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TWI590361B - Semiconductor Wafer Processing Adhesive Tapes and Semiconductor Wafer Processing Methods - Google Patents

Semiconductor Wafer Processing Adhesive Tapes and Semiconductor Wafer Processing Methods Download PDF

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TWI590361B
TWI590361B TW104109280A TW104109280A TWI590361B TW I590361 B TWI590361 B TW I590361B TW 104109280 A TW104109280 A TW 104109280A TW 104109280 A TW104109280 A TW 104109280A TW I590361 B TWI590361 B TW I590361B
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TW
Taiwan
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semiconductor wafer
adhesive tape
thickness
processing
adhesive
Prior art date
Application number
TW104109280A
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English (en)
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Inventor
Yoshifumi Oka
Tomoaki Uchiyama
Original Assignee
Furukawa Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Furukawa Electric Co Ltd filed Critical Furukawa Electric Co Ltd
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Description

半導體晶圓加工用黏著帶及半導體晶圓加工方法
本發明係關於一種半導體晶圓加工用黏著帶及半導體晶圓加工方法，該半導體晶圓加工用黏著帶於製造矽晶圓等半導體裝置時用於半導體晶圓之加工，且用於對半導體晶圓等進行表面保護或者將半導體晶圓等固定而進行背面研磨。
更詳細而言，本發明尤其是關於一種經過於表面具有10μm以上之電極等突起之半導體晶圓表面進行膠帶貼合之製程至背面研磨步驟，不會產生自半導體晶圓表面向電極之糊劑殘留、電極之脫落等便可將半導體晶圓等剝離之半導體晶圓加工用黏著帶及半導體晶圓加工方法。
至將半導體晶圓等加工成半導體晶片並安裝於電子機器為止之步驟例如由以下步驟構成：將半導體晶圓表面保護膠帶貼附於半導體晶圓之圖案表面之步驟；對半導體晶圓之背面進行研削而使厚度變薄之步驟；將於上述步驟中研削而使厚度變薄後之半導體晶圓安裝於切割膠帶之步驟；將上述半導體晶圓加工用黏著帶自半導體晶圓剝離之步驟；藉由切割而將半導體晶圓分割之步驟；將經分割後之半導體晶片接合於引線框架之黏晶(die bond)步驟；及經過上述步驟後，為了進行外部保護而利用樹 脂將半導體晶片密封之鑄模步驟等。
半導體晶圓加工用黏著帶大體劃分而存在兩種。放射線照射後黏著力顯著降低而容易剝離之放射線硬化型、及於晶圓背面研削加工中及剝離時黏著力無變化、即黏著力不會因放射線而變化之感壓型。
作為該等半導體晶圓加工用黏著帶，提出有於乙烯-乙酸乙烯酯共聚物等聚烯烴基材膜上設置有以(甲基)丙烯酸聚合物作為主成分之黏著劑層者(例如，參照專利文獻1)。
又，於在半導體晶圓表面存在50μm以上之高度之電極之情形時，有一面加熱至40℃~70℃左右一面進行將加工用黏著帶貼合於導體晶圓之步驟之情況。又，剝離時亦同樣地有為了使剝離輕鬆而一面進行加熱一面剝離之情況。
由於在半導體晶圓表面之圖案中存在各種電子電路或電極、保護其等之聚醯亞胺等保護膜、進而於將半導體晶圓單片化為晶片之切割步驟時刮刀切入之溝即劃線，故而半導體晶圓表面並不平滑而存在數μm~數十μm之階差、凹凸。此處，將於對半導體晶圓背面進行研削加工而使厚度變薄後之晶圓切割後進行拾取並經由晶片表面電極進行接合之方式稱為倒晶接合。於該接合方式中，電極部之凹凸極大且具有10μm~300μm左右之高度。
此種階差根據半導體晶圓或器件之種類而有各式各樣，但期待藉由貼合半導體晶圓加工用黏著帶而密接於半導體晶圓表面之階差並填埋間隙。然而，在半導體晶圓之階差較大之情況下，尤其是於電極高度極高之情形時或黏著劑彈性模數較高之情形時，對半導體晶圓表面之追隨性 不足。因此導致產生於背面研磨步驟時研削水滲入至半導體晶圓與半導體晶圓加工用黏著帶之間隙之被稱為滲透(seepage)之現象。又，於具有電極之以倒晶接合為目標之半導體晶圓中，尤其是於無法利用膠帶完全覆蓋電極之情形時，會以於背面研削加工時氣泡殘存之部位為起點而產生破裂或者會產生於加工中氣泡聚集於半導體晶圓中心部而使該部位之矽之厚度變薄之被稱為凹臍之現象。又，因於各電極部中半導體晶圓厚度局部不同而有會產生被稱為小凹坑(dimple)之凹凸之虞。
如上所述，因產生滲透而使半導體晶圓加工用黏著帶自半導體晶圓剝離，並以該部位為起點於半導體晶圓產生龜裂而導致破損，或者會產生因滲透水而導致之半導體晶圓表面之污染或糊劑之附著，從而成為使良率大幅惡化之原因。
針對滲透之產生，已知有利用使黏著劑層增厚或者降低黏著劑層之彈性模數等方法提高對半導體晶圓表面之密接性之方法(例如，參照專利文獻2)。又，亦可藉由提高黏著力而期待同樣之效果。
然而，如上所述之方法中，於半導體晶圓圖案表面之電極之高度較大為10μm以上之情形時無法使其完全密接，從而無法解決上述之滲透之問題。又，於在黏著劑與半導體晶圓圖案表面電極之間存在空隙之情形時，有如下問題：因於空隙中介存氧而於紫外線照射時會產生基於氧之硬化阻害，從而容易產生黏著劑之一部分殘留於半導體晶圓表面之被稱為糊劑殘留之現象等。於產生糊劑殘留之情形時，可能會成為於後續步驟中之打線接合或電性連接中引起故障之原因。
且說，半導體晶圓之薄膜化不斷發展之近年來，尤其是於半 導體記憶體用途中，使半導體晶圓之厚度變薄至100μm以下之薄膜研削較為普遍。器件晶圓係於藉由背面研削而薄膜化至特定厚度後，於切割步驟中被晶片化，將複數個晶片積層並於基板、晶片間經打線連接後利用樹脂密封而成為製品。
另一方面，作為接著劑，先前係將糊狀之樹脂塗佈於半導體晶圓背面，但為了實現晶片之薄膜化、小晶片化或步驟簡略化，而將預先於基材上積層有黏著劑與接著劑(黏晶用之接著片)之切割黏晶片貼合於半導體晶圓背面(研削面)並於切割步驟中與半導體晶圓一併切斷之製程趨於普遍(例如，參照專利文獻3)。於該方法中，由於將均勻厚度之接著劑切斷為與晶片相同之尺寸，故而無需接著劑塗佈等步驟，又，由於可使用與習知切割膠帶相同之裝置，故而作業性良好。
尤其是於具有以電性連接為目標之10μm以上之高度之電極之半導體晶圓之情形時，作為絕緣層而被塗佈之聚醯亞胺塗佈層極厚，且聚醯亞胺樹脂層加熱硬化後之殘留應力亦較大，因此於半導體晶圓之薄化後，翹曲較大，且翹曲應力亦較強。
此處，切割黏晶片貼合時係於在半導體晶圓表面貼合有半導體晶圓加工用黏著帶之情況下直接吸附於工作盤之狀態，於貼合切割黏晶片後將半導體晶圓加工用黏著帶剝離。為了使該切割黏晶片密接於半導體晶圓，需要於貼合時加熱，近年來有要求更高溫度(~80℃)下之加熱之情況。因此，於半導體晶圓加工用黏著帶背面之基材膜層之軟化點、熔點較低之情形時，存在會於工作盤上熔融固著之風險。
[專利文獻1]日本特開2000-8010號公報
[專利文獻2]日本特開2002-53819號公報
[專利文獻3]日本特開2007-53325號公報
本發明之課題在於解決上述問題，提供一種減少於經過半導體晶圓之加工、更詳細而言為矽晶圓等之背面研削步驟、膠帶剝離步驟後產生於半導體晶圓背面之小凹坑或表面污染(主要是因滲透而引起)，對半導體晶圓表面之凹凸之高度較高之半導體晶圓之密接性亦優異且可進行晶圓薄膜研削之半導體晶圓加工用黏著帶。
本發明者對上述課題進行了努力研究，結果發現於在基材膜上設置有黏著層之黏著帶中，半導體晶圓表面之凹凸高度與黏著劑層之厚度之關係、對膠帶之外部應力之緩和性較為重要，並進而進行研究，藉此發現可顯著減少半導體晶圓背面研削時之滲透之產生，尤其是於薄膜研削之情形時，可顯著減少背面研削時之小凹坑產生及半導體晶圓破裂。本發明係基於該見解而完成者。
即，上述課題係藉由以下手段而達成。
(1)一種半導體晶圓加工用黏著帶，其用於下述步驟：將黏著帶貼合於表面具有80μm以上之高度之凹凸之半導體晶圓，並對該半導體晶圓之背面進行研削；該半導體晶圓加工用黏著帶特徵在於：於基材膜上具有黏著劑層，該黏著劑層之厚度為上述半導體晶圓表面之凹凸高度之25%~90%，且上述黏著劑層之厚度為上述半導體晶圓加工用黏著帶整體之厚度之 25%以下。
(2)如(1)之半導體晶圓加工用黏著帶，關於對上述半導體晶圓加工用黏著帶之厚度方向賦予壓縮應力時之應力減少率，係以測定施加50N之壓縮應力時之位移量，並根據自壓縮應力達到50N起180秒後之應力值相對於壓縮應力達到50N時之應力值的比來算出，該應力減少率為40%以上。
(3)如(1)或(2)之半導體晶圓加工用黏著帶，上述半導體晶圓表面之凹凸為電極，於將半導體晶圓貼合前之半導體晶圓加工用黏著帶與除表面電極以外之半導體晶圓厚度之合計值設為A，將半導體晶圓貼合後之半導體晶圓加工用黏著帶及半導體晶圓之積層體之合計之厚度設為B之情形時，A/B為0.95以上。
(4)如(1)至(3)中任一項之半導體晶圓加工用黏著帶，上述基材膜由紫外線硬化型樹脂構成。
(5)一種半導體晶圓加工方法，其使用貼合於表面具有80μm以上之高度之凹凸之半導體晶圓的半導體晶圓加工用黏著帶，其特徵在於：上述半導體晶圓加工用黏著帶於基材膜上具有黏著劑層，該黏著劑層之厚度為半導體晶圓加工用黏著帶整體之厚度之25%以下，上述黏著劑層之厚度為上述半導體晶圓表面之凹凸高度之25%~90%，且該半導體晶圓加工方法包含將上述半導體晶圓加工用黏著帶貼合於上述半導體晶圓之步驟。
本發明可提供一種半導體晶圓加工用黏著帶及半導體晶圓 加工方法，本發明之半導體晶圓加工用黏著帶於厚度較薄之半導體晶圓之加工、更詳細而言為表面具有以電性連接為目標之如10μm以上、尤其是超過80μm之高度之電極之矽晶圓等之背面研削步驟中，在背面研磨(BG)膠帶層疊、半導體晶圓背面研削加工中確保對半導體晶圓表面之密接性，且對外部應力之緩和性優異，不產生小凹坑、破裂便可實施薄膜研削處理，並且於其後之半導體晶圓加工用黏著帶剝離步驟中可無問題地進行剝離。
本發明之上述及其他特徵及優點適當參照隨附圖式並根據下述記載而變得明確。
10‧‧‧半導體晶圓加工用黏著帶
1‧‧‧基材膜
2‧‧‧錨固層
3‧‧‧黏著劑層
4‧‧‧半導體晶圓之圖案層(配線、電極等)
5‧‧‧半導體晶圓之矽層
圖1係模式性表示本發明之較佳之一實施形態中於半導體晶圓圖案表面貼合有本發明之半導體晶圓加工用黏著帶之狀態的剖面圖。
以下，對本發明詳細地進行說明。
本發明之半導體晶圓加工用黏著帶10於基材膜1上具有黏著劑層3，較佳為於基材膜1與黏著劑層3之間具有錨固層(anchor layer)2。
再者，於圖1中，表示於半導體晶圓之矽(Si)層5上之半導體晶圓之圖案層(配線、電極等)4側貼合有半導體晶圓加工用黏著帶之狀態。
<基材膜>
於本發明中，基材膜較佳為由聚烯烴系樹脂構成之膜或使紫外線硬化型樹脂硬化而成之膜。
作為聚烯烴系樹脂，較佳為乙烯/乙酸乙烯酯共聚物(EVA)或高密度聚乙烯(HDPE)、中密度聚乙烯(MDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)或(甲基)丙烯酸系樹脂，其中，較佳為(甲基)丙烯酸系樹脂。
關於紫外線硬化型樹脂，作為利用紫外線照射而硬化之官能基，例如可列舉乙烯性不飽和基[(甲基)丙烯醯基、乙烯基等]，具體而言，例如可列舉丙烯酸胺酯(urethane acrylate)系低聚物於分子內所具有之光聚合性之雙鍵。
於本發明中，較佳為向(甲基)丙烯酸系樹脂中添加紫外線硬化型樹脂(硬化劑)之丙烯酸胺酯，並使其進行紫外線硬化而成之樹脂。
再者，作為紫外線硬化型樹脂之硬化劑之基本骨架，除由多元醇化合物、異氰酸酯化合物、丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯構成之丙烯酸胺酯系低聚物以外，例如亦可列舉環氧丙烯酸酯等，其中，較佳為丙烯酸胺酯。
再者，丙烯酸胺酯系低聚物較佳為由下述通式(I)所表示之化合物。
於通式(I)中，R表示氫原子或甲基，Q表示多元異氰酸酯之部分結構，P表示自多元醇而獲得之二價基。
此處，多元異氰酸酯之部分結構係由具有2個以上之異氰酸酯基之化合物與(甲基)丙烯酸2-羥基乙酯之反應而獲得之結構。
於本發明中，較佳為於分子中具有2~10個(甲基)丙烯醯氧基乙氧基，更佳為2~6個，進而較佳為3~5個。
該等紫外線硬化型樹脂所使用之丙烯酸胺酯系低聚物例如係由日本合成化學作為紫光系列而市售。
(甲基)丙烯酸系樹脂較佳為下述黏著劑所使用之樹脂。
紫外線硬化型樹脂(硬化劑)之丙烯酸胺酯之摻合量相對於(甲基)丙烯酸系樹脂100質量份，較佳為10~150質量份，更佳為30~120質量份，進而較佳為50~100質量份。
基材膜可保護半導體晶圓免受進行半導體晶圓之背面研削加工或背面研磨加工時之衝擊之影響，並且可抑制半導體晶圓之翹曲。尤其是基材膜具有對於半導體晶圓之背面研削加工或背面研磨加工時之水清洗等之耐水性，並且對於半導體晶圓上之聚醯亞胺等絕緣膜中之殘留應力所引起之半導體晶圓之翹曲應力具有矯正力。
基材膜之厚度並無特別限制，較佳為100~350μm，更佳為250~300μm。
基材膜之製造方法並無特別限定。於聚烯烴系樹脂之情形時，可使用射出、擠出、吹脹、雙軸延伸等習知之方法。於使用紫外線硬化型樹脂作為膜之情形時，可使用利用T模等使原料形成為塗膜後，藉由嵌入式紫外線(UV)照射設備進行交聯、膜化之方法等。
<黏著劑層>
於本發明中，於基材膜上至少具有1層黏著劑層，於無法充分確保黏著劑層與基材膜之密接性之情形時，可將感壓型黏著劑塗佈於基材膜上作 為錨固層，亦可於基材膜與黏著劑層之間設置錨固層。
黏著劑層之厚度可適當設定，相對於半導體晶圓表面之凹凸高度而為25%~90%，較佳為30%~90%，且該黏著劑層之厚度更佳為50μm~400μm，尤佳為250μm~400μm。
除此之外，於本發明中，黏著劑層之厚度為半導體晶圓加工用黏著帶整體之厚度之25%以下，較佳為20%以下。再者，黏著劑層之厚度之下限並無特別限制，較佳為5%以上。
又，向本發明中之半導體晶圓加工用黏著帶之厚度方向施加壓縮應力之情形時之應力減少率較佳為40%以上。再者，關於應力減少率，於下文中詳細說明。
本發明之黏著劑或基材膜較佳為紫外線硬化型，更佳為均為紫外線硬化型。
此種黏著劑只要為放射線硬化型，則並無特別限制，可使用習知者，較佳為(甲基)丙烯酸樹脂(以下，亦稱為丙烯酸樹脂)。
(黏著劑或黏著劑層)
作為黏著劑或由黏著劑構成之黏著劑層之樹脂，如上所述較佳為(甲基)丙烯酸樹脂，此種丙烯酸樹脂可列舉以(甲基)丙烯酸酯作為構成成分之均聚物或具有(甲基)丙烯酸酯作為構成成分之共聚物。作為構成含有丙烯酸酯作為構成成分之聚合物之單體成分，例如可列舉具有甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、第三丁基、異丁基、戊基、異戊基、己基、庚基、環己基、2-乙基己基、辛基、異辛基、壬基、異壬基、癸基、異癸基、十一烷基、月桂基、十三烷基、十四烷基、硬脂基、十八烷基及十二烷基等碳數30以 下、較佳為碳數4~18之直鏈或支鏈之烷基的丙烯酸烷基酯或甲基丙烯酸烷基酯。該等(甲基)丙烯酸烷基酯可單獨使用，亦可將2種以上併用。
作為與(甲基)丙烯酸酯之共聚成分，可包含以下單體成分。例如可列舉：丙烯酸、甲基丙烯酸、(甲基)丙烯酸羧基乙酯、(甲基)丙烯酸羧基戊酯、衣康酸、順丁烯二酸、反丁烯二酸及丁烯酸等含羧基之單體；順丁烯二酸酐或衣康酸酐等酸酐單體；(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-羥基月桂酯及(甲基)丙烯酸(4-羥基甲基環己基)甲酯等含羥基之單體；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)丙烯酸磺丙酯及(甲基)丙烯醯氧基萘磺酸等含磺酸基之單體；丙烯醯基磷酸2-羥基乙酯等含磷酸基之單體；及(甲基)丙烯醯胺、(甲基)丙烯酸N-羥基甲基醯胺、(甲基)丙烯酸烷基胺基烷基酯(例如甲基丙烯酸二甲基胺基乙酯、甲基丙烯酸第三丁基胺基乙酯等)、N-乙烯基吡咯啶酮、丙烯醯基嗎啉、乙酸乙烯酯、苯乙烯、丙烯腈等。該等單體成分可單獨使用，亦可將2種以上併用。
又，作為(甲基)丙烯酸樹脂，可包含以下多官能性單體作為構成成分。例如可列舉己二醇二(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、新戊四醇二(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、四羥甲基甲烷四(甲基)丙烯酸酯、新戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、新戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二新戊四醇單羥基五(甲基)丙烯酸酯、二新戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、環氧(甲基) 丙烯酸酯、聚酯(甲基)丙烯酸酯及(甲基)丙烯酸胺酯等。該等多官能性單體可單獨使用，亦可將2種以上併用。
(甲基)丙烯酸酯之中，較佳可列舉丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸環氧丙酯、丙烯酸2-羥基乙酯等及將該等組合而成之共聚物。又，可使用利用將上述丙烯酸酯替換為例如甲基丙烯酸酯者等丙烯酸系聚合物與硬化劑而成者。
(光聚合起始劑)
藉由使黏著劑層中含有光聚合性化合物及光聚合起始劑，並藉由照射紫外線等放射線而使之硬化，可降低黏著劑之黏著力。
作為光聚合起始劑，可使用日本特開2007-146104號公報或日本特開2004-186429號公報所記載之光聚合起始劑。可將異丙基安息香醚、異丁基安息香醚、二苯甲酮、米其勒酮、氯-9-氧硫、苯偶醯甲基縮酮、α-羥基環己基苯基酮、2-羥基甲基苯基丙烷等併用。
光聚合性化合物之含量相對於上述樹脂成分100質量份，較佳為50~150質量份，光聚合起始劑之含量相對於上述樹脂成分100質量份，較佳為1~5質量份。
(硬化劑)
作為硬化劑(亦稱為交聯劑)，可使用日本特開2007-146104號公報所記載之硬化劑。例如可列舉：1,3-雙(N,N-二環氧丙基胺基甲基)環己烷、1,3-雙(N,N-二環氧丙基胺基甲基)甲苯、1,3-雙(N,N-二環氧丙基胺基甲基)苯、N,N,N,N'-四環氧丙基間苯二甲胺等於分子中具有2個以上之環氧基之環氧化合物；2,4-甲苯二異氰酸酯、2,6-甲苯二異氰酸酯、1,3-苯二甲基二異氰酸 酯、1,4-苯二甲基二異氰酸酯、二苯基甲烷-4,4'-二異氰酸酯等於分子中具有2個以上之異氰酸酯基之異氰酸酯系化合物；及四羥甲基-三-β-氮丙啶基丙酸酯、三羥甲基-三-β-氮丙啶基丙酸酯、三羥甲基丙烷-三-β-氮丙啶基丙酸酯、三羥甲基丙烷-三-β-(2-甲基氮丙啶)丙酸酯等於分子中具有2個以上之氮丙啶基之氮丙啶系化合物等。硬化劑之含量根據所需之黏著力調整即可，相對於如上所述之樹脂成分100質量份，較佳為0.01~10質量份，進而較佳為0.1~5質量份。
(光聚合性化合物)
作為光聚合性化合物，例如廣泛使用如日本特開昭60-196956號公報及日本特開昭60-223139號公報所揭示的於可藉由光照射而三維網狀化之分子內具有至少2個以上之光聚合性碳-碳雙鍵(乙烯性雙鍵)之低分子量化合物。
具體而言，可使用三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、新戊四醇三丙烯酸酯、新戊四醇四丙烯酸酯、二新戊四醇單羥基五丙烯酸酯、二新戊四醇六丙烯酸酯或者1,4-丁二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、市售之寡酯丙烯酸酯等。
(具有聚合性基之聚合物)
於本發明中，作為黏著劑層之黏著劑，可使用於聚合物中具有光聚合性碳-碳雙鍵(乙烯性雙鍵)之聚合物、使用含有光聚合起始劑及硬化劑之樹脂組成物而成之光聚合性黏著劑。作為於聚合物中具有碳-碳雙鍵之聚合物，例如可列舉於側鏈具有(甲基)丙烯醯基、乙烯基、烯丙基者，較佳為如下之(甲基)丙烯酸系聚合物，該(甲基)丙烯酸系聚合物為利用任意方法使1 種或2種以上之於側鏈具有碳原子數為4~12、進而較佳為碳原子數8之烷基之(甲基)丙烯酸酯等單體或共聚性改質單體進行單獨聚合或共聚而成。
如此形成之放射線硬化型黏著劑層可藉由照射放射線、較佳為紫外線而使黏著力自初期值大幅降低，從而可容易地將黏著帶自被黏著體剝離。
於本發明中，放射線硬化型黏著劑層之厚度相對於具有80μm以上之電極高度之半導體晶圓，較佳為30%~90%，更佳為40%~80%。
(錨固層)
為了於基材膜上形成黏著劑層，利用任意方法將至少1種黏著劑塗佈或轉印於基材膜之至少單面即可，於本發明中，亦可於基材膜與黏著劑層之間設置錨固層(亦稱為底塗層)等中間層。於本發明中，較佳為設置錨固層。
作為形成錨固層之樹脂，可列舉異氰酸酯硬化系黏著劑或環氧硬化系黏著劑等，其中，較佳為異氰酸酯硬化系黏著劑。
錨固層之厚度較佳為0.5~10μm，更佳為3~5μm。
又，可視需要將通常用作間隔件之合成樹脂膜貼附於黏著劑層側，以於供於實際使用之前之期間，保護放射線硬化型黏著劑層。間隔件可使用經聚矽氧脫模處理之聚對苯二甲酸乙二酯膜等。又，亦可視需要使用未進行聚矽氧脫模處理之聚丙烯膜等。
<半導體晶圓加工用黏著帶之壓縮時變形>
本發明之半導體晶圓加工用黏著帶於25℃施加50N之應力後3分鐘後之應力減少率較佳為30%以上，更佳為35%以上，進而較佳為40%以上。應力減少率之上限並無特別限定，但實際為80%以下。
為了將應力減少調整為如上所述之較佳之範圍內，具體而言，可藉由調整黏著劑層之彈性模數G'或調整黏著劑層之厚度、基材膜之厚度而進行調整。
半導體晶圓加工用黏著帶之厚度方向之壓縮時應力減少率可以如下方式進行測定。
將半導體晶圓加工用黏著帶切斷為5片200mm×200mm左右之大小，並於基材膜與黏著劑層之間積層，將該經積層而成者切斷為25mm×55mm，將此作為試驗片。將該試驗片之黏著劑層朝上，並載置於設置於拉伸試驗機之壓縮試驗用之平行板治具，自彎曲試驗(JIS K7171)之壓頭以25℃、速度1.0mm/分鐘施加壓縮應力。賦予壓縮應力時之應力減少率可根據自壓縮應力達到50N起180秒後之應力值相對於壓縮應力達到50N時之應力值的比而求出。
<半導體晶圓加工用黏著帶與半導體晶圓厚度之關係>
於本發明中，於將半導體晶圓貼合前之半導體晶圓加工用黏著帶與除表面電極以外之半導體晶圓厚度之合計值設為A，將半導體晶圓貼合後之半導體晶圓加工用黏著帶及半導體晶圓之積層體之合計之厚度設為B之情形時，A/B之值較佳為0.95以上，尤佳為0.99。該值可對貼合後之膠帶之隆起進行評價，若隆起之產生較多，則A/B之值減小。
隨著該值接近1而隆起之產生亦會消失。
<半導體晶圓加工用黏著帶之用途>
藉由將本發明之半導體晶圓加工用黏著帶用於半導體晶圓表面具有80μm以上之突起之半導體晶圓，可有效地發揮本發明之效果。半導體晶圓 表面之凹凸之高度可較佳地應用100μm以上，亦可較佳地應用120μm。再者，半導體晶圓表面之凹凸之高度可應用之上限就實際為300μm以下。
本發明之半導體晶圓加工用黏著帶可用於在對半導體晶圓進行背面研磨時保護圖案表面之用途，且於附有以電性接合為目標之電極之晶圓表面之密接性亦優異，可抑制研削加工時之灰塵滲入或破裂、小凹坑之產生，因此適合用於研削加工。
<半導體晶圓加工方法>
本發明之半導體晶圓加工方法具有將本發明之半導體晶圓加工用黏著帶貼合於表面具有80μm以上之高度之凹凸之半導體晶圓之步驟。
半導體晶圓加工用黏著帶所具有之黏著劑層之厚度為半導體晶圓表面之凹凸高度之30%~90%。
半導體晶圓加工方法中所使用之本發明之半導體晶圓加工用黏著帶可應用於上文中說明之半導體晶圓加工用黏著帶之較佳之範圍者。
[實施例]
以下，基於實施例更詳細地說明本發明，但本發明並不限定於該等實施例。
<實施例1>
製備由丙烯酸2-乙基己酯(78mol%)、丙烯酸2-羥基乙酯(21mol%)、甲基丙烯酸(1mol%)構成之丙烯酸系共聚物，其後，使作為聚合物側鏈之自丙烯酸2-羥基乙酯獲得之重複單元中之羥基與異氰酸2-(甲基丙烯醯氧基)乙酯反應，而獲得該聚合物側鏈上導入有作為放射線硬化性之碳-碳雙鍵而發揮作用之甲基丙烯醯基之丙烯酸系共聚物。於所獲得之丙烯酸系共聚 物中，相對於該共聚物之固形物成分100質量份，摻合3官能紫外線硬化型之丙烯酸胺酯系低聚物(日本合成化學公司製造，(商品名)紫光系列之UV-7550B)75質量份、光聚合起始劑((商品名)，BASF JAPAN公司製造，Irgacure184)5.0質量份，獲得黏著組成物。
於25μm之聚對苯二甲酸乙二酯(PET)間隔件上塗佈以(甲基)丙烯酸共聚物作為主成分之下述黏著劑a，並於120℃使其乾燥2分鐘而設置厚度40μm之黏著劑層。將藉由紫外線使上述黏著劑組成物硬化而成之厚度270μm之基材膜貼合於該接著劑層面上，藉此製作半導體晶圓加工用黏著帶。
再者，黏著劑a係藉由如下方式而獲得：於製備由丙烯酸丁酯(70mol%)、丙烯酸2-羥基乙酯(29mol%)、甲基丙烯酸(1mol%)構成之重量平均分子量80萬之(甲基)丙烯酸系共聚物後，使作為聚合物側鏈之自丙烯酸2-羥基乙酯獲得之重複單元中之羥基與異氰酸2-(甲基丙烯醯氧基)乙酯反應，而獲得該聚合物側鏈上導入有作為放射線硬化性之碳-碳雙鍵而發揮作用之甲基丙烯醯基之丙烯酸系共聚物。相對於所獲得之丙烯酸系共聚物100質量份，摻合Coronate L(日本Polyurethane工業股份有限公司製造)2.0質量份、日本Ciba-Geigy公司製造：Irgacure184(BASF JAPAN股份有限公司製造)5.0質量份。
<實施例2>
於25μm之聚對苯二甲酸乙二酯間隔件上塗佈上述黏著劑a，於120℃使其乾燥2分鐘而設置厚度60μm之黏著劑層，並以黏著劑層面貼合於厚度270μm之由上述丙烯酸胺酯構成之基材膜上，藉此製作半導體晶圓加工用黏著帶。
<實施例3>
於25μm之聚對苯二甲酸乙二酯間隔件上塗佈上述黏著劑a，於120℃使其乾燥2分鐘而設置厚度60μm之黏著劑層，並以黏著劑層面貼合於厚度100μm之由上述丙烯酸胺酯構成之基材膜上，藉此製作半導體晶圓加工用黏著帶。
<實施例4>
於25μm之聚對苯二甲酸乙二酯間隔件上塗佈上述黏著劑a，於120℃使其乾燥2分鐘而設置厚度60μm之黏著劑層，並以黏著劑層面貼合於厚度200μm之由丙烯酸胺酯構成之基材膜上，藉此製作半導體晶圓加工用黏著帶。
<實施例5>
於25μm之聚對苯二甲酸乙二酯間隔件上塗佈上述黏著劑a，於120℃使其乾燥2分鐘而設置厚度60μm之黏著劑層，並以黏著劑層面貼合於厚度350μm之由上述丙烯酸胺酯構成之基材膜上，藉此製作半導體晶圓加工用黏著帶。
<比較例1>
於製備由丙烯酸2-乙基己酯69質量份、丙烯酸2-羥基乙酯29質量份及甲基丙烯酸2質量份構成之丙烯酸系共聚物後，使作為聚合物側鏈之自丙烯酸2-羥基乙酯獲得之重複單元中之羥基與異氰酸2-(甲基丙烯醯氧基)乙酯反應，而獲得該聚合物側鏈上導入有作為放射線硬化性之碳-碳雙鍵而發揮作用之甲基丙烯醯基之丙烯酸系共聚物。於所獲得之丙烯酸系共聚物中，相對於該共聚物之固形物成分100質量份，摻合加成物系異氰酸酯系 交聯劑Coronate L(商品名，Polyurethane工業股份有限公司製造)2.5質量份，且為了調整為容易塗佈之黏度而利用乙酸乙酯進行黏度調整，獲得黏著劑組成物。
於25μm之聚對苯二甲酸乙二酯間隔件上塗佈上述黏著劑組成物並使其乾燥，藉由貼合於厚度為165μm之乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)膜上而積層，於該積層基材膜上設置厚度40μm之黏著劑層而製作半導體晶圓加工用黏著帶。
<比較例2>
於25μm之聚對苯二甲酸乙二酯間隔件上塗佈上述黏著劑a，於120℃使其乾燥2分鐘而設置厚度60μm之黏著劑層，並貼合於厚度165μm且乙酸乙烯酯含量10質量%之乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)膜上，藉此製作半導體晶圓加工用黏著帶。
<比較例3>
於製備由丙烯酸2-乙基己酯69質量份、丙烯酸2-羥基乙酯29質量份及甲基丙烯酸2質量份構成之丙烯酸系共聚物後，使作為聚合物側鏈之自丙烯酸2-羥基乙酯獲得之重複單元中之羥基與異氰酸2-(甲基丙烯醯氧基)乙酯反應，而獲得該聚合物側鏈上導入有作為放射線硬化性之碳-碳雙鍵而發揮作用之甲基丙烯醯基之丙烯酸系共聚物。於所獲得之丙烯酸系共聚物中，相對於該共聚物之固形物成分100質量份，摻合加成物系異氰酸酯系交聯劑Coronate L(商品名，Polyurethane工業股份有限公司製造)2.5質量份，且為了調整為容易塗佈之黏度而利用乙酸乙酯進行黏度調整，獲得黏著劑組成物。
於25μm之聚對苯二甲酸乙二酯間隔件上塗佈上述黏著劑組成物並使其乾燥，藉由貼合於楊氏模數8.0×109Pa(25℃)且厚度為100μm之聚對苯二甲酸乙二酯(PFT)膜(東洋紡公司製造，(商品名)COSMOSHINE A4100)上而積層，並於該積層基材膜上設置厚度40μm之黏著劑層而製作半導體晶圓加工用黏著帶。
[特性評價試驗]
針對實施例1~5、比較例1~3之半導體晶圓加工用黏著帶，以如下方式進行特性評價試驗。
(i)壓縮時應力之測定
將實施例及比較例之半導體晶圓加工用黏著帶切斷為5片200mm×200mm左右之大小，並於基材膜與黏著劑層之間積層。將該經積層而成者切斷為25mm×55mm，將此作為試驗片。使該試驗片之黏著劑層朝上並載置於設置於拉伸試驗機之壓縮試驗用之平行板治具，自彎曲試驗(JIS K7171)之壓頭以25℃、速度1.0mm/分鐘施加壓縮應力。將於應力賦予前壓頭接觸樣本之部分設為零點，將施加50N之壓縮應力時之位移量設為測定值。
賦予壓縮應力時之應力減少率(於表中稱為應力減少率)係根據自壓縮應力達到50N起180秒後之應力值相對於壓縮應力達到50N時之應力值的比而算出。
(半導體晶圓加工用黏著帶貼合)
所製作之半導體晶圓加工用黏著帶之貼合性係使用自動貼合機(日東電工股份有限公司製造之DR-8500III)並將貼合輥兩端之壓力設為0.25MPa，而進行向8英吋(inch)裸矽晶圓及附有120μm球形凸塊(凸塊間 距250μm)之矽晶圓之貼合、切斷。
(ii)附有電極之半導體晶圓密接性試驗
關於貼合於附有高度120μm之電極之矽晶圓者，自剛貼合後在25℃放置24小時後，觀察是否產生半導體晶圓加工用黏著帶之膠帶隆起，並根據以下基準進行評價。
此處，利用如下情形時之A/B之值對產生膠帶隆起之情況進行評價，隨著該值接近1而隆起之產生亦會消失，所述情形係將半導體晶圓貼合後之半導體晶圓加工用黏著帶及半導體晶圓之積層體之合計之厚度設為B，將半導體晶圓貼合前之半導體晶圓加工用黏著帶與除表面電極以外之半導體晶圓厚度之合計值設為A。
評價基準
◎：於半導體晶圓表面完全未產生隆起(A/B=0.99以上)
○：半導體晶圓表面之未達30%隆起(A/B=0.95以上且未達0.99)
△：半導體晶圓表面之30%以上且未達50%隆起(A/B=0.80以上且未達0.95)
×：半導體晶圓表面之50%以上隆起(A/B=未達0.80)
再者，於貼合前分別預先測定半導體晶圓加工用黏著帶之厚度及半導體晶圓厚度(凸塊部除外)，並測定貼合後之整體之厚度，算出黏著劑層之厚度之比率。
(iii)裝置內搬送測試
半導體晶圓背面研削後之裝置內之搬送係使用DISCO股份有限公司製造之全自動研磨機DGP8760+晶圓貼片機DFM2700，確認是否產生吸附錯誤 或能否進行向貼片機之自動搬送。將未產生吸附錯誤之情況評價為○，將於搬送時產生吸附錯誤之情況評價為×。
(iv)薄膜研削性
對附有120μm高度電極之矽晶圓進行背面研削直至厚度150μm為止，並根據以下評價基準對破裂進行評價。
評價基準
◎：於研削後之半導體晶圓上無破裂
○：於晶圓邊緣部確認到1處龜裂
△：於晶圓邊緣部確認到2~3處龜裂
×：於晶圓邊緣部確認到4處以上之龜裂
又，根據以下基準對小凹坑(微小之凹部)進行評價。
評價基準
○：於研削後之晶圓背面無小凹坑
×：於研削後之晶圓背面確認到小凹坑
(v)灰塵滲入(滲透)之評價
使用貼合機(商品名：DR-8500II，日東精機股份有限公司製造)將半導體晶圓加工用黏著帶貼合於遍及整個表面以5mm間隔形成有寬度50μm、深度30μm之槽之直徑8英吋之矽晶圓的形成有槽之面。利用研磨機(商品名：DGP8760，DISCO股份有限公司製造)對該貼合有黏著帶之半導體晶圓進行背面研磨直至厚度50μm為止，並調查切削水自研削後之半導體晶圓加工用黏著帶外周部向槽之滲入。
根據以下基準對該結果進行評價。
評價基準
○：反覆進行5次上述調查，五次均完全未觀察到切削水之滲入
△：反覆進行5次上述調查，至少觀察到1次切削水之滲入
×：反覆進行5次上述調查，5次均觀察到切削水之滲入
將該等結果匯總示於下述表1、2。
如表1、2所示，於比較例1~3中黏著劑層之厚度超過膠帶整體之25%，結果於具有80μm以上之電極之半導體晶圓研削加工中，破裂明顯。
相對於此，於實施例1~5中黏著劑層之厚度為膠帶整體之25%以下，因此顯示良好之密接性、研削性。
上文將本發明與其實施態樣一併進行了說明，但只要我等未特別指定，則於說明之任何細節均不欲限定我等之發明，認為應該在不違反隨附之申請專利範圍所示之發明之精神與範圍之情況下廣泛地理解。
本申請案係主張基於在2014年3月24日於日本提出專利申請之日本專利特願2014-061011之優先權者，且參照其將其內容作為本說明書之記載之一部分而併入本文中。
10‧‧‧半導體晶圓加工用黏著帶
1‧‧‧基材膜
2‧‧‧錨固層
3‧‧‧黏著劑層
4‧‧‧半導體晶圓之圖案層(配線、電極等)
5‧‧‧半導體晶圓之矽層

Claims (4)

  1. 一種半導體晶圓加工用黏著帶，其用於下述步驟：將黏著帶貼合於表面具有80μm以上之高度之凹凸之半導體晶圓，並對該半導體晶圓之背面進行研削；該半導體晶圓加工用黏著帶特徵在於：於基材膜上具有黏著劑層，該黏著劑層之厚度為該半導體晶圓表面之凹凸高度之25%~90%，且該黏著劑層之厚度為該半導體晶圓加工用黏著帶整體之厚度之25%以下，關於對該半導體晶圓加工用黏著帶之厚度方向賦予壓縮應力時之應力減少率，係以測定施加50N之壓縮應力時之位移量，並根據自壓縮應力達到50N起180秒後之應力值相對於壓縮應力達到50N時之應力值的比來算出，該應力減少率為40%以上。
  2. 如申請專利範圍第1項之半導體晶圓加工用黏著帶，其中，該半導體晶圓表面之凹凸為電極，且於將半導體晶圓貼合前之半導體晶圓加工用黏著帶與除表面電極以外之半導體晶圓厚度之合計值設為A，將半導體晶圓貼合後之半導體晶圓加工用黏著帶及半導體晶圓之積層體之合計之厚度設為B之情形時，A/B為0.95以上。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之半導體晶圓加工用黏著帶，其中，該基材膜由紫外線硬化型樹脂構成。
  4. 一種半導體晶圓加工方法，其使用貼合於表面具有80μm以上之高度之凹凸之半導體晶圓的半導體晶圓加工用黏著帶，其特徵在於：該半導體晶圓加工用黏著帶於基材膜上具有黏著劑層，該黏著劑層 之厚度為半導體晶圓加工用黏著帶整體之厚度之25%以下，該黏著劑層之厚度為該半導體晶圓表面之凹凸高度之25%~90%，關於對該半導體晶圓加工用黏著帶之厚度方向賦予壓縮應力時之應力減少率，係以測定施加50N之壓縮應力時之位移量，並根據自壓縮應力達到50N起180秒後之應力值相對於壓縮應力達到50N時之應力值的比來算出，該應力減少率為40%以上，且該半導體晶圓加工方法包含將該半導體晶圓加工用黏著帶貼合於該半導體晶圓之步驟。
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