CN102473619A - 半导体用膜和半导体装置的制造方法 - Google Patents

半导体用膜和半导体装置的制造方法 Download PDF

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CN
China
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semiconductor
adhesion coating
adhesive linkage
film
adhesion
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安田浩幸
平野孝
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Sumitomo Bakelite Co Ltd
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Sumitomo Bakelite Co Ltd
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Abstract

本发明的半导体用膜,是依次层叠支承膜、第二粘着层、第一粘着层和粘接层来形成,并以如下方式构成:在粘接层上层叠半导体晶片并在通过切割使半导体晶片单片化时支承半导体晶片,并且在拾取单片时有选择性地使第一粘着层与粘接层发生剥离。该半导体用膜的特征在于,若设定单片在23℃下的剥离强度为F23(cN/25mm)、设定单片在60℃下的剥离强度为F60(cN/25mm)时,F23为10~80,并且F60/F23为0.3~5.5。基于此,能够实现拾取性的提高并防止半导体元件上产生缺陷。

Description

半导体用膜和半导体装置的制造方法
技术领域
本发明涉及一种半导体用膜和半导体装置的制造方法。
背景技术
近年来,随着电子设备的高性能化和在移动装置用途上的扩大,对半导体装置的高密度化、高集成化的要求在加强,并且在IC封装的大容量高密度化方面不断发展。
在这些半导体装置的制造方法中,首先,在由硅、镓、砷等构成的半导体晶片上粘贴粘接片,并且在用晶片环(wafer ring)固定半导体晶片周围的同时,通过切割工序将上述半导体晶片切割分离(单片化)成单独的半导体元件。接着进行如下工序:使单片化的单个半导体元件相互分离的展开工序,以及拾取单片化的半导体元件的拾取工序。然后,移送至芯片接合工序中,以使所拾取的半导体元件搭载于金属引线框或者基板(例如,胶带基板(tapesubstrate)、有机硬质基板等)。由此,获得半导体装置。
另外,在芯片接合工序中,通过将所拾取的半导体元件层叠在其它半导体元件上,由此还能够获得在一个封装内搭载有多个半导体元件的芯片堆叠式半导体装置。
作为上述半导体装置的制造方法中所用的粘接片,已知有在基材膜上依次层叠第一粘接剂层和第二粘接剂层而形成的粘接片(例如,参照专利文献1)。
该粘接片,以粘贴于半导体晶片上的状态应用于上述切割工序中。在切割工序中,通过以切割刀的前端到达基材膜的方式设置切槽,由此使半导体晶片和双层粘接剂层单片化成多个部分。并且,在拾取工序中,在基材膜与双层粘接剂层的界面上发生剥离,单片化半导体元件与单片化的双层粘接剂层一起被拾取。所拾取的双层粘接剂层,在芯片接合工序中,发挥单片化半导体元件与金属引线框(或者基板)之间的粘接作用。
然而,在拾取工序中,采用了被称为芯片接合机的装置。
图6是表示通过芯片接合机拾取半导体元件并载置于基板上的状态的图(纵向剖面图)。此外,在下面的说明中,将图6中的上侧称为“上”、下侧称为“下”。
图6中所示的层叠体200,是在粘接片210上层叠半导体晶片220而成,其中,该粘接片210是从下侧依次层叠基材膜211、第一粘接剂层212和第二粘接剂层213而成。当对该层叠体200实施切割工序时,可使半导体晶片220、第一粘接剂层212和第二粘接剂层213单片化,由此获得单片230。
在此,图6中所示的芯片接合机250,是用于将经过切割工序得到的单片230拾取后移送于基板240上。
该芯片接合机250包括:用于吸附单片230的夹持器(芯片吸附部)260;从下方对基板240加热的加热器270;以及,以能够自由移动的方式支承夹持器260的装置主体280。夹持器260设置成:在吸附了单片230的状态下可从层叠体200的载置部移动至基板240的载置部。
在拾取工序中,通过夹持器260拾取单片230并将该单片230载置于基板240上。然后,通过加热器270进行加热并同时在基板240上压合单片230,由此,使单片230粘接于基板240上。
然而,在上述以往的拾取工序中,存在拾取效率低和成品率低的问题。其结果是,造成最终得到的半导体装置的生产效率低的问题。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2004-43761号公报
发明内容
并且,当反复实施采用芯片接合机250拾取单片230后,将单片230压合在基板240上的工艺时,加热器270的热通过单片230传递至夹持器260并得以蓄热。由此,导致夹持器260带有热量,这使本来设想在常温下实施的拾取工序,在上述热量的影响下成为在高温下进行。其结果是,夹持器260的热量也被传递至层叠体200,增强了层叠体200中的第一粘接剂层212或第二粘接剂层213的粘接性。若成为上述状态,则会导致经过切割工序已经相互分离的单片230又再次相互粘接,或者在拾取工序中应发生剥离的基材膜211与双层粘接剂层之间的界面中的粘附力增强,产生难以顺利拾取(拾取性降低)的问题。并且,上述问题会导致半导体元件在拾取时产生裂纹或缺损等缺陷。
本发明的目的在于,提供一种半导体用膜以及使用该半导体用膜的半导体装置的制造方法,其中,该半导体用膜可提高拾取性、可防止半导体元件发生缺陷且能够制造出可靠性高的半导体装置。
为了实现上述目的,本发明提供一种半导体用膜,所述半导体用膜是依次层叠粘接层和至少一层粘着层以及支承膜来形成,是在上述粘接层的与上述粘着层相反侧的面上层叠半导体晶片,并通过在该状态下切割该半导体晶片和上述粘接层来分别进行单片化,并从上述支承膜拾取所得到的单片时使用的半导体用膜,其特征在于,
若设定在23℃下从上述粘着层剥离上述单片时所测定的粘附力为F23(cN/25mm)、设定在60℃下从上述粘着层剥离上述单片时所测定的粘附力为F60(cN/25mm)时,F23为10~80(4~32N/m),并且F60/F23为0.3~5.5。
基于上述本发明,以粘接层与粘着层之间的高温(60℃)下的剥离强度相对于常温(23℃)下的剥离强度成为规定比率的方式来构成半导体用膜,因此,即使在拾取单片时有热量导入单片,也能够防止拾取性的降低。从而,基于本发明,能够获得在提高半导体装置的制造成品率的同时,可制造可靠性高的半导体装置的半导体用膜。
另外,在本发明的半导体用膜中,优选上述粘接层的构成材料在热固性树脂中以60重量%~100重量%的比率含有软化点为70℃以上且110℃以下的材料。
另外,在本发明的半导体用膜,优选在上述粘接层的构成材料中,软化点为30℃以上且低于70℃的材料的含量在热固性树脂中为30重量%以下。
另外,在本发明的半导体用膜,对上述粘接层的构成材料而言,优选热固性树脂中150℃下的ICI粘度为1dPa·s~20dPa·s的材料的含量为60重量%~100重量%。
另外,在本发明的半导体用膜中,优选上述粘接层的构成材料在60℃的熔融粘度为1×102Pa·s~1×105Pa·s。
另外,在本发明的半导体用膜中,优选上述粘接层的构成材料含有丙烯酸类树脂和环氧类树脂。
另外,在本发明的半导体用膜中,优选上述粘接层的构成材料含有酚醛类树脂。
另外,在本发明的半导体用膜中,优选上述粘着层由多层构成。
另外,在本发明的半导体用膜中,优选上述多层包含:位于上述半导体晶片侧的第一粘着层;以及邻接于该第一粘着层的上述支承膜侧且粘着性比上述第一粘着层大的第二粘着层。
另外,在本发明的半导体用膜中,优选上述粘接层的外周边缘和上述第一粘着层的外周边缘,分别位于上述第二粘着层的外周边缘的内侧。
另外,在本发明的半导体用膜中,优选上述第二粘着层的硬度小于上述第一粘着层的硬度。
另外,在本发明的半导体用膜中,优选上述第一粘着层的肖氏D硬度为20~60。
另外,在本发明的半导体用膜中,优选对上述粘着层的上述粘接层侧的面的层叠上述半导体晶片的区域,在层叠上述半导体晶片之前,预先照射紫外线。
为了实现上述目的,本发明提供一种半导体装置的制造方法,其特征在于,包括下列工序:
第一工序,准备以上述半导体用膜的上述粘接层与半导体晶片相接触的方式,层叠上述半导体用膜和半导体晶片而成的层叠体;
第二工序,通过在上述层叠体上从上述半导体晶片侧设置切槽,使上述半导体晶片单片化,获得多个半导体元件;以及
第三工序,拾取上述半导体元件。
基于上述本发明,能够防止拾取不良的发生,且能够以高制造成品率来制造半导体装置。
另外,在本发明的半导体装置的制造方法中,优选将上述切槽设置成使其最深处位于上述粘着层内。
另外,在本发明的半导体装置的制造方法中,优选在一条上述切槽中,比所述粘接层与所述粘着层的界面更位于前端侧的部分的横截面积为5×10-5mm2~300×10-5mm2
附图说明
图1是用于说明本发明的半导体用膜和本发明的半导体装置的制造方法的第一实施方式的图(纵向剖面图)。
图2是用于说明本发明的半导体用膜和本发明的半导体装置的制造方法的第一实施方式的图(纵向剖面图)。
图3是用于说明本发明的半导体用膜和本发明的半导体装置的制造方法的第一实施方式的图(纵向剖面图)。
图4是用于说明本发明的半导体用膜的制造方法的图。
图5是用于说明本发明的半导体用膜和本发明的半导体装置的制造方法的第二实施方式的图(纵向剖面图)。
图6是表示通过芯片接合机拾取半导体元件并载置于基板上的状态的图(纵向剖面图)。
具体实施方式
下面,基于附图中所示的优选实施方式,详细说明本发明的半导体用膜和半导体装置的制造方法。
<第一实施方式>
首先,说明本发明的半导体用膜和本发明的半导体装置的制造方法的第一实施方式。
图1至图3是用于说明本发明的半导体用膜和本发明的半导体装置的制造方法的第一实施方式的图(纵向剖面图);图4是用于说明本发明的半导体用膜的制造方法的图。此外,在下面的说明中,将图1至图4中的上侧称为“上”、下侧称为“下”。
[半导体用膜]
图1中所示的半导体用膜10,具有支承膜4、第一粘着层1、第二粘着层2以及粘接层3。更详细而言,半导体用膜10是在支承膜4上依次层叠第二粘着层2、第一粘着层1以及粘接层3来形成。
如图1(a)所示,上述半导体用膜10具有如下功能:在粘接层3的上面层叠半导体晶片7,并通过切割使半导体晶片7单片化时支承半导体晶片7,而且,在拾取单片化的半导体晶片7(半导体元件71)时选择性地使第一粘着层1与粘接层3之间剥离,由此提供用于使所拾取的半导体元件71粘接于绝缘基板5上的粘接层31。即,半导体用膜10用于拾取单片83,所述单片83是将半导体晶片7和粘接层3分别进行单片化并且层叠半导体元件71和粘接层31而成。
另外,支承膜4的外周部41和第二粘着层2的外周部21,分别超过第一粘着层1的外周边缘11而存在于外侧。
其中,在外周部21上粘贴晶片环9。由此,可靠地支承半导体晶片7。
在此,半导体用膜10的特征在于,若将23℃下的第一粘着层1对粘接层3的粘附力作为F23(cN/25mm)、将60℃下的第一粘着层1对粘接层3的粘附力作为F60(cN/25mm)时,F23为10~80(4~32N/m),且F60/F23为0.3~5.5。
基于上述半导体用膜10,以高温(60℃)下粘接层3与第一粘着层1之间的剥离强度相对于常温(23℃)下的剥离强度成为规定比率的方式来构成,因此,即使在拾取单片83时有热量导入单片83,也能够防止因热量的影响增强第一粘着层1或第二粘着层2的粘着性的现象,并能够防止拾取性的降低。其结果是,半导体用膜10不仅防止拾取不良的发生从而提高了半导体装置100的制造成品率,而且可制造可靠性高的半导体装置100。
下面,依次详细说明半导体用膜10的各部分的构成。
(第一粘着层)
第一粘着层1通常由粘合剂构成。具体而言,第一粘着层1,是由包含丙烯酸类粘合剂、橡胶类粘合剂等的第一树脂组合物构成。
作为丙烯酸类粘合剂,例如,可以举出:由(甲基)丙烯酸及它们的酯所构成的树脂;(甲基)丙烯酸和它们的酯以及能够与它们共聚合的不饱和单体(例如,醋酸乙烯酯、苯乙烯、丙烯腈等)的共聚物等。并且,也可以将这些树脂混合两种以上。
并且,其中,优选为选自由(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙基己基酯和(甲基)丙烯酸丁酯所组成的组中的一种以上、与选自由(甲基)丙烯酸羟乙酯和醋酸乙烯酯中的一种以上的共聚物。由此,易于控制第一粘着层1与其粘着对象(被粘着体)之间的粘附性或粘着性。
另外,为了控制粘着性(粘接性),也可以在第一树脂组合物中添加聚氨酯丙烯酸酯(urethane acrylate)、丙烯酸酯单体、多元异氰酸酯化合物(例如,2,4-甲苯基二异氰酸酯、2,6-甲苯基二异氰酸酯)等异氰酸酯化合物等的单体和低聚物。
并且,当通过紫外线等来固化第一粘着层1时,在第一树脂组合物中,作为光聚合引发剂可以添加:甲氧基苯乙酮、2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮、2,2-二乙氧基苯乙酮、2-甲基-1-[4-(甲硫基)-苯基]-2-吗啉基-1-丙酮等苯乙酮类化合物、二苯甲酮类化合物、安息香类化合物、安息香异丁醚类化合物、安息香苯甲酸甲酯类化合物、安息香苯甲酸类化合物、安息香甲醚类化合物、苄基苯基硫醚类化合物、苄基类化合物、联苄基类化合物、丁二酮类化合物等。
另外,为了提高粘接强度和肖氏硬度,也可以添加松香树脂、萜烯树脂、氧(杂)茚树脂(cumarone resin)、酚醛树脂、苯乙烯树脂、脂肪族类石油树脂、芳香族类石油树脂、脂肪族芳香族类石油树脂等增粘材料等。
对上述第一粘着层1的平均厚度并没有特别限定,但优选为1~100μm左右,尤其更优选为3~50μm左右。若厚度低于上述下限值,则有时难以确保充分的粘着力,并且即使超过上述上限值,对特性的影响不大,也没有优点。若厚度在上述范围内,则特别是在切割时不发生剥离,并在拾取时伴随着拉伸负荷可较容易地进行剥离,因此,可获得切割性、拾取性优良的第一粘着层1。
(第二粘着层)
第二粘着层2是粘着性比上述第一粘着层1高的层。由此,与第一粘着层1和粘接层3之间相比,第二粘着层2和晶片环9之间更坚固地粘着在一起,在第二工序中,通过切割半导体晶片7进行单片化时,能够可靠地固定第二粘着层2与晶片环9之间。其结果是,能够可靠地防止半导体晶片7的位置偏移,防止半导体元件71的尺寸精度的降低。
对第二粘着层2而言,能够使用与上述第一粘着层1相同的材料。具体而言,第二粘着层2是由包含丙烯酸类粘合剂、橡胶类粘合剂等的第二树脂组合物构成。
作为丙烯酸类粘合剂,例如,可以使用:由(甲基)丙烯酸及它们的酯构成的树脂,(甲基)丙烯酸和它们的酯以及能够与它们共聚合的不饱和单体(例如,醋酸乙烯酯、苯乙烯、丙烯腈等)的共聚物等。并且,也可以将这些聚合物混合两种以上。
并且,其中优选为选自由(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙基己基酯和(甲基)丙烯酸丁酯所组成的组中的一种以上、与选自由(甲基)丙烯酸羟乙酯和醋酸乙烯酯中的一种以上的共聚物。由此,易于控制第二粘着层2与其粘着对象(被粘着体)之间的粘附性或粘着性。
另外,为了控制粘着性(粘接性),也可以在第二树脂组合物中添加聚氨酯丙烯酸酯、丙烯酸酯单体、多元异氰酸酯化合物(例如,2,4-甲苯基二异氰酸酯、2,6-甲苯基二异氰酸甲苯酯)等异氰酸酯化合物等的单体和低聚体。
并且,在第二树脂组合物中,也可以添加与第一树脂组合物相同的光聚合引发剂。
另外,为了提高粘接强度和肖氏硬度,也可以添加松香树脂、萜烯树脂、氧(杂)茚树脂(cumarone resin)、酚醛树脂、苯乙烯树脂、脂肪族类石油树脂、芳香族类石油树脂、脂肪族芳香族类石油树脂等增粘材料等。
对上述第二粘着层2的平均厚度并没有特别限定,但优选为1~100μm左右,尤其更优选为3~20μm左右。若厚度低于上述下限值,则有时难以确保充分的粘着力,并且即使超过上述上限值也不会获得特别优良的效果。另外,由于第二粘着层2的柔软性比第一粘着层1高,因此,若第二粘着层2的平均厚度在上述范围内,则能够确保第二粘着层2的形状随随性,并且可进一步提高半导体用膜10对半导体晶片7的粘附性。
(粘接层)
粘接层3,例如由含有热塑性树脂和热固性树脂的第三树脂组合物来构成。上述树脂组合物,在成膜性、粘接性和固化后的耐热性方面优良。
其中,作为热塑性树脂,例如,可以举出:聚酰亚胺树脂、聚醚酰亚胺树脂等聚酰亚胺类树脂,聚酰胺树脂、聚酰胺酰亚胺树脂等聚酰胺类树脂,丙烯酸类树脂,苯氧基树脂等。其中,优选为丙烯酸类树脂。由于丙烯酸类树脂的玻璃化转变温度低,所以能够进一步提高粘接层3的初期粘附性。
此外,所谓丙烯酸类树脂是指丙烯酸及其衍生物,具体而言,可以举出:丙烯酸,甲基丙烯酸,丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯等丙烯酸酯,甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯等甲基丙烯酸酯,丙烯腈、丙烯酰胺等的聚合物以及与其它单体的共聚物等。
另外,在丙烯酸类树脂中,优选具有包含环氧基、羟基、羧基、硝基等官能团的化合物(共聚单体成分)的丙烯酸类树脂(尤其是丙烯酸酯共聚物)。由此,能够进一步提高半导体元件71等对被粘着体的粘附性。作为含有上述官能团的化合物,具体而言,可以举出:含有缩水甘油醚基的甲基丙烯酸缩水甘油酯,含有羟基的甲基丙烯酸羟基酯,含有羧基的甲基丙烯酸羧基酯,含有硝基的丙烯腈等。
并且,对含有上述官能团的化合物的含量并没有特别限定,但优选为丙烯酸类树脂总量的0.5~40重量%左右,特别是更优选为5~30重量%左右。若含量低于上述下限值,则有时提高粘附性的效果会降低,若超过上述上限值,则有时粘着力过强而会导致提高操作性的效果降低。
并且,对热塑性树脂的玻璃化转变温度Tg并没有特别限定,但优选为-25~120℃,特别是更优选为-20~60℃,进一步优选为-10~50℃。若玻璃化转变温度低于上述下限值,则有时粘接层3的粘着力增强而降低操作性;若超过上述上限值,则有时提高低温粘接性的效果降低。
此外,对热塑性树脂(尤其是丙烯酸类树脂)的重均分子量并没有特别限定,但优选为10万以上,特别优选为15万~100万。若重均分子量在上述范围内,则尤其是能够提高粘接层3的成膜性。
另外,作为热固性树脂,例如,可以举出:苯酚酚醛清漆树脂、甲酚酚醛清漆树脂、双酚A酚醛清漆树脂等酚醛清漆型酚醛树脂,甲阶酚醛树脂等酚醛树脂,双酚A环氧树脂、双酚F环氧树脂等双酚型环氧树脂,酚醛清漆环氧树脂、甲酚酚醛清漆环氧树脂等酚醛清漆型环氧树脂,联苯型环氧树脂、芪型环氧树脂、三苯酚甲烷型环氧树脂、烷基改性三苯酚甲烷型环氧树脂、含有三嗪核的环氧树脂、双环戊二烯改性苯酚型环氧树脂等的环氧树脂,脲(尿素)树脂,三聚氰胺树脂等具有三嗪环的树脂,不饱和聚酯树脂,双马来酰亚胺树脂,聚氨酯树脂,邻苯二甲酸二烯丙基酯树脂,硅酮树脂,具有苯并噁嗪环的树脂,氰酸酯树脂等,可使用它们中的一种或者两种以上的混合物。并且,其中还优选为环氧树脂或者酚醛树脂。基于这些树脂,能够进一步提高粘接层3的耐热性和粘附性。
并且,对热固性树脂的含量并没有特别限定,但优选相对于100重量份热塑性树脂为1~400重量份左右,特别是更加优选为3~300重量份左右。若含量高于上述上限值,则有时会引起崩边(Chipping)或裂纹,或者有时会降低对粘附性的提高效果;若含量低于上述下限值,则有时粘着力过强,引起拾取不良问题,或者有时会降低对操作性的提高效果。
并且,优选第三树脂组合物还含有固化剂(当热固性树脂为环氧树脂时尤其是酚类固化剂)。
作为固化剂,例如,可以举出:二乙烯三胺(DETA)、三乙烯四胺(TETA)、间苯二甲胺(MXDA)等的脂肪族多胺,二氨基二苯基甲烷(DDM)、间苯二胺(MPDA)、二氨基二苯砜(DDS)等的芳香族多胺,含有双氰胺(DICY)、有机酸二酰肼等的多胺化合物等的胺类固化剂,六氢苯酐(HHPA)、甲基四氢苯酐(MTHPA)等的脂环族酸酐(液体酸酐)、偏苯三甲酸酐(TMA)、均苯四甲酸酐(PMDA)、二苯甲酮四羧酸(BTDA)等芳香族酸酐等酸酐类固化剂,酚醛树脂等酚类固化剂。其中,优选为酚类固化剂,具体而言,可以举出:双(4-羟基-3,5-二甲基苯基)甲烷(通称四甲基双酚F)、4,4′-磺酰基二苯酚、4,4′-异亚丙基二苯酚(通称双酚A)、双(4-羟基苯基)甲烷、双(2-羟基苯基)甲烷、(2-羟基苯基)(4-羟基苯基)甲烷,以及它们中的双(4-羟基苯基)甲烷、双(2-羟基苯基)甲烷、(2-羟基苯基)(4-羟基苯基)甲烷三种的混合物(例如,双酚F-D,本州化学工业(株)制造)等双酚类,1,2-苯二酚、1,3-苯二酚、1,4-苯二酚等的二羟基苯类,1,2,4-苯三酚等的三羟基苯类,1,6-二羟基萘等二羟基萘类的各种异构体,2,2′-联酚、4,4′-联酚等联酚类的各种异构体。
并且,对固化剂(尤其是酚类固化剂)的含量,并没有特别限定,但优选相对于100重量份热塑性树脂为1~200重量份,特别是更优选为3~150重量份。若含量低于上述下限值,则有时会降低对粘接层3的耐热性的提高效果;若含量高于上述上限值,则有时会降低粘接层3的保存性。
另外,若上述热固性树脂为环氧树脂,则能够通过计算环氧基当量与固化剂当量的比值来进行确定,并且优选环氧树脂的环氧基当量与固化剂的官能团的当量(例如,在酚醛树脂的情况下是羟基当量)的比值为0.5~1.5,特别优选为0.7~1.3。若含量低于上述下限值,则有时会降低保存性;若超过上述上限值,则有时会降低对耐热性的提高效果。
并且,虽然没有特别限定,但优选第三树脂组合物还含有固化催化剂(固化促进剂)。由此,能够提高粘接层3的固化性。
作为固化催化剂,例如,可以举出:咪唑类、1,8-二氮杂双环(5,4,0)十一碳烯等胺类催化剂、三苯基膦等磷类催化剂等。其中,优选为咪唑类。基于此,尤其是能够兼备速固化性和保存性。
作为咪唑类,例如,可以举出:1-苄基-2-甲基咪唑、1-苄基-2-苯基咪唑、1-氰基乙基-2-乙基-4-甲基咪唑、2-苯基-4-甲基咪唑、1-氰基乙基-2-苯基咪唑鎓)偏苯三酸酯、2,4-二氨基-6-[2′-甲基咪唑基-(1′)]-乙基-s-三嗪、2,4-二氨基-6-[2′-十一烷基咪唑基-(1′)]-乙基-s-三嗪、2,4-二氨基-6-[2′-乙基-4′-甲基咪唑基-(1′)]-乙基-s-三嗪、2,4-二氨基-6-[2′-甲基咪唑基-(1′)]-乙基-s-三嗪异氰脲酸加成物、2-苯基咪唑异氰脲酸加成物、2-苯基-4,5-二羟基甲基咪唑、2-苯基-4-甲基-5-羟基甲基咪唑、2,4-二氨基-6-乙烯基-s-三嗪、2,4-二氨基-6-乙烯基-s-三嗪异氰脲酸加成物、2,4-二氨基-6-甲基丙烯酰基氧基乙基-s-三嗪、2,4-二氨基-6-甲基丙烯酰基氧基乙基-s-三嗪异氰脲酸加成物等。其中,优选为2-苯基-4,5-二羟基甲基咪唑或者2-苯基-4-甲基-5-羟基甲基咪唑。基于此,尤其是能够提高保存性。
并且,对固化催化剂的含量并没有特别限定,但优选相对于100重量份热塑性树脂为0.01~30重量份左右,特别是更优选为0.5~10重量份左右。若含量低于上述下限值,则有时固化性不足;若超过上述上限值,则有时会降低保存性。
并且,对固化催化剂的平均粒径,并没有特别限定,但优选为10μm以下,特别是更优选为1~5μm。若平均粒径在上述范围内,则尤其是固化催化剂的反应性优良。
并且,虽然没有特别限定,但优选第三树脂组合物还含有偶联剂。由此,能够进一步提高树脂与被粘着体以及树脂界面的粘附性。
作为上述偶联剂,可以举出,硅烷类偶联剂、钛类偶联剂、铝类偶联剂等。其中,优选为硅烷类偶联剂。基于此,能够进一步提高耐热性。
其中,作为硅烷类偶联剂,例如,可列举:乙烯基三氯硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、β-(3,4-环氧基环己基)乙基三甲氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、N-β(氨基乙基)γ-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、N-β(氨基乙基)γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-β(氨基乙基)γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-苯基-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-氯代丙基三甲氧基硅烷、γ-巯基丙基三甲氧基硅烷、3-异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷、3-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、双(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)四硫烷等。
对偶联剂的含量并没有特别限定,但优选相对于100重量份热塑性树脂为0.01~10重量份左右,特别是更优选为0.5~10重量份左右。若含量低于上述下限值,则有时粘附性的效果不足;若超过上述上限值,则有时会成为脱气(outgas)或空隙的原因。
当形成粘接层3的膜时,将上述第三树脂组合物溶解于诸如甲乙酮、丙酮、甲苯、二甲基甲醛(dimethyl formaldehyde)等溶剂中形成清漆的状态,然后通过使用逗点涂布机(comma coater)、压铸模涂布机(die coater)、凹版涂布机等涂布于载体膜上并进行干燥,由此能够获得粘接层3。
对粘接层3的平均厚度并没有特别限定,但优选为3~100μm左右,尤其更优选为5~70μm左右。若厚度在上述范围内,则尤其是能够容易控制厚度精度。
并且,第三树脂组合物可以根据需要含有填料。通过含有填料,能够实现粘接层3的机械特性和粘接力的提高。
作为该填料,例如,可以举出银、氧化钛、二氧化硅、云母等的粒子
并且,填料的平均粒径优选为0.1~25μm左右。若平均粒径低于上述下限值,则会降低添加填料的效果;若超过上述上限值,则有可能造成作为膜的粘接力降低。
对填料的含量并没有特别限定,但优选相对于100重量份热塑性树脂为0.1~100重量份左右,特别是更优选为5~90重量份左右。由此,能够在提高粘接层3的机械特性的同时进一步提高粘接力。
(支承膜)
支承膜4是对如上所述的第一粘着层1、第二粘着层2和粘接层3进行支承的支承体。
作为这种支承膜4的构成材料,例如,可以举出:聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、聚丁二烯、聚甲基戊烯、聚氯乙烯、氯乙烯共聚物、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚氨酯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚树脂、离聚物、乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物、乙烯-(甲基)丙烯酸酯共聚物、聚苯乙烯、乙烯基聚异戊二烯、聚碳酸酯等,并且可以举出它们中的一种或者两种以上的混合物。
对支承膜4的平均厚度并没有特别限定,但优选为5~200μm左右,更优选为30~150μm左右。基于此,可使支承膜4具有适度的刚性,因此,可靠地支承第一粘着层1、第二粘着层2和粘接层3而使半导体用膜10易于操作使用,并且使半导体用膜10适度弯曲,从而能够提高与半导体晶片7的粘附性。
(半导体用膜的特性)
第一粘着层1、第二粘着层2和粘接层3分别具有不同的粘附力,但优选它们具有如下特性。
首先,优选第一粘着层1对粘接层3的粘附力小于第二粘着层2对晶片环9的粘附力。基于此,在后述的第三工序中,当拾取单片83时,在第二粘着层2与晶片环9之间不发生剥离,而有选择性地在粘接层3与第一粘着层1之间进行剥离。并且,在切割时,能够通过晶片环9来可靠地持续支承层叠体8。
即,在本实施方式中,由于使用了第一粘着层1和第二粘着层2的双层粘着层,因此通过使各自的粘附力不同,如上所述地,可同时实现对层叠体8的可靠固定和单片83的容易拾取。换言之,能够实现切割性和拾取性的兼备。
此外,第一粘着层1对粘接层3的粘附力、第二粘着层2对晶片环9的粘附力,可分别通过改变上述丙烯酸类树脂等的种类(组成)、单体等的种类、含量、硬度等来进行调节。
另外,对切割前的第一粘着层1对粘接层3的粘附力并没有特别限定,但优选粘附界面的平均粘附力为10~80cN/25mm(4~32N/m)左右,特别是更优选为30~60cN/25mm(12~24N/m)左右。若粘附力在上述范围内,则如后面所述,在对层叠体8进行拉伸(展开)或者对层叠体8进行切割时,能防止半导体元件71从第一粘着层1上脱落等的缺陷,并且能够确保优良的拾取性。
此外,作为上述粘附力单位的“cN/25mm”是表示下述情况下的负荷:在第一粘着层1的表面粘贴粘接层3作为试样,将该试样制成25mm宽度的长方条状,然后,在23℃(室温)下,在该层叠膜上以180°剥离角且1000mm/min拉伸速度来剥离粘接层部分时的负荷(单位cN)。即,在此将第一粘着层1对粘接层3的粘附力,作为180°剥离强度进行说明。
作为具有如上所述特性的第一粘着层1的组成,例如,可以举出:以相对于100重量份丙烯酸类树脂配合1~50重量份丙烯酸酯单体和0.1~10重量份异氰酸酯化合物的组成。
另一方面,对第二粘着层2对晶片环9的粘附力并没有特别限定,但优选粘附界面的平均粘附力为100~2000cN/25mm(40~800N/m)左右,特别是更优选为400~1200cN/25mm(160~480N/m)左右。若粘附力在上述范围内,则如后面所述,在对层叠体8进行拉伸(展开)或者对层叠体8进行切割时,能防止第一粘着层1和第二粘着层2之间的界面发生剥离,作为结果能够可靠地防止半导体元件71的脱落等。并且,能够通过晶片环9来可靠地支承层叠体8。
此外,作为上述粘附力单位的“cN/25mm”是表示下述情况下的负荷:在23℃(室温)下,在晶片环9的上面粘贴25mm宽度的长方条状粘着膜,然后,在23℃(室温)下,以180°剥离角且1000mm/min拉伸速度来剥离该粘着膜时的负荷(单位cN)。即,在此将第二粘着层2对晶片环9的粘附力,作为180°剥离强度进行说明。
作为具有如上所述特性的第二粘着层2的组成,例如,可以举出:以相对于100重量份丙烯酸类树脂配合1~50重量份聚氨酯丙烯酸酯和0.5~10重量份异氰酸酯化合物的组成。
此外,若设定第一粘着层1对粘接层3的粘附力为A1、设定第二粘着层2对第一粘着层1的粘附力为A2时,虽没有特别限定,但优选A2/A为5~200左右,更优选为10~50左右。基于此,第一粘着层1、第二粘着层2和粘接层3在切割性和拾取性方面特别优良。
并且,优选第一粘着层1对粘接层3的粘附力小于粘接层3对半导体晶片7的粘附力。基于此,在拾取单片83时,能够防止在半导体晶片7和粘接层3的界面发生并不希望的剥离。即,能够有选择性地在第一粘着层1和粘接层3的界面产生剥离。
另外,对粘接层3对半导体晶片7的粘附力并没有特别限定,但优选粘附力为50~500cN/25mm(20~200N/m)左右,特别是更优选为80~250cN/25mm(32~100N/m)左右。若粘附力在上述范围内,则尤其是能够充分防止在切割时在振动或冲击下半导体元件71发生跳跃而脱落的所谓“芯片跳跃”现象。
并且,优选第一粘着层1对粘接层3的粘附力小于第一粘着层1对第二粘着层2的粘附力。基于此,在拾取单片83时,能够防止在第一粘着层1和第二粘着层2的界面发生并不希望的剥离。即,能够有选择性地在第一粘着层1和粘接层3的界面产生剥离。
另外,第一粘着层1对第二粘着层2的粘附力并没有特别限定,但优选粘附力为100~1000cN/25mm(40~400N/m)左右,特别是更优选为300~600cN/25mm(120~240N/m)左右。若粘附力在上述范围内,则尤其在切割性和拾取性方面优良。
(半导体用膜的制造方法)
如上所说明的半导体用膜10,例如,可采用如下所述的方法进行制造。
首先,准备图4(a)中所示的基材4a,在该基材4a的一侧面上形成第一粘着层1的膜。由此获得基材4a和第一粘着层1的层叠体61。第一粘着层1的成膜,能够采用下列方法来进行:通过各种涂布法等来涂布含有上述第一树脂组合物的树脂清漆后使涂布膜干燥的方法,或者,对由第一树脂组合物构成的膜进行层压的方法等。另外,也可以采用通过照射紫外线等放射线来使涂布膜发生固化的方法。
作为上述涂布法,例如,可以举出刀片涂布法、辊式涂布法、喷涂法、凹版涂布法、棒式涂布法、帘式涂布法等。
并且,如图4(a)所示,与层叠体61同样地进行操作,在所准备的基材4b的一侧面上形成粘接层3的膜,由此获得基材4b和粘接层3的层叠体62。
进而,如图4(a)所示,与各层叠体61、62同样地进行操作,在所准备的支承膜4的一侧面上形成第二粘着层2的膜,由此获得支承膜4和第二粘着层2的层叠体63。
接着,如图4(b)所示,以第一粘着层1和粘接层3相接触的方式,对层叠体61和层叠体62进行层叠,获得层叠体64。该层叠,例如能够采用辊式层压法等来进行。
接着,如图4(c)所示,从层叠体64剥离基材4a。并且,如图4(d)所示,对已剥离了上述基材4a的层叠体64,在保留基材4b的情况下,以环状去除上述粘接层3和上述第一粘着层1的有效区域的外侧部分。在此,所谓有效区域,是指其外周大于半导体晶片7的外径并且小于晶片环9的内径的区域。
接着,如图4(e)所示,以使第一粘着层1的露出面与第二粘着层2相接触的方式,将剥离了基材4a并以环状去除了有效区域的外侧部分的层叠体64与层叠体63进行层叠。然后,通过剥离基材4b来获得图4(f)中所示的半导体用膜10。
[半导体装置的制造方法]
接着,说明通过使用如上所述的半导体用膜10来制造半导体装置100的方法(本发明的半导体装置的制造方法的第一实施方式)。
图1至图3中所示的半导体装置的制造方法,包括下列工序:第一工序,将半导体晶片7和半导体用膜10进行层叠,获得层叠体8;第二工序,在将半导体用膜10的外周部21粘贴于晶片环9的状态下,从半导体晶片7侧在层叠体8设置(进行切割)切槽81,由此使半导体晶片7和粘接层3进行单片化,获得由半导体元件71和粘接层31构成的多个单片83;第三工序,对至少一个单片83进行拾取;以及,第四工序,将所拾取的单片83载置于绝缘基板5上,获得半导体装置100。下面,依次详细说明各个工序。
[1]
[1-1]首先,准备半导体晶片7和半导体用膜10。
半导体晶片7,是预先在其表面形成有多个电路的半导体晶片。作为该半导体晶片7,除硅晶片(silicon wafer)之外,还可举出诸如镓砷、氮化镓等化合物半导体晶片等。
对如上所述的半导体晶片7的平均厚度并没有特别限定,但优选为0.01~1mm左右,更优选为0.03~0.5mm左右。基于本发明的半导体装置的制造方法,对这种厚度的半导体晶片7,在不发生缺损或裂纹等缺陷的情况下,能够简单且可靠地进行切割来实施单片化。
[1-2]接着,如图1(a)所示,使如上所述的半导体用膜10的粘接层3与半导体晶片7进行粘附,并同时对半导体用膜10和半导体晶片7进行层叠(第一工序)。此外,在图1所示的半导体用膜10中,预先将粘接层3在俯视下的大小和形状设定为大于半导体晶片7的外径并且小于晶片环9的内径的形状。因此,半导体晶片7的整个下面与粘接层3的整个上而进行粘附,基于此,可由半导体用膜10来支承半导体晶片7。
上述层叠的结果,如图1(b)所示,能够获得将半导体用膜10和半导体晶片7进行层叠而成的层叠体8。
[2]
[2-1]接着,准备晶片环9。接下来,以使第二粘着层2的外周部21的上面和晶片环9的下面进行粘附的方式,对层叠体8和晶片环9进行层叠。基于此,通过晶片环9来支承层叠体8的外周部。
晶片环9通常是由不锈钢、铝等各种金属材料等构成,因此刚性高、能够可靠地防止层叠体8的变形。
如上所述,通过半导体用膜10具有粘着性不同的双层粘着层(第一粘着层1和第二粘着层2),利用这些粘着性的差异,能够实现切割性和拾取性的兼备。
[2-2]接着,准备未图示的切片机台,以切片机台与支承膜4相接触的方式,将层叠体8放置于切片机台上。
接下来,如图1(c)所示,使用切割刀82,在层叠体8上形成多个切槽81(切割)。切割刀82由圆盘状金刚石刀片等所构成,通过使其旋转并同时推到层叠体8的半导体晶片7侧的面,形成切槽81。并且,沿着形成于半导体晶片7的电路图案相互之间的间隙来相对地移动切割刀82,从而将半导体晶片7单片化为多个半导体元件71(第二工序)。并且,对粘接层3也同样地单片化为多个粘接层31。在进行上述切割时,半导体晶片7会受到振动和冲击,但由于通过半导体用膜10来支承半导体晶片7的下面,所以会缓和上述振动和冲击。其结果是,能够可靠地防止半导体晶片7上发生裂纹和缺损等缺陷。
对切槽81的深度而言,只要是能贯穿半导体晶片7和粘接层3的深度即可,并没有特别限定。即,只要切槽81的前端达到第一粘着层1、第二粘着层2和支承膜4中的任一者即可。基于此,使半导体晶片7和粘接层3确实得到单片化,并分别形成半导体元件71和粘接层31。
此外,关于在本实施方式中,如图1(c)所示地使切槽81的前端停止于第一粘着层1内的情况,则在后面进行说明。
[3]
[3-1]接着,采用未图示的展开装置,将形成有多个切槽81的层叠体8拉伸(展开)成放射状。基于此,如图1(d)所示,扩大了形成于层叠体8的切槽81的宽度,随之单片化半导体元件71的相互间隔也扩大。其结果是,在半导体元件71相互之间不会发生彼此干扰,容易拾取单个半导体元件71。此外,以能够在后述的工序中也可以保持该展开状态的方式,构成展开装置。
[3-2]接着,采用图2中所示的芯片接合机250,吸附单片化的半导体元件71中的一个并向上方提拉。其结果是,如图2(e)所示,有选择性地在粘接层31和第一粘着层1之间的界面发生剥离,拾取了层叠半导体元件71和粘接层31而成的单片83(第三工序)
[4]
[4-1]接着,准备用于搭载(安装)半导体元件71(芯片)的绝缘基板5。
作为该绝缘基板5,可以举出:搭载有半导体元件71,并且具有用于使半导体元件71与外部进行电连接的布线或端子等的、具有绝缘性的基板。
具体而言,可以举出:聚酯覆铜膜基板、聚酰亚胺覆铜膜基板、芳族聚酰胺覆铜膜基板等的挠性基板,或者,玻璃布-环氧覆铜层压板等的玻璃基材覆铜层压板、玻璃无纺布-环氧覆铜层压板等的复合覆铜层压板,聚醚酰亚胺树脂基板、聚醚醚酮树脂基板、PSF(聚砜)类树脂基板等所谓耐热性、热塑性基板的硬质性基板,除此之外,还有氧化铝基板、氮化铝基板、碳化硅基板等的陶瓷基板等。
此外,也可以使用引线框等来代替绝缘基板5。
接着,如图2(f)所示,采用芯片接合机250将所拾取的单片83放置于绝缘基板5上。
在此,对芯片接合机250进行说明。
图2中所示的芯片接合机250,是用于将经过切割工序得到的单片83进行拾取后转送于后述绝缘基板5上。
该芯片接合机250包括:用于吸附单片83的夹持器(芯片吸附部)260,从下方对绝缘基板5加热的加热器270,支承夹持器260的装置主体280。夹持器260设置成:在吸附了单片83的状态下,可从层叠体8的载置部移动至绝缘基板5的载置部。
在本工序中,如图2(e)所示,通过夹持器260拾取单片83并将该单片83载置于绝缘基板5上。然后,通过加热器270进行加热并同时在绝缘基板5上压合单片83,从而使单片83粘接于绝缘基板5上(参照图2(f))。
此外,在上述拾取时有选择性地在粘接层31与第一粘着层1的界面上发生剥离的原因在于,如前面所述,由于第二粘着层2的粘着性高于第一粘着层1的粘着性,因此,支承膜4与第二粘着层2之间界面的粘附力、以及第二粘着层2与第一粘着层1之间界面的粘着力,均大于第一粘着层1与粘接层3之间的粘附力。即,若向上方拾取半导体元件71时,则会有选择性地在上述三处部位中粘着力最小的第一粘着层1与粘接层3之间界面上发生剥离。
并且,在拾取单片83时,可以有选择性地从半导体用膜10的下方往上顶所要拾取的单片83。基于此,由于从层叠体8往上顶单片83,从而能够更容易地拾取上述单片83。此外,在往上顶单片83时,采用从下方往上顶半导体用膜10的未图示的针状体(细针)等。即,芯片接合机250,可以具有该针状体。
[4-2]接着,如图3(g)所示,对载置于绝缘基板5上的单片83进行加热、压合。基于此,可通过粘接层31来使半导体元件71与绝缘基板5进行粘接(芯片接合)(第四工序)。
作为加热、压合的条件,例如,优选加热温度为100~300℃左右,更优选为100~200℃左右。并且,优选压合时间为1~10秒左右,更优选为1~5秒左右。
并且,之后也可施以加热处理。此时的加热条件,优选加热温度为100~300℃左右、更优选为150~250℃左右,优选加热时间为1~240分钟左右、更优选为10~60分钟左右。
然后,通过电线84使半导体元件71的端子(未图示)与绝缘基板5上的端子(未图示)进行电连接。此外,在该连接中,也可以使用导电膏、导电膜等来代替电线84。
然后,用树脂材料覆盖载置于绝缘基板5上的单片83和电线84,形成注模层85。作为构成该注模层85的树脂材料,可以举出环氧类树脂等各种注模树脂。
并且,通过将球形电极86与设置于绝缘基板5下面的端子(未图示)接合,获得将半导体元件71收纳于封装内来形成的、如图3(h)中所示的半导体装置100。
基于如上所述的方法,在第三工序中是以粘接层31附着于半导体元件71上的状态、即以单片83的状态进行拾取,因此,在第四工序中能够将该粘接层31直接利用于与绝缘基板5的粘接中。由此,不需要另外准备粘接剂等,能够进一步提高半导体装置100的制造效率。
然而,当反复实施采用芯片接合机250拾取单片83后,将单片83压合在绝缘基板5上的工艺时,则通过单片83将加热器270的热传递给夹持器260并慢慢得以蓄热。基于此,夹持器260会带有热量,这使本来设想在常温下实施的拾取,在上述热量的影响下成为在高温下进行。此时,虽然还取决于加热器270的温度,但带热量的夹持器260的温度通常会升至超过60℃的温度。
若夹持器260的温度上升,则在进行拾取时夹持器260的温度也会传递至层叠体8,有可能导致层叠体8中的粘接层3的粘接性得到并不希望的增强。基于此,通过切割理应已经分离的单片83之间随着粘接层3的粘接性增强或者低粘度化而再次相互进行粘接(附着),或者在拾取时应剥离的粘接层3与第一粘着层1之间界面的粘附力得到增强,这有可能导致难以顺利拾取的问题。
鉴于上述问题,本发明人精心研究了一种即使层叠体8的温度并不希望地上升也可顺利拾取的半导体用膜。并且,发现使单片83的粘附力最优化为如下所述的范围内时能够有效地解决上述问题,从而完成了本发明。
即,如前面所述,半导体用膜10(本发明的半导体用膜)的特征在于,若设定半导体用膜10在23℃下第一粘着层1对粘接层3的粘附力为F23(cN/25mm)、设定在60℃下第一粘着层1对粘接层3的粘附力为F60(cN/25mm)时,则F23为10~80,并且F60/F23为0.3~5.5。
基于上述半导体用膜10,不仅在常温下,而且即使在拾取时夹持器260的温度上升由此使层叠体8的温度上升,也能够顺利地拾取单片83。因此,在拾取时,能够可靠地抑制在半导体元件71上产生裂纹或缺损等缺陷(拾取不良)。即,最终能够以高制造成品率制造可靠性高的半导体装置100。
并且,若F23超过上述上限值,则在常温时无法顺利进行拾取。另一方面,若F23低于上述下限值,则层叠体8中的粘接层3与第一粘着层1之间界面的粘附性显著降低,因此在切割时在该界面产生剥离并且引发切割不良现象。
并且,若F60/F23超过上述上限值,则F60(cN/25mm)相对于F23(cN/25mm)的比例过大,因此,即使在常温时可顺利进行拾取,但高温时的拾取性会降低。另一方面,若F60/F23超过上述下限值,则F60(cN/25mm)相对于F23(cN/25mm)的比例过小,因此,即使在常温时可顺利拾取,但在高温时,用夹持器260吸附的单片83以外的单片也从第一粘着层1发生剥离。若如此,已发生剥离的单片83会阻碍此后的拾取。
此外,详细而言,如下所述地分别测定F23和F60
在第一粘着层1的表面粘贴粘接层3作为试样,将该试样制成25mm宽度的长方条状,然后,在23℃(室温)下,在该层叠膜上以180°剥离角且1000mm/min拉伸速度来剥离粘接层部分。此时,在剥离粘接层部分的同时,测定施加于粘接层的拉伸负荷(单位cN)的大小。即,F23和F60,是在23℃和60℃下的第一粘着层1的粘接层3的180°的剥离强度。
另外,如前面所述,虽然设定F23为10~80,但优选为20~70左右,更优选为30~60左右。
并且,如前面所述,虽然设定F60/F23为0.3~5.5,但优选为0.8~5左右,更优选为1~4左右。
此外,F60的范围是按与F23相对的关系予以规定的,作为具体的值优选为与F23相同的范围。
另外,从能够可靠地发挥如上所述的特性(最适当的粘附力)的观点出发,作为在粘接层3的构成材料中的热固性树脂,优选在热固性树脂总量中以60重量%~100重量%的比率含有软化点为70℃以上且130℃以下的材料,更优选80~95重量%的比率。基于此,能防止粘接层3中的粘接性从常温时过渡至高温时的显著上升。其结果是,即使夹持器260带有热量,也可与常温时同样地顺利进行拾取。即,使单片83的拾取性提高。
并且,越是高温F60/F23值就越高,有可能会降低拾取性,但通过设定软化点为70℃以上且100℃以下的材料的比率在上述范围内,能够控制F60/F23的上升程度,并能够可靠地将F60/F23的值控制在上述范围内。即,能够不受温度影响而顺利地拾取单片83。
作为软化点为70℃以上且110℃以下的材料,例如,可以举出双酚A环氧树脂、双酚F环氧树脂(例如YSLV80XY,新日铁化学(株)制造)、联苯型环氧树脂(例如YX4000K,日本环氧树脂株式会社(Japan Epoxy ResinsCo.Ltd.)制造)、甲酚酚醛清漆型环氧树脂(例如EOCN-1020-80,日本化药(株式会社)制造;N-673、N-680、N-685-EXP-S,DIC(株)制造)、萘型环氧树脂(例如HP-4700,DIC(株)制造)等环氧类树脂,苯氧基树脂等,可以使用其中的一种或者两种以上的混合物。
并且,从同样的观点出发,作为粘接层3的构成材料中的热固性树脂,优选软化点为30℃以上且低于70℃的材料的含量为热固性树脂总量的40重量%以下。基于此,即使粘接层3的温度从常温开始上升,也可以防止拾取性的降低,而且粘接层3与第一粘着层1之间的粘附力得到最优化,能够防止在切割时层叠体8与晶片环9分离的现象。即,粘接层3与第一粘着层1之间的粘附力在切割时成为所需且足够的粘附力,提高层叠体8的切割性。此外,对软化点为30℃以上且低于70℃的材料含量的下限值并没有特别限定,例如,设定为1重量%。
作为软化点为30℃以上且低于70℃的材料,例如,可以举出:双酚A环氧树脂(例如,YL6810,日本环氧树脂(株)(Japan Epoxy Resins Co.Ltd.)制造)、双酚F环氧树脂、联苯型环氧树脂、酚醛清漆环氧树脂等环氧类树脂,苯氧基树脂等。
并且,通过改变分子量、化学结构的柔软性、所含官能团的种类等,还能够调节树脂材料的软化点。基于此,即使是相同的树脂材料,也能够将软化点提高至70℃以上或者降至低于70℃。
例如,通过提高分子量,能够提高树脂材料的软化点。
另外,粘接层3的特性,除了软化点以外,还根据ICI粘度来规定。
作为在粘接层3的构成材料中的热固性树脂,优选在热固性树脂总重量中以60重量%~100重量%的比率含有150℃下的ICI粘度为1~20dPa·s的材料,更优选以80~95重量%的比率含有。基于此,尤其在高温时,能防止粘接层3的粘接性显著上升。其结果是,即使夹持器260带有热量,也可与常温时同样地顺利进行拾取。即,提高高温时单片83的拾取性。
并且,粘接层3的构成材料在60℃下的熔融粘度为1×102~1×105Pa·s。若粘接层3的构成材料在60℃下的熔融粘度为上述范围内,则粘接层3即使已熔融了,熔融物的粘着性也会高。因此,可使高温时粘接层3的粘接性得到进一步抑制。
基于上述半导体用膜10,即使芯片接合机250的夹持器260的温度上升并且随之层叠体8的温度上升,也能够抑制粘接层3的粘接性的显著上升,并且防止拾取性降低。
具有通过如上所述的半导体用膜10切割半导体晶片7的工序的本发明的半导体装置的制造方法,其特征在于第二工序中。
在说明该特征之前,首先说明一下以往的切割工序。
以往的切割工序,是以切割刀的前端分别贯穿半导体晶片、粘接层和各粘着层并达到支承膜的方式来实施。
然而,切割刀的前端达到支承膜的结果是支承膜被切削并且产生支承膜的切屑。并且,该切屑并不停留于支承膜周边,而是移向各粘着层的周边、粘接层的周边和半导体晶片的周边,从而造成各种缺陷。具体而言,上述缺陷可以举出:在拾取半导体元件时发生卡挂,或者在后述第四工序中切屑侵入绝缘基板与半导体元件之间,或者切屑附着于半导体晶片所形成的电路上,阻碍引线接合等。
与此相对,在本发明的第二工序中,以使切割刀82的前端停止于粘着层内的方式设定切削深度。换言之,以切槽81的前端不达到支承膜4而停止于第一粘着层1内的方式进行切割。通过如此进行操作,不会产生支承膜4的切屑,因此会可靠地解决因上述切屑所产生的问题。即,在拾取半导体元件71时,防止卡挂等现象的发生,并在绝缘基板5上安装所拾取的半导体元件71时,能防止异物侵入和引线接合不良的发生。其结果是,在提高半导体装置100的制造成品率的同时能够获得可靠性高的半导体装置100。
并且,尤其是通过使切槽81的前端停止于第一粘着层1内的方式进行切割,能防止第二粘着层2的成分通过切槽81向粘接层3的周边或半导体晶片7的周边渗出。其结果是,能够防止所渗出的物质并不希望地提高粘接层3和第一粘着层1之间粘附力的的现象,能够防止妨碍单片83的拾取的缺陷。进而,能够防止所渗出的物质引起半导体元件71的变质、劣化的现象。
对上述成分的渗出,认为是:由于第二粘着层2的粘着性强于第一粘着层1的粘着性,所以第二粘着层2的柔软性必然高于第一粘着层1,因此第二粘着层2中所含的物质的流动性或流出性高于第一粘着层1,从而引起上述现象。即,如本实施方式,当粘着层由多层所构成并且支承膜4侧的粘着层(图1中的第二粘着层2)的粘着性强于粘接层3侧的粘着层(图1中的第一粘着层1)时,如图1(c)所示,使切槽81的前端停止于第一粘着层1内,这对防止上述缺陷尤其有效。
此外,从上述观点出发,优选第二粘着层2的硬度小于第一粘着层1的硬度。基于此,第二粘着层2的粘着性确实比第一粘着层1高,而另一方面,第一粘着层1则具有优良的拾取性。
并且,对第一粘着层1的肖氏D硬度而言,优选为20~60左右,更优选为30~50左右。具有上述硬度的第一粘着层1,其粘着性被抑制在适当的程度,另一方面,较好地抑制了成分的流动性或流出性,因此,即使在该第一粘着层1上形成有切槽81,也能够提高拾取性而且还能够防止从第一粘着层1渗出的物质所引起的缺陷。
并且,对第二粘着层2的肖氏A硬度而言,优选为20~90左右,更优选为30~80左右。具有上述硬度的第二粘着层2,具有充分的粘着性,另一方面还较好地抑制了成分的流动性或流出性,因此,不仅能提高切割性(切割中的层叠体8和晶片环9之间的固定性),而且同还能够防止物质渗出所引起的缺陷。
并且,从上述观点出发,在一条切槽81中,比粘接层3与第一粘着层1的界面更位于前端侧的部分的横截面积,虽然根据切割刀82的厚度或各粘着层1、2的厚度不同而有所不同,但优选为5~300(×10-5mm2)左右,更优选为10~200(×10-5mm2)左右。在切槽81中,通过将比粘接层3与第一粘着层1的界面更位于前端侧的部分的横截面积设定在上述范围内,不仅可靠地使粘接层3单片化,而且能够将相对于第一粘着层1的切槽部分的横截面积控制在最小限度。其结果是,能够高度并举对单片83的可靠拾取以及抑制从第一粘着层1渗出成分这两个方面。
并且,若设定第一粘着层1的膜厚为t时,优选切槽81中的位于第一粘着层1内的部分的深度为0.2t~0.8t,更优选为0.3t~0.7t。基于此,能够更高度地并举对单片83的可靠拾取以及抑制从第一粘着层1渗出成分这两个方面。
如上所述,当使切槽81的前端停止于第一粘着层1内,要不然,或者将切槽81中的比粘接层3与第一粘着层1的界面更位于前端侧的部分的横截面积控制在上述范围内时,由于可使第一粘着层1或第二粘着层2中的成分渗出控制在最小限度,因此,可使该成分渗出对第一粘着层1与粘接层3之间的粘附力产生的影响也控制在最小限度。其结果是,能够防止该粘附力出现并不希望的提高并阻碍单片83的拾取性的现象。
具体而言,通过控制切槽81的深度或横截面积等,可使第一粘着层1与粘接层3之间的粘附力(上述F23、F40和F60)确实处于上述数值范围内。基于此,尤其是提高单片83的拾取性,并在拾取时能够防止在半导体元件71上产生裂纹或缺损、毛边(burr)等缺陷。其结果是,最终能够以高成品率来制造可靠性高的半导体装置100。
尤其是,当半导体晶片7的厚度较小(例如200μm以下)时,通过使第一粘着层1与粘接层3之间的粘附力设在上述范围内,防止半导体元件71上产生诸如上述的缺陷等的效果显著。
并且,第一粘着层1与粘接层3之间的粘附力,在每个单片83的中央部和边缘(edge)部之间不同的情况居多。这会造成如下情况:在边缘部,由于第一粘着层1中的成分攀升至单片83的端面上等,与中央部相比,其粘附力容易增大。因此,在拾取单片83时,在中央部与边缘部,其粘附力差异大,由此有可能造成半导体元件71的裂纹或缺损等。
与此相对,在本发明中,通过使切槽81的前端停止于第一粘着层1内的方式控制切割深度,可控制单片83中的粘附力偏差在较小的范围内。因此,能够防止在拾取单片83时在半导体元件71上产生裂纹或缺损等。
在此,在剥下单片83时,若设定施加于单片83的边缘部的负荷(边缘部的粘附力)为a、施加于单片83的中央部的负荷(中央部的粘附力)为b时,则优选a/b为1以上且4以下,更优选为1~3左右,进一步优选为1~2左右。基于此,能够将半导体元件71的各部分的负荷偏差控制在较小的范围内,因此在拾取时能够可靠地抑制在半导体元件71上发生裂纹或缺损等缺陷。并且,通过使用上述半导体用膜10,在提高半导体装置100的制造成品率的同时能够最终获得可靠性高的半导体装置100。
此外,详细而言,如下所述地分别测定粘附力a和粘附力b。
首先,通过层叠半导体用膜10和半导体晶片7而获得层叠体8,然后在将半导体晶片7单片化成边长为10mm×10mm的四方形的状态下,在施行第三工序前的层叠体8的上面,在23℃(室温)下粘贴1cm宽度的长方条状粘着膜。
接着,在23℃(室温)下,以剥离角度为90°且拉伸速度为50mm/min,从层叠体8剥下第一粘着层1、第二粘着层2、支承膜4。此时,在剥离第一粘着层1、第二粘着层2、支承膜4的同时,测定施加于第一粘着层1、第二粘着层2、支承膜4的拉伸负荷(单位N)的大小。并且,当单片83的边缘部从第一粘着层1剥离时,施加于第一粘着层1、第二粘着层2、支承膜4的拉伸负荷的平均值相当于“粘附力a”,当单片83的中央部(边缘部以外的部分)从第一粘着层1剥离时,施加于第一粘着层1、第二粘着层2、支承膜4的拉伸负荷的平均值相当于“粘附力b”。
即,基于半导体用膜10,在单片83的边缘部即将从第一粘着层1剥离时,以及单片83的中央部即将从第一粘着层1剥离时,能够较小地控制对第一粘着层1、第二粘着层2、支承膜4上所施加的拉伸负荷大小的差别,因此,即使在拾取时半导体元件71上发生了翘曲的情况下,也会将其翘曲程度控制在最小限度内。其结果是,可将半导体元件71的裂纹或缺损等缺陷控制在最小限度内。
并且,优选单片83的中央部(边缘部以外的部分)的粘附力b,处于上述第一粘着层1和粘接层3的粘附力的范围内。
尤其是,当半导体晶片7的厚度较小(例如200μm以下)时,通过使粘附力b设在上述范围内,可使防止半导体元件71上产生诸如上述的缺陷等的效果变得显著。
此外,所谓单片83的边缘部,是指从半导体元件71的外缘到半导体元件71的宽度的10%以下的区域。另一方面,所谓单片83的中央部,是指上述边缘部以外的区域。即,当半导体元件71的形状例如是在俯视下为10mm见方的正方形时,从外缘到1mm宽度的区域为边缘部,剩余区域则为中央部。
另外,在本实施方式中,通过使切槽81的前端停止于第一粘着层1内,能够可靠地使半导体晶片7和粘接层3单片化,但并不使第一粘着层1和第二粘着层2单片化。从而,在第三工序中拾取单片83时,能够防止第一粘着层1或第二粘着层2理应留在支承膜4侧但并不希望地粘贴于单片83侧的状态被拾取的现象。其原因在于,由于没有使第一粘着层1和第二粘着层2单片化,从而保持了它们在面方向上的相连,因此防止了第一粘着层1与第二粘着层2间的粘附力、以及第二粘着层2与支承膜4间的粘附力降低问题。即,其原因在于,第一粘着层1与第二粘着层2之间的粘附力、以及第二粘着层2与支承膜4之间的粘附力,相对于在拾取时向上方的拉伸力而言,具有充分的阻力。
并且,如上所述,能防止第一粘着层1与第二粘着层2之间的粘附力以及第二粘着层2与支承膜4之间的粘附力的降低,因此,即使增大第一粘着层1与粘接层3之间的粘附力,也能够抑制拾取性的降低。即,对第一粘着层1与粘接层3之间的粘附力而言,能够进一步扩大可进行良好拾取的允许范围,因此还具有提高半导体用膜10的制造容易性和提高安装后的半导体元件71与绝缘基板5之间的粘接性的优点。
<第二实施方式>
接着,说明本发明的半导体用膜和本发明的半导体装置的制造方法的第二实施方式。
图5是用于说明本发明的半导体用膜和本发明的半导体装置的制造方法的第二实施方式的图(纵向剖面图)。此外,在下面的说明中,将图5中的上侧称为“上”、下侧称为“下”。
下面说明第二实施方式,但以不同于第一实施方式中的部分为中心进行说明,对于同样的事项则省略其说明。此外,在图5中,对相同于第一实施方式的构成部分,附加了与上述图1中所说明的相同标记。
本实施方式中的半导体用膜10′,除了粘着层的层构成不同以外,与上述第一实施方式相同。
即,在图5中所示的半导体用膜10′中,省略了第一粘着层1,只设置有一层第二粘着层2。
并且,当制造上述半导体用膜10′时,预先对第二粘着层2的上面中与粘接层3相接触的区域(层叠半导体晶片7的区域)照射紫外线。由此使该区域的粘着性失活,作为结果降低了第二粘着层2与粘接层3之间的粘附力。其结果,在第三工序中拾取单片83时,即使不施加大的负荷也可以拾取单片83,因此能够实现拾取性的提高。
另一方面,由于对第二粘着层2的上面中与粘接层3不接触的区域,并没有照射紫外线,因此在该区域中仍然保持有第二粘着层2本来的粘着力。因此,也能保持第二粘着层2与晶片环9之间的粘附力,可防止切割性的降低。
换言之,在第一实施方式中,基于使用粘着性不同的双层粘着层,实现了切割性和拾取性的兼备,但在本实施方式中,通过只对第二粘着层2的局部区域降低粘着性,即使只有一层粘着层也会兼备切割性和拾取性。
如图5(a)所示,通过使上述半导体用膜10′与半导体晶片7进行层叠,获得层叠体8。
接下来,如图5(b)所示,使用切割刀82,在层叠体8上形成多个切槽81(切割)。此时,如图5(b)所示,通过以切槽81的前端停止于第二粘着层2内的方式进行切割,不会产生支承膜4的切屑,因此,能获得与上述第一实施方式相同的作用、效果。
然后,通过实施第三工序和第四工序,获得半导体装置。
此外,作为照射第二粘着层2的紫外线,优选使用波长为100~400nm左右的紫外线,更优选使用波长为200~380nm左右的紫外线。并且,作为紫外线的照射时间,虽然还取决于波长或能量(power),但优选为10秒~1小时左右,更优选为30秒~30分钟左右。基于上述紫外线,能够改变第二粘着层2中的化学结构,有效地使粘着性失活,并同时防止第二粘着层2的粘着性下降至所需程度以上。
并且,作为照射第二粘着层2的射线并不限于紫外线,还可以是电子射线、X射线等各种放射线。
此外,对紫外线的照射而言,并不限于如本实施方式所述的、预先对第二粘着层2的上面中与粘接层3相接触的区域进行照射的情况。例如,当第二粘着层2的构成材料是通过感应紫外线而发生固化的材料时,可在层叠第二粘着层2和粘接层3后、在层叠第二粘着层2和粘接层3以及半导体晶片7后、或者在层叠第二粘着层2和粘接层3以及半导体晶片7并且切割半导体晶片7后的任一种情况下照射紫外线。在这种情况下,第二粘着层2随着紫外线的照射而发生固化,因此,位于照射区域的第二粘着层2的粘着力降低。其结果是,即使在上述情况下,也能够实现单片83的拾取性的提高。
以上,基于图示的实施方式对本发明的半导体用膜和半导体装置的制造方法进行了说明,但本发明不限于这些。
例如,对封装方式而言,可以是诸如BGA(Ball Grid Array)、LGA(LandGrid Array)等的CSP(Chip Size Package)、TCP(Tape CarrierPackage)之类的表面安装型封装,诸如DIP(Dual Inline Package)、PGA(Pin Grid Array)之类的插入型封装等,并没有特别限定。
并且,在上述各实施方式中,说明了在绝缘基板5上安装单片83的情况,但也可以在其它半导体元件上安装该单片83。即,本发明的半导体装置的制造方法,也能够应用于制造通过层叠多个半导体元件而成的芯片堆叠式半导体装置的情况。基于此,不用担心拾取不良以及切屑等侵入半导体元件之间的问题,能够以高成品率制造可靠性高的芯片堆叠式半导体装置。
并且,在上述第一实施方式中,说明了通过使前端停止于第一粘着层1内的方式形成切槽81的情况,但即使将前端停止于第二粘着层2内的方式形成切槽81,虽然抑制物质渗出的效果稍弱,但还能获得与上述第二实施方式基本相同的作用、效果。
并且,在本发明的半导体装置的制造方法中,根据需要能够追加任意工序。
实施例
下面,说明本发明的具体实施例。
1.半导体装置的制造
(实施例1)
<1>第一粘着层的形成
将使30重量%丙烯酸2-乙基己基酯与70重量%醋酸乙烯酯进行共聚所得到的100重量份的重均分子量为300000的共聚物、45重量份分子量为700的五官能丙烯酸酯单体、5重量份2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮以及3重量份二异氰酸甲苯酯(CORONET T-100,日本聚氨酯工业(株)(NipponPolyurethane Industry Co.,Ltd.)制造),对剥离处理后38μm厚度的聚酯膜,以使干燥后的厚度成为10μm的方式进行涂布,然后在80℃干燥5分钟。然后,对所获得的涂布膜照射500mJ/cm2紫外线,在聚酯膜上形成第一粘着层的膜。
此外,所获得的第一粘着层的肖氏D硬度为40。
<2>第二粘着层的形成
将使70重量%丙烯酸丁酯与30重量%丙烯酸2-乙基己基酯进行共聚所得到的100重量份重均分子量为500000的共聚物以及3重量份二异氰酸甲苯酯(CORONET T-100,日本聚氨酯工业(株)制造),对剥离处理后的38μm厚度的聚酯膜,以使干燥后的厚度成为10μm的方式进行涂布,然后在80℃干燥5分钟。将第二粘着层成膜于聚酯膜上。然后,作为支承膜层压厚度为100μm的聚乙烯片。
此外,所获得的第二粘着层的肖氏A硬度为80。
<3>粘接层的形成
将下列物质溶解于甲乙酮中,获得树脂固体成分为45重量%的树脂清漆:以固体成分计为100重量份的丙烯酸酯共聚物(SG-708-6,Tg为6℃,重均分子量为500000,丙烯酸乙酯-丙烯酸丁酯-丙烯腈-丙烯酸-甲基丙烯酸羟乙基酯共聚物的甲乙酮(MEK)溶解品,长濑产业(株)(Nagase ChemteXCorporation)制造),261重量份环氧树脂(EOCN-1020-80,软化点为80℃,150℃的ICI粘度为5.2dPa·s,日本化药(株)制造),56重量份作为填料来添加的球状二氧化硅(SE2050-LC,平均粒径为0.5μm,(株)ADMATECHS制造),0.5重量份作为偶联剂来添加的γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷(KBM403E,信越化学工业(株)制造),55重量份酚醛树脂(PR-HF-3,羟基当量为104g/OH基,住友电木(株)制造),82重量份另一种酚醛树脂(MEH8000H,羟基当量为141g/OH基,明和化成工业(株)制造),以及0.8重量份作为固化促进剂的咪唑化合物(2PHZ-PW,四国化成工业(株)制造)。
接着,采用逗点涂布机,将所获得的树脂清漆涂布于聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(商品编号为Purex A43,厚度为38μm,帝人杜邦薄膜(株)(TeijinDuPont Films Japan Limited)制造)上,然后在130℃温度下干燥3分钟,将25μm厚度的粘接层成膜于聚对苯二甲酸乙二醇酯膜上。
此外,所获得的树脂清漆在60℃下的熔融粘度为5×102Pa·s。
<4>半导体用膜的制造
将成膜了第一粘着层的膜与成膜了粘接层的膜,以使第一粘着层和粘接层相接触的方式进行层压(层叠),通过剥离第一粘着层侧的聚酯膜来获得层叠体。
接着,采用辊状金属模,以大于半导体晶片外径且小于晶片环内径的方式对第一粘着层和粘接层进行冲孔,然后去除不需要部分,获得第二层叠体。
进而,剥离位于第二粘着层的一方侧面的聚酯膜。然后,以使上述第二层叠体的第一粘着层与第二粘着层相接触的方式,对它们进行层叠。基于此,获得了依次层叠聚乙烯片(支承膜)、第二粘着层、第一粘着层、粘接层和聚酯膜这五层而成的半导体用膜。
<5>半导体装置的制造
接着,准备100μm厚度的8英寸硅晶片。
然后,从半导体用膜剥离聚酯膜,并在其剥离面上、在60℃下层叠硅晶片。基于此,获得了通过依次层叠聚乙烯片(支承膜)、第二粘着层、第一粘着层、粘接层和硅晶片这五层而成的层叠体。
接着,采用切割锯(DFD6360,株式会社迪斯科(DISCO Inc.)制造),按下列条件从硅晶片侧切割(截断)该层叠体。由此使硅晶片单片化,获得下列切割尺寸的半导体元件。
<切割条件>
●切割尺寸:10mm×10mm四方形
●切割速度:50mm/sec
●主轴旋转速度:40000rpm
●切割最大深度:0.130mm(从硅晶片表面出发的切入量)
●切割刀片的厚度:15μm
●切槽的横截面积:7.5×10-5mm2(比粘接层与第一粘着层的界面更位于的前端侧的部分的横截面积)
此外,通过上述切割所形成的切槽,其前端达到第一粘着层内。
在此,为了评价半导体元件的拾取性,测定了粘接层与第一粘着层间的180°剥离强度(粘附力)。该剥离强度设定为下述情况下的负荷:将半导体用粘接膜制成25mm宽度的长方条状,然后在23℃(室温)下,在该层叠膜中,将粘接层部分以180°剥离角且1000mm/min拉伸速度剥离时的负荷。此外,层叠体中的剥离,发生在第一粘着层与粘接层的界面上。
上述测定的结果:在23℃下的剥离强度(F23)为25cN/25mm。
接着,将层叠体的温度依次升温至40℃、60℃。并且,在各温度下,与23℃时同样地进行操作来测定了剥离强度。
上述测定的结果:在40℃下的剥离强度(F40)为41cN/25mm,在60℃下的剥离强度(F60)为60cN/25mm。
并且,F60相对于F23的比率(F60/F23)为2.4。
然后,采用芯片接合机(AD898,ASM社制造),在涂布有阻焊剂(SolderResist)(商品名为AUS308,太阳油墨制造(株)制造)的双马来酰亚胺-三嗪树脂基板(电路高低差为5~10μm)上,在芯片装配温度设为23℃和130℃的各温度下,连续拾取100个上述半导体元件,并评价了拾取是否良好。
其结果是,在23℃和130℃的两种芯片装配温度条件下,所有100个的拾取均为良好。
接着,在涂布有阻焊剂(Solder Resist)(商品名为AUS308,太阳油墨制造(株)制造)的双马来酰亚胺-三嗪树脂基板(电路高低差为5~10μm)上,在130℃温度、5N负荷下压合所拾取的单片1.0秒进行芯片接合。并且,对它们在120℃温度下进行热处理1小时,使粘接剂层半固化。
接着,采用引线接合法使半导体元件与树脂基板进行电连接。
并且,将树脂基板上的半导体元件和接合线,用密封树脂EME-G760进行密封,并在175℃温度下热处理2小时。基于此,使密封树脂发生固化而获得半导体装置。此外,在本实施例中,制备100个这种半导体装置。
(实施例2)
除了作为粘接层中的环氧树脂采用78重量份NC3000P(软化点为57℃、150℃的ICI粘度为1.11dPa·s,日本化药(株)制造)以及183重量份EOCN-1020-80(软化点为80℃、150℃中的ICI粘度为5.2dPa·s,日本化药(株)制造)以外,与实施例1同样地进行操作来制造半导体装置。
对半导体用粘接膜,也与实施例1同样地进行操作,测定了粘接层与第一粘着层间的180°剥离强度(粘附力)。
上述测定的结果:在23℃下的剥离强度(F23)为25cN/25mm。
接着,将层叠体的温度依次升温至40℃、60℃。并且,在各温度下,与23℃时同样地进行操作来测定了剥离强度。
上述测定的结果:在40℃下的剥离强度(F40)为42cN/25mm,在60℃下的剥离强度(F60)为83cN/25mm。
并且,F60相对于F23的比率(F60/F23)为3.3。
并且,采用芯片接合机(AD898,ASM社制造),在涂布有阻焊剂(SolderResist)(商品名为AUS308,太阳油墨制造(株)制造)的双马来酰亚胺-三嗪树脂基板(电路高低差为5~10μm)上,在芯片装配温度设为23℃和130℃的各温度下,连续拾取100个上述半导体元件,并评价了拾取是否良好。
其结果是,在芯片装配温度为23℃时,所有100个均拾取良好,但芯片装配温度为130℃时发生了一个拾取不良。
(实施例3)
除了作为粘接层中的环氧树脂采用261重量份N-685-EXP-S(软化点为85℃、150℃的ICI粘度为12.0dPa·s,DIC(株)制造)以外,与实施例1同样地进行操作来制造半导体装置。
对半导体用粘接膜,也与实施例1同样地进行操作,测定了粘接层与第一粘着层间的180°剥离强度(粘附力)。
上述测定的结果:在23℃下的剥离强度(F23)为32cN/25mm。
接着,将层叠体的温度依次升温至40℃、60℃。并且,在各温度下,与23℃时同样地进行操作来测定了剥离强度。
上述测定的结果:在40℃下的剥离强度(F40)为28cN/25mm,在60℃下的剥离强度(F60)为37cN/25mm。
并且,F60相对于F23的比率(F60/F23)为1.2。
并且,采用芯片接合机(AD898,ASM社制造),在涂布有阻焊剂(SolderResist)(商品名为AUS308,太阳油墨制造(株)制造)的双马来酰亚胺-三嗪树脂基板(电路高低差为5~10μm)上,在芯片装配温度设为23℃和130℃的各温度下,连续拾取100个上述半导体元件,并评价了拾取是否良好。
其结果是,在23℃和130℃的两种芯片装配温度条件下,所有100个的拾取均为良好。
(实施例4)
除了作为粘接层中的环氧树脂采用261重量份YDCN-700-10(软化点为80℃、150℃的ICI粘度为10.0dPa·s,东都化成(株)制造)以外,与实施例1同样地进行操作来制造半导体装置。
然而,对半导体用粘接膜,也与实施例1同样地进行操作,测定了粘接层与第一粘着层间的180°剥离强度(粘附力)。
上述测定的结果:在23℃下的剥离强度(F23)为35cN/25mm。
接着,将层叠体的温度依次升温至40℃、60℃。并且,在各温度下,与23℃时同样地进行操作来测定了剥离强度。
上述测定的结果:在40℃下的剥离强度(F40)为45cN/25mm,在60℃下的剥离强度(F60)为60cN/25mm。
并且,F60相对于F23的比率(F60/F23)为2.1。
并且,采用芯片接合机(AD898,ASM社制造),在涂布有阻焊剂(SolderResist)(商品名为AUS308,太阳油墨制造(株)制造)的双马来酰亚胺-三嗪树脂基板(电路高低差为5~10μm)上,在芯片装配温度设为23℃和130℃的各温度下,连续拾取100个上述半导体元件,并评价了拾取是否良好。
其结果是,在23℃和130℃的两种芯片装配温度条件下,所有100个的拾取均为良好。
(实施例5)
除了作为粘接层中的环氧树脂采用261重量份HP-4700(软化点为90℃、150℃的ICI粘度为4.5dPa·s,DIC(株)制造)以外,与实施例1同样地进行操作来制造半导体装置。
对半导体用粘接膜,也与实施例1同样地进行操作,测定了粘接层与第一粘着层间的180°剥离强度(粘附力)。
上述测定的结果:在23℃下的剥离强度(F23)为50cN/25mm。
接着,将层叠体的温度依次升温至40℃、60℃。并且,在各温度下,与23℃时同样地进行操作来测定了剥离强度。
上述测定的结果:在40℃下的剥离强度(F40)为55cN/25mm,在60℃下的剥离强度(F60)为80cN/25mm。
并且,F60相对于F23的比率(F60/F23)为1.6。
并且,采用芯片接合机(AD898,ASM社制造),在涂布有阻焊剂(SolderResist)(商品名为AUS308,太阳油墨制造(株)制造)的双马来酰亚胺-三嗪树脂基板(电路高低差为5~10μm)上,在芯片装配温度设为23℃和130℃的各温度下,连续拾取100个上述半导体元件,并评价了拾取是否良好。
其结果是,在23℃和130℃的两种芯片装配温度条件下,所有100个的拾取均为良好。
(比较例1)
除了作为粘接层中的环氧树脂采用261重量份YL6810(软化点为45℃、150℃的ICI粘度为0.03dPa·s,日本环氧树脂(株)(Japan Epoxy ResinsCo.,Ltd.)制造)以外,与实施例1同样地进行操作来制造半导体装置。
对半导体用粘接膜,也与实施例1同样地进行操作,测定了粘接层与第一粘着层间的180°剥离强度(粘附力)。
上述测定的结果:在23℃下的剥离强度(F23)为112cN/25mm。
接着,将层叠体的温度依次升温至40℃、60℃。并且,在各温度下,与23℃时同样地进行操作来测定了剥离强度。
上述测定的结果:在40℃下的剥离强度(F40)为134cN/25mm,在60℃下的剥离强度(F60)为300cN/25mm。
并且,F60相对于F23的比率(F60/F23)为2.7。
并且,采用芯片接合机(AD898,ASM社制造),在涂布有阻焊剂(SolderResist)(商品名为AUS308,太阳油墨制造(株)制造)的双马来酰亚胺-三嗪树脂基板(电路高低差为5~10μm)上,在芯片装配温度设为23℃和130℃的各温度下,连续拾取100个上述半导体元件,并评价了拾取是否良好。
其结果是,在芯片装配温度为23℃时发生了60个拾取不良,在芯片装配温度为130℃时所有拾取均发生不良。
(比较例2)
除了作为粘接层中的环氧树脂采用261重量份NC3000P(软化点为57℃、150℃的ICI粘度为1.11dPa·s,日本化药(株)制造)以外,与实施例1同样地进行操作来制造半导体装置。
此外,用于获得粘接层的树脂清漆在60℃下的熔融粘度为2×102Pa·s。
对半导体用粘接膜,也与实施例1同样地进行操作,测定了粘接层与第一粘着层间的180°剥离强度(粘附力)。
上述测定的结果:在23℃下的剥离强度(F23)为40cN/25mm。
接着,将层叠体的温度依次升温至40℃、60℃。并且,在各温度下,与23℃时同样地进行操作来测定了剥离强度。
上述测定的结果:在40℃下的剥离强度(F40)为90cN/25mm,在60℃下的剥离强度(F60)为257cN/25mm。
并且,F60相对于F23的比率(F60/F23)为6.4。
并且,采用芯片接合机(AD898,ASM社制造),在涂布有阻焊剂(SolderResist)(商品名为AUS308,太阳油墨制造(株)制造)的双马来酰亚胺-三嗪树脂基板(电路高低差为5~10μm)上,在芯片装配温度设为23℃和130℃的各温度下,连续拾取100个上述半导体元件,并评价了拾取是否良好。
其结果是,在芯片装配温度为23℃时,所有100个均拾取良好,但芯片装配温度为130℃时所有拾取均发生不良。
(比较例3)
除了作为粘接层中的环氧树脂采用261重量份YSLV80XY(软化点为80℃、150℃的ICI粘度为0.03dPa·s,东都化成(株)制造)以外,与实施例1同样地进行操作来制造半导体装置。
对半导体用粘接膜,也与实施例1同样地进行操作,测定了粘接层与第一粘着层间的180°剥离强度(粘附力)。
上述测定的结果:在23℃下的剥离强度(F23)为104cN/25mm。
接着,将层叠体的温度依次升温至40℃、60℃。并且,在各温度下,与23℃时同样地进行操作来测定了剥离强度。
上述测定的结果:在40℃下的剥离强度(F40)为103cN/25mm,在60℃下的剥离强度(F60)为101cN/25mm。
并且,F60相对于F23的比率(F60/F23)为0.97。
并且,采用芯片接合机(AD898,ASM社制造),在涂布有阻焊剂(SolderResist)(商品名为AUS308,太阳油墨制造(株)制造)的双马来酰亚胺-三嗪树脂基板(电路高低差为5~10μm)上,在芯片装配温度设为23℃和130℃的各温度下,连续拾取100个上述半导体元件,并评价了拾取是否良好。
其结果是,在芯片装配温度为23℃时发生了60个拾取不良,并且芯片装配温度为130℃时发生了60个拾取不良。
(比较例4)
除了作为粘接层中的环氧树脂采用261重量份YX4000K(软化点为110℃、150℃的ICI粘度为0.13dPa·s,日本环氧树脂(株)(Japan Epoxy ResinsCo.,Ltd.)制造)以外,与实施例1同样地进行操作来制造半导体装置。
对半导体用粘接膜,也与实施例1同样地进行操作,测定了粘接层与第一粘着层间的180°剥离强度(粘附力)。
上述测定的结果:在23℃下的剥离强度(F23)为97cN/25mm。
接着,将层叠体的温度依次升温至40℃、60℃。并且,在各温度下,与23℃时同样地进行操作来测定了剥离强度。
上述测定的结果:在40℃下的剥离强度(F40)为96cN/25mm,在60℃下的剥离强度(F60)为91cN/25mm。
并且,F60相对于F23的比率(F60/F23)为0.94。
并且,采用芯片接合机(AD898,ASM社制造),在涂布有阻焊剂(SolderResist)(商品名为AUS308,太阳油墨制造(株)制造)的双马来酰亚胺-三嗪树脂基板(电路高低差为5~10μm)上,在芯片装配温度设为23℃和130℃的各温度下,连续拾取100个上述半导体元件,并评价了拾取是否良好。
其结果是,在芯片装配温度为23℃时发生了50个拾取不良,在芯片装配温度为130℃时发生了50个拾取不良。
(比较例5)
除了作为粘接层中的环氧树脂采用261重量份NC6000(软化点为60℃、150℃的ICI粘度为0.11dPa·s,日本化药(株)制造)以外,与实施例1同样地进行操作来制造半导体装置。
对半导体用粘接膜,也与实施例1同样地进行操作,测定了粘接层与第一粘着层间的180°剥离强度(粘附力)。
上述测定的结果:在23℃下的剥离强度(F23)为90cN/25mm。
接着,将层叠体的温度依次升温至40℃、60℃。并且,在各温度下,与23℃时同样地进行操作来测定了剥离强度。
上述测定的结果:在40℃下的剥离强度(F40)为143cN/25mm,在60℃下的剥离强度(F60)为260cN/25mm。
并且,F60相对于F23的比率(F60/F23)为2.9。
并且,采用芯片接合机(AD898,ASM社制造),在涂布有阻焊剂(SolderResist)(商品名为AUS308,太阳油墨制造(株)制造)的双马来酰亚胺-三嗪树脂基板(电路高低差为5~10μm)上,在芯片装配温度设为23℃和130℃的各温度下,连续拾取100个上述半导体元件,并评价了拾取是否良好。
其结果是,在芯片装配温度为23℃时发生了50个拾取不良,在芯片装配温度为130℃时所有拾取均发生不良。
2.切割性和拾取性的评价
各实施例和各比较例中的粘接层的制造条件以及拾取的评价结果,如表1所示。
Figure BPA00001497070300391
根据表1明确可知,在各实施例和各比较例中的切割性均为良好。即,在切割时,未产生半导体元件的缺损和剥离等。
并且,已明确在各实施例中均能够稳定地进行半导体元件(单片)的拾取。另外,在拾取时不受芯片装配温度(23℃或者130℃)影响而可稳定地进行拾取。从而可明确,基于各实施例,即使芯片接合机的夹持器带有热量并由此导致在拾取时层叠体的温度上升,也能抑制由热量引起的粘接层的粘接性显著增强的现象,并且能防止拾取不良的发生。
另一方面,在各比较例中,不管温度均发生了较多的拾取不良。
并且,在比较例2中,虽然在芯片装配温度为23℃时的拾取良好,但芯片装配温度为130℃时发生了拾取不良。这显示,在比较例的情况下,当芯片接合机的夹持器带有热量时,会发生多个拾取不良。
工业实用性
本发明的半导体用膜,是依次层叠粘接层、至少一层粘着层以及支承膜来形成,用于在上述粘接层的与上述粘着层相反侧的面上层叠半导体晶片,并在该状态下通过切割该半导体晶片和上述粘接层来分别进行单片化,从所述支承膜拾取所获得的单片,其特征在于,若设定在23℃下从上述粘着层剥离上述单片时所测定的粘附力为F23(cN/25mm)、设定在60℃下从上述粘着层剥离上述单片时所测定的粘附力为F60(cN/25mm)时,F23为10~80并且F60/F23为0.3~5.5。基于此,在半导体用膜中,粘接层与粘着层之间的高温(60℃)下剥离强度相对于常温(23℃)下的剥离强度的比率是规定的比率,因此,即使在拾取单片时有热量导入单片,也能够防止拾取性的降低。从而,基于本发明,能够获得在提高半导体装置的制造成品率的同时,可制造可靠性高的半导体装置的半导体用膜。因此,本发明的半导体用膜,具有工业实用性。

Claims (16)

1.一种半导体用膜,所述半导体用膜是依次层叠粘接层和至少一层粘着层以及支承膜来形成,用于在所述粘接层的与所述粘着层相反侧的面上层叠半导体晶片,通过在该状态下切割该半导体晶片和所述粘接层来分别单片化,并从所述支承膜拾取单片,其特征在于,
若设定在23℃下从所述粘着层剥离所述单片时所测定的粘附力为F23cN/25mm、设定在60℃下从所述粘着层剥离所述单片时所测定的粘附力为F60cN/25mm,
则F23为10cN/25mm~80cN/25mm,并且F60/F23为0.3~5.5。
2.如权利要求1所述的半导体用膜,其中,所述粘接层的构成材料在热固性树脂中以60重量%~100重量%的比率含有软化点为70℃以上且110℃以下的材料。
3.如权利要求1所述的半导体用膜,其中,所述粘接层的构成材料中,软化点为30℃以上且低于70℃的材料的含量在热固性树脂中为30重量%以下。
4.如权利要求1所述的半导体用膜,其中,所述粘接层的构成材料中,在热固性树脂中以60重量%~100重量%的比率含有150℃下的ICI粘度为1dPa·s~20dPa·s的材料。
5.如权利要求1所述的半导体用膜,其中,所述粘接层的构成材料在60℃下的熔融粘度为1×102Pa·s~1×105Pa·s。
6.如权利要求1所述的半导体用膜,其中,所述粘接层的构成材料含有丙烯酸类树脂和环氧类树脂。
7.如权利要求1所述的半导体用膜,其中,所述粘接层的构成材料含有酚醛类树脂。
8.如权利要求1所述的半导体用膜,其中,所述粘着层由多层构成。
9.如权利要求1所述的半导体用膜,其中,所述多层包含:
位于所述半导体晶片侧的第一粘着层;以及
邻接于该第一粘着层的所述支承膜侧且粘着性比所述第一粘着层大的第二粘着层。
10.如权利要求9所述的半导体用膜,其中,所述粘接层的外周边缘和所述第一粘着层的外周边缘,分别位于所述第二粘着层的外周边缘的内侧。
11.如权利要求9所述的半导体用膜,其中,所述第二粘着层的硬度小于所述第一粘着层的硬度。
12.如权利要求9所述的半导体用膜,其中,所述第一粘着层的肖氏D硬度为20~60。
13.如权利要求1所述的半导体用膜,其中,对所述粘着层的所述粘接层侧的面的层叠所述半导体晶片的区域,在层叠所述半导体晶片之前,预先照射紫外线。
14.一种半导体装置的制造方法,其特征在于,包括:
第一工序,准备以权利要求1所述的半导体用膜的所述粘接层与半导体晶片相接触的方式,层叠所述半导体用膜和半导体晶片而成的层叠体;
第二工序,通过在所述层叠体上从所述半导体晶片侧设置切槽,使所述半导体晶片单片化,获得多个半导体元件;以及
第三工序,拾取所述半导体元件。
15.如权利要求14所述的半导体装置的制造方法,其中,将所述切槽设置成使其最深部位于所述粘着层内。
16.如权利要求14所述的半导体装置的制造方法,其中,在一条所述切槽中,比所述粘接层与所述粘着层的界面更位于前端侧的部分的横截面积为5×10-5mm2~300×10-5mm2
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