TW201533808A - 半導體裝置之製造方法及熱硬化性樹脂薄片 - Google Patents

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Tsuyoshi Ishizaka
Jun Ishii
Goji Shiga
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Abstract

本發明係提供能製造孔隙較少之半導體裝置的半導體裝置之製造方法。 本發明的半導體裝置之製造方法包含下述步驟：將積層物於加熱下施行加壓，且該積層物具備：晶片安裝基板、與經配置於晶片安裝基板上之熱硬化性樹脂薄片；藉由前述於加熱下施行加壓，而在利用熱硬化性樹脂薄片覆蓋半導體晶片的狀態下，使熱硬化性樹脂薄片填充至基板與半導體晶片的間隙中。

Description

半導體裝置之製造方法及熱硬化性樹脂薄片 發明領域
本發明係關於半導體裝置之製造方法及熱硬化性樹脂薄片。
發明背景
相關覆晶連接方式半導體裝置之製造技術，在專利文獻1中有記載：將依覆晶連接方式安裝有半導體晶片的基板配置於模具的模穴內之後，再藉由於模穴內依既定壓力注入熔融狀態環氧樹脂組成物，而統括地施行晶片下的間隙填充與晶片全體密封的技術。統括施行晶片下的間隙填充與晶片全體密封的技術，亦稱「模塑填底膠」。
另一方面，近年針對統括對大面積有機基板上所配置多數晶片施行密封的技術、以及統括對矽中介層(Silicon Interposer)上所配置多數晶片施行密封的技術需求正增加中。
先行技術文獻 專利文獻
專利文獻1：日本專利第5256185號公報
發明概要
若利用專利文獻1所記載技術，統括對大面積基板上所配置多數晶片施行密封，則在半導體裝置內容易發生孔隙。理由係在模穴填充中會出現環氧樹脂組成物的黏度上升，導致模穴全體填充困難的緣故所致。又，專利文獻1所記載的技術，因為在環氧樹脂組成物中所摻合填料中，小粒徑填料容易流動，導致容易發生填料偏析。
本發明係解決前述課題，目的在於提供：能製造較少孔隙半導體裝置的半導體裝置之製造方法、及熱硬化性樹脂薄片。
本發明相關的半導體裝置之製造方法，係包括有：將具備有晶片安裝基板與配置於晶片安裝基板上之熱硬化性樹脂薄片的積層物，於加熱下施行加壓，而在利用熱硬化性樹脂薄片覆蓋半導體晶片的狀態下，於基板與半導體晶片的間隙中填充熱硬化性樹脂薄片的步驟。晶片安裝基板係具備有基板、與覆晶安裝於基板上的半導體晶片。晶片安裝基板較佳係具備有複數個半導體晶片。
本發明因為使用樹脂薄片，因而不需要注入樹脂的步驟。所以，相較於轉印成形方式的模塑填底膠之下，可製造孔隙較少的半導體裝置。又，相較於轉印成形方式的模塑填底膠之下，較不易發生填料偏析。
本發明半導體裝置之製造方法係在包含有藉由 將積層物在加熱下施行加壓，而利用熱硬化性樹脂薄片覆蓋半導體晶片的狀態下，使熱硬化性樹脂薄片填充至基板與半導體晶片的間隙中的步驟之前提下，其餘並無特別的限定。本發明半導體裝置之製造方法係可更進一步包括有例如：藉由在利用熱硬化性樹脂薄片覆蓋半導體晶片的狀態下，使熱硬化性樹脂薄片填充至基板與半導體晶片的間隙中的步驟而獲得密封體，並將所得密封體施行加熱而形成硬化體的步驟；以及藉由切割硬化體而獲得半導體裝置的步驟等。本發明半導體裝置之製造方法係可更進一步包括有例如：藉由加熱密封體而形成硬化體的步驟；藉由在硬化體上形成再配線層而形成再配線體的步驟；以及藉由切割再配線體而獲得半導體裝置的步驟等。
在利用熱硬化性樹脂薄片覆蓋半導體晶片的狀 態下，使熱硬化性樹脂薄片填充至基板與半導體晶片的間隙中的步驟，較佳係使用壓縮成形用模具，將積層物在加熱下施行加壓。即，最好將配置於壓縮成形用模具內部的積層物於加熱下施行加壓。
基板並無特別的限定，可例如：有機基板、半導 體晶圓基板、玻璃基板等。半導體晶圓基板係可例如矽晶圓基板等。
基板的面積較佳係達10000mm2以上。本發明即 便採用達10000mm2以上的大面積基板情況，仍可製造孔隙較少的半導體裝置。基板面積的上限並無特別的限定，例 如200000mm2。
基板形狀並無特別的限定。基板形狀係可例如： 多角形狀、略多角形狀、圓形狀、略圓形狀等。此處所謂「基板形狀」係指俯視基板時的形狀。
多角形狀係可例如長方形狀、正方形狀等。
略多角形狀係包括有：至少其中一部分的角呈帶圓角的多角形類似形狀、至少其中部分邊或該邊其中一部分呈曲線的多角形類似形狀等。略多角形狀係可例如：略長方形狀、略正方形狀等。
多角形狀基板或略多角形狀基板較佳係至少1邊的長度達100mm以上。多角形狀基板或略多角形狀基板的面積較佳係達10000mm2以上。
略圓形狀係包括有：橢圓形狀、圓周至少其中一部分形成凹凸部的類圓形形狀、圓周至少其中一部分形成線狀部(以下亦將線狀部稱「直線狀部」)的類圓形形狀、圓周至少其中一部分形成波線狀部的類圓形形狀等。
圓形狀基板或略圓形狀基板的直徑或短徑較佳係達150mm以上。
熱硬化性樹脂薄片在50℃~150℃下最低熔融黏度較佳係10Pa．S~5000Pa．S。若達10Pa．S以上，則可抑制因逸氣造成的孔隙產生。若在5000Pa．S以下，則可使熱硬化性樹脂薄片追蹤半導體晶片。又，可輕易在基板與半導體晶片的間隙中填充熱硬化性樹脂薄片。
熱硬化性樹脂薄片較佳係含無機填充劑。熱硬化 性樹脂薄片中的無機填充劑含量較佳係70重量%~90重量%。若達70重量%以上，則可使熱硬化性樹脂薄片的硬化物之熱膨脹係數降低，俾提高半導體裝置的耐熱循環可靠度。若在90重量%以下，則可提升熱硬化性樹脂薄片的流動性，且能使熱硬化性樹脂薄片追蹤半導體晶片。又，可良好地填充基板與半導體晶片的間隙。
無機填充劑的最大粒徑較佳係30μm以下。若在30μm以下，則可良好地填充基板與半導體晶片的間隙。
熱硬化性樹脂薄片較佳係含環氧樹脂。環氧樹脂包含雙酚A型環氧樹脂，且環氧樹脂100重量%中的雙酚A型環氧樹脂含量較佳係20重量%~70重量%。若達20重量%以上，則因為熱硬化性樹脂薄片的可撓性優異，因而處置容易。若在70重量%以下，則可提高熱硬化性樹脂薄片的硬化物之Tg，俾提高耐熱循環可靠度。
熱硬化性樹脂薄片較佳係含有苯酚酚醛型硬化劑與硬化促進劑。
再者，本發明相關的熱硬化性樹脂薄片，係供下述半導體裝置之製造方法使用，該方法包含下述步驟：藉由將積層物於加熱下施行加壓，而利用熱硬化性樹脂薄片覆蓋半導體晶片的狀態下，使熱硬化性樹脂薄片填充至基板與半導體晶片的間隙中的步驟。熱硬化性樹脂薄片在50℃~150℃下最低熔融黏度較佳係10Pa．S~5000Pa．S。
根據本發明可製造孔隙較少的半導體裝置。
200‧‧‧模具
2001‧‧‧下模
2002‧‧‧上模
2002a‧‧‧中部
2002b‧‧‧外周部
201‧‧‧積層物
11‧‧‧晶片安裝基板
11a‧‧‧基板
11b‧‧‧半導體晶片
11c‧‧‧凸塊
12‧‧‧熱硬化性樹脂薄片
2‧‧‧密封體
21‧‧‧樹脂層
21a‧‧‧填底膠部
21b‧‧‧密封部
3‧‧‧硬化體
31‧‧‧硬化層
31a‧‧‧連接保護部
31b‧‧‧晶片保護部
32‧‧‧凸塊
4‧‧‧半導體裝置
202‧‧‧積層物
61‧‧‧晶片安裝晶圓
61a‧‧‧半導體晶圓
601a‧‧‧電極
601b‧‧‧貫通電極
61b‧‧‧半導體晶片
62‧‧‧凸塊
7‧‧‧密封體
71‧‧‧樹脂層
71a‧‧‧填底膠部
71b‧‧‧密封部
8‧‧‧硬化體
81‧‧‧硬化層
81a‧‧‧連接保護部
81b‧‧‧晶片保護部
82‧‧‧研削面
83‧‧‧再配線層
83a‧‧‧再配線
84‧‧‧再配線體
85‧‧‧凸塊
9‧‧‧半導體裝置
1‧‧‧積層體
13‧‧‧薄膜
13a‧‧‧中央部
13b‧‧‧周邊部
101‧‧‧基台
102‧‧‧壓缸下板
103‧‧‧滑動移動平台
104‧‧‧滑動缸
105‧‧‧下加熱板
106‧‧‧下板構件
107‧‧‧平台
108‧‧‧支柱
109‧‧‧壓缸上板
110‧‧‧中間移動構件
111‧‧‧上加熱板
112‧‧‧上框構件
113‧‧‧內框體
113a‧‧‧框狀按壓部
113b‧‧‧桿
114‧‧‧壓缸
115‧‧‧缸桿
116‧‧‧真空．加壓口
117‧‧‧平板
S‧‧‧擋止
121‧‧‧密閉容器
131‧‧‧間隔物
6‧‧‧積層體
10‧‧‧積層薄膜
圖1係已將積層物配置於下模上的狀況之概略剖視圖。
圖2係已形成密封體的狀況之概略剖視圖。
圖3係硬化體的概略剖視圖。
圖4係已在硬化體的基板上設置凸塊的狀況之概略剖視圖。
圖5係經藉由切割硬化體而獲得的半導體裝置之概略剖視圖。
圖6係已將積層物配置於下模上的狀況之概略剖視圖。
圖7係已形成密封體的狀況之概略剖視圖。
圖8係硬化體的概略剖視圖。
圖9係經研削硬化層後之硬化的概略剖視圖。
圖10係經研削半導體晶圓後之硬化體的概略剖視圖。
圖11係再配線體的概略剖視圖。
圖12係經藉由切割再配線體而獲得的半導體裝置之概略剖視圖。
圖13係真空加熱接合裝置的概略剖視圖。
圖14係已在平台上配置積層體的狀況之概略剖視圖。
圖15係已形成腔室的狀況概略剖視圖。
圖16係已形成收納晶片安裝基板與熱硬化性樹脂薄片用之密閉容器的狀況之概略剖視圖。
圖17係已將密閉容器的外部壓力設為大氣壓的狀況之概略剖視圖。
圖18係已利用密閉容器的內外壓力差來形成密封體的狀況之概略剖視圖。
圖19係已在密封體旁邊配置間隔物的狀況之概略剖視圖。
圖20係已利用平板押抵密封體的狀況之概略剖視圖。
圖21係硬化體的概略剖視圖。
圖22係已在硬化體的基板上設置凸塊的狀況之概略剖視圖。
圖23係經藉由切割硬化體而獲得的半導體裝置之概略剖視圖。
圖24係藉由將積層薄膜固定於框狀按壓部，而在晶片安裝基板的上方配置了積層薄膜的狀況之概略剖視圖。
圖25係已形成腔室的狀況之概略剖視圖。
圖26係已形成收納晶片安裝基板與熱硬化性樹脂薄片用之密閉容器之概略剖視圖。
圖27係已將密閉容器的外部壓力設為大氣壓的狀況之概略剖視圖。
圖28係已利用密閉容器的內外壓力差來形成密封體的狀況之概略剖視圖。
圖29係已在密封體旁邊配置間隔物的狀況之概略剖視圖。
圖30係利用平板押抵密封體的狀況之概略剖視圖。
圖31係硬化體的概略剖視圖。
圖32係在硬化體的基板上設置凸塊的狀況之概略剖視 圖。
圖33係藉由切割硬化體而獲得的半導體裝置之概略剖視圖。
圖34係在平台上配置積層體的狀況之概略剖視圖。
圖35係形成腔室的狀況之概略剖視圖。
圖36係形成收納晶片安裝晶圓與熱硬化性樹脂薄片用之密閉容器之概略剖視圖。
圖37係將密閉容器的外部壓力設為大氣壓的狀況之概略剖視圖。
圖38係利用密閉容器的內外壓力差，形成密封體的狀況之概略剖視圖。
圖39係已在密封體旁邊配置間隔物的狀況之概略剖視圖。
圖40係已利用平板押抵密封體的狀況之概略剖視圖。
圖41係硬化體的概略剖視圖。
圖42係經研削硬化層後的硬化體之概略剖視圖。
圖43係經研削半導體晶圓後的硬化體之概略剖視圖。
圖44係再配線體的概略剖視圖。
圖45係經藉由切割再配線體而獲得的半導體裝置之概略剖視圖。
用以實施發明的形態
以下舉實施形態，針對本發明進行詳細說明，惟本發明並不僅侷限於該等實施形態。
[實施形態1] (半導體裝置4之製造方法)
實施形態1係使用壓縮成形用模具200。
如圖1所示，壓縮成形用模具200係具備有：下模2001與上模2002。上模2002係具備有一外周部2002b，其係配置於中部2002a及中部2002a的外周，且朝中部2002a的厚度方向延伸。藉由關閉模具200，便形成由下模2001與上模2002包夾的模穴。
下模2001及上模2002係預先被加熱。下模2001及上模2002的溫度較佳係70℃以上、更佳係80℃以上、特佳係85℃以上。若達70℃以上，則使熱硬化性樹脂薄片12流動後，便能使硬化。下模2001及上模2002的溫度較佳係200℃以下、更佳係180℃以下、特佳係170℃以下。
將積層物201配置於下模2001上。積層物201係具備有晶片安裝基板11、及經配置於晶片安裝基板11上的熱硬化性樹脂薄片12。
晶片安裝基板11係具備有：基板11a、及經覆晶安裝於基板11a上的半導體晶片11b。半導體晶片11b與基板11a係經由凸塊11c電性耦接。
如圖2所示，藉由關閉模具200，便將積層物201在加壓下施行加熱，而於利用熱硬化性樹脂薄片12覆蓋半導體晶片11b狀態下，使熱硬化性樹脂薄片12填充至基板11a與半導體晶片11b的間隙中。藉此便獲得密封體2。
模穴內壓力較佳係0.5MPa以上、更佳係1MPa以 上。若達0.5MPa以上，便可將填充時所捲入的孔隙予以崩潰。模穴內壓力較佳係10MPa以下、更佳係8MPa以下。若在10MPa以下，便可抑制對半導體晶片11b造成損傷，俾可確保高可靠度。
密封體2係具備有：晶片安裝基板11、及在晶片 安裝基板11上配置的樹脂層21。樹脂層21係具備有：夾置於基板11a與半導體晶片11b之間的填底膠部21a、及配置於填底膠部21a周邊的密封部21b。半導體晶片11b係由密封部21b覆蓋著。
藉由將密封體2保持於模穴中，使樹脂層21硬 化，便可獲得硬化體3。保持密封體2的溫度、保持時間係可適當設定。
如圖3所示，硬化體3係具備有：晶片安裝基板 11、及配置於晶片安裝基板11上的硬化層31。硬化層31係具備有：夾置於基板11a與半導體晶片11b間的連接保護部31a、及配置於連接保護部31a周邊的晶片保護部31b。半導體晶片11b係由晶片保護部31b覆蓋著。
如圖4所示，在基板11a上設置凸塊32。
如圖5所示，將硬化體3個片化(切割)便獲得半導體裝置4。
(熱硬化性樹脂薄片12)
針對熱硬化性樹脂薄片12進行說明。
熱硬化性樹脂薄片12在50℃~150℃下最低熔融黏度較佳係10Pa．S以上、更佳係15Pa．S以上。若達10Pa． S以上，便可抑制因逸氣造成的孔隙產生。熱硬化性樹脂薄片12在50℃~150℃下最低熔融黏度較佳係5000Pa．S以下、更佳係4500Pa．S以下。若在5000Pa．S以下，便可使熱硬化性樹脂薄片12追蹤半導體晶片11b。又，使輕易地將熱硬化性樹脂薄片12填充於基板11a與半導體晶片11b的間隙中。
最低熔融黏度係可依照實施例所記載方法測定。
熱硬化性樹脂薄片12的最低熔融黏度係可利用無機填充劑的含量、無機填充劑的平均粒徑等進行控制。例如藉由減量無機填充劑、使用較大平均粒徑的無機填充劑，便可降低最低熔融黏度。
熱硬化性樹脂薄片12較佳係含有熱硬化性樹脂。熱硬化性樹脂較佳係可使用例如環氧樹脂、酚樹脂等。
環氧樹脂並無特別的限定。可使用例如：三苯甲烷型環氧樹脂、甲酚酚醛型環氧樹脂、聯苯型環氧樹脂、改質雙酚A型環氧樹脂、雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂、改質雙酚F型環氧樹脂、二環戊二烯型環氧樹脂、苯酚酚醛型環氧樹脂、苯氧基樹脂等各種環氧樹脂。該等環氧樹脂係可單獨使用、亦可併用2種以上。
其中，就從能賦予可撓性的理由，較佳係雙酚A型環氧樹脂，更佳係23℃下呈液狀者。雙酚A型環氧樹脂的環氧當量較佳係150g/eq~250g/eq。
再者，就從可使低黏度化的理由，較佳係一起使用雙酚A型環氧樹脂與雙酚F型環氧樹脂。雙酚F型環氧樹 脂的軟化點較佳係50℃以上。若達50℃以上，便可提升常溫下的操作性。雙酚F型環氧樹脂的軟化點較佳係100℃以下。若在100℃以下，便可使熔融黏度降低。雙酚F型環氧樹脂的環氧當量較佳係150g/eq~250g/eq。
環氧樹脂100重量%中的雙酚A型環氧樹脂含量 較佳係20重量%以上、更佳係25重量%以上。若達20重量%以上，則因為熱硬化性樹脂薄片12的可撓性優異，因而處置容易。環氧樹脂100重量%中的雙酚A型環氧樹脂含量較佳係70重量%以下、更佳係65重量%以下。若在70重量%以下，便能提高熱硬化性樹脂薄片12的硬化物之Tg，俾可提高耐熱循環可靠度。
酚樹脂係在會與環氧樹脂之間產生硬化反應的 前提下，其餘並無特別的限定。可使用例如：苯酚酚醛型硬化劑(以下亦將苯酚酚醛型硬化劑稱「苯酚酚醛樹脂」)、酚芳烷基樹脂、聯苯芳烷基樹脂、二環戊二烯型酚樹脂、甲酚酚醛樹脂、可溶酚醛樹脂等。該等酚樹脂係可單獨使用、亦可併用2種以上。其中，就從硬化反應性高的觀點，較佳係苯酚酚醛型硬化劑。
就從與環氧樹脂間之反應性的觀點，酚樹脂的羥 基當量較佳係70g/eq~250g/eq。酚樹脂的軟化點較佳係50℃以上。若達50℃以上，便可提升常溫下的操作性。酚樹脂的軟化點較佳係120℃以下。若在120℃以下，便可使熔融黏度降低。
熱硬化性樹脂薄片12中的環氧樹脂與酚樹脂之 合計含量較佳係5重量%以上、更佳係8重量%以上。若達5重量%以上，便可獲得充分的硬化物強度。熱硬化性樹脂薄片12中的環氧樹脂與酚樹脂之合計含量較佳係30重量%以下、更佳係25重量%以下、特佳係20重量%以下、最佳係15重量%以下。若在30重量%以下，則硬化物的線膨脹係數小、且容易獲得低吸水性。
環氧樹脂與酚樹脂的摻合比例，就從硬化反應性 的觀點，相對於環氧樹脂中的環氧基1當量，較佳係依酚樹脂中的羥基合計成為0.7當量~1.5當量的方式摻合，更佳係0.9當量~1.2當量。
熱硬化性樹脂薄片12較佳係含有無機填充劑。
無機填充劑係可例如：石英玻璃、滑石、氧化矽(熔融氧化矽、結晶性氧化矽等)、氧化鋁(alumina)、氮化硼、氮化鋁、碳化矽等。其中，就從能良好地降低熱膨脹係數之理由，較佳係氧化矽。就從流動性優異的理由，氧化矽較佳係熔融氧化矽、更佳係球狀熔融氧化矽。又，就從、熱導率高的理由，較佳係熱傳導性填料，更佳係氧化鋁、氮化硼、氮化鋁。另外，無機填充劑較佳係電絕緣性者。
無機填充劑的最大粒徑較佳係30μm以下、更佳係20μm以下。若在30μm以下，便可良好地填充基板11a與半導體晶片11b的間隙。另一方面，無機填充劑的最大粒徑較佳係5μm以上。
無機填充劑的最大粒徑係可依實施例所記載方法測定。
無機填充劑的粒度分佈中，最好至少存在有尖峰 A與尖峰B。具體而言，最好在0.01μm~10μm粒徑範圍內存在有尖峰A，在1μm~100μm粒徑範圍內存在有尖峰B。藉此，在形成尖峰B的無機填充劑間，便可填充形成尖峰A的無機填充劑，俾可高填充無機填充劑。
尖峰A更佳係存在於0.1μm以上的粒徑範圍內。 尖峰A更佳係存在於1μm以下的粒徑範圍內。
尖峰B更佳係存在於2.5μm以上的粒徑範圍內、 特佳係存在於4μm以上的粒徑範圍內。尖峰B更佳係存在於10μm以下的粒徑範圍內。
在無機填充劑的粒度分佈中，亦可存在有尖峰A 與尖峰B以外的尖峰。
另外，無機填充劑的粒度分佈係可依以下方法測 定。
無機填充劑的粒度分佈測定方法
將熱硬化性樹脂薄片12放入坩堝中，依強熱使熱硬化性樹脂薄片12灰化。使所獲得灰分分散於純水中並施行10分鐘超音波處理，使用雷射繞射散射式粒度分佈測定裝置(Beckman Coulter公司製、「LS 13 320」；濕式法)求取粒度分佈(體積基準)。
無機填充劑亦可利用矽烷偶合劑施行處理(前處 理)。藉此，可提升與樹脂間之濕潤性，俾能提高無機填充劑的分散性。
矽烷偶合劑係分子中具有水解性基與有機官能 基的化合物。
水解性基係可例如：甲氧基、乙氧基等碳數1~6 之烷氧基、乙醯氧基、2-甲氧乙氧基等。其中，就從可輕易除去因水解而生成的醇等揮發成分之理由，較佳係甲氧基。
有機官能基係可例如：乙烯基、環氧基、苯乙烯 基、甲基丙烯基、丙烯基、胺基、脲基、硫醇基、硫醚基、異氰酸酯基等。其中，就從與環氧樹脂、酚樹脂容易產生反應的理由，較佳係環氧基。
矽烷偶合劑係可例如：乙烯基三甲氧基矽烷、乙 烯基三乙氧基矽烷等含乙烯基之矽烷偶合劑；2-(3,4-環氧環己基)乙基三甲氧基矽烷、3-環氧丙氧基丙基甲基二甲氧基矽烷、3-環氧丙氧基丙基三甲氧基矽烷、3-環氧丙氧基丙基甲基二乙氧基矽烷、3-環氧丙氧基丙基三乙氧基矽烷等含環氧基之矽烷偶合劑；p-苯乙烯基三甲氧基矽烷等含苯乙烯基之矽烷偶合劑；3-甲基丙烯醯氧丙基甲基二甲氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧丙基三甲氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧丙基甲基二乙氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧丙基三乙氧基矽烷等含甲基丙烯基之矽烷偶合劑；3-丙烯醯氧丙基三甲氧基矽烷等含丙烯基之矽烷偶合劑；N-2-(胺乙基)-3-胺丙基甲基二甲氧基矽烷、N-2-(胺乙基)-3-胺丙基三甲氧基矽烷、3-胺丙基三甲氧基矽烷、3-胺丙基三乙氧基矽烷、3-三乙氧基矽烷基-N-(1,3-二甲基-亞丁基)丙胺、N-苯基-3-胺丙基三甲氧基矽烷、N-(乙烯基苄基)-2-胺乙基-3-胺丙基三 甲氧基矽烷(vinyl benzyl)等含胺基之矽烷偶合劑；3-脲丙基三乙氧基矽烷等含脲基之矽烷偶合劑；3-硫醇基丙基甲基二甲氧基矽烷、3-硫醇基丙基三甲氧基矽烷等含硫醇基之矽烷偶合劑；雙(三乙氧基矽烷基丙基)四硫醚等含硫醚基之矽烷偶合劑；3-異氰酸酯丙基三乙氧基矽烷等含異氰酸酯基之矽烷偶合劑等等。
利用矽烷偶合劑處理無機填充劑的方法並無特 別的限定，可例如：將無機填充劑與矽烷偶合劑在溶劑中混合的濕式法、在氣相中處理無機填充劑與矽烷偶合劑的乾式法等。
矽烷偶合劑的處理量並無特別的限定，相對於未 處理無機填充劑100重量份，較佳係對矽烷偶合劑0.1重量份~1重量份施行處理。
熱硬化性樹脂薄片12中的無機填充劑含量，較佳 係70重量%以上、更佳係75重量%以上。若達70重量%以上，便可使熱硬化性樹脂薄片12的硬化物之熱膨脹係數下降，俾能提高半導體裝置4的耐熱循環可靠度。熱硬化性樹脂薄片12中的無機填充劑含量，較佳係90重量%以下、更佳係87重量%以下。若在90重量%以下，可提升熱硬化性樹脂薄片12的流動性，俾能使熱硬化性樹脂薄片12追蹤半導體晶片11b。又，可良好地填充基板11a與半導體晶片11b的間隙。
熱硬化性樹脂薄片12較佳係含有硬化促進劑。
硬化促進劑係在能使環氧樹脂與酚樹脂之硬化 進行前提下，其餘並無特別的限定，可例如：三苯膦、四苯鏻四苯基硼酸鹽等有機磷系化合物；2-苯基-4,5-二羥甲基咪唑、2-苯基-4-甲基-5-羥甲基咪唑等咪唑系化合物等等。其中，就從能獲得良好保存性的理由，較佳係2-苯基-4,5-二羥甲基咪唑。
相對於環氧樹脂及酚樹脂合計100重量份，硬化促進劑含量較佳係0.1重量份以上、更佳係0.5重量份以上。若達0.1重量份以上，便可在實用的時間內完成硬化。又，硬化促進劑含量較佳係5重量份以下、更佳係2重量份以下。若在5重量份以下，便可獲得良好保存性。
熱硬化性樹脂薄片12亦可含有熱可塑性樹脂。
熱可塑性樹脂係可例如：天然橡膠、丁基橡膠、異戊二烯橡膠、氯丁二烯橡膠、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、聚丁二烯樹脂、聚碳酸酯樹脂、熱可塑性聚醯亞胺樹脂、6-尼龍、6,6-尼龍等聚醯胺樹脂；苯氧基樹脂、丙烯酸樹脂、PET、PBT等飽和聚酯樹脂；聚醯胺醯亞胺樹脂、氟樹脂、苯乙烯-異丁烯-苯乙烯嵌段共聚物、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物(MBS樹脂)等。
熱可塑性樹脂較佳係彈性體。就從對環氧樹脂的分散性理由，特佳係具有由橡膠成分構成核層與由丙烯酸樹脂構成殼層的核殼型丙烯酸樹脂。
核層的橡膠成分並無特別的限定，可例如：丁二烯橡膠、異戊二烯橡膠、氯丁二烯橡膠、丙烯酸橡膠、矽 橡膠等。
核殼型丙烯酸樹脂的平均粒徑較佳係0.1μm以上、更佳係0.5μm以上。若達0.1μm以上，則分散性良好。核殼型丙烯酸樹脂的平均粒徑較佳係200μm以下、更佳係100μm以下。若在200μm以下，則所製作薄片的平坦性良好。
另外，平均粒徑係例如使用從母群體中任意抽樣的試料，藉由利用雷射繞射散射式粒度分佈測定裝置進行測定便可導出。
熱硬化性樹脂薄片12中的熱可塑性樹脂含量較佳係1重量%以上、更佳係2重量%以上。若達1重量%以上，便可獲得充分的硬化物強度。熱硬化性樹脂薄片12中的熱可塑性樹脂含量較佳係20重量%以下、更佳係10重量%以下。若在20重量%以下，則硬化物的線膨脹係數小、且容易獲得低吸水性。
熱硬化性樹脂薄片12係除前述成分以外，尚可適當含有密封樹脂製造中一般使用的摻合劑，例如難燃劑成分、顏料等。
熱硬化性樹脂薄片12之製造方法並無特別的限定。例如熱硬化性樹脂薄片12可利用塗佈方式製造。例如製作含有前述各成分的接著劑組成物溶液，再將接著劑組成物溶液於基材隔板上塗佈成既定厚度而形成塗佈膜後，藉由使塗佈膜乾燥，便可製造熱硬化性樹脂薄片12。
接著劑組成物溶液所使用的溶劑並無特別的限定，較佳係能使前述各成分呈均勻溶解、混練或分散的有 機溶劑。例如：二甲基甲醯胺、二甲基乙醯胺；N-甲基吡咯啶酮、丙酮、甲乙酮、環己酮等酮系溶劑；甲苯、二甲苯等。
基材隔板係可使用經利用例如：聚對苯二甲酸乙 二酯(PET)、聚乙烯、聚丙烯、氟系剝離劑、丙烯酸長鏈烷基酯系剝離劑等剝離劑，施行表面塗佈的塑膠薄膜、紙等。 接著劑組成物溶液的塗佈方法係可例如：滾筒塗佈、網版塗佈、凹版塗佈等。又，塗佈膜的乾燥條件並無特別的限定，例如可依乾燥溫度70~160℃、乾燥時間1~5分鐘實施。
相關熱硬化性樹脂薄片12的製造方法，較佳係將 由前述各成分(例如環氧樹脂、酚樹脂、無機填充劑及硬化促進劑等)混練而獲得的混練物，施行塑性加工呈薄片狀的方法。藉此，可高填充無機填充劑、並可設計降低熱膨脹係數。
具體而言，藉由將環氧樹脂、酚樹脂、無機填充 劑及硬化促進劑等，利用輥式混練機、加壓式捏和機、擠出機等公知混練機施行熔融混練而製備混練物，再將所獲得混練物施行塑性加工呈薄片狀。混練條件的溫度上限較佳係140℃以下、更佳係130℃以下。溫度的下限較佳係達上述各成分的軟化點以上，例如30℃以上、較佳係50℃以上。混練時間較佳係1~30分。又，混練較佳係在減壓條件下(減壓環境下)實施，減壓條件下的壓力係例如1×10-4~0.1kg/cm2。
經熔融混練後的混練物最好在未冷卻狀態下，保 持高溫狀態施行塑性加工。塑性加工方法並無特別的限制，可例如：平板壓合法、T型模頭擠出法、螺桿擠出法、輥軋法、滾筒混練法、吹脹擠出法、共擠出法、軋延成形法等。塑性加工溫度較佳係達上述各成分的軟化點以上，若考慮環氧樹脂的熱硬化性及成形性，則例如40~150℃、較佳係50~140℃、更佳係70~120℃。
熱硬化性樹脂薄片12的厚度並無特別的限定，較 佳係100μm以上、更佳係150μm以上。又，熱硬化性樹脂薄片12的厚度較佳係2000μm以下、更佳係1000μm以下。若在上述範圍內，便可將半導體晶片11b良好地密封。
熱硬化性樹脂薄片12係可為單層構造、亦可為積 層2以上熱硬化性樹脂層的多層構造。然而，就從不會有層間剝離可能性、且薄片厚度均勻性高的理由，較佳係單層構造。
(變化例1)
實施形態1中，上模2002係具備有中部2002a及外周部2002b。但是，變化例1中，下模2001係具備有配置於中部及中部外周且朝中部厚度方向延伸的外周部。
(變化例2)
實施形態1中，積層物201係配置於下模2001上。但是，變化例2中，晶片安裝基板11係配置於下模2001上，接著將熱硬化性樹脂薄片12固定於上模2002上。固定方法係可例如使上模2002吸附熱硬化性樹脂薄片12的方法等。
(變化例3)
實施形態1中，積層物201係配置於下模2001上。但是，變化例3中，在上模2002上固定熱硬化性樹脂薄片12，接著將晶片安裝基板11配置於下模2001上。固定方法係可例如使上模2002吸附熱硬化性樹脂薄片12的方法等。
如上述，實施形態1的半導體裝置4之製造方法，係包括有：在藉由將積層物201於加熱下施行加壓，而利用熱硬化性樹脂薄片12覆蓋半導體晶片11b的狀態下，於基板11a與半導體晶片11b的間隙中填充熱硬化性樹脂薄片12的步驟。在利用熱硬化性樹脂薄片12覆蓋半導體晶片11b的狀態下，於基板11a與半導體晶片11b的間隙中填充熱硬化性樹脂薄片12的步驟，係使用壓縮成形用模具200，將積層物201在加熱下施行加壓。
實施形態1的半導體裝置4之製造方法，係更進一步包括有：藉由加熱密封體2而形成硬化體3的步驟；以及藉由切割硬化體3而獲得半導體裝置4的步驟等。
[實施形態2]
如圖6所示，將積層物202配置於下模2001上。積層物202係具備有：晶片安裝晶圓61、及經配置於晶片安裝晶圓61上的熱硬化性樹脂薄片12。
晶片安裝晶圓61係具備有：半導體晶圓61a、及覆晶安裝(覆晶黏合)於半導體晶圓61a上的半導體晶片61b。
半導體晶圓61a係具備有：電極601a、及與電極601a呈電性耦接的貫通電極601b。即，半導體晶圓61a係具 備有：朝半導體晶圓61a的厚度方向延伸之貫通電極601b、及與貫通電極601b呈電性耦接的電極601a。半導體晶圓61a係將電極601a所設置處的電路形成面、及電路形成面的相對向面定義為雙面。
半導體晶片61b係具備有電路形成面(活性面)。在半導體晶片61b的電路形成面上配置有凸塊62。
半導體晶片61b與半導體晶圓61a係經由凸塊62呈電性耦接。
下模2001與上模2002係被預先加熱。下模2001與上模2002的較佳溫度係與實施形態1中所說明的溫度相同。
如圖7所示，藉由關閉模具200，於將積層物202在加壓下施行加熱，而利用熱硬化性樹脂薄片12覆蓋半導體晶片61b的狀態下，在半導體晶圓61a與半導體晶片61b的間隙中填充熱硬化性樹脂薄片12。藉此便獲得密封體7。
較佳的加熱時間係與實施形態1中所說明的加熱時間相同。較佳的模穴內壓力係與實施形態1中所說明的模穴內壓力相同。
密封體7係具備有：晶片安裝晶圓61、及經配置於晶片安裝晶圓61上的樹脂層71。樹脂層71係具備有：夾置於半導體晶圓61a與半導體晶片61b間的填底膠部71a、以及配置於填底膠部71a周邊的密封部71b。半導體晶片61b係由密封部71b覆蓋。
藉由將密封體7保持於模穴中，使樹脂層71硬 化便獲得硬化體8。保持密封體7的溫度、保持時間係可適當設定。
如圖8所示，硬化體8係具備有：晶片安裝晶圓 61、及配置於晶片安裝晶圓61上的硬化層81。硬化層81係具備有：夾置於半導體晶圓61a與半導體晶片61b間的連接保護部81a、以及配置於連接保護部81a周邊的晶片保護部81b。半導體晶片61b係由晶片保護部81b覆蓋。
硬化體8係將半導體晶圓61a所配置處的晶圓 面、及晶圓面相對向的硬化面定義為雙面。在硬化面上配置有硬化層81。
如圖9所示，研削硬化體8的硬化層81。
如圖10所示，研削硬化體8的半導體晶圓61a， 使貫通電極601b露出。即在經研削晶圓面而獲得研削面82上露出貫通電極601b。
如圖11所示，利用半添加法等在研削面82上形 成再配線層83，而形成再配線體84。再配線層83係具備有再配線83a。接著，在再配線層83上形成凸塊85。凸塊85係經由再配線83a、貫通電極601b、電極601a及凸塊62，而與半導體晶片61b呈電性耦接。
如圖12所示，將再配線體84個片化(切割)便獲 得半導體裝置9。
(變化例1)
實施形態2中，上模2002係具備有中部2002a與外周部2002b。但是，變化例1中，下模2001係具備有配置於 中部及中部外周，且朝中部厚度方向延伸的外周部。
(變化例2)
實施形態2中，積層物202係配置於下模2001上。但是，變化例2中，將晶片安裝晶圓61配置於下模2001上，接著再將熱硬化性樹脂薄片12固定於上模2002上。固定方法係可例如使上模2002吸附熱硬化性樹脂薄片12的方法等。
(變化例3)
實施形態2中，積層物202係配置於下模2001上。但是，變化例3中，將熱硬化性樹脂薄片12固定於上模2002上，接著再將晶片安裝晶圓61配置於下模2001上。固定方法係可例如使上模2002吸附熱硬化性樹脂薄片12的方法等。
(變化例4)
實施形態2中，研削硬化體8的硬化層81，但變化例4中則未研削硬化層81。
如上述，實施形態2的半導體裝置9之製造方 法，係包括有：藉由將積層物202在加熱下施行加壓，而於利用熱硬化性樹脂薄片12覆蓋半導體晶片61b的狀態下，於半導體晶圓61a與半導體晶片61b的間隙中填充熱硬化性樹脂薄片12的步驟。在利用熱硬化性樹脂薄片12覆蓋半導體晶片61b的狀態下，將熱硬化性樹脂薄片12填充於半導體晶圓61a與半導體晶片61b之間隙中的步驟，係使用壓縮成形用模具200將積層物202在加熱下施行加壓。
實施形態2的半導體裝置9之製造方法，係更進 一步包括有：藉由加熱密封體7而形成硬化體8的步驟、藉由在硬化體8上形成再配線層83而形成再配線體84的步驟、及藉由切割再配線體84而獲得半導體裝置9的步驟等。
[實施形態3]
首先，針對真空加熱接合裝置(以下亦稱「真空熱加壓裝置」)進行說明。真空加熱接合裝置較佳係可使用例如日本專利特開2013-52424號公報所記載的真空加熱接合裝置等。
(真空加熱接合裝置)
如圖13所示，在真空熱加壓裝置中，於基台101上配置壓缸下板102，在壓缸下板102上依利用滑動缸104可在真空熱加壓裝置內外移動方式配置著滑動移動平台103。在滑動移動平台103的上方配置著下加熱板105，在下加熱板105的上面配置著下板構件106，在下板構件106的上面配置著平台(以下亦稱「基板置台」)107。
在壓缸下板102上立設配置複數個支柱108，在 支柱108的上端部固定著壓缸上板109。在壓缸上板109的下方通過支柱108配置中間移動構件(中間構件)110，在中間移動構件110的下方經由絕熱板固定著上加熱板111，在上加熱板111的下面外周部氣密式固定著上框構件112且朝下方延伸。又，在上加熱板111的下面且上框構件112的內邊固定著內框體113。又，在上加熱板111的下面上且內框體113的內邊固定著平板117。
內框體113係具備有：下端部的框狀按壓部 113a、及由此朝上方延伸的桿113b，在桿113b的周圍配置有彈簧，桿113b係絕熱固定於上加熱板111的下面。框狀按壓部113a係利用彈簧被賦予對桿113b朝下方的蓄勢。框狀按壓部113a係可在與平台107之間氣密式保持著薄膜13。
在壓缸上板109的上面配置著壓缸114，壓缸 114的缸桿115係通過壓缸上板109固定於中間移動構件110的上面，構成利用壓缸114可使中間移動構件110、上加熱板111及上框構件112一體朝上下移動。圖1中，S係一規範利用壓缸114使中間移動構件110、上加熱板111及上框構件112朝下方移動的擋止，且呈下降並抵接於壓缸114本體上面的擋止板。壓缸114係使用例如油壓缸、氣壓缸、伺服缸(servo cylinder)等。
壓缸114係使上框構件112從拉起狀態下降，上 框構件112的下端部在下板構件106外周部端部設置的梯度部呈氣密式滑動，並在此暫時停止壓缸114。藉此，形成具備有上加熱板111、上框構件112及下板構件106的收納容器。另外，在上框構件112中設有為將收納容器內部(以下亦稱「腔室」)抽真空並加壓用的真空．加壓口116。
在開啟腔室的狀態下，利用滑動缸104，便可 將滑動移動平台103、下加熱板105、下板構件106及平台107一體朝外部拉出。在拉出該等的狀態下，可於平台107上配置積層體1等。
(半導體裝置4之製造方法)
其次，針對半導體裝置4之製造方法進行說明。
如圖14所示，將積層體1配置於平台107上。積 層體1係具備有：晶片安裝基板11、在晶片安裝基板11上配置的熱硬化性樹脂薄片12、及在熱硬化性樹脂薄片12上配置的薄膜13。
熱硬化性樹脂薄片12的外形尺寸係可密封半 導體晶片11b的大小。
薄膜13係具備有：鄰接熱硬化性樹脂薄片12 的中央部13a、及在中央部13a周邊配置的周邊部13b。薄膜13的外形尺寸係能覆蓋晶片安裝基板11及熱硬化性樹脂薄片12的大小。
薄膜13並無特別的限定，可例如：氟系薄膜、 聚烯烴系薄膜、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)薄膜等。
薄膜13在23℃下拉伸斷裂伸長較佳係30%以 上、更佳係40%以上。若達30%以上，則成形時的凹凸追蹤性佳。薄膜13在23℃下拉伸斷裂伸長較佳係300%以下、更佳係100%以下。若在300%以下，則剝離作業容易。
拉伸斷裂伸長係可依照ASTM D882進行測定。
薄膜13的軟化溫度並無特別的限定，較佳係80℃以下、更佳係60℃以下。若在80℃以下，則成形時的凹凸追蹤性佳。又，薄膜13的軟化溫度較佳係0℃以上。
另外，將拉伸彈性模數成為300MPa的溫度設為軟化溫度。
薄膜13的厚度並無特別的限定，較佳係 10μm~200μm。
平台107係預先被加熱。平台107的溫度較佳係 70℃以上、更佳係80℃以上、特佳係85℃以上。若達70℃以上，則可使熱硬化性樹脂薄片12熔融並流動。平台107的溫度較佳係120℃以下、更佳係110℃以下。若在120℃以下，則能抑制熱硬化性樹脂薄片12的熱硬化進行，俾可抑制黏度上升。
如圖15所示，使上加熱板111與上框構件112下 降，而使上框構件112的下端部沿下板構件106的外緣部進行氣密式滑動，便形成由上加熱板111、上框構件112及下板構件106呈氣密式包圍的腔室。在形成腔室的階段，停止上加熱板111與上框構件112的下降。
其次，施行抽真空，將腔室內形成減壓狀態。 腔室內的壓力較佳係500Pa以下。
如圖16所示，藉由使框狀按壓部113a下降，薄 膜13的外周部13b便押抵於平台107，而形成密閉容器121。 密閉容器121係具備有平台107與薄膜13。在密閉容器121的內部配置有：晶片安裝基板11、及在晶片安裝基板11上配置的熱硬化性樹脂薄片12。另外，因為在將腔室內呈減壓狀態後才形成密閉容器121，因而密閉容器121的內部與外部均處於減壓狀態。
如圖17所示，藉由開放真空．加壓口116，便 將腔室內的壓力形成大氣壓。即，將密閉容器121的外部壓力形成大氣壓。
如圖18所示，藉由在真空．加壓口116中導入 氣體而提高腔室內的壓力。即，密閉容器121的外部壓力較高於大氣壓。藉此，在由熱硬化性樹脂薄片12覆蓋著半導體晶片11b的狀態下，於基板11a與半導體晶片11b的間隙中填充熱硬化性樹脂薄片12。藉此便獲得密封體2。
氣體並無特別的限定，可例如空氣、氮等。
經氣體導入後的密閉容器121之外部壓力較佳係0.5MPa以上、更佳係0.6MPa以上、特佳係0.7MPa以上。密閉容器121的外部壓力上限並無特別的限定，較佳係0.99MPa以下、更佳係0.9MPa以下。
密封體2係鄰接薄膜13。
如圖19所示，在密封體2的旁邊配置間隔物131。
如圖20所示，藉由使平板117下降至碰抵間隔物131，而壓製密封體2，便調整密封體2的厚度。藉此，可使密封體2的厚度均勻化。利用平板117按壓密封體2時的壓力較佳係0.1MPa~80MPa。
其次，卸除薄膜13。
其次，將密封部21b中突出於基板11a側邊的部分予以切離。
如圖21所示，藉由加熱密封體2而使樹脂層21硬化便形成硬化體3。
加熱溫度較佳係100℃以上、更佳係120℃以上。另一方面，加熱溫度的上限較佳係200℃以下、更佳係 180℃以下。加熱時間較佳係10分鐘以上、更佳係30分鐘以上。另一方面，加熱時間的上限較佳係180分鐘以下、更佳係120分鐘以下。
如圖22所示，在基板11a上設置凸塊32。
如圖23所示，將硬化體3個片化(切割)便獲得半導體裝置4。
(變化例1)
實施形態3中，將積層體1配置於平台107上，但變化例1中，將晶片安裝基板11配置於平台107上，接著在晶片安裝基板11上配置熱硬化性樹脂薄片12，接著在熱硬化性樹脂薄片12上配置薄膜13。
(變化例2)
實施形態3中，將積層體1配置於平台107上，但變化例2中，將具備有：晶片安裝基板11、及配置於晶片安裝基板11上的熱硬化性樹脂薄片12之積層物201，配置於平台107上，接著再於積層物201上配置薄膜13。
(變化例3)
實施形態3中，利用平板117壓製密封體2，但變化例3中則未壓製密封體2。
如上述，實施形態3的半導體裝置4之製造方法係包括有：藉由將積層物201在加熱下施行加壓，而在由熱硬化性樹脂薄片12覆蓋半導體晶片11b的狀態下，於基板11a與半導體晶片11b的間隙中填充熱硬化性樹脂薄片12的步驟。
在由熱硬化性樹脂薄片12覆蓋半導體晶片11b 的狀態下，於基板11a與半導體晶片11b的間隙中填充熱硬化性樹脂薄片12的步驟，係包括有：藉由將積層體1的外周部13b押抵於平台107，而形成密閉容器121的步驟；以及藉由將密閉容器121的外部壓力設為較高於密閉容器121的內部壓力，而在由熱硬化性樹脂薄片12覆蓋半導體晶片11b的狀態下，於基板11a與半導體晶片11b的間隙中填充熱硬化性樹脂薄片12的步驟。
實施形態3的半導體裝置4之製造方法，係更進 一步包括有：藉由加熱密封體2而形成硬化體3的步驟、及藉由切割硬化體3而獲得半導體裝置4的步驟等。
[實施形態4]
如圖24所示，將積層薄膜10固定於框狀按壓部113a。 積層薄膜10係具備有：熱硬化性樹脂薄片12、及在熱硬化性樹脂薄片12上配置的薄膜13。固定方法係可例如：使框狀按壓部113a吸附積層薄膜10的方法、利用接著劑將積層薄膜10固定於框狀按壓部113a的方法、將薄膜13捲繞於框狀按壓部113a上的方法等。其次，將晶片安裝基板11配置於平台107上。
平台107係預先被加熱。平台107的較佳溫度條件係與實施形態3所說明溫度條件相同。
如圖25所示，使上加熱板111與上框構件112下降，而使上框構件112下端部沿下板構件106的外緣部進行氣密式滑動，便形成由上加熱板111、上框構件112及下板 構件106氣密式包圍的腔室。在形成腔室的階段，停止上加熱板111與上框構件112的下降。
其次，施行抽真空，將腔室內形成減壓狀態。腔室內的壓力較佳係500Pa以下。
藉由使框狀按壓部113a下降，便將積層薄膜10配置於晶片安裝基板11上便形成積層體1。
如圖26所示，藉由在形成積層體1後亦持續框狀按壓部113a的下降，便將薄膜13的外周部13b押抵於平台107而形成密閉容器121。密閉容器121係具備有平台107與薄膜13。在密閉容器121的內部配置有：晶片安裝基板11、及在晶片安裝基板11上所配置的熱硬化性樹脂薄片12。另外，因為在將腔室內形成減壓狀態後才形成密閉容器121，因而密閉容器121的內部與外部均處於減壓狀態。
如圖27所示，藉由開放真空．加壓口116，而將腔室內的壓力形成大氣壓。即，將密閉容器121的外部壓力形成大氣壓。
如圖28所示，藉由在真空．加壓口116中導入氣體而提高腔室內的壓力。即，密閉容器121的外部壓力較高於大氣壓。藉此，在由熱硬化性樹脂薄片12覆蓋著半導體晶片11b的狀態下，於基板11a與半導體晶片11b的間隙中填充熱硬化性樹脂薄片12。藉此便獲得密封體2。
氣體並無特別的限定，可例如空氣、氮等。
密閉容器121的外部較佳壓力係與實施形態3中所說明壓力相同。
如圖29所示，在密封體2的旁邊配置間隔物131。
如圖30所示，藉由使平板117下降至碰抵間隔物131，而壓製密封體2，便調整密封體2的厚度。藉此，可使密封體2的厚度均勻化。利用平板117按壓密封體2時的壓力較佳係0.1MPa~80MPa。
其次，卸除薄膜13。
其次，將密封部21b中突出於基板11a側邊的部分予以切離。
如圖31所示，藉由加熱密封體2而使樹脂層21硬化便形成硬化體3。
較佳加熱溫度係與實施形態3中所說明加熱溫度相同。較佳加熱時間係與實施形態3中所說明加熱時間相同。
如圖32所示，在基板11a上設置凸塊32。
如圖33所示，將硬化體3個片化(切割)便獲得半導體裝置4。
(變化例1)
實施形態4中，將積層薄膜10固定於框狀按壓部113a後，才將晶片安裝基板11配置於平台107上，但變化例1中，將晶片安裝基板11配置於平台107上之後，才將積層薄膜10固定於框狀按壓部113a。
(變化例2)
實施形態4中，利用平板117壓製密封體2，但變化例 2中則未壓製密封體2。
如上述，實施形態4的半導體裝置4之製造方法 係包括有：藉由將積層物201在加熱下施行加壓，而在由熱硬化性樹脂薄片12覆蓋半導體晶片11b的狀態下，於基板11a與半導體晶片11b的間隙中填充熱硬化性樹脂薄片12的步驟。
由熱硬化性樹脂薄片12覆蓋半導體晶片11b的 狀態下，於基板11a與半導體晶片11b的間隙中填充熱硬化性樹脂薄片12的步驟，係包括有：藉由在減壓環境下將積層薄膜10配置於晶片安裝基板11上，而形成積層體1的步驟；藉由將積層體1的外周部13b押抵於平台107，而形成密閉容器121的步驟；以及藉由將密閉容器121的外部壓力設為較高於密閉容器121的內部壓力，而在由熱硬化性樹脂薄片12覆蓋半導體晶片11b的狀態下，於基板11a與半導體晶片11b的間隙中填充熱硬化性樹脂薄片12的步驟。因為在減壓環境下將積層薄膜10配置於晶片安裝基板11上，因而可防止半導體晶片11b周邊發生孔隙。
實施形態4的半導體裝置4之製造方法，係更進 一步包括有：藉由加熱密封體2而形成硬化體3的步驟、及藉由切割硬化體3而獲得半導體裝置4的步驟等。
[實施形態5]
如圖34所示，將積層體6配置於平台107上。積層體6係具備有：晶片安裝晶圓61、在晶片安裝晶圓61上配置的熱硬化性樹脂薄片12、及在熱硬化性樹脂薄片12上配置 的薄膜13。
薄膜13係具備有：鄰接熱硬化性樹脂薄片12的中央部13a、及配置於中央部13a周邊的周邊部13b。
平台107係預先被加熱。平台107的較佳溫度條件係與實施形態3中所說明溫度條件相同。
如圖35所示，利用壓缸114使上加熱板111與上框構件112下降，而使上框構件112的下端部沿下板構件106的外緣部進行氣密式滑動，便形成由上加熱板111、上框構件112及下板構件106呈氣密式包圍的腔室。在形成腔室的階段，停止上加熱板111與上框構件112的下降。
其次，施行抽真空，將腔室內形成減壓狀態。腔室內的壓力較佳係500Pa以下。
如圖36所示，藉由使框狀按壓部113a下降，便將薄膜13的外周部13b押抵於平台107，而形成密閉容器121。密閉容器121係具備有平台107與薄膜13。在密閉容器121的內部配置有：晶片安裝晶圓61、及在晶片安裝晶圓61上配置的熱硬化性樹脂薄片12。另外，因為在將真空腔室內成為減壓狀態之後才形成密閉容器121，因而密閉容器121的內部與外部均處於減壓狀態。
如圖37所示，藉由開放真空．加壓口116，便將腔室內的壓力形成大氣壓。即，將密閉容器121的外部壓力形成大氣壓。
如圖38所示，藉由在真空．加壓口116中導入氣體而提高腔室內的壓力。即，密閉容器121的外部壓力較 高於大氣壓。藉此，在由熱硬化性樹脂薄片12覆蓋著半導體晶片61b的狀態下，於半導體晶圓61a與半導體晶片61b的間隙中填充熱硬化性樹脂薄片12。藉此便獲得密封體7。
氣體並無特別的限定，可例如空氣、氮等。
密閉容器121的外部較佳壓力係與實施形態3中所說明壓力相同。
密封體7係鄰接薄膜13。
如圖39所示，在密封體2的旁邊配置間隔物131。
如圖40所示，藉由使平板117下降至碰抵間隔物131，而壓製密封體2，便調整密封體2的厚度。藉此，可使密封體2的厚度均勻化。利用平板117按壓密封體2時的壓力較佳係0.1MPa~80MPa。
其次，卸除薄膜13。
其次，將密封部71b中突出於半導體晶圓61a側邊的部分予以切離。
如圖41所示，藉由加熱密封體7而使樹脂層71硬化便形成硬化體8。
較佳加熱溫度係與實施形態3中所說明加熱溫度相同。較佳加熱時間係與實施形態3中所說明加熱時間相同。
如圖42所示，研削硬化體8的硬化層81。
如圖43所示，研削硬化體8的半導體晶圓61a，使貫通電極601b露出。即在經研削晶圓面而獲得研削面82 上露出貫通電極601b。
如圖44所示，利用半添加法等在研削面82上形 成再配線層83，而形成再配線體84。再配線層83係具備有再配線83a。接著，在再配線層83上形成凸塊85。凸塊85係經由再配線83a、貫通電極601b、電極601a及凸塊62，而與半導體晶片61b呈電性耦接。
如圖45所示，將再配線體84個片化(切割)便獲 得半導體裝置9。
(變化例1)
實施形態5中，將積層體6配置於平台107上，但變化例1中，將晶片安裝晶圓61配置於平台107上，接著在晶片安裝晶圓61上配置熱硬化性樹脂薄片12，接著在熱硬化性樹脂薄片12上配置薄膜13。
(變化例2)
實施形態5中，將積層體6配置於平台107上，但變化例2中，將具備有：晶片安裝晶圓61、及配置於晶片安裝晶圓61上的熱硬化性樹脂薄片12之積層物202，配置於平台107上，接著再於積層物202上配置薄膜13。
(變化例3)
實施形態5中，利用平板117壓製密封體2，但變化例3中則未壓製密封體2。
(變化例4)
實施形態5中，有研削硬化體8的硬化層81，但變化例4則未研削硬化層81。
如上述，實施形態5的半導體裝置4之製造方法 係包括有：藉由將積層物202在加熱下施行加壓，而在由熱硬化性樹脂薄片12覆蓋半導體晶片61b的狀態下，於半導體晶圓61a與半導體晶片61b的間隙中填充熱硬化性樹脂薄片12的步驟。
在由熱硬化性樹脂薄片12覆蓋半導體晶片61b 的狀態下，於半導體晶圓61a與半導體晶片61b的間隙中填充熱硬化性樹脂薄片12的步驟，係包括有：藉由將積層體6的外周部13b押抵於平台107，而形成密閉容器121的步驟；以及藉由將密閉容器121的外部壓力設為較高於密閉容器121的內部壓力，而在由熱硬化性樹脂薄片12覆蓋半導體晶片61b的狀態下，於半導體晶圓61a與半導體晶片61b的間隙中填充熱硬化性樹脂薄片12的步驟。
實施形態5的半導體裝置9之製造方法係更進 一步包括有：藉由加熱密封體7而形成硬化體8的步驟、藉由在硬化體8上形成再配線層83而形成再配線體84的步驟、及藉由切割再配線體84而獲得半導體裝置9的步驟等。
[實施例]
以下針對該發明的較佳實施例進行例示性詳細說明。惟，該實施例所記載的材料與摻合量等，在無特別限定記載的情況下，並非旨在將本發明範圍僅限定於該等。
針對為製作熱硬化性樹脂薄片而使用的成分進行說明。
環氧樹脂A：三菱化學公司製EP828(雙酚A型環氧樹脂、環氧當量184g/eq~194g/eq、23℃下呈液狀)
環氧樹脂B：新日鐵化學公司製YSLV-80XY(雙酚F型環氧樹脂、環氧當量：200g/eq、軟化點：80℃)
環氧樹脂C：日本化藥公司製EPPN-501HY(苯酚酚醛改質型環氧樹脂、環氧當量：169g/eq、軟化點：60℃)
苯酚酚醛型硬化劑A：明和化成公司製MEH-7500-3S(苯酚酚醛型硬化劑、羥基當量103g/eq、軟化點83℃)
苯酚酚醛型硬化劑B：明和化成公司製H-4(苯酚酚醛型硬化劑、羥基當量105g/eq、軟化點71℃)
丙烯酸樹脂：三菱嫘縈公司製METABLEN J-5800(核殼型丙烯酸樹脂、平均粒徑1μm)
無機填充劑A：電氣化學工業公司製FB-5SDC(熔融球狀氧化矽、平均粒徑5μm、最大粒徑20μm)
無機填充劑B：Admatechs公司製SO-25R(熔融球狀氧化矽、平均粒徑0.5μm、最大粒徑5μm)
無機填充劑C：電氣化學工業公司製FB-3SDC(熔融球狀氧化矽、平均粒徑3μm、最大粒徑10μm)
硬化促進劑：四國化成工業公司製2PHZ-PW(2-苯基-4,5-二羥甲基咪唑)
碳黑：三菱化學公司製# 20(粒徑50nm)
針對為製作封裝體而使用的零件進行說明。
半導體晶片：晶片厚度200μm、晶片尺寸10mm× 10mm、焊料凸塊間距400μm(全陣列)(full array)、焊料徑100μm的半導體晶片
晶片安裝基板A：具備有：有機基板(基板尺寸240mm×190mm、基板厚度240μm的有機基板)、及在有機基板上覆晶安裝的48個半導體晶片之晶片安裝基板
晶片安裝基板B：具備有：矽晶圓基板(基板尺寸8吋直徑(200mm直徑)、基板厚度200μm的矽晶圓基板)、及在矽晶圓基板上覆晶安裝的40個半導體晶片之晶片安裝基板
晶片安裝基板A中，半導體晶片與有機基板的間隙係75μm。
晶片安裝基板B中，半導體晶片與矽晶圓基板的間隙係75μm。
[實施例1~5及實施例7~9] (熱硬化性樹脂薄片之製作)
依照表1所記載摻合比，將各成分利用攪拌機進行摻合，並利用雙軸混練機依120℃施行2分鐘熔融混練，接著從T型模頭利用擠出製作厚度400μm的熱硬化性樹脂薄片。
(封裝體之製作)
在壓縮成形機(山田尖端科技公司製WCM-300)中安裝壓縮成形用模具。將模具預熱至表1所示溫度。在下模上配置晶片安裝基板A，接著在晶片安裝基板A上配置熱硬化性樹脂薄片(長230mm×寬180mm×厚度400μm的熱硬化性樹脂薄片)。接著，依180秒鐘、表1所示壓力施行模鎖， 便獲得密封體。藉由依6小時、175℃保持密封體，便獲得封裝體。另外，封裝體係具備有：晶片安裝基板A、及在晶片安裝基板A上配置的硬化層。硬化層係具備有：夾置於基板與半導體晶片間的連接保護部、及在連接保護部周邊配置的晶片保護部。
[實施例6] (熱硬化性樹脂薄片之製作)
依照與實施例1同樣的方法製作熱硬化性樹脂薄片。
(封裝體之製作)
在壓縮成形機(山田尖端科技公司製WCM-300)中安裝壓縮成形用模具。將模具預熱至表1所示溫度。在下模上配置晶片安裝基板B，接著在晶片安裝基板B上配置熱硬化性樹脂薄片(直徑8吋、厚度400μm的熱硬化性樹脂薄片)。接著，依180秒鐘、表1所示壓力施行模鎖，便獲得密封體。藉由依6小時、175℃保持密封體，便獲得封裝體。
[比較例1] (粉末狀熱硬化性樹脂之製作)
依照與實施例1同樣的方法製作熱硬化性樹脂薄片。所獲得熱硬化性樹脂薄片經冷凍粉碎，便獲得粉末狀熱硬化性樹脂。
(封裝體之製作)
使用粉末狀熱硬化性樹脂，藉由依以下條件施行轉印成形便獲得封裝體。
模具溫度：175℃
注入壓力：6.0MPa
成形時間：180秒
後硬化：依175℃保持6小時
[評價]
針對熱硬化性樹脂薄片、粉末狀熱硬化性樹脂及封裝體施行以下的評價。結果如表1所示。
(無機填充劑的最大粒徑)
藉由將熱硬化性樹脂薄片依150℃保持1小時，便獲得硬化薄片。將硬化薄片利用IP(離子研磨)法施行研磨。接著，利用SEM觀察硬化薄片的截面，並測定無機填充劑最大粒子的直徑。
(最低熔融黏度)
使用輥壓合機，依90℃積層2片厚度400μm的熱硬化性樹脂薄片，便獲得厚度800μm的積層薄片。藉由將積層薄片打穿為直徑25mm，便獲得直徑25mm的試驗片。針對試驗片使用流變儀(Thermo Fisher Scientific公司製Mars III)，依1Hz、應變5%、升溫速度10℃/分，於50℃~150℃下測定黏度。將所測得黏度的最低值設為「最低熔融黏度」。
(填充性)
為評價流動性、填充性，使用超音波探測裝置調查晶片下間隙有無孔隙。針對全部封裝體均調查有無孔隙，並計數有孔隙封裝體的個數。
[表1]
11‧‧‧晶片安裝基板
11a‧‧‧基板
11b‧‧‧半導體晶片
11c‧‧‧凸塊
12‧‧‧熱硬化性樹脂薄片
200‧‧‧模具
201‧‧‧積層物
2001‧‧‧下模
2002‧‧‧上模
2002a‧‧‧中部
2002b‧‧‧外周部

Claims (10)

  1. 一種半導體裝置之製造方法，包含下述步驟：將下述積層物於加熱下施行加壓，且該積層物具備：晶片安裝基板，係具備基板、與經覆晶安裝於前述基板上的半導體晶片；及經配置於前述晶片安裝基板上之熱硬化性樹脂薄片；藉由前述於加熱下施行加壓，而在利用前述熱硬化性樹脂薄片覆蓋前述半導體晶片的狀態下，使前述熱硬化性樹脂薄片填充至前述基板與前述半導體晶片的間隙中。
  2. 如請求項1之半導體裝置之製造方法，其中前述晶片安裝基板具備複數個前述半導體晶片。
  3. 如請求項1之半導體裝置之製造方法，其中前述熱硬化性樹脂薄片在50℃~150℃下最低熔融黏度係10Pa．S~5000Pa．S。
  4. 如請求項1之半導體裝置之製造方法，其中前述熱硬化性樹脂薄片含有無機填充劑。
  5. 如請求項4之半導體裝置之製造方法，其中前述熱硬化性樹脂薄片中的前述無機填充劑含量係70重量%~90重量%。
  6. 如請求項4之半導體裝置之製造方法，其中前述無機填充劑的最大粒徑係30μm以下。
  7. 如請求項1之半導體裝置之製造方法，其中前述熱硬化 性樹脂薄片含有環氧樹脂。
  8. 如請求項7之半導體裝置之製造方法，其中前述環氧樹脂含有雙酚A型環氧樹脂；且前述環氧樹脂100重量%中的前述雙酚A型環氧樹脂含量係20重量%~70重量%。
  9. 如請求項1之半導體裝置之製造方法，其中前述熱硬化性樹脂薄片含有苯酚酚醛型硬化劑及硬化促進劑。
  10. 一種熱硬化性樹脂薄片，係供使用於下述半導體裝置之製造方法，且該熱硬化性樹脂薄片於50℃~150℃下最低熔融黏度為10Pa．S~5000Pa．S；該半導體裝置之製造方法包含下述步驟：將下述積層物於加熱下施行加壓，且該積層物具備：晶片安裝基板，係具備基板、與經覆晶安裝於前述基板上的半導體晶片；及經配置於前述晶片安裝基板上之熱硬化性樹脂薄片；藉由前述於加熱下施行加壓，而而在利用前述熱硬化性樹脂薄片覆蓋前述半導體晶片的狀態下，使前述熱硬化性樹脂薄片填充至前述基板與前述半導體晶片的間隙中。
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