專利名稱：半導(dǎo)體器件制造方法及晶片加工帶的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件制造方法，并涉及用于該方法的晶片加工帶。
背景技術(shù)：
隨著小尺寸及更薄類型的電子器械和元件(電子裝置)的最近發(fā)展，強(qiáng)烈需要建立一種更高密度的半導(dǎo)體元件封裝技術(shù)。目前已經(jīng)用于半導(dǎo)體器件封裝的使用引線框架的方法無(wú)法滿足這種高密度封裝的要求。此外，在用于接合的管芯接合材料中，主要使用樹(shù)脂膏的方法現(xiàn)在占大多數(shù)。
為此，倒裝片封裝方法被提議用于封裝尺寸基本上和半導(dǎo)體元件相同的半導(dǎo)體器件。這種倒裝片封裝作為最小面積半導(dǎo)體元件的封裝方法已經(jīng)引起廣泛的注意，對(duì)應(yīng)于小尺寸和高密度電子器械和元件的目前發(fā)展。凸塊形成于用于倒裝片封裝的半導(dǎo)體元件的鋁電極上，該凸塊與電路基底上的引線電學(xué)接合。至于該凸塊的組成，主要使用焊料，且該焊料凸塊通過(guò)沉積或電鍍形成于被暴露的鋁端子上并連接到芯片的內(nèi)部引線。凸塊的其他示例包括形成于引線接合裝置內(nèi)的金柱凸塊。
如果就這樣使用通過(guò)這種倒裝片連接的半導(dǎo)體器件，則連接部分的電極暴露于空氣，且因?yàn)樾酒突字g存在大的熱膨脹系數(shù)差異，通過(guò)后續(xù)步驟例如焊接回流步驟中的熱歷史，大的應(yīng)力作用于凸塊的連接部分，由此引發(fā)有關(guān)封裝可靠性的問(wèn)題。
為了解決該問(wèn)題，采用如下方法，即在凸塊與基底連接之后，半導(dǎo)體元件與基底之間的間隙填充了樹(shù)脂膏或粘接膜，該樹(shù)脂膏或粘接膜隨后被固化從而將半導(dǎo)體元件固定和緊固到基底，由此改善連接部分的可靠性。
此外，帶被提議作為粘合粘接帶，以用于從劃片(dicing)步驟到管芯接合的步驟。然而已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，由于形成了與紫外輻射有關(guān)的三維交聯(lián)結(jié)構(gòu)，在用于此目的的紫外固化之后，可移除的粘合或粘接劑難以保持樹(shù)脂流動(dòng)性。因此，該填充物無(wú)法令人滿意地填充到基底凹凸表面內(nèi)，使得無(wú)法獲得接合可靠性。
同時(shí)，經(jīng)過(guò)倒裝片封裝的半導(dǎo)體元件通常具有許多電極，而且由于電路設(shè)計(jì)問(wèn)題，這些電極布置于半導(dǎo)體元件周圍。因此，如果當(dāng)填充樹(shù)脂膏時(shí)，通過(guò)毛細(xì)現(xiàn)象將液態(tài)樹(shù)脂從這些半導(dǎo)體元件的電極之間的間隙注入，則樹(shù)脂不充分地展開(kāi)，這使得容易出現(xiàn)未填充部分，產(chǎn)生的問(wèn)題包括動(dòng)作不良，例如半導(dǎo)體元件趨于不穩(wěn)定以及低防濕可靠性。此外，當(dāng)芯片尺寸更小時(shí)，基底被溢出液態(tài)樹(shù)脂污染，且當(dāng)電極節(jié)距變窄時(shí)，使得樹(shù)脂注入變得困難。此外，需要花非常長(zhǎng)的時(shí)間將樹(shù)脂填充到各個(gè)倒裝連接半導(dǎo)體元件內(nèi)，考慮到固化步驟，這會(huì)產(chǎn)生生產(chǎn)效率問(wèn)題。在通過(guò)熱壓一次接合粘附膜之后將晶片劃片成芯片的方法，與填充樹(shù)脂膏的方法相比步驟更為簡(jiǎn)化，因此是優(yōu)選的。然而，由于隨著晶片厚度降低，在熱壓接合時(shí)晶片更容易受到損傷，這更加需要在通過(guò)熱壓接合粘接膜之后研磨或切割厚晶片的背面。
然而，在用于背面研磨的可移除的粘合帶和粘接膜的傳統(tǒng)組合中，該帶與粘接膜具有強(qiáng)的親合力，導(dǎo)致的問(wèn)題為，背面研磨之后的剝離力趨于增大，因此在剝離步驟中容易導(dǎo)致對(duì)晶片的損傷。此外，為了改善粘接膜填充到凹凸基底內(nèi)的能力并由此提高接合可靠性，需要降低粘接膜在加熱下被施用時(shí)的熔融粘度。然而，在加熱下涂敷和粘合，從可移除的粘合帶剝離粘接膜的力趨于增大，產(chǎn)生的問(wèn)題為在加熱下粘合之后，難以從可移除的粘合帶剝離粘接膜。
通過(guò)參考附圖從下述描述中，本發(fā)明的其他和進(jìn)一步特征及優(yōu)點(diǎn)將變得更顯而易見(jiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，提供了下述手段(1)晶片加工帶，包括形成于基底膜上的可移除的粘合劑層與粘接劑層，其中所述帶用于涉及如下步驟的工藝在所述帶粘合到晶片電路基板的狀態(tài)下，研磨具有凸起型金屬電極的晶片電路基板的背面，并將該晶片電路基板劃片成芯片；以及拾取(pick up)芯片，其中在該粘接劑層從基底剝離而接合到各個(gè)芯片的狀態(tài)下拾取該芯片；(2)根據(jù)上述(1)的晶片加工帶，其中在拾取步驟中，在該可移除的粘合劑層與基底膜接合且僅該粘接劑層與管芯接合的狀態(tài)下，芯片從該可移除的粘合劑層剝離；
(3)根據(jù)上述(2)的晶片加工帶，其中該可移除的粘合劑層包含丙烯酸型共聚物為主要成分且凝膠比例為60％以上；(4)根據(jù)任一上述(1)至(3)的晶片加工帶，其中該可移除的粘合劑層為可輻射固化；(5)根據(jù)任一上述(1)至(4)的晶片加工帶，其中該粘接劑層為可熱固化；(6)根據(jù)任一上述(1)至(5)的晶片加工帶，其中該粘接劑層包含作為主要成分的丙烯酸樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂或聚酰亞胺樹(shù)脂中的至少一種，且在25℃時(shí)的貯藏彈性模量(storage elastic modulus)為1MPa以上，在80℃時(shí)的貯藏彈性模量為0.05MPa以下；(7)根據(jù)任一上述(1)至(6)的晶片加工帶，其中該可移除的粘合劑層包含丙烯酸型共聚物作為其主要成分，所述丙烯酸型共聚物主要成分由這樣的丙烯酸型共聚物組成，其至少具有包含可輻射固化的碳-碳雙鍵的基團(tuán)，并具有在主鏈上包含羥基和羧基的基團(tuán)；(8)通過(guò)使用根據(jù)上述(1)的晶片加工帶的半導(dǎo)體器件制造方法，包括步驟將所述帶粘合到具有凸起型金屬電極的晶片電路基板；研磨該晶片電路基板的背面；將該晶片電路基板劃片成芯片；拾取該芯片；以及將拾取的芯片倒裝片接合到基底上；(9)根據(jù)上述(8)的半導(dǎo)體器件制造方法，進(jìn)一步包括在研磨步驟之后且劃片步驟之前，將劃片可移除的粘合帶粘合到晶片加工帶，其中該晶片加工帶已經(jīng)粘合到具有凸起型金屬電極的晶片電路基板；以及(10)根據(jù)上述(8)的半導(dǎo)體器件制造方法，進(jìn)一步包括在研磨步驟之后且劃片步驟之前，將劃片可移除的粘合帶粘合到晶片電路基板的背面，其中該晶片加工帶粘合到具有凸起型金屬電極的該晶片電路基板。
這里，術(shù)語(yǔ)“可移除的粘接劑”是指能夠粘合且在諸如固化的處理之后可以被除去的制劑，而術(shù)語(yǔ)“粘接劑”是指僅能夠粘合的制劑。例如，術(shù)語(yǔ)“可輻射固化的可移除的粘接劑”是指這樣的可移除的粘接劑，即，在將該可移除的粘接劑涂敷到晶片等之后，通過(guò)例如紫外輻射的照射被硬化而可以除去或剝離。
此外，術(shù)語(yǔ)“粘接劑層”是指這樣的層，即，當(dāng)半導(dǎo)體晶片等安裝及劃片以及隨后拾取芯片時(shí)可以從可移除的粘合劑層剝離并仍粘合到芯片，且當(dāng)芯片安裝于及固定到基底或引線框架時(shí)可用做粘接劑。
此外，術(shù)語(yǔ)“可移除的粘合劑層”是指這樣的層，即，與待接合的目標(biāo)的剝離力小于與粘接劑層的剝離力，并可用做臨時(shí)粘合。
此外，術(shù)語(yǔ)“剝離力”是指將粘合表面剝離分開(kāi)所需的力，可以根據(jù)JISZ0237中規(guī)定的方法確定。
根據(jù)本發(fā)明使用晶片加工帶的具有金屬電極的晶片的倒裝片封裝方法，在形成薄的晶片芯片層疊結(jié)構(gòu)方面呈現(xiàn)顯著的效果，還呈現(xiàn)薄晶片可以容易和安全地加工且整個(gè)工藝可以縮短的優(yōu)良效果。
此外，本發(fā)明的晶片加工帶可以在用于晶片背面研磨步驟、劃片步驟、和管芯接合步驟的整個(gè)工藝中使用；該晶片加工帶優(yōu)選地用于生產(chǎn)倒裝片封裝基底的上述方法。


圖1為示出了使用本發(fā)明實(shí)施方案的晶片加工帶的工藝的示圖。圖1(a)為剖面圖，圖1(b)為底視圖，圖1(c)為剖面圖，圖1(d)為剖面圖，圖1(e)為剖面圖。
圖2為示出了根據(jù)本發(fā)明，使用晶片加工帶的半導(dǎo)體器件制造方法的另一個(gè)實(shí)施方案的示圖。圖2(a)為剖面圖，圖2(b)為剖面圖，圖2(c)為平面圖，圖2(d)為剖面圖，圖2(e)為剖面圖。
圖3為示出了根據(jù)本發(fā)明，使用晶片加工帶的半導(dǎo)體器件制造方法的又一個(gè)實(shí)施方案的示圖。圖3(a)為剖面圖，圖3(b)為剖面圖，圖3(c)為平面圖，圖3(d)為剖面圖，圖3(e)為剖面圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的發(fā)明人已經(jīng)進(jìn)行各種研究以解決上述傳統(tǒng)倒裝片封裝工藝中的問(wèn)題。結(jié)果，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)通過(guò)在具有凸起金屬電極的晶片電路基板的背面被研磨之前，通過(guò)將具有特定粘接膜的特定保護(hù)帶粘合到電極表面上，通過(guò)在粘合了保護(hù)帶的狀態(tài)下將該晶片電路基板劃片成芯片，以及當(dāng)從具有電極的電路基底剝離該保護(hù)帶時(shí)，僅剝離該保護(hù)帶以將該粘接膜保留在具有金屬電極的晶片電路基板上，由此可實(shí)現(xiàn)貼附了粘接膜的各個(gè)劃片晶片電路基板可以容易安全地與基底倒裝片接合，另外傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝可以縮短?；谏鲜霭l(fā)現(xiàn)，發(fā)明人實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明。
本發(fā)明將在下文中得到詳細(xì)描述。
本發(fā)明的晶片加工帶具有基底膜，以及形成于該基底膜上的可移除的粘合劑層和粘接劑層。該可移除的粘合劑層優(yōu)選包含丙烯酸型共聚物為主要成分(優(yōu)選地80質(zhì)量％以上)。所使用的丙烯酸型共聚物優(yōu)選為丙烯酸型共聚物，基本成分至少包含可輻射固化的碳-碳雙鍵、環(huán)氧基和在其側(cè)鏈的羧基。對(duì)于如何生產(chǎn)該丙烯酸型共聚物沒(méi)有具體限制，例如可以利用通過(guò)將化合物(1)與化合物(2)反應(yīng)獲得的化合物，其中化合物(1)為例如丙烯酸型共聚物或甲基丙烯酸型共聚物，其具有光聚合碳-碳雙鍵和官能團(tuán)，化合物(2)具有能夠與上述官能團(tuán)反應(yīng)的官能團(tuán)。
在這些化合物中，通過(guò)將具有光聚合碳-碳雙鍵的單體((1)-1)例如丙烯酸烷基酯或甲基丙烯酸烷基酯與具有官能團(tuán)的單體((1)-2)共聚合，可以獲得上述具有光聚合碳-碳雙鍵和官能團(tuán)的化合物(1)。單體((1)-1)例如包括分別具有6至12個(gè)碳原子的丙烯酸己酯、丙烯酸正辛酯、丙烯酸異辛酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸癸酯，或者具有5個(gè)以下碳原子的單體，例如丙烯酸正戊酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸異丁酯、丙烯酸乙酯和丙烯酸甲酯，或者甲基丙烯酸酯等。對(duì)于單體((1)-1)的情形，由于單體的碳原子數(shù)目增大，玻璃轉(zhuǎn)變溫度變低，由此可以生產(chǎn)具有期望玻璃轉(zhuǎn)變溫度的單體。此外，除了玻璃轉(zhuǎn)變溫度之外，為了提高相容性及各種性能，可以按5質(zhì)量％以下的比例混合具有碳-碳雙鍵的低分子化合物，例如乙酸乙烯酯、苯乙烯和丙烯腈。
單體((1)-2)具有的官能團(tuán)的示例包括羧基、羥基、氨基、環(huán)酸酐基、環(huán)氧基、以及異氰酸基(isocyanato)。單體((1)-2)的具體示例包括丙烯酸、甲基丙烯酸、肉桂酸、衣康酸、延胡索酸、鄰苯二甲酸、2-羥烷基丙烯酸酯、2-羥烷基甲基丙烯酸酯、乙二醇單丙烯酸酯、乙二醇單甲基丙烯酸酯、N-羥甲基丙烯酰胺、N-羥甲基甲基丙烯酰胺、烯丙醇、N-氨乙基丙烯酸酯、N-氨乙基甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、馬來(lái)酸酐、衣康酸酐、延胡索酸酐、鄰苯二甲酸酐、縮水甘油丙烯酸酯、縮水甘油甲基丙烯酸酯、烯丙基縮水甘油酯、以及異氰酸酯化合物，其中異氰酸基被具有羥基或羧基并具有光聚合碳-碳雙鍵的單體部分地氨基甲酸酯改性。在化合物(2)中，所使用的官能團(tuán)，對(duì)于化合物(1)中的官能團(tuán)即單體((1)-2)為羧基或環(huán)酸酐基的情形，包括羥基、環(huán)氧基、異氰酸基等；或者對(duì)于化合物(1)中的官能團(tuán)為羥基的情形，包括環(huán)酸酐基、異氰酸基等；對(duì)于化合物(1)中的官能團(tuán)為氨基的情形，包括環(huán)氧基、異氰酸基等；或者對(duì)于化合物(1)中的官能團(tuán)為環(huán)氧基的情形，包括羧基、環(huán)酸酐基、氨基等?；衔?2)中官能團(tuán)的具體示例包括和單體((1)-2)中所舉的具體示例相同的官能團(tuán)。通過(guò)在化合物(1)和化合物(2)之間的反應(yīng)中留下未反應(yīng)的官能團(tuán)，可以生產(chǎn)具有例如優(yōu)選地在本發(fā)明中界定的酸值或羥值的特性的化合物。
在上述丙烯酸系共聚物的合成中，當(dāng)通過(guò)溶液聚合執(zhí)行共聚反應(yīng)時(shí)，有機(jī)溶劑可以使用酮系、酯系、醇系或芳香族系溶劑。其中，優(yōu)選的溶劑為對(duì)于丙烯酸系聚合物的常用的良好的溶劑，該溶劑具有60至120℃的沸點(diǎn)。優(yōu)選溶劑的示例包括甲苯、乙酸乙酯、異丙醇、苯甲基纖維素溶劑(benzenemethylcellosolve)、乙基纖維素溶劑(ethylcellosolve)、丙酮、甲乙酮等。聚合引發(fā)劑通常使用偶氮(azobis)系自由基發(fā)生劑，例如α，α’-偶氮二異丁腈，以及有機(jī)過(guò)氧化物系，例如過(guò)氧化苯酰。此時(shí)，如果需要，則可選地可以添加催化劑、聚合抑制劑等。這樣，通過(guò)控制聚合溫度和聚合時(shí)間，可以獲得具有期望分子量的丙烯酸系共聚物。分子量的控制，優(yōu)選使用硫醇系或四氯化碳系溶劑。此外，該共聚不限于溶液聚合，也可以通過(guò)其他方式執(zhí)行，例如本體聚合、懸浮聚合等。
如前所述，可以獲得丙烯酸系共聚物。在本發(fā)明中，丙烯酸系共聚物的分子量?jī)?yōu)選約300,000至約1,000,000。如果分子量太小，輻射照射的粘著力變得更少，因此在對(duì)晶片劃片時(shí)容易發(fā)生元件(芯片)的錯(cuò)位，且圖像識(shí)別變得困難。此外，為了盡可能防止元件這種錯(cuò)位，優(yōu)選該分子量為400,000以上。如果分子量太大，在合成及涂敷時(shí)可能發(fā)生凝膠化。此外，至于共聚物的性能，由于玻璃轉(zhuǎn)變溫度低，當(dāng)輻射照射的不是圖案形狀而是整體的時(shí)，輻射照射之后該可移除的粘接劑的流動(dòng)性不足，即使分子量大。因此，盡管不發(fā)生這種問(wèn)題使得元件之間的間隔在伸展之后不足或者在拾取時(shí)難以識(shí)別圖像，分子量更優(yōu)選900,000以下。這里，本發(fā)明中的分子量是指就聚苯乙烯而言的重量平均分子量。
此外，在本發(fā)明中，將被引入丙烯酸系共聚物的光聚合碳-碳雙鍵數(shù)量?jī)?yōu)選為0.5至2.0meq/g(毫克當(dāng)量/克)，更優(yōu)選為0.8至1.5meq/g。如果雙鍵數(shù)量太少，則輻射照射之后降低臨時(shí)粘合強(qiáng)度的效果變小。如果雙鍵數(shù)量太多，則輻射照射之后該可移除的粘接劑的流動(dòng)性不足，由此使得在一些情況下，所得的元件之間的間隔在伸展之后不足且對(duì)于各個(gè)元件在拾取時(shí)難以識(shí)別圖像。這種情況下，另外，丙烯酸系共聚物本身穩(wěn)定性不足，且本身變得難以生產(chǎn)。
此外，在本發(fā)明中，通過(guò)調(diào)整丙烯酸型共聚物的平均分子量和所混合的硬化劑的數(shù)量，可以控制在可移除的粘合劑層固化之前該可移除的粘合劑層的凝膠比例。凝膠比例優(yōu)選為60％以上，更優(yōu)選為80至100％。如果凝膠比例太小，該可移除的粘合成分趨于在接合界面上略微移動(dòng)，由此隨著時(shí)間流逝難以獲得剝離力的穩(wěn)定性。此外，優(yōu)選地，該丙烯酸系共聚物具有OH基，使得氫氧基值為5至100，因?yàn)檩椛湔丈渲笈R時(shí)粘合強(qiáng)度降低，由此進(jìn)一步減小拾取錯(cuò)誤的風(fēng)險(xiǎn)。此外，優(yōu)選地丙烯酸系共聚物具有COOH基，使得酸值為0.5至30，因?yàn)閹Щ謴?fù)(復(fù)原)性能得到改善，由此使得容易處理用于用過(guò)的帶的帶容納型機(jī)構(gòu)。同時(shí)，如果丙烯酸系共聚物的羥基值大小，輻射照射之后的臨時(shí)粘合強(qiáng)度不會(huì)被充分降低，或者如果太高，輻射照射之后該可移除的粘接劑的流動(dòng)受損。此外，如果酸值太低，帶恢復(fù)性能不會(huì)被充分改善，或者如果太高，該可移除的粘接劑的流動(dòng)性受損。
此外，對(duì)于通過(guò)紫外輻射硬化(固化)用于本發(fā)明的可輻射固化可移除的粘接劑的情形，對(duì)于附加成分，如果需要，可以利用光聚合引發(fā)劑，例如苯偶姻異丙醚、苯偶姻異丁醚、苯甲酮、米氏酮、氯基噻噸酮、十二烷基噻噸酮、二甲基噻噸酮、二乙基噻噸酮、芐基二甲基縮酮、α-羥基環(huán)己基苯基甲酮、2-羥甲基苯丙烷等。與100質(zhì)量份的丙烯酸系共聚物混合的光聚合引發(fā)劑的數(shù)量?jī)?yōu)選地為0.01至5質(zhì)量份。
該可移除的粘合劑層的厚度優(yōu)選為5至50μm。
可用于本發(fā)明的基底膜可以是具有輻射透射性能的任意材料的膜。該膜材料的示例包括α-烯烴的均聚物或共聚物，例如聚乙烯、聚丙烯、乙烯/丙烯共聚物、聚丁烯、乙烯/乙酸乙烯共聚物、乙烯/丙烯酸共聚物、或者離聚物；工程塑料，例如聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、或者聚甲基異丁烯酯；或者熱塑性橡膠，例如聚氨酯、苯乙烯/乙烯/丁烯或戊烯系共聚物。備選地，該基底膜可由選擇上述化合物組的兩種以上材料的混合物形成；且該基底膜可由選自上述化合物組的單層、雙層或更多層形成。
所使用的膜的厚度優(yōu)選為50至200μm。在該基底膜上層疊上述可移除的粘合而獲得的材料也稱為“保護(hù)膜(可移除的或臨時(shí)粘合帶)”。
在根據(jù)本發(fā)明的管芯接合粘接劑層中，可以利用粘接劑，其通常用于管芯接合，例如包含環(huán)氧樹(shù)脂作為主要成分的膜狀粘接劑。
此外，出于賦予電導(dǎo)性與/或熱導(dǎo)性的目的，具有優(yōu)良導(dǎo)電性或?qū)嵝缘木?xì)金屬粉末與/或任何其他材料可添加到上述粘接膜。
此外，還可以將例如金屬氧化物或玻璃的精細(xì)粉末添加到該粘接膜，從而改善熱穩(wěn)定性。
為了保證接合可靠性，重要的是，上述粘接劑在粘合時(shí)足夠軟，從而填充具有凹凸表面的基底而不產(chǎn)生空洞。然而，當(dāng)背面被研磨時(shí)，該粘接劑必須具有約0.1MPa以上的彈性模量，由此不發(fā)生形變。為了防止在基底的凹凸表面上出現(xiàn)空洞，在粘合時(shí)該粘接劑的彈性模量?jī)?yōu)選地為0.05MPa以下；且當(dāng)粘接劑以留在電路基底上的狀態(tài)被剝離時(shí)，該粘接劑的彈性模量?jī)?yōu)選地為1MPa以上，此時(shí)臨時(shí)粘合性消失。
管芯接合粘接劑層的厚度優(yōu)選為5至50μm。
通過(guò)涂敷等將粘接劑層提供于例如聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯膜的承載膜上，用于晶片管芯接合的粘接劑層可形成為晶片管芯接合膜。這種情況下，該承載膜在使用時(shí)將被剝離。
通過(guò)按照常規(guī)方式層疊由此獲得的保護(hù)帶和晶片管芯接合膜，使得該可移除的粘合劑層和該粘接劑層層疊，由此生產(chǎn)晶片加工帶。在晶片加工帶的優(yōu)選實(shí)施方案中，在該可移除的粘合劑層與基底膜接合以及在拾取步驟中僅粘接劑層與管芯接合的狀態(tài)下，該粘接劑層從該可移除的粘合劑層剝離。當(dāng)晶片加工帶被加熱粘合到半導(dǎo)體晶片時(shí)，可保持臨時(shí)粘合強(qiáng)度，其足以防止在研磨背面及對(duì)晶片劃片時(shí)具有電極的晶片與保護(hù)帶剝離；在拾取芯片時(shí)，通過(guò)輻射固化，可以容易地將該可移除的粘合劑層從具有粘接劑層的芯片剝離。
在劃片時(shí)，粘接膜與保護(hù)帶之間的剝離力優(yōu)選為0.5至10N/25mm；輻射照射之后，貼附粘接膜的芯片與保護(hù)帶之間的剝離力優(yōu)選為0.5至0.05N/25mm。
上述可移除的粘合劑層優(yōu)選是可輻射固化的。此外，上述粘接劑層優(yōu)選為可熱固化。此外，優(yōu)選地，上述粘接劑層包括丙烯酸樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂或聚酰亞胺樹(shù)脂中的任意一種作為主要成分，在25℃貯藏彈性模量為1MPa以上(通常為50MPa以下)，在80℃貯藏彈性模量為0.05MPa以下(通常為0.005MPa以上)。此外，該可移除的粘合劑層優(yōu)選包含丙烯酸型共聚物作為其主要成分，該丙烯酸型共聚物包括在其主鏈上至少具有包含可輻射固化的碳-碳雙鍵的基團(tuán)，和包含羥基和羧基的基團(tuán)作為其主要成分的丙烯酸型共聚物。
本發(fā)明的晶片加工帶在粘合到晶片電路基板的狀態(tài)下，用于研磨具有金屬電極的晶片電路基板背面的步驟，和將該晶片電路基板劃片為芯片的步驟。因此，本發(fā)明的晶片加工帶在晶片被研磨時(shí)具有保護(hù)帶的功能，并且還設(shè)有在接合芯片時(shí)使用的管芯接合粘接劑層。
可以例如如圖1所示使用本發(fā)明的晶片加工帶。圖1的示圖示出了使用本發(fā)明晶片加工帶，生產(chǎn)半導(dǎo)體器件的方法的一個(gè)實(shí)施方案的工藝。這里，在以下圖示的描述中，相同的參考數(shù)字表示相同的元件，從而省略重復(fù)的解釋。
在如圖1(a)的剖面視圖所示的晶片加工帶中，粘接劑層3層疊在保護(hù)帶(BG帶)上，該保護(hù)帶設(shè)有層疊于基底膜1上的可移除的粘合劑層2。
粘接劑層3可以使用不導(dǎo)電或絕緣膜(NCF)或者各向異性導(dǎo)電膜(ACF)。
接著，如圖1(c)的剖面視圖所示，晶片加工帶粘合到具有凸起型金屬(例如金)電極(凸塊)4的晶片電路基板5，隨后加熱以將該帶接合到基底，從而將該凸起型金屬電極4埋入粘接劑層3。接著，背面按虛線所示深度被研磨，直到指定厚度。圖1(b)為圖1(c)的步驟的底視圖，其中6表示金凸塊晶片，7表示環(huán)狀框架。接著，在加工帶粘合到電路基底的狀態(tài)下，使用輻射照射該電路基底。之后，晶片電路基板被劃片(圖1(d))，以拾取芯片(圖1(e))。此時(shí)，晶片加工帶的粘接劑層3從保護(hù)帶的可移除的粘合劑層2剝離，在接合到芯片的狀態(tài)下被拾取，并在管芯接合步驟中作為粘接劑，從而產(chǎn)生半導(dǎo)體器件。
圖2的示圖示出了使用本發(fā)明的晶片加工帶生產(chǎn)半導(dǎo)體器件的方法的另一個(gè)實(shí)施方案的工藝。如圖2(a)的剖面視圖所示，晶片加工帶由層疊于保護(hù)帶(BG帶)上的粘接劑層3組成，該保護(hù)帶設(shè)有層疊于基底膜1上的可移除的粘合劑層2。接著，如圖2(b)的剖面視圖所示，晶片加工帶粘合到具有凸起型金屬電極(凸塊)4的晶片電路基板5，隨后加熱以將該帶接合到基底，從而將該凸起型金屬電極4埋入粘接劑層3；接著，背面按虛線所示深度被研磨，直到指定厚度。接著，劃片可移除的粘合帶8粘合到保護(hù)帶的基底膜1側(cè)，隨后使用輻射照射，接著所得的晶片電路基板5被劃片。圖2(c)為該步驟的平面視圖，其中7表示環(huán)狀框架，9表示金凸塊晶片和粘接劑及保護(hù)帶。此外，圖2(d)為該步驟的剖面視圖。接著拾取芯片(圖2(e))。晶片加工帶的粘接劑層3從保護(hù)帶的可移除的粘合劑層2剝離，在接合到芯片的狀態(tài)下被拾取，并在管芯接合步驟中作為粘接劑，從而生產(chǎn)半導(dǎo)體器件。
圖3的示圖示出了使用本發(fā)明的晶片加工帶產(chǎn)生半導(dǎo)體器件的方法的又一個(gè)實(shí)施方案的工藝。
如圖3(a)的剖面視圖所示，晶片加工帶具有一種結(jié)構(gòu)，其中粘接劑層3層疊于保護(hù)帶(BG帶)上，該保護(hù)帶設(shè)有層疊于基底膜1上的可移除的粘合劑層2。接著，如圖3(b)的剖面視圖所示，晶片加工帶粘合到具有凸起型金屬電極(凸塊)4的晶片電路基板5，隨后加熱以將該帶接合到基底，從而將該凸起型金屬電極4埋入粘接劑層3；接著，背面被按虛線所示深度研磨，直到指定厚度。接著，劃片可移除的粘合帶8粘合到晶片的研磨表面，隨后使用輻射照射，從保護(hù)帶側(cè)劃片該晶片電路基板5。圖3(c)為該步驟的平面視圖，其中7表示環(huán)狀框，9表示金凸塊晶片和粘接劑及保護(hù)帶。此外，圖3(d)為該步驟的剖面視圖。接著，使用脫模(或者剝離)帶，具有基底膜1和可移除的粘合劑層2的保護(hù)帶從晶片剝離，以拾取接合了粘接劑層3的芯片(圖3(e))。該粘接劑層3在管芯接合步驟中作為粘接劑，從而生產(chǎn)半導(dǎo)體器件。
基于下文給出的示例更詳細(xì)地描述本發(fā)明，但是本發(fā)明不限于這些示例。
示例根據(jù)下述測(cè)試，測(cè)試并評(píng)價(jià)下述示例中的各個(gè)特性。“份(part)”是指質(zhì)量份量。
1.凝膠百分比稱出約0.05g的可移除的粘合劑層，將其浸入50ml的二甲苯120℃保持24小時(shí)，隨后所得的二甲苯被過(guò)濾經(jīng)過(guò)200目的不銹鋼網(wǎng)，保留在網(wǎng)上的所得的不溶成分在110℃干燥120分鐘。隨后，由此干燥的不溶成分的質(zhì)量被稱重，以根據(jù)下述公式確定凝膠百分比凝膠比例(％)＝{(不溶成分的質(zhì)量)/(被稱重的可移除的粘合劑層的質(zhì)量)}×100
2.可移除的粘接劑雙鍵數(shù)量通過(guò)在真空中暗處通過(guò)溴加成反應(yīng)的質(zhì)量增加方法，測(cè)量并定量確定約10g的加熱及干燥后可移除的粘接劑中包含的碳-碳雙鍵的數(shù)量。
3.拾取成功率在示例和比較例中產(chǎn)生的任一加工帶在室溫或80℃的溫度下粘合到具有電極的晶片10秒；晶片背面研磨至晶片厚度50μm。接著，所得的晶片劃片稱尺寸為10mm×10mm的芯片。隨后，如果需要使用空冷型高壓汞燈(80W/cm，照射距離10cm)以200mJ/cm2的強(qiáng)度，對(duì)可移除的粘合劑層照射紫外線。接著，使用管芯接合測(cè)試器(三級(jí)推力系統(tǒng)，由RenesasEastern Japan Semiconductor，Inc.制造進(jìn)行拾取測(cè)試，以得到每100個(gè)拾取芯片的數(shù)目上的拾取成功率(％)。
4.晶片背面研磨性能○沒(méi)有觀察到晶片損傷和出現(xiàn)微裂紋。
×觀察到晶片損傷或出現(xiàn)微裂紋。
5.劃片特性○劃片期間加工帶被剝離。
×劃片期間加工帶未被剝離。
6.抗回流可靠性在封裝被潤(rùn)濕之后，在評(píng)估示例和比較例中制作的倒裝片封裝的抗回流可靠性中，○即使在JEDEC級(jí)別3的工藝中，沒(méi)有發(fā)生封裝裂紋。
×在JEDEC級(jí)別3的工藝中發(fā)生封裝裂紋。
測(cè)量彈性模量的方法25℃和80℃下粘接膜的彈性模量按照以下方式測(cè)量。粘彈性計(jì)(商品名稱為ARES，由Reometric Science Co.制造)用于從0℃開(kāi)始測(cè)量，在5℃/min的升溫速率以及1Hz頻率的條件下測(cè)量動(dòng)態(tài)粘彈性，其中當(dāng)溫度到達(dá)25℃或80℃時(shí)的貯藏彈性模量G’定義為各自彈性模量。
測(cè)量剝離力的方法根據(jù)JIS Z0237測(cè)量UV照射(UV輻射量為1000mJ/cm2)之前或之后的各個(gè)剝離力。晶片加工帶(用于粘貼晶片的粘合粘接帶)在加熱情況下粘合到被加熱至80℃的硅晶片的鏡面，從而測(cè)量粘接劑層和可移除的粘合帶之間的剝離力。該測(cè)試在以下條件下進(jìn)行90℃剝離，剝離速度為50mm/min。
合成化合物(A)，一種丙烯酸型共聚物以65份丙烯酸丁酯、25份2-丙烯酸羧乙基酯和10份丙烯酸為原材料，通過(guò)溶液自由基聚合獲得共聚物。接著，2-異氰酸酯基甲基丙烯酸酯逐滴加入至該共聚物，使兩者反應(yīng)產(chǎn)生共聚物。逐滴添加的2-異氰酸酯基甲基丙烯酸酯的數(shù)量以及溶液自由基聚合的反應(yīng)時(shí)間受到控制，從而產(chǎn)生共聚合物A1至A6和A11至A13，這些共聚物在碳-碳雙鍵數(shù)目、分子量等上不同。
生產(chǎn)丙烯酸型可移除的粘合帶聚氨酯化合物(商品名稱為Coronate L，由Nippon Polyurethane IndustryCo.，Ltd.制造)作為化合物(B)硬化劑以及α-羥基環(huán)己基苯酮作為化合物(C)光引發(fā)劑，按照以下表1所示配方分別添加并混合到化合物(A)，從而獲得可移除的粘接劑。
任一可移除的粘接劑涂敷到高密度聚乙烯(PE)樹(shù)脂膜(100μm)，形成干燥后厚度為10μm的可移除的粘合劑層，從而分別產(chǎn)生可移除的粘合帶。這樣獲得的可移除的粘合帶在環(huán)境溫度下被層疊于稍候解釋的包含環(huán)氧樹(shù)脂為主要成分的25μm厚粘接膜上，從而生產(chǎn)晶片加工帶。該層疊按以下方式進(jìn)行?？梢瞥恼澈蠋У目梢瞥恼澈蟿颖粚盈B并粘合到粘接膜的粘接劑層，隨后在使用該晶片加工帶時(shí)，剝離該粘接膜的下述承載膜。
生產(chǎn)粘接膜(生產(chǎn)粘接膜1)環(huán)己酮被添加到下述組成，該組成包括作為環(huán)氧樹(shù)脂的100質(zhì)量份的甲酚酚醛型環(huán)氧樹(shù)脂(環(huán)氧當(dāng)量197，分子量1200，軟化點(diǎn)70℃)、作為硅烷耦聯(lián)劑的1.5質(zhì)量份的γ-巰基丙基三甲氧基硅烷和3質(zhì)量份的γ-脲基丙基三甲氧基硅烷、以及30質(zhì)量份的平均粒子直徑16nm的硅石填充劑，并攪拌混合，之后使用球磨揉制90分鐘。
將100質(zhì)量份的丙烯酸樹(shù)脂(重量平均分子量為200000，玻璃轉(zhuǎn)變溫度為-17℃)、作為六個(gè)官能丙烯酸酯單體的5質(zhì)量份的二(聚)季戊四醇六丙烯酸酯、作為硬化劑的0.5質(zhì)量份的六亞甲基二異氰酸酯的加合物、以及2.5份的Curesol 2PZ(商品名稱，由Shikoku Kasei(K.K.)，制造，2-苯基咪唑)加入上述揉制的混合物，進(jìn)行攪拌混合，隨后在真空中除氣，以獲得粘接劑。
將該粘接劑涂敷到經(jīng)過(guò)脫模處理的25μm厚的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜，隨后在110℃下加熱1分鐘進(jìn)行干燥，以形成膜厚40μm且處于B階段狀態(tài)的涂膜，由此產(chǎn)生設(shè)有承載膜的粘接膜1。
(生產(chǎn)粘接膜2)按照與生產(chǎn)粘接膜1相同的方法生產(chǎn)粘接膜2，不同之處為作為硬化劑的六亞甲基二異氰酸酯的加合物使用0質(zhì)量份(即，不使用)，使用2.5質(zhì)量份的Curesol 2PHZ(商品名稱，由Shikoku Kasei(K.K.)，制造，2-二羥咪唑)替代Curesol 2PZ。
(生產(chǎn)粘接膜3)按照與生產(chǎn)粘接膜1相同的方法生產(chǎn)粘接膜3，不同之處為作為環(huán)氧樹(shù)脂的50質(zhì)量份的甲酚酚醛型環(huán)氧樹(shù)脂(環(huán)氧當(dāng)量197，分子量1200，軟化點(diǎn)70℃)，以及1質(zhì)量份的作為硬化劑的六亞甲基二異氰酸酯的加合物。
(示例1至7)通過(guò)表1所示組合獲得的任一晶片加工帶分別在80℃的電熱板上加熱，被粘合到具有金柱型凸塊的5英寸晶片，其中承載膜已經(jīng)剝離該晶片加工帶，隨后使用背側(cè)研磨機(jī)研磨該電路基底的背側(cè)，使該電路基底具有50μm的加工厚度。隨后，在加工帶粘合到電路基底的狀態(tài)下，使用1000mJ/cm2劑量的UV照射該電路基底，隨后劃片為均為10mm×10mm的方形行片。使用拾取管芯接合器拾取所得的芯片，且根據(jù)樹(shù)脂基底的電極位置封裝倒裝芯片，從而生產(chǎn)半導(dǎo)體器件。
(比較例1至3)按照與示例相同的方式生產(chǎn)半導(dǎo)體器件，不同之處為使用如表2所示的組合所獲得的任一晶片加工帶；按照與前述相同的方式測(cè)試和評(píng)估所得的裝置。
表1

表2

B1Coronate LCα羥基環(huán)已基苯基酮從表1和2所示結(jié)果顯而易見(jiàn)，比較例分別具有明顯低的拾取成功率，且抗回流可靠性評(píng)估差。與此相反，根據(jù)本發(fā)明的示例的所有評(píng)估特性都是優(yōu)良的。
工業(yè)實(shí)用性本發(fā)明優(yōu)選作為涉及通過(guò)倒裝片封裝生產(chǎn)半導(dǎo)體器件的生產(chǎn)方法；具體而言，從研磨具有金屬電極的晶片的背面的步驟到劃片與/或管芯接合步驟。
此外，本發(fā)明的晶片加工帶可優(yōu)選用于生產(chǎn)半導(dǎo)體器件的上述方法。
已經(jīng)結(jié)合實(shí)施方案描述了本發(fā)明，除非另外說(shuō)明，本發(fā)明不受說(shuō)明書(shū)的任何細(xì)節(jié)限制，而是由權(quán)利要求界定的精神和范圍定義。
權(quán)利要求
1.一種晶片加工帶，包括形成于基底膜上的可移除的粘合劑層與粘接劑層，其中所述帶用于涉及如下步驟的工藝在所述帶粘合到晶片電路基板的狀態(tài)下，研磨具有凸起型金屬電極的晶片電路基板的背面，并將所述晶片電路基板劃片成芯片；以及拾取所述芯片，其中在該粘接劑層從基底膜剝離而接合到各個(gè)芯片的狀態(tài)下拾取所述芯片。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的晶片加工帶，其中在所述拾取步驟中，在所述可移除的粘合劑層與基底膜接合且僅所述粘接劑層與管芯接合的狀態(tài)下，所述芯片從可移除的粘合劑層剝離。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的晶片加工帶，其中所述可移除的粘合劑層包含丙烯酸型共聚物為主要成分且凝膠比例為60％以上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3的任一的晶片加工帶，其中所述可移除的粘合劑層為可輻射固化。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至3的任一的晶片加工帶，其中所述粘接劑層為可熱固化。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至3的任一的晶片加工帶，其中所述粘接劑層包含作為主要成分的丙烯酸樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂或聚酰亞胺樹(shù)脂中的至少一種，且在25℃時(shí)的貯藏彈性模量為1MPa以上，在80℃時(shí)的貯藏彈性模量為0.05MPa以下。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至3的任一的晶片加工帶，其中所述可移除的粘合劑層包含丙烯酸型共聚物作為其主要成分，所述丙烯酸型共聚物主要成分由這樣的丙烯酸型共聚物組成，其在主鏈上至少具有包含可輻射固化的碳-碳雙鍵的基團(tuán)，并包含羥基和羧基的基團(tuán)。
8.通過(guò)使用根據(jù)權(quán)利要求1的晶片加工帶的半導(dǎo)體器件制造方法，包括步驟將所述帶粘合到具有凸起型金屬電極的晶片電路基板；研磨所述晶片電路基板的背面；將所述晶片電路基板劃片成芯片；拾取所述芯片；以及將所述拾取的芯片倒裝片接合到基底上。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的半導(dǎo)體器件制造方法，進(jìn)一步包括在研磨步驟之后且劃片步驟之前，將用于劃片可移除的粘合帶進(jìn)一步粘合到所述晶片加工帶，其中所述晶片加工帶已粘合到具有凸起型金屬電極的晶片電路基板。
10.根據(jù)權(quán)利要求8的半導(dǎo)體器件制造方法，進(jìn)一步包括在研磨步驟之后且劃片步驟之前，將用于劃片可移除的粘合帶粘合到具有凸起型金屬電極的所述晶片電路基板的背面，所述晶片電路基板已粘合了所述晶片加工帶。
全文摘要
一種晶片加工帶，包括形成于基底膜(1)上的可移除的粘合劑層(2)與粘接劑層(3)。在拋光工藝中，在所述帶粘合到具有突起金屬電極(4)的晶片電路基板的狀態(tài)下，研磨晶片電路基板(5)的背面。在劃片工藝中，將該晶片電路基板分為芯片。在拾取該分開(kāi)的芯片中，其中在該粘接劑層(3)從基底膜(1)剝離而接合到芯片的狀態(tài)下拾取所述芯片。
文檔編號(hào)H01L21/52GK1993809SQ200580026540
公開(kāi)日2007年7月4日 申請(qǐng)日期2005年8月2日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月3日
發(fā)明者盛島泰正, 喜多賢二, 石渡伸一, 山川貴紀(jì) 申請(qǐng)人:古河電氣工業(yè)株式會(huì)社