CN104726032B - 粘接薄膜、切割/芯片接合薄膜、半导体装置的制造方法以及半导体装置 - Google Patents

粘接薄膜、切割/芯片接合薄膜、半导体装置的制造方法以及半导体装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及粘接薄膜、切割/芯片接合薄膜、半导体装置的制造方法以及半导体装置。本发明的课题在于，提供能够成品率良好地制造高可靠性的半导体装置的粘接薄膜及其用途。本发明为一种粘接薄膜，其用于将固定于被粘物上的第1半导体元件包埋、并将与该第1半导体元件不同的第2半导体元件固定于被粘物，其在热固化后1MHz下的介电常数为4.00以下。在热固化后1MHz下的介电损耗角正切优选为0.06以下。在120℃且剪切速度50s‑1下的熔融粘度优选为50Pa·s以上且3000Pa·s以下。

Description

粘接薄膜、切割/芯片接合薄膜、半导体装置的制造方法以及 半导体装置
技术领域
本发明涉及粘接薄膜、切割/芯片接合薄膜、半导体装置的制造方法以及半导体装置。
背景技术
迄今为止，为了在制造半导体装置时向基板、电极构件固定半导体芯片而使用银糊剂。该固定处理如下进行：在半导体芯片或引线框上涂覆糊剂状粘接剂，借助糊剂状粘接剂将半导体芯片搭载于基板，最后使糊剂状粘接剂层固化。
然而，糊剂状粘接剂在涂覆量、涂覆形状等方面会产生大的偏差，变得难以均一化，或者涂布中需要特殊装置、长时间。因此，提出了一种切割/芯片接合薄膜，其在切割工序中粘接保持半导体晶圆，并且还赋予固定(mount)工序所需要的芯片固定用的粘接薄膜(参见专利文献1)。
这种切割/芯片接合薄膜具有在切割薄膜上层叠有芯片接合薄膜(粘接薄膜)的结构。另外，切割薄膜为在支撑基材上层叠有粘合剂层的结构。该切割/芯片接合薄膜如下进行使用。即，在基于粘接薄膜的保持下切割半导体晶圆和粘接薄膜，然后拉伸支撑基材，将半导体芯片与粘接薄膜一起剥离并各自回收。进而，将半导体芯片借助粘接薄膜粘接固定于BT基板、引线框等被粘物上。多级层叠半导体芯片时，在借助粘接薄膜固定的半导体芯片上进一步粘接固定带有粘接薄膜的半导体芯片。
另外，正在更进一步地要求半导体装置及其封装体的高功能化、薄型化、小型化。作为其对策之一，开发了将半导体元件在其厚度方向上层叠多层而实现半导体元件的高密度集成化的三维安装技术。
作为通常的三维安装方法，采用如下的步骤：在基板等被粘物上固定半导体元件，在该最下层的半导体元件上依次层叠半导体元件。在半导体元件间、以及半导体元件与被粘物之间主要通过键合引线(以下也称为“引线”。)实现电连接。另外，半导体元件的固定中广泛使用薄膜状的粘接剂。
在这种半导体装置中，出于控制多个半导体元件各自的工作、控制半导体元件间的通信等目的，在最上层半导体元件的上方配置控制用的半导体元件(以下也称为“控制器(controller)”。)(参照专利文献2)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2010-074144号公报
专利文献2：日本特开2007-096071号公报
发明内容
发明要解决的问题
控制器与下层的半导体元件同样，也通过引线来实现与被粘物的电连接。然而，随着半导体元件的层叠层数增多，控制器与被粘物的距离变长，电连接所需要的引线也变长。其结果，会产生半导体封装体的通信速度降低、由于外部因素(热、冲击等)造成的引线的不良情况，半导体封装体的品质降低，或者引线键合工序变复杂，半导体装置制造的成品率降低。
因此，本申请发明人等开发了能够在将控制器固定于被粘物的同时包埋该控制器并固定其它半导体元件的包埋用的粘接薄膜，并对此进行了申请(在本申请申请之时尚未公开)。通过将这种粘接薄膜用作切割/芯片接合薄膜的粘接薄膜，半导体装置的制造效率的提高和半导体装置的高品质化成为可能。
然而，在上述步骤中，被粘物上的最下层的半导体元件、用于将该半导体元件与被粘物电连接的连接结构(例如，键合引线、表面电极等)完全被包埋用的粘接薄膜包埋，因而有时会由于两者的接触而腐蚀最下层的半导体元件、连接结构。另外，有时包埋后的粘接薄膜成为上述表面电极间、布线间的导通路径而产生电子信号的不良情况。这种腐蚀、导通的结果，存在损害半导体装置的可靠性的担心。
本发明是鉴于前述问题而作出的，其目的在于，提供能够成品率良好地制造高可靠性的半导体装置的粘接薄膜及其用途。
用于解决问题的方案
本申请发明人等为了解决前述以往的问题而对粘接薄膜的特性进行了深入研究。其结果发现，通过使其为下述构成，能够达成前述目的，从而完成了本发明。
即，本发明为一种粘接薄膜，其是用于将固定于被粘物上的第1半导体元件包埋、并将与该第1半导体元件不同的第2半导体元件固定于被粘物的粘接薄膜(以下也称为“包埋用粘接薄膜”。)，
其在热固化后1MHz下的介电常数为4.00以下。
在该粘接薄膜中，由于将热固化后1MHz下的介电常数设为4.00以下，因此能够抑制可能成为第1半导体元件、键合引线、表面电极等之类的连接结构的腐蚀原因的离子、极性官能团等电荷或电荷类似结构(以下也将两者合称为“电荷等”。)的移动(分极)，由此能够抑制连接结构的腐蚀，制造高可靠性的半导体装置。另外，由于热固化后的绝缘性高，因此能够防止形成于被粘物、半导体元件的表面的布线间的导通，从电特性的观点来看也能够制造可靠性高的半导体装置。上述介电常数超过4.00时，粘接薄膜中的电荷移动的程度增大，存在连接结构的腐蚀恶化、或者产生布线间的导通而使半导体装置的可靠性降低的担心。需要说明的是，介电常数的测定方法依据实施例的记载。
在该粘接薄膜中，热固化后1MHz下的介电损耗角正切优选为0.06以下。通过将介电损耗角正切与介电常数一同设为规定范围，粘接薄膜中的作为电能损失的电荷等的移动以更高的水平被抑制，其结果，连接结构的腐蚀被抑制，可以制造高可靠性的半导体装置。上述介电损耗角正切超过0.06时，与介电常数的情况同样，粘接薄膜中的电荷移动的程度增大，存在连接结构的腐蚀恶化而使半导体装置的可靠性降低的担心。需要说明的是，介电损耗角正切的测定方法依据实施例的记载。
在该粘接薄膜中，在120℃且剪切速度50s-1下的熔融粘度优选为50Pa·s以上且3000Pa·s以下。通过采用上述上限，利用该粘接薄膜向被粘物固定第2半导体元件时，能够提高该粘接薄膜对包含第1半导体元件的被粘物的表面结构的追随性，由此能够提高包埋用粘接薄膜与被粘物的密合性。其结果，可以防止半导体装置中的空隙的产生，能够制造高可靠性的半导体装置。另外，通过采用上述下限，利用该粘接薄膜向被粘物固定第2半导体元件时，能够减少俯视下的粘接薄膜从第2半导体元件的区域的突出。
热固化前的该粘接薄膜的25℃下的储能模量优选为10MPa以上且10000MPa以下。在使粘接薄膜与切割带一体化而得到的切割/芯片接合薄膜的实施方式中，贴合于粘接薄膜的半导体晶圆通过切割而被单片化为半导体芯片，与此同时粘接薄膜也被单片化。通过将粘接薄膜的储能模量设为上述下限以上，能够防止邻接的粘接薄膜彼此的再粘接。另外，通过设为上述上限以下，能够发挥与半导体晶圆的良好的粘接性。
该粘接薄膜包含无机填充剂，该无机填充剂的含量优选为10～80重量％。通过使该粘接薄膜包含规定量的无机填充剂，能够以更高的水平地发挥电荷转移防止性、包埋容易性、突出防止性、操作容易性。
本发明还包括一种切割/芯片接合薄膜，其具备：
具有基材与形成于该基材上的粘合剂层的切割薄膜、以及
层叠于前述粘合剂层上的该粘接薄膜。
本发明的切割/芯片接合薄膜由于具备该粘接薄膜，因此能够成品率良好地制造高可靠性的半导体装置。
另外，本发明还包括一种半导体装置的制造方法，其具备如下工序：
准备固定有第1半导体元件的被粘物的被粘物准备工序；
将该切割/芯片接合薄膜的粘接薄膜与半导体晶圆贴合的贴合工序；
切割前述半导体晶圆和粘接薄膜而形成第2半导体元件的切割工序；
将前述第2半导体元件与前述粘接薄膜一起拾取的拾取工序；以及，
利用与前述第2半导体元件一起拾取的粘接薄膜，将固定于前述被粘物的前述第1半导体元件包埋并且将前述第2半导体元件固定于该被粘物的固定工序。
在本发明的制造方法中，由于使用该切割/芯片接合薄膜制造半导体装置，因此能够防止半导体装置中的第1半导体元件、连接结构之类的应当被包埋用粘接薄膜包埋的部件的腐蚀，并且可以防止布线间的导通，能够制造高可靠性的半导体装置。另外，能够良好地进行从切割至拾取的步骤，能够生产效率良好地制造半导体装置。进而，由于可以利用上述粘接薄膜将控制器等第1半导体元件固定在被粘物上，因此可以缩短电连接所需要的引线，由此能防止半导体封装体的通信速度降低、并且能够制造减少了因外部因素造成的引线的不良情况的产生的高品质的半导体装置。而且，在该制造方法中，通过上述粘接薄膜的使用，第1半导体元件在被粘物上的包埋成为可能，因此第1半导体元件与被粘物的引线键合变容易，由此能够提高半导体装置的制造的成品率。
在该制造方法中，优选的是，前述粘接薄膜具有比前述第1半导体元件的厚度T1更厚的厚度T，前述被粘物与前述第1半导体元件被引线键合连接，且前述厚度T与前述厚度T1之差为40μm以上且260μm以下。或者，优选的是，前述粘接薄膜具有比前述第1半导体元件的厚度T1更厚的厚度T，前述被粘物与前述第1半导体元件被倒装芯片连接，且前述厚度T与前述厚度T1之差为10μm以上且200μm以下。可以根据第1半导体元件与被粘物的连接形式适宜地包埋第1半导体元件。
本发明还包括通过该半导体装置的制造方法得到的半导体装置。
附图说明
图1为示意性示出本发明的一个实施方式的切割/芯片接合薄膜的截面图。
图2为示意性示出本发明的另一实施方式的切割/芯片接合薄膜的截面图。
图3A为示意性示出本发明的一个实施方式的半导体装置的制造方法的一个工序的截面图。
图3B为示意性示出本发明的一个实施方式的半导体装置的制造方法的一个工序的截面图。
图3C为示意性示出本发明的一个实施方式的半导体装置的制造方法的一个工序的截面图。
图3D为示意性示出本发明的一个实施方式的半导体装置的制造方法的一个工序的截面图。
图3E为示意性示出本发明的一个实施方式的半导体装置的制造方法的一个工序的截面图。
图3F为示意性示出本发明的一个实施方式的半导体装置的制造方法的一个工序的截面图。
图3G为示意性示出本发明的一个实施方式的半导体装置的制造方法的一个工序的截面图。
图3H为示意性示出本发明的一个实施方式的半导体装置的制造方法的一个工序的截面图。
图4A为示意性示出本发明的另一实施方式的半导体装置的制造方法的一个工序的截面图。
图4B为示意性示出本发明的另一实施方式的半导体装置的制造方法的一个工序的截面图。
图4C为示意性示出本发明的另一实施方式的半导体装置的制造方法的一个工序的截面图。
图4D为示意性示出本发明的另一实施方式的半导体装置的制造方法的一个工序的截面图。
图5为示出迁移试验的测定步骤的示意图。
附图标记说明
1 被粘物
2 半导体晶圆
3 粘合剂层
4 基材
5 切割薄膜
10 切割/芯片接合薄膜
11 第1半导体元件
12 第2半导体元件
13 第3半导体元件
21 第1粘接薄膜
22 粘接薄膜
23 第3粘接薄膜
31、32 键合引线
100、200 半导体装置
T 粘接薄膜的厚度
T1 第1半导体元件的厚度
具体实施方式
对于本发明的实施方式，一边参照附图一边在以下进行说明。其中，对于附图的一部分或全部，在说明中省略所不需要的部分，并且为了容易说明，存在进行了扩大或缩小等而图示的部分。
第一实施方式
在第一实施方式中，如图1所示，以在切割薄膜5上层叠有包埋用的粘接薄膜22的切割/芯片接合薄膜的方式为例进行以下说明，所述切割薄膜5是在基材4上层叠粘合剂层3而成的。在本实施方式中，对通过引线键合连接来实现被粘物与第1半导体元件的电连接的方式进行说明。
粘接薄膜
在粘接薄膜22中，将热固化后1MHz下的介电常数设为4.00以下。该介电常数优选为3.50以下、更优选为3.00以下。通过将热固化后的介电常数设为这样的范围，可以抑制可能成为半导体装置中的第1半导体元件、连接结构(键合引线、表面电极等)的腐蚀原因的离子、极性官能团等电荷或电荷类似结构的移动，其结果，能够抑制连接结构的腐蚀、布线间的导通，制造高可靠性的半导体装置。作为降低介电常数的对策，没有特别限定，从抑制粘接薄膜中的电荷移动(抑制分极)的观点出发，例如可列举出：通过导入交联性官能团而增加交联度、将离子性物质替换为非离子性物质、极性官能团的交联、绝缘性的无极填充剂添加等。需要说明的是，介电常数的下限越接近1则越优选，但例如为了抑制分极而使交联度过高时，存在产生粘接薄膜的翘曲、剥离的担心，因此实际应用中可以为2以上。
对粘接薄膜的构成没有特别限定，例如可列举出：仅由粘接薄膜单层形成的粘接薄膜、具有将单层的粘接薄膜层叠而成的层叠结构的粘接薄膜、在芯材料的单面或两面形成有粘接薄膜的多层结构的粘接薄膜等。此处，作为前述芯材料，可列举出薄膜(例如聚酰亚胺薄膜、聚酯薄膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚萘二甲酸乙二醇酯薄膜、聚碳酸酯薄膜等)、用玻璃纤维、塑料制无纺纤维进行了强化的树脂基板、硅基板或玻璃基板等。另外，也可以将粘接薄膜与切割片制成进行了一体化的一体型薄膜而使用。
粘接薄膜是具有粘接功能的层，作为其构成材料，可列举出将热塑性树脂和热固性树脂组合使用的材料。另外，热塑性树脂也可以单独使用。
热塑性树脂
作为前述热塑性树脂，可列举出天然橡胶、丁基橡胶、异戊二烯橡胶、氯丁二烯橡胶、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物、乙烯-丙烯酸酯共聚物、聚丁二烯树脂、聚碳酸酯树脂、热塑性聚酰亚胺树脂、6-尼龙、6,6-尼龙等聚酰胺树脂、苯氧基树脂、丙烯酸类树脂、PET、PBT等饱和聚酯树脂、聚酰胺酰亚胺树脂或氟树脂等。这些热塑性树脂可以单独使用，或者组合两种以上使用。在这些热塑性树脂之中，特别优选离子性杂质少、耐热性高、能够确保半导体芯片的可靠性的丙烯酸类树脂。
作为前述丙烯酸类树脂，没有特别限定，可列举出将具有碳数30以下、尤其是碳数4～18的直链或支链的烷基的丙烯酸或甲基丙烯酸的酯中的1种或两种以上作为成分的聚合物等。作为前述烷基，例如可列举出甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、叔丁基、异丁基、戊基、异戊基、己基、庚基、环己基、2-乙基己基、辛基、异辛基、壬基、异壬基、癸基、异癸基、十一烷基、月桂基、十三烷基、十四烷基、硬脂基、十八烷基、或二十烷基等。
粘接薄膜包含丙烯酸类树脂时，通常，丙烯酸类树脂以从环氧树脂、酚醛树脂等热固性树脂的交联结构游离的状态散布，具有较容易分极的舒缓结构。由于这种丙烯酸类树脂的存在而使介电常数有变高的倾向，因此优选向丙烯酸类树脂导入交联性官能团来提高丙烯酸类树脂自身的交联度、或者通过与环氧树脂等的交联来提高交联度，从而降低或者抑制丙烯酸类树脂中的分极。
交联性官能团向丙烯酸类树脂的导入可以通过采用具有交联性官能团的丙烯酸类单体作为构成单体而适宜地进行。作为具有交联性官能团的丙烯酸类单体，没有特别限定，例如可列举出：丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸羧基乙酯、丙烯酸羧基戊酯、衣康酸、马来酸、富马酸或巴豆酸等之类的含羧基的单体；马来酸酐或衣康酸酐等之类的酸酐单体；(甲基)丙烯酸-2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸-2-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸-4-羟基丁酯、(甲基)丙烯酸-6-羟基己酯、(甲基)丙烯酸-8-羟基辛酯、(甲基)丙烯酸-10-羟基癸酯、(甲基)丙烯酸-12-羟基月桂酯或丙烯酸(4-羟基甲基环己基)-甲酯等之类的含羟基的单体；苯乙烯磺酸、烯丙基磺酸、2-(甲基)丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、(甲基)丙烯酰胺丙磺酸、(甲基)丙烯酸磺丙酯或(甲基)丙烯酰氧基萘磺酸等之类的含磺酸基的单体；2-羟基乙基丙烯酰基磷酸酯等之类的含磷酸基的单体；(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸-3,4-环氧丁酯、丙烯酸-3-甲基-3,4-环氧丁酯、甲基丙烯酸-3-乙基-3,4-环氧丁酯、(甲基)丙烯酸-5,6-环氧己酯、甲基丙烯酸-5-甲基-5,6-环氧己酯、甲基丙烯酸-5-乙基-5,6-环氧己酯、(甲基)丙烯酸-6,7-环氧庚酯、甲基丙烯酸-3,4-环氧环己酯、甲基丙烯酸-3,4-环氧环己基甲酯、(甲基)丙烯酸-3,4-环氧环己基乙酯、甲基丙烯酸-3,4-环氧环己基丙酯、甲基丙烯酸-3,4-环氧环己基丁酯、(甲基)丙烯酸-3,4-环氧环己基己酯、丙烯酸-3,4-环氧环己基甲酯、丙烯酸-3,4-环氧环己基乙酯、丙烯酸3,4-环氧环己基丙酯、丙烯酸-3,4-环氧环己基丁酯、丙烯酸-3,4-环氧环己基己酯等含环氧基(甲基)丙烯酸类单体；氨基甲酸酯丙烯酸酯单体等。
热固性树脂
作为前述热固性树脂，可列举出酚醛树脂、氨基树脂、不饱和聚酯树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂、硅树脂或热固性聚酰亚胺树脂等。这些树脂可以单独使用或者组合两种以上使用。特别优选为包含腐蚀半导体芯片的离子性杂质等较少的环氧树脂。另外，作为环氧树脂的固化剂，优选为酚醛树脂。
前述环氧树脂只要是通常用作粘接剂组合物的环氧树脂就没有特别限定，例如可以使用双酚A型、双酚F型、双酚S型、溴化双酚A型、氢化双酚A型、双酚AF型、联苯型、萘型、芴型、苯酚酚醛清漆型、邻甲酚酚醛清漆型、三羟基苯基甲烷型、四(苯基羟基)乙烷(Tetraphenylolethane)型等二官能环氧树脂、多官能环氧树脂；或乙内酰脲型、三缩水甘油基异氰脲酸酯型或缩水甘油胺型等的环氧树脂。它们可以单独使用或组合两种以上使用。在这些环氧树脂之中，特别优选为酚醛清漆型环氧树脂、联苯型环氧树脂、三羟基苯基甲烷型树脂或四(苯基羟基)乙烷型环氧树脂。这是因为，这些环氧树脂富有与作为固化剂的酚醛树脂的反应性，耐热性等优异。
进而，前述酚醛树脂作为前述环氧树脂的固化剂而起作用，例如可列举出苯酚酚醛清漆树脂、苯酚芳烷基树脂、甲酚酚醛清漆树脂、叔丁基苯酚酚醛清漆树脂、壬基苯酚酚醛清漆树脂等酚醛清漆型酚醛树脂；甲阶酚醛型酚醛树脂、聚对氧苯乙烯等聚氧苯乙烯等。它们可以单独使用，或者组合两种以上使用。在这些酚醛树脂之中，特别优选苯酚酚醛清漆树脂、苯酚芳烷基树脂。这是因为能够提高半导体装置的连接可靠性。
关于前述环氧树脂与酚醛树脂的配混比例，例如，适宜的是，以酚醛树脂中的羟基相对于前述环氧树脂成分中的环氧基1当量为0.5～2.0当量的方式进行配混。更适宜为0.8～1.2当量。即，这是因为，两者的配混比例偏离前述范围时，不会进行充分的固化反应，环氧树脂固化物的特性容易劣化。
需要说明的是，在本实施方式中，特别优选为包含环氧树脂、酚醛树脂以及丙烯酸类树脂的粘接薄膜。这些树脂由于离子性杂质少、耐热性高，因此能够确保半导体元件的可靠性。此时适宜的配混比为：相对于丙烯酸类树脂成分100重量份，环氧树脂与酚醛树脂的混合量为100～1300重量份。
交联剂
对本实施方式的粘接薄膜而言，为了预先进行某种程度的交联，在制作时，预先添加与聚合物的分子链末端的官能团等发生反应的多官能性化合物来作为交联剂即可。由此，能够提高在高温下的粘接特性，实现耐热性的改善。
作为前述交联剂，可以采用以往公知的交联剂。尤其是，更优选为甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯、1,5-萘二异氰酸酯、多元醇与二异氰酸酯的加成物等多异氰酸酯化合物。作为交联剂的添加量，相对于前述聚合物100重量份，通常优选为0.05～7重量份。交联剂的量多于7重量份时，粘接力会降低，因而不优选。另一方面，少于0.05重量份时，内聚力不足，因而不优选。另外，在含有这样的多异氰酸酯化合物的同时，也可以根据需要而一并含有环氧树脂等其它多官能性化合物。
无机填充剂
另外，本实施方式的粘接薄膜中，根据其用途可以适当配混无机填充剂。无机填充剂的配混可以赋予导电性、提高导热性、调节弹性模量等。作为前述无机填充剂，例如可列举出由二氧化硅、粘土、石膏、碳酸钙、硫酸钡、氧化铝、氧化铍、碳化硅、氮化硅等陶瓷类、其它碳等形成的各种无机粉末。它们可以单独使用或组合两种以上使用。其中，从绝缘性的观点出发，可适宜地使用二氧化硅、特别是熔融二氧化硅。需要说明的是，无机填充剂的平均粒径优选为0.1～80μm的范围内。
前述无机填充剂的含量优选设定为相对于组成粘接薄膜的成分(不包括溶剂。)的总重量为10～80重量％、更优选为20～60重量％。
热固化催化剂
作为粘接薄膜的构成材料，也可以使用热固化催化剂。作为其含量，粘接薄膜包含丙烯酸类树脂、环氧树脂以及酚醛树脂时，相对于丙烯酸类树脂成分100重量份，优选为0.01～3重量份、更优选为0.05～1重量份。通过使含量为上述下限以上，能够使芯片接合时未反应的环氧基彼此在后续工序中聚合，能够使该未反应的环氧基减少或消失。其结果，可以制造使半导体元件粘接固定在被粘物上的没有剥离的半导体装置。另一方面，通过使配混比例为上述上限以下，能够防止产生固化抑制。
作为前述热固化催化剂，没有特别限定，例如可列举出咪唑系化合物、三苯基膦系化合物、胺系化合物、三苯基硼烷系化合物、三卤代硼烷系化合物等。它们可以单独使用、或组合两种以上使用。
作为前述咪唑系化合物，可列举出：2-甲基咪唑(商品名：2MZ)、2-十一烷基咪唑(商品名：C11Z)、2-十七烷基咪唑(商品名：C17Z)、1，2-二甲基咪唑(商品名：1.2DMZ)、2-乙基-4-甲基咪唑(商品名：2E4MZ)、2-苯基咪唑(商品名：2PZ)、2-苯基-4-甲基咪唑(商品名：2P4MZ)、1-苄基-2-甲基咪唑(商品名：1B2MZ)、1-苄基-2-苯基咪唑(商品名：1B2PZ)、1-氰基乙基-2-甲基咪唑(商品名：2MZ-CN)、1-氰基乙基-2-十一烷基咪唑(商品名：C11Z-CN)、1-氰基乙基-2-苯基咪唑鎓偏苯三酸盐(商品名：2PZCNS-PW)、2,4-二氨基-6-[2’-甲基咪唑基-(1’)]-乙基-均三嗪(商品名：2MZ-A)、2,4-二氨基-6-[2’-十一烷基咪唑基-(1’)]-乙基-均三嗪(商品名：C11Z-A)、2,4-二氨基-6-[2’-乙基-4’-甲基咪唑基-(1’)]-乙基-均三嗪(商品名：2E4MZ-A)、2,4-二氨基-6-[2’-甲基咪唑基-(1’)]-乙基-均三嗪异氰脲酸加成物(商品名：2MA-OK)、2-苯基-4,5-二羟基甲基咪唑(商品名：2PHZ-PW)、2-苯基-4-甲基-5-羟基甲基咪唑(商品名：2P4MHZ-PW)等(均为四国化成株式会社制)。
作为前述三苯基膦系化合物，没有特别限定，例如可列举出：三苯基膦、三丁基膦、三(对甲基苯基)膦、三(壬基苯基)膦、二苯基三膦等三有机膦、溴化四苯基鏻(商品名：TPP-PB)、甲基三苯基鏻(商品名：TPP-MB)、氯化甲基三苯基鏻(商品名：TPP-MC)、甲氧基甲基三苯基鏻(商品名：TPP-MOC)、氯化苄基三苯基鏻(商品名：TPP-ZC)等(均为北兴化学株式会社制)。另外，作为前述三苯基膦系化合物，优选为实质上对环氧树脂显示非溶解性的化合物。若对环氧树脂为非溶解性，则能够抑制热固化过度进行。作为具有三苯基膦结构、且实质上对环氧树脂显示非溶解性的热固化催化剂，例如可例示出甲基三苯基鏻(商品名：TPP-MB)等。需要说明的是，前述“非溶解性”是指，由三苯基膦系化合物形成的热固化催化剂对由环氧树脂形成的溶剂为不溶性，更详细而言，是指在温度10～40℃的范围中不溶解10重量％以上。
作为前述三苯基硼烷系化合物，没有特别限定，例如可列举出三(对甲基苯基)硼烷等。另外，作为三苯基硼烷系化合物，也可包含还具有三苯基膦结构的化合物。作为该具有三苯基膦结构和三苯基硼烷结构的化合物，没有特别限定，例如可列举出：四苯基硼四苯基鏻(商品名：TPP-K)、四(对甲苯基硼)四苯基鏻(商品名：TPP-MK)、四苯基硼苄基三苯基鏻(商品名：TPP-ZK)、三苯基膦三苯基硼烷(商品名：TPP-S)等(均为北兴化学株式会社制)。
作为前述氨基系化合物，没有特别限定，例如可列举出单乙醇胺三氟硼酸盐(Stella Chemifa Corporation制)、双氰胺(Nacalai Tesque,Inc.制)等。
作为前述三卤代硼烷系化合物，没有特别限定，例如可列举出三氯硼烷等。
其它添加剂
需要说明的是，在本实施方式的粘接薄膜中，除了前述无机填充剂以外，还可以根据需要适当地配混其它添加剂。作为其它添加剂，例如可列举出阻燃剂、硅烷偶联剂或离子捕获剂等。
作为前述阻燃剂，例如可列举出三氧化锑、五氧化锑、溴化环氧树脂等。它们可以单独使用或组合两种以上使用。
作为前述硅烷偶联剂，例如可列举出β-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基甲基二乙氧基硅烷等。这些化合物可以单独使用或组合两种以上使用。
作为前述离子捕获剂，例如可列举出水滑石类、氢氧化铋等。它们可以单独使用或组合两种以上使用。
热固化前的粘接薄膜在25℃下的储能模量优选为10MPa以上且10000MPa以下、更优选为50MPa以上且7000MPa以下、进一步优选为100MPa以上且5000MPa以下。通过采用上述上限，能够发挥对半导体晶圆的良好的粘接性。同时，通过采用上述下限，能够防止切割后邻接的粘接薄膜彼此间的再粘接。通过这样使25℃下的储能模量为上述范围，能够使作为粘接薄膜的粘接性和拾取性良好。
需要说明的是，储能模量的测定方法按照以下步骤进行。对于热固化前的粘接薄膜，使用粘弹性测定装置(Rheometric Inc制、型号：RSA-II)测定25℃下的储能模量。更详细而言，切割厚度120μm的粘接薄膜使样品尺寸为长30mm×宽10mm，将测定试样安装在薄膜拉伸测定用夹具上，在-30～100℃的温度区域、在频率1.0Hz、应变0.025％、升温速度10℃/分钟的条件下进行测定，读取25℃下的测定值，由此求出。
在粘接薄膜22中，120℃且剪切速度50s-1下的熔融粘度优选为50Pa·s以上且3000Pa·s以下。上述熔融粘度的下限优选为60Pa·s以上、更优选为70Pa·s以上。上述熔融粘度的上限更优选为2000Pa·s以下、进一步优选为1000Pa·s以下。通过采用上述上限，利用该粘接薄膜向被粘物固定第2半导体元件时，能够提高该粘接薄膜对被粘物的表面结构的追随性，提高包埋用粘接薄膜与被粘物的密合性。其结果，可以防止半导体装置中的空隙的产生，能够制造高可靠性的半导体装置。同时，通过采用上述下限，利用该粘接薄膜向被粘物固定第2半导体元件时，能够减少俯视下的粘接薄膜从第2半导体元件的区域突出。
需要说明的是，热固化前的粘接薄膜在120℃且剪切速度50s-1下的熔融粘度的测定方法如以下所述。即，使用流变仪(HAAKE公司制、RS-1)，通过平行板法来测定。从粘接薄膜采取0.1g试样，将其投料至预先在120℃下加热的板。将剪切速度设为50s-1，将从测定开始起300秒后的值作为熔融粘度。板间的间隙设为0.1mm。
切割薄膜
作为上述切割薄膜，例如可列举出在基材4上层叠了粘合剂层3的薄膜。粘接薄膜22层叠在粘合剂层3上。另外也可以是如图2所示那样仅在半导体晶圆贴附部分22a(参照图1)形成了粘接薄膜22’的构成。
基材
上述基材4成为切割/芯片接合薄膜10、10’的强度基体。例如可列举出：低密度聚乙烯、直链状聚乙烯、中密度聚乙烯、高密度聚乙烯、超低密度聚乙烯、无规共聚聚丙烯、嵌段共聚聚丙烯、均聚聚丙烯、聚丁烯、聚甲基戊烯等聚烯烃；乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、离聚物树脂、乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物、乙烯-(甲基)丙烯酸酯(无规、交替)共聚物、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-己烯共聚物、聚氨酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯等聚酯；聚碳酸酯、聚酰亚胺、聚醚醚酮、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚酰胺、全芳香族聚酰胺、聚苯硫醚、芳纶(纸)、玻璃、玻璃布、氟树脂、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、纤维素系树脂、硅树脂、金属(箔)、纸等。在粘合剂层3为紫外线固化型时，基材4优选为对紫外线具有透射性的基材。
另外，作为基材4的材料，可列举出上述树脂的交联体等聚合物。上述塑料薄膜可以无拉伸地使用，也可以根据需要使用实施了单轴或双轴的拉伸处理的塑料薄膜。若利用通过拉伸处理等而赋予了热收缩性的树脂片，则通过在切割后使该基材4热收缩而降低粘合剂层3与粘接薄膜22的粘接面积，能够实现半导体芯片的回收的容易化。
为了提高与邻接的层的密合性、保持性等，基材4的表面可以实施惯用的表面处理，例如铬酸处理、臭氧暴露、火焰暴露、高压电击暴露、离子化放射线处理等化学处理或物理处理；利用底涂剂(例如后述的粘合物质)的涂布处理。
基材4可以适当选择使用同种或不同种的基材，可以根据需要使用共混数种而得到的基材。另外，对于基材4，为了赋予抗静电性能，可以在上述基材4上设置由金属、合金、它们的氧化物等形成的、厚度
Figure BDA0000642953340000171
左右的导电性物质的蒸镀层。基材4可以是单层或两种以上的多层。
对基材4的厚度没有特别限定，可以适当决定，通常为5～200μm左右。
需要说明的是，在不损害本发明的效果等的范围内，基材4也可以包含各种添加剂(例如着色剂、填充剂、增塑剂、防老剂、抗氧化剂、表面活性剂、阻燃剂等)。
粘合剂层
用于形成粘合剂层3的粘合剂只要是能够控制粘接薄膜3可剥离的粘合剂就没有特别限制。例如，可以使用丙烯酸类粘合剂、橡胶类粘合剂等通常的压敏性粘合剂。作为上述压敏性粘合剂，从半导体晶圆、玻璃等怕污染的电子部件的利用超纯水、醇等有机溶剂的清洁清洗性等方面出发，优选以丙烯酸类聚合物为基础聚合物的丙烯酸类粘合剂。
作为上述丙烯酸类聚合物，可列举出以丙烯酸酯作为主要单体成分的聚合物。作为上述丙烯酸酯，例如可列举出：将(甲基)丙烯酸烷基酯(例如甲酯、乙酯、丙酯、异丙酯、丁酯、异丁酯、仲丁酯、叔丁酯、戊酯、异戊酯、己酯、庚酯、辛酯、2-乙基己酯、异辛酯、壬酯、癸酯、异癸酯、十一烷基酯、十二烷基酯、十三烷基酯、十四烷基酯、十六烷基酯、十八烷基酯、二十烷基酯等烷基的碳数为1～30、尤其是碳数为4～18的直链状或支链状的烷基酯等)以及(甲基)丙烯酸环烷基酯(例如环戊酯、环己酯等)中的1种或两种以上用作单体成分的丙烯酸类聚合物等。需要说明的是，(甲基)丙烯酸酯是指丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯，本发明的(甲基)全部为相同的意义。
出于内聚力、耐热性等的改性的目的，上述丙烯酸类聚合物可以根据需要包含对应于能够与上述(甲基)丙烯酸烷基酯或环烷基酯共聚的其它单体成分的单元。作为这样的单体成分，例如可列举出：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、马来酸、富马酸、巴豆酸等含羧基的单体；马来酸酐、衣康酸酐等酸酐单体；(甲基)丙烯酸-2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸-2-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸-4-羟基丁酯、(甲基)丙烯酸-6-羟基己酯、(甲基)丙烯酸-8-羟基辛酯、(甲基)丙烯酸-10-羟基癸酯、(甲基)丙烯酸-12-羟基月桂酯、(甲基)丙烯酸(4-羟基甲基环己基)甲酯等含羟基的单体；苯乙烯磺酸、烯丙基磺酸、2-(甲基)丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、(甲基)丙烯酰胺丙磺酸、(甲基)丙烯酸磺丙酯、(甲基)丙烯酰氧基萘磺酸等含磺酸基的单体；2-羟基乙基丙烯酰磷酸酯等含磷酸基的单体；丙烯酰胺、丙烯腈等。这些能够共聚的单体成分可以使用1种或两种以上。这些能够共聚的单体的用量优选为全部单体成分的40重量％以下。
进而，上述丙烯酸类聚合物为了进行交联，也可以根据需要包含多官能性单体等作为共聚用单体成分。作为这样的多官能性单体，例如可列举出：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、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、环氧(甲基)丙烯酸酯、聚酯(甲基)丙烯酸酯、氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯等。这些多官能性单体也可以使用1种或两种以上。从粘合特性等方面出发，多官能性单体的用量优选为全部单体成分的30重量％以下。
上述丙烯酸类聚合物可以通过使单一单体或两种以上的单体混合物聚合而得到。聚合也可以以溶液聚合、乳液聚合、本体聚合、悬浮聚合等任意方式来进行。从防止对清洁的被粘物的污染等的方面出发，优选低分子量物质的含量少。从这一点出发，丙烯酸类聚合物的数均分子量优选为30万以上、进一步优选为40万～300万左右。
另外，在上述粘合剂中，为了提高作为基础聚合物的丙烯酸类聚合物等的数均分子量，也可以适当采用外部交联剂。作为外部交联方法的具体手段，可列举出：添加多异氰酸酯化合物、环氧化合物、氮丙啶化合物、三聚氰胺系交联剂等所谓的交联剂并使其反应的方法。使用外部交联剂时，其用量根据其与要交联的基础聚合物的平衡、进而根据作为粘合剂的使用用途来适当决定。通常优选的是，相对于上述基础聚合物100重量份，配混10重量份左右以下、进而0.1～10重量份。进而，在粘合剂中，根据需要，除了上述成分之外，也可以使用以往公知的各种赋粘剂、防老剂等添加剂。
粘合剂层3可以利用放射线固化型粘合剂来形成。放射线固化型粘合剂可以通过照射紫外线等放射线而使交联度增大、使其粘合力容易地降低。例如，通过仅对图2所示的粘合剂层3的部分3a进行放射线照射，能够设置与部分3b的粘合力之差。
另外，通过与粘接薄膜22’相一致地使放射线固化型粘合剂层3固化，能够容易地形成粘合力显著降低的部分3a。由于粘接薄膜22’贴附在固化并且粘合力降低的部分3a处，因此部分3a与粘接薄膜22’的界面具备在拾取时会容易地剥落的性质。另一方面，未照射放射线的部分具有充分的粘合力，形成部分3b。
如上所述，在图1所示的切割/芯片接合薄膜10的粘合剂层3中，由未固化的放射线固化型粘合剂形成的上述部分3b与粘接薄膜22粘合，能够确保切割时的保持力。这样，放射线固化型粘合剂能够粘接/剥离的平衡良好地支撑用于将半导体芯片固定在基板等被粘物上的粘接薄膜22。在图2所示的切割/芯片接合薄膜10’的粘合剂层3中，上述部分3b可以固定晶圆环。
放射线固化型粘合剂只要具有碳-碳双键等放射线固化性的官能团且显示粘合性，就可以没有特别限制地使用。作为放射线固化型粘合剂，例如可例示出在上述丙烯酸类粘合剂、橡胶类粘合剂等通常的压敏性粘合剂中配混了放射线固化性的单体成分、低聚物成分而成的添加型放射线固化型粘合剂。
作为所配混的放射线固化性的单体成分，例如可列举出：氨基甲酸酯低聚物、氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、四羟甲基甲烷四(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、二季戊四醇单羟基五(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、1,4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯等。另外，放射线固化性的低聚物成分可列举出：氨基甲酸酯系、聚醚系、聚酯系、聚碳酸酯系、聚丁二烯系等各种低聚物，其重均分子量在100～30000左右的范围内是适当的。放射线固化性的单体成分、低聚物成分的配混量可以根据上述粘合剂层的种类来适当决定能够降低粘合剂层的粘合力的量。通常，相对于构成粘合剂的丙烯酸类聚合物等基础聚合物100重量份，例如为5～500重量份、优选为40～150重量份左右。
另外，作为放射线固化型粘合剂，除了上述说明的添加型放射线固化型粘合剂之外，还可列举出使用了在聚合物侧链或主链中或者在主链末端具有碳-碳双键的聚合物作为基础聚合物的内在型放射线固化型粘合剂。内在型放射线固化型粘合剂不需要含有或不较多含有属于低分子成分的低聚物成分等，因此，低聚物成分等不会经时地在粘合剂层中移动，能够形成层结构稳定的粘合剂层，故而优选。
上述具有碳-碳双键的基础聚合物可以没有特别限制地使用具有碳-碳双键且具有粘合性的聚合物。作为这样的基础聚合物，优选以丙烯酸类聚合物作为基本骨架的聚合物。作为丙烯酸类聚合物的基本骨架，可列举出上述例示出的丙烯酸类聚合物。
对向上述丙烯酸类聚合物中导入碳-碳双键的方法没有特别限定，可以采用各种方法，对于碳-碳双键而言，导入聚合物侧链的分子设计容易。例如可列举出如下方法：预先使丙烯酸类聚合物与具有官能团的单体进行共聚，然后使具有能够与该官能团反应的官能团和碳-碳双键的化合物在维持碳-碳双键的放射线固化性的状态下进行缩聚或加成反应的方法。
作为这些官能团的组合的例子，可列举出羧酸基与环氧基、羧酸基与氮丙啶基、羟基与异氰酸酯基等。这些官能团的组合之中，从追踪反应的容易程度出发，羟基与异氰酸酯基的组合是适宜的。另外，只要是通过这些官能团的组合来生成上述具有碳-碳双键的丙烯酸类聚合物的组合，则官能团可以位于丙烯酸类聚合物和上述化合物中的任一侧，但在上述的优选组合中，丙烯酸类聚合物具有羟基且上述化合物具有异氰酸酯基的情况是适宜的。此时，作为具有碳-碳双键的异氰酸酯化合物，例如可列举出：甲基丙烯酰基异氰酸酯、2-甲基丙烯酰氧基乙基异氰酸酯、间异丙烯基-α,α-二甲基苄基异氰酸酯等。另外，作为丙烯酸类聚合物，可以使用将上述例示的含羟基的单体、2-羟基乙基乙烯基醚、4-羟基丁基乙烯基醚、二乙二醇单乙烯基醚的醚系化合物等共聚而成的聚合物。
上述内在型放射线固化型粘合剂可以单独使用上述具有碳-碳双键的基础聚合物(尤其是丙烯酸类聚合物)，也可以在不会使特性恶化的程度下配混上述放射线固化性的单体成分、低聚物成分。放射线固化性的低聚物成分等通常相对于基础聚合物100重量份为30重量份的范围内，优选为0～10重量份的范围内。
上述放射线固化型粘合剂优选在利用紫外线等进行固化时含有光聚合引发剂。作为光聚合引发剂，例如可列举出4-(2-羟基乙氧基)苯基(2-羟基-2-丙基)酮、α-羟基-α,α’-二甲基苯乙酮、2-甲基-2-羟基苯丙酮、1-羟基环己基苯基酮等α-酮醇系化合物；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、2-甲基-1-[4-(甲硫基)-苯基]-2-吗啉代丙烷-1-酮等苯乙酮系化合物；苯偶姻乙基醚、苯偶姻异丙基醚、茴香偶姻甲基醚等苯偶姻醚系化合物；苄基二甲基缩酮等缩酮系化合物；2-萘磺酰氯等芳香族磺酰氯系化合物；1-苯基-1,2-丙二醇-2-(O-乙氧基羰基)肟等光活性肟系化合物；二苯甲酮、苯甲酰基苯甲酸、3,3’-二甲基-4-甲氧基二苯甲酮等二苯甲酮系化合物；噻吨酮、2-氯代噻吨酮、2-甲基噻吨酮、2,4-二甲基噻吨酮、异丙基噻吨酮、2,4-二氯代噻吨酮、2,4-二乙基噻吨酮、2,4-二异丙基噻吨酮等噻吨酮系化合物；樟脑醌；卤代酮；酰基氧化膦；酰基膦酸酯等。光聚合引发剂的配混量相对于构成粘合剂的丙烯酸类聚合物等基础聚合物100重量份，例如为0.05～20重量份左右。
利用放射线固化型粘合剂形成粘合剂层3时，优选以使部分3a的粘合力<部分3b的粘合力的方式对粘合剂层3的一部分照射放射线。在图2的切割/芯片接合薄膜中，例如，使对作为被粘物的SUS304板(#2000研磨)的关系为部分3a的粘合力<部分3b的粘合力。
作为在上述粘合剂层3上形成上述部分3a的方法，可列举出：在基材4上形成放射线固化型的粘合剂层3后，对上述部分3a局部照射放射线而使其固化的方法。局部的放射线照射可以隔着形成有如下图案的光掩模来进行，所述图案与对应于半导体晶圆贴附部分22a的粘合剂层3的部分3a以外的部分3b等相对应。另外，可列举出点状(spot)地照射紫外线而使其固化的方法等。放射线固化型的粘合剂层3的形成可以通过将设置在隔离体上的粘合剂层转印到基材4上来进行。局部的放射线固化也可以对设置在隔离膜上的放射线固化型的粘合剂层3进行。
另外，利用放射线固化型粘合剂来形成粘合剂层3时，使用对基材4的至少单面的、除与半导体晶圆贴附部分22a相对应的部分以外的部分的全部或一部分进行了遮光的基材，在其上形成放射线固化型的粘合剂层3后照射放射线，使与半导体晶圆贴附部分22a相对应的部分3a固化，从而能够形成使粘合力降低的上述部分3a。作为遮光材料，可以通过在支撑薄膜上将能够成为光掩模的材料印刷、蒸镀等来制作。根据该制造方法，能够高效地制造本发明的切割/芯片接合薄膜10。
需要说明的是，在照射放射线时，在发生因氧气引起的固化阻碍的情况下，理想的是，用某种方法从放射线固化型的粘合剂层3的表面隔绝氧气(空气)。例如可列举出：将上述粘合剂层3的表面用隔离膜覆盖的方法、在氮气气氛中进行紫外线等放射线的照射的方法等。
对粘合剂层3的厚度没有特别限定，从防止芯片切截面的缺损、粘接层的固定保持的兼顾性等观点来看，优选为1～50μm左右。优选为2～30μm、进一步优选为5～25μm。
需要说明的是，在不损害本发明的效果等的范围内，粘合剂层3也可以包含各种添加剂(例如着色剂、增稠剂、增量剂、填充剂、赋粘剂、增塑剂、防老剂、抗氧化剂、表面活性剂、交联剂等)。
粘接薄膜的制造方法
本实施方式的粘接薄膜例如通过如下操作来制作。首先，制备粘接薄膜形成用的粘接剂组合物。作为制备方法，没有特别限定，例如可以通过如下方法制备：将在粘接薄膜的部分所说明的热固性树脂、热塑性树脂、其它添加剂等投入容器，使其溶于有机溶剂，并搅拌至均匀，从而以粘接剂组合物溶液的形式得到。
作为上述有机溶剂，只要是能够将构成粘接薄膜的成分均匀地溶解、混炼或分散的溶剂就没有特别限制，可以使用以往公知的溶剂。作为这种溶剂，例如可列举出：二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、丙酮、甲乙酮、环己酮等酮系溶剂、甲苯、二甲苯等。从干燥速度快、能够廉价获得的方面出发，优选使用甲乙酮、环己酮等。
将如上所述地制备的粘接剂组合物溶液以规定厚度涂布在隔离膜上形成涂布膜，然后使该涂布膜在规定条件下干燥。作为隔离膜，可以使用聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚乙烯、聚丙烯、用氟类剥离剂、丙烯酸长链烷基酯系剥离剂等剥离剂进行了表面涂布的塑料薄膜、纸等。另外，作为涂布方法，没有特别限定，例如可列举出辊涂覆、丝网印刷涂覆、凹版涂覆等。另外，作为干燥条件。例如可在干燥温度70～160℃、干燥时间1～5分钟的范围内进行。由此，可得到本实施方式的粘接薄膜。
切割/芯片接合薄膜的制造方法
切割/芯片接合薄膜10、10’例如可以通过预先分别制作切割薄膜和粘接薄膜、最后将它们贴合来制作。具体而言，可以按照以下的步骤来制作。
首先，基材4可以利用以往公知的制膜方法来制膜。作为该制膜方法，例如可例示出压延制膜法、在有机溶剂中的流延法、在密闭体系中的吹胀挤出法、T模挤出法、共挤出法、干式层压法等。
接着，制备粘合剂层形成用的粘合剂组合物。在粘合剂组合物中配混有在粘合剂层的项中进行了说明的树脂、添加物等。在基材4上涂布所制备的粘合剂组合物溶液而形成涂布膜后，使该涂布膜在规定条件下干燥(根据需要使其加热交联)，形成粘合剂层3。作为涂布方法，没有特别限定，例如可列举出辊涂覆、丝网印刷涂覆、凹版涂覆等。另外，作为干燥条件，例如在干燥温度80～150℃、干燥时间0.5～5分钟的范围内进行。另外，也可以在隔离膜上涂布粘合剂组合物而形成涂布膜后，以上述干燥条件使涂布膜干燥，形成粘合剂层3。其后，将粘合剂层3与隔离膜一起贴合在基材4上。由此，可制作具备基材4和粘合剂层3的切割薄膜。
接着，从切割薄膜剥离隔离膜，以使粘接薄膜与粘合剂层为贴合面的方式将两者贴合。贴合可以通过例如压接来进行。此时，对层压温度没有特别限定，例如优选为30～50℃、更优选为35～45℃。另外，对线压没有特别限定，例如优选为0.1～20kgf/cm、更优选为1～10kgf/cm。然后，剥离粘接薄膜上的隔离膜，得到本实施方式的切割/芯片接合薄膜。
半导体装置的制造方法
在本实施方式的半导体装置的制造方法中，经由第1固定工序和第1引线键合工序来预先准备安装(固定)有至少1个第1半导体元件的被粘物(被粘物准备工序)，利用经历了对该第1半导体元件的切割和拾取的粘接薄膜将前述第1半导体元件包埋并且将与前述第1半导体元件不同的第2半导体元件固定于前述被粘物。图3A～图3H分别示意性示出本发明的一个实施方式的半导体装置的制造方法的一个工序的截面图。
第1固定工序
如图3A所示，在第1固定工序中，将至少1个第1半导体元件11固定在被粘物1上。第1半导体元件11借助第1粘接薄膜21固定于被粘物1。在图3A中，第1半导体元件11仅示出了1个，但根据目标半导体装置的规格，也可以将2个、3个、4个或5个以上的多个第1半导体元件11固定于被粘物1。
第1半导体元件
作为第1半导体元件11，只要是俯视尺寸比层叠于第2层的半导体元件(第2半导体元件12；参照图3F)更小的元件，就没有特别限定，例如可以适宜地使用作为半导体元件的一种的控制器、存储芯片、逻辑芯片(logic chip)。控制器控制所层叠的各半导体元件的操作，因此通常连接多根引线。半导体封装体的通信速度受到引线长的影响，在本实施方式中由于第1半导体元件11被固定于被粘物1并位于最下层，因此能够缩短引线长，由此即使增加半导体元件的层叠数，也能够抑制半导体封装体(半导体装置)的通信速度的降低。
虽然对第1半导体元件11的厚度并没有特别限定，但通常多为100μm以下的情况。另外，随着近年的半导体封装体的薄型化，也逐渐使用75μm以下、进而50μm以下的第1半导体元件11。
被粘物
作为被粘物1，可列举出基板、引线框、其它半导体元件等。作为基板，可以使用印刷电路基板等以往公知的基板。另外，作为前述引线框，可以使用Cu引线框、42合金引线框等金属引线框、玻璃环氧树脂(glass-epoxy)、BT(双马来酰亚胺-三嗪)、聚酰亚胺等制成的有机基板。但是，本实施方式不限定于此，还包括能够将半导体元件固定并与半导体元件电连接而使用的电路基板。
第1粘接薄膜
作为第1粘接薄膜21，可以使用前述包埋用粘接薄膜，也可以使用以往公知的半导体元件固定用的粘接薄膜。其中，使用包埋用粘接薄膜时，第1粘接薄膜21不需要包埋半导体元件，因此将厚度减薄成5μm～60μm左右使用即可。
固定方法
如图3A所示，借助第1粘接薄膜21将第1半导体元件11芯片接合于被粘物1。作为将第1半导体元件11固定在被粘物1上的方法，例如可列举出：在被粘物1上层叠第1粘接薄膜21，然后以使引线键合面为上侧的方式在该第1粘接薄膜21上层叠第1半导体元件11的方法。另外，也可以将预先贴附有第1粘接薄膜21的第1半导体元件11配置在被粘物1上进行层叠。
第1粘接薄膜21为半固化状态，因此向被粘物1上载置第1粘接薄膜21后，进行规定条件下的热处理，由此使第1粘接薄膜21热固化，使第1半导体元件11固定在被粘物1上。关于进行热处理时的温度，优选以100～200℃进行、更优选以120℃～180℃的范围内进行。另外，热处理时间优选以0.25～10小时进行、更优选以0.5～8小时进行。
第1引线键合工序
第1引线键合工序是将被粘物1的端子部(例如内部引线)的前端与第1半导体元件11上的电极极板(未图示)用键合引线31进行电连接的工序(参照图3B)。作为键合引线31，例如可以使用金线、铝线或铜线等。关于进行引线键合时的温度，可以在80～250℃、优选为80～220℃的范围内进行。另外，在其加热时间为数秒～数分钟下进行。接线可以在加热到前述温度范围内的状态下，通过将基于超声波的振动能量和基于施加加压的压接能量组合使用来进行。
晶圆贴合工序
另行地如图3C所示将半导体晶圆2压接在切割/芯片接合薄膜10中的包埋用粘接薄膜22上，并使其粘接保持而固定(贴合工序)。本工序一边利用压接辊等按压手段来押压一边进行。
切割工序
接着，如图3D所示，进行半导体晶圆2的切割。由此，将半导体晶圆2切断成规定的尺寸而单片化，制造半导体芯片12(切割工序)。切割例如可以从半导体晶圆2的电路面侧按照常规方法来进行。另外，在本工序中，例如可以采用切入到切割薄膜5的、被称为全切(full cut)的切断方式等。作为本工序中使用的切割装置，没有特别限定，可以使用以往公知的装置。另外，半导体晶圆被切割/芯片接合薄膜10粘接固定，因此不仅能够抑制芯片缺损、芯片飞散，还能够抑制半导体晶圆2的破损。另外，由于使用包埋用粘接薄膜22，因此能够防止切割后的再粘接、能够良好地进行接下来的拾取工序。
拾取工序
如图3E所示，为了将粘接固定于切割/芯片接合薄膜10的半导体芯片12剥离而进行半导体芯片12与包埋用粘接薄膜22一起的拾取(拾取工序)。作为拾取的方法，没有特别限定，可以采用以往公知的各种方法。例如可列举出：用针从基材4侧将各个半导体芯片12顶起，并利用拾取装置拾取被顶起的半导体芯片12的方法等。
此处，在粘合剂层3为紫外线固化型的情况下，拾取在对该粘合剂层3照射紫外线后进行。由此，粘合剂层3对粘接薄膜22的粘合力降低，半导体芯片12的剥离变得容易。其结果，能够进行拾取而不会损伤半导体芯片。对紫外线照射时的照射强度、照射时间等条件没有特别限定，适当根据需要进行设定即可。另外，作为在紫外线照射中使用的光源，可以使用高压汞灯、微波激励型灯、化学灯等。
第2固定工序
在第2固定工序中，借助与第2半导体元件12一起拾取的包埋用粘接薄膜22，将另行固定在被粘物1上的第1半导体元件11包埋并且将与前述第1半导体元件11不同的第2半导体元件12固定于前述被粘物1(参照图3F)。包埋用粘接薄膜22具有比前述第1半导体元件11的厚度T1更厚的厚度T。在本实施方式中，前述被粘物1与前述第1半导体元件11的电连接是通过引线键合连接而达成的，因此前述厚度T与前述厚度T1之差优选为40μm以上且260μm以下。前述厚度T与前述厚度T1之差的下限优选为40μm以上，但更优选为50μm以上、进一步优选为60μm以上。另外，前述厚度T与前述厚度T1之差的上限优选为260μm以下，但更优选为200μm以下、进一步优选为150μm以下。由此，不但能够实现半导体装置整体的薄型化，而且能够防止第1半导体元件11与第2半导体元件12的接触并将第1半导体元件11整体包埋在包埋用粘接薄膜22的内部，使作为控制器的第1半导体元件11在被粘物1上的固定(即引线长为最短的最下层上的固定)成为可能。
包埋用粘接薄膜22的厚度T考虑到能够包埋第1半导体元件11的第1半导体元件11的厚度T1和引线突出量而适当设定即可，其下限优选为80μm以上、更优选为100μm以上、进一步优选为120μm以上。另一方面，厚度T的上限优选为300μm以下、更优选为200μm以下、进一步优选为150μm以下。通过这样使粘接薄膜较厚，能够基本上覆盖通常的控制器的厚度，能够容易地进行第1半导体元件11在包埋用粘接薄膜22中的包埋。
第2半导体元件
作为第2半导体元件12，没有特别限定，例如可以使用受到作为控制器的第1半导体元件11的操作控制的存储芯片。
固定方法
作为将第2半导体元件12固定在被粘物1上的方法，与第1固定工序同样地，例如可列举出：在被粘物1上层叠包埋用粘接薄膜22，然后以使引线键合面为上侧的方式在该包埋用粘接薄膜22上层叠第2半导体元件12的方法。另外，也可以将预先贴附有包埋用粘接薄膜22的第2半导体元件12配置在被粘物1上进行层叠。
为了使第1半导体元件11在包埋用粘接薄膜22中的进入和包埋容易，优选在芯片接合时对包埋用粘接薄膜22进行加热处理。作为加热温度，只要是包埋用粘接薄膜22软化且未完全热固化的温度即可，优选为80℃以上且150℃以下、更优选为100℃以上且130℃以下。此时也可以以0.1MPa以上且1.0MPa以下进行加压。
由于将包埋用粘接薄膜22在120℃且剪切速度50s-1下的熔融粘度设为规定的范围，因此能够提高包埋用粘接薄膜22对被粘物1的表面结构(表面凹凸)的追随性、提高包埋用粘接薄膜22与被粘物1的密合性。并且，利用包埋用粘接薄膜22向被粘物1固定第2半导体元件12时，能够减少俯视下的包埋用粘接薄膜22从第2半导体元件12的区域的突出量。
包埋用粘接薄膜22为半固化状态，因此向被粘物1上载置包埋用粘接薄膜22后，进行规定条件下的热处理，由此使包埋用粘接薄膜22热固化，使第2半导体元件12固定在被粘物1上。关于进行热处理时的温度，优选以100～200℃进行、更优选以120℃～180℃的范围内进行。另外，热处理时间优选以0.25～10小时进行、更优选以0.5～8小时进行。
此时，热固化后的包埋用粘接薄膜22相对于被粘物1的剪切粘接力在25～250℃下优选为0.1MPa以上、更优选为0.2～10MPa。若包埋用粘接薄膜22的剪切粘接力为0.1MPa以上，则能够抑制因针对第2半导体元件12的引线键合工序中的超声波振动、加热而在包埋用粘接薄膜22与第2半导体元件12或被粘物1的粘接面产生剪切变形。即，能够抑制第2半导体元件12因引线键合时的超声波振动而移动，由此防止引线键合的成功率降低。
在包埋用粘接薄膜22中，将热固化后的介电常数设为规定范围，因此即使利用包埋用粘接薄膜22将第1半导体元件11、其附带的电极极板、键合引线31、布线等包埋，也能够抑制它们的腐蚀并且防止布线间的导通，制造高可靠性的半导体装置。
其后，与第1引线键合工序同样，可以适宜地设置通过键合引线将第2半导体元件与被粘物电连接的工序。
第3固定工序
在第3固定工序中，将与该第2半导体元件同种或不同种的第3半导体元件13固定在前述第2半导体元件12上(参照图3G)。第3半导体元件13借助第3粘接薄膜23固定于第2半导体元件12。
第3半导体元件
第3半导体元件13可以是与第2半导体元件12同种的存储芯片、与第2半导体元件12不同种的存储芯片。第3半导体元件13的厚度也可以根据目标半导体装置的规格而适当设定。
第3粘接薄膜
作为第3粘接薄膜23，可以适宜地使用与第1固定工序中的第1粘接薄膜21同样的薄膜。作为第3粘接薄膜23，使用包埋用粘接薄膜22时，由于不需要包埋其它半导体元件，因此使厚度减薄为5μm～60μm左右使用即可。
固定方法
如图3G所示，借助第3粘接薄膜23将第3半导体元件13芯片接合于第2半导体元件12。作为将第3半导体元件13固定在第2半导体元件12上的方法，例如可列举出：在第2半导体元件12上层叠第3粘接薄膜23，然后以使引线键合面为上侧的方式在该第3粘接薄膜23上层叠第3半导体元件13的方法。另外，也可以将预先贴附有第3粘接薄膜23的第3半导体元件13配置在第2半导体元件12上进行层叠。其中，为了后述第2半导体元件12与第3半导体元件13之间的引线键合，有时以避开第2半导体元件12的引线键合面(上表面)的电极极板的方式将第3半导体元件13相对于第2半导体元件12偏移地固定。此时，若预先将第3粘接薄膜23贴附在第2半导体元件12的上表面，则第3粘接薄膜23的从第2半导体元件12的上表面突出的部分(所谓的突起(overhang)部)会弯折而附着于第2半导体元件12的侧面、包埋用粘接薄膜22的侧面，有产生不可预期的不良情况的担心。因此，在第3固定工序中，优选的是预先将第3粘接薄膜23贴附于第3半导体元件13，将其配置在第2半导体元件12上进行层叠。
由于第3粘接薄膜23也为半固化状态，因此向第2半导体元件12上载置第3粘接薄膜23后，进行规定条件下的热处理，由此使第3粘接薄膜23热固化，使第3半导体元件13固定在第2半导体元件12上。需要说明的是，考虑到第3粘接薄膜23的弹性模量、工艺效率，也可以不进行热处理地将第3半导体元件13固定。关于进行热处理时的温度，优选以100～200℃进行、更优选以120℃～180℃的范围内进行。另外，热处理时间优选以0.25～10小时进行、更优选以0.5～8小时进行。
第2引线键合工序
第2引线键合工序是将第2半导体元件12上的电极极板(未图示)与第3半导体元件13上的电极极板(未图示)用键合引线33进行电连接的工序(参照图3H)。引线的材料、引线键合条件可以适当地采用与第1引线键合工序同样的材料和条件。
半导体装置
通过以上工序，可以制造3个半导体元件夹着规定的粘接薄膜多层层叠的半导体装置100。进而，通过重复与第3固定工序和第2引线键合工序同样的步骤，能够制造层叠有4个以上的半导体元件的半导体装置。
封装工序
层叠规定数量的半导体元件后，也可以进行将半导体装置100整体树脂封装的封装工序。封装工序是利用封装树脂封装半导体装置100的工序(未图示)。本工序是为了保护搭载于被粘物1的半导体元件、键合引线而进行的。本工序例如通过利用模具将封装用树脂成型来进行。作为封装树脂，例如使用环氧系的树脂。树脂封装时的加热温度通常在175℃下进行60～90秒钟，但本实施方式不限定于此，例如可以在165～185℃下固化数分钟。另外在本工序中，树脂封装时也可以加压。此时，加压的压力优选为1～15MPa、更优选为3～10MPa。
后固化工序
在本实施方式中，也可以在封装工序之后进行将封装树脂后固化(after cure)的后固化工序。在本工序中，使在前述封装工序中固化不足的封装树脂完全固化。本工序中的加热温度因封装树脂的种类而异，例如为165～185℃的范围内，加热时间为0.5～8小时左右。通过经由封装工序或后固化工序，能够制作半导体封装体。
第二实施方式
在第一实施方式中，通过粘接薄膜来进行向被粘物固定第1半导体元件的步骤，通过引线键合实现两者间的电连接，而在第二实施方式中，通过使用设置于第1半导体元件的突起电极的倒装芯片连接来实现两者间的固定和电连接。因此，第二实施方式仅有第1固定工序中的固定方式与第一实施方式不同，因此以下主要对该区别进行说明。
第1固定工序
在本实施方式中，在前述第1固定工序中，通过倒装芯片连接将第1半导体元件41固定于被粘物1(参照图4A)。在倒装芯片连接中，成为第1半导体元件41的电路面与被粘物1相向的、所谓的面朝下安装(facedown mounting)。第1半导体元件41上设置有多个凸块等突起电极43，突起电极43与被粘物1上的电极(未图示)连接。另外，在被粘物1与第1半导体元件41之间，出于缓和两者间的热膨胀系数之差、保护两者间的空间的目的，填充有底部填充材料44。
作为连接方法，没有特别限定，可以通过以往公知的倒装芯片接合器来连接。例如，通过使形成于第1半导体元件41的凸块等突起电极43与粘附于被粘物1的连接极板的接合用的导电材料(焊料等)接触按压并且使导电材料熔融，能够确保第1半导体元件41与被粘物1的电导通，并使第1半导体元件41固定于被粘物1(倒装芯片接合)。通常，作为倒装芯片连接时的加热条件，为240～300℃，作为加压条件，为0.5～490N。
作为形成凸块作为突起电极43时的材质，没有特别限定，例如可列举出锡-铅系金属材料、锡-银系金属材料、锡-银-铜系金属材料、锡-锌系金属材料、锡-锌-铋系金属材料等焊料类(合金)、金系金属材料、铜系金属材料等。
作为底部填充材料44，可以使用以往公知的液态或薄膜状的底部填充材料。
第2固定工序
在第2固定工序中，与第一实施方式同样，利用包埋用粘接薄膜22将前述第1半导体元件41包埋并且将与前述第1半导体元件41不同的第2半导体元件12固定于前述被粘物1(参照图4B)。本工序中的条件与第一实施方式中的第2固定工序同样。在本实施方式中，由于使用了具有特定熔融粘度的包埋用粘接薄膜22，因此也能够防止从第2半导体元件12的薄膜突出，并且能够提高包埋用粘接薄膜22对被粘物1的密合性，防止空隙的产生。
包埋用粘接薄膜22具有比前述第1半导体元件41的厚度T1更厚的厚度T。在本实施方式中，前述被粘物1与前述第1半导体元件41被倒装芯片连接，因此前述厚度T与前述厚度T1之差优选为10μm以上且200μm以下。前述厚度T与前述厚度T1之差的下限优选为10μm以上，但更优选为20μm以上、进一步优选为30μm以上。另外，前述厚度T与前述厚度T1之差的上限优选为200μm以下，但更优选为150μm以下、进一步优选为100μm以下。通过这种构成，能够在实现半导体装置整体的薄型化的同时，防止第1半导体元件41与第2半导体元件12的接触并将第1半导体元件41整体包埋在包埋用粘接薄膜22的内部，使作为控制器的第1半导体元件41在被粘物1上的固定(即通信路径为最短的最下层上的固定)成为可能。
包埋用粘接薄膜22的厚度T只要以能够包埋第1半导体元件41的方式考虑第1半导体元件41的厚度T1和突起电极的高度而适当设定即可，其下限优选为50μm以上、更优选为60μm以上、进一步优选为70μm以上。另一方面，厚度T的上限优选为250μm以下、更优选为200μm以下、进一步优选为150μm以下。通过这样使包埋用粘接薄膜22较厚，能够基本上覆盖通常的控制器的厚度，能够容易地进行第1半导体元件41在包埋用粘接薄膜22中的包埋。
接着与第一实施方式同样，通过经历在第2半导体元件12上固定与该第2半导体元件12同种或不同种的第3半导体元件13的第3固定工序(参照图4C)、以及通过键合引线32将前述第2半导体元件12与前述第3半导体元件13电连接的第2引线键合工序(参照图4D)，能够制作在最下层层叠控制器、在其上方多层层叠半导体元件的半导体装置200。
其它实施方式
在第一实施方式中，经由使用切割/芯片接合薄膜的切割工序和拾取工序制作第2半导体元件12。进而，第1半导体元件11也可以同样地使用切割/芯片接合薄膜制作。此时，另行准备用于切出第1半导体元件11的半导体晶圆，然后经由上述晶圆贴合工序、切割工序、拾取工序将第1半导体元件11固定于被粘物1即可。第3半导体元件13和在其更上层层叠的半导体元件也可以同样地制作。
在被粘物上三维安装半导体元件时，也可以在形成有半导体元件的电路的一面侧形成缓冲涂层膜。作为该缓冲涂层膜，例如可列举出氮化硅膜、由聚酰亚胺树脂等耐热树脂形成的膜。
在各实施方式中，对每当层叠第2半导体元件以后的半导体元件时进行引线键合工序的方式进行了说明，但也可以在层叠多个半导体元件后一次性进行引线键合工序。需要说明的是，对于第1半导体元件，由于被包埋用粘接薄膜包埋，因此不能作为一次性引线键合的对象。
作为倒装芯片连接的方式，并不限定于第二实施方式中说明的利用作为突起电极的凸块的连接，也可以采用利用导电性粘接剂组合物的连接、利用组合凸块和导电性粘接剂组合物而成的突起结构的连接等。需要说明的是，在本发明中，只要是第1半导体元件的电路面与被粘物相向连接的面向下安装，则无论突起电极、突起结构等连接方式的不同，都称为倒装芯片连接。作为导电性粘接剂组合物，可以使用在环氧树脂等热固性树脂中混合金、银、铜等导电性填料而得的以往公知的导电性糊剂等。使用导电性粘接剂组合物时，向被粘物搭载第1半导体元件后，通过进行80～150℃、0.5～10小时左右的热固化处理，能够将第1半导体元件固定。
实施例
以下，例示性地详细说明本发明的适宜的实施例。但是，对于该实施例中记载的材料、配混量等，在没有特别限定记载的情况下，则并非意在将该发明的范围限定于此，而仅是说明例。
实施例1～2和比较例1
粘接薄膜的制作
按照表1所示的比例将丙烯酸类树脂A～C、环氧树脂A和B、酚醛树脂、二氧化硅、以及热固化催化剂溶解于甲乙酮，制备浓度40～50重量％的粘接剂组合物溶液。
需要说明的是，下述表1中的简称和成分的详情如以下所述。
含羧基丙烯酸类树脂A：Nagase ChemteX Corporation制、SG-70L(酸值：5mg KOH/g)
含羧基丙烯酸类树脂B：Nagase ChemteX Corporation制、WS-023KE30(酸值：20mgKOH/g)
含羧基丙烯酸类树脂C：Nagase ChemteX Corporation制、SG-280KE23(酸值：30mgKOH/g)
环氧树脂A：东都化成株式会社制、KI-3000
环氧树脂B：三菱化学株式会社制、JER YL980
酚醛树脂：明和化成株式会社制、MEH-7800H
二氧化硅：Admatechs Co.,Ltd.制、SE-2050MC
热固化催化剂：北兴化学株式会社制、TPP-K
将制备的粘接剂组合物溶液涂布在作为剥离衬垫的进行了聚硅氧烷脱模处理的、厚度50μm的由聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜形成的脱模处理薄膜上，然后在130℃下干燥2分钟，制作厚度40μm的粘接剂涂膜。另外，以下述层压条件贴合3张制作的粘接剂涂膜，由此制作厚度120μm的粘接薄膜。
层压条件
层压机装置：辊层压机
层压速度：10mm/分钟
层压压力：0.15MPa
层压机温度：60℃
热固化后的介电常数以及介电损耗角正切的测定
将制作的粘接薄膜在130℃下加热4小时后，进一步在175℃下加热1小时使其热固化，将经固化的样品夹在铜箔与电极之间利用以下装置测定频率1MHz下的介电常数以及介电损耗角正切。对于测定，制作3个样品，将这3个样品的测定值的平均作为介电常数。需要说明的是，测定依照JIS K 6911，在下述条件下进行。
测定条件
测定方法：容量法(装置：使用Agilent Technologies 4294A PrecisionImpedance Analyzer)
电极构成：12.1mmφ、0.5mm厚度的铝板
对电极：3oz铜板
测定环境：23±1℃、52±1％RH
切割薄膜的制作
作为基材，准备厚度为50μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜(PET薄膜)。
在具备冷却管、氮气导入管、温度计以及搅拌装置的反应容器中投入丙烯酸-2-乙基己酯(以下也称为“2EHA”。)86.4份、丙烯酸-2-羟基乙酯(以下也称为“HEA”。)13.6份、过氧化苯甲酰0.2份以及甲苯65份，在氮气流中以61℃进行6小时聚合处理，得到丙烯酸类聚合物A。
在丙烯酸类聚合物A中加入2-甲基丙烯酰氧基乙基异氰酸酯(以下也称为“MOI”。)14.6份，在空气气流中以50℃进行48小时加成反应处理，得到丙烯酸类聚合物A’。
接着，相对于丙烯酸类聚合物A’100份，加入多异氰酸酯化合物(商品名“CORONATEL”、日本聚氨酯株式会社制)8份以及光聚合引发剂(商品名“IRGACURE 651”、CibaSpecialty Chemicals Inc.制)5份，得到粘合剂组合物溶液。
在准备的上述基材上涂布所得的粘合剂组合物溶液并干燥，形成厚度30μm的粘合剂层，由此得到切割薄膜。
切割/芯片接合薄膜的制作
将各实施例和比较例制作的粘接薄膜转印到上述切割薄膜的粘合剂层上，得到切割/芯片接合薄膜。需要说明的是，层压的条件如下所述。
层压条件
层压机装置：辊层压机
层压速度：10mm/分钟
层压压力：0.15MPa
层压机温度：30℃
控制器安装基板的制作
以厚度10μm制作实施例1的组成的粘接薄膜，作为控制器芯片用的粘接薄膜。将其在温度40℃的条件下贴附于2mm见方、厚度50μm的控制器芯片。进而，夹着粘接薄膜将半导体芯片粘接于BGA基板。此时的条件设为温度120℃、压力0.1MPa、1秒。进而，将粘接有控制器芯片的BGA基板用干燥机在130℃下进行4小时热处理，使粘接薄膜热固化。
接着，使用引线键合器(株式会社新川、商品名“UTC-1000”)，在以下条件下对控制器芯片进行引线键合。由此，得到在BGA基板上安装有控制器芯片的控制器安装基板。
引线键合条件
Temp.：175℃
Au-wire：23μm
S-LEVEL：50μm
S-SPEED：10mm/s
TIME：15ms
US-POWER：100
FORCE：20gf
S-FORCE：15gf
引线间距：100μm
引线环(wire loop)高度：30μm
半导体装置的制作
另行使用上述切割/芯片接合薄膜，按照以下要点实际进行半导体晶圆的切割后，经由半导体芯片的拾取，制作半导体装置，并且评价此时的防腐蚀性。
在单面带凸块的硅晶圆的与电路面相反侧的一面，以粘接薄膜为贴合面贴合实施例和比较例的切割/芯片接合薄膜。作为单面带凸块的硅晶圆，使用以下的硅晶圆。另外，贴合条件如下所述。
单面带凸块的硅晶圆
硅晶圆的厚度：100μm
低介电材料层的材质：SiN膜
低介电材料层的厚度：0.3μm
凸块的高度：60μm
凸块的间距：150μm
凸块的材质：焊料
贴合条件
贴合装置：DR-3000III(日东精机株式会社制)
层压速度：10mm/s
层压压力：0.15MPa
层压机温度：60℃
贴合后，按照下述条件进行切割。另外，切割以成为10mm见方的芯片尺寸的方式进行全切。
切割条件
切割装置：商品名“DFD-6361”、DISCO Corporation制
切割环：“2-8-1”(DISCO Corporation制)
切割速度：30mm/sec
切割刃：
Z1：DISCO Corporation制“203O-SE 27HCDD”
Z2：DISCO Corporation制“203O-SE 27HCBB”
切割刃转速：
Z1：40000rpm
Z2：45000rpm
切割方式：步进切割(step cut)
晶圆芯片尺寸：10.0mm见方
接着，从基材侧照射紫外线，使粘合剂层固化。紫外线照射使用紫外线照射装置(制品名：UM810、制造商：日东精机株式会社制)，紫外线放射量设为400mJ/cm2。
然后，通过从各切割薄膜的基材侧用针顶起的方式，拾取粘接薄膜与半导体芯片的层叠体。拾取条件如下所述。
拾取条件
芯片接合装置：株式会社新川制、装置名：SPA-300
针的根数：9根
针顶起量：350μm(0.35mm)
针顶起速度：5mm/秒
吸附保持时间：80ms
接着，利用拾取的层叠体的粘接薄膜将控制器安装基板的控制器芯片包埋，并且将半导体芯片粘接于BGA基板。此时的粘接条件设为120℃、压力0.1MPa、2秒。进而，将粘接了半导体芯片的BGA基板用干燥机在130℃下进行4小时热处理，使粘接薄膜热固化，制作半导体装置。
迁移试验
使用图5所示的梳型铜布线基板80，通过测定贴附粘接薄膜后的布线间电阻来评价迁移。迁移是如下的现象：由于铜布线间的电位差、铜布线与粘接薄膜的接触等，铜布线与粘接薄膜中的成分(具有极性官能团的聚合物成分、有机溶剂成分等)之间发生化学反应，形成铜布线的铜成分产生腐蚀或溶出。在布线间距离20μm、布线宽度20μm的铜布线81上贴合粘接薄膜82，在130℃下加热4小时后，进一步在175℃下加热5小时使其热固化。然后，在130℃、85％RH的环境下在端子间施加5V的电压，测定粘接薄膜82的体积电阻，196小时后的体积电阻若为1.0×106以上则评价为“○”、若低于1.0×106则评价为“×”。
表1
Figure BDA0000642953340000421
在使用实施例的粘接薄膜制作的半导体装置中，可知被粘接薄膜包埋的各部件的腐蚀受到抑制，并且保持了铜布线间的绝缘，可以制造可靠性高的半导体装置。另一方面，在比较例1中，可知腐蚀和迁移恶化，半导体装置的可靠性降低。可认为这是由于：比较例1的粘接薄膜所含的丙烯酸类树脂中的交联性官能团少，产生丙烯酸类树脂的分极而使介电常数变高。

Claims (9)

1.一种粘接薄膜，其用于将固定于被粘物上的第1半导体元件包埋，并将与该第1半导体元件不同的第2半导体元件固定于被粘物，
所述粘接薄膜热固化后1MHz下的介电常数为4.00以下，
所述粘接薄膜包含无机填充剂和丙烯酸类树脂，该无机填充剂的含量为10～80重量％，所述丙烯酸类树脂中导入有交联性官能团。
2.根据权利要求1所述的粘接薄膜，其在热固化后1MHz下的介电损耗角正切为0.06以下。
3.根据权利要求1所述的粘接薄膜，其在120℃且剪切速度50s-1下的熔融粘度为50Pa·s以上且3000Pa·s以下。
4.根据权利要求1所述的粘接薄膜，其在热固化前25℃下的储能模量为10MPa以上且10000MPa以下。
5.一种切割/芯片接合薄膜，其具备：
具有基材和形成于该基材上的粘合剂层的切割薄膜、以及
层叠于所述粘合剂层上的权利要求1～4中的任一项所述的粘接薄膜。
6.一种半导体装置的制造方法，其包括如下工序：
准备固定有第1半导体元件的被粘物的被粘物准备工序；
将权利要求5所述的切割/芯片接合薄膜的粘接薄膜与半导体晶圆贴合的贴合工序；
切割所述半导体晶圆和粘接薄膜而形成第2半导体元件的切割工序；
将所述第2半导体元件与所述粘接薄膜一起拾取的拾取工序；以及，
利用与所述第2半导体元件一起拾取的粘接薄膜，将固定于所述被粘物的所述第1半导体元件包埋并且将所述第2半导体元件固定于该被粘物的固定工序。
7.根据权利要求6所述的半导体装置的制造方法，其中，
所述粘接薄膜具有比所述第1半导体元件的厚度T1更厚的厚度T，
所述被粘物与所述第1半导体元件被引线键合连接，且所述厚度T与所述厚度T1之差为40μm以上且260μm以下。
8.根据权利要求6所述的半导体装置的制造方法，其中，
所述粘接薄膜具有比所述第1半导体元件的厚度T1更厚的厚度T，
所述被粘物与所述第1半导体元件被倒装芯片连接，且所述厚度T与所述厚度T1之差为10μm以上且200μm以下。
9.一种半导体装置，其通过权利要求6～8中的任一项所述的半导体装置的制造方法得到。
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