KR101602025B1 - 점착 필름 및 반도체 웨이퍼 가공용 테이프 - Google Patents

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신이치 이시와타
야스마사 모리시마
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후루카와 덴키 고교 가부시키가이샤
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Abstract

접착제층이 공기 중의 수분을 흡수함으로써 연화되는 것을 저감시켜 픽업 미스의 발생을 억제할 수 있는 점착 필름 및 반도체 웨이퍼 가공용 테이프를 제공한다. 본 발명의 점착 필름은, 기재 필름과 상기 기재 필름 상에 형성된 점착제층을 포함하여 이루어지는 점착 필름이며, 투습도가 10.0g/㎡/day 이하이다. 또한, 본 발명의 반도체 웨이퍼 가공용 테이프는, 기재 필름과 상기 기재 필름 상에 형성된 점착제층을 포함하여 이루어지는 점착 필름과, 점착제층 상에 형성된 접착제층을 갖는 웨이퍼 가공용 테이프이며, 점착 필름의 투습도가 10.0g/㎡/day 이하이다.

Description

점착 필름 및 반도체 웨이퍼 가공용 테이프{ADHESIVE FILM AND TAPE FOR SEMICONDUCTOR WAFER PROCESSING}
본 발명은, 반도체 웨이퍼를 반도체 칩으로 절단하여, 반도체 장치를 제조하기 위해서 사용하는 점착 필름 및 반도체 웨이퍼 가공용 테이프에 관한 것이다.
반도체 장치의 제조 공정에 사용되는 반도체 웨이퍼 가공용 테이프로서, 점착 필름(다이싱 테이프)에, 접착제층(다이 본딩 필름)이 적층된 구조를 갖는 반도체 웨이퍼 가공용 테이프가 제안되어(예를 들어, 특허문헌 1 참조), 이미 실용화되어 있다.
반도체 장치의 제조 공정에서는, 반도체 웨이퍼에 반도체 웨이퍼 가공용 테이프를 부착한 후, 반도체 웨이퍼를 다이싱 블레이드를 사용하여 칩 단위로 절단(다이싱)하는 공정, 반도체 웨이퍼 가공용 테이프를 익스팬드하는 공정, 또한 절단된 칩을 접착제층과 함께 점착제층으로부터 픽업하는 공정, 칩에 부착된 접착제층을 개재하여 칩을 기판 등에 실장하는 공정이 실시된다.
일본 특허 공개 평02-32181호 공보
그러나, 상기 특허문헌 1에 기재된 반도체 웨이퍼 가공용 테이프에서는, 수송 중이나 보관 중에 접착제층이 공기 중의 수분을 흡수하여 부드러워져, 절삭성이 저하되는 경우가 있었다.
이와 같은 경우에는, 다이싱 시에, 수염 형상의 절삭칩이 발생하고, 이들 절삭칩이 기재 필름이나 점착제층의 절삭칩과 함께 다이싱되어 인접하는 칩간에서 융착하여, 픽업 시에, 픽업하고자 하는 칩에 인접하는 칩이 부수되어 픽업되어버리는 픽업 미스(더블 다이)가 발생한다고 하는 문제가 있었다.
따라서, 본 발명의 목적은, 접착제층이 공기 중의 수분을 흡수함으로써 연화되는 것을 저감시켜 픽업 미스의 발생을 억제할 수 있는 점착 필름 및 반도체 웨이퍼 가공용 테이프를 제공하는 것에 있다.
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 점착 필름은, 기재 필름과 상기 기재 필름 상에 형성된 점착제층을 포함하여 이루어지는 점착 필름이며, 투습도가 10.0g/㎡/day 이하인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 반도체 웨이퍼 가공용 테이프는, 기재 필름과 상기 기재 필름 상에 형성된 점착제층을 포함하여 이루어지는 점착 필름과, 상기 점착제층 상에 형성된 접착제층을 갖는 웨이퍼 가공용 테이프이며, 상기 점착 필름의 투습도가 10.0g/㎡/day 이하인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 반도체 웨이퍼 가공용 테이프에 있어서, 상기 점착 필름과 상기 접착제층을 합한 흡수율이 2.0체적％ 이하인 것이 바람직하다.
본 발명의 점착 필름 및 반도체 웨이퍼 가공용 테이프는, 점착 필름에 접착제층이 접합되어 수송ㆍ보관된 경우에, 접착제층이 공기 중의 수분을 흡수함으로써 연화되는 것을 저감시켜 픽업 미스의 발생을 억제할 수 있다.
도 1은 본 발명의 반도체 웨이퍼 가공용 테이프의 일례를 도시하는 단면도이다.
도 2의 (a)는 반도체 웨이퍼 가공용 테이프에, 반도체 웨이퍼(W)와 링 프레임이 접합된 상태를 도시하는 단면도이고, (b)는 다이싱 후의 반도체 웨이퍼 가공용 테이프와 반도체 웨이퍼를 도시하는 단면도이며, (c)는 익스팬드 후의 반도체 웨이퍼 가공용 테이프와 반도체 웨이퍼를 도시하는 단면도이다.
이하에 본 발명의 실시 형태를 도면에 기초하여 상세하게 설명한다.
본 실시 형태에 관한 반도체 웨이퍼 가공용 테이프(15)는, 도 1에 도시한 바와 같이, 기재 필름(11) 상에 점착제층(12)이 적층된 점착 필름(14)을 갖고, 점착제층(12) 상에 접착제층(13)이 적층된 다이싱ㆍ다이 본딩 필름이다. 또한, 점착제층(12) 및 접착제층(13)은, 사용 공정이나 장치에 맞추어 미리 소정 형상으로 절단(프리컷)되어 있어도 된다. 웨이퍼(W)(도 2의 (a) 참조)에 따라서 프리컷된 접착제층(13)을 적층한 경우, 웨이퍼(W)가 접합되는 부분에는 접착제층(13)이 있고, 다이싱용의 링 프레임(20)(도 2의 (a) 참조)이 접합되는 부분에는 접착제층(13)이 없고 점착제층(12)만이 존재하게 된다. 일반적으로, 접착제층(13)은 피착체와 박리되기 어렵기 때문에, 프리컷된 접착제층(13)을 사용함으로써, 링 프레임(20)은 점착제층(12)에 접합할 수 있어, 사용 후의 링 프레임(20)에의 접착제 잔여물이 발생하기 어렵다고 하는 효과가 얻어진다. 또한, 본 발명의 반도체 웨이퍼 가공용 테이프(15)는, 웨이퍼 1장분마다 절단되어 적층된 형태와, 이것이 복수 형성된 긴 시트를 롤 형상으로 권취한 형태를 포함한다. 이하에, 기재 필름(11), 점착제층(12) 및 접착제층(13)에 대하여 각각 상세하게 설명한다.
<기재 필름>
기재 필름을 구성하는 재료로서는, 특별히 한정되지 않지만, 폴리올레핀 및 폴리염화비닐로부터 선택되는 것이 바람직하다.
상기 폴리올레핀으로서는, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-프로필렌 공중합체, 폴리부텐-1, 폴리-4-메틸펜텐-1, 에틸렌-아세트산비닐 공중합체, 에틸렌-아크릴산에틸 공중합체, 에틸렌-아크릴산메틸 공중합체, 에틸렌-아크릴산 공중합체, 아이오노머 등의 α-올레핀의 단독 중합체 또는 공중합체 혹은 이들의 혼합물 등을 들 수 있다.
후술하는 점착제층으로서 방사선 조사에 의해 경화되어, 점착력이 저하되는 타입을 사용하는 경우에는, 기재 필름은 방사선 투과성인 것이 바람직하다. 기재 필름의 두께는, 강도 및 칩의 픽업성 확보의 관점에서, 50 내지 300㎛인 것이 바람직하다. 또한, 기재 필름은 단층이어도, 복수층으로 구성되어 있어도 된다.
<점착제층>
점착제층은, 기재 필름 상에 점착제를 도포 시공하여 제조할 수 있다. 점착제층으로서는 특별히 제한은 없고, 익스팬드 시에 접착제층 및 반도체 웨이퍼가 박리되거나 하지 않을 정도의 유지성이나, 픽업 시에는 접착제층과 박리가 용이하게 되는 특성을 갖는 것이면 된다. 픽업성을 향상시키기 위해서, 점착제층은 방사선 경화성의 것이 바람직하다.
예를 들어, 점착제에 사용되는 공지의 염소화 폴리프로필렌 수지, 아크릴 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리우레탄 수지, 에폭시 수지, 부가 반응형 오르가노폴리실록산계 수지, 실리콘 아크릴레이트 수지, 에틸렌-아세트산비닐 공중합체, 에틸렌-아크릴산에틸 공중합체, 에틸렌-아크릴산메틸 공중합체, 에틸렌-아크릴산 공중합체, 폴리이소프렌이나 스티렌ㆍ부타디엔 공중합체나 그의 수소 첨가물 등의 각종 엘라스토머 등이나 그의 혼합물에, 방사선 중합성 화합물을 적절히 배합하여 점착제를 제조하는 것이 바람직하다. 또한, 각종 계면 활성제나 표면 평활화제를 첨가해도 된다. 점착제층의 두께는 특별히 한정되는 것은 아니며 적절하게 설정해도 되지만, 1 내지 30㎛가 바람직하다.
중합성 화합물은, 예를 들어 광 조사에 의해 3차원 망상화할 수 있는 분자 내에 광중합성 탄소-탄소 이중 결합을 적어도 2개 이상 갖는 저분자량 화합물이나, 광중합성 탄소-탄소 이중 결합기를 치환기에 갖는 중합체나 올리고머가 사용된다. 구체적으로는, 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트, 펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 모노히드록시펜타아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트, 1,4-부틸렌글리콜 디아크릴레이트, 1,6-헥산디올 디아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜 디아크릴레이트나, 올리고에스테르 아크릴레이트 등, 실리콘 아크릴레이트 등, 아크릴산이나 각종 아크릴산에스테르류의 공중합체 등이 적용 가능하다.
또한, 상기와 같은 아크릴레이트계 화합물 외에, 우레탄 아크릴레이트계 올리고머를 사용할 수도 있다. 우레탄 아크릴레이트계 올리고머는, 폴리에스테르형 또는 폴리에테르형 등의 폴리올 화합물과, 다가 이소시아네이트 화합물(예를 들어, 2,4-톨릴렌 디이소시아네이트, 2,6-톨릴렌 디이소시아네이트, 1,3-크실릴렌 디이소시아네이트, 1,4-크실릴렌 디이소시아네이트, 디페닐메탄-4,4-디이소시아네이트 등)을 반응시켜 얻어지는 말단 이소시아네이트 우레탄 예비중합체에, 히드록실기를 갖는 아크릴레이트 혹은 메타크릴레이트(예를 들어, 2-히드록시에틸 아크릴레이트, 2-히드록시에틸 메타크릴레이트, 2-히드록시프로필 아크릴레이트, 2-히드록시프로필 메타크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜 아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜 메타크릴레이트 등)를 반응시켜 얻어진다.
또한, 점착제층에는, 상기의 수지로부터 선택되는 2종 이상이 혼합된 것이어도 된다. 또한, 이상에 든 점착제의 재료는, 표면 자유 에너지를 40mJ/㎡ 이하로 하는 데 있어서, 트리플루오로메틸기, 디메틸실릴기, 장쇄 알킬기 등의 무극성기를 가능한 한 많이 분자 구조 중에 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 점착제층의 수지에는, 방사선을 기재 필름에 조사하여 점착제층을 경화시키는 방사선 중합성 화합물 외에, 아크릴계 점착제, 광중합 개시제, 경화제 등을 적절히 배합하여 점착제를 제조할 수도 있다.
광중합 개시제를 사용하는 경우, 예를 들어 이소프로필벤조인에테르, 이소부틸벤조인에테르, 벤조페논, 미힐러케톤, 클로로티오크산톤, 도데실티오크산톤, 디메틸티오크산톤, 디에틸티오크산톤, 벤질디메틸케탈, α-히드록시시클로헥실페닐케톤, 2-히드록시메틸페닐프로판 등을 사용할 수 있다. 이들 광중합 개시제의 배합량은 아크릴계 공중합체 100질량부에 대하여 0.01 내지 30질량부가 바람직하고, 1 내지 10중량부가 보다 바람직하다.
또한, 점착제 중에 저분자 성분이 존재하고 있으면, 기재 필름 제조 후에 장기 보관하고 있는 동안에 저분자 성분이 점착제층 표면으로 이행하여 점접착 특성을 손상시킬 우려가 있기 때문에, 겔 분율이 높은 것이 바람직하고, 통상 60％ 이상, 바람직하게는 70％ 이상이다. 여기서, 겔 분율이란, 이하와 같이 산출되는 것을 말한다. 점착제층 약 0.05g을 칭량하여 취하고, 크실렌 50㎖에 120℃에서 24시간 침지한 후, 200메쉬의 스테인리스제 금속망으로 여과하고, 금속망 상의 불용해분을 110℃에서 120분간 건조한다. 이어서, 건조한 불용해분의 질량을 칭량하고, 하기에 나타내는 수학식 1에 의해 겔 분율을 산출한다.
Figure 112013041279843-pct00001
점착 필름의 투습도는 10.0g/㎡/day 이하이다. 이와 같이, 점착 필름의 투습도를 10.0g/㎡/day 이하로 함으로써, 반도체 웨이퍼 가공용 테이프가 웨이퍼 1장분마다 절단되어 적층된 상태 혹은 긴 시트를 롤 형상으로 권취한 상태로 한창 수송ㆍ보관되는 중에 공기 중의 수증기가 외측으로부터 내측으로 투과하기 어려워지기 때문에, 접착제층에 도달하는 수분량이 감소하여 접착제층의 연화가 저감된다. 이 때문에, 다이싱 시의 수염 형상의 절삭칩의 발생이 저감되어, 이들 절삭칩이 기재 필름이나 점착제층의 절삭칩과 함께 다이싱되어 인접하는 칩간에서 융착하여, 픽업 시에 픽업 미스가 발생하는 것을 억제할 수 있다.
점착 필름의 투습도를 저하시키기 위해서는, 기재 필름에 사용하는 중합체로서, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌나프탈레이트 등 투습도가 낮은 중합체를 사용하면 된다. 또한, 기재 필름의 두께를 크게 함으로써, 점착 필름의 투습도를 저하시킬 수도 있다. 또한, 점착 필름의 투습도를 저하시키기 위해서는, 점착제층의 두께를 두껍게 하면 된다. 또한, 점착제층의 가교 밀도를 올림으로써 투습도를 저하시킬 수도 있다. 가교 밀도를 내리기 위해서는, 경화제량을 증가시키거나 또는 점착제층에 수산기가 많은 중합체를 사용하면 된다.
<접착제층>
접착제층은, 반도체 웨이퍼가 접합되어 절단된 후 칩을 픽업할 때에, 절단된 접착제층이 점착제층으로부터 박리되어 칩에 부착되어 있어, 칩을 패키지 기판이나 리드 프레임에 고정할 때의 본딩 필름으로서 기능하는 것이다.
접착제층은 접착제를 미리 필름화한 것이며, 예를 들어 접착제에 사용되는 공지의 폴리이미드 수지, 폴리아미드 수지, 폴리에테르이미드 수지, 폴리아미드이미드 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리에스테르이미드 수지, 페녹시 수지, 폴리술폰 수지, 폴리에테르술폰 수지, 폴리페닐렌술피드 수지, 폴리에테르케톤 수지, 염소화 폴리프로필렌 수지, 아크릴 수지, 폴리우레탄 수지, 에폭시 수지, 폴리아크릴아미드 수지, 멜라민 수지 등이나 그의 혼합물을 사용할 수 있지만, 접착제층(13)의 분단성을 양호하게 하기 위해서는, 아크릴계 공중합체, 에폭시 수지를 포함하고, 아크릴계 공중합체의 Tg가 10℃ 이상인 것이 바람직하다. 또한, 무기 필러를 50％ 이상 함유하는 것이 바람직하다. 또한, 칩이나 리드 프레임에 대한 접착력을 강화하기 위해서, 실란 커플링제 혹은 티타늄 커플링제를 첨가제로서 상기 재료나 그의 혼합물에 첨가하는 것이 바람직하다. 접착제층의 두께는 특별히 제한되는 것은 아니지만, 통상 5 내지 100㎛ 정도가 바람직하다.
에폭시 수지는 경화되어 접착 작용을 나타내는 것이면 특별히 제한은 없지만, 2관능기 이상이며, 바람직하게는 분자량이 5000 미만, 보다 바람직하게는 3000 미만인 에폭시 수지를 사용할 수 있다. 또한, 바람직하게는 분자량이 500 이상, 보다 바람직하게는 800 이상인 에폭시 수지를 사용할 수 있다.
예를 들어, 비스페놀 A형 에폭시 수지, 비스페놀 F형 에폭시 수지, 비스페놀 S형 에폭시 수지, 지환식 에폭시 수지, 지방족 쇄상 에폭시 수지, 페놀 노볼락형 에폭시 수지, 크레졸 노볼락형 에폭시 수지, 비스페놀 A 노볼락형 에폭시 수지, 비페놀의 디글리시딜 에테르화물, 나프탈렌디올의 디글리시딜 에테르화물, 페놀류의 디글리시딜 에테르화물, 알코올류의 디글리시딜 에테르화물 및 이들의 알킬 치환체, 할로겐화물, 수소 첨가물 등의 2관능 에폭시 수지, 노볼락형 에폭시 수지를 들 수 있다. 또한, 다관능 에폭시 수지나 복소환 함유 에폭시 수지 등, 일반적으로 알려져 있는 것을 적용할 수도 있다. 이들은 단독으로 또는 2종류 이상을 조합하여 사용할 수 있다. 또한, 특성을 손상시키지 않는 범위에서 에폭시 수지 이외의 성분이 불순물로서 포함되어 있어도 된다.
아크릴계 공중합체로서는, 예를 들어 에폭시기 함유 아크릴 공중합체를 사용할 수 있다. 에폭시기 함유 아크릴 공중합체는 에폭시기를 갖는 글리시딜아크릴레이트 또는 글리시딜메타크릴레이트를 0.5 내지 6중량％ 포함한다. 높은 접착력을 얻기 위해서는, 0.5중량％ 이상이 바람직하고, 6중량％ 이하이면 겔화를 억제할 수 있다.
관능기 단량체로서 사용하는 글리시딜아크릴레이트 또는 글리시딜메타크릴레이트의 양은 0.5 내지 6중량％의 공중합체비이다. 즉, 본 발명에 있어서 에폭시기 함유 아크릴 공중합체는, 원료로서 글리시딜아크릴레이트 또는 글리시딜메타크릴레이트를, 얻어지는 공중합체에 대하여 0.5 내지 6중량％로 되는 양을 사용하여 얻어진 공중합체를 말한다. 그 잔량부는 메틸아크릴레이트, 메틸메타크릴레이트 등의 탄소수 1 내지 8의 알킬기를 갖는 알킬아크릴레이트, 알킬메타크릴레이트 및 스티렌이나 아크릴로니트릴 등의 혼합물을 사용할 수 있다. 이들 중에서도 에틸(메트)아크릴레이트 및/또는 부틸(메트)아크릴레이트가 특히 바람직하다. 혼합 비율은, 공중합체의 Tg를 고려하여 조정하는 것이 바람직하다. 중합 방법은 특별히 제한이 없고, 예를 들어, 펄 중합, 용액 중합 등을 들 수 있고, 이들 방법에 의해 공중합체가 얻어진다. 에폭시기 함유 아크릴 공중합체의 중량 평균 분자량은 10만 이상이며, 이 범위이면 접착성 및 내열성이 높고, 30만 내지 300만인 것이 바람직하고, 50만 내지 200만인 것이 보다 바람직하다. 300만 이하이면, 플로우성이 저하됨으로써, 반도체 소자를 부착하는 지지 부재에 필요에 따라서 형성된 배선 회로에의 충전성이 저하될 가능성을 저감시킬 수 있다.
또한, 중량 평균 분자량은 겔 투과 크로마토그래피법(GPC)에 의해 표준 폴리스티렌에 의한 검량선을 사용한 폴리스티렌 환산값이다.
무기 필러로서는 특별히 제한이 없고, 예를 들어, 수산화알루미늄, 수산화마그네슘, 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 규산칼슘, 규산마그네슘, 산화칼슘, 산화마그네슘, 산화알루미늄, 질화알루미늄, 붕산알루미늄 위스커, 질화붕소, 결정질 실리카, 비정질 실리카 등을 들 수 있다. 이들은 1종 또는 2종 이상을 병용할 수도 있다. 열전도성 향상을 위해서는, 산화알루미늄, 질화알루미늄, 질화붕소, 결정성 실리카, 비정질성 실리카 등이 바람직하다. 특성의 밸런스의 관점에서는 실리카가 바람직하다.
필러의 평균 입경은 0.002 내지 2㎛인 것이 바람직하고, 0.008 내지 0.5㎛인 것이 보다 바람직하고, 0.01 내지 0.05㎛인 것이 더욱 바람직하다. 필러의 평균 입경이 0.002㎛ 미만이면 피착체에의 습윤성이 저하되어 접착성이 저하되는 경향이 있고, 2㎛를 초과하면 필러 첨가에 의한 보강 효과가 작아져 내열성이 저하되는 경향이 있다. 여기서, 평균 입경이란, TEM, SEM 등에 의해 측정한 필러 100개의 입경으로부터 구해지는 평균값을 말한다.
반도체 웨이퍼 가공용 테이프는, 점착제층과 접착제층 사이의 박리성을 좋게 하는 관점에서, 점착 필름과 접착제층을 합한 흡수율을 2.0체적％ 이하로 하는 것이 바람직하다. 종래, 픽업 시에, 점착제층과 접착제층 사이의 박리를 용이하게 하기 위해서, 웨이퍼 가공용 테이프의 하측으로부터 핀에 의해 반도체 칩을 밀어올리는 힘이나 밀어올림 높이를 크게 하는 것이 행해지고 있지만, 최근 반도체 칩이 얇아지는 경향이 있고, 반도체 칩이 얇은 경우에, 밀어올리는 힘을 크게 하면 칩이 파손되어 버린다고 하는 문제도 있었다. 점착 필름과 접착제층을 합한 흡수율이 2.0체적％ 이하이면, 접착제층이 연화되어 절삭 시에 점착제층과 함께 유착하거나, 점착 필름이 흡수한 수분이 접착제층으로 이행하여 양자가 유착하는 것을 저감시킬 수 있으므로, 점착제층과 접착제층 사이의 박리성이 좋아진다. 이 때문에, 핀에 의한 밀어올리는 힘을 크게 할 필요가 없기 때문에, 반도체 칩이 얇은 경우라도 양호하게 픽업할 수 있다.
점착 필름과 접착제층을 합한 흡수율을 저하시키기 위해서는, 기재 필름에 사용하는 중합체로서 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 등 흡수율이 낮은 중합체를 사용하면 된다. 또한, 기재 필름의 두께를 작게 함으로써 흡수율을 저하시킬 수도 있다. 또한, 점착제층은 히드록시기, 아미노기, 술포기, 카르복실기 등의 관능기나 아미드 결합, 에테르 결합 부분을 적게 하고, 메틸기나 아릴기의 도입량을 증가시킴으로써 흡수율을 저하시킬 수 있다. 또한, 접착제층에 아크릴 등 흡수율이 낮은 중합체를 사용함으로써 흡수율을 저하시킬 수도 있다. 또한, 접착제층에 사용하는 에폭시나 페놀 등에 대하여, 분자량이 낮은 것을 사용함으로써 흡수율을 저하시킬 수도 있다. 또한, 접착제층에 포함되는 무기 필러의 양을 저감함으로써도 흡수율을 저하시킬 수도 있다.
이어서, 도 1에 도시한 본 발명의 반도체 웨이퍼 가공용 테이프(15)를 사용하여 접착제층을 구비한 반도체 칩을 제조하는 방법에 대하여, 도 2를 참조하면서 설명한다.
(접합 공정)
우선, 도 2의 (a)에 도시한 바와 같이, 반도체 웨이퍼 가공용 테이프(15)의 접착제층(13)에 반도체 웨이퍼(W)의 이면을 접합함과 함께, 점착제층(12)의 소정 위치에 링 프레임(20)을 접합한다.
(다이싱 공정)
흡착 스테이지(22)에 의해 웨이퍼 가공용 테이프(15)를 기재 필름(11)면측으로부터 흡착 지지하고, 도시하지 않은 블레이드를 사용하여 반도체 웨이퍼(W)를 기계적으로 절단하여, 복수의 반도체 칩(C)으로 분할한다(도 2의 (b)). 또한, 이때, 접착제층(13)이나 점착제층(12), 기재 필름(11)의 일부도 적절히 다이싱된다. 이때, 점착 필름의 투습도가 10.0g/㎡/day 이하이기 때문에, 반도체 웨이퍼 가공용 테이프의 수송ㆍ보관 중에 공기 중의 수증기가 외측으로부터 내측으로 투과하기 어려워 접착제층의 연화가 저감되어 있기 때문에, 수염 형상의 절삭칩의 발생이 저감된다.
(조사 공정)
그리고, 방사선을 기재 필름(11)의 하면으로부터 점착제층(12)에 조사하여 점착제층(12)을 경화시킨다. 경화시킨 점착제층(12)은 점착력이 저하되기 때문에, 점착제층(12) 상의 접착제층(13)을 박리시키는 것이 가능하게 된다. 또한, 점착제층을 복수의 층으로 구성하는 경우, 접착제층(13)을 점착제층(12)으로부터 박리하기 위해서 점착제층 전체를 경화시킬 필요는 없고, 적어도 웨이퍼에 대응하는 점착제층 부분을 경화시켜도 된다.
(익스팬드 공정)
조사 공정 후, 분할된 복수의 반도체 칩(C)을 유지하는 반도체 웨이퍼 가공용 테이프(15)를 익스팬드 장치의 스테이지(21) 상에 적재한다. 그리고, 도 2의 (c)에 도시한 바와 같이, 중공 원기둥 형상의 밀어올림 부재(23)를 반도체 웨이퍼 가공용 테이프(15)의 하면측으로부터 상승시켜, 상기 점착 필름(14)을 링 프레임(20)의 직경 방향 및 둘레 방향으로 늘인다.
(픽업 공정)
익스팬드 공정을 실시한 후, 점착 필름(14)을 익스팬드한 상태 그대로, 칩(C)을 픽업하는 픽업 공정을 실시한다. 구체적으로는, 점착 필름(14)의 하측으로부터 칩(C)을 핀(도시 생략)에 의해 밀어올림과 함께, 점착 필름(14)의 상면측으로부터 흡착 지그(도시 생략)로 칩(C)을 흡착함으로써, 개편화된 칩(C)을 접착제층(13)과 함께 픽업한다. 다이싱 공정에 있어서 접착제층(13)의 수염 형상의 절삭칩의 발생이 저감되기 때문에, 이들 절삭칩이 기재 필름(11)이나 점착제층(12)의 절삭칩과 함께 인접하는 칩간에서 융착하여 픽업 미스가 발생하는 것을 억제할 수 있다. 또한, 점착 필름(14)과 접착제층(13)을 합한 흡수율이 2.0체적％ 이하인 경우는, 점착제층(12)과 접착제층(13) 사이의 박리가 용이해지기 때문에, 반도체 칩(C)의 두께가 얇은 경우라도 양호하게 픽업된다.
(다이 본딩 공정)
그리고, 픽업 공정을 실시한 후, 다이 본딩 공정을 실시한다. 구체적으로는, 픽업 공정에서 칩(C)와 함께 픽업된 접착제층에 의해, 반도체 칩을 리드 프레임이나 패키지 기판 등에 접착하여 반도체 장치를 제조한다.
이상으로부터, 점착 필름에 접착제층이 접합되어 수송ㆍ보관된 경우에, 접착제층이 공기 중의 수분을 흡수함으로써 연화되는 것을 저감시켜 픽업 미스의 발생을 억제할 수 있다.
이어서, 본 발명의 실시예에 대하여 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
(점착 필름의 제조)
(점착 필름 1)
50℃에서 48시간, 미리 건조한 저밀도 폴리에틸렌(노바테크 LL(닛본 폴리에틸렌 가부시끼가이샤제, 상품명))을 용융하고, 압출기를 사용하여 두께 100㎛의 긴 필름 형상으로 기재 필름을 성형하였다. 용매인 톨루엔 400g 중에, n-부틸아크릴레이트 128g, 2-에틸헥실아크릴레이트 307g, 메틸메타크릴레이트 67g, 메타크릴산 1.5g, 중합 개시제로서 벤조일퍼옥시드의 혼합액을, 적절히 적하량을 조정하고, 반응 온도 및 반응 시간을 조정하여 관능기를 갖는 중합체 용액을 얻었다. 이어서 이 중합체 용액에, 방사선 경화성 탄소-탄소 이중 결합 및 관능기를 갖는 화합물로서, 별도로 메타크릴산과 에틸렌글리콜로부터 합성한 2-히드록시에틸메타크릴레이트 2.5g, 중합 금지제로서 히드로퀴논을 적절히 적하량을 조정하여 첨가하고, 반응 온도 및 반응 시간을 조정하여 방사선 경화성 탄소-탄소 이중 결합을 갖는 화합물 (A)의 용액을 얻었다. 계속해서, 화합물 (A) 용액 중의 화합물 (A) 100질량부에 대하여 폴리이소시아네이트(코로네이트 L(닛본 폴리우레탄사제, 상품명)) 1질량부를 첨가하고, 광중합 개시제(이르가큐어 184(닛본 시바 가이기사제, 상품명)) 0.5질량부, 용매로서 아세트산에틸 150질량부를 화합물 (A) 용액에 첨가하고 혼합하여, 방사선 경화성의 점착제 조성물을 제조하였다. 성형한 기재 필름 상에, 상기 점착제 조성물을 건조한 후의 막 두께가 10㎛로 되도록 도포 시공하고, 110℃에서 10분간 건조하여 점착 필름 1을 얻었다.
(점착 필름 2)
저밀도 폴리에틸렌 대신에 고밀도 폴리에틸렌(노바테크 HD(닛본 폴리에틸렌 가부시끼가이샤제, 상품명))을 사용한 것 이외는, 점착 필름 1과 마찬가지로 하여 점착 필름 2를 얻었다.
(점착 필름 3)
기재 필름의 막 두께를 70㎛로 한 것 이외는, 점착 필름 2와 마찬가지로 하여 점착 필름 3을 얻었다.
(점착 필름 4)
기재 필름의 막 두께를 70㎛로 한 것 이외는, 점착 필름 1과 마찬가지로 하여 점착 필름 4를 얻었다.
(점착 필름 5)
저밀도 폴리에틸렌 대신에 EVA(노바테크 EVA(닛본 폴리에틸렌 가부시끼가이샤제, 상품명))를 사용한 것 이외는, 점착 필름 1과 마찬가지로 하여 점착 필름 5를 얻었다.
(점착 필름 6)
저밀도 폴리에틸렌 대신에 폴리프로필렌(노바테크 PP(닛본 폴리프로 가부시끼가이샤제, 상품명))을 사용한 것 이외는, 점착 필름 1과 마찬가지로 하여 점착 필름 6을 얻었다.
(점착 필름 7)
저밀도 폴리에틸렌 대신에 폴리아미드(나일론 MXD6(미쯔비시 가스 가가꾸 가부시끼가이샤제, 상품명))를 사용한 것 이외는, 점착 필름 1과 마찬가지로 하여 점착 필름 7을 얻었다.
(접착 필름의 조정)
(접착 필름 1)
에폭시 수지로서 크레졸 노볼락형 에폭시 수지(에폭시 당량 197, 분자량 1200, 연화점 70℃) 15중량부, 아크릴 수지(질량 평균 분자량 : 80만, 유리 전이 온도 -17℃) 70중량부, 경화제로서 페놀 노볼락 수지(수산기 당량 104, 연화점 80℃) 15중량부, 촉진제로서 2-페닐이미다졸(큐어졸 2PZ(시꼬꾸 가세 가부시끼가이샤제, 상품명)) 1부를 유기 용제 중에서 교반하여 접착제 바니시를 얻었다. 얻어진 접착제 바니시를 두께 50㎛의 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름 상에 도포하고, 120℃에서 10분간 가열 건조하여 접착 필름 1을 제작하였다.
(접착 필름 2)
에폭시 수지로서 크레졸 노볼락형 에폭시 수지(에폭시 당량 197, 분자량 1200, 연화점 70℃) 5중량부, 실란 커플링제로서 3-글리시독시프로필 트리메톡시실란 0.5질량부, 평균 입경 1.0㎛의 실리카 필러 50질량부, 아크릴 수지(질량 평균 분자량 : 80만, 유리 전이 온도 -17℃) 40질량부, 경화제로서 페놀 노볼락 수지(수산기 당량 104, 연화점 80℃) 5중량부, 촉진제로서 2-페닐이미다졸(큐어졸 2PZ(시꼬꾸 가세 가부시끼가이샤제, 상품명)) 1부를 유기 용제 중에서 교반하여 접착제 바니시를 얻었다. 얻어진 접착제 바니시를 두께 50㎛의 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름 상에 도포하고, 120℃에서 10분간 가열 건조하여 접착 필름 2를 제작하였다.
(접착 필름 3)
아크릴 수지 대신에 2,2'-비스[4-(4-아미노페녹시)페닐]프로판, 3,3',4,4'-비페닐테트라카르복실산 이무수물 및 무수 피로멜리트산으로부터 합성된 질량 평균 분자량 5만의 폴리이미드 수지를 사용한 것 이외는, 접착 필름 2와 마찬가지로 제작하였다.
(접착 필름 4)
아크릴 수지 대신에 2,2'-비스[4-(4-아미노페녹시)페닐]프로판, 3,3',4,4'-비페닐테트라카르복실산 이무수물 및 무수 피로멜리트산으로부터 합성된 질량 평균 분자량 5만의 폴리이미드 수지를 사용한 것 이외는, 접착 필름 1과 마찬가지로 제작하였다.
(제1 실시예)
점착 필름 1 내지 5 및 접착 필름 1을 각각 직경 370㎜, 320㎜의 원형으로 컷트하고, 점착 필름의 점착제층과 접착 필름의 접착제층을 접합하였다. 마지막으로, 접착 필름의 PET 필름을 접착제층으로부터 박리하여, 표 1의 조합의 다이싱ㆍ다이 본딩 필름(실시예 1 내지 3, 비교예 1 내지 2)을 얻었다.
<투습도>
점착 필름 1 내지 5에 대하여, JIS K7129-C(가스 크로마토그래프법에 의한 수증기 투과도 측정)에 기초하여 투습도를 측정하였다. 측정 조건은 온도 25±0.5℃, 상대 습도차 90±2％로 하였다. 그 결과를 표 1에 나타낸다.
Figure 112013041279843-pct00002
<픽업성 시험>
상기 실시예 1 내지 3, 비교예 1 내지 2에 따른 다이싱ㆍ다이 본딩 필름을 300장씩 겹치고, 72시간, 온도 25도, 습도 70％ RH의 분위기 중에 방치한 후, 각각 위로부터 10장째의 다이싱 다이 본드 필름을 두께 100㎛ 및 75㎛의 웨이퍼에 70℃에서 10초간 가열하여 접합한 후, 10×10㎜로 다이싱하였다. 그 후, 점착제층에 자외선을 공냉식 고압 수은등에 의해 200mJ/㎠ 조사한 후, 웨이퍼 중앙부의 칩 250개에 대하여 다이 본더 장치(CPS-100FM(NEC 머시너리 가부시끼가이샤제, 상품명))에 의한 픽업 시험을 행하였다. 점착제층으로부터 박리된 접착제층이 유지된 칩이, 인접하는 칩이 부수하지 않고 픽업된 경우를 픽업이 성공한 것으로 하고, 픽업 성공률이 99％ 이상이면 양호로서 판정하여 ○표로 표시하고, 99％ 미만인 경우는 불량으로 판정하여 ×표로 표시하였다. 이들 결과를 표 2에 나타낸다.
Figure 112013041279843-pct00003
비교예 1 내지 2에서는, 점착 필름의 투습도가 10.0g/㎡/day를 초과하고 있기 때문에, 공기 중의 수증기가 외측으로부터 내측으로 투과하여 접착제층이 흡수함으로써 연화되어, 다이싱 시에 수염 형상의 절삭칩이 발생하여, 더블 다이에 의한 픽업 미스가 다발하였다. 이에 반하여, 실시예 1 내지 3에서는, 점착 필름의 투습도가 10.0g/㎡/day 이하이어서, 공기 중의 수증기가 투과하기 어려워, 접착제층의 연화가 저감되어 있기 때문에, 다이싱 시의 수염 형상의 절삭칩의 발생이 저감되어, 픽업 미스가 충분히 감소하였다.
(제2 실시예)
점착 필름 1, 6 내지 7 및 접착 필름 1 내지 4를 각각 직경 370㎜, 320㎜의 원형으로 컷트하고, 점착 필름의 점착제층과 접착 필름의 접착제층을 접합하였다. 마지막으로, 접착 필름의 PET 필름을 접착제층으로부터 박리하여, 표 3의 조합의 다이싱ㆍ다이 본딩 필름(실시예 4 내지 7, 비교예 3 내지 4)을 얻었다. 점착 필름 1, 6 내지 7에 대하여, 제1 실시예와 마찬가지로 투습도 시험을 행하여, 모든 점착 필름에 대하여 투습도가 10.0g/㎡/day 이하인 것을 확인하였다.
<흡수율>
상기 실시예 4 내지 7, 비교예 3 내지 4에 따른 다이싱ㆍ다이 본딩 필름을, 50㎜×50㎜의 크기로 잘라내어 샘플로 하였다. 이 샘플을 50℃의 오븐에서 24시간 건조시킨 것을, 데시케이터에서 실온까지 냉각하여 중량을 측정하였다. 그 후, 23±1.0℃의 증류수 중에 샘플을 24시간 침지하고, 취출하여 칼피셔 수분계에 의해 흡수율을 산출하였다. 그 결과를 표 3에 나타낸다.
Figure 112013041279843-pct00004
<픽업성 시험>
실시예 1, 4 내지 6, 비교예 3 내지 4에 따른 다이싱ㆍ다이 본딩 필름에 대하여, 상술한 제1 실시예와 마찬가지로 픽업 시험을 행하였다. 단, 웨이퍼의 두께는 100㎛ 및 50㎛로 하였다. 픽업된 칩에 점착제층으로부터 박리된 접착 필름이 유지되어 있는 것을 픽업이 성공한 것으로 하고, 픽업 성공률이 99％ 이상이면 양호로서 판정하여 ○표로 표시하고, 99％ 미만인 경우는 불량으로 판정하여 ×표로 표시하였다. 이들 결과를 표 4에 나타낸다.
Figure 112013041279843-pct00005
비교예 3 내지 4는, 점착 필름의 투습도가 10.0g/㎡/day 이하이기 때문에, 두께가 100㎛인 웨이퍼에 대해서는 양호하게 픽업할 수 있었지만, 점착 필름과 접착제층을 합한 흡수율이 2.0체적％를 초과하고 있기 때문에, 점착제층과 접착제층 사이의 박리성이 나빠 두께가 50㎛인 웨이퍼에 대해서는 픽업 미스가 다발하였다. 이에 반해, 실시예 4 내지 7에서는, 점착 필름과 접착제층을 합한 흡수율이 2.0체적％ 이하로, 점착제층과 접착제층 사이의 박리성이 좋기 때문에, 두께가 50㎛로 얇은 웨이퍼에 대해서도 픽업 미스가 충분히 감소하였다.
11 : 기재 필름
12 : 점착제층
13 : 접착제층
14 : 점착 필름
15 : 반도체 웨이퍼 가공용 테이프
20 : 링 프레임
21 : 스테이지
22 : 흡착 스테이지
23 : 밀어올림 부재

Claims (3)

  1. 기재 필름과 상기 기재 필름 상에 형성된 점착제층을 포함하여 이루어지는 점착 필름과, 상기 점착제층 상에 형성된 접착제층을 갖고, 상기 접착제층에 반도체 웨이퍼를 접착한 후, 상기 반도체 웨이퍼를 칩 단위로 절단하여, 상기 칩을 상기 접착제층과 함께 상기 점착제층으로부터 픽업하여 실장하기 위하여 이용되는 웨이퍼 가공용 테이프이며, 상기 점착 필름의 투습도가 10.0g/㎡/day 이하이고,
    상기 점착 필름과 상기 접착제층을 합한 흡수율이 2.0체적％ 이하이며, 상기 점착제층의 겔 분율은 60% 이상인 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 가공용 테이프.
  2. 삭제
  3. 삭제
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