TW202502995A - 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

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 Download PDF

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市川順一
細野慶太
丹羽孝明
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Abstract

本發明揭示一種膜狀接著劑,其含有熱固化性樹脂成分及彈性體,亦可以進一步含有無機填料。以膜狀接著劑的總量為基準,彈性體的含量為18質量%以上。以膜狀接著劑的總量為基準,無機填料的含量為0~25質量%。使膜狀接著劑在140℃、30分鐘的條件下固化後之固化物的150℃下的儲存彈性模數為80MPa以上。膜狀接著劑的厚度為15μm以下。

Description

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
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。
近年來,已普及將半導體晶片積層為多級而成之堆疊式(stacked)MCP(Multi Chip Package:多晶片封裝),作為行動電話、可攜式音頻設備用記憶體半導體封裝等而搭載。又,伴隨行動電話等的多功能化,亦推進半導體封裝的高速化、高密度化、高積體化等。
作為半導體裝置之製造方法,通常使用在半導體晶圓的背面貼附具備接著劑層及黏著劑層之切割晶粒接合一體型膜,之後,切斷半導體晶圓、接著劑層及黏著劑層的一部分而使其單片化之方式(半導體晶圓背面貼附方式)。例如,在專利文獻1、2中揭示了用於這樣的方式中的接著劑層之膜狀接著劑。
[專利文獻1]國際公開第2013/133275號 [專利文獻2]國際公開第2020/013250號
然而,在堆疊式MCP中,由於半導體晶片積層為多級,因此要求用於切割晶粒接合一體型膜之膜狀接著劑在形成薄膜(例如,厚度15μm以下)時,亦具有充分的斷裂強度。若膜狀接著劑具有充分的斷裂強度時,則具有形成薄膜時的加工性(例如,用於模切為規定形狀的膜切斷性)優異之傾向。
此外,近年來的半導體封裝中,在由電路層和半導體層構成之半導體晶片中,具有電路層變厚且半導體層變薄之傾向。在這樣的半導體封裝中,例如,在用接合導線(bonding wire)連接半導體晶片的電路層與基板的電極之導線接合(wire bonding)時,有時會發生晶片破裂(chip crack)。據推測,這樣的晶片破裂係由於半導體層變薄而變脆,藉由導線接合時的振動而發生。因此,亦要求用於切割晶粒接合一體型膜之膜狀接著劑能夠抑制晶片破裂的發生。
因此,本揭示的主要目的為提供一種在形成薄膜時的加工性優異,並且能夠抑制晶片破裂的發生之膜狀接著劑。
本發明人等為了解決上述問題而進行了深入研究,結果發現,藉由使膜狀接著劑中的彈性體的含量在規定的範圍以上、使膜狀接著劑中的無機填料的含量在規定的範圍以下、及使固化後的膜狀接著劑的儲存彈性模數在規定的範圍以上,能夠改善形成薄膜時的加工性,進而能夠抑制晶片破裂的發生,藉此完成了本揭示的發明。
本揭示提供一種[1]至[8]所述之膜狀接著劑、[9]所述之切割晶粒接合一體型膜、[10]、[11]所述之半導體裝置、及[12]、[13]所述之半導體裝置。 [1]一種膜狀接著劑,其含有熱固化性樹脂成分及彈性體,並且可以進一步含有無機填料,其中 以膜狀接著劑的總量為基準,前述彈性體的含量為18質量%以上, 以膜狀接著劑的總量為基準,前述無機填料的含量為0~25質量%, 使前述膜狀接著劑在140℃、30分鐘的條件下固化後之固化物的150℃下的儲存彈性模數為80MPa以上, 前述膜狀接著劑的厚度為15μm以下。 [2]如[1]所述之膜狀接著劑,其中 以膜狀接著劑的總量為基準,前述彈性體的含量為18~35質量%。 [3]如[1]或[2]所述之膜狀接著劑,其中 以膜狀接著劑的總量為基準,前述無機填料的含量為0~3質量%。 [4]如[1]至[3]之任一項所述之膜狀接著劑,其中 使前述膜狀接著劑在140℃、30分鐘的條件下固化後之固化物的30℃下的儲存彈性模數為2000MPa以下。 [5]如[1]至[4]之任一項所述之膜狀接著劑,其中 前述熱固化性樹脂成分包含環氧樹脂及酚醛樹脂。 [6]如[1]至[5]之任一項所述之膜狀接著劑,其中 前述彈性體的玻璃轉移溫度為0~30℃。 [7]如[1]至[6]之任一項所述之膜狀接著劑,其用於積層複數個半導體晶片而成之半導體裝置的製造製程。 [8]如[7]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。 [9]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[1]至[6]之任一項所述之膜狀接著劑形成之接著劑層。 [10]一種半導體裝置,其具備: 第1半導體晶片; 支撐構件,搭載前述第1半導體晶片;及 [1]至[6]之任一項所述之膜狀接著劑的固化物,設置於前述第1半導體晶片與前述支撐構件之間,接著前述第1半導體晶片與前述支撐構件。 [11]如[10]所述之半導體裝置,其進一步具備積層於前述第1半導體晶片的表面上且與前述第1半導體晶片不同之第2半導體晶片。 [12]一種半導體裝置之製造方法,其包括如下步驟: 將[9]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; 藉由切斷貼附有前述接著劑層之前述半導體晶圓,製作複數個單片化之附有接著劑片之半導體晶片;及 隔著接著劑片將作為前述附有接著劑片之半導體晶片之具有第1半導體晶片及第1接著劑片之第1附有接著劑片之半導體晶片接著於支撐構件上。 [13]如[12]所述之半導體裝置之製造方法,其進一步包括如下步驟: 隔著第2接著劑片將作為前述附有接著劑片之半導體晶片之具有第2半導體晶片及前述第2接著劑片之第2附有接著劑片之半導體晶片接著於與前述支撐構件接著之前述第1附有接著劑片之半導體晶片中的前述第1半導體晶片的表面上。 [發明效果]
依據本揭示,提供一種在形成薄膜時的加工性優異,並且能夠抑制晶片破裂的發生之膜狀接著劑。某些態樣的膜狀接著劑亦能夠抑制半導體裝置(半導體封裝)的翹曲。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割晶粒接合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。
對本揭示中的數值及其範圍亦相同,並不係限制本揭示者。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,以一個數值範圍記載之上限值或下限值亦可以替換成其他階段性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。又,個別地記載之上限值及下限值能夠任意組合。又,「A或B」包括A及B的任一者即可,亦可以將兩者均包括在內。又,以下例示之材料只要沒有特別指定,則可以單獨使用1種,亦可以組合2種以上來使用。關於組成物中的各成分的含量,在組成物中存在複數種對應於各成分之物質之情況下,只要沒有特別說明,則係指存在於組成物中之該複數種物質的合計量。
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。對(甲基)丙烯醯基、(甲基)丙烯酸共聚物等其他類似的表述亦相同。
[膜狀接著劑] 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可以為熱固化性,亦可以為經過半固化(B階段)狀態,在固化處理後能夠成為完全固化(C階段)狀態者。
膜狀接著劑1滿足以下條件。 ·在140℃、30分的條件下固化後的150℃下的儲存彈性模數為80MPa以上。 ·厚度為15μm以下
膜狀接著劑1在140℃、30分鐘的條件下固化後的150℃下的儲存彈性模數為80MPa以上,亦可以為85MPa以上、90MPa以上、95MPa以上、100MPa以上、105MPa以上、110MPa以上、115MPa以上、120MPa以上、125MPa以上或130MPa以上。若該儲存彈性模數為80MPa以上,則能夠彌補因薄膜化導致之半導體晶片的脆性,結果能夠抑制晶片破裂的發生。該儲存彈性模數的上限並無特別限制,例如,可以為500MPa以下、300MPa以下、250MPa以下或200MPa以下。
膜狀接著劑1在140℃、30分鐘的條件下固化後的30℃下的儲存彈性模數可以為2000MPa以下,亦可以為1800MPa以下、1600MPa以下、1400MPa以下或1200MPa以下。若該儲存彈性模數為2000MPa以下,則具有能夠更容易地使膜狀接著劑薄膜化,且在膜狀接著劑的固化物中,能夠更充分地抑制變得過硬之傾向。該儲存彈性模數的下限並無特別限制,例如,可以為600MPa以上、700MPa以上、800MPa以上、900MPa以上或1000MPa以上。
在本說明書中,例如,能夠藉由以下方法來測定膜狀接著劑固化後的150℃下的儲存彈性模數。藉由積層複數個厚度5μm的膜狀接著劑而使厚度為100μm以上,並藉由將其製成寬度4mm×長度20mm以上的尺寸而製作測定用試樣。使所製作之試樣在140℃、30分鐘的條件下固化後,將固化後的試樣設置於動態黏彈性測定裝置(例如,Rheogel E-4000,Universal Building Materials Co.,Ltd.製造)中,施加拉伸荷重,在夾頭間距離20mm、頻率10Hz及升溫速度3℃/分鐘的條件下,在室溫(25℃)~300℃進行測定之溫度依存性測定模式下,測定動態黏彈性。在此,讀取30℃及150℃時的儲存彈性模數的值,並將各者的值作為30℃及150℃下的儲存彈性模數。
膜狀接著劑1的厚度為15μm以下,可以為12μm以下、10μm以下、8μm以下、7μm以下、6μm以下或5μm以下。膜狀接著劑的厚度下限並無特別限制,例如可以為1μm以上。
膜狀接著劑1含有熱固化性樹脂成分(以下,有時稱為「(A)成分」。)及彈性體(以下,有時稱為「(B)成分」。),並且可以進一步含有無機填料(以下,有時稱為「(C)成分」。)。(A)成分例如可以包含環氧樹脂(以下,有時稱為「(A1)成分」。)及酚醛樹脂(以下,有時稱為「(A2)成分」。)。以膜狀接著劑的總量為基準,(B)成分的含量為18質量%以上。以膜狀接著劑的總量為基準,(C)成分的含量為0~25質量%。又,膜狀接著劑1除了含有(A)成分、(B)成分及(C)成分以外,亦可以進一步含有偶合劑(以下,有時稱為「(D)成分」。)、固化促進劑(以下,有時稱為「(E)成分」。)及其他成分等。藉由採用這樣的構成成分,具有容易製作滿足上述固化後的儲存彈性模數及上述厚度的條件之膜狀接著劑之傾向。
(A)成分:熱固化性樹脂成分 ·(A1)成分:環氧樹脂 (A1)成分只要為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,例如可列舉雙酚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;含茀骨架環氧樹脂;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,從膜的黏性、柔軟性等觀點考慮,(A1)成分可以包含甲酚酚醛清漆型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂、雙酚A型環氧樹脂或萘型環氧樹脂。雙酚F型環氧樹脂的軟化點較低,軟化點大多為40℃以下。
(A1)成分可以包含軟化點為40℃以下的環氧樹脂(或在30℃下為液狀之環氧樹脂,以下,有時稱為「(A1a)成分」。)。(A1)成分可以為(A1a)成分與軟化點超過40℃之環氧樹脂(或在30℃下為固體之環氧樹脂,以下,有時稱為「(A1b)成分」。)的組合。(A1)成分藉由包含(A1a)成分,具有更容易提高固化後的儲存彈性模數之傾向。又,藉由(A1)成分為(A1a)成分與(A1b)成分的組合,具有更容易實現薄膜化之傾向。(A1a)成分例如可以包含雙酚F型環氧樹脂。
另外,在本說明書中,軟化點係指按照JIS K7234:1986,藉由還球法測定之值。
作為(A1a)成分的市售品,例如可列舉EXA-830CRP(產品名稱,DIC Corporation製造,在30℃下為液狀)、YDF-8170C(產品名稱,NIPPON STEEL Chemical & Material Co., Ltd.製造,在30℃下為液狀)、EP-4088S(產品名稱,ADEKA Corporation製造,在30℃下為液狀)等。
在(A1)成分為(A1a)成分與(A1b)成分的組合之情況下,以(A1)成分的總量為基準,(A1a)成分的含量可以為5質量%以上、10質量%以上或15質量%以上,且可以為70質量%以下、60質量%以下或50質量%以下。另外,形成膜狀接著劑時的接著劑組成物中的(A1)成分中的(A1a)成分的含量可以與上述範圍相同。
在(A1)成分為(A1a)成分與(A1b)成分的組合之情況下,以(A1)成分的總量為基準,(A1b)成分的含量可以為30質量%以上、40質量%以上或50質量%以上,且可以為95質量%以下、90質量%以下或85質量%以下。另外,形成膜狀接著劑時的接著劑組成物中的(A1)成分中的(A1b)成分的含量可以與上述範圍相同。
(A1)成分的環氧當量並無特別限制,可以為90~300g/eq或110~290g/eq。若(A1)成分的環氧當量在這樣的範圍內,則具有維持膜狀接著劑的塊體(Bulk)強度,並且容易確保形成膜狀接著劑時的接著劑組成物的流動性之傾向。
·(A2)成分:酚醛樹脂 (A2)成分可以係作為(A1)成分的固化劑發揮作用之成分,亦即環氧樹脂的固化劑。藉由使膜狀接著劑含有(A2)成分,膜狀接著劑高交聯化,從而能夠提高固化後的儲存彈性模數。
(A2)成分只要係在分子內具有酚性羥基者,則能夠無特別限制地使用。(A2)成分只要係在分子內具有酚性羥基者,則並無特別限定。作為(A2)成分,例如可列舉將苯酚、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獲得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;聯苯芳烷基型酚醛樹脂;苯基芳烷基型酚醛樹脂等。該等之中,酚醛樹脂可以包含酚醛清漆型酚醛樹脂或苯基芳烷基型酚醛樹脂。
(A2)成分的羥基當量可以為70g/eq以上或70~300g/eq。當(A2)成分的羥基當量為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。
(A2)成分的軟化點並無特別限制,例如可以為90℃以上、100℃以上或110℃以上。(A2)成分的軟化點的上限例如可以為200℃以下。
作為(A2)成分的市售品,例如可列舉PSM-4326(產品名稱,Gunei Chemical Industry Co.,Ltd.製造,軟化點:120℃)、J-DPP-140(產品名稱,JFE Chemical Corporation製造,軟化點:140℃)、GPH-103(產品名稱,Nippon Kayaku Co.,Ltd.製造,軟化點:99~106℃)等。
從固化性的觀點考慮,(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,具有獲得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,能夠獲得更充分的流動性。
以膜狀接著劑的總量為基準,(A1)成分((A1a)成分及(A1b)成分的合計)的含量可以為20質量%以上,亦可以為25質量%以上、30質量%以上、35質量%以上、40質量%以上或45質量%以上。若(A1)成分的含量在這樣的範圍內,則具有更容易提高固化後的儲存彈性模數之傾向。從操作性的觀點考慮,以膜狀接著劑的總量為基準,(A1)成分的含量可以為70質量%以下、65質量%以下、60質量%以下或55質量%以下。另外,形成膜狀接著劑時的接著劑組成物中的(A1)成分((A1a)成分及(A1b)成分的合計)的含量可以與上述範圍相同。
以膜狀接著劑的總量為基準,(A2)成分的含量可以為10質量%以上,亦可以為12質量%以上、15質量%以上、18質量%以上、20質量%以上或22質量%以上。若(A2)成分的含量在這樣的範圍內,則具有更容易提高固化後的儲存彈性模數之傾向。從操作性的觀點考慮,以膜狀接著劑的總量為基準,(A2)成分的含量可以為35質量%以下、32質量%以下或30質量%以下。另外,形成膜狀接著劑時的接著劑組成物中的(A2)成分的含量可以與上述範圍相同。
以膜狀接著劑的總量為基準,(A)成分((A1)成分及(A2)成分的合計)的含量可以為40質量%以上,亦可以為45質量%以上、50質量%以上、55質量%以上、60質量%以上、65質量%以上或70質量%以上。若(A)成分的含量在這樣的範圍內,則具有更容易提高固化後的儲存彈性模數之傾向。從操作性的觀點考慮,以膜狀接著劑的總量為基準,(A)成分的含量可以為90質量%以下、85質量%以下或80質量%以下。另外,形成膜狀接著劑時的接著劑組成物中的(A)成分((A1)成分及(A2)成分的合計)的含量可以與上述範圍相同。
(B)成分:彈性體 作為(B)成分,例如可列舉丙烯酸樹脂、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。又,作為(B)成分,例如可列舉在側鏈具有有機聚矽氧烷(organopolysiloxane)之聚合物等。該等之中,(B)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,(B)成分中的來自於(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。
(B)成分的玻璃轉移溫度(Tg)可以為0~30℃。當(B)成分的Tg為0℃以上時,能夠進一步提高膜狀接著劑的接著強度,進而具有能夠防止膜狀接著劑的柔軟性變得過高之傾向。若(B)成分的Tg為30℃以下,則能夠抑制膜狀接著劑的柔軟性的降低,從而具有在形成薄膜時的斷裂強度優異,並且加工性亦優異之傾向。(B)成分的玻璃轉移溫度(Tg)可以為5℃以上或10℃以上,且可以為25℃以下或20℃以下。在此,Tg係指使用DSC(示差掃描熱量計)(例如,Rigaku Corporation製造,Thermo Plus2)測定之值。藉由調整構成(B)成分之構成單元(在(B)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(B)成分的Tg調整到所期望的範圍。
(B)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,且可以為300萬以下、200萬以下或100萬以下。若(B)成分的Mw在這樣的範圍內,則能夠適當地控制膜形成性、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)進行測定,使用基於標準聚苯乙烯之校準曲線換算之值。另外,在GPC中觀測到複數個峰之情況下,將起因於峰強度最高的峰之重量平均分子量定義為本說明書中的重量平均分子量。
作為(B)成分的市售品,可列舉SG-P3、SG-80H(均為Nagase ChemteX Corporation製造)、KH-CT-865(Resonac Corporation製造)等。
以膜狀接著劑的總量為基準,(B)成分的含量為18質量%以上,可以為18~35質量%。以膜狀接著劑的總量為基準,(B)成分的含量可以為20質量%以上、22質量%以上或24質量%以上。若以膜狀接著劑的總量為基準,(B)成分的含量為18質量%以上,則形成薄膜時的斷裂強度優異,且加工性亦優異,並且具有能夠抑制半導體裝置(半導體封裝)的翹曲之傾向。又,若以膜狀接著劑的總量為基準,(B)成分的含量為18質量%以上,則具有能夠抑制固化後的30℃下的儲存彈性模數變得過高之傾向。以膜狀接著劑的總量為基準,(B)成分的含量為35質量%以下,亦可以為33質量%以下、30質量%以下或28質量%以下。若以膜狀接著劑的總量為基準,(B)成分的含量為35質量%以下,則具有更容易提高固化後的儲存彈性模數之傾向。另外,形成膜狀接著劑時的接著劑組成物中的(B)成分的含量可以與上述範圍相同。
(C)成分:無機填料 膜狀接著劑1可以進一步含有(C)成分。亦即,膜狀接著劑1可以存在含有(C)成分之態樣及實質上不含有(C)成分之態樣。
作為(C)成分,例如可列舉氫氧化鋁、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、二氧化矽等填料。該等之中,從調整熔融黏度的觀點考慮,(C)成分可以為二氧化矽填料。(C)成分的形狀並無特別限制,可以為球狀。
從流動性及儲存彈性模數的觀點考慮,(C)成分的平均粒徑可以為0.7μm以下,亦可以為0.6μm以下、0.5μm以下、0.4μm以下或0.3μm以下。(C)成分的平均粒徑例如可以為0.01μm以上。在此,平均粒徑係指藉由雷射繞射/散射法求出之粒度分布中的累計頻度50%的粒徑。另外,(C)成分的平均粒徑亦能夠藉由使用含有(C)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獲得之殘渣分散於溶劑中以製作分散液,依據對其適用雷射繞射/散射法而獲得之粒度分布,能夠求出(C)成分的平均粒徑。
以膜狀接著劑的總量為基準,(C)成分的含量為0~25質量%,可以為0~22質量%、0~20質量%、0~17質量%、0~15質量%、0~12質量%、0~10質量%、0~7質量%、0~5質量%、0~4質量%、0~3質量%、0~2質量%、0~1質量%、0~0.5質量%或0~0.1質量%。若(C)成分的含量在這樣的範圍內,則具有能夠更進一步薄膜化之傾向。又,若(C)成分的含量以膜狀接著劑的總量為基準,為25質量%以下,則具有形成薄膜時的斷裂強度優異、加工性亦優異,並且能夠抑制半導體裝置(半導體封裝)的翹曲之傾向。在一實施形態中,以膜狀接著劑的總量為基準,(C)成分的含量可以為22質量%以下、20質量%以下、17質量%以下、15質量%以下、12質量%以下、10質量%以下、7質量%以下、5質量%以下、4質量%以下、3質量%以下、2質量%以下、1質量%以下、0.5質量%以下或0.1質量%以下。在一實施形態中,以膜狀接著劑的總量為基準,(C)成分的含量可以為0質量%。亦即,在一實施形態中,膜狀接著劑可以不含有(C)成分。在一實施形態中,以膜狀接著劑的總量為基準,(C)成分的含量的下限可以為0質量%以上、超過0質量%、1質量%以上、3質量%以上或5質量%以上。另外,形成膜狀接著劑時的接著劑組成物中的(C)成分的含量可以與上述範圍相同。
(A)成分及(B)成分或(A)成分、(B)成分及(C)成分可以為本實施形態的膜狀接著劑的主成分。(A)成分及(B)成分的合計含量、或(A)成分、(B)成分及(C)成分的合計含量例如可以為70質量%以上、80質量%以上、90質量%以上、95質量%以上、96質量%以上、97質量%以上、98質量%以上、99質量%以上、99.5質量%以上、99.7質量%以上或99.9質量%以上。(A)成分及(B)成分的合計含量、或(A)成分、(B)成分及(C)成分的合計含量例如可以為100質量%以下、99.9質量%以下、99.7質量%以下或99.5質量%以下。
(D)成分:偶合劑 (D)成分亦可以為矽烷偶合劑。作為矽烷偶合劑,例如可列舉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。
(E)成分:固化促進劑 作為(E)成分,例如可列舉咪唑類及其衍生物、有機磷系化合物、二級胺類、三級胺類、四級銨鹽等。該等之中,從反應性的觀點考慮,(E)成分亦可以為咪唑類及其衍生物。
作為咪唑類,例如可列舉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。
從容易促進低溫下的固化的觀點考慮,(E)成分可以包含2-苯基咪唑。
膜狀接著劑可以進一步含有其他成分。作為其他成分,例如可列舉顏料、離子捕捉劑、抗氧化劑等。
以膜狀接著劑的總量為基準,(D)成分、(E)成分及其他成分的合計含量可以為0質量%以上、0.1質量%以上、0.3質量%以上或0.5質量%以上,且可以為30質量%以下、20質量%以下、10質量%以下、5質量%以下、4質量%以下、3質量%以下、2質量%以下或1質量%以下。另外,形成膜狀接著劑時的接著劑組成物中的(D)成分、(E)成分及其他成分的合計含量可以與上述範圍相同。
圖1所示之膜狀接著劑1係將含有(A)成分及(B)成分以及依據需要添加之成分及(C)成分之接著劑組成物成形為膜狀而成者。這樣的膜狀接著劑1能夠藉由將接著劑組成物塗布於支撐膜上而形成。在膜狀接著劑1的形成中,可以使用包含接著劑組成物及溶劑之清漆(接著劑清漆)。在使用接著劑清漆之情況下,將(A)成分及(B)成分以及依據需要添加之成分及(C)成分在溶劑中混合或混練而製備接著劑清漆,將所獲得之接著劑清漆塗布於支撐膜上,加熱乾燥而去除溶劑,藉此能夠獲得膜狀接著劑1。
支撐膜只要為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而成者。支撐膜的厚度例如可以為10~200μm或20~170μm。
混合或混煉使用通常的攪拌機、擂潰機、三輥磨機、球磨機等分散機,能夠適當組合它們來進行。
用於製備接著劑清漆之溶劑只要為能夠均勻地溶解、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,例如可列舉丙酮、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-甲基吡咯啶酮、甲苯、二甲苯等。從乾燥速度及價格的觀點考慮,溶劑可以為甲基乙基酮或環己酮。
作為將接著劑清漆塗布於支撐膜之方法,能夠使用公知的方法,例如能夠使用刮刀塗布法、輥塗法、噴塗法、凹版塗布法、棒塗法及簾式塗布法等。加熱乾燥條件只要係所使用之溶劑充分地揮發之條件,則並無特別限制,可以為50~150℃、1~30分鐘。
由於膜狀接著劑1能夠實現薄膜化,因此能夠較佳地用於積層複數個半導體晶片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。
[切割晶粒接合一體型膜] 圖2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2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及由上述膜狀接著劑1形成之接著劑層1A。由基材層2及黏著劑層3構成之積層體有時被稱為切割膜4(切割帶)。當使用這樣的切割晶粒接合一體型膜10時,對半導體晶圓的層壓步驟為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。
切割膜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,例如可列舉聚四氟乙烯膜、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布、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。黏著劑只要在切割步驟中具有半導體晶片不飛散之充分的黏著力,在之後的半導體晶片的拾取步驟中具有不損傷半導體晶片之程度的低黏著力,則並無特別限制,能夠在切割膜的領域中使用以往公知者。黏著劑亦可以為放射線固化型或非放射線固化型中的任一種。放射線例如可以為紫外線。非放射線固化型黏著劑為在短時間的加壓下顯示恆定黏著性之黏著劑。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考慮,切割膜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及切割膜4,將膜狀接著劑1與切割膜4的黏著劑層3貼合而獲得。又,切割晶粒接合一體型膜10例如亦能夠藉由準備切割膜4,與形成上述膜狀接著劑1之方法同樣地,在切割膜4的黏著劑層3上塗布接著劑組成物(接著劑清漆)而獲得。
在將膜狀接著劑1與切割膜4的黏著劑層3貼合之情況下,切割晶粒接合一體型膜10能夠藉由使用輥層壓機、真空層壓機等在規定條件(例如,室溫(25℃)或加熱狀態)下將膜狀接著劑1層壓於切割膜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晶片而成之半導體裝置的製造製程。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,該半導體裝置的製造製程包括如下步驟:將膜狀接著劑或切割晶粒接合一體型膜的接著劑層貼合於半導體晶圓或已經單片化之半導體晶片上,並藉由旋轉刀片、雷射或伸展進行分割而獲得附有接著劑片之半導體晶片;及隔著接著劑片將該附有接著劑片之半導體晶片接著於支撐構件或半導體晶片上。
膜狀接著劑在作為積層複數個半導體晶片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晶片彼此的接著劑。
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晶片背面的保護片、用於密封倒裝晶片型半導體裝置之半導體晶片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3係表示半導體裝置的一實施形態之示意剖面圖。圖3所示之半導體裝置100具備半導體晶片11(第1半導體晶片)、搭載半導體晶片11之支撐構件12及接著構件15。接著構件15設置於半導體晶片11與支撐構件12之間,接著半導體晶片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)。半導體晶片11的連接端子(未圖示)經由接合導線13與外部連接端子(未圖示)電連接,並藉由密封材料14密封。
圖4係表示半導體裝置的另一實施形態之示意剖面圖。在圖4所示之半導體裝置110中,第一層半導體晶片11a(第1半導體晶片)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,在第一層半導體晶片11a上進一步藉由接著構件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晶片11b(第2半導體晶片)。第一層半導體晶片11a及第二層半導體晶片11b的連接端子(未圖示)經由接合導線13與外部連接端子電連接,藉由密封材料14密封。亦可說,圖4所示之半導體裝置110在圖3所示之半導體裝置100中進一步具備積層於半導體晶片(11a)的表面上之另一半導體晶片(11b)。
圖5係表示半導體裝置的另一實施形態之示意剖面圖。圖5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上之半導體晶片11a(第1半導體晶片)、11b(第2半導體晶片)、11c(第3半導體晶片)、11d(第4半導體晶片)。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,四個半導體晶片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5)。半導體晶片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,三個半導體晶片11b、11c、11d之間亦分別介在有接著構件15b、15c、15d(接著劑組成物的固化物(膜狀接著劑的固化物))。亦可說,圖5所示之半導體裝置120在圖3所示之半導體裝置100中進一步具備積層於半導體晶片(11a)的表面上之其他半導體晶片(11b、11c、11d)。
以上,關於本揭示的實施形態詳細地說明了半導體裝置(半導體封裝),但本揭示並不限定於上述實施形態。例如,在圖5中,例示了積層有四個半導體晶片之態樣的半導體裝置,但積層之半導體晶片的數量並不限定於此。又,在圖5中,例示了半導體晶片積層於沿橫向(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,但亦可以為半導體晶片積層於沿橫向(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3、圖4及圖5所示之半導體裝置(半導體封裝)能夠藉由如下方法來獲得,該方法包括如下步驟:使上述膜狀接著劑介在於半導體晶片(第1半導體晶片)與支撐構件之間或半導體晶片(第1半導體晶片)與半導體晶片(第2半導體晶片)之間,從而使半導體晶片(第1半導體晶片)與支撐構件或半導體晶片(第1半導體晶片)與半導體晶片(第2半導體晶片)接著。更具體而言,能夠藉由使上述膜狀接著劑介在於半導體晶片與支撐構件之間或半導體晶片(第1半導體晶片)與半導體晶片(第2半導體晶片)之間,對它們進行加熱壓接而使兩者接著,之後,依據需要經過熱固化步驟、導線接合步驟、利用密封材料之密封步驟、包括利用焊料回焊之加熱熔融步驟等而獲得。
作為使膜狀接著劑介在於半導體晶片(第1半導體晶片)與支撐構件之間或半導體晶片(第1半導體晶片)與半導體晶片(第2半導體晶片)之間之方法,如後所述,可以為預先製作附有接著劑片之半導體晶片之後,貼附於支撐構件或另一半導體晶片之方法。
接著,對使用圖2所示之切割晶粒接合一體型膜之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獲得,該方法包括如下步驟:在上述切割晶粒接合一體型膜的接著劑層上貼附半導體晶圓(層壓步驟);藉由切斷貼附有接著劑層之半導體晶圓,製作複數個單片化之附有接著劑片之半導體晶片(切割步驟);及隔著第1接著劑片將作為附有接著劑片之半導體晶片之具有第1半導體晶片及第1接著劑片之第1附有接著劑片之半導體晶片接著於支撐構件上(隔著接著劑片將附有接著劑片之半導體晶片接著於支撐構件上)(第1接著步驟)。半導體裝置之製造方法可以進一步包括如下步驟:隔著第2接著劑片將作為附有接著劑片之半導體晶片之具有第2半導體晶片及第2接著劑片之第2附有接著劑片之半導體晶片接著於與支撐構件接著之第1附有接著劑片之半導體晶片中的第1半導體晶片的表面上(隔著另一附有接著劑片之半導體晶片所具有之接著劑片將另一前述附有接著劑片之半導體晶片接著於與支撐構件接著之半導體晶片的表面上)(第2接著步驟)。
層壓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。
作為半導體晶圓,例如可列舉單晶矽、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。藉此,能夠將半導體晶圓切斷為規定的尺寸來製造複數個單片化之附有接著劑片之半導體晶片。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,例如能夠採用設置切口至切割膜之被稱為全切之方式、藉由在半導體晶圓上設置一半切口,並冷卻而拉伸來分割之方式、藉由雷射來分割之方式等。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。
半導體晶片例如由電路層和半導體層(例如,單晶矽、多晶矽、各種陶瓷、砷化鎵等化合物半導體)構成。作為半導體晶片,例如可列舉IC(積體電路)等。作為支撐構件,例如可列舉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。
半導體裝置之製造方法亦可以依據需要包括拾取步驟。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晶片而進行附有接著劑片之半導體晶片的拾取之步驟。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,例如可列舉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晶片頂起,藉由拾取裝置拾取被頂起之附有接著劑片之半導體晶片之方法等。
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。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晶片的剝離變得容易。其結果,能夠不損傷附有接著劑片之半導體晶片而進行拾取。
第1接著步驟為隔著第1接著劑片將藉由切割而形成之第1附有接著劑片之半導體晶片接著於用於搭載半導體晶片之支撐構件上之步驟。半導體裝置之製造方法亦可以依據需要包括隔著第2接著劑片將第2附有接著劑片之半導體晶片接著於與支撐構件接著之半導體晶片的表面上之步驟(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、5~15N的荷重、1~10秒的時間。另外,作為支撐構件,能夠例示與上述相同的支撐構件。
半導體裝置之製造方法亦可以依據需要包括使接著劑片(第1附有接著劑片之半導體晶片中的第1接著劑片及第2附有接著劑片之半導體晶片中的第2接著劑片)或膜狀接著劑進一步熱固化之步驟(熱固化步驟)。藉由使接著有半導體晶片(第1半導體晶片)及支撐構件、以及半導體晶片(第1半導體晶片)及半導體晶片(第2半導體晶片)之接著劑片(第1附有接著劑片之半導體晶片中的第1接著劑片、及第2附有接著劑片之半導體晶片中的第2接著劑片)進一步熱固化,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℃或100~180℃。另外,溫度或壓力亦可以階段性地變更而進行。加熱時間例如可以為1~120分鐘或15~60分鐘。
半導體裝置之製造方法亦可以依據需要包括用接合導線將第1半導體晶片及第2半導體晶片與支撐構件電連接之步驟,更具體而言,可以包括用接合導線將半導體晶片上的電極墊(electrode pad)與支撐構件的端子部(內引線)的末端電連接之步驟(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。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導線接合。
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晶片之步驟(密封步驟)。本步驟係為了保護搭載於支撐構件上之半導體晶片或接合導線而進行。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)。即使在密封步驟中接著劑片未熱固化之情況下,亦能夠在本步驟中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或半導體晶片之半導體晶片進行加熱之步驟(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,例如可列舉預先將焊料供給到印刷配線板上後,利用溫風等加熱熔融,進行焊接之回焊等。作為加熱方法,例如可列舉熱風回焊、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,基於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1~5及比較例1~4) <接著劑清漆的製備> 以表1所示之成分及含量(單位:質量份),向由(A)成分((A1)成分及(A2)成分)以及(C)成分組成之混合物中加入環己酮,並進行了攪拌混合。向其中以表1所示之成分及含量(單位:質量份)加入(B)成分並攪拌,進而加入(D)成分及(E)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所示之數值係指去除溶劑等之成分(固體成分)的質量份。
(A)成分:熱固化性樹脂成分 ·(A1)成分:環氧樹脂 (A1a-1)EXA830-CRP(產品名稱,DIC Corporation製造,雙酚F型環氧樹脂,環氧當量:155~163g/eq,軟化點:40℃以下,在30℃下為液狀) (A1b-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,軟化點:75~85℃,在30℃為固體) (A1b-2)HP-4710(產品名稱,DIC Corporation製造,萘型環氧樹脂,環氧當量:170g/eq,軟化點:95℃,在30℃下為固體)
·(A2)成分:酚醛樹脂 (A2-1)PSM-4326(產品名稱,Gunei Chemical Industry Co.,Ltd.製造,酚醛清漆型酚醛樹脂,羥基當量:105g/eq,軟化點:120℃)
(B)成分:彈性體 (B-1)SG-P3(商品名,Nagase ChemteX Corporation製造,丙烯酸橡膠,重量平均分子量:80萬,Tg:12℃)
(C)成分:無機填料 (C-1)二氧化矽填料分散液(CIK NanoTek Corporation製造、二氧化矽填料、平均粒徑:0.10μm) (C-2)SC2050-HLG(商品名,Admatechs Co.,Ltd.製,二氧化矽填料分散液,平均粒徑:0.50μm)
(D)成分:偶合劑 (D-1)Z-6119(產品名稱,Dow Toray Co.,Ltd.製造,γ-脲基丙基三乙氧基矽烷) (D-2)A-189(商品名,Nippon Unicar Company Limited製造,γ-巰基丙基三甲氧基矽烷)
(E)成分:固化促進劑 (E-1)2PZ(產品名稱,SHIKOKU CHEMICALS CORPORATION製造,2-苯基咪唑) (E-2)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> 用100篩目(mesh)的過濾器過濾所製作之接著劑清漆,並進行了真空消泡。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布於PET膜上。將所塗布之接著劑清漆在90℃下加熱乾燥5分鐘,接著在140℃下加熱乾燥5分鐘,獲得了處於B階段狀態的實施例1~5及比較例1~4的膜狀接著劑。在實施例1~5及比較例1~4的膜狀接著劑中,藉由接著劑清漆的塗布量,將膜狀接著劑的厚度調整為5μm。
[膜狀接著劑的評價] <儲存彈性模數的測定> 使用實施例1~5及比較例1~4的膜狀接著劑,測定了固化後的儲存彈性模數。固化後的儲存彈性模數藉由以下方法來測定。亦即,藉由積層複數個厚度5μm的膜狀接著劑而使厚度為100μm以上,並藉由將其製成寬度4mm×長度20mm以上的尺寸而製作了測定用試樣。使所製作之試樣在140℃、30分鐘的條件下固化後,將固化後的試樣設置於動態黏彈性測定裝置(Rheogel E-4000,Universal Building Materials Co.,Ltd.製造)中,施加拉伸荷重,在夾頭間距離20mm、頻率10Hz及升溫速度3℃/分鐘的條件下,在室溫(25℃)~300℃進行測定之溫度依存性測定模式下,測定動態黏彈性,讀取30℃及150℃時的儲存彈性模數的值,並將各者的值作為30℃及150℃下的儲存彈性模數。將結果示於表1中。150℃下的儲存彈性模數係指數值越大(例如,80MPa以上),越能夠彌補因薄膜化導致之半導體晶片的脆性,結果能夠抑制晶片破裂的發生。30℃下的儲存彈性模數係指數值越小(例如,2000MPa以下),越能夠更容易地使膜狀接著劑薄膜化,且在膜狀接著劑的固化物中,能夠更充分地抑制變得過硬。
<斷裂強度的測定> 關於實施例1~5及比較例1~4的膜狀接著劑,使用拉伸試驗機(RTF-1250-HS-PL,A&D Company, Limited),測定了25℃下的斷裂強度。更具體而言,使用處於B階段狀態之膜狀接著劑,製作了圖6所示之形狀的試驗片。用試驗機夾住所製作之試驗片的兩端,實施了拉伸試驗。拉伸試驗在25℃的環境下進行,拉伸速度設為100mm/分鐘。斷裂強度依據試驗前的試驗片的平均厚度(0.005mm(5μm))及寬度(10mm)和試驗片切斷之前的最大荷重(N),藉由下述式算出。將結果示於表1中。另外,表1所示之數值係換算成試驗前的試驗片的平均厚度為5μm時的荷重之值(單位:N/10mm)。斷裂強度係指數值越大(例如,0.7N/10mm以上),形成薄膜時的加工性越優異。 斷裂強度(MPa)=試驗片切斷之前的最大荷重(N)/(試驗片的平均厚度(mm)×寬度(mm))
<半導體裝置(半導體封裝)的翹曲的評價> (切割晶粒接合一體型膜的製作) 準備具有基材和黏著劑層之切割膜(產品名稱6363-45、Resonac Corporation製造),用橡膠輥將切割膜的黏著劑層貼合於實施例1~5及比較例1~4的膜狀接著劑的各者上,製作了依序具備基材、黏著劑層及接著劑層(膜狀接著劑)之實施例1~5及比較例1~4的切割晶粒接合一體型膜。
(評價用樣品的製作) 使用實施例1~5及比較例1~4的切割晶粒接合一體型膜,製作了評價用樣品。如下製作了用於評價翹曲的評價用樣品。準備厚度40μm的半導體晶圓,將切割晶粒接合一體型膜的膜狀接著劑側在工作臺溫度70℃下層壓於半導體晶圓上,從而製作了切割用樣品。使用全自動切割機DFD-6362(DISCO Corporation製造),切斷所獲得之切割用樣品。切斷以使用1枚刀片之單切(single cut)方式進行,使用了ZH05-SD4000-N1-70-EE(DISCO Corporation製造)。切斷條件設為刀片轉速40000rpm、切斷速度50mm/秒、晶片尺寸10mm×6mm。關於切斷,以在切割膜上形成20μm左右的切口的方式進行了切斷。接著,向由紫外線固化型黏著劑形成之黏著劑層照射紫外線,使黏著劑層固化,拾取附有接著劑片之半導體晶片。接著,在溫度130℃、荷重10N及時間1秒的條件下,將附有接著劑片之半導體晶片的接著劑片壓接於厚度90μm×寬度240mm×長度74mm的附有阻焊劑之有機基板上,製作了實施例1~5及比較例1~4的評價用樣品。在評價用樣品中,半導體晶片以並排成15行4列之方式配置60個第一層半導體晶片,接著,在第一層半導體晶片的各者的表面上配置了60個第二層半導體晶片。
(半導體裝置(半導體封裝)的翹曲的評價) 使用實施例1~5及比較例1~4的評價用樣品,對半導體裝置(半導體封裝)的翹曲進行了評價。將各評價樣品投入烘箱中,以3℃/分鐘的升溫速度從35℃升溫至140℃,並在140℃下加熱了30分鐘。從加壓烤箱中取出加熱處理後的評價樣品,測定了半導體裝置(半導體封裝)的翹曲量。更具體而言,將加熱處理後的評價樣品以半導體晶片側朝下之方式放置於平面上,使用數位型指示器(Digimatic Indicator)ID-H0530(Mitutoyo Corporation製造),將放置於平面上之加熱處理後的評價樣品的左上、右上、中心、左下及右下的5點作為測定點,藉由求出測定結果的最大值與最小值之差,將其作為翹曲量。將翹曲量為3.0mm以下之情況視為翹曲量被充分抑制而評價為「A」,將翹曲量超過3.0mm之情況評價為「B」。將結果示於表1中。
[表1]
實施例1 實施例2 實施例3 實施例4 實施例5 比較例1 比較例2 比較例3 比較例4
(A) (A1) (A1a-1) 14.2 10.0 12.6 15.6 13.0 16.2 14.6 - 11.0
(A1b-1) 14.0 39.7 24.8 - - 5.1 22.0 11.0 -
(A1b-2) 24.0 - 0.9 23.2 19.3 - 3.5 - 14.3
(A2) (A2-1) 25.6 24.6 23.0 20.6 17.1 13.4 24.3 10.0 13.4
(B) (B-1) 21.6 25.0 33.0 30.0 30.0 15.0 35.0 70.0 16.0
(C) (C-1) - - 5.0 10.0 20.0 - - - 35.0
(C-2) - - - - - 49.9 - 8.6 -
(D) (D-1) 0.26 0.26 0.26 0.26 0.26 0.26 0.26 0.26 0.09
(D-2) 0.13 0.13 0.13 0.13 0.13 0.13 0.13 0.13 0.18
(E) (E-1) 0.23 0.27 0.26 0.22 0.17 - 0.23 - 0.08
(E-2) - - - - - 0.05 - 0.02 -
儲存彈性模數 MPa,150℃, 140 220 101 120 140 172 76 2 107
MPa,30℃, 1100 1150 1600 1100 1200 4600 1400 650 2300
斷裂強度 N/10mm,25℃ 0.8 1.1 1.4 0.9 1.0 0.2 1.7 2.1 0.5
半導體裝置的翹曲的評價 A A A A A B A A B
如表1所示,實施例1~5的膜狀接著劑在150℃下的儲存彈性模數及斷裂強度兩者均優異,相對於此,比較例1~4的膜狀接著劑在150℃下的儲存彈性模數及斷裂強度中的至少一者不充分。由該等結果確認到,本揭示的膜狀接著劑在形成薄膜時的加工性優異,並且能夠抑制晶片破裂的發生。
1:膜狀接著劑 1A:接著劑層 2:基材層 3:黏著劑層 4:切割膜 10:切割晶粒接合一體型膜 11,11a,11b,11c,11d:半導體晶片 12:支撐構件 13:接合導線 14:密封材料 15,15a,15b,15c,15d:接著構件 16:端子 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3係表示半導體裝置的一實施形態之示意剖面圖。 圖4係表示半導體裝置的另一實施形態之示意剖面圖。 圖5係表示半導體裝置的另一實施形態之示意剖面圖。 圖6係表示用於測定斷裂強度之試驗片的形狀之圖。
1:膜狀接著劑

Claims (13)

  1. 一種膜狀接著劑,其含有熱固化性樹脂成分及彈性體,並且可以進一步含有無機填料,其中 以膜狀接著劑的總量為基準,前述彈性體的含量為18質量%以上, 以膜狀接著劑的總量為基準,前述無機填料的含量為0~25質量%, 使前述膜狀接著劑在140℃、30分鐘的條件下固化後之固化物的150℃下的儲存彈性模數為80MPa以上, 前述膜狀接著劑的厚度為15μm以下。
  2. 如請求項1所述之膜狀接著劑,其中 以膜狀接著劑的總量為基準,前述彈性體的含量為18~35質量%。
  3. 如請求項1所述之膜狀接著劑,其中 以膜狀接著劑的總量為基準,前述無機填料的含量為0~3質量%。
  4. 如請求項1至請求項3之任一項所述之膜狀接著劑,其中 使前述膜狀接著劑在140℃、30分鐘的條件下固化後之固化物的30℃下的儲存彈性模數為2000MPa以下。
  5. 如請求項1至請求項3之任一項所述之膜狀接著劑,其中 前述熱固化性樹脂成分包含環氧樹脂及酚醛樹脂。
  6. 如請求項1至請求項3之任一項所述之膜狀接著劑,其中 前述彈性體的玻璃轉移溫度為0~30℃。
  7. 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晶片而成之半導體裝置的製造製程。
  8. 如請求項7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。
  9. 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。
  10. 一種半導體裝置,其具備: 第1半導體晶片; 支撐構件,搭載前述第1半導體晶片;及 請求項1或請求項2所述之膜狀接著劑的固化物,設置於前述第1半導體晶片與前述支撐構件之間,接著前述第1半導體晶片與前述支撐構件。
  11. 如請求項10所述之半導體裝置,其進一步具備積層於前述第1半導體晶片的表面上且與前述第1半導體晶片不同之第2半導體晶片。
  12. 一種半導體裝置之製造方法,其包括如下步驟: 將請求項9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; 藉由切斷貼附有前述接著劑層之前述半導體晶圓,製作複數個單片化之附有接著劑片之半導體晶片;及 隔著接著劑片將作為前述附有接著劑片之半導體晶片之具有第1半導體晶片及第1接著劑片之第1附有接著劑片之半導體晶片接著於支撐構件上。
  13. 如請求項12所述之半導體裝置之製造方法,其進一步包括如下步驟: 隔著第2接著劑片將作為前述附有接著劑片之半導體晶片之具有第2半導體晶片及前述第2接著劑片之第2附有接著劑片之半導體晶片接著於與前述支撐構件接著之前述第1附有接著劑片之半導體晶片中的前述第1半導體晶片的表面上。
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