JP7388004B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、半導体装置の製造方法に関する。

半導体装置の分野では、近年、複数の半導体素子を積層したＳＩＰ（Ｓｙｓｔｅｍ ｉｎ Ｐａｃｋａｇｅ）と呼ばれるパッケージに関する技術が著しく成長している。ＳＩＰ型のパッケージでは半導体素子が多数積層されるため、半導体素子の薄厚化が要求される。そのため、半導体部材（例えば、半導体ウェハ）に集積回路を組み入れた後に、例えば、半導体部材の裏面を研削する薄厚化、半導体ウェハをダイシングする個別化等の加工処理が施されることがある。これら半導体部材の加工処理は、通常、仮固定材層によって、半導体部材を支持基板に仮固定した状態で行われる（例えば、特許文献１～３を参照。）。特許文献２、３は、仮固定材層にレーザー光（コヒーレント光）を照射することによって、半導体部材を分離する方法を開示している。

特開２０１２－１２６８０３号公報 特開２０１６－１３８１８２号公報 特開２０１３－０３３８１４号公報

ところで、仮固定材層に光を照射して半導体部材を分離する場合、仮固定材層が光の照射によって破壊され、これによって半導体部材が破損してしまうことがある。

そこで、本発明は、半導体部材の破損を抑制することが可能な半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。

本発明の一側面は、支持面及びその反対側の裏面を有する支持基板と支持面上に設けられた仮固定材層とを備え、仮固定材層の一部又は全部が、光を吸収して熱を発生する光吸収層である仮固定用積層体であって、仮固定材層が、仮固定材層の少なくとも一方の最表面を含む硬化性樹脂層を有する、仮固定用積層体を準備する準備工程と、半導体部材を、仮固定材層を介して支持基板に対して仮固定する仮固定工程と、支持基板に対して仮固定された半導体部材を加工する加工工程と、仮固定用積層体に対して裏面側から光を間歇的に照射し、半導体部材を支持基板から分離する分離工程とを備える、半導体装置の製造方法法を提供する。このような半導体装置の製造方法によれば、半導体部材の破損を抑制することが可能となり得る。

光は、インコヒーレント光であってよい。インコヒーレント光の光源は、キセノンランプであってよい。

本発明によれば、半導体部材の破損を抑制することが可能な半導体装置の製造方法が提供される。

図１（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、半導体装置の製造方法の一実施形態を示す模式図である。 図２（ａ）及び（ｂ）は、半導体装置の製造方法の一実施形態を示す模式図である。 図３（ａ）及び（ｂ）は、半導体装置の製造方法の一実施形態を示す模式図である。 図４（ａ）、（ｂ）、及び（ｃ）、は半導体装置の製造方法の一実施形態を示す模式図である。

以下、図面を適宜参照しながら、本発明の実施形態について説明する。ただし、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。以下の実施形態において、その構成要素（ステップ等も含む）は、特に明示した場合を除き、必須ではない。各図における構成要素の大きさは概念的なものであり、構成要素間の大きさの相対的な関係は各図に示されたものに限定されない。

本明細書における数値及びその範囲についても同様であり、本発明を制限するものではない。本明細書において「～」を用いて示された数値範囲は、「～」の前後に記載される数値をそれぞれ最小値及び最大値として含む範囲を示す。本明細書中に段階的に記載されている数値範囲において、一つの数値範囲で記載された上限値又は下限値は、他の段階的な記載の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよい。また、本明細書中に記載されている数値範囲において、その数値範囲の上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。

本明細書において、（メタ）アクリル酸は、アクリル酸又はそれに対応するメタクリル酸を意味する。（メタ）アクリレート、（メタ）アクリロイル基等の他の類似表現についても同様である。

［半導体装置の製造方法］
（準備工程）
準備工程は、支持面及びその反対側の裏面を有する支持基板と支持面上に設けられた仮固定材層とを備え、仮固定材層の一部又は全部が、光を吸収して熱を発生する光吸収層である仮固定用積層体であって、仮固定材層が、仮固定材層の少なくとも一方の最表面を含む硬化性樹脂層を有する、仮固定用積層体を準備する工程である。

半導体装置を製造するために、半導体部材を加工する間、半導体部材を支持基板に対して仮固定するための仮固定用積層体が準備される。図１は、仮固定用積層体のいくつかの実施形態を示す断面図である。図１に示される仮固定用積層体１は、支持面Ｓ１としての主面及びその裏側の裏面Ｓ２を有する支持基板１０と、支持基板１０の支持面Ｓ１上に設けられた仮固定材層３０とを有する。仮固定材層３０は、硬化性樹脂層３１を有する。硬化性樹脂層３１は、仮固定材層３０の支持基板１０とは反対側の最表面Ｓ３を含む。加えて、仮固定材層３０は、硬化性樹脂層３１とは別の層として設けられた光吸収層３２、又は、硬化性樹脂層３１の一部として設けられた光吸収層３１Ｂを有する。光吸収層３２、３１Ｂは、光を吸収して熱を発生する層である。

図１（ａ）に示される仮固定用積層体１の仮固定材層３０は、支持基板１０とは反対側の最表面Ｓ３を含む硬化性樹脂層３１と、硬化性樹脂層３１とは別の層として設けられた光吸収層３２とを有する。言い換えると、支持基板１０の一方の主面である支持面Ｓ１上に、光吸収層３２及び硬化性樹脂層３１がこの順に積層されている。

図１（ｂ）に示される仮固定用積層体１の仮固定材層３０は、光吸収層３１Ｂをその一部として含む硬化性樹脂層３１からなる。ここでの硬化性樹脂層３１は、最表面Ｓ３を含む光吸収層３１Ｂと、光吸収層３１Ｂの支持基板１０側に設けられた、実質的に非発熱性の硬化性樹脂層３１Ａとを有する。

図１（ｃ）に示される仮固定用積層体１の仮固定材層３０の場合、図１（ｂ）と同様の光吸収層３１Ｂに加えて、光吸収層３２が硬化性樹脂層３１とは別の層としてさらに設けられている。硬化性樹脂層３１とは別の層として設けられた光吸収層３２に代えて、硬化性樹脂層３１の一部を構成する光吸収層が硬化性樹脂層３１Ａと支持基板１０との間にさらに設けられてもよい。

仮固定用積層体１は、例えば、支持基板１０上に各層を順次形成することによって得ることができる。硬化性樹脂層及び光吸収層を有する積層フィルムを準備し、それらを支持基板１０上に積層してもよい。

図２、図３、及び図４は、仮固定用積層体を用いて半導体装置を製造する方法の一実施形態を示す工程図である。ここでは、図１（ａ）の仮固定用積層体１を用いた方法が例示されるが、他の構成の仮固定用積層体を用いて同様に半導体装置を製造することもできる。図２～４に示される方法は、半導体部材４５を、仮固定材層３０を介して支持基板１０に対して仮固定する仮固定工程（図２）と、支持基板１０に対して仮固定された半導体部材４５を加工する加工工程（図３（ａ））と、必要に応じて、加工された半導体部材４５を封止する封止層５０を形成する封止工程（図３（ｂ））と、仮固定用積層体１に対して支持基板１０側から光ｈνを照射し、半導体部材４５を支持基板１０から分離する分離工程（図３（ｂ））と、を備える。半導体部材４５は、半導体基板４０及び半導体基板４０の一方の面側に設けられた再配線層４１を有していてもよい。半導体部材４５は、再配線層４１が硬化性樹脂層３１側に位置する向きで硬化性樹脂層３１上に配置されてもよい。

（仮固定工程）
仮固定工程は、半導体部材を、仮固定材層を介して支持基板に対して仮固定する工程である。

支持基板１０は、高い透過率を有し、半導体部材４５の加工時に受ける負荷に耐え得る板状体である。支持基板１０としては、例えば、無機ガラス基板、透明樹脂基板等が挙げられる。

支持基板１０の厚みは、例えば、０．１～２．０ｍｍであってよい。支持基板１０の厚みが０．１ｍｍ以上であると、ハンドリングが容易となる傾向にある。支持基板１０の厚みが２．０ｍｍ以下であると、材料費を抑制することができる傾向にある。

仮固定材層３０の半導体部材４５が仮固定される側の最表面Ｓ３は、硬化性樹脂層３１の表面である。例えば、硬化性樹脂層３１上に半導体部材４５が載せられた状態で硬化性樹脂層３１を硬化させることによって、半導体部材４５を支持基板１０に対して仮固定することができる。言い換えると、半導体部材４５が、硬化した硬化性樹脂層３１ｃを有する仮固定材層３０を介して支持基板１０に対して一時的に接着され得る。

硬化性樹脂層３１は、熱又は光によって硬化する硬化性樹脂組成物を含む層である。硬化前の硬化性樹脂層３１は、半導体部材４５を圧着等によって貼り付けることが可能な程度の接着性（又は貼付性）を有する。硬化した硬化性樹脂層３１ｃは、加工される半導体部材４５を保持する。本明細書において、硬化性樹脂層３１を構成する導電性粒子以外の成分は、全て硬化性樹脂組成物の成分とみなされる。

硬化性樹脂層３１の厚みは、応力緩和の観点から、例えば、２０００μｍ以下、５００μｍ以下、又は２００μｍ以下であってもよく、０．１μｍ以上又は１μｍ以上であってもよい。

硬化した硬化性樹脂層３１ｃの２５℃における貯蔵弾性率は、５～１００ＭＰａであってよい。硬化した硬化性樹脂層３１ｃの２５℃における貯蔵弾性率が５ＭＰａ以上であると、支持基板１０が撓むことなく半導体部材４５を保持し易い傾向にある。また、半導体部材４５を支持基板から分離した時に、半導体部材４５上に硬化性樹脂層３１ｃの残さが残り難い傾向にある。硬化した硬化性樹脂層３１ｃの２５℃における貯蔵弾性率が１００ＭＰａ以下であると、半導体部材４５の位置ずれを小さくできる傾向にある。同様の観点から、硬化した硬化性樹脂層３１ｃの２５℃における貯蔵弾性率は、５．５ＭＰａ以上、６ＭＰａ以上、又は６．３ＭＰａ以上であってもよく、９０ＭＰａ以下、８０ＭＰａ以下、７０ＭＰａ以下、又は６５ＭＰａ以下であってもよい。本明細書において、硬化した硬化性樹脂層３１ｃの貯蔵弾性率は、昇温速度５℃／分、周波数１Ｈｚ、引張モードの条件で測定される粘弾性測定によって求められる値を意味する。

硬化した硬化性樹脂層３１ｃの２５℃における貯蔵弾性率は、例えば、後述の炭化水素樹脂の含有量を大きくする、高いＴｇを有する炭化水素樹脂を適用する、絶縁性フィラーを硬化性樹脂組成物に添加するといった方法によって、増加させることができる。

硬化した硬化性樹脂層３１ｃの２５０℃における貯蔵弾性率は、０．７０ＭＰａ以上、０．８０ＭＰａ以上、０．８５ＭＰａ以上、又は０．９０ＭＰａ以上であってよく、２．００ＭＰａ以下、１．９０ＭＰａ以下、１．８０ＭＰａ以下、又は１．７５ＭＰａ以下であってよい。

硬化性樹脂層３１を構成する硬化性樹脂組成物は、熱硬化性樹脂と、炭化水素樹脂とを含有していてもよい。炭化水素樹脂は、主骨格が炭化水素で構成される樹脂である。硬化性樹脂組成物が炭化水素樹脂を含むことによって、半導体部材４５を硬化性樹脂層３１に低温で貼り付け易い傾向にある。

硬化性樹脂層３１の低温での貼付性の観点から、炭化水素樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）は、５０℃以下であってもよい。硬化性樹脂層３１の良好な剥離性の観点から、炭化水素樹脂のＴｇが－１００℃以上又は－５０℃以上であってもよい。

炭化水素樹脂のＴｇは、示差走査熱量測定（ＤＳＣ）によって得られる中間点ガラス転移温度値である。炭化水素樹脂のＴｇは、具体的には、昇温速度１０℃／分、測定温度：－８０～８０℃の条件で熱量変化を測定し、ＪＩＳ Ｋ ７１２１に準拠した方法によって算出した中間点ガラス転移温度である。

炭化水素樹脂は、例えば、エチレン・プロピレン共重合体、エチレン・１－ブテン共重合体、エチレン・プロピレン・１－ブテン共重合体エラストマー、エチレン・１－ヘキセン共重合体、エチレン・１－オクテン共重合体、エチレン・スチレン共重合体、エチレン・ノルボルネン共重合体、プロピレン・１－ブテン共重合体、エチレン・プロピレン・非共役ジエン共重合体、エチレン・１－ブテン・非共役ジエン共重合体、エチレン・プロピレン・１－ブテン・非共役ジエン共重合体、ポリイソプレン、ポリブタジエン、スチレン・ブタジエン・スチレンブロック共重合体（ＳＢＳ）、スチレン・イソプレン・スチレンブロック共重合体（ＳＩＳ）、スチレン・エチレン・ブチレン・スチレンブロック共重合体（ＳＥＢＳ）、スチレン・エチレン・プロピレン・スチレンブロック共重合体（ＳＥＰＳ）、及びこれらの水素添加物からなる群より選ばれる少なくとも１種であってよい。これらの炭化水素樹脂は、カルボキシル基を有していてもよい。カルボキシル基は、例えば、無水マレイン酸等を用いた変性によって導入される。炭化水素樹脂は、スチレンに由来するモノマー単位を含むスチレン系樹脂を含んでいてもよい。スチレン系樹脂は、スチレン・エチレン・ブチレン・スチレンブロック共重合体（ＳＥＢＳ）であってもよい。

炭化水素樹脂の重量平均分子量（Ｍｗ）は、１万～５００万又は１０万～２００万であってよい。重量平均分子量が１万以上であると、仮固定材層３０の耐熱性を確保し易くなる傾向にある。重量平均分子量が５００万以下であると、仮固定材層３０のフローの低下及び貼付性の低下を抑制し易い傾向にある。ここでの重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー法（ＧＰＣ）で標準ポリスチレンによる検量線を用いたポリスチレン換算値である。

炭化水素樹脂の含有量は、硬化性樹脂層３１を構成する硬化性樹脂組成物の総量１００質量部に対して、４０質量部以上、５０質量部以上、又は６０質量部以上であってよく、９０質量部以下、８５質量部以下、又は８０量部以下であってよい。炭化水素樹脂の含有量がこれら数値範囲内にあると、薄く平坦な硬化性樹脂層３１を形成し易い傾向にある。また、硬化性樹脂層３１が、低温での良好な感圧接着性と、硬化後の適切な貯蔵弾性率を有し易い傾向がある。

熱硬化性樹脂は、熱硬化反応によって硬化性樹脂組成物を硬化させる成分である。熱硬化反応は、熱硬化樹脂と硬化剤との反応、熱硬化性樹脂の自己重合、又はこれらの組み合わせであることができる。熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、熱硬化型ポリイミド樹脂、ポリウレタン樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂等が挙げられる。これらは、１種を単独で又は２種以上を組み合わせて用いてもよい。熱硬化性樹脂は、耐熱性、作業性、及び信頼性により優れることから、エポキシ樹脂を含んでいてもよい。

エポキシ樹脂は、１以上のエポキシ基を有する化合物である。エポキシ樹脂は、２以上のエポキシ基を有していてもよい。２以上のエポキシ基を有するエポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂（フェノールノボラック型エポキシ樹脂等）、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、複素環含有エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂等が挙げられる。

硬化性樹脂組成物は、熱硬化性樹脂及びその硬化剤を含んでいてもよい。熱硬化性樹脂及びその硬化剤の合計の含有量は、硬化性樹脂組成物の総量１００質量部に対して、１０質量部以上、１５質量部以上、又は２０質量部以上であってよく、６０質量部以下、５０質量部以下、又は４０質量部以下であってよい。熱硬化性樹脂及びその硬化剤の合計の含有量がこれら範囲内にあると、薄く平坦な硬化性樹脂層を容易に形成できる傾向にあり、硬化した硬化性樹脂層３１ｃの耐熱性がより優れる傾向にある。

熱硬化性樹脂としてエポキシ樹脂を用いる場合、硬化性樹脂組成物は、エポキシ樹脂の硬化剤を含んでいてもよい。エポキシ樹脂の硬化剤としては、特に制限されないが、例えば、アミン、ポリアミド、酸無水物、ポリスルフィド、三フッ化ホウ素、ビスフェノール（ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、ビスフェノールＳ等）、フェノール樹脂（フェノールノボラック樹脂、ビスフェノールＡノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、フェノールアラルキル樹脂等）等が挙げられる。

熱硬化性樹脂組成物は、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂の硬化反応を促進する硬化促進剤をさらに含んでいてもよい。硬化促進剤としては、例えば、イミダゾール化合物、ジシアンジアミド、ジカルボン酸ジヒドラジド、トリフェニルホスフィン、テトラフェニルホスホニウムテトラフェニルボレート、２－エチル－４－メチルイミダゾール－テトラフェニルボレート、１，８－ジアザビシクロ［５，４，０］ウンデセン－７－テトラフェニルボレート等が挙げられる。これらは、１種を単独で又は２種以上を組み合わせて用いてもよい。

硬化促進剤の含有量は、熱硬化性樹脂及び硬化剤の総量１００質量部に対して、０．０１～５質量部であってよい。硬化促進剤の含有量がこの範囲内であると、硬化性樹脂層の硬化性と硬化後の耐熱性がより優れる傾向にある。

硬化性樹脂層３１を構成する硬化性樹脂組成物は、重合性不飽和基を有する重合性モノマーと、重合開始剤とを含んでいてもよい。この場合も、硬化性樹脂組成物が上述の炭化水素樹脂をさらに含んでいてもよい。

重合性モノマーは、エチレン性不飽和基等の重合性不飽和基を有する化合物である。重合性モノマーは、１官能、２官能、又は３官能以上のいずれであってもよいが、充分な硬化性を得る観点から、２官能以上の重合性モノマーを用いてもよい。重合性モノマーとしては、例えば、（メタ）アクリレート、ハロゲン化ビニリデン、ビニルエーテル、ビニルエステル、ビニルピリジン、ビニルアミド、アリール化ビニル等が挙げられる。重合性モノマーは、（メタ）アクリレート又は（メタ）アクリル酸であってもよい。（メタ）アクリレートは、単官能（メタ）アクリレート、２官能（メタ）アクリレート、３官能以上の多官能（メタ）アクリレート、又はこれらの組み合わせであってもよい。

単官能（メタ）アクリレートとしては、例えば、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）アクリレート、イソブチル（メタ）アクリレート、ｔｅｒｔ－ブチル（メタ）アクリレート、ブトキシエチル（メタ）アクリレート、イソアミル（メタ）アクリレート、ヘキシル（メタ）アクリレート、２－エチルヘキシル（メタ）アクリレート、ヘプチル（メタ）アクリレート、オクチルヘプチル（メタ）アクリレート、ノニル（メタ）アクリレート、デシル（メタ）アクリレート２－ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２－ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、３－クロロ－２－ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、２－ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート、メトキシポリエチレングリコール（メタ）アクリレート、エトキシポリエチレングリコール（メタ）アクリレート、メトキシポリプロピレングリコール（メタ）アクリレート、エトキシポリプロピレングリコール（メタ）アクリレート、モノ（２－（メタ）アクリロイロキシエチル）スクシネート等の脂肪族（メタ）アクリレート；ベンジル（メタ）アクリレート、フェニル（メタ）アクリレート、ｏ－ビフェニル（メタ）アクリレート、１－ナフチル（メタ）アクリレート、２－ナフチル（メタ）アクリレート、フェノキシエチル（メタ）アクリレート、ｐ－クミルフェノキシエチル（メタ）アクリレート、ｏ－フェニルフェノキシエチル（メタ）アクリレート、１－ナフトキシエチル（メタ）アクリレート、２－ナフトキシエチル（メタ）アクリレート、フェノキシポリエチレングリコール（メタ）アクリレート、ノニルフェノキシポリエチレングリコール（メタ）アクリレート、フェノキシポリプロピレングリコール（メタ）アクリレート、２－ヒドロキシ－３－フェノキシプロピル（メタ）アクリレート、２－ヒドロキシ－３－（ｏ－フェニルフェノキシ）プロピル（メタ）アクリレート、２－ヒドロキシ－３－（１－ナフトキシ）プロピル（メタ）アクリレート、２－ヒドロキシ－３－（２－ナフトキシ）プロピル（メタ）アクリレート等の芳香族（メタ）アクリレートなどが挙げられる。

２官能（メタ）アクリレートとしては、例えば、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、テトラエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、プロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、テトラプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、エトキシ化ポリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、１，３－ブタンジオールジ（メタ）アクリレート、１，４－ブタンジオールジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、３－メチル－１，５－ペンタンジオールジ（メタ）アクリレート、１，６－ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、２－ブチル－２－エチル－１，３－プロパンジオールジ（メタ）アクリレート、１，９－ノナンジオールジ（メタ）アクリレート、１，１０－デカンジオールジ（メタ）アクリレート、グリセリンジ（メタ）アクリレート、トリシクロデカンジメタノール（メタ）アクリレート、エトキシ化２－メチル－１，３－プロパンジオールジ（メタ）アクリレート等の脂肪族（メタ）アクリレート；エトキシ化ビスフェノールＡジ（メタ）アクリレート、プロポキシ化ビスフェノールＡジ（メタ）アクリレート、エトキシ化プロポキシ化ビスフェノールＡジ（メタ）アクリレート、エトキシ化ビスフェノールＦジ（メタ）アクリレート、プロポキシ化ビスフェノールＦジ（メタ）アクリレート、エトキシ化プロポキシ化ビスフェノールＦジ（メタ）アクリレート、エトキシ化フルオレン型ジ（メタ）アクリレート、プロポキシ化フルオレン型ジ（メタ）アクリレート、エトキシ化プロポキシ化フルオレン型ジ（メタ）アクリレート等の芳香族（メタ）アクリレートなどが挙げられる。

３官能以上の多官能（メタ）アクリレートとしては、例えば、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、エトキシ化トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、プロポキシ化トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、エトキシ化プロポキシ化トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、エトキシ化ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、プロポキシ化ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、エトキシ化プロポキシ化ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、エトキシ化ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、プロポキシ化ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、エトキシ化プロポキシ化ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート等の脂肪族（メタ）アクリレート；フェノールノボラック型エポキシ（メタ）アクリレート、クレゾールノボラック型エポキシ（メタ）アクリレート等の芳香族エポキシ（メタ）アクリレートなどが挙げられる。

これらの（メタ）アクリレートは、１種を単独で又は２種以上を組み合わせて用いてもよい。これらの（メタ）アクリレートをその他の重合性モノマーと組み合わせてもよい。

重合性モノマーの含有量は、硬化性樹脂層３１を構成する硬化性樹脂組成物の総量１００質量部に対して、１０～６０質量部であってよい。

重合開始剤は、加熱又は紫外光等の照射によって重合性モノマーの重合反応を開始させる化合物である。例えば、重合性モノマーがエチレン性不飽和基を有する化合物である場合、重合開始剤は熱ラジカル重合開始剤、光ラジカル重合開始剤、又はこれらの組み合わせであってよい。

熱ラジカル重合開始剤としては、例えば、オクタノイルパーオキシド、ラウロイルパーオキシド、ステアリルパーオキシド、ベンゾイルパーオキシド等のジアシルパーオキシド；ｔ－ブチルパーオキシピバレート、ｔ－ヘキシルパーオキシピバレート、１，１，３，３－テトラメチルブチルパーオキシ－２－エチルヘキサノエート、２，５－ジメチル－２，５－ビス（２－エチルヘキサノイルパーオキシ）ヘキサン、ｔ－ヘキシルパーオキシ－２－エチルヘキサノエート、ｔ－ブチルパーオキシ－２－エチルヘキサノエート、ｔ－ブチルパーオキシイソブチレート、ｔ－ヘキシルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、ｔ－ブチルパーオキシ－３，５，５－トリメチルヘキサノエート、ｔ－ブチルパーオキシラウリレート、ｔ－ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、ｔ－ブチルパーオキシ－２－エチルヘキシルモノカーボネート、ｔ－ブチルパーオキシベンゾエート、ｔ－ヘキシルパーオキシベンゾエート、２，５－ジメチル－２，５－ビス（ベンゾイルパーオキシ）ヘキサン、ｔ－ブチルパーオキシアセテート等のパーオキシエステル；２，２’－アゾビスイソブチロニトリル、２，２’－アゾビス（２，４－ジメチルバレロニトリル）、２，２’－アゾビス（４－メトキシ－２’－ジメチルバレロニトリル）等のアゾ化合物などが挙げられる。

光ラジカル重合開始剤としては、例えば、２，２－ジメトキシ－１，２－ジフェニルエタン－１－オン等のベンゾインケタール；１－ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、２－ヒドロキシ－２－メチル－１－フェニルプロパン－１－オン、１－［４－（２－ヒドロキシエトキシ）フェニル］－２－ヒドロキシ－２－メチル－１－プロパン－１－オン等のα－ヒドロキシケトン；ビス（２，４，６－トリメチルベンゾイル）フェニルホスフィンオキシド、ビス（２，６－ジメトキシベンゾイル）－２，４，４－トリメチルペンチルホスフィンオキシド、２，４，６－トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド等のホスフィンオキシドなどが挙げられる。

これらの熱及び光ラジカル重合開始剤は、１種を単独で又は２種以上を組み合わせて用いてもよい。

重合開始剤の含有量は、重合性モノマーの総量１００質量部に対して、０．０１～５質量部であってよい。

硬化性樹脂層３１を構成する硬化性樹脂組成物は、その他の成分として、絶縁性フィラー、増感剤、酸化防止剤等をさらに含んでいてもよい。

絶縁性フィラーは、硬化性樹脂組成物に低熱膨張性、低吸湿性を付与する目的で添加される。絶縁性フィラーの例としては、シリカ、アルミナ、窒化ホウ素、チタニア、ガラス、セラミック等の非金属無機フィラーが挙げられる。これらの絶縁性フィラーは、１種を単独で又は２種以上を組み合わせて用いてもよい。

絶縁性フィラーの含有量は、硬化性樹脂層３１を構成する硬化性樹脂組成物の総量１００質量部に対して、５～２０質量部であってよい。絶縁性フィラーの含有量がこの数値範囲内にあると、硬化した硬化性樹脂層３１ｃが優れた耐熱性及び良好な剥離性を有する傾向がある。

増感剤としては、例えば、アントラセン、フェナントレン、クリセン、ベンゾピレン、フルオランテン、ルブレン、ピレン、キサントン、インダンスレン、チオキサンテン－９－オン、２－イソプロピル－９Ｈ－チオキサンテン－９－オン、４－イソプロピル－９Ｈ－チオキサンテン－９－オン、１－クロロ－４‐プロポキシチオキサントン等が挙げられる。増感剤の含有量は、硬化性樹脂層３１を構成する硬化性樹脂組成物の総量１００質量部に対して、０．０１～１０質量部であってもよい。

酸化防止剤としては、例えば、ベンゾキノン、ハイドロキノン等のキノン誘導体、４－メトキシフェノール、４－ｔ－ブチルカテコール等のフェノール誘導体、２，２，６，６－テトラメチルピペリジン－１－オキシル、４－ヒドロキシ－２，２，６，６－テトラメチルピペリジン－１－オキシル等のアミノキシル誘導体、テトラメチルピペリジルメタクリレート等のヒンダードアミン誘導体などが挙げられる。酸化防止剤の含有量は、硬化性樹脂層３１を構成する硬化性樹脂組成物の総量１００質量部に対して、０．１～１０質量部であってもよい。

硬化性樹脂層３１は、例えば、支持フィルム及び支持フィルム上に形成された硬化性樹脂層を有する積層フィルムを予め準備し、これを光吸収層３２に貼り付けることによって、光吸収層３２上に設けられる。積層フィルムの光吸収層３２への貼り付けは、ロールラミネーター、真空ラミネーター等を用いて、室温（２０℃）で又は加熱しながら行うことができる。支持フィルム及び硬化性樹脂層を有する積層フィルムは、例えば、熱硬化性樹脂又は重合性モノマーと、有機溶剤と、必要によりその他の成分とを含む樹脂ワニスを支持フィルムに塗布することと、塗膜から有機溶剤を除去することとを含む方法によって得ることができる。あるいは、同様の樹脂ワニスを光吸収層３２に直接塗布し、塗膜から有機溶剤を除去する方法によって、光吸収層３２上に硬化性樹脂層３１を形成してもよい。

光吸収層３２は、光を吸収して熱を発生する層である。光吸収層３２の一態様は、光を吸収して熱を発生する導電体を含む導電体層である。光吸収層３２としての導電体層を構成する導電体としては、例えば、金属、金属酸化物、導電性カーボン材料等が挙げられる。金属は、クロム、銅、チタン、銀、白金、金等の単体金属であっても、ニッケル－クロム、ステンレス鋼、銅－亜鉛等の合金であってもよい。金属酸化物としては、例えば、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化亜鉛、酸化ニオブ等が挙げられる。これらは、１種を単独で又は２種以上を組み合わせて用いてもよい。導電体は、クロム、チタン、又は導電性カーボン材料であってよい。

光吸収層３２は、単層又は複数の層からなる金属層であってもよい。光吸収層３２は、例えば、銅層、チタン層、又は銅層及びチタン層からなる層であってもよい。光吸収層３２としての金属層は、真空蒸着、スパッタリング等の物理気相成長（ＰＶＤ）、又はプラズマ化学蒸着等の化学気相成長（ＣＶＤ）によって形成された層であってもよく、電解めっき又は無電解めっきによって形成されためっき層であってもよい。物理気相成長によれば、支持基板１０が大きな面積を有していても、支持基板１０の表面を覆う光吸収層３２としての金属層を効率的に形成することができる。

光吸収層の他の態様は、光を吸収して熱を発生する導電性粒子と、導電性粒子が分散したバインダー樹脂とを含有する層である。導電性粒子は、上述の導電体を含む粒子であってもよい。バインダー樹脂が硬化性樹脂組成物であってもよく、その場合、光吸収層は硬化性樹脂層３１の一部を構成する。例えば、図１（ｂ）の仮固定用積層体１における光吸収層３１Ｂは、導電性粒子及び硬化性樹脂組成物を含む層であることができる。光吸収層を構成する硬化性樹脂組成物は、光吸収層以外の部分の硬化性樹脂層を構成する硬化性樹脂組成物と同様の成分を含むことができる。光吸収層を構成する硬化性樹脂組成物は、光吸収層以外の部分の硬化性樹脂層を構成する硬化性樹脂組成物と同じでも異なっていてもよい。光吸収層における導電性粒子の含有量は、光吸収層の導電性粒子以外の成分の総量、すなわち、バインダー樹脂の総量又は硬化性樹脂組成物の総量１００質量部に対して、１０～９０質量部であってよい。

導電性粒子及びバインダー樹脂を含む光吸収層は、例えば、導電性粒子、バインダー樹脂及び有機溶剤を含有するワニスを支持基板上又は硬化性樹脂層上に塗布することと、塗膜から有機溶剤を除去することとを含む方法によって形成することができる。予め作製された光吸収層３２を支持基板１０上又は硬化性樹脂層上に積層してもよい。光吸収層及び硬化性樹脂層からなる積層体を支持基板上に積層してもよい。

光吸収層３２の厚みは、軽剥離性の観点から、１～５０００ｎｍ又は１００～３０００ｎｍであってよい。また、光吸収層３２の厚みが５０～３００ｎｍであると、光吸収層３２が充分に低い透過率を有し易い傾向にある。

仮固定材層３０の厚み（図１（ａ）の場合、光吸収層３２と硬化性樹脂層３１との合計の厚み）は、応力緩和の観点から、０．１～２０００μｍ又は１０～５００μｍであってよい。

仮固定用積層体１を準備した後、図２（ａ）に示されるように、硬化性樹脂層３１上に加工前の半導体部材４５が配置される。半導体部材４５は、半導体基板４０及び再配線層４１を有する。半導体部材４５は、外部接続端子をさらに有していてもよい。半導体基板４０は、半導体ウェハ又は半導体ウェハを分割して得られた半導体チップであってよい。図２（ａ）の例では複数の半導体部材４５が硬化性樹脂層３１に載せられるが、半導体部材の数は１個であってもよい。

半導体部材４５の厚みは、半導体装置の小型化、薄型化に加えて、搬送時、加工工程等の際の割れ抑制の観点から、１～１０００μｍ、１０～５００μｍ、又は２０～２００μｍであってもよい。

硬化性樹脂層３１上に載せられた半導体部材４５は、例えば真空プレス機又は真空ラミネーターを用いて硬化性樹脂層３１に対して圧着される。真空プレス機を用いる場合、圧着の条件は、気圧１ｈＰａ以下、圧着圧力１ＭＰａ、圧着温度１２０～２００℃、及び保持時間１００～３００秒間であることができる。真空ラミネーターを用いる場合、圧着の条件は、例えば、気圧１ｈＰａ以下、圧着温度６０～１８０℃又は８０～１５０℃、ラミネート圧力０．０１～０．５ＭＰａ又は０．１～０．５ＭＰａ、保持時間１～６００秒間又は３０～３００秒間であることができる。

硬化性樹脂層３１上に半導体部材４５が配置された後、硬化性樹脂層３１を熱硬化又は光硬化させることによって、半導体部材４５が、硬化した硬化性樹脂層３１ｃを有する仮固定材層３０を介して、支持基板１０に対して仮固定される。熱硬化の条件は、例えば、３００℃以下又は１００～２００℃で、１～１８０分間又は１～６０分間であってよい。

（加工工程）
加工工程は、支持基板に対して仮固定された半導体部材を加工する工程である。

図３（ａ）に示されるように、支持基板１０に対して仮固定された半導体部材が加工される。図３（ａ）は、半導体基板の薄化を含む加工の例を示すものである。半導体部材の加工は、これに限定されず、例えば、半導体基板の薄化、半導体部材の分割（ダイシング）、貫通電極の形成、エッチング処理、めっきリフロー処理、スパッタリング処理、又はこれらの組み合わせを含むことができる。

半導体基板４０の薄化は、グラインダー等を用いて、半導体基板４０の再配線層４１とは反対側の面を研削することによって行われる。薄化された半導体基板４０の厚みは、例えば、１００μｍ以下であってよい。

（封止工程）
封止工程は、加工された半導体部材を封止する封止層を形成する工程である。

半導体部材４５の加工の後、必要に応じて、図３（ｂ）に示されるように、加工された半導体部材４５を封止する封止層５０が形成される。封止層５０は、半導体素子の製造のために通常用いられる封止材を用いて形成することができる。例えば、封止層５０を熱硬化性樹脂組成物によって形成してもよい。封止層５０に用いられる熱硬化性樹脂組成物は、例えば、クレゾールノボラックエポキシ樹脂、フェノールノボラックエポキシ樹脂、ビフェニルジエポキシ樹脂、ナフトールノボラックエポキシ樹脂等のエポキシ樹脂を含んでいてもよい。封止層５０及びこれを形成するための熱硬化性樹脂組成物は、フィラー、難燃剤等の添加剤を含んでもよい。

封止層５０は、例えば、固形材、液状材、細粒材、又は封止フィルムを用いて形成される。封止フィルムを用いる場合、コンプレッション封止成形機、真空ラミネート装置等が用いられる。例えば、これら装置を用いて、４０～１８０℃（又は６０～１５０℃）、０．１～１０ＭＰａ（又は０．５～８ＭＰａ）、かつ０．５～１０分間の条件で熱溶融させた封止フィルムで半導体部材４５を被覆することによって、封止層５０を形成することができる。封止フィルムの厚みは、封止層５０が加工後の半導体部材４５の厚み以上になるように調整される。封止フィルムの厚みは、５０～２０００μｍ、７０～１５００μｍ、又は１００～１０００μｍであってよい。

封止層５０を形成した後、図４（ａ）に示されるように、封止層５０及び硬化性樹脂層３１ｃを、半導体部材４５を１個ずつ含む複数の部分に分割してもよい。

（分離工程）
仮固定用積層体に対して裏面側から光を照射し、半導体部材を支持基板から分離する工程である。

図４（ｂ）に示されるように、仮固定用積層体１に対して支持基板１０側から光ｈνを間歇的に照射し、すなわち、光ｈνを複数回に分けて照射し、半導体部材４５を支持基板１０から分離する。光ｈνの照射によって、光吸収層３２が光を吸収して熱を瞬間的に発生する。発生した熱によって、例えば、硬化した硬化性樹脂層３１ｃの溶融又は支持基板１０と半導体部材４５との間に生じる熱応力が生じ得る。これらの現象が主な原因となって、半導体部材４５が支持基板１０から容易に分離し得る。光ｈνを間歇的に照射して行われる光ｈνのエネルギー量の合計は、１～５０Ｊ／ｃｍ^２の範囲であってよい。硬化性樹脂層３１を構成する硬化性樹脂組成物が炭化水素樹脂を含み、硬化した硬化性樹脂層の２５℃における貯蔵弾性率が５～１００ＭＰａであると、光吸収層３２と硬化した硬化性樹脂層３１のとの界面での剥離が起こり易い傾向がある。この傾向は、光ｈνのエネルギー量が１～５０Ｊ／ｃｍ^２の範囲である場合に特に顕著である。半導体部材４５を支持基板１０から分離するために、光ｈνの照射とともに、半導体部材４５に対して応力をわずかに加えてもよい。

光ｈνを間歇的に照射する、すなわち、光ｈνを複数回に分けて照射することによって、１回当たりの光ｈνのエネルギー量を抑えることできる。このような光照射は、同じ光ｈνのエネルギー量を１回で照射する場合に比べて、仮固定材層３０における光吸収層３２の飛散等による破壊を防ぐことができ、結果として、光吸収層３２の破壊による半導体部材の破損を抑制することが可能となる。光ｈνを間歇的に照射するときの照射回数は、２回以上又は３回以上であってよい。照射回数の上限は、特に制限されないが、作業性の観点から、１５回以下、１２回以下、１０回以下、８回以下、７回以下、又は６回以下であってよい。

光ｈνは、インコヒーレント光、又はレーザー光の等のコヒーレント光であってもよいが、インコヒーレント光であってよい。インコヒーレント光は、コヒーレントでない光であり、干渉縞が発生しない、可干渉性が低い、指向性が低いといった性質を有する電磁波である。インコヒーレント光は、光路長が長くなるほど、減衰する傾向を有する。レーザー光は、一般にコヒーレント光であるのに対して、太陽光、蛍光灯の光等の光は、インコヒーレント光である。インコヒーレント光は、レーザー光を除く光ということもできる。本実施形態の製造方法では、比較的エネルギー量の小さいインコヒーレント光であっても、加工後の半導体部材を支持基板から容易に分離することが可能である。エネルギー量の小さいインコヒーレント光を用いることによって、半導体部材の再配線層のような微細な構造の損傷を抑制することができる。また、インコヒーレント光の照射面積は、一般にコヒーレント光（すなわち、レーザー光）よりも圧倒的に広いため、照射回数を比較的に少なくすることが可能である。

光ｈνは、赤外線を含んでいてもよい。光ｈνは、パルス光であってもよい。光ｈνがインコヒーレント光であるとき、その光源は、特に制限されないが、キセノンランプであってよい。キセノンランプは、キセノンガスを封入した発光管での印加・放電による発光を利用したランプである。キセノンランプは、電離及び励起を繰り返しながら放電するため、紫外光領域から赤外光領域までの連続波長を安定的に有する。キセノンランプは、メタルハライドランプ等のランプと比較して始動に要する時間が短いため、工程に係る時間を大幅に短縮することができる。また、発光には、高電圧を印加する必要があるため、高熱が瞬間的に生じるが、冷却時間が短く、連続的な作業が可能な点でも、キセノンランプは有利である。

キセノンランプの照射条件としては、例えば、印加電圧、パルス幅、照射時間、照射周期（間歇周期）、照射距離（光源と仮固定材層との距離）、照射エネルギー等が挙げられるが、これらは、照射回数等に応じて、任意に設定することができる。

分離した半導体部材４５上に、硬化性樹脂層３１ｃの一部が残さ３１ｃ’として付着することがある。付着した残さ３１ｃ’は、図４（ｃ）に示されるように除去される。残さ３１ｃ’は、例えば溶剤で洗浄することにより除去される。溶剤としては、特に制限されないが、エタノール、メタノール、トルエン、キシレン、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ヘキサン等が挙げられる。これらは、１種を単独で、又は２種以上を組み合わせて用いてもよい。残さ３１ｃ’の除去のために、半導体部材４５を溶剤に浸漬させてもよいし、超音波洗浄を行ってもよい。１００℃以下程度の低温で半導体部材４５を加熱してもよい。

以上より、加工された半導体部材４５を備える半導体素子６０を得ることができる。得られた半導体素子６０を、他の半導体素子又は半導体素子搭載用基板に接続することによって半導体装置を製造することができる。

以下、実施例を挙げて本発明についてさらに具体的に説明する。ただし、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。

［試験体の作製］
＜硬化性樹脂層の作製＞
水添スチレン・ブタジエンエラストマー（商品名：ダイナロン２３２４Ｐ、ＪＳＲ株式会社）をトルエンに溶解して、濃度４０質量％のエラストマー溶液を調製した。８０質量部の水添スチレン・ブタジエンエラストマーを含むエラストマー溶液と、１，９－ノナンジオールジアクリレ－ト（商品名：ＦＡ－１２９ＡＳ、日立化成株式会社）２０質量部と、パーオキシエステル（商品名：パーヘキサ２５Ｏ、日油株式会社）１質量部とを混合して、樹脂ワニスを得た。

得られた樹脂ワニスを、精密塗工機を用いて、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム（ピューレックスＡ３１、帝人デュポンフィルム株式会社、厚み：３８μｍ）の離型処理面に塗工した。塗膜を８０℃で１０分間の加熱により乾燥して、厚み約１００μｍの硬化性樹脂層を作製した。

＜光吸収層の作製＞
支持基板として、２０ｍｍ×２０ｍｍのサイズを有する矩形のスライドガラスを準備した。準備したスライドガラス上に、スパッタリングによってチタン層、銅層の順で形成して、チタン層（厚み：２０ｎｍ）／銅層（厚み：２００ｎｍ）の２層からなる光吸収層を作製した。スパッタリングにおいて、逆スパッタリングによる前処理の後、ＲＦスパッタリングによってチタン層及び銅層を形成した。

＜仮固定用積層体の作製＞
スライドガラス上に形成された光吸収層上に、１０ｍｍ×１０ｍｍのサイズに切り出した硬化性樹脂層を配置した。真空ラミネートによって光吸収層に硬化性樹脂層を密着させて、支持基板／仮固定材層（支持基板／光吸収層／硬化性樹脂層）の構成を有する仮固定用積層体を得た。

＜試験用積層体の作製＞
仮固定用積層体の硬化性樹脂層上に、半導体部材としての半導体チップ（サイズ：１０ｍｍ×１０ｍｍ）を配置した。１８０℃で１時間の加熱によって硬化性樹脂層を硬化させて、支持基板に対して仮固定された半導体部材を有する試験用積層体を得た。

［剥離試験］
（実施例１）
試験用積層体の支持基板側から仮固定材層（光吸収層）に対してパルス光を照射した。キセノンランプとして、ＮｏｖａＣｅｎｔｒｉｘ社製のＰｕｌｓｅＦｏｒｇｅ（登録商標）１３００を用いた。出射される光の波長範囲は２００～１５００ｎｍである。印加電圧８００Ｖ及びパルス幅１５０μｓのパルス光を、照射周期２００μｓで間歇的に３回照射した。照射されたパルス光のエネルギー量の合計は５．６Ｊ／ｃｍ^２であった。

光照射によって、スライドガラスから半導体チップがはく離した。また、仮固定材層の光吸収層を観察したところ、光吸収層の破壊、こげ等は観察されなかった。

（比較例１）
実施例１と同様に、試験用積層体の支持基板側から仮固定材層（光吸収層）に対してパルス光を照射した。印加電圧８００Ｖ及びパルス幅４００μｓのパルス光を、仮固定材層（光吸収層）に対して１回照射した。照射されたパルス光のエネルギー量の合計は５．６Ｊ／ｃｍ^２であった。

光照射によって、スライドガラスから半導体チップがはく離したが、仮固定材層の光吸収層を観察したところ、光吸収層の一部において破壊が観察された。

実施例１と比較例１との対比から、照射されたパルス光のエネルギー量の合計が同じである場合において、光を間歇的に照射する（すなわち、光の照射回数が複数回である）方が、光吸収層の破壊が抑制されることが判明した。

（実施例２－１～２－３）
実施例１と同様に、試験用積層体の支持基板側から仮固定材層（光吸収層）に対してパルス光を照射した。光照射の条件は、表１に示すとおりである。いずれの条件においても、光照射によって、スライドガラスから半導体チップがはく離した。また、仮固定材層の光吸収層を観察したところ、光吸収層の破壊、こげ等は観察されなかった。

以上の結果から、本発明の半導体装置の製造方法が、半導体部材の破損を抑制することが可能であることが確認された。

１…仮固定用積層体、１０…支持基板、３０…仮固定材層、３１，３１Ａ，３１ｃ…硬化性樹脂層、３１Ｂ，３２…光吸収層、４０…半導体基板、４１…再配線層、４５…半導体部材、５０…封止層、６０…半導体素子、ｈν…光、Ｓ３…最表面、Ｓ１…支持面、Ｓ２…裏面。

Claims (3)

1. 支持面及びその反対側の裏面を有する支持基板と前記支持面上に設けられた仮固定材層とを備え、前記仮固定材層の一部が、光を吸収して熱を発生する光吸収層である仮固定用積層体であって、前記仮固定材層が、前記支持基板の前記支持面上に、前記光吸収層及び硬化性樹脂層を前記支持基板側からこの順に有する、仮固定用積層体を準備する準備工程と、
   半導体部材を、前記仮固定材層を介して前記支持基板に対して仮固定する仮固定工程と、
   前記支持基板に対して仮固定された前記半導体部材を加工する加工工程と、
   前記仮固定用積層体に対して前記裏面側から光を間歇的に照射し、前記半導体部材を前記支持基板から分離する分離工程と、
   を備え、
   前記支持基板が、無機ガラス基板又は透明樹脂基板であり、
   前記光吸収層が、単層又は複数の層からなる金属層である、半導体装置の製造方法。
2. 前記光がインコヒーレント光である、請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
3. 前記インコヒーレント光の光源が、キセノンランプである、請求項２に記載の半導体装置の製造方法。

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