粘接薄膜、切割/芯片接合薄膜、半导体装置的制造方法以及半导体装置的制造方法_3

文档序号:8414037阅读:来源:国知局
五氧化锑、溴化环氧树脂等。它们可以 单独使用或组合两种以上使用。
[0138] 作为前述硅烷偶联剂,例如可列举出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。这些化合物 可以单独使用或组合两种以上使用。
[0139] 作为前述离子捕获剂,例如可列举出水滑石类、氢氧化铋等。它们可以单独使用或 组合两种以上使用。
[0140] 热固化前的粘接薄膜在的25°C下的储能模量优选为lOMPa以上且lOOOOMPa以下、 更优选为50MPa以上且7000MPa以下、进一步优选为lOOMPa以上且5000MPa以下。通过采 用上述上限,能够发挥对半导体晶圆的良好的粘接性。同时,通过采用上述下限,能够防止 切割后邻接的粘接薄膜彼此间的再粘接。通过这样使25°C下的储能模量为上述范围,能够 使作为粘接薄膜的粘接性和拾取性良好。
[0141] 切割薄腊
[0142] 作为上述切割薄膜,例如可列举出在基材4上层叠了粘合剂层3的薄膜。粘接薄膜 22层叠在粘合剂层3上。另外也可以是如图2所示那样仅在半导体晶圆贴附部分22a(参 照图1)形成了粘接薄膜22'的构成。
[0143] 基材
[0144] 上述基材4成为切割/芯片接合薄膜10、10'的强度基体。例如可列举出:低密度 聚乙烯、直链状聚乙烯、中密度聚乙烯、高密度聚乙烯、超低密度聚乙烯、无规共聚聚丙烯、 嵌段共聚聚丙烯、均聚聚丙烯、聚丁烯、聚甲基戊烯等聚烯烃;乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、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、乙 烯-丁烯共聚物、乙烯-己烯共聚物、聚氨酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯 等聚酯;聚碳酸酯、聚酰亚胺、聚醚醚酮、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚酰胺、全芳香族聚酰胺、 聚苯硫醚、芳纶(纸)、玻璃、玻璃布、氟树脂、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、纤维素系树脂、硅树 月旨、金属(箔)、纸等。在粘合剂层3为紫外线固化型时,基材4优选为对紫外线具有透射性 的基材。
[0145]另外,作为基材4的材料,可列举出上述树脂的交联体等聚合物。上述塑料薄膜可 以无拉伸地使用,也可以根据需要使用实施了单轴或双轴的拉伸处理的塑料薄膜。若利用 通过拉伸处理等而赋予了热收缩性的树脂片,则通过在切割后使该基材4热收缩而降低粘 合剂层3与粘接薄膜22的粘接面积,能够实现半导体芯片的回收的容易化。
[0146] 为了提高与邻接的层的密合性、保持性等,基材4的表面可以实施惯用的表面处 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处理或物 理处理;利用底涂剂(例如后述的粘合物质)的涂布处理。
[0147] 基材4可以适当选择使用同种或不同种的基材,可以根据需要使用共混数种而得 到的基材。另外,对于基材4,为了赋予抗静电性能,可以在上述基材4上设置由金属、合金、 它们的氧化物等形成的、厚度30~500A左右的导电性物质的蒸镀层。基材4可以是单层或 两种以上的多层。
[0148] 对基材4的厚度没有特别限定,可以适当决定,通常为5~200ym左右。
[0149] 需要说明的是,在不损害本发明的效果等的范围内,基材4也可以包含各种添加 剂(例如着色剂、填充剂、增塑剂、防老剂、抗氧化剂、表面活性剂、阻燃剂等)。
[0150] 粘合剂层
[0151] 用于形成粘合剂层3的粘合剂只要是能够控制粘接薄膜3可剥离的粘合剂就没有 特别限制。例如,可以使用丙烯酸类粘合剂、橡胶类粘合剂等通常的压敏性粘合剂。作为上 述压敏性粘合剂,从半导体晶圆、玻璃等怕污染的电子部件的利用超纯水、醇等有机溶剂的 清洁清洗性等方面出发,优选以丙烯酸类聚合物为基础聚合物的丙烯酸类粘合剂。
[0152] 作为上述丙烯酸类聚合物,可列举出以丙烯酸酯作为主要单体成分的聚合物。作 为上述丙烯酸酯,例如可列举出:将(甲基)丙烯酸烷基酯(例如甲酯、乙酯、丙酯、异丙酯、 丁酯、异丁酯、仲丁酯、叔丁酯、戊酯、异戊酯、己酯、庚酯、辛酯、2-乙基己酯、异辛酯、壬酯、 癸醋、异癸醋、十一烷基醋、十 >烷基醋、十二烷基醋、十四烷基醋、十八烷基醋、十八烷基 酯、二十烷基酯等烷基的碳数为1~30、尤其是碳数为4~18的直链状或支链状的烷基酯 等)以及(甲基)丙烯酸环烷基酯(例如环戊酯、环己酯等)中的1种或两种以上用作单 体成分的丙烯酸类聚合物等。需要说明的是,(甲基)丙烯酸酯是指丙烯酸酯和/或甲基 丙烯酸酯,本发明的(甲基)全部为相同的意义。
[0153] 出于内聚力、耐热性等的改性的目的,上述丙烯酸类聚合物可以根据需要包含对 应于能够与上述(甲基)丙烯酸烷基酯或环烷基酯共聚的其它单体成分的单元。作为这样 的单体成分,例如可列举出:丙烯酸、甲基丙烯酸、(甲基)丙烯酸羧乙酯、(甲基)丙烯酸 羧戊酯、衣康酸、马来酸、富马酸、巴豆酸等含羧基的单体;马来酸酐、衣康酸酐等酸酐单体; (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、(甲基)丙烯酸(4-羟基甲基环己基)甲酯等含 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磺酸基的单体;2-羟 基乙基丙烯酰磷酸酯等含磷酸基的单体;丙烯酰胺、丙烯腈等。这些能够共聚的单体成分可 以使用1种或两种以上。这些能够共聚的单体的用量优选为全部单体成分的40重量%以 下。
[0154] 进而,上述丙烯酸类聚合物为了进行交联,也可以根据需要包含多官能性单体等 作为共聚用单体成分。作为这样的多官能性单体,例如可列举出: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)丙烯酸醋、季戊四醇二(甲基)丙烯酸醋、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸醋、季戊四醇 三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、环氧(甲基)丙烯酸酯、聚酯(甲 基)丙烯酸醋、氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯等。这些多官能性单体也可以使用1种或两 种以上。从粘合特性等方面出发,多官能性单体的用量优选为全部单体成分的30重量%以 下。
[0155] 上述丙烯酸类聚合物可以通过使单一单体或两种以上的单体混合物聚合而得到。 聚合也可以以溶液聚合、乳液聚合、本体聚合、悬浮聚合等任意方式来进行。从防止对清洁 的被粘物的污染等方面出发,优选低分子量物质的含量少。从这一点出发,丙烯酸类聚合物 的数均分子量优选为30万以上、进一步优选为40万~300万左右。
[0156]另外,在上述粘合剂中,为了提高作为基础聚合物的丙烯酸类聚合物等的数均分 子量,也可以适当采用外部交联剂。作为外部交联方法的具体手段,可列举出:添加多异氰 酸酯化合物、环氧化合物、氮丙啶化合物、三聚氰胺系交联剂等所谓的交联剂并使其反应的 方法。使用外部交联剂时,其用量根据其与要交联的基础聚合物的平衡、进而根据作为粘合 剂的使用用途来适当决定。通常优选的是,相对于上述基础聚合物100重量份,配混10重 量份左右以下、进而0. 1~10重量份。进而,在粘合剂中,根据需要,除了上述成分之外,也 可以使用以往公知的各种赋粘剂、防老剂等添加剂。
[0157] 粘合剂层3可以利用放射线固化型粘合剂来形成。放射线固化型粘合剂可以通过 照射紫外线等放射线而使交联度增大、使其粘合力容易地降低。例如,通过仅对图2所示的 粘合剂层3的部分3a进行放射线照射,能够设置与部分3b的粘合力之差。
[0158]另外,通过与粘接薄膜22'相一致地使放射线固化型粘合剂层3固化,能够容易地 形成粘合力显著降低的部分3a。由于粘接薄膜22'贴附在固化并且粘合力降低的部分3a 处,因此部分3a与粘接薄膜22'的界面具备在拾取时会容易剥落的性质。另一方面,未照 射放射线的部分具有充分的粘合力,形成部分3b。
[0159] 如上所述,在图1所示的切割/芯片接合薄膜10的粘合剂层3中,由未固化的放 射线固化型粘合剂形成的上述部分3b与粘接薄膜22粘合,能够确保切割时的保持力。这 样,放射线固化型粘合剂能够粘接/剥离的平衡良好地支撑用于将半导体芯片固定在基板 等被粘物上的粘接薄膜22。在图2所示的切割/芯片接合薄膜10'的粘合剂层3中,上述 部分3b可以固定晶圆环。
[0160] 放射线固化型粘合剂只要具有碳-碳双键等放射线固化性的官能团且显示粘合 性,就可以没有特别限制地使用。作为放射线固化型粘合剂,例如可例示出在上述丙烯酸类 粘合剂、橡胶类粘合剂等通常的压敏性粘合剂中配混了放射线固化性的单体成分、低聚物 成分而成的添加型放射线固化型粘合剂。
[0161] 作为所配混的放射线固化性的单体成分,例如可列举出:氨基甲酸酯低聚物、氨基 甲酸酯(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、四羟甲基甲烷四(甲基)丙 烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇单羟基 五(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、1,4- 丁二醇二(甲基)丙烯酸酯 等。另外,放射线固化性的低聚物成分可列举出:氨基甲酸酯系、聚醚系、聚酯系、聚碳酸酯 系、聚丁二烯系等各种低聚物,其重均分子量在100~30000左右的范围内是适当的。放射 线固化性的单体成分、低聚物成分的配混量可以根据上述粘合剂层的种类来适当决定能够 降低粘合剂层的粘合力的量。通常,相对于构成粘合剂的丙烯酸类聚合物等基础聚合物100 重量份,例如为5~500重量份、优选为40~150重量份左右。
[0162]另外,作为放射线固化型粘合剂,除了上述说明的添加型放射线固化型粘合剂之 外,还可列举出使用了在聚合物侧链或主链中或者在主链末端具有碳-碳双键的聚合物作 为基础聚合物的内在型放射线固化型粘合剂。内在型放射线固化型粘合剂不需要含有或不 较多含有属于低分子成分的低聚物成分等,因此,低聚物成分等不会经时地在粘合剂层中 移动,能够形成层结构稳定的粘合剂层,故而优选。
[0163] 上述具有碳-碳双键的基础聚合物可以没有特别限制地使用具有碳-碳双键且具 有粘合性的聚合物。作为这样的基础聚合物,优选以丙烯酸类聚合物作为基本骨架的聚合 物。作为丙烯酸类聚合物的基本骨架,可列举出上述例示出的丙烯酸类聚合物。
[0164] 对向上述丙烯酸类聚合物中导入碳_碳双键的方法没有特别限定,可以采用各种 方法,对于碳-碳双键而言,导入聚合物侧链的分子设计容易。例如可列举出如下方法:预 先使丙烯酸类聚合物与具有官能团的单体进行共聚,然后使具有能够与该官能团反应的官 能团和碳-碳双键的化合物在维持碳-碳双键的放射线固化性的状态下进行缩聚或加成反 应的方法。
[0165] 作为这些官能团的组合的例子,可列举出羧酸基与环氧基、羧酸基与氮丙啶基、羟 基与异氰酸酯基等。这些官能团的组合之中,从追踪反应的容易程度出发,羟基与异氰酸酯 基的组合是适宜的。另外,只要是通过这些官能团的组合来生成上述具有碳-碳双键的丙 烯酸类聚合物的组合,则官能团可以位于丙烯酸类聚合物和上述化合物中的任一侧,但在 上述的优选组合中,丙烯酸类聚合物具有羟基且上述化合物具有异氰酸酯基的情况是适宜 的。此时,作为具有碳_碳双键的异氰酸酯化合物,例如可列举出:甲基丙烯酰基异氰酸酯、 2_甲基丙烯酰氧基乙基异氰酸酯、间异丙烯基-a,a_二甲基苄基异氰酸酯等。另外,作为 丙烯酸类聚合物,可以使用将上述例示的含羟基的单体、2-羟基乙基乙烯基醚、4-羟基丁 基乙烯基醚、二乙二醇单乙烯基醚的醚系化合物等共聚而成的聚合物。
[0166] 上述内在型放射线固化型粘合剂可以单独使用上述具有碳-碳双键的基础聚合 物(尤其是丙烯酸类聚合物),也可以在不会使特性恶化的程度下配混上述放射线固化性 的单体成分、低聚物成分。放射线固化性的低聚物成分等通常相对于基础聚合物100重量 份为30重量份的范围内,优选为0~10重量份的范围内。
[0167] 上述放射线固化型粘合剂优选在利用紫外线等进行固化时含有光聚合引发剂。作 为光聚合引发剂,例如可列举出:4-(2_羟基乙氧基)苯基(2-羟基-2-丙基)酮、a-羟 基-a,a二甲基苯乙酮、2-甲基-2-羟基苯丙酮、1-羟基环己基苯基酮等a-酮醇 系化合物;甲氧基苯乙酮、2, 2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮、2, 2-二乙氧基苯乙酮、2-甲 基-1-[4-(甲硫基)_苯基]-2-吗啉代丙烷-1-酮等苯乙酮系化合物;苯偶姻乙基醚、苯 偶姻异丙基醚、茴香偶姻甲基醚等苯偶姻醚系化合物;苄基二甲基缩酮等缩酮系化合物; 2-萘磺酰氯等芳香族磺酰氯系化合物;1-苯基-1,2-丙二醇-2-(0-乙氧基羰基)肟等光 活性肟系化合物;二苯甲酮、苯甲酰基苯甲酸、3, 3' -二甲基-4-甲氧基二苯甲酮等二苯甲 酮系化合物;噻吨酮、2-氯代噻吨酮、2-甲基噻吨酮、2, 4-二甲基噻吨酮、异丙基噻吨酮、 2, 4-二氯代噻吨酮、2, 4-二乙基噻吨酮、2, 4-二异丙基噻吨酮等噻吨酮系化合物;樟脑醌; 卤代酮;酰基氧化膦;酰基膦酸酯等。光聚合引发剂的配混量相对于构成粘合剂的丙烯酸 类聚合物等基础聚合物100重量份,例如为〇. 05~20重量份左右。
[0168] 利用放射线固化型粘合剂形成粘合剂层3时,优选以使部分3a的粘合力〈部分3b 的粘合力的方式对粘合剂层3的一部分照射放射线。在图2的切割/芯片接合薄膜中,例 如,使对作为被粘物的SUS304板(#2000研磨)的关系为部分3a的粘合力〈部分3b的粘 合力。
[0169] 作为在上述粘合剂层3上形成上述部分3a的方法,可列举出:在基材4上形成放 射线固化型的粘合剂层3后,对上述部分3a局部照射放射线而使其固化的方法。局部的放 射线照射可以隔着形成有如下图案的光掩模来进行,所述图案与对应于半导体晶圆贴附部 分22a的粘合剂层3的部分3a以外的部分3b等相对应。另外,可列举出点状(spot)地照 射紫外线而使其固化的方法等。放射线固化型的粘合剂层3的形成可以通过将设置在隔离 体上的粘合剂层转印到基材4上来进行。局部的放射线固化也可以对设置在隔离膜上的放 射线固化型的粘合剂层3进行。
[0170] 另外,利用放射线固化型粘合剂来形成粘合剂层3时,使用对基材4的至少单面 的、除与半导体晶圆贴附部分22a相对应的部分以外的部分的全部或一部分进行了遮光的 基材,在其上形成放射线固化型的粘合剂层3后照射放射线,使与半导体晶圆贴附部分22a 相对应的部分3a固化,从而能够形成使粘合力降低的上述部分3a。作为遮光材料,可以通 过在支撑薄膜上将能够成为光掩模的材料印刷、蒸镀等来制作。根据该制造方法,能够高效 地制造本发明的切割/芯片接合薄膜10。
[0171] 需要说明的是,在照射放射线时,在发生因氧气引起的固化抑制的情况下,理想的 是,用某种方法从放射线固化型的粘合剂层3的表面隔绝氧气(空气)。例如可列举出:将 上述粘合剂层3的表面用隔离膜覆盖的方法、在氮气气氛中进行紫外线等放射线的照射的 方法等。
[0172] 对粘合剂层3的厚度没有特别限定,从防止芯片切断面的缺损、粘接层的固定保 持的兼顾性等观点来看,优选为1~50ym左右。优选为2~30ym、进一步优选为5~ 25um〇
[0173] 需要说明的是,在不损害本发明的效果等的范围内,粘合剂层3也可以包含各种 添加剂(例如着色剂、增稠剂、增量剂、填充剂、赋粘剂、增塑剂、防老剂、抗氧化剂、表面活 性剂、交联剂等)。
[0174] 粘接薄腊的制诰方法
[0175] 本实施方式的粘接薄膜例如通过如下操作来制作。首先,制备粘接薄膜形成用的 粘接剂组合物。作为制备方法,没有特别限定,例如可以通过如下方法制备:将在粘接薄膜 的部分所说明的热固性树脂、热塑性树脂、其它添加剂等投入容器,使其溶于有机溶剂,并 搅拌至均匀,从而以粘接剂组合物溶液的形式得到。
[0176] 作为上述有机溶剂,只要是能够将构成粘接薄膜的成分均匀地溶解、混炼或分散 的溶剂就没有限制,可以使用以往公知的溶剂。作为这种溶剂,例如可列举出:二甲基甲酰 胺、二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、丙酮、甲乙酮、环己酮等酮系溶剂、甲苯、二甲苯等
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