂肪族ウレタンアクリレートオリゴマー(UN−6301)を3質量部配合した以外は、実施例1と同様に樹脂組成物を調製した。樹脂成分100質量部に対する無機フィラーの配合量は119質量部、樹脂成分中の固形(メタ)アクリレートの含有率は71wt%、樹脂成分中の(メタ)アクリレートの含有率は95wt%、(メタ)アクリレートの単位分子量当たりの官能基数に、樹脂成分中の(メタ)アクリレートの含有率を乗じた値の総和は2.74E−03であった。この樹脂組成物を用いて作製した熱硬化性接着シートのフィルム膜性の評価は○、ダイシング時のチッピング抑制の評価は○、薄ウエハ反り制御性の評価はBであった。
表1に示すように、2官能アクリレート(A−DCP)を3質量部、3官能アクリレート(M−315)を17質量部配合した以外は、実施例1と同様に樹脂組成物を調製した。樹脂成分100質量部に対する無機フィラーの配合量は119質量部、樹脂成分中の固形(メタ)アクリレートの含有率は71wt%、樹脂成分中の(メタ)アクリレートの含有率は95wt%、(メタ)アクリレートの単位分子量当たりの官能基数に、樹脂成分中の(メタ)アクリレートの含有率を乗じた値の総和は2.97E−03であった。この樹脂組成物を用いて作製した熱硬化性接着シートのフィルム膜性の評価は○、ダイシング時のチッピング抑制の評価は○、薄ウエハ反り制御性の評価はBであった。
表1に示すように、カーボンブラックを5質量部添加した以外は、実施例1と同様に樹脂組成物を調製した。樹脂成分100質量部に対する無機フィラーの配合量は125質量部、樹脂成分中の固形(メタ)アクリレートの含有率は71wt%、樹脂成分中の(メタ)アクリレートの含有率は95wt%、(メタ)アクリレートの単位分子量当たりの官能基数に、樹脂成分中の(メタ)アクリレートの含有率を乗じた値の総和は2.99E−03であった。この樹脂組成物を用いて作製した熱硬化性接着シートのフィルム膜性の評価は○、ダイシング時のチッピング抑制の評価は○、薄ウエハ反り制御性の評価はAであった。
表2に示すように、ビスフェノールA型エポキシアクリレート(VR−90)を55質量部、エラストマー(SG−P3)を5質量部配合した以外は、実施例1と同様に樹脂組成物を調製した。樹脂成分100質量部に対する無機フィラーの配合量は119質量部、樹脂成分中の固形(メタ)アクリレートの含有率は65wt%、樹脂成分中の(メタ)ア
クリレートの含有率は89wt%、(メタ)アクリレートの単位分子量当たりの官能基数に、樹脂成分中の(メタ)アクリレートの含有率を乗じた値の総和は2.88E−03であった。この樹脂組成物を用いて作製した熱硬化性接着シートのフィルム膜性の評価は○、ダイシング時のチッピング抑制の評価は○、薄ウエハ反り制御性の評価はBであった。
表2に示すように、ビスフェノールA型エポキシアクリレート(VR−90)を50質量部、エラストマー(SG−P3)を10質量部配合した以外は、実施例1と同様に樹脂組成物を調製した。樹脂成分100質量部に対する無機フィラーの配合量は119質量部、樹脂成分中の固形(メタ)アクリレートの含有率は60wt%、樹脂成分中の(メタ)アクリレートの含有率は85wt%、(メタ)アクリレートの単位分子量当たりの官能基数に、樹脂成分中の(メタ)アクリレートの含有率を乗じた値の総和は2.77E−03であった。この樹脂組成物を用いて作製した熱硬化性接着シートのフィルム膜性の評価は○、ダイシング時のチッピング抑制の評価は○、薄ウエハ反り制御性の評価はBであった。
表2に示すように、無機フィラーを50質量部添加した以外は、実施例1と同様に樹脂組成物を調製した。樹脂成分100質量部に対する無機フィラーの配合量は60質量部、樹脂成分中の固形(メタ)アクリレートの含有率は71wt%、樹脂成分中の(メタ)アクリレートの含有率は95wt%、(メタ)アクリレートの単位分子量当たりの官能基数に、樹脂成分中の(メタ)アクリレートの含有率を乗じた値の総和は2.99E−03であった。この樹脂組成物を用いて作製した熱硬化性接着シートのフィルム膜性の評価は×、ダイシング時のチッピング抑制の評価は×、薄ウエハ反り制御性の評価はDであった。
表2に示すように、無機フィラーを200質量部添加した以外は、実施例1と同様に樹脂組成物を調製した。樹脂成分100質量部に対する無機フィラーの配合量は238質量部、樹脂成分中の固形(メタ)アクリレートの含有率は71wt%、樹脂成分中の(メタ)アクリレートの含有率は95wt%、(メタ)アクリレートの単位分子量当たりの官能基数に、樹脂成分中の(メタ)アクリレートの含有率を乗じた値の総和は2.99E−03であった。この樹脂組成物を用いて作製した熱硬化性接着シートのフィルム膜性の評価は×、ダイシング時のチッピング抑制の評価は○、薄ウエハ反り制御性の評価はAであった。
表2に示すように、3官能アクリレートに代えて脂肪族ウレタンアクリレートオリゴマー(UN−6301)を20質量部配合した以外は、実施例1と同様に樹脂組成物を調製した。樹脂成分100質量部に対する無機フィラーの配合量は119質量部、樹脂成分中の固形(メタ)アクリレートの含有率は71wt%、樹脂成分中の(メタ)アクリレートの含有率は95wt%、(メタ)アクリレートの単位分子量当たりの官能基数に、樹脂成分中の(メタ)アクリレートの含有率を乗じた値の総和は1.31E−03であった。この樹脂組成物を用いて作製した熱硬化性接着シートのフィルム膜性の評価は○、ダイシング時のチッピング抑制の評価は×、薄ウエハ反り制御性の評価はDであった。
表2に示すように、3官能アクリレートに代えて2官能アクリレート(A−DCP)を20質量部配合した以外は、実施例1と同様に樹脂組成物を調製した。樹脂成分100質量部に対する無機フィラーの配合量は119質量部、樹脂成分中の固形(メタ)アクリレートの含有率は71wt%、樹脂成分中の(メタ)アクリレートの含有率は95wt%、
(メタ)アクリレートの単位分子量当たりの官能基数に、樹脂成分中の(メタ)アクリレートの含有率を乗じた値の総和は2.87E−03であった。この樹脂組成物を用いて作製した熱硬化性接着シートのフィルム膜性の評価は×、ダイシング時のチッピング抑制の評価は○、薄ウエハ反り制御性の評価はBであった。
表2に示すように、ビスフェノールA型エポキシアクリレート(VR−90)を45質量部、エラストマー(SG−P3)を15質量部配合した以外は、実施例1と同様に樹脂組成物を調製した。樹脂成分100質量部に対する無機フィラーの配合量は119質量部、樹脂成分中の固形(メタ)アクリレートの含有率は54wt%、樹脂成分中の(メタ)アクリレートの含有率は82wt%、(メタ)アクリレートの単位分子量当たりの官能基数に、樹脂成分中の(メタ)アクリレートの含有率を乗じた値の総和は2.66E−03であった。この樹脂組成物を用いて作製した熱硬化性接着シートのフィルム膜性の評価は○、ダイシング時のチッピング抑制の評価は○、薄ウエハ反り制御性の評価はCであった。
表2に示すように、ビスフェノールA型エポキシアクリレート(VR−90)を40質量部、エラストマー(SG−P3)を15質量部配合した以外は、実施例1と同様に樹脂組成物を調製した。樹脂成分100質量部に対する無機フィラーの配合量は127質量部、樹脂成分中の固形(メタ)アクリレートの含有率は51wt%、樹脂成分中の(メタ)アクリレートの含有率は81wt%、(メタ)アクリレートの単位分子量当たりの官能基数に、樹脂成分中の(メタ)アクリレートの含有率を乗じた値の総和は2.72E−03であった。この樹脂組成物を用いて作製した熱硬化性接着シートのフィルム膜性の評価は×、ダイシング時のチッピング抑制の評価は○、薄ウエハ反り制御性の評価はCであった。
った。また、比較例2のようにフィラー量が多すぎる場合、タック性及びラミネート性が不良となった。また、比較例3のように、(メタ)アクリレートの単位分子量当たりの官能基数に、樹脂成分中の(メタ)アクリレートの含有率を乗じた値の総和が、2.7E−03未満の場合、ダイシング時の不良率が大きく、ウエハの反り量を大きく低減させることができなかった。また、比較例4のように、3官能以上の(メタ)アクリレートを配合しなかった場合、タック性及びラミネート性が不良となった。また、比較例5、6のように、樹脂成分中の固形(メタ)アクリレートの含有率が低すぎる場合、収縮不足によりウエハの反り量を大きく低減させることができなかった。
保護テープ、31 熱可塑性樹脂層、32 基材フィルム層
Claims (6)
- (メタ)アクリレートと重合開始剤とを含む樹脂成分と、フィラーとを含有する樹脂組成物から形成された熱硬化性接着層を有し、
前記(メタ)アクリレートが、固形(メタ)アクリレートと、3官能以上の(メタ)アクリレートと、シランカップリング剤とを含み、
前記固形(メタ)アクリレートが、ビスフェノール型エポキシ(メタ)アクリレートであり、
前記3官能以上の(メタ)アクリレートが、イソシアヌル酸EO変性トリアクリレートであり、
前記樹脂成分中の固形(メタ)アクリレートの含有率が、60wt%以上であり、
前記(メタ)アクリレートの単位分子量当たりの官能基数に、前記樹脂成分中の(メタ)アクリレートの含有率を乗じた値の総和が、2.7×10 −3 以上であり、
前記フィラーの配合量が、樹脂成分100質量部に対して80〜180質量部である、
熱硬化性接着シート。 - 前記(メタ)アクリレートの重量平均分子量が、200〜50000である請求項1記載の熱硬化性接着シート。
- 前記樹脂成分中の(メタ)アクリレートの含有率が、90wt%以上である請求項1又は2記載の熱硬化性接着シート。
- 前記フィラーが、黒色顔料を含む請求項1乃至3のいずれか1項に記載の熱硬化性接着シート。
- 半導体ウエハを研磨するグラインド工程と、
前記半導体ウエハの研磨面に熱硬化性接着シートを貼付する熱硬化性接着シート貼付工程と、
前記熱硬化性接着シートを硬化させ、前記半導体ウエハの反り量を低減させる硬化工程と、
前記半導体ウエハの熱硬化性接着シート面にダイシングテープを貼付するダイシングテープ貼付工程と、
ダイシングテープが貼付されたウエハをダイシング処理し、個片の半導体チップを得るダイシング処理工程とを有し、
前記熱硬化性接着シートが、(メタ)アクリレートと重合開始剤とを含む樹脂成分と、フィラーとを含有する樹脂組成物から形成された熱硬化性接着層を有し、
前記(メタ)アクリレートが、固形(メタ)アクリレートと、3官能以上の(メタ)アクリレートと、シランカップリング剤とを含み、
前記固形(メタ)アクリレートが、ビスフェノール型エポキシ(メタ)アクリレートであり、
前記3官能以上の(メタ)アクリレートが、イソシアヌル酸EO変性トリアクリレートであり、
前記樹脂成分中の固形(メタ)アクリレートの含有率が、60wt%以上であり、
前記(メタ)アクリレートの単位分子量当たりの官能基数に、前記樹脂成分中の(メタ)アクリレートの含有率を乗じた値の総和が、2.7×10 −3 以上であり、
前記フィラーの配合量が、樹脂成分100質量部に対して80〜180質量部である、
半導体装置の製造方法。 - 前記グラインド工程では、厚みが200μm以下となるまで研磨する請求項5記載の半導体装置の製造方法。
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