半导体装置的制造方法、片状树脂组合物及切割胶带一体型片状树脂组合物的制作方法_2

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参照图1)。带有支承体的晶片10例如通过如下工序所获得:将具有电路形成面及非 电路形成面(背面)的晶片的电路形成面借助暂时固定层13接合于支承体12的工序(支 承体接合工序);将与支承体12接合的晶片的非电路形成面研削的工序(晶片背面研削工 序);以及对将非电路形成面研削后的晶片的非电路形成面实施加工(例如,TSV(贯通电 极)形成、电极形成、金属配线形成)的工序(非电路形成面加工工序)。作为对晶片的非 电路形成面实施加工的工序,更具体而言,可列举:用于电极等的形成的金属溅射、对金属 溅射层进行蚀刻的湿式蚀刻、用于制成金属配线形成的掩膜的抗蚀剂的涂布、利用曝光及 显影的图案的形成、抗蚀剂的剥离、干式蚀刻、金属镀层的形成、及用于TSV形成的硅蚀刻、 硅表面的氧化膜形成等以往公知的工艺。需要说明的是,在晶片11上接合支承体12的目的 在于,确保晶片研削时的强度。另外,上述实施加工的工序包括高温下的处理(例如,250°C 以上)。因此,支承体12使用具有某种程度的强度且具有耐热性的支承体(例如,耐热玻 璃)。
[0089] (支承体)
[0090] 作为支承体12,可使用具有某种程度的强度且具有耐热性的支承体。作为支承体 12,例如可列举耐热玻璃、耐热工程塑料、晶片(例如,晶片11)等。
[0091] (晶片)
[0092] 作为晶片11,可列举娃晶片、锗晶片、嫁-砷晶片、嫁-磷晶片、嫁 -砷-错晶片等。
[0093] (暂时固定层)
[0094] 作为构成暂时固定层13的胶粘剂组合物,只要以在进行上述晶片背面研削工序、 上述非电路形成面加工工序时,按照不会自支承体11及晶片12剥离、且在上述工序D(支 承体剥离工序)中利用溶剂溶解而能够自晶片12剥离支承体11的方式进行选择,就不特 别限定。用于形成此类暂时固定层13的形成材料并无特别限定,但可列举聚酰亚胺树脂、 硅酮树脂、脂肪族烯烃系树脂、氢化苯乙烯系热塑性弹性体、丙烯酸系树脂等。
[0095] 上述聚酰亚胺树脂通常可通过对作为其前体的聚酰胺酸进行酰亚胺化(脱水缩 合)而获得。作为对聚酰胺酸进行酰亚胺化的方法,例如可采用以往公知的加热酰亚胺化 法、共沸脱水法、化学酰亚胺化法等。其中,优选为加热酰亚胺化法。在采用加热酰亚胺化 法的情况下,为防止聚酰亚胺树脂的氧化所引起的劣化,优选在氮气气氛下、真空中等不活 泼气体气氛下进行加热处理。
[0096] 上述聚酰胺酸可通过在适当选择的溶剂中,以使酸酐与二胺实质上成为等摩尔比 的方式投入,并进行反应所获得。
[0097] 作为上述聚酰亚胺树脂,并无特别限定,但可使用具有源自具有醚结构的二胺的 构成单元的树脂。上述具有醚结构的二胺只要是具有醚结构且含有至少2个具有胺结构的 末端的化合物,就不特别限定。上述具有醚结构的二胺中,优选为具有二醇骨架的二胺。
[0098] 作为上述具有二醇骨架的二胺,例如可列举:具有聚丙二醇结构且两末端上各具 有1个胺基的二胺、具有聚乙二醇结构且两末端上各具有1个胺基的二胺、具有聚丁二醇结 构且两末端上各具有1个胺基的二胺。另外,可列举:具有多个这种二醇结构且两末端上各 具有1个胺基的二胺。
[0099] 上述具有醚结构的二胺的分子量优选为100~5000的范围内,更优选为150~ 4800。若上述具有醚结构的二胺的分子量为100~5000的范围内,则容易获得低温下的粘 接力高且高温下发挥剥离性的暂时固定层13。
[0100] 为形成上述聚酰亚胺树脂,除具有醚结构的二胺以外,还可并用不具有醚结构的 其他二胺。作为不具有醚结构的其他二胺,可列举脂肪族二胺、芳香族二胺。通过并用不具 有醚结构的其他二胺,可控制与被粘物的密合力。作为具有醚结构的二胺与不具有醚结构 的其他二胺的混合比率,以摩尔比计,优选为100 :〇~20 :80,更优选为99 :1~30 :70。
[0101] 作为上述脂肪族二胺,例如可列举:乙二胺、六亚甲基二胺、1,8-二胺基辛烷、 1,1〇 _二胺基癸烧、1,12-二胺基十二烧、4, 9-二氧杂-1,12-二胺基十二烧、1,3-双(3-胺 基丙基)_1,1,3, 3-四甲基二硅氧烷(a,双胺基丙基四甲基二硅氧烷)等。上述脂肪 族二胺的分子量通常为50~1,000, 000,优选为100~30, 000。
[0102] 作为芳香族二胺,例如可列举:4, 4'-二胺基二苯醚、3, 4'-二胺基二苯醚、 3, 3' -二胺基二苯醚、间苯二胺、对苯二胺、4, 4' -二胺基二苯丙烷、3, 3' -二胺基二苯甲烷、 4, 4' -二胺基二苯硫醚、3, 3' -二胺基二苯硫醚、4, 4' -二胺基二苯基砜、3, 3' -二胺基二苯 基砜、1,4-双(4-胺基苯氧基)苯、1,3-双(4-胺基苯氧基)苯、1,3-双(3-胺基苯氧基) 苯、1,3-双(4-胺基苯氧基)-2,2-二甲基丙烷、4,4'_二胺基二苯甲酮等。上述芳香族二 胺的分子量通常为50~1000,优选为100~500。需要说明的是,在本说明书中,分子量是 指利用GPC(凝胶渗透色谱法)进行测定,并通过聚苯乙烯换算所算出的值(重均分子量)。
[0103] 作为上述酸酐,例如可列举:3, 3',4, 4' -联苯四羧酸二酐、2, 2',3, 3' -联苯四羧 酸二酐、3, 3',4, 4' -二苯甲酮四羧酸二酐、2, 2',3, 3' -二苯甲酮四羧酸二酐、4, 4' -氧二邻 苯二甲酸二酐、2, 2-双(2, 3-二羧基苯基)六氟丙烷二酐、2, 2-双(3, 4-二羧基苯基)六 氟丙烷二酐(6FDA)、双(2, 3-二羧基苯基)甲烷二酐、双(3, 4-二羧基苯基)甲烷二酐、双 (2, 3-二羧基苯基)砜二酐、双(3, 4-二羧基苯基)砜二酐、均苯四甲酸二酐、乙二醇双偏苯 三甲酸二酐等。它们可单独使用,也可将2种以上并用。
[0104] 作为使上述酸酐与上述二胺进行反应时的溶剂,可列举N,N-二甲基乙酰胺、N-甲 基-2-吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺、环戊酮等。它们可单独使用,也可将多种混合使用。 另外,为调整原材料或树脂的溶解性,还可将甲苯或二甲苯等非极性溶剂适当混合使用。
[0105] 在暂时固定层13中使用具有如下构成单元的聚酰亚胺树脂的情况下,其中该构 成单元源自具有醚结构的二胺,暂时固定层13在浸渍于50°C的N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP) 中60秒钟、在150°C下干燥30分钟后的重量减少率优选为I. 0重量%以上,更优选为1. 2 重量%以上,进一步优选为1. 3重量%以上。另外,上述重量减少率越大越好,但例如为50 重量%以下,优选为30重量%以下。若浸渍于50°C的N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)中60秒 钟、在150°C下干燥30分钟后的重量减少率为1重量%以上,则可以说暂时固定层13溶出 到N-甲基-2-吡咯烷酮中,重量充分减少。其结果,可利用N-甲基-2-吡咯烷酮容易地剥 离暂时固定层13。暂时固定层13的上述重量减少率例如可通过原材料对NMP的溶解性而 进行控制。即,作为原材料,选择对NMP的溶解性高的物质时,使用该原材料所获得的暂时 固定层13对NMP的溶解性越高。
[0106] 作为上述硅酮树脂,例如可列举:过氧化物交联型硅酮系粘合剂、加成反应型硅酮 系粘合剂、脱氢反应型硅酮系粘合剂、湿固化型硅酮系粘合剂等。上述硅酮树脂可单独使用 1种,也可将2种以上并用。上述硅酮树脂在耐热性高的方面优异。上述硅酮树脂之中,就 杂质少的方面而言,优选加成反应型硅酮系粘合剂。
[0107] 在暂时固定层13中使用上述娃酮树脂的情况下,暂时固定层13中视需要可含有 其他添加剂。作为此类其他添加剂,例如可列举阻燃剂、硅烷偶联剂、离子捕集剂等。作为 阻燃剂,例如可列举三氧化锑、五氧化锑、溴化环氧树脂等。作为硅烷偶联剂,例如可列举 0-(3, 4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、y-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、y-环氧丙 氧基丙基甲基二乙氧基硅烷等。作为离子捕集剂,例如可列举水滑石类、氢氧化铋等。此类 其他添加剂可仅为1种,也可为2种以上。
[0108] 作为上述丙烯酸系树脂,并无特别限定,可列举以具有碳数30以下、尤其是碳数 4~18的直链或支链的烷基的丙烯酸或者甲基丙烯酸的酯的1种或2种以上为成分的聚合 物(丙烯酸系共聚物)等。作为上述烷基,例如可列举甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、叔 丁基、异丁基、戊基、异戊基、己基、庚基、环己基、2-乙基己基、辛基、异辛基、壬基、异壬基、 癸基、异癸基、十一烷基、月桂基、十三烷基、十四烷基、硬脂基、十八烷基、或十二烷基等。
[0109]另外,作为形成上述聚合物的其他单体,并无特别限定,例如可列举:如丙烯酸、甲 基丙烯酸、丙烯酸羧基乙酯、丙烯酸羧基戊酯、衣康酸、马来酸、富马酸或巴豆酸等之类的含 有羧基的单体,如马来酸酐或衣康酸酐等之类的酸酐单体,如(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、 (甲基)丙烯酸2-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸4-羟基丁酯、(甲基)丙烯酸6-羟基己酯、 (甲基)丙烯酸8-羟基辛酯、(甲基)丙烯酸10-羟基癸酯、(甲基)丙烯酸12-羟基月桂 酯或(4-羟基甲基环己基)_甲基丙烯酸酯等之类的含有羟基的单体,如苯乙烯磺酸、烯丙 基磺酸、2-(甲基)丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、(甲基)丙烯酰胺丙磺酸、(甲基)丙烯酸磺 丙酯或(甲基)丙烯酰氧基萘磺酸等之类的含有磺酸基的单体,或者如2-羟基乙基丙烯酰 基磷酸酯等之类的含有磷酸基的单体。
[0110] 暂时固定层13例如如下制作。首先,制作暂时固定层形成用的树脂组合物溶液 (用聚酰亚胺树脂形成暂时固定层13的情况下,含有上述聚酰胺酸的溶液)。其次,将上述 溶液以成为规定厚度的方式涂布于基材上而形成涂布膜后,对该涂布膜在规定条件下进行 干燥。作为上述基材,可使用:SUS304、6-4合金、铝箱、铜箱、Ni箱等金属箱、或者聚对苯二 甲酸乙二醇酯(PET)、聚乙烯、聚丙烯、或利用氟系剥离剂、长链烷基丙烯酸酯系剥离剂等剥 离剂进行表面涂敷的塑料膜或纸等。另外,作为涂布方法,并无特别限定,例如可列举辊涂 布、丝网涂布、凹版涂布、旋转涂布等。另外,作为干燥条件,例如在干燥温度50~150°C、干 燥时间3~30分钟的范围内进行。由此,可获得本实施方式的暂时固定层13。
[0111] 借助暂时固定层13接合有晶片11与支承体12的带有支承体的晶片10可通过将 暂时固定层13转印于支承体12后,贴合晶片11而制作。或者,可通过将暂时固定层13转 印于晶片11后,贴合支承体12而制作。另外,带有支承体的晶片10还可将暂时固定层形 成用的树脂组合物溶液直接涂布于支承体12而形成涂布膜后,将该涂布膜在规定条件下 干燥而制成暂时固定层13,之后,贴合晶片11而制作。或者,还可将暂时固定层形成用的树 脂组合物溶液直接涂布于晶片11而形成涂布膜后,将该涂布膜在规定条件下干燥而制成 暂时固定层13,之后,贴合支承体12而制作。
[0112] [切割胶带一体型片状树脂组合物准备工序]
[0113] 接着,在切割胶带一体型片状树脂组合物准备工序(工序B)中,准备在切割胶带 15上形成有外形小于晶片11的另一面Ilb的片状树脂组合物16的切割胶带一体型片状 树脂组合物14 (参照图2)。对于切割胶带一体型片状树脂组合物14而言,可准备预先使 切割胶带15与片状树脂组合物16贴合了的状态的组合物,也可通过分别准备切割胶带15 与片状树脂组合物16并将它们贴合而进行准备。片状树脂组合物16的形状只要外形小于 晶片11的另一面11b,就不特别限定,可设为圆形、矩形等。关于片状树脂组合物16的形 状,所谓外形小于晶片11的另一面Ilb是指:贴合晶片11时,能够以无法由片状树脂组合 物16覆盖晶片11的另一面Ilb的外周部分的方式进行粘贴的形状。作为片状树脂组合物 16的形状,例如在晶片11为圆形状(例如,直径为290_)的情况下,可列举直径小于晶片 11的圆形状(例如,直径为280mm)。在该情况下,晶片11与片状树脂组合物16优选为以 使中心对齐的方式进行层叠。
[0114] (切割胶带)
[0115] 上述切割胶带15以在基材上形成有粘合剂层的方式构成。上述基材可用作粘 合剂层等的支承母体。作为上述基材,例如可使用:纸等纸系基材;布、无纺布、毛毡、网状 物等纤维系基材;金属箱、金属板等金属系基材;塑料膜等塑料系基材;橡胶片等橡胶系基 材;发泡片等发泡体;它们的层叠体(例如,塑料系基材与其他基材的层叠体、塑料膜彼此 的层叠体)等适当的薄片体。在第1本发明中,作为基材,可优选使用塑料系基材。作为 此类塑料材料的原材料,例如可列举:聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、乙烯-丙烯共聚物等烯 烃系树脂;乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)、离聚物树脂、乙烯_(甲基)丙烯酸共聚物、乙 烯_(甲基)丙烯酸酯(无规、交替)共聚物等以乙烯为单体成分的共聚物;聚对苯二甲酸 乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)等聚酯;丙烯酸 系树脂;聚氯乙烯(PVC);聚氨酯;聚碳酸酯;聚苯硫醚(PPS);聚酰胺(尼龙)、全芳香族聚 酰胺(芳族聚酰胺)等酰胺系树脂;聚醚醚酮(PEEK);聚酰亚胺;聚醚酰亚胺;聚偏二氯乙 烯;ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物);纤维素系树脂;硅酮树脂;氟树脂等。
[0116] 另外,作为上述基材的材料,可列举上述树脂的交联体等聚合物。上述塑料膜可未 经拉伸而使用,还可视需要使用实施了单轴或双轴的拉伸处理而成的塑料膜。根据通过拉 伸处理等而赋予热收缩性的树脂片,切割后通过使该基材热收缩而降低粘合剂层与片状树 脂组合物16的粘接面积,从而可实现半导体元件的回收容易化。
[0117] 上述基材的表面为提高与相邻的层的密接性、保持性等,可实施惯用的表面处理, 例如铬酸处理、臭氧暴露、火焰暴露、高压电击暴露、离子化放射线处理等化学或物理处理, 利用底涂剂(例如,下述粘合物质)的涂敷处理。
[0118] 上述基材可适当选择使用同种或不同种类的基材,可视需要使用掺合了多种的基 材。另外,为对上述基材赋予防静电能力,可在上述基材上设置含有金属、合金、它们的氧化 物等的厚度为30~500A左右的导电性物质的蒸镀层。上述基材可为单层,或者还可为2 种以上的复层。
[0119] 上述基材的厚度(层叠体的情况下,指总厚度)并无特别限制,可根据强度或柔 软性、使用目的等而适当选择,例如通常为1000ym以下(例如,Iym~1000ym),优选为 10ym~500ym,进一步优选为20ym~300ym,尤其是30ym~200ym左右,但并不限于 这些。
[0120] 需要说明的是,在上述基材中,在不损害第1本发明的效果等的范围内,还可包含 各种添加剂(着色剂、填充材料、塑化剂、防老化剂、抗氧化剂、表面活性剂、阻燃剂等)。
[0121] 上述粘合剂层利用粘合剂形成,具有粘合性。作为此类粘合剂,并无特别限制,可 自公知的粘合剂中适当选择。具体而言,作为粘合剂,例如可自丙烯酸系粘合剂、橡胶系粘 合剂、乙烯基烷基醚系粘合剂、硅酮系粘合剂、聚酯系粘合剂、聚酰胺系粘合剂、胺基甲酸酯 系粘合剂、氟系粘合剂、苯乙烯-二烯嵌段共聚物系粘合剂、在这些粘合剂中配合有熔点为 约200°C以下的热熔融性树脂而成的蠕变特性改良型粘合剂等公知的粘合剂(例如,参照 日本特开昭56-61468号公报、日本特开昭61-174857号公报、日本特开昭63-17981号公 报、日本特开昭56-13040号公报等)之中适当选择使用具有上述特性的粘合剂。另外,作 为粘合剂,还可使用放射线固化型粘合剂(或者能量射线固化型粘合剂)或热膨胀性粘合 剂。粘合剂可单独使用,或者将2种以上组合使用。
[0122] 作为上述粘合剂,可优选使用丙烯酸系粘合剂、橡胶系粘合剂,特别优选为丙烯酸 系粘合剂。作为丙烯酸系粘合剂,可列举以将(甲基)丙烯酸烷基酯的1种或2种以上用 作单体成分的丙烯酸系聚合物(均聚物或共聚物)为基础聚合物的丙烯酸系粘合剂。
[0123] 作为上述丙烯酸系粘合剂中的(甲基)丙烯酸烷基酯,例如可列举:(甲基)丙烯 酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸异丙酯、(甲基)丙烯酸 丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸仲丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(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)丙烯酸异辛酯、(甲基)丙烯酸壬酯、(甲基)丙烯酸异壬酯、(甲 基)丙烯酸癸酯、(甲基)丙烯酸异癸酯、(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。作为 (甲基)丙烯酸烷基酯,优选烷基的碳数为4~18的(甲基)丙烯酸烷基酯。需要说明的 是,(甲基)丙烯酸烷基酯的烷基可为直链状或支链状的任一种。
[0124] 需要说明的是,上述丙烯酸系聚合物出于凝聚力、耐热性、交联性等的改性的目 的,还可视需要包含能够与上述(甲基)丙烯酸烷基酯共聚的其他单体成分(共聚性单体 成分)所对应的单元。作为此类共聚性单体成分,例如可列举:(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、马来酸、富马酸、巴豆酸等含有羧 基的单体;马来酸酐、衣康酸酐等含有酸酐基的单体;(甲基)丙烯酸羟基乙酯、(甲基)丙 烯酸羟基丙酯、(甲基)丙烯酸羟基丁酯、(甲基)丙烯酸羟基己酯、(甲基)丙烯酸羟基辛 酯、(甲基)丙烯酸羟基癸酯、(甲基)丙烯酸羟基月桂酯、甲基丙烯酸(4-羟基甲基环己 基)甲酯等含有羟基的单体;苯乙烯磺酸、烯丙基磺酸、2-(甲基)丙烯酰胺-2-甲基丙磺 酸、(甲基)丙烯酰胺丙磺酸、(甲基)丙烯酸磺丙酯、(甲基)丙烯酰氧基萘磺酸等含有磺 酸基的单体;2-羟基乙基丙烯酰基磷酸酯等含有磷酸基的单体;(甲基)丙烯酰胺、N,N-二 甲基(甲基)丙烯酰胺、N- 丁基(甲基)丙烯酰胺、N-羟甲基(甲基)丙烯酰胺、N-羟甲 基丙烷(甲基)丙烯酰胺等(N-取代)酰胺系单体;(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)丙烯酸叔丁基胺基乙酯等(甲基)丙烯酸胺基烷基酯 系单体;(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 烷基酯系单体;丙烯腈、甲基丙烯腈等氰基丙烯酸酯单体;(甲基)丙烯酸缩水甘油酯等含 有环氧基的丙烯酸系单体;苯乙烯、a_甲基苯乙烯等苯乙烯系单体;乙酸乙烯酯、
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