TW201324605A - 切割片及半導體晶片之製造方法 - Google Patents

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Abstract

[課題]本發明提供突起狀電極(貫通電極)間不殘留黏接劑層的殘渣、晶片不破損、可切割及提取之切割片。[解決手段]本發明所述之切割片由基材、位於該基材一表面的中間層、以及位於該中間層上、厚度8~30μm的黏接劑層所構成，該黏接劑層包括分子內具有能量線硬化性雙鍵的化合物，且該黏接劑層的硬化前的23℃儲存彈性率G’為中間層的23℃儲存彈性率G’的4倍以上，在高15μm、直徑15μm的圓柱型電極以40μm的間距等間隔地形成3行3列所形成的晶圓藉由該黏接劑層黏貼的情形中，該3行3列所形成的圓柱型電極的中心的電極中，該電極高度7.5μm以下的部分不接觸該黏接劑層。

Description

切割片及半導體晶片之製造方法
本發明係關於在使半導體晶圓的每個電路單體化作成半導體晶片時為了固定半導體晶圓所使用的切割片。本發明亦關於使用該切割片的半導體晶片的製造方法。特別是，本發明之切割片較佳用於固定、切斷表面具有突起狀電極之半導體晶圓，例如所謂的貫通電極(TSV)之半導體晶圓，而製造晶片之時。
半導體晶圓表面形成電路後，進行對晶圓內面側研磨、削切加工而調整晶圓厚度的內面研磨削切步驟，及將晶圓單體化為特定的晶片體積的切割步驟。又，接續內面 研磨削切步驟，實施進一步對內面蝕刻處理等的伴隨發熱的加工處理，或對內面的金屬膜蒸鍍地進行高溫的處理。單體化晶片體積的半導體晶圓(半導體晶片)被提取，移送至下一步驟。
近年隨者IC電路的普及，其構成元件之半導體晶片朝薄型化發展。因此，習知約350μm厚度的晶圓被要求薄成50~100μm或以下。
又電子電路的大容量化，因應高機能化，朝向使複數的半導體晶片立體層積的積體電路開發。此類的積體電路中，習知一般經由電子封線進行半導體晶片的導電連接，但是由於近年的小型化、高機能化的必要性，不進行電子封線而是在半導體晶片設置從形成電路面貫通至內面的電極(貫通電極)，直接導線連接上下晶片之間的方法為有效的方法而進行開發。
此種具有貫通電極的晶片之製造方法，例如在半導體晶圓的特定位置以電漿等設置貫通孔，經此貫通孔流入銅等的導電體後進行蝕刻等，使半導體晶圓表面設置電路與貫通電極的方法。設有電路及貫通電極的半導體晶圓使用在基材膜上形成黏接劑層的切割片切割，獲得每個具有貫通電極的晶片。
已有提議在為了獲得上述具有貫通電極的晶片之切割步驟中，於基材膜上所形成的黏接劑層的黏貼面壓入突出的貫通電極而變形，將電極埋入與電極的突出部相似形狀的黏接劑層的凹陷部，形成貫通電極的半導體晶圓貼附於 切割片固定後進行切割而獲得各晶片的方法(專利文獻1、2)。但是，專利文獻1、2所記載的切割片因為將貫通電極埋入黏接劑層，恐有在貫通電極間殘留下黏接劑層的殘渣。因為此殘渣，而有晶片表面被污染，半導體晶片的信賴度降低。專利文獻1、2之方法中雖提議減少此種殘渣殘留的手段，但是無法確定可完全排除殘渣殘留的可能性。又專利文獻1、2所記載的切割片為了埋入貫通電極必須調低切割時的彈性。因此，切割時的震動也容易發生晶片破損(破裂)的問題。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]特開2006-202926號公報
[專利文獻2]特開2010-135494號公報
本發明為解決伴隨上述習知技術之問題所作成者。亦即，本發明以提供使突起狀電極(貫通電極)之間不殘留黏接劑層的殘渣、不使晶片破損之可切割及提取的切割片為目的。
以解決此課題為目的之本發明的要旨如下所述。
[1]由基材、位於該基材一表面的中間層、以及位於該中間層上、厚度8~30μm的黏接劑層所構成之切割片， 該黏接劑層包括分子內具有能量線硬化性雙鍵的化合物，且該黏接劑層的硬化前的23℃儲存彈性率G’為中間層的23℃儲存彈性率G’的4倍以上，在高15μm、直徑15μm的圓柱型電極以40μm的間距等間隔地形成3行3列所形成的晶圓藉由該黏接劑層黏貼的情形中，該3行3列所形成的圓柱型電極的中心的電極中，該電極高度7.5μm以下的部分不接觸該黏接劑層。
[2]如[1]所述之切割片，其中該分子內具有能量線硬化性雙鍵的化合物包括由聚合物主鏈或側鏈鍵結能量線聚合性基所形成的能量線硬化型黏接性聚合物。
[3]如[1]或[2]所述之切割片，其中該中間層的23℃儲存彈性率G’為104Pa以上、未滿105Pa。
[4]如[1]~[3]任一所述之切割片，其中該黏接劑層的硬化前的23℃儲存彈性率G’為3×105Pa以上。
[5]如[1]~[4]任一所述之切割片，其中該黏接劑層包括具有反應性官能基的丙烯聚合物及交聯劑，相對於該丙烯聚合物100質量部，含有該交聯劑5質量部以上。
[6]如[5]所述之切割片，其中該交聯劑為異氰酸酯系交聯劑。
[7]如[1]~[6]任一所述之切割片，其用於黏貼於具有突起狀電極的晶圓。
[8]如[7]所述之切割片，其中該突起狀電極為貫通電極。
[9]如[7]或[8]所述之切割片，其中該中間層的厚度 為該突起狀電極高度的0.5~1.5倍。
[10]包括在具有突起狀電極的半導體晶圓形成電極的表面黏貼如[1]~[9]任一所述之切割片的步驟，切割該半導體晶圓使每個電路單體化而製成半導體晶片的步驟，以及提取該半導體晶片的步驟之半導體晶圓之製造方法。
本發明所述之切割片在貼附半導體晶圓之時，黏接劑層不沿著突起狀電極，但沿著突起狀電極所形成的區域(電極形成區域)的外圍部。結果，突起狀電極間不殘留黏接劑層的殘渣，且抑制因聚合不全所造成的電極形成區域的外圍部中殘渣的殘留。又電極形成區域的外圍部中，黏接劑層貼附於半導體晶圓，且黏接劑層不過度柔軟化，因此防止切割時的水入侵。切割性優良，可防止破裂發生。又藉由使黏接劑層能量線硬化，可控制其黏接力，使晶片的提取容易，可防止晶片破損。
以下針對本發明之切割片具體說明。如第1圖所示，本發明之切割片10由基材3、設置於該基材一表面的中間層2、以及設置於中間層2上的黏接劑層1所構成。
(黏接劑層1)
黏接劑層的硬化前(能量線照射前)的23℃儲存彈性率G’為中間層的23℃儲存彈性率G’的4倍以上，較佳為中間層的23℃儲存彈性率G’的5倍以上。以覆蓋如此低彈 性率的中間層2之型態而存在彈性率較高的黏接劑層者，良好地抑制黏接劑層沿著突起狀電極間，可防止突起狀電極間的黏接劑層的殘渣發生或者提取時的晶片破損。又黏接劑層與中間層的層積體中，因為黏接劑層補強中間層的低彈性，相較於僅有一層低彈性率層存在的情形，切割時的晶圓震動被抑制，破裂發生變得困難。黏接劑層的硬化前的23℃儲存彈性率G’具體較佳為3×105Pa以上，更佳為3.5×105Pa~1×107Pa。黏接劑層的硬化前的23℃儲存彈性率G’在上述範圍時，可更確實地獲得抑制黏接劑沿著突起狀電極間的效果等。
黏接劑層的厚度為8~30μm，較佳為8~25μm的範圍。黏接劑層的厚度在上述範圍者，切割性提升，可抑制破裂的發生。又良好地抑制黏接劑層沿著突起狀電極間，可抑制突起狀電極間的黏接劑層的殘渣發生或提取時晶片的破損，且維持如後述的突起狀電極所形成的區域(電極形成區域)的外圍部中切割片沿著的追隨性。
黏接劑層含有由分子內具有能量線硬化性雙鍵的化合物及為了表現黏接性的物質所構成的成分(以下記載為「能量線硬化型黏接成分」)。
黏接劑層使用調配能量線硬化型黏接成分與視需要的光聚合起始劑之黏接劑組成物所形成。而且，為了改良各種物性，上述黏接劑組成物可視需要含有其他成分。其他成分較佳為交聯劑。
以下，對於能量線硬化型黏接成分以丙烯系黏接劑為 例具體說明。
丙烯系黏接劑含有賦予黏接劑組成物充分的黏接性與成膜性(片形成性)的丙烯共聚物(A)，又含有能量線硬化性化合物(B)。能量線硬化性化合物(B)包含能量線聚合性基，受到紫外線、電子線等的能量線照射而聚合硬化，具有使黏接劑組成物的黏接力降低的功能。又作為兼具上述成分(A)及(B)的性質者，較佳使用主鏈或側鏈鍵結能量線聚合性基所形成的能量線硬化型黏接性聚合物(以下為記載成分(AB)的情形)。此能量線硬化型黏接性聚合物(AB)兼具黏接性與能量線硬化性的性質。
丙烯聚合物(A)可使用習知的丙烯聚合物。丙烯聚合物(A)的重量平均分子量(Mw)較佳為1萬~200萬，更佳為10萬~150萬。又丙烯聚合物(A)的玻璃轉移溫度(Tg)較佳為-70℃~30℃，更佳為-60℃~20℃的範圍。
構成丙烯聚合物(A)的單體例如(甲基)丙烯酸酯單體或其衍生物。
具體例如(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯等的烷基碳數1~18的(甲基)丙烯酸烷酯；(甲基)丙烯酸環烷酯、(甲基)丙烯酸苯酯、(甲基)丙烯酸異冰片酯、(甲基)丙烯酸二環戊酯、(甲基)丙烯酸二環戊烯酯、(甲基)丙烯酸二環戊烯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸亞胺等的具有環狀結構的(甲基)丙烯酸酯；(甲基)丙烯酸羥甲酯、(甲基)丙烯酸2-羥乙酯、(甲基)丙烯酸2-羥丙酯等的含羥基的 (甲基)丙烯酸酯；丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、丙烯酸縮水甘油酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯等。也可為乙酸乙烯酯、丙烯腈、苯乙烯等的共聚合。這些可1種單獨使用，也可併用2種以上。
本發明中的丙烯共聚物(A)較佳具有反應性官能基。反應性官能基與本發明中構成黏接劑層的黏接劑組成物中所較佳添加的交聯劑的反應性官能基反應，形成三維網絡結構，使得調整黏接劑層的硬化前的23℃儲存彈性率G’在特定範圍內變得容易。丙烯共聚物(A)的反應性官能基例如羧基、胺基、環氧基、羥基等，但是因為容易與交聯劑選擇性反應，因此較佳為羥基。使用上述含羥基的(甲基)丙烯酸酯或丙烯酸等的具有反應性官能基的單體構成丙烯聚合物(A)者，反應性官能基可被導入丙烯聚合物(A)。
丙烯聚合物(A)，在作為其構成的所有單體中，具有反應性官能基的單體較佳含有5~30質量%，更佳含有10~25質量%。具有反應性官能基的單體的調配比例在此範圍時，藉由交聯劑可有效地交聯丙烯聚合物(A)，使得調整黏接劑層的硬化前的23℃儲存彈性率G’在特定範圍內變得容易。又丙烯聚合物(A)的反應性官能基(例如羥基)的當量較佳為交聯劑的反應性官能基(例如異氰酸酯基)當量的0.17~2.0倍。丙烯聚合物(A)的反應性官能基的當量與交聯劑的反應性官能基當量的關係在上述範圍者，調整黏接劑層的硬化前的23℃儲存彈性率G’在特定範圍內變得更容易。
能量線硬化性化合物(B)為受到紫外線、電子線等的能量線照射而聚合硬化的化合物。此能量線硬化性化合物例如具有能量線聚合性基的低分子量化合物(單官能、多官能的單體及寡聚物)，具體使用三甲氧基丙烷三丙烯酸酯、四甲氧基甲烷四丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、二季戊四醇單羥基五丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯、1,4-丁二醇二丙烯酸酯、1,6-己烷二醇二丙烯酸酯等的丙烯酸酯；二環戊二烯二甲氧基二丙烯酸酯、丙烯酸異冰片酯等的含環狀脂肪族結構的丙烯酸酯；聚乙二醇二丙烯酸酯、丙烯酸寡酯、丙烯酸氨酯寡聚物、環氧基變性丙烯酸酯、丙烯酸聚醚、衣康酸寡聚物等的丙烯酸酯系化合物。這些化合物分子內具有能量線硬化性雙鍵，通常分子量為約100~30000，較佳為約300~10000。
一般對於成分(A)(包含後述的能量線硬化型黏接劑聚合物(AB))100質量部，具有能量線硬化性基的低分子量化合物較佳使用約0~200質量部，更佳使用約1~100質量部，再更佳使用約1~30質量部的比例。具有能量線硬化性基的低分子量化合物，由於其分子量低，添加者使得能量線硬化前的黏接劑層軟化。如此恐怕不能充分獲得如後述之黏接劑層難以沿著突起狀電極間的本發明效果。因此，較佳限制具有能量線硬化性基的低分子量化合物的使用量少。
兼具上述成分(A)及(B)性質的能量線硬化型黏接性聚合物(AB)在聚合物的主鏈與側鏈鍵結能量線聚合性基。如上述，較佳限制具有能量線硬化性基的低分子量化合物的 使用量少，然而，此情形使得經能量線照射的黏接劑層的硬化不充分，有可能使黏接劑層對被黏接物的殘渣的抑制效果降低。此處，能量線硬化型黏接性聚合物(AB)適用於黏接劑層者，不會使能量線照射前的黏接劑層軟化，且藉由能量線的照射，可使黏接劑層的硬化充分地進行。
又能量線硬化型黏接性聚合物(AB)分子內具有能量線聚合性基且也可具有反應性官能基，因此一分子與其他分子鍵結的機率高。因此，照射能量線使黏接劑層硬化後，低分子成分不能進入三維網絡結構，殘存的可能性低。因此，起因於不能進入三維網絡結構的低分子成分的殘渣的發生被抑制。
能量線硬化型黏接性聚合物的主結構沒有特別限定，也可為黏接劑廣用的丙烯共聚物。
能量線硬化型黏接性聚合物中鍵結於主鏈或側鏈的能量線聚合性基為例如含能量線硬化性的碳-碳雙鍵，具體可例如(甲基)丙烯醯基等。能量線聚合性基可藉由烷烯基、烷烯氧基、聚烷烯氧基鍵結於能量線硬化型黏接性聚合物。
鍵結能量線聚合性基的能量線硬化型黏接性聚合物(AB)的重量平均分子量(Mw)較佳為1萬~200萬，更佳為10萬~150萬。能量線硬化型黏接性聚合物(AB)的玻璃轉移溫度(Tg)較佳為-70℃~30℃，更佳為-60℃~20℃的範圍。
能量線硬化型黏接性聚合物(AB)由例如含有羥基、羧基、胺基、取代的胺基、環氧基等的官能基之丙烯黏接性聚合物，與具有與該官能基反應的取代基及每1分子有1~5 個能量線聚合性碳-碳雙鍵的含聚合性基之化合物反應而得。丙烯黏接性聚合物較佳由具有羥基、羧基、胺基、取代的胺基、環氧基等的官能基之(甲基)丙烯酸酯單體或其衍生物與上述構成成分(A)的單體所形成的共聚物。該含聚合性基的化合物例如(甲基)丙烯醯氧基乙基異氰酸酯、間異丙烯基-α,α-二甲基苄基異氰酸酯、(甲基)丙烯醯基異氰酸酯、烯丙基異氰酸酯、(甲基)丙烯酸縮水甘油酯；(甲基)丙烯酸等。
如上述含有丙烯共聚物(A)及能量線硬化性化合物(B)、或能量線硬化型黏接劑聚合物(AB)的丙烯系黏接劑經能量線照射硬化。能量線具體使用紫外線、電子線等。
光聚合起始劑例如苯偶因化合物、苯乙酮化合物、醯基膦氧化合物、二茂鈦化合物、噻噸酮(thioxantone)化合物、過氧化物等的光起始劑、胺或苯醌等的光增感劑等，具體例如1-羥基環己基苯基酮、苯偶因(benzoin)、苯偶因甲基醚、苯偶因乙基醚、苯偶因異丙醚、苄基二苯基硫、單硫化四甲基秋蘭姆(thiuram)、偶氮雙異丁烯腈、二苯乙烷、2,3-丁二酮、β-氯蒽、2,4,6-三甲基苯醯基二苯基膦氧化合物等。以紫外線作為能量線的情形，藉由調配光聚合起始劑可減少照射時間、照射量。
光聚合起始劑的含量，理論上根據黏接劑層中所存在的不飽和鍵結量(能量線硬化性雙鍵量)或其反應性及所使用的光聚合起始劑的反應性來決定，但在複雜的混合物系中不一定容易。以一般的指標，光聚合起始劑的含量，相 對於能量線硬化性化合物(B)100質量部，較佳為0.1~10質量部，更佳為1~5質量部。當光聚合起始劑的含量低於上述範圍時，光聚合不足，不能獲得滿足的提取性。又當高於上述範圍時，未進行光聚合的殘留物生成，變成黏接劑層的硬化性不充分。
交聯劑例如有機多價異氰酸酯化合物、有機多價環氧化合物、有機多價亞胺化合物抖，較佳為有機多價異氰酸酯化合物(異氰酸酯交聯劑)。
有機多價異氰酸酯化合物例如芳族多價異氰酸酯化合物、脂族多價異氰酸酯化合物、脂環族多價異氰酸酯化合物及這些的有機多價異氰酸酯化合物的三元體，以及這些的有機多價異氰酸酯化合物與多元醇化合物反應所得的末端異氰酸酯氨酯預聚物等。
有機多價異氰酸酯化合物更具體例如2,4-甲苯二異氰酸酯、2,6-甲苯二異氰酸酯、1,3-二甲苯二異氰酸酯、1,4-二甲苯二異氰酸酯、二苯基甲烷-4,4-二異氰酸酯、二苯基甲烷-2,4’-二異氰酸酯、3-甲基二苯基甲烷二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、二環己基甲烷-4,4’-二異氰酸酯、二環己基甲烷-2,4’-二異氰酸酯、三甲氧基丙烷加成甲苯二異氰酸酯及賴胺酸(lysine)二異氰酸酯。
有機多價環氧化合物的具體例如1,3-雙(N,N’-二縮水甘油基胺基甲基)環己烷、N,N,N’,N’-四縮水甘油基-m-二甲苯二胺、乙二醇二縮水甘油醚、1,6-己烷二氧二縮 水甘油醚、三甲氧基丙烷二縮水甘油醚、二縮水甘油苯胺、二縮水甘油胺等。
有機多價亞胺化合物的具體例如N,N’-二苯基甲烷-4,4’-雙(1-氮丙啶(aziridine)羧醯胺)、三甲氧基丙烷-三-β-氮丙啶基丙酯、四甲氧基甲烷-三-β-氮丙啶基丙酯及N,N’-甲苯-2,4-雙(1-氮丙啶羧醯胺)三乙烯三聚氰胺等。
交聯劑使用相對於丙烯聚合物(A)(包含能量線硬化型黏接劑聚合物(AB))100質量部較佳為5質量部以上的比例，更佳為8~35質量部，更佳為12~30質量部的比例。交聯劑的調配量為上述範圍者，使得調整黏接劑層的硬化前的23℃儲存彈性率G’在特定範圍內變得容易。
作為其他成份，除了交聯劑以外，也可添加染料、顏料、防劣化劑、防帶電劑、難燃劑、矽酮化合物、鏈轉移劑等。
黏接劑層的能量線照射前的黏接力較佳為500mN/25mm以上，更佳為800~30000mN/25mm。能量線照射後的黏接力較佳為10~500mN/25mm以上，更佳為10~300mN/25mm。黏接劑層的黏接力在上述範圍內者，切割性與提取性優良。
黏接劑層上較佳在使用前層積用於保護黏接劑層的剝離片。剝離片沒有特別限定可使用例如聚乙烯對苯二甲酸酯、聚丙烯、聚乙烯等的樹脂所構成的膜或這些的發泡膜、或者在玻璃紙、塗覆紙、層壓紙等的紙上以矽酮系、氟系、含長鏈烷基的氨基甲酸紙等的剝離劑剝離處理者。
(中間層2)
中間層2由例如習知的黏接劑所形成而得。此黏接劑沒有別限定，使用橡膠系、丙烯系、矽酮系、聚乙烯醚等的黏接劑。也可使用能量線硬化型或加熱發泡型、水膨潤型的黏接劑。能量線硬化(紫外線硬化、電子線硬化等)型黏接劑特別以紫外線硬化型黏接劑為佳。
如上所述，黏接劑層的硬化前的23℃儲存彈性率G’為中間層的23℃儲存彈性率G’的4倍以上，較佳為中間層的23℃儲存彈性率G’的5倍以上。對於黏接劑層，具有特定程度低彈性率的中間層設置於黏接劑層與基材之間，本發明的切割片，相較於一般僅有彈性較高的黏接劑層存在的情形，電極形成區域的外圍部的切割片追隨性提高。另一方面，雖未見突起狀電極間的黏接劑層變得容易追隨的傾向，但是電極間彈性較高的黏接劑層為以突起狀電極為支柱而伸展的狀態，推斷是因為維持黏接劑層形狀的力量與中間層侵入電極間的力量互相拮抗的緣故。
黏接劑層的硬化前的23℃儲存彈性率G’為中間層的23℃儲存彈性率G’的4倍以下的情形，電極形成區域外圍部的切割片的追隨性降低，當形成突起狀電極的晶圓貼附於本發明的切割片時，電極形成區域的外圍部中因為晶圓與切割片之間含入的空氣量變多，因空氣中的氧而使能量線硬化性化合物等的活性部分失效，導致能量線照射時黏接劑層發生聚合不全。結果在電極形成區域的外圍部恐怕發生糊殘留。
中間層的23℃儲存彈性率G’具體較佳為104Pa以上、未滿105Pa，更佳為104~9×104Pa，再更佳為104~8×104Pa。當中間層的23℃儲存彈性率G’調整為此述範圍，可更確實地得到使電極形成區域的外圍部的切割片的追隨性提高的效果。
當中間層的23℃儲存彈性率G’太低時，黏接劑層沿著突起狀電極間，在突起狀電極間，黏接劑層的殘渣發生。
又在中間層具有經能量線照射而硬化的性質的情形，中間層的23℃儲存彈性率G’為能量線照射前的儲存彈性率。
中間層的厚度較佳為後述突起狀電極高度的0.5~1.5倍，更佳為1.0~1.5倍。中間層的具體厚度可從上述的較佳範圍選擇，從選用的晶圓的突起狀電極高度來計算。中間層的厚度在上述範圍者，突起狀電極間切割片的非追隨性及電極形成區域外圍部的切割片的追隨性優良，使得切割性提高，抑制破裂的發生。
(基材3)
基材3沒有特別限制，但可使用例如低密度聚乙烯(LDPE)膜、直鏈低密度聚乙烯(LLDPE)膜、高密度聚乙烯(HDPE)膜等的聚乙烯膜、聚丙烯膜、聚丁烯膜、聚丁二烯膜、聚甲基戊烯膜、聚氯乙烯膜、氯乙烯共聚物膜、聚乙烯對苯二甲酯膜、聚丁烯對苯二甲酯、聚氨酯膜、聚亞胺膜、乙烯乙酸乙烯酯共聚物膜、離聚物樹脂(ionomer resin)膜、乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物膜、乙烯-(甲基)丙烯酸酯 共聚物膜、聚苯乙烯膜、聚碳酸酯膜、氟樹脂膜、及其水添加物或變性物等所構成的膜。也可使用這些交聯膜、共聚物膜。上述基材可為單獨1種，也可為這些的2種以上組合的複合膜。
當使用紫外線作為使黏接劑層及/或中間層硬化的能量線的情形時，較佳使用對紫外線具有透光性的基材。在使用電子線作為能量線的情形時則基材不必為透光性。在要求被黏接體的視認性的情形下，基材較佳為透明的。基材也可被著色。
又為了使基材上面，即設置於中間層側的基材表面，對中間層的密合性提高，可施以電暈處理或設置電漿層。也可在中間層的相反側面進行各種塗膜的塗工。本發明之切割片係在上述基材一表面形成中間層且在該中間層上黏接劑層所製造。基材的厚度較佳為20~200μm，更佳為25~110μm，再更佳為50~90μm的範圍。基材的厚度大時，對抗基材彎曲的力量變大，則提取時的剝離角度難以變大。因此，提取所需的力量增加，為提取性劣化的情形。基材厚度小時，有因材料而使製膜困難的情形。
在上述基材表面設置中間層的方法係由構成中間層的中間層用組成物在剝離片上以形成固定膜厚而塗布，形成中間層，也可轉寫於上述基材表面，也可在上述基材表面直接塗佈中間層用組成物而形成中間層。在中間層上設置黏接劑層的方法係使用黏接劑組成物，與在基材上設置中間層的方法相同。如此可得本發明之切割片。
如此的本發明之切割片在高15μm、直徑15μm的圓柱型電極以40μm的間距等間隔地形成3行3列所形成的晶圓，藉由該黏接劑層黏貼的情形中，該型成3行3列的圓柱型電極中心的電極中，該電極高度7.5μm以下的部分不接觸該黏接劑層。亦即如第2、3圖所示，本發明之切割片10在高15μm、直徑15μm的圓柱型電極20(20a~20i)以40μm的間距等間隔地形成3行3列所形成的區域(電極形成區域)的內周部25(第3圖中虛線內側)中，黏接劑層1不沿著電極20間，電極20e的高度7.5μm以下的部分不接觸黏接劑層1。作為突起狀電極的代表例，藉由調整上述體積及排列的圓柱型電極的電極間根部(電極的高度7.5μm以下的部分)不接觸黏接劑層，可獲得黏接劑層難以沿著突起狀電極的電極間之本發明效果。此種特性可藉由具有特定厚度的黏接劑層及中間層的切割片以及設定在黏貼時中間層與黏接劑層的23℃的儲存彈性率G’的差而可調整。
在電極形成區域的外圍部26(第3圖中虛線的外側)中，黏接劑層1沿著電極20而貼著於晶圓30。因此，防止切割時的水侵入，切割性優良，可防止破裂的發生。又藉由使黏接劑層1進行能量線硬化，可控制其黏接力，因此晶片容易提取且可防止破損。又上述特性在評估之時，對晶圓的黏貼在23℃、黏貼壓0.3MPa、黏貼速度5mm/秒的條件下進行。
本發明之切割片較佳用於黏貼具有突起狀電極的半導 體晶圓所形成的表面。突起狀電極例如圓柱狀電極、球狀電極等。本發明之切割片特別適用於近年來使用增加的具有貫通電極的晶圓。對於半導體晶圓的切割片的黏貼方法沒有特別限定。
之後，使用切割盤等的切斷手段，將半導體晶圓的每個電路單體化，製作半導體晶片。此時的切斷深度為半導體晶圓厚度、黏接劑層與中間層的厚度總和、以及切割盤的磨損量的總和的深度。
切割後視需要延展本發明之切割片，使各半導體晶片的間隔增加後，藉由吸引夾頭等的廣用手段，進行各半導體晶片的提取，製造半導體晶片。又較佳使黏接劑層照射能量線，使黏接力下降後，進行延展、提取。
[實施例]
以下藉由實施例說明本發明，但本發明不限於此等的實施例。以下的實施例及比較例所述之「追隨性」、「切割性」、「黏接劑層的殘渣」及「儲存彈性率G’」如下述評估。
<追隨性>
在3行3列間距40μm等間距、兩面分別有圓柱型電極(高15μm、直徑15μm)突出所形成的矽晶圓(直徑8吋，厚度50μm)的一表面上，黏貼(23℃、黏貼壓0.3MPa、黏貼速度5mm/秒)切割片。之後使用紫外線照射裝置(Lintec公司製RAD-2000m/12)，在氮氛圍氣下照射紫外線(照度230mW/cm2，光量190mJ/cm2)，使黏接劑層硬化。自晶圓剝 離切割片後，沿著排列成1行1列的圓柱型電極(第3圖的圓柱型電極20a)的痕跡中心與排列成3行3列的圓柱型電極(第3圖的圓柱型電極20i)的痕跡中心連接的直線，切斷剝離的切割片。使用數位顯微鏡觀察切斷面，計算連接圓柱型電極的頂部的點與黏接劑層與晶圓表面最接近的點之距離晶圓表面的距離差，確認此差是否較7.5μm小，判斷圓柱型電極的高度7.5μm以下的部分是否與黏接劑層接觸。
黏接劑層未沿著圓柱型電極間的情形(圓柱型電極的高度7.5μm以下的部分未與黏接劑層接觸的情形)評價為「A」，沿著圓柱型電極間的情形評價為「B」。
<切割性>
切割矽晶圓獲得晶片，觀察10個該晶片的端部，端部中沒有大於30μm以上破裂(晶片端部缺損)的情形評價為「A」，超過30μm、50μm以下的破裂情形評價為「B」，大於50μm的破裂情形評價為「C」。又切割條件如下。
切割條件
兩面圓柱型電極(高15μm、直徑15μm)形成的矽晶圓(直徑8吋，厚度50μm)的一表面，黏貼切割片(23℃、黏貼壓0.3MPa、黏貼速度5mm/秒)。使用切割裝置(Disco公司製，DFD651)，以切斷速度20mm/分，向切割片的基材切入深20μm，進行矽晶圓的切割，獲得晶片(體積：5mm×5mm)。切割盤使用Disco公司製的切割盤(27HECC)，盤的旋轉數為40000rpm。又圓柱型電極以40μm的間隔等間格 地形成，每1mm2有400個。
<提取性>
切割矽晶圓，獲得晶片後，使用紫外線照射裝置(Lintec公司製RAD-2000m/12)，在氮氛圍氣下照射紫外線(照度230mW/cm2，光量190mJ/cm2)。之後，使用提取裝置(Canon Machinery公司製，BESTEM D02)，提取晶片。晶片可提取的情形評價為「A」，不能提取的情形評價為「B」。切割條件同上所述。
<黏接劑層的殘渣>
觀察提取後的晶片表面，確認在圓柱型電極間與圓柱型電極形成區域的外圍部是否有黏接劑層的殘渣。未發生殘渣的情形評價為「A」，發生少量殘渣評價為「B」，殘渣發生的請求評價為「C」
<儲存彈性率G’>
硬化前的中間層與黏接劑層的23℃儲存彈性率G’經由動態黏彈性裝置(Rheometrix公司製，RDAII)測定在周波數1Hz，扭曲量0.5%。
(實施例1) [黏接劑組成物的製作]
將丙烯酸丁酯/甲基丙烯酸甲酯/2-丙烯酸羥乙酯=62/10/28(質量比)反應所得的丙烯黏接性聚合物，與該丙烯黏接性聚合物100g有30.2g(每100莫耳的丙烯黏接性聚合體的丙烯酸2-羥乙酯，為80莫耳)的甲基丙烯醯氧基乙基異氰酸酯(MOI)反應，所得的能量線硬化型黏接性聚合 物(重量平均分子量：60萬)100質量部，光聚合起始劑(α-羥基環己基苯基酮(Ciba Specialty Chemical公司製，Irgacure 184))3質量部，及交聯劑(多價異氰脲酯化合物(日本Polyurethane公司製，Coronate L))8.6質量部，在溶劑中混合，獲得黏接劑組成物。又重量平均分子量為以市售分子量測定機(本體製品名HLC-8220GPC，Tosoh公司製，玻璃製品名TSKGel SuperHZM-M，Tosoh公司製，展開溶液四氫呋喃)所得的值(以下相同)。又質量部數為溶液稀釋後的總重，為總固形分換算值(以下相同)。
[中間層組成物的製作]
丙烯酸丁酯/丙烯酸=91/9(質量比)反應，得到丙烯聚合物(重量平均分子量：80萬)。
從羥基所算出的分子量700的聚丙二醇與異佛爾酮二異氰酸酯聚合而得的末端異氰酸酯氨酯預聚物的末端與丙烯酸2-羥丙酯反應，獲得重量平均分子量4000的二官能氨酯丙烯酸酯寡聚物。
將上述丙烯聚合物100質量部、二官能氨酯丙烯酸酯寡聚物80質量部、光聚合起始劑(α-羥基環己基苯基酮(Ciba Specialty Chemical公司製，Irgacure 184))2.4質量部，及交聯劑(多價異氰脲酯化合物(日本Polyurethane公司製，Coronate L))1質量部在溶劑中混合，獲得中間層組成物。
[切割片的製作]
在剝離膜(Lintec公司製，SP-PET3811(S))上以乾燥 後膜厚為15μm的量塗佈上述中間層組成物，乾燥(乾燥條件：100℃，1分鐘)，獲得形成於剝離膜上的中間層。之後使中間層與基材(乙烯甲基丙烯酸共聚物膜，80μm厚)貼合，從中間層上剝離剝離膜，使中間層轉寫於基材上。
又在剝離膜(Lintec公司製，SP-PET3811(S))上以乾燥後膜厚為10μm的量塗佈上述中間層組成物，乾燥(乾燥條件：100℃，1分鐘)，獲得形成於剝離膜上的黏接劑層。
之後使於基材上的中間層與於剝離膜上的黏接劑層貼合，獲得切割片，去除剝離膜後進行各項評估。結果如表1所示。
(實施例2)
除中間層的厚度為20μm以外，其餘與實施例1相同，獲得切割片。進行各項評估。結果如表1所示。
(實施例3)
除了以厚度60μm的乙烯甲基丙烯酸共聚物膜作為基材以外，其餘與實施例1相同，獲得切割片。進行各項評估。結果如表1所示。
(實施例4)
除黏接劑層的厚度為20μm以外，其餘與實施例3相同，獲得切割片。進行各項評估。結果如表1所示。
(實施例5)
除使用下述之中間層組成物以及中間層的厚度為20μm以外，其餘與實施例3相同，獲得切割片。進行各項評估。結果如表1所示。
[中間層組成物的製作]
丙烯酸丁酯/丙烯酸2-羥乙酯=85/15(質量比)反應所得的丙烯聚合物，與該丙烯黏接性聚合物每100g有16.2g(每100莫耳的丙烯黏接性聚合體的丙烯酸2-羥乙酯，為80莫耳)的甲基丙烯醯氧基乙基異氰酸酯(MOI)反應，所得的能量線硬化型黏接性聚合物(重量平均分子量：60萬)100質量部，光聚合起始劑(α-羥基環己基苯基酮(Ciba Specialty Chemical公司製，Irgacure 184))3質量部，及交聯劑(多價異氰脲酯化合物(日本Polyurethane公司製，Coronate L))0.1質量部，在溶劑中混合，獲得中間層組成物。
(實施例6)
除了使用下述的黏接劑組成物以外，其餘與實施例3相同，獲得切割片。進行各項評估。結果如表1所示。
[黏接劑組成物的製作]
丙烯酸2-乙基己酯/乙酸乙烯酯/丙烯酸2-羥乙酯=40/40/20(質量比)反應而得的丙烯黏接性聚合物，與該丙烯黏接性聚合物100g有21.6g(每100莫耳的丙烯黏接性聚合體的丙烯酸2-羥乙酯，為80莫耳)的甲基丙烯醯氧基乙基異氰酸酯(MOI)反應，所得的能量線硬化型黏接性聚合物(重量平均分子量：55萬)100質量部，光聚合起始劑(α-羥基環己基苯基酮(Ciba Specialty Chemical公司製，Irgacure 184))3質量部，及交聯劑(多價異氰脲酯化合物(日本Polyurethane公司製，Coronate L))7.0質量部， 在溶劑中混合，獲得黏接劑組成物。
(實施例7)
除黏接劑層的厚度為15μm以外，其餘與實施例6相同，獲得切割片。進行各項評估。結果如表1所示。
(實施例8)
除使用下述之中間層組成物以外，其餘與實施例3相同，獲得切割片。進行各項評估。結果如表1所示。
[中間層組成物的製作]
丙烯酸2-乙基己酯/丙烯酸2-羥乙酯=90/10(質量比)反應所得的丙烯聚合物(重量平均分子量：78萬)100質量部，與交聯劑(多價異氰脲酯化合物(日本Polyurethane公司製，Coronate L))0.5質量部，在溶劑中混合，獲得中間層組成物。
(實施例9)
除中間層的厚度為25μm以外，其餘與實施例5相同，獲得切割片。進行各項評估。結果如表1所示。
(實施例10)
除中間層的厚度為10μm以外，其餘與實施例5相同，獲得切割片。進行各項評估。結果如表1所示。
(比較例1)
除不使用中間層以外，其餘與實施例3相同，獲得切割片。進行各項評估。結果如表1所示。
(比較例2)
除不使用中間層且黏接劑層的厚度為25μm以外，其 餘與實施例1相同，獲得切割片。進行各項評估。結果如表1所示。
(比較例3)
除了使用以下的中間層組成物以外，其餘與實施例1相同，獲得切割片。進行各項評估。結果如表1所示。
[中間層組成物的製作]
丙烯酸丁酯/丙烯酸=90/10(質量比)反應所得的丙烯聚合物(重量平均分子量：85萬)100質量部，與交聯劑(多價異氰脲酯化合物(日本Polyurethane公司製，Coronate L))2質量部在溶劑中混合，獲得中間層組成物。
(比較例4)
除了中間層的厚度為20μm且不使用黏接劑層以外，其餘與實施例1相同，獲得切割片。進行各項評估。結果如表1所示。
(比較例5)
除了黏接劑層的厚度為5μm以外，其餘與實施例3相同，獲得切割片。進行各項評估。結果如表1所示。
(比較例6)
除了黏接劑層的厚度為40μm以外，其餘與實施例3相同，獲得切割片。進行各項評估。結果如表1所示。
實施例9的切割片因為中間層為圓柱型電極高度的1.67倍，因此發生超過30μm、50μm以下的破裂，但是在實用上沒有問題。又實施例10的切割片因為中間層為圓柱型電極高度的0.67倍，因此電極形成區域的外圍部的切割片追隨性降低，少量的黏接劑層殘渣發生，但是在實用上沒有問題。
比較例1及2的切割片因為沒有中間層，因此電極形成區域的外圍部的切割片追隨性低，黏接劑層的殘渣發生。又比較例3的切割片因為中間層的硬化前的23℃儲存彈性率G’與黏接劑層的硬化前的23℃儲存彈性率G’的差小，所以電極形成區域的外圍部的切割片追隨性低，發生黏接劑層的殘渣。比較例4和5的切割片因為圓柱型電極間與電極形稱區域的外圍部的切割片追隨性良好，電極間發生黏接劑層的殘渣，不能提取。特別是比較例4的切 割片，未設置黏接劑層，因為中間層的儲存彈性率G’低，當中間層進入圓柱型電極間，黏接劑層的殘渣發生且無法提取。又中間層(本例中直接與半導體晶圓接觸，兼具作為黏接劑層的功能)的儲存彈性率G’低，因此切割中發生大於50μm的破裂。比較例6的切割片因為黏接劑層過厚，因此藉由中間層與黏接劑層的層積的電極形成區域的外圍部的切割片追隨性不充足，黏接劑層的殘渣發生。
1‧‧‧黏接劑層
2‧‧‧中間層
3‧‧‧黏接劑層
10‧‧‧切割片
20(20a~20e)‧‧‧圓柱型電極
30‧‧‧半導體晶圓
第1圖為本發明之切割片的剖面示意圖。
第2圖為顯示本發明之切割片貼附於形成圓柱型電極的晶圓之狀態的剖面示意圖。
第3圖為顯示形成圓柱型的半導體晶圓的電路形成面的平面圖。
1‧‧‧黏接劑層
2‧‧‧中間層
3‧‧‧黏接劑層
10‧‧‧切割片
20‧‧‧圓柱型電極
25‧‧‧內周部
26‧‧‧外圍部
30‧‧‧半導體晶圓

Claims (10)

  1. 一種切割片，由基材、位於該基材一表面的中間層、以及位於該中間層上、厚度8~30μm的黏接劑層所構成，該黏接劑層包括分子內具有能量線硬化性雙鍵的化合物，且該黏接劑層的硬化前的23℃儲存彈性率G’為中間層的23℃儲存彈性率G’的4倍以上，在高15μm、直徑15μm的圓柱型電極以40μm的間距等間隔地形成3行3列所形成的晶圓藉由該黏接劑層黏貼的情形中，該3行3列所形成的圓柱型電極的中心的電極中，該電極高度7.5μm以下的部分不接觸該黏接劑層。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之切割片，其中該分子內具有能量線硬化性雙鍵的化合物包括由聚合物主鏈或側鏈鍵結能量線聚合性基所形成的能量線硬化型黏接性聚合物。
  3. 如申請專利範圍第1或2項所述之切割片，其中該中間層的23℃儲存彈性率G’為104Pa以上、未滿105Pa。
  4. 如申請專利範圍第1至3項任一項所述之切割片，其中該黏接劑層的硬化前的23℃儲存彈性率G’為3×105Pa以上。
  5. 如申請專利範圍第1至4項任一項所述之切割片，其中該黏接劑層包括具有反應性官能基的丙烯聚合物及交聯劑，相對於該丙烯聚合物100質量部，含有該交聯劑5質量部以上。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之切割片，其中該交聯 劑為異氰酸酯系交聯劑。
  7. 如申請專利範圍第1至6項任一項所述之切割片，其用於黏貼於具有突起狀電極的晶圓。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之切割片，其中該突起狀電極為貫通電極。
  9. 如申請專利範圍第7或8項所述之切割片，其中該中間層的厚度為該突起狀電極高度的0.5~1.5倍。
  10. 一種半導體晶圓之製造方法，包括在具有突起狀電極的半導體晶圓形成電極的表面黏貼如申請專利範圍第1至9項任一項所述之切割片的步驟，切割該半導體晶圓使每個電路單體化而製成半導體晶片的步驟，以及提取該半導體晶片的步驟。
TW101140046A 2011-11-02 2012-10-30 Cutting sheet and semiconductor wafer manufacturing method TWI547985B (zh)

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