JP2006245352A - ウエハのダイシング用テープ、半導体チップのピックアップ方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 極めて薄いウエハであっても容易にダイシングが行え、ウエハのクラック等が防止できるとともに、分割された半導体チップを破損なくピックアップできるダイシング用テープおよび半導体チップのピックアップ方法を提供することを目的とする。
【解決手段】 加熱することで粘着力が低下する側鎖結晶性ポリマーを６０重量％〜９０重量％含有する粘着剤１が、粘着状態を示す室温から、前記粘着剤１を加熱して粘着力を低下させる温度までの温度範囲において、粘着剤１の貯蔵弾性率（Ｇ'）が５×１０⁵Ｐａ以上〜１．０×１０⁷Ｐａ以下であり、前記粘着剤１を加熱して粘着力を低下させる温度での損失弾性率（Ｇ''）が、同じ温度での粘着剤１の貯蔵弾性率（Ｇ'）の１／２０以下であるダイシング用テープ１００を使い、半導体チップをピックアップすることで上記目的が達成される。
【選択図】 図３

Description

本発明は、厚みが極薄のウエハのダイシング時や半導体チップのピックアップ時に使用するウエハのダイシング用テープ、そのダイシング用テープを用いた半導体チップのピックアップ方法に関するものである。

近年、ＩＣカードの普及が進み、その形態はさらに薄型化、軽量化が望まれており、使用される半導体チップも薄型で幾層にも積層された複雑な形態を持つものが多い。これらのカードに使用される半導体チップの厚さは、従来、４００μｍ程度であったものが、近年では、厚さ５０〜１００μｍあるいは５０μｍ以下まで薄くする必要が生じている。

厚さ１００μｍ未満のウエハは強度が低く、破損しやすい。特に、分割された極薄の導体チップをピックアップする工程で、多くの不具合が発生していた。

これらの不具合を解決するため、本出願人はすでに特願２００３−１０５８１１において、５０μｍ以下のチップの製造方法を提案している。すなわち、ウエハの回路面に保護テープを貼った状態で、バックグラインド、ダイシング、ピックアップ、ダイボンドの一連の工程を完了させることで、極薄チップの製造を可能としたものである。

またウエハのダイシング用テープとして、テープの粘着力が紫外線を照射することで低下する紫外線硬化型テープが従来使用されていた（例えば、特許文献１参照。）。

ここで、従来のダイシング用テープを用いた半導体チップの製造工程を図４と図５を用いて説明する。７００μｍ程度の厚みのウエハを、約４００μｍの厚さまで研削（バックグラインド）した後、研削済みウエハ２３の研削面にダイボンド用フィルム２４を貼り、その上にダイシング用テープ２００を貼る。そして、このダイシング用テープ２００の基材フィルム２２側をダイシングテーブル２５に固定する（図４（ａ））。研削済みウエハ２３の回路面側から、ダイシングブレード２６でダイシングを行い（図４（ｂ））、複数の半導体チップ２７（例えば、約1cm×1cmの正方形）に分割する（図４（ｃ））。

そして、前記ダイシング用テープ２００の粘着性を低下させると共に、ダイシング用テープ２００の下部方向からニ−ドル２８を押し当てる（図４（ｄ））。ニードル２８の上昇と共に、ダイシングテープ２００は湾曲し、ダイボンド用フィルム２４とダイシング用テープ２００の粘着剤２１との境界に剥離の起点（矢印２９）が作成される（図５（ｅ））。吸引コレット３０で半導体チップ２７の回路面から吸引し、前記剥離の起点（矢印２９）から半導体チップ２７をダイボンド用フィルム２４とも、ダイシング用テープ２００から剥離し、垂直方向へピックアップする（図５（ｆ））。そして最後に、図５（ｇ）に示すように、ダイボンド用フィルム２４を使って、半導体チップ２７をダイパット３１上にダイボンドする。このようにして、半導体チップは製造される。

ところが、前記ダイシング用テープ２００として紫外線硬化型のダイシング用テープを使って、例えば５０μｍの厚みの半導体チップをピックアップすると、全ての半導体チップに破損が発生していた。

このピックアップ時の半導体チップの破損形態を、図６を使って説明する。図６に示すように、薄く５０μｍ程度まで研削された半導体チップ３２の研削面にダイボンド用フィルム２４が貼られ、次いでダイシング用テープ２００が貼られている。この状態で、ニ−ドル２８がダイシング用テープ２００の基材フィルム２２下面に押し当てられている（図６（ａ））。ニードル２８が上昇するに従い、ダイシング用テープ２００の中央部が上方へ押し上げられ、ダイシング用テープ２００が湾曲すると共に、半導体チップ３２も湾曲する。

その際、半導体チップ３２に厚みがあり、ある程度の剛性があれば、ダイシング用テープ２００の粘着剤２１とダイボンド用フィルム２４の境界に前記図５（ｅ）のような剥離の起点（矢印２９）が作成される。しかしながら、５０μｍの厚みの半導体チップ３２では剛性が乏しいために、剥離の起点（矢印２９）は作成されずに、ニードル２８の上昇と共に半導体チップ３２の湾曲が増し、ついには割れてしまう（図６（ｂ））。
特開２０００１−１３９９０５号公報（頁２）

つまり、従来の紫外線硬化型ダイシング用テープは、ニードルにより半導体チップを押し上げ、半導体チップの剛性を利用してダイシング用テープから半導体チップを剥離、ピックアップすることを前提としており、５０μｍ厚のような剛性のない極薄の半導体チップをピックアップした場合、ニードルの上昇と共に半導体チップの湾曲が増し、ついには割れてしまう問題があった。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、例えば厚さ５０μｍ程度の極めて薄いウエハであっても容易にダイシングが行え、ウエハのクラック等が防止できるとともに、分割された半導体チップを破損なくピックアップできるダイシング用テープおよび半導体チップのピックアップ方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するための、本発明のダイシング用テープは以下のとおりである。

加熱することで粘着力が低下する側鎖結晶性ポリマーを６０重量％以上〜９０重量％以下の割合で含有する粘着剤を基材フィルムの片面に設けた粘着テープであって、前記粘着剤が粘着状態を示す室温から、前記粘着剤を加熱して粘着力を低下させる温度までの温度範囲において、前記粘着剤の貯蔵弾性率（Ｇ'）が５×１０⁵Ｐａ以上〜１．０×１０⁷Ｐａ以下であり、前記粘着剤を加熱して粘着力を低下させる温度での前記粘着剤の損失弾性率（Ｇ''）が同じ温度での前記粘着剤の貯蔵弾性率（Ｇ'）の１／２０以下であることを特徴とする。

また、本発明のダイシング用テープは、前記粘着剤の側鎖結晶性ポリマーの側鎖成分が、炭素数１４以上〜２０以下のメタクリル酸エステルまたは、アクリル酸エステルであることを特徴とする。

また、本発明の半導体チップのピックアップ方法は、加熱することで粘着力が低下する側鎖結晶性ポリマーを６０重量％〜９０重量％含有し、前記粘着剤が、粘着状態を示す室温から、前記粘着剤を加熱して粘着力を低下させる温度までの温度範囲において、粘着剤の貯蔵弾性率（Ｇ'）が５×１０⁵Ｐａ以上〜１．０×１０⁷Ｐａ以下であり、前記粘着剤を加熱して粘着力を低下させる温度での粘着剤の損失弾性率（Ｇ''）が、同じ温度での粘着剤の貯蔵弾性率（Ｇ'）の１／２０以下であるダイシング用テープを使って、ウエハをダイシングした後、分割された半導体チップの前記粘着剤を加熱して剥離しピックアップすることを特徴とする。

本発明によれば、ダイシング用テープを使用して、例えば厚さ５０〜１００μｍあるいは５０μｍ以下のウエハをダイシングしたり、分割された半導体チップをピックアップする場合、ウエハや半導体チップに破損やクラックが発生しなくなる。特にダイシング時には、ウエハを強固にダイシングテーブルに固定でき、ウエハのダイシングブレードによる振動を抑制できるとともに、ピックアップ時は、ダイシング用テープの粘着性を低下させ、ニードルの押し上げなしでのピックアップが可能となる。

以下、本発明の実施形態について説明する。

まず本発明のダイシング用テープ１００の実施形態を、図１を用いて説明する。本発明のダイシング用テープ１００は、基材フィルム２の片面に粘着剤１を設けたものである。前記粘着剤１は、加熱すること粘着力が低下する側鎖結晶性ポリマーを主成分とする粘着剤である。このポリマーは、所定温度以下で粘着性を示し、それ以上の温度では非粘着性を示すという特性を有する。この前記粘着剤１には、必要に応じ、架橋剤や老化防止剤、可塑剤、充填剤等を適宜添加してもよい。

また基材フィルム２の材質については特に限定しないが、例えば、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリアミド、ポリウレタン、ポリカーボネート等の合成樹脂フィルムの単層体またはこれらの複層体が挙げられる。また基材フィルム２の表面をエッチング処理、アニール処理等の各種の処理を施してもよい。

次に本発明のダイシング用テープ１００の粘着剤１の粘弾性特性について説明する。

図２に本発明のダイシング用テープ１００の粘着剤１の粘弾性特性を示す。図から判るように本発明の粘着剤１は、貯蔵弾性率（Ｇ'）が、高温になっても室温時の値を維持し、高い値を示すとともに、損失弾性率（Ｇ''）が、粘着性を低下させる温度で極めて低い値を示すことを特徴とする。

本発明のダイシング用テープ１００の粘着剤１は、粘着状態を示す室温から、前記粘着剤を加熱して粘着力を低下させる温度までの温度範囲において、貯蔵弾性率（Ｇ'）が５×１０⁵Ｐａ以上〜１．０×１０⁷Ｐａ以下であり、粘着剤１を加熱して粘着力を低下させる温度での損失弾性率（Ｇ''）が、同じ温度での前記貯蔵弾性率（Ｇ'）の１／２０以下であることを特徴とする。

本発明のダイシング用テープ１００の粘着剤１は、前記側鎖結晶性ポリマーを主成分とする粘着剤であるとともに、上記の粘弾性値を有することで、室温において極薄のウエハ３をダイシングテーブル５に強固に固定でき、ダイシングブレード６の振動がウエハ３に伝搬せず、ウエハ３が破損することなくダイシングを行うことができる。また、半導体チップ７をピックアップする時には、前記ダイシング用テープ１００の粘着剤を加熱して粘着力を極限まで低下させることで、ニードルを使った押し上げによる剥離ではなく、垂直方向のピックアップが可能となり、半導体チップ７に損傷を与えることはない。なお、上記構成要素は後述する図３を参照されたい。以下も同様とする。

特に、上記粘弾性値の内、粘着剤１を加熱して粘着力を低下させる温度での損失弾性率（Ｇ''）が、同じ温度での貯蔵弾性率（Ｇ'）に比較し極端に低い値（１／２０以下）を示すことが、このダイシング用テープ１００の粘着力を極限まで低下させられる重要な要素である。

また、ピックアップ時、前記ダイシング用テープ１００の粘着剤１を加熱して粘着力を低下させる温度での、前記粘着剤１の貯蔵弾性率（Ｇ'）が５×１０⁵Ｐａを下回ったり、損失弾性率（Ｇ''）が前記貯蔵弾性率（Ｇ'）の１／２０以下まで低下しなかった場合、ダイシング用テープ１００の粘着力の低下が十分でなく、剥離の際に凝集力不足で粘着剤１が凝集破壊し、半導体チップ７に粘着剤１の残査が残ったり、半導体チップを吸引コレット８のみでピックアップができない。

また、半導体チップのピックアップ工程でのダイシング用テープ１００の粘着剤１は、その温度での粘弾性の値から判断して、粘性的性質を著しく失っており、完全弾性体に近い状態になっている。この状態で半導体チップ７をピックアップした場合、粘着剤１のダイボンド用フィルム４への粘着剤１の転写はほぼ皆無となり、半導体チップ７の汚染が防止できる。

上記に示すダイシング用テープ１００の粘着剤１の粘弾性特性を達成するため、側鎖結晶性ポリマーの含有率は、粘着剤に対し６５重量％以上〜９０重量％以下が好ましい。６５重量％未満では、側鎖結晶性ポリマー成分が少なすぎて、ダイシング用テープ１００の粘着力の低下が不十分となり、半導体チップ７がピックアップができない。また側鎖結晶性ポリマーの含有率が９０重量％を超えると粘着剤に凝集力がなくなり、ダイシング用テープとして扱い難い。

また、前記側鎖結晶性ポリマーとしては、側鎖成分として炭素数１４以上〜２０以下のメタクリル酸エステル、アクリル酸エステルが使用される。例えば、側鎖成分としてはステアリルメタクリレートやミリスチルメタクリレート、セチルメタクリレートなどのメタクリル酸エステルなどが挙げられ、アクリル酸エステルとしては、ステアリルアクリレートやミリスチルアクリレート、セチルアクリレートなどが挙げられる。中でも、メタクリル酸エステルの内、炭素数１６のセチルメタクリレートが好適に使用される。

前記側鎖結晶性ポリマーの側鎖成分として炭素数が１４未満のものを使用すると、ダイシング用テープ１００の粘着力の低下が不十分となり、半導体チップ７をピックアップできない。また、炭素数が２０を超えるものを使用すると、ダイシング用テープ１００の室温での粘着力が不十分となり、ダイシングする際ウエハ３が破損してしまう。

以上に説明するダイシング用テープを使った半導体チップのピックアップ方法を、図３を使って説明する。

図３（ａ）に示すように、例えば約５０μｍの厚さまで研削（バックグラインド）したウエハ３の研削面に、ダイボンド用フィルム４、本発明のダイシング用テープ１００が、この順番で貼り付けられている。そして、ダイシング用テープ１００の基材フィルム２側がダイシングテーブル５に固定されている。

次に研削済みウエハ３の回路面側から、ダイシングブレード６でダイシングを行い（図３（ｂ））、複数の半導体チップ７（約1cm×1cmの正方形）に分割する（図３（ｃ））。
そして、前記ダイシング用テープ１００を加熱し粘着性を低下させると共に、吸引コレット８で半導体チップ７の回路面から吸引し、半導体チップ７をダイボンド用フィルム４と共にダイシング用テープ１００から剥離し、垂直方向へピックアップする（図３（ｄ））。そして最後に、図３（ｅ）に示すように、ダイボンド用フィルム４を使って、半導体チップ７を支持体９上に設置、固定する。

以上の方法により、たとえば厚さが５０μｍ程度と極めて薄いウエハ３であっても容易にダイシングが行え、かつ半導体チップ７を破損なくピックアップすることができる。

以下、実施例を挙げて、本発明のダイシング用テープについて説明する。

（ダイシング用テープの作成）
加熱により粘着力が低下する側鎖結晶性ポリマーを６５重量％含有する粘着剤１を作成し、ＰＥＴ基材フィルム２に上記で作成した粘着剤１を４０μｍの厚みで塗布し、加熱乾燥しダイシング用テープ１００を作成した。側鎖結晶性ポリマーの側鎖成分として炭素数が１６のメタクリル酸エステル（セチルメタクリレート）を使用した。

加熱により粘着力が低下する側鎖結晶性ポリマーを８５重量％含有する点以外は、すべて実施例１と同様にしてダイシング用テープ１００を作成した。

側鎖結晶性ポリマーの側鎖成分として炭素数が１６のアクリル酸エステル（セチルアクリレート）を使用した以外は、すべて実施例２と同様にしてダイシング用テープ１００を作成した。

［比較例１］
加熱により粘着力が低下する側鎖結晶性ポリマーを４０重量％含有する以外は、すべて実施例３と同様にしてダイシング用テープを作成した。

［比較例２］
粘着剤として、一般的なアクリル系感圧粘着剤を使用し、ＰＥＴ基材フィルムに上記で作成した粘着剤を４０μｍの厚みで塗布し、加熱乾燥し粘着テープを作成した。

［比較例３］
粘着剤として、一般的な紫外線硬化型粘着剤を使用した以外は、比較例２と同様にして、粘着テープを作成した。

（粘着剤の粘弾性特性の測定）
各粘着剤１の粘弾性特性について、周知の測定方法によって、室温（１）と、粘着剤１の粘着性を低下させた状態（２）での貯蔵弾性率（Ｇ'）と損失弾性率（Ｇ''）を測定した。また、（２）の状態での、損失弾性率（Ｇ''）／貯蔵弾性率（Ｇ'）の値を算出した。結果を表１に示す。

（粘着力の評価−１）
以下に示す方法で、室温でのダイシング工程を想定したダイシング用テープ１００の粘着力を評価した。上記で作成したダイシング用テープ１００を基材フィルム２ごと２．５ｃｍ×１５ｃｍ角にカットした。ステンレス板の上に市販のダイボンド用フィルム４を貼付け、その上に、前記のカットしたダイシング用テープ１００を貼付けた。ダイシング用テープ１００の粘着剤１とダイボンド用フィルム４の界面で幅２．５ｃｍのピール剥離強度を測定した。その結果を表１に示す。

（粘着力の評価−２）
以下に示す方法で、半導体チップ７のピックアップ工程を想定したダイシング用テープ１００の粘着力を評価した。上記で作成したダイシング用テープ１００を基材フィルム２ごと１．０ｃｍ×１．０ｃｍ角にカットした。ステンレス板の上に市販のダイボンド用フィルム４を貼付け、その上に、前記のカットしたダイシング用テープ１００を貼付けた。ついで、基材フィルム２の表面に垂直剥離ができるように、逆Ｔ字型の部材を瞬間接着剤を使用して固定した。逆Ｔ字の部材を垂直方向へ引っ張り、ダイシング用テープ１００が剥離する強度を、ダイシング用テープ１００の粘着力を低下させた状態で測定した。その結果を表１に示す。

（半導体チップの製造歩留まり）
約５０μｍの厚さまで研削されたウエハ３の研削面に、市販のダイボンド用フィルム４と上記で作成したダイシング用テープ１００をあらかじめ積層し一体としたテープを貼り付けた。ダイシング用テープ１００の基材フィルム側２をダイシングテーブル５に固定し、ウエハ３上部から、ダイシングを行い半導体チップ７（１ｃｍ×１ｃｍ角の大きさ）として１６０個に分割した。次いで、所定の方法でダイシング用テープ１００の粘着力を低下させ、上部から吸引コレット８で半導体チップ７を吸引し、半導体チップ７をダイボンド用フィルム４ごと、ダイシング用テープ１００から垂直剥離した。そして吸引コレット８で引き上げられた半導体チップ７を、支持体９上へダイボンド用フィルム４を使って設置し、固定した。

この一連の作業を、ウエハ１枚から分割、作成された半導体チップ７の１６０個分に対し繰り返した。１６０回の繰り返しの中で、半導体チップ７に破損やクラックの発生がなく、完全な製品としてできあがった割合を製品の歩留まり値として算出した。その結果を表１に示す。

上記の評価結果から、以下の点が判った。

（粘弾性の特性値と剥離力について）
本発明のダイシング用テープ１００は、ダイシング時を想定したピール剥離力の評価において、ウエハ３を不具合なくダイシングできるに十分な粘着力を有していることがわかった。比較例についても、ほぼ本発明と同じ数値を示しており、ウエハ３をダイシングするには十分であることが判った。ピックアップ工程を想定した垂直剥離力の評価では、本発明のダイシング用テープ１００は、粘着力も十分低下しており、ニードルなしでのピックアップが可能と判断できる。この時、損失弾性率（Ｇ''）／貯蔵弾性率（Ｇ'）の値は０．０４以下という小さな値をとっている。比較例３の紫外線硬化型のテープでは、前記の損失弾性率（Ｇ''）／貯蔵弾性率（Ｇ'）の値は、０．０７と比較的低い値を示しているが、貯蔵弾性率（Ｇ'）と損失弾性率（Ｇ''）とが、室温の状態よりも急増しており、垂直剥離力は、２４００ｇ／ｃｍ²と高く、とても吸引コレット８のみで垂直剥離ができるレベルにないことが判った。

（製品の歩留まり値について）
本発明を適用した実施例１、２での歩留まりは、いずれも９０％以上と高い。これは、ダイシング工程は元より、ピックアップ工程で、前記ダイシング用テープ１００の垂直剥離力が極限まで低下していることで、吸引コレット８のみでのピックアップが可能となった点が歩留まりの向上に繋がっている。一方、比較例１〜３はいずれも、ダイシング工程自体は行えたが、ピックアップ工程で、ダイシング用テープ１００の粘着力が十分低下せず、半導体チップ７を垂直剥離することができなかった。

本発明に係るダイシング用テープの実施形態を示す図である。 本発明に係るダイシング用テープの粘着剤の粘弾性特性を示す一例である。 本発明に係るダイシング用テープを適用した半導体チップの製造工程を示す図である。 従来の半導体チップの製造工程の一部を示す図である。 従来の半導体チップの製造工程の残りを示す図である。 極薄の半導体チップを従来の方法でピックアップする工程を示す図である。

符号の説明

１：粘着剤、２：基材フィルム、３：ウエハ、４：ダイボンド用フィルム、５：ダイシングテーブル、６：ダイシングブレード、７：半導体チップ、８：吸引コレット、９：支持体、１００：ダイシング用テープ

Claims (5)

1. 加熱することで粘着力が低下する側鎖結晶性ポリマーを６０重量％以上〜９０重量％以下の割合で含有する粘着剤を基材フィルムの片面に設けた粘着テープであって、
   前記粘着剤が粘着状態を示す室温から、前記粘着剤を加熱して粘着力を低下させる温度までの温度範囲において、前記粘着剤の貯蔵弾性率（Ｇ'）が、５×１０⁵Ｐａ以上〜１．０×１０⁷Ｐａ以下であり、前記粘着剤を加熱して粘着力を低下させる温度での前記粘着剤の損失弾性率（Ｇ''）が、同じ温度での前記貯蔵弾性率（Ｇ'）の１／２０以下であることを特徴とするウエハのダイシング用テープ。
2. 前記側鎖結晶性ポリマーの側鎖成分が、炭素数１４以上〜２０以下のメタクリル酸エステルまたは、アクリル酸エステルであることを特徴とする請求項１に記載のウエハのダイシング用テープ。
3. 前記ダイシング用テープを加熱して粘着力を低下させた状態における、ダイボンド用フィルムに対する前記ダイシング用テープの垂直剥離力が１００ｇ／ｃｍ²以下であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のウエハのダイシング用テープ。
4. 前記ダイシング用テープが、ダイボンド用フィルムと積層され一体化されていることを特徴とする前記請求項１乃至請求項３いずれか１項に記載のダイシング用テープ。
5. 前記請求項１乃至請求項４いずれか１項に記載のダイシング用テープを使用し、ウエハをダイシングした後、分割された半導体チップの前記粘着剤を加熱して剥離しピックアップすることを特徴とする半導体チップのピックアップ方法。
   

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