TWI386988B - 切割／晶片接合薄膜 - Google Patents

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TWI386988B
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wafer bonding
dicing
wafer
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TW98126112A
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Katsuhiko Kamiya
Takeshi Matsumura
Shuuhei Murata
Hironao Ootake
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Nitto Denko Corp
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Description

切割/晶片接合薄膜
本發明關於將用於固著晶片狀工件(半導體晶片等)與電極部件的膠黏劑在切割前黏貼在工件(半導體晶片等)上的狀態下用於工件切割的切割/晶片接合薄膜、其製造方法及使用其的半導體裝置的製造方法。
形成電路圖案的半導體晶圓(工件)根據需要藉由背面研磨調節厚度後，切割為半導體晶片(晶片狀工件)(切割步驟)。切割步驟中，一般是為了除去切斷層而在適度的液壓(通常是約2kg/cm2 )下清洗半導體晶圓。然後，利用膠黏劑將所述半導體晶片固著到引線框等被黏物上(安裝步驟)後，移至接合步驟。所述安裝步驟中，將膠黏劑塗布在引線框或半導體晶片上。但是，該方法中膠黏劑層的均勻化是困難的，另外膠黏劑的塗布需要特殊裝置和長時間。因此，提出了在切割步驟中保持半導體晶圓膠黏的同時在安裝步驟中也提供必要的晶片固著用膠黏劑層的切割/晶片接合薄膜(例如，參照專利文獻1)。
專利文獻1中記載的切割/晶片接合薄膜，是在支撐基材上設置能夠剝離的膠黏劑層的結構。即，在膠黏劑層的支撐下切割半導體晶圓，然後拉伸支撐基材將半導體晶片與膠黏劑層一起剝離，將其分別回收，藉由該膠黏劑層固著到引線框等被黏物上。
該種切割/晶片接合薄膜的膠黏劑層，為了不產生不能 切割或尺寸錯誤，希望具有對半導體晶圓的良好保持力以及能夠將切割後的半導體晶片與膠黏劑層一體地從支撐基材上剝離的良好剝離性。但是，使這兩個特性平衡絕不容易。特別是在像利用旋轉圓刃等切割半導體晶圓的方式等那樣要求膠黏劑層具有高保持力的情況下，難以得到滿足上述特性的切割/晶片接合薄膜。
因此，為了解決這樣的問題，提出了各種改進方法(例如，參照專利文獻2)。專利文獻2中公開了如下方法：在支撐基材和膠黏劑層之間隔著可紫外線固化的黏合劑層，將其切割後進行紫外線固化，使黏合劑層與膠黏劑層之間的膠黏力下降，從而藉由兩者間的剝離使半導體晶片的拾取變得容易。
但是，藉由該改進方法，有時也難以得到使切割時的保持力和之後的剝離性良好平衡的切割/晶片接合薄膜。例如，在10mm×10mm以上的大型半導體晶片或25~75μm的極薄半導體晶片的情況下，一般的晶片接合機不能容易地拾取半導體晶片。
針對這樣的問題，下述專利文獻3中公開了：藉由向在黏合劑層中與半導體晶圓黏貼部分對應的部分照射紫外線使該部分固化，由此提高拾取性。但是，如果是專利文獻3記載的切割/晶片接合薄膜，則切割後的切斷面上產生構成晶片接合薄膜的膠黏劑層的糊冒出的現象，因此有時產生切斷面之間再附著(黏連)。結果，存在難以進行半導體晶片的拾取的問題。
專利文獻1：日本特開昭60-57642號公報
專利文獻2：日本特開平2-248064號公報
專利文獻3：日本特開2005-5355號公報
本發明鑒於上述問題而進行，其目的在於提供：具有在基材上具有黏合劑層的切割薄膜和在該黏合劑層上設置的晶片接合薄膜的切割/晶片接合薄膜，該切割/晶片接合薄膜即使在半導體晶圓為薄型的情況下，切割該薄型半導體晶圓時的保持力和將藉由切割得到的半導體晶片與該晶片接合薄膜一體地剝離時的剝離性之間的平衡特性也優良；其製造方法；以及使用該切割/晶片接合薄膜的半導體裝置的製造方法。
本發明人為了解決上述現有問題，對切割/晶片接合薄膜、其製造方法以及使用該切割/晶片接合薄膜的半導體裝置的製造方法進行了研究。結果發現，如果是藉由在紫外線照射前的黏合劑層上黏貼晶片接合薄膜而製作的切割/晶片接合薄膜，則在黏合劑層與晶片接合薄膜的界面處的密合性高並且錨固效應過度顯現，結果，即使藉由紫外線照射使黏合劑層固化後拾取半導體晶片，有時剝離也變得困難。
本發明的切割/晶片接合薄膜，為了解決上述問題，其具有在基材上具有黏合劑層的切割薄膜和在該黏合劑層上設置的晶片接合薄膜，其特徵在於，所述黏合劑層由丙烯酸類黏合劑形成，所述丙烯酸類黏合劑由丙烯酸類聚合物 和相對於所述丙烯酸類聚合物100重量份的比例在10~60重量份的範圍內的分子內具有2個以上自由基反應性碳碳雙鍵的化合物構成，所述丙烯酸類聚合物由丙烯酸酯、相對於丙烯酸酯100莫耳%的比例在10~40莫耳%範圍內的含羥基單體和相對於含羥基單體100莫耳%的比例在70~90莫耳%範圍內的分子內具有自由基反應性碳碳雙鍵的異氰酸酯化合物構成，所述晶片接合薄膜由環氧樹脂形成，並且層壓在所述黏合劑層上。
所述黏合劑層中使用丙烯酸酯作為主單體，因此可以實現剝離力的減小、實現良好的拾取性。另外，藉由使含羥基單體相對於丙烯酸酯100莫耳%的配合比例為10莫耳%以上，可以抑制紫外線照射後的交聯不足。結果，例如對於切割時黏貼在黏合劑層上的切割環，可以防止膠糊殘留的產生。另一方面，藉由使所述配合比例為40莫耳%以下，可以防止由紫外線照射引起的交聯過度進行從而剝離困難並且拾取性下降的情況。另外，也可以防止與一部分聚合物的凝膠化相伴隨的生產率下降。
另外，本發明中，由於使用分子內具有自由基反應性碳碳雙鍵的異氰酸酯化合物、並且以相對於所述丙烯酸類聚合物100重量份為10~60重量份的比例配合分子內具有2個以上自由基反應性碳碳雙鍵的化合物，因此可以將紫外線照射後的拉伸彈性模數(23℃)調節至適度範圍內。
另外，所述晶片接合薄膜由環氧樹脂形成，因此例如即使藉由切割與半導體晶圓一起切斷，也可以防止在其切 斷面上產生構成晶片接合薄膜的膠黏劑層糊冒出。由此，可以防止切斷面之間再附著(黏連)，可以進一步提高半導體晶片的拾取性。
所述晶片接合薄膜較佳層壓在紫外線照射後的黏合劑層上。如果是所述構成，則黏合劑層表面硬，可以減小與晶片接合薄膜黏貼時兩者的密合度。由此，可以減小黏合劑層與晶片接合薄膜間的錨固效果，例如拾取半導體晶片時，黏合劑層與晶片接合薄膜間的剝離性良好。結果，可以實現拾取性的提高。另外，利用紫外線照射使黏合劑層固化時，藉由形成交聯結構而使得黏合劑層的體積縮小。因此，例如在與晶片接合薄膜黏貼後對黏合劑層照射紫外線使其固化時，對晶片接合薄膜施加應力。結果，有時切割/晶片接合薄膜整體產生翹曲。但是，本發明的切割/晶片接合薄膜，由於是在藉由紫外線照射固化後與晶片接合薄膜黏貼而形成的，因此可以防止對晶片接合薄膜施加不需要的應力。結果，可以得到無翹曲的切割/晶片接合薄膜。
所述黏合劑層的紫外線照射後的23℃下的拉伸彈性模數較佳在40~170MPa範圍內。由此，例如即使對於10mm×10mm以上的大型半導體晶片或25~75μm的極薄半導體晶片，也可以抑制切割時的晶片飛散，同時拾取性提高。
所述紫外線照射時的積分光量較佳在30~1000mJ/cm2 的範圍內。藉由使紫外線照射時的積分光量為30mJ/cm2 以上，黏合劑層充分固化，可以防止與晶片接合薄膜過度密合。結果，可以實現良好的拾取性，可以防止拾取後黏 合劑附著在晶片接合薄膜上(所謂的膠糊殘留)。另一方面，藉由使紫外線照射時的積分光量為1000mJ/cm2 以下，可以減少對基材的熱損害。另外，黏合劑層的固化不會過度進行而使拉伸彈性模數變得過大，可以防止擴展性下降。另外，可以防止黏合力過低，由此在工件的切割時，可以防止晶片飛散的產生。
所述構成中，所述丙烯酸酯較佳以相對於丙烯酸酯總量100莫耳%為50~91莫耳%的比例包含由CH2 =CHCOOR(式中，R為碳原子數6~10的烷基)表示的丙烯酸酯A。藉由包含由CH2 =CHCOOR(式中，R為碳原子數6~10的烷基)表示的丙烯酸酯A，可以防止剝離力變得過大從而拾取性下降。另外，藉由使丙烯酸酯A的配合比例相對於丙烯酸酯總量100莫耳%為50~91莫耳%，可以防止剝離力變得過大從而拾取性下降，同時可以防止黏合性過度下降從而切割時產生晶片飛散。
所述含羥基單體較佳為選自由(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-10-羥基癸酯、(甲基)丙烯酸-12-羥基十二烷酯和(甲基)丙烯酸(4-羥甲基環己基)甲酯組成的組中的至少任意一種。
另外，所述具有自由基反應性碳碳雙鍵的異氰酸酯化合物，較佳為選自2-甲基丙烯醯氧乙基異氰酸酯或者2-丙烯醯氧乙基異氰酸酯的至少任意一種。
另外，所述聚合物的重均分子量較佳在35萬至100萬的範圍內。藉由使重均分子量為35萬以上，可以防止低分子量聚合物的比例減少，由此，可以防止例如切割時從在黏合劑層上黏貼的切割環上產生剝離。另外，由於可以防止紫外線照射後的交聯不足，因此在從黏合劑層上剝離切割環時，可以防止產生膠糊殘留。另一方面，藉由使重均分子量為100萬以下，可以提高在基材上形成黏合劑層時的作業性。黏合劑層的形成，例如可以藉由在基材上塗布含有所述丙烯酸類聚合物的黏合劑組合物的溶液後乾燥來進行，如果丙烯酸類聚合物的重均分子量超過100萬，則黏合劑組合物溶液的黏度過大，因此該丙烯酸類聚合物的聚合以及塗布時的作業性降低。
另外，在溫度23℃、剝離角度15度、剝離速度300mm/分鐘的條件下從所述晶片接合薄膜上剝離切割薄膜時的、切割薄膜對於所述晶片接合薄膜的剝離黏合力較佳在0.5~0.8N/10mm的範圍內。藉由使切割薄膜對於所述晶片接合薄膜的剝離黏合力在所述數值範圍內，可以防止切割時產生晶片飛散，同時可以抑制切割薄膜與晶片接合薄膜過度膠黏，從而使半導體晶片的拾取性良好。
構成所述黏合劑層的丙烯酸類聚合物較佳不包含丙烯酸作為單體成分。由此，可以防止黏合劑層與晶片接合薄膜的反應或相互作用，可以進一步提高拾取性。
另外，本發明的切割/晶片接合薄膜的製造方法，為了解決前述問題，所述切割/晶片接合薄膜具有在基材上具有 黏合劑層的切割薄膜和在該黏合劑層上設置的晶片接合薄膜，其特徵在於包括：藉由丙烯酸類黏合劑在所述基材上形成黏合劑層前驅物的步驟，所述丙烯酸類黏合劑由丙烯酸類聚合物和相對於所述丙烯酸類聚合物100重量份的比例在10~60重量份的範圍內的分子內具有2個以上自由基反應性碳碳雙鍵的化合物構成，所述丙烯酸類聚合物由丙烯酸酯、相對於丙烯酸酯100莫耳%的比例在10~40莫耳%範圍內的含羥基單體和相對於含羥基單體100莫耳%的比例在70~90莫耳%範圍內的分子內具有自由基反應性碳碳雙鍵的異氰酸酯化合物構成；和在所述黏合劑層前驅物上層壓所述晶片接合薄膜的步驟。
作為黏合劑層的構成材料，使用丙烯酸酯作為主單體，因此可以實現黏合力的下降，實現良好的拾取性。另外，藉由使含羥基單體相對於丙烯酸酯總量的比例為10莫耳%以上，可以抑制紫外線照射後的交聯不足。結果，例如即使在切割時對於在黏合劑層上黏貼的切割環，也可以防止膠糊殘留的產生。另一方面，藉由使含羥基單體相對於丙烯酸酯總量的比例為40莫耳%以下，可以防止由紫外線照射引起的交聯過度進行從而剝離困難、拾取性下降的情況。另外，也可以防止與一部分聚合物的凝膠化相伴隨的生產率下降。
另外，本發明中，由於使用分子內具有自由基反應性碳碳雙鍵的異氰酸酯化合物、並且以相對於所述丙烯酸類聚合物100重量份為10~60重量份的比例配合分子內具有 2個以上自由基反應性碳碳雙鍵的化合物，因此可以將紫外線照射後的拉伸彈性模數(23℃)調節至適度範圍內。結果，例如即使對於10mm×10mm以上的大型半導體晶片或25~75μm的極薄半導體晶片，也可以得到抑制切割時晶片飛散的產生、同時拾取性優良的切割/晶片接合薄膜。
另外，所述方法中，使用環氧樹脂作為晶片接合薄膜的構成材料，因此可以形成如下晶片接合薄膜：例如半導體晶片的切割時，即使半導體晶片與晶片接合薄膜被切斷，也可以防止在其切斷面上產生膠黏劑的膠糊冒出。結果，可以防止晶片接合薄膜的切斷面之間再附著(黏連)，由此可以製作拾取性優良的切割/晶片接合薄膜。
另外，在上述方法中，在所述層壓晶片接合薄膜的步驟之前，較佳包括對所述黏合劑層前驅物照射紫外線而形成所述黏合劑層的步驟。
由此，黏合劑層是在晶片接合薄膜黏貼前藉由紫外線照射預先固化而形成的，因此其表面硬，成為對凹凸的密合性下降的狀態。由於藉由在這樣的黏合劑層上黏貼晶片接合薄膜來製作切割/晶片接合薄膜，因此，黏合劑層與晶片接合薄膜之間的密合性下降，使錨固效果減少。結果，例如在拾取半導體晶片時，黏合劑層與晶片接合薄膜之間的剝離性優良，得到顯示良好拾取性的切割/晶片接合薄膜。另外，利用紫外線照射使黏合劑層固化時，藉由形成交聯結構而使黏合劑層的體積縮小。因此，例如在與晶片接合薄膜黏貼後對黏合劑層照射紫外線使其固化時，對晶 片接合薄膜施加應力。結果，有時切割/晶片接合薄膜整體產生翹曲。但是，本發明的切割/晶片接合薄膜，由於是在藉由紫外線照射進行固化後與晶片接合薄膜黏貼而形成的，因此可以防止對晶片接合薄膜施加不需要的應力。結果，可以得到無翹曲的切割/晶片接合薄膜。
所述紫外線照射較佳在30~1000mJ/cm2 的範圍內進行。藉由使紫外線的照射為30mJ/cm2 以上，黏合劑層充分固化，可以防止與晶片接合薄膜過度密合。結果，可以實現良好的拾取性，可以防止拾取後黏合劑附著在晶片接合薄膜上(所謂的膠糊殘留)。另一方面，藉由使紫外線的照射為1000mJ/cm2 以下，可以減少對基材的熱損害。另外，黏合劑層的固化不會過度進行從而拉伸彈性模數變得過大，可以防止擴展性下降。另外，可以防止黏合力過低，由此在工件的切割時，可以防止晶片飛散的產生。
另外，本發明的半導體裝置的製造方法，為了解決所述問題，該方法使用具有在基材上具有黏合劑層的切割薄膜和在該黏合劑層上設置的晶片接合薄膜的切割/晶片接合薄膜，其特徵在於，包括以下步驟：準備前面所記載的切割/晶片接合薄膜，並在所述晶片接合薄膜上壓接半導體晶圓的步驟；藉由將所述半導體晶圓與所述晶片接合薄膜一起切割而形成半導體晶片的步驟；和將所述半導體晶片與所述晶片接合薄膜一起從所述黏合劑層上剝離的步驟。
所述方法中，由於使用可以防止在半導體晶圓切割時半導體晶片的晶片飛散的同時拾取性也優良的切割/晶片 接合薄膜，因此例如即使是在10mm×10mm以上的大型半導體晶片或25~75μm的極薄半導體晶片的情況下，也可以將半導體晶片與晶片接合薄膜一起從切割薄膜上容易地剝離。即，根據所述方法，可以提高成品率來製造半導體裝置。
另外，在所述方法中，由於採用具備使用環氧樹脂作為構成材料的晶片接合薄膜的切割/晶片接合薄膜，因此，例如即使是半導體晶圓的切割時，也可以防止在晶片接合薄膜的切斷面上膠黏劑的膠糊冒出而造成切斷面相互之間的再附著(黏連)。結果，可以使半導體晶片的剝離更加容易，可以提高成品率。
所述方法中，在從所述半導體晶圓的壓接步驟直至半導體晶片的剝離步驟，較佳未對所述黏合劑層照射紫外線。
另外，所述方法中，在拾取前不需要對黏合劑層照射紫外線。結果，與以往的半導體裝置的製造方法相比可以減少步驟數。另外，即使是在半導體晶片具有預定的電路圖案的情況下，也可以防止由紫外線照射造成的電路圖案產生缺陷。結果，可以製造可靠性高的半導體裝置。
(切割/晶片接合薄膜)
關於本發明的實施方式，參照圖1和圖2進行說明。圖1是表示本實施方式中的切割/晶片接合薄膜的剖面示意圖。圖2是表示本實施方式中另一個切割/晶片接合薄膜的剖面示意圖。其中，不需說明的部分省略，並且為了容 易說明而具有擴大或者縮小等進行圖示的部分。
如圖1所示，切割/晶片接合薄膜10為具有在基材1上設有黏合劑層2的切割薄膜和在該黏合劑層2上具有晶片接合薄膜3的結構。另外，本發明如圖2所示，也可以是僅半導體晶圓黏貼部分2a上形成晶片接合薄膜3’的構成。
所述基材1具有紫外線透過性，並且作為切割/晶片接合薄膜10、11的強度母體。例如可以列舉：低密度聚乙烯、線性聚乙烯、中密度聚乙烯、高密度聚乙烯、超低密度聚乙烯、無規共聚聚丙烯、嵌段共聚聚丙烯、均聚聚丙烯、聚丁烯、聚甲基戊烯等聚烯烴、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、離聚物樹脂、乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物、乙烯-(甲基)丙烯酸酯(無規、交替)共聚物、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-己烯共聚物、聚氨基甲酸酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯等聚酯、聚碳酸酯、聚醯亞胺、聚醚醚酮、聚醯亞胺、聚醚醯亞胺、聚醯胺、全芳香族聚醯胺、聚苯硫醚、芳族聚醯胺(紙)、玻璃、玻璃布、含氟樹脂、聚氟乙烯、聚偏氟乙烯、纖維素類樹脂、矽酮樹脂、金屬(箔)、紙等。
另外，作為基材1的材料，可以列舉所述樹脂的交聯物等聚合物。所述塑料薄膜可以不拉伸使用，根據需要也可以進行單軸或雙軸拉伸處理後使用。利用經拉伸處理等而賦予了熱收縮性的樹脂片，切割後藉由使其基材1熱收縮，能夠降低黏合劑層2與晶片接合薄膜3、3’的膠黏面 積，從而容易回收半導體晶片。
為了提高與鄰接層的密合性和保持性等，基材1的表面可以進行常規表面處理，例如鉻酸處理、臭氧暴露、火焰暴露、高壓電壓暴露、離子化放射線處理等化學或物理處理、利用底塗劑(例如，後述的黏合物質)的塗布處理。
所述基材1，可以適當選擇使用同種或異種材料，根據需要也可以將多種混合使用。另外，為了對基材1賦予防靜電性能，可以在所述基材1上設置包含金屬、合金、它們的氧化物等的厚度約30~500Å的導電性物質的蒸鍍層。基材1可以是單層也可以是2種以上的多層。
基材1的厚度沒有特別限制，可以適當設定，一般為約5~約200μm。
所述黏合劑層2藉由紫外線固化型黏合劑形成。黏合劑層2在黏貼晶片接合薄膜3、3’前可以不固化，但是較佳預先藉由紫外線照射而固化。固化的部分不必是黏合劑層2的全部區域，黏合劑層2的至少與半導體晶圓黏貼部分3a對應的部分2a固化即可(參照圖1)。黏合劑層2在與晶片接合薄膜3黏貼前藉由紫外線照射而固化時，將其表面在硬的狀態下與晶片接合薄膜3黏貼，因此可以抑制在黏合劑層2與晶片接合薄膜3的界面處密合性過度增大。由此，可以減少黏合劑層2與晶片接合薄膜3之間的錨固效果，提高剝離性。
另外，可以預先根據圖2所示的晶片接合薄膜3’的形狀使紫外線固化型黏合劑層2固化。由此，可以抑制在黏 合劑層2與晶片接合薄膜3的界面處密合性過度增大。結果，具有拾取時晶片接合薄膜3’容易從黏合劑層2上剝離的性質。另一方面，黏合劑層2的其它部分2b由於未照射紫外線因此未固化，黏合力比所述部分2a大。由此，在其它部分2b上黏貼切割環12時，可以將切割環12可靠地膠黏固定。
如前所述，圖1所示的切割/晶片接合薄膜10的黏合劑層2中，由未固化的紫外線固化型黏合劑形成的所述部分2b與晶片接合薄膜3黏合，能夠確保切割時的保持力。這樣，紫外線固化型黏合劑能夠以良好的膠黏/剝離平衡來支撐用於將半導體晶片固著到基板等被黏物上的晶片接合薄膜3。圖2所示的切割/晶片接合薄膜11的黏合劑層2中，所述部分2b可以固定切割環。切割環例如可以使用由不銹鋼等金屬製成的切割環或樹脂製成的切割環。
在將半導體晶圓與晶片接合薄膜3黏貼時的切割/晶片接合薄膜10中，較佳進行如下設計：黏合劑層2中所述部分2a對半導體晶圓黏貼部分3a的黏合力小於所述其它部分2b對與半導體晶圓黏貼部分3a不同的部分3b的黏合力。在常溫(23℃)、剝離角度15度、剝離速度300mm/分鐘的條件下所述部分2a的剝離黏合力，從晶圓的固定保持力或形成的晶片的回收性等觀點考慮較佳為0.5~0.8N/10mm。所述黏合力如果小於0.5N/10mm，則與半導體晶片的膠黏固定不充分，因此在切割時有時產生晶片飛散。另外，所述黏合力如果超過0.8N/10mm，則黏合 劑層2過度地膠黏晶片接合薄膜3，因此有時難以拾取半導體晶片。另一方面，所述其它部分2b的黏合力較佳為0.5~10N/10mm、更較佳1~5N/10mm。即使所述部分2a的黏合力低，利用所述其它部分2b的黏合力也可以抑制晶片飛散等的發生，並且可以發揮晶圓加工所需的保持力。
在切割/晶片接合薄膜11中，較佳進行如下設計：黏合劑層2中所述部分2a對半導體晶圓黏貼部分3a的黏合力小於所述其它部分2b對切割環12的黏合力。所述部分2a對半導體晶圓黏貼部分3a的剝離黏合力(常溫(23℃)、剝離角度15度、剝離速度300mm/分鐘)與上述同樣較佳為0.5~0.8N/10mm。另一方面，所述其它部分2b對切割環12的黏合力較佳為0.05~10N/10mm、更較佳0.1~5N/10mm。即使所述部分2a的剝離黏合力低，利用所述其它部分2b的黏合力也可以抑制晶片飛散等的發生，並且可以發揮對晶圓加工充分的保持力。另外，這些黏合力基於常溫(23℃)、剝離角度15度、拉伸(剝離)速度300mm/分鐘條件下的測定值。
另外，在切割/晶片接合薄膜10、11中，較佳進行如下設計：半導體晶圓黏貼部分3a對半導體晶圓的黏合力大於該黏貼部分3a對所述部分2a的黏合力。對半導體晶圓的黏合力可以根據其種類適當調節。半導體晶圓黏貼部分3a對所述部分2a的黏合力(常溫(23℃)、剝離角度15度、剝離速度300mm/分鐘)較佳為0.05~10N/10mm、更較佳1~5N/10mm。另一方面，半導體晶圓黏貼部分3a對 半導體晶圓的黏合力(常溫(23℃)、剝離角度15度、剝離速度300mm/分鐘)，從切割時、拾取時、晶片接合時的可靠性、拾取性的觀點考慮，較佳為0.5~15N/10mm以下、更較佳1~15N/10mm。
在此，設半導體晶圓4的直徑為r1 、黏合劑層2中所述部分2a的直徑為r2 、晶片接合薄膜3中半導體晶圓黏貼部分3a(或者晶片接合薄膜3’)的直徑為r3 時，較佳滿足r1 <r2 <r3 的關係。由此，可以將半導體晶圓4的整個面膠黏固定在晶片接合薄膜3、3’上，同時，可以將半導體晶圓黏貼部分3a(或者晶片接合薄膜3’)的邊緣部膠黏固定在所述其它部分2b上。所述其它部分2b的黏合力大於所述部分2a，因此在所述邊緣部可以膠黏固定半導體晶圓黏貼部分3a(或者晶片接合薄膜3’)。結果，切割時可以進一步防止晶片飛散的發生。
所述紫外線固化型黏合劑是使用在聚合物側鏈或主鏈中或者主鏈末端具有自由基反應性碳碳雙鍵的聚合物作為基礎聚合物的內在型紫外線固化型黏合劑。內在型紫外線固化型黏合劑不需要含有或者大部分不含有作為低分子量成分的低聚物成分等，因此低聚物成分不會隨時間而在黏合劑中移動，可以形成穩定層結構的黏合劑層。
本發明中，作為所述丙烯酸類聚合物，可以列舉使用丙烯酸酯作為主單體成分的丙烯酸類聚合物。作為所述丙烯酸酯，可以列舉例如：丙烯酸烷基酯(例如，甲酯、乙酯、丙酯、異丙酯、丁酯、異丁酯、第二丁酯、第三丁酯、 戊酯、異戊酯、己酯、庚酯、辛酯、2-乙基己酯、異辛酯、壬酯、異壬酯、癸酯、異癸酯、十一烷酯、十二烷酯、十三烷酯、十四烷酯、十六烷酯、十八烷酯、二十烷酯、二十二烷酯等烷基的碳原子數1~30、特別是碳原子數4~18的直鏈或支鏈狀烷基酯等)及丙烯酸環烷酯(例如，環戊酯、環己酯等)等。這些單體可以單獨使用或者兩種以上組合使用。
前述例示的丙烯酸酯中，在本發明中較佳使用以化學式CH2 =CHCOOR(式中，R為碳原子數6~10、更較佳碳原子數8~9的烷基)表示的單體(丙烯酸酯A)。碳原子數如果為6以上，則可以抑制剝離力變得過大，可以防止拾取性下降。另一方面，碳原子數如果為10以下，則可以抑制與晶片接合薄膜的膠黏性的下降，結果，可以防止切割時產生晶片飛散。另外，丙烯酸酯由化學式CH2 =CHCOOR表示時，其配合比例相對於丙烯酸類聚合物的丙烯酸酯100莫耳%較佳為50~91莫耳%、更較佳80~87莫耳%。配合比例如果小於50莫耳%，則剝離力變得過大，有時拾取性下降。另一方面，如果超過91莫耳%，則黏合性下降，有時切割時產生晶片飛散。另外，所述化學式表示的單體中，特別較佳為丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸異辛酯、丙烯酸異壬酯。
所述丙烯酸類聚合物含有能夠與所述丙烯酸酯共聚的含羥基單體作為必須成分。作為含羥基單體，可以列舉例如：(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-10-羥基癸酯、(甲基)丙烯酸-12-羥基月桂酯、(甲基)丙烯酸-(4-羥甲基環己基)甲酯等。所述含羥基單體可以單獨使用或者兩種以上組合使用。
所述含羥基單體的配合比例，相對於丙烯酸酯100莫耳%較佳在10~40莫耳%的範圍內，更較佳在15~30莫耳%的範圍內。配合比例如果小於10莫耳%，則紫外線照射後交聯不足，有時拾取性下降。另一方面，如果配合比例超過40莫耳%，則黏合劑的極性變高，與晶片接合薄膜的相互作用變高，由此剝離困難。
所述丙烯酸類聚合物，為了改善凝聚力和耐熱性等，根據需要可以含有與能夠與所述丙烯酸烷基酯共聚的其它單體成分對應的單元。作為這樣的單體成分，可以列舉例如：甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸異丙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸異丁酯、甲基丙烯酸第三丁酯、甲基丙烯酸第二丁酯、甲基丙烯酸戊酯等甲基丙烯酸烷基酯；丙烯酸、甲基丙烯酸、(甲基)丙烯酸羧乙酯、(甲基)丙烯酸羧戊酯、衣康酸、馬來酸、富馬酸、丁烯酸等含羧基單體；馬來酸酐、衣康酸酐等酸酐單體；苯乙烯磺酸、烯丙磺酸、2-(甲基)丙烯醯胺基-2-甲基丙磺酸、(甲基)丙烯醯胺基丙磺酸、(甲基)丙烯酸磺丙酯、(甲基)丙烯醯氧基萘磺酸等含磺酸單體；丙烯醯磷酸-2-羥基乙酯等含磷酸基單體；丙烯醯胺；丙烯腈； 甲基丙烯酸環烷酯等。這些可共聚單體成分可以使用一種或兩種以上。這些可共聚單體的使用量較佳為全部單體成分的40重量%以下。但是，所述含羧基單體的情況下，藉由該羧基與晶片接合薄膜3中的環氧樹脂中的環氧基反應，黏合劑層2與晶片接合薄膜3的邊界面消失，有時兩者的剝離性下降。因此，含羧基單體的使用量較佳為全部單體成分的0~3重量%以下。另外，這些單體成分中，較佳構成本發明的黏合劑層2的丙烯酸類聚合物不含丙烯酸作為單體成分。這是因為：有時丙烯酸物質擴散到晶片接合薄膜3中，使黏合劑層2與晶片接合薄膜3的邊界面消失，使剝離性下降。
另外，所述丙烯酸類聚合物中，使用分子內具有自由基反應性碳碳雙鍵的異氰酸酯化合物作為必須成分。作為所述異氰酸酯化合物，可以列舉例如：甲基丙烯醯異氰酸酯、2-甲基丙烯醯氧乙基異氰酸酯、2-丙烯醯氧乙基異氰酸酯、間異丙烯基-α,α-二甲基苄基異氰酸酯等。
所述分子內具有自由基反應性碳碳雙鍵的異氰酸酯化合物的配合比例，相對於含羥基單體100莫耳%較佳在70~90莫耳%的範圍內，更較佳在75~85莫耳%的範圍內。配合比例如果低於70莫耳%，則有時紫外線照射後的交聯不足，拾取性下降。另一方面，配合比例如果超過90莫耳%，則黏合劑的極性變高，與晶片接合薄膜的相互作用變高，由此剝離困難，拾取性下降。
所述丙烯酸類聚合物可以藉由將所述單體混合物聚合而得到。聚合可以以溶液聚合、乳化聚合、塊狀聚合、懸浮聚合等任意方式進行。從防止污染潔淨的被黏物等方面考慮，較佳低分子量物質的含量小。從該觀點考慮，丙烯酸類聚合物的重均分子量較佳為約35萬至約100萬、更較佳約45萬至約80萬。重均分子量的測定藉由GPC(凝膠滲透色譜法)進行，是藉由聚苯乙烯換算而算出的值。
另外，為了調節紫外線照射前的黏合力或者紫外線照射後的黏合力，所述黏合劑中也可以適當使用外部交聯劑。作為外部交聯方法的具體手段，可以列舉：添加聚異氰酸酯化合物、環氧化合物、氮丙啶化合物、三聚氰胺類交聯劑等所謂的交聯劑進行反應的方法。使用外部交聯劑的情況下，其使用量根據與要交聯的基礎聚合物的平衡以及作為黏合劑的使用用途來進行適當確定。一般相對於所述基礎聚合物100重量份較佳配合約20重量份以下、更較佳0.1~10重量份。另外，黏合劑中根據需要除所述成分之外還可以使用以往公知的各種增黏劑、抗老化劑等添加劑。
作為配合的分子內具有兩個以上自由基反應性碳碳雙鍵的化合物成分，可以列舉例如：氨基甲酸酯低聚物、氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、四羥甲基甲烷四(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇單羥基五(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、1,4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯等單體。另外， 也可以列舉所述異氰酸酯化合物。另外，可以列舉氨基甲酸酯類、聚醚類、聚酯類、聚碳酸酯類、聚丁二烯類等各種紫外線固化性的低聚物，其分子量在約100至約30000的範圍內是適當的。另外，分子內具有兩個以上自由基反應性碳碳雙鍵的化合物的配合比例，相對於構成黏合劑的丙烯酸類聚合物100重量份為約10至約60重量份，較佳為約20至約50重量份，更較佳約30至約45重量份。配合比例如果低於10重量份，則紫外線照射後的交聯不充分，拉伸彈性模數下降。結果，在半導體晶圓切割時對於在黏合劑層上黏貼的切割環產生膠糊殘留，在半導體晶片的拾取時剝離力過度增大從而拾取性下降。另一方面，配合比例如果超過60重量份，則拉伸彈性模數變高。結果，切割時產生晶片飛散。
在所述丙烯酸類聚合物中引入自由基反應性碳碳雙鍵的方法沒有特別限制，可以採用各種方法，從分子設計方面考慮，在聚合物側鏈中引入自由基反應性碳碳雙鍵是比較容易的。例如可以列舉下述方法：預先將具有羥基的單體與丙烯酸類聚合物共聚後，使具有能夠與該羥基反應的異氰酸酯基及自由基反應性碳碳雙鍵的異氰酸酯化合物在保持自由基反應性碳碳雙鍵的紫外線固化性的狀態下進行縮合或加成反應。作為具有異氰酸酯基及自由基反應性碳碳雙鍵的異氰酸酯化合物，可以列舉上述例示的異氰酸酯化合物。
所述內在型的紫外線固化型黏合劑，可以單獨使用所 述具有自由基反應性碳碳雙鍵的基礎聚合物(特別是丙烯酸類聚合物)，也可以在不損害特性的範圍內配合所述紫外線固化性單體成分或低聚物成分。
所述紫外線固化型黏合劑中較佳含有光聚合引發劑。作為光聚合引發劑，可以列舉例如：4-(2-羥基乙氧基)苯基(2-羥基-2-丙基)酮、α-羥基-α,α’-二甲基苯乙酮、2-甲基-2-羥基苯丙酮、1-羥基環己基苯基酮等α-酮醇類化合物；甲氧基苯乙酮、2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮、2,2-二乙氧基苯乙酮、2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-嗎啉代丙烷-1-酮等苯乙酮類化合物；苯偶姻乙醚、苯偶姻異丙醚、茴香偶姻甲醚等苯偶姻醚類化合物；苄二甲基縮酮等縮酮類化合物；2-萘磺醯氯等芳香族磺醯氯類化合物；1-苯基-1,1-丙二酮-2-(鄰乙氧基羰基)肟等光活性肟類化合物；二苯甲酮、苯甲醯基苯甲酸、3,3’-二甲基-4-甲氧基二苯甲酮等二苯甲酮類化合物；噻噸酮、2-氯噻噸酮、2-甲基噻噸酮、2,4-二甲基噻噸酮、異丙基噻噸酮、2,4-二氯噻噸酮、2,4-二乙基噻噸酮、2,4-二異丙基噻噸酮等噻噸酮類化合物；樟腦醌；鹵化酮；醯基氧化膦；醯基膦酸酯等。光聚合引發劑的配合量，相對於構成黏合劑的丙烯酸類聚合物等基礎聚合物100重量份例如為約0.05至約20重量份。
在切割/晶片接合薄膜10的黏合劑層2中，可以對黏合劑層2的一部分進行紫外線照射使得所述部分2a的黏合力<其它部分2b的黏合力。即，使用基材1的至少單面的、與半導體晶圓黏貼部分3a對應的部分以外的部分的全部 或者一部分被遮光的基材，在其上形成紫外線固化型黏合劑層2後進行紫外線照射，使與半導體晶圓黏貼部分3a對應的部分固化，可以形成使黏合力下降的所述部分2a。作為遮光材料，可以藉由印刷或蒸鍍等在支撐薄膜上製作能夠形成光掩模的遮光材料。
另外，紫外線照射時因氧而產生固化障礙時，較佳從紫外線固化型黏合劑層2的表面遮斷氧(空氣)。作為該方法，可以列舉例如：用隔膜被覆黏合劑層2的表面的方法、或者在氮氣環境中進行紫外線等的紫外線照射的方法等。
黏合劑層2的厚度沒有特別限制，從防止晶片切斷面的缺陷或者晶片接合薄膜3的固定保持的兼具性等方面考慮，較佳為約1至約50μm。較佳2~30μm、更較佳5~25μm。
晶片接合薄膜3例如可以僅由膠黏劑層單層構成。另外，也可以形成將玻璃化轉變溫度不同的熱塑性樹脂、熱固化溫度不同的熱固性樹脂適當組合的兩層以上的多層結構。另外，由於在半導體晶片的切割步驟中使用切削水，因此晶片接合薄膜3吸濕，有時含水率達到常態以上。如果以這樣的高含水率直接膠黏在基板等上，則有時在後固化階段膠黏界面處滯留水蒸汽，而產生隆起。因此，作為晶片膠黏用膠黏劑，藉由形成用晶片膠黏劑夾著高透濕性的芯材的結構，在後固化階段水蒸汽透過薄膜而擴散，從而可以避免所述問題。從這樣的觀點考慮，可以形成在晶片接合薄膜3的芯材的單面或雙面上形成膠黏劑層的多層結構。
作為所述芯材，可以列舉：薄膜(例如聚醯亞胺薄膜、聚酯薄膜、聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚萘二甲酸乙二醇酯薄膜、聚碳酸酯薄膜等)、用玻璃纖維或塑料製無紡纖維增強的樹脂基板、矽基板或玻璃基板等。
本發明的晶片接合薄膜3，以環氧樹脂作為主成分而形成。環氧樹脂中使半導體元件腐蝕的離子性雜質等含量少，因此較佳。作為所述環氧樹脂，只要是作為膠黏劑組合物通常使用的即可，沒有特別限制，可以使用例如：雙酚A型、雙酚F型、雙酚S型、溴化雙酚A型、氫化雙酚A型、雙酚AF型、聯苯型、萘型、芴型、苯酚酚醛清漆型、鄰甲酚酚醛清漆型、三羥苯基甲烷型、四苯酚基乙烷型等雙官能環氧樹脂或多官能環氧樹脂、或者乙內醯脲型、異氰脲酸三縮水甘油酯型或者縮水甘油胺型等環氧樹脂。這些環氧樹脂可以單獨使用或者兩種以上組合使用。這些環氧樹脂中，特別較佳酚醛清漆型環氧樹脂、聯苯型環氧樹脂、三羥苯基甲烷型環氧樹脂或四苯酚基乙烷型環氧樹脂。這是因為：這些環氧樹脂與作為固化劑的酚樹脂的反應性好，並且耐熱性等優良。
另外，晶片接合薄膜3根據需要可以適當組合使用其它熱固性樹脂或熱塑性樹脂。作為所述熱固性樹脂，可以列舉：酚樹脂、氨基樹脂、不飽和聚酯樹脂、聚氨基甲酸酯樹脂、矽酮樹脂、或者熱固性聚醯亞胺樹脂等。這些樹脂可以單獨使用或者兩種以上組合使用。另外，作為環氧樹脂的固化劑較佳為酚樹脂。
另外，所述酚樹脂作為所述環氧樹脂的固化劑起作用，可以列舉例如：苯酚酚醛清漆樹脂、苯酚芳烷基樹脂、甲酚酚醛清漆樹脂、第三丁基苯酚酚醛清漆樹脂、壬基苯酚酚醛清漆樹脂等酚醛清漆型酚樹脂、甲階酚醛樹脂型酚樹脂、聚對羥基苯乙烯等聚羥基苯乙烯等。這些酚樹脂可以單獨使用或者兩種以上組合使用。這些酚樹脂中特別較佳苯酚酚醛清漆樹脂、苯酚芳烷基樹脂。這是因為可以提高半導體裝置的連接可靠性。
所述環氧樹脂與酚樹脂的配合比例，例如以所述環氧樹脂成分中的環氧基每1當量酚樹脂中的羥基為0.5~2.0當量的方式進行配合是適當的。更較佳為0.8~1.2當量。即，這是因為：兩者的配合比例如果在所述範圍以外，則固化反應不充分，環氧樹脂固化物的特性容易變差。
作為所述熱塑性樹脂，可以列舉：天然橡膠、丁基橡膠、異戊二烯橡膠、氯丁橡膠、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物、乙烯-丙烯酸酯共聚物、聚丁二烯樹脂、聚碳酸酯樹脂、熱塑性聚醯亞胺樹脂、6-尼龍或6,6-尼龍等聚醯胺樹脂、苯氧基樹脂、丙烯酸系樹脂、PET或PBT等飽和聚酯樹脂、聚醯胺醯亞胺樹脂、或者氟樹脂等。這些熱塑性樹脂可以單獨使用或者兩種以上組合使用。這些熱塑性樹脂中，特別較佳為離子性雜質少、耐熱性高、能夠確保半導體元件的可靠性的丙烯酸系樹脂。
作為所述丙烯酸系樹脂，沒有特別限制，可以列舉：以一種或兩種以上具有碳原子數30以下、特別是碳原子數 4~18的直鏈或支鏈烷基的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯為成分的聚合物等。作為所述烷基，可以列舉例如：甲基、乙基、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、十八烷基或者十二烷基等。
另外，作為形成所述聚合物的其它單體，沒有特別限制，可以列舉例如：丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸羧乙酯、丙烯酸羧戊酯、衣康酸、馬來酸、富馬酸或丁烯酸等含羧基單體；馬來酸酐或衣康酸酐等酸酐單體；(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-10-羥基癸酯、(甲基)丙烯酸-12-羥基月桂酯或丙烯酸(4-羥甲基環己基)甲酯等含羥基單體；苯乙烯磺酸、烯丙基磺酸、2-(甲基)丙烯醯胺-2-甲基丙烷磺酸、(甲基)丙烯醯胺丙烷磺酸、(甲基)丙烯酸磺丙酯或(甲基)丙烯醯氧基萘磺酸等含磺酸基單體；或者丙烯醯磷酸-2-羥基乙酯等含磷酸基單體。
晶片接合薄膜3的膠黏劑層中，為了預先具有某種程度的交聯，在製作時較佳添加與聚合物的分子鏈末端的官能團等反應的多官能性化合物作為交聯劑。由此，可以提高高溫下的膠黏特性、改善耐熱性。
另外，晶片接合薄膜3的膠黏劑層中根據需要可以適當配合其它添加劑。作為其它添加劑，可以列舉例如：阻 燃劑、矽烷偶合劑或離子捕獲劑等。作為所述阻燃劑，可以列舉例如：三氧化銻、五氧化銻、溴化環氧樹脂等。這些物質可以單獨使用或者兩種以上組合使用。作為所述矽烷偶聯劑，可以列舉例如：β-(3,4-環氧環己基)乙基三甲氧基矽烷、γ-環氧丙氧基丙基三甲氧基矽烷、γ-環氧丙氧基丙基甲基二乙氧基矽烷等。這些化合物可以單獨使用或者兩種以上組合使用。作為所述離子捕獲劑，可以列舉例如：水滑石類、氫氧化鉍等。這些物質可以單獨使用或者兩種以上組合使用。
晶片接合薄膜3的厚度沒有特別限制，例如為約5至約100μm、較佳約5至約50μm。
可以使切割/晶片接合薄膜10、11具有防靜電能力。由此，可以防止其膠黏時及剝離時等靜電的產生或者電路因由於靜電導致的半導體晶圓帶電而遭破壞等。防靜電能力的賦予，可以藉由在基材1、黏合劑層2或者晶片接合薄膜3中添加防靜電劑或導電性物質的方法、在基材1上附設由電荷移動錯合物或金屬膜等形成的導電層等適宜的方式進行。作為這些方式，較佳為難以產生有可能使半導體晶片變質的雜質離子的方式。作為為了導電性的賦予、導熱性的提高等而配合的導電物質(導電填料)，可以列舉：銀、鋁、金、銅、鎳、導電合金等的球狀、針狀、片狀金屬粉、氧化鋁等金屬氧化物、無定形炭黑、石墨等。但是，從能夠不漏電的觀點考慮，較佳所述晶片接合薄膜3、3’為非導電性。
所述切割/晶片接合薄膜10、11的晶片接合薄膜3、3’較佳由隔膜保護(未圖示)。隔膜具有在供實際應用之前作為保護晶片接合薄膜3、3’的保護材料的功能。另外，隔膜還可以作為向黏合劑層2上轉印晶片接合薄膜3、3’時的支撐基材使用。隔膜在向切割/晶片接合薄膜的晶片接合膜3、3’上黏貼半導體晶圓時剝離。作為隔膜，可以使用聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚乙烯、聚丙烯、或由含氟剝離劑、長鏈烷基丙烯酸酯類剝離劑等剝離劑進行了表面塗布後的塑料薄膜或紙等。
(切割/晶片接合薄膜的製造方法)
以下，以切割/晶片接合薄膜10為例對本發明的切割/晶片接合薄膜的製造方法進行說明。首先，基材1可以藉由以往公知的製膜方法製成膜。作為該製膜方法，可以列舉例如：壓延製膜法、有機溶劑中的流延法、密閉體系的擠壓吹塑法、T形模頭擠出法、共擠出法、乾式層壓法等。
然後，在基材1上塗布黏合劑組合物形成塗膜後，在預定條件下使該塗膜乾燥(根據需要進行加熱交聯)，形成黏合劑層前驅物。作為塗布方法，沒有特別限制，可以列舉例如：輥塗、絲網塗布、凹版塗布等。另外，作為乾燥條件可以根據塗膜的厚度或材料等進行各種設定。具體而言，例如，在乾燥溫度80~150℃、乾燥時間0.5~5分鐘的範圍內進行。另外，可以在隔膜上塗布黏合劑組合物形成塗膜後，在所述乾燥條件下使塗膜乾燥而形成黏合劑層前驅物。之後，將黏合劑層前驅物轉印到基材1上。對這樣 形成的黏合劑層前驅物進行紫外線照射，由此形成黏合劑層2。作為紫外線的照射條件，其積分光量較佳在30~1000mJ/cm2 的範圍內、更較佳在100~500 mJ/cm2 的範圍內。紫外線照射如果不足30mJ/cm2 則有時黏合劑層的固化不充分。結果，與晶片接合薄膜的密合性增大，導致拾取性下降。另外，拾取後在晶片接合薄膜上產生膠糊殘留。另一方面，紫外線照射如果超過1000mJ/cm2 則有時對基材產生熱損害。另外，黏合劑層的固化過度進行而使拉伸彈性模數過大，擴展性下降。另外，黏合力過度下降，由此在半導體晶片的切割時，有時產生晶片飛散。
然後，將用於形成晶片接合薄膜3的形成材料塗布到剝離紙上至預定厚度，進一步在預定條件下乾燥而形成晶片接合薄膜3。將該晶片接合薄膜3轉印到所述黏合劑層2上，由此形成切割/晶片接合薄膜。藉由以上方法，可以得到本發明的切割/晶片接合薄膜10。
(半導體裝置的製造方法)
關於使用本發明的切割/晶片接合薄膜11的半導體裝置的製造方法，參照圖3進行說明。
首先，將半導體晶圓4壓接在切割/晶片接合薄膜11中的晶片接合薄膜3’上，並將其膠黏保持而固定(安裝步驟)。本步驟在用壓接輥等擠壓工具擠壓的同時進行。
然後，進行半導體晶圓4的切割。由此，將半導體晶圓4切割為預定的尺寸而小片化，形成半導體晶片5。切割例如可以從半導體晶圓4的電路面一側按照常規方法進 行。另外，本步驟中，例如可以採用完全切入至晶片接合薄膜3的、稱為全切的切割方式等。由於晶片接合薄膜3由環氧樹脂形成，因此即使藉由切割而切斷，也可以防止在該切斷面上產生膠黏劑的膠糊冒出。結果，防止切斷面之間再附著(黏連)，可以更好地進行後述的拾取。本步驟中使用的切割裝置沒有特別限制，可以使用現有公知的切割裝置。另外，半導體晶圓4由於利用晶片接合薄膜3進行膠黏固定，因此可以抑制晶片缺陷或晶片飛散，同時也可以抑制半導體晶圓4的破損。另外，即使是藉由切割進行切入至黏合劑層2的情況下，如果黏合劑層2藉由紫外線照射而固化，則也可以防止絲屑等的產生。
然後，進行切割/晶片接合薄膜11的擴展。擴展使用現有公知的擴展裝置進行。擴展裝置具有可以藉由切割環將切割/晶片接合薄膜11向下方下推的甜甜圈(donuts)狀外環和直徑比該外環小用於支撐切割/晶片接合薄膜11的內環。切割/晶片接合薄膜11中，在黏貼晶片接合薄膜3’之前進行紫外線照射時，僅黏合劑層2的所述部分2a藉由紫外線照射而固化，其它部分2b未固化，因此，可以充分地擴大相鄰半導體晶片間的間隙而不產生斷裂。結果，在後述的拾取時，可以防止半導體晶片之間接觸而破損。
為了將在切割/晶片接合薄膜10上膠黏固定的半導體晶片5剝離，進行半導體晶片5的拾取。在黏貼晶片接合薄膜3’之前進行紫外線照射時，拾取以不對黏合劑層2照射紫外線的方式進行。作為拾取方法，沒有特別限制，可 以使用現有公知的各種拾取方法。例如可以列舉：用針從切割/晶片接合薄膜10一側將各個半導體晶片5向上推，藉由拾取裝置拾取被上推的半導體晶片5的方法等。本發明的切割/晶片接合薄膜10中，黏合劑層2與晶片接合薄膜3的剝離性良好，因此即使減少針數、或者減小上推量，也可以提高成品率進行拾取。
拾取的半導體晶片5藉由晶片接合薄膜3a膠黏固定在被黏物6上(晶片接合)。被黏物6載置於加熱台(heat block)9上。作為被黏物6，可以列舉：引線框、TAB薄膜、基板或者另外製作的半導體晶片等。被黏物6例如可以是容易變形的變形型被黏物、也可以是難以變形的非變形型被黏物(半導體晶圓等)。
作為所述基板，可以使用現有公知的基板。另外，作為所述引線框，可以使用Cu引線框、42合金引線框等金屬引線框或者由玻璃環氧、BT(雙馬來醯亞胺-三嗪)、聚醯亞胺等製成的有機基板。但是，本發明不限於這些，也包括在安裝半導體元件、與半導體元件電連接後可以使用的電路基板。
晶片接合薄膜3為熱固型時，藉由加熱固化將半導體晶片5膠黏固定在被黏物6上，提高耐熱強度。另外，半導體晶片5藉由晶片接合薄膜3a膠黏固定到基板等上而得到的製品可以用於回焊步驟。之後，進行將基板的端子部(內部端子)的前端與半導體晶片5上的電極襯墊(未圖示)藉由焊線7進行電連接的打線，再用密封樹脂8將半導體 晶片密封，並將該密封樹脂8後固化。由此，製作本實施方式的半導體裝置。
實施例
以下，更具體地例示說明本發明的較佳實施例。但是，這些實施例所記載的材料或配合量等如果沒有特別限定的記載，則不應將本發明的範圍限定於此，只不過是舉例說明而已。另外，各例中，“份”如果沒有特別說明是重量基準。
(實施例1)
<切割薄膜的製作>
在具有冷凝管、氮氣導入管、溫度計和攪拌裝置的反應容器中，加入88.8份丙烯酸-2-乙基己酯(以下稱為“2EHA”)、11.2份丙烯酸-2-羥基乙酯(以下稱為“HEA”)、0.2份過氧化苯甲醯及65份甲苯，在氮氣流中在61℃下進行6小時聚合處理，得到重均分子量85萬的丙烯酸類聚合物A。重均分子量如下所述。2EHA與HEA的莫耳比為100莫耳比20莫耳。
在該丙烯酸類聚合物A中加入12份(相對於HEA為80莫耳%)2-甲基丙烯醯氧乙基異氰酸酯(以下稱為“MOI”)，在空氣氣流中在50℃下進行48小時加成反應處理，得到丙烯酸類聚合物A’。
然後，在100份丙烯酸類聚合物A’中加入30份作為分子內具有兩個以上自由基反應性碳碳雙鍵的化合物的KAYARAD DPHA(商品名，日本化藥株式會社製)、8份 聚異氰酸酯化合物(商品名“L”，日本聚氨基甲酸酯株式會社製造)和5份光聚合引發劑(商品名“ 651”，汽巴特殊化學品公司製)，製作黏合劑溶液。
將前述製備的黏合劑溶液塗布於PET剝離襯裏的經矽酮(silicone)處理的面上，在120℃加熱交聯2分鐘，形成厚度10μm的黏合劑層前驅物。然後，在該黏合劑層前驅物表面黏貼厚度100μm的聚烯烴薄膜。之後，在50℃保存24小時。之後，僅對黏合劑層前驅物的與半導體晶圓黏貼部分(直徑200mm)相當的部分(直徑220mm)照射紫外線而形成黏合劑層。由此，製作本實施例的切割薄膜。另外，關於該黏合劑層的拉伸彈性模數，藉由後述測定方法測定的結果是71MPa。另外，紫外線的照射條件如下所述。
<紫外線的照射條件>
紫外線(UV)照射裝置：高壓水銀燈
紫外線照射積分光量：500mJ/cm2
輸出功率：75W
照射強度150mW/cm2
另外，紫外線照射是對黏合劑層前驅物直接照射。
<晶片接合薄膜的製作>
使相對於100份以丙烯酸乙酯-甲基丙烯酸甲酯為主成分的丙烯酸酯類聚合物(根上工業株式會社製，商品名：W-197CM)為59份環氧樹脂1(JER株式會 社製，1004)、53份環氧樹脂2(JER株式會社製，827)、121份酚樹脂(三井化學株式會社製，商品名：XLC-4L)和222份球状二氧化矽(株式會社製，商品名：SO-25R)溶解於甲乙酮中，製備成濃度23.6重量%。
將該膠黏劑組合物的溶液塗布於作為剝離襯裏(隔膜)的由經矽酮脫模處理的厚度38μm的聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜形成的脫模處理薄膜，然後在130℃乾燥2分鐘。由此，製作厚度25μm的晶片接合薄膜。另外，將晶片接合薄膜轉印到前述的切割薄膜的黏合劑層一側，得到本實施例的切割/晶片接合薄膜。
<重均分子量Mw的測定>
重均分子量Mw的測定藉由GPC(凝膠滲透色譜法)進行。測定條件如下所述。另外，重均分子量經聚苯乙烯換算來計算。
測定裝置：HLC-8120GPC(製品名，東曹公司製)
色譜柱：TSKgel GMH-H(S)×2(商品編號，東曹公司製)
流量：0.5ml/分鐘
注射量：100μl
柱溫：40℃
洗脫液：THF
注射試樣濃度：0.1重量%
檢測器：差示折射計
(實施例2~16)
關於各實施例2~16，變更為下表1所示的組成及配合比例，除此以外，與所述實施例1同樣操作，製作切割/晶片接合薄膜。
另外，表1及後述的表2中記載的簡稱的含義如下所述。
2EHA：丙烯酸-2-乙基己酯
i-OA：丙烯酸異辛酯
i-NA：丙烯酸異壬酯
BA：丙烯酸正丁酯
AA：丙烯酸
HEA：丙烯酸-2-羥基乙酯
4HBA：丙烯酸-4-羥基丁酯
AOI：2-丙烯醯氧乙基異氰酸酯
C/L：聚異氰酸酯化合物(商品名“L”，日本聚氨基甲酸酯株式會社製造)
T/C：環氧類交聯劑(商品名“C”，三菱瓦斯化學株式會社製)
DPHA：KAYARAD DPHA(商品名，日本化藥株式會社製)
(比較例1~8)
關於各比較例1-8，除了變更為下表2所示的組成及配合比例以外，與所述實施例1同樣進行操作，製作切割/晶片接合薄膜。
(拾取)
使用各實施例及比較例的各切割/晶片接合薄膜，在以下要點下實際進行半導體晶圓的切割後進行拾取，並評價各切割/晶片接合薄膜的性能。
將半導體晶圓(直徑8英寸、厚度0.6mm)進行背面研磨處理，將厚度0.050mm的鏡面晶圓作為工件使用。從切割/晶片接合薄膜上剝離隔膜後，在其晶片接合薄膜上在40℃下用輥壓接鏡面晶片使其黏貼，並進行切割。另外，切割是進行全切而得到10mm見方的晶片尺寸。
然後，進行將各切割/晶片接合薄膜拉伸、使各晶片間達到預定間隔的擴展步驟。其中，紫外線的照射條件是使用日東精機(商品名：UM-810型)作為紫外線(UV)裝置，將紫外線照射積分光量設定為300mJ/cm2 。另外，紫外線照射從聚烯烴薄膜一側進行。
另外，以從各切割/晶片接合薄膜的基材一側用針上推的方式拾取半導體晶片，進行拾取性評價。具體而言，連續拾取400個半導體晶片，顯示在後述條件下進行時的成功率。
<晶圓磨削條件>
磨削裝置：公司製，DFG-8560
半導體晶圓：8英寸直徑(從厚度0.6mm背面磨削至0.050mm)
<黏貼條件>
黏貼裝置：日東精機製MA-3000II
黏貼速度：10mm/分鐘
黏貼壓力：0.15MPa
黏貼時的級溫：40℃
<切割條件>
切割裝置：公司製，DFD-6361
切割環：2-8-1(公司製)
切割速度：80mm/秒
切割刀片：
Z1：公司製2050HEDD
Z2：公司製2050HEBB
切割刀片轉數：
Z1：40,000rpm
Z2：40,000rpm
刀片高度：
Z1：0.0170mm(根據半導體晶圓厚度決定(晶圓厚度為50μm時，為0.0170mm))
Z2：0.085mm
切割方式：A方式/階段式切割
晶圓晶片尺寸：10.0mm見方
<拾取條件>
關於拾取條件，分別藉由下表3所示的條件進行。
(拉伸彈性模數的測定方法)
在將樣品尺寸設定為初期長度10mm、斷面積0.1~0.5mm2 ，測定溫度23℃、夾盤間距50mm、拉伸速度50mm/分鐘的測定條件下，在MD方向或TD方向進行拉伸試驗，測定各方向上樣品的伸長變化量(mm)。結果，在得到的S-S曲線的初期上升部分引切線，將該切線相當於100%伸長時的拉伸強度除以基材薄膜的斷面積，得到拉伸彈性模數。另外，對於紫外線照射後的拉伸彈性模數的測定，根據所述照射條件從聚烯烴薄膜一側照射紫外線之後進行。
(切割環的膠糊殘留)
從切割環上剝離切割薄膜，藉由目測確認切割環上是否產生膠糊殘留。確認有膠糊殘留時評價為×，未確認時評價為○。
(剝離黏合力)
從各切割/晶片接合薄膜上切出寬10mm的試片，將其黏貼於在40℃的熱板上載置的矽鏡面晶圓上。放置約30分鐘，使用拉伸試驗機測定剝離黏合力。測定條件是：剝 離角度15°、拉伸速度300mm/分鐘。另外，試片的保存及剝離黏合力的測定在溫度23℃、相對濕度50%的環境下進行。
1‧‧‧基材
2‧‧‧黏合劑層
2a‧‧‧部分
2b‧‧‧其他部分
3、3’‧‧‧晶片接合薄膜
3a‧‧‧半導體晶圓黏貼部分
3b‧‧‧與半導體晶圓黏貼部分不同的其他部分
4‧‧‧半導體晶圓
5‧‧‧半導體晶片
6‧‧‧被黏物
7‧‧‧焊線
8‧‧‧密封樹脂
9‧‧‧墊片
10、11‧‧‧切割/晶片接合薄膜
圖1是表示本發明的實施方式之一的切割/晶片接合薄膜的剖面示意圖。
圖2是表示本發明的另一實施方式的切割/晶片接合薄膜的剖面示意圖。
圖3是表示藉由所述切割/晶片接合薄膜中的晶片接合薄膜安裝半導體晶片的例子的剖面示意圖。
1‧‧‧基材
2‧‧‧黏合劑層
2a‧‧‧部分
2b‧‧‧其他部分
3‧‧‧晶片接合薄膜
3a‧‧‧半導體晶圓黏貼部分
3b‧‧‧與半導體晶圓黏貼部分不同的其他部分
4‧‧‧半導體晶圓
10、11‧‧‧切割/晶片接合薄膜

Claims (15)

  1. 一種切割/晶片接合薄膜，具有在基材上具有黏合劑層的切割薄膜和在該黏合劑層上設置的晶片接合薄膜，其特徵在於，所述黏合劑層由丙烯酸類黏合劑形成，所述丙烯酸類黏合劑由丙烯酸類聚合物和相對於所述丙烯酸類聚合物100重量份的比例在10~60重量份的範圍內的分子內具有2個以上自由基反應性碳碳雙鍵的化合物構成，所述丙烯酸類聚合物由丙烯酸酯、相對於丙烯酸酯100莫耳%的比例在10~40莫耳%範圍內的含羥基單體和相對於含羥基單體100莫耳%的比例在70~90莫耳%範圍內的分子內具有自由基反應性碳碳雙鍵的異氰酸酯化合物構成，所述晶片接合薄膜由環氧樹脂形成，並且層壓在所述黏合劑層上。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的切割/晶片接合薄膜，其特徵在於，所述晶片接合薄膜層壓在紫外線照射後的黏合劑層上。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的切割/晶片接合薄膜，其特徵在於，所述黏合劑層的紫外線照射後的23℃下的拉伸彈性模數在40~170MPa的範圍內。
  4. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的切割/晶片接合薄膜，其特徵在於，所述紫外線照射時的積分光量在30~1000mJ/cm2 的範圍內。
  5. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的切割/晶片 接合薄膜，其特徵在於，所述丙烯酸酯以相對於丙烯酸酯總量100莫耳%為50~91莫耳%的比例含有由CH2 =CHCOOR表示的丙烯酸酯A，式中，R為碳原子數6~10的烷基。
  6. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的切割/晶片接合薄膜，其特徵在於，所述含羥基單體為選自由(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-10-羥基癸酯、(甲基)丙烯酸-12-羥基十二烷酯和(甲基)丙烯酸(4-羥甲基環己基)甲酯組成的組中的至少任意一種。
  7. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的切割/晶片接合薄膜，其特徵在於，所述具有自由基反應性碳碳雙鍵的異氰酸酯化合物為選自2-甲基丙烯醯氧乙基異氰酸酯或者2-丙烯醯氧乙基異氰酸酯的至少任意一種。
  8. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的切割/晶片接合薄膜，其特徵在於，所述丙烯酸類聚合物的重均分子量在35萬~100萬的範圍內。
  9. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的切割/晶片接合薄膜，其特徵在於，在溫度23℃、剝離角度15度、剝離速度300mm/分鐘條件下從所述晶片接合薄膜上剝離切割薄膜時，切割薄膜對於所述晶片接合薄膜的剝離黏合力在0.5~0.8N/10mm的範圍內。
  10. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的切割/晶片 接合薄膜，其特徵在於，構成所述黏合劑層的所述丙烯酸類聚合物不含丙烯酸作為單體成分。
  11. 一種切割/晶片接合薄膜的製造方法，所述切割/晶片接合薄膜具有在基材上具有黏合劑層的切割薄膜和在該黏合劑層上設置的晶片接合薄膜，其特徵在於包括：藉由丙烯酸類黏合劑在所述基材上形成黏合劑層前驅物的步驟，所述丙烯酸類黏合劑由丙烯酸類聚合物和相對於所述丙烯酸類聚合物100重量份的比例在10~60重量份的範圍內的分子內具有2個以上自由基反應性碳碳雙鍵的化合物構成，所述丙烯酸類聚合物由丙烯酸酯、相對於丙烯酸酯100莫耳%的比例在10~40莫耳%範圍內的含羥基單體和相對於含羥基單體100莫耳%的比例在70~90莫耳%範圍內的分子內具有自由基反應性碳碳雙鍵的異氰酸酯化合物構成；和在所述黏合劑層前驅物上層壓所述晶片接合薄膜的步驟。
  12. 如申請專利範圍第11項所述的切割/晶片接合薄膜的製造方法，其特徵在於，在所述層壓晶片接合薄膜的步驟之前，包括對所述黏合劑層前驅物照射紫外線而形成所述黏合劑層的步驟。
  13. 如申請專利範圍第12項所述的切割/晶片接合薄膜的製造方法，其特徵在於，所述紫外線的照射在30~1000mJ/cm2 的範圍內進行。
  14. 一種半導體裝置的製造方法，該方法使用具有在 基材上具有黏合劑層的切割薄膜和在該黏合劑層上設置的晶片接合薄膜的切割/晶片接合薄膜，其特徵在於，包括以下步驟：準備申請專利範圍第1項至第10項中任一項所述的切割/晶片接合薄膜，並在所述晶片接合薄膜上壓接半導體晶圓的步驟；藉由將所述半導體晶圓與所述晶片接合薄膜一起切割而形成半導體晶片的步驟；和將所述半導體晶片與所述晶片接合薄膜一起從所述黏合劑層上剝離的步驟。
  15. 如申請專利範圍第14項所述的半導體裝置的製造方法，其特徵在於，從所述半導體晶片的壓接步驟直至半導體晶片的剝離步驟，所述黏合劑層上未照射紫外線。
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