CN116762169A - 半导体装置及其制造方法、以及热固性树脂组合物、黏合膜及切割晶粒接合一体型膜 - Google Patents

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Abstract

一种热固性树脂组合物，其用于制造芯片埋入型半导体装置，所述热固性树脂组合物含有羟基当量150g/eq以下的固化剂且120℃下的熔融粘度为1000～11500Pa·s。

Description

半导体装置及其制造方法、以及热固性树脂组合物、黏合膜及 切割晶粒接合一体型膜
技术领域
本发明涉及一种半导体装置及其制造方法、以及热固性树脂组合物、黏合膜及切割晶粒接合(dicing/die-bonding)一体型膜。
背景技术
随着移动电话等设备的多功能化，通过多层层叠半导体元件高容量化的堆叠式MCP(Multi Chip Package：多芯片封装件)正在普及。在半导体元件的安装中广泛使用膜状黏合剂(adhesive)。作为使用膜状黏合剂的多层层叠封装件的一例，可举出导线(wire)埋入型封装件。该封装件经过如下工序制造：通过对已导线接合在基板上的半导体元件压接膜状黏合剂，将该半导体元件及导线埋入膜状黏合剂。
作为上述堆叠式MCP等半导体装置所要求的重要的特性之一，可举出连接可靠性。为了提高连接可靠性，正在进行考虑了耐热性、耐湿性及耐回流性等特性的膜状黏合剂的开发。例如，专利文献1中公开含有热固性成分和填料的厚度10～250μm的黏合片。专利文献2中公开含有环氧树脂和酚醛树脂的混合物以及含有丙烯酸类共聚物的黏合剂组合物。
半导体装置的连接可靠性很大程度上也取决于能否在黏合面上不产生空隙(孔隙)地安装半导体元件。因此，进行了如下专研：为了能够不产生空隙地压接半导体元件而使用高流动的膜状黏合剂，或为了能够在半导体元件的密封工序中使所产生的空隙消失而使用熔融粘度低的膜状黏合剂等。例如，专利文献3中公开了低粘度且低粘性强度的黏合片。
以往技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第2005/103180号
专利文献2：日本特开2002-220576号公报
专利文献3：日本特开2009-120830号公报
发明内容
发明要解决的技术课题
上述专利文献1及3的黏合片由于在压接时埋入导线，因此以高流动化为目的而含有比较多量的环氧树脂。因此，由于在半导体装置的制造工序中产生的热，容易进行热固化。由此，黏合膜高弹性化，换言之，即使在密封时的高温高压条件下，黏合片也难以变形，有时在压接时形成的空隙最终不会消失。另一方面，上述专利文献2的黏合剂组合物的弹性模量低，因此虽然能够在密封工序中使空隙消失，但由于粘度高，压接时的导线的埋入性容易变得不充分。
近年来，重视导线埋入型半导体装置的动作的高速化。以往，在层叠的半导体元件的最上层配置有控制半导体装置的动作的控制器芯片。为了实现动作的高速化，开发了在最下层配置控制器芯片的半导体装置的封装件技术。作为这样的封装件的一个方式，在压接多层层叠的半导体元件中第二层半导体元件时，使用比较厚的黏合膜(膜状黏合剂)，在该黏合膜的内部埋入控制器芯片的封装件受到关注(例如，参考上述专利文献1)。用于这样的用途的黏合膜称为FOD(Film Over Die：芯片黏合膜)，要求能够埋入控制器芯片及连接控制器芯片与电路图案的导线、以及由基板表面的凹凸引起的台阶的高流动性。通过使用如专利文献1及3的黏合片那样的高流动的黏合片，能够解决该课题。
然而，专利文献1及3中记载的黏合片在固化前显现高流动性，另一方面，随着半导体元件(芯片)的小尺寸化的发展，在半导体封装件的制造过程的热压接工序中，具有每单位面积的按压力过度变大的倾向。由此，有可能产生构成黏合膜的黏合剂组合物从半导体元件溢出的现象(以下，称为“渗出”。)，或黏合膜被过度压碎而导致电气不良。特别是，为了提高芯片埋入型半导体封装件的制造中使用的黏合膜的埋入性，若提高热压接工序中的流动性，则渗出变得显著。例如，所溢出的黏合剂组合物有时会上升到半导体元件的上表面，这可能成为电气不良或导线接合不良的原因。即，以往的黏合膜在芯片埋入型封装件的制造过程中，不一定能够充分地兼顾对半导体元件的优异的埋入性和渗出抑制，在该点上具有改善的余地。
本发明提供一种热固性树脂组合物，其用于制造芯片埋入型半导体装置，该热固性树脂组合物的半导体元件的埋入性优异，并且能够充分地抑制渗出发生。本发明提供一种具有优异的连接可靠性的半导体装置及其制造方法、以及使用上述热固性树脂组合物的黏合膜及切割晶粒接合一体型膜。
用于解决技术课题的手段
本发明人等为了解决上述课题，对半导体装置的制造中使用的热固性树脂组合物的树脂的选择和物性的调整反复进行了深入研究。并且，本发明人等发现，通过使用羟基当量150g/eq以下的固化剂，能够制成高交联密度的树脂，另一方面，通过调整热固性树脂组合物的熔融粘度，具有优异的埋入性且能够充分地抑制渗出。
本发明的半导体装置的制造方法包括：(A)准备部件的工序，该部件具备基板和设置于基板上的第1半导体元件；(B)准备带黏合剂片的半导体元件的工序，该带黏合剂片的半导体元件为包含由热固性树脂组合物形成的黏合剂片和第2半导体元件的层叠体；(C)以第1半导体元件埋入黏合剂片的方式将带黏合剂片的半导体元件压接于基板的工序；及(D)通过加热使黏合剂片固化的工序，上述热固性树脂组合物含有羟基当量150g/eq以下的固化剂且120℃下的熔融粘度为1000～11500Pa·s。
由热固性树脂组合物形成的黏合剂片含有羟基当量150g/eq以下的固化剂，因此，如上所述，能够制成高交联密度的树脂，从而能够抑制渗出。另一方面，通过120℃下的熔融粘度为1000～11500Pa·s，能够确保优异的埋入性。通过调整构成热固性树脂组合物的成分的配合比率，能够使热固性树脂组合物的熔融粘度在上述范围内。另外，根据本发明人等的研究，热固性树脂组合物的熔融粘度为对埋入性及渗出抑制这两者产生影响的因素，与此相对，固化剂的羟基当量为主要对渗出抑制产生影响的因素。
本发明的半导体装置具备：基板；设置于基板上的第1半导体元件；黏合剂片的固化物，其配置成覆盖基板中的配置有第1半导体元件的区域，并密封第1半导体元件；及第2半导体元件，其配置成覆盖黏合剂片的固化物中的与基板侧相反的一侧的表面，在俯视时具有比第1半导体元件大的面积，上述黏合剂片由含有羟基当量150g/eq以下的固化剂且120℃下的熔融粘度为1000～11500Pa·s的热固性树脂组合物形成。
上述半导体装置为第1半导体元件(例如，控制器芯片)埋入热固性树脂组合物的固化物的方式，能够实现动作的高速化。通过在第1半导体元件的埋入中使用120℃下的熔融粘度为1000～11500Pa·s的黏合剂片，与基板或第1半导体元件的界面上的空隙足够少，并且也充分地抑制基板的污染及渗出的问题的产生，因此能够实现基板与第1半导体元件的优异的连接可靠性。
从调整120℃下的熔融粘度的观点而言，本发明中的热固性树脂组合物也可以含有分子量10万～100万的高分子量成分(例如，丙烯酸酯橡胶)。相对于热固性树脂组合物中所含有的树脂成分的质量100质量份，高分子量成分的含量例如为25～45质量份。通过高分子量成分的含量为25质量份以上，容易更高度地抑制渗出，另一方面，通过高分子量成分的含量为45质量份以下，容易实现更优异的埋入性。另外，高分子量成分的分子量是指重均分子量。重均分子量是指利用凝胶渗透色谱法(GPC)进行测量，使用基于标准聚苯乙烯的校准曲线换算而得的值。
上述热固性树脂组合物也可以含有无机填料。以热固性树脂组合物的总质量为基准，无机填料的含量为5～50质量％。通过无机填料的含量为5质量％以上，容易更高度地抑制渗出，另一方面，通过无机填料的含量为50质量％以下，容易实现更优异的埋入性。
本发明的黏合膜用于制造芯片埋入型半导体装置，且由上述热固性树脂组合物形成。本发明的切割晶粒接合一体型膜具备压敏胶黏层(pressure-sensitive adhesive)和上述黏合膜。
发明效果
根据本发明，提供一种热固性树脂组合物，其用于制造芯片埋入型半导体装置，该热固性树脂组合物的半导体元件的埋入性优异，并且能够充分地抑制渗出发生。即，该热固性树脂组合物具有半导体元件(例如，控制器芯片)的优异的埋入性，并且能够充分地抑制埋入时的周边电路的污染及由树脂的过度流动引起的问题。并且，根据本发明，提供一种具有优异的连接可靠性的半导体装置及其制造方法、以及使用上述热固性树脂组合物的黏合膜及切割晶粒接合一体型膜。
附图说明
图1是示意性地表示半导体装置的一例的截面图。
图2是示意性地表示由黏合膜和第2半导体元件形成的带黏合剂片的半导体元件的一例的截面图。
图3是示意性地表示制造图1所示的半导体装置的过程的截面图。
图4是示意性地表示制造图1所示的半导体装置的过程的截面图。
图5是示意性地表示制造图1所示的半导体装置的过程的截面图。
图6是示意性地表示制造图1所示的半导体装置的过程的截面图。
图7(a)～图7(e)是示意性地表示制造由黏合剂片和第2半导体元件形成的层叠体的过程的截面图。
具体实施方式
以下，参考附图，对本发明的实施方式详细地进行说明。然而，本发明并不限定于以下实施方式。另外，在本说明书中，“(甲基)丙烯酸”是指丙烯酸或甲基丙烯酸，“(甲基)丙烯酸酯”是指丙烯酸酯或与其对应的甲基丙烯酸酯。“A或B”只要包含A和B中的任一者即可，也可以包含两者。
在本说明书中，术语“层”不仅包含在作为俯视图观察时在整个面上形成的形状的结构，而且包含在一部分表面上形成的形状的结构。并且，在本说明书中，术语“工序”不仅用作独立的工序，即使在无法与其他工序明确地区分的情况下，只要能够实现其工序的所期望的作用，也包含在本术语中。并且，使用“～”表示的数值范围表示包含将记载于“～”前后的数值分别作为最小值及最大值的范围。
在组合物中存在多个相当于各成分的物质的情况下，只要没有特别说明，在本说明书中组合物中的各成分的含量是指组合物中存在的该多个物质的合计量。并且，只要没有特别说明，例示材料可以单独使用，也可以组合两种以上而使用。并且，在本说明书中阶段性地记载的数值范围内，某一阶段的数值范围的上限值或下限值也可以替换成其他阶段的数值范围的上限值或下限值。并且，在本说明书中记载的数值范围内，该数值范围的上限值或下限值也可以替换成实施例中所示的值。
[半导体装置]
图1是示意性地表示本实施方式的半导体装置的截面图。该图所示的半导体装置100具备：基板10；第1半导体元件Wa，配置于基板10的表面上；黏合剂片的固化物20，密封第1半导体元件Wa；第2半导体元件Wb，配置于第1半导体元件Wa的上方；及密封层40，密封第2半导体元件Wb。
基板10在其表面具有电路图案10a、10b。从抑制半导体装置100的翘曲的观点而言，基板10的厚度例如为90～180μm，也可以为90～140μm。另外，基板10可以为有机基板，也可以为引线框等金属基板。
在本实施方式中，第1半导体元件Wa为用于驱动半导体装置100的控制器芯片。第1半导体元件Wa介由黏合剂15黏合在电路图案10a上，并且介由第1导线11与电路图案10b连接。在俯视时的第1半导体元件Wa的形状例如为矩形(正方形或长方形)。第1半导体元件Wa的一边的长度例如为5mm以下，也可以为2～4mm或1～4mm。第1半导体元件Wa的厚度例如为10～150μm，也可以为20～100μm。
在俯视时，第2半导体元件Wb具有比第1半导体元件Wa大的面积。第2半导体元件Wb以覆盖第1半导体元件Wa整体与电路图案10b的一部分的方式介由黏合剂片的固化物20搭载在基板10上。在俯视时的第2半导体元件Wb的形状例如为矩形(正方形或长方形)。第2半导体元件Wb的一边的长度例如为20mm以下，也可以为4～20mm或4～12mm。第2半导体元件Wb的厚度例如为10～170μm，也可以为20～120μm。第2半导体元件Wb介由第2导线12与电路图案10b连接，并且由密封层40密封。
黏合剂片的固化物20由黏合剂片20P(参考图2)固化而成。另外，如图2所示，黏合剂片20P与第2半导体元件Wb具有实质上相同的尺寸。图2所示的带黏合剂片的半导体元件30由黏合剂片20P和第2半导体元件Wb形成。如后所述，带黏合剂片的半导体元件30经过切割工序及拾取工序制作而成(参考图7)。
[半导体装置的制造方法]
对半导体装置100的制造方法进行说明。首先，制作图3所示的结构体50(部件)。即，在基板10的表面上介由黏合剂15设置第1半导体元件Wa。然后，用第1导线11将第1半导体元件Wa与电路图案10b电连接。
其次，如图4所示，将另外准备的带黏合剂片的半导体元件30的黏合剂片20P按压在基板10上。由此，将第1半导体元件Wa及第1导线11埋入黏合剂片20P。黏合剂片20P的厚度只要根据第1半导体元件Wa的厚度等适当设定即可，例如在20～200μm的范围内即可，也可以为30～200μm或40～150μm。通过将黏合剂片20P的厚度设定在上述范围内，能够充分地确保第1半导体元件Wa与第2半导体元件Wb的间隔(图5中的距离G)。距离G优选为例如50μm以上，也可以为50～75μm或50～80μm。
黏合剂片20P与基板10的压接优选为例如在80～180℃、0.01～0.50MPa的条件下实施0.5～3.0秒钟。
其次，通过加热使黏合剂片20P固化。该固化处理优选为例如在60～175℃、0.01～1.0MPa的条件下实施5分钟以上。由此，第1半导体元件Wa被黏合剂片20P的固化物20密封(参考图6)。从减少孔隙的观点而言，黏合剂片20P的固化处理也可以在加压氛围气下实施。在用第2导线12将第2半导体元件Wb与电路图案10b电连接后，通过密封层40密封第2半导体元件Wb，由此完成半导体装置100(参考图1)。
[带黏合剂片的半导体元件的制作方法]
参考图7(a)～图7(e)，并对图2所示的带黏合剂片的半导体元件30的制作方法的一例进行说明。首先，将切割晶粒接合一体型膜8(以下，根据情况称为“膜8”。)配置于规定装置(未图示)。膜8依次具备基材层1、压敏胶黏层2及黏合层20A。基材层1例如为聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(PET膜)。半导体晶圆W例如为厚度10～100μm的薄型半导体晶圆。半导体晶圆W可以为单晶硅，也可以为多晶硅、各种陶瓷、砷化镓等化合物半导体。
如图7(a)及图7(b)所示，以黏合层20A与半导体晶圆W的一个面相接的方式贴附膜8。该工序优选为在50～100℃，更优选为在60～80℃的温度条件下实施。若温度为50℃以上，则能够得到半导体晶圆W与黏合层20A的良好的密合性，若为100℃以下，则在该工序中能够抑制黏合层20A过度流动。
如图7(c)所示，切割半导体晶圆W、压敏胶黏层2及黏合层20A。由此，半导体晶圆W被单片化为半导体元件Wb。黏合层20A也被单片化为黏合剂片20P。作为切割方法，可举出使用旋转刀或激光的方法。另外，也可以通过在切割半导体晶圆W之前研削半导体晶圆W而进行薄膜化。
其次，在压敏胶黏层2例如为UV固化型的情况下，如图7(d)所示，通过对压敏胶黏层2照射紫外线使压敏胶黏层2固化，降低压敏胶黏层2与黏合剂片20P之间的黏合力(adhesive force)。照射紫外线后，如图7(e)所示，在常温或冷却条件下通过扩展(Expand)基材层1而使半导体元件Wb相互分开，同时通过用针42顶起而使带黏合剂片的半导体元件30的黏合剂片20P从压敏胶黏层2剥离，并且用吸引夹头44吸引并拾取带黏合剂片的半导体元件30。
[热固性树脂组合物]
对构成黏合剂片20P的热固性树脂组合物进行说明。另外，黏合剂片20P由将黏合层20A(黏合膜)单片化而成，两者由相同的热固性树脂组合物形成。该热固性树脂组合物例如能够经过半固化(B阶段)状态，通过之后的固化处理而成为完全固化物(C阶段)状态。
热固性树脂组合物优选含有以下成分。
(a)热固性树脂(以下，有时简称为“(a)成分”。)
(b)高分子量成分(以下，有时简称为“(b)成分”。)
(c)无机填料(以下，有时简称为“(c)成分”。)
另外，在本实施方式中，在(a)热固性树脂含有环氧树脂的情况下，环氧树脂(以下，有时简称为“(a1)成分”。)相当于“低分子量成分”。在该情况下，(a)热固性树脂含有可能成为环氧树脂的固化剂的酚醛树脂(以下，有时简称为“(a2)成分”。)。
热固性树脂组合物可以还含有以下成分。
(d)偶联剂(以下，有时简称为“(d)成分”。)
(e)固化促进剂(以下，有时简称为“(e)成分”。)
上述热固性树脂组合物优选为含有分子量10～1000的低分子量成分((a1)成分)及分子量10万～100万的高分子量成分((b)成分)这两者。通过并用它们的成分，低分子量成分有助于优异的埋入性，另一方面，高分子量成分有助于抑制由过度流动引起的问题，例如渗出。另外，低分子量成分的分子量是指通过分子式求出的分子量。
相对于热固性树脂组合物中所含有的树脂成分的质量100质量份，低分子量成分的含量M1优选为20～45质量份，更优选为21～40质量份。发挥如下效果：通过低分子量成分的含量M1为20质量份以上，容易实现优异的埋入性，另一方面，通过低分子量成分的含量M1为45质量份以下，容易实现优异的拾取性。低分子量成分的软化点优选为50℃以下，例如也可以为10～30℃。另外，在本说明书中，“软化点”是指按照JIS K7234-1986，通过环球法测量的值。
相对于热固性树脂组合物中所含有的树脂成分的质量100质量份，高分子量成分的含量M2优选为25～45质量份，更优选为30～43质量份。通过高分子量成分的含量M2为25质量份以上，发挥如下效果：容易抑制由过度流动引起的问题(渗出、基板的污染、缩痕及翘曲等)，另一方面，通过高分子量成分的含量M2为45质量份以下，容易实现优异的埋入性。从实现更加优异的埋入性的观点而言，高分子量成分的含量M2的上限值也可以为42质量份、40质量份或39质量份。高分子量成分的软化点优选为超过50℃且100℃以下。
相对于热固性树脂组合物中所含有的树脂成分的质量100质量份，低分子量成分和高分子量成分的合计量(M1+M2)优选为50～80质量份，更优选为51～76质量份。通过该合计量为50质量份以上，具有充分地发挥并用它们的成分的效果的倾向，另一方面，通过该合计量为80质量份以下，发挥容易实现优异的拾取性的效果。另外，作为热固性树脂组合物中所含有的除了低分子量成分及高分子量成分以外的树脂成分，主要可举出分子量为1001～9万9000的热固性树脂等。
从连接可靠性的观点而言，热固性树脂组合物的120℃下的熔融粘度为1000～11500Pa·s。通过该熔融粘度为1000Pa·s以上，具有充分地抑制压接处理时等的基板10的污染及渗出的问题的发生的倾向。通过热固性树脂组合物的120℃下的熔融粘度为11500Pa·s以下，能够实现优异的埋入性，具体而言，具有能够充分地减少与基板10或第1半导体元件Wa的界面上的空隙的倾向。该熔融粘度优选为2000～11000Pa·s，更优选为3000～10000Pa·s，进一步优选为4000～9000Pa·s。另外，熔融粘度是指对使用ARES(TAInstruments公司制造)成形为膜状的热固性树脂组合物赋予5％的应变，同时一边以5℃/分的升温速度使其升温一边进行测量时的测量值。
从连接可靠性的观点而言，热固性树脂组合物的80℃下的熔融粘度优选为3500～12500Pa·s。通过该熔融粘度为3500Pa·s以上，能够充分地抑制压接处理时等的基板10的污染及渗出的问题的发生。另一方面，通过该熔融粘度为12500Pa·s以下，能够实现优异的埋入性，具体而言，能够充分地减少与基板10或第1半导体元件Wa的界面上的空隙。该熔融粘度优选为5500～10500Pa·s。另外，120℃及80℃下的热固性树脂组合物的熔融粘度具有若减少高分子量成分的含量，则该熔融粘度下降的倾向，并且具有若减少无机填料的含量，则该熔融粘度下降的倾向。
＜(a)热固性树脂＞
(a1)成分只要是在分子内具有环氧基的树脂，则能够无特别限制地使用。作为(a1)成分，例如可举出双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、苯酚酚醛清漆型环氧树脂、甲酚酚醛清漆型环氧树脂、双酚A酚醛清漆型环氧树脂、双酚F酚醛清漆型环氧树脂、含二环戊二烯骨架的环氧树脂、茋型环氧树脂、含三嗪骨架的环氧树脂、含芴骨架的环氧树脂、三酚甲烷型环氧树脂、联苯型环氧树脂、亚二甲苯基(xylylene)型环氧树脂、联苯芳烷基(biphenyl aralkyl)型环氧树脂、萘型环氧树脂、多官能酚类、蒽等多环芳香族类的二缩水甘油醚化合物等。它们也可以单独使用一种或组合两种以上而使用。它们之中，从耐热性的观点而言，(a1)成分也可以为甲酚酚醛清漆型环氧树脂、双酚F型环氧树脂或双酚A型环氧树脂。
(a1)成分的环氧当量可以为90～300g/eq、110～290g/eq或130～280g/eq。当(a1)成分的环氧当量在这样的范围内时，具有能够维持黏合膜的体积强度，同时确保流动性的倾向。这里所说的“环氧当量”是指按照JIS K7236-2009，通过电位差滴定法测量的值。
相对于(a)成分、(b)成分及(c)成分的总质量100质量份，(a1)成分的含量可以为5～50质量份、10～40质量份或20～30质量份。(a1)当成分的含量为5质量份以上时，具有黏合膜的埋入性变得更良好的倾向。(a1)当成分的含量为50质量份以下时，具有能够进一步抑制渗出的发生的倾向。
(a2)成分为在分子内具有酚性羟基的固化剂。(a2)成分的羟基当量为150g/eq以下，例如也可以为50～150g/eq、60～140g/eq或70～130g/eq。通过(a2)成分的羟基当量为150g/eq以下，能够充分地提高热固性树脂组合物的交联密度，由此，即使熔融粘度比较高，也能够充分地抑制渗出的发生。另一方面，通过(a2)成分的羟基当量为50g/eq以上，具有能够将热固性树脂组合物的黏合力维持得更高的倾向。(a2)成分的软化点可以为50～140℃、55～130℃或60～125℃。这里所说的“羟基当量”是指能够通过JIS K0070中记载的中和滴定法测量的值。
作为(a2)成分，例如可举出将苯酚、甲酚、间苯二酚、邻苯二酚、双酚A、双酚F、苯基苯酚、氨基苯酚等酚类及/或α-萘酚、β-萘酚、二羟基萘等萘酚类与甲醛等具有醛基的化合物在酸性催化剂下进行缩合或共缩合而得到的酚醛清漆型酚醛树脂、由烯丙基化双酚A、烯丙基化双酚F、烯丙基化萘二醇、苯酚酚醛清漆、苯酚等酚类及/或萘酚类与二甲氧基对二甲苯或双(甲氧基甲基)联苯合成的苯酚芳烷基树脂、萘酚芳烷基树脂等。它们也可以单独使用一种或组合两种以上而使用。它们之中，从吸湿性及耐热性的观点而言，(a2)成分也可以为苯酚芳烷基树脂、萘酚芳烷基树脂或酚醛清漆型酚醛树脂。
相对于(a)成分、(b)成分及(c)成分的总质量100质量份，(a2)成分的含量可以为5～50质量份、10～40质量份或20～30质量份。(a2)当成分的含量为5质量份以上时，具有能够得到更良好的固化性的倾向。(a2)当成分的含量为50质量份以下时，具有埋入性变得更良好的倾向。
从固化性的观点而言，(a1)成分的环氧当量与(a2)成分的羟基当量之比((a1)成分的环氧当量/(a2)成分的羟基当量)可以为0.30/0.70～0.70/0.30、0.35/0.65～0.65/0.35、0.40/0.60～0.60/0.40、或0.45/0.55～0.55/0.45。当该当量比为0.30/0.70以上时，具有得到更充分的固化性的倾向。当该当量比为0.70/0.30以下时，能够防止粘度变得过高，能够得到更充分的流动性。
＜(b)高分子量成分＞
(b)成分优选玻璃化转变温度(Tg)为50℃以下。作为(b)成分，例如可举出丙烯酸树脂、聚酯树脂、聚酰胺树脂、聚酰亚胺树脂、硅树脂、丁二烯树脂、丙烯腈树脂及它们的改性体等。
从流动性的观点而言，(b)成分也可以含有丙烯酸树脂。其中，丙烯酸树脂是指含有来自于(甲基)丙烯酸酯的构成单元的聚合物。丙烯酸树脂优选为含有来自于具有环氧基、醇性羟基或酚性羟基、羧基等交联性官能团的(甲基)丙烯酸酯的构成单元作为构成单元的聚合物。并且，丙烯酸树脂也可以为(甲基)丙烯酸酯与丙烯酸腈的共聚物等丙烯酸酯橡胶。
丙烯酸树脂的玻璃化转变温度(Tg)可以为-50～50℃或-30～30℃。当丙烯酸树脂的Tg为-50℃以上时，具有能够防止黏合剂组合物的柔软性变得过高的倾向。由此，在晶圆切割时容易切割黏合膜，能够防止产生毛边。当丙烯酸树脂的Tg为50℃以下时，具有能够抑制黏合剂组合物的柔软性的下降的倾向。由此，在将黏合膜贴附于晶圆时，具有容易充分地埋入孔隙的倾向。并且，能够防止由于晶圆的密合性下降而导致的切割时的崩裂。其中，玻璃化转变温度(Tg)是指使用DSC(热差示扫描量热计)(例如，Rigaku Corporation制造“Thermo Plus 2”)进行测量而得的值。
丙烯酸树脂的重均分子量(Mw)可以为10万～300万或50万～200万。当丙烯酸树脂的Mw在这样的范围内时，能够适当地控制成膜性、膜状强度、挠性、粘性等，并且回焊(reflow)性优异，能够提高埋入性。其中，Mw是指利用凝胶渗透色谱法(GPC)进行测量，使用基于标准聚苯乙烯的校准曲线换算而得的值。
作为丙烯酸树脂的市售品，例如可举出SG-70L、SG-708-6、WS-023EK30、SG-280EK23、SG-P3(均为Nagase ChemteX Corporation制造)。
相对于(a)成分、(b)成分及(c)成分的总质量100质量份，(b)成分的含量可以为5～70质量份、10～50质量份或15～30质量份。(b)当成分的含量为5质量份以上时，能够使成形时的流动性的控制及高温下的操作性更加良好。(b)当成分的含量为70质量份以下时，能够使埋入性更加良好。
＜(c)无机填料＞
作为(c)成分，例如可举出氢氧化铝、氢氧化镁、碳酸钙、碳酸镁、硅酸钙、硅酸镁、氧化钙、氧化镁、氧化铝、氮化铝、硼酸铝晶须、氮化硼、二氧化硅等。它们也可以单独使用一种或组合两种以上而使用。它们之中，从与树脂的相溶性的观点而言，(c)成分也可以为二氧化硅。
从提高黏合性的观点而言，(c)成分的平均粒径可以为0.005～1μm或0.05～0.5μm。其中，平均粒径是指通过根据BET比表面积换算而求出的值。
相对于(a)成分、(b)成分及(c)成分的总质量100质量份，(c)成分的含量可以为5～50质量份、15～45质量份或25～39质量份。(c)当成分的含量为5质量份以上时，具有进一步提高黏合膜的流动性的倾向。(c)当成分的含量为50质量份以下时，具有黏合膜的切割性变得更良好的倾向。
＜(d)偶联剂＞
(d)成分也可以为硅烷偶联剂。作为硅烷偶联剂，例如可举出γ-脲基丙基三乙氧基硅烷、γ-巯基丙基三甲氧基硅烷、3-苯基氨基丙基三甲氧基硅烷、3-(2-氨乙基)氨基丙基三甲氧基硅烷等。它们也可以单独使用一种或组合两种以上而使用。
相对于(a)成分、(b)成分及(c)成分的总质量100质量份，(d)成分的含量可以为0.01～5质量份。
＜(e)固化促进剂＞
(e)成分没有特别限定，能够使用一般使用的成分。作为(e)成分，例如可举出咪唑类及其衍生物、有机磷系化合物、仲胺类、叔胺类、季铵盐等。它们也可以单独使用一种或组合两种以上而使用。它们之中，从反应性的观点而言，(e)成分也可以为咪唑类及其衍生物。
作为咪唑类，例如可举出2-甲基咪唑、1-苄基-2-甲基咪唑、1-氰基乙基-2-苯基咪唑、1-氰基乙基-2-甲基咪唑等。它们也可以单独使用一种或组合两种以上而使用。
相对于(a)成分、(b)成分及(c)成分的总质量100质量份，(e)成分的含量可以为0.01～1质量份。
[切割晶粒接合一体型膜及其制造方法]
对图7(a)所示的切割晶粒接合一体型膜8及其制造方法进行说明。膜8的制造方法包括：将含有溶剂的黏合剂组合物的清漆涂布于基材膜(未图示)上的工序；及通过在50～150℃下加热干燥所涂布的清漆而形成黏合层20A的工序。
黏合剂组合物的清漆例如能够通过将(a)～(c)成分，根据需要的(d)成分及(e)成分在溶剂中混合或混炼而制备。混合或混炼使用通常的搅拌机、擂溃机、三辊机、球磨机等分散机，能够适当组合它们而进行。
用于制作清漆的溶剂只要能够均匀地溶解、混炼或分散上述各成分，则没有特别限制，能够使用以往公知的溶剂。作为这样的溶剂，例如可举出丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、环己酮等酮系溶剂、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、N甲基吡咯烷酮、甲苯、二甲苯等。从干燥速度快，价格便宜的方面考虑，优选使用甲基乙基酮、环己酮等。
作为基材膜，没有特别限制，例如可举出聚酯膜、聚丙烯膜(OPP膜等)、聚对苯二甲酸乙二醇酯膜、聚酰亚胺膜、聚醚酰亚胺膜、聚萘二甲酸乙二酯膜、聚甲基戊烯膜等。
作为将清漆涂布于基材膜的方法，能够使用公知的方法，例如可举出刮刀涂布法、辊涂法、喷涂法、凹版涂布法、棒涂法及帘式涂布法等。加热干燥的条件只要是所使用的溶剂充分地挥发的条件，则没有特别限制，例如能够在50～150℃下加热1～30分钟而进行。加热干燥也可以在50～150℃的范围内的温度下阶段性地升温而进行。通过加热干燥挥发清漆中所含有的溶剂，由此能够得到基材膜与黏合层20A的层叠膜。
通过将如上所述得到的层叠膜与切割带(基材层1与压敏胶黏层2的层叠体)贴合，能够得到膜8。作为基材层1，例如可举出聚四氟乙烯膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯膜、聚乙烯膜、聚丙烯膜、聚甲基戊烯膜、聚酰亚胺膜等塑料膜等。并且，基材层1也可以根据需要而进行底漆涂布、UV处理、电晕放电处理、研磨处理、蚀刻处理等表面处理。压敏胶黏层2可以为UV固化型，也可以为感压型。膜8也可以还具备覆盖压敏胶黏层2的保护膜(未图示)。
以上，对本发明的实施方式详细地进行了说明，但本发明并不限定于上述实施方式。例如，在上述实施方式中，例示了两个半导体元件Wa、Wb层叠的方式的封装件，但可以在第2半导体元件Wb的上方层叠有第3半导体元件，也可以在其上方进一步层叠有一个或多个半导体元件。
实施例
以下，举出实施例对本发明更具体地进行说明。然而，本发明并不限定于以下实施例。
(实施例1～5及比较例1～3)
如下制备了含有表1及表2所示的成分的清漆(合计8种)。即，在含有环氧树脂、酚醛树脂及无机填料的组合物中加入环己酮并进行搅拌。向其中加入丙烯酸酯橡胶并搅拌后，进一步加入偶联剂和固化促进剂，搅拌至各成分充分地均匀，由此得到了清漆。
表1及表2中记载的成分如下。
(环氧树脂)
·YDF-8170C(商品名，NIPPON STEEL Chemical&Material Co.,Ltd.制造，双酚F型环氧树脂，环氧当量：159g/eq，常温下为液体)
·N-500P-10(商品名，DIC Corporation制造，邻甲酚酚醛清漆型环氧树脂，环氧当量：204g/eq，软化点：75～85℃)
(酚醛树脂)
·PSM-4326(商品名，Gunei Chemical Industry Co.,Ltd.制造，苯酚酚醛清漆型酚醛树脂，羟基当量：105g/eq，软化点：120℃)
·MEH-7800M(商品名，Meiwa Chemical Industry Co.,Ltd.制造，苯基芳烷型酚醛树脂，羟基当量：174g/eq，软化点：80℃)
(丙烯酸酯橡胶)
SG-P3溶剂变更品(将SG-P3(商品名)的溶剂变更为环己酮，Nagase ChemteXCorporation制造，丙烯酸酯橡胶，重均分子量：80万，Tg：12℃)
(无机填料)
·SC2050-HLG(商品名)：Admatechs Co.,Ltd.制造，二氧化硅填料分散液，平均粒径0.50μm
(固化促进剂)
·CUREZOL 2PZ-CN(商品名)：SHIKOKU CHEMICALS CORPORATION制造，1-氰基乙基-2-苯基咪唑
[表1]
[表2]
将含有上述成分的清漆用100筛目的过滤器过滤，并进行真空消泡。将真空消泡后的清漆涂布于实施脱模处理的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜(厚度38μm)上。将所涂布的清漆以在90℃下加热干燥5分钟，接着在140℃下加热干燥5分钟即分两阶段进行了加热干燥。如此，得到了具备作为基材膜的PET膜和处于B阶段状态的黏合膜(厚度60μm)的黏合片。
＜黏合膜的熔融粘度的测量＞
通过以下方法测量了黏合膜的100℃及120℃下的熔融粘度。即，通过层叠5片厚度60μm的黏合膜，将厚度设为300μm，通过将其冲切成10mm×10mm的尺寸，得到了测量用试样。在动态粘弹性装置ARES(TA Instruments公司制造)上设置直径8mm的圆形铝板夹具，进一步在此设置上述试样。然后，在35℃下赋予5％的应变，同时一边以5℃/分的升温速度使其升温至130℃一边进行测量，记录了80℃及120℃时的熔融粘度的值。将结果示于表3及表4中。
＜黏合膜的评价＞
对于黏合膜，对以下项目进行了评价。
(1)埋入性
通过以下方法评价了黏合膜的埋入性。
(第1带黏合剂片的半导体元件的制作)
在半导体晶圆(直径：8英寸，厚度：50μm)上贴附切割晶粒接合一体型膜HR-9004-10(Showa Denko Materials co.,Ltd.制造，黏合层的厚度10μm，压敏胶黏层的厚度110μm)。通过将其切割，得到了由第1半导体元件(控制器芯片，尺寸：3.0mm×3.0mm)和第1黏合剂片形成的第1带黏合剂片的半导体元件。
(第2带黏合剂片的半导体元件的制作)
制作了由实施例及比较例的各黏合膜(厚度120μm)和切割用粘着膜形成的切割晶粒接合一体型膜。将其贴附于半导体晶圆(直径：8英寸，厚度：50μm)上。通过将其切割，得到了由第2半导体元件(尺寸：7.5mm×7.5mm)和第2黏合剂片形成的第2带黏合剂片的半导体元件。
(第1半导体元件及第2半导体元件的黏合)
准备用于压接第1半导体元件及第2半导体元件的基板(表面的凹凸：最大6μm)。以130℃、0.20MPa、2秒钟的条件介由第1黏合剂片将第1半导体元件压接在该基板上后，在120℃下加热2小时，由此使第1黏合剂片半固化。
其次，以覆盖第1半导体元件的方式，以130℃、0.20MPa、2秒钟的条件介由评价对象的第2黏合剂片压接第2半导体元件。此时，以在俯视时先压接的第1半导体元件与第2半导体元件的中心位置一致的方式进行位置对准。
将如上所述得到的结构体投入到加压烘箱中，以35℃至3℃/分的升温速度使其升温至170℃，在170℃下加热了30分钟。通过超声波影像装置SAT(Hitachi Power SolutionsCo.,Ltd.制造，产品编号FS200II，探针：25MHz)对加热处理后的结构体进行分析，由此确认了埋入性。按以下基准进行了评价。将结果示于表3及表4中。
A：特定截面中的孔隙的面积比例小于5％。
B：特定截面中的孔隙的面积比例为5％以上。
(2)有无封装件污染
通过用显微镜观察用于评价埋入性的结构体的上部及侧面，确认了有无污染。
(3)渗出的评价
在显微镜下测量黏合剂(第2黏合剂片)从用于评价埋入性的结构体中的第2半导体元件的四边的中心溢出的长度，将其平均值作为渗出量。按以下基准进行了评价。将结果示于表3及表4中。
A：渗出量小于60μm。
B：渗出量为60μm以上且100μm以下。
C：渗出量大于100μm。
(4)黏合强度的测量
通过以下方法测量了实施例及比较例的黏合膜的固化物的黏合强度(芯片剪力(die shear)强度)。首先，将实施例及比较例的各黏合膜(厚度120μm)在70℃下贴附于半导体晶圆(厚度400μm)上。通过将其切割，得到了由半导体元件(尺寸：5mm×5mm)和黏合剂片形成的带黏合剂片的半导体元件。另一方面，准备在表面上涂布阻焊油墨(AUS308)的基板。以120℃、0.1MPa、5秒钟的条件介由黏合剂片将半导体元件压接在该表面上。然后，将其在110℃下加热处理1小时后，进一步在170℃下加热3小时，由此使黏合剂片固化，从而得到了测量用试样。将该试样在85℃、60％RH条件下放置168小时。然后，将试样在25℃、50％RH条件下放置30分钟后，在250℃下测量芯片剪力强度，将其作为黏合强度。芯片剪力强度的测量使用了Dage公司制造的万能接合测试器系列4000。将结果示于表3及表4中。
由表3及表4所示的结果明确可知，确认到实施例1～5的黏合膜与比较例1～3的黏合膜相比，利用加压烘箱处理后的埋入性优异，并且能够抑制封装件污染及渗出的发生。
[表3]
[表4]
符号说明
1-基材层，2-压敏胶黏层，8-切割晶粒接合一体型膜，10-基板，10a、10b-电路图案，11-第1导线，12-第2导线，20-黏合剂片的固化物，20A-黏合层(黏合膜)，20P-黏合剂片，30-带黏合剂片的半导体元件，40-密封层，50-结构体，100-半导体装置，W-半导体晶圆，Wa-第1半导体元件，Wb-第2半导体元件。

Claims (9)

1.一种半导体装置的制造方法，其包括：
(A)准备部件的工序，所述部件具备基板和设置于所述基板上的第1半导体元件；
(B)准备带黏合剂片的半导体元件的工序，所述带黏合剂片的半导体元件为包含由热固性树脂组合物形成的黏合剂片和第2半导体元件的层叠体；
(C)以所述第1半导体元件埋入所述黏合剂片的方式将所述带黏合剂片的半导体元件压接于所述基板的工序；及
(D)通过加热使所述黏合剂片固化的工序，
所述热固性树脂组合物含有羟基当量150g/eq以下的固化剂且120℃下的熔融粘度为1000～11500Pa·s。
2.根据权利要求1所述的半导体装置的制造方法，其中，
所述热固性树脂组合物含有分子量10万～100万的高分子量成分，
相对于所述热固性树脂组合物中所含有的树脂成分的质量100质量份，所述高分子量成分的含量为25～45质量份。
3.根据权利要求1或2所述的半导体装置的制造方法，其中，
所述热固性树脂组合物含有无机填料，
以所述热固性树脂组合物的总质量为基准，所述热固性树脂组合物中的所述无机填料的含量为5～50质量％。
4.一种半导体装置，其具备：
基板；
设置于所述基板上的第1半导体元件；
黏合剂片的固化物，其配置成覆盖所述基板中的配置有所述第1半导体元件的区域，并密封所述第1半导体元件；及
第2半导体元件，其配置成覆盖所述黏合剂片的固化物中的与所述基板侧相反的一侧的表面，在俯视时具有比所述第1半导体元件大的面积，
所述黏合剂片由含有羟基当量150g/eq以下的固化剂且120℃下的熔融粘度为1000～11500Pa·s的热固性树脂组合物形成。
5.一种热固性树脂组合物，其用于制造芯片埋入型半导体装置，所述热固性树脂组合物含有羟基当量150g/eq以下的固化剂且120℃下的熔融粘度为1000～11500Pa·s。
6.根据权利要求5所述的热固性树脂组合物，其含有分子量10万～100万的高分子量成分，
相对于该热固性树脂组合物中所含有的树脂成分的质量100质量份，所述高分子量成分的含量为25～45质量份。
7.根据权利要求5或6所述的热固性树脂组合物，其含有无机填料，
以该热固性树脂组合物的总质量为基准，所述无机填料的含量为5～50质量％。
8.一种黏合膜，其用于制造芯片埋入型半导体装置，
所述黏合膜由权利要求5至7中任一项所述的热固性树脂组合物形成。
9.一种切割晶粒接合一体型膜，其具备：
压敏胶黏层；及
权利要求8所述的所述黏合膜。
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