CN103525324B - 半导体晶片表面保护用胶带及半导体晶片的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及半导体晶片表面保护用胶带及半导体晶片的制造方法,其中,所述半导体晶片表面保护用胶带在基材膜上至少具有1层放射线固化型粘合剂层,下述的固化收缩值S为0.3~1.8,相对于不锈钢研磨面的放射线照射前的粘合力A为1.5N/25mm~20N/25mm、并且放射线照射后的粘合力B为0.01N/25mm~1.5N/25mm,在所述半导体晶片的半导体晶片表面保护用胶带的贴合面侧的表面上存在的凹凸的顶部的高度与底部的高度的最大差为10μm~300μm,所述放射线固化型粘合剂层的厚度为1μm~30μm。
Description
技术领域
本发明涉及半导体晶片表面保护用胶带及半导体晶片的制造方法。进一步详细而言,本发明涉及可以适用于其表面具有凹凸的半导体晶片的背面磨削(Back grinding)工序的半导体晶片表面保护用胶带及半导体晶片的制造方法。
背景技术
在半导体晶片的制造工序中,对于形成图案后的半导体晶片来说,为了使其厚度变薄,通常对半导体晶片背面实施背面磨削、蚀刻等处理。此时,以保护半导体晶片表面的图案作为目的,将半导体晶片表面保护用胶带贴附在该图案面上。半导体晶片表面保护用胶带通常是在基材膜上层积粘合剂层而成的,并且是将粘合剂层贴附在半导体晶片的表面上来使用的。
近年来,伴随移动电话或便携式电脑等的小型化、高功能化,开发出了与线焊(Wire bonding)相比能够以较为节省空间的方式进行安装的倒装芯片(Flip chip)安装。倒装芯片安装中,在将芯片表面与基板进行电连接时,通过在半导体晶片表面上所形成的球状或圆柱状的凸点(bump)来进行连接。在如此形成有凸点的半导体晶片的背面磨削工序中,因该半导体晶片的形状会导致切削水进入半导体晶片与胶带之间从而使产生渗漏(seepage)的风险升高,该渗漏会导致半导体晶片受到污染,因此要求半导体晶片与胶带之间更强的密合性,但若提高密合性,则胶带的剥离性变差。特别是,半导体晶片的厚度正在倾向于越来越薄,加工成100μm以下的厚度并不少见,因而剥离性的变差易导致半导体晶片破损。
为了解决上述问题,提出了如下方案:使用放射线固化型粘合剂,在将半导体晶片表面保护用胶带剥离时使粘合力下降(例如参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2010-215769号公报
发明内容
发明要解决的问题
但是,对于以往的放射线固化型的胶带来说,若对其进行放射线固化,则有时粘合剂会侵入到凸点等半导体晶片表面的凹凸,固着效果(anchor effect)增强,变得难以剥离,这种情况下,会产生凸点部的破损、或剥离后粘合剂残留在半导体晶片的表面上这样的问题。随着以提高半导体的可靠性为目的的、凸点的高凸点化及凸点间距离的窄间距化,上述问题更加显著。
因此,本发明的课题在于提供一种半导体晶片表面保护用胶带以及使用了该胶带的半导体晶片的制造方法,所述半导体晶片表面保护用胶带在半导体晶片加工时可以牢固地密合在半导体晶片上,并且在剥离时可以在没有半导体晶片破碎或余胶的情况下进行剥离。
用于解决问题的手段
鉴于上述问题,本发明人进行深入了研究,结果发现放射线照射前后的粘合力和固化收缩值是很重要的,并且进一步反复进行了深入研究,从而完成了本发明。
即,上述课题可以通过以下手段来达成。
(1)一种半导体晶片表面保护用胶带,其是贴合在半导体晶片并在进行背面磨削时所使用的表面保护用胶带,
所述半导体晶片表面保护用胶带的特征在于,
所述半导体晶片表面保护用胶带在基材膜上至少具有1层放射线固化型粘合剂层,且下述固化收缩值S为0.3~1.8,放射线照射前的相对于不锈钢的研磨面的粘合力A为1.5N/25mm~20N/25mm、且放射线照射后的粘合力B为0.01N/25mm~1.5N/25mm,
在所述半导体晶片的半导体晶片表面保护用胶带的贴合面一侧的表面上存在的凹凸的顶部的高度与底部的高度的最大差为10μm~300μm,所述放射线固化型粘合剂层的厚度为1μm~30μm。
固化收缩值S={(B/A)/(D/C)}
(上述式中,A表示放射线照射前的相对于不锈钢的研磨面的粘合力,B表示放射线照射后的相对于不锈钢的研磨面的粘合力,C表示放射线照射前的胶带面上的胶粘力(峰值),D表示放射线照射后的胶带面上的胶粘力(峰值))。
(2)如(1)所述的半导体晶片表面保护用胶带,其特征在于,在所述基材膜与所述放射线固化型粘合剂层之间具有放射线非固化型粘合剂层或由树脂构成的中间层,所述放射线非固化型粘合剂层或由树脂构成的中间层在25℃或60℃的储能模量为1×104Pa~1×106Pa。
(3)如(1)或(2)所述的半导体晶片表面保护用胶带,其特征在于,在具有所述放射线固化型粘合剂层一侧的基材膜上所存在的层的总厚度大于等于在所述半导体晶片面上存在的凹凸的顶部的高度与底部的高度的所述最大差。
(4)一种半导体晶片的制造方法,该半导体晶片的制造方法包括下述工序:利用在基材膜上具有粘合剂层的表面保护用胶带来保护半导体晶片的晶片表面,对该晶片的背面进行磨削,从而加工得到半导体晶片;所述半导体晶片的制造方法的特征在于,
所述表面保护用胶带在基材膜上至少具有1层放射线固化型粘合剂层,且下述固化收缩值S为0.3~1.8,放射线照射前的相对于不锈钢的研磨面的粘合力A为1.5N/25mm~20N/25mm、且放射线照射后的粘合力B为0.01N/25mm~1.5N/25mm,
在所述半导体晶片的半导体晶片表面保护用胶带的贴合面一侧的表面所存在的凹凸的顶部的高度与底部的高度的最大差为10μm~300μm,所述放射线固化型粘合剂层的厚度为1μm~30μm。
固化收缩值S={(B/A)/(D/C)}
(上述式中,A表示放射线照射前的相对于不锈钢的研磨面的粘合力,B表示放射线照射后的相对于不锈钢的研磨面的粘合力,C表示放射线照射前的胶带面上的胶粘力(峰值),D表示放射线照射后的胶带面上的胶粘力(峰值))。
(5)如(4)所述的半导体晶片的制造方法,其特征在于,所述表面保护用胶带在所述基材膜与所述放射线固化型粘合剂层之间具有放射线非固化型粘合剂层或由树脂构成的中间层,所述放射线非固化型粘合剂层或由树脂构成的中间层在25℃或60℃的储能模量为1×104Pa~1×106Pa。
(6)如(4)或(5)所述的半导体晶片的制造方法,其特征在于,在具有所述放射线固化型粘合剂层一侧的基材膜上所存在的层的总厚度大于等于在所述半导体晶片面存在的凹凸的顶部的高度与底部的高度的所述最大差。
发明的效果
根据本发明,可以提供一种半导体晶片表面保护用胶带及半导体晶片的制造方法,所述半导体晶片表面保护用胶带在半导体晶片加工时牢固地密合在半导体晶片上由此可以大幅减少渗漏等的产生,可以在没有半导体晶片破损和余胶的情况下进行剥离。
具体实施方式
以下,对本发明的实施方式进行详细的说明。
《半导体晶片表面保护用胶带》
本发明的半导体晶片表面保护用胶带在基材膜的至少一个面上形成有放射线固化型粘合剂层。
这里,放射线固化型粘合剂层通过放射线(例如,紫外线之类的光线(也包括激光光线)、电子射线等电离性放射线)的照射而固化。所照射的放射线优选为紫外线。
<固化收缩值>
本发明的半导体晶片表面保护用胶带的固化收缩值S为0.3~1.8。通过使该固化收缩值S为0.3~1.8,由此可以抑制由于粘合剂侵入半导体晶片表面而导致的固着效果的产生,并可抑制对剥离性的不良影响。
此处,固化收缩值S通过下式求出。
固化收缩值S={(B/A)/(D/C)}
式中,A表示放射线照射前的相对于不锈钢(Steel Use Stainless、SUS)的研磨面的粘合力,B表示放射线照射后的相对于不锈钢的研磨面的粘合力,C表示放射线照射前的胶带面上的胶粘力,D表示放射线照射后的胶带面上的胶粘力。
本发明中,固化收缩值S更优选为1.5以下、进一步优选为1.0以下。
粘合力和胶粘力通过以下的测定而得到。
需要说明的是,不锈钢(Steel Use Stainless、SUS)是JIS G4305中规定的SUS304钢板,其是利用砂纸打磨后的不锈钢钢板。对于打磨方法,可以根据JIS Z0237来进行精加工,砂纸使用粗度为280号的砂纸。
[粘合力的测定]
自半导体晶片加工用胶带切出宽25mm、长300mm的试验片。采用2kg的橡胶辊将上述试验片反复3次压接在利用JIS R6253中规定的280号的耐水砂纸进行了精加工的JIS G4305中规定的厚度为1.5mm的不锈钢(Steel Use Stainless、SUS)板上,放置1小时后,使用测定值落入其容量的15%~85%的范围的适于JIS B7721的拉伸试验机(例如,Instron公司制造的拉伸试验机(Dual Column Tabletop model5567))来测定放射线照射前的粘合力A。同样,从胶带贴合面的基材膜背面对胶带压接后经过1个小时的材料照射1000mJ/cm2(照度为40mW/cm2)的紫外线,放置1小时后,测定放射线照射后的粘合力B。测定是按照180°剥离法,在拉伸速度为300mm/min、25℃、相对湿度50%的条件下进行的;对各胶带分别实施3次测定,求出其算术平均值,并将其作为粘合力。
[胶粘力的测定]
自半导体晶片加工用胶带切出宽25mm、长150mm作为试验片。使用胶粘力(tacking)试验机(例如,商品名:TAC II,Rhesca制),在贴合于半导体晶片表面的粘合剂层侧,以30mm/min的速度压入圆柱状探针,以制动载荷100gf保持1秒钟,之后以600mm/min的速度上拉,将此时的峰值载荷作为放射线照射前的胶粘力C。切出试验片后,从基材膜背面照射1000mJ/cm2的紫外线(照度为40mW/cm2)并放置1个小时,将其作为试验片,按照同样的方法求出放射线照射后的胶粘力D。测定是在25℃、相对湿度50%的条件下进行的;在各胶带的各试验片中测定不同的5个点,求出其算术平均值,将其作为胶粘力。
SUS钢板与胶带的接合主要是物理性作用(范德华力等)、化学性作用(界面彼此间的化学键合)、以及机械性作用(固着效果)发挥作用。
若利用放射线使胶带固化,则放射线固化型粘合剂可进行高弹性化、低极性化,会导致上述作用下降,因此胶带的剥离可以顺利地进行。但是,胶带在放射线固化时会发生收缩,因此粘合剂会侵入研磨后的SUS钢板的微细的凹凸处,从而有时会导致固着效果增加。
在本发明中,粘合力用于以所述剥离时的剥离力来表示该接合性。
另一方面,胶粘力表示瞬间接合的难易程度,难以受固着效果的影响。
因此,若使固化收缩值为0.3~1.8,则即使相对于具有如凸点那样的凹凸的面也可以顺利地进行剥离。
<粘合力>
本发明的半导体晶片表面保护用胶带中,以上述方法测定得到的放射线固化后的粘合力B在25℃时为0.01N/25mm~1.5N/25mm。
需要说明的是,出于固化的目的,放射线固化后的粘合力B优选低于后述的放射线固化前的粘合力A。
放射线固化后的粘合力B优选为0.01N/25mm~1.0N/25mm。
此处,近年来在对胶带进行剥离时,例如有时进行50℃左右的加温,在这样的情况下,期望即使在剥离时的温度也满足上述范围。
使放射线固化后的粘合力B为0.01N/25mm~1.5N/25mm,由此可以减少粘合剂残存在半导体晶片表面、及半导体晶片表面的凸点被剥离的风险。若放射线固化后的粘合力B超过1.5N/25mm,则无法得到所述效果。相反,若小于0.01N/25mm,则在剥离前,表面保护用胶带浮起,根据情况表面保护用胶带有可能发生卷曲、产生剥离错误。
如此,通过使放射线固化后的粘合力B为0.01N/25mm~1.5N/25mm,从而具有如下效果:在半导体晶片剥离时可抑制半导体晶片的破损和粘合剂残留。
本发明的半导体晶片表面保护用胶带中,以上述方法测定得到的放射线固化前的粘合力A在25℃时为1.5N/25mm~20N/25mm。
若放射线固化前的粘合力A小于1.5N/25mm,则相对于半导体晶片表面凹凸的密合性下降,可能会产生半导体晶片磨削时的灰尘渗入、或胶带从半导体晶片表面浮起;相反,若超过20N/25mm,则密合性过强,因此导致利用放射线固化也难以降低粘合力,若增强放射线固化,则由于其固化收缩而会导致固着效果增大。
本发明中,放射线固化前的粘合力A优选为1.5N/25mm~15N/25mm、更优选为2N/25mm~15N/25mm、进一步优选为2N/25mm~10N/25mm。另外,放射线固化后的粘合力B优选为0.01N/25mm~1.0N/25mm、更优选为0.05N/25mm~1.0N/25mm、进一步优选为0.1N/25mm~1.0N/25mm。
<胶粘力>
在本发明中,出于在半导体晶片上进行贴合时的操作性的目的,放射线固化前的胶粘力C优选为50kPa~600kPa、更优选为100kPa~300kPa。另外,放射线固化后的胶粘力D优选为3kPa~100kPa。
对于固化收缩值S,如后所述可以通过适当调节粘合剂组合物的分子量、添加剂的种类和数量、放射线固化型粘合剂层的厚度等而使其为本发明的范围。
以下,对满足上述的固化收缩值、粘合力、胶粘力的半导体晶片表面保护用胶带的各构成要素进行详细的说明。
<基材膜>
基材膜优选由树脂膜构成,可以使用公知的塑料、橡胶等。可以举出例如聚烯烃树脂〔聚乙烯、聚丙烯、乙烯-丙烯共聚物、聚丁烯-1、聚-4-甲基戊烯-1等聚烯烃树脂;乙烯-乙酸乙烯酯共聚物;乙烯-(甲基)丙烯酸乙酯共聚物、乙烯-(甲基)丙烯酸甲酯共聚物等乙烯-(甲基)丙烯酸酯共聚物;乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物、离聚物等α-烯烃的均聚物或者共聚物、或它们的混合物〕、聚酯树脂(聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二酯)、聚碳酸酯树脂、聚氨酯树脂、工程塑料(聚甲基丙烯酸甲酯等)、合成橡胶类(苯乙烯-乙烯-丁烯或者戊烯系共聚物)、热塑性弹性体(聚酰胺-多元醇共聚物等)、以及它们的混合物。另外,还可以使用对上述物质进行多层层积的材料。
本发明中,基材膜优选聚烯烃树脂,其中优选乙烯-乙酸乙烯酯共聚物膜。
对于基材膜的厚度,从强伸长率特性、表面保护胶带的剥离性、在贴合机上的切割性的观点出发,若为聚乙烯或乙烯共聚物等具有柔软性的基材,则厚度优选为50μm~300μm;若为聚酯等具有刚性的基材,则厚度优选为10μm~100μm。
本发明中,基材膜的厚度优选为50μm~300μm。
<中间层>
作为防止在对表面具有凹凸的半导体晶片进行背面磨削时的磨削粉尘(dust)渗入等的方法,认为有使胶带追从半导体晶片整面的凹凸的方法、和使胶带仅密合在半导体晶片周边部的方法。在前一种方法中,若为了使放射线固化型的粘合剂具有追从凹凸的功能,则需要与半导体晶片表面的凹凸同样或更大的粘合剂厚度,因此固化收缩增大,会导致成为剥离不良的原因。另一方面,若使粘合剂层的厚度变薄,利用1层基材膜来追从凹凸,则需要为储能模量低于1×106Pa这样的低弹性基材膜,若使用这样的低弹性膜,则可能会产生背面磨削后的变薄了的半导体晶片的平坦保持力变差、或使胶带的制造性变差。
为了解决上述问题,本发明中优选在基材膜与放射线固化型粘合剂层之间具有中间层,该中间层具有凹凸追从性。
此处,中间层是指在基材膜与放射线固化型粘合剂层之间所具有的层,该中间层可以仅为树脂层或树脂膜(非粘合性的树脂层或树脂膜)、也可以为放射线非固化型粘合剂层。另外,也可以具有2个以上中间层。
中间层为树脂层或树脂膜的情况下,可以使用众所周知的树脂膜。另外,中间层为放射线非固化型的粘合剂层的情况下,可以使用现有的放射线非固化型粘合剂层。
在本发明中,为了实现凹凸追从性,中间层的储能模量优选为1×104Pa~1×106Pa、更优选为3×104Pa~5×105Pa。若储能模量为1×104Pa以下则刚性过低,因此有可能导致外层的紫外线固化型粘合剂因固化收缩而容易向半导体晶片侵入、或凝聚力不足而成为余胶等的原因;若弹性模量为1×106Pa以上,则半导体晶片上的凹凸追从性不充分。为了提高半导体晶片与胶带的密合性等,在贴合胶带时有时进行加热。这样的情况下,优选在例如60℃等加热温度为上述储能模量。
(放射线非固化型粘合剂的中间层)
用作中间层的放射线非固化型粘合剂(粘合剂树脂、基础树脂)可以使用例如(甲基)丙烯酸系粘合剂。(甲基)丙烯酸系粘合剂可以举出(甲基)丙烯酸酯单体、或由(甲基)丙烯酸酯单体与(甲基)丙烯酸导出的结构单元构成的(甲基)丙烯酸酯共聚物。此处,(甲基)丙烯酸酯单体可以举出例如(甲基)丙烯酸环烷基酯、(甲基)丙烯酸苄酯、烷基的碳原子数为1~18的(甲基)丙烯酸烷基酯、醇部具有羟基的(甲基)丙烯酸酯(例如丙烯酸羟基乙酯)。
作为粘合成分以外的其他成分,优选为与粘合成分相溶性良好的物质,只要对粘合性不会产生问题则可以根据需要混配赋粘剂、粘合调整剂、表面活性剂或其他的改性剂等。另外,还可以适当添加无机化合物填料。本发明中,中间层有必要为放射线非固化型,但在对固化收缩不造成影响的范围内,以提高剥离性、提高凝聚力、提高中间层上的与放射线固化型粘合剂层的层间密合性等为目的,可以少量添加放射线固化型的低聚物等(例如,相对于100质量份的中间层的上述粘合剂树脂(基础树脂)为1质量份~50质量份)。
需要说明的是,中间层为放射线非固化型的主要的目的是为了抑制固化收缩,即使中间层为放射线固化型,在贴合在半导体晶片之前使其放射线固化并调整弹性模量和粘合物性则也可以使用。
粘合剂组合物可以根据需要含有交联剂。交联剂为选自多异氰酸酯类、三聚氰胺/甲醛树脂、和环氧树脂的化合物,可以单独使用、或组合两种以上来使用。通过可以与(甲基)丙烯酸系共聚物反应的交联结构,可以在涂布粘合剂后提高粘合剂的凝聚力。
对于多异氰酸酯类无特别限制,例如可以举出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、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。可以使用市售品的CORONETL(Nippon Polyurethane株式会社制造)等。
另外,三聚氰胺/甲醛树脂可以使用NIKALAC MX-45(Sanwa Chemical公司制造)、Meylan(日立化成工业株式会社制造)等。
进一步,环氧树脂可以使用TETRAD-X(三菱化学株式会社制造)等。
相对于100质量份的上述粘合剂树脂(基础树脂),交联剂的添加量优选为0.1质量份~20质量份,为了和粘合剂树脂(基础树脂)的能够与交联剂反应的官能团(例如羟基、羧基、氨基、巯基)的数量相应、并且得到期望的粘合物性和弹性模量,可以适当调整该量。若添加量小于0.1质量份,则凝聚力提高效果倾向于不充分;若超过20质量份,则在粘合剂的混配及涂布操作中固化反应急速进行,倾向于形成交联结构,因此可能对操作性有损。为了得到如上所述的储能模量,交联剂的添加量优选为0.1质量份~5质量份。
中间层可以通过下述方法来形成:将上述粘合剂组合物涂布在基材膜上并使其干燥;或将上述粘合剂组合物涂布在后述的剥离膜上并使其干燥然后转印在基材膜上,由此形成中间层。另外,也可以通过与设置在中间层上的放射线固化型粘合剂层一同进行层积、并进行涂布使其干燥的方法来形成,该方法在提高中间层与放射线固化型粘合剂层之间的层间密合性及操作的效率化方面是有用的。
(树脂层或者树脂膜的中间层)
中间层可以为树脂层或树脂膜。树脂层或者树脂膜为单纯的树脂层或者树脂膜,其并非以粘合为目的,因此优选为非粘合性。
这样的树脂层或者树脂膜可以举出例如聚乙烯;乙烯-乙酸乙烯酯共聚物;乙烯-(甲基)丙烯酸乙酯共聚物、乙烯-(甲基)丙烯酸甲酯共聚物这样的乙烯-(甲基)丙烯酸酯共聚物;乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物、离聚物等α-烯烃的均聚物或共聚物;或者它们的混合物。可以具有2层以上这些树脂层或者树脂膜。
从制造性和弹性模量的调整容易程度方面考虑,用于中间层的树脂层或者树脂膜优选为乙烯-乙酸乙烯酯共聚物,若乙烯-乙酸乙烯酯共聚物中的乙酸乙烯酯的含有率为20质量%~50质量%,则在储能模量、耐热性、和制造操作方面较适合。
对于树脂层或者树脂膜的层积方法,只要对树脂层或者树脂膜的厚度的精度不造成影响、以及对该树脂层或者树脂膜不造成缺陷的范围,则无特别限制,例如可以举出通过共挤出来制膜及利用接合剂来贴合等。
在设置有放射线固化型粘合剂层(或在具有2个以上的中间层的情况下为放射线非固化型粘合剂层)一侧的树脂层或者树脂膜表面上,为了提高与放射线固化型粘合剂层(或在具有2个以上的中间层的情况下为放射线非固化型粘合剂层)的密合性,可以适当实施电晕处理或设置底涂层等处理。
中间层的厚度优选为30μm~500μm、更优选为80μm~300μm。
<放射线固化型粘合剂层>
本发明在基材膜上、优选在中间层上至少具有1层放射线固化型粘合剂层,该放射线固化型粘合剂层通过放射线照射而固化并使粘合力下降。此处,至少1层的放射线固化型粘合剂层在贴合时接触于半导体晶片面。
对于构成放射线固化型粘合剂层的粘合剂组合物来说,只要是在将粘合剂层贴合在表面具有凹凸的晶片上时可追从该凹凸、并且固化收缩值小的组合物就没有特别限定,其主要成分的聚合物(粘合剂基础树脂)优选为(甲基)丙烯酸类树脂。使用(甲基)丙烯酸类树脂作为主要成分的聚合物,由此使得粘合力的控制变得容易,可以控制弹性模量等,因此可以减少半导体晶片被有机物污染、以及在剥离半导体晶片表面保护用胶带后粘合剂残留在半导体晶片上。
对于构成粘合剂层的粘合剂组合物并无没有特别限定,优选粘合剂组合物所具有的密合性为在背面磨削工序中不会产生晶片破裂、且不会由于磨削时的灰尘渗入而使图案表面受到污染的程度。伴随着半导体晶片的薄壁化,也存在由于粘合剂的放射线固化收缩而产生晶片破裂的危险,因此以放射线固化后的收缩小的组合物、因加热工序而产生的气体少的组合物、在经过加热工序后也可通过放射线照射而使粘合力充分降低的组合物为宜。
为了通过放射线的照射来进行固化,粘合剂基础树脂等树脂具有烯键式不饱和基团(非芳香族性的碳-碳双键)、或在粘合剂基础树脂中合用具有烯键式不饱和基团的化合物。
在本发明中,具有烯键式不饱和基团的粘合剂基础树脂等树脂优选使用在侧链具有烯键式不饱和基团的树脂。将烯键式不饱和基团固定在粘合剂基础树脂等的侧链上,由此可容易通过烯键式不饱和基团的放射线交联点间的距离收缩来抑制固化收缩。
在粘合剂基础树脂中合用具有烯键式不饱和基团的化合物的情况下,为了抑制固化收缩,如实施例所示,可以举出使烯键式不饱和基团的官能团数减少至例如5官能以下;或使所添加的量并非过剩而适当添加(例如,相对于100质量份的粘合剂基础树脂为50质量份~100质量份)等方法。
另外,优选在粘合剂组合物中含有光聚合引发剂;为了调整放射线固化后的收缩,优选含有交联剂。
(具有烯键式不饱和基团的树脂)
对于具有烯键式不饱和基团的树脂无特别限制,优选为(甲基)丙烯酸类树脂。
作为树脂中所含有的双键的量的指标,碘价优选为0.5~20。该碘价更优选为0.8~10。若碘价为0.5以上,则可以得到放射线照射后的粘合力下降的效果;若碘价为20以下,则可以防止过度的放射线固化,可以抑制固化收缩。通过调整双键的量,可以特别对放射线固化后的粘合力进行调整。
另外,具有烯键式不饱和基团的树脂的玻璃化转变温度(Tg)优选为-70℃~0℃。玻璃化转变温度(Tg)若为-70℃以上,则对于伴随放射线照射等产生的热的耐热性增加。
具有烯键式不饱和基团的树脂的制造方法无特别限制,优选下述方法:使在侧链具有官能团(α)的(甲基)丙烯酸类树脂、与具有烯键式不饱和基团和能够与上述树脂中的官能团(α)反应的官能团(β)的化合物发生反应,从而将烯键式不饱和基团导入(甲基)丙烯酸类树脂的侧链。
对于烯键式不饱和基团无特别限制,优选为(甲基)丙烯酰基、(甲基)丙烯酰氧基、(甲基)丙烯酰氨基、烯丙基、1-丙烯基、乙烯基(包括苯乙烯或者取代苯乙烯),更优选(甲基)丙烯酰基、(甲基)丙烯酰氧基。
作为能够与官能团(α)反应的官能团(β),可以举出羧基、羟基、氨基、巯基、环状酸酐基、环氧基、异氰酸酯基等。
此处,在官能团(α)和官能团(β)之中的一个官能团为羧基、羟基、氨基、巯基、或环状酸酐基的情况下,作为另一个官能团,可以举出环氧基、异氰酸酯基;其中一个官能团为环状酸酐基的情况下,作为另一个官能团,可以举出羧基、羟基、氨基、巯基。需要说明的是,其中一个官能团为环氧基的情况下,其它官能团也可以为环氧基。
侧链上具有官能团(α)的(甲基)丙烯酸类树脂可以通过使具有官能团(α)的(甲基)丙烯酸酯、具有官能团(α)的丙烯酸或具有官能团(α)的(甲基)丙烯酰胺聚合而得到。
作为官能团(α),可以举出羧基、羟基、氨基、巯基、环状酸酐基、环氧基、异氰酸酯基等,优选为羧基、羟基,特别优选为羟基。
这样的单体可以举出丙烯酸、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、N-烷基氨基丙烯酸乙酯类、N-烷基氨基甲基丙烯酸乙酯类、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基酯、烯丙基缩水甘油基醚、利用具有羟基或羧基以及放射线固化性碳-碳双键的单体使多异氰酸酯化合物的异氰酸酯基的一部分氨酯化的物质等。
这些之中,优选为丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸2-羟基烷基酯类、甲基丙烯酸2-羟基烷基酯类、丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油基酯,更优选丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸2-羟基烷基酯类、甲基丙烯酸2-羟基烷基酯类,进一步优选丙烯酸2-羟基烷基酯类、甲基丙烯酸2-羟基烷基酯类。
具有烯键式不饱和基团的树脂、特别是具有乙烯性不饱和基团的树脂优选上述的单体与(甲基)丙烯酸酯等其他的单体的共聚物。
(甲基)丙烯酸酯可以举出丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸正戊酯、丙烯酸正己酯、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、丙烯酸己酯、以及与它们对应的甲基丙烯酸酯。
(甲基)丙烯酸酯为1种或2种以上均可,优选合用醇部的碳原子数为5以下的(甲基)丙烯酸酯与碳原子数为6~12的(甲基)丙烯酸酯。
对于具有烯键式不饱和基团的树脂来说,除了(甲基)丙烯酸酯以外,优选进一步共聚(甲基)丙烯酸而成的树脂。
上述(甲基)丙烯酸类树脂可以例如如日本特开2003-82307号公报所述那样以(甲基)丙烯酸乳液系聚合物为主要成分,所述(甲基)丙烯酸乳液系聚合物是利用氧化还原系聚合引发剂对以(甲基)丙烯酸烷基酯为主要成分的单体混合物、与含有自由基聚合性官能团且环氧乙烯平均加成摩尔数或者环氧丙烷平均加成摩尔数为15以下的非离子阴离子系反应性乳化剂进行乳液聚合而得到的。
另外,作为以(甲基)丙烯酸乳液系聚合物为主要成分的(甲基)丙烯酸类树脂,可以使用如下所述的聚合物:所述聚合物通过使作为主要单体的(甲基)丙烯酸烷基酯与根据需要所添加的与这些主要单体能够共聚的其他单体进行乳液聚合来得到。
具有烯键式不饱和基团的树脂、特别是具有乙烯性不饱和基团的树脂的聚合反应可以为溶液聚合、乳液聚合、本体聚合、悬浮聚合中任一种。
使侧链上具有官能团(α)的(甲基)丙烯酸类树脂、与具有烯键式不饱和基团和能够与上述树脂中的官能团(α)反应的官能团(β)的化合物发生反应的情况下,按照使一方过剩的方式来进行反应,通过残留有未反应的官能团,由此可以调整为所期望的粘合物性和弹性模量。
以溶液聚合进行时的有机溶剂可以使用酮系、酯系、醇系、芳香族系有机溶剂,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(甲基)丙烯酸系聚合物的良溶剂且沸点为60℃~120℃的溶剂;如为乳液聚合,优选使用水、或与水混合的水溶性溶剂,优选使用表面活性剂。
聚合引发剂通常使用α,α’-偶氮二异丁腈等偶氮二系、苯甲酰基过氧化物等有机过氧化物系等自由基引发剂。此时,根据需要可以合用催化剂、阻聚剂,通过对聚合温度和聚合时间进行调节,可得到所期望的分子量的树脂。另外,关于分子量的调节,优选使用硫醇系或四氯化碳系的溶剂。
具有烯键式不饱和基团的树脂的重均分子量优选为20万~150万左右、更优选为70万~120万。通过形成这样分子量大的高分子,由此通过放射线固化不会过度地提高交联密度而保持凝聚力,因而在抑制固化收缩方面是有优势的。另外,通过减少低分子量成分,可以抑制半导体晶片表面污染,例如优选分子量为10万以下的分子为整体的10%以下等。若分子量超过150万,则在合成时和涂布时可能发生凝胶化。需要说明的是,若具有烯键式不饱和基团的树脂的羟值为5mgKOH/g~100mgKOH/g,则放射线照射后的粘合力减少,从而可以进一步降低胶带剥离不良的危险性,因此优选。
对具有烯键式不饱和基团和能够与官能团(α)反应的官能团(β)的化合物进行说明。
烯键式不饱和基团优选之前所述的基团,优选范围也相同。
能够与官能团(α)反应的官能团(β)可以举出之前所述的基团。作为官能团(β),特别优选异氰酸酯基。
作为具有烯键式不饱和基团和能够与官能团(α)反应的官能团(β)的化合物,可以举出具有官能团(α)的单体的化合物、醇部具有异氰酸酯基的(甲基)丙烯酸酯,优选醇部具有异氰酸酯基的(甲基)丙烯酸酯。对于醇部具有异氰酸酯基的(甲基)丙烯酸酯来说,优选在醇部的末端具有异氰酸酯基,优选醇部的异氰酸酯基以外的碳原子数为2~8,优选醇部为直链烷基。醇部具有异氰酸酯基的(甲基)丙烯酸酯优选可以举出例如丙烯酸-2-异氰酸根合乙酯、甲基丙烯酸-2-异氰酸根合乙酯。
(交联剂)
交联剂优选多异氰酸酯类、三聚氰胺/甲醛树脂或具有2个以上环氧基的环氧化合物,特别优选多异氰酸酯类。
交联剂可以单独使用、或组合两种以上来使用。交联剂通过对树脂聚合物进行交联可以在涂布粘合剂后提高粘合剂的凝聚力。另外,通过调整其添加量,可以特别对放射线交联前的粘合力进行调整。
对于多异氰酸酯类,例如可以举出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、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,具体而言,作为市售品,可以使用CORONETL(Nippon Polyurethane株式会社制造)等。
对于三聚氰胺/甲醛树脂,作为市售品可以使用NIKALAC MX-45(SanwaChemical社制造)、Meylan(日立化成工业株式会社制造)等。进一步,环氧树脂可以使用TETRAD-X(三菱化学株式会社制造)等。
相对于100质量份的具有烯键式不饱和基团的树脂,交联剂的添加量优选为0.1质量份~20质量份、更优选为1.0质量份~10质量份,为了与具有烯键式不饱和基团的树脂的官能团数相应、并且得到所期望的粘合物性和弹性模量可以适当调整交联剂的添加量。若交联剂的量小于0.1质量份,则凝聚力提高效果倾向于不充分;若超过20质量份,则倾向于在粘合剂的混配和涂布操作中固化反应急速进行,形成交联结构,因此可能使操作性受损。通过利用交联剂进行交联,可以防止由于放射线固化而导致的急剧交联,可抑制固化收缩。
(光聚合引发剂)
放射线固化型粘合剂层中可以根据需要含有光聚合引发剂。对于光聚合引发剂来说,只要是利用透过基材的放射线可发生反应的物质就无特别限制,可以使用以往已知的物质。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物(洛粉碱二聚物)、吖啶系化合物、酰基膦氧化物类,等等;这些化合物可以单独使用、或组合2种以上来使用。
相对于100质量份的具有烯键式不饱和基团的树脂,光聚合引发剂的添加量优选为0.1质量份~10质量份、更优选为0.5质量份~5质量份、进一步优选为0.5质量份~3质量份。若光聚合引发剂的添加量多,则放射线固化在多处且急剧地发生,因此固化收缩增大,因而,相比以往的的放射线固化型的表面保护用胶带也减少了光聚合引发剂的量,从抑制固化收缩方面出发是有用的。
(其他的添加物)
在放射线固化型粘合剂层中可以根据需要混配赋粘剂、粘合调整剂、表面活性剂等;或者其他的改性剂;等等。另外,还可以适当添加无机化合物填料。
放射线固化型粘合剂层可以通过如下所述的方法形成:将放射线固化型粘合剂组合物涂布在基材膜上(设置有中间层的情况下为中间层上)并进行干燥,由此形成放射线固化型粘合剂层;或者涂布在后述的剥离膜上并进行干燥,之后转印在基材膜(设置有中间层的情况下为中间层上)上,由此形成放射线固化型粘合剂层。
由于具有放射线固化型粘合剂层,由此使从半导体晶片的剥离变轻,但为了发挥该效果,若有一定以上的厚度较佳;变得过厚时,则固化收缩增大,因此不优选。具体而言,放射线固化型粘合剂层的厚度为1μm~30μm、更优选为5μm~20μm。放射线固化型粘合剂层可以为2个以上的放射线固化型粘合剂层层积而成的构成。
本发明中,优选半导体晶片表面保护用胶带的具有放射线固化型粘合剂层一侧的基材膜上的层的总厚度大于等于在所保护的半导体晶片的贴合面侧的表面存在的凹凸的顶部的高度与底部的高度的最大差,更优选为该最大差的120%以上。
即,具有中间层的情况下,优选中间层和放射线固化型粘合剂层相加的总厚度大于等于在进行加工的半导体晶片面上存在的凹凸的顶部的高度与底部的高度的最大差,更优选为该最大差的120%以上。
需要说明的是,本发明的半导体晶片表面保护用胶带用于进行贴合的半导体晶片的贴合面一侧的表面存在的凹凸的顶部的高度与底部的高度的最大差为10μm~300μm的半导体晶片,更优选用于所述最大差为80μm~200μm的半导体晶片。
(剥离膜)
剥离膜也称为分离板或剥离层、剥离衬垫,是用于保护放射线固化型粘合剂层、以及用于使放射线固化型粘合剂平滑而根据需要设置的。作为剥离膜的构成材料,可以举出聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯等的合成树脂膜或纸等。在剥离膜的表面上,为了提高相对于放射线固化型粘合剂层的剥离性,可以根据需要实施硅酮处理、长链烷基处理、氟处理等剥离处理。另外,也可以根据需要实施防紫外线处理以便使粘合剂层不会因环境紫外线而发生反应。剥离膜的厚度通常为10μm~100μm,优选为25μm~50μm左右。
<<半导体晶片的制造方法>>
在本发明的半导体晶片的制造方法中,包括如下工序:利用半导体晶片表面保护用胶带来保护半导体晶片的晶片表面,并对该晶片的背面进行磨削从而对半导体晶片进行加工。
本发明的半导体晶片使用如下所述半导体晶片:在贴合有半导体晶片表面保护用胶带的半导体晶片的贴合面一侧的表面上存在的凹凸的顶部的高度与底部的高度的最大差为10μm~300μm。
优选按照在保护半导体晶片的晶片表面时所使用的半导体晶片表面保护用胶带的具有放射线固化型粘合剂层一侧的基材膜上的层的总厚度与所保护的半导体晶片的表面凹凸的高低度相应的方式来使用半导体晶片表面保护用胶带,使用总厚度大于等于在半导体晶片的贴合面侧的表面上存在的凹凸的顶部的高度与底部的高度的最大差的表面保护用胶带。
如此,可事先对所保护的半导体晶片的表面凹凸进行调查、然后对表面保护用胶带的具有放射线固化型粘合剂层一侧的基材膜上的层的总厚度进行调整,或者制作2个以上的厚度不同的表面保护用胶带,从中选择进行使用,从而使之相应。
除了考虑半导体晶片表面保护用胶带与所保护的半导体晶片的表面凹凸的关系来使用半导体晶片表面保护用胶带以外,可应用通常的半导体晶片的制造工序。
具体而言,首先,按照放射线固化型粘合剂层为贴合面的方式,将本发明的半导体晶片表面保护用胶带贴合在半导体晶片的电路图案面(表面)上。接着,对半导体晶片的无电路图案的面一侧进行磨削直至半导体晶片的厚度为例如10μm~200μm的规定厚度。之后,将贴合有该半导体晶片表面保护用胶带的面作为下侧而放置于加热吸附台上,在这样的状态下,可以将切割模片粘合膜(Dicing die bonding film)贴合在半导体晶片的无电路图案的磨削后的面一侧上。之后,将热封型(热融合型)或者粘合型的剥离带接合在半导体晶片表面保护用胶带的基材膜的背面,从而将半导体晶片表面保护用胶带从半导体晶片上剥离。
【实施例】
以下基于实施例对本发明进行进一步详细的说明,但本发明并不限于这些实施例。
如下所述制备粘合剂组合物,并按照以下方法制作半导体晶片表面保护用胶带,并评价其性能。
〔粘合剂组合物的制备〕
[粘合剂组合物2A]
相对于由丙烯酸2-乙基己酯80质量份、丙烯酸2-羟基乙酯19质量份、甲基丙烯酸1质量份构成的共聚物100质量份,加入0.5质量份的CORONET L(NipponPolyurethane公司制造)作为多异氰酸酯并进行混合,从而得到粘合剂组合物2A。对储能模量进行了测定,结果为4×104Pa。
[粘合剂组合物2B]
相对于由丙烯酸2-乙基己酯85质量份、丙烯酸2-羟基乙酯14质量份、甲基丙烯酸1质量份构成的共聚物100质量份,使10质量份的甲基丙烯酰氧基乙基异氰酸酯作为放射线反应基发生反应,加入0.3质量份的CORONET L作为多异氰酸酯、5.0质量份的SPEEDCURE BKL作为光聚合引发剂并进行混合,从而得到粘合剂组合物2B。对储能模量进行了测定测定,结果为3×104Pa。
[粘合剂组合物2C]
将CORONET L(Nippon Polyurethane公司制造)的混配量变更为0.3质量份,除此之外,按照与2A相同的方法得到粘合剂组合物2C。对储能模量进行了测定,结果为3×104Pa。
[粘合剂组合物2D]
将CORONET L(Nippon Polyurethane公司制造)变更为1.0质量份、将SPEEDCURE BKL变更为2.0质量份,除此之外,按照与2B相同的方法得到粘合剂组合物2D。对储能模量进行了测定,结果为6×104Pa。
[粘合剂组合物2E]
相对于由丙烯酸2-乙基己酯69质量份、丙烯酸2-羟基乙酯20质量份、甲基丙烯酸甲酯10质量份、甲基丙烯酸1质量份构成的共聚物100质量份,使10质量份的甲基丙烯酰氧基乙基异氰酸酯作为放射线反应基发生反应,加入1.0质量份的CORONET L(Nippon Polyurethane公司制造)作为多异氰酸酯、3.0质量份的SPEEDCURE BKL作为光聚合引发剂并进行混合,从而得到粘合剂组合物2E。对储能模量进行了测定,结果为4×104Pa。
[粘合剂组合物2F]
相对于由丙烯酸2-乙基己酯80质量份、丙烯酸2-羟基乙酯19质量份、甲基丙烯酸1质量份构成的共聚物100质量份,加入70质量份的5官能的聚氨酯丙烯酸酯低聚物、3.0质量份的CORONET L(Nippon Polyurethane公司制造)作为多异氰酸酯、3.0质量份的SPEEDCURE BKL作为光聚合引发剂并进行混合,从而得到粘合剂组合物2F。对储能模量进行了测定,结果为5×104Pa。
[粘合剂组合物2G]
相对于由丙烯酸2-乙基己酯85质量份、丙烯酸2-羟基乙酯14质量份、甲基丙烯酸1质量份构成的共聚物100质量份,加入100质量份的5官能的聚氨酯丙烯酸酯低聚物、2.0质量份的CORONET L(Nippon Polyurethane公司制造)作为多异氰酸酯、3.0质量份的SPEEDCURE BKL作为光聚合引发剂并进行混合,从而得到粘合剂组合物2G。对储能模量进行了测定,结果为4×104Pa。
[粘合剂组合物2H]
相对于由丙烯酸2-乙基己酯60质量份、丙烯酸2-羟基乙酯20质量份、丙烯酸丁酯17质量份、甲基丙烯酸3质量份构成的共聚物100质量份,加入100质量份的6官能的聚氨酯丙烯酸酯低聚物、3.0质量份的CORONET L(Nippon Polyurethane公司制造)作为多异氰酸酯、5.0质量份的SPEEDCURE BKL作为光聚合引发剂并进行混合,从而得到粘合剂组合物2H。对储能模量进行了测定,结果为4×104Pa。
[粘合剂组合物2I]
相对于由丙烯酸2-乙基己酯60质量份、丙烯酸2-羟基乙酯20质量份、丙烯酸丁酯15质量份、甲基丙烯酸5质量份构成的共聚物100质量份,加入70质量份的6官能的聚氨酯丙烯酸酯低聚物、2.0质量份的CORONET L(Nippon Polyurethane公司制造)作为多异氰酸酯、5.0质量份的SPEEDCURE BKL作为光聚合引发剂并进行混合,从而得到粘合剂组合物2I。对储能模量进行了测定,结果为4×104Pa。
[粘合剂组合物2J]
将CORONET L(Nippon Polyurethane公司制造)的混配量变更为2.0质量份,除此之外,按照与2B相同的方法得到粘合剂组合物2J。对储能模量进行了测定,结果为8×104Pa。
此处,储能模量按照如下所述的方法进行测定。
[储能模量]
储能模量是通过使用动态粘弹性测定装置(例如TA Instruments公司制造的ARES)、以0.6rad/sec的频率进行测定的。对于温度,使其从0℃升温至100℃,对25℃和60℃的储能模量的值进行确认。需要说明的是,实施例中示出了60℃的值。
样品为粘合剂组合物的情况下,使用如下所述的粒状物:对涂布在进行了脱模处理的分离板上并进行了干燥的粘合剂进行层积,将形成为2mm厚度的材料冲裁成粒状,从而得到所述粒状物。样品为树脂层的情况下,使用如下形成的样品:在进行了脱模处理的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜上进行树脂层的制膜,切出50mm×50mm的材料,从中将PET膜剥离并进行叠加直至为约2mm的厚度,在加热炉中以150℃实施3小时的加热后,将其冲裁成粒状,从而得到样品。
[放射线固化性半导体晶片表面保护用胶带的制作]
<实施例1>
在厚度为38μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的分离板上,按照干燥后的膜厚为95μm的方式涂布粘合剂组合物2A作为中间层,进行干燥后,将其与厚度为200μm的由乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)膜构成的基材膜贴合。进一步,在厚度为38μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的分离板上,按照干燥后的膜厚为5μm的方式涂布粘合剂组合物2D,进行干燥后,将其与剥离了分离板的中间层面贴合,从而得到厚度为300μm的半导体晶片表面保护用胶带。
<实施例2>
在厚度为38μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的分离板上,按照干燥后的膜厚为90μm的方式涂布粘合剂组合物2A作为中间层,进行干燥后,将其与厚度为200μm的由乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)膜构成的基材膜贴合。进一步,在厚度为38μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的分离板上,按照干燥后的膜厚为30μm的方式涂布粘合剂组合物2E,进行干燥后,将其与剥离了分离板的中间层面贴合,从而得到厚度为320μm的半导体晶片表面保护用胶带。
<实施例3>
通过共挤出制膜,制作了50μm的聚丙烯树脂(PP)与150μm的在60℃的储能模量为9×104Pa的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)的层积基材膜(总厚度200μm)。在厚度为38μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的分离板上,按照干燥后的膜厚为20μm的方式涂布粘合剂组合物2F,进行干燥后,将其与上述层积基材膜的EVA膜面贴合,从而得到厚度为220μm的半导体晶片表面保护用胶带。
<实施例4>
通过共挤出制膜,制作了50μm的低密度聚乙烯(LDPE)与200μm的在60℃的储能模量为1×105Pa的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)的层积基材膜(总厚度250μm)。在厚度为38μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的分离板上,按照干燥后的膜厚为10μm的方式涂布粘合剂组合物2D,进行干燥后,将其与上述层积基材膜的EVA膜面贴合,从而得到厚度为260μm的半导体晶片表面保护用胶带。
<实施例5>
在厚度为38μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的分离板上,按照干燥后的膜厚为30μm的方式涂布粘合剂组合物2G,进行干燥后,将其与厚度为100μm的由低密度聚乙烯(LDPE)膜构成的基材膜贴合,从而得到厚度为130μm的半导体晶片表面保护用胶带。
<比较例1>
使用2B来代替粘合剂组合物2A作为中间层,除此之外,按照与实施例1相同的方法得到半导体晶片保护用胶带。
<比较例2>
在厚度为38μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的分离板上,按照干燥后的膜厚为60μm的方式涂布粘合剂组合物2H,进行干燥后,将其与厚度为200μm的由乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)膜构成的基材膜贴合。进一步,在厚度为38μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的分离板上,按照干燥后的膜厚为60μm的方式涂布粘合剂组合物2H,进行干燥后,在剥离了分离板之后,将其与之前进行了涂布/干燥的2H面贴合,从而得到厚度为320μm的半导体晶片表面保护用胶带。
<比较例3>
在厚度为38μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的分离板上,按照干燥后的膜厚为90μm的方式涂布粘合剂组合物2C作为中间层,进行干燥后,将其与厚度为100μm的由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜构成的基材膜贴合。进一步,在厚度为38μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的分离板上,按照干燥后的膜厚为30μm的方式涂布粘合剂组合物2I,进行干燥后,将其与剥离了分离板的中间层面贴合,从而得到厚度为220μm的半导体晶片表面保护用胶带。
<比较例4>
在厚度为38μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的分离板上,按照干燥后的膜厚为30μm的方式涂布粘合剂组合物2J,进行干燥后,将其与厚度100μm的由乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)膜构成的基材膜贴合,从而得到厚度为130μm的半导体晶片表面保护用胶带。
对如上述制作的各半导体晶片加工用胶带的粘合力和胶粘力进行了测定。
[粘合力]
自半导体晶片加工用胶带切出宽度为25mm、长度为300mm的试验片。采用2kg的橡胶辊将上述试验片反复3次压接在利用JIS R6253中规定的280号的耐水砂纸进行了精加工的JIS G4305中规定的厚度为1.5mm的不锈钢(Steel Use Stainless、SUS)板上,放置1小时后,使用测定值落入其容量的15%~85%的范围的适于JIS B7721的Instron公司制造的拉伸试验机(Dual Column Tabletop model5567)来测定放射线照射前的粘合力A。同样,从胶带贴合面的基材膜背面对胶带压接后经过1个小时的材料照射1000mJ/cm2(照度为40mW/cm2)的紫外线,放置1小时后,测定放射线照射后的粘合力B。测定是按照180°剥离法,在拉伸速度为300mm/min、25℃、相对湿度50%的条件下进行的,对各胶带分别实施3次测定,求出其算术平均值,并将其作为粘合力。
[胶粘力]
自半导体晶片加工用胶带切出宽度为25mm、长度为150mm作为试验片。使用胶粘力试验机(商品名:TAC II、Rhesca制造),在贴合于半导体晶片表面上的粘合剂层侧,以30mm/min的速度压入圆柱状探针,以制动载荷100gf保持1秒钟,之后以600mm/min的速度上拉,将此时的峰值载荷作为放射线照射前的胶粘力C。切出试验片后,从基材膜背面照射1000mJ/cm2的紫外线(照度为40mW/cm2)并放置1个小时,将其作为试验片,按照同样的方法求出放射线照射后的胶粘力D。测定是在25℃、相对湿度50%的条件下进行的,在各胶带的各试验片中测定不同的5个点,求出其算术平均值,将其作为胶粘力。
[性能评价]
对实施例1~5、比较例1~4的各半导体晶片加工用胶带进行下述评价。
(晶片磨削后的晶片背面状态)
在60℃的贴合温度,使用日东精机株式会社制造的DR8500II(产品名)作为贴合机将半导体晶片加工用胶带贴合在表面具有高度100μm的凸点的直径为8英寸的半导体晶片上。之后,使用株式会社Disco制的DFG8760(商品名),分别对2片带有凸点的半导体晶片进行磨削加工直至厚度为75μm,目测实施半导体晶片背面的观察。半导体晶片背面状态的评价按下如下进行:2片半导体晶片中未发生1处破损或凹坑的情况视为合格品并表示为AA;未发生破损但一部分产生较浅的凹坑的情况视为合格品并表示为A;2片半导体晶片上均有破损或者半导体晶片的整个面产生凹坑的情况视为不合格品并表示为C。另外,对切削水从磨削后的晶片外周部浸入进行了调查。未发现浸入的情况记为A;发现有浸入的情况记为C。
(粘合剂残存评价)
对磨削后的半导体晶片照射1000mJ/cm2的紫外线,使用Lintec株式会社制造的RAD2700(商品名),在剥离温度为25℃进行剥离。目测观察剥离后的半导体晶片的破损和粘合剂残留。2片半导体晶片中未发生1处破损和粘合剂残留的情况视为合格品并表示为A;即使在1片中发生1处以上的破损或粘合剂残留的情况视为不合格品并表示为C。
【表1】
如表1所示,在固化收缩值S为0.3~1.8、且放射线照射前的粘合力A满足1.5N/25mm~20N/25mm、放射线照射后的粘合力B满足0.01N/25mm~1.5N/25mm的实施例1~5中,在磨削时可良好地密合在半导体晶片,可以防止磨削水的浸入,另外,也未发生粘合剂在半导体晶片加工用胶带剥离后的半导体晶片表面上的残留及半导体晶片的破损。另一方面,如表1所示,在固化收缩值S大的比较例1、2、3中,因其固化收缩S大,主要在凸点的接合部确认到了余胶。另外,在放射线照射前的粘合力A低的比较例4中,虽未产生余胶但由于密合性不充分而确认到了由磨削水浸入而导致的半导体晶片表面的污染。
如此,即使在表面具有凹凸的半导体晶片的情况下,本发明的半导体晶片表面保护用胶带的因放射线固化而导致的固化收缩也较小,在剥离时不会产生半导体晶片的破损和粘合剂残留。
对本发明与其实施方式一起进行了说明,但除非有特别说明否则本发明并不限定于上述说明中的任何细节部分,认为在不违反所附权利要求中所示的发明的内含和范围的条件下应该尽可能广泛地来解释。
本申请主张基于2012年7月6日在日本国提交的专利申请日本特愿2012-153087号的优先权,作为参照将其内容作为本说明书所述的一部分而引入。
Claims (6)
1.一种半导体晶片表面保护用胶带,其是贴合在半导体晶片并在进行背面磨削时所使用的表面保护用胶带,
所述半导体晶片表面保护用胶带的特征在于,
所述半导体晶片表面保护用胶带在基材膜上至少具有1层放射线固化型粘合剂层,且下述固化收缩值S为0.3~1.8,放射线照射前的相对于不锈钢的研磨面的粘合力A为1.5N/25mm~20N/25mm、且放射线照射后的粘合力B为0.01N/25mm~1.5N/25mm,
在所述半导体晶片的半导体晶片表面保护用胶带的贴合面一侧的表面上存在的凹凸的顶部的高度与底部的高度的最大差为10μm~300μm,所述放射线固化型粘合剂层的厚度为1μm~30μm,
固化收缩值S={(B/A)/(D/C)}
上述式中,A表示放射线照射前的相对于不锈钢的研磨面的粘合力,B表示放射线照射后的相对于不锈钢的研磨面的粘合力,C表示放射线照射前的胶带面上的胶粘力,D表示放射线照射后的胶带面上的胶粘力。
2.如权利要求1所述的半导体晶片表面保护用胶带,其特征在于,在所述基材膜与所述放射线固化型粘合剂层之间具有放射线非固化型粘合剂层或由树脂构成的中间层,所述放射线非固化型粘合剂层或由树脂构成的中间层在25℃或60℃的储能模量为1×104Pa~1×106Pa。
3.如权利要求1或2所述的半导体晶片表面保护用胶带,其特征在于,在具有所述放射线固化型粘合剂层一侧的基材膜上所存在的层的总厚度大于等于在所述半导体晶片面上存在的凹凸的顶部的高度与底部的高度的所述最大差。
4.一种半导体晶片的制造方法,该半导体晶片的制造方法包括下述工序:利用在基材膜上具有粘合剂层的表面保护用胶带来保护半导体晶片的晶片表面,对该晶片的背面进行磨削从而对半导体晶片进行加工;
所述半导体晶片的制造方法的特征在于,
所述表面保护用胶带在基材膜上至少具有1层放射线固化型粘合剂层,且下述固化收缩值S为0.3~1.8,放射线照射前的相对于不锈钢研磨面的粘合力A为1.5N/25mm~20N/25mm、且放射线照射后的粘合力B为0.01N/25mm~1.5N/25mm,
在所述半导体晶片的半导体晶片表面保护用胶带的贴合面一侧的表面存在的凹凸的顶部的高度与底部的高度的最大差为10μm~300μm,所述放射线固化型粘合剂层的厚度为1μm~30μm,
固化收缩值S={(B/A)/(D/C)}
上述式中,A表示放射线照射前的对不锈钢的研磨面的粘合力,B表示放射线照射后的对不锈钢的研磨面的粘合力,C表示放射线照射前的胶带面上的胶粘力,D表示放射线照射后的胶带面上的胶粘力。
5.如权利要求4所述的半导体晶片的制造方法,其特征在于,所述表面保护用胶带在所述基材膜与所述放射线固化型粘合剂层之间具有放射线非固化型粘合剂层或由树脂构成的中间层,所述放射线非固化型粘合剂层或由树脂构成的中间层在25℃或60℃的储能模量为1×104Pa~1×106Pa。
6.如权利要求4或5所述的半导体晶片的制造方法,其特征在于,在具有所述放射线固化型粘合剂层一侧的基材膜上所存在的层的总厚度大于等于在所述半导体晶片面存在的凹凸的顶部的高度与底部的高度的所述最大差。
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