激光切割用粘合片及其制造方法

專利名稱：激光切割用粘合片及其制造方法
技術領域：
本發明涉及一種當通過激光的光吸收消融在被加工物內部設置改性區域而進行單片化時用于支撐固定該被加工物的激光切割用粘合片。另外，本發明還涉及一種通過激光的光吸收消融而對電路基板、半導體晶圓、玻璃基板、陶瓷基板、金屬基板、半導體激光器等發光或光敏器件基板、MEMS基板、或半導體封裝等各種被加工物進行單片化的元件小片的制造方法。
背景技術：
在半導體相關產品的制造工序中，在基板上進行各種電路的形成以及表面處理之后，切割分離(切割，dicing)該半導體基板而制造元件小片(例如，半導體元件等)。具體為，在基板上貼合粘合片后用刀片切割基板，然后通過使粘合帶展開(expand)而分離成元件小片。
近年來，利用熱損壞少且可以進行高精細加工的、激光的光吸收消融的半導體基板等的切割方法，作為精密的切割方法而備受矚目。
作為上述技術，例如，提出了在切割片上支撐固定被加工物后利用激光光線切割被加工物的方法(專利文獻1)。還有，就上述切割片而言，已公開是由包含支撐片的基材和配置在上述基材的單個表面上的粘合劑層構成，上述粘合劑層可以被激光光線所切割，但激光光線不能切割上述支撐片。
另外，也提出了組合微噴水器和激光器而切割半導體晶圓的方法(專利文獻2)。還公開了如下所述的激光切割用粘合帶，其中在基材的單面上具有非放射線固化型粘合劑層以及放射線固化型粘合劑層，基材是可以透過噴水器的噴射水流的材質，且在基材和放射線固化型粘合劑層之間設有非放射線固化型粘合劑層。
另外，提出了一種激光加工方法，該方法中具備在表面具有粘合性的片材上固定加工對象物的工序；在上述加工對象物的內部會集聚焦點來照射激光，并沿著上述加工對象物的切割預定線，在上述加工對象物的內部形成改性區域的工序(專利文獻3)。
然而，當照射激光時，為了在被加工物(加工對象物)內部形成高度均勻的改性區域，有必要在該部分使激光以高精度聚焦。在使用一般刀片的切割過程中，幾μm左右的被加工物的厚度偏差不會成為大問題，但是在進行激光切割時，幾μm左右的被加工物的厚度偏差會造成激光的聚焦區域的偏離，改性區域的高度會變得不均勻，該改性區域的高度偏差會導致難以對被加工物進行單片化而形成芯片。
激光切割裝置中包括帶有高度調節機構的裝置，在使用這種裝置時，不大會出現如上所述的問題，但因高度的微調節需要時間，所以生產效率極差，在現實中無法使用。另外，對具有較大彎度的被加工物進行加工時，雖然用上述激光切割裝置可以在一定程度上滿足需求，但對于具有細小凹凸不平的被加工物，就無法適用上述激光切割裝置。
進而，在通過展開而分離成芯片時，在使用不同粘合片的情況下，會出現只有片材的周圍部分伸展而中心部的片材伸展不充分的問題，所以中央部的芯片不能實現單片化。
專利文獻1特開2002-343747號公報專利文獻2特開2003-34780號公報專利文獻3特開2003-33887號公報發明內容本發明的目的在于，提供一種當通過激光的光吸收消融在被加工物內部設置改性區域而進行單片化時，能夠以高生產效率確實可靠地對被加工物進行單片化而形成元件小片的激光切割用粘合片及其制造方法。另外，本發明的目的還在于，提供一種使用上述激光切割用粘合片而確實可靠地以高生產效率制造元件小片的方法。
本發明人為了解決上述課題而進行了潛心研究，結果發現利用下述的激光切割用粘合片(下面，也稱為粘合片)能夠達到上述目的，從而完成了本發明。
即，本發明涉及一種激光切割用粘合片，是在通過激光的光吸收消融在被加工物的內部設置改性區域而進行單片化時使用的激光切割用粘合片，其特征在于，上述粘合片中，在基材的單面上至少具有粘合劑層，且至少在不接觸于粘合劑層的基材表面上，不具有寬度(W)為20mm以下且高度(h)為1μm以上的凸部、以及寬度(W)為20mm以下且深度(d)為1μm以上的凹部。
在通過激光的光吸收消融而對被加工物進行激光加工之前，上述粘合片被層疊在被加工物的吸附臺面側(激光射出面側)或激光入射面側，并在切割時以及隨后的各工序中用于支撐固定被加工物(元件小片)。
本發明人認為，不能順利地對被加工物進行單片化的原因在于，用于支撐固定被加工物的粘合片上。于是，本發明人發現，當粘合片的基材表面上具有寬度(W)為20mm以下且高度(h)為1μm以上的凸部、或寬度(W)為20mm以下且深度(d)為1μm以上的凹部的情況下，在將該粘合片貼合到被加工物上時，因該凹凸部的影響被加工物的平擔性會受損，或者激光的聚焦區域會發生偏離，所以形成在被加工物內部的改性區域的高度不均勻，其結果不能將被加工物順利地單片化成小片。
一般認為這些凹凸部是在制造粘合片時產生的。例如，在為了穩定化粘合劑的特性而進行的加熱處理工序中，基材的部分收縮會造成凹凸部的產生。另外，當對成為輥狀的層疊片(粘合片)進行加熱處理、或以輥狀保存粘合片時，未與粘合劑層接觸的基材表面會粘附在用于保護粘合劑層表面的光滑的隔片上，而當隔片受壓時基材會發生變形，從而出現凹凸部。


圖1是表示本發明的粘合片截面的示意圖。如圖1所示，上述凸部的寬度(W)是指凸部的起始點和終止點之間的最大間隔(mm)，上述凹部的寬度(W)是指凹部的起始點和終止點之間的最大間隔(mm)。另外，上述凸部的高度(h)是指自基材表面的凸部的最大高度(μm)，上述凹部的深度(d)是指自基材表面的凹部的最大深度(μm)。
本發明的粘合片中，在基材表面上不應有寬度(W)為20mm以下的上述凹凸部。即使基材表面上存在寬度(W)超過20mm的凹部或凸部，通過使用裝有高度調節機構的激光切割裝置，能夠充分對應于被加工物的高度變化，所以不會成為問題。
本發明的粘合片中，形成粘合劑層的粘合劑優選為放射線固化型粘合劑。當使用放射線固化型粘合劑時，通過放射線(例如為紫外線)照射可降低粘合劑層的粘合力，所以在形成改性區域之后通過對粘合劑層進行放射線照射，能夠容易地進行粘合片的剝離。
另外，本發明的粘合片中，基材優選為沒有頸縮性(necking)的材料。頸縮性是指在拉伸試驗中，根據應力伸展直至斷裂的性質。這是因為在通過展開而單片化成芯片的過程中，如果基材具有頸縮性，則只有被施加應力的部分發生伸展，應力無法充分傳到整個基材上，從而會使中央部的芯片不能實現單片化。作為不具有頸縮性的材料，特別優選使用聚氯乙烯。
另外，本發明的粘合片中，優選在上述粘合劑層上設置有隔片。通過設置隔片，能夠將層疊片(粘合片)做成輥狀進行加熱處理或者保存。另外，在使用粘合片之前的期間內，能夠保護粘合劑層的表面不受塵埃等的影響。
本發明涉及一種激光切割用粘合片的制造方法，其特征在于，對基材的單面上至少設置有粘合劑層的層疊片不實施加熱處理。因為不對層疊片實施加熱處理，能夠防止由熱造成的基材的部分變形，其結果能夠抑制在基材表面上產生上述凹凸部。
另外，本發明涉及一種激光切割用粘合片的制造方法，具備在基材的單面上設置粘合劑層的工序、在該粘合劑層上設置隔片而制成層疊片的工序、將該層疊片卷繞成輥狀而制成輥狀層疊片的工序、對該輥狀層疊片實施加熱處理的工序。
上述基材的不接觸于粘合劑層的表面的算術平均高度Ra優選為0.4μm以上。當將上述層疊片卷繞成輥狀時，基材表面和隔片表面相互接觸，如果基材表面過于光滑(當Ra不到0.4μm時)，則會粘附于隔片表面上，導致基材難以滑動。在這種狀態下，如果對輥狀層疊片實施加熱處理，則不僅基材發生收縮，由于向隔片施加壓力，在上述基材表面上會局部地出現較多的上述凹凸部。另外，如果基材表面過于光滑，則基材和吸附臺的摩擦力會增大，所以不能均勻展開，其結果無法對被加工物確實可靠且容易地進行單片化從而形成為元件小片。
另外，上述隔片中的不接觸于粘合劑層的表面優選成為梨皮或凹凸結構。當將層疊片做成輥狀時，通過將與基材接觸的隔片表面做成梨皮或凹凸結構，能夠緩和與基材表面的粘附性，提高基材的滑動性。其結果，即使在因加熱處理基材發生收縮的情況下，由于基材和隔片的滑動性較好，可以抑制局部變形，從而能夠防止在基材表面上局部出現上述凹凸部。
本發明涉及一種元件小片的制造方法，具備在被加工物的單面上貼合上述激光切割用粘合片的粘合劑層的工序、通過照射激光在被加工物的內部形成改性區域的工序、通過展開激光切割用粘合片而對被加工物進行單片化的工序、從經單片化的被加工物剝離激光切割用粘合片的工序。
圖2是表示半導體晶圓的切割方法的例子的示意圖。
圖中1—基材，2—粘合劑層，3—隔片，4—激光切割用粘合片，5—半導體晶圓，6—吸附臺，7—激光，8—保護片，9—切割框。
具體實施例方式
作為本發明中使用的激光器，只要是能夠通過多光子吸收而在被加工物內部形成改性區域，就沒有特別限制，可以列舉出如激發波長為1064nm的YAG激光器、YVO4激光器、YLF激光器、以及鈦藍寶石(titan sapphire)激光器等。所使用的激光器可以根據被加工物的種類而進行適當選擇，例如，在硅晶圓的情況下優選使用YAG激光器。
作為被加工物，只要是可通過由上述激光器輸出的激光的光吸收消融而能夠在內部形成改性區域，就沒有特別限制，可以列舉出如片材、電路基板、半導體晶圓、玻璃基板、陶瓷基板、金屬基板、半導體激光器等發光或光敏元件基板、MEMS(微電子機械系統，Micro Electro MechanicalSystem)基板、以及半導體封裝等。
本發明的激光切割用粘合片特別優選適用于半導體晶圓的激光切割。
作為上述片材，可以列舉出如由聚酰亞胺類樹脂、聚酯類樹脂、環氧類樹脂、氨基甲酸酯類樹脂、聚苯乙烯類樹脂、聚乙烯類樹脂、聚酰胺類樹脂、聚碳酸酯類樹脂、硅酮類樹脂、氟類樹脂等構成的高分子薄膜或無紡布，通過對這些樹脂進行拉伸加工、浸滲加工等而賦予了物理或光學功能的片材，銅、鋁、不銹鋼等金屬片材，或直接或借助膠粘劑等層疊上述高分子薄膜和/或金屬片材而成的材料等。
作為上述電路基板，可以列舉出單面、雙面或多層撓性印刷電路板，由環氧玻璃、陶瓷、或金屬芯基板等構成的剛性基板，形成在玻璃或聚合物上的光回路或光—電混合電路基板等。
如圖1所示，本發明的粘合片4是在基材1的單面上至少具有粘合劑層2的材料。為了將層疊片卷繞成輥狀，在粘合劑層2上可以設置隔片3。
作為基材的形成材料，可以列舉出如聚對苯二甲酸乙二醇酯，聚萘二甲酸乙二醇酯，聚苯乙烯，聚碳酸酯，聚酰亞胺， (甲基)丙烯酸類聚合物，聚氨酯類樹脂，聚降冰片烯類樹脂，聚乙二醇，聚丁撐二醇等聚亞烷基二醇類樹脂，硅酮類橡膠，以及聚乙烯、聚丙烯、聚丁二烯、聚乙烯醇、乙烯—醋酸乙烯酯共聚物(EVA)、聚甲基戊烯、聚氯乙烯等聚烯烴類樹脂等，但并不限于這些。
在這些物質中，優選使用沒有頸縮性的聚合物，作為這些聚合物，可以舉例為聚丁二烯、EVA、以及聚氯乙烯等具有橡膠彈性的聚合物，α-烯烴類聚合物。特別優選基材由軟質聚氯乙烯形成。
基材可以是單層，也可以是多層。
關于基材的厚度，在不損壞向被加工物的貼合、被加工物的激光切割、以及元件小片的剝離及回收等各工序中的操作性或作業性的范圍內，可以進行適當調節，通常為50～300μm，優選50～150μm。為了提高與粘合劑層的粘附性、穩定性等，基材的單面可以實施慣用的表面處理，例如鉻酸處理、臭氧曝露、火焰曝露、高壓電擊曝露、以及離子化放射線處理等化學或物理處理，或使用底涂劑(例如，后述的粘合物質)的涂敷處理。另外，基材的另一側表面的算術平均高度Ra優選為0.4μm以上，進一步優選0.5μm以上。其中，為了防止上述凹凸部的形成，算術平均高度Ra優選為1μm以下，進一步優選0.9μm以下。
作為粘合劑層的形成材料，能夠使用含有(甲基)丙烯酸類聚合物或橡膠類聚合物等的公知的粘合劑。
作為形成(甲基)丙烯酸類聚合物的單體成分，可以舉例為具有甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、叔丁基、異丁基、戊基、異戊基、己基、庚基、環己基、2-乙基己基、辛基、異辛基、壬基、異壬基、癸基、異癸基、十一烷基、月桂基、十三烷基、十四烷基、硬脂基、十八烷基、以及十二烷基等碳原子數為30以下、優選碳原子數為4～18的直鏈或支鏈的烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯。這些(甲基)丙烯酸烷基酯可以單獨使用1種，也可以合用2種以上。
作為上述以外的單體成分，可以舉例為丙烯酸、甲基丙烯酸、(甲基)丙烯酸羧乙酯、(甲基)丙烯酸羧戊酯、衣康酸、馬來酸、富馬酸以及巴豆酸等含羧基單體，馬來酸酐或衣康酸酐等酸酐單體，(甲基)丙烯酸2-羥乙酯、(甲基)丙烯酸2-羥丙酯、(甲基)丙烯酸4-羥丁酯、(甲基)丙烯酸6-羥己酯、(甲基)丙烯酸8-羥辛酯、(甲基)丙烯酸10-羥癸酯、(甲基)丙烯酸12-羥基月桂酯、以及(4-羥基甲基環己基)甲基(甲基)丙烯酸酯等含羥基單體，苯乙烯磺酸、烯丙基磺酸、2-(甲基)丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸、(甲基)丙烯酰胺丙烷磺酸、(甲基)丙烯酸磺基丙酯、以及(甲基)丙烯酰氧基萘磺酸等含磺酸基單體，2-羥乙基丙烯酰磷酸酯等含磷酸基單體等。這些單體成分可以單獨使用1種，也可以合用2種以上。
另外，為了實施(甲基)丙烯酸類聚合物的交聯處理等，在必要時也能夠將多官能單體等用作共聚單體成分。
作為多官能單體，可以列舉出如己二醇二(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、三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、四羥甲基甲烷四(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、二季戊四醇一羥基五(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、環氧(甲基)丙烯酸酯、聚酯(甲基)丙烯酸酯、以及氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酸酯等。這些多官能單體可以單獨使用1種，也可以合用2種以上。
關于多官能單體的使用量，從粘合特性等觀點來看，優選所有單體成分的30重量％以下，進一步優選15重量％以下。
調制(甲基)丙烯酸類聚合物時，可以對含有1種或2種以上的單體成分的混合物采用溶液聚合方式、乳液聚合方式、本體聚合方式、或懸浮聚合方式等適宜的方式進行。
作為聚合引發劑，可以列舉出過氧化氫、過氧化苯甲酰、叔丁基過氧化物等過氧化物類。優選單獨使用，不過也能夠和還原劑組合而作為氧化還原類聚合引發劑使用。作為還原劑，能夠列舉出如亞硫酸鹽、亞硫酸氫鹽、鐵、銅、鈷鹽等離子化鹽，三乙醇胺等胺類，醛糖、酮糖等還原糖等。另外，偶氮化合物也是優選的聚合引發劑，能夠使用2，2’-偶氮二-2-甲基丙酰脒酸鹽、2，2’-偶氮二-2，4-二甲基戊腈、2，2’-偶氮二-N，N’-二亞甲基異丁基脒酸鹽、2，2’-偶氮二異丁腈、2，2’-偶氮二-2-甲基-N-(2-羥乙基)丙酰胺等。另外，也可以合用2種以上上述聚合引發劑。
反應溫度通常為50～85℃，反應時間為1～8小時左右。另外，在上述制造法中優選溶液聚合法，作為(甲基)丙烯酸類聚合物的溶劑，一般使用醋酸乙酯、甲苯等極性溶劑。溶液濃度通常為20～80重量％。
在上述粘合劑中，為了提高作為基礎聚合物的(甲基)丙烯酸類聚合物的數均分子量，也可適當添加交聯劑。作為交聯劑，可以列舉出聚異氰酸酯化合物、環氧化合物、氮雜環丙烷化合物、三聚氰胺樹脂、脲醛樹脂、無水化合物、聚胺、含羧基聚合物等。當使用交聯劑時，考慮到不能過度降低剝離粘合力，其使用量一般相對于上述基礎聚合物100重量份，優選為0.01～5重量份左右。另外，必要時，在形成粘合劑層的粘合劑中除了能夠含有上述成分之外，還可以含有以往公知的各種增粘劑、抗老化劑、填充劑、著色劑等常用的添加劑。
為了改善從被加工物剝離的性能，粘合劑優選為可以用紫外線、電子射線等放射線進行固化的放射線固化型粘合劑。還有，當作為粘合劑而使用放射線固化型粘合劑時，因在激光加工后對粘合劑層進行放射線照射，所以上述基材優選為具有充分的放射線透過性的材料。
作為放射線固化型粘合劑，能夠沒有限制地使用具有碳—碳雙鍵等放射線固化性官能團且顯示粘合性的材料。作為放射線固化型粘合劑，可以舉例為在上述(甲基)丙烯酸類聚合物中配合了放射線固化性單體成分或低聚物成分的放射線固化型粘合劑。
作為所配合的放射線固化性的單體成分或低聚物成分，可以列舉出如氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、四羥甲基甲烷四(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、二季戊四醇一羥基五(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、以及1，4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯等。它們可以單獨使用1種，也可以合用2種以上。
對放射線固化性單體成分或低聚物成分的配合量沒有特別限制，但考慮到粘合性，相對于構成粘合劑的(甲基)丙烯酸類聚合物等基礎聚合物100重量份，優選5～500重量份左右，進一步優選60～150重量份左右。
另外，在放射線固化型粘合劑中，作為基礎聚合物，也可使用在聚合物側鏈或主鏈或主鏈末端具有碳—碳雙鍵的聚合物。作為這種基礎聚合物，優選以(甲基)丙烯酸類聚合物作為基本骨架的聚合物。此時，可以無須特別添加放射線固化性的單體成分或低聚物成分，其使用是任意的。
當使用紫外線等進行固化時，上述放射線固化型粘合劑中，可以含有光聚合引發劑，作為光聚合引發劑，可以列舉出如4-(2-羥基乙氧基)苯基(2-羥基-2-丙基)酮、α-羥基-α，α-甲基苯乙酮、甲氧基苯乙酮、2，2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮、2，2-二乙氧基苯乙酮、1-羥基環己基苯基酮、2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-嗎啉代丙烷-1等苯乙酮類化合物，苯偶姻乙醚、苯偶姻異丙醚、茴香偶姻甲醚等苯偶姻醚類化合物、2-甲基-2-羥基苯丙酮等α-酮醇類化合物，芐基二甲基縮酮等縮酮類化合物，2-萘磺酰氯等芳香族磺酰氯類化合物，1-苯酮-1，1-丙烷二酮-2-(鄰乙氧羰基)肟等光活性肟類化合物，二苯甲酮、苯酰苯甲酸、3，3’-二甲基-4-甲氧基二苯甲酮等二苯甲酮類化合物，硫雜蒽酮、2-氯硫雜蒽酮、2-甲基硫雜蒽酮、2，4-二甲基硫雜蒽酮、異丙基硫雜蒽酮、2，4-二氯硫雜蒽酮、2，4-二乙基硫雜蒽酮、2，4-二異丙基硫雜蒽酮等硫雜蒽酮類化合物，樟腦醌，鹵化酮，酰基氧化膦以及酰基膦酸酯等。
光聚合引發劑的配合量，相對于構成粘合劑的(甲基)丙烯酸類聚合物等基礎聚合物100重量份，優選為0.1～10重量份左右，進一步優選0.5～10重量份左右。
本發明的激光切割用粘合片可以通過在上述基材表面上涂敷粘合劑溶液后經干燥(必要時加熱交聯)形成粘合劑層而制造。此外，還可以采用在剝離襯墊上另外形成粘合劑層之后將其貼合在基材上的方法等。
從防止污染被加工物等觀點來看，粘合劑層中低分子量物質的含量較少為宜。根據這一點，(甲基)丙烯酸類聚合物的數均分子量優選為30萬以上，進一步優選40萬～300萬。
關于粘合劑層的厚度，可以在不被從加工物上剝離下來的范圍內適當選擇，通常為4～50μm左右，優選5～20μm左右。
另外，根據相對于SUS 304的常溫(激光照射前)下的膠粘力(90度峰值，剝離速度為300mm/分鐘)，粘合劑層的膠粘力優選在20N/20mm以下，進一步優選0.001～10N/20mm，特別優選0.01～8N/20mm。
為了進行標記加工、或者為了保護粘合劑層、或者為了將層疊片做成輥狀而容易進行加熱處理或保存，優選在本發明的激光切割用粘合片的粘合劑層表面上設置隔片。
作為隔片的構成材料，可以舉出聚醚醚酮、聚醚酰亞胺、聚芳酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚乙烯薄膜、聚丙烯薄膜、聚丁烯薄膜、聚丁二烯、聚甲基戊烯薄膜、聚氯乙烯薄膜、氯乙烯共聚物薄膜、聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚對苯二甲酸丁二醇酯薄膜、聚氨酯薄膜、乙烯—醋酸乙烯酯共聚物薄膜、離聚物樹脂薄膜、乙烯—(甲基)丙烯酸共聚物薄膜、乙烯—(甲基)丙烯酸酯共聚物薄膜、聚苯乙烯薄膜、以及聚碳酸酯薄膜等塑料薄膜等。
為了提高從粘合劑層的剝離性，必要時可以對隔片的單面實施硅酮處理、長鏈烷基處理、氟處理等剝離處理。另外，必要時也可以實施防紫外線透過處理等以使激光切割用粘合片不在環境紫外線的作用下發生反應。隔片的厚度通常為5～200μm，優選25～100μm，進一步優選38～60μm。
隔片的不接觸于粘合劑層的表面優選為梨皮或凹凸結構。這些形狀能夠通過噴砂或化學蝕刻而形成。另外，在制隔片膜時，也能夠使用金屬輥或橡膠輥而形成。隔片的不接觸于粘合劑層的表面的算術平均高度Ra優選為0.2～2μm，進一步優選0.3～1.5μm。在算術平均高度Ra不到0.2μm的情況下，當將層疊片(粘合片)做成輥狀時，會增加與基材表面的粘附性，基材和隔片容易成為一體。如果在這種狀態下對輥狀層疊片實施加熱處理，則不僅會引起基材的收縮，還會因施加給隔片的壓力，在基材表面會局部出現較多的上述凹凸部。另一方面，在算術平均高度Ra超過2μm的情況下，隔片的該凹凸形狀會轉印至基材表面上，有可能在基材表面上形成高度(h)為1μm以上的凸部或深度(d)為1μm以上的凹部。
優選將在粘合劑層上設置有隔片的層疊片做成輥狀而進行加熱處理。通過對層疊片進行加熱處理，能夠使粘合劑的特性穩定。加熱處理的溫度為30～60℃左右，處理時間為12～100小時左右。由此制造的粘合片中，至少在不接觸于粘合劑層的基材表面上，不具有寬度(W)為20mm以下且高度(h)為1μm以上的凸部、以及寬度(W)為20mm以下且深度(d)為1μm以上的凹部。
下面，說明使用了上述粘合片的、利用激光的光吸收消融的元件小片的制造方法。
當進行半導體晶圓的激光切割加工時，如圖2所示，將半導體晶圓5的單面貼合在設置于吸附臺6之上的粘合片4上，并使用透鏡將從規定激光振蕩器中輸出的激光7聚焦、照射在半導體晶圓5的內部，同時沿著規定加工線移動其激光照射位置，由此在半導體晶圓5的內部形成改性區域。作為激光的移動機構，可以使用被稱為電流掃描(galvanoscan)或X-Y分段掃描、屏蔽、イメ一ソング加工的公知的激光加工方法。還有，可以在半導體晶圓5的激光入射面一側設置保護片8。
當在半導體晶圓內部形成改性區域之后，通過展開粘合片，以上述改性區域為起點切割半導體晶圓，分離相鄰的元件小片(半導體芯片)。然后，可利用以往公知的芯片焊接機等裝置，用被稱為指針(needle)的頂針，拾取元件小片，或者，采用特開2001-118862號公報中所示的方式等公知的方法拾取各個元件小片，并進行回收。
在本發明的元件小片的制造方法中，在通過展開而分離元件小片之后，剝離粘合片4以回收元件小片。對剝離方法沒有限制，重要的是在剝離時盡量不要施加會使元件小片永久變形的應力。例如，當在粘合片4的粘合劑層2中使用放射線固化型粘合劑時，根據粘合劑的種類，利用放射線照射使粘合劑層固化，從而降低粘合性。通過放射線照射，使粘合劑層的粘合性因固化而降低，從而能夠使剝離變得容易。對照射放射線的方法沒有特別限制，例如可以采用紫外線照射等。
實施例下面，根據實施例進一步詳細說明本發明，但本發明并不限于這些實施例。
合成的(甲基)丙烯酸類聚合物的數均分子量通過下述方法測定。將合成的(甲基)丙烯酸類聚合物溶解于THF中，濃度為0.1wt％，使用GPC(凝膠滲透色譜法)并通過聚苯乙烯換算來測量數均分子量。詳細的測量條件如下。
GPC裝置東創制，HLC-8120GPC柱東創制，(GMHHR-H)+(GMHHR-H)+(G2000HHR)流量0.8ml/min濃度0.1wt％注入量100μl柱溫度40℃洗提液THF[算術平均高度(Ra)的測量]以JIS B0601-2001為基準進行測定。作為測定裝置使用Tencol公司制的P-11(接觸式)。
實施例1在醋酸乙酯中，使丙烯酸甲酯70重量份、丙烯酸丁酯30重量份、以及丙烯酸5重量份發生共聚反應，得到含有數均分子量為80萬的丙烯酸類聚合物的溶液。向該溶液中添加二季戊四醇六丙烯酸酯(KayaradDPHA、日本化藥公司制)60重量份、自由基聚合引發劑(Irgacure 651，Chiba Specialty Chemicals公司制)5重量份、以及聚異氰酸酯化合物(Coronate L，日本聚氨酯公司制)3重量份，調制紫外線固化型丙烯酸類粘合劑。
將上述粘合劑涂敷在軟質聚氯乙烯薄膜(厚80μm)的單面上，經加熱干燥形成紫外線固化型粘合劑層(厚5μm)。然后，在上述粘合劑層上貼合隔片(東麗公司制，Lumira S-10 #50、對粘合劑層貼合面實施了剝離處理的厚38μm的聚酯薄膜)，制造層疊片。上述軟質聚氯乙烯薄膜的不接觸于粘合劑層的表面的算術平均高度(Ra)為0.72μm。另外，上述隔片的不接觸于粘合劑層的表面的算術平均高度(Ra)為0.03μm。
然后，將制作的層疊片卷繞成輥狀而作成層疊片輥，在50℃下進行24小時加熱處理。加熱處理之后，從層疊片輥切出激光切割用粘合片(長100mm×寬100mm)，測量軟質聚氯乙烯薄膜的不接觸于粘合劑層的表面的算術平均高度(Ra)，結果最小值為0.48μm。
將該粘合片貼合在硅晶圓的拋光面(背面)上，使用激光顯微鏡觀察貼合在硅晶圓上的粘合片的基材表面，發現沒有寬度(W)為20mm以下且高度(h)為1μm以上的凸部、以及寬度(W)為20mm以下且深度(d)為1μm以上的凹部。
實施例2在甲苯中使丙烯酸丁酯70重量份、丙烯酸2-乙基己酯30重量份、以及丙烯酸5重量份發生共聚反應，得到含有數均分子量為70萬的丙烯酸類聚合物的溶液。向該溶液中添加鄰苯二甲酸二辛酯30重量份、以及聚異氰酸酯化合物(Coronate L，日本聚氨酯公司制)5重量份，調制紫外線固化型丙烯酸類粘合劑。
將上述粘合劑涂敷在軟質聚氯乙烯薄膜(厚70μm)的單面上，經加熱干燥，形成紫外線固化型粘合劑層(厚10μm)。然后，在上述粘合劑層上貼合隔片(東麗公司制，Lumira S-10 #50、對粘合劑層貼合面實施了剝離處理的厚38μm的聚酯薄膜)，制造層疊片。上述軟質聚氯乙烯薄膜的不接觸于粘合劑層的表面的算術平均高度(Ra)為0.58μm。另外，在上述隔片的不接觸于粘合劑層的表面上，在貼合前通過噴砂處理形成凹凸形狀。該表面的算術平均高度(Ra)為0.33μm。
然后，將制作的層疊片卷繞成輥狀而作成層疊片輥，在50℃下進行24小時加熱處理。加熱處理之后，從層疊片輥切出激光切割用粘合片(長100mm×寬100mm)，測定軟質聚氯乙烯薄膜的不接觸于粘合劑層的表面的算術平均高度(Ra)，結果最小值為0.44μm。
將該粘合片貼合在硅晶圓的拋光面(背面)，使用激光顯微鏡觀察貼合在硅晶圓上的粘合片的基材表面，發現沒有寬度(W)為20mm以下且高度(h)為1μm以上的凸部、以及寬度(W)為20mm以下且深度(d)為1μm以上的凹部。
實施例3采用與實施例1相同的方法調制紫外線固化型丙烯酸類粘合劑。將該粘合劑涂敷在單面實施了電暈處理的聚α-烯烴類薄膜(厚80μm)的該表面上，經加熱干燥，形成紫外線固化型粘合劑層(厚5μm)。然后，在上述粘合劑層上貼合隔片(東麗公司制，Lumira S-10 # 50、對粘合劑層貼合面實施了剝離處理的厚38μm的聚酯薄膜)，制造激光切割用粘合片。上述聚α-烯烴類薄膜的不接觸于粘合劑層的表面的算術平均高度(Ra)為0.55μm。另外，上述隔片的不接觸于粘合劑層的表面的算術平均高度(Ra)為0.03μm。
將該粘合片(長100mm×寬100mm)貼合在硅晶圓的拋光面(背面)，使用激光顯微鏡觀察貼合在硅晶圓上的粘合片的基材表面，發現沒有寬度(W)為20mm以下且高度(h)為1μm以上的凸部、以及寬度(W)為20mm以下且深度(d)為1μm以上的凹部。
實施例4采用與實施例2相同的方法調制紫外線固化型丙烯酸類粘合劑。將該粘合劑涂敷在單面實施了電暈處理的EVA薄膜(厚115μm)的該表面上，經加熱干燥，形成紫外線固化型粘合劑層(厚10μm)。然后，在上述粘合劑層上貼合隔片(東麗公司制，Lumira S-10 #50、對粘合劑層貼合面實施了剝離處理的厚38μm的聚酯薄膜)，制造激光切割用粘合片。上述EVA薄膜的不接觸于粘合劑層的表面的算術平均高度(Ra)為0.53μm。另外，上述隔片的不接觸于粘合劑層的表面的算術平均高度(Ra)為0.03μm。
將該粘合片(長100mm×寬100mm)貼合在硅晶圓的拋光面(背面)上，使用激光顯微鏡觀察貼合在硅晶圓上的粘合片的基材表面，發現沒有寬度(W)為20mm以下且高度(h)為1μm以上的凸部、以及寬度(W)為20mm以下且深度(d)為1μm以上的凹部。
比較例1采用與實施例1相同的方法調制紫外線固化型丙烯酸類粘合劑。將上述粘合劑涂敷在軟質聚氯乙烯薄膜(厚80μm)的單面上，經加熱干燥，形成紫外線固化型粘合劑層(厚5μm)。然后，在上述粘合劑層上貼合隔片(東麗公司制，Lumira S-10 #50、對粘合劑層貼合面實施了剝離處理的厚38μm的聚酯薄膜)，制造層疊片。上述軟質聚氯乙烯薄膜的不接觸于粘合劑層的表面的算術平均高度(Ra)為0.32μm。另外，上述隔片的不接觸于粘合劑層的表面的算術平均高度(Ra)為0.03μm。
然后，將制作的層疊片卷繞成輥狀而作成層疊片輥，在50℃下進行24小時加熱處理。加熱處理之后，從層疊片輥切出激光切割用粘合片(長100mm×寬100mm)，測量軟質聚氯乙烯薄膜的不接觸于粘合劑層的表面的算術平均高度(Ra)，結果最小值為0.20μm。
將該粘合片貼合在硅晶圓的拋光面(背面)，使用激光顯微鏡觀察貼合在硅晶圓上的粘合片的基材表面，發現寬度(W)為20mm以下且高度(h)為1μm以上的凸部、以及寬度(W)為20mm以下且深度(d)為1μm以上的凹部各有1個。
比較例2采用與實施例2相同的方法調制紫外線固化型丙烯酸類粘合劑。將該粘合劑涂敷在單面實施了電暈處理的EVA薄膜(厚115μm)的該表面上，經加熱干燥，形成紫外線固化型粘合劑層(厚10μm)。然后，在上述粘合劑層上貼合隔片(東麗公司制，Lumira S-10 #50、對粘合劑層貼合面實施了剝離處理的厚38μm的聚酯薄膜)，制造層疊片。上述EVA薄膜的不接觸于粘合劑層的表面的算術平均高度(Ra)為0.34μm。另外，上述隔片的不接觸于粘合劑層的表面的算術平均高度(Ra)為0.03μm。
然后，將制作的層疊片卷繞成輥狀而作成層疊片輥，在50℃下進行24小時加熱處理。加熱處理之后，從層疊片輥切出激光切割用粘合片(長100mm×寬100mm)，測量EVA薄膜的不接觸于粘合劑層的表面的算術平均高度(Ra)，結果最小值為0.18μm。
將該粘合片貼合在硅晶圓的拋光面(背面)上，使用激光顯微鏡觀察貼合在硅晶圓上的粘合片的基材表面，發現寬度(W)為20mm以下且高度(h)為1μm以上的凸部、以及寬度(W)為20mm以下且深度(d)為1μm以上的凹部各有1個。
參考例1采用與實施例1相同的方法調制紫外線固化型丙烯酸類粘合劑。將該粘合劑涂敷在單面實施了電暈處理的聚乙烯薄膜(厚80μm)的該表面上，經加熱干燥，形成紫外線固化型粘合劑層(厚5μm)。然后，在上述粘合劑層上貼合隔片(東麗公司制，Lumira S-10#50、對粘合劑層貼合面實施了剝離處理的厚38μm的聚酯薄膜)，制造激光切割用粘合片。上述聚乙烯薄膜的不接觸于粘合劑層的表面的算術平均高度(Ra)為0.68μm。另外，上述隔片的不接觸于粘合劑層的表面的算術平均高度(Ra)為0.03μm。
將該粘合片(長100mm×寬100mm)貼合在硅晶圓的拋光面(背面)上，使用激光顯微鏡觀察貼合在硅晶圓上的粘合片的基材表面，發現沒有寬度(W)為20mm以下且高度(h)為1μm以上的凸部、以及寬度(W)為20mm以下且深度(d)為1μm以上的凹部。
使用在實施例、比較例以及參考例中制作的粘合片進行下述的評價試驗。
(1)拉伸試驗將制作的粘合片切成寬10mm、長100mm的大小，使用坦錫倫(Tensilon)測量拉伸時的應力。在拉伸速度為300mm/min的情況下進行。
其結果，用在實施例1～4以及比較例1、2的粘合片，可得到應力隨拉伸量而增加的右肩部上升的S-S曲線。另一方面，在參考例1中的粘合片上，出現應力部分下降的所謂肩頸。
(2)展開試驗將制作的粘合片貼合在硅晶圓(厚50μm)的拋光面(背面)上，并使用激光切割硅晶圓。作為激光器使用波長為1064mm的YAG激光器。使用聚光用透鏡，在硅晶圓內部形成聚焦斑，然后，使用展開器將硅晶圓展開20mm。其結果在實施例1～4中，能夠很干凈地分割每個元件小片，但在比較例1、2中，有部分未分割的元素小片。在參考例1中，基材破裂，且也不能進行元件小片的回收。
權利要求
1.一種激光切割用粘合片，是在通過激光的光吸收消融在被加工物的內部設置改性區域而進行單片化時使用的激光切割用粘合片，其特征在于，所述粘合片中，在基材的單面上至少具有粘合劑層，且至少在不接觸于粘合劑層的基材表面上，不具有寬度(W)為20mm以下且高度(h)為1μm以上的凸部、以及寬度(W)為20mm以下且深度(d)為1μm以上的凹部。
2.根據權利要求1所述的激光切割用粘合片，其特征在于，形成所述粘合劑層的粘合劑為放射線固化型粘合劑。
3.根據權利要求1所述的激光切割用粘合片，其特征在于，所述基材為不具有頸縮性的材料。
4.根據權利要求1所述的激光切割用粘合片，其特征在于，所述基材中作為樹脂成分含有聚氯乙烯。
5.根據權利要求1所述的激光切割用粘合片，其特征在于，在所述粘合劑層上設置有隔片。
6.權利要求1～4中任意一項所述的激光切割用粘合片的制造方法，其特征在于，對于在基材的單面上至少設有粘合劑層的層疊片，不實施加熱處理。
7.權利要求5所述的激光切割用粘合片的制造方法，其特征在于，包括在基材的單面上設置粘合劑層的工序、在該粘合劑層上設置隔片而制作層疊片的工序、將該層疊片卷繞成輥狀而制作輥狀層疊片的工序、對該輥狀層疊片實施加熱處理的工序。
8.根據權利要求7所述的激光切割用粘合片的制造方法，其特征在于，所述基材的不接觸于粘合劑層的表面的算術平均高度Ra為0.4μm以上。
9.根據權利要求7或者8所述的激光切割用粘合片的制造方法，其特征在于，所述隔片的不接觸于粘合劑層的表面為梨皮或凹凸結構。
10.一種元件小片的制造方法，其特征在于，包括在被加工物的單面上貼合權利要求1～5中任意一項所述的激光切割用粘合片的粘合劑層的工序、通過照射激光在被加工物的內部形成改性區域的工序、通過展開激光切割用粘合片而對被加工物進行單片化的工序、從經單片化的被加工物剝離激光切割用粘合片的工序。
全文摘要
一種激光切割用粘合片，是在通過激光的光吸收消融在被加工物的內部設置改性區域而進行單片化時使用的激光切割用粘合片，其特征在于，所述粘合片中，在基材的單面上至少具有粘合劑層，且至少在不接觸于粘合劑層的基材表面上，不具有寬度(W)為20mm以下且高度(h)為1μm以上的凸部、以及寬度(W)為20mm以下且深度(d)為1μm以上的凹部。根據本發明可以提供當通過激光的光吸收消融在被加工物內部設置改性區域而進行單片化時能夠以高生產效率確實可靠地對被加工物進行單片化而制作元件小片的激光切割用粘合片及其制造方法。另外，本發明還提供了使用所述激光切割用粘合片以高生產效率確實可靠地制造元件小片的方法。
文檔編號H01L21/301GK1657584SQ200510009379
公開日2005年8月24日 申請日期2005年2月21日 優先權日2004年2月20日
發明者大川雄士 申請人:日東電工株式會社