本發(fā)明涉及將半導體晶片單片化為芯片的處理方法,更具體而言,涉及使用了等離子體切割的半導體晶片的處理方法和等離子體切割中使用的半導體晶片表面保護帶、以及通過該處理方法得到的半導體芯片。
背景技術:
近來,半導體芯片向薄膜化、小芯片化的發(fā)展顯著,尤其是對于存儲卡、智能卡這樣的內(nèi)置有半導體ic芯片的ic卡要求薄膜化,并且,對于led、lcd驅(qū)動用器件等要求小芯片化。認為今后隨著這些需要的增加,半導體芯片的薄膜化、小芯片化的需求會進一步提高。
這些半導體芯片通過將半導體晶片在背面研磨工序或蝕刻工序等中薄膜化成規(guī)定厚度后、經(jīng)切割工序分割成各個芯片而得到。在該切割工序中,使用了利用切割刀片進行切斷的刀片切割方式。在刀片切割方式中,切斷時刀片所引起的切削阻力直接施加于半導體晶片,有時會因該切削阻力而使半導體芯片產(chǎn)生微小的缺損(碎裂(chipping))。碎裂的產(chǎn)生不僅有損半導體芯片的外觀,而且根據(jù)情況的不同有可能因抗彎強度不足而導致拾取時的芯片破損等,甚至連芯片上的電路圖案也破損。另外,在這種利用刀片進行的物理切割工序中,無法使作為芯片彼此的間隔的切口(kerf)(也稱為劃片槽(scribeline)、切割道(street))的寬度為具有厚度的刀片寬度以下,無法提高可從一片晶片取得的芯片的收率。此外還存在晶片的加工時間長的問題。
除刀片切割方式以外,在切割工序中還利用了各種各樣的方式。其中有dbg(先切割)方式,該方式鑒于使晶片薄膜化后進行切割的難度,先與規(guī)定的厚度相應地在晶片上形成槽,然后進行磨削加工,從而同時進行薄膜化和向芯片的單片化。根據(jù)該方式,雖然切口寬度與刀片切割工序相同,但具有芯片的抗彎強度提升、能夠抑制芯片破損的優(yōu)點。
另外,還有利用激光進行切割的激光切割方式。根據(jù)激光切割方式,也具有能夠使切口寬度窄、且為干式工藝的優(yōu)點,但存在因利用激光進行切斷時的升華物而污染晶片表面的不良情況,有時要進行利用規(guī)定的液態(tài)保護材料進行保護的預處理。另外,雖說為干式工藝,但未能達到完全的干燥。而且,雖然與刀片方式相比在激光的情況下能夠更快地處理,但在逐條線進行加工這一點上沒有改變,因此在極小芯片的制造時相應地要花費時間。
在利用水壓進行切割的噴水(waterjet)方式等使用濕式工藝的情況下,在mems器件、cmos傳感器等擔心表面污染的區(qū)域有可能會引起問題。還存在無法使切口寬度變窄、芯片收率無法提高等不良情況。
在晶片的厚度方向上利用激光形成改性層并擴張、截斷而單片化的隱形切割(stealthdicing)方式具有能夠使切口寬度為零、能夠以干式進行加工的優(yōu)點。但是,有時因改性層形成時的熱歷史而無法如預期那樣提高芯片抗彎強度,另外,有時在擴張、截斷時會產(chǎn)生硅屑。此外,與相鄰芯片有碰撞,有可能導致抗彎強度不足。
此外,作為將隱形切割與先切割合并的方式,有應對窄劃線寬度的芯片單片化方式,該方式在薄膜化之前先與規(guī)定的厚度相應地形成改性層,然后從背面進行磨削加工,從而同時進行薄膜化和向芯片的單片化。該技術改善了上述工藝的缺點,在晶片背面磨削加工中利用應力將硅的改性層劈開而單片化,因此具有切口寬度為零而芯片收率高、抗彎強度也提升的優(yōu)點。但是,由于在背面磨削加工中進行單片化,因而有時觀察到芯片端面與相鄰芯片碰撞而導致芯片角缺損的現(xiàn)象。
另外還有等離子體切割方式(例如,參見專利文獻1)。等離子體切割是通過利用等離子體選擇性地蝕刻未被掩模覆蓋的部位而對半導體晶片進行分割的方法。使用該切割方法時,能夠選擇性地進行芯片的截斷,即使劃片槽彎曲也能沒有問題地截斷。另外,由于蝕刻速率非常高,因而近年來一直被視為最適于芯片截斷的工藝之一。
現(xiàn)有技術文獻
專利文獻
專利文獻1:日本特開2007-19385號公報
技術實現(xiàn)要素:
發(fā)明所要解決的課題
在等離子體切割方式中,使用六氟化硫(sf6)、四氟化碳(cf4)等與晶片的反應性非常高的氟系氣體作為等離子體產(chǎn)生用氣體,由于其蝕刻速率高,對于不蝕刻的面必須利用掩模進行保護,需要事先利用抗蝕劑或帶形成掩模。
為了形成該掩模,如專利文獻1中記載的那樣,通常采用下述技術:在晶片的背面涂布抗蝕劑后,利用光刻工藝除去與切割道相當?shù)牟糠侄纬裳谀?。因此,為了進行等離子體切割,需要等離子體切割設備以外的光刻工序設備,存在芯片成本上升的問題。另外,在等離子體蝕刻后處于殘留有抗蝕膜的狀態(tài),因而為了除去抗蝕劑而使用大量的溶劑,在無法除去抗蝕劑的情況下會形成殘膠,還有可能產(chǎn)生不良芯片。此外,由于經(jīng)過利用抗蝕劑的遮蔽工序,因而還存在整體的處理工藝變長的不良情況。
本發(fā)明是鑒于這樣的問題而進行的,其目的在于提供一種新的半導體晶片的處理方法,該方法在使用了等離子體切割的半導體晶片的處理中抑制了碎裂的產(chǎn)生,并且消除了進行等離子體切割時的迄今為止的不良情況。
另外,本發(fā)明的目的在于提供通過該半導體晶片的處理方法得到的半導體芯片;以及提供為了進行該半導體晶片的處理方法所需要的表面保護帶。
用于解決課題的手段
本發(fā)明的上述課題可通過以下的手段實現(xiàn)。
[1]一種半導體晶片的處理方法,其特征在于,包括下述工序:
(a)在圖案面?zhèn)荣N合有在基材膜上具有粘合劑層的表面保護帶的狀態(tài)下,對半導體晶片的背面進行磨削,將晶片固定帶貼合于磨削后的背面,用環(huán)形框架進行支撐固定的工序;
(b)通過包括利用co2激光將與所述半導體晶片的切割道相當?shù)牟糠智袛嗪退龌哪さ膭冸x的工序,從半導體晶片的圖案面?zhèn)仁骨懈畹篱_口的工序;
(c)利用sf6等離子體按所述切割道將半導體晶片截斷,單片化為半導體芯片的等離子體切割工序;和
(d)利用o2等離子體將所述粘合劑層除去的灰化工序。
[2]如[1]所述的半導體晶片的處理方法,其特征在于,所述(b)工序為下述工序:(i)從貼合于半導體晶片的圖案面的所述表面保護帶上剝離所述基材膜,使所述粘合劑層露出的工序;和(ii)利用co2激光將該露出的粘合劑層中與半導體晶片的切割道相當?shù)牟糠智袛啵拱雽w晶片的切割道開口的工序。
[3]如[1]所述的半導體晶片的處理方法,其特征在于,所述(b)工序為下述工序:(iii)利用co2激光將貼合于半導體晶片的圖案面的所述表面保護帶中與半導體晶片的切割道相當?shù)牟糠智袛?,使半導體晶片的切割道開口的工序;和(iv)從該表面保護帶上剝離所述基材膜,使所述粘合劑層露出的工序。
[4]如[1]~[3]中任一項所述的半導體晶片的處理方法,其特征在于,包括在剝離所述基材膜之前照射紫外線而使所述粘合劑層固化的工序。
[5]如[1]~[4]中任一項所述的半導體晶片的處理方法,其特征在于,所述(a)工序的晶片固定帶為切割帶或切割芯片接合帶。
[6]如[1]~[5]中任一項所述的半導體晶片的處理方法,其特征在于,在所述(d)工序之后,包括從晶片固定帶上拾取芯片的工序。
[7]如[6]所述的半導體晶片的處理方法,其特征在于,包括將拾取的芯片轉(zhuǎn)移至芯片接合工序的工序。
[8]一種半導體芯片,其特征在于,利用上述[1]~[7]中任一項所述的半導體晶片的處理方法制造而成。
[9]一種表面保護帶,其特征在于,在上述[1]~[7]中任一項所述的半導體晶片的處理方法中使用。
發(fā)明的效果
根據(jù)本發(fā)明,能夠減少芯片切斷面的碎裂。另外,能夠簡化制造設備,抑制工藝成本。
本發(fā)明的上述和其它特征及優(yōu)點可適當參照附圖由下述記載內(nèi)容進一步明確。
附圖說明
圖1是對本發(fā)明的第1實施方式中的至半導體晶片上的表面保護帶貼合為止的工序進行說明的示意性截面圖,分圖1(a)表示半導體晶片,分圖1(b)表示貼合表面保護帶的狀況,分圖1(c)表示貼合有表面保護帶的半導體晶片。
圖2是對本發(fā)明的第1實施方式中的至半導體晶片的薄膜化和固定為止的工序進行說明的示意性截面圖。分圖2(a)表示半導體晶片的薄膜化處理,分圖2(b)表示貼合晶片固定帶的狀況,分圖2(c)表示將半導體晶片固定于環(huán)形框架的狀態(tài)。
圖3是對本發(fā)明的第1實施方式中的至掩模形成為止的工序進行說明的示意性截面圖,分圖3(a)表示從表面保護帶剝掉基材膜的狀況,分圖3(b)表示表面保護帶的粘合劑層已露出的狀態(tài),分圖3(c)表示利用激光切除與切割道相當?shù)恼澈蟿拥墓ば颉?/p>
圖4是對本發(fā)明的第1實施方式中的等離子體切割和等離子體灰化的工序進行說明的示意性截面圖,分圖4(a)表示進行等離子體切割的狀況,分圖4(b)表示單片化為芯片的狀態(tài),分圖4(c)表示進行等離子體灰化的狀況。
圖5是對本發(fā)明的第1實施方式中的至拾取芯片為止的工序進行說明的示意性截面圖,分圖5(a)表示除去了成為掩模的粘合劑層后的狀態(tài),分圖5(b)表示拾取芯片的狀況。
圖6是對本發(fā)明的第2實施方式中的進行紫外線照射處理前后的狀態(tài)進行說明的示意性截面圖,分圖6(a)表示將半導體晶片的表面和背面兩面分別用表面保護帶和晶片固定帶被覆并固定的狀態(tài),分圖6(b)表示照射紫外線的狀況,分圖6(c)表示從表面保護帶上剝掉基材膜的狀況。
圖7是對本發(fā)明的第3實施方式中的利用激光進行掩模形成前后的狀態(tài)進行說明的示意性截面圖,分圖7(a)表示將半導體晶片的表面和背面兩面分別用表面保護帶和晶片固定帶被覆并固定的狀態(tài),分圖7(b)表示利用激光切除與切割道部分相當?shù)恼澈蟿拥墓ば?,分圖7(c)表示從表面保護帶上剝掉基材膜的狀況。
圖8是對本發(fā)明的第4實施方式中的至剝掉基材膜為止的工序進行說明的示意性截面圖,分圖8(a)表示將半導體晶片的表面和背面兩面分別用表面保護帶和晶片固定帶被覆并固定的狀態(tài),分圖8(b)表示照射紫外線的狀況,分圖8(c)表示利用激光切除與切割道部分相當?shù)谋砻姹Wo帶的工序,分圖8(d)表示剝掉基材膜的狀況。
具體實施方式
如下文中說明的那樣,本發(fā)明的半導體晶片的處理方法中,利用co2激光將對圖案面進行保護的表面保護帶或表面保護帶的粘合劑中與切割道相當?shù)牟糠智袛喽纬裳谀#褂迷撗谀?,利用sf6等離子體進行切割,由此不需要光刻工序,能夠抑制制造成本。
本發(fā)明的半導體晶片的處理方法至少包括下述(a)~(d)的工序。
(a)在圖案面?zhèn)荣N合有在基材膜上具有粘合劑層的表面保護帶的狀態(tài)下,對半導體晶片的背面進行磨削,將晶片固定帶貼合于磨削后的背面,用環(huán)形框架進行支撐固定的工序;
(b)通過包括利用co2激光將與半導體晶片的切割道相當?shù)牟糠智袛嗪突哪さ膭冸x的工序,從半導體晶片的圖案面?zhèn)仁骨懈畹篱_口的工序;
(c)利用sf6等離子體按切割道將半導體晶片截斷,單片化為半導體芯片的等離子體切割工序;和
(d)利用o2等離子體將粘合劑層除去的灰化工序。
本發(fā)明中,優(yōu)選在(d)工序之后包括下述工序。
(e)從晶片固定帶上拾取芯片的工序
(f)將拾取的芯片轉(zhuǎn)移至芯片接合工序的工序
此處,在上述(b)工序中,關于從表面保護帶上剝離基材膜的工序,或者在利用co2激光進行切斷的工序之前進行,或者在之后進行。
具體而言,優(yōu)選為以下的工序。
上述(b)工序的第一優(yōu)選工序
第一優(yōu)選工序為如下工序:在利用co2激光進行切斷的工序之前進行從表面保護帶上剝離基材膜的工序,具體而言,為下述的(i)和(ii)的工序。
包括:(i)從貼合于半導體晶片的圖案面的表面保護帶上剝離基材膜,使粘合劑層露出的工序;和(ii)利用co2激光將露出的粘合劑層中與半導體晶片的切割道相當?shù)牟糠智袛啵拱雽w晶片的切割道開口的工序。
上述(b)工序的第二優(yōu)選工序
第二優(yōu)選工序為如下工序:在利用co2激光進行切斷的工序之后進行從表面保護帶上剝離基材膜的工序,具體而言,為下述的(iii)和(iv)的工序。
包括:(iii)利用co2激光將貼合于半導體晶片的圖案面的表面保護帶中與半導體晶片的切割道相當?shù)牟糠智袛啵拱雽w晶片的切割道開口的工序;和(iv)從表面保護帶上剝離基材膜,使粘合劑層露出的工序。
另外,上述(b)工序還優(yōu)選進一步包括下述工序:在剝離基材膜之前照射紫外線,使粘合劑層固化的工序。
此處,上述(c)工序的利用sf6等離子體的等離子體處理從半導體晶片的圖案面?zhèn)仁古c切割道相當?shù)牟糠珠_口,從粘合劑層側(cè)對該開口部分進行等離子體處理,由此將芯片單片化。
下面,參照附圖對本發(fā)明的半導體晶片的處理方法的優(yōu)選實施方式進行說明,但本發(fā)明不限定于此。
如下所示,本發(fā)明的半導體晶片的處理方法分類為第1~4實施方式。
需要說明的是,關于以下所示的工序中使用的裝置和材料,只要沒有特別聲明,則可以使用以往用于半導體晶片加工的裝置等,其使用條件可以根據(jù)常規(guī)方法設定適當?shù)臈l件。另外,關于在各實施方式中共通的材質(zhì)、結(jié)構(gòu)、方法、效果等,省略重復記載。
<第1實施方式[圖1~圖5]>
參照圖1~圖5,對作為本發(fā)明的優(yōu)選第1實施方式的半導體晶片的單片化方法進行說明。
半導體晶片1在其表面s上具有形成有半導體元件的電路等的圖案面2(參照圖1(a))。在該圖案面2上貼合在基材膜3a上設有粘合劑層3b的表面保護帶3(參照圖1(b)),得到圖案面2被表面保護帶3被覆的半導體晶片1(參照圖1(c))。
接著,利用晶片磨削裝置m1對半導體晶片1的背面b進行磨削,減薄半導體晶片1的厚度(參照圖2(a))。在該磨削后的背面b上貼合晶片固定帶4(參照圖2(b)),支撐固定于環(huán)形框架f上(參照圖2(c))。
從半導體晶片1上剝離表面保護帶3的基材膜3a,并且其粘合劑層3b殘留于半導體晶片1上(參照圖3(a)),使粘合劑層3b露出(參照圖3(b))。然后,從表面s側(cè)對在圖案面2上以格子狀等適當形成的多個切割道(未圖示)照射co2激光l,將粘合劑層3b除去而進行開口(參照圖3(c))。
接著,從表面s側(cè)利用sf6氣體的等離子體p1進行處理,對在切割道部分露出的半導體晶片1進行蝕刻(參照圖4(a)),分割為各個芯片7而進行單片化(參照圖4(b)),接著利用o2氣體的等離子體p2進行灰化(參照圖4(c)),除去殘留于表面s的粘合劑層3b(參照圖5(a))。然后,最后利用銷m2將單片化的芯片7頂起,利用夾頭(collet)m3吸附而拾取(參照圖5(b))。
此處,使用了sf6氣體的半導體晶片的si的蝕刻工藝也稱為bosch工藝,其使露出的si與將sf6等離子體化而生成的f原子反應,以四氟化硅(sif4)的形式除去,也稱為反應性離子蝕刻(rie)。另一方面,利用o2等離子體進行的除去在半導體制造工藝中在也用作等離子體清洗機的方法中也被稱為灰化(ashing),是除去有機物的方法之一。其是為了清洗殘留于半導體器件表面的有機物殘渣而進行的。
接著,對上述方法中使用的材料進行說明。
半導體晶片1是在單面具有形成有半導體元件的電路等的圖案面2的硅晶片等,圖案面2是形成有半導體元件的電路等的面,在俯視時具有切割道。
表面保護帶3由在基材膜3a上設有粘合劑層3b的構(gòu)成形成,具有對形成于圖案面2上的半導體元件進行保護的功能。即,由于在后續(xù)工序的晶片薄膜化工序中以圖案面2支撐半導體晶片1而對晶片的背面進行磨削,因而需要承受該磨削時的負荷。因此,與單純的抗蝕膜等不同,表面保護帶3具有被覆形成于圖案面的元件的程度的厚度,其按壓阻力低,并且具有能夠?qū)⒃芎弦允鼓ハ鲿r的灰塵或磨削水等不發(fā)生滲入的程度的高密合性。
在表面保護帶3中,基材膜3a由塑料或橡膠等構(gòu)成,作為其材質(zhì)可以舉出例如:聚乙烯、聚丙烯、乙烯-丙烯共聚物、聚-1-丁烯、聚-4-甲基-1-戊烯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物、離聚物等α-烯烴的均聚物或共聚物或者它們的混合物、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚苯硫醚、聚醚酰亞胺、聚酰亞胺、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氨酯、苯乙烯-乙烯-丁烯或戊烯系共聚物等的單一物質(zhì)或者2種以上的混合物、進一步在這些中混配除這些以外的樹脂或填充材料、添加劑等而成的樹脂組合物,可以根據(jù)要求特性而任意選擇。低密度聚乙烯與乙烯乙酸乙烯酯共聚物的層疊體、聚丙烯與聚對苯二甲酸乙二醇酯的層疊體、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯為優(yōu)選的材質(zhì)之一。
這些基材膜3a可以使用一般的擠出法來制造,在將各種樹脂層疊而獲得基材膜3a的情況下,利用共擠出法、層壓法等來制造,此時如在通常的層壓膜的制法中通常所進行的那樣,可以在樹脂與樹脂之間設置粘接層。關于這種基材膜3a的厚度,從強度、伸長率特性、放射線透過性的觀點考慮,優(yōu)選20μm~200μm、更優(yōu)選25μm~150μm、其中25μm是優(yōu)選方式之一。
粘合劑層3b在貼合于圖案面2時不損傷半導體元件等,另外,在其除去時不發(fā)生半導體元件等的破損和粘合劑在表面的殘留,并且需要在等離子體切割時作為掩模發(fā)揮功能的耐等離子體性。
因此,粘合劑層3b中可以使用具有這種性質(zhì)的非固化性的粘合劑、或者下述紫外線固化型或電子射線之類的電離性輻射固化型等輻射聚合型的粘合劑,該輻射聚合型的粘合劑優(yōu)選通過放射線、更優(yōu)選通過紫外線固化而使粘合劑呈現(xiàn)三維網(wǎng)狀化,粘合力降低,并且剝離后的表面不易產(chǎn)生粘合劑等的殘留物。
需要說明的是,放射線是指包括紫外線之類的光線、或電子射線之類的電離性放射線的概念。
作為這樣的粘合劑,可以舉出丙烯酸系粘合劑、或以該丙烯酸系粘合劑和輻射聚合性化合物為主要成分而成的粘合劑。
丙烯酸系粘合劑以(甲基)丙烯酸系共聚物和固化劑為成分。(甲基)丙烯酸系共聚物可以舉出例如以(甲基)丙烯酸酯為聚合物構(gòu)成單元成分的聚合物、和(甲基)丙烯酸酯系共聚物的(甲基)丙烯酸系聚合物、或者與(甲基)丙烯酸或(甲基)丙烯酸的羥基取代烷基酯等之類的官能性單體的共聚物、以及這些聚合物的混合物等。關于這些聚合物的質(zhì)量平均分子量,通常應用50萬~100萬左右的高分子量的聚合物。
固化劑用于與(甲基)丙烯酸系共聚物所具有的官能團(例如,羥基、羧基、環(huán)氧基等)反應而調(diào)節(jié)粘合力和內(nèi)聚力。可以舉出例如:1,3-雙(n,n-二縮水甘油基氨基甲基)環(huán)己烷、1,3-雙(n,n-二縮水甘油基氨基甲基)甲苯、1,3-雙(n,n-二縮水甘油基氨基甲基)苯、n,n,n,n’-四縮水甘油基-間二甲苯二胺等分子中具有2個以上環(huán)氧基的環(huán)氧化合物;2,4-甲苯二異氰酸酯、2,6-甲苯二異氰酸酯、1,3-苯二亞甲基二異氰酸酯、1,4-苯二亞甲基二異氰酸酯、二苯基甲烷-4,4’-二異氰酸酯等分子中具有2個以上異氰酸酯基的異氰酸酯系化合物;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)丙酸酯等分子中具有2個以上氮丙啶基的氮丙啶系化合物等。固化劑的添加量根據(jù)所期望的粘合力進行調(diào)整即可,相對于(甲基)丙烯酸系共聚物100質(zhì)量份為0.1質(zhì)量份~5.0質(zhì)量份是適當?shù)摹?/p>
另外,通過放射線而固化的粘合劑被稱為輻射固化型粘合劑,通過放射線不固化的粘合劑被稱為壓敏型粘合劑。
輻射固化型粘合劑通常以上述丙烯酸系粘合劑和輻射聚合性化合物為主要成分而成。輻射聚合性化合物例如廣泛使用分子內(nèi)具有至少2個以上可通過紫外線照射而進行三維網(wǎng)狀化的光聚合性碳-碳雙鍵的低分子量化合物。具體而言,可以廣泛應用:三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、四羥甲基甲烷四丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、二季戊四醇單羥基五丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯、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、低聚酯丙烯酸酯等。
另外,除了上述的丙烯酸酯系化合物以外,也可以使用氨基甲酸酯丙烯酸酯系低聚物。氨基甲酸酯丙烯酸酯系低聚物通過使具有羥基的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯(例如,丙烯酸-2-羥基乙酯、甲基丙烯酸-2-羥基乙酯、丙烯酸-2-羥基丙酯、甲基丙烯酸-2-羥基丙酯、聚乙二醇丙烯酸酯、聚乙二醇甲基丙烯酸酯等)與末端異氰酸酯氨基甲酸酯預聚物反應而得到,該末端異氰酸酯氨基甲酸酯預聚物是使聚酯型或聚醚型等的多元醇化合物與多元異氰酸酯化合物(例如,2,4-甲苯二異氰酸酯、2,6-甲苯二異氰酸酯、1,3-苯二亞甲基二異氰酸酯、1,4-苯二亞甲基二異氰酸酯、二苯基甲烷-4,4-二異氰酸酯等)反應而得到的。
作為輻射固化型粘合劑中的丙烯酸系粘合劑與輻射聚合性化合物的混配比,優(yōu)選的是,相對于丙烯酸系粘合劑100質(zhì)量份,在50質(zhì)量份~200質(zhì)量份、優(yōu)選50質(zhì)量份~150質(zhì)量份的范圍內(nèi)混配輻射聚合性化合物。在為該混配比的范圍的情況下,放射線照射后粘合劑層的粘合力大幅降低。
此外,關于輻射固化型粘合劑,也可以代替上述那樣在丙烯酸系粘合劑中混配輻射聚合性化合物,而使丙烯酸系粘合劑本身為輻射聚合性丙烯酸酯共聚物。
輻射聚合性丙烯酸酯共聚物是在共聚物的分子中具有能夠利用放射線、特別是利用紫外線照射而進行聚合反應的反應性基團的共聚物。作為這樣的反應性基團,優(yōu)選烯鍵式不飽和基團、即具有碳-碳雙鍵的基團,例如可以舉出乙烯基、烯丙基、苯乙烯基、(甲基)丙烯酰氧基、(甲基)丙烯?;被?。
這樣的反應性基團例如可以通過使在共聚聚合物的側(cè)鏈中具有羥基的共聚物、和具有與羥基反應的基團(例如異氰酸酯基等)且具有可利用紫外線照射進行聚合反應的上述反應性基團的化合物[(代表性地為2-(甲基)丙烯酰氧基乙基異氰酸酯)反應而得到。
另外,在利用放射線使粘合劑層聚合的情況下,可以合用光聚合性引發(fā)劑、例如異丙基苯偶姻醚、異丁基苯偶姻醚、二苯甲酮、米希勒酮、氯噻噸酮、芐基甲基縮酮、α-羥基環(huán)己基苯基酮、2-羥基甲基苯基丙烷等。通過將這些中的至少一種添加至粘合劑層,能夠高效地進行聚合反應。
對于由丙烯酸-2-乙基己酯與丙烯酸正丁酯的共聚物構(gòu)成的丙烯酸系粘合劑,含有紫外線固化性的具有碳-碳雙鍵的(甲基)丙烯酸酯化合物并混配光引發(fā)劑和光敏劑、其它現(xiàn)有公知的賦粘劑、軟化劑、抗氧化劑等而成的粘合劑為優(yōu)選方式之一。
輻射固化型粘合劑或由輻射固化型粘合劑構(gòu)成的粘合劑層優(yōu)選為記載于日本特開2014-192204號公報的0036~0055段中的粘合劑或粘合劑層。
粘合劑層3b的厚度優(yōu)選為5μm~100μm、更優(yōu)選為5μm~30μm。若薄于5μm,則形成于圖案面2的元件等的保護有可能不充分,另外,在與圖案表面的凹凸的密合不足的情況下,會由于sf6氣體的侵入而導致器件發(fā)生損傷。另一方面,若超過100μm,則利用o2等離子體的灰化處理變得困難。需要說明的是,雖然也取決于器件的種類,但圖案表面的凹凸大致為幾μm~15μm左右,因而上述厚度更優(yōu)選為5μm~30μm。
在粘合劑層3b中,除了由上述材質(zhì)形成的粘合劑外,還可以在基材膜3a側(cè)包含設置錨固層。該錨固層通常由以(甲基)丙烯酸系共聚物和固化劑為必要成分的丙烯酸系粘合劑構(gòu)成,使用壓敏型粘合劑。
為了僅使基材膜3a容易剝掉,優(yōu)選不在基材膜3a與粘合劑層3b的層間進行作為密合性提高處理的電暈處理、或易粘接底層涂料涂布等。
另外,出于同樣的宗旨,優(yōu)選在基材膜3a的平滑面上層疊粘合劑層3b,優(yōu)選不在基材膜3a的凹凸面(褶皺面)上層疊粘合劑層3b。這是因為,若層疊于凹凸面,則粘合劑層3b對基材膜3a的密合性提高。另外,作為基材膜3a,也優(yōu)選使用易于與粘合劑層3b之間剝離的隔膜。
晶片固定帶4對半導體晶片1進行保持,需要即使暴露于等離子體切割工序也能承受的等離子體耐性。另外,在拾取工序中要求良好的拾取性,根據(jù)情況還要求擴張性等。這樣的晶片固定帶4可以使用與上述表面保護帶3同樣的帶。另外,可以使用通常被稱為切割帶的現(xiàn)有的等離子體切割方式中所利用的公知的切割帶。另外,為了使拾取后易于向芯片接合工序轉(zhuǎn)移,也可以使用在粘合劑層與基材膜之間層疊有芯片接合用粘接劑的芯片接合帶。
在將粘合劑層3b切斷的激光照射中,可以使用照射紫外線或紅外線的激光的激光照射裝置。該激光照射裝置以能夠沿著半導體晶片1的切割道自如移動的方式配設激光照射部,能夠照射為了除去粘合劑層3b而適當控制了輸出功率的激光。若使用co2激光作為激光,則能夠得到幾w~幾十w的大輸出功率,在激光中可以優(yōu)選利用co2激光。
為了進行等離子體切割和等離子體灰化,可以使用等離子體蝕刻裝置。等離子體蝕刻裝置是能夠?qū)Π雽w晶片1進行干式蝕刻的裝置,在真空腔室內(nèi)形成密閉處理空間,將半導體晶片1載置于高頻側(cè)電極上,從與該高頻側(cè)電極相向設置的氣體供給電極側(cè)供給等離子體產(chǎn)生用氣體。若對高頻側(cè)電極施加高頻電壓,則在氣體供給電極與高頻側(cè)電極之間產(chǎn)生等離子體,因而可利用這些等離子體。使制冷劑在發(fā)熱的高頻電極內(nèi)循環(huán),防止因等離子體的熱導致的半導體晶片1的升溫。
根據(jù)上述半導體晶片的處理方法,通過使對圖案面進行保護的表面保護帶具有等離子體切割中的掩模功能,不需要用于設置現(xiàn)有的等離子體切割工藝中使用的抗蝕劑的光刻工序等。特別是,由于使用了表面保護帶,因而在掩模的形成中不需要印刷、轉(zhuǎn)印等要求高度對位的技術,能夠簡單地貼合于半導體晶片表面,只要有激光裝置就能簡單地形成掩模。
另外,由于可利用o2等離子體將粘合劑層3b除去,因而能夠利用與進行等離子體切割的裝置相同的裝置除去掩模部分。此外,由于從圖案面2側(cè)(表面s側(cè))進行等離子體切割,因而在拾取作業(yè)前無需使芯片上下反轉(zhuǎn)。由于這些理由,能夠使設備簡化,能夠大幅抑制工藝成本。
<第2實施方式[圖6]>
本實施方式中,與第1實施方式的不同點在于,在第1實施方式中的剝離基材膜3a的工序之前,包括對表面保護帶3照射紫外線等放射線而使粘合劑層固化的工序。其它工序與第1實施方式相同。
即,在半導體晶片1的表面s側(cè)貼合表面保護帶3,在半導體晶片1的磨削后的背面b側(cè)貼合晶片固定帶4,支撐固定于環(huán)形框架f上(參照圖2(c)、圖6(a)),之后從表面s側(cè)向表面保護帶3照射紫外線uv(參照圖6(b))。然后,使表面保護帶3的粘合劑層3b固化后,去除基材膜3a(參照圖6(c))而使粘合劑層3b露出。然后,轉(zhuǎn)移至利用激光l將與切割道相當?shù)牟糠值恼澈蟿?b切除的工序。
本實施方式中使用的表面保護帶是在第1實施方式中所示的表面保護帶3中將可利用紫外線等放射線進行固化的材質(zhì)用于粘合劑層3b而成的表面保護帶。
通過利用紫外線等使粘合劑層3b固化,使其與基材膜3a的剝離變得容易,并且能夠提高等離子體切割時的等離子體耐性。
<第3實施方式[圖7]>
在第1實施方式中,將表面保護帶3的基材膜3a剝離后,利用co2激光將粘合劑層3b切斷,使切割道部分開口,但本實施方式中的不同點在于,在帶有基材膜3a的狀態(tài)下利用co2激光將該基材膜3a和粘合劑層3b這兩層切斷而使切割道部分開口。
換言之,將利用co2激光將表面保護帶3中與半導體晶片的切割道相當?shù)牟糠智袛喽拱雽w晶片的切割道開口的工序、和從表面保護帶3上剝離該基材膜3a而使表面保護帶3的粘合劑層3b露出的工序替代成第1實施方式的從表面保護帶3上剝離該基材膜3a而使表面保護帶3的粘合劑層3b露出的工序、和利用co2激光將露出的粘合劑層3b中與半導體晶片的切割道相當?shù)牟糠智袛喽骨懈畹篱_口的工序來實施。
即,在半導體晶片1的表面s側(cè)貼合表面保護帶3,在半導體晶片1的磨削后的背面b側(cè)貼合晶片固定帶4,支撐固定于環(huán)形框架f上(參照圖2(c)、圖7(a)),之后從表面s側(cè)對以格子狀等適當形成的多個切割道(未圖示)照射co2激光l,將表面保護帶3除去,使切割道部分開口(參照圖7(b))。接著,除去殘留的掩模部分的基材膜3a,使粘合劑層3b露出(圖7(c))。然后,轉(zhuǎn)移至等離子體切割工序。
關于殘留于掩模部分的基材膜3a的除去,若采用將另行準備的膠帶貼附于所要除去的基材膜3a上、將基材膜3a與該膠帶一同除去的方法,則能夠簡單地去除基材膜3a,因而優(yōu)選。
本實施方式中,由于利用激光連同基材膜3a一起切斷,因而能夠簡化事先將基材膜部分剝離的工序。
<第4實施方式[圖8]>
本實施方式中,與第3實施方式的不同點在于,在第3實施方式中的剝離基材膜3a的工序之前,包括對表面保護帶3照射紫外線等放射線而使粘合劑層3b固化的工序。其它工序與第3實施方式相同。
即,在半導體晶片1的表面s側(cè)貼合表面保護帶3,在半導體晶片1的磨削后的背面b側(cè)貼合晶片固定帶4,支撐固定于環(huán)形框架f上(參照圖2(c)、圖8(a)),之后從表面s側(cè)向表面保護帶3照射紫外線uv(參照圖8(b))。然后,在使表面保護帶3的粘合劑層3b固化后,從表面s側(cè)對以格子狀等適當形成的多個切割道(未圖示)照射co2激光l,將表面保護帶3除去,使切割道部分開口(參照圖8(c))。接著,去除殘留的掩模部分的基材膜3a,使粘合劑層3b露出(圖8(d))。然后,轉(zhuǎn)移至等離子體切割工序。
本實施方式中使用的表面保護帶3是在第1實施方式中所示的表面保護帶3中將能夠利用紫外線等放射線進行固化的材質(zhì)用于粘合劑層3b而成的表面保護帶。
通過利用紫外線等使粘合劑層3b固化,使其與基材膜3a的剝離變得容易,并且能夠提高等離子體切割時的等離子體耐性。
作為本實施方式的變形例,可以先于紫外線照射工序而進行利用激光形成切割道部分的開口的工序。這樣也可以使掩模部分的粘合劑層3b固化。
上述實施方式為本發(fā)明的一例,本發(fā)明并不限定于這種方式,在不違反本發(fā)明宗旨的限度內(nèi)可以進行各工藝中的公知工藝的添加、刪除、變更等。
實施例
下面,基于實施例進一步詳細地說明本發(fā)明,但本發(fā)明不限定于此。
實施例1
準備由下述表1所示的構(gòu)成形成的試樣1~8的表面保護帶,使用各表面保護帶進行了以下所示的工序的處理。
首先,在直徑8英寸的硅晶片的圖案面?zhèn)龋凑张c晶片直徑大致相同的方式貼合表面保護帶,利用背面研磨機[dfd8540(株式會社迪斯科制造)]磨削至晶片厚為50μm為止。接著,在磨削后的晶片背面?zhèn)荣N合uv固化型切割帶[uc-353ep-110(古河電工制造)],利用環(huán)形框架進行支撐固定。接著,從表面保護帶上剝掉基材膜,從露出的粘合劑層上沿著硅晶片的切割道部分利用co2激光除去粘合劑層,使切割道部分開口。
之后,使用sf6氣體作為等離子體產(chǎn)生用氣體,以0.5μm/分鐘的蝕刻速度從露出的粘合劑層面?zhèn)日丈涞入x子體,進行等離子體切割,將晶片切斷,分割成各個芯片。接著,使用o2氣體作為等離子體產(chǎn)生用氣體,以1.0μm/分鐘的蝕刻速度進行灰化,除去粘合劑層。之后,從切割帶側(cè)照射紫外線,使切割帶的粘合力降低,通過拾取工序拾取芯片。
【表1】
此處,表1中的隔膜為東洋紡制造的e7006。反應性p為以在聚合物的分子中具有碳-碳雙鍵的丙烯酸系粘合劑為主要成分的紫外線固化型粘合劑,粘合劑層a為以丙烯酸系粘合劑和輻射聚合性化合物為主要成分的紫外線固化型粘合劑的層。另外,錨固層的壓敏型粘合劑為以丙烯酸系共聚物和固化劑為主要成分的壓敏型的粘合劑。
檢查拾取后的芯片,結(jié)果在使用試樣1~8中的任一種表面保護帶進行實驗的示例中均未觀測到碎裂。并且,能夠良好地拾取。
實施例2
使用由上述表1所示的構(gòu)成形成的試樣1~8的表面保護帶,進行了對實施例1的一部分進行變更的處理。
即,進行了在剝掉基材膜之前照射紫外線而使粘合劑層固化的處理。其它處理與實施例1相同。
檢查拾取后的芯片,結(jié)果在使用試樣1~8中的任一種表面保護帶進行實驗的示例中均未觀測到碎裂。并且,能夠良好地拾取。
實施例3
使用由上述表1所示的構(gòu)成形成的試樣1~8的表面保護帶,進行了對實施例1的一部分進行變更的處理。
即,在剝掉基材膜之前利用co2激光除去基材膜和粘合劑層而使切割道部分開口后,除去基材膜,之后進行等離子體切割處理。其它處理與實施例1相同。
檢查拾取后的芯片,結(jié)果在使用試樣1~8中的任一種表面保護帶進行實驗的示例中均未觀測到碎裂。并且,能夠良好地拾取。
實施例4
使用由上述表1所示的構(gòu)成形成的試樣1~8的表面保護帶,進行了對實施例3的一部分進行變更的處理。
即,進行了在照射co2激光之前照射紫外線而使粘合劑層固化的處理。其它處理與實施例3相同。
檢查拾取后的芯片,結(jié)果在使用試樣1~8中的任一種表面保護帶進行實驗的示例中均未觀測到碎裂。并且,能夠良好地拾取。
上述實施例1~4中表明,不需要光刻工序,能夠簡化制造設備,抑制工藝成本,減少芯片切斷面的碎裂。
結(jié)合其實施方式對本發(fā)明進行了說明,但本申請人認為,只要沒有特別指定,則本發(fā)明不受說明的任何細節(jié)的限定,應當在不違反所附權利要求書所示的發(fā)明精神和范圍的情況下進行寬泛的解釋。
本申請要求基于2015年3月13日在日本進行了專利申請的日本特愿2015-051482的優(yōu)先權,將其參照于此并將其內(nèi)容作為本說明書的記載內(nèi)容的一部分并入本文中。
符號說明
1半導體晶片
2圖案面
3表面保護帶
3a基材膜
3b粘合劑層
4晶片固定帶
4a粘合劑層或粘接劑層
4b基材膜
7芯片
s表面
b背面
m1晶片磨削裝置
m2銷
m3夾頭
f環(huán)形框架
lco2激光
p1sf6氣體的等離子體
p2o2氣體的等離子體