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TWI702143B - 保護帶、及使用有其之半導體裝置之製造方法 - Google Patents

保護帶、及使用有其之半導體裝置之製造方法 Download PDF

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TWI702143B
TWI702143B TW105117496A TW105117496A TWI702143B TW I702143 B TWI702143 B TW I702143B TW 105117496 A TW105117496 A TW 105117496A TW 105117496 A TW105117496 A TW 105117496A TW I702143 B TWI702143 B TW I702143B
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adhesive layer
formula
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TW105117496A
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森山浩伸
八木秀和
石松朋之
海老沢勝之
本庄慶司
金子純一
Original Assignee
日商迪睿合股份有限公司
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Publication date
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Abstract

本發明提供一種能夠使焊接性變得良好，減小晶圓之翹曲量之保護帶。
保護帶依序具有接著劑層、第1熱塑性樹脂層、第2熱塑性樹脂層、及基材膜層，且滿足下述式(1)~(3)之條件。
(1) Ga>Gb
(2) Ta<Tb
(3) (Ga×Ta+Gb×Tb)/(Ta+Tb)≦1.4E+06Pa
(式(1)中，Ga為貼附保護帶之貼附溫度下之第1熱塑性樹脂層之儲存剪切彈性模數，Gb為貼附保護帶之貼附溫度下之第2熱塑性樹脂層之儲存剪切彈性模數；式(2)中，Ta為第1熱塑性樹脂層之厚度，Tb為第2熱塑性樹脂層之厚度；式(3)中，Ga及Gb與式(1)中之Ga及Gb含義相同，Ta及Tb與式(2)中之Ta及Tb含義相同)

Description

保護帶、及使用有其之半導體裝置之製造方法
本發明係關於一種用於半導體裝置之製造之保護帶、及使用有其之半導體裝置之製造方法。本申請案係基於2015年6月4日在日本提出申請之日本申請號日本專利特願2015-114338而主張優先權者，該申請案係藉由參照而援用至本申請案中。
先前，倒裝晶片安裝用之半導體製造製程之後續步驟係藉由如下方式進行。首先，為了保護凸塊，而將稱為背面研磨帶(Back Grind Tape)之黏著片或黏著帶貼合於形成有多個凸塊(突起電極)之晶圓之凸塊形成面，於該狀態下，對凸塊形成面之相反面進行研磨直至成為特定厚度(例如參照專利文獻1~3)。研削結束後，剝離背面研磨帶，對晶圓進行切晶，而製成各個半導體晶片。繼而，將半導體晶片倒裝晶片安裝於其他半導體晶片或基板上。又，使底部填充劑硬化而補強半導體晶片。
例如於專利文獻1中，研究出以下方法：使用將熱硬化性樹脂層與熱塑性樹脂層積層而成者作為背面研磨帶，僅使熱硬化性樹脂層殘留於晶圓之凸塊形成面而去除其他層。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2005-28734號公報
[專利文獻2]國際公開第2006/118033號
[專利文獻3]國際公開第2012/026431號
關於習知之背面研磨帶，於對晶圓進行背面研磨後，晶圓會產生較大之翹曲，於後續步驟中無法處理。又，於習知之背面研磨帶中，僅使熱硬化性樹脂層殘留於晶圓而去除其他層時，於凸塊上殘留樹脂，例如於回焊時會妨礙焊接，而使連接性下降。
本發明係鑒於此種習知之實際情況而提出者，提供一種能夠使焊接性變得良好並且減少晶圓之翹曲量之保護帶、及使用有其之半導體裝置之製造方法。
本案發明者等人進行了努力研究，結果發現，藉由使保護帶依序具有接著劑層、第1熱塑性樹脂層、第2熱塑性樹脂層、及基材膜層，且滿足下述式(1)~(3)之條件，而能夠解決上述課題。
即，本發明之保護帶依序具有接著劑層、第1熱塑性樹脂層、第2熱塑性樹脂層、及基材膜層，且滿足下述式(1)~(3)之條件。
(1) Ga>Gb
(2) Ta<Tb
(3) (Ga×Ta+Gb×Tb)/(Ta+Tb)≦1.4E+06Pa
(式(1)中，Ga為貼附保護帶之貼附溫度下之第1熱塑性樹脂層之儲存剪切彈性模數，Gb為貼附保護帶之貼附溫度下之第2熱塑性樹脂層之儲存剪切彈性模數；式(2)中，Ta為第1熱塑性樹脂層之厚度，Tb為第2熱塑性樹脂層之厚度；式(3)中，Ga及Gb與式(1)中之Ga及Gb含義相同，Ta及Tb與式(2)中之Ta及Tb含義相同)
又，本發明之半導體裝置之製造方法具有以下步驟：保護帶貼附步驟，其將具有接著劑層之保護帶貼附於形成有凸塊之晶圓面；研磨處理步驟，其對貼附有保護帶之晶圓之相反面進行研磨處理；及保護帶剝離步驟，其殘留接著劑層而剝離保護帶，去除其他層；並且保護帶依序具有接著劑層、第1熱塑性樹脂層、第2熱塑性樹脂層、及基材膜層，且滿足上述式(1)~(3)之條件。
又，本發明之半導體裝置係藉由上述半導體裝置之製造方法而獲得。
本發明係藉由使保護帶依序具有接著劑層、第1熱塑性樹脂層、第2熱塑性樹脂層、及基材膜層，且滿足式(1)~(3)之條件，而於自經由接著劑層貼附於形成有凸塊之晶圓上之保護帶去除接著劑層以外之層(基材膜層、第1熱塑性樹脂層及第2熱塑性樹脂層)時，於凸塊上不易殘留接著劑層，因此能夠使焊接性變得良好。又，藉由滿足式(1)~(3)之條件，而將以厚度修正第1熱塑性樹脂層與第2熱塑性樹脂層之彈性模數的彈性模數修正值調整為適當之範圍，因此能夠減少背面研磨後之 晶圓之翹曲量。
10‧‧‧保護帶
11‧‧‧接著劑層
12‧‧‧第1熱塑性樹脂層
13‧‧‧第2熱塑性樹脂層
14‧‧‧基材膜層
21‧‧‧晶圓
22‧‧‧凸塊
30‧‧‧黏著帶
31‧‧‧黏著劑層
32‧‧‧基材膜層
圖1係表示保護帶之概略之剖視圖。
圖2係表示保護帶貼附步驟之概略之剖視圖。
圖3係表示研磨步驟之概略之剖視圖。
圖4係表示黏著帶貼附步驟之概略之剖視圖。
圖5係表示保護帶剝離步驟之概略之剖視圖。
圖6係表示硬化步驟之概略之剖視圖。
圖7係表示切晶處理步驟之概略之剖視圖。
圖8係表示延伸步驟之概略之剖視圖。
圖9係表示拾取步驟之概略之剖視圖。
圖10係表示安裝步驟之概略之剖視圖。
以下，按照下述順序對本發明之實施形態進行詳細說明。
1.保護帶
2.半導體裝置之製造方法
3.實施例
<1.保護帶>
本實施形態之保護帶依序具有接著劑層、第1熱塑性樹脂層、第2熱塑性樹脂層、及基材膜層，且滿足下述式(1)~(3)之條件。
(1) Ga>Gb
(2) Ta<Tb
(3) (Ga×Ta+Gb×Tb)/(Ta+Tb)≦1.4E+06Pa
(式(1)中，Ga為貼附保護帶之貼附溫度下之第1熱塑性樹脂層之儲存剪切彈性模數，Gb為貼附保護帶之貼附溫度下之第2熱塑性樹脂層之儲存剪切彈性模數；式(2)中，Ta為第1熱塑性樹脂層之厚度，Tb為第2熱塑性樹脂層之厚度；式(3)中，Ga及Gb與式(1)中之Ga及Gb含義相同，Ta及Tb與式(2)中之Ta及Tb含義相同)
保護帶滿足式(1)之條件。即，貼附保護帶之貼附溫度下之第1熱塑性樹脂層之儲存剪切彈性模數(Ga)大於貼附保護帶之貼附溫度下之第2熱塑性樹脂層之儲存剪切彈性模數(Gb)。藉由滿足式(1)之條件，而使接著劑層之表層、即第1熱塑性樹脂層變得硬於第2熱塑性樹脂層，因此於第1熱塑性樹脂層發生變形時，第2熱塑性樹脂層不易妨礙第1熱塑性樹脂層之變形。
又，保護帶滿足式(2)之條件。即，第2熱塑性樹脂層之厚度(Tb)大於第1熱塑性樹脂層之厚度(Ta)。藉由滿足式(1)及式(2)之條件，而於保護帶中，硬於第2熱塑性樹脂層之第1熱塑性樹脂層變得更薄，軟於第1熱塑性樹脂層之第2熱塑性樹脂層變得更厚。
進而，保護帶滿足式(3)之條件。即，以該等層之厚度修正第1熱塑性樹脂層之彈性模數與第2熱塑性樹脂層之彈性模數的彈性模數修正值為1.4E+06Pa以下。藉由滿足式(3)之條件，而將上述彈性模數修正值調整為適當之範圍，因此能夠減少背面研磨後之晶圓之翹曲量。
式(3)之左邊之值、即上述彈性模數修正值之下限值並無特別限定，較佳為1.0E+05Pa以上。
如此，藉由使保護帶依序具有接著劑層、第1熱塑性樹脂層、第2熱塑性樹脂層、及基材膜層，且滿足式(1)~(3)之條件，而於自經由接著劑層貼附於形成有凸塊之晶圓上之保護帶去除接著劑層以外之層(基材膜層、第1熱塑性樹脂層及第2熱塑性樹脂層)時，於凸塊上不易殘留接著劑層，因此能夠使焊接性變得良好。又，能夠減少背面研磨後之晶圓之翹曲量。
保護帶較佳為除滿足式(1)~(3)之條件以外，進而滿足式(1A)之條件。
(1A) Ga>Gb>Gn
(式(1A)中，Gn為貼附保護帶之貼附溫度下之接著劑層之儲存剪切彈性模數，Ga及Gb與式(1)中之Ga及Gb含義相同)
即，較佳為貼附保護帶之貼附溫度下之第1熱塑性樹脂層之儲存剪切彈性模數(Ga)最大，貼附保護帶之貼附溫度下之第2熱塑性樹脂層之儲存剪切彈性模數(Gb)第二大，貼附保護帶之貼附溫度下之接著劑層之儲存剪切彈性模數(Gn)第三大。藉由滿足式(1A)之條件，而按照接著劑層、第2熱塑性樹脂層、第1熱塑性樹脂層之順序變硬，因此與第1熱塑性樹脂層相比，接著劑層之變形或流動變得非常良好。藉此，將保護帶貼附於晶圓時，能夠更有效地抑制接著劑層附著於晶圓之凸塊上，而於凸塊上不易殘留接著劑層，因此能夠使焊接性變得更良好。
保護帶較佳為除滿足式(1)~(3)之條件以外，進而滿足 式(2A)之條件。
(2A) Tn<Ta<Tb
(式(2A)中，Tn為接著劑層之厚度，Ta及Tb與式(2)中之Ta及Tb含義相同)
即，較佳為第2熱塑性樹脂層之厚度(Tb)最大，第1熱塑性樹脂層之厚度(Ta)第二大，接著劑層之厚度(Tn)第三大。
保護帶較佳為除滿足式(1)~(3)之條件以外，進而滿足下述式(4)之條件。
(4) Gn/Ga≦0.01
即，保護帶較佳為貼附保護帶之貼附溫度下之接著劑層之儲存剪切彈性模數(Gn)與貼附保護帶之貼附溫度下之第1熱塑性樹脂層之儲存剪切彈性模數(Ga)的比(Gn/Ga)為0.01以下。藉由滿足式(4)之條件，而與第1熱塑性樹脂層相比，接著劑層之變形或流動變得非常良好。藉此，將保護帶貼附於晶圓時，能夠更有效地抑制接著劑層附著於晶圓之凸塊上，而於凸塊上不易殘留接著劑層，因此能夠使焊接性變得更良好。
式(4)之左邊之值(Gn/Ga)之下限值較佳為1.0E+03以上。
圖1係表示保護帶之概略之剖視圖。保護帶10係稱為背面研磨帶者，且係於研磨處理步驟中，保護晶圓不發生損傷、破裂、污染等者。如圖1所示，保護帶10依序積層有接著劑層11、第1熱塑性樹脂層12、第2基材膜層13、及基材膜層14。
[接著劑層11]
接著劑層11於60℃之儲存剪切彈性模數(Gn)較佳為1.0E+01Pa~5.0E+04Pa，更佳為1.0E+02Pa~3.5E+03Pa。藉由將接著劑層11之儲存剪切彈性模數設為1.0E+01Pa以上，能夠抑制於凸塊貫通接著劑之期間接著劑層11發生附著而導致接著劑層覆蓋凸塊前端之情況。又，能夠抑制將保護帶10貼附於晶圓時接著劑層11之樹脂流動之情況。藉由將接著劑層11之儲存剪切彈性模數設為5.0E+04Pa以下，能夠使凸塊更容易地貫通接著劑層11，能夠使導通變得更良好。
作為接著劑層11之樹脂組成，並無特別限定，例如可使用：熱陰離子硬化型、熱陽離子硬化型、熱自由基硬化型等熱硬化型；光陽離子硬化型、光自由基硬化型等光硬化型；或併用該等而大致同等地使用之熱/光硬化型者。
此處，作為接著劑層11，對含有膜形成樹脂、環氧樹脂、硬化劑、及硬化助劑之熱硬化型之接著劑組成物進行說明。
作為膜形成樹脂，可使用苯氧基樹脂、環氧樹脂、改質環氧樹脂、胺酯樹脂(urethane resin)等各種樹脂。該等膜形成樹脂可單獨使用1種，亦可將2種以上組合而使用。該等之中，就膜形成狀態、連接可靠性等觀點而言，適宜使用苯氧基樹脂。
作為環氧樹脂，例如可列舉：二環戊二烯型環氧樹脂、環氧丙醚型環氧樹脂、環氧丙胺型環氧樹脂、雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂、雙酚S型環氧樹脂、螺環型環氧樹脂、萘型環氧樹脂、聯苯型環氧樹脂、萜烯型環氧樹脂、四溴雙酚A型環氧樹脂、甲酚酚醛清漆型環氧樹脂、苯酚酚醛清漆型環氧樹脂、α-萘酚酚醛清漆型環氧樹脂、溴化苯酚 酚醛清漆型環氧樹脂等。該等環氧樹脂可單獨使用1種，亦可將2種以上組合而使用。該等之中，就高接著性、耐熱性之方面而言，適宜使用二環戊二烯型環氧樹脂。
作為硬化劑，例如可列舉：酚醛清漆型酚系樹脂、脂肪族胺、芳香族胺、酸酐等，該等硬化劑可單獨使用1種，亦可將2種以上組合而使用。該等之中，就硬化物之交聯密度之觀點而言，適宜使用酚醛清漆型酚系樹脂。
作為硬化助劑，可列舉：2-甲基咪唑、2-乙基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑等咪唑類；1,8-二氮雙環(5,4,0)十一烯-7鹽(DBU鹽)、2-(二甲胺基甲基)苯酚等三級胺類；三苯基膦等膦類；辛酸亞錫等金屬化合物等。該等之中，較佳為2-乙基-4-甲基咪唑。
又，接著劑組成物中，作為其他成分，亦可根據目的適當地摻合無機填料、矽烷偶合劑、丙烯酸橡膠等彈性體、碳黑等顏料。
作為無機填料，可列舉：二氧化矽(silica)、氮化鋁、氧化鋁等。無機填料可單獨使用1種，亦可將2種以上併用。無機填料較佳為經過表面處理，且較佳為親水性無機填料。作為親水性無機填料，可列舉利用親水性表面處理劑對無機填料進行表面處理而獲得者。作為親水性表面處理劑，例如可列舉：矽烷偶合劑、鈦酸酯系偶合劑、鋁系偶合劑、鋁鋯系偶合劑、Al2O3、TiO2、ZrO2、聚矽氧、硬脂酸鋁等，較佳為矽烷偶合剖。
接著劑層11之厚度較佳為形成於晶圓之凸塊之高度之10~80%，更佳為10~60%。藉由設為凸塊之高度之10%以上，而變得更容易獲得補強凸塊之效果。又，藉由設為凸塊之高度之80%以下，能夠使凸塊更 容易貫通接著劑層11。例如，於形成於晶圓之凸塊之高度為100~200μm之情形時，接著劑層11之厚度較佳為5~100μm，更佳為5~30μm。
[第1熱塑性樹脂層12]
第1熱塑性樹脂層12係例如由乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA：Ethylene Vinyl Acetate)、聚乙烯、聚丙烯、聚醯胺、聚縮醛、聚對苯二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸丁二酯、氟樹脂、聚苯硫醚、聚苯乙烯、ABS樹脂、丙烯酸系樹脂、聚碳酸酯、聚胺酯、聚氯乙烯、聚苯醚等樹脂所構成之層。上述樹脂可單獨使用1種，亦可將2種以上併用。
第1熱塑性樹脂層12於60℃之儲存剪切彈性模數(Ga)較佳為1.0E+06Pa~1.0E+09Pa，更佳為1.0E+06Pa~1.0E+07Pa。
第1熱塑性樹脂層12之厚度(Ta)為滿足上述式(1)之範圍，較佳為5~300μm，更佳為5~200μm。
[第2熱塑性樹脂層13]
第2熱塑性樹脂層13係由與第1熱塑性樹脂層12相同之樹脂所構成之層。構成第2熱塑性樹脂層之樹脂可單獨使用1種，亦可將2種以上併用。
第2熱塑性樹脂層13於60℃之儲存剪切彈性模數(Gb)較佳為1.0E+04Pa~2.0E+06Pa，更佳為1.0E+04Pa~8.0E+05Pa。
第2熱塑性樹脂層13之厚度(Tb)為滿足上述式(1)之範圍，較佳為100~700μm。
[基材膜層14]
作為基材膜層14，可使用：聚對苯二甲酸乙二酯、聚乙烯、聚丙烯、聚酯等塑膠膜；或者由紙、布、不織布等所構成之多孔質基材。
基材膜層14之厚度較佳為25~200μm，更佳為50~100μm。
再者，保護帶不限定於上述構成，亦可於各層之表面或相鄰之層間形成其他層。例如，保護帶除了具有第1熱塑性樹脂層及第2熱塑性樹脂層以外，亦可具有第3熱塑性樹脂層。例如，保護帶亦可於接著劑層與第1熱塑性樹脂層之間進而具有與第1熱塑性樹脂層及第2熱塑性樹脂層不同之第3熱塑性樹脂層。於該情形時，貼附保護帶之貼附溫度下之第3熱塑性樹脂層之儲存剪切彈性模數(Gc)及厚度(Tc)較佳為滿足下述式(1A)及(2A)之條件。藉由滿足此種條件，能夠使焊接性變得更良好，能夠進一步減少背面研磨後之晶圓之翹曲量。
(1A) Gc>Ga>Gb
(2A) Tc<Ta<Tb
(式(1A)中，Gc為貼附保護帶之貼附溫度下之第3熱塑性樹脂層之儲存剪切彈性模數，Ga及Gb與式(1)中之Ga及Gb含義相同；式(2A)中，Tc為第3熱塑性樹脂層之厚度，Ta及Tb與式(2)中之Ta及Tb含義相同)
本實施形態之保護帶例如可藉由對依序形成有基材膜層、第1熱塑性樹脂層及第2熱塑性樹脂層的基材膜層與熱塑性樹脂層之積層體、及接著劑層進行層壓而獲得。基材膜層與熱塑性樹脂層之積層體可藉由對基材膜層擠出熱塑性樹脂並進行熔融成型而獲得。接著劑層例如可藉由製備上述熱硬化型接著劑組成物，使用棒式塗佈機將其塗佈於經剝離處理之基材，並使之乾燥而獲得。
<2.半導體裝置之製造方法>
其次，對使用上述保護帶之半導體裝置之製造方法進行說明。本實施形態之半導體裝置之製造方法具有以下步驟：保護帶貼附步驟，其將具有接著劑層之保護帶貼附於形成有凸塊之晶圓面；研磨處理步驟，其對保護帶貼附面之相反面進行研磨處理；及保護帶剝離步驟，其殘留接著劑層而剝離保護帶，去除其他層；並且保護帶為上述之保護帶。
此處，使接著層硬化之硬化步驟於研磨處理步驟、黏著帶貼附步驟、及切晶處理步驟之任一步驟之前進行即可。
以下，對具體之半導體裝置之製造方法進行說明。作為具體例而揭示之半導體裝置之製造方法係使用上述保護帶，且硬化步驟於黏著帶貼附步驟與切晶處理步驟之間進行者。即，作為具體例而揭示之半導體裝置之製造方法具有以下步驟：貼附具有接著劑層之保護帶之保護帶貼附步驟(A)、研磨步驟(B)、黏著帶貼附步驟(C)、保護帶剝離步驟(D)、使接著劑層硬化之硬化步驟(E)、切晶處理步驟(F)、延伸步驟(G)、拾取步驟(H)、及安裝步驟(I)。
[(A)保護帶貼附步驟1
圖2係表示保護帶貼附步驟之概略之剖視圖。於保護帶貼附步驟中，將保護帶10貼附於形成有凸塊22之晶圓21面。就減少空隙、提高晶圓密接性及防止晶圓研削後之晶圓之翹曲之觀點而言，貼附保護帶10之貼附溫度較佳為25℃~100℃，更佳為40℃~80℃。
晶圓21具有形成於矽等半導體表面之積體電路、及連接用之凸塊22。晶圓21之厚度並無特別限定，較佳為200~1000μm。
作為凸塊22，並無特別限定，例如可列舉：利用焊料所獲得之低熔點凸塊或高熔點凸塊、錫凸塊、銀-錫凸塊、銀-錫-銅凸塊、金凸塊、銅凸塊等。又，凸塊22之高度例如較佳為10~200μm。
保護帶10係於凸塊22之形成面與接著劑層11相接之狀態下進行貼合。如圖2所示，凸塊22穿透接著劑層11，並嵌入至第1熱塑性樹脂層12。又，第1熱塑性樹脂層12中之與第2熱塑性樹脂13相接之面係以吻合凸塊22之形狀之方式變形。進而，第2熱塑性樹脂層13中之與第1熱塑性樹脂層12相接之面係以吻合第1熱塑性樹脂層12之變形之方式變形。
[(B)研磨步驟]
圖3係表示研磨步驟之概略之剖視圖。於研磨步驟中，將貼合有保護帶10之晶圓21之相反面、即與形成有凸塊22之面為相反面固定於研削裝置並進行研磨。研磨通常進行至晶圓21之厚度變為50~600μm為止，但於本實施形態中，由於藉由接著劑層11而補強凸塊22，故而亦可研磨至50μm以下之厚度。
[(C)黏著帶貼附步驟]
圖4係表示黏著帶貼附步驟之概略之剖視圖。於黏著帶貼附步驟中，將黏著帶30貼附於研磨處理面。黏著帶30係稱為切割帶(Dicing Tape)者，且係於切晶步驟(F)中，用以保護、固定晶圓21，保持至拾取步驟(H)為止之帶。
黏著帶30並無特別限定，可使用公知者。一般而言，黏著帶30具有黏著劑層31、及基材膜層32。作為黏著劑層31，例如可列舉聚 乙烯系、丙烯酸系、橡膠系、胺酯系等黏著劑。又，作為基材膜層32，可使用：聚對苯二甲酸乙二酯、聚乙烯、聚丙烯、聚酯等塑膠膜；或由紙、布、不織布等所構成之多孔質基材。又，作為黏著帶之貼附裝置及條件，並無特別限定，可使用公知之裝置及條件。
[(D)保護帶剝離步驟]
圖5係表示保護帶剝離步驟之概略之剖視圖。於保護帶剝離步驟中，殘留接著劑層11而剝離保護帶10，去除其他層。即，去除第1熱塑性樹脂層12、第2熱塑性樹脂層13及基材膜層14，於晶圓21上僅殘留接著劑層11。
[(E)硬化步驟]
圖6係表示硬化步驟之概略之剖視圖。於硬化步驟中，使接著劑層11硬化。作為硬化方法及硬化條件，可使用使熱硬化型接著劑硬化之公知之方法。例如，硬化條件較佳為於100~200℃進行1小時以上。
[(F)切晶處理步驟]
圖7係表示切晶處理步驟之概略之剖視圖。於切晶處理步驟中，對貼附有黏著帶30之晶圓21進行切晶處理，而獲得單片之半導體晶片。作為切晶方法，並無特別限定，例如可使用利用晶圓切割機對晶圓21進行切削而切出等公知方法。
[(G)延伸步驟]
圖8係表示延伸步驟之概略之剖視圖。於延伸步驟中，例如使貼合有經分割之多個半導體晶片之黏著帶30於水平方向上伸長，擴大各個半導體晶片之間隔。
[(H)拾取步驟]
圖9係表示拾取步驟之概略之剖視圖。於拾取步驟中，自黏著帶30之下表面頂出貼合固定於黏著帶30上之半導體晶片而使之剝離，利用吸嘴吸附該經剝離之半導體晶片。所拾取之半導體晶片係收納至晶片托盤、或者搬送至倒裝晶片接合機之晶片搭載噴嘴。
[(I)安裝步驟]
圖10係表示安裝步驟之概略之剖視圖。於安裝步驟中，例如使用NCF(Non Conductive Film)等電路連接材料連接半導體晶片與電路基板。作為電路基板，並無特別限定，可使用聚醯亞胺基板、環氧玻璃基板等塑膠基板、陶瓷基板等。又，作為連接方法，可使用利用加熱接合機、回焊爐等之公知方法。
根據上述使用保護帶之半導體裝置之製造方法，能夠使焊接性變得良好，可減少背面研磨後之晶圓之翹曲量。又，由於在切晶處理步驟之前使形成有凸塊之晶圓面之接著劑層硬化而補強凸塊，故而能夠於切晶、拾取、安裝等後續步驟中，減少凸塊之破損。又，能夠產率良好地獲得具有優異之連接可靠性之半導體裝置。
由於藉由半導體裝置之製造方法所獲得之半導體裝置具備：半導體晶片，其具有凸塊與形成於凸塊形成面之接著劑層；及電路基板，其具有與凸塊對向之電極；且於半導體晶片之凸塊形成面形成有接著劑層11，故而能夠獲得優異之連接可靠性。
[實施例]
以下，對本發明之實施例進行說明。於本實施例中，製作使 接著劑層、第1熱塑性樹脂層、第2熱塑性樹脂層、及基材膜層積層之保護帶。使用保護帶依序進行保護帶貼附步驟(A)、研磨步驟(B)、黏著帶貼附步驟(C)、保護帶剝離步驟(D)、硬化步驟(E)、切晶處理步驟(F)、延伸步驟(G)、拾取步驟(H)、及安裝步驟(I)，從而製作半導體裝置。並且，對半導體裝置之焊接性、及晶圓翹曲量進行評價。再者，本發明並不限定於該等實施例。
[儲存剪切彈性模數]
接著劑層及熱塑性樹脂層於60℃之儲存剪切彈性模數係使用黏彈性測定裝置而算出。測定條件設定為測定溫度區域0~120℃、升溫速度5℃/分鐘、振動數1Hz、應變0.1%。
[保護帶之製作]
<熱塑性樹脂層(膜1)之製作>
於PET基材(厚度75μm)上，以依序形成第1熱塑性樹脂層(下述熱塑性樹脂層A1~A3之任一者)、及/或第2熱塑性樹脂層(下述熱塑性樹脂層B1~B3之任一者)之方式，擠出熱塑性樹脂並熔融成型。
<第1熱塑性樹脂層>
熱塑性樹脂層A1：乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(VF120T，宇部丸善聚乙烯(股份)公司製造)，於60℃之儲存剪切彈性模數：3.1E+06Pa
熱塑性樹脂層A2：(0540F，宇部丸善聚乙烯(股份)公司製造)，於60℃之儲存剪切彈性模數：7.1E+06Pa
熱塑性樹脂層A3：乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(V319，宇部丸善聚乙烯(股份)公司製造)，於60℃之儲存剪切彈性模數：1.1E+06Pa
<第2熱塑性樹脂層>
熱塑性樹脂層B1：乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EV40LX，三井-杜邦聚合化學(股份)公司製造)，於60℃之儲存剪切彈性模數：4.9E+05Pa
熱塑性樹脂層B2：乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EV45LX、三井-杜邦聚合化學(股份)公司製造)，於60℃之儲存剪切彈性模數：4.2E+04Pa
熱塑性樹脂層B3：乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EV170，三井-杜邦聚合化學(股份)公司製造)，於60℃之儲存剪切彈性模數：6.2E+05Pa
<接著劑層(膜2)之製作>
如表1所示，製作接著劑層No.1~No.3。接著劑層No.1係藉由如下方式製作：摻合膜形成樹脂13.0質量份、環氧樹脂54.8質量份、硬化劑32.4質量份、及硬化助劑0.3質量份而製備接著劑組成物，使用棒式塗佈機以乾燥後之厚度成為30μm之方式將其塗佈於經剝離處理之PET(Polyethylene terephthalate)，並利用烘箱使之乾燥。接著劑層No.1於60℃之儲存剪切彈性模數為3.3E+03Pa。
接著劑層No.2係藉由如下方式製作：摻合膜形成樹脂13.0質量份、環氧樹脂54.8質量份、硬化劑32.4質量份、硬化助劑0.3質量份、及填料25.0質量份而製備接著劑組成物，使用棒式塗佈機以乾燥後之厚度成為30μm之方式將其塗佈於經剝離處理之PET，並利用烘箱使之乾燥。接著劑層No.2於60℃之儲存剪切彈性模數為3.6E+04Pa。
接著劑層No.3係藉由如下方式製作：摻合膜形成樹脂2.0質量份、環氧樹脂54.8質量份、硬化劑32.4質量份、及硬化助劑0.3質量份而製備接著劑組成物，使用棒式塗佈機以乾燥後之厚度成為30μm之方 式將其塗佈於經剝離處理之PET，並利用烘箱使之乾燥。接著劑層No.3於60℃之儲存剪切彈性模數為3.6E+01Pa。
Figure 105117496-A0202-12-0018-1
膜形成樹脂：苯氧基樹脂(PKHH，Union Carbide(股份)公司製造)
環氧樹脂：二環戊二烯型環氧樹脂(HP7200H，DIC(股份)公司製造)
硬化劑：酚醛清漆型酚系樹脂(TD-2093，DIC(股份)公司製造)
硬化助劑：2-乙基-4-甲基咪唑(2E4MZ)
填料：二氧化矽(艾羅技RY200，日本艾羅技(股份)公司製造)
<實施例1>
將上述熱塑性樹脂層(膜1)、與上述接著劑層(膜2)進行層壓，而製作保護帶。作為膜1，使用由PET基材(75μm)、熱塑性樹脂層A1(50μm)及熱塑性樹脂層B1(450μm)所構成者。作為膜2，使用接著劑層No.1(20μm)。
<實施例2>
使用由PET基材(75μm)、熱塑性樹脂層A2(50μm)及熱塑性樹脂層B1(450μm)所構成者作為膜1，使用接著劑層No.2(20μm)作為膜2，除此以外，與實施例1同樣地製作保護帶。
<實施例3>
使用由PET基材(75μm)、熱塑性樹脂層A3(50μm)及熱塑性樹脂層B1(450μm)所構成者作為膜1，使用接著劑層No.3(20μm)作為膜2，除此以外，與實施例1同樣地製作保護帶。
<實施例4>
使用由PET基材(75μm)、熱塑性樹脂層A1(50μm)及熱塑性樹脂層B2(450μm)所構成者作為膜1，使用接著劑層No.1(20μm)作為膜2，除此以外，與實施例1同樣地製作保護帶。
<實施例5>
使用由PET基材(75μm)、熱塑性樹脂層A1(50μm)及熱塑性樹脂層B3(450μm)所構成者作為膜1，使用接著劑層No.1(20μm)作為膜2，除此以外，與實施例1同樣地製作保護帶。
<實施例6>
使用由PET基材(75μm)、熱塑性樹脂層A1(20μm)及熱塑性樹脂層B1(450μm)所構成者作為膜1，使用接著劑層No.1(20μm)作為膜2，除此以外，與實施例1同樣地製作保護帶。
<實施例7>
使用由PET基材(75μm)、熱塑性樹脂層A1(200μm)及熱塑性樹脂層B1(450μm)所構成者作為膜1，使用接著劑層No.1(20μm)作為 膜2，除此以外，與實施例1同樣地製作保護帶。
<實施例8>
使用由PET基材(75μm)、熱塑性樹脂層A1(50μm)及熱塑性樹脂層B1(300μm)所構成者作為膜1，使用接著劑層No.1(20μm)作為膜2，除此以外，與實施例1同樣地製作保護帶。
<實施例9>
使用由PET基材(75μm)、熱塑性樹脂層A1(50μm)及熱塑性樹脂層B1(600μm)所構成者作為膜1，使用接著劑層No.1(20μm)作為膜2，除此以外，與實施例1同樣地製作保護帶。
<實施例10>
使用由PET基材(50μm)、熱塑性樹脂層A1(50μm)及熱塑性樹脂層B1(450μm)所構成者作為膜1，使用接著劑層No.1(20μm)作為膜2，除此以外，與實施例1同樣地製作保護帶。
<實施例11>
使用由PET基材(100μm)、熱塑性樹脂層A1(50μm)及熱塑性樹脂層B1(450μm)所構成者作為膜1，使用接著劑層No.1(20μm)作為膜2，除此以外，與實施例1同樣地製作保護帶。
<實施例12>
使用由PET基材(75μm)、熱塑性樹脂層A1(5μm)及熱塑性樹脂層B1(495μm)所構成者作為膜1，使用接著劑層No.1(20μm)作為膜2，除此以外，與實施例1同樣地製作保護帶。
<實施例13>
使用由PET基材(75μm)、熱塑性樹脂層A1(50μm)及熱塑性樹脂層B1(450μm)所構成者作為膜1，使用接著劑層No.2(20μm)作為膜2，除此以外，與實施例1同樣地製作保護帶。
<實施例14>
使用由PET基材(75μm)、熱塑性樹脂層A1(250μm)及熱塑性樹脂層B1(450μm)所構成者作為膜1，使用接著劑層No.1(20μm)作為膜2，除此以外，與實施例1同樣地製作保護帶。
<比較例1>
使用由PET基材(75μm)及熱塑性樹脂層B1(500μm)所構成者作為膜1，使用接著劑層No.1(20μm)作為膜2，除此以外，與實施例1同樣地製作保護帶。
<比較例2>
使用由PET基材(75μm)及熱塑性樹脂層A1(500μm)所構成者作為膜1，使用接著劑層No.1(20μm)作為膜2，除此以外，與實施例1同樣地製作保護帶。
[半導體裝置之製作]
將保護帶之接著劑層面貼附於形成有焊料凸塊(
Figure 105117496-A0202-12-0021-14
=250μm、H=200μm、間距=250μm)之晶圓(尺寸：5cm×5cm×700μmt)，使用真空式貼合機，於60℃之溫度進行層壓。
其次，利用研磨機(製品名：DFG8560，DISCOAT(股份)公司製造)進行背面研磨處理直至晶圓厚度成為300μm為止。其後，殘留接著劑層而剝離保護帶，去除其他層(PET基材及熱塑性樹脂層)，於130 ℃之烘箱中使晶圓上之接著劑層硬化2小時。然後，對晶圓進行切晶，使晶片單片化，其後利用貼片機搭載於基板(附帶助焊劑之金電極)，於最大260℃之回焊爐中使晶片與基板焊接。
[焊接性之評價]
將助焊劑塗佈於基板之金電極上，於最大260℃之回焊溫度進行焊接時，將凸塊尺寸之面積設為100%，測量焊料潤濕擴散之面積。將焊料潤濕擴散之面積相對於凸塊尺寸之面積為40%以上之情況評價為焊接性良好，將未達40%之情況評價為焊接性不良。將實施例及比較例之結果示於下述表2及表3。
[晶圓翹曲之評價]
將保護帶之接著劑層面貼合於8英吋之晶圓(厚度725μm)，並進行背面研磨處理直至晶圓厚度為300μm，測定此時之晶圓之翹曲量。將翹曲量為5mm以下之情況評價為晶圓之翹曲量較小，將超過5mm之情況評價為晶圓之翹曲量較大。將實施例及比較例之結果示於下述表2及表3。
Figure 105117496-A0202-12-0023-2
Figure 105117496-A0202-12-0024-3
如實施例1~14所示，可知於使用依序具有接著劑層(接著劑層No.1~No.3)、第1熱塑性樹脂層(熱塑性樹脂層A1~A3)、第2熱塑性樹脂層(熱塑性樹脂層B1~B3)、及基材膜層(PET基材)，且滿足上述式(1)~(3)之條件之保護帶之情形時，焊接性良好，且晶圓之翹曲量亦較小。
尤其如實施例1~12、實施例14所示，可知於使用除了滿足上述式(1)~(3)之條件以外亦滿足上述式(4)之條件之保護帶之情形時，焊接性更良好。
如比較例1所示，可知於使用不具有第1熱塑性樹脂層之保護帶之情形時，焊接性不良。認為此係如下原因產生之結果：由於保護帶僅具有相對較軟之第2熱塑性樹脂層(熱塑性樹脂層B1)，不具有硬於第2熱塑性樹脂之第1熱塑性樹脂層，故而第2熱塑性樹脂層易附著於凸塊。
如比較例2所示，可知於使用不具有第2熱塑性樹脂層，且為上述式(3)之條件、即彈性模數修正值超過1.4E+06Pa之保護帶之情形時，晶圓翹曲量較大。認為此係如下原因產生之結果：由於保護帶僅具有相對較硬之第1熱塑性樹脂層，不具有軟於第1熱塑性樹脂層之第2熱塑性樹脂層，故而於對晶圓進行背面研磨處理時容易產生晶圓翹曲。
10‧‧‧保護帶
11‧‧‧接著劑層
12‧‧‧第1熱塑性樹脂層
13‧‧‧第2熱塑性樹脂層
14‧‧‧基材膜層

Claims (12)

  1. 一種保護帶，其依序具有接著劑層、第1熱塑性樹脂層、第2熱塑性樹脂層、及基材膜層，且滿足下述式(1)~(4)之條件，(1)Ga>Gb(2)Ta<Tb(3)(Ga×Ta+Gb×Tb)/(Ta+Tb)≦1.4E+06Pa(4)Gn/Ga≦0.01(式(1)中，Ga為貼附該保護帶之貼附溫度下之第1熱塑性樹脂層之儲存剪切彈性模數，Gb為貼附該保護帶之貼附溫度下之第2熱塑性樹脂層之儲存剪切彈性模數；式(2)中，Ta為第1熱塑性樹脂層之厚度，Tb為第2熱塑性樹脂層之厚度；式(3)中，Ga及Gb與式(1)中之Ga及Gb含義相同，Ta及Tb與式(2)中之Ta及Tb含義相同；式(4)中，Gn為貼附該保護帶之貼附溫度下之上述接著劑層之儲存剪切彈性模數，Ga與上述式(1)中之Ga含義相同)。
  2. 如申請專利範圍第1項之保護帶，其中，上述貼附溫度為40~80℃。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之保護帶，其中，上述第1熱塑性樹脂層於60℃之儲存剪切彈性模數為1.0E+06Pa~1.0E+09Pa，上述第2熱塑性樹脂層於60℃之儲存剪切彈性模數為1.0E+04Pa~2.0E+06Pa。
  4. 如申請專利範圍第1或2項之保護帶，其中， 上述接著劑層於60℃之儲存剪切彈性模數為1.0E+01Pa~5.0E+04Pa。
  5. 如申請專利範圍第3項之保護帶，其中，上述接著劑層於60℃之儲存剪切彈性模數為1.0E+01Pa~5.0E+04Pa。
  6. 如申請專利範圍第1或2項之保護帶，其係於形成有凸塊之晶圓面貼附上述接著劑層者，並且上述接著劑層之厚度、上述第1熱塑性樹脂層之厚度、及上述第2熱塑性樹脂層之厚度之合計為上述凸塊之高度以上。
  7. 如申請專利範圍第3項之保護帶，其係於形成有凸塊之晶圓面貼附上述接著劑層者，並且上述接著劑層之厚度、上述第1熱塑性樹脂層之厚度、及上述第2熱塑性樹脂層之厚度之合計為上述凸塊之高度以上。
  8. 如申請專利範圍第4項之保護帶，其係於形成有凸塊之晶圓面貼附上述接著劑層者，並且上述接著劑層之厚度、上述第1熱塑性樹脂層之厚度、及上述第2熱塑性樹脂層之厚度之合計為上述凸塊之高度以上。
  9. 如申請專利範圍第6項之保護帶，其中，上述接著劑層之厚度為上述凸塊之高度之10~80%。
  10. 一種半導體裝置之製造方法，其具有以下步驟：保護帶貼附步驟，其將具有接著劑層之保護帶貼附於形成有凸塊之晶圓面；研磨處理步驟，其對貼附有上述保護帶之晶圓之相反面進行研磨處 理；及保護帶剝離步驟，其殘留上述接著劑層而剝離上述保護帶，去除其他層；並且上述保護帶依序具有接著劑層、第1熱塑性樹脂層、第2熱塑性樹脂層、及基材膜層，且滿足下述式(1)~(4)之條件，(1)Ga>Gb(2)Ta<Tb(3)(Ga×Ta+Gb×Tb)/(Ta+Tb)≦1.4E+06Pa(4)Gn/Ga≦0.01(式(1)中，Ga為貼附上述保護帶之貼附溫度下之第1熱塑性樹脂層之儲存剪切彈性模數，Gb為貼附上述保護帶之貼附溫度下之第2熱塑性樹脂層之儲存剪切彈性模數；式(2)中，Ta為第1熱塑性樹脂層之厚度，Tb為第2熱塑性樹脂層之厚度；式(3)中，Ga及Gb與式(1)中之Ga及Gb含義相同，Ta及Tb與式(2)中之Ta及Tb含義相同；式(4)中，Gn為貼附該保護帶之貼附溫度下之上述接著劑層之儲存剪切彈性模數，Ga與上述式(1)中之Ga含義相同)。
  11. 如申請專利範圍第10項之半導體裝置之製造方法，其具有以下步驟：黏著帶貼附步驟，其將黏著帶貼附於研磨處理面；切晶處理步驟，其對貼附有上述黏著帶之晶圓進行切晶處理，而獲得單片之半導體晶片；及硬化步驟，其使上述接著劑層硬化；並且上述硬化步驟於上述切晶處理步驟之前進行。
  12. 一種半導體裝置，其係利用申請專利範圍第10或11項之半導體裝置之製造方法而獲得。
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