TWI530544B - Cutting tape One type semiconductor back film - Google Patents
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Description
本發明係關於一種倒裝晶片型半導體背面用薄膜及切割膠帶一體型半導體背面用薄膜。倒裝晶片型半導體背面用薄膜係用於保護半導體晶片等半導體元件之背面及提高強度等。又,本發明係關於一種使用切割膠帶一體型半導體背面用薄膜之半導體裝置之製造方法、及倒裝晶片安裝之半導體裝置。
近年來,進一步要求半導體裝置及其封裝體(package)之薄型化、小型化。故而,作為半導體裝置及其封裝體,廣泛利用一種藉由倒裝晶片接合將半導體晶片等半導體元件安裝(倒裝晶片連接)於基板上的倒裝晶片型之半導體裝置。該倒裝晶片連接係於半導體晶片之電路面與基板之電極形成面相對向之狀態下進行固定者。於此種半導體裝置等中,有時藉由保護薄膜來保護半導體晶片之背面,而防止半導體晶片之損傷等。
然而,為了藉由上述保護薄膜而保護半導體晶片之背面,必須對於切割步驟中獲得之半導體晶片追加用以於其背面貼附保護薄膜之新步驟。其結果,步驟數增加,製造成本等增加。又,由於近年來之薄型化,有時於半導體晶片之拾取步驟中,半導體晶片產生損傷。因此,於拾取步驟之前,為了增加半導體晶圓或半導體晶片之機械強度,要求對該等進行強化。尤其是,由於半導體晶片之薄型化,有時該半導體晶片產生翹曲,故要求對其進行抑制或防止。
先前技術文獻
專利文獻
專利文獻1:日本專利特開2008-166451號公報
專利文獻2:日本專利特開2008-006386號公報
專利文獻3:日本專利特開2007-261035號公報
專利文獻4:日本專利特開2007-250970號公報
專利文獻5:日本專利特開2007-158026號公報
專利文獻6:日本專利特開2004-221169號公報
專利文獻7:日本專利特開2004-214288號公報
專利文獻8:日本專利特開2004-142430號公報
專利文獻9:日本專利特開2004-072108號公報
專利文獻10:日本專利特開2004-063551號公報
然而,為了藉由上述保護薄膜而保護半導體晶片之背面,必須對於切割步驟中獲得之半導體晶片,追加用以於其背面貼附保護薄膜之新步驟。其結果,步驟數增加,製造成本等增加。又,由於近年來之薄型化,於半導體晶片之拾取步驟中,有時對半導體晶片產生損傷。因此,至拾取步驟為止,為了增加半導體晶圓或半導體晶片之機械強度,要求對該等進行強化。尤其,由於半導體晶片之薄型化,有時該半導體晶片產生翹曲,要求對其進行抑制或防止。
本發明係鑒於上述問題點而完成者,其目的在於提供一種,可抑制或防止倒裝晶片連接於被接著體上之半導體元件產生翹曲的倒裝晶片型半導體背面用薄膜、及切割膠帶一體型半導體背面用薄膜。
又,本發明之其他目的在於提供一種,抑制翹曲之產生,可使半導體元件倒裝晶片連接於被接著體上,其結果,可提高良率的半導體裝置之製造方法。
本案發明者等人為了解決上述先前之問題點而進行研究,結果發現藉由控制熱硬化後之23℃下之拉伸儲存彈性模數,可減少倒裝晶片連接於被接著體上之半導體元件的翹曲之產生,從而完成本發明。
即,本發明之倒裝晶片型半導體背面用薄膜,係用以形成於倒裝晶片連接於被接著體上之半導體元件之背面的倒裝晶片型半導體背面用薄膜,熱硬化後之23℃下之拉伸儲存彈性模數為10 GPa以上、50 GPa以下。
於倒裝晶片安裝中,通常不使用密封半導體封裝體整體之模製樹脂,而使用稱為填底膠(underfill)之密封樹脂,僅密封被接著體與半導體元件之間的凸塊連接部分。因此,半導體元件之背面露出。此處,例如,於熱硬化密封樹脂時,由於其硬化收縮而對半導體元件施加應力,有時因該應力而使半導體元件產生翹曲。尤其,於如厚度為300 μm以下(進而厚度為200 μm以下)之薄型之半導體元件中,該翹曲之產生變得顯著。
本發明之倒裝晶片型半導體背面用薄膜,藉由形成於倒裝晶片連接於被接著體上之半導體元件之背面,而實現保護該半導體元件之功能。又,本發明之倒裝晶片型半導體背面用薄膜,於熱硬化後之23℃下之拉伸儲存彈性模數為10 GPa以上,故而於如上述之密封樹脂之熱硬化時,即使密封樹脂欲收縮,亦可抑制或防止其收縮。其結果,可有效地抑制或防止半導體元件之翹曲。又,藉由使上述拉伸儲存彈性模數為50 GPa以下,可抑制回焊時之封裝體(PKG:倒裝晶片型之半導體裝置)之龜裂。再者,上述半導體元件之背面,係指與電路形成之面(電路面)相反側之面(非電路面)。
上述倒裝晶片型半導體背面用薄膜較佳為由至少熱硬化性樹脂成分形成。
此處,本發明之較佳之一個實施形態(以下,亦稱為第1實施形態)之倒裝晶片型半導體背面用薄膜係至少包含由至少熱硬化性樹脂成分與玻璃轉移溫度為25℃以上、200℃以下之熱塑性樹脂成分形成之層者。
本實施形態之倒裝晶片型半導體背面用薄膜,由至少熱硬化性樹脂成分與熱塑性樹脂成分形成,且熱塑性樹脂成分之玻璃轉移溫度為25℃以上,故而若藉由加熱而熱硬化,則可增加其機械強度。藉此,即使對半導體元件施加由密封樹脂之硬化收縮引起之應力,熱硬化後之倒裝晶片型半導體背面用薄膜亦可與之相抗,可有效地抑制或防止半導體元件之翹曲。另一方面,藉由使上述玻璃轉移溫度為200℃以下,可抑制回焊時之封裝體(PKG;倒裝晶片型半導體裝置)之龜裂。
上述玻璃轉移溫度為25℃~200℃之熱塑性樹脂成分之調配比例,較佳為相對於樹脂成分之總量,為5重量%以上、40重量%以下之範圍內。藉由將玻璃轉移溫度為25℃~200℃之熱塑性樹脂之調配比例,設為相對於構成倒裝晶片型半導體背面用薄膜之樹脂成分總量為5重量%以上,可使熱硬化時之機械強度變得良好。另一方面,藉由將上述調配比例設為40重量%以下,可防止加熱時之熱硬化不充分。
上述玻璃轉移溫度為25℃~200℃之熱塑性樹脂成分,較佳為含有玻璃轉移溫度為25℃以上、200℃以下之丙烯酸系樹脂。
又,本發明之其他較佳之一個實施形態(以下,亦稱為第2實施形態)之倒裝晶片型半導體背面用薄膜係至少包含由至少熱硬化性樹脂成分形成且不含熱塑性樹脂成分之層者。
本實施形態之倒裝晶片型半導體背面用薄膜係至少包含由至少熱硬化性樹脂成分形成且不含熱塑性樹脂成分之層者,故而於如上述之密封樹脂之熱硬化時,即使密封樹脂欲收縮,亦可抑制或防止其收縮。其結果,可有效地抑制或防止半導體元件之翹曲。
上述熱硬化性樹脂成分較佳為環氧樹脂。
又,於倒裝晶片型半導體背面用薄膜至少包含由至少熱硬化性樹脂成分形成且不含熱塑性樹脂成分之層的形態中,上述熱硬化性樹脂成分較佳為,相對於該熱硬化性樹脂成分總量,含有60重量%以上之液狀環氧樹脂。
該倒裝晶片型半導體背面用薄膜包含由至少熱硬化性樹脂成分形成且不含熱塑性樹脂成分之層,故而若加熱則可藉由熱硬化而增加其機械強度。藉此,於如上述之密封樹脂之熱硬化時,即使密封樹脂欲收縮,亦可抑制或防止其收縮。進而,藉由於上述熱硬化性樹脂成分中,相對於其總量含有60重量%以上之液狀環氧樹脂,可抑制或防止熱硬化後之倒裝晶片型半導體背面用薄膜產生龜裂。再者,上述液狀環氧樹脂包含,除將其單獨使用之情形時於25℃下為液狀之情形之外,於併用兩種以上之情形時,該環氧樹脂成分於25℃下亦顯示液狀者。
較佳為於本發明之倒裝晶片型半導體背面用薄膜中進而添加著色劑。藉此,可對倒裝晶片型半導體背面用薄膜著色,可對其賦予優異之識別性。
較佳為上述倒裝晶片型半導體背面用薄膜之厚度為2 μm~500 μm之範圍內。藉由使上述厚度為2 μm以上,可提高該薄膜之機械強度,確保良好之自持性。另一方面,藉由使上述厚度為500 μm以下,可使包含倒裝晶片安裝於被接著體上之半導體元件的半導體裝置之薄型化變得可能。再者,倒裝晶片型半導體背面用薄膜之厚度的更佳範圍為2~200 μm。又,於倒裝晶片型半導體背面用薄膜為至少包含由至少熱硬化性樹脂成分形成且不含熱塑性樹脂成分之層者之情形時,將倒裝晶片型半導體背面用薄膜之厚度設為5~500 μm亦為較佳形態。
上述半導體元件之厚度較佳為20 μm~300 μm之範圍內。
又,本發明之切割膠帶一體型半導體背面用薄膜,係包含含有基材與積層於基材上之黏著劑層之切割膠帶、以及積層於上述切割膠帶上之如上述之倒裝晶片型半導體背面用薄膜的切割膠帶一體型半導體背面用薄膜,上述倒裝晶片型半導體背面用薄膜積層於上述黏著劑層上。
上述構成之切割膠帶一體型半導體背面用薄膜,由於切割膠帶與倒裝晶片型半導體背面用薄膜一體式形成,故而亦可供給於切割半導體晶圓而製作半導體元件之切割步驟或其後之拾取步驟中。即,切割步驟之前將切割膠帶黏貼於半導體晶圓背面時,亦可黏貼上述半導體背面用薄膜,故而無需僅黏貼半導體背面用薄膜之步驟(半導體背面用薄膜黏貼步驟)。其結果,可謀求步驟數之減少。並且,半導體晶圓或藉由切割而形成之半導體元件的背面由半導體背面用薄膜保護,故而於切割步驟或之後之步驟(拾取步驟等)中,可減少或防止該半導體元件之損傷(破裂、缺損等)。其結果,可謀求倒裝晶片型半導體裝置之製造良率之提高。
又,本發明之半導體裝置之製造方法係使用如上述之切割膠帶一體型半導體背面用薄膜之半導體裝置之製造方法,其包括如下步驟:於上述切割膠帶一體型半導體背面用薄膜之倒裝晶片型半導體背面用薄膜上黏貼半導體晶圓;切割上述半導體晶圓而形成半導體元件;將上述半導體元件與上述倒裝晶片型半導體背面用薄膜一同自切割膠帶之黏著劑層剝離;以及將上述半導體元件倒裝晶片連接於上述被接著體上。
於上述方法中,將切割膠帶一體型半導體背面用薄膜黏貼於半導體晶圓之背面,故而無需僅黏貼半導體背面用薄膜之步驟(半導體背面用薄膜黏貼步驟)。又,於半導體晶圓之切割或藉由該切割而形成之半導體元件之拾取中,半導體晶圓及半導體元件之背面由半導體背面用薄膜保護,故而可防止損傷等。其結果,可提高製造良率,製造倒裝晶片型之半導體裝置。
於上述倒裝晶片連接之步驟中,較佳為包括如下步驟:於倒裝晶片接合於上述被接著體上之半導體元件與該被接著體之間的間隙封入密封樹脂後,使上述密封樹脂熱硬化。
將密封樹脂熱硬化時,由於其硬化收縮而對半導體元件施加應力,有時因該應力而使半導體元件產生翹曲。尤其,於如厚度為300 μm以下(進而厚度為200 μm以下)之薄型之半導體元件中,該翹曲之產生顯著。然而,於上述方法中,使用熱硬化後之23℃下之拉伸儲存彈性模數為10 GPa以上之倒裝晶片型半導體背面用薄膜,故而密封樹脂之熱硬化時,即使密封樹脂欲收縮,亦可對抗其收縮力。藉此,即使因密封樹脂之硬化收縮而導致之應力施加於半導體元件上,半導體元件亦幾乎或完全不彎曲,可抑制或防止半導體元件之翹曲之產生。又,上述第1實施形態中,使用由至少熱硬化性樹脂成分與玻璃轉移溫度為25℃~200℃之熱塑性樹脂成分形成之倒裝晶片型半導體背面用薄膜,故而若藉由加熱而熱硬化則可增加其機械強度。藉此,即使對半導體元件施加由密封樹脂之硬化收縮引起之應力,熱硬化後之倒裝晶片型半導體背面用薄膜亦可與之相抗,可有效地抑制或防止半導體元件之翹曲。又,上述第2實施形態中,使用由至少熱硬化性樹脂成分形成且不含熱塑性樹脂成分之倒裝晶片型半導體背面用薄膜,故而密封樹脂之熱硬化時,該半導體背面用薄膜亦熱硬化,藉此可提高其機械強度。其結果,即使對半導體元件施加由密封樹脂之硬化收縮引起之應力,該倒裝晶片型半導體背面用薄膜亦可與之相抗,可有效地抑制或防止半導體元件之翹曲。進而,上述倒裝晶片型半導體背面用薄膜若為其熱硬化性樹脂成分中含有60重量%以上之液狀環氧樹脂者,則熱硬化後亦不會產生龜裂。其結果,可製造可靠性優異之半導體裝置。
又,本發明之半導體裝置係藉由如上述之半導體裝置之製造方法而製造者。
根據本發明之倒裝晶片型半導體背面用薄膜,由於形成於倒裝晶片連接於被接著體上之半導體元件的背面,故而實現保護該半導體元件之功能。又,本發明之倒裝晶片型半導體背面用薄膜,於熱硬化後之23℃下之拉伸儲存彈性模數為10 GPa以上,故而可有效地抑制或防止將半導體元件倒裝晶片連接於被接著體上時產生之半導體元件之翹曲。
又,根據本發明之第1實施形態之倒裝晶片型半導體背面用薄膜,由於係由至少熱硬化性樹脂成分與玻璃轉移溫度為25℃~200℃之熱塑性樹脂成分形成,故而若藉由加熱而熱硬化則可增加其機械強度。藉此,即使對半導體元件施加因密封樹脂之硬化收縮而引起之應力,熱硬化後之倒裝晶片型半導體背面用薄膜亦可與之相抗,可有效地抑制或防止半導體元件之翹曲。
又,根據本發明之第2實施形態之倒裝晶片型半導體背面用薄膜,由於至少包含由至少熱硬化性樹脂成分形成且不含熱塑性樹脂成分之層,故而即使密封樹脂由於熱硬化而欲硬化收縮,於熱硬化後亦具有與之相抗之機械強度。其結果,可有效地抑制或防止將半導體元件倒裝晶片連接於被接著體上時產生之半導體元件的翹曲。又,若於上述熱硬化性樹脂成分中,相對於其總量含有60重量%以上之液狀環氧樹脂,則熱硬化後亦可抑制或防止產生龜裂。
又,根據本發明之切割膠帶一體型半導體背面用薄膜,由於切割膠帶與倒裝晶片型半導體背面用薄膜係一體式形成,故而亦可供給於切割半導體晶圓而製作半導體元件之切割步驟或其後之拾取步驟。其結果,無需僅黏貼半導體背面用薄膜之步驟(半導體背面用薄膜黏貼步驟)。進而,於其後之切割步驟或拾取步驟中,於半導體晶圓之背面或藉由切割而形成之半導體元件之背面黏貼有半導體背面用薄膜,故而可有效地保護半導體晶圓或半導體元件,可抑制或防止半導體元件之損傷。又,於將半導體元件倒裝晶片連接於被接著體上時,可防止半導體元件產生翹曲。
進而,根據本發明之半導體裝置之製造方法,由於將切割膠帶一體型半導體背面用薄膜黏貼於半導體晶圓之背面,故而無需僅黏貼半導體背面用薄膜之步驟。又,於半導體晶圓之切割或藉由該切割而形成之半導體元件之拾取中,半導體晶圓及半導體元件之背面由半導體背面用薄膜保護,故而可防止損傷等。又,於將半導體元件倒裝晶片連接於被接著體上時,可防止半導體元件產生翹曲。其結果,可提高製造良率,製造倒裝晶片型之半導體裝置。
對本發明之一實施形態,一邊參照圖1一邊說明,但本發明並不限定於該等之例。圖1係表示本實施形態之切割膠帶一體型半導體背面用薄膜之一例的剖面模式圖。再者,於本說明書中,圖中省略說明不需要之部分,又,為了易於說明,有加以擴大或縮小等而進行圖示的部分。
(切割膠帶一體型半導體背面用薄膜)
如圖1所示,切割膠帶一體型半導體背面用薄膜1係包含於基材31上設置有黏著劑層32之切割膠帶3、以及於上述黏著劑層上設置之倒裝晶片型半導體背面用薄膜(以下,有時稱為「半導體背面用薄膜」)2而構成。又,本發明之切割膠帶一體型半導體背面用薄膜可為如圖1所示,於切割膠帶3之黏著劑層32上,僅於與半導體晶圓之黏貼部分對應之部分33上形成半導體背面用薄膜2的構成,亦可為於黏著劑層32之整面形成半導體背面用薄膜的構成。再者,半導體背面用薄膜2之表面(於晶圓之背面黏貼之側之表面),於未黏貼於晶圓背面之前,可藉由隔離件(separator)等而保護。
(倒裝晶片型半導體背面用薄膜)
半導體背面用薄膜2具有薄膜狀之形態。半導體背面用薄膜2,通常於作為製品之切割膠帶一體型半導體背面用薄膜之形態中,為未硬化狀態(包含半硬化狀態),於將切割膠帶一體型半導體背面用薄膜黏貼於半導體晶圓後則熱硬化(具體後述)。
本實施形態之半導體背面用薄膜2,具有於熱硬化後之23℃下之拉伸儲存彈性模數為10 GPa以上、50 GPa以下之特性。若上述拉伸儲存彈性模數為10 GPa以上,則即使倒裝晶片連接於被接著體上之半導體元件為薄型(例如,厚度為300 μm以下,進而亦可為200 μm以下),亦可有效地抑制或防止其翹曲。於倒裝晶片連接中,將半導體元件倒裝晶片接合於被接著體上後,僅對被接著體與半導體元件之連接部分藉由密封材(稱為填底膠之密封樹脂等)而密封。進而,密封材經熱硬化,而此時由於密封材之硬化收縮等,對半導體元件施加應力。然而,本實施形態之半導體背面用薄膜2,由於上述拉伸儲存彈性模數為10 GPa以上,故而將上述密封材熱硬化時,即使密封材欲收縮,亦可對抗對半導體元件施加之應力。其結果,可抑制或防止半導體元件之翹曲之產生。又,藉由將上述拉伸儲存彈性模數設為50 GPa以下,可抑制回焊時之封裝體之龜裂。作為半導體背面用薄膜2之熱硬化後之23℃下之拉伸儲存彈性模數的下限值,較佳為12 GPa以上(更佳為14 GPa以上)。又,作為上限值,較佳為40 GPa以下(更佳為30 GPa以下)。
此處,半導體背面用薄膜2可為單層,亦可為積層有複數層之積層薄膜,於半導體背面用薄膜2為積層薄膜之情形時,上述拉伸儲存彈性模數作為積層薄膜整體為10 GPa~50 GPa之範圍即可。又,半導體背面用薄膜2之拉伸儲存彈性模數可藉由樹脂成分之種類或其含量、填充劑(filler)之種類或其含量(填充量)等而控制。
再者,半導體背面用薄膜2之熱硬化後之23℃下之拉伸儲存彈性模數E'以如下方式獲得:不積層於切割膠帶3,製作半導體背面用薄膜,於165℃下加熱2小時經硬化後,使用Rheometrics公司製造之動態黏彈性測定裝置「Solid Analyzer RS A2」,於拉伸模式下,以樣本寬度:10 mm,樣本長度:22.5 mm,樣本厚度:0.2 mm,頻率1 Hz,升溫速度:10℃/分,於氮環境下,以特定溫度(23℃)進行測定,獲得拉伸儲存彈性模數E'之值。
上述半導體背面用薄膜2較佳為由至少熱硬化性樹脂成分形成。藉由由至少熱硬化性樹脂成分形成,半導體背面用薄膜可有效地發揮作為接著劑層之功能。
作為熱硬化性樹脂成分,除環氧樹脂、酚樹脂之外,亦可列舉胺基樹脂、不飽和聚酯樹脂、聚胺基甲酸酯樹脂、矽氧樹脂、熱硬化性聚醯亞胺樹脂等。熱硬化性樹脂成分可單獨使用亦可併用兩種以上。作為熱硬化性樹脂成分,尤佳為,含有較少之使半導體元件腐蝕之離子性雜質等的環氧樹脂。又,作為環氧樹脂之硬化劑,可較佳地使用酚樹脂。
作為環氧樹脂,若為通常用作接著劑組合物者則無特別限定,例如可使用雙酚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、聯苯酚型環氧樹脂、萘型環氧樹脂、茀型環氧樹脂、苯酚酚醛清漆型環氧樹脂、鄰甲酚酚醛清漆型環氧樹脂、三羥基苯基甲烷型環氧樹脂、四酚基乙烷型環氧樹脂等雙官能環氧樹脂或多官能環氧樹脂,或乙內醯脲型環氧樹脂、異三聚氰酸三縮水甘油酯型環氧樹脂或縮水甘油胺型環氧樹脂等環氧樹脂。
作為環氧樹脂,上述例示之中尤佳為酚醛清漆型環氧樹脂、聯苯酚型環氧樹脂、三羥基苯基甲烷型環氧樹脂、四酚基乙烷型環氧樹脂。其原因在於該等環氧樹脂與作為硬化劑之酚樹脂之反應性豐富,耐熱性等優異。
進而,上述酚樹脂係用作上述環氧樹脂之硬化劑,例如可列舉: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,可溶酚醛型酚樹脂,聚對羥基苯乙烯等聚氧苯乙烯等。酚樹脂可單獨使用亦可併用兩種以上。該等酚樹脂之中,尤佳為苯酚酚醛清漆樹脂、苯酚芳烷基樹脂。其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調配比例,例如較佳為以相對於上述環氧樹脂成分中之環氧基每1當量,酚樹脂中之羥基為0.5當量~2.0當量之方式調配。更佳為0.8當量~1.2當量。即,若兩者之調配比例為上述範圍外,則無法進行充分之硬化反應,環氧樹脂硬化物之特性易於劣化。
作為環氧樹脂與酚樹脂之熱硬化加速觸媒,並無特別限制,可自公知之熱硬化加速觸媒中進行適宜選擇而使用。熱硬化加速觸媒可單獨使用亦可組合兩種以上使用。作為熱硬化加速觸媒,例如可使用:胺系硬化加速劑、磷系硬化加速劑、咪唑系硬化加速劑、硼系硬化加速劑、磷-硼系硬化加速劑等。
作為上述胺系硬化加速劑,並無特別限定,例如可列舉:單乙醇胺三氟硼酸酯(Stella-Chemifa(股)製造)、二氰二胺(dicyandiamide)(Nacalai Tesque(股)製造)等。
作為上述磷系硬化加速劑,並無特別限定,例如可列舉:三苯基膦、三丁基膦、三(對甲基苯基)膦、三(壬基苯基)膦、二苯基甲苯基膦等三有機膦,四苯基溴化鏻(商品名:TPP-PB)、甲基三苯基鏻(商品名:TPP-MB)、甲基三苯基氯化鏻(商品名:TPP-MC)、甲氧基甲基三苯基鏻(商品名:TPP-MOC)、苄基三苯基氯化鏻(商品名:TPP-ZC)等(均為北興化學(hokkochem)(股)製造)。又,作為上述三苯基膦系化合物,較佳為對於環氧樹脂實質顯示非溶解性者。若對環氧樹脂顯示非溶解性,則可抑制熱硬化過度進行。作為具有三苯基膦結構,且對環氧樹脂實質顯示非溶解性的熱硬化觸媒,例如,可例示甲基三苯基鏻(商品名:TPP-MB)等。再者,所謂上述之「非溶解性」,係指包含三苯基膦系化合物之熱硬化觸媒對包含環氧樹脂之溶劑顯示不溶性,更詳細而言,係指於溫度10~40℃之範圍內不溶解10重量%以上。
作為上述咪唑系硬化加速劑,可列舉:2-甲基咪唑(商品名:2MZ)、2-十一烷基咪唑(商品名:C11-Z)、2-十七烷基咪唑(商品名:C17Z)、1,2-二甲基咪唑(商品名:1.2DMZ)、2-乙基-4-甲基咪唑(商品名:2E4MZ)、2-苯基咪唑(商品名:2PZ)、2-苯基-4-甲基咪唑(商品名:2P4MZ)、1-苄基-2-甲基咪唑(商品名:1B2MZ)、1-苄基-2-苯基咪唑(商品名:1B2PZ)、1-氰乙基-2-甲基咪唑(商品名:2MZ-CN)、1-氰乙基-2-十一烷基咪唑(商品名:C11Z-CN)、1-氰乙基-2-苯基咪唑鎓偏苯三甲酸鹽(商品名:2PZCNS-PW)、2,4-二胺基-6-[2'-甲基咪唑基-(1')]-乙基-均三(商品名:2MZ-A)、2,4-二胺基-6-[2'-十一烷基咪唑基-(1')]-乙基-均三(商品名:C11Z-A)、2,4-二胺基-6-[2'-乙基-4'-甲基咪唑基-(1')]-乙基-均三(商品名:2E4MZ-A)、2,4-二胺基-6-[2'-甲基咪唑基-(1')]-乙基-均三異三聚氰酸加成物(商品名:2MA-OK)、2-苯基-4,5-二羥甲基咪唑(商品名:2PHZ-PW)、2-苯基-4-甲基-5-羥甲基咪唑(商品名:2P4MHZ-PW)等(均為四國化成工業(股)製造)。
作為上述硼系硬化加速劑,並無特別限定,例如可列舉三氯硼烷等。
作為上述磷-硼系硬化加速劑,並無特別限定,例如可列舉:四苯基鏻四苯基硼酸鹽(商品名:TPP-K)、四苯基鏻四-對三硼酸鹽(商品名:TPP-MK)、苄基三苯基鏻四苯基硼酸鹽(商品名:TPP-ZK)、三苯基膦三苯基硼烷(商品名:TPP-S)等(均為北興化學(股)製造)。
作為上述熱硬化加速觸媒之調配比例,較佳為相對於熱硬化性樹脂100重量份,為0.01~10重量份之範圍內,更佳為0.02~5重量份之範圍內,尤佳為0.05~3重量份之範圍內。藉由將調配比例設為相對於熱硬化性樹脂100重量份為10重量份以下,可使熱硬化後之23℃下之拉伸儲存彈性模數為10 GPa以上。又,於將密封樹脂熱硬化時,亦可使半導體背面用薄膜充分熱硬化,確實地接著固定於半導體元件之背面,可製造無剝離之倒裝晶片型半導體裝置。另一方面,藉由將上述調配比例設為相對於熱硬化性樹脂100重量份為0.01重量份以上,可防止硬化抑制之產生。
又,亦可由至少熱硬化性樹脂成分與熱塑性樹脂成分形成半導體背面用薄膜2。尤其作為較佳之一實施形態(第1實施形態),較佳為由至少熱硬化性樹脂成分與玻璃轉移溫度(Tg)為25℃~200℃之熱塑性樹脂成分形成半導體背面用薄膜2。若半導體背面用薄膜2由至少熱硬化性樹脂成分與玻璃轉移溫度(Tg)為25℃~200℃之熱塑性樹脂成分形成,則即使倒裝晶片連接於被接著體上之半導體元件為薄型(例如,厚度為300 μm以下,進而可為200 μm以下),亦可有效地抑制或防止其翹曲。於倒裝晶片連接中,將半導體元件倒裝晶片接合於被接著體上後,僅將被接著體與半導體元件之連接部分以密封材(稱為填底膠之密封樹脂等)而密封。進而,密封材經熱硬化,而此時由於密封材之硬化收縮等,對半導體元件施加應力。然而,本實施形態之半導體背面用薄膜2,若藉由加熱而熱硬化,則具備對抗由密封樹脂之硬化收縮引起之對半導體元件施加之應力的機械強度。其結果,可抑制或防止半導體元件之翹曲之產生。再者,上述Tg之下限值較佳為26℃以上,更佳為27℃以上,進而佳為28℃以上。又,上述Tg之上限值較佳為150℃以下,更佳為以120℃以下、100℃以下、80℃以下或50℃以下之順序變低。再者,熱塑性樹脂成分之玻璃轉移溫度,可藉由單體之種類或其比例、硬化觸媒之種類等而控制。熱塑性樹脂成分之玻璃轉移溫度可藉由熱機械分析(TMA,Thermo Mechanical Analysis)之方法而測定。
此處,本實施形態之半導體背面用薄膜可為單層亦可為積層有複數層之積層薄膜。於半導體背面用薄膜為積層薄膜之情形時,至少任一層為上述之由至少熱硬化性樹脂成分與玻璃轉移溫度為25℃~200℃之熱塑性樹脂成分形成的層即可。
作為上述熱塑性樹脂成分,例如可列舉:天然橡膠、丁基橡膠、異戊二烯橡膠(isoprene rubber)、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、6-尼龍或6,6-尼龍等聚醯胺樹脂、苯氧樹脂、丙烯酸系樹脂、PET(聚對苯二甲酸乙二酯)或PBT(聚對苯二甲酸丁二酯)等飽和聚酯樹脂、聚醯胺醯亞胺樹脂或氟樹脂等。熱塑性樹脂成分可單獨使用亦可併用兩種以上。該等熱塑性樹脂成分之中,尤佳為離子性雜質少且耐熱性高,可確保半導體元件之可靠性的丙烯酸系樹脂。又,作為Tg為25℃~200℃之熱塑性樹脂成分,例如可列舉上述例示之熱塑性樹脂成分且玻璃轉移溫度為25℃~200℃者。Tg為25℃~200℃之該等熱塑性樹脂成分可單獨使用亦可併用兩種以上。上述Tg為25℃~200℃之熱塑性樹脂成分之中,尤佳為離子性雜質少且耐熱性高,可確保半導體元件之可靠性的Tg為25℃~200℃之丙烯酸系樹脂。藉由使用Tg為25℃以上之丙烯酸系樹脂,即使使用丙烯酸系樹脂,亦可提高半導體背面用薄膜之拉伸儲存彈性模數(熱硬化後,23℃),控制為10 GPa以上。若上述Tg大於200℃,則存在回焊時封裝體產生龜裂之不良情況。再者,丙烯酸系樹脂之Tg可藉由單體種類或其比例、硬化觸媒之種類等而控制。丙烯酸系樹脂之Tg係藉由熱機械分析(TMA,Thermo Mechanical Analysis)而測定之值。
作為上述丙烯酸系樹脂,並無特別限定,可列舉以1種或2種以上之具有碳數為30以下(較佳為碳數4~18,更佳為碳數6~10,尤佳為碳數8或9)之直鏈或支鏈之烷基之丙烯酸或甲基丙烯酸之酯為成分的聚合物等。即,於本發明中,所謂丙烯酸系樹脂,係亦包含甲基丙烯酸系樹脂之廣泛涵義。作為上述烷基,例如可列舉: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、十八烷基等。
作為上述Tg為25℃~200℃之丙烯酸系樹脂(丙烯酸系橡膠),可使用將丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯作為主單體的丙烯酸系樹脂。即,於本發明中,所謂丙烯酸系樹脂,係亦包含甲基丙烯酸系樹脂之廣泛涵義。於丙烯酸系樹脂中,至於作為主單體之丙烯酸酯或甲基丙烯酸,亦根據其他單體重量或比例等,但若使作為聚合物之丙烯酸系樹脂之Tg為25℃~200℃,則並無特別限定。具體而言,較佳為例如具有碳數30以下(例如,碳數1~30)之直鏈或支鏈之烷基的丙烯酸或甲基丙烯酸之烷基酯。作為上述烷基,例如可列舉: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、十八烷基等。作為此種烷基,尤佳為碳數為2~18之烷基。丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯可單獨使用亦可併用兩種以上。
上述丙烯酸系樹脂之Tg之下限值較佳為26℃以上,更佳為27℃以上,進而佳為28℃以上。又,上述Tg之上限值較佳為150℃以下,更佳為以120℃以下、100℃以下、80℃以下或50℃以下之順序變低。丙烯酸系樹脂之玻璃轉移溫度可藉由熱機械分析(TMA)之方法而測定。
於使用Tg為25℃~200℃之丙烯酸系樹脂之情形時,該丙烯酸系樹脂之調配比例為,相對於Tg為25℃~200℃之熱塑性樹脂成分之總量,較佳為1~60重量%,更佳為5~40重量%。
又,作為用以形成上述丙烯酸系樹脂之其他單體(丙烯酸或甲基丙烯酸之烷基酯以外之單體),並無特別限定,例如可列舉:丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸羧基乙酯、丙烯酸羧基戊酯、衣康酸、順丁烯二酸、反丁烯二酸或丁烯酸等各種含有羧基之單體,順丁烯二酸酐或衣康酸酐等各種酸酐單體,(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-羥基月桂酯或丙烯酸(4-羥甲基環己基)-甲酯等各種含有羥基之單體,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各種含有磺酸基之單體,或磷酸2-羥乙基丙烯醯酯等各種含有磷酸基之單體等。再者,所謂(甲基)丙烯酸,係指丙烯酸及/或甲基丙烯酸,本發明之(甲基)均為相同涵義。
於Tg為25℃~200℃之丙烯酸系樹脂中,作為主單體之丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯的比例,相對於單體總量,例如可自50重量%~100重量%之範圍內適宜選擇,較佳為55重量%~95重量%(更佳為60量量%~90重量%)。
於使用Tg為25℃~200℃之熱塑性樹脂成分之情形時,可於熱塑性樹脂成分中含有Tg未達25℃之熱塑性樹脂成分或Tg超過200℃之熱塑性樹脂成分。於此情形時,Tg為25℃~200℃之熱塑性樹脂成分之比例,相對於熱塑性樹脂成分總量,可自50重量%以上(例如,50重量%~100重量%)之範圍內進行適宜選擇,較佳為80重量%以上(例如,80重量%~100重量%),更佳為90重量%以上(例如,90重量%~100量量%)。再者,若併用Tg未達25℃之熱塑性樹脂成分,則有時晶圓背面保護薄膜之彈性模數下降。因此,較佳為Tg未達25℃之熱塑性樹脂成分之比例較少,尤佳為完全不用。又,若併用Tg超過200℃之熱塑性樹脂成分,則存在回焊時封裝體產生龜裂之不良情況。因此,較佳為Tg超過200℃之熱塑性樹脂成分之比例較少,尤佳為完全不用。自該等觀點而言,特佳為Tg為25℃~200℃之熱塑性樹脂成分,以相對於熱塑性樹脂成分總量為100重量%之比例使用。
Tg為25℃~200℃之熱塑性樹脂成分之調配比例,較佳為相對於倒裝晶片型半導體背面用薄膜之樹脂成分之總量,為5重量%以上、40重量%以下之範圍內。藉由將上述熱塑性樹脂成分之調配比例設為相對於樹脂成分總量為5重量%以上,可使熱硬化時之機械強度變得良好。另一方面,藉由將上述調配比例設為40重量%以下,可防止加熱時之熱硬化不充分。
又,作為其他之較佳之一實施形態(第2實施形態),上述半導體背面用薄膜2亦可至少包含由至少熱硬化性樹脂成分形成且不含熱塑性樹脂成分之層。如此,作為上述半導體背面用薄膜2之樹脂組合物,使用熱硬化性樹脂成分且不使用熱塑性樹脂成分,藉此即使倒裝晶片連接於被接著體上之半導體元件為薄型(例如,厚度為300 μm以下,進而200 μm以下),亦可有效地抑制或防止其翹曲。於倒裝晶片連接中,將半導體元件倒裝晶片接合於被接著體上後,僅對被接著體與半導體元件之連接部分藉由密封材(稱為填底膠之密封樹脂等)而密封。進而,密封材經熱硬化,而此時由於密封材之硬化收縮等,對半導體元件施加應力而產生翹曲。然而,藉由僅由熱硬化性樹脂成分形成而不使用熱塑性樹脂成分,即使如上述於密封樹脂之熱硬化時,密封樹脂欲收縮,本實施形態之半導體背面用薄膜2亦可藉由加熱而熱硬化,從而具備對抗由密封樹脂之硬化收縮引起之對半導體元件施加之應力的機械強度。其結果,可抑制或防止其收縮。其結果,可有效地抑制或防止半導體元件之翹曲。
此處,本實施形態之半導體背面用薄膜可為單層亦可為積層有複數層之積層薄膜。於半導體背面用薄膜為積層薄膜之情形時,至少任一層為由至少熱硬化性樹脂成分形成且不含熱塑性樹脂成分之層即可。再者,作為熱硬化性樹脂成分及熱塑性樹脂成分,例如可列舉上述例示者。
又,於本實施形態中,較佳為上述熱硬化性樹脂成分至少含有液狀環氧樹脂。作為液狀環氧樹脂,若為於25℃下顯示流動性者則並無特別限定。具體而言,例如可使用: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、聯苯酚型環氧樹脂、萘型環氧樹脂、茀型環氧樹脂、苯酚酚醛清漆型環氧樹脂、鄰甲酚酚醛清漆型環氧樹脂、三羥基苯基甲烷型環氧樹脂、四酚基乙烷型環氧樹脂等雙官能環氧樹脂或多官能環氧樹脂,或乙內醯脲型環氧樹脂、異三聚氰酸三縮水甘油酯型環氧樹脂或縮水甘油胺型環氧樹脂等環氧樹脂,且於25℃下顯示流動性者。該等液狀環氧樹脂可單獨使用亦可併用兩種以上。於併用兩種以上之情形時,較佳為環氧樹脂成分之整體於25℃下顯示液狀。再者,作為液狀環氧樹脂,上述例示之中,尤佳為酚醛清漆型環氧樹脂、聯苯酚型環氧樹脂、三羥基苯基甲烷型環氧樹脂、四酚基乙烷型環氧樹脂。其原因在於該等液狀環氧樹脂與作為硬化劑之酚樹脂之反應性豐富,耐熱性等優異。又,於本發明中所謂顯示流動性,係指於25℃下黏度為100,000 Pa‧s以下之情形。該黏度係藉由B型黏度計(溫度:23℃)而測定之值。
於上述熱硬化性樹脂成分中,除上述液狀環氧樹脂之外,可無特別限定地併用通常用作接著劑組合物之熱硬化性樹脂成分。作為該熱硬化性樹脂成分,除上述例示之環氧樹脂中之於常溫(25℃)下為固狀者或酚樹脂之外,亦可列舉胺基樹脂、不飽和聚酯樹脂、聚胺基甲酸酯樹脂、矽氧樹脂、熱硬化性聚醯亞胺樹脂等熱硬化性樹脂成分。該等熱硬化性樹脂成分可單獨使用亦可併用兩種以上。又,作為液狀環氧樹脂之硬化劑,可較佳地使用酚樹脂。
上述液狀環氧樹脂之調配比例,相對於熱硬化性樹脂成分之總量,較佳為60重量%以上,更佳為60~90重量%,進而佳為65~80重量%。藉由將液狀環氧樹脂之調配比例設為60重量%以上,可防止熱硬化後之半導體背面用薄膜2產生龜裂。
於熱硬化性樹脂成分中含有液狀環氧樹脂與酚樹脂之情形時,兩者之調配比例,例如較佳為以相對於上述液狀環氧樹脂成分中之每1當量之環氧基,酚樹脂中之羥基為0.5當量~2.0當量之方式調配。更佳為0.8當量~1.2當量。即,若兩者之調配比例為上述範圍外,則硬化反應無法充分進行,環氧樹脂硬化物之特性易於劣化。
上述半導體背面用薄膜2,例如可藉由含有環氧樹脂及酚樹脂之樹脂組合物,或含有環氧樹脂、酚樹脂及丙烯酸系樹脂之樹脂組合物而形成。該等樹脂之離子性雜質少且耐熱性高,故而可確保半導體元件之可靠性。該情形時之調配比並無特別限制,例如,於含有丙烯酸系樹脂之情形時,相對於丙烯酸系樹脂成分100重量份,環氧樹脂與酚樹脂之混合量可自10重量份~200重量份之範圍內適宜選擇。
又,上述半導體背面用薄膜2,例如亦可藉由含有環氧樹脂、酚樹脂及Tg為25℃~200℃之熱塑性樹脂成分之樹脂組合物而形成,進而,亦可藉由含有環氧樹脂、酚樹脂及Tg為25℃~200℃之丙烯酸系樹脂之樹脂組合物而形成。該等樹脂之離子性雜質少且耐熱性高,故而可確保半導體元件之可靠性。該情形時之調配比並無特別限制,例如,相對於Tg為25℃~200℃之熱塑性樹脂成分(例如,Tg為25℃~200℃之丙烯酸系樹脂成分)100重量份,環氧樹脂與酚樹脂之混合量可自10重量份~200重量份之範圍內適宜選擇。
又,上述半導體背面用薄膜2,例如亦可藉由含有環氧樹脂及酚樹脂之熱硬化性樹脂成分而形成。該等樹脂之離子性雜質少且耐熱性高,故而可確保半導體元件之可靠性。該情形時之調配比並無特別限制,例如,相對於總樹脂成分100重量份,環氧樹脂與酚樹脂之混合量可自10重量份~200重量份之範圍內適宜選擇。又,上述半導體背面用薄膜2藉由含有液狀環氧樹脂及酚樹脂之熱硬化性樹脂成分而形成之情形時的調配比並無特別限制,例如,相對於總樹脂成分100重量份,液狀環氧樹脂與酚樹脂之混合量可自10重量份~200重量份之範圍內適宜選擇。
半導體背面用薄膜2重要的是對半導體晶圓之背面(電路非形成面)具有接著性(密接性)。即,重要的是半導體背面用薄膜2自身為接著劑層。作為此種接著劑層之半導體背面用薄膜2,例如可藉由含有作為熱硬化性樹脂成分之環氧樹脂之樹脂組合物而形成。為了使半導體背面用薄膜2預先進行一定程度之交聯,於製作時,較佳為預先添加與聚合物之分子鏈末端之官能基等反應的多官能性化合物作為交聯劑。藉此,可提高高溫下之接著特性,謀求耐熱性之改善。
半導體背面用薄膜對半導體晶圓之接著力(23℃,剝離角度180度,剝離速度300 mm/分),較佳為0.5 N/20 mm~15 N/20 mm之範圍,更佳為0.7 N/20 mm~10 N/20 mm之範圍。藉由設為0.5 N/20 mm以上,可以優異之密接性黏貼於半導體晶圓或半導體元件上,防止***等之產生。又,亦可防止切割半導體晶圓時產生晶片飛濺。另一方面,藉由設為15 N/20 mm以下,可自切割膠帶容易地剝離。
作為上述交聯劑,並無特別限制,可使用公知之交聯劑。具體而言,例如除異氰酸酯系交聯劑、環氧系交聯劑、三聚氰胺系交聯劑、過氧化物系交聯劑之外,亦可列舉:脲系交聯劑、金屬醇鹽系交聯劑、金屬螯合物系交聯劑、金屬鹽系交聯劑、碳二醯亞胺系交聯劑、唑啉系交聯劑、氮丙啶系交聯劑、胺系交聯劑等。作為交聯劑,較佳為異氰酸酯系交聯劑或環氧系交聯劑。又,上述交聯劑可單獨使用亦可組合兩種以上使用。
作為上述異氰酸酯系交聯劑,例如可列舉:1,2-伸乙基二異氰酸酯、1,4-伸丁基二異氰酸酯、1,6-六亞甲基二異氰酸酯等低級脂肪族聚異氰酸酯類;伸環戊基二異氰酸酯、伸環己基二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、氫化甲苯二異氰酸酯、氫化二甲苯二異氰酸酯等脂環族聚異氰酸酯類;2,4-甲苯二異氰酸酯、2,6-甲苯二異氰酸酯、4,4'-二苯基甲烷二異氰酸酯、苯二亞甲基二異氰酸酯等芳香族聚異氰酸酯類等,其他亦可使用:三羥甲基丙烷/甲苯二異氰酸酯三聚物加成物[日本聚胺酯工業(股)製造,商品名「Coronate L」]、三羥甲基丙烷/六亞甲基二異氰酸酯三聚物加成物[日本聚胺酯工業(股)製造,商品名「Coronate HL」]等。又,作為上述環氧系交聯劑,例如可列舉: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、丙三醇聚縮水甘油醚、季戊四醇聚縮水甘油醚、聚丙三醇聚縮水甘油醚、山梨糖醇酐聚縮水甘油醚、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(2-羥乙基)異三聚氰酸三縮水甘油酯、間苯二酚二縮水甘油醚、雙酚-S-二縮水甘油醚,以及分子內具有兩個以上之環氧基之環氧系樹脂等。
再者,交聯劑之使用量並無特別限制,可根據交聯程度而適宜選擇。具體而言,作為交聯劑之使用量,例如,相對於聚合物成分(尤其具有分子鏈末端官能基之聚合物)100重量份,通常較佳為7重量份以下(例如,0.05重量份~7重量份)。若交聯劑之使用量相對於聚合物成分100重量份多於7重量份,則接著力下降故而欠佳。再者,自提高凝聚力之觀點而言,交聯劑之使用量較佳為相對於聚合物成分100重量份為0.05重量份以上。
再者,於本發明中,可代替使用交聯劑,或於使用交聯劑之同時藉由電子束或紫外線等之照射而實施交聯處理。
較佳為上述半導體背面用薄膜2經著色。藉此,可發揮優異之外觀性,可製成具有附加價值之外觀的半導體裝置。具體而言,例如作為半導體裝置,亦可針對不同製品進行分色。於半導體背面用薄膜2為有色之情形時(非無色‧透明之情形),作為藉由著色而呈現之顏色,並無特別限制,例如較佳為黑色、藍色、紅色等深色,尤佳為黑色。
於本實施形態中,所謂深色,基本上,係指L*a*b*表色系統中規定之L*為60以下(0~60)[較佳為50以下(0~50),更佳為40以下(0~40)]之深色。
又,所謂黑色,基本上,係指L*a*b*表色系統中規定之L*為35以下(0~35)[較佳為30以下(0~30),更佳為25以下(0~25)]之黑色系色。再者,於黑色中,L*a*b*表色系統中規定之a*或b*,可分別根據L*值而適宜選擇。作為a*或b*,例如,較佳為兩者均為-10~10,更佳為-5~5,尤佳為-3~3之範圍(其中0或幾乎0)。
再者,於本實施形態中,L*a*b*表色系統中規定之L*、a*、b*,可藉由使用色彩色差計(商品名「CR-200」Minolta公司製造;色彩色差計)進行測定而求得。再者,L*a*b*表色系統係國際照明委員會(CIE)於1976年推薦之色空間,係被稱為CIE 1976(L*a*b*)表色系統之色空間。又,L*a*b*表色系統於日本工業標準中於JIS Z 8729中規定。
於對半導體背面用薄膜2進行著色時,可根據目標顏色而使用色料(著色劑)。作為此種色料,可較佳地使用黑系色料、藍系色料、紅系色料等各種深色系色料,尤佳為黑系色料。作為色料,可為顏料、染料等任一者。色料可單獨使用亦可組合兩種以上使用。再者,作為染料,可使用酸性染料、反應染料、直接染料、分散染料、陽離子染料等任一形態之染料。又,顏料之形態亦無特別限制,可自公知之顏料中進行適宜選擇而使用。
尤其若使用染料作為色料,則由於染料於半導體背面用薄膜中藉由溶解而成為均勻或幾乎均勻分散之狀態,故而可容易地製造著色濃度均勻或幾乎均勻之半導體背面用薄膜(進而切割膠帶一體型半導體背面用薄膜)。因此,若使用染料作為色料,則切割膠帶一體型半導體背面用薄膜中之半導體背面用薄膜,可使著色濃度均勻或幾乎均勻,可提高標記性或外觀性。
作為黑系色料,並無特別限制,例如可自無機之黑系顏料、黑系染料中進行適宜選擇。又,作為黑系色料,可為混合有氰系色料(青綠系色料)、洋紅系色料(紫紅系色料)及黃系色料(黃系色料)之色料混合物。黑系色料可單獨使用亦可組合兩種以上使用。當然,黑系色料亦可與黑色以外之顏色的色料併用。
具體而言,作為黑系色料,例如可列舉:碳黑(爐黑、槽黑(channel black)、乙炔黑、熱碳黑、燈黑等)、石墨(黑鉛)、氧化銅、二氧化錳、偶氮系顏料(次甲基偶氮、偶氮黑等)、苯胺黑、苝黑、鈦黑、花青黑、活性碳、鐵氧體(非磁性鐵氧體、磁性鐵氧體等)、磁鐵礦(magnetite)、氧化鉻、氧化鐵、二硫化鉬、鉻錯合物、複合氧化物系黑色色素、蒽醌系有機黑色色素等。
於本發明中,作為黑系色料,亦可使用:C.I.溶劑黑3、C.I.溶劑黑7、C.I.溶劑黑22、C.I.溶劑黑27、C.I.溶劑黑29、C.I.溶劑黑34、C.I.溶劑黑43、C.I.溶劑黑70、C.I.直接黑17、C.I.直接黑19、C.I.直接黑22、C.I.直接黑32、C.I.直接黑38、C.I.直接黑51、C.I.直接黑71、C.I.酸性黑1、C.I.酸性黑2、C.I.酸性黑24、C.I.酸性黑26、C.I.酸性黑31、C.I.酸性黑48、C.I.酸性黑52、C.I.酸性黑107、C.I.酸性黑109、C.I.酸性黑110、C.I.酸性黑119、C.I.酸性黑154、C.I.分散黑1、C.I.分散黑3、C.I.分散黑10、C.I.分散黑24等黑系染料;C.I.顏料黑1、C.I.顏料黑7等黑系顏料等。
作為此種黑系色料,例如市售有:商品名「Oil Black BY」、商品名「Oil Black BS」、商品名「Oil Black HBB」、商品名「Oil Black 803」、商品名「Oil Black860」、商品名「Oil Black 5970」、商品名「Oil Black 5906」、商品名「Oil Black 5905」(東方化學工業股份有限公司(Orient Chemical Industries,Ltd.)製造)等。
作為黑系色料以外之色料,例如可列舉:氰系色料、洋紅系色料、黃系色料等。作為氰系色料,例如可列舉:C.I.溶劑藍25、C.I.溶劑藍36、C.I.溶劑藍60、C.I.溶劑藍70、C.I.溶劑藍93、C.I.溶劑藍95;C.I.酸性藍6、C.I.酸性藍45等氰系染料;C.I.顏料藍1、C.I.顏料藍2、C.I.顏料藍3、C.I.顏料藍15、C.I.顏料藍15:1、C.I.顏料藍15:2、C.I.顏料藍15:3、C.I.顏料藍15:4、C.I.顏料藍15:5、C.I.顏料藍15:6、C.I.顏料藍16、C.I.顏料藍17、C.I.顏料藍17:1、C.I.顏料藍18、C.I.顏料藍22、C.I.顏料藍25、C.I.顏料藍56、C.I.顏料藍60、C.I.顏料藍63、C.I.顏料藍65、C.I.顏料藍66;C.I.還原藍4、C.I.還原藍60;C.I.顏料綠7等氰系顏料等。
又,於洋紅系色料中,作為洋紅系染料,例如可列舉:C.I.溶劑紅1、C.I.溶劑紅3、C.I.溶劑紅8、C.I.溶劑紅23、C.I.溶劑紅24、C.I.溶劑紅25、C.I.溶劑紅27、C.I.溶劑紅30、C.I.溶劑紅49、C.I.溶劑紅52、C.I.溶劑紅58、C.I.溶劑紅63、C.I.溶劑紅81、C.I.溶劑紅82、C.I.溶劑紅83、C.I.溶劑紅84、C.I.溶劑紅100、C.I.溶劑紅109、C.I.溶劑紅111、C.I.溶劑紅121、C.I.溶劑紅122;C.I.分散紅9;C.I.溶劑紫8、C.I.溶劑紫13、C.I.溶劑紫14、C.I.溶劑紫21、C.I.溶劑紫27;C.I.分散紫1;C.I.鹼性紅1、C.I.鹼性紅2、C.I.鹼性紅9、C.I.鹼性紅12、C.I.鹼性紅13、C.I.鹼性紅14、C.I.鹼性紅15、C.I.鹼性紅17、C.I.鹼性紅18、C.I.鹼性紅22、C.I.鹼性紅23、C.I.鹼性紅24、C.I.鹼性紅27、C.I.鹼性紅29、C.I.鹼性紅32、C.I.鹼性紅34、C.I.鹼性紅35、C.I.鹼性紅36、C.I.鹼性紅37、C.I.鹼性紅38、C.I.鹼性紅39、C.I.鹼性紅40;C.I.鹼性紫1、C.I.鹼性紫3、C.I.鹼性紫7、C.I.鹼性紫10、C.I.鹼性紫14、C.I.鹼性紫15、C.I.鹼性紫21、C.I.鹼性紫25、C.I.鹼性紫26、C.I.鹼性紫27、28等。
於洋紅系色料中,作為洋紅系顏料,例如可列舉:C.I.顏料紅1、C.I.顏料紅2、C.I.顏料紅3、C.I.顏料紅4、C.I.顏料紅5、C.I.顏料紅6、C.I.顏料紅7、C.I.顏料紅8、C.I.顏料紅9、C.I.顏料紅10、C.I.顏料紅11、C.I.顏料紅12、C.I.顏料紅13、C.I.顏料紅14、C.I.顏料紅15、C.I.顏料紅16、C.I.顏料紅17、C.I.顏料紅18、C.I.顏料紅19、C.I.顏料紅21、C.I.顏料紅22、C.I.顏料紅23、C.I.顏料紅30、C.I.顏料紅31、C.I.顏料紅32、C.I.顏料紅37、C.I.顏料紅38、C.I.顏料紅39、C.I.顏料紅40、C.I.顏料紅41、C.I.顏料紅42、C.I.顏料紅48:1、C.I.顏料紅48:2、C.I.顏料紅48:3、C.I.顏料紅48:4、C.I.顏料紅49、C.I.顏料紅49:1、C.I.顏料紅50、C.I.顏料紅51、C.I.顏料紅52、C.I.顏料紅52:2、C.I.顏料紅53:1、C.I.顏料紅54、C.I.顏料紅55、C.I.顏料紅56、C.I.顏料紅57:1、C.I.顏料紅58、C.I.顏料紅60、C.I.顏料紅60:1、C.I.顏料紅63、C.I.顏料紅63:1、C.I.顏料紅63:2、C.I.顏料紅64、C.I.顏料紅64:1、C.I.顏料紅67、C.I.顏料紅68、C.I.顏料紅81、C.I.顏料紅83、C.I.顏料紅87、C.I.顏料紅88、C.I.顏料紅89、C.I.顏料紅90、C.I.顏料紅92、C.I.顏料紅101、C.I.顏料紅104、C.I.顏料紅105、C.I.顏料紅106、C.I.顏料紅108、C.I.顏料紅112、C.I.顏料紅114、C.I.顏料紅122、C.I.顏料紅123、C.I.顏料紅139、C.I.顏料紅144、C.I.顏料紅146、C.I.顏料紅147、C.I.顏料紅149、C.I.顏料紅150、C.I.顏料紅151、C.I.顏料紅163、C.I.顏料紅166、C.I.顏料紅168、C.I.顏料紅170、C.I.顏料紅171、C.I.顏料紅172、C.I.顏料紅175、C.I.顏料紅176、C.I.顏料紅177、C.I.顏料紅178、C.I.顏料紅179、C.I.顏料紅184、C.I.顏料紅185、C.I.顏料紅187、C.I.顏料紅190、C.I.顏料紅193、C.I.顏料紅202、C.I.顏料紅206、C.I.顏料紅207、C.I.顏料紅209、C.I.顏料紅219、C.I.顏料紅222、C.I.顏料紅224、C.I.顏料紅238、C.I.顏料紅245;C.I.顏料紫3、C.I.顏料紫9、C.I.顏料紫19、C.I.顏料紫23、C.I.顏料紫31、C.I.顏料紫32、C.I.顏料紫33、C.I.顏料紫36、C.I.顏料紫38、C.I.顏料紫43、C.I.顏料紫50;C.I.還原紅1、C.I.還原紅2、C.I.還原紅10、C.I.還原紅13、C.I.還原紅15、C.I.還原紅23、C.I.還原紅29、C.I.還原紅35等。
又,作為黃系色料,例如可列舉:C.I.溶劑黃19、C.I.溶劑黃44、C.I.溶劑黃77、C.I.溶劑黃79、C.I.溶劑黃81、C.I.溶劑黃82、C.I.溶劑黃93、C.I.溶劑黃98、C.I.溶劑黃103、C.I.溶劑黃104、C.I.溶劑黃112、C.I.溶劑黃162等黃系染料;C.I.顏料橙31、C.I.顏料橙43;C.I.顏料黃1、C.I.顏料黃2、C.I.顏料黃3、C.I.顏料黃4、C.I.顏料黃5、C.I.顏料黃6、C.I.顏料黃7、C.I.顏料黃10、C.I.顏料黃11、C.I.顏料黃12、C.I.顏料黃13、C.I.顏料黃14、C.I.顏料黃15、C.I.顏料黃16、C.I.顏料黃17、C.I.顏料黃23、C.I.顏料黃24、C.I.顏料黃34、C.I.顏料黃35、C.I.顏料黃37、C.I.顏料黃42、C.I.顏料黃53、C.I.顏料黃55、C.I.顏料黃65、C.I.顏料黃73、C.I.顏料黃74、C.I.顏料黃75、C.I.顏料黃81、C.I.顏料黃83、C.I.顏料黃93、C.I.顏料黃94、C.I.顏料黃95、C.I.顏料黃97、C.I.顏料黃98、C.I.顏料黃100、C.I.顏料黃101、C.I.顏料黃104、C.I.顏料黃108、C.I.顏料黃109、C.I.顏料黃110、C.I.顏料黃113、C.I.顏料黃114、C.I.顏料黃116、C.I.顏料黃117、C.I.顏料黃120、C.I.顏料黃128、C.I.顏料黃129、C.I.顏料黃133、C.I.顏料黃138、C.I.顏料黃139、C.I.顏料黃147、C.I.顏料黃150、C.I.顏料黃151、C.I.顏料黃153、C.I.顏料黃154、C.I.顏料黃155、C.I.顏料黃156、C.I.顏料黃167、C.I.顏料黃172、C.I.顏料黃173、C.I.顏料黃180、C.I.顏料黃185、C.I.顏料黃195;C.I.還原黃1、C.I.還原黃3、C.I.還原黃20等黃系顏料等。
氰系色料、洋紅系色料、黃系色料等各種色料可分別單獨使用亦可組合兩種以上使用。再者,於使用兩種以上之氰系色料、洋紅系色料、黃系色料等各種色料之情形時,作為該等色料之混合比例(或調配比例),並無特別限制,可根據各色料之種類或目標色等而進行適宜選擇。
於對半導體背面用薄膜2進行著色之情形時,其著色形態並無特別限制。例如,半導體背面用薄膜可為添加有著色劑之單層之薄膜狀物。又,亦可為至少積層有由至少熱硬化性樹脂成分形成之樹脂層與著色劑層的積層薄膜。再者,於半導體背面用薄膜2為樹脂層與著色劑層之積層薄膜之情形時,作為積層形態之半導體背面用薄膜2,較佳為具有樹脂層/著色劑層/樹脂層之積層形態。於此情形時,著色劑層之兩側之2個樹脂層可為相同組成之樹脂層,亦可為不同組成之樹脂層。
可於半導體背面用薄膜2中視需要適宜調配其他添加劑。作為其他添加劑,例如除填充劑(filler)、阻燃劑、矽烷偶合劑、離子捕捉劑之外,亦可列舉增量劑、抗老化劑、抗氧化劑、界面活性劑等。
作為上述填充劑,可為無機填充劑、有機填充劑之任一者,較佳為無機填充劑。藉由調配無機填充劑等填充劑,可對半導體背面用薄膜賦予導電性或提高導熱性,謀求彈性模數之調節等。再者,作為半導體背面用薄膜2,可為導電性,亦可為非導電性。作為上述無機填充劑,例如可列舉:二氧化矽、黏土、石膏、碳酸鈣、硫酸鋇、氧化鋁、氧化鈹、碳化矽、氮化矽等陶瓷類,鋁、銅、銀、金、鎳、鉻、鉛、錫、鋅、鈀、焊錫等金屬或合金類,以及包含碳等之各種無機粉末等。填充劑可單獨使用亦可併用兩種以上。作為填充劑,其中較佳為二氧化矽,尤佳為熔融二氧化矽。再者,較佳為無機填充劑之平均粒徑為0.1 μm~80 μm之範圍內。無機填充劑之平均粒徑例如可藉由雷射繞射型粒度分佈測定裝置而測定。
上述填充劑(尤其無機填充劑)之調配量,相對於有機樹脂成分100重量份,較佳為80重量份以下(0重量份~80重量份),尤佳為0重量份~70重量份。
又,作為上述阻燃劑,例如可列舉:三氧化銻、五氧化銻、溴化環氧樹脂等。阻燃劑可單獨使用亦可併用兩種以上。作為上述矽烷偶合劑,例如可列舉: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、γ-縮水甘油氧基丙基甲基二乙氧基矽烷等。矽烷偶合劑可單獨使用亦可併用兩種以上。作為上述離子捕捉劑,例如可列舉:水滑石類、氫氧化鉍等。離子捕捉劑可單獨使用亦可併用兩種以上。
半導體背面用薄膜2例如可利用如下慣用之方法而形成:混合環氧樹脂等熱硬化性樹脂成分、視需要之丙烯酸系樹脂等熱塑性樹脂成分(例如,Tg為25℃~200℃之丙烯酸系樹脂等Tg為25℃~200℃之熱塑性樹脂成分)、以及視需要之溶劑或其他添加劑等而製備樹脂組合物,形成為薄膜狀之層。具體而言,例如,可藉由將上述樹脂組合物塗佈於切割膠帶之黏著劑層32上的方法,以及將上述樹脂組合物塗佈於適當之隔離件(剝離紙等)上而形成樹脂層(或接著劑層),繼而將其轉印(移著)至黏著劑層32上的方法等,而形成作為半導體背面用薄膜之薄膜狀之層(接著劑層)。再者,上述樹脂組合物可為溶液亦可為分散液。
再者,於半導體背面用薄膜2由含有環氧樹脂等熱硬化性樹脂成分之樹脂組合物而形成之情形時,半導體背面用薄膜2,於應用於半導體晶圓之前的階段,為熱硬化性樹脂成分未硬化或部分硬化之狀態。於此情形時,於應用於半導體晶圓後(具體而言,通常於倒裝晶片接合步驟中將密封材固化(cure)時),使半導體背面用薄膜中之熱硬化性樹脂成分完全或幾乎完全硬化。
如此,即使半導體背面用薄膜2含有熱硬化性樹脂成分,該熱硬化性樹脂成分亦為未硬化或部分硬化之狀態,故而作為半導體背面用薄膜2之膠體率(gel fraction),並無特別限制,例如,可自50重量%以下(0重量%~50重量%)之範圍進行適宜選擇,較佳為30重量%以下(0重量%~30重量%),尤佳為10重量%以下(0重量%~10重量%)。半導體背面用薄膜2之膠體率之測定方法可藉由以下之測定方法而測定。
<膠體率之測定方法>
自半導體背面用薄膜2採樣約0.1 g,進行準確稱量(試樣之重量),將該樣本以網狀薄片包裹後,於約50 ml之甲苯中於室溫下浸漬1週。其後,將溶劑不溶分(網狀薄片之內容物)自甲苯中取出,於130℃下乾燥約2小時,稱量乾燥後之溶劑不溶分(浸漬‧乾燥後之重量),自下述式(a)算出膠體率(重量%)。
膠體率(重量%)=[(浸漬.乾燥後之重量)/(試樣之重量)]×100(a)
再者,半導體背面用薄膜2之膠體率,可藉由樹脂成分之種類或其含量、交聯劑之種類或其含量、以及加熱溫度或加熱時間等而控制。
於本發明中,於半導體背面用薄膜2係由含有環氧樹脂等熱硬化性樹脂成分之樹脂組合物而形成的薄膜狀物之情形時,可有效地發揮對半導體晶圓之密接性。
再者,於半導體晶圓之切割步驟中使用切削水,因此存在半導體背面用薄膜2吸濕,而成為常態以上之含水率之情形。若以如此之高含水率之狀態進行倒裝晶片接合,則於半導體背面用薄膜2與半導體晶圓或其加工體(半導體)之接著界面會積存水蒸氣,存在產生***之情形。因此,作為半導體背面用薄膜2,可藉由成為接著劑層夾持透濕性高之核心材料的構成,而使水蒸氣擴散,從而避免該問題。自該觀點而言,可將於核心材料之單面或兩面形成半導體背面用薄膜2的多層結構用作半導體背面用薄膜。作為上述核心材料,可列舉:薄膜(例如聚醯亞胺薄膜、聚酯薄膜、聚對苯二甲酸乙二酯薄膜、聚萘二甲酸乙二酯薄膜、聚碳酸酯薄膜等)、經玻璃纖維或塑膠製不織纖維強化之樹脂基板、矽基板或玻璃基板。
半導體背面用薄膜2之厚度(積層薄膜之情形時為總厚度)並無特別限定,例如可自2~500 μm,較佳為2 μm~200 μm左右之範圍內進行適宜選擇。進而,上述厚度較佳為4μm~160 μm左右,更佳為6 μm~100 μm左右,尤佳為10 μm~80 μm左右。又,於半導體背面用薄膜2為至少包含由至少熱硬化性樹脂成分形成且不含熱塑性樹脂成分的層者之情形時,將其厚度設為5~500 μm亦為較佳形態。
上述半導體背面用薄膜2之未硬化狀態之23℃下的拉伸儲存彈性模數較佳為1 GPa以上(例如,1 GPa~50 GPa),更佳為2 GPa以上,尤佳為3 GPa以上。若上述拉伸儲存彈性模數為1 GPa以上,則於將半導體晶片與半導體背面用薄膜2一同,自切割膠帶之黏著劑層32剝離後,將半導體背面用薄膜2載置於支持體上,進行輸送等時,可有效地抑制或防止半導體背面用薄膜黏貼於支持體上。再者,上述支持體,例如係指載帶(carrier tape)中之上端帶或底端帶等。再者,於半導體背面用薄膜2由含有熱硬化性樹脂成分之樹脂組合物形成之情形時,如上所述,熱硬化性樹脂成分通常為硬化或部分硬化之狀態,故而半導體背面用薄膜之23℃下的拉伸儲存彈性模數,通常為熱硬化性樹脂成分未硬化狀態或部分硬化狀態下之23℃下的拉伸儲存彈性模數。
此處,半導體背面用薄膜2可為單層亦可為積層有複數層之積層薄膜,於積層薄膜之情形時,上述拉伸儲存彈性模數只要作為積層薄膜整體為1 GPa以上(例如,10 GPa~50 GPa)之範圍即可。又,半導體背面用薄膜之未硬化狀態下之上述拉伸儲存彈性模數(23℃),可藉由適宜設定樹脂成分(熱塑性樹脂、熱硬化性樹脂)之種類或其含量、二氧化矽填充劑等填充材之種類或其含量而控制。再者,於半導體背面用薄膜為積層有複數層之積層薄膜之情形時(半導體背面用薄膜具有積層形態之情形),作為其積層形態,例如可例示,包含晶圓接著層與雷射標記層之積層形態等。又,於如此之晶圓接著層與雷射標記層之間,可設置其他層(中間層、光線阻斷層、強化層、著色層、基材層、電磁波阻斷層、導熱層、黏著層等)。再者,晶圓接著層係對晶圓發揮優異密接性(接著性)之層,係與晶圓之背面接觸之層。另一方面,雷射標記層係發揮優異之雷射標記性之層,係對半導體晶片之背面進行雷射標記時利用之層。
再者,上述拉伸儲存彈性模數係以如下方式測定:不積層於切割膠帶3,製作未硬化狀態之半導體背面用薄膜2,使用Rheometrics公司製造之動態黏彈性測定裝置「Solid Analyzer RS A2」,於拉伸模式下,以樣本寬度:10 mm,樣本長度:22.5 mm,樣本厚度:0.2 mm,頻率1 Hz,升溫速度:10℃/分,於氮環境下,以特定溫度(23℃)進行測定,獲得拉伸儲存彈性模數之值。
上述半導體背面用薄膜2,較佳為藉由隔離件(剝離襯墊)保護(未圖示)。隔離件於供應至實際應用之前具有作為保護半導體背面用薄膜之保護材之功能。又,隔離件進而亦可用作將半導體背面用薄膜2轉印至切割膠帶之基材上之黏著劑層32時的支持基材。隔離件於將半導體晶圓黏貼於切割膠帶一體型半導體背面用薄膜1之半導體背面用薄膜上時剝離。作為隔離件,亦可使用:聚乙烯、聚丙烯或藉由氟系剝離劑、丙烯酸長鏈烷基酯系剝離劑等剝離劑而經表面塗佈的塑膠薄膜(聚對苯二甲酸乙二酯等)或紙等。再者,隔離件可藉由先前公知之方法而形成。又,隔離件之厚度等亦無特別限制。
於半導體背面用薄膜2未積層於切割膠帶3之情形時,半導體背面用薄膜2,可使用1張兩面具有剝離層之隔離件於曲卷為輥狀之形態下,藉由兩面具有剝離層之隔離件而保護,亦可藉由至少一面具有剝離層之隔離件而保護。
(切割膠帶)
上述切割膠帶3係於基材31上形成黏著劑層32而構成。如此,切割膠帶3只要具有積層有基材31、黏著劑層32之構成即可。基材(支持基材)31可用作黏著劑層32等之支持母體。上述基材31較佳為具有輻射穿透性。作為上述基材31,例如可使用:紙等紙系基材;布、不織布、毛紙(felt)、網狀物(net)等纖維系基材;金屬箔、金屬板等金屬系基材;塑膠之薄膜或片材等塑膠系基材;橡膠片材(rubber sheet)等橡膠系基材;發泡片材等發泡體或該等之積層體[尤其,塑膠系基材與其他基材之積層體或塑膠薄膜(或片材)彼此之積層體等]等適宜之薄片體。於本發明中,作為基材,可較佳地使用塑膠之薄膜或片材等塑膠系基材。作為此種塑膠材中之素材,例如可列舉:聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、乙烯-丙烯共聚物等烯烴系樹脂;乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)、離子聚合物樹脂、乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物、乙烯-(甲基)丙烯酸酯(無規、交替)共聚物等以乙烯為單體成分之共聚物;聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)、聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)等聚酯;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);聚醯胺(尼龍)、全芳香族聚醯胺(aramid)等醯胺系樹脂;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);纖維素系樹脂;矽氧樹脂;氟樹脂等。
又,作為基材31之材料,可列舉上述樹脂之交聯體等聚合物。上述塑膠薄膜可使用未延伸者,亦可視需要使用實施有單軸或雙軸之延伸處理者。根據藉由延伸處理等而賦予熱收縮性的樹脂片材,切割後藉由使該基材31熱收縮,可降低黏著劑層32與半導體背面用薄膜2之接著面積,從而謀求半導體晶片之回收之容易化。
基材31之表面,為提高與鄰接層之密接性、保持性等,可實施慣用之表面處理,例如,鉻酸處理、臭氣暴露、火焰暴露、高壓電擊暴露、離子化輻射處理等藉由化學性或物理性方法之氧化處理等,亦可實施藉由底塗劑之塗層處理等。
上述基材31可適宜選擇使用相同種類者亦可使用不同種類者,視需要可使用摻合數種者。又,為對基材31賦予抗靜電能力,可於上述基材31上設置包含金屬、合金、該等之氧化物等之厚30~500 左右之導電性物質之蒸鍍層。基材31可為單層亦可為兩種以上之複層。
基材31之厚度(積層體之情形時為總厚度)並無特別限制,可根據強度或柔軟性、使用目的等而進行適宜選擇,例如,通常為1000μm以下(例如,1μm~1000μm),較佳為10μm~500μm,更佳為20μm~300μm,尤佳為30μm~200μm左右,但並不限定於該等。又,於倒裝晶片型半導體背面用薄膜係至少包含由至少熱硬化性樹脂成分形成且不含熱塑性樹脂成分之層者之情形時,將基材之厚度設為1μm~500μm,較佳為3μm~300μm,更佳為5μm~250μm左右亦為較佳形態。
再者,可於不損及本發明之效果等之範圍內,於基材31中含有各種添加劑(著色劑、填充劑、塑化劑、抗老化劑、抗氧化劑、界面活性劑、阻燃劑等)。
上述黏著劑層32係藉由黏著劑而形成,具有黏著性。作為此種黏著劑,並無特別限制,可自公知之黏著劑中進行適宜選擇。具體而言,作為黏著劑,例如可自丙烯酸系黏著劑、橡膠系黏著劑、乙烯基烷基醚系黏著劑、矽氧系黏著劑、聚酯系黏著劑、聚醯胺系黏著劑、胺基甲酸酯系黏著劑、氟系黏著劑、苯乙烯-二烯嵌段共聚物系黏著劑、於該等黏著劑中調配有熔點為約200℃以下之熱熔融性樹脂之蠕變特性改良型黏著劑等公知之黏著劑(例如,參照日本專利特開昭56-61468號公報、日本專利特開昭61-174857號公報、日本專利特開昭63-17981號公報、日本專利特開昭56-13040號公報等)中,適宜選擇使用具有上述特性之黏著劑。又,作為黏著劑,亦可使用輻射硬化型黏著劑(或能量線硬化型黏著劑)或熱膨脹性黏著劑。黏著劑可單獨使用亦可組合兩種以上使用。
作為上述黏著劑,可較佳地使用丙烯酸系黏著劑、橡膠系黏著劑,尤佳為丙烯酸系黏著劑。作為丙烯酸系黏著劑,可列舉:以將(甲基)丙烯酸烷基酯之一種或兩種以上用作單體成分之丙烯酸系聚合物(均聚物或共聚物)為基礎聚合物的丙烯酸系黏著劑。
作為上述丙烯酸系黏著劑中之(甲基)丙烯酸烷基酯,例如可列舉:(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)丙烯酸十一烷基酯、(甲基)丙烯酸十二烷基酯、(甲基)丙烯酸十三烷基酯、(甲基)丙烯酸十四烷基酯、(甲基)丙烯酸十五烷基酯、(甲基)丙烯酸十六烷基酯、(甲基)丙烯酸十七烷基酯、(甲基)丙烯酸十八烷基酯、(甲基)丙烯酸十九烷基酯、(甲基)丙烯酸二十烷基酯等(甲基)丙烯酸烷基酯等。作為(甲基)丙烯酸烷基酯,較佳為烷基之碳數為4~18之(甲基)丙烯酸烷基酯。再者,(甲基)丙烯酸烷基酯之烷基,可為直鏈狀或支鏈狀之任一者。
再者,上述丙烯酸系聚合物,以改良凝聚力、耐熱性、交聯性等為目的,視需要,可含有與可與上述(甲基)丙烯酸烷基酯共聚合之其他單體成分(共聚性單體成分)對應之單元。作為此種共聚性單體成分,例如可列舉:(甲基)丙烯酸(丙烯酸、甲基丙烯酸)、丙烯酸羧基乙酯、丙烯酸羧基戊酯、衣康酸、順丁烯二酸、反丁烯二酸、丁烯酸等含有羧基之單體;順丁烯二酸酐、衣康酸酐等含有酸酐基之單體;(甲基)丙烯酸羥基乙酯、(甲基)丙烯酸羥基丙酯、(甲基)丙烯酸羥基丁酯、(甲基)丙烯酸羥基己酯、(甲基)丙烯酸羥基辛酯、(甲基)丙烯酸羥基癸酯、(甲基)丙烯酸羥基月桂酯、甲基丙烯酸(4-羥甲基環己基)甲酯等含有羥基之單體;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、(甲基)丙烯醯氧基萘磺酸等含有磺酸基之單體;磷酸2-羥乙基丙烯醯酯等含有磷酸之單體;(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-羥甲基丙基(甲基)丙烯醯胺等(N-取代)醯胺系單體;(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等(甲基)丙烯酸胺基烷基酯系單體;(甲基)丙烯酸甲氧基乙酯、(甲基)丙烯酸乙氧基乙酯等(甲基)丙烯酸烷氧基烷基酯系單體;丙烯腈、甲基丙烯腈等氰基丙烯酸酯單體;(甲基)丙烯酸縮水甘油酯等含有環氧基之丙烯酸系單體;苯乙烯、α-甲基苯乙烯等苯乙烯系單體;乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯等乙烯酯系單體;異戊二烯、丁二烯、異丁烯等烯烴系單體;乙烯醚等乙烯醚系單體;N-乙烯基吡咯啶酮、甲基乙烯基吡咯啶酮、乙烯基吡啶、乙烯基哌啶酮、乙烯基嘧啶、乙烯基哌、乙烯基吡、乙烯基吡咯、乙烯基咪唑、乙烯基唑、乙烯基啉、N-乙烯基羧醯胺類、N-乙烯基己內醯胺等含有氮之單體;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等順丁烯二醯亞胺系單體;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-月桂基衣康醯亞胺等衣康醯亞胺系單體;N-(甲基)丙烯醯氧基亞甲基琥珀醯亞胺、N-(甲基)丙烯醯基-6-氧基六亞甲基琥珀醯亞胺、N-(甲基)丙烯醯基-8-氧基八亞甲基琥珀醯亞胺等琥珀醯亞胺系單體;(甲基)丙烯酸聚乙二醇酯、(甲基)丙烯酸聚丙二醇酯、(甲基)丙烯酸甲氧基乙二醇酯、(甲基)丙烯酸甲氧基聚丙二醇酯等二醇系丙烯酸酯單體;(甲基)丙烯酸四氫糠酯、(甲基)丙烯酸氟酯、(甲基)丙烯酸矽氧酯等具有雜環、鹵素原子、矽原子等之丙烯酸酯系單體;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、環氧丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、丙烯酸胺基甲酸酯、二乙烯苯、二(甲基)丙烯酸丁酯、二(甲基)丙烯酸己酯等多官能單體等。該等共聚性單體成分可使用一種或使用兩種以上。
於使用輻射硬化型黏著劑(或能量線硬化型黏著劑)作為黏著劑之情形時,作為輻射硬化型黏著劑(組合物),例如可列舉:使用於聚合物側鏈或者主鏈中或主鏈末端具有自由基反應性碳-碳雙鍵的聚合物作為基礎聚合物的內在型輻射硬化型黏著劑,或於黏著劑中調配有紫外線硬化性之單體成分或寡聚物成分的輻射硬化型黏著劑等。又,於使用熱膨脹性黏著劑作為黏著劑之情形時,作為熱膨脹性黏著劑,例如可列舉:包含黏著劑與發泡劑(尤其熱膨脹性微球體)之熱膨脹性黏著劑等。
於本發明中,可於不損及本發明之效果之範圍內,於黏著劑層32中含有各種添加劑(例如,增黏樹脂、著色劑、增黏劑、增量劑、填充劑、塑化劑、抗老化劑、抗氧化劑、界面活性劑、交聯劑等)。
上述交聯劑可用於紫外線照射前之黏著力之調整、或紫外線照射後之黏著力之調整等。藉由使用交聯劑,可進行外部交聯。作為交聯劑,並無特別限制,可使用公知之交聯劑。具體而言,作為交聯劑,除異氰酸酯系交聯劑、環氧系交聯劑、三聚氰胺系交聯劑、過氧化物系交聯劑之外,亦可列舉脲系交聯劑、金屬醇鹽系交聯劑、金屬螯合物系交聯劑、金屬鹽系交聯劑、碳二醯亞胺系交聯劑、唑啉系交聯劑、氮丙啶系交聯劑、胺系交聯劑等,較佳為異氰酸酯系交聯劑或環氧系交聯劑。交聯劑可單獨使用亦可組合兩種以上使用。再者,交聯劑之使用量並無特別限制,可根據與應交聯之基礎聚合物(尤其丙烯酸系聚合物)之平衡,繼而,作為黏著劑之使用用途而進行適宜決定。通常,交聯劑相對於上述基礎聚合物100重量份,較佳為調配20重量份左右以下,更佳為0.1重量份~10重量份。
作為上述異氰酸酯系交聯劑,例如可列舉:1,2-伸乙基二異氰酸酯、1,4-伸丁基二異氰酸酯、1,6-六亞甲基二異氰酸酯等低級脂肪族聚異氰酸酯類;伸環戊基二異氰酸酯、伸環己基二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、氫化甲苯二異氰酸酯、氫化二甲苯二異氰酸酯等脂環族聚異氰酸酯類;2,4-甲苯二異氰酸酯、2,6-甲苯二異氰酸酯、4,4'-二苯基甲烷二異氰酸酯、苯二亞甲基二異氰酸酯等芳香族聚異氰酸酯類等,其他亦可使用:三羥甲基丙烷/甲苯二異氰酸酯三聚物加成物[日本聚胺酯工業(股)製造,商品名「Coronate L」]、三羥甲基丙烷/六亞甲基二異氰酸酯三聚物加成物[日本聚胺酯工業(股)製造,商品名「Coronate HL」]等。又,作為上述環氧系交聯劑,例如可列舉: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、丙三醇聚縮水甘油醚、季戊四醇聚縮水甘油醚、聚丙三醇聚縮水甘油醚、山梨糖醇酐聚縮水甘油醚、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(2-羥乙基)異三聚氰酸三縮水甘油酯、間苯二酚二縮水甘油醚、雙酚-S-二縮水甘油醚,以及分子內具有兩個以上之環氧基之環氧系樹脂等。
再者,於本發明中,可代替使用交聯劑,或於使用交聯劑之同時藉由電子束或紫外線等之照射而實施交聯處理。
黏著劑層32,例如可利用混合黏著劑(感壓接著劑)與視需要之溶劑或其他添加劑等,形成片狀之層的慣用方法而形成。具體而言,例如可藉由將含有黏著劑及視需要之溶劑或其他添加劑之混合物塗佈於基材31上的方法,以及將上述混合物塗佈於適當之隔離件(剝離紙等)上形成黏著劑層32,將其轉移(移著)至基材31上的方法等,而形成黏著劑層32。
黏著劑層32之厚度並無特別限制,例如為5 μm~300 μm(較佳為5 μm~200 μm,更佳為5 μm~100 μm,進而佳為5 μm~80 μm,進而更佳為15 μm~50 μm,尤佳為7 μm~50 μm)左右。若黏著劑層32之厚度為上述範圍內,則可發揮適度之黏著力。再者,黏著劑層32可為單層或複層之任一種。
上述切割膠帶3之黏著劑層32對倒裝晶片型半導體背面用薄膜2的接著力(23℃,剝離角度180度,剝離速度300 mm/分),較佳為0.02 N/20 mm~10 N/20 mm之範圍,更佳為0.05 N/20 mm~5 N/20 mm之範圍。藉由將上述接著力設為0.02 N/20 mm以上,可防止切割半導體晶圓時半導體元件發生晶片飛濺。另一方面,藉由將上述接著力設為10N/20 mm以下,於拾取半導體元件時,可防止該半導體元件之剝離變得困難,或產生糊劑殘餘。
再者,於本發明中,可使半導體背面用薄膜2或切割膠帶一體型半導體背面用薄膜1,具有抗靜電能力。藉此,可防止其接著時及剝離時等產生靜電或因由此導致之半導體晶圓等之帶電而破壞電路等。抗靜電能力之賦予可藉由如下之適宜方式進行:對基材31、黏著劑層32或半導體背面用薄膜2添加抗靜電劑或導電性物質的方法,對基材31附設包含電荷轉移複合物或金屬膜等之導電層的方法等。作為該等方式,較佳為難以產生可能會使半導體晶圓變質之雜質離子的方式。作為以導電性之賦予、導熱性之提昇等為目的而調配的導電性物質(導電填料),可列舉:銀、鋁、金、銅、鎳、導電性合金等之球狀、針狀、片狀之金屬粉,氧化鋁等金屬氧化物,非結晶碳黑,石墨等。其中,上述半導體背面用薄膜2為非導電性於不會漏電之方面而言較佳。
又,半導體背面用薄膜2或切割膠帶一體型半導體背面用薄膜1可以曲卷為輥狀之形態而形成,亦可以積層片材(薄膜)之形態而形成。例如,於具有曲卷為輥狀之形態之情形時,可將半導體背面用薄膜2或切割膠帶一體型半導體背面用薄膜1,視需要於藉由隔離件而保護之狀態下曲卷為輥狀,從而製作為曲卷為輥狀之狀態或形態之半導體背面用薄膜2或切割膠帶一體型半導體背面用薄膜1。再者,作為曲卷為輥狀之狀態或形態之切割膠帶一體型半導體背面用薄膜1,可由基材31、於上述基材31之一面形成之黏著劑層32、於上述黏著劑層32上形成之半導體背面用薄膜、於上述基材31之另一面形成之剝離處理層(背面處理層)而構成。
再者,切割膠帶一體型半導體背面用薄膜1之厚度(半導體背面用薄膜之厚度與包含基材31及黏著劑層32之切割膠帶之厚度的總厚度),例如,可自8 μm~1500 μm之範圍內進行選擇,較佳為20 μm~850 μm(更佳為31 μm~500 μm,尤佳為47 μm~330 μm)。
如此,於切割膠帶一體型半導體背面用薄膜1中,可藉由控制半導體背面用薄膜2之厚度與切割膠帶3之黏著劑層32之厚度的比,或半導體背面用薄膜2之厚度與切割膠帶3之厚度(基材31及黏著劑屠32之總厚度)的比,而提高切割步驟時之切割性、拾取步驟時之拾取性等,可將切割膠帶一體型半導體背面用薄膜1有效地利用於半導體晶圓之切割步驟~半導體晶片之倒裝晶片接合步驟中。
(切割膠帶一體型半導體背面用薄膜之製造方法)
關於本實施形態之切割膠帶一體型半導體背面用薄膜之製造方法,以切割膠帶一體型半導體背面用薄膜1為例進行說明。首先,基材31可藉由先前公知之製膜方法而製膜。作為該製膜方法,例如可例示:壓延製膜法、於有機溶劑中之澆鑄法、於密閉系統中之充氣擠出法、T型模擠出法、共擠壓法、乾式層壓法等。
其次,於基材31上塗佈黏著劑組合物,加以乾燥(視需要進行加熱交聯),形成黏著劑層32。作為塗佈方式,可列舉:輥式塗佈、網版塗佈、凹版塗佈等。再者,亦可將黏著劑層組合物直接塗佈於基材31上,於基材31上形成黏著劑層32,又,亦可將黏著劑組合物塗佈於表面經剝離處理之剝離紙等上而形成黏著劑層32後,將該黏著劑層32轉印至基材31,從而於基材31上形成黏著劑層32。如此,藉由於基材31上形成黏著劑層32,而製作切割膠帶3。
另一方面,將用以形成半導體背面用薄膜2之形成材料以乾燥後之厚度成為特定厚度之方式塗佈於剝離紙上,進而於特定條件下加以乾燥(於必須進行熱硬化之情形時,視需要實施加熱處理而乾燥),形成塗佈層。藉由將該塗佈層轉印至上述黏著劑層32上,而於黏著劑層32上形成半導體背面用薄膜2。再者,亦可藉由於上述黏著劑層32上直接塗佈用以形成半導體背面用薄膜2之形成材料後,於特定條件下加以乾燥(於必須進行熱硬化之情形時,視需要實施加熱處理而乾燥),而於黏著劑層32上形成半導體背面用薄膜2。藉由以上操作,可獲得本發明之切割膠帶一體型半導體背面用薄膜1。再者,於形成半導體背面用薄膜2時進行熱硬化之情形時,重要的是以成為部分硬化之狀態之程度進行熱硬化,較佳為不進行熱硬化。
再者,於半導體背面用薄膜2不與切割膠帶3一體化而為單體之情形時,可藉由與上述半導體背面用薄膜2之製作方法相同之方法而製作。具體而言,可將用以形成半導體背面用薄膜2之形成材料以乾燥後之厚度成為特定厚度之方式塗佈於剝離紙上,進而於特定條件下加以乾燥(於必須進行熱硬化之情形等時,視需要實施加熱處理而乾燥),形成塗佈層,藉此製作半導體背面用薄膜2。
本發明之半導體背面用薄膜2或切割膠帶一體型半導體背面用薄膜1可較佳地用於包括倒裝晶片連接步驟之半導體裝置之製造中。即,本發明之半導體背面用薄膜2或切割膠帶一體型半導體背面用薄膜1用於倒裝晶片安裝之半導體裝置之製造中,於半導體晶片之背面黏貼有半導體背面用薄膜2或切割膠帶一體型半導體背面用薄膜1之半導體背面用薄膜2的狀態或形態下,製造倒裝晶片安裝之半導體裝置。因此,本發明之半導體背面用薄膜2或切割膠帶一體型半導體背面用薄膜1可針對倒裝晶片安裝之半導體裝置(半導體晶片以倒裝晶片接合方式固定於基板等被接著體上的狀態或形態之半導體裝置)而使用。
(半導體晶圓)
作為半導體晶圓,若為公知或慣用之半導體晶圓則並無特別限制,可自各種素材之半導體晶圓中進行適宜選擇而使用。於本發明中,作為半導體晶圓,可較佳地使用矽晶圓。
(半導體裝置之製造方法)
關於本實施形態之半導體裝置之製造方法,一邊參照圖2(a)~圖2(d)一邊於以下說明。圖2(a)~圖2(d)係表示使用上述切割膠帶一體型半導體背面用薄膜1之情形時的半導體裝置之製造方法之剖面模式圖。再者,於半導體背面用薄膜2未與切割膠帶一體化而為單體之情形時,可藉由依據以圖2(a)~圖2(d)所表示之使用切割膠帶一體型半導體背面用薄膜1之情形時的半導體裝置之製造方法的方法,而製造半導體裝置。此時,可預先於半導體背面用薄膜2之一面貼合切割膠帶3,其後將半導體背面用薄膜2黏貼於半導體晶圓上,亦可於半導體晶圓上黏貼半導體背面用薄膜2後,將切割膠帶貼合於半導體背面用薄膜上。
上述半導體裝置之製造方法,可使用上述切割膠帶一體型半導體背面用薄膜1而製造半導體裝置。具體而言,至少包括如下步驟:於上述切割膠帶一體型半導體背面用薄膜1上黏貼半導體晶圓4,切割上述半導體晶圓4,拾取藉由切割而獲得之半導體元件5,以及將上述半導體元件5倒裝晶片連接於被接著體6上。
[安裝步驟]
首先,如圖2(a)所示,將切割膠帶一體型半導體背面用薄膜1之半導體背面用薄膜2上任意設置之隔離件適宜剝離,於該半導體背面用薄膜2上黏貼半導體晶圓4,使其接著保持加以固定(安裝步驟)。此時上述半導體背面用薄膜2處於未硬化狀態(包含半硬化狀態)。又,切割膠帶一體型半導體背面用薄膜1黏貼於半導體晶圓4之背面。所謂半導體晶圓4之背面,係指與電路面相反側之面(亦稱為非電路面、非電極形成面等)。黏貼方法並無特別限定,較佳為藉由壓接之方法。壓接通常藉由壓接輥等按壓機構一邊按壓一邊進行。
[切割步驟]
其次,如圖2(b)所示,進行半導體晶圓4之切割。藉此,將半導體晶圓4切割為特定大小而使之單片化(小片化),製造半導體晶片5。切割係例如自半導體晶圓4之電路面側依據常法而進行。又,於本步驟中,例如可採用將切割膠帶一體型半導體背面用薄膜1亦一同切入之稱為全切(full cut)的切割方式等。作為本步驟中所使用之切割裝置,並無特別限制,可使用先前公知者。又,半導體晶圓4藉由具有半導體背面用薄膜之切割膠帶一體型半導體背面用薄膜1而以優異之密接性接著固定,故而可抑制晶片缺損或晶片飛濺,並且亦可抑制半導體晶圓4之破損。再者,若半導體背面用薄膜2由含有環氧樹脂之樹脂組合物形成,則即使藉由切晶而切割,亦可抑制或防止於其切割面,半導體背面用薄膜之接著劑層之糊劑溢出。其結果,可抑制或防止切割面彼此再附著(黏合,blocking),可進一步良好地進行後述之拾取。
再者,於進行切割膠帶一體型半導體背面用薄膜1之擴張(expand)之情形時,該擴張可使用先前公知之擴張裝置而進行。擴張裝置具有,可經由切晶環將切割膠帶一體型半導體背面用薄膜1壓向下方的環狀之外環、以及直徑小於外環且支持切割膠帶一體型半導體背面用薄膜的內環。藉由該擴張步驟,於後述之拾取步驟中,可防止鄰接之半導體晶片彼此接觸而破損。
[拾取步驟]
為回收接著固定於切割膠帶一體型半導體背面用薄膜1上之半導體晶片5,如圖2(c)所示,進行半導體晶片5之拾取,將半導體晶片5與半導體背面用薄膜2一同自切割膠帶3剝離。作為拾取方法,並無特別限定,可採用先前公知之各種方法。例如可列舉:將一個個半導體晶片5自切割膠帶一體型半導體背面用薄膜1之基材31側藉由針向上推,將被推上去之半導體晶片5藉由拾取裝置而拾取的方法等。再者,經拾取之半導體晶片5,其背面藉由半導體背面用薄膜2而保護。
[倒裝晶片連接步驟]
經拾取之半導體晶片5,如圖2(d)所示,藉由倒裝晶片接合方式(倒裝晶片安裝方式)而固定於基板等被接著體上。具體而言,將半導體晶片5,以半導體晶片5之電路面(亦稱為表面、電路圖案形成面、電極形成面等)與被接著體6對向之形態,依據常法固定於被接著體6上。例如,使於半導體晶片5之電路面側形成之凸塊51,與被著於被接著體6之連接墊上之接合用導電材(焊錫等)61接觸,一邊按壓一邊使導電材熔融,藉此可確保半導體晶片5與被接著體6之電氣導通,將半導體晶片5固定於被接著體6上(倒裝晶片接合步驟)。此時,於半導體晶片5與被接著體6之間形成空隙,其孔隙間距離通常為30 μm~300 μm左右。再者,重要的是於將半導體晶片5倒裝晶片接合於被接著體6上後,清洗半導體晶片5與被接著體6之對向面或間隙,於該間隙中填充密封材(密封樹脂等)進行密封。
作為被接著體6,可使用導線架或電路基板(配線電路基板等)等各種基板。作為此種基板之材質,並無特別限定,可列舉陶瓷基板或塑膠基板。作為塑膠基板,例如可列舉環氧基板、雙順丁烯二醯亞胺三基板、聚醯亞胺基板等。
於倒裝晶片接合步驟(倒裝晶片連接步驟)中,作為凸塊或導電材之材質,並無特別限定,例如可列舉:錫-鉛系金屬材、錫-銀系金屬材、錫-銀-銅系金屬材、錫-鋅系金屬材、錫-鋅-鉍系金屬材等焊錫類(合金)或金系金屬材、銅系金屬材等。
再者,於倒裝晶片接合步驟中,使導電材熔融,使半導體晶片5之電路面側之凸塊與被接著體6之表面之導電材連接,而作為該導電材之熔融時之溫度,通常為260℃左右(例如,250℃~300℃)。本發明之切割膠帶一體型半導體背面用薄膜,藉由環氧樹脂等形成半導體背面用薄膜,藉此可成為具有亦可承受該倒裝晶片接合步驟中之高溫之耐熱性者。
於本步驟中(倒裝晶片接合步驟之後),較佳為對半導體晶片5與被接著體6之對向面(電極形成面)或間隙進行清洗。作為該清洗中所使用之清洗液,並無特別限制,例如可列舉有機系之清洗液或水系之清洗液。本發明之切割膠帶一體型半導體背面用薄膜之半導體背面用薄膜,具有對清洗液之耐溶劑性,對該等清洗液實質不具有溶解性。因此,如上所述,作為清洗液,可使用各種清洗液,無需特別之清洗液,可藉由先前之方法而清洗。
其次,進行用以密封經倒裝晶片接合之半導體晶片5與被接著體6之間之間隙的密封步驟。密封步驟係使用密封樹脂進行。作為此時之密封條件,並無特別限定,通常係藉由於175℃下進行60秒鐘~90秒鐘之加熱,而進行密封樹脂之熱硬化,但本發明並不限定於此,例如可於165℃~185℃下固化數分鐘。於該步驟中之熱處理中,不僅密封樹脂,半導體背面用薄膜2之熱硬化亦同時進行。藉此,可增加半導體背面用薄膜2之機械強度。此處,藉由該步驟中之熱處理,密封樹脂伴隨熱硬化之進行而硬化收縮。然而,即使由於密封樹脂之硬化收縮,而對半導體晶片5施加應力,但因半導體背面用薄膜之拉伸儲存彈性模數為10 GPa以上,故而可對抗該應力,可於半導體元件幾乎或完全不產生翹曲之狀態下,獲得經倒裝晶片接合之半導體晶片。又,藉由該步驟,可使半導體背面用薄膜2完全或幾乎完全熱硬化,可以優異之密接性黏貼於半導體元件之背面。進而,本發明之半導體背面用薄膜2,即使為未硬化狀態亦可於該密封步驟時,與密封材一同熱硬化,故而無需新追加用以使半導體背面用薄膜2熱硬化之步驟。
作為上述密封樹脂,若為具有絕緣性之樹脂(絕緣樹脂)則並無特別限制,可自公知之密封樹脂等密封材中進行適宜選擇而使用,更佳為具有彈性之絕緣樹脂。作為密封樹脂,例如可列舉含有環氧樹脂之樹脂組合物等。作為環氧樹脂,可列舉上述例示之環氧樹脂等。又,作為由含有環氧樹脂之樹脂組合物製成之密封樹脂,作為樹脂成分,除環氧樹脂以外,亦可含有環氧樹脂以外之熱硬化性樹脂(酚樹脂等)或熱塑性樹脂等。再者,作為酚樹脂,亦可用作環氧樹脂之硬化劑,作為此種酚樹脂,可列舉上述例示之酚樹脂等。
使用上述切割膠帶一體型半導體背面用薄膜1或半導體背面用薄膜2而製造之半導體裝置(倒裝晶片安裝之半導體裝置),於半導體晶片之背面黏貼有半導體背面用薄膜,故而可以優異之可見性實施各種標記(marking)。尤其即使標記方法為雷射標記方法,亦可以優異之對比度實施標記,可良好可見藉由雷射標記實施之各種資訊(文字資訊、圖像資訊等)。再者,進行雷射標記時,可利用公知之雷射標記裝置。又,作為雷射,可利用氣體雷射、固體雷射、液體雷射等各種雷射。具體而言,作為氣體雷射,並無特別限制,可利用公知之氣體雷射,較佳為二氧化碳雷射(CO2雷射)、準分子雷射(ArF雷射、KrF雷射、XeCl雷射、XeF雷射等)。又,作為固體雷射,並無特別限制,可利用公知之固體雷射,較佳為YAG雷射(Nd:YAG雷射等)、YVO4雷射。
使用本發明之切割膠帶一體型半導體背面用薄膜或半導體背面用薄膜而製造之半導體裝置係以倒裝晶片安裝方式而安裝之半導體裝置,故而較之以晶片接合(die bonding)安裝方式進行安裝之半導體裝置,可成為薄型化、小型化之形狀。因此,可較佳地用作各種電子機器‧電子零件或該等之材料‧部件。具體而言,作為利用本發明之倒裝晶片安裝之半導體裝置的電子機器,可列舉:所謂的「行動電話」或「PHS」、小型電腦(例如,所謂的「PDA」(個人數位助理)、所謂的「筆記型電腦」、所謂的「迷你筆記型電腦(netbook)(商標)」、所謂的「隨身電腦(wearable computer)」等)、「行動電話」及電腦一體化之小型電子機器、所謂的「數位相機(商標)」、所謂的「數位攝影機」、小型電視、小型遊戲機、小型之數位音樂播放器、所謂的「電子記事簿」、所謂的「電子字典」、所謂的「電子書籍」用電子機器終端、小型之數位型鐘錶等移動型之電子機器(可搬運之電子機器)等,當然,亦可為移動型以外(安裝型等)之電子機器(例如,所謂的「桌上型電腦(desktop computer)」、薄型電視、錄影‧播放用電子機器(硬碟記錄器(hard disk recorder)、DVD播放器等)、投影儀、微型機器(micromachine)等)等。又,作為電子零件或電子機器‧電子零件之材料‧部件,例如可列舉:所謂的「CPU]之部件、各種儲存裝置(所謂的「記憶體」、硬碟等)之部件等。
實施例
以下,關於本發明使用實施例進行詳細說明,但本發明只要不超出其主旨,則並非限定於以下實施例者。又,於各例中,份若無特別記載,則均為重量基準。
(實施例1)
<倒裝晶片型半導體背面用薄膜之製作>
相對於以丙烯酸乙酯-甲基丙烯酸甲酯為主成分之丙烯酸酯系聚合物(商品名「Paracron W-197CM」根上工業股份有限公司製造):100份,將環氧樹脂(商品名「Epikote 1004」JER股份有限公司製造):900份、球狀二氧化矽(商品名「SO-25R」Admatechs股份有限公司製造):6177份、染料(商品名「OIL BLACK BS」東方化學工業股份有限公司製造):4份、硬化加速觸媒(商品名「2PHZ-PW」四國化成工業股份有限公司製造):90份溶解於甲基乙基酮中,調製固形分濃度成為23.6重量%的樹脂組合物之溶液。
將該樹脂組合物之溶液塗佈於,作為剝離襯墊(隔離件)之經矽氧脫模處理之厚50 μm之包含聚對苯二甲酸乙二酯薄膜之脫模處理薄膜上後,於130℃下乾燥2分鐘,藉此製作厚度(平均厚度)為80 μm之倒裝晶片型半導體背面用薄膜A。
<切割膠帶一體型半導體背面用薄膜之製作>
使用手壓輥將上述倒裝晶片型半導體背面用薄膜A貼合於切割膠帶(商品名「V-8-T」日東電工股份有限公司(NITTO DENKO CORPORATION)製造;基材之平均厚度:65 μm,黏著劑層之平均厚度:10 μm)之黏著劑層上,製作切割膠帶一體型半導體背面用薄膜。
(實施例2)
<倒裝晶片型半導體背面用薄膜之製作>
相對於以丙烯酸乙酯-甲基丙烯酸甲酯為主成分之丙烯酸酯系聚合物(商品名「Paracron W-197CM」根上工業股份有限公司製造):100份,將環氧樹脂(商品名「Epikote 1004」JER股份有限公司製造):900份、球狀二氧化矽(商品名「SO-25R」Admatechs股份有限公司製造):4360份、染料(商品名「OIL GREEN 502」東方化學工業股份有限公司製造):4份、硬化加速觸媒(商品名「2PHZ-PW」四國化成工業股份有限公司製造):90份溶解於甲基乙基酮中,調製固形分濃度成為23.6重量%的樹脂組合物之溶液。
將該樹脂組合物之溶液塗佈於,作為剝離襯墊(隔離件)之經矽氧脫模處理之厚50 μm之包含聚對苯二甲酸乙二酯薄膜之脫模處理薄膜上後,於130℃下乾燥2分鐘,藉此製作厚度(平均厚度)為80 μm之倒裝晶片型半導體背面用薄膜B。
<切割膠帶一體型半導體背面用薄膜之製作>
使用手壓輥將上述倒裝晶片型半導體背面用薄膜B貼合於切割膠帶(商品名「V-8-T」日東電工股份有限公司製造;基材之平均厚度:65 μm,黏著劑層之平均厚度:10 μm)之黏著劑層上,製作切割膠帶一體型半導體背面用薄膜。
(比較例1)
<倒裝晶片型半導體背面用薄膜之製作>
相對於以丙烯酸乙酯-甲基丙烯酸甲酯為主成分之丙烯酸酯系聚合物(商品名「Paracron W-197CM」根上工業股份有限公司製造):100份,將環氧樹脂(商品名「Epikote 1004」JER股份有限公司製造):75份、酚樹脂(商品名「Milex XLC-4L」三井化學股份有限公司製造):75份、球狀二氧化矽(商品名「SO-25R」Admatechs股份有限公司製造):1000份、染料(商品名「OIL BLACK BS」東方化學工業股份有限公司製造):4份溶解於甲基乙基酮中,調製固形分濃度成為23.6重量%的樹脂組合物之溶液。
將該樹脂組合物之溶液塗佈於,作為剝離襯墊(隔離件)之經矽氧脫模處理之厚50 μm之包含聚對苯二甲酸乙二酯薄膜之脫模處理薄膜上後,於130℃下乾燥2分鐘,藉此製作厚度(平均厚度)為80 μm之倒裝晶片型半導體背面用薄膜C。
<切割膠帶一體型半導體背面用薄膜之製作>
使用手壓輥將上述倒裝晶片型半導體背面用薄膜C貼合於切割膠帶(商品名「V-8-T」日東電工股份有限公司製造;基材之平均厚度:65 μm,黏著劑層之平均厚度:10 μm)之黏著劑層上,製作切割膠帶一體型半導體背面用薄膜。
(拉伸儲存彈性模數)
將各實施例及比較例中製作之倒裝晶片型半導體背面用薄膜,分別於165℃、2小時之條件下進行熱處理,使之熱硬化。其次,自熱硬化後之倒裝晶片型半導體背面用薄膜,以截切刀(cutter knife)分別切出長22.5 mm,寬10 mm,厚0.2 mm之長條狀之試樣。進而,使用Rheometrics 公司製造之動態黏彈性測定裝置「Solid Analyzer RS A2」,於頻率:1 Hz,升溫速度:10℃/分,氮環境下,特定之溫度(23℃)之條件下進行測定,獲得拉伸儲存彈性模數E'之值。
(半導體封裝體之翹曲量)
半導體晶片有無翹曲之產生,係藉由測定半導體封裝體之翹曲量而評價。
即,首先,將隔離件自切割膠帶一體型半導體背面用薄膜剝離後,將半導體晶圓(直徑8英吋,厚200 μm;矽鏡面晶圓)於70℃下藉由輥壓而貼合於半導體背面用薄膜上。進而,進行半導體晶圓之切割。切割係以成為10 mm見方之晶片大小之方式進行全切。再者,貼合條件、切割條件如下所述。
[貼合條件]
貼附裝置:商品名「MA-3000III」日東精機股份有限公司製造
貼附速度計:10 mm/min
貼附壓力:0.15 MPa
貼附時之平台溫度:70℃
[切割條件]
切割裝置:商品名「DFD-6361」Disco公司製造
切晶環:「2-8-1」(Disco公司製造)
切割速度:33 mm/sec
切割刀片:
Z1:Disco公司製造「2030-SE 27HCDD」
Z2:Disco公司製造「2030-SE 27HCBB」
切割刀片轉速:
Z1:40,000 r/min
Z2:45,000 r/min
切割方式:階梯切割(step cut)
晶圓晶片大小:10.0 mm見方
其次,使用針自切割膠帶一體型半導體背面用薄膜之切割膠帶側向上推,將藉由切割而獲得之半導體晶片與倒裝晶片型半導體背面用薄膜一同自黏著劑層拾取。再者,拾取條件如下所述。
[拾取條件]
拾取裝置:商品名「SPA-300」新川(shinkawa)股份有限公司製造
拾取針根數:9根
針之上推速度:20 mm/s
針之上推量:500 μm
拾取時間:1秒
切割膠帶擴張量:3 mm
繼而,將半導體晶片倒裝晶片接合於BT基板[使用有三菱瓦斯化學公司製造之BT樹脂(雙順丁烯二醯亞胺三系樹脂)之基板]上。此時,半導體晶片之電路面與BT基板對向,使形成於半導體晶片之電路面之凸塊,與被著於BT基板之連接墊之接合用之導電材(焊錫)接觸,一邊按壓一邊將溫度上升至260℃使導電材熔融,其後,冷卻至室溫。進而,於半導體晶片與BT基板之間隙中注入作為密封樹脂之填底膠材。此時之填底膠(密封材)之厚度為20 μm。繼而,於165℃、2小時之條件下進行加熱後,測定半導體封裝體之翹曲量。
關於翹曲量之測定,首先,以上述BT基板成為下側之方式將半導體封裝體載置於平板上,測定自平板上***之BT基板之高度,即翹曲量(μm)。測定係使用接觸式之表面粗度計(Veeco公司製造,DEKTAK8),以測定速度1.5 mm/s,加重1 g之條件下進行。測定之結果,將翹曲量為100 μm以下者設為○,將超過100 μm者設為×。結果示於下述表1。
(結果)
自表1可知,若如實施例1及2,為熱硬化後之23℃下之拉伸儲存彈性模數為10 GPa以上之半導體背面用薄膜,則確認可將半導體封裝體之翹曲量均抑制在100 μm以下。另一方面,若如比較例1,為上述拉伸儲存彈性模數為8 GPa之半導體背面用薄膜,則無法將半導體封裝體之翹曲量降低至100 μm以下。
(實施例3)
<倒裝晶片型半導體背面用薄膜之製作>
相對於以丙烯酸乙酯-甲基丙烯酸甲酯為主成分之丙烯酸酯系聚合物(熱塑性樹脂成分,玻璃轉移溫度28℃,商品名「SG-708MT」長瀨化成(Nagase chemteX)股份有限公司製造):100份,將環氧樹脂(商品名「Epikote 1004」JER股份有限公司製造):900份、球狀二氧化矽(商品名「SO-25R」Admatechs股份有限公司製造):6177份、染料(商品名「OIL BLACK BS」東方化學工業股份有限公司製造):4份、熱硬化加速觸媒(商品名「2PHZ-PW」四國化成工業股份有限公司製造):90份溶解於甲基乙基酮中,調製固形分濃度成為23.6重量%的樹脂組合物之溶液。
將該樹脂組合物之溶液塗佈於,作為剝離襯墊(隔離件)之經矽氧脫模處理之厚50 μm之包含聚對苯二甲酸乙二酯薄膜之脫模處理薄膜上後,於130℃下乾燥2分鐘,藉此製作厚度(平均厚度)為30 μm之倒裝晶片型半導體背面用薄膜D。
<切割膠帶一體型半導體背面用薄膜之製作>
使用手壓輥將上述倒裝晶片型半導體背面用薄膜D貼合於切割膠帶(商品名「V-8-T」日東電工股份有限公司製造;基材之平均厚度:65 μm,黏著劑層之平均厚度:10 μm)之黏著劑層上,製作切割膠帶一體型半導體背面用薄膜。
(實施例4)
<倒裝晶片型半導體背面用薄膜之製作>
相對於以丙烯酸乙酯-甲基丙烯酸甲酯為主成分之丙烯酸酯系聚合物(熱塑性樹脂成分,玻璃轉移溫度38℃,商品名「SG-P26TEA」長瀨化成股份有限公司製造):100份,將環氧樹脂(商品名「Epikote 1004」JER股份有限公司製造):900份、球狀二氧化矽(商品名「SO-25R」Admatechs股份有限公司製造):6177份、染料(商品名「OIL GREEN 502」東方化學工業股份有限公司製造):4份、熱硬化加速觸媒(商品名「2PHZ-PW」四國化成工業股份有限公司製造):90份溶解於甲基乙基酮中,調製固形分濃度成為23.6重量%的樹脂組合物之溶液。
將該樹脂組合物之溶液塗佈於,作為剝離襯墊(隔離件)之經矽氧脫模處理之厚50 μm之包含聚對苯二甲酸乙二酯薄膜之脫模處理薄膜上後,於130℃下乾燥2分鐘,藉此製作厚度(平均厚度)為30 μm之倒裝晶片型半導體背面用薄膜E。
<切割膠帶一體型半導體背面用薄膜之製作>
使用手壓輥將上述倒裝晶片型半導體背面用薄膜E貼合於切割膠帶(商品名「V-8-T」日東電工股份有限公司製造;基材之平均厚度:65 μm,黏著劑層之平均厚度:10 μm)之黏著劑層上,製作切割膠帶一體型半導體背面用薄膜。
(比較例2)
<倒裝晶片型半導體背面用薄膜之製作>
相對於以丙烯酸乙酯-甲基丙烯酸甲酯為主成分之丙烯酸酯系聚合物(熱塑性樹脂成分,玻璃轉移溫度11℃,商品名「SG-80H」長瀨化成股份有限公司製造):100份,將環氧樹脂(商品名「Epikote 1004」JER股份有限公司製造):900份、球狀二氧化矽(商品名「SO-25R」Admatechs股份有限公司製造):6177份、染料(商品名「OIL BLACK BS」東方化學工業股份有限公司製造):4份溶解於甲基乙基酮中,調製固形分濃度成為23.6重量%的樹脂組合物之溶液。
將該樹脂組合物之溶液塗佈於,作為剝離襯墊(隔離件)之經矽氧脫模處理之厚50 μm之包含聚對苯二甲酸乙二酯薄膜之脫模處理薄膜上後,於130℃下乾燥2分鐘,藉此製作厚度(平均厚度)為30 μm之倒裝晶片型半導體背面用薄膜F。
<切割膠帶一體型半導體背面用薄膜之製作>
使用手壓輥將上述倒裝晶片型半導體背面用薄膜F貼合於切割膠帶(商品名「V-8-T」日東電工股份有限公司製造;基材之平均厚度:65 μm,黏著劑層之平均厚度:10 μm)之黏著劑層上,製作切割膠帶一體型半導體背面用薄膜。
(拉伸儲存彈性模數)
將各實施例及比較例中製作之倒裝晶片型半導體背面用薄膜,分別於165℃、2小時之條件下進行熱處理,使之熱硬化。其次,自熱硬化後之倒裝晶片型半導體背面用薄膜,以截切刀(cutter knife)分別切出長22.5 mm,寬10 mm,厚0.2 mm之長條狀之試樣。進而,使用Rheometrics公司製造之動態黏彈性測定裝置「Solid Analyzer RS A2」,於頻率:1 Hz,升溫速度:10℃/分,氮環境下,特定之溫度(23℃)之條件下進行測定,獲得拉伸儲存彈性模數E'之值。
(半導體封裝體之翹曲量)
半導體晶片有無翹曲之產生係藉由測定半導體封裝體之翹曲量而評價。
即,首先,將隔離件自切割膠帶一體型半導體背面用薄膜剝離後,將半導體晶圓(直徑8英吋,厚200 μm;矽鏡面晶圓)於70℃下藉由輥壓而貼合於半導體背面用薄膜上。進而,進行半導體晶圓之切割。切割係以成為10 mm見方之晶片大小之方式進行全切。再者,貼合條件、切割條件如下所述。
[貼合條件]
貼附裝置:商品名「MA-3000III」日東精機股份有限公司製造
貼附速度計:10 mm/min
貼附壓力:0.15 MPa
貼附時之平台溫度:70℃
[切割條件]
切割裝置:商品名「DFD-6361」Disco公司製造
切晶環:「2-8-1」(Disco公司製造)
切割速度:30 mm/sec
切割刀片:
Z1:Disco公司製造「2030-SE 27HCDD」
Z2:Disco公司製造「2030-SE 27HCBB」
切割刀片轉速:
Z1:40,000 r/min
Z2:45,000 r/min
切割方式:階梯切割
晶圓晶片大小:10.0 mm見方
其次,使用針自切割膠帶一體型半導體背面用薄膜之切割膠帶側向上推,將藉由切割而獲得之半導體晶片與倒裝晶片型半導體背面用薄膜一同自黏著劑層拾取。再者,拾取條件如下所述。
[拾取條件]
拾取裝置:商品名「SPA-300」新川股份有限公司製造
拾取針根數:9根
針之上推速度:20 mm/s
針之上推量:500 μm
拾取時間:1秒
切割膠帶擴張量:3 mm
繼而,將半導體晶片倒裝晶片接合於BT基板[使用有三菱瓦斯化學公司製造之BT樹脂(雙順丁烯二醯亞胺三系樹脂)之基板]上。此時,半導體晶片之電路面與BT基板對向,使形成於半導體晶片之電路面之凸塊,與被著於BT基板之連接墊之接合用之導電材(焊錫)接觸,一邊按壓一邊將溫度上升至260℃使導電材熔融,其後,冷卻至室溫。進而,於半導體晶片與BT基板之間隙中注入作為密封樹脂之填底膠材。此時之填底膠(密封材)之厚度為20 μm。繼而,於165℃、2小時之條件下進行加熱後,測定半導體封裝體之翹曲量。
翹曲量之測定,首先,以上述BT基板成為下側之方式將半導體封裝體載置於平板上,測定自平板上***之BT基板之高度,即翹曲量(μm)。測定係使用接觸式之表面粗度計(Veeco公司製造,DEKTAK8),以測定速度1.5 mm/s,加重1 g之條件下進行。測定之結果,將翹曲量為100 μm以下者設為○,將超過100 μm者設為×。結果示於下述表2。
(結果)
自表2可知,若如實施例3及4,為於構成成分中含有玻璃轉移溫度為25℃以上之熱塑性樹脂成分的半導體背面用薄膜,則確認可將半導體封裝體之翹曲量均抑制在100 μm以下。另一方面,若如比較例2,為於構成成分中含有上述玻璃轉移溫度未達25℃之熱塑性樹脂的半導體背面用薄膜,則無法將半導體封裝體之翹曲量降低至100 μm以下。
(實施例5)
<倒裝晶片型半導體背面用薄膜之製作>
相對於苯氧樹脂(商品名「Epikote 4250」JER股份有限公司製造):100份,將環氧樹脂(商品名「Epikote 834」JER股份有限公司製造):100份、球狀二氧化矽(商品名「SO-25R」Admatechs股份有限公司製造):840份、染料(商品名「OIL BLACK BS」東方化學工業股份有限公司製造):4份、熱硬化加速觸媒(商品名「2PHZ-PW」四國化成工業股份有限公司製造):10份溶解於甲基乙基酮中,調製固形分濃度成為23.6重量%的樹脂組合物之溶液。
將該樹脂組合物之溶液塗佈於,作為剝離襯墊(隔離件)之經矽氧脫模處理之厚50 μm之包含聚對苯二甲酸乙二酯薄膜之脫模處理薄膜上後,於130℃下乾燥2分鐘,藉此製作厚度(平均厚度)為80 μm之倒裝晶片型半導體背面用薄膜G。
<切割膠帶一體型半導體背面用薄膜之製作>
使用手壓輥將上述倒裝晶片型半導體背面用薄膜G貼合於切割膠帶(商品名「V-8-T」日東電工股份有限公司製造;基材之平均厚度:65 μm,黏著劑層之平均厚度:10 μm)之黏著劑層上,製作切割膠帶一體型半導體背面用薄膜。
(實施例6)
<倒裝晶片型半導體背面用薄膜之製作>
相對於苯氧樹脂(商品名「Epikote 4250」JER股份有限公司製造):100份,將環氧樹脂(商品名「Epikote 834」JER股份有限公司製造):150份、球狀二氧化矽(商品名「SO-25R」Admatechs股份有限公司製造):1060份、染料(商品名「OIL BLACK BS」東方化學工業股份有限公司製造):4份、熱硬化加速觸媒(商品名「2PHZ-PW」四國化成):15份溶解於甲基乙基酮中,調製固形分濃度成為23.6重量%的樹脂組合物之溶液。
將該樹脂組合物之溶液塗佈於,作為剝離襯墊(隔離件)之經矽氧脫模處理之厚50 μm之包含聚對苯二甲酸乙二酯薄膜之脫模處理薄膜上後,於130℃下乾燥2分鐘,藉此製作厚度(平均厚度)為80 μm之倒裝晶片型半導體背面用薄H。
<切割膠帶一體型半導體背面用薄膜之製作>
使用手壓輥將上述倒裝晶片型半導體背面用薄膜H貼合於切割膠帶(商品名「V-8-T」日東電工股份有限公司製造;基材之平均厚度:65 μm,黏著劑層之平均厚度:10 μm)之黏著劑層上,製作切割膠帶一體型半導體背面用薄膜。
(比較例3)
<倒裝晶片型半導體背面用薄膜之製作>
相對於以丙烯酸乙酯-甲基丙烯酸甲酯為主成分之丙烯酸酯系聚合物(商品名「Paracron W-197CM」根上工業股份有限公司製造):100份,將環氧樹脂(商品名「Epikote 1004」JER股份有限公司製造):75份、酚樹脂(商品名「Milex XLC-4L」三井化學股份有限公司製造):75份、球狀二氧化矽(商品名「SO-25R」Admatechs股份有限公司製造):1000份、染料(商品名「OIL BLACK BS」東方化學工業股份有限公司製造):4份溶解於甲基乙基酮中,調製固形分濃度成為23.6重量%的樹脂組合物之溶液。
將該樹脂組合物之溶液塗佈於,作為剝離襯墊(隔離件)之經矽氧脫模處理之厚50 μm之包含聚對苯二甲酸乙二酯薄膜之脫模處理薄膜上後,於130℃下乾燥2分鐘,藉此製作厚度(平均厚度)為80 μm之倒裝晶片型半導體背面用薄膜I。
<切割膠帶一體型半導體背面用薄膜之製作>
使用手壓輥將上述倒裝晶片型半導體背面用薄膜I貼合於切割膠帶(商品名「V-8-T」日東電工股份有限公司製造;基材之平均厚度:65 μm,黏著劑層之平均厚度:10 μm)之黏著劑層上,製作切割膠帶一體型半導體背面用薄膜。
(拉伸儲存彈性模數)
將各實施例及比較例中製作之倒裝晶片型半導體背面用薄膜,分別於165℃、2小時之條件下進行熱處理,使之熱硬化。其次,自熱硬化後之倒裝晶片型半導體背面用薄膜,以截切刀分別切出長22.5 mm,寬10 mm,厚0.2 mm之長條狀之試樣。進而,使用Rheometrics公司製造之動態黏彈性測定裝置「Solid Analyzer RS A2」,於頻率:1 Hz,升溫速度:10℃/分,氮環境下,特定之溫度(23℃)之條件下進行測定,獲得拉伸儲存彈性模數E'之值。
(半導體封裝體之翹曲置)
半導體晶片有無翹曲之產生係藉由測定半導體封裝體之翹曲量而評價。
即,首先,將隔離件自切割膠帶一體型半導體背面用薄膜剝離後,將半導體晶圓(直徑8英吋,厚200 μm;矽鏡面晶圓)於70℃下藉由輥壓而貼合於半導體背面用薄膜上。進而,進行半導體晶圓之切割。切割係以成為10 mm見方之晶片大小之方式進行全切。再者,貼合條件、切割條件如下所述。
[貼合條件]
貼附裝置:商品名「MA-3000III」日東精機股份有限公司製造
貼附速度計:10 mm/min
貼附壓力:0.15 MPa
貼附時之平台溫度:70℃
[切割條件]
切割裝置:商品名「DFD-6361」Disco公司製造
切晶環:「2-8-1」(Disco公司製造)
切割速度:30 mm/sec
切割刀片:
Z1:Disco公司製造「2030-SE 27HCDD」
Z2:Disco公司製造「2030-SE 27HCBB」
切割刀片轉速:
Z1:40,000 r/min
Z2:45,000 r/min
切割方式:階梯切割
晶圓晶片大小:10.0 mm見方
其次,使用針自切割膠帶一體型半導體背面用薄膜之切割膠帶側向上推,將藉由切割而獲得之半導體晶片與倒裝晶片型半導體背面用薄膜一同自黏著劑層拾取。再者,拾取條件如下所述。
[拾取條件]
拾取裝置:商品名「SPA-300」新川股份有限公司製造
拾取針根數:9根
針之上推速度:20 mm/s
針之上推量:500 μm
拾取時間:1秒
切割膠帶擴張量:3 mm
繼而,將半導體晶片倒裝晶片接合於BT基板[使用有三菱瓦斯化學公司製造之BT樹脂(雙順丁烯二醯亞胺三系樹脂)之基板]上。此時,半導體晶片之電路面與BT基板對向,使形成於半導體晶片之電路面之凸塊,與被著於BT基板之連接墊之接合用之導電材(焊錫)接觸,一邊按壓一邊將溫度上升至260℃使導電材熔融,其後,冷卻至室溫。進而,於半導體晶片與BT基板之間隙中注入作為密封樹脂之填底膠材。此時之填底膠(密封材)之厚度為20 μm。繼而,於165℃、2小時之條件下進行加熱後,測定半導體封裝體之翹曲量。
關於翹曲量之測定,首先,以上述BT基板成為下側之方式將半導體封裝體載置於平板上,測定自平板上***之BT基板之高度,即翹曲量(μm)。測定係使用接觸式之表面粗度計(Veeco公司製造,DEKTAK8),以測定速度1.5 mm/s,加重1 g之條件下進行。測定之結果,將翹曲量為100 μm以下者設為○,將超過100 μm者設為×。結果示於下述表3。
* 熱硬化性樹脂之調配比例係藉由[(熱硬化性樹脂之調配量)/((熱硬化性樹脂之調配量)+(熱塑性樹脂之調配量))]×100而算出之值。
(結果)
自表3可知,若如實施例5及6,為樹脂組合物僅包含熱硬化性樹脂之倒裝晶片型半導體背面用薄膜,則確認可將半導體封裝體之翹曲量均抑制在100 μm以下。另一方面,若如比較例3,為使用熱硬化性樹脂成分與熱塑性樹脂成分之兩者作為樹脂組合物之倒裝晶片型半導體背面用薄膜,則無法將半導體封裝體之翹曲量降低至100 μm以下。
(實施例7)
<倒裝晶片型半導體背面用薄膜之製作>
相對於苯氧樹脂(商品名「Epikote 4250」JER股份有限公司製造):100份,將液狀環氧樹脂(商品名「Epikote 834」JER股份有限公司製造):150份、球狀二氧化矽(商品名「SO-25R」Admatechs股份有限公司製造):693份、染料(商品名「OIL BLACK BS」東方化學工業股份有限公司製造):4份、熱硬化加速觸媒(商品名「2PHZ-PW」四國化成工業股份有限公司製造):6.7份溶解於甲基乙基酮中,調製固形分濃度成為23.6重量%的樹脂組合物之溶液。再者,上述液狀環氧樹脂之25℃下之黏度,藉由加登納-荷耳得(Gardner-Holdt)法而測定之結果為P。
將該樹脂組合物之溶液塗佈於,作為剝離襯墊(隔離件)之經矽氧脫模處理之厚50 μm之包含聚對苯二甲酸乙二酯薄膜之脫模處理薄膜上後,於130℃下乾燥2分鐘,藉此製作厚度(平均厚度)為80 μm之倒裝晶片型半導體背面用薄膜J。
<切割膠帶一體型半導體背面用薄膜之製作>
使用手壓輥將上述倒裝晶片型半導體背面用薄膜J貼合於切割膠帶(商品名「V-8-T」日東電工股份有限公司製造;基材之平均厚度:65 μm,黏著劑層之平均厚度:10 μm)之黏著劑層上,製作切割膠帶一體型半導體背面用薄膜。
(實施例8)
<倒裝晶片型半導體背面用薄膜之製作>
相對於苯氧樹脂(商品名「Epikote 4250」JER股份有限公司製造):100份,將液狀環氧樹脂(商品名「Epikote 834」JER股份有限公司製造):400份、球狀二氧化矽(商品名「SO-25R」Admatechs股份有限公司製造):2160份、染料(商品名「OIL BLACK BS」東方化學工業股份有限公司製造):4份、熱硬化加速觸媒(商品名「2PHZ-PW」四國化成):40份溶解於甲基乙基酮中,調製固形分濃度成為23.6重量%的樹脂組合物之溶液。
將該樹脂組合物之溶液塗佈於,作為剝離襯墊(隔離件)之經矽氧脫模處理之厚50 μm之包含聚對苯二甲酸乙二酯薄膜之脫模處理薄膜上後,於130℃下乾燥2分鐘,藉此製作厚度(平均厚度)為80 μm之倒裝晶片型半導體背面用薄膜K。
<切割膠帶一體型半導體背面用薄膜之製作>
使用手壓輥將上述倒裝晶片型半導體背面用薄膜K貼合於切割膠帶(商品名「V-8-T」日東電工股份有限公司製造;基材之平均厚度:65 μm,黏著劑層之平均厚度:10 μm)之黏著劑層上,製作切割膠帶一體型半導體背面用薄膜。
(拉伸儲存彈性模數)
將各實施例中製作之倒裝晶片型半導體背面用薄膜,分別於165℃、2小時之條件下進行熱處理,使之熱硬化。其次,自熱硬化後之倒裝晶片型半導體背面用薄膜,以截切刀分別切出長22.5 mm,寬10 mm,厚0.2 mm之長條狀之試樣。進而,使用Rheometrics公司製造之動態黏彈性測定裝置「Solid Analyzer RS A2」,於頻率:1 Hz,升溫速度:10℃/分,氮環境下,特定之溫度(23℃)之條件下進行測定,獲得拉伸儲存彈性模數E'之值。
(半導體封裝體之翹曲量及龜裂之有無)
半導體晶片有無翹曲之產生係藉由測定半導體封裝體之翹曲量而評價。
即,首先,將隔離件自切割膠帶一體型半導體背面用薄膜剝離後,將半導體晶圓(直徑8英吋,厚200 μm;矽鏡面晶圓)於70℃下藉由輥壓而貼合於半導體背面用薄膜上。進而,進行半導體晶圓之切割。切割係以成為10 mm見方之晶片大小之方式進行全切。再者,貼合條件、切割條件如下所述。
[貼合條件]
貼附裝置:商品名「MA-3000III」日東精機股份有限公司製造
貼附速度計:10 mm/min
貼附壓力:0.15 MPa
貼附時之平台溫度:70℃
[切割條件]
切割裝置:商品名「DFD-6361」Disco公司製造
切晶環:「2-8-1」(Disco公司製造)
切割速度:30 mm/sec
切割刀片:
Z1:Disco公司製造「2030-SE 27HCDD」
Z2:Disco公司製造「2030-SE 27HCBB」
切割刀片轉速:
Z1:40,000 r/min
Z2:48,000 r/min
切割方式:階梯切割
晶圓晶片大小:10.0 mm見方
其次,使用針自切割膠帶一體型半導體背面用薄膜之切割膠帶側向上推,將藉由切割而獲得之半導體晶片與倒裝晶片型半導體背面用薄膜一同自黏著劑層拾取。再者,拾取條件如下所述。
[拾取條件]
拾取裝置:商品名「SPA-300」新川股份有限公司製造
拾取針根數:9根
針之上推速度:20 mm/s
針之上推量:500 μm
拾取時間:1秒
切割膠帶擴張量:3 mm
繼而,將半導體晶片倒裝晶片接合於BT基板[使用有三菱瓦斯化學公司製造之BT樹脂(雙順丁烯二醯亞胺三系樹脂)之基板]上。此時,半導體晶片之電路面與BT基板對向,使形成於半導體晶片之電路面之凸塊,與被著於BT基板之連接墊之接合用之導電材(焊錫)接觸,一邊按壓一邊將溫度上升至260℃使導電材熔融,其後,冷卻至室溫。進而,於半導體晶片與BT基板之間隙中注入作為密封樹脂之填底膠材。此時之填底膠(密封材)之厚度為20 μm。繼而,於165℃、2小時之條件下進行加熱後,測定半導體封裝體之翹曲量。
關於翹曲量之測定,首先,以上述BT基板成為下側之方式將半導體封裝體載置於平板上,測定自平板上***之BT基板之高度,即翹曲量(μm)。測定係使用接觸式之表面粗度計(Veeco公司製造,DEKTAK8),以測定速度1.5 mm/s,加重1 g之條件下進行。測定之結果,將翹曲量為100 μm以下者設為○,將超過100 μm者設為×。又,以目視確認貼附於半導體晶片之背面之倒裝晶片型半導體背面用薄膜上是否產生龜裂。將未確認龜裂者設為○,將確認產生龜裂者設為×。結果示於下述表4。
(結果)
自表4可知,若為樹脂組合物僅包含熱硬化性樹脂成分而不含熱塑性樹脂成分的倒裝晶片型半導體背面用薄膜,則確認可將半導體封裝體之翹曲量均抑制在100 μm以下。又,藉由將熱硬化性樹脂成分中之液狀環氧樹脂之調配比例設為60重量%以上,亦可防止熱硬化後之倒裝晶片型半導體背面用薄膜產生龜裂。另一方面,於實施例5中,亦可將半導體封裝體之翹曲量降低至100 μm以下,但確認熱硬化後之倒裝晶片型半導體背面用薄膜產生龜裂。
參照特定形態對本發明進行了詳細說明,但業者明白可於不脫離本發明之思想與範圍內進行各種變更及修正。
再者,本申請案係基於2010年4月19日提出申請之日本專利申請案(日本專利特願2010-096286)、2010年4月19日提出申請之日本專利申請案(日本專利特願2010-096290)、2010年4月19日提出申請之日本專利申請案(日本專利特願2010-096291)及2010年4月19日提出申請之日本專利申請案(日本專利特願2010-096294),將其整體以引用之方式併入本文。
產業上之可利用性
根據本發明之倒裝晶片型半導體背面用薄膜,由於形成於倒裝晶片連接於被接著體上之半導體元件之背面,故而發揮保護該半導體元件之功能。又,本發明之倒裝晶片型半導體背面用薄膜,於熱硬化後之23℃下之拉伸儲存彈性模數為10 GPa以上,故而可有效地抑制或防止將半導體元件倒裝晶片連接於被接著體上時產生之半導體元件之翹曲。
1...切割膠帶一體型半導體背面用薄膜
2...半導體背面用薄膜
3...切割膠帶
4...半導體晶圓
5...半導體晶片
6...被接著體
31...基材
32...黏著劑層
33...半導體晶圓之黏貼部分所對應之部分
51...形成於半導體晶片5之電路面側之凸塊
61...被著於被接著體6之連接墊的接合用之導電材
圖1係表示本發明之切割膠帶一體型半導體背面用薄膜之一例之剖面模式圖。
圖2(a)~圖2(d)係表示使用有本發明之切割膠帶一體型半導體背面用薄膜之半導體裝置之製造方法之一例的剖面模式圖。
1...切割膠帶一體型半導體背面用薄膜
2...半導體背面用薄膜
3...切割膠帶
31...基材
32...黏著劑層
33...半導體晶圓之黏貼部分所對應之部分
Claims (6)
- 一種切割膠帶一體型半導體背面用薄膜,其係將用以形成於倒裝晶片連接於被接著體上之半導體元件之背面之倒裝晶片型半導體背面用薄膜積層於切割膠帶上,且上述倒裝晶片型半導體背面用薄膜係由至少環氧樹脂及丙烯酸系樹脂形成;上述倒裝晶片型半導體背面用薄膜,其熱硬化後之於23℃下之拉伸儲存彈性模數為10GPa以上、50GPa以下;上述切割膠帶係於基材上積層黏著劑層之構造;上述倒裝晶片型半導體背面用薄膜積層於上述黏著劑層上。
- 如請求項1之切割膠帶一體型半導體背面用薄膜,其中上述倒裝晶片型半導體背面用薄膜之厚度為2μm~200μm之範圍內。
- 如請求項1或2之切割膠帶一體型半導體背面用薄膜,其中上述半導體元件之厚度為20μm~300μm之範圍內。
- 一種半導體裝置之製造方法,其係使用如請求項1至3中任一項之切割膠帶一體型半導體背面用薄膜者,且包括如下步驟:於上述切割膠帶一體型半導體背面用薄膜之倒裝晶片型半導體背面用薄膜上黏貼半導體晶圓;切割上述半導體晶圓而形成半導體元件;將上述半導體元件與上述倒裝晶片型半導體背面用薄膜一同自切割膠帶之黏著劑層剝離;以及 將上述半導體元件倒裝晶片連接於上述被接著體上。
- 如請求項4之半導體裝置之製造方法,其中於上述倒裝晶片連接之步驟中包括如下步驟:於倒裝晶片接合於上述被接著體上之半導體元件與該被接著體之間的間隙封入密封樹脂後,使上述密封樹脂熱硬化。
- 一種倒裝晶片型半導體裝置,其係藉由如請求項4或5之半導體裝置之製造方法而製造者。
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