TW202321396A - 用於具有凸部之半導體晶圓之加工用黏著片材之基材 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種可提高半導體晶圓加工步驟中基材與載台之密接性之半導體晶圓加工用基材。根據本發明,提供一種基材,其係用於具有凸部之半導體晶圓之加工用黏著片材之基材,且上述基材於MD(Machine Direction,機械方向)及TD(Transverse Direction,橫向)上以130℃加熱10分鐘後之熱縮率均為0%以上。
Description
本發明係關於一種用於半導體晶圓背面研磨、及切削加工中使用之半導體晶圓加工用黏著片材的基材。
對半導體晶圓進行加工時,為了保護其免遭破損而貼著有黏著片材。例如,於對半導體晶圓進行加工時之背面研磨(backgrind)步驟中,貼著黏著片材以保護半導體晶圓之圖案面。就與具有突起電極(凸塊)之類的凹凸之圖案面之黏著性、圖案面保護之可靠性之觀點而言,黏著片材要求對圖案面之凹凸之追隨性(階差追隨性)。
專利文獻1中,藉由將黏著帶之基材膜製成耐熱性優異之基材膜,即便應用於高真空高溫工藝亦防止載台吸附不良。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2020-155688號公報
[發明所欲解決之問題]
本發明人對專利文獻1中揭示之黏著片材進行了努力研究,結果可知存在基材發生鬆弛而未與載台充分密接之情形。詳細地進行了調查,結果可知專利文獻1揭示之包含基材膜之先前之基材於加熱後在基材之MD(Machine Direction,機械方向)及/或TD(Transverse Direction,橫向)上不均勻地延伸,故基材發生鬆弛。
本發明係鑒於此種情況而完成者,提供一種可提高半導體晶圓加工步驟中基材與載台之密接性之半導體晶圓加工用基材。
[解決問題之技術手段]
本發明等進行了努力研究,結果發現藉由使基材於MD(Machine Direction)及TD(Transverse Direction)上以130℃加熱10分鐘後之熱縮率均為0%以上,而發現上述課題,從而完成了本發明。
根據本發明,提供一種基材,其係用於具有凸部之半導體晶圓之加工用黏著片材之基材,且 上述基材於MD(Machine Direction)及TD(Transverse Direction)上以130℃加熱10分鐘後之熱縮率均為0%以上。
以下例示本發明之各種實施方式。以下所示之實施方式可相互組合。
較佳為上述基材於MD及TD上以130℃加熱10分鐘後之熱縮率之比(MD/TD)為3.5以下。
較佳為上述基材於MD及TD上以130℃加熱10分鐘後之熱縮率均為1.0%以下。
較佳為上述基材具備支持層及緩衝層。
較佳為上述緩衝層之熔點為70℃以上。
又,根據本發明,亦提供一種黏著片材,其係具有凸部之半導體晶圓之加工用黏著片材,且
具備上述基材、及設置於上述基材上之黏著劑層,
構成為在上述半導體晶圓貼著於上述黏著劑層之狀態下上述凸部被上述基材保護。
較佳為自上述緩衝層觀察,上述支持層設置於與上述黏著劑層相反側。
較佳為上述凸部藉由埋入上述基材而受到保護。
較佳為上述半導體晶圓貼著於上述黏著劑層。
又,根據本發明,亦提供一種半導體元件之製造方法,其係使用上述黏著片材之半導體元件之製造方法,且 包括框架貼附步驟、晶圓貼附步驟、加溫步驟、研磨步驟、及切割步驟,
上述框架貼附步驟中,將上述黏著片材貼附於環狀框,
上述晶圓貼附步驟中,將上述黏著片材貼附於上述半導體晶圓之設置有凸部之面,
上述加溫步驟中,對上述基材進行加溫,
上述研磨步驟中,對上述半導體晶圓之背面進行研磨,
上述切割步驟中,將上述半導體晶圓單片化。
較佳為上述切割步驟進而具有介隔上述黏著片材將上述半導體晶圓固定於工作台之固定步驟。
[發明之效果]
根據本發明,可提供一種半導體晶圓加工用黏著片材,其在加熱貼附於環狀框、半導體晶圓時,基材未發生鬆弛,提昇了切割、及背面研磨時設置之裝置與載台之密接性。
以下對本發明之實施方式進行說明。以下所示之實施方式中示出之各種特徵事項可相互組合。又,各特徵事項獨立地使發明成立。
1.黏著片材
使用圖1~圖4E對本發明之一實施方式之基材1及黏著片材10進行說明。本實施方式之黏著片材10具備基材1、及設置於基材1上之黏著劑層2。該黏著片材10係於對具有凸部5之半導體晶圓4之背面4b進行研磨,及對半導體晶圓4進行切割時使用。以下對各構成進行說明。
<基材1>
基材1於25℃、RH0%下基於JIS K 7126-2(等壓法)測得之氧穿透度可為1000 ml/(m
2・24 h・atm)以下。於基材1中,只要基材1之MD(Machine Direction)及TD(Transverse Direction)之以130℃加熱10分鐘後之熱縮率均為0%以上即可,例如較佳為以80~150℃加熱10分鐘後之熱縮率為0%以上。
關於上述熱縮率,將100 mm之各基材1於130℃之烘箱中靜置10分鐘後,於23℃環境下靜置2小時,然後測定MD及TD之長度,根據下述計算式算出熱縮率。 MD熱縮率=[(100 mm-加熱後之MD之長度)/100 mm]*100 TD熱縮率=[(100 mm-加熱後之TD之長度)/100 mm]*100
藉由使用此種以130℃加熱10分鐘後之MD及TD之熱縮率均為0%以上之基材1,可抑制與環狀框、半導體晶圓加熱貼附時基材1發生鬆弛。藉此可提昇與設置於背面研磨步驟或切割步驟之裝置之載台的密接性,能夠有助於提昇良率。若MD之熱縮率或TD之熱縮率未達0%,則於與環狀框、半導體晶圓加熱貼附時,基材1發生鬆弛,從而與設置於背面研磨步驟或切割步驟之裝置之載台的密接性下降。
基材1於MD及TD上以130℃加熱10分鐘後之熱縮率之比(MD/TD)可為0~3.5(例如3.5、3.4、3.3、3.2、3.1、3.0、2.9、2.8、2.7、2.6、2.5、2.4、2.3、2.2、2.1、2.0、1.9、1.8、1.7、1.6、1.5、1.4、1.3、1.2、1.1、1.0、0.9、0.8、0.7、0.6、0.5、0.4、0.3、0.2、0.1、0.05及0.01以下)。於熱縮率之比為0~3.5之情形時,密接性提昇。
基材1於MD及TD上以130℃加熱10分鐘後之熱縮率可均為1.0%以下(例如1.0、0.9、0.8、0.7、0.6、0.5、0.4、0.3、0.2、0.1、0.05、0.01)。若MD之熱縮率或TD之熱縮率為1.0%以下,則於與環狀框及半導體晶圓加熱貼附時,不會對環狀框及半導體晶圓過度施加收縮應力,從而可減少自環狀框之剝離或背面研磨時半導體晶圓之破裂、切割時之晶片缺損。
圖1所示之本實施方式之基材1具備支持層1b及緩衝層1a。支持層1b可介隔未圖示之接著層貼附於緩衝層1a。
基材1整體之厚度較佳為50~400 μm,進而較佳為100~350 μm,進而較佳為150~300 μm。具體而言,該厚度例如為50、100、150、200、250、300、350、400 μm,可處於此處例示之數值中任意兩者之間之範圍內。
基材1之MD及TD可藉由製造基材1(尤其支持層1b)時之熱歷程來調節。熱歷程可利用示差掃描熱量計來調查。熱歷程可為製造基材1時將基材1藉由雙軸延伸於MD、TD上進行拉伸之強度。藉由以基材1之MD之熱歷程與基材1之TD之熱歷程相同的方式製造基材1,可使基材1之MD及TD之以130℃以下之溫度加熱10分鐘後之熱縮率均為0%以上。基材1於其製造後不進行變更或消除熱歷程之處理(例如退火處理)。
<緩衝層1a>
緩衝層1a之熔點為70℃以上。較佳為80℃以上,進而較佳為85℃以上。所積層之層之緩衝層1a之熔點的上限並無特別限制,較佳為200℃以下,進而較佳為150℃以下。若熔點為70℃以上,則與基材膜積層之相反側之面不具有黏著性,可減少捲取基材膜時發生黏連。
緩衝層1a之熔點可依據JIS K7121來測定。
於上述熔點為70℃以上之緩衝層1a之積層有上述基材膜之相反側之一部分或整面具備黏著劑層2。於一部分或整面不具有黏著劑層2之情形時,與環狀框3加熱貼附時,不具有黏著劑層2之部分可能會自環狀框3剝離。
緩衝層1a之樹脂視需要可包含添加劑。緩衝層1a可單獨使用一種,亦可併用兩種以上。
作為上述熔點為70℃以上之緩衝層1a之樹脂,並無特別限制,例如可例舉:離子聚合物樹脂、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、軟質聚丙烯樹脂、乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物樹脂、苯乙烯-丁二烯共聚物樹脂、苯乙烯-丁二烯共聚物之氫化物樹脂、乙烯-1-丁烯共聚物樹脂、軟質丙烯酸樹脂等。再者,樹脂可單獨使用一種,亦可併用兩種以上。
作為上述離子聚合物樹脂,並無特別限制,只要為藉由金屬離子使特定聚合物進行分子間鍵結者即可,例如可例舉:聚烯烴系離子聚合物、丙烯酸系離子聚合物、聚苯乙烯系離子聚合物、聚酯系離子聚合物。該等離子聚合物樹脂可單獨使用一種,亦可併用兩種以上。其中,較佳為聚烯烴系離子聚合物及丙烯酸系離子聚合物,更佳為聚烯烴系離子聚合物。藉由使用此種樹脂,有進一步提昇追隨性及剝離性之傾向。
作為上述聚烯烴系離子聚合物,並無特別限制,例如可例舉:乙烯-甲基丙烯酸鹽共聚物、乙烯-丙烯酸鹽共聚物、乙烯-甲基丙烯酸鹽-丙烯酸酯共聚物等。
作為上述丙烯酸系離子聚合物,並無特別限制,例如可例舉:丙烯酸酯-丙烯酸鹽共聚物、丙烯酸酯-甲基丙烯酸鹽共聚物、甲基丙烯酸酯-丙烯酸鹽共聚物、甲基丙烯酸酯-甲基丙烯酸鹽共聚物等。
作為上述聚苯乙烯系離子聚合物,並無特別限制,例如可例舉:苯乙烯-苯乙烯磺酸鹽共聚物、苯乙烯-丙烯酸鹽共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸鹽共聚物、苯乙烯-苯乙烯羧酸鹽共聚物、苯乙烯-N甲基4-乙烯基吡啶鎓鹽共聚物等。
作為上述聚酯系離子聚合物,並無特別限制,例如可例舉:磺基對苯二甲酸鹽共聚聚對苯二甲酸乙二酯、磺基間苯二甲酸鹽共聚聚對苯二甲酸乙二酯、磺基對苯二甲酸共聚聚對苯二甲酸丁二酯、磺基間苯二甲酸共聚聚對苯二甲酸丁二酯等。
作為構成上述離子聚合物樹脂之鹽之金屬離子,並無特別限制,例如可例舉:鈉離子或鋰離子等一價金屬離子;鋅離子或鈣離子、鎂離子等二價金屬離子;鋁離子等三價金屬離子等。離子聚合物樹脂中之聚合物及金屬離子可基於聚合物中之離子性官能基及金屬離子之價數而任意組合使用。
又,作為上述乙烯-乙酸乙烯酯共聚物,並無特別限制,只要為乙烯與乙酸乙烯酯之共聚物即可。相對於來自乙烯及乙酸乙烯酯之結構單元之總莫耳數,乙烯-乙酸乙烯酯共聚物中之乙酸乙烯酯之含量較佳為1~35莫耳%,更佳為3~25莫耳%,進而較佳為3~15莫耳%。藉由乙酸乙烯酯之含量處於上述範圍內,有進一步提昇追隨性及剝離性之傾向。
作為上述軟質聚丙烯樹脂,並無特別限制,例如可例舉:對聚丙烯樹脂摻合橡膠成分或聚烯烴樹脂而成者、及丙烯-α-烯烴無規共聚物。作為此處使用之橡膠成分,並無特別限制,例如可例舉:苯乙烯-丁二烯共聚橡膠、苯乙烯-丁二烯共聚橡膠之氫化物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚橡膠、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚橡膠之氫化物、苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚橡膠、乙烯-丙烯共聚橡膠等。作為此處使用之聚烯烴樹脂,可例舉:聚乙烯樹脂、聚丙烯樹脂及環烯烴聚合物樹脂等。較佳者可例舉聚乙烯樹脂。作為此處使用之共聚成分之α-烯烴,可例舉:乙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、4-甲基-1-戊烯、1-庚烯、1-辛烯等。作為丙烯-α-烯烴無規共聚物之具體例,可例舉:丙烯-乙烯無規共聚物、丙烯-1-丁烯無規共聚物、丙烯-1-己烯無規共聚物、丙烯-乙烯-1-丁烯共聚物等。較佳者可例舉丙烯-乙烯無規共聚物。
上述熔點為70℃以上之緩衝層1a之樹脂之重量平均分子量(Mw)較佳為10,000~1,000,000,更佳為50,000~500,000。
再者,重量平均分子量(Mw)係藉由凝膠滲透層析法(GPC,Gel Permeation Chromatography)測得之聚苯乙烯換算之值,係以下記載之測定條件下之測定值。
裝置名:SYSTEM-21 Shodex(昭和電工公司製造)
管柱:將3根PL gel MIXED-B串聯
溫度:40℃
檢測:示差折射率
溶劑:四氫呋喃
濃度:2質量%
校準曲線:使用標準聚苯乙烯(PS)(PL公司製造)製作。
上述熔點為70℃以上之緩衝層1a之厚度較佳為50~500 μm,更佳為70~400 μm,進而較佳為100~300 μm。藉由熔點為70℃以上之緩衝層1a之厚度處於上述範圍內,對由環狀框表面之損傷所引起之凹凸或半導體晶圓表面之凹凸發揮充分之追隨性及黏著性。
上述熔點為70℃以上之緩衝層1a可按照周知之技術來製造。成形方法並無特別限定,為如下方法:使用慣用之熔融混練等或各種混合裝置(單軸或雙軸擠出機、輥、班布里混合機、各種捏合機等),以各成分均勻分散之方式混合上述各種材料,用T模法、壓延法、吹脹法將該混合物成形為膜,經由接著劑與支持層1b進行層壓。
上述熔點為70℃以上之緩衝層1a之樹脂視需要可包含公知之塑化劑、熱穩定劑、著色劑、有機系潤滑劑、無機系潤滑劑、界面活性劑、加工助劑等其他添加劑。
<支持層1b> 支持層1b為用於保持研磨後之晶圓之平坦性之層。若無支持層,則基材背面產生由晶圓之凸部5所引起之凹凸,故背面研磨性變差。
如下所述,黏著片材10可於常壓下或減壓下貼附於半導體晶圓4。於在減壓下將黏著片材10貼附於半導體晶圓4之情形時,支持層1b較佳為具有阻氣性。
支持層1b於氧穿透度較低之情形時,通常透氣度亦較低,故藉由設置支持層1b,而抑制外部氣體通過基材1滲入密閉空間2b內,藉此發揮基材1容易追隨於凸部5之效果。
支持層1b較佳為以基材1於25℃、RH0%下基於JIS K 7126-2(等壓法)測得之氧穿透度為1000 ml/(m
2・24 h・atm)以下之方式設置。為了使基材1之氧穿透度為此種範圍,較佳為單獨支持層1b於該條件下之氧穿透度為1000 ml/(m2・24 h・atm)以下。於該情形時,容易發揮上述效果。基材1或支持層1b之氧穿透度例如為0~1000 ml/(m
2・24 h・atm),較佳為0~500 ml/(m
2・24 h・atm),具體而言,例如為0、100、200、300、400、500、600、700、800、900、1000 ml/(m
2・24 h・atm),可處於此處例示之數值中任意兩者之間之範圍內。
上述條件下之支持層1b之氧穿透度較佳為低於緩衝層1a之氧穿透度。(緩衝層1a之氧穿透度-支持層1b之氧穿透度)之值較佳為100 ml/(m
2・24 h・atm)以上。該值例如為100~3000 ml/(m
2・24 h・atm),具體而言,例如為100、500、1000、1500、2000、2500、3000 ml/(m
2・24 h・atm),可處於此處例示之數值中任意兩者之間之範圍內。
就硬質且不易變形之觀點而言,支持層1b較佳為聚酯(例如聚對苯二甲酸乙二酯(PET))、聚醯亞胺、聚醯胺(例如尼龍)。
支持層1b之厚度例如為5~50 μm,較佳為10~30 μm。若支持層1b過薄,則研磨後之晶圓之平坦性變低。若支持層1b過厚,則有基材1對凸部5之追隨性變差之情形。具體而言,該厚度例如為5、10、11、12、13、14、15、20、21、23、24、25、30、35、40、45、50 μm,可處於此處例示之數值中任意兩者之間之範圍內。
為了保持研磨後之晶圓之平坦性,支持層1b之楊氏模數為500 MPa~5000 MPa,較佳為1000 MPa~4500 MPa。本實施方式中之楊氏模數可於溫度23±2℃、濕度50±5%之環境下,以300 mm/min之拉伸速度進行測定。
<黏著劑層2>
黏著劑層2為用於將黏著片材10貼著於半導體晶圓4之層,由黏著劑形成。黏著劑層2之形狀並無特別限定,只要為可將黏著片材10貼著於半導體晶圓4之形狀即可。黏著劑層2可為具有直徑小於半導體晶圓4之直徑之開口部之構成。開口部為未設置有黏著劑之部位,直徑小於半導體晶圓4之直徑。開口部之直徑/半導體晶圓4之直徑較佳為0.950~0.995,進而較佳為0.960~0.990。
於具有開口部之情形時,以半導體晶圓4之凸部5配置於開口部內之方式將半導體晶圓4之外周部4a貼著於黏著劑層2。因此,凸部5不與黏著劑接觸,故防止糊劑殘留於凸部5。
黏著劑層2之厚度通常為1~200 μm,較佳為2~170 μm,進而較佳為5~150 μm。若黏著劑層2之厚度未達1 μm,則無法確保對環狀框3之表面或半導體晶圓4之表面之充分之黏著力。另一方面,若黏著劑層2之厚度厚於200 μm,則於自環狀框3之表面或半導體晶圓4之表面剝離時,可能會發生糊劑殘留,從而經濟性下降。
作為黏著劑層2之黏著劑,並無特別限制,例如包含聚合物及硬化劑,視需要可包含其他成分。作為黏著劑層2中包含之聚合物,並無特別限定,例如可例舉具有直鏈形狀、支鏈形狀、或交聯形狀之(甲基)丙烯酸酯系共聚物。此處,支鏈形狀之聚合物所具有之支鏈有兩種:長度最多為幾個碳之支鏈即短鏈支鏈、及長度可與主鏈相當之支鏈即長鏈支鏈。又,交聯形狀之聚合物可具有三維網狀結構。再者,交聯形狀之聚合物亦包括下述硬化劑與聚合物反應而形成者。
作為構成(甲基)丙烯酸酯系共聚物之結構單元,可例舉:具有烷基之結構單元、具有羥基之結構單元、具有羧基之結構單元、及其他結構單元。該等結構單元主要來自(甲基)丙烯酸單體或(甲基)丙烯酸酯單體,但(甲基)丙烯酸酯系共聚物並不限於僅由(甲基)丙烯酸或其酯構成之聚合物,亦可包含來自除(甲基)丙烯酸等以外之具有聚合性雙鍵之單體的結構單元。
(甲基)丙烯酸酯系共聚物可藉由具有羥基之結構單元或具有羧基之結構單元而與下述硬化劑進行交聯反應。藉由此種交聯結構,可於塗佈黏著劑後提昇黏著劑之凝集力。又,藉由製備交聯之程度,除儲存模數或損失彈性模數以外,亦可調整對環狀框或半導體晶圓之180℃剝離強度或觸黏性等。
作為具有烷基之結構單元,可例舉不具有與下述硬化劑進行交聯反應之官能基之單體。作為構成此種具有烴基之結構單元之單體,並無特別限制,例如可例舉:具有甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、第三丁基、異丁基、戊基、異戊基、己基、庚基、環己基、2-乙基己基、辛基、異辛基、壬基、異壬基、癸基、異癸基、十一烷基、月桂基、十三烷基、十四烷基、硬脂基、十八烷基、及十二烷基等直鏈、支鏈、或支鏈烷基之(甲基)丙烯酸烷基酯。該等可單獨使用或選擇兩種以上使用。
作為構成具有羥基之結構單元之單體,並無特別限制,例如可例舉:(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6-羥基己酯、(甲基)丙烯酸8-羥基辛酯、(甲基)丙烯酸1-羥基癸酯、(甲基)丙烯酸12-羥基月桂酯、及(甲基)丙烯酸(4-羥基甲基環己基)甲酯等含羥基單體。該等可單獨使用或選擇兩種以上使用。
作為構成具有羧基之結構單元之單體,並無特別限制,例如可例舉:丙烯酸、甲基丙烯酸、(甲基)丙烯酸羧基乙酯、(甲基)丙烯酸羧基戊酯、伊康酸、馬來酸、富馬酸、及丁烯酸等含羧基單體。該等可單獨使用或選擇兩種以上使用。
作為構成除上述以外之其他結構單元之單體,並無特別限制,例如可例舉:馬來酸酐或伊康酸酐等酸酐單體;苯乙烯磺酸、烯丙基磺酸、2-(甲基)丙烯醯胺-2-甲基丙磺酸、(甲基)丙烯醯胺丙磺酸、(甲基)丙烯酸磺丙酯、及(甲基)丙烯醯氧基萘磺酸等含磺酸基單體;2-羥基乙基丙烯醯基磷酸酯等含磷酸基單體等。
作為構成黏著劑層2之硬化劑,並無特別限制,例如可例舉:異氰酸酯系硬化劑、環氧系硬化劑、胺系硬化劑等,亦可為該等之單獨物或混合物。其中較佳為異氰酸酯化合物。
作為此種異氰酸酯化合物,並無特別限制,例如可例舉:甲苯二異氰酸酯、4,4-二苯甲烷二異氰酸酯、苯二甲基二異氰酸酯、三羥甲基丙烷改性甲苯二異氰酸酯等芳香族二異氰酸酯;異佛爾酮二異氰酸酯、亞甲基雙(4-環己基異氰酸酯)等脂環族二異氰酸酯;六亞甲基二異氰酸酯、三甲基六亞甲基二異氰酸酯等脂肪族二異氰酸酯。該等可單獨使用或選擇兩種以上使用。
為了提昇上述熔點為70℃以上之緩衝層1a與上述黏著劑層2之密接性,視需要可實施化學或物理表面處理。作為上述表面處理,例如可例舉:電暈處理、鉻酸處理、臭氧暴露、火焰暴露、高壓電擊暴露、及離子化輻射處理等。
上述黏著劑層4可按照周知之技術來製造。成形方法並無特別限定,使上述各種材料溶解於有機溶劑等溶劑中將其清漆化,利用刮刀塗佈法、輥式塗佈法、噴霧塗佈法、凹版塗佈法、棒式塗佈法、淋幕式塗佈法、或網版印刷法等將其塗佈於保護膜上,去除溶劑,藉此形成黏著劑層2。
<半導體晶圓4>
半導體晶圓4具有凸部5。凸部5為向半導體晶圓4之面外方向突出之任意構造體。作為凸部5之例,可例舉具有突起電極、或凹凸之電路之凸部等。
作為半導體晶圓4,不僅可例舉矽晶圓,還可例舉鍺晶圓、鎵-砷晶圓、鎵-磷晶圓、鎵-砷-鋁晶圓、藍寶石晶圓、玻璃晶圓、碳化矽晶圓等。半導體晶圓4之直徑較佳為1~16英吋,更佳為4~12英吋。半導體晶圓4之厚度並無特別限制,較佳為500~800 μm,更佳為520~775 μm。
凸部5之高度較佳為10~500 μm,進而較佳為100~300 μm。具體而言,該高度例如為10、50、100、150、200、250、300、350、400、450、500 μm,可處於此處例示之數值中任意兩者之間之範圍內。
半導體晶圓4可具有未設置有凸部5之外周部4a。外周部4a之寬度較佳為1.0~3.0 mm,進而較佳為1.5~2.5 mm。
作為使用具有凸部5之半導體晶圓4之最終製品,可例舉:邏輯用、記憶體用、感測器用、電源用等電子零件。
2.半導體元件之製造方法
使用圖1~圖4E對使用黏著片材10之半導體元件之製造方法進行說明。該製造方法包括框架貼附步驟、加溫步驟、研磨步驟、及切割步驟。實施該等步驟之順序並不限於該順序,亦可適當更換順序。以下對各步驟進行說明。
<框架貼附步驟>
如圖2A~圖2B所示,框架貼附步驟中,將黏著片材10貼附於環狀框3。環狀框3具有直徑小於黏著劑層2之開口部3a,環狀框3可貼附於黏著劑層2。藉此,黏著片材10穩定地保持於環狀框3,容易對黏著片材10進行處理。
<晶圓貼附步驟、加溫步驟>
如圖2B~圖2C所示,晶圓貼附步驟中,於半導體晶圓4之設置有凸部5之面,於常壓下或減壓下將黏著片材10貼附於半導體晶圓4。
該步驟可藉由於減壓室16內將半導體晶圓4貼附於黏著片材10來進行。減壓室16內之壓力只要低於大氣壓即可,較佳為1000 Pa以下,進而較佳為500 Pa以下,進而較佳為100 Pa以下。減壓室16內之壓力之下限並無特別規定,例如為10 Pa。
藉由如此於減壓下將半導體晶圓4貼附於黏著片材10,被半導體晶圓4及黏著片材10包圍之密閉空間2b內成為減壓狀態。
若於該狀態下自減壓室16取出貼附有半導體晶圓4之黏著片材10並暴露於大氣壓,則基材1被大氣壓推壓而欲進入密閉空間2b內。基材1於未加溫之狀態下剛性較高,基材1幾乎不會進入密閉空間2b。另一方面,於加溫步驟中,若將基材1加溫至60~150℃,則基材1軟化,如圖2D所示,密閉空間2b消失或幾乎消失。因此,成為凸部5埋入基材1之狀態,凸部5被基材1保護。埋入有凸部5之部位之高度/凸部5整體之高度的比較佳為0.9~1,進而較佳為0.95~1,進而較佳為0.99~1。基材1之加溫溫度較佳為80~120℃。基材1之加溫時間較佳為3~120秒,進而較佳為5~60秒。
基材1之加溫可於將半導體晶圓4貼附於黏著片材10之前進行,亦可於貼附後進行。又,該加溫可於減壓室16內進行,亦可於減壓室16外進行。
<研磨步驟>
如圖3A~圖3B所示,研磨步驟中,對半導體晶圓4之背面4b進行研磨。半導體晶圓4介隔黏著片材10固定於吸附台6。
半導體晶圓4之背面4b係與設置有凸部5之面相反側之面。晶圓背面之研磨加工之方式並無特別限制,可採用公知之研磨方式。研磨較佳為一面對晶圓及磨石(金剛石等)澆水冷卻一面進行。經薄型化之晶圓之厚度較佳為300 μm以下,更佳為150 μm以下。
背面研磨時,對凸部5施加半導體晶圓4之面內方向之負載,故凸部5容易破損。但是,本實施方式中,凸部5之至少一部分埋入基材1,故凸部5被基材1穩定地支持,因此凸部5不易破損。再者,於基材1對凸部5之支持不穩定之情形時,有研磨性下降之情形。
可使用硬化性樹脂以防止凸部5破損。硬化性樹脂係藉由能量線(例如紫外線)或熱等刺激而硬化之樹脂。硬化性樹脂較佳為支持於支持膜上,配置於黏著片材10之支持層1b與支持膜之間。
硬化性樹脂之硬化前之黏度較佳為100~3000 mPa・s,進而較佳為200~1000 mPa・s。於黏度為100 mPa・s以上之情形時,硬化性樹脂為點接觸而非面接觸,研磨性優異。於黏度為3000 mPa・s以下之情形時,硬化性樹脂於相鄰之凸部5之間流動時不易夾帶氣泡,故研磨性優異。黏度係使用E型黏度計於23℃及50 rpm之條件下進行測定。
硬化性樹脂之硬化後之蕭氏D硬度較佳為5~70,進而較佳為10~60。於蕭氏D硬度為5以上之情形時,凸部5之保持性較高,故研磨性優異。於蕭氏D硬度為70以下之情形時,將黏著片材10自半導體晶圓4剝離時黏著片材10容易彎曲。蕭氏D硬度係於依據JIS K 6253之條件下進行測定。
硬化性樹脂較佳為光硬化性樹脂,進而較佳為紫外線硬化性樹脂。
硬化性樹脂較佳為以丙烯酸系樹脂為基礎者,其組成並無特別限定,包含1,2-氫化聚丁二烯末端胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯、丙烯酸異𦯉基酯、二乙基丙烯醯胺之硬化性樹脂可提昇基材1與支持膜7之接著性,故較佳。
硬化性樹脂之硬化收縮率較佳為7%以下。
若將凸部5之高度設為Td(μm),則硬化性樹脂之厚度較佳為(Td+20)~(Td+200) μm,進而較佳為(Td+50)~(Td+150) μm。
支持膜為可支持硬化性樹脂之任意膜,除乙烯乙酸乙烯酯、聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、聚丁二烯等聚烯烴類以外,還可由聚氯乙烯、聚對苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二酯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚醯亞胺等形成。
支持膜之厚度較佳為10~300 μm,進而較佳為30~250 μm。
<切割步驟>
如圖4A~圖4E所示,切割步驟中,將半導體晶圓單片化。切割步驟中,藉由對經研磨之半導體晶圓4進行切割,而將半導體晶圓4分割為複數個半導體晶片。切割方法並無特別限定,可為刀片切割、雷射切割、隱形切割、電漿切割等中之任一方法。
切割步驟可具有於經研磨之背面4b塗佈藉由圖案形成機構(例如雷射)可形成切割用圖案(槽)之遮罩8之塗佈步驟(圖4A)。切割用圖案表示進行切割之位置。遮罩8例如可為(甲基)丙烯酸共聚物。於塗佈步驟中,經研磨之半導體晶圓4介隔黏著片材10固定於吸附台6'。
又,切割步驟可具有於塗佈步驟後藉由圖案形成機構於遮罩8形成切割用圖案8a之圖案形成步驟(圖4B)。藉由沿著該圖案8a進行切割,可容易地將半導體晶圓4分割為具有目標尺寸之半導體晶片。於圖案形成步驟中,經研磨之半導體晶圓4介隔黏著片材10固定於吸附台6''。
圖4C表示沿著圖案8a進行切割之切割步驟。切割步驟可進而具有於切割前介隔黏著片材10將半導體晶圓4固定於固定台7(例如靜電台或吸附台)之固定步驟。
若進行切割步驟,則成為複數個半導體晶片附著於黏著片材10之狀態。因此,切割步驟可具有於經切割之半導體晶圓4之背面4b貼附切割保護膠帶9之切割保護膠帶貼附步驟(圖4D)。切割保護膠帶9可貼附於半導體晶圓4之背面4b上,亦可貼附於半導體晶圓4之背面4b及環狀框3。藉此,於將黏著片材10自半導體晶圓4剝離之剝離步驟(圖4E)中,可防止一個或複數個半導體晶片附著於黏著片材10。切割保護膠帶9例如可為紫外線硬化型切割保護膠帶或低黏著力之一般感壓型切割保護膠帶,切割保護膠帶之基材可為聚氯乙烯、或聚乙烯、聚丙烯等聚烯烴系。於切割保護膠帶貼附步驟中,半導體晶圓4介隔黏著片材10固定於固定台6'''(例如靜電台或吸附台)。
[實施例]
以下基於實施例更詳細地說明本發明,但本發明並不限定於該等。
(實施例1) 藉由乾式層壓將厚度25 μm之聚對苯二甲酸乙二酯膜(東麗製造,商品號:Lumirror S10)與利用T模法成形為厚度150 μm之離子聚合物膜(熔點82℃)積層,形成基材膜。
(實施例2) 將聚對苯二甲酸乙二酯膜變更為厚度15 μm之尼龍膜(東洋紡製造,商品號:N1202),除此以外以與實施例1同樣之方式形成。
(實施例3) 將聚對苯二甲酸乙二酯膜變更為厚度12 μm之聚醯亞胺膜(SKC KOLON PI製造,商品號:GF050),除此以外以與實施例1同樣之方式形成。
(比較例1) 將聚對苯二甲酸乙二酯膜變更為厚度12 μm之聚對苯二甲酸乙二酯膜(SHINKONG MATERIALS TECHNOLOGY製造,商品號:P121),除此以外以與實施例1同樣之方式形成。
(比較例2) 對比較例1之聚對苯二甲酸乙二酯膜進行退火處理(於200℃下進行5分鐘),除此以外以與比較例1同樣之方式形成。
(比較例3) 對實施例1之聚對苯二甲酸乙二酯膜進行退火處理(於200℃下進行5分鐘),除此以外以與實施例1同樣之方式形成。
評估方法之詳情如下。評估結果示於表1中。 <基材層之鬆弛> 將矽晶圓置於直徑與矽晶圓之直徑相同之載台上,於使與環狀框貼著之基材層自矽晶圓上方壓抵之狀態下,以130℃加熱10分鐘後,連同矽晶圓一起自載台取下。其後,於23℃環境下靜置30分鐘後,確認環狀框內側端部至矽晶圓端部之間之基材層有無鬆弛。 A(優):無鬆弛 B(不合格):有鬆弛
<矽晶圓表面之基材層之皺褶> 將矽晶圓置於直徑與矽晶圓之直徑相同之載台上,於使與環狀框貼著之基材層自矽晶圓上方壓抵之狀態下,以130℃加熱10分鐘後,連同矽晶圓一起自載台取下。其後,於23℃環境下靜置30分鐘後,確認矽晶圓上貼附有基材層之面有無皺褶。 A(優):無皺褶 B(不合格):有皺褶
[表1]
表1 | 實施例 | 比較例 | ||||
1 | 2 | 3 | 1 | 2 | 3 | |
材質 | PET | 尼龍6 | 聚醯亞胺 | PET | 退火 PET | 退火 PET |
厚度(μm) | 25 | 15 | 12 | 12 | 12 | 25 |
MD熱縮率(%) | 0.3 | 0.75 | 0.00 | 0.49 | 0.17 | 0.12 |
TD熱縮率(%) | 0.14 | 0.25 | 0.00 | -0.13 | -0.06 | -0.04 |
MD/TD | 2.14 | 3.00 | 0.00 | -3.77 | -2.83 | -3.00 |
基材膜之鬆弛 | A | A | A | B | B | B |
矽晶圓表面之皺褶 | A | A | A | B | B | B |
<探討>
全部實施例於全部評估項目中均為優異之結果。另一方面,全部比較例於至少1個評估項目中均未獲得令人滿意之結果。
1:基材 1a:緩衝層 1b:支持層 2:黏著劑層 2b:密閉空間 3:環狀框 3a:開口部 4:半導體晶圓 4a:外周部 4b:背面 5:凸部 6:吸附台 6':吸附台 6'':吸附台 6''':吸附台 7:切割用台 8:遮罩 8a:切割用圖案 9:切割保護膠帶 10:黏著片材 16:減壓室
圖1係表示本發明之實施方式之具備基材1之黏著片材10的剖視圖。
圖2A~圖2D係表示本發明之實施方式之使用黏著片材10之半導體元件之製造方法的剖視圖。
圖3A~圖3B係表示本發明之實施方式之使用黏著片材10之半導體元件之製造方法的剖視圖。
圖4A~圖4E係表示本發明之實施方式之使用黏著片材10之半導體元件之製造方法的剖視圖。
1:基材
1a:緩衝層
1b:支持層
2:黏著劑層
10:黏著片材
Claims (10)
- 一種基材,其係用於具有凸部之半導體晶圓之加工用黏著片材之基材,且 上述基材於MD(Machine Direction)及TD(Transverse Direction)上以130℃加熱10分鐘後之熱縮率均為0%以上。
- 如請求項1之基材,其中上述基材於MD及TD上以130℃加熱10分鐘後之熱縮率之比(MD/TD)為3.5以下。
- 如請求項1或2之基材,其中上述基材於MD及TD上以130℃加熱10分鐘後之熱縮率均為1.0%以下。
- 如請求項1或2之基材,其中上述基材具備支持層及緩衝層,且 上述緩衝層之熔點為70℃以上。
- 一種黏著片材,其係具有凸部之半導體晶圓之加工用黏著片材,且 具備如請求項4之基材、及設置於上述基材上之黏著劑層, 構成為在上述半導體晶圓貼著於上述黏著劑層之狀態下上述凸部被上述基材保護。
- 如請求項5之黏著片材,其中自上述緩衝層觀察,上述支持層設置於與上述黏著劑層相反側。
- 如請求項5或6之黏著片材,其中上述凸部係藉由埋入上述基材而受到保護。
- 如請求項5或6之黏著片材,其中上述半導體晶圓貼著於上述黏著劑層。
- 一種半導體元件之製造方法,其係使用如請求項5至8中任一項之黏著片材之半導體元件之製造方法,且 包括框架貼附步驟、晶圓貼附步驟、加溫步驟、研磨步驟、及切割步驟, 上述框架貼附步驟中,將上述黏著片材貼附於環狀框, 上述晶圓貼附步驟中,將上述黏著片材貼附於上述半導體晶圓之設置有凸部之面, 上述加溫步驟中,對上述基材進行加溫, 上述研磨步驟中,對上述半導體晶圓之背面進行研磨, 上述切割步驟中,將上述半導體晶圓單片化。
- 如請求項9之半導體元件之製造方法,其中上述切割步驟進而具有介隔上述黏著片材將上述半導體晶圓固定於工作台之固定步驟。
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