TWI522245B - 半導體裝置之製造方法 - Google Patents

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TWI522245B
TWI522245B TW100126857A TW100126857A TWI522245B TW I522245 B TWI522245 B TW I522245B TW 100126857 A TW100126857 A TW 100126857A TW 100126857 A TW100126857 A TW 100126857A TW I522245 B TWI522245 B TW I522245B
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film
back surface
semiconductor
sensitive adhesive
pressure
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TW100126857A
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Inventor
高本尚英
志賀豪士
淺井文輝
Original Assignee
日東電工股份有限公司
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Description

半導體裝置之製造方法
本發明係關於一種具備半導體背面用膜的結合有熱脫離片之半導體背面用膜。該半導體背面用膜係用於保護諸如半導體晶片之半導體元件背面、提高其背面強度及其類似目的。本發明亦關於一種收集半導體元件之方法及一種製造半導體裝置之方法，各使用該結合有熱脫離片之半導體背面用膜。
最近，半導體裝置及其封裝已愈來愈需要薄化及小型化。因此，已廣泛利用藉助於覆晶接合(flip chip bonding)將諸如半導體晶片之半導體元件安裝(覆晶式連接)於基板上的覆晶型半導體裝置作為半導體裝置及其封裝。在此覆晶式連接中，半導體晶片係以該半導體晶片之電路面與基板之電極形成面相對的形式固著於基板上。在此種半導體裝置或其類似裝置中，可能存在半導體晶片背面用保護膜保護以防止半導體晶片損壞的情況或其類似情況(參見專利文件1至10)。
然而，為了用保護膜保護半導體晶片背面，應增添將保護膜附著於由切晶步驟所獲得之半導體晶片背面的新步驟。結果引起步驟數目增加及製造成本上升及其類似現象。為了降低製造成本，已開發出一種結合有切晶帶之半導體背面用膜。該結合有切晶帶之半導體背面用膜包含在基底材料上提供有壓敏性黏著層之切晶帶及提供於該切晶帶之該壓敏性黏著層上的覆晶型半導體背面用膜。在製造半導體裝置時，以下文方式使用此結合有切晶帶之半導體背面用膜。首先，將半導體晶圓附著於該結合有切晶帶之半導體背面用膜的半導體背面用膜上。接著將所得半導體晶圓切成半導體元件。在使各半導體元件隨半導體背面用膜一起自切晶帶之壓敏性黏著層釋放且加以拾取之後，將半導體元件覆晶式連接於諸如基板之黏附體上。以此方式可獲得覆晶型半導體裝置。
專利文件1：JP-A-2008-166451
專利文件2：JP-A-2008-006386
專利文件3：JP-A-2007-261035
專利文件4：JP-A-2007-250970
專利文件5：JP-A-2007-158026
專利文件6：JP-A-2004-221169
專利文件7：JP-A-2004-214288
專利文件8：JP-A-2004-142430
專利文件9：JP-A-2004-072108
專利文件10：JP-A-2004-063551
然而，在上述結合有切晶帶之半導體背面用膜的情況下，當壓敏性黏著層與半導體背面用膜之間的緊密黏著性較高時，拾取半導體元件會變得困難，且在極端情況下，有時候會引起製造損耗。
考慮到上述問題，構成本發明。本發明之一個目標為提供一種當將半導體元件隨半導體背面用膜一起拾取時有利於半導體元件自半導體背面用膜釋放且從而可在製造半導體裝置時提高製造良率及製造效率的結合有熱脫離片之半導體背面用膜；一種收集半導體元件之方法；及一種製造半導體裝置之方法。
為了解決上述問題，本發明人已進行了研究。結果發現可藉由採用以下構造來克服該問題，從而達成本發明。
亦即，本發明提供一種結合有熱脫離片之半導體背面用膜(下文中可稱為「結合型半導體背面用膜」)，其包含：包含基底材料層及壓敏性黏著層之壓敏性黏著片，及形成於該壓敏性黏著片之該壓敏性黏著層上的半導體背面用膜，其中該壓敏性黏著片為熱脫離性壓敏性黏著片，其自該半導體背面用膜剝離之力在加熱時減小。
當使用結合型半導體背面用膜時，由於壓敏性黏著片為熱脫離性壓敏性黏著片(在下文中其將稱作「熱脫離片」)，其自半導體背面用膜剝離之力在加熱時減小，因此僅在拾取半導體元件之前加熱結合型半導體背面用膜便可使熱脫離片與半導體背面用膜之間產生可剝離性，從而達成良好的拾取特性。另外，剝離力減小可僅藉由簡單處理(亦即，加熱)來達成，以便減低製造半導體裝置之製造成本或繁瑣步驟。
壓敏性黏著層較佳包括熱膨脹層，其含有可在加熱時膨脹之熱膨脹微球體。藉由使用此種構造，例如在拾取半導體元件時使用此種構造，熱膨脹微球體僅因加熱而膨脹，從而使得壓敏性黏著層之表面不平坦。由此形成之不平坦性具有使壓敏性黏著層與半導體背面用膜分離的作用且兩者之間的緊密黏著性(剝離力)降低。結果，可達成良好的可剝離性。如本文所用之術語「壓敏性黏著層」意謂涵蓋僅由熱膨脹層構成之壓敏性黏著層的概念。
壓敏性黏著層較佳進一步包括形成於熱膨脹層上及形成於熱膨脹層與半導體背面用膜之間的非熱膨脹性黏附層。使用此種構造可防止在熱膨脹微球體因加熱而膨脹時所產生之微污染物(諸如氣體或有機物)轉移於半導體背面用膜上而污染該半導體背面用膜。若製造半導體裝置時不移除來源於熱膨脹微球體、轉移於半導體背面用膜且存留於其上之污染物，則半導體元件背面(半導體背面用膜表面)外觀或雷射可標記性有時會變差。使用上述結合型半導體背面用膜可防止來源於熱膨脹層之污染物轉移於半導體背面用膜上，因此可防止半導體元件背面外觀或雷射可標記性變差。
當熱膨脹微球體之熱膨脹起始溫度為100℃或大於100℃時，可防止熱膨脹微球體發生不希望有之膨脹現象(此現象不然將會在製造半導體裝置時之拾取步驟之前由於施加於結合有熱脫離片之半導體背面用膜的熱而發生)，從而有助於半導體裝置之有效製造。
當熱膨脹微球體顯示5倍或大於5倍之體積膨脹時，可顯著降低熱脫離片之壓敏性黏著層與半導體背面用膜之間的緊密黏著性，以進一步增強可釋放性及進一步改良拾取特性。
壓敏性黏著片較佳進一步在基底材料層與熱膨脹層之間包括橡膠狀有機彈性層。具有橡膠狀有機彈性層之壓敏性黏著片可進一步增強熱膨脹層在受熱時之膨脹可控制性。另外，其可使熱膨脹層沿厚度方向而非表面方向膨脹，而形成具有極佳均一厚度的膨脹層。甚至在熱膨脹層膨脹之後，橡膠狀有機彈性層接納不平坦性，因此可防止壓敏性黏著層脫離基底材料。
本發明亦提供一種收集半導體元件之方法，其包含：將半導體晶圓附著於上述結合有熱脫離片之半導體背面用膜的半導體背面用膜上；切割該半導體晶圓以形成半導體元件；加熱該結合有熱脫離片之半導體背面用膜；及使該半導體元件隨該半導體背面用膜一起自該熱脫離片之該壓敏性黏著層釋放。
因此，在切割半導體晶圓時使用結合有熱脫離片之半導體背面用膜作為固著半導體晶圓的構件因切晶時該膜牢固地附著於半導體晶圓而能夠對半導體晶圓實現準確無誤的切割，且同時，由於在收集半導體元件時剝離力因加熱而降低，因此可容易地使壓敏性黏著片與半導體背面用膜分離。因此可容易又有效地收集經由將半導體晶圓分成半導體元件所獲得的半導體元件。
本發明此外提供一種製造半導體裝置之方法，其包含將利用上述半導體元件收集方法所收集之半導體元件覆晶式連接於黏附體上。
在製造方法中，將結合有熱脫離片之半導體背面用膜附著於半導體晶圓背面，因此不需要單獨附著半導體背面用膜之步驟(附著半導體背面用膜之步驟)。另外，由於結合有熱脫離片之半導體背面用膜之加熱步驟可改良壓敏性黏著片與半導體背面用膜之間的可釋放性，因此可容易地拾取半導體元件。此外，在切割半導體晶圓或拾取利用切割所獲得之半導體元件時，半導體晶圓或半導體元件之背面係用半導體背面用膜保護，因此可防止其損壞或其類似現象。因此，可在提高製造良率的同時製造覆晶型半導體裝置。
本發明之結合有熱脫離片之半導體背面用膜具備能夠僅藉由在半導體元件拾取步驟之前加熱該結合有熱脫離片之半導體背面用膜而降低壓敏性黏著片與半導體背面用膜之間的剝離力的熱脫離片，因此其可呈現良好的拾取特性且提高製造效率。此外，由於作為切晶帶之壓敏性黏著片與覆晶型半導體背面用膜係整體地形成，因此可提供結合型半導體背面用膜用於將半導體晶圓切成個別半導體元件之切晶步驟及隨後執行的拾取步驟。因此不需要單獨附著半導體背面用膜之步驟(附著半導體背面用膜之步驟)。此外，在切晶步驟或隨後執行的拾取步驟中，附著於半導體晶圓背面或經由切晶所形成之半導體元件背面的半導體背面用膜保護半導體晶圓或半導體元件且抑制或防止該元件損壞。
在使半導體元件接合於基板或其類似物之後，覆晶型半導體背面用膜可呈現其保護半導體元件背面之功能。
此外，根據本發明之半導體元件收集方法及半導體裝置製造方法，因為結合有熱脫離片之半導體背面用膜附著於半導體晶圓背面，所以不需要單獨附著半導體背面用膜之步驟。另外，在拾取半導體元件時，僅藉由熱處理便可改良壓敏性黏著片自半導體背面用膜之可釋放性，以使得半導體元件與半導體背面用膜可以結合型形式來收集而無需提供另一步驟。此外，在切割半導體晶圓或拾取經由切晶所獲得之半導體元件時，可防止用半導體背面用膜保護之半導體晶圓或半導體元件之背面發生損壞或其類似現象。因此，可在提高製造良率的同時有效製造覆晶型半導體裝置。
接著將參考圖1及圖2描述本發明之實施例，但本發明不侷限於或不受限於此等實施例。圖1為顯示本發明實施例之結合有熱脫離片之半導體背面用膜的一個實例之橫截面示意圖且圖2為顯示本發明實施例之結合有熱脫離片之半導體背面用膜的另一實例之橫截面示意圖。順便提及，在其中所示之圖式中，不需要說明的部分可省略且有些部分可被放大、縮小或以其類似方式顯示以便於說明。
(結合有熱脫離片之半導體背面用膜)
如圖1中所示，結合有熱脫離片之半導體背面用膜1(下文中有時亦稱為「結合有熱脫離片之半導體背面保護膜」、「具有熱脫離片之半導體背面用膜」或「具有熱脫離片之半導體背面保護膜」)包括含有基底材料31及提供於基底材料31上之壓敏性黏著層32的壓敏性黏著片3，及提供於壓敏性黏著層32上之覆晶型半導體背面用膜2(下文中有時稱為「半導體背面用膜」或「半導體背面保護膜」)。結合有熱脫離片之半導體背面用膜1使用熱脫離性壓敏性黏著片(熱脫離片)作為壓敏性黏著片3，其介於壓敏性黏著層32與半導體背面用膜2之間的剝離力因加熱而降低。在本發明實施例之結合型半導體背面用膜1中，如下文所具體描述，壓敏性黏著層32具有含有可因加熱而膨脹之熱膨脹微球體的熱膨脹層32a及形成於熱膨脹層32a上之非熱膨脹性黏附層32b。
如圖1中所說明，本發明之結合有熱脫離片之半導體背面用膜可能僅在熱脫離片3之黏附層32b的對應於半導體晶圓附著部分之部分33上具有半導體背面用膜2，但亦可能在黏附層32b整個表面上具有半導體背面用膜2，或可能在大於半導體晶圓附著部分33、但小於黏附層32b整個表面之部分上具有半導體背面用膜。半導體背面用膜2之表面(欲附著於晶圓背面之側上的膜表面)可用隔離物或其類似物保護直至該膜附著於晶圓背面為止。
(半導體背面用膜)
半導體背面用膜2具有膜形狀。半導體背面用膜2在結合有熱脫離片之半導體背面用膜作為產品之實施例中通常呈未固化狀態(包括半固化狀態)，且在結合有熱脫離片之半導體背面用膜附著於半導體晶圓之後被熱固化(詳情如下所述)。本文中，半導體背面用膜可為單層或由複數個層構成的層壓膜。
本發明實施例之半導體背面用膜2可使用樹脂組合物形成。其較佳由含有熱塑性樹脂及熱固性樹脂之樹脂組合物構成。含有熱固性樹脂之半導體背面用膜可有效呈現黏著層之功能。此外，樹脂組合物可含有熱固化加速催化劑。樹脂組合物可由不含熱固性樹脂之熱塑性樹脂組合物構成或可由不含熱塑性樹脂之熱固性樹脂組合物構成。
熱塑性樹脂之實例包括天然橡膠、丁基橡膠、異戊二烯橡膠、氯丁二烯橡膠、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、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、聚醯胺樹脂(諸如6-耐綸及6,6-耐綸)、苯氧基樹脂、丙烯酸系樹脂、飽和聚酯樹脂(諸如PET(聚對苯二甲酸乙二酯)或PBT(聚對苯二甲酸丁二酯))、聚醯胺-醯亞胺樹脂或氟樹脂。熱塑性樹脂可單獨使用或可組合使用兩種或兩種以上。在此等熱塑性樹脂中，離子雜質含量少、耐熱性高且能夠保證半導體元件之可靠性的丙烯酸系樹脂特別較佳。
丙烯酸系樹脂不受特別限制，且其實例包括含有一種或兩種或兩種以上具有直鏈或分支鏈烷基之丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯作為組分的聚合物，該烷基具有30個或少於30個碳原子，較佳為4至18個碳原子，更佳為6至10個碳原子，尤其為8或9個碳原子。亦即，在本發明中，丙烯酸系樹脂具有亦包括甲基丙烯酸系樹脂的廣泛含義。烷基實例包括甲基、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、2-乙基己基、辛基、異辛基、壬基、異壬基、癸基、異癸基、十一烷基、十二烷基(月桂基)、十三烷基、十四烷基、硬脂基(stearyl)及十八烷基(octadecyl)。
此外，用於形成丙烯酸系樹脂之其他單體(除丙烯酸或甲基丙烯酸之烷基酯以外的單體，其中該烷基為具有30個或少於30個碳原子之烷基)不受特別限制，且其實例包括含羧基之單體，諸如丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸羧乙酯、丙烯酸羧戊酯、衣康酸(itaconic acid)、順丁烯二酸、反丁烯二酸及丁烯酸；酸酐單體，諸如順丁烯二酸酐及衣康酸酐；含羥基之單體，諸如(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-羥基月桂酯及甲基丙烯酸4-羥基甲基環己酯；含磺酸基之單體，諸如苯乙烯磺酸、烯丙基磺酸、2-(甲基)丙烯醯胺基-2-甲基丙烷磺酸、(甲基)丙烯醯胺基丙烷磺酸、(甲基)丙烯酸磺丙酯及(甲基)丙烯醯氧基萘磺酸；及含磷酸基團之單體，諸如磷酸2-羥乙基丙烯醯酯。就此而言，(甲基)丙烯酸意謂丙烯酸及/或甲基丙烯酸，(甲基)丙烯酸酯意謂丙烯酸酯及/或甲基丙烯酸酯，(甲基)丙烯醯基((meth)acryl)意謂丙烯醯基及/或甲基丙烯醯基等，其適用於整個說明書中。
此外，除環氧樹脂及酚樹脂以外，熱固性樹脂之實例亦包括胺基樹脂、不飽和聚酯樹脂、聚胺基甲酸酯樹脂、聚矽氧樹脂及熱固性聚醯亞胺樹脂。熱固性樹脂可單獨使用或可組合使用兩種或兩種以上。作為熱固性樹脂，僅含有少量會腐蝕半導體元件之離子雜質的環氧樹脂為適合的。此外，酚樹脂適合用作環氧樹脂之固化劑。
環氧樹脂不受特別限制，且舉例而言，可使用雙官能環氧樹脂或多官能環氧樹脂，諸如雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂、雙酚S型環氧樹脂、溴化雙酚A型環氧樹脂、氫化雙酚A型環氧樹脂、雙酚AF型環氧樹脂、聯苯型環氧樹脂、萘型環氧樹脂、薄型環氧樹脂、苯酚酚醛清漆型環氧樹脂、鄰甲酚酚醛清漆型環氧樹脂、參羥基苯基甲烷型環氧樹脂及四苯酚乙烷型環氧樹脂，或諸如乙內醯脲型環氧樹脂、參縮水甘油基異氰尿酸酯型環氧樹脂或縮水甘油胺型環氧樹脂之環氧樹脂。
作為環氧樹脂，在上文舉例說明之彼等環氧樹脂中，較佳為酚醛清漆型環氧樹脂、聯苯型環氧樹脂、參羥基苯基甲烷型環氧樹脂及四苯酚乙烷型環氧樹脂。此原因在於此等環氧樹脂與作為固化劑之酚樹脂具有高反應性且耐熱性及其類似性質優良。
此外，上述酚樹脂充當環氧樹脂之固化劑，且其實例包括酚醛清漆型酚樹脂，諸如苯酚清漆型酚醛樹脂、苯酚芳烷基樹脂、甲酚清漆型酚醛樹脂、第三丁基苯酚清漆型酚醛樹脂及壬基苯酚清漆型酚醛樹脂；甲階型(resol type)酚樹脂；及聚氧苯乙烯，諸如聚對氧苯乙烯。酚樹脂可單獨使用或可組合使用兩種或兩種以上。在此等酚樹脂中，苯酚清漆型酚醛樹脂及苯酚芳烷基樹脂特別較佳。此原因在於可提高半導體裝置之連接可靠性。
環氧樹脂與酚樹脂之混合比例較佳應例如使得酚樹脂中之羥基以環氧樹脂組分中之環氧基當量數計為0.5當量至2.0當量。其更佳為0.8當量至1.2當量。亦即，當該混合比例超出該範圍時，固化反應不能充分進行，且環氧樹脂固化產物之特性傾向於變差。
以半導體背面用膜中之全部樹脂組分計，熱固性樹脂之含量較佳為40重量%至90重量%，更佳為50重量%至90重量%，甚至更佳為60重量%至90重量%。若該含量為至少40重量%，則熱固性收縮率可容易地控制為至少2體積%。在覆晶安裝時，不使用成形樹脂囊封整個半導體封裝，而一般用稱為側填滿材料之囊封樹脂僅對黏附體與半導體元件之間的凸塊連接部分進行囊封。若半導體背面用膜含有上述量之樹脂，則該膜可在使囊封樹脂熱固化期間被完全熱固化，且該膜可穩固地黏著且固著於半導體元件背面而得到不會發生膜剝離的覆晶型半導體裝置。另一方面，若該含量為至多90重量%，則該膜可具有撓性。
不受特別限定，熱固化加速催化劑可自已知的熱固化加速催化劑中作適當選擇。一或多種熱固化加速催化劑在此處可單獨或組合使用。作為熱固化加速催化劑，例如可使用基於胺之固化加速催化劑、基於磷之固化加速催化劑、基於咪唑之固化加速催化劑、基於硼之固化加速催化劑或基於磷-硼之固化加速催化劑。
半導體背面用膜特別宜由含有環氧樹脂及酚系樹脂之樹脂組合物或由含有環氧樹脂、酚系樹脂及丙烯酸系樹脂之樹脂組合物形成。由於此等樹脂僅含有少量的離子雜質且具有高耐熱性，因此可保證半導體元件之可靠性。
重要的是，半導體背面用膜2對半導體晶圓背面(無電路形成面)具有黏著性(緊密黏著性)。舉例而言，在半導體背面用膜2由含有環氧樹脂作為熱固性樹脂組分之樹脂組合物形成的情況下，為使半導體背面用膜2預先固化至某種程度，較佳在其製備時添加能夠與聚合物分子鏈末端之官能基或其類似基團反應的多官能化合物作為交聯劑。因此可增強高溫下之黏著特性且提高該膜之耐熱性。
半導體背面用膜對半導體晶圓之黏著力(23℃，180°剝離角，300 mm/min之剝離速率)較佳在0.5 N/20 mm至15 N/20 mm範圍內，更佳在0.7 N/20 mm至10 N/20 mm範圍內。若黏著力為至少0.5 N/20 mm，則可使該膜以極佳黏著性黏著於半導體晶圓及半導體元件且不存在膜膨脹或其類似的黏著失效現象。另外，在切割半導體晶圓時，可防止晶片飛出(flying out)。另一方面，若黏著力為至多15 N/20 mm，則有利於自熱脫離片剝離。
交聯劑不受特別限制且可使用已知交聯劑。特定而言，例如，不僅可提及基於異氰酸酯之交聯劑、基於環氧基之交聯劑、基於三聚氰胺之交聯劑及基於過氧化物之交聯劑，而且可提及基於脲之交聯劑、基於金屬醇鹽之交聯劑、基於金屬螯合物之交聯劑、基於金屬鹽之交聯劑、基於碳化二亞胺之交聯劑、基於噁唑啉之交聯劑、基於氮丙啶之交聯劑、基於胺之交聯劑及其類似物。作為交聯劑，基於異氰酸酯之交聯劑或基於環氧基之交聯劑為適合的。交聯劑可單獨使用或可組合使用兩種或兩種以上。
基於異氰酸酯之交聯劑實例包括低碳脂族多異氰酸酯，諸如二異氰酸1,2-乙二酯、二異氰酸1,4-丁二酯及二異氰酸1,6-己二酯；脂環族多異氰酸酯，諸如二異氰酸環戊二酯、二異氰酸環己二酯、異氟爾酮二異氰酸酯(isophorone diisocyanate)、氫化二異氰酸伸甲苯酯及氫化二異氰酸伸二甲苯酯；及芳族多異氰酸酯，諸如二異氰酸2,4-伸甲苯酯、二異氰酸2,6-伸甲苯酯、4,4'-二苯基甲烷二異氰酸酯及二異氰酸伸二甲苯酯。另外，亦使用三羥甲基丙烷/二異氰酸伸甲苯酯三聚物加合物[商標「COLONATE L」，Nippon Polyurethane Industry Co.,Ltd.製造]、三羥甲基丙烷/二異氰酸己二酯三聚物加合物[商標「COLONATE HL」，Nippon Polyurethane Industry Co.,Ltd.製造]及其類似物。此外，基於環氧基之交聯劑實例包括N,N,N',N'-四縮水甘油基-間二甲苯二胺、二縮水甘油基苯胺、1,3-雙(N,N-縮水甘油基胺基甲基)環己烷、1,6-己二醇二縮水甘油醚、新戊二醇二縮水甘油醚、乙二醇二縮水甘油醚、丙二醇二縮水甘油醚、聚乙二醇二縮水甘油醚、聚丙二醇二縮水甘油醚、山梨糖醇聚縮水甘油醚、甘油聚縮水甘油醚、季戊四醇聚縮水甘油醚、聚甘油聚縮水甘油醚、脫水山梨糖醇聚縮水甘油醚、三羥甲基丙烷聚縮水甘油醚、己二酸二縮水甘油酯、鄰苯二甲酸二縮水甘油酯、三縮水甘油基-參(2-羥乙基)異氰尿酸酯、間苯二酚二縮水甘油醚及雙酚-S-二縮水甘油醚以及分子中具有兩個或兩個以上環氧基的基於環氧基之樹脂。
交聯劑用量不受特別限制且可依據交聯程度作適當選擇。特定而言，較佳地，以100重量份之聚合物組分(特定言之，在分子鏈末端具有官能基之聚合物)計，交聯劑用量通常為7重量份或小於7重量份(例如0.05重量份至7重量份)。以100重量份之聚合物組分計，當交聯劑用量大於7重量份時，黏著力降低，因此此情況不佳。自提高內聚力之觀點來看，以100重量份之聚合物組分計，交聯劑用量較佳為0.05重量份或大於0.05重量份。
在本發明中，亦可藉由用電子束、UV光或其類似物照射而不使用交聯劑或聯合使用交聯劑來進行交聯處理。
半導體背面用膜較佳經著色。因此可顯現極佳的雷射標記特性及極佳的外觀特性，且可使半導體裝置具有增值的外觀特性。如上所述，由於經著色之半導體背面用膜具有極佳的標記特性，因此可藉由利用多種標記法(諸如印刷方法及雷射標記法)中的任一種方法經由半導體背面用膜進行標記以向半導體元件或使用半導體元件之半導體裝置之無電路側之面上賦予各種資訊，諸如文字資訊及圖形資訊。特定言之，藉由控制著色之顏色，可觀察到由標記所賦予之資訊(例如文字資訊及圖形資訊)具有極佳可見度。此外，當半導體背面用膜經著色時，熱脫離片與半導體背面用膜彼此間可容易辨別，以便可增強可加工性及其類似性質。此外，例如，作為半導體裝置，可藉由利用不同顏色來對其產品分類。在半導體背面用膜經著色之情況(該膜既非無色、亦非透明的情況)下，由著色所顯示之顏色不受特別限制，但例如較佳為深色，諸如黑色、藍色或紅色，且黑色尤其適合。
在本發明實施例中，深色基本上意謂具有60或小於60(0至60)、較佳為50或小於50(0至50)且更佳為40或小於40(0至40)之L*(以L*a*b*色空間定義)的深色。
此外，黑色基本上意謂具有35或小於35(0至35)、較佳為30或小於30(0至30)且更佳為25或小於25(0至25)之L*(以L*a*b*色空間定義)的基於黑色之顏色。就此而言，在黑色中，以L*a*b*色空間定義之a*及b*各自可根據L*之值作適當選擇。舉例而言，a*與b*均在-10至10範圍內較佳，在-5至5範圍內更佳，且在-3至3範圍內(尤其為0或約0)進一步較佳。
在本發明實施例中，以L*a*b*色空間定義之L*、a*及b*可藉由用色差計(商標「CR-200」色差計，Minolta Ltd製造)量測來測定。L*a*b*色空間為國際照明委員會(Commission Internationale de l'Eclairage；CIE)於1976年所推薦的色空間且意謂稱為CIE1976(L*a*b*)色空間之色空間。此外，L*a*b*色空間係依據日本工業標準(Japanese Industrial Standards)於JIS Z8729中定義。
在著色半導體背面用膜時，可根據目標顏色使用著色劑。作為此種著色劑，宜使用各種深色著色劑，諸如黑色著色劑、藍色著色劑及紅色著色劑，且黑色著色劑更適合。著色劑可為顏料及染料中之任一者。著色劑可單獨使用或可組合使用兩種或兩種以上。就此而言，作為染料，可使用任何形式之染料，諸如酸性染料、反應性染料、直接染料、分散染料及陽離子染料。此外，亦就顏料而言，其形式不受特別限制且可在已知顏料中作適當選擇及加以使用。
特定而言，當使用染料作為著色劑時，染料變成因溶解而均勻或幾乎均勻地分散於半導體背面用膜中之狀態，以便可容易製造具有均勻或幾乎均勻的顏色密度之半導體背面用膜(因此可容易製造相應的結合有熱脫離片之半導體背面用膜)。因此，當使用染料作為著色劑時，結合有熱脫離片之半導體背面用膜中的半導體背面用膜可具有均勻或幾乎均勻的顏色密度且可增強標記特性及外觀特性。
黑色著色劑不受特別限制且例如宜選自無機黑色著色顏料及黑色著色染料。此外，黑色著色劑可為著色劑混合物，其中將青色著色劑(藍綠色著色劑)、洋紅色著色劑(紫紅色著色劑)及黃色著色劑混合。黑色著色劑可單獨使用或可組合使用兩種或兩種以上。當然，黑色著色劑可與除黑色以外之顏色的著色劑組合使用。
黑色著色劑之特定實例包括碳黑(諸如爐法碳黑、槽法碳黑、乙炔碳黑、熱碳黑或燈碳黑)、石墨、氧化銅、二氧化錳、偶氮型顏料(諸如甲亞胺偶氮黑)、苯胺黑、苝黑、鈦黑、花青黑、活性炭、鐵氧體(諸如非磁性鐵氧體或磁性鐵氧體)、磁鐵礦、氧化鉻、氧化鐵、二硫化鉬、鉻錯合物、複合氧化物型黑色顏料及蒽醌型有機黑色顏料。
在本發明中，作為黑色著色劑，亦可使用黑色著色染料，諸如CI.溶劑黑3、CI.溶劑黑7、CI.溶劑黑22、CI.溶劑黑27、CI.溶劑黑29、CI.溶劑黑34、CI.溶劑黑43、CI.溶劑黑70、CI.直接黑17、CI.直接黑19、CI.直接黑22、CI.直接黑32、CI.直接黑38、CI.直接黑51、CI.直接黑71、CI.酸性黑1、CI.酸性黑2、CI.酸性黑24、CI.酸性黑26、CI.酸性黑31、CI.酸性黑48、CI.酸性黑52、CI.酸性黑107、CI.酸性黑109、CI.酸性黑110、CI.酸性黑119、CI.酸性黑154及CI.分散黑1、CI.分散黑3、CI.分散黑10、CI.分散黑24；黑色著色顏料，諸如CI.顏料黑1、CI.顏料黑7；及其類似物。
作為此等黑色著色劑，例如可市購商標「Oil Black BY」、商標「Oil Black BS」、商標「Oil Black HBB」、商標「Oil Black 803」、商標「Oil Black 860」、商標「Oil Black 5970」、商標「Oil Black 5906」、商標「Oil Black 5905」(Orient Chemical Industries Co.,Ltd.製造)及其類似物。
除黑色著色劑以外之著色劑實例包括青色著色劑、洋紅色著色劑及黃色著色劑。青色著色劑之實例包括青色著色染料，諸如CI.溶劑藍25、36、60、70、93、95；CI.酸性藍6及45；青色著色顏料，諸如CI.顏料藍1、2、3、15、15:1、15:2、15:3、15:4、15:5、15:6、16、17、17:1、18、22、25、56、60、63、65、66；C.I.甕藍4、60；及C.I.顏料綠7。
此外，在洋紅色著色劑中，洋紅色著色染料之實例包括C.I.溶劑紅1、3、8、23、24、25、27、30、49、52、58、63、81、82、83、84、100、109、111、121、122；C.I.分散紅9；C.I.溶劑紫8、13、14、21、27；C.I.分散紫1；C.I.鹼性紅1、2、9、12、13、14、15、17、18、22、23、24、27、29、32、34、35、36、37、38、39、40；C.I.鹼性紫1、3、7、10、14、15、21、25、26、27及28。
在洋紅色著色劑中，洋紅色著色顏料之實例包括C.I.顏料紅1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、21、22、23、30、31、32、37、38、39、40、41、42、48:1、48:2、48:3、48:4、49、49:1、50、51、52、52:2、53:1、54、55、56、57:1、58、60、60:1、63、63:1、63:2、64、64:1、67、68、81、83、87、88、89、90、92、101、104、105、106、108、112、114、122、123、139、144、146、147、149、150、151、163、166、168、170、171、172、175、176、177、178、179、184、185、187、190、193、202、206、207、209、219、222、224、238、245；CI.顏料紫3、9、19、23、31、32、33、36、38、43、50；CI.甕紅1、2、10、13、15、23、29及35。
此外，黃色著色劑之實例包括黃色著色染料，諸如CI.溶劑黃19、44、77、79、81、82、93、98、103、104、112及162；黃色著色顏料，諸如CI.顏料橙31、43；CI.顏料黃1、2、3、4、5、6、7、10、11、12、13、14、15、16、17、23、24、34、35、37、42、53、55、65、73、74、75、81、83、93、94、95、97、98、100、101、104、108、109、110、113、114、116、117、120、128、129、133、138、139、147、150、151、153、154、155、156、167、172、173、180、185、195；CI.甕黃1、3及20。
各種著色劑(諸如青色著色劑、洋紅色著色劑及黃色著色劑)分別可單獨使用或可組合使用兩種或兩種以上。就此而言，在使用兩種或兩種以上多種著色劑(諸如青色著色劑、洋紅色著色劑及黃色著色劑)的情況下，此等著色劑之混合比(或摻合比)不受特別限制且可根據各種著色劑之種類、目標顏色及其類似因素作適當選擇。
在半導體背面用膜2經著色的情況下，著色形式不受特別限制。半導體背面用膜可例如為添加有著色劑之單層膜狀物品。此外，該膜可為層壓膜，其中至少將由至少一種熱固性樹脂形成之樹脂層與著色劑層疊壓在一起。就此而言，在半導體背面用膜2為樹脂層與著色劑層之層壓膜的情況下，呈層壓形式之半導體背面用膜2較佳具有樹脂層/著色劑層/樹脂層之層壓形式。在此情況下，著色劑層兩側之兩個樹脂層可為具有相同組成之樹脂層或可為具有不同組成之樹脂層。
可根據需要在半導體背面用膜2中適當地摻合其他添加劑。其他添加劑之實例包括增量劑、抗老化劑、抗氧化劑及界面活性劑，此外包括填充劑、阻燃劑、矽烷偶合劑及離子捕獲劑。
填充劑可為無機填充劑及有機填充劑中之任一者，但較佳為無機填充劑。將其他填充劑(諸如無機填充劑)併入其中可向半導體背面用膜賦予導電性，可提高該膜之導熱性及可控制該膜之彈性。半導體背面用膜2可具導電性或無導電性。無機填充劑包括各種無機粉末，例如陶瓷，諸如二氧化矽、黏土、石膏、碳酸鈣、硫酸鋇、氧化鈹；金屬，諸如鋁、銅、銀、金、鎳、鉻、鉛、錫、鋅、鈀、焊料；其合金及其他碳。一或多種此等填充劑在此處可單獨使用或組合使用。作為填充劑，較佳為二氧化矽，更佳為熔融二氧化矽。無機填充劑之平均粒徑較佳在0.1 μm至80 μm範圍內。在本說明書中，無機填充劑之平均粒徑係用雷射繞射粒徑分析儀測定。
以100重量份之有機樹脂組分計，填充劑(尤其為無機填充劑)摻合量較佳為80重量份或小於80重量份(0重量份至80重量份)，更佳為0重量份至70重量份。
阻燃劑之實例包括三氧化銻、五氧化二銻及溴化環氧樹脂。阻燃劑可單獨使用或可組合使用兩種或兩種以上。矽烷偶合劑之實例包括β-(3,4-環氧基環己基)乙基三甲氧基矽烷、γ-縮水甘油氧基丙基三甲氧基矽烷及γ-縮水甘油氧基丙基甲基二乙氧基矽烷。矽烷偶合劑可單獨使用或可組合使用兩種或兩種以上。離子捕獲劑之實例包括水滑石(hydrotalcite)及氫氧化鉍。離子捕獲劑可單獨使用或可組合使用兩種或兩種以上。
半導體背面用膜2可例如藉由利用常用方法來形成，該方法包括將熱固性樹脂(諸如環氧樹脂)及需要時使用之熱塑性樹脂(諸如丙烯酸系樹脂)及視情況選用之溶劑及其他添加劑混合以製備樹脂組合物，隨後使其形成膜狀層。特定而言，作為半導體背面用膜之膜狀層(黏著層)可例如藉由以下方法形成：包括將樹脂組合物施加於熱脫離片之壓敏性黏著層32上的方法；包括將樹脂組合物施加於適當隔離物(諸如釋放紙)上以形成樹脂層(或黏著層)及接著將其轉移(轉錄)至壓敏性黏著層32上的方法；或其類似方法。就此而言，樹脂組合物可為溶液或分散液。
順便提及，在半導體背面用膜2由含有熱固性樹脂(諸如環氧樹脂)之樹脂組合物形成的情況下，半導體背面用膜在該膜施加於半導體晶圓之前的階段呈熱固性樹脂未固化或部分固化之狀態。在此情況下，在其施加於半導體晶圓(特定而言，通常在覆晶接合步驟中固化囊封材料時)之後，半導體背面用膜中之熱固性樹脂完全固化或幾乎完全固化。
如上所述，由於半導體背面用膜即使當該膜含有熱固性樹脂時亦呈熱固性樹脂未固化或部分固化之狀態，因此半導體背面用膜之凝膠分率不受特別限制，但例如宜選自50重量%或小於50重量%(0至50重量%)之範圍且較佳為30重量%或小於30重量%(0至30重量%)且特別較佳為10重量%或小於10重量%(0至10重量%)。半導體背面用膜之凝膠分率可利用以下量測方法量測。
<凝膠分率量測方法>
自半導體背面用膜2獲取約0.1 g樣品且準確稱重(樣品重量)，且在將樣品包裹於網孔型薄片中之後，在室溫下於約50 mL甲苯中浸漬1週。隨後，自甲苯中取出溶劑不溶性物質(網孔型薄片之內含物)且在130℃下乾燥約2小時，將乾燥之後的溶劑不溶性物質稱重(浸漬且乾燥之後的重量)，接著根據以下表達式(a)計算凝膠分率(重量%)。
凝膠分率(重量%)=[(浸漬且乾燥之後的重量)/(樣品重量)]×100　(a)
半導體背面用膜之凝膠分率可利用樹脂組分之種類及含量以及交聯劑之種類及含量以及此外的加熱溫度、加熱時間及其類似因素加以控制。
在本發明中，在半導體背面用膜為由含有熱固性樹脂(諸如環氧樹脂)之樹脂組合物形成之膜狀物品的情況下，可有效顯現對半導體晶圓之緊密黏著性。
順便提及，由於在半導體晶圓之切晶步驟中使用切割水(cutting water)，因此半導體背面用膜吸收水分而具有正常狀態之水分含量或在有些情況下具有大於正常狀態之水分含量。當在仍維持此種高水分含量下執行覆晶接合時，水汽保留於半導體背面用膜與半導體晶圓或其所加工主體(半導體)之間的黏著界面處，且在有些情況下產生隆起。因此，藉由將半導體背面用膜建構成其各表面上均提供有透濕性高之核心材料的組態，水汽可擴散且從而可避免此種問題。根據此種觀點，可使用半導體背面用膜形成於核心材料之一個表面或兩個表面上的多層狀結構作為半導體背面用膜。核心材料之實例包括膜(例如聚醯亞胺膜、聚酯膜、聚對苯二甲酸乙二酯膜、聚萘二甲酸乙二酯膜、聚碳酸酯膜等)、經玻璃纖維或塑膠非編織纖維強化之樹脂基板、矽基板及玻璃基板。
半導體背面用膜2之厚度(在層壓膜情況下為總厚度)不受特別限制，但例如宜選自約2 μm至200 μm之範圍。此外，該厚度較佳為約4 μm至160 μm，更佳為約6 μm至100 μm，且特別為約10 μm至80 μm。
在23℃下處於未固化狀態之半導體背面用膜2之拉伸儲能彈性模數較佳為1 GPa或大於1 GPa(例如1 GPa至50 GPa)，更佳為2 GPa或大於2 GPa，且3 GPa或大於3 GPa特別適合。當拉伸儲能彈性模數為1 GPa或大於1 GPa時，可在將半導體晶片隨半導體背面用膜2一起自熱脫離片之壓敏性黏著層32剝離之後將半導體背面用膜2置放於支撐物上且進行運輸及其類似操作時，有效抑制或防止半導體背面用膜附著於支撐物。就此而言，支撐物為例如載帶中的頂膠帶、底膠帶及其類似物。在半導體背面用膜2係由含有熱固性樹脂之樹脂組合物形成的情況下，如上所述，熱固性樹脂一般處於未固化或部分固化狀態，因此半導體背面用膜在23℃下的拉伸儲能彈性模數為在23℃下處於熱固性樹脂未固化或部分固化之狀態下的拉伸儲能彈性模數。
此處，半導體背面用膜2可為單層或其中層壓複數個層的層壓膜。在層壓膜情況下，呈未固化狀態之整個層壓膜的拉伸儲能彈性模數足以為1 GPa或大於1 GPa(例如1 GPa至50 GPa)。此外，處於未固化狀態之半導體背面用膜之拉伸儲能彈性模數(23℃)可藉由適當地設定樹脂組分(熱塑性樹脂及/或熱固性樹脂)之種類及含量或填充劑(諸如二氧化矽填充劑)之種類及含量來控制。在半導體背面用膜2為其中層壓複數個層之層壓膜的情況下(在半導體背面用膜具有層壓層形式的情況下)，關於層壓層形式，可例如舉由晶圓黏著層與雷射標記層構成之層壓形式為例說明。此外，在晶圓黏著層與雷射標記層之間，可提供其他層(中間層、光屏蔽層、加強層、著色層、基底材料層、電磁波屏蔽層、導熱層、壓敏性黏著層等)。就此而言，晶圓黏著層為對晶圓顯現極佳的緊密黏著性(黏著特性)之層及與晶圓背面接觸之層。另一方面，雷射標記層為顯現極佳的雷射標記特性之層及在半導體晶片背面上作雷射標記時使用之層。
拉伸儲能彈性模數係如下測定：製備處於未固化狀態之半導體背面用膜2而不層壓於壓敏性黏著片(熱脫離片)3上，且在10 mm樣品寬度、22.5 mm樣品長度、0.2 mm樣品厚度、1 Hz頻率及10℃/分鐘之溫度升高速率的條件下，在氮氣氛圍下，在規定溫度(23℃)下使用由Rheometrics Co. Ltd.製造之動態黏彈性量測設備「Solid Analyzer RS A2」量測拉伸模式下的彈性模數，且將所測彈性模數視為所得拉伸儲能彈性模數值。
半導體背面用膜2較佳在其與面向熱脫離片之表面相對的表面上用隔離物(釋放襯墊)(未示出)保護。該隔離物起作為保護材料保護半導體背面用膜直至其實際使用之作用。在結合有熱脫離片之半導體背面用膜1的情況下，當將半導體背面用膜2轉移於熱脫離片3之基底材料31上的壓敏性黏著層32(或黏附層32b)上時，亦可使用隔離物作為支撐基底材料。當將半導體晶圓附著於半導體背面用膜上時，釋放隔離物。隔離物之可用實例包括聚乙烯膜、聚丙烯膜，以及塑膠膜(諸如聚對苯二甲酸乙二酯)及紙，其表面塗有釋放劑，諸如基於氟之釋放劑或基於丙烯酸長鏈烷酯之釋放劑。順便提及，隔離物可使用習知的方法形成。隔離物之厚度或其類似方面不受特別限制。
此外，可見光在半導體背面用膜2中之透光率(可見光透射率，波長：380 nm至750 nm)不受特別限制，但例如較佳在20%或小於20%(0至20%)範圍內，更佳在10%或小於10%(0至10%)範圍內，且特別較佳在5%或小於5%(0至5%)範圍內。當半導體背面用膜2具有超過20%之可見光透射率時，擔心光透射可能會不利地影響半導體元件。可見光透射率(%)可利用半導體背面用膜2樹脂組分之種類及含量、著色劑(諸如顏料或染料)之種類及含量、無機填充劑之含量及其類似因素加以控制。
半導體背面用膜2之可見光透射率(%)可如下測定。亦即，製備自身厚度(平均厚度)為20 μm之半導體背面用膜2。接著，用具有380至750 nm波長之可見光，以規定強度[設備：可見光產生設備，由Shimadzu Corporation製造[商標「ABSORPTION SPECTRO PHOTOMETER」]]照射半導體背面用膜2，且量測透射可見光之強度。此外，可基於可見光透過半導體背面用膜2之前與之後的強度變化來測定可見光透射率(%)。就此而言，亦可根據厚度不為20 μm之半導體背面用膜2之可見光透射率值(%；波長：380 nm至750 nm)得出具有20 μm厚度之半導體背面用膜2之可見光透射率(%；波長：380 nm至750 nm)。在本發明中，可見光透射率(%)係在半導體背面用膜2具有20 μm厚度的情況下測定，但本發明之半導體背面用膜不限於具有20 μm厚度之半導體背面用膜。
在本發明中，自可見度之角度看，雷射印刷之後較佳具有較高對比度。在本發明中，基於藉助於「CV-5000」(商標；KEYENCE CORPORATION產品)所量測之經處理部分之亮度及未處理部分之亮度，可根據下式測定對比度：
對比度=[(經處理部分之亮度-未處理部分之亮度)/(經處理部分之亮度)]×100(%)
自雷射處理部分之可見度之角度看，雷射印刷之後的對比度較佳為20%或大於20%，更佳為25%或大於25%(特別較佳為30%)。
半導體裝置製造方法包括將基板及半導體元件或安裝於基板上之元件安裝於稱為「母板」之主基板上的步驟。此安裝步驟中之電極連接方法係在回焊步驟(其中熱處理通常在約230℃至280℃下進行)中執行。為了在回焊步驟之後維持可見度水準或雷射印刷性，回焊步驟中之對比度降低率較佳為15%或小於15%。為使雷射印刷部分保持良好可見度水準，該降低率更佳為10%或小於10%(特別較佳為5%或小於5%)。
此外，作為半導體背面用膜2，具有較低水分吸收度之膜更佳。特定而言，水分吸收度較佳為1重量%或小於1重量%且更佳為0.8重量%或小於0.8重量%。藉由將水分吸收度調節為1重量%或小於1重量%，可提高雷射標記特性。此外，例如，可在回焊步驟中抑制或防止半導體背面用膜2與半導體元件之間產生空隙。水分吸收度為根據使半導體背面用膜2在85℃溫度及85% RH濕度之氛圍下擱置168小時之前與之後的重量變化計算而得的值。在半導體背面用膜2係由含有熱固性樹脂之樹脂組合物形成的情況下，水分吸收度意謂在使熱固化後之膜在85℃溫度及85% RH濕度之氛圍下擱置168小時時所獲得的值。此外，可調節水分吸收度，例如藉由改變無機填充劑之添加量來調節水分吸收度。
此外，作為半導體背面用膜2，具有較小比率之揮發物的膜更佳。特定而言，半導體背面用膜2在熱處理後的重量降低比率(重量降低率)較佳為1重量%或小於1重量%且更佳為0.8重量%或小於0.8重量%。熱處理條件為250℃之加熱溫度及1小時之加熱時間。藉由將重量降低率調節為1重量%或小於1重量%，可提高雷射標記特性。此外，例如，可在回焊步驟中抑制或防止覆晶型半導體裝置產生開裂。可調節重量降低率，例如藉由添加能夠在無鉛焊料回焊時減少開裂產生的無機物來調節重量降低率。在半導體背面用膜2由含有熱固性樹脂組分之樹脂組合物形成的情況下，重量降低率為在250℃溫度及1小時加熱時間之條件下加熱熱固化後之半導體背面用膜時所獲得的值。
(熱脫離性壓敏性黏著片)
如圖1中所說明，結合型半導體背面用膜之熱脫離性壓敏性黏著片3(亦即熱脫離片)包括基底材料31及形成於其上之壓敏性黏著層32。本發明實施例之壓敏性黏著層32包括含有可在受熱時膨脹之熱膨脹微球體的熱膨脹層32a及形成於熱膨脹層32a上之非熱膨脹性黏附層32b。
(熱膨脹層)
熱膨脹層32a含有可在受熱時膨脹之熱膨脹微球體。當熱膨脹層32a因熱膨脹微球體膨脹而變得不平坦時，黏附層亦變得不平坦且從而降低對半導體背面用膜2之黏著力。在所需時間對已附著於半導體背面用膜之熱脫離片熱膨脹層作熱處理能夠實現容易地使熱脫離片與半導體背面用膜分離。
熱膨脹層32a可例如以熱膨脹微球體與黏合劑之混合層形式形成。在允許熱膨脹微球體受熱發泡及/或膨脹的範圍內，作為黏合劑，可使用任何適當的黏合劑，諸如聚合物或蠟。特定而言，儘可能不限制熱膨脹微球體發泡及/或膨脹之黏合劑為較佳。考慮到對熱膨脹微球體熱膨脹之可控制性或其對經由黏附層對半導體背面用膜之壓敏黏著性(諸如黏著力)之可控制性，壓敏性黏著劑作為黏合劑特別較佳。
(壓敏性黏著層)
壓敏性黏著層32係由壓敏性黏著劑構成且具有黏著性。壓敏性黏著劑不受特別限制且可根據需要自已知的壓敏性黏著劑中作選擇。自對加熱前經由壓敏性黏著層對半導體背面用膜之足夠黏著力之可控制性與因加熱而引起之黏著力降低之間平衡的角度看，使用在正常溫度至150℃之溫度範圍內具有50,000至10,000,000 dyn/cm2之動態彈性模數的聚合物作為基礎聚合物之壓敏性黏著劑為較佳，但不限於此。
具體而言，作為壓敏性黏著劑，例如，具有上述特性之彼等壓敏性黏著劑宜選自已知壓敏性黏著劑，諸如丙烯酸系壓敏性黏著劑、基於橡膠之壓敏性黏著劑、基於乙烯基烷基醚之壓敏性黏著劑、基於聚矽氧之壓敏性黏著劑、基於聚酯之壓敏性黏著劑、基於聚醯胺之壓敏性黏著劑、基於胺基甲酸酯之壓敏性黏著劑、基於氟之壓敏性黏著劑、基於苯乙烯-二烯嵌段共聚物之壓敏性黏著劑及藉由向上述壓敏性黏著劑中併入具有不高於200℃之熔點之熱熔性樹脂所製備的潛變特性改良之壓敏性黏著劑(參見例如JP-A-56-61468、JP-A-61-174857、JP-A-63-17981、JP-A-56-13040，該等專利以引用的方式併入本文中)，且用於本文中。作為壓敏性黏著劑，此處亦可使用輻射可固化壓敏性黏著劑(或能量射線可固化壓敏性黏著劑)。一或多種此等壓敏性黏著劑在此處可單獨使用或組合使用。就此而言，輻射線之實例包括X射線、紫外線及電子射線。
作為壓敏性黏著劑，本文中較佳使用丙烯酸系壓敏性黏著劑及基於橡膠之壓敏性黏著劑，且更佳為丙烯酸系壓敏性黏著劑。丙烯酸系壓敏性黏著劑之實例包括包含以一或多種(甲基)丙烯酸烷酯作為單體組分之丙烯酸系聚合物(均聚物或共聚物)作為基礎聚合物的彼等黏著劑。
用於丙烯酸系壓敏性黏著劑之(甲基)丙烯酸烷酯包括例如(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)丙烯酸異壬酯、(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)丙烯酸十五烷酯、(甲基)丙烯酸十六烷酯、(甲基)丙烯酸十七烷酯、(甲基)丙烯酸十八烷酯、(甲基)丙烯酸十九烷酯、(甲基)丙烯酸二十烷酯等。作為(甲基)丙烯酸烷酯，較佳為烷基具有4至18個碳原子之(甲基)丙烯酸烷酯。在(甲基)丙烯酸烷酯中，烷基可為直鏈或分支鏈。
有需要時，丙烯酸系聚合物可含有對應於可與上述(甲基)丙烯酸烷酯共聚之任何其他單體組分(可共聚單體組分)的單元，以便提高其內聚力、耐熱性及可交聯性。
可共聚單體組分包括例如：含羧基之單體，諸如(甲基)丙烯酸(丙烯酸、甲基丙烯酸)、丙烯酸羧乙酯、丙烯酸羧戊酯、衣康酸、順丁烯二酸、反丁烯二酸、巴豆酸；含酸酐基團之單體，諸如順丁烯二酸酐、衣康酸酐；含羥基之單體，諸如(甲基)丙烯酸羥乙酯、(甲基)丙烯酸羥丙酯、(甲基)丙烯酸羥丁酯、(甲基)丙烯酸羥己酯、(甲基)丙烯酸羥辛酯、(甲基)丙烯酸羥癸酯、(甲基)丙烯酸羥基月桂酯、甲基丙烯酸(4-羥基甲基環己基)甲酯；含磺酸基之單體，諸如苯乙烯磺酸、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、(甲基)丙烯醯氧基萘磺酸；含磷酸基之單體，諸如丙烯醯基磷酸2-羥乙酯；(N上經取代之)醯胺單體，諸如(甲基)丙烯醯胺、N,N-二甲基(甲基)丙烯醯胺、N-丁基(甲基)丙烯醯胺、N-羥甲基(甲基)丙烯醯胺、N-羥甲基丙烷(甲基)丙烯醯胺；(甲基)丙烯酸胺基烷酯單體，諸如(甲基)丙烯酸胺基乙酯、(甲基)丙烯酸N,N-二甲基胺基乙酯、(甲基)丙烯酸第三丁基胺基乙酯；(甲基)丙烯酸烷氧基烷酯單體，諸如(甲基)丙烯酸甲氧基乙酯、(甲基)丙烯酸乙氧基乙酯；氰基丙烯酸酯單體，諸如丙烯腈、甲基丙烯腈；含環氧基之丙烯酸系單體，諸如(甲基)丙烯酸縮水甘油基酯；苯乙烯單體，諸如苯乙烯、α-甲基苯乙烯；乙烯酯單體，諸如乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯；烯烴單體，諸如異戊二烯、丁二烯、異丁烯；乙烯醚單體，諸如乙烯醚；含氮單體，諸如N-乙烯基吡咯啶酮、甲基乙烯基吡咯啶酮、乙烯吡啶、乙烯哌啶酮、乙烯嘧啶、乙烯哌嗪、乙烯吡嗪、乙烯吡咯、乙烯咪唑、乙烯噁唑、乙烯嗎啉、N-乙烯甲醯胺、N-乙烯己內醯胺；順丁烯二醯亞胺單體，諸如N-環己基順丁烯二醯亞胺、N-異丙基順丁烯二醯亞胺、N-月桂基順丁烯二醯亞胺、N-苯基順丁烯二醯亞胺；衣康醯亞胺單體，諸如N-甲基衣康醯亞胺、N-乙基衣康醯亞胺、N-丁基衣康醯亞胺、N-辛基衣康醯亞胺、N-2-乙基己基衣康醯亞胺、N-環己基衣康醯亞胺、N-月桂基衣康醯亞胺；丁二醯亞胺單體，諸如N-(甲基)丙烯醯氧基亞甲基丁二醯亞胺、N-(甲基)丙烯醯基-6-氧基六亞甲基丁二醯亞胺、N-(甲基)丙烯醯基-8-氧基八亞甲基丁二醯亞胺；乙醇酸丙烯醯酯單體，諸如聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇(甲基)丙烯酸酯、甲氧基乙二醇(甲基)丙烯酸酯、甲氧基聚丙二醇(甲基)丙烯酸酯；具有雜環、鹵原子、矽原子或其類似者之丙烯酸酯單體，諸如(甲基)丙烯酸四氫呋喃甲基酯、氟(甲基)丙烯酸酯、聚矽氧(甲基)丙烯酸酯；多官能單體，諸如己二醇二(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、環氧基丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、胺基甲酸酯丙烯酸酯、二乙烯基苯、二(甲基)丙烯酸丁酯、二(甲基)丙烯酸己酯等。
一或多種此等可共聚單體組分在此處可單獨使用或組合使用。
此等可共聚單體之用量較佳為所用全部單體組分之40 wt%或小於40 wt%。在含羧基之單體的情況下，由於其羧基與半導體背面用膜2中的環氧樹脂之環氧基之間發生反應，因此壓敏性黏著層32與半導體背面用膜2之間的邊界面消失，由此可能引起其之間的可釋放性變差。因此，含羧基之單體的用量較佳為所有單體組分之0%，但不大於所有單體組分之3 wt%。另外，含羥基之單體或含縮水甘油基之單體亦與環氧樹脂之環氧基反應，因此亦可控制其用量，如同在含羧基之單體的情況下。在此等單體組分中，本發明之壓敏性單體32較佳不含丙烯酸。丙烯酸可在半導體背面用膜2中經歷質量擴散而使壓敏性黏著層32與半導體背面用膜2之間的邊界面消除且因此引起可釋放性變差。
丙烯酸系聚合物較佳不含多官能單體作為共聚合之單體組分。若不含多官能單體，則半導體背面用膜中不會發生多官能單體之質量擴散且因此可防止拾取特性變差，否則會因壓敏性黏著層32與半導體背面用膜2之間的邊界面消失而發生拾取特性變差。
若使用輻射可固化壓敏性黏著劑(或能量射線可固化壓敏性黏著劑)作為壓敏性黏著劑，則輻射可固化壓敏性黏著劑(組合物)之實例包括藉由向丙烯酸系壓敏性黏著劑中添加輻射可固化單體組分或寡聚物組分所獲得的加成型輻射可固化壓敏性黏著劑。丙烯酸系壓敏性黏著劑使用丙烯酸系聚合物作為其基礎聚合物且自用超純水或有機溶劑(諸如酒精)清潔及洗滌需避污染的半導體晶圓之效能的角度來看，其為較佳。此輻射可固化壓敏性黏著劑之交聯及固化與剝離力因加熱而降低一起用於進一步降低對半導體背面用膜之黏著力。
欲添加之輻射可固化單體組分之實例包括胺基甲酸酯寡聚物、胺基甲酸酯(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)丙烯酸酯及1,4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯。輻射可固化寡聚物組分之實例包括各種寡聚物，諸如胺基甲酸酯、聚醚、聚酯、聚碳酸酯及聚丁二烯寡聚物。具有約100至30,000範圍內之分子量的寡聚物為較佳。視壓敏性黏著層之類型而定，輻射可固化單體或寡聚物組分之用量可根據需要確定為能夠降低壓敏性黏著層之黏著性的量。以100重量份之構成壓敏性黏著劑之基礎聚合物(諸如丙烯酸系聚合物)計，其一般為例如約5重量份至500重量份，較佳為約40重量份至150重量份。
除如上文所述之加成型輻射可固化壓敏性黏著劑外，輻射可固化壓敏性黏著劑亦包括包涵型(內部型)輻射可固化壓敏性黏著劑，其以在側鏈、主鏈或主鏈末端具有自由基反應性碳碳雙鍵之聚合物作為其基礎聚合物。此包涵型輻射可固化壓敏性黏著劑較佳，因為其無需含有低分子量組分，諸如寡聚物組分，或在很多情況下不含低分子量組分，因此其中寡聚物組分不會隨著時間推移而轉移，且因此能夠形成具有穩定層狀結構之壓敏性黏著層。
作為具有自由基反應性碳碳雙鍵之基礎聚合物，可使用具有自由基反應性碳碳雙鍵且進一步具有黏著性的聚合物而無任何特別限制。此基礎聚合物較佳為具有丙烯酸系聚合物作為其基本架構的聚合物。作為基本架構之丙烯酸系聚合物實例包括上文舉例說明的丙烯酸系聚合物。
將自由基反應性碳碳雙鍵引入丙烯酸系聚合物內的方法不受特別限制且可使用各種方法。自分子設計之角度看，將自由基反應性碳碳雙鍵引入聚合物側鏈內較容易。例如如下引入：使含羥基之單體與丙烯酸系聚合物預先共聚合，接著使所得共聚物與具有可與上述羥基反應之異氰酸酯基及自由基反應性碳碳雙鍵的異氰酸酯化合物發生縮合或加成反應，同時保持自由基反應性碳碳雙鍵之輻射可固化性。具有異氰酸酯基及自由基反應性碳-碳鍵的異氰酸酯化合物之實例包括上文舉例說明的彼等物。丙烯酸系聚合物實例包括由上文舉例說明之含羥基單體或基於醚之化合物(諸如2-羥基乙基乙烯醚、4-羥基丁基乙烯醚或二乙二醇單乙烯醚)共聚合所得的共聚物。
作為包涵型輻射可固化壓敏性黏著劑，可單獨使用上述具有自由基反應性碳碳雙鍵的基礎聚合物(特定而言，丙烯酸系聚合物)。上述輻射可固化單體組分或寡聚物組分可併入基礎聚合物中而不會使基礎聚合物之特性變差。以100重量份之基礎聚合物計，輻射可固化寡聚物組分或其類似物之用量通常為約5重量份至500重量份，較佳為約40重量份至150重量份。
當為了固化而使輻射可固化壓敏性黏著劑暴露於紫外線或其類似射線時，其含有光聚合引發劑。光聚合引發劑之實例包括基於α-酮醇之化合物，諸如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-羥基苯丙酮及1-羥基環己基苯基酮；基於苯乙酮之化合物，諸如甲氧基苯乙酮、2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮、2,2-二乙氧基苯乙酮及2-甲基-1-[4-(甲硫基)-苯基]-2-嗎啉基丙烷-1；基於安息香醚(benzoin ether)之化合物，諸如安息香乙醚、安息香異丙醚及大茴香偶姻甲基醚(anisoin methyl ether)；基於縮酮之化合物，諸如苯甲基二甲基縮酮；基於芳族磺醯氯之化合物，諸如2-萘磺醯氯；基於光活性肟之化合物，諸如1-苯基酮-1,1-丙二酮-2-(鄰-乙氧羰基)肟；基於二苯甲酮之化合物，諸如二苯甲酮、苯甲醯苯甲酸及3,3'-二甲基-4-甲氧基二苯甲酮；基於噻噸酮(thioxanthone)之化合物，諸如噻噸酮、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、2,4-二乙基噻噸酮及2,4-二異丙基噻噸酮；樟腦醌(camphor quinone)；鹵代酮；醯基膦氧化物(acylphosphonoxide)；及醯基膦酸酯。以100重量份之構成壓敏性黏著劑或其類似物之由丙烯酸系聚合物製成的基礎聚合物計，光聚合引發劑之用量為例如約0.05重量份至20重量份。
輻射可固化壓敏性黏著劑之其他實例包括JP-A-60-196956(以引用的方式併入本文中)中所揭示的彼等物，諸如基於橡膠之壓敏性黏著劑及丙烯酸系壓敏性黏著劑，其各自含有具有兩個或兩個以上不飽和鍵的加成可聚合化合物、光可聚合化合物(諸如含環氧基之烷氧基矽烷)及光聚合引發劑(諸如羰基化合物、有機硫化物、過氧化物、胺或鎓鹽化合物)。
若暴露於輻射時發生因氧氣抑制固化，則較佳阻斷輻射可固化壓敏性黏著層32之表面與氧氣(空氣)接觸。阻斷方法之實例包括用隔離物覆蓋壓敏性黏著層32之除對應於半導體背面用膜2附著部分之部分33外的部分之方法及在氮氣氛圍中使該層暴露於諸如紫外線之輻射的方法。
在本發明中，壓敏性黏著層32在無損於本發明之優點的範圍內可含有各種添加劑(例如增黏性樹脂、著色劑、增稠劑、增量劑、填充劑、增塑劑、抗老化劑、抗氧化劑、界面活性劑、交聯劑等)。
交聯劑不受特別限制且可使用已知交聯劑。特定而言，作為交聯劑，不僅可提及基於異氰酸酯之交聯劑、基於環氧基之交聯劑、基於三聚氰胺之交聯劑及基於過氧化物之交聯劑，而且可提及基於脲之交聯劑、基於金屬醇鹽之交聯劑、基於金屬螯合物之交聯劑、基於金屬鹽之交聯劑、基於碳化二亞胺之交聯劑、基於噁唑啉之交聯劑、基於氮丙啶之交聯劑、基於胺之交聯劑及其類似物，且基於異氰酸酯之交聯劑及基於環氧基之交聯劑為適合的。交聯劑可單獨使用或可組合使用兩種或兩種以上。順便提及，交聯劑用量不受特別限制。
基於異氰酸酯之交聯劑實例包括低碳脂族多異氰酸酯，諸如二異氰酸1,2-乙二酯、二異氰酸1,4-丁二酯及二異氰酸1,6-己二酯；脂環族多異氰酸酯，諸如二異氰酸環戊二酯、二異氰酸環己二酯、異氟爾酮二異氰酸酯、氫化二異氰酸伸甲苯酯及氫化二異氰酸伸二甲苯酯；及芳族多異氰酸酯，諸如二異氰酸2,4-伸甲苯酯、二異氰酸2,6-伸甲苯酯、4,4'-二苯基甲烷二異氰酸酯及二異氰酸伸二甲苯酯。另外，亦使用三羥甲基丙烷/二異氰酸伸甲苯酯三聚物加合物[商標「COLONATE L」，Nippon Polyurethane Industry Co.,Ltd.製造]、三羥甲基丙烷/二異氰酸己二酯三聚物加合物[商標「COLONATE HL」，Nippon Polyurethane Industry Co.,Ltd.製造]及其類似物。此外，基於環氧基之交聯劑實例包括N,N,N',N'-四縮水甘油基-間二甲苯二胺、二縮水甘油基苯胺、1,3-雙(N,N-縮水甘油基胺基甲基)環己烷、1,6-己二醇二縮水甘油醚、新戊二醇二縮水甘油醚、乙二醇二縮水甘油醚、丙二醇二縮水甘油醚、聚乙二醇二縮水甘油醚、聚丙二醇二縮水甘油醚、山梨糖醇聚縮水甘油醚、甘油聚縮水甘油醚、季戊四醇聚縮水甘油醚、聚甘油聚縮水甘油醚、脫水山梨糖醇聚縮水甘油醚、三羥甲基丙烷聚縮水甘油醚、己二酸二縮水甘油酯、鄰苯二甲酸二縮水甘油酯、三縮水甘油基-參(2-羥乙基)異氰尿酸酯、間苯二酚二縮水甘油醚及雙酚-S-二縮水甘油醚以及分子中具有兩個或兩個以上環氧基的基於環氧基之樹脂。
丙烯酸系聚合物可含有具有自由基反應性碳碳雙鍵之異氰酸酯化合物以便暴露於輻射時促進交聯且從而提高拾取特性。異氰酸酯化合物之實例包括異氰酸甲基丙烯醯基酯、異氰酸2-甲基丙烯醯氧基乙基酯、異氰酸2-丙烯醯氧基乙基酯及異氰酸間-異丙烯基-α,α-二甲基苯甲基酯。
當使用交聯劑時，其用量係根據需要，依據欲交聯之基礎聚合物餘量且此外依據作為壓敏性黏著劑之預定用途來確定。以100重量份之基礎聚合物計，交聯劑用量一般為約20重量份或小於20重量份，更佳為0.1至10重量份。
可經由用電子射線或紫外線照射而不使用本發明之交聯劑或聯合使用本發明之交聯劑而使壓敏性黏著層發生交聯。
壓敏性黏著層32可例如藉由利用常用方法來形成，該方法包括將壓敏性黏著劑與視情況選用之溶劑及其他添加劑混合及接著使混合物成形為片狀層。特定而言，例如，可提及包括在基底材料31上施加含有壓敏性黏著劑及視情況選用之溶劑及其他添加劑之混合物的方法；包括在適當隔離物(諸如釋放紙)上施加上述混合物以形成壓敏性黏著層32及接著將其轉移(轉錄)至基底材料31上的方法；或其類似方法。
(熱膨脹微球體)
欲併入熱膨脹層中之熱膨脹微球體為例如藉由在由外殼成形物質製成之外殼中囊封容易氣化且呈現熱膨脹之物質所獲得的微囊。呈現熱膨脹之物質實例包括容易氣化之物質，諸如異丁烷、丙烷及戊烷。外殼成形物質之實例包括熱熔融物質型及熱膨脹破裂型物質，諸如偏二氯乙烯-丙烯腈共聚物、聚乙烯醇、聚乙烯醇縮丁醛、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯腈、聚偏二氯乙烯及聚碸。熱膨脹物質係例如藉由凝聚方法或界面聚合方法而囊封於外殼中。
使用熱膨脹微球體可穩定地抑制加熱所引起之半導體背面用膜受污染度增加。不呈微囊形式之發泡劑或其類似物不能如此有效地抑制污染度增加，原因大概是其引起壓敏性黏著層之內聚失效。考慮到加熱容易降低黏著性(詳言之，穩定達成黏著性降低)，較佳為膨脹破裂或結束之前持續顯示至少5倍、更佳為至少7倍、特別較佳為至少10倍之體積膨脹的熱膨脹微球體。
熱膨脹微球體之平均粒徑可根據需要確定。其通常為100 μm或小於100 μm，更佳為80 μm或小於80 μm，特別較佳為1 μm至50 μm。但粒徑不限於此。順便提及，作為熱膨脹微球體，可使用市售產品，諸如「MATSUMOTO MICROSPHERE」(商標；Matsumoto Yushi-Seiyaku產品)。
熱膨脹微球體用量可根據需要，依據熱膨脹層之體積膨脹率或黏著性降低率來確定。若熱膨脹層係由如上文所述之黏合劑或黏著劑構成，則以100重量份之基礎聚合物計，熱膨脹微球體用量通常為1重量份至150重量份，較佳為10重量份至130重量份，特別較佳為25重量份至100重量份。
熱膨脹層例如可如下形成：藉由在必要時使用溶劑將諸如熱膨脹微球體及黏合劑之組分混合，接著利用適當方法(諸如塗覆方法)將所得混合物展佈成片狀層。
熱膨脹層厚度可根據需要，依據黏著性降低程度來確定。若其厚度太小，則該層表面因熱膨脹微球體之形狀而變得不平坦且提供於其上的黏附層亦具有不平坦表面，從而防止呈現足夠黏著性或在熱處理時引起位於熱膨脹層上之黏附層之內聚失效而增加半導體背面用膜受污染度。另一方面，若厚度太大，則黏著性因熱變形不夠而不能充分降低。自防止此等現象之角度看，該厚度較佳為300 μm或小於300 μm，更佳為2至200 μm，特別較佳為5至150 μm。
(基底材料)
當形成熱膨脹層32a時，用基底材料31支撐熱膨脹層32a，如圖中所說明。此種支撐形式有利，其原因在於用基底材料支撐且強化熱膨脹層及此外之黏附層可提高熱脫離性壓敏性黏著片之操作簡易性且可有效執行與半導體背面用膜之附著及加熱後自其的釋放。
基底材料31較佳具有輻射線透射特性。作為基底材料31，例如可使用適合的薄材料，例如基於紙之基底材料，諸如紙；基於纖維之基底材料，諸如織物、非編織織物、氈及網；基於金屬之基底材料，諸如金屬箔及金屬板；塑膠基底材料，諸如塑膠膜及塑膠片；基於橡膠之基底材料，諸如橡膠片；發泡體，諸如發泡片；及其層壓物[特定言之，基於塑膠之材料與其他基底材料之層壓物、塑膠膜(或薄片)彼此之層壓物等]。在本發明中，作為基底材料，宜使用塑膠基底材料，諸如塑膠膜及塑膠片。此等塑膠材料之原材料之實例包括烯烴樹脂，諸如聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)及乙烯-丙烯共聚物；使用乙烯作為單體組分之共聚物，諸如乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)、離子鍵共聚物樹脂(ionomer resin)、乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物及乙烯-(甲基)丙烯酸酯(無規、交替)共聚物；聚酯，諸如聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)及聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)；丙烯酸系樹脂；聚氯乙烯(PVC)；聚胺基甲酸酯；聚碳酸酯；聚苯硫醚(PPS)；基於醯胺之樹脂，諸如聚醯胺(耐綸)及全芳族聚醯胺(芳族聚醯胺)；聚醚醚酮(PEEK)；聚醯亞胺；聚醚醯亞胺；聚偏二氯乙烯；ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)；基於纖維素之樹脂；聚矽氧樹脂；及氟化樹脂。其中，就加熱後之操作特性而言，在熱膨脹層之熱處理溫度下不熔融之具有極佳耐熱性的彼等物較佳。
另外，用於基底材料31之材料包括聚合物，諸如上述樹脂之交聯材料。塑膠膜可在不拉伸的情況下使用或必要時可在單軸或雙軸拉伸處理後使用。根據藉由拉伸處理或其類似處理賦予熱收縮特性之樹脂片，切晶後，基底材料31熱收縮減小了壓敏性黏著層32與半導體背面用膜2之間的黏著面積，且從而可有利於半導體晶片之回收。在用輻射線或其類似射線處理黏附層的情況下，可使用可透過此射線之基板。
作為基底材料31，宜選擇且使用相同種類或不同種類的材料，且必要時可摻合且使用數種材料。此外，為賦予基底材料31抗靜電能力，可在基底材料31上形成具有約30至500埃(angstrom)厚度且由金屬、其合金或氧化物構成之導電物質之氣相沈積層。基底材料31可為單層或其兩層或兩層以上之多層。
基底材料31之厚度(在層壓層情況下為總厚度)不受特別限制且可根據強度、撓性、預定使用目的及其類似因素作適當選擇。舉例而言，該厚度一般為1,000 μm或小於1,000 μm(例如1 μm至1,000 μm)，較佳為10 μm至500 μm，進一步較佳為20 μm至300 μm，且特別較佳為約30 μm至200 μm，但不限於此。
順便提及，基底材料31在無損於本發明之優點及其類似方面的範圍內可含有各種添加劑(著色劑、填充劑、增塑劑、抗老化劑、抗氧化劑、界面活性劑、阻燃劑等)。
作為支撐基底材料之形式之一的薄片可利用適當方法形成，例如對基底材料進行上述展佈操作以直接在基底材料上安置熱膨脹層，或類似地在隔離物上提供熱膨脹層且將熱膨脹層轉移及附著於基底材料。
隔離物可以如下形式獲得：表面經適當釋放劑(諸如基於聚矽氧之試劑、基於長鏈烷基之試劑、或含氟試劑或硫化鉬)處理的基底材料；由含氟聚合物(諸如聚四氟乙烯、聚氯三氟乙烯、乙烯基多氟化物、亞乙烯基多氟化物、四氟乙烯六氟丙烯共聚物、或氯三氟乙烯偏二氟乙烯)構成的低黏著性基底材料；或由非極性聚合物(諸如聚乙烯、聚丙烯或α-烯烴)構成的低黏著性基底材料。隔離物亦可用作用於支撐熱膨脹層之基底材料。
對熱膨脹材料之黏著力極佳的基底材料可例如藉由以下方法獲得：使用由高極性聚合物(諸如聚酯)構成之膜的方法或使用鉻酸處理、臭氧暴露、火焰暴露、高壓電擊暴露或電離輻射處理對基底材料進行適當處理(諸如化學或物理表面氧化處理)的方法。
一種向基底材料提供底塗層之方法亦可有效地提高基底材料與熱膨脹層之間的黏著力。可在基底材料與熱膨脹層之間提供一或多個中間層。中間層可具有類似於為提高黏著力所提供之底塗層的適當目的。
除底塗層外之中間層之實例包括賦予良好變形性之層、提高黏著力之層、有利於熱處理以便降低黏著力之層及提高在加熱後自半導體背面用膜釋放之能力的層。
自賦予變形性或提高加熱後可釋放性之角度看，較佳提供主要由合成橡膠或合成樹脂構成之橡膠狀有機彈性層34作為中間層，如圖2中所說明。此種橡膠狀有機彈性層具有各種功能，諸如增強對熱膨脹層受熱時之膨脹之可控制性的功能及使熱膨脹層受熱時沿厚度方向而非沿平面方向膨脹以形成具有極佳均一厚度之膨脹層且從而有利於半導體背面用膜2自熱脫離片3釋放的功能。
自上述各種功能之角度看，橡膠狀有機彈性層厚度通常為500 μm或小於500 μm，更佳為3 μm至300 μm，特別較佳為5 μm至150 μm，但不限於此等厚度。
合成橡膠或合成樹脂之實例包括合成橡膠，諸如腈橡膠、二烯橡膠及丙烯酸系橡膠；熱塑性彈性體，諸如聚烯烴彈性體及聚酯彈性體；及具有橡膠彈性之合成樹脂，諸如乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚胺基甲酸酯、聚丁二烯及軟質聚氯乙烯。本發明亦可使用實質上硬質(諸如聚氯乙烯)、但藉由與混配劑(諸如增塑劑或軟化劑)組合使用而賦予橡膠彈性的聚合物。
橡膠狀有機彈性層可由主要由上述形成材料構成之黏性物質製成或由主要由此種組分構成之發泡膜製成。橡膠狀有機彈性層可根據需要藉由例如將形成材料溶液施加於基底材料上或將由該形成材料構成之膜附著於基底材料來形成。自上述效果及其類似效果之角度看，較佳為在與黏附層相對之熱膨脹層一側層壓橡膠狀有機彈性層。順便提及，當用輻射或其類似射線處理黏附層時，需要中間層可透過輻射或其類似射線。
(黏附層)
在本發明實施例中，黏附層係提供於熱膨脹層上以便在熱脫離片附著於半導體背面用膜及藉由加熱進行降低黏著力之處理時防止半導體背面用膜上之污染物(尤其微污染物)增加。
就污染程度而言，在附著於半導體矽晶圓之熱脫離性壓敏性黏著片藉由暴露於輻射而固化且接著受熱釋放之後，半導體矽晶圓之表面有機污染物量ΔC為50或小於50，較佳為30或小於30，更佳為10或小於10，甚至更佳為5或小於5。表面有機污染物量C/Si較佳為2.5或小於2.5，更佳為1.0或小於1.0，甚至更佳為0.5或小於0.5。表面有機污染物量ΔC及表面有機污染物量C/Si可使用化學分析用X射線電子光譜法(ESCA)量測。
根據所要黏附特性(諸如對半導體背面用膜之黏著力)，黏附層可使用適當壓敏性黏著劑製備。其種類不受特別限制。可使用在熱膨脹層之段落中舉例說明的任一種壓敏性黏著劑及已知產品。儘可能小程度地限制熱膨脹層熱變形的彼等物較佳。
其中，較佳為含有適當交聯劑之壓敏性黏著劑，適當交聯劑由以下構成：例如基於多官能異氰酸酯之交聯劑，諸如二異氰酸伸甲苯酯、二異氰酸三羥甲基丙烷伸甲苯酯或三異氰酸二苯基甲酯；基於環氧基之交聯劑，諸如聚乙二醇二縮水甘油醚、二縮水甘油醚或三羥甲基丙烷三縮水甘油醚；基於三聚氰胺之樹脂交聯劑，諸如烷基醚化三聚氰胺化合物、基於金屬鹽之交聯劑；基於金屬螯合物之交聯劑、基於胺基之交聯劑、基於過氧化物之交聯劑或矽烷偶合劑。
自減少半導體背面用膜污染的角度看，此種壓敏性黏著劑較佳含有較小比例的低分子量分子。在壓敏性黏著劑中，具有100,000或小於100,000分子量之分子比例較佳為15%或小於15%，更佳為10%或小於10%，甚至更佳為5%或小於5%。在輻射可固化壓敏性黏著劑之輻射固化後，在非熱膨脹性黏附層中，具有100,000或小於100,000分子量之分子比例為15%或小於15%，較佳為10%或小於10%，更佳為5%或小於5%。壓敏性黏著劑之分子量及低分子量分子之比例係根據使用凝膠滲透層析法依據聚苯乙烯標準所獲得之值確定。
作為降低壓敏性黏著劑中之低分子量分子比例的方法，可使用以下方法，但該方法不限於以下方法。
(1)　向非溶劑或不良溶劑(諸如庚烷(脂族烴))中添加由聚合或其類似方式所獲得的丙烯酸系聚合物或其類似物，隨後攪拌。聚合物中之低分子物質因而溶於庚烷中，而聚合物中之高分子物質沈澱。重複此項操作而獲得含有小比例之低分子量分子的丙烯酸系聚合物。
(2)　普通的自由基聚合因大分子量分佈而不可避免製得含有高比例之低分子量分子的聚合物。然而，活性自由基聚合或陰離子聚合能夠製得具有小分子量分佈之聚合物，因此可獲得含有小比例之低分子量分子的聚合物。
(3)　在普通的自由基聚合中，在初始階段中製備具有大分子量之聚合物，而在最後階段中製備具有小分子量之聚合物。因此可藉由使用具有80.5%至97%之聚合率的聚合物作為壓敏性黏著劑之聚合物來獲得含有小比例之低分子量分子的壓敏性黏著劑。
殘餘單體可使用上述庚烷或其類似物移除或可藉由在乾燥時施加高熱而蒸發。
當熱脫離片不具備黏附層時，自防止半導體背面用膜因熱膨脹層而受污染之角度看，構成熱膨脹層之壓敏性黏著劑之分子量較佳設定在上述範圍內。
用於形成黏附層之壓敏性黏著劑可含有適當添加劑，諸如增塑劑、填充劑、界面活性劑、抗氧化劑或增黏劑，如上文所述。當將此種添加劑轉移至半導體背面用膜如在需要如上文所述之低污染的情況下成問題時，壓敏性黏著劑卻可為不含添加劑之組合物。
黏附層可使用適當方法形成，例如藉由將呈液體形式之壓敏性黏著劑施加於熱膨脹層上或將於隔離物上以類似方式形成的黏附層轉移及附著於熱膨脹層。黏附層厚度可根據需要，依據壓敏性黏著片之預定用途或黏著力因加熱而降低之程度來確定。
一般而言，若黏附層太薄，則加熱時之黏著力不足或內聚失效易使得熱膨脹層不平坦。另一方面，若黏附層太厚，則其不容易與由加熱所形成之熱膨脹層不平坦度貼合。考慮到防止在熱變形時內聚失效、防止附著於半導體背面用膜之污染量增加、與熱膨脹層不平坦度之貼合性及降低或減小對半導體背面用膜之黏著力，黏附層厚度較佳為20 μm或小於20 μm，更佳為0.1至10 μm，特別較佳為1至5 μm。
不受特別限定，壓敏性黏著層32厚度(在提供黏附層的情況下，熱膨脹層厚度與黏附層厚度之總厚度)為例如5 μm至300 μm(較佳為5 μm至200 μm，更佳為5 μm至150 μm，甚至更佳為7 μm至100 μm)左右。當壓敏性黏著層32之厚度屬於上述範圍時，則該層可呈現適合的壓敏性黏著力。壓敏性黏著層32可為單層或多層。
熱脫離層3之壓敏性黏著層32對覆晶型半導體背面用膜2的黏著力(在提供黏附層的情況下，為黏附層32b之黏著力)(23℃，180度剝離角，300 mm/min之剝離速率)較佳在0.02 N/20 mm至10 N/20 mm範圍內，更佳在0.05 N/20 mm至5 N/20 mm範圍內。若黏著力為至少0.02 N/20 mm，則可在切割半導體晶圓時防止半導體晶片衝出。另一方面，若黏著力為至多10 N/20 mm，則其有利於在拾取半導體晶片時將其剝離，且防止壓敏性黏著劑殘留。
順便提及，在本發明中，可使結合有熱脫離片之半導體背面用膜1具有抗靜電功能。由於此組態，因此可防止因黏著時及剝離其時產生靜電能量或因靜電能量使半導體晶圓或其類似物帶電而引起的電路擊穿。賦予抗靜電功能可利用適當方式進行，諸如向基底材料31、壓敏性黏著層32及半導體背面用膜2中添加抗靜電劑或導電物質的方法，或在基底材料31上提供由電荷轉移複合物、金屬膜或其類似物構成之導電層的方法。作為此等方法，較佳為很難產生可能會改變半導體晶圓品質之雜質離子的方法。為賦予導電性、提高導熱性之目的及其類似目的而摻合之導電物質(導電性填充劑)的實例包括銀、鋁、金、銅、鎳、導電合金或其類似金屬之球狀、針狀或片狀金屬粉末；金屬氧化物，諸如氧化鋁；非晶形碳黑，及石墨。然而，自無漏電現象之角度看，半導體背面用膜2較佳無導電性。
此外，結合有熱脫離片之半導體背面用膜1可以其捲繞成捲筒的形式形成，或可以片(膜)層壓在一起的形式形成。舉例而言，在該膜具有捲繞成捲筒之形式的情況下，根據需要以用隔離物保護半導體背面用膜2與熱脫離片3之層壓物的狀態將該膜捲繞成捲筒，藉以該膜可製備為呈捲繞成捲筒之狀態或形式的結合有熱脫離片之半導體背面用膜1。就此而言，呈捲繞成捲筒之狀態或形式的結合有熱脫離片之半導體背面用膜1可由基底材料31、形成於基底材料31之一個表面上的壓敏性黏著層32、形成於壓敏性黏著層32上之半導體背面用膜2及形成於基底材料31之另一表面上的可釋放處理層(背面處理層)建構而成。
順便提及，結合有熱脫離片之半導體背面用膜1之厚度(半導體背面用膜之厚度與包括基底材料31及壓敏性黏著層32之熱脫離片之厚度的總厚度)可例如選自8 μm至1,500 μm範圍，且其較佳為20 μm至850 μm，更佳為31 μm至500 μm且特別較佳為47 μm至330 μm。
就此而言，在結合有熱脫離片之半導體背面用膜1中，藉由控制半導體背面用膜2之厚度與熱脫離片3之壓敏性黏著層32之厚度的比率或半導體背面用膜2之厚度與熱脫離片之厚度(基底材料31與壓敏性黏著層32之總厚度)的比率，可改良切晶步驟中的切晶特性、拾取步驟中的拾取特性及其類似特性，且可自半導體晶圓之切晶步驟至半導體晶片之覆晶接合步驟有效使用結合有熱脫離片之半導體背面用膜1。
使用本發明之結合有熱脫離片之半導體背面用膜能夠藉由加熱降低黏著力且由於此降低處理而抑制污染物(尤其微污染物)增加，且另外若提供黏附層，則能夠根據需要確定黏著特徵，諸如黏著力。因此可進行為具有彼此相矛盾之功能(亦即，在例如自半導體晶圓之切晶步驟至半導體元件之拾取步驟的程序期間以強黏著力將熱脫離片附著於半導體背面用膜的功能，及在釋放時降低黏著力以促進可釋放性的功能)所必需的處理。同時，在黏著狀態下釋放半導體背面用膜時可減少對該膜的污染。
降低熱脫離片之剝離力不僅可藉由如上所述形成含有熱膨脹微球體之熱膨脹層來達成，而且可使用經由壓敏性黏著層之熱固化降低剝離力的方式。熱固化可藉由將反應性官能基(諸如環氧基或羧基)預先併入壓敏性黏著劑中、隨後藉由加熱發生交聯來進行。
(熱釋放方法)
用於降低熱脫離性壓敏性黏著片之黏著力的熱處理可利用適當加熱方式(諸如熱板、熱空氣乾燥器或近紅外燈)進行。熱處理條件可根據各種因素確定，諸如附著面積因半導體背面用膜之表面狀態而發生的減小、或熱膨脹微球體之種類、基底材料或黏附體之耐熱性、熱容量、加熱方式或其類似因素。
加熱條件視半導體背面用膜之類型或面積而定，但加熱溫度比熱膨脹微球體之膨脹起始溫度高至少50℃較佳。加熱通常在100至250℃溫度下進行5至90秒(使用熱板或其類似物)或1至15分鐘(使用熱空氣乾燥器)。加熱條件不限於此。上述條件下之熱處理通常引起熱膨脹微球體膨脹及/或發泡而使熱膨脹層之表面不平坦且從而使黏附層之表面不平坦，導致對半導體背面用膜之黏著力變差或降低。
使用此種熱脫離片能夠使例如具有30 μm厚度之八吋矽晶圓在3秒內釋放。黏附物可同時被釋放或佈置於壓敏性黏著層上的各部件可逐一被熱釋放。
(結合有熱脫離片之半導體背面用膜製造方法)
使用圖1中所示之結合有熱脫離片之半導體背面用膜1作為一實例來描述本發明實施例之結合有熱脫離片之半導體背面用膜定製造方法。首先，可利用習知的膜形成方法形成基底材料31。膜形成方法之實例包括壓光膜形成方法、有機溶劑鑄造方法、緊密密封系統膨脹擠出方法、T形模擠出方法、共擠出方法及乾燥層壓方法。
接著，將壓敏性黏著劑組合物施加於基底材料31上，隨後進行乾燥(必要時進行熱交聯)而形成壓敏性黏著層32。當壓敏性黏著層包括熱膨脹層及黏附層時，可如下形成黏附層：將含有熱膨脹微球體之壓敏性黏著劑組合物施加於基底材料上且將前述者乾燥而獲得熱膨脹層，接著將不含有熱膨脹微球體之壓敏性黏著劑組合物施加於所得熱膨脹層上且將其乾燥。施加係經由輥式塗佈(roll coating)、絲網塗佈(screen coating)、凹版塗佈(gravure coating)或其類似方式進行。可藉由將壓敏性黏著劑組合物直接施加於基底材料31上而在基底材料31上形成壓敏性黏著層32。或者，在可將壓敏性黏著劑組合物施加於表面已進行釋放處理之釋放紙或其類似物上而形成壓敏性黏著層32之後，可將壓敏性黏著層32轉移至基底材料31上。因此製備在基底材料31上具有壓敏性黏著層32之熱脫離片3。
另一方面，將用於形成半導體背面用膜2之形成材料施加於釋放片上以形成在乾燥之後具有預定厚度的塗層，接著在預定條件下乾燥(在必需熱固化之情況下，視情況加熱，且乾燥)以形成塗層。將該塗層轉移至壓敏性黏著層32上，從而在壓敏性黏著層32上形成半導體背面用膜2。亦可藉由將用於形成半導體背面用膜2之形成材料直接施加於壓敏性黏著層32上且接著將其在預定條件下乾燥(在需要熱固化的情況下，視情況將其加熱，且將其乾燥)而在壓敏性黏著層32上形成半導體背面用膜2。根據上述方法，可獲得本發明之結合有熱脫離片之半導體背面用膜1。在形成半導體背面用膜2時需要熱固化的情況下，重要的是使熱固化進行至塗層可部分固化的程度，但較佳不使塗層熱固化。
本發明之結合有熱脫離片之半導體背面用膜1可在製造半導體裝置(包括覆晶式連接步驟)時作適當使用。亦即，本發明之結合有熱脫離片之半導體背面用膜1係在製造覆晶安裝型半導體裝置時使用且從而製造呈結合有熱脫離片之半導體背面用膜1之半導體背面用膜2附著於半導體晶片背面之狀態或形式的覆晶安裝型半導體裝置。因此，本發明之結合有熱脫離片之半導體背面用膜1可用於覆晶安裝型半導體裝置(呈半導體晶片藉由覆晶接合方法固著於黏附體(諸如基板)之狀態或形式的半導體裝置)。
如同在結合有熱脫離片之半導體背面用膜1中，半導體背面用膜2亦可用於覆晶安裝型半導體裝置(呈半導體晶片以覆晶接合方法固著於黏附體(諸如基板或其類似物)之狀態或形式的半導體裝置)。
(半導體晶圓)
半導體晶圓不受特別限制，只要其為已知或常用的半導體晶圓即可，且可在由各種材料製成的半導體晶圓中作適當選擇且加以使用。在本發明中，宜使用矽晶圓作為半導體晶圓。
(半導體元件收集方法及半導體裝置製造方法)
接著將參考圖3A至圖3D描述本發明實施例之半導體元件收集方法及半導體裝置製造方法。圖3A至圖3D為顯示在使用結合有熱脫離片之半導體背面用膜1時製造半導體裝置之方法的橫截面示意圖。
本發明之半導體元件收集方法包括將半導體晶圓附著於作為結合有熱脫離片之半導體背面用膜之一部分的半導體背面用膜上的步驟；將半導體晶圓切成個別半導體元件的步驟；加熱結合有熱脫離片之半導體背面用膜的步驟；及將半導體元件隨半導體背面用膜一起自熱脫離片之壓敏性黏著層釋放的步驟。本發明之半導體裝置製造方法包括將利用半導體元件收集方法所收集之半導體元件覆晶式連接於黏附體上的步驟。此意謂半導體元件收集方法相當於半導體裝置製造方法之一連串步驟的一部分，因此接著將在包括說明收集方法的同時說明製造方法。
(安裝步驟)
首先，如圖3A中所示，宜剝離視情況提供於結合有熱脫離片之半導體背面用膜1之半導體背面用膜2上的隔離物，且將半導體晶圓4附著於半導體背面用膜2上以藉由黏著及固持加以固著(安裝步驟)。此時，半導體背面用膜2呈未固化狀態(包括半固化狀態)。此外，將結合有熱脫離片之半導體背面用膜1附著於半導體晶圓4之背面。半導體晶圓4之背面意謂與電路面相對的面(亦稱作非電路面、非電極形成面等)。附著方法不受特別限制，但壓力接合方法較佳。壓力接合通常在用加壓構件(諸如壓輥)加壓下進行。
(切晶步驟)
接著，如圖3B中所示，切割半導體晶圓4。由此將半導體晶圓4切成規定大小且個別化(形成小塊)以製造半導體晶片(半導體元件)5。舉例而言，根據標準方法自半導體晶圓4之電路面一側進行切晶。此外，該步驟可採用例如稱為全切(full-cut)之切割方法，其形成達到結合有熱脫離片之半導體背面用膜1的切口。用於該步驟中的切晶設備不受特別限制，且可使用習知的設備。此外，由於半導體晶圓4被具有半導體背面用膜之結合有熱脫離片之半導體背面用膜1黏著且固著，因此可抑制晶片開裂及晶片飛出，而且亦可抑制半導體晶圓4損壞。就此而言，當半導體背面用膜2係由含有環氧樹脂之樹脂組合物形成時，可在切割面抑制或防止黏著劑自半導體背面用膜之黏著層擠出，即使在藉由切晶來切割時亦然。因此，可抑制或防止切割面本身再附著(阻塞)且從而可進一步方便地執行下文所提及之拾取。
在展開結合有熱脫離片之半導體背面用膜1的情況下，可使用習知的展開設備執行展開。展開設備具有能夠推動結合有熱脫離片之半導體背面用膜1向下通過切晶環的環形外環及直徑小於該外環且支撐結合有熱脫離片之半導體背面用膜的內環。由於展開步驟，因此可防止相鄰半導體晶片在下文所述及之拾取步驟中因彼此接觸而損壞。
(加熱步驟)
接著對結合有熱脫離片之半導體背面用膜1進行熱處理以降低熱脫離片與半導體背面用膜之間的剝離力。加熱方法已描述於熱脫離片之段落中，因此此處省略有關其之說明。
(拾取步驟)
為收集黏著且固著於結合有熱脫離片之半導體背面用膜1之半導體晶片5，如圖3C中所示執行半導體晶片5之拾取，以將半導體晶片5隨半導體背面用膜2一起自熱脫離片3剝離。在半導體裝置製造方法中，由於在拾取步驟之前所執行的加熱步驟中熱脫離片與半導體背面用膜之間的剝離力減小，因此可平穩地調整半導體晶片5。拾取方法不受特別限制，且可採用習知的各種方法。舉例而言，可提及的一種方法包括用針自結合有熱脫離片之半導體背面用膜1之基底材料31一側上推各半導體晶片5及用拾取設備拾取所推起之半導體晶片5。就此而言，所拾取之半導體晶片5之背面用半導體背面用膜2保護。
(覆晶式連接步驟)
所拾取之半導體晶片5藉由覆晶接合方法(覆晶安裝方法)固著於黏附體6(諸如基板)上，如圖3D中所示。特定而言，根據常見方式，以半導體晶片5之電路面(亦稱作正面、電路圖案形成面、電極形成面等)與黏附體6相對的形式使半導體晶片5固著於黏附體6。舉例而言，使在半導體晶片5之電路面一側所形成的凸塊51與附著於黏附體6之連接墊的結合用導電材料61(諸如焊料)接觸，且使導電材料61在加壓下熔融，藉此可保證半導體晶片5與黏附體6之間的電連接且可使半導體晶片5固著於黏附體6(覆晶接合步驟)。在此情形下，半導體晶片5與黏附體6之間形成間隙且間隙之間的距離通常為約30 μm至300 μm。就此而言，在覆晶接合(覆晶式連接)半導體晶片5於黏附體6之後，重要的是洗滌半導體晶片5與黏附體6之相對面及間隙，接著將囊封材料(諸如囊封樹脂)填入間隙以進行囊封。
作為黏附體6，可使用各種基板，諸如引線框架及電路板(諸如佈線電路板)。基板材料不受特別限制且可提及陶瓷基板及塑膠基板。塑膠基板之實例包括環氧樹脂基板、雙順丁烯二醯亞胺三嗪基板及聚醯亞胺基板。
在覆晶接合步驟中，凸塊材料及導電材料不受特別限制且其實例包括焊料(合金)，諸如基於錫-鉛之金屬材料、基於錫-銀之金屬材料、基於錫-銀-銅之金屬材料、基於錫-鋅之金屬材料及基於錫-鋅-鉍之金屬材料，以及基於金之金屬材料及基於銅之金屬材料。
順便提及，在覆晶接合步驟中，使導電材料熔融以使半導體晶片5之電路面一側上的凸塊與黏附體6表面上之導電材料連接。導電材料熔融溫度通常為約260℃(例如250℃至300℃)。藉由由環氧樹脂或其類似物形成半導體背面用膜，可使本發明之結合有熱脫離片之半導體背面用膜具有能夠在覆晶接合步驟中耐受高溫的耐熱性。
在該步驟中，較佳為洗滌半導體晶片5與黏附體6之間的相對面(電極形成面)及間隙。在洗滌時所用之洗滌液不受特別限制且其實例包括有機洗滌液及水性洗滌液。本發明之結合有熱脫離片之半導體背面用膜中的半導體背面用膜具有針對洗滌液的耐溶劑性且實質上不溶於此等洗滌液中。因此，如上所述，可使用各種洗滌液作為洗滌液且可利用不需要任何特別洗滌液之任何習知方法實現洗滌。
接著，執行囊封步驟以囊封覆晶接合型半導體晶片5與黏附體6之間的間隙。囊封步驟係使用囊封樹脂執行。此情形下之囊封條件不受特別限制，但囊封樹脂之固化通常在175℃下進行60秒至90秒。然而，在本發明中，不限於此，固化可例如在165℃至185℃之溫度下進行數分鐘。藉由此步驟中之熱處理，不僅使囊封樹脂熱固化，而且亦同時使半導體背面用膜2熱固化。因此，利用熱固化程序可使囊封樹脂與半導體背面用膜2均固化且收縮。因此可經由半導體背面用膜2之固化收縮來抵消或緩和半導體晶片5因囊封樹脂固化收縮而受到的應力。此外，半導體背面用膜2在該步驟中可完全或幾乎完全被熱固化且可以極佳的緊密黏著性附著於半導體元件背面。此外，本發明之半導體背面用膜2即使該膜呈未固化狀態時亦可在囊封步驟中隨囊封材料一起被熱固化，因此不需要新增添熱固化半導體背面用膜2之步驟。
囊封樹脂不受特別限制，只要該材料為具有絕緣特性之樹脂(絕緣樹脂)即可，且可在諸如囊封樹脂之已知囊封材料中作適當選擇且加以使用。囊封樹脂較佳為具有彈性之絕緣樹脂。囊封樹脂之實例包括含有環氧樹脂之樹脂組合物。作為環氧樹脂，可提及上文舉例說明的環氧樹脂。此外，由含有環氧樹脂之樹脂組合物構成的囊封樹脂可含有除環氧樹脂以外之熱固性樹脂(諸如酚樹脂)，或除環氧樹脂以外，亦含有熱塑性樹脂。順便提及，亦可使用酚樹脂作為環氧樹脂之固化劑，且作為此種酚樹脂，可提及上文舉例說明的酚樹脂。
根據使用結合有熱脫離片之半導體背面用膜1製造的半導體裝置(覆晶安裝型半導體裝置)，將半導體背面用膜附著於半導體晶片背面，且因此可施加具有極佳可見度的雷射標記。特定而言，即使當標記法為雷射標記法時，亦可施加具有極佳對比率的雷射標記，且可以良好可見度觀察到藉由雷射標記所施加之各種資訊(例如文字資訊及圖形資訊)。在雷射標記時，可使用已知的雷射標記設備。此外，作為雷射，可使用各種雷射，諸如氣體雷射、固態雷射及液體雷射。特定而言，作為氣體雷射，可使用任何已知的氣體雷射而無特別限制，但二氧化碳雷射(CO2雷射)及準分子雷射(ArF雷射、KrF雷射、XeCl雷射、XeF雷射等)為適合的。作為固態雷射，可使用任何已知的固態雷射而無特別限制，但YAG雷射(諸如Nd:YAG雷射)及YVO4雷射為適合的。
由於使用本發明之結合有熱脫離片之半導體背面用膜或半導體背面用膜所製得的半導體裝置為藉由覆晶安裝方法所安裝而成的半導體裝置，因此該裝置與藉由晶粒接合安裝方法所安裝而成的半導體裝置相比具有薄化且小型化之形狀。因此，該等半導體裝置宜用作各種電子裝置及電子部件或其材料及構件。特定而言，作為使用本發明之覆晶安裝型半導體裝置的電子裝置，可提及所謂的「行動電話」及「PHS」、小型化電腦[例如所謂的「PDA」(手持型終端)、所謂的「筆記型個人電腦」、所謂的「迷你筆記型電腦(Net Book)(商標)」及所謂的「穿戴式電腦」等]、具有整合「行動電話」與電腦之形式的小型化電子裝置、所謂的「數位攝影機(Digital Camera)(商標)」、所謂的「數位視訊攝影機」、小型化電視機、小型化遊戲機、小型化數位音訊播放器、所謂的「電子記事本」、所謂的「電子字典」、用於所謂「電子書」的電子裝置終端、行動電子裝置(便攜式電子裝置)，諸如小型化數位型手錶，及其類似物。不必說，亦可提及除行動裝置外的電子裝置(靜態型電子裝置等)，例如所謂的「桌上個人電腦」、薄型電視機、記錄及複製用的電子裝置(硬碟記錄器、DVD播放器等)、投影儀、微型機及其類似物。另外，電子部件或用於電子裝置及電子部件的材料及構件不受特別限制且其實例包括用於所謂「CPU」的部件及用於各種記憶裝置的構件(所謂「記憶體」、硬碟等)。
實例
下文將說明性詳述本發明之較佳實例。然而，本發明不限於以下實例，除非該等實例超出本發明主旨。此外，除非另有說明，否則各實例中之份數以重量為基準。
<製備半導體背面用膜>
藉由將以下物質溶於甲基乙基酮中來製備具有23.6 wt%之固體含量濃度的黏著劑組合物溶液：100份以丙烯酸乙酯-丙烯酸甲酯作為主要組分之丙烯酸酯聚合物(商標「Paracron W-197CM」；Negami Chemical Industries產品)、113份環氧樹脂(商標「Epicoat 1004」；JER產品)、121份酚系樹脂(商標「Milex XLC-3L」；Mitsui Chemicals產品)、246份球形二氧化矽(商標「SO-25R」；Admatechs產品)及3份染料(商標「OIL BLACK BS」；Orient Chemical Industries產品)。
將由此製得之黏著劑組合物溶液施加於已進行聚矽氧釋放處理之作為釋放襯墊(隔離物)且由具有50 μm厚度之聚對苯二甲酸乙二酯膜構成的膜上，隨後在130℃下乾燥2分鐘而製得具有20 μm厚度(平均厚度)之半導體背面用膜X。
<製備熱脫離片> (製備實例1)
向配備有溫度計、攪拌器、氮氣入口管及回流冷凝器且具有500 ml之內部容量的三頸燒瓶型反應器中饋入藉由將50份丙烯酸正丁酯、50份丙烯酸2-乙基己酯、5份丙烯酸、0.1份2,2'-偶氮二異丁腈及200份乙酸乙酯混合(得到200 g總量)所獲得的混合物。攪拌所得混合物，同時引入氮氣持續約1小時以用氮氣淨化反應器內部的空氣。接著使反應器內部溫度變為58℃且在維持該條件的同時進行聚合反應持續約4小時而獲得丙烯酸系共聚物A。
將藉由添加2份基於異氰酸酯之交聯劑至含有100份由此獲得之丙烯酸系共聚物A的乙酸乙酯溶液中所獲得的丙烯酸系壓敏性黏著劑與35份熱膨脹微球體(商標「MICROSPHERE F-50D」；Matsumoto Yushi-Seiyaku產品)混合。將所得混合物施加於具有50 μm厚度之PET膜之一側上，隨後乾燥而獲得具有40 μm厚度之熱膨脹層。在熱膨脹層上提供具有3 μm厚度之抗污染黏附層而獲得熱脫離性壓敏性黏著片。
抗污染黏附層係用以下方式製備。首先，向配備有溫度計、攪拌器、氮氣入口管及回流冷凝器且具有500 ml之內部容量的三頸燒瓶型反應器中饋入藉由將50份丙烯酸正丁酯、50份丙烯酸乙酯、5份丙烯酸、0.1份2,2'-偶氮二異丁腈及200份乙酸乙酯混合(得到200 g總量)所獲得的混合物。攪拌所得混合物，同時引入氮氣持續約1小時以用氮氣淨化反應器內部的空氣。接著使反應器內部溫度變為57℃且在維持該條件的同時進行聚合反應持續約5小時而獲得丙烯酸系共聚物B。將藉由添加3份基於環氧基之交聯劑至含有100份由此獲得之丙烯酸系共聚物B的乙酸乙酯溶液中所獲得的丙烯酸系壓敏性黏著劑施加於隔離物上，隨後乾燥而形成膜。將所得膜轉移且附著於熱膨脹層而在其上提供黏附層。
(製備實例2)
以與製備實例1類似的方式在具有50 μm厚度之PET膜之一側上形成熱膨脹層。在所得熱膨脹層上提供具有2 μm厚度之抗污染型輻射可固化黏附層而獲得熱脫離性壓敏性黏著片。藉由將經由混合丙烯酸系共聚物B與100份胺基甲酸酯丙烯酸酯、3份基於異氰酸酯之交聯劑及3份光聚合引發劑所獲得之丙烯酸系壓敏性黏著劑施加於隔離物上、乾燥所得膜且接著將其轉移及附著於熱膨脹層來提供抗污染型輻射可固化黏附層。
(製備實例3)
如下製備熱脫離性壓敏性黏著片：在具有50 μm厚度之PET膜之一側上形成40 μm厚之類似於製備實例1中所製備之熱膨脹層，在該熱膨脹層上提供藉由將100份丙烯酸系聚合物C與3份基於異氰酸酯之交聯劑之混合物施加於熱膨脹層上所獲得的3 μm厚之抗污染黏附層，隨後乾燥，且接著用已進行釋放處理之PET膜(50 μm)覆蓋所得黏附層。
上述丙烯酸系共聚物C係用以下方式製備。向配備有溫度計、攪拌器、氮氣入口管及回流冷凝器且具有500 ml之內部體積的三頸燒瓶型反應器中饋入藉由將80份丙烯酸2-乙基己酯、20份丙烯醯基嗎啉、3份丙烯酸、0.1份2,2'-偶氮二異丁腈及200份乙酸乙酯混合(得到200 g總量)所獲得的混合物。攪拌所得混合物，同時向其中引入氮氣持續約1小時以用氮氣淨化反應器中的空氣。接著使反應器內部溫度變為58℃且在維持該條件的同時進行聚合反應持續約7小時。將由此獲得之共聚物添加至1 L庚烷中且攪拌混合物。移除溶劑，但不移除沈澱物，且從而移除低分子量部分。為了移除低分子量部分，類似步驟再執行兩次。接著添加乙酸乙酯以溶解其中的沈澱物而得到200 g之總量。由此製得丙烯酸系共聚物C。
(製備實例4)
藉由使用PET基底材料(50 μm)以類似於製備實例1之方式形成熱膨脹層且在該熱膨脹層上提供具有5 μm厚度之抗污染輻射可固化黏附層來製備熱脫離性壓敏性黏著片。
抗污染輻射可固化黏附層係用以下方式製備。首先，向配備有溫度計、攪拌器、氮氣入口管及回流冷凝器且具有500 ml之內部體積的三頸燒瓶型反應器中饋入藉由將100份由100份丙烯酸丁酯及2份丙烯酸羥基乙酯構成之丙烯酸系聚合物D與1份異氰酸甲基丙烯醯氧基伸乙酯、0.1份2,2'-偶氮二異丁腈及200份乙酸乙酯混合(得到200 g總量)所獲得的混合物。攪拌所得混合物，同時向其中引入氮氣持續約1小時以用氮氣淨化反應器中的空氣。接著使反應器內部溫度變為58℃且在維持該條件的同時進行聚合反應持續約5小時而獲得丙烯酸系共聚物D。
將藉由混合所得丙烯酸系共聚物D與100份胺基甲酸酯丙烯酸酯、3份基於異氰酸酯之交聯劑及3份光聚合引發劑所獲得之丙烯酸系壓敏性黏著劑施加於隔離物上且加以乾燥。接著將由此形成之膜轉移且附著於熱膨脹層。以此方式製得黏附層。
(製備實例5)
以類似於製備實例1的方式獲得熱脫離性壓敏性黏著片，例外之處為不在熱膨脹層上提供黏附層。
(比較性製備實例1)
以類似於製備實例1的方式製備壓敏性黏著片，例外之處為使用不與熱膨脹微球體混合之丙烯酸系壓敏性黏著劑A形成簡單黏附層且在所得黏附層上未提供另一黏附層。
<製備結合有熱脫離片之半導體背面用膜> (實例1至5及比較實例1)
藉由使用層壓機將半導體背面用膜X附著於各製備實例及比較性製備實例中所獲得之熱脫離片之壓敏性黏著層上而製得結合有熱脫離片之半導體背面用膜。層壓機係在以下條件下使用：
(層壓機條件)
層壓機：「LPA330/450」
層壓機溫度：40℃
層壓機速度：1600 mm/min
(評估方法：晶片收集率)
將晶圓安裝於各實例及比較實例中所製備之結合有熱脫離片之半導體背面用膜上。在對晶圓進行切割及熱處理之後，評估拾取特性且測定附著有半導體背面用膜之所得矽晶片之收集率(N=20)。順便提及，對於實例2及實例4，將藉由切割安裝於結合有熱脫離片之半導體背面用膜上之晶圓所獲得的晶片暴露於紫外線且接著進行熱處理。拾取晶片且評估晶片收集率。結果顯示於表1中。
特定而言，用以下方式收集晶片。首先，對半導體晶圓(具有8吋直徑及0.6 mm厚度，矽鏡面晶圓)進行背面研磨處理，且使用具有0.2 mm厚之鏡面晶圓作為工件。在自結合有熱脫離片之半導體背面用膜釋放隔離物之後，藉由使用輥壓接合法將鏡面晶圓(工件)在70℃下接合於半導體背面用膜上。接著切割晶圓。切晶以全切式切晶方式進行，以使得晶圓被切成10 mm2之晶片大小。接著進行熱處理以使熱膨脹微球體膨脹。最後，收集具有半導體背面用膜之半導體晶片。在實例2及4中，在切晶之後，但在熱處理之前藉由暴露於紫外線來進行固化處理。半導體晶圓之研磨條件、接合條件、切晶條件、紫外線暴露條件、加熱條件及拾取條件如下文所述。
(半導體晶圓之研磨條件)
研磨機：「DFG-8560」(商標；DISCO Corporation產品)
半導體晶圓：8吋直徑(自0.6 mm厚度背面研磨至0.2 mm)
(接合條件)
安裝機：「MA-3000III」(商標；Nitto Seiki產品)
安裝速度：10 mm/min
安裝壓力：0.15 MPa
安裝時級溫：70℃
(切晶條件)
切晶鋸：「DFD-6361」(商標；DISCO Corporation產品)
切晶環：「2-8-1」(DISCO Corporation產品)
切晶速率：30 mm/sec
切晶刀片
Z1：「203O-SE 27HCDD」(商標；DISCO Corporation產品)
Z2：「203O-SE 27HCBB」(商標；DISCO Corporation產品)
切晶刀片轉速：
Z1：40,000 rpm
Z2：45,000 rpm
切割系統：步進式切割
晶圓晶片大小：10.0 mm2
(紫外線照射條件)
紫外線(UV)照射器：高壓汞燈
UV累積光量：500 mJ/cm2
輸出：75 W
照射強度：150 mW/cm2
(加熱條件)
加熱溫度：180℃
加熱時間：30秒
(半導體晶圓拾取條件)
拾取設備：商標「SPA-300」；Shinkawasha產品
拾取針數目：9
針上推速度：30 mm/s
針上推量：500 μm
拾取時間：1秒
熱脫離片之膨脹量：3 mm
(評估方法：評估ΔC及C/Si)
為了得知半導體背面用膜因來源於壓敏性黏著層之有機物及其類似物而引起之污染程度，使用化學分析用X射線電子光譜法(ESCA)評估有機物及其類似物之黏著程度。然而半導體背面用膜係由有機聚合物組分構成，因此不能容易地偵測到有機物量之變化，即使藉由直接量測半導體背面用膜之表面上之量亦如此，因此將半導體晶圓(而非半導體背面用膜)附著於熱脫離片且使用有機物及其類似物與半導體晶圓表面之黏著程度作為半導體背面用膜之污染程度之指標。
特定而言，如下進行評估。將各實例及比較實例中所獲得之(熱脫離性)壓敏性黏著片附著於4吋鏡面拋光型矽晶圓。在將所得晶圓擱置1小時之後，根據晶片收集率評估中所執行之熱處理程序對其進行熱處理。接著在23℃、180°剝離角及300 mm/min之拉速下自矽晶圓釋放壓敏性黏著片。使用ESCA儀器量測由此釋放之矽晶圓之表面的表面碳比率C1(%)且同時亦量測表面Si比率Si(%)。獨立地使用ESCA設備測定4吋鏡面拋光型矽晶圓之表面的表面碳比率C2(%)。根據下式計算ΔC及C/Si。結果顯示於表1中。
ΔC=(表面碳比率C1(%))-(表面碳比率C2(%))
C/Si=(表面碳比率C1(%))/(表面Si比率Si(%))
(ESCA量測條件)
ESCA(XPS)儀器：「5400」(商標；ULVAC-PHI,INC.產品)
X射線源：MgKα 15 kV(300 W)
(表面粗糙度Ra評估方法)
根據JIS B0601，使用非接觸三維粗糙度儀(商標「NT3300」；Veeco Instruments產品)量測加熱後之熱脫離片之壓敏性黏著層的表面粗糙度(Ra)。量測條件為50倍功率。所得數據經由中值濾波器處理。各熱脫離片對其5個不同位點作分析且對數據取平均值而得到薄片之表面粗糙度(Ra)。結果顯示於表1中。
如自表1顯而易見，實例中所獲得的結合有熱脫離片之半導體背面用膜各自呈現100%之晶片收集率，因此具有良好的拾取特性。另一方面，由不含熱膨脹微球體之壓敏性薄片構成的比較實例1之膜呈現低至15%之晶片收集率，已推定發生此現象的原因為壓敏性薄片與半導體背面用膜之間的剝離力太強而無法拾取半導體元件。在上面未提供有黏附層的實例5之膜中，與在熱膨脹層上提供有抗污染黏附層的實例1至4之膜相比，熱膨脹微球體受熱膨脹之後的ΔC及C/Si以及熱脫離片之表面粗糙度Ra較高，此表明為了抑制半導體背面用膜之污染及不平坦性，較佳提供不可膨脹的黏附層。此外，在實例2及4中使用UV可固化壓敏性黏著層所獲得之膜的表面粗糙度Ra稍小於實例1及3中所獲得之膜的表面粗糙度，此表明當需要半導體背面用膜進一步具有平坦度時，較佳使用UV可固化壓敏性黏著層。
雖然已參考特定實施例詳細描述了本發明，但熟習此項技術者應顯而易知在不偏離本發明之範疇的情況下可作出各種變更及修改。
本申請案係基於2010年7月29日申請的日本專利申請案第2010-170919號，該案之全部內容以引用的方式併入本文中。
1．．．結合有熱脫離片之半導體背面用膜
2．．．半導體背面用膜
3．．．壓敏性黏著片(熱脫離片)
4．．．半導體晶圓
5．．．半導體晶片
6．．．黏附體
31．．．基底材料
32．．．壓敏性黏著層
32a．．．熱膨脹層
32b．．．黏附層
33．．．對應於半導體晶圓附著部分之部分
51．．．形成於半導體晶片5之電路面一側的凸塊
61．．．附著於黏附體6之連接墊的接合用導電材料
圖1為顯示本發明之結合有熱脫離片之半導體背面用膜的一個實例之橫截面示意圖。
圖2為顯示本發明之結合有熱脫離片之半導體背面用膜的另一實例之橫截面示意圖。
圖3A至圖3D為顯示使用本發明之結合有熱脫離片之半導體背面用膜製造半導體裝置之方法之一個實例的橫截面示意圖。
1‧‧‧結合有熱脫離片之半導體背面用膜
2‧‧‧半導體背面用膜
3‧‧‧壓敏性黏著片(熱脫離片)
31‧‧‧基底材料
32‧‧‧壓敏性黏著層
32a‧‧‧熱膨脹層
32b‧‧‧黏附層
33‧‧‧對應於半導體晶圓附著部分之部分

Claims (6)

  1. 一種半導體裝置之製造方法，其包含將利用半導體元件之收集方法所收集的半導體元件以該半導體元件之電路面與黏附體相對且半導體背面用膜被附著於該半導體元件之非電路面之形態，覆晶式連接於該黏附體上，該半導體元件之收集方法包含：將半導體晶圓附著於結合有熱脫離片之半導體背面用膜的半導體背面用膜上；切割該半導體晶圓以形成半導體元件；加熱該結合有熱脫離片之半導體背面用膜；及使該半導體元件連同該半導體背面用膜自該熱脫離片之壓敏性黏著層脫離，該結合有熱脫離片之半導體背面用膜包含：包含基底材料層及壓敏性黏著層之壓敏性黏著片，及形成於該壓敏性黏著片之壓敏性黏著層上的半導體背面用膜，其中該壓敏性黏著片為熱脫離型壓敏性黏著片，其自該半導體背面用膜剝離之力在加熱時減小。
  2. 如請求項1之半導體裝置之製造方法，其中該壓敏性黏著層包含熱膨脹層，其含有可在加熱時膨脹之熱膨脹微球體。
  3. 如請求項2之半導體裝置之製造方法，其中該壓敏性黏著層進一步包含形成於該熱膨脹層上及形成於該半導體背面用膜與該熱膨脹層之間的非熱膨脹性黏附層。
  4. 如請求項2之半導體裝置之製造方法，其中該等熱膨脹微球體具有100℃以上之熱膨脹起始溫度。
  5. 如請求項2之半導體裝置之製造方法，其中該等熱膨脹微球體顯示5倍以上之體積膨脹。
  6. 如請求項2之半導體裝置之製造方法，其中該壓敏性黏著片進一步在該基底材料層與該熱膨脹層之間包含橡膠狀有機彈性層。
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