TW201704403A - 半導體加工用片材與半導體裝置之製造方法 - Google Patents
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Abstract
本發明係關於一種半導體加工用片材,以及一種半導體裝置之製造方法。其中,半導體加工用片材1的100%強度係3~14N/15mm,復原率係75~100%,此外,半導體裝置之製造方法,包含準備一邊面上黏貼有切割後的多個半導體晶片2的半導體加工用片材1的準備製程、將一個半導體晶片2由半導體加工用片材1的另一邊面側,朝一邊面側上頂的製程、以及上頂的半導體晶片2’頂取的製程,透過這種半導體加工用片材以及半導體裝置之製造方法,便可良好地頂取半導體晶片。
Description
本發明係關於一種半導體加工用片材與半導體裝置之製造方法。
半導體裝置的製造方法,包含於多個支撐半導體晶片(Chip)的片材上,個別頂取半導體晶圓的製程。
例如,將背面研磨後的半導體晶圓黏貼於片材上,於該片材上進行切割,透過切割,將半導體晶圓切割成多個半導體晶片。其後,再將多個半導體晶片於該片材上個別頂取。
此外,就其他方法而言,經上述切割後,上述片材上所支撐的多個半導體晶片轉寫於其他片材,自該其他片材個別頂取多個半導體晶片。
與上述相同的片材中的半導體晶片之頂取,係透過管芯推頂器(Die ejector)等而成。此裝置於該片材上黏貼半導體晶片的面之反面個別上頂半導體晶片,從此外之半導體晶片分離,與此相同,透過將1個半導體晶片上頂,使藉由筒夾頂取變得容易。又,此時可根據需求將該片材以面的方向擴展,在半導體晶片之間製造空隙,使上頂與頂取更為容易。
作為上頂的方式,可利用一個或多個針(Needle)
來進行。在這方式之中,針的前端對於該片材以點接觸,並於點上頂半導體晶片,但近來半導體晶片變得薄膜化,此外,作為半導體的材料,越來越多使用硬質且容易破裂的材料,半導體晶片變得更易碎裂。在處理此種半導體晶片的情況下,使用針上頂的過程中,會使半導體晶片損壞的機率變大。
故提出利用塊狀(Block)治具以面上頂的方式取代以點上頂的方式,例如,專利文獻1中,如圖3所示,揭示了對片材16,包括以平面相接之上頂棒21的上頂裝置。此外,專利文獻2至專利文獻4中,揭示了包括用於由多個部分組成的具有上頂方塊(Block)之裝置。這些裝置中,對於多個部分對於片材可以在垂直方向獨立移動,頂取時可防止半導體晶片損壞,特別是專利文獻2中,揭示了具有以可對片材於垂直方向獨立移動的多個片板製成的方塊(Block)之裝置。
[專利文獻1]日本專利特開平11-31734號公報
[專利文獻2]日本專利第5488966號公報
[專利文獻3]日本專利第4574251號公報
[專利文獻4]日本專利特開2000-353710號公報
但,如專利文獻1至專利文獻4中所揭示,在以面上頂方式的裝置中,若將原有的片材用於頂取,便無法上頂至
想要的高度,此外,在反覆上頂的過程中,會使半導體晶片無法完好地固定,結果,會導致無法良好地頂取之問題。
本發明係有鑒於上述問題而完成,目的在於提供可良好地頂取半導體晶片的半導體加工用片材,以及半導體裝置之製造方法。
為了達到上述目的,第一,本發明提供一種半導體加工用片材,其特徵在於:本發明的100%強度係3~14N/15mm,復原率係75~100%(發明1)。這裡上述之100%強度,意指將上述半導體加工用片材以150mm×15mm裁成的測試片,以夾具夾住長度方向的兩端,使夾具間的長度為100mm,以速度200mm/min往長度方向拖曳,夾具之間的長度達200mm時的力量強度。此外,上述復原率意指將上述半導體加工用片材以150mm×15mm裁成的測試片,以夾具夾住長度方向的兩端,使夾具間的長度為100mm;之後,以速度200mm/min拖曳,至夾具之間的長度達200mm為止,在夾具之間的長度擴張為200mm的狀態下維持1分鐘;之後,以速度200mm/min回復,至夾具之間的長度達100mm為止,於夾具之間的長度恢復為100mm的狀態下維持1分鐘;之後,以速度60mm/min往長度方向拖曳,測量拉力測試的測量數值超過0.1N/15mm時夾具之間的長度,將於該長度中,減去起始夾具之間的長度100mm之長度設為L2(mm),將上述擴張的狀態下之夾具之間的長度200mm中,減去起始夾具之間長度100mm之長度設為L1(mm)時,透過下列式(I)
復原率(%)={1-(L2÷L1)}×100...(I)所算出之數值。此外,上述片材使半導體加工用片材製造時之流動方向(MD方向),與測試片之長度方向一致。
此外,本發明專利說明書中,支撐多個半導體晶片的片材、於該片材上頂取半導體晶片的片材(亦包含具有其他功能者)皆稱為半導體加工用片材。
由固有的半導體加工用片材用於頂取時,所發生的問題原因推演出以下想法。以面上頂方式之裝置,與以點上頂方式的裝置相比,會發生施予片材的負荷變大的情況。例如,利用針上頂時,片材可於針的前端以及與上頂的半導體鄰接的半導體晶片末端之間延展。另一方面,利用方塊上頂時,片材主要於方塊的末端位置,以及與其位置最接近之上述鄰接的半導體晶片之末端位置之間延展,必須於更窄的空間中延展。因此,若在面上頂方式的裝置上使用原有的片材,片材延展的空間會變得不足,因而無法上頂至適當的高度。又,由於一旦上頂後片材便會變得鬆弛,導致周圍半導體晶片無法完好地固定,或使半導體晶片的固定位置歪斜,其結果,半導體晶片失去其整列性,使之後半導體晶片無法適切地上頂,因而無法達成良好的頂取。
對此,由於上述發明(發明1)所有關的半導體加工用片材,於拉力測試中的100%強度為3~14N/15mm,片材可充分延展,亦可適切地實施上頂,使半導體晶片之頂取變得可行。又,由於復原性測試中的復原率為75~100%,於上頂步驟後,片材也不會鬆弛並確實復原,鄰接的半導體晶片適當地固
定,此外,半導體晶片的位置也不會歪斜,之後上頂時亦可順利地進行,結果,便可良好地頂取半導體晶片。特別是,即使如使用方塊的以面上頂裝置時一樣施予片材的負荷很大時,因仍可充分應對上頂,故可良好地進行頂取。
上述發明(發明1)中,基材與上述基材的至少一邊面具有積層而成的黏接劑層為佳。
上述方發明(發明2)中,上述基材含有熱塑性彈性體為佳(發明3)。
上述發明(發明2、3)中,上述黏接劑層含有能量線硬化性黏接劑亦佳,在該情況下,上述100%強度以及上述復原率,採取於上述半導體加工用片材照射能量線後,所測量的數值作為基準為佳(發明4)。
第二,本發明提供一種半導體裝置之製造方法,其特徵在於:本發明包含準備一邊面上黏貼有切割後的多個半導體晶片的上述半導體加工用片材(發明1~4)的準備製程、將一個上述半導體晶片由上述半導體加工用片材的另一邊面側,朝上述的一邊面側上頂的製程、以及上頂的上述半導體晶片頂取的製程(發明5)。
上述發明(發明5)中,上述半導體晶片的單個上頂,係利用與上述半導體加工用片材相接面包含平面的上頂方塊來實行為佳(發明6)。
上述發明(發明6)中,上述上頂方塊對於上述半導體加工用片材,以垂直方向獨立地形成多個可移動的片板為佳(發明7)。
上述發明(發明5~7)裡,上述半導體加工用片材中,鄰接上頂而成的半導體晶片之半導體晶片黏貼的範圍,當上述單個半導體晶片上頂時,實際上並未移動為佳(發明8)。
根據本發明所有關的半導體加工用片材與半導體裝置之製造方法,便可良好地頂取半導體晶片。
1‧‧‧半導體加工用片材
2,2’‧‧‧半導體晶片
3‧‧‧上頂方塊
4‧‧‧筒夾
5‧‧‧片板
[圖1]本發明之其一實施形態所有關的半導體裝置之製造方法所示之說明圖。
[圖2]本發明之其一實施形態所有關的半導體裝置之製造方法所示之部分說明圖。
以下說明本發明的實施形態。
〔半導體加工用片材〕
本實施形態所有關的半導體加工用片材中,拉力測試的100%強度係3~14N/15mm、以3~12N/15mm為佳,較佳係3~10N/15mm。
這裡所謂的「拉力測試中的100%強度」,意指半導體加工用片材裁成150mm×15mm的測試片,用夾具夾住長度方向的兩端,使夾具間的長度為100mm,以速度200mm/min往長度方向拖曳,直到夾具之間的長度達200mm為止之力量的強度。該片材使半導體加工用片材的製造時流動方向(MD方向),以及測試片的長度方向一致。此外,此拉力測試中,測試片的
厚度沒有特別侷限,與作為測試對象的半導體加工用片材的厚度相同亦可。
若100%強度超過14N/15mm,半導體加工用片材用於上頂所需之力量會過大,變得無法上頂至頂取所需之高度。此外,若未滿3N/15mm,半導體加工用片材會變得太軟,導致無法充分乘載半導體晶片,因半導體晶片的重量而鬆弛,或產生半導體晶片之間互相接觸的疑慮。另一方面,100%強度若係3~14N/15mm,半導體加工用片材對於上頂便不會產生阻力,可充分地延展,此外,亦可適切地乘載半導體晶片,適當地進行想要的上頂步驟,其結果,便可良好地頂取半導體晶片。特別是即使使用如方塊的以面上頂裝置時一樣施予片材的負荷很大時,仍可充分應對上頂,故可良好地進行頂取。
此外,所謂「100%強度」,意指在平常時的長度中使其延伸100%,於長度加倍時的力量強度,這裡所謂的「平常時」,意指半導體加工用片材不受外力作用的狀態。本實施形態所有關的半導體加工用片材,即使使其延展超過100%,使其延展至該長度時時的力量亦介於上述的100%強度範圍內為佳。
本實施形態所有關的半導體加工用片材中,於復原性測試中的復原率係75~100%,復原率的下限值係80%以上為佳,85%以上則更佳。
這裡的復原性測試中的復原率係透過如下方法算出。首先,將半導體加工用片材裁為150mm×15mm,藉此取得測試片,使裁得的片板與半導體加工用片材製造時的流動方向(MD方向)之長度方向一致,接著以夾具夾著測試片長度方向的
兩端,使夾具之間的長度為100mm。將此時夾具之間的長度設為起始夾具之間長度L0(mm),接著,以200mm/min的速度,將夾具之間的長度往長度的方向拖曳,在夾具之間的長度係200mm的狀態下維持1分鐘;將自長度擴張至200mm後之夾具之間長度中,扣除起始夾具之間長度L0(mm)(即100mm)的長度設為擴張長度L1(mm),維持1分鐘後,以速度200mm/min將夾具之間的長度回復,於夾具之間的長度達100mm(即L0(mm))的狀態下維持1分鐘;之後,以速度60mm/min將夾具之間的長度往長度方向拖曳,紀錄拉力測試的測量值超過0.1N/15mm時夾具之間的長度。把於該長度中,扣除起始夾具之間的長度L0(mm)之數值設為L2(mm),將如前上述實施後所得之L1與L2數值套用於下列式(I),即可得到復原率(%)。
復原率(%)={1-(L2÷L1)}×100...(I)
又,此拉力測試中,測試片的厚度沒有特別侷限,亦可與作為測試對象的半導體加工用片材的厚度相同。
若復原率未滿75%,則頂取後半導體加工用片材將保持延展狀態。此情況下,若之後對半導體晶片追加頂取,半導體加工用片材的鬆弛度將增大,依此頂取的半導體晶片位置將會歪斜,不僅無法適當地進行上頂與頂取,固定頂取的半導體晶片周圍的其他半導體晶片亦會變得困難。此外,雖然預想的復原率幾乎不可能會超過100%,若超過100%時,頂取的半導體晶片所黏貼的半導體加工用片材之範圍會比原來的狀態更小,導致之後頂取的半導體晶片之位置歪斜,或鄰接的半導體晶片之間互相接觸。對此,復原率係75~100%時,即使進行
上頂步驟後,片材也不會鬆弛,可適當地恢復,鄰接的半導體晶片亦可適當地固定,之後之上頂亦可如預期順利地進行。其結果,可使半導體晶片良好地頂取,特別是即使使用如方塊的以面上頂裝置時一樣施予片材很大的負荷時,仍可充分應對上頂,故可良好地進行頂取。
本實施形態所有關的半導體加工用片材,至少一邊面具有黏接性為佳,此黏接性可係半導體加工用片材之正常狀態下所具有之,亦可係透過加熱等的觸發方式而顯現之。本實施形態所有關的半導體加工用片材,透過至少一邊面具有黏接性,可於此具有黏接性的面上,良好地黏貼並固定半導體晶圓與半導體晶片。
本實施形態所有關的半導體加工用片材具有黏接性的面之黏接力,設定為適合頂取的黏接力為佳。例如,上述黏接力係可充分防止上頂時所產生的歪斜現象的黏接力,另外,以適合拾起上頂的半導體晶片之黏接力來進行為佳。此外,上述黏接力亦可根據半導體加工用片材以外的用途適當地設定,例如,將半導體加工用片材用於切割的情況下,可防止切割時半導體加工用片材與半導體晶片之間的滲水、半導體晶片的飛散、半導體晶片的碎裂等的黏接力為佳。此外,半導體加工用片材用於半導體晶片的搬移時,可防止因半導體加工用片材導致的半導體晶片歪斜或脫落等的黏接力為佳。此外,與後面將敘述的內容一樣,半導體加工用片材用於晶粒黏著時,將黏接力設定為使半導體加工用片材的黏合劑貼附於半導體晶片背面的狀態下可完成頂取為佳。此外,與後面將敘述的內
容一樣,半導體加工用片材包括保護膜形成薄膜時,將黏接力設定為使來自該保護膜形成薄膜的保護膜,黏附於半導體晶片背面的狀態下可完成頂取為佳。
本實施形態所有關的半導體加工用片材,僅以基材構成亦佳,這種情況下,基材具有黏接性為佳。該黏接性在正常的狀態下發揮時,就基材而言,可使用自體包括黏接性之基材。
本實施形態所有關的半導體加工用片材,以基材與於基材的一邊面積層而成的黏接劑層構成為佳,這種情況下,黏接劑層作為半導體加工用片材的最外層而形成,發揮上述黏接性。此外,本發明專利說明書中的半導體加工用片材的最外層上,不包含剝離片材等使用時去除者。以下主要針對僅以基材構成的半導體加工用片材,以及具有基材與黏接劑層的半導體加工用片材進行說明。
1.基材
基材作為半導體加工用片材,若可達成上述100%強度與復原性,其構成材料並無特別侷限,通常以樹脂類的材料為主材料所製成的薄膜構成。由容易達成100%強度與復原性的觀點來看,基材的材料使用熱塑性彈性體或橡膠類材料為佳。由同一觀點來看,作為基材的構成材料,使用玻璃轉換溫度(Tg)相對較低的樹脂為佳,特別是這種樹脂的玻璃轉換溫度(Tg)係80℃以下較佳,70℃以下更佳,60℃以下則特佳。半導體加工用片材僅以基材構成時,作為基材的材料,使用具有黏接性的材料為佳。
就熱塑性彈性體而言,可列舉烯烴類彈性體、氯乙烯彈性體、聚酯類彈性體、苯乙烯類彈性體、胺甲酸乙酯類彈性體、丙烯酸類彈性體、醯胺類彈性體等。
就烯烴類彈性體而言,可以乙烯.α-烯烴共聚物、丙烯.α-烯烴共聚物、丁烯.α-烯烴共聚物、乙烯.丙烯.α-烯烴共聚物、乙烯.丁烯.α-烯烴共聚物、丙烯.丁烯.α-烯烴共聚物、乙烯.丙烯.丁烯-α.烯烴共聚物、苯乙烯.異戊二烯共聚物,以及苯乙烯.乙烯.丁烯共聚物所組成的群中,選擇至少包含1種樹脂者。
烯烴類彈性體的密度雖然沒有特別侷限,但從切割時可較穩定地獲的優秀的凹凸追蹤性的基材的觀點來看,0.860g/cm3以上,未滿0.905g/cm3為佳,0.862g/cm3以上,未滿0.900g/cm3較佳,0.864g/cm3以上,未滿0.895g/cm3更佳。
烯烴類彈性體為了形成此彈性體所利用的整體單體中,以烯烴類化合物形成的單體質量比(本發明專利說明書中亦稱「烯烴含有率」)係60~100質量%為佳,烯烴含有率過低時,作為包含烯烴來源構造單位的彈性體之性質將難以顯現,延展性或橡膠彈性亦難以呈現。從穩定地獲得這種效果的觀點來看,烯烴含有率係60質量%以上較佳,70質量%以上則更佳。
就苯乙烯類彈性體而言,可列舉苯乙烯-共軛二烯共聚物與苯乙烯-烯烴共聚物等,具體而言,苯乙烯-共軛二烯共聚物可列舉苯乙烯-丁二烯共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(SBS)、苯乙烯-丁二烯-丁烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-異戊
二烯共聚物、苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯共聚物(SIS)、苯乙烯-乙烯-異戊二烯-苯乙烯共聚物等非氫化苯乙烯-共軛二烯共聚物;苯乙烯-乙烯/丙烯-苯乙烯共聚物(SEPS、苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯共聚物的氫化物、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物(SEBS、苯乙烯-丁二烯共聚物的氫化物)等的氫化苯乙烯-共軛二烯共聚物等。此外,於工業上可列舉TUFPRENE(ASAHI KASEI CORPORATION製)、KRATON(KRATON PERFORMANCE POLYMERS INC.製)、SUMITOMO TPE-SB(SUMITOMO CHEMICAL CO.,LTD.製)、EPOFRIEND(DAICEL CORPORATION製)、RABALON(MITSUI CHEMICAL CORPORATION製)、SEPTON(KURARAY CO.,LTD.製)、TUFTEC(ASAHI KASEI CORPORATION製)等商品名。苯乙烯類彈性體可係氫化物,係非氫化物亦佳。
就橡膠類材料而言,可列舉天然橡膠、合成異戊二烯橡膠(IR)、丁二烯橡膠(BR)、苯乙烯-丁二烯橡膠(SBR)、氯平橡膠(CR)、丙烯腈-丁二烯共聚橡膠(NBR)、異丁烯-異戊二烯橡膠(IIR)、鹵化異丁烯-異戊二烯橡膠、丙烯酸橡膠、胺甲酸乙酯橡膠、多硫橡膠等,其中可單獨使用1種或混合2種以上使用。
就基材而言,亦可使用以與上述相同的材料製成的薄膜多層積層而成者。此外,亦可使用以與上述相同材料製成的薄膜,和除此以外之薄膜積層而成者。
在薄膜多層積層的情況下,為達成上述的100%強度與復原性,將貢獻率高的薄膜以較厚的厚度配置於中央,此
薄膜可以由上述貢獻率低的厚度較薄之其他薄膜夾持構成。此外,雖然玻璃轉換溫度(Tg)較低的樹脂,可用於達成100%強度與復原性,由於該種樹脂黏接性高,該種樹脂在作為半導體加工用片材的表面的情況下,半導體加工用片材的製造時,或使用時的處理上有可能會變得較為麻煩。因此,將玻璃轉換溫度(Tg)較低的樹脂薄膜夾持於玻璃轉換溫度(Tg)較高的樹脂薄膜中,或對玻璃轉換溫度(Tg)較低的樹脂薄膜,積層玻璃轉換溫度(Tg)較高的樹脂薄膜,以同時達到上述100%強度與復原性,並實現良好的處理性。此外,半導體加工用片材僅用基材構成的情況下,對於玻璃轉換溫度(Tg)較低的樹脂薄膜的一邊面,積層玻璃轉換溫度(Tg)較高的樹脂薄膜,使其僅有單邊面可發揮黏接性。
本實施形態的基材中,上述樹脂類材料作為主要材料的薄膜內,包含顏料、染料、阻燃劑、可塑劑、靜電防止劑、潤滑劑、填充劑等各種添加劑亦佳。就顏料而言,可舉例二氧化鈦、碳黑等;就填充劑而言,可舉例三聚氰胺樹脂與相同有機類材料、和與氣相二氧化矽相同的無機類材料,以及與鎳粒子相同的金屬類材料。這種添加劑的含量雖然沒有特別的限制,但介於基材可發揮需要的功能的範圍內為佳。
半導體加工用片材具有黏接劑層的情況下,為了提高基材與其表面積層而成的黏接劑層之黏合性,根據需求可於單面或雙面,透過氧化法或粗糙化法等處理表面,或可進行形成底漆層之底漆處理。上述氧化法,可舉例電暈放電處理、等離子體放電處理、鉻氧化處理(濕式)、火焰處理、熱風處理、
臭氧、紫外線照射處理等。此外,粗糙化法可舉例噴砂法、熱噴塗處理法等。
此外,黏接劑層含有能量線硬化性黏接劑的情況下,基材具有對於能量線的穿透性為佳,特別是將紫外線作為能量線使用的情況下,基材具有對於紫外線的穿透性為佳;將電子束作為能量線使用的情況下,基材具有對於電子束的穿透性為佳。
在半導體加工用片材於所需製程中,可發揮適當的功能之前提下,基材厚度並無限制,基材厚度較佳係介於20~450μm範圍之內,更佳係30~350μm,特佳係40~250μm。
2.黏接劑層
就黏接劑層的材料而言,可使用作為固有的半導體加工用片材使用的黏接劑。
黏接劑與基材構成的材料相比,通常質地較軟,此外,黏接劑層的厚度與基材厚度相比,通常設為較薄,故對於上述100%強度與復原性所造成的影響較小。因此,可適當地選擇適合頂取者,亦可根據需求,選擇適合切割或膨脹者。
黏接劑層可由非能量線硬化性黏接劑構成,亦可由能量線硬化性黏接劑構成。就非能量線硬化性黏接劑而言,具有所需黏接力與可剝離性為佳,例如,丙烯酸類黏接劑、橡膠類黏接劑、矽氧樹脂類黏接劑、胺甲酸乙酯類黏接劑、聚酯類黏接劑、聚乙烯醚類黏接劑等,其中,可有效抑制半導體晶片脫落的丙烯酸類黏接劑尤佳。另一方面,使用能量線硬化性黏接劑的情況下,透過對半導體加工用片材照射能量線,使對
於半導體加工用片材的半導體晶片之黏附力低落,讓半導體晶片的頂取變得更為容易。
(1)非能量線硬化性丙烯酸類黏接劑(N)
作為非能量線硬化性丙烯酸類黏接劑(以下亦稱「非能量線硬化性丙烯酸類黏接劑」),可使用眾所習知的丙烯酸類聚合物,丙烯酸類聚合物可係自1種丙烯酸類單體所形成的同元聚合物,亦可係自多種丙烯酸類單體所形成的共聚物,也可係1種或多種丙烯酸類單體與丙烯酸類單體以外的單體所形成的共聚物。以丙烯酸類單體組成的化合物之具體種類,並無特別限制,具體可舉例(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸酯、其衍生物(丙烯腈、亞甲基丁二酸等)。(甲基)丙烯酸酯的更具體的例子有:(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、2-乙基己基(甲基)丙烯酸酯、月桂基(甲基)丙烯酸酯等具有鏈狀結構的(甲基)丙烯酸酯;環己基(甲基)丙烯酸酯、二苯乙二酮(甲基)丙烯酸酯、異莰基(甲基)丙烯酸酯、二環戊基(甲基)丙烯酸酯、四氫糠基(甲基)丙烯酸酯、醯亞胺丙烯酸酯等具有環狀結構的(甲基)丙烯酸酯;(甲基)丙烯酸2-羥乙酯、(甲基)丙烯酸2-羥丙酯、(甲基)丙烯酸4-羥丁酯等具有羥基的(甲基)丙烯酸酯;(甲基)丙烯酸環氧丙酯、N-甲胺基(甲基)丙烯酸乙酯等羥基以外,具有反應性官能基的(甲基)丙烯酸酯。此外,就丙烯酸類單體以外的單體而言,可舉例乙烯、降莰烯等的烯烴、乙酸乙烯酯、苯乙烯等。另外,丙烯酸類單體係烷基(甲基)丙烯酸酯的情況下,此烷基的碳數介於1~18的範圍內為佳。
黏接劑層使用架橋劑而形成的情況下,非能量線硬化性丙烯酸類黏接劑(N),具有與架橋劑反應的反應性官能基為佳。反應性官能基的種類沒有特別的限制,可根據架橋劑的種類適當地選用。
例如,架橋劑為聚異氰酸酯化合物的情況下,就具有非能量線硬化性丙烯酸類黏接劑(N)的反應性官能基而言,可舉例羥基、羧基、胺基等,其中又以與異氰酸基反應性活躍的羥基為佳。此外,若架橋劑為環氧類化合物,就具有非能量線硬化性丙烯酸類黏接劑(N)的反應性官能基而言,可舉例羧基、胺基、醯胺等,其中又以與環氧基反應活躍的羧基為佳。又,從防止半導體晶圓或半導體晶片電路腐蝕的觀點來看,反應性官能基係羥基為佳。
對於非能量線硬化性丙烯酸類黏接劑(N),導入反應性官能基的方法並無特別限制,舉例來說,可利用具有反應性官能基的單體,形成丙烯酸類聚合物,將具有依反應性官能基的單體所構成的單位包含於聚合物結構中。例如,要將羥基導入非能量線硬化性丙烯酸類黏接劑(N)中的情況下,可利用丙烯酸2-羥乙酯等具有羥基的單體形成丙烯酸類聚合物即可。
非能量線硬化性丙烯酸類黏接劑(N)具有反應性官能基的情況下,從架橋程度的良好範圍之觀點來看,佔丙烯酸類聚合物整體的質量中,具有反應性官能基的單體來源架構部分的質量比係1~20質量%左右較佳,2~10質量%則更佳。
非能量線硬化性丙烯酸類黏接劑(N)的重量平均分子量(Mw),從塗佈時的造膜性的觀點來看,係1萬~200萬較
佳,10萬~150萬更佳。此外,本發明專利說明書的重量平均分子量,係透過凝膠滲透層析術(GPC)所測量的標準聚苯乙烯換算值。
(2)能量線硬化性黏接劑(A)
能量線硬化性黏接劑(以下亦稱「能量線硬化性黏接劑(A)」)的主要材料,可為導入能量線硬化性基的聚合物(A1),亦可為不具能量線硬化性的聚合物(A2),與能量線硬化性基導入的聚合物(A1)以外的能量線硬化性化合物(A3)的組合。此外,能量線硬化性基導入的聚合物(A1),亦可與能量線硬化性化合物(A3)組合使用。又,黏接劑層包含能量線硬化性黏接劑(A)的情況下,上述100%強度與復原率,以對半導體加工用片材照射能量線後,根據所測量的數值為基準。
(2-1)能量線硬化性基導入的聚合物(A1)
本實施形態中的能量線硬化性黏接劑(A),在含有能量線硬化性基導入的聚合物(A1)的情況下,黏接劑層含有該種聚合物(A1)亦無妨,此外,至少其中一部分與架橋劑行架橋反應,作為架橋物含入其中亦佳。
就能量線硬化性基導入的聚合物(A1)而言,例如,以含有官能基的含官能基單體構成的成份組成的含官能基丙烯酸類聚合物(A1-1),以及與該官能基反應的取代基,和具有能量線硬化性碳一碳雙鍵的含能量線硬化性基化合物(A1-2)反應後,所獲得的丙烯酸類聚合物。
含官能基丙烯酸類聚合物(A1-1),係以含官能基的丙烯酸類單體和不含官能基的丙烯酸類單體,以及根據需求將
丙烯酸類單體以外的單體共聚合者為佳。即,上述含官能基單體,係含官能基的丙烯酸類單體為佳。
就含官能基的丙烯酸類單體的官能基(含官能基單體的官能基)而言,應選擇具有可與含上述能量線硬化性基化合物(A1-2)的取代基反應者,作為這種官能基,例如,羥基、羧基、胺基、取代胺基、環氧基等,其中,從防止半導體晶圓或半導體晶片的電路腐蝕的觀點來看,選擇羥基較佳。為了防止半導體晶圓或半導體晶片的電路腐蝕,含官能基的單體中,實際上不含羧基為佳。此外,本實施形態中的能量線硬化性黏接劑(A)含有架橋劑的情況下,含官能基丙硝酸類聚合物(A1-1),包含於作為具有與架橋劑反應的官能基的含官能基單體構成的成份中為佳,該含官能基單體,亦可同時作為與具有可與上述含硬化性基化合物的取代基反應的官能基之含官能基單體。
就含羥基的丙烯酸類單體(含羥基單體)而言,可舉例甲基丙烯酸2-羥乙酯、甲基丙烯酸2-羥丙酯、甲基丙烯酸3-羥丙酯、甲基丙烯酸2-羥丁酯、甲基丙烯酸3-羥丁酯、甲基丙烯酸4-羥丁酯等的(甲基)丙烯酸羥烷基酯等,其中,從與含能量線硬化性基化合物(A1-2)的反應性觀點來看,甲基丙烯酸2-羥乙酯較佳。以上可單獨使用,亦可混合2種以上使用。
不含官能基的丙烯酸類單體,以含有(甲基)丙烯酸烷基酯單體者為佳。就(甲基)丙烯酸烷基酯單體而言,可舉例(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、正戊基(甲基)丙烯酸酯、正己基(甲基)丙烯
酸酯、2-乙基己基(甲基)丙烯酸酯、異辛基(甲基)丙烯酸酯、正癸基(甲基)丙烯酸酯、月桂基(甲基)丙烯酸酯、肉豆蔻基(甲基)丙烯酸酯、棕櫚基(甲基)丙烯酸酯、十八酯(甲基)丙烯酸酯等。(甲基)丙烯酸烷基酯單體中,烷基的碳數係1~18較佳,特別是碳數係1~4更佳。以上可單獨使用,亦可混合2種以上使用。
不含官能基的丙烯酸類單體,除了上述(甲基)丙烯酸烷基酯單體以外,例如,亦可包含甲氧基(甲基)丙烯酸甲酯、甲氧基(甲基)丙烯酸乙酯、乙氧(甲基)丙烯酸甲酯、乙氧(甲基)丙烯酸乙酯等的含烷氧基(甲基)丙烯酸酯、具有苯基(甲基)丙烯酸酯等芳香環的(甲基)丙烯酸酯、丙烯酸醯胺、甲基丙烯醯胺等的非架橋性丙烯酸醯胺、N,N-二甲胺丙基(甲基)丙烯酸乙酯、具有N,N-二甲胺丙基(甲基)丙烯酸丙酯等的非架橋性3級胺基的(甲基)丙烯酸酯等。
就丙烯酸類單體以外的單體而言,例如,可舉例乙烯、降莰烯等的烯烴、乙酸乙烯酯、苯乙烯等。
含官能基丙烯酸類聚合物(A1-1)中,含官能基丙烯酸類聚合物(A1-1)整體質量中的含官能基單體來源的構造部份之質量比係0.1~50質量%為佳,特別是1~40質量%較佳,3~30質量%則更佳。由此,根據含能量線硬化性基化合物(A1-2),將硬化性基的導入量(以及與架橋劑的反應量),調整為所需的量,便可控制所獲得的黏接劑層的硬化程度(架橋程度)在理想的範圍內。
含官能基丙烯酸類聚合物(A1-1)可透過一般的方法,將上述各單體聚合而獲得。含官能基丙烯酸類聚合物
(A1-1)的聚合型態可係隨機共聚物,亦可係嵌段共聚物。
含能量線硬化性基化合物(A1-2),具有與包括含官能基丙烯酸類聚合物(A1-1)的官能基反應的取代基,以及能量線硬化性碳-碳雙鍵。就與具有含官能基丙烯酸類聚合物(A1-1)的官能基反應的取代基而言,可列舉異氰酸基、環氧基、羧基等,其中又以與羥基反應性高的異氰酸基為佳。
含能量線硬化性基化合物(A1-2)中,含能量線硬化性基化合物(A1-2)的每1分子裡,包含能量線硬化性碳-碳雙鍵成份1~5個為佳。
就此種含能量線硬化性基化合物(A1-2)而言,例如,可舉例2-甲基丙烯酰異氰酸酯、元異丙烯基-α、α-二甲基苄基異氰酸酯、甲基異氰酸酯、烯丙基异氰酸酯、1,1(雙丙烯酰氧基)乙酯異氰酸酯;二異氰酸甲苯酯化合物,或透過聚異氰酸酯化合物與羥乙基(甲基)丙烯酸乙酯反應所得到的丙烯單異氰酸酯化合物;二異氰酸甲苯酯化合物,或由聚異氰酸酯化合物以及多元醇化合物、羥乙基(甲基)丙烯酸乙酯反應所得到的丙烯單異氰酸酯化合物等,其中以2-甲基丙烯酰異氰酸酯較佳。含能量線硬化性基化合物(A1-2)可單獨使用1種,亦可混合2種以上使用。
對包括含能量線硬化性黏接劑(A)的黏接劑層之半導體加工用片材照射能量線,若使能量線硬化性黏接劑(A)硬化,半導體加工用片材的100%強度將提高,復原率將變得低落,因此,藉由將能量線硬化性黏接劑(A)中的能量線硬化性抑制於較低的狀態,便可達成上述100%強度與復原率。例如,
就能量線硬化性基導入的聚合物(A1)而言,例如,使用具有紫外線硬化性的碳-碳雙鍵的側鏈之(甲基)丙烯酸酯共聚物的情況下,其紫外線可聚合性碳-碳雙鍵的等量,在此聚合中係0.2~0.9meq/g較佳,0.3~0.7meq/g則更佳。
能量線硬化性基導入的合物(A1)之重量平均分子量(Mw),係10萬~200萬較佳,30~150萬則更佳。
(2-2)不具能量線硬化性之聚合物(A2)
本實施形態中的能量線硬化性黏接劑(A),在含有不具能量線硬化性聚合物(A2)的情況下,該聚合物(A2)可內含於黏接劑層亦無妨,亦可至少其一部份與架橋劑行架橋反應,作為架橋物內含其中。就不具能量線硬化性的聚合物(A2)而言,可列舉苯氧基樹脂、丙烯酸類聚合物、胺甲酸乙酯樹脂、聚酯樹脂、橡膠類樹脂、丙烯酸胺甲酸乙酯樹脂等。就能量線硬化性黏接劑(A)中所含有的丙烯酸類聚合物而言,可使用與上述的非能量線硬化性丙烯酸類黏接劑(N)相同者。
(2-3)能量線硬化性化合物(A3)
能量線硬化性黏接劑(A),含有除能量線硬化性基導入的聚合物(A1)以外的能量線硬化性化合物(A3)為佳,該情況之下,同時含有上述的不具能量線硬化性聚合物(A2)為佳。此外,替代不具能量線硬化性的聚合物(A2),或含有與此一同導入能量線硬化性基的聚合物(A1)亦佳,能量線硬化性化合物(A3)具有能量線硬化性基,係被能量線照射後聚合而成的化合物。
具有能量線硬化性化合物(A3)的能量線硬化性
基,例如,包含能量線硬化性的碳-碳雙鍵的基,具體而言,可舉例(甲基)丙烯酰基、乙烯基。
就能量線硬化性化合物(A3)而言,例如,雖若具有上述能量線硬化性基,則無特別限制,但從通用性的觀點來看,係低分子量化合物(單官能、多官能的單體與寡聚合物)較佳。低分子量的能量線硬化性化合物(A3)的具體例子有三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、四丙烯酸四、季戊四醇三丙烯酸酯、二季戊四醇單羥基五、二季戊四醇六丙烯酸,還有1,4-丁二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、二環戊二烯二丙烯酸酯二甲、丙烯酸異冰片酯等含有環狀脂肪胺結構的的丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、低聚酯丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯低聚物、環氧改質的丙烯酸酯、聚醚丙烯酸酯、衣康酸低聚物等的丙烯酸酯類化合物。
此外,就能量線硬化性化合物(A3)而言,可舉例具有能量線硬化性基的環氧樹脂、具有能量線硬化性基的酚醛樹脂等。這種樹脂,舉例而言,日本專利公開2013-194102號公報中所記載者皆可使用。
通常能量線硬化性化合物(A3)的分子量係100~30000,較佳係300~10000左右。
若對具有能量線硬化性黏接劑(A)的黏接劑層之半導體加工用片材進行能量線照射,使能量線硬化性黏接劑(A)硬化,半導體加工用片材會出現100%強度提高、復原率變低的傾向,因此,藉由壓低能量線硬化性黏接劑(A)中的能量線硬化性,便可達成100%強度與復原率。例如,就不具能量線
硬化性的聚合物(A2)之(甲基)丙烯酸酯共聚物而言,與能量線硬化性化合物(A3)混合使用的情況下,(甲基)丙烯酸酯共聚物設為100質量份時,能量線硬化性化合物(A3)使用10~150質量份較佳,使用20~100質量份則更佳。
(3)架橋劑
本實施形態中的黏接劑層,可使用上述的非能量線硬化性丙烯酸類黏接劑(N),或可與能量線硬化性黏接劑(A)反應的架橋劑而形成,在這情況下,例如,可調製上述的黏接劑與包含架橋劑的黏接劑組成物,用於黏接劑層的形成。利用架橋劑所形成的黏接劑層,含有上述的非能量線硬化性丙烯酸類黏接劑(N),或透過能量線硬化性黏接劑(A)與架橋劑的架橋反應所獲得的架橋物。
就架橋劑的種類而言,可舉例環氧類化合物、聚異氰酸酯類化合物、金屬鉗合物類化合物、氮丙啶類化合物等的聚酰亞胺化合物、三聚氰胺樹脂、尿素樹脂、二醛類、羥甲聚合物、金屬醇鹽、金屬鹽等。其中,由容易操控架橋反應的觀點等來看,環氧類化合物或聚異氰酸酯化合物較佳。
就環氧類化合物而言,可舉例1,3-二(N,N'-二縮水甘油基氨基甲基)環己烷、N,N,N',N'-四縮水甘油基-間苯二甲胺、乙二醇二縮水甘油醚、1,6-己二醇二縮水甘油醚、三羥甲基丙烷二縮水甘油醚、二縮水甘油基苯胺、二縮水甘油基胺等。
聚異氰酸酯化合物係每1分子中,具有2個以上的異氰酸基的化合物,具體而言,可列舉甲苯異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯、苯二異氰酸酯等芳香族聚異氰酸酯、六亞甲
基二異氰酸酯等的脂肪族聚異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、氫化二苯甲烷二異氰酸酯等的脂環式聚異氰酸酯與其縮二脲體、異氰脲酸酯體,或與乙二醇、丙二醇、新戊二醇、三羥甲基丙烷、菌麻油等的低分子含活性氫的化合物的反應物之加成物體。
使用架橋劑形成黏接劑層的情況下,上述的非能量線硬化性丙烯酸類黏接劑(N),或能量線硬化性黏接劑(A)設為100質量份時,較佳係使用0.01~50質量份,更佳係0.1~10質量份的架橋劑以形成黏接劑層。
本實施形態中的黏接劑層係利用架橋劑而形成的情況下,根據該架橋劑的種類等,使用適當的架橋促進劑較佳,例如,架橋劑係聚異氰酸酯化合物的情況下,使用有機錫化合物等的有機金屬化合物類的架橋促進劑較佳。
(4)其他成分
為了形成本實施形態中的黏接劑層的黏接劑組成物,可於上述成分中,加入染料或顏料等的色料、阻燃劑、填充劑、可塑劑、靜電防止劑等各種添加劑,此外,黏接劑層含有如紫外線的因光硬化的能量線硬化性黏接劑(A)的情況下,黏接劑組成物含有光聚合起始劑較佳。
就光聚合起始劑而言,可列舉安息香化合物、甲基苯丙酮化合物、酰基膦氧化合物、二氯二茂鈦化合物、噻吨酮化合物、過氧化合物等的光起始劑、胺與醌等的光敏感劑等,具體可舉例1-羥基環己基苯基甲酮、安息香、安息香二甲醚、安息香***、安息香異丙醚、二苯乙二酮基硫醚、四甲胺
硫甲醯、偶氮雙異丁腈、聯苄、聯乙醯、β-蒽醌、2,4,6-三甲基苯甲酰二苯基氧化膦等。就能量線而言,使用紫外線的情況下,藉由搭配光起始劑,可減少照射時間與照射量。
(5)能量線的照射
作為用於使上述的能量線硬化性黏接劑(A)硬化的能量線,可列舉游離輻射線,即X光線、紫外線、電子束等。其中又以照射設備的導入較為容易的紫外線較佳。
就游離輻射線而言,在使用紫外線的情況下,從處理的容易度方面來看,使用包含波長200~380nm左右的近紫外線較佳;而光量方面,根據具有能量線硬化性黏接劑(A)的能量線硬化性基的種類,或黏接劑層的厚度適當地挑選即可,通常係50~500mJ/cm2左右,較佳係100~450mJ/cm2,更佳係200~400mJ/cm2。此外,紫外線照度通常係50~500mW/cm2,較佳係100~450mW/cm2,更佳係200~400mW/cm2。紫外線光源並無特別限制,例如可利用高壓汞燈、金屬鹵素燈、UV-LED燈等。
就游離輻射線而言,在使用電子束的情況下,對於其加速電壓,根據具有能量線硬化性黏接劑(A)的能量線硬化性基的種類,或黏接劑層的厚度適當地選擇即可,通常加速電壓係10~1000kV左右較佳。此外,照射線的量只要設定於能量線硬化性黏接劑(A)適當地硬化之範圍之內即可,通常設為10~1000krad的範圍內。電子束的來源並無特別限制,例如,可使用科克羅夫特-沃爾頓(Cockcroft-Walton)型、范德格拉夫(Van de Graaff)型、共振變壓器型、鐵心絕緣變壓器型、或直
線型、高頻高壓型(Dynamitron)、高頻率型等各種電子束加速器。
(6)厚度
本實施形態中,黏接劑層厚度係2~50μm為佳,5~30μm較佳,8~20μm則更佳。
3.剝離片材
本實施形態所有關的半導體加工用片材,在黏附體上黏貼黏接劑層之前,為了保護黏接劑層,可在具有黏接性的面上積層剝離片材。剝離片材的構成可任意調整,例如可用剝離劑等對塑膠薄膜進行剝離處理。塑膠薄膜的具體例子有聚對酞酸乙二酯、聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二酸乙二醇酯等的聚酯薄膜,以及聚丙烯或聚乙烯等的聚烯烴薄膜。就剝離劑而言,可使用聚矽氧類、氟類、長鏈烷基類等。其中以價格低廉,且可獲得穩定性能的聚矽氧類為佳。剝離片材的厚度雖無特別限制,通常係20~250μm左右。
4.半導體加工用片材之其他例子
以上雖已對於單以基材所構成的半導體加工用片材,與具有基材和黏接劑層的半導體加工用片材進行說明,但本發明並不侷限於上述內容。
例如,就其他實施形態而言,半導體加工用片材具有介於基材與黏接劑層之間的黏合劑層(為了提升基材與黏接劑層之間的黏合性所存在的底漆層等)亦佳。此外,半導體加工用片材亦可具有介於基材與黏接劑層之間的中間層。就中間層而言,例如,可具有對於半導體加工用片材所需的彈性,
或對於半導體晶片的突起賦予追蹤性的功能。這種中間層,例如,可由含有胺甲酸乙酯丙烯酸酯等材料構成。
就另一實施形態而言,半導體加工用片含有位於最外層的黏合劑層亦佳,例如,半導體加工用片材以基材和黏合劑層構成亦佳。此外,按順序積層基材與黏接劑層、黏合劑層構成亦佳,該黏合劑層藉由加熱等的觸發後呈現黏接性為佳。
上述的黏合劑層,例如,可於晶粒黏著時當作黏合劑或底部填充劑。
就另一實施形態而言,半導體加工用片材在最外層具有保護膜形成薄膜亦佳,例如,半導體加工用片材可由基材與保護膜形成薄膜構成,此外,按照基材和黏接劑層、保護膜形成薄膜順序積層的構成亦佳,特別是在保護膜形成薄膜以稱為面朝下(Face Down)方式的實裝法製造半導體裝置的情況下,為了保護半導體晶片的背面,亦可作為保護膜使用。
5.半導體加工用片材之製造方法
本實施形態所有關的半導體加工用片材,可像固有的半導體加工用片材一樣,以同樣方式製造。特別是就以基材與黏接劑形成的半導體加工用片材的製造方法而言,上述的黏接劑組成物中,形成的黏接劑層若可在基材的一面上積層,詳細的方法並無限制。舉例來說,調製構成黏接劑層的黏接劑組成物,以及根據所需額外添加的溶劑,或含有分散介質的塗佈液,於基材的一面上,使用模具式塗佈機(Die coater)、簾式塗佈機(Curtain coater)、噴塗機(Spray coater)、狹縫式塗佈機(Slit
coater)、刀式塗佈機(Knife coater)等,塗上塗佈液體形成塗膜,使該塗膜乾燥後便可形成黏接劑層。塗佈液只要可以進行塗佈,其特性並無特別限制,可作為用於形成黏接劑層的成份之溶質,亦可作為分散體含於其中。
此外,就另一個半導體加工用片材知製造方法的例子而言,亦可在上述剝離片材的剝離面上,塗上塗佈液形成塗膜,使其乾燥後形成以黏接劑層與剝離片材組成的積層體,此積層體的黏接劑層的剝離片材側面之反面與基材黏貼,由此獲得半導體加工用片材與剝離片材的積層體。此積層體的剝離片材作為製程材料,可將其剝離,亦可在半導體晶片、半導體晶圓等的黏附體上黏貼之前,用以保護黏接劑層。
在塗佈液中含有架橋劑的情況下,藉由變更上述乾燥條件(溫度、時間等),或個別進行加熱處理,使塗膜內的非能量線硬化性丙烯酸類黏接劑(N),或能量線硬化性黏接劑(A)與架橋劑進行架橋反應,而黏接劑層內,在所需的存在密度中形成架橋構造為佳。為了使該架橋反應充分進行,利用上述方法等,舉在基材上積層黏接劑層後,所得到的半導體加工用片材1為例,在23℃、相對濕度50%的環境下靜置養生數日為佳。
6.半導體加工用片材之使用方法
本實施形態所有關的半導體加工用片材在頂取半導體晶片時,可作為支撐該半導體晶片的片材使用。
例如,本實施形態所有關的半導體加工用片材可作為切割片材使用,在這種情況下,背面研磨後的半導體晶圓
黏貼於半導體加工用片材上,透過在半導體加工用片材上進行切割,該半導體晶圓便可切割成多個半導體晶片。之後,多個半導體晶片便可於半導體加工用片材中個別頂取,此時,半導體加工用片材若另外具有保護膜形成薄膜,半導體晶圓與保護膜形成薄膜將同時切斷,透過頂取切割而成的半導體晶片,便可獲得背面具有保護膜的半導體晶片。
此外,本實施形態所有關的半導體加工用片材,亦可不使用於切割,只於切割後為了頂取半導體晶片時使用。在這種情況下,將半導體晶片從切割片材中,移至半導體加工用片材後,便可於該半導體加工用片材上頂取半導體晶片。又,從切割片材移至半導體加工用片材過程,可透過轉寫施行,亦可透過頂取進行。
此外,本實施形態所有關的半導體加工用片材,亦可作為切割‧晶粒黏著片材使用。在這種情況下,半導體加工用片材具有上述的黏合劑層為佳,以該半導體加工用片材進行切割時,會同時切斷半導體晶圓與黏合劑層,藉由頂取切割而成的多個半導體晶片,從而獲得黏貼著黏合劑的半導體晶片。
此外,本實施形態所有關的半導體加工用片材,亦可作為和基底片材一樣的半導體晶圓等的表面保護片材使用,具體而言,對於半導體晶圓等需要保護的面,將半導體加工用片材的黏接劑層的基材的面之反面黏貼,藉此,處理半導體晶圓等時,便可防止黏貼半導體加工用片材的面損壞。特別是將半導體加工用片材當做基底片材使用的情況下,對於形成
半導體晶圓電路的面,將半導體加工用片材的黏接劑層的基材的面之反面黏貼,藉此,半導體晶圓的背面研磨時,便可由半導體加工用片材保護電路。
〔半導體裝置之製造方法〕
參考圖1,以下利用本實施形態所有關的半導體加工用片材,說明半導體裝置的製造方法,特別針對半導體晶片頂取的製程進行說明。
首先,如圖1(a)所示,準備一邊面黏貼有切割後的多個半導體晶片2的半導體加工用片材1,對此,舉例來說,於切割片材上切割半導體晶圓後,藉由將所獲得的多個半導體晶片2轉寫於半導體加工用片材1而成,轉寫時,將半導體晶片2黏貼於半導體加工用片材1具有黏接性的面。若不進行轉寫,亦可將半導體晶圓黏貼於半導體加工用片材1具有黏接性的面,藉由於半導體加工用片材1上實施切割,而於半導體加工用片材1上得到多個半導體晶片2。半導體加工用片材1具有含能量線硬化性黏接劑的黏接劑層,透過此黏接劑層發揮半導體加工用片材1的黏接性之情況下,在半導體加工用片材1上,獲得多個半導體晶片2後再照射能量線亦可。藉此,黏接劑硬化且黏接性變低,於之後頂取製程中,從半導體加工用片材1中剝離半導體晶片2的過程便會變得容易,另外,圖1(a)中,為了之後製程中所實施的上頂,上頂方塊3配置於半導體加工用片材1的半導體晶片2相反側面上。
接著,如圖1(b)所示,將一個半導體晶片2,與半導體加工用片材1的半導體晶片2黏貼的面之反面上頂,藉由上
頂,將半導體加工用片材1上的半導體晶片2’所黏貼的範圍上提,據此,半導體晶片2’也會一起上提。上頂方塊3與半導體加工用片材1相接的面包含平面,根據該面將半導體加工用片材1上頂,與上頂方塊3的半導體加工用片材1相接的面的大小,只要在可準確地進行上頂的前提下便無任何限制。可從以接近點的小面上頂來避免因上頂而導致半導體晶片2’損壞、以及最小化對相鄰於上頂對象半導體晶片2的影響之觀點來適當地進行設定。特別從避免半導體晶片2’損壞的觀點來看,上頂方塊3的與半導體加工用片材1相接的面的面積,和半導體晶片2’的與半導體加工用片材1相接的面的面積一致,或近似其面積為佳,但,上頂方塊3的面積若超過半導體晶片2’的面積,上頂時也會對鄰接的半導體晶片2造成影響,導致鄰接的半導體晶片2的位置歪斜,或造成無法只上頂半導體晶片2’的現象。因此,上頂方塊3的與半導體加工用片材1相接的面的面積,以不超過半導體晶片2’的面積為佳。本實施形態所有關的半導體加工用片材1中,由於上述100%強度係3~14N/15mm,應對上頂方塊3的步驟之際,可充分地延展,使其達成適當的上頂。特別是在使用於面上頂的上頂方塊3的情況下,可延展的範圍僅限於上頂方塊3的末端位置,與鄰接其位置最鄰近的半導體晶片2’的半導體晶片2的末端位置之間,與此相同,即使在可延展的範圍窄小的情況下,本實施形態所有關的半導體加工用片材1亦能充分地延展,藉以達成適當的上頂,其結果,便可良好地頂取半導體晶片2’。
接著,如圖1(c)所示,上頂的半導體晶片2’利用
筒夾4於半導體加工用片材1頂取,就筒夾4而言,可使用固有的頂取製程中所使用者,例如,可以透過吸引將半導體晶片2’上提亦佳。
此外,鄰接上頂的半導體晶片2’的半導體晶片2,如圖1(b)與圖1(c)所示,於上頂之際實際上不移動為佳。換言之,鄰接上頂的半導體晶片2’的半導體晶片2,其黏貼的半導體加工用片材1之範圍,於半導體晶片2’上頂之際,實際上不移動為佳。對此,舉例來說,可將上述鄰接的半導體晶片2所在的半導體加工用片材1的範圍,往與上頂方塊3周圍的相同方向支撐的臺(未顯示於圖示)固定,以實現位置不移動。就固定方面,舉例來說,可使用吸引臺來吸引半導體加工用片材1,上頂方塊3於半導體晶片2’上頂時,藉由使鄰接的半導體晶片2實際上不移動位置,來防止上頂的半導體晶片2’的位置歪斜,以實現良好的頂取。由於本實施形態中的半導體加工用片材具有上述的100%強度與復原率,故於上頂時,可使鄰接的半導體晶片2實際上不移動位置。
半導體晶片2’頂取後,如圖1(d)所示,上頂方塊3降為原本的高度。本實施形態所有關的半導體加工用片材1中,由於上述復原率係75~100%,即使上頂方塊3下降為原本高度之後,半導體加工用片材1亦不會發生鬆弛並復原為原貌。因此,將頂取的半導體晶片2’周圍存在的半導體晶片2適當地固定,便不會發生位置歪斜,其後所進行的上頂亦可良好地實行。
以上係頂取一個半導體晶片2的一連串的流程,圖
1(a)中,藉由重覆圖1(d)的製程,便可從半導體加工用片材1中頂取多個半導體晶片2,並搬移至下一個製程。與上述相同,透過本實施形態所有關的半導體加工用片材1,便可良好地頂取半導體晶片2。
此外,雖已在圖1中利用上頂方塊3說明上頂的例子,但,使用上頂方塊3以外者替代上頂方塊3亦可。例如,可以針替代上頂方塊3,針對於半導體加工用片材1幾乎是以點接觸,藉由該點上頂半導體加工用片材1,在使用針的情況下,對於一個半導體晶片2’使用一個針上頂亦可,或者,對於一個半導體晶片2’使用多個針上頂也無妨。
此外,如圖2所示,可使用以多個片板5所構成的上頂方塊。片板5對於半導體加工用片材1可以垂直方向獨立移動,藉由個別控制片板5的移動,作為其集合的上頂方塊,可以多樣的形態上頂。例如,圖2(a)中,所有面板5同時朝半導體加工用片材1上升,其結果,與圖1(b)相同,將半導體晶片2’上頂。另一方面,圖2(b)中片板5的上升量,於中央的片板5朝尾端片板5的方向減少,上頂方塊整體以人字形上頂半導體晶片2’。在與圖2(b)一樣以人字形上頂的情況下,半導體加工用片材1可於中央片板5的位置至鄰接的半導體晶片2的位置範圍內延展,與圖2(a)的情況相比,可於較寬的範圍內延伸。因此,由作為半導體加工用片材1的負荷較少的觀點來看,比起圖2(a)的情況,如圖2(b)的情況一樣,使可延展的範圍變得更寬而上頂為佳。但,透過本實施形態所有關的半導體加工用片材1,即使在與圖2(a)一樣,可延展的範圍相當有限的情況下,仍可
應對上頂充分延展,上頂後亦可完好地復原,其結果,便可良好地頂取半導體晶片2。
以上說明的實施形態,是為了易於對本發明的理解而記述,並非對本發明進行限定而進行的記述。因此,上述實施形態中所公開的各要素,屬於本發明的技術範圍的所有設計變更或其均等物亦包含其中。
例如,在半導體加工用片材具有基材與黏接劑層結構的情況下,基材與黏接劑層之間,其他層亦可介於其中。
以下,透過實施例等進一步對本發明進行具體說明,但本發明的範圍並不受這些實施例等限定。
〔實施例1〕
(1)基材之製造
低密度聚乙烯(LDPE;SUMITOMO CHEMICAL CO.,LTD.製,SUMIKATHENE L705)、乙烯-丁烯共聚物(EB;MITSUI CHEMICALS INC.製,TAFMER A-4070S)與低密度聚乙烯(LDPE;SUMITOMO CHEMICAL CO.,LTD.製,SUMIKATHENE L705),以小型T-Die擠壓機(TOYO SEIKI SEISAKU-SHO,LTD.製,LABO PLASTOMILL)共壓出成形,按照8μm的LDPE層、64μm的EB層,與8μm的LDPE層的3層順序製造積層而成的薄膜,以此作為基材使用。
(2)用於黏接劑層塗佈液之調製
59.5質量份(以固體含量計;以下相同)的2-乙基己基丙烯酸酯,與30質量份的乙酸乙烯酯,和0.5質量份的丙烯酸,以
及10質量份的丙烯酸2-羥乙酯聚合後,調製為重量平均分子量係40萬的丙烯酸類黏接劑。將此丙烯酸類黏接劑100質量份,與甲苯二異氰酸(TDI)類架橋劑(NIPPON POLYURETHANE INDUSTRY CO.,LTD.製,CORONATE L)6質量份,於溶劑中混合後,便可獲得用於黏接劑層的黏接劑組成物塗佈液。
(3)半導體加工用片材之製作
於聚對酞酸乙二酯(PET)薄膜的單面形成矽氧樹脂類的剝離劑層,對於所構成的剝離薄膜(Lintec Corporation製,SP-PET3811)的剝離面塗佈上述塗佈液,並使其乾燥,於剝離薄膜上形成厚度10μm的黏接劑層。之後,藉由於此黏接劑層的外露面上與上述基材相接黏貼,便可在黏接劑層上黏貼剝離薄膜的狀態下獲得半導體加工用片材。
〔實施例2〕
將丙烯酸酯共聚物(NAGASE CHEMTEX CORPORATION製,TEISANRESIN SG-P3,固體含量15質量%)塗佈於PET薄膜單面上,形成矽氧樹脂類的剝離劑層而成的剝離薄膜(Lintec Corporation製,SP-PET3811)之剝離面,並使其乾燥,藉此獲得剝離薄膜上厚度30μm的丙烯酸類薄膜層積層而成的積層體。此外,由於丙烯酸類薄膜層質地柔軟,剝離薄膜亦可作為支撐層,利用此積層體,透過將上述丙烯酸類薄膜層積層4層,得到厚度120μm的丙烯酸酯共聚物薄膜。將此作為基材使用以外,經過如實施例1相同方法處理,以製造半導體加工用片材。
〔實施例3〕
將59.3質量份的2-乙基己基丙烯酸酯,與30質量份的乙酸
乙烯酯,以及0.7質量份的丙烯酸,和10質量份的丙烯酸2-羥乙酯聚合後,製造重量平均分子量係40萬的丙烯酸類黏接劑。此丙烯酸類黏接劑100質量份,與作為能量線硬化性化合物的多官能胺甲酸乙酯丙烯酸酯寡聚合物(DAINICHISEIKACOLOR & CHEMICALS MFG.CO.,LTD.,SEIKABEAM PU-5)100質量份,和TDI類架橋劑(NIPPON POLYURETHANE INDUSTRY CO.,LTD.製,CORONATE L)3質量份於溶劑中混合後,得到用於黏接劑層的黏接劑組成物塗佈液。除了利用此塗佈液以外,經過如實施例1相同方法處理,以製造半導體加工用片材。
〔比較例1〕
聚氯乙烯樹脂(PVC;平均聚合度1050)100質量份、聚酯類可塑劑52質量份,以及少量的安定劑混合後,利用壓延設備使薄膜成形,藉此得到厚度係80μm的氯乙烯薄膜。除了將此作為基材使用以外,經過如實施例1相同方法處理,以製造半導體加工用片材。
〔比較例2〕
除了將基材變更為厚度80μm的聚丙烯薄膜(PP;DIAPLUS FILM INC.FILM公司製,LT01-06051)以外,經過如實施例1相同方法處理,以製造半導體加工用片材。
〔比較例3〕
將低密度聚乙烯(LDPE;SUMITOMO CHEMICAL CO.,LTD.製,SUMIKATHENE L705)透過小型T-Die擠壓機擠壓成形,得到厚度係80μm的薄膜。除了將此作為基材使用以外,經過如實施例1相同方法處理,以製造半導體加工用片材。
〔比較例4〕
將乙烯-甲基丙烯酸共聚物(EMAA;DU PONT-MITSUI POLYCHEMICALS製,N0903HC)透過小型T-Die擠壓機擠壓成形,得到厚度係80μm的薄膜。除了將此作為基材使用以外,經過如實施例1相同方法處理,以製造半導體加工用片材。
〔測試例1〕(100%強度與復原率之測量)
將自實施例或比較例中所獲得的半導體加工用片材,裁切為150mm×15mm而獲得測試片,此外,將半導體加工用片材之製造時的流動方向(MD方向)作為測試片的長度方向裁切,其後,測試片的長度方向兩端以拉力測試機(SHIMADZU CORPORATION製,AUTOGRAPH)的夾具固定。此時,夾具夾緊測試片,使夾具之間的長度達100mm,並將該長度作為起始夾具之間的長度L0(mm)。接著,以速度200mm/min向長度方向拖曳100mm,使夾具之間的長度為200mm。由此長度扣除起始夾具之間的長度L0(mm)(即100mm)後的長度設為擴張長度L1(mm),接著測量此時的測試力,作為拉力測試中的100%強度(N/15mm)。在夾具之間的長度成為200mm的狀態下,維持1分鐘後,使夾具之間的長度成為L0(mm),以速度200mm/min將夾具回復,讓夾具之間的長度在L0(mm)的狀態下維持1分鐘。之後,以60mm/min的速度往長度方向拖曳,記錄測試力超過0.1N/15mm之際的夾具之間長度,將此長度扣除起始夾具之間的長度L0(mm)的數值設為L2(mm)。
上述L1與L2的數值套入下列式(I)算出復原率(%)。
復原率(%)={1-(L2÷L1)}×100...(I)
以上測量的100%強度與復原率如表1所示。
〔測試例2〕(頂取步驟之評價)
對於切割片材(Lintec Corporation製,ADWILL D-485H)黏貼半導體晶圓(直徑8吋,厚度350μm)與環框(Ring frame),此切割片材上利用DICER(DISCO CORPORATION製,DFD651)切割半導體晶圓,由此獲得多個4mm×4mm的切割而成之半導體晶片。之後,對於未黏貼於切割片材的半導體晶片黏貼的側照射紫外線照射,此外,對於半導體晶片的切割片材與相反面黏貼自實施例或比較例中得到的半導體加工用片材,之後,藉由從半導體晶片剝離切割片材,使半導體晶片在維持其整列性的狀態下,將半導體晶片轉寫於半導體加工用片材。
對於此半導體晶片黏貼的半導體加工用片材,利用晶粒黏著設備(Besi公司製,Esec2100sD plus)依序頂取半導體晶片,此晶粒黏著設備中,作為管芯推頂器(Die ejector)(上頂方塊),使用「Ultra Thin Die Multidisc」,上頂高度設為1mm。
觀察頂取步驟,從上頂是否達到設定的高度的觀點,以及在重複頂取的情況下,基材是否完好地固定的觀點來評價頂取步驟。就前者的觀點而言,若上頂達到設定的高度,成功完成頂取步驟的情況稱為「良好」;若上頂未達設定的高度,未能成功完成頂取步驟的情況稱為「不良」。就後者的觀點而言,即使反覆頂取,基材仍完好地固定,成功完成頂取步驟的情況稱為「良好」;若反覆頂取後基材變形,連固定基材都變得困難,未能成功完成頂取步驟的情況稱為「不良」。其評價結果如表1所示。
如表1所示,實施例的半導體加工用片材的100%強度夠小,且復原率也夠高,另外,實施例的半導體加工用片材在頂取步驟方面顯現出優秀的結果。
本發明所有關的半導體加工用片材,對於與半導體加工用片材相接的面,使用包含平面的上頂方塊頂取方面非常有用。
Claims (8)
- 一種半導體加工用片材,其特徵在於:100%強度係3~14N/15mm,復原率係75~100%;上述100%強度係指將上述半導體加工用片材裁為150mm×15mm的測試片,用夾具夾住長度方向的兩端,使夾具之間的長度成為100mm,以速度200mm/min往長度方向拖曳,於夾具之間的長度成為200mm之際的力量之強度;上述復原率係指,將上述半導體加工用片材裁為150mm×15mm的測試片,用夾具夾住長度方向的兩端,使夾具之間的長度成為100mm,之後,直到夾具之間的長度成為200mm為止,以200mm/min的速度拖曳,在夾具之間的長度擴張為200mm的狀態下維持1分鐘,之後,直到夾具之間的長度成為100mm為止,以200mm/min的速度往長度方向回復,在夾具之間的長度回復至100mm的狀態下維持1分鐘,之後,以60mm/min的速度往長度方向拖曳,測量拉力測試的測量數值超過0.1N/15mm時的夾具之間長度;將自該長度扣除起始夾具之間長度100mm的長度設為L2(mm);將自上述擴張的狀態下的夾具之間長度200mm中,扣除起始夾具之間長度100mm的長度設為L1(mm)時,套入下列式(I)復原率(%)={1-(L2÷L1)}×100...(I)所算出的數值。
- 根據申請專利範圍第1項所述之半導體加工用片材,其中包括基材與積層於上述基材的至少一邊面上的黏接劑層。
- 根據申請專利範圍第2項所述之半導體加工用片材,其中 上述基材含有熱塑性彈性體。
- 根據申請專利範圍第2或3項所述之半導體加工用片材,其中上述黏接劑層含有能量線硬化性黏接劑,上述100%強度與上述復原率係根據對上述半導體加工用片材照射能量線後測量的數值。
- 一種半導體裝置之製造方法,其特徵在於:包含準備在一邊面上黏貼有個片化的多個半導體晶片的第1至3項中任一項所述之半導體加工用片材的製程;將一個上述半導體晶片,從上述半導體加工用片材的另一邊面側,朝上述一邊面側上頂的製程;以及頂取上頂的上述半導體晶片之製程。
- 根據申請專利範圍第5項所述之半導體裝置之製造方法,其中上述半導體晶片的單個上頂,係利用與上述半導體加工用片材相接面包含平面的上頂方塊來實行。
- 根據申請專利範圍第6項所述之半導體裝置之製造方法,其中上述上頂方塊對於上述半導體加工用片材,由在垂直方向可獨立移動的多個片板形成。
- 根據申請專利範圍第5項所述之半導體裝置之製造方法,其中上述半導體加工用片材中,鄰接上頂的半導體晶片之半導體晶片所黏貼的範圍,於上述單個半導體晶片上頂時,實際上並未移動。
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