CN107665853A - 切割带一体型半导体背面用薄膜、和半导体装置的制造方法 - Google Patents

切割带一体型半导体背面用薄膜、和半导体装置的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及切割带一体型半导体背面用薄膜、和半导体装置的制造方法。本发明提供在刀片切割时能够减少在芯片侧面产生的龟裂的切割带一体型半导体背面用薄膜。本发明为切割带一体型半导体背面用薄膜,其具备:具有基材和在基材上形成的粘合剂层的切割带、以及在切割带的粘合剂层上形成的倒装芯片型半导体背面用薄膜,粘合剂层在紫外线照射后、在23℃下的拉伸模量为1MPa~200MPa。

Description

切割带一体型半导体背面用薄膜、和半导体装置的制造方法
技术领域
本发明涉及切割带一体型半导体背面用薄膜以及半导体装置的制造方法。
背景技术
近年来,更进一步要求半导体装置及其封装体的薄型化、小型化。因此,作为半导体装置及其封装体,半导体芯片等半导体元件被倒装芯片连接在基板上的倒装芯片型的半导体装置得到广泛利用。该倒装芯片连接以半导体芯片的电路面与基板的电极形成面相对的形态进行固定。这种半导体装置等有时通过倒装芯片型半导体背面用薄膜保护半导体芯片的背面,防止半导体芯片的损伤等。
迄今,存在将这种倒装芯片型半导体背面用薄膜贴合在切割带上制成一体型的切割带一体型半导体背面用薄膜(例如参见专利文献1)。
作为使用了切割带一体型半导体背面用薄膜的半导体装置的制造方法,已知有在倒装芯片型半导体背面用薄膜上粘贴晶圆后,利用刀片切割晶圆的方法。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2014-175548号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而,有时由于刀片切割时的冲击、摩擦而在芯片侧面产生龟裂。芯片侧面的龟裂有使可靠性降低的担心。
用于解决问题的方案
本发明人等为了解决前述问题而对切割带一体型半导体背面用薄膜进行了研究。其结果发现,通过采用下述方案,能够减少在刀片切割时在芯片侧面产生的龟裂,从而完成了本发明。
即,第1本发明的切割带一体型半导体背面用薄膜的特征在于,具备:
具有基材和在前述基材上形成的粘合剂层的切割带、以及
在前述切割带的前述粘合剂层上形成的倒装芯片型半导体背面用薄膜,
前述粘合剂层在紫外线照射后、在23℃下的拉伸模量为1MPa~200MPa。
根据前述方案,粘合剂层在紫外线照射后、在23℃下的拉伸模量为1MPa~200MPa,紫外线照射后具有一定程度的硬度。因此,在对粘合剂层照射紫外线后进行刀片切割时,能够抑制刀片切割时的摩擦、冲击,能够减少在芯片侧面产生的龟裂。
在前述方案中,优选至少前述粘合剂层的晶圆粘贴部在紫外线照射后、在23℃下的拉伸模量为1MPa~200MPa。
至少前述粘合剂层的晶圆粘贴部在紫外线照射后、在23℃下的拉伸模量为1MPa~200MPa时,在对粘合剂层照射紫外线后进行刀片切割时,能够进一步减少在芯片侧面产生的龟裂。
在前述方案中,对前述粘合剂层照射紫外线后的前述倒装芯片型半导体背面用薄膜和前述粘合剂层之间的23℃下的剥离力优选为0.01N/20mm以上且0.2N/20mm以下。
对前述粘合剂层照射紫外线后的前述倒装芯片型半导体背面用薄膜和前述粘合剂层之间的23℃下的剥离力为0.01N/20mm以上且0.2N/20mm以下时,在对粘合剂层照射紫外线后进行刀片切割时,能够进一步减少在芯片侧面产生的龟裂。另外,能够适宜地拾取切割后的芯片。
另外,第2本发明的切割带一体型半导体背面用薄膜的特征在于,具备:
具有基材和在前述基材上形成的粘合剂层的切割带、以及
在前述切割带的前述粘合剂层上形成的倒装芯片型半导体背面用薄膜,
前述粘合剂层在23℃下的拉伸模量为1MPa~200MPa。
根据前述方案,粘合剂层在23℃下的拉伸模量为1MPa~200MPa,具有一定程度的硬度。因此,能够抑制刀片切割时的摩擦、冲击,能够减少在芯片侧面产生的龟裂。
在前述方案中,优选至少前述粘合剂层的晶圆粘贴部在23℃下的拉伸模量为1MPa~200MPa。
至少前述粘合剂层的晶圆粘贴部在23℃下的拉伸模量为1MPa~200MPa时,能够进一步减少在刀片切割时在芯片侧面产生的龟裂。
在前述方案中,前述倒装芯片型半导体背面用薄膜和前述粘合剂层之间的23℃下的剥离力优选为0.01N/20mm以上且0.2N/20mm以下。
前述倒装芯片型半导体背面用薄膜和前述粘合剂层之间的23℃下的剥离力为0.01N/20mm以上且0.2N/20mm以下时,能够进一步减少在刀片切割时在芯片侧面产生的龟裂。另外,能够适宜地拾取切割后的芯片。
另外,第3本发明的半导体装置的制造方法的特征在于,其是使用了前述切割带一体型半导体背面用薄膜的半导体装置的制造方法,该方法具备以下工序:
工序A,在前述切割带一体型半导体背面用薄膜的前述倒装芯片型半导体背面用薄膜上粘贴半导体晶圆;
工序B,对前述粘合剂层照射紫外线以使所述粘合剂层在23℃下的拉伸模量为1MPa~200MPa;
工序C,在前述工序A和前述工序B之后,对前述半导体晶圆进行刀片切割而形成半导体元件;和
工序D,将前述半导体元件与前述倒装芯片型半导体背面用薄膜一起从前述粘合剂层上剥离。
根据前述方案,工序B之后的紫外线照射后的粘合剂层在23℃下的拉伸模量为1MPa~200MPa,因此具有一定程度的硬度。并且,在粘合剂层具有一定程度的硬度的状态(在23℃下的拉伸模量为1MPa~200MPa)下进行刀片切割,因此能够抑制刀片切割时的摩擦、冲击,能够减少在芯片侧面产生的龟裂。
需要说明的是,对于前述工序A和前述工序B,可以先进行二者中的任一工序。
附图说明
图1是示出本发明的一实施方式的切割带一体型半导体背面用薄膜的一个例子的剖面示意图。
图2是用于说明第1实施方式的半导体装置的制造方法的剖面示意图。
图3是用于说明第1实施方式的半导体装置的制造方法的剖面示意图。
图4是用于说明第1实施方式的半导体装置的制造方法的剖面示意图。
图5是用于说明第1实施方式的半导体装置的制造方法的剖面示意图。
图6是用于说明第1实施方式的半导体装置的制造方法的剖面示意图。
图7是用于说明第1实施方式的半导体装置的制造方法的剖面示意图。
附图标记说明
1 切割带一体型半导体背面用薄膜
2 切割带
21 基材
22 粘合剂层
23 对应于半导体晶圆的粘贴部分的部分
40 半导体背面用薄膜(倒装芯片型半导体背面用薄膜)
4 半导体晶圆
5 半导体芯片
51 在半导体芯片5的电路面侧形成的凸块
6 被粘物
61 被粘在被粘物6的连接焊盘上的接合用的导电材料
具体实施方式
(切割带一体型半导体背面用薄膜)
以下参照附图对本发明的一个实施方式的切割带一体型半导体背面用薄膜进行说明。图1是示出本发明的一个实施方式的切割带一体型半导体背面用薄膜的一个例子的剖面示意图。如图1所示,切割带一体型半导体背面用薄膜1为具备在基材21上设置有粘合剂层22的切割带2以及倒装芯片型半导体背面用薄膜40(以下也称为“半导体背面用薄膜40”)的构成。此外,本发明的切割带一体型半导体背面用薄膜如图1所示,也可以是在切割带2的粘合剂层22上仅在对应于半导体晶圆的粘贴部分的部分23(以下也称为“晶圆粘贴部23”)形成有倒装芯片型半导体背面用薄膜40的构成,还可以是在粘合剂层的整面形成有半导体背面用薄膜的构成,此外,还可以是在大于对应于半导体晶圆的粘贴部分的部分且小于粘合剂层的整面的部分形成有半导体背面用薄膜的构成。需要说明的是,半导体背面用薄膜的表面(要粘贴到晶圆的背面的一侧的表面)可以在直到粘贴于晶圆背面的期间被隔离体等保护。
(倒装芯片型半导体背面用薄膜)
倒装芯片型半导体背面用薄膜40(半导体背面用薄膜40)优选含有热固性树脂和热塑性树脂来形成。
作为前述热塑性树脂,例如可列举出:天然橡胶、丁基橡胶、异戊二烯橡胶、氯丁橡胶、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物、乙烯-丙烯酸酯共聚物、聚丁二烯树脂、聚碳酸酯树脂、热塑性聚酰亚胺树脂、6-尼龙、6,6-尼龙等聚酰胺树脂、苯氧基树脂、丙烯酸类树脂、PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、PBT(聚对苯二甲酸丁二醇酯)等饱和聚酯树脂、聚酰胺酰亚胺树脂、或氟树脂等。热塑性树脂可以单独使用或组合使用2种以上。这些热塑性树脂当中,特别优选离子性杂质少、耐热性高、能够确保半导体元件的可靠性的丙烯酸类树脂。
作为前述丙烯酸类树脂,并没有特别限定,可列举出:以具有碳数30以下(优选为碳数4~18,进一步优选为碳数6~10,特别优选为碳数8或9)的直链或支链的烷基的丙烯酸或甲基丙烯酸的酯的1种或2种以上作为成分的聚合物等。即,本发明中,丙烯酸类树脂表示还包括甲基丙烯酸类树脂的广义含义。作为前述烷基,例如可列举出:甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、叔丁基、异丁基、戊基、异戊基、己基、庚基、2-乙基己基、辛基、异辛基、壬基、异壬基、癸基、异癸基、十一烷基、十二烷基(月桂基)、十三烷基、十四烷基、硬脂基、十八烷基等。
此外,作为用于形成前述丙烯酸类树脂的其它单体(烷基的碳数为30以下的丙烯酸或甲基丙烯酸的烷基酯以外的单体),并没有特别限定,例如可列举出:丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸羧基乙酯、丙烯酸羧基戊酯、衣康酸、马来酸、富马酸或巴豆酸等含羧基单体,马来酸酐或衣康酸酐等酸酐单体,(甲基)丙烯酸-2-羟乙酯、(甲基)丙烯酸-2-羟丙酯、(甲基)丙烯酸-4-羟丁酯、(甲基)丙烯酸-6-羟己酯、(甲基)丙烯酸-8-羟辛酯、(甲基)丙烯酸-10-羟癸酯、(甲基)丙烯酸12-羟基月桂酯或丙烯酸(4-羟甲基环己基)甲酯等含羟基单体,苯乙烯磺酸、烯丙基磺酸、2-(甲基)丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、(甲基)丙烯酰胺丙磺酸、(甲基)丙烯酸磺丙酯或(甲基)丙烯酰氧基萘磺酸等含磺酸基单体,2-羟乙基丙烯酰基磷酸酯等含磷酸基单体,丙烯腈、丙烯酰吗啉等。需要说明的是,(甲基)丙烯酸是指丙烯酸和/或甲基丙烯酸,本发明的(甲基)全部同义。
作为前述热固性树脂,除了环氧树脂、酚醛树脂之外,还可列举出:氨基树脂、不饱和聚酯树脂、聚氨酯树脂、有机硅树脂、热固性聚酰亚胺树脂等。热固性树脂可以单独使用或组合使用2种以上。作为热固性树脂,含会腐蚀半导体元件的离子性杂质等少的环氧树脂尤为适宜。此外,作为环氧树脂的固化剂,可以适宜地使用酚醛树脂。
作为环氧树脂,没有特别限定,例如可以使用:双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、溴化双酚A型环氧树脂、氢化双酚A型环氧树脂、双酚AF型环氧树脂、联苯型环氧树脂、萘型环氧树脂、芴型环氧树脂、苯酚酚醛清漆型环氧树脂、邻甲酚酚醛清漆型环氧树脂、三羟基苯基甲烷型环氧树脂、四羟苯基乙烷型环氧树脂等二官能环氧树脂、多官能环氧树脂,或乙内酰脲型环氧树脂、异氰脲酸三缩水甘油酯型环氧树脂或缩水甘油基胺型环氧树脂等环氧树脂。
作为环氧树脂,在前述示例中,特别优选酚醛清漆型环氧树脂、联苯型环氧树脂、三羟基苯基甲烷型环氧树脂、四羟苯基乙烷型环氧树脂。其理由是,这些环氧树脂富有与作为固化剂的酚醛树脂的反应性,耐热性等优异。
进而,前述酚醛树脂作为前述环氧树脂的固化剂起作用,例如可列举出:苯酚酚醛清漆树脂、苯酚芳烷基树脂、甲酚酚醛清漆树脂、叔丁基苯酚酚醛清漆树脂、壬基苯酚酚醛清漆树脂等酚醛清漆型酚醛树脂,甲阶型酚醛树脂,聚对氧苯乙烯等聚氧苯乙烯等。酚醛树脂可以单独使用或组合使用2种以上。这些酚醛树脂当中,特别优选苯酚酚醛清漆树脂、苯酚芳烷基树脂。其理由是,能够提高半导体装置的连接可靠性。
对于环氧树脂与酚醛树脂的配混比例,例如,优选以酚醛树脂中的羟基相对于前述环氧树脂成分中的环氧基1当量为0.5当量~2.0当量的方式配混。更适宜为0.8当量~1.2当量。即,其理由是,两者的配混比例未落在前述范围时,无法进行充分的固化反应,环氧树脂固化物的特性变得容易劣化。
本发明中,可以使用环氧树脂与酚醛树脂的热固化促进催化剂。作为热固化促进催化剂,没有特别限制,可以从公知的热固化促进催化剂中适当选择并使用。热固化促进催化剂可以单独使用或组合2种以上使用。作为热固化促进催化剂,例如可以使用:胺类固化促进剂、磷类固化促进剂、咪唑类固化促进剂、硼类固化促进剂、磷-硼类固化促进剂等。
作为半导体背面用薄膜40,优选由含有环氧树脂和酚醛树脂的树脂组合物、含有环氧树脂、酚醛树脂和丙烯酸类树脂的树脂组合物形成。这些树脂由于离子性杂质少、耐热性高,因此能够确保半导体元件的可靠性。
半导体背面用薄膜40重要的是对半导体晶圆的背面(电路非形成面)具有粘接性(密合性)。半导体背面用薄膜40例如可以由含有作为热固性树脂的环氧树脂的树脂组合物形成。为了预先使半导体背面用薄膜40进行一定程度的交联,在制作时,可以预先添加与聚合物的分子链末端的官能团等反应的多官能性化合物作为交联剂。由此,能够提高高温下的粘接特性,实现耐热性的改善。
作为前述交联剂,没有特别限制,可以使用公知的交联剂。具体而言,例如除了异氰酸酯类交联剂、环氧类交联剂、三聚氰胺类交联剂、过氧化物类交联剂之外,还可列举出:尿素类交联剂、金属醇盐类交联剂、金属螯合物类交联剂、金属盐类交联剂、碳二亚胺类交联剂、噁唑啉类交联剂、氮丙啶类交联剂、胺类交联剂等。作为交联剂,适宜为异氰酸酯类交联剂、环氧类交联剂。此外,前述交联剂可以单独使用或将2种以上组合使用。
作为前述异氰酸酯类交联剂,例如可列举出:1,2-亚乙基二异氰酸酯、1,4-亚丁基二异氰酸酯、1,6-六亚甲基二异氰酸酯等低级脂肪族多异氰酸酯类;亚环戊基二异氰酸酯、亚环己基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、氢化甲苯二异氰酸酯、氢化二甲苯二异氰酸酯等脂环族多异氰酸酯类;2,4-甲苯二异氰酸酯、2,6-甲苯二异氰酸酯、4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、苯二甲基二异氰酸酯等芳香族多异氰酸酯类等,此外还可使用:三羟甲基丙烷/甲苯二异氰酸酯三聚体加成物[日本聚氨酯工业株式会社制造、商品名“CORONATE L”]、三羟甲基丙烷/六亚甲基二异氰酸酯三聚体加成物[日本聚氨酯工业株式会社制造、商品名“CORONATE HL”]等。此外,作为前述环氧类交联剂,例如可列举出:N,N,N’,N’-四缩水甘油基间二甲苯二胺、二缩水甘油基苯胺、1,3-双(N,N-缩水甘油基氨基甲基)环己烷、1,6-己二醇二缩水甘油醚、新戊二醇二缩水甘油醚、乙二醇二缩水甘油醚、丙二醇二缩水甘油醚、聚乙二醇二缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚、山梨醇多缩水甘油醚、甘油多缩水甘油醚、季戊四醇多缩水甘油醚、聚甘油多缩水甘油醚、山梨醇酐多缩水甘油醚、三羟甲基丙烷多缩水甘油醚、己二酸二缩水甘油酯、邻苯二甲酸二缩水甘油酯、三缩水甘油基-三(2-羟乙基)异氰脲酸酯、间苯二酚二缩水甘油醚、双酚-S-二缩水甘油醚,此外还可列举出:分子内具有2个以上环氧基的环氧类树脂等。
需要说明的是,对交联剂的用量没有特别限制,可以根据进行交联的程度而适当选择。具体而言,作为交联剂的用量,例如相对于聚合物成分(尤其是具有分子链末端的官能团的聚合物)100重量份,通常优选采用7重量份以下(例如0.05重量份~7重量份)。相对于聚合物成分100重量份,交联剂的用量多于7重量份时,粘接力降低,故不优选。需要说明的是,从内聚力提高的角度来看,相对于聚合物成分100重量份,交联剂的用量优选为0.05重量份以上。
需要说明的是,本发明中,也可以代替使用交联剂或者在使用交联剂的同时通过电子射线、紫外线等的照射实施交联处理。
半导体背面用薄膜40优选含有着色剂。由此,半导体背面用薄膜40被着色,能够发挥优异的标记性和外观性,可以制成具有附加价值的外观的半导体装置。如此,着色的半导体背面用薄膜具有优异的标记性,因此在半导体元件或使用该半导体元件的半导体装置的非电路面侧的面,隔着半导体背面用薄膜,利用印刷方法、激光标记方法等各种标记方法实施标记,可以赋予文字信息、图形信息等各种信息。尤其,通过控制着色的颜色,可以以优异的视觉识别性识别通过标记所赋予的信息(文字信息、图形信息等)。此外,半导体背面用薄膜由于被着色,因此能够容易地将切割带与半导体背面用薄膜相区别,能够提高作业性等。进而,例如作为半导体装置,还可以根据产品而用颜色进行区别。在使半导体背面用薄膜有色的情况下(非无色·透明的情况下),作为通过着色所呈现的颜色,没有特别限制,例如优选黑色、蓝色、红色等深色,特别适宜的是黑色。
在本实施方式中,深色是指:基本上L*a*b*色度体系中规定的L*为60以下(0~60)[优选为50以下(0~50),进一步优选为40以下(0~40)]的深的颜色。
此外,黑色是指:基本上L*a*b*色度体系中规定的L*为35以下(0~35)[优选为30以下(0~30),进一步优选为25以下(0~25)]的黑色系颜色。需要说明的是,在黑色中,L*a*b*色度体系中规定的a*、b*可以分别根据L*的值而适当选择。作为a*、b*,例如,双方均优选为-10~10,更优选为-5~5,特别优选为-3~3的范围(其中尤其是0或基本为0)。
需要说明的是,在本实施方式中,L*a*b*色度体系中规定的L*、a*、b*通过使用色彩色差计(商品名“CR-200”Minolta公司制造;色彩色差计)测定来求出。需要说明的是,L*a*b*色度体系是国际照明委员会(CIE)于1976年推荐的色彩空间,是指被称为CIE1976(L*a*b*)色度体系的色彩空间。此外,L*a*b*色度体系在日本工业标准的JIS Z 8729中进行了规定。
在对半导体背面用薄膜40进行着色时,可以根据目标颜色使用着色材料(着色剂)。作为这样的着色材料,可以适宜地使用黑色系着色材料、蓝色系着色材料、红色系着色材料等各种深色系着色材料,黑色系着色材料更为适宜。作为着色材料,可以是颜料、染料等的任一种。着色材料可以单独使用或组合2种以上使用。需要说明的是,作为染料,酸性染料、反应染料、直接染料、分散染料、阳离子染料等任一形态的染料均可以使用。此外,对颜料的形态也没有特别限制,可以从公知的颜料中适当选择并使用。
作为黑色系着色材料,没有特别限制,例如可以从无机的黑色系颜料、黑色系染料中适当选择。此外,作为黑色系着色材料,也可以是混合有青色(cyan)系着色材料(蓝绿色系着色材料)、品红(magenda)系着色材料(紫红色系着色材料)和黄色系着色材料(黄色系着色材料)的着色材料混合物。黑色系着色材料可以单独使用或组合2种以上使用。当然,黑色系着色材料也可以与黑色以外的颜色的着色材料组合使用。
具体而言,作为黑色系着色材料,例如可列举出:炭黑(炉法炭黑、槽法炭黑、乙炔黑、热炭黑、灯黑等)、石墨(graphite)、氧化铜、二氧化锰、偶氮系颜料(甲亚胺偶氮黑(azomethine azo black)等)、苯胺黑、苝黑、钛黑、花青黑、活性炭、铁素体(非磁性铁素体、磁性铁素体等)、磁铁矿、氧化铬、氧化铁、二硫化钼、铬络合物、复合氧化物系黑色色素、蒽醌系有机黑色色素等。
本发明中,作为黑色系着色材料,还可以利用:C.I.溶剂黑3、7、22、27、29、34、43、70,C.I.直接黑17、19、22、32、38、51、71,C.I.酸性黑1、2、24、26、31、48、52、107、109、110、119、154,C.I.分散黑1、3、10、24等黑色系染料;C.I.颜料黑1、7等黑色系颜料等。
作为黑色系着色材料以外的着色材料,例如可列举出:青色系着色材料、品红系着色材料、黄色系着色材料等。作为青色系着色材料,例如可列举出:C.I.溶剂蓝25、36、60、70、93、95;C.I.酸性蓝6、45等青色系染料;C.I.颜料蓝1、2、3、15、15:1、15:2、15:3、15:4、15:5、15:6、16、17、17:1、18、22、25、56、60、63、65、66;C.I.还原蓝4、60;C.I.颜料绿7等青色系颜料等。
此外,在品红系着色材料中,作为品红系染料,例如可列举出:C.I.溶剂红1、3、8、23、24、25、27、30、49、52、58、63、81、82、83、84、100、109、111、121、122;C.I.分散红9;C.I.溶剂紫8、13、14、21、27;C.I.分散紫1;C.I.碱性红1、2、9、12、13、14、15、17、18、22、23、24、27、29、32、34、35、36、37、38、39、40;C.I.碱性紫1、3、7、10、14、15、21、25、26、27、28等。
在品红系着色材料中,作为品红系颜料,例如可列举出:C.I.颜料红1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、21、22、23、30、31、32、37、38、39、40、41、42、48:1、48:2、48:3、48:4、49、49:1、50、51、52、52:2、53:1、54、55、56、57:1、58、60、60:1、63、63:1、63:2、64、641、67、68、81、83、87、88、89、90、92、101、104、105、106、108、112、114、122、123、139、144、146、147、149、150、151、163、166、168、170、171、172、175、176、177、178、179、184、185、187、190、193、202、206、207、209、219、222、224、238、245;C.I.颜料紫3、9、19、23、31、32、33、36、38、43、50;C.I.还原红1、2、10、13、15、23、29、35等。
此外,作为黄色系着色材料,例如可列举出:C.I.溶剂黄19、44、77、79、81、82、93、98、103、104、112、162等黄色系染料;C.I.颜料橙31、43;C.I.颜料黄1、2、3、4、5、6、7、10、11、12、13、14、15、16、17、23、24、34、35、37、42、53、55、65、73、74、75、81、83、93、94、95、97、98、100、101、104、108、109、110、113、114、116、117、120、128、129、133、138、139、147、150、151、153、154、155、156、167、172、173、180、185、195;C.I.还原黄1、3、20等黄色系颜料等。
青色系着色材料、品红系着色材料、黄色系着色材料等各种着色材料可以分别单独使用或组合2种以上使用。需要说明的是,青色系着色材料、品红系着色材料、黄色系着色材料等各种着色材料使用2种以上时,作为这些着色材料的混合比例(或配混比例),没有特别限制,可以根据各着色材料的种类、目标颜色等而适当选择。
半导体背面用薄膜40中可以根据需要而适当配混其它添加剂。作为其它添加剂,例如除了填充剂(填料)、阻燃剂、硅烷偶联剂、离子捕捉剂之外还可列举出:增量剂、防老剂、抗氧化剂、表面活性剂等。
作为前述填充剂,可以是无机填充剂、有机填充剂中的任一种,适宜为无机填充剂。通过无机填充剂等填充剂的配混,能够实现半导体背面用薄膜40的赋予、导热性的提高、弹性模量的调节等。需要说明的是,作为半导体背面用薄膜40,可以是导电性的,也可以是非导电性的。作为前述无机填充剂,例如可列举出:二氧化硅、粘土、石膏、碳酸钙、硫酸钡、氧化铝、氧化铍、碳化硅、氮化硅等陶瓷类、铝、铜、银、金、镍、铬、铅、锡、锌、钯、焊锡等金属或合金类、以及碳等形成的各种无机粉末等。填充剂可以单独使用或组合使用2种以上。作为填充剂,其中适宜为二氧化硅、特别是熔融二氧化硅。需要说明的是,无机填充剂的平均粒径优选为0.1μm~80μm的范围内。无机填充剂的平均粒径例如可以通过激光衍射型粒度分布测定装置进行测定。
对于前述填充剂(特别是无机填充剂)的配混量,相对于有机树脂成分100重量份,优选为80重量份以下(0重量份~80重量份),特别优选为0重量份~70重量份。
此外,作为前述阻燃剂,例如可列举出:三氧化二锑、五氧化二锑、溴化环氧树脂等。阻燃剂可以单独使用或组合使用2种以上。作为前述硅烷偶联剂,例如可列举出:β-(3,4-环氧环己基)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乙氧基硅烷等。硅烷偶联剂可以单独使用或组合使用2种以上。作为前述离子捕捉剂,例如可列举出:水滑石类、氢氧化铋等。离子捕捉剂可以单独使用或组合使用2种以上。
半导体背面用薄膜40例如可以利用如下惯用方法形成:混合环氧树脂等热固性树脂、根据需要而定的丙烯酸类树脂等热塑性树脂、以及根据需要而定的溶剂、其它添加剂等制备树脂组合物,形成薄膜状的层。
半导体背面用薄膜40优选固化后的拉伸储能模量在23℃~80℃的全部范围内为1GPa以上。拉伸储能模量为1GPa以上时,在切割时能够减少在芯片侧面产生的龟裂。拉伸储能模量优选为2GPa以上。固化后的半导体背面用薄膜40的拉伸储能模量可以根据丙烯酸类树脂的含量、热固化性树脂的含量等进行调整。需要说明的是,可以通过120℃2小时的加热使半导体背面用薄膜40固化。固化后的半导体背面用薄膜40的拉伸储能模量利用实施例中记载的方法进行测定。
固化后的半导体背面用薄膜40的23℃拉伸储能模量优选为2GPa以上、更优选为2.5GPa以上。固化后的半导体背面用薄膜40的23℃拉伸储能模量的上限为例如50GPa、10GPa、7GPa、5GPa。另一方面,固化后的半导体背面用薄膜40的80℃拉伸储能模量的上限为例如50GPa、10GPa、7GPa、5GPa。
固化后的半导体背面用薄膜40的80℃拉伸储能模量与固化后的半导体背面用薄膜40的23℃拉伸储能模量之比(80℃拉伸储能模量/23℃拉伸储能模量)优选为0.3以上、优选为0.4以上。拉伸储能模量之比小于0.3时,相对于温度的弹性模量变化大,因此容易产生芯片侧面的龟裂。拉伸储能模量之比(80℃拉伸储能模量/23℃拉伸储能模量)优选为1.0以下、更优选为0.9以下、进一步优选为0.8以下。
半导体背面用薄膜40优选具有1.7kgf/mm2以上的相对于硅芯片的25℃剪切粘接力。25℃剪切粘接力为1.7kgf/mm2以上时,在切割时能够减少在芯片侧面产生的龟裂。可推测能够抑制切割时的半导体芯片的振动。25℃剪切粘接力的下限为例如1.8kgf/mm2。25℃剪切粘接力的上限为例如4kgf/mm2、3.5kgf/mm2、3kgf/mm2等。25℃剪切粘接力可以通过热塑性树脂与热固化性树脂之比等进行调整。25℃剪切粘接力可以通过在70℃下将半导体背面用薄膜40固定在硅芯片上,以120℃2小时进行加热后,在剪切速度500μm/秒、25℃下进行测定。
半导体背面用薄膜40优选具有0.5kgf/mm2以上的相对于硅芯片的100℃剪切粘接力。100℃剪切粘接力为0.5kgf/mm2以上时,有不易产生切割时的芯片飞溅、回流焊时的半导体背面用薄膜40的剥离的倾向,可靠性优异。100℃剪切粘接力优选为1.0kgf/mm2以上、更优选为2.0kgf/mm2以上。
半导体背面用薄膜40优选通过隔离体(剥离衬垫)进行保护(未图示)。隔离体具有直至供于实用为止保护半导体背面用薄膜的、作为保护材料的功能。隔离体在将半导体晶圆粘贴于半导体背面用薄膜上时剥离。作为隔离体,可以使用聚乙烯、聚丙烯、利用氟系剥离剂、长链烷基丙烯酸酯系剥离剂等剥离剂进行了表面涂布的塑料薄膜(聚对苯二甲酸乙二醇酯等)、纸等。需要说明的是,隔离体可以利用现有公知的方法形成。此外,对隔离体的厚度等也没有特别限制。
对半导体背面用薄膜40的厚度没有特别限定,例如可以从2μm~200μm左右的范围适当选择。进而,前述厚度优选为4μm~160μm左右,更优选为6μm~100μm左右,特别优选为10μm~80μm左右。
(切割带)
切割带2是在基材21上形成粘合剂层22而构成的。如此,切割带2具有层叠有基材21和粘合剂层22的构成即可。
切割带2可以分为下述情况:
(1)粘合剂层22的紫外线照射后的23℃下的拉伸模量为1MPa~200MPa的情况;
(2)粘合剂层22的23℃下的拉伸模量为1MPa~200MPa的情况。
以下,首先,对(1)的情况进行说明。
粘合剂层22的紫外线照射后的23℃下的拉伸模量为1MPa~200MPa、优选为1MPa~100MPa、更优选为10MPa~50MPa。紫外线照射后的23℃下的拉伸模量为1MPa以上,紫外线照射后具有一定程度的硬度。因此,在对粘合剂层22照射紫外线后进行刀片切割时,能够减少在芯片侧面产生的龟裂。另外,紫外线照射后的23℃下的拉伸模量为200MPa以下,因此能够抑制在切割时发生芯片飞散。紫外线照射量基于实施例中的记载。
优选至少粘合剂层22的晶圆粘贴部23的紫外线照射后的23℃下的拉伸模量为1MPa~200MPa、更优选为1MPa~100MPa、进一步优选为10MPa~50MPa。即,粘合剂层22仅由晶圆粘贴部23构成时,粘合剂层22的紫外线照射后的23℃下的拉伸模量优选为1MPa~200MPa。另外,粘合剂层22由晶圆粘贴部23、和除此以外的部分构成时,粘合剂层22只要至少晶圆粘贴部23的紫外线照射后的23℃下的拉伸模量为1MPa~200MPa即可,除此以外的部分没有特别限定。至少粘合剂层22的晶圆粘贴部23的23℃下的拉伸模量为1MPa~200MPa时,能够进一步减少在刀片切割时在芯片侧面产生的龟裂。
紫外线照射后的粘合剂层22的拉伸模量可以通过例如后述的交联剂、光聚合引发剂、紫外线反应型交联剂的含量等进行调整。
对粘合剂层22照射紫外线后的倒装芯片型半导体背面用薄膜40和粘合剂层22之间的23℃下的剥离力优选为0.01N/20mm以上且0.2N/20mm以下、更优选为0.03N/20mm以上且0.15N/20mm以下、进一步优选为0.05N/20mm以上且0.10N/20mm以下。对粘合剂层22照射紫外线后的倒装芯片型半导体背面用薄膜40和粘合剂层22之间的23℃下的剥离力为0.01N/20mm以上且0.2N/20mm以下时,能够进一步减少在刀片切割时在芯片侧面产生的龟裂。另外,能够适宜地拾取切割后的芯片。
基材21可以用作粘合剂层等的支撑母体。基材21优选具有紫外线透过性。作为基材21,例如可以使用纸等纸类基材;布、无纺布、毡、网等纤维类基材;金属箔、金属板等金属类基材;塑料的薄膜、薄片等塑料类基材;橡胶片等橡胶类基材;发泡片等发泡体、它们的层叠体[特别是塑料类基材与其它基材的层叠体、塑料薄膜(或薄片)彼此的层叠体等]等适当的薄层体。本发明中,作为基材,可以适宜地使用塑料的薄膜、薄片等塑料类基材。作为这种塑料材料的素材,例如可列举出:聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、乙烯-丙烯共聚物等烯烃类树脂;乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)、离聚物树脂、乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物、乙烯-(甲基)丙烯酸酯(无规、交替)共聚物等以乙烯作为单体成分的共聚物;聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)等聚酯;丙烯酸类树脂;聚氯乙烯(PVC);聚氨酯;聚碳酸酯;聚苯硫醚(PPS);聚酰胺(尼龙)、全芳香族聚酰胺(芳纶)等酰胺类树脂;聚醚醚酮(PEEK);聚酰亚胺;聚醚酰亚胺;聚偏二氯乙烯;ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物);纤维素类树脂;有机硅树脂;氟树脂等。
此外,作为基材21的材料,可列举出:前述树脂的交联体等聚合物。前述塑料薄膜可以以无拉伸方式使用,也可以根据需要而使用实施了单轴或双轴拉伸处理的薄膜。利用通过拉伸处理等而赋予了热收缩性的树脂片,能够通过切割后使基材21热收缩而降低粘合剂层22与半导体背面用薄膜40的粘接面积,实现半导体芯片的回收的容易化。
对于基材21的表面,为了提高与邻接的层的密合性、保持性等,可以实施惯用的表面处理,例如铬酸处理、臭氧暴露、火焰暴露、高压电击暴露、电离辐射线处理等化学或物理处理,利用底涂剂(例如后述的粘合物质)的涂布处理。
基材21可以适当选择使用同一种类或不同种类的基材,可以根据需要而使用多种的混合物。此外,对于基材21,可以为了赋予抗静电能力而在前述基材21上设置由金属、合金、它们的氧化物等形成的厚度为左右的导电性物质的蒸镀层。基材21可以是单层或者2种以上的多层。
对基材21的厚度(为层叠体时是指总厚度)没有特别限制,可以根据强度、柔软性、使用目的等而适当选择,例如一般为1000μm以下(例如1μm~1000μm),优选为10μm~500μm,进一步优选为20μm~300μm,特别是30μm~200μm左右,但不限于这些。
需要说明的是,基材21中可以在不损害本发明的效果等的范围内含有各种添加剂(着色剂、填充剂、增塑剂、防老剂、抗氧化剂、表面活性剂、阻燃剂等)。
粘合剂层22由粘合剂所形成,具有粘合性。粘合剂层22只要在紫外线照射后在23℃下的拉伸模量为1MPa~200MPa就没有特别限定,可以从公知的粘合剂中适当选择。具体而言,作为粘合剂,例如可以从下述中适当选择使用具有前述特性的粘合剂:丙烯酸类粘合剂、橡胶类粘合剂、乙烯基烷基醚类粘合剂、有机硅类粘合剂、聚酯类粘合剂、聚酰胺类粘合剂、氨酯类粘合剂、氟类粘合剂、苯乙烯-二烯嵌段共聚物类粘合剂、在这些粘合剂中配混了熔点约200℃以下的热熔融性树脂的蠕变特性改良型粘合剂等公知的粘合剂(例如参见日本特开昭56-61468号公报、日本特开昭61-174857号公报、日本特开昭63-17981号公报、日本特开昭56-13040号公报等)。其中,优选使用紫外线固化型粘合剂。粘合剂可以单独使用或将2种以上组合使用。
作为前述粘合剂,可以适宜地使用丙烯酸类粘合剂、橡胶类粘合剂,丙烯酸类粘合剂尤为适宜。作为丙烯酸类粘合剂,可列举出:以使用1种或2种以上(甲基)丙烯酸烷基酯作为单体成分的丙烯酸类聚合物(均聚物或共聚物)作为基础聚合物的丙烯酸类粘合剂。
作为前述丙烯酸类粘合剂中的(甲基)丙烯酸烷基酯,例如可列举出:(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸异丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸仲丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸戊酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸庚酯、(甲基)丙烯酸正辛酯、(甲基)丙烯酸-2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸异辛酯、(甲基)丙烯酸正壬酯、(甲基)丙烯酸异壬酯、(甲基)丙烯酸正癸酯、(甲基)丙烯酸异癸酯、(甲基)丙烯酸十一烷基酯、(甲基)丙烯酸十二烷基酯、(甲基)丙烯酸十三烷基酯、(甲基)丙烯酸十四烷基酯、(甲基)丙烯酸十五烷基酯、(甲基)丙烯酸十六烷基酯、(甲基)丙烯酸十七烷基酯、(甲基)丙烯酸十八烷基酯、(甲基)丙烯酸十九烷基酯、(甲基)丙烯酸二十烷基酯等(甲基)丙烯酸烷基酯等。作为(甲基)丙烯酸烷基酯,适宜的是烷基的碳数为4~18的(甲基)丙烯酸烷基酯。需要说明的是,(甲基)丙烯酸烷基酯的烷基可以是直链或支链中的任一种。
需要说明的是,前述丙烯酸类聚合物可以为了改善内聚力、耐热性、交联性等而根据需要含有对应于可与前述(甲基)丙烯酸烷基酯共聚的其它单体成分(共聚性单体成分)的单元。作为这种共聚性单体成分,例如可列举出:(甲基)丙烯酸(丙烯酸、甲基丙烯酸)、丙烯酸羧基乙酯、丙烯酸羧基戊酯、衣康酸、马来酸、富马酸、巴豆酸等含羧基单体;马来酸酐、衣康酸酐等含酸酐基单体;(甲基)丙烯酸羟乙酯、(甲基)丙烯酸羟丙酯、(甲基)丙烯酸羟丁酯、(甲基)丙烯酸羟己酯、(甲基)丙烯酸羟辛酯、(甲基)丙烯酸羟癸酯、(甲基)丙烯酸羟基月桂酯、(甲基)丙烯酸(4-羟甲基环己基)甲酯等含羟基单体;苯乙烯磺酸、烯丙基磺酸、2-(甲基)丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、(甲基)丙烯酰胺丙磺酸、(甲基)丙烯酸磺丙酯、(甲基)丙烯酰氧基萘磺酸等含磺酸基单体;2-羟乙基丙烯酰基磷酸酯等含磷酸基单体;(甲基)丙烯酰胺、N,N-二甲基(甲基)丙烯酰胺、N-丁基(甲基)丙烯酰胺、N-羟甲基(甲基)丙烯酰胺、N-羟甲基丙烷(甲基)丙烯酰胺等(N-取代)酰胺类单体;(甲基)丙烯酸氨基乙酯、(甲基)丙烯酸-N,N-二甲氨基乙酯、(甲基)丙烯酸叔丁基氨基乙酯等(甲基)丙烯酸氨基烷基酯类单体;(甲基)丙烯酸甲氧基乙酯、(甲基)丙烯酸乙氧基乙酯等(甲基)丙烯酸烷氧基烷基酯类单体;丙烯腈、甲基丙烯腈等氰基丙烯酸酯单体;(甲基)丙烯酸缩水甘油酯等含环氧基丙烯酸类单体;苯乙烯、α-甲基苯乙烯等苯乙烯类单体;醋酸乙烯酯、丙酸乙烯酯等乙烯酯类单体;异戊二烯、丁二烯、异丁烯等烯烃类单体;乙烯基醚等乙烯基醚类单体;N-乙烯基吡咯烷酮、甲基乙烯基吡咯烷酮、乙烯基吡啶、乙烯基哌啶酮、乙烯基嘧啶、乙烯基哌嗪、乙烯基吡嗪、乙烯基吡咯、乙烯基咪唑、乙烯基噁唑、乙烯基吗啉、N-乙烯基羧酸酰胺类、N-乙烯基己内酰胺等含氮单体;N-环己基马来酰亚胺、N-异丙基马来酰亚胺、N-月桂基马来酰亚胺、N-苯基马来酰亚胺等马来酰亚胺类单体;N-甲基衣康酰亚胺、N-乙基衣康酰亚胺、N-丁基衣康酰亚胺、N-辛基衣康酰亚胺、N-2-乙基己基衣康酰亚胺、N-环己基衣康酰亚胺、N-月桂基衣康酰亚胺等衣康酰亚胺类单体;N-(甲基)丙烯酰氧基亚甲基琥珀酰亚胺、N-(甲基)丙烯酰基-6-氧六亚甲基琥珀酰亚胺、N-(甲基)丙烯酰基-8-氧八亚甲基琥珀酰亚胺等琥珀酰亚胺类单体;聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇(甲基)丙烯酸酯、甲氧基乙二醇(甲基)丙烯酸酯、甲氧基聚丙二醇(甲基)丙烯酸酯等二醇类丙烯酸酯单体;(甲基)丙烯酸四氢糠酯、氟(甲基)丙烯酸酯、有机硅(甲基)丙烯酸酯等具有杂环、卤素原子、硅原子等的丙烯酸酯类单体;己二醇二(甲基)丙烯酸酯、(聚)乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、(聚)丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、氨基甲酸酯丙烯酸酯、二乙烯苯、含丁基的二(甲基)丙烯酸酯(butyldi(meta)acrylate)、含己基的二(甲基)丙烯酸酯(hexyldi(meta)acrylate)等多官能单体等。这些共聚性单体成分可以使用1种或2种以上。
为了调整弹性模量,前述粘合剂中优选采用交联剂(外部交联剂)。作为前述交联剂,没有特别限制,可以使用公知的交联剂。具体而言,作为交联剂,除了异氰酸酯类交联剂、环氧类交联剂、三聚氰胺类交联剂、过氧化物类交联剂之外,还可列举出:尿素类交联剂、金属醇盐类交联剂、金属螯合物类交联剂、金属盐类交联剂、碳二亚胺类交联剂、噁唑啉类交联剂、氮丙啶类交联剂、胺类交联剂等,适宜为异氰酸酯类交联剂、环氧类交联剂。交联剂可以单独使用或将2种以上组合使用。需要说明的是,对交联剂的用量没有特别限制。使用交联剂时,优选相对于基础聚合物(不包括溶剂的固体成分)100重量份配混0.1~20重量份的交联剂。
作为前述异氰酸酯类交联剂,例如可列举出:1,2-亚乙基二异氰酸酯、1,4-亚丁基二异氰酸酯、1,6-六亚甲基二异氰酸酯等低级脂肪族多异氰酸酯类;亚环戊基二异氰酸酯、亚环己基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、氢化甲苯二异氰酸酯、氢化二甲苯二异氰酸酯等脂环族多异氰酸酯类;2,4-甲苯二异氰酸酯、2,6-甲苯二异氰酸酯、4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、苯二甲基二异氰酸酯等芳香族多异氰酸酯类等,此外还可使用:三羟甲基丙烷/甲苯二异氰酸酯三聚体加成物[日本聚氨酯工业株式会社制造、商品名“CORONATE L”]、三羟甲基丙烷/六亚甲基二异氰酸酯三聚体加成物[日本聚氨酯工业株式会社制造、商品名“CORONATE HL”]等。此外,作为前述环氧类交联剂,例如可列举出:N,N,N’,N’-四缩水甘油基间二甲苯二胺、二缩水甘油基苯胺、1,3-双(N,N-缩水甘油基氨基甲基)环己烷、1,6-己二醇二缩水甘油醚、新戊二醇二缩水甘油醚、乙二醇二缩水甘油醚、丙二醇二缩水甘油醚、聚乙二醇二缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚、山梨醇多缩水甘油醚、甘油多缩水甘油醚、季戊四醇多缩水甘油醚、聚甘油多缩水甘油醚、山梨醇酐多缩水甘油醚、三羟甲基丙烷多缩水甘油醚、己二酸二缩水甘油酯、邻苯二甲酸二缩水甘油酯、三缩水甘油基三(2-羟乙基)异氰脲酸酯、间苯二酚二缩水甘油醚、双酚-S-二缩水甘油醚,此外还可列举出:分子内具有2个以上环氧基的环氧类树脂等。
作为粘合剂使用紫外线固化型粘合剂时,作为紫外线固化型粘合剂(组合物),例如可列举出:将在聚合物侧链或主链中或主链末端具有自由基反应性碳-碳双键的聚合物作为基础聚合物使用的内在型的紫外线固化型粘合剂。
前述具有碳-碳双键的基础聚合物可以没有限制地使用具有碳-碳双键、且具有粘合性的基础聚合物。作为这样的基础聚合物,优选将丙烯酸类聚合物作为基本骨架。作为丙烯酸类聚合物的基本骨架,可列举出:前述示例的丙烯酸类聚合物。
向前述丙烯酸类聚合物中导入碳-碳双键的导入法没有特别限制,可以采用各种方法,但在聚合物侧链导入碳-碳双键的分子设计容易。例如可列举出如下方法:预先在丙烯酸类聚合物中共聚具有官能团的单体,然后在维持碳-碳双键的辐射线固化性的情况下使具有可与该官能团反应的官能团和碳-碳双键的化合物进行缩合或加成反应的方法。
前述粘合剂优选包含紫外线反应型交联剂(紫外线聚合性的单体成分、或低聚物成分)。包含紫外线反应型交联剂时,能够提高紫外线照射后的弹性模量。
作为紫外线反应型交联剂,例如可列举出:(甲基)丙烯酸氨基甲酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、四羟甲基甲烷四(甲基)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、二季戊四醇单羟基五(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、1,4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯等。另外可列举出:氨酯系、聚醚系、聚酯系、聚碳酸酯系、聚丁二烯系等各种低聚物,其分子量为100~30000左右的范围的交联剂是适合的。通过含有紫外线反应型交联剂,通过紫外线照射而可以使弹性模量大幅提高。紫外线反应型交联剂的配混量优选相对于基础聚合物100重量份为1~50重量份。
前述粘合剂优选包含光聚合引发剂。作为光聚合引发剂,例如可列举出:4-(2-羟基乙氧基)苯基(2-羟基-2-丙基)酮、α-羟基-α,α’-二甲基苯乙酮、2-甲基-2-羟基苯丙酮、1-羟基环己基苯甲酮等α-酮醇系化合物;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-吗啉代丙烷-1-酮等苯乙酮系化合物;苯偶姻乙醚、苯偶姻异丙醚、茴香偶姻甲醚等苯偶姻醚系化合物;苯偶酰二甲基缩酮等缩酮系化合物;2-萘磺酰氯等芳香族磺酰氯系化合物;1-苯基-1,2-丙二酮-2-(O-乙氧基羰基)肟等光活性肟系化合物;二苯甲酮、苯甲酰苯甲酸、3,3’-二甲基-4-甲氧基二苯甲酮等二苯甲酮系化合物;噻吨酮、2-氯噻吨酮、2-甲基噻吨酮、2,4-二甲基噻吨酮、异丙基噻吨酮、2,4-二氯噻吨酮、2,4-二乙基噻吨酮、2,4-二异丙基噻吨酮等噻吨酮系化合物;樟脑醌;卤化酮;酰基氧化膦;酰基膦酸酯等。光聚合引发剂的配混量相对于构成粘合剂的基础聚合物100重量份,例如为0.05~10重量份左右。
粘合剂层22例如可以利用下述惯用的方法形成:将粘合剂(压敏粘接剂)与根据需要而定的溶剂、其它添加剂等混合,形成片状的层。具体而言,例如可以通过下述方法等形成粘合剂层22:将含有粘合剂和根据需要而定的溶剂、其它添加剂的混合物涂布在基材21上的方法;在合适的隔离体(剥离纸等)上涂布前述混合物而形成粘合剂层22并将其转印(转移)至基材21上的方法。
对粘合剂层22的厚度没有特别限制,例如为5μm~300μm(优选为5μm~200μm,进一步优选为5μm~100μm,特别优选为7μm~50μm)左右。粘合剂层22的厚度为前述范围内时,能够发挥适度的粘合力。需要说明的是,粘合剂层22可以是单层、多层中的任一种。
切割带一体型半导体背面用薄膜1可以以卷成卷状的形态形成,也可以以层叠有薄片(薄膜)的形态形成。例如,具有卷成卷状的形态时,可以将倒装芯片型半导体背面用薄膜与切割带的层叠体在根据需要利用隔离体进行保护的状态下卷成卷状,制成卷成卷状的状态或形态的切割带一体型半导体背面用薄膜。需要说明的是,作为卷成卷状的状态或形态的切割带一体型半导体背面用薄膜1,可以由基材21、在基材21的一面形成的粘合剂层22、在粘合剂层22上形成的半导体背面用薄膜40、以及在基材21的另一面形成的剥离处理层(背面处理层)构成。
需要说明的是,作为切割带一体型半导体背面用薄膜1的厚度(半导体背面用薄膜的厚度与由基材21和粘合剂层22形成的切割带的厚度的总厚度),例如可以从7μm~11300μm的范围选择,优选为17μm~1600μm(进一步优选为28μm~1200μm)。
以上对上述(1)的情况,即,粘合剂层22的紫外线照射后的23℃下的拉伸模量为1MPa~200MPa的情况的切割带2进行了说明。
接着,对上述(2)的情况,即,粘合剂层22的23℃下的拉伸模量为1MPa~200MPa的情况的切割带2进行说明。
(2)的情况,粘合剂层22在23℃下的拉伸模量为1MPa~200MPa、优选为1MPa~100MPa、更优选为10MPa~50MPa。粘合剂层22在23℃下的拉伸模量为1MPa以上,具有一定程度的硬度。因此,在刀片切割时能够减少在芯片侧面产生的龟裂。另外,在23℃下的拉伸模量为200MPa以下,因此能够抑制在切割时发生芯片飞散。
至少粘合剂层22的晶圆粘贴部23的23℃下的拉伸模量优选为1MPa~200MPa、更优选为1MPa~100MPa、进一步优选为10MPa~50MPa。即,粘合剂层22仅由晶圆粘贴部23构成时,粘合剂层22在23℃下的拉伸模量优选为1MPa~200MPa。另外,粘合剂层22由晶圆粘贴部23和除此以外的部分构成时,粘合剂层22只要至少晶圆粘贴部23的23℃下的拉伸模量为1MPa~200MPa即可,除此以外的部分没有特别限定。至少粘合剂层22的晶圆粘贴部23的23℃下的拉伸模量为1MPa~200MPa时,能够进一步减少在刀片切割时在芯片侧面产生的龟裂。
粘合剂层22的拉伸模量可以通过例如交联剂的含量等进行调整。
倒装芯片型半导体背面用薄膜40和粘合剂层22之间的23℃下的剥离力优选为0.01N/20mm以上且0.2N/20mm以下、更优选为0.03N/20mm以上且0.15N/20mm以下、进一步优选为0.05N/20mm以上且0.10N/20mm以下。倒装芯片型半导体背面用薄膜40和粘合剂层22之间的23℃下的剥离力为0.01N/20mm以上且0.2N/20mm以下时,能够进一步减少在刀片切割时在芯片侧面产生的龟裂。
上述(2)的情况的粘合剂层22的组成只要粘合剂层22在23℃下的拉伸模量为1MPa~200MPa,就可以采用与上述(1)同样的构成,因此在此省略详细说明。例如,粘合剂层22也可以不使用紫外线固化型粘合剂,而由不进行紫外线固化的粘合剂构成。
以上对上述(2)的情况,即,粘合剂层22在23℃下的拉伸模量为1MPa~200MPa的情况的切割带2进行了说明。
(切割带一体型半导体背面用薄膜的制造方法)
以图1所示的切割带一体型半导体背面用薄膜1为例对本实施方式的切割带一体型半导体背面用薄膜的制造方法进行说明。首先,基材21可以通过现有公知的成膜方法成膜。作为该成膜方法,例如可示例出:压延成膜法、在有机溶剂中的流延法、在密闭体系中的吹胀挤出法、T模挤出法、共挤出法、干层压法等。
接着,在基材21上涂布粘合剂组合物,干燥(根据需要而进行加热交联)形成粘合剂层22。作为涂布方式,可列举出:辊涂覆、丝网涂覆、凹版涂覆等。需要说明的是,可以将粘合剂层组合物直接涂布于基材21而在基材21上形成粘合剂层22,也可以在将粘合剂组合物涂布于表面进行了剥离处理的剥离纸等而形成粘合剂层22之后将该粘合剂层22转印至基材21。由此制作在基材21上形成有粘合剂层22的切割带2。
另一方面,将用于形成半导体背面用薄膜40的形成材料涂布在剥离纸上使干燥后的厚度为规定厚度,进一步在规定条件下干燥(需要热固化时等,根据需要而实施加热处理进行干燥),形成涂布层。通过将该涂布层转印至粘合剂层22上,在粘合剂层22上形成半导体背面用薄膜40。需要说明的是,通过在粘合剂层22上直接涂布用于形成半导体背面用薄膜40的形成材料之后,在规定条件下干燥(在需要热固化时等,根据需要而实施加热处理进行干燥),也可以在粘合剂层22上形成半导体背面用薄膜40。由上可以得到本发明的切割带一体型半导体背面用薄膜1。需要说明的是,在形成半导体背面用薄膜40时进行热固化的情况下,重要的是以达到部分固化的状态的程度进行热固化,但优选不进行热固化。
切割带一体型半导体背面用薄膜1可以在具备倒装芯片连接工序的半导体装置的制造时适宜地使用。即,本发明的切割带一体型半导体背面用薄膜1在制造倒装芯片安装的半导体装置时使用,在于半导体芯片的背面粘贴有切割带一体型半导体背面用薄膜1的半导体背面用薄膜40的状态或形态下制造倒装芯片安装的半导体装置。因此,本发明的切割带一体型半导体背面用薄膜1可以用于倒装芯片安装的半导体装置(半导体芯片以倒装芯片连接方式固定于基板等被粘物的状态或形态的半导体装置)。
(半导体晶圆)
作为半导体晶圆,如果是公知惯用的半导体晶圆则没有特别限制,可以从各种素材的半导体晶圆中适当选择并使用。本发明中,作为半导体晶圆,可以适宜地使用硅晶圆。
(半导体装置的制造方法)
[第1实施方式]
以下边参照图2~图7边对第1实施方式的半导体装置的制造方法进行说明。图2~图7是用于说明第1实施方式的半导体装置的制造方法的剖面示意图。
第1实施方式的半导体装置的制造方法是在第3本发明的半导体装置的制造方法中,先进行工序A,然后进行工序B的情况。
第1实施方式的半导体装置的制造方法至少具备如下工序:
工序A,在前述切割带一体型半导体背面用薄膜的前述倒装芯片型半导体背面用薄膜上粘贴半导体晶圆;
工序B,在前述工序A之后,对前述粘合剂层照射紫外线以使所述粘合剂层在23℃下的拉伸模量为1MPa~200MPa;
工序C,在前述工序A和前述工序B之后,对前述半导体晶圆进行刀片切割而形成半导体元件;和
工序D,将前述半导体元件与前述倒装芯片型半导体背面用薄膜一起从前述粘合剂层上剥离。
以下对第1实施方式进行详细说明。第1实施方式中,使用上述(1)的情况的切割带一体型半导体背面用薄膜1。即,第1实施方式的粘合剂层22的紫外线照射后的23℃下的拉伸模量为1MPa~200MPa。粘合剂层22的紫外线照射前的23℃下的拉伸模量既可在1MPa~200MPa的范围内、也可以不在上述范围内。其中,紫外线照射前的23℃下的拉伸模量优选小于1MPa。其理由是,能够更牢靠地固定晶圆。
[安装工序]
首先,如图2所示,将任意设置在切割带一体型半导体背面用薄膜1的半导体背面用薄膜40上的隔离体适宜地剥离,在该半导体背面用薄膜40上粘贴半导体晶圆4,将其粘接保持进行固定(工序A)。此时,半导体背面用薄膜40处于未固化状态(包括半固化状态)。此外,切割带一体型半导体背面用薄膜1粘贴在半导体晶圆4的背面。半导体晶圆4的背面是指与电路面处于相反侧的面(也称为非电路面、非电极形成面等)。对粘贴方法没有特别限定,优选利用压接的方法。压接通常利用压接辊等按压手段一边按压一边进行。
[加热工序]
接着,根据需要,为了使半导体背面用薄膜40对半导体晶圆4的固定牢固而进行烘焙(baking、加热)。由此,使半导体背面用薄膜40固化。该烘焙例如在80~150℃、0.1~24小时的条件下进行。
[激光标记工序]
接着,根据需要,如图3所示,从切割带2侧使用激光标记用的激光36对半导体背面用薄膜40进行激光标记。作为激光标记的条件,没有特别限定,优选在强度:0.3W~2.0W的条件下对半导体背面用薄膜40照射激光[波长:532nm]。并且,优选以此时的加工深度(深度)为2μm以上的方式进行照射。对前述加工深度的上限没有特别限制,例如可以从2μm~25μm的范围选择,优选为3μm以上(3μm~20μm),更优选为5μm以上(5μm~15μm)。通过使激光标记的条件在前述数值范围内,可发挥优异的激光标记性。
需要说明的是,半导体背面用薄膜40的激光加工性可以通过构成树脂成分的种类、其含量,着色剂的种类、其含量,交联剂的种类、其含量,填充材料的种类、其含量等进行控制。
[紫外线照射工序]
接着,如图4所示,对粘合剂层22照射紫外线38(工序B)。紫外线的照射以紫外线照射后的粘合剂层在23℃下的拉伸模量为1MPa~200MPa的方式进行。作为具体的紫外线的照射量,适宜在例如200~600mJ/cm2的范围内。另外,紫外线的照射方向没有特别限定,但优选从基材21侧进行照射。通常,其原因是,使用有效透过紫外线的材料作为基材21,因此能够有效地利用紫外线。
[切割工序]
接着,如图5所示,进行半导体晶圆4的切割。切割通过刀片切割进行。由此,将半导体晶圆4切割成规定尺寸进行单片化(小片化),制造半导体芯片5(工序C)。切割例如从半导体晶圆4的电路面侧按照常规方法进行。此外,本工序可以采用例如切入至切割带一体型半导体背面用薄膜1的被称为全切的切断方式等。作为本工序中使用的切割装置,没有特别限定,可以使用现有公知的装置。
粘合剂层22通过工序B在23℃下的拉伸模量为1MPa~200MPa。因此,具有一定程度的硬度。并且,在粘合剂层22具有一定程度的硬度的状态下,进行刀片切割,因此能够抑制刀片切割时的摩擦、冲击,能够减少在芯片侧面产生的龟裂。
另外,粘合剂层22通过工序B在紫外线照射后在23℃下的拉伸模量为200MPa以下,因此能够抑制在切割时发生芯片飞散。
需要说明的是,进行切割带一体型半导体背面用薄膜1的扩晶(expand)时,该扩晶可以使用现有公知的扩晶装置进行。扩晶装置具有可以通过切割环将切割带一体型半导体背面用薄膜1向下方压下的甜甜圈状的外环以及直径比外环小、支撑切割带一体型半导体背面用薄膜的内环。通过该扩晶工序,在后述的拾取工序中,能够防止相邻的半导体芯片彼此接触而发生破损。
[拾取工序]
为了回收粘接固定于切割带一体型半导体背面用薄膜1的半导体芯片5,如图6所示,进行半导体芯片5的拾取,将半导体芯片5与半导体背面用薄膜40一起从切割带2剥离(工序D)。作为拾取的方法,没有特别限定,可以采用现有公知的各种方法。例如可列举出如下方法等:通过顶针从切割带一体型半导体背面用薄膜1的基材21侧将各个半导体芯片5顶起,通过拾取装置拾取被顶起的半导体芯片5。所拾取的半导体芯片5的背面被半导体背面用薄膜40保护。
[倒装芯片连接工序]
所拾取的半导体芯片5如图7所示,通过倒装芯片连接方式(倒装芯片安装方式)固定于基板等被粘物。具体而言,按照常规方法将半导体芯片5以半导体芯片5的电路面(也称为表面、电路图案形成面、电极形成面等)与被粘物6相对的形态固定于被粘物6。例如,通过使在半导体芯片5的电路面侧形成的凸块51与被粘在被粘物6的连接焊盘上的接合用的导电材料(焊锡等)61接触边按压边使导电材料熔融,能够确保半导体芯片5与被粘物6的电导通,将半导体芯片5固定于被粘物6(倒装芯片连接工序)。此时,在半导体芯片5与被粘物6之间形成有空隙,该空隙间距一般为30μm~300μm左右。需要说明的是,将半导体芯片5倒装芯片连接(flip-chip bonding)到被粘物6上之后,清洗半导体芯片5与被粘物6的相对面、间隙,能够向该间隙中填充封装材料(封装树脂等)进行封装。
作为被粘物6,可以使用引线框、电路基板(布线电路基板等)等各种基板。作为这种基板的材质,并没有特别限定,可列举出:陶瓷基板、塑料基板。作为塑料基板,例如可列举出:环氧基板、双马来酰亚胺三嗪基板、聚酰亚胺基板等。
在倒装芯片连接工序中,作为凸块、导电材料的材质,没有特别限定,例如可列举出:锡-铅系金属材料、锡-银系金属材料、锡-银-铜系金属材料、锡-锌系金属材料、锡-锌-铋系金属材料等焊锡类(合金)、金系金属材料、铜系金属材料等。
需要说明的是,在倒装芯片连接工序中,使导电材料熔融来使半导体芯片5的电路面侧的凸块与被粘物6的表面的导电材料连接,作为该导电材料的熔融时的温度,通常为260℃左右(例如250℃~300℃)。本发明的切割带一体型半导体背面用薄膜通过由环氧树脂等形成半导体背面用薄膜,可以制成具有连该倒装芯片连接工序中的高温也能够耐受的耐热性的薄膜。
本工序优选进行半导体芯片5与被粘物6的相对面(电极形成面)、间隙的清洗。作为该清洗中使用的洗液,没有特别限制,例如可列举出:有机类的洗液、水系的洗液。本发明的切割带一体型半导体背面用薄膜中的半导体背面用薄膜具有对洗液的耐溶剂性,对这些洗液实质上不具有溶解性。因此,如前所述,作为洗液,可以使用各种洗液,不需要特别的洗液,可以通过现有的方法进行清洗。
接着,根据需要进行用于将倒装芯片连接的半导体芯片5与被粘物6之间的间隙封装的封装工序。封装工序使用封装树脂进行。作为此时的封装条件,没有特别限定,通常通过在175℃下进行60秒~90秒的加热进行封装树脂的热固化(回流焊),但本发明不限于此,例如可以在165℃~185℃下固化数分钟。在该工序的热处理中,不仅仅是封装树脂,也可以同时进行半导体背面用薄膜40的热固化。该情况下,不需要新追加用于使半导体背面用薄膜40热固化的工序。不过,在本发明中不限于此例,也可以在封装树脂的热固化之前另行进行使半导体背面用薄膜40热固化的工序。
作为前述封装树脂,只要是具有绝缘性的树脂(绝缘树脂)则没有特别限制,可以从公知的封装树脂等封装材料中适当选择并使用,更优选具有弹性的绝缘树脂。作为封装树脂,例如可列举出:含有环氧树脂的树脂组合物等。作为环氧树脂,可列举出:前述示例的环氧树脂等。此外,作为基于含有环氧树脂的树脂组合物的封装树脂,作为树脂成分,除了环氧树脂之外,还可以含有环氧树脂以外的热固性树脂(酚醛树脂等)、热塑性树脂等。需要说明的是,作为酚醛树脂,还可以作为环氧树脂的固化剂进行利用,作为这种酚醛树脂,可列举出:前述示例的酚醛树脂等。
此外,在上述实施方式中,对用液态的封装材料(封装树脂等)填充半导体芯片5与被粘物6之间的空隙进行封装的情况进行了说明,但本发明不限于此例,也可以使用片状树脂组合物。对于使用片状树脂组合物对半导体芯片与被粘物之间的空隙进行封装的方法,例如可以采用日本特开2001-332520号公报等现有公知的方法。因此在此省略详细说明。
需要说明的是,前述封装工序之后,可以根据需要而进行热处理(激光标记之后进行的回流焊工序)。作为该热处理条件,没有特别限定,可以按照基于半导体技术协会(JEDEC)的标准进行。例如可以在温度(上限)为210~270℃的范围内以其时间5~50秒进行。通过该工序,可以将半导体封装体安装于基板(母板等)。
使用本发明的切割带一体型半导体背面用薄膜所制造的半导体装置由于是用倒装芯片安装方式安装的半导体装置,因此为比用芯片焊接安装方式安装的半导体装置薄型化、小型化的形状。由此,可以适宜地用作各种电子设备·电子部件或它们的材料·构件。具体而言,作为利用本发明的倒装芯片安装的半导体装置的电子设备,可列举出:所谓的“手机”、“PHS”、小型电脑(例如所谓的“PDA”(便携信息终端)、所谓的“笔记本电脑”、所谓的“上网本(NETBOOK,商标)”、所谓的“可穿戴式电脑”等)、“手机”与电脑一体化的小型电子设备、所谓的“数码相机(DIGITAL CAMERA,商标)”、所谓的“数码摄像机”、小型电视机、小型游戏机、小型数字音频播放器、所谓的“电子记事本”、所谓的“电子辞典”、所谓的“电子书”用电子设备终端、小型数码型钟表等便携型电子设备(可携带的电子设备)等,当然也可以是便携型以外(设置型等)的电子设备(例如所谓的“台式电脑”、薄型电视机、录像·重播用电子设备(硬盘录像机、DVD播放器等)、投影仪、微型机械等)等。此外,作为电子部件或电子设备·电子部件的材料·构件,例如可列举出:所谓的“CPU”的构件、各种存储装置(所谓的“内存”、硬盘等)的构件等。
以上对第1实施方式的半导体装置的制造方法进行了说明。
[第2实施方式]
第2实施方式的半导体装置的制造方法是在第3本发明的半导体装置的制造方法中,先进行工序B,然后进行工序A的情况。
第2实施方式的半导体装置的制造方法至少具备如下工序:
工序B,对前述粘合剂层照射紫外线以使所述粘合剂层在23℃下的拉伸模量为1MPa~200MPa;
工序A,在前述工序B之后,在前述切割带一体型半导体背面用薄膜的前述倒装芯片型半导体背面用薄膜上粘贴半导体晶圆;
工序C,在前述工序A和前述工序B之后,对前述半导体晶圆进行刀片切割而形成半导体元件;和
工序D,将前述半导体元件与前述倒装芯片型半导体背面用薄膜一起从前述粘合剂层上剥离。
第2实施方式中,与第1实施方式同样地使用上述(1)的情况的切割带一体型半导体背面用薄膜1。即,第2实施方式的粘合剂层22的紫外线照射后的23℃下的拉伸模量为1MPa~200MPa。
[紫外线照射工序]
首先,对粘合剂层22照射紫外线(工序B)。紫外线的照射以紫外线照射后的粘合剂层在23℃下的拉伸模量为1MPa~200MPa的方式进行。具体的紫外线的照射量、紫外线的照射方向可以与第1实施方式同样地进行。
[安装工序]
接着,在切割带一体型半导体背面用薄膜1的半导体背面用薄膜40上粘贴半导体晶圆4,将其粘接保持进行固定(工序A)。
接着,根据需要,为了使半导体背面用薄膜40对半导体晶圆4的固定牢固而进行烘焙(baking、加热)。由此,使半导体背面用薄膜40固化。该烘焙例如在80~150℃、0.1~24小时的条件下进行。
[激光标记工序]
接着,根据需要,从切割带2侧使用激光标记用的激光36对半导体背面用薄膜40进行激光标记。作为激光标记的条件,可以与第1实施方式同样地进行。
[切割工序]
接着,进行半导体晶圆4的切割。该工序可以与第1实施方式同样地进行。
粘合剂层22通过工序B在23℃下的拉伸模量为1MPa~200MPa。因此,具有一定程度的硬度。并且,在粘合剂层22具有一定程度的硬度的状态下,进行刀片切割,因此能够抑制刀片切割时的摩擦、冲击,能够减少在芯片侧面产生的龟裂。
另外,粘合剂层22通过工序B在紫外线照射后在23℃下的拉伸模量为200MPa以下,因此能够抑制在切割时发生芯片飞散。
需要说明的是,切割工序之后的工序与第1实施方式同样,因此此处的说明省略。
第2实施方式中,在对粘合剂层22照射紫外线后进行加热工序时,有由于该热而使未由环框固定的部分(切割带2的中央部分)与晶圆一起下垂的情况。然而,只要对切割带2进行扩晶就能够消除该下垂,因此不会产生大的问题。另一方面,在切割工序时,已经完成了紫外线照射,在23℃下的拉伸模量为1MPa~200MPa,因此能够抑制刀片切割时的摩擦、冲击,能够减少在芯片侧面产生的龟裂。
[第3实施方式]
第3实施方式的半导体装置的制造方法至少具备如下工序:
工序X,准备切割带一体型半导体背面用薄膜,所述切割带一体型半导体背面用薄膜具备:具有基材和在前述基材上形成的粘合剂层的切割带、以及在前述切割带的前述粘合剂层上形成的倒装芯片型半导体背面用薄膜,前述粘合剂层在23℃下的拉伸模量为1MPa~200MPa;
工序A,在前述切割带一体型半导体背面用薄膜的前述倒装芯片型半导体背面用薄膜上粘贴半导体晶圆;
工序C,在前述工序A之后,对前述半导体晶圆进行刀片切割而形成半导体元件。
第3实施方式中,使用上述(2)的情况的切割带一体型半导体背面用薄膜1。即,第3实施方式的粘合剂层22在23℃下的拉伸模量为1MPa~200MPa。
[准备工序]
首先,准备上述(2)的情况的切割带一体型半导体背面用薄膜1(工序X)。
[安装工序]
接着,在切割带一体型半导体背面用薄膜1的半导体背面用薄膜40上粘贴半导体晶圆4,将其粘接保持进行固定(工序A)。
接着,根据需要,为了使半导体背面用薄膜40对半导体晶圆4的固定牢固而进行烘焙(baking、加热)。由此,使半导体背面用薄膜40固化。该烘焙例如在80~150℃、0.1~24小时的条件下进行。
[激光标记工序]
接着,根据需要,从切割带2侧使用激光标记用的激光36对半导体背面用薄膜40进行激光标记。作为激光标记的条件,可以与第1实施方式同样地进行。
[切割工序]
接着,进行半导体晶圆4的切割。该工序可以与第1实施方式同样地进行。
粘合剂层22在23℃下的拉伸模量为1MPa~200MPa。因此,具有一定程度的硬度。并且,在粘合剂层22具有一定程度的硬度的状态下,进行刀片切割,因此能够抑制刀片切割时的摩擦、冲击,能够减少在芯片侧面产生的龟裂。
另外,粘合剂层22在23℃下的拉伸模量为200MPa以下,因此能够抑制在切割时发生芯片飞散。
[拾取工序]
接着,为了回收粘接固定于切割带一体型半导体背面用薄膜1的半导体芯片5,进行半导体芯片5的拾取,将半导体芯片5与半导体背面用薄膜40一起从切割带2剥离。需要说明的是,作为构成粘合剂层22的粘合剂使用紫外线固化型粘合剂时,也可照射紫外线之后进行拾取。由此可以容易地进行拾取。
需要说明的是,拾取工序之后的工序与第1实施方式同样,因此此处的说明省略。
以上对第3实施方式的半导体装置的制造方法进行了说明。
[实施例]
以下示例出该发明的适宜的实施例进行详细说明。其中,该实施例中记载的材料、配混量等只要没有特别限定性记载,就不是将本发明的要旨限定于它们的意思。另外,以下记载为份的情况表示重量份。
首先,以下对实施例、比较例的切割带一体型半导体背面用薄膜的制造方法进行说明。
需要说明的是,实施例1~3、实施例5的切割带一体型半导体背面用薄膜假定用于上述的第1实施方式的半导体装置的制造方法,实施例6假定用于第2实施方式的半导体装置的制造方法,实施例4假定用于第3实施方式的半导体装置的制造方法。
(实施例1)
<半导体背面用薄膜的制作>
相对于丙烯酸酯共聚物(Nagase ChemteX Corporation制造、SG70L)的固体成分100份,将环氧树脂(三菱化学株式会社制造、JER YL980)20份、环氧树脂(Tohto KaseiCo.,Ltd.制造、KI-3000)50份、酚醛树脂(MEIWAKASEI.,Ltd.制造、MEH7851-SS)75份、球状二氧化硅(商品名“SO-25R”、Admatechs Co.,Ltd.制造、平均粒径0.5μm)180份、染料(Orient Chemical Industries Co.,Ltd.制造OILBKACK BS)10份、和热固化促进催化剂(Shikoku Kasei Co.,Ltd.制造、2PHZ)20份溶解于甲乙酮中,以固体成分浓度为23.6重量%的方式制备了树脂组合物的溶液。
将该树脂组合物的溶液涂布在作为剥离衬垫的有机硅脱模处理过的厚度为50μm的由聚对苯二酸乙二醇酯薄膜(三菱树脂制造、Diafoil MRA50)形成的脱模处理薄膜上,然后通过在130℃下干燥2分钟,制作了厚度(平均厚度)20μm的半导体背面用薄膜A。
<切割带的制作>
向具备冷凝管、氮气导入管、温度计和搅拌装置的反应容器中投入丙烯酸-2-乙基己酯(以下也称为“2EHA”)100份、丙烯酸-2-羟乙酯(以下也称为“HEA”)19份、过氧化苯甲酰0.4份和甲苯80份,于氮气气流中在60℃下进行10小时聚合处理,得到丙烯酸类聚合物A。
向丙烯酸类聚合物A中加入2-甲基丙烯酰氧基乙基异氰酸酯(以下也称为“MOI”)12份,于空气气流中在50℃下进行60小时加成反应处理,得到丙烯酸类聚合物A’。
接着,相对于丙烯酸类聚合物A’100份(固体成分),向甲苯中加入多异氰酸酯化合物(商品名“CORONATE L”、日本聚氨酯株式会社制造)2份、紫外线反应型交联剂(日本工业化学株式会社制造、紫光UV1700TL)20份、和光聚合引发剂(IRGACURE 369、Ciba SpecialtyChemicals Inc.制造)2份,以固体成分浓度为28%的方式制作了粘合剂溶液(也称为“粘合剂溶液A”)。
将前述中制备的粘合剂溶液A涂布在PET剥离衬垫的实施了有机硅处理的表面上,在120℃下加热干燥2分钟,形成了厚度30μm的粘合剂层A。接着,将厚度80μm的聚丙烯薄膜粘贴至粘合剂层A的露出面,在23℃下保存72小时,得到了切割片A。
<切割带一体型半导体背面用薄膜>
使用手压辊将半导体背面用薄膜A贴合在所制得的切割带A的粘合剂层上,制作了实施例1的切割带一体型半导体背面用薄膜A。
(实施例2)
<切割带的制作>
相对于在实施例1中制得的丙烯酸类聚合物A’100份(固体成分),向甲苯中加入多异氰酸酯化合物(商品名“CORONATE L”、日本聚氨酯株式会社制造)2份、和光聚合引发剂(IRGACURE 369、Ciba Specialty Chemicals Inc.制造)2份,以固体成分浓度为28%的方式制作了粘合剂溶液(也称为“粘合剂溶液B”)。
将前述中制备的粘合剂溶液B涂布在PET剥离衬垫的实施了有机硅处理的表面上,在120℃下加热干燥2分钟,形成了厚度30μm的粘合剂层B。接着,将厚度80μm的聚丙烯薄膜粘贴至粘合剂层B的露出面,在23℃下保存72小时,得到了切割片B。
<切割带一体型半导体背面用薄膜>
使用手压辊将半导体背面用薄膜A贴合在制得的切割带B的粘合剂层上,制作了实施例2的切割带一体型半导体背面用薄膜B。
(实施例3)
<切割带的制作>
相对于在实施例1中制得的丙烯酸类聚合物A’100份(固体成分),向甲苯中加入多异氰酸酯化合物(商品名“CORONATE L”、日本聚氨酯株式会社制造)2份、和光聚合引发剂(IRGACURE 369、Ciba Specialty Chemicals Inc.制造)0.06份,以固体成分浓度为28%的方式制作了粘合剂溶液(也称为“粘合剂溶液C”)。
将前述中制备的粘合剂溶液C涂布在PET剥离衬垫的实施了有机硅处理的表面上,在120℃下加热干燥2分钟,形成了厚度30μm的粘合剂层C。接着,将厚度80μm的聚丙烯薄膜粘贴至粘合剂层C的露出面,在23℃下保存72小时,得到了切割片C。
<切割带一体型半导体背面用薄膜>
使用手压辊将半导体背面用薄膜A贴合在制得的切割带C的粘合剂层上,制作了实施例3的切割带一体型半导体背面用薄膜C。
(实施例4)
<切割带的制作>
相对于在实施例1中制得的丙烯酸类聚合物A’100份(固体成分),向甲苯中加入多异氰酸酯化合物(商品名“CORONATE L”、日本聚氨酯株式会社制造)8份、和光聚合引发剂(IRGACURE 369、Ciba Specialty Chemicals Inc.制造)2份,以固体成分浓度为28%的方式制作了粘合剂溶液(也称为“粘合剂溶液D”)。
将前述中制备的粘合剂溶液D涂布在PET剥离衬垫的实施了有机硅处理的表面上,在120℃下加热干燥2分钟,形成了厚度30μm的粘合剂层D。接着,将厚度80μm的聚丙烯薄膜粘贴至粘合剂层D的露出面,在23℃下保存72小时,得到了切割片D。
<切割带一体型半导体背面用薄膜>
使用手压辊将半导体背面用薄膜A贴合在制得的切割带D的粘合剂层上,制作了实施例4的切割带一体型半导体背面用薄膜D。
(实施例5)
<半导体背面用薄膜的制作>
相对于丙烯酸酯共聚物(Nagase ChemteX Corporation制造、SG70L)的固体成分100份,将环氧树脂(三菱化学株式会社制造、JER YL980)140份、环氧树脂(Tohto KaseiCo.,Ltd.制造、KI-3000)140份、酚醛树脂(MEIWAKASEI.,Ltd.制造、MEH7851-SS)290份、球状二氧化硅(商品名“SO-25R”、Admatechs Co.,Ltd.制造、平均粒径0.5μm)470份、染料(Orient Chemical Industries Co.,Ltd.制造OILBKACK BS)10份、和热固化促进催化剂(Shikoku Kasei Co.,Ltd.制造、2PHZ)20份溶解于甲乙酮中,以固体成分浓度为23.6重量%的方式制备了树脂组合物的溶液。
将该树脂组合物的溶液涂布在作为剥离衬垫的有机硅脱模处理过的厚度为50μm的由聚对苯二酸乙二醇酯薄膜(三菱树脂制造、Diafoil MRA50)形成的脱模处理薄膜上,然后通过在130℃下干燥2分钟,制作了厚度(平均厚度)20μm的半导体背面用薄膜B。
<切割带一体型半导体背面用薄膜>
使用手压辊将半导体背面用薄膜B贴合在实施例2中制得的切割带B的粘合剂层上,制作了实施例5的切割带一体型半导体背面用薄膜E。
(实施例6)
<切割带一体型半导体背面用薄膜>
使用手压辊将在实施例1中制得的半导体背面用薄膜A贴合于在实施例2中制得的切割带B的粘合剂层上。接着,使用紫外线照射装置(高压汞灯)从切割带侧以成为300mJ/cm2的方式对切割带表面照射紫外线,使粘合剂固化。通过以上操作,制作了实施例6的切割带一体型半导体背面用薄膜F。
(比较例1)
<切割带的制作>
相对于在实施例1中制得的丙烯酸类聚合物A’100份(固体成分),向甲苯中加入多异氰酸酯化合物(商品名“CORONATE L”、日本聚氨酯株式会社制造)4份,以固体成分浓度为28%的方式制作了粘合剂溶液(也称为“粘合剂溶液G”)。
将前述中制备的粘合剂溶液G涂布在PET剥离衬垫的实施了有机硅处理的表面上,在120℃下加热干燥2分钟,形成了厚度30μm的粘合剂层G。接着,将厚度80μm的聚丙烯薄膜粘贴至粘合剂层G的露出面,在23℃下保存72小时,得到了切割片G。
<切割带一体型半导体背面用薄膜>
使用手压辊将半导体背面用薄膜A贴合在制得的切割带G的粘合剂层上,制作了比较例1的切割带一体型半导体背面用薄膜G。
(比较例2)
<切割带的制作>
相对于在实施例1中制得的丙烯酸类聚合物A’100份(固体成分),向甲苯中加入多异氰酸酯化合物(商品名“CORONATE L”、日本聚氨酯株式会社制造)2份,以固体成分浓度为28%的方式制作了粘合剂溶液(也称为“粘合剂溶液H”)。
将前述中制备的粘合剂溶液H涂布在PET剥离衬垫的实施了有机硅处理的表面上,在120℃下加热干燥2分钟,形成了厚度30μm的粘合剂层H。接着,将厚度80μm的聚丙烯薄膜粘贴至粘合剂层H的露出面,在23℃下保存72小时,得到了切割片H。
<切割带一体型半导体背面用薄膜>
使用手压辊将半导体背面用薄膜B贴合在制得的切割带H的粘合剂层上,制作了比较例2的切割带一体型半导体背面用薄膜H。
(比较例3)
<切割带的制作>
相对于在实施例1中制得的丙烯酸类聚合物A’100份(固体成分),向甲苯中加入多异氰酸酯化合物(商品名“CORONATE L”、日本聚氨酯株式会社制造)2份、和丙烯酸-2-羟乙酯10份,以固体成分浓度为28%的方式制作了粘合剂溶液(也称为“粘合剂溶液I”)。
将前述中制备的粘合剂溶液I涂布在PET剥离衬垫的实施了有机硅处理的表面上,在120℃下加热干燥2分钟,形成了厚度30μm的粘合剂层I。接着,将厚度80μm的聚丙烯薄膜粘贴至粘合剂层I的露出面,在23℃下保存72小时,得到了切割片I。
<切割带一体型半导体背面用薄膜>
使用手压辊将半导体背面用薄膜A贴合在制得的切割带I的粘合剂层上,制作了比较例3的切割带一体型半导体背面用薄膜I。
[紫外线照射前的粘合剂层的弹性模量、和紫外线照射后的粘合剂层的弹性模量的测定]
作为拉伸试验的样品尺寸以成为初始长度(卡盘间距)10mm、截面积0.1~0.5mm2的方式制备试验片,在测定温度23℃下以拉伸速度50mm/分钟进行拉伸试验,测定样品伸长率的变化量(mm)。其结果,在得到的S-S曲线的初始的上升部分画出切线,用相当于该切线为100%伸长率时的拉伸强度除以基材的截面积而得到紫外线照射前的拉伸模量。需要说明的是,对于UV照射后的拉伸模量的测定而言,使用UV照射装置(Nitto Seiki Co.,Ltd.(商品名UM-810)以UV照射累积光量为300mJ/cm2的方式从切割带的基材侧照射紫外线后进行。将结果示于表1。
[热固化后的半导体背面用薄膜的弹性模量的测定]
在120℃下对半导体背面用薄膜进行2小时加热,然后除去剥离衬垫。接着,从加热后的半导体背面用薄膜上切取宽度10mm、长度22.5mm、厚度0.02mm的样品。接着,使用Rheometrics,Inc.制造的动态粘弹性测定装置“Solid Analyzer RS A2”,在拉伸模式、频率1Hz、升温速度10℃/分钟、氮气气氛下进行从0℃至100℃的动态粘弹性测定。
读取此时的23℃下的数值。将结果示于表1。
[剥离力的测定]
对于实施例1~3、实施例5、实施例6而言,使用UV照射装置(Nitto Seiki Co.,Ltd.(商品名UM-810)以UV照射累积光量为300mJ/cm2的方式将紫外线从切割带的基材侧照射至制得的切割带一体型半导体背面用薄膜上。接着,在常温下将胶带(日东电工株式会社制造、商品名;BT-315)粘贴于半导体背面用薄膜侧进行增强。用切割刀切割成20mm宽度×120mm长度。然后,将切割带的粘合剂层和半导体背面用薄膜夹紧,在23℃下,使用拉伸试验机(Shimadzu Corporation制造、商品名;AGS-J),以剥离速度300mm/分钟通过T型剥离试验将粘合剂层和半导体背面用薄膜剥离,读取这时的力(最大载荷、单位:N/20mm)。
对于实施例4、比较例1~3而言,在常温下将胶带(日东电工株式会社制造、商品名;BT-315)粘贴于制得的切割带一体型半导体背面用薄膜的半导体背面用薄膜侧进行增强。用切割刀切割成20mm宽度×120mm长度。然后,将切割带的粘合剂层和半导体背面用薄膜夹紧,在23℃下,使用拉伸试验机(Shimadzu Corporation制造、商品名;AGS-J),以剥离速度300mm/分钟通过T型剥离试验将粘合剂层和半导体背面用薄膜剥离,读取这时的力(最大载荷、单位:N/20mm)。将结果示于表1。
需要说明的是,该剥离力测定假设为切割时(拾取时)的剥离力。
[切割时的粘合剂层的弹性模量与半导体背面用薄膜的弹性模量之比]
在使用实施例1~3、实施例5、实施例6的切割带一体型半导体背面用薄膜来制造半导体装置时,在切割时,粘合例层为进行了紫外线照射后的状态,半导体背面用薄膜进行了热固化。因此,关于实施例1~3、实施例5、实施例6,将紫外线照射后的粘合剂的弹性模量与热固化后的半导体背面用薄膜的弹性模量之比示于表1。
另外,在使用实施例4、比较例1~3的切割带一体型半导体背面用薄膜来制造半导体装置时,在切割时,未对粘合剂进行紫外线照射,半导体背面用薄膜进行了热固化。因此,关于实施例4、比较例1~3,将紫外线照射前的粘合剂的弹性模量与热固化后的半导体背面用薄膜的弹性模量之比示于表1。
需要说明的是,切割时的粘合剂层的弹性模量与半导体背面用薄膜的弹性模量之比通过以下的式子求出。
[切割时的粘合剂层的弹性模量与半导体背面用薄膜的弹性模量之比]=(半导体背面用薄膜的弹性模量/粘合剂层的弹性模量)
[破片评价]
首先,对半导体晶圆(直径8英寸、厚度0.6mm;裸硅晶圆)进行背面磨削,准备厚度0.2mm的镜面晶圆。
<关于实施例1~3、实施例5>
接着,对于实施例1~3、实施例5而言,从切割带一体型半导体背面用薄膜上剥离剥离衬垫,然后在70℃下将前述镜面晶圆辊压接于该半导体背面用薄膜上从而粘贴,制成带切割带一体型半导体背面用薄膜的半导体晶圆。接着,在120℃下加热2小时。接着,使用UV照射装置(Nitto Seiki Co.,Ltd.(商品名UM-810)以UV照射累积光量为300mJ/cm2的方式从切割带的基材侧照射紫外线。接着,切割晶圆而得到硅芯片。晶圆磨削条件、粘贴条件、切割条件如下所述。
需要说明的是,切口深度Z1以自硅芯片表面起的深度为45μm的方式进行调整。另外,切口深度Z2以直至为切割带的粘合剂层厚度的1/2的方式进行调整。
(晶圆磨削条件)
磨削装置:商品名“DFG-8560”DISCO Corporation制造
(粘贴条件)
粘贴装置:商品名“MA-3000III”Nitto Seiki Co.,Ltd.制造
粘贴速度计:10mm/分钟
粘贴压力:0.15MPa
粘贴时的载物台温度:70℃
(切割条件)
切割装置:商品名“DFD-6361”DISCO Corporation制造
切割环:“2-8-1”(DISCO Corporation制造)
切割速度:30mm/秒
切割刀片:
Z1;DISCO Corporation制造“203O-SE 27HCDD”
Z2;DISCO Corporation制造“203O-SE 27HCBB”
切割刀片转速:
Z1;40,000r/分钟
Z2;45,000r/分钟
切割方式:阶梯切割
芯片尺寸:2.0mm见方
接着,将硅芯片与半导体背面用薄膜一起剥离(拾取)。用显微镜(Keyence公司制造VHX500)观察硅芯片的切断面(4个切断面中最后被切断的面),测定了裂纹的深度。裂纹的深度是指自半导体背面用薄膜和硅芯片的界面起的深度。将硅芯片的厚度设为100%时,将裂纹的深度小于10%的情况判定为◎。将裂纹的深度为10%以上且小于12%的情况判定为〇。将裂纹的深度为12%以上的情况判定为×。将结果示于表1。
<关于实施例6>
对于实施例6而言,首先,使用UV照射装置(Nitto Seiki Co.,Ltd.(商品名UM-810)以UV照射累积光量为300mJ/cm2的方式从切割带的基材侧向切割带一体型半导体背面用薄膜照射紫外线。接着,从切割带一体型半导体背面用薄膜上剥离剥离衬垫,然后在70℃下将前述镜面晶圆辊压接于该半导体背面用薄膜上从而粘贴,制成带切割带一体型半导体背面用薄膜的半导体晶圆。接着,在120℃下加热2小时。接着,切割晶圆而得到硅芯片。晶圆磨削条件、粘贴条件、切割条件与上述实施例1~3、实施例5相同。
接着,将硅芯片与半导体背面用薄膜一起剥离(拾取)。用显微镜(Keyence公司制造VHX500)观察硅芯片的切断面(4个切断面中最后被切断的面),测定了裂纹的深度。将硅芯片的厚度设为100%时,将裂纹的深度小于10%的情况判定为◎。将裂纹的深度为10%以上且小于12%的情况判定为〇。将裂纹的深度为12%以上的情况判定为×。将结果示于表1。
<关于实施例4、比较例1~3>
对于实施例4、比较例1~3而言,从切割带一体型半导体背面用薄膜上剥离剥离衬垫,然后在70℃下将前述镜面晶圆辊压接于该半导体背面用薄膜上从而粘贴,制成带切割带一体型半导体背面用薄膜的半导体晶圆。接着,切割晶圆而得到硅芯片。晶圆磨削条件、粘贴条件、切割条件与上述实施例1~3、实施例5相同。
接着,将硅芯片与半导体背面用薄膜一起剥离(拾取)。用显微镜(Keyence公司制造VHX500)观察硅芯片的切断面(4个切断面中最后被切断的表面),测定了裂纹的深度。将硅芯片的厚度设为100%时,将裂纹的深度小于10%的情况判定为◎。将裂纹的深度为10%以上且小于12%的情况判定为〇。将裂纹的深度为12%以上的情况判定为×。将结果示于表1。
[表1]

Claims (7)

1.一种切割带一体型半导体背面用薄膜,其特征在于,具备:
具有基材和在所述基材上形成的粘合剂层的切割带、以及
在所述切割带的所述粘合剂层上形成的倒装芯片型半导体背面用薄膜,
所述粘合剂层在紫外线照射后、在23℃下的拉伸模量为1MPa~200MPa。
2.根据权利要求1所述的切割带一体型半导体背面用薄膜,其特征在于,至少所述粘合剂层的晶圆粘贴部在紫外线照射后、在23℃下的拉伸模量为1MPa~200MPa。
3.根据权利要求1或2所述的切割带一体型半导体背面用薄膜,其特征在于,对所述粘合剂层进行紫外线照射后的所述倒装芯片型半导体背面用薄膜和所述粘合剂层之间的23℃下的剥离力为0.01N/20mm以上且0.2N/20mm以下。
4.一种切割带一体型半导体背面用薄膜,其特征在于,具备:
具有基材和在所述基材上形成的粘合剂层的切割带、以及
在所述切割带的所述粘合剂层上形成的倒装芯片型半导体背面用薄膜,
所述粘合剂层在23℃下的拉伸模量为1MPa~200MPa。
5.根据权利要求4所述的切割带一体型半导体背面用薄膜,其特征在于,至少所述粘合剂层的晶圆粘贴部在23℃下的拉伸模量为1MPa~200MPa。
6.根据权利要求4或5所述的切割带一体型半导体背面用薄膜,其特征在于,所述倒装芯片型半导体背面用薄膜和所述粘合剂层之间的23℃下的剥离力为0.01N/20mm以上且0.2N/20mm以下。
7.一种半导体装置的制造方法,其特征在于,其是使用了权利要求1~3中任一项所述的切割带一体型半导体背面用薄膜的半导体装置的制造方法,该方法具备以下工序:
工序A,在所述切割带一体型半导体背面用薄膜的所述倒装芯片型半导体背面用薄膜上粘贴半导体晶圆;
工序B,对所述粘合剂层照射紫外线以使所述粘合剂层在23℃下的拉伸模量成为1MPa~200MPa;
工序C,在所述工序A和所述工序B之后,对所述半导体晶圆进行刀片切割而形成半导体元件;和
工序D,将所述半导体元件与所述倒装芯片型半导体背面用薄膜一起从所述粘合剂层上剥离。
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