JP7059553B2 - ステルスダイシング用粘着テープ及びダイシングダイボンディング一体型テープ、並びに半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Description
粘着剤層3は、(メタ)アクリル系樹脂と、光重合開始剤と、架橋剤とを含むとともに、貯蔵弾性率に関して以下の条件1及び条件2の両方を満たすものである。
(条件1)
紫外線照射による硬化処理前において、-15℃における貯蔵弾性率が40MPa以上である。
(条件2)
紫外線照射による硬化処理後において、25℃における貯蔵弾性率が100MPa以上である。
(メタ)アクリル系樹脂は、既知の方法で合成することで得ることができる。合成方法としては、例えば、溶液重合法、懸濁重合法、乳化重合法、塊状重合法、析出重合法、気相重合法、プラズマ重合法、超臨界重合法が挙げられる。また、重合反応の種類としては、ラジカル重合、カチオン重合、アニオン重合、リビングラジカル重合、リビングカチオン重合、リビングアニオン重合、配位重合、イモーダル重合等の他、ATRP(原子移動ラジカル重合)及びRAFT(可逆的付加開裂連鎖移動重合)といった手法も挙げられる。この中でも、溶液重合法を用いてラジカル重合により合成することは、経済性の良さ、反応率の高さ、重合制御の容易さなどの他、重合で得られた樹脂溶液をそのまま用いて配合できる等の利点を有する。
光重合開始剤としては、紫外線、電子線及び可視光線から選ばれる少なくとも1種を照射することで連鎖重合可能な活性種を発生するものであれば、特に制限はなく、例えば、光ラジカル重合開始剤が挙げられる。ここで連鎖重合可能な活性種とは、連鎖重合可能な官能基と反応することで重合反応が開始されるものを意味する。
架橋剤は、例えば、粘着剤層3の弾性率及び/又は粘着性の制御を目的に用いられる。架橋剤は、上記(メタ)アクリル系樹脂が有する水酸基、グリシジル基及びアミノ基等から選ばれる少なくとも1種の官能基と反応し得る官能基を一分子中に2つ以上有する化合物であればよい。架橋剤と(メタ)アクリル系樹脂との反応によって形成される結合としては、エステル結合、エーテル結合、アミド結合、イミド結合、ウレタン結合、ウレア結合等が挙げられる。
基材層1としては、既知のポリマーシート又はフィルムを用いることができ、低温条件下において、エキスパンド工程を実施可能なものであれば、特に制限はない。具体的には、基材層1として、結晶性ポリプロピレン、非晶性ポリプロピレン、高密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、超低密度ポリエチレン、低密度直鎖ポリエチレン、ポリブテン、ポリメチルペンテン等のポリオレフィン、エチレン-酢酸ビニル共重合体、アイオノマー樹脂、エチレン-(メタ)アクリル酸共重合体、エチレン-(メタ)アクリル酸エステル(ランダム、交互)共重合体、エチレン-ブテン共重合体、エチレン-ヘキセン共重合体、ポリウレタン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリアミド、全芳香族ポリアミド、ポリフェニルスルフイド、アラミド(紙)、ガラス、ガラスクロス、フッ素樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、セルロース系樹脂、シリコーン樹脂、又は、これらに可塑剤を混合した混合物、あるいは、電子線照射により架橋を施した硬化物が挙げられる。
接着剤層5には、既知のダイボンディングテープを構成する接着剤組成物を適用できる。具体的には、接着剤層5を構成する接着剤組成物は、エポキシ基含有アクリル共重合体、エポキシ樹脂及びエポキシ樹脂硬化剤を含有することが好ましい。これらの成分を含む接着剤層5によれば、チップ/基板間、チップ/チップ間の接着性に優れ、また電極埋め込み性及びワイヤー埋め込み性等も付与可能で、かつダイボンディング工程では低温で接着でき、短時間で優れた硬化が得られる、封止剤でモールド後は優れた信頼性を有する等の特徴があり好ましい。
[アクリル樹脂の合成(製造例1)]
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2000mlのフラスコに以下の成分を入れた。
・酢酸エチル(溶剤):635g
・2-エチルヘキシルアクリレート:395g
・2-ヒドロキシエチルアクリレート:100g
・メタクリル酸:5g
・アゾビスイソブチロニトリル:0.2g
以下の成分を混合することで、粘着剤層形成用のワニスを調製した(表2参照)。酢酸エチル(溶剤)の量は、ワニスの総固形分含有量が25質量%となるように調整した。
・(A)アクリル樹脂溶液(製造例1):100g(固形分)
・(B)光重合開始剤(1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、チバスペシャリティケミカルズ株式会社製、イルガキュア184、「イルガキュア」は登録商標):0.8g
・(B)光重合開始剤(ビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)-フェニルフォスフィンオキサイド、チバスペシャリティケミカルズ株式会社製、イルガキュア819、「イルガキュア」は登録商標):0.2g
・(C)架橋剤(多官能イソシアネート、日本ポリウレタン工業株式会社製、コロネートL、固形分:75%):8.0g(固形分)
・酢酸エチル(溶剤)
まず、以下の組成物にシクロヘキサノン(溶剤)を加えて攪拌混合した後、更にビーズミルを用いて90分混練した。
・エポキシ樹脂(YDCN-703(商品名)、新日鉄住金化学株式会社製、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、エポキシ当量210、分子量1200、軟化点80℃):55質量部
・フェノール樹脂(ミレックスXLC-LL(商品名)、三井化学株式会社製、フェノール樹脂、水酸基当量175、吸水率1.8%、350℃における加熱重量減少率4%):45質量部
・シランカップリング剤(NUC A-189(商品名)、株式会社NUC製、γ-メルカプトプロピルトリメトキシシラン):1.7質量部
・シランカップリング剤(NUCA-1160(商品名)、日本ユニカー株式会社製、γ-ウレイドプロピルトリエトキシシラン):3.2質量部
・フィラー(アエロジルR972(商品名)、日本アエロジル株式会社製、シリカ、平均粒径0.016μm):32質量部
なお、「アエロジルR972」は、メチル基などの有機基をシリカ粒子の表面に有するフィラーであって、シリカ粒子の表面をジメチルジクロロシランで被覆した状態とし、400℃の反応器中でジメチルジクロロシランを加水分解させることによって得られたものである。
・エポキシ基含有アクリル共重合体(HTR-860P-3(商品名)、ナガセケムテックス株式会社製、重量平均分子量80万):280質量部
・硬化促進剤(キュアゾール2PZ-CN(商品名)、四国化成工業株式会社製、1-シアノエチル-2-フェニルイミダゾール、「キュアゾール」は登録商標)0.5質量部
接着剤層とキャリアフィルムとからなるダイボンディングテープを、キャリアテープごと直径335mmの円形にカットした。これにポリエチレンテレフタレートフィルムを剥離したダイシングテープを室温で貼り付け後、室温で1日放置した。その後、直径370mmの円形にダイシングテープをカットした。これにより、実施例1に係るダイシングダイボンディング一体型テープを得た。
株式会社ユービーエム製の動的粘弾性測定装置を使用し、以下のようにして、粘着剤層を構成する粘着剤組成物の貯蔵弾性率を測定した。上記ダイシングテープ(ポリエチレンテレフタレートフィルムと、厚さ10μmの粘着剤層とからなる積層体)の粘着剤層を順次積層することで、厚さ150μmの粘着剤組成物からなる試料を得た。測定の条件は、チャック間距離20mm、周波数1Hz、昇温速度3℃/分とし、-70℃~100℃までの貯蔵弾性率を測定した。この測定結果から、紫外線照射による硬化処理前における-15℃での貯蔵弾性率を求めた。
紫外線が照射された粘着剤組成物からなる厚さ150μmの試料を測定対象としたことの他は、上記(1)と同様にして、粘着剤組成物の-70℃~100℃までの貯蔵弾性率を測定した。この測定結果から、紫外線照射による硬化処理後における25℃での貯蔵弾性率を求めた。なお、コンベアUV照射装置CS60(株式会社ジーエス・ユアサコーポレーション製)を使用して上記試料に対して紫外線(光源:メタルハライドランプ、主波長:365nm)を照射した。照度70mW/cm2で3秒にわたって紫外線を照射した。
半導体ウエハにレーザーを照射することによって改質領域を形成した後、エキスパンド工程を実施することで、ステルスダイシング性(ウエハ分断性及び接着剤層分断性)を評価した。すなわち、半導体ウエハ(シリコンウエハ、厚さ50μm、外径12インチ)を準備した。ダイシングダイボンディング一体型テープからポリエチレンテレフタレートフィルムを剥離することによって、接着剤層を露出させた。半導体ウエハの一方面に接着剤層が密着するように、半導体ウエハに対してダイシングダイボンディング一体型テープを貼り合わせた。
・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
・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%
・半導体ウエハが載置される台の移動速度:100mm/秒
装置:(株)ディスコ製DDS2300(Fully Automatic Die Separator)
クールエキスパンド条件:
温度:-15℃、高さ(Height):9mm、冷却時間:60秒
スピード:300mm/秒、待機時間(Waiting time):0秒
A:ウエハ及び接着剤層の分断性が95%以上100%以下であった。
B:ウエハ及び接着剤層のF分断性が90%以上95%未満であった。
C:ウエハ及び接着剤層の分断性が30%以上90%未満であった。
D:ウエハ及び接着剤層の分断性が30%未満であった。
なお、分断性(単位:%)は、分断すべきラインの総数に対して分断できているラインの本数の割合である。
エキスパンド工程後の半導体ウエハ(半導体チップ)に対し、基材層側から照度70mW/cm2で3秒にわたって紫外線を照射した。半導体チップのピックアップ性を、ルネサス東日本セミコンダクタ社製のフレキシブルダイボンダーDB-730(商品名)を使用して評価した。ピックアップ用コレットには、マイクロメカニクス社製のRUBBER TIP 13-087E-33(商品名、サイズ:5×5mm)を用いた。突上げピンには、マイクロメカニクス社製のEJECTOR NEEDLE SEN2-83-05(商品名、直径:0.7mm、先端形状:直径350μmの半円)を用いた。突上げピンは、ピン中心間隔4.2mmで5本配置した。ピックアップ時のピンの突上げ速度:10mm/秒、突上げ高さ:200μmの条件でピックアップ性の評価を実施し、以下の基準に従ってピックアップ性を評価した。
A:100チップを連続的にピックアップし、チップ割れ又はピックアップミス等が発生しなかった。
B:100チップを連続的にピックアップし、チップ割れ又はピックアップミス等が発生した割合が0%よりも大きく5%以下であった。
C:100チップを連続的にピックアップし、チップ割れ又はピックアップミス等が発生した割合が5%以上であった。
[アクリル樹脂の合成(製造例2~9)]
表1に示すモノマーを使用したことの他は、製造例1と同じ手法を用いて、製造例2~9に係る(A)アクリル樹脂の溶液を得た。粘着剤層の組成を表2及び表3に示す組成としたことの他は、実施例1と同様にして、実施例2~7及び比較例1~3に係るダイシングダイボンディング一体型テープを作製し、各種の評価を行った。
Claims (10)
- 基材層と、
前記基材層上に設けられた粘着剤層と、
を少なくとも備えるステルスダイシング用粘着テープであって、
前記粘着剤層は、(メタ)アクリル系樹脂と、光重合開始剤と、架橋剤とを含むとともに、紫外線照射による硬化処理前において、-15℃における貯蔵弾性率が40MPa以上であり、かつ、紫外線照射による硬化処理後において、25℃における貯蔵弾性率が100MPa以上である、ステルスダイシング用粘着テープ。 - 前記(メタ)アクリル系樹脂が1つ又は複数の芳香環を有する、請求項1に記載のステルスダイシング用粘着テープ。
- 前記(メタ)アクリル系樹脂が連鎖重合可能な官能基を含み、
前記官能基がアクリロイル基及びメタクリロイル基から選ばれる少なくとも1種である、請求項1又は2に記載のステルスダイシング用粘着テープ。 - 前記架橋剤が、一分子中に2つ以上のイソシアネート基を有する多官能イソシアネートと、一分子中に3つ以上のOH基を有する多価アルコールの反応物である、請求項1~3のいずれか一項に記載のステルスダイシング用粘着テープ。
- 前記光重合開始剤が光ラジカル重合開始剤である、請求項1~4のいずれか一項に記載のステルスダイシング用粘着テープ。
- 前記粘着剤層は、紫外線照射による硬化処理後において、25℃における貯蔵弾性率が150MPa以上である、請求項1~5のいずれか一項に記載のステルスダイシング用粘着テープ。
- 前記粘着剤層は、紫外線照射による硬化処理後において、25℃における貯蔵弾性率が300MPa以下である、請求項1~6のいずれか一項に記載のステルスダイシング用粘着テープ。
- 前記粘着剤層は、紫外線照射による硬化処理前において、-15℃における貯蔵弾性率が200MPa以下である、請求項1~7のいずれか一項に記載のステルスダイシング用粘着テープ。
- 請求項1~8のいずれか一項に記載のステルスダイシング用粘着テープと、
前記粘着テープの前記粘着剤層上に設けられた接着剤層と、
を備える、ダイシングダイボンディング一体型テープ。 - (A)レーザーの照射によって半導体ウエハに改質領域を形成することにより、前記半導体ウエハに対してステルスダイシングを実施する工程と、
(B)請求項9に記載のダイシングダイボンディング一体型テープの前記接着剤層の表面に前記半導体ウエハを貼る工程と、
(C)冷却条件下において前記基材層をエキスパンドすることによって、前記半導体ウエハ及び前記接着剤層が個片化されてなる接着剤片付きの半導体チップを得る工程と、
(D)前記粘着剤層に紫外線を照射することによって、前記接着剤片付きの半導体チップに対する前記粘着剤層の粘着力を低下させる工程と、
(E)前記接着剤片付きの半導体チップを前記粘着剤層からピックアップする工程と、
を含む、半導体装置の製造方法。
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