用于半导体晶片的暂时粘合剂以及使用所述粘合剂制造半导体设备的方法

摘要

本发明提供了用于半导体晶片的暂时粘合剂，所述粘合剂能减少对半导体晶片的损坏、使其容易分离并能缩短热分解所需的时间，本发明还提供使用所述粘合剂制造半导体设备的方法。本发明提供的用于半导体晶片的暂时粘合剂，用于将半导体晶片暂时地粘结在支持基板上以便对半导体晶片进行加工，还用于在加工之后通过加热将半导体晶片从支持基板上分离，所述粘合剂包含树脂组合物，在通过活性能量射线照射之后所述树脂组合物的失重50％的温度降低。

说明书

发明领域

本发明涉及加工过程中用于暂时粘结半导体晶片的暂时粘合剂、和使用所述粘合剂制造半导体设备的方法以及树脂组合物作为暂时粘合剂的用途。

发明背景

为了进行诸如在半导体晶片上研磨和蚀刻的加工，有必要暂时粘结半导体晶片，并且对此已经提出多种方法。例如，目前常使用的方法为将半导体晶片粘结在用于粘结的膜上部，所述膜为在其上已经具有粘合剂层的PET膜。

使用该方法，如果将通常用于研磨的背面研磨机的研磨精度(大约为1μm)和通常用于固定晶片的BG(背面研磨)胶带的厚度精度(大约为5μm)加在一起，则超出所需的厚度精度，便可引起被研磨晶片的厚度变化的危险。

此外，当为了穿透硅通孔(TSVs)加工晶片时，在使用BG胶带连接的状态中进行通孔和膜的形成，但是在这些情况下，温度达到大约150摄氏度，并且这不幸地增加了BG胶带的粘附力。此外，BG胶带的粘合剂层能被用于膜形成的电镀化学品所腐蚀，由此发生剥落。

此外，在某些情况下，例如复合半导体中的那些易碎晶片可能受机械研磨而损坏，因此通过蚀刻使它们变薄。在该蚀刻过程中，如果蚀刻量的目标仅为去除应力则通常没有问题，但是在进行适于蚀刻的若干微米情况下，BG胶带则可能被蚀刻化学品破坏。

另一方面，已经开始利用通过粘合剂进行粘结至具有光滑表面的支持基板的方法。例如，当蚀刻的目的为去除应力时，必须加热至高温，但是PET膜不能承受如此的高温，因此在这样的情况下，优选利用的方法为使用支持基板。

作为用于粘结至支持基板的材料，粘结材料在高温下软化，由此使晶片容易分离，且已经提出由特殊化学品溶解的粘结材料。

然而，这样的材料的处理是不理想的，并且在分离之后必须清洗残存在半导体晶片内部或使用化学品的设备等中的残留粘结材料。

此外，当从支持基板中分离所述半导体晶片时，存在变薄的晶片不能承受这个并且损坏的危险。当半导体晶片生长得更薄时，能预料到该可能性增加。

例如，尽管专利文献1和2的目的与本发明不同，但是其公开了关于制造半导体设备的聚合物。

如上所述，关于为加工半导体晶片的粘结，需要可用于高精度加工的暂时粘结材料，其容易分离，且其不容易残留在半导体晶片上。

此外，需要半导体设备的制造方法，所述方法能够减少对半导体晶片的损坏，使高精度加工成为可能，并能缩短热分解所需的时间。

现有技术文献

专利文献

专利文献1日本第2006-504853号特开

专利文献2日本第2006-503335号特开

发明概述

本发明的目的是提供用于半导体晶片的暂时粘合剂，所述粘合剂减少对半导体晶片的损坏，允许高精度加工，且允许加工之后容易分离所述半导体晶片，还提供减少对半导体晶片损坏的半导体设备的制造方法，其允许高精度加工，并能缩短热分解所需的时间。

根据本发明，为加工半导体晶片，提供了暂时将半导体晶片粘结至支持基板以及在加工之后用于通过加热从所述支持基板分离所述半导体晶片的用于半导体晶片的暂时粘合剂。所述用于半导体晶片的暂时粘合剂包含树脂组合物，所述树脂组合物在通过活性能量射线照射之后其失重50％的温度降低。

此外，在本发明一种方式的实施方案中，在上述通过活性能量射线照射之前和之后所述失重50％的温度之间的差为20至100摄氏度。

此外，根据本发明，提供了半导体设备的制造方法，其包括以下步骤：以薄层的形式在支持基板上部提供包含树脂组合物的半导体用暂时粘合剂，在通过活性能量射线照射之后所述树脂组合物的失重50％的温度降低；在所述具有薄层的所述支持基板的表面上放置半导体晶片，并且将所述半导体晶片粘结至所述薄层；加工所述半导体晶片；使用活性能量射线照射所述薄层；以及通过加热所述薄层从所述支持基板中移除所述半导体晶片。

本发明的用于半导体晶片的暂时粘合剂具有减少对半导体晶片的损坏的效果，使高精度加工成为可能，并且使在加工之后容易分离所述半导体晶片。此外，使用所述用于半导体晶片的暂时粘合剂制造半导体设备的方法具有减少对半导体晶片的损坏的效果，使高精度加工成为可能，并缩短热分解所需的时间。

本发明的实施方案

术语定义

在本发明中，“暴露之前和之后的失重50％的温度”所指的温度为，在该温度下损失50％的重量。

此外，“失重5％的温度”和“失重95％的温度”分别所指的温度为，在该温度下损失5％和95％的重量。

在本发明中，“活性能量射线”是指紫外光射线、可见光射线、红外射线、电子束等。

关于上述活性能量射线的类型，由于紫外光或可见光不需要任何特殊的设备且方便，因此它们优选地用作上述活性能量射线。

接下来，说明根据本发明的用于半导体晶片的暂时粘合剂的一种方式的实施方案。

用于半导体晶片的暂时粘合剂

根据本方式的实施方案，用于半导体晶片的暂时粘合剂为半导体晶片用暂时粘合剂，其能够将半导体晶片暂时粘结至支持基板来加工半导体晶片，在加工之后使用所述粘合剂来通过加热从支持基板分离所述半导体晶片，所述粘合剂包含树脂组合物，在通过活性能量射线照射之后所述树脂组合物的失重50％的温度降低。

由于具有上述组成的用于半导体晶片的暂时粘合剂包含树脂组合物，在通过活性能量射线照射之后所述树脂组合物的失重50％的温度降低，因此其实现了通过使用活性能量射线照射能够降低暂时粘合剂的热分解温度的效果，且使半导体晶片在加工之后容易分离，以及暂时粘合剂不容易残留在半导体晶片上。

此外，由于其能在具有光滑表面和具有足够精度的支持基板上以薄层形式形成，因此其实现了使诸如研磨的加工具有高精度的效果。

更优选地，上述树脂组合物在通过上述活性能量射线照射之前和之后，所述失重50％的温度之间的差为20至100摄氏度。

由此，能更大程度地改善的效果是，使半导体晶片容易分离，且在加工之后所述暂时粘合剂不容易残留在半导体上。

此外，由于在半导体的加工之后通过使用活性能量射线照射，能降低暂时粘合剂的热分解温度，因此防止由于在加工之后半导体晶片的热积累而损坏的效果能更大程度地改善。

此外，关于上述树脂组合物，期望通过使用活性能量射线照射之后，上述在失重95％的温度和失重5％的温度之间的差为

1摄氏度≤(失重95％的温度)-(失重5％的温度)≤200摄氏度。

由此，能更大程度地改善的效果是，暂时粘合剂的热分解所需的温度范围变窄和热分解所需的时间缩短，以及抑制对所述半导体晶片的损坏。

此外，能更大程度地改善的效果是，半导体晶片容易分离，以及在加工之后暂时粘合剂不容易残留在半导体上。

此外，由于能确保其能稳定使用的宽温度范围，因此能使其进行各种加工步骤同时仍暂时固定在支持基板上。

此外，由于其能在具有光滑且足够精度的表面的支持基板上以薄层的形式形成，因此能更大程度地改善在诸如研磨的加工过程中的的高精度效果。

此外，关于上述树脂组合物，期望的是在使用活性能量射线照射之后在失重95％的温度和失重5％的温度之间的差为

80摄氏度≤(失重95％的温度)-(失重5％的温度)≤150摄氏度。

由此，能更大程度地改善的效果是，缩短热分解所需的时间，以及确保其能稳定使用的宽温度范围。

此外，优选地，上述暂时粘合剂包含活化剂，当通过上述活性能量射线照射增加能量时活化剂产生活性种(active species)，并在所述活性种的存在下降低上述树脂组合物的分解温度。

树脂组合物

只要在活化剂的存在下，由于通过活性能量射线照射而降低其热分解温度，则树脂组合物不受特别的限制。

优选地，上述树脂组合物在含有上述活性种的情况下，其主链热裂解。其原因是因为，由于能有效降低暂时粘合剂的热分解温度，因此能有效防止由于半导体热积累导致的损坏，此外，由于上述树脂组合物的主链热裂解，且其以低分子片段的形式蒸发，因此暂时粘合剂不容易残留在半导体晶片上。

优选地，上述树脂组合物在上述活性种的存在下，促进上述树脂组合物的热闭环反应。其原因是因为，由于上述树脂组合物经历热闭环，更有效地使上述树脂组合物容易热分解。

优选地，上述树脂组合物在其主链中具有脂肪族季碳原子。其原因是由于，所述树脂组合物的热分解过程中，能提高由所述树脂组合物获得的中间物的稳定性。

优选地，上述树脂组合物在其主链中具有杂原子。其原因是由于，这使其容易结合电子而移动，因此促进主链的热分解和热闭环反应，因此使树脂组合物的容易发生热分解。

此外，优选地，上述树脂组合物在其主链中具有与杂原子相邻的叔碳原子。其原因是由于，在所述树脂组合物的热分解过程中，由所述树脂组合物获得的中间物具有稳定性，且进一步由于这使其容易结合电子来移动，并促进主链的热分解和热闭环反应。

此处，“杂原子”是指除氢或碳原子之外的原子。

优选地，上述树脂组合物的主链中重复原子的数量为5至7。其原因是由于如果重复原子的数量为5至7，容易形成环形结构(5至7元环)，且所述树脂组合物容易热分解。

优选地，上述树脂组合物在其主链中具有X-C(＝O)-Y结构。此处，X和Y各自为氧原子、氮原子或硫原子。其原因是由于，这使其容易结合电子而移动，因此促进主链的热分解和热闭环反应，因此容易发生所述树脂组合物的热分解。

优选地，上述树脂组合物在其主链上具有伯或仲碳原子、与所述碳原子的侧链连接的官能团。其原因是由于主链的热分解通过官能团而促进。

此外，优选地，上述官能团为羰基、硫代羰基、甲缩醛或乙缩醛中的一种。其原因是由于更有效地促进主链的热分解。

优选地，上述树脂组合物为聚碳酸酯类树脂、聚酯类树脂、聚酰胺类树脂、聚酰亚胺类树脂、聚醚类树脂、聚氨酯类树脂或(甲基)丙烯酸酯类树脂((meta)acrylate based resin)中的一种。其原因是由于在活化剂的存在下能有效地降低热分解的温度。

此外，上述暂时粘合剂更优选地包含光敏的聚碳酸酯类树脂、乙烯基类树脂或(甲基)丙烯酸类树脂((meta)acryl based resin)。

“光敏的聚碳酸酯类树脂”是指下列聚碳酸酯类树脂和上述活化剂的组合。

上述聚碳酸酯类树脂不受特别的限制，但其可为，例如，聚丙烯碳酸酯、聚乙烯碳酸酯、1，2-聚丁烯碳酸酯、1，3-聚丁烯碳酸酯、1，4-聚丁烯碳酸酯、顺式-2，3-聚丁烯碳酸酯、反式-2，3-聚丁烯碳酸酯、α，β-聚异丁烯碳酸酯、α，γ-聚异丁烯碳酸酯、顺式-1，2-聚环丁烯碳酸酯、反式-1，2-聚环丁烯碳酸酯、顺式-1，3-聚环丁烯碳酸酯、反式-1，3-聚环丁烯碳酸酯、聚己烯碳酸酯、聚环丙烯碳酸酯、聚环己烯碳酸酯、聚(甲基环己烯碳酸酯)、聚(乙烯基环己烯碳酸酯)、聚二氢萘碳酸酯、聚六氢苯乙烯碳酸酯、聚环己烷丙烯碳酸酯、聚苯乙烯碳酸酯、聚(3-苯基丙烯碳酸酯)、聚(3-三甲基硅氧基丙烯碳酸酯)、聚(3-甲基丙烯酰氧基丙烯碳酸酯)、聚全氟丙烯碳酸酯、聚降冰片烯碳酸酯、聚(1，3-环己烯碳酸酯)或其两种或多种类型的组合。

在这些之中，由于在活化剂的存在下它们能显著有效地降低热分解温度的原因，优选的是聚丙烯碳酸酯、聚环己烯碳酸酯和聚丁烯碳酸酯。

上述乙烯基类树脂不受特别的限制，但其可为，例如，诸如聚苯乙烯或聚α-甲基苯乙烯的苯乙烯衍生物的聚合物，诸如聚(乙基乙烯基醚)、聚(丁基乙烯基醚)、聚乙烯基甲缩醛等的聚乙烯基醚，或其衍生物，或其两种或多种类型的组合。

在这些之中，由于通过使用活性能量射线照射其能显著有效地降低热分解温度的原因且具有良好的可使用性，因此优选的是聚α-甲基苯乙烯。

上述(甲基)丙烯酸类树脂不受特别的限制，但其可为，例如，(甲基)丙烯酸酯类单体的共聚物，所述单体选自(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸2-羟基乙基酯等。

在这些之中，由于通过使用活性能量射线照射其能显著有效地降低热分解温度的原因且具有优异的可使用性，因此优选的是聚甲基丙烯酸甲酯和聚甲基丙烯酸乙酯。

上述树脂组合物的重均分子量(Mw)优选为1,000至1,000,00，且更优选为5,000至800,000。通过使所述重均分子量高于上述下限，能实现在薄层形成步骤的过程中改善暂时粘合剂对半导体晶片或支持主体(supporting body)的润湿性的效果，还提高层成型性能。此外，通过使其低于上述上限，能实现与包含暂时粘合剂的各个组合物的相容性，以及在各种类型溶剂中的溶解性的效果，此外，还提高加热步骤过程中暂时粘合剂的热分解性能。

优选地混入上述树脂组合物，使其比例为暂时粘合剂总量的10％至100％。更优选地，其应被混入使其比例为30％至100％。原因是因为通过使所包含的树脂组合物的量大于上述下限，能防止暂时粘合剂残留在半导体晶片或支持主体上。

此外，当通过使用上述活性能量射线照射增加能量时，上述暂时粘合剂包含产生活性种的活化剂。

活化剂

上述树脂组合物不受特别的限制，但其可为例如，光酸发生剂、光碱发生剂等。上述光酸发生剂不受特别的限制，但其可为例如，四(五氟苯基)硼酸盐-4-甲基苯基[4-(1-甲基乙基)苯基]碘鎓(DPI-TPFPB)、三(4-叔丁基苯基)锍四(五氟苯基)硼酸盐(TTBPS-TPFPB)、三(4-叔丁基苯基)锍六氟磷酸盐(TTBPS-HFP)、三苯基锍三糠酸酯(triphenyl sulfonium trifurate，TPS-Tf)、双(4-叔丁基苯基)碘鎓三糠酸酯(DTBPI-Tf)、三嗪(TAZ-101)、三苯基锍六氟亚锑酸盐(TPS-103)、三苯基锍双(全氟甲烷磺酰基)酰亚胺(TPS-N1)、二(对叔丁基)苯基碘鎓、双(全氟甲烷磺酰基)酰亚胺(DTBPI-N1)、三苯基锍、三(全氟甲烷磺酰基)甲基化物(TPS-C1)、二(对叔丁基苯基)碘鎓三(全氯甲烷磺酰基)甲基化物(DTBPI-C1)，或其两种或多种类型的组合。

在这些之中，由于其能有效地降低上述树脂组合物的热分解温度的原因，特别优选的为四(五氟苯基)硼酸盐-4-甲基苯基[4-(1-甲基乙基)苯基]碘鎓(DPI-TPFPB)。

上述光碱发生剂不受特别的限制，但其可为例如，5-苄基-1，5-二氮杂双环(4.3.0)壬烯、1-(2-硝基苯甲酰氨基甲酰基)咪唑等。

在这些之中，由于其能有效地降低上述树脂组合物的热分解温度的原因，特别优选的为5-苄基-1，5-二氮杂双环(4.3.0)壬烯及其衍生物。

优选地混入上述活化剂中，以便使其比例为暂时粘合剂总量的0.01％至50％。更优选地，将其混入使其比例为总量的0.1％至30％。

通过使其高于上述下限，能稳定降低上述树脂组合物的热分解温度，且通过使其低于上述上限，能有效地防止暂时粘合剂残留在半导体晶片或支持基板上而成为残留物。

特别优选地，光敏的聚碳酸酯类树脂的组合为聚丙烯碳酸酯、1，4-聚丁烯碳酸酯或碳酸新戊酯，且作为活化剂，四(五氟苯基)硼酸盐-4-甲基苯基[4-(1-甲基乙基)苯基]碘鎓(DPI-TPFPB)。

在这种情况下，优选地，树脂组合物为暂时粘合剂总量的30％至100％，活化剂为暂时粘合剂总量的0.1％至30％，且暂时粘合剂的重均分子量(Mw)为5,000至800,000。其原因是由于这将确保半导体晶片或支持主体的润湿性、暂时粘结剂的层成型性能、与包含暂时粘合剂的各个类型的组合物的相容性、与各个类型溶剂的溶解性以及加热步骤过程中暂时粘合剂的热分解性能。

由于上述聚碳酸酯类树脂形成的结构的主链在上述活化剂的存在下容易热裂解，或聚碳酸酯类树脂本身形成的热闭环结构容易热分解(热闭环反应)，因此能降低热分解温度。

下列反应通式(1)示出聚丙烯碳酸酯树脂主链的热键裂解机理以及热闭环结构的形成。

首先，由上述活化剂获得的H⁺将丙烯碳酸酯树脂的羰基氧质子化，然后进一步改变极性过渡状态而产生互变异构的中间体[A]和[B]。

然后，在主链热裂解的情况下，中间体[A]分裂成为丙酮和CO₂。

在形成热闭环结构(a或b)的情况下，中间体[B]产生碳酸丙烯酯，然后碳酸丙烯酯分裂成为CO₂和环氧丙烷(propylene oxide)。

[通式1]

此外，上述暂时粘合剂可包含溶剂。溶剂不受特别的限制，但其可为诸如均三甲苯、萘烷和矿物油的碳氢化合物；诸如苯甲醚、乙二醇单甲醚、二丙二醇甲醚、二乙二醇单乙醚和二甘醇二甲醚的醇或醚；诸如碳酸乙烯酯、乙酸乙酯、乙酸正丁酯、乳酸乙酯、3-乙氧基丙酸乙酯、丙二醇单甲醚醋酸酯、二乙二醇单乙醚醋酸酯、碳酸丙烯酯和γ-丁内酯的酯或内酯；诸如环戊酮、环己酮、甲基异丁基酮和2-庚酮的酮；或诸如N-甲基-2-吡咯烷酮的酰胺或内酰胺。由于暂时粘合剂包含溶剂，容易调节暂时粘合剂的粘度，且在半导体晶片或支持基板上容易形成暂时粘合剂的薄层。

所包含的上述溶剂的量不受特别的限制，但其优选为5质量％至98质量％，且特别优选为10质量％至95质量％。

此外，上述暂时粘合剂可包含光自由基引发剂。光自由基引发剂不受特别的限制，但是通过包含光自由基引发剂，通过使暂时粘合剂经历曝光和显影(exposing and developing)步骤，能在指定位置形成暂时粘合剂。

只要通过使用光化学射线照射能使化合物分裂成为两种或多种类型的化合物，且至少一种上述化合物具有自由基，则上述光自由基引发剂不受特别的限制，例如双(2，4，6-三甲基苯甲酰基)-苯基氧化膦(Irgacure 819，汽巴精化有限公司(Ciba Specialty Chemicals Inc.))、2-苄基-2-二甲氨基-1-(4-吗啉苯基)-丁酮-1(Irgacure 369，汽巴)、2，2-二甲氧基-1，2-二苯基乙烷-1-酮(Irgacure 651，汽巴)、2-甲基-1[4-(甲硫基)-苯基]-2-吗啉代丙烷-1-酮(Irgacure 907，汽巴)、安息香乙醚(BEE，Aldrich)、2-甲基-4’-(甲硫基)-2-吗啉基-苯丙酮、2，2’-二甲氧基-2-苯基-苯乙酮(Irgacure 1300，汽巴)、2，6-双(4-叠氮苯亚甲基)-4-乙基环己烷(BAC-E)等。

相对于上述树脂组合物的100重量份，所包含上述光自由基引发剂的量优选为0.1重量份至10重量份，且特别优选为0.5重量份至5重量份。

上述带有光自由基引发剂的暂时粘合剂可包含感光剂，所述感光剂为具有产生或增加光自由基引发剂反应性的功能的组合物。

上述感光剂不受特别的限制，但其可为例如，蒽、菲、(chrysene)、苯并芘、荧蒽、红荧烯、芘、氧杂蒽酮、靛蒽醌、硫蒽-9-酮、2-异丙基-9H-硫蒽-9-酮、4-异丙基-9H-硫蒽-9-酮、1-氯-4-丙氧基硫蒽及其混合物。相对于总计100重量份的诸如上述光酸发生剂以及光自由基引发剂的活化剂，所包含的这样的感光剂的量优选为100重量份或更少，且更优选为20重量份或更少。

此外，上述暂时粘合剂可包含抗氧化剂。上述抗氧化剂具有防止产生不需要的酸以及树脂组合物的自然氧化的功能。

上述抗氧化剂不受特别的限制，但例如适合使用购自纽约塔里敦(Tarrytown)的汽巴精细化学品公司的汽巴IRGANOX(商标)1076或汽巴IRGAFOS(商标)168。

此外，可以使用其它的抗氧化剂，例如汽巴Irganox(商标)129、汽巴Irganox1330、汽巴Irganox1010、汽巴Cyanox(商标)1790、汽巴Irganox3114和汽巴Irganox3125等。

相对于100重量份的上述树脂组合物，所包含的上述抗氧化剂的量优选为0.1重量份至10重量份，且更优选地为0.5重量份至5重量份。

此外，需要时，上述暂时粘合剂可包含添加剂，例如丙烯酸类、硅酮类、氟类或乙烯基类流平剂，硅烷偶联剂或稀释剂。

上述硅烷偶联剂不受特别的限制，但其可为例如，3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧基丙基三乙氧基硅烷、对苯乙烯基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、3-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、N-2-(氨基乙基)-3-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、N-2-(氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-2-(氨基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-苯基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-巯基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-巯基丙基三甲氧基硅烷、双(三乙氧基丙基)四硫化物或3-异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷，且可以单独地或通过混合两种或多种类型来使用这些。

通过使上述暂时粘合剂包含硅烷偶联剂，能提高半导体晶片或支持基板的粘性。

上述稀释剂不受特别的限制，但其可为例如，诸如环己烷氧化物或α-蒎烯氧化物的环醚化合物；诸如[亚甲基双(4，1-亚苯基甲醛)]双环氧乙烷的芳族环醚；或诸如1，4-环己烷二甲醇二乙烯基醚的环脂肪族乙烯基醚化合物。

通过使上述暂时粘合剂包含稀释剂，能提高暂时粘合剂的流动性，且能提高在层形成步骤过程中暂时粘合剂对于半导体晶片或支持基板的润湿性。

半导体设备的制造方法

然后，我们将说明用于制造本发明半导体设备的方法的一种实施方案的方式。

根据本方式的实施方案，半导体设备的制造方法包括以下步骤，以薄层的形式在支持基板的上部提供用于半导体晶片的暂时粘合剂，所述粘合剂包含通过活性能量射线照射之后其失重50％的温度降低的树脂组合物；将半导体晶片放置在上述其上具有薄层的支持基板的表面上；将所述半导体晶片与上述薄层粘结在一起；加工上述半导体晶片；使用活性能量射线照射上述薄层；以及通过加热上述薄层从上述支持基板中移除上述半导体晶片。

半导体设备的制造方法，其包括上述构成，由于其包含的树脂组合物在通过活性能量射线照射之后失重50％的温度降低，因此实现了能够通过使用活性能量射线照射降低暂时粘合剂的热分解温度的效果，使加工之后分离半导体晶片容易，且使暂时粘合剂难于残留在半导体晶片上。由此，能减小对半导体的损坏并能缩短热分解所需的时间。

此外，由于其能在具有光滑和足够精度的表面的支持基板的上部以薄层形式形成，因此其实现了在诸如研磨的加工过程中具有高精度的效果。

此外，根据本方式的实施方案，在半导体设备的制造方法中，使用上述暂时粘合剂作为用于半导体晶片的暂时粘合剂。换言之，根据本方式的实施方案，在半导体设备的制造方法中使用的暂时粘合剂具有上述暂时粘合剂的特性。

以下，我们将说明上述半导体设备的制造方法的各个步骤。

薄层形成步骤

首先，为了将半导体晶片固定在给定的支持基板上，进行在支持基板或半导体晶片上提供暂时粘合剂的薄层的步骤。可在支持基板或半导体晶片中的任一种上提供暂时粘合剂的薄层。

关于以薄层的形式提供暂时粘合剂的方法，能使用公知的方法进行，例如旋转喷涂法、喷雾法、印花法、层形成法、切割涂布法、扫描涂布法等，因此具有不需投资新设备的优点。

作为以薄层的形式提供暂时粘合剂的方法，优选的是旋转喷涂方法，且由于能形成均匀和平坦的薄层因此其为优选的。

粘结在一起的步骤

然后，进行的步骤为将上述支持基板或半导体晶片放置在其上具有薄层的支持基板或半导体晶片的表面上，且将上述支持基板或半导体晶片与上述薄层粘结在一起。为粘结在一起，可以使用诸如真空按压机或晶片结合器等的设备。

加工步骤

然后，进行的步骤是对已经使用暂时粘合剂粘结在支持基板上部的半导体晶片进行加工。

半导体晶片的加工为研磨半导体晶片的背部表面，为应力释放的蚀刻，形成通孔，光刻，涂覆，气相沉积等。

根据本方式的实施方案，在半导体设备的制造方法中，能在具有光滑和足够精度表面的支持基板上部以薄层的形式形成，因此能实现加工中高精度的效果。

活性能量射线照射步骤

然后的步骤是，使用活性能量射线照射处于薄层状态的暂时粘合剂。

在该照射步骤中，通过使用活性能量射线照射暂时粘合剂，由暂时粘合剂中的活化剂产生活性种。然后，由于所述活性种，树脂组合物的热分解温度降低。

此外，还可在加工步骤之前进行该照射步骤。

加热步骤

然后，进行的步骤是加热和去除薄层形式的暂时粘合剂。

对于薄层形式的暂时粘合剂，由于上述照射步骤已经将热分解温度降低，因此其能在低于常规加热步骤的加热温度下被去除。由此，能减少对半导体晶片的损坏，并能缩短热分解所需的时间。

分离步骤

然后，进行的步骤是从支持基板分离半导体晶片。

此处，“分离”是指使半导体晶片从支持基板剥落的操作。例如，该操作可通过以下方法来进行，在相对于支持基板表面的垂直方向上而分离、通过在相对于支持基板表面的水平方向上移动而分离或通过从半导体晶片的一端向上倾斜半导体晶片而分离。

在分离步骤之后，可去除残存在半导体晶片或支持基板上的残留的暂时粘合剂。去除残留的暂时粘合剂的方法不受特别的限制，但其可为例如等离子处理、化学浸渍处理、研磨处理或热处理。

根据本实施方案，在半导体设备的制造方法中，使暂时粘合剂转变低分子形态，在不含可能的应力条件下进行分离，因此其实现了使半导体晶片难于维持损坏的效果。

此外，已经处于低分子形态的暂时粘合剂的组合物，在加热过程中蒸发，由此实现了残留的暂时粘合剂难于在半导体晶片上残存的效果。由此，能简化诸如洗涤等随后的步骤，并具有改善处理的优点。

根据本发明，用于半导体晶片的暂时粘合剂的具体实例，上文已经说明了使用它制造半导体设备的方法，提供了实施方案的方式，但本发明不局限于这些。

实施例

以下使用具体的实施例对本发明用于半导体晶片的暂时粘合剂以及半导体设备的制造方法进行具体描述，但本发明不局限于下述具体的实施例。

暂时粘合剂的制备

实施方案1

在实施方案1中，使用下列化合物制备暂时粘合剂。

1，4-聚丁烯碳酸酯的合成

氮气环境下，在具有搅拌器、原材料装填口和氮气入口的三口烧瓶中加入1，4-丁二醇(168g，1.864mol)和碳酸二乙酯(264.2g，2.236mol)，加热至90至100摄氏度，然后将混合物溶解。然后，在加入20％乙醇钠的乙醇溶液(80ml，0.186mol)之后，在氮气环境下，将其在90至100摄氏度下搅拌一小时。此后，将反应容器内部减压约30kPa，并在90至100摄氏度下保持1小时，然后在120摄氏度下持续1小时。此后，在0.1kPa的真空度中，在150摄氏度下进行搅拌1小时，然后在180摄氏度下持续2小时。

将上述获得的反应物溶解在四氢呋喃(2L)中，进行过滤，然后去除催化剂残渣。此后，将该滤液放入到蒸馏水∶甲醇＝1∶9的溶液(20L)中，收集沉淀物，然后在蒸馏水∶甲醇＝1∶9的溶液(10L)中将其进一步充分洗涤，由此获得125g的1，4-聚丁烯碳酸酯(产率48％)。当由GPC检测合成的1，4-聚丁烯碳酸酯的重均分子量时，发现其为35,000。

暂时粘合剂的制备

将100g获得的1，4-聚丁烯碳酸酯、作为活化剂的5g的Rhodosil Photo光引发剂2074(FABA)(由日本罗地亚公司(Rhodia)制造，Rhodorsil光引发剂2074)以及作为感光剂的1.5g的1-氯-4-丙氧基硫代氧杂蒽酮(由Lambson有限公司(UK)制造，产品名称：SPEEDCURE CPTX)溶解在958.5g的苯甲醚(溶剂)中，然后制备树脂浓度为10％的暂时粘合剂。

实施方案2

对于实施方案2，使用下列化合物制备暂时粘合剂。

聚新戊基碳酸酯的合成

在氮气环境下，在具有搅拌器、原材料装填口和氮气入口的三口烧瓶中加入新戊二醇(194.2g，1.864mol)和碳酸二乙酯(308.2g，2.610mol)，加热至120摄氏度，然后将混合物溶解。

然后，在加入20％乙醇钠的乙醇溶液(80ml，0.186mol)之后，在氮气环境下，在120摄氏度下将其搅拌2小时。此后，将反应容器的内部减压约30kPa，然后在120摄氏度下搅拌1小时。此后，在0.1kPa的真空度下，120摄氏度下进行搅拌3小时。

将上述获得的反应物溶解在四氢呋喃(2L)中，进行过滤，然后去除催化剂残渣。此后，将该滤液放入蒸馏水∶甲醇＝1∶9溶液(20L)中，收集沉淀物，然后在蒸馏水∶甲醇＝1∶9的溶液(10L)中将其进一步充分洗涤，由此获得110.6g的聚新戊碳酸酯(产率46％)。

当由GPC检测合成的聚新戊基碳酸酯的重均分子量时，发现其为12,000。

暂时粘合剂的制备

将100g获得的聚新戊基碳酸酯、作为活化剂的5g的Rhodosil Photo光引发剂2074(FABA)(由日本罗地亚公司制造，Rhodorsil光引发剂2074)以及作为感光剂的1.5g的1-氯-4-丙氧基硫杂蒽酮(由Lambson有限公司(UK)制造，产品名称：SPEEDCURE CPTX)溶解在958.5g的苯甲醚(溶剂)中，然后制备树脂浓度为10％的暂时粘合剂。

实施方案3

在实施方案3中，使用下列化合物制备暂时粘合剂。

聚(1，3-环己烯碳酸酯)的合成

将8.13g(0.070摩尔)的1，3-环己二醇、15.00g(0.070摩尔)的碳酸二苯酯和0.0028g(0.0035摩尔)的碳酸锂放置在反应容器中。作为反应的第一步，在氮气环境下，将反应容器浸入加热室中然后搅拌加热至120摄氏度，将组分溶解并持续搅拌2小时。作为反应的第二步，将反应容器的内部减压至10kPa，然后在120摄氏度下持续搅拌1小时。作为反应的第三步，将反应容器的内部减压至0.5kPa或更小，然后在120度下持续搅拌1小时。作为反应的第四步，将加热室的温度升高至180摄氏度之后，保持时间为30分钟同时保持反应容器内部处于0.5kPa或更小的减压状态，在180摄氏度下持续搅拌1.5小时。将在第二至第四步的反应过程中生成的苯酚蒸发至在反应容器的外部。

将反应容器的内部压力恢复至常压之后，加入100ml的四氢呋喃来溶解产物。将溶解有产物的溶液滴入进行不断搅拌的1.0L的甲醇∶水＝9∶1(v/v)的混合溶液中。通过抽滤收集分离开的沉淀物，然后在使用0.5L的甲醇∶水＝9∶1(v/v)的混合溶液洗涤收集的沉淀物之后，通过抽滤收集它们。在真空度干燥器中将收集的沉淀物在60摄氏度下干燥18小时，然后获得7.09g的1，3-环己烯碳酸酯的粉末(产率：71％)。

当由GPC检测合成的聚(1，3-环己烯碳酸酯)的重均分子量时，发现其为23,100并且分子量分布为1.49。

暂时粘合剂的制备

将100g获得的聚(1，3-环己烯碳酸酯)、作为活化剂的5g的Rhodosil光引发剂2074(由日本罗地亚公司制造)以及作为感光剂的1.5g的1-氯-4-丙氧基硫杂蒽酮(由Lambson有限公司(UK)制造，产品名称：SPEEDCURE CPTX)溶解在958.5g的苯甲醚(溶剂)中，由此制备树脂浓度为10％的暂时粘合剂。

关于上述实施方案1至3的暂时粘合剂，由TG/DTA设备(型号：6200，由精工电子有限公司制造)(环境：氮气，升温速度：5度每分钟)检测暂时粘合剂的暴露之前和之后的失重50％的温度，以及暴露之后的失重5％的温度和失重95％的温度。

此处，通过使用旋转涂布机(旋转速度：1,200rpm，时间：30秒)涂覆8英寸的透明玻璃和在实施方案中获得的暂时粘合剂来制备暴露之后的暂时粘合剂，然后在120摄氏度下进行5分钟的预烘焙，然后使用掩模对准机(型号：MA-8，SUSS MicroTec)，将薄层暴露于(暴露量：i线当量为500mj/cm²)宽频光源(G线+H线+i线)。

表1

  实施方案1  实施方案2  聚新戊基碳酸酯Mw：12,000  100g  1，4-聚丁烯碳酸酯Mw：35,000  100g  Rhodorsil光引发剂2074  5g  5g  SPEEDCURE CPTX  1.5g  1.5g  暴露之前失重50％的温度(摄氏度)  231  210  暴露之后失重50％的温度(摄氏度)  146  167  暴露之前和之后失重50％的温度的差(摄氏度)  85  43  暴露之后失重95％的温度(摄氏度)  215  265  暴露之后失重5％的温度(摄氏度)  119  118  (暴露之后失重95％的温度)-(暴露之后失重5％的温度)(摄氏度)  96  147

表2

  实施方案3  聚(1，3-环己烯碳酸酯)  100g  Rhodorsil光引发剂2074  5g  SPEEDCURE CPTX  1.5g  苯甲醚  958.5g  暴露之前失重50％的温度(摄氏度)  203  暴露之后失重50％的温度(摄氏度)  171  暴露之前和之后失重50％的温度的差(摄氏度)  33  暴露之后失重95％的温度(摄氏度)  321  暴露之后失重5％的温度(摄氏度)  143  (暴露之后失重95％的温度)-(暴露之后失重5％的温度)(摄氏度)  179

然后，使用根据上述实施方案的暂时粘合剂进行半导体设备的制造。

首先，使用旋转涂布机，将在实施方案中获得的暂时粘合剂涂覆在8英寸的透明玻璃上(旋转速度：1,200rpm，时间：30秒)，然后在热板上，在120摄氏度下进行5分钟的预烘焙，形成5μm厚度的包含暂时粘合剂的薄层。

然后，使用基板接合器(型号SB-8e，由SUSS MicroTec制造)，通过包含所述暂时粘合剂的薄层将8英寸的硅晶片(厚度为725μm)与8英寸的透明玻璃暂时粘结(环境：10^-2mbar，温度：160摄氏度，负荷量：10kN，时间：1分钟)。

然后，使用掩模对准机(型号：MA-8，SUSS MicroTec)，将薄层暴露于(暴露量：i方向当量为500mj/cm²)宽频光源(G线+H线+i线)。

然后，将具有与8英寸透明玻璃暂时粘结的8英寸硅晶片的样品放入烘箱中，然后通过进行指定温度和时间的处理来进行暂时粘合剂的热分解。

最后，将经历热分解的样品从烘箱中取出，将镊子插入8英寸透明玻璃和8英寸硅晶片之间的间隔中，然后进行8英寸硅晶片的分离。此时，由于使用实施方案1和实施方案2的暂时粘合剂，能无损坏地并容易地将8英寸硅晶片分离。

以这种方式，在半导体设备制造方法的过程中，通过使用根据本发明的暂时粘合剂，能容易地进行分离，并能缩短热分解所需的时间。由此，能减少对半导体晶片的损坏。