TW202027163A - 半導體裝置之製造方法 - Google Patents
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Abstract
本發明之課題在於提供一種半導體裝置之製造方法,其係藉由含有硬化性樹脂層而形成的保護膜,而一邊保護具備凸塊之半導體晶圓的凸塊頸部,一邊能謀求兼顧該半導體晶圓的薄化與該半導體晶圓的翹曲抑制。而且,該半導體裝置之製造方法係依序含有下述步驟(A)~(E):
(A)於具備凸塊之半導體晶圓的凸塊形成面上形成硬化性樹脂層之步驟,
(B)使前述硬化性樹脂層硬化並形成保護膜之步驟,
(C)於具備前述凸塊之半導體晶圓之前述保護膜的形成面上貼附背面研磨膠帶之步驟,
(D)在貼附前述背面研磨膠帶之狀態下,將具備前述凸塊之半導體晶圓的前述凸塊形成面之相反面進行研磨之步驟,
(E)由前述研磨後之具備前述凸塊之半導體晶圓剝離前述背面研磨膠帶之步驟。
Description
本發明關於半導體裝置之製造方法。
近年來,進行使用所謂被稱為倒裝方式的安裝法之半導體裝置之製造。於倒裝方式中,將在電路面具備凸塊的半導體晶片(以下亦僅稱「晶片」)與晶片搭載用的基板,藉由以該晶片的電路面與該基板成為相向的方式積層,而在該基板上搭載該晶片。
再者,該晶片通常係將在電路面上具備凸塊之半導體晶圓予以單片化而得。
於以後的說明中,亦將半導體晶圓僅稱為「晶圓」。又,亦將在電路面上具備凸塊之半導體晶圓稱為「附凸塊的晶圓」。再者,亦將附凸塊的晶圓之電路面稱為「凸塊形成面」。
還有,於附凸塊的晶圓上,以保護凸塊與晶圓之接合部分(以下亦稱為「凸塊頸部」)為目的,會設置保護膜。
例如,於專利文獻1中,將依序積層支撐基材、黏著劑層與熱硬化性樹脂層而成之積層體,以熱硬化性樹脂層作為貼合面,壓接於附凸塊的晶圓之凸塊形成面而使其貼合後,加熱該熱硬化性樹脂層,使其硬化而形成保護膜。先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1:日本特開2015-092594號公報
發明所欲解決的課題
近年來,隨著電子機器之高性能化或IoT(Internet of Things)市場之擴大,要求高密度地安裝晶片。
作為該要求的對策之一,可舉出晶片之輕薄化。作為將晶片輕薄化的方法之一,可舉出研磨附凸塊的晶圓之背面,將附凸塊的晶圓薄化之方法。於專利文獻1中,記載在附凸塊的晶圓之凸塊形成面上貼附前述積層體之狀態下,研磨附凸塊的晶圓之背面,將前述積層體的支撐基材與黏著劑層從熱硬化性樹脂層剝離後,加熱熱硬化性樹脂層而使其硬化。
還有,於本說明書中,所謂「附凸塊的晶圓之背面」,就是意指附凸塊的晶圓之凸塊形成面之相反面。
然而,近年來,半導體製程中使用的晶圓,從提高批次處理效率之觀點來看,正在被大口徑化。又,從將晶片輕薄化之觀點來看,有晶圓被薄化之傾向。因此,如專利文獻1中記載之技術,若在附凸塊的晶圓之背面研磨後進行加熱熱硬化性樹脂層而使其硬化之步驟,則隨著熱硬化性樹脂層之收縮,在附凸塊的晶圓中容易發生翹曲。若在附凸塊的晶圓中發生翹曲,則在晶圓載具、晶圓卡匣及晶圓舟等中容易發生附凸塊的晶圓之收納不良,成為附凸塊的晶圓之破損的主要因素。又,於附凸塊的晶圓之搬運中,更於將附凸塊的晶圓單片化而成為晶片後之該晶片之搬運中,在該晶圓或該晶片的吸附時容易發生不良狀況,或容易發生搬運不良。
再者,上述問題係不僅在加熱熱硬化性樹脂層,使其硬化而形成保護膜之情況中,而且在從硬化時能收縮的硬化性樹脂層全體來形成保護膜之情況中可能發生。
本發明係鑒於如此的問題而完成者,目的在於提供一種半導體裝置之製造方法,其係藉由含有硬化性樹脂層而形成的保護膜,而一邊保護具備凸塊之半導體晶圓的凸塊頸部,一邊能謀求兼顧該半導體晶圓的薄化與該半導體晶圓的翹曲抑制。解決課題的手段
本發明者們專心致力地檢討,結果發現依序含有下述步驟(A)~(E)的半導體裝置之製造方法係能解決上述課題。
即,本發明關於以下之[1]~[7]。
[1]一種半導體裝置之製造方法,其依序含有下述步驟(A)~(E):
(A)於具備凸塊之半導體晶圓的凸塊形成面上形成硬化性樹脂層之步驟,
(B)使前述硬化性樹脂層硬化並形成保護膜之步驟,
(C)於具備前述凸塊之半導體晶圓之前述保護膜的形成面上貼附背面研磨膠帶之步驟,
(D)在貼附前述背面研磨膠帶之狀態下,將具備前述凸塊之半導體晶圓的前述凸塊形成面之相反面進行研磨之步驟,
(E)由前述研磨後之具備前述凸塊之半導體晶圓剝離前述背面研磨膠帶之步驟。
[2]如上述[1]記載之半導體裝置之製造方法,其中前述步驟(A)依序含有下述步驟(A1)及(A2) :
(A1)於具備前述凸塊之半導體晶圓的前述凸塊形成面上,將具有積層支撐薄片與硬化性樹脂層而成之積層構造之保護膜形成用積層體進行貼附之步驟,其中將前述硬化性樹脂層作為貼附面,
(A2)由前述保護膜形成用積層體,將前述支撐薄片剝離並於具備前述凸塊之半導體晶圓的前述凸塊形成面上形成前述硬化性樹脂層之步驟。
[3]如上述[1]或[2]記載之半導體裝置之製造方法,其中前述硬化性樹脂層為熱硬化性樹脂層。
[4]如上述[1]~[3]中任一項記載之半導體裝置之製造方法,其中前述步驟(A)中使用之前述半導體晶圓的厚度為300μm以上。
[5]如上述[1]~[4]中任一項記載之半導體裝置之製造方法,其中於前述步驟(A)之前、前述步驟(A)與前述步驟(B)之間、前述步驟(B)與前述步驟(C)之間及前述步驟(C)與前述步驟(D)之間之任一者中,形成用來將具備前述凸塊之半導體晶圓進行單片化的分割起點。
[6]如上述[1]~[5]中任一項記載之半導體裝置之製造方法,其中於前述步驟(B)與前述步驟(C)之間及前述步驟(E)之後之任一者中,進行將覆蓋前述凸塊的頂部之前述保護膜或附著於前述凸塊的頂部之一部分之前述保護膜除去而使前述凸塊的頂部露出之露出處理。
[7]如上述[6]記載之半導體裝置之製造方法,其中前述露出處理為電漿蝕刻處理。發明的效果
依照本發明之半導體裝置之製造方法,藉由含有硬化性樹脂層而形成的保護膜,可一邊保護具備凸塊之半導體晶圓的凸塊頸部,一邊能謀求兼顧該半導體晶圓的薄化與該半導體晶圓的翹曲抑制。
實施發明的形態
[本發明之半導體裝置之製造方法]
本發明之半導體裝置之製造方法依序含有下述步驟(A)~(E):
(A)於具備凸塊之半導體晶圓的凸塊形成面上形成硬化性樹脂層之步驟,
(B)使前述硬化性樹脂層硬化並形成保護膜之步驟,
(C)於前述半導體晶圓之前述保護膜的形成面上貼附背面研磨膠帶之步驟,
(D)在貼附前述背面研磨膠帶之狀態下,前述半導體晶圓的前述凸塊形成面之相反面進行研磨之步驟,
(E)由前述研磨後之前述半導體晶圓剝離前述背面研磨膠帶之步驟。
以下,詳述本發明之半導體裝置之製造方法中使用的具備凸塊之半導體晶圓後,關於本發明之半導體裝置之製造方法,詳述每步驟。
還有,於本說明書中,「保護膜」與「保護層」可交換稱呼。
<具備凸塊之半導體晶圓>
圖1中顯示本發明之半導體裝置之製造方法中使用的具備凸塊之半導體晶圓之一例。具備凸塊之半導體晶圓10係在半導體晶圓11的電路面11a上具備凸塊12。凸塊12通常被複數具備。
還有,與上述簡稱的定義同樣,在以後的說明中,將「具備凸塊之半導體晶圓」亦稱為「附凸塊的晶圓」。將「半導體晶圓」亦稱為「晶圓」。將「電路面」亦稱為「凸塊形成面」。
凸塊12之形狀係沒有特別的限定,只要能使其接觸晶片搭載用的基板上之電極等及固定,則可為任何的形狀。例如,圖1中,將凸塊12設為球狀,但凸塊12亦可為旋轉橢圓體。該旋轉橢圓體例如可為在對於晶圓11的凸塊形成面11a呈垂直方向中延長的旋轉橢圓體,也可為在對於晶圓11的凸塊形成面11a呈水平方向中延長的旋轉橢圓體。
凸塊12的高度係沒有特別的限定,例如30μm~300μm,較佳為60μm~250μm,更佳為80μm~200μm。
再者,所謂「凸塊12的高度」,當著眼於1個凸塊時,意指從凸塊形成面11a起最高位置存在的部位之高度。
晶圓11例如係配線、電容器、二極體及電晶體等電路形成在表面之半導體晶圓。該晶圓之材質係沒有特別的限定,例如可舉出矽晶圓、碳化矽晶圓、化合物半導體晶圓及藍寶石晶圓等。
從提高批次處理效率之觀點來看,晶圓11的尺寸通常為8吋(直徑200mm)以上,較佳為12吋(直徑300mm)以上。還有,晶圓之形狀係不限定於圓形,例如也可為正方形或長方形等的方型。於方型的晶圓時,從提高批次處理效率之觀點來看,晶圓11的尺寸係最長邊的長度較佳為上述尺寸(直徑)以上。
晶圓11的厚度係於上述步驟(B)中,從抑制使硬化性樹脂層硬化而伴隨的晶圓11之翹曲的觀點來看,例如300μm以上,較佳為400μm以上,更佳為500μm以上,尤佳為600μm以上。還有,晶圓11較佳為未進行背面研磨所致的薄化加工。
晶圓11的尺寸(直徑:單位mm)與厚度(單位μm)之比[晶圓尺寸(直徑)/晶圓厚度]較佳為1000以下,更佳為700以下,尤佳為500以下,尤更佳為400以下,又更佳為300以下。又,晶圓11的尺寸(直徑:單位mm)與厚度(單位μm)之比[晶圓尺寸(直徑)/晶圓厚度]通常為100以上,較佳為200以上。
<步驟(A)>
於步驟(A)中,如圖2(A)所示,在附凸塊的晶圓10之凸塊形成面11a上形成硬化性樹脂層20。硬化性樹脂層20之形成方法係沒有特別的限定,例如可舉出在附凸塊的晶圓10之凸塊形成面11a上,塗佈後述之硬化性樹脂組成物後,進行乾燥之方法等。
此處,於本發明之一態樣中,硬化性樹脂層20之形成較佳為使用具有積層支撐薄片與硬化性樹脂層而成之積層構造之保護膜形成用積層體進行。
具體而言,步驟(A)較佳為依序含有下述步驟(A1)及(A2)。
(A1)於具備前述凸塊之半導體晶圓的前述凸塊形成面上,將具有積層支撐薄片與硬化性樹脂層而成之積層構造之保護膜形成用積層體進行貼附之步驟,其中將前述硬化性樹脂層作為貼附面,
(A2)由前述保護膜形成用積層體,將前述支撐薄片剝離並於具備前述凸塊之半導體晶圓的前述凸塊形成面上形成前述硬化性樹脂層之步驟。
以下,詳述步驟(A1)及步驟(A2)。
(步驟(A1))
於步驟(A1)中,構成保護膜形成用積層體之支撐薄片,只要是能支撐硬化性樹脂層之薄片狀的構件,則沒有特別的限定。例如,支撐薄片可為支撐基材,也可為在支撐基材之一面上施有剝離處理之剝離膜,亦可為具有支撐基材與黏著劑層之積層體。
當支撐薄片為剝離膜時,硬化性樹脂層係形成在支撐基材之剝離處理面。
又,當支撐薄片為支撐基材與黏著劑層之積層體時,硬化性樹脂層係與該支撐薄片的黏著劑層貼合。
此處,於本發明之一態樣中,如圖3(A1)中所示,支撐薄片30a較佳為具有第一支撐基材31、第一緩衝層32及第一黏著劑層33依序積層之積層構造。而且,保護膜形成用積層體30較佳為具有第一支撐基材31、第一緩衝層32、第一黏著劑層33及硬化性樹脂層20依序積層之積層構造。若將硬化性樹脂層20當作貼合面,將保護膜形成用積層體30壓接至附凸塊的晶圓10之凸塊形成面11a,則保護膜形成用積層體30之硬化性樹脂層20、第一黏著劑層33及第一緩衝層32係被凸塊12所加壓。因此,於壓接初期,硬化性樹脂層20、第一黏著劑層33及第一緩衝層32係變形成追隨凸塊12之形狀的凹狀。而且,若來自凸塊12的加壓係持續,則最後凸塊12之頂部係穿透硬化性樹脂層20而接於支撐薄片30a。此時,施加於凸塊12的壓力係被支撐薄片30a的第一黏著劑層33及第一緩衝層32所分散,而抑制對於凸塊12的損傷。惟,凸塊12亦可未必突出支撐薄片30a側,也可為被埋入硬化性樹脂層20之內部的狀態。即使為如此的狀態,也可藉由後述之露出處理等,而使凸塊12之頂部從保護膜40露出。
此處,於步驟(A1)中所用之構成保護膜形成用積層體的支撐薄片,要求對於凸塊的良好埋入性與步驟(A2)的支撐薄片從保護膜形成用積層體之易剝離性。
於本發明之一態樣中,支撐薄片30a所具有的第一緩衝層32,從容易確保對於凸塊的良好埋入性之觀點來看,厚度較佳為100~500μm,更佳為150~450μm,尤佳為200~400μm。
基於同樣的觀點,支撐薄片30a所具有的第一黏著劑層33係厚度較佳為5~50μm,更佳為5~30μm,尤佳為5~15μm。
又,於本發明之一態樣中,支撐薄片30a所具有的第一緩衝層32,從容易確保步驟(A2)中的支撐薄片從保護膜形成用積層體之易剝離性的觀點來看,常溫(23℃)下的剪切儲存彈性模數G’(23℃)較佳為200MPa以下,更佳為180MPa以下,尤佳為150MPa以下。還有,第一緩衝層32的剪切儲存彈性模數G’(23℃),從充分地確保第一支撐基材31所致的硬化性樹脂層20之常溫下的保持性之觀點來看,通常為80MPa以上。
還有,於本說明書中,常溫(23℃)下的剪切儲存彈性模數G’(23℃)係製作由與形成第一緩衝層32的組成物相同的組成物所形成之直徑8mm×厚度3mm之試驗樣品,使用黏彈性測定裝置(Anton Paar公司製,裝置名稱「MCR300」),在試驗開始溫度:-20℃、試驗結束溫度:150℃、升溫速度:3℃/分鐘、頻率:1Hz之條件下,藉由扭轉剪切法所測定之值。
還有,於步驟(A1)中所用之構成保護膜形成用積層體的支撐薄片,如上述,要求對於凸塊的良好埋入性與步驟(A2)中的支撐薄片從保護膜形成用積層體之易剝離性,另一方面,要求如在背面研磨膠帶所要求的對於背面研磨時的升溫之被附體的固定性能(換言之,對於背面研磨時之升溫,黏著劑層的黏著力之維持性)。又,不要求考慮背面研磨時的凹陷抑制之緩衝層的設計。因此,於本發明之一態樣中,支撐薄片30a所具有的第一緩衝層32,由於可考慮對於凸塊的良好埋入性與步驟(A2)中的支撐薄片從保護膜形成用積層體之易剝離性而形成,故與一般的背面研磨膠帶比較下,具有能提高第一緩衝層32的設計自由度之有利點。
(步驟(A2))
於步驟(A2)中,將支撐薄片從保護膜形成用積層體剝離,在附凸塊的晶圓之凸塊形成面上形成硬化性樹脂層。例如,如圖3(A2)所示,將具有第一支撐基材31、第一緩衝層32及第一黏著劑層33依序積層之積層構造的支撐薄片30a,從硬化性樹脂層20剝離,從保護膜形成用積層體30分離。藉此,在附凸塊的晶圓10之凸塊形成面11a上形成硬化性樹脂層20。硬化性樹脂層20之與凸塊形成面11a側相反的表面係露出之狀態。
還有,於本發明之一態樣中,如上述,藉由使支撐薄片30a所具有的第一緩衝層32之常溫(23℃)下的剪切儲存彈性模數G’(23℃)成為200MPa以下,可在常溫下從保護膜形成用積層體30容易地剝離支撐薄片30a。惟,從保護膜形成用積層體30剝離支撐薄片30a之方法係不限定於此方法。例如,當第一黏著劑層33為由能量線硬化型的黏著劑、加熱發泡型的黏著劑或水膨潤型的黏著劑所形成的黏著劑層時,可藉由能量線硬化、加熱發泡或水膨潤而從保護膜形成用積層體30剝離支撐薄片30a。
藉由上述步驟(A),於凸塊形成面11a上形成有硬化性樹脂層20之附凸塊的晶圓10,係被供至下一步驟(B)。
<步驟(B)>
於步驟(B)中,使附凸塊的晶圓之凸塊形成面上所形成的硬化性樹脂層硬化,形成保護膜。例如,如圖2(B)所示,藉由使硬化性樹脂層20硬化並形成保護膜40,可保護附凸塊的晶圓10之凸塊形成面11a及凸塊頸部。
藉由將硬化性樹脂層硬化而形成的保護膜,係在常溫下比硬化性樹脂層更強固。因此,藉由形成保護膜,而良好地保護凸塊頸部。
硬化性樹脂層之硬化係可按照硬化性樹脂層中所含有的硬化性成分之種類,藉由熱硬化及能量線的照射所致之硬化之任一者進行。
還有,於本說明書中,所謂「能量線」,就是意指在電磁波或荷電粒子線之中具有能量子者,作為其例,可舉出紫外線、電子線等,較佳為紫外線。
作為進行熱硬化時之條件,硬化溫度較佳為90℃~200℃,硬化時間較佳為1小時~3小時。
作為藉由能量線照射進行硬化時之條件,可按照所使用的能量線之種類而適宜設定,例如使用紫外線時,照度較佳為170mw/cm2
~250mw/cm2
,光量較佳為600mJ/cm2
~1500mJ/cm2
。
還有,形成保護膜用的硬化性樹脂層之詳細係如後述。
此處,於本發明之一態樣中,於使硬化性樹脂層硬化並形成保護膜之過程中,從藉由熱硬化時之加熱使硬化性樹脂層流動而提高保護膜的平坦性之觀點來看,硬化性樹脂層較佳為熱硬化性樹脂層。又,當硬化性樹脂層為熱硬化性樹脂層時,於步驟(A)中,即使以凸塊不從硬化性樹脂層完全地穿透,而以埋入內部之狀態下形成硬化性樹脂層時,也可藉由熱硬化時的加熱而使硬化性樹脂流動,使凸塊的頂部從保護膜40露出。基於如此的觀點,硬化性樹脂層較佳為熱硬化性樹脂層。
供步驟(B)之構成附凸塊的晶圓之晶圓,基於批次處理效率提升之觀點係被大口徑化,另一方面,如上述被確保充分的厚度。於本發明之一態樣中,半導體晶圓的厚度係設為300μm以上。因此,可抑制因硬化性樹脂層之硬化造成的收縮所伴隨的晶圓之翹曲。因此,於以後的步驟中,可抑制因晶圓的翹曲所發生的弊害。
具體而言,抑制在晶圓載具、晶圓卡匣及晶圓舟等中之附凸塊的晶圓之收納不良,抑制附凸塊的晶圓之破損。又,可抑制附凸塊的晶圓之搬運不良,更抑制將附凸塊的晶圓單片化而成為晶片後之該晶片之搬運不良。又,由於抑制晶圓之翹曲,亦可高精度地進行步驟(D)中的背面研磨。
藉由上述步驟(B),使硬化性樹脂層20硬化而在凸塊形成面11a形成有保護膜40之附凸塊的晶圓10,係被供至下一步驟(C)。
還有,於本發明之半導體裝置之製造方法中,當硬化性樹脂層為熱硬化性樹脂層,構成保護膜形成用積層體的支撐薄片或背面研磨膠帶係沒有在用於使熱硬化性樹脂層硬化的加熱處理之際的暴露於熱中者。因此,對於將熱硬化性樹脂層硬化之際的熱之耐熱性係在該支撐薄片或背面研磨膠帶不要求,故具有該支撐薄片或背面研磨膠帶之設計自由度大幅上升之有利點。
<步驟(C)>
於步驟(C)中,在保護膜之表面上貼附背面研磨膠帶。
步驟(C)中使用的背面研磨膠帶係沒有特別的限定,可使用在形成有保護膜之附凸塊的晶圓之背面研磨之際所用之一般的背面研磨膠帶。
此處,於本發明之一態樣中,背面研磨膠帶例如係如圖2(C)所示的背面研磨膠帶50,較佳為具有第二支撐基材51、第二緩衝層52及第二黏著劑層53依序積層之積層構造。
將第二黏著劑層53當作貼合面,若將背面研磨膠帶50壓接至在附凸塊的晶圓10上形成的保護膜40之表面,則背面研磨膠帶50的第二黏著劑層53及第二緩衝層52係被凸塊12所加壓。因此,第二黏著劑層53及第二緩衝層52係變形為追隨凸塊12之形狀的凹狀,將凸塊12埋入而保護。
藉此,形成有保護膜40之附凸塊的晶圓10係被背面研磨膠帶50所固定,可良好地實施背面研磨。
此處,於步驟(C)中在保護膜之表面上貼附的背面研磨膠帶,要求對於凸塊的良好埋入性與將形成有保護膜之附凸塊的晶圓在背面研磨時固定之固定性能。
於本發明之一態樣中,背面研磨膠帶50所具有的第二緩衝層52,從容易確保對於凸塊的良好埋入性之觀點來看,厚度較佳為50~450μm,更佳為100~400μm,尤佳為150~350μm。
基於同樣的觀點,背面研磨膠帶50所具有的第二黏著劑層53係厚度較佳為5~50μm,更佳為5~30μm,尤佳為5~15μm。
又,於本發明之一態樣中,背面研磨膠帶50所具有的第二緩衝層52係tanδ
的峰值較佳為1.2以上,更佳為1.3以上,尤佳為1.4以上。又,tanδ
的峰值通常為5.0以下,較佳為4.0以下。
由於第二緩衝層52之tanδ
的峰值在上述範圍,即使因背面研磨時發生的熱而保護膜40的柔軟性升高時,也可抑制附凸塊的晶圓10之移動。於背面研磨時若附凸塊的晶圓10移動,則在所研磨的面中容易發生凹凸,若在對應於凸塊形成部位的部位發生凹部(凹陷),則有以該凹部為起點而發生裂痕之虞。由於第二緩衝層52之tanδ
的峰值在上述範圍,可抑制凹陷之發生,故抑制以凹陷為起點的裂痕之發生。
還有,於本說明書中,tanδ
的峰值係製作由與形成第二緩衝層52的組成物相同的組成物所形成之直徑8mm×厚度3mm之試驗樣品,使用黏彈性測定裝置(Anton Paar公司製,裝置名稱「MCR300」),在試驗開始溫度:-20℃、試驗結束溫度:150℃、升溫速度:3℃/分鐘、頻率:1Hz之條件下,藉由扭轉剪切法所測定之值。
此處,於本發明之一態樣中,較佳為使背面研磨膠帶50對於形成有保護膜40之附凸塊的晶圓10之貼附方向與步驟(A1)中之保護膜形成用積層體30對於附凸塊的晶圓10之貼附方向成為不同。具體而言,相對於步驟(A1)中之保護膜形成用積層體30對於附凸塊的晶圓10之貼附方向,較佳為使背面研磨膠帶50對於形成有保護膜40之附凸塊的晶圓10之貼附方向錯開30°~90°,更佳為錯開45°~90°,尤佳為錯開60°~90°,尤更佳為錯開90°。
如此地,相對於步驟(A1)中之保護膜形成用積層體30對於附凸塊的晶圓10之貼附方向,變更背面研磨膠帶50對於形成有保護膜40之附凸塊的晶圓10之貼附方向,可藉由將背面研磨膠帶50壓接於附凸塊的晶圓10之際所施加的力而抵消因將保護膜形成用積層體30壓接於附凸塊的晶圓10之際所施加的力而發生之附凸塊的晶圓10之微小翹曲,可進一步抑制附凸塊的晶圓10之翹曲。
<步驟(D)>
於步驟(D)中,在貼附背面研磨膠帶之狀態,研磨附凸塊的晶圓之凸塊形成面之相反面。即,背面研磨附凸塊的晶圓10,將晶圓11薄化。
附凸塊的晶圓10之背面研磨,例如係藉由將貼附有切割膠帶之附凸塊的晶圓10之表面側固定在吸盤台等的固定台上,藉由研磨機等研磨晶圓11的背面11b而進行。
於本發明中,附凸塊的晶圓10之研磨後的厚度可設為250μm以下。如此地,於本發明中,即使減薄晶圓11的厚度時,也可抑制晶圓11之翹曲。因此,可抑制在晶圓載具、晶圓卡匣及晶圓舟等中之附凸塊的晶圓10之收納不良,抑制附凸塊的晶圓10之破損。又,可抑制附凸塊的晶圓10之搬運不良,更抑制將附凸塊的晶圓單片化而成為晶片後之該晶片之搬運不良。
<步驟(E)>
於步驟(E)中,從前述研磨後之前述半導體晶圓剝離前述背面研磨膠帶。
背面研磨膠帶50係可在常溫下剝離,但於本發明之一態樣中,亦可藉由加熱背面研磨膠帶50,提高背面研磨膠帶50所具有的第二黏著劑層53之流動性,而使黏著力降低,剝離背面研磨膠帶50。惟,背面研磨膠帶50之剝離方法係不限定於此等之方法。例如,於第二黏著劑層53為由能量線硬化型的黏著劑、加熱發泡型的黏著劑或水膨潤型的黏著劑所形成的黏著劑層時,可藉由能量線硬化、加熱發泡或水膨潤而剝離背面研磨膠帶50。
<分割起點之形成>
於本發明之一態樣中,較佳為在前述步驟(A)之前、前述步驟(A)與前述步驟(B)之間、前述步驟(B)與前述步驟(C)之間及前述步驟(C)與前述步驟(D)之間之任一者中,具有形成用來將附凸塊的半導體晶圓進行單片化的分割起點之步驟。
作為形成用來將附凸塊的半導體晶圓進行單片化的分割起點之方法,例如可舉出先切割法及隱形切割(註冊商標)法等。
還有,對於已形成有用於單片化的分割起點之附凸塊的半導體晶圓,可採用本發明之一態樣之半導體裝置之製造方法,此時,形成分割起點之步驟係可省略。
(先切割法)
先切割法例如係如圖4所示,沿著分割預定之線,在附凸塊的晶圓10之凸塊形成面11a中形成溝61,研磨附凸塊的晶圓10之背面11b直到至少到達溝61為止,進行附凸塊的晶圓10之薄化處理,將附凸塊的晶圓10單片化成單片體CP之方法。
於先切割法中,用於將附凸塊的晶圓10單片化之分割起點係溝61。
此處,於本發明之一態樣中,溝61之形成較佳為在步驟(B)之後,亦即在附凸塊的晶圓10之凸塊形成面11a上形成保護膜40後進行。此時,溝61係如圖4所示,較佳為從保護膜40之表面向附凸塊的晶圓10之晶圓11之內部而形成。藉此,形成有保護膜40之附凸塊的晶圓10係可以附有保護膜之狀態,容易地進行單片化。
還有,從附凸塊的晶圓10之凸塊形成面11a向晶圓11之內部形成溝61後,在附凸塊的晶圓10之凸塊形成面11a上形成有保護膜40之情況,亦可將形成有保護膜40之附凸塊的晶圓10以附有保護膜40之狀態進行單片化。即,研磨附凸塊的晶圓10之背面11b直到至少到達溝61為止,進行附凸塊的晶圓10之薄化處理後,藉由賦予加壓力等之外力,以溝61為分割起點,連同附凸塊的晶圓10一起亦割斷保護膜40,可將形成有保護膜40之附凸塊的晶圓10以附有保護膜40之狀態進行單片化。
(隱形切割法)
所謂的隱形切割法,就是藉由雷射光在附凸塊的晶圓之晶圓內部形成改質區域,以該改質區域為分割起點,將附凸塊的晶圓進行單片化之方法。
具體而言,如圖5所示,對於附凸塊的晶圓10之晶圓11,使聚光點對準該晶圓之內部,藉由照射雷射光,形成因多光子吸收所造成的改質區域71當作分割起點。然後,藉由該改質區域71,沿著附凸塊的晶圓10之分割預定線,在從前述雷射光入射面起指定距離內側形成切斷起點區域。然後,背面研磨附凸塊的晶圓10而使其薄化後,以研磨石等之加工壓力進行割斷,分割成各個晶片而單片化。
於步驟(A)之前形成改質區域71時,雷射光入射面係可為附凸塊的晶圓之凸塊形成面,也可為背面,但從抑制對於附凸塊的晶圓之凸塊形成面上所形成的電路等之影響的觀點來看,雷射光入射面較佳為附凸塊的晶圓之背面。
又,於步驟(A)之後,在附凸塊的晶圓10之凸塊形成面11a上形成保護膜40。另外,亦有將背面研磨膠帶50等貼附於保護膜40之表面者。因此,即使於步驟(A)之後形成改質區域71時,也雷射光入射面較佳為附凸塊的晶圓之背面。
<露出處理>
於本發明之一態樣中,較佳為在前述步驟(B)與前述步驟(C)之間及前述步驟(E)之後之任一者中,進行將覆蓋前述凸塊的頂部之前述保護膜或附著於前述凸塊的頂部之一部分之前述保護膜除去而使前述凸塊的頂部露出之露出處理。
作為使凸塊的頂部露出之露出處理,例如可舉出濕蝕刻處理或乾蝕刻處理等之蝕刻處理。
此處,作為乾蝕刻處理,例如可舉出電漿蝕刻處理等。電漿蝕刻處理亦有在高溫條件下實施之情況,但於前述步驟(B)與前述步驟(C)之間及前述步驟(E)之任一者中,將電漿蝕刻處理在高溫條件下實施時,由於硬化性樹脂層已硬化形成保護膜,故不因電漿蝕刻處理之高溫條件而發生硬化性樹脂層的硬化收縮,因此不發生硬化性樹脂層之硬化收縮所伴隨的晶圓之翹曲。
還有,露出處理係在凸塊的頂部未露出保護膜之表面的情況,以使保護膜後退到凸塊的頂部露出為止為目的而實施。
接著,關於本發明之半導體裝置之製造方法中所用的保護膜形成用積層體及背面研磨膠帶,說明構成該等的各構件之詳細。
[硬化性樹脂層]
於本發明之一態樣之半導體裝置之製造方法中,使用保護膜形成用積層體。該保護膜形成用積層體具有硬化性樹脂層。
硬化性樹脂層可為因加熱處理而進行硬化反應之熱硬化性樹脂層,也可為因能量線照射而進行硬化反應之能量線硬化性樹脂層。
熱硬化性樹脂層及能量線硬化性樹脂層係沒有特別的限定,可適宜採用眾所周知之熱硬化性樹脂層及能量線硬化性樹脂層。
此處,如上述,從藉由硬化時的加熱處理,使硬化性樹脂層流動而提高保護膜的平坦性之觀點等來看,於本發明之一態樣中,硬化性樹脂層較佳為熱硬化性樹脂層。
以下,詳述本發明之一態樣所用的熱硬化性樹脂層。
<熱硬化性樹脂層>
本發明之一態樣所用的熱硬化性樹脂層,例如係由含有聚合物成分(XA)及熱硬化性成分(XB)之熱硬化性樹脂層形成用組成物(以下亦僅稱「樹脂層形成用組成物(X)」)所形成。
(聚合物成分(XA))
聚合物成分(XA)係用於將造膜性或可視性等賦予至熱硬化性樹脂層之聚合物化合物,係聚合性化合物聚合反應而形成之成分。還有,於本說明書中,在聚合反應中亦包含聚縮合反應。
樹脂層形成用組成物(X)及熱硬化性樹脂層所含有的聚合物成分(XA)係可僅為1種,也可為2種以上。2種以上時,彼等之組合及比率係可任意地選擇。
作為聚合物成分(XA),例如可舉出聚乙烯縮醛、丙烯酸系樹脂、聚酯、胺基甲酸酯系樹脂、丙烯酸胺基甲酸酯樹脂、聚矽氧系樹脂、聚烯烴系樹脂(例如橡膠系樹脂等)、苯氧基樹脂、熱塑性聚醯亞胺等。再者,從使其熱硬化之過程的溫度範圍之90℃~200℃中的剪切黏度之調整為容易,及將熱硬化性樹脂層貼附於附凸塊的晶圓之凸塊形成面,使其熱硬化時,抑制半導體晶圓的表面之排斥之效果變高,容易抑制因排斥所造成的保護膜形成不良來看,於此等之中,較佳為聚乙烯縮醛、丙烯酸系樹脂。
以下,作為聚合物成分(XA),舉較佳的聚乙烯縮醛及丙烯酸系樹脂為例而說明。
再者,於本說明書中,「90℃~200℃中的剪切黏度之調整為容易)之意思,係意指可將使90℃~200℃(較佳為90℃~130℃)中的硬化前之熱硬化性樹脂層以10℃/min升溫時的最低剪切黏度較佳調整至500Pa・s以上,更佳可調整至1,000Pa・s以上,尤佳可調整至2,000Pa・s以上。藉由將90℃~200℃(較佳為90℃~130℃)中的最低剪切黏度調整至上述範圍,而容易抑制因排斥所造成的保護膜形成不良。
再者,於本說明書中,硬化性樹脂層之90℃~200℃(較佳為90℃~130℃)中的最低剪切黏度係藉由實施例中記載之方法測定。
(聚乙烯縮醛)
作為聚合物成分(XA)使用的聚乙烯縮醛,並沒有特別的限定,例如可使用眾所周知的聚乙烯縮醛。
此處,於聚乙烯縮醛之中,例如可舉出聚乙烯縮甲醛、聚乙烯縮丁醛等,較佳為聚乙烯縮丁醛。
作為聚乙烯縮丁醛,具有下述式(i-1)、(i-2)及(i-3)所示的構成單元者,從使其熱硬化的過程之溫度範圍之90℃~200℃中的剪切黏度之調整為容易,及熱硬化性樹脂層貼附於附凸塊的晶圓之凸塊形成面,使其熱硬化時,抑制半導體晶圓的表面之排斥之效果變更高來看較宜。
聚乙烯縮醛的重量平均分子量(Mw)較佳為5,000~200,000,更佳為8,000~100,000,尤佳為9,000~80,000,特佳為10,000~50,000。由於聚乙烯縮醛的重量平均分子量為如此之範圍,90℃~200℃中的剪切黏度之調整變更容易,將熱硬化性樹脂層貼附於附凸塊的晶圓之凸塊形成面,使其熱硬化時,抑制半導體晶圓的表面之排斥之效果變更高。又,抑制凸塊之上部(凸塊的頂部與其附近區域)的熱硬化性樹脂層殘存之效果變更高。
於本說明書中,聚合物(樹脂)的重量平均分子量係可藉由以四氫呋喃(THF)為溶劑的凝膠滲透層析法(GPC),作為標準聚苯乙烯換算值測定。
上述式(i-1)所示的丁醛基之構成單元的含有比例p(丁醛化度),係以聚合物成分(XA)的全部構成單元基準,較佳為40~90莫耳%,更佳為50~85莫耳%,特佳為60~76莫耳%。
上述式(i-2)所示之具有乙醯基的構成單元之含有比例q,係以聚合物成分(XA)的全部構成單元基準,較佳為0.1~9莫耳%,更佳為0.5~8莫耳%,特佳為1~7莫耳%。
上述式(i-3)所示之具有羥基的構成單元之含有比例r,係以聚合物成分(XA)的全部構成單元基準,較佳為10~60莫耳%,更佳為10~50莫耳%,特佳為20~40莫耳%。
聚乙烯縮醛的玻璃轉移溫度(Tg)較佳為40~80℃,更佳為50~70℃。由於聚乙烯縮醛的Tg為如此的範圍,將熱硬化性樹脂層貼附於附凸塊的晶圓之凸塊形成面時,抑制凸塊之前述上部的熱硬化性樹脂層之殘存的效果變更高,而且可使將熱硬化性樹脂層熱硬化而形成的保護膜之硬度成為充分者。
再者,於本說明書中,聚合物(樹脂)的玻璃轉移溫度(Tg)係藉由後述之實施例中記載的方法所測定之值。
構成聚乙烯縮丁醛的上述3種構成單元之含有比率,係可按照所欲的物性而任意地調整。
又,聚乙烯縮丁醛亦可具有上述3種構成單元以外之構成單元,但上述3種構成單元之含量係以聚乙烯縮丁醛的全量基準,較佳為80~100莫耳%,更佳為90~100莫耳%,尤佳為100莫耳%。
(丙烯酸系樹脂)
作為聚合物成分(XA)中的前述丙烯酸系樹脂,並沒有特別的限定,例如可使用眾所周知的丙烯酸聚合物。
丙烯酸系樹脂的重量平均分子量(Mw)較佳為10,000~2,000,000,更佳為100,000~1,500,000。由於丙烯酸系樹脂的重量平均分子量為此範圍,90℃~200℃中的剪切黏度之調整變更容易,將熱硬化性樹脂層貼附於附凸塊的晶圓之凸塊形成面,使其熱硬化時,抑制半導體晶圓的表面之排斥之效果變更高。又,形狀安定性優異,熱硬化性樹脂層變容易追隨被附體的凹凸面,在被附體與熱硬化性樹脂層之間更抑制空隙等之發生。
丙烯酸系樹脂的玻璃轉移溫度(Tg)較佳為-50~70℃,更佳為-30~50℃。由於丙烯酸系樹脂的Tg為前述下限值以上,抑制熱硬化性樹脂層與支撐薄片之接著力,支撐薄片的剝離性升高。又,由於丙烯酸系樹脂的Tg為前述上限值以下,熱硬化性樹脂層與被附體的接著力升高。
作為丙烯酸系樹脂,例如可舉出1種或2種以上的(甲基)丙烯酸酯之聚合物;(甲基)丙烯酸酯以外,由(甲基)丙烯酸、伊康酸、乙酸乙烯酯、丙烯腈、苯乙烯及N-羥甲基丙烯醯胺等所選出的1種或2種以上之單體共聚合成的共聚物等。
再者,於本說明書中,所謂「(甲基)丙烯酸」,為包含「丙烯酸」及「甲基丙烯酸」之兩者的概念。關於(甲基)丙烯酸與類似的用語,亦同樣,例如所謂「(甲基)丙烯酸酯」,為包含「丙烯酸酯」及「甲基丙烯酸酯」之兩者的概念,所謂「(甲基)丙烯醯基」,為包含「丙烯醯基」及「甲基丙烯醯基」之兩者的概念。
作為構成丙烯酸系樹脂的前述(甲基)丙烯酸酯,例如可舉出(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸異丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸異丁酯、(甲基)丙烯酸第二丁酯、(甲基)丙烯酸第三丁酯、(甲基)丙烯酸戊酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸庚酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸異辛酯、(甲基)丙烯酸正辛酯、(甲基)丙烯酸正壬酯、(甲基)丙烯酸異壬酯、(甲基)丙烯酸癸酯、(甲基)丙烯酸十一酯、(甲基)丙烯酸十二酯((甲基)丙烯酸月桂酯)、(甲基)丙烯酸十三酯、(甲基)丙烯酸十四酯((甲基)丙烯酸肉豆蔻酯)、(甲基)丙烯酸十五酯、(甲基)丙烯酸十六酯((甲基)丙烯酸棕櫚酯)、(甲基)丙烯酸十七酯、(甲基)丙烯酸十八酯((甲基)丙烯酸硬脂酯)等之構成烷酯的烷基為碳數1~18的鏈狀構造之(甲基)丙烯酸烷酯;
(甲基)丙烯酸異莰酯、(甲基)丙烯酸二環戊酯等之(甲基)丙烯酸環烷酯;
(甲基)丙烯酸苄酯等之(甲基)丙烯酸芳烷酯;
(甲基)丙烯酸二環戊烯酯等之(甲基)丙烯酸環烯酯;
(甲基)丙烯酸二環戊烯氧基乙酯等之(甲基)丙烯酸環烯氧基烷酯;
(甲基)丙烯酸醯亞胺;
(甲基)丙烯酸環氧丙酯等之含環氧丙基的(甲基)丙烯酸酯;(甲基)丙烯酸羥基甲酯、(甲基)丙烯酸2-羥基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羥基丙酯、(甲基)丙烯酸3-羥基丙酯、(甲基)丙烯酸2-羥基丁酯、(甲基)丙烯酸3-羥基丁酯、(甲基)丙烯酸4-羥基丁酯等之含羥基的(甲基)丙烯酸酯;
(甲基)丙烯酸N-甲基胺基乙酯等之含取代胺基的(甲基)丙烯酸酯等。此處,所謂「取代胺基」,就是意指胺基的1個或2個氫原子被氫原子以外的基所取代而成之基。
構成丙烯酸系樹脂的單體係可僅1種,也可為2種以上,2種以上時,彼等之組合及比率係可任意地選擇。
丙烯酸系樹脂亦可具有乙烯基、(甲基)丙烯醯基、胺基、羥基、羧基、異氰酸酯基等之與其他化合物能鍵結的官能基。丙烯酸系樹脂之前述官能基係可透過後述的交聯劑(XF)而與其他化合物鍵結,也可不透過交聯劑(XF)而與其他化合物直接鍵結。由於丙烯酸系樹脂藉由前述官能基而與其他化合物鍵結,有使用保護膜形成用積層體所形成之具有保護膜的封裝之可靠性升高之傾向。
於本發明之一態樣中,例如作為聚合物成分(XA),可單獨使用聚乙烯縮醛及丙烯酸系樹脂以外之熱塑性樹脂(以下亦僅簡稱「熱塑性樹脂」),而不使用聚乙烯縮醛及丙烯酸系樹脂,也可與聚乙烯縮醛或丙烯酸系樹脂併用。由於前述熱塑性樹脂,熱硬化性樹脂層從支撐薄片之剝離性升高,熱硬化性樹脂層變容易追隨被附體的凹凸面,在被附體與熱硬化性樹脂層之間可更抑制空隙等之發生。
前述熱塑性樹脂的重量平均分子量較佳為1,000~100,000,更佳為3,000~80,000。
前述熱塑性樹脂的玻璃轉移溫度(Tg)較佳為 -30~150℃,更佳為-20~120℃。
作為前述熱塑性樹脂,例如可舉出聚酯、聚胺基甲酸酯、苯氧基樹脂、聚丁烯、聚丁二烯、聚苯乙烯等。
樹脂層形成用組成物(X)及熱硬化性樹脂層所含有的前述熱塑性樹脂係可僅1種,也可為2種以上,2種以上時,彼等之組合及比率係可任意地選擇。
於樹脂層形成用組成物(X)中,聚合物成分(XA)的含量相對於溶劑以外之全部成分的總含量之比例(即,熱硬化性樹脂層的聚合物成分(XA)之含量)係不論聚合物成分(XA)之種類為何,皆較佳為5~85質量%,更佳為5~80質量%,例如可為5~70質量%、5~60質量%、5~50質量%、5~40質量%及5~30質量%之任一者。惟,樹脂層形成用組成物(X)中的此等含量係一例。
此處,聚合物成分(XA)有亦相當於熱硬化性成分(XB)之情況。於本發明之一態樣中,樹脂層形成用組成物(X)含有相當於如此的聚合物成分(XA)及熱硬化性成分(XB)之兩者的成分時,樹脂層形成用組成物(X)係視為含有聚合物成分(XA)及熱硬化性成分(XB)。
(熱硬化性成分(XB))
熱硬化性成分(XB)係藉由加熱處理熱硬化性樹脂層而使其硬化,用於形成硬質的保護膜之成分。
樹脂層形成用組成物(X)及熱硬化性樹脂層所含有的熱硬化性成分(XB)係可僅1種,也可為2種以上,2種以上時,彼等之組合及比率係可任意地選擇。
作為熱硬化性成分(XB),例如可舉出環氧系熱硬化性樹脂、熱硬化性聚醯亞胺、聚胺基甲酸酯、不飽和聚酯、聚矽氧樹脂等,於此等之中較佳為環氧系熱硬化性樹脂。
(環氧系熱硬化性樹脂)
環氧系熱硬化性樹脂包含環氧樹脂(XB1)及熱硬化劑(XB2)。
樹脂層形成用組成物及熱硬化性樹脂層所含有的環氧系熱硬化性樹脂係可僅1種,也可為2種以上,2種以上時,彼等之組合及比率係可任意地選擇。
作為環氧樹脂(XB1),並沒有特別的限定,例如可使用眾所周知的環氧樹脂。例如,可舉出多官能系環氧樹脂、聯苯基化合物、雙酚A二環氧丙基醚及其氫化物、鄰甲酚酚醛清漆環氧樹脂、二環戊二烯型環氧樹脂、聯苯型環氧樹脂、雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂、伸苯基骨架型環氧樹脂等、2官能以上的環氧化合物。
作為環氧樹脂(XB1),可使用具有不飽和烴基的環氧樹脂。具有不飽和烴基的環氧樹脂係與丙烯酸系樹脂的相溶性比不具有不飽和烴基的環氧樹脂更高。因此,由於使用具有不飽和烴基的環氧樹脂,使用保護膜形成用積層體所形成之具有保護膜的封裝之可靠性升高。
作為具有不飽和烴基的環氧樹脂,例如可舉出將多官能系環氧樹脂的環氧基之一部分轉換成具有不飽和烴基的基而成之化合物。如此的化合物例如係可藉由使(甲基)丙烯酸或其衍生物對於環氧基加成反應而得。
又,作為具有不飽和烴基的環氧樹脂,例如可舉出具有不飽和烴基的基直接鍵結至構成環氧樹脂的芳香環等而成之化合物等。
不飽和烴基係具有聚合性的不飽和基,作為其具體例,可舉出乙烯基(vinyl)、2-丙烯基(烯丙基)、(甲基)丙烯醯基、(甲基)丙烯醯胺基等,較佳為丙烯醯基。
環氧樹脂(XB1)的重量平均分子量較佳為15,000以下,更佳為10,000以下,特佳為5,000以下。由於環氧樹脂(XB1)的重量平均分子量為前述上限值以下,90℃~200℃中的剪切黏度之調整變更容易,將熱硬化性樹脂層貼附於附凸塊的晶圓之凸塊形成面,使其熱硬化時,抑制半導體晶圓的表面之排斥之效果變更高。又,於凸塊的頭頂部中,抑制保護膜殘留物的殘存之效果變更高。
環氧樹脂(XB1)的重量平均分子量之下限值係沒有特別的限定。惟,於熱硬化性樹脂層的硬化性以及保護膜的強度及耐熱性更提高之點上,環氧樹脂(XB1)的重量平均分子量較佳為300以上,更佳為500以上。
環氧樹脂(XB1)的重量平均分子量係可任意地組合上述較佳的下限值及上限值,使其成為所設定的範圍內而適宜調節。
例如,於本發明之一態樣中,環氧樹脂(XB1)的重量平均分子量較佳為300~15,000,更佳為300~10,000,特佳為300~3,000。又,於一實施形態中,環氧樹脂(XB1)的重量平均分子量較佳為500~15,000,更佳為500~10,000,特佳為500~3,000。惟,此等係環氧樹脂(XB1)的較佳重量平均分子量之一例。
環氧樹脂(XB1)的環氧當量較佳為100~1,000g/eq,更佳為130~800g/eq。
再者,於本說明書中,「環氧當量」係意指含有1克當量的環氧基之環氧化合物的克數(g/eq),為依據JIS K 7236:2009測定之值。
環氧樹脂(XB1)較佳為室溫下液狀者(於本說明書中,亦僅稱「液狀的環氧樹脂(XB1)」)。若使用室溫下液狀的環氧樹脂,則容易調整剪切黏度。又,熱硬化性樹脂層變容易追隨被附體的凹凸面,在被附體與熱硬化性樹脂層之間更抑制空隙等之發生。再者,此處所言的「室溫下液狀」,就是意指「25℃下液狀」,於以後的說明中亦同樣。
環氧樹脂(XB1)係可單獨使用1種,也可併用2種以上,併用2種以上時,彼等之組合及比率係可任意地選擇。
於樹脂層形成用組成物(X)及熱硬化性樹脂層所含有的環氧樹脂(XB1)之中,室溫下液狀的環氧樹脂(XB1)之比例較佳為40質量%以上,更佳為50質量%以上,特佳為55質量%以上,例如可為60質量%以上、70質量%以上、80質量%以上及90質量%以上之任一者。由於前述比例為前述下限值以上,使硬化前的熱硬化性樹脂薄膜以10℃/min升溫時,可將90℃~200℃中的剪切黏度之最小值容易調整至500Pa・s以上,將熱硬化性樹脂層貼附於附凸塊的晶圓之凸塊形成面,使其熱硬化時,抑制半導體晶圓的表面之排斥之效果變更高。又,於凸塊的頭頂部中,抑制保護膜殘留物的殘存之效果變更高。
前述比例之上限值係沒有特別的限定,前述比例只要是100質量%以下即可。
熱硬化劑(XB2)係對於環氧樹脂(XB1)具有作為硬化劑的功能。
作為熱硬化劑(XB2),例如可舉出在1分子中具有2個以上的能與環氧基反應的官能基之化合物。作為前述官能基,例如可舉出酚性羥基、醇性羥基、胺基、羧基、酸基經酐化之基等,較佳為酚性羥基、胺基或酸基經酐化之基,更佳為酚性羥基或胺基。
於熱硬化劑(XB2)之中,作為具有酚性羥基的酚系硬化劑,例如可舉出多官能酚樹脂、聯酚、酚醛清漆型酚樹脂、二環戊二烯型酚樹脂、芳烷基型酚樹脂等。
於熱硬化劑(XB2)之中,作為具有胺基的胺系硬化劑,例如可舉出二氰二胺等。
熱硬化劑(XB2)亦可具有不飽和烴基。
作為具有不飽和烴基的熱硬化劑(XB2),例如可舉出酚樹脂的羥基之一部分被具有不飽和烴基的基所取代而成之化合物、具有不飽和烴基的基直接鍵結於酚樹脂的芳香環而成之化合物等。
熱硬化劑(XB2)中的前述不飽和烴基係與上述具有不飽和烴基的環氧樹脂中的不飽和烴基同樣。
使用酚系硬化劑作為熱硬化劑(XB2)時,從熱硬化性樹脂層由支撐薄片之剝離性升高之點來看,熱硬化劑(XB2)較佳為軟化點或玻璃轉移溫度高者。
於熱硬化劑(XB2)之中,例如多官能酚樹脂、酚醛清漆型酚樹脂、二環戊二烯型酚樹脂、芳烷基型酚樹脂等樹脂成分之數量平均分子量較佳為300~30,000,更佳為400~10,000,尤佳為500~3,000。
於熱硬化劑(XB2)之中,例如聯酚、二氰二胺等之非樹脂成分之分子量係沒有特別的限定,但例如較佳為60~500。
熱硬化劑(XB2)係可單獨使用1種,也可併用2種以上,併用2種以上時,彼等之組合及比率係可任意地選擇。
於樹脂膜形成用組成物(X)及熱硬化性樹脂層中,相對於環氧樹脂(XB1)之含量100質量份,熱硬化劑(XB2)之含量較佳為0.1~500質量份,更佳為1~200質量份,例如可為1~150質量份、1~100質量份、1~75質量份、1~50質量份及1~30質量份之任一者。由於熱硬化劑(XB2)之前述含量為前述下限值以上,熱硬化性樹脂層之硬化係更容易進行。又,由於熱硬化劑(XB2)之前述含量為前述上限值以下,而減低熱硬化性樹脂層之吸濕率,使用保護膜形成用積層體所形成之具有保護膜的封裝之可靠性係更升高。
於樹脂膜形成用組成物(X)及熱硬化性樹脂層中,熱硬化性成分(XB)之含量(例如環氧樹脂(XB1)及熱硬化劑(XB2)之總含量),相對於聚合物成分(XA)之含量100質量份,較佳為50~1,000質量份,更佳為60~950質量份,特佳為70~900質量份。由於熱硬化性成分(XB)之前述含量為如此的範圍,而抑制熱硬化性樹脂層與支撐薄片之接著力,支撐薄片的剝離性升高。
(硬化促進劑(XC))
樹脂層形成用組成物(X)及熱硬化性樹脂層係可含有硬化促進劑(XC)。硬化促進劑(XC)係用於調整熱硬化性樹脂層之硬化速度的成分。
作為較佳的硬化促進劑(XC),例如可舉出三伸乙二胺、苄基二甲基胺、三乙醇胺、二甲基胺基乙醇、參(二甲基胺基甲基)苯酚等之三級胺;2-甲基咪唑、2-苯基咪唑、2-苯基-4-甲基咪唑、2-苯基-4,5-二羥基甲基咪唑、2-苯基-4-甲基-5-羥基甲基咪唑等之咪唑類(1個以上的氫原子被氫原子以外的基所取代之咪唑);三丁基膦、二苯基膦、三苯基膦等之有機膦類(1個以上的氫原子被有機基所取代之膦);四苯基鏻四苯基硼酸鹽、三苯基膦四苯基硼酸鹽等之四苯基硼鹽等。
樹脂層形成用組成物(X)及熱硬化性樹脂層所含有的硬化促進劑(XC)係可僅1種,也可為2種以上,2種以上時,彼等之組合及比率係可任意地選擇。
使用硬化促進劑(XC)時,於樹脂層形成用組成物(X)及熱硬化性樹脂層中,相對於熱硬化性成分(XB)之含量100質量份,硬化促進劑(XC)之含量較佳為0.01~10質量份,更佳為0.1~5質量份。由於硬化促進劑(XC)之前述含量為前述下限值以上,使用硬化促進劑(XC)的效果係被更顯著地獲得。又,由於硬化促進劑(XC)之含量為前述上限值以下,例如抑制高極性的硬化促進劑(XC)在高溫・高濕度條件下於熱硬化性樹脂層中移動至與被附體的接著界面側及偏析的效果變高,使用保護膜形成用積層體所形成之具有保護膜的封裝之可靠性係更升高。
(填充材(XD))
樹脂層形成用組成物(X)及熱硬化性樹脂層可含有填充材(XD)。由於熱硬化性樹脂層含有填充材(XD),將熱硬化性樹脂層硬化而得之保護膜係熱膨脹係數之調整變容易。而且,由於將此熱膨脹係數對於保護膜之形成對象物進行最佳化,使用保護膜形成用積層體所形成之具有保護膜的封裝之可靠性係更升高。又,由於熱硬化性樹脂層含有填充材(XD),亦可減低保護膜之吸濕率或提高散熱性。
填充材(XD)可為有機填充材及無機填充材之任一者,但較佳為無機填充材。
作為較佳的無機填充材,例如可舉出二氧化矽、氧化鋁、滑石、碳酸鈣、鈦白、鐵丹、碳化矽、氮化硼等之粉末;將此等無機填充材球形化後之珠;此等無機填充材之表面改質品;此等無機填充材之單結晶纖維;玻璃纖維等。
於此等之中,無機填充材較佳為二氧化矽或氧化鋁。
樹脂層形成用組成物(X)及熱硬化性樹脂層所含有的填充材(XD)係可僅1種,也可為2種以上,2種以上時,彼等之組合及比率係可任意地選擇。
填充材(XD)之平均粒徑較佳為1μm以下,更佳為0.5μm以下,尤佳為0.1μm以下。由於填充材(XD)之平均粒徑為前述上限值以下,90℃~200℃中的剪切黏度之調整變更容易,將熱硬化性樹脂層貼附於附凸塊的晶圓之凸塊形成面,使其熱硬化時,抑制半導體晶圓的表面之排斥之效果變更高。又,於凸塊的頭頂部中,抑制保護膜殘留物的殘存之效果變更高。
再者,本說明書中所謂的「平均粒徑」,只要沒有特別預先指明,則意指藉由雷射繞射散射法所求出的粒度分布曲線中之累計值50%的粒徑(D50
)之值。
填充材(XD)的平均粒徑之下限值係沒有特別的限定。例如,於填充材(XD)的取得更容易之點上,填充材(XD)的平均粒徑較佳為0.01μm以上。
使用填充材(XD)時,於樹脂層形成用組成物(X)中,填充材(XD)之含量相對於溶劑以外的全部成分(以下亦稱為「有效成分」)之總含量之比例(即熱硬化性樹脂層的填充材(XD)之含量)較佳為3~60質量%,更佳為3~55質量%。由於填充材(XD)之含量為如此的範圍,90℃~200℃中的剪切黏度之調整變更容易,將熱硬化性樹脂層貼附於附凸塊的晶圓之凸塊形成面,使其熱硬化時,可抑制半導體晶圓的表面之排斥。又,於凸塊的頭頂部中,抑制保護膜殘留物的殘存之效果變更高,同時上述熱膨脹係數之調整變更容易。
(偶合劑(XE))
樹脂層形成用組成物(X)及熱硬化性樹脂層可含有偶合劑(XE)。作為偶合劑(XE),藉由使用具有與無機化合物或有機化合物能反應的官能基者,可提高熱硬化性樹脂層對於被附體之接著性及密著性。又,由於使用偶合劑(XE),將熱硬化性樹脂層硬化而得之保護膜係不損害耐熱性,耐水性升高。
偶合劑(XE)係具有與聚合物成分(XA)、熱硬化性成分(XB)等所具有的官能基能反應的官能基之化合物,更佳為矽烷偶合劑。
作為較佳的前述矽烷偶合劑,例如可舉出3-環氧丙氧基丙基三甲氧基矽烷、3-環氧丙氧基丙基甲基二乙氧基矽烷、3-環氧丙氧基丙基三乙氧基矽烷、3-環氧丙氧基甲基二乙氧基矽烷、2-(3,4-環氧基環己基)乙基三甲氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、3-胺基丙基三甲氧基矽烷、3-(2-胺基乙基胺基)丙基三甲氧基矽烷、3-(2-胺基乙基胺基)丙基甲基二乙氧基矽烷、3-(苯基胺基)丙基三甲氧基矽烷、3-苯胺基丙基三甲氧基矽烷、3-脲基丙基三乙氧基矽烷、3-巰基丙基三甲氧基矽烷、3-巰基丙基甲基二甲氧基矽烷、雙(3-三乙氧基矽基丙基)四硫烷、甲基三甲氧基矽烷、甲基三乙氧基矽烷、乙烯基三甲氧基矽烷、乙烯基三乙醯氧基矽烷、咪唑矽烷等。
樹脂層形成用組成物(X)及熱硬化性樹脂層所含有的偶合劑(XE)係可僅1種,也可為2種以上,2種以上時,彼等之組合及比率係可任意地選擇。
使用偶合劑(XE)時,於樹脂層形成用組成物(X)及熱硬化性樹脂層中,相對於聚合物成分(XA)及熱硬化性成分(XB)之總含量100質量份,偶合劑(XE)之含量較佳為0.03~20質量份,更佳為0.05~10質量份,特佳為0.1~5質量份。由於偶合劑(XE)之前述含量為前述下限值以上,填充材(XD)在樹脂中的分散性之提升,或熱硬化性樹脂層與被附體的接著性之提升等之使用偶合劑(XE)之效果係被更顯著地獲得。又,由於偶合劑(XE)之前述含量為前述上限值以下,更抑制排氣之發生。
(交聯劑(XF))
作為聚合物成分(XA),使用上述丙烯酸系樹脂等之具有與其他化合物能鍵結的乙烯基、(甲基)丙烯醯基、胺基、羥基、羧基、異氰酸酯基等官能基者時,樹脂層形成用組成物(X)及熱硬化性樹脂層可含有交聯劑(XF)。交聯劑(XF)係用於使聚合物成分(XA)中的前述官能基與其他化合物鍵結而交聯之成分,如此地藉由交聯,可調節熱硬化性樹脂層之初期接著力及內聚力。
作為交聯劑(XF),例如可舉出有機多價異氰酸酯化合物、有機多價亞胺化合物、金屬螯合物系交聯劑(具有金屬螯合物構造的交聯劑)、氮丙啶系交聯劑(具有氮丙啶基的交聯劑)等。
作為前述有機多價異氰酸酯化合物,例如可舉出芳香族多價異氰酸酯化合物、脂肪族多價異氰酸酯化合物及脂環族多價異氰酸酯化合物(以下亦將此等化合物彙總簡稱「芳香族多價異氰酸酯化合物等」);前述芳香族多價異氰酸酯化合物等之三聚物、異三聚氰酸酯體及加成物;使前述芳香族多價異氰酸酯化合物等與多元醇化合物反應而得之末端異氰酸酯胺基甲酸酯預聚物等。前述「加成物」係意指前述芳香族多價異氰酸酯化合物、脂肪族多價異氰酸酯化合物或脂環族多價異氰酸酯化合物與乙二醇、丙二醇、新戊二醇、三羥甲基丙烷或蓖麻油等之含低分子活性氫的化合物之反應物。作為前述加成物之例,可舉出如後述之三羥甲基丙烷的苯二甲基二異氰酸酯加成物等。
作為前述有機多價異氰酸酯化合物,更具體而言,例如可舉出2,4-甲苯二異氰酸酯;2,6-甲苯二異氰酸酯;1,3-苯二甲基二異氰酸酯;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;在二環己基甲烷-2,4’-二異氰酸酯;三羥甲基丙烷等之多元醇的全部或一部分的羥基上,附加有甲苯二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯及苯二甲基二異氰酸酯之任1種或2種以上而成的化合物;離胺酸二異氰酸酯等。
作為前述有機多價亞胺化合物,例如可舉出N,N’-二苯基甲烷-4,4’-雙(1-氮丙啶羧醯胺)、三羥甲基丙烷-三-β-氮丙啶基丙酸酯、四羥甲基甲烷-三-β-氮丙啶基丙酸酯、N,N’-甲苯-2,4-雙(1-氮丙啶羧醯胺)三伸乙基三聚氰胺等。
使用有機多價異氰酸酯化合物作為交聯劑(XF)時,作為聚合物成分(XA),較佳為使用含羥基的聚合物。交聯劑(XF)具有異氰酸酯基,聚合物成分(XA)具有羥基時,藉由交聯劑(XF)與聚合物成分(XA)之反應,可在熱硬化性樹脂層中簡便地導入交聯構造。
樹脂層形成用組成物(X)及熱硬化性樹脂層所含有的交聯劑(XF)係可僅1種,也可為2種以上,2種以上時,彼等之組合及比率係可任意地選擇。
使用交聯劑(XF)時,於樹脂層形成用組成物(X)中,相對於聚合物成分(XA)之含量100質量份,交聯劑(XF)之含量較佳為0.01~20質量份,更佳為0.1~10質量份,特佳為0.5~5質量份。由於交聯劑(XF)之前述含量為前述下限值以上,使用交聯劑(XF)的效果係被更顯著地獲得。又,由於交聯劑(XF)之前述含量為前述上限值以下,抑制交聯劑(XF)之過剩使用。
(其他成分)
在不損害本發明的效果之範圍內,樹脂層形成用組成物(X)及熱硬化性樹脂層可含有上述之聚合物成分(XA)、熱硬化性成分(XB)、硬化促進劑(XC)、填充材(XD)、偶合劑(XE)及交聯劑(XF)以外之其他成分。
作為前述其他成分,例如可舉出能量線硬化性樹脂、光聚合起始劑、著色劑、通用添加劑等。前述通用添加劑係眾所周知者,可按照目的而任意地選擇,並沒有特別的限定,但作為較佳者,例如可舉出可塑劑、抗靜電劑、抗氧化劑、著色劑(染料、顏料)、吸氣劑等。
樹脂層形成用組成物(X)及熱硬化性樹脂層所含有的前述其他成分係可僅1種,也可為2種以上,2種以上時,彼等之組合及比率係可任意地選擇。
樹脂層形成用組成物(X)及熱硬化性樹脂層之前述其他成分之含量係沒有特別的限定,只要按照目的而任意地選擇即可。
樹脂層形成用組成物(X)及熱硬化性樹脂層較佳為含有聚合物成分(XA)及熱硬化性成分(XB),含有聚乙烯縮醛作為聚合物成分(XA),且含有室溫下液狀者作為環氧樹脂(XB1),於此等成分以外,更佳為進一步含有硬化促進劑(XC)及填充材(XD)。而且,當時的填充材(XD)較佳為具有上述的平均粒徑者。由於使用如此的樹脂層形成用組成物(X)及熱硬化性樹脂層,90℃~200℃中的剪切黏度之調整變更容易,將熱硬化性樹脂層貼附於附凸塊的晶圓之具有凸塊形成面的表面,使其熱硬化時,可抑制半導體晶圓的表面之排斥。又,於凸塊的頭頂部中,抑制保護膜殘留物的殘存之效果變更高。
(溶劑)
樹脂層形成用組成物(X)較佳為進一步含有溶劑。含有溶劑的樹脂層形成用組成物(X)係操作性變良好。
前述溶劑係沒有特別的限定,作為較佳者,例如可舉出甲苯、二甲苯等之烴;甲醇、乙醇、2-丙醇、異丁醇(2-甲基丙烷-1-醇)、1-丁醇等之醇;乙酸乙酯等之酯;丙酮、甲基乙基酮等之酮;四氫呋喃等之醚;二甲基甲醯胺、N-甲基吡咯啶酮等之醯胺(具有醯胺鍵的化合物)等。
樹脂層形成用組成物(X)所含有的溶劑係可僅1種,也可為2種以上,2種以上時,彼等之組合及比率係可任意地選擇。
樹脂層形成用組成物(X)所含有的溶劑,從可更均勻地混合樹脂層形成用組成物(X)中的含有成分之點來看,較佳為甲基乙基酮等。
樹脂層形成用組成物(X)的溶劑之含量係沒有特別的限定,例如只要按照溶劑以外的成分之種類而適宜選擇即可。
[基材]
本發明之一態樣之半導體裝置之製造方法中使用之保護膜形成用積層體所具有的支撐薄片中使用的第一支撐基材係薄片狀或薄膜狀,作為其構成材料,例如可舉出各種樹脂。
又,本發明之一態樣之半導體裝置之製造方法中所用之背面研磨膠帶中使用的第二支撐基材亦為薄片狀或薄膜狀,作為其構成材料,例如可舉出各種樹脂。
作為前述樹脂,例如可舉出低密度聚乙烯(LDPE)、直鏈低密度聚乙烯(LLDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)等之聚乙烯;聚丙烯、聚丁烯、聚丁二烯、聚甲基戊烯、降莰烯樹脂等之聚乙烯以外之聚烯烴;乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物、乙烯-(甲基)丙烯酸酯共聚物、乙烯-降莰烯共聚物等之乙烯系共聚物(使用乙烯作為單體而得之共聚物);聚氯乙烯、氯乙烯共聚物等之氯乙烯系樹脂(使用氯乙烯作為單體而得之樹脂);聚苯乙烯;聚環烯烴;聚對苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸丁二酯、聚間苯二甲酸乙二酯、聚2,6-萘二甲酸乙二酯、全部的構成單元為具有芳香族環式基的全芳香族聚酯等之聚酯;2種以上之前述聚酯之共聚物;聚(甲基)丙烯酸酯;聚胺基甲酸酯;聚胺基甲酸酯丙烯酸酯;聚醯亞胺;聚醯胺;聚碳酸酯;氟樹脂;聚縮醛;改質聚苯醚;聚苯硫;聚碸;聚醚酮等。
又,作為前述樹脂,例如亦可舉出前述聚酯與其以外的樹脂之混合物等之聚合物摻合物。前述聚酯與其外的樹脂之聚合物摻合物,較佳為聚酯以外的樹脂之量為比較少量者。
另外,作為前述樹脂,例如亦可舉出到此為止所例示的前述樹脂之1種或2種以上交聯成的交聯樹脂;使用到此為止所例示的前述樹脂之1種或2種以上之離子聚合物等的改質樹脂。
構成第一支撐基材及第二支撐基材的樹脂係可僅1種,也可為2種以上,2種以上時,彼等之組合及比率係可任意地選擇。
第一支撐基材及第二支撐基材係可僅1層(單層),也可為2層以上的複數層,於複數層時,此等複數層可互相相同,也可相異,此等複數層之組合係沒有特別的限定。
再者,於本說明書中,不限於第一支撐基材及第二支撐基材之情況,所謂「複數層可互相相同,也可相異」,就是意指「可全部的層相同,也可全部的層相異,也可僅一部分的層相同」,再者所謂「複數層互相不同」,就是意指「各層的構成材料及厚度之至少一者係互相不同」。
第一支撐基材及第二支撐基材的厚度較佳為5~1000μm,更佳為10~500μm,尤佳為15~300μm,特佳為20~150μm。
此處,所謂「第一支撐基材的厚度」及「第二支撐基材的厚度」,就是意指第一支撐基材全體的厚度及第二支撐基材全體的厚度,例如所謂由複數層所成之第一支撐基材的厚度,就是意指構成第一支撐基材的全部層之合計厚度。同樣地,所謂由複數層所成之第二支撐基材的厚度,就是意指構成第二支撐基材的全部層之合計厚度。
此處,背面研磨膠帶所用的第二支撐基材,從更提高背面研磨的精度之觀點來看,較佳為厚度的精度高者,即不論部位為何皆抑制厚度的偏差者。於上述構成材料之中,作為可使用於構成如此厚度的精度高之第二支撐基材的材料,例如可舉出聚乙烯、聚乙烯以外之聚烯烴、聚對苯二甲酸乙二酯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物等。
又,背面研磨膠帶所用的第二支撐基材,從提高附凸塊的晶圓之支撐性能,更提高背面研磨的精度之觀點來看,楊氏模數較佳為600MPa以上,更佳為800MPa以上,尤佳為1,000MPa以上。又,從於剝離背面研磨膠帶之際,將作用於附凸塊的晶圓或其單片化物等被附體之應力予以緩和之觀點來看,第二支撐基材的楊氏模數較佳為30,000MPa以下,更佳為20,000MPa以下,尤佳為10,000MPa以下。
另一方面,對於保護膜形成用積層體所具有的支撐薄片中使用之第一支撐基材,由於不需要考慮背面研磨的精度提升,故可考慮支撐薄片從硬化性樹脂層之剝離性,設定第一支撐基材之楊氏模數。基於如此的觀點,第一支撐基材之楊氏模數較佳為10,000MPa以下,更佳為5,000MPa以下,尤佳為未達1,000MPa,更佳為未達600MPa。再者,第一支撐基材之楊氏模數通常為100MPa以上,較佳為200MPa以上。
基材之楊氏模數係依據JIS K-7127(1999)所測定之值。
第一支撐基材及第二支撐基材係於前述樹脂等之主要構成材料以外,可含有填充材、著色劑、抗靜電劑、抗氧化劑、有機滑劑、觸媒、軟化劑(可塑劑)等眾所周知之各種添加劑。
第一支撐基材及第二支撐基材可為透明,也可不透明,可按照目的而著色,可蒸鍍其他層。
前述熱硬化性樹脂薄膜為能量線硬化性時,第一支撐基材及第二支撐基材較佳為使能量線穿透者。
第一支撐基材及第二支撐基材係可用眾所周知之方法製造。例如,含有樹脂的第一支撐基材及第二支撐基材係可藉由將含有前述樹脂的樹脂組成物成形而製造。
[緩衝層]
本發明之一態樣之半導體裝置之製造方法中所用之保護膜形成用積層體所具有的支撐薄片中使用的第一緩衝層,只要是一般用於背面研磨膠帶之緩衝層,則沒有特別的限制,但從容易確保對於凸塊的良好埋入性與上述步驟(A2)中的支撐薄片從保護膜形成用積層體之易剝離性之觀點來看,如上述般,第一緩衝層之常溫(23℃)下的剪切儲存彈性模數G’(23℃)較佳為200MPa以下,更佳為180MPa以下,尤佳為150MPa以下。再者,從藉由第一支撐基材充分地確保硬化性樹脂層之常溫下的保持性之觀點來看,第一緩衝層之剪切儲存彈性模數G’(23℃)通常為80MPa以上。
又,本發明之一態樣之半導體裝置之製造方法中所用的背面研磨膠帶中使用之第二緩衝層,只要是一般用於背面研磨膠帶之緩衝層,則沒有特別的限制,但從容易確保對於凸塊的良好埋入性與將附凸塊的晶圓固定於背面研磨時的良好固定性能之觀點來看,如上述般,第二緩衝層之tanδ
的峰值較佳為1.2以上,更佳為1.3以上,尤佳為1.4以上。又,tanδ
的峰值通常為5.0以下,較佳為4.0以下。
又,第一緩衝層及第二緩衝層的厚度係如上述。
此處,於本發明之一態樣之半導體裝置之製造方法中,區別使用保護膜形成用積層體與背面研磨膠帶,使用背面研磨膠帶時,附凸塊的晶圓的凸塊頸部係被保護膜所保護。因此,背面研磨膠帶的凸塊埋入性能係可比保護膜形成用積層體的凸塊埋入性能更低。因此,第二緩衝層的厚度係可比第一緩衝層的厚度更薄。具體而言,第二緩衝層的厚度相對於第一緩衝層的厚度之比[(第二緩衝層的厚度)/第一緩衝層的厚度]較佳為0.9以下,更佳為0.8以下,尤佳為0.7以下。又,通常為0.5以上。
此處,於本發明之一態樣中,從容易將剪切儲存彈性模數(23℃)及tanδ
調整至上述範圍之觀點來看,第一緩衝層及第二緩衝層較佳為由包含胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯及含硫醇基的化合物之樹脂組成物所形成。
以下,說明用於形成第一緩衝層及第二緩衝層之樹脂組成物(以下亦稱為「緩衝層形成用樹脂組成物」)中所含有的各成分之詳細。
<胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯>
胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯係至少具有(甲基)丙烯醯基及胺基甲酸酯鍵之化合物,具有藉由能量線照射進行聚合之性質。
胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯中的(甲基)丙烯醯基數可為單官能、2官能或3官能以上,但從形成剪切儲存彈性模數G’(23℃)或tanδ
經調整至上述範圍之緩衝層的觀點來看,較佳為包含單官能胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯。
若於製膜用組成物中包含單官能胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯,則由於單官能胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯不參與聚合構造中3次元網目構造之形成,故難以形成3次元網目構造,尤其容易形成剪切儲存彈性模數G’(23℃)或tanδ
經調整至上述範圍之緩衝層。
作為緩衝層形成用樹脂組成物中所用的胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯,例如可對於使多元醇化合物與多價異氰酸酯化合物反應而得之末端異氰酸酯胺基甲酸酯預聚物,使具有羥基的(甲基)丙烯酸酯反應而得。
再者,胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯可為1種或組合2種以上使用。
(多元醇化合物)
多元醇化合物只要是具有2個以上的羥基之化合物,則沒有特別的限制。
作為具體的多元醇化合物,例如可舉出烷二醇、聚醚型多元醇、聚酯型多元醇、聚碳酸酯型多元醇等。
於此等之中,較佳為聚醚型多元醇。
再者,作為多元醇化合物,可為2官能的二醇、3官能的三醇、4官能以上的多元醇之任一者,但從取得的容易性、通用性、反應性等之觀點來看,較佳為2官能的二醇,更佳為聚醚型二醇。
上述式(1)中,R為2價的烴基,較佳為伸烷基,更佳為碳數1~6的伸烷基。於碳數1~6的伸烷基之中,較佳為伸乙基、伸丙基、伸丁基,更佳為伸丙基、伸丁基。
又,n係環氧烷的重複單元數,較佳為10~250,更佳為25~205,尤佳為40~185。若n為上述範圍,則所得之胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯的胺基甲酸酯鍵濃度為適度,可容易將緩衝層的tanδ
調整至上述範圍。
於上述式(1)所示的化合物之中,較佳為聚乙二醇、聚丙二醇、聚丁二醇,更佳為聚丙二醇、聚丁二醇。
藉由聚醚型二醇與多價異氰酸酯化合物之反應,生成導入有醚鍵部[-(-R-O-)n-]的末端異氰酸酯胺基甲酸酯預聚物。藉由使用如此的聚醚型二醇,胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯含有由聚醚型二醇所衍生的構成單元。
作為聚酯型多元醇之製造中所用的多元酸成分,可使用一般作為聚酯的多元酸成分已知之化合物。
作為具體的多元酸成分,例如可舉出己二酸、馬來酸、琥珀酸、草酸、富馬酸、丙二酸、戊二酸、庚二酸、壬二酸、癸二酸、辛二酸等之二元酸;鄰苯二甲酸、間苯二甲酸、對苯二甲酸、2,6-萘二羧酸等之二元酸,或偏苯三酸、苯均四酸等之多元酸等之芳香族多元酸、對應於該等之酐或其衍生物及二聚酸、氫化二聚酸等。
於此等之中,從形成具有適度的硬度之塗膜的觀點來看,較佳為芳香族多元酸。
於用於製造聚酯型多元醇的酯化反應中,視需要可使用各種眾所周知的觸媒。
作為該觸媒,例如可舉出氧化二丁錫、辛酸亞錫等之錫化合物、鈦酸四丁酯、鈦酸四丙酯等之烷氧基鈦等。
作為聚碳酸酯型多元醇,並沒有特別的限定,例如可舉出前述二醇類與碳酸伸烷酯之反應物等。
由多元醇化合物之羥值所算出的數量平均分子量較佳為1,000~10,000,更佳為2,000~9,000,尤佳為3,000~7,000。若該數量平均分子量為1,000以上,則無法避免因過剩量的胺基甲酸酯鍵之生成而造成緩衝層的剪切儲存彈性模數之控制變困難之情況,因此不宜。另一方面,若該數量平均分子量為10,000以下,則可防止所得之緩衝層過度地軟化,因此較宜。
再者,由多元醇化合物的羥值所算出之數量平均分子量係由[多元醇官能基數]×56.11×1,000/[羥值(單位:mgKOH/g)]所算出之值。
(多價異氰酸酯化合物)
作為多價異氰酸酯化合物,例如可舉出四亞甲基二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯、三甲基六亞甲基二異氰酸酯等之脂肪族系聚異氰酸酯類;異佛爾酮二異氰酸酯、降莰烷二異氰酸酯、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、ω,ω’-二異氰酸酯二甲基環己烷等之脂環族系二異氰酸酯類;4,4’-二苯基甲烷二異氰酸酯、甲苯二異氰酸酯、苯二甲基二異氰酸酯、聯甲苯胺二異氰酸酯、四亞甲基苯二甲基二異氰酸酯、萘-1,5-二異氰酸酯等之芳香族系二異氰酸酯類等。
於此等之中,從操作性之觀點來看,較佳為異佛爾酮二異氰酸酯或六亞甲基二異氰酸酯、苯二甲基二異氰酸酯。
(具有羥基的(甲基)丙烯酸酯)
作為具有羥基的(甲基)丙烯酸酯,只要是至少在1分子中具有羥基及(甲基)丙烯醯基之化合物,則沒有特別的限定。
作為具體的之具有羥基的(甲基)丙烯酸酯,例如可舉出(甲基)丙烯酸2-羥基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羥基丙酯、(甲基)丙烯酸4-羥基丁酯、(甲基)丙烯酸4-羥基環己酯、(甲基)丙烯酸5-羥基環辛酯、(甲基)丙烯酸2-羥基-3-苯氧基丙酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇單(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇單(甲基)丙烯酸酯等之(甲基)丙烯酸羥基烷酯;N-羥甲基(甲基)丙烯醯胺等之含羥基的(甲基)丙烯醯胺;乙烯醇、乙烯基苯酚、雙酚A之二環氧丙酯與(甲基)丙烯酸反應而得之反應物等。
於此等之中,較佳為(甲基)丙烯酸羥基烷酯,更佳為(甲基)丙烯酸2-羥基乙酯。
作為使末端異氰酸酯胺基甲酸酯預聚物及具有羥基的(甲基)丙烯酸酯反應之條件,較佳為於視需要添加的溶劑、觸媒之存在下,在60~100℃反應1~4小時之條件。
如此所得之緩衝層形成用樹脂組成物用之胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯係可為寡聚物、高分子量體或此等之混合物之任一者,但較佳為胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯寡聚物。
該胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯的重量平均分子量較佳為1,000~100,000,更佳為3,000~80,000,尤佳為5,000~65,000。若該重量平均分子量為1,000以上,則於胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯與後述的聚合性單體之聚合物中,起因於來自胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯的結構彼此之分子間力,將適度的硬度賦予至緩衝層,因此較宜。
緩衝層形成用樹脂組成物中的胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯之摻合量較佳為20~70質量%,更佳為25~60質量%,尤佳為30~50質量%,尤更佳為33~47質量%。若胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯之摻合量在如此的範圍,則更容易將緩衝層的剪切儲存彈性模數(23℃)或tanδ
調整至上述範圍。
<含硫醇基的化合物>
作為含硫醇基的化合物,只要是在分子中具有至少1個硫醇基的化合物,則沒有特別的限制,但從容易形成tanδ
經調整至上述範圍的緩衝層之觀點來看,較佳為多官能之含硫醇基的化合物,更佳為4官能之含硫醇基的化合物。
作為具體之含硫醇基的化合物,例如可舉出壬基硫醇、1-十二烷硫醇、1,2-乙烷二硫醇、1,3-丙烷二硫醇、三𠯤硫醇、三𠯤二硫醇、三𠯤三硫醇、1,2,3-丙烷三硫醇、四乙二醇-雙(3-巰基丙酸酯)、三羥甲基丙烷參(3-巰基丙酸酯)、季戊四醇肆(3-巰基丙酸酯)、季戊四醇肆乙醇酸酯、二季戊四醇六(3-巰基丙酸酯)、參[(3-巰基丙烯氧基)-乙基]-異三聚氰酸酯、1,4-雙(3-巰基丁醯氧基)丁烷、季戊四醇肆(3-巰基丁酸酯)、1,3,5-參(3-巰基丁氧基乙基)-1,3,5-三𠯤-2,4,6-(1H,3H,5H)-三酮等。
再者,此等之含硫醇基的化合物係可1種或組合2種以上使用。
含硫醇基的化合物之分子量較佳為200~3,000,更佳為300~2,000。若該分子量為上述範圍,則與胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯的相溶性變良好,可使製膜性成為良好。
相對於胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯及後述的聚合性單體之合計100質量份,含硫醇基的化合物之摻合量較佳為1.0~4.9質量份,更佳為1.5~4.8質量份。
若該摻合量為1.0質量份以上,則容易形成tanδ
經調整至上述範圍的緩衝層。另一方面,若該摻合量為4.9質量份以下,則可抑制在捲取成捲筒狀時的緩衝層之滲出。
(聚合性單體)
於本發明所用的緩衝層用樹脂組成物中,從提高製膜性之觀點來看,較佳為進一步包含聚合性單體。
聚合性單體係上述胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯以外之聚合性化合物,藉由能量線之照射可與其他成分聚合之化合物,不包括樹脂成分,較佳為具有至少1個(甲基)丙烯醯基之化合物。
再者,於本說明書,所謂「樹脂成分」,就是在構造中具有重複構造的寡聚物或高分子量體,指重量平均分子量為1,000以上的化合物。
作為聚合性單體,例如可舉出具有碳數1~30的烷基之(甲基)丙烯酸酯、具有羥基、醯胺基、胺基、環氧基等官能基之(甲基)丙烯酸酯、具有脂環式構造的(甲基)丙烯酸酯、具有芳香族構造的(甲基)丙烯酸酯、具有雜環式構造的(甲基)丙烯酸酯、苯乙烯、羥基乙基乙烯基醚、羥基丁基乙烯基醚、N-乙烯基甲醯胺、N-乙烯基吡咯啶酮、N-乙烯基己內醯胺等之乙烯基化合物等。
作為具有碳數1~30的烷基之(甲基)丙烯酸酯,例如可舉出(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸異丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸異丁酯、(甲基)丙烯酸第三丁酯、(甲基)丙烯酸正戊酯、(甲基)丙烯酸正己酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸正辛酯、(甲基)丙烯酸壬酯、(甲基)丙烯酸癸酯、(甲基)丙烯酸十一酯、(甲基)丙烯酸十二酯、(甲基)丙烯酸十三酯、(甲基)丙烯酸十四酯、(甲基)丙烯酸十六酯、(甲基)丙烯酸十八酯、(甲基)丙烯酸二十酯等。
作為具有官能基的(甲基)丙烯酸酯,例如可舉出(甲基)丙烯酸2-羥基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羥基丙酯、(甲基)丙烯酸3-羥基丙酯、(甲基)丙烯酸2-羥基丁酯、(甲基)丙烯酸3-羥基丁酯、(甲基)丙烯酸4-羥基丁酯等之含羥基的(甲基)丙烯酸酯;(甲基)丙烯醯胺、N,N-二甲基(甲基)丙烯醯胺、N-丁基(甲基)丙烯醯胺、N-羥甲基(甲基)丙烯醯胺、N-羥甲基丙烷(甲基)丙烯醯胺、N-甲氧基甲基(甲基)丙烯醯胺、N-丁氧基甲基(甲基)丙烯醯胺等之含醯胺基的化合物;含一級胺基的(甲基)丙烯酸酯、含二級胺基的(甲基)丙烯酸酯、含三級胺基的(甲基)丙烯酸酯等之含胺基的(甲基)丙烯酸酯;(甲基)丙烯酸環氧丙酯、(甲基)丙烯酸甲基環氧丙酯、烯丙基環氧丙基醚等之含環氧基的(甲基)丙烯酸酯等。
作為具有脂環式構造的(甲基)丙烯酸酯,例如可舉出(甲基)丙烯酸異莰酯、(甲基)丙烯酸二環戊烯酯、(甲基)丙烯酸二環戊酯、(甲基)丙烯酸二環戊烯氧酯、(甲基)丙烯酸環己酯、(甲基)丙烯酸金剛烷酯等。
作為具有芳香族構造的(甲基)丙烯酸酯,例如可舉出(甲基)丙烯酸苯基羥基丙酯、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸2-羥基-3-苯氧基丙酯等。
作為具有雜環式構造的(甲基)丙烯酸酯,例如可舉出(甲基)丙烯酸四氫糠酯、(甲基)丙烯酸嗎啉酯等。
於此等之中,從與上述胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯的相溶性之觀點來看,較佳為具有比較巨大的基者,更具體而言,較佳為具有脂環式構造的(甲基)丙烯酸酯、具有芳香族構造的(甲基)丙烯酸酯、具有雜環式構造的(甲基)丙烯酸酯,更佳為具有脂環式構造的(甲基)丙烯酸酯。又,從得到容易形成tanδ
經調整至上述範圍的緩衝層之緩衝層形成用樹脂組成物之觀點來看,作為聚合性單體,較佳為包含具有官能基的(甲基)丙烯酸酯及具有脂環式構造的(甲基)丙烯酸酯,更佳為包含(甲基)丙烯酸羥基丙酯及(甲基)丙烯酸異莰酯。
基於上述觀點,緩衝層形成用樹脂組成物中之具有脂環式構造的(甲基)丙烯酸酯之摻合量較佳為32~53質量%,更佳為35~51質量%,尤佳為37~48質量%,尤更佳為40~47質量%。
又,相對於緩衝層形成用樹脂組成物中所含有的聚合性單體之全量,具有脂環式構造的(甲基)丙烯酸酯之摻合量,從上述觀點來看,較佳為52~87質量%,更佳為55~85質量%,尤佳為60~80質量%,尤更佳為65~77質量%。若具有脂環式構造的(甲基)丙烯酸酯之摻合量為如此的範圍,則更容易將緩衝層的剪切儲存彈性模數(23℃)調整至上述範圍。
又,緩衝層形成用樹脂組成物中的聚合性單體之摻合量較佳為30~80質量%,更佳為40~75質量%,尤佳為50~70質量%,尤更佳為53~67質量%。若聚合性單體之摻合量在如此的範圍,則緩衝層中的聚合性單體聚合成的部分之運動性高,有緩衝層變柔軟之傾向,更容易形成tanδ
經調整至上述範圍的緩衝層或形成剪切儲存彈性模數經調整至上述範圍的緩衝層。
又,基於同樣的觀點,緩衝層形成用樹脂組成物中的胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯與聚合性單體之質量比[胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯/聚合性單體]較佳為20/80~60/40,更佳為30/70~50/50,尤佳為35/65~45/55。
(能量線聚合起始劑)
使用紫外線等作為能量線,使由緩衝層形成用樹脂組成物所成的塗膜硬化,形成緩衝層時,於緩衝層形成用樹脂組成物中,較佳為進一步包含能量線聚合起始劑。能量線聚合起始劑由於一般亦稱為「光聚合起始劑」,故在本說明書中,以下亦僅稱為「光聚合起始劑」。
作為光聚合起始劑,例如可舉出苯偶姻化合物、苯乙酮化合物、醯基氧化膦化合物、二茂鈦化合物、噻噸酮化合物、過氧化物化合物等之光聚合起始劑、胺或醌等之光增感劑等,更具體而言,例如可舉出1-羥基環己基苯基酮、2-羥基-2-甲基-1-苯基-丙烷-1-酮、苯偶姻、苯偶姻甲基醚、苯偶姻乙基醚、苯偶姻異丙基醚、2,2-二甲氧基-1,2-二苯基乙烷-1-酮等。
此等光聚合起始劑係可1種或組合2種以上使用。
相對於胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯及聚合性單體之合計100質量份,光聚合起始劑之摻合量較佳為0.05~15質量份,更佳為0.1~10質量份,尤佳為0.3~5質量份。
(其他添加劑)
於緩衝層形成用樹脂組成物中,在不損害本發明的效果之範圍內,亦可含有其他添加劑。
作為其他添加劑,例如可舉出交聯劑、抗氧化劑、軟化劑(可塑劑)、填充劑、防銹劑、顏料、染料等。
摻合此等添加劑時,相對於胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯及含硫醇基的化合物之合計100質量份,其他添加劑之摻合量較佳為0.01~6質量份,更佳為0.1~3質量份。再者,於緩衝層形成用樹脂組成物,在不損害本發明的效果之範圍內,亦可含有胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯以外之樹脂成分,但較佳為僅含有胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯作為樹脂成分。
緩衝層形成用樹脂組成物中所含有的胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯以外之樹脂成分之含量較佳為5質量%以下,更佳為1質量%以下,尤佳為0.1質量%以下,尤更佳為0質量%。
又,緩衝層係於更容易形成tanδ
經調整至上述範圍的緩衝層或形成剪切儲存彈性模數經調整至上述範圍的緩衝層時,除了由上述緩衝層形成用樹脂組成物所形成以外,還可使用含有非反應性的胺基甲酸酯聚合物或寡聚物與聚合性單體之硬化性組成物的硬化物或乙烯-α-共聚物來形成。非反應性的胺基甲酸酯聚合物或寡聚物係可使用眾所周知者,作為聚合性單體,可使用與上述者相同。如此的硬化性組成物亦可含有上述能量線聚合起始劑。
乙烯-α-烯烴共聚物係將乙烯與α-烯烴單體聚合而得。作為α-烯烴單體,可舉出丙烯、1-丁烯、2-甲基-1-丁烯、2-甲基-1-戊烯、1-己烯、2,2-二甲基-1-丁烯、2-甲基-1-己烯、4-甲基-1-戊烯、1-庚烯、3-甲基-1-己烯、2,2-二甲基-1-戊烯、3,3-二甲基-1-戊烯、2,3-二甲基-1-戊烯、3-乙基-1-戊烯、2,2,3-三甲基-1-丁烯、1-辛烯、2,2,4-三甲基-1-辛烯等。此等之α-烯烴單體係可1種或組合2種以上使用。
又,於乙烯-α-烯烴共聚物中,除了上述單體以外,還可使用其他聚合性單體。作為其他聚合性單體,例如可舉出乙酸乙烯酯、苯乙烯、丙烯腈、甲基丙烯腈、乙烯基酮等之乙烯基化合物;丙烯酸、甲基丙烯酸等之不飽和羧酸;丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丙酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丙酯等之不飽和羧酸酯;丙烯醯胺、甲基丙烯醯胺等之不飽和羧酸醯胺等。此等之聚合性單體係可1種或組合2種以上使用。
[黏著劑層]
於本發明之一態樣之半導體裝置之製造方法中所用之保護膜形成用積層體所具有的支撐薄片中使用的第一黏著劑層,係在實施上述步驟(A2)之前可將硬化性樹脂層保持在支撐薄片狀,只要於上述步驟(A2)中,能一邊維持將硬化性樹脂層貼附於附凸塊的晶圓之狀態,一邊將支撐薄片從硬化性樹脂層剝離及分離,則沒有特別的限制。
又,本發明之一態樣之半導體裝置之製造方法中所用之背面研磨膠帶中使用的第二黏著劑層,只要能將形成有保護膜之附凸塊的晶圓予以固定及保護,則沒有特別的限制。
形成第一黏著劑層及第二黏著劑層之黏著劑係沒有特別的限定,可使用以往能用於背面研磨膠帶的各種黏著劑。具體而言,可使用橡膠系、丙烯酸系、聚矽氧系、聚乙烯醚系等之黏著劑。又,亦可使用能量線硬化型、加熱發泡型、水膨潤型的黏著劑。
又,第一黏著劑層及第二黏著劑層的厚度係如上述。
再者,黏著劑層係可進一貼合剝離膜而被剝離膜所保護。剝離膜係沒有特別的限定,可使用在薄膜或紙等之薄片上以剝離劑進行剝離處理者。
[保護膜形成用積層體之製造方法]
作為本發明之一態樣中使用的保護膜形成用積層體之製造方法,並沒有特別的限制,可藉由眾所周知之方法來製造。
具體而言,例如藉由在第一支撐基材上形成第一緩衝層,然後形成第一黏著劑層,而製作支撐薄片。然後,藉由在剝離材上塗佈樹脂膜形成用組成物(X)而形成硬化性樹脂層,貼合支撐薄片的第一黏著劑層與硬化性樹脂層,可製造保護膜形成用積層體。
作為在第一支撐基材上形成第一緩衝層之方法,可舉出在第一支撐基材之一面上,塗佈緩衝層形成用樹脂組成物而形成塗佈膜後,進行硬化處理,形成第一緩衝層之方法,或在剝離材之剝離處理面上,塗佈緩衝層形成用樹脂組成物而形成塗佈膜後,進行半硬化處理,在剝離材上形成半硬化層,貼合該半硬化層與第一支撐基材,於除去剝離材之前或除去後,使半硬化層完全地硬化而形成第一緩衝層之方法等。
作為在第一緩衝層上形成第一黏著劑層之方法,可舉出塗佈用於在第一緩衝層上形成第一黏著劑層之黏著劑組成物之方法,或在剝離材之剝離處理面上塗佈該黏著劑組成物而在剝離材上形成第一黏著劑層,貼合第一黏著劑層與第一緩衝層之方法。
作為將緩衝層形成用樹脂組成物、黏著劑組成物或樹脂膜形成用組成物(X)塗佈於第一支撐基材或剝離材上之方法,例如可舉出旋轉塗佈法、噴塗法、棒塗法、刮刀塗佈法、輥塗法、刮板塗布法、模塗法、凹版法等。
再者,當緩衝層形成用樹脂組成物、黏著劑組成物或樹脂膜形成用組成物(X)為含有有機溶劑的溶液形態時,將其塗佈後,較佳為在80~150℃之溫度下加熱30秒~5分鐘而進行乾燥處理。還有,對於樹脂膜形成用組成物(X)進行的該加熱處理係不被包含於本發明之半導體裝置之製造方法中的硬化性樹脂層之硬化處理中。
作為塗佈緩衝層形成用樹脂組成物而形成塗佈膜後之硬化處理,較佳為對於所形成的塗佈膜,照射紫外線等之能量線,使其聚合硬化之方法。又,硬化處理可一次使其完全硬化,也可分成複數次使其硬化。
作為能量線,例如可舉出紫外線、電子線等,較佳為紫外線。
又,能量線之照射量係按照能量線之種類而適宜變更。例如,使用紫外線時,照射的紫外線之照度較佳為50~500mW/cm2
,更佳為100~340mW/cm2
,紫外線之照射量較佳為100~2,500mJ/cm2
,更佳為150~2,000mJ/cm2
。
[背面研磨膠帶之製造方法]
作為本發明之一態樣所用的背面研磨膠帶之製造方法,並沒有特別的限制,可進行眾所周知之方法來製造。
具體而言,例如可舉出以與構成保護膜形成用積層體的支撐薄片之製造方法同樣之方法,在第二支撐基材上形成第二緩衝層,然後形成第二黏著劑層之方法。實施例
藉由以下之實施例,具體地說明本發明,惟本發明不受以下的實施例所限定。
[各種物性值之測定方法]
以下之實施例及比較例中的物性值係藉由以下之方法所測定的值。
<重量平均分子量>
使用凝膠滲透層析裝置(東曹股份有限公司製,製品名稱「HLC-8020」),於下述之條件下測定,使用以標準聚苯乙烯換算所測定的值。
(測定條件)
・管柱:依順序連接「TSK guard column HXL-L」「TSK-Gel G2500HXL」「TSK-Gel G2000HXL」「TSK-Gel G1000HXL」(皆東曹股份有限公司製)者
・管柱溫度:40℃
・展開溶劑:四氫呋喃
・流速:1.0mL/min
<各層的厚度之測定>
使用股份有限公司TECLOCK製的恆壓厚度測定器(型號:「PG-02J」,標準規格:依據JIS K6783、Z1702、Z1709)進行測定。
<玻璃轉移溫度>
後述的聚合物成分(XA)之玻璃轉移溫度(Tg)係使用PerkinElmer股份有限公司製示差掃描熱量計(PYRIS Diamond DSC),以升降溫速度10℃/分鐘實施-70℃至150℃的溫度輪廓之測定,確認反曲點而求得。
<環氧當量>
依據JIS K7236:2009進行測定。
<平均粒徑>
藉由超音波使測定對象的粒子在水中分散,藉由動態光散射法式粒度分布測定裝置(股份有限公司堀場製作所製LB-550),以體積基準測定粒子的粒度分布,將其中值粒徑(D50
)當作平均粒徑。
[樹脂層形成用組成物(X)之調製]
以下之實施例及比較例所使用的保護膜形成用積層體之製造中使用的樹脂層形成用組成物(X)係藉由以下之方法調製。
<用於樹脂層形成用組成物(X)之調製的成分>
以下顯示用於樹脂層形成用組成物(X)之調製的成分。
(聚合物成分(XA))
使用具有下述式(i-1)、下述式(i-2)及下述式(i-3)所示的構成單元之聚乙烯縮丁醛(積水化學工業股份有限公司製,S-LEC(註冊商標)B BL-10,重量平均分子量25,000,玻璃轉移溫度59℃,下述式中,p為68~74莫耳%,q為1~3莫耳%,r為約28莫耳%)。
(環氧樹脂(XB1))
使用以下2種的環氧樹脂。
・環氧樹脂(XB1-1):液狀雙酚A型環氧樹脂(DIC股份有限公司製,EPICLON(註冊商標)EXA-4850-1000,環氧當量404~412g/eq)
・環氧樹脂(XB1-2):二環戊二烯型環氧樹脂(DIC股份有限公司製,EPICLON(註冊商標)HP-7200,環氧當量254~264g/eq)
(熱硬化劑(XB2))
使用酚醛清漆型酚樹脂(昭和電工股份有限公司製,Shonol(註冊商標)BRG-556)。
(硬化促進劑(XC))
使用2-苯基-4,5-二羥基甲基咪唑(四國化成工業股份有限公司製,Curezol(註冊商標)2PHZ)。
(填充材(XD))
使用經環氧基修飾的球狀二氧化矽(股份有限公司ADMATECHS製,Admanano(註冊商標)YA050C-MKK,平均粒徑0.05μm)。
<樹脂層形成用組成物(X)之調製>
藉由使聚合物成分(XA)、環氧樹脂(XB1-1)、環氧樹脂(XB1-2)、熱硬化劑(XB2)、硬化促進劑(XC)及填充材(XD),以樹脂層形成用組成物(X)之全量(100質量%)基準,以成為下述含量之方式,溶解或分散於甲基乙基酮中,在23℃下攪拌,調製有效成分(固體成分)濃度為55質量%之樹脂層形成用組成物(X)。
・聚合物成分(XA):9.9質量%
・環氧樹脂(XB1-1):37.9質量%
・環氧樹脂(XB1-2):24.7質量%
・熱硬化劑(XB2):18.3質量%
・硬化促進劑(XC):0.2質量%
・填充材(XD):9.0質量%
[保護膜形成用積層體之製造]
以下之實施例及比較例所使用的保護膜形成用積層體係藉由以下之方法製造。
首先,在具有施予聚矽氧的剝離處理之剝離處理面的聚對苯二甲酸乙二酯製之剝離材(LINTEC股份有限公司製,SP-PET381031,厚度38μm)之前述剝離處理面上,塗佈樹脂層形成用組成物(X),在120℃加熱乾燥2分鐘,製作積層熱硬化性樹脂層與剝離材而成之積層體。
其次,作為支撐薄片,使用第一基材(厚度:100μm)、第一緩衝層(厚度:400μm)與第一黏著劑層(厚度:10μm)依序積層而成之貼附膠帶(LINTEC股份有限公司製,E-8510HR),貼合此貼附膠帶的第一黏著劑層與熱硬化性樹脂層和剝離材之積層體的熱硬化性樹脂層,製造支撐薄片、熱硬化性樹脂層及剝離材依序積層而成之保護膜形成用積層體。
[熱硬化性樹脂層之最低剪切黏度評價]
從積層熱硬化性樹脂層與剝離材而成之積層體,將剝離材剝離,藉由積層複數片的熱硬化性樹脂層,而形成厚度500μm的熱硬化性樹脂層。由此製作直徑25mm、厚度500μm的圓柱形狀之評價用試料,將此試料設置於剪切黏度測定裝置。此時,在測定裝置之設置地方載置前述試料,從試料之上面來推壓測定夾具,而將試料固定設置於前述設置地方。
於頻率:1Hz、升溫速度:10℃/min之測定條件下,測定從常溫(23℃)到150℃為止的剪切黏度,求出其中90℃~130℃中的剪切黏度之最小值。
[實施例1]
從保護膜形成用積層體去除剝離材,將因此而露出的熱硬化性樹脂層之表面(露出面)壓接於8吋φ附凸塊的晶圓之凸塊形成面,而在半導體晶圓之凸塊形成面上貼附保護膜形成用積層體。此時,保護膜形成用積層體之貼附係使用貼附裝置(輥式層壓機,LINTEC股份有限公司製「RAD-3510 F/12」),於載台溫度90℃、貼附速度2mm/sec、貼附壓力0.5MPa之條件下,邊加熱熱硬化性樹脂層邊進行。作為8吋φ附凸塊的晶圓,使用凸塊的高度為210μm、凸塊的寬度為250μm、相鄰的凸塊間之距離為400μm之0.4mm pich BGA的半導體晶圓(Walts製WLPTEG M2,晶圓厚度700μm)。
藉由以上,得到在半導體晶圓之凸塊形成面上貼附保護膜形成用積層體而構成之積層構造體。
接著,進行紫外線照射,剝離保護膜形成用積層體的支撐薄片後(LINTEC股份有限公司製,RAD-2700),將貼附有熱硬化性樹脂層之附凸塊的晶圓,以加壓烘箱(LINTEC股份有限公司製RAD-9100),在溫度:130℃、時間:2h、爐內壓力:0.5MPa之加熱條件下進行熱處理,而使熱硬化性樹脂層熱硬化,形成保護膜。
然後,於保護膜形成面上,貼附LINTEC公司製的E-8510HR作為背面研磨膠帶後,進行背面研磨而使晶圓厚度成為200μm後,剝離背面研磨膠帶,目視確認晶圓之翹曲。
結果,幾乎看不到晶圓之翹曲。
又,於保護膜形成後,以數位顯微鏡掃描凸塊面,結果晶圓之凸塊形成面露出的針孔等之點係未被檢測到,明顯地亦未發生排斥。又,熱硬化性樹脂層的最低剪切黏度為2,700Pa・s。
10:具備凸塊之半導體晶圓
11:半導體晶圓
11a:凸塊形成面
11b:背面
12:凸塊
20:硬化性樹脂層
30:保護膜形成用積層體
30a:支撐薄片
40:保護膜
50:背面研磨膠帶
61:分割起點(溝)
71:分割起點(改質區域)
[圖1]係顯示附凸塊的晶圓之一例之概略剖面圖。
[圖2]係顯示本發明之半導體裝置之製造方法的步驟(A)~(E)之概略圖。
[圖3]係顯示本發明之一態樣之半導體裝置之製造方法的步驟(A1)及(A2)之概略圖。
[圖4]係顯示於本發明之一態樣之半導體裝置之製造方法中,形成分割起點,進行單片化的態樣之一例之概略圖。
[圖5]係顯示於本發明之一態樣之半導體裝置之製造方法中,形成分割起點,進行單片化的態樣之另一例的態樣之概略圖。
10:具備凸塊之半導體晶圓
11:半導體晶圓
11a:凸塊形成面
11b:背面
12:凸塊
20:硬化性樹脂層
40:保護膜
50:背面研磨膠帶
51:第二支撐基材
52:第二緩衝層
53:第二黏著劑層
Claims (7)
- 一種半導體裝置之製造方法,其依序含有下述步驟(A)~(E): (A)於具備凸塊之半導體晶圓的凸塊形成面上形成硬化性樹脂層之步驟, (B)使前述硬化性樹脂層硬化並形成保護膜之步驟, (C)於具備前述凸塊之半導體晶圓之前述保護膜的形成面上貼附背面研磨膠帶之步驟, (D)在貼附前述背面研磨膠帶之狀態下,將具備前述凸塊之半導體晶圓的前述凸塊形成面之相反面進行研磨之步驟, (E)由前述研磨後之具備前述凸塊之半導體晶圓剝離前述背面研磨膠帶之步驟。
- 如請求項1之半導體裝置之製造方法,其中前述步驟(A)依序含有下述步驟(A1)及(A2): (A1)於具備前述凸塊之半導體晶圓的前述凸塊形成面上,將具有積層支撐薄片與硬化性樹脂層而成之積層構造之保護膜形成用積層體進行貼附之步驟,其中將前述硬化性樹脂層作為貼附面, (A2)由前述保護膜形成用積層體,將前述支撐薄片剝離並於具備前述凸塊之半導體晶圓的前述凸塊形成面上形成前述硬化性樹脂層之步驟。
- 如請求項1或2之半導體裝置之製造方法,其中前述硬化性樹脂層為熱硬化性樹脂層。
- 如請求項1~3中任一項之半導體裝置之製造方法,其中前述步驟(A)中使用之前述半導體晶圓的厚度為300μm以上。
- 如請求項1~4中任一項之半導體裝置之製造方法,其中於前述步驟(A)之前、前述步驟(A)與前述步驟(B)之間、前述步驟(B)與前述步驟(C)之間及前述步驟(C)與前述步驟(D)之間之任一者中,形成用來將具備前述凸塊之半導體晶圓進行單片化的分割起點。
- 如請求項1~5中任一項之半導體裝置之製造方法,其中於前述步驟(B)與前述步驟(C)之間及前述步驟(E)之後之任一者中,進行將覆蓋前述凸塊的頂部之前述保護膜或附著於前述凸塊的頂部之一部分之前述保護膜除去而使前述凸塊的頂部露出之露出處理。
- 如請求項6之半導體裝置之製造方法,其中前述露出處理為電漿蝕刻處理。
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