CN112778921A - 切割带和切割芯片接合薄膜 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及切割带和切割芯片接合薄膜。本发明所述的切割带是在基材层上层叠有粘合剂层的切割带,前述基材层由具备单一结构或层叠结构的树脂薄膜构成,前述基材层在100℃下的MD方向的热收缩率为20%以下,且以使用纳米压痕仪在25℃下测得的前述基材层的弹性模量与前述基材层的截面惯性矩之积的形式求出的弯曲硬度为40N·mm2以下。
Description
相关申请的相互引用
本申请要求日本特愿2019-202484号的优先权,通过引用而援引至本申请说明书的记载中。
技术领域
本发明涉及切割带和切割芯片接合薄膜。
背景技术
以往已知的是,在半导体装置的制造中,为了获得芯片接合用半导体芯片而使用切割带、切割芯片接合薄膜。
前述切割带是在基材层上层叠粘合剂层而构成的,前述切割芯片接合薄膜是在前述切割带的粘合剂层上以可剥离的方式层叠芯片接合层而构成的。
并且,作为使用前述切割芯片接合薄膜获得芯片接合用的半导体芯片(Die)的方法,已知采用具有下述工序的方法:通过对半导体晶圆进行切割处理而对要加工成芯片(Die)的半导体晶圆形成槽的半切割工序;对半切割工序后的半导体晶圆进行磨削而减薄厚度的背面研磨工序;将背面研磨工序后的半导体晶圆的一面(例如与电路面相反一侧的面)粘贴于芯片接合层,将半导体晶圆固定于切割带的安装工序;扩大经半切割加工的半导体芯片彼此的间隔的扩展工序;维持半导体芯片彼此的间隔的切口维持工序;将芯片接合层与粘合剂层之间剥离,在粘贴有芯片接合层的状态下取出半导体芯片的拾取工序;以及使粘贴有芯片接合层的状态的半导体芯片粘接于被粘物(例如安装基板等)的芯片接合工序。
需要说明的是,在前述切口维持工序中,用热风(例如100~130℃)吹向切割带而使切割带发生热收缩后(使其热缩后),使其冷却固化,维持被切割的相邻半导体芯片间的距离(切口)。
此外,在前述扩展工序中,前述芯片接合层被切割成与经单片化的多个半导体芯片的尺寸相当的大小。
然而,在前述切口维持工序后,有时带芯片接合层的半导体芯片的外周部分从前述粘合剂层的表面鼓起(有时发生芯片浮起)。
为了抑制这种芯片浮起,例如,专利文献1中记载了使用具有特定物性的切割带。
详细记载了使用下述切割带,其至少1个方向的在23℃的温度条件下拉伸30%后的1000秒后的应力松弛率为45%以上,且前述至少一个方向的在23℃的温度条件下拉伸30%后的1000秒后的应力值为4MPa以下。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2019-16633号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而,针对前述切口维持工序后中的芯片浮起的抑制,难说已经进行了充分的研究。
因而,本发明的课题在于,提供能够较为抑制切口维持工序后的芯片浮起的切割带和切割芯片接合薄膜。
用于解决问题的方案
本发明所述的切割带是在基材层上层叠有粘合剂层的切割带,
前述基材层由具备单一结构或层叠结构的树脂薄膜构成,
前述基材层在100℃下的MD方向的热收缩率为20%以下,且以使用纳米压痕仪在25℃下测得的前述基材层的弹性模量与前述基材层的截面惯性矩之积的形式求出的弯曲硬度为40N·mm2以下。
对于前述切割带而言,
针对前述基材层的层叠前述粘合剂层的一侧的表层部,使用纳米压痕仪在25℃下进行测定时的弹性恢复率优选为75%以下。
对于前述切割带而言,
针对前述基材层的层叠前述粘合剂层的一侧的表层部,使用纳米压痕仪在25℃下进行测定时的硬度优选为40MPa以下。
本发明所述的切割芯片接合薄膜具备:
在基材层上层叠有粘合剂层的切割带;以及
层叠在前述切割带的粘合剂层上的芯片接合层,
前述基材层由具备单一结构或层叠结构的树脂薄膜构成,
前述基材层在100℃下的MD方向的热收缩率为20%以下,且以使用纳米压痕仪在25℃下测得的前述基材层的弹性模量与前述基材层的截面惯性矩之积的形式求出的弯曲硬度为40N·mm2以下。
附图说明
图1是示出本发明的一个实施方式所述的切割带的构成的剖视图。
图2是示出本发明的一个实施方式所述的切割芯片接合薄膜的构成的剖视图。
图3A是示意性地示出半导体集成电路的制造方法中的半切割加工的情况的剖视图。
图3B为示意性地示出半导体集成电路的制造方法中的半切割加工的情况的剖视图。
图3C为示意性地示出半导体集成电路的制造方法中的背面研磨加工的情况的剖视图。
图3D为示意性地示出半导体集成电路的制造方法中的背面研磨加工的情况的剖视图。
图4A为示意性地示出半导体集成电路的制造方法中的安装工序的情况的剖视图。
图4B为示意性地示出半导体集成电路的制造方法中的安装工序的情况的剖视图。
图5A为示意性地示出半导体集成电路的制造方法中的低温下的扩展工序的情况的剖视图。
图5B为示意性地示出半导体集成电路的制造方法中的低温下的扩展工序的情况的剖视图。
图5C为示意性地示出半导体集成电路的制造方法中的低温下的扩展工序的情况的剖视图。
图6A为示意性地示出半导体集成电路的制造方法中的常温下的扩展工序的情况的剖视图。
图6B为示意性地示出半导体集成电路的制造方法中的常温下的扩展工序的情况的剖视图。
图7为示意性地示出半导体集成电路的制造方法中的切口维持工序的情况的剖视图。
图8为示意性地示出半导体集成电路的制造方法中的拾取工序的情况的剖视图。
附图标记说明
1 基材层
2 粘合剂层
3 芯片接合层
10 切割带
20 切割芯片接合薄膜
1a 第一树脂层
1b 第二树脂层
1c 第三树脂层
G 背面研磨带
H 保持件
J 吸附夹具
P 销构件
R 切割环
T 晶圆加工用带
U 顶起构件
W 半导体晶圆
具体实施方式
以下,针对本发明的一个实施方式进行说明。
[切割带]
如图1所示那样,本实施方式所述的切割带10是在基材层1上层叠有粘合剂层2的切割带。
本实施方式所述的切割带10中,基材层1由具备单一结构或层叠结构的树脂薄膜构成。
本实施方式所述的切割带10中,基材层1在100℃下的MD方向(树脂流动方向)的热收缩率为20%以下。
本实施方式所述的切割带10中,基材层1的以使用纳米压痕仪在25℃下测得的基材层1的弹性模量与基材层1的截面惯性矩之积的形式求出的弯曲硬度为40N·mm2以下。弯曲硬度优选为30N·mm2以下、更优选为20N·mm2以下。
本说明书中,基材层1在100℃下的MD方向的热收缩率是指:将以MD方向成为长度方向的方式沿着规定尺寸(宽度20mm、长度120mm)切出的基材层1作为试验片,并将该试验片在温度为100℃的环境中暴露60秒钟后的收缩率。
需要说明的是,MD方向是指将基材层1卷成卷状时的卷取方向。
MD方向的热收缩率可按照下述步骤来求出。
(1)在距离加热前的前述试验片的长度方向的两端部为10mm的部位分别进行标记。
(2)测定加热前的前述试验片的标记间的距离L0(即MD方向的初始长度)。
(3)在将比标记部位靠外侧(即长度方向的端部侧)的部分用夹具固定的状态下,将前述试验片在温度为100℃的环境中暴露60秒钟。
(4)将前述试验片冷却至室温(23±2℃)后,针对与(2)相同的部位,测定长度L1。
(5)按照下式,算出前述试验片的长度方向(MD方向)的尺寸变化率RC。
RC=(L0-L1)/L0×100
本实施方式所述的切割带10在100℃下的MD方向(树脂流动方向)的热收缩率优选为0.01%以上、更优选为0.1%以上、进一步优选为1%以上。
通过使热收缩率为1%以上,将半导体晶圆切割成半导体芯片后,能够更充分地维持半导体芯片间的距离(即切口)。
用于计算基材层1的弯曲硬度的基材层1的弹性模量可如下操作来求出。
测定装置和测定条件
·装置:Tribo Indenter(Hysitron Inc.公司制)
·使用压头:Berkovich型金刚石制压头(三角锥型)
·测定方法:单一按压测定
·测定温度:25℃
·按压深度设定:200nm
·测定气氛:空气中
·负载(按压)速度:20nm/秒
·去载(拔出)速度:20nm/秒
测定试样
使用包埋树脂,将切割带(长度l:5mm、宽度w:5mm、厚度t:125μm)整体包埋后,使用切片机,将所包埋的切割带沿着宽度方向切出截面(露出截面)后作为测定试样。
需要说明的是,作为包埋树脂,可以使用例如DEV-TUBE S-31(ITW PP&F JAPAN公司制)。
测定方法
(1)将测定试样在25℃下保持1小时。
(2)以Berkovich型金刚石制压头的按压方向与测定试样的基材层1的表面正交的方式,配置测定试样。
(3)使Berkovich型金刚石制压头的前端抵接于测定试样的基材层1的表面后,将Berkovich型金刚石制压头以20nm/s的负载速度从基材层1的表面按压至200nm的深度。
(4)将Berkovich型金刚石制压头从基材层1的表面按压至200nm的深度后,将Berkovich型金刚石制压头以20nm/s的去载速度恢复至按压开始时的位置。
(5)使用分析软件“Triboscan Ver.9.2.12.0”,根据从将压头自按压最深的位置起进行去载时的基材层1的各位移、达到前述各位移时施加于基材层1的载荷和理论上计算的前述各位移时的压痕面积(达到前述各位移时的压头与基材层1的接触面积(接触投影面积)),算出弹性模量。
上述测定针对基材层1的不同的三处来进行,对在三处算出的弹性模量进行算术平均,由此求出基材层1的弹性模量。
需要说明的是,基材层1为层叠结构时,针对各层求出弹性模量。
此外,若假设基材层1的截面为长方形状,则基材层1的截面惯性矩I可以使用下式来计算。
I=w×h3/12(其中,w为切割带的宽度,h为基材层1的厚度)
需要说明的是,基材层1为层叠结构时,针对各层算出截面惯性矩。
基材层1的弯曲硬度可通过计算基材层1的弹性模量与基材层1的截面惯性矩之积来求出。
需要说明的是,基材层1为层叠结构时,针对各层分别求出弹性模量与截面惯性矩的乘积,并将它们进行加合,由此可以求出弯曲硬度。
基材层1是由第一层和层叠于该第一层的一面侧的第二层构成的二层结构,在前述第一层的另一面侧层叠粘合剂层2的情况下,使用纳米压痕仪在25℃下测得的前述第一层的弹性模量优选为350MPa以上且800MPa以下,使用纳米压痕仪在25℃下测得的前述第二层的弹性模量优选为10MPa以上且120MPa以下。
此外,基材层1是由成为中心层的第二层、层叠于中心层的一面侧且层叠粘合剂层2的第一层、以及层叠于中心层的另一面侧的第三层构成的三层结构的情况下,使用纳米压痕仪在25℃下测得的前述第一层和前述第三层的弹性模量优选为350MPa以上且800MPa以下,使用纳米压痕仪在25℃下测得的前述第二层的弹性模量优选为10MPa以上且200MPa以下。
基材层1的弯曲硬度优选为3N·mm2以上、更优选为10N·mm2以上。通过使弯曲硬度为3N·mm2以上,在制品形态下,能够从长条的隔离膜(例如PET隔离膜)上顺利地剥离已单片化的切割带。
通过使由树脂薄膜制作的基材层1在100℃下的MD方向的热收缩率为20%以下,且以使用纳米压痕仪在25℃下测得的基材层1的弹性模量与基材层1的截面惯性矩之积的形式求出的弯曲硬度为40N·mm2以下,从而能够较为抑制切口维持工序后的芯片浮起(粘合剂层2从半导体芯片的外周部分鼓起),其理由可以如下考虑。
为了使用切割带10由半导体晶圆获得多个半导体芯片,通常大多采用具备下述工序的方法:通过对半导体晶圆进行切割处理而对要加工成芯片(Die)的半导体晶圆形成槽的半切割工序;对半切割工序后的半导体晶圆进行磨削而减薄厚度的背面研磨工序;将背面研磨工序后的半导体晶圆的一面(例如与电路面相反一侧的面)粘贴于切割带10的粘合剂层2,将半导体晶圆固定于切割带10的安装工序;扩大经半切割加工的半导体芯片彼此的间隔的扩展工序;维持半导体芯片彼此的间隔的切口维持工序;以及将半导体芯片与粘合剂层2之间剥离而取出半导体芯片的拾取工序。
此处,在半导体晶圆的电路面,通常通过光刻法而形成了电路,因此,因基于该光刻法的电路形成,半导体晶圆容易向电路面侧翘曲。
此外,如后所述,扩展工序大多使用具备顶起构件的扩展装置,将固定有形成了槽的半导体晶圆的切割带10用前述顶起构件顶起且向下方(斜下方向)拉伸。在这种情况下,在扩展工序中,将切割带10向上方顶起的力作用于切割带10。
并且,作为抵抗将切割带10向上方顶起的力(顶起力)的力,切割带10产生与该顶起力相反方向的力、即朝下的抗力。
另一方面,将切割带10向上方顶起且拉伸时,切割带10被拉伸的方向(斜下方向)的力(拉伸力)会作用于形成有槽的半导体晶圆,作为抵抗作用于该切割带10的拉伸力的力,形成有槽的半导体晶圆产生与拉伸力相反方向的力、即斜上方的抗力。
并且,在切口维持工序中,在将切割带10冷却固化后,切割带10中产生的朝下的抗力和形成有槽的半导体晶圆中产生的斜上方向的抗力得以保存。由此可以认为:由于所保存的这些力,在切口维持工序后,经切割的半导体芯片的外周部相对于切割带10会发生鼓起。
进而,通过拉伸而被切割成半导体芯片的半导体晶圆的厚度为0.055mm左右,比较薄,因此可以认为:所切割的半导体芯片容易受到将切割带10冷却固化后得以保存的、切割带10中产生的抗力和半导体晶圆中产生的抗力的影响。由此可以认为:半导体芯片的外周部分在切口维持工序后容易自粘合剂层2浮起。
然而,本实施方式所述的切割带10中,由于基材层1在100℃下的MD方向的热收缩率为20%以下,因此,能够较为减小切口维持工序中的基材层1的热收缩。
如上所述,在切口维持工序后,切割带10中产生抗力,但基材层1的热收缩较小时,能够抑制在热收缩后残留于前述基材层中的抗力变大。
其结果,能够抑制半导体芯片的外周部分因切割带10中产生的抗力而自粘合剂层2鼓起。
此外,本实施方式所述的切割带10中,由于基材层1的弯曲硬度为40N·mm2以下,因此,在扩展工序中比较容易发生弯曲变形。即,即使在半导体芯片的外周部沿鼓起方向发生位移的情况下,基材层1也比较容易追随该位移。
综上可以认为:能够较为抑制切口维持工序后中的芯片浮起。
此外,如后所述,切割带10的基材层1的厚度通常薄至55μm以上且195μm以下。
因此可以认为:想要通过物性来改善基材层1的特性时,针对适合于微小区域内的评价的物性进行研究是有益的。
此处,本发明中,为了确定基材层1而采用的弯曲硬度这一物性是使用利用纳米压痕仪这一特别适合于微小区域测定的装置测得的弹性模量而算出的。
即,可以认为:弯曲硬度特别适合作为为了改善切割带10的基材层1的特性而研究的物性。
此外,基材层1为层叠结构时,若使用纳米压痕仪,则能够针对各层分别求出弯曲硬度,因此,从这一点出发,也可认为弯曲硬度特别适合作为评价基材层1的特性的物性。
本实施方式所述的切割带10中,针对基材层1的层叠粘合剂层2的一侧的表层部,使用纳米压痕仪在25℃下进行测定时的弹性恢复率优选为75%以下、更优选为65%以下。
本实施方式所述的切割带10中,针对基材层1的层叠粘合剂层2的一侧的表层部,使用纳米压痕仪在25℃下进行测定时的弹性恢复率优选为50%以上、更优选为60%以上。
通过使使用纳米压痕仪在25℃下进行测定时的弹性恢复率为50%以上,能够更充分地抑制由基材层1变形引起的外观不良。
使用了纳米压痕仪的弹性恢复率的测定可以通过使用与上述基材层1的弹性模量的测定中使用的装置和试样相同的测定装置和测定试样,采用与上述基材层1的弹性模量的测定条件相同的条件,使用分析软件“Triboscan Ver.9.2.12.0”,采用与上述基材层1的弹性模量相同的测定方法来进行。
需要说明的是,如果自压头按压最深的位置开始去载时未对基材层1施加载荷,则弹性恢复率成为0%,如果直至压头与基材层1即将不再抵接之前对基材层1施加有载荷,则弹性恢复率成为100%。
即,弹性恢复率可通过以按压开始位置作为基准来调查去载至何处为止时,基材层1不再承载载荷来求出。
本实施方式所述的切割带10中,针对基材层1的层叠粘合剂层2的一侧的表层部,使用纳米压痕仪在25℃下进行测定时的硬度优选为40MPa以下、更优选为35MPa以下。
本实施方式所述的切割带10中,针对基材层1的层叠粘合剂层2的一侧的表层部,使用纳米压痕仪在25℃下进行测定时的硬度优选为20MPa以上、更优选为30MPa以上。
通过使使用纳米压痕仪在25℃下进行测定时的硬度为20MPa以上,能够更良好地进行半导体晶圆和芯片接合层的切割。
使用了纳米压痕仪的硬度的测定可以通过使用与上述基材层1的弹性模量的测定中使用的装置和试样相同的测定装置和测定试样,采用与上述基材层1的弹性模量的测定条件相同的条件,使用分析软件“Triboscan Ver.9.2.12.0”,根据将压头按压最深时施加于基材层1的载荷、以及在将压头按压最深时理论上算出的压痕面积(将压头按压最深时的压头与基材层1的接触面积(接触投影面积)),求出基材层1的硬度,除此之外,采用与上述基材层1的弹性模量的测定方法相同的方法来进行。
基材层1支承粘合剂层2。基材层1使用树脂薄膜来制作。作为树脂薄膜所包含的树脂,可列举出聚烯烃、聚酯、聚氨酯、聚碳酸酯、聚醚醚酮、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚酰胺、全芳香族聚酰胺、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚苯硫醚、氟树脂、纤维素系树脂和硅树脂等。
作为聚烯烃,可列举出例如α-烯烃的均聚物、两种以上的α-烯烃的共聚物、嵌段聚丙烯、无规聚丙烯、1种或2种以上的α-烯烃与其它乙烯基单体的共聚物等。
作为α-烯烃的均聚物,优选为碳原子数2以上且12以下的α-烯烃的均聚物。作为这种均聚物,可列举出乙烯、丙烯、1-丁烯、4-甲基-1-戊烯等。
作为两种以上的α-烯烃的共聚物,可列举出乙烯/丙烯共聚物、乙烯/1-丁烯共聚物、乙烯/丙烯/1-丁烯共聚物、乙烯/碳原子数5以上且12以下的α-烯烃共聚物、丙烯/乙烯共聚物、丙烯/1-丁烯共聚物、丙烯/碳原子数5以上且12以下的α-烯烃共聚物等。
作为1种或2种以上的α-烯烃与其它乙烯基单体的共聚物,可列举出乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)等。
聚烯烃可以是被称为α-烯烃系热塑性弹性体的聚烯烃。作为α-烯烃系热塑性弹性体,可列举出将丙烯-乙烯共聚物与丙烯均聚物组合而得的物质、或者丙烯-乙烯-碳原子数4以上的α-烯烃三元共聚物。
作为α-烯烃系热塑性弹性体的市售品,可列举出例如作为丙烯系弹性体树脂的Vistamaxx 3980(ExxonMobil Chemical company制)。
树脂薄膜可以包含1种前述树脂,也可以包含两种以上的前述树脂。
需要说明的是,粘合剂层2包含后述紫外线固化粘合剂时,制作基材层1的树脂薄膜优选以具有紫外线透射性的方式来构成。
基材层1可以为单层结构,也可以为层叠结构。基材层1可以通过无拉伸成形来获得,也可以通过拉伸成形来获得,优选通过拉伸成形来获得。基材层1为层叠结构时,基材层1优选具有包含弹性体的层(以下称为弹性体层)和包含非弹性体的层(以下称为非弹性体层)。
通过使基材层1具有弹性体层和非弹性体层,能够使弹性体层作为松弛拉伸应力的应力松弛层而发挥功能。即,由于能够较为减小基材层1中产生的拉伸应力,因此,能够使基材层1具有适度的硬度且比较容易拉伸。
由此,能够提高由半导体晶圆切割成多个半导体芯片的切割性。
此外,在扩展工序中的切割时,能够抑制基材层1破裂而损坏。
需要说明的是,本说明书中,弹性体层是指在室温下的拉伸储能模量比非弹性体层低的低弹性模量层。作为弹性体层,可列举出在室温下的拉伸储能模量为10MPa以上且200MPa以下的弹性体层,作为非弹性体层,可列举出在室温下的拉伸储能模量为200MPa以上且500MPa以下的非弹性体层。
弹性体层可以包含1种弹性体,也可以包含2种以上的弹性体,优选包含α-烯烃系热塑性弹性体、EVA(乙烯-乙酸乙烯酯共聚物)。
非弹性体层可以包含1种非弹性体,也可以包含2种以上的非弹性体,优选包含后述茂金属PP。
基材层1具有弹性体层和非弹性体层时,基材层1优选形成为以弹性体层作为中心层且在该中心层的彼此相对的两面具有非弹性体层的三层结构(非弹性体层/弹性体层/非弹性体层)(参照图1)。需要说明的是,图1中,将一个非弹性体层示作第一树脂层1a,将弹性体层示作第二树脂层1b,将另一个非弹性体层示作第三树脂层3c。
此外,如上所述,在切口维持工序中,由于在室温(例如23℃)下将热风(例如100~130℃)吹向维持了扩展状态的前述切割芯片接合薄膜而使前述切割芯片接合薄膜发生热收缩后,进行冷却固化,因此,基材层1的最外层优选包含具有与吹到切割带的热风温度相近的熔点的树脂。由此,能够使通过吹送热风而熔融的最外层更迅速地固化。
其结果,在切口维持工序中能够更充分地维持切口。
基材层1是弹性体层与非弹性体层的层叠结构,弹性体层包含α-烯烃系热塑性弹性体且非弹性体层包含后述茂金属PP等聚烯烃的情况下,弹性体层优选包含相对于形成该弹性体层的弹性体总质量为50质量%以上且100质量%以下的α-烯烃系热塑性弹性体,更优选包含70质量%以上且100质量%以下,进一步优选包含80质量%以上且100质量%以下,特别优选包含90质量%以上且100质量%以下,最适合包含95质量%以上且100质量%以下。通过以前述范围包含α-烯烃系热塑性弹性体,弹性体层与非弹性体层的亲和性变高,因此,能够比较容易地将基材层1挤出成形。此外,能够使弹性体层作为应力松弛层而发挥作用,因此,能够高效地切割粘贴于切割带的半导体晶圆。
基材层1为弹性体层与非弹性体层的层叠结构时,基材层1优选通过将弹性体与非弹性体进行共挤出而制成弹性体层与非弹性体层的层叠结构的共挤出成形来获得。作为共挤出成形,可以采用在薄膜、片等的制造中通常进行的任意且适当的共挤出成形。在共挤出成形之中,从能够高效且廉价地获得基材层1的观点出发,优选采用吹胀法、共挤出T模法。
通过共挤出成形来获得形成层叠结构的基材层1时,前述弹性体层与前述非弹性体层经加热而在熔融状态下接触,因此,优选前述弹性体与前述非弹性体的熔点差异小。通过使熔点差异小,从而抑制成为低熔点的前述弹性体或前述非弹性体中的任一者被过度加热,因此,能够抑制成为低熔点的前述弹性体或前述非弹性体中的任一者因热劣化而生成副产物。此外,也能够抑制因成为低熔点的前述弹性体或前述非弹性体中的任一者的粘度过度降低而导致前述弹性体层与前述非弹性体层之间发生层叠不良。前述弹性体与前述非弹性体的熔点差优选为0℃以上且70℃以下、更优选为0℃以上且55℃以下。
前述弹性体和前述非弹性体的熔点可以利用差示扫描量热(DSC)分析进行测定。例如,可以通过使用差示扫描量热计装置(TA INSTRUMENTS公司制、型号:DSC Q2000),在氮气气流下以5℃/min的升温速度升温至200℃,并求出吸热峰的峰值温度来测定。
基材层1的厚度优选为55μm以上且195μm以下、更优选为55μm以上且190μm以下、进一步优选为55μm以上且170μm以下、最适合为60μm以上且160μm以下。通过使基材层1的厚度为前述范围,能够高效地制造切割带,且能够高效地切割粘贴于切割带的半导体晶圆。
基材层1的厚度可通过例如使用直读式厚度计(PEACOCK公司制、型号:R-205),测定随机选择的任意5个点的厚度,并对这些厚度进行算术平均来求出。
在将弹性体层和非弹性体层层叠而成的基材层1中,非弹性体层的厚度相对于弹性体层的厚度的比优选为1/25以上且1/3以下,更优选为1/25以上且1/3.5以下,进一步优选为1/25以上且1/4以下,特别优选为1/22以上且1/4以下,最适合为1/20以上且1/4以下。通过将非弹性体层的厚度相对于弹性体层的厚度的比设为上述范围,能够效率更良好地切断粘贴于切割带的半导体晶圆。
弹性体层可以是单层(1层)结构,也可以是层叠结构。弹性体层优选为1层~5层的结构,更优选为1层~3层的结构,进一步优选为1层~2层的结构,为1层结构的方式最佳。在弹性体层为层叠结构的情况下,既可以是全部的层包含相同的弹性体,也可以是至少2层包含不同的弹性体。
非弹性体层可以是单层(1层)结构,也可以是层叠结构。非弹性体层优选为1层~5层的结构,更优选为1层~3层的结构,进一步优选为1层~2层的结构,最适合为1层结构。在非弹性体层为层叠结构的情况下,既可以是全部的层包含相同的非弹性体,也可以是至少2层包含不同的非弹性体。
非弹性体层优选包含作为利用茂金属催化剂得到的聚合产物的聚丙烯树脂(以下称为茂金属PP)来作为非弹性体。作为茂金属PP,可列举作为茂金属催化剂的聚合产物的丙烯/α-烯烃共聚物。通过使非弹性体层包含茂金属PP,从而能够效率良好地制造切割带,并且能够效率良好地切断粘贴于切割带的半导体晶圆。
需要说明的是,作为市售的茂金属PP,可列举出WINTEC WFX4M(日本聚丙烯公司制)。
在此,茂金属催化剂为包含周期表第4族的过渡金属化合物(所谓的茂金属化合物)、和可与茂金属化合物反应而将该茂金属化合物活化为稳定的离子态的助催化剂的催化剂,所述周期表第4族的过渡金属化合物包含具有环戊二烯基骨架的配体,所述茂金属催化剂根据需要而包含有机铝化合物。茂金属化合物为能够进行丙烯的立构规整聚合的交联型的茂金属化合物。
在前述作为茂金属催化剂的聚合产物的丙烯/α-烯烃共聚物中,优选作为茂金属催化剂的聚合产物的丙烯/α-烯烃无规共聚物,在前述作为茂金属催化剂的聚合产物的丙烯/α-烯烃无规共聚物中,优选选自作为茂金属催化剂的聚合产物的丙烯/碳数2的α-烯烃无规共聚物、作为茂金属催化剂的聚合产物的丙烯/碳数4的α-烯烃无规共聚物、及作为茂金属催化剂的聚合产物的丙烯/碳数5的α-烯烃无规共聚物中的共聚物,这些中,最适合为作为茂金属催化剂的聚合产物的丙烯/乙烯无规共聚物。
对于前述作为茂金属催化剂的聚合产物的丙烯/α-烯烃无规共聚物,从与前述弹性体层的共挤出成膜性及粘贴于切割带的半导体晶圆的切断性的观点出发,优选熔点为80℃以上且140℃以下、特别是100℃以上且130℃以下者。
前述作为茂金属催化剂的聚合产物的丙烯/α-烯烃无规共聚物的熔点可以利用前述的方法来测定。
在此,如果将前述弹性体层配置在基材层1的最外层,则在将基材层1制成卷状体时,被配置在最外层的前述弹性体层彼此容易粘连(容易粘在一起)。因此,变得难以将基材层1从卷状体退卷。与此相对地,前述的层叠结构的基材层1的优选方式为非弹性体层/弹性体层/非弹性体层,即非弹性体层被配置在最外层,因此这种形态的基材层1的耐粘连性变得优异。由此,能够抑制使用切割带10的半导体装置的制造因粘连而产生延迟。
前述非弹性体层优选包含具有100℃以上且130℃以下的熔点、并且分子量分散度(质均分子量/数均分子量)为5以下的树脂。作为这样的树脂,可列举茂金属PP。
通过使上述非弹性体层包含如前所述的树脂,从而能够在切口维持工序中使非弹性体层更迅速地冷却固化。因此,能够更充分地抑制在使切割带热收缩后基材层1发生收缩。
由此,在切口维持工序中,能够更充分地维持切口。
需要说明的是,通过由上述那样的树脂构成树脂薄膜,且使基材层1的厚度为上述那样的厚度,从而能够使基材层1在100℃下的MD方向的热收缩率为20%以下,且以使用纳米压痕仪在25℃下测得的基材层1的弹性模量与基材层1的截面惯性矩之积的形式求出的弯曲硬度为40N·mm2以下。
粘合剂层2含有粘合剂。粘合剂层2通过粘合来保持用于单片化为半导体芯片的半导体晶圆。
作为前述粘合剂,可列举在切割带10的使用过程中能够通过来自外部的作用而降低粘合力的粘合剂(以下称为粘合降低型粘合剂)。
当使用粘合降低型粘合剂作为粘合剂时,在切割带10的使用过程中,粘合剂层2可以分开使用显示较高的粘合力的状态(以下称为高粘合状态)和显示较低的粘合力的状态(以下称为低粘合状态)。例如,在将粘贴于切割带10的半导体晶圆供于切断时,为了抑制通过切断半导体晶圆而单片化的多个半导体芯片从粘合剂层2浮起或剥离而利用高粘合状态。与此相对地,在切断半导体晶圆后,为了拾取已单片化的多个半导体芯片而利用低粘合状态,以便容易从粘合剂层2拾取多个半导体芯片。
作为前述粘合降低型粘合剂,可列举例如:能够在切割带10的使用过程中通过照射辐射线而固化的粘合剂(以下称为辐射线固化粘合剂)。
作为前述辐射线固化粘合剂,可列举例如:通过照射电子束、紫外线、α射线、β射线、γ射线或X射线而固化的类型的粘合剂。这些中,优选使用通过照射紫外线而固化的粘合剂(紫外线固化粘合剂)。
作为前述辐射线固化粘合剂,可列举例如添加型的辐射线固化粘合剂,其包含丙烯酸系聚合物等基础聚合物以及具有辐射线聚合性的碳-碳双键等官能团的辐射线聚合性单体成分、辐射线聚合性低聚物成分。
作为前述丙烯酸系聚合物,可列举包含来自(甲基)丙烯酸酯的单体单元的丙烯酸系聚合物。作为(甲基)丙烯酸酯,可列举例如(甲基)丙烯酸烷基酯、(甲基)丙烯酸环烷基酯、及(甲基)丙烯酸芳基酯等。
粘合剂层2可以包含外部交联剂。作为外部交联剂,只要是可以与作为基础聚合物的丙烯酸系聚合物反应而形成交联结构的物质,则任意类型均可使用。作为这样的外部交联剂,可列举例如多异氰酸酯化合物、环氧化合物、多元醇化合物、氮丙啶化合物、及三聚氰胺系交联剂等。
作为前述辐射线聚合性单体成分,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、及1,4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯等。作为前述辐射线聚合性低聚物成分,可列举例如氨基甲酸酯系、聚醚系、聚酯系、聚碳酸酯系、聚丁二烯系等各种低聚物。前述辐射线固化粘合剂中的辐射线聚合性单体成分、辐射线聚合性低聚物成分的含有比例可在使粘合剂层2的粘合性适当下降的范围内选择。
前述辐射线固化粘合剂优选包含光聚合引发剂。作为光聚合引发剂,可列举例如α-酮醇系化合物、苯乙酮系化合物、苯偶姻醚系化合物、缩酮系化合物、芳香族磺酰氯系化合物、光活性肟系化合物、二苯甲酮系化合物、噻吨酮系化合物、樟脑醌、卤代酮、酰基氧化膦、及酰基膦酸酯等。
粘合剂层2中,除了前述各成分以外还可以包含交联促进剂、增粘剂、防老剂、颜料或染料等着色剂等。
粘合剂层2的厚度优选为1μm以上且50μm以下,更优选为2μm以上且30μm以下,进一步优选为5μm以上且25μm以下。
[切割芯片接合薄膜]
之后,参照图2对切割芯片接合薄膜20进行说明。需要说明的是,在切割芯片接合薄膜20的说明中,与切割带10重复的部分不再重复对其进行说明。
如图2所示,本实施方式的切割芯片接合薄膜20具备在基材层1上层叠有粘合剂层2的切割带10、和层叠在切割带10的粘合剂层2上的芯片接合层3。
在切割芯片接合薄膜20中,在芯片接合层3上粘贴半导体晶圆。
在使用切割芯片接合薄膜20的半导体晶圆的切断中,芯片接合层3也与半导体晶圆一起被切断。芯片接合层3被切断为与单片化的多个半导体芯片的尺寸相当的大小。由此,可以得到带有芯片接合层3的半导体芯片。
关于切割芯片接合薄膜20的切割带10,如上所述,基材层1由具备单一结构或层叠结构的树脂薄膜构成,切割带10的基材层1在100℃下的MD方向的热收缩率为20%以下,且以使用纳米压痕仪在25℃下测得的基材层1的弹性模量与基材层1的截面惯性矩之积的形式求出的弯曲硬度为40N·mm2以下。
在切割芯片接合薄膜20的切割带10中,如上所述,基材层1在100℃下的MD方向的热收缩率优选为0.01%以上、更优选为0.1%以上、进一步优选为1%以上,以使用纳米压痕仪在25℃下测得的基材层1的弹性模量与基材层1的截面惯性矩之积的形式求出的弯曲硬度优选为3N·mm2以上、更优选为10N·mm2以上。
此外,在切割芯片接合薄膜20的切割带10中,如上所述,针对基材层1的层叠粘合剂层2的一侧的表层部,使用纳米压痕仪在25℃下进行测定时的弹性恢复率优选为75%以下、更优选为65%以下。弹性恢复率优选为50%以上、更优选为60%以上。
进而,在切割芯片接合薄膜20的切割带10中,如上所述,针对基材层1的层叠粘合剂层2的一侧的表面,使用纳米压痕仪在25℃下进行测定时的硬度优选为40MPa以下、更优选为35MPa以下。硬度优选为20MPa以上、更优选为30MPa以上。
芯片接合层3优选具有热固性。通过使芯片接合层3包含热固性树脂及具有热固性官能团的热塑性树脂中的至少一者,从而可以对芯片接合层3赋予热固性。
当芯片接合层3包含热固性树脂时,作为这样的热固性树脂,可列举例如环氧树脂、酚醛树脂、氨基树脂、不饱和聚酯树脂、聚氨酯树脂、硅树脂、及热固性聚酰亚胺树脂等。这些中,优选使用环氧树脂。
作为环氧树脂,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、三羟基苯基甲烷型、四酚基乙烷型、乙内酰脲型、异氰脲酸三缩水甘油酯型、及缩水甘油胺型的环氧树脂。
对于作为环氧树脂的固化剂的酚醛树脂,可列举例如酚醛清漆型酚醛树脂、甲阶型酚醛树脂、及聚对氧苯乙烯等聚氧苯乙烯。
芯片接合层3包含具有热固性官能团的热塑性树脂时,作为这样的热塑性树脂,可列举例如含有热固性官能团的丙烯酸类树脂。作为含有热固性官能团的丙烯酸类树脂中的丙烯酸类树脂,可列举包含来自(甲基)丙烯酸酯的单体单元的丙烯酸类树脂。
对于具有热固性官能团的热固性树脂而言,可根据热固性官能团的种类来选择固化剂。
从使树脂成分的固化反应充分进行、或者提高固化反应速度的观点出发,芯片接合层3也可以含有热固化催化剂。作为热固化催化剂,可列举例如咪唑系化合物、三苯基膦系化合物、胺系化合物、及三卤代硼烷系化合物。
芯片接合层3可以包含热塑性树脂。热塑性树脂作为粘结剂起作用。作为热塑性树脂,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、聚酰胺6、聚酰胺6,6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。上述热塑性树脂可以仅使用一种,也可以将两种以上组合使用。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基于芯片接合层的连接可靠性的观点出发,优选丙烯酸类树脂。
上述丙烯酸类树脂优选为包含来自(甲基)丙烯酸酯的单体单元来作为以质量比例计最多的单体单元的聚合物。作为(甲基)丙烯酸酯,可列举例如(甲基)丙烯酸烷基酯、(甲基)丙烯酸环烷基酯、及(甲基)丙烯酸芳基酯等。上述丙烯酸类树脂可以包含来自能够与(甲基)丙烯酸酯共聚的其它成分的单体单元。作为上述其它成分,可列举例如含羧基单体、酸酐单体、含羟基单体、含缩水甘油基单体、含磺酸基单体、含磷酸基单体、丙烯酰胺、丙烯腈等含官能团单体、各种多官能性单体等。从在芯片接合层中实现高内聚力的观点出发,上述丙烯酸类树脂优选为(甲基)丙烯酸酯(特别是烷基的碳数为4以下的(甲基)丙烯酸烷基酯)与含羧基单体、含氮原子单体、多官能性单体(特别是多缩水甘油基系多官能单体)的共聚物,更优选为丙烯酸乙酯与丙烯酸丁酯、丙烯酸、丙烯腈、(甲基)丙烯酸多缩水甘油基酯的共聚物。
根据需要,芯片接合层3可以含有一种或两种以上的其它成分。作为其它成分,可列举例如阻燃剂、硅烷偶联剂、及离子捕捉剂。
芯片接合层3的厚度没有特别限定,例如为1μm以上且200μm以下。该厚度可以为3μm以上且150μm以下,也可以为5μm以上且100μm以下。
本实施方式的切割芯片接合薄膜20例如可作为用于制造半导体集成电路的辅助用具来使用。以下对使用切割芯片接合薄膜20的具体例进行说明。
以下,对使用基材层1为一层的切割芯片接合薄膜20的例子进行说明。
制造半导体集成电路的方法具有下述工序:通过对半导体晶圆进行切割处理而对要加工成芯片(Die)的半导体晶圆形成槽的半切割工序;对半切割工序后的半导体晶圆进行磨削而减薄厚度的背面研磨工序;将背面研磨工序后的半导体晶圆的一面(例如与电路面相反一侧的面)粘贴于芯片接合层3,将半导体晶圆固定于切割带10的安装工序;扩大经半切割加工的半导体芯片彼此的间隔的扩展工序;维持半导体芯片彼此的间隔的切口维持工序;将芯片接合层3与粘合剂层2之间剥离,在粘贴有芯片接合层3的状态下取出半导体芯片(Die)的拾取工序;以及使粘贴有芯片接合层3的状态的半导体芯片(Die)粘接于被粘物的芯片接合工序。实施这些工序时,本实施方式的切割带(切割芯片接合薄膜)被用作制造辅助用具。
在半切割工序中,如图3A及图3B所示,实施用于将半导体集成电路切断成小片(Die)的半切割加工。详细而言,在半导体晶圆W的与电路面处于相反侧的面粘贴晶圆加工用带T(参照图3A)。另外,将切割环R安装于晶圆加工用带T(参照图3A)。在粘贴有晶圆加工用带T的状态下形成分割用的槽(参照图3B)。在背面研磨工序中,如图3C及图3D所示,对半导体晶圆进行磨削而使厚度变薄。详细而言,在形成有槽的面上粘贴背面研磨带G,另一方面,将最初粘贴的晶圆加工用带T剥离(参照图3C)。在粘贴有背面研磨带G的状态下实施磨削加工,直至半导体晶圆W达到规定的厚度为止(参照图3D)。
在安装工序中,如图4A~图4B所示,将切割环R安装于切割带10的粘合剂层2后,在露出的芯片接合层3的面上粘贴经半切割加工的半导体晶圆W(参照图4A)。之后,从半导体晶圆W剥离背面研磨带G(参照图4B)。
在扩展工序中,如图5A~图5C所示,将切割环R固定于扩展装置的保持件H。使用扩展装置所具备的顶起构件U将切割芯片接合薄膜20从下侧顶起,从而对切割芯片接合薄膜20进行拉伸而使其沿着面方向扩展(参照图5B)。由此,在特定的温度条件下切断经半切割加工的半导体晶圆W。上述温度条件为例如-20~5℃,优选为-15~0℃,更优选为-10~-5℃。通过使顶起构件U下降而解除扩展状态(参照图5C)。
进一步地,在扩展工序中,如图6A~图6B所示,在更高的温度条件下(例如室温(23℃))对切割带10进行拉伸而使面积扩大。由此,使已切断的相邻的半导体芯片W在薄膜面的面方向上分离,进一步扩大间隔。
需要说明的是,在扩展工序中,如上所述,基材层1中产生从半导体芯片离开的方向的抗力。
此处,在本实施方式所述的切割芯片接合薄膜20的切割带10中,基材层1的以使用纳米压痕仪在25℃下测得的基材层1的弹性模量与基材层1的截面惯性矩之积的形式求出的弯曲硬度为40N·mm2以下。因此,在扩展工序中,基材层1比较容易弯曲变形。即,即使在半导体芯片的外周部分沿鼓起方向发生位移那样的情况下,基材层1也比较容易追随该位移。
在切口维持工序中,如图7所示,将热风(例如100~130℃)吹向切割带10而使切割带10热收缩后,进行冷却固化,维持已切断的相邻的半导体芯片间的距离(切口)。
此处,在本实施方式所述的切割芯片接合薄膜20的切割带10中,基材层1在100℃下的MD方向的热收缩率为20%以下,因此,能够较为减小切口维持工序中的基材层1的热收缩。因此,如上所述,在扩展工序中,即使基材层1中产生从半导体芯片离开的方向的抗力的情况下,也能够使热收缩后残留于前述基材层的抗力较小。其结果,能够较为抑制半导体芯片的外周部分从粘合剂层2鼓起。
在拾取工序中,如图8所示,将粘贴有芯片接合层3的状态的半导体芯片W从切割带10的粘合层2剥离。详细而言,使销构件P上升,从而将拾取对象的半导体芯片W隔着切割带10顶起。利用吸附夹具J保持被顶起的半导体芯片。
在芯片接合工序中,将粘贴有芯片接合层3的状态的半导体芯片W粘接于被粘物。
需要说明的是,在上述的半导体集成电路的制造中,对使用切割芯片接合薄膜20作为辅助工具的例子进行了说明,但是在使用切割带10作为辅助工具时,也可以与上述同样地制造半导体集成电路。
通过本说明书而公开的事项包括以下内容。
(1)
一种切割带,其是在基材层上层叠有粘合剂层的切割带,
前述基材层由具备单一结构或层叠结构的树脂薄膜构成,
前述基材层在100℃下的MD方向的热收缩率为20%以下,且以使用纳米压痕仪在25℃下测得的前述基材层的弹性模量与前述基材层的截面惯性矩之积的形式求出的弯曲硬度为40N·mm2以下。
根据该构成,由于前述基材层在100℃下的MD方向的热收缩率为20%以下,因此,能够较为减小切口维持工序中的前述基材层的热收缩。因此,在扩展工序中,即使前述基材层中产生从半导体芯片离开的方向的抗力,也能够使热收缩后残留于前述基材层的抗力较小。其结果,能够较为抑制半导体芯片的外周部分从前述粘合剂层鼓起。
此外,由于前述基材层的以使用纳米压痕仪在25℃下测得的前述基材层的弹性模量与前述基材层的截面惯性矩之积的形式求出的弯曲硬度为40N·mm2以下,因此,在扩展工序中,前述基材层比较容易弯曲变形。即,即使在半导体芯片的外周部分沿鼓起方向发生位移的情况下,基材层也比较容易追随该位移。
由此,能够较为抑制切口维持工序后中的芯片浮起。
(2)根据上述(1)所述的切割带,其中,
前述基材层在100℃下的MD方向的热收缩率为1%以上。
根据该构成,在将半导体晶圆切割成半导体芯片后,能够更充分地维持半导体芯片间的距离(即切口)。
(3)根据上述(1)或(2)所述的切割带,其中,
前述基材层的以使用纳米压痕仪在25℃下测得的前述基材层的弹性模量与前述基材层的截面惯性矩之积的形式求出的弯曲硬度为3N·mm2以上。
根据该构成,在制品形态下,能够从长条的隔离膜顺利地剥离经单片化的切割带。
(4)根据上述(1)~(3)中任一项所述的切割带,其中,
针对前述基材层的层叠前述粘合剂层的一侧的表层部,使用纳米压痕仪在25℃下进行测定时的弹性恢复率为75%以下。
根据该构成,针对前述基材层的层叠前述粘合剂层的一侧的表层部,使用纳米压痕仪在25℃下进行测定时的弹性恢复率为75%以下,因此,即使在扩展工序中在前述基材层中产生从半导体芯片离开的方向的抗力,也能够在热收缩后进一步减小残留于前述基材层的抗力。其结果,能够进一步抑制半导体芯片的外周部分从前述粘合剂层鼓起。
由此,能够进一步抑制切口维持工序后的芯片浮起。
(5)根据上述(4)所述的切割带,其中,
针对前述基材层的层叠前述粘合剂层的一侧的表层部,使用纳米压痕仪在25℃下进行测定时的弹性恢复率为50%以上。
根据该构成,能够更充分地抑制由前述基材层变形导致的外观不良。
(6)根据上述(1)~(5)中任一项所述的切割带,其中,
针对前述基材层的层叠前述粘合剂层的一侧的表层部,使用纳米压痕仪在25℃下进行测定时的硬度为40MPa以下。
根据该构成,针对前述基材层的层叠前述粘合剂层的一侧的表层部,使用纳米压痕仪在25℃下进行测定时的硬度为40MPa以下,因此,即使在扩展工序中在前述基材层中产生从半导体芯片离开的方向的抗力,也能够进一步减小在热收缩后残留于前述基材层的抗力。其结果,能够进一步抑制半导体芯片的外周部分从前述粘合剂层鼓起。
由此,能够进一步抑制切口维持工序后中的芯片浮起。
(7)根据上述(6)所述的切割带,其中,
针对前述基材层的层叠前述粘合剂层的一侧的表层部,使用纳米压痕仪在25℃下进行测定时的硬度为20MPa以上。
根据该构成,能够更良好地进行半导体晶圆和芯片接合层的切割。
(8)一种切割芯片接合薄膜,其具备:
在基材层上层叠有粘合剂层的切割带;以及
层叠在前述切割带的粘合剂层上的芯片接合层,
前述基材层由具备单一结构或层叠结构的树脂薄膜构成,
前述基材层在100℃下的MD方向的热收缩率为20%以下,且以使用纳米压痕仪在25℃下测得的前述基材层的弹性模量与前述基材层的截面惯性矩之积的形式求出的弯曲硬度为40N·mm2以下。
根据该构成,即使在扩展工序中在前述基材层中产生从半导体芯片离开的方向的抗力,也能够使热收缩后残留于前述基材层的抗力较小,且能够在扩展工序中使前述基材层较容易发生弹性变形。
由此,能够较为抑制切口维持工序后中的芯片浮起。
(9)根据上述(8)所述的切割芯片接合薄膜,其中,
针对前述基材层的层叠前述粘合剂层的一侧的表层部,使用纳米压痕仪在25℃下进行测定时的弹性恢复率为75%以下。
(10)根据上述(8)或(9)所述的切割芯片接合薄膜,其中,
针对前述基材层的层叠前述粘合剂层的一侧的表层部,使用纳米压痕仪在25℃下进行测定时的硬度为40MPa以下。
根据该构成,能够进一步抑制切口维持工序后中的芯片浮起。
需要说明的是,本发明所述的切割带和切割芯片接合薄膜不限定于前述实施方式。此外,本发明所述的切割带和切割芯片接合薄膜不受前述作用效果限定。本发明所述的切割带和切割芯片接合薄膜可以在不脱离本发明主旨的范围内进行各种变更。
实施例
之后,列举实施例对本发明进行进一步具体说明。以下的实施例是用于进一步详细说明本发明的例子,并非对本发明的范围进行限定。
[实施例1]
<基材层的成形>
使用两种3层挤出T模成形机,成形具有A层/B层/C层的3层结构(以B层作为中心层,且在B层的两面层叠有作为外层的A层和C层的3层结构)的基材层。A层和C层的树脂使用茂金属PP(商品名:WINTEC WFX4M、日本聚丙烯公司制),B层的树脂使用EVA(商品名:Ultrathene(注册商标)626、东曹公司制)。
在模头温度190℃下进行上述挤出成形。即,在190℃下将A层、B层、及C层挤出成形。通过挤出成形而得到的基材层的厚度为80μm。需要说明的是,A层、B层、及C层的厚度比(层厚比)为A层:B层:C层=1:10:1。
在使成形的基材层充分固化后,将固化后的基材层卷取成卷状,从而制成卷状体。
<切割带的制作>
使用涂抹器以厚度达到10μm的方式将粘合剂组合物从卷状的基材层涂布在基材层的一个表面。将涂布粘合剂组合物后的基材层在110℃下加热干燥3分钟而形成粘合剂层,从而得到切割带。
如下所述地制备上述粘合剂组合物。
首先,将INA(丙烯酸异壬酯)173质量份、HEA(丙烯酸羟乙酯)54.5质量份、AIBN(2,2’-偶氮二异丁腈)0.46质量份、乙酸乙酯372质量份混合,得到第1树脂组合物。
之后,向安装有圆底可拆式烧瓶(容量1L)、温度计、氮气导入管及搅拌叶片的聚合用实验装置的前述圆底可拆式烧瓶内加入前述第1树脂组合物,一边搅拌前述第1树脂组合物一边使前述第1树脂组合物的液温达到常温(23℃),对前述圆底可拆式烧瓶内进行6小时氮气置换。
接着,在使氮气流入前述圆底可拆式烧瓶内的状态下,一边搅拌前述第1树脂组合物,一边使前述第1树脂组合物的液温在62℃下保持3小时,之后进一步在75℃下保持2小时,使前述INA、前述HEA、及前述AIBN聚合,得到第二树脂组合物。之后,停止氮气向前述圆底可拆式烧瓶内的流入。
将前述第二树脂组合物冷却至液温达到常温为止,之后向前述第二树脂组合物中加入作为具有聚合性碳-碳双键的化合物的甲基丙烯酸2-异氰酸根合乙酯(昭和电工公司制、商品名“Karenz MOI(注册商标)”)52.5质量份及二月桂酸二丁基锡IV(和光纯药工业公司制)0.26质量份,得到第三树脂组合物,将所得到的第三树脂组合物在大气气氛、液温50℃下搅拌24小时。
之后,向前述第三树脂组合物中分别加入相对于聚合物固体成分100质量份为0.75质量份的CORONATE L(异氰酸酯化合物)及2质量份的Omnirad127(光聚合引发剂)后,用乙酸乙酯将前述第三树脂组合物稀释至固态成分浓度达到20质量%,制备粘合剂组合物。
<切割芯片接合薄膜的制作>
将丙烯酸类树脂(长濑化学公司制、商品名“SG-P3”、玻璃化转变温度12℃)100质量份、环氧树脂(三菱化学公司制、商品名“JER1001”)46质量份、酚醛树脂(明和化成公司制、商品名“MEH-7851ss”)51质量份、球状二氧化硅(Admatechs公司制、商品名“SO-25R”)191质量份及固化催化剂(四国化成工业公司制、商品名“CUREZOL PHZ”)0.6质量份加入到甲乙酮中并混合,得到固体成分浓度20质量%的芯片接合组合物。
之后,使用涂抹器以厚度达到10μm的方式将前述芯片接合组合物涂布在作为剥离衬垫的PET系隔离体(厚度50μm)的实施了有机硅处理的面上,在130℃下干燥2分钟而从前述芯片接合组合物脱溶剂,得到在前述剥离衬垫上层叠有芯片接合层的芯片接合片。
之后,在前述切割带的前述粘合剂层上贴合前述芯片接合片中的未层叠前述剥离片的一侧后,将前述剥离衬垫从前述芯片接合层剥离,得到具备芯片接合层的切割芯片接合薄膜。
(弯曲硬度)
针对形成粘合剂层前的基材层,求出弯曲硬度。
弯曲硬度以使用纳米压痕仪在25℃下测得的前述基材层的弹性模量与前述基材层的截面惯性矩之积的形式求出。
形成粘合剂层前的基材层的弹性模量如下操作来求出。
测定装置和测定条件
·装置:Tribo Indenter(Hysitron Inc.公司制)
·使用压头:Berkovich型金刚石制压头(三角锥型)
·测定方法:单一按压测定
·测定温度:25℃
·按压深度设定:200nm
·测定气氛:空气中
·负载(按压)速度:20nm/秒
·去载速度(拔出):20nm/秒
测定试样
使用包埋树脂,将切割带(长度l:5mm、宽度w:5mm、厚度t:125μm)整体包埋后,使用切片机,将所包埋的切割带沿着宽度方向切出截面(露出截面)后作为测定试样。
需要说明的是,作为包埋树脂,可以使用DEV-TUBE S-31(ITW PP&F JAPAN公司制)。
测定方法
(1)将测定试样在25℃下保持1小时。
(2)以Berkovich型金刚石制压头的按压方向与测定试样的基材层的表面正交的方式,配置测定试样。
(3)使Berkovich型金刚石制压头的前端抵接于测定试样的基材层的表面后,将Berkovich型金刚石制压头以20nm/s的负载速度从基材层1的表面按压至200nm的深度。
(4)将Berkovich型金刚石制压头从基材层的表面按压至200nm的深度后,将Berkovich型金刚石制压头以20nm/s的去载速度恢复至按压开始时的位置。
(5)使用分析软件“Triboscan Ver.9.2.12.0”,根据从将压头自按压最深的位置起进行去载时的基材层1的各位移、达到前述各位移时施加于基材层的载荷和理论上计算的前述各位移时的压痕面积(达到前述各位移时的压头与基材层1的接触面积(接触投影面积)),算出弹性模量。
上述测定针对基材层的不同的三处进行,对在三处算出的弹性模量进行算术平均,由此求出基材层的弹性模量。
实施例1中记载的基材层为3层结构,因此,针对各层求出弹性模量。
此外,若假设基材层的截面为长方形状,则形成粘合剂层前的基材层的截面惯性矩使用下式来计算。
I=w×h3/12(其中,w为基材层的宽度,h为基材层的厚度)
此处,实施例1中记载的基材层为3层结构,因此,针对各层计算截面惯性矩。
需要说明的是,基材层的第1层(A层)的宽度为300mm、厚度为10.4μm,基材层的第2层(B层)的宽度为300mm、厚度为10.4μm,基材层的第3层(C层)的宽度为300mm、厚度为10.4μm。
需要说明的是,实施例1所述的基材层的弯曲硬度通过针对各层求出弹性模量与截面惯性矩之积,并将它们进行加合来求出。
(弹性恢复率)
针对形成粘合剂层前的基材层,求出弹性恢复率。
弹性恢复率可以通过使用与上述基材层的测定中使用的装置和试样相同的测定装置和测定试样,采用与上述基材层的弹性模量的测定条件相同的测定条件,使用分析软件“Triboscan Ver.9.2.12.0”,采用与上述基材层的弹性模量相同的测定方法来进行测定。
(硬度)
针对形成粘合剂层前的基材层,求出硬度。
硬度可以通过使用与上述基材层的测定中使用的装置和试样相同的测定装置和测定试样,采用与上述基材层的弹性模量的测定条件相同的测定条件,使用分析软件“Triboscan Ver.9.2.12.0”,根据将压头按压最深时施加于基材层的载荷、以及在将压头按压最深时理论上算出的压痕面积(将压头按压最深时的压头与基材层的接触面积(接触投影面积)),求出基材层的硬度来进行测定。
(热收缩率)
针对从形成粘合剂层前的基材层中以MD方向成为长度方向的方式切出规定尺寸(宽度20mm、长度120mm)而得的试验片,测定100℃下的MD方向的热收缩率。
热收缩率按照下述步骤来求出。
(1)在距离加热前的前述试验片的长度方向的两端部为10mm的部位分别进行标记。
(2)测定加热前的前述试验片的标记间的距离L0(即MD方向的初始长度)。
(3)在将比标记部位靠外侧(即长度方向的端部侧)的部分用夹具固定的状态下,将前述试验片在温度为100℃的环境中暴露60秒钟。
(4)将前述试验片冷却至室温(23±2℃)后,针对与(2)相同的部位,测定长度L1。
(5)按照下式,算出前述试验片的长度方向(MD方向)的尺寸变化率RC。
RC=(L0-L1)/L0×100
(芯片浮起的评价)
在如上操作而得到的实施例1所述的切割芯片接合薄膜上粘贴裸晶圆(直径300mm)和切割环。
接着,使用芯片分离装置DDS230(DISCO公司制),进行半导体晶圆和芯片接合层的切割,针对切割后的芯片浮起进行评价。裸晶圆被切割成长度10mm×宽度10mm×厚度0.055mm这一大小的裸芯片。
需要说明的是,作为裸晶圆,使用翘曲晶圆。
如下所述地制作翘曲晶圆。
首先,使下述(a)~(f)溶解于甲乙酮,得到固态成分浓度20质量%的翘曲调整组合物。
(a)丙烯酸类树脂(长濑化学公司制、商品名“SG-70L”):5质量份
(b)环氧树脂(三菱化学公司制、商品名“JER828”):5质量份
(c)酚醛树脂(明和化成公司制、商品名“LDR8210”):14质量份
(d)环氧树脂(三菱化学公司制、商品名“MEH-8005”):2质量份
(e)球状二氧化硅(Admatechs公司制、商品名“SO-25R”):53质量份
(f)磷系催化剂(TPP-K):1质量份
之后,使用涂抹器以厚度25μm将前述翘曲调整组合物涂布到作为剥离衬垫的PET系隔离体(厚度50μm)的经有机硅处理的面上,在130℃下干燥2分钟而从前述翘曲调整组合脱溶剂,得到在前述剥离衬垫上层叠有翘曲调整层的翘曲调整片。
之后,使用层压机(MCK公司制、型号MRK-600)在60℃、0.1MPa、10mm/s的条件下将裸晶圆粘贴到前述翘曲调整片的未层叠前述剥离衬垫的一侧,放入烘箱中,以175℃加热1小时而使前述翘曲调整层的树脂热固化,由此,前述翘曲调整层收缩,从而得到翘曲了的裸晶圆。
在使前述翘曲调整层收缩后,在翘曲了的裸晶圆的未层叠前述翘曲调整层的一侧粘贴晶圆加工用带(日东电工株式会社制、商品名“V-12SR2”),然后,借助前述晶圆加工用带将切割环固定在翘曲了的裸晶圆上。之后,从翘曲了的裸晶圆除去前述翘曲调整层。
使用切割装置(DISCO公司制、型号6361),在翘曲了的裸晶圆的除去了前述翘曲调整层的整个面(以下称为一个面)上以格子状(宽度20μm)形成从该面起深100μm的槽。
之后,在翘曲了的裸晶圆的一个面上贴合背面研磨带,从翘曲了的裸晶圆的另一面(与前述一个面处于相反侧的面)除去前述晶圆加工用带。
之后,使用背面研磨机(DISCO公司制、型号DGP8760)从另一面侧对翘曲了的裸晶圆进行磨削,直至翘曲了的裸晶圆的厚度达到55μm(0.055mm)为止,将所得到的晶圆作为翘曲晶圆。
详细而言,如下所述地评价芯片浮起。
首先,利用冷扩展单元在扩展温度-5℃、扩展速度100mm/秒、扩展量12mm的条件下切断裸晶圆及芯片接合层,得到带有芯片接合层的半导体芯片。
之后,在室温、扩展速度1mm/秒、扩展量5mm的条件下进行扩展。然后在维持扩展状态的情况下,在加热温度200℃、加热距离18mm、旋转速度5°/秒的条件下使处于与裸晶圆的外边缘的边界部分的切割芯片接合薄膜热收缩。
之后,针对切割芯片接合薄膜的基材层表面,通过显微镜观察来拍摄带有芯片接合层的半导体芯片的浮起状态并进行二值化,由此计算浮起的面积。并且,将浮起的面积小于4%的情况评价为〇,将为4%以上的情况评价为×。
[实施例2]
除了将基材层设为125μm之外,与实施例1同样操作,得到实施例2所述的切割带和切割芯片接合薄膜。
此外,针对实施例2所述的基材层,与实施例1同样操作,求出弯曲硬度、弹性恢复率和硬度。
进而,针对实施例2所述的基材层,与实施例1同样操作,评价芯片浮起。
[实施例3]
除了将基材层设为150μm之外,与实施例1同样操作,得到实施例3所述的切割带和切割芯片接合薄膜。
此外,针对实施例3所述的基材层,与实施例1同样操作,求出弯曲硬度、弹性恢复率和硬度。
进而,针对实施例3所述的基材层,与实施例1同样操作,评价芯片浮起。
[实施例4]
除了将A层、B层和C层的厚度比(层厚比)设为A层:B层:C层=1:4:1之外,与实施例3同样操作,得到实施例4所述的切割带和切割芯片接合薄膜。
此外,针对实施例4所述的基材层,与实施例1同样操作,求出弯曲硬度、弹性恢复率和硬度。
进而,针对实施例4所述的基材层,与实施例1同样操作,评价芯片浮起。
[实施例5]
由A层和B层这两层构成基材层,将基材层的层厚比设为A层:B层=1:5,除此之外,与实施例2同样操作,得到实施例5所述的切割带和切割芯片接合薄膜。
此外,针对实施例5所述的基材层,与实施例1同样操作,求出弯曲硬度、弹性恢复率和硬度。
进而,针对实施例5所述的基材层,与实施例1同样操作,评价芯片浮起。
[实施例6]
除了将构成基材层的A层和C层(外层)的树脂设为Novatec LC720之外,与实施例2同样操作,得到实施例6所述的切割带和切割芯片接合薄膜。
此外,针对实施例6所述的基材层,与实施例1同样操作,求出弯曲硬度、弹性恢复率和硬度。
进而,针对实施例6所述的基材层,与实施例1同样操作,评价芯片浮起。
[实施例7]
除了将构成基材层的A层和C层(外层)的树脂设为Nipolon Hard(注册商标)2000(东曹公司制)之外,与实施例2同样操作,得到实施例7所述的切割带和切割芯片接合薄膜。
此外,针对实施例7所述的基材层,与实施例1同样操作,求出弯曲硬度、弹性恢复率和硬度。
进而,针对实施例7所述的基材层,与实施例1同样操作,评价芯片浮起。
[比较例1]
除了由1层A层构成基材层之外,与实施例2同样操作,得到比较例1所述的切割带和切割芯片接合薄膜。
此外,针对比较例1所述的基材层,与实施例1同样操作,求出弯曲硬度、弹性恢复率和硬度。
进而,针对比较例1所述的基材层,与实施例1同样操作,评价芯片浮起。
[比较例2]
将构成基材层的A层的树脂设为Nipolon Hard(注册商标)2000(东曹公司制),将层厚设为150μm,除此之外,与比较例1同样操作,得到比较例2所述的切割带和切割芯片接合薄膜。
此外,针对比较例2所述的基材层,与实施例1同样操作,求出弯曲硬度、弹性恢复率和硬度。
进而,针对比较例2所述的基材层,与实施例1同样操作,评价芯片浮起。
针对各例所述的基材层,求出弯曲硬度、弹性恢复率和硬度结果,且针对各例所述的切割芯片接合薄膜,评价芯片浮起,将结果示于以下的表1。
[表1]
由表1可知:实施例1~7所述的基材层均显示40N·mm2以下的弯曲硬度,且显示20%以下的热收缩率,实施例1~7所述的切割芯片接合薄膜能够抑制芯片浮起。
与此相对,可知:比较例1所述的基材层虽然弯曲硬度为40N·mm2以下,但热收缩率超过20%,比较例1所述的切割芯片接合薄膜无法充分抑制芯片浮起。
此外,可知:比较例2所述的基材层虽然热收缩率为20%以下,但弯曲硬度超过40N·mm2,比较例2所述的切割芯片接合薄膜无法充分抑制芯片浮起。
需要说明的是,虽然表1揭示的结果是关于切割芯片接合薄膜的,但是可以预测切割芯片接合薄膜所含的切割带也可得到与表1所示的结果同样的结果。
Claims (4)
1.一种切割带,其是在基材层上层叠有粘合剂层的切割带,
所述基材层由具备单一结构或层叠结构的树脂薄膜构成,
所述基材层在100℃下的MD方向的热收缩率为20%以下,且以使用纳米压痕仪在25℃下测得的所述基材层的弹性模量与所述基材层的截面惯性矩之积的形式求出的弯曲硬度为40N·mm2以下。
2.根据权利要求1所述的切割带,其中,针对所述基材层的层叠所述粘合剂层的一侧的表层部,使用纳米压痕仪在25℃下进行测定时的弹性恢复率为75%以下。
3.根据权利要求1或2所述的切割带,其中,针对所述基材层的层叠所述粘合剂层的一侧的表层部,使用纳米压痕仪在25℃下进行测定时的硬度为40MPa以下。
4.一种切割芯片接合薄膜,其具备:
在基材层上层叠有粘合剂层的切割带;以及
层叠在所述切割带的粘合剂层上的芯片接合层,
所述基材层由具备单一结构或层叠结构的树脂薄膜构成,
所述基材层在100℃下的MD方向的热收缩率为20%以下,且以使用纳米压痕仪在25℃下测得的所述基材层的弹性模量与所述基材层的截面惯性矩之积的形式求出的弯曲硬度为40N·mm2以下。
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