CN1649099A - 半导体晶片的保护方法及半导体晶片保护用粘着膜 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种半导体晶片加工工序中的半导体晶片保护方法及用于该保护方法的半导体晶片保护用粘着膜。该保护方法具备把在基材膜的一面形成了粘着剂层的半导体晶片保护用粘着膜粘贴到半导体晶片的电路形成面的第一工序、对粘贴了该半导体晶片保护用粘着膜的半导体晶片进行加热的第二工序、把粘贴了该半导体晶片保护用粘着膜的半导体晶片固定在磨削机或研磨机上来加工半导体晶片电路非形成面的第三工序、以及从半导体晶片剥离半导体晶片保护用粘着膜的第四工序。通过该半导体晶片保护方法，即使对半导体晶片进行薄层化至厚度小于等于150μm左右，也能够矫正半导体晶片的翘曲，防止晶片输送时的破损。

Description

半导体晶片的保护方法及半导体晶片保护用粘着膜
技术领域
本发明涉及使用半导体晶片保护用粘着膜的半导体晶片的保护方法及用于该保护方法的半导体晶片保护用粘着膜。具体讲，本发明涉及把粘着膜粘贴到硅、镓-砷等半导体晶片的形成有集成电路侧的面(电路形成面或表面)并加工该晶片的另一面(电路非形成面或背面)，接着从该晶片剥离粘着膜的半导体晶片的保护方法及用于该保护方法的粘着膜。更具体讲，本发明涉及在进行了薄层化的半导体芯片的制造工序，尤其背面加工工序、粘着膜剥离工序等中，输送过程中为防止半导体晶片破损并提高生产性的半导体晶片的保护方法及用于该保护方法的粘着膜。
背景技术
近年来，随着IC卡、便携式通讯仪器等的普及，以及对电子仪器的小型化、薄层化要求的日益提高，人们期望半导体晶片的进一步薄层化。过去半导体晶片的厚度为300μm左右，但根据其用途有时要求150μm或其以下的薄层化。
半导体芯片的制造方法一般要经过在形成有集成电路的半导体晶片的表面粘贴半导体晶片保护用粘着膜的工序、加工半导体晶片的背面来进行薄层化的工序、剥离半导体晶片保护用粘着膜的工序及对半导体晶片进行切割加工的工序。尤其进行薄层化使厚度小于等于150μm时，首先根据以往的磨削加工进行薄层化至200～150μm左右，接着根据研磨加工、化学蚀刻加工等而进行进一步的薄层化。
但是薄层化的半导体晶片，因刚性降低有使半导体晶片的翘曲变形显著增大，在制造上产生问题。通常，对半导体晶片进行薄层化的工序中，半导体晶片是由机器人从专用箱中逐片地取出，固定到加工机械内的被称为卡盘台(chuck table)的夹具上，实施背面加工。背面加工后晶片再次由机器人收纳到专用箱或者输送到下一工序。此时，如果晶片的翘曲大，则将导致晶片破损，并且无法由机器人输送等而使工序停止。还有，在半导体晶片保护用粘着膜的剥离工序中，把晶片固定到剥离机械内的卡盘台上时，有时因平整化不适当而发生晶片破损等重大问题。
这种翘曲被认为是由于粘贴在晶片表面的半导体晶片保护用粘着膜的残余应力和附加设置在晶片表面的集成电路保护膜的残余应力而产生的翘曲。半导体晶片保护用粘着膜的残余应力是在半导体晶片表面粘贴粘着膜时由施加到该粘着膜上的张力而产生。一般来讲，使用容易伸长的软质的基材膜的半导体晶片保护用粘着膜，残余应力大，容易产生半导体晶片的翘曲。
另一方面，电路保护膜的残余应力以聚酰亚胺系保护膜最为显著。尤其是聚酰亚胺系保护膜厚时，对半导体晶片进行薄层化后会因该聚酰亚胺系保护膜的残余应力引起晶片的翘曲加大。其结果引起晶片破损及无法由机器人输送等问题，发生工序停止等重大事故。
发明内容
本发明的目的为，鉴于上述问题，提供一种即使对半导体晶片进行厚度小于等于150μm的薄层化时，也能够矫正半导体晶片的翘曲，防止晶片输送时破损的半导体晶片的保护方法及用于该保护方法中的粘着膜。
本发明人进行了潜心研究的结果，发现通过对粘贴了半导体晶片保护用粘着膜的半导体晶片进行加热可以解决上述课题，以至达到本发明。
即本发明的第一发明是一种半导体晶片加工工序中的半导体晶片的保护方法，其具备下述工序：把在基材膜的一面形成了粘着剂层的半导体晶片保护用粘着膜粘贴到半导体晶片的电路形成面的第一工序、对粘贴了该半导体晶片保护用粘着膜的半导体晶片进行加热的第二工序、把粘贴了该半导体晶片保护用粘着膜的半导体晶片固定在磨削机或研磨机上、加工半导体晶片电路非形成面的第三工序，以及从半导体晶片剥离半导体晶片保护用粘着膜的第四工序。
所述基材膜，从缓和半导体晶片保护用粘着膜粘着时的应力的角度出发，优选至少含有1层在120℃下荷重30秒后的残余应力率小于等于0.5％的树脂层。进而，从缓和半导体晶片保护用粘着膜粘着时的应力的角度出发，在120℃下荷重30秒后的残余应力率小于等于0.5％的树脂层，优选JIS K6730规定的在190℃的熔体流动指数(MFR)值为15～200g/10min。
进一步，所述基材膜含有在23～200℃下贮藏弹性模数为1×107～1×1010Pa范围的支持树脂层，这样能够平整地支撑薄层化至厚度小于等于150μm的晶片，因此是优选的。
根据本发明的半导体晶片保护方法，即使是把由保护膜保护的集成电路的晶片磨削至厚度小于等于150μm的情况，也能够缓和在半导体晶片的集成电路形成面粘贴半导体晶片保护用粘着膜时由基材膜伸长引起的应力，并且能够矫正、防止由半导体晶片的电路保护膜的残余应力引起的晶片的翘曲，从而能够防止晶片破损。
本发明的第二发明是一种半导体晶片保护用粘着膜，其是在基材膜的一面形成了粘着剂层的半导体晶片保护用粘着膜，其特征在于，该基材膜至少含有1层在120℃下荷重30秒后的残余应力率小于等于0.5％的树脂层。
从缓和半导体晶片保护用粘着膜粘着时的应力的角度出发，所述基材膜的在120℃下荷重30秒后的残余应力率小于等于0.5％的树脂层，优选JISK6730规定的在190℃的熔体流动指数(MFR)值为15～200g/10min。
所述基材膜含有在23～200℃下贮藏弹性模数为1×107～1×1010Pa范围的支持树脂层，这样能够平整地支撑薄层化至厚度小于等于150μm的晶片，因此是优选的方案。
具体实施方式
下面，详细说明本发明。
首先，说明用于本发明半导体晶片的保护方法的半导体晶片保护用粘着膜。本发明的半导体晶片保护用粘着膜是通过在基材膜的一表面形成粘着剂层而制造的。通常，为了保护粘着剂层，在粘着剂层的表面粘贴剥离膜。考虑到要经由剥离剥离膜时露出的粘着剂层的表面来粘贴到半导体晶片表面，为了防止粘着剂层引起的半导体晶片表面的污染，优选在剥离膜的一面涂布粘着剂涂布液，干燥而形成粘着剂层后，把得到的粘着剂层转贴到基材膜的一面。
基材膜优选至少含有1层在120℃下荷重30秒后的残余应力率小于等于0.5％，更优选小于等于0.1％的树脂层。
本申请的要点在于，把第一工序中粘贴粘着膜时由粘着膜和半导体晶片产生的应力，通过加热工序中对粘着膜和半导体晶片进行加热，而实现应力的缓和。如果树脂层的残余应力率过大，则无法充分矫正由半导体晶片的电路保护膜的残余应力产生的晶片翘曲。
在120℃下荷重30秒后的残余应力率小于等于0.5％的树脂层，优选JISK6730规定的在190℃下熔体流动指数(MFR)值为15～200g/10min，更优选为30～100g/10min。也可以是熔融混合形成熔体流动指数高的树脂，表观熔体流动指数满足上述范围的树脂。如果树脂的熔体流动指数过小，则由半导体晶片的电路保护膜的残余应力产生的晶片翘曲的矫正往往不充分。另一方面，如果熔体流动指数过大，则在加热工序中加热半导体晶片时，从树脂层的侧面流出熔融树脂，有可能使半导体晶片和加热夹具粘合。
在120℃下荷重30秒后的残余应力率小于等于0.5％的树脂层还能起到背面加工时防止晶片破损的作用，因此优选根据晶片的表面段差、有无突起电极(バンプ电极)等情况选择适当的厚度。该树脂层的厚度优选为20μm～300μm左右。更优选为50μm～300μm。如果厚度过薄，粘着膜对晶片表面上的突起物不能充分贴合，导致对于突起物的密合性不充分，在磨削晶片背面时对应于突起物的晶片背面可能会产生微凹。如果厚度过厚，则粘着膜的制作变得困难，影响生产性而导致制造成本增加。
作为在120℃下荷重30秒后的残余应力率小于等于0.5％的树脂，可以举出乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯酸烷基酯共聚物(烷基的碳原子数为1～4)、乙烯-α-烯烃共聚物、丙烯-α-烯烃共聚物。
作为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物可以举出例如三井デユポン株式会社制造的エバフレツクス(注册商标)E420、同EV150、同V5773W，作为乙烯-丙烯酸烷基酯共聚物可以举出例如三井デユポン株式会社制造的EVAFLEX-EEA(注册商标)，作为乙烯-α-烯烃共聚物可以举出例如三井化学株式会社制造的タフマ一(注册商标)等市场销售的商品。
这些树脂层能够用T模挤压成形、吹塑挤压成形等方法制膜。当熔体流动指数高时，从树脂与挤压装置的特性出发，使挤压成形时的温度最佳化。即，只要把握树脂的熔体流动指数的温度相关性，选择装置的挤压温度即可。
基材膜优选具有在23～200℃下贮藏弹性模数为1×107～1×1010Pa、更优选为1×108～1×1010Pa的支持树脂层。
该支持树脂层的厚度优选10～200μm，更优选10～100μm。如果支持树脂层的厚度过薄，则对半导体晶片磨削后的粘着膜的支持不够充分，半导体晶片的翘曲、弯曲增大。从而，输送半导体晶片时，产生吸附不良等现象，往往成为晶片破裂的原因。如果厚度过厚，粘着膜粘贴到半导体晶片时的切割及从半导体晶片剥离粘着膜就会变得困难，影响生产性而导致制造成本增加。
作为支持树脂层可以举出由聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯等聚酯、聚酰亚胺、聚醚醚酮、聚醚砜、聚乙烯、聚丙烯或它们的混合树脂成形的树脂层。作为代表性的市场销售的商品可以举出聚萘二甲酸乙二醇酯(帝人(株)制，商品名：テオネツクス)、聚酰亚胺(钟渊化学(株)制，商品名：アピカル)等膜。
由于在半导体晶片的电路形成面粘贴半导体晶片保护用粘着膜的第一工序后加热半导体晶片，因此形成半导体晶片保护用粘着膜的粘着剂层的粘着剂优选为在如120℃左右的加热温度也具有作为粘着剂的充分性能的物质。具体讲，可以例举出丙烯酸系粘着剂、硅树脂系粘着剂等。粘着剂层的厚度优选为3～100μm。粘着剂层，优选把半导体晶片保护用粘着膜从晶片的电路形成面(以下叫做表面)剥离后，不发生由半导体晶片表面的残糊等引起的污染。
粘着剂层，为了即使尤其经过在半导体晶片的电路形成面粘贴半导体晶片保护用粘着膜后的加热工序，也不会使粘着力过大，并且不增加半导体晶片表面的污染，优选采用具有反应性官能团的交联剂、过氧化物、放射线等进行高密度交联后的物质。进而，优选在半导体晶片的电路形成面粘贴半导体晶片保护用粘着膜后，即使加热处理至150℃或其以上温度时，也不会产生粘着力上升而引起剥离不良，并且不发生残糊。因此，粘着剂层优选在150℃的贮藏弹性模数至少为1×105Pa。贮藏弹性模数越高越好，但通常其上限为1×108Pa左右。
作为形成具有上述特性的粘着剂层的方法，可以例示出使用丙烯酸系粘着剂的方法。粘着剂层是通过使用分别含有特定量的(甲基)丙烯酸烷基酯单体单元、具有能够与交联剂反应的官能团的单体单元、和二官能性单体单元的乳液聚合共聚物丙烯酸系粘着剂，以及，为了提高凝集力或者调节粘着力而含有在一个分子中具有两个或其以上官能团的交联剂的溶液或乳液形成的。以溶液形态使用时，通过盐析等把丙烯酸系粘着剂从由乳液聚合获得的乳液分离后，用溶剂等进行再溶解而使用。丙烯酸系粘着剂由于分子量充分大、对溶剂的溶解性低、或者不溶解的情况多，因此即使从成本角度考虑也优选直接使用乳液。
用于本发明的丙烯酸系粘着剂可以举出，将以丙烯酸烷基酯、甲基丙烯酸烷基酯、或其混合物为主单体(以下叫做单体(A))，含有具有能够与交联剂进行反应的官能团的共聚用单体的单体混合物进行共聚而获得的物质。
单体(A)可以举出具有碳原子数为1～12左右的烷基的丙烯酸烷基酯、或甲基丙烯酸烷基酯(以下，将其统称为(甲基)丙烯酸烷基酯)。优选具有碳原子数为1～8左右的烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯。具体讲，可以举出丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸2-乙基己酯等。这些可以单独使用，也可以混合两种或其以上使用。单体(A)的用量在作为粘着剂原料的全部单体总量中通常优选含量在10～98.9重量％范围内，更优选85～95重量％。通过使单体(A)的用量在这样的范围内，能够获得含有(甲基)丙烯酸烷基酯单体单元(A)10～98.9重量％，优选85～95重量％的聚合物。
作为形成具有能够与交联剂反应的官能团的单体单元(B)的单体(B)，可以举出例如丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、中康酸、柠康酸、富马酸、马来酸、衣康酸单烷基酯、中康酸单烷基酯、柠康酸单烷基酯、富马酸单烷基酯、马来酸单烷基酯、丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸2-羟基乙酯、甲基丙烯酸2-羟基乙酯、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、叔丁基氨基乙基丙烯酸酯、叔丁基氨基乙基甲基丙烯酸酯等。优选丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸2-羟基乙酯、甲基丙烯酸2-羟基乙酯、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺等。可以把它们中的一种与上述主单体进行共聚，也可以共聚两种或其以上。具有能够与交联剂反应的官能团的单体(B)的用量在作为粘着剂原料的全部单体总量中通常优选含量为1～40重量％范围，更优选1～10重量％。从而获得具有与单体组成几乎相当的组成的构成单元(B)的聚合物。
进一步，粘着剂层优选把粘着力和剥离性调节至即使在半导体晶片的背面加工、以及在半导体晶片的电路形成面粘贴半导体晶片保护用粘着膜后的加热工序时等的温度条件下，也能够充分发挥作为粘着剂的性能。作为其对策，为了维持乳液粒子的凝集力优选考虑粒子本体的交联方式。
乳液粒子，为了即使在150～200℃温度条件下也具有贮藏弹性模数1×105Pa或其以上，优选通过共聚二官能性单体(C)而维持凝集力的改良交联方式。作为良好地共聚的单体，可以举出甲基丙烯酸烯丙酯、丙烯酸烯丙酯、二乙烯苯、甲基丙烯酸乙烯酯、丙烯酸乙烯酯，或例如，两末端为二丙烯酸酯或二甲基丙烯酸酯且主链结构为丙二醇型(日本油脂(株)制，商品名：PDP-200、同PDP-400、同ADP-200、同ADP-400)、丁二醇型(日本油脂(株)制，商品名：ADT-250、同ADT-850)以及它们的混合型(日本油脂(株)制，商品名：ADET-1800、同ADPT-4000)的物质等。
对二官能性单体(C)进行乳液共聚时，其用量在全部单体中优选含有0.1～30重量％，进一步优选为0.1～5重量％。从而获得具有与单体组成几乎相当的组成的构成单元(C)的聚合物。
除了构成上述粘着剂的主单体、及具有能够与交联剂反应的官能团的共聚用单体外，还可以共聚具有表面活性剂的性质的特定共聚用单体(以下叫做聚合性表面活性剂)。聚合性表面活性剂，具有与主单体及共聚用单体进行共聚的性质的同时，在进行乳液聚合时还具有乳化剂的作用。在使用了采用聚合性表面活性剂进行乳液聚合而成的丙烯酸系粘着剂时，通常不会发生由表面活性剂引起的对于半导体晶片表面的污染。并且，即使在发生了粘着剂层引起的稍微的污染的情况下，也能够通过对半导体晶片表面进行水洗而容易地去除污染。
作为这种聚合性表面活性剂的例子，可以举出例如在壬基酚聚氧乙烯醚的苯环中引入聚合性1-丙烯基的物质(第一工业制药(株)制，商品名：アクアロン RN-10、同RN-20、同RN-30、同RN-50等)、在壬基酚聚氧乙烯醚的硫酸酯的铵盐的苯环中引入聚合性1-丙烯基的物质(第一工业制药(株)制，商品名：アクアロン HS-10、同HS-20等)、以及在分子内具有聚合性双键的磺基琥珀酸二酯系(花王(株)制，商品名：ラテムル S-120A、同S-180A等)等。进一步，也可以根据需要共聚醋酸乙烯酯、丙烯腈、苯乙烯等具有聚合性双键的单体。
作为丙烯酸系粘着剂的聚合反应机理，可以举出自由基聚合、阴离子聚合、阳离子聚合等。考虑到粘着剂的制造成本、单体的官能团的影响及对半导体晶片表面的离子的影响等，优选由自由基聚合进行聚合。由自由基聚合反应进行聚合时，作为自由基聚合引发剂，可以举出过氧化苯甲酰、过氧化乙酰、过氧化异丁酰、过氧化辛酰、过氧化二叔丁酰、过氧化二叔戊酰等有机过氧化物；过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠等无机过氧化物；2，2’-偶氮二异丁腈、2，2’-偶氮二(2-甲基丁腈)、4，4’-偶氮二(4-氰基戊酸)等偶氮化合物。
由乳液聚合法进行聚合时，在这些自由基聚合引发剂中优选水溶性的过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠等无机过氧化物，同样水溶性的4，4’-偶氮二(4-氰基戊酸)等在分子内具有羧基的偶氮化合物。考虑对半导体晶片表面的离子的影响，进一步优选过硫酸铵、4，4’-偶氮二(4-氰基戊酸)等在分子内具有羧基的偶氮化合物。尤其优选4，4’-偶氮二(4-氰基戊酸)等在分子内具有羧基的偶氮化合物。
用于本发明的在一个分子中具有两个或其以上交联性官能团的交联剂，与丙烯酸系粘着剂具有的官能团进行反应，用于调节粘着力和凝集力。作为交联剂，可以举出例如山梨糖醇聚缩水甘油醚、聚甘油聚缩水甘油醚、季戊四醇聚缩水甘油醚、二甘油聚缩水甘油醚、甘油聚缩水甘油醚、新戊二醇二缩水甘油醚、间苯二酚二缩水甘油醚等环氧系化合物；四亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、三羟甲基丙烷的甲苯二异氰酸酯三加成物、聚异氰酸酯等异氰酸酯系化合物；三羟甲基丙烷-三-β-氮丙啶基丙酸酯、四羟甲基甲烷-三-β-氮丙啶基丙酸酯、N，N’-二苯基甲烷-4，4’-双(1-氮丙啶羧酰胺)、N，N’-六亚甲基-1，6-双(1-氮丙啶羧酰胺)、N，N’-甲苯-2，4-双(1-氮丙啶羧酰胺)、三羟甲基丙烷-三-β-(2-甲基氮丙啶)丙酸酯等氮丙啶系化合物；N，N，N’，N’-四缩水甘油基间苯二甲胺、1，3-双(N，N’-二缩水甘油基氨基甲基)环己烷的四官能性环氧系化合物及六甲氧基羟甲基三聚氰胺等三聚氰胺系化合物。这些可以单独使用，也可以混合使用两种或其以上。
交联剂的含量，通常优选交联剂中的官能团数在不多于丙烯酸系粘着剂中的官能团数的程度的范围内。但是，在交联反应中生成新的官能团或者交联反应慢等情况下，也可以根据需要过量含有。相对于100重量份的丙烯酸系粘着剂，优选交联剂的含量为0.1～15重量份。如果含量过少，则粘着剂层的凝集力不充分，在150～200℃下弹性模数将不足1×105Pa，耐热特性降低。因此，容易产生粘着剂层引起的残糊现象，粘着力增大，从半导体晶片表面剥离保护用粘着膜时，自动剥离机将产生剥离障碍，或者使半导体晶片破损。如果含量过多，则粘着剂层与半导体晶片表面的密合力减弱，在半导体晶片背面磨削工序中，研磨屑将进入到半导体晶片与粘着剂层之间而使半导体晶片破损，或污染半导体晶片表面。
用于本发明的粘着剂涂布液中，除了共聚上述特定的二官能性单体的丙烯酸系粘着剂及交联剂外，可以在不影响本发明目的的条件下适当添加用于调节粘着特性的松香系、萜烯树脂系等增粘剂、各种表面活性剂等。还有，当涂布液为乳液时，可以在不影响本发明目的的条件下适当添加二乙二醇单烷基醚等成膜助剂。当用作成膜助剂的二乙二醇单烷基醚及其衍生物大量存在于粘着剂层中时，会污染半导体晶片表面至无法洗净的程度。因此，优选使用在粘着剂涂布液的干燥温度下具有挥发性的性质的物质，以大大降低粘着剂层中的残留量。
本发明半导体晶片保护用粘着膜的粘着力，可以根据半导体晶片的加工条件、半导体晶片的直径、背面磨削后的半导体晶片的厚度等而适当调节。如果粘着力过低，则对半导体晶片表面的保护用粘着膜的粘贴将变得困难，或者由保护用粘着膜的保护性能不充分，使半导体晶片破损，或者对半导体晶片表面由磨削屑等引起污染。并且，如果粘着力过高，则在实施半导体晶片的背面加工后，从半导体晶片表面剥离保护用粘着膜时，自动剥离机将产生剥离障碍等，导致剥离操作性降低，或者使半导体晶片破损。通常换算成对于SUS304-BA板的粘着力优选5～500g/25mm，更优选10～300g/25mm。
作为在基材膜或剥离膜的一表面涂布粘着剂涂布液的方法，可以采用以往公知的涂布方法，例如辊涂法、逆涂法、照相凹版涂布法、棒涂法、点涂法、模涂法等。对涂布后的粘着剂的干燥条件没有特别限制，一般优选在80～200℃的温度范围内干燥10秒～10分钟。更优选在80～170℃干燥15秒～5分钟。为了充分地促进交联剂与粘着剂的交联反应，也可以在粘着剂涂布液的干燥结束后，将保护粘着膜在40～80℃干燥5～300小时左右。
本发明的半导体晶片保护用粘着膜的制造方法为如上所述，但从防止半导体晶片表面污染的角度考虑，在基材膜、剥离膜、粘着剂主剂等所有原料材料的制造环境，粘着剂涂布液的调制、保存、涂布及干燥环境优选维持美国联邦标准209b中规定的1,000级或其以下的洁净度。
能够适用于本发明的半导体晶片保护方法的半导体晶片的加工方法，具备顺次实施在半导体晶片的表面粘贴半导体晶片保护用粘着膜的工序、以及加工半导体晶片的电路非形成面的工序，接着剥离该保护用粘着膜的工序。对其以后的工序没有特别限制，可以顺次实施如剥离半导体晶片保护用粘着膜的工序、分割切断半导体晶片的切割工序、为了从外部保护半导体芯片而用树脂封装的模塑工序等。
本发明的半导体晶片保护方法，在半导体晶片的表面粘贴半导体晶片保护用粘着膜的第一工序后，实施加热粘贴有半导体晶片保护用粘着膜的半导体晶片的第二工序。加热温度优选70℃～200℃，更优选100～180℃。加热时间优选5秒以上，更优选10秒以上。接着，实施加工半导体晶片的背面的第三工序，实施从半导体晶片剥离半导体晶片保护用粘着膜的第四工序。作为第一工序中粘贴到半导体晶片的电路形成面的半导体晶片保护用粘着膜，优选使用前述半导体晶片保护用粘着膜。
本发明的半导体晶片保护方法的优选方案是，首先从半导体晶片保护用粘着膜(以下简称为保护用粘着膜)的粘着剂侧剥离掉剥离膜，使粘着剂层表面露出，通过其粘着剂层在半导体晶片的表面粘贴保护用粘着膜(第一工序)。将粘贴有该半导体晶片保护用粘着膜的半导体晶片在70℃～200℃温度下加热至少5秒或其以上(第二工序)。接着，用背面加工机的卡盘台等通过保护用粘着膜的基材膜层固定半导体晶片，加工半导体晶片的背面(第三工序)。第三工序可以实施半导体晶片的背面磨削工序、湿蚀刻工序、及抛光工序中的全部，也可以实施这些工序中任意一个工序。接着，剥离保护用粘着膜(第四工序)。还有，根据需要在剥离掉保护用粘着膜后可以对半导体晶片表面实施水洗、等离子体清洗等处理。
加热工序中作为加热粘贴有半导体晶片保护用粘着膜的半导体晶片的方法，可以举出用具备加热装置的平板加热晶片的方法、用具备加热装置的压辊边挤压边加热的方法、用由吹暖风装置产生的暖风吹而进行加热的方法、用红外灯照射红外线而进行加热的方法等。
以往，在背面加工工序中半导体晶片的磨削前的厚度为500～1000μm，根据半导体晶片的种类等，能够进行磨削、薄层化至200～600μm左右。另一方面，通过适用本发明的保护方法，能够薄层化至厚度小于等于150μm。此时，半导体晶片的最低厚度为20μm左右。薄至150μm或其以下时，可以接着背面磨削实施湿蚀刻工序或抛光工序。磨削背面前的半导体晶片的厚度根据半导体晶片的直径、种类等而适当选择，背面磨削后的半导体晶片的厚度根据所得芯片的尺寸、电路的种类等而适当选择。
把保护用粘着膜粘贴到半导体晶片的表面的操作可以由人手进行，但一般是由安装了辊状保护用粘着膜的称为自动粘贴机的装置进行。作为这种自动粘贴机，可以举出例如タカトリ(株)制造的ATM-1000B型号、同ATM-1100B型号、同TEAM-100型号、以及帝国精机(株)制造的STL型号系列等。
作为背面磨削方式，采用贯穿进给磨法(through feed)、切入磨法(in feed)等公知的磨削方式。通常，任一种方法中，都对半导体晶片和磨石供给水一边进行冷却一边进行背面磨削。作为对晶片背面进行磨削加工的磨削机，可以举出例如(株)デイスユ制造的DFG-841型号、同DFG-850型号、同DFG-860型号、及(株)冈本工作机械制作所制造的SVG-502MKII型号等。
背面磨削结束后，根据需要进行湿蚀刻工序、抛光工序。进行湿蚀刻工序及抛光工序的目的是去除半导体晶片背面产生的歪曲、半导体晶片的进一步薄层化、去除氧化膜等、在背面形成电极时的前处理等。蚀刻液可以根据上述目的适当选择。
晶片背面的磨削加工、药液处理等结束后，从晶片表面剥离粘着膜。从晶片表面剥离粘着膜的操作可以由人手进行，但一般是由称为自动剥离机的装置进行。自动剥离机中，加工得薄的晶片被固定在真空卡盘台上，剥离粘着膜。剥离粘着膜时，可以优选通过卡盘台加热粘着膜。加热温度可以在50～90℃的温度范围内根据使用的树脂而选择适宜的温度。还有，粘着膜的剥离也可以在被切割胶带等固定的状态下进行。
作为自动剥离机，有タカトリ(株)制造的ATRM-2000B型号、同ATRM-2100型号、及日东精机(株)制造的HR-8500II型号、以及帝国精机(株)制造的STP型号系列等。
剥离了保护用粘着膜后的半导体晶片表面根据需要进行清洗。清洗方法可以举出水洗、溶剂清洗等湿式清洗、等离子体清洗等干式清洗等。湿式清洗时也可以同时使用超声波清洗。这些清洗方法可以根据半导体晶片表面的污染状况而适当选择。
作为本发明半导体晶片保护方法能够适用的半导体晶片，并不局限于硅晶片，还可以举出如锗、镓-砷、镓-磷、镓-砷-铝等晶片。
实施例
下面，列举实施例，以进一步详细说明本发明。如下所示的全部实施例及比较例中，均在维持到美国联邦标准209b中规定的1,000级或其以下的洁净度的环境下，实施了粘着剂涂布液的调制及涂布、粘着膜的粘贴、半导体硅晶片的背面磨削、以及粘着膜的剥离等。本发明并不限定于这些实施例。实施例示出的各种特性值是由如下方法测定。
1.各种特性的测定方法
1-1.粘着力测定(g/25mm)
除了下述规定的条件以外，全部按照JIS Z0237-1991中规定的方法测定。在23℃氛围下，把在实施例或比较例中得到的粘着膜通过该粘着剂层粘贴到20cm×5cm的长方形的SUS 304-BA板(JIS G4305-1991标准)的表面，把粘着膜切割成相同尺寸，放置60分钟。但是，粘着膜被粘贴成机械方向(以下叫做MD方向)在SUS304-BA板的20cm的边，与机械方向正交的方向(以下叫做TD方向)在SUS304-BA板的5cm的边。夹住试样的MD方向的一端，测定以剥离角度180度、剥离速度300mm/min从SUS304-BA板的表面剥离试样时的应力，换算成25mm宽幅。
1-2.贮藏弹性模数(Pa)
支持树脂层
切断半导体晶片保护用粘着膜的基材膜层部分，制作长方形(MD方向：30mm、TD方向：10mm)的试样。使用动态粘弹性测定装置(レオメトリツクス公司制造的RSA-II型号)，测定0～300℃的储藏弹性模数(机械方向)。测定频率为1Hz，歪曲度为0.01～0.1％。
1-3.残余应力
制作正方形(MD方向：20mm、TD方向：20mm)的试样，使用动态粘弹性测定装置(レオメトリツクス公司制造的RMS-800型号、コンプリ一ト)，测定在120℃下荷重后的应力缓和。求出30秒后的残余应力率(％)。
1-4.熔体流动指数(g/10分钟)
参照JIS K6730中规定的方法。测定温度为190℃。
1-5.半导体晶片翘曲量的评价
在半导体晶片表面没有附加设置任何膜等的8英寸硅镜面晶片(以下简称为晶片，直径约200mm、厚度740μm)的表面上，将保护用粘着膜通过其粘着剂层使用手辊粘贴后，使用热板(ア ドバンテツク公司制，型号：TP-320)加热晶片。冷却后，使用背面磨削机((株)デイスユ制，型号：DFG-860)把晶片背面磨削薄层化至50μm的厚度。薄层化后，在晶片表面粘附了保护用粘着膜的状态下，把保护用粘着膜粘贴面朝上把晶片放到定板上，测定定板与晶片背面的最大距离作为晶片翘曲量。对10片晶片进行评价，以其平均值表示。
1-6.半导体晶片的破损(片数)
表示半导体晶片背面磨削工序、及保护用粘着膜剥离工序中的半导体晶片的破损片数。对10片晶片进行评价，表示破损了的片数。
2.保护用粘着膜的制造例
2-1.基材膜的制造例1
选择50μm的聚萘二甲酸乙二醇酯膜(帝人デユポン株式会社制造的テオネツクス)作为耐热膜层，把其与在190℃下熔体流动指数为150g/10min的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(三井デユポン株式会社制造的EV150)膜(厚度195μm)通过实施电晕放电处理而层积。对形成粘着剂层的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物侧也实施电晕放电处理。制成基材膜整体厚度为245μm的膜1。熔体流动指数为150g/10min的EVA的残余应力率为0.02％。
2-2.基材膜的制造例2
选择50μm的聚萘二甲酸乙二醇酯膜(帝人デユポン株式会社制造的テオネツクス)作为耐热膜层，把其与在190℃下熔体流动指数为150g/10min的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(三井デユポン株式会社制造的EV150)膜(厚度50μm)通过实施电晕放电处理而层积。对形成粘着剂层的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物侧也实施电晕放电处理。制成基材膜整体厚度为100μm的膜2。熔体流动指数为150g/10min的EVA的残余应力率为0.02％。
2-3.基材膜的制造例3
选择50μm的聚萘二甲酸乙二醇酯膜(帝人デユポン株式会社制造的テオネツクス)作为耐热膜层，把其与在190℃下熔体流动指数为15g/10min的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(三井デユポン株式会社制造的EV250)膜(厚度195μm)通过实施电晕放电处理而层积。对形成粘着剂层的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物侧也实施电晕放电处理。制成基材膜整体厚度为245μm的膜3。熔体流动指数为15g/10min的EVA的残余应力率为0.22％。
2-4.基材膜的制造例4
选择50μm的聚萘二甲酸乙二醇酯膜(帝人デユポン株式会社制造的テオネツクス)作为耐热膜层，把其与在190℃下的熔体流动指数为3g/10min的乙烯-α-烯烃共聚物(三井化学株式会社制造的タフマ一(注册商标)A-4070)膜(厚度195μm)通过实施电晕放电处理而层积。对形成粘着剂层的乙烯-α-烯烃共聚物侧也实施电晕放电处理。制成基材膜整体厚度为245μm的膜4。熔体流动指数为3g/10min的乙烯-α-烯烃共聚物的残余应力率为0.02％。
2-5.基材膜的比较制造例1
选择50μm的聚萘二甲酸乙二醇酯膜(帝人デユポン株式会社制造的テオネツクス)作为耐热膜层，把其与在190℃下熔体流动指数为2.5g/10min的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(三井デユポン株式会社制造的EV460)膜(厚度195μm)通过实施电晕放电处理而层积。对形成粘着剂层的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物侧也实施电晕放电处理。制成基材膜整体厚度为245μm的膜5。熔体流动指数为2.5g/10min的EVA的残余应力率为8％。
2-6.粘着剂主剂的制造例
在聚合反应器中装入去离子水150重量份、作为聚合引发剂的4，4’-偶氮二(4-氰基戊酸)(大塚化学(株)制，商品名：ACVA)0.625重量份、作为单体(A)的丙烯酸2-乙基己酯62.25重量份、丙烯酸正丁酯18重量份、及甲基丙烯酸甲酯12重量份、作为单体(B)的甲基丙烯酸2-羟基乙酯3重量份、甲基丙烯酸2重量份、及丙烯酰胺1重量份、作为单体(C)的丁二醇二丙烯酸酯(日本油脂(株)制，商品名：ADT-250)1重量份、作为水溶性共聚用单体的在壬基酚聚氧乙烯醚(环氧乙烷的加成摩尔数的平均值：约20)的硫酸酯的铵盐的苯环中引入聚合性1-丙烯基的物质(第一工业制药(株)制，商品名：アクアロン HS-10)0.75重量份，在搅拌下在70～72℃下进行8小时乳液聚合，获得丙烯酸系树脂乳液。将其用9重量％的氨水中和(pH＝7.0)，制成固态组分42.5重量％的丙烯酸系粘着剂(粘着剂主剂1)。
粘着剂涂布液1的制造方法
取100重量份所得粘着剂主剂乳液，进一步加入9重量％的氨水调节成pH 9.5。接着，添加氮丙啶系交联剂(日本触媒化学工业(株)制，商品名：ケミタイト PZ-33)1.6重量份，获得构成粘着剂层的粘着剂涂布液1。
2-7.粘着膜的制造实施例1
使用辊涂机把粘着剂涂布液1涂布到聚丙烯膜(剥离膜，厚度50μm)上，在120℃干燥2分钟，设置厚度10μm的粘着剂层。对其粘贴上述基材膜1的电晕放电处理面并挤压，转贴粘着剂层。转贴后，在60℃加热48小时后，冷却至室温，由此制造半导体晶片保护用粘着膜1。粘着力为100g/25mm。
2-8.粘着膜的制造实施例2
使用辊涂机把粘着剂涂布液1涂布到聚丙烯膜(剥离膜，厚度50μm)上，在120℃干燥2分钟，设置厚度10μm的粘着剂层。对其粘贴上述基材膜2的电晕放电处理面并挤压，转贴粘着剂层。转贴后，在60℃加热48小时后，冷却至室温，由此，制造半导体晶片保护用粘着膜2。粘着力为90g/25mm。
2-9.粘着膜的制造实施例3
使用辊涂机把粘着剂涂布液1涂布到聚丙烯膜(剥离膜，厚度50μm)上，在120℃干燥2分钟，设置厚度10μm的粘着剂层。对其粘贴上述基材膜3的电晕放电处理面并挤压，转贴粘着剂层。转贴后，在60℃加热48小时后，冷却至室温，由此，制造半导体晶片保护用粘着膜3。粘着力为105g/25mm。
2-10.粘着膜的制造实施例4
使用辊涂机把粘着剂涂布液1涂布到聚丙烯膜(剥离膜，厚度50μm)上，在120℃干燥2分钟，设置厚度10μm的粘着剂层。对其粘贴上述基材膜4的电晕放电处理面并挤压，转贴粘着剂层。转贴后，在60℃加热48小时后，冷却至室温，由此，制造半导体晶片保护用粘着膜4。粘着力为100g/25mm。
2-11.粘着膜的比较制造实施例
使用辊涂机把粘着剂涂布液1涂布到聚丙烯膜(剥离膜，厚度50μm)上，在120℃干燥2分钟，设置厚度10μm的粘着剂层。对其粘贴上述基材膜5的电晕放电处理面并挤压，转贴粘着剂层。转贴后，在60℃加热48小时后，冷却至室温，由此，制造半导体晶片保护用粘着膜5。粘着力为100g/25mm。
3-1实施例1
在把半导体晶片保护用粘着膜1粘贴在10片半导体晶片(镜面晶片，直径：8英寸、厚度：750μm)的整个表面的状态下，从晶片背面用设定到70℃的热板加热10秒。接着，使用背面磨削机((株)デイスコ制，型号：DFG-860)把晶片背面磨削至厚度50μm。磨削后由机器人手把磨削后的半导体晶片收纳到能够收纳25片晶片的盒子内。此时没有发生半导体晶片的翘曲引起的，半导体晶片和盒子的干扰带来的晶片破损，以及输送时的晶片与机器人手的吸附不良。表1中把该状态记载为OK。
进而，测定磨削后的半导体晶片的翘曲量的结果，晶片的翘曲量在半导体晶片保护用粘着膜粘贴面方向为1.9mm。把所得结果示于表1。
3-2.实施例2
除了从晶片背面在180℃加热300秒以外，实施与实施例1同样的操作。没有发生收纳到盒子时的晶片破损及输送不良。背面磨削后的晶片翘曲量在半导体晶片保护用粘着膜粘贴面方向为1.1mm。把所得结果示于表1。
3-3.实施例3
除了使用半导体晶片保护用粘着膜2，从晶片背面在100℃加热30秒以外，实施与实施例1同样的操作。没有发生收纳到盒子时的晶片破损及输送不良。背面磨削后的晶片翘曲量在半导体晶片保护用粘着膜粘贴面方向为4.6mm。把所得结果示于表1。
3-4.实施例4
除了使用半导体晶片保护用粘着膜3以外，实施与实施例3同样的操作。没有发生收纳到盒子时的晶片破损及输送不良。背面磨削后的晶片翘曲量在半导体晶片保护用粘着膜粘贴面方向为4.5mm。把所得结果示于表1。
3-5.实施例5
除了使用半导体晶片保护用粘着膜4以外，实施与实施例3同样的操作。没有发生收纳到盒子时的晶片破损及输送不良。背面磨削后的晶片翘曲量在半导体晶片保护用粘着膜粘贴面方向为1.5mm。把所得结果示于表1。
3-6.比较例1
除了使用半导体晶片保护用粘着膜5以外，实施与实施例3同样的操作。其结果，收纳到盒子时10片中有5片发生晶片翘曲，因此晶片与盒子产生干扰而发生破损。而且，晶片磨削后，在向盒子输送过程中10片中3片发生对机器人手的晶片的吸附不良。背面磨削后的晶片翘曲量在半导体晶片保护用粘着膜粘贴面方向为12.1mm。把所得结果示于表1。
3-7.比较例2
除了使用半导体晶片保护用粘着膜5，并省略从晶片背面的加热以外，实施与实施例3同样的操作。其结果，收纳到盒子时10片中有5片发生晶片翘曲，因此晶片与盒子产生干扰而发生破损。进而，晶片磨削后在向盒子输送过程中10片中有4片发生了对机器人手的晶片的吸附不良。背面磨削后的晶片翘曲量，在半导体晶片保护用粘着膜粘贴面方向为13.0mm。把所得结果示于表1。
表1
  实施例1  实施例2  实施例3   实施例4   实施例5   比较例1   比较例2
基材膜序号     1     1     2     3     4     5     5
基材膜厚度(μm)     245     245     100     245     245     245     245
支持树脂层     PEN     PEN     PEN     PEN     PEN     PEN     PEN
支持树脂层厚度(μm) 50 50 50 50 50 50 50
支持层的贮藏弹性模数Gpa(23℃、200℃) 5.3、0.19 5.3、0.19 5.3、0.19 5.3、0.19 5.3、0.19 5.3、0.19 5.3、0.19
树脂层     EVA     EVA     EVA     EVA     タフマ一     EVA     EVA
树脂层厚度(μm)     195     195     50     195     195     195     195
树脂层的MFR(g/10min) 150 150 150 15 3 2.5 2.5
树脂层的30秒后残余应力率(％) 0.02 0.02 0.02 0.22 0.02 8 8
晶片磨削前的加热温度(℃)×加热时间(s) 70×10 180×300 100×30 100×30 100×30 100×30 -
磨削工序结束后的晶片翘曲量(mm) 1.9 1.1 4.6 4.5 1.5 12.1 13.0
收纳到盒子时的破损情况 OK OK OK OK OK 5片破损 5片破损
输送时的吸附不良情况 OK OK OK OK OK 3片不良 4片不良
PEN：聚萘二甲酸乙二醇酯、EVA：乙烯-醋酸乙烯酯共聚物

Claims (8)

1.一种半导体晶片加工工序中的半导体晶片保护方法，其特征在于，具备把在基材膜一面形成了粘着剂层的半导体晶片保护用粘着膜粘贴到半导体晶片的电路形成面的第一工序、对粘贴了该半导体晶片保护用粘着膜的半导体晶片进行加热的第二工序、把粘贴了该半导体晶片保护用粘着膜的半导体晶片固定在磨削机或研磨机上来加工半导体晶片电路非形成面的第三工序、以及从半导体晶片剥离半导体晶片保护用粘着膜的第四工序。
2.如权利要求1记载的半导体晶片保护方法，其特征在于，所述基材膜至少含有1层在120℃下荷重30秒后的残余应力率小于等于0.5％的树脂层。
3.如权利要求2记载的半导体晶片保护方法，其特征在于，所述的在120℃下荷重30秒后的残余应力率小于等于0.5％的树脂层在JIS K6730规定的在190℃下的熔体流动指数值为15～200g/10min。
4.如权利要求1记载的半导体晶片保护方法，其特征在于，所述基材膜含有在23～200℃的贮藏弹性模数为1×107～1×1010Pa范围的支持树脂层。
5.如权利要求1记载的半导体晶片保护方法，其特征在于，经过所述第三工序后的半导体晶片的厚度小于等于150μm。
6.一种半导体晶片保护用粘着膜，其是在基材膜一面形成了粘着剂层的半导体晶片保护用粘着膜，其特征在于，该基材膜至少含有1层在120℃下荷重30秒后的残余应力率小于等于0.5％的树脂层。
7.如权利要求6记载的半导体晶片保护用粘着膜，其特征在于，所述基材膜的在120℃下荷重30秒后的残余应力率小于等于0.5％的树脂层在JIS K6730规定的在190℃的熔体流动指数值为15～200g/10min。
8.如权利要求6记载的半导体晶片保护用粘着膜，其特征在于，所述基材膜含有在23～200℃的贮藏弹性模数为1×107～1×1010Pa范围的支持树脂层。
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