TWI439525B - 切割及晶片接合薄膜 - Google Patents

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TWI439525B
TWI439525B TW100106885A TW100106885A TWI439525B TW I439525 B TWI439525 B TW I439525B TW 100106885 A TW100106885 A TW 100106885A TW 100106885 A TW100106885 A TW 100106885A TW I439525 B TWI439525 B TW I439525B
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wafer
bonding film
wafer bonding
dicing
weight
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TW100106885A
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TW201137069A (en
Inventor
Yuichiro Shishido
Takeshi Matsumura
Shuhei Murata
Original Assignee
Nitto Denko Corp
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Publication date
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Description

切割及晶片接合薄膜
本發明涉及例如半導體裝置的製造等中使用的切割及晶片接合薄膜。
現有的半導體裝置的製造中，在將半導體晶片固著到引線框或電極構件上時使用銀漿。所述固著處理通過在引線框的焊盤等上塗布銀漿後在其上搭載半導體晶片並使漿層固化來進行。
形成有電路圖案的半導體晶圓，根據需要通過背面研磨調節厚度後(背面研磨工序)，進行切割為半導體晶片(切割工序)、利用膠黏劑將該半導體晶片固著到引線框等被黏物上(晶片貼裝工序)、以及絲焊工序。在切割工序中，為了除去切削屑，通常以適度的液壓清洗半導體晶圓。
在該處理工序中，通過將膠黏劑另外塗布到引線框或形成的晶片上的方法，難以實現膠黏劑層的均勻化，另外，膠黏劑的塗布需要特殊的裝置或長時間。因此，在下述專利文獻1中，提出了在切割工序中膠黏保持半導體晶圓並且提供晶片貼裝工序所需的晶片固著用膠黏劑層的切割及晶片接合薄膜。
該切割及晶片接合薄膜，在支撐基材上以可以剝離的方式設置有膠黏劑層，在該膠黏劑層的保持下切割半導體晶圓後，拉伸支撐基材從而將形成的晶片與 膠黏劑層一起剝離，將其各自進行回收並隔著該膠黏劑層固著到引線框等被黏物上。
在此，對於切割及晶片接合薄膜而言，在半導體晶圓的切割時要求支撐基材與膠黏劑層不剝離的強黏合力，與此相對，在切割後要求半導體晶片能夠容易地與膠黏劑層一起從支撐基材上剝離。但是，如果是所述構成的切割及晶片接合薄膜，則難以調節膠黏劑層的黏合力。因此，公開了通過在支撐基材與膠黏劑層之間設置黏合劑層，而使得黏合性與剝離性的平衡良好的構成的切割及晶片接合薄膜(參考下述專利文獻2)。
但是，隨著半導體晶圓的大型化(10mm×10mm見方以上)或薄型化(厚度約15μm~約100μm)，現有切割及晶片接合薄膜難以同時滿足切割時所需的高膠黏性以及拾取時所需的剝離性，難以將帶有晶片接合薄膜的半導體晶片從切割帶上剝離。結果，存在拾取不良或晶片變形引起破損的問題。
現有技術文獻
專利文獻
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
本發明鑒於上述問題點而做出，其目的在於提供即使在半導體晶圓為薄型的情況下也無損將其切割時 的保持力，並且將通過切割得到的半導體晶片與晶片接合薄膜一起剝離時的剝離性優良的切割及晶片接合薄膜。
本發明人等為了實現上述目的進行了研究，結果發現，若半導體晶圓的切割進行到黏合劑層的一部分，則在切割面上黏合劑層的一部分成為毛刺並附著到黏合劑層與晶片接合薄膜的邊界處，在將帶有晶片接合薄膜的半導體晶片從黏合劑層上剝離時，該附著的黏合劑會進行阻礙，從而難以拾取，從而完成了本發明。
即，本發明的切割及晶片接合薄膜具有在支撐基材上至少設置有黏合劑層的切割薄膜及設置在所述黏合劑層上的晶片接合薄膜，其中所述黏合劑層的厚度為5μm~80μm，從所述晶片接合薄膜側至少切割到所述黏合劑層的一部分後，將所述切割薄膜從所述晶片接合薄膜上剝下時的切割面附近處的剝離力的最大值在溫度23℃、剝離角度180°、剝離點移動速度10mm/分鐘的條件下為0.7N/10mm以下。
所述構成的切割及晶片接合薄膜，例如，用於在切割前將用於將半導體晶片固著到基底等被黏物上的晶片接合薄膜附設到半導體晶圓上的狀態下將半導體晶圓供給切割。現有的切割及晶片接合薄膜中，若切割進行到黏合劑層的一部分，則有時在切割面上黏合劑層一部分成為毛刺並附著到黏合劑層與晶片接合薄 膜的邊界處。但是，本發明中，涉及黏合劑層與晶片接合薄膜間的膠黏性，在從晶片接合薄膜上將切割薄膜剝下時，在切割面附近的剝離力的最大值在所述條件下為0.7N/10mm以下，因此可以防止在切割面上產生黏合劑層的毛刺從而防止黏合劑附著到黏合劑層與晶片接合薄膜的邊界處。結果，可以改善拾取性。
所述構成中，優選所述黏合劑層的23℃下的儲存彈性模數為1×107 Pa~5×108 Pa。所述儲存彈性模數為1×107 Pa以上時，可以防止切割時的晶片飛散的產生並且在半導體晶片的拾取時也可以減少晶片飛散以及偏移的產生。另外，可以移至切割刀片的磨損量的增加並減少碎片的產生率。另一方面，所述儲存彈性模數為5×108 Pa以下時，即使切割時黏合劑層的一部分成為毛刺並且附著到切割面處的黏合劑層與晶片接合薄膜的邊界處，毛刺也易於從切割線上剝離，從而可以改善拾取性。
另外，所述構成中，優選將所述切割薄膜從所述晶片接合薄膜上剝下時的剝離力，在所述切割前，在溫度23℃、剝離角度180°、剝離點移動速度300mm/分鐘的條件下在0.01N/20mm~0.15N/20mm的範圍內。通過使將切割前的切割薄膜從所述晶片接合薄膜上剝下時的剝離力在所述範圍內，可以防止切割薄膜與晶片接合薄膜間的膠黏性變得過大，可以保持良好的拾取性。
所述構成中，優選所述黏合劑層由輻射線固化型黏合劑形成，所述輻射線固化型黏合劑中，相對於100重量份基礎聚合物添加有超過0重量份且50重量份以下的範圍內的光聚合性化合物。
所述構成中，優選所述黏合劑層由輻射線固化型黏合劑形成，所述輻射線固化型黏合劑中，相對於100重量份基礎聚合物添加有1重量份以上且8重量份以下的範圍內的光聚合引發劑。
所述構成中，優選所述晶片接合薄膜至少由環氧樹脂、酚醛樹脂、丙烯酸類共聚物和填料形成，設所述環氧樹脂、酚醛樹脂和丙烯酸類共聚物的合計重量為A重量份，且填料的重量為B重量份時，B/(A+B)為0.1以上，並且所述晶片接合薄膜的熱固化前的23℃下的儲存彈性模數為5MPa以上。使用現有切割及晶片接合薄膜的切割中，切割刀片因切割時的摩擦而發熱，有時其會切入到晶片接合薄膜中、在切割面上晶片接合薄膜的一部分成為毛刺並且附著到黏合劑層與晶片接合薄膜的邊界處。但是，為所述構成時，晶片接合薄膜的一部分成為毛刺而附著的情況可以減少，因此可以防止由於晶片接合薄膜產生毛刺而引起的拾取性下降。
根據本發明，從晶片接合薄膜側至少切割到所述黏合劑層的一部分後，將所述切割薄膜從所述晶片接合薄膜上剝下時的切割面附近處的剝離力的最大值在 溫度23℃、剝離角度180°、剝離點移動速度10mm/分鐘的條件下為0.7N/10mm以下，因此即使在切割面上黏合劑層的一部分成為毛刺並且附著到黏合劑層與晶片接合薄膜的邊界處，也可以減少由於所述黏合劑層的毛刺引起的拾取性下降。
以下參考附圖對本發明的實施方式進行說明。圖1是表示本實施方式的切割及晶片接合薄膜的一個例子的示意剖面圖。如該圖所示，切割及晶片接合薄膜10的構成為至少具有在支撐基材1上設置有黏合劑層2的切割薄膜及設置在所述黏合劑層2上的晶片接合薄膜3。但是，本發明也可以如圖2所示為僅在晶片接合薄膜3的晶圓黏貼部分3a上形成晶片接合薄膜3’的構成。
另外，本實施方式的切割及晶片接合薄膜10中，在從晶片接合薄膜3一側至少切割到所述黏合劑層2的一部分後，將切割薄膜從晶片接合薄膜3上剝下時的切割面附近處的剝離力的最大值為0.7N/10mm以下，優選0.5N/10mm~0.01N/10mm，更優選0.2N/10mm~0.01N/10mm。切割面附近是指從切割面向半導體晶片的內側d(mm)的區域。另外，切割面附近的剝離力的最大值，例如如圖3(a)及圖3(b)所示，是將切割薄膜從晶片接合薄膜3上剝下時的峰值。但是，在從切割面向半導體晶片5的內側d(mm)的區域內出 現多個峰值時，是指其最大值。作為使所述剝離力的最大值為0.7N/10mm以下的具體手段，可以列舉例如：通過使黏合劑層2的23℃下的儲存彈性模數為1×107 Pa~5×108 Pa的範圍內而使切割面上的黏合劑層2與晶片接合薄膜3的剝離變得容易的方法(關於黏合劑層2的儲存彈性模數的具體情況，參見後文)。另外，可以列舉通過在晶片接合薄膜3中添加填料並對其添加量進行適當設定，而抑制在切割時由晶片接合薄膜3上產生切割碎屑的方法(關於填料的具體情況，參見後文)。另外，所述d(mm)也取決於半導體晶片5的尺寸，例如，可以設定為1mm。另外，所述剝離力是剝離角度180°、剝離點移動速度10mm/分鐘條件下的測定值。另外，所述剝離力的範圍只要至少在與半導體晶圓黏貼區域對應的部分滿足即可。
另外，在除所述切割面的附近以外，將切割薄膜從晶片接合薄膜3上剝下時的剝離力，在溫度23℃、剝離角度180°、剝離點移動速度300mm/分鐘的條件下優選為0.01N/20mm~0.15N/20mm，更優選0.02N/20mm~0.1N/20mm。通過將切割薄膜從晶片接合薄膜3上剝下時的剝離力設定在所述範圍內，可以防止兩者間的膠黏性變得過大，可以進一步提高拾取性。作為使所述剝離力為0.01N/20mm~0.15N/20mm的具體手段，可以列舉例如：使晶片接合薄膜3的熱固化前的玻璃化轉變溫度在0℃~60℃的範圍內的方法。 另外，晶片接合薄膜3的玻璃化轉變溫度是，用切割刀具將晶片接合薄膜3切割為厚度200μm、寬10mm、長40mm的條狀，使用黏彈性測定裝置(Rheometric Schentific公司製，型號：RSA-III)，在-50℃~300℃的溫度區域內、在頻率1.0Hz、應變0.1%、升溫速度10℃/分鐘的條件下測定時的Tanδ(E”(損耗模量)/E’(儲存彈性模數))顯示極大值的溫度。
所述支撐基材1作為切割及晶片接合薄膜10的強度母體。作為支撐基材1，可以列舉包含例如：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、均聚丙烯、聚丁烯、聚甲基戊烯等聚烯烴、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯共聚物、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、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、纖維素類樹脂、聚矽氧烷樹脂、它們的混合物等的塑料薄膜。
另外，作為支撐基材1的材料，可以列舉所述樹脂的交聯體等聚合物。所述塑料薄膜可以不拉伸而使用，也可以根據需要進行單軸或雙軸拉伸處理後使 用。利用通過拉伸處理等而賦予了熱收縮性的樹脂片，在切割後通過使該支撐基材1熱收縮，可以減小黏合劑層2與晶片接合薄膜3、3’的膠黏面積，從而可以容易地回收半導體晶片。
為了提高與鄰接層的密合性、保持性等，支撐基材1的表面可以實施慣用的表面處理。作為其方法，可以列舉例如鉻酸處理、臭氧暴露、火焰暴露、高壓電擊暴露、電離輻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。
所述支撐基材1可以適當地選擇使用同種或不同種類的材料。另外，根據需要也可以使用將多種材料共混後的材料。另外，為了賦予防靜電性能，作為所述支撐基材1，可以使用在所述塑料薄膜上設置有包含金屬、合金或它們的氧化物等的厚度為約30Å~約500Å的導電物質的蒸鍍層的薄膜。另外，也可以使用所述薄膜之間、或者與其它薄膜黏貼而得到的層壓體等。另外，支撐基材1可以是單層或者將使用所述材料的薄膜等層疊2層以上而得到的層疊薄膜。另外，黏合劑層2為輻射線固化型的情況下，優選使用至少部分允許X射線、紫外線、電子射線等輻射線透射的材料。
支撐基材1的厚度沒有特別限制，可以適當確定，一般為約5μm~約200μm。
所述黏合劑層2可以由輻射線固化型黏合劑形成。此時，黏合劑層2在黏貼晶片接合薄膜3、3’前可 以不進行固化，但是，優選預先通過照射輻射線進行固化。固化的部分沒有必要為黏合劑層2的全部區域，只要至少黏合劑層2的與晶圓黏貼部分3a對應的部分2a進行固化即可(參考圖1)。黏合劑層2在與晶片接合薄膜3黏貼前通過照射輻射線照射進行固化時，由於在固態下與晶片接合薄膜3黏貼，因此可以抑制黏合劑層2與晶片接合薄膜3的界面處的密合性過度增大。由此，可以減少黏合劑層2與晶片接合薄膜3間的錨固效果，提高剝離性。
另外，可以根據圖2所示的晶片接合薄膜3’的形狀而預先使輻射線固化型黏合劑層2固化。由此，可以抑制黏合劑層2與晶片接合薄膜3的界面處的密合性過度增大。結果，具備在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的與晶圓黏貼部分3a對應的部分2a以外的其它部分2b未照射輻射線因此未固化，其黏合力大於所述黏合劑層2的與晶圓黏貼部分3a對應的部分2a的黏合力。由此，在黏合劑層2的與晶圓黏貼部分3a對應的部分2a以外的其它部分2b上黏貼切割環的情況下，可以可靠地將切割環膠黏固定。
如前所述，在圖1所示的切割及晶片接合薄膜10的黏合劑層2中，由未固化的輻射線固化型黏合劑形成的所述黏合劑層2的與晶圓黏貼部分3a對應的部分2a以外的其它部分2b與晶片接合薄膜3黏合，可以確 保切割時的保持力。這樣，輻射線固化型黏合劑可以以良好的膠黏/剝離平衡支撐用於將半導體晶片固著到基底等被黏物上的晶片接合薄膜3。圖2所示的切割及晶片接合薄膜11的黏合劑層2中，所述黏合劑層2的與晶圓黏貼部分3a對應的部分2a以外的其它部分2b可以將切割環固定。切割環例如可以使用不銹鋼等金屬製成的或者樹脂製成的切割環。
所述黏合劑層2，其23℃下的儲存彈性模數為1×107 Pa~5×108 Pa，優選1×107 Pa~1×108 Pa，更優選1×107 Pa~5×107 Pa。所述儲存彈性模數為1×107 Pa以上時，可以防止切割時晶片飛散的產生並且可以減少半導體晶片的拾取時晶片飛散以及偏移的產生。另外，可以抑制切割刀片13的磨損量增加，也可以減少碎片產生率。另一方面，所述儲存彈性模數為5×108 Pa以下時，即使在切割時黏合劑層2的一部分成為毛刺並且附著在切割面上黏合劑層2與晶片接合薄膜3的界面處，毛刺也容易從切割線上剝離，從而提高拾取性。另外，作為使黏合劑層2的儲存彈性模數的數值範圍充分地實現本發明的作用、效果的切割條件，例如，切割速度優選在5mm/秒~150mm/秒的範圍內，並且切割刀片13的轉速優選在25000rpm~50000rpm的範圍內。另外，即使黏合劑層2為後述的輻射線固化型黏合劑層並且預先通過照射輻射線而完全固化的情況下，也優選所述儲存彈性模數滿足1×107 Pa~5×108 Pa。 另外，完全固化是指例如以100mJ/cm2 ~700mJ/cm2 照射紫外線進行固化的情況。
所述黏合劑層2的厚度為5μm~80μm，優選5μm~50μm，更優選5μm~30μm。通過使黏合劑層2的厚度在所述範圍內，可以實現防止晶片切割面缺陷、晶片接合薄膜3的固定保持的兼具性等。另外，通過使黏合劑層2的厚度在所述範圍內、並且黏合劑層2的23℃下的儲存彈性模數為1×107 Pa~5×108 Pa，可以使切割時的切入深度停留在黏合劑層2的範圍內，從而可以防止達到支撐基材1。
作為構成黏合劑層2的黏合劑，沒有特別限制，本發明中優選輻射線固化型黏合劑。作為輻射線固化型黏合劑，可以沒有特別限制地使用具有碳碳雙鍵等輻射線固化性的官能團並且顯示黏合性的黏合劑。
作為輻射線固化型黏合劑，可以例示例如：在所述丙烯酸類黏合劑、橡膠類黏合劑、聚矽氧烷類黏合劑、聚乙烯基醚類黏合劑等一般的壓敏膠黏劑中配合輻射線固化性的單體成分或輻射線固化性的低聚物成分而得到的添加型的輻射線固化型黏合劑。作為所述壓敏膠黏劑，從半導體晶圓或玻璃等避忌污染的電子部件的基於超純水或醇等有機溶劑的清潔洗滌性等的觀點考慮，優選以丙烯酸類聚合物為基礎聚合物的丙烯酸類膠黏劑。
作為所述丙烯酸類聚合物，可以列舉使用(甲基) 丙烯酸烷基酯(例如，甲酯、乙酯、丙酯、異丙酯、丁酯、異丁酯、仲丁酯、叔丁酯、戊酯、異戊酯、己酯、庚酯、辛酯、2-乙基己酯、異辛酯、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的直鏈或支鏈烷基酯等)、以及(甲基)丙烯酸環烷酯(例如，環戊酯、環己酯等)的一種或兩種以上作為單體成分的丙烯酸類聚合物等。另外，(甲基)丙烯酸酯是指丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯，本發明的(甲基)全部具有同樣的含義。
為了改變凝聚力和耐熱性等，所述丙烯酸類聚合物，根據需要可以含有與能夠與所述(甲基)丙烯酸烷基酯或環烷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：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、巴豆酸等含羧基單體；馬來酸酐、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-羥基十二烷酯、(甲基)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基單體；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優選為全部單體成分的40重量%以下。
另外，為了進行交聯，所述丙烯酸類聚合物根據需要也可以含有多官能單體等作為共聚用單體成分。作為這樣的多官能單體，可以列舉例如：己二醇二(甲基)丙烯酸酯、(聚)乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、(聚)丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇二(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、環氧(甲基)丙烯酸酯、聚酯(甲基)丙烯酸酯、氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯等。這些多官能單體也可以使用一種或者兩種以上。多官能單體的使用量從黏合特性等觀點考慮優選為全部單體成分的30重量%以下。
所述丙烯酸類聚合物的製備可以通過例如對一種單體或兩種以上成分單體的混合物應用溶液聚合方式、乳液聚合方式、本體聚合方式或懸浮聚合方式等適當的方式來進行。從防止晶圓污染的觀點考慮，優選黏合劑層具有抑制低分子量物質含量的組成，從所述觀點考慮，優選以重量平均分子量為30萬以上、特別是40萬~300萬的丙烯酸類聚合物為主成分的黏合劑層，因此，黏合劑可以設為利用內部交聯方式或外 部交聯方式等的適當的交聯類型。
另外，為了控制黏合劑層2的交聯度，可以採用例如使用多官能異氰酸酯類化合物、多官能環氧類化合物、三聚氰胺類化合物、金屬鹽類化合物、金屬螯合物類化合物、氨基樹脂類化合物或者過氧化物等適當的外部交聯劑來進行交聯處理的方式、或混合具有兩個以上碳碳雙鍵的低分子化合物並通過照射能量射線等來進行交聯處理的方式等適當的方式。使用外部交聯劑時，其使用量根據與欲交聯的基礎聚合物的平衡以及作為黏合劑的使用用途來適當確定。一般而言，相對於所述基礎聚合物100重量份，優選配合約5重量份以下，更優選配合0.1重量份~5重量份。另外，根據需要，在黏合劑中除所述成分以外也可以使用各種增黏劑、抗老化劑等添加劑。
作為用於配合的輻射線固化性的單體成分，可以列舉例如：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。這些單體成分可以使用一種或者兩種以上組合使用。
另外，輻射線固化性的低聚物成分可以列舉：氨基甲酸酯類、聚醚類、聚酯類、聚碳酸酯類、聚丁二烯類等各種低聚物，其分子量在約100~約30000的範 圍內是適當的。輻射線固化性的單體成分或低聚物成分的配合量可以根據所述黏合劑層的種類來適當地確定能夠降低黏合劑層的黏合力的量。一般而言，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5重量份~約500重量份，優選約70重量份~約150重量份。
另外，作為輻射線固化型黏合劑，除了所述添加型輻射線固化型黏合劑以外，還可以列舉使用在聚合物側鏈或主鏈中或者主鏈末端具有碳碳雙鍵的聚合物作為基礎聚合物的內在型輻射線固化型黏合劑。內在型輻射線固化型黏合劑無需含有或者不大量含有作為低分子成分的低聚物成分等，因此低聚物成分等不會隨時間推移在黏合劑層中移動，可以形成穩定的層結構的黏合劑層，因此優選。
所述具有碳碳雙鍵的基礎聚合物，可以沒有特別限制地使用具有碳碳雙鍵並且具有黏合性的聚合物。作為這樣的基礎聚合物，優選以丙烯酸類聚合物作為基本骨架的聚合物。作為丙烯酸類聚合物的基本骨架，可以列舉前面例示過的丙烯酸類聚合物。
向所述丙烯酸類聚合物中引入碳碳雙鍵的方法沒有特別限制，可以採用各種方法，而將碳碳雙鍵引入聚合物側鏈在分子設計上容易。可以列舉例如：預先將具有官能團的單體與丙烯酸類聚合物共聚後，使具有能夠與該官能團反應的官能團和碳碳雙鍵的化合物 在保持碳碳雙鍵的輻射線固化性的情況下與丙烯酸類聚合物進行縮合或加成反應的方法。
作為這些官能團的組合例，可以列舉例如：羧基與環氧基、羧基與氮丙啶基、羥基與異氰酸酯基等。這些官能團的組合中考慮反應追蹤的容易性，優選羥基與異氰酸酯基的組合。另外，如果是通過這些官能團的組合而生成所述具有碳碳雙鍵的丙烯酸類聚合物的組合，則官能團可以在丙烯酸類聚合物和所述化合物中的任意一側，而在所述的優選組合中，優選丙烯酸類聚合物具有羥基、所述化合物具有異氰酸酯基的情況。此時，作為具有碳碳雙鍵的異氰酸酯化合物，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、間異丙烯基-α,α-二甲基聯苯醯異氰酸酯等。另外，作為丙烯酸類聚合物，可以使用將前面例示的含羥基單體或2-羥基乙基乙烯基醚、4-羥基丁基乙烯基醚、二乙二醇單乙烯基醚的醚類化合物等共聚而得到的聚合物。
所述內在型輻射線固化型黏合劑可以單獨使用所述具有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輻射線固化性單體成分或低聚物成分等光聚合性化合物。該光聚合性化合物的配合量相對於基礎聚合物100重量份通常在30重量份以下的範圍內，優選0重量份~10重量份的範圍。但是，在以將黏合劑層2的儲存彈性模 數調節到1×107 Pa~5×108 Pa的範圍內為目的的情況下，相對於基礎聚合物100重量份優選超過0重量份且為50重量份以下，更優選超過0重量份且為30重量份以下。在該數值範圍內時，即使黏合劑層2為預先通過照射輻射線而完全固化的狀態，也可以將儲存彈性模數調節到所述範圍內。
所述輻射線固化型黏合劑在通過紫外線等固化時優選含有光聚合引發劑。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、1-羥基環己基苯基酮、2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-(N-嗎啉基)丙烷-1-酮等苯乙酮類化合物；苯偶姻乙醚、苯偶姻異丙醚、茴香偶姻甲基醚等苯偶姻醚類化合物；2-甲基-2-羥基苯丙酮等α-酮類化合物、聯苯醯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-1,2-丙二酮-2-(O-乙氧基羰基)肟等光活性肟類化合物；二苯甲酮、苯甲醯苯甲酸、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；鹵代酮；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重量份~約20重量份。但是，在以將黏合劑層2的儲存彈性模數調節到1×107 Pa~5×108 Pa的範圍內為目的的情況下，相對於基礎聚合物100重量份優選為1重量份以上且8重量份以下，更優選1重量份以上且5重量份以下。
另外，作為黏合劑層2的形成中使用的輻射線固化型黏合劑，可以列舉例如：日本特開昭60-196956號公報中所公開的、含有具有2個以上不飽和鍵的加成聚合性化合物、具有環氧基的烷氧基矽烷等光聚合性化合物、和羰基化合物、有機硫化合物、過氧化物、胺、鎓鹽類化合物等光聚合引發劑的橡膠類黏合劑或丙烯酸類黏合劑等。作為所述的具有2個以上不飽和鍵的加成聚合性化合物，可以列舉例如：丙烯酸或甲基丙烯酸的多元醇酯或低聚酯，環氧類或氨基甲酸酯類化合物等。
所述光聚合性化合物或者光聚合引發劑的配合量，相對於基礎聚合物100重量份一般分別為10重量份~500重量份、0.05重量份~20重量份。另外，除了這些配合成分以外，根據需要可以追加配合乙二醇二縮水甘油醚等分子中具有1個或2個以上環氧基的環氧基官能性交聯劑，以提高黏合劑的交聯效率。
所述使用輻射線固化型黏合劑的黏合劑層2中，根據需要也可以含有通過照射輻射線而著色的化合 物。通過在黏合劑層2中含有通過照射輻射線而著色的化合物，可以僅將照射輻射線的部分著色。即，可以將黏合劑層2的與晶圓黏貼部分3a對應的部分2a著色。由此，可以通過肉眼直接判斷黏合劑層2是否被照射了輻射線，可以容易識別晶片接合薄膜3的晶圓黏貼部分3a，從而半導體晶圓的黏貼也容易。另外，在利用光傳感器等檢測半導體元件時，其檢測精度高，從而在半導體元件的拾取時不產生誤操作。
通過照射輻射線而著色的化合物，為在照射輻射線前無色或淺色、但是通過照射輻射線而有色的化合物。作為所述化合物的優選具體例，可以列舉染料隱色體(leuco dye)。作為染料隱色體，可以優選使用慣用的三苯基甲烷類、熒烷類、吩噻嗪類、金胺類、螺吡喃類染料隱色體。具體地可以列舉：3-[N-(對甲苯基氨基)]-7-苯胺基熒烷、3-[N-(對甲苯基)-N-甲基氨基]-7-苯胺基熒烷、3-[N-(對甲苯基)-N-乙基氨基]-7-苯胺基熒烷、3-二乙氨基-6-甲基-7-苯胺基熒烷、結晶紫內酯、4,4’,4”-三(二甲氨基)三苯基甲醇、4,4’,4”-三(二甲氨基)三苯基甲烷等。
作為優選與這些染料隱色體一起使用的顯色劑，可以列舉一直以來使用的苯酚甲醛樹脂的預聚物、芳香族羧酸衍生物、活性白土等電子受體，另外，在使色調變化時，可以將各種發色劑組合使用。
這樣的通過照射輻射線而著色的化合物，可以先 溶解於有機溶劑等中後包含在輻射線固化型黏合劑中，另外，也可以以細粉末形式包含在該黏合劑層2中。該化合物的使用比例優選在黏合劑層2中以0.01重量%~10重量%，優選0.5重量%~5重量%的量使用。該化合物的比例超過10重量%時，照射到黏合劑層2的輻射線被過度吸收到該化合物中，因此所述黏合劑層2的與晶圓黏貼部分3a對應的部分2a的固化不充分，有時黏合劑不會充分下降。另一方面，化合物比例以低於0.01重量%的量使用時，在照射輻射線時有時黏合片不能充分地著色，從而有時容易在半導體元件拾取時產生誤操作。
由輻射線固化型黏合劑形成黏合劑層2時，可以列舉在支撐基材1上形成輻射線固化型黏合劑層2後，對與晶片接合薄膜3的晶圓黏貼部分3a對應的部分局部地照射輻射線進行固化而形成黏合劑層2的與晶圓黏貼部分3a對應的部分2a的方法。局部的輻射線照射可以通過形成有與晶圓黏貼部分3a以外的部分3b等對應的圖案的光掩模進行。另外，可以列舉點狀照射輻射線進行固化的方法等。輻射線固化型黏合劑層2的形成可以通過將設置在隔片上的黏合劑層轉印到支撐基材1上來進行。局部的輻射線照射也可以對設置在隔片上的輻射線固化型黏合劑層2進行。
另外，由輻射線固化型黏合劑形成黏合劑層2時，使用將支撐基材1的至少單面的、與晶片接合薄 膜3的晶圓黏貼部分3a對應的部分以外的部分的全部或者一部分進行遮光的基材，在其上形成輻射線固化型黏合劑層2後進行輻射線照射，使與晶片接合薄膜3的晶圓黏貼部分3a對應的部分固化，從而可以形成黏合力下降的黏合劑層2的與晶圓黏貼部分3a對應的部分2a。作為遮光材料，可以通過印刷或蒸鍍等在支撐薄膜上能夠形成光掩模的遮光材料來製作。通過該製造方法，可以高效地製造本發明的切割及晶片接合薄膜。
另外，照射輻射線時因氧而產生固化障礙時，優選對輻射線固化型黏合劑層2的表面隔絕氧(空氣)。作為隔絕氧的方法，可以列舉例如：用隔片將所述黏合劑層2的表面覆蓋的方法或者在氮氣氛圍中進行紫外線等輻射線的照射的方法等。
所述黏合劑層2，可以通過關於與晶片接合薄膜3的剝離性具有以下關係的方式來構成。即，具有與晶片接合薄膜3的晶圓黏貼部分3a(以下有時稱為晶片接合薄膜3a)對應的界面的剝離性比與該晶圓黏貼部分3a以外的部分3b(以下有時稱為晶片接合薄膜3b)對應的界面高的關係。為了滿足該關係，黏合劑層2以例如黏合劑層2的與晶圓黏貼部分3a對應的部分2a(以下有時稱為黏合劑層2a)的黏合力<黏合劑層2的與晶圓黏貼部分3a對應的部分2a以外的其它部分2b(以下有時稱為黏合劑層2b)的黏合力的方式進行設計。
作為構成黏合劑層2的黏合劑沒有特別限制，在本實施方式中，所述的輻射線固化型黏合劑是優選的。因為可以容易地提供黏合劑層2的與晶圓黏貼部分3a對應的部分2a與黏合劑層2的與晶圓黏貼部分3a對應的部分2a以外的其它部分2b的黏合力差。輻射線固化型黏合劑通過照射紫外線等輻射線可以增大交聯度從而可以容易地降低黏合力。因此，通過對黏合劑層2的與晶圓黏貼部分3a對應的部分2a照射輻射線使其固化，可以容易地形成黏合力顯著下降的區域。晶片接合薄膜3的晶圓黏貼部分3a位於固化而黏合力下降的黏合劑層2的與晶圓黏貼部分3a對應的部分2a上，因此黏合劑層2的與晶圓黏貼部分3a對應的部分2a與晶片接合薄膜3的晶圓黏貼部分3a的界面具有在拾取時容易剝離的性質。
另一方面，未照射輻射線的黏合劑層2的與晶圓黏貼部分3a對應的部分2a以外的其它部分2b由未固化的輻射線固化型黏合劑形成，因此具有充分的黏合力。因此，黏合劑層2的與晶圓黏貼部分3a對應的部分2a以外的其它部分2b與晶片接合薄膜3可靠地黏合，結果，黏合劑層2整體可以確保在切割時也能夠充分地固著晶片接合薄膜3的保持力。這樣由輻射線固化型黏合劑形成的黏合劑層2，可以以良好的膠黏/剝離平衡支撐用於將半導體晶片等固著到基底或半導體晶片上的晶片接合薄膜3。
另外，關於圖1所示的切割及晶片接合薄膜10，將黏合劑層2的與晶圓黏貼部分3a對應的部分2a以外的其它部分2b從晶片接合薄膜3上剝下時的剝離力在溫度23℃、剝離角度180°、剝離點移動速度300mm/分鐘的條件下優選為0.02N/20mm~0.14N/20mm，更優選0.04N/20mm~0.08N/20mm。通過將剝離力設定在所述範圍內，可以抑制切割時的晶片飛散等的產生，可以發揮對晶圓加工充分的保持力。
所述晶片接合薄膜3的熱固化前的儲存彈性模數(23℃)優選為5MPa以上，更優選10MPa~10000MPa，特別優選100MPa~5000MPa。熱固化前的儲存彈性模數為5MPa以上時，可以減少在切割時晶片接合薄膜的一部分成為毛刺並且附著在切割面中的黏合劑層與晶片接合薄膜的邊界處的情況，可以防止由該晶片接合薄膜的毛刺引起的拾取性下降。另外，通過將所述儲存彈性模數設定為10000MPa以下，可以改善對安裝在晶片接合薄膜3上的半導體晶圓的潤濕性以及膠黏性。在此，儲存彈性模數測定例如可以使用黏彈性譜儀(Rheometric Scientific株式會社製，RSA-III)。即，將試樣尺寸調節為長30mm(測定長度)、寬10mm、厚0.5mm，將測定試樣安裝在薄膜拉伸測定用夾具上，在頻率1Hz、升溫速度10℃/分鐘的條件下測定-50℃~200℃的溫度範圍內的拉伸儲存彈性模數及損耗模量，通過讀取25℃下的儲存彈性模數(E’)而得到。
所述晶片接合薄膜3，可以列舉例如由熱塑性樹脂和熱固性樹脂形成的晶片接合薄膜，更具體地，可以列舉例如由環氧樹脂、酚醛樹脂及丙烯酸類共聚物形成的晶片接合薄膜。
所述環氧樹脂，如果是一般作為膠黏劑組合物使用的環氧樹脂則沒有特別限制，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、茀(fluorene)型、苯酚酚醛清漆型、鄰甲酚酚醛清漆型、三羥苯基甲烷型、四羥苯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環氧樹脂。這些物質可以單獨使用或者兩種以上組合使用。這些環氧樹脂中，在本發明中特別優選具有苯環、聯苯環、萘環等芳香環的環氧樹脂。具體而言，可以列舉例如：酚醛清漆型環氧樹脂、含有亞二甲苯基骨架的苯酚酚醛清漆型環氧樹脂、含有聯苯骨架的酚醛清漆型環氧樹脂、雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂、四甲基聯苯酚型環氧樹脂、三苯基甲烷型環氧樹脂等。這是因為：這些環氧樹脂與作為固化劑的酚醛樹脂的反應性高，並且耐熱性等優良。另外，環氧樹脂中腐蝕半導體元件的離子性雜質等的含量少。
所述環氧樹脂的重量平均分子量優選在300~1500的範圍內，更優選350~1000的範圍內。重 均分子量低於300時，熱固化後的晶片接合薄膜3的機械強度、耐熱性、耐濕性有時會下降。另一方面，超過1500時，熱固化後的晶片接合薄膜有時變得剛硬而變脆弱。另外，本發明中的重均分子量，是指通過凝膠滲透過濾法(GPC)使用標準聚苯乙烯的校準曲線得到的聚苯乙烯換算值。
另外，所述酚醛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、苯酚聯苯樹脂、苯酚芳烷基樹脂、甲酚酚醛清漆樹脂、叔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醛樹脂、甲階酚醛樹脂型酚醛樹脂、聚對羥基苯乙烯等聚羥基苯乙烯等。這些物質可以單獨使用或者兩種以上組合使用。這些酚醛樹脂中，優選下述化學式表示的聯苯型苯酚酚醛清漆樹脂或苯酚芳烷基樹脂。這是因為可以改善半導體裝置的連接可靠性。
(所述n為0~10的自然數)。
另外，所述n優選為0~10的自然數，更優選0~5的自然數。通過在所述數值範圍內，可以確保晶片接合薄膜3的流動性。
所述酚醛樹脂的重均分子量優選在300~1500的範圍內，更優選350~1000的範圍內。重均分子量低於300時，所述環氧樹脂的熱固化不充分，從而有時不能得到充分的強韌性。另一方面，重均分子量超過1500時，變為高黏度，有時製作晶片接合薄膜時的作業性下降。
所述環氧樹脂與酚醛樹脂的配合比例，例如，以所述酚醛樹脂中的羥基相對於所述環氧樹脂成分中的環氧基1當量為0.5當量~2.0當量的方式進行配合是優選的。更優選0.8當量~1.2當量。即，這是因為：兩者的配合比例在所述範圍以外時，不能進行充分的固化反應，從而環氧樹脂固化物的特性易於劣化。
作為所述丙烯酸類共聚物沒有特別限制，本發明中優選含羧基丙烯酸類共聚物、含環氧基丙烯酸類共聚物。作為所述含羧基丙烯酸類共聚物中使用的官能團單體，可以列舉丙烯酸或甲基丙烯酸。丙烯酸或甲基丙烯酸的含量以使酸值在1~4的範圍內的方式進行調節。其餘可以使用丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯等具有碳原子數1~8的烷基的丙烯酸烷基酯、甲基丙烯酸烷基酯、苯乙烯或丙烯腈等的混合物。這些物質中，特別優選(甲基)丙烯酸乙酯和/或(甲基)丙烯酸丁酯。混合比率優選考慮後述的所述丙烯酸類共聚物的玻璃化轉變溫度(Tg)進行調節。另外，聚合方法沒有特別限制，可以採用例如溶液聚合法、本體聚合法、懸浮聚 合法、乳液聚合法等現有公知的方法。
另外，作為可以與所述單體成分共聚的其它單體成分，沒有特別限制，可以列舉例如丙烯腈等。這些可共聚單體成分的使用量相對於全部單體成分優選在1重量%~20重量%的範圍內。通過含有該數值範圍內的其它單體成分，可以改變凝聚力、膠黏性等。
作為丙烯酸類共聚物的聚合方法沒有特別限制，可以採用例如溶液聚合法、本體聚合法、懸浮聚合法、乳液聚合法等現有公知的方法。
所述丙烯酸類共聚物的玻璃化轉變溫度(Tg)優選為-30℃~30℃，更優選-20℃~15℃。通過將所述玻璃化轉變溫度設定為-30℃以上，可以確保耐熱性。另一方面，通過設定為30℃以下，可以提高防止表面狀態粗糙的晶圓的切割後的晶片飛散的效果。
所述丙烯酸類共聚物的重均分子量優選為10萬~100萬，更優選35萬~90萬。通過將重均分子量設定為10萬以上，對被黏物表面的高溫時的膠黏性優良，並且可以提高耐熱性。另一方面，通過將重均分子量設定為100萬以下，可以容易地溶於有機溶劑。
另外，晶片接合薄膜3中可以添加填料。作為所述填料，可以列舉無機填料或有機填料。從提高操作性及導熱性、調節熔融黏度以及賦予觸變性等觀點考慮，優選無機填料。
作為所述無機填料，沒有特別限制，可以列舉例 如：二氧化矽、氫氧化鋁、氫氧化鈣、氫氧化鎂、三氧化二銻、碳酸鈣、碳酸鎂、矽酸鈣、矽酸鎂、氧化鈣、氧化鎂、氧化鋁、氮化鋁、硼酸鋁、氮化硼、結晶二氧化矽、非晶二氧化矽等。這些填料可以單獨使用或者兩種以上組合使用。從提高導熱性的觀點考慮，優選氧化鋁、氮化鋁、氮化硼、結晶二氧化矽、非晶二氧化矽等。另外，從與晶片接合薄膜3的膠黏性的平衡的觀點考慮，優選二氧化矽。另外，作為所述有機填料，可以列舉聚醯亞胺、聚醯胺醯亞胺、聚醚醚酮、聚醚醯亞胺、聚酯醯亞胺、尼龍、聚矽氧烷等。這些填料可以單獨使用或者兩種以上組合使用。
所述填料的平均粒徑優選為0.005μm~10μm，更優選0.05μm~1μm。填料的平均粒徑為0.005μm以上時，對被黏物的潤濕性良好，可以抑制膠黏性下降。另一方面，通過將所述平均粒徑設為10μm以下，可以提高添加填料對晶片接合薄膜3的增強效果，並提高耐熱性。另外，也可以組合使用平均粒徑相互不同的填料。另外，填料的平均粒徑是利用光度式的粒度分佈計(HORIBA製，裝置名：LA-910)求出的值。
所述填料的形狀沒有特別限制，可以使用例如球形、橢球形的填料。
另外，設環氧樹脂、酚醛樹脂和丙烯酸類共聚物的合計重量為A重量份、填料的重量為B重量份時，優選比率B/(A+B)為0.1以上，更優選0.2~0.8，特別 優選0.2~0.6。通過將填料的配合量設為相對於環氧樹脂、酚醛樹脂和丙烯酸類共聚物的合計重量為0.1以上，可以將晶片接合薄膜3的23℃下的儲存彈性模數調節為5MPa以上。
另外，晶片接合薄膜3、3’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、矽烷偶聯劑或離子捕獲劑等。
作為所述阻燃劑，可以列舉例如：三氧化二銻、五氧化二銻、溴化環氧樹脂等。這些阻燃劑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。這些離子捕獲劑可以單獨使用或者兩種以上組合使用。
作為所述環氧樹脂和酚醛樹脂的熱固化促進催化劑沒有特別限制，優選包含三苯基膦骨架、胺骨架、三苯基硼烷骨架、三鹵代硼烷骨架等任意一種的鹽。
另外，從減少將切割薄膜從晶片接合薄膜3上剝下時的切割面附近的剝離力的最大值的觀點考慮，優選例如以填料含量為30重量%以上形成的晶片接合薄膜3。為以所述填料含量為30重量%以上形成的晶片 接合薄膜3時，可以減少在切割產生的切割面中晶片接合薄膜3的一部分成為毛刺並附著在黏合劑層2與晶片接合薄膜3的邊界處的情況。
晶片接合薄膜3的厚度(層疊體的情況下為總厚度)沒有特別限制，例如，為約5μm~約100μm，優選約5μm~約50μm。
另外，晶片接合薄膜3、3’例如可以形成為僅由膠黏劑層單層組成的結構。另外，也可以適當組合玻璃化轉變溫度不同的熱塑性樹脂、熱固性溫度不同的熱固性樹脂而形成為兩層以上的多層結構。另外，在半導體晶圓的切割工序中使用切削水，因此有時晶片接合薄膜可吸濕從而含水率達到常態以上。如果保持這樣的高含水率膠黏到基底等上，則在後固化階段有時水蒸汽存留在膠黏界面，從而產生翹起。因此，作為晶片接合薄膜，通過形成為用膠黏劑層夾持透濕性高的芯材的結構，由此，在後固化階段水蒸汽通過薄膜擴散，從而可以避免所述問題。從這樣的觀點考慮，晶片接合薄膜可以形成為在芯材的單面或雙面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)、用玻璃纖維或塑料制無紡纖維增強的樹脂基底、鏡面矽晶圓、矽基底或玻璃基底等。
另外，晶片接合薄膜3優選由隔片保護(未圖示)。隔片具有作為在供給實際應用之前保護晶片接合薄膜的保護材料的功能。另外，隔片還可以作為將晶片接合薄膜3、3’轉印到切割薄膜上時的支撐基材使用。隔片在向晶片接合薄膜3、3’上黏貼半導體晶圓時剝掉。作為隔片，可以使用聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚乙烯、聚丙烯、以及利用含氟剝離劑、長鏈烷基丙烯酸酯類剝離劑等剝離劑進行表面塗布後的塑料薄膜或紙等。
(半導體裝置的製造方法)
以下對使用本實施方式的切割及晶片接合薄膜10製造半導體裝置的方法進行說明。
首先，在切割及晶片接合薄膜10中的晶片接合薄膜3的晶圓黏貼部分3a上壓接半導體晶圓4，將其膠黏保持而固定(黏貼工序)。本工序在利用壓接輥等擠壓手段進行擠壓的同時進行。安裝時的黏貼溫度沒有特別限制，例如，優選在20℃~80℃的範圍內。
然後，如圖4所示，進行半導體晶圓4的切割。此時，在晶片接合薄膜3中的晶圓黏貼部分3a以外的部分3b上黏貼有切割環9。通過該切割，將半導體晶圓4切割為規定的尺寸而小片化，製成半導體晶片5。切割例如從半導體晶圓4的電路面一側進行。此時，切割刀片(切割刃)13在切割及晶片接合薄膜10中的切入，進行到晶片接合薄膜3被完全切斷並且至少切割 到黏合劑層2的一部分(參考圖5)。但是，如果將黏合劑層2完全切斷從而切入達到支撐基材1，則有時產生絲狀碎屑，因此不優選。
作為切割工序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，半導體晶片4由切割及晶片接合薄膜10膠黏固定，因此可以抑制晶片缺口或晶片飛散，並且也可以抑制半導體晶片4的破損。
為了將由切割及晶片接合薄膜10膠黏固定的半導體晶片剝離，進行半導體晶片5的拾取。作為拾取的方法沒有特別限制，可以列舉例如，用針將各個半導體晶片5從切割及晶片接合薄膜10一側向上推，利用拾取裝置將被上推的半導體晶片5拾取的方法等。
在此，在黏合劑層2為輻射線固化型並且未固化的情況下，拾取優選在對該黏合劑層2照射輻射線後進行。另外，在黏合劑層2為輻射線固化型並且預先完全固化的情況下，在不照射輻射線的情況下進行拾取。任意一種情況下，黏合劑層2對晶片接合薄膜3的黏合力都下降，因此可以容易地進行半導體晶片5的剝離。結果，可以在不損傷半導體晶片5的情況下進行拾取。照射輻射線時的照射強度、照射時間等條件沒有特別限制，可以根據需要適當設定。
然後，將通過切割形成的半導體晶片5通過晶片接合薄膜3的晶圓黏貼部分3a晶片接合到被黏物6 上。晶片接合利用壓接來進行。晶片接合條件沒有特別限制，可以根據需要適當設定。具體而言，可以在例如80℃~160℃的晶片接合溫度、5N~15N的晶片接合壓力、1秒~10秒的晶片接合時間的範圍內進行。
作為被黏物6，可以列舉例如引線框、TAB薄膜、基底或另外製作的半導體晶片等。被黏物6可以為例如容易變形的變形型被黏物，也可以為難以變形的非變形型被黏物(半導體晶圓等)。作為所述基底，可以使用現有公知的基底。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底。但是，本發明不限於這些，也包括在安裝半導體元件並與半導體元件電連接後可以使用的電路基底。
接著，通過加熱處理使晶片接合薄膜3的晶圓黏貼部分3a熱固化，從而將半導體晶片5與被黏物6膠黏。作為加熱處理條件，優選溫度在80℃~180℃的範圍內，並且加熱時間為0.1小時~24小時、優選0.1小時~4小時、更優選0.1小時~1小時的範圍內。
然後，進行利用焊線7將被黏物6的端子部(內部引線)的前端與半導體晶片5上的電極焊盤(未圖示)電連接的絲焊工序。作為所述焊線7，可以使用例如：金線、鋁線或銅線。進行絲焊時的溫度在80℃~250℃、優選80℃~220℃的範圍內進行。另外，其加熱時間為 幾秒~幾分鐘。接線在加熱到所述溫度範圍內的狀態下通過超聲波的振動能與外加加壓的壓接能的組合來進行。
在此，熱固化後的晶片接合薄膜3的晶圓黏貼部分3a在175℃下優選具有0.01MPa以上的剪切膠黏力，更優選0.01MPa~5MPa。通過將熱固化後的175℃下的剪切膠黏力設為0.01MPa以上，可以防止由於絲焊時的超聲波振動或加熱而在晶片接合薄膜3的晶圓黏貼部分3a與半導體晶片5或被黏物6的膠黏面產生剪切變形。即，半導體晶片5不會因絲焊時的超聲波振動而活動，由此，可以防止絲焊的成功率下降。
另外，絲焊工序也可以在不通過加熱處理使晶片接合薄膜3的晶圓黏貼部分3a熱固化的情況下進行。此時，晶片接合薄膜3的晶圓黏貼部分3a的25℃下的剪切膠黏力對被黏物6優選為0.2MPa以上，更優選0.2MPa~10MPa。通過將所述剪切膠黏力設為0.2MPa以上，即使在不使晶片接合薄膜3的晶圓黏貼部分3a熱固化的情況下進行絲焊工序，也不會因該工序中的超聲波振動或加熱而在晶片接合薄膜3的晶圓黏貼部分3a與半導體晶片5或被黏物6的膠黏面產生剪切變形。即，半導體元件不會因絲焊時的超聲波振動而活動，由此，可以防止絲焊的成功率下降。
另外，未固化的晶片接合薄膜3的晶圓黏貼部分3a即使進行絲焊工序也不會完全熱固化。另外，晶片 接合薄膜3的晶圓黏貼部分3a的剪切膠黏力即使在80℃~250℃的溫度範圍內也需要為0.2MPa以上。這是因為該溫度範圍內的剪切膠黏力低於0.2MPa時，半導體晶片5會因絲焊時的超聲波振動而活動，不能進行絲焊，從而成品率下降。
接著，進行用密封樹脂8將半導體晶片5密封的密封工序(參考圖6)。本工序為了保護搭載於被黏物6的半導體晶片5或焊線7而進行。本工序通過用模具將密封用的樹脂成形來進行。作為密封樹脂8，例如使用環氧類的樹脂。樹脂密封時的加熱溫度，通常在175℃下進行60秒~90秒，但是，本發明不限於此，也可以在例如165℃~185℃下進行幾分鐘固化。由此，使密封樹脂固化，並且在晶片接合薄膜3的晶圓黏貼部分3a未被熱固化的情況下還可以使該晶片接合薄膜3的晶圓黏貼部分3a熱固化。即，本發明中，即使不進行後述的後固化工序的情況下，在本工序中可以使晶片接合薄膜3的晶圓黏貼部分3a熱固化而膠黏，可以有助於減少製造工序數以及縮短半導體裝置的製造時間。
在所述後固化工序中，使所述在密封工序中固化不足的密封樹脂8完全固化。在密封工序中晶片接合薄膜3的晶圓黏貼部分3a未被熱固化的情況下，在本工序中，可以與密封樹脂8的固化一起使晶片接合薄膜3的晶圓黏貼部分3a熱固化而膠黏固定。本工序中 的加熱溫度，根據密封樹脂的種類而不同，例如，優選在165℃~185℃的範圍內，加熱時間優選為約0.5小時~約8小時。由此，製造本實施方式的半導體裝置。
實施例
以下，例示本發明的優選實施例進行詳細說明，但是，本發明不限於這些實施例。
(實施例1)
在厚度100μm的由聚乙烯薄膜構成的支撐基材上塗布可以紫外線固化的丙烯酸類黏合劑的溶液，並進行乾燥，形成厚度為20μm的黏合劑層。然後，僅對黏合劑層中的、與晶圓黏貼部分對應的部分照射500mJ/cm2 的紫外線，得到由支撐基材和晶圓黏貼部分被紫外線固化的黏合劑層構成的切割薄膜。另外，關於紫外線照射條件，如後所述。
所述可以紫外線固化的丙烯酸類黏合劑的溶液，如下所述進行製備。即，首先將丙烯酸-2-乙基己酯100重量份和丙烯酸-2-羥基乙酯16重量份構成的配合組合物在甲苯溶液中共聚，得到重量平均分子量50萬的丙烯酸類聚合物。
然後，使20重量份的2-甲基丙烯醯氧乙基異氰酸酯與100重量份的該丙烯酸類聚合物進行加成反應，在聚合物分子內的側鏈中引入碳碳雙鍵。另外，在該聚合物100重量份中配合2重量份多官能異氰酸酯交聯劑、7重量份苯乙酮類光聚合引發劑，將它們均 勻溶解於作為有機溶劑的甲苯中。由此，製成濃度20重量%的丙烯酸類黏合劑的溶液。
另外，晶片接合薄膜如下所述進行製備。即，將環氧樹脂(JER株式會社製，Epikoat 1001)32重量份、酚醛樹脂(三井化學株式會社製，Milex XLC-4L)34重量份、作為以丙烯酸乙酯-甲基丙烯酸甲酯為主成分的丙烯酸類共聚物的丙烯酸酯類聚合物(Nagase ChemteX株式會社製，TEISAN RESIN SG-708-6)100重量份和平均粒径500nm的球形二氧化硅(Admatechs株式會社製，SO-25R)110重量份溶解於甲乙酮中，調節濃度為23.6重量%，製備膠黏劑组合物。
將該膠黏劑組合物溶液塗布到聚矽氧烷脫模處理後的厚度100μm的聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜製成的脫模處理薄膜(剝離襯墊)上，然後在120℃乾燥3分鐘。由此，製作厚度10μm的熱固型晶片接合薄膜。另外，將晶片接合薄膜轉印到由所述丙烯酸類黏合劑製成的黏合薄膜的黏合劑層上，得到本實施例的切割及晶片接合薄膜。
(實施例2)
本實施例中，關於實施例1的丙烯酸類黏合劑的溶液，使用還添加作為光聚合性化合物的二季戊四醇單羥基五丙烯酸酯50重量份的丙烯酸類黏合劑的溶液，來製作切割薄膜，除此以外，與實施例1同樣操作，製作本實施例的切割及晶片接合薄膜。
(實施例3)
本實施例中，使用如下所述製備的丙烯酸類黏合劑的溶液，除此以外，與所述實施例1同樣操作，得到本實施例的切割及晶片接合薄膜。
即，首先將丙烯酸乙酯50重量份、丙烯酸丁酯50重量份和丙烯酸-2-羥基乙酯16重量份構成的配合組合物在甲苯溶液中共聚，得到重量平均分子量50萬的丙烯酸類聚合物。
然後，使20重量份的2-甲基丙烯醯氧乙基異氰酸酯與100重量份的該丙烯酸類聚合物進行加成反應，在聚合物分子內的側鏈中引入碳碳雙鍵。另外，在該聚合物100重量份中配合1重量份多官能異氰酸酯交聯劑、3重量份苯乙酮類光聚合引發劑，將它們均勻溶解於作為有機溶劑的甲苯中。由此，製成濃度20重量%的溶液。另外，在該丙烯酸類黏合劑的溶液中添加25重量份作為光聚合性化合物的二季戊四醇單羥基五丙烯酸酯，得到本實施例的丙烯酸類黏合劑的溶液。
(實施例4)
本實施例中，將作為光聚合性化合物的二季戊四醇單羥基五丙烯酸酯的配合量變更為100重量份，除此以外，與所述實施例3同樣操作，製作本實施例的切割及晶片接合薄膜。
(實施例5)
本實施例中，將多官能異氰酸酯類交聯劑的配合量變更為1重量份，除此以外，與所述實施例1同樣操作，製作本實施例的切割及晶片接合薄膜。
(比較例1)
本比較例中，將多官能異氰酸酯類交聯劑的配合量變更為8重量份，苯乙酮類光聚合引發劑的配合量變更為7重量份，除此以外，與所述實施例3同樣操作，製作本比較例的切割及晶片接合薄膜。
(比較例2)
本比較例中，使用通過以下方法製作的晶片接合薄膜，除此以外，與所述實施例4同樣操作，製作本比較例的切割及晶片接合薄膜。
即，將環氧樹脂(JER株式會社製，Epikoat 1001)32重量份、酚醛樹脂(三井化學株式會社製，Milex XLC-4L)34重量份、作為以丙烯酸乙酯-甲基丙烯酸甲酯為主成分的丙烯酸類共聚物的丙烯酸酯類聚合物(Nagase ChemteX株式會社製，TEISAN RESIN SG-708-6)100重量份和平均粒径500nm的球形二氧化硅(Admatechs株式會社製，SO-25R)9重量份溶解於甲乙酮中，調節濃度為23.6重量%，製備膠黏劑组合物。
將該膠黏劑組合物溶液塗布到聚矽氧烷脫模處理後的厚度100μm的聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜製成的脫模處理薄膜(剝離襯墊)上，然後在120℃乾燥3分鐘。由此，製作厚度10μm的熱固型晶片接合薄膜。
(比較例3)
本比較例中，使用通過以下方法製作的晶片接合薄膜，除此以外，與所述實施例4同樣操作，製作本比較例3的切割及晶片接合薄膜。
即，將環氧樹脂(JER株式會社製，Epikoat 1001)8重量份、酚醛樹脂(三井化學株式會社製，Milex XLC-4L)9重量份、作為以丙烯酸乙酯-甲基丙烯酸甲酯為主成分的丙烯酸類共聚物的丙烯酸酯類聚合物(Nagase ChemteX株式會社製，TEISAN RESIN SG-708-6)100重量份和平均粒径500nm的球形二氧化硅(Admatechs株式會社製，SO-25R)73重量份溶解於甲乙酮中，調節濃度為23.6重量%，製備膠黏劑组合物。
將該膠黏劑組合物溶液塗布到聚矽氧烷脫模處理後的厚度100μm的聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜製成的脫模處理薄膜(剝離襯墊)上，然後在120℃乾燥3分鐘。由此，製作厚度10μm的熱固型晶片接合薄膜。
(黏合劑層的厚度測定)
各實施例和比較例中形成的黏合劑層的厚度，分別用1/1000針盤量規(dial gauge)在20個點進行測定，將它們的平均值作為厚度。
(切割薄膜的儲存彈性模數的測定)
用切割刀具從各實施例和比較例中製作的切割薄膜切出長30mm(測定長度)、寬10mm、厚度0.5mm的 條狀，使用黏彈性譜儀(商品名RSA II，Rheometric Scientific株式會社製)，測定-50℃~200℃下的儲存彈性模數。測定條件是：頻率1Hz、升溫速度10℃/分鐘。23℃下的儲存彈性模數的值如下表1所示。
(晶片接合薄膜的儲存彈性模數的測定)
用切割刀具從各實施例和比較例中製作的晶片接合薄膜切出長30mm(測定長度)、寬10mm、厚度0.5mm的條狀，使用黏彈性譜儀(商品名RSA II，Rheometric Scientific株式會社製)，測定-50℃~200℃下的儲存彈性模數。測定條件是：頻率1Hz、升溫速度10℃/分鐘。23℃下的儲存彈性模數的值如下表1所示。
(切割後的剝離力)
將各實施例和比較例中得到切割及晶片接合薄膜在60±3℃下安裝到半導體晶圓上。作為半導體晶圓，使用尺寸為8英寸，並且進行背面研磨至厚度為75μm的半導體晶圓。磨削條件和黏貼條件如下所述。
<晶圓磨削條件>
磨削装置：Disco公司製造，DFG-8560
半導體晶圓：8英寸直徑(從厚度0.75mm背面磨削至75μm)
<黏貼條件>
黏貼裝置：日東精機製造，MA-3000II
黏貼速度計：10mm/分鐘
黏貼壓力：0.15MPa
黏貼時的平臺溫度：60±3℃
然後，將半導體晶圓切割，形成半導體晶片。切割以得到10mm見方的晶片尺寸的方式進行切割。切割條件如下所述。
<切割條件>
切割装置：Disco公司製造，DFD-651
切割刀片：Disco公司製造，27HEDD
切割環：2-8-1(Disco公司製造)
切割速度：30mm/秒
切割深度：85μm(距工作盤(chuck table)的距離)
切割刀片轉速：40000rpm
切割方式：下行切割
晶圓晶片尺寸：10.0mm見方
切割後，將連續形成有五個以上的半導體晶片的任意一列與切割及晶片接合薄膜一起切出。切出時切割及晶片接合薄膜的帶寬為10mm。另外，使切割薄膜與晶片接合薄膜之間不產生空隙。然後，通過雙面黏合帶，將列狀的半導體晶片固定到SUS板上。
然後，從晶片接合薄膜上以剝離角度為180°的方式將切割薄膜剝下，測定自切割面起1mm區域內的剝離力F1(N/10mm)的最大峰值。結果如下表1所示。
(剝離力)
將各實施例和比較例中得到的切割及晶片接合薄膜切割為帶寬20mm的條狀，在溫度23±3℃(室溫)、 剝離角度180°、剝離點移動速度300mm/分鐘的條件下，將切割薄膜從晶片接合薄膜上剝下，測定此時的剝離力F2(N/10mm)。結果如下表1所示。
(拾取)
使用各實施例和比較例的各自的切割及晶片接合薄膜，在以下要點下實際進行半導體晶圓的切割後進行拾取，評價各切割及晶片接合薄膜的性能。
即，將各實施例和比較例中得到的切割及晶片接合薄膜在60±3℃下安裝到半導體晶圓上。作為半導體晶圓，使用尺寸為8英寸，並且進行背面磨削至厚度為75μm的半導體晶圓。然後，將半導體晶圓切割，形成50個半導體晶片。切割以得到10mm見方的晶片尺寸的方式進行到切割深度為85μm。另外，背面磨削的晶圓磨削條件、半導體晶圓的安裝的黏貼條件、半導體晶圓的切割條件與所述相同。
然後，將切割及晶片接合薄膜進行拉伸，進行使各晶片間為規定間隔的擴展工序。擴展條件如下所述。另外，以從各切割及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，對拾取性進行評價。具體而言，在後述的條件下連續地拾取10個半導體晶片，計數不能拾取的半導體晶片的個數，計算成功率。結果如下表1所示。
<擴展條件>
晶片接合機：新川株式會社製，裝置名：SPA-300
外環相對於內環的拉下量(pulling down amount)：3mm
<拾取條件>
晶片接合裝置：新川株式會社製，裝置名：SPA-300
針數：9根
針上推量：0.50mm
針上推速度：5mm/秒
吸附保持時間：1秒
從下表1明顯可以確認，如實施例1~5那樣在切割後的切割面附近的切割薄膜與晶片接合薄膜間的剝離力F1為0.7N/10mm以下的範圍內時，拾取性良好，與此相對，如比較例1~3那樣剝離力F1超過0.7N/10mm時，拾取性下降。
表中，A(重量份)表示環氧樹脂、酚醛樹脂、丙烯酸類共聚物的合計重量，B(重量份)表示填料的重量。另外，剝離力F1(N/10mm)表示切割後將切割薄膜從晶片接合薄膜上剝下時的切割面附近處的最大剝離力，剝離力F2(N/20mm)表示切割面附近以外的剝離力。
1‧‧‧支撐基材
2‧‧‧黏合劑層
2a‧‧‧黏合劑層2的與晶圓黏貼部分3a對應的部分
2b‧‧‧黏合劑層2的與晶圓黏貼部分3a對應的部分2a以外的其它部分
3、3’‧‧‧晶片接合薄膜
3a‧‧‧晶片接合薄膜3的晶圓黏貼部分
3b‧‧‧晶圓黏貼部分3a以外的部分
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‧‧‧切割環
10、11‧‧‧切割及晶片接合薄膜
13‧‧‧切割刀片
圖1是表示本發明的一個實施方式的切割及晶片接合薄膜的示意剖面圖。
圖2是表示本發明的另一個實施方式的另一個切割及晶片接合薄膜的示意剖面圖。
圖3(a)及圖3(b)是表示所述切割及晶片接合薄膜中將切割薄膜從晶片接合薄膜上剝離時的剝離距離與剝離力的關係的圖表。
圖4是表示切割半導體晶圓時的狀態的俯視圖。
圖5是表示將半導體晶圓切割為晶片狀時的狀態的示意剖面圖。
圖6是表示通過所述切割及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示意剖面圖。
1‧‧‧支撐基材
2‧‧‧黏合劑層
2a‧‧‧黏合劑層2的與晶圓黏貼部分3a對應的部分
2b‧‧‧黏合劑層2的與晶圓黏貼部分3a對應的部分2a以外的其它部分
3‧‧‧晶片接合薄膜
3a‧‧‧晶片接合薄膜3的晶圓黏貼部分
3b‧‧‧晶圓黏貼部分3a以外的部分
4‧‧‧半導體晶圓
10‧‧‧切割及晶片接合薄膜

Claims (6)

  1. 一種切割及晶片接合薄膜，具有在支撐基材上至少設置有黏合劑層的切割薄膜及設置在所述黏合劑層上的晶片接合薄膜，其中所述黏合劑層的厚度為5μm~80μm，從所述晶片接合薄膜側至少切割到所述黏合劑層的一部分後，將所述切割薄膜從所述晶片接合薄膜上剝下時的切割面附近處的剝離力的最大值在溫度23℃、剝離角度180°、剝離點移動速度10mm/分鐘的條件下為0.7N/10mm以下。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之切割及晶片接合薄膜，其中所述黏合劑層的23℃下的儲存彈性模數為1×107 Pa~5×108 Pa。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之切割及晶片接合薄膜，其中將所述切割薄膜從所述晶片接合薄膜上剝下時的剝離力，在所述切割前，在溫度23℃、剝離角度180°、剝離點移動速度300mm/分鐘的條件下在0.01N/20mm~0.15N/20mm的範圍內。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之切割及晶片接合薄膜，其中所述黏合劑層由輻射線固化型黏合劑形成，所述輻射線固化型黏合劑中，相對於100重量份基礎聚合物添加有超過0重量份且50重量份以下的範圍內的光聚合性化合物。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之切割及晶片接 合薄膜，其中所述黏合劑層由輻射線固化型黏合劑形成，所述輻射線固化型黏合劑中，相對於100重量份基礎聚合物添加有1重量份以上且8重量份以下的範圍內的光聚合引發劑。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之切割及晶片接合薄膜，其中所述晶片接合薄膜至少由環氧樹脂、酚醛樹脂、丙烯酸類共聚物和填料形成，設所述環氧樹脂、所述酚醛樹脂和所述丙烯酸類共聚物的合計重量為A重量份，且所述填料的重量為B重量份時，B/(A+B)為0.1以上，並且所述晶片接合薄膜的熱固化前的23℃下的儲存彈性模數為5MPa~10000MPa。
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