JP2016143671A - 半導体装置の製造方法及び半導体装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】半導体チップ上の接着剤層の剥離を抑制し、積層された半導体ウェハもしくは半導体チップの外周部における接着剤層のはみ出しを抑制することで、高い接続信頼性を実現できる半導体装置の製造方法、及び半導体装置を提供する。【解決手段】電極4を有する半導体ウェハ1の、電極4を有する面に接着剤層5を形成する接着剤層形成工程(S2)と、接着剤層5における、電極4上の第一領域8と、スクライブライン10上の領域の少なくとも一部を含む第二領域9と、を除去する接着剤層除去工程(S3)と、接着剤層が形成された半導体ウェハ1の、接着剤層5側の面に粘着テープ13を貼付する粘着テープ貼付工程(S4)と、半導体ウェハ1をスクライブライン10に沿って切断して、半導体チップ14を得る個片化工程(S6)と、半導体チップ14を粘着テープ13から剥離する剥離工程(S7)と、を備える。【選択図】図1
Description
本発明は、半導体装置の製造方法、及び半導体装置に関する。
近年、半導体実装分野において、半導体素子同士、及び/又は、半導体素子と半導体素子搭載用支持部材とが複数の導電性バンプを介して接続されるフリップチップ実装方式が注目されている。フリップチップ実装方式では、それぞれの接続部材の熱膨張係数差に基づくストレスにより、導電性バンプを介する基板と半導体チップとの接続異常が生じる場合がある。このため、当該ストレスを緩和することを目的に、接続部材間において、接着剤(アンダーフィル材)を充填することにより導電性バンプを封止する方式が知られている(例えば、特許文献1)。
半導体装置の小型化、薄膜化、高機能化を目的として、バンプの小径化、狭ピッチ化が進んでいる半導体部品がある。このような半導体部品の製造においては、接着剤(アンダーフィル材)の充填性を考慮する必要がある。従来は、毛細管現象を利用して液状アンダーフィル材を注入する方式(後注入方式)が適用されてきたが、バンプ間の空隙が狭くなり、液状材を注入するのに長時間を要する等の課題があった。そこで、あらかじめアンダーフィル材を供給する方式(先供給方式)が提案されている(例えば、特許文献2)。
この先供給方式でアンダーフィル材を供給する場合、導電性バンプが樹脂に覆われる。このため、バンプ同士を金属接続させる際に基板に荷重を加えることで、充分に金属接続できるようにアンダーフィル材を除去している。しかし、アンダーフィル材がバンプ間に噛み込み、電気抵抗値の上昇、及び信頼性の低下を引き起こすことが懸念されている。また、今後、積層するチップに用いられるシリコン基板が薄型化する傾向にあり、接続する際の基板に加える荷重が、さらに低荷重になると考えられる。
また、半導体素子の接続に関しては、近年、TSV(Through Silicon Via、シリコン貫通電極)と呼ばれる接続方法が注目を集め、盛んに検討されている。例えば、シリコン貫通電極を作製し、半導体ウェハを個片化(ダイシング)する方法の一つとして、回路及び電極が形成された半導体ウェハ上に形成された接着剤層(アンダーフィル材)の表面をダイシングテープにラミネートした後、半導体ウェハを個片化して半導体チップを得て(個片化工程)、その後にダイシングテープから半導体チップを剥離する(剥離工程)方法が想定される。この個片化工程及び剥離工程中では、アンダーフィル材が半導体チップから剥離しないことが求められる。
しかしながら、接着剤層の表面をダイシングテープにラミネートして、半導体ウェハを個片化する個片化工程では、特に、ブレードダイシングの際に、回転刃にて個片化する際に、接着剤層と半導体ウェハとの界面に水が浸入し、ウェハ界面から接着剤層が剥離してしまう場合があった。さらに、個片化した半導体チップをダイシングテープから剥離する剥離工程時に、半導体チップから接着剤層が剥がれてしまう場合があった。また、半導体ウェハもしくは半導体チップを複数積層して半導体素子積層体を得る場合、積層した半導体ウェハもしくは半導体チップの外周部に接着剤がはみ出てしまい、装置を汚してしまう課題があった。
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、個片化工程及び剥離工程での半導体チップ上の接着剤層の剥離を抑制し、積層された半導体ウェハもしくは半導体チップの外周部における接着剤層のはみ出しを抑制(フィレット量をコントロール)することで、高い接続信頼性を実現できる半導体装置の製造方法、及び半導体装置を提供することを目的とする。
本発明の半導体装置の製造方法は、半導体ウェハを所定幅のスクライブラインに沿って切断して、半導体チップを得る半導体装置の製造方法であって、電極を有する半導体ウェハの、電極を有する面に接着剤層を形成する接着剤層形成工程と、接着剤層における、電極上の第一領域と、スクライブライン上の領域の少なくとも一部を含む第二領域と、を除去する接着剤層除去工程と、接着剤層が形成された半導体ウェハの、接着剤層側の面に粘着テープを貼付する粘着テープ貼付工程と、半導体ウェハをスクライブラインに沿って切断して、半導体チップを得る個片化工程と、半導体チップを粘着テープから剥離する剥離工程と、を備える。
本発明によれば、スクライブライン上の少なくとも一部を含む第二領域における接着剤層をあらかじめ除去することによって、個片化工程中に接着剤層と半導体ウェハとの界面に水が浸入しにくくなり、ウェハ界面から接着剤層が剥離しにくくなる。また、剥離工程時に半導体チップから接着剤層が剥離しにくくなる。さらに、積層した半導体ウェハもしくは半導体チップの外周部から接着剤層がはみ出すことを抑制できる。これらのことから、本発明によれば、高い接続信頼性を有する半導体装置を製造できる。
また、本発明では、接着剤層が、露光によってパターン形成が可能な感光性樹脂で形成されていてもよい。これにより、接着剤層除去工程において、電極上の第一領域の接着剤層、スクライブライン上の第二領域の接着剤層、及びフィレット量のコントロールに不必要な接着剤層を精度良く除去することが出来る。
この場合、接着剤層除去工程では、接着剤層を露光及び現像することにより、第一領域及び第二領域を除去してもよい。これにより、電極上の感光性樹脂の残渣を低減することができる。また、第二領域の幅が、ダイシングの幅より広くてもよい。
また、本発明に係る半導体装置は、上記製造方法により製造される。
本発明によれば、個片化工程及び剥離工程での半導体チップ上の接着剤層の剥離を抑制し、積層された半導体ウェハもしくは半導体チップの外周部における接着剤層のはみ出しを抑制(フィレット量をコントロール)することで、高い接続信頼性を実現できる半導体装置の製造方法、及び半導体装置を提供できる。
以下、図面を参照しつつ本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面中、同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。また、上下左右等の位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。さらに、図面の寸法比率は図示の比率に限られるものではない。
図1に示されるように、半導体装置の製造方法では、まず、支持体固定工程(S1)を行い、次に、接着剤層形成工程(S2)を行い、次に、接着剤層除去工程(S3)を行い、次に、粘着テープ貼付工程(S4)を行い、次に、支持体剥離工程(S5)を行い、次に、個片化工程(S6)を行い、次に、剥離工程(S7)を行う。
支持体固定工程(S1)では、支持体上に、電極(「接続用電極」ともいう)を有する半導体ウェハ(第一の半導体ウェハ)を固定する。
接着剤層形成工程(S2)では、支持体上に固定された半導体ウェハの、電極を有する面に接着剤層(「樹脂組成物層」ともいう)を形成する。
接着剤層除去工程(S3)では、接着剤層における所定の除去領域を除去し、電極を露出させる。
粘着テープ貼付工程(S4)では、接着剤層が形成された半導体ウェハの、接着剤層側の面に粘着テープを貼付する。
支持体剥離工程(S5)では、半導体ウェハから支持体を剥離する。
個片化工程(S6)では、半導体ウェハを所定幅のスクライブラインに沿って切断することにより個片化して、接着剤層付半導体チップを得る。
剥離工程(S7)では、接着剤層付半導体チップを粘着テープから剥離する。
次に、図2〜図5を参照して、これらの各工程について詳しく説明する。図2〜図5は、実施形態に係る半導体装置の製造方法を模式的に示す工程図である。
支持体固定工程(S1)では、半導体ウェハ1を、仮固定層3を介して支持体2上に固定する(図2)。
半導体ウェハ1は、導体である電極4を有する。電極4は、半導体ウェハ1に対して如何なる態様で設けられてもよい。例えば、図2の(a)に示すように、半導体ウェハ1の片面に形成された電極4aであってもよく、図2の(b)に示すように、半導体ウェハ1の両面に形成された電極4bであってもよく、図2の(c)に示すように、半導体ウェハ1を貫通して半導体ウェハ1の両面から突出するシリコン貫通電極4cであってもよい。
半導体ウェハ1の厚みは、特に限定されないが、半導体装置を薄層化する観点から、20〜500μmであることが好ましく、半導体チップを多段積層しやすくする観点から、20〜200μmであることが好ましい。また、電極4としてシリコン貫通電極4cを用いる場合には、高密度に電極を形成しやすくする観点から、半導体ウェハ1の厚みは、20〜150μmであることが好ましい。半導体ウェハ1の厚みが20μmを下回ると、均一にウェハを薄化することが難しく、また、実装プロセス時に割れが発生しやすくなる。また、半導体ウェハ1の厚みが500μmを上回ると、得られる半導体装置が厚くなるため、半導体積層体の段数が制限され、半導体積層体を充分に高集積化しにくくなる。
電極4は、例えば、配線、パッド、めっきにより形成された金バンプ、銅バンプ、又は、はんだバンプ、さらに銅の上にはんだが形成されたバンプ、シリコン貫通電極等により形成される。電極4は、例えば、金ワイヤーを用いて形成される金スタッドバンプ、必要に応じて超音波を併用した熱圧着により電極パッドに固定された金属ボール、めっき又は蒸着により形成されたバンプ等により形成されていてもよい。電極4は、単一の金属から構成されていてもよく、複数の金属から構成されていてもよい。電極4は、金、銀、銅、鉛、ニッケル、インジウム、コバルト、パラジウム、スズ、ビスマス等を含んでもよい。また、電極4は、単層体であってもよく、複数の金属層を含む積層体であってもよい。
支持体2としては、半導体ウェハ1を保持できるものであれば特に制限はないが、半導体ウェハ1への汚染防止及び均一性の観点から、ガラス又はシリコンウェハが好ましく用いられる。また、支持体2は、例えばバックグラインドテープ等であってもよい。
仮固定層3としては、半導体ウェハ1を保持し、使用後に容易に半導体ウェハ1を剥離できるものであれば特に制限はないが、加工(プロセス)が容易であることから、樹脂層が好ましく用いられる。また、仮固定層3は、例えば粘着層であってもよい。
また、支持体固定工程(S1)と接着剤層形成工程(S2)との間に、電極形成工程、バックグラインド工程、再配線工程、パッシベーション工程等、その他の工程を備えてもよい。すなわち、半導体ウェハ1には予め電極4が形成されているが、電極形成工程において、半導体ウェハ1に電極を更に形成してもよい。また、バックグラインド工程において、半導体ウェハを薄化してもよい。具体的には、バックグラインド工程では、半導体ウェハ1の電極4を有する面上に接着剤層を形成し、接着剤層の表面にバックグラインドテープを貼り付ける。これにより、半導体ウェハ1は、接着剤層を介してバックグラインドテープに固定される。なお、この接着剤層は、接着剤層形成工程(S2)において形成される接着剤層5と共通であってもよい。次いで、半導体ウェハ研削装置を用いて、バックグラインドテープに固定された半導体ウェハ1の表面を研削することで、半導体ウェハ1を薄化する。次いで、バックグラインドテープを剥離する。以上の工程により、半導体ウェハ1の割れ等のダメージを抑制しながら、半導体ウェハ1を薄化することができる。また、再配線工程において、半導体ウェハ1の電極4を有する面上に、封止樹脂層(再配線層)を設け、封止樹脂層上に電極を設けてもよい。また、パッシベーション工程において、導体である電極4を保護するためのパッシベーション層を形成してもよい。パッシベーション層は、SiN等の無機膜であってもよく、ポリイミド、ポリベンゾオキサゾール等の有機膜であってもよく、無機膜の上に有機膜を形成した構造であってもよい。
接着剤層形成工程(S2)では、図3の(a)に示すように、電極4を有する半導体ウェハ1の、電極を有する面(支持体2とは反対側の面)上に接着剤層5を形成する。なお、図3及び図4では、半導体ウェハ1として、図2の(a)に示す半導体ウェハ1を示している。
本実施形態に係るフィルム状又は液状の接着剤組成物は、半導体チップ、基板等の被着体に対する接着性を有している。例えば、被着体を必要に応じて加熱しながら圧着することによって、レジストパターンと被着体とを接着することが可能である。
接着剤層5は、熱硬化性樹脂を含む。熱硬化性樹脂は、熱により3次元的に架橋することによって硬化する。接着剤層5に含まれる熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、ビスマレイミド樹脂、トリアジン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、シアノアクリレート樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリイソシアネート樹脂、フラン樹脂、レゾルシノール樹脂、キシレン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、シリコーン樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、シロキサン変性エポキシ樹脂、シロキサン変性ポリアミドイミド樹脂、アクリレート樹脂等が挙げられる。これらは単独又は2種以上の混合物として使用することができる。
接着剤層5は、硬化反応を促進させるための硬化剤を含んでもよい。この場合、接着剤層5は、高反応性及び保存安定性を両立させるために、潜在性の硬化剤を含むことが好ましい。
接着剤層5は、熱可塑性樹脂を含んでもよい。接着剤層5に含まれる熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエステル樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリウレタン樹脂、フェノキシ樹脂、ポリアクリレート樹脂、ポリブタジエン、アクリロニトリルブタジエン共重合体(NBR)、アクリロニトリルブタジエンゴムスチレン樹脂(ABS)、スチレンブタジエン共重合体(SBR)、アクリル酸共重合体等が挙げられる。これらは単独又は2種以上を併用して使用することができる。これらの中でも、半導体ウェハ1への貼付性を向上させるために、室温付近に軟化点を有する熱可塑性樹脂が好ましく、グリシジルメタクリレート等を原料に含むアクリル酸共重合体が好ましい。
接着剤層5には、低線膨張係数化のためのフィラー(無機微粒子)を添加してもよい。このようなフィラーとしては、結晶性を有するものであっても、非結晶性を有するものであってもよい。接着剤層5の硬化後の線膨張係数が小さいと、熱変形が抑制される。そこで、接着剤層5に低線膨張係数化のためのフィラーを添加して、接着剤層5の硬化後の線膨張係数の低下を抑制することで、接着剤層付半導体チップの電極(又は接着剤層付半導体ウェハの電極)と、他の(第二の)半導体ウェハの電極(又は半導体チップ搭載用支持部材(配線基板)の電極)との電気的な接続を、高いレベルで維持することができる。これにより、半導体チップと第二の半導体ウェハとを接続することによって製造される半導体装置の信頼性を向上させることができる。
接着剤層5は、カップリング剤等の添加剤を含んでもよい。これにより、半導体チップと第二の半導体ウェハとの接着性を向上させることができる。
本実施形態に係るフィルム状又は液状の接着剤組成物は、特には制限されないが、感光性樹脂組成物であることが好ましい。この感光性樹脂組成物は、パターニングされた後でも、必要に応じて加熱しながら圧着することによって、被着体に対する接着性を有することが好ましい。また、この感光性樹脂組成物は、接着剤層除去工程(S3)において、露光、及び現像によってパターニング(パターン形成)が可能なものであることがさらに好ましい。この場合、現像方法は、アルカリ水溶液での現像が可能であることが好ましい。
本実施形態に係る接着剤組成物として使用できる感光性樹脂組成物は、ネガ型及びポジ型の双方を使用することができる。ここでは、ネガ型の感光性樹脂組成物を使用した場合の実施形態を記載する。
接着剤層5の形成方法としては、例えば、予めフィルム状に成形されたフィルム状接着剤を準備し、これを半導体ウェハ1に貼り付けることにより接着剤層5を形成する方法が簡便であるが、スピンコート法等を用いて、接着剤組成物を含有する液状のワニスを半導体ウェハ1上に塗布し、加熱乾燥する方法によって接着剤層5を形成してもよい。
フィルム状接着剤を半導体ウェハ1に貼り付ける方法としては、ラミネート法が一般的に用いられる。ラミネート装置としては、例えば、フィルム状接着剤シートの上下にそれぞれローラが設置されたもの、真空状態でフィルム状接着剤を半導体ウェハ1上にプレスするもの等が挙げられる。ラミネートを行う際には、フィルム状接着剤を加熱することが好ましい。これにより、半導体ウェハ1に対して接着剤層5を充分に密着させると共に、電極4の周囲の隙間を低減して、接着剤を充分に埋め込むことができる。加熱温度は、接着剤層5が軟化し、かつ、硬化しない程度であればよい。接着剤層5が、例えば、エポキシ樹脂と、軟化温度が40℃のアクリル酸共重合体と、反応開始温度が100℃のエポキシ樹脂用の潜在性の硬化剤とを含む場合、加熱温度は、例えば、80℃である。また、仮固定層の耐熱性を考慮する観点から、加熱温度を200℃以下にすることが好ましい。
接着剤層除去工程(S3)では、図3の(b)に示すように、まず、半導体ウェハ1上に形成された接着剤層5に対して、所定の位置に開口が形成されているマスク7を介して活性光線(典型的には紫外線)を照射する。これにより接着剤層5が所定のパターンで露光される。このとき、接着剤層5の除去領域以外の領域を露光する。本実施形態では、除去領域は、電極上の第一領域8と、スクライブライン10上の領域の少なくとも一部を含む第二領域9と、を含んでいる。ここで、スクライブライン10は、個片化工程(S6)において半導体ウェハ1を切断するための仮想的な切断予定ラインである(図4の(b)参照)。スクライブライン10の幅は、例えば150μm程度であり、このスクライブライン10に沿って半導体ウェハ1が切断される。スクライブライン10は、半導体ウェハ1上に、例えば格子状に設定されている。本実施形態では、スクライブライン10の幅と第二領域9の幅(図3の(b)中の左右方向の幅)とは、等しくなっている。すなわち、第二領域9は、スクライブライン10上の領域と言い換えることもできる。マスク7は、第一領域8上及び第二領域9上を覆うことができる形状を有している。
露光後、図3の(c)に示すように、接着剤層5のうち露光されなかった領域を、アルカリ現像液を用いた現像によって除去することで、第一凹部11及び第二凹部12が形成されるように接着剤層5がパターニングされる。第一凹部11は、第一領域8が除去されることによって形成され、当該第一凹部11から電極4が露出する。また、第二凹部12は、第二領域9が除去されることによって形成される。第二凹部12を形成することによって、後述する個片化工程(S6)において、接着剤層5の半導体ウェハ1からの剥離を抑制することができ、良好に個片化することが可能となる。第二凹部12の幅(図3の(c)中の左右方向の幅)は、20〜200μmが好ましく、さらには30〜150μmが好ましい。このことによって、個片化時に薄化ウェハをダイシングするための回転刃を用いた場合であっても、接着剤層5が半導体ウェハ1から剥離しにくくすることができる。また、回転刃を用いない、レーザーダイシング、ステルスダイシングを用いた場合であっても、接着剤層5の剥離を抑制できる。
また、半導体ウェハ又は半導体チップを複数積層して半導体素子積層体を得る場合、個片化した後のチップの外周部から1〜100μmの幅の接着剤層を除去することが好ましく、5〜60μmの幅の接着剤層を除去することがより好ましい。これによって、積層する半導体ウェハもしくはチップの外周部から接着剤層5がはみ出すことを抑制することができる。また、剥離工程(S7)において粘着テープ13から樹脂層付き半導体チップをはく離(ピックアップ)する際に、接着剤層5が半導体チップから剥離することを抑制することができ、良好に剥離することができる。
粘着テープ貼付工程(S4)では、図4の(a)に示すように、接着剤層5が形成された半導体ウェハ1の、支持体2とは反対側の表面に、粘着テープ13を貼付する。つまり、接着剤層5が形成された半導体ウェハ1の、接着剤層5側の面に、粘着テープ13を貼付するともいえる。粘着テープ13としては、その後の個片化工程(S6)を考慮して、ダイシングテープを用いることが好ましい。また、支持体2を剥離する際に粘着テープ13と接着剤層5との界面での剥離を抑制し、かつ、その後の剥離工程(S7)において、個片化された半導体チップを粘着テープ13から容易に剥離すること考慮すると、UVによって粘着性が変化するUV型ダイシングテープを用いることがより好ましい。
支持体剥離工程(S5)では図4の(b)に示すように、粘着テープ13が貼付された半導体ウェハ1から支持体2を剥離する。支持体2の剥離方法としては半導体ウェハ1へのダメージを低減する観点から、ピール方式で剥離することが好ましい。また、樹脂残渣を低減する点で、剥離後に溶剤によるクリーニングを行うことが好ましい。
個片化工程(S6)では、図4の(c)に示すように、支持体2が剥離された半導体ウェハ1を個片化して、接着剤層付半導体チップ14を得る。具体的には、半導体ウェハ1をスクライブライン10に沿って(スクライブライン10内で)切断することによって半導体ウェハ1を個片化する。個片化方法としては、ブレードダイシング、レーザーダイシング、ステルスダイシングが好ましい。
剥離工程(S7)では、図5に示すように、個片化した接着剤層付半導体チップ14を粘着テープ13から剥離(ピックアップ)する。図5の(a)は、電極4として、図2の(a)に示す電極4aが形成されている場合の、接着剤層付半導体チップ14を示す図であり、図5の(b)は、電極4として、図2の(b)に示す電極4bが形成されている場合の、接着剤層付半導体チップ14を示す図であり、図5の(c)は、電極4として、図2の(c)に示すシリコン貫通電極4cが形成されている場合の、接着剤層付半導体チップ14を示す図である。
剥離工程の後、例えば、接着剤層付半導体チップ14を、接続対象となる他の(第二の)半導体ウェハ、半導体チップ、又は半導体素子搭載用支持部材等に対して加熱・圧着して、半導体素子積層体、又は半導体素子積層体付ウェハを得る。
以上の方法によって半導体装置が得られる。本実施形態によれば、スクライブライン10上を含む第二領域9における接着剤層5をあらかじめ除去することによって、個片化工程(S6)中に接着剤層5と半導体ウェハ1との界面に水が浸入しにくくなり、ウェハ界面から接着剤層5が剥離しにくくなる。また、剥離工程(S7)時に半導体チップから接着剤層5が剥離しにくくなる。また、積層した半導体ウェハもしくは半導体チップの外周部から接着剤層5がはみ出すことを抑制できる。これらのことから、本実施形態によれば、高い接続信頼性を有する半導体装置を製造できる。
本発明の半導体装置の製造方法は、以上説明した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更が可能である。
例えば、上記実施形態では、第二領域9の幅とスクライブライン10の幅とが等しい例を説明したが、第二領域9の幅は、スクライブライン10の幅よりも小さくてもよく、或いはスクライブライン10の幅よりも大きくてもよい。第二領域9の幅がスクライブライン10の幅よりも小さい場合、第二領域9はスクライブライン10上の領域の一部を含むこととなり、第二領域9の幅がスクライブライン10の幅よりも大きい場合、第二領域9はスクライブライン10上の領域の全部を含むこととなる。
また、接着剤層付半導体チップ14(又は、半導体ウェハ1)上の接着剤層5の剥離、及び接着剤層付半導体チップ14(又は、半導体ウェハ1)の外周部からの接着剤層5のはみ出し、を更に抑制できる観点から、第二領域9の幅は、ダイシングの幅より広くてもよい。なお、ダイシングの幅とは、ブレードダイシングの場合、回転刃の幅を意味する。この場合、図5に示すように、接着剤層付半導体チップ14(又は、半導体ウェハ1)上の最外部において、接着剤層の外側に第二領域9が形成される。換言すると、接着剤層除去工程(S3)において第二領域9が除去されることにより形成された第二凹部12の一部が、接着剤層付半導体チップ14(又は半導体ウェハ1)の外周側に残存する。
[実施例]
[実施例]
以下に、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
本実施例及び比較例で接着剤層に用いた材料について以下に示す。
<接着剤層組成物の調整>
下記で得られる樹脂及び他の化合物を用いて、表1に示す組成比(単位:質量部)にて各成分を配合し、接着剤層組成物(接着剤層形成用ワニス)を得た。全体のNV(不揮発分濃度)が75%となるようにN−メチル−2−ピロリドン(関東化学社製、NMP)で調整した。
[(A)成分]
A−1:撹拌機、温度計、窒素置換装置(窒素流入管)、及び水分受容器付きの還流冷却器を備えた300mLフラスコ内に、ジアミンである2,2−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン(セントラル硝子社製、商品名:BIS−AP−AF、分子量:366)を14.64g(0.04mol)、ポリオキシプロピレンジアミン(BASF社製、商品名:D−400、分子量:433)を17.32g(0.04mol)、及び3,3’−(1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン−1,3−ジイル)ビスプロピルアミン(東レ・ダウコーニング(株)製、商品名:BY16−871EG、分子量:248.5)を2.485g(0.01mol)、m−アミノフェノール2.183g(0.02mol)と、溶媒であるN−メチル−2−ピロリドン(以下「NMP」と略す。)80gを仕込み、撹拌してジアミンを溶媒に溶解させた。
上記フラスコを氷浴中で冷却しながら、4,4’−オキシジフタル酸二無水物(以下「ODPA」と略す。)を31g(0.1mol)、フラスコ内の溶液に少量ずつ添加した。添加終了後、窒素ガスを吹き込みながら溶液を180℃に昇温させて5時間保温して、ポリイミド樹脂A−1を得た。A−1のGPC測定を行ったところ、ポリスチレン換算で重量平均分子量(Mw)=25,000であった。また、A−1のTg(ガラス転移温度)は75℃であった。1H−NMRにより残存するカルボキシル基がないことを確認した。
<接着剤層組成物の調整>
下記で得られる樹脂及び他の化合物を用いて、表1に示す組成比(単位:質量部)にて各成分を配合し、接着剤層組成物(接着剤層形成用ワニス)を得た。全体のNV(不揮発分濃度)が75%となるようにN−メチル−2−ピロリドン(関東化学社製、NMP)で調整した。
[(A)成分]
A−1:撹拌機、温度計、窒素置換装置(窒素流入管)、及び水分受容器付きの還流冷却器を備えた300mLフラスコ内に、ジアミンである2,2−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン(セントラル硝子社製、商品名:BIS−AP−AF、分子量:366)を14.64g(0.04mol)、ポリオキシプロピレンジアミン(BASF社製、商品名:D−400、分子量:433)を17.32g(0.04mol)、及び3,3’−(1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン−1,3−ジイル)ビスプロピルアミン(東レ・ダウコーニング(株)製、商品名:BY16−871EG、分子量:248.5)を2.485g(0.01mol)、m−アミノフェノール2.183g(0.02mol)と、溶媒であるN−メチル−2−ピロリドン(以下「NMP」と略す。)80gを仕込み、撹拌してジアミンを溶媒に溶解させた。
上記フラスコを氷浴中で冷却しながら、4,4’−オキシジフタル酸二無水物(以下「ODPA」と略す。)を31g(0.1mol)、フラスコ内の溶液に少量ずつ添加した。添加終了後、窒素ガスを吹き込みながら溶液を180℃に昇温させて5時間保温して、ポリイミド樹脂A−1を得た。A−1のGPC測定を行ったところ、ポリスチレン換算で重量平均分子量(Mw)=25,000であった。また、A−1のTg(ガラス転移温度)は75℃であった。1H−NMRにより残存するカルボキシル基がないことを確認した。
(GPC法標準ポリスチレン換算による重量平均分子量の測定条件)
測定装置:検出器 株式会社日立製作所製L4000
UVポンプ:株式会社日立製作所製L6000、
株式会社島津製作所製C−R4A Chromatopac
測定条件:カラム Gelpack GL−S300MDT−5 ×2本
溶離液:THF/DMF=1/1(容積比)
LiBr(0.03モル/L)、H3PO4(0.06モル/L)
流速:1.0mL/分、検出器:UV270nm試料0.5mgに対して溶媒[THF/DMF=1/1(容積比)]1mLの溶液を用いて測定した。
測定温度:23℃
測定装置:検出器 株式会社日立製作所製L4000
UVポンプ:株式会社日立製作所製L6000、
株式会社島津製作所製C−R4A Chromatopac
測定条件:カラム Gelpack GL−S300MDT−5 ×2本
溶離液:THF/DMF=1/1(容積比)
LiBr(0.03モル/L)、H3PO4(0.06モル/L)
流速:1.0mL/分、検出器:UV270nm試料0.5mgに対して溶媒[THF/DMF=1/1(容積比)]1mLの溶液を用いて測定した。
測定温度:23℃
A−2:撹拌機、温度計、窒素置換装置(窒素流入管)、及び水分受容器付きの還流冷却器を備えた300mLフラスコ内に、ジアミンであるBIS−AP−AFを21.96g(0.06mol)、D−400を8.66g(0.02mol)、及びBY16−871EGを2.485g(0.01mol)、m−アミノフェノール2.183g(0.02mol)と、溶媒であるNMP80gを仕込み、撹拌してジアミンを溶媒に溶解させた。
上記フラスコを氷浴中で冷却しながら、ODPAを31g(0.1mol)、フラスコ内の溶液に少量ずつ添加した。添加終了後、窒素ガスを吹き込みながら溶液を180℃に昇温させて5時間保温して、ポリイミド樹脂A−2を得た。A−2のGPC測定を行ったところ、ポリスチレン換算で重量平均分子量(Mw)=28,000であった。また、A−2のTgは100℃であった。1H−NMRにより残存するカルボキシル基がないことを確認した。
[(B)成分]
B−1:撹拌機、温度計、及び窒素置換装置を備えた500mLフラスコ内に、撹拌しながら液状の高純度ビスフェノールAビスグリシジルエーテルエポキシ樹脂(東都化成製、商品名:YD−825GS、エポキシ当量178g/eq)178g(1.0当量)、アクリル酸36g(0.5当量)、トリフェニルホスフィン0.5g、及びヒドロキノン0.15gを仕込み、100℃で7時間反応させ、分子内に炭素−炭素二重結合及びエポキシ基を有する化合物E−1を得た。E−1を水酸化カリウムのエタノール溶液で滴定し、酸価が0.3KOHmg/g以下であることを確認した(5%質量減少温度:300℃、エポキシ基数:約1、(メタ)アクリル基数:約1)。
B−1:撹拌機、温度計、及び窒素置換装置を備えた500mLフラスコ内に、撹拌しながら液状の高純度ビスフェノールAビスグリシジルエーテルエポキシ樹脂(東都化成製、商品名:YD−825GS、エポキシ当量178g/eq)178g(1.0当量)、アクリル酸36g(0.5当量)、トリフェニルホスフィン0.5g、及びヒドロキノン0.15gを仕込み、100℃で7時間反応させ、分子内に炭素−炭素二重結合及びエポキシ基を有する化合物E−1を得た。E−1を水酸化カリウムのエタノール溶液で滴定し、酸価が0.3KOHmg/g以下であることを確認した(5%質量減少温度:300℃、エポキシ基数:約1、(メタ)アクリル基数:約1)。
[(C)成分]
C−1:2−フェニル−4−メチル−5−ヒドロキシメチルイミダゾール(四国化成工業株式会社製、商品名「2P4MHZ−PW」)。
C−1:2−フェニル−4−メチル−5−ヒドロキシメチルイミダゾール(四国化成工業株式会社製、商品名「2P4MHZ−PW」)。
[(D)成分]
D−1:2−フェニル−2−[(2−フェニルプロパン−2−イル)ペルオキシ]プロパン(日油株式会社製、商品名「パークミルD」)。
D−1:2−フェニル−2−[(2−フェニルプロパン−2−イル)ペルオキシ]プロパン(日油株式会社製、商品名「パークミルD」)。
[その他の成分]
表1において、各記号は下記のものを意味する。
M−313:東亜合成社製、イソシアヌル酸EO変性ジ及びトリアクリレート(放射線重合性基当量:約160g/eq、5%質量減少温度:>400℃)。
I−819:チバ・ジャパン社製、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルフォスフィンオキサイド(5%質量減少温度:210℃、365nmでの分子吸光係数:2300ml/g・cm)。
YDF−870GS:東都化成社製、ビスフェノールF型ビスグリシジルエーテル(エポキシ当量:165g/eq、5%質量減少温度:270℃)。
R−972:日本アエロジル社製、疎水性フュームドシリカ(平均粒径:約16nm)
表1において、各記号は下記のものを意味する。
M−313:東亜合成社製、イソシアヌル酸EO変性ジ及びトリアクリレート(放射線重合性基当量:約160g/eq、5%質量減少温度:>400℃)。
I−819:チバ・ジャパン社製、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルフォスフィンオキサイド(5%質量減少温度:210℃、365nmでの分子吸光係数:2300ml/g・cm)。
YDF−870GS:東都化成社製、ビスフェノールF型ビスグリシジルエーテル(エポキシ当量:165g/eq、5%質量減少温度:270℃)。
R−972:日本アエロジル社製、疎水性フュームドシリカ(平均粒径:約16nm)
<フィルム状接着シート>
得られた接着剤脂組成物を、乾燥後の膜厚が20μmとなるように、それぞれ基材(剥離剤処理PETフィルム)上に塗布し、オーブン中にて120℃で20分間加熱して、基材上に感光性樹脂組成物からなる接着剤層を形成した。このようにして、基材、及び基材上に形成された接着剤層を有する接着シートを得た。
得られた接着剤脂組成物を、乾燥後の膜厚が20μmとなるように、それぞれ基材(剥離剤処理PETフィルム)上に塗布し、オーブン中にて120℃で20分間加熱して、基材上に感光性樹脂組成物からなる接着剤層を形成した。このようにして、基材、及び基材上に形成された接着剤層を有する接着シートを得た。
<評価サンプルの準備>
片側の基材(PETフィルム)を剥離除去した後、バキュームラミネータ(ニチゴー・モートン社製、V130)を用いて、ラミネート温度60℃、真空引き圧力1000hPa、真空時間18s、加圧時間60sの条件で、上記フィルム状接着シートをシリコンウェハ(6インチ径、厚さ150μm)の上に積層した。
得られた積層体を、接着剤層側からマスク露光機(オーク製作所製、EXM−1172−B−00、照度130W/m2)を用いて露光量400mJ/cm2で露光した。実施例1〜3に関しては、接着剤層側からスクライブライン幅150μmを形成できるPETマスクを介して露光し、比較例1〜3に関しては、マスクを用いず露光を行った。露光後、80℃のホットプレート上で30秒間加熱(PEB)した。
露光及びPEBを行った積層体の、基材(PETフィルム)を剥離除去し、高圧スピン現像装置(ミクロ技研製)を用いて、水酸化テトラメチルアンモニウム(TMAH)の2.38%水溶液を用いて、現像温度26℃、スプレー圧0.18MPaの条件で60秒間スプレー現像した後、温度26℃の純水で60秒間水洗し、最後に回転数2000rpmで20秒間回転させることによって、シリコンウェハ上に、露光、及び現像を行った接着剤層を形成した。
片側の基材(PETフィルム)を剥離除去した後、バキュームラミネータ(ニチゴー・モートン社製、V130)を用いて、ラミネート温度60℃、真空引き圧力1000hPa、真空時間18s、加圧時間60sの条件で、上記フィルム状接着シートをシリコンウェハ(6インチ径、厚さ150μm)の上に積層した。
得られた積層体を、接着剤層側からマスク露光機(オーク製作所製、EXM−1172−B−00、照度130W/m2)を用いて露光量400mJ/cm2で露光した。実施例1〜3に関しては、接着剤層側からスクライブライン幅150μmを形成できるPETマスクを介して露光し、比較例1〜3に関しては、マスクを用いず露光を行った。露光後、80℃のホットプレート上で30秒間加熱(PEB)した。
露光及びPEBを行った積層体の、基材(PETフィルム)を剥離除去し、高圧スピン現像装置(ミクロ技研製)を用いて、水酸化テトラメチルアンモニウム(TMAH)の2.38%水溶液を用いて、現像温度26℃、スプレー圧0.18MPaの条件で60秒間スプレー現像した後、温度26℃の純水で60秒間水洗し、最後に回転数2000rpmで20秒間回転させることによって、シリコンウェハ上に、露光、及び現像を行った接着剤層を形成した。
<ダイシング性>
露光、現像を行った接着剤層を積層したシリコンウェハを、接着剤層側とダイシングテープ(電気化学工業製、AD−80H−30A)が接着するようにラミネートした。
次に、ダイシングソー(Disco社製、DFD6361)を用いて、各サンプルを切断した。切断には、幅の異なるブレード2枚を用いて加工を行う「ステップカット方式」を採用した。ブレードは、1回目の加工(以下、「1軸」ともいう)では「ZH05−SD3000−N1−50−DD」、2回目の加工(「2軸」ともいう)では「ZH05ーSD4000−N1−70−BB」を用いた。ブレードの回転数は1軸を35,000min−1、2軸を40,000min−1とした。切断する際のブレードハイトは1軸目でシリコンを100μm切り込み設定とし、2軸目でダイシングテープを20μm切り込む設定とした。切断速度は30mm/sとした。半導体ウェハは7.5×7.5mmのサイズに切断し、接着剤層付き半導体チップを得た。
上記の方法で複数に切断した、接着剤層付き半導体チップを、ダイシングテープの裏側から観察し、ダイシングテープから剥離している部分の少ないものを「A」,剥離している部分の多いものを「B」として評価した。
露光、現像を行った接着剤層を積層したシリコンウェハを、接着剤層側とダイシングテープ(電気化学工業製、AD−80H−30A)が接着するようにラミネートした。
次に、ダイシングソー(Disco社製、DFD6361)を用いて、各サンプルを切断した。切断には、幅の異なるブレード2枚を用いて加工を行う「ステップカット方式」を採用した。ブレードは、1回目の加工(以下、「1軸」ともいう)では「ZH05−SD3000−N1−50−DD」、2回目の加工(「2軸」ともいう)では「ZH05ーSD4000−N1−70−BB」を用いた。ブレードの回転数は1軸を35,000min−1、2軸を40,000min−1とした。切断する際のブレードハイトは1軸目でシリコンを100μm切り込み設定とし、2軸目でダイシングテープを20μm切り込む設定とした。切断速度は30mm/sとした。半導体ウェハは7.5×7.5mmのサイズに切断し、接着剤層付き半導体チップを得た。
上記の方法で複数に切断した、接着剤層付き半導体チップを、ダイシングテープの裏側から観察し、ダイシングテープから剥離している部分の少ないものを「A」,剥離している部分の多いものを「B」として評価した。
<ピックアップ性>
上記方法で作製した各接着剤層付き半導体チップを、SiPボンダー(日立ハイテクノロジーズ社製DB−800HSD)を使用し、ピックアップ(剥離)性評価を行った。
具体的には、上記で得たサンプルを6mm量エキスパンドし、ピックアップ用コレットにより100℃の熱板上の基板に連続してピックアップを行った。ピックアップ用コレットにはマイクロメカニクス社製「13−200D−16 R00(サイズ 7.0×7.0mm)」、突上げピンにマイクロメカニクス社製「EJECTOR NEEDLE SEN2−83−05(直径:0.7mm、先端形状:直径350μmの半円)」を用いた。突上げピンは、ピン中心間隔2.8mmで9本配置した。ピックアップ時のピンの突上げ速度は10mm/s、突上げ高さは200μmという条件でピックアップした。
このようにしてピックアップし、チップ割れ又は接着剤層の剥離を確認できなかった場合を「A」、チップの割れ又は接着剤層の剥離を確認できた場合を「B」とした。
以上の結果を表2及び表3に示す。
上記方法で作製した各接着剤層付き半導体チップを、SiPボンダー(日立ハイテクノロジーズ社製DB−800HSD)を使用し、ピックアップ(剥離)性評価を行った。
具体的には、上記で得たサンプルを6mm量エキスパンドし、ピックアップ用コレットにより100℃の熱板上の基板に連続してピックアップを行った。ピックアップ用コレットにはマイクロメカニクス社製「13−200D−16 R00(サイズ 7.0×7.0mm)」、突上げピンにマイクロメカニクス社製「EJECTOR NEEDLE SEN2−83−05(直径:0.7mm、先端形状:直径350μmの半円)」を用いた。突上げピンは、ピン中心間隔2.8mmで9本配置した。ピックアップ時のピンの突上げ速度は10mm/s、突上げ高さは200μmという条件でピックアップした。
このようにしてピックアップし、チップ割れ又は接着剤層の剥離を確認できなかった場合を「A」、チップの割れ又は接着剤層の剥離を確認できた場合を「B」とした。
以上の結果を表2及び表3に示す。
表2、3から明らかなように、スクライブライン上の接着剤層の樹脂を除去した実施例1〜3では、ダイシング工程中の接着剤層の剥離が少なく、またピックアップ工程でも接着剤層の剥離が少なく良好であった。
一方、スクライブライン上の樹脂を除去しなかった比較例1〜3では、ダイシング工程中に接着剤層の剥離が多く見られ、またピックアップ工程中にも接着剤層の剥離が多く見られた。
一方、スクライブライン上の樹脂を除去しなかった比較例1〜3では、ダイシング工程中に接着剤層の剥離が多く見られ、またピックアップ工程中にも接着剤層の剥離が多く見られた。
1…半導体ウェハ、2…支持体、3…仮固定層、4…電極、4a…電極、4b…電極、4c…シリコン貫通電極、5…接着剤層、7…マスク、8…第一領域、9…第二領域、10…スクライブライン、11…第一凹部、12…第二凹部、13…粘着テープ、14…接着剤層付半導体チップ。
Claims (5)
- 半導体ウェハを所定幅のスクライブラインに沿って切断して、半導体チップを得る半導体装置の製造方法であって、
電極を有する前記半導体ウェハの、前記電極を有する面に接着剤層を形成する接着剤層形成工程と、
前記接着剤層における、前記電極上の第一領域と、前記スクライブライン上の領域の少なくとも一部を含む第二領域と、を除去する接着剤層除去工程と、
前記接着剤層が形成された半導体ウェハの、前記接着剤層側の面に粘着テープを貼付する粘着テープ貼付工程と、
前記半導体ウェハを前記スクライブラインに沿って切断して、半導体チップを得る個片化工程と、
前記半導体チップを前記粘着テープから剥離する剥離工程と、を備える、半導体装置の製造方法。 - 前記接着剤層が、露光によってパターン形成が可能な感光性樹脂で形成されてなる、請求項1記載の半導体装置の製造方法。
- 前記接着剤層除去工程では、前記接着剤層を露光及び現像することにより、前記第一領域及び前記第二領域を除去する、請求項2に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記第二領域の幅が、ダイシングの幅より広い、請求項1〜3のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。
- 請求項1〜4のいずれか一項に記載の製造方法により製造される半導体装置。
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JP2015015666A JP2016143671A (ja) | 2015-01-29 | 2015-01-29 | 半導体装置の製造方法及び半導体装置 |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111180322A (zh) * | 2018-11-13 | 2020-05-19 | 华邦电子股份有限公司 | 切割晶圆的方法 |
WO2024004211A1 (ja) * | 2022-07-01 | 2024-01-04 | 株式会社レゾナック | 半導体装置の製造方法、半導体装置、集積回路要素の製造方法、及び集積回路要素 |
-
2015
- 2015-01-29 JP JP2015015666A patent/JP2016143671A/ja active Pending
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---|---|---|---|---|
CN111180322A (zh) * | 2018-11-13 | 2020-05-19 | 华邦电子股份有限公司 | 切割晶圆的方法 |
CN111180322B (zh) * | 2018-11-13 | 2022-05-31 | 华邦电子股份有限公司 | 切割晶圆的方法 |
WO2024004211A1 (ja) * | 2022-07-01 | 2024-01-04 | 株式会社レゾナック | 半導体装置の製造方法、半導体装置、集積回路要素の製造方法、及び集積回路要素 |
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