JP2006093368A - ウエハ固定用粘着テープおよびダイシング方法 - Google Patents
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Abstract
本発明は、ウエハ等にウエハ固定用粘着テープを貼合してレーザーによってウエハ等をダイシングする際に、ダイシング後のチップのピックアップが容易となるウエハ固定用粘着テープおよびダイシング方法を提供する。
【解決手段】
ウエハをレーザーダイシングする際に使用される基材フィルム上に粘着剤層を有してなるウエハ固定用粘着テープの基材フィルムを2層以上の構成とし、前記基材フィルムの粘着剤層に接する側の層は該レーザーによって切断され、その他の少なくとも1層は切断されない構成としたウエハ固定用粘着テープを使用することを特徴とするものである。
【選択図】図4
Description
一般に、半導体装置は半導体ウエハを研削、エッチング等によって所定の厚さとした後ダイシングし得られた半導体チップをピックアップして、基板、リードフレーム等にダイボンドし製造される。半導体ウエハのダイシング工程は、通常、図8に示されるように半導体ウエハを基材フィルム上に粘着剤層を有してなる粘着テープに貼合し、回転するダイシングブレードによってウエハを切断するブレードカット方式でおこなわれる。この際、ダイシングブレードの切削抵抗がウエハにかかり、半導体チップに微小な欠け(チッピング)が発生しやすい。チッピングは半導体チップの外観を損ない、半導体チップ上の回路までも破壊することがあり、特に薄型のチップでは許容されるチッピングサイズも厳しく問題となっている。
ダイシング工程の後、ウエハ固定用粘着テープは半導体チップを貼合した状態で引き伸ばされ(以下、エキスパンド工程と言う)、チップ間の間隔を広げた後に半導体チップのピックアップがおこなわれる。
しかしながら、隣接するチップ間の基材フィルムが全く切断されていない場合には、エキスパンド工程において、チップ−チップ間が十分に拡張されず、半導体チップのピックアップが困難となる、また、図9に示すように、ピックアップ時に隣接するチップと接触しチッピング等が生じやすくなるという問題がある。
一方、固定用粘着テープの基材フィルムに完全に切断された部位が生じた場合、半導体ウエハを支持し固定することが困難となる。
そこで、本発明は、ウエハ等のレーザーダイシングの際にウエハを固定するために使用され、その後のピックアップ工程に使用されるウエハ固定用粘着テープであって、ピックアップ前のエキスパンド工程において、チップ間の間隔が十分に拡張できるウエハ固定用粘着テープおよびダイシング方法を提供するものである。
(1)2層以上で構成される基材フィルム上に粘着剤層を有してなるウエハ固定用粘着テープを使用してウエハを固定し、レーザービームによって該ウエハをダイシングする方法であって、
該レーザービームによって前記少なくとも2層以上で構成される基材フィルムの粘着剤層に接する側の層が切断され、粘着剤層がない側の少なくとも1層は切断されないことを特徴とするダイシング方法
(2)ウエハを固定しレーザービームによってダイシングするために使用される、2層以上で構成される基材フィルム上に粘着剤層を有してなるウエハ固定用粘着テープであって、該レーザービームの波長領域において、前記基材フィルムの粘着剤層に接する側の層が厚さ100μmでの光透過率が70%以下の材料で構成され、少なくとも他の1層が厚さ100μmでの光透過率が70%以上の材料で構成されていることを特徴とするウエハ固定用粘着テープ、
(3)前記レーザービームの波長領域が300nm〜360nmであることを特徴とする(2)に記載のウエハ固定用粘着テープ。
(4)厚さ100μmでの光透過率が70%以下の材料で構成された、前記基材フィルムの粘着剤層に接する側の層の厚さが5μm以上100μm以下であることを特徴とする(2)〜(3)に記載のウエハ固定用粘着テープ、
(5)前記基材フィルムの粘着剤層に接する側の層が厚さ100μmでの光透過率が70%以下の材料で構成され、少なくとも他の1層が厚さ100μmでの光透過率が70%以上の材料で構成され、前記基材フィルムの粘着剤層のない側の層が厚さ100μmでの光透過率が70%以上の材料で構成されていることを特徴とする(2)〜(4)に記載のウエハ固定用粘着テープ、
(6)ウエハを固定しレーザービームによってダイシングするために使用される、2層以上で構成される基材フィルム上に粘着剤層を有してなるウエハ固定用粘着テープであって、前記基材フィルムの粘着剤層に接する側の層が、塩化ビニル、ポリエステル、ポリエステル系の共重合体、ブタジエン樹脂から少なくとも1種類以上選ばれる樹脂を主成分とする材料で構成されるとともに、少なくとも他の1層が、ポリエチレン、ポリエチレン系の多元共重合体、ポリプロピレン、アイオノマー樹脂から少なくとも1種類以上選ばれる樹脂を主成分とする材料で構成されていることを特徴とするウエハ固定用粘着テープ、
を提供するものである。
本発明のウエハ固定用粘着テープ17は基材フィルム16上に粘着剤層2が設けられた構造を有しており、基材フィルム16は、粘着剤層に接する側の層15がレーザーによって切断される材料で構成され、その他に、レーザーで切断されない材料で構成された層20を少なくとも有している。
また、本発明のウエハ固定用粘着テープは、ウエハ1枚分ごとに切断されていてもよいし、これを長尺にしたロール状であってもよい。また、適宜、粘着剤層上にセパレータを有していても良い。
半導体ウエハ1およびリングフレーム6がウエハ固定用粘着テープの粘着剤層2の面に貼り合わされ、それらが固定テーブル7に設置されている。レーザービーム5が半導体ウエハ1上に照射され、半導体ウエハ1、粘着剤層2および基材フィルムの粘着剤層側の層15が切断される。所定の位置にレーザーが照射され、半導体ウエハが所定サイズのチップに切断された後、図3に示すように半導体ウエハ1と、リングフレーム6がウエハ固定用粘着テープ4に貼り合わされた状態で、エキスパンドリング11に設置され、支持用リング10を押し上げることによって、ウエハ固定用粘着テープ4がエキスパンドされる。
図4は、レーザー照射された部分の半導体ウエハおよびウエハ固定用粘着テープ断面のエキスパンド時における変化の様子を示す図である。図4上段の図はエキスパンド前のレーザー照射によって半導体ウエハおよびウエハ固定用粘着テープが切り込まれた様子を示している。半導体ウエハ1、粘着剤層2および基材フィルムの粘着剤層側の層15が切断されているが、基材フィルムを構成する他の層3は切断されていない。図4下段の図はレーザー照射された部分の半導体ウエハおよびウエハ固定用粘着テープの断面の様子を示す図である。エキスパンドによって基材フィルムの切断されていない層20が拡張され、層15の切り込まれた部分が拡張し半導体チップ1’の間隔が拡張している。このようにチップ間隔が拡張された状態で、ウエハ固定用粘着テープの基材フィルム側から突き上げピン14によって半導体チップ1’を突き上げてチップをピックアップする。この際、チップ間隔が十分に拡張されていることによって個々のチップの画像認識が容易となり、また突き上げ、ピックアップ時に隣接するチップと接触することもないため、チップに欠け等が生じることなく、容易にピックアップができる。
(基材フィルム)
本発明のウエハ固定用粘着テープを構成する基材フィルムについて説明する。基材フィルム16は少なくとも2層以上で構成され、粘着剤層に接する側の層15がレーザーによって切断される材料で構成され、その他に、レーザーで切断されない材料で構成された層20を少なくとも有している。基材フィルムの厚さは特に限定されないが、30〜300μmが適当である。粘着剤層に接する側のレーザーによって切断される層15の厚さは基材フィルムの厚さに対して、10〜70%の範囲にあることが好ましく、より好ましくは、15〜50%の範囲にあることが好ましい。10%以下では、基材フィルムへの切り込みが浅く、エキスパンド時の切り込み部の開きが悪く、十分にチップ間隔が拡張されない。また、70%を越えると、切り込みが深く、エキスパンド時に切り込み部が起点となり基材フィルムが裂けやすくなる。
また、粘着剤層が放射線硬化型であり、放射線の照射が必要な場合には、粘着剤層に接する側の層15の厚さは、3μm〜50μm以下であることが好ましく、5μm〜20μm以下であることがより好ましい。
例えば、使用するレーザーの波長が300〜360nmの場合には、レーザーによって切断される層15には、塩化ビニル、ポリエステル、ポリエステル系の共重合体、スチレンブタジエンゴムまたはブタジエンゴム等のブタジエン樹脂から少なくとも1種類以上選ばれる樹脂を主成分とする材料を、また、レーザーによって切断されない層20には、ポリエチレン、EMMA(エチレン−メチルメタクリレート)等のポリエチレン系多元共重合体、ポリプロピレン、アイオノマー樹脂から少なくとも1種類以上選ばれる樹脂を主成分とする材料を使用することができる。ここで主成分とは、少なくとも50重量%以上が該樹脂で構成されていることを言う。
また、レーザーによって切断される層15には、本来、そのレーザー波長では光透過性が良く切断されにくい材料にその波長領域の光を吸収する色素等の添加物を加えて、そのレーザー波長において切断されやすい材料としたものを使用してもよい。
また、基材フィルムは3層以上の多層構成としても良い。その場合にも、少なくとも粘着剤層を有する側の層15をレーザーによって切断される材料で構成することが必要であり、少なくとも他の1層をレーザーによって切断されない材料で構成することが必要である。
さらには、ウォータージェットを使用するレーザーダイシングをおこなう場合にはレーザーで切断されない材料で構成された層20に貫通孔を有する材料、例えば、織布等を用いてもよい。
次に、本発明のウエハ固定用粘着テープを構成する粘着剤層には、特に限定されるものではなく、一般に使用されているアクリル系粘着剤を使用することができる。
通常のアクリル系粘着剤はレーザーによって容易に切断される。
また、粘着剤には適宜、放射線重合性化合物を配合し、放射線硬化型粘着剤としても良い。なお、ここで、放射線とは、例えば紫外線のような光、あるいはレーザ光、または電子線のような電離性放射線を総称して言うものである。(以下、放射線と言う。)
粘着剤層の厚さは特に限定されるものではないが、一般的には5〜50μmの厚さである。
又、硬化剤は、(メタ)アクリル系共重合体が有する官能基と反応させて粘着力及び凝集力を調整するために用いられるものである。例えば、1,3−ビス(N,N−ジグリシジルアミノメチル)シクロヘキサン、1,3−ビス(N,N−ジグリシジルアミノメチル)トルエン、1,3−ビス(N,N−ジグリシジルアミノメチル)ベンゼン、N,N,N,N′−テトラグリシジル−m−キシレンジアミンなどの分子中に2個以上のエポキシ基を有するエポキシ化合物、2,4−トリレンジイソシアネート、2,6−トリレンジイソシアネート、1,3−キシリレンジイソシアネート、1,4−キシレンジイソシアネート、ジフェニルメタン−4,4′−ジイソシアネートなどの分子中に2個以上のイソシアネート基を有するイソシアネート系化合物、テトラメチロール−トリ−β−アジリジニルプロピオネート、トリメチロール−トリ−β−アジリジニルプロピオネート、トリメチロールプロパン−トリ−β−アジリジニルプロピオネート、トリメチロールプロパン−トリ−β−(2−メチルアジリジン)プロピオネートなどの分子中に2個以上のアジリジニル基を有するアジリジン系化合物等が挙げられる。硬化剤の添加量は、書房の粘着力に応じて調整すればよく、(メタ)アクリル系共重合体100質量部に対して0.1〜5.0質量部が適当である。
更に、前記の放射線重合性化合物は、例えば光照射によって三次元網状化しうる分子内に光重合性炭素−炭素二重結合を少なくとも2個以上有する低分量化合物が広く用いられ、具体的には、トリメチロールプロパントリアクリレート、テトラメチロールメタンテトラアクリレート、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、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、1,4−ブチレングリコ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、ポリエチレングリコールジアクリレートや、オリゴエステルアクリレート等が広く適用可能である。
又、上記の様なアクリレート系化合物のほかに、ウレタンアクリレート系オリゴマーを用いる事も出来る。ウレタンアクリレート系オリゴマーは、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(例えば、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。
放射線硬化型粘着剤中のアクリル系粘着剤と放射線重合性化合物との配合比としては、アクリル系粘着剤100質量部に対して放射線重合性化合物を50〜200質量部、好ましくは50〜150質量部の範囲で配合されるのが望ましい。この配合比の範囲である場合、放射線照射後に粘着剤層の粘着力は大きく低下する。
更には、放射線硬化型粘着剤は、上記の様にアクリル系粘着剤に放射線重合性化合物を配合する替わりに、アクリル系粘着剤自体を放射線重合性アクリル酸エステル共重合体とする事も可能である。
又、放射線により粘着剤層を重合させる場合には、光重合性開始剤、例えばイソプロピルベンゾインエーテル、イソブチルベンゾインエーテル、ベンゾフェノン、ミヒラーズケトン、クロロチオキサントン、ベンジルメチルケタール、α−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2−ヒドロキシメチルフェニルプロパン等を併用する事が出来る。これらのうち少なくとも1種類を粘着剤層に添加する事により、効率よく重合反応を進行させる事が出来る。
(粘着剤層組成物の調整)
粘着剤A
アクリル系共重合体100質量部、硬化剤2質量部、ウレタンアクリレート系オリゴマー150質量部、光重合開始剤1質量部とを混合して放射性硬化型の粘着剤Aを得た。
粘着剤B
アクリル酸エステル共重合体100質量部に硬化剤2質量部を混合して粘着剤Bを得た。
(ウエハ固定用粘着テープの作製)
実施例1〜3、比較例1について、それぞれ表1に示すような基材フィルム上に上記の粘着剤A、Bをそれぞれ、乾燥後の厚さが10μmとなるように塗工し、乾燥してウエハ固定用粘着テープを得た。なお、使用した基材フィルムはTダイ法によりフィルム成形されたものである。
実施例1〜3、比較例1に示す各々のウエハ固定用粘着テープを、リングフレーム6に貼合し、ウエハ固定用粘着テープ中央部には直径6インチ、厚さ100μmのシリコンウエハを貼合した。その後、レーザーダイシング装置(XSIL社製、レーザー波長355nm)を使用して、シリコンウエハを5mm×5mmサイズのチップとなるようにレーザーダイシングをおこなった。その後、NECマシナリー製CPS−100FMを用いて、エキスパンドストロークを10mmとなるようにエキスパンドした。その後、図8に示すように、ピックアップステージ14にて、ウエハ固定用粘着テープを吸着しながら、5mm×5mmサイズのチップの四隅をピン数4本の突き上げピン13で突き上げ、直径3mmの円形吸着コレット12でチップを吸着してリードフレーム上に設置した。それぞれ実施例1〜3、比較例1のウエハ固定用粘着テープを用いた場合について、チップ間隔とピックアップ性の評価を下記のようにおこなった。
エキスパンドした状態での、チップとチップの間隔を測定した。縦方向で任意の100チップ、横方向で任意の100チップを選び、各チップ間隔を測定し、平均チップ間隔を算出した。
(ピックアップ性)
各々、200チップをピックアップし、突き上げられたチップを吸着コレットにて吸着し、リードフレームに問題なく設置できるかどうかを200チップについておこない、成功した数をピックアップ性の評価とした。
実施例1〜3、比較例1のウエハ固定用粘着テープを用いた場合のチップ間隔およびピックアップ性の評価結果を表2に示した。
1’:小片化された半導体チップ
2: 粘着剤層
3: 基材フィルム
4: ウエハ固定用粘着テープ
5: レーザービーム
6: リングフレーム
7: 固定テーブル
8: ダイシングブレード
9: 切り込み部
10:支持用リング
11:エキスパンドリング
12:吸着コレット
13:突き上げピン
14:ピックアップステージ
15:レーザーによって切断される層
16:基材フィルム
17:ウエハ固定用粘着テープ
18:基材フィルム
19:ウエハ固定用粘着テープ
20:レーザーによって切断されない層
Claims (6)
- 2層以上で構成される基材フィルム上に粘着剤層を有してなるウエハ固定用粘着テープを使用してウエハを固定し、レーザービームによって該ウエハをダイシングする方法であって、
該レーザービームによって前記少なくとも2層以上で構成される基材フィルムの粘着剤層に接する側の層が切断され、粘着剤層がない側の少なくとも1層は切断されないことを特徴とするダイシング方法。 - ウエハを固定しレーザービームによってダイシングするために使用される、2層以上で構成される基材フィルム上に粘着剤層を有してなるウエハ固定用粘着テープであって、該レーザービームの波長領域において、前記基材フィルムの粘着剤層に接する側の層が厚さ100μmでの光透過率が70%以下の材料で構成され、少なくとも他の1層が厚さ100μmでの光透過率が70%以上の材料で構成されていることを特徴とするウエハ固定用粘着テープ。
- 前記レーザービームの波長領域が300nm〜360nmであることを特徴とする請求項2に記載のウエハ固定用粘着テープ。
- 厚さ100μmでの光透過率が70%以下の材料で構成された、前記基材フィルムの粘着剤層に接する側の層の厚さが5μm以上100μm以下であることを特徴とする請求項2〜3に記載のウエハ固定用粘着テープ。
- 前記基材フィルムが3層で構成され、厚さ100μmでの光透過率が70%以上の材料で構成された層の両側に、厚さ100μmでの光透過率が70%以下の材料で構成された層を有する構成となっていることを特徴とする請求項2〜4に記載のウエハ固定用粘着テープ。
- ウエハを固定しレーザービームによってダイシングするために使用される、2層以上で構成される基材フィルム上に粘着剤層を有してなるウエハ固定用粘着テープであって、前記基材フィルムの粘着剤層に接する側の層が、塩化ビニル、ポリエステル、ポリエステル系の共重合体、ブタジエン系樹脂から少なくとも1種類以上選ばれる樹脂を主成分とする材料で構成されるとともに、少なくとも他の1層が、ポリエチレン、ポリエチレン系の多元共重合体、ポリプロピレン、アイオノマー樹脂から少なくとも1種類以上選ばれる樹脂を主成分とする材料で構成されていることを特徴とするウエハ固定用粘着テープ。
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