CN108728000A - 切割芯片接合薄膜 - Google Patents
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Abstract
本发明提供适合于实现带有粘接剂层的半导体芯片自切割带的良好的拾取的切割芯片接合薄膜。本发明的切割芯片接合薄膜(X)具备切割带(10)及粘接剂层(20)。切割带(10)具有包含基材(11)和粘合剂层(12)的层叠结构。粘接剂层(20)与粘合剂层(12)可剥离地密合。用于形成粘合剂层(12)与粘接剂层(20)的界面的、粘合剂层(12)的表面(12a)及粘接剂层(20)的表面(20b)能够产生3.5mJ/m2以上的表面自由能差。
Description
技术领域
本发明涉及在半导体装置的制造过程中能使用的切割芯片接合薄膜。
背景技术
在半导体装置的制造过程中,为了得到带有芯片接合用的尺寸与芯片相当的粘接薄膜的半导体芯片、即带有芯片接合用的粘接剂层的半导体芯片,有时使用切割芯片接合薄膜。切割芯片接合薄膜具有与作为加工对象的半导体晶圆对应的尺寸,例如具有:包含基材及粘合剂层的切割带;和可剥离地密合在其粘合剂层侧的芯片接合薄膜(粘接剂层)。
作为使用切割芯片接合薄膜得到带有粘接剂层的半导体芯片的方法之一,已知经由对切割芯片接合薄膜中的切割带进行扩展而将芯片接合薄膜割断的工序的方法。该方法中,首先,在切割芯片接合薄膜的芯片接合薄膜上贴合半导体晶圆。该半导体晶圆例如以之后与芯片接合薄膜的割断一同被割断而能够单片化为多个半导体芯片的方式进行了加工。接着,为了以由切割带上的芯片接合薄膜产生分别密合在半导体芯片上的多个粘接薄膜小片(粘接剂层)的方式将该芯片接合薄膜割断,使用扩展装置对切割芯片接合薄膜的切割带进行扩展(割断用的扩展工序)。在该扩展工序中,在相当于芯片接合薄膜中的割断位置的位置处,芯片接合薄膜上的半导体晶圆也发生割断,在切割芯片接合薄膜和/或切割带上,半导体晶圆单片化为多个半导体芯片。接着,对于切割带上的割断后的多个带有粘接剂层的半导体芯片,为了扩大相互间的距离,进行再次的扩展工序(分隔用的扩展工序)。接着,在经过例如清洗工序之后,通过拾取机构的针状构件从切割带的下侧顶起切割带上的带有粘接剂层的各半导体芯片,之后从切割带上拾取半导体芯片(拾取工序)。这时,拾取对象的带有粘接剂层的半导体芯片中的粘接剂层需要从切割带的粘合剂层适宜地剥离。如上操作,得到带有芯片接合薄膜即粘接剂层的半导体芯片。该带有粘接剂层的半导体芯片借助其粘接剂层通过芯片接合固定在安装基板等被粘物上。对于例如如以上来使用的切割芯片接合薄膜的相关技术,记载于例如下述专利文献1~3中。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2007-2173号公报
专利文献2:日本特开2010-177401号公报
专利文献3:日本特开2012-23161号公报
发明内容
发明要解决的问题
图14以剖面示意图来表示作为切割芯片接合薄膜的一例的切割芯片接合薄膜Y。切割芯片接合薄膜Y包含切割带60及芯片接合薄膜70。切割带60为基材61与发挥粘合力的粘合剂层62的层叠结构。芯片接合薄膜70依靠粘合剂层62的粘合力与粘合剂层62密合。这样的切割芯片接合薄膜Y具有尺寸与作为半导体装置的制造过程中的加工对象即工件的半导体晶圆对应的圆盘形状,可以用于上述扩展工序。例如如图15所示,在半导体晶圆81贴合于芯片接合薄膜70、且环形框82贴附于粘合剂层62的状态下实施扩展工序。环形框82是在贴附于切割芯片接合薄膜Y的状态下、扩展装置具备的输送臂等输送机构输送工件时机械性地抵接的框构件。切割芯片接合薄膜Y以这样的环形框82依靠切割带60的粘合剂层62的粘合力而能够固定于该薄膜的方式设计。即,切割芯片接合薄膜Y具有在切割带60的粘合剂层62中在芯片接合薄膜70的周围确保了环形框构件贴合用区域这样的现有的设计。在这样的设计中,粘合剂层62的外周端62e与芯片接合薄膜70的外周端70e之间的薄膜面内方向的间隔距离为10~30mm左右。
但是,在具备切割带和其粘合剂层上的芯片接合薄膜的切割芯片接合薄膜中,采用切割带和/或其粘合剂层与芯片接合薄膜在薄膜面内方向具有相同的设计尺寸的构成时,芯片接合薄膜需要承担环形框保持功能,因此,必须确保对环形框的粘合力。为了确保芯片接合薄膜对环形框的粘合力,该芯片接合薄膜与上述切割芯片接合薄膜Y中的芯片接合薄膜70相比,例如更低弹性化。但是,该低弹性化容易导致从切割带的粘合剂层将芯片接合薄膜剥离时所需的剥离力升高。为了在上述拾取工序中实现带有粘接剂层的半导体芯片的良好的拾取,优选切割带的粘合剂层与芯片接合薄膜之间的剥离力较小。
如上所述,在切割芯片接合薄膜中,为了实现带有粘接剂层的半导体芯片自切割带的良好的拾取,有时伴随技术上的困难。本发明是基于这样的情况而做出的发明,其目的在于,提供适合于实现带有粘接剂层的半导体芯片自切割带的良好的拾取的切割芯片接合薄膜。
用于解决问题的方案
本发明提供的切割芯片接合薄膜具备切割带及粘接剂层。切割带具有包含基材和粘合剂层的层叠结构。粘接剂层与切割带中的粘合剂层可剥离地密合。用于形成切割带粘合剂层与其上的粘接剂层的界面的、粘接剂层的表面及粘合剂层的表面能够产生3.5mJ/m2以上的表面自由能差。即,本切割芯片接合薄膜具备如下构成:在形成粘接剂层和粘合剂层的界面的粘接剂层表面及粘合剂层表面中,粘接剂层表面的表面自由能(第1表面自由能)与粘合剂层表面的表面自由能(第2表面自由能)之差为3.5mJ/m2以上或者能够使二者之差为3.5mJ/m2以上。例如,在切割带的粘合剂层为辐射线固化型粘合剂层等固化型的粘合剂层时,以粘接剂层中的第1表面自由能与固化后的粘合剂层中的第2表面自由能之差为3.5mJ/m2以上的方式构成本切割芯片接合薄膜。此外,本发明中,上述表面自由能差优选为4mJ/m2以上、更优选为5mJ/m2以上。以上构成的切割芯片接合薄膜可以用于在半导体装置的制造过程中得到带有粘接剂层的半导体芯片。
在半导体装置的制造过程中,如上所述,为了得到带有粘接剂层的半导体芯片,有时进行使用切割芯片接合薄膜的扩展工序、拾取工序。该拾取工序中,需要能够从切割带的粘合剂层将带有粘接剂层的半导体芯片中的粘接剂层剥离,从而从切割带拾取该半导体芯片。本发明人等发现:本切割芯片接合薄膜的粘接剂层与切割带粘合剂层的界面处的上述第1及第2表面自由能之差为3.5mJ/m2以上、优选为4mJ/m2以上、更优选为5mJ/m2以上的状态适合于在拾取工序中实现良好的拾取。具体如后述实施例及比较例所示。在粘接剂层与粘合剂层的界面处,粘接剂层表面的表面自由能与粘合剂层表面的表面自由能之差越大,这两层间的构成材料越不易发生转移。并且,粘接剂层与粘合剂层之间的构成材料不易发生转移适合于在两层间实现小的剥离力,适合于在谋求粘接剂层的低弹性化时例如通过该低弹性化确保粘接剂层对框构件的粘合力、并且抑制该粘接剂层与粘合剂层之间的剥离力升高。粘接剂层与粘合剂层的界面处的第1及第2表面自由能之差为3.5mJ/m2以上、优选为4mJ/m2以上、更优选为5mJ/m2以上的上述构成适合于在该粘合剂层与粘接剂层之间确保小的剥离力使其为在拾取工序中能实现带有粘接剂层的半导体芯片的良好的拾取的程度。
适合于谋求粘接剂层的低弹性化而确保该粘接剂层对框构件的粘合力并且抑制该粘接剂层与切割带粘合剂层之间的剥离力升高的本切割芯片接合薄膜,适合于以在其粘接剂层中包含工件贴合用区域和框构件贴合用区域的方式在薄膜面内方向以实质上相同的尺寸设计切割带和/或其粘合剂层与其上的粘接剂层。本切割芯片接合薄膜中,可以采用例如如下的设计:在薄膜面内方向,粘接剂层的外周端位于距切割带的基材、粘合剂层的各外周端1000μm以内的距离处。这样的构成的切割芯片接合薄膜适合于通过一次冲裁加工等加工一次性地实施用于形成具有基材和粘合剂层的层叠结构的一个切割带的加工、和用于形成一个粘接剂层的加工。
在上述切割芯片接合薄膜Y的制造过程中,需要用于形成规定尺寸及形状的切割带60的加工工序(第1加工工序)、和用于形成规定尺寸及形状的芯片接合薄膜70的加工工序(第2加工工序)作为彼此独立的工序。第1加工工序中,例如,对于具有规定的隔离体、会形成为基材61的基材层、和位于它们之间的会形成为粘合剂层62的粘合剂层的层叠结构的层叠片体,实施使加工刀从基材层侧进入至到达隔离体为止的加工。会形成为粘合剂层62的粘合剂层经由向隔离体上涂布粘合剂组合物和其后的干燥而形成。通过第1加工工序,隔离体上的具有粘合剂层62和基材61的层叠结构的切割带60形成在隔离体上。第2加工工序中,例如,对于具有规定的隔离体、和会形成为芯片接合薄膜70的粘接剂层的层叠结构的层叠片体,实施使加工刀从粘接剂层侧进入至到达隔离体为止的加工。会形成为芯片接合薄膜70的粘接剂层经由向隔离体上涂布粘接剂组合物和其后的干燥而形成。通过第2加工工序,在隔离体上形成芯片接合薄膜70。之后将像这样通过彼此独立的工序形成的切割带60和芯片接合薄膜70位置对准并贴合。图16示出了具有覆盖芯片接合薄膜70表面及粘合剂层62表面的隔离体83的切割芯片接合薄膜Y。
相对于此,切割带和/或其粘合剂层与其上的作为芯片接合薄膜的粘接剂层在薄膜面内方向具有实质上相同的设计尺寸时的本发明的切割芯片接合薄膜例如可以如下来制造。首先,在规定的隔离体上,通过涂覆粘接剂层形成用的组合物形成粘接剂组合物层。然后,在该粘接剂组合物层上,通过涂覆切割带粘合剂层形成用的组合物形成粘合剂组合物层。接着,经由这些组合物层的一次性干燥,在隔离体上形成粘接剂层及粘合剂层。之后,在粘合剂层的露出面贴合切割带用的基材。接着,对具有隔离体、粘接剂层、粘合剂层和基材的层叠结构的该层叠片体,实施使加工刀从基材侧进入至到达隔离体为止的加工。由此,在隔离体上形成隔离体上的具有粘接剂层、粘合剂层和基材的层叠结构的规定尺寸及形状的切割芯片接合薄膜。切割带和/或其粘合剂层与其上的粘接剂层在薄膜面内方向具有实质上相同的设计尺寸时的本发明的切割芯片接合薄膜适合于通过一次冲裁加工等加工一次性地实施用于形成具有基材和粘合剂层的层叠结构的一个切割带的加工、和用于形成一个粘接剂层的加工。这样的本切割芯片接合薄膜从削減制造工序数、抑制制造成本等观点出发适合于高效地制造。此外,经由粘接剂层形成用组合物及切割带粘合剂层形成用组合物的层叠形成和两个组合物层的一次性干燥的上述制造方法与在分别形成切割带粘合剂层和粘接剂层之后再贴合的制造方法相比,容易导致在切割带粘合剂层和粘接剂层的密合界面处两层间的剥离力升高,但是,在粘接剂层与切割带粘合剂层的界面处的第1及第2表面自由能之差如上所述为3.5mJ/m2以上、优选为4mJ/m2以上、更优选为5mJ/m2以上的本发明的上述构成适合于在该粘合剂层与粘接剂层之间确保小的剥离力使其为在拾取工序中能实现带有粘接剂层的半导体芯片的良好的拾取的程度。
如上所述,本发明的切割芯片接合薄膜适合于实现带有粘接剂层的半导体芯片自切割带的良好的拾取。
从在本切割芯片接合薄膜的切割带粘合剂层与粘接剂层之间确保上述小剥离力的观点考虑,切割带粘合剂层以如下方式构成:在形成与粘接剂层的密合界面的表面,具有优选32mJ/m2以下、更优选30mJ/m2以下、进一步优选28mJ/m2以下的表面自由能(第2表面自由能)。切割带粘合剂层为辐射线固化型粘合剂层等固化型的粘合剂层时,固化后的粘合剂层的第2表面自由能优选为32mJ/m2以下、更优选为30mJ/m2以下、进一步优选为28mJ/m2以下。此外,从以在本切割芯片接合薄膜的输送中等在切割带粘合剂层与粘接剂层之间不产生剥离的方式确保该两层间的适度的粘合力的观点考虑,切割带粘合剂层以如下方式构成:在形成与粘接剂层的密合界面的表面,具有优选15mJ/m2以上、更优选为18mJ/m2以上、进一步优选20mJ/m2以上的表面自由能(第2表面自由能)。切割带粘合剂层为辐射线固化型粘合剂层等固化型的粘合剂层时,固化后的粘合剂层的第2表面自由能优选为15mJ/m2以上、更优选为18mJ/m2以上、进一步优选为20mJ/m2以上。
对于本切割芯片接合薄膜的粘接剂层的上述第1表面自由能,从确保切割芯片接合薄膜中的粘接剂层与切割带粘合剂层之间要求的密合力的观点出发,优选为30mJ/m2以上、更优选为31mJ/m2以上、进一步优选为32mJ/m2以上。此外,从在这些粘接剂层及粘合剂层之间确保上述小剥离力的观点考虑,该第1表面自由能优选为45mJ/m2以下、更优选为43mJ/m2以下、进一步优选为40mJ/m2以下。
本切割芯片接合薄膜的粘接剂层在23℃、剥离角度180°及拉伸速度10mm/分钟的条件下的剥离试验中对SUS平面表现出优选0.1N/10mm以上、更优选0.3N/10mm以上、进一步优选0.5N/10mm以上的180°剥离粘合力。关于粘接剂层的粘合力的该构成在确保基于本切割芯片接合薄膜的框构件的保持方面是适宜的。此外,该粘接剂层在相同条件下的剥离试验中对SUS平面表现出优选20N/10mm以下、更优选10N/10mm以下的180°剥离粘合力。有关粘接剂层的粘合力的该构成在确保框构件自本切割芯片接合薄膜的拆卸性方面是适宜的。
本切割芯片接合薄膜的粘接剂层在对宽度4mm及厚度80μm的粘接剂层试样片在初始夹具间距离10mm、频率10Hz、动态应变±0.5μm、及升温速度5℃/分钟的条件下测定的23℃下的拉伸储能模量优选为100MPa以上、更优选为500MPa以上、进一步优选为1000MPa以上。有关粘接剂层的拉伸储能模量的该构成在确保粘接剂层对框构件的粘合力的方面是适宜的,因此,在确保基于本切割芯片接合薄膜的框构件的保持的方面是适宜的。此外,该粘接剂层在相同条件下测定的23℃下的拉伸储能模量优选为4000MPa以下、更优选为3000MPa以下、进一步优选为2000MPa以下。有关粘接剂层的拉伸储能模量的该构成在确保框构件自本切割芯片接合薄膜的拆卸性方面是适宜的。
本切割芯片接合薄膜中,切割带粘合剂层优选为辐射线固化型粘合剂层,并且,23℃及剥离速度300mm/分钟的条件下的T型剥离试验中的辐射线固化后的粘合剂层与粘接剂层之间的剥离力优选为0.06N/20mm以上、更优选为0.1N/20mm以上、进一步优选为0.15N/20mm以上。这样的构成适合于确保切割带的固化后粘合剂层与其上的粘接剂层之间的密合性,因此,使用本切割芯片接合薄膜在切割带粘合剂层的固化后进行扩展工序时,在该工序中抑制带有粘接剂层的半导体芯片自粘合剂层局部剥离即浮起的产生方面是适宜的。此外,23℃及剥离速度300mm/分钟的条件下的T型剥离试验中的辐射线固化后的粘合剂层与粘接剂层之间的剥离力优选为0.25N/20mm以下、更优选为0.23N/20mm以下、进一步优选为0.2N/20mm以下。这样的构成对于在切割带粘合剂层的固化后进行的拾取工序中实现带有粘接剂层的半导体芯片自固化后粘合剂层的良好的拾取而言是适宜的。
本切割芯片接合薄膜中,切割带粘合剂层优选为辐射线固化型粘合剂层,并且,23℃及剥离速度300mm/分钟的条件下的T型剥离试验中的辐射线固化前的粘合剂层与粘接剂层之间的剥离力优选为2N/20mm以上。这样的构成在确保切割带的未固化粘合剂层与其上的粘接剂层之间的密合性上是适宜的,因此,在使用本切割芯片接合薄膜在切割带的粘合剂层为未固化的状态下进行扩展工序时,在该工序中抑制带有粘接剂层的半导体芯片自粘合剂层的局部剥离即浮起的产生方面是适宜的。
对于用于形成本切割芯片接合薄膜中的切割带粘合剂层与粘接剂层的界面的粘合剂层表面及粘接剂层表面,两表面的算术平均表面粗糙度(Ra)的差优选为100nm以下。这样的构成对于确保切割带粘合剂层和其上的粘接剂层之间的密合性而言是适宜的,因此,在扩展工序中抑制带有粘接剂层的半导体芯片自粘合剂层的局部剥离即浮起的产生方面是适宜的。
本切割芯片接合薄膜中的粘合剂层优选含有丙烯酸类聚合物,所述丙烯酸类聚合物包含:来源于烷基的碳数为10以上的(甲基)丙烯酸烷基酯的第1单元、和来源于(甲基)丙烯酸2-羟乙酯的第2单元。“(甲基)丙烯酸酯”是指“丙烯酸酯”和/或“甲基丙烯酸酯”。粘合剂层中的丙烯酸类聚合物包含来源于具有碳数10以上的烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯的单元和来源于(甲基)丙烯酸2-羟乙酯的单元的构成适合于在切割带粘合剂层和其上的粘接剂层之间实现高剪切粘接力,因此,适合于使割断力适宜地作用于扩展工序中沿面内方向扩展的切割带上的粘接剂层,从而使该粘接剂层割断。
对于本切割芯片接合薄膜的粘合剂层中的丙烯酸类聚合物,上述第1单元相对于上述第2单元的摩尔比率优选为1以上、更优选为3以上、进一步优选为5以上。这样的构成对于在切割带粘合剂层和其上的粘接剂层之间如上所述确保高剪切粘接力、并且抑制两层间沿层叠方向产生的结合性相互作用而言是优选的,因此,有助于实现拾取工序中的良好的拾取。此外,该摩尔比率优选为40以下、更优选为35以下、进一步优选为30以下。这样的构成在确保切割带粘合剂层和粘接剂层之间的密合性从而在扩展工序中抑制带有粘接剂层的半导体芯片自粘合剂层局部剥离即浮起的产生方面是适宜的。
本切割芯片接合薄膜的粘合剂层中的丙烯酸类聚合物优选为加成作为辐射线聚合性成分的含不饱和官能团异氰酸酯化合物而成的加成产物。此时,含不饱和官能团异氰酸酯化合物相对于丙烯酸类聚合物中来源于(甲基)丙烯酸2-羟乙酯的第2单元的摩尔比率优选为0.1以上、更优选为0.2以上、进一步优选为0.3以上。这些构成在经由丙烯酸类聚合物与含不饱和官能团异氰酸酯化合物的反应而使粘合剂层适度高弹性化方面是适宜的,有助于扩展工序中的粘接剂层的良好的割断。此外,从减少固化后粘合剂层中的低分子量成分的观点出发,在包含用于形成在丙烯酸类聚合物中加成含不饱和官能团异氰酸酯化合物而成的加成产物的丙烯酸类聚合物和含不饱和官能团异氰酸酯化合物的反应组合物中,含不饱和官能团异氰酸酯化合物相对于丙烯酸类聚合物中来源于(甲基)丙烯酸2-羟乙酯的单元(第2单元)的摩尔比率优选为2以下、更优选为1.5以下、进一步优选为1.3以下。
附图说明
图1是本发明的一个实施方式的切割芯片接合薄膜的剖面示意图。
图2表示图1所示的切割芯片接合薄膜带有隔离体的情况的一例。
图3表示图1所示的切割芯片接合薄膜的制造方法的一例。
图4表示使用图1所示的切割芯片接合薄膜的半导体装置制造方法中的一部分工序。
图5表示图4所示的工序的后续工序。
图6表示图5所示的工序的后续工序。
图7表示图6所示的工序的后续工序。
图8表示图7所示的工序的后续工序。
图9表示图8所示的工序的后续工序。
图10表示使用图1所示的切割芯片接合薄膜的半导体装置制造方法的变形例中的一部分工序。
图11表示使用图1所示的切割芯片接合薄膜的半导体装置制造方法的变形例中的一部分工序。
图12表示使用图1所示的切割芯片接合薄膜的半导体装置制造方法的变形例中的一部分工序。
图13表示使用图1所示的切割芯片接合薄膜的半导体装置制造方法的变形例中的一部分工序。
图14表示现有的切割芯片接合薄膜的剖面示意图。
图15表示图14所示的切割芯片接合薄膜的使用方式。
图16表示图14所示的切割芯片接合薄膜的一种供给形态。
附图标记说明
X 切割芯片接合薄膜
10 切割带
11 基材
11e 外周端
12 粘合剂层
12e 外周端
20、21 粘接剂层
20e 外周端
W、30A、30C 半导体晶圆
30B 半导体晶圆分割体
30a 分割槽
30b 改性区域
31 半导体芯片
具体实施方式
图1是本发明的一个实施方式的切割芯片接合薄膜X的剖面示意图。切割芯片接合薄膜X在半导体装置的制造中可以用于在得到带有粘接剂层的半导体芯片的过程中的例如后述那样的扩展工序中,其具有包含切割带10和粘接剂层20的层叠结构。此外,切割芯片接合薄膜X具有与半导体装置的制造过程中的加工对象的半导体晶圆对应的尺寸的圆盘形状,其直径例如在345~380mm的范围内(12英寸晶圆对应型)、245~280mm的范围内(8英寸晶圆对应型)、195~230mm的范围内(6英寸晶圆对应型)、或495~530mm的范围内(18英寸晶圆对应型)。
切割芯片接合薄膜X中,切割带10具有包含基材11和粘合剂层12的层叠结构。粘合剂层12在粘接剂层20侧具有粘合面12a。粘接剂层20具有面20a、20b,在面20a侧包含工件贴合用区域及框构件贴合用区域,并且,在面20b侧与切割带10的粘合剂层12和/或其粘合面12a可剥离地密合。粘合剂层12的粘合面12a与粘接剂层20的面20b形成两层的界面。此外,切割芯片接合薄膜X具备如下的构成:粘接剂层20的面20b的表面自由能(第1表面自由能)与粘合剂层12的粘合面12a的表面自由能(第2表面自由能)之差为3.5mJ/m2以上、优选为4mJ/m2以上、更优选为5mJ/m2以上的构成;或使得该表面自由能差为3.5mJ/m2以上、优选为4mJ/m2以上、更优选为5mJ/m2以上的构成。本发明中,粘接剂层表面及粘合剂层表面的各表面自由能是指,对于在20℃及相对湿度65%的条件下与要求鉴定表面自由能的对象面接触的水(H2O)及二碘甲烷(CH2I2)的各液滴,使用接触角计测定接触角θw、θi,使用该接触角值,按照Journal of Applied Polymer Science,vol.13,p1741-1747(1969)中记载的方法求出γsd(表面自由能的色散力成分)及γsh(表面自由能的氢键力成分),将二者相加而得到的值γs(=γsd+γsh)。该表面自由能γs的导出方法具体如实施例所示。
切割带10的基材11是在切割带10和/或切割芯片接合薄膜X中作为支撑体起作用的组件。基材11可以适宜使用例如塑料基材(尤其是塑料薄膜)。作为该塑料基材的构成材料,例如可以列举出:聚氯乙烯、聚偏氯乙烯、聚烯烃、聚酯、聚氨酯、聚碳酸酯、聚醚醚酮、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚酰胺、全芳香族聚酰胺、聚苯硫醚、芳族聚酰胺、氟树脂、纤维素系树脂及有机硅树脂。作为聚烯烃,例如可列举出:低密度聚乙烯、直链状低密度聚乙烯、中密度聚乙烯、高密度聚乙烯、超低密度聚乙烯、无规共聚聚丙烯、嵌段共聚聚丙烯、均聚聚丙烯、聚丁烯、聚甲基戊烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)、离聚物树脂、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、及乙烯-己烯共聚物。作为聚酯,例如可以列举出:聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯、及聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)。基材11可以由一种材料形成,也可以由二种以上材料形成。基材11可以具有单层结构,也可以具有多层结构。此外,基材11由塑料薄膜形成的情况下,可以为未拉伸薄膜,也可以为单轴拉伸薄膜,还可以为双轴拉伸薄膜。基材11上的粘合剂层12如后所述为紫外线固化型的情况下,基材11优选具有紫外线透过性。
在切割芯片接合薄膜X的使用过程中,通过例如局部加热使切割带10和/或基材11收缩时,基材11优选具有热收缩性。从确保基材11的良好的热收缩性的观点出发,基材11优选包含乙烯-醋酸乙烯酯共聚物作为主成分。基材11的主成分是指,在基材构成成分中占最大的质量比例的成分。此外,基材11由塑料薄膜形成的情况下,对于切割带10和/或基材11,在实现各向同性的热收缩性的方面,基材11优选为双轴拉伸薄膜。切割带10和/或基材11在加热温度100℃及加热处理时间60秒的条件下进行的加热处理试验中的热收缩率优选为2~30%、更优选为2~25%、进一步优选为3~20%、进一步优选为5~20%。该热收缩率是指所谓的MD方向的热收缩率及所谓的TD方向的热收缩率中的至少一者。
基材11的粘合剂层12侧的表面可以实施过用于提高与粘合剂层12的密合性的物理处理、化学处理、或底涂处理。作为物理处理,例如可以列举出:电晕处理、等离子体处理、喷砂加工处理、臭氧暴露处理、火焰暴露处理、高压电击暴露处理、及电离辐射线处理。作为化学处理,例如可以列举出铬酸处理。用于提高密合性的该处理优选对基材11的粘合剂层12侧的表面整体实施。
基材11的厚度从确保基材11作为切割带10和/或切割芯片接合薄膜X的支撑体发挥作用的强度的观点出发,优选为40μm以上、更优选为50μm以上、进一步优选为55μm以上、进一步优选为60μm以上。此外,从切割带10和/或切割芯片接合薄膜X实现适度的挠性的观点出发,基材11的厚度优选为200μm以下、更优选为180μm以下、进一步优选为150μm以下。
切割带10的粘合剂层12含有粘合剂。粘合剂可以是能够通过辐射线照射、加热等来自外部的作用而有意地使粘合力降低的粘合剂(粘合力降低型粘合剂),也可以是粘合力几乎或完全不因来自外部的作用而降低的粘合剂(粘合力非降低型粘合剂)。对于作为粘合剂层12中的粘合剂使用粘合力降低型粘合剂还是使用粘合力非降低型粘合剂,可以根据使用切割芯片接合薄膜X进行单片化的半导体芯片的单片化的方法、条件等切割芯片接合薄膜X的使用方式来适宜选择。
作为粘合剂层12中的粘合剂,使用粘合力降低型粘合剂时,在切割芯片接合薄膜X的使用过程中,可以分开使用粘合剂层12显示相对高的粘合力的状态和显示相对低的粘合力的状态。例如,在将切割芯片接合薄膜X用于后述的扩展工序时,为了抑制·防止粘接剂层20自粘合剂层12浮起、剥离,利用粘合剂层12的高粘合力状态,而在这之后,在用于将带有粘接剂层的半导体芯片从切割芯片接合薄膜X的切割带10拾取的后述的拾取工序中,为了从粘合剂层12容易地拾取带有粘接剂层的半导体芯片,可以利用粘合剂层12的低粘合力状态。
作为这样的粘合力降低型粘合剂,例如可以列举出辐射线固化型粘合剂(具有辐射线固化性的粘合剂)、加热发泡型粘合剂等。本实施方式的粘合剂层12中,可以使用一种粘合力降低型粘合剂,也可以使用二种以上粘合力降低型粘合剂。此外,可以是粘合剂层12整体由粘合力降低型粘合剂形成,也可以是粘合剂层12的一部分由粘合力降低型粘合剂形成。例如,粘合剂层12具有单层结构时,可以是粘合剂层12整体由粘合力降低型粘合剂形成,也可以是粘合剂层12的规定部位由粘合力降低型粘合剂形成、其它部位由粘合力非降低型粘合剂形成。此外,粘合剂层12具有层叠结构时,可以是形成层叠结构的全部层由粘合力降低型粘合剂形成,也可以是层叠结构中的一部分层由粘合力降低型粘合剂形成。
作为粘合剂层12中的辐射线固化型粘合剂,例如可以使用通过电子束、紫外线、α射线、β射线、γ射线、或X射线的照射而固化的类型的粘合剂,可以特别适宜地使用通过紫外线照射而固化的类型的粘合剂(紫外线固化型粘合剂)。
作为粘合剂层12中的辐射线固化型粘合剂,例如可以列举出添加型的辐射线固化型粘合剂,其含有作为丙烯酸类粘合剂的丙烯酸类聚合物等基础聚合物、和具有辐射线聚合性的碳-碳双键等官能团的辐射线聚合性的单体成分、低聚物成分。
上述丙烯酸类聚合物优选包含来源于丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯的单体单元作为质量比例最多的单体单元。“(甲基)丙烯酸”是指“丙烯酸”和/或“甲基丙烯酸”。
作为用于形成丙烯酸类聚合物的单体单元的(甲基)丙烯酸酯,例如可以列举出:(甲基)丙烯酸烷基酯、(甲基)丙烯酸环烷基酯、(甲基)丙烯酸芳基酯等含烃基(甲基)丙烯酸酯。作为(甲基)丙烯酸烷基酯,例如可以列举出:(甲基)丙烯酸的甲基酯、乙基酯、丙基酯、异丙基酯、丁基酯、异丁基酯、仲丁基酯、叔丁基酯、戊基酯、异戊基酯、己基酯、庚基酯、辛基酯、2-乙基己基酯、异辛基酯、壬基酯、癸基酯、异癸基酯、十一烷基酯、十二烷基酯(即月桂基酯)、十三烷基酯、十四烷基酯、十六烷基酯、十八烷基酯、及二十烷基酯。作为(甲基)丙烯酸环烷基酯,例如可以列举出(甲基)丙烯酸的环戊基酯及环己基酯。作为(甲基)丙烯酸芳基酯,例如可以列举出:(甲基)丙烯酸苯基酯及(甲基)丙烯酸苄基酯。作为用于形成丙烯酸类聚合物的单体单元的(甲基)丙烯酸酯,可以使用一种(甲基)丙烯酸酯,也可以使用二种以上(甲基)丙烯酸酯。作为用于形成丙烯酸类聚合物的单体单元的(甲基)丙烯酸酯,上述中,优选烷基的碳数为10以上的(甲基)丙烯酸烷基酯,更优选(甲基)丙烯酸月桂基酯。此外,在使粘合剂层12适宜地表现出依赖于(甲基)丙烯酸酯的粘合性等基本特性方面,用于形成丙烯酸类聚合物的全部单体成分中的(甲基)丙烯酸酯的比例优选为40质量%以上、更优选为60质量%以上。
丙烯酸类聚合物为了改性其内聚力、耐热性等,可以包含来源于能与(甲基)丙烯酸酯共聚的其它单体的单体单元。作为这样的其它单体,例如可以列举出:含羧基单体、酸酐单体、含羟基单体、含缩水甘油基单体、含磺酸基单体、含磷酸基单体、丙烯酰胺、及丙烯腈等含官能团单体。作为含羧基单体,例如可以列举出: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、马来酸、富马酸、及巴豆酸。作为酸酐单体,例如可以列举出马来酸酐及衣康酸酐。作为含羟基单体,例如可以列举出:(甲基)丙烯酸2-羟乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丙基酯、(甲基)丙烯酸4-羟基丁基酯、(甲基)丙烯酸6-羟基己基酯、(甲基)丙烯酸8-羟基辛基酯、(甲基)丙烯酸10-羟基癸基酯、(甲基)丙烯酸酯12-羟基月桂基酯、及(甲基)丙烯酸(4-羟基甲基环己基)甲酯。作为含缩水甘油基单体,例如可以列举出:(甲基)丙烯酸缩水甘油酯及(甲基)丙烯酸甲基缩水甘油酯。作为含磺酸基单体,例如可以列举出:苯乙烯磺酸、烯丙基磺酸、2-(甲基)丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、(甲基)丙烯酰胺丙磺酸、(甲基)丙烯酸磺丙基酯、及(甲基)丙烯酰氧基萘磺酸。作为含磷酸基单体,例如可以列举出:2-羟乙基丙烯酰基磷酸酯。作为用于丙烯酸类聚合物的该其它共聚性单体,可以使用一种单体,也可以使用二种以上单体。上述丙烯酸类聚合物包含来源于具有碳数10以上的烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯的单元(第1单元)时,优选同时包含来源于(甲基)丙烯酸2-羟乙酯的单元(第2单元)。这样的丙烯酸类聚合物中,第1单元相对于第2单元的摩尔比率优选为1以上、更优选为3以上、进一步优选为5以上。此外,该摩尔比率优选为40以下、更优选为35以下、进一步优选为30以下。
丙烯酸类聚合物为了在其聚合物骨架中形成交联结构,可以包含来源于能与(甲基)丙烯酸酯等单体成分共聚的多官能性单体的单体单元。作为这样的多官能性单体,例如可以列举出: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、季戊四醇二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、环氧(甲基)丙烯酸酯(即聚缩水甘油基(甲基)丙烯酸酯)、聚酯(甲基)丙烯酸酯、及氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯。作为用于丙烯酸类聚合物的多官能性单体,可以使用一种多官能性单体,也可以使用二种以上多官能性单体。用于形成丙烯酸类聚合物的全部单体成分中的多官能性单体的比例在使粘合剂层12适宜地表现出依赖于(甲基)丙烯酸酯的粘合性等基本特性的方面,优选为40质量%以下、更优选为30质量%以下。
丙烯酸类聚合物可以将用于形成其的原料单体聚合而得到。作为聚合方法,例如可以列举出:溶液聚合、乳液聚合、本体聚合、及悬浮聚合。从使用切割带10和/或切割芯片接合薄膜X的半导体装置制造方法的高度清洁性的观点出发,优选切割带10和/或切割芯片接合薄膜X的粘合剂层12中的低分子量物质较少,丙烯酸类聚合物的数均分子量优选为10万以上、更优选为20万~300万。
粘合剂层12和/或用于形成其的粘合剂为了提高丙烯酸类聚合物等基础聚合物的数均分子量,例如可以含有外部交联剂。作为用于与丙烯酸类聚合物等基础聚合物反应而形成交联结构的外部交联剂,可以列举出:多异氰酸酯化合物、环氧化合物、多元醇化合物(多元酚系化合物等)、氮丙啶化合物、及三聚氰胺系交联剂。粘合剂层12和/或用于形成其的粘合剂中的外部交联剂的含量相对于基础聚合物100质量份优选为5质量份以下、更优选为0.1~5质量份。
作为用于形成辐射线固化型粘合剂的上述辐射线聚合性单体成分,例如可以列举出:氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇单羟基五(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、及1,4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯。作为用于形成辐射线固化型粘合剂的上述辐射线聚合性低聚物成分,例如可以列举出:氨基甲酸酯系、聚醚系、聚酯系、聚碳酸酯系、聚丁二烯系等各种低聚物,分子量100~30000左右的物质是适合的。辐射线固化型粘合剂中的辐射线聚合性的单体成分、低聚物成分的总含量在能使所形成的粘合剂层12的粘合力适当降低的范围内来决定,相对于丙烯酸类聚合物等基础聚合物100质量份,例如为5~500质量份,优选为40~150质量份。此外,作为添加型的辐射线固化型粘合剂,例如可以使用日本特开昭60-196956号公报中公开的物质。
作为粘合剂层12中的辐射线固化型粘合剂,例如也可以列举出:包含在聚合物侧链、聚合物主链中、聚合物主链末端具有辐射线聚合性的碳-碳双键等官能团的基础聚合物的内在型辐射线固化型粘合剂。这样的内在型辐射线固化型粘合剂在抑制所形成的粘合剂层12内的由低分子量成分移动引起的粘合特性的不希望发生的经时变化方面是适宜的。
作为内在型辐射线固化型粘合剂中所含的基础聚合物,优选以丙烯酸类聚合物作为基本骨架。作为成为这样的基本骨架的丙烯酸类聚合物,可以采用上述丙烯酸类聚合物。作为向丙烯酸类聚合物导入辐射线聚合性的碳-碳双键的方法,例如可以列举出如下的方法:使包含具有规定的官能团(第1官能团)的单体的原料单体共聚而得到丙烯酸类聚合物后,使具有能与第1官能团之间发生反应而键合的规定的官能团(第2官能团)和辐射线聚合性碳-碳双键的化合物在维持碳-碳双键的辐射线聚合性的状态下与丙烯酸类聚合物进行缩合反应或加成反应。
作为第1官能团与第2官能团的组合,例如可以列举出:羧基与环氧基、环氧基与羧基、羧基与氮丙啶基、氮丙啶基与羧基、羟基与异氰酸酯基、异氰酸酯基与羟基。这些组合中,从反应追踪的容易程度的观点出发,羟基与异氰酸酯基的组合、异氰酸酯基与羟基的组合是适宜的。此外,制作具有反应性高的异氰酸酯基的聚合物的技术难度高,从丙烯酸类聚合物的制作或获得的容易程度的观点出发,丙烯酸类聚合物侧的上述第1官能团为羟基且上述第2官能团为异氰酸酯基的情况是更适宜的。该情况下,作为同时具有辐射线聚合性碳-碳双键和成为第2官能团的异氰酸酯基的异氰酸酯化合物、即辐射线聚合性的含不饱和官能团异氰酸酯化合物,例如可以列举出:甲基丙烯酰基异氰酸酯、2-甲基丙烯酰氧基乙基异氰酸酯(MOI)、及间异丙烯基-α,α-二甲基苄基异氰酸酯。在上述丙烯酸类聚合物中导入和/或加成有含不饱和官能团异氰酸酯化合物时,含不饱和官能团异氰酸酯化合物相对于该丙烯酸类聚合物中来源于(甲基)丙烯酸2-羟乙酯的单元(第2单元)的摩尔比率优选为0.1以上、更优选为0.2以上、进一步优选为0.3以上。此外,在包含用于形成在丙烯酸类聚合物中加成含不饱和官能团异氰酸酯化合物而成的加成产物的丙烯酸类聚合物和含不饱和官能团异氰酸酯化合物的反应组合物中,含不饱和官能团异氰酸酯化合物相对于丙烯酸类聚合物的来源于(甲基)丙烯酸2-羟乙酯的单元(第2单元)的摩尔比率优选为2以下、更优选为1.5以下、进一步优选为1.3以下。
粘合剂层12中的辐射线固化型粘合剂优选含有光聚合引发剂。作为光聚合引发剂,例如可以列举出:α-酮醇系化合物、苯乙酮系化合物、苯偶姻醚系化合物、缩酮系化合物、芳香族磺酰氯系化合物、光活性肟系化合物、二苯甲酮系化合物、噻吨酮系化合物、樟脑醌、卤代酮、酰基氧化膦、及酰基膦酸酯。作为α-酮醇系化合物,例如可以列举出:4-(2-羟基乙氧基)苯基(2-羟基-2-丙基)酮、α-羟基-α,α'-二甲基苯乙酮、2-甲基-2-羟基苯丙酮、及1-羟基环己基苯基酮。作为苯乙酮系化合物,例如可以列举出:甲氧基苯乙酮、2,2-二甲氧基-1,2-二苯基乙烷-1-酮、2,2-二乙氧基苯乙酮、及2-甲基-1-[4-(甲硫基)-苯基]-2-吗啉代丙烷-1。作为苯偶姻醚系化合物,例如可以列举出:苯偶姻乙基醚、苯偶姻异丙基醚、及茴香偶姻甲基醚。作为缩酮系化合物,例如可以列举出苯偶酰二甲基缩酮。作为芳香族磺酰氯系化合物,例如可以列举出2-萘磺酰氯。作为光活性肟系化合物,例如可以列举出:1-苯基-1,2-丙二酮-2-(O-乙氧基羰基)肟。作为二苯甲酮系化合物,例如可以列举出:二苯甲酮、苯甲酰基苯甲酸、及3,3'-二甲基-4-甲氧基二苯甲酮。作为噻吨酮系化合物,例如可以列举出:噻吨酮、2-氯噻吨酮、2-甲基噻吨酮、2,4-二甲基噻吨酮、异丙基噻吨酮、2,4-二氯噻吨酮、2,4-二乙基噻吨酮、及2,4-二异丙基噻吨酮。粘合剂层12的辐射线固化型粘合剂中的光聚合引发剂的含量相对于丙烯酸类聚合物等基础聚合物100质量份,为例如0.05~20质量份。
粘合剂层12中的上述加热发泡型粘合剂为含有通过加热而发泡、膨胀的成分(发泡剂、热膨胀性微球等)的粘合剂时,作为发泡剂,可以列举出各种无机系发泡剂及有机系发泡剂,作为热膨胀性微球,例如可以列举出:在壳内封入有通过加热容易气化而膨胀的物质的构成的微球。作为无机系发泡剂,例如可以列举出:碳酸铵、碳酸氢铵、碳酸氢钠、亚硝酸铵、硼氢化钠、及叠氮化物类。作为有机系发泡剂,例如可以列举出:三氯一氟甲烷、二氯一氟甲烷等氯氟代烷烃、偶氮双异丁腈、偶氮二甲酰胺、偶氮二甲酸钡等偶氮系化合物、对甲苯磺酰肼、二苯基砜-3,3'-二磺酰肼、4,4'-氧代双(苯磺酰肼)、烯丙基双(磺酰肼)等肼系化合物、对甲苯磺酰基氨基脲、4,4'-氧代双(苯磺酰基氨基脲)等氨基脲系化合物、5-吗啉基-1,2,3,4-噻三唑等三唑系化合物、以及N,N'-二亚硝基五亚甲基四胺、N,N'-二甲基-N,N'-二亚硝基对苯二甲酰胺等N-亚硝基系化合物。作为用于形成上述那样的热膨胀性微球的通过加热容易气化而膨胀的物质,例如可以列举出:异丁烷、丙烷、及戊烷。通过利用凝聚法、界面聚合法等将通过加热容易气化而膨胀的物质封入壳形成物质内,能够制作热膨胀性微球。作为壳形成物质,可以使用显示出热熔融性的物质、通过封入物质的热膨胀作用能够破裂的物质。作为这样的物质,例如可以列举出:偏氯乙烯-丙烯腈共聚物、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯腈、聚偏氯乙烯、及聚砜。
作为上述粘合力非降低型粘合剂,例如可以列举出:预先通过辐射线照射使在粘合力降低型粘合剂中记载的辐射线固化型粘合剂固化了的形态的粘合剂(辐射线照射过的辐射线固化型粘合剂)、压敏型粘合剂等。辐射线照射过的辐射线固化型粘合剂虽然通过辐射线照射而粘合力降低,但是,根据聚合物成分的含量,仍能显示出起因于该聚合物成分的粘合性,能够在规定的使用方式中发挥能用于粘合保持被粘物的粘合力。本实施方式的粘合剂层12中,可以使用一种粘合力非降低型粘合剂,也可以使用二种以上粘合力非降低型粘合剂。此外,可以是粘合剂层12整体由粘合力非降低型粘合剂形成,也可以是粘合剂层12的一部分由粘合力非降低型粘合剂形成。例如,粘合剂层12具有单层结构时,可以是粘合剂层12整体由粘合力非降低型粘合剂形成,也可以是粘合剂层12中的规定部位由粘合力非降低型粘合剂形成、其它部位由粘合力降低型粘合剂形成。此外,粘合剂层12具有层叠结构时,可以是形成层叠结构的全部层由粘合力非降低型粘合剂形成,也可以是层叠结构中的一部分层由粘合力非降低型粘合剂形成。
另一方面,作为粘合剂层12中的压敏型粘合剂,例如可以使用以丙烯酸类聚合物作为基础聚合物的丙烯酸类粘合剂、橡胶系粘合剂。粘合剂层12含有丙烯酸类粘合剂作为压敏型粘合剂时,成为该丙烯酸类粘合剂的基础聚合物的丙烯酸类聚合物优选包含来源于(甲基)丙烯酸酯的单体单元作为质量比例最多的单体单元。作为这样的丙烯酸类聚合物,例如可以列举出辐射线固化型粘合剂中所述的丙烯酸类聚合物。
粘合剂层12和/或用于形成其的粘合剂中,在上述各成分的基础上,还可以含有交联促进剂、增粘剂、防老剂、颜料、染料等着色剂等。着色剂可以是受到辐射线照射而着色的化合物。作为这样的化合物,例如可以列举出隐色染料。
粘合剂层12在形成与粘接剂层20的界面的粘合面12a中具有优选32mJ/m2以下、更优选30mJ/m2以下、进一步优选28mJ/m2以下的表面自由能(第2表面自由能),或者,能够具有优选32mJ/m2以下、更优选30mJ/m2以下、进一步优选28mJ/m2以下的表面自由能(第2表面自由能)。粘合剂层12为辐射线固化型粘合剂层等固化型的粘合剂层时,固化后的粘合剂层12的第2表面自由能优选为32mJ/m2以下、更优选为30mJ/m2以下、进一步优选为28mJ/m2以下。此外,粘合剂层12在形成与粘接剂层20的界面的粘合面12a中具有优选15mJ/m2以上、更优选18mJ/m2以上、进一步优选20mJ/m2以上的表面自由能(第2表面自由能),或者,能够具有优选15mJ/m2以上、更优选18mJ/m2以上、进一步优选20mJ/m2以上的表面自由能(第2表面自由能)。粘合剂层12为辐射线固化型粘合剂层等固化型的粘合剂层时,固化后的粘合剂层12的第2表面自由能优选为15mJ/m2以上、更优选为18mJ/m2以上、进一步优选为20mJ/m2以上。对于粘合剂层12的粘合面12a的表面自由能,可以通过用于形成粘合剂层12中的丙烯酸类聚合物等基础聚合物的各种单体的组成的调整等来进行。
粘合剂层12的厚度优选为1~50μm、更优选为2~30μm、进一步优选为5~25μm。这样的构成在例如粘合剂层12包含辐射线固化型粘合剂时获得该粘合剂层12在辐射线固化前后对粘接剂层20的粘接力的平衡方面是适宜的。
切割芯片接合薄膜X的粘接剂层20兼具作为芯片接合用的显示出热固化性的粘接剂的功能、和用于保持半导体晶圆等工件和环形框等框构件的粘合功能。本实施方式中,用于形成粘接剂层20的粘合粘接剂可以具有包含热固化性树脂和作为例如粘结剂成分的热塑性树脂的组成,也可以具有包含带有能与固化剂反应而发生键合的热固化性官能团的热塑性树脂的组成。用于形成粘接剂层20的粘合粘接剂具有包含带有热固化性官能团的热塑性树脂的组成时,该粘合粘接剂不必进一步包含热固化性树脂(环氧树脂等)。这样的粘接剂层20可以具有单层结构,也可以具有多层结构。
粘接剂层20包含热塑性树脂和热固化性树脂时,作为该热固化性树脂,例如可以列举出:环氧树脂、酚醛树脂、氨基树脂、不饱和聚酯树脂、聚氨酯树脂、有机硅树脂、及热固化性聚酰亚胺树脂。在形成粘接剂层20时,可以使用一种热固化性树脂,也可以使用二种以上热固化性树脂。出于具有可能会导致芯片接合对象的半导体芯片腐蚀的离子性杂质等的含量少的倾向的理由,作为粘接剂层20中所含的热固化性树脂,优选环氧树脂。此外,作为环氧树脂的固化剂,优选酚醛树脂。
作为环氧树脂,例如可以列举出:双酚A型、双酚F型、双酚S型、溴化双酚A型、氢化双酚A型、双酚AF型、联苯型、萘型、芴型、苯酚酚醛清漆型、邻甲酚酚醛清漆型、三羟基苯基甲烷型、四羟苯基乙烷型、乙内酰脲型、三缩水甘油基异氰脲酸酯型、及缩水甘油胺型的环氧树脂。酚醛清漆型环氧树脂、联苯型环氧树脂、三羟基苯基甲烷型环氧树脂、及四羟苯基乙烷型环氧树脂富于与作为固化剂的酚醛树脂的反应性,并且耐热性优异,因此,优选作为粘接剂层20中所含的环氧树脂。
对于能作为环氧树脂的固化剂起作用的酚醛树脂,例如可以列举出:酚醛清漆型酚醛树脂、甲阶型酚醛树脂、及聚对氧苯乙烯等聚氧苯乙烯。作为酚醛清漆型酚醛树脂,例如可以列举出:苯酚酚醛清漆树脂、苯酚芳烷基树脂、甲酚酚醛清漆树脂、叔丁基苯酚酚醛清漆树脂、及壬基苯酚酚醛清漆树脂。对于能作为环氧树脂的固化剂起作用的酚醛树脂,可以使用一种酚醛树脂,也可以使用二种以上酚醛树脂。苯酚酚醛清漆树脂、苯酚芳烷基树脂在用作作为芯片接合用粘接剂的环氧树脂的固化剂时具有能够提高该粘接剂的连接可靠性的倾向,因此,优选作为粘接剂层20中所含的环氧树脂的固化剂。
粘接剂层20中,从使环氧树脂与酚醛树脂的固化反应充分进行的观点出发,以该酚醛树脂中的羟基相对于环氧树脂成分中的环氧基1当量达到优选0.5~2.0当量、更优选0.8~1.2当量的量包含酚醛树脂。
作为粘接剂层20中所含的热塑性树脂,例如可以列举出:天然橡胶、丁基橡胶、异戊二烯橡胶、氯丁二烯橡胶、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物、乙烯-丙烯酸酯共聚物、聚丁二烯树脂、聚碳酸酯树脂、热塑性聚酰亚胺树脂、6-尼龙、6,6-尼龙等聚酰胺树脂、苯氧基树脂、丙烯酸类树脂、PET、PBT等饱和聚酯树脂、聚酰胺酰亚胺树脂、及氟树脂。在形成粘接剂层20方面,可以使用一种热塑性树脂,也可以使用二种以上热塑性树脂。作为粘接剂层20中所含的热塑性树脂,出于离子性杂质少且耐热性高而容易确保基于粘接剂层20的接合可靠性的理由,优选丙烯酸类树脂。此外,从兼顾后述粘接剂层20对环形框的室温及其附近的温度下的贴合性和防止剥离时残渣的观点出发,粘接剂层20优选包含玻璃化转变温度为-10~10℃的聚合物作为热塑性树脂的主成分。热塑性树脂的主成分是指在热塑性树脂成分中占最大的质量比例的树脂成分。
对于聚合物的玻璃化转变温度,可以使用基于下述Fox式求出的玻璃化转变温度(理论值)。Fox式为聚合物的玻璃化转变温度Tg与该聚合物中的每种构成单体的均聚物的玻璃化转变温度Tgi的关系式。下述Fox式中,Tg表示聚合物的玻璃化转变温度(℃),Wi表示构成该聚合物的单体i的重量百分率,Tgi表示单体i的均聚物的玻璃化转变温度(℃)。均聚物的玻璃化转变温度可以使用文献值,例如“新高分子文库7涂料用合成树脂入门”(北冈协三著,高分子刊行会,1995年)、“丙烯酸酯商品目录(1997年度版)”(三菱丽阳株式会社)中列举了各种均聚物的玻璃化转变温度。另一方面,对于单体的均聚物的玻璃化转变温度,也可以利用日本特开2007-51271号公报中具体记载的方法求出。
Fox式1/(273+Tg)=Σ[Wi/(273+Tgi)]
在粘接剂层20中作为热塑性树脂含有的丙烯酸类树脂优选包含来源于(甲基)丙烯酸酯的单体单元作为质量比例最多的主要单体单元。作为这样的(甲基)丙烯酸酯,例如可以使用与在作为粘合剂层12形成用的辐射线固化型粘合剂的一个成分的丙烯酸类聚合物中记载的物质同样的(甲基)丙烯酸酯。在粘接剂层20中作为热塑性树脂含有的丙烯酸类树脂也可以包含来源于能与(甲基)丙烯酸酯共聚的其它单体的单体单元。作为这样的其它单体成分,例如可以列举出:含羧基单体、酸酐单体、含羟基单体、含缩水甘油基单体、含磺酸基单体、含磷酸基单体、丙烯酰胺、丙烯腈等含官能团单体、各种多官能性单体,具体而言,可以使用与在作为粘合剂层12形成用的辐射线固化型粘合剂的一个成分的丙烯酸类聚合物中作为能与(甲基)丙烯酸酯共聚的其它单体记载的物质同样的物质。从使粘接剂层20实现高内聚力的观点出发,粘接剂层20中所含的该丙烯酸类树脂优选为(甲基)丙烯酸酯(尤其是烷基的碳数为4以下的(甲基)丙烯酸烷基酯)、含羧基单体、含氮原子单体与多官能性单体(特别是聚缩水甘油基系多官能单体)的共聚物,更优选为丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸、丙烯腈与聚缩水甘油基(甲基)丙烯酸酯的共聚物。
粘接剂层20中的热固化性树脂的含有比例从使粘接剂层20适宜地表现出作为热固化型粘接剂的功能的观点出发,优选为5~60质量%、更优选为10~50质量%。
粘接剂层20包含带有热固化性官能团的热塑性树脂时,作为该热塑性树脂,例如可以使用含热固化性官能团丙烯酸类树脂。用于形成该含热固化性官能团丙烯酸类树脂的丙烯酸类树脂优选包含来源于(甲基)丙烯酸酯的单体单元作为质量比例最多的主要单体单元。作为这样的(甲基)丙烯酸酯,例如可以使用与在作为粘合剂层12形成用的辐射线固化型粘合剂的一个成分的丙烯酸类聚合物中记载的物质同样的(甲基)丙烯酸酯。另一方面,作为用于形成含热固化性官能团丙烯酸类树脂的热固化性官能团,例如可以列举出缩水甘油基、羧基、羟基、及异氰酸酯基。其中,可以适宜使用缩水甘油基及羧基。即,作为含热固化性官能团丙烯酸类树脂,可以适宜使用含缩水甘油基丙烯酸类树脂、含羧基丙烯酸类树脂。此外,作为含热固化性官能团丙烯酸类树脂的固化剂,例如可以使用作为有时被视为粘合剂层12形成用的辐射线固化型粘合剂的一个成分的外部交联剂记载的物质。含热固化性官能团丙烯酸类树脂中的热固化性官能团为缩水甘油基时,作为固化剂,可以适宜使用多元酚系化合物,例如可以使用上述各种酚醛树脂。
对于为了芯片接合而进行固化之前的粘接剂层20,为了实现一定程度的交联度,例如,优选将能与粘接剂层20中所含的上述树脂的分子链末端的官能团等反应而键合的多官能性化合物作为交联剂预先配混在粘接剂层形成用树脂组合物中。这样的构成在使粘接剂层20提高在高温下的粘接特性的方面、以及谋求耐热性的改善方面是适宜的。作为这样的交联剂,例如可以列举出多异氰酸酯化合物。作为多异氰酸酯化合物,例如可以列举出:甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯、1,5-萘二异氰酸酯、及多元醇与二异氰酸酯的加成产物。对于粘接剂层形成用树脂组合物中的交联剂的含量,相对于具有能与该交联剂反应而键合的上述官能团的树脂100质量份,从提高所形成的粘接剂层20的内聚力的观点出发,优选为0.05质量份以上,从提高所形成的粘接剂层20的粘接力的观点出发,优选为7质量份以下。此外,作为粘接剂层20中的交联剂,可以将环氧树脂等其它多官能性化合物与多异氰酸酯化合物组合使用。
粘接剂层20中的以上那样的高分子量成分的含有比例优选为50~100质量%、更优选为50~80质量%。高分子量成分是指重均分子量10000以上的成分。这样的构成在谋求粘接剂层20对后述环形框的室温及其附近的温度下的贴合性和防止剥离时的残渣的兼顾方面是优选的。此外,粘接剂层20可以包含在23℃下为液态的液态树脂。粘接剂层20包含这样的液态树脂时,粘接剂层20中的该液态树脂的含有比例优选为1~10质量%、更优选为1~5质量%。这样的构成在谋求粘接剂层20对后述环形框的室温及其附近的温度下的贴合性和防止剥离时的残渣的兼顾方面是优选的。
粘接剂层20可以含有填料。通过在粘接剂层20中配混填料,可以调整粘接剂层20的拉伸储能模量等弹性模量、导电性、热导性等物性。作为填料,可以列举出无机填料及有机填料,特别优选无机填料。作为无机填料,例如可以列举出:氢氧化铝、氢氧化镁、碳酸钙、碳酸镁、硅酸钙、硅酸镁、氧化钙、氧化镁、氧化铝、氮化铝、硼酸铝晶须、氮化硼、结晶二氧化硅、无定形二氧化硅、以及铝、金、银、铜、镍等金属单质、合金、无定形碳黑、石墨。填料可以具有球状、针状、薄片状等各种形状。作为粘接剂层20中的填料,可以使用一种填料,也可以使用二种以上填料。在确保后述的冷却扩展工序中粘接剂层20对环形框的贴合性方面,粘接剂层20中的填料含有比例优选为30质量%以下、更优选为25质量%以下。
粘接剂层20含有填料时的该填料的平均粒径优选为0.005~10μm、更优选为0.005~1μm。该填料的平均粒径为0.005μm以上的构成在使粘接剂层20实现对半导体晶圆等被粘物的高润湿性、粘接性方面是适宜的。该填料的平均粒径为10μm以下的构成在粘接剂层20获得充分的填料添加效果、并且确保耐热性的方面是适宜的。填料的平均粒径使用例如光度式的粒度分布计(商品名“LA-910”,株式会社堀场制作所制作)求出。
粘接剂层20根据需要可以包含其它成分。作为该其它成分,例如可以列举出:阻燃剂、硅烷偶联剂、及离子捕获剂。作为阻燃剂,例如可以列举出三氧化锑、五氧化锑、及溴化环氧树脂。作为硅烷偶联剂,例如可以列举出:β-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、及γ-环氧丙氧基丙基甲基二乙氧基硅烷。作为离子捕获剂,例如可以列举出:水滑石类、氢氧化铋、水合氧化锑(例如东亚合成株式会社制的“IXE-300”)、特定结构的磷酸锆(例如东亚合成株式会社制的“IXE-100”)、硅酸镁(例如协和化学工业株式会社制的”Kyoward 600”)、及硅酸铝(例如协和化学工业株式会社制的”Kyoward700”)。与金属离子之间能形成络合物的化合物也可以作为离子捕获剂使用。作为这样的化合物,例如可以列举出:三唑系化合物、四唑系化合物、及联吡啶系化合物。其中,从与金属离子之间形成的络合物的稳定性的观点出发,优选三唑系化合物。作为这样的三唑系化合物,例如可以列举出:1,2,3-苯并三唑、1-{N,N-双(2-乙基己基)氨基甲基}苯并三唑、羧基苯并三唑、2-(2-羟基-5-甲基苯基)苯并三唑、2-(2-羟基-3,5-二叔丁基苯基)-5-氯苯并三唑、2-(2-羟基-3-叔丁基-5-甲基苯基)-5-氯苯并三唑、2-(2-羟基-3,5-二叔戊基苯基)苯并三唑、2-(2-羟基-5-叔辛基苯基)苯并三唑、6-(2-苯并三唑基)-4-叔辛基-6'-叔丁基-4'-甲基-2,2'-亚甲基双酚、1-(2,3-二羟基丙基)苯并三唑、1-(1,2-二羧基二乙基)苯并三唑、1-(2-乙基己基氨基甲基)苯并三唑、2,4-二叔戊基-6-{(H-苯并三唑-1-基)甲基}苯酚、2-(2-羟基-5-叔丁基苯基)-2H-苯并三唑、辛基-3-[3-叔丁基-4-羟基-5-(5-氯-2H-苯并三唑-2-基)苯基]丙酸酯、2-乙基己基-3-[3-叔丁基-4-羟基-5-(5-氯-2H-苯并三唑-2-基)苯基]丙酸酯、2-(2H-苯并三唑-2-基)-6-(1-甲基-1-苯基乙基)-4-(1,1,3,3-四甲基丁基)苯酚、2-(2H-苯并三唑-2-基)-4-叔丁基苯酚、2-(2-羟基-5-甲基苯基)苯并三唑、2-(2-羟基-5-叔辛基苯基)-苯并三唑、2-(3-叔丁基-2-羟基-5-甲基苯基)-5-氯苯并三唑、2-(2-羟基-3,5-二叔戊基苯基)苯并三唑、2-(2-羟基-3,5-二叔丁基苯基)-5-氯-苯并三唑、2-[2-羟基-3,5-二(1,1-二甲基苄基)苯基]-2H-苯并三唑、2,2'-亚甲基双[6-(2H-苯并三唑-2-基]-4-(1,1,3,3-四甲基丁基)苯酚]、2-[2-羟基-3,5-双(α,α-二甲基苄基)苯基]-2H-苯并三唑、及甲基-3-[3-(2H-苯并三唑-2-基)-5-叔丁基-4-羟基苯基]丙酸酯。此外,对苯二酚化合物、羟基蒽醌化合物、多元酚化合物等规定的含羟基化合物也可以作为离子捕获剂使用。作为这样的含羟基化合物,具体可以列举出:1,2-苯二酚、茜素、1,5-二羟基蒽醌、鞣酸、没食子酸、没食子酸甲酯、连苯三酚等。作为以上那样的其它成分,可以使用一种成分,也可以使用二种以上成分。
粘接剂层20的厚度在例如1~200μm的范围。该厚度的上限优选为100μm、更优选为80μm。该厚度的下限优选为3μm、更优选为5μm。
粘接剂层20中形成与粘合剂层12的界面的面20b的表面自由能(第1表面自由能)优选为30mJ/m2以上、更优选为31mJ/m2以上、进一步优选为32mJ/m2以上。此外,该第1表面自由能优选为45mJ/m2以下、更优选为43mJ/m2以下、进一步优选为40mJ/m2以下。
粘接剂层20在23℃、剥离角度180°及拉伸速度10mm/分钟的条件下的剥离试验中对SUS平面显示出0.1N/10mm以上、更优选0.3N/10mm以上、进一步优选0.5N/10mm以上的180°剥离粘合力。此外,该粘接剂层20在相同条件下的剥离试验中对SUS平面显示出优选20N/10mm以下、更优选10N/10mm以下的180°剥离粘合力。对于这样的180°剥离粘合力,可以使用拉伸试验机(商品名“Autograph AGS-J”,株式会社岛津制作所制)进行测定。供于该测定的试样片可以如下制造。首先,从切割芯片接合薄膜X切取宽度10mm×长度100mm的尺寸的、具有基材11和粘合剂层12和粘接剂层20的层叠结构的层叠体。粘合剂层12为紫外线固化型时,对于切割芯片接合薄膜X,从基材11侧对粘合剂层12照射350mJ/cm2的紫外线从而使粘合剂层12固化之后,进行该层叠体的切取。接着,通过在60℃下使2kg的辊往复1次的压接作业使层叠体的粘接剂层20侧贴合于硅晶圆,其后,将该贴合体在60℃下放置2分钟。接着,从硅晶圆上的粘接剂层20将粘合剂层12及基材11剥离。然后,在残留在硅晶圆上的粘接剂层20上贴合衬里胶带(商品名“BT-315”,日东电工株式会社制),从硅晶圆上剥离粘接剂层20,使粘接剂层20从硅晶圆向该衬里胶带转印。如上操作,制作带有衬里胶带的粘接剂层试样片(宽度10mm×长度100mm)。该试样片向作为被粘物的SUS板的贴合通过使2kg的辊往复1次的压接作业来进行。
粘接剂层20的、对宽度4mm及厚度80μm的粘接剂层20试样片在初始夹具间距离10mm、频率10Hz、动态应变±0.5μm、及升温速度5℃/分钟的条件下测定的23℃下的拉伸储能模量优选为100MPa以上、更优选为500MPa以上、进一步优选为1000MPa以上。此外,粘接剂层20在相同条件下测定的23℃下的拉伸储能模量优选为4000MPa以下、更优选为3000MPa以下、进一步优选为2000MPa以下。对于拉伸储能模量,可以基于使用动态粘弹性测定装置(商品名“Rheogel-E4000”,UBM公司制)进行的动态粘弹性测定来求出。在该测定中,将作为测定对象物的试样片的尺寸设为宽度4mm×长度20mm×厚度80μm,将试样片保持用夹具的初始夹具间距离设为10mm,将测定模式设为拉伸模式,将测定温度范围设为-30℃~100℃,将频率设为10Hz,将动态应变设为±0.5μm,将升温速度设为5℃/分钟。
本实施方式中,在切割芯片接合薄膜X的面内方向D,粘接剂层20的外周端20e位于距切割带10中的基材11的外周端11e及粘合剂层12的外周端12e1000μm以内、优选500μm以内的距离处。即,粘接剂层20的外周端20e的整周在薄膜面内方向D位于基材11的外周端11e的内侧1000μm至外侧1000μm之间、优选内侧500μm至外侧500μm之间,并且,位于粘合剂层12的外周端12e的内侧1000μm至外侧1000μm之间、优选内侧500μm至外侧500μm之间。切割带10和/或其粘合剂层12与其上的粘接剂层20在面内方向D具有实质上相同的尺寸的该构成中,粘接剂层20如上所述在工件贴合用区域的基础上在面20a侧还包含框构件贴合用区域。
切割芯片接合薄膜X中,切割带10的粘合剂层12为辐射线固化型粘合剂层时,23℃及剥离速度300mm/分钟的条件下的T型剥离试验中的辐射线固化后的粘合剂层12与粘接剂层20之间的剥离力优选为0.06N/20mm以上、更优选为0.1N/20mm以上、进一步优选为0.15N/20mm以上。23℃及剥离速度300mm/分钟的条件下的T型剥离试验中的辐射线固化后的粘合剂层12与粘接剂层20之间的剥离力优选为0.25N/20mm以下、更优选为0.23N/20mm以下、进一步优选为0.2N/20mm以下。23℃及剥离速度300mm/分钟的条件下的T型剥离试验中的辐射线固化前的粘合剂层12与粘接剂层20之间的剥离力优选为2N/20mm以上。对于这样的T型剥离试验,可以使用拉伸试验机(商品名“Autograph AGS-J”,株式会社岛津制作所制)来进行。供于该试验的试样片如下来制作。首先,对于切割芯片接合薄膜X,从基材11侧对粘合剂层12照射350mJ/cm2的紫外线,使粘合剂层12固化。接着,在切割芯片接合薄膜X的粘接剂层20侧贴合衬里胶带(商品名“BT-315”,日东电工株式会社制),然后,切取宽度50mm×长度120mm的尺寸的试样片。
对于用于形成切割芯片接合薄膜X中的粘合剂层12与粘接剂层20的界面的粘合剂层12表面及粘接剂层20表面,两表面的算术平均表面粗糙度(Ra)的差优选为100nm以下。
切割芯片接合薄膜X如图2所示可以带有隔离体S。具体而言,可以为每个切割芯片接合薄膜X带有隔离体S的片状的形态,也可以是隔离体S为长条状、在其上配置有多个切割芯片接合薄膜X且该隔离体S卷绕而形成为卷的形态。隔离体S是用于被覆切割芯片接合薄膜X的粘接剂层20的表面而进行保护的元件,在使用切割芯片接合薄膜X时将该薄膜剥离。作为隔离体S,例如可以列举出:聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜、聚乙烯薄膜、聚丙烯薄膜、用氟系剥离剂、丙烯酸长链烷基酯系剥离剂等剥离剂进行了表面涂布的塑料薄膜、纸类等。隔离体S的厚度为例如5~200μm。
具有以上那样的构成的切割芯片接合薄膜X例如可以如下来制造。
首先,如图3的(a)所示,在长条状的隔离体S上形成粘接剂组合物层C1。粘接剂组合物层C1可以通过将用于形成粘接剂层20而制备的粘接剂组合物涂覆在隔离体S上来形成。作为粘接剂组合物的涂覆方法,例如可以列举出:辊涂覆、丝网涂覆、及凹版涂覆。
接着,如图3的(b)所示,在粘接剂组合物层C1上形成粘合剂组合物层C2。粘合剂组合物层C2可以通过将用于形成粘合剂层12而制备的粘合剂组合物涂覆在粘接剂组合物层C1上来形成。作为粘合剂组合物的涂覆方法,例如可以列举出:辊涂覆、丝网涂覆、及凹版涂覆。
然后,在隔离体S上,经由粘接剂组合物层C1及粘合剂组合物层C2的一次加热处理而形成粘接剂层20'及粘合剂层12'。在该加热处理中,根据需要使两层干燥,此外,根据需要使两层发生交联反应。加热温度为例如60~175℃,加热时间为例如0.5~5分钟。粘接剂层20'是要加工形成为上述粘接剂层20的材料。粘合剂层12'是要加工形成为上述粘合剂层12的材料。
接着,如图3的(c)所示,在粘合剂层12'上压接贴合基材11'。基材11'是要加工形成为上述基材11的材料。树脂制的基材11'可以利用压延制膜法、有机溶剂中的浇铸法、密闭体系内的吹胀挤出法、T模挤出法、共挤出法、干式层压法等制膜方法来制作。对于制膜后的薄膜和/或基材11',根据需要实施规定的表面处理。本工序中,贴合温度为例如30~50℃、优选为35~45℃。贴合压力(线压)为例如0.1~20kgf/cm、优选为1~10kgf/cm。通过本工序,能够得到具有隔离体S、粘接剂层20'、粘合剂层12'和基材11'的层叠结构的长条状的层叠片体。
接着,如图3的(d)所示,对上述层叠片体实施使加工刀从基材11'侧进入至到达隔离体S为止的加工(图3的(d)中用粗线示意性表示切断位置)。例如,使层叠片体沿着一个方向F以固定速度移动,同时使按照能够围绕与该方向F正交的轴心进行旋转的方式配置、且辊表面带有冲裁加工用的加工刀的带加工刀的旋转辊(省略图示)的带有加工刀的表面伴有规定挤压力地抵接于层叠片体的基材11’侧。由此,一次性地加工形成切割带10(基材11、粘合剂层12)和粘接剂层20,在隔板S上形成切割芯片接合薄膜X。然后,如图3的(e)所示,从隔板S上去除切割芯片接合薄膜X周围的材料层叠部。
如上操作,能够制造切割芯片接合薄膜X。
在半导体装置的制造过程中,如上所述,在得到带有粘接剂层的半导体芯片的基础上,有时进行使用切割芯片接合薄膜的扩展工序、拾取工序,在该拾取工序中,需要能够从粘合剂层剥离带有粘接剂层的半导体芯片中的粘接剂层,从而自切割带拾取该半导体芯片。本发明人等获得了以下的发现:本发明的切割芯片接合薄膜X的粘合剂层12与粘接剂层20的界面处的上述第1及第2表面自由能之差为3.5mJ/m2以上、优选为4mJ/m2以上、更优选为5mJ/m2以上的状态适合于通过拾取工序实现良好的拾取。具体而言,如后述实施例及比较例所示。在粘合剂层12与粘接剂层20的界面处,粘合剂层12的粘合面12a的表面自由能与粘接剂层20的面20b的表面自由能之差越大,这两层间的构成材料越难转移。并且,粘合剂层12与粘接剂层20之间的构成材料不易转移适合于使两层间实现小的剥离力。粘合剂层12与粘接剂层20的界面处的第1及第2表面自由能之差为3.5mJ/m2以上、优选为4mJ/m2以上、更优选为5mJ/m2以上的上述构成适合于确保该粘合剂层12与粘接剂层20之间的小的剥离力使其为通过拾取工序能实现带有粘接剂层的半导体芯片的良好的拾取的程度。
适合于抑制粘合剂层12与粘接剂层20之间的剥离力升高的切割芯片接合薄膜X通过使粘接剂层20实现低弹性化来确保对框构件的粘合力,从而可以以粘接剂层20在工件贴合用区域的基础上还包含框构件贴合用区域的方式、以在薄膜面内方向实质上相同的尺寸设计切割带10和/或其粘合剂层12与其上的粘接剂层20。具体而言,如上所述,可以采用如下的设计:在切割芯片接合薄膜X的面内方向,粘接剂层20的外周端20e位于距切割带10的基材11的外周端11e、粘合剂层12的外周端12e 1000μm以内的距离处、优选500μm以内的距离处。这样的切割芯片接合薄膜X适合于通过一次冲裁加工等加工一次性实施用于形成具有基材11和粘合剂层12的层叠结构的一个切割带10的加工、和用于形成一个粘接剂层20的加工。这样的切割芯片接合薄膜X从减少制造工序数、抑制制造成本等观点出发适合于高效地制造。此外,经由粘接剂层形成用组合物及粘合剂层形成用组合物的层叠形成和两组合物层的一次性干燥的上述制造方法与分开形成粘合剂层和粘接剂层之后再贴合的制造方法相比,容易导致在粘合剂层与粘接剂层的密合界面处两层间的剥离力升高,粘合剂层12与粘接剂层20的界面处的第1及第2表面自由能之差如上所述为3.5mJ/m2以上、优选为4mJ/m2以上、更优选为5mJ/m2以上的上述构成适合于确保该粘合剂层12与粘接剂层20之间的小剥离力,使其为通过拾取工序能实现带有粘接剂层的半导体芯片的良好的拾取的程度。
如上所述,切割芯片接合薄膜X适合于实现带有粘接剂层的半导体芯片自切割带10的良好的拾取。
切割芯片接合薄膜X中的粘合剂层12如上所述以如下方式构成:在形成与粘接剂层20的界面的粘合面12a中,能够具有32mJ/m2以下、更优选30mJ/m2以下、进一步优选28mJ/m2以下的表面自由能(第2表面自由能)。该构成在确保切割芯片接合薄膜X的粘合剂层12与粘接剂层20之间的上述小剥离力方面是适宜的。此外,粘合剂层12如上所述以如下方式构成:在形成与粘接剂层20的界面的粘合面12a中,能够具有优选15mJ/m2以上、更优选18mJ/m2以上、进一步优选20mJ/m2以上的表面自由能(第2表面自由能)。该构成例如从以在切割芯片接合薄膜X的输送中等在粘合剂层12与粘接剂层20之间不产生剥离的方式确保该两层间的适度的粘合力的观点出发是适宜的。
切割芯片接合薄膜X的粘接剂层20的上述第1表面自由能如上所述优选为30mJ/m2以上、更优选为31mJ/m2以上、进一步优选为32mJ/m2以上。该构成在确保粘接剂层20与粘合剂层12之间要求的密合力的方面是适宜的。此外,该第1表面自由能优选为45mJ/m2以下、更优选为43mJ/m2以下、进一步优选为40mJ/m2以下。该构成在确保粘接剂层20及粘合剂层12之间的上述小剥离力方面是适宜的。
粘接剂层20如上所述在23℃、剥离角度180°及拉伸速度10mm/分钟的条件下的剥离试验中对SUS平面显示出0.1N/10mm以上、更优选0.3N/10mm以上、进一步优选0.5N/10mm以上的180°剥离粘合力。该构成在确保基于切割芯片接合薄膜X的框构件的保持方面是适宜的。此外,该粘接剂层20如上所述在相同条件下的剥离试验中对SUS平面显示出优选20N/10mm以下、更优选10N/10mm以下的180°剥离粘合力。该构成在确保框构件自切割芯片接合薄膜X的拆卸性方面是适宜的。
粘接剂层20如上所述对宽度4mm及厚度80μm的粘接剂层20试样片在初始夹具间距离10mm、频率10Hz、动态应变±0.5μm、及升温速度5℃/分钟的条件下测定的23℃下的拉伸储能模量优选为100MPa以上、更优选为500MPa以上、进一步优选为1000MPa以上。该构成在确保粘接剂层20对框构件的粘合力方面是适宜的,因此,在确保基于切割芯片接合薄膜X的框构件的保持方面是适宜的。此外,该粘接剂层20如上所述在相同条件下测定的23℃下的拉伸储能模量优选为4000MPa以下、更优选为3000MPa以下、进一步优选为2000MPa以下。该构成在确保框构件自切割芯片接合薄膜X的拆卸性方面是适宜的。
切割芯片接合薄膜X中,切割带10的粘合剂层12为辐射线固化型粘合剂层12时,23℃及剥离速度300mm/分钟的条件下的T型剥离试验中的辐射线固化后的粘合剂层12与粘接剂层20之间的剥离力如上所述优选为0.06N/20mm以上、更优选为0.1N/20mm以上、进一步优选为0.15N/20mm以上。该构成适合于确保切割带10的固化后的粘合剂层12与其上的粘接剂层20之间的密合性,因此,在使用切割芯片接合薄膜X时在粘合剂层12的固化后进行扩展工序的情况下在该工序中抑制带有粘接剂层的半导体芯片自粘合剂层12的局部剥离即浮起的产生方面是适宜的。23℃及剥离速度300mm/分钟的条件下的T型剥离试验中的辐射线固化后的粘合剂层12与粘接剂层20之间的剥离力如上所述优选为0.25N/20mm以下、更优选为0.23N/20mm以下、进一步优选为0.2N/20mm以下。该构成对于在粘合剂层12的固化后进行的拾取工序中实现带有粘接剂层的半导体芯片自固化后的粘合剂层12的良好的拾取方面是适宜的。此外,23℃及剥离速度300mm/分钟的条件下的T型剥离试验中的辐射线固化前的粘合剂层12与粘接剂层20之间的剥离力如上所述优选为2N/20mm以上。该构成在确保切割带10中处于未固化状态的粘合剂层12与其上的粘接剂层20之间的密合性方面是适宜的,因此,在使用切割芯片接合薄膜X时粘合剂层12在未固化的状态下进行扩展工序的情况下在该工序中抑制带有粘接剂层的半导体芯片自粘合剂层12的局部剥离即浮起的产生方面是适宜的。
对于用于形成切割芯片接合薄膜X中的粘合剂层12与粘接剂层20的界面的粘合剂层12的粘合面12a及粘接剂层20的面20b,两表面的算术平均表面粗糙度(Ra)之差如上所述优选为100nm以下。该构成适合于确保粘合剂层12与其上的粘接剂层20之间的密合性,因此,对于在扩展工序中抑制带有粘接剂层的半导体芯片自粘合剂层12的局部剥离即浮起的产生方面是适宜的。
切割芯片接合薄膜X中的粘合剂层12如上所述优选含有丙烯酸类聚合物,该丙烯酸类聚合物包含来源于烷基的碳数为10以上的(甲基)丙烯酸烷基酯的第1单元和来源于(甲基)丙烯酸2-羟乙酯的第2单元。该构成适合于实现粘合剂层12与其上的粘接剂层20之间的高剪切粘接力,因此,适合于在扩展工序中使割断力适宜地作用于在面内方向扩展的切割带10上的粘接剂层20从而使该粘接剂层20割断。
对于粘合剂层12中的丙烯酸类聚合物,上述第1单元相对于上述第2单元的摩尔比率如上所述优选为1以上、更优选为3以上、进一步优选为5以上。该构成在确保粘合剂层12与其上的粘接剂层20之间的上述的高剪切粘接力、并且抑制两层间沿层叠方向产生的结合性相互作用方面是优选的,因此,有助于实现拾取工序中的良好的拾取。此外,该摩尔比率如上所述优选为40以下、更优选为35以下、进一步优选为30以下。该构成在确保粘合剂层12与粘接剂层20之间的密合性从而在扩展工序中抑制带有粘接剂层的半导体芯片自粘合剂层12的局部剥离即浮起的产生方面是适宜的。
粘合剂层12中的丙烯酸类聚合物如上所述优选为加成有作为辐射线聚合性成分的含不饱和官能团异氰酸酯化合物的加成产物。粘合剂层12中的丙烯酸类聚合物为这样的含不饱和官能团异氰酸酯化合物加成产物时,含不饱和官能团异氰酸酯化合物相对于该丙烯酸类聚合物中来源于(甲基)丙烯酸2-羟乙酯的第2单元的摩尔比率优选为0.1以上、更优选为0.2以上、进一步优选为0.3以上。这些构成在经由丙烯酸类聚合物与含不饱和官能团异氰酸酯化合物的反应而使粘合剂层12适度高弹性化方面是适宜的,有助于扩展工序中的粘接剂层20的良好的割断。此外,从降低固化后的粘合剂层12中的低分子量成分的观点出发,包含用于形成在丙烯酸类聚合物中加成含不饱和官能团异氰酸酯化合物而成的加成产物的丙烯酸类聚合物和含不饱和官能团异氰酸酯化合物的反应组合物中,含不饱和官能团异氰酸酯化合物相对于丙烯酸类聚合物中来源于(甲基)丙烯酸2-羟乙酯的单元(第2单元)的摩尔比率如上所述优选为2以下、更优选为1.5以下、进一步优选为1.3以下。
图4~图9表示本发明的一个实施方式的半导体装置制造方法。
本半导体装置制造方法中,首先,如图4的(a)及图4的(b)所示,在半导体晶圆W上形成分割槽30a(分割槽形成工序)。半导体晶圆W具有第1面Wa及第2面Wb。在半导体晶圆W的第1面Wa侧已经安装了各种半导体元件(省略图示)、并且在第1面Wa上已经形成了该半导体元件所必需的布线结构等(省略图示)。本工序中,在具有粘合面T1a的晶圆加工用胶带T1被贴合于半导体晶圆W的第2面Wb侧之后,在晶圆加工用胶带T1上保持有半导体晶圆W的状态下在半导体晶圆W的第1面Wa侧使用切割装置等旋转刀形成规定深度的分割槽30a。分割槽30a为用于使半导体晶圆W分离为半导体芯片单元的空隙(图4~图6中用粗线示意性表示分割槽30a)。
接着,如图4的(c)所示,进行具有粘合面T2a的晶圆加工用胶带T2向半导体晶圆W的第1面Wa侧的贴合、和晶圆加工用胶带T1自半导体晶圆W的剥离。
接着,如图4的(d)所示,在晶圆加工用胶带T2上保持有半导体晶圆W的状态下通过自第2面Wb起的磨削加工将半导体晶圆W减薄至规定的厚度(晶圆减薄工序)。磨削加工可以使用具备磨削磨石的磨削加工装置来进行。通过该晶圆减薄工序,在本实施方式中形成能单片化为多个半导体芯片31的半导体晶圆30A。半导体晶圆30A具体而言在该晶圆中具有在第2面Wb侧将会被单片化为多个半导体芯片31的部位连接的部位(连接部)。半导体晶圆30A中的连接部的厚度、即半导体晶圆30A的第2面Wb与分割槽30a的第2面Wb侧的前端间的距离为例如1~30μm、优选为3~20μm。
然后,如图5的(a)所示,对切割芯片接合薄膜X的粘接剂层20贴合被晶圆加工用胶带T2保持的半导体晶圆30A。之后,如图5的(b)所示,从半导体晶圆30A将晶圆加工用胶带T2剥离。切割芯片接合薄膜X中的粘合剂层12为辐射线固化型粘合剂层时,可以代替切割芯片接合薄膜X的制造过程中的上述辐射线照射,在半导体晶圆30A向粘接剂层20的贴合之后从基材11侧对粘合剂层12照射紫外线等辐射线。照射量为例如50~500mJ/cm2、优选为100~300mJ/cm2。切割芯片接合薄膜X中要进行作为粘合剂层12的粘合力降低措施的照射的区域(图1所示的照射区域R)为例如粘合剂层12中的粘接剂层20贴合区域内的除其周缘部以外的区域。
接着,在切割芯片接合薄膜X中的粘接剂层20上贴附环形框41之后,如图6的(a)所示,将带有半导体晶圆30A的该切割芯片接合薄膜X固定于扩展装置的保持工具42。
然后,如图6的(b)所示进行相对低温的条件下的第1扩展工序(冷却扩展工序),将半导体晶圆30A单片化为多个半导体芯片31,并且将切割芯片接合薄膜X的粘接剂层20割断为小片的粘接剂层21,得到带有粘接剂层的半导体芯片31。本工序中,使扩展装置所具备的中空圆柱形状的顶起构件43在切割芯片接合薄膜X的图中下侧抵接于切割带10并上升,按照沿着包括半导体晶圆30A的径向和圆周方向的二维方向对贴合有半导体晶圆30A的切割芯片接合薄膜X的切割带10进行拉伸的方式进行扩展。该扩展以使切割带10中产生15~32MPa、优选20~32MPa的范围内的拉伸应力的条件来进行。冷却扩展工序中的温度条件为例如0℃以下,优选为-20~-5℃,更优选为-15~-5℃,进一步优选为-15℃。冷却扩展工序中的扩展速度(顶起构件43上升的速度)优选为0.1~100mm/秒。此外,冷却扩展工序中的扩展量优选为3~16mm。
本工序中,在半导体晶圆30A中较薄而容易破裂的部位发生割断,发生向半导体芯片31的单片化。与此同时,在本工序中,与被扩展的切割带10的粘合剂层12密合的粘接剂层20在各半导体芯片31密合的各区域中变形受到抑制,另一方面,在与半导体芯片31间的分割槽相对的位置处,不产生这样的变形抑制作用,在这样的状态下,切割带10上产生的拉伸应力发挥作用。其结果,在粘接剂层20中与半导体芯片31间的分割槽相对的位置被割断。本工序之后,如图6的(c)所示,使顶起构件43下降而解除切割带10的扩展状态。
接着,如图7的(a)所示进行相对高温的条件下的第2扩展工序,使带有粘接剂层的半导体芯片31间的距离(间隔距离)拓宽。本工序中,再次使扩展装置所具备的中空圆柱形状的顶起构件43上升而扩展切割芯片接合薄膜X的切割带10。第2扩展工序中的温度条件为例如10℃以上,优选为15~30℃。第2扩展工序中的扩展速度(顶起构件43上升的速度)为例如0.1~10mm/秒,优选为0.3~1mm/秒。另外,第2扩展工序中的扩展量为例如3~16mm。在本工序中,使带有粘接剂层的半导体芯片31的间隔距离拓宽至能够通过后述的拾取工序适宜地从切割带10拾取带有粘接剂层的半导体芯片31的程度。在本工序之后,如图7的(b)所示使顶起构件43下降,解除切割带10的扩展状态。在抑制解除扩展状态后切割带10上的带有粘接剂层的半导体芯片31的间隔距离变窄方面,优选在解除扩展状态之前对切割带10中的半导体芯片31保持区域的外侧部分进行加热、使其收缩。
接着,根据需要经过利用水等清洗液对具有带有粘接剂层的半导体芯片31的切割带10的半导体芯片31侧进行清洗的清洁工序之后,如图8所示,自切割带10拾取带有粘接剂层的半导体芯片31(拾取工序)。例如,对于作为拾取对象的带有粘接剂层的半导体芯片31,在切割带10的图中下侧使拾取机构的针状构件44上升而隔着切割带10进行顶起之后,利用吸附夹具45将其吸附保持。在拾取工序中,针状构件44的顶起速度为例如1~100mm/秒,针状构件44的顶起量为例如50~3000μm。
然后,如图9的(a)所示,将所拾取的带有粘接剂层的半导体芯片31借助粘接剂层21暂时固定于规定的被粘物51。作为被粘物51,可列举例如:引线框、TAB(载带自动键合;Tape Automated Bonding)薄膜、布线基板、另外制作的半导体芯片。粘接剂层21在暂时固定时在25℃下的剪切粘接力相对于被粘物51优选为0.2MPa以上,更优选为0.2~10MPa。粘接剂层21的该剪切粘接力为0.2MPa以上的构成对于在后述的引线键合工序中抑制由于超声波振动、加热而在粘接剂层21与半导体芯片31或被粘物51的粘接面产生剪切变形而适宜地进行引线键合是适宜的。此外,粘接剂层21在暂时固定时在175℃下的剪切粘接力相对于被粘物51优选为0.01MPa以上,更优选为0.01~5MPa。
然后,如图9的(b)所示,将半导体芯片31的电极极板(省略图示)与被粘物51所具有的端子部(省略图示)借助键合引线52进行电连接(引线键合工序)。半导体芯片31的电极极板、被粘物51的端子部与键合引线52的连接可以通过伴有加热的超声波焊接而实现,以不使粘接剂层21热固化的方式来进行。作为键合引线52,可以使用例如金线、铝线或铜线。引线键合中的引线加热温度为例如80~250℃,优选为80~220℃。另外,其加热时间为数秒~数分钟。
然后,如图9的(c)所示,通过用于保护被粘物51上的半导体芯片31、键合引线52的密封树脂53将半导体芯片31密封(密封工序)。在本工序中,进行粘接剂层21的热固化。在本工序中,例如通过使用模具进行的传递成型技术来形成密封树脂53。作为密封树脂53的构成材料,可以使用例如环氧系树脂。在本工序中,用于形成密封树脂53的加热温度为例如165~185℃,加热时间为例如60秒~数分钟。当在本工序(密封工序)中密封树脂53未充分进行固化时,在本工序之后进行用于使密封树脂53完全固化的后固化工序。即使在密封工序中粘接剂层21未完全热固化的情况下,也可以在后固化工序中与密封树脂53一起进行粘接剂层21的完全热固化。在后固化工序中,加热温度为例如165~185℃,加热时间为例如0.5~8小时。
如上操作,能够制造半导体装置。
本实施方式中,如上所述,带有粘接剂层的半导体芯片31被暂时固定于被粘物51之后,在粘接剂层21未达到完全的热固化的状态下进行引线键合工序。代替这样的构成,在本发明中,也可以在带有粘接剂层的半导体芯片31被暂时固定于被粘物51之后,在粘接剂层21热固化之后再进行引线键合工序。
在本发明的半导体装置的制造方法中,可以进行图10所示的晶圆减薄工序来代替参照图4的(d)的上述晶圆减薄工序。经过参照图4的(c)的上述过程后,在图10所示的晶圆减薄工序中,在晶圆加工用胶带T2上保持有半导体晶圆W的状态下,通过自第2面Wb起的磨削加工将该晶圆减薄至规定厚度,形成包含多个半导体芯片31且被保持于晶圆加工用胶带T2的半导体晶圆分割体30B。在本工序中,可以采用将晶圆磨削至分割槽30a其自身在第2面Wb侧露出为止的方法(第1方法),也可以采用如下方法:从第2面Wb侧起磨削晶圆至即将到达分割槽30a,然后利用旋转磨石对晶圆的挤压力作用使分割槽30a与第2面Wb之间产生裂纹,从而形成半导体晶圆分割体30B(第2方法)。根据所采用的方法适宜确定参照图4的(a)和图4的(b)的如上形成的分割槽30a的、自第1面Wa起的深度。在图10中,用粗线示意性示出经由第1方法而成的分割槽30a、或经由第2方法而成的分割槽30a以及与其相连的裂纹。在本发明中,可以代替半导体晶圆30A而将如上操作制作的半导体晶圆分割体30B贴合于切割芯片接合薄膜X,并进行参照图5~图9的上述各工序。
图11的(a)和图11的(b)表示在将半导体晶圆分割体30B贴合于切割芯片接合薄膜X后进行的第1扩展工序(冷却扩展工序)。在本工序中,使扩展装置所具备的中空圆柱形状的顶起构件43在切割芯片接合薄膜X的图中下侧抵接于切割带10并上升,以沿着包括半导体晶圆分割体30B的径向和圆周方向的二维方向对贴合有半导体晶圆分割体30B的切割芯片接合薄膜X的切割带10进行拉伸的方式进行扩展。该扩展以在切割带10中产生例如1~100MPa、优选5~40MPa的范围内的拉伸应力的条件来进行。本工序中的温度条件为例如0℃以下,优选为-20~-5℃,更优选为-15~-5℃,进一步优选为-15℃。本工序中的扩展速度(顶起构件43上升的速度)优选为1~500mm/秒。另外,本工序中的扩展量优选为50~200mm。通过这样的冷却扩展工序,切割芯片接合薄膜X的粘接剂层20被割断为小片的粘接剂层21,从而得到带有粘接剂层的半导体芯片31。具体而言,在本工序中,与被扩展的切割带10的粘合剂层12密合的粘接剂层20在半导体晶圆分割体30B的各半导体芯片31所密合的各区域中,变形受到抑制,另一方面,在与半导体芯片31间的分割槽30a相对的位置处不产生这种变形抑制作用,在该状态下切割带10中产生的拉伸应力发挥作用。其结果是,在粘接剂层20中与半导体芯片31间的分割槽30a相对的位置处被切断。
本发明的半导体装置制造方法中,也可以代替半导体晶圆30A或半导体晶圆分割体30B贴合于切割芯片接合薄膜X的上述构成,而使如下操作制作的半导体晶圆30C贴合于切割芯片接合薄膜X。
如图12的(a)和图12的(b)所示,首先在半导体晶圆W中形成改性区域30b。半导体晶圆W具有第1面Wa和第2面Wb。半导体晶圆W中的第1面Wa侧已经安装了各种半导体元件(省略图示),并且在第1面Wa上已经形成了该半导体元件所必需的布线结构等(省略图示)。本工序中,将具有粘合面T3a的晶圆加工用胶带T3贴合于半导体晶圆W的第1面Wa侧后,以在晶圆加工用胶带T3上保持有半导体晶圆W的状态,从与晶圆加工用胶带T3相反的一侧对半导体晶圆W沿着其预分割线照射聚光点位于晶圆内部的激光,利用由多光子吸收引起的消融在半导体晶圆W内形成改性区域30b。改性区域30b为用于使半导体晶圆W分离为半导体芯片单元的脆弱化区域。关于通过激光照射在半导体晶圆中在预分割线上形成改性区域30b的方法,在例如日本特开2002-192370号公报中有详细记载,该实施方式中的激光照射条件例如可在以下条件的范围内适宜调整。
<激光照射条件>
(A)激光
(B)聚光用透镜
倍率 100倍以下
NA 0.55
对激光波长的透射率 100%以下
(C)载置有半导体基板的载置台的移动速度280mm/秒以下
接着,如图12的(c)所示,以在晶圆加工用胶带T3上保持有半导体晶圆W的状态,通过自第2面Wb起的磨削加工将半导体晶圆W减薄至规定的厚度,由此,形成能单片化为多个半导体芯片31的半导体晶圆30C(晶圆减薄工序)。本发明中,可以代替半导体晶圆30A而将如上操作制作的半导体晶圆30C贴合于切割芯片接合薄膜X,并进行参照图5~图9的上述各工序。
图13的(a)和图13的(b)表示在将半导体晶圆30C贴合于切割芯片接合薄膜X之后进行的第1扩展工序(冷却扩展工序)。在本工序中,使扩展装置所具备的中空圆柱形状的顶起构件43在切割芯片接合薄膜X的图中下侧抵接于切割带10并上升,以沿着包括半导体晶圆30C的径向和圆周方向的二维方向对贴合有半导体晶圆30C的切割芯片接合薄膜X的切割带10进行拉伸的方式进行扩展。该扩展以使切割带10中产生例如1~100MPa、优选5~40MPa的范围内的拉伸应力的条件来进行。本工序中的温度条件为例如0℃以下,优选为-20~-5℃,更优选为-15~-5℃,进一步优选为-15℃。本工序中的扩展速度(顶起构件43上升的速度)优选为1~500mm/秒。另外,本工序中的扩展量优选为50~200mm。通过这样的冷却扩展工序,切割芯片接合薄膜X的粘接剂层20被割断为小片的粘接剂层21,从而得到带有粘接剂层的半导体芯片31。具体而言,在本工序中,在半导体晶圆30C中在脆弱的改性区域30b处形成裂纹,单片化为半导体芯片31。与此同时,在本工序中,与被扩展的切割带10的粘合剂层12密合的粘接剂层20在半导体晶圆30C的各半导体芯片31所密合的各区域中,变形受到抑制,另一方面,在与晶圆的裂纹形成位置相对的位置处不产生这种变形抑制作用,在该状态下切割带10中产生的拉伸应力发挥作用。其结果是,在粘接剂层20中与半导体芯片31间的裂纹形成位置相对的位置处被割断。
此外,在本发明中,切割芯片接合薄膜X如上所述能够用于得到带有粘接剂层的半导体芯片,还可以用于得到将多个半导体芯片层叠而进行3维安装时的带有粘接剂层的半导体芯片。这种3维安装的半导体芯片31之间既可以与粘接剂层21一起夹设间隔物,也可以不夹设间隔物。
实施例
〔实施例1〕
〈粘接剂层〉
将丙烯酸类聚合物A1(丙烯酸乙酯与丙烯酸丁酯与丙烯腈与甲基丙烯酸缩水甘油酯的共聚物,重均分子量为120万,玻璃化转变温度为0℃,环氧值为0.4eq/kg)54质量份、固态酚醛树脂(商品名“MEHC-7851SS”,23℃下为固态,明和化成株式会社制)3质量份、液态酚醛树脂(商品名“MEH-8000H”,23℃下为液态,明和化成株式会社制)3质量份与二氧化硅填料(商品名“SO-C2”,平均粒径为0.5μm,株式会社Admatechs制)40质量份添加到甲基乙基酮中进行混合,以室温下的粘度为700mPa·s的方式调整浓度,得到粘接剂组合物C1。接着,在具有实施了有机硅脱模处理的面的PET隔离体(厚度38μm)的有机硅脱模处理面上,使用涂抹器涂布粘接剂组合物C1,形成涂膜,对该涂膜在130℃下进行2分钟加热干燥。如上操作,在PET隔离体上形成实施例1的厚度10μm的粘接剂层。将实施例1的粘接剂层的组成示于表1(表1中,表示组合物的组成的各数值的单位除了后述的关于MOI的数值以外,均为该组合物内的相对的“质量份”)。
〈粘合剂层〉
在具备冷凝管、氮气导入管、温度计和搅拌装置的反应容器内,在60℃下在氮气气氛下对包含丙烯酸月桂酯(LA)100摩尔份、丙烯酸2-羟乙酯(2HEA)20摩尔份、相对于这些单体成分100质量份为0.2质量份的作为聚合引发剂的过氧化苯甲酰、和作为聚合溶剂的甲苯的混合物进行10小时搅拌(聚合反应)。由此,得到含有丙烯酸类聚合物P1的聚合物溶液。对于该聚合物溶液中的丙烯酸类聚合物P1,重均分子量(Mw)为46万、玻璃化转变温度为9.5℃、来源于LA的单元相对于来源于2HEA的单元的摩尔比率为5。然后,将包含该含有丙烯酸类聚合物P1的聚合物溶液、2-甲基丙烯酰氧基乙基异氰酸酯(MOI)与作为加成反应催化剂的二月桂酸二丁基锡的混合物在室温下在空气气氛下搅拌48小时(加成反应)。该反应溶液中,MOI的配混量相对于上述丙烯酸月桂酯100摩尔份为20摩尔份,该MOI配混量相对于丙烯酸类聚合物P1中来源于2HEA的单元和/或其羟基的总量的摩尔比率为1。此外,该反应溶液中,二月桂酸二丁基锡的配混量相对于丙烯酸类聚合物P1 100质量份为0.01质量份。通过该加成反应,得到包含在侧链具有甲基丙烯酸酯基的丙烯酸类聚合物P2(加成有含不饱和官能团异氰酸酯化合物的丙烯酸类聚合物)的聚合物溶液。接着,在该聚合物溶液中加入相对于丙烯酸类聚合物P2 100质量份为1质量份的多异氰酸酯化合物(商品名“Coronate L”,东曹株式会社制)和2质量份的光聚合引发剂(商品名“Irgacure 127”,BASF公司制)进行混合,并且,以该混合物在室温下的粘度为500mPa·s的方式对该混合物添加甲苯进行稀释,得到粘合剂组合物C2。然后,在形成于PET隔离体上的上述粘接剂层上,使用涂抹器涂布粘合剂组合物C2,形成涂膜,对该涂膜在130℃下进行2分钟的加热干燥,在粘接剂层上形成厚度10μm的粘合剂层。然后,使用层压机在该粘合剂层的露出面在室温下贴合乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)制的基材(商品名“RB-0104”,厚度130μm,仓敷纺织株式会社制)。接着,进行使加工刀从EVA基材侧进入至到达隔离体为止的冲裁加工。由此,在隔离体上形成具有EVA基材/粘合剂层/粘接剂层的层叠结构的直径370mm的圆盘形状的切割芯片接合薄膜。如上操作,制作具有包含切割带(EVA基材/粘合剂层)和粘接剂层的层叠结构的实施例1的切割芯片接合薄膜。
〔实施例2~4〕
在粘合剂层的形成中,将MOI的配混量由20摩尔份变更为16摩尔份(实施例2)、12摩尔份(实施例3)、或8摩尔份(实施例4),除此以外,与实施例1的切割芯片接合薄膜同样操作,制作实施例2~4的各切割芯片接合薄膜。
〔实施例5〕
〈粘接剂层〉
将丙烯酸类聚合物A2的(商品名“Teisanresin SG-70L”,具有腈基的丙烯酸类共聚物,重均分子量为90万,玻璃化转变温度为-13℃,酸值为5mgKOH/g,Nagase ChemteXCorporation制)18质量份、固态环氧树脂(商品名“KI-3000”,23℃下为固态,新日铁住金化学株式会社制)6质量份、液态环氧树脂(商品名“YL-980”,23℃下为液态,三菱化学株式会社制)5质量份和二氧化硅填料(商品名“SO-C2”,平均粒径为0.5μm,株式会社Admatechs制)40质量份加入甲基乙基酮中进行混合,以室温下的粘度为700mPa·s的方式调整浓度,得到粘接剂组合物C3。然后,在具有实施了有机硅脱模处理的面的PET隔离体(厚度38μm)的有机硅脱模处理面上,使用涂抹器涂布粘接剂组合物C3,形成涂膜,对该涂膜在130℃进行2分钟的加热干燥。如上操作,在PET隔离体上形成实施例5的厚度10μm的粘接剂层。
〈粘合剂层〉
除了将MOI的配混量由20摩尔份变更为16摩尔份以外,与实施例1的上述粘合剂层同样操作,形成实施例5的粘合剂层,制作实施例5的切割芯片接合薄膜。
〔实施例6〕
在具备冷凝管、氮气导入管、温度计和搅拌装置的反应容器内,在60℃下在氮气气氛下对包含丙烯酸2-乙基己酯(2EHA)100摩尔份、丙烯酸2-羟乙酯(2HEA)20摩尔份、相对于这些单体成分100质量份为0.2质量份的作为聚合引发剂的过氧化苯甲酰和作为聚合溶剂的甲苯的混合物进行10小时搅拌(聚合反应)。由此,得到含有丙烯酸类聚合物P3的聚合物溶液。对于该聚合物溶液中的丙烯酸类聚合物P3,重均分子量(Mw)为40万,玻璃化转变温度为60℃。接着,将包含该含有丙烯酸类聚合物P3的聚合物溶液、2-甲基丙烯酰氧基乙基异氰酸酯(MOI)和作为加成反应催化剂的二月桂酸二丁基锡的混合物在室温在空气气氛下搅拌48小时(加成反应)。在该反应溶液中,MOI的配混量相对于上述丙烯酸2-乙基己酯100摩尔份为16摩尔份。此外,该反应溶液中,二月桂酸二丁基锡的配混量相对于丙烯酸类聚合物P3100质量份为0.01质量份。通过该加成反应,得到含有在侧链具有甲基丙烯酸酯基的丙烯酸类聚合物P4的聚合物溶液。之后,在该聚合物溶液中加入相对于丙烯酸类聚合物P4100质量份为1质量份的多异氰酸酯化合物(商品名“Coronate L”,东曹株式会社制)和2质量份的光聚合引发剂(商品名“Irgacure 127”,BASF公司制)进行混合,并且,以该混合物在室温下的粘度为500mPa·s的方式对该混合物添加甲苯进行稀释,得到粘合剂组合物C4。在由粘接剂组合物C3形成的粘接剂层上形成粘合剂层时,使用粘合剂组合物C4,除此以外,与实施例5的切割芯片接合薄膜同样操作,制作实施例6的切割芯片接合薄膜。
〔比较例1〕
在粘合剂层的形成中,代替上述粘合剂组合物C2,使用上述粘合剂组合物C4,除此以外,与实施例1的切割芯片接合薄膜同样操作,制作比较例1的切割芯片接合薄膜。
〔比较例2〕
与实施例1中所述的同样地,由上述粘接剂组合物C1在PET隔离体上形成粘接剂层(厚度10μm)。对该粘接剂层,在带有隔离体的状态下冲裁加工为直径370mm。另一方面,在具有实施了有机硅脱模处理的面的PET隔离体(厚度38μm)的有机硅脱模处理面上,使用涂抹器涂布上述粘合剂组合物C4,形成涂膜,对该涂膜在130℃进行2分钟的加热干燥,在PET隔离体上形成厚度10μm的粘合剂层。然后,使用层压机,在该粘合剂层的露出面在室温下贴合乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)制的基材(商品名“RB-0104”,厚度130μm,仓敷纺织株式会社制)。对于由此得到的层叠片体,在带有隔离体的状态下冲裁加工为直径370mm,形成切割带。接着,将由此得到的切割带与粘接剂层以切割带的中心与粘接剂层的中心一致的方式进行位置对准并贴合。如上操作,制作具有包含切割带(EVA基材/粘合剂层)和粘接剂层的层叠结构的比较例2的切割芯片接合薄膜。
〈表面自由能〉
对于实施例1~6及比较例1、2的各切割芯片接合薄膜,求出粘接剂层的粘合剂层侧表面的表面自由能、及紫外线固化后的粘合剂层的粘接剂层侧表面的表面自由能。具体而言,首先,对切割芯片接合薄膜的切割带粘合剂层,从切割带基材侧照射紫外线,使该粘合剂层紫外线固化。在紫外线照射中,使用高压汞灯,使照射累积光量为350mJ/cm2。接着,从切割带和/或其粘合剂层将粘接剂层剥离,使表面自由能鉴定对象面(粘接剂层的粘合剂层侧表面与粘合剂层的粘接剂层侧表面)露出。然后,在20℃及相对湿度65%的条件下对与表面自由能鉴定对象面接触的水(H2O)及二碘甲烷(CH2I2)的各液滴,使用接触角计测定接触角。然后,使用测得的水的接触角θw及二碘甲烷的接触角θi的值,按照Journal ofApplied Polymer Science,vol.13,p1741-1747(1969)记载的方法,求出γsd(表面自由能的色散力成分)及γsh(表面自由能的氢键力成分)。并且,将γsd与γsh相加得到的值γs(=γsd+γsh)作为该对象面的表面自由能。对于每个表面自由能鉴定对象面的γsd及γsh,以下述式(1)及式(2)的2元联立方程的解的形式得到。式(1)(2)中,γw为水的表面自由能、γwd为水的表面自由能的色散力成分、γwh为水的表面自由能的氢键力成分、γi为碘代甲烷的表面自由能、γid为碘代甲烷的表面自由能的色散力成分、γih为碘代甲烷的表面自由能的氢键力成分,使用作为已知的文献值的γw=72.8mJ/m2、γwd=21.8mJ/m2、γwh=51.0mJ/m2、γi=50.8mJ/m2、γid=48.5mJ/m2、γih=2.3mJ/m2。将由此求出的、粘接剂层的粘合剂层侧表面的表面自由能γs1(mJ/m2)、及紫外线固化后的粘合剂层的粘接剂层侧表面的表面自由能γs2的(mJ/m2)示于表1。这些表面自由能的差|γs1-γs2|(mJ/m2)也示于表1。
数学式1
〈表面粗糙度〉
对于实施例1~6及比较例1、2的各切割芯片接合薄膜,研究粘接剂层的粘合剂层侧表面的表面粗糙度、及粘合剂层的粘接剂层侧表面的表面粗糙度。具体而言,首先,对切割芯片接合薄膜中的切割带的粘合剂层从切割带基材侧照射紫外线,使该粘合剂层紫外线固化。紫外线照射中,使用高压汞灯,将照射累积光量设为350mJ/cm2。然后,从切割带和/或其粘合剂层将粘接剂层剥离。接着,对于通过该剥离而露出的粘接剂层表面及粘合剂层表面,分别使用共聚焦激光显微镜(商品名“OPTELICS H300”,Lasertec Corporation制)求出算术平均表面粗糙度。将粘接剂层的粘合剂层侧表面的表面粗糙度Ra1(nm)、粘合剂层的粘接剂层侧表面的表面粗糙度Ra2的(nm)、及这些表面粗糙度的差|Ra1-Ra2|(nm)示于表1。
〈粘接剂层的180°剥离粘合力〉
对于实施例1~6及比较例1、2的各切割芯片接合薄膜中的粘接剂层,如下操作,研究23℃下的180°剥离粘合力。首先,对切割带中的粘合剂层从基材侧照射紫外线。紫外线照射中,使用高压汞灯,将照射累积光量设为350mJ/cm2。然后,从该切割芯片接合薄膜切取具有切割带基材、粘合剂层和粘接剂层的层叠结构的层叠体(宽度10mm×长度100mm)。之后,通过在60℃下使2kg的辊往复1次的压接作业使该层叠体的粘接剂层侧贴合于硅晶圆,其后,将该贴合体在60℃下放置2分钟。然后,从硅晶圆上的粘接剂层将粘合剂层和基材剥离。接着,在残留在硅晶圆上的粘接剂层贴合衬里胶带(商品名“BT-315”,日东电工株式会社制),从硅晶圆将粘接剂层剥离,使粘接剂层从硅晶圆转印到该衬里胶带。如此操作,制作带有衬里胶带的粘接剂层试样片(宽度10mm×长度100mm)。将粘接剂层试样片贴合于作为被粘物的SUS板,通过使2kg的辊往复1次的压接作业使粘接剂层试样片与被粘物压接。然后,在室温下放置30分钟之后,使用拉伸试验机(商品名“Autograph AGS-J”,株式会社岛津制作所制),测定粘接剂层试样片对SUS板的180°剥离粘合力(N/10nm)。本测定中,测定温度和/或剥离温度设为23℃、拉伸角度和/或剥离角度设为180°、拉伸速度设为10mm/分钟。将其测定结果示于表1。
〈粘接剂层的拉伸储能模量〉
对于实施例1~6及比较例1、2的各粘接剂层,基于使用动态粘弹性测定装置(商品名“Rheogel-E4000”,UBM公司制)进行的动态粘弹性测定,求出23℃下的拉伸储能模量(MPa)。对于供于动态粘弹性测定的试样片,形成将各粘接剂层层叠成厚度80μm而得到的层叠体之后,从该层叠体以宽度4mm×长度20mm的尺寸进行切取,由此准备。此外,本测定中,将试样片保持用夹具的初始夹具间距离设为10mm、将测定模式设为拉伸模式、将测定温度范围设为-30℃~100℃、将频率设为10Hz、将动态应变设为±0.5μm、将升温速度设为5℃/分钟。将其测定结果示于表1。
〈T型剥离试验〉
对于实施例1~6及比较例1、2的各切割芯片接合薄膜,如下操作研究粘合剂层与粘接剂层之间的剥离力。首先,由各切割芯片接合薄膜制作粘合剂层处于未固化状态的试验片。具体而言,在切割芯片接合薄膜的粘接剂层侧贴合衬里胶带(商品名“BT-315”,日东电工株式会社制),由该带有衬里胶带的切割芯片接合薄膜切取宽度50mm×长度120mm的尺寸的试验片。然后,对该试验片,使用拉伸试验机(商品名“Autograph AGS-J”,株式会社岛津制作所制)进行T型剥离试验,测定剥离力(N/20mm)。本测定中,将温度条件设为23℃、将剥离速度设为300mm/分钟。另一方面,还由各切割芯片接合薄膜制作粘合剂层处于固化了的状态的试验片。具体而言,对于切割芯片接合薄膜,从基材侧对粘合剂层照射350mJ/cm2的紫外线使粘合剂层固化之后,在切割芯片接合薄膜的粘接剂层侧贴合衬里胶带(商品名“BT-315”,日东电工株式会社制),从该带有衬里胶带的切割芯片接合薄膜切取宽度50mm×长度120mm的尺寸的试验片。然后,对该试验片,使用拉伸试验机(商品名“Autograph AGS-J”,株式会社岛津制作所制)进行T型剥离试验,测定剥离力(N/20mm)。本测定中,将温度条件设为23℃、将剥离速度设为300mm/分钟。将以上的T型剥离试验中的测定结果示于表1。
〈扩展工序和拾取工序的实施〉
使用实施例1~6及比较例1、2的各切割芯片接合薄膜,进行以下的贴合工序、用于割断的第1扩展工序(冷却扩展工序)、用于分隔的第2扩展工序(常温扩展工序)、及拾取工序。
在贴合工序中,将被晶圆加工用胶带(商品名“UB-3083”,日东电工株式会社制)保持的半导体晶圆分割体贴合于切割芯片接合薄膜的粘接剂层之后,从半导体晶圆分割体将晶圆加工用胶带剥离。对于切割芯片接合薄膜,对切割带的粘合剂层从基材侧照射紫外线预先使该粘合剂层紫外线固化。紫外线照射中,使用高压汞灯,将照射累积光量设为350mJ/cm2。在贴合中,使用层压机,将贴合速度设为10mm/秒、将温度条件设为60℃、将压力条件设为0.15MPa。此外,半导体晶圆分割体如下操作来形成并准备。首先,对于处于与环形框一起保持于晶圆加工用胶带(商品名“V-12S”,日东电工株式会社制)的状态的两面均进行了镜面精加工处理的裸晶圆(直径12英寸,厚度780μm,东京化工株式会社制),从其一面侧使用切割装置(商品名“DFD6361”,DISCO Corporation制)通过旋转刀(商品名“NBC-ZH 203O SEHCBB”,DISCO Corporation制)形成单片化用的分割槽(宽度25μm,深度50μm,一分区为10mm×10mm的格子状)。然后,在分割槽形成面贴合晶圆加工用胶带(商品名“UB-3083”,日东电工株式会社制)后,将上述晶圆加工用胶带(商品名“V-12S”)从晶圆剥离。然后,使用背面磨削装置(商品名“DGP8760”,DISCO Corporation制)从晶圆的另一面(未形成分割槽的面)侧进行磨削加工,由此使该晶圆减薄至厚度25μm。按照以上操作形成半导体晶圆分割体(处于保持于晶圆加工用胶带的状态)。该半导体晶圆分割体包含多个半导体芯片(10mm×10mm)。
冷却扩展工序使用模具分隔装置(商品名“Die Separator DDS2300”,DISCOCorporation制),通过其冷却扩展单元来进行。具体而言,首先在具有半导体晶圆分割体的上述切割芯片接合薄膜中的粘接剂层的环形框粘贴用区域(工件粘贴用区域的周围),在室温下贴附直径12英寸的SUS制环形框(DISCO Corporation制)。然后,将该切割芯片接合薄膜设置于装置内,利用该装置的冷却扩展单元扩展带有半导体晶圆分割体的切割芯片接合薄膜的切割带。在该冷却扩展工序中,温度为-15℃,扩展速度为100mm/秒,扩展量为7mm。
常温扩展工序使用模具分隔装置(商品名“Die Separator DDS2300”,DISCOCorporation制),利用其常温扩展单元来进行。具体而言,利用该装置的常温扩展单元,扩展经过了上述冷却扩展工序的带有半导体晶圆分割体的切割芯片接合薄膜的切割带。在该常温扩展工序中,温度为23℃,扩展速度为1mm/秒,扩展量为10mm。然后,对经过了常温扩展的切割芯片接合薄膜实施加热收缩处理。其处理温度为200℃,处理时间为20秒。
在拾取工序中,使用具有拾取机构的装置(商品名“Die bonder SPA-300”,株式会社新川制)尝试拾取在切割带上进行了单片化后的带有粘接剂层的半导体芯片。关于该拾取,针状构件的顶起速度为1mm/秒,顶起量为2000μm,拾取评价数为5。
在使用实施例1~6及比较例1、2的各切割芯片接合薄膜进行的以上的过程中,对于冷却扩展工序,在不产生进行了单片化的带有粘接剂层的半导体芯片自切割带的浮起时针对割断时的浮起评价为优(◎),在进行了单片化的带有粘接剂层的半导体芯片的浮起(即,进行了单片化的带有粘接剂层的半导体芯片中的该粘接剂层自切割带粘合剂层的局部剥离)面积相对于单片化半导体芯片的总面积为40%以上时针对割断时的浮起评价为不良(×)。关于拾取工序,将五个带有粘接剂层的半导体芯片全部能从切割带拾取的情况评价为拾取性优(◎),将能从切割带拾取的带有粘接剂层的半导体芯片的个数为1~4的情况评价为拾取性良(○),将连1个带有粘接剂层的半导体芯片都无法从切割带拾取的情况评价为拾取性不良(×)。将这些评价结果示于表1。
[评价]
利用实施例1~6的切割芯片接合薄膜,在冷却扩展工序中不会发生带有粘接剂层的半导体芯片从切割带浮起,能够良好地进行粘接剂层的割断,而且在拾取工序中能够适宜地拾取带有粘接剂层的半导体芯片。
表1
Claims (14)
1.一种切割芯片接合薄膜,其具备:
切割带,其具有包含基材和粘合剂层的层叠结构;和
粘接剂层,其与所述切割带中的所述粘合剂层可剥离地密合,
用于形成所述粘接剂层与所述粘合剂层的界面的、所述粘接剂层的表面及所述粘合剂层的表面能够产生3.5mJ/m2以上的表面自由能差。
2.根据权利要求1所述的切割芯片接合薄膜,其中,所述粘合剂层的所述表面能够具有32mJ/m2以下的表面自由能。
3.根据权利要求1所述的切割芯片接合薄膜,其中,所述粘接剂层的所述表面的表面自由能为30~45mJ/m2。
4.根据权利要求1所述的切割芯片接合薄膜,其中,所述粘接剂层在23℃、剥离角度180°及拉伸速度10mm/分钟的条件下的剥离试验中对SUS平面显示出0.1~20N/10mm的180°剥离粘合力。
5.根据权利要求1所述的切割芯片接合薄膜,其中,所述粘接剂层的、对宽度4mm及厚度80μm的粘接剂层试样片在初始夹具间距离10mm、频率10Hz、动态应变±0.5μm、及升温速度5℃/分钟的条件下测定的23℃下的拉伸储能模量为100~4000MPa。
6.根据权利要求1所述的切割芯片接合薄膜,其中,所述粘合剂层为辐射线固化型粘合剂层,
在23℃及剥离速度300mm/分钟的条件下的T型剥离试验中,辐射线固化之前的所述粘合剂层与所述粘接剂层之间的剥离力为2N/20mm以上。
7.根据权利要求1所述的切割芯片接合薄膜,其中,所述粘合剂层的所述表面的算术平均表面粗糙度与所述粘接剂层的所述表面的算术平均表面粗糙度之差为100nm以下。
8.根据权利要求1所述的切割芯片接合薄膜,其中,所述粘合剂层含有丙烯酸类聚合物,所述丙烯酸类聚合物包含:来源于烷基的碳数为10以上的(甲基)丙烯酸烷基酯的第1单元及来源于(甲基)丙烯酸2-羟乙酯的第2单元。
9.根据权利要求8所述的切割芯片接合薄膜,其中,所述丙烯酸类聚合物中所述第1单元相对于所述第2单元的摩尔比率为1~40。
10.根据权利要求8所述的切割芯片接合薄膜,其中,所述丙烯酸类聚合物为含不饱和官能团的异氰酸酯化合物的加成产物。
11.根据权利要求10所述的切割芯片接合薄膜,其中,所述丙烯酸类聚合物中所述含不饱和官能团的异氰酸酯化合物相对于所述第2单元的摩尔比率为0.1以上。
12.根据权利要求1~11中任一项所述的切割芯片接合薄膜,其中,所述粘合剂层为辐射线固化型粘合剂层,
在23℃及剥离速度300mm/分钟的条件下的T型剥离试验中,辐射线固化之后的所述粘合剂层与所述粘接剂层之间的剥离力为0.06~0.25N/20mm。
13.根据权利要求12所述的切割芯片接合薄膜,其中,所述粘接剂层的外周端在薄膜面内方向位于距所述粘合剂层的外周端1000μm以内的距离处。
14.根据权利要求1~11中任一项所述的切割芯片接合薄膜,其中,所述粘接剂层的外周端在薄膜面内方向位于距所述粘合剂层的外周端1000μm以内的距离处。
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