CN109417026A - 含有聚二甲基硅氧烷的粘接剂 - Google Patents
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Abstract
本发明的课题是提供在晶片的背面研磨后可以容易地剥离,耐热性、洗涤除去性容易的粘接剂。解决手段是一种粘接剂,是用于在支持体与晶片的电路面之间可剥离地粘接从而对晶片的背面进行加工的粘接剂,通过从支持体侧或晶片侧进行加热而该粘接剂固化,从而能够选择粘接层的剥离时的剥离面。上述粘接剂包含:通过氢化硅烷化反应而固化的成分(A)、和包含聚二甲基硅氧烷的成分(B)。成分(B)为具有1100mm2/s~2000000mm2/s的粘度的聚二甲基硅氧烷。一种叠层体的形成方法,将在第一基体的表面涂布粘接剂而成的粘接层与第二基体的表面接合,从第一基体侧进行加热。一种剥离方法,将在第一基体的表面涂布粘接剂而成的粘接层与第二基体的表面接合,从第一基体侧进行加热从而固化而形成叠层体,然后对叠层体进行加工,在第一基体与粘接层之间发生剥离。
Description
技术领域
本发明涉及用于在晶片背面研磨时将晶片固定于支持体的粘接剂以及使用了该粘接剂的叠层体。
背景技术
对于以往沿2维的平面方向集成起来的半导体晶片,为了更进一步的集成化,要求将平面进一步沿3维方向也集成(叠层)的半导体集成技术。该3维叠层是在用硅穿孔电极(TSV:through silicon via)进行接线的同时集成成多层的技术。在集成成多层时,对被集成的各个晶片通过将所形成的电路面的相反侧(即,背面)进行研磨而进行薄化,对薄化后的半导体晶片进行集成。
薄化前的半导体晶片(这里也简称为晶片)为了用研磨装置进行研磨而被粘接于支持体。此时的粘接必须在研磨后容易被剥离,因此称为临时粘接。如果取下时施加大的力则薄化后的半导体晶片有时被切断或变形,为了不发生那样的情况,对于临时粘接要求容易被取下。然而,不优选在半导体晶片的背面研磨时因为研磨应力而半导体晶片从支持体脱落或错位。因此,临时粘接所要求的性能为耐受研磨时的应力,并且研磨后容易被取下。
例如要求相对于研磨时的平面方向具有高应力(强粘接力),相对于取下时的纵向具有低应力(弱粘接力)的性能。
作为这样的粘接工艺,公开了下述方法:具有粘接层和分离层,分离层通过二甲基硅氧烷的等离子体聚合而形成,在研磨后机械地进行分离的方法(参照专利文献1、专利文献2);将支持基板与半导体晶片用粘接性组合物粘接,将半导体晶片的背面进行研磨后将粘接剂用蚀刻液除去的方法(参照专利文献3);以及,在将支持体与半导体晶片进行粘接的粘接层中组合了将含有烯基的有机聚硅氧烷与含有氢甲硅烷基的有机聚硅氧烷用铂催化剂聚合而得的聚合层、和由热固性聚硅氧烷形成的聚合层的晶片加工体的形成方法(参照专利文献4、专利文献5,参照专利文献6,参照专利文献7)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特表2012-510715号公报
专利文献2:日本特表2012-513684号公报
专利文献3:日本特表2008-532313号公报
专利文献4:日本特开2013-179135号公报
专利文献5:日本特开2013-232459号公报
专利文献6:日本特开2006-508540号公报
专利文献7:日本特开2009-528688号公报
发明内容
发明所要解决的课题
本发明提供一种粘接剂,是在支持体(支持基板)与晶片之间形成粘接层的粘接剂,该粘接剂包含:通过氢化硅烷化反应而固化的聚有机硅氧烷成分、和非反应性的聚有机硅氧烷成分,其耐受晶片背面研磨时的应力,在研磨后可以容易地取下,能够通过加热固化时的加热方向来选择剥离面。
用于解决课题的手段
本发明中作为第1观点,是一种粘接剂,是用于在支持体与晶片的电路面之间可剥离地粘接从而对晶片的背面进行加工的粘接剂,通过在该粘接剂固化时从支持体侧进行加热或从晶片侧进行加热,能够控制剥离时的剥离面,
作为第2观点,是一种粘接剂,是用于将支持体表面与晶片表面的电路面接合的粘接剂,其能够为了进行晶片背面的加工而临时粘接,并通过从支持体侧或晶片侧进行加热固化,剥离面能够在支持体与上述粘接剂之间、或晶片与上述粘接剂之间选择,上述粘接剂包含:通过氢化硅烷化反应而固化的成分(A)、和包含聚二甲基硅氧烷的成分(B),
作为第3观点,是第2观点所述的粘接剂,成分(A)包含聚硅氧烷(A1)和铂族金属系催化剂(A2),上述聚硅氧烷(A1)选自SiO2所示的硅氧烷单元(Q单元)、R1R2R3SiO1/2所示的硅氧烷单元(M单元)、R4R5SiO2/2所示的硅氧烷单元(D单元)、R6SiO3/2所示的硅氧烷单元(T单元)、和它们的组合(R1~R6各自独立地表示1价化学基,该1价化学基为碳原子数1~10的烷基、碳原子数2~10的烯基、或氢原子,并且R1~R6分别通过Si-C键或Si-H键与硅原子结合),上述聚硅氧烷(A1)包含聚有机硅氧烷(a1)(上述聚有机硅氧烷(a1)选自SiO2所示的硅氧烷单元(Q单元)、R1’R2’R3’SiO1/2所示的硅氧烷单元(M’单元)、R4’R5’SiO2/2所示的硅氧烷单元(D’单元)、R6’SiO3/2所示的硅氧烷单元(T’单元)、和它们的组合,R1’~R6’各自独立地表示1价化学基,该1价化学基为碳原子数1~10的烷基或碳原子数2~10的烯基)和聚有机硅氧烷(a2)(上述聚硅氧烷(a2)选自SiO2所示的硅氧烷单元(Q单元)、R1”R2”R3”SiO1/2所示的硅氧烷单元(M”单元)、R4”R5”SiO2/2所示的硅氧烷单元(D”单元)、R6”SiO3/2所示的硅氧烷单元(T”单元)、和它们的组合,R1”~R6”各自独立地表示1价化学基,该1价化学基为碳原子数1~10的烷基或氢原子),
作为第4观点,是第2观点或第3观点所述的粘接剂,成分(B)为具有1100mm2/s~2000000mm2/s的粘度的聚二甲基硅氧烷,
作为第5观点,是第2观点或第3观点所述的粘接剂,成分(B)为具有10000mm2/s~1000000mm2/s的粘度的聚二甲基硅氧烷,
作为第6观点,是第2观点~第5观点中任一项所述的粘接剂,粘接剂中的成分(A)与成分(B)的比例以质量%计为80:20~50:50,
作为第7观点,是第2观点~第6观点中任一项所述的粘接剂,其进一步包含抑制剂(A3),
作为第8观点,是第1观点~第7观点中任一项所述的粘接剂,加工为晶片背面的研磨,
作为第9观点,是一种叠层体的形成方法,其包含下述工序:
在第一基体的表面涂布第1观点~第8观点中任一项所述的粘接剂而形成粘接层的第1工序;
将第二基体的表面与上述粘接层接合的第2工序;以及
从第一基体侧进行加热,从而使上述粘接层固化的第3工序。
作为第10观点,是第9观点所述的接合方法,第一基体为支持体,第二基体为晶片,在第2工序中晶片的电路面与第一基体相对,
作为第11观点,是第9观点所述的接合方法,第一基体为晶片,第二基体为支持体,在第2工序中晶片的电路面与第二基体相对,
作为第12观点,是第9观点~第11观点中任一项所述的接合方法,在第3工序中加热使用电热板在120~260℃进行,
作为第13观点,是一种剥离方法,其包含下述工序:
在第一基体的表面涂布第1观点~第8观点中任一项所述的粘接剂而形成粘接层的第1工序;
将第二基体的表面与上述粘接层接合的第2工序;
从第一基体侧进行加热,从而使粘接层固化,形成叠层体的第3工序;
对该叠层体进行加工的第4工序;以及
在第一基体与固化了的粘接层之间进行剥离的第5工序,
作为第14观点,是第13观点所述的剥离方法,第一基体为支持体,第二基体为晶片,在第2工序中晶片的电路面与第一基体相对,
作为第15观点,是第13观点所述的剥离方法,第一基体为晶片,第二基体为支持体,在第2工序中晶片的电路面与第二基体相对,
作为第16观点,是第13观点所述的剥离方法,在第3工序中加热使用电热板,第一基体的温度为120~260℃,第一基体与第二基体的温度差为2~20℃,
作为第17观点,是第13观点~第16观点中任一项所述的剥离方法,在第4工序中加工为第一基体或第二基体的背面的研磨,
作为第18观点,是第13观点~第17观点中任一项所述的剥离方法,在第一基体与粘接层之间进行剥离后,进一步将第二基体与粘接层分离,
作为第19观点,是第18观点所述的剥离方法,第二基体与粘接层的分离是使胶带附着于粘接剂表面,相对于第二基体面以60度~180度的角度拉剥而将第二基体与粘接层分离,和
作为第20观点,是一种叠层体的加工方法,通过第9观点~第12观点中任一项的方法在第一基体的表面涂布粘接剂而形成粘接层,将第二基体的表面与粘接层接合,将第一基体或第二基体的背面进行研磨后,通过第13观点~第19观点中任一项所述的方法在第一基体与粘接层之间进行剥离。
发明的效果
本发明中,在支持体与晶片的电路面之间装入的粘接剂包含:通过氢化硅烷化反应而交联固化的成分(A)、和非交联性的包含聚二甲基硅氧烷的成分(B),通过形成用于对晶片的电路面的相反侧的晶片背面进行加工的叠层体,并组合特定成分的聚硅氧烷,从而可获得下述效果:对晶片的电路面、支持体的旋转涂布性优异,与支持体表面以及晶片表面的电路面接合时、晶片背面的加工时的耐热性优异,在晶片背面的加工后,即研磨后能够容易地剥离,剥离后附着于晶片、支持体的粘接剂能够通过溶剂、采用胶带的拉剥而简单地除去。
而且,在对晶片的背面(电路面的相反侧)进行加工后将晶片与支持体剥离时,可以使本发明的粘接剂根据将涂布该粘接剂而成的粘接层固化时进行加热的方向选择性地剥离。即,通过由晶片、粘接层和支持体构成的叠层体,在粘接层固化时从晶片侧进行了加热固化的情况下在剥离时可以在晶片与粘接层之间进行剥离。此外,在粘接层固化时从支持体侧进行了加热固化的情况下在剥离时可以在支持体与粘接层之间进行剥离。即,本发明的粘接剂可获得下述效果:通过在涂布该粘接剂而成的粘接层的固化时从支持体侧进行加热或从晶片侧进行加热,从而在剥离时能够选择剥离面。
本发明中在粘接剂中包含通过氢化硅烷化反应而固化的成分(A)、和包含聚二甲基硅氧烷的成分(B)2种聚有机硅氧烷,因此通过产生粘接层中的各个成分的分布差而能够控制上述剥离面。也能够形成包含成分(A)、成分(B)、和进一步其他的聚有机硅氧烷的粘接剂。
晶片的电路面的相反侧的加工中,通过研磨进行晶片的薄化。然后,进行硅穿孔电极(TSV)等的形成,然后从支持体剥离薄化晶片而形成晶片的叠层体,进行3维安装化。此外,在其前后也进行晶片背面电极等的形成。晶片的薄化和TSV工艺中在被粘接于支持体的状态下施加250~350℃的热,但使用了本发明的粘接剂的叠层体具有这些温度的耐热性。
具体实施方式
本发明是用于在支持体与晶片的电路面之间可剥离地粘接从而对晶片的背面进行加工的粘接剂,该粘接剂包含:通过氢化硅烷化反应而固化的成分(A)、和包含聚二甲基硅氧烷的成分(B)。
此外,本发明是用于在支持体与晶片的电路面之间可剥离地粘接从而对晶片的背面进行加工的粘接剂,通过在该粘接剂固化时从支持体侧进行加热或从晶片侧进行加热,能够选择剥离时的剥离面。
所谓能够选择(能够控制)剥离时的剥离面,是在由晶片、粘接层和支持体构成的叠层体中,在将粘接层加热使其固化时从晶片侧进行加热时剥离能够在晶片与粘接层之间优先剥离,此外在从支持体侧进行加热时剥离能够在支持体与粘接层之间优选剥离。即,所谓能够选择剥离时的剥离面,是能够在加热侧(支持体或晶片)与粘接层的界面进行剥离。这里所谓能够剥离,表示与其他剥离位置相比剥离强度低,易于剥离。例如,在涂布机上使晶片背面为下而设置,通过旋转涂布将粘接剂涂布于电路面而形成粘接层,在其上设置支持体,用电热板对晶片背面进行加热从而将粘接层固化而形成叠层体后,对晶片背面进行加工(研磨)。然后,在从叠层体取下晶片时,晶片与粘接层之间的剥离所需要的力小于支持体与粘接层之间的剥离所需要的力,能够在晶片与粘接层之间优先剥离。
而且,上述粘接剂是包含通过氢化硅烷化反应而固化的成分(A)、和包含聚二甲基硅氧烷的成分(B)的粘接剂。
本发明中通过粘接剂而支持体与晶片被临时粘接,晶片的电路面的相反侧的背面通过研磨等而被加工,从而可以将晶片的厚度薄化。
上述临时粘接是在晶片背面研磨时被粘接,在晶片背面研磨后支持体与被薄化的晶片可以分离。
本发明中粘接层通过粘接剂形成。粘接剂包含成分(A)和成分(B),可以进一步包含其他添加物。
成分(A)包含聚硅氧烷(A1)和铂族金属系催化剂(A2),上述聚硅氧烷(A1)选自SiO2所示的硅氧烷单元(Q单元)、R1R2R3SiO1/2所示的硅氧烷单元(M单元)、R4R5SiO2/2所示的硅氧烷单元(D单元)、R6SiO3/2所示的硅氧烷单元(T单元)、和它们的组合(其中R1~R6各自独立地表示1价化学基,该1价化学基为碳原子数1~10的烷基、碳原子数2~10的烯基、或氢原子,R1~R6分别通过Si-C键或Si-H键与硅原子结合),上述聚硅氧烷(A1)包含聚有机硅氧烷(a1)和聚有机硅氧烷(a2)。
聚有机硅氧烷(a1)由具有碳原子数1~10的烷基和碳原子数2~10的烯基作为取代基的硅氧烷单元形成,聚有机硅氧烷(a2)由具有碳原子数1~10的烷基和氢原子作为取代基的硅氧烷单元形成。烯基与Si-H基利用铂族金属系催化剂(A2)通过氢化硅烷化反应而形成交联结构,从而粘接剂固化。
聚有机硅氧烷(a1)选自SiO2所示的硅氧烷单元(Q单元)、R1’R2’R3’SiO1/2所示的硅氧烷单元(M’单元)、R4’R5’SiO2/2所示的硅氧烷单元(D’单元)、R6’SiO3/2所示的硅氧烷单元(T’单元)、和它们的组合。例如通过(Q单元与M’单元)与(D’单元与M’单元)的组合、(T’单元与M’单元)与(D’单元与M’单元)的组合、(Q单元与T’单元与M’单元)与(T’单元与M’单元)的组合、(T’单元与M’单元)的组合、(Q单元与M’单元)的组合而形成聚有机硅氧烷(a1)。
聚有机硅氧烷(a2)选自SiO2所示的硅氧烷单元(Q单元)、R1”R2”R3”SiO1/2所示的硅氧烷单元(M”单元)、R”R5”SiO2/2所示的硅氧烷单元(D”单元)、R6”SiO3/2所示的硅氧烷单元(T”单元)、和它们的组合。例如通过(M”单元与D”单元)的组合、(Q单元与M”单元)的组合、(Q单元与T”单元与M”单元)的组合而形成聚有机硅氧烷(a2)。
上述碳原子数2~10的烯基可举出例如乙烯基、1-丙烯基、2-丙烯基、1-甲基-1-乙烯基、1-丁烯基、2-丁烯基、3-丁烯基、2-甲基-1-丙烯基、2-甲基-2-丙烯基、1-乙基乙烯基、1-甲基-1-丙烯基、1-甲基-2-丙烯基、1-戊烯基、2-戊烯基、3-戊烯基、4-戊烯基、1-正丙基乙烯基、1-甲基-1-丁烯基、1-甲基-2-丁烯基、1-甲基-3-丁烯基、2-乙基-2-丙烯基、2-甲基-1-丁烯基、2-甲基-2-丁烯基、2-甲基-3-丁烯基、3-甲基-1-丁烯基、3-甲基-2-丁烯基、3-甲基-3-丁烯基、1,1-二甲基-2-丙烯基、1-异丙基乙烯基、1,2-二甲基-1-丙烯基、1,2-二甲基-2-丙烯基、1-己烯基、2-己烯基、3-己烯基、4-己烯基、5-己烯基、1-甲基-1-戊烯基、1-甲基-2-戊烯基、1-甲基-3-戊烯基、1-甲基-4-戊烯基、1-正丁基乙烯基、2-甲基-1-戊烯基、2-甲基-2-戊烯基、2-甲基-3-戊烯基、2-甲基-4-戊烯基、2-正丙基-2-丙烯基、3-甲基-1-戊烯基、3-甲基-2-戊烯基、3-甲基-3-戊烯基、3-甲基-4-戊烯基、3-乙基-3-丁烯基、4-甲基-1-戊烯基、4-甲基-2-戊烯基、4-甲基-3-戊烯基、4-甲基-4-戊烯基、1,1-二甲基-2-丁烯基、1,1-二甲基-3-丁烯基、1,2-二甲基-1-丁烯基、1,2-二甲基-2-丁烯基、1,2-二甲基-3-丁烯基、1-甲基-2-乙基-2-丙烯基、1-仲丁基乙烯基、1,3-二甲基-1-丁烯基、1,3-二甲基-2-丁烯基、1,3-二甲基-3-丁烯基、1-异丁基乙烯基、2,2-二甲基-3-丁烯基、2,3-二甲基-1-丁烯基、2,3-二甲基-2-丁烯基、2,3-二甲基-3-丁烯基、2-异丙基-2-丙烯基、3,3-二甲基-1-丁烯基、1-乙基-1-丁烯基、1-乙基-2-丁烯基、1-乙基-3-丁烯基、1-正丙基-1-丙烯基、1-正丙基-2-丙烯基、2-乙基-1-丁烯基、2-乙基-2-丁烯基、2-乙基-3-丁烯基、1,1,2-三甲基-2-丙烯基、1-叔丁基乙烯基、1-甲基-1-乙基-2-丙烯基、1-乙基-2-甲基-1-丙烯基、1-乙基-2-甲基-2-丙烯基、1-异丙基-1-丙烯基和1-异丙基-2-丙烯基等。可以特别优选使用乙烯基(ethenyl)即乙烯基(vinyl)、2-丙烯基即烯丙基。
上述碳原子数1~10的烷基可举出例如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、1-甲基-正丁基、2-甲基-正丁基、3-甲基-正丁基、1,1-二甲基-正丙基、1,2-二甲基-正丙基、2,2-二甲基-正丙基、1-乙基-正丙基、正己基、1-甲基-正戊基、2-甲基-正戊基、3-甲基-正戊基、4-甲基-正戊基、1,1-二甲基-正丁基、1,2-二甲基-正丁基、1,3-二甲基-正丁基、2,2-二甲基-正丁基、2,3-二甲基-正丁基、3,3-二甲基-正丁基、1-乙基-正丁基、2-乙基-正丁基、1,1,2-三甲基-正丙基、1,2,2-三甲基-正丙基、1-乙基-1-甲基-正丙基和1-乙基-2-甲基-正丙基等。可以特别优选使用甲基。
聚有机硅氧烷(a1)由具有碳原子数1~10的烷基和碳原子数2~10的烯基作为取代基的硅氧烷单元构成,碳原子数1~10的烷基可以为甲基,碳原子数2~10的烯基可以为乙烯基(ethenyl)即乙烯基(vinyl),并且烯基在R1’~R6’所示的全部取代基中的比例可以为0.1摩尔%~50.0摩尔%,优选为0.5摩尔%~30.0摩尔%,剩下的R1’~R6’可以为烷基。
此外,聚有机硅氧烷(a2)由具有碳原子数1~10的烷基和氢原子作为取代基的硅氧烷单元构成,碳原子数1~10的烷基可以为甲基,氢原子形成Si-H的结构。氢原子即Si-H基在R1”~R6”所示的全部取代基中的比例可以为0.1摩尔%~50.0摩尔%,优选为10.0摩尔%~40.0摩尔%,剩下的R1”~R6”可以为烷基。
聚有机硅氧烷(a1)与聚有机硅氧烷(a2)可以在以摩尔比计为2.0:1.0、优选为1.5:1.0的范围含有烯基与Si-H基所示的氢原子。
上述聚有机硅氧烷(a1)和聚有机硅氧烷(a2)可以分别在重均分子量为500~1000000、或5000~50000的范围使用。它们的分子量为由GPC分析通过聚苯乙烯换算而得的分子量。此外,作为聚有机硅氧烷(a1)和聚有机硅氧烷(a2)的粘度,可以在10mPa·s~1000000mPa·s,优选为10mPa·s~100000mPa·s,更优选为10mPa·s~10000mPa·s的范围使用。它们的粘度可以通过E型旋转粘度计在25℃测定而求出。
成分(A)含有铂族金属系催化剂(A2)。铂系的金属催化剂是用于促进烯基与Si-H基的氢化硅烷化加成反应的催化剂,可使用铂黑、氯化铂、氯铂酸、氯铂酸与1元醇的反应产物、氯铂酸与烯烃类的配位化合物、双乙酰乙酸铂等。作为铂与烯烃类的配位化合物,可举出例如二乙烯基四甲基二硅氧烷与铂的配位化合物。铂催化剂的添加量相对于聚有机硅氧烷(a1)和聚有机硅氧烷(a2)的合计量,作为铂金属,可以在1.0~500.0ppm,优选为1.0~50.0ppm的范围添加。
成分(A)可以进一步添加炔基醇作为抑制氢化硅烷化反应进行的抑制剂(A3)。作为抑制剂,可举出例如,1-乙炔基-1-环己醇等。这些抑制剂相对于聚有机硅氧烷(a1)和聚有机硅氧烷(a2)的合计量可以在500.0~100000.0ppm,优选为1000.0~10000.0ppm的范围添加。
本发明的成分(B)所使用的聚有机硅氧烷包含RRSiO2/2(其中R分别通过Si-C键与硅原子结合)所示的硅氧烷单元(D单元),R为碳原子数1~10的烷基,可以举出上述例示。优选为甲基,可以举出聚二甲基硅氧烷。
成分(B)所使用的聚硅氧烷包含硅氧烷单元(D单元),但也可以包含Q单元、M单元、T单元。可举出例如,仅由D单元构成的情况、D单元与Q单元的组合的情况、D单元与M单元的组合的情况、D单元与T单元的组合的情况、D单元与Q单元与M单元的组合的情况、D单元与M单元与T单元的组合的情况、D单元与Q单元与M单元与T单元的组合的情况等。
成分(B)可以为具有1100mm2/s~2000000mm2/s,优选为10000mm2/s~1000000mm2/s的粘度的聚二甲基硅氧烷。成分(B)为由聚二甲基硅氧烷形成的二甲基硅油。上述粘度的值由运动粘度表示,厘斯托克斯(cSt)=mm2/s。运动粘度可以通过运动粘度计测定。此外,也可以将粘度(mPa·s)除以密度(g/cm3)而求出。即,可以由在25℃测定的由E型旋转粘度计得到的粘度和密度求出,并可以由运动粘度(mm2/s)=粘度(mPa·s)/密度(g/cm3)算出。
本发明的粘接剂,粘接剂中的成分(A)与成分(B)的比例可以以任意比例使用。
对于粘接性,粘接剂中的成分(A)与成分(B)的比例可以为任意比例。进一步为了使剥离性良好,粘接剂中的成分(A)与成分(B)的比例以质量%计可以为80:20~20:80。进一步,在控制剥离面的情况下,粘接剂中的成分(A)与成分(B)的比例以质量%计优选为80:20~50:50。
本发明中,可举出一种叠层体的形成方法,其包含:在第一基体的表面涂布上述粘接剂而形成粘接层的第1工序;将第二基体的表面与上述粘接层接合的第2工序;以及从第一基体侧进行加热,从而使上述粘接层固化的第3工序。通过加热而粘接剂固化。
可举出第一基体为支持体,第二基体为晶片,在第2工序中晶片的电路面与第一基体相对的叠层体的形成方法。
此外,可举出第一基体为晶片,第二基体为支持体,在第2工序中晶片的电路面与第二基体相对的叠层体的形成方法。
作为晶片,可举出例如直径300mm、厚度770μm左右的硅晶片。
作为支持体(载体),可以举出例如直径300mm、厚度700mm左右的玻璃晶片、硅晶片。
可以使粘接剂通过例如旋转涂布机而附着在支持体的表面,形成粘接层,以在支持体表面与晶片表面的电路面之间夹着粘接剂的方式贴合,在120~260℃的温度加热使粘接剂固化而形成叠层体。
此外,可以使粘接剂通过旋转涂布机以晶片的背面为下而附着在晶片的表面的电路面而形成粘接层,以支持体夹着粘接剂的方式贴合,在120~260℃的温度加热使粘接剂固化而形成叠层体。从加热温度为从120℃左右起粘接剂开始固化,也能够为260℃以上的温度,但从晶片的电路面(器件面)的耐热性的观点考虑优选为260℃以下,更优选为150℃~230℃左右,进一步优选为190℃~200℃左右。加热时间为例如1分钟~30分钟,从粘接剂的固化的进行度的观点考虑优选为3分钟以上,从吞吐量的观点考虑优选为10分钟以下。
此外,关于粘接剂,为了粘度制备而可以添加溶剂。该溶剂可举出例如,异链烷烃、对薄荷烷、己烷、十一烷等烃系、甲苯、均三甲苯、对伞花烃等芳香族烃系、乙酸丁酯等酯系、氯仿等卤素系溶剂。其添加量可以相对于粘接剂以任意比例含有。
加热可以使用电热板,从第一基体侧或第二基体侧的任一侧进行加热。
关于以夹着粘接层的方式形成的支持体与晶片,可以使这些物体在减压下(例如,10Pa~10000Pa的减压状态)合为一体而形成叠层体。在使支持体与晶片合为一体时可以在减压下仅对下表面进行加热而使其合为一体,加热也可以在例如120℃~260℃进行。通过该加热从而粘接层固化。
可举出一种剥离方法,其包含:在第一基体的表面涂布上述粘接剂而形成粘接层的第1工序;将第二基体的表面与上述粘接层接合的第2工序;从第一基体侧进行加热,从而使上述粘接层固化,形成叠层体的第3工序;对该叠层体进行加工的第4工序;以及在第一基体与固化了的粘接层之间进行剥离的第5工序。
可举出第一基体为支持体,第二基体为晶片,在第2工序中晶片的电路面与第一基体相对的上述剥离方法。
此外,可举出第一基体为晶片,第二基体为支持体,在第2工序中晶片的电路面与第二基体相对的上述剥离方法。
将上述粘接剂涂布而成的粘接层的膜厚可以为5~500μm,优选为10~200μm,更优选为20~150μm,进一步优选为30~120μm,特别优选为30~70μm。
为了进行剥离面的选择,上述加热可以使用电热板从第一基体侧进行加热,第一基体的温度为120~260℃,第一基体与第二基体的温度差设定为2~20℃,可以优选设定为2~10℃,更优选设定为3~8℃。由于第一基体与电热板面接触,因此电热板上的温度可以认为是第一基体的温度。第二基体是与第一基体相比在上述温度差的范围内较低的温度。产生该温度差的原因是因为,通过从第一基体侧进行加热,在由第一基体、粘接剂和第二基体构成的叠层体内产生由粘接剂固化时的热传导引起的温度差。可以认为通过该温度差而产生成分分布的偏差,在剥离时能够选择剥离面。电热板是采用加热器等的接触加热装置,只要是具有那样的功能的加热装置,就可以使用各种。
所谓晶片的电路面的相反侧的加工,可举出通过研磨进行晶片的薄化。然后,进行硅穿孔电极(TSV)等的形成,然后从支持体剥离薄化晶片而形成晶片的叠层体,进行3维安装化。此外,在其前后也进行晶片背面电极等的形成。晶片的薄化与TSV工艺中在与支持体粘接的状态下施加250~350℃的热,但本发明的由晶片、粘接层和支持体构成的叠层体具有这些温度的耐热性。
例如直径300mm、厚度770μm左右的晶片可以通过将与电路面相反的背面进行研磨,而薄化到厚度80μm~4μm左右。
在粘接并进行了背面的加工(研磨)后,将支持体与晶片剥离。剥离方法可举出溶剂剥离、激光剥离、用具有尖锐部的机械材料进行机械剥离、在支持体与晶片之间拉剥的剥离等。
上述剥离后,在第一基体侧几乎不附着粘接剂,但可以将第一基体面用溶剂等清洁剂洗涤。清洁剂可以使用例如含有氟化季铵等氟化物盐、二氮杂二环十一碳烯等有机碱、和有机溶剂的清洁剂液。
此外,上述剥离之后在第二基体侧残存粘接剂,但为了将第二基体再生而进行第二基体与粘接剂的分离。在第二基体为支持体的情况下,为了将支持体再生而将粘接剂分离。粘接剂的分离使用采用溶剂的分离、采用胶带的剥离法等。第二基体与粘接剂的分离可以使用例如使市售的胶带附着于第二基体上的粘接剂表面,相对于第二基体面以60度~180度的角度拉剥而将第二基体与粘接剂分离的胶带剥离法。
本发明是通过上述方法接合,将晶片的背面进行研磨后,通过上述方法进行剥离的叠层体的加工方法。
实施例
粘接剂的成分(A)的制备
将作为聚硅氧烷(a1)的粘度200mPa·s的由含有乙烯基的直链状聚二甲基硅氧烷和含有乙烯基的MQ树脂形成的基础聚合物(ワッカーケミ社制)22.49kg、作为聚硅氧烷(a2)的粘度70mPa·s的含有SiH基的直链状聚二甲基硅氧烷(ワッカーケミ社制)1.46kg、作为聚硅氧烷(a2)的粘度100mPa·s的含有SiH基的直链状聚二甲基硅氧烷(ワッカーケミ社制)0.63kg、作为(A3)的1-乙炔基环己醇(ワッカーケミ社制)63.5g用搅拌机(井上制作所制行星式混合机)搅拌40分钟(设为混合物1)。另行将作为(A2)的铂催化剂(ワッカーケミ社制)30.4g和作为聚硅氧烷(a2)的粘度1000mPa·s的含有乙烯基的直链状聚二甲基硅氧烷(ワッカーケミ社制)1.05kg用スリーワンモーター(新东科学社制)搅拌30分钟(设为混合物2)。将作为混合物2的0.98kg添加到混合物1中,进一步搅拌40分钟,最后用5μm的PP(聚丙烯)过滤器过滤,获得了粘接剂的成分(A)。
粘接剂的成分(B)准备了聚二甲基硅氧烷。
(粘接剂1)
相对于由成分(A)聚有机硅氧烷99质量%((A)成分和(B)成分中的(A)成分的比例)、和成分(B)聚有机硅氧烷(ワッカーケミ社制,商品名AK1000000,粘度1000000mm2/s)1质量%((A)成分和(B)成分中的(B)成分的比例)构成的混合物100质量份,添加作为溶剂的异链烷烃系溶剂(商品名Isoper-E,安藤パラケミー株式会社,以下表述为Isoper-E)1.5质量份并用自转/公转混合机(株式会社シンキー制,商品名ARE-500)混合5分钟而制造出粘接剂1。
(粘接剂2)
相对于成分(A)聚有机硅氧烷90质量%((A)成分和(B)成分中的(A)成分的比例)、和成分(B)聚有机硅氧烷(ワッカーケミ社制,商品名AK1000000,粘度1000000mm2/s)10质量%((A)成分和(B)成分中的(B)成分的比例)构成的混合物100质量份,添加作为溶剂的Isoper-E(安藤パラケミー株式会社)15质量份并用自转/公转混合机(株式会社シンキー制,商品名ARE-500)混合5分钟而制造出粘接剂2。
(粘接剂3)
相对于由成分(A)聚有机硅氧烷85质量%((A)成分和(B)成分中的(A)成分的比例)、和成分(B)聚有机硅氧烷(ワッカーケミ社制,商品名AK1000000,粘度1000000mm2/s)15质量%((A)成分和(B)成分中的(B)成分的比例)构成的混合物100质量份,添加作为溶剂的Isoper-E(安藤パラケミー株式会社)22.5质量份并用自转/公转混合机(株式会社シンキー制,商品名ARE-500)混合5分钟而制造出粘接剂3。
(粘接剂4)
相对于由成分(A)聚有机硅氧烷80质量%((A)成分和(B)成分中的(A)成分的比例)、和成分(B)聚有机硅氧烷(ワッカーケミ社制,商品名AK1000000,粘度1000000mm2/s)20质量%((A)成分和(B)成分中的(B)成分的比例)构成的混合物100质量份,添加作为溶剂的Isoper-E(安藤パラケミー株式会社)30质量份并用自转/公转混合机(株式会社シンキー制,商品名ARE-500)混合5分钟而制造出粘接剂4。
(粘接剂5)
相对于由成分(A)聚有机硅氧烷70质量%((A)成分和(B)成分中的(A)成分的比例)、和成分(B)聚有机硅氧烷(ワッカーケミ社制,商品名AK1000000,粘度1000000mm2/s)30质量%((A)成分和(B)成分中的(B)成分的比例)构成的混合物100质量份,添加作为溶剂的Isoper-E(安藤パラケミー株式会社)45质量份并用自转/公转混合机(株式会社シンキー制,商品名ARE-500)混合5分钟而制造出粘接剂5。
(粘接剂6)
相对于由成分(A)聚有机硅氧烷60质量%((A)成分和(B)成分中的(A)成分的比例)、和成分(B)聚有机硅氧烷(ワッカーケミ社制,商品名AK1000000,粘度1000000mm2/s)40质量%((A)成分和(B)成分中的(B)成分的比例)构成的混合物100质量份,添加作为溶剂的Isoper-E(安藤パラケミー株式会社)60质量份并用自转/公转混合机(株式会社シンキー制,商品名ARE-500)混合5分钟而制造出粘接剂6。
(粘接剂7)
相对于由成分(A)聚有机硅氧烷50质量%((A)成分和(B)成分中的(A)成分的比例)、和成分(B)聚有机硅氧烷(ワッカーケミ社制,商品名AK1000000,粘度1000000mm2/s)50质量%((A)成分和(B)成分中的(B)成分的比例)构成的混合物100质量份,添加作为溶剂的Isoper-E(安藤パラケミー株式会社)75质量份并用自转/公转混合机(株式会社シンキー制,商品名ARE-500)混合5分钟而制造出粘接剂7。
(粘接剂8)
相对于由成分(A)聚有机硅氧烷40质量%((A)成分和(B)成分中的(A)成分的比例)、和成分(B)聚有机硅氧烷(ワッカーケミ社制,商品名AK1000000,粘度1000000mm2/s)60质量%((A)成分和(B)成分中的(B)成分的比例)构成的混合物100质量份,添加作为溶剂的Isoper-E(安藤パラケミー株式会社)90质量份并用自转/公转混合机(株式会社シンキー制,商品名ARE-500)混合5分钟而制造出粘接剂8。
(粘接剂9)
相对于由成分(A)聚有机硅氧烷30质量%((A)成分和(B)成分中的(A)成分的比例)、和成分(B)聚有机硅氧烷(ワッカーケミ社制,商品名AK1000000,粘度1000000mm2/s)70质量%((A)成分和(B)成分中的(B)成分的比例)构成的混合物100质量份,添加作为溶剂的Isoper-E(安藤パラケミー株式会社)105质量份并用自转/公转混合机(株式会社シンキー制,商品名ARE-500)混合5分钟而制造出粘接剂9。
(粘接剂10)
相对于由成分(A)聚有机硅氧烷20质量%((A)成分和(B)成分中的(A)成分的比例)、和成分(B)聚有机硅氧烷(ワッカーケミ社制,商品名AK1000000,粘度1000000mm2/s)80质量%((A)成分和(B)成分中的(B)成分的比例)构成的混合物100质量份,添加作为溶剂的Isoper-E(安藤パラケミー株式会社)120质量份并用自转/公转混合机(株式会社シンキー制,商品名ARE-500)混合5分钟而制造出粘接剂10。
(粘接剂11)
相对于成分(A)聚有机硅氧烷10质量%((A)成分和(B)成分中的(A)成分的比例)、和成分(B)聚有机硅氧烷(ワッカーケミ社制,商品名AK1000000,粘度1000000mm2/s)90质量%((A)成分和(B)成分中的(B)成分的比例)构成的混合物100质量份,添加作为溶剂的Isoper-E(安藤パラケミー株式会社)135质量份并用自转/公转混合机(株式会社シンキー制,商品名ARE-500)混合5分钟而制造出粘接剂11。
(粘接剂12)
相对于由成分(A)聚有机硅氧烷70质量%((A)成分和(B)成分中的(A)成分的比例)、和成分(B)聚有机硅氧烷(ワッカーケミ社制,商品名AK300000,粘度300000mm2/s)30质量%((A)成分和(B)成分中的(B)成分的比例)构成的混合物100质量份,添加作为溶剂的Isoper-E(安藤パラケミー株式会社)45质量份并用自转/公转混合机(株式会社シンキー制,商品名ARE-500)混合5分钟而制造出粘接剂12。
(粘接剂13)
相对于由成分(A)聚有机硅氧烷70质量%((A)成分和(B)成分中的(A)成分的比例)、和成分(B)聚有机硅氧烷(ワッカーケミ社制,商品名AK100000,粘度100000mm2/s)30质量%((A)成分和(B)成分中的(B)成分的比例)构成的混合物100质量份,添加作为溶剂的Isoper-E(安藤パラケミー株式会社)45质量份并用自转/公转混合机(株式会社シンキー制,商品名ARE-500)混合5分钟而制造出粘接剂13。
(粘接剂14)
相对于成分(A)聚有机硅氧烷70质量%((A)成分和(B)成分中的(A)成分的比例)、和成分(B)聚有机硅氧烷(ワッカーケミ社制,商品名AK60000,粘度60000mm2/s)30质量%((A)成分和(B)成分中的(B)成分的比例)构成的混合物100质量份,添加作为溶剂的Isoper-E(安藤パラケミー株式会社)45质量份并用自转/公转混合机(株式会社シンキー制,商品名ARE-500)混合5分钟而制造出粘接剂14。
(粘接剂15)
相对于由成分(A)聚有机硅氧烷70质量%((A)成分和(B)成分中的(A)成分的比例)、和成分(B)聚有机硅氧烷(ワッカーケミ社制,商品名AK10000,粘度10000mm2/s)30质量%((A)成分和(B)成分中的(B)成分的比例)构成的混合物100质量份,添加作为溶剂的Isoper-E(安藤パラケミー株式会社)45质量份并用自转/公转混合机(株式会社シンキー制,商品名ARE-500)混合5分钟而制造出粘接剂15。
(粘接剂16)
相对于由成分(A)聚有机硅氧烷70质量%((A)成分和(B)成分中的(A)成分的比例)、和成分(B)聚有机硅氧烷(ワッカーケミ社制,商品名AK1000,粘度1000mm2/s)30质量%((A)成分和(B)成分中的(B)成分的比例)构成的混合物100质量份,添加作为溶剂的Isoper-E(安藤パラケミー株式会社)45质量份并用自转/公转混合机(株式会社シンキー制,商品名ARE-500)混合5分钟而制造出粘接剂16。
(粘接剂17)
准备仅由成分(A)聚有机硅氧烷构成的粘接剂17。
(实施例1)
为了在作为器件侧的晶片的300mm的硅晶片(厚度:770μm)上形成临时粘接层,利用旋转涂布分别将上述的粘接剂(1)~(11)、(17)以约50μm的膜厚成膜于晶片的电路面,分别制成粘接层(1)~(11)、(17)。将具有该临时粘接层的晶片、和作为载体侧晶片(支持体)的300mm玻璃晶片(厚度:700μm),以夹着树脂(上述粘接剂)的方式在真空贴合装置(ズースマイクロテック社制,マニュアルボンダー)内贴合,制作出叠层体。然后,在电热板上使器件侧晶片为下而在190℃进行10分钟加热处理。然后,从玻璃晶片(支持体)侧确认了空隙的有无。作为粘接性,将在加热处理后未见空隙的情况作为良好而表述为“○”,将看见空隙的情况作为不良而表述为“×”。此外为了确认剥离性,利用剥离装置(ズースマイクロテック社制,マニュアルデボンダー)测定了剥离所需的力。对于可以剥离的,作为良好的结果而将剥离所需的力用数值表示,对于不能剥离的,作为不良而表述为“×”。此外在确认剥离性时,确认了剥离界面。将剥离在器件侧晶片与粘接层的界面发生,可以选择剥离面的情况表述为“器件”,将剥离在载体侧晶片(支持体)与粘接层的界面发生,可以选择剥离面的情况表述为“载体”,将不能选择剥离界面的情况表述为“△”,将在粘接层发生了凝集破坏的情况表述为“×”,将不能剥离的情况表述为“-”。将结果示于表1中。
表1(实施例1的结果)
涉及叠层体的表1的结果中,对于通过粘接剂(1)~(3)、(17)而形成的粘接层(1)~(3)、(17),虽然粘接性良好,但是在剥离性方面得不到良好的结果。另一方面,通过粘接剂(4)~(7)而形成的粘接层(4)~(7)中在粘接性、剥离性、剥离界面的选择性方面显示良好的结果。对于通过粘接剂(8)~(11)而形成的粘接层(8)~(11),虽然粘接性、剥离性良好,但是在剥离界面的选择性方面得不到良好的结果。
(实施例2)
为了在作为器件侧的晶片的300mm的硅晶片(厚度:770μm)上形成临时粘接层,利用旋转涂布分别将上述的粘接剂(5)以约50μm的膜厚成膜于晶片的电路面,分别制成粘接层(5-1)~(5-2)。将具有该粘接层的晶片、与作为载体侧晶片(支持体)的300mm硅晶片(厚度:770μm),以夹着树脂(上述粘接剂)的方式在真空贴合装置(ズースマイクロテック社制,マニュアルボンダー)内贴合,制作出叠层体。然后,电热板上在190℃实施了10分钟加热处理。此时,将使器件侧晶片为下而进行了加热处理的情况表述为“器件”(粘接层(5-1)),将使载体侧晶片(支持体)为下而进行了加热处理的情况表述为“载体”(粘接层(5-2))。此外为了确认剥离性而利用剥离装置(ズースマイクロテック社制,マニュアルデボンダー)测定了剥离所需的力。对于可以剥离的情况,作为良好的结果而将剥离所需的力用数值表示,对于不能剥离的情况,作为不良而表述为“×”。此外在确认剥离性时,确认了剥离界面。将剥离在器件侧晶片与粘接层的界面发生,可以选择剥离面的情况设为“器件”,将剥离在载体侧晶片(支持体)与粘接层的界面发生,可以选择剥离面的情况设为“载体”,将不能选择剥离界面的情况作为不良而设为“×”。将结果示于表2中。
表2(实施例2的结果)
涉及叠层体的表2的结果中,对于通过粘接剂(5)而形成的粘接层(5-1)~(5-2),在剥离性、剥离界面的选择性方面显示良好的结果。进一步确认了根据在粘接剂固化时进行加热处理的面而剥离界面变化,完全可以选择剥离面。
(实施例3)
为了在作为器件侧的晶片的300mm的硅晶片(厚度:770μm)上形成临时粘接层,利用旋转涂布分别将上述的粘接剂(5)以约50μm的膜厚成膜于晶片的电路面,分别制成粘接层(5-3)~(5-4)。将具有该粘接层的晶片、和作为载体侧晶片(支持体)的300mm硅晶片(厚度:770μm),以夹着树脂(上述粘接剂)的方式在真空贴合装置(ズースマイクロテック社制,マニュアルボンダー)内贴合,制作出叠层体。然后,使用惰性气体烘箱(エスペック社制)在190℃实施了10分钟加热处理。此时,将使器件侧晶片为下而进行了加热处理的情况表述为“器件”(粘接层(5-3)),将使载体侧晶片(支持体)为下而进行了加热处理的情况表述为“载体”(粘接层(5-4))。此外为了确认剥离性而利用剥离装置(ズースマイクロテック社制,マニュアルデボンダー)测定了剥离所需的力。对于可以剥离的情况,作为良好的结果将剥离所需的力用数值表示,对于不能剥离的情况作为不良而表述为“×”。此外在确认剥离性时,确认了剥离界面。将剥离在器件侧晶片与粘接层的界面发生,可以选择剥离面的情况表述为“器件”,将剥离在载体侧晶片(支持体)与粘接层的界面发生,可以良好地选择剥离面的情况表述为“载体”,将不能选择剥离界面的情况作为不良而表述为“×”。将结果示于表3中。
表3(实施例3的结果)
涉及叠层体的表3的结果中,对于通过粘接剂(5)而形成的粘接层(5-3)~(5-4),在剥离性方面显示良好的结果。然而,在粘接剂固化时用热均匀地加于叠层体的惰性气体烘箱实施了加热处理的情况下,在剥离界面的选择性方面得不到良好的结果。
(实施例4)
为了在作为器件侧的晶片的300mm的硅晶片(厚度:770μm)上形成临时粘接层,利用旋转涂布分别将上述的粘接剂(5)以约50μm的膜厚成膜于晶片的电路面,分别制成粘接层(5-5)~(5-8)。将具有该粘接层的晶片、和作为载体侧晶片(支持体)的300mm玻璃晶片(厚度:700μm),以夹着树脂(上述粘接剂)的方式在真空贴合装置(ズースマイクロテック社制,マニュアルボンダー)内贴合,制作出叠层体。然后,电热板上在190℃实施了10分钟加热处理。此时,将使器件侧晶片为下而进行了加热处理的情况表述为“器件”(粘接层(5-5)),将使载体侧晶片(支持体)为下而进行了加热处理的情况表述为“载体”(粘接层(5-6))。
进一步然后,作为耐热试验,在电热板上在250℃实施了1小时加热处理。此时,将使器件侧晶片为下而进行耐热试验,未见空隙等不良状况的情况作为良好的结果而表述为“器件”(粘接层(5-7)),将同样地使载体侧晶片(支持体)为下而进行耐热试验,未见空隙等不良状况的情况作为良好的结果而表述为“载体”(粘接层(5-8)),将未进行耐热试验的情况以“-”表述。然后,为了确认剥离性而利用剥离装置(ズースマイクロテック社制,マニュアルデボンダー)测定了剥离所需的力。对于可以剥离的情况,作为良好的结果而将剥离所需的力用数值表示,对于不能剥离的情况作为不良而表述为“×”。此外在确认剥离性时,确认了剥离界面。将剥离在器件侧晶片与粘接层的界面发生,可以选择剥离面的情况表述为“器件”,将剥离在载体侧晶片(支持体)与粘接层的界面发生,可以选择剥离面的情况表述为“载体”,将不能选择剥离界面的情况作为不良而表述为“×”。将结果示于表4中。
表4(实施例4的结果)
涉及叠层体的表4的结果中,对于通过粘接剂(5)而形成的粘接层(5-5)~(5-6),即使在载体侧晶片使用了玻璃晶片的情况下,剥离性也良好,显示出可以根据粘接剂的固化时的加热处理面来选择剥离界面。
进一步对于通过粘接剂(5)而形成的粘接层(5-7)~(5-8),即使在器件侧晶片进行加热处理,然后,在耐热试验用器件侧晶片、载体侧晶片(支持体)的任一者实施的情况下,也显示出可以根据粘接剂的固化时的加热处理面来选择剥离界面。
(实施例5)
为了在作为器件侧的晶片的清川メッキ工业株式会社制铜柱300mm的晶片(厚度:770μm,芯片尺寸:10mm,铜柱直径:40μm,铜柱高度:25μm,凸块间距:100μm)上形成临时粘接层,利用旋转涂布分别将上述的粘接剂(5)以约50μm的膜厚成膜于晶片的电路面,分别制成粘接层(5-9)~(5-11)。将具有该粘接层的晶片、和作为载体侧的晶片(支持体)的300mm硅晶片(厚度:770μm),以夹着树脂(上述粘接剂)的方式在真空贴合装置(ズースマイクロテック社制,マニュアルボンダー)内贴合,制作出叠层体。然后,在电热板上在190℃实施了10分钟加热处理。此时,将使器件侧晶片为下而进行了加热处理的情况表述为“器件”(粘接层(5-9)),将使载体侧晶片(支持体)为下而进行了加热处理的情况表述为“载体”(粘接层(5-10))。
进一步然后,作为耐热试验,利用惰性气体烘箱在250℃实施了1小时处理(粘接层(5-11))。将耐热试验后,在晶片上未见空隙等不良状况的情况作为良好的结果而表述为“○”,将发生了不良状况的情况作为不良而表述为“×”。将未进行耐热试验的情况以“-”表述。然后,为了确认剥离性而利用剥离装置(ズースマイクロテック社制,マニュアルデボンダー)测定了剥离所需的力。对于可以剥离的情况,作为良好的结果而将剥离所需的力用数值表示,对于不能剥离的情况作为不良而表述为“×”。此外在确认剥离性时,确认了剥离界面。将剥离在器件侧晶片与粘接层的界面发生,可以良好地选择剥离面的情况表述为“器件”,将剥离在载体侧晶片(支持体)与粘接层的界面发生,可以选择剥离面的情况表述为“载体”,将不能选择剥离界面的情况作为不良而表述为“×”。将结果示于表5中。
表5(实施例5的结果)
涉及叠层体的表5的结果中,对于通过粘接剂(5)而形成的粘接层(5-9)~(5-10),剥离性良好,即使在器件侧晶片的表面具有结构体的情况下,也显示出可以根据粘接剂的固化时的加热处理面来选择剥离界面。
进一步对于通过粘接剂(5)而形成的粘接层(5-11),即使在器件侧晶片进行加热处理,然后,通过惰性气体烘箱实施了耐热试验的情况下,剥离性也良好,确认了可以根据粘接剂的固化时的加热处理面来选择剥离界面。
(实施例6)
为了对作为器件侧的晶片的各种晶片例如グローバルネット株式会社制300mmPI晶片(厚度:770μm,基底:SiN+PI,划痕线:宽度100mm,15mm间距)、コーニング社制300mm玻璃晶片(厚度:700μm)、株式会社ウォルツ制300mm铜柱晶片(厚度:770μm,芯片尺寸:25mm,铜柱直径:75μm,铜柱+SnAg加帽的高度:45μm,凸块间距:150μm)形成临时粘接层,利用旋转涂布分别将上述的粘接剂(5)以约50μm的膜厚成膜于晶片的电路面,分别制成粘接层(5-12)~(5-14)。用具有该粘接层的晶片、和作为载体侧晶片(支持体)的300mm硅晶片(厚度:770μm)以夹着树脂(上述粘接剂)的方式在真空贴合装置(ズースマイクロテック社制,マニュアルボンダー)内贴合,制作出叠层体。然后,在电热板上以器件侧晶片成为下的方式在190℃实施了10分钟加热处理。
然后,为了确认剥离性而利用剥离装置(ズースマイクロテック社制,マニュアルデボンダー)测定了剥离所需的力。对于可以剥离的情况,作为良好的结果而将剥离所需的力用数值表示,对于不能剥离的情况作为不良而表述为“×”。此外在确认剥离性时,确认了剥离界面。将剥离在器件侧晶片与粘接层的界面发生,可以选择剥离面的情况表述为“器件”,将剥离在载体侧晶片(支持体)与粘接层的界面发生,可以选择剥离面的情况表述为“载体”,将不能选择剥离界面的情况作为不良而表述为“×”。将结果示于表6中。
表6(实施例6的结果)
涉及叠层体的表6的结果中,对于通过粘接剂(5)而形成的粘接层(5-12)~(5-14),即使在器件侧晶片的表面具有结构体的情况下,剥离性也良好,显示出可以根据粘接剂的固化时的加热处理面来选择剥离界面。
(实施例7)
为了在作为器件侧的晶片的300mm的硅晶片(厚度:770μm)上形成临时粘接层,利用旋转涂布分别将上述的粘接剂(5)以约30或70μm的膜厚成膜于晶片的电路面,分别制成粘接层(5-15)~(5-16)。用具有该粘接层的晶片、和作为载体侧晶片(支持体)的300mm硅晶片(厚度:770μm)以夹着树脂(上述粘接剂)的方式在真空贴合装置(ズースマイクロテック社制,マニュアルボンダー)内贴合,制作出叠层体。然后,在电热板上以器件侧晶片成为下的方式在190℃实施了10分钟加热处理。
然后,为了确认剥离性而利用剥离装置(ズースマイクロテック社制,マニュアルデボンダー)测定了剥离所需的力。对于可以剥离的情况,作为良好的结果而将剥离所需的力用数值表示,对于不能剥离的情况作为不良而表述为“×”。此外在确认剥离性时,确认了剥离界面。将剥离在器件侧晶片与粘接层的界面发生,可以选择剥离面的情况表述为“器件”,将剥离在载体侧晶片(支持体)与粘接层的界面发生,可以选择剥离面的情况表述为“载体”,将不能选择剥离界面的情况作为不良而表述为“×”。将结果示于表7中。
表7(实施例7的结果)
涉及叠层体的表7的结果中,对于通过粘接剂(5)而形成的粘接层(5-15)~(5-16),无论粘接层的膜厚如何剥离性都良好,显示出可以根据粘接剂的固化时的加热处理面来选择剥离界面。
(实施例8)
为了在作为器件侧的晶片的300mm的硅晶片(厚度:770μm)上形成临时粘接层,利用旋转涂布分别将上述的粘接剂(5)以约50μm的膜厚成膜于晶片的电路面,分别制成粘接层(5-17)~(5-22)。用具有该粘接层的晶片、和作为载体侧晶片(支持体)的300mm硅晶片(厚度:770μm)以夹着树脂(上述粘接剂)的方式在真空贴合装置(ズースマイクロテック社制,マニュアルボンダー)内贴合,制作出叠层体。然后,在电热板上以器件侧晶片成为下的方式在120~260℃实施了10分钟加热处理。此外此时,在开始加热处理9分钟后用热电偶温度计(アズワン)测定了载体侧晶片(上侧)的温度。作为比较,使用惰性气体烘箱在190℃加热处理10分钟。
然后,为了确认剥离性而利用剥离装置(ズースマイクロテック社制,マニュアルデボンダー)测定了剥离所需的力。对于可以剥离的情况,作为良好的结果而将剥离所需的力用数值表示,对于不能剥离的情况作为不良而表述为“×”。此外在确认剥离性时,确认了剥离界面。将剥离在器件侧晶片与粘接层的界面发生,可以选择剥离面的情况表述为“器件”,将剥离在载体侧晶片(支持体)与粘接层的界面发生,可以选择剥离面的情况表述为“载体”,将不能选择剥离界面的情况作为不良而表述为“×”。将结果示于表8中。
表8(实施例8的结果)
涉及叠层体的表8的结果中,对于通过粘接剂(5)而形成的粘接层(5-17)~(5-22),无论加热处理温度如何剥离性都良好,在用电热板进行了加热处理的情况下,显示出可以选择剥离界面。另一方面,在用惰性气体烘箱进行了加热处理的情况下,不能选择剥离界面。由于加热处理时的电热板与载体侧晶片(支持体)具有3.1~7.3℃的温度差,因此可以认为该温度差与剥离界面的选择性有关系。
(实施例9)
为了在作为器件侧的晶片的300mm的硅晶片(厚度:770μm)上形成临时粘接层,利用旋转涂布分别将上述的粘接剂(5)、(12)~(16)以约50μm的膜厚成膜于晶片的电路面,分别制成粘接层(5-23)、(12)~(16)。将具有粘接层的晶片、与作为载体侧晶片(支持体)的300mm玻璃晶片(厚度:700μm),以夹着树脂(上述粘接剂)的方式在真空贴合装置(ズースマイクロテック社制,マニュアルボンダー)内贴合,制作出叠层体。然后,在电热板上使器件侧晶片为下而在190℃进行10分钟加热处理。然后,从玻璃晶片侧确认了空隙的有无。作为粘接性,将加热处理后未见空隙的情况作为良好而表述为“○”,将看见空隙的情况作为不良而表述为“×”。此外为了确认剥离性而利用剥离装置(ズースマイクロテック社制,マニュアルデボンダー)测定了剥离所需的力。对于可以剥离的情况,作为良好的结果而将剥离所需的力用数值表示,对于不能剥离的情况作为不良而表述为“×”。此外在确认剥离性时,确认了剥离界面。将剥离在器件侧晶片与粘接层的界面发生,可以选择剥离面的情况表述为“器件”,将剥离在载体侧晶片(支持体)与粘接层的界面发生,可以选择剥离面的情况表述为“载体”,将不能选择剥离界面的情况表述为“△”,将在粘接层发生了凝集破坏的情况表述为“×”,将不能剥离的情况表述为“-”。将结果示于表9中。
表9(实施例9的结果)
涉及叠层体的表9的结果中,对于通过粘接剂(5)而形成的粘接层(5-23)、(12)~(15),粘接性、剥离性良好,显示出可以根据粘接剂的固化时的加热处理面来选择剥离界面。对于粘接层(16),难以剥离。
(实施例10)
为了在作为器件侧的晶片的300mm的切筋(Trim)硅晶片(厚度:770μm)上形成临时粘接层,利用旋转涂布将上述的粘接剂(5)以约50μm的膜厚成膜于晶片的电路面,制成粘接层(5-24)。将具有粘接层的晶片、和作为载体侧晶片(支持体)的300mm的硅晶片(厚度:770μm),以夹着树脂(上述粘接剂)的方式在真空贴合装置(ズースマイクロテック社制,マニュアルボンダー)内贴合,制作出叠层体。然后,在电热板上使器件侧晶片为下而在190℃进行10分钟加热处理。然后,用背面研削装置(东京精密社制,背面研磨机)实施了器件侧晶片的薄化处理。将薄化处理后的器件侧晶片的边缘用光学显微镜进行观察,将没有切屑的情况作为良好而表述为“○”,将产生了切屑的情况表述为“×”。将结果示于表10中。
表10(实施例10的结果)
涉及叠层体的表10的结果中,对于通过粘接剂(5)而形成的粘接层(5-24),在薄化处理工序中未确认到切屑,显示良好的结果。
(实施例11)载体晶片(支持体)的采用溶剂的再生试验
为了在作为器件侧的晶片的300mm的切筋硅晶片(厚度:770μm)上形成临时粘接层,利用旋转涂布将上述的粘接剂(5)以约50μm的膜厚成膜于晶片的电路面,制成粘接层(5-25)。将具有该粘接层的晶片和作为载体侧的晶片(支持体)的300mm的硅晶片(厚度:770μm),以夹着树脂(上述粘接剂)的方式在真空贴合装置(ズースマイクロテック社制,マニュアルボンダー)内贴合,制作出叠层体。然后,在电热板上使器件侧晶片为下而在190℃进行10分钟加热处理。此外为了确认剥离性而利用剥离装置(ズースマイクロテック社制,マニュアルデボンダー)在器件侧晶片与粘接层(5-25)的界面实施了剥离。
另一方面,作为比较,将仅由成分(A)构成的粘接剂(17)以约50μm的膜厚涂布于作为载体侧晶片(支持体)的300mm的硅晶片(厚度:770μm),制成粘接层(17)。然后在190℃进行10分钟加热处理。
然后,将残存于载体侧晶片(支持体)的粘接层(5-25)和(17)浸渍于Isoper-E(安藤パラーケミ株式会社)。通过抬起(lift-off)实施了除去。将在溶剂浸渍后粘接层立即抬起(lift-off)的情况评价为良好而“○”表示,将不抬起(lift-off)的情况由“×”表示。
表11(实施例11的结果)
在涉及叠层体的表11的结果中,对于通过粘接剂(5)而形成的粘接层(5-25),通过抬起(lift-off)工序除去粘接层,显示良好的结果。另一方面,作为比较例而举出的通过粘接剂(17)而形成的粘接层(17)中不能确认到抬起(lift-off)。
(实施例12)载体晶片(支持体)的采用胶带剥离的再生试验
为了在作为器件侧的晶片的300mm的切筋硅晶片(厚度:770μm)上形成临时粘接层,利用旋转涂布将上述的粘接剂(5)以约50μm的膜厚成膜于晶片的电路面,分别制成粘接层(5-26)~(5-27)。
将具有该临时粘接层的晶片和作为载体侧晶片(支持体)的300mm的硅晶片(厚度:770μm),以夹着树脂(上述粘接剂)的方式在真空贴合装置(ズースマイクロテック社制,マニュアルボンダー)内贴合,制作出叠层体。然后,在电热板上使器件侧晶片为下而在190℃进行10分钟加热处理。此外为了确认剥离性而利用剥离装置(ズースマイクロテック社制,マニュアルデボンダー)在器件侧晶片与粘接层(5-26)、(5-27)的界面分别实施了剥离。
另一方面,作为比较,将仅由成分(A)构成的粘接剂(17)以约50μm的膜厚涂布于作为载体侧晶片(支持体)的300mm的硅晶片(厚度:770μm),分别制成粘接层(17-1)~(17-2)。然后在190℃进行10分钟加热处理。
然后,将残存于载体侧晶片(支持体)的粘接层(5-26)~(5-27)、和(17-1)~(17-2),使用印刷基板镀敷时的端子部掩蔽用胶带(日东电工株式会社制,商品名N-300)、和剥离用胶带(Microcontrol electronic社制,商品名DLO330MA)分别通过胶带剥离法进行了粘接剂的剥离试验。进行了将上述胶带粘贴于载体侧晶片(支持体)的粘接剂表面,相对于载体侧晶片(支持体)以60~180°的范围的角度拉剥胶带,从载体侧晶片(支持体)分离粘接层(5-26)~(5-27)、和(17-1)~(17-2)的试验。
将可以分离的情况评价为良好而用“○”表示,将不能分离的情况用“×”表示。
表12(实施例12的结果)
在涉及叠层体的表12的结果中,对于通过粘接剂(5)而形成的粘接层(5-26)~(5-27),通过采用上述二个胶带种类的抬起(lift-off)工序除去粘接层,显示良好的结果。另一方面,作为比较例而举出的仅采用粘接剂成分(A)的粘接层(17-1)~(17-2)中通过抬起(lift-off)工序不能确认粘接层的除去。
(实施例13)器件晶片的洗涤试验
为了在作为器件侧的晶片的300mm的切筋硅晶片(厚度:770μm)上形成临时粘接层,利用旋转涂布将上述的粘接剂(5)以约50μm的膜厚成膜于晶片的电路面,制成粘接层(5-28)。将具有该粘接层的晶片和作为载体侧晶片(支持体)的300mm的硅晶片(厚度:770μm),以夹着树脂(上述粘接剂)的方式在真空贴合装置(ズースマイクロテック社制,マニュアルボンダー)内贴合,制作出叠层体。然后,在电热板上使器件侧晶片为下而在190℃进行10分钟加热处理。此外为了确认剥离性而利用剥离装置(ズースマイクロテック社制,マニュアルデボンダー)在器件侧晶片与粘接层(5-28)之间实施了剥离。此时,大部分的粘接层残存在载体侧,为了除去在器件侧晶片极少残存的粘接剂,用由四丁基氟化铵、DBU(二氮杂二环十一碳烯)、和2-庚酮构成的清洁剂实施了10分钟桨式洗涤。然后,利用光学显微镜观察表面,将可以完全除去临时粘接剂的情况评价为良好而用“○”表示,将不能除去的情况用“×”表示。
表13(实施例13的结果)
在涉及叠层体的表13的结果中,对于通过粘接剂(5)而形成的粘接层(5-28),通过使用了上述清洁剂的桨式洗涤,器件侧的晶片表面完全被清洁,显示良好的结果。
产业可利用性
本发明提供在支持体(支持基板)与晶片之间具有粘接层,形成该粘接层的粘接剂包含通过氢化硅烷化反应而固化的聚有机硅氧烷成分、和非反应性的聚有机硅氧烷成分,能够根据加热固化时的加热方向来选择剥离部分的粘接剂。由于能够选择剥离界面,因此晶片背面的薄化工序可以高效率地实施。
Claims (20)
1.一种粘接剂,是用于在支持体与晶片的电路面之间可剥离地粘接从而对晶片的背面进行加工的粘接剂,通过在该粘接剂固化时从支持体侧进行加热或从晶片侧进行加热,能够控制剥离时的剥离面。
2.一种粘接剂,是用于将支持体表面与晶片表面的电路面接合的粘接剂,其能够为了进行晶片背面的加工而临时粘接,并通过从支持体侧或晶片侧进行加热固化,剥离面能够在支持体与所述粘接剂之间、或晶片与所述粘接剂之间选择,所述粘接剂包含:通过氢化硅烷化反应而固化的成分(A)、和包含聚二甲基硅氧烷的成分(B)。
3.根据权利要求2所述的粘接剂,成分(A)包含聚硅氧烷(A1)和铂族金属系催化剂(A2),
所述聚硅氧烷(A1)选自SiO2所示的硅氧烷单元即Q单元、R1R2R3SiO1/2所示的硅氧烷单元即M单元、R4R5SiO2/2所示的硅氧烷单元即D单元、R6SiO3/2所示的硅氧烷单元即T单元、和它们的组合,R1~R6各自独立地表示1价化学基,该1价化学基为碳原子数1~10的烷基、碳原子数2~10的烯基、或氢原子,并且R1~R6分别通过Si-C键或Si-H键与硅原子结合,
所述聚硅氧烷(A1)包含聚有机硅氧烷(a1)和聚有机硅氧烷(a2),
所述聚有机硅氧烷(a1)选自SiO2所示的硅氧烷单元即Q单元、R1’R2’R3’SiO1/2所示的硅氧烷单元即M’单元、R4’R5’SiO2/2所示的硅氧烷单元即D’单元、R6’SiO3/2所示的硅氧烷单元即T’单元、和它们的组合,R1’~R6’各自独立地表示1价化学基,该1价化学基为碳原子数1~10的烷基或碳原子数2~10的烯基,
所述聚硅氧烷(a2)选自SiO2所示的硅氧烷单元即Q单元、R1”R2”R3”SiO1/2所示的硅氧烷单元即M”单元、R4”R5”SiO2/2所示的硅氧烷单元即D”单元s、R6”SiO3/2所示的硅氧烷单元即T”单元、和它们的组合,R1”~R6”各自独立地表示1价化学基,该1价化学基为碳原子数1~10的烷基或氢原子。
4.根据权利要求2或3所述的粘接剂,成分(B)为具有1100mm2/s~2000000mm2/s的粘度的聚二甲基硅氧烷。
5.根据权利要求2或3所述的粘接剂,成分(B)为具有10000mm2/s~1000000mm2/s的粘度的聚二甲基硅氧烷。
6.根据权利要求2~5中任一项所述的粘接剂,粘接剂中的成分(A)与成分(B)的比例以质量%计为80:20~50:50。
7.根据权利要求2~6中任一项所述的粘接剂,其进一步包含抑制剂(A3)。
8.根据权利要求1~7中任一项所述的粘接剂,加工为晶片背面的研磨。
9.一种叠层体的形成方法,其包含下述工序:
在第一基体的表面涂布权利要求1~8中任一项所述的粘接剂而形成粘接层的第1工序;
将第二基体的表面与所述粘接层接合的第2工序;以及
从第一基体侧进行加热,从而使所述粘接层固化的第3工序。
10.根据权利要求9所述的形成方法,第一基体为支持体,第二基体为晶片,在第2工序中晶片的电路面与第一基体相对。
11.根据权利要求8所述的形成方法,第一基体为晶片,第二基体为支持体,在第2工序中晶片的电路面与第二基体相对。
12.根据权利要求9~11中任一项所述的形成方法,在第3工序中加热使用电热板在120~260℃进行。
13.一种剥离方法,其包含下述工序:
在第一基体的表面涂布权利要求1~8中任一项所述的粘接剂而形成粘接层的第1工序;
将第二基体的表面与所述粘接层接合的第2工序;
从第一基体侧进行加热,从而使所述粘接层固化,形成叠层体的第3工序;
对该叠层体进行加工的第4工序;以及
在第一基体与固化了的粘接层之间进行剥离的第5工序。
14.根据权利要求13所述的剥离方法,第一基体为支持体,第二基体为晶片,在第2工序中晶片的电路面与第一基体相对。
15.根据权利要求13所述的剥离方法,第一基体为晶片,第二基体为支持体,在第2工序中晶片的电路面与第二基体相对。
16.根据权利要求13所述的剥离方法,在第3工序中加热使用电热板,第一基体的温度为120~260℃,第一基体与第二基体的温度差为2~20℃。
17.根据权利要求13~16中任一项所述的剥离方法,在第4工序中加工为第一基体或第二基体的背面的研磨。
18.根据权利要求13~17中任一项所述的剥离方法,在第一基体与粘接层之间进行剥离后,进一步将第二基体与粘接层分离。
19.根据权利要求18所述的剥离方法,第二基体与粘接层的分离是使胶带附着于粘接剂表面,相对于第二基体面以60度~180度的角度拉剥而将第二基体与粘接层分离。
20.一种叠层体的加工方法,通过权利要求9~12中任一项的方法在第一基体的表面涂布粘接剂而形成粘接层,将第二基体的表面与粘接层接合,将第一基体或第二基体的背面进行研磨后,通过权利要求13~19中任一项所述的方法在第一基体与粘接层之间进行剥离。
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