TW200907007A - Adhesive film for semiconductor, composite sheet, and method for producing semiconductor chip using them - Google Patents

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Youji Katayama
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Description

200907007 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於半導體用黏著薄膜、複合薄片及使用此 等之半導體晶片的製造方法。 【先前技術】 將半導體晶片裝配於支持構材時，作爲接黏半導體晶 片與支持構材的型板黏著材料，自以往主要使用銀漿料。 但是隨著半導體晶片的小型化、高性能化、及所使用支持 構材的小型化、細密化’使得使用銀漿料的方法中，起因 於漿料的滲出、和半導體晶片的傾斜，令金屬絲黏著時發 生狀況的問題顯著化。因此，近年來係使用黏著薄膜（半 導體用接黏薄膜）代替銀漿料。 使用黏著薄膜取得半導體裝置的方法係有個片貼附方 式及晶圓裏面貼附方式。 個片貼附方式中，由捲軸狀的黏著薄膜以裁剪或穿孔 切出個片，並將此黏著薄膜的個片黏著至支持構材。透過 黏著至支持構材的黏著薄膜，將經由另外切割步驟所個片 化的半導體晶片接合至支持構件。其後，視需要經過金屬 絲黏著步驟、封合步驟等取得半導體裝置。但是，個片貼 附方式之情形，由於必須具有將黏著薄膜切出個片並黏著 至支持構材的專用組裝裝置’故比使用銀漿料的方法具有 製造費用變高的問題。 晶圓裏面貼附方式中’首先’於半導體晶圓的裏面依 -5- 200907007 序貼合黏著薄膜及切割膠帶。其次，將半導體晶圓切割並 分割成複數的半導體晶片，並且將黏著薄膜於各半導體晶 片處切斷。其後，將半導體晶片與其裏面所層合的黏著薄 膜共同抽起，透過黏著薄膜將半導體晶片接合至支持構材 。其後，再經過加熱、硬化、金屬絲黏著等之步驟取得半 導體裝置。晶圓裏面貼附方式之情形，並不需要將黏著薄 膜個片化用的組裝裝置，將先前之銀漿料用之組裝裝置就 其原樣或以附加熱盤等之改良一部分裝置即可使用。因此 ’於使用黏著薄膜之方法中，被注目爲製造費用較爲廉價 的方法。 另一方面，近年來，作爲切割半導體晶圓的方法，已 提案藉由對半導體晶圓照射雷射光，令半導體晶圓內部選 擇性形成改質部，並且沿著改質部切斷半導體晶圓之 S t e 1 u s切割方法（專利文獻1、2 )。此方法中，例如，將 切割膠帶拉伸以對半導體晶圓負荷以應力，沿著改質部將 半導體晶圓分割成複數的半導體晶片。 專利文獻1 :特開2002-192370號公報 專利文獻2 :特開2 0 0 3 - 3 3 8 4 6 7號公報 【發明內容】 〔發明所欲解決之課題〕 上述之晶圓裏面貼附方式之情形，於半導體晶圓切割 時亦必須令黏著薄膜同時切斷。但是，若以使用鑽石刀之 一般切割方法將半導體晶圓及黏著薄膜同時切斷，則在切 -6 - 200907007 斷後之半導體晶片側面發生裂痕（晶片裂痕）’於切斷面 中黏著薄膜爲劈裂掀起且具有多發生膨脹的問題。若存在 此晶片裂痕和膨脹’則在抽起半導體晶片時易將半導體晶 片割傷，產率降低。 於是，爲了抑制晶片裂痕和膨脹的發生，本發明者等 人進行檢討關於包含準備一層合體之步驟，其係依半導體 晶圓、半導體用黏著薄膜及切割膠帶之順序層合，且於半 導體晶圓被分割爲複數的半導體晶片的同時，以半導體用 黏著薄膜的厚度方向之至少一部分不被切斷而殘留之方式 ，由半導體晶圓側形成切口、和分割步驟，其係藉由使切 割膠帶於與複數的半導體晶片互爲遠離之方向上進行延伸 ，而沿著切口分割半導體用黏著薄膜的方法。 然而，使用先前的半導體用黏著薄膜，根據上述方法 進行切割時，得知具有難以沿著切口將半導體用黏著薄膜 完全分斷的問題。 又，若根據上述之Stelus切割，則期待隨著切割所發 生的晶片裂痕和膨脹被抑制至某程度。但，以雷射加工於 半導體晶圓上形成改質部後，將切割膠帶拉伸分割半導體 晶圓之方法的情形，亦明瞭僅以切割膠帶的拉伸難以完全 分斷半導體用黏著薄膜，以良好產率取得半導體晶片於實 際上爲困難的。 更且，於使用形成切口之層合體的方法和以Stelus切 割之方法中，藉由令黏著薄膜含有大量的塡充物，使黏著 薄膜易斷裂，某程度抑制膨脹的發生，但此時具有難在低 200907007 溫下將黏著薄膜貼附至半導體晶圓的問題。爲了抑制半導 體晶圓的彎曲和因各構材的熱履歷所引起的損傷等，乃期 望將黏著薄膜儘可能於低溫下貼附至半導體晶圓。 本發明爲鑑於此類情事而完成者，其目的爲在於提供 可在低溫下貼附至半導體晶圓，可充分抑制晶圓裂痕和膨 脹之發生，並且可由半導體晶圓以良好產率取得半導體晶 片的半導體用黏著薄膜。又，本發明爲以提供使用此半導 體用黏著薄膜，充分抑制晶片裂痕和膨脹之發生，並且可 由半導體晶圓以良好產率取得半導體晶片的方法爲其目的 (解決課題之手段） 於一個態樣中，本發明係關於可在1 〇 〇 C以下貼附至 半導體晶圓的半導體用黏著薄膜。本發明之半導體用黏著 薄膜，係含有藉由四羧酸二酐與二胺之反應所得之聚醯亞 胺樹脂，其中，上述四羧酸二酐係含有全體比例爲50質 量％以上之以下述化學式（1)所示之4，4 ’ -氧鄰苯二甲酸 二酐，而上述二胺係含有全體比例爲30質量％以上之下述 一般式（Π)所示之矽氧烷二胺。式（Π)中，R表示碳 數1〜5之烷基、碳數1〜5之院氧基’苯基或苯氧基’且同 一分子中之複數的R可相同或相異’ 11及m分別獨立地表 示1~3之整數。 200907007 [化1]
H2N-(CH2)n~Si—〇—Si—(CH2)m~NH2 R R 上述本發明之半導體用黏著 之聚醯亞胺樹脂，可在低溫下貼 拉伸時不會膨脹並且易於完全分 體用黏著薄膜，可充分抑制晶片 由半導體晶圓以良好產率取得半 上述聚醯亞胺樹脂的玻璃_ 8 0 °C以下。玻璃轉化溫度若在此 至半導體晶圓爲特別容易，又’ 、或具有適度黏度者，於作業性 本發明之半導體用黏著薄膜 塡充物。此時，塡充物的含量爲 膜之質量未達30質量％爲佳。藉 程度，則可在低溫下更加容易貼 加抑制迴流裂痕的發生。 於另一態樣中，本發明係關 體用黏著薄膜、與層合於該半導 之切割膠帶的複合薄片。藉由使 ⑴ (Π) 薄膜，藉由採用上述特定 附至半導體晶圓，同時在 斷。其結果，使用此半導 裂痕和膨脹之發生，並可 導體晶片。 義化溫度較佳爲3 0 °c以上 範圍內，則在低溫下貼附 黏著薄膜爲於室溫下無黏 、操作性方面亦爲有利。 爲更含有熱硬化性成分及 相對於該半導體用黏著薄 由壓低塡充物之含量至某 附至半導體晶圓，又，更 於具備上述本發明之半導 體用黏著薄膜之一側面上 用此複合薄片，則可以簡 -9- 200907007 略之步驟更有效率地取得半導體晶片及半導體裝置。 如上述之本發明的半導體用黏著薄膜或複合薄片，於 如下述之本發明半導體晶片的製造方法中適於使用。 本發明之半導體晶片的製造方法爲具備準備一層合體 之步驟，其係依半導體晶圓，上述本發明之半導體用黏著 薄膜及切割膠帶之順序層合，且於半導體晶圓被分割爲複 數的半導體晶片的同時，以半導體用黏著薄膜的厚度方向 之至少一部分不被切斷而殘留之方式，由半導體晶圓側形 成切口、和分割步驟，其係藉由使切割膠帶於與複數的半 導體晶片互爲遠離之方向上進行拉伸，而沿著切口分割半 導體用黏著薄膜。 本發明之半導體晶片的製造方法亦具備準備一層合體 之步驟，其係依半導體晶圓，上述本發明之半導體用黏著 薄膜及切割膠帶之順序層合，且沿著將半導體晶圓劃分成 複數的半導體晶片之線，藉由雷射加工而於半導體晶圓上 形成改質部、和分割步驟，其係藉由使切割膠帶於與複數 的半導體晶片互爲遠離之方向上進行拉伸，而於分割半導 體晶圓爲複數的半導體晶片之同時，沿著改質部分割半導 體用黏著薄膜。 若根據上述本發明之製造方法，可充分抑制晶片裂痕 和膨脹的發生，並可由半導體晶圓以良好產率取得半導體 晶片。 (發明之效果） -10- 200907007 若根據本發明，提供可於低溫下貼附至半導體晶圓， 可充分抑制晶片裂痕和膨脹的發生，並可由半導體晶圓以 良好產率取得半導體晶片的半導體用黏著薄膜。又，本發 明之半導體用黏著薄膜爲耐熱性（高溫下之高黏著性及耐 迴流裂痕性等）、及耐濕信賴性方面亦優良。 若根據本發明之製造方法，則可充分抑制晶片裂痕和 膨脹的發生’並可由半導體晶圓以良好產率取得半導體晶 片。又’若根據本發明之製造方法，則亦可圖謀提高半導 體裝置的加工速度。 【實施方式】 以下’詳細說明本發明之適當的實施形態。但，本發 明並非被限定於以下之實施形態。 半導體用黏著薄膜 本實施形態之半導體用黏著薄膜可於1 〇〇 t以下貼附 至半導體晶圓。此處，將保持於指定溫度的半導體用黏著 薄膜片，視需要一邊加壓一邊貼附至半導體晶圓時，若半 導體用黏著薄膜被固定至不會由半導體晶圓自然剝落之程 度’則判斷爲可貼附。更具體而言，例如於半導體用黏著 薄膜與半導體晶圓的界面中剝離強度若爲20N/m以上即可 。半導體用黏著薄膜，例如，使用設定於1 0 0。(：以下溫度 之熱輕層合器貼附至半導體晶圓。剝離強度的測定爲於2 5 °c之氛圍氣中，以拉引角度90。、拉引速度50mm/分鐘進 -11 - 200907007 行。例如，經由使用減小塡充物含量、具有低T g (較佳 爲8(TC以下）的聚醯亞胺樹脂，則可取得於100°C以下貼 附至半導體晶圓的半導體用黏著薄膜。可將半導體用黏著 薄膜貼附至半導體晶圓的溫度較佳爲9 5 °C以下，更佳爲 90°C以下。 本實施形態之半導體用黏著薄膜爲含有具有下述一般 式（A )所示構造單位的聚醯亞胺樹脂。聚醯亞胺樹脂爲 例如，包含令四羧酸二酐與二胺反應生成聚醯胺酸的步驟 、和由聚醯胺酸生成聚醯亞胺樹脂的步驟之方法取得。此 時，式（10)中，R1爲來自四羧酸二酐的四價殘基，R2 爲來自二胺的二價殘基。 [化2]
取得聚醯亞胺樹脂所用之四羧酸二酐，包含下述化學 式（I )所示之4，4’-氧鄰苯二甲酸二酐（以下視情況稱爲 「ODPA」）。若換言之，聚醯亞胺樹脂爲包含下述一般 式（I-A )所示之構造單位。式（I-A )中之R2爲與式（A )之R2同義。 -12- 200907007 [化3]
(I-A) 合成聚醯亞胺樹脂所用之四羧酸二酐中的5 0質量％以 上爲ODPA爲佳。若ODPA的比例未達50質量％，則黏著 薄膜之耐濕性及斷裂性有易降低之傾向。由同樣之觀點而 言，Ο D P A的比例較佳爲6 0質量％以上、更佳爲7 0質量％ 以上。 四羧酸二酐僅含有ODPA亦可，但亦可再含有〇DPA 以外的化合物。與0 D P A倂用的化合物可列舉例如’均苯 四甲酸二酐、3,3，，4,4’-聯苯四羧酸二酐、2,2’，3,3’-聯苯 四羧酸二酐、2,2-雙（2,3-二羧苯基）鹵素二酐、1，1-雙（ 2,3-二羧苯基）乙烷二酐、1，1-雙（3,4-二羧苯基）乙烷二 酐、雙（2,3-二羧苯基）甲烷二酐、雙（3,4-二羧苯基） 甲烷二酐、雙（3，4-二羧苯基）颯二酐、3,4,9,10-茈四羧 酸二酐、雙（3,4-二羧苯基）醚二酐、苯-1,2,3,4-四羧酸 二酐、3,4,3，，4，-二苯酮四羧酸二酐、2,3,2，，3’-二苯酮四 羧酸二酐、2,3,3，，4，-二苯酮四羧酸二酐、1,2,5,6-萘四羧 酸二酐、2,3,6J-萘四羧酸二酐、1，2,4,5-萘四羧酸二酐、 -13- 200907007 1,4,5,8-萘四羧酸二酐、1，2-(伸乙基）雙（偏苯三酸酯酐 )、：1,3-(三亞甲基）雙（偏苯三酸酯酐）、1,4-(四亞 甲基）雙（偏苯三酸酯酐）、1，5-(五亞甲基）雙（偏苯 三酸酯酐）、1,6-(六亞甲基）雙（偏苯三酸酯酐）、 1，7-(七亞甲基）雙（偏苯三酸酯酐）、1，8-(八亞甲基 )雙（偏苯三酸酯酐）、1,9-(九亞甲基）雙（偏苯三酸 酯酐）、：1,10-(十亞甲基）雙（偏苯三酸酯酐）、1，12-(十二亞甲基）雙（偏苯三酸酯酐）、1,16-(十六亞甲基 )雙（偏苯三酸酯酐）、1 ,1 8 -(十八亞甲基）雙（偏苯三 酸酯酐）、2,6-二氯萘-1,4,5,8-四羧酸二酐、2,7-二氯萘-1，4,5,8-四羧酸二酐、2,3,6,7-四氯萘-1,4,5,8-四羧酸二酐 、菲-1,8,9,10-四羧酸二酐、吡嗪-2,3,5,6-四羧酸二酐、噻 吩-2,3,4,5-四羧酸二酐、2,3,3’，4’-聯苯四羧酸二酐、雙（ 3.4- 二羧苯基）二甲基矽烷二酐、雙（3,4-二羧苯基）甲 基苯基矽烷二酐、雙（3,4-二羧苯基）二苯基矽烷二酐、 1.4- 雙（3,4-二羧苯基二甲基甲矽烷基）苯二酐、1，3-雙（ 3.4- 二羧苯基）-1，1，3,3-四甲基二環己烷二酐、對-伸苯基 雙（偏苯三酸酯酐）、伸乙基四羧酸二酐、1,2,3,4-丁烷 四羧酸二酐、十氫化萘-U4,5,8-四羧酸二酐、4,8-二甲基-1,2,3,5,6,7-六氫化萘-1，2,5,6-四羧酸二酐、環戊烷- 1.2.3.4- 四羧酸二酐、吡咯烷-2,3,4,5-四羧酸二酐、 1.2.3.4- 環丁烷四羧酸二酐、雙（外-雙環〔2.2.1〕庚烷-2,3-二羧酸酐）颯、雙環〔2.2.2〕辛-7-烯-2,3, 5,6-四羧酸 二酐、2,2-雙（3,4-二羧苯基）六氟丙烷二酐、2,2-雙〔4- -14- 200907007 (3,4-二羧苯氧基）苯基〕六氟丙烷二酐、4,4’-雙（3，4-二羧苯氧基）二硫苯二酐、1,4-雙（2-羥基六氟異丙基） 苯雙（偏苯三酸酐）、：1，3-雙（2-羥基六氟異丙基）苯雙 (偏苯三酸酐）、5- (2,5二氧四氫呋喃基）-3-甲基-3-環 己烯-1，2-二羧酸二酐及四氫呋喃-2,3,4,5-四羧酸二酐。彼 等可單獨或組合使用數種。 取得聚醯亞胺樹脂所用之二胺爲包含下述一般式（II )所示之矽氧烷二胺。若換言之，聚醯亞胺樹脂爲包含下 述一般式（II-A)所示之構造單位。式（Π-A)中之R1、 η及m爲與式（A)之R1、η及m同義。本實施形態之聚 醯亞胺樹脂多含有下述一般式（10)所不之構造單位。式 (10)之構造單位相當於式（Ι-A)之構造單位及式（II-A 之構造單位的任一者。
R R H2N-(CH2)n-Si-〇-Si-(CH2)m-NH2 (II)
上述式中，R表示碳數1〜5之烷基、碳數1〜5之烷氧 基、苯基或苯氧基，且同一分子中之複數的R可相同卖相 異，η及m分別獨立地表示1〜3之整數。R較佳爲碳數 200907007 之烷基，最典型爲甲基。η及m爲3爲佳。 式（II )之矽氧烷二胺的具體例可列舉1，1，3，3 -四甲 基-1,3 -雙（2 -胺乙基）二矽氧烷、丨，1，3,3·四甲基-1，3 -雙 (3-胺丙基）二矽氧烷、1，1，3,3-四甲基-1，3-雙（2-胺乙基 )二矽氧烷及1，1，3,3-四苯基-丨，3-雙（3-胺丙基）二矽氧 烷。 合成聚醯亞胺樹脂所用之二胺中之30質量％〜1〇〇質 量％爲式（11 )之矽氧烷二胺爲佳。式（11 )之矽氡烷二胺 之比例若未達3 0質量％，則難取得可於1 00 °c以下貼附至 半導體晶圓的黏著薄膜，且拉伸黏著薄膜時難以無膨脹斷 裂之傾向。由同樣之觀點而言，式（Π)之矽氧烷二胺的 比例更佳爲40質量％以上，再佳爲50質量％以上。 合成聚醯亞胺樹脂所用之二胺可僅含有式（Π)之矽 氧烷二胺，但亦可再含有脂肪族二胺、芳香族二胺、及式 (II )之矽氧烷二胺以外之矽氧烷二胺所組成群中選出至 少一種之化合物。脂肪族二胺可列舉例如，乙二胺、1,3-二胺基丙烷、U4-二胺基丁烷、1,5-二胺基戊烷、1，6-二胺 基己烷、1,7-二胺基庚烷、1 ,8-二胺基辛烷、1，9-二胺基壬 烷、1,10 -二胺基癸烷、及1，12 -二胺基十二烷。芳香族二 胺可列舉例如’鄰-苯二胺、間-苯二胺、對-苯二胺、3,3’-二胺基二苯醚、3,4’-二胺基二苯醚、4,4、二胺基二苯醚、 3,3，-二胺基二苯基甲烷、3,4，-二胺基二苯基甲烷、4,4’-二胺基二苯基甲烷、3，3’-二胺基二苯基二氟甲烷、3,4’-二 胺基二苯基二氟甲烷、4，4’ -二胺基二苯基二氟甲烷、3,3’- -16- 200907007 二胺基二苯颯' 3,4’-二胺基二苯颯、4,4’-二 3，3 ’ -二胺基二硫苯、3,4 ’ -二胺基二硫苯、 硫苯、3,3’-二胺基二苯酮、3,4’-二胺基二 胺基二苯酮、2,2-雙（3-胺苯基）丙烷、2-2- ( 4’-胺苯基）丙烷、2,2-雙（4-胺苯基） (3-胺苯基）六氟丙烷、2-(3-胺苯基）-2-六氟丙烷、2,2 -雙（4 -胺苯基）六氟丙烷、1 氧基）苯、1,4-雙（3-胺苯氧基）苯、1,4-雙 )苯、3,3’- ( 1,4-伸苯基雙（1-甲基亞乙基 3,4’- (1,4-伸苯基雙（1-甲基亞乙基））雙 1，4-伸苯基雙（1-甲基亞乙基））雙苯胺、： 胺苯氧基）苯基）丙烷、2,2-雙（4- ( 4-胺 )丙烷、2,2-雙（4-(3-胺苯氧基）苯基）1 雙（4- ( 4-胺苯氧基）苯基）六氟丙烷、雙 氧基）苯基）硫、雙（4- ( 4-胺苯氧基）苯 4-(3-胺苯氧基）苯基）颯、及雙（4-(4-基）颯。 與式（II )之矽氧烷二胺倂用所得之矽 如以下述一般式（III)表示。式（III )中， 獨立地表示伸苯基或碳數1〜5之伸烷基（但 碳數4〜5之伸烷基），Q3、Q4、Q5及Q6分 碳數1〜5之烷基、碳數1〜5之烷氧基、苯； 爲表示1~50之整數。 胺基二苯颯、 4,4’-二胺基二 苯酮、4,4 ’ -二 (3-胺苯基）-丙烷、2,2-雙 (4’-胺苯基） ,3-雙（3-胺苯 i ( 4-胺苯氧基 ))雙苯胺、 苯胺、4,4’-( !，2,雙（4- ( 3-苯氧基）苯基 7氣丙院、2,2 -(4- ( 3-胺苯 基）硫、雙（ 胺苯氧基）苯 氧烷二胺爲例 Q1及Q2分別 ，P爲1時爲 別獨立地表示 S或苯氧基，p -17- 200907007 [化5] Q3 H2N-Q1—Si- Q5 I O-Si— Q6 -Q2—叫 (ΠΤ) 式（111 )中之矽氧烷二胺於P 四甲基-1，3 -雙（4 -胺苯基）二矽拳 1.3- 雙（2-胺乙基）二矽氧烷、1,1 胺丁基）二矽氧烷、及1，3 -二甲基 4-胺丁基）二矽氧烷，於p爲2時 基-1 , 5 -雙（4 -胺苯基）三矽氧烷、 甲基-1，5 -雙（3 -胺丙基）三矽氧充 二甲氧基-1,5-雙（4-胺丁基）三形 3.3- 二甲氧基-1，5-雙（5-胺戊基）. 基-3,3-二甲氧基-1,5-雙（2-胺乙3 四甲基-3,3-二甲氧基-1,5-雙（4 1,1，5,5-四甲基-3, 3-二甲氧基-1，5-烷、1，1 , 3，3 , 5,5 -六甲基-1 , 5 -雙（： 1，1,3,3,5,5-六乙基-1,5-雙（3-月: 1，1，3,3,5,5-六丙基-1，5-雙（3-胺丙 3〜5 0時，可爲下述化學式所示之化 以上。 爲1時，可爲1,1,3,3-:烷、1，1, 3，3 -四苯氧基-.，3,3-四甲基-1，3-雙（4--1，3-二甲氧基1，3-雙（ ，可爲 1,1，3,3,5,5-六甲 ‘1,1,5,5-四苯基-3,3-二 ξ、1,1,5,5-四苯基-3,3-'氧烷、1，1 , 5，5 -四苯基-三矽氧烷、1 , 1 , 5，5 -四甲 S )三矽氧烷、1 , 1，5，5 --胺丁基）三矽氧烷、 雙（5 -胺戊基）三矽氧 ;-胺丙基）三矽氧烷、 安丙基）三矽氧烷、 基）三矽氧烷，於ρ爲 ;合物。其亦可倂用二種 -18- 200907007 [化6] CHa H2N-(CH2)3-Si- ch3 ch3 H2N—(CH2)3*Si— CH3 CH3 H2N-(CH2)3-Si— CH,
ί--O-S i— I ch3 CH3' O-Si— I ch3 ch3 O-Si— CHa -(CH2)3-NH2 10 -(CH2)3-NH2 20 -(CH2)3-WH2 38 由黏著薄膜於室溫下之操作性和黏度強度適切化 點而言，聚醯亞胺樹脂之玻璃轉化溫度爲3 (TC以上 以下爲佳。若聚醯亞胺樹脂的玻璃化溫度爲未達3 0 °C 聚醯亞胺樹脂於室溫下變軟，於操作性，保管安定性 產生問題。又，聚醯亞胺樹脂之玻璃轉化溫度若超過 ’則於1 〇(TC以下貼附至晶圓有變爲困難的傾向。由 之觀點而言，聚醯亞胺樹脂之玻璃轉化溫度爲40 °c 8 〇 °C以下爲更佳，且以4 5 t以上8 0 °c以下爲再佳。 由四羧酸二酐及二胺生成聚醯亞胺樹脂的反應爲 所理解般，一般可適當採用聚醯亞胺樹脂之合成反應 用的條件進行。 半導體用黏者薄膜除了上述聚薩亞胺樹脂，亦可 含有熱硬化性成分及/或塡充物。熱硬化性成分爲經 熱形成三次元網孔構造且硬化之成分，例如，由熱硬 樹脂和其硬化劑及/或硬化促進劑所構成。經由使用 化性成分，於高溫下之剪切黏著力有變高之傾向。但 使用熱硬化性成分，則高溫下的剝離黏著力相反地有 的傾向，故根據使用目的，適當選擇有無使用熱硬化 -19- 的觀 8 0°C ，則 上易 8 0°C 同樣 以上 如業 所採 加上 由加 化性 熱硬 ，若 降低 性成 200907007 分即可。 熱硬化性樹脂的份量，相對於聚醯亞胺樹脂1 〇〇重量 份，較佳爲1〜100重量份，更佳爲1〜50重量份。若超過 1 00重量份，則薄膜成形性有降低的傾向。 熱硬化性樹脂較佳爲由環氧樹脂、及具有2個熱硬化 性醯亞胺基之醯亞胺化合物中選取。 使用作爲熱硬化性樹脂的環氧樹脂爲具有2個以上環 氧基的化合物。由硬化性和硬化物特性之方面而言，以苯 酚之縮水甘油醚型的環氧樹脂爲佳。苯酚之縮水甘油醚型 的環氧樹脂可列舉雙酚A、雙酚AD、雙酚S、雙酚F或鹵 化雙酚A與表氯醇的縮合物、苯酚酚醛清漆樹脂的縮水甘 油醚、甲酚酚醛清漆樹脂的縮水甘油醚、及雙酚A酚醛清 漆的縮水甘油醚。使用環氧當量爲100~5 00的環氧樹脂爲 佳。 使用環氧樹脂作爲熱硬化性樹脂時，其硬化劑可適當 使用酚樹脂。酚樹脂的OH當量爲50〜6 00爲佳。酚樹脂 爲具有2個以上酚性羥基的化合物。酚樹脂的具體例可列 舉苯酚酚醛清漆樹脂、甲酚酚醛清漆樹脂、雙酚A酚醛清 漆樹脂、聚-對-乙烯酚、及苯酚芳烷基樹脂。使用酚樹脂 時，其份量相對於樹脂100重量份較佳爲1〜3 00重量份、 更佳爲1〜150重量份，再佳爲1-120重量份。若超過300 重量份則硬化性有降低的傾向。 與環氧樹脂組合的硬化劑或硬化促進劑除了酚樹脂以 外，例如，可使用咪唑類、雙氰胺衍生物、二羧酸二醯肼 -20- 200907007 、三本隣、四苯基錢四苯基硼酸酯、2-乙基-4-甲基咪唑-四苯基硼酸酯、及1，8-二吖雙環〔5.4.0〕十一碳烯-7-四 苯基硼酸酯。其亦可倂用二種以上。硬化促進劑之份量爲 相對於環氧樹脂1 〇 〇重量份，較佳爲〇〜5 〇重量份，更佳 爲0.1〜50重量份，再佳爲〇.1〜20重量份。硬化促進劑之 份量若超過5 0重量份，則保存安定性有降低的傾向。 組合使用環氧樹脂、酚樹脂及硬化促進劑時，半導體 用黏著薄膜的組成，例如，聚醯亞胺樹脂：丨〇 〇重量份、 環氧樹脂：1〜1 0 0重量份、酚樹脂：相對於環氧樹脂1 〇 〇 重量份以1〜6 0 0重量份、硬化促進劑：相對於環氧樹脂 100重量份以〇〜50重量份。 使用作爲熱硬化性樹脂的醯亞胺化合物例爲鄰雙馬來 醯亞胺苯、間雙馬來醯亞胺苯、對雙馬來醯亞胺苯、1，4 -雙（對-馬來醯亞胺枯基）苯、1，4 -雙（間-馬來醯亞胺枯 基）苯 '及下述式（IV) 、（V)或（VI)所示之醯亞胺 化合物。 [化7]
R 中 — \)/ ο—/\V 1 Ν I 式 1 R1
N ζ1ο人丫ο > ?.rx>R14 示 表,χ Η Η 別 分 溴 或 R 氟。 2、、 基 R12基殘 、 氧酸 11烷羧 R 低二 ;、 之 !基鍵 3院雙 CF低和 C 、 飽 -C子不 或原性 2-氫烯 >示乙 ;表有 地 具 立示 獨表 及氯 -21 - 200907007
：z2 (V) 式（v)中，χ2 表示-0-、_(^2-、_(^2-、-8〇2-、-8-、-CO-、-C (CH3) 2-或-C (CF3) 2-’ R15、R16、R17 及 R18分別獨立地表示氫原子、低烷基、低烷氧基、氟、氯 或溴，Z2表示具有乙烯性不飽和雙鍵之二羧酸殘基。
式（VI)中，Z3表示具有乙烯性不飽和雙鍵之二羧酸 殘基，r表示0〜4之整數。 式（IV )之醯亞胺化合物例如爲4，4 ’ -雙馬來醯亞胺 —本酶、4，4’-雙馬來酸亞fee —苯基甲院、4,4’-雙馬來酸亞 胺-3，3’_二甲基-二苯基甲烷、4,4，-雙馬來醯亞胺二苯颯、 4,4’-雙馬來醯亞胺二硫苯、4,4’-雙馬來醯亞胺二苯酮、 2,2-雙（4 -馬來醯亞胺苯基）丙烷、4,4，-雙馬來醯亞胺二 本基氟甲烷、及1，1，1，3,3,3-六氟-2,2-雙（4-馬來醯亞胺苯 基）丙烷。 氟甲烷 式（V)之_亞胺化合物例如爲雙〔4_(4_馬來酸亞 胺苯氧基）苯基〕醚、雙〔4-( 4_馬來醯亞胺苯氧基）苯 基〕甲烷、雙〔4- ( 4-馬來醯亞胺苯氧基）苯基〕 -22- 200907007 、雙〔ο (心馬來醯亞胺苯氧基）苯基〕颯、雙〔4- ( 3· 馬來醯亞胺苯氧基）苯基〕碾、雙〔4- ( 4-馬來醯亞胺苯 氧基）苯基〕硫、雙〔4_ ( 4_馬來酿亞胺苯氧基）苯基〕 酮、2,2 -雙〔4_(4_馬來醯亞胺苯氧基）苯基〕丙院、 1，1,1，3,3,3-六氟-2,2-雙〔4-(4-馬來醯亞胺苯氧基）苯基 〕丙烷。 爲了促進此等醯亞胺化合物的硬化’亦可使用自由基 聚合啓始劑。自由基聚合啓始劑爲過氧化乙醢環己基磺醯 、過氧化異丁醯、過氧化苯甲醯、過氧化辛驢。過氧化乙 驢、過氧化二枯基、氫過氧化枯烧、及偶氮雙異丁腈等。 自由基聚合啓始劑的使用量爲相對於酸亞胺化合物1 00重 量份，大約以〇 ·0 1〜1.0重量份爲佳。 塡充物係在提高B階段狀態之黏著薄膜的斷裂強度及 減低拉伸斷裂延伸度、和提高黏著薄膜之操作性、提高熱 傳導性、調整熔融黏度，賦予觸變性等爲目的而使用。塡 充物例如使用由銀粉、金粉及銅粉中選出之導電性塡充物 、和包含無機物質之非金屬系的無機塡充物。 構成無機塡充物的無機物質可列舉例如，氫氧化鋁、 氫氧化鎂、碳酸興、碳酸鎂、砂酸鈴、砂酸鎂、氧化f丐、 氧化鎂、氧化鋁、氮化鋁、硼酸鋁晶鬚 '氮化硼、結晶性 二氧化矽、非晶性二氧化矽及銻氧化物。爲了提高熱傳導 性，以氧化鋁、氮化鋁、氮化硼、結晶性二氧化矽及非晶 性二氧化矽爲佳。於調整熔融黏度和賦予觸變性之目的中 ’以氫氧化鋁、氫氧化鎂、碳酸鈣、碳酸鎂、矽酸鈣、砂 -23- 200907007 酸鎂、氧化鈣、氧化鎂、氧化鋁、結晶性二氧化矽、及非 晶性二氧化矽爲佳。又，爲了提高耐濕性，以氧化鋁、二 氧化矽、氫氧化鋁、及銻氧化物爲佳。亦可倂用數種之塡 充物。 藉由增大塡充物的含量，則可令黏著薄膜的斷裂強度 上升，提高彈性率、增大韌性。但，若過度增大塡充物的 含量，則黏著薄膜的黏著性降低，耐迴流裂痕性有降低的 傾向。特別，具有如有機基板之凹凸表面的被黏體與半導 體晶片接黏使用時，易令黏著層被破壞。又，若增加塡充 物，則黏著薄膜可貼附至半導體晶圓的溫度有上升的傾向 。由此類觀點而言，塡充物的含量相對於半導體用黏著薄 膜之全質量以未達30質量％爲佳，且以未達25質量％爲 更佳，未達20質量％爲再佳。塡充物的含量爲相對於聚醯 亞胺樹脂1 〇〇重量份以1重量份以上爲佳，且以3重量份 爲更佳。 半導體用黏著薄膜，具有半導體晶片搭載用支持構件 搭載半導體晶片時所要求的耐熱性及耐濕性爲佳。因此， 通過耐迴流裂痕性試驗爲佳。可以黏著強度爲指標並且評 價半導體用黏著薄膜的耐迴流裂痕性。於取得良好之耐迴 流裂痕性上，以4x2mm正方的接黏面積將半導體用黏著 薄膜黏著至半導體晶圓時，剝離強度初期爲l.Okg/cm以 上，於85 °C /85%之氛圍氣下放置48小時後爲0.5kg/cm以 上爲佳。初期之剝離強度爲1.3 kg以上爲較佳，1.5 kg/cm 爲更佳。於85 °C /85%之氛圍氣下放置48小時後的剝離強 -24- ! 5%。 200907007 度爲0.7kg/cm以上爲較佳’ 0.8kg/cm以上爲更佳。 半導體用黏著薄膜之拉伸斷裂強度較佳爲未達 又，半導體用黏著薄膜之拉伸斷裂強度，相對於拉 中最大荷重時的延伸度，較佳爲未達1 1 〇 %。經由 類拉伸特性，則可令半導體用黏著薄膜於經由拉伸 裂時，斷裂面難被劈裂掀起，且根據後述方法製造 晶片時特別顯著抑制膨脹發生。又，半導體用黏著 由具有此類拉伸特性，則可在少膨脹量下將半導體 薄膜有效且確實地分斷。 若拉伸斷裂延伸度爲5 %以上，則在完全分斷 用黏著薄膜上，必須令切割膠帶的膨脹量增大至普 。又，相對於拉伸斷裂延伸度之最大荷重時的延伸 爲1 1 〇%以上，則引起屈服狀態長、或者易引起 necking )，此時，半導體用黏著薄膜2具有難以一 膨脹一邊完全分斷的傾向。 由上述同樣之觀點而言，拉伸斷裂伸度更佳 4%，再佳爲未達3 .5%。同樣地，相對於拉伸斷裂 之最大荷重時的延伸度比率，更佳爲未達1 08%， 未達1 〇 5 %。另外，此比率於拉伸斷裂延伸度與最 時之延伸度爲一致時，係爲最低値1 00%。 藉由以上述成分構成半導體用黏著薄膜，並且 整各成分之種類及配合量，則可輕易取得具有上述 伸特性的半導體用黏著薄膜。 最大應力、最大荷重延伸度及拉伸斷裂延伸度 伸試驗 具有此 應力斷 半導體 薄膜經 用黏著 半導體 通以上 度比例 柱頸（ 邊抑制 爲未達 延伸度 再佳爲 大荷重 適當調 特定拉 爲使用 -25- 200907007 由B階段狀態之半導體用黏著薄膜中所切出之具有寬5mm 、長50mm、厚25μηι大小的長方形的試驗片，於25。(：之 環境下，以下列條件進行拉伸試驗所求出。 拉伸試驗機：SIMADZU 製 100N Autograph「AGS-1 00ΝΗ」 卡盤間距離（試驗開始時）：30mm 拉伸速度：5mm/分鐘 由拉伸試驗所得之應力-歪斜曲線，讀取最大荷重、 最大荷重的卡盤間長度、及斷裂時的卡盤間長度，使用此 些値與試料剖面積的實測値，根據下述式算出最大應力、 最大荷重伸度及拉伸斷裂伸度。 最大應力（Pa) =最大荷重（N) /試料的剖面積（m2) 最大荷重時的延伸度（％) = {(最大荷重時的卡盤間長度 (mm)-30)/30}xl00 拉伸斷裂延伸度（％) ={(斷裂時之卡盤間長度（mm)- 3 0)/3 0 } X 1 00 通常，對於複數的試驗片進行測定，並將其平均値記 錄爲此半導體用黏著薄膜的拉伸特性。由再現性的觀點而 言，拉伸試驗爲以上述條件進行爲佳，但亦可變更成實質 上提供同一試驗結果的其他條件。 半導體用黏著薄膜爲例如將含有聚醯亞胺樹脂、熱硬 化性成分、塡充物及將其溶解或分散之有機溶劑的塗佈液 (漿狀混合物）塗附至基質薄膜，並以加熱由基質薄膜上 之塗佈液中除去有機溶劑的方法則可取得。上述塗佈液爲 -26- 200907007 混合各原料’並且適當組合擾拌機、萊卡機、三根輕、球 磨等之分散機予以混練之方法則可調製。 有機溶劑若可將材料均句溶解、混練或分散者則無限 制，可列舉例如，二甲基甲醯胺、二甲基乙醢胺、N _甲基 啦略院酮、二甲基亞颯、一乙二醇二甲醚、甲苯、苯、二 甲苯、甲基乙基酮、四氫咲喃、乙基溶纖劑、乙基溶纖劑 醋酸酯、丁基溶纖劑及二嘌烷。其可單獨或組合使用二種 以上。 基質薄膜若爲可承受除去有機溶劑的加熱，則無特別 限定。基質薄膜之例可列舉聚酯薄膜、聚丙烯薄膜、聚對 苯二甲酸乙二酯薄膜、聚醯亞胺薄膜、聚醚醯亞胺薄膜、 聚醚萘甲酸酯薄膜、及甲基戊烯薄膜。此等薄膜亦可將組 合二種以上之多層薄膜使用作爲基質薄膜。基質薄膜的表 面亦可經聚矽氧系、二氧化矽系等之脫模劑等予以處理。 有機溶劑除去後，未除去基質薄膜，就其原樣使用作爲半 導體用黏著薄膜之支持體亦可。 半導體用黏著薄膜爲與切割膠帶貼合之複合片狀態下 保管及使用亦可。經由使用此類複合片’則可令半導體裝 置製造步驟簡略化。 半導體晶片的製造方法 (第一實施形態） 圖1、2、3、4及5爲示出第一實施形態之半導體晶 片之製造方法的端面圖。本實施形態之半導體晶片的製造 -27- 200907007 方法爲 切割膠 層合體 ) '和 圖4) 起的步 爲使用 圖 附半導 黏著薄 2爲朝 方法而 半 各種陶 膠帶〔 可將半 使用。 將 體晶圓 佳。以 抑制半 所造成 ~9 5°C 對 具備準備依半導體晶圓1、半導體用黏著薄膜2及 帶3之順序層合的層合體2 〇之步驟（圖1 )、和對 20由半導體晶圓1側形成切口 4〇之步驟（圖2、3 將半導體用黏著薄膜2沿著切口 40分割之步驟（ 、和將半導體晶片10與半導體用黏著薄膜2同時抽 驟（圖5)。上述之實施形態的半導體用黏著薄膜 作爲半導體用黏著薄膜2。 1之層合體2 0爲於半導體晶圓1的裏面，依序貼 體用黏著薄膜2及切割膠帶3，或將層合半導體用 膜2及切割膠帶3的複合片，以半導體用黏著薄膜 向位於半導體晶圓1側貼附至半導體晶圓1裏面2 準備。 導體晶圓1除了單結晶矽以外，使用由多結晶矽' 瓷、鎵砷等之化合物半導體等所構成的晶圓。切割 I，若對於固定用之環具有可固定程度之黏著性’且 導體用黏著薄膜2分斷般拉伸者，則無特別限制可 例如，氯乙烯系膠帶可使用作爲切割膠帶。 半導體用黏著薄膜2或具有其之複合片貼附至半導 1時，半導體用黏著薄膜的溫度保持於〇~l〇〇°C爲 此類較低溫下貼附半導體用黏著薄膜2 ’則可充分 導體晶圓1彎曲、和切割膠帶和底部膠帶因熱履歷 的損傷。由同樣之觀點而言’上述溫度更佳爲1 5 °c ，再佳爲20°C〜90°C。 於層合體20 ’半導體晶圓1被分割成複數的半導體 -28- 200907007 晶片10，同時令半導體用黏著薄膜2之厚度方向的一部分 未被切斷地殘留，使用切割膠帶4由半導體晶圓1側形成 切口 40 (圖2)。若換言之，半導體晶圓1爲完全切斷， 且半導體晶圓1爲沿著切斷線將半導體用黏著薄膜2半切 〇 圖3爲示出層合體20所形成切口 40附近的放大端面 圖。「半切」爲意指半導體用黏著薄膜2的厚度T1及半 導體用黏著薄膜2被切入之深度T2爲滿足T2/T1<1的關 係。T2/T1較佳爲 1/5~4/5、更佳爲 1/4〜3/4、再佳爲 1/3〜2/3。若T2變小，則半導體用黏著薄膜2沿著切口 40 分割時有妨礙膨脹發生的傾向，另一方面，即使拉伸切割 膠帶3、更且增高抽出半導體晶片10時之突起高度，亦具 有難將半導體用黏著薄膜2完全分斷的傾向。又，若T2 變大，則即使減少切割膠帶拉伸量（以下視情況稱爲「膨 脹量」），或者即使減低抽起半導體晶片1 〇時之突起高 度，亦具有令型板黏著薄膜易完全分斷的傾向。但，若 T2爲過度變大，則抑制膨脹的效果變小，半導體裝置製 造之產率的提高效果有變小之傾向。 形成切口 40後，將切割膠帶3，於與複數的半導體晶 片10互爲遠離之方向，即沿著切割膠帶3之主面方向（ 圖2之箭頭方向）拉伸，令半導體用黏著薄膜2被分割（ 圖4)。其結果，半導體晶片10及具有其上貼附半導體用 黏著薄膜2之附有黏著薄膜的半導體晶片，於切割膠帶3 呈現排列之狀態。 -29- 200907007 膨脹量爲拉伸後之切割膠帶3的寬度（最大寬度）R) 、與初期切割膠帶3之寬度（最大寬度）R〇(參照圖2) 的差。此膨脹量較佳爲2mm~10mm、更佳爲2mm〜8mm、 再佳爲2mm〜7mm。如本實施形態般，於半導體用黏著薄 膜2形成切口時，由於存在切斷的開端，故比後述第二實 施形態般未完全切斷半導體用黏著薄膜2之情形，膨脹量 更少。 拉伸切割膠帶3後，半導體晶片1 〇爲與其裏面貼附 的半導體用黏著薄膜2同時被抽起（圖5)。於抽起之半 導體晶片1 〇的位置，切割膠帶3與半導體晶片1 0由反側 突起至指定高度爲止亦可。被抽起的半導體晶片10，經由 使用其裏面貼附之半導體用黏著薄膜2作爲黏著材料，搭 載至各種支持構材等。關於抽起後的步驟述於後。 (第二實施形態） 圖6、7、8及9爲示出第二實施形態之半導體晶片之 製造方法的端面圖。本實施形態之方法爲具備準備依半導 體晶圓1、半導體用黏著薄膜2及切割膠帶3之順序層合 的層合體20之步驟（圖6~8 )、和將切割膠帶3於與複數 的半導體晶片1 〇互爲遠離之方向上進行拉伸，而於分割 半導體晶圓1爲複數的半導體晶片1〇之同時’分割半導 體用黏著薄膜2之步驟（圖9)、和將半導體晶片1〇與半 導體用黏著薄膜2同時抽起的步驟。 準備層合體20的步驟爲由藉由雷射加工將半導體晶 -30- 200907007 圓1沿著分隔複數半導體晶片1 0的線50 (以下稱爲「分 割預定線」）’於半導體晶圓1的內部形成改質部丨a的 步驟（圖6)、於形成有改質部1 a之半導體晶圓1貼附半 導體用黏著薄膜的步驟（圖7)和於半導體用黏著薄膜2 貼附切割膠帶3的步驟（圖8 )所構成。 於藉由雷射加工形成改質部1 a的步驟中，雷射9〇爲 沿著分割預定線50照射（圖6之（a))。該雷射加工， 可根據所謂Stelus切割之已知方法所通常採用的條件進行 。藉由雷射加工’可在半導體晶圓1的內部形成改質部la 〇 其後’如圖7、8所示般將半導體用黏著薄膜2及切 割膠帶3依序貼附至半導體晶圓1，取得層合體2〇。 取得層合體20之步驟並非限於如本實施形態之順序 。例如，於半導體晶圓貼附半導體用黏著薄膜後，藉由雷 射加工形成改質部亦可。 取得層合體2 0後，將切割膠帶3於與複數的半導體 晶片10互爲遠離之方向（圖8(b)之箭頭方向）上進行 拉伸，而於分割半導體晶圓1爲複數的半導體晶片1 〇之 同時，沿著改質部1 a分割半導體用黏著薄膜2 (圖9 )。 若根據本實施形態，半導體晶圓1及半導體用黏著薄 膜2未被切割刀所切斷，而經由切割膠帶的拉伸而被分割 。若根據此方法，因爲不必將半導體晶圓1與半導體用黏 著薄膜2以切割刀同時切斷，故可提高半導體晶圓個片化 的速度，亦可抑制膨脹的發生。 -31 - 200907007 本實施形態之情形，切割膠帶3的膨月 5~30mm、更佳爲10〜30mm、再佳爲l〇~2〇mm 爲未滿5mm，則半導體晶圓1及半導體用黏著 難以兀全分斷的傾向’若超過30mm，則具有 分割預定線部分以外之斷裂的傾向。 又’本實施形態之情形，拉伸切割膠帶3 脹速度）較佳爲 10〜1000mm /秒鐘，更佳爲 鐘’再佳爲10〜50mm/秒鐘。若膨脹速度未達 ’則半導體晶圓1及半導體用黏著薄膜2具有 斷的傾向，若超過 1 000mm/秒鐘，則具有易引 預定線部分以外之斷裂的傾向。 如上所說明般，可根據第一實施形態或第 之方法求得，半導體用黏著薄膜2及所抽起的 10 ’例如，構成1C、LSI般的半導體元件。半g 爲例如透過其裏面所貼附的半導體用黏著薄膜 支持構件。支持構件可列舉例如由42合金鉛 等之鉛框、環氧樹脂、聚醯亞胺系樹脂及馬來 脂等所形成的樹脂薄膜、玻璃不織布或於玻璃 氧樹脂、聚醯亞胺系樹脂及馬來醯亞胺系樹脂 性樹脂並且令其硬化所得的基板、及、玻璃基 寺之陶瓷基板。 半導體晶片彼此間亦可透過半導體用黏著 。圖10爲示出根據方法所得之半導體裝置之 的剖面圖。圖10所示之半導體裝置100爲具 長量較佳爲 。若膨脹量 薄膜2具有 易引起沿著 的速度（膨 )〜1 00mm /秒 1 0 m m /秒鐘 難以完全分 起沿著分割 二實施形態 半導體晶片 導體晶片1 0 2，黏著至 框及銅鉛框 醯亞胺系樹 織布含浸環 等之熱硬化 板及氧化鋁 薄膜而黏著 一實施形態 備附配線之 -32- 200907007 基材（支持構材）7、和透過半導體用黏著薄膜2黏著至 附配線之基材7的半導體晶片i〇a、和透過半導體用黏著 薄膜2黏著至半導體晶片1〇a的半導體晶片10b。半導體 晶片1 0a及1 〇b爲藉由黏著金屬絲8，與附配線之基材7 的配線接續。又’半導體晶片丨0a及丨〇b爲藉由將其埋入 的封合樹脂層9予以封合。 半導體晶片與支持構件的黏著、及半導體晶片彼此間 的黏著’例如’係以半導體晶片與支持構材之間或半導體 晶片彼此間夾住半導體用黏著薄膜的狀態，於60〜3 00。(：下 加熱0.1〜3 00秒鐘進行。 半導體用黏著薄膜2爲含有熱硬化性樹脂時，將黏著 後的半導體晶片加熱’促進半導體用黏著薄膜對於被黏體 的密黏和硬化，並增加接合部的強度爲佳。此時之加熱若 根據黏著薄膜的組成適當調整即可，通常，60〜220 °C、 0.1〜600分鐘。進行樹脂封合時，亦可利用封合樹脂之硬 化步驟的加熱。 實施例 以下，列舉實施例更加具體說明本發明。但，本發明 不被限定於以下之實施例。 i.半導體用黏著薄膜之製作 實施例1 於具備溫度計、攪拌機及氯化鈣管之5 0 0毫升四口燒 -33- 200907007 瓶中’裝入作爲二胺的1，3 -雙（3 -胺丙基）四甲基二矽氧 院（0.1旲耳）、和作爲溶劑的N -甲基-2 -吡咯烷酮150克 ’並於60C中攪拌。二胺溶解後，將1，1〇-(十亞甲基） 雙（偏本二酸酯二酐）（0.02莫耳）和4,4，-氧鄰苯二甲 酸—酐（0 ·0 8莫耳）以各少量添加，並於6 0 〇C反應3小 時。其後’一邊吹入N 2氣一邊以1 7 01加熱，歷3小時令 系中的水份與一部分溶劑同時經由共沸除去。除去水所得 之聚醯亞胺樹脂的NMP溶液，使用於黏著薄膜的製作。 於上述所得之聚醯亞胺樹脂的Ν Μ P溶液（包含100 重量份聚醯亞胺樹脂）中，加入甲酚酚醛清漆型環氧樹脂 (東都化成製）4重量份、4,4’_〔 1-〔 4-〔 1-(4-羥苯基 )-1-甲基乙基〕苯基〕亞乙基〕雙酣（本州化學製）2重 量份、四苯基鱗四苯基硼酸酯（東京化成製）0.5重量份 。更且，將氮化硼塡充物（水島合成鐵製）相對於全固形 成分之質量以12質量％、氣溶膠（二氧化矽）塡充物 R9 72 (日本Aerosil製）相對於全固形成分之質量以3質 量％般加入，充分混練取得清漆。將調合的清漆塗佈至已 剝離處理完畢的聚對苯二甲酸乙二酯薄膜上，以80 °C 3 0 分鐘、其次以1 2 0 °C 3 0分鐘加熱，其後，於室溫（2 5 °C ) 下剝離聚對苯二甲酸乙二酯薄膜，取得厚度25μηι的黏著 薄膜。 實施例2〜4 除了將合成聚醯亞胺樹脂時之原料配合比’變更成表 -34- 200907007 1所示之各組成（重量份）以外爲同實施例1處理，取得 黏著薄膜。 比較例1 除了將原料之配合比，變更成表1所示之組成（重量 份）以外爲同實施例1處理，取得聚醯亞胺樹脂的NMP 溶液。除了使用所得之聚醯亞胺樹脂的NMP溶液，並且 令氮化硼塡充物的配合比，相對於全固形成分之重量爲9 質量％，且未使用氣溶膠塡充物以外爲同實施例1處理， 取得黏著薄膜。 比較例2 除了將原料之配合比，變更成表1所示之組成（重量 份）以外爲同實施例1處理，取得聚醯亞胺樹脂的NMP 溶液。除了使用所得之聚醯亞胺樹脂的NMP溶液，並且 令氮化硼塡充物的配合比，相對於全固形成分之重量爲10 質量％，且未使用氣溶膠塡充物以外爲同實施例1處理， 取得黏著薄膜。 比較例3 除了令氮化硼塡充物的配合比，相對於全固形成分之 重量爲4 0質量％，且未使用氣溶膠塡充物以外爲同實施例 1處理，取得黏著薄膜。 -35- 200907007 比較例4 除了將原料之配合比，變更成表1所示之組成（重量 份）以外爲同實施例1處理，取得聚醯亞胺樹脂的NMP 溶液。除了使用所得之聚醯亞胺樹脂的Ν Μ P溶液，並且 令氮化硼塡充物的配合比，相對於全固形成分之重量爲28 質量％，且未使用氣溶膠塡充物以外爲同實施例1處理， 取得黏著薄膜。 比較例5 除了令氮化硼塡充物的配合比’相對於全固形成分之 重量爲5 0質量％，且未使用氣溶膠塡充物以外爲同實施例 1處理，取得黏著薄膜。 比較例6 除了令氮化硼塡充物的配合比，相對於全固形成分之 重量爲5 7質量％以外爲同實施例1處理，取得黏著薄膜。 〔表1〕 實方 _ 比較例 1 2 3 4 1 2 3 4 5 6 酸酐 ODPA 50 80 80 70 0 0 0 0 0 80 DBTA 50 20 20 30 100 20 20 0 0 20 BPADA 0 0 0 0 0 80 80 100 100 0 二胺 LP7100 100 95 70 40 0 30 30 35 35 70 Β12 0 0 30 60 50 70 70 35 35 30 D2000 0 5 0 0 0 0 0 30 「30 0 ΒΑΡΡ 0 0 0 0 50 0 0 0 0 0 -36- 200907007 表1中’原料的縮寫爲表示下列之酸酐或二胺。 (酸酐） ODPA: 4,4’-氧鄰苯二甲酸二酐（Manac公司製） DBTA:1，10 (十亞甲基）雙（偏苯二酸酯二酐）（ 黑金化成製） BPADA: 2,2-雙〔4_(3,4_二羧苯氧基）苯基〕丙烷 二酐（黑金化成製） (二胺） LP7 100 : 1,3-雙（3_胺丙基）四甲基二矽氧烷（信越 化學公司製） B12: 4,9_二°碧癸烷-1,12-二胺（BASF 公司製） D2000:聚氧丙烯二胺2000 (BASF公司製） BAPP : 2,2雙-(4- ( 4-胺苯氧基）苯基）丙烷（和歌 山精化工業公司製） 2.黏著薄膜之評價 (1)最大應力、最大荷重延伸度、及拉伸斷裂延伸 度 使用由B階段狀態之黏著薄膜所切出之長方形試驗片 (寬5mm、長度50mm)並進行拉伸試驗。由所得之應力 —歪斜曲線，根據下述計算式求出最大應力、最大荷重延 -37- 200907007 伸度、及拉伸斷裂延伸度。拉伸試驗爲使用拉伸試驗機（ SIMADZU 製 100N Autograph、AGS-100NH)，於 2 5 V 之 氛圍氣中’以試驗開始時之卡盤間距離3 0mm、拉伸速度 5 m m / m i η之條件進行。 最大應力（Pa) =最大荷重（Ν) /試料之剖面積（m2) 最大荷重時的延伸度（％ ) = [(最大荷重中的卡盤間長度 (mm)- 3 0)/3 0] X 1 00 拉伸斷裂延伸度（％) =[(斷裂時之卡盤間長度（mm)- 3 0)/3 0] X 1 00 圖11爲示出實施例1、圖12爲示出比較例1之黏著 薄膜之應力一歪斜曲線圖。圖中，延伸度（m m )=卡盤間 長度-30。由對應於最大荷重Pm ax之延伸度算出最大荷重 延伸度，並且由試驗片斷裂後，荷重落至0爲止之時刻的 延伸度E，算出拉伸斷裂延伸度。 (2 )晶圓貼附溫度 使用加溫至指定溫度的熱輥層合器（〇.3m/分鐘、 0.3MPa)將寬10mm之黏著薄膜與半導體晶圓貼合，其後 ，將黏著薄膜於25°C之氛圍氣中，以拉伸角度90°、拉伸 速度5 0 m m /分鐘拉剝黏著薄膜，進行剝離試驗’求出剝離 強度。剝離試驗爲使用TOYOBALDWIN製UTM-4-100型 萬能拉伸機進行。將熱輥層合器的設定溫度由4〇 °C以各 1 (TC升溫，取得20N/m以上之剝離強度時的熱輥層合器溫 度中，將最低溫度視爲晶圓貼附溫度。 -38- 200907007 (3 )玻璃轉化溫度 由18 〇 r加熱1小時所硬化的黏著薄膜中’切出約4X 20mm大小的試料。對於此試料，使用精工電子製TMA 12 〇，以拉伸、升溫速度：5 r /分鐘、試料測定長度： 1 0mm之條件測定試料的變位量，取得顯示變位量與溫度 關係的曲線。由所得之曲線求出玻璃轉化溫度。圖1 3爲 示出變位量與溫度之關係之一例圖。如圖1 3所示般’拉 出2根連接玻璃態化溫度前後之部分曲線的接線’並以其 交點的溫度視爲玻璃態化溫度’（Tg )。 (4 )室溫黏著強度 B階段狀態之黏著薄膜的黏著強度’使用Resca股份 公司製Tacking試驗機，以JISZ0237- 1 99 1記載之方法（ 探針直徑5.1mm、拉剝速度l〇mm/s、接觸荷重l〇〇gf/cm2 、接觸時間Is) ’以2 5 °C測定。由作業性之觀點而言’ 於25 t下之黏著強度期望爲未達5gf。 (5 )剝離強度（晶片拉剝強度） 將厚度4 0 0 μιη之矽晶圓由其表側半切至2 5 0 μηι之深 度爲止，並於裏側方向加力切割，準備出周邊部形成寬 Ι50μηι爪之4mmx2mm的砍晶片。於此砂晶片與42合金錯 框之間，夾住切出4 m m X 2 m m大小的黏著薄膜。於全體加 以200gf的荷重並以160°C壓黏5秒鐘，經由180°C 60分 -39- 200907007 鐘的加熱令黏著薄膜進行後硬化。其次，260。(： 加熱時的晶片拉剝強度，使用圖1 4所示之改良 push-pull gaUge)的測定裝置15測定。測定裝攉 備熱盤14、和該熱盤14上所載置的型板墊13、 12。於測定裝置15的型板墊13上載置試料，並 的爪上拉掛推挽規1 2，進行晶片拉剝強度的測定 強度的測定爲對於初期、及8 5 °C、8 5 % RH之環 4 8小時之施以高溫高濕處理後的樣品進行。若根 ，可測定黏著薄膜的面黏著強度。此數値愈高則 迴流裂痕。 (6 )耐迴流裂痕性 將切斷成5mm正方的矽晶片及具有貼附至 薄膜的附黏著薄膜矽晶片，接合至作爲基板之聚 膜（厚度2 5 μιη )之表面形成配線的配線基板。 此矽晶片上，接合5mm正方之另外的附黏著薄 〇 對於所得之樣品1 〇個，通過表面溫度爲到達 且設定成此溫度爲保持20秒鐘的IR迴流爐，其 於室溫（251 )進行冷卻之處理重複施行2次。 超音波顯微鏡觀察處理後樣品中的裂痕，確認3 間及晶片/晶片間裂痕的發生狀態。根據觀察效 列基準評價耐迴流裂痕性。 A :全部樣品未察見裂痕發生。 、20秒鐘 推挽規（ ί 15爲具 和推挽規 於矽晶片 。此剝離 境下放置 據此測定 愈難發生 此之黏著 醯亞胺薄 其次，於 膜矽晶片 ;2 60。。， 後，放置 以目視及 I板/晶片 果，以下 -40- 200907007 C : 1個以上之樣品發生裂痕。 〔表2〕
單位 實方 _ 比較例 1 2 3 4 1 2 3 4 5 6 塡充物含量 (氮化硼+氣溶膠） wt% 15 15 15 15 9 10 40 28 50 60 膜厚 μηι 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 晶圓貼附溫度 °c 90 90 80 80 140 120 160 40 140 150 玻璃轉化溫度 °c 50 48 49 45 68 70 71 20 23 49 室溫黏著強度 gf 1.2 1.5 1.6 1.3 0.6 0.7 0.5 18.1 1.0 0.8 拉伸 特性 最大應力 MPa 42.7 42.7 45.9 42.7 60.0 54.0 23.2 0.7 5.0 22.6 最大荷重延伸度 % 2.9 2.9 2.5 2.9 3.9 3.9 12.2 306.2 185.0 2.3 拉伸斷裂延伸度/ % 3.0 3.0 2.5 3.0 10.3 14.4 13.0 311.6 201.0 2.4 拉伸斷裂延伸度/ 最大荷重延伸度 % 103 103 100 100 264 369 107 102 109 104 晶片 拉剝 強度 初期 kg/ 4x2mm 1.6 1.7 1.7 1.6 2.0 2.0 1.1 1.6 1.3 0.5 85°C/85%/48 小時後 1.1 1.2 1.1 1.1 1.4 1.5 0.6 1.0 0.7 0.2 迴流 裂痕 基板/晶片 _ A A A A A A C A C C 晶片/晶片 _ A A A A A A A A A C (7 )斷裂性、晶片裂痕及膨脹 將上述實施例或比較例所製作之黏著薄膜貼合至半導 體晶圓，並根據以下之「全切」、「半切」或「雷射切割 」之方法將半導體晶圓分割成半導體晶片’確認此時黏著 薄膜的斷裂性、晶片裂痕及膨脹的發生狀態。任一種方法 均使用氯乙烯系膠帶（厚度90 μιη )作爲切割膠帶。 全切 -41 - 200907007 使用熱輥層合器（JCM公司製DM.300H、0.3m/分鐘 、0.3MPa )，以表1之晶圓貼附溫度將各個黏著薄膜貼附 至50μηι厚的半導體晶圓。其次’以熱板温度80C之條件 將切割膠帶層合至黏著薄膜上’製作切割樣品。於切割藤 帶周邊部貼附不銹鋼製之環’使用DISC0公司製DFD_ 6361將切割膠帶切斷。切斷爲以1枚刀刃完成加工之單一 切割方式、刀刃爲以NBC-ZH104F-SE 27HDBB、刀刃迴轉 數45,000rpm、切斷速度50mm/s之條件進行。切斷時之 刀刃高度（切口深度）爲完全切斷黏著薄膜之高度80μπι 。接著，以固定環之狀態，經由膨脹裝置拉伸切割膠帶。 膨脹速度爲l〇mm/s。膨脹量爲3mm。 半切 除了令刀刃高度（切口深度），於型板黏著薄膜中 ίο μηι厚度部分未被切斷且殘留高度爲100 μιη以外，以上 述全切相同之條件進行試驗。 雷射切割 對半導體晶圓（厚度5 Ο μηι )照射雷射，於其內部沿 著半導體晶片分隔線形成改質部。其後，以全切情況相同 之手續’依序貼附黏著薄膜及切割膠帶，並於切割膠帶的 外周部貼附不銹鋼製之環。接著，以膨脹裝置，於環固定 的狀態下將切割膠帶拉伸。膨脹速度爲3 Omm/s、膨脹量 爲 1 5 mm 〇 -42 - 200907007 斷裂性 將切割膠帶拉伸後，以光學顯微鏡觀察黏著薄膜是$ 斷裂，於切斷面的全長中，求出完全斷裂部分的長度 ，並以下列基準分類此比率，評價斷裂性。另外’全切2 情況爲以刀.刃將黏著薄膜以切割刀切斷，故無法進行斷$ 性的評價。 AA : 98%以上 A : 90%以上 B : 5 0 %以上未達9 0 % C :未達5 0 % 晶片裂痕 將切割膠帶拉伸後，以光學顯微鏡觀察晶片裂痕的發 生狀態。求出半導體晶片之黏著薄膜反側面中發生的晶片 裂痕長度，並以下列基準分類晶片裂痕的長度’評價晶片 裂痕的發生狀態。 A A :未達 5 μπα Α: 5μιη以上未達ΙΟμηι Β: 10以上未達25μηι C : 25μηι 以上 膨脹 將切割膠帶拉伸後，將半導體晶片與黏著薄膜同持抽 -43- 200907007 起。以光學顯微鏡觀察所抽起之附黏著薄膜之半導體晶片 的端面，確認膨脹的發生狀態。 AA :膨脹長度爲未達20μηι A :膨脹長度爲20μηι以上未達40μηι Β:膨脹長度爲40以上未達ΙΟΟμιη C :膨脹長度爲ΙΟΟμιη以上 ' 〔表3〕
單位 實施例 比較例 1 2 3 4 1 2 3 4 5 6 全切 膨脹量 mm 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 晶片裂痕 B B B B B B B C C B 膨脹 _ B B B B B B B C C B 半切 膨脹量 mm 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 斷裂性 _ AA AA AA AA C C A C C AA 晶片裂痕 _ A A A A A _ 一 A 膨脹 _ AA AA AA AA _ • AA _ - AA 雷射 切割 膨脹量 mm 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 斷裂性 - AA AA AA AA C C C C C AA 晶片裂痕 AA AA AA AA _ - _ AA 膨脹 - AA AA AA AA - - - - - AA 使用含有50%質量％4,4’-氧鄰苯二甲酸二酐之四羧酸 二酐、和含有30質量％以上1,3-雙（3-胺丙基）四甲基二 矽氧烷之二胺反應所得之聚醯亞胺樹脂的實施例1〜4黏著 薄膜，均於1 〇〇°C以下可貼附至半導體晶圓。因此，實施 例1〜4之黏著薄膜均顯示良好的斷裂性。更且，實施例 1〜4之黏著薄膜爲耐迴流裂痕性方面亦優良，且於室溫下 -44- 200907007 具有適度的黏著強度，故作業性方面亦優良。 使用未利用4,4’_氧鄰苯二甲酸二酐所得之聚醯亞胺 樹脂的比較例1〜3黏著薄膜’於1 〇〇°C以下不能貼附至半 導體晶圓，又’未顯示充分的斷裂性。比較例6之黏著薄 膜雖使用與實施例3同樣之聚醯亞胺樹脂，但因塡充物的 含量多，故於l〇〇t以下無法貼附至半導體晶圓，比較例 3之黏著薄膜雖然半切時的斷裂性爲良好，但雷射切割日寺 的斷裂性並不充分。又’比較例3之黏著薄膜爲於耐迴流 裂痕性試驗中，於基板/晶片發生裂痕。 使用未利用4,4’-氧鄰苯二甲酸二酐所得之聚醯亞胺 樹脂的比較例4黏著薄膜，雖於1 0 0 °C以下可貼附至半導 體晶圓，但因玻璃轉化溫度低，故於室溫下的黏著強度過 高，阻礙作業性。又，比較例4之黏著薄膜於斷裂性方面 亦不充分。 使用與比較例4同樣之聚醯亞胺樹脂，且增加塡充物 含量之比較例5的黏著薄膜，於1 00°C以下之溫度無法貼 附至半導體晶圓，又，未顯示出充分的斷裂性。又，於耐 迴流裂痕性試驗中，於基板/晶片發生裂痕。 使用與實施例3同樣之聚醯亞胺樹脂所得之比較例6 的黏著薄膜，雖顯示出良好的斷裂性，但因塡充物的含量 多，故於1 〇〇 °C以下無法貼附至半導體晶圓。又，於耐迴 流裂痕性試驗中，於基板/晶片發生裂痕。 如上述之實驗結果所闇明般，確認可取得於1 00 °C以 下可貼附至半導體晶圓之同時，可充分抑制晶片裂痕和膨 -45 - 200907007 脹的發生，並且由半導體晶圓以良好產率取得半導體晶片 〇 【圖式簡單說明】 圖1爲示出第一實施形態之半導體晶片之製造方法的 端面圖。 圖2爲示出第一實施形態之半導體晶片之製造方法的 端面圖。 圖3爲示出第一實施形態之半導體晶片之製造方法的 端面圖。 圖4爲示出第一實施形態之半導體晶片之製造方法的 端面圖。 圖5爲示出第一實施形態之半導體晶片之製造方法的 端面圖。 圖6爲示出第二實施形態之半導體晶片之製造方法的 端面圖。 圖7爲示出第二實施形態之半導體晶片之製造方法的 端面圖。 圖8爲示出第二實施形態之半導體晶片之製造方法的 端面圖。 圖9爲示出第二實施形態之半導體晶片之製造方法的 端面圖。 圖1 0爲示出半導體裝置之一實施形態的剖面圖。 圖11爲示出半導體用黏著薄膜之拉伸試驗中之應力 -46 - 200907007 一歪斜曲線圖。 圖1 2爲示出半導體用黏著薄膜之拉伸試驗中之應力 一歪斜曲線圖。 圖1 3爲示出由變位量和溫度之關係求出玻璃轉化溫 度之方法圖。 圖1 4爲示出用以進行晶片拉剝試驗之測定裝置的模 式圖。 【主要元件符號說明】 1 :半導體晶圓 1 a :改質部 2 =半導體用黏著薄膜 3 :切割膠帶 4 :切割刀 7 :附配線之基材 8 ·接黏金屬絲 9 :封合樹脂層 10、10a、10b :半導體晶片 20 :層合體 40 :切口 5 〇 :分割預定線 1〇〇 :半導體裝置 -47-

Claims (1)

  1. 200907007 十、申請專利範圍 1. 一種半導體用黏著薄膜，其係含有藉由四羧酸二 酐與二胺之反應所得之聚醯亞胺樹脂，且可於100 °c以下 貼附於半導體晶圓，其中’上述四羧酸二酐係含有全體比 例爲5 0質量％以上之以下述化學式（I )所示之4,4 ’ -氧鄰 苯二甲酸二酐，而上述二胺係含有全體比例爲3 0質量°/。以 上之以下述一般式（II )所示之矽氧烷二胺， [化1]
    (I) (Π) 〔式（II)中，R表不碳數1〜5之院基、碳數1〜5 之烷氧基、苯基或苯氧基’且同一分子中之複數的R可相 同或相異’ π及m分別獨立地表示1〜3之整數〕。 2.如申請專利範圍第1項之半導體用黏著薄膜，其 中，前述聚醯亞胺樹脂之玻璃轉化溫度爲3(TC以上8(rc 以下。 3-如申請專利範圍第1項之半導體用黏著薄膜，其 中，更含有熱硬化性成分及塡充物，而前述塡充物之含量 ’對該當半導體用黏著薄膜之質量而言，係低於30質量％ 4.如申請專利範圍第1項之半導體用黏著薄膜，其 -48- 200907007 係用於具備下述步驟之半導體晶片的製造方法， 準備一層合體之步驟，其係依半導體晶圓、半導體用 黏著薄膜及切割膠帶之順序層合，且於前述半導體晶圓被 分割爲複數的半導體晶片的同時，以前述半導體用黏著薄 膜的厚度方向之至少一部分不被切斷而殘留之方式，由前 述半導體晶圓側形成切口、 分割步驟，其係藉由使前述切割膠帶於與前述複數的 半導體晶片互爲遠離之方向上進行拉伸，而沿著前述切口 分割前述半導體用黏著薄膜。 5. 如申請專利範圍第1項之半導體用黏著薄膜，其 係用於具備下述步驟之半導體晶片的製造方法’ 準備一層合體之步驟，其係依半導體晶圓、半導體用 黏著薄膜及切割膠帶之順序層合’且沿著將前述半導體晶 圓劃分成複數的半導體晶片之線’藉由雷射加工而於前述 半導體晶圓上形成改質部、 分割步驟，其係藉由使前述切割膠帶於與前述複數的 半導體晶片互爲遠離之方向上進行拉伸’而於分割前述半 導體晶圓爲前述複數的半導體晶片之同時’沿著前述改質 部分割前述半導體用黏著薄膜° 6. —種複合薄片，其係具備 如申請專利範圍第1〜5項中任一項之半導體用黏著 薄膜、與 層合於該半導體用黏著薄膜之一側面上之切割膠帶。 7. 一種半導體晶片的製造方法’其係具備下述步驟 -49- 200907007 準備 範圍第1 之順序層 晶片的同 一部分不 切口、 分割 半導體晶 分割前述 8.-5 準備 利範圍第 帶之順序 導體晶片 改質部、 分割 半導體晶 導體晶圓 部分割前 一層合體之步驟，其係依半導體晶圓、申 〜3項中任一項之半導體用黏著薄膜及切 合，且於前述半導體晶圓被分割爲複數的 時，以前述半導體用黏著薄膜的厚度方向 被切斷而殘留之方式，由前述半導體晶圓 步驟，其係藉由使前述切割膠帶於與前述 片互爲遠離之方向上進行拉伸，而沿著前 半導體用黏著薄膜。 -種半導體晶片的製造方法，其係具備下 一層合體之步驟，其係依半導體晶圓 '如 1〜3項中任一項之半導體用黏著薄膜及 層合，且沿著將前述半導體晶圓劃分爲複 之線，藉由雷射加工而於前述半導體晶圓 步驟，其係藉由使前述切割膠帶於與前述 片互爲遠離之方向上進行拉伸’而於分割 爲前述複數的半導體晶片之同時’沿著前 述半導體用黏著薄膜。 請專利 割膠帶 半導體 之至少 側形成 複數的 述切口 述步驟 申請專 切割膠 數的半 上形成 複數的 前述半 述改質 -50-
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