説明

半導体製造テープ用基材フィルム

【課題】 製膜性がよく、ダイシング時に切断屑が発生せず、柔軟性と耐熱性に優れた半導体製造テープ用基材フィルムをオレフィン系樹脂を用いて製造する。
【解決手段】 ポリプロピレンと、ポリプロピレン系エラストマーとを含む単層の半導体製造テープ用基材フィルムである。ポリプロピレンは、結晶化度が40%以上、230℃×2.16KgfにおけるMFRが5以上であり、ポリプロピレン系エラストマーは、100℃における貯蔵弾性率が1〜10MPaであり、ヤング率が15MPa以下であり、ポリプロピレン100重量部に対して25〜50重量部添加されたものである。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、半導体製造工程テープ用基材フィルム、特に半導体ウエハなどを素子小片に切断分離(ダイシング)する際に、該半導体ウエハ等の被切断体を固定するための粘着テープ用の基材フィルムに関する。
【背景技術】
【0002】
Si、GaAsなどの半導体ウエハは、大径の状態で、素子(チップ)小片に切断分離(ダイシング)され、さらにマウント工程に移される。この際、半導体ウエハ(以下、「ウエハ」という)は粘着テープに貼り付けられた状態で、ダイシング、洗浄、エキスパンディング、ピックアップ、マウンティングの各工程が加えられる。
【0003】
ダイシング工程では、回転する丸刃によってウエハを切断するが、切断の際にウエハを保持する粘着テープの内部にまで及んで切込を行なうフルカットと呼ばれる切断方法が主流となってきている。フルカットでは粘着テープの内部まで切込が行なわれているため、粘着テープに用いられた基材フィルムのプラスチック自身がその摩擦熱により溶融状態となり、ダイシング後のダイシングライン上に、プラスチックの糸状の切断屑が発生し、後工程において、プラスチックの糸状の切断屑が付着した状態でウエハがマウント、封止されると半導体素子の信頼性を著しく低下させるという問題がある。
【0004】
また、上記工程において、基材フィルムは、高温下にさらされる可能性があり、さらにエキスパンド工程においては、引っ張り力を受けるため、耐熱性、柔軟性が求められる。
【0005】
ところで、基材フィルムには、従来より塩化ビニル系樹脂フィルムが使用されてきたが、塩化ビニル系樹脂フィルムは、塩素イオンによるウエハを腐食させるおそれがあり、また、フィルムに柔軟性を付与するために大量の添加された可塑剤がウエハに移行してウエハを汚染したり、基材フィルムの粘着剤に移行してその粘着力を低下させ、ダイシング時に粘着テープからチップがはがれて飛散するという問題があった。
【0006】
そこで、上記問題点を解決するため、塩化ビニル系樹脂に代わり、オレフィン系樹脂の使用についての検討が進んでいる。例えば、出願人の以前の出願にかかる特開2007−30313号公報には、MFRが5.0未満のアタクチックポリプロピレン10〜50重量%と、MFRが5.0未満で融点が135℃以上のポリプロピレン90〜50重量%とを含むポリプロピレン系樹脂層と、少なくとも1層のポリエチレン系樹脂層とが積層された半導体製造テープ用基材フィルムが記載されている。(以下、「従来技術1」という)
【0007】
また、特開2001−72947号公報には、2種以上のポリマー(軟質オレフィン系樹脂、硬質系オレフィン樹脂)からなる半相溶性又は非相溶性のポリマーブレンドで構成されたダイシング用粘着シートが記載されている。(以下、「従来技術2」という)
【0008】
従来技術1によれば、製膜性、耐熱性に優れ、ダイシング時の糸状屑の発生を抑えることができたが、ポリプロピレン系樹脂層と、ポリエチレン系樹脂層との異種の積層構造のため、層間剥離の虞があり、製造にコストがかかるという問題がある。
【0009】
また、従来技術2のような2種以上のポリマー(軟質オレフィン系樹脂、硬質系オレフィン樹脂)からなる半相溶性又は非相溶性のポリマーブレンドで構成されたダイシング用粘着シートでは、ポリマー同士の分散性がよくないため、柔軟性に劣る傾向がある。
【0010】
一般に、オレフィン系樹脂は柔軟性を付与すると耐熱性が劣り、耐熱性に重点をおくと柔軟性を付与しづらいという問題がある。
【特許文献1】特開2007−30313号公報
【特許文献2】特開2001−72947号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0011】
本発明は、以上の諸点を考慮し、オレフィン系樹脂からなり、製膜性がよく、ダイシング時に切断屑が発生せず、柔軟性と耐熱性をあわせ持つ半導体製造テープ用基材フィルムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0012】
上記の課題を解決するために、本発明者らは、種々検討を行ったところ、まず、基材フィルムの主成分となるポリプロピレン系樹脂層において、結晶化度40%以上、メルトフローレイト(MFR)が5以上のランダムポリプロピレンを用いることにより、耐熱性を有し、ダイシング時に切断屑が発生しないことを見出した。
【0013】
そして、上記のような物性値を有するランダムポリプロピレンに対して、特定の貯蔵弾性率を有するポリプロピレンエストラマーを所定量添加することにより、耐熱性を維持しつつ柔軟性を付与することができることを見出し、本発明を完成するに至った。
【発明を実施するための最良の形態】
【0014】
すなわち、本発明は、ポリプロピレンと、ポリプロピレン系エラストマーとを含む単層の半導体製造テープ用基材フィルムであって、
ポリプロピレンは、結晶化度が40%以上、230℃×2.16KgfにおけるMFRが5以上であり、
ポリプロピレン系エラストマーは、100℃における貯蔵弾性率が1〜10MPaであり、ヤング率が15MPa以下であり、
ポリプロピレン100重量部に対して25〜50重量部添加されたものである。
【0015】
以下、本発明を完成するに至った検討結果について、詳細に述べる。
<ポリプロピレン系樹脂の選定>
ポリプロピレン系樹脂には、ホモポリマーとコポリマーがあり、コポリマーには、さらにランダムポリマーとブロックポリマーがある。
【0016】
「ホモポリマー」とは、ポリプロピレンモノマーだけが結合したものであり、「ランダムコポリマー」とは、ポリプロピレンモノマーの分子鎖の中に他のモノマーが、モノマー単位、またはそれに近い単位で不規則に結合したものであり、「ブロックコポリマー」とは、プロピレンモノマーの分子鎖の中に他のモノマーの分子鎖が結合されたものである。
【0017】
表1に、各ポリマーの主な性質について示す。
【表1】

【0018】
発明者の検討によると、基材フィルムにホモプロピレン(PP)やブロックポリプロピレンを使用した場合には、耐熱性、ダイシング特性(切削くずを出さない)は有するものの柔軟性に劣り、軟質化剤として後述のポリプロピレンエラストマーを添加しても、目的の柔軟性を得ることが出来なかった。また、透明性、製膜性に劣るという傾向があった。
そこで、本発明においては、製膜性およびコスト面で優位性を保ち、かつ軟質化を図ることができるランダムポリプロピレンを主成分として採用することとした。
【0019】
<結晶化度>
ポリマーには、分子が規則正しく並ぶ部分(結晶性領域)と、乱れている部分(非晶性領域)が共存しているもの(結晶性)と、そのほとんどが乱れているもの(非晶性)とがあり、前者の代表例としては、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレートなどがあり、後者の代表例としては、ポリスチレン、ポリカーボネート、メタクリル樹脂などがある。
【0020】
出願人の検討によると、結晶化度が40%未満であると耐熱性に劣ることから、本発明においては結晶化度40%以上のポリプロピレンを使用する。結晶化度は高ければ高いほど耐熱性を向上できるが、高くなると柔軟性に劣るため、好ましくは40〜60%である。
【0021】
<メルトフローレイト(MFR)>
MFRとは、溶液状態にあるポリマーの流動性を示す最も普及している尺度の一つで、溶液指数ともいう。押出式プラストメーターで、一定圧力、一定温度の下に、規定の寸法をもつノズル(オリフィス)から流出する量を測定し、g/10minの単位で表した指数である。一般にメルトフローレートの数値が大きいほど溶融時の流動性や加工性は良好となるが、引張り強さ、耐ストレスクラッキング性が低下する傾向がある。
【0022】
本発明のポリプロピレン樹脂のMFRは5以上である。MFRが5未満であると切断屑が発生し、半導体製造テープ用基材として使用できない。
MFRが高いと切断屑が発生しない理由としては、MFRが高い場合、上述のように溶融時の流動性が高まるため、ダイシングにおいて、その摩擦熱により樹脂が溶融状態になった際に、粘つきがなくダイシングブレードへの密着がないため、切断屑になりにくいことが考えられる。
【0023】
<ポリプロピレンエラストマー>
上記のようなポリプロピレン系樹脂に対して、柔軟性を付与させるために添加するエラストマーとして、ポリプロピレン系樹脂と相溶性があり、耐熱性に影響を与える弾性貯蔵率が1〜10MPa(100℃)であって、ヤング率が15MPa以下であるポリプロピレンエラストマーを用いる。貯蔵弾性率が1〜10MPa(100℃)でありヤング率が15MPa以下であると、上記ポリプロピレン系に添加しても耐熱性を損なうことなく、柔軟性を付与することが可能である。なお、ヤング率は低ければ低いほど柔軟性を付与できるため好ましいが、実質的には10〜15MPa程度である。
【0024】
ポリプロピレンエラストマーの添加量は、上記ポリプロピレン樹脂100重量部に対して25〜50重量部であれば、柔軟性と耐熱性をあわせ持つものを得ることが出来る。25重量部未満であると柔軟性を付与することができず、また50重量部を超えると柔軟性は付与できるものの、上記ポリプロピレン樹脂が元来有する耐熱性を維持できなくなる。
【0025】
なお、必要により、ポリプロピレンとポリプロピレン系エストラマーに対して、10〜25wt%の割合でポリエーテル系帯電防止剤を添加することができる。
【0026】
基材フィルムは、厚みが80〜300μmに加工し、得られた基材フィルムには、0.3μm以上の凹凸をつけておくのが望ましい。表面に微細凹凸を設けることにより、基材フィルムのべたつきや基材フィルム同士のブロッキングを防止することができる。
【0027】
また、本発明の半導体製造テープ用基材フィルムの表面にはプライマリー処理が施されることが好ましい。プライマリー処理を行なうと、基材フィルム上に設けられる粘着剤層との密着性に優れる。このプライマリー処理には、ポリエステル系樹脂を主成分とするプライマリー処理剤を用いることが好ましい。
【実施例】
【0028】
以下に本発明の実施例を示す。
シリンダー径40mmのサーモプラスチック社製押出機を用い、シリンダー温度180℃、ダイス温度200℃、50rpmの回転数で表2に記載の配合で0.2mm厚の基材フィルムを押出成形し、得られた基材フィルムの耐熱性、物性、ダイシング特性、粘着剤との密着性を評価した。結果を表2に合わせて示す(実施例1〜7)。また、比較のため、表3に記載の配合で0.2mm厚の基材フィルムを押出成形し、得られた基材フィルムの耐熱性、物性、ダイシング特性、粘着剤との密着性を評価した。結果を表3に合わせて示す(比較例1〜6)。
【0029】
【表2】

【0030】
【表3】

【0031】
<使用原料>
表2、3中の略号と共に以下に示す。(なお、表2、3中の数字は、重量部を示す。)
・ポリプロピレン1:「ノバテック」 日本ポリプロ製 MFR:5、融点:126℃、結晶化度:40%以上
・ポリプロピレン2:「ウィンテック」 日本ポリプロ製 MFR:7、結晶化度:40%以上
・ポリプロピレン3:「ノーブレン」 住友化学製 MFR:1.2、融点:135℃ 結晶化度40%以上
・ポリプロピレン4:「タフセレン」 住友化学 MFR:3、結晶化度0%
・ポリエチレン:「ニポロンハード」 東ソー製 MFR:7、結晶化度40%
・PPエストラマー:「ノティオ」 三井化学製 弾性貯蔵率:E+7Pa、ヤング率:12MPa
・αオレフィン(軟質化剤):「タフマー」 三井化学製 弾性貯蔵率:E+6Pa以下、ヤング率:290MPa
・プライマリー処理剤1:ポリエステル系TPU
【0032】
<評価>
実施例1〜7および比較例1〜6の各基材フィルムにおける(1)耐熱性、(2)ヤング率、(3)ダイシング特性、(4)粘着剤密着性、(5)製膜性についての評価方法は以下の通りである。
【0033】
(評価方法)
(1)耐熱性
基材フィルムを16cm×16cmの正方形に切り出し、その4辺を固定し、宙吊り状態にし、その中央部に15gの荷重を載せ、120℃×5時間促進する。フィルムが25mm以上たるんでしまったものは「×」、その以下のたるみのものは「○」とした。
【0034】
(2)ヤング率
JIS K 6732に準じて、基材フィルムを標線間40mm、幅10mmのダンベル形状(1号ダンベル)に打ち抜き、引張り速度200mm/min、チャート速度100mm/minの条件でヤング率を測定し、200MPa以上のものを「×」とした。
【0035】
(3)ダイシング特性
ダイシングブレードを用いて、基材フィルムに対して30μmの切込みをいれ、その時の切断面に発生する切断屑を目視により評価した。
【0036】
(4)粘着剤密着性
UV硬貨型粘着剤を塗工し、400マスの切込みを入れ、非着体に貼付、UV照射し、硬化後に非着体を剥離する。その時に基材フィルムに密着しているマス数をカウントし、200マス以上密着しているものは「○」、それ以下のものを「×」とした。
【0037】
(5)製膜性
Tダイ押出し機にて加工を行い、その加工性を評価した。問題がある場合は「×」、特に何も支障がない場合は「○」とした。
【0038】
表2、3の結果に明らかな通り、実施例1〜7の基材フィルムは、いずれも比較例1〜6の基材フィルムよりも優れた特性を示した。
【産業上の利用可能性】
【0039】
本発明による半導体製造テープ用基材フィルムは、製膜性や耐熱性、柔軟性に優れており、ダイシング時のフィルム切断面における糸状屑の発生が極めて少ない。従って、半導体製造工程のテープ用基材フィルムとして好適であり、ダイシング工程、エキスパンド工程、マウンティング工程などにおいて幅広く使用することができる。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
ポリプロピレンと、ポリプロピレン系エラストマーとを含む単層の半導体製造テープ用基材フィルムであって、
ポリプロピレンは、結晶化度が40%以上、230℃×2.16KgfにおけるMFRが5以上であり、
ポリプロピレン系エラストマーは、100℃における貯蔵弾性率が1〜10MPaであり、ヤング率が15MPa以下であり、ポリプロピレン100重量部に対して25〜50重量部添加されたものであることを特徴とする半導体製造テープ用基材フィルム。