CN108727999A - 切割芯片接合薄膜 - Google Patents

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Abstract

提供一种切割芯片接合薄膜,其在为了得到带有粘接剂层的半导体芯片而使用切割芯片接合薄膜的扩展工序中可良好地割断切割带上的粘接剂层,并且对于割断后的带有粘接剂层的半导体芯片能够实现良好拾取。一种切割芯片接合薄膜,其包含:切割带,其具有包含基材和粘合剂层的层叠结构;和粘接剂层,其与前述切割带中的前述粘合剂层可剥离地密合,前述粘合剂层表面在温度23℃、频率100Hz的条件下利用纳米压痕法压入500nm时的弹性模量为0.1~20MPa。

Description

切割芯片接合薄膜
技术领域
本发明涉及切割芯片接合薄膜。更详细而言,本发明涉及能够在半导体装置的制造过程中使用的切割芯片接合薄膜。
背景技术
在半导体装置的制造过程中,在得到具有芯片接合用的尺寸与芯片相当的粘接薄膜的半导体芯片、即带有芯片接合用粘接剂层的半导体芯片的过程中有时使用切割芯片接合薄膜。切割芯片接合薄膜具有对应于作为加工对象的半导体晶圆的尺寸,例如具有由基材和粘合剂层构成的切割带、和与该粘合剂层侧可剥离地密合的芯片接合薄膜(粘接剂层)。
作为使用切割芯片接合薄膜得到带有粘接剂层的半导体芯片的方法之一,已知经过扩展切割芯片接合薄膜中的切割带、从而将芯片接合薄膜割断的工序的方法。该方法首先在切割芯片接合薄膜的芯片接合薄膜上贴合半导体晶圆。该半导体晶圆例如按照此后与芯片接合薄膜一起被割断、能够单片化为多个半导体芯片的方式进行了加工。然后,为了割断切割带上的芯片接合薄膜,使用扩展装置沿着包含半导体晶圆的径向和圆周方向的二维方向拉伸切割芯片接合薄膜的切割带。在该扩展工序中,在相当于芯片接合薄膜中的割断位置的位置处对位于芯片接合薄膜上的半导体晶圆进行割断,使半导体晶圆在切割芯片接合薄膜或切割带上单片化为多个半导体芯片。然后,对于切割带上的割断后的多个带有芯片接合薄膜的半导体芯片,为了拓宽间隔距离再次进行扩展工序。然后,例如在经过清洗工序后,利用拾取机构的针状构件将各半导体芯片和与其密合且尺寸与芯片相当的芯片接合薄膜一起从切割带的下侧顶起,从切割带上进行拾取。由此得到带有芯片接合薄膜即粘接剂层的半导体芯片。该带有粘接剂层的半导体芯片借助其粘接剂层通过芯片接合固定到安装基板等被粘物上。关于涉及如以上那样使用的切割芯片接合薄膜的技术,例如记载于下述专利文献1~3。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2007-2173号公报
专利文献2:日本特开2010-177401号公报
专利文献3:日本特开2016-115804号公报
发明内容
发明要解决的问题
图14是以其剖视图示出以往类型的切割芯片接合薄膜Y的图。切割芯片接合薄膜Y由切割带60和芯片接合薄膜70构成。切割带60具有基材61与发挥粘合力的粘合剂层62的层叠结构。芯片接合薄膜70通过粘合剂层62的粘合力与粘合剂层62密合。这样的切割芯片接合薄膜Y具有圆盘形状,其尺寸对应于作为半导体装置的制造过程中的加工对象或工件的半导体晶圆,可被用于上述扩展工序。例如,如图15所示,以半导体晶圆81贴合于芯片接合薄膜70、且环形框82贴合于粘合剂层62的状态实施上述扩展工序。半导体晶圆81例如按照能够单片化为多个半导体芯片的方式进行了加工。环形框82为框构件,在贴附于切割芯片接合薄膜Y的状态下,在扩展装置所具备的输送臂等输送机构搬送工件时进行机械抵接。以往类型的切割芯片接合薄膜Y按照这样的环形框82可通过切割带60的粘合剂层62的粘合力固定于该薄膜的方式而设计。即,以往类型的切割芯片接合薄膜Y具有如下设计:在切割带60的粘合剂层62中,在芯片接合薄膜70的周围确保了环形框粘贴用区域。在这种设计中,粘合剂层62的外周端62e与芯片接合薄膜70的外周端70e在薄膜面内方向的距离为10~30mm左右。
本发明是基于以上情况而想到的,其目的在于,提供一种切割芯片接合薄膜,其在为了得到带有粘接剂层的半导体芯片而使用切割芯片接合薄膜的扩展工序中良好地割断切割带上的粘接剂层,并且对于割断后的带有粘接剂层的半导体芯片能够实现良好拾取。
用于解决问题的方案
本发明人们为了达到上述目的进行了深入研究,结果发现,当使用粘合剂层表面的利用纳米压痕法压入500nm时的弹性模量在特定范围内的切割芯片接合薄膜时,在扩展工序中能良好地割断切割带上的粘接剂层,并且对于割断后的带有粘接剂层的半导体芯片能够实现良好的拾取。本发明是基于这些见解完成的。
即,本发明提供一种切割芯片接合薄膜,其包含:切割带,其具有包含基材和粘合剂层的层叠结构;和粘接剂层,其与上述切割带中的上述粘合剂层可剥离地密合,上述粘合剂层表面在温度23℃、频率100Hz的条件下利用纳米压痕法压入500nm时的弹性模量为0.1~20MPa。
本发明的切割芯片接合薄膜包含切割带和粘接剂层。切割带具有包含基材和粘合剂层的层叠结构。粘接剂层与切割带中的粘合剂层可剥离地密合。切割带的粘合剂层的该粘合剂层表面在温度23℃、频率100Hz的条件下利用纳米压痕法压入500nm时的弹性模量为0.1~20MPa。这种构成的切割芯片接合薄膜在半导体装置的制造过程中能够用于得到带有粘接剂层的半导体芯片。另外,本发明的切割芯片接合薄膜例如能够通过经过如下过程的方法(层叠涂敷方法)得到,所述过程为:在形成于隔离体上的粘接剂层上涂敷粘合剂层形成用的组合物、使其固化而形成粘合剂层的过程;或者,在形成于基材上的粘合剂层上涂敷粘接剂层形成用的组合物、使其固化而形成粘接剂层的过程。
在半导体装置的制造过程中,如上所述,有时为了得到带有粘接剂层的半导体芯片而实施使用切割芯片接合薄膜进行的扩展工序、即用于割断的扩展工序。在该扩展工序中,需要使割断力适宜地作用于切割芯片接合薄膜中的切割带上的粘接剂层。就本发明的切割芯片接合薄膜中的切割带的粘合剂层而言,如上所述,该粘合剂层表面在温度23℃、频率100Hz的条件下利用纳米压痕法压入500nm时的弹性模量为0.1~20MPa。上述利用纳米压痕法测得的弹性模量是指由负荷载荷-压入深度曲线求出的弹性模量,所述负荷载荷-压入深度曲线是在施加负荷和卸荷过程中连续测定将压头压入粘合剂层表面时的、对压头的负荷载荷和压入深度而得到的。从而,上述利用纳米压痕法测得的弹性模量为表征粘合剂层表面的物理特性的指标,与作为表征粘合剂层整体的物理特性的指标的、以往的通过粘弹性测定得到的拉伸弹性模量等弹性模量不同。通过使本发明的切割芯片接合薄膜中的粘合剂层的这种上述利用纳米压痕法测得的弹性模量为0.1MPa以上,从而扩展时产生的应力容易传播到粘接剂层,因此能够良好地割断粘接剂层,并且能够使粘合剂层与粘接剂层的密合性为适宜程度,在扩展工序中能够抑制粘合剂层和粘接剂层之间发生剥离。另外,通过使上述利用纳米压痕法测得的弹性模量为20MPa以下,从而在扩展工序中能够不易产生粘合剂层裂纹,并且在拾取工序中割断后的带有粘接剂层的半导体芯片能够从粘合剂层良好地剥离,能够实现良好拾取。需要说明的是,在粘合剂层12为后述的辐射线固化型粘合剂层的情况下,优选辐射线固化后的粘合剂层12的上述利用纳米压痕法测得的弹性模量在上述范围内。
另外,本发明的切割芯片接合薄膜能够按照在其粘接剂层中除了包含工件粘贴用区域以外还包含框架粘贴用区域的方式,在薄膜面内方向以实质上相同的尺寸设计切割带或其粘合剂层和位于其上的粘接剂层。例如,可以采用如下设计:在切割芯片接合薄膜的面内方向,粘接剂层的外周端位于距切割带的基材、粘合剂层的各外周端1000μm以内的距离处。这样的本发明的切割芯片接合薄膜能够在例如利用上述层叠涂敷方法层叠形成粘接剂层和粘合剂层后,通过一次冲裁加工等加工一次性地实施用于形成具有基材和粘合剂层的层叠结构的一条切割带的加工和用于形成一层粘接剂层的加工。
在上述以往类型的切割芯片接合薄膜Y的制造过程中,需要将用于形成规定尺寸和形状的切割带60的加工工序(第1加工工序)和用于形成规定尺寸和形状的芯片接合薄膜70的加工工序(第2加工工序)分开进行。在第1加工工序中,例如对包含隔离体、将要形成基材61的基材层、和位于这些之间的将要形成粘合剂层62的粘合剂层的层叠结构的层叠片体实施如下加工:使加工刀从加工基材层侧切入至隔离体为止。从而在隔离体上形成具有位于隔离体上的粘合剂层62和基材61的层叠结构的切割带60。在第2加工工序中,例如对具有隔离体和将要形成芯片接合薄膜70的粘接剂层的层叠结构的层叠片体,实施使加工刀从粘接剂层侧切入至隔离体为止的加工。从而在隔离体上形成芯片接合薄膜70。如上地通过分开的工序形成的切割带60和芯片接合薄膜70在之后进行位置对齐并贴合。图16示出以往类型的切割芯片接合薄膜Y,其带有覆盖芯片接合薄膜70表面和粘合剂层62表面的隔离体83。
与此相对地,就切割带或其粘合剂层与位于其上的粘接剂层在薄膜面内方向具有实质上相同的设计尺寸的本发明的切割芯片接合薄膜而言,例如在利用上述层叠涂敷方法层叠形成粘接剂层和粘合剂层后,能够通过一次冲裁加工等加工一次性地实施用于形成具有基材和粘合剂层的层叠结构的一条切割带的加工和用于形成粘接剂层的加工。这样的本发明的切割芯片接合薄膜适合于实现通过扩展工序良好地割断粘接剂层、并且通过拾取工序良好地拾取带有粘接剂层的半导体芯片,从减少制造工序数的观点、削减制造成本的观点等出发也适合于高效地进行制造。
另外,就本发明的切割芯片接合薄膜而言,优选上述粘合剂层为辐射线固化型粘合剂层,并且在温度23℃、剥离速度300mm/分钟的条件下的T型剥离试验中的、辐射线固化后的上述粘合剂层与上述粘接剂层之间的剥离力为0.06~0.25N/20mm。当上述辐射线固化后在上述T型剥离试验中的剥离力为0.06N/20mm以上时,能够确保切割带的粘合剂层与位于其上的粘接剂层之间的密合性,在扩展工序中能够抑制带有粘接剂层的半导体芯片从粘合剂层上部分剥离、即浮起的发生。当上述辐射线固化后在上述T型剥离试验中的剥离力为0.25N/20mm以下时,在拾取工序中能够实现更良好的拾取。
另外,就本发明的切割芯片接合薄膜而言,在温度23℃、剥离速度300mm/分钟的条件下的T型剥离试验中的、辐射线固化前的上述粘合剂层与上述粘接剂层之间的剥离力优选为2N/20mm以上。当上述辐射线固化前的在上述T型剥离试验中的剥离力为2N/20mm以上时,在以未进行辐射线固化的状态实施扩展工序的情况下,能够确保切割带的粘合剂层与位于其上的粘接剂层之间的密合性,在扩展工序中进一步抑制带有粘接剂层的半导体芯片从粘合剂层上部分剥离、即浮起的发生,能够更良好地割断粘接剂层。
另外,就本发明的切割芯片接合薄膜而言,在上述粘合剂层与上述粘接剂层的接触面中,上述粘合剂层表面的表面粗糙度Ra与上述粘接剂层表面的表面粗糙度Ra之差优选为100nm以下。当上述表面粗糙度Ra之差为100nm以下时,能够进一步提高切割带的粘合剂层与位于其上的粘接剂层之间的密合性,在扩展工序中能够进一步抑制带有粘接剂层的半导体芯片从粘合剂层上部分剥离、即浮起的发生。
另外,就本发明的切割芯片接合薄膜而言,上述粘合剂层优选含有第1丙烯酸类聚合物,所述第1丙烯酸类聚合物含有来自具有碳数10以上的烷基的(甲基)丙烯酸酯的构成单元和来自(甲基)丙烯酸2-羟乙酯的构成单元。通过使上述粘合剂层含有上述第1丙烯酸类聚合物,从而在拾取工序中带有粘接剂层的半导体芯片从切割带的粘合剂层的剥离变得更容易,能够实现更良好的拾取。
另外,就本发明的切割芯片接合薄膜而言,上述第1丙烯酸类聚合物中的来自具有碳数10以上的烷基的(甲基)丙烯酸酯的构成单元相对于来自(甲基)丙烯酸2-羟乙酯的构成单元的摩尔比率优选为1~40。虽然有上述摩尔比率越下降则切割带中的粘合剂层与位于其上的粘接剂层的相互作用越变强的倾向,但当上述摩尔比率为1以上时,能够将上述相互作用抑制为较低,在拾取工序中带有粘接剂层的半导体芯片从切割带的粘合剂层的剥离变得更容易,能够实现更良好的拾取。另外,当上述摩尔比率为40以下时,能够将上述相互作用维持在某种程度,能够确保切割带的粘合剂层与位于其上的粘接剂层之间的密合性,在扩展工序中进一步抑制带有粘接剂层的半导体芯片从粘合剂层上部分剥离、即浮起的发生。
另外,就本发明的切割芯片接合薄膜而言,上述第1丙烯酸类聚合物包含来自含有不饱和官能团的异氰酸酯化合物的构成单元,上述第1丙烯酸类聚合物中的来自含有不饱和官能团的异氰酸酯化合物的构成单元相对于来自(甲基)丙烯酸2-羟乙酯的构成单元的摩尔比率优选为0.1~2。当上述第1丙烯酸类聚合物包含来自含有不饱和官能团的异氰酸酯化合物的构成单元、且上述摩尔比率为0.1以上时,有辐射线固化后的粘合剂层的上述利用纳米压痕法测得的弹性模量提高的倾向,在扩展工序中能够更良好地割断粘接剂层。当上述摩尔比率为2以下时,有辐射线固化后的粘合剂层的上述利用纳米压痕法测得的弹性模量下降的倾向,在扩展工序中能够更不易产生粘合剂层裂纹。
另外,就本发明的切割芯片接合薄膜而言,上述粘接剂层在温度23℃、剥离速度300mm/分钟、角度180°的条件下对SUS的粘合力优选为0.1~20N/10mm。当上述粘合力为0.1N/10mm以上时,在扩展工序中将环形框贴附于上述粘接剂层时能够提高粘接剂层与环形框的密合性,在扩展工序中能够利用环形框良好地保持本发明的切割芯片接合薄膜。当上述粘合力为20N/10mm以下时,在扩展工序中将环形框贴附于上述粘接剂层时,本发明的切割芯片接合薄膜从环形框的剥离变得容易。
另外,就本发明的切割芯片接合薄膜而言,上述粘接剂层在23℃的储能模量优选为100~4000MPa。当上述储能模量为100MPa以上时,在扩展工序中将环形框贴附于上述粘接剂层时,本发明的切割芯片接合薄膜从环形框的剥离变得容易。当上述储能模量为4000MPa以下时,在扩展工序中将环形框贴附于上述粘接剂层时能够提高粘接剂层与环形框的密合性,在扩展工序中能够利用环形框良好地保持本发明的切割芯片接合薄膜。
发明的效果
本发明的切割芯片接合薄膜在为了得到带有粘接剂层的半导体芯片而使用切割芯片接合薄膜的扩展工序中,可良好地割断切割带上的粘接剂层、并且对于割断后的带有粘接剂层的半导体芯片能够实现良好拾取。
附图说明
图1是示出本发明的切割芯片接合薄膜的一实施方式的剖面示意图。
图2示出图1所示的切割芯片接合薄膜具有隔离体的情况的一例。
图3示出图1所示的切割芯片接合薄膜的制造方法的一例。
图4示出使用了图1所示的切割芯片接合薄膜的半导体装置的制造方法中的一部分工序。
图5示出图4所示的工序的后续工序。
图6示出图5所示的工序的后续工序。
图7示出图6所示的工序的后续工序。
图8示出图7所示的工序的后续工序。
图9示出图8所示的工序的后续工序。
图10示出使用了图1所示的切割芯片接合薄膜的半导体装置的制造方法的变形例中的一部分工序。
图11示出使用了图1所示的切割芯片接合薄膜的半导体装置的制造方法的变形例中的一部分工序。
图12示出使用了图1所示的切割芯片接合薄膜的半导体装置的制造方法的变形例中的一部分工序。
图13示出使用了图1所示的切割芯片接合薄膜的半导体装置的制造方法的变形例中的一部分工序。
图14是以往的切割芯片接合薄膜的剖面示意图。
图15示出图14所示的切割芯片接合薄膜的使用方式。
图16示出图14所示的切割芯片接合薄膜的一种供给形态。
附图标记说明
1 切割芯片接合薄膜
10 切割带
11 基材
11e 外周端
12 粘合剂层
12e 外周端
20,21 粘接剂层
20e 外周端
W,30A,30C 半导体晶圆
30B 半导体晶圆分割体
30a 分割槽
30b 改性区域
31 半导体芯片
具体实施方式
[切割芯片接合薄膜]
本发明的切割芯片接合薄膜包含:切割带,其具有包含基材和粘合剂层的层叠结构;和粘接剂层,其与上述切割带中的上述粘合剂层可剥离地密合。以下对本发明的切割芯片接合薄膜的一实施方式进行说明。图1是示出本发明的切割芯片接合薄膜的一实施方式的剖面示意图。
如图1所示,切割芯片接合薄膜X包含:切割带10;层叠于切割带10中的粘合剂层12上的粘接剂层20,在半导体装置的制造中,能够用于得到带有粘接剂层的半导体芯片的过程中的扩展工序。另外,切割芯片接合薄膜X具有圆盘形状,其尺寸对应于作为半导体装置的制造过程中的加工对象的半导体晶圆。切割芯片接合薄膜X的直径在例如345~380mm的范围内(12英寸晶圆对应型)、245~280mm的范围内(8英寸晶圆对应型)、195~230mm的范围内(6英寸晶圆对应型)、或495~530mm的范围内(18英寸晶圆对应型)。切割芯片接合薄膜X中的切割带10具有包含基材11和粘合剂层12的层叠结构。
(基材)
切割带10中的基材11是在切割带10、切割芯片接合薄膜X中发挥支撑体作用的要素。作为基材11,可列举例如塑料基材(特别是塑料薄膜)。上述基材11既可以是单层,也可以是同种基材或异种基材的层叠体。
作为构成上述塑料基材的树脂,可列举例如:低密度聚乙烯、直链状低密度聚乙烯、中密度聚乙烯、高密度聚乙烯、超低密度聚乙烯、无规共聚聚丙烯、嵌段共聚聚丙烯、均聚聚丙烯、聚丁烯、聚甲基戊烯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)、离聚物、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、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-己烯共聚物等聚烯烃树脂;聚氨基甲酸酯;聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸二乙醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)等聚酯;聚碳酸酯;聚酰亚胺;聚醚醚酮;聚醚酰亚胺;芳族聚酰胺、全芳香族聚酰胺等聚酰胺;聚苯硫醚;氟树脂;聚氯乙烯;聚偏氯乙烯;纤维素树脂;有机硅树脂等。在基材11中,从确保良好的热收缩性、在后述的常温扩展工序中容易利用切割带10或基材11的部分性热收缩维持芯片间隔距离的观点出发,基材11优选含有乙烯-乙酸乙烯酯共聚物作为主要成分。需要说明的是,基材11的主要成分是指在构成成分中占据最大质量比例的成分。上述树脂既可以仅使用一种,也可以使用两种以上。粘合剂层12如后所述为辐射线固化型粘合剂层时,优选基材11具有辐射线透射性。
在基材11为塑料薄膜时,上述塑料薄膜既可以无取向也可以沿着至少一个方向(一轴方向、二轴方向等)取向。在沿着至少一个方向取向时,塑料薄膜能够沿着该至少一个方向热收缩。当具有热收缩性时,能够使切割带10的半导体晶圆的外周部分热收缩,由此能够以拓宽了单片化后的带有粘接剂层的半导体芯片彼此的间隔的状态进行固定,因此能够容易地进行半导体芯片的拾取。为了使基材11和切割带10具有各向同性的热收缩性,优选基材11为二轴取向薄膜。需要说明的是,上述沿着至少一方向取向了的塑料薄膜可以通过将无拉伸的塑料薄膜沿着该至少一方向进行拉伸(一轴拉伸、二轴拉伸等)而得到。基材11和切割带10在以加热温度100℃和加热时间处理60秒的条件进行的加热处理试验中的热收缩率优选为1~30%,更优选为2~25%,进一步优选为3~20%,特别优选为5~20%。上述热收缩率优选为MD方向和TD方向中的至少一方向的热收缩率。
出于提高与粘合剂层12的密合性、保持性等目的,基材11的粘合剂层12侧表面可以实施例如电晕放电处理、等离子体处理、磨砂加工处理、臭氧暴露处理、火焰暴露处理、高压电击暴露处理、离子化辐射线处理等物理处理;铬酸处理等化学处理;利用涂敷剂(底涂剂)的易粘接处理等表面处理。另外,为了赋予抗静电能力,可以在基材11表面设置含有金属、合金、这些的氧化物等的导电性的蒸镀层。用于提高密合性的表面处理优选对基材11中的粘合剂层12侧的整个表面实施。
从确保基材11作为切割带10和切割芯片接合薄膜X的支撑体发挥作用的强度的观点出发,基材11的厚度优选为40μm以上,更优选为50μm以上,进一步优选为55μm以上,特别优选为60μm以上。另外,从使切割带10和切割芯片接合薄膜X实现适度的挠性的观点出发,基材11的厚度优选为200μm以下,更优选为180μm以下,进一步优选为150μm以下。
(粘合剂层)
就切割芯片接合薄膜X中的粘合剂层12而言,如上所述,粘合剂层表面12a在温度23℃、频率100Hz的条件下利用纳米压痕法压入500nm时的弹性模量为0.1~20MPa,优选为0.5~15Mpa,更优选为1~10MPa。通过使上述利用纳米压痕法测得的弹性模量为0.1MPa以上,从而扩展时产生的应力容易传播到粘接剂层,因此能够良好地割断粘接剂层,并且能够使粘合剂层与粘接剂层的密合性为适宜程度,在扩展工序中能够抑制在粘合剂层和粘接剂层之间发生剥离。另外,通过使上述利用纳米压痕法测得的弹性模量为20MPa以下,从而在扩展工序中能够不易产生粘合剂层裂纹,并且在拾取工序中割断后的带有粘接剂层的半导体芯片能够从粘合剂层良好剥离,能够实现良好拾取。
上述利用纳米压痕法测得的弹性模量是指由负荷载荷-压入深度曲线求出的弹性模量,所述负荷载荷-压入深度曲线是在施加负荷和卸荷过程中连续测定将压头压入粘合剂层表面时的、对压头的负荷载荷和压入深度而得到的。即,上述利用纳米压痕法测得的弹性模量为表征粘合剂层表面的物理特性的指标,与作为表征粘合剂层整体的物理特性的指标的、以往的通过粘弹性测定得到的拉伸弹性模量等弹性模量不同。上述粘合剂层的利用纳米压痕法测得的弹性模量是通过载荷:1mN、负荷·卸荷速度:0.1mN/s、保持时间:1s的条件下的纳米压痕试验得到的弹性模量。
切割带10的粘合剂层12优选含有丙烯酸类聚合物作为基础聚合物。上述丙烯酸类聚合物是含有来自丙烯酸类单体(分子中具有(甲基)丙烯酰基的单体成分)的构成单元作为聚合物的构成单元的聚合物。上述丙烯酸类聚合物优选为以质量比例计来自(甲基)丙烯酸酯的构成单元的含量最多的聚合物。需要说明的是,丙烯酸类聚合物既可以仅使用一种也可以使用两种以上。另外,在本说明书中,“(甲基)丙烯酸”表示“丙烯酸”和/或“甲基丙烯酸”(“丙烯酸”和“甲基丙烯酸”中的任一者或两者),其它也同样。
作为上述(甲基)丙烯酸酯,可列举例如含烃基的(甲基)丙烯酸酯。作为含烃基的(甲基)丙烯酸酯,可列举(甲基)丙烯酸烷基酯、(甲基)丙烯酸环烷基酯、(甲基)丙烯酸芳基酯等含烃基的(甲基)丙烯酸酯。作为上述(甲基)丙烯酸烷基酯,可列举例如:(甲基)丙烯酸的甲酯、乙酯、丙酯、异丙酯、丁酯、异丁酯、仲丁酯、叔丁酯、戊酯、异戊酯、己酯、庚酯、辛酯、2-乙基己酯、异辛酯、壬酯、癸酯、异癸酯、十一烷基酯、十二烷基酯(月桂酯)、十三烷基酯、十四烷基酯、十六烷基酯、十八烷基酯、二十烷基酯等。作为上述(甲基)丙烯酸环烷基酯,可列举例如:(甲基)丙烯酸的环戊酯、环己酯等。作为上述(甲基)丙烯酸芳基酯,可列举例如:(甲基)丙烯酸的苯酯、苄酯。作为上述含烃基的(甲基)丙烯酸酯,其中优选(甲基)丙烯酸烷基酯,更优选具有碳数10以上的烷基的(甲基)丙烯酸酯。即,上述丙烯酸类聚合物优选含有来自具有碳数10以上的烷基的(甲基)丙烯酸酯的构成单元。上述含烃基的(甲基)丙烯酸酯既可以仅使用一种也可以使用两种以上。
作为上述具有碳数10以上的烷基的(甲基)丙烯酸酯,可列举例如:(甲基)丙烯酸癸酯、(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)丙烯酸月桂酯)、(甲基)丙烯酸十三烷基酯、(甲基)丙烯酸十四烷基酯、(甲基)丙烯酸十六烷基酯、(甲基)丙烯酸十八烷基酯、(甲基)丙烯酸二十烷基酯等具有碳数10~25的烷基(C10-25烷基)的(甲基)丙烯酸酯。其中优选(甲基)丙烯酸月桂酯。
为了使粘合剂层12适宜地表现出由含烃基的(甲基)丙烯酸酯带来的粘合性等基本特性,在用于形成丙烯酸类聚合物的全部单体成分中,含烃基的(甲基)丙烯酸酯(特别是具有碳数10以上的烷基的(甲基)丙烯酸酯)的比例优选为40质量%以上,更优选为60质量%以上。
出于改善内聚力、耐热性等目的,上述丙烯酸类聚合物可以含有来自与含烃基的(甲基)丙烯酸酯能够共聚的其它单体成分的构成单元。作为上述其它单体成分,可列举例如:含羧基的单体;酸酐单体;含羟基的单体;含缩水甘油基的单体;含磺酸基的单体;含磷酸基的单体;丙烯酰胺、丙烯腈等含有官能团的单体等。作为上述含羧基的单体,可列举例如:丙烯酸、甲基丙烯酸、(甲基)丙烯酸羧乙酯、(甲基)丙烯酸羧戊酯、衣康酸、马来酸、富马酸、巴豆酸等。作为上述酸酐单体,可列举例如:马来酸酐、衣康酸酐等。作为上述含羟基的单体,可列举例如:(甲基)丙烯酸2-羟乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸4-羟基丁酯、(甲基)丙烯酸6-羟基己酯、(甲基)丙烯酸8-羟基辛酯、(甲基)丙烯酸10-羟基癸酯、(甲基)丙烯酸12-羟基月桂酯、(甲基)丙烯酸(4-羟甲基环己基)甲酯等。作为上述含缩水甘油基的单体,可列举例如:(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸甲基缩水甘油酯等。作为上述含磺酸基的单体,可列举例如: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。作为上述含磷酸基的单体,可列举例如:2-羟乙基丙烯酰基磷酸酯等。作为上述其它单体成分,其中优选含羟基的单体,更优选(甲基)丙烯酸2-羟乙酯((甲基)丙烯酸2-羟乙酯)。即,上述丙烯酸类聚合物优选含有来自(甲基)丙烯酸2-羟乙酯的构成单元。上述其它单体成分既可以仅使用一种也可以使用两种以上。
为了使粘合剂层12适宜地表现出由含烃基的(甲基)丙烯酸酯带来的粘合性等基本特性,在用于形成丙烯酸类聚合物的全部单体成分中,上述其它单体成分(特别是(甲基)丙烯酸2-羟乙酯)的比例优选为60质量%以下,更优选为40质量%以下。
上述丙烯酸类聚合物特别优选至少含有来自具有碳数10以上的烷基的(甲基)丙烯酸酯的构成单元和来自(甲基)丙烯酸2-羟乙酯的构成单元的丙烯酸类聚合物(有时称为“第1丙烯酸类聚合物”)。即,粘合剂层12优选含有第1丙烯酸类聚合物,且该第1丙烯酸类聚合物至少含有来自具有碳数10以上的烷基的(甲基)丙烯酸酯的构成单元和来自(甲基)丙烯酸2-羟乙酯的构成单元。当粘合剂层12含有上述第1丙烯酸类聚合物时,在拾取工序中,带有粘接剂层的半导体芯片从切割带的粘合剂层的剥离变得更容易,能够实现更良好的拾取。
上述第1丙烯酸类聚合物中的来自具有碳数10以上的烷基的(甲基)丙烯酸酯的构成单元相对于来自(甲基)丙烯酸2-羟乙酯的构成单元的摩尔比率优选为1以上,更优选为3以上,进一步优选为5以上。另外,上述摩尔比率优选为40以下,更优选为35以下,进一步优选为30以下。虽然有上述摩尔比率越低则切割带中的粘合剂层与位于其上的粘接剂层的相互作用越强的倾向,但当上述摩尔比率为1以上时,能够将上述相互作用抑制为较低,在拾取工序中,带有粘接剂层的半导体芯片从切割带的粘合剂层的剥离变得更容易,能够实现更良好的拾取。另外,当上述摩尔比率为40以下时,能够将上述相互作用维持在某种程度,能够确保切割带的粘合剂层与位于其上的粘接剂层之间的密合性,在扩展工序中进一步抑制带有粘接剂层的半导体芯片从粘合剂层上部分剥离、即浮起的发生。
含有第1丙烯酸类聚合物的上述丙烯酸类聚合物为了在其聚合物骨架中形成交联结构,可以含有来自多官能性单体的构成单元,并且该多官能性单体与形成丙烯酸类聚合物的单体成分能够共聚。作为上述多官能性单体,可列举例如: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(甲基)丙烯酸酯(例如聚(甲基)丙烯酸缩水甘油酯)、聚酯(甲基)丙烯酸酯、氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯等在分子内具有(甲基)丙烯酰基和其它反应性官能团的单体等。上述多官能性单体既可以仅使用一种也可以使用两种以上。为了使粘合剂层12适宜地表现出由含烃基的(甲基)丙烯酸酯带来的粘合性等基本特性,在用于形成丙烯酸类聚合物的全部单体成分中,上述多官能性单体的比例优选为40质量%以下,更优选为30质量%以下。
丙烯酸类聚合物可通过将包含丙烯酸类单体的一种以上单体成分供于聚合而得到。作为聚合方法,可列举溶液聚合、乳液聚合、本体聚合、悬浮聚合等。
丙烯酸类聚合物的数均分子量优选为10万以上,更优选为20万~300万。当数均分子量为10万以上时,有粘合剂层中的低分子量物质少的倾向,能够进一步抑制对粘接剂层、半导体晶圆等的污染。
粘合剂层12或形成粘合剂层12的粘合剂可以含有交联剂。例如,当使用丙烯酸类聚合物作为基础聚合物时,能够使丙烯酸类聚合物交联、进一步减少粘合剂层12中的低分子量物质。另外,能够提高丙烯酸类聚合物的数均分子量。作为上述交联剂,可列举例如:多异氰酸酯化合物、环氧化合物、多元醇化合物(多酚类化合物等)、氮丙啶化合物、三聚氰胺化合物等。当使用交联剂时,其用量相对于基础聚合物100质量份优选为5质量份左右以下,更优选为0.1~5质量份。
粘合剂层12既可以是能够通过照射辐射线、加热等来自外部的作用有意识地降低粘合力的粘合剂层(粘合力降低型粘合剂层),也可以是粘合力几乎或完全不因来自外部的作用而降低的粘合剂层(粘合力非降低型粘合剂层),可以根据使用切割芯片接合薄膜X进行单片化的半导体晶圆的单片化方法、条件等适宜选择。
当粘合剂层12为粘合力降低型粘合剂层时,在切割芯片接合薄膜X的制造过程、使用过程中,能够分成粘合剂层12显示相对高的粘合力的状态和显示相对低的粘合力的状态而使用。例如,在切割芯片接合薄膜X的制造过程中,在切割带10的粘合剂层12上贴合粘接剂层20时、将切割芯片接合薄膜X用于切割工序时利用粘合剂层12显示相对高的粘合力的状态能够抑制、防止粘接剂层20等被粘物从粘合剂层12浮起,另一方面,在此后的用于从切割芯片接合薄膜X的切割带10拾取带有粘接剂层的半导体芯片的拾取工序中,通过降低粘合剂层12的粘合力能够容易地进行拾取。
作为形成这样的粘合力降低型粘合剂层的粘合剂,可列举例如:辐射线固化型粘合剂、加热发泡型粘合剂等。作为形成粘合力降低型粘合剂层的粘合剂,既可以使用一种粘合剂,也可以使用两种以上粘合剂。
作为上述辐射线固化型粘合剂,可以使用例如通过照射电子束、紫外线、α射线、β射线、γ射线或X射线进行固化的类型的粘合剂,特别优选使用通过照射紫外线进行固化的类型的粘合剂(紫外线固化型粘合剂)。
作为上述辐射线固化型粘合剂,可列举例如:含有上述丙烯酸类聚合物等基础聚合物和具有辐射线聚合性的碳-碳双键等官能团的辐射线聚合性的单体成分、低聚物成分的添加型辐射线固化型粘合剂。
作为上述辐射线聚合性的单体成分,可列举例如:氨基甲酸酯(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、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。作为上述辐射线聚合性的低聚物成分,可列举例如:氨基甲酸酯类、聚醚类、聚酯类、聚碳酸酯类、聚丁二烯类等各种低聚物,优选分子量为100~30000左右的低聚物。在形成粘合剂层12的辐射线固化型粘合剂中,上述辐射线固化性的单体成分和低聚物成分的含量相对于上述基础聚合物100质量份为例如5~500质量份,优选为40~150质量份左右。另外,作为添加型辐射线固化型粘合剂,还可以使用例如日本特开昭60-196956号公报中公开的添加型辐射线固化型粘合剂。
作为上述辐射线固化型粘合剂,还可列举:含有在聚合物侧链、聚合物主链中、聚合物主链末端具有辐射线聚合性的碳-碳双键等官能团的基础聚合物的内在型辐射线固化型粘合剂。使用这样的内在型辐射线固化型粘合剂时有如下倾向:能够抑制起因于低分子量成分在所形成的粘合剂层12中的移动的、粘合特性的不期望的经时变化。
作为上述内在型辐射线固化型粘合剂中包含的基础聚合物,优选丙烯酸类聚合物(特别是上述第1丙烯酸类聚合物)。作为向丙烯酸类聚合物中导入辐射线聚合性的碳-碳双键的方法,可列举例如以下方法:使含有具有第1官能团的单体成分的原料单体聚合(共聚)而得到丙烯酸类聚合物后,使具有能够与上述第1官能团反应的第2官能团和辐射线聚合性的碳-碳双键的化合物在维持碳-碳双键的辐射线聚合性的状态下与丙烯酸类聚合物进行缩合反应或加成反应。
作为上述第1官能团和上述第2官能团的组合,可列举例如:羧基与环氧基、环氧基与羧基、羧基与氮丙啶基、氮丙啶基与羧基、羟基与异氰酸酯基、异氰酸酯基与羟基等。这些中,从追踪反应的容易程度的观点出发,优选羟基与异氰酸酯基的组合、异氰酸酯基与羟基的组合。其中,制作具有反应性高的异氰酸酯基的聚合物的技术难度高,而从具有羟基的丙烯酸类聚合物的制作和入手的容易性的观点出发,优选上述第1官能团为羟基且上述第2官能团为异氰酸酯基的组合。作为此时的具有异氰酸酯基和辐射线聚合性的碳-碳双键的化合物、即含有辐射线聚合性的不饱和官能团的异氰酸酯化合物,可列举例如:甲基丙烯酰基异氰酸酯、2-甲基丙烯酰氧基乙基异氰酸酯、间异丙烯基-α,α-二甲基苄基异氰酸酯等。另外,作为具有羟基的丙烯酸类聚合物,可列举含有来自上述含羟基的单体、2-羟乙基乙烯基醚、4-羟基丁基乙烯基醚、二乙二醇单乙烯基醚等醚类化合物的构成单元的丙烯酸类聚合物。
当第1丙烯酸类聚合物具有来自含有不饱和官能团的异氰酸酯化合物的构成单元时,第1丙烯酸类聚合物中的来自含有不饱和官能团的异氰酸酯化合物的构成单元相对于来自(甲基)丙烯酸2-羟乙酯的构成单元的摩尔比率优选为0.1以上,更优选为0.2以上,进一步优选为0.3以上。另外,上述摩尔比率优选为2以下,更优选为1.5以下,进一步优选为1以下。当上述摩尔比率为0.1以上时,有辐射线固化后的粘合剂层的上述利用纳米压痕法测得的弹性模量提高的倾向,在扩展工序中能够更良好地割断粘接剂层。当上述摩尔比率为2以下时,有辐射线固化后的粘合剂层的上述利用纳米压痕法测得的弹性模量下降的倾向,在扩展工序中更不易产生粘合剂层裂纹。
上述辐射线固化型粘合剂优选含有光聚合引发剂。作为上述光聚合引发剂,可列举例如:α-酮醇类化合物、苯乙酮类化合物、苯偶姻醚类化合物、缩酮类化合物、芳香族磺酰氯类化合物、光活性肟类化合物、二苯甲酮类化合物、噻吨酮类化合物、樟脑醌、卤代酮、酰基氧化膦、酰基膦酸酯等。作为上述α-酮醇类化合物,可列举例如: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-羟基环己基苯基酮等。作为上述苯乙酮类化合物,可列举例如: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等。作为上述苯偶姻醚类化合物,可列举例如:苯偶姻乙醚、苯偶姻异丙醚、茴香偶姻甲醚等。作为上述缩酮类化合物,可列举例如:苯偶酰二甲基缩酮等。作为上述芳香族磺酰氯类化合物,可列举例如:2-萘磺酰氯等。作为上述光活性肟类化合物,可列举例如:1-苯基-1,2-丙二酮-2-(O-乙氧基羰基)肟等。作为上述二苯甲酮类化合物,可列举例如:二苯甲酮、苯甲酰基苯甲酸、3,3’-二甲基-4-甲氧基二苯甲酮等。作为上述噻吨酮类化合物,可列举例如: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。辐射线固化型粘合剂中的光聚合引发剂的含量相对于基础聚合物100质量份为例如0.05~20质量份。
上述加热发泡型粘合剂是含有通过加热而发泡、膨胀的成分(发泡剂、热膨胀性微球等)的粘合剂。作为上述发泡剂,可列举各种无机类发泡剂、有机类发泡剂。作为上述无机类发泡剂,可列举例如:碳酸铵、碳酸氢铵、碳酸氢钠、亚硝酸铵、硼氢化钠、叠氮化物类等。作为上述有机类发泡剂,可列举例如:三氯一氟甲烷、二氯一氟甲烷等氯氟代烷烃;偶氮双异丁腈、偶氮二甲酰胺、偶氮二甲酸钡等偶氮类化合物;对甲苯磺酰肼、二苯基砜-3,3’-二磺酰肼、4,4’-氧代双苯磺酰肼、烯丙基双磺酰肼等肼类化合物;对甲苯磺酰基氨基脲、4,4’-氧代双(苯磺酰基氨基脲)等氨基脲类化合物;5-吗啉基-1,2,3,4-噻三唑等三唑类化合物;N,N’-二亚硝基五亚甲基四胺、N,N’-二甲基-N,N’-二亚硝基对苯二甲酰胺等N-亚硝基类化合物等。作为上述热膨胀性微球,可列举例如构成为壳内内包有通过加热容易气化、膨胀的物质的微球。作为上述通过加热容易气化、膨胀的物质,可列举例如:异丁烷、丙烷、戊烷等。通过利用凝聚法、界面聚合法等将通过加热容易气化、膨胀的物质内包到壳形成物质内,从而能够制作热膨胀性微球。作为上述壳形成物质,可以使用显示热熔融性的物质、可通过内包物质的热膨胀作用而破裂的物质。作为这种物质,可列举例如:偏氯乙烯·丙烯腈共聚物、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯腈、聚偏氯乙烯、聚砜等。
作为上述粘合力非降低型粘合剂层,可列举例如压敏型粘合剂层。需要说明的是,压敏型粘合剂层包括如下形态的粘合剂层:通过预先照射辐射线使由粘合力降低型粘合剂层中记载的辐射线固化型粘合剂形成的粘合剂层固化但仍具有一定粘合力。作为形成粘合力非降低型粘合剂层的粘合剂,既可以使用一种粘合剂,也可以使用两种以上粘合剂。另外,既可以是粘合剂层12的整体为粘合力非降低型粘合剂层,也可以是一部分为粘合力非降低型粘合剂层。例如,在粘合剂层12具有单层结构时,既可以是粘合剂层12的整体为粘合力非降低型粘合剂层,也可以是粘合剂层12中的规定部位(例如作为环形框的粘贴对象区域的位于中央区域的外侧的区域)为粘合力非降低型粘合剂层、其它部位(例如作为半导体晶圆的粘贴对象区域的中央区域)为粘合力降低型粘合剂层。另外,在粘合剂层12具有层叠结构时,既可以是层叠结构中的全部粘合剂层为粘合力非降低型粘合剂层,也可以是层叠结构中的一部分粘合剂层为粘合力非降低型粘合剂层。
通过预先照射辐射线使由辐射线固化型粘合剂形成的粘合剂层固化的形态的粘合剂层(照射辐射线后的辐射线固化型粘合剂层)虽然通过照射辐射线而粘合力降低,但仍显示出起因于所含的聚合物成分的粘合性,能够在切割工序等中发挥切割带的粘合剂层所需要的最低限度的粘合力。当使用照射辐射线后的辐射线固化型粘合剂层时,在粘合剂层12的面延伸方向中,既可以是粘合剂层12的整体为照射辐射线后的辐射线固化型粘合剂层,也可以是粘合剂层12的一部分为照射辐射线后的辐射线固化型粘合剂层且其它部分为未照射辐射线的辐射线固化型粘合剂层。
作为形成上述压敏型粘合剂层的粘合剂,可以使用公知或惯用的压敏型的粘合剂,可以优选使用以丙烯酸类聚合物为基础聚合物的丙烯酸类粘合剂、橡胶类粘合剂。当粘合剂层12含有丙烯酸类聚合物作为压敏型的粘合剂时,该丙烯酸类聚合物优选含有来自(甲基)丙烯酸酯的构成单元作为质量比例最多的构成单元的聚合物。作为上述丙烯酸类聚合物,可以采用例如作为上述粘合剂层中可含有的丙烯酸类聚合物而说明的丙烯酸类聚合物(例如第1丙烯酸类聚合物)。
粘合剂层12或形成粘合剂层12的粘合剂除了上述各成分以外还可以配混交联促进剂、增粘剂、防老剂、着色剂(颜料、染料等)等公知或惯用的用于粘合剂层的添加剂。作为上述着色剂,可列举例如通过照射辐射线而产生着色的化合物。当含有通过照射辐射线而产生着色的化合物时,能够仅使被辐射线照射的部分着色。上述通过照射辐射线而产生着色的化合物为在照射辐射线前为无色或淡色、通过照射辐射线而变为有色的化合物,例如可列举隐色染料等。对上述通过照射辐射线而产生着色的化合物的用量没有特别限定,可以适宜选择。
对粘合剂层12的厚度没有特别限定,当粘合剂层12为由辐射线固化型粘合剂形成的粘合剂层时,从取得该粘合剂层12在辐射线固化前后对粘接剂层20的粘接力平衡的观点出发,优选为1~50μm左右,更优选为2~30μm,进一步优选为5~25μm。
(粘接剂层)
粘接剂层20兼有作为芯片接合用的显示热固化性的粘接剂的功能、和用于保持半导体晶圆等工件和环形框等框构件的粘合功能。粘接剂层20能够通过施加拉伸应力而割断,通过施加拉伸应力将其割断来使用。
粘接剂层20和构成粘接剂层20的粘接剂可以含有热固化性树脂和例如作为粘结剂成分的热塑性树脂,也可以含有具有热固化性官能团的热塑性树脂,所述热固化性官能团能够与固化剂反应而发生键合。当构成粘接剂层20的粘接剂含有具有热固化性官能团的热塑性树脂时,该粘接剂不必包含热固化性树脂(环氧树脂等)。粘接剂层20既可以具有单层结构也可以具有多层结构。
作为上述热塑性树脂,可列举例如:天然橡胶、丁基橡胶、异戊二烯橡胶、氯丁橡胶、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、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-尼龙和6,6-尼龙等聚酰胺树脂、苯氧基树脂、丙烯酸类树脂、PET、PBT等饱和聚酯树脂、聚酰胺酰亚胺树脂、氟树脂等。上述热塑性树脂既可以仅使用一种也可以使用两种以上。作为上述热塑性树脂,从离子性杂质少且耐热性高、从而容易确保利用粘接剂层20的接合可靠性的理由出发,优选丙烯酸类树脂。
从兼顾粘接剂层20对环形框在室温及其附近的温度下的粘贴性和防止剥离时残渣的观点出发,粘接剂层20优选含有玻璃化转变温度为-10~10℃的聚合物作为热塑性树脂的主要成分。热塑性树脂的主要成分是指在热塑性树脂成分中占据最大的质量比例的树脂成分。
关于聚合物的玻璃化转变温度,可以使用基于下述Fox公式求出的玻璃化转变温度(理论值)。Fox公式为聚合物的玻璃化转变温度Tg与该聚合物中的每种构成单体的均聚物的玻璃化转变温度Tgi的关系式。在下述Fox公式中,Tg表示聚合物的玻璃化转变温度(℃),Wi表示构成该聚合物的单体i的重量百分率,Tgi表示单体i的均聚物的玻璃化转变温度(℃)。关于均聚物的玻璃化转变温度,可以使用文献值,例如“新高分子文库7涂料用合成树脂入门”(北冈协三著,高分子刊行会,1995年)、“丙烯酸酯商品目录(1997年度版)”(三菱丽阳株式会社)中列举了各种均聚物的玻璃化转变温度。另一方面,关于单体的均聚物的玻璃化转变温度,也可以通过日本特开2007-51271号公报中具体记载的方法求出。
Fox公式1/(273+Tg)=Σ[Wi/(273+Tgi)]
上述丙烯酸类树脂优选含有来自含烃基的(甲基)丙烯酸酯的构成单元作为质量比例最多的构成单元。作为该含烃基的(甲基)丙烯酸酯,可列举例如:作为形成在上述粘合剂层中可含有的丙烯酸类聚合物的含烃基的(甲基)丙烯酸酯而例示的含烃基的(甲基)丙烯酸酯。
上述丙烯酸类树脂也可以含有来自与含烃基的(甲基)丙烯酸酯能够共聚的其它单体成分的构成单元。作为上述其它单体成分,可列举例如:含羧基的单体;酸酐单体;含羟基的单体;含缩水甘油基的单体;含磺酸基的单体;含磷酸基的单体;丙烯酰胺、丙烯腈等含有官能团的单体;各种多官能性单体等,具体而言,可以使用作为构成在上述粘合剂层中可含有的丙烯酸类聚合物的其它单体成分而例示的单体成分。
作为上述丙烯酸类树脂,其中优选具有腈基的丙烯酸类聚合物(有时称为“第2丙烯酸类聚合物”)。特别优选粘合剂层12含有第1丙烯酸类聚合物、且粘接剂层20含有第2丙烯酸类聚合物。根据粘合剂层12含有第1丙烯酸类聚合物、且粘接剂层20含有第2丙烯酸类聚合物的构成,能够在两层间确保高剪切粘接力,并且能够抑制沿着两层间的层叠方向的结合性相互作用,因此在扩展工序中能进一步抑制带有粘接剂层的半导体芯片从粘合剂层浮起的发生、且在拾取工序能够实现更良好的拾取。特别是在经由上述层叠涂敷方法层叠形成粘合剂层和粘接剂层时优选上述构成,因为通常这时该沿着两层间的层叠方向的结合性相互作用容易变得过量。
具有腈基的第2丙烯酸类聚合物优选含有来自含腈基的单体的结构单元。作为含腈基的单体,可列举例如:丙烯腈、甲基丙烯腈、氰基苯乙烯。
在具有腈基的第2丙烯酸类聚合物的红外吸收光谱中,来自腈基的位于2240cm-1附近的峰(归属于C≡N的伸缩振动的吸收峰)的高度相对于来自羰基的位于1730cm-1附近的峰(归属于C=O的伸缩振动的吸收峰)的高度的比值优选为0.01以上,更优选为0.015以上,进一步优选为0.02以上。另外,上述比值优选为0.1以下,更优选为0.09以下,进一步优选为0.08以下。即,第2丙烯酸类聚合物的腈基相对含量优选设定为使上述比值落入这样的范围内的程度。当上述比值为0.01以上时,在拾取工序中,能够实现更良好的拾取。当上述比值为0.1以下时,在扩展工序中,能够进一步抑制割断后的带有粘接剂层的半导体芯片从粘合剂层浮起的发生。
当粘接剂层20含有热塑性树脂和热固化性树脂时,作为该热固化性树脂,可列举例如:环氧树脂、酚醛树脂、氨基树脂、不饱和聚酯树脂、聚氨基甲酸酯树脂、有机硅树脂、热固化性聚酰亚胺树脂等。上述热固化性树脂既可以仅使用一种也可以使用两种以上。从具有可能会导致芯片接合对象即半导体芯片腐蚀的离子性杂质等的含量少的倾向的理由出发,作为上述热固化性树脂,优选环氧树脂。另外,作为环氧树脂的固化剂,优选酚醛树脂。
作为上述环氧树脂,可列举例如:双酚A型、双酚F型、双酚S型、溴化双酚A型、氢化双酚A型、双酚AF型、联苯型、萘型、芴型、苯酚酚醛清漆型、邻甲酚酚醛清漆型、三羟苯基甲烷型、四(苯基羟基)乙烷(Tetraphenylolethane)型、乙内酰脲型型、异氰脲酸三缩水甘油酯型、缩水甘油胺型的环氧树脂等。其中优选酚醛清漆型环氧树脂、联苯型环氧树脂、三羟苯基甲烷型环氧树脂、四(苯基羟基)乙烷(Tetraphenylolethane)型环氧树脂,这是因为与作为固化剂的酚醛树脂富有反应性且耐热性优异。
对于作为环氧树脂的固化剂发挥作用的酚醛树脂,可列举例如: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。作为酚醛清漆型酚醛树脂,可列举例如: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。上述酚醛树脂既可以仅使用一种也可以使用两种以上。其中,从用作作为芯片接合用粘接剂的环氧树脂的固化剂时有提高该粘接剂的连接可靠性的倾向的观点出发,优选苯酚酚醛清漆树脂、苯酚芳烷基树脂。
在粘接剂层20中,从使环氧树脂和酚醛树脂的固化反应充分进行的观点出发,以使酚醛树脂中的羟基相对于环氧树脂成分中的环氧基1当量达到优选0.5~2.0当量、更优选0.7~1.5当量的量来包含该酚醛树脂。
当粘接剂层20含有热固化性树脂时,关于上述热固化性树脂的含有比例,从使粘接剂层20适宜地表现出作为热固化型粘接剂的功能的观点出发,相对于粘接剂层20的总质量优选为5~60质量%,更优选为10~50质量%。
当粘接剂层20含有具有热固化性官能团的热塑性树脂(例如第2丙烯酸类聚合物)时,作为该热塑性树脂,可以使用例如含热固化性官能团的丙烯酸类树脂。该含热固化性官能团的丙烯酸类树脂中的丙烯酸类树脂优选含有来自含烃基的(甲基)丙烯酸酯的构成单元作为质量比例最多的构成单元。作为该含烃基的(甲基)丙烯酸酯,可列举例如:作为形成上述粘合剂层中可含有的丙烯酸类聚合物的含烃基的(甲基)丙烯酸酯而例示的含烃基的(甲基)丙烯酸酯。另一方面,作为含热固化性官能团的丙烯酸类树脂中的热固化性官能团,可列举例如:缩水甘油基、羧基、羟基、异氰酸酯基等。其中优选缩水甘油基、羧基。即,作为含热固化性官能团的丙烯酸类树脂,特别优选含缩水甘油基的丙烯酸类树脂、含羧基的丙烯酸类树脂。另外,优选与含热固化性官能团的丙烯酸类树脂一起含有固化剂,作为该固化剂,可列举例如:作为上述粘合剂层12形成用的辐射线固化型粘合剂中可含有的交联剂而例示的交联剂。当含热固化性官能团的丙烯酸类树脂中的热固化性官能团为缩水甘油基时,优选使用多酚类化合物作为固化剂,例如可以使用上述各种酚醛树脂。
粘接剂层20中可含有的第2丙烯酸类聚合物的环氧值优选为0.05eq/kg以上,更优选为0.1eq/kg以上,进一步优选为0.2eq/kg以上。另外,该第2丙烯酸类聚合物的环氧值优选为1eq/kg以下,更优选为0.9eq/kg以下。具有这样的环氧值的第2丙烯酸类聚合物在粘接剂层20中的含有比例优选为5~95质量%,更优选为40~80质量%。
粘接剂层20中可含有的第2丙烯酸类聚合物的酸值优选为1mgKOH/g以上,更优选为3mgKOH/g以上,进一步优选为5mgKOH/g以上。另外,该第2丙烯酸类聚合物的酸值优选为20mgKOH/g以下,更优选为18mgKOH/g以下。具有这样的酸值的第2丙烯酸类聚合物在粘接剂层20中的含有比例优选为5~95质量%,更优选为40~80质量%。
关于为了芯片接合而固化之前的粘接剂层20,为了实现某种程度的交联度,例如优选在粘接剂层形成用树脂组合物中预先配混能够与粘接剂层20中可含有的上述树脂的分子链末端的官能团等反应而键合的多官能性化合物作为交联成分。这种构成从提高粘接剂层20在高温下的粘接特性的观点、以及实现耐热性的改善的观点出发是优选的。作为上述交联成分,可列举例如:多异氰酸酯化合物。作为多异氰酸酯化合物,可列举例如:甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯、1,5-萘二异氰酸酯、多元醇和二异氰酸酯的加成物等。关于粘接剂层形成用树脂组合物中的交联成分的含量,从提高所形成的粘接剂层20的内聚力的观点出发,相对于具有能够与该交联成分反应而键合的上述官能团的树脂100质量份优选为0.05质量份以上;从提高所形成的粘接剂层20的粘接力的观点出发,优选为7质量份以下。另外,作为上述交联成分,可以将环氧树脂等其它多官能性化合物与多异氰酸酯化合物组合使用。
粘接剂层20中的高分子量成分的含有比例优选为50~100质量%,更优选为50~80质量%。高分子量成分是指重均分子量为10000以上的成分。当上述高分子量成分的含有比例在上述范围内时,从实现粘接剂层20对环形框在室温及其附近的温度下的粘贴性和防止剥离时残渣的兼顾的观点出发是优选的。另外,粘接剂层20可以含有在23℃时为液态的液态树脂。当粘接剂层20含有上述液态树脂时,粘接剂层20中的该液态树脂的含有比例优选为1~10质量%,更优选为1~5质量%。当上述液态树脂的含有比例在上述范围内时,从实现后述的粘接剂层20对环形框的在室温及其附近的温度下的粘贴性和防止剥离时残渣的兼顾的观点出发是优选的。
粘接剂层20优选含有填料。通过向粘接剂层20中配混填料,能够调整粘接剂层20的导电性、热传导性、弹性模量等物性。作为填料,可列举无机填料和有机填料,特别优选无机填料。作为无机填料,可列举例如:氢氧化铝、氢氧化镁、碳酸钙、碳酸镁、硅酸钙、硅酸镁、氧化钙、氧化镁、氧化铝、氮化铝、硼酸铝晶须、氮化硼、结晶二氧化硅、非晶二氧化硅;以及铝、金、银、铜、镍等金属单质、合金;无定形碳黑、石墨等。填料可以具有球状、针状、薄片状等各种形状。作为上述填料,既可以仅使用一种也可以使用两种以上。从在后述的冷却扩展工序中确保粘接剂层20对环形框的粘贴性的观点出发,粘接剂层20中的填料含有比例优选为30质量%以下,更优选为25质量%以下。
上述填料的平均粒径优选为0.005~10μm,更优选为0.005~1μm。当上述平均粒径为0.005μm以上时,对半导体晶圆等被粘物的润湿性、粘接性进一步提高。当上述平均粒径为10μm以下时,能够使为了赋予上述各特性而加入的填料的效果充分发挥,并且能够确保耐热性。需要说明的是,填料的平均粒径例如可以使用光度式粒度分布计(例如商品名“LA-910”,株式会社堀场制作所制)求出。
粘接剂层20可以根据需要而含有其它成分。作为上述其它成分,可列举例如:固化催化剂、阻燃剂、硅烷偶联剂、离子捕获剂、染料等。作为上述阻燃剂,可列举例如:三氧化锑、五氧化锑、溴化环氧树脂等。作为上述硅烷偶联剂,可列举例如: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。作为上述离子捕获剂,可列举例如:水滑石类、氢氧化铋、水合氧化锑(例如东亚合成株式会社制的“IXE-300”)、特定结构的磷酸锆(例如东亚合成株式会社制的“IXE-100”)、硅酸镁(例如协和化学工业株式会社制的“Kyoward 600”)、硅酸铝(例如协和化学工业株式会社制的“Kyoward 700”)等。也可以使用能够与金属离子之间形成络合物的化合物作为离子捕获剂。作为这种化合物,可列举例如:三唑类化合物、四唑类化合物、联吡啶类化合物。这些中,从与金属离子之间形成的络合物的稳定性的观点出发,优选三唑类化合物。作为这种三唑类化合物,可列举例如:1,2,3-苯并三唑、1-{N,N-双(2-乙基己基)氨基甲基}苯并三唑、羧基苯并三唑、2-(2-羟基-5-甲基苯基)苯并三唑、2-(2-羟基-3,5-二叔丁基苯基)-5-氯苯并三唑、2-(2-羟基-3-叔丁基-5-甲基苯基)-5-氯苯并三唑、2-(2-羟基-3,5-二叔戊基苯基)苯并三唑、2-(2-羟基-5-叔辛基苯基)苯并三唑、6-(2-苯并三唑基)-4-叔辛基-6’-叔丁基-4’-甲基-2,2’-亚甲基双酚、1-(2’,3’-羟基丙基)苯并三唑、1-(1,2-二羧基二乙基)苯并三唑、1-(2-乙基己基氨基甲基)苯并三唑、2,4-二叔戊基-6-{(H-苯并三唑-1-基)甲基}苯酚、2-(2-羟基-5-叔丁基苯基)-2H-苯并三唑、C7-C9-烷基-3-[3-(2H-苯并三唑-2-基)-5-(1,1-二甲基乙基)-4-羟基苯基]3-戊酮(propione)醚、3-[3-叔丁基-4-羟基-5-(5-氯-2H-苯并三唑-2-基)苯基]丙酸辛酯、3-[3-叔丁基-4-羟基-5-(5-氯-2H-苯并三唑-2-基)苯基]丙酸2-乙基己酯、2-(2H-苯并三唑-2-基)-6-(1-甲基-1-苯乙基)-4-(1,1,3,3-四甲基丁基)苯酚、2-(2H-苯并三唑-2-基)-4-叔丁基苯酚、2-(2-羟基-5-甲基苯基)苯并三唑、2-(2-羟基-5-叔辛基苯基)-苯并三唑、2-(3-叔丁基-2-羟基-5-甲基苯基)-5-氯苯并三唑、2-(2-羟基-3,5-二叔戊基苯基)苯并三唑、2-(2-羟基-3,5-二叔丁基苯基)-5-氯-苯并三唑、2-[2-羟基-3,5-二(1,1-二甲基苄基)苯基]-2H-苯并三唑、2,2’-亚甲基双[6-(2H-苯并三唑-2-基)-4-(1,1,3,3-四甲基丁基)苯酚]、2-[2-羟基-3,5-双(α,α-二甲基苄基)苯基]-2H-苯并三唑、3-[3-(2H-苯并三唑-2-基)-5-叔丁基-4-羟基苯基]丙酸甲基酯等。另外,也可以使用对苯二酚化合物、羟基蒽醌化合物、多酚化合物等规定的含羟基化合物作为离子捕获剂。作为这种含羟基化合物,具体而言,可列举:1,2-苯二酚、茜素、1,5-二羟基蒽醌、鞣酸、没食子酸、没食子酸甲酯、连苯三酚等。上述其它添加剂既可以仅使用一种也可以使用两种以上。
粘接剂层20在温度23℃、剥离速度300mm/分钟、角度180°的条件下对SUS的粘合力优选为0.1~20N/10mm,更优选为0.5~15N/10mm,进一步优选为1~12N/10mm。当上述粘合力为0.1N/10mm以上时,在扩展工序中在将环形框贴附于粘接剂层20时能够提高粘接剂层20和环形框的密合性,在扩展工序中能够通过环形框良好地保持切割芯片接合薄膜X。当上述粘合力为20N/10mm以下时,在扩展工序中在将环形框贴附于粘接剂层20时,切割芯片接合薄膜X从环形框的剥离变得容易。上述对SUS的粘合力可以使用拉伸试验机(商品名“Autograph AGS-J”,株式会社岛津制作所制)测定。被供于该试验的试样片优选尺寸为宽度50mm×长度120mm的试验片。
粘接剂层20在23℃时的储能模量优选为100~4000MPa,更优选为300~3000MPa,进一步优选为500~2000MPa。当上述储能模量为100MPa以上时,在扩展工序中在将环形框贴附于粘接剂层20时,切割芯片接合薄膜X从环形框的剥离变得容易。当上述储能模量为4000MPa以下时,在扩展工序中在将环形框贴附于粘接剂层20时能够提高粘接剂层20和环形框的密合性,在扩展工序中能够通过环形框良好地保持切割芯片接合薄膜X。上述储能模量可以使用拉伸试验机(商品名“Autograph AGS-J”,株式会社岛津制作所制)测定。被供于该试验的试样片优选尺寸为宽度50mm×长度120mm的试验片。
对粘接剂层20的厚度(层叠体的情况下为总厚度)没有特别限定,为例如1~200μm。上限优选为100μm,更优选为80μm。下限优选为3μm,更优选为5μm。
在本实施方式中,在切割芯片接合薄膜X的面内方向D中,粘接剂层20的外周端20e位于距切割带10中的基材11的外周端11e和粘合剂层12的外周端12e 1000μm以内、优选500μm以内的距离处。即,粘接剂层20的外周端20e的整个外周在薄膜面内方向D中相对于基材11的外周端11e位于从内侧1000μm至外侧1000μm之间、优选位于从内侧500μm至外侧500μm之间,并且相对于粘合剂层12的外周端12e位于从内侧1000μm至外侧1000μm之间、优选位于从内侧500μm至外侧500μm之间。在切割带10或其粘合剂层12与位于其上的粘接剂层20在面内方向D具有实质上相同的尺寸的该构成中,粘接剂层20除了包含工件粘贴用的区域以外还包含框架粘贴用的区域。
就切割芯片接合薄膜X而言,当切割带10的粘合剂层12为辐射线固化型粘合剂层时,在温度23℃、剥离速度300mm/分钟的条件下的T型剥离试验中的、辐射线固化后的粘合剂层12与粘接剂层20之间的剥离力优选为0.06~0.25N/20mm,更优选为0.1~0.2N/20mm。当上述剥离力为0.06N/20mm以上时,能够确保切割带的粘合剂层与位于其上的粘接剂层之间的密合性,在扩展工序中能够进一步抑制带有粘接剂层的半导体芯片从粘合剂层浮起的发生。当上述剥离力为0.25N/20mm以下时,在拾取工序中,能够实现更良好的拾取。需要说明的是,在本说明书中,“辐射线固化型粘合剂层”是指由上述辐射线固化型粘合剂形成的粘合剂层,包括具有辐射线固化性的粘合剂层和该粘合剂层通过照射辐射线而固化后的粘合剂层(照射辐射线后的辐射线固化型粘合剂层)两者。
就切割芯片接合薄膜X而言,在温度23℃、剥离速度300mm/分钟的条件下的T型剥离试验中的、辐射线固化前的粘合剂层12与粘接剂层20之间的剥离力优选为2N/20mm以上,更优选为3N/20mm以上。当上述剥离力为2N/20mm以上时,以未进行辐射线固化的状态实施扩展工序时,能够确保切割带的粘合剂层与位于其上的粘接剂层之间的密合性,在扩展工序中能够进一步抑制带有粘接剂层的半导体芯片从粘合剂层浮起的发生,并且能够更良好地割断粘接剂层。另外,上述剥离力为例如20N/20mm以下,优选为10N/20mm以下。需要说明的是,上述“辐射线固化前”是指尚未通过照射辐射线使粘合剂层固化的状态,也包括粘合剂层12不为辐射线固化型粘合剂层的情况。
关于上述T型剥离试验,使用拉伸试验机(商品名“Autograph AGS-J”,株式会社岛津制作所制)进行。被供于该试验的试样片可以如下制作。首先,在粘合剂层为辐射线固化前并且要得到辐射线固化后的粘合剂层12的情况下,从切割芯片接合薄膜X中的基材11侧对粘合剂层12照射350mJ/cm2的紫外线而使粘合剂层12固化。然后,在切割芯片接合薄膜X的粘接剂层20侧贴合衬里胶带(商品名“BT-315”,日东电工株式会社制)后,切出尺寸为宽度50mm×长度120mm的试验片。
就切割芯片接合薄膜X而言,在粘合剂层12与粘接剂层20的接触面中,粘合剂层12的表面粗糙度Ra与粘接剂层20的表面粗糙度Ra之差、即[(与粘接剂层20接触的面的粘合剂层12的表面粗糙度Ra)-(与粘合剂层12接触的面的粘接剂层20的表面粗糙度Ra)]的绝对值优选为100nm以下。当上述表面粗糙度Ra之差为100nm以下时,能够进一步提高切割带的粘合剂层与位于其上的粘接剂层之间的密合性,在扩展工序中能够进一步抑制带有粘接剂层的半导体芯片从粘合剂层上部分剥离、即浮起的发生。需要说明的是,上述粘合剂层12与粘接剂层20的接触面的粘合剂层12的表面粗糙度Ra和粘接剂层20的表面粗糙度Ra例如可以如下得到:在切割芯片接合薄膜X中的粘合剂层12与粘接剂层20的界面处进行剥离,对于粘合剂层12的层叠有粘接剂层20侧的表面和粘接剂层20的层叠有粘合剂层12侧的表面分别测定表面粗糙度Ra,从而得到。
如图2所示,切割芯片接合薄膜X可以具有隔离体S。具体而言,既可以是每一切割芯片接合薄膜X具有隔离体S的片状的形态,也可以是隔离体S为长条状、在其上配置有多个切割芯片接合薄膜X且该隔离体S被卷绕成卷的形态。隔离体S是用于被覆、保护切割芯片接合薄膜X的粘接剂层20的表面的要素,在使用切割芯片接合薄膜X时从该薄膜剥离。作为隔离体S,可列举例如:聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜、聚乙烯薄膜、聚丙烯薄膜、利用氟类剥离剂或丙烯酸长链烷基酯类剥离剂等剥离剂进行了表面涂敷的塑料薄膜或纸类等。隔离体S的厚度为例如5~200μm。
作为本发明的切割芯片接合薄膜的一实施方式的切割芯片接合薄膜X例如可如下制造。
首先,如图3的(a)所示,在隔离体S上制作粘接剂薄膜20’。粘接剂薄膜20’为将要加工形成为上述粘接剂层20的长条状的薄膜。在粘接剂薄膜20’的制作中,首先制作含有树脂、填料、固化催化剂、溶剂等的用于形成粘接剂层20的组合物(粘接剂组合物)。然后,将粘接剂组合物涂敷于隔离体上,形成粘接剂组合物层。作为粘接剂组合物的涂敷方法,可列举例如:辊涂、丝网涂敷、凹版涂敷等。然后,根据需要通过脱溶剂、固化等使该粘接剂组合物层固化。脱溶剂例如在温度70~160℃、时间1~5分钟的范围内进行。按照以上操作可以在隔离体S上制作粘接剂薄膜20’。
然后,如图3的(b)所示,在粘接剂薄膜20’上层叠形成粘合剂层12’。粘合剂层12’是将要加工形成为上述粘合剂层12的层。在粘合剂层12’的形成中,首先将含有形成粘合剂层12的粘合剂和溶剂等的用于形成粘合剂层的组合物(粘合剂组合物)涂敷于粘接剂薄膜20’上,形成粘合剂组合物层。作为粘合剂组合物的涂敷方法,可列举例如:辊涂、丝网涂敷、凹版涂敷等。然后,根据需要通过脱溶剂、固化等使该粘合剂组合物层固化。脱溶剂例如在温度80~150℃、时间0.5~5分钟的范围内进行。将要加工形成为粘接剂层20的粘接剂薄膜20’和将要加工形成为粘合剂层12的粘合剂层12’可以通过这样的层叠涂敷方法来形成。
然后,如图3的(c)所示,在粘合剂层12’上压接、贴合基材11’。基材11’是将要加工形成为上述基材11的材料。树脂制的基材11’可以通过压延制膜法、有机溶剂中的浇铸法、密闭体系中的吹胀挤出法、T模挤出法、共挤出法、干式层压法等制膜方法来制作。根据需要对制膜后的薄膜和基材11’实施表面处理。在本工序中贴合温度为例如30~50℃,优选为35~45℃。贴合压力(线压)为例如0.1~20kgf/cm,优选为1~10kgf/cm。从而得到包含隔离体S、粘接剂薄膜20’、粘合剂层12’和基材11’的层叠结构的长条状的层叠片体。另外,当粘合剂层12为上述那样的辐射线固化型粘合剂层时,在贴合粘接剂薄膜20’之后对粘合剂层12’照射紫外线等辐射线时,例如从基材11’侧对粘合剂层12’进行紫外线等辐射线的照射。其照射量为例如50~500mJ/cm2,优选为100~300mJ/cm2。其照射区域为例如将要形成为与粘接剂层20密合的粘合剂层12的整个区域。
然后,如图3的(d)所示,对上述层叠片体实施如下加工:使加工刀从基材11’侧切入至隔离体S为止(在图3的(d)中,用粗线示意性示出切断位置)。例如,使层叠片体沿着一个方向F以固定速度移动,同时使按照能够围绕与该方向F正交的轴心进行旋转的方式配置、且辊表面带有冲裁加工用的加工刀的带加工刀的旋转辊(省略图示)的带有加工刀的表面伴有规定挤压力地抵接于层叠片体的基材11’侧。由此,一次性地加工形成切割带10(基材11、粘合剂层12)和粘接剂层20,在隔离体S上形成切割芯片接合薄膜X。然后,如图3的(e)所示,从隔离体S上去除切割芯片接合薄膜X周围的材料层叠部。
按照以上操作可以制造切割芯片接合薄膜X。
[半导体装置的制造方法]
使用本发明的切割芯片接合薄膜可以制造半导体装置。具体而言,可以通过包含如下工序的制造方法来制造半导体装置:在本发明的切割芯片接合薄膜中的上述粘接剂层侧贴附包含多个半导体芯片的半导体晶圆的分割体、或能够单片化为多个半导体芯片的半导体晶圆的工序(有时称为“工序A”);在相对低温的条件下扩展本发明的切割芯片接合薄膜中的切割带,至少割断上述粘接剂层,得到带有粘接剂层的半导体芯片的工序(有时称为“工序B”);在相对高温的条件下扩展上述切割带,拓宽上述带有粘接剂层的半导体芯片彼此的间隔的工序(有时称为“工序C”);和拾取上述带有粘接剂层的半导体芯片的工序(有时称为“工序D”)。图4~9示出使用本发明的切割芯片接合薄膜的半导体装置制造方法的一实施方式。
工序A中使用的上述包含多个半导体芯片的半导体晶圆的分割体、或能够单片化为多个半导体芯片的半导体晶圆可以如下得到。首先,如图4的(a)和图4的(b)所示在半导体晶圆W上形成分割槽30a(分割槽形成工序)。半导体晶圆W具有第1面Wa和第2面Wb。在半导体晶圆W中的第1面Wa侧已经安装了各种半导体元件(省略图示),并且该半导体元件所需要的布线结构等(省略图示)也已经形成在第1面Wa上。然后将具有粘合面T1a的晶圆加工用胶带T1贴合于半导体晶圆W的第2面Wb侧后,以在晶圆加工用胶带T1上保持有半导体晶圆W的状态使用切割装置等旋转刀具在半导体晶圆W的第1面Wa侧形成规定深度的分割槽30a。分割槽30a为用于使半导体晶圆W分离为半导体芯片单元的空隙(在图4~6中,以粗线示意性示出分割槽30a)。
然后,如图4的(c)所示,进行具有粘合面T2a的晶圆加工用胶带T2向半导体晶圆W的第1面Wa侧的贴合、以及从半导体晶圆W剥离晶圆加工用胶带T1。
然后,如图4的(d)所示,以在晶圆加工用胶带T2上保持有半导体晶圆W的状态,通过从第2面Wb起的磨削加工使半导体晶圆W减薄至规定厚度(晶圆减薄工序)。磨削加工可以使用具有磨削磨石的磨削加工装置进行。通过该晶圆减薄工序,在本实施方式中可形成能够单片化为多个半导体芯片31的半导体晶圆30A。半导体晶圆30A具体而言在该晶圆中具有在第2面Wb侧将要单片化为多个半导体芯片31的部位连接的部位(连接部)。半导体晶圆30A中的连接部的厚度、即半导体晶圆30A的第2面Wb与分割槽30a的第2面Wb侧的前端之间的距离为例如1~30μm,优选为3~20μm。
(工序A)
在工序A中,在切割芯片接合薄膜X中的粘接剂层20侧贴附包含多个半导体芯片的半导体晶圆的分割体、或能够单片化为多个半导体芯片的半导体晶圆。
在工序A的一实施方式中,如图5的(a)所示,将保持于晶圆加工用胶带T2的半导体晶圆30A与切割芯片接合薄膜X的粘接剂层20贴合。然后,如图5的(b)所示,从半导体晶圆30A剥离晶圆加工用胶带T2。当切割芯片接合薄膜X中的粘合剂层12为辐射线固化型粘合剂层时,可以代替切割芯片接合薄膜X的制造过程中的上述照射辐射线,在向粘接剂层20贴合半导体晶圆30A之后从基材11侧对粘合剂层12照射紫外线等辐射线。照射量为例如50~500mJ/cm2,优选为100~300mJ/cm2。在切割芯片接合薄膜X中进行作为粘合剂层12的粘合力降低措施的照射的区域(图1所示的照射区域R)为例如粘合剂层12中的粘接剂层20贴合区域内的除其周缘部以外的区域。
(工序B)
在工序B中,在相对低温的条件下扩展切割芯片接合薄膜X中的切割带10,至少割断粘接剂层20,得到带有粘接剂层的半导体芯片。
在工序B的一实施方式中,首先在切割芯片接合薄膜X中的粘接剂层20上贴附环形框41后,如图6的(a)所示将带有半导体晶圆30A的该切割芯片接合薄膜X固定于扩展装置的保持工具42。
然后,如图6的(b)所示进行相对低温的条件下的第1扩展工序(冷却扩展工序),将半导体晶圆30A单片化为多个半导体芯片31,并且将切割芯片接合薄膜X的粘接剂层20割断为小片的粘接剂层21,得到带有粘接剂层的半导体芯片31。在冷却扩展工序中,使扩展装置所具备的中空圆柱形状的顶起构件43在切割芯片接合薄膜X的图中下侧抵接于切割带10并上升,按照沿着包括半导体晶圆30A的径向和圆周方向的二维方向对贴合有半导体晶圆30A的切割芯片接合薄膜X的切割带10进行拉伸的方式进行扩展。该扩展以使切割带10中产生15~32MPa、优选20~32MPa的范围内的拉伸应力的条件来进行。冷却扩展工序中的温度条件为例如0℃以下,优选为-20~-5℃,更优选为-15~-5℃,更优选为-15℃。冷却扩展工序中的扩展速度(使顶起构件43上升的速度)优选为0.1~100mm/秒。另外,冷却扩展工序中的扩展量优选为3~16mm。
当在工序B中使用能够单片化为多个半导体芯片的半导体晶圆30A时,在半导体晶圆30A中较薄的、容易产生裂纹的部位发生割断,从而单片化为半导体芯片31。与此同时,工序B中,与被扩展的切割带10的粘合剂层12密合的粘接剂层20在各半导体芯片31所密合的各区域中变形受到抑制,另一方面,在位于图中的与半导体芯片31间的分割槽垂直的方向的位置处则不产生这种变形抑制,在该状态下切割带10中产生的拉伸应力发挥作用。其结果是,在粘接剂层20中位于与半导体芯片31间的分割槽垂直的方向的位置处被割断。在通过扩展而割断之后,如图6的(c)所示,使顶起构件43下降而解除切割带10的扩展状态。
(工序C)
在工序C中,在相对高温的条件下扩展上述切割带10,使上述带有粘接剂层的半导体芯片彼此的间隔拓宽。
在工序C的一实施方式中,首先如图7的(a)所示进行相对高温的条件下的第2扩展工序(常温扩展工序),使带有粘接剂层的半导体芯片31间的距离(间隔距离)拓宽。在工序C中,再次使扩展装置所具备的中空圆柱形状的顶起构件43上升而扩展切割芯片接合薄膜X的切割带10。第2扩展工序中的温度条件为例如10℃以上,优选为15~30℃。第2扩展工序中的扩展速度(使顶起构件43上升的速度)为例如0.1~10mm/秒,优选为0.3~1mm/秒。另外,第2扩展工序中的扩展量为例如3~16mm。在工序C中,使带有粘接剂层的半导体芯片31的间隔距离拓宽至能够通过后述的拾取工序适宜地从切割带10拾取带有粘接剂层的半导体芯片31的程度。在通过扩展而拓宽间隔距离后,如图7的(b)所示使顶起构件43下降,解除切割带10的扩展状态。从抑制解除扩展状态后切割带10上的带有粘接剂层的半导体芯片31的间隔距离变窄的观点出发,优选在解除扩展状态之前对切割带10中的半导体芯片31保持区域的外侧部分进行加热、使其收缩。
在工序C之后,根据需要可以具有清洁工序,其使用水等清洗液清洗具有带有粘接剂层的半导体芯片31的切割带10中的半导体芯片31侧。
(工序D)
在工序D(拾取工序)中,拾取单片化后的带有粘接剂层的半导体芯片。在工序D的一实施方式中,在根据需要经过上述清洁工序后,如图8所示从切割带10拾取带有粘接剂层的半导体芯片31。例如,对于拾取对象的带有粘接剂层的半导体芯片31,在切割带10的图中下侧使拾取机构的针状构件44上升而隔着切割带10进行顶起后,利用吸附夹具45将其吸附保持。在拾取工序中,针状构件44的顶起速度为例如1~100mm/秒,针状构件44的顶起量为例如50~3000μm。
上述半导体装置的制造方法还可以包含工序A~D以外的其它工序。例如,在一实施方式中,如图9的(a)所示,将所拾取的带有粘接剂层的半导体芯片31借助粘接剂层21暂时固定于被粘物51(暂时固定工序)。作为被粘物51,可列举例如:引线框、TAB(载带自动键合,Tape Automated Bonding)薄膜、布线基板、另外制作的半导体芯片等。粘接剂层21在暂时固定时在25℃下的剪切粘接力相对于被粘物51优选为0.2MPa以上,更优选为0.2~10MPa。粘接剂层21的上述剪切粘接力为0.2MPa以上的构成在后述的引线键合工序中能够抑制由于超声波振动、加热而在粘接剂层21与半导体芯片31或被粘物51的粘接面产生剪切变形,能适宜地进行引线键合。另外,粘接剂层21在暂时固定时在175℃下的剪切粘接力相对于被粘物51优选为0.01MPa以上,更优选为0.01~5MPa。
然后,如图9的(b)所示,将半导体芯片31的电极极板(省略图示)与被粘物51所具有的端子部(省略图示)借助键合引线52而电连接(引线键合工序)。半导体芯片31的电极极板、被粘物51的端子部与键合引线52的连接可以通过伴有加热的超声波焊接而实现,以不使粘接剂层21热固化的方式来进行。作为键合引线52,可以使用例如金线、铝线、铜线等。引线键合中的引线加热温度为例如80~250℃,优选为80~220℃。另外,其加热时间为数秒~数分钟。
然后,如图9的(c)所示,通过用于保护被粘物51上的半导体芯片31、键合引线52的密封树脂53将半导体芯片31密封(密封工序)。在密封工序中,进行粘接剂层21的热固化。在密封工序中,例如通过使用模具进行的传递成型技术来形成密封树脂53。作为密封树脂53的构成材料,可以使用例如环氧类树脂。在密封工序中,用于形成密封树脂53的加热温度为例如165~185℃,加热时间为例如60秒~数分钟。当在密封工序中密封树脂53未充分进行固化时,在密封工序之后进行用于使密封树脂53完全固化的后固化工序。即使在密封工序中粘接剂层21未完全热固化的情况下,也可以在后固化工序中与密封树脂53一起进行粘接剂层21的完全热固化。在后固化工序中,加热温度为例如165~185℃,加热时间为例如0.5~8小时。
在上述实施方式中,如上所述,在使带有粘接剂层的半导体芯片31暂时固定于被粘物51之后,在不使粘接剂层21完全热固化的状态下进行引线键合工序。代替这种构成,在上述半导体装置的制造方法中也可以在将带有粘接剂层的半导体芯片31暂时固定于被粘物51后使粘接剂层21热固化,然后进行引线键合工序。
在上述半导体装置的制造方法中,作为其它实施方式,可以进行图10所示的晶圆减薄工序来代替参照图4的(d)的上述晶圆减薄工序。经过参照图4的(c)的上述过程后,在图10所示的晶圆减薄工序中,以在晶圆加工用胶带T2上保持有半导体晶圆W的状态通过从第2面Wb起的磨削加工将该晶圆减薄至规定厚度,形成包含多个半导体芯片31且被保持于晶圆加工用胶带T2的半导体晶圆分割体30B。在上述晶圆减薄工序中,既可以采用将晶圆磨削至分割槽30a在第2面Wb侧露出为止的方法(第1方法),也可以采用如下方法:从第2面Wb侧起磨削晶圆至即将到达分割槽30a,然后利用旋转磨石对晶圆的挤压力作用使分割槽30a与第2面Wb之间产生裂纹,从而形成半导体晶圆分割体30B(第2方法)。根据所采用的方法适宜确定参照图4的(a)和图4的(b)的如上形成的分割槽30a的、从第1面Wa起的深度。在图10中,用粗线示意性示出经由第1方法而成的分割槽30a或经由第2方法而成的分割槽30a以及与其相连的裂纹。在上述半导体装置的制造方法中,可以在工序A中使用由此制作的半导体晶圆分割体30B作为半导体晶圆分割体来代替半导体晶圆30A,并进行参照图5至图9的上述各工序。
图11的(a)和图11的(b)示出该实施方式的工序B、即在将半导体晶圆分割体30B贴合于切割芯片接合薄膜X后进行的第1扩展工序(冷却扩展工序)。在该实施方式的工序B中,使扩展装置所具备的中空圆柱形状的顶起构件43在切割芯片接合薄膜X的图中下侧抵接于切割带10并上升,以沿着包含半导体晶圆分割体30B的径向和圆周方向的二维方向对贴合有半导体晶圆分割体30B的切割芯片接合薄膜X的切割带10进行拉伸的方式进行扩展。该扩展以使切割带10中产生例如5~28MPa、优选8~25MPa的范围内的拉伸应力的条件来进行。冷却扩展工序中的温度条件为例如0℃以下,优选为-20~-5℃,更优选为-15~-5℃,进一步优选为-15℃。冷却扩展工序中的扩展速度(使顶起构件43上升的速度)优选为1~400mm/秒。另外,冷却扩展工序中的扩展量优选为50~200mm。通过这样的冷却扩展工序,将切割芯片接合薄膜X的粘接剂层20割断为小片的粘接剂层21,得到带有粘接剂层的半导体芯片31。具体而言,在冷却扩展工序中,在与被扩展的切割带10的粘合剂层12密合的粘接剂层20中在半导体晶圆分割体30B的各半导体芯片31所密合的各区域中变形受到抑制,另一方面,在位于图中的与半导体芯片31间的分割槽30a垂直的方向的位置处则不产生这种变形抑制作用,在该状态下切割带10中产生的拉伸应力发挥作用。其结果是,在粘接剂层20中在位于图中的与半导体芯片31间的分割槽30a垂直的方向的位置处被割断。
在上述半导体装置的制造方法中,作为又一其它实施方式,可以使用如下制作的半导体晶圆30C来代替工序A中使用的半导体晶圆30A或半导体晶圆分割体30B。
在该实施方式中,如图12的(a)和图12的(b)所示,首先在半导体晶圆W中形成改性区域30b。半导体晶圆W具有第1面Wa和第2面Wb。半导体晶圆W中的第1面Wa侧已经安装了各种半导体元件(省略图示),并且该半导体元件所需要的布线结构等(省略图示)也已经形成在第1面Wa上。然后将具有粘合面T3a的晶圆加工用胶带T3贴合于半导体晶圆W的第1面Wa侧后,以在晶圆加工用胶带T3上保持有半导体晶圆W的状态,从与晶圆加工用胶带T3相反的一侧对半导体晶圆W沿着预分割线照射聚光点位于晶圆内部的激光,利用由多光子吸收引起的消融在半导体晶圆W内形成改性区域30b。改性区域30b为用于使半导体晶圆W分离为半导体芯片单元的脆弱化区域。关于通过激光照射在半导体晶圆中在预分割线上形成改性区域30b的方法,在例如日本特开2002-192370号公报中有详细记载,该实施方式中的激光照射条件例如可在以下条件的范围内适宜调整。
<激光照射条件>
(A)激光
(B)聚光用透镜
倍率 100倍以下
NA 0.55
对激光波长的透射率 100%以下
(C)载置有半导体基板的载置台的移动速度280mm/秒以下
然后,如图12的(c)所示,以在晶圆加工用胶带T3上保持有半导体晶圆W的状态,通过从第2面Wb起的磨削加工将半导体晶圆W减薄至规定厚度,由此形成能够单片化为多个半导体芯片31的半导体晶圆30C(晶圆减薄工序)。在上述半导体装置的制造方法中,可以在工序A中使用由此制作的半导体晶圆30C作为能够单片化的半导体晶圆来代替该半导体晶圆30A,并进行参照图5至图9的上述各工序。
图13的(a)和图13的(b)示出该实施方式中的工序B、即在将半导体晶圆30C贴合于切割芯片接合薄膜X后进行的第1扩展工序(冷却扩展工序)。在冷却扩展工序中,使扩展装置所具备的中空圆柱形状的顶起构件43在切割芯片接合薄膜X的图中下侧抵接于切割带10并上升,以沿着包含半导体晶圆30C的径向和圆周方向的二维方向对贴合有半导体晶圆30C的切割芯片接合薄膜X的切割带10进行拉伸的方式进行扩展。该扩展以使切割带10中产生例如5~28MPa、优选8~25MPa的范围内的拉伸应力的条件来进行。冷却扩展工序中的温度条件为例如0℃以下,优选为-20~-5℃,更优选为-15~-5℃,进一步优选为-15℃。冷却扩展工序中的扩展速度(使顶起构件43上升的速度)优选为1~400mm/秒。另外,冷却扩展工序中的扩展量优选为50~200mm。通过这样的冷却扩展工序,将切割芯片接合薄膜X的粘接剂层20割断为小片的粘接剂层21,得到带有粘接剂层的半导体芯片31。具体而言,在冷却扩展工序中,在半导体晶圆30C中在脆弱的改性区域30b处形成裂纹,单片化为半导体芯片31。与此同时,在冷却扩展工序中,在与被扩展的切割带10的粘合剂层12密合的粘接剂层20中在半导体晶圆30C的各半导体芯片31所密合的各区域中变形受到抑制,另一方面,在位于图中的与晶圆的裂纹形成位置垂直的方向的位置处则不产生这种变形抑制作用,在该状态下切割带10中产生的拉伸应力发挥作用。其结果是,在粘接剂层20中在位于图中的与半导体芯片31间的裂纹形成位置垂直的方向的位置处被割断。
另外,在上述半导体装置的制造方法中,切割芯片接合薄膜X如上所述能够用于要得到带有粘接剂层的半导体芯片的用途中,还可以用于得到将多个半导体芯片层叠而进行3维安装时的带有粘接剂层的半导体芯片的用途。这种3维安装的半导体芯片31之间既可以与粘接剂层21一起夹设间隔物,也可以不夹设间隔物。
实施例
以下列举实施例更详细地说明本发明,但本发明不受这些实施例任何限定。
实施例1
(粘接剂层)
将丙烯酸类聚合物A1(为丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯腈和甲基丙烯酸缩水甘油酯的共聚物,上述第2丙烯酸类聚合物,重均分子量为120万,玻璃化转变温度为0℃,环氧值为0.4eq/kg)54质量份、固态酚醛树脂(商品名“MEHC-7851SS”,在23℃为固态,明和化成株式会社制)3质量份、液态酚醛树脂(商品名“MEH-8000H”,在23℃为液态,明和化成株式会社制)3质量份和二氧化硅填料(商品名“SO-C2”,平均粒径为0.5μm,株式会社Admatechs制)40质量份加入到甲基乙基酮中并混合,按照在室温下的粘度达到700mPa·s的方式调整浓度,得到粘接剂组合物。然后,在具有实施了有机硅脱模处理的面的PET隔离体(厚度38μm)的有机硅脱模处理面上,使用分配器涂布粘接剂组合物而形成涂膜,对于该涂膜,以130℃、2分钟进行脱溶剂。按照以上操作在PET隔离体上制作实施例1中的厚度10μm的粘接剂层。将实施例1中的粘接剂层的组成示于表1(在表1中,除了关于后述的MOI的数值以外,表示组合物的组成的各数值的单位均为在该组合物中的相对的“质量份”)。
(粘合剂层)
在具备冷凝管、氮气导入管、温度计和搅拌装置的反应容器内,将含有丙烯酸月桂酯(LA)100摩尔份、丙烯酸2-羟乙酯(2HEA)20摩尔份、相对于这些单体成分100质量份为0.2质量份的作为聚合引发剂的过氧化苯甲酰和作为聚合溶剂的甲苯的混合物在60℃、氮气气氛下搅拌10小时(聚合反应)。从而得到含有丙烯酸类聚合物P1的聚合物溶液。关于该聚合物溶液中的丙烯酸类聚合物P1,重均分子量(Mw)为46万,玻璃化转变温度为9.5℃,来自LA的构成单元相对于来自2HEA的构成单元的摩尔比率为5。然后,将含有该丙烯酸类聚合物P1的聚合物溶液、2-甲基丙烯酰氧基乙基异氰酸酯(MOI)、作为加成反应催化剂的二月桂酸二丁基锡的混合物在室温、空气气氛下搅拌48小时(加成反应)。在该反应溶液中,MOI的配混量相对于上述丙烯酸月桂酯100摩尔份为16摩尔份,丙烯酸类聚合物P1中该MOI配混量相对于来自2HEA的构成单元或其羟基的总量的摩尔比率为0.8。另外,在该反应溶液中,二月桂酸二丁基锡的配混量相对于丙烯酸类聚合物P1100质量份为0.01质量份。通过该加成反应,得到含有在侧链中具有甲基丙烯酸酯基的丙烯酸类聚合物P2(包含来自含有不饱和官能团的异氰酸酯化合物的构成单元的上述第1丙烯酸类聚合物)的聚合物溶液。然后,向该聚合物溶液中加入相对于丙烯酸类聚合物P2100质量份为1质量份的多异氰酸酯化合物(商品名“Coronate L”,东曹株式会社制)和2质量份的光聚合引发剂(商品名“Irgacure 127”,BASF公司制)并混合,并且按照该混合物在室温下的粘度达到500mPa·s的方式对该混合物加入甲苯而进行稀释,得到粘合剂组合物。然后,在形成于PET隔离体上的上述粘接剂层上,使用分配器涂布粘合剂组合物而形成涂膜,对于该涂膜进行130℃、2分钟的脱溶剂,在粘接剂层上形成厚度10μm的粘合剂层。然后,使用层压机在室温下在该粘合剂层的露出面上贴合乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)制的基材(商品名“RB-0104”,厚度130μm,仓敷纺织株式会社制)。然后,进行使加工刀从EVA基材侧切入至隔离体为止的冲裁加工。从而,在隔离体上形成具有EVA基材/粘合剂层/粘接剂层的层叠结构的直径370mm的圆盘形状的切割芯片接合薄膜。然后,从EVA基材侧对切割带中的粘合剂层照射紫外线。紫外线照射中使用高压汞灯,将累计照射光量设为350mJ/cm2。按照以上操作制作了具有包含切割带(EVA基材/粘合剂层)和粘接剂层的层叠结构的实施例1的切割芯片接合薄膜。
实施例2和3
在粘合剂层的形成中,将MOI的配混量设为12摩尔份(实施例2)或8摩尔份(实施例3),来代替16摩尔份,除此以外与实施例1的切割芯片接合薄膜同样地制作实施例2和3的各切割芯片接合薄膜。
实施例4
(粘合剂层)
在具备冷凝管、氮气导入管、温度计和搅拌装置的反应容器内,将含有丙烯酸2-乙基己酯(2EHA)100摩尔份、丙烯酸2-羟乙酯(2HEA)20摩尔份、相对于这些单体成分100质量份为0.2质量份的作为聚合引发剂的过氧化苯甲酰和作为聚合溶剂的甲苯的混合物在60℃、氮气气氛下搅拌10小时(聚合反应)。从而得到含有丙烯酸类聚合物P3的聚合物溶液。关于该聚合物溶液中的丙烯酸类聚合物P3,重均分子量(Mw)为40万,玻璃化转变温度为9.5℃,来自2EHA的构成单元相对于来自2HEA的构成单元的摩尔比率为5。然后,将包含含有该丙烯酸类聚合物P3的聚合物溶液、2-甲基丙烯酰氧基乙基异氰酸酯(MOI)和作为加成反应催化剂的二月桂酸二丁基锡的混合物在室温、空气气氛下搅拌48小时(加成反应)。在该反应溶液中,MOI的配混量相对于上述丙烯酸2-乙基己酯100摩尔份为16摩尔份,丙烯酸类聚合物P3中该MOI配混量相对于来自2HEA的构成单元或其羟基的总量的摩尔比率为0.8。另外,在该反应溶液中,二月桂酸二丁基锡的配混量相对于丙烯酸类聚合物P3 100质量份为0.01质量份。通过该加成反应,得到含有在侧链中具有甲基丙烯酸酯基的丙烯酸类聚合物P4(包含来自含有不饱和官能团的异氰酸酯化合物的构成单元的丙烯酸类聚合物)的聚合物溶液。然后,向该聚合物溶液中加入相对于丙烯酸类聚合物P4 100质量份为1质量份的多异氰酸酯化合物(商品名“Coronate L”,东曹株式会社制)和2质量份的光聚合引发剂(商品名“Irgacure 127”,BASF公司制)并混合,并且按照该混合物在室温下的粘度达到500mPa·s的方式对该混合物加入甲苯而进行稀释,得到粘合剂组合物。然后,除了使用该粘合剂组合物作为粘合剂组合物以外,与实施例1的切割芯片接合薄膜同样地制作实施例4的切割芯片接合薄膜。
实施例5
(粘合剂层)
在具有实施了有机硅脱模处理的面的PET隔离体(厚度38μm)的有机硅脱模处理面上,使用分配器涂布实施例4中制作的粘合剂组合物而形成涂膜,对于该涂膜,进行130℃、2分钟的脱溶剂,从而在PET隔离体上形成厚度10μm的粘合剂层。然后,使用层压机在室温下在该粘合剂层的露出面贴合乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)制的基材(商品名“RB-0104”,厚度130μm,仓敷纺织株式会社制)。按照以上操作制作了具有EVA基材/粘合剂层的层叠结构的切割带。
(粘接剂层)
从上述切割带剥离PET隔离体,在露出的粘合剂层上贴合实施例1中制作的带有粘接剂层的PET隔离体的粘接剂层。在贴合中使切割带的中心和粘接剂层的中心的位置对齐。另外,在贴合中使用了手压辊。然后,进行使加工刀从EVA基材侧切入至隔离体为止的冲裁加工。从而,在隔离体上形成具有EVA基材/粘合剂层/粘接剂层的层叠结构的直径370mm的圆盘形状的切割芯片接合薄膜。然后,从EVA基材侧对切割带中的粘合剂层照射紫外线。在紫外线照射中使用高压汞灯,将累计照射光量设为350mJ/cm2。按照以上操作制作了具有包含切割带(EVA基材/粘合剂层)和粘接剂层的层叠结构的实施例5的切割芯片接合薄膜。
比较例1
在粘合剂层的形成中,将MOI的配混量设为20摩尔份来代替16摩尔份,除此以外与实施例4的切割芯片接合薄膜同样地制作比较例1的切割芯片接合薄膜。
<评价>
对于实施例和比较例中得到的切割芯片接合薄膜,进行以下评价。将结果示于表1。
(利用纳米压痕法测得的弹性模量)
对于实施例和比较例中分别得到的各切割芯片接合薄膜,从粘合剂层上剥离粘接剂层,对于粘合剂层的剥离面,使用纳米压痕仪(商品名“TriboIndenter”,HYSITRON Inc.公司制)按照以下条件进行粘合剂层表面的纳米压痕测定。并且将得到的弹性模量示于表1。
使用压头:Berkovich(三角锥型)
测定方法:单一压入测定
测定温度:23℃
频率:100Hz
压入深度设定:500nm
载荷:1mN
负荷速度:0.1mN/s
卸荷速度:0.1mN/s
保持时间:1s
(表面粗糙度)
对于实施例和比较例中分别得到的各切割芯片接合薄膜,从粘合剂层上剥离粘接剂层,对于粘合剂层和粘接剂层的剥离面测定各自的表面粗糙度Ra。需要说明的是,表面粗糙度的测定使用共聚焦激光显微镜(商品名“OPTELICS H300”,Lasertec Corporation制)来进行。并且,将得到的各个表面粗糙度Ra及其差示于表1。
(紫外线固化后的T型剥离试验)
对于实施例和比较例中分别得到的各切割芯片接合薄膜,如下地调查粘合剂层与粘接剂层之间的剥离力。首先,由各切割芯片接合薄膜制作试验片。具体而言,在切割芯片接合薄膜的粘接剂层侧贴合衬里胶带(商品名“BT-315”,日东电工株式会社制),从该具有衬里胶带的切割芯片接合薄膜切出尺寸为宽度50mm×长度120mm的试验片。然后,对于试验片使用拉伸试验机(商品名“Autograph AGS-J”,株式会社岛津制作所制)进行T型剥离试验,测定剥离力(N/20mm)。在本测定中,将温度条件设为23℃,将剥离速度设为300mm/分钟。将测定结果示于表1。
(扩展工序和拾取工序的实施)
使用实施例和比较例中分别得到的各切割芯片接合薄膜,进行以下的贴合工序、用于割断的第1扩展工序(冷却扩展工序)、用于分隔的第2扩展工序(常温扩展工序)和拾取工序。
在贴合工序中,将保持于晶圆加工用胶带(商品名“UB-3083D”,日东电工株式会社制)的半导体晶圆分割体与切割芯片接合薄膜的粘接剂层贴合,然后从半导体晶圆分割体剥离晶圆加工用胶带。在贴合中使用层压机,将贴合速度设为10mm/秒,将温度条件设为60℃,将压力条件设为0.15MPa。另外,半导体晶圆分割体是按照以下操作形成、准备的。首先,对于处于与环形框一起保持于晶圆加工用胶带(商品名“V12S-R2-P”,日东电工株式会社制)的状态的裸晶圆(直径12英寸,厚度780μm,东京化工株式会社制),从其一面侧使用切割装置(商品名“DFD6260”,DISCO Corporation制)通过其旋转刀具形成单片化用的分割槽(宽度25μm,深度50μm,一分区为6mm×12mm的格子状)。然后,在分割槽形成面贴合晶圆加工用胶带(商品名“UB-3083D”,日东电工株式会社制)后,将上述晶圆加工用胶带(商品名“V12S-R2-P”)从晶圆剥离。然后,使用背面磨削装置(商品名“DGP8760”,DISCOCorporation制)从晶圆的另一面(未形成分割槽的面)侧进行磨削,由此使该晶圆减薄至厚度20μm,然后通过使用该装置进行的干法抛光对该磨削面实施镜面精加工。按照以上操作形成半导体晶圆分割体(处于保持于晶圆加工用胶带的状态)。该半导体晶圆分割体包含多个半导体芯片(6mm×12mm)。
冷却扩展工序使用了模具分隔装置(商品名“Die Separator DDS3200”,DISCOCorporation制),通过其冷却扩展单元来进行。具体而言,首先在具有半导体晶圆分割体的上述切割芯片接合薄膜中的粘接剂层的框架粘贴用区域(工件粘贴用区域的周围),在室温下贴附直径12英寸的SUS制环形框(DISCO Corporation制)。然后,将该切割芯片接合薄膜设置于装置内,利用该装置的冷却扩展单元扩展具有半导体晶圆分割体的切割芯片接合薄膜的切割带。在该冷却扩展工序中,温度为-15℃,扩展速度为100mm/秒,扩展量为7mm。
常温扩展工序使用模具分隔装置(商品名“Die Separator DDS3200”,DISCOCorporation制),利用其常温扩展单元来进行。具体而言,利用该装置的常温扩展单元,扩展经过了上述冷却扩展工序的具有半导体晶圆分割体的切割芯片接合薄膜的切割带。在该常温扩展工序中,温度为23℃,扩展速度为1mm/秒,扩展量为10mm。然后,对经过了常温扩展的切割芯片接合薄膜实施加热收缩处理。其处理温度为200℃,处理时间为20秒。
在拾取工序中,使用具有拾取机构的装置(商品名“Die bonder SPA-300”,株式会社新川制)尝试拾取在切割带上进行了单片化后的带有粘接剂层的半导体芯片。关于该拾取,针状构件的顶起速度为1mm/秒,顶起量为2000μm,拾取评价数为5。
在使用实施例和比较例中得到的各切割芯片接合薄膜进行的以上过程中,当冷却扩展工序中带有粘接剂层的半导体芯片从切割带浮起的面积为5%以下时,将割断时的浮起评价为良(○),当浮起的面积超过5%且为40%以下时,将割断时的浮起评价为可(△)。关于拾取工序,将能够从切割带拾取全部5个带有粘接剂层的半导体芯片的情况评价为拾取性良好(○),将能够拾取1~4个的情况评价为拾取性可(△),将1个也未能拾取的情况评价为拾取性不良(×)。将这些的评价结果示于表1。
【表1】
根据实施例1~4的切割芯片接合薄膜,在冷却扩展工序中能够良好地进行粘接剂层的割断而不会发生带有粘接剂层的半导体芯片从切割带浮起的情况,而且在拾取工序中能够适宜地拾取带有粘接剂层的半导体芯片。

Claims (10)

1.一种切割芯片接合薄膜,其包含:
切割带,其具有包含基材和粘合剂层的层叠结构;和
粘接剂层,其与所述切割带中的所述粘合剂层可剥离地密合,
所述粘合剂层表面在温度23℃、频率100Hz的条件下利用纳米压痕法压入500nm时的弹性模量为0.1~20MPa。
2.根据权利要求1所述的切割芯片接合薄膜,其中,所述粘合剂层为辐射线固化型粘合剂层,在温度23℃、剥离速度300mm/分钟的条件下的T型剥离试验中的、辐射线固化后的所述粘合剂层与所述粘接剂层之间的剥离力为0.06~0.25N/20mm。
3.根据权利要求1或2所述的切割芯片接合薄膜,其中,在温度23℃、剥离速度300mm/分钟的条件下的T型剥离试验中的、辐射线固化前的所述粘合剂层与所述粘接剂层之间的剥离力为2N/20mm以上。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的切割芯片接合薄膜,其中,在所述粘合剂层与所述粘接剂层的接触面中,所述粘合剂层表面的表面粗糙度Ra与所述粘接剂层表面的表面粗糙度Ra之差为100nm以下。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的切割芯片接合薄膜,其中,所述粘合剂层含有第1丙烯酸类聚合物,所述第1丙烯酸类聚合物含有来自具有碳数10以上的烷基的(甲基)丙烯酸酯的构成单元和来自(甲基)丙烯酸2-羟乙酯的构成单元。
6.根据权利要求5所述的切割芯片接合薄膜,其中,所述第1丙烯酸类聚合物中的来自具有碳数10以上的烷基的(甲基)丙烯酸酯的构成单元相对于来自(甲基)丙烯酸2-羟乙酯的构成单元的摩尔比率为1~40。
7.根据权利要求5或6所述的切割芯片接合薄膜,其中,所述第1丙烯酸类聚合物包含来自含有不饱和官能团的异氰酸酯化合物的构成单元,所述第1丙烯酸类聚合物中的来自含有不饱和官能团的异氰酸酯化合物的构成单元相对于来自(甲基)丙烯酸2-羟乙酯的构成单元的摩尔比率为0.1~2。
8.根据权利要求1~7中任一项所述的切割芯片接合薄膜,其中,所述粘接剂层在温度23℃、剥离速度300mm/分钟、角度180°的条件下对SUS的粘合力为0.1~20N/10mm。
9.根据权利要求1~8中任一项所述的切割芯片接合薄膜,其中,所述粘接剂层在23℃下的储能模量为100~4000MPa。
10.根据权利要求1~9中任一项所述的切割芯片接合薄膜,其中,所述粘接剂层的外周端在薄膜面内方向位于距所述粘合剂层的外周端1000μm以内的距离处。
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