CN104412369A - 半导体装置的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的半导体装置的制造方法是具备将半导体晶片单片化而得到的半导体元件的半导体装置的制造方法,其具备以下工序:在支撑部件(60)与半导体晶片(70)之间配置临时固定用薄膜(20),将支撑部件和半导体晶片临时固定的临时固定工序;对临时固定在支撑部件上的半导体晶片的与临时固定用薄膜相反一侧的面进行磨削的磨削工序;和从所磨削的半导体晶片上将临时固定用薄膜剥离的半导体晶片剥离工序;并且,作为半导体晶片,使用在与支撑部件相对的面的外周部实施了切边(75)的半导体晶片,在临时固定工序中,在比切边部分更靠内侧处配置临时固定用薄膜。

Description

半导体装置的制造方法
技术领域
本发明涉及半导体装置的制造方法。
背景技术
在半导体装置的领域中,关于将多个半导体元件重叠而成的被称为SIP(System in Package,系统级封装)的封装的技术的发展显著。由于在SIP型的封装中将半导体元件多个层叠,所以要求半导体元件的厚度尽可能薄。所述半导体元件通过例如在具有一定厚度的半导体晶片中插入集成电路后,将通过对半导体晶片的背面进行磨削而薄化了的半导体晶片进行单片化,由此来制作。半导体晶片的加工利用临时固定材料将半导体晶片临时固定在支撑部件上来进行(例如参照专利文献1及2)。作为临时固定材料,专利文献1中公开了有机硅粘合剂,专利文献2中公开了以橡胶作为主要成分的组合物。
关于半导体元件的连接,以往引线接合法是主流,但近年来被称为TSV(硅贯穿电极)的连接方法备受注目,进行了积极研究。在制作具有贯穿电极的半导体元件时,在半导体晶片的薄化后进一步实施形成贯穿电极的加工。该情况下,伴有将半导体晶片加热至300℃左右的高温工艺。
因此,对于上述的制造工序中使用的临时固定材料,要求在半导体晶片的磨削等时将支撑部件与半导体晶片牢固地固定的粘接性和高温工艺中的耐热性。另一方面,对于临时固定材料要求能够将加工后的半导体晶片从支撑部件上容易地分离的剥离性。特别是为了不产生对半导体芯片的损伤或翘曲的问题要求能够在低温下将半导体晶片与支撑部件分离。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2011-119427号公报
专利文献2:国际公开第2008/045669号手册
发明内容
发明所要解决的课题
专利文献1中记载的临时固定材料由于主要使用了有机硅树脂,所以与丙烯酸酯树脂或环氧树脂等成为固化成分的极性高的单体的相容性差,在薄膜成形时,分离的单体变得不均而存在薄膜成形性变差的倾向。专利文献2中记载的临时固定材料存在对在半导体晶片中形成贯穿电极时的高温工艺、及进行形成了贯穿电极的半导体晶片彼此的连接时的高温工艺的耐热性不充分的倾向。若临时固定材料的耐热性不充分,则在高温工艺中容易产生临时固定材料发生热分解而半导体晶片从支撑部件上剥离这样的不良情况。
考虑使用具有高的玻璃化转变温度(Tg)的聚酰亚胺等通常的耐热性优异的树脂,但在薄膜型的情况下,由于树脂的玻璃化转变温度高,所以为了将半导体晶片与支撑部件充分固定必须在高温下进行贴合,有可能对半导体晶片造成损伤。另一方面,在不是薄膜型而是清漆型的情况下,由于将清漆旋涂到晶片上并使其干燥而形成膜,所以若晶片变大则膜的厚度的不均、晶片边缘的凸起、厚膜化的困难性、工序的复杂性等成为问题。在涂布到支撑部件上的情况下,厚度的不均、厚膜化的困难性、工序的复杂性等也成为问题。
本发明是鉴于上述情况而完成的,目的是提供具有在低温下贴合也能够将半导体晶片与支撑部件充分固定的低温贴附性及充分的耐热性、并且能够将加工后的半导体晶片从支撑部件上容易地分离的半导体装置的制造方法。
另外,在介由临时固定材料将半导体晶片与支撑部件贴合时,有可能临时固定材料伸出到比半导体晶片的外缘更靠外侧处。特别是当使用清漆型的临时固定材料时,有时难以控制配置临时固定材料的位置。因此,在半导体晶片的磨削时伸出到外侧的临时固定材料也可能被削去而在半导体晶片上产生临时固定材料的残渣。因此,本发明的目的是提供能够抑制在半导体晶片上产生临时固定材料的残渣的半导体装置的制造方法。
用于解决课题的方法
本发明的半导体装置的制造方法的特征在于,其是具备将半导体晶片单片化而得到的半导体元件的半导体装置的制造方法,其具备以下工序:在支撑部件与半导体晶片之间配置临时固定用薄膜,将支撑部件和半导体晶片临时固定的临时固定工序;对临时固定在支撑部件上的半导体晶片的与临时固定用薄膜相反一侧的面进行磨削的磨削工序;和从所磨削的半导体晶片上将临时固定用薄膜剥离的半导体晶片剥离工序,并且,作为半导体晶片,使用在与支撑部件相对的面的外周部实施了切边的半导体晶片,在临时固定工序中,在比切边部分更靠内侧处配置临时固定用薄膜。
在该半导体装置的制造方法中,作为半导体晶片,使用在与支撑部件相对的面的外周部实施了切边的半导体晶片。另外,在支撑部件与半导体晶片之间配置临时固定用薄膜时,在比半导体晶片的切边部分更靠内侧处配置临时固定用薄膜。因此,在将支撑部件和半导体晶片临时固定时,临时固定用薄膜变得不易伸出到比半导体晶片的切边部分更靠外侧处。因此,在之后的磨削工序中,临时固定用薄膜不易被削去,能够抑制在半导体晶片上产生临时固定用薄膜的残渣。
上述半导体装置的制造方法还具备从支撑部件上将临时固定用薄膜剥离的支撑部件剥离工序,并且,作为支撑部件,优选使用与临时固定用薄膜相对的面的一部分或全部经脱模处理的支撑部件。该情况下,能够从支撑部件上将临时固定用薄膜容易地剥离,支撑部件的再利用成为可能。
优选利用选自由具有氟原子的表面改性剂、聚烯烃系蜡、硅油、含有反应性基团的硅油及有机硅改性醇酸树脂组成的组中的至少一种脱模处理剂进行脱模处理。该情况下,能够从支撑部件上将临时固定用薄膜更容易地剥离。
作为临时固定用薄膜,优选使用含有下述含环氧基的(甲基)丙烯酸共聚物而成的临时固定用薄膜,所述含环氧基的(甲基)丙烯酸共聚物是将包括具有环氧基的丙烯酸酯单体或具有环氧基的甲基丙烯酸酯单体的丙烯酸单体聚合而得到的,其重均分子量为10万以上且Tg为-50℃~50℃。该情况下,能够兼顾临时固定用薄膜的低温贴附性和耐热性。
作为具有环氧基的丙烯酸酯单体,使用丙烯酸缩水甘油酯单体,作为具有环氧基的甲基丙烯酸酯单体,优选使用甲基丙烯酸缩水甘油酯单体。该情况下,也能够兼顾临时固定用薄膜的低温贴附性和耐热性。
作为临时固定用薄膜,优选使用含有由有机硅改性醇酸树脂构成的剥离剂的临时固定用薄膜。该情况下,能够确保临时固定用薄膜的耐热性,且能够从半导体晶片上将临时固定用薄膜容易地剥离。
发明效果
根据本发明,能够提供具有即使在低温下贴合也能够将半导体晶片与支撑部件充分固定的低温贴附性及充分的耐热性、并且能够将加工后的半导体晶片从支撑部件上容易地分离的半导体装置的制造方法。另外,根据本发明,能够抑制在半导体晶片上产生临时固定材料的残渣。
附图说明
图1的图1(A)是表示本发明的临时固定用薄膜片材的一个实施方式的俯视图,图1(B)是沿着图1(A)的I-I线的示意剖视图。
图2的图2(A)是表示本发明的临时固定用薄膜片材的另一实施方式的俯视图,图2(B)是沿着图2(A)的II-II线的示意剖视图。
图3的图3(A)是表示本发明的临时固定用薄膜片材的另一实施方式的俯视图,图3(B)是沿着图3(A)的III-III线的示意剖视图。
图4是用于说明本发明的半导体装置的制造方法的一个实施方式的立体图。
图5的图5(A)、图5(B)及图5(C)是用于说明本发明的半导体装置的制造方法的一个实施方式的示意剖视图,图5(D)是表示加工后的半导体晶片的俯视图。
图6是用于说明本发明的半导体装置的制造方法的一个实施方式的示意剖视图。
图7是用于说明图6的半导体装置的制造方法的变形例的示意剖视图。
图8是用于说明本发明的半导体装置的制造方法的另一实施方式的示意剖视图。
图9是用于说明图8的半导体装置的制造方法的变形例的示意剖视图。
图10是用于说明本发明的半导体装置的制造方法的一个实施方式的示意剖视图。
具体实施方式
首先,对本发明的临时固定用薄膜及临时固定用薄膜片材进行说明。图1(A)是表示本发明的临时固定用薄膜片材的一个实施方式的俯视图,图1(B)是沿着图1(A)的I-I线的示意剖视图。
图1中所示的临时固定用薄膜片材1具备支撑基材10、设置在支撑基材10上的临时固定用薄膜20和设置在临时固定用薄膜20的与支撑基材10相反一侧的保护薄膜30。
作为支撑基材10,例如可列举出聚酯薄膜、聚丙烯薄膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚酰亚胺薄膜、聚醚酰亚胺薄膜、聚醚萘二甲酸酯薄膜、甲基戊烯薄膜等。支撑基材10也可以是将2种以上的薄膜组合而成的多层薄膜。另外,支撑基材10也可以是表面经有机硅系、二氧化硅系等脱模剂等处理的支撑基材。
临时固定用薄膜20含有使相对于全部酸二酐含有20摩尔%以上的下述通式(I-1)所表示的四羧酸二酐的酸二酐与二胺反应而得到的聚酰亚胺树脂而成。
式(I-1)中,n表示2~20的整数。
临时固定用薄膜20通过含有利用上述反应而得到的聚酰亚胺树脂作为具有酰亚胺骨架的热塑性树脂,能够将所加工的部件与用于支撑其的部件在低温的贴附条件下充分地固定,由于在加工后可以使用有机溶剂溶解,所以能够将加工后的部件与支撑部件容易地分离。
作为式(I-1)中的n为2~5的四羧酸二酐,例如可列举出1,2-(亚乙基)双(偏苯三酸二酐酯)、1,3-(三亚甲基)双(偏苯三酸二酐酯)、1,4-(四亚甲基)双(偏苯三酸二酐酯)、1,5-(五亚甲基)双(偏苯三酸二酐酯)。作为式(I-1)中的n为6~20的四羧酸二酐,例如可列举出1,6-(六亚甲基)双(偏苯三酸二酐酯)、1,7-(七亚甲基)双(偏苯三酸二酐酯)、1,8-(八亚甲基)双(偏苯三酸二酐酯)、1,9-(九亚甲基)双(偏苯三酸二酐酯)、1,10-(十亚甲基)双(偏苯三酸二酐酯)、1,12-(十二亚甲基)双(偏苯三酸二酐酯)、1,16-(十六亚甲基)双偏苯三酸二酐酯、1,18-(十八亚甲基)双(偏苯三酸二酐酯)等。它们可以1种单独使用或将2种以上并用。
上述四羧酸二酐可以通过使偏苯三酸酐一氯化物与对应的二醇反应来合成。
酸二酐中的上述四羧酸二酐的配合量相对于全部酸二酐优选为30摩尔%以上,更优选为50摩尔%以上,更进一步优选为70摩尔%以上。通过将通式(I-1)所表示的四羧酸二酐的配合量设为上述的范围,即使将临时固定用薄膜的贴附温度设定得更低也能够充分固定。
本实施方式的聚酰亚胺树脂可以是仅使用通式(I-1)所表示的四羧酸二酐作为与二胺反应的酸二酐而得到的树脂,但也可以是将该四羧酸二酐与其它酸二酐并用而得到的树脂。
作为能够与式(I-1)的四羧酸二酐一起使用的其它酸二酐,例如可列举出均苯四甲酸二酐、3,3’,4,4’-二苯基四羧酸二酐、2,2’,3,3’-二苯基四羧酸二酐、2,2-双(3,4-二羧基苯基)丙烷二酐、2,2-双(2,3-二羧基苯基)丙烷二酐、1,1-双(2,3-二羧基苯基)乙烷二酐、1,1-双(3,4-二羧基苯基)乙烷二酐、双(2,3-二羧基苯基)甲烷二酐、双(3,4-二羧基苯基)甲烷二酐、双(3,4-二羧基苯基)砜二酐、3,4,9,10-苝四羧酸二酐、双(3,4-二羧基苯基)醚二酐、苯-1,2,3,4-四羧酸二酐、3,4,3’,4’-二苯甲酮四羧酸二酐、2,3,2’,3-二苯甲酮四羧酸二酐、2,3,3’,4’-二苯甲酮四羧酸二酐、1,2,5,6-萘四羧酸二酐、2,3,6,7-萘四羧酸二酐、1,2,4,5-萘-四羧酸二酐、1,4,5,8-萘-四羧酸二酐、2,6-二氯萘-1,4,5,8-四羧酸二酐、2,7-二氯萘-1,4,5,8-四羧酸二酐、2,3,6,7-四氯萘-1,4,5,8-四羧酸二酐、菲-1,8,9,10-四羧酸二酐、吡嗪-2,3,5,6-四羧酸二酐、噻吩-2,3,4,5-四羧酸二酐、2,3,3’,4’-联苯基四羧酸二酐、3,4,3’,4’-联苯基四羧酸二酐、2,3,2’,3’-联苯基四羧酸二酐、双(3,4-二羧基苯基)二甲基硅烷二酐、双(3,4-二羧基苯基)甲基苯基硅烷二酐、双(3,4-二羧基苯基)二苯基硅烷二酐、1,4-双(3,4-二羧基苯基二甲基甲硅烷基)苯二酐、1,3-双(3,4-二羧基苯基)-1,1,3,3-四甲基二环己烷二酐、对苯基双(偏苯三酸单酯酸酐)、乙烯四羧酸二酐、1,2,3,4-丁烷四羧酸二酐、十氢化萘-1,4,5,8-四羧酸二酐、4,8-二甲基-1,2,3,5,6,7-六氢化萘-1,2,5,6-四羧酸二酐、环戊烷-1,2,3,4-四羧酸二酐、吡咯烷-2,3,4,5-四羧酸二酐、1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐、双(外向-二环〔2,2,1〕庚烷-2,3-二羧酸酐)砜、二环-(2,2,2)-辛(7)-烯2,3,5,6-四羧酸二酐、2,2-双(3,4-二羧基苯基)六氟丙烷二酐、2,2-双〔4-(3,4-二羧基苯氧基)苯基〕六氟丙烷二酐、4,4’-双(3,4-二羧基苯氧基)二苯基硫醚二酐、1,4-双(2-羟基六氟异丙基)苯双(偏苯三酸酐)、1,3-双(2-羟基六氟异丙基)苯双(偏苯三酸酐)、5-(2,5-二氧代四氢呋喃基)-3-甲基-3-环己烯-1,2-二羧酸酐、四氢呋喃-2,3,4,5-四羧酸二酐等。它们可以将2种以上混合使用。它们的配合量相对于全部酸二酐优选为90摩尔%以下,更优选为85摩尔%以下,更进一步优选为80摩尔%以下。
作为二胺,例如可列举出邻苯二胺、间苯二胺、对苯二胺、3,3’-二氨基二苯基醚、3,4’-二氨基二苯基醚、4,4’-二氨基二苯基醚、3,3’-二氨基二苯基甲烷、3,4’-二氨基二苯基甲烷、4,4’-二氨基二苯基醚甲烷、双(4-氨基-3,5-二甲基苯基)甲烷、双(4-氨基-3,5-二异丙基苯基)甲烷、3,3’-二氨基二苯基二氟甲烷、3,4’-二氨基二苯基二氟甲烷、4,4’-二氨基二苯基二氟甲烷、3,3’-二氨基二苯基砜、3,4’-二氨基二苯基砜、4,4’-二氨基二苯基砜、3,3’-二氨基二苯基硫醚、3,4’-二氨基二苯基硫醚、4,4’-二氨基二苯基硫醚、3,3’-二氨基二苯基酮、3,4’-二氨基二苯基酮、4,4’-二氨基二苯基酮、2,2-双(3-氨基苯基)丙烷、2,2’-(3,4’-二氨基二苯基)丙烷、2,2-双(4-氨基苯基)丙烷、2,2-双(3-氨基苯基)六氟丙烷、2,2-(3,4’-二氨基二苯基)六氟丙烷、2,2-双(4-氨基苯基)六氟丙烷、1,3-双(3-氨基苯氧基)苯、1,4-双(3-氨基苯氧基)苯、1,4-双(4-氨基苯氧基)苯、3,3’-(1,4-亚苯基双(1-甲基亚乙基))双苯胺、3,4’-(1,4-亚苯基双(1-甲基亚乙基))双苯胺、4,4’-(1,4-亚苯基双(1-甲基亚乙基))双苯胺、2,2-双(4-(3-氨基苯氧基)苯基)丙烷、2,2-双(4-(3-氨基苯氧基)苯基)六氟丙烷、2,2-双(4-(4-氨基苯氧基)苯基)六氟丙烷、双(4-(3-氨基苯氧基)苯基)硫醚、双(4-(4-氨基苯氧基)苯基)硫醚、双(4-(3-氨基苯氧基)苯基)砜、双(4-(4-氨基苯氧基)苯基)砜、1,3-双(氨基甲基)环己烷及2,2-双(4-氨基苯氧基苯基)丙烷。
本实施方式的聚酰亚胺树脂优选为使酸二酐与相对于全部二胺含有优选10摩尔%以上、更优选20摩尔%以上、进一步优选30摩尔%以上的下述通式(A-1)所表示的二胺的二胺反应而得到的聚酰亚胺树脂。
式(A-1)中,Q1、Q2及Q3分别独立地表示碳原子数为1~10的亚烷基,p表示0~10的整数。
通过含有通式(A-1)所表示的二胺的配合量为上述的范围的聚酰亚胺树脂,从而临时固定用薄膜能够得到低温贴附性优异、低应力这样的特性。由此,能够更容易地抑制对要临时固定的部件的损伤且在加工时将部件充分固定。
作为上述碳原子数为1~10的亚烷基,例如可列举出亚甲基、亚乙基、三亚甲基、四亚甲基、五亚甲基、六亚甲基、七亚甲基、八亚甲基、九亚甲基、十亚甲基、亚丙基、亚丁基、亚戊基、亚己基等基团。
作为上述通式(A-1)所表示的二胺,例如可列举出:
H2N-(CH2)3-O-(CH2)4-O-(CH2)3-NH2
H2N-(CH2)3-O-(CH2)6-O-(CH2)3-NH2
H2N-(CH2)3-O-(CH2)2-O-(CH2)2-O-(CH2)3-NH2
H2N-(CH2)3-O-(CH2)2-O-(CH2)2-O-(CH2)2-O-(CH2)3-NH2等。
通式(A-1)所表示的二胺可以1种单独使用或将2种以上并用来使用。
另外,本实施方式的聚酰亚胺树脂优选为使酸二酐与相对于全部二胺含有优选3摩尔%以上、更优选5摩尔%以上、进一步优选10摩尔%以上的下述式(A-2)所表示的二胺的二胺反应而得到的聚酰亚胺树脂。
通过含有式(A-2)所表示的二胺的配合量为上述的范围的聚酰亚胺树脂,从而临时固定用薄膜能够得到耐热性及在有机溶剂中的溶解性优异这样的特性。由此,能够更容易地进行临时固定的部件的高温下的加工和加工后的部件与支撑部件的分离。
此外,本实施方式的聚酰亚胺树脂优选为使酸二酐与相对于全部二胺含有优选3摩尔%以上、更优选5摩尔%以上、进一步优选10摩尔%以上的下述通式(A-3)所表示的二胺的二胺反应而得到的聚酰亚胺树脂。下述通式(A-3)所表示的二胺的含量相对于全部二胺优选为70摩尔%以下。
式(A-3)中,R1及R2分别独立地表示碳原子数为1~5的亚烷基或亚苯基,R3、R4、R5及R6分别独立地表示碳原子数为1~5的烷基、苯基或苯氧基,m表示1~90的整数。
通过含有通式(A-3)所表示的二胺的配合量为上述的范围的聚酰亚胺树脂,从而临时固定用薄膜能够得到低温贴附性优异、低应力这样的特性。由此,能够更容易地抑制对要临时固定的部件的损伤且在加工时将部件充分固定。
作为通式(A-3)中的m为1的二胺,例如可列举出1,1,3,3-四甲基-1,3-双(4-氨基苯基)二硅氧烷、1,1,3,3-四苯氧基-1,3-双(4-氨基乙基)二硅氧烷、1,1,3,3-四苯基-1,3-双(2-氨基乙基)二硅氧烷、1,1,3,3-四苯基-1,3-双(3-氨基丙基)二硅氧烷、1,1,3,3-四甲基-1,3-双(2-氨基乙基)二硅氧烷、1,1,3,3-四甲基-1,3-双(3-氨基丙基)二硅氧烷、1,1,3,3-四甲基-1,3-双(3-氨基丁基)二硅氧烷、1,3-二甲基-1,3-二甲氧基-1,3-双(4-氨基丁基)二硅氧烷等。
作为通式(A-3)中的m为2的二胺,例如可列举出1,1,3,3,5,5-六甲基-1,5-双(4-氨基苯基)三硅氧烷、1,1,5,5-四苯基-3,3-二甲基-1,5-双(3-氨基丙基)三硅氧烷、1,1,5,5-四苯基-3,3-二甲氧基-1,5-双(4-氨基丁基)三硅氧烷、1,1,5,5-四苯基-3,3-二甲氧基-1,5-双(5-氨基戊基)三硅氧烷、1,1,5,5-四甲基-3,3-二甲氧基-1,5-双(2-氨基乙基)三硅氧烷、1,1,5,5-四甲基-3,3-二甲氧基-1,5-双(4-氨基丁基)三硅氧烷、1,1,5,5-四甲基-3,3-二甲氧基-1,5-双(5-氨基戊基)三硅氧烷、1,1,3,3,5,5-六甲基-1,5-双(3-氨基丙基)三硅氧烷、1,1,3,3,5,5-六乙基-1,5-双(3-氨基丙基)三硅氧烷、1,1,3,3,5,5-六丙基-1,5-双(3-氨基丙基)三硅氧烷等。
作为通式(A-3)中的m为3~70的二胺,例如可列举出下述式(A-4)所表示的二胺、及下述式(A-5)所表示的二胺。
通式(A-3)所表示的二胺可以1种单独使用或将2种以上并用来使用。
在本实施方式中,若考虑形成临时固定用薄膜时的在有机溶剂中的溶解性及与其它树脂的混合性、以及对在加工后接触的有机溶剂的溶解性,则作为通式(A-3)所表示的二胺,优选使用在有机硅骨架侧链的一部分上具有苯基的硅氧烷二胺。
本实施方式的聚酰亚胺树脂可以通过在有机溶剂中将含有本发明所述的四羧酸二酐的酸二酐与二胺进行缩合反应来得到。该情况下,酸二酐及二胺优选以等摩尔或几乎等摩尔来使用,各成分的添加可以以任意的顺序进行。
作为有机溶剂,例如可列举出二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮、二甲基亚砜、六甲基磷酰胺、间甲酚、邻氯苯酚等。
从防止凝胶化的观点出发,反应温度优选为80℃以下,更优选为0~50℃,更进一步优选为0~30℃。
在酸二酐与二胺的缩合反应中,随着反应进行而生成作为聚酰亚胺的前体的聚酰胺酸,反应液的粘度慢慢地上升。
本实施方式的聚酰亚胺树脂可以通过使上述反应产物(聚酰胺酸)脱水闭环而得到。脱水闭环可以使用在120℃~250℃下进行热处理的方法或化学方法来进行。在120℃~250℃下进行热处理的方法的情况下,优选边将脱水反应中产生的水除去到体系外边进行。此时,也可以使用苯、甲苯、二甲苯等将水共沸除去。
另外,本说明书中,将聚酰亚胺及其前体总称为聚酰亚胺树脂。在聚酰亚胺的前体中,除了聚酰胺酸以外,还包括聚酰胺酸部分酰亚胺化的物质。
在通过化学方法使其脱水闭环时,作为闭环剂,可以使用醋酸酐、丙酸酐、苯甲酸酐的酸酐;二环己基碳二酰亚胺等碳二酰亚胺化合物等。此时根据需要,也可以使用吡啶、异喹啉、三甲基胺、氨基吡啶、咪唑等闭环催化剂。闭环剂或闭环催化剂优选相对于酸二酐的总计1摩尔,分别在1~8摩尔的范围内使用。
从粘接力提高以及薄膜成形性提高的观点出发,聚酰亚胺树脂的重均分子量优选为10000~150000,更优选为30000~120000,更进一步优选为50000~100000。上述聚酰亚胺树脂的重均分子量是指使用高效液相色谱法(例如TOSOH制“HLC-8320GPC”(商品名)),以聚苯乙烯换算测定时的重均分子量。本测定中,作为洗脱液,优选使用在将四氢呋喃及二甲基亚砜以体积比1比1混合而成的混合溶液中将溴化锂及磷酸按照各自达到3.2g/L及5.9g/L的浓度的方式混合并使其溶解而得到的溶液。另外,作为柱可以将TOSOH制TSKgelPack、AW2500、AW3000、AW4000组合来进行测定。
从降低晶片压接时的热损伤及薄膜成形性的观点出发,聚酰亚胺树脂的玻璃化转变温度(Tg)优选为-20~180℃,更优选为0~150℃,更进一步优选为25~150℃。聚酰亚胺树脂的Tg为使用粘弹性测定装置(Rheometric公司制)测定薄膜时的tanδ的峰值温度。具体而言,通过将30μm厚度的薄膜成型后,将其切断成10mm×25mm的尺寸,在升温速度:5℃/分钟、频率:1Hz、测定温度:-50~300℃的条件下测定储能模量及tanδ的温度依赖性而算出Tg。
在临时固定用薄膜20中,还可以含有无机填料。
作为上述无机填料,例如可列举出银粉、金粉、铜粉等金属填料;二氧化硅、氧化铝、氮化硼、二氧化钛、玻璃、氧化铁、陶瓷等非金属无机填料等。
上述无机填料可以根据所期望的功能来选择。例如,金属填料可以出于对临时固定用薄膜赋予触变性的目的而添加,非金属无机填料可以出于对临时固定用薄膜赋予低热膨胀性、低吸湿性的目的而添加。
上述无机填料可以1种单独使用或将2种以上组合使用。
另外,上述无机填料优选在表面具有有机基团。通过将无机填料的表面用有机基团进行修饰,容易提高形成临时固定用薄膜时在有机溶剂中的分散性、以及临时固定用薄膜的密合性及耐热性。
在表面具有有机基团的无机填料可以通过例如将下述通式(B-1)所表示的硅烷偶联剂与无机填料混合,并在30℃以上的温度下进行搅拌来得到。无机填料的表面用有机基团修饰可以通过UV测定、IR测定、XPS测定等进行确认。
式(B-1)中,X表示选自由苯基、环氧丙氧基、丙烯酰基、甲基丙烯酰基、巯基、氨基、乙烯基、异氰酸酯基及甲基丙烯酰氧基组成的组中的有机基团,s表示0或1~10的整数,R11、R12及R13分别独立地表示碳原子数为1~10的烷基。
作为碳原子数为1~10的烷基,例如可列举出甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、异丙基、异丁基等。从获得容易的角度出发,优选甲基、乙基及戊基。
作为X,从耐热性的观点出发,优选氨基、环氧丙氧基、巯基及异氰酸酯基,更优选环氧丙氧基及巯基。
从抑制高热时的薄膜流动性、提高耐热性的观点出发,式(B-1)中的s优选为0~5,更优选为0~4。
作为优选的硅烷偶联剂,例如可列举出三甲氧基苯基硅烷、二甲基二甲氧基苯基硅烷、三乙氧基苯基硅烷、二甲氧基甲基苯基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、2-(3,4-环氧基环己基)乙基三甲氧基硅烷、3-异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-巯基丙基三甲氧基硅烷、3-脲基丙基三乙氧基硅烷、N-(1,3-二甲基亚丁基)-3-(三乙氧基甲硅烷基)-1-丙烷胺、N,N’-双(3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基)乙二胺、聚氧乙烯丙基三烷氧基硅烷、聚乙氧基二甲基硅氧烷等。它们中,优选3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、3-异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷、3-巯基丙基三甲氧基硅烷,更优选三甲氧基苯基硅烷、3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、3-巯基丙基三甲氧基硅烷。
硅烷偶联剂可以1种单独使用或将2种以上组合使用。
从谋求提高耐热性的效果与保存稳定性的平衡的观点出发,上述偶联剂的用量相对于100质量份无机填料,优选为0.01~50质量份,更优选为0.05质量份~20质量份,从提高耐热性的观点出发,更进一步优选为0.5~10质量份。
当本实施方式的临时固定用薄膜含有无机填料时,其含量相对于100质量份聚酰亚胺树脂优选为300质量份以下,更优选为200质量份以下,更进一步优选为100质量份以下。无机填料的含量的下限没有特别限制,但相对于100质量份聚酰亚胺树脂,优选为5质量份以上。
通过将无机填料的含量设为上述范围,能够充分确保临时固定用薄膜的粘接性且赋予所期望的功能。
本实施方式的临时固定用薄膜中还可以配合有机填料。作为有机填料,例如可列举出碳、橡胶系填料、有机硅系微粒、聚酰胺微粒、聚酰亚胺微粒等。
本实施方式的临时固定用薄膜还可以含有具有碳-碳不饱和键的自由基聚合性化合物及自由基产生剂。
作为具有碳-碳不饱和键的自由基聚合性化合物,可列举出具有烯键式不饱和基团的化合物。
作为烯键式不饱和基团,例如可列举出乙烯基、烯丙基、炔丙基、丁烯基、乙炔基、苯基乙炔基、马来酰亚胺基、纳特酰亚胺基、(甲基)丙烯酰基等,从反应性的观点出发,优选(甲基)丙烯酰基。
从反应性的观点出发,自由基聚合性化合物优选为2官能以上的(甲基)丙烯酸酯。作为这样的丙烯酸酯,例如可列举出二乙二醇二丙烯酸酯、三乙二醇二丙烯酸酯、四乙二醇二丙烯酸酯、二乙二醇二甲基丙烯酸酯、三乙二醇二甲基丙烯酸酯、四乙二醇二甲基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷二甲基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、1,4-丁烷二醇二丙烯酸酯、1,6-己烷二醇二丙烯酸酯、1,4-丁烷二醇二甲基丙烯酸酯、1,6-己烷二醇二甲基丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、季戊四醇三甲基丙烯酸酯、季戊四醇四甲基丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯、二季戊四醇六甲基丙烯酸酯、苯乙烯、二乙烯基苯、4-乙烯基甲苯、4-乙烯基吡啶、N-乙烯基吡咯烷酮、丙烯酸2-羟基乙酯、甲基丙烯酸2-羟基乙酯、1,3-丙烯酰氧基-2-羟基丙烷、1,2-甲基丙烯酰氧基-2-羟基丙烷、亚甲基双丙烯酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺、三(β-羟基乙基)异氰脲酸酯的三丙烯酸酯、下述通式(C-1)所表示的化合物、氨基甲酸酯丙烯酸酯、氨基甲酸酯甲基丙烯酸酯、尿素丙烯酸酯、异氰脲酸二/三丙烯酸酯及异氰脲酸二/三甲基丙烯酸酯等。
通式(C-1)中,R21及R22分别独立地表示氢原子或甲基。
上述中,如通式(C-1)所表示的那样的具有三环癸烷骨架的化合物从能够提高固化后的临时固定用薄膜的溶解性及粘接性的角度出发是优选的。另外,从能够提高固化后的临时固定用薄膜的粘接性的角度出发,优选氨基甲酸酯丙烯酸酯、氨基甲酸酯甲基丙烯酸酯、异氰脲酸二/三丙烯酸酯及异氰脲酸二/三甲基丙烯酸酯。
当临时固定用薄膜含有3官能以上的丙烯酸酯化合物作为自由基聚合性化合物时,固化后的临时固定用薄膜的粘接性更加提高,同时能够抑制加热时的排气。
此外,从固化后的临时固定用薄膜的耐热性更加提高的角度出发,临时固定用薄膜优选包含异氰脲酸二/三丙烯酸酯和/或异氰脲酸二/三甲基丙烯酸酯作为自由基聚合性化合物。
自由基聚合性化合物可以1种单独使用或将2种以上组合使用。
作为自由基产生剂,例如可列举出热自由基产生剂及光自由基产生剂。在本实施方式中,优选使用有机过氧化物等热自由基产生剂。
作为有机过氧化物,例如可列举出2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧化己烷)、二枯基过氧化物、叔丁基过氧化-2-乙基己酸酯、叔己基过氧化-2-乙基己酸酯、1,1-双(叔丁基过氧化)-3,3,5-三甲基环己烷、1,1-双(叔己基过氧化)-3,3,5-三甲基环己烷、双(4-叔丁基环己基)过氧化二碳酸酯等。
有机过氧化物考虑形成临时固定用薄膜时的条件(例如制膜温度等)、固化(贴合)条件、其它工艺条件、储藏稳定性等来选择。
作为本实施方式中使用的有机过氧化物,优选1分钟半衰期温度为120℃以上的有机过氧化物,更优选为150℃以上的有机过氧化物。作为这样的有机过氧化物,例如可列举出Perhexa 25B(日油公司制)、2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧化己烷)(1分钟半衰期温度:180℃)、Percumyl D(日油公司制)、二枯基过氧化物(1分钟半衰期温度:175℃)等。
自由基产生剂可以1种单独使用或将2种以上组合使用。
从充分确保固化后的临时固定用薄膜的溶解性即部件的剥离性、并且提高加工时的部件(例如半导体晶片)的保持性的观点出发,临时固定用薄膜中的自由基聚合性化合物的含量相对于100质量份聚酰亚胺树脂优选为0~100质量份,更优选为3~50质量份,更进一步优选为5~40质量份。
从谋求兼顾固化性与排气的抑制及保存稳定性的观点出发,临时固定用薄膜中的自由基产生剂的含量相对于100质量份自由基聚合性化合物的总量优选为0.01~20质量份,更优选为0.1~10质量份,更进一步优选为0.5~5质量份。
本实施方式的临时固定用薄膜还可以含有环氧树脂作为与上述的自由基聚合性化合物不同的热固化性化合物。该情况下,还可以进一步配合环氧树脂固化剂及固化促进剂。
作为环氧树脂,例如可列举出分子内含有至少2个环氧基的化合物,从固化性、固化物特性的方面出发,优选使用酚的缩水甘油醚型的环氧树脂。作为这样的树脂,可列举出双酚A、双酚AD、双酚S、双酚F或卤化双酚A与环氧氯丙烷的缩合物、线型酚醛清漆树脂的缩水甘油醚、甲酚线型酚醛树脂的缩水甘油醚、双酚A酚醛清漆树脂的缩水甘油醚等。它们可以将2种以上并用。
环氧树脂的配合量相对于100质量份聚酰亚胺树脂优选为1~100质量份,更优选为5~60质量份。若环氧树脂的配合量在上述范围内,则能够充分确保粘接性,并且充分减小蚀刻中需要花费时间而操作性降低的问题。
作为环氧树脂的固化剂,例如可列举出酚醛树脂、胺化合物。从保存稳定性、不会产生固化时的排气的方面、与树脂的相容性的方面出发,优选使用酚醛树脂。
固化剂的配合量优选参照环氧当量适当调整,相对于100质量份环氧树脂优选为10~300质量份,更优选为50~150质量份。若固化剂的配合量在上述范围内,则能够容易地确保耐热性。
作为固化促进剂,例如可列举出咪唑类、双氰胺衍生物、二羧酸二酰肼、三苯基膦、四苯基鏻四苯基硼酸酯、2-乙基-4-甲基咪唑-四苯基硼酸酯、1,8-二氮杂二环[5.4.0]十一碳烯-7-四苯基硼酸酯等。它们可以将2种以上并用。
固化促进剂的配合量相对于100质量份环氧树脂优选为0.01~50质量份,更优选为0.1~20质量份。若固化促进剂的配合量在上述范围内,则能够得到充分的固化性,且充分减小保存稳定性的降低。
在本实施方式的临时固定用薄膜中,作为热固化性化合物可以仅配合环氧树脂,也可以将自由基聚合性化合物与环氧树脂并用来配合。从兼顾溶解性与耐热性的观点出发,并用时的环氧树脂的含量相对于100质量份上述自由基聚合性化合物优选为100质量份以下,更优选为50质量份以下,更进一步优选为30质量份以下。
从提高在有机溶剂中的溶解性的观点出发,临时固定用薄膜优选还含有选自由具有氟原子的表面改性剂、聚烯烃蜡及硅油组成的组中的1种以上。
作为具有氟原子的表面改性剂,例如可以使用Megafac(DIC制,商品名)、Hypertech(日产化学制,商品名)、Optool(大金制,商品名)、Cheminox(Unimatec制,商品名)等市售品。
作为聚烯烃蜡,例如可列举出聚乙烯系、酰胺系、褐煤酸系等的蜡。
作为硅油,例如可列举出直馏硅油(KF-96(信越化学公司制))、反应性硅油(X-22-176F、X-22-3710、X-22-173DX、X-22-170BX(信越化学公司制)。
氟系表面改性剂、聚烯烃蜡及硅油可以1种单独使用或将2种以上组合使用。
从溶解性与粘接性的平衡的观点出发,临时固定用薄膜中的氟系表面改性剂及聚烯烃蜡的含量相对于100质量份聚酰亚胺树脂,总计优选为0.01~10质量份,更优选为0.1~5质量份,更进一步优选为0.5~3质量份。
另外,在与上述的实施方式不同的实施方式中,临时固定用薄膜20含有将包括具有环氧基的丙烯酸酯或具有环氧基的甲基丙烯酸酯等官能性单体的单体聚合而得到的、重均分子量为10万以上的含环氧基的(甲基)丙烯酸共聚物(以下称为“丙烯酸共聚物”)而成。作为丙烯酸共聚物,例如可以使用(甲基)丙烯酸酯共聚物、丙烯酸橡胶,优选使用丙烯酸橡胶。
作为具有环氧基的丙烯酸酯,例如可列举出丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸4-羟基丁酯缩水甘油醚、丙烯酸3,4-环氧基环己基甲酯。作为具有环氧基的甲基丙烯酸酯,例如可列举出甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸4-羟基丁酯缩水甘油醚、甲基丙烯酸3,4-环氧基环己基甲酯。它们中,从耐热性的观点出发,优选丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯。
丙烯酸橡胶为以丙烯酸酯作为主要成分,例如由丙烯酸丁酯与丙烯腈等的共聚物、丙烯酸乙酯与丙烯腈等的共聚物等构成的橡胶。
丙烯酸共聚物的Tg优选为-50℃~50℃。若丙烯酸共聚物的Tg为50℃以下,则能够确保临时固定用薄膜20的柔软性,能够抑制低温压接性的降低。另外,在半导体晶片上存在凸点等的情况下,在150℃以下的凸点埋入变得容易。另一方面,若丙烯酸共聚物的Tg为-50℃以上,则能够抑制因临时固定用薄膜20的柔软性变得过高而导致的操作性及剥离性的降低。
丙烯酸共聚物的Tg为使用粘弹性测定装置(Rheometric公司制)测定丙烯酸共聚物的薄膜时的tanδ的峰值温度。具体而言,通过将30μm厚度的薄膜成型后,将其切断成10mm×25mm的尺寸,在升温速度:5℃/分钟、频率:1Hz、测定温度:-50~300℃的条件下测定储能模量及tanδ的温度依赖性来算出Tg。
丙烯酸共聚物的重均分子量优选为10万以上且100万以下。若重均分子量为10万以上,则能够确保临时固定用薄膜20的耐热性。另一方面,若重均分子量为100万以下,则能够抑制临时固定用薄膜20的流动性降低、及贴附性的降低。另外,重均分子量为通过凝胶渗透色谱法(GPC)并利用了基于标准聚苯乙烯的标准曲线的聚苯乙烯换算值。
另外,丙烯酸共聚物中含有的具有环氧基的丙烯酸酯或具有环氧基的甲基丙烯酸酯的量以共聚物合成时的配合质量比计优选为0.1~20质量%,更优选为0.3~15质量%,进一步优选为0.5~10质量%。若配合质量比在上述范围内,则能够得到充分的耐热性,并且抑制柔软性的降低。
作为上述那样的丙烯酸共聚物,可以使用通过珠状聚合、溶液聚合等聚合方法而得到的丙烯酸共聚物,或者,也可以使用HTR-860P(NagaseChemteX株式会社制,商品名)等可获得的丙烯酸共聚物。
临时固定用薄膜20还可以含有促进丙烯酸共聚物中含有的环氧基的固化的固化促进剂。
作为固化促进剂,例如可列举出咪唑类、双氰胺衍生物、二羧酸二酰肼、三苯基膦、四苯基鏻四苯基硼酸酯、2-乙基-4-甲基咪唑-四苯基硼酸酯、1,8-二氮杂二环[5.4.0]十一碳烯-7-四苯基硼酸酯等。它们可以将2种以上并用。
固化促进剂的配合量相对于100质量份丙烯酸共聚物优选为0.01~50质量份,更优选为0.1~20质量份。若固化促进剂的配合量在上述范围内,则能够得到充分的固化性且充分减小保存稳定性的降低。
临时固定用薄膜20优选含有有机硅改性醇酸树脂。作为得到有机硅改性醇酸树脂的方法,例如可列举出(i)在得到醇酸树脂的通常的合成反应即使多元醇与脂肪酸、多元酸等反应时将有机聚硅氧烷作为醇成分同时反应的方法,(ii)使有机聚硅氧烷与预先合成的普通的醇酸树脂反应的方法,(i)或(ii)中的任一种方法均可以使用。
作为用作醇酸树脂的原料的多元醇,例如可列举出乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、丙二醇、三甲撑二醇、四甲撑二醇、新戊二醇等二元醇、甘油、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷等三元醇、二甘油、三甘油、季戊四醇、二季戊四醇、甘露糖醇、山梨糖醇等四元以上的多元醇。它们可以单独使用1种,也可以将2种以上组合使用。
作为用作醇酸树脂的原料的多元酸,例如可列举出邻苯二甲酸酐、对苯二甲酸、间苯二甲酸、偏苯三酸酐等芳香族多元酸、琥珀酸、己二酸、癸二酸等脂肪族饱和多元酸、马来酸、马来酸酐、富马酸、衣康酸、柠康酸酐等脂肪族不饱和多元酸、环戊二烯-马来酸酐加成物、萜烯-马来酸酐加成物、松香-马来酸酐加成物等利用狄尔斯–阿尔德反应的多元酸。它们可以单独使用1种,也可以将2种以上组合使用。
醇酸树脂还可以含有改性剂或交联剂。
作为改性剂,例如可以使用辛酸、月桂酸、棕榈酸、硬脂酸、油酸、亚油酸、亚麻酸、桐酸、蓖麻油酸、脱水蓖麻油酸、或椰子油、亚麻籽油、桐油、蓖麻油、脱水蓖麻油、大豆油、红花油及它们的脂肪酸等。它们可以单独使用1种,也可以将2种以上组合使用。
作为交联剂,可例示出三聚氰胺树脂、尿素树脂等氨基树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂及酚醛树脂。它们中,特别优选使用氨基树脂。该情况下,优选得到利用氨基树脂交联而成的氨基醇酸树脂。交联剂可以单独使用1种,也可以将2种以上组合使用。
在有机硅改性醇酸树脂中,作为固化催化剂可以使用酸性催化剂。作为酸性催化剂,没有特别限制,作为醇酸树脂的交联反应催化剂可以从公知的酸性催化剂中适当选择来使用。作为这样的酸性催化剂,例如优选对甲苯磺酸、甲烷磺酸等有机系的酸性催化剂。酸性催化剂可以单独使用1种,也可以将2种以上组合使用。另外,酸性催化剂的配合量在相对于100质量份醇酸树脂与交联剂的总计通常为0.1~40质量份、优选为0.5~30质量份、更优选为1~20质量份的范围内选定。
作为上述那样的有机硅改性醇酸树脂,例如可列举出TesfineTA31-209E(日立化成Polymer株式会社制,商品名)。
临时固定用薄膜20通过含有有机硅改性醇酸树脂,在从半导体晶片上将临时固定用薄膜剥离时,可以在100℃以下的低温下、在不使用溶剂的情况下容易地剥离。
有机硅改性醇酸树脂的配合量相对于100质量份丙烯酸共聚物,优选为5~50质量份,更优选为10~20质量份。若有机硅改性醇酸树脂的配合量在上述范围内,则在半导体晶片加工时能够兼顾粘接性与加工后的剥离性。
临时固定用薄膜20可以按照以下的步骤来形成。
首先,将上述的聚酰亚胺树脂、根据需要使用的无机填料、自由基聚合性化合物、自由基产生剂、其它各成分在有机溶剂中进行混合、混炼来制备清漆。混合及混炼可以将通常的搅拌机、擂溃机(Raikai mixer)、三辊磨、球磨机等分散机适当组合来进行。对于配合无机填料时的混合/混炼,也可以将通常的搅拌机、擂溃机、三辊磨、球磨机等分散机适当组合来进行。
当临时固定用薄膜20含有丙烯酸共聚物而成时,将丙烯酸共聚物、有机硅改性醇酸树脂及固化促进剂与上述同样地进行混合、混炼来制备清漆。
作为用于制备清漆的有机溶剂,例如可列举出二甲基甲酰胺、甲苯、苯、二甲苯、甲乙酮、四氢呋喃、乙基溶纤剂、乙基溶纤剂乙酸酯、二噁烷、环己酮、醋酸乙酯、醋酸丁酯、丙二醇单甲基醚及N-甲基-吡咯烷酮。
接着,通过将上述中得到的清漆涂布到支撑基材10上而形成清漆的层,并利用加热进行干燥,可以形成临时固定用薄膜20。
在配合自由基聚合性化合物及自由基产生剂的情况下,优选选择在干燥中自由基聚合性化合物不会充分反应的温度、并且溶剂充分地挥散的条件来将清漆层干燥。
在丙烯酸共聚物中配合固化促进剂的情况下,优选选择在干燥中环氧基不会充分反应的温度、并且溶剂充分地挥散的条件来将清漆层干燥。
上述的自由基聚合性化合物不会充分反应的温度具体而言可以设定为使用DSC(例如PerkinElmer公司制“DSC-7型”(商品名))在样品量为10mg、升温速度为5℃/分钟、测定气氛:空气的条件下进行DSC测定时的反应热的峰值温度以下。
具体而言,优选例如在60~180℃下、加热0.1~90分钟而将清漆层干燥。
作为临时固定用薄膜20的厚度,从兼顾确保临时固定的功能和抑制后述的残留挥发成分的观点出发,优选为1~300μm。
在得到进一步厚膜化的薄膜的情况下,还可以贴合预先形成的100μm以下的薄膜。通过使用像这样贴合的薄膜,能够降低制作厚膜化薄膜时的残留溶剂,能够充分降低因挥发成分而引起的污染的可能性。
在本实施方式中,优选将临时固定用薄膜的残留挥发成分设为10%以下。该情况下,能够防止在薄膜内部产生孔隙而损害加工的可靠性,另外,能够充分降低在包括加热在内的加工时因挥发成分而污染周边材料或所加工的部件的可能性。
另外,临时固定用薄膜的残留挥发成分按照以下的步骤进行测定。对切断成50mm×50mm尺寸的临时固定用薄膜,将初始的重量记为M1,将使该临时固定用薄膜在160℃的烘箱中加热3小时后的重量记为M2,由[(M2-M1)/M1]×100=残留挥发成分(%)的式子算出残留挥发成分(%)。
本实施方式中,通过在形成临时固定用薄膜20后,进一步层叠保护薄膜30,得到临时固定用薄膜片材1,但也可以从所形成的临时固定用薄膜20上将支撑基材10除去而制作仅临时固定用薄膜。从保存性的观点出发,优选不将支撑基材10除去而制成片材的形态。
作为保护薄膜30,例如可列举出聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯。
本发明的临时固定用薄膜可以按照用途而适当变更。
图2(A)是表示本发明的临时固定用薄膜片材的另一实施方式的俯视图,图2(B)是沿着图2(A)的II-II线的示意剖视图。
图2中所示的临时固定用薄膜片材2除了按照临时固定的部件的形状将临时固定用薄膜20及保护薄膜30预先裁断以外,具有与临时固定用薄膜片材1同样的构成。
临时固定用薄膜片材2具有在层压后不需要将薄膜切断成晶片形状这样的优点。
图3(A)是表示本发明的临时固定用薄膜片材的又一实施方式的俯视图,图3(B)是沿着图3(A)的III-III线的示意剖视图。
图3中所示的临时固定用薄膜片材3除了在临时固定用薄膜20的两面形成了具有粘接力小于周围的面的低粘接力面的低粘接力层40以外,具有与临时固定用薄膜片材1同样的构成。另外,低粘接力层40也可以仅设置在临时固定用薄膜20的单面上。另外,也可以对临时固定用薄膜片材3实施图2中所示那样的加工。该情况下,低粘接力层40的形状可以与所裁断的临时固定用薄膜20的形状相同,也可以减小。
作为低粘接力层40,例如可以通过将含有上述的具有氟原子的表面改性剂、聚烯烃系蜡及硅油中的1种以上的清漆涂布到支撑基材10的规定部位并进行干燥,接着在形成临时固定用薄膜20后,在临时固定用薄膜20的规定部位再次涂布并进行干燥来形成。另外,通过预先在基材上由含有上述的具有氟原子的表面改性剂、聚烯烃系蜡及硅油中的1种以上的清漆形成低粘接力薄膜后,将其层叠在临时固定用薄膜20的两侧,由此也可以设置低粘接力层40。
接着,对使用上述的临时固定用薄膜20来制造半导体装置的方法进行说明。
首先,准备临时固定用薄膜20。接着,如图4中所示的那样,利用辊层压机50,在由玻璃或晶片构成的圆形的支撑部件60上贴附临时固定用薄膜20。贴附后,按照支撑部件的形状将临时固定用薄膜切断成圆形。此时,优选也按照所加工的半导体晶片的形状来设定所切断的形状。
本实施方式中使用临时固定用薄膜20,但也可以准备上述的临时固定用薄膜片材1,将保护薄膜30剥离后,边将支撑基材10剥离边将临时固定用薄膜20贴附到支撑部件60上。另外,在使用上述的临时固定用薄膜片材2的情况下,可以省略切断工序。
为了在支撑部件上贴附临时固定用薄膜,除了辊层压机以外,也可以使用真空层压机。另外,也可以不在支撑部件上而在所加工的半导体晶片侧贴附临时固定用薄膜。
接着,在真空压制机或真空层压机上,设置贴合了临时固定用薄膜的支撑部件,通过压制进行按压来贴附半导体晶片。另外,在半导体晶片侧贴附了临时固定用薄膜的情况下,在真空压制机或真空层压机上,设置贴合了临时固定用薄膜的晶片,通过压制进行按压来贴附支撑部件。
在使用真空压制机的情况下,例如使用EVG公司制真空压制机EVG(注册商标)500系列,以气压为1hPa以下、压接压力为1MPa、压接温度为120℃~200℃、保持时间为100秒~300秒来贴附临时固定用薄膜20。
在使用真空层压机的情况下,例如使用NPC制真空层压机LM-50×50-S、Nichigo-Morton株式会社制真空层压机V130,以气压为1hPa以下、压接温度为60℃~180℃、优选为80℃~150℃、层压压力为0.01~0.5Mpa、优选为0.1~0.5Mpa、保持时间为1秒~600秒、优选为30秒~300秒来贴附临时固定用薄膜20。
这样,如图5(A)中所示的那样,在支撑部件60及半导体晶片70之间介由临时固定用薄膜20将半导体晶片70临时固定在支撑部件60上。
作为此时的温度条件,通过使用本发明的临时固定用薄膜,能够进行200℃以下的贴合。由此,能够充分防止对半导体晶片的损伤,且实现支撑部件与半导体晶片的固定。
在本实施方式中,支撑部件60在表面上具有脱模处理面62。该脱模处理面62通过用脱模处理剂对支撑部件60的表面的一部分进行脱模处理来形成。作为脱模处理剂,例如可以使用聚乙烯系蜡或氟系蜡等。作为脱模处理的方法,例如可以使用浸渍、旋涂、真空蒸镀等。
另外,作为脱模处理剂,也可以使用具有氟原子的表面改性剂、聚烯烃系蜡、硅油、含有反应性基团的硅油、有机硅改性醇酸树脂。
作为具有氟原子的表面改性剂,例如可以使用Megafac(DIC株式会社制,商品名)、Hypertech(日产化学工业株式会社制,商品名)、Optool(大金工业株式会社制,商品名)、Cheminox(Unimatec株式会社制,商品名)等市售品。
作为聚烯烃系蜡,例如可列举出聚乙烯系、酰胺系、褐煤酸系等蜡。
作为硅油,例如可列举出直馏硅油(例如KF-96(信越化学工业株式会社制,商品名))、反应性硅油(例如X-22-176F、X-22-3710、X-22-173DX、X-22-170BX(信越化学工业株式会社制,商品名))。
作为有机硅改性醇酸树脂,可列举出与临时固定用薄膜中使用的有机硅改性醇酸树脂同样的树脂。
这些脱模处理剂可以1种单独使用或将2种以上组合使用。
另外,在支撑部件60上不形成脱模处理面62的情况下,例如也可以在临时固定用薄膜20上涂布含有脱模处理剂的清漆来形成脱模层。
如图5(A)中所示的那样,脱模处理优选对支撑部件60的中央实施而不对边缘实施。通过这样操作,能够在半导体晶片的加工中确保与临时固定用薄膜的粘接强度,且在加工后将临时固定用薄膜用有机溶剂进行溶解时缩短溶解时间。
此外在本实施方式中,半导体晶片70为经切边的圆盘状,在该半导体晶片70的具有切边75的一侧与支撑部件60之间,介由具有直径小于半导体晶片的具有切边的一侧的形状的临时固定用薄膜20,将半导体晶片临时固定在支撑部件上。另外,在半导体晶片70上加工规定的布线图案,在具有布线图案的面上贴合临时固定用薄膜。
对上述这点更详细地进行说明。在半导体晶片70的与支撑部件60相对的面的外周部实施了切边75。另外,作为临时固定用薄膜20,例如使用具有圆形状的平面形状的临时固定用薄膜。临时固定用薄膜20的半径与半导体晶片70的与支撑部件60相对的面的半径相比仅小长度D。
并且,按照半导体晶片70的与支撑部件60相对的面的中心与临时固定用薄膜20的中心一致的方式配置临时固定用薄膜20。即,在比切边75部分更靠内侧仅长度D处配置临时固定用薄膜20。
接着,如图5(B)中所示的那样,利用研磨机90对半导体晶片的背面(本实施方式中半导体晶片的与具有切边的一侧(具有布线图案的面)相反一侧)进行磨削,例如将700μm左右的厚度薄化至100μm以下。
当利用研磨机90进行磨削时,例如使用株式会社DISCO制研磨机装置DGP8761。该情况下,磨削条件可以根据所期望的半导体晶片的厚度及磨削状态任意地选择。
通过对半导体晶片实施切边,抑制晶片的磨削工序中的晶片的损伤变得容易。另外,由于通过使临时固定用薄膜的形状比半导体晶片的具有切边的一侧小,从而能够防止临时固定用薄膜从所磨削的晶片上伸出,所以能够防止例如在等离子蚀刻等加工中产生临时固定用薄膜的残渣而污染半导体晶片等。
如上所述,将临时固定用薄膜20配置在比切边75部分更靠内侧仅长度D处,但长度D优选为1mm以上且2mm以下。若长度D为1mm以上,则即使在配置临时固定用薄膜20的位置产出误差的情况下,临时固定用薄膜20也不易伸出到切边75部分。另外,若长度D为2mm以下,则能够确保半导体晶片70的平坦性,能够在之后的磨削工序中将半导体晶片70良好地磨削。
接着,对经薄化的半导体晶片80的背面侧进行干式离子蚀刻或Bosch工艺等加工,形成贯穿孔后,进行镀铜等处理,形成贯穿电极82(参照图5(C))。
这样对半导体晶片实施了规定的加工。图5(D)是加工后的半导体晶片的俯视图。
之后,将经加工的半导体晶片80从支撑部件60上分离,进一步通过沿着切割线84的切割而单片化成半导体元件。通过将所得到的半导体元件连接到其它半导体元件或半导体元件装载用基板上,从而得到半导体装置。
作为其它方式,还可以将经过与上述同样的工序而得到的半导体晶片或半导体元件按照它们的贯穿电极彼此连接的方式多个层叠来得到半导体装置。在将多个半导体晶片层叠时,可以将层叠体利用切割进行切断来得到半导体装置。
作为另外的其它方式,可以准备预先制作了贯穿电极的厚膜的半导体晶片,在该晶片的电路面上贴合临时固定用薄膜,利用研磨机对半导体晶片的背面(本实施方式中,半导体晶片的与具有切边的一侧(具有布线图案的面)相反一侧)进行磨削,将例如700μm左右的厚度薄化至100μm以下。接着,对经薄化的半导体晶片进行蚀刻,进行贯穿电极的露出,形成钝化膜。之后,通过离子蚀刻等再次进行铜电极的露出,形成电路。这样操作可以得到经加工的半导体晶片。
经加工的半导体晶片80与支撑部件60的分离可以通过使临时固定用薄膜20与有机溶剂接触而将临时固定用薄膜20的一部分或全部溶解来容易地进行。在本实施方式中,如图6(A)中所示的那样,通过使临时固定用薄膜20溶解至支撑部件60的脱模处理面62处,能够从支撑部件60上将经加工的半导体晶片80分离。该情况下,能够缩短分离所需要的处理时间。
作为有机溶剂,例如可列举出N-甲基-2吡咯烷酮(NMP)、二甲基亚砜(DMSO)、二乙二醇二甲基醚(二甘醇二甲醚)、环己酮、三甲基氢氧化铵(TMAH)、以及它们中的1种以上与三乙醇胺及醇类中的1种以上的混合溶剂。有机溶剂可以由1种化合物构成,也可以是2种以上的化合物的混合物。作为优选的溶剂,可列举出NMP、NMP/乙醇胺、NMP/TMAH水溶液、NMP/三乙醇胺、(NMP/TMAH水溶液)/醇、TMAH水溶液/醇。
作为使临时固定用薄膜20与有机溶剂接触的方法,例如可列举出浸渍、喷雾洗涤、超声波洗涤等。有机溶剂的温度优选为25℃以上,更优选为40℃以上,更进一步优选为60℃以上。与有机溶剂的接触时间优选为1分钟以上,更优选为10分钟以上,更进一步优选为30分钟以上。
半导体晶片80与支撑部件60的分离可以通过例如在临时固定用薄膜与脱模处理面的界面处按照悬挂的方式设置呈钥匙型形状的夹具,并对上方向施加应力来进行。
这样操作能够得到实施了规定的加工的半导体晶片(图6(B))。另外,在经分离的半导体晶片80上残留有临时固定用薄膜20的情况下,可以再次用有机溶剂等进行洗涤。
在上述的实施方式中,脱模处理面62形成于支撑部件60的表面的一部分上,但也可以如图7中所示的那样,脱模处理面62a形成于支撑部件60a的表面的全部上。在该情况下,即使不使用溶剂,也能够在室温下机械地从支撑部件60上将经加工的半导体晶片80容易地分离。在机械地进行分离时,使用例如EVG公司制De-Bonding装置EVG805EZD。
关于脱模处理面62a,例如通过旋涂在支撑部件60a的表面的全部上涂布具有氟原子的表面改性剂来形成脱模处理面62a。在该情况下,使用例如MIKASA株式会社制旋涂机MS-A200,以1000rpm~2000rpm、10秒~30秒在支撑部件60a的表面上涂布大金工业株式会社制氟型脱模剂(OptoolHD-100Z)后,在设定为120℃的烘箱中放置3分钟,使溶剂挥发,从而形成脱模处理面62a。
作为另一实施方式,将使用临时固定用薄膜片材3进行半导体晶片的临时固定、加工、分离的例子示于图8中。
本实施方式中,在实施了切边75的半导体晶片70的具有切边的一侧贴合临时固定用薄膜20,准备带临时固定用薄膜的半导体晶片100(图8(A))。
接着,在真空压制机或真空层压机上设置带临时固定用薄膜的半导体晶片100,通过压制进行按压来贴附支撑部件60。这样操作,如图8(B)中所示的那样,在支撑部件60及半导体晶片70之间,介由两面具有低粘接力层40的临时固定用薄膜20,将半导体晶片70临时固定在支撑部件60上。
接着,进行半导体晶片的背面的磨削(图8(C)),进而进行电路形成及贯穿孔的形成等加工。接着,使临时固定用薄膜20与有机溶剂接触而使临时固定用薄膜20的一部分溶解。此时,如图8(D)中所示的那样,通过使临时固定用薄膜20溶解至低粘接层40的位置,能够从支撑部件60上将经加工的半导体晶片80分离。在该情况下也能够缩短分离所需要的处理时间。
经加工的半导体晶片80与上述同样地操作来形成贯穿电极,通过切割而单片化成半导体元件。
在上述的实施方式中,低粘接力层40形成于临时固定用薄膜20的表面的一部分上,但也可以如图9中所示的那样,低粘接力层40a形成于临时固定用薄膜20的表面的全部上。在该情况下,即使不使用溶剂,也能够在室温下机械地从支撑部件60上将经加工的半导体晶片80容易地分离。在机械地进行分离时,使用例如EVG公司制De-Bonding装置EVG805EZD。
通过上述的方法,可得到形成有贯穿电极86且经单片化的半导体元件110(图10(A))。
半导体元件110例如多个层叠在布线基板120上。这样操作,能够得到具备半导体元件110的半导体装置200(图10(B))。
实施例
以下,通过实施例对本发明更具体地进行说明,但本发明并不限定于这些实施例。
(聚酰亚胺树脂PI-1的合成)
在具备搅拌机、温度计、氮置换装置(氮流入管)及带水分接收器的回流冷却器的烧瓶内,投入10.26g(0.025mol)作为二胺的BAPP(商品名,东京化成制,2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷),分子量为410.51)及5.10g(0.025mol)1,4-丁烷二醇双(3-氨基丙基)醚(东京化成制,商品名:B-12,分子量:204.31)和100g作为溶剂的N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP),搅拌而使二胺溶解到溶剂中。
边将上述烧瓶在冰浴中冷却,边在烧瓶内的溶液中一次少量地添加26.11g(0.05mol)十亚甲基双偏苯三酸二酐酯(DBTA)。添加结束后,边吹入氮气边使溶液升温至180℃并保温5小时,得到聚酰亚胺树脂PI-1。聚酰亚胺树脂PI-1的重均分子量为50000,Tg为70℃。
(聚酰亚胺树脂PI-2的合成)
在具备搅拌机、温度计、氮置换装置(氮流入管)及带水分接收器的回流冷却器的烧瓶内,投入8.21g(0.02mol)作为二胺的BAPP(东京化成制,商品名:2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷),分子量为410.51)及28.8g(0.03mol)长链硅氧烷二胺(信越化学制,商品名:KF8010,分子量:960)和100g作为溶剂的N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP),搅拌而使二胺溶解到溶剂中。
边将上述烧瓶在冰浴中冷却,边在烧瓶内的溶液中一次少量地添加5.22g(0.01mol)十亚甲基双偏苯三酸二酐酯(DBTA)及13.04g(0.04mol)4,4’-氧基二邻苯二甲酸二酐。添加结束后,边吹入氮气边使溶液升温至180℃并保温5小时,得到聚酰亚胺树脂PI-2。聚酰亚胺树脂PI-2的重均分子量为50000,Tg为120℃。
(聚酰亚胺树脂PI-3的合成)
在具备搅拌机、温度计、氮置换装置(氮流入管)及带水分接收器的回流冷却器的烧瓶内,投入2.04g(0.01mol)作为二胺的B-12(东京化成制,1,4-丁烷二醇双(3-氨基丙基)醚,分子量为204.31)、10.23g(0.035mol)1,3-双(3-氨基苯氧基)苯(东京化成制,APB-N,分子量为292.34)及22g(0.005mol)含有侧链苯基的长链硅氧烷二胺(信越化学制,商品名:X-22-1660B-3,分子量:4400)和100g作为溶剂的N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP),搅拌而使二胺溶解到溶剂中。
边将上述烧瓶在冰浴中冷却,边在烧瓶内的溶液中一次少量地添加26.11g(0.05mol)十亚甲基双偏苯三酸二酐酯(DBTA)。添加结束后,边吹入氮气边使溶液升温至180℃并保温5小时,得到聚酰亚胺树脂PI-3。聚酰亚胺树脂PI-3的重均分子量为70000,Tg为100℃。
(聚酰亚胺树脂PI-4的合成)
在具备搅拌机、温度计、氮置换装置(氮流入管)及带水分接收器的回流冷却器的烧瓶内,投入13.15g(0.045mol)作为二胺的1,3-双(3-氨基苯氧基)苯(东京化成制,APB-N,分子量为292.34)及22g(0.005mol)含有侧链苯基的长链硅氧烷二胺(信越化学制,商品名:X-22-1660B-3,分子量:4400)和100g作为溶剂的N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP),搅拌而使二胺溶解到溶剂中。
边将上述烧瓶在冰浴中冷却,边在烧瓶内的溶液中一次少量地添加26.11g(0.05mol)十亚甲基双偏苯三酸二酐酯(DBTA)。添加结束后,边吹入氮气边使溶液升温至180℃并保温5小时,得到聚酰亚胺树脂PI-4。聚酰亚胺树脂PI-2的重均分子量为70000,Tg为160℃。
(聚酰亚胺树脂PI-5的合成)
在具备搅拌机、温度计、氮置换装置(氮流入管)及带水分接收器的回流冷却器的烧瓶内,投入20.52g(0.05mol)作为二胺的BAPP(东京化成制,商品名:2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷),分子量为410.51)和100g作为溶剂的N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP),搅拌而使二胺溶解到溶剂中。
边将上述烧瓶在冰浴中冷却,边在烧瓶内的溶液中一次少量地添加10.90g(0.05mol)均苯四甲酸酐。添加结束后,边吹入氮气边使溶液升温至180℃并保温5小时,得到聚酰亚胺树脂PI-5。聚酰亚胺树脂PI-5的重均分子量为30000,Tg为200℃。
将聚酰亚胺树脂PI-1~5的组成(以酸酐总量或二胺总量为基准的摩尔%)示于表1中。
表1
(实施例1~14、比较例1、2)
[清漆的制备]
基于表2~4中所示的组成(单位为质量份),将各材料按照固体成分浓度达到50质量%的方式溶解混合到NMP溶剂中,分别制作了用于形成薄膜的清漆。
表2
表3
表4
表中的各成分的详细情况如下所述。
SK-Dyne 1435:丙烯酸系粘合剂(综研化学制)
A-DCP:三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯(新中村化学株式会社制)
A-9300:乙氧基化异氰脲酸三丙烯酸酯(新中村化学株式会社制)
A-DOG:1,10-癸烷二醇丙烯酸酯(新中村化学株式会社制)
UA-512:2官能氨基甲酸酯丙烯酸酯(新中村化学株式会社制)
YDF-8170:双酚F型双缩水甘油醚(东都化成株式会社制)
VG-3101:高耐热3官能环氧树脂(PRINTEC,INC.制)
Percumyl D:二枯基过氧化物(日油制)
H27:三甲氧基苯基硅烷修饰球状二氧化硅填料(CIK NanoTek制)
SC2050SEJ:3-环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷修饰球状二氧化硅填料
HD1100Z:氟系表面改性材料(大金工业制)
FA-200:氟系表面改性材料(日产化学制)
2PZ-CN:咪唑系固化促进剂(四国化成制)
[临时固定用薄膜的制作]
将所制作的清漆使用刮刀涂布机涂布到隔膜(PET薄膜)上后,在80℃的烘箱中干燥30分钟,接着在120度的烘箱中干燥30分钟,由此制作了厚度为30μm的临时固定用薄膜。
对所得到的临时固定用薄膜,按照以下的试验来评价低温贴附性、耐热性及溶解性。将结果示于表4中。
[低温贴附性试验]
在载置于支撑台上的硅晶片(6英寸直径、厚度为400μm)的背面(与支撑台相反一侧的面)上,通过用辊(温度为150℃、线压为4kgf/cm、传送速度为0.5m/分钟)进行加压而层叠临时固定用薄膜。将PET薄膜剥离,在临时固定用薄膜上,在与上述同样的条件下利用辊进行加压而层叠厚度为80μm、宽度为10mm、长度为40mm的聚酰亚胺薄膜“UPILEX”(商品名)。对这样操作而准备的样品,使用流变仪“Strograph E-S”(商品名),在室温下进行90°剥离试验,测定临时固定用薄膜与UPILEX之间的剥离强度。将剥离强度为2N/cm以上的样品记为A,将低于2N/cm的样品记为C。
[粘接力(密合力)试验]
在载置于支撑台上的硅晶片(6英寸直径、厚度为400μm)的背面(与支撑台相反一侧的面)上,通过用辊(温度为80℃、线压为4kgf/cm、传送速度为0.5m/分钟)进行加压而层叠临时固定用薄膜。将PET薄膜剥离,在临时固定用薄膜上,层压感压型的切割胶带。之后,使用切割机将晶片单片化成3mm×3mm尺寸的芯片。将这样操作而得到的带临时固定用薄膜的芯片在10mm×10mm×0.40mm厚的硅基板上、夹持临时固定用薄膜并在150℃的热盘上在2000gf/10秒的条件下进行加热压接。之后,进行120℃下1小时、180℃下1小时、260℃下10分钟的加热。对所得到的样品,使用Dage制粘接力试验机Dage-4000、在25℃的热盘上、在测定速度:50μm/秒、测定高度:50μm的条件下测定对芯片侧施加剪切方向的外力时的粘接力,将其作为25℃下的剪切粘接力。将25℃下的剪切粘接力为1MPa以上的情况记为A,将低于1MPa的情况记为C。
[耐热性试验]
将与上述低温贴附性试验同样地操作而得到的样品在热板上进行120℃下1小时、180℃下1小时、260℃下10分钟的加热。之后,观察样品,将未见到发泡的样品记为A,将观察到发泡的样品记为C。
[溶解性试验A]
在载置于支撑台上的1/4硅晶片(6英寸直径、厚度400μm的1/4)的背面(与支撑台相反一侧的面)上,通过用辊(温度为150℃、线压为4kgf/cm、传送速度为0.5m/分钟)进行加压而层叠临时固定用薄膜。将PET薄膜剥离后,将与上述低温贴附性试验同样地操作而得到的样品在热板上进行120℃下1小时、180℃下1小时、260℃下10分钟的加热。之后,在装满NMP的玻璃容器中加入样品,使用超声波洗涤机使临时固定用薄膜溶解。将临时固定用薄膜溶解了的样品记为A,将未溶解的样品记为C。
[溶解性试验B]
在载置于支撑台上的1/4硅晶片(6英寸直径、厚度为400μm的1/4)的背面(与支撑台相反一侧的面)上,通过用辊(温度为150℃、线压为4kgf/cm、传送速度为0.5m/分钟)进行加压来层叠临时固定用薄膜。将PET薄膜剥离后,将与上述低温贴附性试验同样地操作而得到的样品在热板上进行120℃下1小时、180℃下1小时、260℃下10分钟的加热。之后,在装满将正丙醇及25%TMAH水溶液以同体积混合而成的混合溶剂的玻璃容器中加入样品,使用超声波洗涤机使临时固定用薄膜溶解。将临时固定用薄膜溶解了的样品记为A,将未溶解的样品记为C。
表5
表6
实施例9 实施例10 实施例11 实施例12 实施例13 实施例14
低温贴附性试验 A A A A A A
粘接试验 A A A A A A
耐热性试验 A A A A A A
溶解性试验A A A A C C C
溶解性试验B A A A A A A
表7
比较例1 比较例2
低温贴附性试验 C A
粘接试验 A A
耐热性试验 A C
溶解性试验A A A
溶解性试验B A A
此外,以下对临时固定用薄膜中使用丙烯酸橡胶时的实施例及其比较例进行说明。
[丙烯酸橡胶P-1的合成]
在具备搅拌机、温度计、氮置换装置(氮流入管)及带水分接收器的回流冷却器的500cc的可分离式烧瓶内,配合200g去离子水、40g丙烯酸丁酯、28g丙烯酸乙酯、3g甲基丙烯酸缩水甘油酯、29g丙烯腈、2.04g 1.8%聚乙烯醇水溶液、0.41g月桂基过氧化物及0.07g正辛基硫醇。接着,在吹入60分钟N2气而将体系内的空气除去后,将体系内温度升温至65℃并进行3小时聚合。进一步升温至90℃并继续搅拌2小时而完成聚合。将所得到的透明的珠粒通过过滤分离,用离子水洗涤后,用真空干燥机在50℃下干燥6小时,得到丙烯酸橡胶P-1。用GPC测定丙烯酸橡胶P-1,结果丙烯酸橡胶P-1的重均分子量Mw按聚苯乙烯换算为40万。另外,丙烯酸橡胶P-1的Tg为8℃。
另外,将使用粘弹性测定装置(Rheometric公司制)测定丙烯酸橡胶的薄膜时的tanδ的峰值温度作为丙烯酸橡胶的Tg。具体而言,通过将30μm厚度的薄膜成型后,将其切断成10mm×25mm的尺寸,在升温速度:5℃/分钟、频率:1Hz、测定温度:-50~300℃的条件下测定储能模量及tanδ的温度依赖性来算出Tg。
[丙烯酸橡胶P-2的合成]
在具备搅拌机、温度计、氮置换装置(氮流入管)及带水分接收器的回流冷却器的500cc的可分离式烧瓶内,配合200g去离子水、36g丙烯酸丁酯、18g丙烯酸乙酯、3g甲基丙烯酸缩水甘油酯、43g甲基丙烯酸甲酯、2.04g 1.8%聚乙烯醇水溶液、0.41g月桂基过氧化物及0.07g正辛基硫醇。接着,在吹入60分钟N2气而将体系内的空气除去后,将体系内温度升温至65℃并进行3小时聚合。进一步升温至90℃并继续搅拌2小时而完成聚合。将所得到的透明的珠粒通过过滤分离,用离子水洗涤后,用真空干燥机在50℃下干燥6小时,得到丙烯酸橡胶P-2。用GPC测定丙烯酸橡胶P-2,结果丙烯酸橡胶P-2的Mw按聚苯乙烯换算Mw为50万。另外,丙烯酸橡胶P-2的Tg为12℃。
[丙烯酸橡胶P-3的合成]
在具备搅拌机、温度计、氮置换装置(氮流入管)及带水分接收器的回流冷却器的500cc的可分离式烧瓶内,配合200g去离子水、59g丙烯酸丁酯、41g丙烯酸乙酯、2.04g 1.8%聚乙烯醇水溶液、0.41g月桂基过氧化物及0.07g正辛基硫醇。接着,在吹入60分钟N2气而将体系内的空气除去后,将体系内温度升温至65℃并进行3小时聚合。进一步升温至90℃并继续搅拌2小时而完成聚合。将所得到的透明的珠粒通过过滤分离,用离子水洗涤后,用真空干燥机在50℃下干燥6小时,得到丙烯酸橡胶P-3。用GPC测定丙烯酸橡胶P-3,结果丙烯酸橡胶P-3的Mw按聚苯乙烯换算为40万。另外,丙烯酸橡胶P-3的Tg为-40℃。
[清漆的制备]
将丙烯酸橡胶、固化促进剂、剥离处理剂、填料及涂布溶剂以表8中所示的配合比例(单位为质量份)进行配合,制备了清漆F-01~F-07。
表8
表中的各成分的详细情况如下所述。
HTR-860P-DR3:利用GPC测定的重均分子量为80万、甲基丙烯酸缩水甘油酯为3质量%、Tg为-7℃的丙烯酸橡胶(Nagase ChemteX株式会社制)
2PZ-CN:咪唑系固化促进剂(四国化成工业株式会社制)
TA31-209E:有机硅改性醇酸树脂(日立化成Polymer株式会社制)
SC2050-SEJ:表面处理二氧化硅填料(Admatechs株式会社制)
[临时固定用薄膜的制作]
将所制备的清漆涂布到经脱模处理的厚度为50μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜上,进行90℃下10分钟、120℃下30分钟的加热干燥,得到带基材薄膜的临时固定用薄膜。临时固定用薄膜的膜厚为30μm。
[带脱模处理剂的支撑部件R-1的制作]
使8英寸晶片的镜面侧为表面,设置到MIKASA株式会社制旋涂机MS-A200中,将大金工业株式会社制氟型脱模剂(Optool HD-1000Z)滴加到晶片上后,以800rpm进行10秒钟旋涂,接着以1200rpm进行30秒钟旋涂。之后,将晶片在设定为120℃的热板上静置5分钟,接着在设定为150℃的热板上静置5分钟,得到带脱模处理剂的支撑部件R-1。
[带脱模处理剂的支撑部件R-2的制作]
使8英寸晶片的镜面侧为表面,设置到MIKASA株式会社制旋涂机MS-A200中,将配合了100质量份日立化成Polymer株式会社制有机硅改性醇酸树脂(TA31-209E)及10质量份对甲苯磺酸的固体成分为10质量%的甲苯溶液滴加到晶片上后,以800rpm进行10秒钟旋涂,接着以1500rpm进行30秒钟旋涂。之后,将晶片在设定为120℃的热板上静置5分钟,接着在设定为150℃的热板上静置5分钟,得到带脱模处理剂的支撑部件R-2。
[支撑部件R-3]
将8英寸晶片不进行脱模处理而直接作为支撑部件R-3使用。
(实施例15~19、比较例3~8)
按照以下说明的步骤,将上述丙烯酸橡胶以清漆或临时固定用薄膜的状态与上述支撑部件组合,进行各种评价。将所使用的丙烯酸橡胶的种类、丙烯酸橡胶的状态、支撑部件的种类及评价结果示于表9、10中。
[半导体晶片的切边]
对磨削前的半导体晶片使用全自动切割机(株式会社DISCO制,DFD-6361)进行切边处理。刀片使用株式会社DISCO制VT07-SD2000-VC200-100(52×1A3×40-L),采用刀片转速为20000rpm、传送速度为3.0°/秒、切入深度为0.2mm、切边宽度为0.5mm的条件。
[向半导体晶片上的薄膜层压]
将带基材薄膜的临时固定用薄膜切成具有直径比半导体晶片的实施了切边的面的直径小2mm的圆形状。之后,使用Nichigo-Morton株式会社制真空层压机V130,以1hPa以下的气压、80℃的压接温度、0.5Mpa的层压压力、60秒的保持时间进行层压,得到带临时固定用薄膜的半导体晶片。
[向半导体晶片上的清漆旋涂]
将实施了切边的半导体晶片设置到MIKASA株式会社制旋涂机MS-A200中,将表1中所示的清漆滴加适量到晶片中,以600rpm旋涂10秒钟,接着以1500rpm旋涂30秒钟。之后,将半导体晶片用设定为90℃的烘箱加热干燥10分钟,接着用设定为120℃的烘箱加热干燥30分钟,得到带临时固定用薄膜的半导体晶片。临时固定用薄膜的膜厚为30μm。
[向支撑部件上的压接]
使用Nichigo-Morton株式会社制真空层压机V130,以1hPa以下的气压、100℃的压接温度、0.5Mpa的层压压力、100秒的保持时间,将带脱模处理剂的支撑部件与带临时固定用薄膜的半导体晶片进行压接。之后,在设定为110℃的烘箱中保持30分钟后,在设定为170℃的烘箱中保持1小时,得到层叠样品。
[背面研磨试验]
使用全自动研磨抛光机(株式会社DISCO社制,DGP-8761)对层叠样品中的半导体晶片表面进行磨削。砂轮分别使用单轴:GF01-SDC320-BT300-50、双轴:IF-01-1-4/6-B·K09、三轴:DPEG-GA0001。使卡盘台转速为300rpm,使砂轮转速为单轴:3200rpm、双轴:3400rpm、三轴:1400rpm,以横向送进方式进行磨削。用单轴磨削至达到142μm厚后,用双轴磨削至达到102μm厚,用三轴磨削至达到100μm厚。将在磨削结束时刻没有产生裂纹等的样品评价为A,将产生了裂纹等的样品评价为B。
[耐热性试验]
对于在背面研磨试验中评价为A的层叠样品,使用SAM确认临时固定用薄膜的状态。之后,将层叠样品在设定为200℃的烘箱中放置2小时,进一步在设定为260℃的烘箱中放置20分钟。接着,再次使用SAM确认临时固定用薄膜的状态,将即使放置在烘箱中也没有产生临时固定用薄膜的剥离的样品评价为A,将产生了剥离的样品评价为B。
[从支撑部件上的剥离性试验]
对于在耐热性试验中评价为A的层叠样品,在带脱模处理剂的支撑部件与临时固定用薄膜之间插入前端锋利的状态的镊子,沿着外缘移动镊子。将此时能够在半导体晶片不开裂的情况下剥离支撑部件的样品评价为A,将无法剥离的样品评价为B。
[从半导体晶片上的剥离性试验]
对于在从支撑部件上的剥离性试验中评价为A的层叠样品,将贴附在半导体晶片上的临时固定用薄膜的端部用镊子夹起。将此时能够从半导体晶片上将临时固定用薄膜剥离的样品评价为A,将无法剥离的样品评价为B。
表9
表10
符号说明
1、2、3 临时固定用薄膜片材
10      支撑基材
20      临时固定用薄膜
30      保护薄膜
40      低粘接力层
50      辊层压机
60      支撑部件
61      脱模处理面
70      半导体晶片
75      切边
80      半导体晶片
81      贯穿孔
84      切割线
85      贯穿电极
90      研磨机
100     带临时固定用薄膜的半导体晶片
110     半导体元件
120     布线基板
200     半导体装置

Claims (6)

1.一种半导体装置的制造方法,其特征在于,其是具备将半导体晶片单片化而得到的半导体元件的半导体装置的制造方法,其具备以下工序:
临时固定工序:在支撑部件与所述半导体晶片之间配置临时固定用薄膜,将所述支撑部件和所述半导体晶片临时固定,
磨削工序:对临时固定在所述支撑部件上的所述半导体晶片的与所述临时固定用薄膜相反一侧的面进行磨削,和
半导体晶片剥离工序:从所磨削的所述半导体晶片上将所述临时固定用薄膜剥离;
并且,作为所述半导体晶片,使用在与所述支撑部件相对的面的外周部实施了切边的半导体晶片,
在所述临时固定工序中,在比所述切边部分更靠内侧处配置所述临时固定用薄膜。
2.根据权利要求1所述的半导体装置的制造方法,其特征在于,其还具备支撑部件剥离工序:从所述支撑部件上将所述临时固定用薄膜剥离,
并且,作为所述支撑部件,使用与所述临时固定用薄膜相对的面的一部分或全部经脱模处理的支撑部件。
3.根据权利要求2所述的半导体装置的制造方法,其特征在于,利用选自由具有氟原子的表面改性剂、聚烯烃系蜡、硅油、含有反应性基团的硅油及有机硅改性醇酸树脂组成的组中的至少一种脱模处理剂进行所述脱模处理。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的半导体装置的制造方法,其特征在于,作为所述临时固定用薄膜,使用含有下述含环氧基的(甲基)丙烯酸共聚物而成的临时固定用薄膜,所述含环氧基的(甲基)丙烯酸共聚物是将包括具有环氧基的丙烯酸酯单体或具有环氧基的甲基丙烯酸酯单体的丙烯酸单体聚合而得到的,其重均分子量为10万以上且Tg为-50℃~50℃。
5.根据权利要求4所述的半导体装置的制造方法,其特征在于,作为所述具有环氧基的丙烯酸酯单体,使用丙烯酸缩水甘油酯单体,作为所述具有环氧基的甲基丙烯酸酯单体,使用甲基丙烯酸缩水甘油酯单体。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的半导体装置的制造方法,其特征在于,作为所述临时固定用薄膜,使用含有有机硅改性醇酸树脂的临时固定用薄膜。
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