TWI462985B - 熱固型晶片接合薄膜、切割/晶片接合薄膜及半導體裝置 - Google Patents

熱固型晶片接合薄膜、切割/晶片接合薄膜及半導體裝置 Download PDF

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TWI462985B
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wafer bonding
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Miki Hayashi
Shumpei Tanaka
Kenji Oonishi
Yuuichirou Shishido
Kouichi Inoue
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Nitto Denko Corp
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Description

熱固型晶片接合薄膜、切割/晶片接合薄膜及半導體裝置
本發明有關於將例如半導體晶片等半導體元件膠黏固定到基板或引線框架等被黏接體上時使用的熱固型晶片接合薄膜。另外，本發明有關於該熱固型晶片接合薄膜與切割薄膜層壓而成的切割/晶片接合薄膜。另外，本發明有關於使用該熱固型晶片接合薄膜或該切割/晶片接合薄膜製造的半導體裝置。
以往，在半導體裝置的製造過程中，在向引線框架或電極部件上固著半導體晶片時使用銀漿。所述固著處理通過在引線框架的焊墊等上塗布漿狀膠黏劑，在其上搭載半導體晶片，然後使漿狀膠黏劑層固化來進行。
但是，漿狀膠黏劑受到其黏度行為或劣化等的影響而在塗布量或塗布形狀等方面產生大的偏差。結果，形成的漿狀膠黏劑厚度不均勻，因此與半導體晶片相關的固著強度缺乏可靠性。即，漿狀膠黏劑的塗布量不足時，半導體晶片與電極部件之間的固著強度低，在後續的打線接合(wire bonding)步驟中半導體晶片發生剝離。另一方面，漿狀膠黏劑的塗布量過多時，漿狀膠黏劑一直流延到半導體晶片上產生特性不良，成品率和可靠性下降。這樣的與固著強度有關的問題，隨著半導體晶片的大型化變得特別顯著。因此，需要頻繁地進行漿狀膠黏劑的塗布量控制，以便不影響作業性和生産率。
在該漿狀膠黏劑的塗布步驟中，有分別將漿狀膠黏劑塗布到引線框架或形成晶片上的方法。但是，該方法中難以實現漿狀膠黏劑層的均勻化，另外，漿狀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膠黏保持半導體晶圓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薄膜(例如，參照專利文獻1)。
該切割薄膜，在支撑基材上可剝離地設置有膠黏劑層，在該膠黏劑層的支撑下切割半導體晶圓，然後拉伸支撑基材將形成晶片與膠黏劑層一起剝離，將其分別回收，通過該膠黏劑層固著到引線框架等被黏接體上。
使用在切割薄膜上層壓有晶片接合薄膜的切割/晶片接合薄膜，在晶片接合薄膜的支撑下切割半導體晶圓時，需要將該晶片接合薄膜與半導體晶圓同時切斷。不過，在使用金剛石切刀的一般切割方法中，擔心由於切割時產生的熱的影響而引起晶片接合薄膜與切割薄膜的黏著、由於產生切削屑而引起半導體晶片之間的固著、切削屑附著到半導體晶片的側面等，因此，需要降低切斷速度，導致成本上升。
另外，近年來，提出了：通過在半導體晶圓的表面形成槽後進行背面研磨而得到各個半導體晶片的方法(例如，參照專利文獻2)；通過在半導體晶圓的預定分割線上照射雷射光形成改性區域，可以用預定分割線容易地將半導體晶圓分割後，通過施加拉伸張力使該半導體晶圓斷裂，從而得到各個半導體晶片的方法(例如，參照專利文獻3和專利文獻4)。根據這些方法，特別是在半導體晶圓的厚度薄的情況下可以减少碎片等不良，並且切縫寬度與以往相比可以變窄，從而提高半導體晶片的產率。
為了在晶片接合薄膜的支撑下通過上述方法得到帶晶片接合薄膜的各個半導體晶片，需要通過拉伸張力將晶片接合薄膜斷裂。因此，希望開發適合通過拉伸張力斷裂的晶片接合薄膜。
專利文獻1：日本特開昭60-57642號公報
專利文獻2：日本特開2003-007649號公報
專利文獻3：日本特開2002-192370號公報
專利文獻4：日本特開2003-338467號公報
本發明是鑒於上述問題而進行的，其目的在於提供晶片接合薄膜適合通過拉伸張力而斷裂的熱固型晶片接合薄膜、切割/晶片接合薄膜以及使用該熱固型晶片接合薄膜或該切割/晶片接合薄膜製造的半導體裝置。
本發明人為了解决上述現有的問題，對熱固型晶片接合薄膜、以及該熱固型晶片接合薄膜與切割薄膜層壓而成的切割/晶片接合薄膜進行了研究。結果發現，通過使室溫下單位面積的斷裂能為1J/mm2 以下並且斷裂伸長率為40%以上且500%以下，晶片接合薄膜適合通過拉伸張力而斷裂，從而完成了本發明。
即，本發明的熱固型晶片接合薄膜，用於將半導體晶片固著到被黏接體上，其至少具有膠黏劑層，其特徵在於，在熱固化前室溫下單位面積的斷裂能為1J/mm2 以下，並且斷裂伸長率為40%以上且500%以下。
根據上述構成，通過設定為室溫下單位面積的斷裂能為1J/mm2 以下並且斷裂伸長率為40%以上且500%以下的熱固型晶片接合薄膜(以下也稱為“晶片接合薄膜”)，可以適合通過拉伸張力將晶片接合薄膜斷裂。另外，本發明中的“斷裂能”是使用拉伸試驗機，以0.5m/分鐘的拉伸速度對寬度10mm、夾盤間距20mm、厚度5~250μm的試樣測定應力-應變曲線，由該應力-應變曲線的下側的面積(參照圖9)得到。另外，本發明的“斷裂伸長率”通過(((斷裂時夾盤間距(mm))-20)/20)×100得到。
在此，上述構成中，所述膠黏劑層含有環氧樹脂和酚醛樹脂作為熱固性樹脂，並且含有丙烯酸類樹脂作為熱塑性樹脂，設所述環氧樹脂與所述酚醛樹脂的總重量為X、所述丙烯酸類樹脂的重量為Y時，X/(X+Y)優選為0.3以上且小於0.9。隨著環氧樹脂和酚醛樹脂的含量增加而容易斷裂，另一方面，對半導體晶圓的膠黏性下降。另外，隨著丙烯酸類樹脂的含量增加而在黏貼時或操作時晶片接合薄膜難以破裂，因而作業性良好，另一方面，難以斷裂。因此，通過將X/(X+Y)設定在上述數值範圍內，可以在確保加工性的同時容易斷裂。
另外，上述構成中，優選所述環氧樹脂與所述酚醛樹脂中的至少一方含有一種以上熔點為50℃以上的樹脂。通過含有熔點為50℃以上的樹脂，晶片接合薄膜更適合通過拉伸張力斷裂。
另外，上述構成中，所述膠黏劑層含有環氧樹脂和酚醛樹脂作為熱固性樹脂，含有丙烯酸類樹脂作為熱塑性樹脂，並且含有填料，設所述環氧樹脂、所述酚醛樹脂和所述丙烯酸類樹脂的總重量為A、所述填料的重量為B時，B/(A+B)優選為0.1以上且0.7以下。這是由於：通過將B/(A+B)設定為0.7以下，可以防止拉伸儲存彈性模數變得過大，可以保持對被黏接體的潤濕性以及膠黏性，另外，通過將B/(A+B)設定為0.1以上，晶片接合薄膜更適合通過拉伸張力斷裂。即，通過將B/(A+B)設定為0.1以上，可以防止晶片接合薄膜在黏貼到半導體晶圓上之前破裂，從而作業性良好。
另外，上述構成中，優選熱固化前在-20~30℃下的拉伸儲存彈性模數為0.1~10GPa。通過將拉伸儲存彈性模數設定在該數值範圍內，將半導體晶圓在照射雷射光後利用預定分割線分割時，可以防止產生碎片。另外，可以防止通過預定分割線分割時的半導體晶片的位置偏移或晶片飛散。
另外，為了解决上述課題，本發明的切割/晶片接合薄膜的特徵在於：上述熱固型晶片接合薄膜層壓在基材上層壓有黏合劑層的切割薄膜上。
另外，本發明的半導體裝置，為了解决上述課題，其特徵在於，使用上述熱固型晶片接合薄膜或切割/晶片接合薄膜來製造。
為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。
 (切割/晶片接合薄膜)
對於本發明的熱固型晶片接合薄膜，以與切割薄膜一體地層壓而成的切割/晶片接合薄膜為例進行如下說明。圖1是表示本發明的實施方式之一的切割/晶片接合薄膜的示意剖視圖。圖2是表示本發明的另一實施方式的另一個切割/晶片接合薄膜的示意剖視圖。
如圖1所示，切割/晶片接合薄膜10具有在切割薄膜11上層壓有晶片接合薄膜3的構成。切割薄膜11是在基材1上層壓黏合劑層2而構成，晶片接合薄膜3設置在該黏合劑層2上。另外，本發明中，如圖2的切割/晶片接合薄膜12所示，可以是僅在工件黏貼部分形成有晶片接合薄膜3’的構成。
所述基材1優選具有紫外線透射性，並且作為切割/晶片接合薄膜10、12的強度母體。例如可以列舉：低密度聚乙烯、直鏈狀聚乙烯、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、有機矽樹脂、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，也可以根據需要進行單軸或雙軸拉伸處理後使用。根據通過拉伸處理等而具有熱收縮性的樹脂片，切割後通過使該基材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(半導體元件)。
為了提高與鄰接層的密合性和保持性等，基材1的表面可以進行慣用的表面處理，例如鉻酸處理、臭氧暴露、火焰暴露、高壓電擊暴露、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~約500Å的導電物質的蒸鍍層。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包含紫外線固化型黏合劑而構成。紫外線固化型黏合劑可以通過紫外線照射使交聯度增大，從 而容易使其黏合力下降，通過僅對圖2所示的黏合劑層2的與半導體晶圓黏貼部分對應的部分2a照射紫外線，可以設置與其它部分2b的黏合力差。
另外，通過與圖2所示的晶片接合薄膜3’一致地使紫外線固化型黏合劑層2固化，可以容易地形成黏合力顯著下降的所述部分2a。由於在固化而黏合力下降的所述部分2a上黏貼晶片接合薄膜3’，因此黏合劑層2的所述部分2a與晶片接合薄膜3’的界面具有在拾取時容易剝離的性質。另一方面，未照射紫外線的部分具有充分的黏合力，形成所述部分2b。
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和剝離平衡來支撑用於將半導體晶片接合到基板等被黏接體上的晶片接合薄膜3。图2所示的切割/晶片接合薄膜12的黏合剂层2中，所述部分2b可以固定晶圓環(wafer ring)。
所述紫外線固化型黏合劑可以沒有特別限制地使用具有碳-碳雙鍵等紫外線固化性官能團、並且顯示黏合性的黏合劑。作為紫外線固化型黏合劑，例如，可以例示：在丙烯酸類黏合劑、橡膠類黏合劑等一般的壓敏黏合劑中配合有紫外線固化性單體成分或低聚物成分的添加型紫外線固化型黏合劑。
作為所述壓敏黏合劑，從半導體晶圓或玻璃等避忌污 染的電子部件利用超純水或醇等有機溶劑的清潔洗滌性等方面考慮，優選以丙烯酸類聚合物為基礎聚合物的丙烯酸類黏合劑。
作為所述丙烯酸類聚合物，例如可以列舉：使用(甲基)丙烯酸烷基酯(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)丙烯酸第二丁酯、(甲基)丙烯酸第三丁酯、(甲基)丙烯酸戊酯、(甲基)丙烯酸異戊酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸庚酯、(甲基)丙烯酸辛酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸異辛酯、(甲基)丙烯酸壬酯、(甲基)丙烯酸癸酯、(甲基)丙烯酸異癸酯、(甲基)丙烯酸十一烷酯、(甲基)丙烯酸十二烷酯、(甲基)丙烯酸十三烷酯、(甲基)丙烯酸十四烷酯、(甲基)丙烯酸十六烷酯、(甲基)丙烯酸十八烷酯、(甲基)丙烯酸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，(甲基)丙烯酸環戊酯、(甲基)丙烯酸環己酯等)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。
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(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-羥基甲基環己酯等含羥基單體；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，所述丙烯酸類聚合物為了交聯根據需要也可以含有多官能性單體等作為共聚用單體成分。作為這樣的多官能性單體，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。這些多官能性單體可以使用一種或者兩種以上。多官能性單體的使用量，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可以通過將單一單體或二種以上單體混合物聚合而得到。聚合可以通過溶液聚合、乳液聚合、本體聚合、懸浮聚合等任意方式進行。從防止污染潔淨的被黏接體等方面考慮，優選低分子量物質的含量小。從該觀點考慮，丙烯酸類聚合物的數均分子量優選為約30萬以上，更優選約40萬至約300萬。
另外，為了提高作為基礎聚合物的丙烯酸類聚合物等的數均分子量，所述黏合劑中可以適當使用外部交聯劑。作為外部交聯方法的具體方法，可以列舉：添加多異氰酸酯化合物、環氧化合物、氮丙啶化合物、三聚氰胺型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，其使用量通過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進行適當確定。一般相對於所述基礎聚合物100重量份優選為約5重量份以下。另外，下限值優選為0.1重量份以上。另外，根據需要除所述成分之外在黏合劑中還可以使用各種增黏劑、抗老化劑等添加劑。
作為配合的所述紫外線固化性的單體成分，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。另外，紫外線固化性的低聚物成分可以列舉：聚氨酯類、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至約30000的範圍內是適當的。紫外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適當確定能夠使黏合劑層的黏合力下降的量。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至約500重量份、優選約40至約150重量份。
另外，作為紫外線固化型黏合劑，除上述說明過的添加型紫外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，因此低聚物成分等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。
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基礎聚合物。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基礎聚合物。作為丙烯酸類聚合物的基本骨架，可以列舉上述例示的丙烯酸類聚合物。
在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，從分子設計方面考慮，在聚合物側鏈上引入碳-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及碳-碳雙鍵的化合物在保持碳-碳雙鍵的紫外線固化性的狀態下進行縮合或加成反應。
作為這些官能團的組合例，可以列舉：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，從容易跟踪反應的觀點考慮，優選羥基與異氰酸酯基的組合。另外，通過這些官能團的組合，如果是生成所述具有碳-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的任意一個上，所述優選組合中，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-二甲基苄基異氰酸酯等。另外，作為丙烯酸類聚合物，可以使用將上述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這樣的醚類化合物等共聚而得到的丙烯酸類聚合物。
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上述紫外線固化性的單體成分或低聚物成分。紫外線固化性的低聚物成分等，通常相對於基礎聚合物100重量份在30重量份的範圍內，優選0~10重量份的範圍。
所述紫外線固化型黏合劑在通過紫外線等使其固化時含有光聚合引發劑。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；苯偶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至約20重量份。
另外，作為紫外線固化型黏合劑，可以列舉例如：日本特開昭60-196956號公報中公開的、包含具有兩個以上不飽和鍵的加聚性化合物、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、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。
作為在所述黏合劑層2中形成所述部分2a的方法，可以列舉：在基材1上形成紫外線固化型黏合劑層2後對所述部分2a部分地照射紫外線而使其固化的方法。部分的紫外線照射可以通過形成有與半導體晶圓黏貼部分3a以外的部分3b等對應的圖案的光罩來進行。另外，可以列舉點狀地照射紫外線使其固化的方法等。紫外線固化型黏合劑層2的形成可以通過將設置在隔片上的黏合劑層轉印到基材1上來進行。部分的紫外線固化也可以對隔片上設置的紫外線固化型黏合劑層2進行。
在切割/晶片接合薄膜10的黏合劑層2中，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，從而可以形成使黏合力下降的所述部分2a。作為遮光材料，可以通過印刷或蒸鍍等在支撑薄膜上製作能夠形成光罩的材料。由此，可以高效地製造本發明的切割/晶片接合薄膜10。
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膠黏層的固定保持的兼具性等方面考慮，優選為約1μm至約50μm，更優選2μm~30μm，進一步優選5μm~25μm。
切割薄膜11在半導體晶圓上的黏貼部分擴張時在室溫下的單位面積的斷裂能優選為1.5~2J/mm2 ，更優選1.55~1.95J/mm2 ，進一步優選1.6~1.9J/mm2 。另外，切割薄膜11在半導體晶圓上的黏貼部分擴張時在室溫下的斷裂伸長率優選為900%~1000%，更優選910%~990%。通過將切割薄膜11在室溫下的單位面積的斷裂能以及斷裂伸長率設定在所述數值範圍內，在後述的擴張步驟中，可以避免切割薄膜11斷裂。
晶片接合薄膜3、3’在室溫下單位面積的斷裂能為1J/mm2 以下並且斷裂伸長率為40%以上且500%以下。由此，可以適合利用拉伸張力使晶片接合薄膜斷裂。所述斷裂能優選為0.01J/mm2 以上，更優選0.05J/mm2 以上。另外，所述斷裂能優選為0.9J/mm2 以下，更優選0.85J/mm2 以下。另外，所述斷裂伸長率優選為45%以上且480%以下，更優選50%以上且450%以下。
晶片接合薄膜3、3’熱固化前在-20~30℃下的拉伸儲存彈性模數優選為0.1~10GPa，更優選0.5~9.5GPa。這是由於：通過將熱固化前在-20~30℃下的拉伸儲存彈性模數設定為0.1~10GPa，可以防止將半導體晶圓4雷射光照射後通過預定分割線4L(參照圖3)進行分割時產生碎片。另外，可以防止通過預定分割線4L分割時半導體晶片5的位置偏移或晶片飛散。
晶片接合薄膜的層壓結構沒有特別限制，例如可以列舉：如晶片接合薄膜3、3’(參照圖1、圖2)僅由膠黏劑層單層構成的晶片接合薄膜；或者在芯材的單面或雙面形成有膠黏劑層的多層結構的晶片接合薄膜等。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。
作為構成所述晶片接合薄膜3、3’的膠黏劑組合物，可以列舉：組合使用熱塑性樹脂與熱固性樹脂的組合物。
作為所述熱固性樹脂，可以列舉：酚醛樹脂、氨基樹脂、不飽和聚酯樹脂、環氧樹脂、聚氨酯樹脂、聚矽氧烷樹脂或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。特別優選腐蝕半導體元件的離子性雜質等的含量少的環氧樹脂。另外，作為環氧樹脂的固化劑，優選酚醛樹脂。
所述環氧樹脂，只要是作為膠黏劑組合物通常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、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，特別優選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：這些環氧樹脂作為固化劑與酚樹脂的反應性好，並且耐熱性等優良。
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。這些酚醛樹脂可以單獨使用或者兩種以上組合使用。這些酚醛樹脂中特別優選苯酚酚醛清漆樹脂、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。
所述環氧樹脂與酚醛樹脂的配合比例，例如以所述環氧樹脂成分中的環氧基每1當量酚醛樹脂中的羥基為0.5~2.0當量的方式進行配合是適當的。更優選為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。
所述環氧樹脂與所述酚醛樹脂中的至少一方優選含有一種以上熔點50℃以上的樹脂。這是因為：通過含有熔點50℃以上的樹脂，可以更適合利用拉伸張力將晶片接合薄膜斷裂。作為熔點50℃以上的環氧樹脂，可以列舉：AER-8039(旭化成環氧製，熔點78℃)、BREN-105(日本化藥製，熔點64℃)、BREN-S(日本化藥製，熔點83℃)、CER-3000L(日本化藥製，熔點90℃)、EHPE-3150(大賽璐化學製，熔點80℃)、EPPN-501HY(日本化藥製，熔點60℃)、ESN-165M(新日鐵化學製，熔點76℃)、ESN-175L(新日鐵化學製，熔點90℃)、ESN-175S(新日鐵化學製，熔點67℃)、ESN-355(新日鐵化學製，熔點55℃)、ESN-375(新日鐵化學製，熔點75℃)、ESPD-295(住友化學製，熔點69℃)、EXA-7335(大日本油墨製，熔點99℃)、EXA-7337(大日本油墨製，熔點70℃)、HP-7200H(大日本油墨製，熔點82℃)、TEPIC-SS(日產化學製，熔點108℃)、YDC-1312(東都化成製，熔點141℃)、YDC-1500(東都化成製，熔點101℃)、YL-6121HN(JER製，熔點130℃)、YSLV-120TE(東都化成製，熔點113℃)、YSLV-80XY(東都化成製，熔點80℃)、YX-4000H(JER製，熔點105℃)、YX-4000K(JER製，熔點107℃)、ZX-650(東都化成製，熔點85℃)、Epicoat 1001(JER製，熔點64℃)、Epicoat 1002(JER製，熔點78℃)、Epicoat 1003(JER製，熔點89℃)、Epicoat 1004(JER製，熔點97℃)、Epicoat 1006FS(JER製，熔點112℃)。其中，優選AER-8039(旭化成環氧製，熔點78℃)、BREN-105(日本化藥製，熔點64℃)、BREN-S(日本化藥製，熔點83℃)、CER-3000L(日本化藥製，熔點90℃)、EHPE-3150(大賽璐化學製，熔點80℃)、EPPN-501HY(日本化藥製，熔點60℃)、ESN-165M(新日鐵化學製，熔點76℃)、ESN-175L(新日鐵化學製，熔點90℃)、ESN-175S(新日鐵化學製，熔點67℃)、ESN-355(新日鐵化學製，熔點55℃)、ESN-375(新日鐵化學製，熔點75℃)、ESPD-295(住友化學製，熔點69℃)、EXA-7335(大日本油墨製，熔點99℃)、EXA-7337(大日本油墨製，熔點70℃)、HP-7200H(大日本油墨製，熔點82℃)、YSLV-80XY(東都化成製，熔點80℃)、ZX-650(東都化成製，熔點85℃)、Epicoat 1001(JER製，熔點64℃)、Epicoat 1002(JER製，熔點78℃)、Epicoat 1003(JER製，熔點89℃)、Epicoat 1004(JER製，熔點97℃)。這是因為：這些環氧樹脂熔點不過高(低於100℃)，因此將半導體晶圓4安裝到晶片接合薄膜3、3’上時，半導體晶圓4容易黏貼到晶片接合薄膜3、3’上。
作為熔點50℃以上的酚醛樹脂，可以列舉：DL-65(明和化成製，熔點65℃)、DL-92(明和化成製，熔點92℃)、DPP-L(日本石油製，熔點100℃)、GS-180(群榮化學製，熔點83℃)、GS-200(群榮化學製，熔點100℃)、H-1(明和化成製，熔點79℃)、H-4(明和化成製，熔點71℃)、HE-100C-15(住友化學製，熔點73℃)、HE-510-05(住友化學製，熔點75℃)、HF-1(明和化成製，熔點84℃)、HF-3(明和化成製，熔點96℃)、MEH-7500(明和化成製，熔點111℃)、MEH-7500-3S(明和化成製，熔點83℃)、MEH-7800-3L(明和化成製，熔點72℃)、MEH-7851(明和化成製，熔點78℃)、MEH-7851-3H(明和化成製，熔點105℃)、MEH-7851-4H(明和化成製，熔點130℃)、MEH-7851S(明和化成製，熔點73℃)、P-1000(荒川化學製，熔點63℃)、P-180(荒川化學製，熔點83℃)、P-200(荒川化學製，熔點100℃)、VR-8210(三井化學製，熔點60℃)、XLC-3L(三井化學製，熔點70℃)、XLC-4L(三井化學製，熔點62℃)、XLC-LL(三井化學製，熔點75℃)。其中，優選DL-65(明和化成製，熔點65℃)、DL-92(明和化成製，熔點92℃)、GS-180(群榮化學製，熔點83℃)、H-1(明和化成製，熔點79℃)、H-4(明和化成製，熔點71℃)、HE-100C-15(住友化學製，熔點73℃)、HE-510-05(住友化學製，熔點75℃)、HF-1(明和化成製，熔點84℃)、HF-3(明和化成製，熔點96℃)、MEH-7500-3S(明和化成製，熔點83℃)、MEH-7800-3L(明和化成製，熔點72℃)、MEH-7851(明和化成製，熔點78℃)、MEH-7851S(明和化成製，熔點73℃)、P-1000(荒川化學製，熔點63℃)、P-180(荒川化學製，熔點83℃)、VR-8210(三井化學製，熔點60℃)、XLC-3L(三井化學製，熔點70℃)、XLC-4L(三井化學製，熔點62℃)、XLC-LL(三井化學製，熔點75℃)。這是因為：這些酚醛樹脂熔點不過高(低於100℃)，因此將半導體晶圓4安裝到晶片接合薄膜3、3’上時，半導體晶圓4容易黏貼到晶片接合薄膜3、3’上。
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、或者含氟樹脂等。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，特別優選離子性雜質少、耐熱性高、能夠確保半導體元件的可靠性的丙烯酸類樹脂。
作為所述丙烯酸類樹脂，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(丙烯酸類共聚物)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。
上述丙烯酸類樹脂中，為了提高凝聚力，特別優選丙烯酸類共聚物。作為上述丙烯酸類共聚物，可以列舉例如：丙烯酸乙酯與甲基丙烯酸甲酯的共聚物、丙烯酸與丙烯腈的共聚物、丙烯酸丁酯與丙烯腈的共聚物。
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、富馬酸或巴豆酸等含羧基單體；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-羥基十二烷酯或丙烯酸(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-甲基丙磺酸、(甲基)丙烯醯胺丙磺酸、(甲基)丙烯酸磺丙酯或(甲基)丙烯醯氧基萘磺酸等含磺酸單體；或者丙烯醯磷酸-2-羥基乙酯等含磷酸基單體。
作為所述熱固性樹脂的配合比例，只要是在規定條件下加熱時晶片接合薄膜3、3’發揮作為熱固型的作用的程度即可，沒有特別限制，優選在5~60重量%的範圍內，更優選10~50重量%的範圍內。
所述晶片接合薄膜3、3’中，所述膠黏劑層含有環氧樹脂和酚醛樹脂作為所述熱固性樹脂，並且含有丙烯酸類樹脂作為所述熱塑性樹脂，設所述環氧樹脂與所述酚醛樹脂的總重量為X、所述丙烯酸類樹脂的重量為Y時，X/(X+Y)優選為0.3以上且小於0.9，更優選0.35以上且小於0.85，進一步優選0.4以上且小於0.8。這是因為：通過將X/(X+Y)設定為0.3以上且小於0.9，可以在確保加工性的同時容易引起斷裂。
預先使本發明的晶片接合薄膜3、3’進行某種程度地交聯的情況下，在製作時，可以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。
作為所述交聯劑，可以使用現有公知的交聯劑。特別是更優選甲苯二異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯、對苯二異氰酸酯、1,5-萘二異氰酸酯、多元醇與二異氰酸酯的加成產物等多異氰酸酯化合物。作為交聯劑的添加量，相對於上述聚合物100重量份通常優選設定為0.05~7重量份。交聯劑的量超過7重量份時，膠黏力下降，因此不優選。另一方面，低於0.05重量份時，凝聚力不足，因此不優選。另外，根據需要可以與這樣的多異氰酸酯化合物一起含有環氧樹脂等其它多官能性化合物。
另外，晶片接合薄膜3、3’中根據其用途可以適當配合填料。配合填料可以賦予導電性或提高導熱性、調節彈性模數等。作為所述填料，可以列舉無機填料和有機填料，從提高操作性、提高導熱性、調節熔融黏度、賦予觸變性等特性的觀點考慮，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：氫氧化鋁、氫氧化鎂、碳酸鈣、碳酸鎂、矽酸鈣、矽酸鎂、氧化鈣、氧化鎂、氧化鋁、氮化鋁、硼酸鋁晶須、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。另外，從上述各特性的平衡好的觀點考慮，優選結晶二氧化矽或者非晶二氧化矽。另外，為了賦予導電性、提高導熱性等，可以使用導電物質(導電填料)作為無機填料。作為導電填料，可以列舉：將銀、鋁、金、銅、鎳、導電合金等製成球形、針形、片狀的金屬粉、氧化鋁等金屬氧化物、無定形炭黑、石墨等。
所述填料的平均粒徑優選為0.005~10μm，更優選0.005~1μm。通過將所述填料的平均粒徑設定為0.005μm以上，可以使對被黏接體的潤濕性以及膠黏性良好。另外，通過設定為10μm以下，可以充分地發揮為了賦予上述各特性而添加的填料的效果，同時可以確保耐熱性。另外， 填料的平均粒徑是利用例如分光光度式粒度分布計(HORIBA製，裝置名：LA-910)求得的值。
所述膠黏劑層含有環氧樹脂和酚醛樹脂作為所述熱固性樹脂，含有丙烯酸類樹脂作為所述熱塑性樹脂，並且含有填料，設所述環氧樹脂、所述酚醛樹脂和所述丙烯酸類樹脂的總重量為A、所述填料的重量為B時，B/(A+B)優選為0.1以上且0.7以下，更優選0.1以上且0.65以下，進一步優選0.1以上且0.6以下。通過將上述值設定為0.7以下，可以防止拉伸儲存彈性模數變高，並且可以使對被黏接體的潤濕性以及膠黏性良好。另外，通過將上述值設定為0.1以上，可以適合利用拉伸張力將晶片接合薄膜斷裂。
另外，晶片接合薄膜3、3’中除了前述填料以外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、3’的厚度(層壓體的情況下為總厚度)沒有特別限制，例如可以從1μm至200μm的範圍內選擇，優選5μm至100μm，更優選10μm至80μm。
所述切割/晶片接合薄膜10、12的晶片接合薄膜3、3’優選由隔片保護(未圖示)。隔片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，隔片還可以作為向黏合劑層2上轉印晶片接合薄膜3、3’時的支撑基材使用。隔片在向切割/晶片接合薄膜的晶片接合膜3、3’上黏貼工件時剝離。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、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。
本實施方式的切割/晶片接合薄膜10、12例如如下製作。
首先，基材1可以通過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、密閉體系中的擠壓吹塑法、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溶液形成塗膜後，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2。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，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，將黏合劑組合物塗布到隔片上形成塗膜後，在所述乾燥條件下將塗膜乾燥可以形成黏合劑層2。之後，將黏合劑層2與隔片一起黏貼到基材1上。由此，製作切割薄膜11。
晶片接合薄膜3、3’例如如下製作。
首先，製作作為切割/晶片接合薄膜3、3’的形成材料的膠黏劑組合物溶液。在該膠黏劑組合物溶液中，如前所述，配合所述膠黏劑組合物和填料、其它各種添加劑等。
然後，在基材隔片上以達到預定厚度的方式塗布膠黏劑組合物溶液形成塗膜後，在預定條件下使該塗膜乾燥形成膠黏劑層。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，例如在乾燥溫度70~160℃、乾燥時間1~5分鐘的範圍內進行。另外，將黏合劑組合物溶液塗布到隔片上形成塗膜後，在所述乾燥條件下將塗膜乾燥可以形成膠黏劑層。之後，將膠黏劑層與隔片一起黏貼到基材隔片上。
接著，從切割薄膜11和膠黏劑層上分別將隔片剝離，以膠黏劑層與黏合劑層成為黏貼面的方式將兩者黏貼。黏貼例如可以通過壓接來進行。此時，層壓溫度沒有特別限制，例如，優選30~50℃，更優選35~45℃。另外，線壓沒有特別限制，例如，優選0.1~20kgf/cm，更優選1~10kgf/cm。然後，將膠黏劑層上的基材隔片剝離，得到本實施方式的切割/晶片接合薄膜。
(半導體裝置的製造方法)
以下，參照圖3~圖8對使用切割/晶片接合薄膜12的半導體裝置的製造方法進行說明。本實施方式的半導體的製造方法，包括如下步驟：對半導體晶圓4實施以後通過預定分割線4L可以容易分割的預處理的預處理步驟；將所述預處理後的半導體晶圓4黏貼到切割/晶片接合薄膜12上的安裝步驟；通過對切割/晶片接合薄膜12施加拉伸張力，由此利用預定分割線4L將半導體晶圓4和構成切割/晶片接合薄膜12的晶片接合薄膜3、3’斷裂，形成半導體晶片5的擴張步驟；進行膠黏固定在切割/晶片接合薄膜12上的半導體晶片5的拾取的拾取步驟；將拾取的半導體晶片5通過晶片接合薄膜3’晶片接合到被黏接體6上的暫時固著步驟；對所述暫時固著步驟後的半導體晶片5進行打線接合的打線接合步驟；和利用密封樹脂8將通過所述打線接合步驟進行打線接合後的半導體晶片5密封的密封步驟。
圖3~圖6是用於說明本實施方式的半導體裝置的製造方法之一的示意剖視圖。首先，對半導體晶圓4實施以後通過預定分割線4L可以容易分割的預處理(預處理步驟)。作為本步驟，如圖3所示，可以列舉照射雷射光而在預定分割線4L上形成改性區域的方法。本方法是將焦點對準半導體晶圓的內部，沿格子狀的預定分割線照射雷射光，從而通過利用多光子吸收的燒蝕在半導體晶圓內部形成改性區域的方法。作為雷射光照射條件，可以在如下條件的範圍內適當調節。
<雷射光照射條件>
(A)雷射光
雷射光源　半導體雷射光激發Nd:YAG雷射光器
波長1064nm
雷射光光點截面積　3.14×10-8 cm2
振蕩模式　Q開關脈衝
重複頻率　100kHz以下
脈衝寬度　1μs以下
輸出1mJ以下
雷射光品質TEM00
偏振特性　線性偏振
(B)聚集用透鏡
倍數100倍以下
NA 0.55
對雷射光波長的透過率　100%以下
(C)載置有半導體基板的載置台的移動速度280mm/秒以下
另外，關於照射雷射光而在預定分割線4L上形成改性區域的方法，由於在日本專利第3408805號公報或日本特開2003-338567號公報中有詳細記載，因此，在此省略詳細說明。
然後，如圖4所示，將實施預處理後的半導體晶圓4壓接在晶片接合薄膜3’上，並將其膠黏保持而固定(安裝步驟)。本步驟通過壓接輥等按壓工具進行按壓的同時進行。安裝時的黏貼溫度沒有特別限制，優選在40~80℃的範圍內。這是因為：可以有效防止半導體晶圓4的翹曲，並且可以减少切割/晶片接合薄膜伸縮的影響。
然後，通過對切割/晶片接合薄膜12施加拉伸張力，使半導體晶圓4和晶片接合薄膜3’斷裂，從而形成半導體晶片5(擴張步驟)。本步驟中，可以使用例如市售的晶圓擴張裝置。具體而言，如圖5(a)所示，在黏貼有半導體晶圓4的切割/晶片接合薄膜12的黏合劑層2的周邊部黏貼切割環31後，固定到晶圓擴張裝置32上。然後，如圖5(b)所示，使上推部33上升，而對切割/晶片接合薄膜12施加張力。
此時，擴張速度(上推部上升的速度)優選為1~400mm/秒，更優選50~400mm/秒。這是因為：通過將擴張速度設定為1mm/秒以上，可以容易地將半導體晶圓4和晶片接合薄膜3’幾乎同時斷裂。另外，通過將擴張速度設定為400mm/秒以下，可以防止切割薄膜11斷裂。
另外，擴張量(上推部的上升量)優選為5~50mm，更優選為5~40mm，特別優選5~30mm。這是因為：通過將擴張量設定為5mm以上，可以使半導體晶圓4和晶片接合薄膜3的斷裂變得容易。另外，通過將擴張量設定為50mm以下，可以防止切割薄膜11斷裂。
另外，擴張溫度根據需要在-50~100℃之間調節即可，本發明中，優選為-20~30℃，更優選-10~25℃。另外，晶片接合薄膜在低溫時，斷裂伸長少並且容易斷裂，因此可以防止由晶片接合薄膜的斷裂不良引起的成品率下降，從該觀點考慮，擴張溫度優選為更低溫度。
這樣，通過對切割/晶片接合薄膜12施加拉伸張力，以半導體晶圓4的改性區域為起點沿半導體晶圓4的厚度方向產生破裂，並且可以使與半導體晶圓4緊貼的晶片接合薄膜3’斷裂，從而可以得到帶有晶片接合薄膜3’的半導體晶片5。
然後，為了將膠黏固定在切割/晶片接合薄膜12上的半導體晶片5剝離，進行半導體晶片5的拾取(拾取步驟)。作為拾取的方法沒有特別限制，可以使用現有公知的各種方法。例如可以列舉：用針從切割/晶片接合薄膜12一側將各個半導體晶片5向上推，通過拾取裝置拾取被上推的半導體晶片5的方法等。
在此，由於黏合劑層2為紫外線固化型，因此在對該黏合劑層2照射紫外線之後進行拾取。由此，黏合劑層2對晶片接合薄膜3’的黏合力降低，使半導體晶片5容易剝離。結果，可以不損傷半導體晶片5來進行拾取。紫外線照射時的照射強度、照射時間等條件沒有特別限制，可以根據需要適當設定。另外，作為紫外線照射時使用的光源，可以使用前述的光源。
然後，如圖6所示，將拾取的半導體晶片5通過晶片接合薄膜3’晶片接合到被黏接體6上(暫時固著步驟)。作為被黏接體6，可以列舉：引線框架、TAB薄膜、基板或者另外製作的半導體晶片等。被黏接體6例如可以是容易變形的變形型被黏接體，也可以是難以變形的非變形型被黏接體(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，作為所述引線框架，可以使用Cu引線框架、42合金引線框架等金屬引線框架或者由玻璃環氧、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。
在晶片接合薄膜3’的暫時固著時25℃下的剪切膠黏力，對於被黏接體6而言優選為0.2MPa以上，更優選0.2~10MPa。晶片接合薄膜3’的剪切膠黏力為至少02MPa以上時，在打線接合步驟時通過該步驟中的超聲波振動或加熱而在晶片接合薄膜3’與半導體晶片5或被黏接體6的膠黏面處產生偏移變形的情況少。即，半導體元件受到打線接合時的超聲波振動而移動的情況少，由此可以防止打線接合的成功率下降。另外，在晶片接合薄膜3’的暫時固著時175℃下的剪切膠黏力，對於被黏接體6而言優選為0.01MPa以上，更優選0.01~5MPa。
然後，進行用焊線7將被黏接體6的端子部(內部引線)的前端與半導體晶片5上的電極焊墊(未圖示)電連接的打線接合(打線接合步驟)。作為所述焊線7，可以使用例如金線、鋁線或銅線等。打線接合在溫度為80~250℃的範圍，優選80~220℃的範圍內進行。另外，其加熱時間為數秒~數分鐘。連接線在加熱達到所述溫度範圍的狀態下通過超聲波的振動能與加壓的壓接能組合來進行。本步驟可以在不進行晶片接合薄膜3a的熱固化的情況下實施。另外，本步驟的過程中半導體晶片5與被黏接體6不會通過晶片接合薄膜3a固著。
然後，利用密封樹脂8將半導體晶片5密封(密封步驟)。本步驟為了保護搭載在被黏接體6上的半導體晶片5和焊線7而進行。本步驟通過用模具將密封用樹脂成形來進行。作為密封樹脂8，例如可以使用環氧樹脂。在樹脂密封時的加熱溫度通常為175℃下進行60~90秒，但是，本發明不限於此，也可以例如在165~185℃下進行數分鐘固化。由此，使密封樹脂固化，並且通過晶片接合薄膜3將半導體晶片5與被黏接體6固著。即，本發明中，即使在不進行後述的後固化步驟的情況下，本步驟中也可以利用晶片接合薄膜3進行固著，從而可以有助於减少製造步驟數以及縮短半導體裝置的製造時間。
所述後固化步驟中，使在所述密封步驟中固化不充分的密封樹脂8完全固化。即使在密封步驟中晶片接合薄膜3a未完全熱固化的情況下，在本步驟中也可以與密封樹脂8一起實現晶片接合薄膜3a的完全熱固化。本步驟中的加熱溫度根據密封樹脂的種類而不同，例如在165~185℃的範圍內，加熱時間為約0.5~約8小時。
在上述實施方式中，對於將帶有晶片接合薄膜3’的半導體晶片5暫時固著到被黏接體6上後不使晶片接合薄膜3’完全熱固化而進行打線接合步驟的情況進行了說明。但是，本發明中，也可以進行將帶有晶片接合薄膜3’的半導體晶片5暫時固著到被黏接體6上後，使晶片接合薄膜3’熱固化，之後進行打線接合步驟的通常的晶片接合步驟。此時，熱固化後的晶片接合薄膜3’在175℃下優選具有0.01MPa以上的剪切膠黏力，更優選0.01~5MPa。通過使熱固化後的175℃下的剪切膠黏力為0.01MPa以上，可以防止由打線接合步驟時的超聲波振動或加熱引起在晶片接合薄膜3’與半導體晶片5或被黏接體6的膠黏面上產生偏移變形。
另外，本發明的切割/晶片接合薄膜，也可以適合用於將多個半導體晶片層壓進行三維安裝的情況。此時，在半導體晶片之間可以層壓晶片接合薄膜和墊片，也可以在半導體晶片之間不層壓墊片僅層壓晶片接合薄膜，可以根據製造條件或用途等適當變更。
上述實施方式中，對通過照射雷射光在預定分割線4L上形成改性區域作為預處理步驟的方法進行了說明。但是，本發明中，作為預處理步驟，也可以採用在半導體晶圓的表面形成槽然後進行背面研磨的步驟。因此，以下對於該情況下的半導體裝置的製造方法進行說明。
圖7和圖8是用於說明本實施方式的半導體裝置的其它製造方法的示意剖視圖。首先，如圖7(a)所示，利用旋轉刀片41在半導體晶圓4的表面4F上形成不觸及背面4R的槽4S。另外，形成槽4S時，半導體晶圓4由未圖示的支撑基材(例如，切割薄膜)支撑。槽4S的深度可以根據半導體晶圓4的厚度或擴張條件適當設定。然後，如圖7(b)所示，以表面4F接觸的方式將半導體晶圓4支撑在保護基材42上。之後，利用研磨磨石45進行背面研磨，從背面4R使槽4S露出。由此形成半導體晶片5。另外，在半導體晶圓上黏貼保護基材42的作業可以使用現有公知的黏貼裝置，背面研磨也可以使用現有公知的研磨裝置。以上是預處理步驟。
然後，如圖8所示，在晶片接合薄膜3’上壓接實施預處理後的半導體晶片5，並將其膠黏保持而固定(暫時固著步驟)。之後，將保護基材42剝離，進行擴張步驟。該擴張步驟與照射雷射光在預定分割線4L上形成改性區域的情況同樣即可。另外，後面的步驟也與照射雷射光在預定分割線4L上形成改性區域的情況同樣，因此在此省略說明。
實施例
以下，對本發明的優選實施例進行詳細的例示說明。但是，該實施例中所述的材料或配合量等只要沒有特別限定性的記載，則本發明的主旨不限定於此。
(實施例1)
使下述(a)~(d)溶解於甲乙酮中，得到濃度23.6重量%的膠黏劑組合物溶液。
(a)環氧樹脂(JER股份有限公司製、Epikote 1004、熔點97℃) 113重量份
(b)酚樹脂(三井化學股份有限公司製、Milex XLC-4L、熔點59℃) 121重量份
(c)以丙烯酸乙酯-甲基丙烯酸甲酯為主成分的丙烯酸酯系聚合物(長瀨化成(Nagase chemteX)股份有限公司製、WS-023) 100重量份
(d)球狀二氧化矽(Admatechs股份有限公司製、SO-25R) 37重量份
將該膠黏劑組合物溶液塗布到由經聚矽氧烷脫模處理後的厚度50μm的聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜構成的脫模處理薄膜(剝離襯墊)上之後，在130℃乾燥2分鐘。由此，製作厚度25μm的晶片接合薄膜A。
(實施例2)
在本實施例2中，將上述(d)的球形二氧化矽的添加量變更為222重量份，除此以外，與前述實施例1同樣操作，製作本實施例的晶片接合薄膜B。
(實施例3)
在本實施例3中，將上述(d)的球形二氧化矽的添加量變更為779重量份，除此以外，與前述實施例1同樣操作，製作本實施例的晶片接合薄膜C。
(實施例4)
使下述(a)~(d)溶解於甲乙酮中，得到濃度23.6重量%的膠黏劑組合物溶液。
(a)環氧樹脂(JER股份有限公司製、Epikote 1001、熔點64℃) 32重量份
(b)酚樹脂(三井化學股份有限公司製、Milex XLC-4L、熔點59℃) 34重量份
(c)以丙烯酸乙酯-甲基丙烯酸甲酯為主成分的丙烯酸酯系聚合物(長瀨化成股份有限公司製、WS-023)100重量份
(d)球狀二氧化矽(Admatechs股份有限公司製、SO-25R) 18重量份
將該膠黏劑組合物溶液塗布到由經聚矽氧烷脫模處理後的厚度50μm的聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜構成的脫模處理薄膜(剝離襯墊)上之後，在130℃乾燥2分鐘。由此，製作厚度25μm的晶片接合薄膜D。
(實施例5)
使下述(a)~(d)溶解於甲乙酮中，得到濃度23.6重量%的膠黏劑組合物溶液。
(a)環氧樹脂(JER股份有限公司製、Epikote 1001、熔點64℃) 32重量份
(b)酚樹脂(三井化學股份有限公司製、MEH7851、熔點64℃) 34重量份
(c)以丙烯酸乙酯-甲基丙烯酸甲酯為主成分的丙烯酸酯系聚合物(長瀨化成股份有限公司製、WS-023)100重量份
(d)球狀二氧化矽(Admatechs股份有限公司製、SO-25R) 100重量份
將該膠黏劑組合物溶液塗布到由經聚矽氧烷脫模處理後的厚度50μm的聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜構成的脫模處理薄膜(剝離襯墊)上之後，在130℃乾燥2分鐘。由此，製作厚度25μm的晶片接合薄膜E。
(實施例6)
在本實施例6中，將上述(d)的球形二氧化矽的添加量變更為387重量份，除此以外，與前述實施例4同樣操作，製作本實施例的晶片接合薄膜F。
(比較例1)
使下述(a)~(d)溶解於甲乙酮中，得到濃度23.6重量%的膠黏劑組合物溶液。
(a)環氧樹脂(JER股份有限公司製、Epikote 1004、熔點97℃) 11重量份
(b)酚樹脂(三井化學股份有限公司製、Milex XLC-4L、熔點59℃) 13重量份
(c)以丙烯酸乙酯-甲基丙烯酸甲酯為主成分的丙烯酸酯系聚合物(長瀨化成股份有限公司製、WS-023)100重量份
(d)球狀二氧化矽(Admatechs股份有限公司製、SO-25R) 1287重量份
將該膠黏劑組合物溶液塗布到由經聚矽氧烷脫模處理後的厚度50μm的聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜構成的脫模處理薄膜(剝離襯墊)上之後，在130℃乾燥2分鐘。由此，製作厚度25μm的晶片接合薄膜G。
(比較例2)
使下述(a)~(d)溶解於甲乙酮中，得到濃度23.6重量%的膠黏劑組合物溶液。
(a)環氧樹脂(JER股份有限公司製、Epikote 827、室溫下為液狀) 917重量份
(b)酚樹脂(三井化學股份有限公司製、Milex XLC-4L、熔點59℃) 983重量份
(c)以丙烯酸乙酯-甲基丙烯酸甲酯為主成分的丙烯酸酯系聚合物(長瀨化成股份有限公司製、WS-023)100重量份
(d)球狀二氧化矽(Admatechs股份有限公司製、SO-25R) 1333重量份
將該膠黏劑組合物溶液塗布到由經聚矽氧烷脫模處理後的厚度50μm的聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜構成的脫模處理薄膜(剝離襯墊)上之後，在130℃乾燥2分鐘。由此，製作厚度25μm的晶片接合薄膜H。
(比較例3)
使下述(a)~(d)溶解於甲乙酮中，得到濃度23.6重量%的膠黏劑組合物溶液。
(a)環氧樹脂(JER股份有限公司製、Epikote 827、室溫下為液狀) 11重量份
(b)酚樹脂(三井化學股份有限公司製、Milex XLC-4L、熔點59℃) 13重量份
(c)以丙烯酸乙酯-甲基丙烯酸甲酯為主成分的丙烯酸酯系聚合物(長瀨化成股份有限公司製、WS-023)100重量份
(d)球狀二氧化矽(Admatechs股份有限公司製、SO-25R) 7重量份
將該膠黏劑組合物溶液塗布到由經聚矽氧烷脫模處理後的厚度50μm的聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜構成的脫模處理薄膜(剝離襯墊)上之後，在130℃乾燥2分鐘。由此，製作厚度25μm的晶片接合薄膜I。
(斷裂能、斷裂伸長率)
對於晶片接合薄膜A~I，分別切割成長度30mm、厚度25μm、寬度10mm的短條形測定片。然後，使用拉伸試驗機(Tensilon，島津製作所公司製)在拉伸速度0.5mm/分鐘、夾盤間距20mm的條件下測定應力-應變曲線，由應力-應變曲線下側的面積得到25℃下的斷裂能(J)。另外，通過下式得到單位面積的斷裂能以及斷裂伸長率。
(單位面積的斷裂能(J/mm2 ))=(斷裂能(J))/(0.25(mm2 ))
斷裂伸長率(%)=(((斷裂時的夾盤間長度(mm))-20)/20)×100
(-20~30℃下的拉伸儲存彈性模數的測定)
對於晶片接合薄膜A~I，將測定片分別製成長度40mm、厚度200μm、寬度10mm的短條狀。然後，使用固定黏彈性測定裝置(RSA(III)，Rheometric Scientific公司製)，在夾盤間距22.5mm、頻率1Hz、升溫速度10℃/分鐘的條件下測定-50~300℃下的拉伸儲存彈性模數。此時的-20~30℃下的測定值如表1所示。
(黏貼性的確認)
在晶片接合薄膜A~I上分別黏貼切割薄膜，分別得到切割/晶片接合薄膜A~I。切割薄膜使用在基材(組成：聚烯烴；膜厚100μm)上層壓有黏合劑層(組成：丙烯酸類聚合物，膜厚10μm)的切割薄膜。另外，測定該切割薄膜的向半導體晶圓黏貼部分的斷裂能及斷裂伸長率，結果，室溫下單位面積的斷裂能為1.75J/mm2 ，斷裂伸長率為947%。然後，在切割/晶片接合薄膜A~I上分別黏貼半導體晶圓。將即使用手指按壓時半導體晶圓也不從切割/晶片接合薄膜上偏移的情況評價為○、偏移的情況評價為×。
(斷裂的確認)
<作為預處理步驟，採用通過照射雷射光在預定分割線4L上形成改性區域的步驟(步驟1)的情況>
作為雷射光加工裝置，使用株式會社東京精密製ML300-Integration，將焦點對準半導體晶圓內部，沿格子狀(10mm×10mm)的預定分割線從半導體晶圓的表面側照射雷射光，在半導體晶圓內部形成改性區域。半導體晶圓使用矽晶圓(厚度75μm、外徑12英寸)。雷射光照射條件如下進行。
(A)雷射光
雷射光源　半導體雷射光激發Nd:YAG雷射光器
波長1064nm
雷射光光點截面積　3.14×10-8 cm2
振蕩模式　Q開關脈衝
重複頻率　100kHz
脈衝寬度　30ns
輸出20μJ/脈衝
雷射光品質TEM00 40
偏振特性　線性偏振
(B)聚集用透鏡
倍數50倍
NA 0.55
對雷射光波長的透過率60%
(C)載置有半導體基板的載置台的移動速度100mm/秒
在晶片接合薄膜A~I上分別黏貼進行雷射光預處理的半導體晶圓後，進行斷裂試驗。斷裂試驗中的擴張條件是：室溫(25℃)、擴張速度300mm/秒、擴張量30mm。斷裂試驗的結果是，將無斷裂不良部位的情況評價為○、有斷裂不良部位的情況評價為×。
<作為預處理步驟，採用在半導體晶圓的表面形成槽、然後進行背面研磨的步驟(步驟2)的情況>
在半導體晶圓(厚度500μm)上通過刀片切割加工形成格子狀(10mm×10mm)的切槽。切槽的深度為100μm。
然後，用保護膠帶保護該半導體晶圓的表面，並進行背面研磨直到厚度為75μm，得到分割後的各個半導體晶片(10mm×10mm×75μm)。將其分別與晶片接合薄膜A~I黏貼後，進行斷裂試驗。斷裂試驗中的擴張條件是：室溫(25℃)、擴張速度300mm/秒、擴張量30mm。斷裂試驗的結果與上述步驟1的情況同樣，將無斷裂不良部位的情況評價為○、有斷裂不良部位的情況評價為×。
(結果)
從下述表1的結果可以看出，在如實施例1~6所示斷裂能為1J/mm2 以下並且斷裂伸長率為40%以上且500%以下的晶片接合薄膜A~F時，黏貼性以及斷裂性良好。
與此相對，當如比較例1所示斷裂能超過1J/mm2 、並且斷裂伸長率低於40%時，半導體晶片上不能黏貼晶片接合薄膜，斷裂性變差。另外，如比較例3所示斷裂能超過1J/mm2 、並且斷裂伸長率超過500%時，雖然黏貼性良好但是斷裂性變差。另外，如比較例2所示斷裂伸長率顯著低於40%時，作業性差，晶片接合薄膜破裂，斷裂性變差。
雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
1．．．基材
2．．．黏合劑層
2a．．．與半導體晶圓黏貼部分對應的部分
2b．．．其他部分
3、3’．．．晶片接合薄膜(熱固型晶片接合薄膜)
3a．．．半導體晶圓貼附部分
3b．．．3a以外的部分
4．．．半導體晶圓
4L．．．預定分割線
4F．．．表面
4R．．．背面
4S．．．槽
5．．．半導體晶片
6．．．被黏接體
7．．．焊線
8．．．密封樹脂
10、12．．．切割/晶片接合薄膜
11．．．切割薄膜
31．．．切割環
32．．．晶圓擴張裝置
33．．．上推部
41．．．旋轉刀片
42．．．保護基材
45．．．研磨磨石
圖1是本發明的實施方式之一的切割/晶片接合薄膜的示意剖視圖。
圖2是本發明的另一實施方式的切割/晶片接合薄膜的示意剖視圖。
圖3是用於說明本實施方式的半導體裝置的製造方法之一的示意剖視圖。
圖4是用於說明本實施方式的半導體裝置的製造方法之一的示意剖視圖。
圖5(a)～圖5(b)是用於說明本實施方式的半導體裝置的製造方法之一的示意剖視圖。
圖6是用於說明本實施方式的半導體裝置的製造方法之一的示意剖視圖。
圖7(a)～圖7(b)是用於說明本實施方式的半導體裝置的另一製造方法的示意剖視圖。
圖8是用於說明本實施方式的半導體裝置的另一製造方法的示意剖視圖。
圖9是表示應力-應變曲線的一個例子的圖。
1．．．基材
2．．．黏合劑層
2a．．．與半導體晶圓黏貼部分對應的部分
2b．．．其他部分
3．．．晶片接合薄膜(熱固型晶片接合薄膜)
3a．．．半導體晶圓貼附部分
3b．．．3a以外的部分
4．．．半導體晶圓
10、12．．．切割/晶片接合薄膜
11．．．切割薄膜

Claims (7)

  1. 一種熱固型晶片接合薄膜，用於將半導體晶片固著到被黏接體上，至少具有膠黏劑層，其特徵在於，所述熱固型晶片接合薄膜用於以下方法：對半導體晶圓照射雷射光形成改性區域後，通過利用所述改性區域將所述半導體晶圓斷裂而由半導體晶圓得到半導體元件的方法；或者在半導體晶圓的表面形成未到達背面的溝後，進行所述半導體晶圓的背面磨削，通過從所述背面露出所述溝而由半導體晶圓得到半導體元件的方法，所述熱固型晶片接合薄膜在熱固化前於室溫下的單位面積的斷裂能為1J/mm2 以下，並且斷裂伸長率為40%以上且500%以下。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的熱固型晶片接合薄膜，其中所述膠黏劑層含有環氧樹脂和酚醛樹脂作為熱固性樹脂，並且含有丙烯酸類樹脂作為熱塑性樹脂，設所述環氧樹脂與所述酚醛樹脂的總重量為X，設所述丙烯酸類樹脂的重量為Y時，X/(X+Y)為0.3以上且小於0.9。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的熱固型晶片接合薄膜，其中所述環氧樹脂與所述酚醛樹脂中的至少一方含有一種以上熔點為50℃以上的樹脂。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的熱固型晶片接合薄膜，其特徵在於， 熱固化前在-20~30℃下的拉伸儲存彈性模數為0.1~10GPa。
  5. 一種切割/晶片接合薄膜，其特徵在於，申請專利範圍第1項至第4項中任一項所述的熱固型晶片接合薄膜層壓在基材上層壓有黏合劑層的切割薄膜上。
  6. 一種半導體裝置，其特徵在於，使用申請專利範圍第1項至第4項中任一項所述的熱固型晶片接合薄膜來製造。
  7. 一種半導體裝置，其特徵在於，使用申請專利範圍第5項所述的切割/晶片接合薄膜來製造。
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