JPWO2016143192A1 - 保護膜形成用フィルム - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたものであり、保護膜表面にニードル痕が発生することが防止される保護膜形成用フィルムを提供することを課題とする。
(1)半導体チップを保護する保護膜を形成するための保護膜形成用フィルムであって、
硬化後のフィルム表面のショアD硬度が55以上であるとともに、硬化後のヤング率(23℃)が1.0×109Pa以上である保護膜形成用フィルム。
(2)アクリル系重合体(A)、及びエポキシ系硬化性成分(B)を含有する上記(1)に記載の保護膜形成用フィルム。
(3)エポキシ系硬化性成分(B)が、エポキシ基を有する縮合環式芳香族化合物(b1)を含む上記(2)に記載の保護膜形成用フィルム。
(4)エポキシ基を有する縮合環式芳香族化合物(b1)が、下記の一般式(I)または(II)で表される化合物である上記(3)に記載の保護膜形成用フィルム。
(ただし、一般式(I)において、CRは縮合多環式芳香族炭化水素基を示し、R1は水素原子または炭素数1〜10のアルキル基を示し、mは2〜6の整数を示す。)
(ただし、一般式(II)において、CR1およびCR2は縮合多環式芳香族炭化水素基を示し、これらの縮合多環式芳香族炭化水素基は同一でも異なっていてもよく、R2は二価の炭化水素基を示し、該炭化水素基は置換基を有していてもよく、R3は炭素数1〜10のアルキル基、またはグリシジルエーテル基を示し、nは0〜3の整数を示し、pは0〜10の整数であり、pが0の場合にはR2は単結合を示し、qは1〜3の整数を示す。)
(5)アクリル系重合体(A)を構成するモノマーが、アルキル基の炭素数が1〜8のアルキル(メタ)アクリレートを含む上記(2)〜(4)のいずれかに記載の保護膜形成用フィルム。
(6)アクリル系重合体(A)を構成するモノマーが、メチル(メタ)アクリレートを含む上記(2)〜(5)のいずれかに記載の保護膜形成用フィルム。
(7)アクリル系重合体(A)を構成するモノマーが、メチルアクリレートを含む上記(2)〜(6)のいずれか1項に記載の保護膜形成用フィルム。
(8)充填材(C)を含有する上記(1)〜(7)のいずれかに記載の保護膜形成用フィルム。
(9)支持シートと、前記支持シートの上に設けられる、上記(1)〜(8)のいずれかに記載の保護膜形成用フィルムとを備える保護膜形成用複合シート。
(10)半導体チップと、前記半導体チップ上に設けられ、上記(1)〜(8)のいずれかに記載の保護膜形成用フィルムを硬化してなる保護膜とを備える保護膜付きチップ。
なお、本明細書において、「(メタ)アクリル」は、「アクリル」及び「メタクリル」の双方を示す用語として使用し、他の類似用語についても同様である。また、重量平均分子量(Mw)及び数平均分子量(Mn)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)法により測定したポリスチレン換算の値である。
本発明に係る保護膜形成用フィルムは、半導体チップを保護する保護膜を形成するためのフィルムであって、硬化後のフィルム表面のショアD硬度が55以上であるとともに、硬化後のヤング率(23℃)が1.0×109Pa以上となるものである。
保護膜形成用フィルムは、上記ショアD硬度が55未満となり、又はヤング率が1.0×109Pa未満となると、保護膜が塑性変形しやすくなり、保護膜付きチップを、ニードルで突き上げる際、ニードル痕がフィルム表面に付きやすくなり、本発明の効果が得られなくなる。
また、ショアD硬度及びヤング率(23℃)の上限は、特に限定されないが、保護膜が脆くなることを防止し、かつ信頼性等を高めやすくする観点から、ショアD硬度が90以下であるとともに、ヤング率(23℃)が9.0×1010Pa以下であることが好ましく、ショアD硬度が80以下であるとともに、ヤング率(23℃)が5.0×1010Pa以下であることがより好ましい。
熱硬化性成分は、硬化により硬質の保護膜を半導体チップ上に形成させるための成分であり、通常、熱硬化性樹脂と、その熱硬化性樹脂を熱硬化するための熱硬化剤からなる。熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、アミノ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂、熱硬化性ポリイミド樹脂等が挙げられる。熱硬化性樹脂及び熱硬化剤は、それぞれ単独で又は2種以上併用して用いることができる。
以下、これらアクリル系重合体(A)、及びエポキシ系硬化性成分(B)についてより詳細に説明する。
アクリル系樹脂を構成するアクリル系重合体(A)は、少なくともアクリル系重合体を構成するモノマーとして(メタ)アクリル酸エステルモノマーを含有する重合体である。すなわち、アクリル系重合体(A)は、少なくとも(メタ)アクリル酸エステルモノマーを含むモノマーを重合してなるものである。
(メタ)アクリル酸エステルモノマーとしては、具体的には、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、ペンチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、イソオクチル(メタ)アクリレート、n−オクチル(メタ)アクリレート、n−ノニル(メタ)アクリレート、イソノニル(メタ)アクリレート、デシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート等のアルキル基の炭素数が1〜18のアルキル(メタ)アクリレート;シクロアルキル基の炭素数が1〜18程度のシクロアルキル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチル(メタ)アクリレート、イミド(メタ)アクリレートなどの環状骨格を有する(メタ)アクリレート;ヒドロキシメチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレートなどの水酸基含有(メタ)アクリレート;グリシジル(メタ)アクリレート、β−メチルグリシジル(メタ)アクリレート、(3,4−エポキシシクロヘキシル)メチル(メタ)アクリレート、3−エポキシシクロ−2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレートなどのエポキシ基含有(メタ)アクリレートが挙げられる。
また、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、酢酸ビニル、アクリロニトリル、スチレン、ビニルエーテル、N−メチロールアクリルアミド等の(メタ)アクリル酸エステルモノマー以外のモノマーが、アクリル系重合体(A)を構成するモノマーとして使用してもよい。上記したモノマーは、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
さらに、アルキル基の炭素数が1〜8のアルキル(メタ)アクリレートは、ショアD硬度及びヤング率を高めやすくするために、メチル(メタ)アクリレートを含有することが好ましく、メチル(メタ)アクリレートは、アクリル系重合体(A)を構成する全モノマーに対して、50〜80質量%含有されることがより好ましい。また、上記メチル(メタ)アクリレートは、保護膜形成用フィルムの半導体ウエハへの密着性、粘着性向上及びハンドリング性の向上の観点から、メチルアクリレートであることがさらに好ましい。
水酸基含有(メタ)アクリレートは、アクリル系重合体(A)を構成する全モノマーに対して、1〜30質量%であることが好ましく、5〜25質量%であることがより好ましく、10〜20質量%であることがさらに好ましい。
また、エポキシ基含有(メタ)アクリレートは、アクリル系重合体(A)を構成する全モノマーに対して、0.1〜30質量%であることが好ましく、0.5〜25質量%であることがより好ましく、1〜8質量%であることがさらに好ましい。
また、アクリル系重合体(A)のガラス転移温度は、−60〜50℃であることが好ましく、−30〜30℃であることがより好ましく、−20〜20℃であることがさらに好ましい。なお、アクリル系重合体(A)のガラス転移温度は、Foxの式より求められる理論値である。ガラス転移温度を以上の範囲とすることで、保護膜の信頼性を高めつつ、ショアD硬度及びヤング率を良好な値としやすくなる。
アクリル系重合体(A)は、保護膜形成用フィルムの全質量(固形分換算)に占める割合として、通常10〜80質量%、好ましくは15〜50質量%である。
エポキシ系硬化性成分(B)は、通常、熱硬化性樹脂としてのエポキシ系化合物(エポキシ樹脂)と、熱硬化剤からなる。
エポキシ系化合物としては、具体的には、ビフェニル化合物、ビスフェノールAジグリシジルエーテルやその水添物、オルソクレゾールノボラックエポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、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、フェニレン骨格型エポキシ樹脂、エポキシ基を有する縮合環式芳香族化合物など、分子中に2官能以上有するエポキシ化合物が挙げられる。これらは1種単独で、または2種以上を組み合わせて用いることができる。
エポキシ系化合物は、上記アクリル系重合体(A)100質量部に対して、45〜150質量部が好ましく、55〜120質量部がより好ましく、68〜110質量部がさらに好ましく、75〜100質量部がよりさらに好ましい。エポキシ系化合物を上記範囲内とすることで、保護膜の信頼性等を良好にしつつ、ショアD硬度及びヤング率を所望の値に調整しやすくなる。
エポキシ系化合物として、エポキシ基を有する縮合環式芳香族化合物(b1)を使用することで、保護膜形成用フィルムのショアD硬度、及びヤング率を高い値にしやすくなる。また、保護膜形成用フィルムを短時間で硬化できるとともに、保護膜の高強度化を図ることができるため、保護膜の信頼性、及び保護膜付きチップの生産性を向上させやすくなる。
ただし、一般式(I)において、CRは縮合多環式芳香族炭化水素基を示し、R1は水素原子または炭素数1〜10のアルキル基を示し、mは2〜6の整数を示す。R1がアルキル基の場合、その炭素数は1〜6が好ましい。また、mは2〜4が好ましい。
ただし、一般式(II)において、CR1およびCR2は縮合多環式芳香族炭化水素基を示し、これらの縮合多環式芳香族炭化水素基は同一でも異なっていてもよく、R2は二価の炭化水素基を示し、該炭化水素基は置換基aを有していてもよく、R3は炭素数1〜10のアルキル基、又はグリシジルエーテル基を示し、nは0〜3の整数を示し、pは0〜10の整数であり、pが0の場合にはR2は単結合を示し、qは1〜3の整数を示す。R2の炭素数は1〜6が好ましい。また、R3がアルキル基の場合、その炭素数は1〜6が好ましい。nは1〜2が好ましく、pは0〜4が好ましく、qは1〜2が好ましく、中でもpは1がより好ましい。
縮合多環式芳香族炭化水素基は、2個以上の芳香族環が縮合したものであり、上記の一般式(I)又は(II)における縮合多環式芳香族炭化水素基の炭素数はそれぞれ独立に、8〜22であることが好ましく、10〜20がより好ましい。具体的な縮合多環式芳香族炭化水素基としては、ナフタレン環、アントラセン環、フェナントレン環または3,4−ベンゾピレン環などで構成される炭化水素基が挙げられ、これらの中でも保護膜形成用フィルムの硬化性の観点からナフタレン環が好ましい。
ただし、一般式(III)〜(V)それぞれにおいて、R4は、単結合または二価の炭化水素基を示し、該炭化水素基は置換基を有していてもよい。また、一般式(III)〜(V)の化合物を2種以上併用する場合、それら各化合物におけるR4は、互いに同一でも異なっていてもよい。
上記式(VI)中、炭素に結合する上下方向の結合手は、それぞれナフタレン環に結合し、R5およびR6は、それぞれ独立に水素原子、炭素数1〜10のアルキル基、フェニル基または置換基cを有するフェニル基を示す。R5およびR6が置換基cを有するフェニル基の場合、その置換基cとしては、炭素数1〜10のアルキル基、またはグリシジルエーテル基などが挙げられ、好ましくは炭素数1〜6のアルキル基である。R5およびR6としては、保護膜形成用フィルムの硬化性の観点から水素原子が特に好ましい。上記式(VI)中、rは0〜4、好ましくは0〜3の整数であり、さらに好ましくは1である。なお、rが0の場合、上記式(VI)の構造は単結合であることを示す。
なお、一般式(III)〜(V)で表される化合物の中でも、一般式(III)で表される化合物が好ましく、特に一般式(III)中のR4がメチレン(−CH2−)である化合物が好ましい。
なお、化合物(b1)及び後述する他のエポキシ系化合物(b2)の硬化物のガラス転移温度は、これら化合物(b1)又は(b2)に硬化剤を配合したうえで硬化させた後、粘弾性測定装置を用いて測定したものである。詳しい測定条件は、後述する実施例に記載するとおりである。
また、他のエポキシ系化合物(b2)の硬化物のガラス転移温度は、半導体チップへの密着性等を高めるために、エポキシ基を有する縮合環式芳香族化合物(b1)よりも低く、好ましくは150〜240℃、より好ましくは165〜225℃、さらに好ましくは170〜220℃である。
保護膜形成用フィルムにおいて熱硬化剤の含有量は、エポキシ系化合物100質量部に対して、0.1〜100質量部であることが好ましく、0.5〜50質量部であることがより好ましく、1〜20質量部であることがさらに好ましい。
なお、エポキシ系硬化性成分(B)(すなわち、エポキシ系化合物と熱硬化剤の合計量)は、保護膜形成用フィルムの全質量(固形分換算)に占める割合として、通常5〜60質量%、好ましくは15〜40質量%である。
保護膜形成用フィルムは、さらに充填材(C)を含有することが好ましい。充填材(C)を含有することで、保護膜に耐湿性、寸法安定性などを与え、保護膜の信頼性も向上することが可能になる。さらには、上記したショアD硬度及びヤング率を良好な値にしやすくなる。充填材(C)としては、具体的には無機フィラーが挙げられる。好ましい無機フィラーとしては、シリカ、アルミナ、タルク、炭酸カルシウム、酸化チタン、酸化鉄、炭化珪素、窒化ホウ素等の粉末、これらを球形化したビーズ、単結晶繊維およびガラス繊維等が挙げられる。これらのなかでは、シリカフィラーおよびアルミナフィラーが好ましく、シリカフィラーがより好ましい。また、上記無機フィラーは、単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。
充填材(C)の含有量は、保護膜形成用フィルムの全質量(固形分換算)に占める割合として、好ましくは10〜70質量%、より好ましくは40〜65質量%である。
また、無機フィラーの平均粒子径は、好ましくは0.02〜20μm、より好ましくは0.05〜10μmである。無機フィラーの平均粒子径は、電子顕微鏡で無作為に選んだ無機フィラー20個の長軸径を測定し、その算術平均値として算出される個数平均粒子径とする。
保護膜形成用フィルムは、さらに、硬化促進剤(D)を含有していてもよい。保護膜形成用フィルムは硬化促進剤(D)を含有することで、熱硬化の速度を調整することが可能になる。
好ましい硬化促進剤(D)としては、トリエチレンジアミン、ベンジルジメチルアミン、トリエタノールアミン、ジメチルアミノエタノール、トリス(ジメチルアミノメチル)フェノールなどの3級アミン類;2−メチルイミダゾール、2−フェニルイミダゾール、2−フェニル−4−メチルイミダゾール、2−フェニル−4,5−ジヒドロキシメチルイミダゾール、2−フェニル−4−メチル−5−ヒドロキシメチルイミダゾールなどのイミダゾール類;トリブチルホスフィン、ジフェニルホスフィン、トリフェニルホスフィンなどの有機ホスフィン類;テトラフェニルホスホニウムテトラフェニルボレート、トリフェニルホスフィンテトラフェニルボレートなどのテトラフェニルボロン塩などが挙げられる。これらは1種単独で、または2種以上混合して使用することができる。
硬化促進剤(D)は、エポキシ系化合物100質量部に対して、好ましくは0.01〜10質量部、さらに好ましくは0.1〜5質量部の量で保護膜形成用フィルムに含まれる。硬化促進剤(D)を上記範囲の量で含有することにより、保護膜形成用フィルムは高温度高湿度下に曝されても優れた接着特性を有し、厳しい条件に曝された場合であっても高い信頼性を達成することができる。
保護膜形成用フィルムは、さらに、着色剤(E)を含有していてもよい。着色剤(E)を含有することで、赤外線等を遮断することができるため、周囲の装置から発生する赤外線等による半導体装置の誤作動を防止することができる。また、レーザーマーキング等の手段により保護膜にマーキングを行った場合に、文字、記号等のマークが認識しやすくなる。
着色剤としては、有機または無機の顔料又は染料が用いられる。染料としては、酸性染料、反応染料、直接染料、分散染料、カチオン染料等のいずれの染料であっても用いることが可能である。また、顔料も、特に制限されず、公知の顔料から適宜選択して用いることができる。これらの中では、電磁波や赤外線の遮蔽性が良好で、かつレーザーマーキング法による識別性をより向上させることが可能な黒色顔料がより好ましい。黒色顔料としては、カーボンブラック、酸化鉄、二酸化マンガン、アニリンブラック、活性炭等が用いられるが、これらに限定されることはない。保護膜の信頼性を高める観点からは、カーボンブラックが特に好ましい。着色剤(E)は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
着色剤(E)の含有量は、保護膜形成用フィルムの全質量(固形分換算)に占める割合として、好ましくは0.01〜10質量%、より好ましくは0.1〜5質量%である。
保護膜形成用フィルムは、さらに、カップリング剤を含有していてもよい。カップリング剤は、無機物と反応する官能基および有機官能基と反応する官能基を有するものであり、保護膜形成用フィルムの被着体に対する接着性及び密着性を向上させることが可能である。さらには、保護膜の凝集性を向上させることも可能である。カップリング剤としては、チタネート系カップリング剤、アルミネート系カップリング剤、シランカップリング剤等が挙げられるが、これらのうちでも、シランカップリング剤が好ましい。
シランカップリング剤としては、上記したバインダー樹脂、及び熱硬化性成分を構成する熱硬化性樹脂の少なくとも一方が有する官能基と反応する基を有する化合物が好ましく使用される。シランカップリング剤の具体例としては、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、γ−(メタクリロキシプロピル)トリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−6−(アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−6−(アミノエチル)−γ−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、N−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−ウレイドプロピルトリエトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)テトラスルファン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、イミダゾールシランなどが挙げられる。これらは1種単独で、または2種以上混合して使用することができる。
カップリング剤の含有量は、保護膜形成用フィルムの全質量(固形分換算)に占める割合として、好ましくは0.1〜10質量%、より好ましくは0.1〜3.0質量%である。
保護膜形成用フィルムに含まれてもよいその他の添加剤としては、特にこれらに限定されるわけではないが、架橋剤、相溶化剤、レベリング剤、可塑剤、帯電防止剤、酸化防止剤、イオン捕捉剤、ゲッタリング剤、連鎖移動剤、エネルギー線重合性化合物、光重合開始剤等が挙げられる。
保護膜形成用フィルムの厚さは、特に限定されないが、好ましくは3〜300μm、より好ましくは5〜250μm、さらに好ましくは7〜200μmである。
本発明の保護膜形成用複合シートは,支持シートと、支持シートの上に設けられた保護膜形成用フィルムを備えるものであり、保護膜形成用フィルムは、支持シートから剥離可能なものである。
保護膜形成用複合シートにおいて、保護膜形成用フィルムは、支持シートと同形状とすることができる。また、保護膜形成用複合シートは、保護膜形成用フィルムが、ウエハと略同形状又はウエハの形状をそっくり含むことのできる形状に調製されるとともに、支持シートが、保護膜形成用フィルムよりも大きなサイズのものとされている構成(以下「事前成形構成」ともいう。)を有していてもよい。
また、支持シートは、基材単体で構成されてもよいが、基材以外にも様々な層を有するものであってもよい。
例えば、支持シートは、基材の保護膜形成用フィルムが設けられる側の面に、剥離処理を施し、剥離剤層を備えた剥離フィルムであってもよい。剥離処理に用いられる剥離剤としては、例えば、アルキッド系、シリコーン系、フッ素系、不飽和ポリエステル系、ポリオレフィン系、ワックス系などが挙げられるが、アルキッド系、シリコーン系、フッ素系の剥離剤が耐熱性を有するので好ましい。
また、保護膜形成用複合シートにおいては、保護膜形成用フィルムの支持シートが設けられる側とは反対の面に、さらに剥離フィルムが貼り合わされ、その剥離フィルムによって保護膜形成用フィルムが保護ないし支持されてもよい。
さらに、粘着剤層を再剥離性粘着剤層とすることで、保護膜形成用フィルムまたは保護膜を支持シートから分離することが容易となるため好ましい。再剥離性粘着剤層は、保護膜形成用フィルムを剥離できる程度の粘着力を有する弱粘着性のものを使用してもよいし、エネルギー線照射により粘着力が低下するエネルギー線硬化性のものを使用してもよい。具体的には、再剥離性粘着剤層は、従来より公知の種々の粘着剤(例えば、ゴム系、アクリル系、シリコーン系、ウレタン系、ビニルエーテル系などの汎用粘着剤、表面凹凸のある粘着剤、エネルギー線硬化型粘着剤、熱膨張成分含有粘着剤等)により形成できる。
保護膜形成用フィルムは、半導体ウエハ、半導体チップ等の被着体に貼付され、その後熱硬化されて保護膜として使用される。ここで、保護膜形成用フィルムが、保護膜形成用複合シートとして、被着体に貼付される場合には、まず、必要に応じて剥離フィルムが剥離され、次いで、保護膜形成用フィルムと支持シートの積層体が、保護膜形成用フィルムが被着体に接するように、被着体に貼付された後、必要に応じて適宜支持シートが保護膜形成用フィルムから剥離される。
なお、保護膜形成用フィルムは、特に限定されないが、例えば、100〜180℃で、30〜180分間加熱することで、硬化させられる。
本方法では、まず、上記保護膜形成用フィルムを半導体ウエハの裏面に積層する。例えば、保護膜形成用複合シートを使用する場合には、保護膜形成用フィルムと基材シートの積層体を半導体ウエハの裏面に貼付する。その後、半導体ウエハ上に積層された保護膜形成用フィルムを熱硬化し、ウエハの全面に保護膜を形成する。
支持シートは、熱硬化前に保護膜形成用フィルムから剥離してもよいが、その剥離は、保護膜の熱硬化後に行ってもよいし、ダイシングの後に行ってもよい。また、支持シートの剥離が、ダイシングの後に行われる場合、支持シートはダイシングシートとしての役割を果たすことができる。支持シートは、ダイシングシートとしての役割を果たす場合には、上記した粘着シートであることが好ましい。
ウエハのダイシングは、ダイシングシートを用いた常法により行われる。ここで、保護膜形成時に使用した支持シートを剥離せずに、支持シートをそのままダイシングシートとして使用してもよい。また、支持シートが既に剥離されている場合には、ダイシングの前に半導体ウエハと保護膜との積層体の保護膜側の面に、公知のダイシングシートを貼付してもよい。
なお、以上の説明では、ダイシング前に保護膜形成用フィルムを熱硬化する例を示したが、保護膜形成用フィルムは、半導体ウエハをダイシングした後、ピックアップする前に熱硬化してもよい。また、保護膜付チップをフェースダウンで実装する際もしくは実装後に熱硬化してもよい。
本発明の保護膜付きチップは、例えば上記製造方法により得られ、半導体チップと、該半導体チップに設けられる保護膜とを備え、該保護膜が、上述の保護膜形成用フィルムを硬化させてなるものである。保護膜は、通常チップの裏面に積層され、チップ裏面を保護するものである。本発明の保護膜付きチップを、フェースダウン方式で基板等の上に実装することで半導体装置を製造することができる。また、保護膜付きチップは、ダイパッド部または別の半導体チップなどの他の部材上(チップ搭載部上)に接着することにより、半導体装置を製造することもできる。
[ショアD硬度]
保護膜形成用フィルムを厚み6mm以上となるように積層し、その後、130℃で2時間加熱して硬化した。硬化した保護膜形成用フィルム表面のショアD硬度を測定温度23℃で定圧荷重器(高分子計器株式会社製、CL−150)により測定した。
[ヤング率]
保護膜形成用フィルムを130℃、2時間で加熱して硬化した。その硬化後の保護膜形成用フィルムを、試験速度200mm/分でJIS K 7127に準拠して、23℃環境下でヤング率を測定した。
エポキシ系化合物100gに対して、硬化剤として2−フェニル−4,5−ジヒドロキシメチルイミダゾール(四国化成工業株式会社製、キュアゾール2PHZ)2gを添加し、硬化温度160℃、硬化時間120分にてエポキシ系化合物を硬化させた。次いで、エポキシ系化合物の硬化物を幅4.5mm、長さ20.0mm、厚み0.18mmの短冊状に切断して試験片を作製した。その後、粘弾性測定装置(TAinstruments社製DMA Q800)を用いて、引張モードにて、試験片のtanδ(損失弾性率と貯蔵弾性率との比)を、周波数11Hz、昇温速度3℃/分、大気雰囲気下で0〜350℃にて測定した。この温度範囲においてtanδが最大値を示す温度を読み取り、エポキシ系化合物の硬化物のガラス転移温度(Tg)とした。
[エポキシ系化合物の軟化点]
JISK 2207:2006に準拠し、水又はグリセリンの浴中の支え環中央に一定重量の球を置き、浴温を規定の速さで上昇させた後、球の重みによって試料が垂れ下がった温度を測定し、軟化点とした(環球法)。
[エポキシ系化合物の溶融粘度]
エポキシ系化合物の溶融粘度は、キャピラリーレオメーター(株式会社島津製作所製、CFT−100D)により、測定温度150℃、測定周波数1Hzの条件で測定して求めた。
[重量平均分子量(Mw)及び数平均分子量(Mn)]
重量平均分子量(Mw)及び数平均分子量(Mn)は、以下の測定条件でゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)法により測定して、標準ポリスチレン換算で求めた。
測定装置:東ソー株式会社製の高速GPC装置「HLC−8120GPC」に、高速カラム「TSKguard column HXL−H」、「TSKGel GMHXL」、「TSK GelG2000 HXL」(以上、全て東ソー株式会社製)をこの順序で連結して測定した。
カラム温度:40℃、送液速度:1.0mL/分、検出器:示差屈折率計
まず、各実施例及び比較例で得られた保護膜形成用複合シートから剥離フィルムを剥離した。そして、テープマウンター(リンテック株式会社製、Adwill RAD‐3600F/12)を用いて、露出した保護膜形成用フィルムが、#2000研磨したシリコンウエハ(200mm径、厚さ280μm)の研磨面に面するようにして、保護膜形成用複合シートをシリコンウエハに貼付した。このとき、シリコンウエハが置かれたテーブルの温度は70℃となるよう加熱していた。
次いで、保護膜形成用複合シートから支持シートをさらに剥離した後、130℃で2時間加熱することで、保護膜形成用フィルムを硬化して、シリコンウエハ上に保護膜を形成した。その後、保護膜側にダイシングシートとなる粘着シート(リンテック株式会社製、Adwill D−676H)を貼付し、ダイシング装置(株式会社ディスコ製、DFD651)を使用して5mm×5mmサイズにダイシングし、シリコンウエハを保護膜ごと個片化した。
次いで、照度230mW/cm2、積算光量170mJ/cm2のUV照射条件でダイシングシートにUVを照射して粘着シートの粘着剤層を硬化した後、ピックアップ試験を行い、ニードル痕の有無を確認した。ピックアップ試験は、プッシュプルゲージ(アイコーエンジニアリング株式会社製、MODEL−RE)に5号ニードルをセットしたものを用い、ダイシングシートにおいてピックアップ対象となる半導体チップに接する部分を、ダイシングシート側からニードルで1.5mm突き上げることで行った。保護膜にニードル痕の無いものをA、ニードル痕のあるものをBとして評価した。
実施例、比較例における保護膜形成用フィルムを構成する各成分を下記に示す。
(アクリル系共重合体)
アクリル系重合体1:ブチルアクリレート8質量部、メチルアクリレート70質量部、2−ヒドロキシエチルアクリレート17質量部、及びグリシジルメタクリレート5質量部を共重合してなるアクリル系重合体(重合平均分子量:30万、ガラス転移温度:0℃)
アクリル系重合体2:ブチルアクリレート15質量部、メチルアクリレート65質量部、2-ヒドロキシエチルアクリレート10質量部、及びグリシジルメタクリレート10質量部を共重合してなるアクリル系重合体(重合平均分子量:40万、ガラス転移温度:−1℃)
アクリル系重合体3:ブチルアクリレート55質量部、メチルアクリレート10質量部、2−ヒドロキシエチルアクリレート15質量部、及びグリシジルメタクリレート20質量部を共重合してなるアクリル重合体(重量平均分子量:80万、ガラス転移温度:−28℃)
(エポキシ系化合物)
エポキシ化合物1:1,1−ビス(2,7−ジグリシジルオキシ−1−ナフチル)メタン(硬化物のガラス転移温度:326℃、軟化点:92℃、溶融粘度:4.5dPa・s、数平均分子量:550、エポキシ当量:160g/eq)
エポキシ化合物2:ビスフェノールA型エポキシ樹脂(三菱化学株式会社製、jER828、硬化物のガラス転移温度:180℃、数平均分子量:370、エポキシ当量:184〜194g/eq)
エポキシ化合物3:ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂(DIC株式会社製、エピクロンHP−7200HH、硬化物のガラス転移温度:210℃、軟化点:88℃、溶融粘度:8dPa・s、数平均分子量:760、エポキシ当量:275〜280g/eq)
熱硬化剤:ジシアンジアミド(株式会社ADEKA製、アデカバードナー3636AS)
硬化促進剤:2−フェニル−4,5−ジヒドロキシメチルイミダゾール(四国化成工業株式会社製、キュアゾール2PHZ)
無機フィラー:シリカフィラー(溶融石英フィラー、平均粒径8μm)
着色剤:カーボンブラック(三菱化学株式会社製、MA600B)
(カップリング剤)
カップリング剤1:シランカップリング剤(信越化学工業株式会社製、X−41−1056)
カップリング剤2:シランカップリング剤(信越化学工業株式会社製、KBE−403)
カップリング剤3:シランカップリング剤(信越化学工業株式会社製、KBM−403)
各実施例、比較例において、剥離フィルム(リンテック株式会社製、SP−PET381031、厚み:38μm)の剥離処理面に、表1で示した配合からなる保護膜形成用組成物をメチルエチルケトンで希釈した希釈液(固形分濃度61質量%)をナイフコーターで、乾燥後の厚みが25μmとなるように塗工し、その後120℃で3分間乾燥して、剥離フィルム上に保護膜形成用フィルムを形成した。
次いで、保護膜形成用フィルムの上に、さらに支持シート(リンテック株式会社製、SP−PET381130、厚み:38μm)を積層し、剥離フィルム、保護膜形成用フィルム、及び支持シートからなる三層構造の保護膜形成用複合シートを得た。
Claims (10)
- 半導体チップを保護する保護膜を形成するための保護膜形成用フィルムであって、
硬化後のフィルム表面のショアD硬度が55以上であるとともに、硬化後のヤング率(23℃)が1.0×109Pa以上である保護膜形成用フィルム。 - アクリル系重合体(A)、及びエポキシ系硬化性成分(B)を含有する請求項1に記載の保護膜形成用フィルム。
- エポキシ系硬化性成分(B)が、エポキシ基を有する縮合環式芳香族化合物(b1)を含む請求項2に記載の保護膜形成用フィルム。
- エポキシ基を有する縮合環式芳香族化合物(b1)が、下記の一般式(I)または(II)で表される化合物である請求項3に記載の保護膜形成用フィルム。
(ただし、一般式(I)において、CRは縮合多環式芳香族炭化水素基を示し、R1は水素原子または炭素数1〜10のアルキル基を示し、mは2〜6の整数を示す。)
(ただし、一般式(II)において、CR1およびCR2は縮合多環式芳香族炭化水素基を示し、これらの縮合多環式芳香族炭化水素基は同一でも異なっていてもよく、R2は二価の炭化水素基を示し、該炭化水素基は置換基を有していてもよく、R3は炭素数1〜10のアルキル基、またはグリシジルエーテル基を示し、nは0〜3の整数を示し、pは0〜10の整数であり、pが0の場合にはR2は単結合を示し、qは1〜3の整数を示す。) - アクリル系重合体(A)を構成するモノマーが、アルキル基の炭素数が1〜8のアルキル(メタ)アクリレートを含む請求項2〜4のいずれか1項に記載の保護膜形成用フィルム。
- アクリル系重合体(A)を構成するモノマーが、メチル(メタ)アクリレートを含む請求項2〜5のいずれか1項に記載の保護膜形成用フィルム。
- アクリル系重合体(A)を構成するモノマーが、メチルアクリレートを含む請求項2〜6のいずれか1項に記載の保護膜形成用フィルム。
- 充填材(C)を含有する請求項1〜7のいずれか1項に記載の保護膜形成用フィルム。
- 支持シートと、前記支持シートの上に設けられる、請求項1〜8のいずれか1項に記載の保護膜形成用フィルムとを備える保護膜形成用複合シート。
- 半導体チップと、前記半導体チップ上に設けられ、請求項1〜8のいずれか1項に記載の保護膜形成用フィルムを硬化してなる保護膜とを備える保護膜付きチップ。
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