特許第6190671号(P6190671)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2015.5.11 β版

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特許6190671ダイシング用粘着テープおよび半導体装置の製造方法
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6190671
(24)【登録日】2017年8月10日
(45)【発行日】2017年8月30日
(54)【発明の名称】ダイシング用粘着テープおよび半導体装置の製造方法
(51)【国際特許分類】
   H01L 21/301 20060101AFI20170821BHJP
   C09J 7/02 20060101ALI20170821BHJP
【FI】
   H01L21/78 M
   H01L21/78 B
   H01L21/78 X
   C09J7/02 Z
【請求項の数】10
【全頁数】20
(21)【出願番号】特願2013-183584(P2013-183584)
(22)【出願日】2013年9月5日
(65)【公開番号】特開2015-50445(P2015-50445A)
(43)【公開日】2015年3月16日
【審査請求日】2016年6月14日
(73)【特許権者】
【識別番号】000005290
【氏名又は名称】古河電気工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100090033
【弁理士】
【氏名又は名称】荒船 博司
(74)【代理人】
【識別番号】100093045
【弁理士】
【氏名又は名称】荒船 良男
(72)【発明者】
【氏名】矢吹 朗
(72)【発明者】
【氏名】大田 郷史
(72)【発明者】
【氏名】青山 真沙美
(72)【発明者】
【氏名】丸山 弘光
【審査官】 中田 剛史
(56)【参考文献】
【文献】 特開2009−246195(JP,A)
【文献】 特開2013−021109(JP,A)
【文献】 特開2012−060068(JP,A)
【文献】 特開2013−153088(JP,A)
【文献】 実開平02−049138(JP,U)
【文献】 実開平02−133308(JP,U)
【文献】 特開2012−174784(JP,A)
【文献】 特開2004−134689(JP,A)
【文献】 特開2009−147201(JP,A)
【文献】 特開2014−220418(JP,A)
【文献】 特開2014−165233(JP,A)
【文献】 特開2014−165325(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
H01L 21/301
C09J 7/02
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
周縁部に段差が形成されたワークの回路パターンが形成された面とは反対側の面が貼り合わされる粘着剤層と、
前記粘着剤層を支持する基材フィルムとを備え、
前記粘着剤層には、前記ワークの周縁部に対応する第1の領域と、前記ワークからチップが形成される部位に対応する第2の領域とがあり、
前記粘着剤層の前記第1の領域と前記第2の領域との間には段差が形成され、前記粘着剤層の段差を(X)と、前記ワークの周縁部の段差を(Y)とした場合に、式(10)の条件を満たしていることを特徴とするダイシング用粘着テープ。
0.6≦(X)/(Y)≦2.0 … (10)
【請求項2】
請求項1に記載のダイシング用粘着テープにおいて、
前記第1の領域の粘着力を(A)と、前記第2の領域の粘着力を(B)とした場合に、各領域の粘着力が式(1−1)の条件を満たしていることを特徴とするダイシング用粘着テープ。
(A)>(B) … (1−1)
【請求項3】
請求項2に記載のダイシング用粘着テープにおいて、
前記粘着剤層には、当該粘着テープを固定するための固定部材が配置される部位に対応する第3の領域があり、
前記第3の領域の粘着力を(C)とした場合に、各領域の粘着力が式(1−2)の条件を満たしていることを特徴とするダイシング用粘着テープ。
(A)>(C)≧(B) … (1−2)
【請求項4】
請求項1〜3のいずれか一項に記載のダイシング用粘着テープにおいて、
前記第1の領域の光透過率が、その他の領域の光透過率とは異なっていることを特徴とするダイシング用粘着テープ。
【請求項5】
周縁部に段差が形成されたワークの回路パターンが形成された面とは反対側の面が貼り合わされる接着剤層と、
前記接着剤層下に形成された粘着剤層と、
前記接着剤層および前記粘着剤層を支持する基材フィルムとを備え、
前記粘着剤層には、前記接着剤層を介し、前記ワークの周縁部に対応する第1の領域と、前記ワークからチップが形成される部位に対応する第2の領域とがあり、
前記粘着剤層の前記第1の領域と前記第2の領域との間には段差が形成され、前記粘着剤層の段差を(X)と、前記ワークの周縁部の段差を(Y)とした場合に、式(10)の条件を満たしていることを特徴とするダイシング用粘着テープ。
0.6≦(X)/(Y)≦2.0 … (10)
【請求項6】
請求項5に記載のダイシング用粘着テープにおいて、
前記第1の領域の前記接着剤層に対する粘着力を(D)と、前記第2の領域の前記接着剤層に対する粘着力を(E)とした場合に、各領域の粘着力が式(2−1)の条件を満たしていることを特徴とするダイシング用粘着テープ。
(D)>(E) … (2−1)
【請求項7】
請求項6に記載のダイシング用粘着テープにおいて、
前記粘着剤層には、当該粘着テープを固定するための固定部材が配置される部位に対応する第3の領域があり、
前記第3の領域の粘着力を(C)とした場合に、各領域の粘着力が式(2−2)の条件を満たしていることを特徴とするダイシング用粘着テープ。
(D)>(C)≧(E) … (2−2)
【請求項8】
請求項5〜7のいずれか一項に記載のダイシング用粘着テープにおいて、
前記第1の領域の光透過率が、その他の領域の光透過率とは異なっていることを特徴とするダイシング用粘着テープ。
【請求項9】
請求項1〜8のいずれか一項に記載のダイシング用粘着テープを用いて半導体装置を製造する方法であって、
前記ダイシング用粘着テープに前記ワークの回路パターンが形成された面とは反対側の面を貼り合わせる工程と、
前記ワークに改質領域を形成する工程と、
前記ダイシング用粘着テープを拡張することにより、前記ワークを分断し、複数のチップを得る工程と、
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項10】
請求項9に記載の半導体装置の製造方法において、
前記ワークの分割予定部分にレーザー光を照射し、前記ワークの内部に多光子吸収による改質領域を形成する工程と、
前記ダイシング用粘着テープを拡張することにより、前記ワークを分割予定部分に沿って分断し、複数のチップを得る工程と、
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ワーク(被加工物)のダイシング処理に好適に使用されるダイシング用粘着テープに関する。
【背景技術】
【0002】
ICなどの所定の回路パターンが形成された半導体ウエハやICを樹脂でモールドした半導体パッケージは、金属粒子分散のブレードを高速回転させる方式などの回転刃を介し所定のチップサイズにダイシング処理され、その後さらに洗浄や乾燥、エキスパンディング、ピックアップ、ダイボンディングなどの各処理が施される。これらの工程では、基材フィルムに粘着剤層を付設した粘着テープで、ウエハやパッケージなどのワークを固定・保持し、ダイシングやピックアップをおこなうのが一般的であり、かかる粘着テープの一例が特許文献1に開示されている。
【0003】
ところで、ダイシング工程においては、毎分数万回転という高速で回転する薄いブレードがワークを切断しながら移動するとともに、水を激しく吹き付けながら切削粉を洗い流している。その結果、ダイシング後のチップ断片が飛散するという問題(以下「チップ飛び」という。)が発生する場合がある。これに対し、たとえば特許文献2の粘着テープでは、粘着剤層の1次溶融転移温度を調整することによりチップ飛びを抑制しようとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開昭60−196956号公報
【特許文献2】特開2001−123139号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、近年、電子機器などのIC組込み製品の小型化,薄型化が進むにつれ、チップの薄型化もさらに要求されつつある。チップが薄くなった場合、チップの強度が弱くなるため、従来の粘着テープを用いてダイシングしピックアップすると、チップ強度が粘着テープの粘着力より弱く、チップが破損することがある。そこで粘着力を小さくし、チップが破損しないような粘着力でワークの固定・保持がおこなわれるようになってきたが、ワークの周縁部では、所望のチップサイズよりも小さな不良チップができ、その粘着面積(粘着テープに接触する面積)が小さく個々の不良チップの保持力が弱いため、チップ飛びの発生を十分に防止できないという問題が発生している。
さらに最近では、周縁部に段差(凹凸)が形成されたワーク、たとえばバンプ電極が形成されたウエハなどを、所定のチップサイズにステルスダイシングする場合であって、ワークにレーザー光を照射して改質領域を形成しこれをエキスパンドするときに、ワークの周縁部が粘着テープに粘着されないため、かかる部位を分断することができないという問題も発生している。
【0006】
したがって、本発明の主な目的は、周縁部に段差が形成されたワークであっても、ワークの周縁部でのチップ飛びを防止しながら、ワークの周縁部も分断することができるダイシング用粘着テープを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記課題を解決するため、本発明の一態様によれば、
周縁部に段差が形成されたワークの回路パターンが形成された面とは反対側の面が貼り合わされる粘着剤層と、
前記粘着剤層を支持する基材フィルムとを備え、
前記粘着剤層には、前記ワークの周縁部に対応する第1の領域と、前記ワークからチップが形成される部位に対応する第2の領域とがあり、
前記粘着剤層の前記第1の領域と前記第2の領域との間には段差が形成され、前記粘着剤層の段差を(X)と、前記ワークの周縁部の段差を(Y)とした場合に、式(10)の条件を満たしていることを特徴とするダイシング用粘着テープが提供される。
0.6≦(X)/(Y)≦2.0 … (10)
【0008】
本発明の他の態様によれば、
周縁部に段差が形成されたワークの回路パターンが形成された面とは反対側の面が貼り合わされる接着剤層と、
前記接着剤層下に形成された粘着剤層と、
前記接着剤層および前記粘着剤層を支持する基材フィルムとを備え、
前記粘着剤層には、前記接着剤層を介し、前記ワークの周縁部に対応する第1の領域と、前記ワークからチップが形成される部位に対応する第2の領域とがあり、
前記粘着剤層の前記第1の領域と前記第2の領域との間には段差が形成され、前記粘着剤層の段差を(X)と、前記ワークの周縁部の段差を(Y)とした場合に、式(10)の条件を満たしていることを特徴とするダイシング用粘着テープが提供される。
0.6≦(X)/(Y)≦2.0 … (10)
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、周縁部に段差が形成されたワークであっても、ワークの周縁部でのチップ飛びを防止しながら、ワークの周縁部も分断することができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
図1】粘着テープの概略構成を示す模式図である。
図2】境界粘着領域がとりうる形状の例を示す平面図である。
図3】プリカット加工が施された粘着テープの概略構成を示す模式図である。
図4図1のX−X線に沿う断面図である。
図5図2のY−Y線に沿う断面図である。
図6】半導体チップの製造方法を概略的に示す図である。
図7図6の後続の工程を概略的に示す図であって、粘着テープがリングフレームにより固定された状態を概略的に示す平面図である。
図8図7のZ−Z線に沿う断面図である。
図9図7の後続の工程を概略的に示す図である。
図10図9の後続の工程を概略的に示す図である。
図11図1図10の粘着テープの変形例を示す図であって、図8に対応する図である。
図12】ダイボンディング用の粘着テープの概略構成を示す断面図である。
図13図12のダイボンディング用の粘着テープの変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、図面を参照しながら本発明の好ましい実施形態について説明する。
【0012】
[第1の実施形態]
図1(a),図1(b)に示すとおり、粘着テープ1は長尺状を呈しており、保管時においてロール状に巻回され、使用時においてそのロール体から繰り出されるようになっている。
粘着テープ1は主に基材フィルム10と粘着剤層20とで構成されている。粘着テープ1は粘着剤層20が基材フィルム10上に形成され、粘着剤層20が基材フィルム10で支持された構成を有している。
【0013】
基材フィルム10はプラスチック、ゴムなどで構成され、粘着剤層20が放射線重合成分を含む場合は放射線の透過性の良い材料で構成されるのがよい。
基材フィルム10の構成材料として選択し得るポリマーの例としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体、ポリブテン−1、ポリ−4−メチルペンテン−1、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸エチル共重合体、エチレン−アクリル酸メチル共重合体、エチレン−アクリル酸共重合体、アイオノマーなどのα−オレフィンの単独重合体または共重合体あるいはこれらの混合物、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート等のエンジニアリングプラスチック、ポリウレタン、スチレン−エチレン−ブテンもしくはペンテン系共重合体、ポリアミド−ポリオール共重合体等の熱可塑性エラストマーが挙げられる。
基材フィルム10はこれらの群から選ばれる2種以上の材料が混合されたものでもよく、これらが単層または複層化されたものでもよい。
基材フィルム10の厚さは、特に限定されるものではなく、適宜に設定してよいが、好ましくは50〜200μmである。
【0014】
粘着剤には、放射線の照射により硬化し粘着力が低下する放射線硬化型と、放射線の照射により粘着力が変化しない非放射線硬化型とがある。
粘着剤層20の構成材料は、特に制限されるものではなく、放射線硬化型の粘着剤であってもよいし、非放射線硬化型の粘着剤であってもよい。前者は放射線の照射量により粘着力の制御が容易であり、後者は放射線照射を許さないデバイスに使用可能であることから、粘着剤は用途に応じて適宜選択される。
放射線としては、たとえば紫外線が使用される。
放射線硬化型の粘着剤は、放射線重合性成分を含有している。
放射線重合性成分としては、放射線照射によって3次元網状化しうるものであれば特に制限は無く、たとえば、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、メタクリル酸ブチル、アクリル酸−2−エチルヘキシル、メタクリル酸−2−エチルヘキシル、ペンテニルアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート、テトラヒドロフルフリルメタクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、テトラエチレングリコールジメタクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、トリメチロールプロパンジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパンジメタクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、1,4−ブタンジオールジアクリレート、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、1,4−ブタンジオールジメタクリレート、1,6−ヘキサンジオールジメタクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ペンタエリスリトールトリメタクリレート、ペンタエリスリトールテトラメタクリレート、ジペンタエリスリトールモノヒドロキシペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサメタクリレート、オリゴエステルアクリレート、スチレン、ジビニルベンゼン、4−ビニルトルエン、4−ビニルピリジン、N−ビニルピロリドン、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、1,3−アクリロイルオキシ−2−ヒドロキシプロパン、1,2−メタクリロイルオキシ−2−ヒドロキシプロパン、メチレンビスアクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミド、N−メチロールアクリルアミド、トリス(β−ヒドロキシエチル)イソシアヌレートのトリアクリレート、イソシアネート化合物、ウレタン(メタ)アクリレート化合物、ジアミン及びイソシアネート化合物、尿素メタクリレート化合物、側鎖にエチレン性不飽和基を有する放射線重合性共重合体が挙げられる。
他にも、放射線重合性成分として、ポリエステル型またはポリエーテル型などのポリオール化合物と多価イソシアナート化合物(たとえば、2,4−トリレンジイソシアナート、2,6−トリレンジイソシアナート、1,3−キシリレンジイソシアナート、1,4−キシリレンジイソシアナート、ジフェニルメタン4,4−ジイソシアナートなど)を反応させて得られる末端イソシアナートウレタンプレポリマーに、ヒドロキシル基を有するアクリレートあるいはメタクリレート(例えば、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、2−ヒドロキシプロピルアクリレート、2−ヒドロキシプロピルメタクリレート、ポリエチレングリコールアクリレート、ポリエチレングリコールメタクリレートなど)を反応させて得られるウレタンアクリレート系オリゴマーが挙げられる。
これらの放射線重合性化合物は単独で使用されてもよいし、2種類以上が組み合わされて使用されてもよい。
粘着剤層20の厚さは特に制限されるものではないが、通常5〜50μmであり、好ましくは7〜20μmである。
【0015】
図1(a)に示すとおり、粘着テープ1の粘着剤層20には、円形枠状(ドーナツ状)の境界粘着領域21が形成されている。粘着剤層20は境界粘着領域21を境界として内部領域24と外部領域26とに区画されている。
境界粘着領域21は、図1(b)に示すとおり、4角形状を呈していてもよい。
境界粘着領域21の形状はこれに貼り合わされるワーク(被加工物)に応じて選択される。たとえば、図2(a)に示すとおり、ワークの対象が円形状のウエハ30である場合は、境界粘着領域21の形状としてドーナツ状が選択される。他方、図2(b)に示すとおり、ワークの対象が直方体状の半導体パッケージ31である場合には、境界粘着領域21の形状として4角形状が選択される。
【0016】
図3(a),図3(b)に示すとおり、粘着テープ1は、ウエハ30や半導体パッケージ31などのワークへの貼り合わせや、ダイシングの際のリングフレーム60(図7参照)への取り付け等の作業性を考慮して、プリカット加工が施されていてもよい。
図3(a),図3(b)の粘着テープ1は、リングフレーム60の形状に対応するラベル部1aと、ラベル部1aの外周を囲む周辺部1bとで構成された形状を呈し、これら部位が剥離フィルム2で支持・保護されている。境界粘着領域21、内部領域24および外部領域26はラベル部1aに形成されている。
かかる粘着テープ1を使用する場合には、剥離フィルム2からラベル部1aを剥離し、ワークに貼付けて使用される。周辺部1bは剥離フィルム2と共に除去される。
【0017】
なお、ウエハ30や半導体パッケージ31はワークの一例であり、これら以外のワークが使用される場合にはその形状に応じて境界粘着領域21の形状も適宜変更可能である。本実施形態では特に、当該ワークは周縁部(粘着剤層20との貼合面)に段差が形成されたものが対象であり、たとえばバンプ電極が形成されたウエハ30や半導体パッケージ31が想定される。
下記では、ウエハ30をワークとした例について説明している。
【0018】
図4に示すとおり、境界粘着領域21はウエハ30の周縁部30b(図5拡大部参照)に対応する部位(領域)であって、境界粘着部22とこれを支持する支持部23とで構成されている。
本実施形態では、内部領域24、外部領域26および支持部23は上記放射線重合性成分を含有する同じ放射線硬化型の粘着剤で一体に構成されている。
境界粘着部22は内部領域24および外部領域26とは別体で構成され、境界粘着部22を含む境界粘着領域21は粘着力が内部領域24および外部領域26より局所的に高くなっている。
【0019】
境界粘着部22は、内部領域24、外部領域26および支持部23の形成とは別工程で、支持部23上に対し、直接的に粘着剤が塗布され形成されてもよいし、いったん基材フィルム10とは別の基材に粘着剤が塗布されこれが貼合され形成されてもよい。かかる粘着剤として、内部領域24、外部領域26および支持部23を構成する粘着剤と同組成または異組成の粘着剤が使用され、好ましくは異組成の粘着剤が使用されるのがよい。異組成の粘着剤を使用することで、被着体の保持に特化した粘着特性を持たせることができる。
境界粘着部22は、非放射線硬化型の粘着剤で構成することが好ましい。境界粘着部22を、非放射線硬化型の粘着剤で構成すれば、放射線照射の影響を受けることなく常に境界粘着力を保持させることができる。
非放射線硬化型の粘着剤としては、特に限定されるものではなく、粘着剤に使用される公知の塩素化ポリプロピレン樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂等を使用することができる。
境界粘着部22を構成する粘着剤は高凝集力を有することが好ましい。
粘着剤の凝集力を高めるには、たとえば、その粘着剤全体の質量平均分子量を10万以上にすればよい。
「質量平均分子量」とは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)法により標準ポリスチレンによる検量線を用いて測定したものとする。
【0020】
(GPC法による測定条件)
使用機器 :高速液体クロマトグラフィーLC-6A[株式会社島津製作所製、商品名]
カラム :Shodex K2002、Shodex K2003[株式会社島津製作所製、商品名]
溶離液 :クロロホルム
測定温度 :45℃
流量 :2.8ml/min
RI検出器:RID-10A
【0021】
境界粘着部22を含む境界粘着領域21は、光透過率が内部領域24および外部領域26とは異なっている。
「光透過率」とは、測定装置として島津製作所製分光光度計 UV3101PCを使用し、測定波長領域を400〜1000nmとした場合の波長650nmでの透過率である。
光透過率を変化させる方法としては、境界粘着部22の粘着剤を着色してもよいし、境界粘着部22の粘着剤を相分離させてもよいし、境界粘着部22の厚みを厚くしてもよい。これらのなかでは、粘着剤を着色する方法が好ましく、かかる方法によれば、粘着剤の粘着力への影響が少なくかつ光透過率を大きく変化させることができ、境界粘着領域21を光学センサで容易に判別することができる。
着色方法としては、着色剤として染料を用いる方法や、着色剤として顔料を粘着剤に分散添加する方法などが用いられる。
粘着剤には、非相溶なポリマーや微粒子、紫外線反射剤などが添加されてもよい。
【0022】
着色剤は、既知の染料や顔料が使用可能であり、例えば、カーボンブラック、黒色酸化鉄、アゾ系、アントラキノン系、フタロシアニン系、チオインジゴ系、キナクリドン系、ジオキサジン系等の有機系染料または顔料や、ウルトラマリン、紺青、クロムバーミリオン、ベンガラ、カドミウムレッド、モリブデンオレンジ等の無機系顔料や、メタリック光沢用の金属粉顔料などが挙げられる。
粘着剤中への分散性の点から、有機系染料を用いるのが好ましい。
なお、着色剤は1種類のみで単体で使用してもよいし、2種類以上を組み合わせて使用してもよい。
【0023】
顔料の平均粒子径は、好ましくは5nm以上30μm以下であり、より好ましくは10nm以上3μm以下であり、さらに好ましくは50nm以上1μm以下である。顔料の平均粒子径が上記範囲内であれば、凝集等による粘着剤中への分散性劣化は認められないし、粘着剤に粗大凝集が発生することもなく、また粘着剤の着色度制御も容易になる。
境界粘着部22の粘着剤中の着色剤の添加量は、特に限定されないが、境界粘着部22を構成する材料全体に対し、通常0.01〜5質量%であり、好ましくは0.05〜2質量%であり、さらに好ましくは0.1〜1質量%である。着色剤の添加量が上記範囲内であれば、粘着力への影響が小さく、また顔料の分散性が良好である。
【0024】
粘着剤に添加可能な微粒子としては、シリカ、クレー、石膏、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、窒化チタン、炭化珪素、窒化珪素等のセラミック類、カーボン等のフィラーが挙げられる。
粘着剤に添加可能な紫外線反射剤としては、酸化アルミナ、酸化ベリリウム、アルミニウム、銅、銀、金、ニッケル、クロム、鉛、錫、亜鉛、パラジウム、半田等の金属、又は合金類等のフィラーが挙げられる。
【0025】
図5に示すとおり、粘着テープ1の使用時においては、境界粘着領域21が位置決めの基準となり、粘着剤層20にウエハ30が貼り合わせられ、その状態でウエハ30がダイシングされる。
【0026】
境界粘着部22は内径がウエハ30の直径より小さく、外径がウエハ30の直径より大きく設計されている。
境界粘着部22の幅はウエハ30のサイズなどに起因するが、現実的には1〜20mmであり、好ましくは2〜15mmであり、さらに好ましくは5〜10mmである。
図5に示すとおり、ウエハ30を粘着剤層20に貼り合わせた状態では、境界粘着部22の内縁部22aはウエハ30の側縁部30aの内側に配置され、境界粘着部22の外縁部22bはウエハ30の側縁部30aの外側に配置される。
ウエハ30の周縁部30bには境界粘着領域21が対応(対向)し、ウエハ30からチップが製造される部位には内部領域24が対応するようになっている。
【0027】
境界粘着領域21は、上記のとおり境界粘着部22が内部領域24および外部領域26とは別体で構成され、境界粘着部22の高さ分だけ内部領域24および外部領域26より局所的に高くなっている。粘着剤層20では、境界粘着領域21と内部領域24および外部領域26との間に微小な凸状段差28が形成され(図5拡大部参照)、境界粘着領域21が断面視して凸形状を呈している。
他方、ウエハ30の周縁部30bはその内側の中央部30cよりも厚さが薄くなっている。ウエハ30では、周縁部30bと中央部30cとの間に微小な凹状段差30dが形成され、周縁部30bが断面視して凹形状を呈している。
ウエハ30は周縁部30bの厚さが薄くなっていればよく、中央部30cが断面視して凹凸形成を呈していてもよい。たとえば、ウエハ30のチップが製造される部位ごとにバンプ電極が形成され、その結果として、周縁部30bが凹形状を、中央部30cが凹凸形状を、それぞれ呈していてもよい。
【0028】
このような構成から、粘着テープ1とウエハ30とを貼り合わせると、粘着剤層20の凸状段差28と、ウエハ30の周縁部30bの凹状段差30dとが合致(嵌合)する。そのため、ウエハ30の表面が平坦である場合とは異なり、ウエハ30の周縁部30bが強制的に押し上げられるというようなことがなく、ウエハ30の湾曲が完全に防止または抑制される(湾曲したとしても無視できる程度のものである。)。
なお、図5拡大部では、粘着剤層20とウエハ30との貼り合わせの様子をわかりやすく説明するため、粘着剤層20とウエハ30とが離間した状態を示している。
【0029】
粘着剤層20の凸状段差28(境界粘着部22の高さ)は、好ましくはウエハ30の周縁部30bの凹状段差30dに応じて決めるのがよい。
具体的には、粘着剤層20の凸状段差28を(X)と、ウエハ30の周縁部30bの凹状段差30dを(Y)とした場合、式(10)の条件を満たしている。
好ましくは式(11)の条件を満たしているのがよい。
0.6≦(X)/(Y)≦2.0 … (10)
0.8≦(X)/(Y)≦1.2 … (11)
【0030】
式(10)の条件を満たしている場合、粘着剤層20の境界粘着領域21とウエハ30の周縁部30bとが接触するのに加え、粘着剤層20の内部領域24とウエハ30の中央部30cの少なくとも一部とが接触し、ウエハ30をほぼ変形させずに粘着テープ1に固定することができる。
【0031】
0.6≦(X)/(Y)<0.8の場合、粘着剤層20の境界粘着領域21とウエハ30の周縁部30bとの接触は弱くなるが、粘着剤層20の内部領域24とウエハ30の中央部30cとが接触し、ウエハ30を粘着テープ1に固定することができる。ただし、(X)/(Y)<0.6の場合は、粘着剤層20の境界粘着領域21とウエハ30の周縁部30bとが接触しないという問題が発生する。
他方、1.2<(X)/(Y)≦2.0の場合、粘着剤層20の境界粘着領域21とウエハ30の周縁部30bとが接触し、ウエハ30を粘着テープ1に固定することができる。ただし、2.0<(X)/(Y)の場合は、粘着剤層20の境界粘着領域21(凸状段差28)によりウエハ30の周縁部30bが過剰に押し上げられ、ウエハ30が変形(反りが発生)してしまう。
【0032】
次に、境界粘着領域21(境界粘着部22)と、内部領域24の、粘着力の関係について、好ましい範囲を記載する。
境界粘着領域21(境界粘着部22)の粘着力を(A)と、内部領域24の粘着力を(B)とした場合に、各領域の粘着力は式(1−1)の条件を満たすことが好ましい。
(A)>(B) … (1−1)
現実的には、境界粘着領域21の粘着力は、内部領域24の粘着力より0.1N/25mm以上大きいのが好ましい。
【0033】
なお、ウエハ30のダイシングの際には粘着テープ1がリングフレーム60で固定される。かかる場合、リングフレーム60の配置される部位には外部領域26が対応するようになっている(図8参照)。
外部領域26の粘着力を(C)とした場合、その粘着力は(A),(B)との関係において式(1−2)の条件を満たすのが好ましい。
(A)>(C)≧(B) … (1−2)
リングフレーム60は粘着テープ1を固定するための固定部材の一例である。
当該固定部材には、リングフレーム60そのものでなくてもこれと同様の機能や作用を有する部材が含まれる。
境界粘着領域21、内部領域24および外部領域26の各領域の「粘着力」とは、粘着テープ1をシリコンミラーウエハに貼合した場合に、かかる粘着テープ1を、50mm/minの速度、90度の角度をもってウエハから引き剥がした際の粘着力をいう。
【0034】
続いて、粘着テープ1を用いた半導体チップの製造方法を説明する。
【0035】
図6(a)に示すとおり、ウエハ30の表面32を、接着剤(接着剤層40)を介してサポートプレート50に貼り合わせ、ウエハ30を支持・保護する。サポートプレート50はウエハ30の強度を保持し、クラックの発生やウエハ30の反りの発生を防止するものである。
その後、ウエハ30の裏面34に対してバックグラインド処理(研削処理)を施し、ウエハ30を肉薄にする。かかる工程では、ウエハ30の肉薄化に伴い、ウエハ30の強度が低下しクラックやウエハ30自体に反りなどが発生しうるため、サポートプレート50によりこのような現象を抑制している。
その後、ウエハ30の周縁部30bをエッチングして凹状段差30dを形成する。ウエハ30として、あらかじめ周縁部30bに凹状段差30dが形成されたものを使用してもよい。エッチングするのに代えて、ウエハ30の裏面34に対しバンプ電極が形成され、周縁部30bに凹状段差30dが形成されてもよい。
ウエハ30は1枚であってもよいし、複数枚が積層されていてもよい。
【0036】
その後、図6(b)に示すとおり、ウエハ30を、サポートプレート50を貼り合わせた状態で粘着テープ1に貼り合わせる。
かかる場合、粘着テープ1の粘着剤層20の境界粘着領域21を位置決めの基準として、ウエハ30の側縁部30aが境界粘着部22の内縁部22aと外縁部22bとの間に配置されるように、ウエハ30を粘着テープ1に貼り合わせる。
かかる状態では、ウエハ30を介して、粘着剤層20の境界粘着部22と接着剤層40の周縁部42とが対向し、粘着剤層20の内部領域24と接着剤層40の中央部44とが対向する。
なお、周縁部42の接着力を(a)と、中央部44の接着力を(b)とした場合、各部の接着力は(A),(B)との関係において式(1−3)の条件を満たすと好ましい。
(A)>(a)≧(B)≧(b) … (1−3)
【0037】
その後、ウエハ30から、接着剤層40とサポートプレート50とを同時に(一緒に)引き剥がす。かかる場合に、ウエハ30がこれに追従して粘着テープ1から引き剥がされる可能性もあるが、式(1−3)のとおり、境界粘着領域21の粘着力が接着剤層40の周縁部42の接着力より大きいため、ウエハ30が粘着テープ1から剥離するのが防止される。
【0038】
その後、図7に示すとおり、環状を呈するリングフレーム60を粘着剤層20に対し貼り付け、粘着テープ1を固定する。
リングフレーム60は内径がウエハ30の外径より大きく設計されている。粘着テープ1をリングフレーム60で固定した状態では、リングフレーム60とウエハ30との間にわずかに間隙が形成される。
境界粘着部22は外径がリングフレーム60の内径より小さく設計されている。
図8に示すとおり、粘着テープ1をリングフレーム60で固定した状態では、境界粘着部22の外縁部22bはリングフレーム60の内縁部60aの内側に配置され、リングフレーム60は粘着剤層20の外部領域26に貼り付けられる。
【0039】
その後、図7に示すとおり、ウエハ30の分割予定部分(点線部)にレーザー光を照射し、ウエハ30の内部に多光子吸収によるマトリクス状(格子状)の改質領域を形成する。その結果、矩形状を呈する多数のチップ36(前駆体)が製造される。
ダイシング方法としては、ステルスダイシングに代えて、たとえばブレードダイシングなどが使用されてもよい。
他方、チップ36の製造に伴い、チップ36の外側(ウエハ30の周縁部30b)には、電子部品を構成しえない不良チップ38も形成される。
不良チップ38が形成される領域幅(ウエハ30の側縁部30aと、チップ36が製造される部位の最も外側の位置との間の距離)は一般的に2〜3mm程度であるため、かかる場合には、境界粘着部22の内縁部22aがウエハ30の側縁部30aより5mm程度内側に配置されるように、境界粘着部22を設計するのがよい。
もちろん、境界粘着部22の幅は適宜変更可能であり、内縁部22aがさらに内側に配置され、チップ36であっても不良チップ38として境界粘着部22に粘着され回収されてもよい。境界粘着部22の外縁部22bがさらに外側に配置され、外縁部22bがリングフレーム60の内縁部60aと一致してもよい。
【0040】
その後は、図9に示すとおり、円筒状の突上げ部材70を基材フィルム10の下方から上昇させ、粘着テープ1をエキスパンド(拡張)させることにより、粘着テープ1を周方向に引き伸ばし、ウエハ30を分断予定部分に沿って分断する。その結果、ウエハ30から複数のチップ36(完成体)が製造される。
なお、チップ36は半導体装置の一例である。
その後、粘着剤層20に放射線を照射し、内部領域24の粘着力を低下させ、図10に示すとおり、チップ36を、突上げピン72で突き上げて吸着コレット74で吸着する。これによりチップ36がピックアップされる。
内部領域24および外部領域26の粘着力に関し、粘着テープ1のエキスパンド前の状態では各領域の粘着力は基本的に同じであり、式(1−2)において(C)=(B)である。そして粘着テープ1のエキスパンド後において、内部領域24に対する放射線の照射量を外部領域26より多くして内部領域24の粘着力を外部領域26の粘着力より低くすれば、チップ36のピックアップ性が向上する。かかる場合に、式(1−2)において(C)>(B)の条件が満たされる。
【0041】
以上の本実施形態によれば、ウエハ30をダイシングする際に(図7図9参照)、粘着剤層20の凸状段差28とウエハ30の周縁部30bの凹状段差30dとが嵌合し、粘着剤層20の境界粘着部22がウエハ30の周縁部30bに粘着するため(図5拡大部参照)、ウエハ30の周縁部30bに形成される不良チップ38のチップ飛びを防止しながら、周縁部30bを分断することができる。
特に好ましい形態として、式(1−1)のとおり、境界粘着領域21の粘着力が内部領域24の粘着力より大きいため、粘着テープ1をエキスパンドする際にも(図9参照)、不良チップ38を境界粘着部22に粘着させたまま維持でき、確実に不良チップ38のチップ飛びを防止しながら、ウエハ30の周縁部30bを分断することができる。
また、好ましい形態として、式(1−3)のとおり、境界粘着領域21の粘着力が接着剤層40の周縁部42の接着力より大きいため、ウエハ30を粘着テープ1に貼り合わせてサポートプレート50を引き剥がす際に(図6参照)、ウエハ30が粘着テープ1から剥離するのを防止することができる。
【0042】
[変形例]
境界粘着部22を、内部領域24および外部領域26と別体で構成するのに代えて、図11(a)に示すとおり、内部領域24および外部領域26と一体に構成してもよい。
かかる場合でも、図11(b)に示すとおり、ウエハ30を粘着剤層20に貼り合わせた状態では、境界粘着部22の内縁部22aはウエハ30の側縁部30aの内側に配置され、境界粘着部22の外縁部22bはウエハ30の側縁部30aの外側に配置される。粘着テープ1をリングフレーム60で固定した状態では、境界粘着部22の外縁部22bはリングフレーム60の内縁部60aの内側に配置され、リングフレーム60は粘着剤層20の外部領域26に貼り付けられる。
本変形例では、境界粘着部22は、内部領域24および外部領域26と同じ材料で構成され、境界粘着部22を内部領域24および外部領域26より厚くして凸状段差28を形成するとともに、放射線の照射量をマスキングなどにより制御して境界粘着部22の粘着力を内部領域24および外部領域26より局所的に高くしている。
以上の本変形例によっても、サポートプレート50を引き剥がす際に、ウエハ30が粘着テープ1から剥離するのを防止することができ、ウエハ30をダイシングする際にも、不良チップ38のチップ飛びを防止しながら、ウエハ30の周縁部30bを分断することができる。
【0043】
[第2の実施形態]
第2の実施形態は主に第1の実施形態と下記の点で異なっており、それ以外の構成や作用などは第1の実施形態と同様となっている。
【0044】
本実施形態にかかる粘着テープ1はダイボンディング用のダイシングテープであり、図12(a)に示すとおり、粘着剤層20上に接着剤層100が形成されている。
接着剤層100は粘着剤層20と密着しており、チップ36のピックアップ時においてチップ36に付着した状態で粘着剤層20から剥離される。
接着剤層100に用いられる材料は、特に限定されるものでは無く、接着剤に使用される公知のポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエステルイミド樹脂、フェノキシ樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、塩素化ポリプロピレン樹脂、アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、シリコンオリゴマー系等を使用することができる。
【0045】
接着剤層100はウエハ30の形状に対応した円形状を呈している。
図12(b)に示すとおり、接着剤層100は直径がウエハ30の直径より大きく、境界粘着部22の外径より小さく設計されている。
接着剤層100の側縁部100aは、ウエハ30との関係において側縁部30aの外側に配置され、境界粘着部22との関係では内縁部22aの外側に配置され、外縁部22bの内側に配置される。
【0046】
かかる場合でも、接着剤層100を介し、ウエハ30の周縁部30bには境界粘着領域21が対応(対向)し、ウエハ30からチップ36が製造される部位には内部領域24が対応するようになっている。
【0047】
図12(b)拡大部に示すとおり、粘着剤層20の凸状段差28は接着剤層100の周縁部100bにも反映され、周縁部100bが断面視して凸形状を呈している。
このような構成から、粘着テープ1とウエハ30とを貼り合わせると、粘着剤層20の凸状段差28と、ウエハ30の周縁部30bの凹状段差30dとが、接着剤層100の周縁部100bを介して合致(嵌合)する。
なお、図12(b)拡大部では、接着剤層100とウエハ30との貼り合わせの様子をわかりやすく説明するため、接着剤層100とウエハ30とが離間した状態を示している。
【0048】
かかる形態でも、粘着剤層20の凸状段差28と、ウエハ30の周縁部30bの凹状段差30dとの関係については、式(10)の条件を満たしており、好ましくは式(11)の条件を満たしている。
式(10)の条件を満たしている場合、接着剤層100の境界粘着領域21に対応する領域(周縁部100b)とウエハ30の周縁部30bとが接触するのに加え、接着剤層100の内部領域24に対応する領域(周縁部100bより内側の中央部100c)とウエハ30の中央部30cの少なくとも一部とが接触し、ウエハ30をほぼ変形させずに粘着テープ1に固定することができる。
0.6≦(X)/(Y)<0.8の場合、接着剤層100の周縁部100bとウエハ30の周縁部30bとの接触は弱くなるが、接着剤層100の中央部100cとウエハ30の中央部30cとが接触し、ウエハ30を粘着テープ1に固定することができる。ただし、(X)/(Y)<0.6の場合は、接着剤層100の周縁部100bとウエハ30の周縁部30bとが接触しないという問題が発生する。
他方、1.2<(X)/(Y)≦2.0の場合、接着剤層100の周縁部100bとウエハ30の周縁部30bとが接触し、ウエハ30を粘着テープ1に固定することができる。ただし、2.0<(X)/(Y)の場合は、接着剤層100の中央部100cとウエハ30の中央部30cとが密着しなくなり、ウエハ30のエキスパンド時においてウエハ30の中央部30cで分断することができない。
【0049】
次に、境界粘着領域21(境界粘着部22)の接着剤層100と、内部領域24の接着剤層100との、粘着力の関係について、好ましい範囲を記載する。
境界粘着領域21(境界粘着部22)の接着剤層100に対する粘着力を(D)と、内部領域24の接着剤層100に対する粘着力を(E)とした場合に、各領域の粘着力は式(2−1)の条件を満たすことが好ましい。
(D)>(E) … (2−1)
境界粘着領域21および内部領域24の接着剤層100に対する粘着力は、(C)との関係において式(2−2)の条件を満たすことが好ましい。
(D)>(C)≧(E) … (2−2)
【0050】
なお、接着剤層100の形状もワークの形状に応じて適宜変更されてもよく、たとえばワークが直方体状の半導体パッケージ31である場合には、接着剤層100もこれに合わせて4角形状とされる。
また、本実施形態では、境界粘着部22は接着剤層100およびウエハ30の両周縁部100b、30bと重複する必要があり、境界粘着部22の幅は5〜30mmであり、好ましくは20mm程度である。
【0051】
チップ36を製造する場合には、ウエハ30に対し、図6図10を参照しながら説明したのと同様の処理がなされる。
【0052】
かかる場合も、ウエハ30を、サポートプレート50を貼り合わせた状態で粘着テープ1に貼り合わせたときは(図6(b)参照)、ウエハ30と接着剤層100とを介して、粘着剤層20の境界粘着部22と接着剤層40の周縁部42とが対向し、粘着剤層20の内部領域24と接着剤層40の中央部44とが対向する。
境界粘着領域21および内部領域24の接着剤層100に対する粘着力は、(a),(b)との関係において式(2−3)の条件を満たしている。
(D)>(a)>(E)≧(b) … (2−3)
したがって、かかる場合も、サポートプレート50を引き剥がすとき、ウエハ30が粘着テープ1から剥離するのが防止される。
【0053】
粘着テープ1をエキスパンドしチップ36をピックアップするときは(図9および図10参照)、粘着テープ1のエキスパンド前の状態では、内部領域24の接着剤層100に対する粘着力と、外部領域26の粘着力は基本的に同じであり、式(2−2)において(C)=(E)である。そして粘着テープ1のエキスパンド後において、内部領域24に対する放射線の照射量を外部領域26より多くして内部領域24の粘着力を外部領域26の粘着力より低くすれば、式(2−2)において(C)>(E)の条件が満たされる。
【0054】
チップ36をピックアップしたときは(図10参照)、チップ36の裏面に接着剤層100が付着したまま、チップ36がピックアップされそのままダイボンディングされる。このように、本実施形態では、チップ36の裏面に接着剤層100が付着したままチップ36がダイボンディングされるため、ウエハ30の裏面34に対しバックグラインドなどの背面処理がなされないこともあり、ウエハ30の表面32にサポートプレート50を貼り付けこれを引き剥がす処理がなされないこともある。
【0055】
以上の本実施形態によっても、粘着剤層20の凸状段差28とウエハ30の周縁部30bの凹状段差30dとが接着剤層100の周縁部100bを介して嵌合し、接着剤層100の周縁部100bがウエハ30の周縁部30bに粘着するため(図12(b)拡大部参照)、不良チップ38のチップ飛びを防止しながら、ウエハ30の周縁部30bを分断することができる。
【0056】
[変形例]
本変形例でも、境界粘着部22を、内部領域24および外部領域26と別体で構成するのに代えて、図13(a)に示すとおり、内部領域24および外部領域26と一体に構成してもよい。
かかる場合でも、図13(b)に示すとおり、接着剤層100の側縁部100aは、ウエハ30との関係において側縁部30aの外側に配置され、境界粘着部22との関係では内縁部22aの外側に配置され、外縁部22bの内側に配置される。
以上の本変形例によっても、不良チップ38のチップ飛びを防止しながら、ウエハ30の周縁部30bを分断することができる。
【実施例】
【0057】
(1)サンプルの作製
(1.1)粘着剤の調製
アクリル系ベースポリマー(2−エチルヘキシルアクリレート、メチルアクリレート、2−ヒドロキシエチルアクリレートからなる共重合体、重量平均分子量20万、ガラス転移点=−35℃)100質量部に、ポリイソシアネート化合物(日本ポリウレタン社製、商品名コロネートL)1質量部を混合して得た。
【0058】
(1.2)基材フィルムの製造
ホモプロピレン(PP)(宇部興産社製、商品名「J−105G」)を約200℃でフィルム押し出し成形にて加工し、厚さ100μmの樹脂製の基材フィルムを製造した。
【0059】
(1.3)粘着テープの作製
上記粘着剤を上記基材フィルム上に厚さ10μmに塗工し、前駆体テープを形成した。その後、当該前駆体テープに、印刷方式により、ドーナツ状の境界粘着部(内径295mm、外径305mm、厚さ15μm)を形成し、凸状段差を有する粘着テープを作製した。
【0060】
(2)ウエハの準備
12インチ(直径300mm)のウエハを複数枚準備し、これらウエハを厚み75μmに加工した。ウエハから製造されるチップの大きさは縦20×横20mmと設定した。
その後、ウエハごとに、縦16mm×横16mmで所定高さを有する銅突起を形成し、周縁部における高さが異なる凹状段差を形成し、粘着テープの凸状段差(X)とウエハの周縁部の段差(Y)との比を調整した(表1参照)。
【0061】
(3)分断性試験
粘着テープサンプルとウエハとを貼り合わせ、ウエハに対しチップサイズでレーザー光を照射し、株式会社日立ハイテクノロジーズ「DB700」にてエキスパンド試験を実施した(引落速度10mm/s、引落量:10mm)。そしてウエハの周縁部におけるチップの分断状態を観察した。
観察結果を表1に示す。表1中、◎、○、×の基準は下記のとおりである。
「◎」:チップが良好に分断された
「○」:分断が一部されていないが実用上問題ない
「×」:分断されていなかった
なお、観察結果の基準は目視により判定したものであり、本分断性試験時においては目視による判定が分断状態の判定手段として最良の手段と考えられた。
【0062】
【表1】
【0063】
(4)まとめ
表1に示すとおり、(X)/(Y)の値が0.6〜2.0の範囲内にある実施例3−8のサンプルで分断性が良好であり、特に(X)/(Y)の値が0.8〜1.2の範囲内にある実施例4−6のサンプルで分断性が最良であった。
これに対し、(X)/(Y)の値が0.6未満である比較例1−2のサンプルでは、ウエハの周縁部で分断性が悪化し、逆に(X)/(Y)の値が2.0を超える比較例9のサンプルでは、ウエハの中央部で分断性が悪化した。
以上から、ウエハの分断性を向上させるうえでは、式(10)の条件を満たすことが有用であり、式(11)の条件を満たすことがさらに有用であることがわかる。
【符号の説明】
【0064】
1 粘着テープ
1a ラベル部
1b 周辺部
10 基材フィルム
20 粘着剤層
21 境界粘着領域
22 境界粘着部
22a 内縁部
22b 外縁部
23 支持部
24 内部領域
26 外部領域
28 凸状段差
30 ウエハ
30a 側縁部
30b 周縁部
30c 中央部
30d 凹状段差
31 半導体パッケージ
32 表面
34 裏面
36 チップ
38 不良チップ
40 接着剤層
42 周縁部
44 中央部
50 サポートプレート
60 リングフレーム
60a 内縁部
70 突上げ部材
72 突上げピン
74 吸着コレット
100 接着剤層
100a 側縁部
100b 周縁部
100c 中央部
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10
図11
図12
図13