KR20180125977A - 필름상 접착제, 반도체 가공용 시트 및 반도체 장치의 제조 방법 - Google Patents

필름상 접착제, 반도체 가공용 시트 및 반도체 장치의 제조 방법 Download PDF

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KR20180125977A
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Abstract

본 발명의 필름상 접착제(13)는 경화성 필름상 접착제로서, 두께가 60㎛인 경화 전 단층의 필름상 접착제(13), 또는 경화 전 2층 이상의 필름상 접착제(13)를 합계 두께가 60㎛가 되도록 적층한 적층체의 0℃에 있어서의 파단 신도가 60％ 이하이며, 경화 전의 필름상 접착제(13)의 반도체 웨이퍼에 대한 접착력이 300mN/25㎜ 이상이다. 본 발명의 반도체 가공용 시트(1)는 기재(11)를 갖는 지지 시트(10) 상에 필름상 접착제(13)가 형성되어 있다.

Description

필름상 접착제, 반도체 가공용 시트 및 반도체 장치의 제조 방법
본 발명은 필름상 접착제, 반도체 가공용 시트 및 반도체 장치의 제조 방법에 관한 것이다.
본원은 2016년 3월 30일에 일본에 출원된 특허출원 2016-069604호에 기초하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.
다이싱 시트는 반도체 웨이퍼를 다이싱에 의해 반도체 칩으로 개편화할 때 사용된다. 다이싱 시트는 예를 들면, 기재 상에 점착제층을 구비하여 구성되며 상기 점착제층에 의해 반도체 웨이퍼에 첩부되어 사용된다. 다이싱 후에는 예를 들면, 자외선 등의 에너지선 조사에 의한 경화로 상기 점착제층의 점착력을 저하시킴으로써, 반도체 칩이 경화 후의 점착제층으로부터 분리되어 용이하게 픽업된다.
한편, 픽업 후의 반도체 칩은 예를 들면, 필름상 접착제에 의해 기판의 회로면에 다이 본딩되고 필요에 따라, 이 반도체 칩에 추가로 다른 반도체 칩이 1개 이상 적층되고, 와이어 본딩된 후, 전체가 수지에 의해 봉지된다.
이와 같이 하여 얻어진 반도체 패키지를 사용하여, 최종적으로는 목적으로 하는 반도체 장치가 제조된다. 이에, 반도체 칩을 그 다이 본딩의 대상이 되는 면에 필름상 접착제를 구비한 상태로 픽업하도록 구성할 수 있다.
이와 같이 필름상 접착제를 사용하는 경우에는, 상술한 다이싱 시트의 점착제층 상에 미절단의 필름상 접착제가 형성된 다이싱 다이 본딩 시트가 사용될 수 있다. 한편, 필름상 접착제 상에 미리 개편화되어 있는 복수개의 반도체 칩을 형성해 두고, 이 경우에도, 다이싱 다이 본딩 시트와 동일한 구성을 갖는 반도체 가공용 시트가 사용된다. 이러한 반도체 가공용 시트를 사용하는 경우에는 예를 들면, 그 필름상 접착제 상에 미리 개편화되어 있는 복수개의 반도체 칩을 형성해 두고 반도체 가공용 시트를 저온 하에서 익스팬드함으로써 필름상 접착제를 반도체 칩의 외형에 맞춰 절단하여, 목적으로 하는 면에 절단 후의 필름상 접착제를 구비한 반도체 칩을 제조할 수 있다.
이러한 필름상 접착제를 구비한 반도체 가공용 시트로는, 필름상 접착제(즉, 다이 본드 필름)의 25℃에 있어서의 반도체 웨이퍼에 접착했을 때의 전단 접착력 및 다이싱 시트(즉, 다이싱 필름)에 접착했을 때의 전단 접착력이 각각 특정 범위 내로 설정된 것(특허문헌 1 참조), 열경화 전의 필름상 접착제(즉, 다이 본드 필름)의 25℃에서의 파단 신장률 및 0℃에서의 인장 저장 탄성률과 25℃에서의 인장 저장 탄성률의 비가 각각 특정 범위 내로 설정된 것(특허문헌 2 참조), 반도체 웨이퍼의 두께를 A(㎛), 필름상 접착제(즉, 다이 본드 필름)의 두께를 B(㎛), 기재의 두께를 C(㎛)로 했을 때, C/A, C/B 및 A/B가 각각 특정 범위 내가 되도록 설정된 것(특허문헌 3 참조), B 스테이지 상태의 필름상 접착제(즉, 접착 시트)의 25℃에 있어서의 파단 신장 및 탄성률과, 다이싱 시트(즉, 다이싱 테이프)의 두께를 A, 필름상 접착제의 두께를 B로 했을 때의 A/B가 각각 특정 범위 내가 되도록 설정된 것(특허문헌 4 참조)이 개시되어 있다.
일본 공개특허공보 2011-171588호 일본 공개특허공보 2011-228399호 일본 공개특허공보 2012-222002호 일본 공개특허공보 2009-283925호
필름상 접착제를 구비한 반도체 가공용 시트에는 특히 필름상 접착제의 익스팬드에 의한 절단 특성의 향상이라는 관점에서 추가적인 성능의 향상이 요구되고 있다.
이에, 본 발명은 익스팬드에 의한 양호한 절단 특성을 갖는 필름상 접착제를 구비한 신규 반도체 가공용 시트를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 경화성 필름상 접착제로서, 두께가 60㎛인 경화 전 단층의 상기 필름상 접착제, 또는 경화 전 2층 이상의 상기 필름상 접착제를 합계 두께가 60㎛가 되도록 적층한 적층체의 0℃에 있어서의 파단 신도가 60％ 이하이며, 경화 전의 상기 필름상 접착제의 반도체 웨이퍼에 대한 접착력이 300mN/25㎜ 이상인 필름상 접착제를 제공한다.
또한, 본 발명은 지지 시트 상에 상기 필름상 접착제가 형성된 반도체 가공용 시트를 제공한다.
본 발명의 반도체 가공용 시트로는, 상기 지지 시트가 기재 상에 점착제층이 형성된 것이며, 상기 점착제층에 상기 필름상 접착제가 직접 접촉하여 형성된 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은 상기 필름상 접착제를 사용한 반도체 장치의 제조 방법으로서, 지지 시트 상에 상기 필름상 접착제가 형성되고, 상기 필름상 접착제의 상기 지지 시트가 형성되어 있는 측과는 반대측 표면에 분할된 복수개의 반도체 칩이 형성되어 이루어지는 적층 구조체를 형성하는 적층 구조체 형성 공정과, 상기 적층 구조체의 필름상 접착제를 냉각하면서 상기 필름상 접착제의 표면에 따른 방향으로 익스팬드하여 필름상 접착제를 절단하는 절단 공정과, 절단 후의 상기 필름상 접착제를 구비한 상기 반도체 칩을 상기 지지 시트로부터 분리하는 분리 공정을 갖는 반도체 장치의 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 반도체 장치의 제조 방법에 있어서는, 상기 적층 구조체 형성 공정 전에, 추가로 반도체 웨이퍼의 내부에 설정된 초점에 집속하도록 적외역의 레이저 광을 조사하여 상기 반도체 웨이퍼의 내부에 개질층을 형성하는 개질층 형성 공정과, 상기 개질층을 형성한 상기 반도체 웨이퍼에 있어서 상기 필름상 접착제를 형성하기 위한 면을 연삭함과 함께 연삭시의 힘을 상기 반도체 웨이퍼에 가함으로써, 상기 개질층의 부위에 있어서 상기 반도체 웨이퍼를 분할하여 복수개의 반도체 칩을 얻는 분할 공정을 갖고, 상기 분할 공정에서 얻어진 복수개의 반도체 칩을 상기 적층 구조체 형성 공정에서 사용해도 된다.
본 발명에 의하면, 익스팬드에 의한 양호한 절단 특성을 갖는 필름상 접착제를 구비한 신규 반도체 가공용 시트가 제공된다.
도 1은 본 발명의 반도체 가공용 시트의 일 실시형태를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 필름상 접착제 또는 반도체 가공용 시트를 사용한 경우의 반도체 장치의 제조 방법의 일 실시형태를 모식적으로 설명하기 위한 단면도이다.
도 3은 반도체 웨이퍼에 홈을 형성하여 반도체 칩을 얻는 방법의 일 실시형태를 모식적으로 설명하기 위한 단면도이다.
도 4는 반도체 웨이퍼에 개질층을 형성하여 반도체 칩을 얻는 방법의 일 실시형태를 모식적으로 설명하기 위한 단면도이다.
＜필름상 접착제＞
본 발명의 필름상 접착제는 경화성 필름상 접착제로서, 두께가 60㎛인 경화 전 단층의 상기 필름상 접착제, 또는 경화 전 2층 이상의 상기 필름상 접착제를 합계 두께가 60㎛가 되도록 적층한 적층체의 0℃에 있어서의 파단 신도가 60％ 이하이며, 경화 전의 상기 필름상 접착제의 반도체 웨이퍼에 대한 접착력이 300mN/25㎜ 이상인 것이다.
본 발명의 필름상 접착제는 상기 파단 신도가 60％ 이하임으로써, 후술하는 바와 같이 반도체 가공용 시트를 구성한 경우, 이 시트(즉, 필름상 접착제)를 그 표면에 따른 방향에 있어서 확장시키는, 이른바 익스팬드를 저온 하에서 행했을 때, 목적의 개소에서 용이하게 절단된다.
또한, 본 발명의 필름상 접착제는 상기 접착력이 300mN/25㎜ 이상임으로써, 상술한 바와 같이 익스팬드를 저온 하에서 행했을 때, 필름상 접착제의 결함 등의 이상 없이, 목적의 개소에서 절단된다. 이는 필름상 접착제가 반도체 웨이퍼에 대해 충분한 접착력을 가짐으로써, 필름상 접착제가 익스팬드되었을 때 필름상 접착제 중 반도체 칩의 단부 근방의 영역에 익스팬드시 힘이 집중하기 용이해지기 때문이라고 추측된다. 한편, 상기 접착력이 300mN/25㎜ 미만인 경우에는 필름상 접착제가 저온 하에서 약해져 있기 때문에, 익스팬드된 필름상 접착제에 있어서는 반도체 칩의 단부 근방 이외의 영역에서 결함 등이 발생하고, 또한 이에 의해 필름상 접착제에 있어서 익스팬드시 힘이 분산되므로, 필름상 접착제는 목적의 개소에서 절단이 불충분해진다. 한편, 경화 전의 필름상 접착제는 반도체 웨이퍼와 반도체 칩에 대해 동등한 접착력을 나타낸다.
상기 필름상 접착제는 경화성을 갖는다. 상기 필름상 접착제는 열경화성을 갖는 것이 바람직하고, 감압 접착성을 갖는 것이 바람직하다. 열경화성 및 감압 접착성을 모두 갖는 필름상 접착제는 미경화 상태에서는 각종 피착체에 가볍게 압착함으로써 첩부할 수 있다. 또한, 필름상 접착제는 가열하여 연화시킴으로써 각종 피착체에 첩부할 수 있는 것이어도 된다. 필름상 접착제는 경화에 의해 최종적으로는 내충격성이 높은 경화물이 되고, 이 경화물은 심한 고온·고습도 조건 하에 있어서도 충분한 접착 특성을 유지할 수 있다.
필름상 접착제는 1층(즉, 단층)으로 이루어져도 되며, 2층 이상의 복수층으로 이루어져도 된다. 필름상 접착제가 복수층으로 이루어지는 경우, 이들 복수층은 서로 동일해도 상이해도 되며, 이들 복수층의 조합은 본 발명의 효과를 저해하지 않는 한 특별히 한정되지 않는다.
한편, 본 명세서에 있어서는 필름상 접착제의 경우로 한정되지 않고, 「복수층이 서로 동일해도 상이해도 된다」란 「모든 층이 동일해도 되며, 모든 층이 상이해도 되며, 일부의 층만이 동일해도 된다」는 것을 의미하고, 또한 「복수층이 서로 상이하다」란 「각층의 구성 재료 및 두께의 적어도 한쪽이 서로 상이하다」는 것을 의미한다.
상기 필름상 접착제의 두께는 특별히 한정되지 않지만, 1㎛∼50㎛인 것이 바람직하고, 3㎛∼40㎛인 것이 보다 바람직하다. 필름상 접착제의 두께가 상기 하한값 이상임으로써, 피착체(즉, 반도체 칩)에 대해 보다 높은 접착력이 얻어진다. 또한, 필름상 접착제의 두께가 상기 상한값 이하임으로써, 후술하는 익스팬드에 의해 필름상 접착제를 보다 용이하게 절단할 수 있다.
여기서, 「필름상 접착제의 두께」란 필름상 접착제 전체의 두께를 의미하고, 예를 들면, 복수층으로 이루어지는 필름상 접착제의 두께란 필름상 접착제를 구성하는 모든 층의 합계 두께를 의미한다. 한편, 필름상 접착제의 두께 측정 방법으로는 예를 들면, 임의의 5개소에 있어서 접촉식 두께계를 이용하여 두께를 측정하고 측정값의 평균을 산출하는 방법 등을 들 수 있다.
상기 파단 신도를 구하는 대상의 상기 적층체는 두께가 60㎛ 미만인 경화 전의 필름상 접착제를 합계 두께가 60㎛가 되도록 2층 이상 적층하여 얻어진 것이다.
상기 필름상 접착제 또는 적층체의 0℃에 있어서의 파단 신도(％)는 이하의 방법으로 측정할 수 있다.
즉, 폭이 6㎜이고 길이가 5㎜이고 두께가 60㎛인 상기 필름상 접착제 또는 적층체를 시험편으로 하고, 이 시험편에 가해지는 하중을 1N에서 18N까지 1N/min의 비율로 변화시키면서 인장하고, 파단했을 때의 시험편의 신장을 측정함으로써 파단 신도가 구해진다.
한편, 본 명세서에 있어서 「파단 신도가 X％이다(식 중, X는 양수이다)」란 상술한 측정 방법에 있어서 시험편(즉, 필름상 접착제 또는 적층체)을 인장하고, 시험편이 그 인장 방향에 있어서 원래의 길이(즉, 인장하고 있지 않을 때의 길이)의 X％ 길이만큼 신장했을 때, 즉, 시험편의 인장 방향에 있어서의 전체의 길이가 인장하기 전 길이의 [1＋X/100]배가 되었을 때, 시험편이 파단하는 것을 의미한다.
상기 필름상 접착제 또는 적층체의 파단 신도(％)는 60％ 이하이며, 57％ 이하인 것이 바람직하고, 54％ 이하인 것이 보다 바람직하다. 상기 파단 신도가 상기 상한값 이하임으로써, 상기 필름상 접착제는 익스팬드에 의해 양호하게 절단된다.
또한, 상기 필름상 접착제 또는 적층체의 파단 신도(％)의 하한값은 특별히 한정되지 않지만 예를 들면, 5％인 것이 바람직하다. 상기 파단 신도가 상기 하한값 이상임으로써, 필름상 접착제의 취급성이 향상하고 또한, 익스팬드시에 있어서의 필름상 접착제의 비산을 억제하는 효과가 높아진다.
상기 파단 신도(％)는 예를 들면, 필름상 접착제의 함유 성분의 종류 및 양 등을 조절함으로써 적절히 조절할 수 있다.
예를 들면, 후술하는 중합체 성분(a)의 분자량 및 함유량, 에폭시계 열경화성 수지(b)를 구성하는 성분의 구조, 연화점 및 함유량 그리고 충전제(c)의 함유량 등을 조절함으로써 상기 파단 신도를 용이하게 조절할 수 있다.
단, 이들 조절 방법은 일례에 불과하다.
경화 전의 상기 필름상 접착제의 반도체 웨이퍼에 대한 접착력(N/25㎜)은 이하의 방법으로 측정할 수 있다.
즉, 폭이 25㎜이고 길이가 임의인 필름상 접착제 및 점착 테이프의 적층 시트를 제작한다. 이 적층 시트는 점착 테이프의 점착면에 필름상 접착제가 적층된 것으로 한다. 이어서, 40∼70℃로 가열한 필름상 접착제에 의해 이 적층 시트를 반도체 웨이퍼에 첩부하고, 점착 테이프, 필름상 접착제 및 반도체 웨이퍼가 이 순서로 적층된 적층물을 제작한다. 제작 후, 이 적층물을 즉시 15∼27℃의 환경 하에서 30분 정치한 후, 반도체 웨이퍼로부터 필름상 접착제 및 점착 테이프의 적층 시트를 필름상 접착제 및 반도체 웨이퍼의 서로 접촉하고 있던 면끼리가 180°의 각도를 이루도록 박리 속도 300㎜/min로 박리하는, 이른바 180°박리를 행한다. 이 때의 박리력을 측정하여, 그 측정값을 경화 전의 필름상 접착제의 반도체 웨이퍼에 대한 접착력(N/25㎜)으로 한다. 측정에 제공되는 상기 적층 시트의 길이는 박리력을 안정적으로 측정할 수 있는 범위이면 특별히 한정되지 않지만, 100㎜∼300㎜인 것이 바람직하다.
경화 전의 상기 필름상 접착제의 반도체 웨이퍼에 대한 접착력은 300mN/25㎜ 이상이며, 예를 들면 310mN/25㎜ 이상, 340mN/25㎜ 이상, 380mN/25㎜ 이상 등 어느 것으로도 할 수 있지만, 이에 한정되지 않는다.
또한, 상기 접착력의 상한값은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 10N/25㎜, 800mN/25㎜, 700mN/25㎜, 600mN/25㎜, 500mN/25㎜ 등으로부터 선택할 수 있지만, 이들은 일례이다.
경화 전의 상기 필름상 접착제의 반도체 웨이퍼에 대한 접착력은 예를 들면, 필름상 접착제의 함유 성분의 종류 및 양 등을 조절함으로써 적절히 조절할 수 있다.
예를 들면, 후술하는 중합체 성분(a)의 분자량, 중합체 성분(a)을 구성하는 각 모노머 성분의 비율, 에폭시계 열경화성 수지(b)를 구성하는 성분의 연화점 및 필름상 접착제의 각 함유 성분의 함유량 등을 조절함으로써, 필름상 접착제의 상기 접착력을 용이하게 조절할 수 있다.
단, 이들 조절 방법은 일례에 불과하다.
본 발명의 필름상 접착제는 비교적 느린 익스팬드 속도에서도 양호한 절단 특성을 나타낸다. 예를 들면, 본 발명의 필름상 접착제는 후술하는 바와 같이 익스팬드 속도를 0.5∼100㎜/sec 등, 느리게 하여 사용하는 경우에 특히 바람직하다. 이와 같이 익스팬드 속도가 느린 경우, 필름상 접착제의 절단시에 있어서 반도체 칩이 보다 데미지를 받기 어려워짐과 함께 본 발명의 효과가 보다 현저히 얻어진다.
바람직한 필름상 접착제로는 예를 들면, 중합체 성분(a) 및 에폭시계 열경화성 수지(b)를 함유하는 것을 들 수 있다.
[접착제 조성물]
필름상 접착제는 그 구성 재료를 함유하는 접착제 조성물로 형성할 수 있다. 예를 들면, 필름상 접착제의 형성 대상면에 접착제 조성물을 도공하고, 필요에 따라 건조시킴으로써 목적으로 하는 부위에 필름상 접착제를 형성할 수 있다. 필름상 접착제의 보다 구체적인 형성 방법은 다른 층의 형성 방법과 함께 뒤에 상세히 설명한다. 접착제 조성물 중 상온에서 기화하지 않는 성분끼리의 함유량 비율은 통상, 필름상 접착제의 상기 성분끼리의 함유량 비율과 동일해진다. 한편, 본 명세서에 있어서 「상온」이란 특별히 냉각하거나 가열하지 않은 온도, 즉 평상시 온도를 의미하며 예를 들면, 15∼25℃의 온도 등을 들 수 있다.
접착제 조성물의 도공은 공지의 방법으로 행하면 되며, 예를 들면 에어 나이프 코터, 블레이드 코터, 바 코터, 그라비아 코터, 콤마 코터, 롤 코터, 롤 나이프 코터, 커튼 코터, 다이 코터, 나이프 코터, 스크린 코터, 마이어 바 코터, 키스 코터 등의 각종 코터를 이용하는 방법을 들 수 있다.
접착제 조성물의 건조 조건은 특별히 한정되지 않지만, 접착제 조성물은 후술하는 용매를 함유하고 있는 경우, 가열 건조시키는 것이 바람직하고, 이 경우, 예를 들면 70∼130℃에서 10초∼5분의 조건으로 건조시키는 것이 바람직하다.
바람직한 접착제 조성물로는 예를 들면, 중합체 성분(a) 및 에폭시계 열경화성 수지(b)를 함유하는 것을 들 수 있다. 이하, 각 성분에 대해서 설명한다.
(중합체 성분(a))
중합체 성분(a)은 중합성 화합물이 중합 반응하여 형성되었다고 간주할 수 있는 성분이며, 필름상 접착제에 조막성이나 가요성 등을 부여함과 함께 반도체 칩 등의 접착 대상에 대한 접착성(즉, 첩부성)을 향상시키기 위한 중합체 화합물이다. 또한, 중합체 성분(a)은 후술하는 에폭시 수지(b1) 및 열경화제(b2)에 해당하지 않는 성분이기도 하다.
접착제 조성물 및 필름상 접착제가 함유하는 중합체 성분(a)은 1종만이어도 되고, 2종 이상이어도 되고, 2종 이상인 경우, 이들의 조합 및 비율은 임의로 선택할 수 있다.
중합체 성분(a)으로는 예를 들면, 아크릴계 수지, 폴리에스테르, 우레탄계 수지, 아크릴우레탄 수지, 실리콘계 수지, 고무계 수지, 페녹시 수지, 열경화성 폴리이미드 등을 들 수 있고 아크릴계 수지가 바람직하다.
중합체 성분(a)에 있어서의 상기 아크릴계 수지로는 공지의 아크릴 중합체를 들 수 있다.
아크릴계 수지의 중량 평균 분자량(Mw)은 10000∼2000000인 것이 바람직하고, 100000∼1500000인 것이 보다 바람직하다. 아크릴계 수지의 중량 평균 분자량이 이러한 범위 내임으로써, 필름상 접착제 또는 적층체의 상기 파단 신도 및 필름상 접착제의 상기 접착력을 상술한 범위로 조절하는 것이 용이해진다.
한편, 아크릴계 수지의 중량 평균 분자량이 상기 하한값 이상임으로써, 필름상 접착제의 형상 안정성(즉, 보관시의 경시 안정성)이 향상된다. 또한, 아크릴계 수지의 중량 평균 분자량이 상기 상한값 이하임으로써, 피착체의 요철면에 필름상 접착제가 추종되기 용이해지고, 피착체와 필름상 접착제 사이에 보이드 등의 발생이 보다 억제된다.
한편, 본 명세서에 있어서 「수평균 분자량」 및 「중량 평균 분자량」은 특별히 언급하지 않는 한, 겔 파미에이션 크로마토그래피(GPC)법에 의해 측정되는 폴리스티렌 환산값이다.
아크릴계 수지의 유리 전이 온도(Tg)는 -60∼70℃인 것이 바람직하고, -30∼50℃인 것이 보다 바람직하다. 아크릴계 수지의 Tg가 상기 하한값 이상임으로써, 필름상 접착제와 후술하는 지지 시트의 접착력이 억제되고, 픽업시에 있어서 필름상 접착제를 구비한 반도체 칩의 지지 시트로부터의 분리가 보다 용이해진다. 또한, 아크릴계 수지의 Tg가 상기 상한값 이하임으로써, 필름상 접착제와 반도체 칩의 접착력이 향상한다. 한편, 본 명세서에 있어서 「유리 전이 온도」란 시차 주사 열량계를 이용하여, 시료의 DSC 곡선을 측정하고 얻어진 DSC 곡선의 변곡점의 온도로 나타낸다.
아크릴계 수지로는 예를 들면, (메타)아크릴산에스테르 모노머로부터 유도되는 구성 단위를 갖는 (메타)아크릴산에스테르 공중합체를 들 수 있다. 여기서, 아크릴계 수지를 구성하는 상기 (메타)아크릴산에스테르로는 예를 들면, (메타)아크릴산메틸, (메타)아크릴산에틸, (메타)아크릴산n-프로필, (메타)아크릴산이소프로필, (메타)아크릴산n-부틸, (메타)아크릴산이소부틸, (메타)아크릴산sec-부틸, (메타)아크릴산tert-부틸, (메타)아크릴산펜틸, (메타)아크릴산헥실, (메타)아크릴산헵틸, (메타)아크릴산2-에틸헥실, (메타)아크릴산이소옥틸, (메타)아크릴산n-옥틸, (메타)아크릴산n-노닐, (메타)아크릴산이소노닐, (메타)아크릴산데실, (메타)아크릴산운데실, (메타)아크릴산도데실((메타)아크릴산라우릴이라고도 한다), (메타)아크릴산트리데실, (메타)아크릴산테트라데실((메타)아크릴산미리스틸이라고도 한다), (메타)아크릴산펜타데실, (메타)아크릴산헥사데실((메타)아크릴산팔미틸이라고도 한다), (메타)아크릴산헵타데실, (메타)아크릴산옥타데실((메타)아크릴산스테아릴이라고도 한다) 등의 알킬에스테르를 구성하는 알킬기가 탄소수가 1∼18의 사슬형 구조인 (메타)아크릴산알킬에스테르;
(메타)아크릴산이소보르닐, (메타)아크릴산디시클로펜타닐 등의 (메타)아크릴산시클로알킬에스테르;
(메타)아크릴산벤질 등의 (메타)아크릴산아랄킬에스테르;
(메타)아크릴산디시클로펜테닐에스테르 등의 (메타)아크릴산시클로알케닐에스테르;
(메타)아크릴산디시클로펜테닐옥시에틸에스테르 등의 (메타)아크릴산시클로알케닐옥시알킬에스테르;
(메타)아크릴산이미드;
(메타)아크릴산글리시딜 등의 글리시딜기 함유 (메타)아크릴산에스테르;
(메타)아크릴산히드록시메틸, (메타)아크릴산2-히드록시에틸, (메타)아크릴산2-히드록시프로필, (메타)아크릴산3-히드록시프로필, (메타)아크릴산2-히드록시부틸, (메타)아크릴산3-히드록시부틸, (메타)아크릴산4-히드록시부틸 등의 수산기 함유 (메타)아크릴산에스테르;
(메타)아크릴산N-메틸아미노에틸 등의 치환 아미노기 함유 (메타)아크릴산에스테르 등을 들 수 있다. 여기서, 「치환 아미노기」란 아미노기의 1개 또는 2개의 수소 원자가 수소 원자 이외의 기로 치환되어 이루어지는 기를 의미한다.
한편, 본 명세서에 있어서 「(메타)아크릴산」이란 「아크릴산」 및 「메타크릴산」의 양쪽을 포함하는 개념으로 한다. (메타)아크릴산과 유사한 용어에 대해서도 동일하며, 예를 들면 「(메타)아크릴레이트」란 「아크릴레이트」 및 「메타크릴레이트」의 양쪽을 포함하는 개념이며, 「(메타)아크릴로일기」란 「아크릴로일기」 및 「메타크릴로일기」의 양쪽을 포함하는 개념이다.
아크릴계 수지는 예를 들면, 상기 (메타)아크릴산에스테르 이외에 (메타)아크릴산, 이타콘산, 초산비닐, 아크릴로니트릴, 스티렌 및 N-메틸올아크릴아미드 등으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 모노머가 공중합하여 이루어지는 것이어도 된다.
아크릴계 수지를 구성하는 모노머는 1종만이어도 되고, 2종 이상이어도 되고, 2종 이상인 경우, 이들의 조합 및 비율은 임의로 선택할 수 있다.
아크릴계 수지는 상술한 수산기 이외에 비닐기, (메타)아크릴로일기, 아미노기, 카르복시기, 이소시아네이트기 등의 다른 화합물과 결합 가능한 관능기를 갖고 있어도 된다. 아크릴계 수지의 수산기를 비롯한 이들 관능기는 후술하는 가교제(f)를 개재하여 다른 화합물과 결합해도 되고, 가교제(f)를 개재하지 않고 다른 화합물과 직접 결합하고 있어도 된다. 아크릴계 수지가 상기 관능기에 의해 다른 화합물과 결합함으로써, 필름상 접착제를 사용하여 얻어진 패키지의 신뢰성이 향상되는 경향이 있다.
본 발명에 있어서는 중합체 성분(a)으로서, 아크릴계 수지 이외의 열가소성 수지(이하, 단순히 「열가소성 수지」로 약기하는 경우가 있다)를, 아크릴계 수지를 사용하지 않고 단독으로 사용해도 되고, 아크릴계 수지와 병용해도 된다. 상기 열가소성 수지를 함유함으로써, 픽업시에 있어서 필름상 접착제를 구비한 반도체 칩의 지지 시트로부터의 분리가 보다 용이해지거나 피착체의 요철면에 필름상 접착제가 추종되기 용이해져, 피착체와 필름상 접착제 사이에 보이드 등의 발생이 보다 억제될 수 있다.
상기 열가소성 수지의 중량 평균 분자량은 1000∼100000인 것이 바람직하고, 3000∼80000인 것이 보다 바람직하다.
상기 열가소성 수지의 유리 전이 온도(Tg)는 -30∼150℃인 것이 바람직하고, -20∼120℃인 것이 보다 바람직하다.
상기 열가소성 수지로는 예를 들면, 폴리에스테르, 폴리우레탄, 페녹시 수지, 폴리부텐, 폴리부타디엔, 폴리스티렌 등을 들 수 있다.
접착제 조성물 및 필름상 접착제가 함유하는 상기 열가소성 수지는 1종만이어도 되고, 2종 이상이어도 되고, 2종 이상인 경우, 이들의 조합 및 비율은 임의로 선택할 수 있다.
접착제 조성물에 있어서 용매 이외의 모든 성분의 총 함유량에 대한 중합체 성분(a)의 함유량 비율(즉, 필름상 접착제의 중합체 성분(a)의 함유량)은 중합체 성분(a)의 종류에 상관없이 20∼75질량％인 것이 바람직하고, 30∼65질량％인 것이 보다 바람직하다.
(에폭시계 열경화성 수지(b))
에폭시계 열경화성 수지(b)는 에폭시 수지(b1) 및 열경화제(b2)로 이루어진다.
접착제 조성물 및 필름상 접착제가 함유하는 에폭시계 열경화성 수지(b)는 1종만이어도 되고, 2종 이상이어도 되고, 2종 이상인 경우, 이들의 조합 및 비율은 임의로 선택할 수 있다.
·에폭시 수지(b1)
에폭시 수지(b1)로는 공지의 것을 들 수 있고 예를 들면, 다관능계 에폭시 수지, 비페닐 화합물, 비스페놀A 디글리시딜에테르 및 그 수첨물, 오쏘크레졸노볼락에폭시 수지, 디시클로펜타디엔형 에폭시 수지, 비페닐형 에폭시 수지, 비스페놀A형 에폭시 수지, 비스페놀F형 에폭시 수지, 페닐렌 골격형 에폭시 수지 등, 2관능 이상의 에폭시 화합물을 들 수 있다.
에폭시 수지(b1)로는 불포화 탄화수소기를 갖는 에폭시 수지를 사용해도 된다. 불포화 탄화수소기를 갖는 에폭시 수지는 불포화 탄화수소기를 갖지 않는 에폭시 수지보다 아크릴계 수지와의 상용성이 높다. 이 때문에 불포화 탄화수소기를 갖는 에폭시 수지를 함유함으로써, 필름상 접착제를 사용하여 얻어진 패키지의 신뢰성이 향상된다.
불포화 탄화수소기를 갖는 에폭시 수지로는 예를 들면, 다관능계 에폭시 수지의 에폭시기의 일부가 불포화 탄화수소기를 갖는 기로 변환되어 이루어지는 화합물을 들 수 있다. 이러한 화합물은 예를 들면, 에폭시기에 (메타)아크릴산 또는 그 유도체를 부가 반응시킴으로써 얻어진다. 한편, 본 명세서에 있어서 「유도체」란 특별히 언급하지 않는 한, 원래 화합물의 1개 이상의 기가 그 이외의 기(즉, 치환기)로 치환되어 이루어지는 것을 의미한다. 여기서, 「기」란 복수개의 원자가 결합하여 이루어지는 원자단뿐만 아니라, 1개의 원자도 포함하는 것으로 한다.
또한, 불포화 탄화수소기를 갖는 에폭시 수지로는 예를 들면, 에폭시 수지를 구성하는 방향 고리 등에 불포화 탄화수소기를 갖는 기가 직접 결합한 화합물 등을 들 수 있다.
불포화 탄화수소기는 중합성을 갖는 불포화기이며, 그 구체적인 예로는 에테닐기(즉, 비닐기), 2-프로페닐기(즉, 알릴기), (메타)아크릴로일기, (메타)아크릴아미드기 등을 들 수 있고, 아크릴로일기가 바람직하다.
에폭시 수지(b1)의 수평균 분자량은 특별히 한정되지 않지만, 필름상 접착제의 경화성, 그리고 경화 후의 필름상 접착제의 강도 및 내열성의 점에서, 300∼30000인 것이 바람직하고, 400∼10000인 것이 보다 바람직하고, 500∼3000인 것이 특히 바람직하다.
에폭시 수지(b1)의 에폭시 당량은 100∼1000g/eq인 것이 바람직하고, 150∼800g/eq인 것이 보다 바람직하다.
접착제 조성물 및 필름상 접착제가 함유하는 에폭시 수지(b1)는 1종만이어도 되고, 2종 이상이어도 되고, 2종 이상인 경우, 이들의 조합 및 비율은 임의로 선택할 수 있다.
·열경화제(b2)
열경화제(b2)는 에폭시 수지(b1)에 대한 경화제로서 기능한다.
열경화제(b2)로는 예를 들면, 1분자 중에 에폭시기와 반응할 수 있는 관능기를 2개 이상 갖는 화합물을 들 수 있다. 상기 관능기로는 예를 들면, 페놀성 수산기, 알코올성 수산기, 아미노기, 카르복시기, 산기가 무수물화된 기 등을 들 수 있고, 페놀성 수산기, 아미노기, 또는 산기가 무수물화된 기인 것이 바람직하고, 페놀성 수산기 또는 아미노기인 것이 보다 바람직하다.
열경화제(b2) 중 페놀성 수산기를 갖는 페놀계 경화제로는 예를 들면, 다관능 페놀 수지, 비페놀, 노볼락형 페놀 수지, 디시클로펜타디엔형 페놀 수지, 아랄킬형 페놀 수지 등을 들 수 있다.
열경화제(b2) 중 아미노기를 갖는 아민계 경화제로는 예를 들면, 디시안디아미드(DICY) 등을 들 수 있다.
열경화제(b2)는 불포화 탄화수소기를 갖는 것이어도 된다.
불포화 탄화수소기를 갖는 열경화제(b2)로는 예를 들면, 페놀 수지의 수산기 일부가 불포화 탄화수소기를 갖는 기로 치환되어 이루어지는 화합물, 페놀 수지의 방향 고리에 불포화 탄화수소기를 갖는 기가 직접 결합하여 이루어지는 화합물 등을 들 수 있다.
열경화제(b2)에 있어서의 상기 불포화 탄화수소기는 상술한 불포화 탄화수소기를 갖는 에폭시 수지에 있어서의 불포화 탄화수소기와 동일한 것이다.
열경화제(b2)로서 페놀계 경화제를 사용하는 경우에는, 필름상 접착제의 상기 접착력을 상술한 범위로 조절하는 것이 용이해지는 점에서, 열경화제(b2)는 연화점 또는 유리 전이 온도가 높은 것이 바람직하다.
열경화제(b2) 중 예를 들면, 다관능 페놀 수지, 노볼락형 페놀 수지, 디시클로펜타디엔형 페놀 수지, 아랄킬형 페놀 수지 등의 수지 성분의 수평균 분자량은 300∼30000인 것이 바람직하고, 400∼10000인 것이 보다 바람직하고, 500∼3000인 것이 특히 바람직하다.
열경화제(b2) 중 예를 들면, 비페놀, 디시안디아미드 등의 비수지 성분의 분자량은 특별히 한정되지 않지만 예를 들면, 60∼500인 것이 바람직하다.
접착제 조성물 및 필름상 접착제가 함유하는 열경화제(b2)는 1종만이어도 되고, 2종 이상이어도 되고, 2종 이상인 경우, 이들의 조합 및 비율은 임의로 선택할 수 있다.
접착제 조성물 및 필름상 접착제에 있어서 열경화제(b2)의 함유량은 에폭시 수지(b1)의 함유량 100질량부에 대해 0.1∼500질량부인 것이 바람직하고, 1∼200질량부인 것이 보다 바람직하다. 열경화제(b2)의 상기 함유량이 상기 하한값 이상임으로써, 필름상 접착제의 경화가 보다 진행되기 용이해진다. 또한, 열경화제(b2)의 상기 함유량이 상기 상한값 이하임으로써, 필름상 접착제의 흡습률이 저감되고 필름상 접착제를 사용하여 얻어진 패키지의 신뢰성이 보다 향상된다.
접착제 조성물 및 필름상 접착제에 있어서, 에폭시계 열경화성 수지(b)의 함유량(즉, 에폭시 수지(b1) 및 열경화제(b2)의 총 함유량)은 중합체 성분(a)의 함유량을 100질량부로 했을 때, 5∼100질량부인 것이 바람직하고, 7∼90질량부인 것이 보다 바람직하고, 9∼80질량부인 것이 특히 바람직하고, 예를 들면 9∼70질량부, 9∼60질량부, 9∼50질량부 및 9∼40질량부 등 어느 것이어도 된다. 에폭시계 열경화성 수지(b)의 상기 함유량이 이러한 범위임으로써 필름상 접착제 또는 적층체의 상기 파단 신도 및 필름상 접착제의 상기 접착력을 상술한 범위로 조절하는 것이 용이해진다.
상기 필름상 접착제는 그 각종 물성을 개량하기 위해, 중합체 성분(a) 및 에폭시계 열경화성 수지(b) 이외에 추가로 필요에 따라, 이들에 해당하지 않는 다른 성분을 함유하고 있어도 된다.
상기 필름상 접착제가 함유하는 다른 성분으로 바람직한 것으로는 예를 들면, 경화 촉진제(c), 충전재(d), 커플링제(e), 가교제(f), 에너지선 경화성 수지(g), 광중합 개시제(h), 범용 첨가제(i) 등을 들 수 있다.
(경화 촉진제(c))
경화 촉진제(c)는 접착제 조성물의 경화 속도를 조절하기 위한 성분이다.
바람직한 경화 촉진제(c)로는 예를 들면, 트리에틸렌디아민, 벤질디메틸아민, 트리에탄올아민, 디메틸아미노에탄올, 트리스(디메틸아미노메틸)페놀 등의 제3급 아민; 2-메틸이미다졸, 2-페닐이미다졸, 2-페닐-4-메틸이미다졸, 2-페닐-4,5-디히드록시메틸이미다졸, 2-페닐-4-메틸-5-히드록시메틸이미다졸 등의 이미다졸류(즉, 1개 이상의 수소 원자가 수소 원자 이외의 기로 치환된 이미다졸); 트리부틸포스핀, 디페닐포스핀, 트리페닐포스핀 등의 유기 포스핀류(즉, 1개 이상의 수소 원자가 유기기로 치환된 포스핀); 테트라페닐포스포늄테트라페닐보레이트, 트리페닐포스핀테트라페닐보레이트 등의 테트라페닐보론염 등을 들 수 있다.
접착제 조성물 및 필름상 접착제가 함유하는 경화 촉진제(c)는 1종만이어도 되고, 2종 이상이어도 되고, 2종 이상인 경우, 이들의 조합 및 비율은 임의로 선택할 수 있다.
경화 촉진제(c)를 사용하는 경우, 접착제 조성물 및 필름상 접착제에 있어서 경화 촉진제(c)의 함유량은 에폭시계 열경화성 수지(b)의 함유량을 100질량부로 했을 때, 0.01∼10질량부인 것이 바람직하고, 0.1∼5질량부인 것이 보다 바람직하다. 경화 촉진제(c)의 상기 함유량이 상기 하한값 이상임으로써, 경화 촉진제(c)를 사용한 것에 의한 효과가 보다 현저히 얻어진다. 또한, 경화 촉진제(c)의 함유량이 상기 상한값 이하임으로써, 예를 들면 고극성 경화 촉진제(c)가 고온·고습도 조건 하에서 필름상 접착제 중에 있어서 피착체와의 접착 계면측으로 이동하여 편석되는 것을 억제하는 효과가 높아지고, 반도체 가공용 시트를 사용하여 얻어진 패키지의 신뢰성이 보다 향상된다.
(충전재(d))
필름상 접착제는 충전재(d)를 함유함으로써, 그 열팽창 계수의 조정이 용이해지고, 이 열팽창 계수를 필름상 접착제의 첩부 대상물에 대해 최적화함으로써, 필름상 접착제를 사용하여 얻어진 패키지의 신뢰성이 보다 향상된다. 또한, 필름상 접착제가 충전재(d)를 함유함으로써, 경화 후의 필름상 접착제의 흡습률을 저감하거나 방열성을 향상시킬 수도 있다.
충전재(d)는 유기 충전재 및 무기 충전재의 어느 것이어도 되지만, 무기 충전재인 것이 바람직하다.
바람직한 무기 충전재로는 예를 들면, 실리카, 알루미나, 탤크, 탄산칼슘, 티탄 화이트, 벵갈라, 탄화규소, 질화붕소 등의 분말; 이들 무기 충전재를 구형화한 비즈; 이들 무기 충전재의 표면 개질품; 이들 무기 충전재의 단결정 섬유; 유리 섬유 등을 들 수 있다.
이들 중에서도 무기 충전재는 실리카 또는 알루미나인 것이 바람직하다.
접착제 조성물 및 필름상 접착제가 함유하는 충전재(d)는 1종만이어도 되고, 2종 이상이어도 되고, 2종 이상인 경우, 이들의 조합 및 비율은 임의로 선택할 수 있다.
충전재(d)를 사용하는 경우, 접착제 조성물에 있어서 용매 이외의 모든 성분의 총 함유량에 대한 충전재(d)의 함유량 비율(즉, 필름상 접착제의 충전재(d)의 함유량)은 5∼80질량％인 것이 바람직하고, 7∼60질량％인 것이 보다 바람직하다. 충전재(d)의 함유량이 이러한 범위임으로써 상기의 열팽창 계수의 조정이 보다 용이해진다.
(커플링제(e))
필름상 접착제는 커플링제(e)를 함유함으로써, 피착체에 대한 접착성 및 밀착성이 향상된다. 또한, 필름상 접착제가 커플링제(e)를 함유함으로써, 그 경화물은 내열성을 저해시키지 않고 내수성이 향상된다. 커플링제(e)는 무기 화합물 또는 유기 화합물과 반응 가능한 관능기를 갖는 것이다.
커플링제(e)는 중합체 성분(a), 에폭시계 열경화성 수지(b) 등이 갖는 관능기와 반응 가능한 관능기를 갖는 화합물인 것이 바람직하고, 실란 커플링제인 것이 보다 바람직하다.
바람직한 상기 실란 커플링제로는 예를 들면, 3-글리시딜옥시프로필트리메톡시실란, 3-글리시딜옥시프로필메틸디에톡시실란, 3-글리시딜옥시프로필트리에톡시실란, 3-글리시딜옥시메틸디에톡시실란, 2-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란, 3-메타크릴로일옥시프로필트리메톡시실란, 3-아미노프로필트리메톡시실란, 3-(2-아미노에틸아미노)프로필트리메톡시실란, 3-(2-아미노에틸아미노)프로필메틸디에톡시실란, 3-(페닐아미노)프로필트리메톡시실란, 3-아닐리노프로필트리메톡시실란, 3-우레이도프로필트리에톡시실란, 3-메르캅토프로필트리메톡시실란, 3-메르캅토프로필메틸디메톡시실란, 비스(3-트리에톡시실릴프로필)테트라술판, 메틸트리메톡시실란, 메틸트리에톡시실란, 비닐트리메톡시실란, 비닐트리아세톡시실란, 이미다졸실란 등을 들 수 있다.
접착제 조성물 및 필름상 접착제가 함유하는 커플링제(e)는 1종만이어도 되고, 2종 이상이어도 되고, 2종 이상인 경우, 이들의 조합 및 비율은 임의로 선택할 수 있다.
커플링제(e)를 사용하는 경우, 접착제 조성물 및 필름상 접착제에 있어서 커플링제(e)의 함유량은 중합체 성분(a) 및 에폭시계 열경화성 수지(b)의 총 함유량을 100질량부로 했을 때, 0.03∼20질량부인 것이 바람직하고, 0.05∼10질량부인 것이 보다 바람직하고, 0.1∼5질량부인 것이 특히 바람직하다.
커플링제(e)의 상기 함유량이 상기 하한값 이상임으로써, 충전재(d)의 수지에 대한 분산성의 향상이나, 필름상 접착제의 피착체와의 접착성 향상 등, 커플링제(e)를 사용한 것에 의한 효과가 보다 현저히 얻어진다. 또한, 커플링제(e)의 상기 함유량이 상기 상한값 이하임으로써, 아웃 가스의 발생이 보다 억제된다.
(가교제(f))
중합체 성분(a)으로서 상술한 아크릴계 수지 등의 다른 화합물과 결합 가능한 비닐기, (메타)아크릴로일기, 아미노기, 수산기, 카르복시기, 이소시아네이트기 등의 관능기를 갖는 것을 사용하는 경우, 접착제 조성물 및 필름상 접착제는 상기 관능기를 다른 화합물과 결합시켜 가교하기 위한 가교제(f)를 함유하고 있어도 된다. 가교제(f)를 사용하여 가교함으로써, 필름상 접착제의 초기 접착력 및 응집력을 조절할 수 있다.
가교제(f)로는 예를 들면, 유기 다가 이소시아네이트 화합물, 유기 다가 이민 화합물, 금속 킬레이트계 가교제(즉, 금속 킬레이트 구조를 갖는 가교제), 아지리딘계 가교제(즉, 아지리디닐기를 갖는 가교제) 등을 들 수 있다.
상기 유기 다가 이소시아네이트 화합물로는 예를 들면, 방향족 다가 이소시아네이트 화합물, 지방족 다가 이소시아네이트 화합물 및 지환족 다가 이소시아네이트 화합물(이하, 이들 화합물을 포괄하여 「방향족 다가 이소시아네이트 화합물 등」으로 약기하는 경우가 있다); 상기 방향족 다가 이소시아네이트 화합물 등의 삼량체, 이소시아누레이트체 및 어덕트체; 상기 방향족 다가 이소시아네이트 화합물 등과 폴리올 화합물을 반응시켜 얻어지는 말단 이소시아네이트 우레탄 프리폴리머 등을 들 수 있다. 상기 「어덕트체」는 상기 방향족 다가 이소시아네이트 화합물, 지방족 다가 이소시아네이트 화합물 또는 지환족 다가 이소시아네이트 화합물과 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 네오펜틸글리콜, 트리메틸올프로판 또는 피마자유 등의 저분자 활성 수소 함유 화합물의 반응물을 의미하고, 그 예로는 후술하는 바와 같은 트리메틸올프로판의 자일릴렌디이소시아네이트 부가물 등을 들 수 있다. 또한, 「말단 이소시아네이트 우레탄 프리폴리머」란 앞서 설명한 바와 같다.
상기 유기 다가 이소시아네이트 화합물로서 보다 구체적으로는 예를 들면, 2,4-톨릴렌디이소시아네이트; 2,6-톨릴렌디이소시아네이트; 1,3-자일릴렌디이소시아네이트; 1,4-자일렌디이소시아네이트; 디페닐메탄-4,4'-디이소시아네이트; 디페닐메탄-2,4'-디이소시아네이트; 3-메틸디페닐메탄디이소시아네이트; 헥사메틸렌디이소시아네이트; 이소포론디이소시아네이트; 디시클로헥실메탄-4,4'-디이소시아네이트; 디시클로헥실메탄-2,4'-디이소시아네이트; 트리메틸올프로판 등의 폴리올의 전부 또는 일부의 수산기에 톨릴렌디이소시아네이트, 헥사메틸렌디이소시아네이트 및 자일릴렌디이소시아네이트의 어느 1종 또는 2종 이상이 부가된 화합물; 리신디이소시아네이트 등을 들 수 있다.
상기 유기 다가 이민 화합물로는 예를 들면, N,N'-디페닐메탄-4,4'-비스(1-아지리딘카르복시아미드), 트리메틸올프로판-트리-β-아지리디닐프로피오네이트, 테트라메틸올메탄-트리-β-아지리디닐프로피오네이트, N,N'-톨루엔-2,4-비스(1-아지리딘카르복시아미드)트리에틸렌멜라민 등을 들 수 있다.
가교제(f)로서 유기 다가 이소시아네이트 화합물을 사용하는 경우, 중합체 성분(a)으로는 수산기 함유 중합체를 사용하는 것이 바람직하다. 가교제(f)가 이소시아네이트기를 갖고, 중합체 성분(a)이 수산기를 갖는 경우, 가교제(f)와 중합체 성분(a)의 반응에 의해 필름상 접착제에 가교 구조를 간편하게 도입할 수 있다.
접착제 조성물 및 필름상 접착제가 함유하는 가교제(f)는 1종만이어도 되고, 2종 이상이어도 되고, 2종 이상인 경우, 이들의 조합 및 비율은 임의로 선택할 수 있다.
가교제(f)를 사용하는 경우, 접착제 조성물에 있어서 가교제(f)의 함유량은 중합체 성분(a)의 함유량을 100질량부로 했을 때, 0.01∼20질량부인 것이 바람직하고, 0.1∼10질량부인 것이 보다 바람직하고, 0.3∼5질량부인 것이 특히 바람직하다. 가교제(f)의 상기 함유량이 상기 하한값 이상임으로써, 가교제(f)를 사용한 것에 의한 효과가 보다 현저히 얻어진다. 또한, 가교제(f)의 상기 함유량이 상기 상한값 이하임으로써, 가교제(f)의 과잉 사용이 억제된다.
(에너지선 경화성 수지(g))
필름상 접착제는 에너지선 경화성 수지(g)를 함유함으로써, 에너지선 조사에 의해 특성을 변화시킬 수 있다.
에너지선 경화성 수지(g)는 에너지선 경화성 화합물을 중합(경화)하여 얻어진 것이다.
상기 에너지선 경화성 화합물로는 예를 들면, 분자 내에 적어도 1개의 중합성 이중 결합을 갖는 화합물을 들 수 있고, (메타)아크릴로일기를 갖는 아크릴레이트계 화합물이 바람직하다.
상기 아크릴레이트계 화합물로는 예를 들면, 트리메틸올프로판트리(메타)아크릴레이트, 테트라메틸올메탄테트라(메타)아크릴레이트, 펜타에리스리톨트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리스리톨테트라(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨모노히드록시펜타(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨헥사(메타)아크릴레이트, 1,4-부틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 1,6-헥산디올디(메타)아크릴레이트 등의 사슬형 지방족 골격 함유 (메타)아크릴레이트; 디시클로펜타닐디(메타)아크릴레이트 등의 고리형 지방족 골격 함유 (메타)아크릴레이트; 폴리에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트 등의 폴리알킬렌글리콜(메타)아크릴레이트; 올리고에스테르(메타)아크릴레이트; 우레탄(메타)아크릴레이트 올리고머; 에폭시 변성 (메타)아크릴레이트; 상기 폴리알킬렌글리콜(메타)아크릴레이트 이외의 폴리에테르(메타)아크릴레이트; 이타콘산 올리고머 등을 들 수 있다.
에너지선 경화성 수지(g)의 중량 평균 분자량은 100∼30000인 것이 바람직하고, 300∼10000인 것이 보다 바람직하다.
접착제 조성물이 함유하는 에너지선 경화성 수지(g)는 1종만이어도 되고, 2종 이상이어도 되고, 2종 이상인 경우, 이들의 조합 및 비율은 임의로 선택할 수 있다.
에너지선 경화성 수지(g)를 사용하는 경우, 접착제 조성물에 있어서 용매 이외의 모든 성분의 총 함유량에 대한 에너지선 경화성 수지(g)의 함유량 비율은 1∼95질량％인 것이 바람직하고, 5∼90질량％인 것이 보다 바람직하고, 10∼85질량％인 것이 특히 바람직하다.
(광중합 개시제(h))
접착제 조성물은 에너지선 경화성 수지(g)를 함유하는 경우, 에너지선 경화성 수지(g)의 중합 반응을 효율적으로 진행하기 위해, 광중합 개시제(h)를 함유하고 있어도 된다.
접착제 조성물에 있어서의 광중합 개시제(h)로는 예를 들면, 벤조인, 벤조인메틸에테르, 벤조인에틸에테르, 벤조인이소프로필에테르, 벤조인이소부틸에테르, 벤조인벤조산, 벤조인벤조산메틸, 벤조인디메틸케탈 등의 벤조인 화합물; 아세토페논, 2-히드록시-2-메틸-1-페닐-프로판-1-온, 2,2-디메톡시-1,2-디페닐에탄-1-온 등의 아세토페논 화합물; 비스(2,4,6-트리메틸벤조일)페닐포스핀옥사이드, 2,4,6-트리메틸벤조일디페닐포스핀옥사이드 등의 아실포스핀옥사이드 화합물; 벤질페닐술피드, 테트라메틸티우람모노술피드 등의 술피드 화합물; 1-히드록시시클로헥실페닐케톤 등의 α-케톨 화합물; 아조비스이소부티로니트릴 등의 아조 화합물; 티타노센 등의 티타노센 화합물; 티옥산톤 등의 티옥산톤 화합물; 퍼옥사이드 화합물; 디아세틸 등의 디케톤 화합물; 벤질; 디벤질; 벤조페논; 2,4-디에틸티옥산톤; 1,2-디페닐메탄; 2-히드록시-2-메틸-1-[4-(1-메틸비닐)페닐]프로파논; 1-클로로안트라퀴논, 2-클로로안트라퀴논 등의 퀴논 화합물 등을 들 수 있다.
또한, 광중합 개시제(h)로는 예를 들면, 아민 등의 광증감제 등도 들 수 있다.
접착제 조성물이 함유하는 광중합 개시제(h)는 1종만이어도 되고, 2종 이상이어도 되고, 2종 이상인 경우, 이들의 조합 및 비율은 임의로 선택할 수 있다.
광중합 개시제(h)를 사용하는 경우, 접착제 조성물에 있어서 광중합 개시제(h)의 함유량은 에너지선 경화성 수지(g)의 함유량을 100질량부로 했을 때, 0.1∼20질량부인 것이 바람직하고, 1∼10질량부인 것이 보다 바람직하고, 2∼5질량부인 것이 특히 바람직하다.
(범용 첨가제(i))
범용 첨가제(i)는 공지의 것이어도 되고, 목적에 따라 임의로 선택할 수 있으며, 특별히 한정되지 않지만 바람직한 것으로는 예를 들면, 가소제, 대전 방지제, 산화 방지제, 착색제(즉, 염료 또는 안료), 게터링제 등을 들 수 있다.
접착제 조성물 및 필름상 접착제가 함유하는 범용 첨가제(i)는 1종만이어도 되고, 2종 이상이어도 되고, 2종 이상인 경우, 이들의 조합 및 비율은 임의로 선택할 수 있다.
접착제 조성물 및 필름상 접착제의 함유량은 특별히 한정되지 않으며, 목적에 따라 적절히 선택하면 된다.
접착제 조성물 및 필름상 접착제에 있어서는, 필름상 접착제의 표면 상태가 양호해지는 등 조막성이 향상되는 점에서는, 중합체 성분(a)의 함유량은 중합체 성분(a), 에폭시계 열경화성 수지(b) 및 충전재(d)의 총 함유량(즉, 중합체 성분(a), 에폭시 수지(b1), 열경화제(b2) 및 충전재(d)의 총 함유량)을 100질량부로 했을 때, 30질량부 이상인 것이 바람직하고, 38질량부 이상인 것이 보다 바람직하다. 또한, 상술한 점에서 중합체 성분(a)의 상기 함유량의 상한값은 특별히 한정되지 않지만 65질량부인 것이 바람직하다.
한편, 접착제 조성물 및 필름상 접착제에 있어서는, 필름상 접착제의 신뢰성이 향상되는 점에서는, 중합체 성분(a)의 함유량은 중합체 성분(a), 에폭시계 열경화성 수지(b) 및 충전재(d)의 총 함유량(즉, 중합체 성분(a), 에폭시 수지(b1), 열경화제(b2) 및 충전재(d)의 총 함유량)을 100질량부로 했을 때, 45질량부 이상인 것이 바람직하다. 또한, 상술한 점에서 중합체 성분(a)의 상기 함유량의 상한값은 특별히 한정되지 않지만 65질량부인 것이 바람직하다.
(용매)
접착제 조성물은 용매를 추가로 함유하는 것이 바람직하다. 용매를 함유하는 접착제 조성물은 취급성이 양호해진다.
상기 용매는 특별히 한정되지 않지만 바람직한 것으로는 예를 들면, 톨루엔, 자일렌 등의 탄화수소; 메탄올, 에탄올, 2-프로판올, 이소부틸알코올(2-메틸프로판-1-올), 1-부탄올 등의 알코올; 초산에틸 등의 에스테르; 아세톤, 메틸에틸케톤 등의 케톤; 테트라히드로푸란 등의 에테르; 디메틸포름아미드, N-메틸피롤리돈 등의 아미드(즉, 아미드 결합을 갖는 화합물) 등을 들 수 있다.
접착제 조성물이 함유하는 용매는 1종만이어도 되고, 2종 이상이어도 되고, 2종 이상인 경우, 이들의 조합 및 비율은 임의로 선택할 수 있다.
접착제 조성물이 함유하는 용매는 접착제 조성물 중의 함유 성분을 보다 균일하게 혼합할 수 있는 점에서, 메틸에틸케톤 등인 것이 바람직하다.
[접착제 조성물의 제조 방법]
접착제 조성물은 이를 구성하기 위한 각 성분을 배합함으로써 얻어진다.
각 성분의 배합시에 있어서의 첨가 순서는 특별히 한정되지 않으며, 2종 이상의 성분을 동시에 첨가해도 된다.
용매를 사용하는 경우에는 용매를 용매 이외의 어느 배합 성분과 혼합하여 이 배합 성분을 미리 희석해 둠으로써 사용해도 되고, 용매 이외의 어느 배합 성분을 미리 희석해 두지 않고, 용매를 이들 배합 성분과 혼합함으로써 사용해도 된다.
배합시 각 성분을 혼합하는 방법은 특별히 한정되지 않으며, 교반자 또는 교반 날개 등을 회전시켜 혼합하는 방법; 믹서를 이용하여 혼합하는 방법; 초음파를 가하여 혼합하는 방법 등 공지의 방법으로부터 적절히 선택하면 된다.
각 성분의 첨가 및 혼합시의 온도 그리고 시간은 각 배합 성분이 열화되지 않는 한 특별히 한정되지 않으며, 적절히 조절하면 되지만, 온도는 15∼30℃인 것이 바람직하다.
◎ 반도체 가공용 시트
본 발명의 반도체 가공용 시트는 지지 시트 상에 상술한 본 발명의 필름상 접착제가 형성된 것이다.
본 발명의 반도체 가공용 시트는 그 필름상 접착제 상에 미리 분할된 복수개의 반도체 칩을 형성해 두고, 지지 시트와 함께 필름상 접착제를 이 필름상 접착제의 표면에 따른 방향에 있어서 확장시키는, 이른바 익스팬드를 저온 하에서 행함으로써, 필름상 접착제를 반도체 칩의 외형에 맞춰 절단하는 공정에서 사용하는 것이 바람직하다. 회로가 형성되어 있는 면(이하, 「회로 형성면」으로 약기하는 경우가 있다)과는 반대측 면(즉, 이면)에 절단 후의 필름상 접착제를 구비한 반도체 칩(본 명세서에 있어서는 「필름상 접착제가 형성된 반도체 칩」으로 칭하는 경우가 있다)은 픽업한 후, 반도체 장치의 제조에 사용된다.
본 발명의 반도체 가공용 시트를 사용함으로써, 필름상 접착제의 익스팬드에 의한 절단시에 있어서는 필름상 접착제는 목적의 개소에서 절단됨과 함께, 그 절단 개소에 있어서 필름상 접착제의 결함 등 이상의 발생이 억제되고 우수한 절단 특성을 나타낸다. 따라서, 필름상 접착제가 형성된 반도체 칩을 공정 이상을 수반하지 않고 용이하게 픽업할 수 있다.
상술한 바와 같은 필름상 접착제의 익스팬드에 의한 절단은 예를 들면, 두께가 얇은 반도체 칩을 구비한 필름상 접착제가 형성된 반도체 칩을 제조할 때, 적용하기에 바람직하다.
분할된 복수개의 반도체 칩은 예를 들면, 반도체 웨이퍼의 상기 필름상 접착제의 첩부면(즉, 이면)과는 반대측 회로 형성면(즉, 표면)으로부터 홈을 형성하고, 이 홈에 도달할 때까지 상기 이면을 연삭함으로써 제작할 수 있다. 이와 같이, 반도체 웨이퍼를 분할하지 않고 홈의 저부를 남기도록 반도체 웨이퍼를 절입하는 조작은 하프 컷이라고 불린다. 단, 본 발명에 있어서 「하프 컷」이란 홈의 깊이가 예를 들면, 반도체 웨이퍼의 두께의 절반 등 특정 값이 되도록 반도체 웨이퍼를 절입하는 조작만을 의미하는 것은 아니며, 상기한 바와 같이 홈의 저부를 남기도록 반도체 웨이퍼를 절입하는 조작 전반을 의미한다.
상기 홈을 형성하는 방법으로는 예를 들면, 블레이드를 이용하여 반도체 웨이퍼를 절입함으로써 홈을 형성하는 방법(즉, 블레이드 다이싱), 레이저 조사에 의해 반도체 웨이퍼를 절입함으로써 홈을 형성하는 방법(즉, 레이저 다이싱), 연마제를 포함하는 물의 분사에 의해 반도체 웨이퍼를 절입함으로써 홈을 형성하는 방법(즉, 워터 다이싱) 등을 들 수 있다. 그러나, 이들과 같이 반도체 웨이퍼의 일부를 잘라냄으로써 반도체 칩을 제조하는 경우에는, 반도체 웨이퍼의 일부를 잘라낸(즉, 반도체 웨이퍼에 홈을 형성한) 만큼, 반도체 웨이퍼의 손실이 발생하여 1장의 반도체 웨이퍼로부터 얻어지는 반도체 칩의 수가 적어진다. 또한, 최종적으로 반도체 칩보다 절단 후의 필름상 접착제쪽이 커지기 때문에 필름상 접착제의 절단시나, 후술하는 필름상 접착제가 형성된 반도체 칩의 픽업시, 절단 후의 필름상 접착제가 반도체 칩의 측면 등에 권부될 수 있다.
한편, 분할된 복수개의 반도체 칩은 반도체 웨이퍼의 내부에 설정된 초점에 집속되도록 적외역의 레이저 광을 조사하여, 반도체 웨이퍼의 내부에 개질층을 형성한 후, 반도체 웨이퍼의 상기 이면을 연삭함과 함께, 또한 상기 이면을 연삭 중의 반도체 웨이퍼에 대해 연삭시의 힘을 가함으로써, 상기 개질층의 형성 부위에 있어서 반도체 웨이퍼를 분할함으로써도 제작할 수 있다. 이 방법에서는 반도체 웨이퍼의 일부를 잘라내는 공정이 존재하지 않으므로 상술한 바와 같은 반도체 칩의 제작수 저하, 절단 후의 필름상 접착제의 반도체 칩의 측면 등으로의 권부 등이 억제되는 점에서 유리하다.
＜＜지지 시트＞＞
상기 지지 시트로는 기재를 갖는 것을 들 수 있다. 이러한 지지 시트는 예를 들면, 기재로 이루어지는(즉, 기재만을 갖는) 것이어도 되고, 기재와 기재 이외의 다른 층을 갖는 것이어도 된다. 상기 다른 층을 갖는 지지 시트로는 예를 들면, 기재 상에 점착제층을 구비한 것을 들 수 있다.
본 발명의 반도체 가공용 시트에 있어서 상기 필름상 접착제는 지지 시트 상에 형성된다. 따라서, 예를 들면, 지지 시트가 기재 상에 점착제층을 구비한 것인 경우에는 점착제층 상에 필름상 접착제가 형성되고, 지지 시트가 기재로 이루어지는 것인 경우에는 기재에 필름상 접착제가 직접 접촉하여 형성된다.
상기 지지 시트는 1층(즉, 단층)으로 이루어져도 되고, 2층 이상의 복수층으로 이루어져도 된다. 지지 시트가 복수층으로 이루어지는 경우, 이들 복수층은 서로 동일해도 상이해도 되며, 이들 복수층의 조합은 본 발명의 효과를 저해하지 않는 한 특별히 한정되지 않는다.
지지 시트로는 기재 상에 점착제층이 형성된 것이 바람직하고, 기재에 점착제층이 직접 접촉하여 형성된 것이 보다 바람직하다.
즉, 본 발명의 반도체 가공용 시트로는 기재 상에 점착제층이 형성되고, 점착제층 상에 필름상 접착제가 형성된 것이 바람직하고, 기재에 점착제층이 직접 접촉하여 형성되고, 점착제층 상에 필름상 접착제가 형성된 것이 보다 바람직하고, 기재에 점착제층이 직접 접촉하여 형성되고, 점착제층에 필름상 접착제가 직접 접촉하여 형성된 것이 특히 바람직하다.
＜기재＞
상기 기재의 구성 재료는 각종 수지인 것이 바람직하고, 구체적으로는 예를 들면, 폴리에틸렌(저밀도 폴리에틸렌(LDPE로 약기하는 경우가 있다), 직쇄 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE로 약기하는 경우가 있다), 고밀도 폴리에틸렌(HDPE로 약기하는 경우가 있다) 등), 폴리프로필렌, 폴리부텐, 폴리부타디엔, 폴리메틸펜텐, 스티렌·에틸렌부틸렌·스티렌 블록 공중합체, 폴리염화비닐, 염화비닐 공중합체, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리우레탄, 폴리우레탄아크릴레이트, 폴리이미드, 에틸렌초산비닐 공중합체, 아이오노머 수지, 에틸렌·(메타)아크릴산 공중합체, 에틸렌·(메타)아크릴산에스테르 공중합체, 폴리스티렌, 폴리카보네이트, 불소 수지, 이들 중 어느 수지의 수첨가물, 변성물, 가교물 또는 공중합물 등을 들 수 있다.
기재를 구성하는 수지는 1종만이어도 되고, 2종 이상이어도 되고, 2종 이상인 경우, 이들의 조합 및 비율은 임의로 선택할 수 있다.
기재는 1층(즉, 단층)으로 이루어져도 되고, 2층 이상의 복수층으로 이루어져도 된다. 기재가 복수층으로 이루어지는 경우, 이들 복수층은 서로 동일해도 상이해도 되며 이들 복수층의 조합은 본 발명의 효과를 저해하지 않는 한 특별히 한정되지 않는다.
단층으로 이루어지는 기재는 그 표면이 공지의 방법으로 박리 처리되어 있어도 된다.
기재의 두께는 목적에 따라 적절히 선택할 수 있지만 50㎛∼300㎛인 것이 바람직하고, 70㎛∼150㎛인 것이 보다 바람직하다.
여기서, 「기재의 두께」란 기재 전체의 두께를 의미하고, 예를 들면, 복수층으로 이루어지는 기재의 두께란 기재를 구성하는 모든 층의 합계 두께를 의미한다. 한편, 기재의 두께 측정 방법으로는 예를 들면, 임의의 5개소에 있어서 접촉식 두께계를 이용하여 두께를 측정하고 측정값의 평균을 산출하는 방법 등을 들 수 있다.
기재는 그 위에 형성되는 후술하는 점착제층 등의 다른 층과의 밀착성을 향상시키기 위해 샌드 블라스트 처리, 용제 처리 등에 의한 요철화 처리나, 코로나 방전 처리, 전자선 조사 처리, 플라즈마 처리, 오존·자외선 조사 처리, 화염 처리, 크롬산 처리, 열풍 처리 등의 산화 처리 등이 표면에 실시된 것이어도 된다.
또한, 기재는 표면이 프라이머 처리가 실시된 것이어도 된다.
또한, 기재는 대전 방지 코트층, 반도체 가공용 시트를 중합하여 보존할 때, 기재가 다른 시트에 접착하는 것이나, 기재가 흡착 테이블에 접착하는 것을 방지하는 층 등을 갖는 것이어도 된다.
＜점착제층＞
상기 점착제층은 시트상 또는 필름상이며, 점착제를 함유한다.
상기 점착제층은 공지의 것이어도 된다.
상기 점착제로는 예를 들면, 아크릴계 수지, 우레탄계 수지, 고무계 수지, 실리콘계 수지, 에폭시계 수지, 폴리비닐에테르, 폴리카보네이트 등의 점착성 수지를 들 수 있고, 아크릴계 수지가 바람직하다.
한편, 본 발명에 있어서 「점착성 수지」란 점착성을 갖는 수지와 접착성을 갖는 수지의 양쪽을 포함하는 개념이며, 예를 들면, 수지 자체가 점착성을 가질 뿐만 아니라, 첨가제 등의 다른 성분과의 병용에 의해 점착성을 나타내는 수지나, 열 또는 물 등의 트리거의 존재에 의해 접착성을 나타내는 수지 등도 포함한다.
점착제층은 에너지선 경화성 및 비에너지선 경화성 중 어느 것이어도 되지만, 비에너지선 경화성인 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서 「에너지선」이란 전자파 또는 하전 입자선 중에서 에너지 양자를 갖는 것을 의미하고, 그 예로서 자외선, 전자선 등을 들 수 있다.
자외선은 예를 들면, 자외선원으로서 고압 수은 램프, 퓨전 H 램프, 크세논 램프 또는 발광 다이오드 등을 사용함으로써 조사할 수 있다. 전자선은 전자선 가속기 등에 의해 발생시킨 것을 조사할 수 있다.
본 발명에 있어서 「에너지선 경화성」이란 에너지선을 조사함으로써 경화하는 성질을 의미하고, 「비에너지선 경화성」이란 에너지선을 조사해도 경화하지 않는 성질을 의미한다.
본 발명에 있어서의 점착제층으로 바람직한 것으로는 예를 들면, 두께가 200㎛인 점착제층의 0℃에 있어서의 저장 탄성률이 1000MPa 이하이며, 반도체 웨이퍼의 미러면에 대한 상기 점착제층의 점착력이 200mN/25㎜ 이하인 것을 들 수 있다.
단, 바람직한 점착제층은 이에 한정되지 않는다.
상기 저장 탄성률을 구하는 대상의 점착제층은 두께가 200㎛인 단층의 점착제층이어도 되고, 두께가 200㎛ 미만인 점착제층을 합계 두께가 200㎛가 되도록 2층 이상 적층하여 얻어진 적층체여도 된다.
한편, 본 명세서에 있어서는 저장 탄성률을 구하는 대상의 점착제층이 단층의 점착제층 및 상기 적층체 중 어느 것이어도 단순히 「점착제층」으로 기재한다.
또한, 본 명세서에 있어서 상술한 「점착제층의 저장 탄성률」, 「적층체의 저장 탄성률」이란 특별히 언급하지 않는 한, 점착제층이 경화성인 경우에는 각각 「경화하기 전의 점착제층의 저장 탄성률」, 「점착제층이 경화하기 전의 적층체의 저장 탄성률」을 의미한다.
상기 점착제층 또는 적층체의 0℃에 있어서의 저장 탄성률은 1000MPa 이하인 것이 바람직하고, 996MPa 이하인 것이 보다 바람직하다. 상기 저장 탄성률이 상기 상한값 이하임으로써, 후술하는 바와 같이 필름상 접착제의 익스팬드에 의한 절단시에 있어서 필름상 접착제가 형성된 반도체 칩의 점착제층으로부터의 들뜸이나 비산이 억제된다.
상기 점착제층 또는 적층체의 0℃에 있어서의 저장 탄성률의 하한값은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면, 100MPa, 300MPa, 500MPa 중 어느 것으로 할 수 있지만 이들은 일례이다.
상기 저장 탄성률(MPa)은 측정 대상의 상기 점착제층 또는 적층체를 승온 속도 10℃/min, 주파수 11Hz의 조건으로, 예를 들면 -50℃에서 50℃까지 등, 특정 온도 범위로 승온시켰을 때의 저장 탄성률(MPa)을 측정함으로써 구할 수 있다.
상기 저장 탄성률은 예를 들면, 점착제층 함유 성분의 종류 및 양 등을 조절함으로써 적절히 조절할 수 있다.
예를 들면, 점착성 수지를 구성하고 있는 모노머의 비율, 가교제의 배합량, 충전제의 함유량 등을 조절함으로써, 상기 점착제층의 저장 탄성률 및 상기 적층체의 저장 탄성률을 용이하게 조절할 수 있다.
단, 이들 조절 방법은 일례에 불과하다.
상기 점착제층의 반도체 웨이퍼에 대한 점착력은 200mN/25㎜ 이하인 것이 바람직하고, 196mN/25㎜ 이하인 것이 보다 바람직하다. 상기 점착력이 상기 상한값 이하임으로써, 후술하는 바와 같이 에너지선 조사 등에 의한 점착제층의 경화를 행하지 않아도, 필름상 접착제가 형성된 반도체 칩을 용이하게 픽업할 수 있다.
상기 점착제층의 반도체 웨이퍼에 대한 점착력의 하한값은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면, 10mN/25㎜, 30mN/25㎜, 50mN/25㎜ 중 어느 것으로 할 수 있지만 이들은 일례이다.
한편, 본 명세서에 있어서 「점착제층의 반도체 웨이퍼에 대한 점착력」이란 특별히 언급하지 않는 한, 점착제층이 경화성인 경우에는 「경화 전의 점착제층의 반도체 웨이퍼에 대한 점착력」을 의미한다. 또한, 상기 점착력 측정은 특별히 언급하지 않는 한, JIS Z0237 2008에 규정되어 있는 표준 상태에서의 점착력 측정이다.
본 발명에 있어서 상기 점착력(mN/25㎜)은 이하의 방법으로 측정할 수 있다. 즉, 폭이 25㎜이고 길이가 임의인 기재 상에 점착제층이 형성되어 이루어지는 상기 지지 시트를 제작한다. 이어서, 상온 하에서 점착제층에 의해 이 지지 시트를 반도체 웨이퍼에 첩부한다. 그리고, 이 온도인 채로 반도체 웨이퍼로부터 지지 시트를 점착제층 및 반도체 웨이퍼의 서로 접촉하고 있던 면끼리가 180°의 각도를 이루도록 박리 속도 300㎜/min로 박리하는, 이른바 180°박리를 행한다. 이 때의 박리력을 측정하여, 그 측정값을 상기 점착력(mN/25㎜)으로 한다. 측정에 제공되는 상기 지지 시트의 길이는 박리력을 안정적으로 측정할 수 있는 범위이면 특별히 한정되지 않는다.
실리콘 웨이퍼 등의 반도체 웨이퍼는 그 종류가 상이하거나 동일한 종류에서 제조 로트가 상이해도, 그 동일한 부위에 동일한 점착제층을 첩부한 경우이면 점착제층과의 점착력의 편차가 작다. 이 때문에 점착제층의 점착력은 그 측정 대상물로서 반도체 웨이퍼를 선택함으로써, 고정밀도로 특정할 수 있다. 본 발명에 있어서는 점착제층으로서 그 반도체 웨이퍼의 미러면에 대한 점착력이 200mN/25㎜ 이하인 것을 선택함으로써, 필름상 접착제가 형성된 반도체 칩을 점착제층으로부터 분리하여 픽업할 때, 공정 이상의 발생을 억제하여 용이하게 픽업할 수 있도록 점착제층의 필름상 접착제에 대한 점착력을 조절할 수 있다. 이러한 본 발명의 효과는 상기 분야에서 사용되는 필름상 접착제 전반에 대해 발현한다.
상기 점착제층의 반도체 웨이퍼에 대한 점착력은 예를 들면, 점착제층 함유 성분의 종류 및 양 등을 조절함으로써 적절히 조절할 수 있다.
예를 들면, 점착성 수지를 구성하고 있는 모노머의 조합, 상기 모노머의 비율, 가교제의 배합량, 충전제의 함유량 등을 조절함으로써, 점착제층의 상기 접착력을 용이하게 조절할 수 있다.
단, 이들 조절 방법은 일례에 불과하다.
점착제층은 1층(즉, 단층)으로 이루어져도 되고, 2층 이상의 복수층으로 이루어져도 된다. 점착제층이 복수층으로 이루어지는 경우, 이들 복수층은 서로 동일해도 상이해도 되며, 이들 복수층의 조합은 본 발명의 효과를 저해하지 않는 한 특별히 한정되지 않는다.
점착제층의 두께는 목적에 따라 적절히 선택할 수 있지만 1㎛∼100㎛인 것이 바람직하고, 1㎛∼60㎛인 것이 보다 바람직하고, 1㎛∼30㎛인 것이 특히 바람직하다.
여기서, 「점착제층의 두께」란 점착제층 전체의 두께를 의미하고, 예를 들면, 복수층으로 이루어지는 점착제층의 두께란 점착제층을 구성하는 모든 층의 합계 두께를 의미한다. 한편, 점착제층의 두께 측정 방법으로는 예를 들면, 임의의 5개소에 있어서 접촉식 두께계를 이용하여 두께를 측정하고 측정값의 평균을 산출하는 방법 등을 들 수 있다.
상기 점착제층은 점착제를 함유하는 점착제 조성물로 형성할 수 있다. 예를 들면, 점착제층의 형성 대상면에 점착제 조성물을 도공하고 필요에 따라 건조시킴으로써, 목적으로 하는 부위에 점착제층을 형성할 수 있다. 점착제층의 보다 구체적인 형성 방법은 다른 층의 형성 방법과 함께 뒤에 상세히 설명한다. 점착제 조성물 중 상온에서 기화하지 않는 성분끼리의 함유량 비율은 통상, 점착제층의 상기 성분끼리의 함유량 비율과 동일해진다.
점착제 조성물의 도공은 공지의 방법으로 행하면 되며, 상술한 접착제 조성물의 도공과 동일한 방법으로 행할 수 있다.
점착제 조성물의 건조 조건은 특별히 한정되지 않지만, 점착제 조성물은 후술하는 용매를 함유하고 있는 경우, 가열 건조시키는 것이 바람직하고, 이 경우, 예를 들면, 70∼130℃에서 10초∼5분의 조건으로 건조시키는 것이 바람직하다.
[점착제 조성물]
상기 점착제 조성물은 비에너지선 경화성인 것이 바람직하다.
비에너지선 경화성 점착제 조성물로는 예를 들면, 상기 아크릴계 수지, 우레탄계 수지, 고무계 수지, 실리콘계 수지, 에폭시계 수지, 폴리비닐에테르, 또는 폴리카보네이트 등의 점착성 수지(이하, 「점착성 수지(i)」라고 칭한다)를 함유하는 것을 들 수 있다.
(점착성 수지(i))
상기 점착성 수지(i)는 상기 아크릴계 수지인 것이 바람직하다.
점착성 수지(i)에 있어서의 상기 아크릴계 수지로는 예를 들면, 적어도 (메타)아크릴산알킬에스테르 유래의 구성 단위를 갖는 아크릴계 중합체를 들 수 있다.
상기 아크릴계 수지가 갖는 구성 단위는 1종만이어도 되고, 2종 이상이어도 되고, 2종 이상인 경우, 이들의 조합 및 비율은 임의로 선택할 수 있다.
상기 (메타)아크릴산알킬에스테르로는 예를 들면, 알킬에스테르를 구성하는 알킬기의 탄소수가 1∼20인 것을 들 수 있고, 상기 알킬기는 직쇄형 또는 분기쇄형인 것이 바람직하다.
(메타)아크릴산알킬에스테르로서 보다 구체적으로는 (메타)아크릴산메틸, (메타)아크릴산에틸, (메타)아크릴산n-프로필, (메타)아크릴산이소프로필, (메타)아크릴산n-부틸, (메타)아크릴산이소부틸, (메타)아크릴산sec-부틸, (메타)아크릴산tert-부틸, (메타)아크릴산펜틸, (메타)아크릴산헥실, (메타)아크릴산헵틸, (메타)아크릴산2-에틸헥실, (메타)아크릴산이소옥틸, (메타)아크릴산n-옥틸, (메타)아크릴산n-노닐, (메타)아크릴산이소노닐, (메타)아크릴산데실, (메타)아크릴산운데실, (메타)아크릴산도데실((메타)아크릴산라우릴이라고도 한다), (메타)아크릴산트리데실, (메타)아크릴산테트라데실((메타)아크릴산미리스틸이라고도 한다), (메타)아크릴산펜타데실, (메타)아크릴산헥사데실((메타)아크릴산팔미틸이라고도 한다), (메타)아크릴산헵타데실, (메타)아크릴산옥타데실((메타)아크릴산스테아릴이라고도 한다), (메타)아크릴산노나데실, (메타)아크릴산이코실 등을 들 수 있다.
점착제층의 점착력이 향상되는 점에서는, 상기 아크릴계 중합체는 상기 알킬기의 탄소수가 4 이상인 (메타)아크릴산알킬에스테르 유래의 구성 단위를 갖는 것이 바람직하다. 그리고, 점착제층의 점착력이 보다 향상되는 점에서, 상기 알킬기의 탄소수는 4∼12인 것이 바람직하고, 4∼8인 것이 보다 바람직하다. 또한, 상기 알킬기의 탄소수가 4 이상인 (메타)아크릴산알킬에스테르는 아크릴산알킬에스테르인 것이 바람직하다.
상기 아크릴계 중합체는 (메타)아크릴산알킬에스테르 유래의 구성 단위 이외에, 추가로 관능기 함유 모노머 유래의 구성 단위를 갖는 것이 바람직하다.
상기 관능기 함유 모노머로는 예를 들면, 상기 관능기가 후술하는 가교제와 반응함으로써 가교의 기점이 되거나, 상기 관능기가 불포화기 함유 화합물 중의 불포화기와 반응함으로써, 아크릴계 중합체의 측쇄에 불포화기의 도입을 가능하게 하는 것을 들 수 있다.
관능기 함유 모노머 중의 상기 관능기로는 예를 들면, 수산기, 카르복시기, 아미노기, 에폭시기 등을 들 수 있다.
즉, 관능기 함유 모노머로는 예를 들면, 수산기 함유 모노머, 카르복시기 함유 모노머, 아미노기 함유 모노머, 에폭시기 함유 모노머 등을 들 수 있다.
상기 수산기 함유 모노머로는 예를 들면, (메타)아크릴산히드록시메틸, (메타)아크릴산2-히드록시에틸, (메타)아크릴산2-히드록시프로필, (메타)아크릴산3-히드록시프로필, (메타)아크릴산2-히드록시부틸, (메타)아크릴산3-히드록시부틸, (메타)아크릴산4-히드록시부틸 등의 (메타)아크릴산히드록시알킬; 비닐알코올, 알릴알코올 등의 비(메타)아크릴계 불포화 알코올(즉, (메타)아크릴로일 골격을 갖지 않는 불포화 알코올) 등을 들 수 있다.
상기 카르복시기 함유 모노머로는 예를 들면, (메타)아크릴산, 크로톤산 등의 에틸렌성 불포화 모노카르복실산(즉, 에틸렌성 불포화 결합을 갖는 모노카르복실산); 푸마르산, 이타콘산, 말레산, 시트라콘산 등의 에틸렌성 불포화 디카르복실산(즉, 에틸렌성 불포화 결합을 갖는 디카르복실산); 상기 에틸렌성 불포화 디카르복실산의 무수물; 2-카르복시에틸메타크릴레이트 등의 (메타)아크릴산카르복시알킬에스테르 등을 들 수 있다.
관능기 함유 모노머는 수산기 함유 모노머, 카르복시기 함유 모노머가 바람직하고, 수산기 함유 모노머가 보다 바람직하다.
상기 아크릴계 중합체를 구성하는 관능기 함유 모노머는 1종만이어도 되고, 2종 이상이어도 되고, 2종 이상인 경우, 이들의 조합 및 비율은 임의로 선택할 수 있다.
상기 아크릴계 중합체에 있어서 관능기 함유 모노머 유래의 구성 단위의 함유량은 구성 단위의 전체량에 대해 1∼35질량％인 것이 바람직하고, 3∼32질량％인 것이 보다 바람직하고, 5∼30질량％인 것이 특히 바람직하다.
상기 아크릴계 중합체는 (메타)아크릴산알킬에스테르 유래의 구성 단위 및 관능기 함유 모노머 유래의 구성 단위 이외에, 추가로 다른 모노머 유래의 구성 단위를 갖고 있어도 된다.
상기 다른 모노머는 (메타)아크릴산알킬에스테르 등과 공중합 가능한 것이면 특별히 한정되지 않는다.
상기 다른 모노머로는 예를 들면, 스티렌, α-메틸스티렌, 비닐톨루엔, 포름산비닐, 초산비닐, 아크릴로니트릴, 아크릴아미드 등을 들 수 있다.
상기 아크릴계 중합체를 구성하는 상기 다른 모노머는 1종만이어도 되고, 2종 이상이어도 되고, 2종 이상인 경우, 이들의 조합 및 비율은 임의로 선택할 수 있다.
상기 아크릴계 중합체 이외의 점착성 수지(i)도, 상기 아크릴계 중합체와 동일하게, 관능기 함유 모노머 유래의 구성 단위를 갖는 것이 바람직하다.
점착제 조성물이 함유하는 점착성 수지(i)는 1종만이어도 되고, 2종 이상이어도 되고, 2종 이상인 경우, 이들의 조합 및 비율은 임의로 선택할 수 있다.
점착제 조성물에 있어서 용매 이외의 성분의 총 함유량에 대한 점착성 수지(i)의 함유량 비율(즉, 점착제층의 점착성 수지(i)의 함유량)은 45∼90질량％인 것이 바람직하고, 55∼87질량％인 것이 보다 바람직하고, 65∼84질량％인 것이 특히 바람직하다. 점착성 수지(i)의 함유량의 상기 비율이 이러한 범위임으로써 점착제층의 점착성이 보다 양호해진다.
(가교제(ii))
점착제 조성물은 가교제(ii)를 함유하는 것이 바람직하다.
가교제(ii)는 예를 들면, 상기 관능기와 반응하여, 점착성 수지(i)끼리를 가교하는 것이다.
가교제(ii)로는 예를 들면, 톨릴렌디이소시아네이트, 헥사메틸렌디이소시아네이트, 자일릴렌디이소시아네이트, 이들 디이소시아네이트의 어덕트체 등의 이소시아네이트계 가교제(즉, 이소시아네이트기를 갖는 가교제); 에틸렌글리콜 글리시딜에테르 등의 에폭시계 가교제(즉, 글리시딜기를 갖는 가교제); 헥사[1-(2-메틸)-아지리디닐]트리포스파트리아진 등의 아지리딘계 가교제(즉, 아지리디닐기를 갖는 가교제); 알루미늄킬레이트 등의 금속 킬레이트계 가교제(즉, 금속 킬레이트 구조를 갖는 가교제); 이소시아누레이트계 가교제(즉, 이소시아눌산 골격을 갖는 가교제) 등을 들 수 있다.
점착제의 응집력을 향상시켜 점착제층의 점착력을 향상시키는 점 및 입수가 용이하다는 등의 점에서, 가교제(ii)는 이소시아네이트계 가교제인 것이 바람직하다.
점착제 조성물이 함유하는 가교제(ii)는 1종만이어도 되고, 2종 이상이어도 되고, 2종 이상인 경우, 이들의 조합 및 비율은 임의로 선택할 수 있다.
점착제 조성물이 가교제(ii)를 함유하는 경우, 점착제 조성물에 있어서 가교제(ii)의 함유량은 점착성 수지(i)의 함유량을 100질량부로 했을 때, 5∼50질량부인 것이 바람직하고, 10∼45질량부인 것이 보다 바람직하고, 15∼40질량부인 것이 특히 바람직하다. 가교제(ii)의 상기 함유량이 상기 하한값 이상임으로써, 가교제(ii)를 사용한 것에 의한 효과가 보다 현저히 얻어진다. 또한, 가교제(ii)의 상기 함유량이 상기 상한값 이하임으로써, 점착제층의 필름상 접착제에 대한 점착력의 조절이 보다 용이해진다.
(그 밖의 첨가제)
점착제 조성물은 본 발명의 효과를 저해하지 않는 범위 내에 있어서 상술한 어느 성분에도 해당하지 않는 그 밖의 첨가제를 함유하고 있어도 된다.
상기 그 밖의 첨가제로는 예를 들면, 대전 방지제, 산화 방지제, 연화제(즉, 가소제), 충전재(즉, 필러), 방청제, 착색제(즉, 안료 또는 염료), 증감제, 점착 부여제, 반응 지연제, 가교 촉진제(즉, 촉매) 등의 공지의 첨가제를 들 수 있다.
한편, 「반응 지연제」란 예를 들면, 점착제 조성물 중에 혼입되어 있는 촉매의 작용에 의해 보존 중의 점착제 조성물에 있어서 목적으로 하지 않는 가교 반응의 진행을 억제하는 것이다. 반응 지연제로는 예를 들면, 촉매에 대한 킬레이트에 의해 킬레이트 착체를 형성하는 것을 들 수 있고, 보다 구체적으로는 1분자 중에 카르보닐기(-C(=O)-)를 2개 이상 갖는 것을 들 수 있다.
점착제 조성물이 함유하는 그 밖의 첨가제는 1종만이어도 되고, 2종 이상이어도 되고, 2종 이상인 경우, 이들의 조합 및 비율은 임의로 선택할 수 있다.
점착제 조성물에 있어서 그 밖의 첨가제의 함유량은 특별히 한정되지 않으며, 그 종류에 따라 적절히 선택하면 된다.
(용매)
점착제 조성물은 용매를 함유하고 있어도 된다. 점착제 조성물은 용매를 함유함으로써, 도공 대상면에 대한 도공 적성이 향상된다.
상기 용매는 유기 용매인 것이 바람직하고, 상기 유기 용매로는 예를 들면, 메틸에틸케톤, 아세톤 등의 케톤; 초산에틸 등의 카르복실산에스테르; 테트라히드로푸란, 디옥산 등의 에테르; 시클로헥산, n-헥산 등의 지방족 탄화수소; 톨루엔, 자일렌 등의 방향족 탄화수소; 1-프로판올, 2-프로판올 등의 알코올 등을 들 수 있다.
상기 용매로는 예를 들면, 점착성 수지(i)의 제조시 사용한 것을 점착성 수지(i)로부터 제거하지 않고, 그대로 점착제 조성물에 있어서 사용해도 되고, 점착성 수지(i)의 제조시 사용한 것과 동일 또는 상이한 종류의 용매를 점착제 조성물의 제조시 별도 첨가해도 된다.
점착제 조성물이 함유하는 용매는 1종만이어도 되고, 2종 이상이어도 되고, 2종 이상인 경우, 이들의 조합 및 비율은 임의로 선택할 수 있다.
점착제 조성물에 있어서 용매의 함유량은 특별히 한정되지 않으며, 적절히 조절하면 된다.
[점착제 조성물의 제조 방법]
점착제 조성물은 이를 구성하기 위한 각 성분을 배합함으로써 얻어지고, 예를 들면, 배합 성분이 상이한 점 이외에는 상술한 접착제 조성물의 경우와 동일한 방법으로 제조할 수 있다.
도 1은 본 발명의 반도체 가공용 시트의 일 실시형태를 모식적으로 나타내는 단면도이다. 한편, 이하의 설명에서 사용하는 도면은 본 발명의 특징을 알기 쉽게 하기 위해 편의상, 주요부가 되는 부분을 확대하여 나타내고 있는 경우가 있으며, 각 구성 요소의 치수 비율 등이 실제와 동일하다고는 한정되지 않는다.
여기에 나타내는 반도체 가공용 시트(1)는 기재(11) 상에 점착제층(12)이 형성되고, 점착제층(12) 상에 필름상 접착제(13)가 형성되어 이루어지는 것이다.
반도체 가공용 시트(1)에 있어서 점착제층(12)은 기재(11)의 한쪽 표면(11a)에 적층되고, 필름상 접착제(13)는 점착제층(12)의 한쪽 표면, 즉, 점착제층(12)의 기재(11)가 형성되어 있는 측과는 반대측 표면(12a)에 적층되어 있다. 필름상 접착제(13)는 상술한 본 발명의 필름상 접착제이다.
즉, 반도체 가공용 시트(1)는 지지 시트(10)로서 기재(11) 상에 점착제층(12)이 형성된 것을 사용하며, 점착제층(12)에 필름상 접착제(13)가 직접 접촉하여 형성된 것이다.
한편, 본 발명의 반도체 가공용 시트는 도 1에 나타내는 것으로 한정되지 않으며, 본 발명의 효과를 저해하지 않는 범위 내에 있어서, 도 1에 나타내는 것에 있어서 일부의 구성이 변경, 삭제 또는 추가된 것이어도 된다.
＜＜반도체 가공용 시트의 제조 방법＞＞
상기 반도체 가공용 시트는 상술한 각층을 대응하는 위치 관계가 되도록 순차 적층함으로써 제조할 수 있다. 각층의 형성 방법은 앞서 설명한 바와 같다.
예를 들면, 기재 상에 점착제층 또는 필름상 접착제를 적층하는 경우에는, 박리 필름 상에 점착제 조성물 또는 접착제 조성물을 도공하고, 필요에 따라 건조시킴으로써 박리 필름 상에 점착제층 또는 필름상 접착제를 미리 형성해 두고, 이 형성된 점착제층 또는 필름상 접착제의 상기 박리 필름과 접촉하고 있는 측과는 반대측 노출면을 기재의 표면과 첩합하면 된다. 이 때, 점착제 조성물 또는 접착제 조성물은 박리 필름의 박리 처리면에 도공하는 것이 바람직하다. 박리 필름은 적층 구조의 형성 후, 필요에 따라 제거하면 된다.
예를 들면, 기재 상에 점착제층이 적층되고, 상기 점착제층 상에 필름상 접착제가 적층되어 이루어지는 반도체 가공용 시트(즉, 지지 시트가 기재 및 점착제층의 적층물인 반도체 가공용 시트)를 제조하는 경우에는, 상술한 방법으로 기재 상에 점착제층을 적층해 두고, 별도로, 박리 필름 상에 접착제 조성물을 도공하고 필요에 따라 건조시킴으로써 박리 필름 상에 필름상 접착제를 형성해 두고, 이 필름상 접착제의 노출면을 기재 상에 적층된 점착제층의 노출면과 첩합하여, 필름상 접착제를 점착제층 상에 적층함으로써 반도체 가공용 시트가 얻어진다. 박리 필름 상에 필름상 접착제를 형성하는 경우도 접착제 조성물은 박리 필름의 박리 처리면에 도공하는 것이 바람직하고, 박리 필름은 적층 구조의 형성 후, 필요에 따라 제거하면 된다.
이와 같이, 반도체 가공용 시트를 구성하는 기재 이외의 층은 모두, 박리 필름 상에 미리 형성해 두고, 목적으로 하는 층의 표면에 첩합하는 방법으로 적층할 수 있기 때문에, 필요에 따라 이러한 공정을 채용하는 층을 적절히 선택하여, 반도체 가공용 시트를 제조하면 된다.
한편, 반도체 가공용 시트는 통상, 이를 다이싱용 링 프레임 등의 지그에 고정하기 위한 지그용 접착제층 등, 필요한 층을 모두 형성한 후, 그 지지 시트와는 반대측 최표층의 표면에 박리 필름이 첩합된 상태로 보관된다.
＜＜반도체 장치의 제조 방법＞＞
본 발명의 반도체 장치의 제조 방법은 상술한 본 발명의 필름상 접착제를 사용한 반도체 장치의 제조 방법으로서, 지지 시트 상에 상기 필름상 접착제가 형성되고, 상기 필름상 접착제의 상기 지지 시트가 형성되어 있는 측과는 반대측 표면에 분할된 복수개의 반도체 칩이 형성되어 이루어지는 적층 구조체를 형성하는 적층 구조체 형성 공정과, 상기 적층 구조체의 필름상 접착제를 냉각하면서 그 표면에 대해 평행한 방향으로 익스팬드하여 필름상 접착제를 절단하는 절단 공정과, 절단 후의 상기 필름상 접착제를 구비한 상기 반도체 칩(본 명세서에 있어서는 「필름상 접착제가 형성된 반도체 칩」으로 약기하는 경우가 있다)을 상기 지지 시트로부터 픽업하는(즉, 분리하는) 분리 공정을 갖는다.
상기 지지 시트 상에 상기 필름상 접착제가 형성된 것은 상술한 본 발명의 반도체 가공용 시트이며, 후술하는 바와 같이 본 발명의 반도체 장치의 제조 방법은 본 발명의 필름상 접착제 또는 반도체 가공용 시트를 사용한 것이다.
본 발명의 필름상 접착제 또는 반도체 가공용 시트를 사용함으로써, 상기 절단 공정에 있어서는 필름상 접착제의 익스팬드에 의한 필름상 접착제의 절단시, 필름상 접착제의 결함 등의 이상 없이, 필름상 접착제를 목적의 개소에서 용이하게 절단할 수 있다.
또한, 상술한 비에너지선 경화성 점착제층을 갖는 반도체 가공용 시트를 사용한 경우에는, 상기 분리 공정에 있어서는 에너지선 조사에 의한 점착제층의 경화를 행하지 않아도, 필름상 접착제가 형성된 반도체 칩을 용이하게 점착제층으로부터 분리하여 픽업할 수 있다. 이 경우, 반도체 장치의 제조 공정을 간략화할 수 있다.
이하, 도 2를 참조하면서 상기 제조 방법에 대해 설명한다. 도 2는 본 발명의 필름상 접착제 또는 반도체 가공용 시트를 사용한 경우의 반도체 장치의 제조 방법의 일 실시형태를 모식적으로 설명하기 위한 단면도이다. 여기서는, 도 1에 나타내는 필름상 접착제(13) 또는 반도체 가공용 시트(1)를 사용한 경우의 제조 방법에 대해 설명한다. 한편, 도 2 이후에 있어서 도 1에 나타내는 것과 동일한 구성 요소에는 도 1의 경우와 동일한 부호를 부여하고, 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 도 2에서는 반도체 가공용 시트와 반도체 칩에 관한 구성만 단면 표시하고 있다.
＜적층 구조체 형성 공정＞
도 2(a)에 나타내는 적층 구조체(101)는 기재(11) 상에 점착제층(12)이 형성되고, 점착제층(12)의 표면(12a)에 필름상 접착제(13)가 형성되고, 필름상 접착제(13)의 점착제층(12)이 형성되어 있는 측과는 반대측 표면(13a)에 분할된 복수개의 반도체 칩(8)이 형성되어 이루어진다.
한편, 도 2에서는 복수개의 반도체 칩(8)끼리 사이의 공극부(즉, 상기 홈에 유래하는 것)를 강조 표시하고 있다.
상기 적층 구조체 형성 공정에 있어서는 예를 들면, 분할된 복수개의 반도체 칩(8)의 이면(8b)에, 1장의 필름상 접착제(13)를 첩부한 후, 이 필름상 접착제(13)의 반도체 칩(8)을 구비하고 있는 측과는 반대측 표면(즉, 이면)(13b)에, 지지 시트(10)의 점착제층(12)을 첩부함으로써, 적층 구조체(101)를 형성할 수 있다. 또한, 본 발명의 반도체 가공용 시트(1)를 사용하여 그 필름상 접착제(13)의 점착제층(12)을 구비하고 있는 측과는 반대측 표면(13a)을 분할된 복수개의 반도체 칩(8)의 이면(8b)에 첩부함으로써도, 적층 구조체(101)를 형성할 수 있다.
분할된 복수개의 반도체 칩(8)은 상술한 바와 같이 반도체 웨이퍼의 필름상 접착제(13)의 첩부면(즉, 이면)과는 반대측 회로 형성면(즉, 표면)으로부터 홈을 형성하고, 이 홈에 도달할 때까지 상기 이면을 연삭함으로써 제작할 수 있다. 그리고, 상기 홈은 블레이드 다이싱, 레이저 다이싱, 워터 다이싱 등의 방법으로 형성할 수 있다.
도 3은 이러한 반도체 웨이퍼에 홈을 형성하여 반도체 칩을 얻는 방법의 일 실시형태를 모식적으로 설명하기 위한 단면도이다.
이 방법에서는 도 3(a)에 나타내는 바와 같이 반도체 웨이퍼(8')에, 그 회로 형성면인 한쪽 표면(8a')으로부터 블레이드 다이싱, 레이저 다이싱, 워터 다이싱 등의 방법으로 홈(80')을 형성한다.
이어서, 도 3(b)에 나타내는 바와 같이 반도체 웨이퍼(8')의 상기 표면(즉, 회로 형성면)(8a')과는 반대측 면(즉, 이면)(8b')을 연삭한다. 상기 이면(8b')의 연삭은 공지의 방법에 의해 예를 들면, 그라인더(62)를 이용하여 행할 수 있다. 상기 이면(8b')의 연삭은 여기에 나타내는 바와 같이 반도체 웨이퍼(8')의 상기 표면(8a')에 백 그라인드 테이프(63)를 첩부하여 행하는 것이 바람직하다.
그리고, 홈(80')에 도달할 때까지 상기 이면(8b')을 연삭함으로써, 도 3(c)에 나타내는 바와 같이 반도체 웨이퍼(8')로부터의 복수개의 반도체 칩(8)이 얻어진다. 반도체 웨이퍼(8')의 상기 이면(8b')은 반도체 칩(8)의 이면(8b), 즉, 필름상 접착제(13)를 형성하기 위한 면이 된다.
단, 반도체 장치의 상기 제조 방법에서는 이들 반도체 웨이퍼의 일부를 잘라내는 방법이 아니라, 앞서 설명한 바와 같이, 반도체 웨이퍼의 내부에 개질층을 형성하고, 이 개질층의 형성 부위에 있어서 반도체 웨이퍼를 분할하는 방법을 채용하는 것이 바람직하다.
즉, 본 발명의 반도체 장치의 제조 방법에 있어서는, 상기 적층 구조체 형성 공정 전에, 추가로 반도체 웨이퍼의 내부에 설정된 초점에 집속하도록 적외역의 레이저 광을 조사하여 상기 반도체 웨이퍼의 내부에 개질층을 형성하는 개질층 형성 공정과, 상기 개질층을 형성한 상기 반도체 웨이퍼에 있어서 상기 필름상 접착제를 형성하기 위한 면을 연삭함과 함께 연삭시의 힘을 상기 반도체 웨이퍼에 가함으로써, 상기 개질층의 부위에 있어서 상기 반도체 웨이퍼를 분할하여 복수개의 반도체 칩을 얻는 분할 공정을 갖고, 상기 분할 공정에서 얻어진 복수개의 반도체 칩을 상기 적층 구조체 형성 공정에서 사용하는 것이 바람직하다.
도 4는 이러한 반도체 웨이퍼에 개질층을 형성하여 반도체 칩을 얻는 방법의 일 실시형태를 모식적으로 설명하기 위한 단면도이다.
＜개질층 형성 공정＞
이 방법에서는 상기 개질층 형성 공정에 있어서, 도 4(a)에 나타내는 바와 같이 반도체 웨이퍼(8')의 내부에 설정된 초점에 집속되도록 적외역의 레이저 광을 조사하여 반도체 웨이퍼(8')의 내부에 개질층(81')을 형성한다.
개질층 형성 공정에 있어서는 예를 들면, 레이저 광의 조사에 의해 반도체 웨이퍼(8')의 표면이나 표면 근방의 영역이 받는 데미지를 최소한으로 하면서 개질층(81')을 형성하기 위해, 개구도(NA)가 큰 레이저 광을 조사하는 것이 바람직하다.
＜분할 공정＞
이어서, 상기 분할 공정에 있어서는, 도 4(b)에 나타내는 바와 같이 반도체 웨이퍼(8')의 상기 표면(즉, 회로 형성면)(8a')과는 반대측 면(즉, 이면)(8b')을 연삭한다. 이 때, 연삭은 앞의 도 3을 인용하여 설명한 홈을 형성한 반도체 웨이퍼의 이면의 연삭과 동일한 방법으로 행할 수 있다. 예를 들면, 이 때, 상기 이면(8b')의 연삭은 반도체 웨이퍼(8')의 상기 표면(8a')에 백 그라인드 테이프(63)를 첩부하여 행하는 것이 바람직하다.
그리고, 반도체 웨이퍼(8')의 상기 이면(8b')을 연삭함과 함께, 또한 이 연삭 중의 반도체 웨이퍼(8')에 대해 연삭시의 힘을 가하여, 개질층(81')의 형성 부위에 있어서 반도체 웨이퍼(8')를 분할함으로써, 도 4(c)에 나타내는 바와 같이 반도체 웨이퍼(8')로부터 복수개의 반도체 칩(8)이 얻어진다. 이 경우도, 도 3을 인용하여 설명한 경우와 동일하게 반도체 웨이퍼(8')의 상기 이면(8b')은 반도체 칩(8)의 이면(8b), 즉, 필름상 접착제(13)를 형성하기 위한 면이 된다.
상술한 어느 방법에서도 백 그라인드 테이프(63)를 사용한 경우, 얻어진 복수개의 반도체 칩(8)은 백 그라인드 테이프(63) 상에서 정렬한 상태로 유지된다.
반도체 칩(8)의 두께는 특별히 한정되지 않지만, 5㎛∼60㎛인 것이 바람직하고, 10㎛∼55㎛인 것이 보다 바람직하다. 이러한 박형의 반도체 칩을 사용한 경우, 본 발명의 반도체 가공용 시트를 사용한 경우의 효과가 보다 현저히 얻어진다.
＜절단 공정＞
상술한 반도체 장치의 제조 방법으로의 상기 절단 공정에 있어서는, 상기 적층 구조체 형성 공정 후, 도 2(b)에 나타내는 바와 같이 적층 구조체(101)의 필름상 접착제(13)를 냉각하면서, 필름상 접착제(13)의 표면(13a)에 대해 평행한 방향으로 필름상 접착제(13)를 익스팬드하여 필름상 접착제(13)를 절단한다. 필름상 접착제(13)는 기재(11) 및 점착제층(12)(즉, 지지 시트(10))과 함께 익스팬드하면 된다. 여기서는, 절단 후의 필름상 접착제를 부호 13'를 부여하여 나타내고 있지만, 이러한 절단 후의 필름상 접착제(13')를 단순히 「필름상 접착제(13')」라고 칭할 수 있다. 또한, 필름상 접착제(13)의 익스팬드의 방향을 화살표 I로 나타내고 있다.
상기 절단 공정에 있어서 필름상 접착제(13)의 냉각 온도는 특별히 한정되지 않지만, 필름상 접착제(13)를 보다 용이하게 절단할 수 있는 점에서, -15∼10℃인 것이 바람직하다.
상기 절단 공정에 있어서 필름상 접착제(13)의 익스팬드 속도(즉, 확장 속도)는 본 발명의 효과를 저해하지 않는 범위 내이면 특별히 한정되지 않지만, 0.5∼100㎜/sec인 것이 바람직하고, 0.5∼60㎜/sec인 것이 보다 바람직하고, 예를 들면, 1∼50㎜/sec 등이어도 된다. 익스팬드 속도가 이러한 범위 내임으로써, 본 발명의 효과가 보다 현저히 얻어진다. 또한, 익스팬드 속도가 상기 상한값 이하임으로써, 필름상 접착제(13)의 익스팬드시에 있어서 반도체 칩(8)이 보다 데미지를 받기 어려워진다.
상기 절단 공정에 있어서는 필름상 접착제(13)(즉, 반도체 가공용 시트(1))를 사용함으로써, 필름상 접착제(13)가 목적의 개소에서 절단됨과 함께, 그 절단 개소에 있어서 필름상 접착제(13')의 결함 등 이상의 발생이 억제된다.
상기 절단 공정에 있어서는 0℃에 있어서의 저장 탄성률이 1000MPa 이하가 되는 상술한 점착제층을 사용함으로써, 필름상 접착제(13)의 절단시에 있어서 절단 후의 필름상 접착제(13')를 구비한 반도체 칩(8)(즉, 필름상 접착제가 형성된 반도체 칩)의 점착제층(12)으로부터의 들뜸이나 비산이 억제된다.
＜분리 공정＞
상기 분리 공정에 있어서는 상기 절단 공정 후, 도 2(c)에 나타내는 바와 같이 절단 후의 필름상 접착제(13')를 구비한 반도체 칩(8)을 지지 시트(10)(즉, 점착제층(12))로부터 분리하여 픽업을 행한다.
상기 분리 공정에 있어서는 반도체 장치의 제조 장치의 인상부(61)에 의해 반도체 칩(8)을 인상함으로써, 이 반도체 칩(8)의 이면(8b)에 첩부되어 있는 절단 후의 필름상 접착제(13')를 점착제층(12)으로부터 박리시킨다. 반도체 칩(8)을 인상하는 방법은 공지의 방법이면 되며, 예를 들면, 진공 콜릿에 의해 반도체 칩(8)의 표면을 흡착하여 인상하는 방법 등을 들 수 있다. 여기서는, 반도체 칩(8)의 인상 방향을 화살표 II로 나타내고 있다.
상기 분리 공정에 있어서는 반도체 웨이퍼에 대한 점착력이 200mN/25㎜ 이하인 상술한 점착제층을 사용함으로써, 에너지선 조사 등에 의한 점착제층의 경화를 행하지 않아도, 필름상 접착제가 형성된 반도체 칩을 용이하게 픽업할 수 있다.
반도체 장치의 상기 제조 방법에 있어서는, 절단 후의 필름상 접착제(13')와 함께 분리된(즉, 픽업된) 반도체 칩(8)(즉, 필름상 접착제가 형성된 반도체 칩)을 사용하고, 이후는 종래법과 동일한 방법으로, 즉, 상기 반도체 칩을 기판의 회로면에 필름상 접착제에 의해 다이 본딩하는 공정을 거쳐 반도체 장치를 제조할 수 있다. 예를 들면, 상기 반도체 칩(8)을 기판의 회로면에 필름상 접착제(13')에 의해 다이 본딩하고, 필요에 따라, 이 반도체 칩(8)에 추가로 반도체 칩을 1개 이상 적층하여 와이어 본딩을 행한 후, 전체를 수지에 의해 봉지함으로써, 반도체 패키지로 한다(도시 생략). 그리고, 이 반도체 패키지를 사용하여 목적으로 하는 반도체 장치를 제작하면 된다.
본 발명의 필름상 접착제 또는 반도체 가공용 시트를 사용한 반도체 장치의 제조 방법은 도 2를 인용하여 설명한 상술의 방법으로 한정되지 않으며, 본 발명의 효과를 저해하지 않는 범위 내에 있어서, 상술한 방법에 있어서 일부의 구성이 변경, 삭제 또는 추가된 것이어도 된다.
실시예
이하, 구체적 실시예에 의해 본 발명에 대해서 보다 상세히 설명한다. 단, 본 발명은 이하에 나타내는 실시예로 한정되는 것은 전혀 아니다.
접착제 조성물의 제조에 사용한 성분을 이하에 나타낸다.
·중합체 성분
(a)-1: 아크릴산메틸(이하, 「MA」로 약기한다)(95질량부) 및 아크릴산-2-히드록시에틸(이하, 「HEA」로 약기한다)(5질량부)을 공중합하여 이루어지는 아크릴계 수지(중량 평균 분자량 800000, 유리 전이 온도 9℃).
·에폭시 수지
(b1)-1: 아크릴로일기가 부가된 크레졸노볼락형 에폭시 수지(닛폰 화약사 제조 「CNA147」, 에폭시 당량 518g/eq, 수평균 분자량 2100, 불포화기 함유량은 에폭시기와 같은 양)
·열경화제
(b2)-1: 아랄킬페놀 수지(미츠이 화학사 제조 「미렉스 XLC-4L」, 수평균 분자량 1100)
·충전재
(d)-1: 구상 실리카(아드마텍스사 제조 「YA050C-MJE」, 평균 입경 50㎚, 메타크릴실란 처리품)
·커플링제
(e)-1: 실란 커플링제, 3-글리시독시프로필메틸디에톡시실란(신에츠 화학 공업사 제조 「KBE-402」)
·가교제
(f)-1: 톨릴렌디이소시아네이트계 가교제(도요 잉크 제조사 제조 「BHS8515」)
＜필름상 접착제 및 반도체 가공용 시트의 제조＞
[실시예 1]
(접착제 조성물의 제조)
중합체 성분((a)-1), 에폭시 수지((b1)-1), 열경화제((b2)-1), 충전재((d)-1), 커플링제((e)-1) 및 가교제((f)-1)를 이들의 함유량(질량부)이 표 1에 나타내는 값이 되도록 메틸에틸케톤에 용해 또는 분산시키고, 23℃에서 교반함으로써, 접착제 조성물을 얻었다.
(필름상 접착제의 제조)
폴리에틸렌테레프탈레이트제 필름(두께 38㎛)의 편면이 실리콘 처리에 의해 박리 처리된 박리 필름의 상기 박리 처리면에 상기에서 얻어진 접착제 조성물을 도공하고, 120℃에서 3분 가열 건조시킴으로써, 두께 20㎛의 필름상 접착제를 형성했다.
이어서, 이 필름상 접착제의 노출면에 별도로, 상기 박리 필름의 박리 처리면을 첩부하여, 필름상 접착제의 양면에 상기 박리 필름이 첩부된 필름상 접착제 적층물을 얻었다.
(점착제 조성물의 제조)
점착성 수지(100질량부)에 대해 가교제(30.16질량부)를 첨가하고 23℃에서 교반함으로써, 비에너지선 경화성 점착제 조성물을 얻었다. 한편, 여기에 나타내는 배합부수는 모두 고형분 환산값이다.
상기 점착성 수지는 아크릴산-2-에틸헥실(80질량부) 및 아크릴산-2-히드록시에틸(20질량부)을 공중합하여 이루어지는 아크릴계 중합체(중량 평균 분자량 860000, 유리 전이 온도 -61℃)이다. 또한, 상기 가교제는 트리메틸올프로판의 톨릴렌디이소시아네이트 삼량체 부가물(토소사 제조 「코로네이트 L」)이다.
(점착 시트의 제조)
폴리에틸렌테레프탈레이트제 필름의 편면이 실리콘 처리에 의해 박리 처리된 박리 필름(린텍사 제조 「SP-PET381031」, 두께 38㎛)의 상기 박리 처리면에 상기에서 얻어진 점착제 조성물을 도공하고, 120℃에서 2분간 가열 건조시킴으로써, 두께 10㎛의 점착제층을 형성했다.
이어서, 이 점착제층의 노출면에 기재로서 두께 110㎛의 저밀도 폴리에틸렌(LDPE)제 필름을 첩합함으로써, 박리 필름을 구비한 점착 시트를 얻었다.
(반도체 가공용 시트의 제조)
상기 필름상 접착제 적층물을 제조 직후부터 상온 하에서 1주간 보존한 후, 한쪽 박리 필름을 제거하고 필름상 접착제의 한쪽 표면을 노출시켰다. 또한, 상기에서 얻어진 점착 시트로부터 박리 필름을 제거하고 점착제층의 한쪽 표면을 노출시켰다. 그리고, 필름상 접착제의 노출면과 점착제층의 노출면을 첩합함으로써, 기재, 점착제층, 필름상 접착제 및 박리 필름이 이 순서로 적층되어 이루어지는 반도체 가공용 시트를 얻었다.
[실시예 2∼7, 비교예 1∼7]
접착제 조성물의 함유 성분을 표 1 또는 표 2에 나타내는 바와 같이 한 점 이외에는 실시예 1과 동일한 방법으로, 필름상 접착제 및 반도체 가공용 시트를 제조했다.
한편, 상기의 실시예 및 비교예에서 제조한 접착제 조성물의 고형분 농도는 18∼24질량％이다.
＜필름상 접착제 및 반도체 가공용 시트의 평가＞
상기에서 얻어진 필름상 접착제 및 반도체 가공용 시트에 대해 하기 항목을 평가했다.
(적층체의 파단 신도)
라미네이터를 이용하여 상기에서 얻어진 필름상 접착제를 복수층 첩합함으로써, 합계 두께가 60㎛인 필름상 접착제가 적층된 적층체를 제작했다. 추가로, 이 적층체를 재단하여 폭 6㎜, 길이 5㎜, 두께 60㎛의 시험편을 제작했다.
이어서, 얻어진 시험편의 온도를 0℃로 설정하고, 동적 점탄성 측정 장치(TA instruments사 제조 「DMA Q800」)를 이용하여 이 시험편을 인장하고, 시험편, 즉 경화 전의 필름상 접착제가 적층되어 이루어지는 상기 적층체의 파단 신도(％)를 구했다. 시험편을 인장할 때에는 시험편에 가해지는 하중을 1N/min부터 18N/min까지 변화시켰다. 결과를 표 1 또는 표 2에 나타낸다.
(필름상 접착제의 반도체 웨이퍼에 대한 접착력)
폴리에틸렌테레프탈레이트제 필름(두께 50㎛)의 편면에 강한 점착력의 점착층(두께 24㎛)이 적층되어 이루어지는 점착 테이프를 준비했다. 상기에서 얻어진 필름상 접착제 적층물로부터 한쪽의 박리 필름을 제거하고, 필름상 접착제의 한쪽 표면을 노출시켰다. 그리고, 필름상 접착제의 이 노출면에 라미네이터를 이용하여 상기 점착 테이프의 점착층을 첩합함으로써, 적층 시트를 제작했다. 추가로, 이 적층 시트를 폭 25㎜, 길이 150㎜의 크기로 재단한 후, 필름상 접착제로부터 나머지 박리 필름을 제거하여 시험편을 제작했다.
라미네이터를 이용하여 50℃로 가열한 필름상 접착제를 개재하여, 이 시험편을 실리콘 웨이퍼의 미러면에 첩합하고, 23℃의 온도 조건 하에서 30분 정치했다. 이어서, 만능 인장 시험기(시마즈 제작소사 제조 「오토 그래프」)를 이용하여, 동일한 온도인 채로 실리콘 웨이퍼로부터 상기 시험편을 시험편(즉, 필름상 접착제) 및 실리콘 웨이퍼의 서로 접촉하고 있던 면끼리가 180°의 각도를 이루도록 박리 속도 300㎜/min로 박리하는, 이른바 180°박리를 행하고, 이 때의 박리력을 측정하여, 그 측정값을 경화 전의 필름상 접착제의 반도체 웨이퍼에 대한 접착력(mN/25㎜)으로 했다. 결과를 표 1 또는 표 2에 나타낸다.
(필름상 접착제의 절단 특성(1))
다이싱 장치(디스코사 제조 「DFD6361」)를 이용하여 8인치의 실리콘 웨이퍼(두께 720㎛)의 미러면에 대해 10㎜×10㎜ 크기의 정방형을 그리듯이, 그 표면으로부터 80㎛의 깊이까지 다이싱 블레이드에 의해 칼집을 넣어 홈을 형성하는 하프 컷 다이싱을 행했다.
이어서, 테이프 라미네이터(린텍사 제조 「RAD-3510」)를 이용하여, 상온 하에서, 상기의 홈을 형성한 실리콘 웨이퍼의 미러면에 백 그라인드 테이프(린텍사 제조 「ADWILL E-3125KN」)를 그 점착층에 의해 첩부했다.
이어서, 그라인더(디스코사 제조 「DFG8760」)를 이용하여, 실리콘 웨이퍼의 상기의 홈을 형성한 미러면과는 반대측 면을 연삭했다. 이 때, 실리콘 웨이퍼의 두께가 50㎛가 되도록 연삭을 행하고, 동시에 실리콘 웨이퍼를 분할하여, 실리콘 칩에 개편화했다. 얻어진 실리콘 칩은 서로 약 30㎛의 간격을 두고, 백 그라인드 테이프 상에서 고정되어 있었다.
이어서, 얻어진 실리콘 칩의 상기 연삭면에 테이프 마운터(린텍사 제조 「ADWILL RAD2500」)를 이용하여, 상기에서 얻어진 반도체 가공용 시트를 그 60℃로 가열한 필름상 접착제에 의해 첩부하여 적층물을 얻었다.
이어서, 얻어진 적층물을 그 점착제층의 노출면에 의해 다이싱용 링 프레임에 첩부하여 고정하고, 실리콘 칩으로부터 백 그라인드 테이프를 박리함으로써, 반도체 가공용 시트의 미절단의 필름상 접착제 상에 미리 개편화되어 있는 복수개의 반도체 칩이 정렬하여 형성되어 이루어지는 적층 구조체의 시험편을 얻었다.
익스팬더(제이씨엠사 제조 「ME-300B」)의 익스팬드 유닛에 상기에서 얻어진 시험편을 설치하고, 0℃의 환경 하에서, 익스팬드량(즉, 확장량) 10㎜, 익스팬드 속도(즉, 확장 속도) 1㎜/sec의 조건으로, 반도체 가공용 시트를 익스팬드하여 필름상 접착제를 실리콘 칩의 외형에 따라 절단했다.
이어서, 디지털 현미경(키엔스사 제조 「VH-Z100」)을 이용하여, 필름상 접착제를 관찰하고 필름상 접착제의 절단 특성(1)을 하기 기준에 따라 평가했다. 결과를 표 1 또는 표 2에 나타낸다.
A: 목적으로 하는 모든 개소에서 필름상 접착제를 절단할 수 있었다.
B: 목적으로 하는 개소의 일부에서 필름상 접착제를 절단할 수 없었다.
C: 목적으로 하는 모든 개소에서 필름상 접착제를 절단할 수 없었다.
(필름상 접착제의 절단 특성(2))
이면 연삭용 테이프 라미네이터(린텍사 제조 「RAD-3510F/12」)를 이용하여 12인치의 실리콘 웨이퍼의 한쪽 면에 이면 연삭용 테이프(린텍사 제조 「E-3125KL」)를 라미네이트했다.
이어서, 실리콘 웨이퍼의 이면 연삭용 테이프가 라미네이트되어 있지 않은 노출면측으로부터 실리콘 웨이퍼의 내부에 설정된 초점에 집속하도록 적외역의 레이저 광을 조사하여 실리콘 웨이퍼의 내부에 개질층을 형성하는 스텔스 다이싱을 행했다. 이 스텔스 다이싱은 장치로서 디스코사 제조 「DFL7361」을 이용하여 8㎜×10㎜ 크기의 실리콘 칩이 얻어지도록 조절하여 행했다.
이어서, 그라인더(디스코사 제조 「DGP8761」)를 이용하여, 실리콘 웨이퍼의 상기 노출면을 연삭했다. 이 때, 실리콘 웨이퍼의 두께가 40㎛가 되도록 연삭을 행하고, 동시에 실리콘 웨이퍼를 분할하여 실리콘 칩에 개편화했다. 얻어진 실리콘 칩은 이면 연삭용 테이프 상에서 고정되어 있었다.
이어서, 얻어진 실리콘 칩의 상기 연삭면에 테이프 마운터(디스코사 제조 「DFM2800」)를 이용하여, 상기에서 얻어진 반도체 가공용 시트를 그 60℃로 가열한 필름상 접착제에 의해 첩부하여 적층물을 얻었다.
이어서, 얻어진 적층물을 그 점착제층의 노출면에 의해 다이싱용 링 프레임에 첩부하여 고정하고, 실리콘 칩으로부터 이면 연삭용 테이프를 박리함으로써, 반도체 가공용 시트의 미절단의 필름상 접착제 상에 미리 개편화되어 있는 복수개의 반도체 칩이 정렬하여 형성되어 이루어지는 적층 구조체의 시험편을 얻었다.
익스팬더(디스코사 제조 「DDS2300」)에 상기에서 얻어진 시험편을 설치하고 0℃의 환경 하에서, 테이블 밀어올림 높이 15㎜, 테이블 밀어올림 속도 1㎜/sec의 조건으로, 반도체 가공용 시트를 익스팬드하여 필름상 접착제를 실리콘 칩의 외형에 따라 절단했다.
이어서, 테이블을 내려서 익스팬드를 해제하고 상기의 익스팬더의 것과는 상이한 다른 테이블에 익스팬드 후의 상기 시험편을 설치했다. 그리고, 이 시험편을 테이블에 흡착시키지 않고, 테이블 밀어올림 높이 8㎜, 테이블 밀어올림 속도 1㎜/sec의 조건으로 밀어올려, 테이블이 완전히 상승한 단계에서 시험편을 테이블에 흡착시키고, 반도체 가공용 시트를 익스팬드하여 인접하는 실리콘 칩 사이의 간격(즉, 커프 폭)을 넓혔다. 또한, 시험편을 테이블에 흡착시킨 채로 테이블을 내려서 커프 폭을 변경하지 않고 유지하도록 하고, 시험편의 실리콘 칩이 형성되지 않은 외주부의 늘어짐을 250℃에서의 가열에 의한 수축으로 해소했다. 이상에 의해 커프 폭을 넓힌 시험편의 취득했다.
이어서, 디지털 현미경(키엔스사 제조 「VH-Z100」)을 이용하여 필름상 접착제를 관찰하고, 필름상 접착제의 절단 특성(2)를 상술한 필름상 접착제의 절단 특성(1)의 경우와 동일한 기준에 따라 평가했다. 결과를 표 1 또는 표 2에 나타낸다.
(필름상 접착제의 신뢰성)
·실리콘 칩의 제조
드라이 폴리쉬 마무리된 12인치 실리콘 웨이퍼(두께 75㎛)에 테이프 마운터(린텍사 제조 「Adwill RAD2700」)를 이용하여, 상기에서 얻어진 반도체 가공용 시트를 60℃로 가열하여 첩부하고 링 프레임을 마운트했다.
이어서, 다이싱 장치(디스코사 제조 「DFD6361」)를 이용하여, 상기 실리콘 웨이퍼를 8㎜×8㎜의 크기의 실리콘 칩에 개편화했다. 이 때, 다이싱은 블레이드 속도 50㎜/sec, 블레이드 회전수 40000rpm, 절삭수량 1L/min의 조건으로 행했다. 또한, 다이싱시 기재에 대한 절입량은 20㎛가 되도록 했다.
·반도체 패키지의 제조
기판으로서 구리박 부착 적층판(미츠비시 가스 화학사 제조 「OCL-HL830」)의 구리박(두께 18㎛)에 회로 패턴이 형성되고, 회로 패턴 상에 숄더 레지스트(타이요 잉크사 제조 「PSR-4000 AUS308」)를 갖고 있는 기판(치노 기연사 제조 「LN001E-001 PCB(Au)AUS308」)을 이용했다. 상기에서 얻어진 반도체 가공용 시트 상의 실리콘 칩을 필름상 접착제와 함께 기재로부터 박리시키고, 이를 120℃, 250gf, 0.5초의 조건으로 상기 기판 상에 압착시키고, 필름상 접착제에 의해 실리콘 칩을 기판 상에 고정하여 적층물을 얻었다.
이어서, 얻어진 적층물을 175℃로 승온한 오븐 내에 4시간 또는 2시간 재치하고, 와이어 본딩을 상정한 열이력을 상기 적층물에 부여했다.
이어서, 몰드 수지(교세라 케미컬사 제조 「KE-G1250」)를 사용하고 봉지 장치(아픽 야마다사 제조 「G-CUBE MZ549-1」)를 이용하여, 봉지 두께가 400㎛가 되도록 봉지 온도 175℃, 봉지 압력 7MPa, 봉지 시간 2분의 조건으로 열이력을 부여 후의 상기 적층물을 봉지했다. 또한, 175℃에서 5시간, 상기 몰드 수지를 경화시켰다.
이어서, 봉지된 기판을 다이싱 테이프(린텍사 제조 「Adwill D-510T」)에 첩합하고, 다이싱 장치(디스코사 제조 「DFD6361」)를 이용하여, 봉지된 기판을 15㎜×15㎜ 크기에 개편화했다. 이 때, 다이싱은 블레이드 속도 50㎜/sec, 블레이드 회전수 40000rpm, 절삭수량 1L/min의 조건으로 행했다.
이상에 의해 반도체 패키지를 얻었다.
·반도체 패키지의 표면 실장 및 패키지 신뢰성(즉, 필름상 접착제의 신뢰성)의 평가
상기에서 얻어진 반도체 패키지를 온도 85℃, 상대 습도 60％의 조건 하에서 168시간 방치하여 흡습시킨 후, 리플로우 오븐(사가미 이공사 제조 「WL-15-20DNX형」)을 이용하여, 최고 온도 260℃, 가열 시간 1분의 조건으로, 이 흡습 후의 반도체 패키지에 대해 IR 리플로우를 3회 행했다.
이어서, 주사형 초음파 탐상 장치(히타치 건기 파인테크사 제조 「Hye-Focus」)를 이용하여 반도체 패키지에 있어서의 크랙 발생의 유무를 확인하고, 하기 기준에 따라 패키지 신뢰성(즉, 필름상 접착제의 신뢰성)을 평가했다. 결과를 표 1 또는 표 2에 나타낸다.
A: 175℃, 4시간의 조건으로 열이력을 부여한 상기 적층물을 사용한 경우, IR 리플로우 후의 반도체 패키지에 크랙이 전혀 발생하지 않았다.
B: 175℃, 2시간의 조건으로 열이력을 부여한 상기 적층물을 사용한 경우, IR 리플로우 후의 반도체 패키지에 크랙이 전혀 발생하지 않았지만, 175℃, 4시간의 조건으로 열이력을 부여한 상기 적층물을 사용한 경우, IR 리플로우 후의 반도체 패키지에 크랙이 발생되어 있었다.
C: 175℃, 2시간의 조건으로 열이력을 부여한 상기 적층물을 사용한 경우 및 175℃, 4시간의 조건으로 열이력을 부여한 상기 적층물을 사용한 경우 모두에 있어서, IR 리플로우 후의 반도체 패키지에 크랙이 발생되어 있었다.
(필름상 접착제의 조막성)
상술한 필름상 접착제의 제조시, 동시에 필름상 접착제의 조막성을 평가했다.
즉, 얻어진 필름상 접착제의 표면 중 상기 접착제 조성물을 상기 박리 필름에 도공했을 때, 접착제 조성물의 박리 필름에 접촉하고 있던 부위로부터 형성된 표면에 대해서 외관을 육안으로 관찰하여, 필름상 접착제의 조막성을 하기 기준에 따라 평가했다. 결과를 표 1 또는 표 2에 나타낸다.
A: 표면에 이상이 확인되지 않고, 표면 상태가 양호했다.
B: 표면에 줄무늬 또는 얼룩이 발생되어 있었지만, 표면 상태의 불균일은 경도였다.
C: 표면에 응집물이 발생되어 있으며, 표면 상태가 고르지 않았다.
Figure pct00001
Figure pct00002
상기 결과로부터 명백한 바와 같이, 실시예 1∼7에서는 상기 적층체의 0℃에 있어서의 파단 신도가 52％ 이하이며, 필름상 접착제의 접착력이 300mN/25㎜ 이상이었다.
실시예 1∼7의 필름상 접착제는 절단 특성(1)의 평가시에 있어서, 익스팬드에 의해 목적의 개소에서 절단됨과 함께, 그 절단 개소에 있어서 필름상 접착제의 결함 등의 이상도 확인되지 않아, 우수한 절단 특성을 나타냈다. 또한, 실시예 1, 3 및 6의 필름상 접착제는 절단 특성(2)의 평가에 있어서도, 우수한 절단 특성을 나타냈다(실시예 2, 4 및 5의 필름상 접착제는 절단 특성(2)에 대해서는 미평가이다).
또한, 실시예 1∼6의 필름상 접착제는 모두 신뢰성 및 조막성이 양호하고, 필름상 접착제로서의 기본 특성에 문제점은 없었다.
이에 대해, 비교예 1 및 2에서는 상기 적층체의 0℃에 있어서의 파단 신도가 61％ 이상이며, 절단 특성(1)의 평가시에 있어서 필름상 접착제를 목적으로 하는 형상으로 절단할 수 없고, 필름상 접착제는 절단 특성이 열악했다.
또한, 비교예 3, 4 및 7에서는 필름상 접착제의 접착력이 260mN/25㎜ 이하이며, 절단 특성(1)의 평가시에 있어서 필름상 접착제를 목적으로 하는 개소의 일부에서 절단할 수 없고, 또한, 목적으로 하는 개소에서 절단되어 있어도 그 절단 개소에 있어서 필름상 접착제의 결함 등의 이상도 확인되어, 필름상 접착제는 절단 특성이 열악했다. 또한, 비교예 3, 4 및 7의 필름상 접착제는 절단 특성(2)의 평가시에 있어서도 절단 특성이 열악했다(비교예 1, 2, 5 및 6의 필름상 접착제는 절단 특성(2)에 대해서는 미평가이다).
또한, 비교예 5 및 6에서는 상기 적층체의 0℃에 있어서의 파단 신도 및 필름상 접착제의 접착력을 모두 측정할 수 없었고, 절단 특성(1) 및 절단 특성(2) 모두 평가할 수 없었다.
또한, 비교예 3 및 4의 필름상 접착제는 신뢰성이 열악하고, 비교예 5 및 6의 필름상 접착제는 조막성이 열악하여, 이들은 필름상 접착제로서의 기본 특성에 문제점이 있었다.
한편, 여기서는 일부의 필름상 접착제에서 절단 특성(2)가 미평가이지만, 이들 필름상 접착제의 절단 특성(2)는 절단 특성(1)과 동일한 평가 결과가 될 것으로 생각된다. 이는 평가에 사용하는 반도체 칩에 이상이 없으면, 반도체 칩의 제조 방법(즉, 반도체 웨이퍼의 분할 방법)은 상기의 평가 공정에 영향을 미치지 않기 때문이다. 절단 특성(1) 및 절단 특성(2)를 모두 평가하고 있는 실시예 1, 3 및 6과 비교예 3, 4 및 7의 평가 결과가 이를 뒷받침하고 있다고 생각된다.
본 발명은 반도체 장치의 제조에 바람직하게 사용 가능하므로 산업상 매우 중요하다.
1…반도체 가공용 시트, 10…지지 시트, 11…기재, 12…점착제층, 12a…점착제층의 표면, 13…필름상 접착제, 13'…절단 후의 필름상 접착제, 101…적층 구조체, 8…반도체 칩, 8'…반도체 웨이퍼, 81'…반도체 웨이퍼의 개질층, 8b'…반도체 웨이퍼의 이면

Claims (5)

  1. 경화성 필름상 접착제로서,
    두께가 60㎛인 경화 전 단층의 상기 필름상 접착제, 또는 경화 전 2층 이상의 상기 필름상 접착제를 합계 두께가 60㎛가 되도록 적층한 적층체의 0℃에 있어서의 파단 신도가 60％ 이하이며,
    경화 전의 상기 필름상 접착제의 반도체 웨이퍼에 대한 접착력이 300mN/25㎜ 이상인 필름상 접착제.
  2. 지지 시트 상에 제 1 항의 필름상 접착제가 형성된 반도체 가공용 시트.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 지지 시트가 기재 상에 점착제층이 형성된 것이며,
    상기 점착제층에 상기 필름상 접착제가 직접 접촉하여 형성된 반도체 가공용 시트.
  4. 제 1 항의 필름상 접착제를 사용한 반도체 장치의 제조 방법으로서,
    지지 시트 상에 상기 필름상 접착제가 형성되고, 상기 필름상 접착제의 상기 지지 시트가 형성되어 있는 측과는 반대측 표면에 분할된 복수개의 반도체 칩이 형성되어 이루어지는 적층 구조체를 형성하는 적층 구조체 형성 공정과,
    상기 적층 구조체의 필름상 접착제를 냉각하면서, 상기 필름상 접착제의 표면에 따른 방향으로 익스팬드하여 필름상 접착제를 절단하는 절단 공정과,
    절단 후의 상기 필름상 접착제를 구비한 상기 반도체 칩을 상기 지지 시트로부터 분리하는 분리 공정을 갖는 반도체 장치의 제조 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 적층 구조체 형성 공정 전에, 추가로,
    반도체 웨이퍼의 내부에 설정된 초점에 집속하도록 적외역의 레이저 광을 조사하여, 상기 반도체 웨이퍼의 내부에 개질층을 형성하는 개질층 형성 공정과,
    상기 개질층을 형성한 상기 반도체 웨이퍼에 있어서, 상기 필름상 접착제를 형성하기 위한 면을 연삭함과 함께 연삭시의 힘을 상기 반도체 웨이퍼에 가함으로써, 상기 개질층의 부위에 있어서 상기 반도체 웨이퍼를 분할하여 복수개의 반도체 칩을 얻는 분할 공정을 갖고,
    상기 분할 공정에서 얻어진 복수개의 반도체 칩을 상기 적층 구조체 형성 공정에서 사용하는 반도체 장치의 제조 방법.
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