TW202244230A - 膜狀接著劑、切割晶粒接合一體型膜、以及半導體裝置及其製造方法 - Google Patents
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Abstract
揭示一種膜狀接著劑。該膜狀接著劑含有熱固性樹脂、固化劑及彈性體。熱固性樹脂含有具有茀骨架之環氧樹脂。
Description
本揭示係有關一種膜狀接著劑、切割晶粒接合(dicing/die-bonding)一體型膜、以及半導體裝置及其製造方法。
在以數據記憶媒體、積體電路(IC)等代表之半導體領域中,近年來,伴隨高功能化,半導體封裝的高密度化及高積體化不斷發展。與此相伴,半導體晶圓的薄膜化不斷發展,加工時容易產生晶圓破裂等不良情況,從而有時產率下降成為問題。因此,隨著半導體晶圓的厚度變薄(例如,50μm以下),從以往的物理研削方法向新的加工方法的轉移不斷發展。
作為新的加工方法之一,近年來提出了一種方法,向預定切斷線上的半導體晶圓內部照射雷射光而形成改質區域,然後,藉由擴展外周部而切斷半導體晶圓(例如,專利文獻1、2)。該方法稱為隱形雷射切割(Stealth Dicing)。伴隨新的加工方法的開發,需要開發能夠適合於此的半導體材料。作為這樣的半導體材料,報道了兼具切割帶和晶粒接合膜的性能之切割晶粒接合一體型膜(例如,專利文獻3、4)。
[專利文獻1]日本特開2002-192370號公報
[專利文獻2]日本特開2003-338467號公報
[專利文獻3]日本特開2015-211080號公報
[專利文獻4]日本特開2016-115775號公報
然而,在半導體裝置的製造製程中,在藉由隱形雷射切割形成改質區域而進行分割之情況下,有時實施冷卻條件下的擴展(以下,有時稱為“冷卻擴展”。)。然而,若將以往的切割晶粒接合一體型膜適用於冷卻擴展,則有時會產生由膜狀接著劑形成之接著劑層的未分割。若產生接著劑層的未分割,則產率下降及用於分選未分割品的生產時間效率下降成為問題。
另一方面,伴隨半導體晶圓變薄,半導體晶圓容易翹曲,因此有時由膜狀接著劑形成之接著劑層與半導體晶圓容易剝離。因此,要求膜狀接著劑基於冷卻擴展之分割性優異,且與半導體晶圓的接著性亦優異。
作為提高分割性之方法,例如已知有增加在膜狀接著劑中摻合之無機填料量之方法。然而,在該情況下,膜狀接著劑變得過脆,有時產生分割時碎屑飛散,接著劑層與半導體晶圓的接著性下降等問題。
作為提高分割性之另一方法,還已知有使用玻璃轉移溫度(Tg)高的材料作為彈性體,使用分子量低的材料作為彈性體等方法,但在該等方法中,接著性沒有得到很大改善。
因此,本揭示的主要目的為,提供一種基於冷卻擴展之分割性優異,且與半導體晶圓的接著性亦優異的膜狀接著劑。
本揭示的一方面係有關一種膜狀接著劑。該膜狀接著劑含有熱固性樹脂、固化劑及彈性體。熱固性樹脂含有具有茀骨架之環氧樹脂。依據這樣的膜狀接著劑,基於冷卻擴展之分割性優異,且與半導體晶圓的接著性亦優異。
膜狀接著劑還可以含有無機填料。
膜狀接著劑的厚度可以為20μm以下。
膜狀接著劑可以用於積層複數個半導體元件而成之半導體裝置的製造製程。在該情況下,半導體裝置可以為將半導體元件(半導體晶片)積層多層而成之堆疊式MCP(Multi Chip Package:多晶片封裝),亦可以為三維NAND型記憶體。
本揭示的另一方面係有關一種切割晶粒接合一體型膜。該切割晶粒接合一體型膜依序具備基材層、黏著劑層及由上述膜狀接著劑形成之接著劑層。
本揭示的另一方面係有關一種半導體裝置。該半導體裝置具備:半導體元件;支撐構件,搭載半導體元件;及接著構件,設置於半導體元件與支撐構件之間,接著半導體元件與支撐構件。接著構件為上述膜狀接著劑的固化物。半導體裝置亦可以還具備積層在半導體元件的表面上之其他半導體元件。
本揭示的另一方面係有關一種半導體裝置的製造方法。該半導體裝置之製造方法的一態樣包括:將上述膜狀接著劑介在於半導體元件與支撐構件之間或第1半導體元件與第2半導體元件之間,將半導體元件與支撐構件、或將第1半導體元件與第2半導體元件接著之步驟。
該半導體裝置之製造方法的其他態樣包括:將半導體晶圓貼附於上述切割晶粒接合一體型膜的接著劑層上之步驟;切割貼附有接著劑層之半導體晶圓之步驟;藉由在冷卻條件下擴展基材層,製作複數個單片化之附有接著劑片之半導體元件之步驟;從黏著劑層拾取附有接著劑片之半導體元件之步驟;及經由接著劑片將所拾取之附有接著劑片之半導體元件接著於支撐構件上之步驟。半導體裝置之製造方法亦可以還包括經由接著劑片將其他附有接著劑片之半導體元件接著於與支撐構件接著之半導體元件的表面上之步驟。
[發明效果]
依據本揭示,提供一種基於冷卻擴展之分割性優異,且與半導體晶圓的接著性亦優異的膜狀接著劑。又,依據本揭示,提供一種使用這樣的膜狀接著劑之切割晶粒接合一體型膜、以及半導體裝置及其製造方法。進而,依據本揭示,提供一種使用這樣的切晶黏晶一體型膜之半導體裝置之製造方法。
以下,適當參閱圖式,對本揭示的實施形態進行說明。然而,本揭示並不限定於以下的實施形態。在以下的實施形態中,除了特別明示之情況以外,其構成要素(亦包括步驟等)不是必須的。各圖中的構成要素的大小為概念性的大小,構成要素之間的大小的相對關係並不限定於各圖所示之關係。
關於本揭示中的數值及其範圍亦相同,並不限制本揭示。在本說明書中,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。在本說明書中階段性地記載之數值範圍內,一個數值範圍所記載之上限值或下限值亦可以替換成其他階段性地記載之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。
在本說明書中,(甲基)丙烯酸酯係指丙烯酸酯或與其對應之甲基丙烯酸酯。關於(甲基)丙烯醯基、(甲基)丙烯酸共聚物等其他類似表述亦相同。
只要沒有特別說明,本說明書中例示之各成分及材料可以單獨使用一種,亦可以併用兩種以上來使用。
[膜狀接著劑]
膜狀接著劑含有熱固性樹脂(以下,有時稱為“(A)成分”。)、固化劑(以下,有時稱為“(B)成分”。)及彈性體(以下,有時稱為“(C)成分”。)。膜狀接著劑除了含有(A)成分、(B)成分及(C)成分以外,亦可以還含有無機填料(以下,有時稱為“(D)成分”。)、偶合劑(以下,有時稱為“(E)成分”。)、固化促進劑(以下,有時稱為“(F)成分”。)及其他成分等。
膜狀接著劑能夠藉由將含有(A)成分、(B)成分及(C)成分以及依據需要添加之其他成分((D)成分、(E)成分、(F)成分及其他成分等)之接著劑組成物形成為膜狀來得到。膜狀接著劑(接著劑組成物)亦可經過半固化(B階段)狀態,在固化處理後能夠成為完全固化(C階段)狀態。
(A)成分:熱固性樹脂
從接著性的觀點而言,(A)成分可以含有環氧樹脂,亦可以由一種或兩種以上的環氧樹脂形成。膜狀接著劑含有具有茀骨架之環氧樹脂(以下,有時稱為“(A1)成分”。)作為(A)成分。
(A1)成分為在分子內具有茀骨架,且具有環氧基之化合物。(A1)成分只要是滿足這樣的條件之化合物,則能夠沒有特別限制地使用。藉由含有(A1)成分作為熱固性樹脂,膜狀接著劑能夠成為基於冷卻擴展之分割性優異,且與半導體晶圓的接著性亦優異之接著劑。本揭示的發明人等認為發揮這樣的效果之理由如下。茀骨架具有剛直且立體體積大的結構,因此推測其他材料的分子能夠進入結構的間隙。因此,認為(A1)成分相對容易與彈性體(例如,丙烯酸橡膠)混合,容易將該彈性體的性質從柔軟且難以切斷之物質改質為堅硬且容易切斷之性質。與此相伴,認為藉由提高彈性模數,亦提高與半導體晶圓的接著性。
(A1)成分例如可以為由下述通式(X)表示之環氧樹脂。
式(X)中,Z
1及Z
2分別獨立地表示2價芳香族烴基。Z
1及Z
2可以相同,亦可以不同,但可以相同。2價芳香族烴基可舉出從單環式芳香族烴(例如可舉出苯。)或多環式芳香族烴(例如可舉出萘、茚等2環式芳香族烴;蒽、菲、二氫菲、茀等3環式芳香族烴;苯并蒽、苯并菲、苯并茀、芘、1,2-苯并苊等4環式芳香族烴等。)中去除2個與構成環之碳原子直接鍵結之氫原子之基團。2價芳香族烴基中包含從該等芳香族烴連結複數個而成之芳香族烴中去除2個與構成環之碳原子直接鍵結之氫原子之基團(例如,聯苯二基、三聯苯二基等)。2價芳香族烴基可以為苯二基(伸苯基)或萘二基(伸萘基)。
由式(X)表示之環氧樹脂中的茀骨架、以及由Z
1及Z
2表示之2價芳香族烴基亦可以具有取代基。作為取代基,例如可舉出甲基、乙基、丙基等烷基;環戊基、環己基等環烷基;苯基、萘基等芳基;芐基等芳烷基;乙醯基、丙醯基、苯甲醯基等醯基;甲氧基、乙氧基、丙氧基、異丙氧基等烷氧基;甲氧基羰基、乙氧基羰基等烷氧基羰基;氰基;羧基;硝基;胺基;取代胺基(例如,單烷基或二烷基胺基等);氟原子、氯原子等鹵素原子等。
式(X)中,R
1A及R
2A分別獨立地表示碳原子數1~10的伸烷基。R
1A及R
2A可以相同,亦可以不同,但可以相同。作為伸烷基,例如可舉出亞甲基、亞乙基、亞丙基、三亞甲基、四亞甲基、六亞甲基等碳數1~10的直鏈或支鏈狀的伸烷基等。伸烷基可以為碳原子數2~6的伸烷基,亦可以為碳原子數2或3的伸烷基。
式(X)中,p1及p2分別獨立地表示0以上的整數。p1及p2可以相同,亦可以不同,但可以相同。p1及p2可以為0~4的整數,亦可以為1~4的整數。
式(X)中,R
1B、R
1C、R
1D、R
1E、R
1F、R
2B、R
2C、R
2D、R
2E、及R
2F分別獨立地表示氫原子或碳原子數1~6的烷基。R
1B、R
1C、R
1D、R
1E、R
1F、R
2B、R
2C、R
2D、R
2E、及R
2F可以相同,亦可以不同。作為碳原子數1~6的烷基,例如可舉出甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、己基等。R
1B、R
1C、R
1D、R
1E、R
1F、R
2B、R
2C、R
2D、R
2E、及R
2F可以為氫原子或碳原子數1~3的烷基,亦可以為氫原子。
作為由通式(X)表示之環氧樹脂的市售品,例如可舉出PG-100、EG-200、CG-500(商品名,均為Osaka Gas Chemicals Co.,Ltd.製造)等。
(A1)成分的環氧當量沒有特別限制,可以為80~600g/eq、100~500g/eq、或200~400g/eq。當(A1)成分的環氧當量在這樣的範圍內時,具有能夠得到更良好的反應性及流動性之傾向。
以(A)成分的總質量為基準,(A1)成分的含量可以為40~100質量%。當(A1)成分的含量在這樣的範圍內時,具有更顯著地發揮本揭示的效果之傾向。以(A)成分的總質量為基準,(A1)成分的含量可以為50質量%以上、60質量%以上、70質量%以上或80質量%以上。
以膜狀接著劑的總質量為基準,(A1)成分的含量可以為1質量%以上、3質量%以上或5質量%以上,亦可以為30質量%以下、20質量%以下或15質量%以下。以膜狀接著劑的總質量為基準,當(A1)成分的含量為1質量%以上時,具有固化後的彈性模數更優異的傾向。以膜狀接著劑的總質量為基準,當(A1)成分的含量為30質量%以下時,具有固化前的柔軟性更優異的傾向。
除了(A1)成分以外,(A)成分亦可以還含有在分子內不具有茀骨架之環氧樹脂(以下,有時稱為“(A2)成分”。)。作為(A2)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;茋型環氧樹脂;含三𠯤骨架環氧樹脂;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。該等之中,(A2)成分亦可以含有甲酚酚醛清漆型環氧樹脂。
(A2)成分的環氧當量沒有特別限制,可以為80~600g/eq、100~500g/eq、或200~400g/eq。當(A1)成分的環氧當量在這樣的範圍內時,具有能夠得到更良好的反應性及流動性之傾向。
以(A)成分的總質量為基準,(A2)成分的含量可以為0~60質量%。以(A)成分的總質量為基準,(A2)成分的含量亦可以為50質量%以下、40質量%以下、30質量%以下或20質量%以下。
以膜狀接著劑的總質量為基準,(A)成分的含量可以為1質量%以上、3質量%以上或5質量%以上,亦可以為30質量%以下、20質量%以下或15質量%以下。以膜狀接著劑的總質量為基準,當(A)成分的含量為1質量%以上時,具有固化後的彈性模數更優異的傾向。以膜狀接著劑的總質量為基準,當(A)成分的含量為30質量%以下時,具有固化前的柔軟性更優異的傾向。
(B)成分:固化劑
作為(A)成分的固化劑能夠使用通常使用的固化劑。在(A)成分含有環氧樹脂(由一種或兩種以上的環氧樹脂形成)之情況下,作為(B)成分,例如可舉出酚樹脂、酯化合物、芳香族胺、脂肪族胺、酸酐等。該等之中,從反應性及經時穩定性的觀點而言,(B)成分可以為酚樹脂。
酚樹脂只要係在分子內具有酚性羥基者,則能夠沒有特別限制地使用。作為酚樹脂,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、聯苯芳烷基型酚樹脂、苯基芳烷基型酚樹脂等。
酚樹脂的羥基當量亦可以為70g/eq以上或70~300g/eq。當酚樹脂的羥基當量為70g/eq以上時,具有儲存彈性模數進一步提高之傾向,當其為300g/eq以下時,能夠防止由發泡、釋氣等的產生引起之不良情況。
酚樹脂的軟化點可以為90℃以上,亦可以為95℃以上、100℃以上、105℃以上、110℃以上或115℃以上。酚樹脂的軟化點的上限例如可以為200℃以下。另外,軟化點係指按照JIS K7234,藉由環球法測量之值。
以膜狀接著劑的總質量為基準,(B)成分的含量可以為1質量%以上、2質量%以上或3質量%以上,亦可以為20質量%以下、15質量%以下或10質量%以下。
在(A)成分為環氧樹脂,(B)成分為酚樹脂之情況下,從固化性的觀點而言,環氧樹脂的環氧當量與酚樹脂的羥基當量之比(環氧樹脂的環氧當量/酚樹脂的羥基當量)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(環氧樹脂的環氧當量為0.30以上)時,具有能夠得到更充分的固化性之傾向。當該當量比為0.70/0.30以下(環氧樹脂的環氧當量為0.70以下)時,能夠防止黏度變得過高,能夠得到更充分的流動性。
以膜狀接著劑的總質量為基準,(A)成分及(B)成分的合計含量可以為1質量%以上、5質量%以上或10質量%以上。當(A)成分及(B)成分的合計含量在這樣的範圍內時,具有接著性進一步提高之傾向。從操作性的觀點而言,以膜狀接著劑的總質量為基準,(A)成分及(B)成分的合計含量可以為40質量%以下、30質量%以下或20質量%以下。
(C)成分:彈性體
作為(C)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;該等樹脂的改質體等。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,(C)成分由於離子性雜質少且耐熱性更優異,更容易確保半導體裝置的連接可靠性,流動性更優異,因此亦可以為具有來自於(甲基)丙烯酸酯之構成單元作為主成分的丙烯酸樹脂(丙烯酸橡膠)。以構成單元總量為基準,來自於(C)成分中的(甲基)丙烯酸酯之構成單元的含量例如可以為70質量%以上、80質量%以上或90質量%以上。丙烯酸樹脂(丙烯酸橡膠)可以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。
(C)成分的玻璃轉移溫度(Tg)可以為5℃以上,亦可以為10℃以上。當(C)成分的Tg為5℃以上時,能夠進一步提高膜狀接著劑的接著性,進而具有能夠防止膜狀接著劑的柔軟性變得過高之傾向。藉此,在晶圓切割時容易切斷膜狀接著劑,能夠防止產生毛邊。(C)成分的Tg的上限沒有特別限制,例如可以為55℃以下、50℃以下、45℃以下、40℃以下、35℃以下、30℃以下或25℃以下。當(C)成分的Tg為55℃以下時,具有能夠抑制膜狀接著劑的柔軟性下降之傾向。藉此,在將膜狀接著劑貼附於半導體晶圓上時,具有容易充分地埋入空隙之傾向。又,能夠防止由於與半導體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)進行測量之值。藉由調整構成(C)成分之構成單元(在(C)成分為丙烯酸樹脂(丙烯酸橡膠)之情況下,來自於(甲基)丙烯酸酯之構成單元)的種類及含量,能夠將(C)成分的Tg調整到所期望的範圍。
(C)成分的重量平均分子量(Mw)可以為10萬以上、30萬以上或50萬以上,並且可以為300萬以下、200萬以下或100萬以下。當(C)成分的Mw在這樣的範圍內時,能夠適當地控制薄膜形成性、薄膜強度、撓性、黏性等,並且回焊(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之值。
作為(C)成分的市售品,可舉出SG-P3、SG-80H(均為Nagase ChemteX Corporation製造)、KH-CT-865(Hitachi Chemical Co.,Ltd.製造)等。
以膜狀接著劑的總質量為基準,(C)成分的含量可以為30質量%以上、40質量%以上或45質量%以上。當(C)成分的含量在這樣的範圍內時,具有薄膜塗佈性更優異的傾向。以膜狀接著劑的總質量為基準,(C)成分的含量可以為80質量%以下、70質量%以下或65質量%以下。當(C)成分的含量在這樣的範圍內時,能夠充分地確保(A)成分及(B)成分的含量,具有能夠兼顧其他特性之傾向。
(D)成分:無機填料
作為(D)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,從調整熔融黏度的觀點而言,(D)成分亦可以為二氧化矽。(D)成分的形狀沒有特別限制,可以為球狀。
從流動性及儲存彈性模數的觀點而言,(D)成分的平均粒徑可以為0.7μm以下,亦可以為0.6μm以下或0.5μm以下。(D)成分的平均粒徑例如可以為0.01μm以上。在此,平均粒徑係指藉由動態光散射法求出之平均粒徑。另外,(D)成分的平均粒徑亦能夠藉由使用含有(D)成分之膜狀接著劑來求出。在該情況下,將藉由加熱膜狀接著劑使樹脂成分分解而得到之殘渣分散在溶劑中以製作分散液,依據對其適用動態光散射法而得到之粒度分佈,能夠求出(D)成分的平均粒徑。
以膜狀接著劑的總質量為基準,(D)成分的含量可以為60質量%以下、50質量%以下或45質量%以下。當(D)成分的含量在這樣的範圍內時,具有薄膜塗佈性更優異的傾向。以膜狀接著劑的總質量為基準,(D)成分的含量可以為10質量%以上、15質量%以上或20質量%以上。
(E)成分:偶合劑
(E)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。
(F)成分:固化促進劑
作為(F)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,(F)成分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。
膜狀接著劑還可以含有其他成分。作為其他成分,例如可舉出顏料、離子捕捉劑、抗氧化劑等。
以膜狀接著劑的總質量為基準,(E)成分、(F)成分及其他成分的合計含量可以為0.1質量%以上、0.3質量%以上或0.5質量%以上,亦可以為20質量%以下、10質量%以下或5質量%以下。
圖1係表示膜狀接著劑的一實施形態之示意剖面圖。圖1所示之膜狀接著劑1為將接著劑組成物成形為膜狀而成者。膜狀接著劑1通常可以在半固化(B階段)狀態下,在固化處理後成為完全固化(C階段)狀態。膜狀接著劑1能夠藉由將接著劑組成物塗佈於支撐膜上而形成。在膜狀接著劑1的形成中,亦可以使用接著劑組成物的清漆(接著劑清漆)。在使用接著劑清漆之情況下,將(A)成分、(B)成分及(C)成分以及依據需要添加之成分在溶劑中混合或混練而製備接著劑清漆,將所得到之接著劑清漆塗佈於支撐膜上,加熱乾燥而去除溶劑,藉此能夠得到膜狀接著劑1。
支撐膜只要是能夠經受上述加熱乾燥之膜,則沒有特別限定,例如可以為聚酯膜、聚丙烯膜、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。支撐膜可以為組合兩種以上而成之多層膜,亦可以為表面被矽酮系、二氧化矽系等脫模劑等處理之基材。支撐膜的厚度例如可以為10~200μm或20~170μm。
混合或混練使用通常的攪拌機、擂潰機、三輥機、球磨機等分散機,能夠適當組合該等來進行。
用於製備接著劑清漆之溶劑只要是能夠均勻地溶解、混練或分散各成分者,則沒有限制,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。從乾燥速度及價格的觀點而言,溶劑可以為甲基乙基酮或環己酮。
作為將接著劑清漆塗佈於支撐膜之方法,能夠使用公知的方法,例如能夠使用刮刀塗佈法、輥塗法、噴塗法、凹版塗佈法、棒塗法及簾式塗佈法等。加熱乾燥只要是所使用之溶劑充分地揮發之條件,則沒有特別限制,能夠在50~150℃的加熱溫度下,在1~30分鐘的加熱時間下進行。加熱乾燥能夠在不同的加熱溫度和不同的加熱時間階段性地進行。
膜狀接著劑的厚度亦可以為20μm以下,亦可以為18μm以下、15μm以下、12μm以下或10μm以下。膜狀接著劑的厚度下限沒有特別限制,例如可以為1μm以上。
從防止損傷或污染之觀點而言,在支撐膜上製作之膜狀接著劑亦可以在膜狀接著劑的與支撐膜相反側的面具備覆蓋膜。作為覆蓋膜,例如可舉出聚乙烯膜、聚丙烯膜、表面剝離劑處理膜等。覆蓋膜的厚度例如可以為15~200μm或30~170μm。
由於膜狀接著劑能夠實現薄膜化,因此能夠較佳地用於積層複數個半導體元件而成之半導體裝置的製造製程。在該情況下,半導體裝置可以為堆疊式MCP,亦可以為三維NAND型記憶體。
在利用以下條件下實施割斷試驗結果的分割性評價方法(實施冷卻擴展之低溫條件(例如,-15℃~0℃的範圍)下的膜狀接著劑的分割性評價方法)中,膜狀接著劑1可以為割斷係數m為70以下之膜狀接著劑。
<條件>
試樣的寬度:5mm
試樣的長度:23mm
壓入治具與試樣的相對速度:10mm/分鐘
以下,對割斷試驗進行說明。割斷試驗被分類為抗折強度試驗,包括在試樣的兩端固定之狀態下將試樣的中央部壓入直至試樣斷裂之步驟。如圖2所示,試樣S在被一對試樣固定用治具20夾持固定之狀態下用於割斷試驗。一對試樣固定用治具20例如由具有充分強度之厚紙構成,在中央分別具有矩形開口20a。使用壓入治具21對固定之狀態的試樣S的中央部施加荷重(參閱圖3)。
試樣S只要是切出評價對象的膜狀接著劑之試樣即可,亦可以不積層從膜狀接著劑切出之複數個接著劑片來製作試樣。亦即,試樣S的厚度亦可以與膜狀接著劑的厚度相同。試樣S的寬度(圖2中的Ws)例如為1~30mm,亦可以為3~8mm。只要依據測量裝置的狀況設定為適當的寬度即可。試樣S的長度(圖2中的Ls)例如為5~50mm,亦可以為10~30mm或6~9mm。試樣S的長度取決於試樣固定用治具20的開口20a的尺寸。另外,試樣固定用治具20的形狀及試樣S的尺寸只要能夠實施割斷試驗,亦可以為上述以外的形狀及尺寸。
壓入治具21由具有圓錐狀的尖端部21a之圓柱狀構件形成。壓入治具21的直徑(圖3中的R)例如為3~15mm,亦可以為5~10mm。尖端部21a的角度(圖3中的θ)例如為40~120°,亦可以為60~100°。
割斷試驗在設定為特定溫度之恆溫槽內實施。恆溫槽只要設定為-15℃~0℃範圍的恆定溫度(假定之冷卻擴展的溫度)即可。作為恆溫槽,例如能夠使用AETEC Co.,Ltd.製造,TLF-R3-F-W-PL-S。使用自動立體測圖儀(例如,A&D Company製造的AZT-CA01,力量感測器50N,壓縮模式),得到割斷功W、割斷強度P及割斷伸長量L。
壓入治具21與試樣S的相對速度例如為1~100mm/分鐘,亦可以為5~20mm/分鐘。若該相對速度過快,則具有無法充分地取得割斷過程的數據之傾向,若過慢,則具有應力緩和而難以割斷之傾向。壓入治具21的壓入距離例如為1~50mm,亦可以為5~30mm。若壓入距離過短,則具有難以割斷之傾向。對於評價對象的膜狀接著劑,準備複數個試樣,進行複數次割斷試驗來確認試驗結果的穩定性為較佳。
圖4係表示割斷試驗結果的一例之曲線圖。如圖4所示,割斷功W為以縱軸為荷重,以橫軸為試樣S斷裂為止的壓入量製作曲線圖時所包圍之面積。割斷強度P為試樣S斷裂時的荷重。割斷伸長量L為試樣S斷裂時的試樣S的伸長量。割斷伸長量L可以依據試樣S斷裂時的壓入距離和試樣固定用治具20的開口20a的寬度,使用三角函數計算。
依據藉由割斷試驗得到之割斷功W(N・mm)、割斷強度P(N)及割斷伸長量L(mm)的值,藉由式(1)及式(2)求出割斷係數m(無因次)及割斷阻力R(N/mm
2)。
m=W/[1000×(P×L)] (1),
R=P/A (2),
依據本發明人等的研究,在以下條件下實施割斷試驗時,割斷係數m為70以下之膜狀接著劑具有實際在隱形雷射切割中進行冷卻擴展時的分割性優異的傾向。
<條件>
試樣的寬度:5mm
試樣的長度:23mm
壓入治具與試樣的相對速度:10mm/分鐘
割斷係數m(無因次)可以為70以下,亦可以為60以下、57以下或55以下。割斷係數m為與低溫條件下的膜狀接著劑的拉伸性有關的動作參數。當割斷係數m為70以下時,由於膜狀接著劑適當的拉伸性,具有基於冷卻擴展之分割性充分之傾向。割斷係數m的數值越小,則該傾向越顯著。割斷係數m(無因次)可以超過0,亦可以為10以上或15以上。當割斷係數m為15以上時,具有應力傳播性良好之傾向。割斷係數m在這樣的範圍內之膜狀接著劑能夠較佳地用於實施冷卻擴展之半導體裝置的製造製程。
割斷阻力R可以為大於0N/mm
2且40N/mm
2以下,亦可以為大於0N/mm
2且35N/mm
2以下或1~30N/mm
2。當割斷抵抗R為40N/mm
2以下時,膜狀接著劑的強度不會變得過大,具有能夠得到充分的分割性之傾向。當割斷抵抗R為20N/mm
2以上時,在冷卻擴展中產生良好的應力傳播,具有能夠得到更優異的分割性之傾向。
[切割晶粒接合一體型膜]
圖5係表示切割晶粒接合一體型膜的一實施形態之示意剖面圖。圖5所示之切割晶粒接合一體型膜10依序具備基材層2、黏著劑層3及由上述接著劑組成物形成之接著劑層1A。接著劑層1A可以由膜狀接著劑1形成。基材層2及黏著劑層3可以為切割帶4。當使用這樣的切割晶粒接合一體型膜10時,對半導體晶圓的層合步驟為1次,因此能夠實現作業的效率化。切割晶粒接合一體型膜亦可以為膜狀、片狀、帶狀等。
切割帶4具備基材層2及設置於基材層2上之黏著劑層3。
作為基材層2,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。該等基材層2亦可以依據需要進行底漆塗佈、UV處理、電暈放電處理、研磨處理、蝕刻處理等表面處理。
黏著劑層3為由黏著劑形成之層。黏著劑只要在切割時具有半導體元件不飛散之充分的黏著力,在其後半導體元件的拾取步驟中具有不損傷半導體元件之程度的低黏著力,則沒有特別限制,能夠在切晶帶的領域中使用以往公知的黏著劑層。黏著劑亦可以為感壓型或放射線固化型中的任一種。感壓型黏著劑為在短時間的加壓下顯示恆定的黏著性之黏著劑。另一方面,放射線固化型黏著劑為具有藉由放射線(例如,紫外線)的照射而黏著性下降之性質之黏著劑。
從經濟性及膜的操作性的觀點而言,切割帶4(基材層2及黏著劑層3)的厚度可以為60~150μm或70~130μm。
切割晶粒接合一體型膜10例如能夠藉由準備膜狀接著劑1及切割帶4,將膜狀接著劑1與切割帶4的黏著劑層3貼合而得到。又,切割晶粒接合一體型膜10例如亦能夠藉由準備切割帶4,與形成上述膜狀接著劑1之方法同樣地,在切割帶4的黏著劑層3上塗佈接著劑組成物(接著劑清漆)而得到。
在將膜狀接著劑1與切割帶4的黏著劑層3貼合之情況下,切割晶粒接合一體型膜10能夠藉由使用輥層合機、真空層合機等在特定條件(例如,室溫(20℃)或加熱狀態)下將膜狀接著劑1層合於切割帶4上而形成。切割晶粒接合一體型膜10能夠連續地製造,效率優異,因此亦可以在加熱狀態下使用輥層合機來形成。
膜狀接著劑及切割晶粒接合一體型膜可以用於半導體裝置的製造製程,亦可以用於積層複數個半導體元件而成之半導體裝置的製造製程。
由於膜狀接著劑接著半導體元件與搭載半導體元件之支撐構件,因此亦能夠較佳地用作接著劑。
又,膜狀接著劑在作為積層複數個半導體元件而成之半導體裝置之堆疊式MCP(例如,三維NAND型記憶體)中,亦能夠較佳地用作用於接著半導體元件彼此的接著劑。
膜狀接著劑例如亦能夠用作保護倒裝晶片型半導體裝置之半導體元件背面的保護片、密封倒裝晶片型半導體裝置之半導體元件表面與被接著體之間的密封片等。
以下,使用圖式對使用膜狀接著劑及切割晶粒接合一體型膜製造之半導體裝置具體地進行說明。另外,近年來提出了各種結構的半導體裝置,本實施形態的膜狀接著劑及切割晶粒接合一體型膜的用途並不限定於以下說明之結構的半導體裝置。
[半導體裝置]
圖6係表示半導體裝置的一實施形態之示意剖面圖。圖6所示之半導體裝置100具備半導體元件11、搭載半導體元件11之支撐構件12及接著構件15。接著構件15設置於半導體元件11與支撐構件12之間,接著半導體元件11與支撐構件12。接著構件15為接著劑組成物的固化物(膜狀接著劑的固化物)。半導體元件11的連接端子(未圖示)經由導線13與外部連接端子(未圖示)電連接,並由密封材料14密封。
圖7係表示半導體裝置的另一實施形態之示意剖面圖。在圖7所示之半導體裝置110中,第一層半導體元件11a藉由接著構件15a(接著劑組成物的固化物(膜狀接著劑的固化物))接著於形成有端子16之支撐構件12上,在第一層半導體元件11a上,進而藉由接著構件15b(接著劑組成物的固化物(膜狀接著劑的固化物))接著有第二層半導體元件11b。第一層半導體元件11a及第二層半導體元件11b的連接端子(未圖示)經由導線13與外部連接端子電連接,並由密封材料14密封。亦可以說,圖7所示之半導體裝置110在圖6所示之半導體裝置100中還具備積層於半導體元件(11a)的表面上之其他半導體元件(11b)。
圖8係表示半導體裝置的另一實施形態之示意剖面圖。圖8所示之半導體裝置120具備支撐構件12及積層於支撐構件12上之半導體元件11a、11b、11c、11d。為了與形成於支撐構件12的表面之連接端子(未圖示)的連接,四個半導體元件11a、11b、11c、11d積層於沿橫向(與積層方向正交之方向)彼此錯開之位置(參閱圖8)。半導體元件11a藉由接著構件15a(接著劑組成物的固化物(膜狀接著劑的固化物))接著於支撐構件12上,三個半導體元件11b、11c、11d之間亦分別存在接著構件15b、15c、15d(接著劑組成物的固化物(膜狀接著劑的固化物))。亦可以說,圖8所示之半導體裝置120在圖6所示之半導體裝置100中還具備積層於半導體元件(11a)的表面上之其他半導體元件(11b、11c、11d)。
以上,對本揭示的實施形態詳細地說明了半導體裝置(封裝),但本揭示並不限定於上述實施形態。例如,在圖8中,例示了積層有四個半導體元件之態樣的半導體裝置,但積層之半導體元件的數量並不限定於此。又,在圖8中,例示了半導體元件積層於沿橫向(與積層方向正交之方向)彼此錯開之位置之態樣的半導體裝置,但亦可以為半導體元件積層於沿橫向(與積層方向正交之方向)彼此不錯開之位置之態樣的半導體裝置。
[半導體裝置之製造方法]
圖6、圖7及圖8所示之半導體裝置(半導體封裝)能夠藉由以下方法而得到,該方法包括:將上述膜狀接著劑介在於半導體元件與支撐構件之間、或半導體元件(第1半導體元件)與半導體元件(第2半導體元件)之間,將半導體元件與支撐構件、或將半導體元件(第1半導體元件)與半導體元件(第2半導體元件)接著之步驟。更具體而言,能夠藉由將上述膜狀接著劑介在於半導體元件與支撐構件之間、或半導體元件(第1半導體元件)與半導體元件(第2半導體元件)之間,對該等進行加熱壓接將兩者接著,然後依據需要經過導線接合步驟、基於密封材料的密封步驟、包括基於焊料的回焊之加熱熔融步驟等而得到。
作為將膜狀接著劑介在於半導體元件與支撐構件之間、或半導體元件(第1半導體元件)與半導體元件(第2半導體元件)之間之方法,如後所述,可以為在預先製作附有接著劑片之半導體元件後,貼附於支撐構件或半導體元件上之方法。
接著,使用圖5所示之切割晶粒接合一體型膜對半導體裝置之製造方法的一實施形態進行說明。另外,基於切割晶粒接合一體型膜的半導體裝置之製造方法並不限定於以下說明之半導體裝置之製造方法。
半導體裝置例如能夠藉由如下方法得到,該方法包括:將半導體晶圓貼附於上述切割晶粒接合一體型膜的接著劑層上之步驟(層合步驟);切割貼附有接著劑層之半導體晶圓之步驟(切割步驟);藉由在冷卻條件下擴展基材層,製作複數個單片化之附有接著劑片之半導體元件之步驟(冷卻擴展步驟);從黏著劑層拾取附有接著劑片之半導體元件之步驟(拾取步驟);及經由接著劑片將所拾取之附有接著劑片之半導體元件接著於支撐構件上之步驟(第1接著步驟)。半導體裝置之製造方法亦可以還包括經由接著劑片將其他附有接著劑片之半導體元件接著於與支撐構件接著之半導體元件的表面上之步驟(第2接著步驟)。
層合步驟為將半導體晶圓壓接於切割晶粒接合一體型膜10的接著劑層1A上,將其接著保持並貼附之步驟。本步驟亦可以在利用壓接輥等按壓機構按壓的同時進行。另外,半導體晶圓能夠例示與上述相同的半導體晶圓。
作為半導體晶圓,例如可舉出單晶矽、多晶矽、各種陶瓷、砷化鎵等化合物半導體等。
切割步驟為進行半導體晶圓的切割之步驟。切割例如能夠從半導體晶圓的電路面側按照常規方法進行。又,在本步驟中,例如能夠採用在半導體晶圓上設置一半切槽之稱為半切割之方式、藉由雷射形成改質區域並進行分割之方式(隱形雷射切割)等。由於上述切割晶粒接合一體型膜的接著劑層的基於冷卻擴展之分割性優異,因此採用隱形雷射切割為較佳。作為在本步驟中使用之切割裝置,沒有特別限定,能夠使用以往公知的裝置。
冷卻擴展步驟為在冷卻條件下擴展基材層之步驟。藉此,能夠得到複數個單片化之附有接著劑片之半導體元件。冷卻條件下的擴展條件能夠任意設定,例如能夠設為冷卻溫度-30~5℃、冷卻時間30秒~5分、頂起量5~20mm、頂起速度50~300mm/秒。
作為半導體元件(半導體晶片),例如可舉出IC(積體電路)等。作為支撐構件,例如可舉出42合金引線框、銅引線框等引線框;聚醯亞胺樹脂、環氧樹脂等塑膠膜;在玻璃不織布等基材中含浸並固化聚醯亞胺樹脂、環氧樹脂等塑膠而成之改質塑膠膜;氧化鋁等陶瓷等。
拾取步驟係為了剝離接著固定於切割晶粒接合一體型膜上之附有接著劑片之半導體元件,使附有接著劑片之半導體元件彼此分離,並且進行附有接著劑片之半導體元件的拾取之步驟。作為用於使附有接著劑片之半導體元件彼此分離的擴展方法,沒有特別限定,能夠採用以往公知的各種方法。作為使附有接著劑片之半導體元件彼此分離之方法,例如可舉出擴展基材層之方法。依據需要,擴展可以為冷卻條件下的擴展。作為拾取的方法,沒有特別限定,能夠採用以往公知的各種方法。作為這樣的方法,例如可舉出藉由針從切割晶粒接合一體型膜側將各個附有接著劑片之半導體元件頂起,藉由拾取裝置拾取被頂起之附有接著劑片之半導體元件之方法等。
在此,在黏著劑層為放射線(例如,紫外線)固化型之情況下,能夠在對該黏著劑層照射放射線後進行拾取步驟。藉此,黏著劑層對接著劑片的黏著力下降,附有接著劑片之半導體元件的剝離變得容易。其結果,能夠不損傷附有接著劑片之半導體元件而進行拾取。
第1接著步驟為經由接著劑片將所拾取之附有接著劑片之半導體元件接著於用於搭載半導體元件的支撐構件上之步驟。又,依據需要亦可以包括經由接著劑片將其他附有接著劑片之半導體元件接著於與支撐構件接著之半導體元件的表面上之步驟(第2接著步驟)。接著均能夠藉由壓接進行。作為壓接條件,沒有特別限定,能夠依據需要適當設定。壓接條件例如可以為80~160℃的溫度條件、5~15N的荷重條件、1~10秒的時間條件。另外,作為支撐構件,能夠例示與上述相同的支撐構件。
依據需要,半導體裝置之製造方法亦可以包括使接著劑片熱固化之步驟。藉由上述接著步驟,藉由使將半導體元件與支撐構件、或將半導體元件(第1半導體元件)與半導體元件(第2半導體元件)接著之接著劑片熱固化,能夠更牢固地接著固定。在進行熱固化之情況下,亦可以同時施加壓力使其固化。本步驟中的加熱溫度能夠依據構成成分適當變更接著劑片。加熱溫度例如可以為60~200℃。另外,溫度或壓力亦可以在階段性變更的同時進行。
半導體裝置之製造方法亦可以依據需要包括將支撐構件的端子部(內部引線)的末端與半導體元件上的電極墊(electrode pad)用接合導線電連接之步驟(導線接合步驟)。作為接合導線,例如使用金線、鋁線、銅線等。進行導線接合(設置接合導線)時的溫度可以在80~250℃或80~220℃的範圍內。加熱時間可以為數秒~數分鐘。設置接合導線時,亦可以在上述溫度範圍內加熱之狀態下,藉由併用基於超聲波的振動能量和基於施加加壓的壓接能量來進行。
半導體裝置之製造方法亦可以依據需要包括利用密封材料密封半導體元件之步驟(密封步驟)。本步驟係為了保護搭載於支撐構件上之半導體元件或接合導線而進行。本步驟能夠藉由用模具成型密封用樹脂(密封樹脂)來進行。作為密封樹脂,例如可以為環氧系樹脂。藉由密封時的熱及壓力埋入支撐構件及殘渣,能夠防止由接著界面中的氣泡引起之剝離。
半導體裝置之製造方法亦可以依據需要包括使在密封步驟中固化不充分的密封樹脂完全固化之步驟(後固化步驟)。在密封步驟中,即使在接著劑片未熱固化之情況下,在本步驟中,亦能夠在固化密封樹脂的同時使接著劑片熱固化來接著固定。本步驟中的加熱溫度能夠依據密封樹脂的種類而適當設定,例如可以在165~185℃的範圍內,加熱時間可以為0.5~8小時左右。
半導體裝置之製造方法亦可以依據需要包括使用回焊爐對接著於支撐構件之附有接著劑片之半導體元件進行加熱之步驟(加熱熔融步驟)。在本步驟中,樹脂密封之半導體裝置亦可以表面安裝於支撐構件上。作為表面安裝的方法,例如可舉出預先將焊料供給到印刷配線板上之後,利用溫風等加熱熔融,進行焊接之回焊等。作為加熱方法,例如可舉出熱風回焊、紅外線回焊等。又,加熱方法可以對整體進行加熱,亦可以對局部進行加熱。加熱溫度例如可以在240~280℃的範圍內。
[實施例]
以下,依據實施例對本揭示具體地進行說明,但本揭示並不限定於該等。
[膜狀接著劑的製作]
(實施例1~4及比較例1~3)
<接著劑清漆的製備>
以表1所示之成分及含量(單位:質量份),將環己酮加入到由(A)成分、(B)成分及(D)成分形成之混合物中,進行攪拌混合。向其中以表1所示之成分及含量(單位:質量份)加入(C)成分並攪拌,進而加入(E)成分及(F)成分,攪拌至各成分變得均勻,製備出接著劑清漆。另外,表1所示之各成分係指下述成分,表1所示之數值係指固體成分的質量份。
(A)成分:環氧樹脂
(A1)成分:具有茀骨架之環氧樹脂
(A1-1)PG-100(商品名,Osaka Gas Chemicals Co.,Ltd.製造,具有茀骨架之環氧樹脂,環氧當量:260g/eq)
(A1-2)CG-500(商品名,Osaka Gas Chemicals Co., Ltd.製造,具有茀骨架之環氧樹脂,環氧當量:310g/eq)
(A2)成分:不具有茀骨架之環氧樹脂
(A2-1)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)
(B)成分:固化劑
(B-1)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:118~122℃)
(B-2)GPH-103(商品名,NIppon Kayaku Co.,Ltd.製造,聯苯芳烷基型酚樹脂,羥基當量:220~240g/eq,軟化點:99~106℃)
(B-3)MEH-7800M(商品名,Meiwa Chemical Industry Co.,Ltd.製造,苯酚酚醛清漆型酚樹脂,羥基當量:175g/eq,軟化點:78℃)
(C)成分:彈性體
(C-1)丙烯酸橡膠的甲基乙基酮溶液(在SG-P3(商品名,Nagase ChemteX Corporation製造)的丙烯酸橡膠中,變更該丙烯酸橡膠的構成單元的一部分之丙烯酸橡膠,重量平均分子量:80萬,Tg:12℃)
(D)成分:無機填料
(D-1)YA050C(商品名,Admatechs Co.,Ltd.製造,二氧化矽填料分散液,平均粒徑:0.050μm)
(D-2)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)
(E)成分:偶合劑
(E-1)Y-9669(商品名,Momentive Performance Materials Japan LLC製造,3-苯基胺基丙基三甲氧基矽烷)
(E-2)A-189(商品名,Nippon Unicar Company Limited製造,γ-巰基丙基三甲氧基矽烷)
(F)成分:固化促進劑
(F-1)2PZ-CN(商品名,SHIKOKU CHEMICALS CORPORATION製造,1-氰基乙基-2-苯基咪唑)
<膜狀接著劑的製作>
將所製作之接著劑清漆用100篩目的過濾器過濾,並進行真空消泡。作為支撐膜,準備厚度38μm的實施了脫模處理之聚對苯二甲酸乙二酯膜(PET)膜,將真空消泡後的接著劑清漆塗佈於PET膜上。將所塗佈之接著劑清漆在90℃下加熱乾燥5分鐘,接著在130℃下加熱乾燥5分鐘即分兩階段加熱乾燥,得到了B階段狀態的實施例1~4及比較例1~3的膜狀接著劑(厚度:10μm)。在膜狀接著劑中,依據接著劑清漆的塗佈量,將膜狀接著劑的厚度調整為10μm。
[基於冷卻擴展之分割性評價]
從實施例1~4及比較例1~3的膜狀接著劑分別切出接著劑片(寬度5mm×長度100mm)。將接著劑片固定於一對治具(厚紙)上,並且去除從治具露出之接著劑片的部位。藉此,得到了評價對象的試樣(寬度5mm×長度23mm)。在設定為-15℃之恆溫槽(AETEC Co.,Ltd.製造,TLF-R3-F-W-PL-S)內實施了割斷試驗。亦即,使用自動立體測圖儀(A&D Company製造,AZT-CA01,力量感測器50N)在壓縮模式、速度10mm/分鐘、壓入距離5mm的條件下實施割斷試驗,求出了膜狀接著劑斷裂時的割斷功W、割斷強度P及割斷伸長量L。又,由上述式(1)及式(2)計算出割斷係數m及割斷阻力R。另外,割斷係數m及割斷抵抗R為對各實施例及各比較例實施8次以上的割斷試驗而得到之平均值。割斷係數m具有隨著其數值變小而基於冷卻擴展之分割性優異的傾向。將割斷係數m為60以下之情況評價為基於冷卻擴展之分割性特別優異的“A”,將割斷係數m超過60且70以下之情況評價為“B”,將割斷係數m超過70之情況評價為“C”。將結果示於表1中。另外,表1的括弧內的數值表示割斷係數m的數值。
為了確認基於割斷試驗之分割性評價與基於實際的冷卻擴展之分割性匹配,分別製作具備實施例3、比較例2及比較例3的膜狀接著劑作為接著劑層之切割晶粒接合一體型膜,實際在以下條件下評價了接著劑層(膜狀接著劑)的分割性。
・矽晶圓的厚度:30μm
・藉由隱形雷射切割單片化之晶片尺寸:縱4mm×橫12mm
・冷卻擴展的溫度:與實施例及比較例的割斷試驗的恆溫槽相同的溫度
・利用擴展用環的頂起:8mm
・評價基準:對利用擴展用環頂起後的矽晶圓照射了光。將光通過相鄰之附有接著劑片之晶片之間者(矽晶圓及接著劑層被分割者)評價為“A”,將具有光不通過之區域者(矽晶圓及接著劑層未被分割者)評價為“B”。將結果示於表1中。
如表1所示,在基於割斷試驗之分割性評價中,割斷係數m為70以下之實施例3及比較例2的膜狀接著劑在實際的分割性評價中充分。與此相對,在基於割斷試驗之分割性評價中,割斷係數m超過70之比較例3的膜狀接著劑在實際的分割性評價中不充分。藉此,確認到基於割斷試驗之分割性評價與實際的基於冷卻擴展之分割性匹配。
[接著性評價]
將實施例1~4及比較例1~3的膜狀接著劑分別切成5mm×5mm尺寸,剝離PET膜,得到了用2片聚醯亞胺膜(尺寸:1cm×5cm,UBE INDUSTRIES,LTD.製造,UPILEX 50S)夾持膜狀接著劑之積層體。然後,用熱壓接機(TESTER SANGYO CO,. LTD.製造)在120℃、0.1MPa、5秒的條件下壓接積層體,得到了測量樣品。將測量樣品的一側的聚醯亞胺膜用Nystack(商品名,NICHIBAN CO.,LTD.製造)固定於90°剝離試驗機(TESTER SANGYO CO,. LTD.製造,TE-3001)上,將載台加熱至120℃,並實施剝離試驗,藉此求出了剝離強度。將結果示於表1中。
【表1】
比較例1 | 比較例2 | 比較例3 | 實施例1 | 實施例2 | 實施例3 | 實施例4 | |||
(A) | (A1) | (A1-1) | - | - | - | - | - | - | 8.9 |
(A1-2) | - | - | - | 5.0 | 7.5 | 10.0 | - | ||
(A2) | (A2-1) | 10.0 | 6.3 | 8.0 | 5.0 | 2.5 | - | - | |
(B) | (B-1) | 4.9 | - | - | 4.9 | 4.9 | 4.9 | 3.5 | |
(B-2) | - | 3.5 | 4.0 | - | - | - | - | ||
(B-3) | - | 2.6 | 3.0 | - | - | - | - | ||
(C) | (C-1) | 59.0 | 57.0 | 68.0 | 59.0 | 59.0 | 59.0 | 48.0 | |
(D) | (D-1) | 25.4 | - | 16.0 | 25.4 | 25.4 | 25.4 | 39.0 | |
(D-2) | - | 30.0 | - | - | - | - | - | ||
(E) | (E-1) | - | 1.23 | 1.23 | - | - | - | - | |
(E-2) | 0.41 | 0.41 | 0.41 | 0.41 | 0.41 | 0.41 | 0.41 | ||
(F) | (F-1) | 0.01 | 0.01 | 0.01 | 0.01 | 0.01 | 0.01 | 0.01 | |
割斷係數m | B (63.6) | A (56.5) | C (71.5) | B (62.4) | A (56.9) | A (52.7) | A (56.7) | ||
冷卻分割性 | - | A | B | - | - | A | - | ||
剝離強度(N/5mm) | 0.61 | 0.22 | 0.47 | 0.86 | 1.17 | 1.35 | 1.01 |
如表1所示,含有具有茀骨架之環氧樹脂作為熱固性樹脂之實施例1~4的膜狀接著劑的割斷係數m為70以下。又,實施例1~4的膜狀接著劑與不含有具有茀骨架之環氧樹脂作為熱固性樹脂之比較例1~3的膜狀接著劑相比,剝離強度優異。由該等結果確認到,本揭示的膜狀接著劑的基於冷卻擴展之分割性優異,且與半導體晶圓的接著性亦優異。
1:膜狀接著劑
1A:接著劑層
2:基材層
3:黏著劑層
4:切割帶
10:切割晶粒接合一體型膜
11,11a,11b,11c,11d:半導體元件
12:支撐構件
13:導線
14:密封材料
15,15a,15b,15c,15d:接著構件
16:端子
20:試樣固定用治具
20a:開口
21:壓入治具
21a:尖端部
100,110,120:半導體裝置
圖1係表示膜狀接著劑的一實施形態之示意剖面圖。
圖2係示意性地表示割斷試驗中固定於治具上之狀態的試樣之立體圖。
圖3係示意性地表示割斷試驗中藉由壓入治具對試樣施加荷重之狀態之剖面圖。
圖4係示意性地表示割斷試驗結果的一例之曲線圖。
圖5係表示切割晶粒接合一體型膜的一實施形態之示意剖面圖。
圖6係表示半導體裝置的一實施形態之示意剖面圖。
圖7係表示半導體裝置的另一實施形態之示意剖面圖。
圖8係表示半導體裝置的另一實施形態之示意剖面圖。
1:膜狀接著劑
Claims (11)
- 一種膜狀接著劑,其含有熱固性樹脂、固化劑及彈性體, 前述熱固性樹脂含有具有茀骨架之環氧樹脂。
- 如請求項1所述之膜狀接著劑,其還含有無機填料。
- 如請求項1或請求項2所述之膜狀接著劑,其厚度為20μm以下。
- 如請求項1至請求項3之任一項所述之膜狀接著劑,其用於積層複數個半導體元件而成之半導體裝置的製造製程。
- 如請求項4所述之膜狀接著劑,其中 前述半導體裝置為三維NAND型記憶體。
- 一種切割晶粒接合一體型膜,其依序具備基材層、黏著劑層及由請求項1至請求項3之任一項所述之膜狀接著劑形成之接著劑層。
- 一種半導體裝置,其具備: 半導體元件; 支撐構件,搭載前述半導體元件;及 接著構件,設置於前述半導體元件與前述支撐構件之間,接著前述半導體元件與前述支撐構件, 前述接著構件為請求項1至請求項3之任一項所述之膜狀接著劑的固化物。
- 如請求項7所述之半導體裝置,其還具備積層於前述半導體元件的表面上之其他半導體元件。
- 一種半導體裝置之製造方法,其包括: 將請求項1至請求項3之任一項所述之膜狀接著劑介在於半導體元件與支撐構件之間或第1半導體元件與第2半導體元件之間,將前述半導體元件與前述支撐構件、或將前述第1半導體元件與前述第2半導體元件接著之步驟。
- 一種半導體裝置之製造方法,其包括: 將請求項6所述之切割晶粒接合一體型膜的前述接著劑層貼附於半導體晶圓上之步驟; 切割貼附有前述接著劑層之前述半導體晶圓之步驟; 藉由在冷卻條件下擴展前述基材層,製作複數個單片化之附有接著劑片之半導體元件之步驟; 從前述黏著劑層拾取前述附有接著劑片之半導體元件之步驟;及 經由接著劑片將所拾取之前述附有接著劑片之半導體元件接著於支撐構件上之步驟。
- 如請求項10所述之半導體裝置之製造方法,其還包括: 經由接著劑片將其他前述附有接著劑片之半導體元件接著於與前述支撐構件接著之前述半導體元件的表面上之步驟。
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