本发明涉及切割芯片接合薄膜、半导体装置的制造方法及半导体装置。
背景技术:
已知一种切割芯片接合薄膜,其具有基材层、配置在基材层上的粘合剂层和配置在粘合剂层上的粘接薄膜(例如参见专利文献1)。基材层可以以与粘合剂层接触的接触面和与接触面相向的背面来定义两面。
近年来,伴随半导体芯片的高性能化,静电破坏正成为问题。为了防止静电破坏,有通过向粘合剂层中添加导电性材料来提高抗静电性能的技术。
此外,为了对粘接薄膜赋予导电性,也有向粘接薄膜中添加导电性材料的技术。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2015-5636号公报
技术实现要素:
发明要解决的问题
向粘合剂层中添加导电性材料的技术存在如下的问题:在切割时导电性材料会在装置内飞散并附着于半导体晶圆、半导体芯片。在扩展时导电性材料有时也会飞散。
向粘接薄膜中添加导电性材料的技术存在将粘接薄膜用于引线掩埋用途时导电性材料会促进引线的腐蚀的问题。还存在切割时导电性材料飞散的问题。
此外,在切割芯片接合薄膜中,有时会无法顺利剥离覆盖膜。本发明人对剥离不良的原因进行了深入研究,结果发现,基材层的背面和覆盖膜的带电会引起覆盖膜的剥离不良。
本发明的目的在于提供可防止覆盖膜的剥离不良、能够防止半导体芯片的静电破坏的切割芯片接合薄膜。
本发明的目的还在于提供使用切割芯片接合薄膜的半导体装置的制造方法。本发明的目的还在于提供使用切割芯片接合薄膜而得到的半导体装置。
用于解决问题的方案
本发明涉及切割芯片接合薄膜,其形成为卷状。本发明的切割芯片接合薄膜包含覆盖膜和配置在覆盖膜上的切割片一体型粘接薄膜。切割片一体型粘接薄膜包含切割片,所述切割片包含以第1面和与第1面相向的第2面来定义两面的基材层和与第1面接触的粘合剂层。切割片一体型粘接薄膜还包含粘接薄膜,所述粘接薄膜以与粘合剂层接触的第1主面和与第1主面相向的第2主面来定义两面。第2面的表面电阻值为1.0×1011Ω/sq.以下。由于为1.0×1011Ω/sq.以下,因此能够防止覆盖膜的剥离不良。第2主面的表面电阻值为1.0×1012Ω/sq.以上。由于为1.0×1012Ω/sq.以上,因此可防止封装时等的泄漏电流,能够防止半导体芯片的静电破坏。
优选的是,基材层包含具有第1面的第1基材层和具有第2面的第2基材层。优选的是,第2基材层含有导电性成分。优选的是,第2基材层的厚度为1μm~30μm。优选的是,导电性成分为有机系导电性成分。优选的是,第2基材层还包含选自由聚乙烯、聚丙烯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物组成的组中的1种以上的树脂。
优选的是,切割片的断裂伸长率为500%以上。
优选的是,粘接薄膜包含环氧树脂或酚醛树脂。优选的是,粘接薄膜包含丙烯酸类树脂。优选的是,粘接薄膜在25℃的粘着强度为0.2N以上且3.0N以下。
优选的是,覆盖膜为聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜。优选的是,覆盖膜的厚度为20μm~75μm。
本发明还涉及半导体装置的制造方法,其包括如下工序:准备切割芯片接合薄膜的工序;将半导体晶圆压接于切割片一体型粘接薄膜的粘接薄膜的工序;在将半导体晶圆压接于粘接薄膜的工序之后,通过进行芯片分割而形成芯片接合用芯片的工序;和将芯片接合用芯片压接于被粘物的工序。将半导体晶圆压接于粘接薄膜的工序包括从覆盖膜剥离切割片一体型粘接薄膜的步骤。芯片接合用芯片包含半导体芯片和配置在半导体芯片上的薄膜状粘接剂。
本发明还涉及半导体装置。
附图说明
图1是切割芯片接合薄膜的俯视示意图。
图2是切割芯片接合薄膜的局部的截面示意图。
图3是半导体装置的制造工序的截面示意图。
图4是半导体装置的制造工序的截面示意图。
图5是半导体装置的制造工序的截面示意图。
图6是半导体装置的制造工序的截面示意图。
图7是变形例4中的切割芯片接合薄膜的局部的截面示意图。
图8是变形例7中的半导体装置的制造工序的截面示意图。
图9是变形例8中的半导体装置的制造工序的截面示意图。
图10是实施例中的切割片一体型粘接薄膜的截面示意图。
附图标记说明
1 切割芯片接合薄膜
11 粘接薄膜
11a 第1主面
11b 第2主面
12 切割片
13 覆盖膜
71 切割片一体型粘接薄膜
121 基材层
121a 第1面
121b 第2面
1211 第1基材层
1212 第2基材层
122 粘合剂层
122A 接触部
122B 周边部
4 半导体晶圆
5 芯片接合用芯片
41 半导体芯片
111 薄膜状粘接剂
6 被粘物
7 接合引线
8 封装树脂
61 被粘物
606 基板
607 接合引线
611 粘接层
641 半导体芯片
具体实施方式
以下给出实施方式对本发明进行详细说明,但本发明并不仅限于这些实施方式。
[实施方式1]
(切割芯片接合薄膜1)
如图1所示,切割芯片接合薄膜1形成为卷状。
切割芯片接合薄膜1包含覆盖膜13和配置在覆盖膜13上的切割片一体型粘接薄膜71a、71b、71c、……、71m(以下总称为“切割片一体型粘接薄膜71”)。切割片一体型粘接薄膜71a与切割片一体型粘接薄膜71b之间的距离、切割片一体型粘接薄膜71b与切割片一体型粘接薄膜71c之间的距离、……切割片一体型粘接薄膜71l与切割片一体型粘接薄膜71m之间的距离是一定的。
如图2所示,切割片一体型粘接薄膜71包含切割片12和配置在切割片12上的粘接薄膜11。切割片12包含基材层121和配置在基材层121上的粘合剂层122。基材层121以与粘合剂层122接触的第1面121a和与第1面121a相向的第2面121b来定义两面。粘接薄膜11以与粘合剂层122接触的第1主面11a和与第1主面11a相向的第2主面11b来定义两面。第2主面11b与覆盖膜13接触。
第2面121b的表面电阻值为1.0×1011Ω/sq.以下,优选为8.0×1010Ω/sq.以下。由于为1.0×1011Ω/sq.以下,因此能够防止覆盖膜13的剥离不良。第2面121b的表面电阻值的下限例如为1.0×105Ω/sq.、1.0×107Ω/sq.、1.0×108Ω/sq.等。
第2面121b的光泽度优选为1~20。
第2主面11b的表面电阻值为1.0×1012Ω/sq.以上,优选为1.0×1014Ω/sq.以上。由于为1.0×1012Ω/sq.以上,因此可防止封装时等的泄漏电流,能够防止半导体芯片的静电破坏。第2主面11b的表面电阻值的上限例如为1.0×1017Ω/sq.、1.0×1018Ω/sq.等。
切割片12的断裂伸长率优选为500%以上。如果为500%以上,则扩展性良好。切割片12的雾度优选为45%~95%。
基材层121的厚度优选为50μm~150μm。
基材层121包含具有第1面121a的第1基材层1211。第1基材层1211可以以第1面121a和与第1面121a相向的隐藏面来定义两面。基材层121还包含具有第2面121b的第2基材层1212。第2基材层1212与第1基材层1211的隐藏面接触。
第1基材层1211包含树脂。作为树脂,可列举出:聚乙烯、聚丙烯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)等。由于表现出良好的扩展性而优选聚乙烯、聚丙烯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物。从扩展性差的角度来看,聚对苯二甲酸乙二醇酯是不优选的。
第1基材层1211包含导电性成分的情况下,有时导电性成分会在切割时在装置内飞散。因此,优选第1基材层1211不含导电性成分。
第1基材层1211的厚度优选为30μm~150μm。
优选第2基材层1212包含导电性成分。这是由于,导电性成分会降低第2面121b的表面电阻值。
作为导电性成分,可列举出有机系导电性成分、无机系导电性成分等。有机系导电性成分由于不容易脱落、容易与树脂混合而优选。作为有机系导电性成分,可列举出导电性高分子。
优选第2基材层1212包含树脂。作为树脂,可列举出:聚乙烯、聚丙烯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物等。聚乙烯、聚丙烯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物由于容易与有机系导电性成分混合并表现出良好的扩展性而优选。从扩展性差的角度来看,聚对苯二甲酸乙二醇酯是不优选的。
第2基材层1212的厚度优选为1μm~30μm。
第1基材层1211的厚度与第2基材层1212的厚度之比(第1基材层1211的厚度/第2基材层1212的厚度)优选为1~30。
粘合剂层122包含与粘接薄膜11接触的接触部122A。粘合剂层122还包含配置在接触部122A的周边的周边部122B。接触部122A通过辐射线而被固化。另一方面,周边部122B具有通过辐射线而固化的性质。作为辐射线,优选紫外线。
粘合剂层122由粘合剂所形成,具有粘合性。作为这种粘合剂,没有特别限制,可以从公知的粘合剂中适当选择。具体而言,作为粘合剂,例如可以从下述当中适当选择使用具有所述特性的粘合剂:丙烯酸类粘合剂、橡胶类粘合剂、乙烯基烷基醚类粘合剂、有机硅类粘合剂、聚酯类粘合剂、聚酰胺类粘合剂、聚氨酯类粘合剂、氟类粘合剂、苯乙烯-二烯嵌段共聚物类粘合剂、在这些粘合剂中配混了熔点约200℃以下的热熔融性树脂的蠕变特性改良型粘合剂等公知的粘合剂(例如参见日本特开昭56-61468号公报、日本特开昭61-174857号公报、日本特开昭63-17981号公报、日本特开昭56-13040号公报等)。此外,作为粘合剂,也可以使用辐射线固化型粘合剂(或能量射线固化型粘合剂)、热膨胀性粘合剂。粘合剂可以单独使用或将2种以上组合使用。
作为粘合剂,可以适宜地使用丙烯酸类粘合剂、橡胶类粘合剂,丙烯酸类粘合剂尤为适宜。作为丙烯酸类粘合剂,可列举出以使用1种或2种以上(甲基)丙烯酸烷基酯作为单体成分的丙烯酸类聚合物(均聚物或共聚物)作为基础聚合物的丙烯酸类粘合剂。
作为丙烯酸类粘合剂中的(甲基)丙烯酸烷基酯,例如可列举出:(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸异丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸仲丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸戊酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸庚酯、(甲基)丙烯酸辛酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸异辛酯、(甲基)丙烯酸壬酯、(甲基)丙烯酸异壬酯、(甲基)丙烯酸癸酯、(甲基)丙烯酸异癸酯、(甲基)丙烯酸十一烷基酯、(甲基)丙烯酸十二烷基酯、(甲基)丙烯酸十三烷基酯、(甲基)丙烯酸十四烷基酯、(甲基)丙烯酸十五烷基酯、(甲基)丙烯酸十六烷基酯、(甲基)丙烯酸十七烷基酯、(甲基)丙烯酸十八烷基酯、(甲基)丙烯酸十九烷基酯、(甲基)丙烯酸二十烷基酯等(甲基)丙烯酸烷基酯等。作为(甲基)丙烯酸烷基酯,适宜为烷基的碳数为4~18的(甲基)丙烯酸烷基酯。另外,(甲基)丙烯酸烷基酯的烷基可以是直链或支链中的任一种。
另外,为了改善内聚力、耐热性、交联性等,丙烯酸类聚合物可以根据需要而含有对应于可与(甲基)丙烯酸烷基酯共聚的其他单体成分(共聚性单体成分)的单元。作为这种共聚性单体成分,例如可列举出:(甲基)丙烯酸(丙烯酸、甲基丙烯酸)、丙烯酸羧基乙酯、丙烯酸羧基戊酯、衣康酸、马来酸、富马酸、巴豆酸等含羧基单体;马来酸酐、衣康酸酐等含酸酐基单体;(甲基)丙烯酸羟乙酯、(甲基)丙烯酸羟丙酯、(甲基)丙烯酸羟丁酯、(甲基)丙烯酸羟己酯、(甲基)丙烯酸羟辛酯、(甲基)丙烯酸羟癸酯、(甲基)丙烯酸羟基月桂酯、甲基丙烯酸(4-羟基甲基环己基)甲酯等含羟基单体;苯乙烯磺酸、烯丙基磺酸、2-(甲基)丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、(甲基)丙烯酰胺丙磺酸、(甲基)丙烯酸磺基丙酯、(甲基)丙烯酰氧基萘磺酸等含磺酸基单体;2-羟乙基丙烯酰基磷酸酯等含磷酸基单体;(甲基)丙烯酰胺、N,N-二甲基(甲基)丙烯酰胺、N-丁基(甲基)丙烯酰胺、N-羟甲基(甲基)丙烯酰胺、N-羟甲基丙烷(甲基)丙烯酰胺等(N-取代)酰胺类单体;(甲基)丙烯酸氨基乙酯、(甲基)丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯、(甲基)丙烯酸叔丁基氨基乙酯等(甲基)丙烯酸氨基烷基酯类单体;(甲基)丙烯酸甲氧基乙酯、(甲基)丙烯酸乙氧基乙酯等(甲基)丙烯酸烷氧基烷基酯类单体;丙烯腈、甲基丙烯腈等氰基丙烯酸酯单体;(甲基)丙烯酸缩水甘油酯等含环氧基丙烯酸类单体;苯乙烯、α-甲基苯乙烯等苯乙烯类单体;乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯等乙烯酯类单体;异戊二烯、丁二烯、异丁烯等烯烃类单体;乙烯醚等乙烯醚类单体;N-乙烯基吡咯烷酮、甲基乙烯基吡咯烷酮、乙烯基吡啶、乙烯基哌啶酮、乙烯基嘧啶、乙烯基哌嗪、乙烯基吡嗪、乙烯基吡咯、乙烯基咪唑、乙烯基噁唑、乙烯基吗啉、N-乙烯基羧酸酰胺类、N-乙烯基己内酰胺等含氮单体;N-环己基马来酰亚胺、N-异丙基马来酰亚胺、N-月桂基马来酰亚胺、N-苯基马来酰亚胺等马来酰亚胺类单体;N-甲基衣康酰亚胺、N-乙基衣康酰亚胺、N-丁基衣康酰亚胺、N-辛基衣康酰亚胺、N-2-乙基己基衣康酰亚胺、N-环己基衣康酰亚胺、N-月桂基衣康酰亚胺等衣康酰亚胺类单体;N-(甲基)丙烯酰氧基亚甲基琥珀酰亚胺、N-(甲基)丙烯酰基-6-氧六亚甲基琥珀酰亚胺、N-(甲基)丙烯酰基-8-氧八亚甲基琥珀酰亚胺等琥珀酰亚胺类单体;(甲基)丙烯酸聚乙二醇、(甲基)丙烯酸聚丙二醇、(甲基)丙烯酸甲氧基乙二醇、(甲基)丙烯酸甲氧基聚丙二醇等二醇类丙烯酸酯单体;(甲基)丙烯酸四氢糠酯、氟(甲基)丙烯酸酯、有机硅(甲基)丙烯酸酯等具有杂环、卤素原子、硅原子等的丙烯酸酯类单体;己二醇二(甲基)丙烯酸酯、(聚)乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、(聚)丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、氨基甲酸酯丙烯酸酯、二乙烯基苯、丁基二(甲基)丙烯酸酯、己基二(甲基)丙烯酸酯等多官能单体等。这些共聚性单体成分可以使用1种或2种以上。
使用辐射线固化型粘合剂(或能量射线固化型粘合剂)作为粘合剂时,作为辐射线固化型粘合剂(组合物),例如可列举出:使用了在聚合物侧链或主链中或主链末端具有自由基反应性碳-碳双键的聚合物作为基础聚合物的内在型的辐射线固化型粘合剂,在粘合剂中配混有紫外线固化性的单体成分、低聚物成分的辐射线固化型粘合剂等。此外,使用热膨胀性粘合剂作为粘合剂时,作为热膨胀性粘合剂,例如可列举出包含粘合剂和发泡剂(特别是热膨胀性微球)的热膨胀性粘合剂等。
优选的单体成分是丙烯酸2-乙基己酯。优选丙烯酸类粘合剂包含具有氨基甲酸酯键的丙烯酸类聚合物。
粘合剂层122可以包含各种添加剂(例如赋粘树脂、着色剂、增粘剂、增量剂、填充材料、增塑剂、防老剂、抗氧化剂、表面活性剂、交联剂等)。
粘合剂层122例如可以利用如下的惯用方法形成:将粘合剂(压敏粘接剂)与视需要而定的溶剂、其他添加剂等混合,形成片状的层。具体而言,例如可以通过下述方法等形成粘合剂层122:将含有粘合剂和视需要而定的溶剂、其他添加剂的混合物涂布在基材层121上的方法,在合适的隔膜(剥离纸等)上涂布混合物形成粘合剂层122并将其转印(转移)至基材层121上的方法。
粘合剂层122的厚度优选为3μm以上,更优选为5μm以上。粘合剂层122的厚度优选为50μm以下,更优选为30μm以下。另外,粘合剂层122可以形成为多层形状。
(粘接薄膜11)
粘接薄膜11具备热固化性。
粘接薄膜11在25℃的粘着强度优选为0.2N~3.0N。如果为0.2N~3.0N,则拾取性良好。
粘接薄膜11在120℃的的损耗模量G”优选为2KPa~20KPa。如果为2KPa以上,则可以防止芯片接合时的粘接薄膜11的突出。如果为20KPa以下,则芯片接合时粘接薄膜11对被粘物的润湿性良好。
粘接薄膜11包含树脂成分。作为树脂成分,可列举出热塑性树脂、热固性树脂等。
优选热塑性树脂为丙烯酸类树脂。
作为丙烯酸类树脂,并没有特别限定,可列举出:以具有碳数30以下、特别是碳数4~18的直链或支链的烷基的丙烯酸或甲基丙烯酸的酯中的1种或2种以上作为成分的聚合物(丙烯酸类共聚物)等。作为前述烷基,例如可列举出:甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、叔丁基、异丁基、戊基、异戊基、己基、庚基、环己基、2-乙基己基、辛基、异辛基、壬基、异壬基、癸基、异癸基、十一烷基、月桂基、十三烷基、十四烷基、硬脂基、十八烷基、或十二烷基等。
此外,作为形成聚合物(丙烯酸类共聚物)的其他单体,并没有特别限定,例如可列举出:丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸羧基乙酯、丙烯酸羧基戊酯、衣康酸、马来酸、富马酸或巴豆酸等之类的含羧基单体,马来酸酐或衣康酸酐等各种酸酐单体,(甲基)丙烯酸-2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸-2-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸-4-羟基丁酯、(甲基)丙烯酸-6-羟基己酯、(甲基)丙烯酸-8-羟基辛酯、(甲基)丙烯酸-10-羟基癸酯、(甲基)丙烯酸-12-羟基月桂酯或丙烯酸(4-羟基甲基环己酯)-甲酯等各种含羟基单体,苯乙烯磺酸、烯丙基磺酸、2-(甲基)丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、(甲基)丙烯酰胺丙磺酸、(甲基)丙烯酸磺丙酯或(甲基)丙烯酰氧基萘磺酸等各种含磺酸基单体,或2-羟乙基丙烯酰基磷酸酯等各种含磷酸基单体。
丙烯酸类树脂当中,优选重均分子量为10万以上,更优选为30万~300万,进一步优选为50万~200万。这是由于,如果在该数值范围内,则粘接性和耐热性优异。需要说明的是,重均分子量是通过GPC(渗透凝胶色谱)测定并通过聚苯乙烯换算算出的值。
丙烯酸类树脂优选包含官能团。作为官能团,例如可列举出:羟基、羧基、腈基等。其中,优选腈基。
树脂成分100重量%中的热塑性树脂的含量优选为10重量%以上,更优选为20重量%以上。如果为10重量%以上,则挠性良好。树脂成分100重量%中的热塑性树脂的含量优选为80重量%以下,更优选为70重量%以下。
作为热固性树脂,可列举出:环氧树脂、酚醛树脂等。
作为环氧树脂,没有特别限定,例如可使用:双酚A型、双酚F型、双酚S型、溴化双酚A型、氢化双酚A型、双酚AF型、联苯型、萘型、芴型、苯酚酚醛清漆型、邻甲酚酚醛清漆型、三羟基苯基甲烷型、四酚基乙烷型等二官能环氧树脂、多官能环氧树脂,或乙内酰脲型、三缩水甘油基异氰脲酸酯型或缩水甘油胺型等的环氧树脂。这些环氧树脂当中,特别优选酚醛清漆型环氧树脂、联苯型环氧树脂、三羟基苯基甲烷型树脂或四酚基乙烷型环氧树脂。这是由于,这些环氧树脂富有与作为固化剂的酚醛树脂的反应性,耐热性等优异。
环氧树脂的环氧当量优选为100g/eq.以上,更优选为120g/eq.以上。环氧树脂的环氧当量优选为1000g/eq.以下,更优选为500g/eq.以下。
需要说明的是,环氧树脂的环氧当量可以用JIS K 7236-2009中规定的方法进行测定。
酚醛树脂发挥环氧树脂的固化剂的作用,例如可列举出:苯酚酚醛清漆树脂、苯酚芳烷基树脂、甲酚酚醛清漆树脂、叔丁基苯酚酚醛清漆树脂、壬基苯酚酚醛清漆树脂等酚醛清漆型酚醛树脂、甲阶酚醛型酚醛树脂、聚对氧苯乙烯等聚氧苯乙烯等。这些酚醛树脂当中,特别优选苯酚酚醛清漆树脂、苯酚芳烷基树脂。这是由于,能够提高半导体装置的连接可靠性。
酚醛树脂的羟基当量优选为150g/eq.以上,更优选为200g/eq.以上。酚醛树脂的羟基当量优选为500g/eq.以下,更优选为300g/eq.以下。
对于环氧树脂与酚醛树脂的配混比例,例如适宜以酚醛树脂中的羟基相对于环氧树脂成分中的环氧基1当量为0.5~2.0当量的方式配混。更适宜的是0.8~1.2当量。即,这是由于,如果两者的配混比例不在该范围,则不进行充分的固化反应,固化物的特性变得容易劣化。
树脂成分100重量%中的环氧树脂和酚醛树脂的合计含量优选为20重量%以上,更优选为30重量%以上。环氧树脂和酚醛树脂的合计含量优选为90重量%以下,更优选为80重量%以下。
优选粘接薄膜11包含无机填充剂。
作为无机填充剂,例如可列举出:二氧化硅、粘土、石膏、碳酸钙、硫酸钡、氧化铝、氧化铍、碳化硅、氮化硅、铝、铜、银、金、镍、铬、铅、锡、锌、钯、焊锡、碳等。其中,优选二氧化硅、氧化铝、银等,更优选二氧化硅。
无机填充剂的平均粒径优选为0.001μm~1μm。填料的平均粒径可以用以下的方法进行测定。
无机填充剂的平均粒径的测定
将粘接薄膜11放入坩埚,在大气气氛下以700℃灼烧2小时使其灰化。使所得灰分分散在纯水中进行10分钟超声波处理,使用激光衍射散射式粒度分布测定装置(Beckman Coulter,Inc.制造、“LS 13 320”;湿式法)求出平均粒径。
粘接薄膜11中的无机填充剂的含量优选为0重量%以上,更优选为1重量%以上,进一步优选为3重量%以上,更进一步优选为20重量%以上。粘接薄膜11中的无机填充剂的含量优选为85重量%以下,更优选为20重量%以下,进一步优选为15重量%以下。
粘接薄膜11除了前述成分以外还可以适当含有在薄膜制造中常用的配混剂,例如硅烷偶联剂、固化促进剂、交联剂等。
粘接薄膜11含有导电性成分的情况下,有时导电性成分会在切割时在装置内飞散。有时导电性成分还会促进引线的腐蚀。因此,优选粘接薄膜11不含导电性成分。
粘接薄膜11可以用通常的方法制造。例如可以制作含有前述各成分的粘接剂组合物溶液,以成为规定厚度的方式将粘接剂组合物溶液涂布在基材隔膜上形成涂布膜后,干燥涂布膜,由此来制造粘接薄膜11。
作为粘接剂组合物溶液中使用的溶剂,没有特别限定,优选能够将前述各成分均匀地溶解、混炼或分散的有机溶剂。例如可列举出:二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、丙酮、甲乙酮、环己酮等酮类溶剂、甲苯、二甲苯等。对涂布方法没有特别限定。作为溶剂涂覆的方法,例如可列举出:模涂机、凹版涂布机、辊涂机、逆转涂布机、逗点涂布机、管状刮刀涂布机(pipe doctor coater)、丝网印刷等。其中,从涂布厚度的均匀性高的角度来看,优选模涂机。
作为基材隔膜,可以使用聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚乙烯、聚丙烯、通过氟系剥离剂、长链丙烯酸烷基酯类剥离剂等剥离剂进行了表面涂布的塑料薄膜、纸等。作为粘接剂组合物溶液的涂布方法,例如可列举出:辊涂覆、丝网涂覆、凹版涂覆等。此外,对涂布膜的干燥条件没有特别限定,例如可以以干燥温度70~160℃、干燥时间1~5分钟进行。
作为粘接薄膜11的制造方法,例如用搅拌机将前述各成分混合并对所得混合物进行压制成型来制造粘接薄膜11的方法等也是适宜的。作为搅拌机,可列举出行星搅拌机等。
粘接薄膜11的厚度优选为2μm以上,更优选为5μm以上,进一步优选为10μm以上。粘接薄膜11的厚度优选为200μm以下,更优选为150μm以下,进一步优选为100μm以下。
粘接薄膜11用于制造半导体装置。具体而言,粘接薄膜11用于芯片接合用途。
(覆盖膜13)
作为覆盖膜13,可列举出聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜等。覆盖膜13优选为实施了脱模处理的聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜。
覆盖膜13的厚度优选为20μm~75μm,更优选为25μm~50μm。
(半导体装置的制造方法)
如图3所示,将半导体晶圆4压接于切割片一体型粘接薄膜71。作为半导体晶圆4,可列举出:硅晶圆、硅碳化物晶圆、化合物半导体晶圆等。作为化合物半导体晶圆,可列举出氮化镓晶圆等。
作为压接方法,例如可列举出通过压接辊等按压手段进行按压的方法等。
压接温度(粘贴温度)优选为35℃以上,更优选为37℃以上。压接温度的上限优选较低,优选为50℃以下,更优选为45℃以下。通过以低温进行压接,能够防止对半导体晶圆4的热影响,能够抑制半导体晶圆4的翘曲。此外,压力优选为1×105Pa~1×107Pa,更优选为2×105Pa~8×106Pa。
如图4所示,通过对半导体晶圆4进行切割而形成芯片接合用芯片5。芯片接合用芯片5包括半导体芯片41和配置在半导体芯片41上的薄膜状粘接剂111。半导体芯片41包括电极极板。作为电极极板的材料,可列举出铝等。本工序中可以采用进行切入直至切割片一体型粘接薄膜71的、被称为全切的切断方式等。作为切割装置,没有特别限定,可以使用现有公知的装置。此外,由于半导体晶圆4被切割片一体型粘接薄膜71粘接固定,因此能够抑制芯片缺损、芯片飞溅,并且还能够抑制半导体晶圆4的破损。
拾取芯片接合用芯片5。作为拾取的方法,没有特别限定,可以采用现有公知的各种方法。例如可列举出:从切割片一体型粘接薄膜71侧用针将各个半导体芯片41顶起,接着通过拾取装置拾取芯片接合用芯片5的方法等。
如图5所示,通过将芯片接合用芯片5压接于被粘物6而得到带半导体芯片的被粘物2。带半导体芯片的被粘物2包括被粘物6、配置在被粘物6上的薄膜状粘接剂111以及配置在薄膜状粘接剂111上的半导体芯片41。被粘物6具备端子部。作为被粘物6,可列举出:引线框、中介层(interposer)、TAB薄膜、半导体芯片等。被粘物为引线框的情况下,端子部可以为内部引线。
将芯片接合用芯片5压接于被粘物6的温度(以下称为“芯片贴装温度”)优选为80℃以上,更优选为90℃以上。此外,芯片贴装温度优选为150℃以下,更优选为130℃以下。
通过在加压下对带半导体芯片的被粘物2进行加热,使薄膜状粘接剂111固化。由此,使半导体芯片41固着在被粘物6上。通过在加压下使薄膜状粘接剂111固化,能够消灭在薄膜状粘接剂111与被粘物6之间存在的空隙,能够确保薄膜状粘接剂111与被粘物6接触的面积。
作为在加压下进行加热的方法,例如可列举出:对配置在填充有非活性气体的腔室内的带半导体芯片的被粘物2进行加热的方法等。加压气氛的压力优选为0.5kg/cm2(4.9×10-2MPa)以上,更优选为1kg/cm2(9.8×10-2MPa)以上,进一步优选为5kg/cm2(4.9×10-1MPa)以上。如果为0.5kg/cm2以上,则能够容易地消灭在薄膜状粘接剂111与被粘物6之间存在的空隙。加压气氛的压力优选为20kg/cm2(1.96MPa)以下,更优选为18kg/cm2(1.77MPa)以下,进一步优选为15kg/cm2(1.47MPa)以下。如果为20kg/cm2以下,则能够抑制由过度的加压导致的薄膜状粘接剂111的突出。
加热温度优选为80℃以上,更优选为120℃以上,进一步优选为150℃以上,特别优选为170℃以上。如果为80℃以上,则能够使薄膜状粘接剂111为适度的硬度,能够通过加压固化而有效地使空隙消失。加热温度优选为260℃以下,更优选为200℃以下,更优选为180℃以下。如果为260℃以下,则能够防止薄膜状粘接剂111的分解。
加热时间优选为0.1小时以上,更优选为0.2小时以上。加热时间优选为24小时以下,更优选为3小时以下,进一步优选为1小时以下,特别优选为30分以下。
如图6所示,进行用接合引线7将半导体芯片41的电极极板与被粘物6的端子部电连接的引线接合工序。作为接合引线7的材料,可列举出铜等。
引线接合工序包括将接合引线7的一端与半导体芯片41的电极极板接合的步骤、将接合引线7的另一端与被粘物6的端子部接合的步骤等。
进行了引线接合工序后,进行通过封装树脂8对半导体芯片41进行封装的封装工序。本工序是为了保护搭载于被粘物6的半导体芯片41、接合引线7而进行的。本工序通过用模具将封装用的树脂成型来进行。作为封装树脂8,例如使用环氧类的树脂。树脂封装时的加热温度优选为165℃以上,更优选为170℃以上,加热温度优选为185℃以下,更优选为180℃以下。
可以根据需要而在封装后进一步进行加热(后固化工序)。由此,可以使在封装工序中固化不足的封装树脂8完全固化。加热温度可以适当设定。
通过以上方法而得到的半导体装置包括被粘物6、配置在被粘物6上的粘接层以及配置在粘接层上的半导体芯片41。粘接层通过薄膜状粘接剂111固化而形成。半导体装置还包括覆盖半导体芯片41的封装树脂8。
如上所述,半导体装置的制造方法包括如下工序:准备切割芯片接合薄膜1的工序;将半导体晶圆4压接于切割片一体型粘接薄膜71的粘接薄膜11的工序;在将半导体晶圆4压接于粘接薄膜11的工序之后,通过进行芯片分割而形成芯片接合用芯片5的工序;和将芯片接合用芯片5压接于被粘物6的工序。半导体装置的制造方法还包括包含如下步骤的工序:在将芯片接合用芯片5压接于被粘物6的工序之后,将接合引线7的一端与半导体芯片41的电极极板接合的步骤,将接合引线7的另一端与被粘物6的端子部接合的步骤。半导体装置的制造方法还包括用封装树脂8对半导体芯片41进行封装的工序。
将半导体晶圆4压接于粘接薄膜11的工序包括从覆盖膜13剥离切割片一体型粘接薄膜71的步骤。
(变形例1)
粘合剂层122的接触部122A具有通过辐射线而固化的性质。粘合剂层122的周边部122B也具有通过辐射线而固化的性质。在半导体装置的制造方法中,形成芯片接合用芯片5,对粘合剂层122照射紫外线,拾取芯片接合用芯片5。由此,由于粘合剂层122对芯片接合用芯片5的粘合力降低,因此能够容易地拾取芯片接合用芯片5。
(变形例2)
粘合剂层122的接触部122A通过辐射线而被固化。粘合剂层122的周边部122B也通过辐射线而被固化。
(变形例3)
粘接薄膜11为包括第1层和配置在第1层上的第2层的多层形状。
(变形例4)
如图7所示,切割片12的粘合面整体与粘接薄膜11接触。粘合剂层122优选具有通过辐射线而固化的性质。在半导体装置的制造方法中,形成芯片接合用芯片5,对粘合剂层122照射紫外线,拾取芯片接合用芯片5。由此,由于粘合剂层122对芯片接合用芯片5的粘合力降低,因此能够容易地拾取芯片接合用芯片5。
(变形例5)
基材层121为单层形状。
(变形例6)
形成芯片接合用芯片5的工序包括通过扩展对配置在切割片一体型粘接薄膜71上的半导体晶圆4进行分割的阶段。例如,形成芯片接合用芯片5的工序包括通过对配置在切割片一体型粘接薄膜71上的半导体晶圆4照射激光而在半导体晶圆4的内部形成脆弱层的步骤。此时,形成芯片接合用芯片5的工序还包括在形成脆弱层的步骤之后进行扩展的步骤。通过扩展而同时对粘接薄膜11和半导体晶圆4进行分割。
(变形例7)
如图8所示,半导体装置的制造方法包括如下工序:将半导体晶圆4压接于粘接薄膜11的工序;在将半导体晶圆4压接于粘接薄膜11的工序之后,通过进行芯片分割而形成芯片接合用芯片5的工序;和将芯片接合用芯片5压接于被粘物61的工序。具体而言,将芯片接合用芯片5压接于被粘物61的工序是将芯片接合用芯片5压接于被粘物61的半导体芯片641的工序。被粘物61包括基板606、半导体芯片641以及连接半导体芯片641与基板606的接合引线607。更具体而言,被粘物61包括基板606、配置在基板606上的粘接层611、配置在粘接层611上的半导体芯片641以及连接半导体芯片641与基板606的接合引线607。接合引线607具有埋在薄膜状粘接剂111中的部分。
(变形例8)
如图9所示,将芯片接合用芯片5压接于被粘物61的工序是将芯片接合用芯片5压接于被粘物61的基板606的工序。接合引线607包括埋在薄膜状粘接剂111中的两端。
(其他变形例)
变形例1~变形例8等可以任意组合。
实施例
以下对本发明使用实施例进行详细说明,但本发明在不超出其要旨的情况下,并不限于以下实施例。
[1.切割片一体型粘接薄膜的制作]
制得切割片一体型粘接薄膜A~E。如图10所示,切割片一体型粘接薄膜A~E具有切割片9和配置在切割片9上的粘接薄膜3。切割片9具有基材91和配置在基材91上的粘合剂层92。基材91具有第1基材911和配置在第1基材911上的第2基材912。第2基材912具有第2面912b。粘接薄膜A具有第2主面3b。
(1)粘接薄膜的制作
对为了制作粘接薄膜而使用的成分进行说明。
丙烯酸类树脂:Nagase ChemteX Corporation制造的Teisan Resin WS023-EK30(具有羟基和羧基的丙烯酸酯共聚物、Mw:50万、玻璃化转变温度:-10℃)
环氧树脂1:三菱化学株式会社制造的jER1001(固态环氧树脂、环氧当量450g/eq.~500g/eq.)
环氧树脂2:三菱化学株式会社制造的jER828(液态环氧树脂、环氧当量180g/eq.)
酚醛树脂1:明和化成株式会社制造的MEH-7851(酚醛树脂、羟基当量201~220g/eq.)
球状二氧化硅:Admatechs Co.,Ltd.制造的SO-25R(平均粒径0.5μm的球状二氧化硅)
导电性高分子:综研化学株式会社制造的WED-S
按照表1记载的配混比将各成分溶解于甲乙酮,制得固体成分浓度20重量%的粘接剂组合物溶液。在厚度50μm的隔膜(进行了有机硅脱模处理的PET薄膜)上涂布粘接剂组合物溶液,用130℃的烘箱干燥2分钟,制得厚度20μm的粘接薄膜A~C。
[表1]
(粘接薄膜)
(2)粘合剂层的制作
接着,向具备冷凝管、氮气导入管、温度计和搅拌装置的反应容器中投入丙烯酸-2-乙基己酯(以下称为“2EHA”)100份、丙烯酸-2-羟基乙酯(以下称为“HEA”)10份、过氧化苯甲酰0.3份和甲苯80份,在氮气气流中以60℃进行8小时聚合处理,得到丙烯酸类聚合物A。向该丙烯酸类聚合物A中加入2-甲基丙烯酰氧基乙基异氰酸酯(以下称为“MOI”)5份,在空气气流中以50℃进行50小时的加成反应处理,得到丙烯酸类聚合物A’。
接着,相对于丙烯酸类聚合物A’100份,加入多异氰酸酯化合物(商品名“CORONATE L”、日本聚氨酯株式会社制造)5份和光聚合引发剂(商品名“IRGACURE 184”、Ciba Specialty Chemicals Inc.制造)5份,制得粘合剂溶液。将粘合剂溶液涂布于PET剥离衬垫的实施了有机硅处理的面上,在120℃下加热干燥2分钟,形成厚度30μm的粘合剂层。
(3)实施例1中的切割片一体型粘接薄膜A的制作
第1基材911为厚度50μm的聚丙烯制的基材。第2基材912为相对于聚乙烯100重量份含有20重量份综研化学株式会社制造的WED-S的基材。第2基材912的厚度为30μm。
将粘合剂层与第1基材911贴合,在23℃下保存72小时。使用紫外线照射装置(日东精机株式会社制造的UM-810),隔着基材91对“粘合剂层中的搭载半导体晶圆的区域”照射500mJ/cm2的紫外线,由此形成切割片9。
通过使用手压辊将粘接薄膜A与切割片9贴合,制得切割片一体型粘接薄膜A。
(4)实施例2中的切割片一体型粘接薄膜B的制作
第1基材911为厚度80μm的聚丙烯制的基材。第2基材912为相对于乙烯-乙酸乙烯酯共聚物100重量份含有20重量份株式会社T&K TOKA制造的PA-200(导电性高分子)的基材。第2基材912的厚度为10μm。
将粘合剂层与第1基材911贴合,在23℃下保存72小时。使用紫外线照射装置(日东精机株式会社制造的UM-810),隔着基材91对“粘合剂层中的搭载半导体晶圆的区域”照射500mJ/cm2的紫外线,由此形成切割片9。
通过使用手压辊将粘接薄膜B与切割片9贴合,制得切割片一体型粘接薄膜B。
(5)实施例3中的切割片一体型粘接薄膜C的制作
第1基材911为厚度50μm的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物制的基材。第2基材912为相对于聚乙烯100重量份含有30重量份株式会社T&K TOKA制造的PA-200的基材。第2基材912的厚度为30μm。
将粘合剂层与第1基材911贴合,在23℃下保存72小时。使用紫外线照射装置(日东精机株式会社制造的UM-810),隔着基材91对“粘合剂层中的搭载半导体晶圆的区域”照射500mJ/cm2的紫外线,由此形成切割片9。
通过使用手压辊将粘接薄膜A与切割片9贴合,制得切割片一体型粘接薄膜C。
(6)比较例1中的切割片一体型粘接薄膜D的制作
第1基材911为厚度50μm的聚丙烯制的基材。第2基材912为厚度30μm的聚乙烯制的基材。
将粘合剂层与第1基材911贴合,在23℃下保存72小时。使用紫外线照射装置(日东精机株式会社制造的UM-810),隔着基材91对“粘合剂层中的搭载半导体晶圆的区域”照射500mJ/cm2的紫外线,由此形成切割片9。
通过使用手压辊将粘接薄膜C与切割片9贴合,制得切割片一体型粘接薄膜D。
(7)比较例2中的切割片一体型粘接薄膜E的制作
第1基材911为相对于聚乙烯100重量份含有20重量份综研化学株式会社制造的WED-S的基材。第1基材911的厚度为50μm。第2基材912为厚度30μm的聚丙烯制的基材。
将粘合剂层与第1基材911贴合,在23℃下保存72小时。使用紫外线照射装置(日东精机株式会社制造的UM-810),隔着基材91对“粘合剂层中的搭载半导体晶圆的区域”照射500mJ/cm2的紫外线,由此形成切割片9。
通过使用手压辊将粘接薄膜A与切割片9贴合,制得切割片一体型粘接薄膜E。
[2.评价]
对切割片一体型粘接薄膜A~E进行以下评价。结果示于表2。
(1)第2面912b的表面电阻值
使用Advantest Corporation制造的超高阻表TR-8601的超高电阻测定用试样箱TR-42。在23±2℃、50±5%气氛下将切割片一体型粘接薄膜静置2小时后,在该环境下对第2面912b给予施加电压500V,读取自施加开始1分钟后的数值。根据用施加电压除以表面电流而得到的数值求出表面电阻值。
(2)断裂伸长率
从切割片9切出初始长度120mm、宽度10mm的长条状的样品,以卡盘间距50mm、拉伸速度300mm/min进行拉伸试验,由此测定样品的伸长率的变化量(mm)。作为拉伸试验器,使用株式会社岛津制作所制造的Autograph AG-IS,作为负荷传感器,使用株式会社岛津制作所制造的PFG-50NA。
(3)覆盖膜剥离试验
在覆盖膜上粘贴200张切割片一体型粘接薄膜,卷成卷状,使用晶圆安装装置MA-3000III(日东精机株式会社制造)进行晶圆贴合试验。从10张切割片一体型粘接薄膜剥离覆盖膜,将在10张切割片一体型粘接薄膜中全部成功剥离覆盖膜的情况判定为○,将有1张以上未能剥离的情况判定为×。
(4)切割后的飞散状况
在切割片一体型粘接薄膜上,用晶圆安装装置(MA-3000III、日东精机株式会社制造)在60℃下以10mm/sec的速度贴合12英寸、500μm厚的镜面晶圆。然后,用切割装置(DFD6361、DISCO Corporation制造)切割成10mm×10mm的芯片尺寸(单切、刀片高度90μm、速度50mm/sec)。用SEM分析在芯片上是否附着有导电性成分。将导电性成分未附着在芯片上的情况判定为○,将导电性成分附着在芯片上的情况判定为×。
(5)第2主面3b的表面电阻值
使用Advantest Corporation制造的超高阻表TR-8601的超高电阻测定用试样箱TR-42。在23±2℃、50±5%气氛下将切割片一体型粘接薄膜静置2小时后,在该环境下对第2主面3b给予施加电压500V,读取自施加开始1分钟后的数值。根据用施加电压除以表面电流得到的数值求出表面电阻值。
(6)粘着强度
将直径5.0mm的探头以25℃、加压条件100gf、加压时间1秒按压于粘接薄膜,测定探头以测试速度120mm/min从粘接薄膜离开时的载荷。
[表2]