本發(fā)明涉及一種用于半導體器件的粘性薄膜及采用該薄膜制作半導體器件的方法。

背景技術：

在半導體器件的制作過程中，當由晶圓切割為芯粒的過程中或切割完成后經(jīng)常使用粘貼薄膜（如在LED芯片中，通常使用藍膜膠帶或白膜膠帶）承接并進行擴膜。

然而，擴膜后的半導體器件往往不會均勻地排列在薄膜上，如圖1所示。發(fā)明人通過研究發(fā)現(xiàn)造成其排列不均勻的主要原因可能有以下因素：一、器件與薄膜之間的粘附力，由于半導體器件與薄膜之間的粘附力很難控制，當兩者之間的粘附力過小或分布不均勻時擴膜過程在拉伸力作用下容易發(fā)生位移，特別是小尺寸器件，由于各個器件與薄膜接觸面很小，更容易發(fā)生位移，造成偏差；二、薄膜的材料在擠出成形、拉伸處理等制造工序中會被賦予各向異性，當該薄膜用于擴膜工序中，將薄膜的全部外周在半徑方向上拉伸而負荷拉伸應力，該各向異性導致該薄膜在面內(nèi)的拉伸特性變得不均勻。

技術實現(xiàn)要素：

針對上述問題，本發(fā)明提出了一種用于半導體器件的薄膜及半導體器件的制作方法，該薄膜的特定區(qū)域具有較小彈性模量，從而當向其施回拉伸力時，其更容易產(chǎn)生拉伸形變，用于半導體器件制程的擴膜工序中，可減少器件在拉伸過程中發(fā)生位移，獲得較為均勻、有序分布的半導體器件排列。

根據(jù)本發(fā)明的第一個方面，一種用于半導體器件的薄膜，包括基材和設置于所述基材上的粘合層，所述薄膜劃分為粘貼區(qū)和擴展區(qū)，所述擴展區(qū)的彈性模量小于所述粘貼區(qū)的彈性模量，當對所述薄膜施以一拉伸力時，所述擴展區(qū)比所述粘貼區(qū)更容易產(chǎn)生拉伸形變。

優(yōu)選地，所述擴展區(qū)與粘貼區(qū)之間的連接強度不小于所述薄膜擴展區(qū)內(nèi)部的連接強度，使得當對所述薄膜施加拉伸力時，所述薄膜的擴展區(qū)能夠伸長且不發(fā)生斷裂。

優(yōu)選地，所述粘貼區(qū)的彈性模量E1與擴展區(qū)的彈性模量E2的比例為大于1，較佳的為2以上。

優(yōu)選地，在23℃下所述薄膜的擴展區(qū)的彈性模量為200MPa以下，更佳地為2~150MPa；所述薄膜的粘貼區(qū)的彈性模量為100MPa以上，更佳的為150MPa以上。

優(yōu)選地，當對所述薄膜施以一拉伸力時，所述擴展區(qū)的產(chǎn)生的形變量dV1與所述擴展區(qū)的產(chǎn)生的形變量dV2之間的比例大于1。

優(yōu)選地，所述薄膜的粘貼區(qū)和擴展區(qū)分布所用圖案依據(jù)半導體器件切割圖案設計，所述擴展區(qū)與半導體器件切割圖案的切割道對應。

優(yōu)選地，所述粘貼區(qū)的尺寸按照半導體器件的尺寸進行設計，其小于或等于半導體器件的尺寸。

在一些實施例中，所述薄膜的表面呈網(wǎng)格狀分布，其中網(wǎng)格單位為粘貼區(qū)，網(wǎng)格線為擴展區(qū)。優(yōu)選地，所述擴展區(qū)的寬度為5~1000微米。

在本發(fā)明中，可通過控制薄膜的厚度進而控制薄膜的彈性模量分布，使得粘貼區(qū)的彈性模量大于擴展區(qū)的彈性模量，例如所述粘貼區(qū)的厚度大于所述擴展區(qū)的厚度。也可以使所述薄膜的厚度是一致的，通過光照、加熱、摻雜等方法局部改變薄膜的彈性模量，從而實現(xiàn)一個二維圖案化的彈性模量分布。

在一些實施例中，通過減少所述薄膜擴展區(qū)的厚度，從而降低該擴展區(qū)的彈性模量。例如在薄膜的擴展區(qū)設置凹槽結構，該凹槽結構可位于所述薄膜的正面或背面，較佳的，位于所述薄膜的背面。又例如通過擠壓的方式使得所述薄膜的擴展區(qū)的厚度小于所述粘貼區(qū)的厚度。

在一些實施例中，通過在薄膜基材的粘貼區(qū)上增加一彈性模量較大的強化層，所述強化層的彈性模量大于所述基材的彈性模量，且所述固定層與所述基材之間具有足夠大的粘附強度，進而強化所述基材的粘接區(qū)的彈性模量，如此當向所述薄膜的基材施回拉伸力時，基材的粘貼區(qū)受到強化層的影響，發(fā)生的伸長形變明顯變小。優(yōu)選地，所述基材的彈性模量為1~200MPa，所述強化層的彈性模量為500MPa以上；所述粘合層形成于述強化層上，所述基材與所述強化層之間的粘附強度大于所述固定層與所述粘合層之間的粘附強度。

在一些實施例中，所述基材含有光敏材料，通過光照所述薄膜的粘貼區(qū)或擴展區(qū)，局部改變照射區(qū)域的彈性模量，使得該薄膜的粘貼區(qū)的彈性模量大于所述擴展區(qū)的彈性模量。

在一些實施例中，所述基材含有熱固化材料，通過加熱所述薄膜的擴展區(qū)以或擴展區(qū)，改變加熱區(qū)域的彈性模量，使得薄膜的粘貼區(qū)的彈性模量大于所述擴展區(qū)的彈性模量。

在一些實施例中，所述基材中含有活性稀釋劑，其在所述粘貼區(qū)的含量大于所述擴展區(qū)的含量，通過控制所述粘貼區(qū)和擴展區(qū)的活性稀釋劑含量，使得所述粘貼區(qū)的彈性模量大于所述擴展區(qū)的彈性模量。

在一些實施例中，所述薄膜的粘貼區(qū)為玻璃化狀態(tài)，所述擴展區(qū)為彈性體。

根據(jù)本發(fā)明的第二個方面，一種半導體器件的制作方法，包括步驟：提供一半導體晶圓片，定義芯片區(qū)和切割道區(qū)，并在所述切割道區(qū)形成切割道；提供前述任意一種薄膜，將所述半導體晶圓片粘接于所述薄膜上，其中晶圓片的芯片區(qū)與所述薄膜的粘貼區(qū)對應，晶圓片的切割道與所述薄膜的擴展區(qū)對應；將所述半導體片沿切割道分為一系列芯片；對所述薄膜施以一拉伸力使得所述薄膜的擴展區(qū)伸長，將所述芯片分開。

本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點可通過在說明書、權利要求書以及附圖中所特別指出的結構來實現(xiàn)和獲得。

附圖說明

附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，并且構成說明書的一部分，與本發(fā)明的實施例一起用于解釋本發(fā)明，并不構成對本發(fā)明的限制。此外，附圖數(shù)據(jù)是描述概要，不是按比例繪制。

圖1為采用現(xiàn)有的粘性薄膜進行擴膜示意圖。

圖2為根據(jù)本發(fā)明實施的一種薄膜的俯視圖。

圖3為根據(jù)本發(fā)明實施的一種薄膜的側面剖視圖，其沿圖2之線A-A剖開。

圖4為圖3所示薄膜的一種變形。

圖5為圖3所示薄膜的再一種變形。

圖6為根據(jù)實施的另一種薄膜的側面剖視圖。

圖7為根據(jù)實施的再一種薄膜的側面剖視圖。

圖8為根據(jù)實施的再一種薄膜的側面剖視圖。

圖9為根據(jù)實施的再一種薄膜的側面剖視圖。

圖10為根據(jù)本發(fā)明實施的一種半導體器件制作方法的流程圖。

圖11~圖15為根據(jù)本發(fā)明實施的一種半導體器件制作方法的過程示意圖。

圖中：

100：現(xiàn)有粘接薄膜；200：本發(fā)明之薄膜；200A：薄膜的粘貼區(qū)；200B：薄膜的擴展區(qū)；210：基材；220：粘合層；230：凹槽；240：第一粘合層；250：彈性模量強化層；300：半導片晶圓；310：半導晶圓片的芯片區(qū)/芯片；320：切割道；400：拉伸裝置。

具體實施方式

下面各實施例公開了一種用于半導體器件的薄膜，該薄膜預設為粘貼區(qū)和擴展區(qū)，擴展區(qū)的彈性模量小于粘貼區(qū)的彈性模量，其彈性模量分布所用圖案可與半導體器件切割圖案一致，下面可設進行說明。

圖2和3公開了本發(fā)明第一個較佳實施例。一種粘性薄膜200，包括基材210和其上的粘合層220，其劃分為粘貼區(qū)200A和擴展區(qū)200B，其中粘貼區(qū)200A用于粘貼半導體器件，其彈性模量大于擴展區(qū)200B的彈性模量。薄膜200在室溫（一般為23℃）的彈性模量優(yōu)選在1～200MPa的范圍內(nèi)，粘貼區(qū)的彈性模量E1與擴展區(qū)的彈性模量E2的比例大于1，優(yōu)先為2~200。具體的，粘貼區(qū)的彈性模量E1優(yōu)選為100～200MPa，擴展區(qū)的彈性模量E2優(yōu)選為1～100MPa，如此可確保該薄膜在拉伸過程中，擴展區(qū)的拉伸形變量遠大于粘貼區(qū)的拉伸形變量，且不會發(fā)生斷裂，即薄膜在拉伸過程中主要由擴展區(qū)產(chǎn)生伸長，而粘貼區(qū)產(chǎn)生的伸長可忽略。

薄膜200的彈性模量主要取決于基材210的材料，一般為具有良好拉伸性的樹脂薄膜，在本實施例中，基材210可選用聚乙烯、丙烯無規(guī)共聚物、丙烯嵌段共聚物、丙烯均聚物、聚丁烯、聚甲基戊烯等聚烯烴、乙烯- 醋酸乙烯酯共聚物、離聚物樹脂、乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物、乙烯-(甲基) 丙烯酸酯共聚物、乙烯- 丁烯共聚物、乙烯- 己烯共聚物、聚氨酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯等聚酯、聚碳酸酯、聚酰亞胺、聚醚醚酮、聚醚酰亞胺、聚酰胺、全芳香族聚酰胺、聚苯硫醚、芳族聚酰胺、含氟樹脂、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、纖維素類樹脂、聚硅氧烷樹脂等。粘合層220用于粘貼半導體器件，其可選用紫外線固化型粘合劑。

在本實施例中，薄膜200的粘貼區(qū)200A和擴展區(qū)200B的基材選用同樣的材料，確保粘貼區(qū)200A和擴展區(qū)200B之間的連接強度足夠大，在施加拉伸力的時候，不會容易從粘貼區(qū)200A和擴展區(qū)200B之間的位置發(fā)生斷裂。為達到薄膜的粘貼區(qū)200A和擴展區(qū)200B具有不同的彈性模量，可從薄膜的厚度入手，使薄膜200的基材的厚度不是統(tǒng)一的，在粘貼區(qū)200A的厚度較大，而在擴展區(qū)200B的厚度較小，如此達到同一薄膜不同區(qū)域具有不同的彈性模量。一般地，粘貼區(qū)200A的基材的d1厚度可取5~200微米，而擴展區(qū)200B的基材厚度d2為d1的1/5~4/5，較佳的，d2為d1的1/3~2/3，在此區(qū)間，一方面薄膜200整體具有較強的連接強度，不會容易發(fā)生斷裂，另一方面保證了薄膜的粘貼區(qū)的彈性模量遠小于擴展區(qū)的彈性模量，使得薄膜200在拉伸過程中擴展區(qū)200B更容易發(fā)生拉伸形變，且提供了主要伸長形變量，而粘貼區(qū)200A較難產(chǎn)生拉伸形變，產(chǎn)生的伸長形變量較小，一方面降低了因粘合層不均勻可能造成的擴膜不均的程度，另一方面降低了在拉伸過程中薄膜對半導體器件的相互作用力，極大地減少器件在薄膜上發(fā)生位移的機率，特別是對于小尺寸器件來說，其效果更為顯著。

上述薄膜200主要用于半導體器件，其彈性模量分布所用圖案根據(jù)半導體器件的切割圖進行設計，薄膜200的擴展區(qū)200B對應于切割圖的切割道，其尺寸一般等于或大于切割道的尺寸，粘貼區(qū)200A的尺寸a主要根據(jù)半導體器件的尺寸進行設置，一般小于或等于該半導體器件的尺寸。較佳的，薄膜的粘貼區(qū)200A的尺寸a與半導體器件的尺寸相同或略小。在本實施例中，該薄膜200的下表面形成一系列凹槽結構230，呈網(wǎng)格狀分布，其中網(wǎng)格區(qū)域200A為粘貼區(qū)，網(wǎng)格線區(qū)域200B為擴展區(qū)，擴展區(qū)200B一般對應于半導體晶圓單一化過程中的切割道，其尺寸b可為5~1000微米，較佳為10~200微米，視具體應用進行確定。通過在擴展區(qū)200B對應的基材210設置凹槽結構230，從而減小薄膜200的擴展區(qū)200B的彈性模量，當向該薄膜施加拉伸力時，其伸長形變主要發(fā)生在擴展區(qū)200B。

關于前述薄膜的形成方法，可先采用壓延制膜法、有機溶劑中的流延法、密閉體系中的吹塑擠出法、T形模頭擠出法、共擠出法、干式層壓法等公知的制膜方法形成基材210；接著，采用網(wǎng)印鋼板擠壓基材的正面或背面形成凹槽結構，使得擴展區(qū)的厚度小于粘貼區(qū)的厚度；然后，在基材210上涂布粘合劑組合物溶液形成涂膜并進行干燥，形成粘合層220。涂布方法沒有特別限制，例如：輥涂、絲網(wǎng)涂布、凹版涂布等。

圖4顯示了本發(fā)明的另一種薄膜結構，與圖3所示薄膜的區(qū)別在于：凹槽結構230不一樣。在該結構中，凹槽結構230的橫截圖為弧形，在該結構中，薄膜的粘貼區(qū)和擴展區(qū)之間具有較強的連接強度，可以減少薄膜在拉伸過程中發(fā)生斷裂的機率。

圖5顯示了本發(fā)明的另一種薄膜結構，其與圖3所示薄膜的區(qū)別在于：凹槽結構230形成于薄膜的正面上，當薄膜進行拉伸時，由于薄膜背面為平整的結構，同樣具有較強的連接強度，且可以進一步減小器件在拉伸過程中發(fā)生位移。

圖6顯示了本發(fā)明的另一種薄膜結構。該薄膜200包括構成承接主體的基材210，及其上的第一粘合層240、強化層250和第二粘合層220。具體的，基材210整體選用相同的材料，具有統(tǒng)一的厚度，選用材料可參考前述實施例所述的材料即可?；?10的表面預設為粘貼區(qū)200A和擴展區(qū)200B，其中擴展區(qū)的彈性模量E1取決于基材210的材料，一般為1~200MPa之間，較佳的為2~150MPa之間；第一粘合層240、強化層250和第二粘合層220僅形成于基材210的粘貼區(qū)200A，其中強化層250的彈性模量2遠大于基材210的彈性模量E1，較佳取500MPa以上，更佳的取1000MPa以上，其材料可使用玻璃薄片、金屬薄片等；第一粘合層240與基材210之間要求具有較強的粘附強度，以確保在拉伸過程中，基材的粘貼區(qū)200A受強化層250的影響，其彈性模量接近強化層的彈性模量，產(chǎn)生的拉伸形變量遠小于基材的擴展區(qū)產(chǎn)生的拉伸形變量；第二粘合層220與因化層250之間的粘附強度不用太大，小于第一粘合層240與基材之間要求具有較強的粘附強度，以確保在將半導體器件粘貼于該薄膜上之后可以較為容易再與該薄膜分離。第二粘合層220的材料可參考前述實施例。

圖7顯示了本發(fā)明的另一種薄膜結構，與圖6所示薄膜的區(qū)別在于：強化層250采用光敏樹脂直接形成于基材210上，選用高強度的成膜材料，固化后與基材具有良好的附粘力，可選用聚氨脂材料。具體制作方法為：采用前述公知的任意一種制膜方法形成基材210；接著，在基材210表面的粘貼區(qū)涂布一層紫外光固化樹脂，照射紫外光進行固化，形成具有高彈性模量的強化層250；然后在強化層250涂布粘合劑組合物溶液形成涂膜，進行干燥形成粘合層220。由于強化層250與基材210之間具有良好的附粘力且強化層250的彈性模量遠高于基材210的彈性模量，如此可強化于基材210的粘貼區(qū)200A的彈性模量，當向基材210施加向外周的拉伸力時，主要是擴展區(qū)200B發(fā)生伸長形變，而粘貼區(qū)200A由于強化層250的作用下不容易產(chǎn)生伸長形變，且強化層與基材之間的附粘力較強，不容易發(fā)生位移。

圖8顯示了本發(fā)明的另一種薄膜結構。在本實施例中，薄膜200的基材210含有光敏材料，通過光照的方式局部改變薄膜的彈性模量，實現(xiàn)一個二維圖案化的彈性模量分布。具的地，光敏材料通常選用含軟鏈段的脂肪族化合物作為原料，具體可為PUA（聚氨酯丙烯酸酯）、聚酯丙烯酸酯、聚醚丙烯酸酯和聚硅氧烷丙烯酸、EP（環(huán)氧樹脂）和乙烯基醚類化合物等。在一種實施方式中，基材210主要為光固化材料，采用通過控制粘貼區(qū)和擴展區(qū)的不同光照強度及光照時間，使得粘貼區(qū)的彈性模量大于擴展區(qū)的彈性模量。在另一種實施方式中，基材210主要為摻有光敏溶劑的普通樹脂，在固化后通過局部光照基材，從而局部改變薄膜的彈性模量，具體照射區(qū)域視光敏溶劑的種類而定，如果光敏溶劑為高延伸率的材料，光照后使材料的彈性模量降低，選擇對擴展區(qū)進行光照；如果光敏溶劑為高強度的材料，光照后使材料的彈性模量提高，則選擇粘貼區(qū)進行光照。

作為上一個實施例的變型，薄膜200的基材210含有光敏樹脂，在光敏樹脂摻入活性稀釋劑，其中粘貼區(qū)的活性稀釋劑的含量高于擴展區(qū)的活性稀釋劑的含量，如此進行光照時，基材的粘貼區(qū)的固化速率較快，且固化后的彈性模量較高。進一步地，可以控制粘貼區(qū)和擴展量的活性稀釋劑的含量，使得在光照后基材的粘貼區(qū)玻璃化，而擴展區(qū)為低彈性模量的彈性體。

圖9顯示了本發(fā)明的另一種薄膜結構。在本實施例中，薄膜200的基材210含有熱固樹脂或熱塑樹脂，通過加熱的方式局部改變薄膜的彈性模量，實現(xiàn)一個二維圖案化的彈性模量分布。在一種實施方式中，基材210主要為熱固型材料或熱塑型材料，采用通過控制粘貼區(qū)和擴展區(qū)的不同加熱強度及加熱時間，使得粘貼區(qū)的彈性模量大于擴展區(qū)的彈性模量。在另一種實施方式中，基材210先進行初步固化后，再通過局部加熱基材，從而局部改變薄膜的彈性模量，具體照射區(qū)域視基材的材料而定，如加熱后可使材料的彈性模量降低，選擇對擴展區(qū)進行光照；如加熱后可使材料的彈性模量提高，則選擇粘貼區(qū)進行光照。

下面結合半導體器件的制作方法，對上述薄膜200的應用加以說明。

圖10顯示了一種半導體器件的制作方法，其主要包括了步驟S100~400，下面結合圖11~15進行說明。

如圖11所示，提供一半導體晶圓片300，在該晶圓片300上定義芯片區(qū)310和切割道區(qū)320，并在切割道區(qū)形成切割道320。

如圖12所示，將前述半導體晶圓片300粘貼于圖3~9所示的任意一種薄膜200上，在本實施例選用圖3所示的薄膜200進行舉例說明，其中切割道對應于薄膜的擴展區(qū)，允許存在一定的偏差，只要薄膜的粘貼區(qū)200A的大部分區(qū)域有位于芯片區(qū)即可，一般控制在20%以內(nèi)為佳。

如圖13所示，將所前述晶圓片300沿切割道分為一系列芯片310。

如圖14所示，將前述薄膜200連同其上的芯片310放置于一擴膜設置400上，并向該薄膜200施加拉伸力，進行擴膜。

請參看圖12和15，薄膜200的粘貼區(qū)在擴膜前的尺寸a₀和擴膜后的尺寸a₁變化不大，而擴展區(qū)在擴膜前的尺寸b₀和擴膜后的尺寸b₁的差值較大。這是由于薄膜200的擴展區(qū)200B的厚度較小（在本實施例中，d1₀=2 d2₀），具有較小的彈性模量，在擴膜過程中擴展區(qū)200B產(chǎn)生較大的伸長形變，而粘貼區(qū)200B產(chǎn)生的形變較小，降低于器件在擴膜過程中發(fā)生位移，從而保證了擴膜后器件可以均勻、有序地排列于薄膜上。

盡管已經(jīng)描述本發(fā)明的示例性實施例，但是理解的是，本發(fā)明不應限于這些示例性實施例而是本領域的技術人員能夠在如下文的權利要求所要求的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)進行各種變化和修改。