KR102568178B1 - 수지 조성물, 수지 필름 및 반도체 장치와 그 제조 방법 - Google Patents

수지 조성물, 수지 필름 및 반도체 장치와 그 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 하기 (A), (B) 및 (C) 성분을 함유하는 수지 조성물에 관한 것이다.
(A) 하기 식(1)의 구성 단위를 가지는, 중량 평균 분자량이 3,000∼500,000인 실리콘 수지;
Figure 112016039050255-pat00030

[R1∼R4는 1가의 탄화수소기이며, 단, R3와 R4는 동시에 메틸기는 아니며, m과 n은 0∼300의 정수, R5∼R8은 2가의 탄화수소기이다. a, b는 모두 양수이며 a＋b=1이다. X는 하기 식(2)으로 표시되는 2가의 유기기이다.
Figure 112016039050255-pat00031

(상기 식(2) 중에서, V는
Figure 112016039050255-pat00032

중 어느 하나로부터 선택되는 2가의 유기기이고, p는 0 또는 1이며. R9과 R10은 알킬기 또는 알콕시기이며, 서로 다를 수도 있고 동일할 수도 있다. h는 0, 1 또는 2이다)]
(B) 하기 식(7)으로 표시되는 페놀 화합물;
Figure 112016039050255-pat00033

(상기 식(7) 중에서, Y는, 탄소 원자 또는 탄소수 2∼20의 4가의 탄화수소기이며, R13∼R16은 1가의 탄화수소기 또는 수소 원자이다)
(C) 필러.
본 발명의 수지 조성물은, 필름형으로 가공하는 것이 가능하므로, 대구경(大口徑), 박막 웨이퍼에 대하여 양호한 몰드 성능을 가지게 된다.

Description

수지 조성물, 수지 필름 및 반도체 장치와 그 제조 방법{RESIN COMPOSITION, RESIN FILM, SEMICONDUCTOR DEVICE AND METHOD OF MANUFACTURE THEREOF}
본 발명은, 수지 조성물, 수지 필름 및 반도체 장치와 그 제조 방법에 관한 것이다.
최근의 반도체 장치의 제조에 사용되는 웨이퍼의 사이즈는 대구경화(大口徑化), 박막화가 진행되고 있고, 이들을 웨이퍼 레벨로 봉지(封止)하는 기술이 요구되고 있다. 이에, 종래의 고형 타입의 에폭시 수지의 트랜스퍼 성형 방법 외에, 액상(液狀) 타입의 에폭시 수지를 사용한 압축 성형 방법이 제안되어 있다(특허 문헌 1).
그러나, 트랜스퍼 성형에서는 협부(狹部)에 수지를 유동시키기 때문에 와이어 변형을 일으키는 것이 우려되며, 봉지 면적의 증대에 따른 충전 불량도 일으키기 쉬운 문제가 있다. 또한, 압축 성형법에서는 웨이퍼의 단면(端面) 부분에서의 성형 범위의 정밀한 제어가 어려우며, 또한 성형기에 액상 봉지 수지를 주입할 때의 유동성과 물성을 최적화하는 것이 용이하지 않은 문제가 있다. 더욱이, 최근의 웨이퍼 사이즈의 대구경화, 웨이퍼의 박막화에 의해, 지금까지 문제가 되지 않았던 몰드 후의 웨이퍼의 휨이 문제가 되고 있으며, 또한 양호한 웨이퍼 보호 성능도 요구된다. 그러므로, 웨이퍼 표면으로의 충전 불량 등의 문제가 발생하지 않으며 웨이퍼를 일괄적으로 몰드할 수 있고, 몰드 후에 있어서 낮은 휨성 및 양호한 웨이퍼 보호 성능을 가지는 웨이퍼 몰드재의 개발이 요구되고 있었다.
국제 공개 제2009/142065호
본 발명은, 상기 과제를 해결하기 위해 이루어진 것이며, 웨이퍼를 일괄적으로 몰드(웨이퍼 몰드)할 수 있고, 특히, 대구경, 박막 웨이퍼에 대하여 양호한 몰드성을 가지며, 이와 동시에, 몰드 후에 있어서 낮은 휨성 및 양호한 웨이퍼 보호 성능을 부여하고, 또한 몰드 공정을 양호하게 행할 수 있으며, 웨이퍼 레벨 패키지에 바람직하게 사용할 수 있는 수지 조성물 및 수지 필름을 제공하는 것, 또한 상기 수지 필름에 의해 몰드된 반도체 장치, 및 그 반도체 장치의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 상기 과제를 해결하기 위해 이루어진 것이며, 하기 (A), (B) 및 (C) 성분을 함유하는 것을 특징으로 하는 수지 조성물을 제공한다.
(A) 하기 조성식(1)으로 표시되는 구성 단위를 가지는 중량 평균 분자량이 3,000∼500,000인 실리콘 수지;
Figure 112016039050255-pat00001
[식중, R1∼R4는 각각 독립적으로 탄소수 1∼8의 1가의 탄화수소기를 나타낸다. 단, R3와 R4는 동시에 메틸기는 아니며, m과 n은 각각 독립적으로 0∼300의 정수, R5∼R8은 동일할 수도 있고 상이할 수도 있는 탄소수 1∼10의 2가의 탄화수소기를 나타낸다. 또한, a, b는 모두 양수이며, a＋b=1이다. X는 하기 일반식(2)으로 표시되는 2가의 유기기이다.
Figure 112016039050255-pat00002
(식중, V는
Figure 112016039050255-pat00003
중 어느 하나로부터 선택되는 2가의 유기기이며, p는 0 또는 1이다. R9 및 R10은 각각 탄소수 1∼4의 알킬기 또는 알콕시기이며, 서로 다를 수도 있고 동일할 수도 있다. h는 0, 1 및 2 중 어느 하나이다.)]
(B) 하기 일반식(7)으로 표시되는 페놀 화합물;
Figure 112016039050255-pat00004
(식중, Y는, 탄소 원자 또는 탄소수 2∼20의 4가의 탄화수소기이며, R13∼R16은 각각 독립적으로 탄소수 1∼8의 1가의 탄화수소기 또는 수소 원자를 나타낸다.)
(C) 필러.
이와 같은 수지 조성물이면, 필름형으로 형성하는 것이 가능하므로, 웨이퍼를 일괄적으로 몰드(웨이퍼 몰드)할 수 있고, 또한 대구경, 박막 웨이퍼에 대하여 양호한 몰드 성능, 밀착성, 낮은 휨성, 웨이퍼 보호성, 및 신뢰성이 우수하게 되어, 웨이퍼 레벨 패키지에 바람직하게 사용할 수 있는 수지 조성물이 된다.
또한, 상기(B) 성분의 양이, 상기 (A) 성분 100 질량부에 대하여 5∼50 질량부이며, 전체 질량에 대한 상기 (C) 성분의 질량분율이, 50∼90 질량%인 것이 바람직하다.
이와 같은 수지 조성물이면, 필름형으로 형성하는 것이 용이하므로, 웨이퍼를 용이하게 일괄적으로 몰드(웨이퍼 몰드)할 수 있으며, 또한 대구경, 박막 웨이퍼에 대하여 더욱 양호한 몰드 성능, 밀착성, 낮은 휨성, 웨이퍼 보호성, 및 신뢰성이 우수하게 되어, 웨이퍼 레벨 패키지에 더욱 바람직하게 사용할 수 있는 수지 조성물이 된다.
또한, 웨이퍼로의 밀착성, 웨이퍼 보호성이 한층 양호하게 되기 때문에, 에폭시 수지 경화 촉진제를 함유하는 것이 바람직하며, 웨이퍼 레벨 패키지에 더욱 바람직하게 사용할 수 있다. 또한, 에폭시 수지를 배합함으로써, 밀착성, 보호성을 더욱 향상시킬 수 있다.
상기 필러로서는 실리카인 것이 바람직하다. 필러가 실리카이면, 웨이퍼 보호성을 보다 향상시킬 수 있고, 내열성, 내습성, 강도 등을 더욱 향상시키고, 신뢰성을 높일 수 있으므로, 매우 바람직하다.
본 발명은, 또한 상기 수지 조성물을 사용하여 형성된 수지 필름을 제공한다.
필름형으로 형성된 수지 필름이면, 대구경, 박막 웨이퍼에 대하여 양호한 몰드 성능을 가지게 되어, 웨이퍼를 일괄적으로 몰드할 때, 수지를 주입할 필요가 없기 때문에, 웨이퍼 표면으로의 충전 불량 등의 문제를 발생시키지 않는다. 또한, 상기 수지 조성물을 사용하여 형성된 수지 필름이면, 웨이퍼에 대한 밀착성, 웨이퍼 보호성을 동시에 겸비한 웨이퍼 몰드재가 된다.
이 경우에, 예를 들면, 박리 필름 또는 보호 필름으로 하는 필름 상에 수지 조성물을 코팅한 수지 형성 필름을 2개 이상 준비하고, 상기 수지 형성 필름으로부터 박리 필름 또는 보호 필름을 각각 박리하고, 노출된 수지 형성 필름을 서로 중첩시키는 공정을 포함함으로써, 수지 필름을 제조할 수 있다.
또한, 본 발명은, 상기 수지 필름을 반도체 웨이퍼에 접합하고, 상기 반도체 웨이퍼를 몰드하는 공정과, 상기 수지 필름을 가열 경화하는 공정과, 상기 몰드된 반도체 웨이퍼를 개편화(個片化)하는 공정을 포함하는 반도체 장치의 제조 방법을 제공한다.
이와 같이, 상기 수지 필름으로 몰드된 반도체 웨이퍼는 휨이 적고 충분히 보호되므로, 이것을 개편화함으로써 양호한 수율로 고품질 반도체 장치를 제조할 수 있다.
또한, 본 발명은, 상기 수지 필름을 가열 경화한 가열 경화 피막으로 몰드된 반도체 웨이퍼를 개편화하여 이루어지고, 상기 가열 경화 피막을 가지는 것을 특징으로 하는 반도체 장치를 제공한다.
이와 같이, 수지 필름을 가열 경화한 가열 경화 피막으로 몰드된 반도체 웨이퍼는 휨이 적으며 충분히 보호된 웨이퍼이며, 이것을 개편화함으로써 얻어지는 반도체 장치는 휨이 없는 고품질 반도체 장치가 될 수 있다.
본 발명의 수지 조성물은, 필름형으로 가공하는 것이 가능하므로, 대구경, 박막 웨이퍼에 대하여 양호한 몰드 성능을 가지게 된다. 또한, 밀착성, 낮은 휨성, 웨이퍼 보호성이 우수하고, 웨이퍼를 일괄적으로 몰드하는 것이 가능하게 되므로, 웨이퍼 레벨 패키지에 바람직하게 사용할 수 있는 수지 필름이 된다.
또한, 본 발명의 반도체 장치 및 그 제조 방법에 의하면, 양호한 수율로 고품질 반도체 장치를 제공할 수 있다.
전술한 바와 같이, 최근 웨이퍼 표면으로의 충전 불량 등의 문제를 발생시키지 않고 웨이퍼를 일괄적으로 몰드할 수 있으며, 몰드 후에 있어서 밀착성, 낮은 휨성 및 양호한 웨이퍼 보호 성능을 가지는 웨이퍼 몰드재의 개발이 요구되고 있다.
이에, 본 발명자들은, 상기 문제점을 달성하기 위해 예의(銳意) 검토를 거듭한 결과, 하기 (A) 실리콘 수지와 (B) 특정 구조를 가지는 페놀 화합물을 조합함으로써 웨이퍼로의 밀착성, 경화 후의 낮은 휨성이 우수한 수지 조성물을 부여하는 것을 발견하고, 또한 하기 (C) 필러가 웨이퍼 보호성 및 경화 후의 수지 조성물의 신뢰성을 향상시키기 위하여, 이들 성분으로 이루어지는 수지 조성물로부터 얻어진 수지 필름이, 웨이퍼에 대한 밀착성, 웨이퍼 보호성을 동시에 겸비하는 웨이퍼 몰드재로 되는 것을 발견하여, 본 발명을 완성시켰다.
이하에서, 본 발명의 수지 조성물 및 거기로부터 얻어지는 수지 필름(복합 필름), 반도체 장치 및 그 제조 방법에 대하여 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이들로 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 수지 조성물은,
(A) 실리콘 수지;
(B) 특정 구조를 가지는 페놀 화합물; 및
(C) 필러
를 함유한다.
<수지 조성물>
[(A) 실리콘 수지]
본 발명에 있어서, (A) 성분의 실리콘 수지는 필름 형성 능력을 부여하는 것으로서 기능한다.
또한, 얻어진 수지 필름을 웨이퍼 몰드재로서 사용한 경우, 웨이퍼로의 밀착성, 낮은 휨성, 양호한 몰드성을 부여한다.
이 (A) 성분의 실리콘 수지는, 하기 조성식(1)으로 표시되는 구성 단위를 가지는, 중량 평균 분자량이 3,000∼500,000인 실리콘 수지이다.
Figure 112016039050255-pat00005
[식중, R1∼R4는 각각 독립적으로 탄소수 1∼8의 1가의 탄화수소기를 나타낸다. 단, R3와 R4는 동시에 메틸기는 아니며, m과 n은 각각 독립적으로 0∼300의 정수, R5∼R8은 동일할 수도 있고 상이할 수도 있는 탄소수 1∼10의 2가의 탄화수소기를 나타낸다. 또한, a, b는 모두 양수이며, a＋b=1이다. X는 하기 일반식(2)으로 표시되는 2가의 유기기이다.
Figure 112016039050255-pat00006
(식중, V는
Figure 112016039050255-pat00007
중 어느 하나로부터 선택되는 2가의 유기기이며, p는 0 또는 1이다. R9 및 R10은 각각 탄소수 1∼4의 알킬기 또는 알콕시기이며, 서로 다를 수도 있고 동일할 수도 있다. h는 0, 1, 및 2 중 어느 하나이다.)]
본 발명의 실리콘 수지는, 상기 식(1)으로 표시되는 반복하고 단위를 함유하고, 테트라하이드로퓨란을 용출 용매로 하여 GPC로 측정한 폴리스티렌 환산의 중량 평균 분자량이 3,000∼500,000, 바람직하게는 5,000∼200,000인 중합체이다. a, b 은 모두 양수이며, a＋b=1이다. 각 단위는 랜덤으로 결합하고 있어도 되고, 블록 중합체로서 결합하고 있어도 된다.
상기 식(1)에 있어서, m과 n은 각각 독립적으로 0∼300의 정수이며, 바람직하게는 m은 0∼200, 특히 0∼100이며, n은 0∼200, 특히 0∼100이다. 또한, X는 상기 식(2)으로 표시되는 2가의 유기기이다. R1∼R4는, 서로 독립적으로, 탄소수 1∼8, 바람직하게는 1∼6의 1가의 탄화수소기이며, 알킬기, 시클로알킬기, 아릴기 등을 예로 들 수 있으며, 예를 들면, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 헥실기, 시클로헥실기, 및 페닐기 등이 있다. 그 중에서도 메틸기 및 페닐기가 원료의 입수의 용이성을 고려하여 바람직하다. 단, R3와 R4는 동시에 메틸기는 아니다.
상기 식(2)에 있어서, R9와 R10은 서로 독립적으로, 탄소수 1∼4, 바람직하게는 1∼2의 알킬기 또는 알콕시기이며, 메틸기, 에틸기, 프로필기, tert-부틸기, 메톡시기, 및 에톡시기 등을 예로 들 수 있다. h는 0, 1 또는 2이며, 바람직하게는 0이다.
상기 식(2)에 있어서, V는, 하기의 기 중 어느 하나로부터 선택되는 2가의 기이다. p는 0 또는 1이다.
Figure 112016039050255-pat00008
a, b는 양수이며, a＋b=1이지만, 바람직하게는 0.05≤a≤0.80이며, 특히 0.10≤a≤0.70이고, 바람직하게는 0.20≤b≤0.95이며, 특히 0.30≤b≤0.90이다.
[(A) 실리콘 수지의 제조 방법]
본 발명의 실리콘 수지는, 하기 일반식(3), 하기 일반식(4), 하기 일반식(5) 및 하기 일반식(6)으로 표시되는 화합물로부터 선택되는 화합물을 사용하여 금속 촉매 존재 하에서, 부가 중합함으로써 제조할 수 있다.
Figure 112016039050255-pat00009
Figure 112016039050255-pat00010
(식중, R1∼R4는 각각 독립적으로 탄소수 1∼8의 1가의 탄화수소기를 나타낸다. 단, R3와 R4는 동시에 메틸기는 아니며, m과 n은 각각 독립적으로 0∼300의 정수이다.)
Figure 112016039050255-pat00011
(식중, V는
Figure 112016039050255-pat00012
중 어느 하나로부터 선택되는 2가의 유기기이며, p는 0 또는 1이다. R9 및 R10은 각각 탄소수 1∼4의 알킬기 또는 알콕시기이며, 서로 다를 수도 있고 동일할 수도 있다. h는 0, 1 및 2 중 어느 하나이다. 또한, R11은 수소 원자 또는 메틸기를 나타내고, g는 0∼7의 정수이다.)
Figure 112016039050255-pat00013
(식중, R3와 R4는 각각 독립적으로 탄소수 1∼8의 1가의 탄화수소기를 나타낸다. 단, R3와 R4는 동시에 메틸기는 아니며, q와 r은 각각 독립적으로 0∼300의 정수이다. 또한, R12는 수소 원자 또는 메틸기를 나타내고, k는 0∼7의 정수이다.)
금속 촉매는, 예를 들면, 백금(백금 흑(platinum black)을 포함함), 로듐, 팔라듐 등의 백금족 금속 단체(單體); H2PtCl4·xH2O, H2PtCl6·xH2O, NaHPtCl6·xH2O, KHPtCl6·xH2O, Na2PtCl6·xH2O, K2PtCl4·xH2O, PtCl4·xH2O, PtCl2, Na2HPtCl4·xH2O(식중, x는 0∼6의 정수가 바람직하고, 특히 0 또는 6이 바람직하다) 등의 염화 백금, 염화 백금산 및 염화 백금산염; 알코올 변성 염화 백금산(예를 들면, 미국특허 제3,220,972호에 기재된 것); 염화 백금산과 올레핀과의 착체(예를 들면, 미국특허 제3,159,601호 명세서, 미국특허 제3,159,662호 명세서, 및 미국특허 제3,775,452호 명세서에 기재된 것); 백금 흑이나 팔라듐 등의 백금족 금속을 알루미나, 실리카, 카본 등의 담체에 담지시킨 것; 로듐-올레핀 착체; 클로로트리스(트리페닐포스핀)로듐(이른바 윌킨슨 촉매); 및 염화 백금, 염화 백금산 또는 염화 백금산염과 비닐기 함유 실록산(특히 비닐기 함유 환형 실록산)과의 착체를 사용할 수 있다.
촉매의 사용량은 촉매량이면 되고, 백금족 금속으로서, 반응에 제공하는 원료 화합물의 총량에 대하여 0.0001∼0.1 질량%, 바람직하게는 0.001∼0.01 질량%인 것이 바람직하다. 부가 반응은 용제가 존재하지 않아도 실시 가능하지만, 필요에 따라 용제를 사용할 수도 있다. 용제로서는, 예를 들면, 톨루엔, 크실렌 등의 탄화수소계 용제가 바람직하다. 반응 온도는, 촉매가 실활하지 않고, 또한 단시간에 중합의 완결이 가능한 온도이면 되고, 예를 들면 40∼150 ℃, 특히 60∼120 ℃가 바람직하다. 반응 시간은, 중합물의 종류 및 양에 의해 적절하게 선택하면 되며, 예를 들면, 0.5∼100 시간, 특히 0.5∼30 시간이 바람직하다. 용제를 사용한 경우에는, 반응 종료 후에 감압하에서 증류 제거에 제공하여 용제를 증류 제거한다.
반응 방법은 특별히 제한되는 것은 아니지만, 예를 들면, 식(3)으로 표시되는 화합물과, 식(4)으로 표시되는 화합물과, 식(5)으로 표시되는 화합물과, 식(6)으로 표시되는 화합물을 반응시키는 경우, 먼저, 식(5) 및 식(6)으로 표시되는 화합물을 혼합하고 가온한 후, 상기 혼합액에 금속 촉매를 첨가하고, 이어서 식(3) 및 식(4)으로 표시되는 화합물을 0.1∼5 시간에 걸쳐 적하하는 것이 바람직하다.
각 화합물의 배합비는, 상기 식(3) 및 식(4)으로 표시되는 화합물이 가지는 하이드로실릴기의 몰수의 합계와, 상기 식(5) 및 식(6)으로 표시되는 화합물이 가지는 알케닐기의 몰수의 합계가, 알케닐기의 합계 몰수에 대한 하이드로실릴기의 합계 몰수가 0.67∼1.67, 바람직하게는 0.83∼1.25로 되도록 배합하는 것이 바람직하다. 중합체의 중량 평균 분자량은 o-알릴페놀과 같은 모노알릴 화합물, 또는 트리에틸하이드로실란과 같은 모노하이드로실란이나 모노하이드로실록산을 분자량 조정제로서 사용함으로써 제어할 수 있다.
그리고, 수지 중의 실록산의 양은, 30∼80 질량%이면 필름의 형성성, 몰드 성능, 낮은 휨성의 점에서 바람직하다.
[(B) 특정 구조를 가지는 페놀 화합물]
(B) 성분은, 하기 일반식(7)으로 표시되는 페놀 화합물이다.
Figure 112016039050255-pat00014
(식중, Y는, 탄소 원자 또는 탄소수 2∼20의 4가의 탄화수소기이며, R13∼R16은 각각 독립적으로 탄소수 1∼8의 1가의 탄화수소기 또는 수소 원자를 나타낸다.)
상기 식(7)에 있어서, Y는 탄소 원자 또는 탄소수 2∼20의 4가의 탄화수소기이지만, 직쇄형, 분지형의 포화 탄화 수소기인 것이 바람직하고, 구조 중, 환형 탄화수소기, 방향족기를 가져도 무방하다.
구체적으로는, 탄소 원자,
Figure 112016039050255-pat00015
중 어느 하나로부터 선택되는 4가의 탄화수소기이다. 또한, 구체예 중, 하기의 4가의 탄화수소기가 특히 바람직하다.
Figure 112016039050255-pat00016
일반식(7)으로서는, 하기의 것을 예로 들 수 있지만, 이것으로 한정되는 것은 아니다.
Figure 112016039050255-pat00017
또한, 식(7)에 있어서, R13∼R16은, 수소 원자 또는 탄소수 1∼3의 알킬기를 선택하는 것이 바람직하다.
(B) 성분은, 실리콘 수지(A)와 열에 의해 가교 반응을 행하기 위한 성분이다. (B) 성분을 가함으로써, 수지의 웨이퍼로의 밀착성, 보호성, 신뢰성이 보다 향상된다. 또한, 본 발명에 있어서, (B) 성분의 페놀 화합물은, 본 발명 조성물의 경화 수축을 현저하게 저하시키는 것이며, 그 결과, 본 발명 조성물로 몰드된 웨이퍼의 휨을 극적으로 저감시킨다. 상기한 페놀 화합물은, 1종 단독으로 사용할 수도 있고, 2종 이상을 병용할 수도 있다. (B) 성분에서의 OH 당량은 96∼200이 바람직하다.
(B) 성분의 페놀 화합물의 배합량은 특별히 한정되지 않지만, (A) 성분 100 질량부에 대하여 5∼50 질량부인 것이 좋고, 바람직하게는 5∼40 질량부이다. 페놀 화합물의 배합량이 전술한 범위 내이면, 수지 조성물의 밀착성, 보호성이 더욱 향상된다. 또한, 상기 수지 조성물의 경화물은 신뢰성이 우수한 경화물로 되므로, 바람직하다.
[(C) 필러]
(C) 성분은, 본 발명의 수지 조성물에, 웨이퍼 보호성을 부여하고, 또한 내열성, 내습성, 강도 등을 향상시키고, 신뢰성을 높일 수 있다. 필러로서는, 예를 들면, 탈크, 소성(燒成) 클레이, 미소성 클레이, 마이카, 유리 등의 규산염, 산화 티탄, 알루미나, 용융 실리카(용융 구형(球形) 실리카, 용융 파쇄 실리카), 결정 실리카 분말 등의 산화물, 탄산 칼슘, 탄산 마그네슘, 하이드로탈사이트 등의 탄산염, 수산화 알루미늄, 수산화 마그네슘, 수산화 칼슘 등의 수산화물, 황산 바륨, 황산 칼슘, 아황산 칼슘 등의 황산염 또는 아황산염, 붕산 아연, 메타붕산 바륨, 붕산 알루미늄, 붕산 칼슘, 붕산 나트륨 등의 붕산염, 질화 알루미늄, 질화 붕소, 질화 규소 등의 질화물 등이 있다. 이들 필러는 1종 단독으로 혼합할 수도 있고, 2종 이상을 함께 혼합할 수도 있다. 이들 중에서도 용융 실리카, 결정 실리카 등의 실리카 분말이 바람직하다. 상기 실리카 분말로서는, 예를 들면, 퓸드(fumed) 실리카, 침강성 실리카 등의 보강성 실리카; 석영 등의 결정성 실리카가 있다. 구체적으로는, 니폰에러로실(Nippon Aerosil)사에서 제조한 Aerosil R972, R974, R976; (주)아드마텍스에서 제조한 SE-2050, SC-2050, SE-1050, SO-E1, SO-C1, SO-E2, SO-C2, SO-E3, SO-C3, SO-E5, SO-C5; 신에쓰 화학공업(주)에서 제조한 Musil120A, Musil130A 등이 예시된다.
필러의 평균 입경(粒徑)은, 특별히 한정되지 않지만, 0.01㎛ 이상 20㎛ 이하가 바람직하고, 특히 0.01㎛ 이상 10㎛ 이하가 바람직하다. 무기 충전제의 평균 입자 직경이 전술한 하한값 이상이면, 무기 충전제가 응집하기 어려워지고, 강도가 높아지므로 바람직하다. 또한 전술한 상한값 이하이면, 칩 사이로의 수지의 유동성이 높아지고, 충전성이 양호하게 되므로, 바람직하다. 그리고, 평균 입경은 레이저광 회절법에 의한 입도 분포 측정 장치에 의해 구할 수 있으며, 질량 평균값 D50(즉, 누적 질량이 50%로 될 때의 입자 직경 또는 메디안 직경)으로서 측정할 수 있다.
필러의 함유량은, 본 발명의 수지 조성물의 총질량에 대하여 50 질량% 이상 90 질량% 이하로 하고, 60 질량% 이상 85 질량% 이하로 하는 것이 바람직하다. 필러의 함유량이 전술한 상한값 이하이면 필름계 성능이 높아지고, 수지의 유동성이 높아지며, 충전성이 양호하게 되므로 바람직하다. 또한, 전술한 하한값 이상이면, 충분히 효과를 얻을 수 있다.
에폭시 수지
또한, 본 발명의 수지 조성물에는, 웨이퍼로의 밀착성, 보호성을 향상시킬 목적으로 에폭시 수지를 첨가할 수도 있다. 에폭시 수지는 실리콘 수지(A)와 함께 페놀 화합물(B)과 가교 반응하므로, 수지의 웨이퍼로의 밀착성, 보호성, 신뢰성이 더욱 향상된다.
에폭시 수지는, 예를 들면, 비스페놀 A형 에폭시 수지, 비스페놀 F형 에폭시 수지, 또는 이들에 수소첨화한 것, 페놀 노볼락형 에폭시 수지, 크레졸 노볼락형 에폭시 수지 등의 글리시딜에테르계 에폭시 수지, 헥사하이드로프탈산 글리시딜에스테르, 다이머산 글리시딜에스테르 등의 글리시딜에스테르계 에폭시 수지, 트리글리시딜이소시아누레이트, 테트라글리시딜디아미노디페닐메탄 등의 글리시딜아민계 에폭시 수지 등이 있고, 바람직하게는, 비스페놀 A형 에폭시 수지, 비스페놀 F형 에폭시 수지, 페놀 노볼락형 에폭시 수지, 크레졸 노볼락형 에폭시 수지를 예로 들 수 있다. 이들의 시판품으로서는, 예를 들면, 상품명으로, jER1001(미쓰비시화학 제조), 에피크로 830S(DIC 제조), jER517(미쓰비시화학 제조), EOCN103S(일본화약 제조) 등이 있다.
에폭시 수지의 배합량은, 배합하는 경우, (A) 성분 100 질량부에 대하여 1∼50 질량부이며, 2∼30 질량부인 것이 바람직하다.
에폭시 수지 경화촉진제
또한, 본 발명의 수지 조성물은, 에폭시 수지 경화촉진제를 더 함유할 수 있다. 에폭시 수지 경화촉진제를 함유함으로써, 경화 반응을 적절하고 균일하게 진행할 수 있다. 에폭시 수지 경화촉진제의 배합량은, (A) 성분 100 질량부에 대하여 0.1∼10 질량부이며, 바람직하게는 0.2∼5 질량부인 것이 바람직하다.
에폭시 수지 경화촉진제는, 예를 들면, 2-메틸이미다졸, 2-에틸이미다졸, 2-에틸-4-메틸이미다졸, 및 이들 화합물의 에틸이소시아네이트 화합물, 2-페닐이미다졸, 2-페닐-4-메틸이미다졸, 2-페닐-4-메틸-5-하이드록시메틸이미다졸, 2-페닐-4,5-디하이드록시메틸이미다졸 등의 이미다졸 화합물, 1,8-디아자비시클로(5.4.0)운데센-7(DBU), 1,5-디아자비시클로(4.3.0)노넨-5(DBN), DBU의 유기산염, DBU의 페놀 수지염, DBU 유도체의 테트라페닐보레이트염 등의 DBU계 화합물, 트리페닐포스핀, 트리부틸포스핀, 트리스(p-메틸페닐)포스핀, 트리스(p-메톡시페닐)포스핀, 트리스(p-에톡시페닐)포스핀, 트리페닐포스핀·트리페닐보레이트, 테트라페닐포스핀·테트라페닐보레이트 등의 트리오르가노포스핀류, 4급 포스포늄염, 트리에틸렌암모늄·트리페닐보레이트 등의 제3급 아민, 및 그의 테트라페닐붕소산염 등이 있다. 상기 에폭시 수지 경화촉진제는, 1종 단독으로 사용할 수도 있고, 2종 이상을 병용할 수도 있다.
난연제
본 발명의 조성물은 난소성의 향상을 목적으로, 난연제를 포함할 수도 있다. 난연제로서는, 인계 난연제를 예로 들 수 있고, 할로겐 원자를 함유하지 않고 난소성을 부여하는 것이며, 그 예로서는 포스파젠 화합물, 인산 에스테르 화합물, 인산 에스테르아미드 화합물 등을 들 수 있다. 포스파젠 화합물이나 인산 에스테르아미드 화합물은, 분자 내에 인 원자와 질소 원자를 함유하고 있으므로, 특히 높은 난소성을 얻을 수 있다. 난연제의 배합량은, (A) 성분 100 질량부에 대하여 5∼30 질량부가 바람직하다.
실란 커플링제
본 발명의 수지 조성물은 실란 커플링제를 포함할 수도 있다. 실란 커플링제를 포함함으로써, 수지 조성물의 피접착체로의 밀착성을 더욱 높일 수 있다. 실란 커플링제로서는, 에폭시 실란 커플링제, 방향족 함유 아미노 실란 커플링제 등을 예로 들 수 있다. 이들은 단독으로 사용할 수도 있고, 2종 이상을 조합하여 사용할 수도 있다. 실란 커플링제의 함유량은, 특별히 한정되지 않지만, 본 발명의 접착제 조성물의 총질량의 0.01 질량% 이상 5 질량% 이하로 하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 수지 조성물은, 전술한 것 이외의 성분을 포함할 수도 있다. 예를 들면, 실리콘 수지(A)와 특정 구조를 가지는 페놀 화합물(B)의 상용성(相溶性)을 향상시키기 위하여, 또는 수지 조성물의 저장 안정성 또는 작업성 등의 각종 특성을 향상시키기 위하여, 각종 첨가제를 적절하게 첨가할 수도 있다. 예를 들면, 지방산 에스테르, 글리세린산 에스테르, 스테아르산 아연, 스테아르산 칼슘 등의 내부 이형제(離型劑), 페놀계, 인계, 또는 유황계 산화 방지제 등을 첨가할 수 있다. 그 외의 임의 성분은, 무용제로서 본 발명의 수지 조성물에 첨가할 수도 있지만, 유기용제에 용해 또는 분산하고, 용액 또는 분산액으로서 조제한 후에 첨가할 수도 있다.
유기용제
용제는 수지 조성물의 분산액을 조제하기 위한 용제로서 이하에서 설명하는 유기용제를 사용할 수 있다. 이 유기용제로서는, N,N-디메틸아세트아미드, 메틸에틸케톤, N,N-디메틸포름아미드, 시클로헥사논, 시클로펜타논, N-메틸-2-피롤리돈, 톨루엔, 메탄올, 에탄올, 이소프로판올, 아세톤, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 등을 예로 들 수 있고, 바람직하게는 메틸에틸케톤, 시클로펜타논, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트를 예로 들 수 있다. 이들 유기용제는, 1 종류를 단독으로 사용할 수도 있고, 2 종류 이상을 병용할 수도 있다. 그 사용량은, 수지 조성물의 고형분 농도가 50∼80 질량%로 되도록 하는 것이 바람직하다.
<수지 필름>
본 발명의 수지 조성물은 필름형으로 형성되는 것이 바람직하다. 이와 같은 수지 필름이면, 특히, 대구경, 박막 웨이퍼에 대하여 양호한 몰드성을 가지게 되어, 웨이퍼를 일괄적으로 몰드할 때, 수지를 주입할 필요가 없다. 그러므로, 종래의 트랜스퍼 성형으로 생기는 와이어 변형, 웨이퍼 표면으로의 충전 불량이나, 압축 성형법에 의해 발생할 수 있는 성형 범위 제어의 곤란성, 액상 봉지 수지의 유동성과 물성의 문제는 근본적으로 해소할 수 있다.
또한, 수지 필름의 두께는, 특별히 제한은 없지만, 50㎛ 이상 1,000㎛ 이하인 것이 바람직하고, 80∼700 ㎛인 것이 더욱 바람직하다. 이와 같은 두께이면, 낮은 휨성, 보호성이 우수한 수지 필름이 되므로, 바람직하다.
따라서, 본 발명은, 상기 수지 조성물로 형성되는 수지 필름을 제공한다. 상기 수지 필름으로서, 예를 들면, 본 발명의 수지 조성물로 형성되는 수지 필름과, 상기 수지 필름을 피복하는 보호층을 가지는 보호층 부착 수지 필름이 있다. 상기 보호층은, 후술하는 것을 사용할 수 있다. 이하에서, 본 발명의 수지 필름의 제조 방법의 일례에 대하여 설명한다.
(수지 필름의 제조 방법)
사전에 본 발명의 (A) 실리콘 수지, (B) 특정 구조를 가지는 페놀 화합물, (C) 필러, 필요에 따라, 그 외의 임의 성분, 및 유기용제를 혼합하여 액상으로 조정한 수지 조성물 용액을 제작하고, 상기 수지 조성물 용액을 리버스 롤 코터, 콤마 코터 등을 사용하여, 원하는 두께가 되도록 보호층(보호 필름, 박리 필름)에 도포한다. 상기 수지 조성물 용액이 도포된 보호층을 인라인 드라이어에 통하여, 80∼160 ℃에서 2∼20 분에 걸쳐서 유기용제를 제거함으로써 건조시키고, 이어서, 롤 라미네이터를 사용하여 다른 보호층과 압착(壓着)하고, 적층함으로써, 본 발명의 수지 필름을 얻을 수 있다.
그리고, 압착 조건으로서는, 특별히 제한은 없지만, 온도 50∼100 ℃, 선압 0.5∼5 kgf/cm, 속도 0.1∼5 m/min로 라미네이팅하는 것이 바람직하다.
또한, 다른 태양으로서, 상기 수지 필름(보호층/수지 조성물 필름/보호층)을 2개 이상 준비하고, 각각의 수지 필름으로부터 보호층을 박리하고, 양쪽 수지 필름끼리 적층시킴으로써, 다층의 수지 필름으로 형성되는 복합 필름을 얻을 수 있다. 적층 시에는, 30∼120 ℃로 가온하면서 필름끼리 적층시키는 것이 바람직하다.
보호층(보호 필름/박리 필름)
상기 보호층은, 본 발명의 수지 조성물로 이루어지는 수지 필름의 형태를 손상시키지 않고 박리할 수 있는 것이면 특별히 한정되지 않지만, 웨이퍼용 보호 필름 및 박리 필름으로서 활용하는 것이며, 통상, 폴리에틸렌(PE) 필름, 폴리프로필렌(PP) 필름, 폴리메틸펜텐(TPX) 필름, 이형(離型) 처리를 행한 폴리에스테르 필름 등의 플라스틱 필름 등을 예로 들 수 있다. 또한, 박리력은 50∼300 mN/min가 바람직하고, 두께는 25∼150 ㎛이며, 38∼125 ㎛가 바람직하다.
(몰드되는 웨이퍼)
본 발명의 수지 필름에 의해 일괄적으로 몰드되는 웨이퍼로서는, 특별히 한정되지 않지만, 표면에 반도체 소자(칩)가 적재된 웨이퍼라도 되고, 표면에 반도체 소자가 제작된 반도체 웨이퍼라도 된다. 본 발명의 수지 필름은, 몰드 전에는 이와 같은 웨이퍼 표면에 대한 충전성이 양호하며, 또한, 몰드 후에는 낮은 휨성을 가지고, 이와 같은 웨이퍼의 보호성이 우수하다. 또한, 본 발명의 수지 필름은 특별히 한정되지 않지만, 직경 8 인치 이상, 예를 들면, 직경 8 인치(200 ㎜), 12 인치(300 ㎜) 또는 그 이상이라는 대구경의 웨이퍼나 박막 웨이퍼를 몰드하는 데 있어서 바람직하게 사용할 수 있다.
또한, 박형 웨이퍼로서는, 두께 5∼300 ㎛로 박형 가공된 웨이퍼를 사용하는 것이 바람직하다.
(웨이퍼의 몰드 방법)
본 발명의 수지 필름을 사용한 웨이퍼의 몰드 방법에 대해서는, 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면, 수지 필름 상에 부착된 한쪽 보호층을 박리하고, (주)다카토리에서 제조한 진공 라미네이터(제품명: TEAM-300)를 사용하여, 진공 챔버 내를 진공도 50∼1,000 Pa, 바람직하게는 50∼500 Pa, 예를 들면, 100 Pa로 설정하고, 80∼200 ℃, 바람직하게는 80∼130 ℃, 예를 들면, 100℃에서 다른 쪽 보호층이 부착된 수지 필름을 상기 웨이퍼에 일괄적으로 밀착시키고, 상압(常壓)으로 되돌린 후, 상기 웨이퍼를 실온까지 냉각하고 상기 진공 라미네이터로부터 꺼내고, 다른 쪽 보호층을 박리하는 것에 의해 행할 수 있다.
또한, 반도체칩이 적층된 웨이퍼에 대해서는, 콤프레션 몰드 장치나 진공 다이어프램 라미네이터와 평탄화를 위한 금속판 프레스를 구비한 장치 등을 바람직하게 사용할 수 있다. 예를 들면, 콤프레션 몰드 장치로서는, 아픽야마다(주)에서 제조한 장치(제품명: MZ-824-01)를 사용할 수 있고, 반도체칩이 적층된 300 ㎜ 실리콘 웨이퍼를 몰드할 때는, 온도 100∼180 ℃, 성형 압력 100∼300 kN, 클램핑 타임30∼90 초, 성형 시간 5∼20 분으로 성형이 가능하다.
또한, 진공 다이어프램 라미네이터와 평탄화를 위한 금속판 프레스를 구비한 장치로서는, 니치고·모톤(주)에서 제조한 장치(제품명: CVP-300)를 사용할 수 있고, 라미네이션 온도 100∼180 ℃, 진공도 50∼500 Pa, 압력 0.1∼0.9 PMa, 라미네이션 시간 30∼300 초로 라미네이팅한 후, 상하 열판 온도 100∼180 ℃, 압력 0.1∼3.0 MPa, 가압 시간 30∼300 초로 수지 성형면을 평탄화할 수 있다.
몰드 후, 온도 120∼220 ℃, 시간 15∼180 분의 조건 하에서 수지 필름을 가열함으로써, 수지를 경화시키는 것이 가능하다.
<반도체 장치>
또한, 본 발명에서는 상기 수지 필름을 가열 경화한 가열 경화 피막으로 몰드된 반도체 웨이퍼를 개편화한, 가열 경화 피막을 가지는 반도체 장치를 제공한다. 몰드된 웨이퍼는, 다이싱 테이프 등의 반도체 가공용 보호 테이프에 몰드 수지면, 또는 웨이퍼 면이 접하도록 부착되고, 다이서(dicer)의 흡착 테이블 상에 설치되고, 이 몰드된 웨이퍼는, 다이싱 블레이드를 구비하는 다이싱 소(dicing saw)(예를 들면, DISCO 제조, DFD6361)를 사용하여 절단된다. 다이싱 시의 스핀들 회전수 및 절단 속도는 적절하게 선택하면 되며, 통상, 스핀들 회전수 25,000∼45,000 rpm, 절단 속도 10∼50 ㎜/sec이다. 또한, 개편화되는 사이즈는 반도체 패키지의 설계에 따라 다르지만, 대략 2 ㎜×2 ㎜∼30 ㎜×30 ㎜ 정도이다.
본 발명에 의해, 휨이 적고 충분히 보호된 웨이퍼를 다이싱 블레이드 등을 사용한 다이싱에 의해 개편화함으로써 얻어지는 반도체 장치는, 수율이 양호한 고품질 반도체 장치가 된다.
<반도체 장치의 제조 방법>
또한, 본 발명에서는 양면에 보호층이 형성된 수지 필름의 한쪽 보호층을 수지 필름으로부터 박리하고, 표면에 노출된 수지 필름을 반도체 웨이퍼에 접합하고, 다른 쪽 보호층을 수지 필름으로부터 박리하여 반도체 웨이퍼를 몰드하는 공정과, 몰드된 반도체 웨이퍼를 개편화하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조 방법도 제공한다.
[실시예]
이하, 합성예, 실시예 및 비교예를 나타내어 본 발명을 더욱 상세하게 설명하지만, 본 발명은 하기 실시예로 제한되는 것은 아니다.
[합성예 1∼3]
합성예에 있어서, 각각의 중합체의 중량 평균 분자량은, GPC 컬럼 TSKgel Super HZM-H(도소사 제조)를 사용하여, 유량 0.6 밀리리터/분, 용출 용매 테트라하이드로퓨란, 컬럼 온도 40℃의 분석 조건 하에서, 단분산 폴리스티렌을 표준으로 하는 겔투과 크로마토그래피(GPC)에 의해 측정하였다.
실시예, 비교예에 있어서 사용한 화합물을 이하에 나타낸다.
Figure 112016039050255-pat00018
[합성예 1]
교반기, 온도계, 질소 치환 장치 및 환류 냉각기를 구비한 3 L 플라스크 내에, 상기 식(S-1)으로 표시되는 화합물 147 g(0.35 몰) 및 상기 식(S-2)으로 표시되는 화합물 27.9 g(0.15 몰)을 가한 후, 톨루엔 2,000 g을 가하고, 70℃로 가온했다. 그 후, 염화 백금산 톨루엔 용액(백금 농도 0.5 wt%) 1.0 g을 투입하고, 상기 식(S-3)으로 표시되는 화합물 77.8 g(0.4 몰) 및 상기 식(S-4)으로 표시되는 화합물(x=40) 276.7 g(0.1 몰)을 1시간에 걸쳐 적하하였다(하이드로실릴기의 합계 몰수/알케닐기의 합계 몰수=1/1). 적하 종료 후, 100℃까지 가온하여 6시간 숙성한 후, 반응 용액으로부터 톨루엔을 감압하에서 증류 제거하여 얻어진 생성물을 GPC에 의해 측정한 폴리스티렌 환산의 중량 평균 분자량은 45,000이었다. 이것을 수지(1)로서, 실시예, 비교예에 제공했다. 그리고, 수지(1) 중에 포함되는 실록산의 양은 58 질량%이다. 그리고, 수지(1)에서의 구성 단위비는, 투입량에 따라, a=0.2, b=0.8이다.
[합성예 2]
교반기, 온도계, 질소 치환 장치 및 환류 냉각기를 구비한 3 L 플라스크 내에, 상기 식(S-1)으로 표시되는 화합물 210 g(0.5 몰)을 가한 후, 톨루엔 2,100 g을 가하고, 70℃로 가온했다. 그 후, 염화 백금산 톨루엔 용액(백금 농도 0.5 wt%) 1.0 g을 투입하고, 상기 식(S-3)으로 표시되는 화합물 77.8 g(0.4 몰) 및 상기 식(S-4)으로 표시되는 화합물(x=100) 361.9 g(0.1 몰)을 2시간 걸쳐 적하된(하이드로 실릴기의 합계 몰수/알케닐기의 합계 몰수=1/1). 적하 종료 후, 100℃까지 가온하여 6시간 숙성한 후, 반응 용액으로부터 톨루엔을 감압하에서 증류 제거하여 얻어진 생성물을 GPC에 의해 측정한 폴리스티렌 환산의 중량 평균 분자량은 48,000이었다. 이것을 수지(2)로서, 실시예에 제공했다. 그리고, 수지(2) 중에 포함되는 실록산의 양은 69 질량%이다. 그리고, 수지(2)에서의 구성 단위비는, 투입량에 따라, a=0.2, b=0.8이다.
[합성예 3]
교반기, 온도계, 질소 치환 장치 및 환류 냉각기를 구비한 3 L 플라스크 내에, 상기 식(S-1)으로 표시되는 화합물 105 g(0.25 몰) 및 상기 식(S-2)으로 표시되는 화합물 46.5 g(0.25 몰)을 가한 후, 톨루엔 1,000 g을 가하고, 70℃로 가온했다. 그 후, 염화 백금산 톨루엔 용액(백금 농도 0.5 wt%) 0.5 g을 투입하고, 상기 식(S-3)으로 표시되는 화합물 77.8 g(0.40 몰) 및 상기 식(S-4)으로 표시되는 화합물(x=8) 70.6 g(0.10 몰)을 1시간에 걸쳐 적하하였다(하이드로 실릴기의 합계 몰수/알케닐기의 합계 몰수=1/1). 적하 종료 후, 100℃까지 가온하여 6시간 숙성한 후, 반응 용액으로부터 톨루엔을 감압하에서 증류 제거하여 얻어진 생성물을 GPC에 의해 측정한 폴리스티렌 환산의 중량 평균 분자량은 35,000이었다. 이것을 수지(3)으로서, 실시예에 제공했다. 그리고, 수지(3) 중에 포함되는 실록산의 양은 39 질량%이다. 그리고, 수지(3)에서의 구성 단위비는, 투입량에 따라, a=0.2, b=0.8이다.
[비교 합성예 1]
교반기, 온도계, 질소 치환 장치 및 환류 냉각기를 구비한 3 L 플라스크 내에, 상기 식(S-5)으로 표시되는 화합물 151 g(0.35 몰) 및 상기 식(S-2)으로 표시되는 화합물 27.9 g(0.15 몰)을 가한 후, 톨루엔 2,000 g을 가하고, 70℃로 가온했다. 그 후, 염화 백금산 톨루엔 용액(백금 농도 0.5 wt%) 1.0 g을 투입하고, 상기 식(S-3)으로 표시되는 화합물 77.8 g(0.4 몰) 및 상기 식(S-4)으로 표시되는 화합물(x=40) 276.7 g(0.1 몰)을 1시간에 걸쳐 적하하였다(하이드로 실릴기의 합계 몰수/알케닐기의 합계 몰수=1/1). 적하 종료 후, 100℃까지 가온하여 6시간 숙성한 후, 반응 용액으로부터 톨루엔을 감압하에서 증류 제거하여 얻어진 생성물을 GPC에 의해 측정한 폴리스티렌 환산의 중량 평균 분자량은 38,000이며, 이것을 수지(4)로서, 비교예에 제공했다. 그리고, 수지(4) 중에 포함되는 실록산의 양은 57 질량%이다.
[실시예 1∼6 및 비교예 1∼3]
<수지 조성물의 조제>
하기 표 1에 기재된 조성으로, (A) 상기 합성예 1∼3에서 합성한 실리콘 수지(상기 수지(1)∼수지(3)), (B) 특정 구조를 가지는 페놀 화합물, (C) 필러 및 임의의 성분을 배합했다. 또한 고형 성분 농도가 65 질량%로 되는 양의 시클로펜타논을 첨가하고, 볼밀(ball mill)을 사용하여 교반하고, 혼합 및 용해 분산하여, 수지 조성물의 분산액을 조제하였다. 그리고, 표 1 중의 배합량을 나타내는 수치의 단위는 「질량부」이다. 비교예 1은 본 발명의 실리콘 수지(A)와는 상이한 실리콘 수지(상기 수지(4))를 포함하는 수지 조성물이다. 비교예 2는, 본 발명 이외의 페놀 화합물인 페놀 노볼락 수지를 포함하는 수지 조성물이다. 비교예 3은 (C) 필러를 포함하지 않는 수지 조성물이다.
(수지 필름의 형성)
필름 코터로서 다이 코터를 사용하고, 상기 E7304를 박리 필름(1)으로서 사용하여, 표 1의 실시예 1에 나타낸 수지 조성물을 박리 필름 상에 도포했다. 이어서, 100℃로 설정된 열풍 순환 오븐(길이 4 m)을 5분간 통과시킴으로써, 막 두께 100㎛의 수지 필름을 상기 박리 필름(1) 상에 형성하였다.
다음으로 수지 필름 상으로부터, 폴리에틸렌 필름(두께 100㎛)을 라미네이트 롤을 사용하여 선압력 10 N/cm, 100℃로 접합하여, 박리 필름(1)/수지 필름/보호 필름으로 이루어지는 적층 필름(1)을 제작하였다.
또한, 박리 필름(1) 대신 상기 E7302를 박리 필름(2)으로서 사용한 점 이외에는 전술한 바와 동일하게 하여 박리 필름(2)/수지 필름/보호 필름으로 이루어지는 적층 필름(2)을 제작하였다.
또한, 얻어진 적층 필름(1), 필름(2)의 각각의 폴리에틸렌 필름(보호 필름)을 제거하고, 수지 필름끼리 중첩시키고, 60℃로 가온된 열 롤 라미네이터에 투입하고, 막 두께 200㎛의 수지 필름을 가지는 박리 필름(1)/수지 필름/박리 필름(2)으로 이루어지는 복합 필름을 형성하였다.
실시예 1과 동일한 방법에 의해, 표 1의 다른 수지 조성물을 사용하여 막 두께가 200㎛인 수지 필름을 가지는 복합 필름을 제작하였다.
그리고, 실시예 6에서는, 동일한 방법으로, 막 두께가 500㎛인 수지 필름을 제작하였다.
수지 조성물의 조제에 사용한 각 성분을 하기와 같이 나타낸다.
(B) 특정 구조를 가지는 페놀 화합물
·P-1(OH 당량: 114)
Figure 112016039050255-pat00019
·P-2(OH 당량: 119)
Figure 112016039050255-pat00020
·P-3(OH 당량: 144)
Figure 112016039050255-pat00021
(C) 필러
·실리카(아드마텍스 제조, 평균 입경 5.0㎛)
그 외의 성분
·EOCN-103S(상품명)(일본 화약(주)에서 제조한 에폭시 수지, 에폭시 당량: 209∼219)
·큐어졸 2P4MHZ(상품명)(시코쿠화성공업(주) 제조, 2-페닐-4-메틸-5-하이드록시메틸이미다졸)
·P-4(4관능 페놀 노볼락 수지, OH 당량: 117)
Figure 112016039050255-pat00022
박리 필름(1): E7304(상품명)(도요 방적(주)에서 제조한 폴리에스테르, 두께 75㎛, 박리력 200 mN/50 ㎜)
박리 필름(2): E7302(상품명)(도요 방적(주)에서 제조한 폴리에스테르, 두께 75㎛, 박리력 90 mN/50 ㎜)
보호 필름: 폴리에틸렌 필름(두께 100㎛)
[표 1]
Figure 112016039050255-pat00023
[수지 필름의 웨이퍼로의 몰드]
웨이퍼 두께 100㎛, 직경 12 인치(300 ㎜)의 실리콘 웨이퍼를 준비하였다. 실시예 1∼6 및 비교예 1∼3의 복합 필름에 대하여, 박리 필름(2)을 박리하고, 진공 라미네이터((주)다카토리 제조, 제품명: TEAM-300M)를 사용하여, 진공 챔버 내의 진공도를 250 Pa로 설정하고, 110℃에서, 수지 필름을 일괄적으로 상기 실리콘 웨이퍼에 접합하였다. 상압으로 되돌린 후, 상기 실리콘 웨이퍼를 25℃로 냉각하고 상기 진공 라미네이터로부터 꺼내고, 나머지 박리 필름(1)을 박리하였다.
얻어진 수지 필름 부착 웨이퍼는, 이너트 오븐(inert oven)에서, 180℃, 2시간 가열함으로써 수지의 경화를 행하였다.
[평가 1: 웨이퍼 휨량]
수지 필름 경화 후의 웨이퍼 휨량을 레이저(도호 테크놀로지(주) 제조, FLX-3300-T) 측정하여, 얻어진 값을 표 2에 나타내었다.
그리고, 휨량이 커서, 본 장치로 측정할 수 없었던 경우에는, 자(ruler)(JIS 1급)를 사용하여 측정한 값을 나타낸다.
[평가 2: 웨이퍼 서포트성]
웨이퍼 서포트성은 웨이퍼의 단(端)을 지지했을 때의 웨이퍼의 휨량을 자(JIS 1급)로 측정하여, 20 ㎜ 이내를 양호로 하고, 20 ㎜를 초과한 경우를 불량으로 판단한 결과를 표 2에 나타내었다.
[평가 3: 밀착력]
각 수지 필름(25㎛)을 진공 필름 라미네이터(온도: 100℃, 압력: 100 Pa, TEAM-100, (주)다카토리 제조)를 사용하여, 직경 6 인치의 반도체 웨이퍼(두께 625㎛, 신에쓰 화학공업(주) 제조)에 접합시켰다. 이어서, 다이싱 블레이드를 구비한 다이싱소(DAD685, DISCO사 제조)를 사용하여 2 ㎜×2 ㎜의 크기로 절단하였다. 별도로 준비한 15 ㎜×15 ㎜의 실리콘 웨이퍼(베이스 기판) 상에, 수지 필름을 개지하고 150℃, 50 mN의 하중에 의해 2 ㎜×2 ㎜의 칩을 접합하였다. 그 후, 180℃에서 2시간 가열하여 수지 필름을 경화시켜, 시험편을 얻었다. 시험편은 각 5개씩 제조하였고, 이하의 접착력 측정 시험에 제공했다.
본드 테스터(Dage series 4000-PXY: Dage사 제조)를 사용하여, 반도체칩(2 ㎜×2 ㎜)이 베이스 기판(15 ㎜×15 ㎜ 각의 실리콘 웨이퍼)으로부터 박리할 때 걸리는 저항력을 측정하여, 수지 필름층의 밀착력을 평가했다. 테스트 스피드 200㎛/sec, 테스트 높이 50㎛의 조건에서 테스트를 행하였다. 결과를 표 2에 나타내었다. 표 2에 기재된 수치는, 각각 5개의 시험체에서의 측정값의 평균이며, 수치가 높을수록 접착 시트의 접착력이 높은 것을 나타낸다.
[평가 4: 신뢰성]
경화 후의 수지 필름 부착 웨이퍼를 다이싱 블레이드를 구비한 다이싱소(DAD685, DISCO사 제조, 스핀들 회전수 40,000 rpm, 절단 속도 20 ㎜/sec)를 사용하여 10 ㎜×10 ㎜의 시험편을 얻었다. 얻어진 시험편(각각 10편씩)을 히트 사이클 시험(-25℃에서 10분간 유지, 125℃에서 10분간 유지를 1,000 사이클 반복함)에 제공하여, 히트 사이클 시험 후의 수지 필름의 웨이퍼로부터의 박리 상태를 초음파 검사에 의해 확인하였다. 전혀 박리가 생기지 없은 것을 양호, 1개라도 박리가 생긴 것을 불량으로서 판정한 결과를 표 2에 나타내었다.
[표 2]
Figure 112016039050255-pat00024
이상의 결과, 본 발명의 수지 조성물로부터 얻어지는 수지 필름은, 비교예에 비교하여 전체적으로 웨이퍼 휨량이 적고, 웨이퍼 서포트성, 밀착성, 신뢰성이 우수한 것을 알 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 수지 조성물이면, 필름형으로 형성하는 것이 가능하므로, 웨이퍼를 일괄적으로 몰드(웨이퍼 몰드)할 수 있는 것이며, 대구경, 박막 웨이퍼에 대하여 양호한 몰드성을 가지는 것을 나타내고 있다. 또한, 본 발명의 수지 조성물로부터 얻어지는 수지 필름은, 낮은 휨성 및 웨이퍼 보호성이 우수하며, 밀착성, 신뢰성도 우수한 것을 나타내고 있다.
그리고, 본 발명은, 상기 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 상기 실시형태는 예시이며, 본 발명의 특허 청구의 범위에 기재된 기술적 사상과 실질적으로 동일한 구성을 가지고, 동일한 작용 효과를 얻을 수 있는 것은 어떠한 것이라도 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.

Claims (10)

  1. 하기 (A), (B) 및 (C) 성분을 함유하는, 반도체 웨이퍼의 몰드용 수지 조성물:
    (A) 하기 조성식(1)으로 표시되는 구성 단위를 가지는 중량 평균 분자량이 3,000∼500,000인 실리콘 수지;
    Figure 112022084521794-pat00025

    [상기 조성식(1) 중에서, R1∼R4는 각각 독립적으로 탄소수 1∼8의 1가의 탄화수소기를 나타내며, 단, R3와 R4는 동시에 메틸기는 아니며, m과 n은 각각 독립적으로 0∼300의 정수를 나타내며, R5∼R8은 동일할 수도 있고 상이할 수도 있는 탄소수 1∼10의 2가의 탄화수소기를 나타내고. 또한, a, b는 모두 양수이며, a＋b=1이고, X는 하기 일반식(2)으로 표시되는 2가의 유기기이고,
    Figure 112022084521794-pat00026

    (상기 일반식(2) 중에서, V는
    Figure 112022084521794-pat00027

    중 어느 하나로부터 선택되는 2가의 유기기이며, p는 0 또는 1이고, R9 및 R10은 각각 탄소수 1∼4의 알킬기 또는 알콕시기이며, 서로 다를 수도 있고 동일할 수도 있고, h는 0, 1 및 2 중 어느 하나임)]
    (B) 하기 일반식(7)으로 표시되는 페놀 화합물;
    Figure 112022084521794-pat00028

    (상기 일반식(7) 중에서, Y는, 탄소 원자 또는 탄소수 2∼20의 4가의 탄화수소기를 나타내고, R13∼R16은 각각 독립적으로 탄소수 1∼8의 1가의 탄화수소기 또는 수소 원자를 나타냄)
    (C) 수지 조성물의 총질량에 대하여 50질량% 이상 90질량% 이하의 필러(filler).
  2. 제1항에 있어서,
    상기 일반식(7)에 있어서, Y는 탄소 원자,
    Figure 112016039050255-pat00029

    중 어느 하나로부터 선택되는 4가의 탄소 수소기인, 수지 조성물.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 (C) 성분의 양이, 수지 조성물의 총질량에 대하여 63.29 질량% 이상 90 질량% 이하인, 수지 조성물.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 (B) 성분의 양이, 상기 (A) 성분 100 질량부에 대하여 5∼50 질량부인, 수지 조성물.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    에폭시 수지를 더 함유하는 수지 조성물.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    에폭시 수지 경화촉진제를 더 함유하는 수지 조성물.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 필러가 실리카인, 수지 조성물.
  8. 제1항 또는 제2항에 기재된 수지 조성물을 필름화하여 형성된 것인, 수지 필름.
  9. 제8항에 기재된 수지 필름을 반도체 웨이퍼에 접합하고, 상기 반도체 웨이퍼를 몰드하는 공정;
    상기 수지 필름을 가열 경화하는 공정; 및
    상기 몰드된 반도체 웨이퍼를 개편화(個片化)하는 공정
    을 포함하는, 반도체 장치의 제조 방법.
  10. 제8항에 기재된 수지 필름을 가열 경화한 가열 경화 피막으로 몰드된 반도체 웨이퍼를 개편화하여 이루어지고, 상기 가열 경화 피막을 포함하는, 반도체 장치.
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