TWI583759B - 半導體用黏著性樹脂組成物、半導體用黏著膜 以及切割晶粒接合膜 - Google Patents

半導體用黏著性樹脂組成物、半導體用黏著膜 以及切割晶粒接合膜 Download PDF

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Description

半導體用黏著性樹脂組成物、半導體用黏著膜 以及切割晶粒接合膜
本申請案主張於2014年11月17日在韓國智慧財產局申請之韓國專利申請案第10-2014-0160178號及於2015年11月16日申請之韓國專利申請案第10-2015-0160321號的權益，其揭露內容以全文引用的方式併入本文中。
本發明是關於一種半導體接合用黏著性樹脂組成物及半導體用黏著膜，且更特定言之，是關於一種具有極好抗衝擊性以及高機械特性及抗熱性，且亦可在用於黏著具有精細厚度的半導體裝置時達成高黏著強度之半導體接合用黏著性樹脂組成物及半導體用黏著膜。
最近，由於朝向電子設備之小型化、高功能化以及容量增大的傾向已擴大且半導體封裝之緻密化及高度整合之需要已快速增加，半導體晶片的尺寸變得愈來愈大。就提高整合度而言，以多級層合晶片的堆疊封裝方法已逐漸增加。
隨著半導體封裝的最近發展趨勢，半導體之小型化、薄化以及高效能已快速進行。另外，出於封裝之容量增大的目的，半導體晶圓的厚度變得極薄(小於100微米)以使得更多晶片可層合於相同封裝中。最近，半導體晶圓的厚度已變得極薄(小於20微米)。
因此，當製造其中半導體晶片及間層黏著膜之厚度為20微米或小於20微米的封裝時，需要黏著膜的薄化，因此習知製造公司已提供不包含無機顆粒的黏著膜。
觀察封裝之製造方法，半導體晶片經層合，接著經受金線接合方法以導電。
在此狀況下，由於線接合方法期間施加至晶片之衝擊力，半導體晶片容易斷裂或損壞，因此可能在封裝組裝之後存在電子特性問題。
此外，隨著晶片薄化，線接合期間施加至晶片的衝擊力量較大。為了預防此問題，附接至半導體晶片的黏著膜需要具有就施加自外部之衝擊力而言的抗衝擊性，進而保護晶片。
本發明的一個目標為提供一種半導體接合用黏著性樹脂組成物，其具有極好抗衝擊性以及高機械特性及抗熱性，且亦可在用於黏著具有精細厚度的半導體裝置時達成高黏著強度。
本發明的另一目標為提供一種接合半導體的黏著膜，其 具有極好抗衝擊性以及高機械特性及抗熱性，且亦可在用於黏著具有精細厚度的半導體裝置時達成高黏著強度。
本發明的又一目標為提供一種切割晶粒接合膜，其可具有極好抗衝擊性以及高機械特性及抗熱性，當用於黏著具有精細厚度的半導體裝置時達成高黏著強度，且使半導體晶圓之切割步驟期間毛邊的出現率最小化，進而防止半導體晶片的污染及提高半導體晶片的可靠性及使用期限。
本發明的再一目標為提供一種使用切割晶粒接合膜之用於半導體晶圓的切割方法。
提供一種半導體接合用黏著性樹脂組成物，包含：(甲基)丙烯酸酯類樹脂，包含大於17重量%含有環氧類官能基的(甲基)丙烯酸酯類重複單元；具有70℃以上的軟化點的環氧樹脂；以及具有105℃以上的軟化點的酚樹脂，其中(甲基)丙烯酸酯類樹脂相對於(甲基)丙烯酸酯類樹脂、環氧樹脂以及酚樹脂的總重量之重量比為0.48至0.65。
亦提供一種半導體用黏著膜，包含：由以下各者所構成的族群中選出的兩者或大於兩者之間的交聯鍵：(甲基)丙烯酸酯類樹脂，包含大於17重量%含有環氧類官能基的(甲基)丙烯酸酯類重複單元；具有70℃以上的軟化點的環氧樹脂；以及具有105℃以上的軟化點的酚樹脂，其中(甲基)丙烯酸酯類樹脂相對於(甲基)丙烯酸酯類樹脂、環氧樹脂以及酚樹脂的總重量之重量比為0.48至0.65。
亦提供一種切割晶粒接合膜，包含：基底膜；形成於基底 膜上的壓敏黏著層；以及形成於壓敏黏著層上且包含半導體用黏著膜的黏著層。
亦提供一種半導體晶圓，其中切割晶粒接合膜的黏著層連接至晶圓的一個表面，且切割晶粒接合膜的基底膜固定於晶圓環形框架。
另外，亦提供一種用於半導體晶圓之切割方法，包含：完全分割或部分分割包含切割晶粒接合膜之半導體晶圓及層合於切割晶粒接合膜之至少一個表面上之晶圓的預處理步驟；預處理步驟之後的擴展半導體晶圓之步驟；以及將紫外光照射至經擴展半導體晶圓之基底膜及拿起藉由分割半導體晶圓分離之個別晶片的步驟。
根據本發明，可提供半導體接合用黏著性樹脂組成物及半導體用黏著膜，其能夠具有極好抗衝擊性與高機械特性及耐熱性，且亦在用於接合具有精細厚度的半導體裝置時實現高黏著強度。
另外，根據本發明，可提供一種切割晶粒接合膜，其能夠具有極好抗衝擊性與高機械特性及耐熱性，當用於接合具有精細厚度之半導體裝置時實現高黏著強度，使半導體晶圓之切割步驟期間毛邊之出現率最小化，進而防止半導體晶片之污染，及提高半導體晶片之可靠性及使用期限，及一種使用切割晶粒接合膜用於半導體晶圓之切割方法。
半導體接合用黏著性樹脂組成物可提供半導體接合用黏 著膜及半導體封裝用黏著膜，其能夠用於接合半導體，用於接合包含於半導體中的組件，或用於半導體封裝，確保在以多級層合超薄晶片時的高抗衝擊性，以及改良製造半導體之後的電特性。
在下文中，根據本發明之特定實施例，將更詳細地描述半導體接合用黏著性樹脂組成物、半導體用黏著膜、切割晶粒接合膜、半導體晶圓以及用於半導體晶圓的切割方法。
半導體接合用黏著性樹脂組成物及半導體封裝用黏著膜分別是指用於附接或黏著半導體組件或晶片的樹脂組成物及黏著膜。
特定言之，半導體接合用黏著性樹脂組成物及半導體封裝用黏著膜是指當藉由晶粒接合方法將晶片附接至電路板或下部晶片上時，在半導體封裝的製造過程期間完成切割後使用的黏著性樹脂組成物及黏著膜。舉例而言，其是指黏著性樹脂組成物或黏著膜，可用於藉由黏著劑層合複數個晶片及藉由使用線接合電連接上部及下部晶片之多晶片封裝方法，或用於在形成電路的晶圓上形成矽通孔(TSV)，用供能材料將其填充以及在層之間直接電連接的晶圓級堆疊封裝方法。
另外，如本文所用，(甲基)丙烯酸酯是指包含丙烯酸酯及 甲基丙烯酸酯兩者。
根據本發明之一個實施例，可提供半導體接合用黏著性樹脂組成物，包含：(甲基)丙烯酸酯類樹脂，包含大於17重量%含有環氧類官能基的(甲基)丙烯酸酯類重複單元；具有70℃以上的軟化點的環氧樹脂；以及具有105℃以上的軟化點的酚樹脂，其中(甲基)丙烯酸酯類樹脂相對於(甲基)丙烯酸酯類樹脂、環氧樹脂以及酚樹脂的總重量之重量比為0.48至0.65。
本發明人經由許多實驗發現當使用包含以下之黏著性樹脂組成物時，黏著性樹脂組成物具有極好抗衝擊性以及高機械特性及耐熱性，且亦可在用於黏著具有精細厚度的半導體裝置時達成高黏著強度：(甲基)丙烯酸酯類樹脂，包含大於17重量%含有環氧類官能基的(甲基)丙烯酸酯類重複單元；具有70℃以上的軟化點的環氧樹脂；以及具有105℃以上的軟化點的酚樹脂，其中(甲基)丙烯酸酯類樹脂之含量藉由比率界定。已基於此發現完成本發明。
亦即，根據本發明之一個實施例的樹脂組成物可用於黏著半導體，用於黏著包含於半導體中的組件，或用於黏著半導體封裝，且可提供半導體用黏著膜及半導體封裝用黏著膜，其能夠確保以多級層合超薄晶片時之高抗衝擊性且改良在製造半導體之後的電特性。
如上文所述，包含於半導體接合用黏著性樹脂組成物中之(甲基)丙烯酸酯類樹脂可包含大於17重量%，或18至35重量%，或18至25重量%在聚合物的全部重複單元或片段中具有引入之環氧樹脂類官能基的(甲基)丙烯酸酯類重複單元。
包含大於17重量%具有引入之環氧類官能基的(甲基)丙烯酸酯類重複單元之(甲基)丙烯酸酯類樹脂使得包含於半導體接合用黏著性樹脂組成物中之組分能夠彼此連接，且確保較高固化程度。另外，由固化半導體接合用黏著性樹脂組成物形成之黏著膜可確保足夠機械特性。
特定言之，由於在(甲基)丙烯酸酯類樹脂的所有重複單元中具有引入的環氧樹脂類官能基的(甲基)丙烯酸酯類重複單元占大於17重量%，或18至35重量%，或18至25重量%，半導體接合用黏著性樹脂組成物可在固化之後形成更多交聯結構，且改良(甲基)丙烯酸酯類樹脂與具有70℃以上的軟化點的環氧樹脂之間的相容性。因此，最後製備的黏著膜可具有改良的機械及物理特性、抗熱性以及抗衝擊性，同時具有更均一物理及外觀特性。
環氧類官能基可在構成(甲基)丙烯酸酯類樹脂的主鏈的重複單元中具有一或多個取代物。
環氧類官能基可包含環氧基或縮水甘油基。
當在(甲基)丙烯酸酯類樹脂中包含環氧類官能基的(甲基)丙烯酸酯類重複單元的含量過低時，藉由使用半導體用黏著性樹脂組成物獲得的黏著膜的抗熱性及抗衝擊性可能不夠。
在(甲基)丙烯酸酯類樹脂中包含環氧類官能基的(甲基)丙烯酸酯類重複單元的含量上限不受特定限制。然而，考慮到最後製備之黏著膜的彈性及黏著性，在(甲基)丙烯酸酯類樹脂的所有重複單元中具有引入的環氧類官能基的(甲基)丙烯酸酯類重複單元較佳以不超過35重量%包含在內。
另一方面，包含大於17重量%含有環氧類官能基的(甲 基)丙烯酸酯類重複單元的(甲基)丙烯酸酯類樹脂可具有-10℃至20℃，或-5℃至15℃之玻璃轉化溫度。
藉由使用具有上述玻璃轉化溫度的(甲基)丙烯酸酯類樹脂，半導體接合用黏著性樹脂組成物可具有足夠熔融流動指數，最後製造的黏著膜可確保高黏著強度，且有可能使用半導體接合用黏著性樹脂組成物以薄膜形式容易地製造。
當包含大於17重量%含有環氧類官能基的(甲基)丙烯酸酯類重複單元的(甲基)丙烯酸酯類樹脂的玻璃轉化溫度過低時，膜在室溫下的拉伸比極大地增加且因此薄膜的製備可為困難的。另外，就應用之半導體元件或切割膜的壓敏黏著層或類似者而言之半導體接合用黏著性樹脂組成物的壓敏黏著力可增加，因此減少拾取特性。
當包含大於17重量%含有環氧類官能基的(甲基)丙烯酸酯類重複單元的(甲基)丙烯酸酯類樹脂之玻璃轉化溫度過高時，由半導體接合用樹脂組成物形成的膜在室溫下過度固化或硬化且因此其可能不易於製造薄膜。
另一方面，在根據以上實施例之半導體接合用黏著性樹脂組成物中，(甲基)丙烯酸酯類樹脂相對於(甲基)丙烯酸酯類樹脂、環氧樹脂以及酚樹脂的總重量之重量比可為0.48至0.65或0.50至0.64。
由於(甲基)丙烯酸酯類樹脂相對於(甲基)丙烯酸酯類樹脂、環氧樹脂以及酚樹脂的總重量之重量比限制於0.48至0.65或0.50至0.64，根據以上實施例的半導體接合用黏著性樹脂組成物可在固化之後達成就半導體基板或類似物而言的高黏著強度，同 時確保高模數。
在根據本發明之實施例的半導體接合用黏著性樹脂組成物中，當(甲基)丙烯酸酯類樹脂相對於(甲基)丙烯酸酯類樹脂、環氧樹脂以及酚樹脂的總重量之重量比過低時，根據以上實施例的半導體接合用黏著性樹脂組成物可在固化之後具有過度增加的模數及就基板而言減少的黏著強度。
在根據以上實施例的半導體接合用黏著性樹脂組成物中，當(甲基)丙烯酸酯類樹脂相對於(甲基)丙烯酸酯類樹脂、環氧樹脂以及酚樹脂的總重量之重量比過高時，根據以上實施例的半導體接合用樹脂組成物可在固化之後具有極大地降低之模數，因此其不可能在接合方法中具有足夠抗衝擊性，因此其不可能改良晶片裂紋。此外，b階段之熔融黏度增加且因此空隙產生區域在使用半導體接合用黏著性樹脂組成物的晶粒附接方法中增加且空隙在固化之後保留。因此，很可能抑制可靠性。
半導體接合用黏著性樹脂組成物可包含環氧樹脂且環氧樹脂較佳具有70℃以上的軟化點。
特定言之，環氧樹脂的軟化點可為70℃至120℃。
環氧樹脂使得半導體接合用黏著性樹脂組成物能夠具有黏著強度及附接強度，且半導體接合用黏著性樹脂組成物與其他組分在固化時形成交聯結構。最後產生的黏著膜可確保所需物理特性、抗熱性以及抗衝擊性。
環氧樹脂之特定實例不受限，但可使用具有一或多個官能基之環氧樹脂。特定言之，可使用具有70℃以上，或在70℃與120℃之間的軟化點的環氧樹脂。
若環氧樹脂的軟化點過低，則半導體接合用黏著性樹脂組成物難以確保在固化之後在高溫下的足夠模數，且針對板片的黏著強度回應於溫度而具有顯著偏差。另外，半導體接合用黏著性樹脂組成物的壓敏黏著力增加且切割之後的拾取特性可能減少。
半導體接合用黏著性樹脂組成物可包含具有105℃以上或105℃與150℃之間的軟化點的酚樹脂作為固化劑。
藉由使用具有105℃以上之軟化點的酚樹脂，半導體接合用黏著性樹脂組成物可在固化之後具有足夠抗熱性、強度以及黏著特性。
若酚樹脂的軟化點過低，則半導體接合用黏著性樹脂組成物無法獲得在固化之後具有足夠強度的固化產物。
若酚樹脂的軟化點過高，則半導體接合用黏著性樹脂組成物的熔融流動指數增加且可在實際半導體製造過程中在黏著劑內部產生空隙，進而顯著降低最終產物的可靠性及品質。
酚樹脂的類型不受特定限制，但例如可使用由以下各者所構成的族群中選出的一或多者：具有105℃至130℃之軟化點的雙酚A酚醛樹脂及具有105℃至130℃之軟化點的聯苯酚醛樹脂。
在半導體接合用黏著性樹脂組成物中，酚樹脂相對於環氧樹脂的重量比不受特定限制，但考慮到環氧樹脂與酚樹脂之間的等效，酚樹脂相對於環氧樹脂的重量比較佳為0.8至1.2。
半導體接合用黏著性樹脂組成物可更包含除酚樹脂以外的另一固化劑。
作為固化劑，可使用本領域中已知用於製造半導體用黏著膜的任何習知固化劑而無特定限制。舉例而言，固化劑可包含由 以下各者所構成的族群中選出的一或多者：胺類固化劑、酚類固化劑以及酸酐類固化劑。
固化劑的使用量可考慮到最後製造的黏著膜的物理特性妥當地選擇，且舉例而言，固化劑可以按100重量份環氧樹脂計10至500重量份或30至300重量份的量使用。
半導體接合用黏著性樹脂組成物可更包含固化催化劑。
固化催化劑用以促進固化劑的功能或半導體接合用黏著性樹脂組成物的固化，且可使用本領域中已知用於製造半導體接合用黏著性樹脂組成物或類似物的任何習知固化催化劑而無特定限制。
舉例而言，本文所使用的固化催化劑可包含由以下各者所構成之族群中選出的一或多者：磷類化合物、硼類化合物、磷-硼類化合物以及咪唑類化合物。
固化催化劑的使用量可考慮到最後製造的黏著膜的物理特性妥當地選擇，且舉例而言，其可為按100重量份環氧樹脂、(甲基)丙烯酸酯類樹脂以及酚樹脂計的0.5至10重量份。
半導體接合用黏著性樹脂組成物可更包含0.1至50重量%的有機溶劑。
有機溶劑的含量可考慮到半導體接合用樹脂組成物的物理特性、最後製造的黏著膜的物理特性或製造方法確定。
另一方面，半導體接合用黏著性樹脂組成物可包含不超過1重量%、不超過0.5重量%或不超過0.1重量%的無機顆粒，且其可實質上不包括無機顆粒。
由於半導體接合用黏著性樹脂組成物包含少量無機顆粒 或其實質上不含無機顆粒，無機顆粒的聚結現象可不出現於樹脂組成物中且有可能增加最後製造的黏著膜的機械及物理特性或黏著強度。另外，有可能防止與黏著膜組合的半導體或晶片的外觀損壞，進而改良半導體之製造方法的可靠性。
無機顆粒之特定實例包含(但不限於)金屬組分，諸如金、銀、銅以及鎳，或非金屬組分，諸如氧化鋁、氫氧化鋁、氫氧化鎂、碳酸鈣、碳酸鎂、矽酸鈣、矽酸鎂、氧化鈣、氧化鎂、氧化鋁、氮化鋁、二氧化矽、氮化硼、二氧化鈦、玻璃、氧化鐵、陶瓷以及類似物。
在半導體接合用黏著性樹脂組成物在100℃至200℃固化0.2小時至5小時之後，在130℃量測的熔融黏度可大於20,000帕．秒，在40,000帕．秒與300,000帕．秒之間，或在90,000帕．秒與200,000帕．秒之間。
在半導體接合用黏著性樹脂組成物在100℃至200℃固化0.2小時至5小時之後，在120℃量測的儲存模數可大於200兆帕，且50℃下之矽基板的剝離強度可大於40公克力/平方公分。
半導體接合用黏著性樹脂組成物可具有基於110℃的10,000帕．秒至30,000帕．秒的固化之前在b階段處的熔融黏度。
另一方面，根據本發明之另一實施例，可提供半導體用黏著膜，包含：由以下各者所構成的族群中選出的兩者或大於兩者之間的交聯鍵：包含大於17重量%含有環氧類官能基的(甲基)丙烯酸酯類重複單元的(甲基)丙烯酸酯類樹脂；具有70℃以上的軟化點的環氧樹脂；以及具有105℃以上的軟化點的酚樹脂，其中(甲基)丙烯酸酯類樹脂相對於(甲基)丙烯酸酯類樹脂、環氧樹脂以及 酚樹脂的總重量之重量比為0.48至0.65。
如上文所述，藉由使用包含以下的黏著性樹脂組成物製造的黏著膜具有極好抗衝擊性以及高機械特性及抗熱性，且亦可在用於接合具有精細厚度之半導體裝置時達成高黏著強度：包含大於17重量%含有環氧類官能基的(甲基)丙烯酸酯類重複單元的(甲基)丙烯酸酯類樹脂；具有70℃以上的軟化點的環氧樹脂；以及具有105℃以上之軟化點之酚樹脂。
亦即，半導體接合用黏著性樹脂組成物可用於接合半導體，用於接合包含於半導體中的組件，或用於接合半導體封裝，可在超薄晶片以多級層合時確保高抗衝擊性，且可改良製造半導體之後的電特性。
根據本發明的實施例的黏著膜可為由固化上文所提及的半導體接合用黏著性樹脂組成物形成的膜。
黏著膜的厚度可取決於半導體、晶片、元件裝置以及類似者的類型或特徵確定，且舉例而言，其可具有1微米至100微米，或3微米至50微米的厚度。
由於上述半導體接合用黏著性樹脂組成物經固化以形成本發明的實施例的黏著膜，黏著膜可包含組分之間的交聯結構。
特定言之，半導體接合用黏著性樹脂組成物可包含由以下各者中選出之一或多者：包含大於17重量%含有環氧類官能基的(甲基)丙烯酸酯類重複單元的(甲基)丙烯酸酯類樹脂與具有70℃以上的軟化點的環氧樹脂之間的交聯鍵；包含大於17重量%含有環氧類官能基的(甲基)丙烯酸酯類重複單元的(甲基)丙烯酸酯類樹脂與具有105℃以上的軟化點的酚樹脂之間的交聯鍵；以及包 含大於17重量%含有環氧類官能基(環氧樹脂具有70℃以上的軟化點)的(甲基)丙烯酸酯類重複單元的(甲基)丙烯酸酯類樹脂與具有105℃以上的軟化點的酚樹脂之間的交聯鍵。
如上文所述，在製造半導體接合用黏著膜中，可使用固化劑及固化催化劑。
半導體用黏著膜可更包含殘餘固化劑及固化催化劑。
固化劑及固化催化劑中的每一者可以按100重量份環氧樹脂、(甲基)丙烯酸酯類樹脂以及酚樹脂計0.5至10重量份的量保持於半導體用黏著膜中。
作為半導體用黏著膜之製造方法，可使用慣常已知的膜固化方法及製造方法。
舉例而言，上文所提及的半導體接合用黏著性樹脂組成物可塗佈於預定基板上，接著在50℃至150℃的溫度下乾燥1分鐘至5分鐘以獲得半導體用黏著膜。
上文所提及的半導體接合用黏著性樹脂組成物所塗佈的基板類型不受特定限制，且可使用慣常已知的聚合物樹脂基板、玻璃基板、金屬基板或類似物。
基板的特定實例可為包含以下各者的聚合物基板：聚乙烯、聚丙烯、聚對苯二甲酸伸乙酯、聚胺基甲酸酯、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、聚丁烯、聚丁二烯、聚甲基戊烯、聚氯乙烯、乙烯乙酸乙烯酯、聚苯乙烯、聚碳酸酯或其兩者或大於兩者之組合。
另一方面，半導體用黏著膜可包含不超過1重量%，不超過0.5重量%，或不超過0.1重量%的無機顆粒，且其可實質上不 含無機顆粒。
由於半導體接合用黏著性樹脂組成物含有少量無機顆粒或其實質上不含無機顆粒，其機械及物理特性或黏著強度可經改良，且有可能防止用黏著膜接合的半導體或晶片的外觀損壞，進而改良半導體的製造方法的可靠性。
在130℃量測的半導體用黏著膜的熔融黏度可大於20,000帕．秒，或在40,000帕．秒與300,000帕．秒之間，或在90,000帕．秒與200,000帕．秒之間。
在120℃量測的半導體用黏著膜的儲存模數可大於200兆帕，且50℃下的矽基板的剝離強度可大於40公克力/平方公分。
根據本發明之另一實施例，可提供切割晶粒接合膜，包含：基底膜；形成於基底膜上的壓敏黏著層；以及形成於壓敏黏著層上且包含上述半導體接合用黏著膜的黏著層。
包含於切割晶粒接合膜中的基底膜的類型不受特定限制，且舉例而言，可使用本領域中已知的任何習知塑膠膜或金屬箔以及類似物。
舉例而言，基底膜可包含低密度聚乙烯、直鏈聚乙烯、中等密度聚乙烯、高密度聚乙烯、超低密度聚乙烯、聚丙烯無規共聚物、聚丙烯嵌段共聚物、均聚丙烯、聚甲基戊烯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸共聚物、乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-離聚物共聚物、乙烯-乙烯醇共聚物、聚丁烯、苯乙烯共聚物或其兩者或大於兩者之混合物。
基底膜可包含具有包含上文所提及之聚合物的膜在兩個層或大於兩個層中層合之結構的膜，以及包含兩種或大於兩種上 文所提及之聚合物的單層膜。
基底膜之厚度不受特定限制，且通常，基底膜以10微米至200微米，且較佳50微米至180微米的厚度形成。
當厚度小於10微米時，切割深度的調節可能在切割方法中變得不穩定。當厚度大於200微米時，可能在切割方法中產生許多毛邊或拉伸比可降低。因此，可能的是膨脹方法將不正確地進行。
基底膜可按需要經受習知物理或化學處理，諸如消光處理、電暈放電處理、底塗處理或交聯處理。
另一方面，壓敏黏著層可包含紫外線(ultraviolet；UV)可固化壓敏黏著劑或熱可固化壓敏黏著劑。
當使用UV可固化壓敏黏著劑時，其用來自基底膜的UV照射以增加壓敏黏著劑的內聚力及玻璃轉化溫度，進而降低其壓敏力。當使用熱可固化壓敏黏著劑時，其經加熱以降低壓敏力。
另外，UV可固化壓敏黏著劑可包含(甲基)丙烯酸酯類樹脂、UV可固化化合物、光起始劑以及交聯劑。
(甲基)丙烯酸酯類樹脂可具有100,000至1,500,000且較佳200,000至1,000,000的重量平均分子量。
若重量平均分子量小於100,000，則塗佈特性或內聚強度降低且因此可在剝離或壓敏黏著劑經分解時出現一些殘餘材料保持於黏附體上的現象。
另外，若重量平均分子量大於1,500,000，則基底膜可阻礙UV可固化化合物的反應，且因此可能不有效地進行剝離強度之減小。
(甲基)丙烯酸酯類樹脂可例如為(甲基)丙烯酸酯類單體及含交聯官能基之單體的共聚物。
此處，(甲基)丙烯酸酯類單體的實例可包含(甲基)丙烯酸烷酯，且更特定言之具有具有1至12個碳原子的烷基的單體，其實例可包含由以下各者中選出的一者或兩者或大於兩者的組合：(甲基)丙烯酸戊酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸正辛酯、(甲基)丙烯酸異辛酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸十二烷酯以及(甲基)丙烯酸十二烷酯。
由於使用在烷基中具有較大數目之碳原子的單體，最終共聚物的玻璃轉化溫度降低，且因此足以取決於相關玻璃轉化溫度選擇適當單體。
另外，含交聯官能基之單體的實例可包含由以下各者中選出之一者或兩者或大於兩者的組合：含羥基單體、含羧基單體以及含氮單體。
在此狀況下，含羥基化合物之實例可包含(但不限於)(甲基)丙烯酸2-羥乙酯、(甲基)丙烯酸2-羥丙酯以及類似物，含羧基化合物之實例可包含(但不限於)(甲基)丙烯酸及類似物，且含氮單體之實例可包含(但不限於)(甲基)丙烯腈、N-乙烯吡咯啶酮、N-乙烯基己內醯胺以及類似物。
自改良其他功能性(諸如相容性)之觀點，(甲基)丙烯酸酯類樹脂可另外包含含有碳-碳雙鍵之低分子量化合物，諸如乙酸乙烯酯、苯乙烯或(甲基)丙烯腈。
另外，UV可固化化合物的類型不受特定限制，且舉例而 言，可使用具有約500至約300,000的重量平均分子量的多官能性化合物(例如多官能性丙烯酸胺基甲酸酯、多官能性丙烯酸酯單體或寡聚物等)。
本領域的技術人員將顯而易見的是可容易地選擇適合於所需用途的寡聚物。
相對於100重量份的基本樹脂，UV可固化化合物可以5至400重量份，且較佳10至200重量份的量包含。
若UV可固化化合物的含量小於5重量份，則拾取特性可能由於固化之後壓敏黏著力的減小不足而減少。若UV可固化化合物的含量大於400重量份，則壓敏黏著劑的內聚力可能在UV光照射之前變得不足，或自例如脫模薄膜的脫模可能不易於實現。
光起始劑的類型亦不受特定限制，且可使用本領域中已知的常用起始劑。相對於100重量份的UV可固化化合物，光起始劑的含量可為0.05至20重量份。
若光起始劑之含量小於0.05重量份，則拾取特性可由於藉由UV照射之固化反應不足而減少。若光起始劑之含量大於20重量份，則交聯反應可在固化過程中在短單位內出現，可產生未反應UV可固化化合物，因此殘餘材料保持於黏附體，表面上，或固化之後的剝離強度可能過度地降低，進而減少拾取特性。
另外，包含於壓敏黏著劑部分中且賦予黏著強度及內聚力之交聯劑的類型不受特定限制。作為交聯劑，可使用典型化合物，諸如異氰酸酯類化合物、氮丙啶類化合物、環氧化物類化合物或金屬螯合劑類化合物。
相對於100重量份之基本樹脂，交聯劑可以2至40重量 份，且較佳2至20重量份之量包含。
若交聯劑的含量小於2重量份，則壓敏黏著劑的內聚力可能變得不足。若交聯劑的含量大於20重量份，則晶片可由於UV光照射之前壓敏黏著力不足而分散。
壓敏黏著層可更包含增黏劑，諸如松香樹脂、萜樹脂、酚樹脂、苯乙烯樹脂、脂族石油樹脂、芳族石油樹脂或脂族石油樹脂以及脂族-芳族共聚物石油樹脂。
在基底膜上形成包含如上文所述的組分之壓敏黏著層的方法不受特定限制，且舉例而言，可使用在基底膜上塗佈本發明的壓敏黏著劑組成物以形成壓敏黏著層的方法，或在可脫模基板上塗佈黏著劑組成物以製備壓敏黏著層及使用可脫模基板在基底膜上轉移壓敏黏著層之方法。
在此狀況下，塗佈及乾燥壓敏黏著劑組成物的方法不受特定限制，且舉例而言，在對應組分靜置時塗佈含有其之組成物，或於適合的溶劑中稀釋組成物且藉由使用缺角輪塗佈機(comma coater)、凹版塗佈機(gravure coater)、模縫塗佈機(die coater)或反向塗佈機(reverse coater)將其塗佈，且接著在60℃至200℃的溫度下乾燥溶劑10秒至30分鐘之方法。
另外，以上方法可更包含進行壓敏黏著劑的足夠交聯反應的老化方法。
壓敏黏著層的厚度不受特定限制，但舉例而言，其可在10微米至500微米範圍內。
另一方面，如上文所述，黏著層可形成於壓敏黏著層上且包含上述實施例的半導體用黏著膜。
與半導體用黏著膜相關的含量包含所有上文所提及的含量。
黏著層的厚度不受特定限制，但舉例而言，其可在1微米至100微米，或3微米至50微米範圍內。
切割晶粒接合膜亦可更包含形成於黏著層上的脫模薄膜。
可用於本發明中的脫模薄膜之實例包含由以下各者所構成的族群中選出的一或多種塑膠膜：聚對苯二甲酸伸乙酯膜、聚四氟乙烯膜、聚乙烯膜、聚丙烯膜、聚丁烯膜、聚丁二烯膜、氯乙烯共聚物膜、聚醯亞胺膜以及類似物。
如上文所述的脫模薄膜之表面可經受藉由一或多種醇酸類、矽酮類、氟類、不飽和酯類、聚烯烴類或蠟類脫模劑之脫模處理。其中，具有抗熱性的醇酸類、矽酮類或氟類脫模劑尤其較佳。
脫模薄膜可通常以約10微米至約500微米，較佳約20微米至約200微米的厚度形成，但不限於此。
產生上文所提及之切割晶粒接合膜的方法不受特定限制，且舉例而言，可使用在基底膜上依序形成壓敏黏著劑部分、黏著劑部分以及脫模薄膜之方法，或分開製備脫模薄膜(其中形成切割膜(基底膜+壓敏黏著劑部分)及晶粒接合膜或黏著部分)且將其層合之方法或類似方法。
層合方法不受特定限制，且舉例而言，可使用熱軋層合法或層壓法。其中，就連續方法可能性及效率而言，熱軋層合法較佳。
熱軋層合法可在10℃至100℃的溫度下在0.1公斤力/平 方公分至10公斤力/平方公分的壓力下進行，但不限於此。
另一方面，根據本發明之另一實施例，可提供切割晶粒接合膜的黏著層附接至晶圓的一個表面且切割晶粒接合膜的基底膜固定於晶圓環形框架的半導體晶圓。
上述半導體晶圓可藉由在0℃至180℃之溫度下將切割晶粒接合膜之黏著部分附接(層合)至半導體晶圓的背側且將基底膜固定至晶圓環形框架製造。
另外，根據本發明之另一實施例，提供一種半導體裝置，包含：接線板；形成於接線板之晶片安裝表面上且包含上述半導體用黏著膜之黏著層；以及安裝於黏著層上的半導體晶片。
如上文所述的半導體裝置可經由以下方法製備。
亦即，上述切割晶粒接合膜附接之半導體晶圓使用切割裝置完全切割且分成個別晶片。
隨後，壓敏黏著劑部分經由施加UV光或熱的方法固化。
對於如上文所述的藉由UV光或熱固化的壓敏黏著劑，黏著劑的緊密黏著力減少，以使得晶片易於在後續方法中拾取。
在此狀況下，必要時，進行擴展切割晶粒接合膜之擴展方法以測定晶片之間的間隔且在黏著劑部分與壓敏黏著劑部分之間進行界面畸變，進而促進拾取。
當以上述狀態進行晶片之拾取時，半導體晶圓及黏著部分自壓敏黏著劑部分脫模，因此有可能獲得僅附接有黏著層之晶片。
黏著層所附接之晶片附接至半導體基板。
通常，晶片在100℃至180℃之溫度、0.5秒至3秒之時 間以及0.5公斤力/平方公分至2公斤力/平方公分之壓力的條件下附接。
在進行所述方法之後，進行線接合及模製方法且從而獲得半導體裝置。
根據本發明，特定言之，藉由使用於晶粒接合之黏著劑的強度或類似者最佳化，儘管不進行晶粒接合方法之後的預固化方法，晶片之脫模、位移或偏轉可在線接合或模製方法中得到抑制。
製造半導體裝置的方法並不限於這些方法，且其可更包含視情況選用的方法或順序改變的所述方法。
舉例而言，方法可以UV固化→切割→擴展之順序，或以切割→擴展→UV固化之順序進行。
在晶片附接方法之後，可另外進行加熱或冷卻方法。
另外，根據本發明的另一實施例，提供用於半導體晶圓的切割方法，包含：完全分割或部分分割包含切割晶粒接合膜及層合於切割晶粒接合膜之至少一個表面上的晶圓之半導體晶圓的預處理步驟；在預處理步驟之後擴展半導體晶圓之步驟；以及向經擴展半導體晶圓之基底膜照射紫外光且拾取藉由分割半導體晶圓分離之個別晶片的步驟。
與切割晶粒接合膜相關之含量包含所有上文所提及之含量。
除了與以上切割方法之詳細程序相關的含量，用於本領域中通常已知之半導體晶圓的切割方法中之裝置、方法或類似者可在無特定限制的情況下使用。
藉由使用包含切割膜之切割晶粒接合膜，半導體晶圓的 切割方法期間毛邊的出現率最小化，進而防止半導體晶片的污染及提高半導體晶片的可靠性及使用期限。
在下文中，將參考以下實例更詳細地描述本發明之實施例。然而，僅提供這些實例用於說明本發明，且不應被認作限制本發明。
[實例1至實例5及比較例1至比較例7：製備半導體接合用黏著性樹脂組成物及半導體用黏著膜] (1)製備半導體接合用黏著性樹脂組成物溶液
以下表1及表2中示出的組分溶解於甲基乙基酮中以獲得半導體接合用黏著性樹脂組成物。
(2)製備半導體用黏著膜
製造之半導體接合用黏著性樹脂組成物溶液塗佈於聚對苯二甲酸伸乙酯膜(厚度：38微米)上，其經受矽酮脫模處理，且接著在130℃乾燥2分鐘以獲得具有38微米的厚度之黏著膜。
KH-6021：雙酚A酚醛樹脂(由大日本油墨化學工業公司(DIC Corp.)製造，軟化點：約125℃)
GPH-103：聯苯芳烷基酚樹脂(由日本化藥(Nippon Kayaku)製造，軟化點：103℃，OH當量：231公克/當量)
EOCN-104S：甲酚酚醛環氧樹脂(當量：180公克/當量，軟化點：約90℃)
YD-011：雙酚A環氧樹脂(當量：450公克/當量，軟化點：約60℃)
KG-3038：丙烯酸酯聚合物(由根上製造，甲基丙烯酸縮水甘油酯類重複單元：15重量%，玻璃轉化溫度：10℃)
KG-3040：丙烯酸酯聚合物(由根上製造，甲基丙烯酸縮水甘油酯類重複單元：18重量%，玻璃轉化溫度：14℃)
KG-3043：丙烯酸酯聚合物(由根上製造，甲基丙烯酸縮水甘油酯類重複單元：21重量%，玻璃轉化溫度：-1.8℃)
KG-3036：丙烯酸酯聚合物(由根上製造，甲基丙烯酸縮水甘油酯類重複單元：10重量%，玻璃轉化溫度：14℃)
固化劑及固化催化劑DICY 2MA-OK
A-1160通用電氣西里奎斯特(通用胺基官能性偶合劑)：矽烷，含γ-脲基丙基三烷氧基矽烷之醇(50重量%)
[實驗實例：評估半導體用黏著膜之物理特性] <實驗實例1：在熱固化半導體用黏著膜之後量測拉伸儲存模數>
在實例及比較例中獲得之黏著膜使用滾動層合機(roll laminatior)在60℃下重疊及層合，直至厚度達到720微米，且接著在150℃之溫度下熱固化1小時。
切割熱固化產物以製備具有5.3毫米之寬度及30毫米之長度的六面體標本。
標本在-30℃至280℃下的拉伸儲存模數在10赫茲之頻率及10℃/min之加熱速率的條件下使用黏彈性量測設備(DMA Q800，TA儀器公司(TA Instruments,Inc.))量測。
量測結果展示於下表3中。
<實驗實例2：評估半導體用黏著膜就矽酮基板而言之黏著強度> (1)製備切割膜
75公克丙烯酸2-乙基己酯、10公克甲基丙烯酸2-乙基己酯以及15公克丙烯酸2-羥基乙酯在300公克丙烯酸乙酯中共聚合以獲得具有850,000之重量平均分子量(10℃之玻璃轉化溫度)之共聚物，向其中添加10公克丙烯酸異氰酸酯化合物作為光固化性材料以獲得反應產物。隨後，混合10公克多官能性異氰酸酯寡聚物及1公克作為光起始劑之達若可(Darocur)TPO以獲得UV可 固化壓敏黏著劑組成物。
將UV可固化壓敏黏著劑組成物塗佈至已經受脫模處理的38微米厚聚酯膜上，以在乾燥之後具有20微米的厚度，且在110℃下乾燥3分鐘。
接著，經乾燥壓敏黏著層以具有100微米的厚度之基底膜形式層合於聚烯烴膜上以製備切割膜。
(2)量測晶圓之剝離強度及可濕性
將在以上方法中獲得之壓敏黏著層及在實例及比較例中獲得之黏著膜(寬度18毫米，長度10公分)層合以製備具有用於切割晶粒接合之多層結構的黏著膜，將其置放及安裝於位於熱板上之具有500微米的厚度之半導體晶片上。
接著，切割膜-黏著膜-半導體晶片複合物在室溫下暴露約3小時，且接著在下表3及表4中示出的溫度條件下量測其剝離強度以評估相對於半導體用黏著膜之矽基板的黏著強度。
隨後，視覺量測半導體用黏著膜之矽酮基板的可濕性，接著藉由下文所述的標準評估。
0：與晶圓之良好緊密黏著，無殘餘空隙
△：與晶圓之良好緊密黏著，及相對於總面積5%或大於5%之殘餘空隙
X：與晶圓之緊密黏著，但相對於總面積10%或大於10%之殘餘空隙
如以上表3及表4中所示，確認在實例1至實例5中獲得之半導體用黏著膜經熱固化之後，其在進行金線接合之120℃至140℃下展現高拉伸儲存模數，進而使由金線接合方法期間施加至半導體晶片的衝擊力所致的晶片的損壞最小化。另外，本發明黏著膜不僅具有高抗熱性及機械物理特性，且亦具有對諸如矽基板之半導體材料的高黏著強度。另外，本發明黏著膜可使薄晶圓晶片之翹曲最小化。
另外，在實例1至實例5中獲得之黏著膜甚至在其經固化之前與晶圓具有高緊密黏著力，且因此可在晶粒附接方法期間使空隙產生最小化，且亦可在以上方法期間使薄晶圓晶片之翹曲最小化。
相比之下，如以上表4中所示，在比較例1、比較例2以及比較例5至比較例7中獲得之半導體用黏著膜經熱固化之後，其在進行金線接合之120℃至140℃下展現低拉伸儲存模數，且進而就金線接合方法期間施加至半導體晶片的衝擊力而言之抗衝擊 性低，其可引起晶片之損壞。
另外，在比較例3及比較例4中獲得的黏著膜在固化之前及之後與晶圓具有低緊密黏著力，且進而在晶粒附接方法期間形成空隙，其可隨後引起可靠性之減少。
特定言之，確認製備自樹脂組成物(其中(甲基)丙烯酸酯類樹脂相對於(甲基)丙烯酸酯類樹脂、環氧樹脂以及酚樹脂之總重量的重量比為0.47)的比較例3的黏著膜在120℃至140℃展現高拉伸儲存模數，但與晶圓之緊密黏著力極大地降低。
另外，確認製備自樹脂組成物(其中(甲基)丙烯酸酯類樹脂相對於(甲基)丙烯酸酯類樹脂、環氧樹脂以及酚樹脂之總重量之重量比為0.67及0.69)之比較例4及比較例5的黏著膜展現低拉伸儲存模數。因此，當使用比較例4及比較例5之黏著膜時，就金線接合方法期間施加至半導體晶片之衝擊力而言之抗衝擊性低，其可引起晶片之損壞。
<實驗實例3：半導體用黏著膜在高溫下之熔融黏度>
在實例及比較例中獲得之黏著膜在60℃下重疊及層合至720微米的厚度，接著以8毫米之尺寸切割為圓形形狀以製備用於量測之標本。
在使用TA儀器公司之流變儀(型號名稱：ARES G2)添加5拉德(rad)的剪切及350公克的力且以20℃/min的速率升高溫度時量測b階段的樣本黏度。
此時，量測110℃下的熔融黏度。
相同黏著膜在150℃的溫度下熱固化1小時。
接著，熱固化產物以8毫米之尺寸切割為圓形形狀以製 備用於量測的樣本。
在使用TA儀器公司之流變儀(型號名稱：ARES G2)添加5拉德的剪切及350公克的力且以20℃/min的速率升高溫度時量測b階段之樣本黏度。
此時，量測150℃下的熔融黏度。
如以上表5及表6中所示，確認在實例中獲得之半導體接合用黏著性樹脂組成物在固化之前具有相對低熔融黏度，例如基於110℃之不超過20,000帕．秒之熔融黏度，且進而可在晶粒附接方法期間使空隙產生最小化，且其亦在固化之後具有相對高熔融黏度，例如基於150℃之125,000帕．秒至140,000帕．秒之熔融黏度，且進而可實現高固化程度、高機械物理特性以及抗熱性。
相比之下，確認在比較例中獲得之半導體接合用黏著性樹脂組成物在固化之前具有相對高熔融黏度(比較例2、比較例3)，或在固化之後不具有足夠高熔融黏度(比較例1、比較例4以及比較例7)。

Claims (20)

  1. 一種半導體用黏著性樹脂組成物，包括：(甲基)丙烯酸酯類樹脂，包含17重量%至35重量%含有環氧類官能基的(甲基)丙烯酸酯類重複單元；環氧樹脂，具有70℃以上的軟化點；以及酚樹脂，具有105℃以上的軟化點，其中所述(甲基)丙烯酸酯類樹脂相對於所述(甲基)丙烯酸酯類樹脂、所述環氧樹脂以及所述酚樹脂的總重量之重量比為0.48至0.65。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的半導體用黏著性樹脂組成物，其中包含17重量%至35重量%含有環氧類官能基的(甲基)丙烯酸酯類重複單元的所述(甲基)丙烯酸酯類樹脂具有-10℃至20℃的玻璃轉化溫度。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的半導體用黏著性樹脂組成物，其中包含17重量%至35重量%含有環氧類官能基的(甲基)丙烯酸酯類重複單元的所述(甲基)丙烯酸酯類樹脂為包含17重量%至35重量%含有環氧類官能基的(甲基)丙烯酸酯類重複單元的(甲基)丙烯酸酯聚合物。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的半導體用黏著性樹脂組成物，其中所述環氧樹脂的軟化點為70℃至120℃。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的半導體用黏著性樹脂組成物，其中所述酚樹脂的軟化點為105℃至150℃。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的半導體用黏著性樹脂組 成物，其中所述酚樹脂包含由以下各者所構成的族群中選出之一或多者：具有105℃至130℃的軟化點之雙酚A酚醛樹脂及具有105℃至130℃的軟化點之聯苯酚醛樹脂。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的半導體用黏著性樹脂組成物，其中所述酚樹脂相對於所述環氧樹脂的重量比為0.8至1.2。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的半導體用黏著性樹脂組成物，更包括固化劑及固化催化劑。
  9. 如申請專利範圍第8項所述的半導體用黏著性樹脂組成物，其中所述固化劑包含由以下各者所構成的族群中選出之一或多者：胺類固化劑、酚類固化劑以及酸酐類固化劑，以及所述固化催化劑包含由以下各者所構成的族群中選出之一或多者：磷類化合物、硼類化合物、磷-硼類化合物以及咪唑類化合物。
  10. 如申請專利範圍第1項所述的半導體用黏著性樹脂組成物，其中所述半導體用黏著性樹脂組成物中無機顆粒的含量不大於1重量%。
  11. 如申請專利範圍第1項所述的半導體用黏著性樹脂組成物，其中在所述半導體用黏著性樹脂組成物在100℃至200℃固化0.2小時至5小時之後，在130℃量測的熔融黏度可大於20,000帕．秒。
  12. 如申請專利範圍第1項所述的半導體用黏著性樹脂組成物，其中在所述半導體用黏著性樹脂組成物在100℃至200℃固 化0.2小時至5小時之後，在120℃量測的儲存模數大於200兆帕，以及在50℃下之矽基板的剝離強度大於40公克力/平方公分。
  13. 如申請專利範圍第1項所述的半導體用黏著性樹脂組成物，其中所述半導體用黏著性樹脂組成物在固化之前在b階段處具有基於110℃之10,000帕．秒至30,000帕．秒的熔融黏度。
  14. 一種半導體用黏著膜，包括：由包含17重量%至35重量%含有環氧類官能基的(甲基)丙烯酸酯類重複單元的(甲基)丙烯酸酯類樹脂、具有70℃以上的軟化點的環氧樹脂以及具有105℃以上的軟化點的酚樹脂所構成之族群中選出的兩者或大於兩者之間的交聯鍵，其中所述(甲基)丙烯酸酯類樹脂相對於所述(甲基)丙烯酸酯類樹脂、所述環氧樹脂以及所述酚樹脂的總重量之重量比為0.48至0.65。
  15. 如申請專利範圍第14項所述的半導體用黏著膜，其中所述半導體用黏著膜中剩餘的無機顆粒之總含量不大於1重量%。
  16. 如申請專利範圍第14項所述的半導體用黏著膜，其中在130℃量測之所述半導體用黏著膜的熔融黏度大於20,000帕．秒。
  17. 如申請專利範圍第14項所述的半導體用黏著膜，其中在120℃量測的所述半導體用黏著膜之儲存模數大於200兆帕，且在50℃下之矽基板的剝離強度大於40公克力/平方公分。
  18. 如申請專利範圍第14項所述的半導體用黏著膜，其中基底膜具有1微米至100微米的厚度。
  19. 一種切割晶粒接合膜，包括：基底膜；壓敏黏著層，形成於所述基底膜上；以及黏著層，形成於所述壓敏黏著層上且包含如申請專利範圍第14項所述的半導體用黏著膜。
  20. 如申請專利範圍第19項所述的切割晶粒接合膜，其中所述壓敏黏著層包含紫外線可固化壓敏黏著劑或熱可固化壓敏黏著劑。
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