CN114730706A - 半导体装置的制造方法、以及切割晶粒接合一体型膜及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的一方面所涉及的切割晶粒接合一体型膜具备:基材层、胶黏剂层及压敏胶黏剂层,所述压敏胶黏剂层配置于基材层与胶黏剂层之间且具有通过活性能量射线的照射而相对于胶黏剂层的胶接力预先下降的第一区域,在温度23℃下、剥离角度30°及剥离速度60mm/分钟的条件下所测定的第一区域相对于胶黏剂层的胶接力为6.0N/25mm以上且12.5N/25mm以下。

Description

半导体装置的制造方法、以及切割晶粒接合一体型膜及其制 造方法
技术领域
本发明涉及一种半导体装置的制造方法、以及切割晶粒接合一体型膜及其制造方法
背景技术
半导体装置经过以下的工序而制造。首先,在将切晶用压敏胶黏剂膜(pressure-sensitive adhesive film)贴附于晶圆的状态下实施切晶工序。之后,实施扩张(expand)工序、拾取(pickup)工序及粘晶(die bonding)工序等。
在半导体装置的制造工艺中,使用被称为切割晶粒接合一体型膜的膜。该膜具有依次层叠有基材层、分选方法(pressure-sensitive adhesive)层及胶黏剂(adhesive)层的结构,例如以如下方式使用。首先,在对晶圆贴附胶黏剂层侧的面并且利用切割环(dicing ring)将晶圆固定的状态下,对晶圆进行切晶。由此,将晶圆单片化成多个芯片(chip)。接着,通过对压敏胶黏剂层照射紫外线而减弱压敏胶黏剂层相对于胶黏剂层的胶接力(adhesive force)后,将芯片连同胶黏剂层单片化而成的胶黏剂片从压敏胶黏剂层一并拾取。之后,经过经由胶黏剂片而将芯片安装于基板等的工序来制造半导体装置。另外,由经过切晶工序而获得的芯片和附着于其的胶黏剂片组成的层叠体称为带有胶黏剂片的芯片。
将如上所述般通过紫外线的照射而胶接力变弱的压敏胶黏剂层(切晶膜)称为紫外线(ultraviolet,UV)固化型。相对于此,将在半导体装置的制造工艺中不照射紫外线而胶接力保持固定的压敏胶黏剂层称为感压型。具备感压型的压敏胶黏剂层的切割晶粒接合一体型膜具有如下优点:无需由用户(主要为半导体装置制造商)实施照射紫外线的工序,而且不需要用于该工序的设备。专利文献1公开一种切晶粘晶膜,其从压敏胶黏剂层含有通过紫外线而固化的成分的方面考虑可称为UV固化型,另一方面,从仅对压敏胶黏剂层的规定部分预先照射紫外线,用户无需在半导体装置的制造工艺中照射紫外线的方面考虑还可称为感压型。
以往技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利第4443962号公报
发明内容
发明要解决的技术课题
切晶粘晶一体型膜的压敏胶黏剂层要求在切晶工序中对胶黏剂层及切割环的胶接力高。若压敏胶黏剂层的胶接力不充分,则产生伴随切晶刀片的高速旋转而在胶黏剂层与压敏胶黏剂层之间产生剥离,同时胶黏剂层断裂,胶黏剂层的碎片飞散的现象该现象称为“DAF飞散”。另外,DAF是指Die attach film(芯片粘附膜)。或者,因切割水的水流而产生切割环从压敏胶黏剂层剥离的现象(以下,将该现象称为“环剥落”。另外,近年来,随著晶圆薄化,通过冷却扩张来将晶圆及胶黏剂层单片化的工艺增加若在冷却扩张工序中压敏胶黏剂层的胶接力也不充分,则存在因扩张时的冲击及应力,产生DAF的外周部断裂、碎片飞散的现象(DAF飞散),或者产生带有胶黏剂片的芯片的端部与压敏胶黏剂层的剥离(芯片边缘剥离),有时在其后的工序中产生不良状况的情况。
但切晶粘晶一体型膜的用户具有在尽可能一定的条件下欲实施活化能量射线(例如紫外线)的照射的需求。因此,存在例如即便压敏胶黏剂层的胶接力随着切晶粘晶一体型膜的配方的变更而变化,也难以要求用户灵活地调整活化能量射线的照射条件的状况。
本发明提供一种对用户而言使用便利性佳且有利于有效率地制造半导体装置的切割晶粒接合一体型膜及其制造方法。另外,本发明提供一种使用上述切割晶粒接合一体型膜的半导体装置的制造方法。
用于解决技术课题的手段
本发明的一方面涉及一种半导体装置的制造方法。该制造方法包括以下工序。
(A)准备切割晶粒接合一体型膜工序,依次层叠有基材层、压敏胶黏剂层及胶黏剂层,压敏胶黏剂层具有第一区域,所述第一区域通过活性能量射线的照射而相对于胶黏剂层的胶接力预先下降;
(B)对晶圆进行隐形切割(stealth dicing)或者利用刀片进行半切割(half-dicing)的工序;
(C)在胶黏剂层中的与第一区域对应的区域贴附晶圆的工序;
(D)通过在冷却条件下扩张基材层,获得将晶圆及胶黏剂层单片化而成的带有胶黏剂片的芯片的工序;
(E)通过对压敏胶黏剂层照射活化能量射线,使压敏胶黏剂层相对于带有胶黏剂片的芯片的胶接力降低的工序;
(F)在扩张基材层的状態下,从所述压敏胶黏剂层拾取带有胶黏剂片的芯片的工序;及
(G)将所述带有胶黏剂片的芯片安装于基板或其他芯片上的工序。
而且,对(A)工序中的切割晶粒接合一体型膜在温度23℃下、剥离角度30°及剥离速度60mm/分钟的条件下进行测定,第一区域相对于胶黏剂层的胶接力为6.0N/25mm以上且12.5N/25mm以下。
根据所述制造方法,使用通过活性能量射线的照射(第一次照射)预先调整了压敏胶黏剂层相对于胶黏剂层的胶接力的切割晶粒接合一体型膜,且通过(E)工序中的活化能量射线的照射(第二次照射)使压敏胶黏剂层相对于带有胶黏剂片的芯片的胶接力降低。因此,能够充分抑制(D)工序中的DAF飞散或芯片边缘剥离的产生,且在(F)工序中能够实现优异的拾取性。
在(D)工序中获得的带有胶黏剂片的芯片可以为尺寸比较大的芯片。即,上述带有胶黏剂片的芯片可以在俯视时具有正方形或长方形的形状且具有6.0mm以上的边。尺寸比较大的带有胶黏剂片的芯片容易产生翘曲,由此,在(D)工序中带有胶黏剂片的芯片剥离,在(F)工序中芯片破裂,或容易产生拾取不良。根据本发明的制造方法,能够充分抑制(F)工序中的这些不良状况。
压敏胶黏剂层可具有相对于胶黏剂层的胶接力比第一区域更大的第二区域。此时,能够在(C)工序的同时或(D)工序之前,在第二区域贴附切割环。
本发明的一方面所涉及的切割晶粒接合一体型膜具备:基材层、胶黏剂层及压敏胶黏剂层,所述压敏胶黏剂层配置于基材层与胶黏剂层之间且具有通过活性能量射线的照射而相对于胶黏剂层的胶接力预先下降的第一区域,在温度23℃下、剥离角度30°及剥离速度60mm/分钟的条件下所测定的第一区域相对于胶黏剂层的胶接力为6.0N/25mm以上且12.5N/25mm以下。
该切割晶粒接合一体型膜通过活性能量射线的照射而预先调整了压敏胶黏剂相对于胶黏剂层的胶接力。例如,即便压敏胶黏剂层的胶接力随着切晶粘晶一体型膜的配方的变更而变化,该膜的制造商也能够预先调整其胶接力并提供给用户,从而用户能够不变更活化能量射线的照射条件,可以在保持先前的条件下继续半导体装置的制造。
从优异的拾取性的观点出发,上述述切割晶粒接合一体型膜优选为在对第一区域照射150mJ/cm2的量的紫外线后,在温度23℃下、剥离角度30°及剥离速度60mm/分钟的条件下进行测定的该第一区域相对于胶黏剂层的胶接力为1.2N/25mm以下。上述切割晶粒接合一体型膜能够应用于半导体装置制造工艺中,所述半导体装置制造工艺包括将晶圆单片化为面积30~250mm2的多个芯片的工序。
本发明的一方面涉及一种切割晶粒接合一体型膜的制造方法。该制造方法的第一方式依次包括:在基材层的表面上制作层叠体的工序,所述层叠体包含压敏胶黏剂层及胶黏剂层,所述压敏胶黏剂层含有通过照射活性能量射线而胶接力降低的组合物,所述胶黏剂层形成于压敏胶黏剂层的表面上;以及对层叠体所包含的压敏胶黏剂层的将形成第一区域的区域照射活性能量射线的工序。另一方面,该制造方法的第二方式依次包括:在基材层的表面上形成压敏胶黏剂层的工序,上述压敏胶黏剂层由通过照射活性能量射线而胶接力降低的组合物组成;对压敏胶黏剂层的形成第一区域的区域照射活性能量射线的工序;以及在照射活性能量射线后的所述压敏胶黏剂层的表面上层叠胶黏剂层的工序。
发明效果
根据本发明,提供一种对用户而言使用便利性佳且有利于有效率地制造半导体装置的切割晶粒接合一体型膜及其制造方法。另外,根据本发明,提供一种使用了上述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(a)是表示切割晶粒接合一体型膜的一实施方式的俯视图,图1(b)是沿着图1(a)所示的B-B线的示意剖视图。
图2是表示在切割晶粒接合一体型膜的压敏胶黏剂层的周缘部贴附切割环,并且在胶黏剂层的表面贴附晶圆的状态的示意图。
图3是示意性地表示测定压敏胶黏剂层相对于胶黏剂层的30°剥离强度的样子的剖视图。
图4是半导体装置的一实施方式的示意剖视图。
图5(a)及图5(b)是示意性地表示制造带有胶黏剂片的芯片的过程的剖视图。
图6(a)~图6(c)是示意性地表示制造带有胶黏剂片的芯片的过程的剖视图。
图7(a)及图7(b)是示意性地表示制造图4所示的半导体装置的过程的剖视图。
具体实施方式
以下,参考附图对本发明的实施方式进行详细说明。在以下的说明中,对相同或相当部分标注相同符号,并省略重复说明。另外,本发明并不限定于以下实施方式。在本说明书中,(甲基)丙烯酸是指丙烯酸或甲基丙烯酸。
<切割晶粒接合一体型膜>
图1(a)是表示本实施方式所涉及的切割晶粒接合一体型膜的俯视图,图1(b)是沿着图1的B-B线的示意剖视图。切割晶粒接合一体型膜10(以下视情况而简称为“膜10”)依次具备:基材层1;压敏胶黏剂层3,具有与基材层1相向的第一面F1及其相反侧的第二面F2;及胶黏剂层5,以覆盖压敏胶黏剂层3的第二面F2的中央部的方式设置。在本实施方式中,例示出在正方形的基材层1上,形成有一个压敏胶黏剂层3及胶黏剂层5的层叠体的方式,但也可以为基材层1具有规定的长度(例如100m以上),且以沿其长边方向排列的方式,压敏胶黏剂层3及胶黏剂层5的层叠体以规定的间隔配置的方式。
(压敏胶黏剂层)
压敏胶黏剂层3具有:第一区域3a,至少包含与胶黏剂层5中的晶圆W的贴附位置对应的区域Rw;及第二区域3b,以包围第一区域3a的方式定位。图1(a)中的虚线表示第一区域3a与第二区域3b的边界。第一区域3a及第二区域3b在活性能量射线的照射前由相同的组合物组成。第一区域3a为通过照射紫外线等活性能量射线而呈与第二区域3b相比胶接力下降的状态的区域。第二区域3b为用来贴附切割环DR的区域(参考图2)。第二区域3b为未照射活性能量射线的区域,且具有对切割环DR的高胶接力。
第一区域3a相对于胶黏剂层5的胶接力为6.0N/25mm以上且12.5N/25mm以下。该胶接力为在温度23℃下、剥离角度30°及剥离速度60mm/分钟的条件下测定的30°剥离强度。图3是示意性地表示在将测定试样(宽度25mm×长度100mm)的胶黏剂层5固定于支撑板80的状态下,测定压敏胶黏剂层3的30°剥离强度的样子的剖视图。通过将第一区域3a相对于胶黏剂层5的胶接力(30°剥离强度)设为上述范围,能够充分抑制冷却扩张时的DAF飞散或芯片边缘剥离。由此,能够以充分高的成品率制造半导体装置。该胶接力的下限值可以为6.5N/25mm或7.0N/25mm,上限值可以为11.5N/25mm或10.5N/25mm。
第一区域3a相对于胶黏剂层5的胶接力优选为在对第一区域3a照射150mJ/cm2的量的紫外线(主波长:365nm)后为1.2N/25mm以下,也可以为0.4N/25mm以上且1.2N/25mm以下或0.5N/25mm以上且1.1N/25mm以下。根据具备该压敏胶黏剂层3的膜10,能够实现优异的拾取性。另外,该胶接力与上述同样,是在温度23℃下、剥离角度30°及剥离速度60mm/分钟的条件下测定的30°剥离强度(参考图3)。
第二区域3b相对于不锈钢基板的胶接力优选为0.2N/25mm以上。该胶接力为在温度23℃、剥离角度90°及剥离速度50mm/分钟的条件下测定的90°剥离强度。通过该胶接力为0.2N/25mm以上,能够充分地抑制切晶时的环剥落。该胶接力的下限值可以为0.3N/25mm或0.4N/25mm,上限值例如为2.0N/25mm,也可以为1.0N/25mm。
活性能量射线照射前的压敏胶黏剂层例如由含有(甲基)丙烯酸系树脂、光聚合引发剂及交联剂的压敏胶黏剂组合物组成。未照射活性能量射线的第二区域3b由与活性能量射线照射前的压敏胶黏剂层相同的组成组成。以下,对压敏胶黏剂组合物的含有成分进行详细说明。
[(甲基)丙烯酸系树脂]
压敏胶黏剂组合物优选为包含具有可链聚合的官能团的(甲基)丙烯酸系树脂,且官能团为选自丙烯酰基及甲基丙烯酰基中的至少一种。活性能量射线照射前的压敏胶黏剂层中的上述官能团的含量例如为0.1~1.2mmol/g,也可以为0.3~1.0mmol/g或0.5~0.8mmol/g。通过上述官能团的含量为0.1mmol/g以上,容易通过活性能量射线的照射而形成胶接力适度下降的区域(第一区域3a),另一方面,通过为1.2mmol/g以下,容易实现优异的拾取性。
(甲基)丙烯酸系树脂能够通过利用已知的方法进行合成而获得。作为合成方法,例如可举出溶液聚合法、悬浮聚合法、乳化聚合法、块状聚合法、析出聚合法、气相聚合法、等离子体聚合法、超临界聚合法。另外,作为聚合反应的种类,除自由基聚合、阳离子聚合、阴离子聚合、活性自由基聚合、活性阳离子聚合、活性阴离子聚合、配位聚合、永生聚合(immortal polymerization)等以外,还可举出原子转移自由基聚合(atom transferradical polymerization,ATRP)及可逆加成断裂链转移聚合(reversible additionfragmentation chain transfer polymerization,RAFTP)等方法。这些中,使用溶液聚合法且通过自由基聚合来进行合成,除经济性良好、反应率高、聚合控制容易等以外,还具有能够直接使用通过聚合而获得的树脂溶液来进行调配等的优点。
在此,以使用溶液聚合法且通过自由基聚合而获得(甲基)丙烯酸系树脂的方法为例,对(甲基)丙烯酸系树脂的合成法进行详细说明。
作为合成(甲基)丙烯酸系树脂时所使用的单体,只要在一分子中具有一个(甲基)丙烯酰基,则并无特别限制。作为其具体例,可举出(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸丁氧基乙酯、(甲基)丙烯酸异戊酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸庚酯、(甲基)丙烯酸辛基庚酯、(甲基)丙烯酸壬酯、(甲基)丙烯酸癸酯、(甲基)丙烯酸十一烷基酯、(甲基)丙烯酸月桂基酯、(甲基)丙烯酸十三烷基酯、(甲基)丙烯酸十四烷基酯、(甲基)丙烯酸十五烷基酯、(甲基)丙烯酸十六烷基酯、(甲基)丙烯酸硬脂基酯、(甲基)丙烯酸山萮基酯、甲氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯、乙氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯、甲氧基聚丙二醇(甲基)丙烯酸酯、乙氧基聚丙二醇(甲基)丙烯酸酯、丁二酸单(2-(甲基)丙烯酰氧基乙基)酯等脂肪族(甲基)丙烯酸酯;(甲基)丙烯酸环戊酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸二环戊酯、(甲基)丙烯酸二环戊烯酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯、四氢邻苯二甲酸单(2-(甲基)丙烯酰氧基乙基)酯、六氢邻苯二甲酸单(2-(甲基)丙烯酰氧基乙基)酯等脂环式(甲基)丙烯酸酯;(甲基)丙烯酸苄基酯、(甲基)丙烯酸苯基酯、(甲基)丙烯酸邻联苯基酯、(甲基)丙烯酸1-萘基酯、(甲基)丙烯酸2-萘基酯、(甲基)丙烯酸苯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸对枯基苯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸邻苯基苯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸1-萘氧基乙酯、(甲基)丙烯酸2-萘氧基乙酯、苯氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯、壬基苯氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯、苯氧基聚丙二醇(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸2-羟基-3-苯氧基丙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基-3-(邻苯基苯氧基)丙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基-3-(1-萘氧基)丙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基-3-(2-萘氧基)丙酯等芳香族(甲基)丙烯酸酯;(甲基)丙烯酸2-四氢糠酯、N-(甲基)丙烯酰氧基乙基六氢邻苯二甲酰亚胺、2-(甲基)丙烯酰氧基乙基-N-咔唑等杂环式(甲基)丙烯酸酯、这些化合物的己内酯改性体;ω-羧基-聚己内酯单(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸α-乙基缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸α-丙基缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸α-丁基缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸2-甲基缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸2-乙基缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸2-丙基缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸3,4-环氧基丁酯、(甲基)丙烯酸3,4-环氧基庚酯、(甲基)丙烯酸α-乙基-6,7-环氧基庚酯、(甲基)丙烯酸3,4-环氧基环己基甲酯、邻乙烯基苄基缩水甘油醚、间乙烯基苄基缩水甘油醚、对乙烯基苄基缩水甘油醚等具有乙烯性不饱和基与环氧基的化合物;(甲基)丙烯酸(2-乙基-2-氧杂环丁基)甲酯、(甲基)丙烯酸(2-甲基-2-氧杂环丁基)甲酯、(甲基)丙烯酸2-(2-乙基-2-氧杂环丁基)乙酯、(甲基)丙烯酸2-(2-甲基-2-氧杂环丁基)乙酯、(甲基)丙烯酸3-(2-乙基-2-氧杂环丁基)丙酯、(甲基)丙烯酸3-(2-甲基-2-氧杂环丁基)丙酯等具有乙烯性不饱和基与氧杂环丁基的化合物;2-(甲基)丙烯酰氧基乙基异氰酸酯等具有乙烯性不饱和基与异氰酸酯基的化合物;(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(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3-氯-2-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丁酯等具有乙烯性不饱和基与羟基的化合物,能够将这些适当组合来得到作为目标的(甲基)丙烯酸系树脂。
从与后述的官能团导入化合物或交联剂的反应方面考虑,(甲基)丙烯酸系树脂优选为具有选自羟基、缩水甘油基及氨基等中的至少一种官能团。作为用于合成具有羟基的(甲基)丙烯酸系树脂的单体,可举出(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(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3-氯-2-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丁酯等具有乙烯性不饱和基与羟基的化合物,这些能够单独使用一种,或者同时使用两种以上。
作为用于合成具有缩水甘油基的(甲基)丙烯酸系树脂的单体,可举出(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸α-乙基缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸α-丙基缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸α-丁基缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸2-甲基缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸2-乙基缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸2-丙基缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸3,4-环氧基丁酯、(甲基)丙烯酸3,4-环氧基庚酯、(甲基)丙烯酸α-乙基-6,7-环氧基庚酯、(甲基)丙烯酸3,4-环氧基环己基甲酯、邻乙烯基苄基缩水甘油醚、间乙烯基苄基缩水甘油醚、对乙烯基苄基缩水甘油醚等具有乙烯性不饱和基与环氧基的化合物,这些能够单独使用一种,或者同时使用两种以上。
由这些单体所合成的(甲基)丙烯酸系树脂优选为包含可链聚合的官能团。可链聚合的官能团例如为选自丙烯酰基及甲基丙烯酰基中的至少一种。可链聚合的官能团例如能够通过使以下化合物(官能团导入化合物)与如上所述般合成的(甲基)丙烯酸系树脂反应,而导入至该(甲基)丙烯酸系树脂中。作为官能团导入化合物的具体例,可举出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、甲基丙烯酰基异氰酸酯、烯丙基异氰酸酯、1,1-(双丙烯酰氧基甲基)乙基异氰酸酯;通过二异氰酸酯化合物或者聚异氰酸酯化合物与(甲基)丙烯酸羟基乙酯或(甲基)丙烯酸4-羟基丁基乙酯的反应而获得的丙烯酰基单异氰酸酯化合物;通过二异氰酸酯化合物或者聚异氰酸酯化合物与多元醇化合物及(甲基)丙烯酸羟基乙酯的反应而获得的丙烯酰基单异氰酸酯化合物等。这些中,尤其优选为2-甲基丙烯酰氧基乙基异氰酸酯。这些化合物能够单独使用一种,还能够组合使用两种以上。
[光聚合引发剂]
作为光聚合引发剂,只要通过照射活性能量射线(选自紫外线、电子束及可见光线中的至少一种)而产生可链聚合的活性种,则并无特别限制,例如可举出光自由基聚合引发剂。在此所谓可链聚合的活性种,是指通过与可链聚合的官能团反应而开始聚合反应。
作为光自由基聚合引发剂,可举出2,2-二甲氧基-1,2-二苯基乙烷-1-酮等安息香缩酮;1-羟基环己基苯基酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮、1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]-2-羟基-2-甲基-1-丙烷-1-酮等α-羟基酮;2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉基苯基)-丁烷-1-酮、1,2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-吗啉基丙烷-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、双(2,6-二甲氧基苯甲酰基)-2,4,4-三甲基戊基氧化膦、2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦等氧化膦;2-(邻氯苯基)-4,5-二苯基咪唑二聚体、2-(邻氯苯基)-4,5-二(甲氧基苯基)咪唑二聚体、2-(邻氟苯基)-4,5-二苯基咪唑二聚体、2-(邻甲氧基苯基)-4,5-二苯基咪唑二聚体、2-(对甲氧基苯基)-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'-四甲基-4,4'-二氨基二苯甲酮、N,N'-四乙基-4,4'-二氨基二苯甲酮、4-甲氧基-4'-二甲基氨基二苯甲酮等二苯甲酮化合物;2-乙基蒽醌、菲醌、2-叔丁基蒽醌、八甲基蒽醌、1,2-苯并蒽醌、2,3-苯并蒽醌、2-苯基蒽醌、2,3-二苯基蒽醌、1-氯蒽醌、2-甲基蒽醌、1,4-萘醌、9,10-菲醌、2-甲基-1,4-萘醌、2,3-二甲基蒽醌等醌化合物;安息香甲醚、安息香乙醚、安息香苯醚等安息香醚;安息香、甲基安息香、乙基安息香等安息香化合物;苄基二甲基缩酮等苄基化合物;9-苯基吖啶、1,7-双(9,9'-吖啶基庚烷)等吖啶化合物;N-苯基甘氨酸;香豆素。
相对于(甲基)丙烯酸系树脂的含量100质量份,压敏胶黏剂组合物中的光聚合引发剂的含量例如为0.1质量份~30质量份,优选为0.3质量份~10质量份,更优选为0.5质量份~5质量份。若光聚合引发剂的含量小于0.1质量份,则压敏胶黏剂层在活性能量射线照射后发生固化不足,容易导致拾取不良。若光聚合引发剂的含量超过30质量份,则容易产生对胶黏剂层的污染(光聚合引发剂向胶黏剂层的转印)。
[交联剂]
交联剂例如为出于控制压敏胶黏剂层的弹性模量和/或胶黏性的目的而使用。交联剂只要为一分子中具有两个以上的可与上述(甲基)丙烯酸系树脂所具有的选自羟基、缩水甘油基及氨基等中的至少一种官能团反应的官能团的化合物即可。作为通过交联剂与(甲基)丙烯酸系树脂的反应而形成的键,可举出酯键、醚键、酰胺键、酰亚胺键、氨基甲酸酯键、脲键等。
在本实施方式中,作为交联剂,优选为采用一分子中具有两个以上的异氰酸酯基的化合物。若使用此种化合物,则容易与上述(甲基)丙烯酸系树脂所具有的羟基、缩水甘油基及氨基等反应,能够形成牢固的交联结构。
作为一分子中具有两个以上的异氰酸酯基的化合物,可举出2,4-甲苯二异氰酸酯、2,6-甲苯二异氰酸酯、1,3-二甲苯基二异氰酸酯、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、异佛尔酮二异氰酸酯、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。
作为交联剂,也可以采用上述异氰酸酯化合物与一分子中具有两个以上的OH基的多元醇的反应产物(含异氰酸酯基的低聚物)。作为一分子中具有两个以上的OH基的多元醇的例子,可举出乙二醇、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。
这些中,作为交联剂,更优选为一分子中具有两个以上的异氰酸酯基的多官能异氰酸酯与一分子中具有三个以上的OH基的多元醇的反应产物(含异氰酸酯基的低聚物)。通过将此种含异氰酸酯基的低聚物用作交联剂,压敏胶黏剂层3形成致密的交联结构,由此,在拾取工序中能够充分地抑制压敏胶黏剂附着于胶黏剂层5。
压敏胶黏剂组合物中的交联剂的含量只要根据对压敏胶黏剂层所要求的凝聚力及断裂伸长率、以及与胶黏剂层5的密合性等而适当设定即可。具体而言,相对于(甲基)丙烯酸系树脂的含量100质量份,交联剂的含量例如为3质量份~30质量份,优选为4质量份~15质量份,更优选为7质量份~10质量份。通过将交联剂的含量设为上述范围,能够均衡性良好地兼备在切晶工序中对压敏胶黏剂层所要求的特性及在粘晶工序中对压敏胶黏剂层3所要求的特性,并且还可实现优异的拾取性。
若相对于(甲基)丙烯酸系树脂的含量100质量份而交联剂的含量小于3质量份,则交联结构的形成容易变得不充分,由此,在拾取工序中,与胶黏剂层5的界面密合力不会充分下降而容易在拾取时产生不良。另一方面,若相对于(甲基)丙烯酸系树脂的含量100质量份而交联剂的含量超过30质量份,则压敏胶黏剂层3容易变得过硬,由此,在扩张工序中,半导体芯片容易剥离。
交联剂相对于压敏胶黏剂组合物的总质量的含量例如为0.1~20质量%,也可以为3~17质量%或5~15质量%。通过交联剂的含量为0.1质量%以上,容易通过活性能量射线的照射而形成胶接力适度下降的区域(第一区域3a),另一方面,通过为15质量%以下,容易实现优异的拾取性。
压敏胶黏剂层3的厚度只要根据扩张工序的条件(温度及张力等)而适当设定即可,例如为1~200μm,优选为5~50μm,更优选为10~20μm。若压敏胶黏剂层3的厚度小于1μm,则胶黏性容易变得不充分,若超过200μm,则在扩张时切口宽度窄(在销上推时缓和应力),拾取容易变得不充分。
压敏胶黏剂层3形成于基材层1上。作为压敏胶黏剂层3的形成方法,能够采用已知的方法。例如,可以通过双层挤压法来形成基材层1与压敏胶黏剂层3的层叠体,也可以制备压敏胶黏剂层3的形成用清漆,将其涂敷于基材层1的表面,或者在经脱模处理的膜上形成压敏胶黏剂层3,将其转印至基材层1。
压敏胶黏剂层3的形成用清漆优选为使用有机溶剂来进行制备,上述有机溶剂可溶解(甲基)丙烯酸系树脂、光聚合引发剂及交联剂且通过加热而挥发。作为有机溶剂的具体例,可举出甲苯、二甲苯、均三甲苯、枯烯、对伞花烃等芳香族烃;四氢呋喃、1,4-二噁烷等环状醚;甲醇、乙醇、异丙醇、丁醇、乙二醇、丙二醇等醇;丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、环己酮、4-羟基-4-甲基-2-戊酮等酮;乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乳酸甲酯、乳酸乙酯、γ-丁内酯等酯;碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯等碳酸酯;乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单丁醚、乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚、丙二醇单甲醚、丙二醇单乙醚、丙二醇二甲醚、丙二醇二乙醚、二乙二醇单甲醚、二乙二醇单乙醚、二乙二醇单丁醚、二乙二醇二甲醚、二乙二醇二乙醚等多元醇烷基醚;乙二醇单甲醚乙酸酯、乙二醇单乙醚乙酸酯、乙二醇单丁醚乙酸酯、丙二醇单甲醚乙酸酯、丙二醇单乙醚乙酸酯、二乙二醇单甲醚乙酸酯、二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-甲基吡咯啶酮等酰胺。
这些中,从溶解性及沸点的观点出发,例如优选为甲苯、甲醇、乙醇、异丙醇、丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、环己酮、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、丙二醇单甲醚、丙二醇单乙醚、二乙二醇二甲醚、乙二醇单甲醚乙酸酯、丙二醇单甲醚乙酸酯、N,N-二甲基乙酰胺。这些有机溶剂可以单独使用一种,也可以同时使用两种以上。清漆的固体成分浓度通常优选为10~60质量%。
(基材层)
作为基材层1,能够使用已知的聚合物片或膜,若在低温条件下也能够实施扩张工序,则并无特别限制。具体而言,作为基材层1,可举出:结晶性聚丙烯、非晶性聚丙烯、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、离子聚合物树脂、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-丁烯共聚物、乙烯-己烯共聚物、聚氨基甲酸酯、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、聚苯基硫醚、芳族聚酰胺(aramid)(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、或在这些中混合有塑化剂的混合物、或者通过电子束照射而已实施交联的固化物。
基材层1优选为具有以选自聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯-聚丙烯无规共聚物、聚乙烯-聚丙烯嵌段共聚物中的至少一种树脂为主成分的表面,且该表面与压敏胶黏剂层3相接。这些树脂从杨氏模量、应力缓和性及熔点等特性、以及价格方面、使用后的废弃材料回收利用等观点出发也为良好的基材。基材层1可以为单层,但根据需要也可以具有层叠由不同材质组成的层而成的多层结构。为了控制与压敏胶黏剂层3的密合性,还可以对基材层1的表面实施消光处理、电晕处理等表面粗糙化处理。
(胶黏剂层)
胶黏剂层5中能够应用已知的构成粘晶膜的胶黏剂组合物。具体而言,构成胶黏剂层5的胶黏剂组合物优选为含有含环氧基的丙烯酸类共聚物、环氧树脂及环氧树脂固化剂。根据包含这些成分的胶黏剂层5,具有如下特征而优选:芯片/基板间、芯片/芯片间的黏合性优异,而且还能够赋予电极埋入性及线埋入性等,且在粘晶工序中能够以低温来粘结、以短时间获得优异的固化,在利用密封剂模塑后具有优异的可靠性等。
作为环氧树脂,例如可举出双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、脂环式环氧树脂、脂肪族链状环氧树脂、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、联苯酚的二缩水甘油醚化物、萘二酚的二缩水甘油醚化物、酚类的二缩水甘油醚化物、醇类的二缩水甘油醚化物及这些的烷基取代体、卤化物、氢化物等二官能环氧树脂、酚醛清漆型环氧树脂。另外,还可以应用多官能环氧树脂及含杂环的环氧树脂等通常已知的其他环氧树脂。这些能够单独使用或组合使用两种以上。另外,还可以在不损害损特性的范围内作为杂质而含有除了环氧树脂以外的成分。
作为环氧树脂固化剂,例如可举出如能够使酚化合物与作为二价连结基的亚二甲苯基化合物在无催化剂或酸催化剂的存在下进行反应而获得的酚树脂。作为用于酚树脂的制造中的酚化合物,可例示:苯酚、邻甲酚、间甲酚、对甲酚、邻乙基苯酚、对乙基苯酚、邻正丙基苯酚、间正丙基苯酚、对正丙基苯酚、邻异丙基苯酚、间异丙基苯酚、对异丙基苯酚、邻正丁基苯酚、间正丁基苯酚、对正丁基苯酚、邻异丁基苯酚、间异丁基苯酚、对异丁基苯酚、辛基苯酚、壬基苯酚、2,4-二甲酚、2,6-二甲酚、3,5-二甲酚、2,4,6-三甲基苯酚、间苯二酚(resorcin)、邻苯二酚、对苯二酚、4-甲氧基苯酚、邻苯基苯酚、间苯基苯酚、对苯基苯酚、对环己基苯酚、邻烯丙基苯酚、对烯丙基苯酚、邻苄基苯酚、对苄基苯酚、邻氯苯酚、对氯苯酚、邻溴苯酚、对溴苯酚、邻碘苯酚、对碘苯酚、邻氟苯酚、间氟苯酚、对氟苯酚等。这些酚化合物可以单独使用,也可以混合使用两种以上。用于酚树脂的制造中的作为二价连结基的亚二甲苯基化合物能够使用以下所示的亚二甲苯基二卤化物、亚二甲苯基二甘醇及其衍生物。即,能够举出α,α'-二氯-对二甲苯、α,α'-二氯-间二甲苯、α,α'-二氯-邻二甲苯、α,α'-二溴-对二甲苯、α,α'-二溴-间二甲苯、α,α'-二溴-邻二甲苯、α,α'-二碘-对二甲苯、α,α'-二碘-间二甲苯、α,α'-二碘-邻二甲苯、α,α'-二羟基-对二甲苯、α,α'-二羟基-间二甲苯、α,α'-二羟基-邻二甲苯、α,α'-二甲氧基-对二甲苯、α,α'-二甲氧基-间二甲苯、α,α'-二甲氧基-邻二甲苯、α,α'-二乙氧基-对二甲苯、α,α'-二乙氧基-间二甲苯、α,α'-二乙氧基-邻二甲苯、α,α'-二-正丙氧基-对二甲苯、α,α'-正丙氧基-间二甲苯、α,α'-二-正丙氧基-邻二甲苯、α,α'-二-异丙氧基-对二甲苯、α,α'-二异丙氧基-间二甲苯、α,α'-二异丙氧基-邻二甲苯、α,α'-二-正丁氧基-对二甲苯、α,α'-二-正丁氧基-间二甲苯、α,α'-二-正丁氧基-邻二甲苯、α,α'-二异丁氧基-对二甲苯、α,α'-二异丁氧基-间二甲苯、α,α'-二异丁氧基-邻二甲苯、α,α'-二-叔丁氧基-对二甲苯、α,α'-二-叔丁氧基-间二甲苯、α,α'-二-叔丁氧基-邻二甲苯。这些能够单独使用或组合使用两种以上。
使上述酚化合物与亚二甲苯基化合物反应时,使用盐酸、硫酸、磷酸、多磷酸等矿酸类;二甲基硫酸、二乙基硫酸、对甲苯磺酸、甲磺酸、乙磺酸等有机羧酸类;三氟甲磺酸等超强酸类;烷烃磺酸型离子交换树脂般的强酸性离子交换树脂类;全氟烷烃磺酸型离子交换树脂般的超强酸性离子交换树脂类(商品名:纳菲,Nafion,DuPont de Nemours,Inc.制造,“纳菲(Nafion)”为注册商标);天然及合成沸石类;活性白土(酸性白土)类等酸性催化剂,在50℃~250℃下反应至实质上作为原料的亚二甲苯基化合物消失,并反应至反应组成变得恒定为止而获得。反应时间还取决于原料及反应温度,大概为1小时~15小时左右,实际上,通过凝胶渗透色谱法(gel permeation chromatography,GPC)等追踪反应组成的同时确定即可。
含环氧基的丙烯酸类共聚物优选为以相对于所得的共聚物成为0.5~6质量%的量,使用丙烯酸缩水甘油酯或甲基丙烯酸缩水甘油酯作为原料而获得的共聚物。通过该量为0.5质量%以上而容易获得高黏合力(bond force),另一方面,通过为6质量%以下而能够抑制凝胶化。其剩余部分能够使用丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯等具有碳数为1~8的烷基的丙烯酸烷基酯、甲基丙烯酸烷基酯及苯乙烯、丙烯腈等的混合物。这些中,尤其优选为(甲基)丙烯酸乙酯和/或(甲基)丙烯酸丁酯。混合比率优选为考虑共聚物的Tg而进行调整。若Tg小于-10℃,则有B阶段状态下的胶黏剂层5的粘性变大的倾向,且有操作性恶化的倾向。另外,含环氧基的丙烯酸类共聚物的玻璃化转变温度(Tg)的上限值例如为30℃。聚合方法并无特别限制,例如可举出珠状聚合(pearl polymerization)、溶液聚合。作为市售的含环氧基的丙烯酸类共聚物,例如可举出HTR-860P-3(商品名,长濑化成(Nagase ChemteX)股份有限公司制造)。
含环氧基的丙烯酸类共聚物的重均分子量为10万以上,若为该范围,则黏合性及耐热性高,优选为30万~300万,更优选为50万~200万。若重均分子量为300万以下,则能够抑制半导体芯片与对其加以支撑的基板之间的填充性下降。重均分子量是利用凝胶渗透色谱法(GPC)且使用基于标准聚苯乙烯的校准曲线而得的聚苯乙烯换算值。
胶黏剂层5根据需要还可以进一步含有叔胺、咪唑类、季铵盐类等固化促进剂。作为固化促进剂的具体例,可举出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-苯基咪唑鎓偏苯三酸酯。这些可以单独使用一种,也可以同时使用两种以上。
胶黏剂层5根据需要还可以进一步含有无机填料。作为无机填料的具体例,可举出氢氧化铝、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、结晶质二氧化硅、非晶质二氧化硅。这些可以单独使用一种,也可以同时使用两种以上。
胶黏剂层5的厚度例如为1~300μm,优选为5~150μm,更优选为10~100μm。若胶黏剂层5的厚度小于1μm,则黏合性容易变得不充分,另一方面,若超过300μm,则扩张时的截断性及拾取性容易变得不充分。
另外,胶黏剂层5也可以为不含热固性树脂的方式。例如,在胶黏剂层5包含含反应性基团的(甲基)丙烯酸类共聚物的情况下,胶黏剂层5只要包含含反应性基团的(甲基)丙烯酸类共聚物、固化促进剂及填料即可。
<切割晶粒接合一体型膜的制造方法>
膜10的制造方法依次包括:在基材层1的表面上制作层叠体的工序,上述层叠体含有由通过照射活性能量射线而胶接力下降的压敏胶黏剂组合物组成的压敏胶黏剂层及形成于压敏胶黏剂层的表面上的胶黏剂层5;及对层叠体所包含的压敏胶黏剂层的成为第一区域3a的区域照射活性能量射线的工序。对成为第一区域3a的区域照射的活性能量射线的量例如为10~1000mJ/cm2,也可以为100~700mJ/cm2或200~500mJ/cm2
上述制造方法为先制作压敏胶黏剂层与胶黏剂层5的层叠体,之后,对压敏胶黏剂层的特定的区域照射活性能量射线的方法。如下上述,也可以对与胶黏剂层5贴合之前的压敏胶黏剂层照射活性能量射线而形成第一区域3a。即,膜10的制造方法也可以依次包括:在基材层1的表面上形成压敏胶黏剂层的工序,上述压敏胶黏剂层由通过照射活性能量射线而胶接力下降的组合物组成;对压敏胶黏剂层的形成第一区域3a的区域照射活性能量射线的工序;及在照射活性能量射线后的压敏胶黏剂层3的表面上层叠胶黏剂层5的工序。
<半导体装置及其制造方法>
图4是示意性表示本实施方式所涉及的半导体装置的剖视图。该图所示的半导体装置100具备:基板70;层叠在基板70的表面上的四个芯片S1、芯片S2、芯片S3、芯片S4;将基板70的表面上的电极(未图示)与四个芯片S1、芯片S2、芯片S3、芯片S4电连接的导线W1、导线W2、导线W3、导线W4;及将这些密封的密封层50。
基板70例如为有机基板,也可以为引线框架等金属基板。从抑制半导体装置100的翘曲的观点出发,基板70的厚度例如为70~140μm,也可以为80~100μm。
四个芯片S1、芯片S2、芯片S3、芯片S4是经由胶黏剂片5P的固化物5C而层叠。俯视时芯片S1、芯片S2、芯片S3、芯片S4的形状例如为正方形或长方形。芯片S1、芯片S2、芯片S3、芯片S4的面积为30~250mm2,也可以为40~200mm2或50~150mm2。芯片S1、芯片S2、芯片S3、芯片S4的一边的长度例如为6.0mm以上,也可以为7.0~18mm或8.0~15mm。芯片S1、芯片S2、芯片S3、芯片S4的厚度例如为10~150μm,也可以为20~80μm。另外,四个芯片S1、芯片S2、芯片S3、芯片S4的一边的长度可以相同,也可以彼此不同,关于厚度也同样如此。另外,四个芯片S1、芯片S2、芯片S3、芯片S4也可以为尺寸比较小的芯片。即,芯片S1、芯片S2、芯片S3、芯片S4的面积可以小于30mm2,例如也可以为0.1~20mm2或1~15mm2
半导体装置100的制造方法包括以下工序。
(A)准备膜10的工序
(B)对晶圆W进行隐形切割或者利用刀片进行半切割的工序
(C)在胶黏剂层5中的与第一区域对应的区域Rw贴附晶圆W的工序
(D)通过在冷却条件下扩张基材层1,获得将晶圆W及胶黏剂层5单片化而成的带有胶黏剂片的芯片8的工序
(E)通过对压敏胶黏剂层3照射活化能量射线,使压敏胶黏剂层3相对于带有胶黏剂片的芯片8的胶接力降低的工序
(F)在扩张了基材层1的状态下自压敏胶黏剂层3拾取带有胶黏剂片的芯片8的工序
(G)将带有胶黏剂片的芯片8安装于基板或其他芯片上的工序
对半导体装置100的制造方法的一例进行具体说明。首先,在晶圆W的电路面Wa贴附保护膜(也称为BG带(背面研磨带(backside grind tape))。对晶圆W照射激光而形成多条切断预定线L(隐形切割)。之后,根据需要,对晶圆W进行背面研磨及抛光的处理。另外,在此例示了利用激光进行的隐形切割,但也可取而代之,利用刀片将晶圆W半切割。半切割是指并非将晶圆W切断,而是形成与晶圆W的切断预定线L对应的切痕。
接着,如图5(a)所示,以胶黏剂层5与晶圆W的背面Wb接触的方式贴附膜10。另外,对压敏胶黏剂层3的第二区域3b贴附切割环DR。之后,通过0℃~-15℃的温度条件下的冷却扩张,将晶圆W及胶黏剂层5单片化。即,如图5(b)所示,通过利用环Ra将基材层1中的切割环DR的内侧区域1a上推来对基材层1赋予张力。由此,晶圆W沿切断预定线L被截断,并且,与此相伴,胶黏剂层5被截断为胶黏剂片5P,在压敏胶黏剂层3的表面上获得多个带有胶黏剂片的芯片8。带有胶黏剂片的芯片8由芯片S及胶黏剂片5P构成。
通过对基材层1的切割环DR的内侧区域1a进行加热来使内侧区域1a收缩。图6(a)是示意性表示通过加热器H的吹风来加热内侧区域1a的情况的剖视图。通过使内侧区域1a以环状收缩而对基材层1赋予张力,能够扩大相邻的带有胶黏剂片的芯片8的间隔。由此,能够进一步抑制拾取错误的产生,并且能够提高拾取工序中的带有胶黏剂片的芯片8的可见性。
接着,如图6(b)所示,通过活化能量(例如紫外线UV)的照射来使压敏胶黏剂层3的胶接力降低。对压敏胶黏剂层3照射的活性能量射线的量例如为10~1000mJ/cm2,也可以为100~700mJ/cm2或200~500mJ/cm2。之后,如图6(c)所示,通过利用上推夹具42将带有胶黏剂片的芯片8上推,从而使带有胶黏剂片的芯片8自压敏胶黏剂层3剥离,并且利用抽吸夹头44抽吸并拾取带有胶黏剂片的芯片8。
带有胶黏剂片的芯片8被输送至半导体装置的组装装置(未图示),并压接于电路基板等。如图7(a)所示,经由胶黏剂片5P而将第一层的芯片S1(芯片S)压接于基板70的规定位置。其次,通过加热而使胶黏剂片5P固化。由此,胶黏剂片5P固化而成为固化物5C。从减少孔隙的观点出发,胶黏剂片5P的固化处理也可以在加压环境下实施。
以与芯片S1对基板70的安装相同的方式,在芯片S1的表面上安装第二层的芯片S2。而且,通过安装第三层的芯片S3及第四层的芯片S4而制作图7(b)所示的结构体60。在利用导线W1、导线W2、导线W3、导线W4将芯片S1、芯片S2、芯片S3、芯片S4与基板70电连接后,通过密封层50来将半导体元件及导线密封,由此完成图4所示的半导体装置100。
实施例
以下,基于实施例对本发明进行更具体的说明,但本发明并不限定于这些实施例。另外,除非另有说明,则化学品全部使用了试剂。
<实施例1>
[丙烯酸树脂的合成]
以如下方式合成了压敏胶黏剂层中调配的丙烯酸树脂。即,在装备有三一马达(three-one motor)、搅拌叶片、氮气导入管的容量2000ml的烧瓶中装入以下成分。
·乙酸乙酯(溶剂):635g
·丙烯酸2-乙基己酯:395g
·丙烯酸2-羟基乙酯:100g
·甲基丙烯酸:5g
·偶氮双异丁腈:0.2g
将内容物充分地搅拌至均匀后,以流量500ml/分钟实施60分钟起泡(bubbling),对体系中的溶解氧进行脱气。经1小时升温至78℃,升温后聚合6小时。其次,将反应溶液移至装备有三一马达、搅拌叶片、氮气导入管的容量2000ml的加压釜中,在120℃、0.28MPa下加温4.5小时后,冷却至室温(25℃,以下相同)。
其次,加入490g的乙酸乙酯,进行搅拌并稀释。在其中添加0.025g的作为聚合抑制剂的甲氧基苯酚(methoxyphenol)、0.10g的作为氨基甲酸酯化催化剂的二月桂酸二辛基锡后,加入81g的2-甲基丙烯酰氧基乙基异氰酸酯(昭和电工股份有限公司制造,卡伦茨(Karenz)MOI(商品名)),在70℃下反应6小时后,冷却至室温。之后,加入乙酸乙酯,以丙烯酸树脂溶液中的不挥发成分含量成为35质量%的方式进行调整,获得(A)丙烯酸树脂溶液,上述(A)丙烯酸树脂具有可链聚合的官能团。
将以上述方式获得的包含(A)丙烯酸树脂的溶液在60℃下真空干燥一晚。对由此而获得固体成分,利用全自动元素分析装置(Elemental公司制造,商品名:vario EL)进行元素分析,并根据氮含量算出所导入的2-甲基丙烯酰氧基乙基异氰酸酯的含量,结果为0.89mmol/g。
另外,使用以下装置求出(A)丙烯酸树脂的聚苯乙烯换算重均分子量。即,使用TOSOH CORPORATION制造的SD-8022/DP-8020/RI-8020,管柱使用Hitachi Chemical Co.,Ltd制造的凝胶组件Gelpack GL-A150-S/GL-A160-S,溶离液使用四氢呋喃来进行了GPC测定。其结果,聚苯乙烯换算重均分子量为35万。
[切晶膜的制作]
通过将以下成分混合而制备压敏胶黏剂层形成用的清漆。由该清漆形成的压敏胶黏剂层是通过照射紫外线而固化的层。乙酸乙酯(溶剂)的量是以清漆的总固体成分含量成为25质量%的方式进行了调整。
·(A)丙烯酸树脂的溶液:100质量份(固体成分)
·(B)光聚合引发剂(1-羟基环己基苯基酮、Ciba Specialty Chemicals公司制造,Irgacure184,“Irgacure”为注册商标):2.0质量份
·(C)交联剂(多官能异氰酸酯,日本聚氨基甲酸酯工业股份有限公司制造,克罗耐德(Coronate)L,固体成分75%):1.1质量份(固体成分)
·乙酸乙酯(溶剂)
准备对其中一个面实施了脱模处理的聚对苯二甲酸乙二酯膜(宽度450mm、长度500mm、厚度38μm)。在已实施剥离处理的面,使用敷料器来涂布压敏胶黏剂层形成用清漆后,在80℃下干燥5分钟。由此,获得了由聚对苯二甲酸乙二酯膜及其上所形成的压敏胶黏剂层(厚度10μm)组成的层叠体(切晶膜)。
准备对其中一个面实施了电晕处理的聚烯烃膜(宽度450mm、长度500mm、厚度100μm)。将已实施电晕处理的面与上述层叠体的压敏胶黏剂层在室温下贴合。接着,通过利用橡胶辊进行按压而将压敏胶黏剂层转印至聚烯烃膜(覆盖膜)。之后,在室温下放置三日,由此获得具备压敏胶黏剂层的切晶膜。
[粘晶膜的制作]
在以下成分中加入环己酮并进行搅拌混合后,使用珠磨机混炼90分钟。
·环氧树脂(YDCN-703(商品名),NIPPON STEEL Chemical&Material Co.,Ltd.制造、甲酚酚醛清漆型环氧树脂,环氧当量210,分子量1200,软化点80℃):55质量份
·酚树脂(米莱斯(Milex)XLC-LL(商品名),Mitsui Chemicals,Inc.制造,羟基当量175,吸水率1.8%,350℃下的加热重量减少率4%):45质量份
·硅烷偶合剂1(NUC A-189(商品名),Nippon Unicar Company Limited制造,γ-巯基丙基三甲氧基硅烷):1.7质量份
·硅烷偶合剂2(NUC A-1160(商品名),Nippon Unicar Company Limited制造,γ-脲基丙基三乙氧基硅烷)3:.2质量份
·填料(Aerosil R972(商品名),NIPPON AEROSIL CO.,LTD.制造,二氧化硅,平均粒径0.016μm):32质量份
另外,“Aerosil R972”是表面具有有机基团(例如甲基)的二氧化硅粒子,是在二氧化硅粒子的表面被覆二甲基二氯硅烷,在400℃的反应器中水解而成。
在上述成分的混合物中加入以下成分,进行搅拌混合。之后,通过真空脱气而获得了胶黏剂层形成用的清漆。
·丙烯酸橡胶(HTR-860P-3(商品名),Nagase ChemteX Corporation.制造,丙烯酸缩水甘油酯或甲基丙烯酸缩水甘油酯的含量:3质量%,重均分子量80万):280质量份
·固化促进剂(固唑(Curezol)2PZ-CN(商品名),“Curezol”为注册商标,ShikokuChemicals Corporation制造,1-氰基乙基-2-苯基咪唑,):0.5质量份
准备对其中一个面实施了脱模处理的聚对苯二甲酸乙二酯膜(厚度35μm)。在已实施剥离处理的面涂布胶黏剂层形成用清漆后,在140℃下加热乾干燥5分钟。由此,获得了由聚对苯二甲酸乙二酯膜(载体膜)及其上所形成的B阶段状态的胶黏剂层(厚度10μm)组成的层叠体(粘晶膜)。
[切割晶粒接合一体型膜的制作]
将以上述方式获得的粘晶膜连同载体膜一并切割成圆形(直径:312mm)。在室温下对其贴附剥离了覆盖膜的切晶带后,在室温下放置1日。之后,将切晶带切割为圆形(直径:370mm)。对于以该方式获得的切割晶粒接合一体型膜的胶黏剂层中的与晶圆的贴附位置对应的区域(压敏胶黏剂层的第一区域),使用高压水银灯于以下条件下照射了紫外线。
·紫外线的主波长:365nm
·紫外线的照度:13mW/cm2
·紫外线的照射量:20mJ/cm2
·压敏胶黏剂层的第一区域:直径302mm的圆形
以上述方式进行,获得了本实施方式所涉及的切割晶粒接合一体型膜。另外,制作了用于供至后述的各种评价试验中的多个切割晶粒接合一体型膜。
<实施例2>
将紫外线的照射量设为30mJ/cm2来代替设为20mJ/cm2,除此以外,以与实施例1相同的方式获得了多个切割晶粒接合一体型膜。
<实施例3>
在制备压敏胶黏剂层形成用的清漆时,将交联剂的量设为0.45质量份来代替设为1.1质量份,除此以外,以与实施例2相同的方式获得多个切割晶粒接合一体型膜。
<比较例1>
在制备压敏胶黏剂层形成用的清漆时,将交联剂的量设为4.1质量份来代替设为1.1质量份,除此之外,以与实施例2相同的方式获得多个切割晶粒接合一体型膜。
<比较例2>
将紫外线的照射量设为30mJ/cm2来代替设为50mJ/cm2,除此以外,以与实施例2相同的方式获得了多个切割晶粒接合一体型膜。
<比较例3>
除不进行紫外线照射以外,以与实施例1相同的方式获得了多个切割晶粒接合一体型膜。
<比较例4>
除不进行紫外线照射以外,以与实施例3相同的方式获得了多个切割晶粒接合一体型膜。
[评价试验]
(1)压敏胶黏剂层的胶接力(30°剥离强度)的测定(第一次紫外线照射后)
通过测定30°剥离强度对实施例及比较例所涉及的切割晶粒接合一体型膜的压敏胶黏剂层相对于胶黏剂层的胶接力进行评价。即,从切割晶粒接合一体型膜切出宽度25mm及长度100mm的试样。使用拉伸试验机来测定压敏胶黏剂层相对于胶黏剂层的剥离强度。测定条件设为剥离角度30°、拉伸速度60mm/分钟。另外,试样的保存及剥离强度的测定是在温度23℃、相对湿度40%的环境下进行。实施例1~3及比较例1、2所涉及的切割晶粒接合一体型膜是经过一次紫外照射的膜。将结果示于表1及表2中。比较例3、4虽然在切割晶粒接合一体型膜的工艺中未照射紫外线,但为了方便,在表2中将结果记载于“第一次紫外线照射”一栏中。
(2)压敏胶黏剂层的胶接力(30°剥离强度)的测定(第二次紫外线照射后)
对于实施例1~3及比较例1、2所涉及的切割晶粒接合一体型膜,在相当于拾取带有胶黏剂片的芯片前实施的第二次紫外线照射的以下条件下照射第二次的紫外线。之后,在与上述相同的条件下测定了压敏胶黏剂层相对于胶黏剂层的胶接力即30°剥离强度。将结果示于表1及表2中。另外,比较例3、4由于在切割晶粒接合一体型膜的工艺中未照射紫外线,因此虽然是第一次紫外线照射,但为了方便,在表2中将结果记载于“第二次紫外线照射”一栏中。
<第二次紫外线照射条件>
·紫外线的主波长:365nm
·紫外线的照度:100mW/cm2
·紫外线的照射量:150mJ/cm2
(2)工艺性评价
(i)工艺性评价用试样的制作
在硅晶圆(直径:12英寸,厚度:775μm)的表面贴附保护带(BG带)。之后,进行硅晶圆的隐形切割。即,通过在以下条件下对贴附有BG带一侧的相反侧的硅晶圆的面(背面)照射激光光,在硅晶圆内部形成改质层。
<隐形切割条件>
·隐形切割装置:DFL7361(DISCO CORPORATION制造)
·激光振荡器型号:半导体激光激发Q开关固体激光
·波长:1342nm
·频率:90kHz
·输出:1.7W
·通道数:2
·芯片尺寸:10mm×10mm
·切晶速度:700mm/秒钟
将隐形切割后的硅晶圆研磨至厚度为30μm。研磨中使用了磨削抛光机(grinderpolisher)装置(DGP8761,DISCO CORPORATION制造)。在以下条件下将切割晶粒接合一体型膜贴附于研磨后的硅晶圆及切割环。之后,从硅晶圆的表面剥离BG带。
<贴附条件>
·贴附装置:DFM2800(DISCO CORPORATION制)
·贴附温度:70℃
·贴附速度:10mm/s
·贴附张力等级:6级
接着,在以下条件下使用晶粒分离器(die separator)(DDS2300,DISCOCORPORATION制造)进行冷却扩张。之后,在以下条件下使切割晶粒接合一体型膜的基材层(聚对苯二甲酸乙二酯膜)热收缩。经过这些工序,将硅晶圆及胶黏剂层单片化为多个带有胶黏剂片的芯片(尺寸10mm×10mm)。
<冷却扩张条件>
·冷却温度:-15℃
·冷却时间:120秒
·上推量:12mm
·上推速度:200mm/秒钟
·上推后的保持时间:3秒
<热收缩条件>
·加热器温度:220℃
·加热器转速:5°/秒
·上推量:8mm
·带冷却等待时间:10秒
将硅晶圆及胶黏剂层单片化后,在以下条件下对压敏胶黏剂层进行紫外线照射。由此,使压敏胶黏剂层固化,降低相对于胶黏剂层的胶接力。
<紫外线照射条件>
·紫外线的照度:100mW/cm2
·紫外线的照射量:150mJ/cm2
(ii)各工艺性的评价
(DAF飞散)
在冷却扩张及热收缩后,按照以下的基准对DAF飞散进行了评价。
A:完全未产生DAF飞散。
B:未达到DAF飞散,但在胶黏剂层与压敏胶黏剂层的界面观察到剥离或浮起。
C:至少一处产生了DAF飞散。
(芯片边缘剥离)
在冷却扩张及热收缩后,按照以下的基准对带有胶黏剂片的芯片的边缘部的胶黏剂层与压敏胶黏剂层的剥离进行了评价。
A:在边缘部完全观察不到剥离。
B:从边缘部1mm以上且小于2mm的长度处观察到剥离。
C:从边缘部观察到2mm以上且小于3mm的剥离。
D:从边缘部观察到3mm以上的剥离。
(胶黏剂层的截断性)
利用显微镜对冷却扩张及热收缩后的硅晶圆的整个面进行观察,按照以下的基准对胶黏剂层的截断性进行了评价。
A:胶黏剂层完全被截断。
D:胶黏剂层的至少一处有未被截断的部分。
(切口宽度)
使用显微镜对单片化后的带有胶黏剂层的芯片的间隔(切口宽度)进行长度测量。对于硅晶圆外周部(上下左右)的各两处及中央部的一处,分别对MD/TD方向的切口宽度进行长度测量(共计18点),求出平均值。按照以下的基准进行了评价。
S:切口宽度的平均值为100μm以上且小于150μm。
A:切口宽度的平均值为70μm以上且小于100μm。
B:切口宽度的平均值为50μm以上且小于70μm。
(拾取性)
实施上述评价后,在以下条件下拾取了100个带有胶黏剂片的芯片。
<拾取条件>
·粘晶装置:DB-830P(FASFORD TECHNOLOGY CO.,LTD.制造)
·上推销:EJECTOR NEEDLE SEN2-83-05(直径:0.7mm、前端形状:半径350μm的半球、麦克机械(Micromechanics)公司制)
·上推高度:250μm
·上推速度:1mm/秒钟
·上推销数:9根
<评价基准>
A:拾取的成功率为100%。
B:拾取的成功率为80%以上且小于100%。
C:拾取的成功率为60%以上且小于80%。
[表1]
Figure BDA0003639808720000261
[表2]
Figure BDA0003639808720000262
Figure BDA0003639808720000271
实施例1~3所涉及的膜的工艺性评价的结果均良好。尤其实施例1、2的切口宽度的评价为“S”。实施例3的切口宽度的评价为“A”,虽然与比较例3相同,但MD/TD平衡较比较例3良好。从实现优异的拾取性的观点出发,切口宽度是在隐形切割的工艺中受到重视的项目之一。
产业上的可利用性
根据本发明,提供一种对用户而言使用便利性佳且有利于有效率地制造半导体装置的切割晶粒接合一体型膜及其制造方法。另外,根据本发明,提供一种使用了上述切割晶粒接合一体型膜的半导体装置的制造方法。
符号说明
1-基材层,3-压敏胶黏剂层,3a-第一区域,3b-第二区域,5-胶黏剂层,8-带有胶黏剂片的芯片,10-切割晶粒接合一体型膜,W-晶圆。

Claims (9)

1.一种半导体装置的制造方法,其包括:
(A)准备切割晶粒接合一体型膜的工序,依次层叠有基材层、压敏胶黏剂层及胶黏剂层,所述压敏胶黏剂层具有第一区域,所述第一区域通过活性能量射线的照射而相对于所述胶黏剂层的胶接力预先下降;
(B)对晶圆进行隐形切割或者利用刀片进行半切割的工序;
(C)在所述胶黏剂层中的与所述第一区域对应的区域贴附所述晶圆的工序;
(D)通过在冷却条件下扩张所述基材层,获得将所述晶圆及所述胶黏剂层单片化而成的带有胶黏剂片的芯片的工序;
(E)通过对所述压敏胶黏剂层照射活化能量射线,使所述压敏胶黏剂层相对于所述带有胶黏剂片的芯片的胶接力降低的工序;
(F)在扩张所述基材层的状態下,从所述压敏胶黏剂层拾取所述带有胶黏剂片的芯片的工序;及
(G)将所述带有胶黏剂片的芯片安装于基板或其他芯片上的工序,
对(A)工序中的所述切割晶粒接合一体型膜,在温度23℃下、剥离角度30°及剥离速度60mm/分钟的条件下所测定的所述第一区域相对于所述胶黏剂层的胶接力为6.0N/25mm以上且12.5N/25mm以下。
2.根据权利要求1所述的半导体装置的制造方法,其中,
(D)工序中所获得的所述带有胶黏剂片的芯片在俯视时具有正方形或长方形的形状且具有6.0mm以上的边。
3.根据权利要求1或2所述的半导体装置的制造方法,其中,
所述压敏胶黏剂层具有相对于所述胶黏剂层的胶接力比所述第一区域更大的第二区域,
在(C)工序的同时或(D)工序之前,在所述第二区域贴附切割环。
4.一种切割晶粒接合一体型膜,其具备:
基材层;
胶黏剂层;及
压敏胶黏剂层,配置于所述基材层与所述胶黏剂层之间且具有通过活性能量射线的照射预先下降相对于所述胶黏剂层的胶接力的第一区域,
在温度23℃下、剥离角度30°及剥离速度60mm/分钟的条件下所测定的所述第一区域相对于所述胶黏剂层的胶接力为6.0N/25mm以上且12.5N/25mm以下。
5.根据权利要求4所述的切割晶粒接合一体型膜,其中,
对所述第一区域照射150mJ/cm2的量的紫外線之后,在温度23℃下、剥离角度30°及剥离速度60mm/分钟的条件下所测定的所述第一区域相对于所述胶黏剂层的胶接力为1.2N/25mm以下。
6.根据权利要求4或5所述的切割晶粒接合一体型膜,其适用于包括将晶圆单片化成面积30~250mm2的多个晶圆的工序的半导体装置制造工艺。
7.根据权利要求4至6中任一项所述的切割晶粒接合一体型膜,其中,
所述压敏胶黏剂层具有相对于所述胶黏剂层的胶接力比所述第一区域更大的第二区域。
8.一种切割晶粒接合一体型膜的制造方法,其为权利要求4至7中任一项所述的切割晶粒接合一体型膜的制造方法,依次包括:
在基材层的表面上制作层叠体的工序,所述层叠体含有由通过照射活性能量射线胶接力下降的组合物组成的压敏胶黏剂层及形成于所述压敏胶黏剂层的表面上的所述胶黏剂层;及
对所述层叠体所包含的所述压敏胶黏剂层的成为所述第一区域的区域照射活性能量射线的工序。
9.一种切割晶粒接合一体型膜的制造方法,其为权利要求4至7中任一项所述的切割晶粒接合一体型膜的制造方法,依次包括:
在基材层的表面上形成由通过照射活性能量射线胶接力下降的组合物组成的压敏胶黏剂层的工序;
对所述压敏胶黏剂层的成为所述第一区域的区域照射活性能量射线的工序;及
在照射所述活性能量射线后的所述压敏胶黏剂层的表面上层叠所述胶黏剂层的工序。
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