CN103426743B - 半导体晶片的切割方法以及用于该方法的半导体加工用切割带 - Google Patents

半导体晶片的切割方法以及用于该方法的半导体加工用切割带 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种半导体晶片的切割方法以及半导体加工用切割带，所述切割方法包括：(a)通过接合剂将支撑部件贴合在半导体晶片的电路面侧的工序；(b)对与该晶片的电路面相反一侧的背面进行薄片化加工的工序；(c)在与该晶片的电路面相反一侧的背面上，贴合至少具有紫外线固化型粘合剂层的切割带的工序；(d)将该晶片从该接合剂层以及支撑部件上剥离的工序；(e)使用有机溶剂对该半导体晶片上的该接合剂的残渣进行清洗的工序；以及(f)对该半导体晶片进行切断和芯片化的工序，其中，在所述(e)工序之前，所述切割带上未贴合有所述半导体晶片的区域的粘合剂层经紫外线照射进行了固化。

Description

半导体晶片的切割方法以及用于该方法的半导体加工用切 割带
技术领域
本发明涉及半导体器件的制造工序中的半导体晶片的切割方法以及用于该方法的半导体加工用切割带。进一步详细而言，本发明涉及在使用了支撑部件的半导体元件的制造工序中的半导体晶片的切割方法以及用于该方法的半导体加工用切割带。
背景技术
对形成有布线图案的半导体晶片的背面进行薄片化加工时，为了保护半导体晶片的图案面以及对半导体晶片本身进行固定，一般在图案面上贴附保护片之后，对背面实施研磨、研削等薄片化加工。作为这样的保护片，一般使用在由塑料膜构成的基材上涂布丙烯酸系粘合剂等而成的片材。但是，近年来由于IC卡和移动电话的薄型化、小型化，半导体芯片的厚度也要求为50μm以下的级别，在使用以往的保护带的工序中，仅利用保护带无法支撑半导体晶片，由于研削后的半导体晶片的翘曲、以及收纳在晶片盒中时产生的挠曲等而难以进行半导体晶片的处理、难以进行操作和搬运的自动化。
针对该问题，提出了通过接合剂将玻璃基板、陶瓷基板或硅晶片基板等贴合在半导体晶片上，从而向半导体晶片赋予支撑性的方法(参照专利文献1)。通过使用玻璃基板、陶瓷基板或硅晶片基板等支撑部件来代替保护片，半导体晶片的操作性大幅提高，并能够进行搬运的自动化。
在使用了支撑部件的半导体晶片的操作中，在半导体晶片的背面研削后，需要将支撑部件从半导体晶片上剥离的工序。支撑部件的剥离一般是通过如下方法进行的：(1)利用化学药品将支撑部件和半导体晶片之间的接合剂溶解或分解；(2)对支撑部件和半导体晶片之间的接合剂照射激光从而进行光分解；等等。但在(1)的方法中，为了使化学药品在接合剂中扩散需要长时间的处理；另外，在(2)的方法中，激光的扫描需要长时间的处理，并且无论是哪一种方法都存在需要准备特殊的基板作为支撑部件这样的问题。
因此，提出了在支撑部件的剥离时，在形成了剥离的开口之后，进行物理性/机械性的剥离的方法(参照专利文献2、3)。该方法不需要以往的利用化学药品将接合剂溶解或分解、和利用激光扫描进行光分解时所需要的长时间的处理，在短时间内便可以进行处理。将支撑部件从半导体晶片上剥离之后，利用化学药品对在支撑部件的剥离时所产生的半导体晶片上的接合剂的残渣进行清洗。
之后，将从支撑部件剥离下来的半导体晶片移送至切割工序中，将其切断为一个一个的芯片，但如上所述，若半导体芯片的厚度为50μm以下，则在半导体晶片独自的情况下，由于研削后的半导体晶片的翘曲和收纳在晶片盒时产生的挠曲等而使半导体晶片的处理变得非常困难，因此通常情况是对半导体晶片的背面进行研削不久之后抢在支撑部件的剥离之前，在半导体晶片的研削面上贴合切割带，使其支撑固定在环形框上。因此，利用化学药品对在支撑部件的剥离时所产生的半导体晶片上的接合剂残渣进行清洗是在将半导体晶片贴合在切割带上的状态下进行的，因此切割带存在要求具有高耐溶剂性这样的问题。
为了解决这样的问题，提出了在粘合剂层中含有能量射线固化型丙烯酸树脂组合物、且使凝胶分数为70%以上的方案(参照专利文献4)，但该半导体加工用胶带对材料有着极其严格的限定，因此有时难以体现出切割带本来所要求的特性、即仅在切割时能够抑制芯片飞散的粘合力、和拾取时的易剥离性。
另外，提出了一种电路元件形成方法，其中，通过接合剂将支撑部件贴附在形成有电路的晶片电路面上之后，对晶片背面进行研削，接着在薄板化后的基板的背面上形成贯通电极，之后进行切割，将其小片化为一个一个的元件，将切割带贴合在这些经小片化而得到的元件的贯通电极侧，对所述切割带进行紫外线照射，接着使供给至形成在支撑板的厚度方向上的大量的贯通穴的溶剂与支撑板和基板之间的所述接合剂接触从而使该接合剂溶解，然后将支撑板从基板剥离开(参照专利文献5)。
但是，上述方法的工序较为繁杂，需要进行切割带的贴换等，除此之外，为了使化学药品在接合剂中扩散也需要长时间的处理，并未解决所述专利文献1中的问题，进一步，经紫外线照射会导致切割带相对半导体晶片的粘合力下降，因此如专利文献2、专利文献3那样，在经由将支撑部件从半导体晶片上机械性剥离的工序的情况下，有时会产生下述问题：剥离产生在半导体晶片-粘合带之间，而并非产生在支撑部件-半导体晶片之间，无法除去支撑部件。另外，即使假设可以除去支撑部件，也存在切割时粘合力不足而引起芯片飞散这样的问题。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2006-135272号公报
专利文献2：日本特表2011-510518号公报
专利文献3：美国专利申请公开第2011/0272092号说明书
专利文献4：日本特开2009-224621号公报
专利文献5：日本特开2009-177033号公报
发明内容
发明所要解决的课题
本发明解决了上述问题点，其课题在于提供一种半导体晶片的切割方法以及用于该方法的半导体加工用切割带，所述方法中，在使用了支撑部件的半导体元件的制造工序中，即使粘合剂上沾有剥离液的情况下，粘合剂也不会溶解、不会污染半导体元件，且可以承受支撑部件的物理性/机械性的剥离。
用于解决课题的方法
本发明人为了达成上述目的而进行了深入研究，结果发现：在使用了支撑部件的半导体元件的制造方法中，通过接合剂将支撑部件贴合在半导体晶片的电路面侧，在对半导体晶片的背面进行了薄片化加工的面上，将具有紫外线固化型粘合剂层的切割带用作所贴合的切割带，由此对该粘合剂层的化学/物理特性的利用进行了各种各样研究，其结果为，利用固化型粘合剂层在固化前后相对于有机溶剂的溶解性的变化是有效的。本发明是基于这样的见解而完成的。
即，本发明通过下述方法解决了上述课题。
(1)一种半导体晶片的切割方法，其是包括下述工序的半导体晶片的切割方法：
(a)通过接合剂将支撑部件贴合在半导体晶片的电路面侧的工序；
(b)对与该半导体晶片的电路面相反一侧的背面进行薄片化加工的工序；
(c)在与该半导体晶片的电路面相反一侧的背面上，贴合至少具有紫外线固化型粘合剂层的切割带的工序；
(d)将该半导体晶片从该接合剂层以及支撑部件上剥离的工序；
(e)使用有机溶剂对该半导体晶片上的该接合剂的残渣进行清洗的工序；以及
(f)对该半导体晶片进行切断而进行芯片化的工序，
其特征在于，在所述(e)工序之前，所述切割带上未贴合有所述半导体晶片的区域的粘合剂层经紫外线照射进行了固化。
(2)如(1)所述的半导体晶片的切割方法，其特征在于，所述经紫外线照射的固化是利用下述方法来进行的：在所述(c)工序之后，(h1)从半导体晶片侧进行紫外线照射；(h2)隔着掩模从切割带侧进行紫外线照射；或者(h3)在所述(c)工序之前隔着掩模对未贴合半导体晶片区域的粘合剂层部分进行紫外线照射。
(3)如(1)或(2)所述的半导体晶片的切割方法，其特征在于，所述切割带的粘合剂中，固化前的凝胶分数为20%以上。
(4)如(1)～(3)任一项所述的半导体晶片的切割方法，其特征在于，所述粘合剂的放射线固化型树脂组合物的树脂成分为(甲基)丙烯酸系共聚物，在该(甲基)丙烯酸系共聚物中，在聚合物支链或主链上通过氨基甲酸酯键而键合有包含(甲基)丙烯酰氧基的基团。
(5)一种半导体加工用切割带，其是在基材树脂膜的至少一个面上形成有粘合剂层的半导体加工用切割带，其特征在于，所述粘合剂层为放射线固化性粘合剂层，并且所述粘合剂层中的未贴合半导体晶片以及切割框的区域的粘合剂层预先经紫外线照射进行了固化。
(6)如(5)所述的半导体加工用切割带，其特征在于，所述粘合剂的放射线固化型树脂组合物的树脂成分为(甲基)丙烯酸系共聚物，在该(甲基)丙烯酸系共聚物中，在聚合物支链或主链上通过氨基甲酸酯键而键合有包含(甲基)丙烯酰氧基的基团。
发明的效果
根据本发明，可以提供一种半导体晶片的切割方法以及用于该方法的半导体加工用切割带，所述半导体晶片的切割方法中，在使用了支撑部件的半导体元件的制造工序中，即使粘合剂上沾有剥离液的情况下，粘合剂也不会溶解、不会污染半导体元件，且可以承受支撑部件的物理性/机械性的剥离。
本发明的上述以及其他特征和优点可以适当参照附图而由下述的记载变得更加清楚。
附图说明
图1是示意性示出了本发明的第1实施方式的示意性截面图。
图2是示意性示出了本发明的第1实施方式的整体工序图。
图3是在本发明的第1实施方式中，通过接合剂将支撑部件贴合在半导体晶片上，并固定在环形框上的示意性俯视图。
图4示意性示出了本发明的第2实施方式，其是预先经紫外线照射而进行了固化的半导体加工用切割带的示意性截面图。
图5是示意性示出了本发明的第2实施方式的整体工序图。
具体实施方式
本发明的半导体晶片的切割方法至少由以下工序构成，在下述(e)工序之前，下述切割带中的未贴合半导体晶片的区域的粘合剂层经紫外线照射进行了固化。
(a)通过接合剂将支撑部件贴合在半导体晶片的电路面侧的工序；
(b)对与该半导体晶片的电路面相反一侧的背面进行薄片化加工的工序；
(c)在与该半导体晶片的电路面相反一侧的背面上，贴合至少具有紫外线固化型粘合剂层的切割带的工序；
(d)将该半导体晶片从该接合剂层以及支撑部件上剥离的工序；
(e)使用有机溶剂对该半导体晶片上的该接合剂的残渣进行清洗的工序；以及
(f)对该半导体晶片进行切断而进行芯片化的工序。
此处，对于所述的经紫外线照射的固化而言，优选利用下述方法来进行固化：在所述(c)工序之后，(h1)从半导体晶片侧进行紫外线照射；(h2)隔着掩模从切割带侧进行紫外线照射；或者(h3)在所述(c)工序之前隔着掩模对未贴合半导体晶片区域的粘合剂层部分进行紫外线照射。
以下，基于附图对本发明的实施方式进行详细说明。
需要说明的是，以下的说明以及附图中，对于基本具有相同功能构成的构成要素标注相同的符号从而省略重复说明。
(第1实施方式)
首先，一边参照图1～3，一边对本发明的半导体晶片的加工方法(切割方法)的第1实施方式进行说明。
图1是示出第1实施方式的半导体晶片1的加工方法的示意性截面图；图2是整体的工序图，其是固定在环形框(切割框)8上的半导体晶片1的截面图。
本发明的半导体晶片1是在一侧具有形成了电路等的图案面(未图示)的硅晶片等，通过接合剂(接合剂层)2将支撑部件3贴合在电路面侧[图2(a)]之后，供给至背面研削(Back Grind)工序[图2(b)]。
背面研削(Back Grind)工序结束后，在半导体晶片1的电路面的背面上贴合切割带4的紫外线固化型粘合剂层(固化前)5，并且切割带(半导体加工用切割带)4的紫外线固化型粘合剂层(固化前)5贴合在环形框8的下面[图2(c)、图1]。环形框8是环状的平板，其为金属制或树脂制，特别以不锈钢制为宜。此时，切割带4的紫外线固化型粘合剂层(固化前)5为经紫外线照射而固化之前的状态。
贴合了切割带4之后，利用紫外线(9)照射使得切割带4中的露出有半导体晶片1与环形框8之间的紫外线固化型粘合剂层(固化前)5的区域固化，从而形成紫外线固化型粘合剂层(固化后)6[图2(d)、图1]。
对支撑部件3进行剥离[图2(e)]。支撑部件3的剥离工序、和对切割带4中的露出有紫外线固化型粘合剂层(固化前)5的区域进行紫外线照射的工序可以不分前后顺序来进行，但在支撑部件3的剥离时使用有机溶剂11的情况下，优选率先实施紫外线(9)照射工序。
使用有机溶剂11对残留在半导体晶片1的电路面上的接合剂2进行清洗/除去[图2(f)、图2(g)]。
利用切割工序，将半导体晶片1分割为一个一个的半导体芯片12[图2(h)]。
利用紫外线9进行照射从而使得切割带4中的贴合有半导体芯片12(半导体晶片1)的区域固化，由此形成紫外线固化型粘合剂层(固化后)6[图2(i)]。
利用拾取针13对半导体芯片12进行拾取[图2(j)]。
(第2实施方式)
首先，一边参照图4和图5一边对本发明的半导体晶片1的加工方法(切割方法)的第2实施方式进行说明。
图4是第2实施方式的切割带(半导体加工用切割带)14的示意性截面图；图5是第2实施方式的整体的工序图，其是示出半导体晶片1的加工方法的示意性截面图。
本发明的切割带(半导体加工用切割带)14[图4(a)]是在基材膜(基材树脂膜)7的至少一个面上形成有粘合剂层的半导体加工用切割带，该粘合剂层是放射线固化性粘合剂层，所述粘合剂层中的未粘合半导体晶片1以及环形框(切割框)8的区域的粘合剂层预先经紫外线照射而进行了固化。
对于放射线固化性粘合剂层的一部分预先经紫外线照射而进行了固化的切割带14而言，其可以通过隔着用于遮蔽紫外线9的掩模10来对通常的紫外线固化型切割带4进行紫外线(9)照射而制作得到[图4(b)～图4(d)]。隔着掩模10照射紫外线9可以从切割带4的基材侧进行，也可以从隔板15侧实施。
本发明的半导体晶片1是在一侧具有形成了电路等的图案面(未图示)的硅晶片等，其中，通过接合剂2将支撑部件3贴合在电路面侧[图5(a)]之后，供给至背面研削(BackGrind)工序[图5(b)]。
背面研削(Back Grind)工序结束后，在半导体晶片1的电路面的背面上贴合切割带14的紫外线固化型粘合剂层(固化前)5，并且切割带14的紫外线固化型粘合剂层(固化前)5贴合在环形框8的下面[图5(c)]。环形框8是环状的平板，其为金属制或树脂制，特别以不锈钢制为宜。此时，切割带14的紫外线固化型粘合剂层(固化前)5为经紫外线(9)照射而固化之前的状态，紫外线固化型粘合剂层(固化后)6为经紫外线(9)照射而固化之后的状态。
将支撑部件3剥离[图5(d)]后，使用有机溶剂11对残留在半导体晶片1的电路面上的接合剂2进行清洗/除去[图5(e)、图5(f)]。
利用切割工序，将半导体晶片1分割为一个一个的半导体芯片12[图5(g)]。
利用紫外线(9)照射使切割带14中的贴合有半导体芯片12(半导体晶片1)的区域固化，形成紫外线固化型粘合剂层(固化后)6[图5(h)]。
利用拾取针13对半导体芯片12进行拾取[图5(i)]。
接着，对支撑部件进行说明。
(支撑部件)
支撑部件3由选自由硅、蓝宝石、水晶、金属(例如铝、铜、钢)、各种玻璃以及陶瓷组成的组中的材料构成。在该支撑部件3的贴附有接合剂的面上也可以含有堆积而成的其他材料。例如，也可以在硅晶片上蒸镀氮化硅，由此可以改变接合特性。
(支撑部件的贴附)
贴附所述支撑部件3时，将后述的接合剂2的接合剂液涂布于半导体晶片1的电路形成面上之后，利用烘箱或热板使所涂布的接合剂2干燥。另外，为了得到接合剂(接合剂层)2所需的厚度，可以多次反复进行接合剂液的涂布和预备干燥。
另外，在将接合剂2的接合剂液涂布于半导体晶片1的电路形成面上时，在进行接合剂2的接合剂液的涂布之前，如日本特表2009-528688号公报所示那样，在半导体晶片1的电路面上堆积等离子体聚合物分离层，由此在支撑部件的剥离时，有时在半导体晶片1的电路形成面与等离子体聚合物分离层之间发生剥离。
另外，若利用旋涂机将接合剂液涂布在半导体晶片1的电路形成面上，则有时在周边部会形成高出一截的卷边部(ビード部)。这种情况下，优选在对该接合剂液进行预备干燥之前，利用溶剂将卷边部除去。
(接合剂)
作为接合剂2，本发明中可以使用市售的接合剂。例如可以举出WaferBONDTM材料(从BrewerScience公司美国密苏里州Rolla市购入)(滑动粘结工艺(Slide BondingProcess)用的WaferBONDTMHT10.10、化学粘结工艺(Chemical Bonding Process)用的WaferBONDTMCR200)、和WACKER生产的作为Burghausen(バーグハウゼン)的材料的ELASTOSIL LR3070等。另外，也优选相对于半导体材料、玻璃或金属显示出高接合力的树脂或聚合物类，特别优选的是，例如可以举出(1)高固体成分含量且如反应性环氧树脂类以及丙烯酸类这样的紫外线(UV)固化树脂；(2)如二液型环氧树脂或硅接合剂或硅橡胶接合剂之类的热固化树脂；(3)在聚酰胺类、聚酰亚胺类、聚砜类、聚醚砜类或聚氨酯类上，以熔融状态或溶液涂膜的方式涂布热塑性丙烯酸树脂、苯乙烯系树脂、卤化乙烯基(不含氟系)树脂或乙烯基酯的聚合物类或共聚物类，涂布后通过烧制使其干燥从而使支撑部件与半导体晶片为致密的一层；进一步(4)环状烯烃类、聚烯烃橡胶类(例如聚异丁烯)或以烃为基础材料的粘合赋予树脂类。
作为接合剂2，由于在研磨时使用水，因此优选非水溶性的高分子化合物，另外期望软化点高。作为这样的高分子化合物，可以举出将酚醛清漆树脂、环氧树脂、酰胺树脂、硅树脂、丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、聚苯乙烯树脂、聚乙烯醚树脂、聚乙酸乙烯酯以及其改性物或它们的混合物溶解在溶剂中而得到的物质。其中，丙烯酸系树脂材料具有200℃以上的耐热性，产生的气体少，难以产生裂缝，因此优选。另外，酚醛清漆树脂也不存在浮渣(スカム)，虽然其在耐热性、气体产生量以及裂缝的产生方面劣于丙烯酸系树脂材料，但其软化点高，在结合后的剥离方面，从容易进行溶剂剥离这一点考虑，优选酚醛清漆树脂。除此以外，为了防止成膜时的裂缝可以混合增塑剂。
另外，作为溶剂，优选可以溶解上述树脂、且可以在晶片上均匀成膜的物质，可以举出酮类(例如丙酮、甲基乙基酮、环己酮、甲基异丁基酮，甲基异戊基酮、2-庚酮等)；多元醇类或其衍生物(例如乙二醇、丙二醇、二乙二醇、乙二醇单乙酸酯、丙二醇单乙酸酯、二乙二醇单乙酸酯或它们的单甲基醚、单乙基醚、单丙基醚、单丁基醚或单苯基醚等)；环状醚类(例如二噁烷)；酯类(例如乳酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙酮酸甲酯、丙酮酸乙酯、甲氧基丙酸甲酯、乙氧基丙酸乙酯等)；或芳香烃类(例如苯、甲苯、二甲苯等)。这些之中，特别以上述多元醇类或其衍生物为优选。
这些溶剂可以单独使用，也可以混合2种以上使用。另外，为了提高膜厚的均匀性，可以向其中添加活性剂。
(接合剂残渣的清洗液)
将接合剂2和支撑部件3从半导体晶片1上剥离之后，作为用于去除残存在半导体晶片1上的接合剂残渣的清洗液，除了上述接合剂2中所使用的有机溶剂以外，也可以使用一元醇类(例如甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇等)；内酯类(例如γ-丁内酯等)；内酰胺类(例如，γ-丁内酰胺)；醚类(例如二乙醚或苯甲醚等)；酰胺类(例如二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺等)。这些之中，优选酮类(优选甲基异丁基酮)、一元醇类；从溶解速度较快的方面考虑，特别优选甲醇。
(半导体加工用切割带)
作为半导体加工用切割带(切割带)4或14，只要是具有紫外线固化型粘合剂的材料就没有特别限定，可以无特别限制地使用以往众所周知的材料，但在将支撑部件3从半导体晶片1剥离时，需要具有切割带4不会从半导体晶片1上剥离程度的紫外线固化前的粘合力。作为切割带4的紫外线固化前的粘合力，期望的是，优选为1.0N/25mm以上、进一步优选为2.0N/25mm以上。
(基材树脂膜)
作为构成基材树脂膜(基材膜)7的材料，只要具有紫外线透过性就可以无特别限制地使用以往众所周知的材料。
例如，作为构成基材膜7的材料，可以举出聚乙烯、聚丙烯、乙烯-丙烯共聚物、聚丁烯-1、聚4-甲基戊烯-1、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物、离聚物等α-烯烃的均聚物或共聚物或它们的混合物；聚氨酯、苯乙烯-乙烯-丁烯或戊烯共聚物、聚酰胺-多元醇共聚物等热塑性弹性体；以及它们的混合物。另外，基材膜7可以是对选自这些组中的2种以上的材料进行混合而得到的物质，这些材料可以是单层、或者也可以进行多层化。对于基材膜7的厚度没有特别限定，可以适当设定，优选为50μm～200μm。
(紫外线固化型粘合剂层)
紫外线固化型粘合剂层可以通过在基材膜7上涂布紫外线固化型粘合剂而制造得到。作为紫外线固化型粘合剂层没有特别限制，可以无特别限制地使用以往众所周知的物质，但在切割时需要具有半导体芯片12不会剥离程度的保持性；而在拾取时，为了在紫外线固化型粘合剂层与半导体芯片12之间发生剥离，需要具有剥离容易性。
作为用于紫外线固化型粘合剂层的放射线固化型树脂组合物，可以使用具有碳-碳双键等放射线固化性的官能团且显示出粘合性的物质。例如，作为放射线固化型树脂组合物，可以使用在聚合物支链或主链中、或主链末端具有碳-碳双键的物质，除此之外，还可以示例出在通常的粘合剂中混配放射线固化性单体成分或低聚物成分等放射线固化树脂而得到的放射线固化性粘合剂。
作为用于紫外线固化型粘合剂层的放射线固化型树脂组合物没有特别限定，例如可以举出脲烷(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸环氧酯、聚酯(甲基)丙烯酸酯、聚醚(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸低聚物以及衣康酸低聚物这样的具有羟基或羧基等官能团的低聚物。
作为使用了在聚合物支链上具有碳-碳双键的化合物的放射线固化型树脂组合物，例如优选以下述(甲基)丙烯酸系共聚物为主要成分、且凝胶分数为20%以上，所述(甲基)丙烯酸系共聚物中，相对于主链至少分别具有包含放射线固化性碳-碳双键的基团、含有羟基和羧基的基团。需要说明的是，凝胶分数更优选为55%以上(优选为55%～90%)、进一步优选为60%以上(优选为60%～85%)。进一步，优选含有如下所述的聚合物，所述聚合物是使分子中具有碘值为0.5～20的放射线固化性碳-碳双键的化合物(A)与选自多异氰酸酯类、三聚氰胺-甲醛树脂以及环氧树脂中的至少1种的化合物(B)进行加成反应而得到的聚合物。
对于作为紫外线固化型粘合剂层的主要成分之一的化合物(A)进行说明。
以碘值计算，化合物(A)的放射线固化性碳-碳双键的优选导入量为0.5～20、更优选为0.8～10。若碘值为0.5以上，则可以得到放射线照射后的粘合力的降低效果；若碘值为20以下，则放射线照射后的粘合剂的流动性充分且可以充分得到延伸后的元件间隙，因此可以抑制在拾取时难以识别各元件的图像这样的问题。进一步，化合物(A)本身具有稳定性，使制造变得容易。
上述化合物(A)的玻璃化转变温度(Tg)优选为-70℃～0℃、更优选为-66℃～-28℃。若Tg为-70℃以上，则对于伴随放射线照射而产生的热的耐热性充分；若为0℃以下，则可以充分得到防止切割后的元件在表面状态粗糙的半导体晶片1上飞散的效果。
上述化合物(A)可以为以任意方法制造而成的物质，例如，可以使用使(甲基)丙烯酸系共聚物等具有放射线固化性碳-碳双键且具有官能团的化合物((1))、与具有能够与该官能团反应的官能团的化合物((2))反应而得到的物质。
其中，所述的具有放射线固化性碳-碳双键以及官能团的化合物((1))可以通过使(甲基)丙烯酸烷基酯等具有放射线固化性碳-碳双键的单体((1)-1)、与具有官能团的单体((1)-2)共聚而得到。对于粘合剂的双键量，可以在真空中，在暗处利用基于溴加成反应的质量增加法对约10g的加热干燥后的粘合剂中所含有的碳-碳双键量进行定量测定。
作为单体((1)-1)，可以列举出碳原子数为6～12的丙烯酸己酯、丙烯酸正辛酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸十二烷基酯、丙烯酸癸酯；或作为碳原子数为5以下的单体的丙烯酸戊酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸甲酯；或与它们相同的甲基丙烯酸酯；等等。
作为单体((1)-1)，使用碳原子数越大的单体，则其Tg越低，因此可以制作具有所期望的Tg的物质。另外，除了Tg以外，以提高相容性和各种性能为目的，也可以在单体((1)-1)的总质量的5质量%以下的范围内混配乙酸乙烯酯、苯乙烯、丙烯腈等具有碳-碳双键的低分子化合物。
作为单体((1)-2)所具有的官能团，可以举出羧基、羟基、氨基、环状酸酐基、环氧基、异氰酸酯基等；作为单体((1)-2)的具体例，可以列举出：丙烯酸、甲基丙烯酸、肉桂酸、衣康酸、富马酸、邻苯二甲酸、丙烯酸2-羟基烷基酯类、甲基丙烯酸2-羟基烷基酯类、二醇单丙烯酸酯类、二醇单甲基丙烯酸酯类、N-羟甲基丙烯酰胺、N-羟甲基甲基丙烯酰胺、烯丙醇、丙烯酸N-烷基氨基乙酯类、甲基丙烯酸N-烷基氨基乙酯类、丙烯酰胺类、甲基丙烯酰胺类、马来酸酐、衣康酸酐、富马酸酐、邻苯二甲酸酐、丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、烯丙基缩水甘油醚、多异氰酸酯化合物的异氰酸酯基的一部分以具有羟基或羧基以及放射线固化性碳-碳双键的单体进行了脲烷化而成的单体等。
作为在化合物(2)中使用的官能团，化合物(1)、即单体((1)-2)所具有的官能团为羧基或环状酸酐基的情况下，可以举出羟基、环氧基、异氰酸酯基等；在为羟基的情况下，可以举出环状酸酐基、异氰酸酯基等；在为氨基的情况下，可以举出环氧基、异氰酸酯基等；在为环氧基的情况下，可以举出羧基、环状酸酐基、氨基等。作为这些官能团的具体示例，可以列举出与单体((1)-2)的具体例中所列举的例子相同的例子。
在化合物(1)与化合物(2)的反应中，通过残留有未反应的官能团，可以制造出酸值或羟值等特性在本发明所规定的范围内的物质。
在上述的化合物(A)的合成中，作为以溶液聚合进行反应时的有机溶剂，可以使用酮系、酯系、醇系、芳香族系的溶剂，其中，优选甲苯、乙酸乙酯、异丙醇、苯、甲基溶纤剂、乙基溶纤剂、丙酮、甲基乙基酮等通常的丙烯酸系聚合物的良溶剂且沸点为60℃～120℃的溶剂。
另外，作为聚合引发剂，通常使用α,α-偶氮二异丁基腈等偶氮二系；过氧化苯甲酰等有机过氧化物系等的自由基产生剂。此时，可以根据需要合用催化剂、阻聚剂，可以通过对聚合温度以及聚合时间进行调节，得到期望的分子量的化合物(A)。另外，关于分子量的调节，优选使用硫醇、四氯化碳系溶剂。需要说明的是，该反应并不限于溶液聚合，也可以为本体聚合、悬浮聚合等其它方法。
按照上述方法可以得到化合物(A)，但化合物(A)的重均分子量优选为30万～120万左右。若小于30万，则有时会使由放射线照射而引起的凝集力减小，在对半导体晶片1进行切割时，容易产生芯片的偏移，难以识别图像。为了尽力防止该芯片的偏移，重均分子量优选为40万以上。另外，若重均分子量超过120万，则在合成时以及涂布时有可能发生凝胶化。需要说明的是，本发明中的重均分子量是以聚苯乙烯换算的重均分子量。
需要说明的是，若化合物(A)具有羟值为5～100的羟基，则可以减少放射线照射后的粘合力从而进一步降低拾取漏拾的危险性，因而优选。另外，优选化合物(A)具有酸值为0.5～30的羧基。
此处，若化合物(A)的羟值过低，则放射线照射后的粘合力的降低效果不充分；若过高，则存在损害放射线照射后的粘合力的流动性的倾向。另外，若酸值过低，则胶带复元性的改善效果不充分；若过高，则存在损害粘合剂的流动性的倾向。
接着，对作为紫外线固化型粘合剂层的另外1种主要成分的化合物(B)进行说明。
化合物(B)是选自多异氰酸酯类、三聚氰胺-甲醛树脂以及环氧树脂中的化合物，可以单独使用、或组合2种以上来使用。该化合物(B)作为交联剂而发挥作用，通过与化合物(A)或基材膜7反应而得到的交联结构，可以在粘合剂涂布后提高以化合物(A)和(B)为主要成分的粘合剂的凝集力。
作为多异氰酸酯类没有特别限制，例如可以举出4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、4,4'-二苯基醚二异氰酸酯、4,4'-[2,2-双(4-苯氧基苯基)丙烷]二异氰酸酯等芳香族异氰酸酯；六亚甲基二异氰酸酯、2,2,4-三甲基-六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、4,4’-二环己基甲烷二异氰酸酯、2,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯、赖氨酸二异氰酸酯、赖氨酸三异氰酸酯等。具体而言，可以使用Coronate L(日本PolyUrethane株式会社制造、产品名)等。
另外，作为三聚氰胺-甲醛树脂，具体而言，可以使用Nikalac MX-45(三和Chemical株式会社制造、产品名)、MELAN(日立化成工业株式会社制造、产品名)等。进一步，作为环氧树脂，可以使用TETRAD-X(三菱化学株式会社制造、产品名)等。
作为化合物(B)的添加量，需要按照相对于100质量份的化合物(A)为0.1质量份～10质量份、优选为0.4质量份～7质量份的比例的方式进行选择。通过在该范围内进行选择，由此可以形成适当的凝集力，交联反应不会剧烈地进行，因此使粘合剂的混配和涂布等作业性变得良好。
本发明中，优选的是，所述粘合剂的放射线固化型树脂组合物的树脂成分为(甲基)丙烯酸系共聚物，在该(甲基)丙烯酸系共聚物中，在聚合物支链或主链上通过氨基甲酸酯键而键合有包含(甲基)丙烯酰氧基的基团。
另外，紫外线固化型粘合剂层中优选含有光聚合引发剂。作为光聚合引发剂没有特别限制，可以使用以往众所周知的聚合引发剂。例如可以举出二苯甲酮、4,4'-二甲基氨基二苯甲酮、4,4'-二乙基氨基二苯甲酮、4,4'-二氯二苯甲酮等二苯甲酮类；苯乙酮、二乙氧基苯乙酮等苯乙酮类；2-乙基蒽醌、叔丁基蒽醌等蒽醌类；2-氯噻吨酮；苯偶姻乙醚、苯偶姻异丙醚、联苯甲酰、2,4,5-三芳基咪唑二聚体(洛粉碱二聚体)、吖啶系化合物等。这些光聚合引发剂可以单独使用或组合2种以上使用。作为光聚合引发剂的添加量，优选相对于100质量份的化合物(A)为0.1质量份～10质量份、更优选为0.5质量份～5质量份。
进一步，可以根据需要在放射线固化性的粘合剂中混配粘合赋予剂、粘合调整剂、表面活性剂等；或其他改性剂等。另外，也可以适当添加无机化合物填料。紫外线固化型粘合剂层的厚度优选至少为5μm、更优选为10μm以上。此处，对于紫外线固化型粘合剂层的厚度的上限没有特别限定，优选为50μm以下。需要说明的是，紫外线固化型粘合剂层可以是多层层积而得到的构成。
实施例
接着，基于实施例对本发明进行更加详细的说明。以下通过实施例对本发明进行了说明，但本发明并不限于这些实施例。
<基本切割带的制备>
按照以下方法制作了作为基本的切割带C1-C5。
(切割带C1的制作)
在乙酸乙酯中，按照质量比为5:14:1的比例使作为单体成分的甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸2-乙基己酯和丙烯酸2-羟基乙酯进行共聚，得到了含有相对主链键合有羟基的丙烯酸聚合物(A1)的溶液。接着，如上所述，相对于100质量份的丙烯酸聚合物A1，分别加入50质量份的使作为紫外线固化性化合物的季戊四醇三丙烯酸酯和二异氰酸酯反应而得到的紫外线固化性低聚物、2.5质量份的作为光聚合引发剂的产品名为“Irgacure651”(CibaSpecialty Chemicals公司制造)以及1.0质量份的多异氰酸酯系化合物(产品名“CoronateL”，日本PolyUrethane株式会社制造)，从而得到了紫外线固化型丙烯酸系粘合剂溶液B1。按照干燥膜厚为20μm的方式将该树脂组合物涂布在厚度为38μm的聚乙烯对苯二甲酸酯膜(PET膜)上，在110℃干燥3分钟从而形成了粘合剂层之后，贴合在100μm的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物膜上进行转印，制作得到切割带C1。
利用上述方法制作得到的切割带的紫外线固化型粘合剂层的凝胶分数为82%。
(切割带C2的制作)
在乙酸乙酯中，按照质量比为8:2的比例使作为单体成分的丙烯酸丁酯和丙烯酸2-羟基乙酯进行共聚，得到了含有相对主链键合有羟基的丙烯酸聚合物(A2)的溶液。接着，相对于100质量份的所述丙烯酸聚合物A2，分别加入100质量份的使作为紫外线固化性化合物的季戊四醇三丙烯酸酯和二异氰酸酯反应得到的紫外线固化性低聚物、2.5质量份的作为光聚合引发剂的产品名为“Irgacure651”(Ciba Specialty Chemicals公司制造)以及0.5质量份的多异氰酸酯系化合物(产品名“Coronate L”，日本PolyUrethane株式会社制造)，从而得到了紫外线固化型丙烯酸系粘合剂溶液B2。按照干燥膜厚为10μm的方式将该树脂组合物涂布在厚度为38μm的PET膜上，在110℃干燥3分钟从而形成了粘合剂层之后，贴合在100μm的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物膜上进行转印，制作得到切割带C2。
利用上述方法制作得到的切割带的紫外线固化型粘合剂层的凝胶分数为74%。
(切割带C3的制作)
在乙酸乙酯中，按照质量比为8:2的比例使作为单体成分的丙烯酸丁酯和丙烯酸2-羟基乙酯进行共聚，得到了含有相对主链键合有羟基的丙烯酸聚合物(A2)的溶液。
接着，在含有所述丙烯酸共聚物(A2)的溶液中，加入2-甲基丙烯酰氧乙基异氰酸酯、和作为催化剂的二月桂酸二丁基锡，使其在50℃反应24小时，从而得到含有在支链的末端具有碳-碳双键的丙烯酸聚合物(A3)的溶液。
接着，相对于100质量份的所述含有在支链的末端具有碳-碳双键的丙烯酸聚合物的溶液(A3)，分别加入2.5质量份的作为光聚合引发剂的产品名为“Irgacure651”(CibaSpecialty Chemicals公司制造)以及0.5质量份的多异氰酸酯系化合物(产品名“CoronateL”，日本PolyUrethane株式会社制造)，从而得到紫外线固化型丙烯酸系粘合剂溶液B3。按照干燥膜厚为10μm的方式将该树脂组合物涂布在厚度为38μm的PET膜上，在110℃干燥3分钟从而形成了粘合剂层之后，贴合在100μm的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物膜上进行转印，制作得到切割带C3。
利用上述方法制作得到的切割带的紫外线固化型粘合剂层的凝胶分数为68%。
(切割带C4的制作)
相对于100质量份的丙烯酸聚合物A3，加入25质量份的使作为紫外线固化性化合物的季戊四醇三丙烯酸酯和二异氰酸酯反应得到的紫外线固化性低聚物，除此之外，利用与切割带C3同样的方法制作了切割带C4。
利用上述方法制作得到的切割带的紫外线固化型粘合剂层的凝胶分数为55%。
(切割带C5的制作)
相对于100质量份的丙烯酸聚合物A3，加入100质量份的使作为紫外线固化性化合物的季戊四醇三丙烯酸酯和二异氰酸酯反应得到的紫外线固化性低聚物，除此之外，利用与切割带C3同样的方法制作了切割带C5。
利用上述方法制作得到的切割带的紫外线固化型粘合剂层的凝胶分数为20%。
此处，对各切割带的凝胶分数根据以下方法进行了评价。
“凝胶分数”
从切割成尺寸为50mm×50mm的半导体加工用切割带除去隔板，称量了其质量A。接着，在将该称量后的半导体加工用切割带的试样浸渍在100g的甲基异丁基酮(MIBK)中的状态下放置48小时之后，在50℃的恒温层中干燥，称量了其质量B。进一步使用100g的乙酸乙酯擦拭除去了试样的粘合剂层之后，称量了试样的质量C，按照下述式(1)算出了凝胶分数。
凝胶分数(%)=(B-C)/(A-C) (1)
(实施例1)
对于各个切割带(C1～C5)，将PET膜从切割带上剥离，将切割带的紫外线固化型粘合剂层贴合在半导体晶片和环形框上之后，在氮气气氛下，从半导体晶片侧实施紫外线照射，从而预先使未贴合所述半导体晶片的区域的粘合剂层固化，由此制作了评价试样。
(实施例2)
对于各个切割带(C1～C5)，将PET膜从切割带上剥离，将切割带的紫外线固化型粘合剂层贴合在半导体晶片和环形框上之后，在氮气气氛下，从切割带侧按照紫外线不会照射到晶片贴合区域的方式隔着掩模实施紫外线照射，从而预先使未贴合所述半导体晶片的区域的粘合剂层固化，由此制作了评价试样。
(实施例3)
对于各个切割带(C1～C5)，在将PET膜从切割带上剥离之前，按照紫外线不会照射到切割带的紫外线固化型粘合剂层中的贴合有半导体晶片的区域和贴合有环形框的区域的方式隔着掩模实施紫外线照射，由此制作了预先使未贴合半导体晶片的区域的粘合剂层固化的半导体加工用切割带(C1C～C5C)。在这些半导体加工用切割带的尚未利用紫外线照射而固化的区域的粘合剂层上，贴合半导体晶片和环形框，由此制作了评价试样。
(比较例1)
对于各个切割带(C1～C5)，将PET膜从切割带上剥离，将切割带的紫外线固化型粘合剂层贴合在半导体晶片和环形框上，由此制作了评价试样
(比较例2)
对于各个切割带(C1～C5)，将PET膜从切割带上剥离，将切割带的紫外线固化型粘合剂层贴合在半导体晶片和环形框上之后，在氮气气氛下，从切割带侧实施紫外线照射，由此制作了评价试样。
(比较例3)
对于各个切割带(C1～C5)，在将PET膜从切割带上剥离之前，对切割带的紫外线固化型粘合剂层整面实施紫外线照射，由此制作了预先使紫外线固化型粘合剂层固化的半导体加工用切割带(C1E～C5E)。
将PET膜从这些半导体加工用切割带上剥离，并且将半导体加工用切割带的紫外线固化后的粘合剂层贴合在半导体晶片和环形框上，尝试着进行了上述作业，但由于紫外线固化而使粘合剂层的粘合力消失，因此无法贴合。
试验例
按照以下方法对实施例1～3以及比较例1～3的各试样进行了耐溶剂、支撑部件剥离性的评价试验。
对所得到的结果进行总结，然后示于下述表1和2。
“耐溶剂性”
从在实施例、比较例中制作的评价试样的半导体晶片侧吹附作为有机溶剂的甲基异丁基酮(MIBK)，同时以20rpm使其旋转，由此实施了旋转清洗。清洗、干燥结束后，对半导体加工用切割带的未贴合半导体晶片区域的粘合剂层进行观察，未发现粘合剂的溶解或溶胀的情况记为A并判定为合格，观察到粘合剂的溶解或溶胀的结果记为C并判定为不合格。
“支撑部件剥离性”
通过使用美国专利申请公开第2011/0272092号说明书中公开的方法，由此得到了一种结构体，其是通过在厚度约为700μm的6英寸的硅晶片上依次层积等离子体聚合物分离层、有机硅橡胶接合剂层、作为支撑部件的厚度为2.5mm的玻璃板而得到的。
代替实施例、比较例中的半导体晶片，将切割带贴合在利用上述方法得到的结构体的晶片背面(未层积等离子体聚合物分离层等的面)，并固定在环形框上之后，供给至Suss公司制造的De-Bonder DB12T，由此对支撑部件的剥离性进行评价。
在支撑部件的等离子体聚合物分离层与晶片表面之间产生剥离的结果记为A并判定为合格；在支撑部件的等离子体聚合物分离层与晶片表面之间未产生剥离、而在晶片背面与切割带之间产生剥离的结果记为C并判定为不合格。另外，无法将切割带贴附在结构体1的晶片背面(未层积等离子体聚合物分离层等的面)的结果同样记为C并判定为不合格。
[表1]
A法：贴合半导体晶片后，从半导体晶片侧进行紫外线照射
B法：贴合半导体晶片后，从切割带侧隔着掩模进行紫外线照射
[表2]
C法：贴合半导体晶片前，隔着掩模预先进行紫外线照射
[表3]
D法：贴合半导体晶片后，从切割带侧对整面进行紫外线照射
E法：贴合半导体晶片前，预先对整面进行紫外线照射
根据上述表1～3，在实施例1～3中，不论切割带的紫外线固化型粘合剂层的紫外线固化前的凝胶分数，所有切割带的耐溶剂性、支撑部件剥离性均合格，为良好的结果。另一方面，比较例1中，在切割带的紫外线固化型粘合剂层的紫外线固化前的凝胶分数低的情况下，其结果为：耐溶剂性为不合格，由于切割带的构成而左右了评价结果，缺乏通用性。另外，在比较例2、3中，其结果为，耐溶剂性因进行了紫外线固化而为合格，但无法进行支撑部件的剥离、或是切割带本身无法贴附，可知作为半导体制造工序是不适合的。
对本发明与其实施方式一同进行了说明，但发明人认为，只要并未特别限定，则在说明的任一细节中均未对本申请发明进行限定，应在不违反所述权利要求书中所示的发明精神和范围的情况下做出宽泛的解释。
本申请主张基于2012年5月15日在日本国提出的专利申请的日本特愿2012-111971的优先权，本申请中以参考的方式将其内容作为本说明书记载的一部分引入到本说明书中。
符号的说明
1半导体晶片
2接合剂
3支撑部件
4切割带
5紫外线固化型粘合剂层(固化前)
6紫外线固化型粘合剂层(固化后)
7基材膜
8环形框(切割框)
9紫外线
10掩模
11有机溶剂
12半导体芯片
13拾取针
14切割带
15隔板

Claims (6)

1.一种半导体晶片的切割方法，其是包括下述工序的半导体晶片的切割方法：
(a)通过接合剂将支撑部件贴合在半导体晶片的电路面侧的工序；
(b)对与该半导体晶片的电路面相反一侧的背面进行薄片化加工的工序；
(c)在与该半导体晶片的电路面相反一侧的背面上，贴合至少具有紫外线固化型粘合剂层的切割带的工序；
(d)将该半导体晶片从该接合剂层以及支撑部件上剥离的工序；
(e)使用有机溶剂对该半导体晶片上的该接合剂的残渣进行清洗的工序；以及
(f)对该半导体晶片进行切断而进行芯片化的工序，
其特征在于，在所述(e)工序之前，所述切割带上未贴合有所述半导体晶片的区域的粘合剂层经紫外线照射进行了固化。
2.如权利要求1所述的半导体晶片的切割方法，其特征在于，所述经紫外线照射的固化是利用下述方法来进行的：在所述(c)工序之后，(h1)从半导体晶片侧进行紫外线照射；(h2)隔着掩模从切割带侧进行紫外线照射；或者(h3)在所述(c)工序之前隔着掩模对未贴合半导体晶片的区域的粘合剂层部分进行紫外线照射。
3.一种半导体加工用切割带，其特征在于，其用于下述半导体晶片的切割方法，该半导体晶片的切割方法包括下述工序：
(a)通过接合剂将支撑部件贴合在半导体晶片的电路面侧的工序；
(b)对与该半导体晶片的电路面相反一侧的背面进行薄片化加工的工序；
(c)在与该半导体晶片的电路面相反一侧的背面上，贴合至少具有紫外线固化型粘合剂层的切割带的工序；
(d)将该半导体晶片从该接合剂层以及支撑部件上剥离的工序；
(e)使用有机溶剂对该半导体晶片上的该接合剂的残渣进行清洗的工序；以及
(f)对该半导体晶片进行切断而进行芯片化的工序，
在所述(e)工序之前，所述切割带上的未贴合有所述半导体晶片的区域的粘合剂层经紫外线照射进行了固化。
4.如权利要求3所述的半导体加工用切割带，其特征在于，在所述半导体晶片的切割方法中，所述经紫外线照射的固化如下进行：在所述(c)工序之后，(h1)从半导体晶片侧进行紫外线照射；(h2)隔着掩模从切割带侧进行紫外线照射；或者(h3)在所述(c)工序之前隔着掩模对未贴合半导体晶片的区域的粘合剂层部分进行紫外线照射。
5.如权利要求3或4所述的半导体加工用切割带，其特征在于，所述切割带的粘合剂中，固化前的凝胶分数为20％以上。
6.如权利要求3或4所述的半导体加工用切割带，其特征在于，所述粘合剂的放射线固化型树脂组合物的树脂成分为(甲基)丙烯酸系共聚物，在该(甲基)丙烯酸系共聚物中，在聚合物支链或主链上通过氨基甲酸酯键而键合有包含(甲基)丙烯酰氧基的基团。
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