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JP2012222002A - ダイシング・ダイボンドフィルム、及び、半導体装置の製造方法 - Google Patents

ダイシング・ダイボンドフィルム、及び、半導体装置の製造方法 Download PDF

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JP2012222002A JP2011083018A JP2011083018A JP2012222002A JP 2012222002 A JP2012222002 A JP 2012222002A JP 2011083018 A JP2011083018 A JP 2011083018A JP 2011083018 A JP2011083018 A JP 2011083018A JP 2012222002 A JP2012222002 A JP 2012222002A
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俊平 田中
Takeshi Matsumura
健 松村
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Nitto Denko Corp
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Abstract

【課題】 ダイボンドフィルムと半導体ウェハとを引張張力により好適に破断することが可能なダイシング・ダイボンドフィルムを提供すること。
【解決手段】 基材上に粘着剤層を有するダイシングフィルムと、該粘着剤層上に設けられたダイボンドフィルムとを有するダイシング・ダイボンドフィルムであって、ステルスダイシング(登録商標)に使用されるものであり、基材は、半導体ウェハを貼り付ける部分に対応するウェハ貼付部を有しており、ダイボンドフィルムに貼り付けられる半導体ウェハの厚みをA(μm)、ダイボンドフィルムの厚みをB(μm)、基材のウェハ貼付部における厚みをC(μm)としたとき、C/Aが0.4以上20以下であり、C/Bが0.8以上67以下であり、且つ、A/Bが0.1以上67以下であるダイシング・ダイボンドフィルム。
【選択図】 図1

Description

本発明は、ダイボンドフィルムとダイシングフィルムとが積層されたダイシング・ダイボンドフィルムに関する。また、本発明は、当該ダイシング・ダイボンドフィルムを用いた半導体装置の製造方法に関する。
従来、半導体装置の製造過程に於いてリードフレームや電極部材への半導体チップの固着には、銀ペーストが用いられている。かかる固着処理は、リードフレームのダイパッド等の上にペースト状接着剤を塗工し、それに半導体チップを搭載してペースト状接着剤層を硬化させて行う。
しかしながら、ペースト状接着剤はその粘度挙動や劣化等により塗工量や塗工形状等に大きなバラツキを生じる。その結果、形成されるペースト状接着剤厚は不均一となるため半導体チップに係わる固着強度の信頼性が乏しい。即ち、ペースト状接着剤の塗工量が不足すると半導体チップと電極部材との間の固着強度が低くなり、後続のワイヤーボンディング工程で半導体チップが剥離する。一方、ペースト状接着剤の塗工量が多すぎると半導体チップの上までペースト状接着剤が流延して特性不良を生じ、歩留まりや信頼性が低下する。この様な固着処理に於ける問題は、半導体チップの大型化に伴って特に顕著なものとなっている。そのため、ペースト状接着剤の塗工量の制御を頻繁に行う必要があり、作業性や生産性に支障をきたす。
このペースト状接着剤の塗工工程に於いて、ペースト状接着剤をリードフレームや形成チップに別途塗布する方法がある。しかし、この方法では、ペースト状接着剤層の均一化が困難であり、またペースト状接着剤の塗布に特殊装置や長時間を必要とする。このため、ダイシング工程で半導体ウェハを接着保持するとともに、マウント工程に必要なチップ固着用の接着剤層をも付与するダイシングフィルムが提案されている(例えば、特許文献1参照)。
このダイシングフィルムは、支持基材上に接着剤層を剥離可能に設けてなるものであり、その接着剤層による保持下に半導体ウェハをダイシングしたのち、支持基材を延伸して形成チップを接着剤層とともに剥離し、これを個々に回収してその接着剤層を介してリードフレーム等の被着体に固着させるようにしたものである。
ダイシングフィルム上にダイボンドフィルムが積層されたダイシング・ダイボンドフィルムを使用し、半導体ウェハをダイボンドフィルムの保持下でダイシングする場合、このダイボンドフィルムを半導体ウェハと同時に切断する必要がある。ところが、ダイヤモンドブレードを用いた一般的なダイシング方法においては、ダイシング時に発生する熱の影響によるダイボンドフィルムとダイシングフィルムとの癒着、切削屑の発生による半導体チップ同士の固着、半導体チップ側面への切削屑の付着等が懸念されるため、切断速度を遅くする必要があり、コストの上昇を招いていた。
そこで、近年、半導体ウェハにおける分割予定ラインにレーザー光を照射して改質領域を形成することにより、半導体ウェハを分割予定ラインにて容易に分割可能とした後、引張張力を加えることによりこの半導体ウェハを破断して、個々の半導体チップを得る方法(例えば、特許文献2〜8参照、以下「ステルスダイシング(登録商標)」ともいう)が提案されている。この方法によれば、特に半導体ウェハの厚さが薄い場合にチッピング等の不良が発生することを低減することを可能とするとともに、カーフ幅を従来に比して狭くして半導体チップの収率向上を図ることができる。
ダイボンドフィルムの保持下において、上記方法によりダイボンドフィルム付の個々の半導体チップを得るためには、引張張力によりダイボンドフィルムを破断する必要がある。
特許文献6には、ダイシングテープ一体型接着シートにおいて、ダイシングテープの厚さAと接着シートの厚さBとの比A/Bを2〜30とすることにより、柔らかく伸びやすい接着シートを半導体ウェハと共に破断性よく切断することができることが開示されている。
しかしながら、接着シートと半導体ウェハとを破断性する際に関与するダイシングテープの物性は、主としてダイシングテープを構成する基材に起因するものである。そのため、特許文献6のように、基材と粘着剤層とから構成されるダイシングテープの全体の厚さ(ダイシングテープの厚さA)と接着シートの厚さBとの比を特定しても、ダイシングテープの厚さAに占める基材の厚さが厚い場合や薄い場合があるため、接着シートと半導体ウェハとを破断性する際に関与するダイシングテープの物性は一定ではない。そのため、特許文献6のようなダイシングテープ一体型接着シートは、必ずしも接着シートと半導体ウェハとを破断性よく切断することができるとはいえない。
特開昭60−57642号公報 特開2002−192370号公報 特開2003−338467号公報 国際公開第2004/109786号 特開2007−53325号公報 特開2009−283925号公報 特開2009−238770号公報 特開2010−74135号公報
本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、ダイボンドフィルムと半導体ウェハとを引張張力により好適に破断することが可能なダイシング・ダイボンドフィルムを提供することにある。
また、本発明の他の目的は、ダイボンドフィルムと半導体ウェハとを引張張力により好適に破断させることができる半導体装置の製造方法を提供することにある。
本願発明者等は、前記従来の問題点を解決すべく、ダイシング・ダイボンドフィルムについて検討した。その結果、ステルスダイシングにおいては、ダイボンドフィルムに貼り付けられる半導体ウェハの厚み、ダイボンドフィルムの厚み、及び、ダイシングフィルムを構成する基材の厚みの相互の関係を特定の範囲内とすることにより、ダイボンドフィルムと半導体ウェハとを引張張力により好適に破断することが可能なことを見出して、本発明を完成させるに至った。
すなわち、本発明に係るダイシング・ダイボンドフィルムは、基材上に粘着剤層を有するダイシングフィルムと、該粘着剤層上に設けられたダイボンドフィルムとを有するダイシング・ダイボンドフィルムであって、半導体ウェハにレーザー光を照射して改質領域を形成した後、前記半導体ウェハを前記改質領域にて破断することにより半導体ウェハから半導体素子を得る方法に使用されるものであり、前記基材は、半導体ウェハを貼り付ける部分に対応するウェハ貼付部を有しており、前記ダイボンドフィルムに貼り付けられる半導体ウェハの厚みをA(μm)、前記ダイボンドフィルムの厚みをB(μm)、前記基材の前記ウェハ貼付部における厚みをC(μm)としたとき、C/Aが0.4以上20以下であり、C/Bが0.8以上67以下であり、且つ、A/Bが0.1以上67以下であることを特徴とする。
ステルスダイシングにより半導体ウェハから半導体素子(例えば、半導体チップ)を得る際には、基材と粘着剤層とを有するダイシングフィルムに引張張力を加え、ダイシングフィルムを破断させない状態でダイボンドフィルムと半導体ウェハとを破断させる必要がある。
前記構成によれば、C/Aが0.4以上であり、半導体ウェハの厚みに対して、基材のウェハ貼付部における厚みは、一定以上である。従って、基材に加えられた引張応力を、基材を破断させることなく半導体ウエハに伝えることができる。その結果、好適に半導体ウエハを破断することができる。また、C/Aが20以下であり、基材のウェハ貼付部における厚みが厚すぎることはない。従って、ピックアップの際に、突き上げ治具(例えば、ピックアップニードル)により基材側から半導体素子を持ち上げることが容易となる。その結果、ピックアップが容易となる。また、半導体ウエハを破断するために基材に加える力を一定以下とすることができる。
また、前記構成によれば、C/Bが0.8以上であり、ダイボンドフィルムの厚みに対して、基材のウェハ貼付部における厚みは、一定以上である。従って、基材に加えられた引張応力を、基材を破断させることなくダイボンドフィルムに伝えることができる。その結果、好適に半導体ウエハを破断することができる。また、C/Bが67以下であり、基材のウェハ貼付部における厚みが厚すぎることはない。従って、ピックアップの際に、突き上げ治具(例えば、ピックアップニードル)により基材側から半導体素子を持ち上げることが容易となる。その結果、ピックアップが容易となる。また、ダイボンドフィルムを破断するために基材に加える力を一定以下とすることができる。
ダイボンドフィルムは、一般的に厚みが厚いほど破断性が悪い。そこで、前記構成によれば、A/Bが0.1以上であり、半導体ウェハの厚みに対して、ダイボンドフィルムの厚みは、一定以下である。従って、ダイボンドフィルムを好適に破断することができる。また、A/Bが67以下であり、ダイボンドフィルムの厚みが薄すぎることはない。従って、半導体ウエハとダイボンドフィルムの間で剥離することを防止することができる。
このように、前記構成によれば、C/Aが0.4以上20以下であり、C/Bが0.8以上67以下であり、且つ、A/Bが0.1以上67以下であるため、基材を破断させることなく半導体ウエハとダイボンドフィルムとを好適に破断することができる。
前記構成においては、前記Aと前記Bと前記Cとの和が、90以上500未満であることが好ましい。前記Aと前記Bと前記Cとの和を90以上とすることにより、ダイシングフィルムの厚みをある程度厚くすることができ、半導体ウエハを破断する際に必要な引張応力を持たせることができる。一方、前記Aと前記Bと前記Cとの和を500未満とすることにより、ダイシングフィルムの厚みが厚くなりすぎないため、ピックアップの際のピックアップ性を維持することができる。すなわち、前記Aと前記Bと前記Cとの和を90以上500未満とすることにより、半導体ウエハを破断する際に必要な引張応力をダイシングフィルムに持たせることができるとともに、ピックアップ性を維持することができる。
前記構成において、前記ダイシングフィルムの前記基材は、ダイシングリングを貼り付ける部分に対応するリング貼付部を外周部分に有するとともに、前記リング貼付部よりも内側に前記ウェハ貼付部を有しており、さらに、前記リング貼付部と前記ウェハ貼付部との間に、突き上げ治具の外周が接触する接触部を有しており、前記基材の前記接触部における25℃での引張強度が、15N以上80N以下であり、且つ、降伏点伸度が80%以上であることが好ましい。
また、前記構成において、前記基材の前記ウェハ貼付部における25℃での引張強度が、70N以下であり、且つ、降伏点伸度が30%以上であり、前記ダイボンドフィルムの25℃での破断伸び率が40%より大きく500%以下であることが好ましい。
ステルスダイシングにより半導体ウェハから半導体素子(例えば、半導体チップ)を得る場合、半導体ウェハが貼り付けられたダイシングフィルムの基材側から突き上げ治具を突き上げて、ダイシングフィルムに引張張力を加える。
前記構成によれば、基材の接触部における25℃での引張強度が、15N以上であるため、引張張力を加えた際に接触部で基材が破断したり塑性変形したりすることを防止でき、ダイボンドフィルムと半導体ウェハとに引張応力を伝えることができる。その結果、ダイボンドフィルムと半導体ウェハとを正常に破断することができる。また、前記引張強度が80N以下であるため、引張張力を加える装置に過度の負荷を与えることなくダイボンドフィルムと半導体ウェハとを破断することができる。また、基材の接触部における25℃での降伏点伸度が80%以上であるため、基材の塑性変形を抑えつつ、拡張することができる。また、ウェハ貼付部における25℃での引張強度が70N以下あるため、引張張力を加えた際に、ウェハ貼付部において適度な拡張が起こり、ダイボンドフィルムと半導体ウェハとを破断することができる。また、ウェハ貼付部の降伏点伸度が30%以上であるため、引張張力を加えた際にウェハ貼付部において適度な拡張が起こり、ダイボンドフィルムと半導体ウェハとを破断することができる。また、ダイボンドフィルムの破断伸び率が40%より大きいため、容易に破断するのを防止し、取り扱い性を向上させることができる。また、前記破断伸び率が500%以下であるため、拡張させた際に過度に伸長するのを防止し、好適に破断することができる。
特に、基材の接触部における25℃での引張強度が、15N以上80N以下であり、且つ、降伏点伸度が80%以上であり、前記ダイシングフィルムの前記ウェハ貼付部における25℃での引張強度が70N以下であり、且つ、降伏点伸度が30%以上であると、引張張力を加えることにより、基材(ダイシングフィルム)を破断させることなく拡張させることができるとともに、ダイボンドフィルムと半導体ウェハとを破断させることができる。
また、本発明に係る半導体装置の製造方法は、基材上に粘着剤層を有するダイシングフィルムと、該粘着剤層上に設けられたダイボンドフィルムとを有するダイシング・ダイボンドフィルムを用いた半導体装置の製造方法であって、前記基材は、半導体ウェハを貼り付けるウェハ貼付部を有しており、前記ダイボンドフィルムに貼り付けられる半導体ウェハの厚みをA(μm)、前記ダイボンドフィルムの厚みをB(μm)、前記基材の前記ウェハ貼付部における厚みをC(μm)としたとき、C/Aが0.4以上20以下であり、C/Bが0.8上67以下であり、且つ、A/Bが0.1以上67以下であり、前記半導体装置の製造方法は、半導体ウェハの分割予定ラインにレーザー光を照射して改質領域を形成する工程と、前記ダイシング・ダイボンドフィルムの前記ダイボンドフィルム上に、改質領域形成後の半導体ウェハをマウントする工程と、ダイシング・ダイボンドフィルムに引張張力を加えることによって、半導体ウェハとダイボンドフィルムとを破断し、半導体チップを形成する工程とを具備することを特徴とする。
前記構成によれば、C/Aが0.4以上であり、半導体ウェハの厚みに対して、基材のウェハ貼付部における厚みは、一定以上である。従って、基材に加えられた引張応力を、基材を破断させることなく半導体ウエハに伝えることができる。その結果、好適に半導体ウエハを破断することができる。また、C/Aが20以下であり、基材のウェハ貼付部における厚みが厚すぎることはない。従って、ピックアップの際に、突き上げ治具(例えば、ピックアップニードル)により基材側から半導体素子を持ち上げることが容易となる。その結果、ピックアップが容易となる。また、半導体ウエハを破断するために基材に加える力を一定以下とすることができる。
また、前記構成によれば、C/Bが0.8以上であり、ダイボンドフィルムの厚みに対して、基材のウェハ貼付部における厚みは、一定以上である。従って、基材に加えられた引張応力を、基材を破断させることなくダイボンドフィルムに伝えることができる。その結果、好適に半導体ウエハを破断することができる。また、C/Bが67以下であり、基材のウェハ貼付部における厚みが厚すぎることはない。従って、ピックアップの際に、突き上げ治具(例えば、ピックアップニードル)により基材側から半導体素子を持ち上げることが容易となる。その結果、ピックアップが容易となる。また、ダイボンドフィルムを破断するために基材に加える力を一定以下とすることができる。
ダイボンドフィルムは、一般的に厚みが厚いほど破断性が悪い。そこで、前記構成によれば、A/Bが0.1以上であり、半導体ウェハの厚みに対して、ダイボンドフィルムの厚みは、一定以下である。従って、ダイボンドフィルムを好適に破断することができる。また、A/Bが67以下であり、ダイボンドフィルムの厚みが薄すぎることはない。従って、半導体ウエハとダイボンドフィルムの間で剥離することを防止することができる。
このように、前記構成によれば、C/Aが0.4以上20以下であり、C/Bが0.8以上67以下であり、且つ、A/Bが0.1以上67以下であるため、基材を破断させることなく半導体ウエハとダイボンドフィルムとを好適に破断することができる。
(a)は、本発明の一実施形態に係るダイシング・ダイボンドフィルムを示す断面模式図であり、(b)は、その平面図である。 本発明の他の実施形態に係るダイシング・ダイボンドフィルムを示す断面模式図である。 (a)、(b)は、他の実施形態に係るダイシング・ダイボンドフィルムを示す断面模式図である。 本実施形態に係る半導体装置の一製造方法を説明するための断面模式図である。 本実施形態に係る半導体装置の一製造方法を説明するための断面模式図である。 (a)、(b)は、本実施形態に係る半導体装置の一製造方法を説明するための断面模式図である。 本実施形態に係る半導体装置の一製造方法を説明するための断面模式図である。 動摩擦係数の測定方法を説明するための図である。 動摩擦係数を測定する際の引張距離と摩擦力との関係を模式的に示す図である。 動摩擦係数を測定する際の垂直効力と動摩擦力との関係を模式的に示す図である。
(ダイシング・ダイボンドフィルム)
本実施形態に係るダイシング・ダイボンドフィルムについて以下に説明する。図1(a)は、本発明の一実施形態に係るダイシング・ダイボンドフィルムを示す断面模式図であり、図1(b)は、その平面図である。図2は、本発明の他の実施形態に係るダイシング・ダイボンドフィルムを示す断面模式図である。
ダイシング・ダイボンドフィルム10は、ダイシングフィルム11上にダイボンドフィルム3が積層された構成を有する。ダイシングフィルム11は基材1上に粘着剤層2を積層して構成されており、ダイボンドフィルム3はその粘着剤層2上に設けられている。ダイボンドフィルム3は、粘着剤層2の半導体ウェハ貼り付け部分に対応する部分2aにのみ形成されている。なお、本発明においては、図2に示すダイシング・ダイボンドフィルム12のように、ダイシングフィルム11の表面全体にダイボンドフィルム3’を形成した構成であってもよい。
図1(a)、図1(b)に示すように、基材1は、外周部分に、ダイシングリング31を貼り付ける部分に対応するリング貼付部13を有するとともに、リング貼付部13よりも内側に、半導体ウェハ4を貼り付ける部分に対応するウェハ貼付部15を有している。また、リング貼付部13とウェハ貼付部15との間には、突き上げ治具33の外周が接触する接触部14を有している。
ダイシング・ダイボンドフィルム10は、ダイボンドフィルム3に貼り付けられる半導体ウェハ4の厚みをA(μm)記ダイボンドフィルム3の厚みをB(μm)、基材1のウェハ貼付部15における厚みをC(μm)としたとき、C/Aが0.4以上であり、半導体ウェハ4の厚みに対して、基材1のウェハ貼付部15における厚みは、一定以上である。従って、基材1に加えられた引張応力を、基材1を破断させることなく半導体ウエハ4に伝えることができる。その結果、好適に半導体ウエハ4を破断することができる。また、C/Aが20以下であり、基材1のウェハ貼付部15における厚みが厚すぎることはない。従って、ピックアップの際に、突き上げ治具33により基材1側から半導体チップ5(図6(b)参照)を持ち上げることが容易となる。その結果、ピックアップが容易となる。また、ダイボンドフィルム3を破断するために基材1に加える力を一定以下とすることができる。前記C/Aは、0.4以上20以下であることが好ましく、1以上15以下であることがより好ましい。
また、ダイシング・ダイボンドフィルム10は、C/Bが0.8以上であり、ダイボンドフィルム3の厚みに対して、基材1のウェハ貼付部15における厚みは、一定以上である。従って、基材1に加えられた引張応力を、基材1を破断させることなくダイボンドフィルム3に伝えることができる。その結果、好適に半導体ウエハ4を破断することができる。また、C/Bが67以下であり、基材1のウェハ貼付部15における厚みが厚すぎることはない。従って、ピックアップの際に、突き上げ治具33により基材1側から半導体チップ5(図6(b)参照)を持ち上げることが容易となる。その結果、ピックアップが容易となる。また、ダイボンドフィルム3を破断するために基材1に加える力を一定以下とすることができる。前記C/Bは、0.8以上67以下であることが好ましく、2以上60以下であることがより好ましい。
ダイボンドフィルムは、一般的に厚みが厚いほど破断性が悪い。そこで、ダイシング・ダイボンドフィルム10は、A/Bが0.1以上であり、半導体ウェハ4の厚みに対して、ダイボンドフィルム3の厚みは、一定以下である。従って、ダイボンドフィルム3を好適に破断することができる。また、A/Bが67以下であり、ダイボンドフィルム3の厚みが薄すぎることはない。従って、半導体ウエハ4とダイボンドフィルム3の間で剥離することを防止することができる。前記A/Bは、0.1以上67以下であることが好ましく、2以上60以下であることがより好ましい。
このように、ダイシング・ダイボンドフィルム10によれば、C/Aが0.4以上20以下であり、C/Bが0.8以上67以下であり、且つ、A/Bが0.1以上67以下であるため、基材1を破断させることなく半導体ウエハ4とダイボンドフィルム3とを好適に破断することができる。
ダイシング・ダイボンドフィルム10は、前記Aと前記Bと前記Cとの和が、90以上500未満であることが好ましい。前記Aと前記Bと前記Cとの和を90以上とすることにより、ダイシングフィルム11の厚みをある程度厚くすることができ、半導体ウエハ4を破断する際に必要な引張応力を持たせることができる。一方、前記Aと前記Bと前記Cとの和を500未満とすることにより、ダイシングフィルム11の厚みが厚くなりすぎないため、ピックアップの際のピックアップ性を維持することができる。すなわち、前記Aと前記Bと前記Cとの和を90以上500未満とすることにより、半導体ウエハ4を破断する際に必要な引張応力をダイシングフィルム11に持たせることができるとともに、ピックアップ性を維持することができる。前記Aと前記Bと前記Cとの和は、90以上500未満であることがより好ましく、100以上400未満であることがさらに好ましい。
基材1の接触部14における25℃の条件下での引張強度は、15N以上80N以下であることが好ましく、18N以上70N以下であることがより好ましく、20N以上60N以下であることがさらに好ましい。基材1の接触部14における25℃の条件下での引張強度が、15N以上であると、引張張力を加えた際に、接触部14で基材1(ダイシングフィルム11)が破断したり塑性変形したりすることを防止でき、ダイボンドフィルム3と半導体ウェハ4とを正常に破断することができる。また、前記引張強度が80N以下であると、引張張力を加える装置に過度の負荷を与えることなく、ダイボンドフィルム3と半導体ウェハ4とを破断することができる。
基材1の接触部14における25℃での降伏点伸度は、80%以上であることが好ましく、90%以上であることがより好ましく、100%以上であることがさらに好ましい。また、基材1の接触部14における25℃での降伏点伸度は、大きいほど好ましいが、例えば、330%以下、300%以下、290%以下、260%以下、250%以下等とすることができる。基材1の接触部14における25℃での降伏点伸度が80%以上であると、基材1(ダイシングフィルム11)の塑性変形を抑え、基材1(ダイシングフィルム11)の破断を防止することができる。
基材1のウェハ貼付部15における25℃での引張強度は、70N以下であることが好ましく、50N以下であることがより好ましく、40N以下であることがさらに好ましい。ウェハ貼付部15における25℃での引張強度が70N以下であると、引張張力を加えた際に、ウェハ貼付部15において適度な拡張が起こり、ダイボンドフィルム3と半導体ウェハ4とを破断することができる。また、基材1のウェハ貼付部15における25℃での引張強度は、10N以上であることが好ましく、11N以上であることがより好ましく、12N以上であることがさらに好ましい。基材1のウェハ貼付部15における25℃での引張強度が、10N以上であると、引張応力をダイボンドフィルム3に良好に伝えることができる。
基材1のウェハ貼付部15における25℃での降伏点伸度は、30%以上であることが好ましく、40%以上であることがより好ましい。また、基材1のウェハ貼付部15における25℃での降伏点伸度は、大きいほど好ましいが、例えば、330%以下、300%以下、290%以下、260%以下、250%以下等とすることができる。ウェハ貼付部15の降伏点伸度が30%以上であるため、引張張力を加えた際に、ウェハ貼付部15において適度な拡張が起こり、ダイボンドフィルム3と半導体ウェハ4とを破断することができる。
ステルスダイシングにより半導体ウェハから半導体素子(例えば、半導体チップ)を得る際には、ダイシングフィルム11に引張張力を加え、ダイシングフィルム11を破断させない状態でダイボンドフィルム3と半導体ウェハ4とを破断させる必要がある。そのため、引張張力を加える際、突き上げ治具の接触する接触部14の方が、突き上げ治具の接触しないウェハ貼付部15よりも引張強度が少なくとも同じか強い必要がある。そこで、基材1においては、[(接触部14の引張強度)−(ウェハ貼付部15の引張強度)]が0N以上60N以下であることが好ましく、0N以上58N以下であることがより好ましく、0N以上55N以下であることがさらに好ましい。
前記引張強度は、試料の幅25mm、チャック間距離100mm、引っ張り速度300mm/minでの10%延び時の強度である。また、前記降伏点伸度は、25℃の条件下において、試料の幅10mm、チャック間距離50mm、引っ張り速度300mm/minで測定した際に得られる応力−ひずみ曲線の降伏点における伸び率である。なお、本発明では、降伏点を有さないダイシングフィルムについては、破断伸度を降伏点伸度とする。降伏点を有するダイシングフィルムとは、25℃の条件下で、試料の幅10mm、チャック間距離50mm、引っ張り速度300mm/minで引張試験を行い、歪みをx軸、応力をy軸にしてプロットした場合に、傾きdy/dxが正の値から0又は負の値に変化するものをいう。
前記基材1は紫外線透過性を有するものが好ましく、ダイシング・ダイボンドフィルムの強度母体となるものである。例えば、低密度ポリエチレン、直鎖状ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、超低密度ポリエチレン、ランダム共重合ポリプロピレン、ブロック共重合ポリプロピレン、ホモポリプロレン、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、金属(箔)、紙等が挙げられる。
また基材1の材料としては、前記樹脂の架橋体等のポリマーが挙げられる。前記プラスチックフィルムは、無延伸で用いてもよく、必要に応じて一軸又は二軸の延伸処理を施したものを用いてもよい。延伸処理等により熱収縮性を付与した樹脂シートによれば、ダイシング後にその基材1を熱収縮させることにより粘着剤層2とダイボンドフィルム3、3’との接着面積を低下させて、半導体チップ(半導体素子)の回収の容易化を図ることができる。
基材1の表面は、隣接する層との密着性、保持性等を高める為、慣用の表面処理、例えば、クロム酸処理、オゾン暴露、火炎暴露、高圧電撃暴露、イオン化放射線処理等の化学的又は物理的処理、下塗剤(例えば、後述する粘着物質)によるコーティング処理を施すことができる。前記基材1は、同種又は異種のものを適宜に選択して使用することができ、必要に応じて数種をブレンドしたものを用いることができる。また、基材1には、帯電防止能を付与する為、前記の基材1上に金属、合金、これらの酸化物等からなる厚さが30〜500Å程度の導電性物質の蒸着層を設けることができる。基材1は単層あるいは2種以上の複層でもよい。
基材1の厚さは、特に制限されず適宜に決定できるが、一般的には5〜200μm程度である。基材1が厚すぎるとピックアップ性が劣る場合がある。
ダイシングフィルム11は、少なくとも接触部14において、基材1と補強部材とが積層された構造を有してしてもよい。以下この場合について説明する。
図3(a)は、他の実施形態に係るダイシング・ダイボンドフィルムを示す断面模式図である。
図3(a)に示すダイシング・ダイボンドフィルム20においては、ダイシングフィルム18は、基材1上に粘着剤層2が積層され、さらに、その上に補強部材16aが積層された構造を有している。補強部材16aは、ウェハ貼付部15に対向しない範囲において、接着剤層2上に設けられ、接触部14とリング貼付部13との両方に含まれるように設けられている。なお、補強部材16aは、接触部14のみにだけ含まれるように設けられていてもよい。補強部材16aが接着剤層2上に設けられる構成とする場合、図3(a)に示すように、補強部材16a上にダイシングリングを貼り付けるための接着剤層17aを設けた構成とすることができる。
図3(b)は、他の実施形態に係るダイシング・ダイボンドフィルムを示す断面模式図である。
図3(b)に示すダイシング・ダイボンドフィルム21においては、ダイシングフィルム19は、基材1上に粘着剤層2が積層され、基材1の裏面には、補強部材16bが積層された構造を有している。補強部材16bは、ウェハ貼付部15に対向しない範囲において、基材1の裏面に設けられ、接触部14とリング貼付部13との両方に含まれるように設けられている。なお、補強部材16bは、接触部14のみにだけ含まれるように設けられていてもよい。補強部材16bが基材1の裏面に設けられる構成とする場合、図3(b)に示すように、補強部材16bを基材1の裏面に貼り付けるための接着剤層17bが設けられた構成とすることができる。
補強部材16(補強部材16a、補強部材16b)の材質としては、基材1と同様のものを使用することができる。
補強部材16の厚さは、特に制限されず適宜に決定できるが、5〜70μmが好ましく、8〜40μmがより好ましく、10〜20μmがさらに好ましい。
また、補強部材16の引張強度は、15N以上80N以下であることが好ましく、20N以上60N以下であることがより好ましく、25N以上50N以下であることがさらに好ましい。補強部材16の引張強度は、ダイシングフィルム11と同様の方法により測定することができる。
接触部14の動摩擦係数は、0〜0.02であることが好ましく、0〜0.019であることがより好ましく、0〜0.018であることがさらに好ましい。接触部14の動摩擦係数が、0.02以下あると、引張張力を加える際の突き上げ治具33との摩擦を低減させることができ、ダイボンドフィルム11を正常に破断することができる。なお、図3(a)に示すように、基材1が突き上げ治具33と接触する場合には、基材1の接触部14における動摩擦係数が、上記数値範囲であることが好ましい。また、図3(b)に示すように、補強部材16bが突き上げ治具33と接触する場合には、補強部材16bの接触部14における動摩擦係数が、上記数値範囲であることが好ましい。
接触部14の表面粗さRaは、0.03μm以上1.5μm以下であることが好ましく、0.05μm以上1.4μm以下であることがより好ましい。接触部14の表面粗さRaが0.03μm以上であると、引張張力を加える際の突き上げ治具33との摩擦をより好適に低減させることができ、ダイボンドフィルム11を正常に破断することができる。前記表面粗さRaは、エンボス処理によりコントロールすることができる。なお、図1(b)、図3(a)に示すように、基材1が突き上げ治具33と接触する場合には、基材1の接触部14における表面粗さRaが、上記数値範囲であることが好ましい。また、図3(b)に示すように、補強部材16bが突き上げ治具33と接触する場合には、補強部材16bの接触部14における表面粗さRaが、上記数値範囲であることが好ましい。
接触部14は、潤滑剤処理されていることが好ましい。潤滑剤としては、従来公知のものを採用でき、例えば、シリコーン系、フッ素系のものを挙げることができる。接触部14が潤滑剤処理されていると、引張張力を加える際の突き上げ治具33との摩擦をより好適に低減させることができ、ダイボンドフィルムを正常に破断することができる。
基材1は、接触部14に相当する部分とウェハ貼付部15に相当する部分とを異なる材料から構成することができる。これにより、接触部14とウェハ貼付部15との引張強度や、降伏点伸度に差を設けることができる。接触部14に相当する部分とウェハ貼付部15に相当する部分とが異なる材料から構成される基材1の製造方法としては例えば、ウェハ貼付部15に相当する部分が切り抜かれた基材に、引張強度及び/又は降伏点伸度の異なる基材を嵌め込む方法が挙げられる。また、他の方法としては、基材1を製膜する際に接触部14に相当する部分とウェハ貼付部15とを予め塗り分ける方法が挙げられる。
粘着剤層2の形成に用いる粘着剤としては特に制限されず、例えば、アクリル系粘着剤、ゴム系粘着剤等の一般的な感圧性粘着剤を用いることができる。前記感圧性粘着剤としては、半導体ウェハやガラス等の汚染をきらう電子部品の超純水やアルコール等の有機溶剤による清浄洗浄性等の点から、アクリル系ポリマーをベースポリマーとするアクリル系粘着剤が好ましい。
前記アクリル系ポリマーとしては、例えば、(メタ)アクリル酸アルキルエステル(例えば、メチルエステル、エチルエステル、プロピルエステル、イソプロピルエステル、ブチルエステル、イソブチルエステル、s−ブチルエステル、t−ブチルエステル、ペンチルエステル、イソペンチルエステル、ヘキシルエステル、ヘプチルエステル、オクチルエステル、2−エチルヘキシルエステル、イソオクチルエステル、ノニルエステル、デシルエステル、イソデシルエステル、ウンデシルエステル、ドデシルエステル、トリデシルエステル、テトラデシルエステル、ヘキサデシルエステル、オクタデシルエステル、エイコシルエステル等のアルキル基の炭素数1〜30、特に炭素数4〜18の直鎖状又は分岐鎖状のアルキルエステル等)及び(メタ)アクリル酸シクロアルキルエステル(例えば、シクロペンチルエステル、シクロヘキシルエステル等)の1種又は2種以上を単量体成分として用いたアクリル系ポリマー等が挙げられる。尚、(メタ)アクリル酸エステルとはアクリル酸エステル及び/又はメタクリル酸エステルをいい、本発明の(メタ)とは全て同様の意味である。
前記アクリル系ポリマーは、凝集力、耐熱性等の改質を目的として、必要に応じ、前記(メタ)アクリル酸アルキルエステル又はシクロアルキルエステルと共重合可能な他のモノマー成分に対応する単位を含んでいてもよい。この様なモノマー成分として、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、カルボキシエチル(メタ)アクリレート、カルボキシペンチル(メタ)アクリレート、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、クロトン酸等のカルボキシル基含有モノマー;無水マレイン酸、無水イタコン酸等の酸無水物モノマー;(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸4−ヒドロキシブチル、(メタ)アクリル酸6−ヒドロキシヘキシル、(メタ)アクリル酸8−ヒドロキシオクチル、(メタ)アクリル酸10−ヒドロキシデシル、(メタ)アクリル酸12−ヒドロキシラウリル、(4−ヒドロキシメチルシクロヘキシル)メチル(メタ)アクリレート等のヒドロキシル基含有モノマー;スチレンスルホン酸、アリルスルホン酸、2−(メタ)アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、(メタ)アクリルアミドプロパンスルホン酸、スルホプロピル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリロイルオキシナフタレンスルホン酸等のスルホン酸基含有モノマー;2−ヒドロキシエチルアクリロイルホスフェート等のリン酸基含有モノマー;アクリルアミド、アクリロニトリル等が挙げられる。これら共重合可能なモノマー成分は、1種又は2種以上使用できる。これら共重合可能なモノマーの使用量は、全モノマー成分の40重量%以下が好ましい。
更に、前記アクリル系ポリマーは、架橋させる為、多官能性モノマー等も、必要に応じて共重合用モノマー成分として含むことができる。この様な多官能性モノマーとして、例えば、ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、(ポリ)エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、(ポリ)プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、エポキシ(メタ)アクリレート、ポリエステル(メタ)アクリレート、ウレタン(メタ)アクリレート等が挙げられる。これらの多官能性モノマーも1種又は2種以上用いることができる。多官能性モノマーの使用量は、粘着特性等の点から、全モノマー成分の30重量%以下が好ましい。
前記アクリル系ポリマーは、単一モノマー又は2種以上のモノマー混合物を重合に付すことにより得られる。重合は、溶液重合、乳化重合、塊状重合、懸濁重合等の何れの方式で行うこともできる。清浄な被着体への汚染防止等の点から、低分子量物質の含有量が小さいのが好ましい。この点から、アクリル系ポリマーの数平均分子量は、好ましくは30万以上、更に好ましくは40万〜300万程度である。
また、前記粘着剤には、ベースポリマーであるアクリル系ポリマー等の数平均分子量を高める為、外部架橋剤を適宜に採用することもできる。外部架橋方法の具体的手段としては、ポリイソシアネート化合物、エポキシ化合物、アジリジン化合物、メラミン系架橋剤等のいわゆる架橋剤を添加し反応させる方法が挙げられる。外部架橋剤を使用する場合、その使用量は、架橋すべきベースポリマーとのバランスにより、更には、粘着剤としての使用用途によって適宜決定される。一般的には、前記ベースポリマー100重量部に対して、5重量部程度以下、更には0.1〜5重量部配合するのが好ましい。更に、粘着剤には、必要により、前記成分のほかに、従来公知の各種の粘着付与剤、老化防止剤等の添加剤を用いてもよい。
前記粘着剤層2は紫外線硬化型粘着剤により形成することができる。紫外線硬化型粘着剤は、紫外線の照射により架橋度を増大させてその粘着力を容易に低下させることができ、図1に示す粘着剤層2の半導体ウェハ貼り付け部分に対応する部分2aのみを紫外線照射することにより他の部分2bとの粘着力の差を設けることができる。
また、図1に示すダイボンドフィルム3に合わせて紫外線硬化型の粘着剤層2を硬化させることにより、粘着力が著しく低下した前記部分2aを容易に形成できる。硬化し、粘着力の低下した前記部分2aにダイボンドフィルム3が貼付けられる為、粘着剤層2の前記部分2aとダイボンドフィルム3との界面は、ピックアップ時に容易に剥がれる性質を有する。一方、紫外線を照射していない部分は十分な粘着力を有しており、前記部分2bを形成する。
図2に示すダイシング・ダイボンドフィルム12では、未硬化の紫外線硬化型粘着剤により形成されている前記部分2bはダイボンドフィルム3’と粘着し、ダイシングする際の保持力を確保できる。この様に紫外線硬化型粘着剤は、半導体チップを基板等の被着体にダイボンドする為のダイボンドフィルム3’を、接着・剥離のバランスよく支持することができる。図1に示すダイシング・ダイボンドフィルム10の粘着剤層2に於いては、前記部分2bがウェハリングを固定することができる。
前記紫外線硬化型粘着剤は、炭素−炭素二重結合等の紫外線硬化性の官能基を有し、かつ粘着性を示すものを特に制限なく使用することができる。紫外線硬化型粘着剤としては、例えば、アクリル系粘着剤、ゴム系粘着剤等の一般的な感圧性粘着剤に、紫外線硬化性のモノマー成分やオリゴマー成分を配合した添加型の紫外線硬化型粘着剤を例示できる。
前記感圧性接着剤としては、半導体ウェハやガラス等の汚染をきらう電子部品の超純水やアルコール等の有機溶剤による清浄洗浄性等の点から、アクリル系ポリマーをベースポリマーとするアクリル系粘着剤が好ましい。
前記アクリル系ポリマーとしては、例えば、(メタ)アクリル酸アルキルエステル(例えば、メチルエステル、エチルエステル、プロピルエステル、イソプロピルエステル、ブチルエステル、イソブチルエステル、s−ブチルエステル、t−ブチルエステル、ペンチルエステル、イソペンチルエステル、ヘキシルエステル、ヘプチルエステル、オクチルエステル、2−エチルヘキシルエステル、イソオクチルエステル、ノニルエステル、デシルエステル、イソデシルエステル、ウンデシルエステル、ドデシルエステル、トリデシルエステル、テトラデシルエステル、ヘキサデシルエステル、オクタデシルエステル、エイコシルエステル等のアルキル基の炭素数1〜30、特に炭素数4〜18の直鎖状又は分岐鎖状のアルキルエステル等)及び(メタ)アクリル酸シクロアルキルエステル(例えば、シクロペンチルエステル、シクロヘキシルエステル等)の1種又は2種以上を単量体成分として用いたアクリル系ポリマー等が挙げられる。尚、(メタ)アクリル酸エステルとはアクリル酸エステル及び/又はメタクリル酸エステルをいい、本発明の(メタ)とは全て同様の意味である。
前記アクリル系ポリマーは、凝集力、耐熱性等の改質を目的として、必要に応じ、前記(メタ)アクリル酸アルキルエステル又はシクロアルキルエステルと共重合可能な他のモノマー成分に対応する単位を含んでいてもよい。この様なモノマー成分として、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、カルボキシエチル(メタ)アクリレート、カルボキシペンチル(メタ)アクリレート、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、クロトン酸等のカルボキシル基含有モノマー;無水マレイン酸、無水イタコン酸等の酸無水物モノマー;(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸4−ヒドロキシブチル、(メタ)アクリル酸6−ヒドロキシヘキシル、(メタ)アクリル酸8−ヒドロキシオクチル、(メタ)アクリル酸10−ヒドロキシデシル、(メタ)アクリル酸12−ヒドロキシラウリル、(4−ヒドロキシメチルシクロヘキシル)メチル(メタ)アクリレート等のヒドロキシル基含有モノマー;スチレンスルホン酸、アリルスルホン酸、2−(メタ)アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、(メタ)アクリルアミドプロパンスルホン酸、スルホプロピル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリロイルオキシナフタレンスルホン酸等のスルホン酸基含有モノマー;2−ヒドロキシエチルアクリロイルホスフェート等のリン酸基含有モノマー;アクリルアミド、アクリロニトリル等が挙げられる。これら共重合可能なモノマー成分は、1種又は2種以上使用できる。これら共重合可能なモノマーの使用量は、全モノマー成分の40重量%以下が好ましい。
更に、前記アクリル系ポリマーは、架橋させる為、多官能性モノマー等も、必要に応じて共重合用モノマー成分として含むことができる。この様な多官能性モノマーとして、例えば、ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、(ポリ)エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、(ポリ)プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、エポキシ(メタ)アクリレート、ポリエステル(メタ)アクリレート、ウレタン(メタ)アクリレート等が挙げられる。これらの多官能性モノマーも1種又は2種以上用いることができる。多官能性モノマーの使用量は、粘着特性等の点から、全モノマー成分の30重量%以下が好ましい。
前記アクリル系ポリマーは、単一モノマー又は2種以上のモノマー混合物を重合に付すことにより得られる。重合は、溶液重合、乳化重合、塊状重合、懸濁重合等の何れの方式で行うこともできる。清浄な被着体への汚染防止等の点から、低分子量物質の含有量が小さいのが好ましい。この点から、アクリル系ポリマーの数平均分子量は、好ましくは30万以上、更に好ましくは40万〜300万程度である。
また、前記粘着剤には、ベースポリマーであるアクリル系ポリマー等の数平均分子量を高める為、外部架橋剤を適宜に採用することもできる。外部架橋方法の具体的手段としては、ポリイソシアネート化合物、エポキシ化合物、アジリジン化合物、メラミン系架橋剤等のいわゆる架橋剤を添加し反応させる方法が挙げられる。外部架橋剤を使用する場合、その使用量は、架橋すべきベースポリマーとのバランスにより、更には、粘着剤としての使用用途によって適宜決定される。一般的には、前記ベースポリマー100重量部に対して、5重量部以下が好ましい。また、下限値としては0.1重量部以上であることが好ましい。更に、粘着剤には、必要により、前記成分のほかに、各種の粘着付与剤、老化防止剤等の添加剤を用いてもよい。
配合する前記紫外線硬化性のモノマー成分としては、例えば、ウレタンオリゴマー、ウレタン(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、テトラメチロールメタンテトラ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリストールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリストールモノヒドロキシペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、1,4−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート等が挙げられる。また紫外線硬化性のオリゴマー成分はウレタン系、ポリエーテル系、ポリエステル系、ポリカーボネート系、ポリブタジエン系等種々のオリゴマーがあげられ、その分子量が100〜30000程度の範囲のものが適当である。紫外線硬化性のモノマー成分やオリゴマー成分の配合量は、前記粘着剤層の種類に応じて、粘着剤層の粘着力を低下できる量を、適宜に決定することができる。一般的には、粘着剤を構成するアクリル系ポリマー等のベースポリマー100重量部に対して、例えば5〜500重量部、好ましくは70〜150重量部程度である。
また、紫外線硬化型粘着剤としては、前記説明した添加型の紫外線硬化型粘着剤のほかに、ベースポリマーとして、炭素−炭素二重結合をポリマー側鎖又は主鎖中もしくは主鎖末端に有するものを用いた内在型の紫外線硬化型粘着剤が挙げられる。内在型の紫外線硬化型粘着剤は、低分子量成分であるオリゴマー成分等を含有する必要がなく、又は多くは含まない為、経時的にオリゴマー成分等が粘着剤中を移動することなく、安定した層構造の粘着剤層を形成することができる為好ましい。
前記炭素−炭素二重結合を有するベースポリマーは、炭素−炭素二重結合を有し、かつ粘着性を有するものを特に制限なく使用できる。この様なベースポリマーとしては、アクリル系ポリマーを基本骨格とするものが好ましい。アクリル系ポリマーの基本骨格としては、前記例示したアクリル系ポリマーが挙げられる。
前記アクリル系ポリマーへの炭素−炭素二重結合の導入法は特に制限されず、様々な方法を採用できるが、炭素−炭素二重結合はポリマー側鎖に導入するのが分子設計が容易である。例えば、予め、アクリル系ポリマーに官能基を有するモノマーを共重合した後、この官能基と反応しうる官能基及び炭素−炭素二重結合を有する化合物を、炭素−炭素二重結合の紫外線硬化性を維持したまま縮合又は付加反応させる方法が挙げられる。
これら官能基の組合せの例としては、カルボン酸基とエポキシ基、カルボン酸基とアジリジル基、ヒドロキシル基とイソシアネート基等が挙げられる。これら官能基の組合せのなかでも反応追跡の容易さから、ヒドロキシル基とイソシアネート基との組合せが好適である。また、これら官能基の組み合わせにより、前記炭素−炭素二重結合を有するアクリル系ポリマーを生成するような組合せであれば、官能基はアクリル系ポリマーと前記化合物のいずれの側にあってもよいが、前記の好ましい組み合わせでは、アクリル系ポリマーがヒドロキシル基を有し、前記化合物がイソシアネート基を有する場合が好適である。この場合、炭素−炭素二重結合を有するイソシアネート化合物としては、例えば、メタクリロイルイソシアネート、2−メタクリロイルオキシエチルイソシアネート、m−イソプロペニル−α,α−ジメチルベンジルイソシアネート等が挙げられる。また、アクリル系ポリマーとしては、前記例示のヒドロキシ基含有モノマーや2−ヒドロキシエチルビニルエーテル、4−ヒドロキシブチルビニルエーテル、ジエチレングルコールモノビニルエーテルのエーテル系化合物等を共重合したものが用いられる。
前記内在型の紫外線硬化型粘着剤は、前記炭素−炭素二重結合を有するベースポリマー(特にアクリル系ポリマー)を単独で使用することができるが、特性を悪化させない程度に前記紫外線硬化性のモノマー成分やオリゴマー成分を配合することもできる。紫外線硬化性のオリゴマー成分等は、通常ベースポリマー100重量部に対して30重量部の範囲内であり、好ましくは0〜10重量部の範囲である。
前記紫外線硬化型粘着剤には、紫外線等により硬化させる場合には光重合開始剤を含有させる。光重合開始剤としては、例えば、4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル(2−ヒドロキシ−2−プロピル)ケトン、α−ヒドロキシ−α,α’−ジメチルアセトフェノン、2−メチル−2−ヒドロキシプロピオフェノン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン等のα−ケトール系化合物;メトキシアセトフェノン、2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフエノン、2,2−ジエトキシアセトフェノン、2−メチル−1−[4−(メチルチオ)−フェニル]−2−モルホリノプロパン−1等のアセトフェノン系化合物;ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、アニソインメチルエーテル等のベンゾインエーテル系化合物;ベンジルジメチルケタール等のケタール系化合物;2−ナフタレンスルホニルクロリド等の芳香族スルホニルクロリド系化合物;1−フェノン−1,1―プロパンジオン−2−(o−エトキシカルボニル)オキシム等の光活性オキシム系化合物;ベンゾフェノン、ベンゾイル安息香酸、3,3’−ジメチル−4−メトキシベンゾフェノン等のベンゾフェノン系化合物;チオキサンソン、2−クロロチオキサンソン、2−メチルチオキサンソン、2,4−ジメチルチオキサンソン、イソプロピルチオキサンソン、2,4−ジクロロチオキサンソン、2,4−ジエチルチオキサンソン、2,4−ジイソプロピルチオキサンソン等のチオキサンソン系化合物;カンファーキノン;ハロゲン化ケトン;アシルホスフィノキシド;アシルホスフォナート等が挙げられる。光重合開始剤の配合量は、粘着剤を構成するアクリル系ポリマー等のベースポリマー100重量部に対して、例えば0.05〜20重量部程度である。
また紫外線硬化型粘着剤としては、例えば、特開昭60−196956号公報に開示されている、不飽和結合を2個以上有する付加重合性化合物、エポキシ基を有するアルコキシシラン等の光重合性化合物と、カルボニル化合物、有機硫黄化合物、過酸化物、アミン、オニウム塩系化合物等の光重合開始剤とを含有するゴム系粘着剤やアクリル系粘着剤等が挙げられる。
前記粘着剤層2に前記部分2aを形成する方法としては、基材1に紫外線硬化型の粘着剤層2を形成した後、前記部分2aに部分的に紫外線を照射し硬化させる方法が挙げられる。部分的な紫外線照射は、半導体ウェハ貼り付け部分3a以外の部分3b等に対応するパターンを形成したフォトマスクを介して行うことができる。また、スポット的に紫外線を照射し硬化させる方法等が挙げられる。紫外線硬化型の粘着剤層2の形成は、セパレータ上に設けたものを基材1上に転写することにより行うことができる。部分的な紫外線硬化はセパレータ上に設けた紫外線硬化型の粘着剤層2に行うこともできる。
ダイシング・ダイボンドフィルム12の粘着剤層2に於いては、(前記部分2aの粘着力)<(その他の部分2bの粘着力)、となるように粘着剤層2の一部を紫外線照射してもよい。即ち、基材1の少なくとも片面の、半導体ウェハ貼り付け部分3aに対応する部分以外の部分の全部又は一部が遮光されたものを用い、これに紫外線硬化型の粘着剤層2を形成した後に紫外線照射して、半導体ウェハ貼り付け部分3aに対応する部分を硬化させ、粘着力を低下させた前記部分2aを形成することができる。遮光材料としては、支持フィルム上でフォトマスクになりえるものを印刷や蒸着等で作製することができる。これにより、効率よくダイシング・ダイボンドフィルム12を製造可能である。
粘着剤層2の厚さは特に限定されないが、チップ切断面の欠け防止や接着層の固定保持の両立性等の点から、1〜50μm程度が好ましく、より好ましくは2〜30μm、更に好ましくは5〜25μmである。
粘着剤層2の−10℃〜30℃における引張貯蔵弾性率は、1×10〜1×1010Paであることが好ましい。粘着剤層2の前記引張貯蔵弾性率が前記数値範囲内であると、ウェハ破断する際にチッピングの発生を防止することができるとともに、ダイボンドフィルム付の半導体チップをピックアップする際のチップ飛びやズレの発生を防止することができる。
ダイボンドフィルム3、3’は、熱硬化前における25℃での破断伸び率が40%より大きく500%以下であることが好ましい。熱硬化前における25℃での破断伸び率が40%より大きいと、ステルスダイシングにより半導体ウェハ4から半導体チップ5を得る際に、ダイシング・ダイボンドフィルム12に引張張力を加えると、ダイボンドフィルム3、3’と半導体ウェハ4とを同時に破断することが可能となり、ダイボンドフィルム3、3’と半導体ウェハ4とを分割予定ライン4Lにて確実に破断することができる。前記破断伸び率は、80%より大きく450%以下であることがより好ましい。なお、ダイボンドフィルム3、3’が長尺の場合、前記破断伸び率は、流れ方向(MD)又は幅方向(TD)の少なくとも一方向において、上記数値範囲を満たせばよい。
ダイシングフィルム11の粘着剤層2とダイボンドフィルム3との剥離強度(23℃、剥離角度180度、剥離速度300mm/分)は、0.02N/20mm〜0.2N/20mmの範囲が好ましく、0.03N/20mm〜0.15N/20mmの範囲がより好ましく、0.04N/20mm〜0.1N/20mmの範囲がさらに好ましい。前記剥離強度を0.02N/20mm以上にすることにより、引張張力を加えた際に、ダイボンドフィルム3がダイシングフィルム11から剥離してしまうことを防止することができる。その一方、前記剥離強度を0.2N/20mm以下にすることにより、半導体素子をピックアップする際に、当該半導体素子の剥離が困難になったり、糊残りが発生するのを防止することができる。
一方、ダイボンドフィルム3と半導体ウェハとの剥離強度(23℃、剥離角度180度、剥離速度300mm/分)は、0.02N/20mm〜0.5N/20mmの範囲が好ましく、0.03N/20mm〜0.3N/20mmの範囲がより好ましく、0.04N/20mm〜0.2N/20mmの範囲がさらに好ましい。
また、ダイボンドフィルム3、3’は、−20℃〜30℃での引張貯蔵弾性率が0.1GPa以上10GPa以下であることが好ましく、0.2GPa以上9.5GPaであることがより好ましく、0.5GPa以上9GPaであることがさらに好ましい。−20℃〜30℃での引張貯蔵弾性率を0.1GPa以上とすることにより、拡張させた際のダイボンドフィルム3、3’の破断性が向上する。また、前記引張貯蔵弾性率を10GPa以下とすることにより、半導体ウェハへのダイボンドフィルム3、3’のラミネート性が向上する。
ダイボンドフィルムの積層構造は特に限定されず、例えば、ダイボンドフィルム3、3’(図1〜図3参照)のように接着剤層の単層のみからなるものや、コア材料の片面又は両面に接着剤層を形成した多層構造のもの等が挙げられる。前記コア材料としては、フィルム(例えばポリイミドフィルム、ポリエステルフィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリエチレンナフタレートフィルム、ポリカーボネートフィルム等)、ガラス繊維やプラスチック製不織繊維で強化された樹脂基板、シリコン基板又はガラス基板等が挙げられる。ダイボンドフィルムが多層構造のものである場合、多層構造のダイボンドフィルム全体として、前記破断伸び率、前記引貯蔵弾性率、及び、前記損失弾性率等が前記数値範囲内であればよい。
前記ダイボンドフィルム3、3’を構成する接着剤組成物としては、熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂を併用したものが挙げられる。
前記熱硬化性樹脂としては、フェノール樹脂、アミノ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂、又は熱硬化性ポリイミド樹脂等が挙げられる。これらの樹脂は、単独で又は2種以上を併用して用いることができる。特に、半導体素子を腐食させるイオン性不純物等の含有が少ないエポキシ樹脂が好ましい。また、エポキシ樹脂の硬化剤としてはフェノール樹脂が好ましい。
前記エポキシ樹脂は、接着剤組成物として一般に用いられるものであれば特に限定は無く、例えばビスフェノールA型、ビスフェノールF型、ビスフェノールS型、臭素化ビスフェノールA型、水添ビスフェノールA型、ビスフェノールAF型、ビフェニル型、ナフタレン型、フルオンレン型、フェノールノボラック型、オルソクレゾールノボラック型、トリスヒドロキシフェニルメタン型、テトラフェニロールエタン型等の二官能エポキシ樹脂や多官能エポキシ樹脂、又はヒダントイン型、トリスグリシジルイソシアヌレート型若しくはグリシジルアミン型等のエポキシ樹脂が用いられる。これらは単独で、又は2種以上を併用して用いることができる。これらのエポキシ樹脂のうちノボラック型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、トリスヒドロキシフェニルメタン型樹脂又はテトラフェニロールエタン型エポキシ樹脂が特に好ましい。これらのエポキシ樹脂は、硬化剤としてのフェノール樹脂との反応性に富み、耐熱性等に優れるからである。
更に、前記フェノール樹脂は、前記エポキシ樹脂の硬化剤として作用するものであり、例えば、フェノールノボラック樹脂、フェノールアラルキル樹脂、クレゾールノボラック樹脂、tert−ブチルフェノールノボラック樹脂、ノニルフェノールノボラック樹脂等のノボラック型フェノール樹脂、レゾール型フェノール樹脂、ポリパラオキシスチレン等のポリオキシスチレン等が挙げられる。これらは単独で、又は2種以上を併用して用いることができる。これらのフェノール樹脂のうちフェノールノボラック樹脂、フェノールアラルキル樹脂が特に好ましい。半導体装置の接続信頼性を向上させることができるからである。
前記エポキシ樹脂とフェノール樹脂との配合割合は、例えば、前記エポキシ樹脂成分中のエポキシ基1当量当たりフェノール樹脂中の水酸基が0.5〜2.0当量になるように配合することが好適である。より好適なのは、0.8〜1.2当量である。即ち、両者の配合割合が前記範囲を外れると、十分な硬化反応が進まず、エポキシ樹脂硬化物の特性が劣化し易くなるからである。
前記熱可塑性樹脂としては、天然ゴム、ブチルゴム、イソプレンゴム、クロロプレンゴム、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸共重合体、エチレン−アクリル酸エステル共重合体、ポリブタジエン樹脂、ポリカーボネート樹脂、熱可塑性ポリイミド樹脂、6−ナイロンや6,6−ナイロン等のポリアミド樹脂、フェノキシ樹脂、アクリル樹脂、PETやPBT等の飽和ポリエステル樹脂、ポリアミドイミド樹脂、又はフッ素樹脂等が挙げられる。これらの熱可塑性樹脂は単独で、又は2種以上を併用して用いることができる。これらの熱可塑性樹脂のうち、イオン性不純物が少なく耐熱性が高く、半導体素子の信頼性を確保できるアクリル樹脂が特に好ましい。
前記アクリル樹脂としては、特に限定されるものではなく、炭素数30以下、特に炭素数4〜18の直鎖若しくは分岐のアルキル基を有するアクリル酸又はメタクリル酸のエステルの1種又は2種以上を成分とする重合体(アクリル共重合体)等が挙げられる。前記アルキル基としては、例えばメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、t−ブチル基、イソブチル基、アミル基、イソアミル基、ヘキシル基、へプチル基、シクロヘキシル基、2−エチルヘキシル基、オクチル基、イソオクチル基、ノニル基、イソノニル基、デシル基、イソデシル基、ウンデシル基、ラウリル基、トリデシル基、テトラデシル基、ステアリル基、オクタデシル基、又はドデシル基等が挙げられる。
上記アクリル樹脂のなかでも、凝集力向上の理由で、アクリル共重合体が特に好ましい。上記アクリル共重合体としては、例えば、アクリル酸エチルとメチルメタクリレートとの共重合体、アクリル酸とアクリロニトリルとの共重合体、アクリル酸ブチルとアクリロニトリルとの共重合体を挙げることができる。
また、前記重合体を形成する他のモノマーとしては、特に限定されるものではなく、例えばアクリル酸、メタクリル酸、カルボキシエチルアクリレート、カルボキシペンチルアクリレート、イタコン酸、マレイン酸、フマール酸若しくはクロトン酸等の様なカルボキシル基含有モノマー、無水マレイン酸若しくは無水イタコン酸等の様な酸無水物モノマー、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸4−ヒドロキシブチル、(メタ)アクリル酸6−ヒドロキシヘキシル、(メタ)アクリル酸8−ヒドロキシオクチル、(メタ)アクリル酸10−ヒドロキシデシル、(メタ)アクリル酸12−ヒドロキシラウリル若しくは(4−ヒドロキシメチルシクロヘキシル)−メチルアクリレート等の様なヒドロキシル基含有モノマー、スチレンスルホン酸、アリルスルホン酸、2−(メタ)アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、(メタ)アクリルアミドプロパンスルホン酸、スルホプロピル(メタ)アクリレート若しくは(メタ)アクリロイルオキシナフタレンスルホン酸等の様なスルホン酸基含有モノマー、又は2−ヒドロキシエチルアクリロイルホスフェート等の様な燐酸基含有モノマーが挙げられる。
前記熱硬化性樹脂の配合割合としては、所定条件下で加熱した際にダイボンドフィルム3、3’が熱硬化型としての機能を発揮する程度であれば特に限定されないが、5〜60重量%の範囲内であることが好ましく、10〜50重量%の範囲内であることがより好ましい。
前記ダイボンドフィルム3、3’は、熱硬化前のガラス転移温度(Tg)が25〜60℃であることが好ましく、25〜55℃であることがより好ましく、25〜50℃であることがさらに好ましい。熱硬化前のガラス転移温度を25〜60℃とすることにより、良好にウェハをラミネートすることが可能となる。なお、ガラス転移温度は、動的粘弾性測定装置を用いて、−30〜280℃での損失正接(tanδ)を周波数10Hz、昇温速度5℃/分の条件下にて測定し、その際のtanδのピーク値により得られる値である。
ダイボンドフィルム3、3’の熱硬化前のガラス転移温度を25〜60℃とするには、例えば、前記エポキシ樹脂と前記フェノール樹脂との少なくとも一方に、融点が50℃以上の樹脂を1種類以上含ませることにより達成できる。融点が50℃以上のエポキシ樹脂としては、AER−8039(旭化成エポキシ製、融点78℃)、BREN−105(日本化薬製、融点64℃)、BREN−S(日本化薬製、融点83℃)、CER−3000L(日本化薬製、融点90℃)、EHPE−3150(ダイセル化学製、融点80℃)、EPPN−501HY(日本化薬製、融点60℃)、ESN−165M(新日鉄化学製、融点76℃)、ESN−175L(新日鉄化学製、融点90℃)、ESN−175S(新日鉄化学製、融点67℃)、ESN−355(新日鉄化学製、融点55℃)、ESN−375(新日鉄化学製、融点75℃)、ESPD−295(住友化学製、融点69℃)、EXA−7335(大日本インキ製、融点99℃)、EXA−7337(大日本インキ製、融点70℃)、HP−7200H(大日本インキ製、融点82℃)、TEPIC−SS(日産化学製、融点108℃)、YDC−1312(東都化成製、融点141℃)、YDC−1500(東都化成製、融点101℃)、YL−6121HN(JER製、融点130℃)、YSLV−120TE(東都化成製、融点113℃)、YSLV−80XY(東都化成製、融点80℃)、YX−4000H(JER製、融点105℃)、YX−4000K(JER製、融点107℃)、ZX−650(東都化成製、融点85℃)、エピコート1001(JER製、融点64℃)、エピコート1002(JER製、融点78℃)、エピコート1003(JER製、融点89℃)、エピコート1004(JER製、融点97℃)、エピコート1006FS(JER製、融点112℃)を挙げることができる。なかでも、AER−8039(旭化成エポキシ製、融点78℃)、BREN−105(日本化薬製、融点64℃)、BREN−S(日本化薬製、融点83℃)、CER−3000L(日本化薬製、融点90℃)、EHPE−3150(ダイセル化学製、融点80℃)、EPPN−501HY(日本化薬製、融点60℃)、ESN−165M(新日鉄化学製、融点76℃)、ESN−175L(新日鉄化学製、融点90℃)、ESN−175S(新日鉄化学製、融点67℃)、ESN−355(新日鉄化学製、融点55℃)、ESN−375(新日鉄化学製、融点75℃)、ESPD−295(住友化学製、融点69℃)、EXA−7335(大日本インキ製、融点99℃)、EXA−7337(大日本インキ製、融点70℃)、HP−7200H(大日本インキ製、融点82℃)、YSLV−80XY(東都化成製、融点80℃)、ZX−650(東都化成製、融点85℃)、エピコート1001(JER製、融点64℃)、エピコート1002(JER製、融点78℃)、エピコート1003(JER製、融点89℃)、エピコート1004(JER製、融点97℃)が好ましい。これらのエポキシ樹脂は、融点が高すぎない(100℃未満である)ため、ダイボンドフィルムに使用した際のウェハラミネート性が良好である。
融点が50℃以上のフェノール樹脂としては、DL−65(明和化成製、融点65℃)、DL−92(明和化成製、融点92℃)、DPP−L(日本石油製、融点100℃)、GS−180(群栄化学製、融点83℃)、GS−200(群栄化学製、融点100℃)、H−1(明和化成製、融点79℃)、H−4(明和化成製、融点71℃)、HE−100C−15(住友ケミカル製、融点73℃)、HE−510−05(住友ケミカル製、融点75℃)、HF−1(明和化成製、融点84℃)、HF−3(明和化成製、融点96℃)、MEH−7500(明和化成製、融点111℃)、MEH−7500−3S(明和化成製、融点83℃)、MEH−7800−3L(明和化成製、融点72℃)、MEH−7851(明和化成製、融点78℃)、MEH−7851−3H(明和化成製、融点105℃)、MEH−7851−4H(明和化成製、融点130℃)、MEH−7851S(明和化成製、融点73℃)、P−1000(荒川化学製、融点63℃)、P−180(荒川化学製、融点83℃)、P−200(荒川化学製、融点100℃)、VR−8210(三井化学製、融点60℃)、XLC−3L(三井化学製、融点70℃)、XLC−4L(三井化学製、融点62℃)、XLC−LL(三井化学製、融点75℃)、を挙げることができる。なかでも、DL−65(明和化成製、融点65℃)、DL−92(明和化成製、融点92℃)、GS−180(群栄化学製、融点83℃)、H−1(明和化成製、融点79℃)、H−4(明和化成製、融点71℃)、HE−100C−15(住友ケミカル製、融点73℃)、HE−510−05(住友ケミカル製、融点75℃)、HF−1(明和化成製、融点84℃)、HF−3(明和化成製、融点96℃)、MEH−7500−3S(明和化成製、融点83℃)、MEH−7800−3L(明和化成製、融点72℃)、MEH−7851(明和化成製、融点78℃)、MEH−7851S(明和化成製、融点73℃)、P−1000(荒川化学製、融点63℃)、P−180(荒川化学製、融点83℃)、VR−8210(三井化学製、融点60℃)、XLC−3L(三井化学製、融点70℃)、XLC−4L(三井化学製、融点62℃)、XLC−LL(三井化学製、融点75℃)、が好ましい。これらのフェノール樹脂は、融点が高すぎない(100℃未満である)ため、ダイボンドフィルムに使用した際のウェハラミネート性が良好である。
前記ダイボンドフィルム3、3’のなかでも、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、及び、アクリル樹脂を含有し、前記エポキシ樹脂と前記フェノール樹脂との合計重量をXとし、前記アクリル樹脂の重量をYとしたとき、X/(X+Y)が0.3以上0.9未満であることが好ましく、0.35以上0.85未満であることがより好ましく、0.4以上0.8未満であることがさらに好ましい。エポキシ樹脂及びフェノール樹脂は、含有量が多くなるにつれて破断され易くなる一方、半導体ウェハ4への接着性が低下する。また、アクリル樹脂は、含有量が多くなるにつれて貼り合わせの際やハンドリングの際にダイボンドフィルム3、3’が割れ難くなり作業性が良好となる一方、破断され難くなる。そこで、X/(X+Y)を0.3以上とすることにより、ステルスダイシングにより半導体ウェハ4から半導体素子5を得る際に、ダイボンドフィルム3、3’と半導体ウェハ4とを同時に破断することがより容易となる。また、X/(X+Y)を0.9未満とすることより、作業性を良好とすることができる。
本発明のダイボンドフィルム3、3’を予めある程度架橋をさせておく場合には、作製に際し、重合体の分子鎖末端の官能基等と反応する多官能性化合物を架橋剤として添加させておくことができる。これにより、高温下での接着特性を向上させ、耐熱性の改善を図ることができる。
前記架橋剤としては、従来公知のものを採用することができる。特に、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、p−フェニレンジイソシアネート、1,5−ナフタレンジイソシアネート、多価アルコールとジイソシアネートの付加物等のポリイソシアネート化合物がより好ましい。架橋剤の添加量としては、前記の重合体100重量部に対し、通常0.05〜7重量部とするのが好ましい。架橋剤の量が7重量部より多いと、接着力が低下するので好ましくない。その一方、0.05重量部より少ないと、凝集力が不足するので好ましくない。また、この様なポリイソシアネート化合物と共に、必要に応じて、エポキシ樹脂等の他の多官能性化合物を一緒に含ませるようにしてもよい。
また、ダイボンドフィルム3、3’には、その用途に応じてフィラーを適宜配合することができる。フィラーの配合は、導電性の付与や熱伝導性の向上、弾性率の調節等を可能とする。前記フィラーとしては、無機フィラー、及び、有機フィラーが挙げられるが、取り扱い性の向上、熱電導性の向上、溶融粘度の調整、チキソトロピック性付与等の特性の観点から、無機フィラーが好ましい。前記無機フィラーとしては、特に制限はなく、例えば、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ケイ酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、ほう酸アルミウィスカ、窒化ほう素、結晶質シリカ、非晶質シリカ等が挙げられる。これらは、単独で又は2種以上を併用して用いることができる。熱電導性の向上の観点からは、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、窒化ほう素、結晶質シリカ、非晶質シリカが好ましい。また、上記各特性のバランスがよいという観点からは、結晶質シリカ、又は、非晶質シリカが好ましい。また、導電性の付与、熱電導性の向上等の目的で、無機フィラーとして、導電性物質(導電フィラー)を用いることとしてもよい。導電フィラーとしては、銀、アルミニウム、金、胴、ニッケル、導電性合金等を球状、針状、フレーク状とした金属粉、アルミナ等の金属酸化物、アモルファスカーボンブラック、グラファイト等が挙げられる。
前記フィラーの平均粒径は、0.005〜10μmであることが好ましく、0.005〜1μmであることがより好ましい。前記フィラーの平均粒径を0.005μm以上とすることにより、被着体への濡れ性、及び、接着性を良好とすることができるからである。また、10μm以下とすることにより、上記各特性の付与のために加えたフィラーの効果を十分なものとすることができるとともに、耐熱性を確保することができる。なお、フィラーの平均粒径は、例えば、光度式の粒度分布計(HORIBA製、装置名;LA−910)により求めた値である。
前記接着剤層は、前記エポキシ樹脂と前記フェノール樹脂と前記アクリル樹脂との合計重量をAとし、前記フィラーの重量をBとしたとき、B/(A+B)が0.1以上0.7以下であることが好ましく、0.1以上0.65以下であることがより好ましく、0.1以上0.6以下であることがさらに好ましい。上記値を0.7以下とすることにより、引張貯蔵弾性率が高くなるのを防止することができ、被着体への濡れ性、及び、接着性を良好とすることができる。また、上記値を0.1以上とすることにより、ダイボンドフィルムを引張張力により好適に破断することができる。
尚、ダイボンドフィルム3、3’には、前記フィラー以外に、必要に応じて他の添加剤を適宜に配合することができる。他の添加剤としては、例えば難燃剤、シランカップリング剤又はイオントラップ剤等が挙げられる。前記難燃剤としては、例えば、三酸化アンチモン、五酸化アンチモン、臭素化エポキシ樹脂等が挙げられる。これらは、単独で、又は2種以上を併用して用いることができる。前記シランカップリング剤としては、例えば、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−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等が挙げられる。これらの化合物は、単独で又は2種以上を併用して用いることができる。前記イオントラップ剤としては、例えばハイドロタルサイト類、水酸化ビスマス等が挙げられる。これらは、単独で又は2種以上を併用して用いることができる。
ダイボンドフィルム3、3’の厚さ(積層体の場合は、総厚)は特に限定されないが、例えば、1〜200μmの範囲から選択することができ、好ましくは5〜100μm、より好ましくは10〜80μmである。
前記ダイシング・ダイボンドフィルム10、12のダイボンドフィルム3、3’は、セパレータにより保護されていることが好ましい(図示せず)。セパレータは、実用に供するまでダイボンドフィルム3、3’を保護する保護材としての機能を有している。また、セパレータは、更に、粘着剤層2にダイボンドフィルム3、3’を転写する際の支持基材として用いることができる。セパレータはダイシング・ダイボンドフィルムのダイボンドフィルム3、3’上にワークを貼着する際に剥がされる。セパレータとしては、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレン、ポリプロピレンや、フッ素系剥離剤、長鎖アルキルアクリレート系剥離剤等の剥離剤により表面コートされたプラスチックフィルムや紙等も使用可能である。
(ダイシング・ダイボンドフィルムの製造方法)
本実施の形態に係るダイシング・ダイボンドフィルム10、12は、例えば、次の通りにして作製される。
先ず、基材1は、従来公知の製膜方法により製膜することができる。当該製膜方法としては、例えばカレンダー製膜法、有機溶媒中でのキャスティング法、密閉系でのインフレーション押出法、Tダイ押出法、共押出し法、ドライラミネート法等が例示できる。
次に、基材1上に粘着剤組成物溶液を塗布して塗布膜を形成した後、該塗布膜を所定条件下で乾燥させ(必要に応じて加熱架橋させて)、粘着剤層2を形成する。塗布方法としては特に限定されず、例えば、ロール塗工、スクリーン塗工、グラビア塗工等が挙げられる。また、乾燥条件としては、例えば乾燥温度80〜150℃、乾燥時間0.5〜5分間の範囲内で行われる。また、セパレータ上に粘着剤組成物を塗布して塗布膜を形成した後、前記乾燥条件で塗布膜を乾燥させて粘着剤層2を形成してもよい。その後、基材1上に粘着剤層2をセパレータと共に貼り合わせる。これにより、ダイシングフィルム11が作製される。
ダイボンドフィルム3、3’は、例えば、次の通りにして作製される。
先ず、ダイボンドフィルム3、3’の形成材料である接着剤組成物溶液を作製する。当該接着剤組成物溶液には、前述の通り、前記接着剤組成物やフィラー、その他各種の添加剤等が配合されている。
次に、接着剤組成物溶液を基材セパレータ上に所定厚みとなる様に塗布して塗布膜を形成した後、該塗布膜を所定条件下で乾燥させ、接着剤層を形成する。塗布方法としては特に限定されず、例えば、ロール塗工、スクリーン塗工、グラビア塗工等が挙げられる。また、乾燥条件としては、例えば乾燥温度70〜160℃、乾燥時間1〜5分間の範囲内で行われる。また、セパレータ上に粘着剤組成物溶液を塗布して塗布膜を形成した後、前記乾燥条件で塗布膜を乾燥させて接着剤層を形成してもよい。その後、基材セパレータ上に接着剤層をセパレータと共に貼り合わせる。
続いて、ダイシングフィルム11及び接着剤層からそれぞれセパレータを剥離し、接着剤層と粘着剤層とが貼り合わせ面となる様にして両者を貼り合わせる。貼り合わせは、例えば圧着により行うことができる。このとき、ラミネート温度は特に限定されず、例えば30〜50℃が好ましく、35〜45℃がより好ましい。また、線圧は特に限定されず、例えば0.1〜20kgf/cmが好ましく、1〜10kgf/cmがより好ましい。次に、接着剤層上の基材セパレータを剥離し、本実施の形態に係るダイシング・ダイボンドフィルムが得られる。
(半導体装置の製造方法)
次に、図4〜図7を参照しながらダイシング・ダイボンドフィルム10を用いた半導体装置の製造方法について説明する。図4〜図7は、本実施形態に係る半導体装置の一製造方法を説明するための断面模式図である。まず、半導体ウェハ4の分割予定ライン4Lにレーザー光を照射して分割予定ライン4L上に改質領域を形成する。本方法は、半導体ウェハの内部に集光点を合わせ、格子状の分割予定ラインに沿ってレーザー光を照射し、多光子吸収によるアブレーションにより半導体ウェハの内部に改質領域を形成する方法である。レーザー光照射条件としては、以下の条件の範囲内で適宜調整すればよい。
<レーザー光照射条件>
(A)レーザー光
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 3.14×10−8cm
発振形態 Qスイッチパルス
繰り返し周波数 100kHz以下
パルス幅 1μs以下
出力 1mJ以下
レーザー光品質 TEM00
偏光特性 直線偏光
(B)集光用レンズ
倍率 100倍以下
NA 0.55
レーザー光波長に対する透過率 100%以下
(C)半導体基板が載置される裁置台の移動速度 280mm/秒以下
なお、レーザー光を照射して分割予定ライン4L上に改質領域を形成する方法については、特許第3408805号公報や、特開2003−338567号公報に詳述されているので、ここでの詳細な説明は省略することとする。
次に、図5に示すように、ダイボンドフィルム3上に、改質領域形成後の半導体ウェハ4を圧着し、これを接着保持させて固定する(マウント工程)。本工程は、圧着ロール等の押圧手段により押圧しながら行う。マウントの際の貼り付け温度は特に限定されないが、40〜80℃の範囲内であることが好ましい。半導体ウェハ4の反りを効果的に防止することができるとともに、ダイシング・ダイボンドフィルム10の伸縮の影響を低減することができるからである。
次に、ダイシング・ダイボンドフィルム10(ダイシングフィルム11)に引張張力を加えることによって、半導体ウェハ4とダイボンドフィルム3とを分割予定ライン4Lにて破断し、半導体チップ5を形成する(チップ形成工程)。本工程には、例えば、市販のウェハ拡張装置を用いることができる。具体的には、図1(a)、図6(a)に示すように、半導体ウェハ4が貼り合わせられたダイシング・ダイボンドフィルム10のリング貼付部13に対応する部分にダイシングリング31を貼り付けた後、ウェハ拡張装置32に固定する。次に、図6(b)に示すように、突き上げ治具33を上昇させて、ダイシングフィルム11に張力をかける。
このチップ形成工程は、−50℃〜10℃の条件下において実行することができ、−20℃〜30℃であることがより好ましく、−10℃〜25℃であることがさらに好ましい。
また、チップ形成工程において、エキスパンド速度(突き上げ部が上昇する速度)は100〜400mm/秒であることが好ましく、100〜350mm/秒であることがより好ましく、100〜300mm/秒であることがさらに好ましい。エキスパンド速度を100mm/秒以上とすることにより、半導体ウェハ4とダイボンドフィルム3とを略同時に容易に破断することができる。また、エキスパンド速度を400mm/秒以下とすることより、ダイシングフィルム11が破断することを防止することができる。
また、チップ形成工程において、エキスパンド量は、6〜12%であることが好ましい。前記エキスパンド量は、前記数値範囲内において、形成されるチップサイズに応じて適宜調整すればよい。なお、本発明において、エキスパンド量とは、エキスパンド前のダイシングフィルムの表面積を100%としてエキスパンドにより増加した表面積の値(%)である。エキスパンド量を6%以上とすることにより、半導体ウェハ4、及び、ダイボンドフィルム3の破断を容易とすることができる。また、エキスパンド量を12%以下とすることより、ダイシングフィルム11が破断することを防止することができる。
このように、ダイシング・ダイボンドフィルム10に引張張力を加えることにより、半導体ウェハ4の改質領域を起点として半導体ウェハ4の厚さ方向に割れを発生させるとともに、半導体ウェハ4と密着するダイボンドフィルム3を破断させることができ、ダイボンドフィルム3付きの半導体チップ5を得ることができる。
次に、ダイシング・ダイボンドフィルム10に接着固定された半導体チップ5を剥離する為に、半導体チップ5のピックアップを行う(ピックアップ工程)。ピックアップの方法としては特に限定されず、従来公知の種々の方法を採用できる。例えば、個々の半導体チップ5をダイシング・ダイボンドフィルム10側からニードルによって突き上げ、突き上げられた半導体チップ5をピックアップ装置によってピックアップする方法等が挙げられる。
ここでピックアップは、粘着剤層2が紫外線硬化型である場合、該粘着剤層2に紫外線を照射した後に行う。これにより、粘着剤層2のダイボンドフィルム3に対する粘着力が低下し、半導体チップ5の剥離が容易になる。その結果、半導体チップ5を損傷させることなくピックアップが可能となる。紫外線照射の際の照射強度、照射時間等の条件は特に限定されず、適宜必要に応じて設定すればよい。また、紫外線照射に使用する光源としては、前述のものを使用することができる。
次に、図7に示すように、ピックアップした半導体チップ5を、ダイボンドフィルム3を介して被着体6にダイボンドする(仮固着工程)。被着体6としては、リードフレーム、TABフィルム、基板又は別途作製した半導体チップ等が挙げられる。被着体6は、例えば、容易に変形されるような変形型被着体であってもよく、変形することが困難である非変形型被着体(半導体ウェハ等)であってもよい。
前記基板としては、従来公知のものを使用することができる。また、前記リードフレームとしては、Cuリードフレーム、42Alloyリードフレーム等の金属リードフレームやガラスエポキシ、BT(ビスマレイミド−トリアジン)、ポリイミド等からなる有機基板を使用することができる。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、半導体素子を接着固定し、半導体素子と電気的に接続して使用可能な回路基板も含まれる。
ダイボンドフィルム3の仮固着時における25℃での剪断接着力は、被着体6に対して0.2MPa以上であることが好ましく、より好ましくは0.2〜10MPaである。ダイボンドフィルム3の剪断接着力が少なくとも0.2MPa以上であると、ワイヤーボンディング工程の際に、当該工程に於ける超音波振動や加熱により、ダイボンドフィルム3と半導体チップ5又は被着体6との接着面でずり変形を生じることが少ない。即ち、ワイヤーボンディングの際の超音波振動により半導体素子が動くことが少なく、これによりワイヤーボンディングの成功率が低下するのを防止する。また、ダイボンドフィルム3’の仮固着時における175℃での剪断接着力は、被着体6に対して0.01MPa以上であることが好ましく、より好ましくは0.01〜5MPaである。
次に、被着体6の端子部(インナーリード)の先端と半導体チップ5上の電極パッド(図示しない)とをボンディングワイヤー7で電気的に接続するワイヤーボンディングを行う(ワイヤーボンディング工程)。前記ボンディングワイヤー7としては、例えば金線、アルミニウム線又は銅線等が用いられる。ワイヤーボンディングを行う際の温度は、80〜250℃、好ましくは80〜220℃の範囲内で行われる。また、その加熱時間は数秒〜数分間行われる。結線は、前記温度範囲内となる様に加熱された状態で、超音波による振動エネルギーと印加加圧による圧着工ネルギーの併用により行われる。本工程は、ダイボンドフィルム3の熱硬化を行うことなく実行することができる。また、本工程の過程でダイボンドフィルム3により半導体チップ5と被着体6とが固着することはない。
次に、封止樹脂8により半導体チップ5を封止する(封止工程)。本工程は、被着体6に搭載された半導体チップ5やボンディングワイヤー7を保護する為に行われる。本工程は、封止用の樹脂を金型で成型することにより行う。封止樹脂8としては、例えばエポキシ系の樹脂を使用する。樹脂封止の際の加熱温度は、通常175℃で60〜90秒間行われるが、本発明はこれに限定されず、例えば165〜185℃で、数分間キュアすることができる。これにより、封止樹脂を硬化させると共に、ダイボンドフィルム3を介して半導体チップ5と被着体6とを固着させる。即ち、本発明に於いては、後述する後硬化工程が行われない場合に於いても、本工程に於いてダイボンドフィルム3による固着が可能であり、製造工程数の減少及び半導体装置の製造期間の短縮に寄与することができる。
前記後硬化工程に於いては、前記封止工程で硬化不足の封止樹脂8を完全に硬化させる。封止工程に於いてダイボンドフィルム3が完全に熱硬化していない場合でも、本工程に於いて封止樹脂8と共にダイボンドフィルム3の完全な熱硬化が可能となる。本工程に於ける加熱温度は、封止樹脂の種類により異なるが、例えば165〜185℃の範囲内であり、加熱時間は0.5〜8時間程度である。
上述した実施形態では、ダイボンドフィルム3付き半導体チップ5を被着体6に仮固着した後、ダイボンドフィルム3を完全に熱硬化させることなくワイヤーボンディング工程を行う場合について説明した。しかしながら、本発明においては、被着体6に、ダイボンドフィルム3付き半導体チップ5を仮固着時した後、ダイボンドフィルム3を熱硬化させ、その後、ワイヤーボンディング工程を行う通常のダイボンド工程を行うこととしてもよい。この場合、熱硬化後のダイボンドフィルム3は、175℃において0.01MPa以上の剪断接着力を有していることが好ましく、0.01〜5MPaがより好ましい。熱硬化後の175℃における剪断接着力を0.01MPa以上にすることにより、ワイヤーボンディング工程の際の超音波振動や加熱に起因して、ダイボンドフィルム3と半導体チップ5又は被着体6との接着面でずり変形が生じるのを防止できるからである。
なお、本発明に係るダイシング・ダイボンドフィルムは、上述した実施形態のように、ステルスダイシングに用いられるのみならず、半導体ウェハの表面に溝を形成し、その後、裏面研削を行うことにより、個々の半導体チップを得る方法(DBG(Dicing Before Grinding法))(例えば、特開2003−007649号公報参照)に用いてもよい。
以下に、この発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。但し、この実施例に記載されている材料や配合量等は、特に限定的な記載がない限りは、この発明の要旨をそれらのみに限定する趣旨のものではない。なお、以下において、部とあるのは特記がない限り重量部を意味する。
<ダイシングフィルム用の基材の準備>
(基材A)
厚さが80μmの塩化ビニルフィルム(三菱樹脂(株)社製、アルトロン#3300)を基材Aとして準備した。
(基材B)
厚さが200μmの塩化ビニルフィルム(三菱樹脂(株)社製、アルトロン#3300)を基材Bとして準備した。
(基材C)
厚さが250μmの塩化ビニルフィルム(三菱樹脂(株)社製、アルトロン#3300)を基材Cとして準備した。
<基材の引張強度の測定>
基材A〜Cを、それぞれ幅25mmの試料に加工した。次に、これらの試料について、10%延び時の引張強度を測定した。測定は、引っ張り試験機(テンシロン、島津製作所社製)を用い、25℃、チャック間距離100mm、引っ張り速度300mm/minの条件で行った。結果を表1に示す。
なお、本実施例における基材A〜Cの引張強度の値は、ウェハ貼付部、接触部、リング貼付部のすべての箇所において同一の値である。すなわち、表1に示す測定結果は、ウェハ貼付部の引張強度であり、接触部の引張強度であり、且つ、リング貼付部の引張強度である。また、測定した引張強度は、MD(Machine Direction)方向の引張強度である。
<基材の降伏点伸度の測定>
基材A〜Cを、それぞれ幅10mm、長さ60mmの試料に加工した。次に、これらの試料について、引っ張り試験機(テンシロン、島津製作所社製)を用いて25℃、引張速度300mm/分、チャック間距離50mmの条件下で応力−ひずみ曲線を測定し、下記式により降伏点伸度を得た。
降伏点伸度(%)=(((降伏時のチャック間長さ(mm))−50)/50)×100
結果を表1に示す。
なお、本実施例における基材A〜Cの降伏点伸度の値は、ウェハ貼付部、接触部、リング貼付部のすべての箇所において同一の値である。すなわち、表1に示す測定結果は、ウェハ貼付部の降伏点伸度であり、接触部の降伏点伸度であり、且つ、リング貼付部の降伏点伸度である。また、測定した降伏点伸度は、MD(Machine Direction)方向の引張強度である。
Figure 2012222002
<基材の動摩擦係数の測定>
基材A〜Cの動摩擦係数を測定した。動摩擦係数は以下のようにして測定した。なお、本実施例における基材A〜Cの動摩擦係数の値は、ウェハ貼付部、接触部、リング貼付部のすべての箇所において同一の値である。すなわち、測定結果は、ウェハ貼付部の動摩擦係数であり、接触部の動摩擦係数であり、且つ、リング貼付部の動摩擦係数である。
図8は、動摩擦係数の測定方法を説明するための図である。まず、図8に示すように、200mm×500mmのステンレス製の板100を用意し、この板100と、200mm×500mmの測定対象110(ダイシングフィルム)とを、粘着剤層側を貼り合わせ面にして貼り合わせた。一方、50mm×50mmの重り101に50mm×50mmのすべり片102を貼り付けたものを用意した。なお、重り101には、すべり片102を貼り付けた状態で100N、200N、300Nとなる3つを用意した。また、すべり片102としては、日東電工社製の製品名「ニトフロン NO.903UL」を用いた。
次に、すべり片102付きの重り101を測定対象110上に裁置し、引張試験機103にて引っ張り、引張試験機103のロードセルにかかる力を検出した。このとき、静摩擦力のピークは無視し、接触面間の相対ずれ運動を開始した後の力を動摩擦力(N/50mm)とした(図9参照)。引張試験機103には、島津製作所社製の製品名、テンシロンを用い、引張条件は、引張速度300mm/分、引張移動距離100mmとした。上記の測定を、100N、200N、300Nの重り101に対して行い、用いた重りと測定した動摩擦力との関係を図10に示すようにプロットした。そして、プロットした3点により近似直線を作成し、その傾きを動摩擦係数とした。その結果、基材A〜Cのいずれの動摩擦係数も、0.017となった。
<ダイシングフィルム用の粘着剤層の作製>
冷却管、窒素導入管、温度計、及び、撹拌装置を備えた反応容器に、アクリル酸−2−エチルヘキシル(以下、「2EHA」ともいう。)88.8部、アクリル酸−2−ヒドロキシエチル(以下、「HEA」ともいう。)11.2部、過酸化ベンゾイル0.2部、及び、トルエン65部を入れ、窒素気流中で61℃にて6時間重合処理をし、重量平均分子量85万のアクリル系ポリマーAを得た。2EHAとHEAとのモル比は100mol対20molとした。
アクリル系ポリマーAに2−メタクリロイルオキシエチルイソシアネート(以下、「MOI」ともいう。)12部(HEAに対して80mol%)を加え、空気気流中で50℃にて48時間、付加反応処理をし、アクリル系ポリマーA’を得た。
次に、アクリル系ポリマーA’100部に対し、ポリイソシアネート化合物(商品名「コロネートL」、日本ポリウレタン(株)製)8部、及び、光重合開始剤(商品名「イルガキュア651」、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製)5部を加えて、粘着剤組成物溶液Aを得た。
粘着剤組成物溶液Aを、PET剥離ライナーのシリコーン処理を施した面上に塗布し、120℃で2分間加熱乾燥し、厚さ10μmの粘着剤層Xを形成した。その後、50℃にて24時間加熱した。
<ダイボンドフィルムの作製>
表2に示す配合にて、下記(a)〜(e)をメチルエチルケトンに溶解させ、濃度23.6重量%の接着剤組成物溶液を得た。
(a)エポキシ樹脂(JER(株)製、エピコート1004)
(b)エポキシ樹脂(JER(株)製、エピコート827)
(c)フェノール樹脂(三井化学(株)製、ミレックスXLC−4L)
(d)アクリル酸エチル−メチルメタクリレートを主成分とするアクリル酸エステル系ポリマー(ナガセケムテックス(株)製、WS−023)
(e)球状シリカ(アドマテックス(株)製、SO−25R)
この接着剤組成物溶液を、シリコーン離型処理した厚さが50μmのポリエチレンテレフタレートフィルムからなる離型処理フィルム(剥離ライナー)上に塗布した後、130℃で2分間乾燥させた。これにより、表2に示した通りの厚さを有するダイボンドフィルムA〜Iを得た。
Figure 2012222002
<ダイボンドフィルムの破断伸び率の測定>
ダイボンドフィルムA〜Iについて、それぞれ幅10m、長さ30mm、厚さ40μmの短冊状の測定片となる様に切断した。次に、引っ張り試験機(テンシロン、島津製作所社製)を用いて25℃の条件下において、引張速度0.5mm/分、チャック間距離20mmで延伸し、破断伸び率を下記式により得た。結果を表3に示す。
破断伸び率(%)=(((破断時のチャック間長さ(mm))−20)/20)×100
Figure 2012222002
<半導体ウェハの準備>
半導体ウェハとして、厚さ10μmのシリコンウェハA(外径8インチ)と、厚さ200μmのシリコンウェハB(外径8インチ)とを準備した。次に、各シリコンウェハにレーザー光を照射して、シリコンウェハの内部に改質領域を形成した。具体的には、レーザー加工装置として株式会社東京精密製、ML300−Integrationを用いてシリコンウェハの内部に集光点を合わせ、格子状(10mm×10mm)の分割予定ラインに沿ってシリコンウェハの表面側からレーザー光を照射し、シリコンウェハの内部に改質領域を形成した。また、レーザー光照射条件は、下記のようにして行った。
(A)レーザー光
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 3.14×10−8cm
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 40
偏光特性 直線偏光
(B)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%
(C)半導体基板が載置される裁置台の移動速度 100mm/秒
<実施例、及び、比較例に係るサンプル作製>
粘着剤層を基材に貼り合わせた。次に、ウェハ貼付部にのみ紫外線照射装置(日東精機製、商品名「UM−810」)にて300mJ/cmの紫外線を基材側から照射し、ダイシングフィルムを得た。このダイシングフィルムにダイボンドフィルムを貼り合わせ、ダイシング・ダイボンドフィルムを得た。このダイシング・ダイボンドフィルムに、改質領域を形成したシリコンウェハを貼り付け、実施例、及び、比較例に係るサンプルを得た。基材A〜基材C、ダイボンドフィルムA〜I、及び、シリコンウェハA〜Bの組合せは、下記表4に示す通りである。なお、粘着剤層には、粘着剤層Xを用いた。また、表4には、基材の厚さ、ダイボンドフィルムの厚さ、及び、シリコンウェハの厚さも合わせて記載した。また、表5には、シリコンウェハの厚みをA(μm)、ダイボンドフィルムの厚みをB(μm)、基材の厚み(基材のウェハ貼付部における厚み)をC(μm)としたときのC/A、C/B、及び、A/Bの値を示した。
Figure 2012222002
Figure 2012222002
(破断性)
実施例、及び、比較例に係るサンプルについて、破断試験を行った。破断試験におけるエキスパンド条件は、エキスパンド条件は、室温(25℃)、エキスパンド速度400mm/秒、エキスパンド量20mmとした。破断試験の結果、破断不良の箇所がなかった場合を○、破断不良の箇所があった場合を×とした。結果を表6に示す。
(ピックアップ性)
前記破断試験の後、ダイシングフィルム側からニードルで突き上げて、破断により得られた半導体チップをダイボンドフィルムとともに粘着剤層からピックアップした。ピックアップ条件は、下記のとおりである。下記条件にて、すべての半導体チップをピックアップできたものを○、できなかったものを×とした。結果を表6に示す。
[ピックアップ条件]
ピックアップ装置:商品名「SPA−300」株式会社新川社製
ピックアップニードル本数:9本
ニードル突き上げ速度:5mm/s
ニードル突き上げ量 : 600μm
ピックアップ時間:1秒
エキスパンド量 : 12.5mm
ニードル型: F0.7*15deg*10l*350μm
コレット: MICRO−MECHANICS社製、製品名「RUBBER TIP」、品番13−034−126
Figure 2012222002
(結果)
実施例1〜8では、C/Aが0.4以上20以下であり、C/Bが0.8上67以下であり、且つ、A/Bが0.1以上67以下であるため、基材を破断させることなく半導体ウエハとダイボンドフィルムとを好適に破断することができた。一方、比較例1では、C/Aが25、C/Bが83.3であり、基材の厚みが厚いため、ピックアップの際に、突き上げ治具により基材側から半導体素子を持ち上げることができなかった。また、比較例2では、C/Bが0.53であり、基材の厚みが薄いため、基材に引張応力を加えた際に、破断してしまった。
(実施例9〜13)
まず、以下のようにしてダイボンドフィルムB−1、C−1、D−1、E−1を作製した。
<ダイボンドフィルムの作製>
(ダイボンドフィルムB−1)
下記(a)〜(d)をメチルエチルケトンに溶解させ、濃度23.6重量%の接着剤組成物溶液を得た。
(a)エポキシ樹脂(JER(株)製、エピコート1004)
113重量部
(b)フェノール樹脂(三井化学(株)製、ミレックスXLC−4L)
121重量部
(c)アクリル酸エチル−メチルメタクリレートを主成分とするアクリル酸エステル系ポリマー(ナガセケムテックス(株)製、WS−023) 100重量部
(d)球状シリカ(アドマテックス(株)製、SO−25R) 222重量部
この接着剤組成物溶液を、シリコーン離型処理した厚さが50μmのポリエチレンテレフタレートフィルムからなる離型処理フィルム(剥離ライナー)上に塗布した後、130℃で2分間乾燥させた。これにより、厚さ25μmのダイボンドフィルムB−1を作製した。
(ダイボンドフィルムC−1)
下記(a)〜(d)をメチルエチルケトンに溶解させ、濃度23.6重量%の接着剤組成物溶液を得た。
(a)エポキシ樹脂(JER(株)製、エピコート1004)
113重量部
(b)フェノール樹脂(三井化学(株)製、ミレックスXLC−4L)
121重量部
(c)アクリル酸エチル−メチルメタクリレートを主成分とするアクリル酸エステル系ポリマー(ナガセケムテックス(株)製、WS−023) 100重量部
(d)球状シリカ(アドマテックス(株)製、SO−25R) 37重量部
この接着剤組成物溶液を、シリコーン離型処理した厚さが50μmのポリエチレンテレフタレートフィルムからなる離型処理フィルム(剥離ライナー)上に塗布した後、130℃で2分間乾燥させた。これにより、厚さ25μmのダイボンドフィルムC−1を作製した。
(ダイボンドフィルムD−1)
下記(a)〜(d)をメチルエチルケトンに溶解させ、濃度23.6重量%の接着剤組成物溶液を得た。
(a)エポキシ樹脂(JER(株)製、エピコート1001)
32重量部
(b)フェノール樹脂(三井化学(株)製、MEH7851)
34重量部
(c)アクリル酸エチル−メチルメタクリレートを主成分とするアクリル酸エステル系ポリマー(ナガセケムテックス(株)製、WS−023) 100重量部
(d)球状シリカ(アドマテックス(株)製、SO−25R) 110重量部
この接着剤組成物溶液を、シリコーン離型処理した厚さが50μmのポリエチレンテレフタレートフィルムからなる離型処理フィルム(剥離ライナー)上に塗布した後、130℃で2分間乾燥させた。これにより、厚さ25μmのダイボンドフィルムD−1を作製した。
(ダイボンドフィルムE−1)
下記(a)〜(d)をメチルエチルケトンに溶解させ、濃度23.6重量%の接着剤組成物溶液を得た。
(a)エポキシ樹脂(JER(株)製、エピコート1001)
32重量部
(b)フェノール樹脂(三井化学(株)製、ミレックスXLC−4L)
34重量部
(c)アクリル酸エチル−メチルメタクリレートを主成分とするアクリル酸エステル系ポリマー(ナガセケムテックス(株)製、WS−023) 100重量部
(d)球状シリカ(アドマテックス(株)製、SO−25R) 18重量部
この接着剤組成物溶液を、シリコーン離型処理した厚さが50μmのポリエチレンテレフタレートフィルムからなる離型処理フィルム(剥離ライナー)上に塗布した後、130℃で2分間乾燥させた。これにより、厚さ25μmのダイボンドフィルムE−1を作製した。
次に、以下のようにしてダイシングフィルム用の基材A−1、B−1、C−1、D−1、J−1を準備した。
<ダイシングフィルム用の基材の準備>
(基材A−1)
ポリプロピレンとエチレン−プロピレンラバーとの混合樹脂からなる層(厚み80μm)と、LLDPE(直鎖状低密度ポリエチレン)からなる層(厚み20μm)とを積層させたオレフィン系多層フィルム(厚み100μm、背面(LLDPE層側)にエンボス処理あり)を準備した。このオレフィン系多層フィルムの接触部に相当する部分に表面から生ペットフィルム(帝人デュポン社製、製品名「テイジンテトロンフィルム」、厚さ16μm)を貼り合わせた。
(基材B−1)
SEBS(スチレン系エラストマー)及びMBS(メタクリル酸エステル‐ブタジエン‐スチレンからなる共重合体樹脂)からなる層(厚さ105μm)と、SEBSからなる層(厚さ30μm)と、PE(ポリエチレン)からなる層(厚さ15μm)とをこの順に積層させた多層フィルム(厚さ150μm、背面(PE層側)にエンボス処理あり)を準備した。
(基材C−1)
塩化ビニルフィルム(三菱樹脂社製、製品名「アルトロン#2800」、厚さ100μm)の背面にエンボス処理を行ったものを準備した。
(基材D−1)
塩化ビニルフィルム(三菱樹脂社製、製品名「アルトロン#2800」、厚さ100μm)を準備した(エンボス処理なし)。
(基材J−1)
基材A−1(オレフィン系多層フィルム)を準備した。このオレフィン系多層フィルムの接触部に相当する部分に背面から、片面がシリコーン処理されたペットフィルム(帝人デュポン社製、製品名「テイジンテトロンフィルム」、厚さ16μm)を、シリコーン処理面が背面となるように貼り合わせた。なお、基材A−1の背面とペットフィルムとの貼り合わせには、下記の粘着剤層X−1(厚さ10μm)を用いた。
<ダイシングフィルム用の粘着剤層>
冷却管、窒素導入管、温度計、及び、撹拌装置を備えた反応容器に、アクリル酸−2−エチルヘキシル(以下、「2EHA」ともいう。)88.8部、アクリル酸−2−ヒドロキシエチル(以下、「HEA」ともいう。)11.2部、過酸化ベンゾイル0.2部、及び、トルエン65部を入れ、窒素気流中で61℃にて6時間重合処理をし、重量平均分子量85万のアクリル系ポリマーA−1を得た。2EHAとHEAとのモル比は100mol対20molとした。
アクリル系ポリマーA−1に2−メタクリロイルオキシエチルイソシアネート(以下、「MOI」ともいう。)12部(HEAに対して80mol%)を加え、空気気流中で50℃にて48時間、付加反応処理をし、アクリル系ポリマーA’−1を得た。
次に、アクリル系ポリマーA’−1の100部に対し、ポリイソシアネート化合物(商品名「コロネートL」、日本ポリウレタン(株)製)8部、及び、光重合開始剤(商品名「イルガキュア651」、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製)5部を加えて、粘着剤組成物溶液A−1を得た。
粘着剤組成物溶液A−1を、PET剥離ライナーのシリコーン処理を施した面上に塗布し、120℃で2分間加熱乾燥し、厚さ10μmの粘着剤層X−1を形成した。その後、50℃にて24時間加熱した。
<実施例・比較例サンプルの作製>
粘着剤層X−1を基材A−1、B−1、C−1、D−1、J−1にそれぞれ貼り合わせ、ウェハ貼付部にのみ紫外線照射装置(日東精機製、商品名「UM−810」)にて300mJ/cmの紫外線を基材側から照射し、ダイシングフィルムを得た。このダイシングフィルムにダイボンドフィルムB−1、C−1、D−1、E−1を貼り合わせ、ダイシング・ダイボンドフィルムを得た。このダイシング・ダイボンドフィルムに、改質領域を形成したシリコンウェハを貼り付け、実施例9〜13に係るサンプルを得た。基材A−1、B−1、C−1、D−1、J−1とダイボンドフィルムB−1、C−1、D−1、E−1との組合せは、下記表7に示す通りである。また、シリコンウェハは、厚さ25μmのものを用いた。また、表7には、には、シリコンウェハの厚みをA(μm)、ダイボンドフィルムの厚みをB(μm)、基材の厚み(基材のウェハ貼付部における厚み)をC(μm)としたときのC/A、C/B、及び、A/Bの値を示した。
<ダイボンドフィルムの破断伸び率の測定>
ダイボンドフィルムB−1、C−1、D−1、E−1について、それぞれ幅10m、長さ30mm、厚さ40μmの短冊状の測定片となる様に切断した。次に、引っ張り試験機(テンシロン、島津製作所社製)を用いて25℃の条件下において、引張速度0.5mm/分、チャック間距離20mmで延伸し、破断伸び率を下記式により得た。結果を表7に示す。
破断伸び率(%)=(((破断時のチャック間長さ(mm))−20)/20)×100
<引張貯蔵弾性率の測定>
ダイボンドフィルムB−1、C−1、D−1、E−1について、それぞれ厚さ200μm、幅10mmの短冊状とした。次に、固体粘弾性測定装置(RSA(III)、レオメトリックサイエンティフィック社製)を用いて、−50〜300℃での引張貯蔵弾性率を周波数1Hz、昇温速度10℃/分の条件下にて測定した。その際の、25℃における引張貯蔵弾性率を表7に示す。
<ダイシングフィルムの基材の降伏点伸度の測定>
基材のウェハ貼付部と、基材の接触部を含む部分とをそれぞれ幅10mm、長さ60mmの試料に作製した。次に、これらの試料について、引っ張り試験機(テンシロン、島津製作所社製)を用いて25℃、引張速度300mm/分、チャック間距離50mmの条件下で応力−ひずみ曲線を測定し、降伏点伸度を得た。
降伏点伸度(%)=(((降伏時のチャック間長さ(mm))−50)/50)×100
<ダイシングフィルムの基材の引張強度の測定>
基材のウェハ貼付部と基材の接触部を含む部分とを、それぞれ幅25mmの試料に作製した。次に、この試料について、引っ張り試験機(テンシロン、島津製作所社製)を用いて25℃、チャック間距離100mm、引っ張り速度300mm/minでの10%延び時の引張強度を得た。なお、測定した引張強度は、MD(Machine Direction)方向の引張強度である。結果を表7に示す。
<引張強度の差の算出>
[基材(接触部)の引張強度]−[基材(ウェハ貼付部)の引張強度]を算出した。結果を表7に示す。
<動摩擦係数の測定>
得られたダイシングフィルムの接触部の動摩擦係数を測定した。なお、測定方法は、実施例1〜8と同様とした。結果を表7に示す。
<表面粗さRaの測定>
得られたダイシングフィルムを平滑なミラーウェハに貼り合わせて固定し、接触部の表面粗さRaを表面粗さ測定機(ミツトヨ社製、製品名「サーフテストSJ−301」)を用いてMD方向に測定して求めた。結果を表7に示す。
<ダイボンドフィルムとダイシングフィルムとの剥離強度の測定>
ダイシング・ダイボンドフィルムのウェハ貼付部を100mm×100mmの大きさに切り出し、ダイボンドフィルムの表面側にペットフィルム(日東電工社製、製品名「BT−315」、厚さ70μm)を貼り合わせた。その後、引っ張り試験機(テンシロン、島津製作所社製)を用いて、ダイシングフィルム側から剥離し、そのときの剥離強度を測定した。そして、得られた値を5で除することにより、20mm幅での剥離強度を算出した。測定条件は、23℃、剥離角度180度、剥離速度300mm/分とした。結果を表7に示す。
(破断性)
実施例9〜13に係るサンプルについて、破断試験を行った。破断試験は、実施例1〜8と同様とした。結果を表7に示す。
(ピックアップ性)
実施例9〜13に係るサンプルについて、前記破断試験の後、ピックアップ性の評価を行った。ピックアップ性の評価は、実施例1〜8と同様とした。結果を表7に示す。
Figure 2012222002
1 基材
2 粘着剤層
3 ダイボンドフィルム
4 半導体ウェハ
5 半導体チップ
6 被着体
7 ボンディングワイヤー
8 封止樹脂
10、12、20、21 ダイシング・ダイボンドフィルム
11、18、19 ダイシングフィルム
13 リング貼付部
14 接触部
15 ウェハ貼付部
31 ダイシングリング
33 突き上げ治具

Claims (5)

  1. 基材上に粘着剤層を有するダイシングフィルムと、該粘着剤層上に設けられたダイボンドフィルムとを有するダイシング・ダイボンドフィルムであって、
    半導体ウェハにレーザー光を照射して改質領域を形成した後、前記半導体ウェハを前記改質領域にて破断することにより半導体ウェハから半導体素子を得る方法に使用されるものであり、
    前記基材は、半導体ウェハを貼り付ける部分に対応するウェハ貼付部を有しており、
    前記ダイボンドフィルムに貼り付けられる半導体ウェハの厚みをA(μm)、前記ダイボンドフィルムの厚みをB(μm)、前記基材の前記ウェハ貼付部における厚みをC(μm)としたとき、C/Aが0.4以上20以下であり、C/Bが0.8以上67以下であり、且つ、A/Bが0.1以上67以下であることを特徴とするダイシング・ダイボンドフィルム。
  2. 前記Aと前記Bと前記Cとの和が、90以上500未満であることを特徴とする請求項1に記載のダイシング・ダイボンドフィルム。
  3. 前記ダイシングフィルムの前記基材は、ダイシングリングを貼り付ける部分に対応するリング貼付部を外周部分に有するとともに、前記リング貼付部よりも内側に前記ウェハ貼付部を有しており、さらに、前記リング貼付部と前記ウェハ貼付部との間に、突き上げ治具の外周が接触する接触部を有しており、
    前記基材の前記接触部における25℃での引張強度が、15N以上80N以下であり、且つ、降伏点伸度が80%以上であることを特徴とする請求項1又は2に記載のダイシング・ダイボンドフィルム。
  4. 前記基材の前記ウェハ貼付部における25℃での引張強度が、70N以下であり、且つ、降伏点伸度が30%以上であり、
    前記ダイボンドフィルムの25℃での破断伸び率が40%より大きく500%以下であることを特徴とする請求項3に記載のダイシング・ダイボンドフィルム。
  5. 基材上に粘着剤層を有するダイシングフィルムと、該粘着剤層上に設けられたダイボンドフィルムとを有するダイシング・ダイボンドフィルムを用いた半導体装置の製造方法であって、
    前記基材は、半導体ウェハを貼り付けるウェハ貼付部を有しており、
    前記ダイボンドフィルムに貼り付けられる半導体ウェハの厚みをA(μm)、前記ダイボンドフィルムの厚みをB(μm)、前記基材の前記ウェハ貼付部における厚みをC(μm)としたとき、C/Aが0.4以上20以下であり、C/Bが0.8上67以下であり、且つ、A/Bが0.1以上67以下であり、
    前記半導体装置の製造方法は、
    半導体ウェハの分割予定ラインにレーザー光を照射して改質領域を形成する工程と、
    前記ダイシング・ダイボンドフィルムの前記ダイボンドフィルム上に、改質領域形成後の半導体ウェハをマウントする工程と、
    ダイシング・ダイボンドフィルムに引張張力を加えることによって、半導体ウェハとダイボンドフィルムとを破断し、半導体チップを形成する工程と
    を具備することを特徴とする半導体装置の製造方法。
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