本發(fā)明涉及一種晶片(wafer)加工體、晶片加工用暫時(shí)粘著材料及薄型晶片的制造方法,所述晶片加工體可以有效獲得薄型晶片。
背景技術(shù):
為了實(shí)現(xiàn)更高密度、大容量化,三維半導(dǎo)體安裝是必不可少的。三維半導(dǎo)體安裝技術(shù)是指以下半導(dǎo)體制造技術(shù):將一個(gè)半導(dǎo)體晶片(chip)薄型化,再一邊利用硅通孔(throughsiliconvia,tsv)電極將此半導(dǎo)體晶片接線,一邊漸漸積層成多層。為了實(shí)現(xiàn)此項(xiàng)技術(shù),需要以下步驟:通過(guò)對(duì)非電路形成面(又稱作“背面”)進(jìn)行磨削,將形成有半導(dǎo)體電路的基板薄型化,并在背面上形成含有tsv的電極。以往,在硅基板的背面磨削步驟中,在磨削面的相反側(cè)粘貼有背面保護(hù)膠帶,以防止磨削時(shí)損壞晶片。但是,此膠帶是將有機(jī)樹脂薄膜用作基材,雖然具有柔軟性,但強(qiáng)度和耐熱性等不充分,并不適合進(jìn)行tsv形成步驟和背面上的配線層形成步驟等。
因此,已提出一種系統(tǒng),是通過(guò)將半導(dǎo)體基板隔著粘著層來(lái)接合于硅、玻璃等支撐體上,而足以經(jīng)受得住背面磨削、形成tsv和背面電極等的步驟。此時(shí),將基板接合于支撐體時(shí)的粘著層非常重要。此粘著層需要充分的耐久性以能夠?qū)⒒鍩o(wú)縫接合于支撐體上并經(jīng)受得住后續(xù)步驟,而且需要最后可以輕易地將薄型晶片從支撐體上剝離。這樣一來(lái),從最后進(jìn)行剝離這一點(diǎn)來(lái)看,在本說(shuō)明書中,將此粘著層稱作暫時(shí)粘著層(或暫時(shí)粘著材料層)。
作為過(guò)去公知的暫時(shí)粘著層及其剝離方法,已提出以下技術(shù):通過(guò)對(duì)包含吸光性物質(zhì)的粘著材料照射高強(qiáng)度的光來(lái)分解粘著材料層,以便將粘著材料層從支撐體上剝離(專利文獻(xiàn)1);以及,將熱熔性烴類化合物用作粘著材料,并在加熱熔融狀態(tài)下進(jìn)行接合、剝離(專利文獻(xiàn)2)。前項(xiàng)技術(shù)存在以下問題:需要激光器等高額的裝置,并且每1片基板的處理時(shí)間變長(zhǎng)等。此外,后項(xiàng)技術(shù)由于只通過(guò)加熱即可控制,因而較為簡(jiǎn)便,但由于在超過(guò)200℃的高溫時(shí)的熱穩(wěn)定性不充分,因此應(yīng)用范圍較窄。而且,這些暫時(shí)粘著層也不適合于高低差較大的基板形成均勻的膜厚以及對(duì)支撐體的完全粘著。
此外,已提出以下技術(shù):將硅酮粘著劑(siliconeadhesive)用于暫時(shí)粘著材料層(專利文獻(xiàn)3)。此技術(shù)是使用加成固化型硅酮粘著劑,將基板接合于支撐體上,剝離時(shí)浸漬于會(huì)將硅酮樹脂溶解或分解的化學(xué)藥品,而將基板從支撐體上分離。因此,剝離需要非常長(zhǎng)的時(shí)間,難以實(shí)際地應(yīng)用于制造工序中。
鑒于上述問題,已提出以下技術(shù):使用熱塑性有機(jī)聚硅氧烷暫時(shí)粘著層與熱固化性改性硅氧烷聚合物暫時(shí)粘著層(專利文獻(xiàn)4)。如果是此方法,由于具有一定程度的熱工序耐受性,能夠在高低差較大的基板上形成均勻的膜厚,因此對(duì)于tsv形成、晶片背面配線步驟的步驟適應(yīng)性較高,也容易剝離,但是在對(duì)超過(guò)300℃的高溫的耐熱性上存在問題。
現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)1:日本特開2004-64040號(hào)公報(bào);
專利文獻(xiàn)2:日本特開2006-328104號(hào)公報(bào);
專利文獻(xiàn)3:美國(guó)專利第7541264號(hào)公報(bào);
專利文獻(xiàn)4:日本特開2013-48215號(hào)公報(bào)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明是鑒于上述問題點(diǎn)而完成的,其目的在于,提供一種晶片加工體、晶片加工用暫時(shí)粘著材料以及使用它們的薄型晶片的制造方法,所述晶片加工體容易暫時(shí)粘著,并且,能夠在高低差較大的基板上形成均勻的膜厚,對(duì)于tsv形成、晶片背面配線步驟的步驟適應(yīng)性較高,化學(xué)氣相沉積(chemicalvapordeposition,cvd)、激光退火等晶片熱工序耐受性優(yōu)異,尤其是對(duì)超過(guò)300℃的高溫?zé)峁ば蛞簿哂心褪苄?,即便是在剝離前的薄型晶片被切割后的狀態(tài)下,也能夠容易剝離,且可以提高薄型晶片的生產(chǎn)性。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的,在本發(fā)明中,提供一種晶片加工體,其特征在于,所述晶片加工體是在支撐體上形成有暫時(shí)粘著材料層,并且在該暫時(shí)粘著材料層上積層有晶片,所述晶片的表面具有電路面且背面需要加工,并且,所述暫時(shí)粘著材料層具備復(fù)合暫時(shí)粘著材料層,所述復(fù)合暫時(shí)粘著材料層具有以下的三層結(jié)構(gòu):第一暫時(shí)粘著層,由膜厚不足100nm的熱塑性有機(jī)聚硅氧烷聚合物層(a)構(gòu)成,并且以能剝離的方式積層于所述晶片的表面上;第二暫時(shí)粘著層,由熱固化性硅氧烷改性聚合物層(b)構(gòu)成,并且以能夠剝離的方式積層于該第一暫時(shí)粘著層上;以及,第三暫時(shí)粘著層,由膜厚不足100nm的熱塑性有機(jī)聚硅氧烷聚合物層(a’)構(gòu)成,且以能剝離的方式積層于該第二暫時(shí)粘著層上,并且以能剝離的方式積層于所述支撐體上。
如果是這種晶片加工體,能夠在高低差較大的基板上形成均勻的膜厚,對(duì)于tsv形成、晶片背面配線步驟的步驟適應(yīng)性較高,熱工序耐受性也良好。尤其是,形成膜厚不足100nm的熱塑性有機(jī)聚硅氧烷聚合物層(a)作為第一暫時(shí)粘著層,且形成膜厚不足100nm的熱塑性有機(jī)聚硅氧烷聚合物層(a’)作為第三暫時(shí)粘著層,并且以兩者的薄膜來(lái)夾持第二暫時(shí)粘著層,由此,對(duì)于超過(guò)300℃的高溫?zé)峁ば?,具體來(lái)說(shuō)在暫時(shí)粘著材料溫度條件下截止至400℃左右會(huì)顯示良好的耐受性。這樣可以提高薄型晶片的生產(chǎn)性。
此外,在本發(fā)明中,提供一種晶片加工用暫時(shí)粘著材料,其特征在于,所述晶片加工用暫時(shí)粘著材料用于將晶片暫時(shí)粘著于支撐體,所述晶片的表面具有電路面且背面需要加工,并且,所述晶片加工用暫時(shí)粘著材料具備復(fù)合暫時(shí)粘著材料層,所述復(fù)合暫時(shí)粘著材料層具有以下的三層結(jié)構(gòu):第一暫時(shí)粘著層,由膜厚不足100nm的熱塑性有機(jī)聚硅氧烷聚合物層(a)構(gòu)成,并且以能夠剝離的方式積層于所述晶片的表面上;第二暫時(shí)粘著層,由熱固化性硅氧烷改性聚合物層(b)構(gòu)成,并且以能夠剝離的方式積層于該第一暫時(shí)粘著層上;以及,第三暫時(shí)粘著層,由膜厚不足100nm的熱塑性有機(jī)聚硅氧烷聚合物層(a’)構(gòu)成,且以能夠剝離的方式積層于該第二暫時(shí)粘著層上,并且以能夠剝離的方式積層于所述支撐體上。
如果是這種晶片加工用暫時(shí)粘著材料,那么晶片與支撐體容易暫時(shí)粘著,并且,也能夠在高低差較大的基板上形成均勻的膜厚,對(duì)于tsv形成、晶片背面配線步驟的步驟適應(yīng)性較高,熱工序耐受性也良好。尤其是,形成膜厚不足100nm的熱塑性有機(jī)聚硅氧烷聚合物層(a)作為第一暫時(shí)粘著層,且形成膜厚不足100nm的熱塑性有機(jī)聚硅氧烷聚合物層(a’)作為第三暫時(shí)粘著層,并且以兩者的薄膜來(lái)夾持第二暫時(shí)粘著層,由此,對(duì)于超過(guò)300℃的高溫?zé)峁ば?,顯示良好的耐受性。這樣可以提高薄型晶片的生產(chǎn)性。
上述情況下,優(yōu)選為,在所述熱塑性有機(jī)聚硅氧烷聚合物層(a)積層于所述晶片的表面上且進(jìn)一步所述熱固化性硅氧烷改性聚合物層(b)積層于該聚合物層(a)上的狀態(tài)下,將熱固化后的所述聚合物層(b)從所述聚合物層(a)剝離時(shí)所需要的剝離力,比在所述熱塑性有機(jī)聚硅氧烷聚合物層(a’)積層于所述支撐體上且進(jìn)一步所述聚合物層(b)積層于該聚合物層(a’)上的狀態(tài)下,將熱固化后的所述聚合物層(b)從所述聚合物層(a’)剝離時(shí)所需要的剝離力更強(qiáng)。
如果是具有這種剝離力者,則可以在聚合物層(b)殘留于晶片側(cè)的狀態(tài)下將支撐體剝離。
此外,上述情況下,優(yōu)選為,所述熱塑性有機(jī)聚硅氧烷聚合物層(a)和/或(a’)是非反應(yīng)性有機(jī)聚硅氧烷層,所述非反應(yīng)性有機(jī)聚硅氧烷層含有99.000~99.999摩爾%的以r11r12sio2/2表示的硅氧烷單元(d單元)、1.000~0.001摩爾%的以r13r14r15sio1/2表示的硅氧烷單元(m單元)以及0.000~0.500摩爾%的以r16sio3/2表示的硅氧烷單元(t單元),其中,r11、r12、r13、r14、r15、r16各自表示無(wú)取代或取代的1價(jià)烴基,并且重均分子量為200000~1000000,并且,分子量為740以下的低分子量成分為0.5質(zhì)量%以下。
此外,上述情況下,優(yōu)選為,所述熱塑性有機(jī)聚硅氧烷聚合物層(a)和/或(a’)是非反應(yīng)性有機(jī)聚硅氧烷層,所述非反應(yīng)性有機(jī)聚硅氧烷層是由有機(jī)聚硅氧烷樹脂與由下述通式(1)表示的有機(jī)聚硅氧烷部分地脫水縮合而成,所述有機(jī)聚硅氧烷樹脂含有r21r22r23sio1/2單元(r21、r22、r23分別是無(wú)取代或取代的碳原子數(shù)1~10的1價(jià)烴基或羥基)和sio4/2單元且所述r21r22r23sio1/2單元/sio4/2單元的摩爾比為0.6~1.7,并且該脫水縮合的有機(jī)聚硅氧烷與所述有機(jī)聚硅氧烷樹脂的比例為99:1~50:50,重均分子量為400000~1500000,并且,進(jìn)一步分子量740以下的低分子量成分為0.5質(zhì)量%以下。
式(1)中,r31和r32各自表示無(wú)取代或取代的碳原子數(shù)1~10的1價(jià)烴基,n為5000~10000。
如果是這種熱塑性有機(jī)聚硅氧烷聚合物層(a)和(a’),那么粘著性、耐熱性優(yōu)異,因而優(yōu)選。
進(jìn)一步,上述情況下,優(yōu)選為所述熱塑性有機(jī)聚硅氧烷聚合物層(a)和(a’)的膜厚為1~80nm。
如果是這種膜厚,那么對(duì)于超過(guò)300℃的高溫?zé)峁ば?,顯示出進(jìn)一步良好的耐受性。
進(jìn)一步,上述情況下,優(yōu)選為,所述熱固化性硅氧烷改性聚合物層(b)是以下組合物的固化物層,所述組合物是相對(duì)于含硅氧烷鍵聚合物100質(zhì)量份,含有0.1~50質(zhì)量份的選自氨基縮合物、三聚氰胺樹脂、尿素樹脂、酚類化合物及環(huán)氧化合物中的任意1種以上作為交聯(lián)劑,所述含硅氧烷鍵聚合物是具有由下述通式(2)表示的重復(fù)單元且重均分子量為3000~500000,所述氨基縮合物、三聚氰胺樹脂、尿素樹脂是經(jīng)福爾馬林或福爾馬林-醇類改性,所述酚類化合物在1分子中平均具有2個(gè)以上羥甲基或烷氧羥甲基,所述環(huán)氧化合物在1分子中平均具有2個(gè)以上環(huán)氧基;
式(2)中,r1~r4表示可相同或不同的碳原子數(shù)1~8的1價(jià)烴基;此外,m是1~100的整數(shù),b是正數(shù),a是0或正數(shù);x是由下述通式(3)表示的2價(jià)有機(jī)基團(tuán),
式(3)中,z是選自下述基團(tuán)中的任一種的2價(jià)有機(jī)基團(tuán),
n是0或1;此外,r5、r6分別是碳原子數(shù)1~4的烷基或烷氧基,可以彼此相同或不同;k是0、1、2中的任一者。
進(jìn)一步,上述情況下,優(yōu)選為所述熱固化性硅氧烷改性聚合物層(b)是以下組合物的固化物層,所述組合物是相對(duì)于含硅氧烷鍵聚合物100質(zhì)量份,
含有0.1~50質(zhì)量份的選自酚類化合物及環(huán)氧化合物中的任意1種以上作為交聯(lián)劑,所述含硅氧烷鍵聚合物是具有由下述通式(4)表示的重復(fù)單元且重均分子量為3000~500000,所述酚類化合物在1分子中平均具有2個(gè)以上酚基,所述環(huán)氧化合物在1分子中平均具有2個(gè)以上環(huán)氧基;
式(4)中,r1~r4表示可相同或不同的碳原子數(shù)1~8的1價(jià)烴基;此外,m是1~100的整數(shù),b是正數(shù),a是0或正數(shù);并且,y是由下述通式(5)表示的2價(jià)有機(jī)基團(tuán),
式(5)中,v是選自下述基團(tuán)中的任一種的2價(jià)有機(jī)基團(tuán),
p是0或1;此外,r7、r8分別是碳原子數(shù)1~4的烷基或烷氧基,可以彼此相同或不同;h是0、1、2中的任一者。
如果是這種熱固化性硅氧烷改性聚合物層(b),那么耐熱性更為優(yōu)異,因而優(yōu)選。
進(jìn)一步,上述情況下,優(yōu)選為,在所述熱塑性有機(jī)聚硅氧烷聚合物層(a)積層于所述晶片的表面上且進(jìn)一步所述熱固化性硅氧烷改性聚合物層(b)積層于該聚合物層(a)上的狀態(tài)下,將熱固化后的所述聚合物層(b)從所述聚合物層(a)剝離時(shí)所需要的剝離力,以寬25mm的試片的180°揭膜剝離力計(jì),為1gf以上且500gf以下,并且在所述熱塑性有機(jī)聚硅氧烷聚合物層(a’)積層于所述支撐體上且進(jìn)一步所述聚合物層(b)積層于該聚合物層(a’)上的狀態(tài)下,將熱固化后的所述聚合物層(b)從所述聚合物層(a’)剝離時(shí)所需要的剝離力,以寬25mm的試片的180°揭膜剝離力計(jì),為0.5gf以上且50gf以下。
如果是具有這種揭膜剝離力的熱塑性有機(jī)聚硅氧烷聚合物層(a)和(a’),那么在對(duì)晶片進(jìn)行磨削時(shí)不用擔(dān)心晶片會(huì)產(chǎn)生偏移,容易將晶片剝離,因而優(yōu)選。
此外,本發(fā)明的晶片加工體中的所述熱塑性有機(jī)聚硅氧烷聚合物層(a),可以部分地形成且以能夠剝離的方式粘著在所述晶片的表面上。
此外,本發(fā)明的晶片加工體中的所述熱塑性有機(jī)聚硅氧烷聚合物層(a’)可以部分地形成且以能夠剝離的方式粘著在所述支撐體的表面上。
此外,本發(fā)明的晶片加工用暫時(shí)粘著材料中的所述熱塑性有機(jī)聚硅氧烷聚合物層(a)和/或(a’)可以去除一部分周邊部。
如果是這種形狀的聚合物層(a)和(a’),那么會(huì)使聚合物層(b)與在表面具有電路面且背面需要加工的晶片(附有電路的晶片)部分地直接積層,且聚合物層(b)與支撐體部分地直接積層,而可以降低在附有電路的晶片在加工中發(fā)生剝離的風(fēng)險(xiǎn)。
進(jìn)一步,在本發(fā)明中,提供一種薄型晶片的制造方法,其特征在于,包含以下步驟:
步驟(a),是在將晶片的電路形成面隔著復(fù)合暫時(shí)粘著材料層來(lái)接合于支撐體時(shí),在真空下(減壓下)將支撐體、與積層有所述聚合物層(a)的所述晶片進(jìn)行貼合,所述晶片的表面具有電路形成面且背面具有非電路形成面,所述復(fù)合暫時(shí)粘著材料層是由上述本發(fā)明的晶片加工體中所使用的所述熱塑性有機(jī)聚硅氧烷聚合物層(a)、所述熱固化性硅氧烷改性聚合物層(b)及所述熱塑性有機(jī)聚硅氧烷聚合物層(a’)構(gòu)成,所述聚合物層(a’)積層于所述支撐體上且所述聚合物層(b)積層于該聚合物層(a’)上;
步驟(b),是使所述聚合物層(b)熱固化;
步驟(c),是對(duì)與所述支撐體接合的所述晶片的非電路形成面進(jìn)行磨削或研磨;
步驟(d),是對(duì)所述晶片的非電路形成面實(shí)施加工;
步驟(e),是將所述支撐體和積層于所述支撐體上的所述聚合物層(a’)在成為一體的狀態(tài)下從實(shí)施所述加工后的晶片剝離;以及,
步驟(f),是在進(jìn)行所述步驟(e)后將所述聚合物層(b)從所述晶片上剝離。
如果是這種薄型晶片的制造方法,那么通過(guò)將本發(fā)明中具有三層體系的暫時(shí)粘著材料層用于晶片和支撐體的接合,可以使用此暫時(shí)粘著材料層來(lái)容易制造具有通孔電極結(jié)構(gòu)和凸塊連接結(jié)構(gòu)的薄型晶片。此外,如果根據(jù)這種剝離步驟,那么可以將支撐體從實(shí)施加工后的晶片容易剝離。進(jìn)一步,通過(guò)在真空下將積層有聚合物層(a’)與(b)的支撐體、與積層有聚合物層(a)的附有電路的晶片貼合,可以在不受附有電路的晶片的表面狀態(tài)影響的情況下以例如旋涂法形成聚合物層(b),并可以實(shí)施貼合。
進(jìn)一步,在本發(fā)明中,提供一種薄型晶片的制造方法,其特征在于,包含以下步驟:
步驟(a),是在將晶片的電路形成面隔著復(fù)合暫時(shí)粘著材料層來(lái)接合于支撐體時(shí),在真空下(減壓下)將所述晶片與所述支撐體進(jìn)行貼合,所述晶片的表面具有電路形成面且背面具有非電路形成面,所述復(fù)合暫時(shí)粘著材料層是由上述本發(fā)明的晶片加工體中所使用的所述熱塑性有機(jī)聚硅氧烷聚合物層(a)、所述熱固化性硅氧烷改性聚合物層(b)及所述熱塑性有機(jī)聚硅氧烷聚合物層(a’)構(gòu)成,所述聚合物層(a)積層于所述晶片的所述電路形成面上且所述聚合物層(b)積層于該聚合物層(a)上,所述支撐體積層有所述聚合物層(a’);
步驟(b),是使所述聚合物層(b)熱固化;
步驟(c),是對(duì)與所述支撐體接合的所述晶片的非電路形成面進(jìn)行磨削或研磨;
步驟(d),是對(duì)所述晶片的非電路形成面實(shí)施加工;
步驟(e),是將所述支撐體和積層于所述支撐體上的所述聚合物層(a’)在成為一體的狀態(tài)下從實(shí)施所述加工后的晶片上剝離;以及,
步驟(f),是在進(jìn)行所述步驟(e)后將所述聚合物層(b)從所述晶片上剝離。
如果是這種薄型晶片的制造方法,那么通過(guò)將本發(fā)明中具有三層體系的暫時(shí)粘著材料層用于晶片和支撐體的接合,可以使用此暫時(shí)粘著材料層來(lái)容易制造具有通孔電極結(jié)構(gòu)和凸塊連接結(jié)構(gòu)的薄型晶片。此外,如果根據(jù)這種剝離步驟,那么可以將支撐體從實(shí)施加工后的晶片容易剝離。進(jìn)一步,當(dāng)通過(guò)在真空下將積層有聚合物層(a)和(b)的附有電路的晶片與積層有聚合物層(a’)的支撐體貼合,并用旋涂法來(lái)形成聚合物層(b)時(shí),可以在支撐體側(cè)面上無(wú)聚合物層(b)殘?jiān)那闆r下進(jìn)行處理,因此不用擔(dān)心在之后的步驟中殘?jiān)鼊兟洹?/p>
本發(fā)明中的暫時(shí)粘著材料層具有三層結(jié)構(gòu),尤其是在三層結(jié)構(gòu)中,通過(guò)將作為中間層的熱固化性硅氧烷改性樹脂(聚合物層(b))作為基板接合用支撐層使用,樹脂不僅不會(huì)產(chǎn)生熱分解,高溫時(shí)也不會(huì)發(fā)生樹脂流動(dòng),耐熱性較高,因此可廣泛適用于半導(dǎo)體成膜工序,對(duì)于具有高低差的晶片,也可以形成膜厚均勻性高的粘著材料層,由于此膜厚均勻性,而能夠容易獲得50μm以下的均勻的薄型晶片。進(jìn)一步通過(guò)同時(shí)形成膜厚不足100nm的熱塑性有機(jī)聚硅氧烷樹脂(聚合物層(a)和(a’)),對(duì)于超過(guò)300℃的高溫工序顯示良好的耐熱性,可以提高薄型晶片制作時(shí)的工序選擇性,能夠提高生產(chǎn)性。
附圖說(shuō)明
圖1是表示本發(fā)明的晶片加工體的一個(gè)實(shí)例的剖面圖。
附圖標(biāo)記的說(shuō)明
1晶片
2暫時(shí)粘著材料層
(a)熱塑性有機(jī)聚硅氧烷聚合物層(第一暫時(shí)粘著層)
(b)熱固化性硅氧烷改性聚合物層(第二暫時(shí)粘著層)
(a’)熱塑性有機(jī)聚硅氧烷聚合物層(第三暫時(shí)粘著層)
3支撐體
具體實(shí)施方式
以下,更詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明。
如上所述,需要一種晶片加工體及晶片加工用暫時(shí)粘著材料,所述晶片加工體容易暫時(shí)粘著,并且,能夠在高低差較大的基板上形成均勻的膜厚,對(duì)于tsv形成、晶片背面配線步驟的步驟適應(yīng)性較高,而且晶片熱工序耐受性優(yōu)異,尤其是對(duì)于超過(guò)300℃的高溫?zé)峁ば蛞簿哂心褪苄裕梢蕴岣弑⌒途纳a(chǎn)性。
本發(fā)明人為了解決上述問題而努力研究,結(jié)果發(fā)現(xiàn)一種方法,所述方法是通過(guò)將具有以下(a)、(b)、(a’)三層體系的暫時(shí)粘著材料層,設(shè)為從晶片側(cè)按照(a)、(b)、(a’)的順序形成的結(jié)構(gòu)來(lái)用于將晶片與支撐體接合,可以簡(jiǎn)單地制造出具有通孔電極結(jié)構(gòu)和凸塊連接結(jié)構(gòu)的薄型晶片:
(a)由熱塑性有機(jī)聚硅氧烷聚合物層構(gòu)成的膜厚不足100nm的熱塑性暫時(shí)粘著層;
(b)由熱固化性硅氧烷改性聚合物層構(gòu)成的熱固化性暫時(shí)粘著層;以及,
(a’)由熱塑性有機(jī)聚硅氧烷聚合物層構(gòu)成的膜厚不足100nm的熱塑性暫時(shí)粘著層。
圖1是表示本發(fā)明的晶片加工體的一個(gè)示例的剖面圖。如圖1所示,本發(fā)明的晶片加工體具備:晶片1,其表面具有電路面且背面需要加工;支撐體3,在加工晶片1時(shí)支撐晶片1;以及,暫時(shí)粘著材料層2,是介于這些晶片1與支撐體3之間;并且,此暫時(shí)粘著材料層2具有膜厚不足100nm的熱塑性有機(jī)聚硅氧烷聚合物層(a)(第一暫時(shí)粘著層)、熱固化性硅氧烷改性聚合物層(b)(第二暫時(shí)粘著層)及膜厚不足100nm的熱塑性有機(jī)聚硅氧烷聚合物層(a’)(第三暫時(shí)粘著層)的三層結(jié)構(gòu),第一暫時(shí)粘著層是以能夠剝離的方式積層于晶片1的表面上,第三暫時(shí)粘著層是以能夠剝離的方式積層于支撐體3上。
此外,本發(fā)明的晶片加工用暫時(shí)粘著材料是由上述(a)、(b)及(a’)的積層體組成,并且各層是以能夠剝離的方式積層而成。
以下,進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明,但本發(fā)明并不限定于以下說(shuō)明。
暫時(shí)粘著材料層
第一暫時(shí)粘著層(a)和第三暫時(shí)粘著層(a’)/熱塑性有機(jī)聚硅氧烷聚合物層
第一暫時(shí)粘著層和第三暫時(shí)粘著層是由熱塑性的有機(jī)聚硅氧烷聚合物構(gòu)成。在本發(fā)明中,聚合物層(a)與(a’)可以相同,也可以不同。
作為第一暫時(shí)粘著層和第三暫時(shí)粘著層中使用的熱塑性的有機(jī)聚硅氧烷聚合物,可以列舉例如非反應(yīng)性有機(jī)聚硅氧烷,所述非反應(yīng)性有機(jī)聚硅氧烷含有:99.000~99.999摩爾%、優(yōu)選為99.500~99.999摩爾%的以r11r12sio2/2表示的硅氧烷單元(d單元);1.000~0.001摩爾%、優(yōu)選為0.500~0.001摩爾%的以r13r14r15sio1/2表示的硅氧烷單元(m單元);以及,0.000~0.500摩爾%、優(yōu)選為0.000~0.100摩爾%的以r16sio3/2表示的硅氧烷單元(t單元);并且,重均分子量為200000~1000000、優(yōu)選為400000~900000,進(jìn)一步,分子量為740以下的低分子量成分為0.5質(zhì)量%以下。
上述中,有機(jī)取代基r11、r12、r13、r14、r15及r16是無(wú)取代或取代的1價(jià)烴基,優(yōu)選為無(wú)取代或取代的碳原子數(shù)1~10的1價(jià)烴基,具體來(lái)說(shuō),可以列舉:甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、叔丁基、正戊基、環(huán)戊基及正己基等烷基;環(huán)己基等環(huán)烷基;苯基、甲苯基等芳基等烴基;以及,這些氫原子的部分或全部被鹵原子取代而成的基團(tuán);其中優(yōu)選為甲基和苯基。
該有機(jī)聚硅氧烷的分子量是利用凝膠滲透色譜(gelpermeationchromatography,gpc),根據(jù)由聚苯乙烯標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)制成的校準(zhǔn)曲線獲得的重均分子量(本說(shuō)明書中,表示為“重均分子量”)的值,重均分子量為200000以上、更優(yōu)選為350000以上,并且,重均分子量為1000000以下、更優(yōu)選為800000以下,并且,分子量為740以下的低分子量成分含量為0.5質(zhì)量%以下、更優(yōu)選為0.1質(zhì)量%以下。
該有機(jī)聚硅氧烷中,重均分子量如果是200000以上,那么就可以充分經(jīng)受得住將晶片薄型化所需的磨削步驟,因而優(yōu)選。另一方面,當(dāng)重均分子量為1000000以下時(shí),由于可以利用步驟結(jié)束后的洗滌步驟進(jìn)行洗滌,因而優(yōu)選。另一方面,如果分子量為740以下的低分子量成分為0.5質(zhì)量%以下,由于對(duì)于通孔電極形成中的熱處理和形成于晶片背面上的凸塊電極的熱處理,可以獲得充分的耐熱性,因而優(yōu)選。
進(jìn)一步,d單元優(yōu)選為構(gòu)成樹脂中的99.000~99.999摩爾%,如果是99.000摩爾%以上,由于可以經(jīng)受得住晶片薄型化所需的磨削步驟,因而優(yōu)選;而如果是99.999摩爾%以下,則易于在步驟結(jié)束后從聚合物層(b)上剝離。
m單元是為了將以d單元為主要成分的樹脂的末端的活性基團(tuán)密封而添加,并用于調(diào)整其分子量。
作為第一暫時(shí)粘著層和第三暫時(shí)粘著層中使用的熱塑性的有機(jī)聚硅氧烷聚合物的其他例子,可以列舉非反應(yīng)性有機(jī)聚硅氧烷(熱塑性樹脂改性有機(jī)聚硅氧烷聚合物),所述非反應(yīng)性有機(jī)聚硅氧烷是由有機(jī)聚硅氧烷樹脂與由下述通式(1)表示的有機(jī)聚硅氧烷部分地脫水縮合而成,所述有機(jī)聚硅氧烷樹脂含有r21r22r23sio1/2單元(r21、r22、r23分別是無(wú)取代或取代的碳原子數(shù)1~10的1價(jià)烴基或羥基)和sio4/2單元且r21r22r23sio1/2單元/sio4/2單元的摩爾比為0.6~1.7,并且該脫水縮合的有機(jī)聚硅氧烷與有機(jī)聚硅氧烷樹脂的比例(質(zhì)量比)為99:1~50:50,重均分子量為400000~1500000,進(jìn)一步,分子量740以下的低分子量成分為0.5質(zhì)量%以下。
式(1)中,r31和r32各自表示無(wú)取代或取代的碳原子數(shù)1~10的1價(jià)烴基,n為5000~10000。
包含上述部分縮合物的層是充當(dāng)脫模層,因此可以調(diào)整支撐體與晶片的剝離力。此處,由上述通式(1)表示的有機(jī)聚硅氧烷的聚合度為5000~10000,因此包含此部分縮合物的聚合物層(a)和(a’)可以說(shuō)是熱塑性高聚合度樹脂改性有機(jī)聚硅氧烷聚合物層。
在上述中,r31和r32是無(wú)取代或取代的碳原子數(shù)1~10的1價(jià)烴基,具體來(lái)說(shuō),可以列舉:甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、叔丁基、正戊基、環(huán)戊基及正己基等烷基;環(huán)己基等環(huán)烷基;苯基、甲苯基等芳基等1價(jià)烴基;這些氫原子的部分或全部被鹵原子取代而成的基團(tuán);其中優(yōu)選為甲基和苯基。
此外,r21、r22及r23是無(wú)取代或取代的碳原子數(shù)1~10的1價(jià)烴基或羥基,具體來(lái)說(shuō),可以列舉:甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、叔丁基、正戊基、環(huán)戊基及正己基等烷基;環(huán)己基等環(huán)烷基;苯基、甲苯基等芳基等1價(jià)烴基;這些氫原子的部分或全部被鹵原子取代而成的基團(tuán);羥基等;其中優(yōu)選為甲基。
上述含有r21r22r23sio1/2單元(m單元)和sio4/2單元(q單元)的有機(jī)聚硅氧烷樹脂(以下又稱作mq樹脂),可以具有鍵結(jié)在硅原子上的羥基。此時(shí),相對(duì)于mq樹脂100g,羥基的含量是0~4.0質(zhì)量%左右,優(yōu)選為0.5~1.5質(zhì)量%。進(jìn)一步,此mq樹脂可以具有相對(duì)少量的r24sio3/2單元(t單元)和r25r26sio2/2(d單元)(r24、r25、r26是無(wú)取代或取代的碳原子數(shù)1~10的1價(jià)烴基或羥基,作為具體例,可以列舉與上述r21、r22、r23的示例相同的基團(tuán))。
作為上述脫水縮合反應(yīng)中使用的有機(jī)溶劑,有戊烷、己烷、環(huán)戊烷、環(huán)己烷、甲基環(huán)己烷、辛烷、異辛烷、癸烷、十一烷、異十二烷、檸檬烯(limonene)、蒎烯(pinene)、甲苯等,優(yōu)選為甲苯。此外,作為上述脫水縮合反應(yīng)中使用的胺系催化劑,有氨水、三乙胺、吡啶等,優(yōu)選為使用氨水。進(jìn)一步,作為上述脫水縮合反應(yīng)的反應(yīng)時(shí)間,是12~100小時(shí),優(yōu)選為18~36小時(shí)。
此外,反應(yīng)結(jié)束后可以將所獲得的有機(jī)聚硅氧烷溶解于甲苯等溶劑中,且相對(duì)于有機(jī)聚硅氧烷100質(zhì)量份,添加5~20質(zhì)量份的六甲基二硅氮烷,然后回流3~5小時(shí),來(lái)使殘留的羥基成為三甲基硅氧基。進(jìn)一步,可以將所獲得的樹脂改性有機(jī)聚硅氧烷溶解于己烷等良溶劑中,且與相對(duì)于其總重量為1.5~3倍量的丙酮等不良溶劑混合,然后使用在下層析出的樹脂改性有機(jī)聚硅氧烷。
所獲得的樹脂改性有機(jī)聚硅氧烷的重均分子量是400000以上,優(yōu)選為550000以上,并且是1500000以下,優(yōu)選為1200000以下。
所獲得的樹脂改性有機(jī)聚硅氧烷中,當(dāng)重均分子量為400000以上時(shí),可以充分經(jīng)受得住將晶片薄型化所需的磨削步驟,因而優(yōu)選。另一方面,當(dāng)重均分子量為1500000以下時(shí),由于易于利用步驟結(jié)束后的洗滌步驟進(jìn)行洗滌,因而優(yōu)選。另一方面,如果分子量為740以下的低分子量成分為0.5質(zhì)量%以下,由于對(duì)于通孔電極形成中的熱處理和形成于晶片背面上的凸塊電極的熱處理,可以獲得充分的耐熱性,因而優(yōu)選。
進(jìn)一步,d單元優(yōu)選為構(gòu)成樹脂中的95.000~99.999摩爾%,如果是95.000摩爾%以上,由于可以經(jīng)受得住晶片薄型化所需的磨削步驟,因而優(yōu)選;而如果是99.999摩爾%以下,則易于在步驟結(jié)束后從聚合物層(b)上剝離。
另外,反應(yīng)前的有機(jī)聚硅氧烷和有機(jī)聚硅氧烷樹脂各自可以單獨(dú)使用1種,也可以將2種以上組合使用,并且,所獲得的樹脂改性有機(jī)聚硅氧烷可以是單獨(dú)1種,也可以是2種以上。
此熱塑性有機(jī)聚硅氧烷聚合物層,也可以利用旋涂(spincoat)、滾壓涂布機(jī)(rollcoater)等方法將其溶液形成于晶片上來(lái)使用。當(dāng)利用旋涂等方法在晶片上形成此聚合物層(a)或在支撐體上形成聚合物層(a’)時(shí),優(yōu)選為將樹脂作成溶液來(lái)進(jìn)行涂抹,但此時(shí)適合使用戊烷、己烷、環(huán)己烷、異壬烷、癸烷、異十二烷、檸檬烯及對(duì)薄荷烷(p-menthane)等烴系溶劑。
此外,本發(fā)明的晶片加工體及晶片加工用暫時(shí)粘著材料中的聚合物層(a)和(a’)的膜厚不足100nm。聚合物層(a)、(a’)的膜厚各自優(yōu)選為1~80nm,更優(yōu)選為2~60nm,尤其優(yōu)選為3~50nm。尤其聚合物層(a)和(a’)的膜厚如果是1~80nm,可以容易地將晶片與支撐體剝離。另一方面,當(dāng)聚合物層(a)或(a’)的膜厚為100nm以上時(shí),無(wú)法經(jīng)受得住超過(guò)300℃的高溫工序。結(jié)果是,所積層的晶片上產(chǎn)生空隙、晶片膨脹、晶片損壞等外觀異常。
此外,熱塑性有機(jī)聚硅氧烷聚合物層(a),在聚合物層(a)積層于附有電路的晶片的表面上且進(jìn)一步聚合物層(b)積層于該聚合物層(a)上的狀態(tài)下,將熱固化后的聚合物層(b)從聚合物層(a)剝離時(shí)所需要的剝離力,以寬25mm的試片的180°揭膜剝離力計(jì),通常為1gf以上且500gf以下,優(yōu)選為3gf以上且300gf以下,更優(yōu)選為5gf以上且250gf以下。如果是1gf以上,那么在對(duì)晶片進(jìn)行磨削時(shí)不用擔(dān)心晶片會(huì)產(chǎn)生偏移;而如果是500gf以下,那么可以容易將聚合物層(b)揭膜剝離,因而優(yōu)選。
進(jìn)一步,熱塑性有機(jī)聚硅氧烷聚合物層(a’),在聚合物層(a’)積層于支撐體上且進(jìn)一步聚合物層(b)積層于該聚合物層(a’)上的狀態(tài)下,將熱固化后的聚合物層(b)從聚合物層(a’)剝離時(shí)所需要的剝離力,以寬25mm的試片的180°揭膜剝離力計(jì),通常為0.5gf以上且50gf以下,優(yōu)選為1gf以上且40gf以下,更優(yōu)選為3gf以上且30gf以下。如果是0.5gf以上,那么在對(duì)晶片進(jìn)行磨削時(shí)不用擔(dān)心在晶片加工中會(huì)產(chǎn)生剝離;而如果是50gf以下,那么可以容易將晶片剝離,因而優(yōu)選。
此外,從在聚合物層(b)殘留在晶片側(cè)的狀態(tài)下將支撐體剝離的制造步驟的觀點(diǎn)來(lái)說(shuō),優(yōu)選為,在聚合物層(a)積層于附有電路的晶片的表面上且進(jìn)一步聚合物層(b)積層于該聚合物層(a)上的狀態(tài)下,將熱固化后的聚合物層(b)從聚合物層(a)剝離時(shí)所需要的剝離力,比在聚合物層(a’)積層于支撐體上且進(jìn)一步聚合物層(b)積層于該聚合物層(a’)上的狀態(tài)下,將熱固化后的聚合物層(b)從聚合物層(a’)剝離時(shí)所需要的剝離力更強(qiáng)。
另外,將熱固化后的聚合物層(b)從聚合物層(a)剝離時(shí)所需要的剝離力和將熱固化后的聚合物層(b)從聚合物層(a’)剝離時(shí)所需要的剝離力,是由聚合物層(a)和(a’)的結(jié)構(gòu)和膜厚、與晶片表面狀態(tài)和支撐體表面狀態(tài)來(lái)決定。一般來(lái)說(shuō),越是平坦且平滑的面,粘著力越弱;越是具有凹凸的形狀,粘著力越高。一般來(lái)說(shuō),由于支撐體表面大多是凹凸少的平坦的面,附有電路的晶片大多是凹凸多的面,因此即便聚合物層(a)與(a’)的結(jié)構(gòu)與膜厚相同,粘著力有時(shí)也會(huì)出現(xiàn)不同。當(dāng)支撐體與晶片易于產(chǎn)生基于表面狀態(tài)的粘著力差異時(shí),可以對(duì)聚合物層(a)和(a’)使用相同的材料;當(dāng)不易產(chǎn)生粘著力差異時(shí),優(yōu)選為,通過(guò)變更聚合物層(a)和(a’)的結(jié)構(gòu)和膜厚,來(lái)產(chǎn)生粘著力差異。
此外,本發(fā)明的晶片加工體中的聚合物層(a)可以部分地形成在附有電路的晶片的表面,且以能夠剝離的方式粘著。同樣地,聚合物層(a’)可以部分地形成在支撐體的表面,且以能夠剝離的方式粘著。即,本發(fā)明的晶片加工體用暫時(shí)粘著材料中的聚合物層(a)和/或(a’)可以去除一部分周邊部。由此,使聚合物層(b)與附有電路的晶片部分地直接積層,且聚合物層(b)與支撐體部分地直接積層,而可以降低在附有電路的晶片的加工中發(fā)生剝離的風(fēng)險(xiǎn)。
第二暫時(shí)粘著層(b)/熱固化性硅氧烷改性聚合物層
本發(fā)明的晶片加工體及晶片加工用暫時(shí)粘著材料的構(gòu)成要素、也就是熱固化性硅氧烷改性聚合物層(b),并無(wú)特別限定,只要是熱固化性硅氧烷改性聚合物層即可,但優(yōu)選為以由下述通式(2)或(4)表示的熱固化性硅氧烷改性聚合物為主要成分的熱固化性組合物的固化物的層。而且,聚合物層(b)可以并用由下述通式(2)表示的聚合物與由下述通式(4)表示的聚合物。此時(shí)的比例(聚合比)優(yōu)選為(2):(4)=0.1:99.9~99.9:0.1,更優(yōu)選為(2):(4)=1:99~99:1。
通式(2)的聚合物(酚性硅氧烷聚合物):
具有由下述通式(2)表示的重復(fù)單元且重均分子量為3000~500000、優(yōu)選為10000~100000的含硅氧烷鍵聚合物(含酚基含有機(jī)硅氧烷鍵高分子化合物);
式(2)中,r1~r4表示可相同或不同的碳原子數(shù)1~8的1價(jià)烴基;此外,m是1~100的整數(shù),b是正數(shù),a是0或正數(shù);x是由下述通式(3)表示的2價(jià)有機(jī)基團(tuán),
式(3)中,z是選自下述基團(tuán)中的任一種的2價(jià)有機(jī)基團(tuán),
n是0或1;此外,r5、r6分別是碳原子數(shù)1~4的烷基或烷氧基,可以彼此相同或不同;k是0、1、2中的任一者。
此時(shí),作為r1~r4的具體例,可以列舉甲基、乙基等烷基;以及苯基等;并且m是優(yōu)選為3~60、更優(yōu)選為8~40的整數(shù)。此外,b/a是0~20,尤其是0.5~5。
通式(4)的聚合物(環(huán)氧改性硅氧烷聚合物):
具有由下述通式(4)表示的重復(fù)單元且重均分子量為3000~500000的含硅氧烷鍵聚合物(含環(huán)氧基硅酮高分子化合物);
式(4)中,r1~r4表示可相同或不同的碳原子數(shù)1~8的1價(jià)烴基;此外,m是1~100的整數(shù),b是正數(shù),a是0或正數(shù);并且,y是由下述通式(5)表示的2價(jià)有機(jī)基團(tuán),
式(5)中,v是選自下述基團(tuán)中的任一種的2價(jià)有機(jī)基團(tuán),
p是0或1;此外,r7、r8分別是碳原子數(shù)1~4的烷基或烷氧基,可以彼此相同或不同;h是0、1、2中的任一者。
此時(shí),r1~r4、m的具體例與上述通式(2)相同。
以上述通式(2)和/或(4)的熱固化性硅氧烷改性聚合物為主要成分的熱固化性組合物,為了進(jìn)行熱固化,在通式(2)的酚性硅氧烷聚合物的情況下,是含有選自氨基縮合物、三聚氰胺樹脂、尿素樹脂、酚類化合物及環(huán)氧化合物中的任意1種以上作為交聯(lián)劑,所述氨基縮合物、三聚氰胺樹脂、尿素樹脂是經(jīng)福爾馬林或福爾馬林-醇類改性,所述酚類化合物在1分子中平均具有2個(gè)以上羥甲基或烷氧羥甲基,所述環(huán)氧化合物在1分子中平均具有2個(gè)以上環(huán)氧基。
此處,作為經(jīng)福爾馬林或福爾馬林-醇類改性后的氨基縮合物、三聚氰胺樹脂、尿素樹脂,可以列舉以下組合物。例如,經(jīng)福爾馬林或福爾馬林-醇類改性后的三聚氰胺樹脂(縮合物)可以通過(guò)以下方法來(lái)獲得:將改性三聚氰胺單體(例如三甲氧基甲基單羥甲基三聚氰胺)、或它的多聚物(例如二聚物、三聚物等低聚物)按照公知的方法,與甲醛進(jìn)行加成縮聚,直至成為所需分子量。而且,可以混合使用它們中的1種或2種以上。
此外,經(jīng)福爾馬林或福爾馬林-醇類改性后的尿素樹脂(縮合物)可以由以下方式制備:例如按照公知的方法,利用福爾馬林將所需分子量的尿素縮合物進(jìn)行羥甲化來(lái)改性,或進(jìn)一步利用醇類進(jìn)行烷氧化來(lái)改性。作為經(jīng)福爾馬林或福爾馬林-醇類改性后的尿素樹脂的具體例,可以列舉例如甲氧基甲基化尿素縮合物、乙氧基乙基化尿素縮合物及丙氧基甲基化尿素縮合物等。而且,可以混合使用它們中的1種或2種以上。
此外,作為在1分子中平均具有2個(gè)以上羥甲基或烷氧羥甲基的酚類化合物,可以列舉例如(2-羥基-5-甲基)-1,3-苯二甲醇、2,2’,6,6’-四甲氧基甲基雙酚a等。而且,可以混合使用這些酚類化合物的1種或2種以上。
另一方面,在通式(4)的環(huán)氧改性硅氧烷聚合物的情況下,作為交聯(lián)劑,含有下述中的任1種以上:在1分子中平均具有2個(gè)以上環(huán)氧基的環(huán)氧化合物、或在1分子中平均具有2個(gè)以上酚基的酚類化合物。
此處,作為用于通式(2)和(4)的具有多官能環(huán)氧基的環(huán)氧化合物,并無(wú)特別限制,尤其是雙官能、三官能及四官能以上的多官能環(huán)氧樹脂,可以含有例如日本化藥(股)(nipponkayakuco.,ltd.)制造的eocn-1020、eocn-102s、xd-1000、nc-2000-l、eppn-201、gan、nc6000和下述式的交聯(lián)劑。
在熱固化性硅氧烷改性聚合物為上述通式(4)的環(huán)氧改性硅氧烷聚合物的情況下,作為其交聯(lián)劑,可以列舉如旭有機(jī)材工業(yè)(asahiorganicchemicalsindustryco.,ltd.)制造的ep-6030g這樣的間類、對(duì)類的甲酚酚醛清漆樹脂、如本州化學(xué)(honshuchemicalindustryco.,ltd.)制造的tris-p-pa這樣的三官能酚類化合物以及如旭有機(jī)材工業(yè)制造的tep-tpa這樣的四官能性酚類化合物等。
相對(duì)于上述熱固化性硅氧烷改性聚合物100質(zhì)量份,交聯(lián)劑的調(diào)配量為0.1~50質(zhì)量份,優(yōu)選為0.1~30質(zhì)量份,進(jìn)一步優(yōu)選為1~20質(zhì)量份,也可混合調(diào)配2種或3種以上。
此外,相對(duì)于熱固化性硅氧烷改性聚合物100質(zhì)量份,也可以含有10質(zhì)量份以下的酸酐等固化催化劑。
此外,也可以將含有熱固化性硅氧烷改性聚合物等的組合物溶解于溶液中,并利用涂布、具體來(lái)說(shuō)為旋涂、滾壓涂布機(jī)及模具涂布機(jī)等方法,形成在聚合物層(a)或(a’)上。此時(shí),可以列舉例如:環(huán)己酮、環(huán)戊酮及甲基-2-正戊基酮等酮類;3-甲氧基丁醇、3-甲基-3-甲氧基丁醇、1-甲氧基-2-丙醇及1-乙氧基-2-丙醇等醇類;丙二醇單甲醚、乙二醇單甲醚、丙二醇單乙醚、乙二醇單乙醚、丙二醇二甲醚及二乙二醇二甲醚等醚類;以及,丙二醇單甲醚乙酸酯、丙二醇單乙醚乙酸酯、乳酸乙酯、丙酮酸乙酯、醋酸丁酯、3-甲氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸乙酯、醋酸叔丁酯、丙酸叔丁酯、丙二醇單叔丁醚乙酸酯及γ-丁內(nèi)酯等酯類等;可以單獨(dú)使用其中1種,或并用2種以上。
而且,也可以相對(duì)于熱固化性硅氧烷改性聚合物100質(zhì)量份,添加50質(zhì)量份以下的公知的抗氧化劑、氧化硅等填料,以進(jìn)一步提高耐熱性。進(jìn)一步,也可以添加界面活性劑,以提高涂布均勻性。
作為可以添加至聚合物層(b)中的抗氧化劑的具體例,可以列舉四[亞甲基-(3,5-二-叔丁基-4-羥基氫化桂皮酸)]甲烷(tetrakis[methylene(3,5-di-t-butyl-4-hydrocinnamate)]methane)(商品名:adekastabao-60)等受阻酚類化合物。
本發(fā)明的晶片加工體及晶片加工用暫時(shí)粘著材料中的熱固化性硅氧烷改性聚合物層(b),根據(jù)晶片側(cè)的高低差,膜厚優(yōu)選為15~150μm,更優(yōu)選為20~120μm。如果膜厚是15μm以上,可以充分經(jīng)受得住晶片薄型化的磨削步驟;而如果是150μm以下,在tsv形成步驟等熱處理步驟中,不用擔(dān)心樹脂發(fā)生變形,可以經(jīng)受得住實(shí)際使用,因而優(yōu)選。
任意成分
本發(fā)明的晶片加工用暫時(shí)粘著材料中,可以添加除上述各成分以外的任意成分??梢允褂美缦率龀煞只蛩鼈兊幕旌先軇┑龋壕鄱谆柩跬?、聚二甲基二苯硅氧烷等非反應(yīng)性聚有機(jī)硅氧烷;酚類、醌類、胺類、磷類、亞磷酸酯類、硫類及硫醚類等的抗氧化劑;三唑類、二苯甲酮類等光穩(wěn)定劑;磷酸酯類、鹵素類、磷類及銻類等的阻燃劑;陽(yáng)離子活性劑、陰離子活性劑及非離子系活性劑等抗靜電劑;作為用于降低涂覆時(shí)的粘度的溶劑的甲苯、二甲苯等芳香族類溶劑;己烷、辛烷及異石蠟等脂肪族類溶劑;甲基乙基酮、甲基異丁基酮等酮類溶劑;乙酸乙酯、乙酸異丁酯等酯類溶劑;以及,二異丙醚、1,4-二噁烷等醚類溶劑。
薄型晶片的制造方法
本發(fā)明的薄型晶片的制造方法的特征在于,使用由以下的三層構(gòu)成的復(fù)合暫時(shí)粘著材料層,來(lái)作為具有半導(dǎo)體電路等的晶片和支撐體的粘著層:膜厚不足100nm的熱塑性有機(jī)聚硅氧烷聚合物層(a)、熱固化性硅氧烷改性聚合物層(b)以及膜厚不足100nm的熱塑性有機(jī)聚硅氧烷聚合物層(a’)。利用本發(fā)明的制造方法所獲得的薄型晶片的厚度,典型的是5~300μm,更典型的是10~100μm。
本發(fā)明的薄型晶片的制造方法具有步驟(a)~(f)。此外,根據(jù)需要,還具有步驟(g)~(j)。步驟(a)
步驟(a)為以下步驟:將晶片(附有電路的晶片)的電路形成面隔著復(fù)合暫時(shí)粘著材料層來(lái)接合于支撐體時(shí),在真空下將支撐體、與積層有所述聚合物層(a)的附有電路的晶片進(jìn)行貼合,所述晶片的表面具有電路形成面且背面具有非電路形成面,所述復(fù)合暫時(shí)粘著材料層是由上述本發(fā)明的晶片加工體中所使用的熱塑性有機(jī)聚硅氧烷聚合物層(a)、熱固化性硅氧烷改性聚合物層(b)及熱塑性有機(jī)聚硅氧烷聚合物層(a)構(gòu)成,所述聚合物層(a’)積層于所述支撐體上且所述聚合物層(b)積層于該聚合物層(a’)上;或者,在真空下將附有電路的晶片與所述支撐體進(jìn)行貼合,所述聚合物層(a)積層于所述電路形成面上且所述聚合物層(b)積層于該聚合物層(a)上。
另外,在上述三層的暫時(shí)粘著材料層中,通過(guò)利用能夠溶解的溶劑來(lái)去除熱塑性有機(jī)聚硅氧烷聚合物層也就是第一暫時(shí)粘著材料層和第三暫時(shí)粘著材料層的一部分周邊部,可以在基板和支撐體上部分地形成粘著層。在去除一部分的粘著層時(shí),可以如上所述地選擇第一暫時(shí)粘著材料層與第三暫時(shí)粘著材料層兩者,也可以僅選擇第一暫時(shí)粘著材料層、或僅選擇第三暫時(shí)粘著材料層。
具有電路形成面和非電路形成面的晶片,是一面為電路形成面且另一面為非電路形成面的晶片。本發(fā)明可應(yīng)用的晶片通常為半導(dǎo)體晶片。作為該半導(dǎo)體晶片的一個(gè)示例,除了硅晶片,還可以列舉鍺晶片、鎵-砷晶片、鎵-磷晶片及鎵-砷-鋁晶片等。該晶片的厚度并無(wú)特別限制,但典型的是600~800μm,更典型的是625~775μm。
作為支撐體,沒有任何限制,但可以使用硅晶片、玻璃板或石英晶片等基板。在本發(fā)明中,不需要通過(guò)支撐體對(duì)暫時(shí)粘著材料層照射輻射能量線,支撐體也可以不具備透光性。
聚合物層(b)能夠以薄膜的形式形成于晶片和支撐體上,或者,聚合物層(a)、(b)及(a’)可以通過(guò)利用旋涂等方法將各自的溶液形成于晶片和支撐體上。此時(shí),在旋涂后,根據(jù)它們的溶劑的揮發(fā)條件,以80~200℃的溫度,預(yù)先進(jìn)行預(yù)焙后,以供使用。
形成有聚合物層(a)、(b)及(a’)的晶片和支撐體,是形成為通過(guò)下述方式來(lái)接合而成的基板:隔著聚合物層(b)且積層有聚合物層(a)和聚合物層(a’),并各自貼合。此時(shí),優(yōu)選以40~200℃、更優(yōu)選以60~180℃的溫度范圍,在此溫度減壓下,將此基板均勻壓接,從而形成一種由晶片與支撐體接合而成的晶片加工體(積層體基板)。如上所述,此晶片加工體中的聚合物層(a)、(a’)的膜厚各自不足100nm。
作為晶片貼合裝置,可以列舉市售的晶片接合裝置,例如evg公司(evgroup,inc.)的evg520is、850tb、suss公司的xbc300等。
步驟(b)
步驟(b)是使所述聚合物層(b)熱固化的步驟。在形成上述晶片加工體(積層體基板)形成后,以120~220℃、優(yōu)選以150~200℃,加熱10分鐘~4小時(shí)、優(yōu)選加熱30分鐘~2小時(shí),來(lái)進(jìn)行所述聚合物層(b)的固化。
步驟(c)
步驟(c)是對(duì)與支撐體接合而成的晶片的非電路形成面進(jìn)行磨削或研磨的步驟,也就是對(duì)步驟(a)中貼合而得的晶片加工體的晶片背面?zhèn)冗M(jìn)行磨削或研磨來(lái)使該晶片的厚度變薄的步驟。晶片背面的磨削加工的方式并無(wú)特別限制,采用公知的磨削方式。優(yōu)選為,對(duì)晶片和磨石(金剛石等)一邊潑水冷卻一邊進(jìn)行磨削。作為對(duì)晶片背面進(jìn)行磨削加工的裝置,可以列舉例如(股)迪思科(discocorporation)制造的dag-810(商品名)等。此外,還可以對(duì)晶片背面?zhèn)冗M(jìn)行cmp磨削。
步驟(d)
步驟(d)是對(duì)已對(duì)非電路形成面進(jìn)行磨削后的晶片、也就是對(duì)已利用背面磨削而薄型化后的晶片的非電路形成面實(shí)施加工的步驟。此步驟中包含晶片級(jí)(waferlevel)所使用的各種工序。作為示例,可以列舉晶片表面處理、電極形成、金屬配線形成及保護(hù)膜形成等。更具體來(lái)說(shuō),可以列舉下述以往公知的工序:晶片表面處理所需的cvd、激光退火、形成電極等所需的金屬濺鍍、蒸鍍;對(duì)金屬濺鍍層進(jìn)行蝕刻的濕式蝕刻;涂布用于作為形成金屬配線的掩膜的抗蝕劑、曝光以及顯影,來(lái)形成圖案;抗蝕劑的剝離;干式蝕刻;金屬電鍍的形成;表面保護(hù)用的有機(jī)膜形成;tsv形成所需的硅蝕刻;以及,硅表面的氧化膜形成等。這種工序中,優(yōu)選為,需要在直至400℃左右的高溫范圍內(nèi),具有廣泛作為晶片加工體的耐受性,尤其最好是在300℃以上的溫度仍然具有強(qiáng)度和壽命的晶片加工體。
步驟(e)
步驟(e)是將支撐體及積層于此支撐體上的所述聚合物層(a’)在成為一體的狀態(tài)下從在步驟(d)中實(shí)施加工后的晶片上剝離的步驟,也就是,對(duì)薄型化的晶片實(shí)施各種加工后,將支撐體和聚合物層(a’)在成為一體的狀態(tài)下從晶片加工體上剝離的步驟。此剝離步驟可以列舉以下方法:機(jī)械剝離方法,一般是在室溫至60℃左右的較低溫的條件下實(shí)施,并且是預(yù)先水平地固定晶片加工體的晶片或支撐體中的一方,并從水平方向以一定的角度地抬起另一方;以及,揭膜剝離方法,是在磨削后的晶片的磨削面上粘貼保護(hù)薄膜,以剝除晶片與保護(hù)薄膜的方式,從晶片加工體剝離等。
可以對(duì)本發(fā)明應(yīng)用這些剝離方法中的任一種。當(dāng)然不限定于上述方法。這些剝離方法通常是在室溫下實(shí)施。
此外將支撐體和聚合物層(a’)在成為一體的狀態(tài)下從實(shí)施上述(e)加工后的晶片上剝離的步驟,優(yōu)選為包含以下步驟:
步驟(g),是將切割膠帶粘著在實(shí)施加工后的晶片的加工面(背面)上;
步驟(h),是將切割膠帶面真空吸附于吸附面上;以及,
步驟(i),是在吸附面的溫度為10℃~100℃的溫度范圍內(nèi),利用撕拉的方式,將支撐體和聚合物層(a’)從實(shí)施加工后的所述晶片上剝離。
這樣一來(lái),可以容易地將支撐體和聚合物層(a’)從實(shí)施加工后的所述晶片上剝離,而且可以容易地進(jìn)行后續(xù)切割步驟。另外,切割膠帶可以使用公知的切割膠帶,其是使用聚酯、聚乙烯薄膜等而得。
步驟(f)
步驟(f)是在步驟(e)中將所述支撐體和聚合物層(a’)剝離后,利用膠帶揭膜等來(lái)將所述聚合物層(b)從實(shí)施加工后的晶片上剝離的步驟。
此剝離步驟,一般是在室溫至60℃左右的較低溫的條件下實(shí)施。作為步驟(f)中的剝離方法,可以列舉以下方法:預(yù)先水平地固定已進(jìn)行步驟(e)后的晶片加工體的晶片,并對(duì)露出的聚合物層(b)貼合剝離用的膠帶材料,然后通過(guò)以剝除此膠帶材料的方式,來(lái)將聚合物層(b)從實(shí)施加工后的晶片剝離。
作為膠帶材料,如果能夠剝離,那么任何膠帶材料均可以使用,尤其,優(yōu)選為使用了硅酮粘著材料的膠帶,適合使用例如寺岡制作所股份有限公司制造的聚酯薄膜粘著膠帶no.646s、no.648等。
此外優(yōu)選為,在實(shí)施步驟(f)之后,進(jìn)行以下步驟:步驟(j),是將剝離后的晶片的電路形成面上殘留的暫時(shí)粘著層去除。在利用所述步驟(f)剝離后的晶片的電路形成面上,可能會(huì)殘留部分暫時(shí)粘著層(a),該暫時(shí)粘著層(a)去除,可以利用例如洗滌晶片來(lái)進(jìn)行。
所述步驟(j)中,如果是能夠?qū)簳r(shí)粘著材料層中的(a)層也就是熱塑性有機(jī)聚硅氧烷聚合物層溶解的洗滌液,那么全部都可以使用,具體來(lái)說(shuō),可以列舉:戊烷、己烷、環(huán)己烷、癸烷、異壬烷、對(duì)薄荷烷、蒎烯、異十二烷及檸檬烯等。這些溶劑可以單獨(dú)使用1種或組合2種以上使用。此外,當(dāng)難以去除時(shí),也可在上述溶劑中添加堿類、酸類。作為堿類的示例,可以使用:乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、三乙胺及氨等胺類;以及,氫氧化四甲銨等銨鹽。作為酸類,可以使用醋酸、草酸、苯磺酸及十二烷基苯磺酸等有機(jī)酸。添加量是以洗滌液中濃度計(jì),為0.01~10質(zhì)量%,優(yōu)選為0.1~5質(zhì)量%。此外,還可以添加現(xiàn)有的界面活性劑,以提高殘留物的去除性。作為洗滌方法,可以是以下方式:使用上述液體并利用攪棒進(jìn)行洗滌;利用噴霧器噴霧的方式來(lái)洗滌;或浸漬于洗滌液槽。適宜的溫度為10~80℃,優(yōu)選為15~65℃,必要的情況下,也可以通過(guò)在用這些溶解液來(lái)使(a)層溶解之后,最終進(jìn)行水洗或用醇類進(jìn)行沖洗,并施加干燥處理,從而獲得薄型晶片。
實(shí)施例
以下,示出實(shí)施例和比較例,更具體地說(shuō)明本發(fā)明,但本發(fā)明并不限定于下述實(shí)施例。
樹脂合成例1
在四頸燒瓶?jī)?nèi)裝入八甲基環(huán)四硅氧烷1000g(3.38摩爾)及六甲基二硅氮烷0.24g(0.0015摩爾),將溫度保持在110℃。然后,在其中加入10質(zhì)量%的四丁基氫氧化膦硅烷三醇(tetrabutylphosphoniumhydroxidesiliconate)4g,經(jīng)4小時(shí)聚合后,以160℃進(jìn)行后處理2小時(shí),獲得二甲基聚硅氧烷。
利用29si-nmr法調(diào)查此二甲基聚硅氧烷的d單元和m單元的比例后,鑒定出為下述結(jié)構(gòu)的二甲基聚硅氧烷,其d單元為99.978%、m單元為0.022%、并且聚合度大約為9000。
將此二甲基聚硅氧烷500g溶解于己烷500g中后,將其投入2l的丙酮中,回收析出的樹脂,然后,在真空下去除己烷等,獲得二甲基聚硅氧烷聚合物(a1),其分子量為740以下的低分子量成分為0.05質(zhì)量%且重均分子量為700000。
樹脂合成例2
在四頸燒瓶?jī)?nèi)裝入八甲基環(huán)四硅氧烷1000g(3.38摩爾)及三(三甲基硅烷氧基)甲基硅烷0.93g(0.003摩爾),將溫度保持在110℃。然后,在其中加入10質(zhì)量%的四丁基氫氧化膦硅烷三醇4g,經(jīng)4小時(shí)聚合后,以160℃進(jìn)行后處理2小時(shí),獲得二甲基聚硅氧烷。
利用29si-nmr法調(diào)查此二甲基聚硅氧烷的d單元、m單元、t單元各自的比例后,鑒定出為下述結(jié)構(gòu)的支鏈狀二甲基聚硅氧烷,其d單元為99.911%、m單元為0.067%、t單元為0.022%。
將此支鏈狀二甲基聚硅氧烷500g溶解于己烷500g中后,將其投入2l的丙酮中,回收析出的樹脂,然后,在真空下去除己烷等,獲得二甲基聚硅氧烷聚合物(a2),其分子量為740以下的低分子量成分為0.07質(zhì)量%且重均分子量為400000。
樹脂合成例3
在四頸燒瓶?jī)?nèi)將二甲基聚硅氧烷80份、甲基聚硅氧烷樹脂20份溶解于甲苯900份中,所述二甲基聚硅氧烷是分子鏈兩末端被羥基封閉的生橡膠狀二甲基聚硅氧烷(通式(1)中,n是9000),且其30%甲苯溶液在25℃的粘度為98000mpa.s,所述甲基聚硅氧烷樹脂是由(ch3)3sio1/2單元0.75摩爾與sio4/2單元1摩爾的比例構(gòu)成,并且在固體成分100中包含1.0摩爾%的羥基。在所獲得的溶液中添加28%的氨水1份,并在室溫?cái)嚢?4小時(shí),進(jìn)行縮合反應(yīng)。接下來(lái),在減壓狀態(tài)下加熱至180℃,來(lái)去除甲苯、縮合水、氨等,獲得固體化的部分縮合物。對(duì)上述所獲得的部分縮合物100份添加甲苯900份,來(lái)使其溶解。在此溶液中添加六甲基二硅氮烷20份,并在130℃攪拌3小時(shí),來(lái)封閉殘留的羥基。接下來(lái),在減壓狀態(tài)下加熱至180℃,來(lái)去除溶劑等,獲得固體化的非反應(yīng)性部分縮合物。進(jìn)一步,對(duì)上述非反應(yīng)性縮合物100份添加己烷900份,使其溶解后,將其投入2000份的丙酮中,回收析出的樹脂,然后,在真空下去除己烷等,獲得二甲基聚硅氧烷聚合物(a3),其分子量740以下的低分子量成分為0.05質(zhì)量%且重均分子量為950000。
樹脂合成例4
在四頸燒瓶?jī)?nèi)將二甲基聚硅氧烷90份、甲基聚硅氧烷樹脂10份溶解于甲苯900份中,所述二甲基聚硅氧烷是分子鏈兩末端被羥基封閉的生橡膠狀二甲基聚硅氧烷(通式(1)中,n是9000),且其30%甲苯溶液在25℃的粘度為98000mpa.s,所述甲基聚硅氧烷樹脂是由(ch3)3sio1/2單元0.75摩爾與sio4/2單元1摩爾的比例構(gòu)成,并且在固體成分100中包含1.0摩爾%的羥基。在所獲得的溶液中添加28%的氨水1份,并在室溫?cái)嚢?4小時(shí),進(jìn)行縮合反應(yīng)。接下來(lái),在減壓狀態(tài)下加熱至180℃,來(lái)去除甲苯、縮合水、氨等,獲得固體化的部分縮合物。對(duì)此部分縮合物100份添加甲苯900份,來(lái)使其溶解。在此溶液中添加六甲基二硅氮烷20份,并在130℃攪拌3小時(shí),來(lái)封閉殘留的羥基。接下來(lái),在減壓狀態(tài)下加熱至180℃,來(lái)去除溶劑等,獲得固體化的非反應(yīng)性部分縮合物。進(jìn)一步,對(duì)上述非反應(yīng)性縮合物100份添加己烷900份,使其溶解后,將其投入2000份的丙酮中,回收析出的樹脂,然后,在真空下去除己烷等,獲得二甲基聚硅氧烷聚合物(a4),其分子量740以下的低分子量成分為0.05質(zhì)量%且重均分子量為900000。
樹脂合成例5
在四頸燒瓶?jī)?nèi)將二甲基聚硅氧烷95份、甲基聚硅氧烷樹脂5份溶解于甲苯900份中,所述二甲基聚硅氧烷是分子鏈兩末端被羥基封閉的生橡膠狀二甲基聚硅氧烷(通式(1)中,n是9000),且其30%甲苯溶液在25℃的粘度為98000mpa.s,所述甲基聚硅氧烷樹脂是由(ch3)3sio1/2單元0.75摩爾與sio4/2單元1摩爾的比例構(gòu)成,并且在固體成分100中包含1.0摩爾%的羥基。在所獲得的溶液中添加28%的氨水1份,并在室溫?cái)嚢?4小時(shí),進(jìn)行縮合反應(yīng)。接下來(lái),在減壓狀態(tài)下加熱至180℃,來(lái)去除甲苯、縮合水、氨等,獲得固體化的部分縮合物。對(duì)此部分縮合物100份添加甲苯900份,來(lái)使其溶解。在此溶液中添加六甲基二硅氮烷20份,并在130℃攪拌3小時(shí),來(lái)封閉殘留的羥基。接下來(lái),在減壓狀態(tài)下加熱至180℃,來(lái)去除溶劑等,獲得固體化的非反應(yīng)性部分縮合物。進(jìn)一步,對(duì)上述非反應(yīng)性縮合物100份添加己烷900份,使其溶解后,將其投入2000份的丙酮中,回收析出的樹脂,然后,在真空下去除己烷等,獲得二甲基聚硅氧烷聚合物(a5),其分子量740以下的低分子量成分為0.05質(zhì)量%且重均分子量為800000。
樹脂合成例6
在具備攪拌機(jī)、溫度計(jì)、氮?dú)馊〈b置及回流冷卻器的燒瓶?jī)?nèi),裝入9,9’-雙(3-烯丙基-4-羥基苯)芴(m-1)43.1g、由平均結(jié)構(gòu)式(m-3)表示的有機(jī)氫硅氧烷29.5g、甲苯135g、氯鉑酸0.04g,升溫至80℃。然后,經(jīng)1小時(shí)將1,4-雙(二甲基硅烷基)苯(m-5)17.5g滴入燒瓶?jī)?nèi)。此時(shí),燒瓶?jī)?nèi)溫度上升至85℃。滴入完成后,進(jìn)一步以80℃熟化2小時(shí)后,餾去甲苯,并添加環(huán)己酮80g,獲得以樹脂固體成分濃度50質(zhì)量%的環(huán)己酮作為溶劑的樹脂溶液(b1)。利用gpc測(cè)定此樹脂溶液中的樹脂的分子量后,以聚苯乙烯換算,重均分子量為45000。
樹脂合成例7
在具備攪拌機(jī)、溫度計(jì)、氮?dú)馊〈b置及回流冷卻器的5l燒瓶?jī)?nèi),將環(huán)氧化合物(m-2)84.1g溶解于甲苯600g中后,加入化合物(m-3)294.6g、化合物(m-4)25.5g,升溫至60℃。然后,投入碳載鉑催化劑(5質(zhì)量%)1g,確認(rèn)內(nèi)部反應(yīng)溫度升溫至65~67℃后,進(jìn)一步,升溫至90℃,熟化3小時(shí)。接著冷卻至室溫后,加入甲基異丁基酮(methylisobutylketone,mibk)600g,利用過(guò)濾器將本反應(yīng)溶液進(jìn)行加壓過(guò)濾,來(lái)去除鉑催化劑。將此樹脂溶液中的溶劑減壓餾去,并添加丙二醇甲醚醋酸酯(propyleneglycolmonomethyletheracetate,pgmea)270g,獲得以固體成分濃度60質(zhì)量%的pgmea作為溶劑的樹脂溶液(b2)。利用gpc測(cè)定此樹脂溶液中的樹脂的分子量后,以聚苯乙烯換算,重均分子量為28000。
溶液的制備例1
將聚合物(a1)0.5g溶解于異十二烷100g中,利用0.2μm的膜過(guò)濾器進(jìn)行過(guò)濾后,獲得二甲基聚硅氧烷聚合物的異十二烷溶液(a-1)。
溶液的制備例2
將聚合物(a2)0.3g溶解于異十二烷100g中,用0.2μm的膜過(guò)濾器進(jìn)行過(guò)濾后,獲得二甲基聚硅氧烷聚合物的異十二烷溶液(a-2)。
溶液的制備例3
將聚合物(a3)0.1g溶解于異十二烷100g中,利用0.2μm的膜過(guò)濾器進(jìn)行過(guò)濾后,獲得二甲基聚硅氧烷聚合物的異十二烷溶液(a-3)。
溶液的制備例4
將聚合物(a4)1.0g溶解于異十二烷100g中,利用0.2μm的膜過(guò)濾器進(jìn)行過(guò)濾后,獲得二甲基聚硅氧烷聚合物的異十二烷溶液(a-4)。
溶液的制備例5
將聚合物(a5)0.3g溶解于異十二烷100g中,利用0.2μm的膜過(guò)濾器進(jìn)行過(guò)濾后,獲得二甲基聚硅氧烷聚合物的異十二烷溶液(a-5)。
溶液的制備例6
將聚合物(a4)1.5g溶解于異十二烷100g中,利用0.2μm的膜過(guò)濾器進(jìn)行過(guò)濾后,獲得二甲基聚硅氧烷聚合物的異十二烷溶液(a-6)。
溶液的制備例7
將樹脂溶液(b1)50g中添加作為交聯(lián)劑的環(huán)氧交聯(lián)劑也就是eocn-1020(日本化藥股份有限公司制)7.5g、作為固化催化劑的和光純藥工業(yè)股份有限公司制造的bsdm(雙(叔丁基磺?;?重氮甲烷)0.2g,進(jìn)一步添加作為抗氧化劑的四(3,5-二叔丁基-4-羥基氫化肉桂酸)季戊四醇酯(商品名:adkstabao-60)0.1g,利用0.2μm的膜濾器進(jìn)行過(guò)濾,獲得樹脂溶液(b-1)。
溶液的制備例8
在樹脂溶液(b2)100g中添加四官能酚類化合物也就是tep-tpa(旭有機(jī)材工業(yè)制)9g、四氫鄰苯二甲酸酐(新日本理化(股)(newjapanchemicalco.,ltd.)制,rikacidhh-a)0.2g,利用0.2μm的膜濾器進(jìn)行過(guò)濾,獲得樹脂溶液(b-2)。
比較制備例1
將聚合物(a1)2.5g溶解于異十二烷100g中,利用0.2μm的膜過(guò)濾器進(jìn)行過(guò)濾后,獲得二甲基聚硅氧烷聚合物的異十二烷溶液(a-7)。
實(shí)施例1~7及比較例1~5
將上述樹脂溶液(a-1)~(a-7)旋涂于直徑200mm硅晶片(厚度:725μm)上后,利用加熱板,以180℃加熱5分鐘,由此將與(a)層相對(duì)應(yīng)的材料成膜于晶片凸塊形成面上,所述硅晶片的整個(gè)表面上形成有高度10μm且直徑40μm的銅柱(copperpost)。另外,關(guān)于實(shí)施例6,在旋涂后使用異十二烷,并以表1所示的寬度對(duì)晶片外周部的(a)層進(jìn)行切邊(edgecutting)處理。另一方面,將直徑200mm(厚度:500μm)的玻璃板作為支撐體,將與(a’)層相對(duì)應(yīng)的聚合物溶液同樣旋涂于此玻璃支撐體上。然后進(jìn)一步在加熱板上以180℃加熱5分鐘。將與(b)層相對(duì)應(yīng)的聚合物溶液同樣旋涂于此支撐體上的(a’)層上。然后進(jìn)一步在加熱板上以150℃加熱3分鐘,使(b)層暫時(shí)固化。在真空貼合裝置內(nèi),按照表1所示的條件,將以這樣的方式制作的硅晶片與玻璃板,以使各自的樹脂面相合的方式貼合,來(lái)制造積層體(壓接條件)。表1示出此積層體(晶片加工體)中的(a)層、(b)層及(a’)層的膜厚。而且,(a)層、(b)層及(a’)層的膜厚是使用以下值:利用光干涉式膜厚計(jì)(大日本網(wǎng)屏制造公司(dainipponscreenmfg.co.,ltd.)制造的vm-1210),來(lái)測(cè)定在相同條件下旋涂在200mm承載硅晶片上時(shí)的膜厚。
另外,此處,使用玻璃板作為支撐體,以便能夠以目測(cè)來(lái)判斷基板粘著后的異常,但也可以使用矽晶片等不透可見光的基板。
然后,對(duì)此接合后的基板進(jìn)行下述試驗(yàn),將實(shí)施例和比較例的結(jié)果示于表1。此外,按照下述的順序?qū)嵤┰u(píng)價(jià),評(píng)價(jià)過(guò)程中,當(dāng)基板為異常(判定“×”或“△”)時(shí),中止后續(xù)評(píng)價(jià),并記載為“-”。
粘著性試驗(yàn)
200mm的晶片接合是使用evg公司的晶片接合裝置evg520is進(jìn)行。接合溫度為表1所述的值,接合時(shí)的腔室內(nèi)壓力為10-3mbar以下、載重為5kn來(lái)實(shí)施。接合后,暫時(shí)使用烘箱以180℃加熱基板1小時(shí),并實(shí)施(b)層的固化后,冷卻至室溫,以目測(cè)確認(rèn)后續(xù)界面的粘著狀況,當(dāng)界面上未發(fā)生氣泡等異常時(shí)評(píng)價(jià)為良好并標(biāo)示為“○”;當(dāng)發(fā)生異常時(shí)評(píng)價(jià)為不良并標(biāo)示為“×”。
背面磨削耐受性試驗(yàn)
在磨床(disco制,dag810)上利用金剛石磨石對(duì)硅晶片的背面進(jìn)行磨削。最后將基板厚度磨至50μm后,利用光學(xué)顯微鏡(100倍)來(lái)檢查有無(wú)裂紋、剝離等異常。當(dāng)未發(fā)生異常時(shí)評(píng)價(jià)為良好并標(biāo)示為“○”;當(dāng)發(fā)生異常時(shí)評(píng)價(jià)為不良并標(biāo)示為“×”。
另外,對(duì)于實(shí)施例3和6,在對(duì)背面進(jìn)行磨削后,利用切割機(jī)(disco制)對(duì)經(jīng)磨削背面后的晶片進(jìn)行切割處理。用以下的設(shè)定進(jìn)行切割:芯片尺寸10×10mm,深度是切割至背面磨削晶片及(a)層與(b)層的中間為止,且(a’)和支撐體不被切斷。關(guān)于進(jìn)行切割處理后,是在表1中記載為有無(wú)切割。
耐熱性試驗(yàn)
將硅晶片背面經(jīng)過(guò)研磨后的積層體,加入到氮?dú)猸h(huán)境下的200℃烘箱內(nèi)2小時(shí)后,在320℃的加熱板上加熱10分鐘后,檢查有無(wú)外觀異常。當(dāng)外觀未發(fā)生異常時(shí)評(píng)價(jià)為良好并標(biāo)示為“○”;當(dāng)發(fā)生空隙、晶片膨脹等外觀異常時(shí)標(biāo)示為“×”。
支撐體剝離性試驗(yàn)
使用切割框(dicingframe),在完成耐熱性試驗(yàn)的薄型化至50μm的晶片加工面(非電路形成面)側(cè)粘貼切割膠帶,通過(guò)真空吸附將此切割膠帶面配置于吸附板上。然后,在室溫下,通過(guò)利用鑷子將玻璃基板的1點(diǎn)抬起,來(lái)將玻璃基板剝離。當(dāng)可以在不破壞的前提下使50μm的晶片剝離時(shí)標(biāo)示為“○”;當(dāng)發(fā)生破壞等異常時(shí)評(píng)價(jià)為不良并標(biāo)示為“×”。另外,只有進(jìn)行了切邊處理的實(shí)施例6,是先利用切割機(jī)對(duì)切邊部分進(jìn)行修整(trimming)處理,再進(jìn)行試驗(yàn)。
膠帶揭膜剝離性試驗(yàn)
接著通過(guò)對(duì)切割膠帶面真空吸附,來(lái)將完成至支撐體剝離性試驗(yàn)為止的試驗(yàn)的晶片安裝到吸附板上。然后,將寺岡制作所制造的聚酯薄膜粘著膠帶no.648貼在露出于表面的聚合物層(b)上,通過(guò)進(jìn)行揭膜剝離來(lái)將聚合物層(b)從晶片上剝離。當(dāng)可以在不破壞的前提下使50μm的晶片剝離時(shí)標(biāo)示為“○”;當(dāng)發(fā)生破壞等異常時(shí)評(píng)價(jià)為不良并標(biāo)示為“×”。另外,關(guān)于對(duì)外周部進(jìn)行了切邊處理的實(shí)施例6,如果可以僅剝離了未進(jìn)行切邊處理的部分,那么評(píng)價(jià)為“○”
洗滌去除性試驗(yàn)
對(duì)于上述膠帶揭膜剝離性試驗(yàn)結(jié)束后隔著切割膠帶配置于切割框上的200mm晶片(暴露于耐熱性試驗(yàn)條件),使粘著層朝上地配置于旋涂機(jī)上,將異壬烷作為洗滌溶劑噴霧3分鐘后,使晶片旋轉(zhuǎn)并利用噴霧異丙醇(isopropylalcohol;ipa)來(lái)進(jìn)行沖洗。然后,觀察外觀,以目測(cè)檢查有無(wú)殘留的粘著材料樹脂。當(dāng)看不到樹脂殘留時(shí)評(píng)價(jià)為良好并標(biāo)示為“○”;當(dāng)看到樹脂殘留時(shí)評(píng)價(jià)為不良并標(biāo)示為“×”。
揭膜剝離力試驗(yàn)
在與上述各實(shí)施例和比較例進(jìn)行制造時(shí)相同的條件下,在硅晶片上形成聚合物層(a)來(lái)作為支撐體,并在支撐體上形成聚合物層(b),在實(shí)施聚合物層(b)的固化后,粘貼5條長(zhǎng)150mm×寬25mm的聚酰亞胺膠帶,并去除未被膠帶覆蓋的部分的(b)層,所述硅晶片形成有與至上述洗滌去除性試驗(yàn)為止所使用的相同的銅柱。使用島津制作所公司的autograph(ag-1),從膠帶的一端以180°剝離來(lái)揭下120mm,將此時(shí)花費(fèi)的平均力(120mm行程×5次),作為(a)層的揭膜剝離力。
同樣地,在與上述各實(shí)施例和比較例進(jìn)行制造時(shí)相同的條件下,在承載硅晶片上形成聚合物層(a’),并在所述聚合物層(a’)上形成聚合物層(b),在實(shí)施聚合物層(b)的固化后,粘貼5條長(zhǎng)150mm×寬25mm的聚酰亞胺膠帶,并去除未被膠帶覆蓋的部分的(b)層。使用島津制作所公司的autograph(ag-1),從膠帶的一端以180°剝離來(lái)揭下120mm,將此時(shí)花費(fèi)的平均力(120mm行程×5次),作為(a’)層的揭膜剝離力。
表1
由表1所示可知,在滿足本發(fā)明的要件的實(shí)施例1~7中,較容易暫時(shí)粘著和剝離。進(jìn)一步,在實(shí)施例3和6中,在剝離前進(jìn)行了切割處理,即便如此也可以無(wú)問題地剝離。此外,即便對(duì)薄化后的晶片實(shí)施320℃的高溫耐熱試驗(yàn),也未發(fā)生空隙和晶片損壞等問題。另一方面,比較例1是在實(shí)施例2中不涂布(a)層的情況,無(wú)法對(duì)(b)層進(jìn)行膠帶揭膜剝離。此外,比較例2是不涂布(b)層的情況,無(wú)法使其粘著。此外,比較例3是不涂布(a’)層的情況,無(wú)法剝離支撐體。這樣一來(lái),可知即便只是少了三層中的任意一層,也無(wú)法處理到最后。進(jìn)一步,比較例4是(a)層為150nm的情況,可確認(rèn)在320℃耐熱試驗(yàn)中發(fā)生空隙。此外,比較例5是(a’)層為150nm的情況,可確認(rèn)在320℃耐熱試驗(yàn)中發(fā)生空隙。這樣一來(lái),可知如果形成100nm以上的(a)層或(a’)層,那么在超過(guò)300℃的高溫狀態(tài)下會(huì)發(fā)生錯(cuò)誤。
另外,本發(fā)明并非限定于上述實(shí)施方式。上述實(shí)施方式僅為示例,具有和本發(fā)明的權(quán)利要求書中所述的技術(shù)思想實(shí)質(zhì)上相同的構(gòu)造且起到相同作用效果的技術(shù)方案,均包含于本發(fā)明的技術(shù)范圍內(nèi)。