TWI452619B - Wafer processing film - Google Patents
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Description
本發明係關於在使用於切割及晶粒接合步驟(使用於半導體晶片的切割步驟及將切割後的晶片附著於引線架或其他晶片上的晶粒接合步驟的兩個步驟)之切割及晶粒接合用薄膜;特別是關於在長帶狀的脫模薄膜上,將切割及晶粒接合用薄膜連續積層多個的晶圓加工用薄膜。
在IC等半導體製造裝置的製造步驟會實施:在形成有電路圖案的半導體晶圓的背面貼附切割及晶粒接合用薄膜後,將半導體晶圓以晶片單位切斷(切割)的步驟;將切斷後的晶片拾取(pick up)的步驟;將拾取的晶片接著於引線架或封裝基板等,或是在堆疊封裝基板等中將半導體晶片彼此積層、接著之晶粒接合(黏貼)步驟。
作為在這樣的半導體裝置的製造步驟中使用的切割及晶粒接合用薄膜,已被提出的包括:在作為支承基材的薄膜上,依序積層黏著劑層、熱硬化性的接著薄膜而構成的;或是作為黏著劑層是使用同時具有作為黏著劑的功能和作為接著劑的功能之黏接著材料層,在作為支承基材的薄膜上僅積層黏接著材料層而構成的切割及晶粒接合用薄膜。
這樣的切割及晶粒接合用薄膜,進一步能以在連續的長帶狀的脫模薄膜上積層成可剝離且捲繞成捲筒狀的狀態之「半導體加工用薄膜」的形式來提供。切割及晶粒接合用薄膜,考慮到在切割步驟中對環形框架進行安裝等的作業性,是被預切割加工成與環形框架的形狀一致的狀態下積層於脫模薄膜上。
第6圖顯示習知的晶圓加工用薄膜的一例。第6(a)圖顯示將習知的晶圓加工用薄膜100從捲繞體稍微拉出的狀態之立體圖,第6(b)圖是第6(a)圖的x-x’方向的剖面圖。剖面圖中強調薄膜的厚度方向而描繪。
如第6(a)圖所示,連續的長形的晶圓加工用薄膜100,是作為捲繞於捲芯110的狀態的製品而被提供。在晶圓加工用薄膜100,是在作為基底基材的長形的脫模薄膜101的中央部分,隔著間隔連續地配置複數個接著劑層102(對應於晶片而被預切割為大致圓形),從其上方以覆蓋接著劑層102的方式積層黏著性薄膜103(參照第6(b)圖)。黏著性薄膜103,是在作為支承基材的薄膜的背面具有黏著劑層,配合環形框架的形狀而被預切割為圓形。黏著性薄膜103被施以預切割,而分離成:覆蓋接著劑層102的標記部103a、和覆蓋長帶狀的脫模薄膜101的兩緣部之周邊部103b。
黏著性薄膜103的預切割,是使用預切割用的切刀從垂直方向切割黏著性薄膜103,因此,是以直角的角度將標記部103a的外周103c和周邊部的外周切斷到脫模薄膜101為止,而在外周部分形成直角的邊緣。
如此般形成的晶圓加工用薄膜100,如第6(b)圖所示,在脫模薄膜101上積層有接著劑層102和標記部103a的部分成為三層構造,在脫模薄膜101上僅積層黏著性薄膜103的部分為兩層構造,剩餘的僅存在脫模薄膜101部分成為一層構造。因此,在晶圓加工用薄膜100,中央的三層構造的部分最厚。因此,若將晶圓加工用薄膜100捲繞成捲筒狀,三層構造部分的厚度重疊在一起,該部分之捲繞體的直徑變大,而使應力集中於中央部分。如此,在由較厚且較柔軟的材料構成的接著劑層102的表面,發生如第6(a)圖及第6(c)圖所示的轉印痕104(也稱為標記痕、褶皺、或捲痕)。
若在接著劑層102產生轉印痕104,則接著劑層102的表面平滑性會產生缺陷。這樣的缺陷在將接著劑層102貼附於半導體晶圓時,在半導體晶圓和接著劑層之間可能會捲入空氣,而導致在半導體裝置的組裝時發生異常。
為了抑制上述轉印痕的發生,將薄膜的捲取壓減少是可考慮的,依據此方法,可能會產生製品的捲繞偏移,例如要安裝在膠帶黏著機變困難等,在薄膜的實際使用時造成阻礙。
另外,為了防止這樣的轉印痕104的發生,在專利文獻1揭示一種接著薄片,是在剝離基材上的接著劑層及黏著性薄膜的外方設置支承層(具有與接著劑層及黏著性薄膜的合計膜厚相等或更厚的膜厚)。專利文獻1的接著薄片,藉由具備支承層可將施加於接著薄片的捲取壓力分散或集中於支承層,而抑制轉印痕的發生。
專利文獻1:日本特開2007-2173號公報
然而,在上述專利文獻1的接著薄片,由於是在剝離基板上之製造半導體裝置時必須的接著劑層及黏著性薄膜以外的部分形成支承層,支承層的寬度受到限制,相對於接著劑層及黏著性薄膜的外徑,支承層的寬度狹窄,會有對標記痕的抑制效果不足的問題產生。另外,由於支承層通常不具有黏著性,無法與剝離基材(PET薄膜)充分貼附,在支承層的最狹窄的部分容易從剝離基材浮起,在晶圓上貼合切割及晶粒接合用薄膜的步驟中,會捲繞在所使用的膠帶黏貼機的傳送輥(pass roll)上,而導致裝置停止的問題產生。
此外,將支承層的寬度加大也是可考慮的,但由於晶圓加工用膠帶整體的寬度變寬,而要使用現有的設備變得困難。另外,由於支承層為最終被廢棄的部分,加大支承層的寬度會造成材料成本的上升。
於是,本發明的目的是為了提供具有切割及晶粒接合用薄膜之晶圓加工用膠帶,其在將於脫模薄膜上具有切割及晶粒接合用薄膜(具有接著劑層及黏著性薄膜)之晶圓加工用膠帶捲取成捲筒狀的情況,可充分地抑制接著劑層上的轉印痕發生。
為了解決上述問題,本發明的第1態樣之晶圓加工用薄膜,係具備:脫模薄膜、積層於前述脫模薄膜上的接著劑層、積層於前述接著劑層上的黏著性薄膜而構成的晶圓加工用薄膜,其特徵在於:前述黏著性薄膜具有其形狀與環形框架對應的標記部;前述標記部具備下述形狀:在該標記部的外周當中,在前述晶圓加工用薄膜捲繞成捲筒狀時與前述接著劑層重疊的外周轉印區域,當將從前述接著劑層的中心部到前述外周轉印區域的距離為最短的長度設定為r時,至少前述外周轉印區域的全長比半徑為r的圓弧長度的外周轉印區域的全長更長。
本發明的第2態樣之晶圓加工用薄膜,是在前述第1態樣中,前述標記部之至少前述外周轉印區域具備:具有靠近、遠離前述接著劑層的外周的凹凸的形狀。
本發明的第3態樣之晶圓加工用薄膜,是在前述第2態樣中,前述標記部之至少前述外周轉印區域具備:周期性凹凸的形狀。
本發明的第4態樣的晶圓加工用薄膜,是在前述第2態樣或第3態樣中,前述標記部之至少前述外周轉印區域具備:曲線狀凹凸的形狀。
本發明的第5態樣的晶圓加工用薄膜,是在前述第2態樣~第4態樣的任一態樣中,前述黏著性薄膜進一步具備:以包圍前述標記部的外側的方式與該標記部隔著間隔而形成的周邊部;至少與前述標記部的前述外周轉印區域對置的前述周邊部的外周的一部分是具備:與前述標記部的前述外周轉印區域的形狀對應的凹凸形狀。
依據本發明的構造,標記部的外周當中,至少使外周轉印區域變長而實施預切割,因此標記部的外周比習知標記部的外周更長。如此,施加於標記部的外周轉印區域之邊緣部分的應力,是對應於外周的增長程度而分散,可減輕施加於邊緣部分之單位長度的應力。如此,藉由減輕施加於標記部的外周之邊緣部分的應力,可減輕標記部的外周的邊緣部分對接著劑層造成的轉印痕。
以下,參照附圖,詳細地說明本發明的基本想法及本發明的較佳實施形態。
第1(a)圖是將習知的晶圓加工用薄膜100捲繞成捲筒狀,將其前端向下側拉出的狀態的俯視圖。使用該圖來說明轉印痕104(參照第6圖)如何發生。第1(b)圖是用於說明本發明的標記部的形狀的想法之示意圖。第2~5圖是分別表示本發明的實施形態的晶圓加工用薄膜的一部分的俯視圖。
為了使說明更簡潔,在以下說明的本發明的所有的實施形態,即使標記部及周邊部的形狀不同的情況,也使用相同的符號(數字)來說明相同功能的部分,而使用脫模薄膜11、接著劑層12、標記部13a、周邊部13b、標記部的外周13c等符號,進行說明。
轉印痕,例如在第1(a)圖所示的習知技術的晶圓加工用薄膜100,是捲繞於捲繞體外側的標記部103a的外周103c或周邊部的外周103e(在第1(a)圖中,用下側的實線表示的外周103c、103e)重疊於捲繞在捲繞體內側的接著劑層102(在第1(a)圖的上側,捲繞於捲繞體之用虛線表示的接著劑層102)上,經由強力壓緊而發生轉印痕104(參照第6圖)。
標記部103a及周邊部103b積層於脫模薄膜101上而成為兩層,標記部103a及周邊部103b之間只存在脫模薄膜101的一層構造。另外,如上述般,黏著性薄膜被預切割切刀實施直角切斷,因此標記部103a和周邊部103b的外周103c、103e成為具有銳利角度的段差。因此,若強應力施加於該外周103c、103e,藉由外周103c、103e的邊緣部分會在柔軟的接著劑層102上發生轉印痕。轉印痕的發生,在黏著劑層由柔軟的材料形成的情況、厚度大的情況、及晶圓加工用薄膜的捲繞數多的情況等,特別的顯著。
如上所述,轉印痕104是起因於施加在捲繞成捲筒狀之晶圓加工用薄膜的標記部的外周103c的應力(壓緊力)而產生,因此,藉由減輕該應力可抑制轉印痕的發生。
於是,在本發明,藉由增長標記部的外周103c,可減輕施加於外周103c的應力,以抑制轉印痕的發生。習知技術的標記部為圓形,其外周長度為2πr,如第1(b)圖所示,從接著劑層12的中心部到標記部13a的外周的最短距離設定為r時,藉由預切割成標記部13a的外周的長度為2πr以上的形狀,與習知技術的晶圓加工用膠帶相比,可緩和應力以抑制轉印痕。
使用第2~5圖,說明本發明的晶圓加工用薄膜的各種實施形態。
第2(a)圖是表示本發明的第1實施形態的晶圓加工用薄膜的一部分的俯視圖。第1實施形態的晶圓加工用薄膜10係具備:積層在長帶狀的脫模薄膜11上之圓形的接著劑層12、積層成覆蓋接著劑層12之標記部13a、以及周邊部13b,標記部13a的外周13c和周邊部13b的外周13e分別形成為波形的形狀。藉由將標記部13a的外周13c的形狀形成為波形,標記部的外周13c是被預切割成具有靠近、遠離接著劑層12的外周之凹凸的形狀,因此外周13c的長度比圓弧的情況變得更長。因此,在捲繞成捲筒狀時,施加於外周13c的邊緣部分的應力被分散,轉印痕104變得不容易發生。波形的形狀宜為平緩的曲線且凹凸的距離長。另外,從接著劑層12的中心部到標記部13a的外周13c的最短距離r(參照第1(b)圖),宜比環形框架的內徑大,但只要黏著材料層的黏著力夠高而能貼合成環形框架不致脫落,即使較小亦可。
以下,關於本實施形態的晶圓加工用膠帶的各構造要素,按各構成部分逐一詳細說明。
(脫模薄膜)
作為在晶圓加工用膠帶使用的脫模薄膜,可以使用聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)系、聚乙烯系、以及其他實施脫模處理後的薄膜等周知的薄膜。脫模薄膜的厚度不特別限定,可以適當地設定,宜為25~50μm。
(接著劑層)
接著劑層,在貼合半導體晶圓等並進行切割後,在拾取晶片時從黏著性薄膜剝離而附著於晶片,作為將晶片固定於基板、引線架時的接著劑。因此,接著劑層,在拾取晶片時,具有以附著於單片化的半導體的狀態可以從黏著性薄膜剝離的剝離性,且在進行晶粒接合時,具有為了將晶片接著固定於基板、引線架之充分的接著可靠性。
接著劑層,是將接著劑事先薄膜化而構成,例如可使用:接著劑用的公知的聚醯亞胺樹脂、聚醯胺樹脂、聚醚醯亞胺樹脂、聚醯胺醯亞胺樹脂、聚酯樹脂、聚酯樹脂、聚酯醯亞胺樹脂、苯氧基樹脂、聚碸樹脂、聚醚碸樹脂、聚苯硫醚樹脂、聚醚酮樹脂、氯化聚丙烯樹脂、丙烯酸樹脂、聚氨酯樹脂、環氧樹脂、聚丙烯醯胺樹脂、三聚氰胺樹脂等及其混合物。另外,為了強化對晶片、引線架的接著力,較佳為將矽烷偶合劑或鈦偶合劑作為添加劑添加到前述材料或其混合物中。
接著劑層的厚度沒有特別限定,通常宜為5~100μm左右。另外,接著劑層一般而言,是事先切斷(預切割)成對應於待貼合的晶圓形狀後,與黏著性薄膜進行積層。在積層對應於晶圓之接著薄膜的情況,如第6圖所示,在貼合晶圓的部分存在接著劑層,在貼合切割用的環形框架的部分沒有接著劑層,僅存在黏著性薄膜的圓形標記部。一般而言,由於接著劑層不容易從被接著體剝離,藉由使用預切割的接著劑層,環形框架可貼合於黏著性薄膜,而獲得在使用後將薄膜剝離時不容易在環形框架上產生殘膠的效果。
(黏著性薄膜)
黏著性薄膜具有:在切割晶圓時晶圓不致剝離之充分的黏著力,且在切割後拾取晶片時能夠容易從接著劑層剝離之低黏著力。例如可使用在基材薄膜上設置黏著劑層而構成的。
作為黏著性薄膜的基材薄膜,只要是以往公知的基材薄膜即可使用,沒有特別的限制,但作為後述的接著劑層是使用放射線硬化性材料的情況,較佳為使用具有放射線透過性的材料。
例如,作為其材料,可以列舉聚乙烯、聚丙烯、乙烯-丙烯共聚物、聚丁烯-1、聚-4-甲基戊烯-1、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物、離子聚合物等的α-烯烴的均聚物或共聚物或其等的混合物;聚氨酯、苯乙烯-乙烯-丁烯或戊烯系共聚物、聚醯胺-多元醇共聚物等熱塑性彈性體及其等的混合物。另外,基材薄膜,可將選自上述群中的2種以上的材料混合而構成,亦可將其等單層化或多層化而構成。基材薄膜的厚度沒有特別限定,可以適當設定,較佳為50~200μm。
作為黏著性薄膜的黏著劑層中使用的樹脂,沒有特別限定,可以使用黏著劑用的公知的氯化聚丙烯樹脂、丙烯酸樹脂、聚酯樹脂、聚氨酯樹脂、環氧樹脂等。
在黏著劑層的樹脂,較佳為適當配合丙烯酸系黏著劑、放射線聚合性化合物、光聚合起始劑、硬化劑等來調製黏著劑。黏著劑層的厚度沒有特別限定可以適當設定,較佳為5~30μm。
將放射線聚合性化合物配合於黏著劑層的情況,藉由進行放射線硬化容易從接著劑層剝離。該放射線聚合性化合物例如是使用:經由光照射可形成三維網狀化之分子內至少具有兩個以上光聚合性碳-碳雙鍵的低分子量化合物。
具體而言,可以使用三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、二季戊四醇單羥基五丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯、1,4-丁二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯及寡聚酯丙烯酸酯等。
另外,除上述的丙烯酸酯系化合物外,也可以使用聚氨酯丙烯酸酯系寡聚物。聚氨酯丙烯酸酯系寡聚物,是使具有羥基的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯(例如丙烯酸2-羥乙酯、甲基丙烯酸2-羥乙酯、丙烯酸2-羥丙酯、甲基丙烯酸2-羥丙酯、聚乙二醇丙烯酸酯、聚乙二醇甲基丙烯酸酯等)與末端異氰酸酯聚氨酯預聚物反應而得到的;該末端異氰酸酯聚氨酯預聚物,是聚酯型或聚醚型等的多元醇化合物和多元異氰酸酯化合物(例如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-苯二甲基二異氰酸酯、二苯甲烷-4,4-二異氰酸酯等)反應而得到的。此外,黏著劑層是將選自上述樹脂的2種以上予以混合而構成亦可。
使用光聚合起始劑的情況,例如可使用:安息香異丙醚、安息香異丁醚、二苯甲酮、米希勒酮、氯噻吨酮、十二烷基噻吨酮、二甲基噻吨酮、二乙基噻吨酮、苄基二甲基縮酮、α-羥基環己基苯基甲酮、2-羥甲基苯基丙烷等。這些光聚合起始劑的配合量,相對於丙烯酸系共聚物100質量份宜為0.01~5質量份。
在第2(b)圖所示的第2實施形態,標記部13a的外周13c的形狀形成為齒輪形狀。在這種情況也是,由於標記部13a外周13c的長度增長,可減輕施加於外周13c的邊緣部分的單位長度的應力,以抑制轉印痕104的發生。
在上述第1實施形態和第2實施形態,雖顯示標記部13a的外周13c形狀為波形和齒輪形狀的情況,但為了避免應力集中,相較於銳角的形狀,外周13c形狀宜為曲線的形狀。
再者,第3(a)、(b)圖顯示第3實施形態及第4實施形態。如此般,藉由將標記部13a的外周13c形狀形成為八邊形的形狀、星形的形狀,也能夠使標記部13a的外周13c的長度增長。
另外,在上述實施形態,雖是將周邊部13b形成於與脫模薄膜11的長邊方向正交的方向(寬度方向)的左右兩端,但如第4(a)圖之第5實施形態所示,是連續地形成亦可。如此,可更加減輕捲繞引起的應力,而進一步抑制轉印痕。
再者,在第1~第5實施形態,標記部13a及周邊部的外周13c、13e,雖是如齒輪、波型、多邊形等具有一定的周期性,但如第4(b)圖之第6實施形態所示,標記部的外周13c被預切割成不具有周期性的形狀亦可。在這種情況,若從接著劑層12的中心部到標記部13a的外周13c的最短距離r比環形框架小,則在辨識各個晶片(將晶圓加工用薄膜沿圓周方向伸展,擴大單片化的晶片和晶片的間隔的狀態)而進行拾取時,其筆直性(在整個方向上均一地延伸)變差,可能導致晶片辨識錯誤,因此宜使最短距離r比環形框架更大。
另外,不需要將標記部的外周103c或周邊部的外周103e的形狀形成為相互對應的形狀,可以形成為彼此完全無關的形狀。
標記部的外周形狀及周邊部的外周形狀的形成方法不特別限定,但較佳為使用與期望的外周形狀對應的切刀進行衝壓加工。
再度參照第1(a)、(b)圖及第6圖進行說明。轉印痕104(參照第6圖),是在積層有較柔軟的材料構成的接著劑層102、12之三層構造部分發生。亦即,讓接著劑層102、12的積層部分發生轉印痕104的,僅為標記部的外周103c、13c或周邊部的外周103e、13e當中,捲繞成捲筒狀時標記部的外周103c、13c或周邊部的外周103e、13e與接著劑層102、12重疊的部分。
以下僅參照第1(b)圖進行說明。該重疊部分,是在標記部13a的外周13c當中,僅為包含在接著劑層12的寬度方向的長度(直徑)1的範圍內的區域(外周轉印區域13d)。該外周轉印區域13d,起因於捲繞成捲筒狀時的捲繞偏移等,成為比接著劑層12的寬度1寬若干的區域。因此,只要減輕賦予外周轉印區域13d(參與轉印的部分)的應力,就能夠抑制轉印痕104。
在第1(b)圖,關於周邊部13b的外周13e雖沒有進行說明,但關於周邊部的外周13e也是同樣的,外周13e當中,與外周轉印區域13d對應的部分(比接著劑層12的寬度寬若干的區域)是參與轉印痕104發生的部分。因此,關於周邊部的外周13e也是,藉由增長外周13e當中該參與部分的長度,能夠抑制轉印痕。
基於這樣的觀點,在第5(a)圖~第5(c)圖所示的第7實施形態、第8實施形態、及第9實施形態,僅在標記部的外周轉印區域13d設置凹凸而使其比圓弧長度更長,在外周轉印區域13d以外的外周13c則形成為圓弧狀的形狀。
此外,在第2~5圖之本發明的第1實施形態~第9實施形態中,周邊部13b的標記部13a側的輪廓雖是形成與標記部13a的外周13c的形狀一致的齒輪形狀、波形、直線形狀等,但周邊部13b的形狀未必要形成與標記部13a的外周13c形狀對應的形狀。
10...本發明的一實施形態之晶圓加工用薄膜
11、101...脫模薄膜
12、102...接著劑層
13、103...黏著性薄膜
13a、103a...標記部
13b、103b...周邊部
13c、103c...標記部的外周
13d、103d...外周轉印區域
13e、103e...周邊部的外周
100...習知技術的晶圓加工用膠帶
第1(a)圖是將習知技術的晶圓加工用薄膜捲繞成捲筒狀,將其前端稍微拉出的狀態之俯視圖,第1(b)圖是用於說明本發明的標記部的形狀的示意圖。
第2(a)(b)圖是表示本發明的較佳第1及第2實施形態的晶圓加工用薄膜的一部分的俯視圖。
第3(a)(b)圖是表示本發明的較佳第3及第4實施形態的晶圓加工用薄膜的一部分的俯視圖。
第4(a)(b)圖是表示本發明的較佳第5及第6實施形態的晶圓加工用薄膜的一部分的俯視圖。
第5(a)~(c)圖是表示本發明的較佳第7、第8及第9實施形態的晶圓加工用薄膜的一部分的俯視圖。
第6(a)~(c)圖是表示習知技術的晶圓加工用膠帶的例子之立體圖及剖面圖。
12、102...接著劑層
13a、103a...標記部
103b...周邊部
13c、103c...標記部的外周
13d、103d...外周轉印區域
103e...周邊部的外周
100...習知技術的晶圓加工用膠帶
110...捲芯
Claims (4)
- 一種晶圓加工用薄膜,係具備:脫模薄膜、積層於前述脫模薄膜上的接著劑層、以及積層於前述接著劑層上的黏著性薄膜而構成的晶圓加工用薄膜,其特徵在於:前述黏著性薄膜具有其形狀與環形框架對應的標記部;前述標記部具備下述形狀:在該標記部的外周當中,在前述晶圓加工用薄膜捲繞成捲筒狀時與前述接著劑層重疊的外周轉印區域,當將從前述接著劑層的中心部到前述外周轉印區域的距離為最短的長度設定為r時,至少前述外周轉印區域的全長比半徑為r的圓弧長度的外周轉印區域的全長更長;前述黏著性薄膜進一步具備:以包圍前述標記部的外側的方式與該標記部隔著間隔而形成的周邊部;至少與前述標記部的前述外周轉印區域對置的前述周邊部的外周的一部分是具備:與前述標記部的前述外周轉印區域的形狀對應的凹凸形狀。
- 如申請專利範圍第1項記載的晶圓加工用薄膜,其中,前述標記部之至少前述外周轉印區域具備:具有靠近、遠離前述接著劑層的外周的凹凸的形狀。
- 如申請專利範圍第1項記載的晶圓加工用薄膜,其中,前述標記部之至少前述外周轉印區域具備:周期性凹 凸的形狀。
- 如申請專利範圍第1項記載的晶圓加工用薄膜,其中,前述標記部之至少前述外周轉印區域具備:曲線狀凹凸的形狀。
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