TW202231809A - 半導體裝置及其製造方法、以及熱固性樹脂組成物、接著膜及切割晶粒接合一體型膜 - Google Patents

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Abstract

一種熱固性樹脂組成物，其用於製造晶片埋入型半導體裝置，前述熱固性樹脂組成物含有羥基當量150g/eq以下的固化劑且120℃下的熔融黏度為1000～11500Pa·s。

Description

半導體裝置及其製造方法、以及熱固性樹脂組成物、接著膜及切割晶粒接合一體型膜
本揭示係有關一種半導體裝置及其製造方法、以及熱固性樹脂組成物、接著膜及切割晶粒接合一體型膜。
伴隨行動電話等器件的多功能化，藉由多層積層半導體元件高容量化之層疊式MCP（Multi Chip Package：多晶片封裝）正在普及。在半導體元件的安裝中廣泛使用膜狀接著劑（adhesive）。作為使用膜狀接著劑之多層積層封裝的一例，可舉出導線埋入型封裝。該封裝經過如下步驟製造：藉由對已導線接合在基板上的半導體元件壓接膜狀接著劑，將該半導體元件及導線埋入膜狀接著劑。
作為上述層疊式MCP等半導體裝置所要求之重要的特性之一，可舉出連接可靠性。為了提高連接可靠性，正在進行考慮了耐熱性、耐濕性及耐迴焊性等特性之膜狀接著劑的開發。例如，專利文獻1中揭示含有熱固性成分和填料之厚度10～250μm的接著片。專利文獻2中揭示含有環氧樹脂和酚醛樹脂之混合物和含有丙烯酸類共聚物之接著劑組成物。
半導體裝置的連接可靠性亦很大程度上取決於能否在接著面上不產生空隙（孔隙）地安裝半導體元件。因此，進行了如下鑽研：為了能夠不產生空隙地壓接半導體元件而使用高流動的膜狀接著劑，或為了能夠在半導體元件的密封步驟中使所產生之空隙消失而使用熔融黏度低的膜狀接著劑等。例如，專利文獻3中揭示了低黏度且低黏性強度的接著片。
[專利文獻1]國際公開第2005/103180號 [專利文獻2]日本特開2002-220576號公報 [專利文獻3]日本特開2009-120830號公報
上述專利文獻1及3的接著片由於在壓接時埋入導線，因此以高流動化為目的而含有相對多量的環氧樹脂。因此，由於在半導體裝置的製造步驟中產生之熱，容易進行熱固化。藉此，接著膜高彈性化，換言之，即使在密封時的高溫高壓條件下，接著片亦難以變形，有時在壓接時形成之空隙最終不會消失。另一方面，上述專利文獻2的接著劑組成物的彈性模數低，因此雖然能夠在密封步驟中使空隙消失，但由於黏度高，壓接時的導線的埋入性容易變得不充分。
近年來，重視導線埋入型半導體裝置的動作的高速化。以往，在積層之半導體元件的最上層配置有控制半導體裝置的動作之控制器晶片。為了實現動作的高速化，開發了在最下層配置控制器晶片之半導體裝置的封裝技術。作為這樣的封裝的一個形態，在壓接多層積層之半導體元件中第二層半導體元件時，使用相對厚的接著膜（膜狀接著劑），在該接著膜的內部埋入控制器晶片之封裝受到關注（例如，參閱上述專利文獻1）。用於這樣的用途之接著膜稱為FOD（Film Over Die：晶片接著膜），要求能夠埋入控制器晶片及連接控制器晶片與電路圖案之導線、以及由基板表面的凹凸引起的段差之高流動性。藉由使用如專利文獻1及3的接著片那樣的高流動的接著片，能夠解決該課題。
然而，專利文獻1及3中記載之接著片在固化前顯現高流動性，另一方面，伴隨半導體元件（晶片）的小尺寸化的發展，在半導體封裝的製造過程的熱壓接步驟中，具有每單位面積的按壓力過度增大之傾向。藉此，有可能產生構成接著膜之接著劑組成物從半導體元件溢出之現象（以下，稱為“滲出”。），或接著膜被過度壓碎而導致電不良。尤其，為了提高晶片埋入型半導體封裝的製造中使用之接著膜的埋入性，若提高熱壓接步驟中的流動性，則滲出變得顯著。例如，所溢出之接著劑組成物有時會上升到半導體元件的上表面，這可能成為電不良或導線接合不良的原因。亦即，以往的接著膜在晶片埋入型封裝的製造過程中，不一定能夠充分地兼顧對半導體元件的優異的埋入性和滲出抑制，在該點上具有改善的餘地。
本揭示提供一種熱固性樹脂組成物，其用於製造晶片埋入型半導體裝置，該熱固性樹脂組成物的半導體元件的埋入性優異，並且能夠充分地抑制滲出發生。本揭示提供一種具有優異的連接可靠性之半導體裝置及其製造方法、以及使用上述熱固性樹脂組成物之接著膜及切割晶粒接合一體型膜。
本發明人等為了解決上述課題，對半導體裝置的製造中使用之熱固性樹脂組成物的樹脂的選定和物性的調整反覆進行了深入研究。並且，本發明人等發現，藉由使用羥基當量150g/eq以下的固化劑，能夠製成高交聯密度的樹脂，另一方面，藉由調整熱固性樹脂組成物的熔融黏度，具有優異的埋入性且能夠充分地抑制滲出。
本揭示之半導體裝置之製造方法包括：（A）準備構件之步驟，該構件具備基板和設置於基板上之第1半導體元件；（B）準備附有接著劑片之半導體元件之步驟，該附有接著劑片之半導體元件為包含由熱固性樹脂組成物形成之接著劑片和第2半導體元件之積層體；（C）以第1半導體元件埋入接著劑片之方式將附有接著劑片之半導體元件壓接於基板之步驟，及（D）藉由加熱使接著劑片固化之步驟，上述熱固性樹脂組成物含有羥基當量150g/eq以下的固化劑且120℃下的熔融黏度為1000～11500Pa·s。
由熱固性樹脂組成物形成之接著劑片含有羥基當量150g/eq以下的固化劑，因此，如上所述，能夠製成高交聯密度的樹脂，從而能夠抑制滲出。另一方面，藉由120℃下的熔融黏度為1000～11500Pa·s，能夠確保優異的埋入性。藉由調整構成熱固性樹脂組成物之成分的調配比率，能夠使熱固性樹脂組成物的熔融黏度在上述範圍內。另外，依據本發明人等的研究，熱固性樹脂組成物的熔融黏度為對埋入性及滲出抑制這兩者產生影響之因素，與此相對，固化劑的羥基當量為主要對滲出抑制產生影響之因素。
本揭示之半導體裝置具備：基板；設置於基板上之第1半導體元件；接著劑片的固化物，其配置成覆蓋基板中的配置有第1半導體元件之區域，並密封第1半導體元件；及第2半導體元件，其配置成覆蓋接著劑片的固化物中的與基板側相反側的表面，在俯視時具有比第1半導體元件大的面積，上述接著劑片由含有羥基當量150g/eq以下的固化劑且120℃下的熔融黏度為1000～11500Pa·s之熱固性樹脂組成物形成。
上述半導體裝置為第1半導體元件（例如，控制器晶片）埋入熱固性樹脂組成物的固化物之態樣，能夠實現動作的高速化。藉由在第1半導體元件的埋入中使用120℃下的熔融黏度為1000～11500Pa·s之接著劑片，與基板或第1半導體元件的界面上的空隙足夠少，並且亦充分地抑制基板的污染及滲出的問題的產生，因此能夠實現基板與第1半導體元件的優異的連接可靠性。
從調整120℃下的熔融黏度的觀點而言，本揭示中的熱固性樹脂組成物亦可以含有分子量10萬～100萬的高分子量成分（例如，丙烯酸橡膠）。相對於熱固性樹脂組成物中所含有之樹脂成分的質量100質量份，高分子量成分的含量例如為25～45質量份。藉由高分子量成分的含量為25質量份以上，容易更高度地抑制滲出，另一方面，藉由高分子量成分的含量為45質量份以下，容易實現更優異的埋入性。另外，高分子量成分的分子量係指重量平均分子量。重量平均分子量係指利用凝膠滲透層析法（GPC）進行測量，使用基於標準聚苯乙烯之校準曲線換算而得之值。
上述熱固性樹脂組成物亦可以含有無機填料。以熱固性樹脂組成物的總質量為基準，無機填料的含量為5～50質量%。藉由無機填料的含量為5質量%以上，容易更高度地抑制滲出，另一方面，藉由無機填料的含量為50質量%以下，容易實現更優異的埋入性。
本揭示之接著膜用於製造晶片埋入型半導體裝置，且由上述熱固性樹脂組成物形成。本揭示之切割晶粒接合一體型膜具備黏著層和上述接著膜。 [發明效果]
依據本揭示，提供一種熱固性樹脂組成物，其用於製造晶片埋入型半導體裝置，該熱固性樹脂組成物的半導體元件的埋入性優異，並且能夠充分地抑制滲出發生。亦即，該熱固性樹脂組成物具有半導體元件（例如，控制器晶片）的優異的埋入性，並且能夠充分地抑制埋入時的周邊電路的污染及由樹脂的過度流動引起之問題。又，依據本揭示，提供一種具有優異的連接可靠性之半導體裝置及其製造方法、以及使用上述熱固性樹脂組成物之接著膜及切割晶粒接合一體型膜。
以下，參閱圖式，對本揭示的實施形態詳細地進行說明。然而，本發明並不限定於以下實施形態。另外，在本說明書中，“（甲基）丙烯酸”係指丙烯酸或甲基丙烯酸，“（甲基）丙烯酸酯”係指丙烯酸酯或與其對應之甲基丙烯酸酯。“A或B”只要包含A和B中的任一者即可，亦可以包含兩者。
在本說明書中，用語“層”不僅包含在作為俯視圖觀察時在整個表面上形成之形狀的結構，而且包含在一部分表面上形成之形狀的結構。又，在本說明書中，用語“步驟”不僅用作獨立的步驟，即使在無法與其他步驟明確地區分之情況下，只要能夠實現其步驟的所期望的作用，亦包含在本用語中。又，使用“～”表示之數值範圍表示將記載於“～”前後之數值分別作為最小值及最大值包含之範圍。
在組成物中存在複數個相當於各成分之物質之情況下，只要沒有特別說明，在本說明書中組成物中的各成分的含量係指組成物中存在之該複數個物質的合計量。又，只要沒有特別說明，例示材料可以單獨使用，亦可以組合兩種以上來使用。又，在本說明書中階段性地記載之數值範圍內，某一階段的數值範圍的上限值或下限值亦可以替換成其他階段的數值範圍的上限值或下限值。又，在本說明書中記載之數值範圍內，該數值範圍的上限值或下限值亦可以替換成實施例中所示之值。
[半導體裝置] 圖1係示意性地表示本實施形態之半導體裝置之剖面圖。該圖所示之半導體裝置100具備：基板10；第1半導體元件Wa，配置於基板10的表面上；接著劑片的固化物20，密封第1半導體元件Wa；第2半導體元件Wb，配置於第1半導體元件Wa的上方；及密封層40，密封第2半導體元件Wb。
基板10在其表面具有電路圖案10a、10b。從抑制半導體裝置100的翹曲之觀點而言，基板10的厚度例如為90～180μm，亦可以為90～140μm。另外，基板10可以為有機基板，亦可以為引線框等金屬基板。
在本實施形態中，第1半導體元件Wa為用於驅動半導體裝置100的控制器晶片。第1半導體元件Wa經由接著劑15接著在電路圖案10a上，並且經由第1導線11與電路圖案10b連接。在俯視時的第1半導體元件Wa的形狀例如為矩形（正方形或長方形）。第1半導體元件Wa的一邊的長度例如為5mm以下，亦可以為2～4mm或1～4mm。第1半導體元件Wa的厚度例如為10～150μm，亦可以為20～100μm。
在俯視時，第2半導體元件Wb具有比第1半導體元件Wa大的面積。第2半導體元件Wb以覆蓋第1半導體元件Wa整體與電路圖案10b的一部分之方式經由接著劑片的固化物20搭載在基板10上。在俯視時的第2半導體元件Wb的形狀例如為矩形（正方形或長方形）。第2半導體元件Wb的一邊的長度例如為20mm以下，亦可以為4～20mm或4～12mm。第2半導體元件Wb的厚度例如為10～170μm，亦可以為20～120μm。第2半導體元件Wb經由第2導線12與電路圖案10b連接，並且由密封層40密封。
接著劑片的固化物20為接著劑片20P（參閱圖2）固化而成者。另外，如圖2所示，接著劑片20P與第2半導體元件Wb具有實質上相同的尺寸。圖2所示之附有接著劑片之半導體元件30由接著劑片20P和第2半導體元件Wb形成。如後所述，附有接著劑片之半導體元件30經過切割步驟及拾取步驟製作而成（參閱圖7）。
[半導體裝置之製造方法] 對半導體裝置100之製造方法進行說明。首先，製作圖3所示之結構體50（構件）。亦即，在基板10的表面上經由接著劑15設置第1半導體元件Wa。然後，用第1導線11將第1半導體元件Wa與電路圖案10b電連接。
其次，如圖4所示，將另外準備之附有接著劑片之半導體元件30的接著劑片20P按壓在基板10上。藉此，將第1半導體元件Wa及第1導線11埋入接著劑片20P。接著劑片20P的厚度只要依據第1半導體元件Wa的厚度等適當設定即可，例如在20～200μm的範圍內即可，亦可以為30～200μm或40～150μm。藉由將接著劑片20P的厚度設定在上述範圍內，能夠充分地確保第1半導體元件Wa與第2半導體元件Wb的間隔（圖5中的距離G）。距離G例如為50μm以上為較佳，亦可以為50～75μm或50～80μm。
接著劑片20P與基板10的壓接例如以80～180℃、0.01～0.50MPa的條件實施0.5～3.0秒鐘為較佳。
其次，藉由加熱使接著劑片20P固化。該固化處理例如以60～175℃、0.01～1.0MPa的條件實施5分鐘以上為較佳。藉此，第1半導體元件Wa被接著劑片20P的固化物20密封（參閱圖6）。從減少孔隙的觀點而言，接著劑片20P的固化處理亦可以在加壓環境下實施。在用第2導線12將第2半導體元件Wb與電路圖案10b電連接後，藉由密封層40密封第2半導體元件Wb，藉此完成半導體裝置100（參閱圖1）。
[附有接著劑片之半導體元件的製作方法] 參閱圖7（a）～圖7（e），對圖2所示之附有接著劑片之半導體元件30的製作方法的一例進行說明。首先，將切割晶粒接合一體型膜8（以下，依據情況稱為“膜8”。）配置於特定裝置（未圖示）。膜8依序具備基材層1、黏著層2及接著層20A。基材層1例如為聚對苯二甲酸乙二酯膜（PET膜）。半導體晶圓W例如為厚度10～100μm的薄型半導體晶圓。半導體晶圓W可以為單晶矽，亦可以為多晶矽、各種陶瓷、砷化鎵等化合物半導體。
如圖7（a）及圖7（b）所示，以接著層20A與半導體晶圓W的一個面相接之方式貼附膜8。該步驟較佳為在50～100℃，更佳為在60～80℃的溫度條件下實施。若溫度為50℃以上，則能夠得到半導體晶圓W與接著層20A的良好的密接性，若為100℃以下，則在該步驟中能夠抑制接著層20A過度流動。
如圖7（c）所示，切割半導體晶圓W、黏著層2及接著層20A。藉此，半導體晶圓W被單片化為半導體元件Wb。接著層20A亦被單片化為接著劑片20P。作為切割方法，可舉出使用旋轉刀或雷射之方法。另外，亦可以藉由在切割半導體晶圓W之前研削半導體晶圓W來進行薄膜化。
其次，在黏著層2例如為UV固化型之情況下，如圖7（d）所示，藉由對黏著層2照射紫外線使黏著層2固化，降低黏著層2與接著劑片20P之間的黏著力（adhesive force）。照射紫外線後，如圖7（e）所示，在常溫或冷卻條件下藉由擴展（Expand）基材層1而使半導體元件Wb相互分開，同時藉由用針42頂起而使附有接著劑片之半導體元件30的接著劑片20P從黏著層2剝離，並且用吸引夾頭44吸引並拾取附有接著劑片之半導體元件30。
[熱固性樹脂組成物] 對構成接著劑片20P之熱固性樹脂組成物進行說明。另外，接著劑片20P為將接著層20A（接著膜）單片化而成者，兩者由相同的熱固性樹脂組成物形成。該熱固性樹脂組成物例如能夠經過半固化（B階段）狀態，藉由之後的固化處理而成為完全固化物（C階段）狀態。
熱固性樹脂組成物含有以下成分為較佳。 （a）熱固性樹脂（以下，有時簡稱為“（a）成分”。） （b）高分子量成分（以下，有時簡稱為“（b）成分”。） （c）無機填料（以下，有時簡稱為“（c）成分”。） 另外，在本實施形態中，在（a）熱固性樹脂含有環氧樹脂之情況下，環氧樹脂（以下，有時簡稱為“（a1）成分”。）相當於“低分子量成分”。在該情況下，（a）熱固性樹脂含有可能成為環氧樹脂的固化劑之酚醛樹脂（以下，有時簡稱為“（a2）成分”。）。
熱固性樹脂組成物可以還含有以下成分。 （d）偶合劑（以下，有時簡稱為“（d）成分”。） （e）固化促進劑（以下，有時簡稱為“（e）成分”。）
上述熱固性樹脂組成物含有分子量10～1000的低分子量成分（（a1）成分）及分子量10萬～100萬的高分子量成分（（b）成分）這兩者為較佳。藉由併用該等成分，低分子量成分有助於優異的埋入性，另一方面，高分子量成分有助於抑制由過度流動引起之問題，例如滲出。另外，低分子量成分的分子量係指藉由分子式求出之分子量。
相對於熱固性樹脂組成物中所含有之樹脂成分的質量100質量份，低分子量成分的含量M1為20～45質量份為較佳，21～40質量份為更佳。發揮如下效果：藉由低分子量成分的含量M1為20質量份以上，容易實現優異的埋入性，另一方面，藉由低分子量成分的含量M1為45質量份以下，容易實現優異的拾取性。低分子量成分的軟化點為50℃以下為較佳，例如亦可以為10～30℃。另外，在本說明書中，“軟化點”係指按照JIS K7234-1986，藉由環球法測量之值。
相對於熱固性樹脂組成物中所含有之樹脂成分的質量100質量份，高分子量成分的含量M2為25～45質量份為較佳，30～43質量份為更佳。藉由高分子量成分的含量M2為25質量份以上，發揮如下效果：容易抑制由過度流動引起之問題（滲出、基板的污染、縮痕及翹曲等），另一方面，藉由高分子量成分的含量M2為45質量份以下，容易實現優異的埋入性。從實現更加優異的埋入性之觀點而言，高分子量成分的含量M2的上限值亦可以為42質量份、40質量份或39質量份。高分子量成分的軟化點為超過50℃且100℃以下為較佳。
相對於熱固性樹脂組成物中所含有之樹脂成分的質量100質量份，低分子量成分和高分子量成分的合計量（M1+M2）為50～80質量份為較佳，51～76質量份為更佳。藉由該合計量為50質量份以上，具有充分地發揮併用該等成分之效果之傾向，另一方面，藉由該合計量為80質量份以下，發揮容易實現優異的拾取性之效果。另外，作為熱固性樹脂組成物中所含有之除了低分子量成分及高分子量成分以外的樹脂成分，主要可舉出分子量為1001～9萬9000的熱固性樹脂等。
從連接可靠性的觀點而言，熱固性樹脂組成物的120℃下的熔融黏度為1000～11500Pa·s。藉由該熔融黏度為1000Pa·s以上，具有充分地抑制壓接處理時等的基板10的污染及滲出的問題的發生之傾向。藉由熱固性樹脂組成物的120℃下的熔融黏度為11500Pa·s以下，能夠實現優異的埋入性，具體而言，具有能夠充分地減少與基板10或第1半導體元件Wa的界面上的空隙之傾向。該熔融黏度較佳為2000～11000Pa·s，更佳為3000～10000Pa·s，進一步較佳為4000～9000Pa·s。另外，熔融黏度係指對使用ARES（TA Instruments公司製造）成形為膜狀之熱固性樹脂組成物賦予5%的應變，同時一邊以5℃/分的升溫速度使其升溫一邊進行測量時的測量值。
從連接可靠性的觀點而言，熱固性樹脂組成物的80℃下的熔融黏度為3500～12500Pa·s為較佳。藉由該熔融黏度為3500Pa·s以上，能夠充分地抑制壓接處理時等的基板10的污染及滲出的問題的發生。另一方面，藉由該熔融黏度為12500Pa·s以下，能夠實現優異的埋入性，具體而言，能夠充分地減少與基板10或第1半導體元件Wa的界面上的空隙。該熔融黏度較佳為5500～10500Pa·s。另外，120℃及80℃下的熱固性樹脂組成物的熔融黏度具有若減少高分子量成分的含量，則該熔融黏度下降之傾向，並且具有若減少無機填料的含量，則該熔融黏度下降之傾向。
＜（a）熱固性樹脂＞ （a1）成分只要是在分子內具有環氧基之樹脂，則能夠無特別限制地使用。作為（a1）成分，例如可舉出雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂、雙酚S型環氧樹脂、苯酚酚醛清漆型環氧樹脂、甲酚酚醛清漆型環氧樹脂、雙酚A酚醛清漆型環氧樹脂、雙酚F酚醛清漆型環氧樹脂、含二環戊二烯骨架之環氧樹脂、茋型環氧樹脂、含三𠯤骨架之環氧樹脂、含茀骨架之環氧樹脂、三酚甲烷型環氧樹脂、聯苯型環氧樹脂、伸茬基（xylylene）型環氧樹脂、聯苯芳烷基（biphenyl aralkyl）型環氧樹脂、萘型環氧樹脂、多官能酚類、蒽等多環芳香族類的二環氧丙基醚化合物等。該等亦可以單獨使用一種或組合兩種以上來使用。該等之中，從耐熱性的觀點而言，（a1）成分亦可以為甲酚酚醛清漆型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂或雙酚A型環氧樹脂。
（a1）成分的環氧當量可以為90～300g/eq、110～290g/eq或130～280g/eq。當（a1）成分的環氧當量在這樣的範圍內時，具有能夠維持接著膜的體積強度，同時確保流動性之傾向。這裡所說的“環氧當量”係指按照JIS K7236-2009，藉由電位差滴定法測量之值。
相對於（a）成分、（b）成分及（c）成分的總質量100質量份，（a1）成分的含量可以為5～50質量份、10～40質量份或20～30質量份。（a1）當成分的含量為5質量份以上時，具有接著膜的埋入性變得更良好之傾向。（a1）當成分的含量為50質量份以下時，具有能夠進一步抑制滲出的發生之傾向。
（a2）成分為在分子內具有酚性羥基之固化劑。（a2）成分的羥基當量為150g/eq以下，例如亦可以為50～150g/eq、60～140g/eq或70～130g/eq。藉由（a2）成分的羥基當量為150g/eq以下，能夠充分地提高熱固性樹脂組成物的交聯密度，藉此，即使熔融黏度相對高，亦能夠充分地抑制滲出的發生。另一方面，藉由（a2）成分的羥基當量為50g/eq以上，具有能夠將熱固性樹脂組成物的接著力維持得更高之傾向。（a2）成分的軟化點可以為50～140℃、55～130℃或60～125℃。這裡所說的“羥基當量”係指能夠藉由JIS K0070中記載之中和滴定法測量之值。
作為（a2）成分，例如可舉出將苯酚、甲酚、間苯二酚、鄰苯二酚、雙酚A、雙酚F、苯基苯酚、胺基苯酚等酚類及/或α-萘酚、β-萘酚、二羥基萘等萘酚類與甲醛等具有醛基之化合物在酸性觸媒下進行縮合或共縮合而得到之酚醛清漆型酚醛樹脂、由烯丙基化雙酚A、烯丙基化雙酚F、烯丙基化萘二醇、苯酚酚醛清漆、苯酚等酚類及/或萘酚類與二甲氧基對二甲苯或雙（甲氧基甲基）聯苯合成之苯酚芳烷基樹脂、萘酚芳烷基樹脂等。該等亦可以單獨使用一種或組合兩種以上來使用。該等之中，從吸濕性及耐熱性的觀點而言，（a2）成分亦可以為苯酚芳烷基樹脂、萘酚芳烷基樹脂或酚醛清漆型酚醛樹脂。
相對於（a）成分、（b）成分及（c）成分的總質量100質量份，（a2）成分的含量可以為5～50質量份、10～40質量份或20～30質量份。（a2）當成分的含量為5質量份以上時，具有能夠得到更良好的固化性之傾向。（a2）當成分的含量為50質量份以下時，具有埋入性變得更良好之傾向。
從固化性的觀點而言，（a1）成分的環氧當量與（a2）成分的羥基當量之比（（a1）成分的環氧當量/（a2）成分的羥基當量）可以為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。當該當量比為0.30/0.70以上時，具有得到更充分的固化性之傾向。當該當量比為0.70/0.30以下時，能夠防止黏度變得過高，能夠得到更充分的流動性。
＜（b）高分子量成分＞ （b）成分為玻璃轉移溫度（Tg）為50℃以下者為較佳。作為（b）成分，例如可舉出丙烯酸樹脂、聚酯樹脂、聚醯胺樹脂、聚醯亞胺樹脂、矽酮樹脂、丁二烯樹脂、丙烯腈樹脂及它們的改質體等。
從流動性的觀點而言，（b）成分亦可以含有丙烯酸樹脂。在此，丙烯酸樹脂係指含有來自於（甲基）丙烯酸酯之構成單元之聚合物。丙烯酸樹脂為含有來自於具有環氧基、醇性羥基或酚性羥基、羧基等交聯性官能基之（甲基）丙烯酸酯之構成單元作為構成單元之聚合物為較佳。又，丙烯酸樹脂亦可以為（甲基）丙烯酸酯與丙烯酸腈的共聚物等丙烯酸橡膠。
丙烯酸樹脂的玻璃轉移溫度（Tg）可以為-50～50℃或-30～30℃。當丙烯酸樹脂的Tg為-50℃以上時，具有能夠防止接著劑組成物的柔軟性變得過高之傾向。藉此，在晶圓切割時容易切斷接著膜，能夠防止產生毛邊。當丙烯酸樹脂的Tg為50℃以下時，具有能夠抑制接著劑組成物的柔軟性的下降之傾向。藉此，在將接著膜貼附於晶圓時，具有容易充分地埋入孔隙之傾向。又，能夠防止由於晶圓的密接性下降而導致的切割時的崩裂。在此，玻璃轉移溫度（Tg）係指使用DSC（熱示差掃描量熱儀）（例如，Rigaku Corporation製造“Thermo Plus 2”）進行測量而得之值。
丙烯酸樹脂的重量平均分子量（Mw）可以為10萬～300萬或50萬～200萬。當丙烯酸樹脂的Mw在這樣的範圍內時，能夠適當地控制成膜性、膜狀強度、撓性、黏性等，並且迴焊（reflow）性優異，能夠提高埋入性。在此，Mw係指利用凝膠滲透層析法（GPC）進行測量，使用基於標準聚苯乙烯之校準曲線換算而得之值。
作為丙烯酸樹脂的市售品，例如可舉出SG-70L、SG-708-6、WS-023 EK30、SG-280 EK23、SG-P3（均為Nagase ChemteX Corporation製造）。
相對於（a）成分、（b）成分及（c）成分的總質量100質量份，（b）成分的含量可以為5～70質量份、10～50質量份或15～30質量份。（b）當成分的含量為5質量份以上時，能夠使成形時的流動性的控制及高溫下的操作性更加良好。（b）當成分的含量為70質量份以下時，能夠使埋入性更加良好。
＜（c）無機填料＞ 作為（c）成分，例如可舉出氫氧化鋁、氫氧化鎂、碳酸鈣、碳酸鎂、矽酸鈣、矽酸鎂、氧化鈣、氧化鎂、氧化鋁、氮化鋁、硼酸鋁晶鬚、氮化硼、二氧化矽等。該等亦可以單獨使用一種或組合兩種以上來使用。該等之中，從與樹脂的相溶性的觀點而言，（c）成分亦可以為二氧化矽。
從提高接著性的觀點而言，（c）成分的平均粒徑可以為0.005～1μm或0.05～0.5μm。在此，平均粒徑係指藉由依據BET比表面積換算而求出之值。
相對於（a）成分、（b）成分及（c）成分的總質量100質量份，（c）成分的含量可以為5～50質量份、15～45質量份或25～39質量份。（c）當成分的含量為5質量份以上時，具有進一步提高接著膜的流動性之傾向。（c）當成分的含量為50質量份以下時，具有接著膜的切割性變得更良好之傾向。
＜（d）偶合劑＞ （d）成分亦可以為矽烷偶合劑。作為矽烷偶合劑，例如可舉出γ-脲基丙基三乙氧基矽烷、γ-巰基丙基三甲氧基矽烷、3-苯基胺基丙基三甲氧基矽烷、3-（2-胺乙基）胺基丙基三甲氧基矽烷等。該等亦可以單獨使用一種或組合兩種以上來使用。
相對於（a）成分、（b）成分及（c）成分的總質量100質量份，（d）成分的含量可以為0.01～5質量份。
＜（e）固化促進劑＞ （e）成分沒有特別限定，能夠使用一般使用之成分。作為（e）成分，例如可舉出咪唑類及其衍生物、有機磷系化合物、二級胺類、三級胺類、四級銨鹽等。該等亦可以單獨使用一種或組合兩種以上來使用。該等之中，從反應性的觀點而言，（e）成分亦可以為咪唑類及其衍生物。
作為咪唑類，例如可舉出2-甲基咪唑、1-芐基-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。該等亦可以單獨使用一種或組合兩種以上來使用。
相對於（a）成分、（b）成分及（c）成分的總質量100質量份，（e）成分的含量可以為0.01～1質量份。
[切割晶粒接合一體型膜及其製造方法] 對圖7（a）所示之切割晶粒接合一體型膜8及其製造方法進行說明。膜8之製造方法包括：將含有溶劑之接著劑組成物的清漆塗佈於基材膜（未圖示）上之步驟；及藉由在50～150℃下加熱乾燥所塗佈之清漆而形成接著層20A之步驟。
接著劑組成物的清漆例如能夠藉由將（a）～（c）成分，依據需要的（d）成分及（e）成分在溶劑中混合或混煉來製備。混合或混煉使用通常的攪拌機、擂潰機、三輥機、球磨機等分散機，能夠適當組合它們來進行。
用於製作清漆的溶劑只要能夠均勻地溶解、混煉或分散上述各成分，則沒有特別限制，能夠使用以往公知的溶劑。作為這樣的溶劑，例如可舉出丙酮、甲基乙基酮、甲基異丁基酮、環己酮等酮系溶劑、二甲基甲醯胺、二甲基乙醯胺、N-甲基吡咯烷酮、甲苯、二甲苯等。從乾燥速度快，價格便宜的方面考慮，使用甲基乙基酮、環己酮等為較佳。
作為基材膜，沒有特別限制，例如可舉出聚酯膜、聚丙烯膜（OPP膜等）、聚對苯二甲酸乙二酯膜、聚醯亞胺膜、聚醚醯亞胺膜、聚萘二甲酸乙二酯膜、聚甲基戊烯膜等。
作為將清漆塗佈於基材膜之方法，能夠使用公知的方法，例如可舉出刮刀塗佈法、輥塗法、噴塗法、凹版塗佈法、棒塗法及簾式塗佈法等。加熱乾燥的條件只要是所使用之溶劑充分地揮發之條件，則沒有特別限制，例如能夠在50～150℃下加熱1～30分鐘來進行。加熱乾燥亦可以在50～150℃的範圍內的溫度下階段性地升溫來進行。藉由加熱乾燥揮發清漆中所含有之溶劑，藉此能夠得到基材膜與接著層20A的積層膜。
藉由將如上所述得到之積層膜與切割帶（基材層1與黏著層2的積層體）貼合，能夠得到膜8。作為基材層1，例如可舉出聚四氟乙烯膜、聚對苯二甲酸乙二酯膜、聚乙烯膜、聚丙烯膜、聚甲基戊烯膜、聚醯亞胺膜等塑膠膜等。又，基材層1亦可以依據需要來進行底漆塗佈、UV處理、電暈放電處理、研磨處理、蝕刻處理等表面處理。黏著層2可以為UV固化型，亦可以為感壓型。膜8亦可以還具備覆蓋黏著層2之保護膜（未圖示）。
以上，對本揭示的實施形態詳細地進行了說明，但本發明並不限定於上述實施形態。例如，在上述實施形態中，例示了兩個半導體元件Wa、Wb積層之態樣的封裝，但可以在第2半導體元件Wb的上方積層有第3半導體元件，亦可以在其上方進一步積層有一個或複數個半導體元件。 [實施例]
以下，舉出實施例對本揭示更具體地進行說明。然而，本發明並不限定於以下實施例。
（實施例1～5及比較例1～3） 如下製備了含有表1及表2所示之成分之清漆（合計8種）。亦即，在含有環氧樹脂、酚醛樹脂及無機填料之組成物中加入環己酮並進行攪拌。向其中加入丙烯酸橡膠並攪拌後，進一步加入偶合劑和固化促進劑，攪拌至各成分充分地均勻，藉此得到了清漆。
表1及表2中記載之成分如下。 （環氧樹脂） ·YDF-8170C（商品名，NIPPON STEEL Chemical & Material Co., Ltd.製造，雙酚F型環氧樹脂，環氧當量：159g/eq，常溫下為液體） ·N-500P-10（商品名，DIC Corporation製造，鄰甲酚酚醛清漆型環氧樹脂，環氧當量：204g/eq，軟化點：75～85℃） （酚醛樹脂） ·PSM-4326（商品名，Gunei Chemical Industry Co., Ltd.製造，苯酚酚醛清漆型酚醛樹脂，羥基當量：105g/eq，軟化點：120℃） ·MEH-7800M（商品名，Meiwa Chemical Industry Co.,Ltd.製造，苯基芳烷基型酚醛樹脂，羥基當量：174g/eq，軟化點：80℃） （丙烯酸橡膠） SG-P3溶劑變更品（將SG-P3（商品名）的溶劑變更為環己酮者，Nagase ChemteX Corporation製造，丙烯酸橡膠，重量平均分子量：80萬，Tg：12℃） （無機填料） ·SC2050-HLG（商品名）：Admatechs Co.,Ltd.製造，二氧化矽填料分散液，平均粒徑0.50μm （固化促進劑） ·CUREZOL 2PZ-CN（商品名）：SHIKOKU CHEMICALS CORPORATION製造，1-氰基乙基-2-苯基咪唑
【表1】
  實施例1 實施例2 實施例3 實施例4 實施例5
樹脂成分 （質量份） 環氧樹脂 YDF-8170C （低分子量成分） 16 27 17 15 19
N-500P-10 6 5 10 13 2
酚醛樹脂 PSM-4326 13 11 12 15 12
MEH-7800M - - - - -
丙烯酸橡膠 SG-P3 溶劑變更品 （高分子量成分） 15 25 22 20 25
無機填料（質量份） SC2050-HLC 50 42 39 37 42
固化促進劑（質量份） 2PZ-CN 0.1 0.04 0.05 0.05 0.04
樹脂成分的合計量（質量份） 50 68 61 63 58
樹脂成分中的 高分子量成分的比例（質量%） 30 37 36 32 43
樹脂成分中的 低分子量成分的比例（質量%） 32 40 28 24 33
樹脂成分中的高分子量成分和 低分子量成分的合計比例（質量%） 62 76 64 56 76
【表2】
  比較例1 比較例2 比較例3
樹脂成分 （質量份） 環氧樹脂 YDF-8170C （低分子量成分） 22 14 13
N-500P-10 - 16 11
酚醛樹脂 PSM-4326 11 - -
MEH-7800M - 24 19
丙烯酸橡膠 SG-P3 溶劑變更品 （高分子量成分） 36 17 18
無機填料（質量份） SC2050-HLC 31 29 39
固化促進劑（質量份） 2PZ-CN 0.04 0.07 0.09
樹脂成分的合計量（質量份） 69 71 61
樹脂成分中的 高分子量成分的比例（質量%） 52 24 30
樹脂成分中的 低分子量成分的比例（質量%） 32 20 21
樹脂成分中的高分子量成分和 低分子量成分的合計比例（質量%） 84 44 51
將含有上述成分之清漆用100篩目的過濾器過濾，並進行真空消泡。將真空消泡後的清漆塗佈於實施脫模處理之聚對苯二甲酸乙二酯（PET）膜（厚度38μm）上。將所塗佈之清漆以在90℃下加熱乾燥5分鐘，接著在140℃下加熱乾燥5分鐘即分兩階段進行了加熱乾燥。如此，得到了具備作為基材膜的PET膜和處於B階段狀態之接著膜（厚度60μm）之接著片。
＜接著膜的熔融黏度的測量＞ 藉由以下方法測量了接著膜的100℃及120℃下的熔融黏度。亦即，藉由積層5片厚度60μm的接著膜，將厚度設為300μm，藉由將其衝切成10mm×10mm的尺寸，得到了測量用試樣。在動態黏彈性裝置ARES（TA Instruments公司製造）上設置直徑8mm的圓形鋁板治具，進而在此設置試樣。然後，在35℃下賦予5%的應變，同時一邊以5℃/分的升溫速度使其升溫至130℃一邊進行測量，記錄了80℃及120℃時的熔融黏度的值。將結果示於表3及表4中。
＜接著膜的評價＞ 對於接著膜，對以下項目進行了評價。 （1）埋入性 藉由以下方法評價了接著膜的埋入性。 （第1附有接著劑片之半導體元件的製作） 在半導體晶圓（直徑：8英寸，厚度：50μm）上貼附切割晶粒接合一體型膜HR-9004-10（Showa Denko Materials co., Ltd.製造，接著層的厚度10μm，黏著層的厚度110μm）。藉由將其切割，得到了由第1半導體元件（控制器晶片，尺寸：3.0mm×3.0mm）和第1接著劑片形成之第1附有接著劑片之半導體元件。 （第2附有接著劑片之半導體元件的製作） 製作了由實施例及比較例之各接著膜（厚度120μm）和切割用黏著膜形成之切割晶粒接合一體型膜。將其貼附於半導體晶圓（直徑：8英寸，厚度：50μm）上。藉由將其切割，得到了由第2半導體元件（尺寸：7.5mm×7.5mm）和第2接著劑片形成之第2附有接著劑片之半導體元件。 （第1半導體元件及第2半導體元件的接著） 準備用於壓接第1半導體元件及第2半導體元件的基板（表面的凹凸：最大6μm）。以130℃、0.20MPa、2秒鐘的條件經由第1接著劑片將第1半導體元件壓接在該基板上後，在120℃下加熱2小時，藉此使第1接著劑片半固化。 其次，以覆蓋第1半導體元件之方式，以130℃、0.20MPa、2秒鐘的條件經由評價對象的第2接著劑片壓接第2半導體元件。此時，以在俯視時先壓接之第1半導體元件與第2半導體元件的中心位置一致之方式進行位置對準。 將如上所述得到之結構體投入到加壓烘箱中，以35℃至3℃/分的升溫速度使其升溫至170℃，在170℃下加熱了30分鐘。藉由超聲波影像裝置SAT（Hitachi Power Solutions Co.,Ltd.製造，產品編號FS200II，探針：25MHz）對加熱處理後的結構體進行分析，藉此確認了埋入性。按以下基準進行了評價。將結果示於表3及表4中。 A：特定剖面中的孔隙的面積比例小於5%。 B：特定剖面中的孔隙的面積比例為5%以上。
（2）有無封裝污染 藉由用顯微鏡觀察用於評價埋入性之結構體的上部及側面，確認了有無污染。 （3）滲出的評價 在顯微鏡下測量接著劑（第2接著劑片）從用於評價埋入性之結構體中的第2半導體元件的四邊的中心溢出之長度，將其平均值作為滲出量。按以下基準進行了評價。將結果示於表3及表4中。 A：滲出量小於60μm。 B：滲出量為60μm以上且100μm以下。 C：滲出量大於100μm。
（4）接著強度的測量 藉由以下方法測量了實施例及比較例之接著膜的固化物的接著強度（晶片剪力（die shear）強度）。首先，將實施例及比較例之各接著膜（厚度120μm）在70℃下貼附於半導體晶圓（厚度400μm）上。藉由將其切割，得到了由半導體元件（尺寸：5mm×5mm）和接著劑片形成之附有接著劑片之半導體元件。另一方面，準備在表面上塗佈阻焊油墨（AUS308）之基板。以120℃、0.1MPa、5秒鐘的條件經由接著劑片將半導體元件壓接在該表面上。然後，將其在110℃下加熱處理1小時後，進一步在170℃下加熱3小時，藉此使接著劑片固化，從而得到了測量用試樣。將該試樣在85℃、60%RH條件下放置168小時。然後，將試樣在25℃、50%RH條件下放置30分鐘後，在250℃下測量晶片剪力強度，將其作為接著強度。晶片剪力強度的測量使用了Dage公司製造的萬能接合測試儀系列4000。將結果示於表3及表4中。
由表3及表4所示之結果明確可知，確認到實施例1～5的接著膜與比較例1～3的接著膜相比，利用加壓烘箱處理後的埋入性優異，並且能夠抑制封裝污染及滲出的發生。
【表3】
  實施例1 實施例2 實施例3 實施例4 實施例5
熔融黏度 （Pa·s） 80℃ 9000 13000 8000 9000 11000
120℃ 5000 9000 4000 6000 11000
埋入性 A A A A A
有無封裝污染 無 無 無 無 無
滲出的評價 A A A A A
接著強度（MPa） ＞1.0 ＞1.0 ＞1.0 ＞1.0 ＞1.0
【表4】
  比較例1 比較例2 比較例3
熔融黏度 （Pa·s） 800℃ 13000 2000 5000
120℃ 12000 900 1500
埋入性 B A A
有無封裝污染 無 無 無
滲出的評價 A C B
接著強度（MPa） ＞1.0 ＞1.0 ＞1.0
1:基材層 2:黏著層 8:晶粒接合一體型膜 10:基板 10a,10b:電路圖案 11:第1導線 12:第2導線 20:接著劑片的固化物 20A:接著層（接著膜） 20P:接著劑片 30:附有接著劑片之半導體元件 40:密封層 50:結構體 100:半導體裝置 W:半導體晶圓 Wa:第1半導體元件 Wb:第2半導體元件
圖1係示意性地表示半導體裝置的一例之剖面圖。 圖2係示意性地表示由接著膜和第2半導體元件形成之附有接著劑片之半導體元件的一例之剖面圖。 圖3係示意性地表示製造圖1所示之半導體裝置之過程之剖面圖。 圖4係示意性地表示製造圖1所示之半導體裝置之過程之剖面圖。 圖5係示意性地表示製造圖1所示之半導體裝置之過程之剖面圖。 圖6係示意性地表示製造圖1所示之半導體裝置之過程之剖面圖。 圖7（a）～圖7（e）係示意性地表示製造由接著劑片和第2半導體元件形成之積層體之過程之剖面圖。
10:基板
10a,10b:電路圖案
11:第1導線
12:第2導線
15:接著劑
20:接著劑片的固化物
40:密封層
100:半導體裝置
Wa:第1半導體元件
Wb:第2半導體元件

Claims (9)

  1. 一種半導體裝置之製造方法，其包括： （A）準備構件之步驟，前述構件具備基板和設置於前述基板上之第1半導體元件； （B）準備附有接著劑片之半導體元件之步驟，前述附有接著劑片之半導體元件為包含由熱固性樹脂組成物形成之接著劑片和第2半導體元件之積層體； （C）以前述第1半導體元件埋入前述接著劑片之方式將前述附有接著劑片之半導體元件壓接於前述基板之步驟，及 （D）藉由加熱使前述接著劑片固化之步驟， 前述熱固性樹脂組成物含有羥基當量150g/eq以下的固化劑且120℃下的熔融黏度為1000～11500Pa·s。
  2. 如請求項1所述之半導體裝置之製造方法，其中 前述熱固性樹脂組成物含有分子量10萬～100萬的高分子量成分， 相對於前述熱固性樹脂組成物中所含有之樹脂成分的質量100質量份，前述高分子量成分的含量為25～45質量份。
  3. 如請求項1或請求項2所述之半導體裝置之製造方法，其中 前述熱固性樹脂組成物含有無機填料， 以前述熱固性樹脂組成物的總質量為基準，前述熱固性樹脂組成物中的前述無機填料的含量為5～50質量%。
  4. 一種半導體裝置，其具備： 基板； 設置於前述基板上之第1半導體元件； 接著劑片的固化物，其配置成覆蓋前述基板中的配置有前述第1半導體元件之區域，並密封前述第1半導體元件；及 第2半導體元件，其配置成覆蓋前述接著劑片的固化物中的與前述基板側相反側的表面，在俯視時具有比前述第1半導體元件大的面積， 前述接著劑片由含有羥基當量150g/eq以下的固化劑且120℃下的熔融黏度為1000～11500Pa·s之熱固性樹脂組成物形成。
  5. 一種熱固性樹脂組成物，其用於製造晶片埋入型半導體裝置， 前述熱固性樹脂組成物含有羥基當量150g/eq以下的固化劑且120℃下的熔融黏度為1000～11500Pa·s。
  6. 如請求項5所述之熱固性樹脂組成物，其含有分子量10萬～100萬的高分子量成分， 相對於該熱固性樹脂組成物中所含有之樹脂成分的質量100質量份，前述高分子量成分的含量為25～45質量份。
  7. 如請求項5或請求項6所述之熱固性樹脂組成物，其含有無機填料， 以該熱固性樹脂組成物的總質量為基準，前述無機填料的含量為5～50質量%。
  8. 一種接著膜，其用於製造晶片埋入型半導體裝置， 前述接著膜由請求項5至請求項7之任一項所述之熱固性樹脂組成物形成。
  9. 一種切割晶粒接合一體型膜，其具備： 黏著層；及 請求項8所述之前述接著膜。
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