表面保護用板以及半導體晶片的磨削方法
2023-05-08 03:29:51 1
專利名稱：表面保護用板以及半導體晶片的磨削方法
技術領域：
本發明涉及表面保護用板以及半導體晶片(semiconductor wafer)的磨削方法，特別涉及適宜使用在，磨削在電路面上高密度排列高度高的凸點(bump)的半導體晶片的內側面的工序中的表面保護用板以及磨削形成有這種凸點的半導體晶片的方法。
背景技術：
伴隨著半導體裝置的高密度安裝化，在半導體晶片和基板的接合中使用了由錫焊等形成的凸點，在直接接合的情況時多使用直徑為100μm左右的球狀物。當磨削在電路面中形成有這樣的高凸點的晶片的內側面時，這種高凸點的高低差異所引起的壓力差直接影響內側面，該影響不能完全被用於表面保護的粘合板的緩衝性所抑制，從而在磨削工序中發生破損以及產生微凹(內側面出現凹陷)，這成為製成裝置的可靠性差的主要原因。以往是使完成厚度比較厚來防止晶片的破損或者使凸點的排列密度疏鬆來防止這種情況的發生。
但是，近年來要求高密度排列高度高的凸點的裝置增多。對於這種裝置，如果使用通常的表面保護用的粘合板A，則如圖4所示，由於凸點的影響粘合劑層不能粘附在晶片的端部。結果導致一部分在除用於磨削內側面時的熱或切削屑而噴霧的洗滌水滲入到電路面側，造成電路面的汙染。
因此，通過增厚粘合劑層的厚度以及提高粘合劑的流動性來使粘合劑層和晶片的端部粘合，但是由於粘合劑容易流入到凸點的根部，因此在粘合板的剝離操作中，附著在凸點的根部的粘合劑會引起層內破壞，有時其中一部分還殘留。這是使用用能量線固化型粘合劑的粘合板也會發生的問題。如果不通過溶劑清洗等除去在電路面殘留的粘合劑，則會作為裝置的異物而殘留下來，從而有損完成的裝置的可靠性。
在專利文獻1中，公開了向半導體晶片貼附保護帶的方法，其特徵在於，使用可經適宜處理控制粘合力的保護帶，只對半導體晶片的周邊部以強粘合的狀態貼附保護帶。該方法簡要說就是是，使用紫外線固化型粘合帶作為保護帶，在貼附半導體晶片之前，先使與晶片的元件形成區域結合的粘合劑層固化，再只在晶片的周邊部進行晶片的固定。
但是，在專利文獻1的方法中，被固化的粘合劑層和未固化的粘合劑層在同一平面上。因此，如果凸點的高度增高，由於凸點的影響，粘合劑層不能貼附在晶片的端部。所以，如圖4所示，仍不能充分改善洗滌水滲入到電路面側的問題。
專利文獻1日本專利特開平5-62950號公報發明的揭示發明要解決的課題本發明鑑於如上所述的以往技術，提供了即使是高密度排列有高度高的凸點的晶片，即使磨削至極薄，也不發生微凹、不發生晶片的破損、汙染，且剝離後在凸點的根部不附著粘合劑的表面保護用板以及半導體晶片的磨削方法。
解決課題的方法本發明涉及的表面保護用板是用於磨削半導體晶片的內側面的保護用板，其特徵在於，在基材板的單面上，設置有比所需貼附的半導體晶片的外徑小的直徑的不形成粘合劑層的開口部，以及形成有在其外周形成的粘合劑層的部分。
上述表面保護用板中，較好為先將基材板和要貼附粘合劑層的半導體晶片切割成近似同徑，再使與形成上述粘合劑層的部分成近似同心圓。
本發明涉及的半導體晶片的磨削方法，其特徵在於，將在電路面上形成有凸點的半導體晶片形成為下述的表面保護形態，將其基板側安裝在固定臺上，磨削半導體晶片的內側面側，上述表面保護形態是指形成具有與形成有凸點的部分相對應的沒有形成粘合劑層的開口部，在沒有形成凸點的晶片的外周部分上形成了作為粘合劑形成部的粘合劑層，再在該粘合劑層上層疊基材板以封閉粘合劑層的開口部。
上述內側面磨削方法中的表面保護形態可通過將前述的本發明表面保護板貼附在半導體晶片的電路面上來實現。
另外，也可通過以下方法來實現表面保護形態，即，在電路面上形成有凸點的半導體晶片上貼附粘合劑層，並使之與該半導體晶片的外周部分重合，再在該粘合劑層上層疊貼附基材板來封閉粘合劑層的開口部，該粘合劑層具有與形成有凸點的部分相對應的開口部和與不形成凸點的晶片外周部分相對應的粘合劑形成部。
通過上述磨削方法，即使是對在電路面上形成的凸點的高度在50μm以上，在最外側配置的凸點的位置距自晶片的外周2～10mm的半導體晶片也可進行加工處理。上述磨削方法中，表面保護用板的粘合劑層的厚度(At)與隆起焊的高度(Bt)之差(Bt-At)較好為-5～50μm。
發明的效果本發明的表面保護用板以及半導體晶片的磨削方法，由於在與凸點接合的部分沒有設置粘合劑，因此在凸點的根部不會附著粘合劑，從而不會發生裝置的可靠性不足。另外，由於晶片的端部可通過粘合劑層來密合固定，因此可防止洗滌水滲入電路面，從而防止晶片的汙損。
附圖的簡單說明
圖1本發明的表面保護用板的截面圖。
圖2本發明的表面保護用板的斜視圖。
圖3顯示了本發明的表面保護用板貼附在晶片的凸點面上，進行晶片內側面磨削的狀態。
圖4顯示了以往的表面保護用粘合板A貼附在晶片的凸點面上，進行晶片內側面磨削的狀態。
符號的說明1…基材板2…粘合劑層3…開口部4…半導體晶片5…凸點10…表面保護用板A…以往的表面保護用粘合板實施本發明的最佳方式以下，參考附圖具體說明本發明。
如圖1中的截面圖、圖2中的斜視圖所示，本發明涉及的表面保護用板10，其特徵在於，在基材板1的單面上設置有比所需貼附的半導體晶片的外徑小的直徑的不形成粘合劑層的開口部3，以及形成有在其外周形成的粘合劑層2的部分。
(基材板1)如果本發明的表面保護用板10中使用的基材板1是樹脂板，則無需特別地選擇既可使用。作為這樣的樹脂板，可例舉如低密度聚乙烯、直鏈低密度聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯等聚烯烴；乙烯醋酸乙烯共聚物、乙烯(甲基)丙烯酸酸共聚物、乙烯(甲基)丙烯酸酯共聚物等乙烯共聚物；聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯等聚酯；聚氯化乙烯、丙烯酸類橡膠、聚醯胺、聚氨酯、聚醯亞胺等樹脂膜。基材板1可以是這些的單層，也可是由層疊體形成的。另外，也可是經交聯等處理的板材。
作為這樣的基材板1，可以使用熱塑性樹脂經過擠出成形而形成的板材，也可是通過規定方法將固化性樹脂薄膜化、固化而形成的板材。作為固化性樹脂，例如可使用以能量線固化性的氨基甲酸酯丙烯酸酯系低聚物作為主劑、以具有體積較大的基團的丙烯酸酯單體為稀釋劑、根據需要混合光聚合引發劑而形成的樹脂組合物。
基材板的厚度較好為30～1000μm，更好為50～500μm，特好為100～300μm。
(粘合劑層2)本發明的表面保護用板10的粘合劑層2，如果具有適度的再剝離性，則其種類沒有特別的限定，可以由橡膠系、丙烯酸系、矽酮系、聚氨酯系、乙烯基醚系等常用的粘合劑形成。另外，也可以是通過能量線的照射而固化具有再剝離性的能量線固化型粘合劑。
另外，粘合劑層2可以由單層的粘合劑形成，如圖1所示，也可以是在芯材膜22的兩面設置粘合劑層21，23的雙面粘合板。
在用雙面粘合板形成粘合劑層時，如使用聚對苯二甲酸乙二酯膜這樣剛性較高的膜作為芯材膜22，則由於在表面保護用板10的製造時以及晶片貼附時的尺寸穩定性良好，因此較好。在芯材膜22上設置的粘合劑可以是雙面均相同的，但較好為在朝向基材板1一側的粘合劑23是具有強粘合性的粘合劑，而朝向晶片一側的粘合劑21為顯示再剝離性的粘合劑。
粘合劑層2的較好的厚度，由在所貼附的晶片4上形成的凸點5的高來決定。粘合劑層的厚度(At)和凸點高度(Bt)的差(Bt-At)較好為-5～+50μm，更好為±0～+40μm，特好為+10～+30μm。例如，當凸點5的高度(Bt)為100μm時，粘合劑層2的厚度(At)較好為50～105μm，更好為60～100μm，特好為70～90μm。如果具有這樣的厚度關係，則晶片的凸點5和基材板1以適度的壓力相接，在磨削加工時不會發生表面保護用板10的剝落或位置偏移等。即使該差(Bt-At)為負值時，粘合劑層的厚度大於凸點的高度而留有間隙，但是如果該值較小，則磨削加工時的施壓會將半導體晶片彎曲，這樣會產生適度的壓力，從而仍可將晶片整體固定。
由於在將2與基材層層疊之前，要進行打孔等加工，因此以在其兩面層疊有用矽酮系剝離劑等處理實施過的剝離膜的形態來供加工使用，可以起到保護粘合劑層、賦予其自身支持性的作用。在兩面層疊的剝離膜如是輕剝離型·重剝離型這樣具有剝離差的構成，則製造表面保護用板時的作業性提高，因此較好。在使用在粘合劑層21，23中用了不同的粘合劑的雙面粘合板時，由於輕剝離型的剝離膜可首先剝離，朝向其的粘合劑面是在基材板1上層疊的面，與重剝離型的剝離膜相對的粘合面是貼附在晶片4上的面。
(表面保護用板10的製造)本發明的表面保護用板10中是沒有形成粘合劑層的基材板面(以下，稱為「開口部」，圖中的「3」)與所要貼附的晶片4的設有凸點5的電路形成部分相對，沒有形成電路的晶片的外圍部分與粘合劑層2相對。
將粘合劑層2層疊在基材板1上之前，用打孔等方法切割除去成為近圓形，形成沒有粘合劑層形成的開口部3。此時，如果只對粘合劑層和輕剝離型的剝離膜打孔，而沒有完全打孔至重剝離型的剝離膜，則重剝離型的剝離膜成為粘合劑層的載體，以後的加工也可以roll-to-roll連續進行，因此較好。接著，一邊剝離殘留的輕剝離型的剝離膜，一邊層疊在基材板1上，製成表面保護用板10。
可以將該階段的構成作為本發明的表面保護用板10使用。以該構成使用時，將表面保護用板10的開口部3與晶片的電路面的位置對合，同時將外周的粘合劑層2貼附在晶片的外圍。然後，將超出晶片的表面保護用板沿著晶片4的外周(圖2中以虛線表示)切斷分離，供於內側面磨削。
作為本發明的表面保護用板的較好方式是，在先前製造階段所得構成的基礎上，按照形成與切割除去的粘合劑層呈近同心圓狀，且與所需貼附的晶片的徑相吻合，衝裁粘合劑層的外周而得的結構。此時，也較好為只對重剝離型的剝離膜不進行衝裁。即，在如圖2所示的構成中，事先按照與晶片4的外徑相吻合的要求對基材1和粘合劑層2進行裁切。通過事先切割成與晶片相同的形狀，在晶片上貼附表面保護用板時，就無需進行用切割機切割表面保護用板的工序。如果那樣，則可避免如下情況的發生，即，切割機的刀刃會傷損晶片的端部，從而在之後的加工中引發晶片的破損。
(晶片的表面保護形態)如圖3所示，通過向晶片4貼附表面保護板10在不使粘合劑層2與凸點5相對接地使位置高精度吻合的同時，形成為用於磨削半導體晶片的表面保護形態。儘量將表面保護板10低張力地貼附以避免由張力引起變形。
另外，作為其它方法，也可不製造如上述的表面保護用板10，通過在半導體晶片4的外周部貼附粘合劑層2，接著層疊貼附基材板1使該粘合劑層的開口部3封閉來形成同樣的表面保護形態。具體地講，分別準備基材板1和粘合劑層2。在粘合劑層2中切除與半導體晶片的電路面上形成有凸點的部分相當的部分，形成開口部3。按照使將粘合劑層2的開口部3與半導體晶片4的電路部分相對合的要求高精度貼附。接著，將基材板1層疊在粘合劑層2以及開口部3上使開口部3封閉，最後，將超出半導體晶片4的外周的基材板1和粘合劑層2的層疊體一併用切割機切去。這樣，可以形成與使用表面保護板10的情況相同的表面保護形態。
(晶片的內側面磨削)如果本發明的半導體晶片的磨削方法中使用的晶片，如果是在電路面上形成有凸點的，則可使用任意結構的晶片，而凸點的高度在50μm，較好在100μm以上，且在最外配置的凸點的位置在距晶片外周2～10mm內側的晶片，很難應用以往的表面保護用粘合板，卻比較適用於本發明。
在晶片磨削裝置的晶片固定臺(圖中未示)上，安裝形成了上述表面保護形態的晶片4的表面保護用板10側，通過通常的磨削手法進行磨削。
由於將粘合劑層2整體確實接合在晶片4的外圍部，因此在磨削加工時的洗滌水等的滲入不會發生，從而不會引起晶片的電路面的汙染。另外，對於晶片電路面而言，由於凸點的頂點以適度的壓力與基材板相接，因此在磨削加工時不易造成表面保護板的剝離和位置偏移等。
實施例(1)混合重均分子量5000的氨基甲酸酯丙烯酸酯系低聚物(荒川化學公司制)50重量份、丙烯酸異冰片酯25重量份、苯基羥丙基丙烯酸酯25重量份、光聚合引發劑(チバ·スペシヤルティケミカルズ社制、イルガキュア184)2重量份以及酞菁系顏料0.2重量份，得到用於通過澆延制膜製造基材板的具有光固化性的樹脂組合物。
通過噴注(ファウンテンダイ)方式，將所得的樹脂組合物塗布在聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜(東し社制、厚度38μm)上，形成160μm的厚度，再在塗布膜上層疊相同的PET膜，之後使用高壓汞燈(160W/cm、高度10cm)，在光量250mJ/cm2的條件下進行紫外線照射處理，使塗布膜交聯·固化。之後，剝離兩面的PET膜，得到厚度160μm的基材板。
(2)在厚度為50μm的PET膜(東し社制)的單面上，塗布乾燥強粘合型的丙烯酸系粘合劑(リンテツク社制、PA-T1)，使乾燥膜厚為15μm。在粘合劑塗布面上層疊輕剝離型的剝離膜(リンテツク社制、商品名SP-PET3801、厚度38μm)的剝離處理面，得到單面粘合板。
接著，在重剝離型的剝離膜(リンテツク社制、商品名SP-PET3811、厚度38μm)的剝離處理面上塗布乾燥能量線固化型粘合劑(丙烯酸正丁酯/丙烯酸＝91/9(重量份)的共聚物(重均分子量約60萬)100重量份、氨基甲酸酯丙烯酸酯(分子量約7000)120重量份、交聯劑(異氰酸酯系)2重量份)，形成15μm的乾燥膜厚度，在先前製成的單面粘合板的無塗布面(PET膜側)上層疊能量線固化型粘合劑的塗布面，製成粘合劑層的厚度為80μm的雙面粘合板。
(3)將將(2)製成的雙面粘合板的從剝離膜(輕剝離型)到能量線固化性粘合劑層的層打直徑為190mm的圓形孔，只殘留剝離膜(重剝離型)不打孔，除去該圓形部分。剝離穿孔的剝離膜(輕剝離型)，將暴露的強粘合型的丙烯酸系粘合劑面層疊在(1)製成的基材膜上。
接著，除剝離膜(重剝離型)之外，將從基材板到能量線固定性粘合劑層的層，衝裁出直徑為200mm的與先前打孔所形成的圓形部分為同心圓的圓形，除去其外周部分形成開口部。這樣，製成了在基材板上設置有外周大小為5mm的粘合劑層的徑為200mm的表面保護用板。
(4)在直徑200mm、厚度750μm的矽晶片的鏡面上實施點狀的印刷(點高度100μm、點徑100～200μm、點間距1mm、點的最外側的位置距晶片外周6mm)，這些視為凸點。剝離由(3)製成的表面保護用板剝離膜(重剝離型)，層疊在該矽片的印刷面並使各自的外圍相對合。由於凸點高度為100μm，相對於粘合劑層的厚度80μm，凸點高度與粘合劑層的厚度差為20μm。
將該矽片的表面保護用板側固定在晶片磨削裝置的磨削檯面上，進行磨削使最終厚度為350μm。
可以在表面保護用板不會在磨削中途脫落，不使洗滌水滲入晶片的電路面側，以及晶片不會破損的前提下完成磨削。在表面保護用板上照射能量線(紫外線)、進行剝離後，觀察電路面，確認無異物。
產業上利用的可能性採用本發明的表面保護用板以及半導體晶片的磨削方法，由於在與凸點相接的部分沒有粘合劑，因此在凸點根部不會附著粘合劑，從而不會造成由此引起的裝置可靠性不足。因此，可以對高密度排列有具有高低差的凸點的晶片進行磨削。由於粘合劑層2可真正確實地粘接在晶片4的整個外圍部，因此也不會造成由磨削加工時的洗滌水等的滲入引起的晶片的電路面汙染。
權利要求
1.表面保護用板，它是在進行半導體晶片的內側面磨削時使用的表面保護用板，其特徵在於，在基材板的單面上設置有直徑比所需貼附的半導體晶片的外徑小的不形成粘合劑層的開口部，以及形成有在其外周形成的粘合劑層的部分。
2.如權利要求1所述的表面保護用板，其特徵還在於，將基材板及粘合劑層切割成與所需貼附的半導體晶片近似徑，形成有上述粘合劑層的部分形成為近似同心圓。
3.半導體晶片的磨削方法，其特徵在於，將在電路面上形成有凸點的半導體晶片形成為下述的表面保護形態，將其基板側安裝在固定臺上，磨削半導體晶片的內側面側，上述表面保護形態是指具有與形成凸點的部分相對應的沒有形成粘合劑層的開口部，在沒有形成凸點的晶片的外周部分形成了成為粘合劑形成部的粘合劑層，再在該粘合劑層上層疊基材板以封閉粘合劑層的開口部。
4.如權利要求3所述的半導體晶片的磨削方法，其特徵還在於，通過在半導體晶片的電路面上貼附權利要求1或2所述的表面保護板來實現權利要求3所述的表面保護形態。
5.如權利要求3所述的半導體晶片的磨削方法，其特徵還在於，通過以下方法形成權利要求3的表面保護形態，即，在電路面上形成有凸點的半導體晶片上，與該半導體晶片的外周部分相重合地貼附具有與形成凸點的部分相對應的開口部和與沒有形成凸點的晶片的外周部分相對應的粘合劑形成部的粘合劑層，再在該粘合劑層上層疊貼附基材板將粘合劑層的開口部封閉。
6.如權利要求3所述的半導體晶片的磨削方法，其特徵還在於，在電路面上形成的凸點的高度在50μm以上，在最外部配置的凸點的位置距晶片的外周2～10mm。
7.如權利要求3所述的半導體晶片的磨削方法，其特徵還在於，粘合劑層的厚度(At)與凸點的高度(Bt)之差(Bt-At)為-5～50μm。
全文摘要
本發明的目的是提供，即使對於高密度排列有高度高的凸點的晶片，即使磨削到極薄，也不發生微凹，不發生晶片的破損、汙染，且在剝離後，凸點的根部不附著粘合劑的表面保護用板以及半導體晶片的磨削方法。本發明涉及的表面保護用板是在磨削半導體晶片的內側面時使用的表面保護板，其特徵在於，在基材板的單面上設置有比所需貼附的半導體晶片的外徑小的直徑的不形成粘合劑層的開口部3，以及形成有在其外周形成的粘合劑層2的部分。
文檔編號H01L21/68GK1868040SQ20048003022
公開日2006年11月22日 申請日期2004年10月14日 優先權日2003年10月16日
發明者永元公市, 大橋仁, 高橋和弘 申請人:琳得科株式會社