CN113228237A - 光固化性压敏胶黏剂的评价方法、切割晶粒接合一体型膜及其制造方法以及半导体装置的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于切割晶粒接合一体型膜的光固化性压敏胶黏剂的评价方法。另外,公开了基于这种光固化性压敏胶黏剂的评价方法的切割晶粒接合一体型膜及其制造方法。还公开了使用这种切割晶粒接合一体型膜的半导体装置的制造方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种光固化性压敏胶黏剂的评价方法、切割晶粒接合(dicing/die-bonding)一体型膜及其制造方法以及半导体装置的制造方法。
背景技术
在半导体芯片的制造中,通常具备将半导体晶圆单片化为单个半导体芯片的切割工序以及将单片化后的半导体芯片黏合于引线框、封装基板等的晶粒接合工序。在这种半导体芯片的制造中,主要使用将切割膜与晶粒接合膜组合而得的切割晶粒接合一体型膜,所述切割膜具备由用于将切割工序中的半导体晶圆固定的光固化性压敏胶黏剂形成的光固化性压敏胶黏剂层,所述晶粒接合膜具备用于半导体芯片与引线框、封装基板等的黏合的黏合剂层。
近年来,作为将薄型半导体晶圆单片化来制造半导体芯片的方法的一个例子,提出了不完全切断半导体晶圆而对预定切断线上的半导体晶圆内部照射激光光来形成改性层,使切割膜扩张,从而切割半导体晶圆的所谓的隐形切割(例如,专利文献1)。通过隐形切割被单片化的半导体芯片从防止在之后的拾取工序中破损的观点考虑,要求以更小的力剥离晶粒接合膜与切割膜。但是,如果用小的力剥离,存在剥离时间会变长,生产率降低的倾向。因此,对于薄型半导体芯片的制造中使用的切割晶粒接合一体型膜,要求能够提高拾取的成功率以及能够缩短拾取的剥离时间,因此构成光固化性压敏胶黏剂层的光固化性压敏胶黏剂的选定变得重要。
以往技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2003-338467号公报
专利文献2:日本特开2004-017639号公报
专利文献3:日本特开2006-089521号公报
专利文献4:日本特开2006-266798号公报
专利文献5:日本特开2014-055250号公报
专利文献6:日本特开2014-181258号公报
专利文献7:日本特开2015-028146号公报
发明内容
发明要解决的技术课题
但是,在半导体芯片的制造中,难以事先预测预计用作切割晶粒接合一体型膜的光固化性压敏胶黏剂层的光固化性压敏胶黏剂是否具有优异的拾取性,多数情况下只有在实际使用时才知道。
用于解决技术课题的手段
本发明是鉴于这种情况而完成,主要目的在于提供一种用于切割晶粒接合一体型膜的光固化性压敏胶黏剂的新型的评价方法。
作为被黏体与压敏胶黏剂的剥离性的影响因素,可以举出压敏胶黏剂的胶黏力(压敏胶黏剂的整体特性)、被黏体与压敏胶黏剂的界面处的相互作用(压敏胶黏剂的表面特性)等。通常已知整体特性对剥离性的贡献大于表面特性,有通过调整整体特性来控制剥离性的倾向。但是,认为关于薄型半导体芯片的拾取性,也无法忽视表面特性的影响,例如,被黏体与压敏胶黏剂之间的压敏胶黏剂的变形形态,例如剥离被黏体与压敏胶黏剂时,压敏胶黏剂根据状况在与被黏体之间不断裂而如丝、有时如壁般大变形的拉丝也对剥离性产生大的影响。在以往的产业领域中,拉丝现象的产生被认为是压敏胶黏剂的不良现象,通过减少或抑制拉丝的产生,实现了剥离性的提高(例如,参考上述专利文献2~7等)。在这种状况下,本发明人等进行了深入研究,结果发现在剥离被黏体与压敏胶黏剂时,与未观察到拉丝现象的情况相比,观察到特定的拉丝现象的情况下,由于拉丝的断裂冲击的传播,剥离进展变快,剥离速度提高,从而完成了本发明。
本发明的一个方面提供一种用于切割晶粒接合一体型膜的光固化性压敏胶黏剂的评价方法。该光固化性压敏胶黏剂的评价方法包括:第1工序,准备依次层叠有基材层、由光固化性压敏胶黏剂形成的光固化性压敏胶黏剂层以及黏合剂层的切割晶粒接合一体型膜,在下述照射条件下对光固化性压敏胶黏剂层照射紫外线,形成光固化性压敏胶黏剂层的固化物,测定在下述剥离条件下剥离黏合剂层和光固化性压敏胶黏剂层的固化物时的剥离力;第2工序,准备依次层叠有基材层、由光固化性压敏胶黏剂形成的光固化性压敏胶黏剂层以及黏合剂层的切割晶粒接合一体型膜,在下述加热冷却条件下对光固化性压敏胶黏剂层进行处理,并在下述照射条件下对光固化性压敏胶黏剂层照射紫外线,形成光固化性压敏胶黏剂层的固化物,在下述剥离条件下剥离黏合剂层和光固化性压敏胶黏剂层的固化物,利用扫描型探针显微镜观察黏合剂层被剥离后的光固化性压敏胶黏剂层的固化物的表面,测量表面的拉丝痕迹的痕迹数及痕迹宽度;以及第3工序,基于剥离力及拉丝痕迹的痕迹数及痕迹宽度,判断光固化性压敏胶黏剂的良否。
(照射条件)
照射强度:70mW/cm2
累计光量:150mJ/cm2
(剥离条件)
温度:25±5℃
湿度:55±10%
剥离角度:30°
剥离速度:600mm/分钟
(加热冷却条件)
加热处理:65℃、15分钟
冷却处理:空冷静置30分钟,直至25±5℃
这种光固化性压敏胶黏剂的评价方法对于事先预测预计用作切割晶粒接合一体型膜的光固化性压敏胶黏剂层的光固化性压敏胶黏剂是否具有优异拾取性而言是有用的。
第3工序可以是根据剥离力以及拉丝痕迹的痕迹数及痕迹宽度是否满足下述条件(a)及下述条件(b)来判断光固化性压敏胶黏剂的良否的工序。
条件(a):剥离力为0.70N/25mm以下。
条件(b):在黏合剂层被剥离后的光固化性压敏胶黏剂层的固化物的表面存在拉丝痕迹的痕迹数为15以上的25μm×25μm的区域,区域内的拉丝痕迹的痕迹宽度的中位数为120~200nm。
光固化性压敏胶黏剂可以含有具有反应性官能团的(甲基)丙烯酸共聚物、光聚合引发剂及具有2个以上能够与反应性官能团反应的官能团的交联剂。(甲基)丙烯酸共聚物还可以含有(甲基)丙烯酸单体单元。
黏合剂层可以含有环氧树脂、环氧树脂固化剂及具有环氧基的(甲基)丙烯酸共聚物。
本发明的另一个方面提供一种切割晶粒接合一体型膜的制造方法,其包括:在基材层上形成光固化性压敏胶黏剂层的工序,所述光固化性压敏胶黏剂层由通过所述光固化性压敏胶黏剂的评价方法而判断为良的光固化性压敏胶黏剂形成;以及在光固化性压敏胶黏剂层上形成黏合剂层的工序。
本发明的另一个方面提供一种半导体装置的制造方法,其包括:将通过所述制造方法得到的切割晶粒接合一体型膜的黏合剂层贴附到半导体晶圆的工序;将半导体晶圆、黏合剂层及光固化性压敏胶黏剂层通过切割而单片化的工序;对光固化性压敏胶黏剂层照射紫外线,形成光固化性压敏胶黏剂层的固化物的工序;自光固化性压敏胶黏剂层的固化物拾取附着有黏合剂层的半导体元件的工序;以及经由黏合剂层将半导体元件黏合于半导体元件搭载用的支承基板的工序。
半导体晶圆的厚度可以在35μm以下。切割可以采用隐形切割。
本发明的另一方面提供一种切割晶粒接合一体型膜,其依次具备基材层、由通过所述光固化性压敏胶黏剂的评价方法而判断为良的光固化性压敏胶黏剂形成的光固化性压敏胶黏剂层以及黏合剂层。
发明效果
根据本发明,提供一种用于切割晶粒接合一体型膜的光固化性压敏胶黏剂的新型的评价方法。另外,根据本发明,提供一种基于这种光固化性压敏胶黏剂的评价方法的切割晶粒接合一体型膜及其制造方法。进而,根据本发明,提供一种使用这种切割晶粒接合一体型膜的半导体装置的制造方法。
附图说明
图1是表示切割晶粒接合一体型膜的一个实施方式的示意剖视图。
图2的(a)及图2的(b)是表示光固化性压敏胶黏剂层的固化物的表面的形状图像分布及相位图像分布的一个例子的图,图2的(a)是形状图像分布,图2的(b)是相位图像分布。
图3的(a)及图3的(b)是表示光固化性压敏胶黏剂层的固化物的表面的剖视分布的一例的图,图3的(a)是形状图像分布,图3的(b)是图3的(a)中拉丝痕迹X的iii-iii线的剖视分布。
图4的(a)及图4的(b)是表示光固化性压敏胶黏剂层的固化物的表面的剖视分布的一例的图,图4的(a)是形状图像分布,图4的(b)是图4的(a)中拉丝痕迹Y的iv-iv线的剖视分布。
图5是用于说明半导体装置的制造方法的一个实施方式的示意剖视图,图5的(a)、(b)、(c)、(d)及(e)是表示各工序的示意剖视图。
图6是用于说明半导体装置的制造方法的一个实施方式的示意剖视图,图6的(f)、(g)、(h)及(i)是表示各工序的示意剖视图。
图7是表示半导体装置的一个实施方式的示意剖视图。
具体实施方式
以下,一边适当参考附图,一边对本发明的实施方式进行说明。但是,本发明并不限定于以下的实施方式。在以下的实施方式中,除特别注明的情况外,所述构成要素(也包括工序等)并非必需。各图中的构成要素的大小为概念性的,构成要素之间的大小的相对关系并不限定于各图所示。
关于本说明书中的数值及其范围,也同样如此,且并不限制本发明。在本说明书中,使用“~”所表示的数值范围表示包含“~”的前后所记载的数值分别作为最小值及最大值的范围。在本说明书中阶段性地记载的数值范围内,一个数值范围所记载的上限值或下限值也可以替换成另一阶段记载的数值范围的上限值或下限值。另外,在本说明书中所记载的数值范围内,该数值范围的上限值或下限值也可以替换成实施例中所示的值。
在本说明书中,(甲基)丙烯酸酯是指丙烯酸酯或与其相对应的甲基丙烯酸酯。关于(甲基)丙烯酰基、(甲基)丙烯酸共聚物等其他的类似表述,也同样如此。
在本说明书中,所谓“拉丝”是指被黏体与压敏胶黏剂之间的压敏胶黏剂的变形形态,且在剥离被黏体与压敏胶黏剂时,压敏胶黏剂在与被黏体之间不发生断裂而如丝般大变形。“拉丝痕迹”是指通过在拉丝发生后压敏胶黏剂断裂而部分收缩、大变形后部分收缩、或者压敏胶黏剂被不可逆地拉伸或者大变形后自被黏体剥离而部分收缩,从而在压敏胶黏剂的表面观察到痕迹(突起)。
[光固化性压敏胶黏剂的评价方法]
一实施方式的用于切割晶粒接合一体型膜的光固化性压敏胶黏剂的评价方法包括:第1工序,准备依次层叠有基材层、由光固化性压敏胶黏剂形成的光固化性压敏胶黏剂层以及黏合剂层的切割晶粒接合一体型膜,在特定的照射条件下对光固化性压敏胶黏剂层照射紫外线,形成光固化性压敏胶黏剂层的固化物,测定在特定的剥离条件下剥离黏合剂层和光固化性压敏胶黏剂层的固化物时的剥离力;第2工序,准备依次层叠有基材层、由光固化性压敏胶黏剂形成的光固化性压敏胶黏剂层以及黏合剂层的切割晶粒接合一体型膜,在特定的加热冷却条件下对光固化性压敏胶黏剂层进行处理,并在特定的照射条件下对光固化性压敏胶黏剂层照射紫外线,形成光固化性压敏胶黏剂层的固化物,在特定的剥离条件下剥离黏合剂层与光固化性压敏胶黏剂层的固化物,利用扫描型探针显微镜观察黏合剂层被剥离后的光固化性压敏胶黏剂层的固化物的表面,测量表面的拉丝痕迹的痕迹数及痕迹宽度;以及第3工序,基于剥离力及拉丝痕迹的痕迹数及痕迹宽度,判断光固化性压敏胶黏剂的良否。
以下,首先说明作为评价对象的光固化性压敏胶黏剂以及具备由光固化性压敏胶黏剂形成的光固化性压敏胶黏剂层的切割晶粒接合一体型膜及其制造方法,接着,考察拉丝现象的影响因素,最后对各工序进行说明。
<光固化性压敏胶黏剂>
在本实施方式的光固化性压敏胶黏剂的评价方法中,通过紫外线的照射而固化的光固化性压敏胶黏剂可成为评价对象。以下,作为成为评价对象的光固化性压敏胶黏剂的一个例子,对含有具有反应性官能团的(甲基)丙烯酸共聚物、光聚合引发剂及具有2个以上能够与反应性官能团反应的官能团的交联剂的光固化性压敏胶黏剂进行说明。
(具有反应性官能团的(甲基)丙烯酸共聚物)
具有反应性官能团的(甲基)丙烯酸共聚物例如可通过将一种或两种以上的(甲基)丙烯酸酯单体(a1)或(甲基)丙烯酸、与具有反应性官能团的一种或两种以上的聚合性化合物(a2)共聚而得到。
(甲基)丙烯酸酯单体(a1)例如可以为选自由直链或支链(甲基)丙烯酸烷基酯、脂环式(甲基)丙烯酸酯、芳香族(甲基)丙烯酸酯、烷氧基(甲基)丙烯酸烷基酯、烷氧基(聚)亚烷基二醇(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸烷氧基烷氧基烷基酯及(甲基)丙烯酸二烷基氨基烷基酯所组成的组中的至少一种。
作为直链或支链(甲基)丙烯酸烷基酯,例如可以举出(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、2-(甲基)丙烯酸乙基己酯、(甲基)丙烯酸硬脂基酯、(甲基)丙烯酸月桂酯、(甲基)丙烯酸十三烷基酯等。
作为脂环式(甲基)丙烯酸酯,例如可以举出(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯及(甲基)丙烯酸二环戊酯等。
作为芳香族(甲基)丙烯酸酯,例如可以举出(甲基)丙烯酸苯氧基乙酯等。
作为烷氧基(甲基)丙烯酸烷基酯,例如可以举出(甲基)丙烯酸乙氧基乙酯、(甲基)丙烯酸丁氧基乙酯等。
作为烷氧基(聚)亚烷基二醇(甲基)丙烯酸酯,例如可以举出甲氧基二乙二醇(甲基)丙烯酸酯、乙氧基二乙二醇(甲基)丙烯酸酯、甲氧基三乙二醇(甲基)丙烯酸酯、丁氧基三乙二醇(甲基)丙烯酸酯及甲氧基二丙二醇(甲基)丙烯酸酯等。
作为(甲基)丙烯酸烷氧基烷氧基烷基酯,例如可以举出(甲基)丙烯酸2-甲氧基乙氧基乙酯及(甲基)丙烯酸2-乙氧基乙氧基乙酯等。
作为(甲基)丙烯酸二烷基氨基烷基酯,例如可以举出(甲基)丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯及(甲基)丙烯酸N,N-二乙基氨基乙酯等。
聚合性化合物(a2)可以具有选自由羟基及环氧基所组成的组中的至少一种反应性官能团。羟基及环氧基与具有异氰酸酯基等的化合物(b)的反应性良好,因此可以适当使用。聚合性化合物(a2)优选具有羟基。
就具有羟基作为反应性官能团的聚合性化合物(a2)而言,例如可以举出(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丁酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丙酯等(甲基)丙烯酸羟基烷基酯等。
就具有环氧基作为反应性官能团的聚合性化合物(a2)而言,例如可以举出(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸3,4-环氧环己酯等具有环氧基的(甲基)丙烯酸酯等。
(甲基)丙烯酸共聚物可以含有(甲基)丙烯酸作为单体单元。另外,除了(甲基)丙烯酸酯单体(a1)及聚合性化合物(a2)以外,还可以含有其他聚合性化合物作为单体单元。作为其它聚合性化合物,例如可以举出苯乙烯、乙烯基甲苯等芳香族乙烯基化合物等。
具有反应性官能团的(甲基)丙烯酸共聚物还可以具有能够链聚合的官能团。即,可以具有由具有反应性官能团的(甲基)丙烯酸共聚物组成的主链及键合于主链且包含聚合性双键的侧链。包含聚合性双键的侧链可以是(甲基)丙烯酰基,但不限于此。可通过以下方式得到具有能够链聚合的官能团的(甲基)丙烯酸共聚物,将包括与具有反应性官能团的(甲基)丙烯酸共聚物的反应性官能团反应的官能团及能够链聚合的官能团的一种或两种以上的化合物(b)进行反应,而在(甲基)丙烯酸共聚物的侧链导入能够链聚合的官能团。
作为与反应性官能团(环氧基、羟基等)反应的官能团,例如可以举出异氰酸酯基等。
作为具有异氰酸酯基的化合物(b)的具体例子,可以举出2-甲基丙烯酰氧基乙基异氰酸酯(例如SHOWA DENKO K.K.制造、商品名“Karenz MOI”)。
相对于具有反应性官能团的(甲基)丙烯酸共聚物,化合物(b)的含量可以为0.3~1.5mmol/g。
具有反应性官能团的(甲基)丙烯酸共聚物的酸值例如可以为0~150mgKOH/g。具有反应性官能团的(甲基)丙烯酸共聚物的羟基值例如可以为0~150mgKOH/g。酸值及羟基值按照JIS K0070来测定。
具有反应性官能团的(甲基)丙烯酸共聚物的重均分子量(Mw)可以为10万~100万、20万~80万或30万~70万。重均分子量是利用凝胶渗透色谱法(GPC)并使用根据标准聚苯乙烯的标准曲线而得的聚苯乙烯换算值。
(光聚合引发剂)
作为光聚合引发剂,只要是通过紫外线的照射而开始聚合的光聚合引发剂,就没有特别限制,例如可举出光自由基聚合引发剂等。作为光自由基聚合引发剂,例如可以举出2,2-二甲氧基-1,2-二苯基乙烷-1-酮等苯偶姻缩酮;1-羟基环己基苯基酮等α-羟基酮;2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉代苯基)-丁烷-1-酮等α-氨基酮;1-[4-(苯硫基)苯基]-1,2-辛二酮-2-(苯甲酰基)肟等肟酯;双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)苯基氧化膦等氧化膦;2-(邻氯苯基)-4,5-二苯基咪唑二聚体等2,4,5-三芳基咪唑二聚体;二苯甲酮、N,N,N',N'-四甲基-4,4'-二氨基二苯甲酮等二苯甲酮化合物;2-乙基蒽醌等醌化合物;苯偶姻甲醚等苯偶姻醚;苯偶姻等苯偶姻化合物;苄基二甲基缩酮等苄基化合物;9-苯基吖啶等吖啶化合物;N-苯基甘氨酸、香豆素等。这些可以单独使用一种,也可与适当的敏化剂组合使用。
相对于(甲基)丙烯酸共聚物100质量份,光聚合引发剂含量可以为0.1~10质量份、或0.5~5质量份。
(交联剂)
交联剂只要是具有2个以上能够与具有反应性官能团的(甲基)丙烯酸共聚物的反应性官能团(环氧基、羟基等)反应的官能团的化合物,则没有特别限制。作为通过交联剂与具有反应性官能团的(甲基)丙烯酸共聚物的反应而形成的键,例如可以举出酯键、醚键、酰胺键、酰亚胺键、氨基甲酸酯键、脲键等。
作为交联剂,例如可举出在一分子中具有2个以上的异氰酸酯基的化合物。使用这种化合物时,由于与上述(甲基)丙烯酸共聚物所具有的反应性官能团容易反应,因此有容易控制粘合性和拉丝的倾向。
作为一分子中具有2个以上异氰酸酯基的化合物,例如可以举出出2,4-甲苯二异氰酸酯、2,6-甲苯二异氰酸酯、1,3-亚二甲苯基二异氰酸酯、1,4-二甲苯基二异氰酸酯、二苯基甲烷-4,4'-二异氰酸酯、二苯基甲烷2,4'-二异氰酸酯、3-甲基二苯基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、异氟尔酮二异氰酸酯、二环己基甲烷-4,4'-二异氰酸酯、二环己基甲烷-2,4'-二异氰酸酯、赖氨酸异氰酸酯等异氰酸酯化合物等。
作为一分子中具有2个以上异氰酸酯基的化合物的具体例,可举出多官能异氰酸酯(Nippon Polyurethane Industry Co.,Ltd.制造,商品名“Coronate L”)。
交联剂可以是所述异氰酸酯化合物与一分子中具有2个以上羟基的多元醇的反应物(含有异氰酸基的寡聚物)。作为一分子中具有2个以上羟基的多元醇,例如可以举出乙二醇、丙二醇、丁二醇、1,6-己二醇、1,8-辛二醇、1,9-壬二醇、1,10-癸二醇、1,11-十一烷二醇、1,12-十二烷二醇、甘油、季戊四醇、二季戊四醇、1,4-环己二醇、1,3-环己二醇等。
其中,交联剂可以是一分子中具有2个以上异氰酸酯基的多官能异氰酸酯与一分子中具有3个以上羟基的多元醇的反应物(含异氰酸基的寡聚物)。通过使用这种含异氰酸酯基的寡聚物作为交联剂,光固化性压敏胶黏剂层20有形成更致密的交联结构的倾向。
交联剂的含量例如相对于(甲基)丙烯酸共聚物总质量,可以为3~50质量%。
<切割晶粒接合一体型膜及其制造方法>
图1是表示切割晶粒接合一体型膜的一个实施方式的示意剖视图。切割晶粒接合一体型膜1依次层叠有基材层10、由光固化性压敏胶黏剂形成的光固化性压敏胶黏剂层20及黏合剂层30。
(基材层)
基材层10能够使用已知的聚合物片或膜,只要由晶粒接合工序中可以扩张的材料构成,则没有特别限制。作为这种材料,例如可以举出结晶性聚丙烯、非结晶性聚丙烯、高密度聚乙烯、中密度聚乙烯、低密度聚乙烯、超低密度聚乙烯、低密度直链聚乙烯、聚丁烯、聚甲基戊烯等聚烯烃;乙烯-乙酸乙烯酯共聚物;离聚物树脂;乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物;乙烯-(甲基)丙烯酸酯(无规、交替)共聚物;乙烯-丙烯共聚物;乙烯-丁烯共聚物;乙烯-己烯共聚物;聚氨酯;聚对苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二酯等聚酯;聚碳酸酯;聚酰亚胺;聚醚醚酮;聚酰亚胺;聚醚酰亚胺;聚酰胺;全芳香族聚酰胺;聚苯硫醚;芳纶(纸);玻璃;玻璃布;氟树脂;聚氯乙烯;聚偏二氯乙烯;纤维素系树脂;硅酮树脂等。这些材料可以是与增塑剂、二氧化硅、防黏连材料、增滑剂、抗静电剂等混合的材料。
其中,基材层10从杨氏模量、应力松弛性、熔点等特性、价格方面、使用后的废料再利用等观点考虑,可以具有以选自聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯-聚丙烯无规共聚物及聚乙烯-聚丙烯嵌段共聚物中的至少一种材料为主成分的表面,且该表面与光固化性压敏胶黏剂层20相接。基材层10可以是单层,也可以是由不同材料形成的2层以上的多层。从控制与后述的光固化性压敏胶黏剂层20的密合性的观点考虑,基材层10可根据需要实施电晕放电处理、消光处理等表面粗糙化处理。
基材层10的厚度例如可以是70~120μm或80~100μm。如果基材层10的厚度为70μm以上,则存在能够进一步抑制扩张引起的破损的倾向。基材层10的厚度为120μm以下时,存在拾取中的应力容易到达黏合剂层,拾取性更优异的倾向。
(光固化性压敏胶黏剂层)
光固化性压敏胶黏剂层20为由所述光固化性压敏胶黏剂形成的层。光固化性压敏胶黏剂层20形成于基材层10上。作为在基材层10上形成光固化性压敏胶黏剂层20的方法,例如可以举出制备光固化性压敏胶黏剂层形成用清漆,将该清漆涂布于基材层10,除去所述清漆的挥发成分,形成光固化性压敏胶黏剂层20的方法;将该清漆涂布于经脱模处理的膜上,除去所述清漆的挥发成分,形成光固化性压敏胶黏剂层20,并将得到的光固化性压敏胶黏剂层20转印至基材层10的方法。
光固化性压敏胶黏剂层形成用清漆含有具有反应性官能团的(甲基)丙烯酸共聚物、光聚合引发剂以及具有2个以上能够与反应性官能团反应的官能团的交联剂及有机溶剂。有机溶剂可将具有反应性官能团的(甲基)丙烯酸共聚物、光聚合引发剂以及具有2个以上能够与反应性官能团反应的官能团的交联剂溶解,可通过加热而挥发。作为这种有机溶剂,例如可以举出甲苯、二甲苯等芳香族烃;四氢呋喃、1,4-二噁烷等环状醚;甲醇、乙醇、乙二醇、丙二醇等醇;丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、环己酮等酮;乙酸甲酯、乙酸乙酯、γ-丁内酯等酯;碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯等碳酸酯;乙二醇单甲醚、乙二醇二甲醚、丙二醇单甲醚、丙二醇单乙醚、丙二醇二甲醚等多元醇烷基醚;乙二醇单甲醚乙酸酯、乙二醇单乙醚乙酸酯等多元醇烷基醚乙酸酯;N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮等酰胺等。这些可以单独使用一种,也可将两种以上组合使用。以清漆总质量为基准,清漆固体成分浓度可以为10~60质量%。
光固化性压敏胶黏剂层20的厚度例如可以为1~200μm、3~50μm、或5~30μm。
(黏合剂层)
黏合剂层30是由黏合剂形成的层。黏合剂只要是在晶粒接合膜的领域使用的黏合剂,就没有特别限制。以下,作为黏合剂的一例,对含有环氧树脂、环氧树脂固化剂及具有环氧基的(甲基)丙烯酸共聚物的黏合剂进行说明。根据由这种黏合剂形成的黏合剂层30,芯片与基板之间、芯片与芯片之间的黏合性优异,能够赋予电极埋入性、导线埋入性等,并且在晶粒接合工序中能够在低温下进行黏合。
作为环氧树脂,例如可以举出双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、苯酚酚醛清漆型环氧树脂、甲酚酚醛清漆型环氧树脂、双酚A酚醛清漆型环氧树脂、双酚F酚醛清漆型环氧树脂、含二环戊二烯骨架的环氧树脂、茋型环氧树脂、含三嗪骨架的环氧树脂、含芴骨架的环氧树脂、三苯酚甲烷型环氧树脂、联苯型环氧树脂、亚二甲苯基型环氧树脂、联苯芳烷基型环氧树脂、萘型环氧树脂、多官能苯酚类、蒽等多环芳香族类的二缩水甘油醚化合物等。这些可以单独使用一种或将两种以上组合使用。
环氧树脂固化剂例如可以是酚醛树脂。酚醛树脂只要在分子内具有酚性羟基,则可无特别限制地使用。作为酚醛树脂,例如可以举出使苯酚、甲酚、间苯二酚、邻苯二酚、双酚A、双酚F、苯基苯酚、氨基苯酚等苯酚类及/或α-萘酚、β-萘酚、二羟基萘等萘酚类与甲醛等具有醛基的化合物在酸性催化剂下缩合或共缩合而得到的酚醛清漆型酚醛树脂、由烯丙基化双酚A、烯丙基化双酚F、烯丙基化萘二醇、苯酚酚醛清漆、苯酚等苯酚类及/或萘酚类与二甲氧基对二甲苯或双(甲氧基甲基)联苯所合成的苯酚芳烷基树脂、萘酚芳烷基树脂等。这些可以单独使用一种或将两种以上组合使用。
具有环氧基的(甲基)丙烯酸共聚物可以是将作为原料的(甲基)丙烯酸缩水甘油酯相对于得到的共聚物调整为0.5~6质量%的量的共聚物。该量为0.5质量%以上时,有容易得到高黏合力的倾向,该量为6质量%以下时,有能够抑制凝胶化的倾向。(甲基)丙烯酸缩水甘油酯的剩余部分可以是(甲基)丙烯酸甲酯等具有碳原子数1~8的烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯以及苯乙烯、丙烯腈等的混合物。(甲基)丙烯酸烷基酯可包含(甲基)丙烯酸乙酯及/或(甲基)丙烯酸丁酯。各成分的混合比例可考虑得到的具有环氧基的(甲基)丙烯酸共聚物的Tg(玻璃转移温度)来调整。如果Tg为-10℃以上,则B阶状态下的黏合剂层30的黏性有变好的倾向,有处理性优异的倾向。具有环氧基的(甲基)丙烯酸共聚物的Tg的上限值例如可以为30℃。
具有环氧基的(甲基)丙烯酸共聚物的重均分子量可以为10万以上,也可以为30万~300万或50万~200万。如果重均分子量为300万以下,则有能够控制半导体芯片与支承基板之间的填充性降低的倾向。重均分子量是利用凝胶渗透色谱法(GPC)并使用根据标准聚苯乙烯的标准曲线而得的聚苯乙烯换算值。
黏合剂可根据需要还含有叔胺、咪唑类、季铵盐等固化促进剂。作为固化促进剂,例如可以举出2-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、1-氰基乙基-2-苯基咪唑、1-氰基乙基-2-苯基咪唑偏苯三酸酯。这些可以单独使用一种或将两种以上组合使用。
黏合剂也可视需要还含有无机填料。作为无机填料,例如可以举出氢氧化铝、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、晶质二氧化硅、非晶二氧化硅等。这些可以单独使用一种或将两种以上组合使用。
黏合剂层30形成于光固化性压敏胶黏剂层20上。作为在光固化性压敏胶黏剂层20上形成黏合剂层30的方法,例如可举出如下方法,即,制备黏合剂层形成用清漆、并将该清漆涂布在经脱模处理的膜上,形成黏合剂层30,将得到的黏合剂层30转印到光固化性压敏胶黏剂层20上。黏合剂层形成用清漆含有环氧树脂、环氧树脂固化剂及具有环氧基的(甲基)丙烯酸共聚物和有机溶剂。有机溶剂可与光固化性压敏胶黏剂层形成用清漆中所使用的有机溶剂中所例示的有机溶剂相同。
黏合剂层30的厚度例如可以是1~300μm、5~150μm、或10~100μm。
[拉丝的影响因素]
拉丝可因黏合剂层与光固化性压敏胶黏剂层的固化物的界面处的相互作用而产生。因此,作为拉丝现象的影响因素之一,列举了交联剂的种类及含量。例如,如果减少交联剂的含量,有拉丝痕迹的痕迹数增加、拉丝痕迹的痕迹宽度也变大的倾向。因此,通过调整交联剂的种类及含量,可控制拉丝痕迹数及痕迹宽度。另外,作为光固化性压敏胶黏剂的组成以外的拉丝现象的影响因素,举出涂布条件。可通过改变涂布速度、涂布温度、风量等涂布条件来控制拉丝痕迹数及痕迹宽度。进而,作为拉丝现象的影响因素,可以举出切割晶粒接合一体型膜的制作时的贴合黏合剂层与光固化性压敏胶黏剂层时的条件、黏合剂层及光固化性压敏胶黏剂层的表面物性(表面粗糙度、表面自由能等)、具有反应性官能团的(甲基)丙烯酸共聚物的分子量、极性及玻璃转移点等。
<第1工序>
在本工序中,首先,准备依次层叠有基材层、由作为评价对象的光固化性压敏胶黏剂形成的光固化性压敏胶黏剂层以及黏合剂层而得的评价用切割晶粒接合一体型膜。
在评价用切割晶粒接合一体型膜中,基材层、光固化性压敏胶黏剂层及黏合剂层的种类等没有特别限制,可使用任意选择的切割晶粒接合一体型膜。由作为评价对象的光固化性压敏胶黏剂形成的光固化性压敏胶黏剂的厚度例如可以为10μm。黏合剂层的厚度例如可以是10μm。
接着,在下述照射条件下对光固化性压敏胶黏剂层照射紫外线,使光固化性压敏胶黏剂固化,形成光固化性压敏胶黏剂层的固化物。紫外线的光源可根据使用的光聚合引发剂的种类适当选择最合适的光源。紫外线的光源没有特别限定,但是可以是选自由低压汞灯、远紫外线灯、准分子紫外线灯、高压汞灯及金属卤化物灯所组成的组中的一种。其中,紫外线的光源优选中心波长为365nm的高压汞灯。另外,在紫外线的照射中,为了减少光源所产生的热的影响,也可并用冷镜等。
(照射条件)
照射强度:70mW/cm2
累计光量:150mJ/cm2
紫外线照射条件中的照射温度可以为60℃以下或40℃以下。
最后,测定在下述剥离条件下剥离黏合剂层和光固化性压敏胶黏剂层的固化物时的剥离力(低角剥离强度)。剥离黏合剂层与光固化性压敏胶黏剂层的固化物时,优选通过使用可调整剥离角度的剥离强度测定装置,在黏合剂层上贴附压敏胶黏剂带、支撑带等并拉伸这些带来进行。
(剥离条件)
温度:25±5℃
湿度:55±10%
剥离角度:30°
剥离速度:600mm/分钟
另外,剥离角度越低,越有能够排除剥离力下的基材层的影响的倾向,但是小于15°时难以测定。因此,30°适合作为低角剥离强度的试验条件。
<第2工序>
在本工序中,首先,准备依次层叠有基材层、由作为评价对象的光固化性压敏胶黏剂形成的光固化性压敏胶黏剂层以及黏合剂层而得的评价用切割晶粒接合一体型膜。第2工序的评价用切割晶粒接合一体型膜可与第1工序的评价用切割晶粒接合一体型膜相同,但使用未进行第1工序的剥离力的测定的膜。
接着,在下述加热冷却条件下处理评价用切割晶粒接合一体型膜的光固化性压敏胶黏剂层。未在加热冷却条件下处理光固化性压敏胶黏剂层时,光固化性压敏胶黏剂层与黏合剂层的密合性可能不充分,剥离黏合剂层与光固化性压敏胶黏剂层的固化物时,有难以观察到拉丝痕迹的倾向。下述加热冷却条件设想为半导体装置的晶圆层压工序,具有更容易观察拉丝痕迹的倾向。加热冷却条件下的加热处理优选使用加热器等自基材层侧进行。另外,基材层优选使用在加热处理(65℃、15分钟)中不会发生褶皱、松弛等变形的基材层。在加热处理中,为了使评价用切割晶粒接合一体型膜不弯曲,优选一边用耐加热的布等进行抑制一边进行加热。此时的表面压力可以是0.1g/cm2左右。如果表面压力过高,则光固化性压敏胶黏剂层与黏合剂层会过度密合,有可能过剩地形成拉丝痕迹。为了防止光固化性压敏胶黏剂层的固化,优选一边遮光一边进行。
(加热冷却条件)
加热处理:65℃、15分钟
冷却处理:空冷至25±5℃
接着,对光固化性压敏胶黏剂层以与第1工序同样的照射条件照射紫外线,形成光固化性压敏胶黏剂层的固化物,在与第1工序同样的剥离条件下拉伸黏合剂层,使黏合剂层与光固化性压敏胶黏剂层的固化物剥离。将具备黏合剂层被剥离后的光固化性压敏胶黏剂层的固化物的基材层作为测量样品回收。此时,以不污染黏合剂层被剥离后的光固化性压敏胶黏剂层的固化物的方式进行回收。另外,优选将具备黏合剂层被剥离后的光固化性压敏胶黏剂层的固化物的基材层切成5mm×5mm的尺寸来作为测量样品。
最后,利用扫描型探针显微镜观察黏合剂层被剥离后的光固化性压敏胶黏剂层的固化物的表面,测量该表面上的拉丝痕迹的痕迹数和痕迹宽度。从避免静电影响的观点考虑,将测量样品固定于扫描型探针显微镜时优选使用扫描型电子显微镜观察等中使用的通常的碳双面带。另外,从避免静电影响的观点考虑,利用扫描型探针显微镜的观察优选在固定半天(12小时)以上的状态下静置除电后进行,或者使用除静电器等适当地除去静电后进行。
优选在扫描型探针显微镜的探针上设置有最适合测量黏合剂层被剥离后的光固化性压敏胶黏剂层的固化物的表面的弹簧常数低的悬臂。另外,利用扫描型探针显微镜的观察优选在动力模式(DFM)下进行。
拉丝痕迹为在光固化性压敏胶黏剂层的固化物的表面观察到的痕迹(突起),可取得光固化性压敏胶黏剂层的固化物的表面的相位图像的数据,将所述相位图像中硬度明显与周围不同的部位作为拉丝痕迹。拉丝痕迹的痕迹数是在相位图像中硬度明显与周围不同的部位的数量。
拉丝痕迹的痕迹宽度可如以下方式求出。首先,使用扫描型探针显微镜,取得在相位图像中包含硬度明显与周围不同的部位的光固化性压敏胶黏剂层的固化物的表面的形状图像分布及相位图像分布。图2是表示光固化性压敏胶黏剂层的固化物的表面的形状图像分布及相位图像分布的一个例子的图,图2的(a)是形状图像分布,图2的(b)是相位图像分布。在图2的(a)的形状图像分布中观察到的拉丝痕迹为隆起的部分为向上凸出的曲线,以最淡的颜色(在黑白图像的情况下,例如白色)来表示。另一方面,在相位图像分布中,相位差小于周围意味着比周围硬。在图2的(b)的相位图像分布中观察到的拉丝痕迹为由于光固化压敏胶黏剂层被延伸到极限,因此以与周围相比,与周围的相位差为50%以下的部位,用最浓的颜色(在黑白图像的情况下,例如黑色)表示。如此,不仅从形状图像分布还能从相位图像分布观察拉丝痕迹。接着,根据所取得的图2的(a)的形状图像分布,使用市售的图像处理软件(扫描探针显微镜附属的图像处理软件等),对于作为测定对象的所有拉丝痕迹,分别输出各拉丝痕迹的痕迹宽度最大的剖视线的剖视分布。图3是表示光固化性压敏胶黏剂层的固化物的表面的剖视分布的一个例子的图,图3的(a)是形状图像分布,图3的(b)是图3的(a)中的拉丝痕迹X的iii-iii线的剖视分布。图3的(b)是观察到的拉丝痕迹的两端的高度实质上没有差异(例如1nm以下)时的剖视分布。在这种剖视分布中,拉丝痕迹X的两端(极小值)彼此的宽度Wx可设为拉丝痕迹X的痕迹宽度。另一方面,图4是表示光固化性压敏胶黏剂层的固化物的表面的剖视分布的一个例子的图,图4的(a)是形状图像分布,图4的(b)是图4的(a)中的拉丝痕迹Y的iv-iv线的剖视分布。图4的(b)是观察到的拉丝痕迹的两端的高度存在差异(例如超过1nm)时的剖视分布。在这种情况下,可将与拉丝痕迹Y的顶点高度较近的一端(极小值)设为基准高度Hy,将该基准高度Hy处的宽度Wy设为拉丝痕迹Y的痕迹宽度。
<第3工序>
在本工序中,基于剥离力以及拉丝痕迹的痕迹数及痕迹宽度,判断光固化性压敏胶黏剂的良否。作为评价基准的剥离力以及拉丝痕迹的痕迹数及痕迹宽度的基准可根据半导体晶圆的厚度等适当设定。
第3工序可以是根据剥离力以及拉丝痕迹的痕迹数及痕迹宽度是否满足下述条件(a)及下述条件(b)来判断光固化性压敏胶黏剂的良否的工序。关于具备由满足下述条件(a)及下述条件(b)的光固化性压敏胶黏剂形成的光固化性压敏胶黏剂层的切割晶粒接合一体型膜,可优选地用于厚度比较薄(例如35μm以下)的半导体晶圆所采用的切割工艺(例如隐形切割等)。
条件(a):剥离力为0.70N/25mm以下。
条件(b):在黏合剂层被剥离后的光固化性压敏胶黏剂层的固化物的表面存在拉丝痕迹的痕迹数为15以上的25μm×25μm的区域(有时称为“特定区域”),区域内的拉丝痕迹的痕迹宽度的中位数为120~200nm。
将满足条件(a)的光固化性压敏胶黏剂适用于切割晶粒接合一体型膜时,有拾取的成功率进一步提高的倾向。条件(a)中的剥离力可以为0.65N/25mm以下或0.63N/25mm以下。条件(a)中的剥离力的下限值没有特别限制,但可以为0.10N/25mm以上。
将满足条件(b)的光固化性压敏胶黏剂适用于切割晶粒接合一体型膜时,存在拾取的剥离时间变得更短的倾向。
基于在黏合剂层被剥离后的光固化性压敏胶黏剂层的固化物的表面存在特定区域,有应力传播性变得良好,剥离速度提高的倾向。存在于特定区域内的拉丝痕迹的痕迹数可以是15以上或20以上,也可以是70以下、60以下或50以下。关于剥离速度,均有助于特定区域的存在与存在于该特定区域的拉丝痕迹的痕迹宽度。在特定区域,拉丝痕迹的痕迹数为15以上时,有应力传播性高、加快剥离速度的倾向。在特定区域,拉丝痕迹的痕迹数为70以下时,有能够抑制剥离力过度增大的倾向。
在黏合剂层被剥离后的光固化性压敏胶黏剂层的固化物的表面存在拉丝痕迹的痕迹数为15以上的特定区域的情况下,计算这些特定区域中存在的拉丝痕迹的痕迹宽度的中位数。其中,中位数是指将有限数量的数据按从小到大的顺序排列时位于中央的值,在数据的数量为偶数的情况下,是指接近中央的值的平均值。例如,在拉丝痕迹的痕迹数为15的情况下,按照拉丝痕迹的痕迹宽度从小到大的顺序排列时的第8个拉丝痕迹的痕迹宽度为中位数,在拉丝痕迹的痕迹数为16的情况下,按照拉丝痕迹的痕迹宽度从小到大的顺序排列时的第8个拉丝痕迹的痕迹宽度与第9个拉丝痕迹的痕迹宽度的平均值为中位数。存在于特定区域的拉丝痕迹的痕迹宽度的中位数可以为130nm以上或150nm以上,也可以为190nm以下或180nm以下。特定区域存在的拉丝痕迹的痕迹宽度的中位数为120nm以上时,有拉丝的断裂冲击容易传播,剥离速度提高的倾向。特定区域存在的拉丝痕迹的痕迹宽度的中位数为200nm以下时,有容易引起拉丝的断裂,剥离速度提高的倾向。
[切割晶粒接合一体型膜的制造方法]
一个实施方式的切割晶粒接合一体型膜的制造方法包括:在基材层上形成由通过所述光固化性压敏胶黏剂的评价方法而判断为良的光固化性压敏胶黏剂形成的光固化性压敏胶黏剂层的工序;以及在光固化性压敏胶黏剂层上形成黏合剂层的工序。基材层以及黏合剂层可与所述光固化性压敏胶黏剂的评价方法中例示的相同。光固化性压敏胶黏剂层的形成方法以及黏合剂层的形成方法也可与所述光固化性压敏胶黏剂的评价方法中例示的方法相同。
[切割晶粒接合一体型膜]
一个实施方式的切割晶粒接合一体型膜依次具备基材层、由通过所述光固化性压敏胶黏剂的评价方法而判断为良的光固化性压敏胶黏剂形成的光固化性压敏胶黏剂层及黏合剂层。基材层以及黏合剂层可与所述光固化性压敏胶黏剂的评价方法中所例示的相同。
[半导体装置(半导体封装)的制造方法]
图5及图6是用于说明半导体装置的制造方法的一个实施方式的示意剖视图。本实施方式的半导体装置的制造方法包括:将通过所述制造方法得到的切割晶粒接合一体型膜1的黏合剂层30贴付于半导体晶圆W2的工序(晶圆层压工序);将半导体晶圆W2、黏合剂层30及光固化性压敏胶黏剂层20单片化的工序(切割工序);对光固化性压敏胶黏剂层20照射紫外线的工序(紫外线照射工序);自基材层10拾取附着有黏合剂层30a的半导体元件(带有黏合剂层的半导体元件50)的工序(拾取工序)及经由黏合剂层30a将带有黏合剂层的半导体元件50黏合于半导体元件搭载用支承基板60上的工序(半导体元件黏合工序)。
切割工序中的切割没有特别限制,例如可以举出刀片切割、激光切割、隐形切割等。在半导体晶圆W2的厚度为35μm以下的情况下,切割可以采用隐形切割。以下,对作为切割主要使用隐形切割的方式进行详细说明。
<改性层形成工序>
在切割采用了隐形切割的情况下,半导体装置的制造方法可在晶圆层压工序之前具备改性层形成工序。
首先,准备厚度H1的半导体晶圆W1。形成改性层的半导体晶圆W1的厚度H1可超过35μm。接着,在半导体晶圆W1的一个主表面上贴附保护膜2(参考图5的(a))。贴附有保护膜2的面优选半导体晶圆W1的电路面。保护膜2可以是在半导体晶圆的背面磨削(背面研磨)中使用的背面研磨带。接着,对半导体晶圆W1内部照射激光光而形成改性层4(参考图5的(b)),对半导体晶圆W1的与贴附有保护膜2的面相反的一侧(背面侧)进行背面研磨(背面磨削)及抛光(研磨),从而制作具有改性层4的半导体晶圆W2(参考图5的(c))。得到的半导体晶圆W2的厚度H2可以为35μm以下。
<晶圆层压工序>
接着,将切割晶粒接合一体型膜1的黏合剂层30配置在规定的装置。接着,在半导体晶圆W2的主表面Ws,经由黏合剂层30贴附切割晶粒接合一体型膜1(参考图5的(d)),剥离半导体晶圆W2的保护膜2(参考图5的(e))。
<切割工序>
接着,至少将半导体晶圆W2及黏合剂层30通过切割而单片化(参考图6的(f))。在切割采用了隐形切割的情况下,可通过进行冷扩张以及热收缩来进行单片化。
<紫外线照射工序>
接着,通过对光固化性压敏胶黏剂层20照射紫外线,使光固化性压敏胶黏剂层20中的光固化性压敏胶黏剂固化,形成光固化性压敏胶黏剂层的固化物(包含光固化性压敏胶黏剂的固化物的层)(参考图6的(g))。因此,可降低光固化性压敏胶黏剂层20与黏合剂层30之间的胶黏力。在紫外线照射中,优选使用波长200~400nm的紫外线。紫外线照射条件优选调整成照度:30~240mW/cm2且照射量为200~500mJ/cm2。
<拾取工序>
接着,通过使基材层10扩张,使被切割的带有黏合剂层的半导体元件50彼此分开,并且利用抽吸夹头44抽吸自基材层10侧由顶针42顶出的带有黏合剂层的半导体元件50,并自光固化性压敏胶黏剂层的固化物20ac拾取(参考图6的(h))。另外,带有黏合剂层的半导体元件50具有半导体元件Wa和黏合剂层30a。半导体元件Wa通过切割分割半导体晶圆W2而得,黏合剂层30a通过切割分割黏合剂层30而得。光固化性压敏胶黏剂层的固化物20ac通过切割分割光固化性压敏胶黏剂层的固化物而得。光固化性压敏胶黏剂层的固化物20ac在拾取带有黏合剂层的半导体元件50时可残留在基材层10上。在拾取工序中,不一定需要扩张,但通过扩张,能够进一步提高拾取性。
利用顶针42的顶出量可适当设定。进而,从对于极薄晶圆也确保充分的拾取性的观点考虑,例如也可进行2阶段或3阶段的拾取。另外,也可通过使用抽吸夹头44的方法以外的方法来进行带有黏合剂层的半导体元件50的拾取。
<半导体元件黏合工序>
在拾取带有黏合剂层的半导体元件50后,通过热压接将带有黏合剂层的半导体元件50,经由黏合剂层30a而与半导体元件搭载用支承基板60黏合(参考图6的(i))。可将多个带有黏合剂层的半导体元件50黏合于半导体元件搭载用支承基板60上。
图7是示意性示出半导体装置的一个实施方式的剖视图。图7所示的半导体装置100可通过上述工序,还包括如下制造方法来制造,通过焊线70将半导体元件Wa与半导体元件搭载用支承基板60电连接的工序;使用树脂密封材料80将半导体元件Wa树脂密封在半导体元件搭载用支承基板60的表面60a上的工序。在半导体元件搭载用支承基板60的与表面60a相反的一侧的面上,可形成焊球90来用于与外部基板(母板)电连接。
实施例
以下,通过实施例进一步具体地说明本发明,但本发明并不限定于这些实施例。另外,除非另有记载,化合物使用市售试剂。
[切割晶粒接合一体型膜的准备]
((甲基)丙烯酸共聚物溶液A~E的制备)
在具备Three-One Motor、搅拌叶片以及氮气导入管的容量2000mL的高压釜中,以表1所示的比例(单位:质量份)加入丙烯酸2-乙基己酯(2EHA)、丙烯酸2-羟基乙酯(HEA)以及甲基丙烯酸(MAA),进而加入127质量份的乙酸乙酯及0.04质量份的偶氮二异丁腈。将其搅拌至均匀,以流量500ml/min实施60分钟鼓泡,对系统中的溶解氧进行脱气。接着,用1小时升温至78℃,在维持78~83℃的状态下聚合6小时。然后,将反应溶液转移到具备Three-One Motor、搅拌叶片以及氮气导入管的容量2000mL的加压釜中,在120℃、0.28MPa条件下加热4.5小时后,冷却至室温(25℃,以下相同)。接着,进一步加入98质量份的乙酸乙酯进行稀释。向其中添加作为阻聚剂的对苯二酚-单甲醚0.05质量份及作为氨基甲酸酯化催化剂的二月桂酸二辛基锡0.02质量份,并加入作为具有能够链聚合的官能团的化合物的2-甲基丙烯酰氧基乙基异氰酸酯(SHOWA DENKO K.K.制造,商品名“Karenz MOI”)10质量份,在70℃下反应6小时,冷却至室温。然后,加入乙酸乙酯以使不挥发成分(固体成分)含量为35质量%,从而得到具有羟基作为反应性官能团的(甲基)丙烯酸共聚物溶液A~E。
按照JIS K0070测定(甲基)丙烯酸共聚物溶液A~E中的(甲基)丙烯酸共聚物的酸值及羟基值。将结果示于表1。另外,将得到的丙烯酸树脂在60℃下真空干燥一夜,利用Elementar公司制造的全自动元素分析装置vario EL对得到的固体成分实施元素分析,自氮含量算出导入的2-甲基丙烯酰氧基乙基异氰酸酯的含量。将结果示于表1。进而,作为GPC装置使用TOSOH CORPORATION制造的SD-8022/DP-8020/RI-8020、作为管柱使用HitachiChemical Co.,Ltd.制造的Gelpack GL-A150-S/GL-A160-S及作为洗脱液使用四氢呋喃,测定聚苯乙烯换算的重均分子量(Mw)。将结果示于表1。
[表1]
<制造例1:切割晶粒接合一体型膜A的制作>
(切割膜的制备)
将以固体成分计为100质量份的作为具有反应性官能团的(甲基)丙烯酸共聚物的通过上述制备的(甲基)丙烯酸共聚物溶液A、0.5质量份的作为光聚合引发剂的1-羟基环己基苯基酮(Ciba Speciality Chemicals制造,IRGACURE184)以及2质量份的作为交联剂的多官能异氰酸酯(Nippon Polyurethane Industry Co.,Ltd.制造、商品名“Coronate L”、固体成分75%)混合。相对于该混合物,加入乙酸乙酯以使固体成分的总含量达到25质量%,均匀搅拌10分钟,得到光固化性压敏胶黏剂层形成用清漆。一边调整间隙,一边将所得到光固化性压敏胶黏剂层形成用清漆涂布在单面经脱模处理的宽350mm、长400mm、厚38μm的聚对苯二甲酸乙二酯(PET)膜上,以使干燥后的光固化性压敏胶黏剂层的厚度成为10μm,在80~100℃下将光固化性压敏胶黏剂层形成用清漆加热干燥3分钟。然后,贴合单面实施了电晕放电处理的聚烯烃制膜(基材层,厚度:90μm),在40℃、72小时的条件下进行固化,进行交联处理,从而得到具备基材层和光固化性压敏胶黏剂层的切割膜。另外,一边使用FT-IR光谱确认固化的进展一边进行交联处理。
(晶粒接合膜的制作)
在55质量份的作为环氧树脂的YDCN-703(Tohto Kasei Co.,Ltd.制造、商品名、甲酚酚醛清漆型环氧树脂、环氧当量210、分子量1200、软化点80℃),45质量份的作为酚醛树脂的Milex XLC-LL(Mitsui Chemicals,Inc.制造、商品名、羟基当量175、吸水率1.8%,350℃下的加热质量减少率4%)、1.7质量份的作为硅烷偶联剂的NUCA-189(Nippon UnicaCo.,Ltd.制造,商品名,γ-巯基丙基三甲氧基硅烷)及3.2质量份的NUCA-1160(NipponUnica Co.,Ltd.制造,商品名,γ-脲基丙基三乙氧基硅烷)以及32质量份的作为填料的AEROSIL R972(二氧化硅表面被二甲基二氯硅烷包覆,在400℃的反应器中水解,被甲基等有机基团表面修饰的二氧化硅填料、NIPPON AEROSIL CO.,LTD.制造、商品名、平均粒径0.016μm)中加入环己酮并搅拌混合,进而使用珠磨机混炼90分钟。相对于得到的混合物,添加280质量份的作为丙烯酸橡胶的HTR-860P-3(Nagase Chemtex Corporation制造、商品名、重均分子量80万、含有丙烯酸缩水甘油酯或甲基丙烯酸缩水甘油酯3质量%的丙烯酸橡胶)及0.5质量份的作为固化促进剂的Curesol 2PZ-CN(SHIKOKU CHEMICALS CORPORATION制造、商品名,1-氰基乙基-2-苯基咪唑),搅拌混合,并真空脱气,从而得到黏合剂层形成用清漆。将得到的黏合剂层形成用清漆涂布在经脱模处理的聚对苯二甲酸乙二酯(PET)膜上,以成为设定的厚度,在140℃下加热干燥5分钟,形成厚度10μm的B阶状态的黏合剂层,制作具备黏合剂层的晶粒接合膜。
(切割晶粒接合一体型膜的制作)
将通过上述制作的晶粒接合膜切割成容易连同PET膜一起处理的尺寸。对切割后的晶粒接合膜的黏合剂层,贴合切割膜的光固化性压敏胶黏剂层之前将PET膜剥去后贴附。贴合是在洁净室(温度23℃、湿度50%的无尘室内)使用层压机、在不加热辊(即温度23℃)下进行。其后,从保持黏合剂层与光固化性压敏胶黏剂层的密合性恒定的观点考虑,通过在4℃的冰箱中保管1天,得到切割晶粒接合一体型膜A。
<制造例2:切割晶粒接合一体型膜B的制作>
除了将交联剂的含量自8质量份变更为10质量份以外,以与制造例1相同的方式,得到切割晶粒接合一体型膜B。
<制造例3:切割晶粒接合一体型膜C的制作>
除了将(甲基)丙烯酸共聚物溶液自A变更为B,将交联剂的含量自8质量份变更为6质量份以外,以与制造例1相同的方式,得到切割晶粒接合一体型膜C。
<制造例4:切割晶粒接合一体型膜D的制作>
除了将光固化性压敏胶黏剂层形成用清漆的涂布速度变更为制造例1的涂布速度的0.8倍以外,以与制造例1相同的方式,得到切割晶粒接合一体型膜D。
<制造例5:切割晶粒接合一体型膜E的制作>
除了将光固化性压敏胶黏剂层形成用清漆的涂布速度变更为制造例1的涂布速度的1.2倍以外,以与制造例1相同的方式,得到切割晶粒接合一体型膜E。
<制造例6:切割晶粒接合一体型膜F的制作>
除了将(甲基)丙烯酸共聚物溶液自A变更为C,将交联剂的含量自8质量份变更为6质量份以外,以与制造例1相同的方式,得到切割晶粒接合一体型膜F。
<制造例7:切割晶粒接合一体型膜G的制作>
除了将(甲基)丙烯酸共聚物溶液自A变更为D,将交联剂的含量自8质量份变更为6质量份以外,以与制造例1相同的方式,得到切割晶粒接合一体型膜G。
<制造例8:切割晶粒接合一体型膜H的制作>
除了将交联剂的含量自8质量份变更为6质量份以外,以与制造例1相同的方式,得到切割晶粒接合一体型膜H。
<制造例9:切割晶粒接合一体型膜I的制作>
除了自(甲基)丙烯酸共聚物溶液A变更为(甲基)丙烯酸共聚物溶液E以外,以与制造例1相同的方式,得到切割晶粒接合一体型膜I。
<制造例10:切割晶粒接合一体型膜J的制作>
除了将光固化性压敏胶黏剂层形成用清漆的涂布速度变更为制造例1的涂布速度的1.5倍以外,以与制造例1相同的方式,得到切割晶粒接合一体型膜J。
<制造例11:切割晶粒接合一体型膜K的制作>
除了将光固化性压敏胶黏剂层形成用清漆的涂布速度变更为制造例1的涂布速度的0.6倍以外,以与制造例1相同的方式,得到切割晶粒接合一体型膜K。
<制造例12:切割晶粒接合一体型膜L的制作>
在切割晶粒接合一体型膜的制作中,在洁净室(温度23℃、湿度50%的无尘室内)剥离切割膜的PET膜,将使光固化性压敏胶黏剂层暴露于空气中放置1天以上之后贴附在晶粒接合膜的黏合剂层上,除此以外与制造例1相同同样地操作,得到切割晶粒接合一体型膜L。
<制造例13:切割晶粒接合一体型膜M的制作>
除了在切割晶粒接合一体型膜的制作中,一边将层压机的辊加热至50℃,一边贴附晶粒接合膜的黏合剂层与切割膜的光固化性压敏胶黏剂层以外,与制造例1同样地,得到切割晶粒接合一体型膜M。
[剥离力的测定]
<测定样品的制作>
将切割晶粒接合一体型膜A~M分别切成宽30mm、长200mm,剥离晶粒接合膜的黏合剂层侧的PET膜,使用辊将支撑膜(Oji Tac Co.,Ltd.制造、EC带)贴附在黏合剂层侧,切成宽25mm、长170mm。接着,自切出的带有胶黏膜的切割晶粒接合一体型膜的基材层(聚烯烃制膜)侧,使用紫外线照射装置(GS YUASA CORPORATION制造、UV SYSTEM、中心波长365nm的紫外线),在照射温度40℃以下、照射强度70mW/cm2以及累计光量150mJ/cm2下照射,形成光固化性压敏胶黏剂层的固化物,从而获得测定样品。
<剥离力的测定>
针对如所述般制作的测定样品,使用角度自由型的胶黏/覆膜剥离分析装置VPA-2S(Kyowa Interface Science Co.,Ltd.制造),以温度25±5℃、湿度55±10%、剥离角度30°以及剥离速度600mm/分钟拉伸支撑膜,测定剥离黏合剂层与光固化性压敏胶黏剂层的固化物时的剥离力(低角(30°)剥离强度)。进行3次同样的测定,将其平均值作为低角剥离强度。将结果示于表2、表3及表4。另外,条件(a)(剥离力为0.70N/25mm以下)的充分性也示于表2、表3及表4。
[拉丝痕迹的痕迹数及痕迹宽度测量]
<测定样品的制作>
切割晶粒接合一体型膜与上述剥离力的测定中使用的膜相同,且使用未进行上述剥离力的测定的膜。将切割晶粒接合一体型膜A~M分别切成宽30mm、长50mm以上。接着,将加热器与切割晶粒接合一体型膜的基材层(聚烯烃制膜)接触,将光固化性压敏胶黏剂层在65℃加热15分钟,然后空冷至25±5℃。空冷后,剥下晶粒接合膜的黏合剂层侧的PET膜,贴合支撑膜(Oji Tac Co.,Ltd.制造,EC带),整齐切成宽度为25mm。接着,自加热冷却后的带有支撑膜的切割晶粒接合一体型膜的基材层(聚烯烃制膜)侧,使用紫外线照射装置(GSYUASA CORPORATION制造、UV SYSTEM、中心波长365nm的紫外线),在照射温度40℃以下、照射强度70mW/cm2以及累计光量150mJ/cm2下照射,形成光固化性压敏胶黏剂层的固化物。接着,使用角度自由型的胶黏/覆膜剥离分析装置VPA-2S(Kyowa Interface Science Co.,Ltd.制造),以温度25±5℃、湿度55±10%、剥离角度30°以及剥离速度600mm/分钟拉伸支撑膜,剥离黏合剂层与光固化性压敏胶黏剂层的固化物,将具备黏合剂层被剥离后的光固化性压敏胶黏剂层的固化物的基材层回收,通过切成5mm×5mm的尺寸,获得测量样品。
<拉丝痕迹的痕迹数及痕迹宽度的测量>
将上述制作的测量样品固定在板状的载物台上。测量样品的固定使用了碳双面带。使用扫描型探针显微镜(Hitachi High-Tech Science Corporation制造,商品名“SPA400”),观察黏合剂层被剥离后的光固化性压敏胶黏剂层的固化物的表面,使用图像分析软件(附属于“SPA400”)进行分析。在扫描型探针显微镜的探针上设置弹簧常数低的悬臂(Olympus Corporation制造,商品名“OMCL-AC240TS”)来进行。在光固化性压敏胶黏剂层的固化物的观察中,以动力模式(DFM)进行观察,同时取得相位图像的数据,将该相位图像中硬度明显与周围不同的部位作为拉丝痕迹。在测量样品的观察中,确认了在作为观察对象的表面是否存在拉丝痕迹的痕迹数为15以上的25μm×25μm的区域(特定区域)。在黏合剂层被剥离后的光固化性压敏胶黏剂层的固化物的表面存在拉丝痕迹的痕迹数为15以上的特定区域的情况下,计算出特定区域存在的拉丝痕迹的痕迹宽度的中位数。拉丝痕迹的痕迹宽度如下求出。首先,使用扫描型探针显微镜,取得包含相位图像中硬度明显与周围不同的部位的光固化性压敏胶黏剂层的固化物表面的形状图像分布及相位图像分布。接着,根据取得的形状图像分布,使用市售的图像处理软件(扫描型探针显微镜附属的图像处理软件等),对于成为测定对象的所有拉丝痕迹,分别输出各拉丝痕迹的痕迹宽度最大的剖视线的剖视分布,根据上述基准求出拉丝痕迹的痕迹宽度。另外,在形状图像分布中,拉丝痕迹以最淡的颜色(在黑白图像的情况下,例如白色)表示,但在相位图像中硬度明显与周围不同的部位的个数与在形状图像分布中以最淡的颜色表示的部位的个数相同。将结果示于表2、表3及表4中。另外,对于条件(b)(黏合剂层被剥离后的光固化性压敏胶黏剂层的固化物的表面存在拉丝痕迹的痕迹数为15以上的25μm×25μm的区域,区域内的拉丝痕迹的痕迹宽度的中位数为120~200nm)的充分性,也示于表2、表3及表4。
[切割工序中的拾取性的评价]
对于得到的制造例1~13的切割晶粒接合一体型膜A~M,评价切割工序的规定条件下的拾取的成功率及拾取所花费的剥离时间。
<评价样品的制作>
(改性层形成)
在半导体晶圆(硅晶圆(厚度750μm、外径12英寸))的一面贴附背面研磨带,得到带有背面研磨带的半导体晶圆。对半导体晶圆的与贴附有背面研磨带的一侧相反一侧的面照射激光光,在半导体晶圆内部形成改性层。激光的照射条件如下。
激光振动器型式:半导体激光激发Q开关固体激光
波长:1342nm
振动形式:脉冲
频率:90kHz
输出:1.7W
半导体晶圆载置台的移动速度:700mm/秒
接着,对半导体晶圆的与贴附有背面研磨带的一侧相反的一侧的面进行背面磨削和抛光,从而得到厚度为30μm的半导体晶圆。
(晶圆层压)
在半导体晶圆的与贴附有背面研磨带的一侧相反一侧的面上,剥下切割晶粒接合一体型膜的PET膜,贴附黏合剂层。
(切割)
接着,将带有具有改性层的切割晶粒接合一体型膜的半导体晶圆固定在扩张装置上。接着,在下述条件下扩张切割膜,将半导体晶圆、黏合剂层及光固化性压敏胶黏剂层单片化。
装置:DISCO CORPORATION制造,商品名“DDS 2300Fully Automatic DieSeparator”
冷扩张条件:
温度:-15℃、高度:9mm、冷却时间:90秒、速度:300mm/秒、待机时间:0秒
热收缩条件:
温度:220℃、高度:7mm、保持时间:15秒、速度:30mm/秒、加热速度:7℃/秒
(紫外线照射)
对经单片化的半导体晶圆的光固化性压敏胶黏剂层以照射强度70mW/cm2和累计光量150mJ/cm2照射中心波长365nm的紫外线,形成光固化性压敏胶黏剂层的固化物,从而获得后述的拾取性的评价样品。
<拾取性的评价>
使用固晶机DB-830P(FASFORD TECHNOLOGY公司制造(原Hitachi High-technologies公司制造)),用9根销进行了拾取试验。拾取用夹头使用RUBBER TIP 13-087E-33(MICRONICS JAPAN CO.,LTD.制造,商品名,尺寸:10×10mm)。顶销使用EJECTORNEEDLE SEN2-83-05(MICRONICS JAPAN CO.,LTD.制造,商品名,直径:0.7mm,前端形状:直径350μm的半圆)。顶销从销中心等间隔地配置了9根。
(拾取的成功率)
在上述拾取试验中,将拾取成功率为95%~100%的评价为“A”,不到95%的评价为“B”。将结果示于表2、表3及表4。
(拾取的剥离时间)
使用高速相机MEMRECM GX-1Plus(nac Image Technology Inc.制造,商品名),拍摄上述拾取试验,将夹头与芯片接触开始到黏合剂层与光固化性压敏胶黏剂层完全被剥离为止的时间作为剥离时间进行评价。拾取以1mm/秒的速度上顶到300μm来进行。帧速率为1000帧/秒。剥离时间在60m秒以下的评价为“A”,超过60m秒小于90m秒的评价为“B”,超过90m秒的评价为“C”。将结果示于表2、表3及表4。
[表2]
[表3]
[表4]
如表2、表3以及表4所示,制造例1~5的切割晶粒接合一体型膜A~E的剥离力为0.70N/25mm以下,且在黏合剂层被剥离后的光固化性压敏胶黏剂层的固化物的表面存在拉丝痕迹的痕迹数为15以上的25μm×25μm的区域,区域内的拉丝痕迹的痕迹宽度的中位数为120~200nm,均满足条件(a)及条件(b)。明确了这些制造例1~5的切割晶粒接合一体型膜A~E在拾取性的评价方面优异。与此相对,明确了不满足条件(a)或条件(b)的任一方、或均不满足条件(a)和条件(b)的制造例6~13的切割晶粒接合一体型膜F~M在拾取性的评价中不充分。
符号说明
1-切割晶粒接合一体型膜,2-保护膜,4-改性层,10-基材层,20-光固化性压敏胶黏剂层,20ac-光固化性压敏胶黏剂层的固化物,30、30a-黏合剂层,42-顶针,44-抽吸夹头,50-带有黏合剂层的半导体元件,60-半导体元件搭载用支承基板,70-焊线,80-树脂密封材料,90-焊球,W1、W2-半导体晶圆,H1-半导体晶圆W1的厚度,H2-半导体晶圆W2的厚度,100-半导体装置。
Claims (10)
1.一种光固化性压敏胶黏剂的评价方法,所述光固化性压敏胶黏剂用于切割晶粒接合一体型膜,其包括:
第1工序,准备依次层叠有基材层、由光固化性压敏胶黏剂形成的光固化性压敏胶黏剂层以及黏合剂层的切割晶粒接合一体型膜,在下述照射条件下对所述光固化性压敏胶黏剂层照射紫外线,形成所述光固化性压敏胶黏剂层的固化物,并测定在下述剥离条件下剥离所述黏合剂层和所述光固化性压敏胶黏剂层的固化物时的剥离力;
第2工序,准备依次层叠有基材层、由光固化性压敏胶黏剂形成的光固化性压敏胶黏剂层以及黏合剂层的切割晶粒接合一体型膜,在下述加热冷却条件下对所述光固化性压敏胶黏剂层进行处理,并在下述照射条件下对所述光固化性压敏胶黏剂层照射紫外线,形成所述光固化性压敏胶黏剂层的固化物,在下述剥离条件下剥离所述黏合剂层和所述光固化性压敏胶黏剂层的固化物,利用扫描型探针显微镜观察所述黏合剂层被剥离后的所述光固化性压敏胶黏剂层的固化物的表面,并测量所述表面的拉丝痕迹的痕迹数及痕迹宽度;以及
第3工序,基于所述剥离力及所述拉丝痕迹的痕迹数及痕迹宽度,判断所述光固化性压敏胶黏剂的良否,
(照射条件)
照射强度:70mW/cm2
累计光量:150mJ/cm2
(剥离条件)
温度:25±5℃
湿度:55±10%
剥离角度:30°
剥离速度:600mm/分钟
(加热冷却条件)
加热处理:65℃、15分钟
冷却处理:空冷静置30分钟,直至25±5℃。
2.根据权利要求1所述的光固化性压敏胶黏剂的评价方法,其中,
所述第3工序是根据所述剥离力及所述拉丝痕迹的痕迹数及痕迹宽度是否满足下述条件(a)及下述条件(b)来判断所述光固化性压敏胶黏剂的良否的工序,
条件(a):所述剥离力为0.70N/25mm以下,
条件(b):在所述黏合剂层被剥离后的所述光固化性压敏胶黏剂层的固化物的表面存在拉丝痕迹的痕迹数为15以上的25μm×25μm的区域,所述区域内的所述拉丝痕迹的痕迹宽度的中位数为120~200nm。
3.根据权利要求1或2所述的光固化性压敏胶黏剂的评价方法,其中,
所述光固化性压敏胶黏剂含有具有反应性官能团的(甲基)丙烯酸系共聚物、光聚合引发剂及具有2个以上能够与所述反应性官能团反应的官能团的交联剂。
4.根据权利要求3所述的光固化性压敏胶黏剂的评价方法,其中,
所述(甲基)丙烯酸系共聚物含有(甲基)丙烯酸作为单体单元。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的光固化性压敏胶黏剂的评价方法,其中,
所述黏合剂层含有环氧树脂、环氧树脂固化剂及具有环氧基的(甲基)丙烯酸系共聚物。
6.一种切割晶粒接合一体型膜的制造方法,其包括:
在基材层上形成由通过权利要求1至5中任一项所述的光固化性压敏胶黏剂的评价方法而判断为良的光固化性压敏胶黏剂形成的光固化性压敏胶黏剂层的工序;以及
在所述光固化性压敏胶黏剂层上形成黏合剂层的工序。
7.一种半导体装置的制造方法,其包括:
将通过权利要求6所述的切割晶粒接合一体型膜的制造方法得到的切割晶粒接合一体型膜的所述黏合剂层贴附于半导体晶圆的工序;
将所述半导体晶圆、所述黏合剂层及所述光固化性压敏胶黏剂层通过切割而单片化的工序;
对所述光固化性压敏胶黏剂层照射紫外线,形成所述光固化性压敏胶黏剂层的固化物的工序;
自所述光固化性压敏胶黏剂层的固化物拾取附着有所述黏合剂层的半导体元件的工序;以及经由所述黏合剂层将所述半导体元件黏合于半导体元件搭载用的支承基板的工序。
8.根据权利要求7所述的半导体装置的制造方法,其中,
所述半导体晶圆的厚度为35μm以下。
9.根据权利要求7或8所述的半导体装置的制造方法,其中,
所述切割采用了隐形切割。
10.一种切割晶粒接合一体型膜,其依次具备基材层、由通过权利要求1至5中任一项所述的光固化性压敏胶黏剂的评价方法而判断为良的光固化性压敏胶黏剂形成的光固化性压敏胶黏剂层及黏合剂层。
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