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TWI408205B - 覆晶型半導體背面用膜、半導體背面用剝離膜之製造方法及覆晶型半導體裝置 - Google Patents

覆晶型半導體背面用膜、半導體背面用剝離膜之製造方法及覆晶型半導體裝置 Download PDF

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TWI408205B
TWI408205B TW100126854A TW100126854A TWI408205B TW I408205 B TWI408205 B TW I408205B TW 100126854 A TW100126854 A TW 100126854A TW 100126854 A TW100126854 A TW 100126854A TW I408205 B TWI408205 B TW I408205B
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back surface
semiconductor back
semiconductor
resin
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TW100126854A
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Inventor
志賀豪士
高本尚英
淺井文輝
Original Assignee
日東電工股份有限公司
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Description

覆晶型半導體背面用膜、半導體背面用剝離膜之製造方法及覆晶型半導體裝置
The present invention relates to a film for flip chip type semiconductor back surface to be formed on a back surface of a semiconductor element flip chip-connected onto an adherend, the film for flip chip type semiconductor back surface having a ratio of A/B falling within a range of 1 to 8×103 (%/GPa), in which A is an elongation ratio (%) of the film for flip chip type semiconductor back surface at 23℃ before thermal curing and B is a tensile storage modulus (GPa) of the film for flip chip type semiconductor back surface at 23℃ before thermal curing.
本發明係關於一種覆晶型半導體背面用膜。此外，本發明係關於一種使用覆晶型半導體背面用膜製造半導體背面用剝離膜的方法，及一種覆晶安裝型半導體裝置。
最近，半導體裝置及其封裝已愈來愈需要薄化及小型化。因此，已廣泛利用藉助於覆晶接合(flip chip bonding)將諸如半導體晶片之半導體元件安裝(覆晶式連接)於基板上的覆晶型半導體裝置作為半導體裝置及其封裝。在此覆晶式連接中，半導體晶片係以半導體晶片之電路面與基板之電極形成面相對的形式固著於基板上。在此種半導體裝置或其類似裝置中，可能存在半導體晶片背面用保護膜保護以防止半導體晶片損壞的情況或其類似情況(參見專利文件1至10)。
專利文件1：JP-A-2008-166451
專利文件2：JP-A-2008-006386
專利文件3：JP-A-2007-261035
專利文件4：JP-A-2007-250970
專利文件5：JP-A-2007-158026
專利文件6：JP-A-2004-221169
專利文件7：JP-A-2004-214288
專利文件8：JP-A-2004-142430
專利文件9：JP-A-2004-072108
專利文件10：JP-A-2004-063551
本發明人已對使膜附著於半導體晶片背面上之方法進行了研究。因此，其發明出一種方法，其包括：(1)根據半導體元件(例如半導體晶片)背面之寬度將覆晶型半導體背面用膜切割成規定寬度以形成半導體背面用剝離膜；(2)根據半導體元件背面之形狀進一步切割該半導體背面用剝離膜；及(3)將所切之覆晶型半導體背面用膜(半導體背面用剝離膜)附著於半導體元件背面。然而，當採用該方法時，出現了所切之覆晶型半導體背面用膜在有些情況下切割精度低，因而無法以良好精度將該膜附著於半導體元件背面的新問題，及在切割面產生開裂及碎裂的新問題。
考慮到上述問題，構成本發明且本發明之一個目標為提供一種能夠維持覆晶型半導體背面用膜之高切割精度且抑制或防止產生開裂及碎裂的覆晶型半導體背面用膜。
為了解決上述相關技術問題，本發明人已進行了廣泛且深入的研究。結果發現，當將覆晶型半導體背面用膜在熱固化之前在23℃下的伸長率視為A(%)且將覆晶型半導體背面用膜在熱固化之前在23℃下的拉伸儲能模數視為B(GPa)時，藉由控制A/B比率在規定範圍內而能夠以極佳的寬度精度將覆晶型半導體背面用膜切成規定寬度且亦可抑制或防止產生開裂及碎裂，從而達成本發明。
亦即，本發明係關於一種欲在覆晶式連接於黏附體上之半導體元件背面上形成的覆晶型半導體背面用膜，該覆晶型半導體背面用膜具有落入1至8×103 (%/GPa)範圍內之A/B比率，其中A為該覆晶型半導體背面用膜在熱固化之前在23℃下的伸長率(%)且B為該覆晶型半導體背面用膜在熱固化之前在23℃下的拉伸儲能模數(GPa)。
為了在半導體製造步驟期間強化晶片，覆晶型半導體背面用膜需要具有至少某種程度的硬度，亦即至少某種程度的拉伸儲能模數。具有高拉伸儲能模數之此種膜一般難以拉伸。然而，在將覆晶型半導體背面用膜切成規定寬度的情況下，必需在切割其時不會在切割面上產生開裂或碎裂且具有極佳的寬度精度，因此需要該膜具有某種程度的可拉伸特性。
根據上述構造，當將覆晶型半導體背面用膜在熱固化之前在23℃下的伸長率視為A且將覆晶型半導體背面用膜在熱固化之前在23℃下的拉伸儲能模數視為B時，A/B比率落入1至8×103 (%/GPa)範圍內。由於A/B比率為1至8×103 ，因此覆晶型半導體背面用膜具有某種程度的硬度且具有某種程度的可拉伸特性。因此，在切割時以極佳的寬度精度將膜切成規定寬度變得可行。此外，在切割時，可抑制切割面產生開裂及碎裂。如上所述，由於本發明之覆晶型半導體背面用膜可根據半導體元件之背面形狀以良好精度來切割，因此該膜可以良好精度附著於半導體元件背面，且亦可在很大程度上減小因切割面開裂及碎裂所引起之外來顆粒污染的影響。
在上述構造中，拉伸儲能模數較佳落入0.01 GPa至4.0 GPa範圍內。當拉伸儲能模數為0.01 GPa或大於0.01 GPa時，半導體背面用膜可在製造步驟期間進行切割而不發生變形且可根據半導體元件之背面形狀以良好精度來切割。另一方面，當拉伸儲能模數為4.0 GPa或小於4.0 GPa時，可在切割半導體背面用膜時不會在其切割面產生開裂及碎裂且可在很大程度上減小外來顆粒污染之影響。
在上述構造中，較佳的是，覆晶型半導體背面用膜含有環氧樹脂及酚樹脂，以覆晶型半導體背面用膜之全部樹脂組分計，環氧樹脂與酚樹脂之總量落入5重量%至90重量%範圍內，且環氧樹脂及酚樹脂各具有25℃或低於25℃之熔點。當以覆晶型半導體背面用膜之全部樹脂組分計，環氧樹脂與酚樹脂之總量落入5重量%至90重量%範圍內且環氧樹脂及酚樹脂各具有25℃或低於25℃之熔點時，可維持熱固化之前的高拉伸儲能模數且亦可使熱固化之前的伸長率較高。
本發明亦提供一種製造半導體背面用剝離膜之方法，該方法包含將上述覆晶型半導體背面用膜切成規定寬度以獲得半導體背面用剝離膜。
根據上述構造，使用一種覆晶型半導體背面用膜，其中當將在熱固化之前在23℃下的伸長率視為A且將在熱固化之前在23℃下的拉伸儲能模數視為B時，A/B比率落入1至8×103 (%/GPa)範圍內，因此可獲得以極佳寬度精度切成規定寬度之半導體背面用剝離膜。
本發明進一步提供一種覆晶型半導體裝置，其係使用藉由製造半導體背面用剝離膜之方法所製得的半導體背面用剝離膜來製造。
參考圖1描述本發明之實施例，但本發明不限於此實施例。圖1為顯示含有本發明實施例之覆晶型半導體背面用膜的半導體裝置製造用膜之一個實例的橫截面示意圖。順便提及，在本說明書之圖式中，不需要說明的部分不顯示，且為了便於說明，存在有藉由放大、縮小等方式所顯示的部分。
(覆晶型半導體背面用膜)
覆晶型半導體背面用膜2(下文中亦稱為「半導體背面用膜」或「半導體背面保護膜」)具有膜形狀。半導體背面用膜2係根據半導體晶片之背面寬度切成規定寬度且用作半導體背面用剝離膜。
半導體背面用膜2可為在一個表面上層壓有隔離物42(圖1下側)之半導體裝置製造用膜40的形式。在隨半導體背面用膜2一起附著於半導體晶片之後，自半導體背面用膜2剝離隔離物42。在本發明中，覆晶型半導體背面用膜可在兩個表面上均層壓有隔離物。此外，該膜可能不層壓有隔離物且可為單獨的覆晶型半導體背面用膜。
在半導體背面用膜2中，當將該膜在熱固化之前在23℃下的伸長率視為A(下文中亦稱為「伸長率A」)且將該膜在熱固化之前在23℃下的拉伸儲能模數視為B(下文中亦稱為「拉伸儲能模數B」)時，A/B比率落入1至8×103 (%/GPa)範圍內。A/B比率較佳落入2至7×103 (%/GPa)範圍內，更佳落入3至6×103 (%/GPa)範圍內。
為了在半導體製造步驟期間強化晶片，半導體背面用膜2需要具有至少某種程度的硬度，亦即至少某種程度的拉伸儲能模數。具有高拉伸儲能模數之此種膜一般難以拉伸。然而，在將覆晶型半導體背面用膜切成規定寬度的情況下，為了抑制或防止半導體背面用膜之切割面產生開裂或碎裂之故，需要該膜具有某種程度的可拉伸特性。由於A/B比率為1至8×103 ，因此半導體背面用膜2具有某種程度的硬度且具有某種程度的可拉伸特性。因此，在切割時以極佳的寬度精度將膜切成規定寬度變得可行。此外，在切割時，可抑制切割面產生開裂及碎裂。如上所述，由於半導體背面用膜2可根據半導體元件之背面形狀以良好精度來切割，因此該膜可以良好精度附著於半導體元件背面，且亦可在很大程度上減小因切割面開裂及碎裂所引起之外來顆粒污染的影響。
半導體背面用膜較佳由至少一種熱固性樹脂形成且更佳由至少一種熱固性樹脂及熱塑性樹脂形成。當該膜係由至少一種熱固性樹脂形成時，半導體背面用膜可有效呈現黏著層之功能。
熱塑性樹脂之實例包括天然橡膠、丁基橡膠、異戊二烯橡膠、氯丁二烯橡膠、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物、乙烯-丙烯酸酯共聚物、聚丁二烯樹脂、聚碳酸酯樹脂、熱塑性聚醯亞胺樹脂、聚醯胺樹脂(諸如6-耐綸及6,6-耐綸)、苯氧基樹脂、丙烯酸系樹脂、飽和聚酯樹脂(諸如PET(聚對苯二甲酸乙二酯)或PBT(聚對苯二甲酸丁二酯))、聚醯胺-醯亞胺樹脂或氟樹脂。熱塑性樹脂可單獨使用或可組合使用兩種或兩種以上。在此等熱塑性樹脂中，離子雜質含量少、耐熱性高且能夠保證半導體元件之可靠性的丙烯酸系樹脂特別較佳。
丙烯酸系樹脂不受特別限制，且其實例包括含有一種或兩種或兩種以上具有直鏈或分支鏈烷基之丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯作為組分的聚合物，該烷基具有30個或少於30個碳原子，較佳為4至18個碳原子，更佳為6至10個碳原子，尤其為8或9個碳原子。亦即，在本發明中，丙烯酸系樹脂具有亦包括甲基丙烯酸系樹脂的廣泛含義。烷基實例包括甲基、乙基、丙基、異丙基、正丁基、第三丁基、異丁基、戊基、異戊基、己基、庚基、2-乙基己基、辛基、異辛基、壬基、異壬基、癸基、異癸基、十一烷基、十二烷基(月桂基)、十三烷基、十四烷基、硬脂基(stearyl)及十八烷基(octadecyl)。
此外，用於形成丙烯酸系樹脂之其他單體(除丙烯酸或甲基丙烯酸之烷基酯以外的單體，其中該烷基為具有30個或少於30個碳原子之烷基)不受特別限制，且其實例包括含羧基之單體，諸如丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸羧乙酯、丙烯酸羧戊酯、衣康酸(itaconic acid)、順丁烯二酸、反丁烯二酸及丁烯酸；酸酐單體，諸如順丁烯二酸酐及衣康酸酐；含羥基之單體，諸如(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-羥基甲基環己酯；含磺酸基之單體，諸如苯乙烯磺酸、烯丙基磺酸、2-(甲基)丙烯醯胺基-2-甲基丙烷磺酸、(甲基)丙烯醯胺基丙烷磺酸、(甲基)丙烯酸磺丙酯及(甲基)丙烯醯氧基萘磺酸；及含磷酸基團之單體，諸如磷酸2-羥乙基丙烯醯酯。就此而言，(甲基)丙烯酸意謂丙烯酸及/或甲基丙烯酸，(甲基)丙烯酸酯意謂丙烯酸酯及/或甲基丙烯酸酯，(甲基)丙烯醯基((meth)acryl)意謂丙烯醯基及/或甲基丙烯醯基等，其適用於整個說明書中。
此外，除環氧樹脂及酚樹脂以外，熱固性樹脂之實例亦包括胺基樹脂、不飽和聚酯樹脂、聚胺基甲酸酯樹脂、聚矽氧樹脂及熱固性聚醯亞胺樹脂。熱固性樹脂可單獨使用或可組合使用兩種或兩種以上。作為熱固性樹脂，僅含有少量會腐蝕半導體元件之離子雜質的環氧樹脂為適合的。此外，酚樹脂適合用作環氧樹脂之固化劑。
環氧樹脂不受特別限制，且舉例而言，可使用雙官能環氧樹脂或多官能環氧樹脂，諸如雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂、雙酚S型環氧樹脂、溴化雙酚A型環氧樹脂、氫化雙酚A型環氧樹脂、雙酚AF型環氧樹脂、聯苯型環氧樹脂、萘型環氧樹脂、茀型環氧樹脂、苯酚酚醛清漆型環氧樹脂、鄰甲酚酚醛清漆型環氧樹脂、參羥基苯基甲烷型環氧樹脂及四苯酚乙烷型環氧樹脂，或諸如乙內醯脲型環氧樹脂、參縮水甘油基異氰尿酸酯型環氧樹脂或縮水甘油胺型環氧樹脂之環氧樹脂。其中，具有25℃或低於25℃熔點之彼等物較佳。
作為環氧樹脂，在上文舉例說明之彼等環氧樹脂中，較佳為酚醛清漆型環氧樹脂、聯苯型環氧樹脂、參羥基苯基甲烷型環氧樹脂及四苯酚乙烷型環氧樹脂。此原因在於此等環氧樹脂與作為固化劑之酚樹脂具有高反應性且耐熱性及其類似性質優良。
此外，上述酚樹脂充當環氧樹脂之固化劑，且其實例包括酚醛清漆型酚樹脂，諸如苯酚清漆型酚醛樹脂、苯酚芳烷基樹脂、甲酚清漆型酚醛樹脂、第三丁基苯酚清漆型酚醛樹脂及壬基苯酚清漆型酚醛樹脂；甲階型(resol type)酚樹脂；及聚氧苯乙烯，諸如聚對氧苯乙烯。酚樹脂可單獨使用或可組合使用兩種或兩種以上。在此等酚樹脂中，苯酚清漆型酚醛樹脂及苯酚芳烷基樹脂特別較佳。此原因在於可提高半導體裝置之連接可靠性。其中，具有25℃或低於25℃熔點之彼等物較佳。
環氧樹脂與酚樹脂之混合比例較佳應例如使得酚樹脂中之羥基以環氧樹脂組分中之環氧基當量數計為0.5當量至2.0當量。其更佳為0.8當量至1.2當量。亦即，當該混合比例超出該範圍時，固化反應不能充分進行，且環氧樹脂固化產物之特性傾向於變差。
以半導體背面用膜之全部樹脂組分計，熱固性樹脂之含量較佳為5重量%至90重量%，更佳為10重量%至85重量%，進一步較佳為15重量%至80重量%。藉由控制該含量為5重量%或大於5重量%，可保持耐熱性。此外，在半導體背面用膜在樹脂囊封步驟之前附著於半導體晶片的情況下，在使囊封樹脂熱固化時，半導體背面用膜可被充分熱固化且因而可穩固地黏著且固著於半導體元件之背面，從而製得呈現無剝離的覆晶型半導體裝置。另一方面，藉由控制含量為90重量%或小於90重量%，可抑制封裝(PKG：覆晶型半導體裝置)發生翹曲。
熱固性樹脂較佳含有環氧樹脂及酚樹脂。特定而言，較佳的是，以覆晶型半導體背面用膜之全部樹脂組分計，環氧樹脂與酚樹脂之總量落入5重量%至90重量%範圍內，且環氧樹脂及酚樹脂各具有25℃或低於25℃之熔點。環氧樹脂與酚樹脂之總量更佳落入10重量%至85重量%範圍內，進一步較佳落入15重量%至80重量%範圍內。當以半導體背面用膜之全部樹脂組分計，環氧樹脂與酚樹脂之總量落入5重量%至90重量%範圍內且環氧樹脂及酚樹脂各具有25℃或低於25℃之熔點時，可維持熱固化之前的高拉伸儲能模數且亦可使熱固化之前的伸長率較高。
用於環氧樹脂及酚樹脂之熱固化加速催化劑不受特別限制且可自已知的熱固化加速催化劑中作適當選擇及加以使用。熱固化加速催化劑可單獨使用或可組合使用兩種或兩種以上。作為熱固化加速催化劑，例如可使用基於胺之固化加速催化劑、基於磷之固化加速催化劑、基於咪唑之固化加速催化劑、基於硼之固化加速催化劑或基於磷-硼之固化加速催化劑。
半導體背面用膜較佳由含有環氧樹脂及酚樹脂之樹脂組合物或由含有環氧樹脂、酚樹脂及丙烯酸系樹脂之樹脂組合物形成。由於此等樹脂之離子雜質少且耐熱性高，因此可保證半導體元件之可靠性。
重要的是，半導體背面用膜2對半導體晶圓背面(無電路面)具有黏著性(緊密黏著)。半導體背面用膜2可例如由含有環氧樹脂作為熱固性樹脂之樹脂組合物形成。為使半導體背面用膜2預先交聯至某種程度，在製備時較佳添加能夠與聚合物之分子鏈末端官能基或其類似基團反應的多官能化合物作為交聯劑。據此，可增強高溫下的黏著特性且提高耐熱性。
半導體背面用膜對半導體元件之黏著力(23℃，180°剝離角，300 mm/min之剝離速率)較佳落入0.5 N/20 mm至15 N/20 mm範圍內，更佳落入0.7 N/20 mm至10 N/20 mm範圍內。當黏著力為0.5 N/20 mm或大於0.5 N/20 mm時，該膜以極佳黏著性黏著於半導體元件且可防止其產生隆起或其類似現象。另一方面，藉由控制黏著力為15 N/20 mm或小於15 N/20 mm，可容易自隔離物42剝離該膜。
交聯劑不受特別限制且可使用已知交聯劑。特定而言，例如，不僅可提及基於異氰酸酯之交聯劑、基於環氧基之交聯劑、基於三聚氰胺之交聯劑及基於過氧化物之交聯劑，而且可提及基於脲之交聯劑、基於金屬醇鹽之交聯劑、基於金屬螯合物之交聯劑、基於金屬鹽之交聯劑、基於碳化二亞胺之交聯劑、基於噁唑啉之交聯劑、基於氮丙啶之交聯劑、基於胺之交聯劑及其類似物。作為交聯劑，基於異氰酸酯之交聯劑或基於環氧基之交聯劑為適合的。交聯劑可單獨使用或可組合使用兩種或兩種以上。
基於異氰酸酯之交聯劑實例包括低碳脂族多異氰酸酯，諸如二異氰酸1,2-乙二酯、二異氰酸1,4-丁二酯及二異氰酸1,6-己二酯；脂環族多異氰酸酯，諸如二異氰酸環戊二酯、二異氰酸環己二酯、異氟爾酮二異氰酸酯(isophorone diisocyanate)、氫化二異氰酸伸甲苯酯及氫化二異氰酸伸二甲苯酯；及芳族多異氰酸酯，諸如二異氰酸2,4-伸甲苯酯、二異氰酸2,6-伸甲苯酯、4,4'-二苯基甲烷二異氰酸酯及二異氰酸伸二甲苯酯。另外，亦使用三羥甲基丙烷/二異氰酸伸甲苯酯三聚物加合物[商標「COLONATEL」，Nippon Polyurethane Industry Co.,Ltd.製造]、三羥甲基丙烷/二異氰酸己二酯三聚物加合物[商標「COLONATE HL」，Nippon Polyurethane Industry Co.,Ltd.製造]及其類似物。此外，基於環氧基之交聯劑實例包括N,N,N',N'-四縮水甘油基-間二甲苯二胺、二縮水甘油基苯胺、1,3-雙(N,N-縮水甘油基胺基甲基)環己烷、1,6-己二醇二縮水甘油醚、新戊二醇二縮水甘油醚、乙二醇二縮水甘油醚、丙二醇二縮水甘油醚、聚乙二醇二縮水甘油醚、聚丙二醇二縮水甘油醚、山梨糖醇聚縮水甘油醚、甘油聚縮水甘油醚、季戊四醇聚縮水甘油醚、聚甘油聚縮水甘油醚、脫水山梨糖醇聚縮水甘油醚、三羥甲基丙烷聚縮水甘油醚、己二酸二縮水甘油酯、鄰苯二甲酸二縮水甘油酯、三縮水甘油基-參(2-羥乙基)異氰尿酸酯、間苯二酚二縮水甘油醚及雙酚-S-二縮水甘油醚以及分子中具有兩個或兩個以上環氧基的基於環氧基之樹脂。
交聯劑用量不受特別限制且可依據交聯程度作適當選擇。特定而言，較佳地，以100重量份之聚合物組分(特定言之，在分子鏈末端具有官能基之聚合物)計，交聯劑用量通常為7重量份或小於7重量份(例如0.05重量份至7重量份)。以100重量份之聚合物組分計，當交聯劑用量大於7重量份時，黏著力降低，因此此情況不佳。自提高內聚力之觀點來看，以100重量份之聚合物組分計，交聯劑用量較佳為0.05重量份或大於0.05重量份。
在本發明中，亦可藉由用電子束、UV光或其類似物照射而不使用交聯劑或聯合使用交聯劑來進行交聯處理。
半導體背面用膜較佳經著色。因此可顯現極佳的雷射標記特性及極佳的外觀特性，且可使半導體裝置具有增值的外觀特性。如上所述，由於經著色之半導體背面用膜具有極佳的標記特性，因此可藉由利用多種標記法(諸如印刷方法及雷射標記法)中的任一種方法經由半導體背面用膜進行標記以向半導體元件或使用半導體元件之半導體裝置之無電路側之面上賦予各種資訊，諸如文字資訊及圖形資訊。特定言之，藉由控制著色之顏色，可觀察到由標記所賦予之資訊(例如文字資訊及圖形資訊)具有極佳可見度。此外，當半導體背面用膜經著色時，切晶帶與半導體背面用膜彼此間可容易辨別，以便可增強可加工性及其類似性質。此外，例如，作為半導體裝置，可藉由利用不同顏色來對其產品分類。在半導體背面用膜經著色之情況(該膜既非無色、亦非透明的情況)下，由著色所顯示之顏色不受特別限制，但例如較佳為深色，諸如黑色、藍色或紅色，且黑色尤其適合。
在本發明實施例中，深色基本上意謂具有60或小於60(0至60)、較佳為50或小於50(0至50)且更佳為40或小於40(0至40)之L*(以L*a*b*色空間定義)的深色。
此外，黑色基本上意謂具有35或小於35(0至35)、較佳為30或小於30(0至30)且更佳為25或小於25(0至25)之L*(以L*a*b*色空間定義)的基於黑色之顏色。就此而言，在黑色中，以L*a*b*色空間定義之a*及b*各自可根據L*之值作適當選擇。舉例而言，a*與b*均在-10至10範圍內較佳，在-5至5範圍內更佳，且在-3至3範圍內(尤其為0或約0)進一步較佳。
在本發明實施例中，以L*a*b*色空間定義之L*、a*及b*可藉由用色差計(商標「CR-200」色差計，Minolta Ltd.製造)量測來測定。L*a*b*色空間為國際照明委員會(Commission Internationale de l'Eclairage；CIE)於1976年所推薦的色空間且意謂稱為CIE1976(L*a*b*)色空間之色空間。此外，L*a*b*色空間係依據日本工業標準(Japanese Industrial Standards)於JIS Z8729中定義。
在著色半導體背面用膜時，可根據目標顏色使用著色劑。作為此種著色劑，宜使用各種深色著色劑，諸如黑色著色劑、藍色著色劑及紅色著色劑，且黑色著色劑更適合。著色劑可為顏料及染料中之任一者。著色劑可單獨使用或可組合使用兩種或兩種以上。就此而言，作為染料，可使用任何形式之染料，諸如酸性染料、反應性染料、直接染料、分散染料及陽離子染料。此外，亦就顏料而言，其形式不受特別限制且可在已知顏料中作適當選擇及加以使用。
特定而言，當使用染料作為著色劑時，染料變成因溶解而均勻或幾乎均勻地分散於半導體背面用膜中之狀態，以便可容易製造具有均勻或幾乎均勻的顏色密度之半導體背面用膜。因此，當使用染料作為著色劑時，半導體背面用膜可具有均勻或幾乎均勻的顏色密度且可增強標記特性及外觀特性。
黑色著色劑不受特別限制且例如宜選自無機黑色著色顏料及黑色著色染料。此外，黑色著色劑可為著色劑混合物，其中將青色著色劑(藍綠色著色劑)、洋紅色著色劑(紫紅色著色劑)及黃色著色劑混合。黑色著色劑可單獨使用或可組合使用兩種或兩種以上。當然，黑色著色劑可與除黑色以外之顏色的著色劑組合使用。
黑色著色劑之特定實例包括碳黑(諸如爐法碳黑、槽法碳黑、乙炔碳黑、熱碳黑或燈碳黑)、石墨、氧化銅、二氧化錳、偶氮型顏料(諸如甲亞胺偶氮黑)、苯胺黑、苝黑、鈦黑、花青黑、活性炭、鐵氧體(諸如非磁性鐵氧體或磁性鐵氧體)、磁鐵礦、氧化鉻、氧化鐵、二硫化鉬、鉻錯合物、複合氧化物型黑色顏料及蒽醌型有機黑色顏料。
在本發明中，作為黑色著色劑，亦可使用黑色著色染料，諸如CI.溶劑黑3、CI.溶劑黑7、CI.溶劑黑22、CI.溶劑黑27、CI.溶劑黑29、CI.溶劑黑34、CI.溶劑黑43、CI.溶劑黑70、CI.直接黑17、CI.直接黑19、CI.直接黑22、CI.直接黑32、CI.直接黑38、CI.直接黑51、CI.直接黑71、CI.酸性黑1、CI.酸性黑2、CI.酸性黑24、CI.酸性黑26、CI.酸性黑31、CI.酸性黑48、CI.酸性黑52、CI.酸性黑107、CI.酸性黑109、CI.酸性黑110、CI.酸性黑119、CI.酸性黑154及CI.分散黑1、CI.分散黑3、CI.分散黑10、CI.分散黑24；黑色著色顏料，諸如CI.顏料黑1、CI.顏料黑7；及其類似物。
作為此等黑色著色劑，例如可市購商標「Oil Black BY」、商標「Oil Black BS」、商標「Oil Black HBB」、商標「Oil Black 803」、商標「Oil Black 860」、商標「Oil Black 5970」、商標「Oil Black 5906」、商標「Oil Black 5905」(Orient Chemical Industries Co.,Ltd.製造)及其類似物。
除黑色著色劑以外之著色劑實例包括青色著色劑、洋紅色著色劑及黃色著色劑。青色著色劑之實例包括青色著色染料，諸如CI.溶劑藍25、36、60、70、93、95；CI.酸性藍6及45；青色著色顏料，諸如CI.顏料藍1、2、3、15、15:1、15:2、15:3、15:4、15:5、15:6、16、17、17:1、18、22、25、56、60、63、65、66；C.I.甕藍4、60；及C.I.顏料綠7。
此外，在洋紅色著色劑中，洋紅色著色染料之實例包括C.I.溶劑紅1、3、8、23、24、25、27、30、49、52、58、63、81、82、83、84、100、109、111、121、122；C.I.分散紅9；C.I.溶劑紫8、13、14、21、27；C.I.分散紫1；C.I.鹼性紅1、2、9、12、13、14、15、17、18、22、23、24、27、29、32、34、35、36、37、38、39、40；C.I.鹼性紫1、3、7、10、14、15、21、25、26、27及28。
在洋紅色著色劑中，洋紅色著色顏料之實例包括C.I.顏料紅1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、21、22、23、30、31、32、37、38、39、40、41、42、48:1、48:2、48:3、48:4、49、49:1、50、51、52、52:2、53:1、54、55、56、57:1、58、60、60:1、63、63:1、63:2、64、64:1、67、68、81、83、87、88、89、90、92、101、104、105、106、108、112、114、122、123、139、144、146、147、149、150、151、163、166、168、170、171、172、175、176、177、178、179、184、185、187、190、193、202、206、207、209、219、222、224、238、245；CI.顏料紫3、9、19、23、31、32、33、36、38、43、50；CI.甕紅1、2、10、13、15、23、29及35。
此外，黃色著色劑之實例包括黃色著色染料，諸如CI.溶劑黃19、44、77、79、81、82、93、98、103、104、112及162；黃色著色顏料，諸如CI.顏料橙31、43；CI.顏料黃1、2、3、4、5、6、7、10、11、12、13、14、15、16、17、23、24、34、35、37、42、53、55、65、73、74、75、81、83、93、94、95、97、98、100、101、104、108、109、110、113、114、116、117、120、128、129、133、138、139、147、150、151、153、154、155、156、167、172、173、180、185、195；CI.甕黃1、3及20。
各種著色劑(諸如青色著色劑、洋紅色著色劑及黃色著色劑)分別可單獨使用或可組合使用兩種或兩種以上。就此而言，在使用兩種或兩種以上多種著色劑(諸如青色著色劑、洋紅色著色劑及黃色著色劑)的情況下，此等著色劑之混合比(或摻合比)不受特別限制且可根據各種著色劑之種類、目標顏色及其類似因素作適當選擇。
在半導體背面用膜2經著色的情況下，著色形式不受特別限制。半導體背面用膜可例如為添加有著色劑之單層膜狀物品。此外，該膜可為層壓膜，其中至少將由至少一種熱固性樹脂形成之樹脂層與著色劑層疊壓在一起。就此而言，在半導體背面用膜2為樹脂層與著色劑層之層壓膜的情況下，呈層壓形式之半導體背面用膜2較佳具有樹脂層/著色劑層/樹脂層之層壓形式。在此情況下，著色劑層兩側之兩個樹脂層可為具有相同組成之樹脂層或可為具有不同組成之樹脂層。
可根據需要在半導體背面用膜2中適當地摻合其他添加劑。其他添加劑之實例包括增量劑、抗老化劑、抗氧化劑及界面活性劑，此外包括填充劑、阻燃劑、矽烷偶合劑及離子捕獲劑。
填充劑可為無機填充劑及有機填充劑中之任一者，但無機填充劑為適合的。藉由摻合填充劑(諸如無機填充劑)可賦予半導體背面用膜導電性、提高導熱性、控制彈性模數及實現其類似效果。就此而言，半導體背面用膜2可具導電性或無導電性。無機填充劑之實例包括由以下組成之多種無機粉末：二氧化矽、黏土、石膏、碳酸鈣、硫酸鋇、氧化鋁、氧化鈹、陶瓷(諸如碳化矽及氮化矽)、金屬或合金(諸如鋁、銅、銀、金、鎳、鉻、鉛、錫、鋅、鈀及焊料)、碳，及其類似物。填充劑可單獨使用或可組合使用兩種或兩種以上。特定而言，填充劑宜為二氧化矽且更宜為熔融的二氧化矽。此處，無機填充劑之平均粒徑較佳在0.1 μm至80 μm範圍內。無機填充劑之平均粒徑可例如利用雷射繞射型粒度分佈量測設備來量測。
以100重量份之有機樹脂組分計，填充劑(尤其為無機填充劑)摻合量較佳為80重量份或小於80重量份(0重量份至80重量份)，特別較佳為0重量份至70重量份。
阻燃劑之實例包括三氧化銻、五氧化二銻及溴化環氧樹脂。阻燃劑可單獨使用或可組合使用兩種或兩種以上。矽烷偶合劑之實例包括β-(3,4-環氧基環己基)乙基三甲氧基矽烷、γ-縮水甘油氧基丙基三甲氧基矽烷及γ-縮水甘油氧基丙基甲基二乙氧基矽烷。矽烷偶合劑可單獨使用或可組合使用兩種或兩種以上。離子捕獲劑之實例包括水滑石(hydrotalcite)及氫氧化鉍。離子捕獲劑可單獨使用或可組合使用兩種或兩種以上。
半導體背面用膜2可例如藉由利用常用方法來形成，其中將熱固性樹脂組分(諸如環氧樹脂)、視情況選用之熱塑性樹脂組分(諸如丙烯酸系樹脂)、視情況選用之溶劑及其他添加劑以及其類似物混合以製備樹脂組合物且接著使組合物形成膜狀層。特定而言，例如，作為半導體背面用膜之膜狀層(黏著層)可利用以下方法形成：將樹脂組合物施加於隔離物42上以形成樹脂層(或黏著層)的方法；將樹脂組合物施加於適於樹脂層形成之薄片(例如釋放紙)上以形成樹脂層(或黏著層)、接著轉移(轉錄)於隔離物42上的方法；或其類似方法。樹脂組合物可為溶液或分散液。
由於半導體背面用膜2係由含有熱固性樹脂(諸如環氧樹脂)之樹脂組合物形成，因此在半導體背面用膜2中，熱固性樹脂在該膜施加於半導體元件之前的階段處於未固化或部分固化的狀態。在此情況下，在該膜施加於半導體元件之後，半導體背面用膜中之熱固性樹脂完全或幾乎完全固化。特定而言，在將半導體背面用膜2在覆晶接合步驟之前附著於半導體元件的情況下，半導體背面用膜中之熱固性樹脂在覆晶接合步驟中，在囊封材料固化時完全或幾乎完全固化。在覆晶接合步驟之後將半導體背面用膜2附著於半導體元件的情況下，半導體背面用膜中之熱固性樹脂例如藉由在雷射標記之後進行的熱處理或其類似處理(雷射標記之後執行的回焊步驟)而完全或幾乎完全固化。
如上所述，由於半導體背面用膜即使當該膜含有熱固性樹脂時亦呈熱固性樹脂未固化或部分固化之狀態，因此半導體背面用膜之凝膠分率不受特別限制，但例如宜選自50重量%或小於50重量%(0至50重量%)之範圍且較佳為30重量%或小於30重量%(0至30重量%)且特別較佳為10重量%或小於10重量%(0至10重量%)。半導體背面用膜之凝膠分率可利用以下量測方法量測。
<凝膠分率量測方法>
自半導體背面用膜2獲取約0.1 g樣品且準確稱重(樣品重量)，且在將樣品包裹於網孔型薄片中之後，在室溫下於約50 mL甲苯中浸漬1週。隨後，自甲苯中取出溶劑不溶性物質(網孔型薄片之內含物)且在130℃下乾燥約2小時，將乾燥之後的溶劑不溶性物質稱重(浸漬且乾燥之後的重量)，接著根據以下表達式(a)計算凝膠分率(重量%)。
凝膠分率(重量%)=[(浸漬且乾燥之後的重量)/(樣品重量)]×100　(a)
半導體背面用膜之凝膠分率可利用樹脂組分之種類及含量以及交聯劑之種類及含量以及此外的加熱溫度、加熱時間及其類似因素加以控制。
在本發明中，在半導體背面用膜為由含有熱固性樹脂(諸如環氧樹脂)之樹脂組合物形成之膜狀物品的情況下，可有效顯現對半導體晶圓之緊密黏著性。
鑒於在半導體裝置製造方法中使用切割水(cutting water)的事實，可能存在半導體背面用膜在吸收水分後具有常態或大於常態之水含量的情況。當在此種高水含量狀態下按照原狀進行加熱時，可能存在水汽保留於半導體背面用膜2與半導體元件之間的黏著界面處，從而引起隆起的情況。因此，當半導體背面用膜組態成在兩個表面上包括由透濕性高之核心材料製成的層時，可使水汽擴散，藉此可避免此種問題。就此種觀點而言，作為半導體背面用膜，可使用具有多層狀結構之膜，其中半導體背面用膜形成於核心材料之一個表面或兩個表面上。核心材料之實例包括膜(例如聚醯亞胺膜、聚酯膜、聚對苯二甲酸乙二酯膜、聚萘二甲酸乙二酯膜、聚碳酸酯膜等)、經玻璃纖維或塑膠非編織纖維強化之樹脂基板、矽基板及玻璃基板。
半導體背面用膜2之厚度(在層壓膜情況下為總厚度)不受特別限制，但可例如自約2 μm至200 μm之範圍中作適當選擇。此外，該厚度較佳為約4 μm至160 μm，更佳為約6 μm至100 μm，且特別為約10 μm至80 μm。
半導體背面用膜2在熱固化之前在23℃下的拉伸儲能模數B較佳落入0.01 GPa至4.0 GPa範圍內。半導體背面用膜2之拉伸儲能模數B更佳在0.05 GPa至3.5 GPa範圍內，進一步較佳在0.07 GPa至3.0 GPa範圍內。當拉伸儲能模數為0.01 GPa或大於0.01 GPa時，半導體背面用膜可被切成規定寬度而形成不發生變形的條帶。另一方面，當拉伸儲能模數為4.0 GPa或小於4.0 GPa時，該膜可切成規定寬度而切割面不會出現開裂及碎裂。如上所述，由於熱固性樹脂一般處於未固化或部分固化的狀態，因此拉伸儲能模數B通常為在23℃下在熱固性樹脂處於未固化或部分固化狀態之情況下的拉伸儲能模數。
順便提及，拉伸儲能模數係如下測定：製備處於未固化狀態之半導體背面用膜且在10 mm樣品寬度、22.5 mm樣品長度、0.2 mm樣品厚度、1 Hz頻率及10℃/min之溫度升高速率的條件下，在規定溫度(23℃)下，在氮氣氛圍下使用由Rheometrics Co.,Ltd.製造之動態黏彈性量測設備「Solid Analyzer RS A2」量測拉伸模式下的彈性模數，且將所測彈性模數視為所得拉伸儲能模數值。
半導體背面用膜2在熱固化之前在23℃下的伸長率A較佳落入1%至700%範圍內。半導體背面用膜2之伸長率A更佳在1.5%至600%範圍內，進一步較佳在2%至500%範圍內。藉由控制伸長率A為1%或大於1%，可將半導體背面用膜2適當地切成規定寬度而形成條帶。另一方面，藉由控制伸長率A為700%或小於700%，可將半導體背面用膜切成規定寬度而形成不發生變形的條帶。伸長率A可利用實例中所述之方法獲得。
此處，儘管半導體背面用膜2可為單層或可為複數個層疊壓在一起的層壓膜，但在層壓膜情況下，整個層壓膜之拉伸儲能模數B可落入0.01 GPa至4.0 GPa範圍內。此外，在層壓膜情況下，整個層壓膜之伸長率A可落入1至700%範圍內。上述伸長率A及拉伸儲能模數B可藉由適當地設定樹脂組分(熱塑性樹脂及/或熱固性樹脂)之種類及含量、填充劑(諸如二氧化矽填充劑)之種類及含量以及其類似方面來控制。順便提及，在半導體背面用膜2為複數個層疊壓在一起之層壓膜的情況下(在半導體背面用膜具有層壓形式的情況下)，作為層壓形式，例如可舉由晶圓黏著層與雷射標記層構成之層壓形式及其類似形式為例說明。此外，在晶圓黏著層與雷射標記層之間可設有其他層(中間層、阻光層、強化層、著色層、基底材料層、電磁波阻擋層、導熱層、壓敏性黏著層等)。就此而言，晶圓黏著層為對晶圓顯現極佳的緊密黏著性(黏著性)之層及與晶圓背面接觸之層。另一方面，雷射標記層為顯現極佳的雷射標記特性之層及在半導體晶片背面上雷射標記時使用之層。
半導體背面用膜2在可見光區域(波長：400 nm至800 nm)中之透光率(可見光透射率)不受特別限制，但例如較佳為20%或小於20%(0%至20%)，更佳為10%或小於10%(0%至10%)，且特別較佳為5%或小於5%(0%至5%)。當半導體背面用膜2之可見光透射率大於20%時，半導體元件因透光率而可能受到不利影響。此外，可見光透射率(%)可利用半導體背面用膜2樹脂組分之種類及含量、著色劑(顏料、染料等)之種類及含量、無機填充劑之含量及其類似因素加以控制。
半導體背面用膜2之可見光透射率(%)可用以下方式量測。亦即，僅製備具有20 μm厚度(平均厚度)之半導體背面用膜2。接著，用具有400至800 nm波長之可見光[設備：可見光發光設備(商標「ABSORPTION SPECTRO PHOTOMETER」)，Shimadzu Corporation製造]，以規定強度照射半導體背面用膜2，且量測透射可見光之強度。
此外，可見光透射率之值可根據可見光透過半導體背面用膜2之前與之後的強度變化來測定。就此而言，亦可根據厚度不為20 μm之半導體背面用膜2之可見光透射率(%；波長：400 nm至800 nm)得出具有20 μm厚度之半導體背面用膜2之可見光透射率(%；波長：400 nm至800 nm)。此外，在本發明中測定在具有20 μm厚度之半導體背面用膜的情況下之可見光透射率(%)的事實並非特定地使半導體背面用膜2之厚度限於具有20 μm厚度之膜。
此外，作為半導體背面用膜2，具有較低水分吸收度之膜更佳。特定而言，水分吸收度較佳為1重量%或小於1重量%且更佳為0.8重量%或小於0.8重量%。藉由將水分吸收度調節為1重量%或小於1重量%，可提高雷射標記特性。此外，例如，可在回焊步驟中抑制或防止半導體背面用膜2與半導體元件之間產生空隙。水分吸收度為根據使半導體背面用膜2在85℃溫度及85% RH濕度之氛圍下擱置168小時之前與之後的重量變化計算而得的值。在半導體背面用膜2係由含有熱固性樹脂之樹脂組合物形成的情況下，水分吸收度意謂在使熱固化後之膜在85℃溫度及85% RH濕度之氛圍下擱置168小時時所獲得的值。此外，可調節水分吸收度，例如藉由改變無機填充劑之添加量來調節水分吸收度。
此外，作為半導體背面用膜2，具有較小比率之揮發物的膜更佳。特定而言，半導體背面用膜2在熱處理後的重量降低比率(重量降低率)較佳為1重量%或小於1重量%且更佳為0.8重量%或小於0.8重量%。熱處理條件為例如250℃之加熱溫度及1小時之加熱時間。藉由將重量降低率調節為1重量%或小於1重量%，可提高雷射標記特性。此外，例如，可在回焊步驟中抑制或防止覆晶型半導體裝置產生開裂。可調節重量降低率，例如藉由添加能夠在無鉛焊料回焊時減少開裂產生的無機物來調節重量降低率。在半導體背面用膜2由含有熱固性樹脂組分之樹脂組合物形成的情況下，重量降低率為在250℃溫度及1小時加熱時間之條件下加熱熱固化後之半導體背面用膜時所獲得的值。
半導體背面用膜2較佳以將隔離物層壓於一個表面上之形式(亦即，以半導體裝置製造用膜40之形式)捲繞成一捲筒。因此，未層壓有隔離物42之半導體背面用膜2之表面可與安置於該表面一側(隔離物42之背面)之隔離物42接觸以在實際使用前保護半導體背面用膜。特定而言，半導體背面用膜2係在根據欲附著之半導體元件之背面形狀切割該膜之後，附著於半導體元件。因此，更佳的是，半導體裝置製造用膜40係根據半導體元件之寬度(縱向寬度或橫向寬度)切成規定寬度且以半導體背面用剝離膜之形式捲繞成捲筒。就此而言，半導體背面用膜2可以將隔離物層壓於兩個面上之形式捲繞成捲筒。
(隔離物)
作為隔離物42，例如可使用適合的薄材料，例如基於紙之基底材料，諸如紙；基於纖維之基底材料，諸如織物、非編織織物、氈及網；基於金屬之基底材料，諸如金屬箔及金屬板；塑膠基底材料，諸如塑膠膜及塑膠片；基於橡膠之基底材料，諸如橡膠片；發泡體，諸如發泡片；及其層壓物[特定言之，基於塑膠之材料與其他基底材料之層壓物、塑膠膜(或薄片)彼此之層壓物等]。在本發明中，作為基底材料，宜使用塑膠基底材料，諸如塑膠膜及塑膠片。此等塑膠材料之原材料之實例包括烯烴樹脂，諸如聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)及乙烯-丙烯共聚物；使用乙烯作為單體組分之共聚物，諸如乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)、離子鍵共聚物樹脂(ionomer resin)、乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物及乙烯-(甲基)丙烯酸酯(無規、交替)共聚物；聚酯，諸如聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)及聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)；丙烯酸系樹脂；聚氯乙烯(PVC)；聚胺基甲酸酯；聚碳酸酯；聚苯硫醚(PPS)；基於醯胺之樹脂，諸如聚醯胺(耐綸)及全芳族聚醯胺(芳族聚醯胺)；聚醚醚酮(PEEK)；聚醯亞胺；聚醚醯亞胺；聚偏二氯乙烯；ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)；基於纖維素之樹脂；聚矽氧樹脂；及氟化樹脂。隔離物42可為單層或兩層或兩層以上之多層。在將隔離物42根據半導體元件之表面形狀以半導體裝置製造用膜40之形式隨半導體背面用膜2一起切割之後，將隔離物42隨半導體背面用膜2一起附著於半導體元件。隨後，在回焊步驟之前或之後，自半導體背面用膜2剝離隔離物。作為製造隔離物42之方法，隔離物42可利用習知方法形成。
隔離物42之兩個表面均可進行釋放處理。若隔離物42之兩個表面均經釋放處理，則半導體背面用膜2可以隔離物僅層壓於一個表面上之形式，亦即以半導體裝置製造用膜40之形式捲繞成捲筒。因此，在切成晶片形狀及附著於晶片背面時，可省略剝離另一表面上之隔離物的步驟。
用於釋放處理之釋放劑之實例包括基於氟之釋放劑、基於丙烯酸長鏈烷酯之釋放劑及基於聚矽氧之釋放劑。其中，較佳為基於聚矽氧之釋放劑。若隔離物42經基於聚矽氧之釋放劑釋放性處理，則隔離物42可容易自半導體背面用膜剝離。
隔離物42之厚度不受特別限制，但較佳為7 μm至400 μm，更佳為10 μm至300 μm，進一步較佳為20 μm至200 μm。
半導體裝置製造用膜40之厚度(半導體背面用膜2之厚度與隔離物42之厚度的總厚度)可為例如9 μm至600 μm，較佳為14 μm至460 μm。
(覆晶型半導體背面用膜之製造方法)
半導體背面用膜2係藉由將用於形成半導體背面用膜2之形成材料施加於釋放紙上以使得乾燥後之厚度為規定厚度且在規定條件下進一步乾燥該材料來獲得。
(半導體裝置製造用膜之製造方法)
在將隔離物42層壓於半導體背面用膜2之一個表面上之半導體裝置製造用膜40的情況下，可如下製造半導體背面用膜2。在此情況下，舉圖1中所示之半導體裝置製造用膜40為一例加以說明。首先，可利用習知的膜形成方法形成隔離物42。膜形成方法之實例包括壓光膜形成方法、有機溶劑鑄造方法、緊密密封系統膨脹擠出方法、T形模擠出方法、共擠出方法及乾燥層壓方法。接著，必要時，隔離物42之一個表面或兩個表面均藉由用釋放劑塗佈表面而進行釋放處理。
接著，如下形成塗層：將用於形成半導體背面用膜2之形成材料施加於釋放紙上以便在乾燥之後具有規定厚度且在規定條件下進一步乾燥。藉由將該塗層轉移於隔離物42上而獲得將隔離物42層壓於半導體背面用膜2之一個表面上的半導體裝置製造用膜40。就此而言，亦可藉由將用於形成半導體背面用膜2之形成材料直接施加於隔離物42上、隨後在規定條件下乾燥(在必需熱固化之情況下，根據需要進行熱處理且乾燥)而形成半導體裝置製造用膜40。順便提及，在形成半導體背面用膜2時進行熱固化的情況下，重要的是使熱固化進行至實現部分固化之程度，但較佳不進行熱固化。
(半導體晶圓)
半導體晶圓不受特別限制，只要其為已知或常用的半導體晶圓即可，且可在由各種材料製成的半導體晶圓中作適當選擇且加以使用。在本發明中，宜使用矽晶圓作為半導體晶圓。
(半導體背面用剝離膜之製造方法)
可藉由將半導體背面用膜2切成規定寬度而獲得半導體背面用剝離膜。例如可使用切割機或切割設備進行此切割。由於在熱固化之前在23℃下之伸長率A與在熱固化之前在23℃下之拉伸儲能模數B的比率(亦即比率A/B)落入1至8×103 (%/GPa)範圍內，因此半導體背面用膜2具有某種程度的硬度且亦具有某種程度之可拉伸特性。因此，可以極佳的寬度精度將該膜切成規定寬度。就此而言，半導體背面用剝離膜可在隔離物附著狀態下(亦即在半導體裝置製造用膜40之狀態下)切成規定寬度，或可以單獨半導體背面用剝離膜之形式切成規定寬度。
(半導體裝置之製造方法)
製造本發明之半導體裝置的方法在下文中參考圖2A至圖2D及圖3A至圖3B加以說明。圖2A至圖2D及圖3A至圖3B為橫截面示意圖，其各自顯示在使用圖1中所示之半導體裝置製造用膜的情況下製造半導體裝置之方法。
本發明實施例之半導體裝置可使用藉由上述製造半導體背面用剝離膜之方法所製得的半導體背面用剝離膜來製成。特定而言，該方法至少包含將半導體晶圓附著於切晶帶的步驟、切割半導體晶圓的步驟、拾取藉由切晶所獲得之半導體元件的步驟、覆晶式連接半導體元件至黏附體上的步驟、及將根據半導體元件之背面形狀所切成之半導體背面用剝離膜附著於半導體元件背面的步驟。
(安裝步驟)
首先，如圖2A中所示，半導體晶圓4係附著於迄今已知的包含基底材料及提供於基底材料31上之壓敏性黏著層32的切晶帶3，且固著於其上(安裝步驟)。就此而言，切晶帶3係附著於半導體晶圓4之背面。半導體晶圓4之背面意謂與電路表面相對的表面(亦稱為非電路表面、非電極形成表面或其類似者)。附著方法不受特別限制，但壓力接合方法較佳。壓力接合通常在用加壓構件(諸如壓輥)加壓下進行。
(切晶步驟)
接著，如圖2B中所示，切割半導體晶圓4。因此將半導體晶圓4切成規定大小且個別化(形成小塊)以製造半導體晶片5。舉例而言，根據標準方法自半導體晶圓4之電路表面一側進行切晶。此外，該步驟可採用例如稱為全切(full-cut)之切割方法，其形成達到切晶帶3的切口。用於該步驟中的切晶設備不受特別限制，且可使用習知的設備。
在展開切晶帶3之情況下，可使用習知的展開設備執行展開。展開設備具有能夠推動切晶帶3向下通過切晶環的環形外環及直徑小於該外環且支撐切晶帶3的內環。由於展開步驟，因此可防止相鄰半導體晶片在後述之拾取步驟中因彼此接觸而損壞。
(拾取步驟)
為收集黏著且固著於切晶帶3之半導體晶片5，如圖2C中所示，拾取半導體晶片5，以自切晶帶3剝離半導體晶片5。拾取方法不受特別限制，且可採用習知的各種方法。舉例而言，可提及的一種方法包括用針自切晶帶3之基底材料31一側上推各半導體晶片5及用拾取設備拾取所推起之半導體晶片5。
(覆晶式連接步驟)
根據覆晶接合方法(覆晶安裝方法)，使所拾取之半導體晶片5固著於黏附體(諸如基板)上，如圖2D中所示。具體而言，根據普通方法，以半導體晶片5之電路面(此面可稱作前表面、電路圖案形成表面或電極形成表面)可面向黏附體6的方式使半導體晶片5固著於黏附體6上。舉例而言，當抵靠附著於黏附體6之連接墊之接合導電材料(例如焊料)61加壓半導體晶片5之電路面一側上所形成的凸塊51時，使導電材料熔融以保證半導體晶片5與黏附體6之間的電連接且藉此使半導體晶片5固著於黏附體6(覆晶接合步驟)。在此情況下，在半導體晶片5與黏附體6之間形成間隙，且間隙距離一般可為30 μm至300 μm左右。在半導體晶片5已覆晶接合(覆晶式連接)於黏附體6上之後，重要的是淨化半導體晶片5與黏附體6之間的界面及間隙且藉由用囊封材料(例如囊封樹脂)填充間隙來將兩者密封住。
作為黏附體6，可使用各種基板，諸如引線框架及電路板(諸如佈線電路板)。基板材料不受特別限制且可提及陶瓷基板及塑膠基板。塑膠基板之實例包括環氧樹脂基板、雙順丁烯二醯亞胺三嗪基板及聚醯亞胺基板。
在覆晶接合步驟中，凸塊材料及導電材料不受特別限制且其實例包括焊料(合金)，諸如基於錫-鉛之金屬材料、基於錫-銀之金屬材料、基於錫-銀-銅之金屬材料、基於錫-鋅之金屬材料及基於錫-鋅-鉍之金屬材料，以及基於金之金屬材料及基於銅之金屬材料。
順便提及，在覆晶接合步驟中，使導電材料熔融以使半導體晶片5之電路面一側上的凸塊與黏附體6表面上之導電材料連接。導電材料熔融溫度通常為約260℃(例如250℃至300℃)。
在該步驟中，較佳為洗滌半導體晶片5與黏附體6之間的相對面(電極形成面)及間隙。在洗滌時所用之洗滌液不受特別限制且其實例包括有機洗滌液及水性洗滌液。
接著，執行囊封步驟以囊封覆晶接合型半導體晶片5與黏附體6之間的間隙。囊封步驟係使用囊封樹脂執行。此情形下之囊封條件不受特別限制，但囊封樹脂之固化通常在175℃下進行60秒至90秒。然而，在本發明中，不限於此，固化可例如在165至185℃之溫度下進行數分鐘。
囊封樹脂不受特別限制，只要該材料為具有絕緣特性之樹脂(絕緣樹脂)即可，且可在諸如囊封樹脂之已知囊封材料中作適當選擇且加以使用。囊封樹脂較佳為具有彈性之絕緣樹脂。囊封樹脂之實例包括含有環氧樹脂之樹脂組合物。作為環氧樹脂，可提及上文舉例說明的環氧樹脂。此外，由含有環氧樹脂之樹脂組合物構成的囊封樹脂可含有除環氧樹脂以外之熱固性樹脂(諸如酚樹脂)，或除環氧樹脂以外，亦含有熱塑性樹脂。順便提及，亦可使用酚樹脂作為環氧樹脂之固化劑，且作為此種酚樹脂，可提及上文舉例說明的酚樹脂。
接著，根據半導體晶片5之背面形狀切割半導體背面用剝離膜。切割可藉助於衝壓刀片(諸如湯姆遜刀片(Thomson blade))或雷射來進行。
接著，如圖3A中所示，將所切得之配備有隔離物42之半導體背面用剝離膜(個別化之半導體裝置製造用膜40)附著於半導體晶片5之背面。
接著，如圖3B中所示，自附著於半導體晶片5背面之半導體裝置製造用膜40剝離隔離物42。
在使用半導體裝置製造用膜40製造之半導體裝置(覆晶安裝型半導體裝置)中，半導體背面用膜係附著於半導體晶片之背面，且因此可施加具有極佳可見度的各種標記。特定而言，即使當標記法為雷射標記法時，亦可施加具有極佳對比率的標記，且可以良好可見度觀察到藉由雷射標記所施加之各種資訊(例如文字資訊及圖形資訊)。在雷射標記時，可使用已知的雷射標記設備。此外，作為雷射，可使用各種雷射，諸如氣體雷射、固態雷射及液體雷射。特定而言，作為氣體雷射，可使用任何已知的氣體雷射而無特別限制，但二氧化碳雷射(CO2 雷射)及準分子雷射(ArF雷射、KrF雷射、XeCl雷射、XeF雷射等)為適合的。作為固態雷射，可使用任何已知的固態雷射而無特別限制，但YAG雷射(諸如Nd:YAG雷射)及YVO4 雷射為適合的。
在對半導體背面用膜2進行雷射標記之後，可根據需要進行熱處理(在雷射標記之後進行的回焊步驟)。熱處理條件不受特別限制，但其可根據JEDEC固態技術學會(JEDEC Solid State Technology Association；JEDEC)之標準執行。舉例而言，其可在210℃至270℃範圍內的溫度(上限)下執行5至50秒範圍內之時間。由此步驟可將半導體封裝安裝於基板(諸如母板)上。
在半導體裝置之上述製造方法中，說明在囊封覆晶接合型半導體晶片5與黏附體6之間間隙的囊封步驟之後將半導體背面用膜2(半導體裝置製造用膜40)附著於半導體晶片5背面的情況。然而，在本發明中，將覆晶型半導體背面用膜附著於半導體晶片背面之時序不限於該實例，且例如該時序可在囊封步驟之前。
在半導體裝置之上述製造方法中，說明將配備有隔離物42之半導體背面用膜2(個別化之半導體裝置製造用膜40)附著於半導體晶片5之背面的情況，但在本發明中，不限於該實例，根據半導體元件之背面形狀所切成之覆晶型半導體背面用膜可單獨附著於半導體元件之背面。
由於使用本發明之半導體裝置製造用膜所製得的半導體裝置為藉由覆晶安裝方法所安裝而成的半導體裝置，因此該裝置與藉由晶粒接合安裝方法所安裝而成的半導體裝置相比具有薄化且小型化之形狀。因此，該等半導體裝置宜用作各種電子裝置及電子部件或其材料及構件。特定而言，作為使用本發明之覆晶安裝型半導體裝置的電子裝置，可提及所謂的「行動電話」及「PHS」、小型化電腦[例如所謂的「PDA」(手持型終端)、所謂的「筆記型個人電腦」、所謂的「迷你筆記型電腦(Net Book)(商標)」及所謂的「穿戴式電腦」等]、具有整合「行動電話」與電腦之形式的小型化電子裝置、所謂的「數位攝影機(Digital Camera)(商標)」、所謂的「數位視訊攝影機」、小型化電視機、小型化遊戲機、小型化數位音訊播放器、所謂的「電子記事本」、所謂的「電子字典」、用於所謂「電子書」的電子裝置終端、行動電子裝置(便攜式電子裝置)，諸如小型化數位型手錶，及其類似物。不必說，亦可提及除行動裝置外的電子裝置(靜態型電子裝置等)，例如所謂的「桌上個人電腦」、薄型電視機、記錄及複製用的電子裝置(硬碟記錄器、DVD播放器等)、投影儀、微型機及其類似物。另外，電子部件或用於電子裝置及電子部件的材料及構件不受特別限制且其實例包括用於所謂「CPU」的部件及用於各種記憶裝置的構件(所謂「記憶體」、硬碟等)。
實例
下文將說明性詳述本發明之較佳實例。然而，除非另有說明，否則此等實例中所述之材料、混合量及其類似方面不欲使本發明之範疇僅限於彼等內容，且其僅為說明性實例。此外，除非另有說明，否則各實例中之份數以重量為基準。
(實例1)<製備覆晶型半導體背面用膜>
以100份環氧樹脂(商標「HP4032D」，DIC,Inc.製造)計，將40份苯氧基樹脂(商標「EP4250」，JER Co.,Ltd.製造)、129份酚樹脂(商標「MEH-8000」，Meiwa Chemical Co.,Ltd.製造)、1137份球形二氧化矽(商標「SO-25R」，Admatechs Company Limited製造)、14份染料(商標「OIL BLACK BS」，Orient Chemical Industries Co.,Ltd.製造)及1份熱固化加速催化劑(商標「2PHZ-PW」，Shikoku Chemicals Corporation製造)溶於甲基乙基酮中以製備具有23.6重量%之固體濃度的樹脂組合物溶液(有時稱為「樹脂組合物溶液A」)。
將樹脂組合物溶液A施加於由具有50 μm厚度之聚對苯二甲酸乙二酯膜構成且已進行聚矽氧釋放處理之第一隔離物上，且在130℃下乾燥2分鐘。接著，另外在60℃下附著由具有50 μm厚度之聚對苯二甲酸乙二酯膜構成且已進行聚矽氧釋放處理之第二隔離物，以製備具有20 μm厚度之覆晶型半導體背面用膜(有時稱為「半導體背面用膜A」)。
(實例2)<製備覆晶型半導體背面用膜>
以100份具有丙烯酸乙酯及甲基丙烯酸甲酯作為主要組分的基於丙烯酸酯之聚合物(商標「PARACRON W-197CM」，Negami Chemical Industrial Co.,Ltd.製造)計，將48份環氧樹脂(商標「EPIKOTE 1004」，JER Co.,Ltd.製造)、55份酚樹脂(商標「MIREX XLC-4L」，Mitsui Chemicals,Inc.製造)、135份球形二氧化矽(商標「SO-25R」，Admatechs Company Limited製造)、5份染料1(商標「OIL GREEN 502」，Orient Chemical Industries Co.,Ltd.製造)及5份染料2(商標「OIL BLACK BS」，Orient Chemical Industries Co.,Ltd.製造)溶於甲基乙基酮中以製備具有23.6重量%之固體濃度的樹脂組合物溶液(有時稱為「樹脂組合物溶液B」)。
將樹脂組合物溶液B施加於由具有50 μm厚度之聚對苯二甲酸乙二酯膜構成且已進行聚矽氧釋放處理之第一隔離物上，且在130℃下乾燥2分鐘。接著，另外在60℃下附著由具有50 μm厚度之聚對苯二甲酸乙二酯膜構成且已進行聚矽氧釋放處理之第二隔離物，以製備具有20 μm厚度之覆晶型半導體背面用膜(有時稱為「半導體背面用膜B」)。
(實例3)<製備覆晶型半導體背面用膜>
以100份具有丙烯酸乙酯及甲基丙烯酸甲酯作為主要組分的基於丙烯酸酯之聚合物(商標「PARACRON W-197CM」，Negami Chemical Industrial Co.,Ltd.製造)計，將12份環氧樹脂(商標「EPIKOTE 1004」，JER Co.,Ltd.製造)、13份酚樹脂(商標「MIREX XLC-4L」，Mitsui Chemicals,Inc.製造)、180份球形二氧化矽(商標「SO-25R」，Admatechs Company Limited製造)、5份染料1(商標「OIL GREEN 502」，Orient Chemical Industries Co.,Ltd.製造)及5份染料2(商標「OIL BLACK BS」，Orient Chemical Industries Co.,Ltd.製造)溶於甲基乙基酮中以製備具有23.6重量%之固體濃度的樹脂組合物溶液(有時稱為「樹脂組合物溶液C」)。
將樹脂組合物溶液C施加於由具有50 μm厚度之聚對苯二甲酸乙二酯膜構成且已進行聚矽氧釋放處理之第一隔離物上，且在130℃下乾燥2分鐘。接著，另外在60℃下附著由具有50 μm厚度之聚對苯二甲酸乙二酯膜構成且已進行聚矽氧釋放處理之第二隔離物，以製備具有20 μm厚度之覆晶型半導體背面用膜(有時稱為「半導體背面用膜C」)。
(比較實例1)<製備覆晶型半導體背面用膜>
以100份具有丙烯酸乙酯及甲基丙烯酸甲酯作為主要組分的基於丙烯酸酯之聚合物(商標「PARACRON W-197CM」，Negami Chemical Industrial Co.,Ltd.製造)計，將113份環氧樹脂(商標「EPIKOTE 1004」，JER Co.,Ltd.製造)、121份酚樹脂(商標「MIREX XLC-4L」，Mitsui Chemicals,Inc.製造)、246份球形二氧化矽(商標「SO-25R」，Admatechs Company Limited製造)、5份染料1(商標「OIL GREEN 502」，Orient Chemical Industries Co.,Ltd.製造)及5份染料2(商標「OIL BLACK BS」，Orient Chemical Industries Co.,Ltd.製造)溶於甲基乙基酮中以製備具有23.6重量%之固體濃度的樹脂組合物溶液(有時稱為「樹脂組合物溶液D」)。
將樹脂組合物溶液D施加於由具有50 μm厚度之聚對苯二甲酸乙二酯膜構成且已進行聚矽氧釋放處理之第一隔離物上，且在130℃下乾燥2分鐘。接著，另外在60℃下附著由具有50 μm厚度之聚對苯二甲酸乙二酯膜構成且已進行聚矽氧釋放處理之第二隔離物，以製備具有20 μm厚度之覆晶型半導體背面用膜(有時稱為「半導體背面用膜D」)。
(評估)
根據以下評估或量測方法評估或量測實例1至3及比較實例1中所製備之覆晶型半導體背面用膜的拉伸儲能模數、伸長率及切割特性。評估或量測結果亦列於表1中。
<量測在熱固化之前在23℃下的拉伸儲能模數>
藉由製備單個覆晶型半導體背面用膜及使用由Rheometrics Co.,Ltd.製造之動態黏彈性量測設備「Solid Analyzer RS A2」量測模數來量測覆晶型半導體背面用膜在熱固化之前在23℃下的拉伸儲能模數B。用於量測之樣品為具有10 mm樣品寬度、22.5 mm樣品長度及0.2樣品厚度之樣品。量測條件為1 Hz頻率及10℃/min之溫度升高速率，拉伸模式，氮氣氛圍，23℃。
<量測在熱固化之前在23℃下的伸長率>
藉由製備單獨的覆晶型半導體背面用膜及使用由Rheometrics Co.,Ltd.製造之動態黏彈性量測設備「Solid Analyzer RS A2」量測伸長率來量測覆晶型半導體背面用膜在熱固化之前在23℃下的伸長率A。用於量測之樣品為具有10 mm樣品寬度、20 mm樣品長度及0.2 mm樣品厚度之樣品。量測係使用動態黏彈性量測設備，以50 mm/s之拉伸速率進行，其中樣品經固持以使得上卡盤與下卡盤之間距為10 mm，且將在斷裂點時所得之伸長率值視為伸長率A。
<評估切割特性之方法>
使用實例及比較實例之各覆晶型半導體背面用膜，利用切割機將膜切成9 mm寬度，以製備晶圓背面保護用剝離膜。切割機之切割條件為20 m/min。
(評估切割特性之標準)
良好：切割之後之覆晶型半導體背面用膜之邊緣不產生碎裂或開裂。
不良：切割之後之覆晶型半導體背面用膜之邊緣產生碎裂或開裂。
雖然已參考特定實施例詳細描述了本發明，但熟習此項技術者應顯而易知在不偏離本發明之範疇的情況下可作出各種變更及修改。
本申請案係基於2010年7月28日申請的日本專利申請案第2010-169559號，該案之全部內容以引用的方式併入本文中。
2．．．覆晶型半導體背面用膜
4．．．半導體晶圓
5．．．半導體晶片
6．．．黏附體
40．．．半導體裝置製造用膜
42．．．隔離物
51．．．形成於半導體晶片5之電路面一側的凸塊
61．．．黏著於黏附體6之連接墊的結合用導電材料
圖1為顯示含有本發明實施例之覆晶型半導體背面用膜之半導體裝置製造用膜之一個實例的橫截面示意圖。
圖2A至圖2D為顯示在使用圖1中所示之半導體裝置製造用膜的情況下製造半導體裝置之方法之一個實例的橫截面示意圖。
圖3A及圖3B為顯示在使用圖1中所示之半導體裝置製造用膜的情況下製造半導體裝置之方法之一個實例的橫截面示意圖。
2．．．覆晶型半導體背面用膜
40．．．半導體裝置製造用膜
42．．．隔離物

Claims (5)

  1. 一種覆晶型半導體背面用膜，其特徵在於其係用以形成在覆晶式連接於黏附體上之半導體元件背面者，其中其係以配合半導體元件之背面之形狀切斷後，貼附於該半導體元件之背面之方式使用者；將該覆晶型半導體背面用膜在熱固化之前在23℃下的伸長率(%)設為A，該覆晶型半導體背面用膜在熱固化之前在23℃下的拉伸儲能模數(GPa)設為B時，A/B比率為1至8×103 (%/GPa)範圍內。
  2. 如請求項1之覆晶型半導體背面用膜，其中該拉伸儲能模數為0.01 GPa至4.0 GPa範圍內。
  3. 如請求項1或2之覆晶型半導體背面用膜，其中該覆晶型半導體背面用膜含有環氧樹脂及酚樹脂，其中相對於該覆晶型半導體背面用膜之全部樹脂組分，該環氧樹脂與該酚樹脂之總量為5重量%至90重量%範圍內，及其中該環氧樹脂及該酚樹脂之熔點為25℃以下。
  4. 一種製造條狀半導體背面用剝離膜之方法，該方法包含將如請求項1~3中任一項之覆晶型半導體背面用膜切成規定寬度、以獲得條狀半導體背面用剝離膜之步驟。
  5. 一種覆晶型半導體裝置，其係使用藉由如請求項4之製造條狀半導體背面用剝離膜之方法所製得的條狀半導體背面用剝離膜來製造者。
TW100126854A 2010-07-28 2011-07-28 覆晶型半導體背面用膜、半導體背面用剝離膜之製造方法及覆晶型半導體裝置 TWI408205B (zh)

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