晶片加工用临时粘合构件、晶片加工用层叠体以及薄晶片的制造方法技术

本发明专利技术提供晶片加工用临时粘合构件、晶片加工用层叠体以及薄晶片的制造方法。本发明专利技术的晶片加工用临时粘合构件为用于晶片加工的临时粘合构件，其包括热塑性树脂的第一临时粘合层(A)、热固性硅氧烷聚合物的第二临时粘合层(B)以及热固性聚合物的第三临时粘合层(C)。使用与层(B)邻接设置的层(A)中所含有的固化催化剂使层(B)固化。在不发生台阶覆盖不充分和其他缺陷的情况下，形成厚度均匀的粘接层。

【技术实现步骤摘要】
相关申请的交叉引用这一非临时申请根据35U.S.C.§119(a)要求2015年6月30日在日本提交的专利申请号2015-131064的优先权，其整体内容以引用方式并入本文中。
本专利技术涉及用于晶片加工的临时粘合构件，晶片加工用层叠体以及薄晶片的制造方法。
技术介绍
为了获得更高密度及容量，三维半导体封装变得至关重要。三维半导体封装技术是通过打薄半导体芯片，并将这些芯片以多层结构堆叠同时设置穿透硅通孔(TSV)互连体的技术。制造这种封装所需要的工序是：通过研磨基板的非电路形成的表面或背面从而将形成有半导体电路的基板打薄，然后在背面形成TSV和电极。在现有技术中，在研磨硅基板的背面的工序之前，在基板的与要研磨的表面相反的表面上附着一层保护带以防止晶片在研磨工序中破裂。该保护带以有机树脂薄膜为基础，因此具有柔性，但不具有足够的强度和耐热性来耐受TSV形成工序和在背面形成互连体的工序。此后，提出了通过例如粘接层将半导体基板粘合到硅或者玻璃的支撑体上。所得到的体系足以耐受研磨背面的工序以及在背面上形成TSV和电极的工序。用于将基板粘合到支撑体的粘接层对于该系统而言至关重要。该粘接层必须不留间隙地将基板粘合到支撑体，必须有足够的耐久性来耐受后续的工序，并且最后还能使薄晶片容易地从支撑体上释放。该粘接层在本文中称为“临时粘接层”或“临时粘合构件”，因为它在最后被去除。关于临时粘接层及其去除，专利文献1公开了含有吸光剂的粘接剂组合物的层。对该粘接层照射高强度的光以使粘接剂组合物分解，从而可将该层去除。专利文献2公开了包含热熔性烃系化合物的粘接剂组合物的层，其中，该层能够在热熔条件下粘合和释放。前者的技术需要昂贵的工具(例如激光器)以及对于每个基板更长的加工时间。后者的技术简单，因为仅由热控制，但是适用于有限的范围，因为在超过200℃的高温时不稳定。这些临时粘接层不适合于在高台阶的基板上形成厚度均匀的层以及提供与支撑体的完全粘合。专利文献3和4公开了使用有机硅粘接剂组合物作为临时粘接层。使用可加成固化的有机硅粘接剂组合物将基板粘合到支撑体上。在去除时，将该组件浸入到能够溶解或分解有机硅树脂的蚀刻溶液中，从而将基板从支撑体分离。这种方法耗费非常长的时间进行去除，并且在用于商业制造过程时存在困难。专利文献4公开了一种临时粘合构件，该构件具有由热塑性树脂层和热固性树脂层组成的层状结构。由于该构件中的树脂层在加工温度范围中发生不期望的流动，因此难以在高温范围中使用该构件。引用文献列表专利文献1：JP-A2004-64040(USP8800631,EP1550156)专利文献2：JP-A2006-328104专利文献3：USP7541264专利文献4：JP-A2014-131004(USP9263333,EP2738797)
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供用于晶片加工的临时粘合构件或晶片加工用层叠体，其有助于在晶片与支撑体之间建立临时粘合，使得即使在高台阶的基板上也能够形成厚度均匀的粘接层，对TSV形成工序和背面互连体形成工序的适应性高，对化学气相沉积(CVD)等晶片热加工具有耐受性，能够简便去除，并且在薄晶片的制造中提供高生产率。另一个目的在于提供使用该构件或层叠体制造薄晶片的方法。一个方面中，本专利技术提供用于将晶片临时粘合到支撑体以进行晶片加工的构件，该晶片具有形成电路的前表面和待加工的背面。该临时粘合构件为复合临时粘接层，所述复合临时粘接层包括热塑性树脂的第一临时粘合层(A)、与所述第一临时粘合层邻接设置的、热固性硅氧烷聚合物的第二临时粘合层(B)以及与所述第二临时粘合层邻接设置的、热固性聚合物的第三临时粘合层(C)。所述第一临时粘合层(A)是如下组合物的树脂层，所述组合物包括(A-1)100重量份的热塑性树脂、以及(A-2)一定量的固化催化剂以用于提供相对于100重量份的组分(A-1)为大于0重量份且小于等于1重量份的活性成分。所述热固性硅氧烷聚合物层(B)在与所述层(B)邻接的所述层(A)中的所述固化催化剂的帮助下被固化。另一方面，本专利技术提供晶片加工用层叠体，该层叠体包括支撑体、位于所述支撑体上的临时粘接层、以及与所述临时粘接层邻接设置的晶片，所述晶片具有形成电路的前表面和待加工的背面。所述临时粘接层为复合临时粘接层，所述复合临时粘接层包括热塑性树脂的第一临时粘合层(A)、与所述第一临时粘合层邻接设置的、热固性硅氧烷聚合物的第二临时粘合层(B)以及与所述第二临时粘合层邻接设置的、热固性聚合物的第三临时粘合层(C)。所述第一临时粘合层(A)是如下组合物的树脂层，所述组合物包括(A-1)100重量份的热塑性树脂、以及(A-2)一定量的固化催化剂以用于提供相对于100重量份的组分(A-1)为大于0重量份且小于等于1重量份的活性成分。所述热固性硅氧烷聚合物层(B)在与所述层(B)邻接的所述层(A)中的所述固化催化剂的帮助下被固化。使用如此构建的临时粘合构件和晶片加工用层叠体有助于在晶片与支撑体之间建立临时粘合，使得即使在高台阶的基板上也能够形成厚度均匀的粘接层，对TSV形成工序和背面互连体形成工序的适应性高，对CVD等晶片热处理的耐受性高，并且可容易去除。这些因素有助于提高薄晶片的生产率。在一个优选的实施方式中，组分(A-2)是铂系催化剂。在一个优选的实施方式中，所述第二临时粘合层(B)是如下组合物的聚合物层，所述组合物包括(B-1)100重量份的在分子中具有烯基的有机聚硅氧烷、以及(B-2)每分子中具有至少两个与硅键合的氢原子(即SiH基)的有机氢聚硅氧烷，所述组分(B-2)的量为使得组分(B-2)中的SiH基与组分(B-1)中的烯基的摩尔比为0.3/1到15/1，所述第二临时粘合层(B)在与所述层(B)邻接的所述层(A)中的所述固化催化剂的帮助下被固化。如此构建的热固性硅氧烷聚合物的第二临时粘合层(B)可以在热塑性树脂的第一临时粘合层(A)中的组分(A-2)的作用下有效地固化。热固性硅氧烷聚合物层(B)优选地满足，在180°剥离试验中，在具有设置于热塑性树脂层(A)上且热固化于层(A)上的热固性硅氧烷聚合物层(B)的25mm宽的试验带上，以180°的角度将层(B)从层(A)剥离所需的力在25℃时为2gf到50gf。具有这样的剥离力的热固性硅氧烷聚合物层(B)防止晶片在晶片研磨期间产生偏移，并且确保对后续步骤(例如CVD)的耐受性和容易去除。在优选的实施方式中，所述第三临时粘合层(C)是如下组合物的聚合物层，所述组合物包括100重量份的含硅氧烷键的聚合物，所述含硅氧烷键的聚合物包括通式(1)的重复单元并且具有3,000到500,000的重均分子量，所述组合物还包括0.1到50重量份的选自由如下所组成的组中的交联剂：用甲醛或甲醛-醇改性的氨基缩合物、三聚氰胺树脂、脲醛树脂，每分子具有平均至少两个羟甲基或烷氧基羟甲基的酚化合物，以及每分子具有平均至少两个环氧基的环氧化合物。这里，R1～R4各自独立地为碳原子数1～8的一价烃基，m为1～100的整数，B为正数，A为0或正数，A+B＝1，X为具有通式(2)或式(2’)的二价有机基团，其中必须含有具有式(2)的二价有机基团，其中Z为选自如下的二价有机基团：-CH2-，N本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种将晶片临时粘合到支撑体用于晶片加工的构件，所述晶片具有形成电路的前表面和待加工的背面，所述临时粘合构件为复合临时粘接层，所述复合临时粘接层包括热塑性树脂的第一临时粘合层(A)；与所述第一临时粘合层邻接设置的、热固性硅氧烷聚合物的第二临时粘合层(B)；以及与所述第二临时粘合层邻接设置的、热固性聚合物的第三临时粘合层(C)，其中，所述第一临时粘合层(A)是如下组合物的树脂层，所述组合物包括(A‑1)100重量份的热塑性树脂、以及(A‑2)固化催化剂，其量相对于100重量份的组分(A‑1)提供大于0重量份且小于等于1重量份的活性成分，所述热固性硅氧烷聚合物层(B)在与所述层(B)邻接的所述层(A)中的所述固化催化剂的帮助下被固化。

【技术特征摘要】
2015.06.30 JP 2015-1310641.一种将晶片临时粘合到支撑体用于晶片加工的构件，所述晶片具有形成电路的前表面和待加工的背面，所述临时粘合构件为复合临时粘接层，所述复合临时粘接层包括热塑性树脂的第一临时粘合层(A)；与所述第一临时粘合层邻接设置的、热固性硅氧烷聚合物的第二临时粘合层(B)；以及与所述第二临时粘合层邻接设置的、热固性聚合物的第三临时粘合层(C)，其中，所述第一临时粘合层(A)是如下组合物的树脂层，所述组合物包括(A-1)100重量份的热塑性树脂、以及(A-2)固化催化剂，其量相对于100重量份的组分(A-1)提供大于0重量份且小于等于1重量份的活性成分，所述热固性硅氧烷聚合物层(B)在与所述层(B)邻接的所述层(A)中的所述固化催化剂的帮助下被固化。2.根据权利要求1所述的临时粘合构件，其中，所述晶片是在其表面具有10μm～80μm高的台阶的基板。3.根据权利要求1所述的临时粘合构件，其中，组分(A-2)是铂系催化剂。4.根据权利要求1所述的临时粘合构件，其中，所述第二临时粘合层(B)是如下组合物的聚合物层，所述组合物包括(B-1)100重量份的在分子中具有烯基的有机聚硅氧烷、以及(B-2)每分子具有至少两个与硅键合的氢原子(即SiH基)的有机氢聚硅氧烷，所述组分(B-2)的量为使得组分(B-2)中的SiH基与组分(B-1)中的烯基的摩尔比为0.3/1～15/1，所述第二临时粘合层(B)在与所述层(B)邻接的所述层(A)中的所述固化催化剂的帮助下被固化。5.根据权利要求1所述的临时粘合构件，其中，所述第三临时粘合层(C)是如下组合物的聚合物层，所述组合物包括100重量份的含硅氧烷键的聚合物，所述含硅氧烷键的聚合物包括通式(1)的重复单元并且具有3,000～500,000的重均分子量，所述组合物还包括0.1～50重量份的选自由如下物质所组成的组中的交联剂：用甲醛或甲醛-醇改性的氨基缩合物、三聚氰胺树脂、脲醛树脂，每分子具有平均至少两个羟甲基或烷氧基羟甲基的酚化合物，以及每分子具有平均至少两个环氧基的环氧化合物，其中，R1～R4各自独立地为碳原子数1～8的一价烃基，m为1～100的整数，B为正数，A为0或正数，A+B＝1，X为具有通式(2)或式(2’)的二价有机基团，其中必须含有具有式(2)的二价有机基团，其中Z为选自如下的二价有机基团：-CH2-，N为0或1，R5和R6各自独立地为碳原子数1～4的烷基或烷氧基，并且k为0、1或2。6.根据权利要求1所述的临时粘合构件，其中，所述第三临时粘合层(C)为如下组合物的聚合物层，所述组合物包括100重量份的含硅氧烷键的聚合物，所述含硅氧烷键的聚合物包括通式(3)的重复单元并且具有3,000～500,000的重均分子量，所述组合物还包括0.1～50重量份的选自由如下物质所组成的组中的交联剂：每分子具有平均至少两个酚基的酚化合物、以及每分子具有平均至少两个环氧基的环氧化合物，其中，R1～R4各自独立地为碳原子数1～8的一价烃基，m为1～100的整数，B为正数，A为0或正数，A+B＝1，Y为具有通式(4)或式(2’)的二价有机基团，其中必须含有具有式(4)的二价有机基团，其中，V为选自如下的二价有机基团：-CH2-，p为0或1，R7和R8各自独立地为碳原子数1～4的烷基或烷氧基，并且h为0、1或2。7.一种薄晶片的制造方法，其通过利用权利要求1所述的临时粘合构件将晶片可释放地粘合到支撑体上来制造薄晶片，所述临时粘合构件包括热塑性树脂层(A)、热固性硅氧烷聚合物层(B)和热固性聚合物层(C)的组合，所述晶片具有形成电路的前表面和不形成电路的背面，所述形成电路的表面面向所述支撑体，所述方法包括如下步骤：(a)在所述支撑体上形成聚合...

【专利技术属性】
技术研发人员：田边正人，菅生道博，安田浩之，
申请(专利权)人：信越化学工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP