专利名称：半导体装置的制造方法及半导体装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及半导体装置的制造方法及半导体装置。
背景技术：
近年来，随着电子机器的高性能化等，对于半导体装置的高密度化、高集成化的要求变高，从而不断推进半导体装置(以下，也称为“半导体封装件”或“封装件”)的大容量高密度化。为了对应这样的要求，采用例如在半导体元件(以下，也称为“半导体芯片”或 “芯片”)上粘接引线框架的芯片上引线(LOC)结构。LOC结构中，由于是接合半导体元件和引线框架，所以其接合部的粘接可靠性对半导体装置的可靠性有很大影响。
以往，在半导体元件和引线框架的粘接中使用膏状粘接剂，但膏状粘接剂的适量涂布并不容易，有时粘接剂溢出在半导体元件的外周部。
作为对于这样的不良状况的对策，例如，在LOC结构中，使用利用了聚酰亚胺树脂的热熔型粘接剂膜等在耐热性基材上涂布了粘接剂的膜状粘接剂(例如参考专利文献1)。 但是，这样的热熔型粘接剂膜由于需要利用高温进行粘接，因此有时对高密度化的半导体元件、引线框架带来热损伤。
另外，近年的半导体装置中，还通过在半导体元件上以多层层叠半导体元件来实现半导体装置的小型化、薄型化和大容量化。这样的半导体装置中，代替引线框架使用双马来酰亚胺三嗪基板、聚酰亚胺基板这样的有机基板的情况逐渐增加。在这样的有机基板的增加之上，如何防止为了焊接半导体装置而进行红外线回流时半导体装置内部因吸湿水分而产生裂纹，已成为重要的技术课题，对于这样的技术课题，已知很大程度上尤其依赖于半导体元件粘接剂。
在半导体元件上以多层层叠半导体元件的芯片上芯片(chip on chip, CoC)结构的半导体装置中所使用的有机基板，与引线框架相比缺乏耐热性，因此，不适合高温下的粘接。另外，COC结构的半导体装置中，伴随其薄型化，推进了半导体元件的薄型化，从而导致在至今的高温下的粘接温度下半导体元件的翘曲变明显的不良状况。由此，对于使用超过如今的低温下可以进行热压接的膜状粘接剂的要求变高。作为这样的膜状粘接剂，已提出由热塑性树脂和热固性树脂的混合物形成的热熔型粘接膜(例如参考专利文献2至4)。
专利文献1 日本特开平6464035号公报 专利文献2 日本特开2002-121530号公报 专利文献3 日本特开2002-256235号公报 专利文献4 日本特开2003-0964 号公报
发明内容
但是，上述文献中记载的以往技术在以下点上有改善余地。第一，专利文献2中具有下述课题由于使用聚酰亚胺树脂作为热塑性树脂，使用环氧树脂作为热固性树脂，因此，这样的粘接膜虽然耐热性和可靠性优异，但在高温状态下最初熔融粘度下降，进而因最低熔融粘度高而低温下的湿润性变不足，因此，在80°C 150°C左右的低温下的粘贴困难， 很难用于半导体元件薄型且多层层叠的半导体装置中。
第二，专利文献3中产生下述不良状况为了改善低温下的湿润性，使用了丙烯酸类橡胶为主成分的树脂作为玻璃转移温度低的热塑性树脂，但由于热塑性树脂的分子量高，所以膜状粘接剂缺乏流动性，无法填埋由于设置在有机基板上的电路而产生的段差，残留间隙，高温时容易产生剥离。
第三，专利文献4中存在下述课题虽然记载了制成具有热固化时粘接力高的粘接剂层A、和配线埋入性高的粘接剂层B两种粘接剂层的粘接部件，但为了提高配线埋入性而含有流量大的粘接剂层B，因此，无法抑制粘接剂向半导体元件的外周部溢出。
第四，虽然可以考虑通过提高低分子量的热固化成分的含量而赋予流动性，从而填埋有机基板的段差的方法，但膜状粘接剂的柔性变差，可预料到将带有划片胶带(dicing tape)的粘接膜在晶片的背面进行层叠时，很容易产生膜状粘接剂的破裂的不良情况。
本发明的目的在于提供一种半导体装置的制造方法，其可以将半导体元件，和引线框架、有机基板等的半导体元件搭载用支撑部件，在较低的低温区域下也不影响粘接性和作业性地进行粘接，并且可以抑制空隙(void)的产生。另外，本发明的目的在于提供一种半导体装置，其由上述半导体装置的制造方法制造，具有优异的可靠性。
本发明的半导体装置的制造方法的特征在于，介由粘接膜的固化物粘接半导体元件和支撑部件，依次进行下述(a) (d)工序(a)准备带有粘接膜的半导体元件的工序， (b)将所述带有粘接膜的半导体元件热压接于所述支撑部件，得到由所述带有粘接膜的半导体元件和所述支撑部件形成的半导体部件的热压接工序，(C)使用加压流体将由所述带有粘接膜的半导体元件和所述支撑部件形成的所述半导体部件加热、加压，进行粘接膜的固化的加压固化工序，(d)将所述带有粘接膜的半导体元件和所述支撑部件电连接的工序。 本发明的半导体装置的制造方法中，通过在进行使带有粘接膜的半导体元件热压接于支撑部件的热压接工序(b)后进行使粘接膜的固化进行的加压固化工序(c)，从而可以抑制粘接膜内部的空隙的产生，并且还可以填埋粘接膜与半导体元件的界面及粘接膜与支撑部件的界面的间隙。这是由于粘接膜在热压接工序(b)中没有完全固化，变成了通过进一步的加热而可软化或移动的程度的固化程度，从而通过在加压固化工序(c)中进行加热的同时进行加压而能使粘接膜的固化进一步进行，并且能以挤破空隙、填埋间隙的方式进行移动而导致的。
本发明的半导体装置的制造方法中，所述加压流体可以为加压气体。
本发明的半导体装置的制造方法中，所述加压流体可以为加压空气。
本发明的半导体装置的制造方法中，所述加压固化工序(C)可以是如下进行使用压力容器，在该压力容器内设置由所述带有粘接膜的半导体元件和支撑部件形成的半导体部件，通过所述加压流体进行加热、加压。
本发明的半导体装置的制造方法中，所述加压固化工序(C)中的加热、加压条件可以为加热温度80°C 180°C ；加压力0. IMPa IOMPa ；加压时间1分钟 480分钟。
本发明的半导体装置的制造方法中，进行所述工序(a)前的所述粘接膜在100 150°C时的熔融粘度可以为101 · s 10001 · S。
本发明的半导体装置的制造方法中，可通过所述加压固化工序(C)减少空隙和间隙，经过所述加压固化工序(C)后，在所述粘接膜内部不存在直径30μπι以上的空隙。
本发明的半导体装置的制造方法中，所述粘接膜可以含有(甲基)丙烯酸系树脂。
本发明的半导体装置的制造方法中，所述粘接膜可以含有(甲基)丙烯酸系树脂， 相对于树脂全体的所述(甲基)丙烯酸系树脂的含量可以为10% 50%。
本发明的半导体装置的制造方法中，所述粘接膜还含有热固性树脂。
本发明的半导体装置的制造方法中，相对于所述热固性树脂100重量份的所述 (甲基)丙烯酸系树脂的含量为10重量份 100重量份。
本发明的半导体装置的制造方法中，所述工序(a)可以是依次进行下述(al) (a3)工序S卩，(al)以成为晶片、粘接膜、划片胶带的顺序，在所述晶片的背面将带有划片胶带的粘接膜层合的工序，(a2)将所述晶片和层合的所述带有划片胶带的粘接膜一体划片的工序，(a3)剥离所述划片胶带，形成带有粘接膜的半导体元件的工序。
本发明的半导体装置的特征在于，是通过上述制造方法制造的。
按照本发明，能够得到如下的半导体装置的制造方法其可以将半导体元件，和引线框架、有机基板等的半导体元件搭载用支撑部件，在较低的低温区域下也不影响粘接性和作业性地进行粘接，并且可以抑制空隙的产生。另外，按照本发明可以得到如下的半导体装置其由上述半导体装置的制造方法制造，具有优异的可靠性。
通过下述优选实施方式及与它们相关的下述附图进一步说明上述目的、其他目的和特征及优点。
图1是说明准备带有粘接膜的半导体元件的工序的一例的剖面图。
图2是说明热压接后的状态的一例的剖面图。
图3是说明加压固化后的状态的一例的剖面图。
图4是说明在压力容器内设置带有粘接膜的半导体元件和支撑部件的状态的一例的剖面图。
图5说明引线接合后的状态的一例的剖面图。
图6说明密封成形后的状态的一例的剖面图。
具体实施例方式以下，说明本发明的半导体装置的制造方法及半导体装置。本发明的半导体装置的制造方法的特征在于，介由粘接膜的固化物粘接半导体元件和支撑部件，依次进行下述(a) (d)工序(a)准备带有粘接膜的半导体元件的工序，(b)将所述带有粘接膜的半导体元件热压接于所述支撑部件，得到由所述带有粘接膜的半导体元件和所述支撑部件形成的半导体部件的热压接工序，(C)使用加压流体将所述带有粘接膜的半导体元件和所述支撑部件形成的所述半导体部件加热、加压，进行粘接膜的固化的加压固化工序，(d)将所述带有粘接膜的半导体元件和所述支撑部件电连接的工序。由此，可以得到一种半导体装置的制造方法，其可以将半导体元件，和引线框架、有机基板等的半导体元件搭载用支撑部件，在如150°C以下的较低温区域下也不影响粘接性和作业性地进行粘接，并且可以抑制空隙的产生。另外，本发明的半导体装置的特征在于，是通过上述制造方法制造的。由此，可以得到可靠性优异的半导体装置。以下，详细说明本发明。
本发明的半导体装置的制造方法包括(a)准备带有粘接膜的半导体元件的工序。对(a)准备带有粘接膜的半导体元件的工序，无特别限定，例如可举出在单片化的半导体元件的背面粘贴粘接膜的方法，使用旋转涂布机等在晶片背面涂布均勻厚度的粘接膜而进行单片化的方法等，但考虑到避免工序的繁杂，优选将下述(al)至(M)所示工序以其顺序进行的方法。
(al)以成为晶片、粘接膜、划片胶带的顺序，在晶片的背面将带有划片胶带的粘接膜层合的工序， (a2)将晶片和层合的带有划片胶带的粘接膜一体划片的工序， (a3)剥离划片胶带，形成带有粘接膜的半导体元件的工序。
图1表示说明准备带有粘接膜的半导体元件的工序的一例的剖面图，对其在后文详细描述。
本发明的半导体装置的制造方法包括(b)将带有粘接膜的半导体元件热压接于支撑部件，得到由带有粘接膜的半导体元件和支撑部件形成的半导体部件的热压接工序。 热压接工序使用通常的贴片机等，热压接的方法有将支撑部件载置在热板上按压带有粘接膜的半导体元件的方法，在支撑部件上按压带有粘接膜的半导体元件的同时，通过按压夹具传递热的方法，或组合该两种方法的方法等。对热压接的温度条件无特别限定，但优选 60V 180°C，更加优选80°C 150°C。通过以上述下限值以上的温度进行热压接，能使带有粘接膜的半导体元件和支撑部件的粘接变得充分，可以抑制搬送中的带有粘接膜的半导体元件的脱落。另外，通过以上述上限值以下的温度进行热压接，能抑制支撑部件及带有粘接膜的半导体元件的翘曲，以使粘接位置不偏移地进行粘接。另外，通过以上述上限值以下的温度进行热压接，可抑制粘接膜的固化，从而通过加压固化工序(c)中的加热、加压，能以挤破空隙、填埋间隙的方式进行移动。另外，对热压接的时间条件无特别限定，优选为0. 1 秒 60秒，更加优选为0. 5秒 5秒。通过以上述下限值以上的时间进行热压接，能使带有粘接膜的半导体元件和支撑部件的粘接变得充分，可以抑制搬送中带有粘接膜的半导体元件的脱落。另外，通过以上述上限值以下的时间进行热压接，能抑制粘接膜的固化，从而通过加压固化工序(c)中的加热和加压，能以挤破空隙、填埋间隙的方式进行移动。对热压接的压力条件无特别限定，优选为IkPa IMPa，更加优选为3kPa 0. 5MPa。通过以上述上限值以下的压力进行热压接，可以抑制半导体元件的破损。另外，通过以上述下限值以上的压力进行热压接，能使带有粘接膜的半导体元件和支撑部件的粘接变得充分，可以抑制搬送中的带有粘接膜的半导体元件的脱落。并且，本发明中所谓的支撑部件包括双马来酰亚胺三嗪基板、聚酰亚胺基板这样的有机基板，以及在该有机基板上层叠了一层以上的半导体元件、隔离件等的支撑部件。
本发明的半导体装置的制造方法包括(c)将由带有粘接膜的半导体元件和支撑部件形成的半导体部件，使用加压流体加热、加压进行粘接膜的固化的加压固化工序。本发明的半导体装置的制造方法中，通过在进行了将带有粘接膜的半导体元件热压接于支撑部件上的热压接工序(b)后进行使粘接膜的固化进行的加压固化工序(c)，从而能够抑制产生粘接膜内部的空隙，并可以填埋粘接膜与半导体元件的界面及粘接膜与支撑部件的界面的间隙。这是由于粘接膜在热压接工序(b)中至少没有达到完全的固化，变成了通过进一步的加热而可软化或移动的程度的固化程度，从而通过在加压固化工序(C)中进行加热的同时进行加压而能使粘接膜的固化进一步进行，并且能以挤破空隙、填埋间隙的方式进行移动而导致的。
图2表示说明热压接工序(b)后的状态的一例的剖面图，图3表示说明加压固化工序(c)后的状态的一例的剖面图。如图2所示，例如支撑部件是由具有电路的由有机材料形成的基板13时，由于在作为被粘面的基板13表面上存在由于电路而带来的凹凸，因此带有粘接膜12的半导体元件11的粘接膜12和基板13的界面上容易残留间隙14，但通过进行加压固化工序(c)，如图3所示，即使作为被粘面的基板13表面上存在凹凸也能填埋间隙14。
并且，粘接膜内部的空隙、以及粘接膜和半导体元件的界面和粘接膜和支撑部件的界面的间隙不仅包括在热压接工序中未能填埋的粘接膜与支撑部件的界面的间隙、以及由于加热而粘接膜自身所产生的气体而产生的间隙，还包括由于支撑部件的有机基板所产生的气体而产生的间隙。在不进行加压固化工序(c)，仅通过热压接工序(b)填埋粘接膜与支撑部件的界面的间隙时，可考虑使用成为更低粘度的粘接膜通过热压接工序(b)完成界面间隙的填埋，进而仅进行加热处理，从而进行粘接膜的固化的方法，但这时，从支撑部件的有机基板产生的气体所导致空隙、间隙的再产生变得显著，例如，存在在热压接工序(b) 正前追加干燥支撑部件从而去除支撑部件中的吸湿水分的工序等的必要性。相对于此，按照本发明的半导体装置的制造方法，则不需要在热压接工序(b)正前追加干燥支撑部件从而去除支撑部件中的吸湿水分的工序等，就可以抑制粘接膜内部的空隙的产生，并且能填埋粘接膜与半导体元件的界面及粘接膜与支撑部件的界面的间隙。另外，通过使用加压流体进行加热、加压，而不是压力机等，因此可以向由带有粘接膜的半导体元件和支撑部件形成的半导体部件从全方位施加均等的压力，所以，可以防止向半导体元件的周围流出粘接膜。
加压固化工序(C)中使用的加压流体是指用于加压的流体，作为这样的流体，无特别限定，优选氮气、氩气、空气等气体。由此，相比使用液体的情形，可以减少对于带有粘接膜的半导体元件和支撑部件的影响。另外，从减少半导体装置的制造成本的观点出发，气体中相比使用氮气和氩气等情形，优选空气。
加压固化工序(C)中，对使用加压流体进行加热、加压的方法无特别限定，优选使用压力容器进行。通过使用压力容器，可以对粘接膜施加均等的压力，没有流出的情况，抑制粘接膜内部的空隙的产生，能够填埋粘接膜与半导体元件的界面以及粘接膜与支撑部件的界面的间隙。具体而言，可举出在压力容器内设置由带有粘接膜的半导体元件和支撑部件形成的半导体部件，通过加压流体进行加热、加压的方法。
作为通过加压流体直接进行加热、加压的更具体的方法，如图4所示，可以列举 (i)在压力容器16内设置由带有粘接膜12的半导体元件11和基板13 (支撑部件)形成的半导体部件15，从加压流体注入口 17，使加压流体流入压力容器16的同时，根据需要加热压力容器的方法(图4(a)) ； (ii)在压力容器16内设置由带有粘接膜12的半导体元件11 和基板13 (支撑部件)形成的半导体部件15，进而设置覆盖膜18以覆盖该半导体部件15， 其后从压力容器16的覆盖膜18侧使加压流体流入的同时，根据需要加热压力容器16的方法(图4(b)) ； (iii)在压力容器16内设置由带有粘接膜12的半导体元件11和基板13 (支撑部件)形成的半导体部件15，进而设置袋状膜19以从上部可按压该半导体部件15，其后向压力容器16内的袋状膜19流入加压流体的同时，根据需要加热压力容器16的方法(图 4(c))等。
另外，对于向压力容器内设置由带有粘接膜的半导体元件和支撑部件形成的半导体部件的方法，无特别限定，例如，可以举出将如MAP方式那样的将多个半导体元件以矩阵状配置在大型基板上，设置间隙使其排列多个的方法等。并且，上述(i)方法中，即使通过将放入了多张大型基板的基板收容盒等设置间隔使其排列多个，从而一次进行大量大型基板的加压固化，也能对所有粘接膜施加均等压力。根据这点，优选使用上述(i)的方法。
对加压固化工序(c)中的加热条件，无特别限定，优选80°C 180°C，更加优选 100°C 150°C。通过设成上述下限值以上，加速进行粘接膜的固化，从而可以缩短加压固化工序(c)。另外，通过设成上述上限值以下而能抑制因从粘接膜自身排出的气体及从支撑部件排出的气体而导致的粘接膜与支撑部件的界面的间隙的再产生。
对加压固化工序(c)中的加压条件，无特别限定，优选0. IMPa lOMPa，更加优选 0.2MI^ 2MPa。通过设成上述下限值以上，可以抑制粘接膜内部的空隙的产生，并且能填埋粘接膜与半导体元件的界面及粘接膜与支撑部件的界面的间隙，通过设成上限值以下， 可以防止加压固化工序(c)中的半导体元件的破损。
对加压固化工序(c)中的加压时间，无特别限定，优选1分钟 480分钟，更加优选3分钟 240分钟。通过使加压时间为下限值以上，能使粘接膜固化，在(d)将半导体元件和支撑部件的电连接的工序中，能进行稳定的连接。另外通过设成上限值以下，可以防止粘接膜的过度固化，防止支撑部件的翘曲。
本发明的半导体装置的制造方法中，优选的是经过加压固化工序(C)后，粘接膜内部不存在直径30 μ m以上的空隙，更加优选不存在直径10 μ m以上的空隙。通过制成不存在直径30 μ m以上的空隙，可变成在高温时难以产生界面剥离，能够保持本发明的半导体装置的充分的耐回流性。
本发明的半导体装置的制造方法包括(d)将半导体元件和支撑部件电连接的工序。如图5所示，作为将带有粘接膜22的半导体元件21和基板23(支撑部件)电连接的方式，广泛利用使用接合线M进行连接的引线接合法。并且，也可以通过工序(d)进一步进行粘接膜的固化。
本发明的半导体装置的制造方法，无特别限定，进行了上述工序(a)至工序(d) 后，如图6所示，将由带有粘接膜22的半导体元件21和基板23 (支撑部件)形成的半导体部件15的搭载了半导体元件21的一侧的一面，使半导体密封用树脂组合物通过传递模塑法、压模法、注模法等成形方法进行成形、固化，由此通过密封材料31将半导体元件21和其电接合部密封，保护。
进而，将以作为密封材料的半导体密封用树脂组合物的固化物密封了半导体元件等的半导体装置，可以直接或作为后固化处理在80°C 200°C左右的温度下用10分钟 10 小时左右的时间使半导体密封用树脂组合物完全固化后，搭载于电子机器等上。并且，也可以通过半导体密封用树脂的成形工序、后固化工序，进一步进行粘接膜的固化。并且，在带有粘接膜的半导体元件和支撑部件形成的半导体部件是将多个半导体元件以矩阵状配置在大型基板上的MAP方式时，可以将搭载了半导体元件的一侧的一面，用半导体密封用树脂组合物一并密封成形后，划片成单个封装件。
接着，对于使用粘接膜制造半导体装置的方法的详情，按照工序的流程说明其一例。
如图l(al)所示，在晶片1的背面，将带有划片胶带的粘接膜，以成为叠晶片1、粘接膜2、划片胶带5的粘着剂层3、划片胶带5的基材膜4的顺序进行层合，在未图示的划片台上，固定晶片环6。接着，将晶片1和层合的带有划片胶带5的粘接膜2 —体划片，使半导体元件1单片化(图l(a2-l))。
接着，使用未图示的扩展装置拉伸划片胶带5，使单片化的半导体元件1分开一定的间隔(图l(a2-2))，之后拾取从划片胶带5剥离的带有粘接膜的半导体元件7(图 l(a3))，热压接于基板13上，得到半导体部件15(图2)。作为基板13，例如可以使用玻璃纤维中含浸了环氧树脂的基板、聚酰亚胺基板及双马来酰亚胺三嗪树脂基板等。
接着，在压力容器16内加压固化得到的半导体部件15(图4(i))后，通过引线接合电连接半导体元件21和基板23 (支撑部件)(图幻，由密封材料31进行半导体部件15 的密封等(图6)。
以上，参考附图描述了本发明的实施方式，这些是本发明的例示，也可以采用上述以外的各种构成。
下面，说明本发明的半导体装置的制造方法中使用的粘接膜。
本发明的半导体装置的制造方法中使用的粘接膜，优选的是在进行工序(a)前的 100 150°C下的熔融粘度为10 · s以上，更加优选为50 · s以上。由此，可以抑制热压接工序(b)中粘接膜向半导体元件的外周部溢出。另一方面，粘接膜在进行工序(a)前的100 150°C下的熔融粘度优选为1000 以下，更加优选为500 以下，特别优选为350Pa · s以下。由此，通过加压固化工序(c)的加热、加压，能以挤破空隙、填埋间隙的方式进行移动。
本发明中的熔融粘度，例如，可以使用作为粘弹性测定装置的粘度计，对膜状态的样品，以10°C /分钟的升温速度赋予IHz频率的移位剪切而进行测定。另外，本发明的熔融粘度表示与动态粘弹性不同的溶液的物性。
接着，说明构成粘接膜的树脂组合物的各成分。其中，各成分可以是一种化合物， 也可以是组合使用多种化合物。
构成本发明的粘接膜的树脂组合物，无特别限定，优选含有(甲基)丙烯酸系树脂。(甲基)丙烯酸系树脂是(甲基)丙烯酸酯和其他单体的共聚物，优选的是以(甲基) 丙烯酸及其衍生物作为主单体的(甲基)丙烯酸系树脂。
作为(甲基)丙烯酸酯，可以列举丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯等丙烯酸酯；甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯等甲基丙烯酸酯。另外，作为其他单体，可以列举丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯腈、丙烯酰胺等。
(甲基)丙烯酸系树脂，由于玻璃转移温度低，因此通过在树脂组合物中配合而可以提高初期密接性。在此，初期密接性是指将粘接膜粘接在半导体元件上时的密接性，尤其是指半导体元件为晶片状态时的对晶片背面的密接性。
另外，(甲基)丙烯酸系树脂优选为具有环氧基、羟基、羧基、腈基等的(甲基)丙烯酸酯共聚物。由此，可以进一步提高被粘体对半导体元件的背面、及支撑部件等的密接性。作为具有这样的官能团的化合物，具体而言，可以列举具有缩水甘油基醚基的缩水甘油基(甲基)丙烯酸酯、具有羟基的羟基(甲基)丙烯酸酯、具有羧基的羧基(甲基)丙烯酸酯、具有腈基的(甲基)丙烯腈等。
其中，特别优选使用含具有羧基的单体单元的(甲基)丙烯酸酯共聚物。由此，可以进一步促进粘接膜的固化，因此可以在短时间内完成加压固化工序(C)并且稳固地粘接在被粘体上。
从短时间内完成加压固化工序(C)并且稳固地粘接在被粘体上这一观点出发，含具有羧基的单体单元的(甲基)丙烯酸酯共聚物的含量，例如优选为(甲基)丙烯酸系树脂全体的0.5质量％以上，更加优选为1质量％以上。另外，从进一步提高粘接膜的保存性的观点出发，具有羧基的化合物的含量，例如优选(甲基)丙烯酸系树脂全体的10质量％ 以下，更加优选5质量％以下。
(甲基)丙烯酸系树脂的重量平均分子量，例如优选为10万 130万，更加优选为15万 100万。通过设为上述下限值以上，可以进一步提高粘接膜的成膜性，通过设为上述上限值以下，可以确保粘接时的流动性。
相对于树脂全体的(甲基)丙烯酸系树脂的含量优选为10%以上，更加优选为 25%以上。由此引起粘接性的提高。相对树脂全体的(甲基)丙烯酸系树脂的含量优选为 50%以下，更加优选为40%以下。由此，引起作业性的提高。
例如，可以使用凝胶渗透色谱法(GPC)测定(甲基)丙烯酸系树脂的重量平均分子量，作为测定条件例，可以列举Tosoh株式会社制造的高速GPC SC-8020装置，柱为 TSK-GEL GMHXL-L，温度为40°C，溶剂为四氢呋喃等。
从抑制粘接膜的粘着过强从而进一步提高作业性的观点出发，(甲基)丙烯酸系树脂的玻璃转移温度，例如优选为0°c以上，更加优选为5°C以上。另外，从在低温下进一步提高粘接性的观点出发，丙烯酸系树脂的玻璃转移温度，例如优选为30°C以下，更加优选为 20°C以下。
(甲基)丙烯酸系树脂的玻璃转移温度，例如，可以根据使用热机械特性分析装置(精工仪器株式会社制造，TMA/SS6100)，在一定负荷(IOmN)下一边从_65°C以升温速度 5°C /分钟使温度上升一边拉伸时的变极点来进行测定。
构成本发明的粘接膜的树脂组合物，无特别限定，优选含有热固性树脂，更加优选含有环氧树脂。环氧树脂是指任意的具有环氧基的单体、低聚体及聚合物。作为环氧树脂的具体例，可以列举苯酚酚醛型环氧树脂、甲酚酚醛型环氧树脂等酚醛型环氧树脂；双酚 A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂等双酚型环氧树脂；对苯二酚型环氧树脂；联苯型环氧树脂；芪型环氧树脂；三酚甲烷型环氧树脂；含三嗪核环氧树脂；二环戊二烯改性苯酚型环氧树脂；萘酚型环氧树脂、及具有亚苯基和/或亚联苯基骨架的苯酚芳烷型环氧树脂、具有亚苯基和/或亚联苯基骨架的萘酚芳烷型环氧树脂等芳烷型环氧树脂等。
其中，优选使用酚醛型环氧树脂、芳烷型环氧树脂等。通过使用芳烷型环氧树脂， 可以在热压接工序(b)中的100°C 150°C附近将粘接膜的复合粘性率的变化抑制为恒定，因此，可以在一般的热压接温度100°C 150°C的温度范围内抑制粘接膜的流量变动。另外，通过使用酚醛型环氧树脂，可以提高粘接膜固化后的玻璃转移温度，并且可以提高粘接膜和被粘体的密接性。
相对于热固性树脂100重量份的(甲基)丙烯酸系树脂的含量优选为10重量份以上，更加优选为30重量份以上。由此，可以使粘接膜的作业性变得良好。另外，相对于热固性树脂100重量份的(甲基)丙烯酸系树脂的含量优选为100重量份以下，更加优选为 80重量份以下。
环氧树脂的含量，无特别限定，相对于(甲基)丙烯酸酯共聚物100质量份，优选为100质量份 1000质量份，尤其优选为200质量份 500质量份。通过设为上述范围， 可以使粘接膜固化后的低线膨胀系数和韧性并存。更加优选为350质量份以下。由此，可以使粘接膜固化后的低线膨胀系数和韧性的并存进一步提高。
芳烷型环氧树脂的含量，无特别限定，相对于环氧树脂全体，优选为30 80质量％，尤其优选为40 70质量％。通过没为上述范围，可以在通常的热压接半导体元件的温度100°C 150°C附近，抑制粘接膜的复合粘性率的变化为恒定，因此，可以抑制粘接膜的流量的变动，并且可以提高固化后的粘接膜的玻璃转移温度。
只要是与(甲基)丙烯酸系树脂具有相溶性的物质，则对环氧树脂的软化点无特别限定，优选40°C 100°C，尤其优选50°C 90°C。通过设为上述下限值以上，可以降低粘接膜的粘着性，因此，可以提高经划片使晶片单片化后，从划片胶带剥离带有粘接膜的半导体元件的剥离性，并提高拾取性。另外，通过设为上述上限值以下，可以抑制加压固化工序 (c)前的熔融粘度的上升。
另外，作为环氧树脂，可以组合使用软化点不同的多个环氧树脂。由此，具有下述优点可以容易地进一步兼得降低粘接膜的粘着性的效果和抑制加压固化工序(C)前的熔融粘度的上升的效果。例如，作为软化点不同的多个环氧树脂的组合，可以列举软化点为 40°C以上、不足70°C的环氧树脂和软化点为70°C 100°C的环氧树脂的组合等。
构成本发明的粘接膜的树脂组合物，无特别限定，优选含有固化剂。作为固化剂， 只要是作为环氧树脂的固化剂发挥作用的物质，则均可以适当选择使用。具体而言，可以列举包括二亚乙基三胺、三亚乙基四胺、间苯二甲胺等的脂肪族多胺，二氨基二苯基甲烷、 间苯二胺、二氨基二苯基砜等的芳香族多胺，双氰胺、有机酸二酰胼等的多胺化合物等的胺系固化剂；六氢邻苯二甲酸酐、甲基四氢邻苯二甲酸酐等的脂肪族酸酐，偏苯三酸酐、均苯四甲酸酐、二苯甲酮四甲酸等的芳香族酸酐等的酸酐系固化剂；苯酚酚醛树脂、甲酚酚醛树脂、苯酚芳烷(含有亚苯基、亚联苯基骨架)树脂、萘酚芳烷(含有亚苯基、亚联苯基骨架) 树脂、三苯酚甲烷树脂、二环戊二烯型苯酚树脂、双(单或二叔丁基苯酚)丙烷、亚甲基双 (2-丙烯基)苯酚、亚丙基双(2-丙烯基)苯酚、双[(2-丙烯氧基)苯基]甲烷、双[(2-丙烯氧基)苯基]丙烷、4，4' -(1-甲基亚乙基)双[2-(2-丙烯基)苯酚]、4，4' -(1-甲基亚乙基)双[2-(1-苯基乙基)苯酚]、4，4' -(1-甲基亚乙基)双[2-甲基-6-羟甲基苯酚]、4，4' -(1-甲基亚乙基)双[2-甲基-6-(2-丙烯基)苯酚]，4，4' _(1_甲基四亚癸基)双酚等的苯酚系固化剂等。
构成本发明所使用的粘接膜的树脂组合物中的固化剂的含量，可以通过计算环氧树脂的环氧当量和固化剂的当量比而求得。固化剂是苯酚树脂时，环氧树脂的环氧当量与固化剂的官能团的当量比优选为0. 5 1. 5，尤其优选0. 7 1. 3。通过设为上述范围，可以使粘接膜的耐热性和保存性并存。
作为固化剂优选使用25°C时粘度为30 .s(30000cps)以下的液状固化剂。更加优选25°C时粘度为10 · s(10000cps)以下的液状固化剂。通过使固化剂的25°C时的粘度为上述规定值以下，可以提高粘接膜的初期密接性、半导体装置的可靠性。
对于25°C时粘度为30 ·8(30000ορ8)以下的液状固化剂的含量，无特别限定，优选相对于固化剂全体为30 80质量％，尤其优选为40 70质量％。通过设为上述下限值以上，可以抑制加压固化工序(c)前的熔融粘度的上升，通过设为上述上限值以下，可以降低粘接膜的粘着性，从而提高作业性。
作为25°C时的粘度为301 -s(30, OOOcps)以下的液状固化剂，可以列举液状苯酚化合物。具体而言，可以列举双(单或二叔丁基苯酚)丙烷、亚甲基双(2-丙烯基)苯酚、亚丙基双(2-丙烯基)苯酚、双[(2-丙烯氧基)苯基]甲烷、双[(2-丙烯氧基)苯基]丙烷、 4,4' -(1-甲基亚乙基)双[2-(2-丙烯基)苯酚]、4，4' -(1-甲基亚乙基)双[2-(1-苯基乙基)苯酚]、4，4' -(1-甲基亚乙基)双[2-甲基-6-羟甲基苯酚]、4，4' -(1-甲基亚乙基)双[2-甲基-6-(2-丙烯基)苯酚]、4，4' -(1-甲基四亚癸基)双酚。这些液状苯酚化合物粘度可以通过核体数η和苯环取代基的种类而进行控制。
作为固化剂，除了液状苯酚化合物，还可以添加并用固态苯酚树脂。固态是指25°C 常压下为固体状态。通过并用固态苯酚树脂，可以减少室温的半导体用粘接膜的粘着性，提高作业性。另外，该固态苯酚树脂是泛指，具有能与前述环氧树脂进行固化反应而形成交联结构的至少两个以上的苯酚性羟基的单体、低聚体、聚合物全体。例如可以列举苯酚酚醛树脂、甲酚酚醛树脂、苯酚芳烷(含有亚苯基、亚联苯基骨架)树脂、萘酚芳烷(含有亚苯基、亚联苯基骨架)树脂、三苯酚甲烷树脂、二环戊二烯型苯酚树脂等，这些可以单独使用， 也可以使用多个。
固态苯酚树脂的含量无特别限定，优选环氧树脂的环氧当量和合并液状苯酚化合物及固态苯酚树脂的官能团当量的比为0. 5 1. 5，尤其优选为0. 7 1. 3。通过设为上述范围，可以使粘接膜的耐热性和保存性并存。
(甲基)丙烯酸系树脂的含量，无特别限定，优选小于环氧树脂和固化剂的配合量的总和。由此，可以有效地抑制在加压固化工序(C)中加热粘接膜时向粘接膜外排出的排出气体的产生，因此，可以防止由于排出气体导致的被粘体的污染，并且提高粘接膜和被粘体的密接性。
构成本发明的粘接膜的树脂组合物也可以含有固化促进剂。只要是能够促进环氧树脂和固化剂的固化反应的物质，则作为固化促进剂可以适当选择而使用。具体而言，可以列举咪唑类、1，8_ 二氮杂双环(5，4，0)十一碳烯等胺系催化剂、三苯基膦、四取代膦(， 卜，置换* 7 * 二々Λ )与多官能团苯酚化合物的分子化合物等磷化合物。其中，优选磷化合物，其可以兼得粘接膜的速固化性和半导体元件上的铝垫腐蚀性。
相对于环氧树脂和固化剂的总和100质量份，固化促进剂的含量优选为0. 01 10 质量份，尤其优选为0. 1 5质量份。通过设为上述范围，可以保持粘接膜的速固化性及保存性以及固化后的物性的平衡。
磷化合物中，尤其优选四取代膦与多官能团苯酚化合物的分子化合物，其具有更优异的粘接膜的速固化性，对于半导体元件的铝垫的腐蚀性及粘接膜的保存性。
四取代膦与多官能团苯酚化合物的分子化合物不是单纯的混合物，而是具有盐结构、超分子结构等的结构的化合物。
考虑到粘接膜的固化性和保存性的平衡，四取代膦与多官能团苯酚化合物的分子化合物的四取代膦，优选在磷原子上配位了 4个烷基、芳香族化合物。
对四取代膦的取代基无特别限定，可以相互相同或不同，由于对热、水解稳定，所以优选作为取代基具有取代或未取代的芳基、烷基的四取代膦离子。具体而言，作为四取代膦，例如四苯基膦、四甲苯基膦、四乙苯基膦、四甲氧基苯基膦、四联萘膦、四苄基膦、乙基三苯基膦、正丁基三苯基膦、2-羟基乙基三苯基膦、三甲基苯基膦、甲基二乙基苯基膦、甲基二烯丙基苯基膦、四-正丁基膦等，其中，考虑粘接膜的速固化性和保存性的平衡，优选四苯基膦。
四取代膦与多官能团苯酚化合物的分子化合物的多官能团苯酚化合物为具有苯酚性的羟基，至少其一个羟基的氢成为苯酚型的化合物，具体而言，可以列举羟基苯化合物、双苯酚化合物、双酚化合物、羟基萘化合物、苯酚酚醛树脂、苯酚芳烷树脂等。
作为多官能团苯酚化合物，例如可举出双(4-羟基-3，5-二甲基苯基)甲烷(通称四甲基双酚F)、4，4'-磺酰基二苯酚、及4，4'-异亚丙基二苯酚(通称双酚A)、双 (4-羟基苯基)甲烷、双(2-羟基苯基)甲烷、(2-羟基苯基)(4-羟基苯基)甲烷及其中的双(4-羟基苯基)甲烷、双(2-羟基苯基)甲烷、(2-羟基苯基)(4-羟基苯基)甲烷三种的混合物(例如，本州化学工业株式会社制造，双酚F-D)等的双酚类；1，2_苯二醇、1，3_苯二醇、1，4-苯二醇等二羟基苯类；1，2，4-苯三醇等三羟基苯类；1，6- 二羟基萘等二羟基萘类的各种异构体；2，2'-双苯酚、4，4'-双苯酚等双苯酚类的各种异构体等的化合物，优选速固化性和保存性的平衡优异的1，2_ 二羟基萘、4，4'-磺酰基二苯酚。
构成本发明的粘接膜的树脂组合物也可以含有偶联剂。由此，可以进一步提高粘接膜的密接性及粘接膜中的树脂成分和填充材料间的界面的密接性。
作为偶联剂，可以列举硅烷系、钛系、铝系等，其中，优选粘接膜的保存性及粘接膜和被粘体的密接性优异的硅烷系偶联剂。
作为硅烷偶联剂，例如可举出乙烯基三氯硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧硅烷、β_(3，4环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、Y-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、 Y-环氧丙氧基甲基二甲氧基硅烷、Y-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、Y-甲基丙烯酰氧丙基甲基二乙氧基硅烷、Υ-甲基丙烯酰氧丙氧基三乙氧硅烷、N-β (氨基乙基)Y-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、N-β (氨基乙基)Y-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-β (氨基乙基)Y-氨基丙基三乙氧硅烷、Y-氨基丙基三甲氧基硅烷、Y-氨基丙基三乙氧硅烷、正苯基-Y-氨基丙基三甲氧基硅烷、Y-氯丙基三甲氧基硅烷，Y-巯基丙基三甲氧基硅烷， 3-异氰酸酯丙基三乙氧硅烷、3-丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷等。
相对于丙烯酸系树脂100质量份，偶联剂的配合量优选为0. 01质量份 10质量份，尤其优选为0. 1质量份 5质量份。通过设为上述范围，可以使粘接膜和被粘体的密接性和抑制排出气体、空隙的效果并存。
另外，构成粘接膜的树脂组合物也可以含有无机填充材料。由此，提高通过划片而使晶片单片化后从划片胶带剥离带有粘接膜的半导体元件的剥离性，从而可以赋予提高拾取性及降低固化后的线膨胀系数的性能。
作为无机填充材，例如，可以列举银、氧化钛、二氧化硅、云母等，其中优选二氧化硅。通过使用二氧化硅填料，可以提高通过划片使晶片单片化后从划片胶带剥离带有粘接膜的半导体元件的剥离性，从而进一步提高拾取性。另外，作为二氧化硅填料的形状有粉碎二氧化硅和球状二氧化硅，优选球状二氧化硅。
无机填充材的平均粒径无特别限定，优选为0. 01 μ m 20 μ m，尤其优选为 0. 1 μ m 5 μ m以下。通过设为上述范围，可以抑制粘接膜内的填料的凝集，提高外观，并且可以抑制热压接时破坏芯片。
无机填充材的含量无特别限定，相对于除去(F)无机填充材的树脂成分100质量份，优选为1质量份 200质量份，尤其优选为5质量份 100质量份。通过设为上述范围，可以使固化后的粘接膜和被粘接物间的线膨胀系数差变小，减少热冲击时产生的应力， 因此可以进一步可靠地抑制被粘接物的剥离。并且，由于可以抑制固化后的粘接膜的弹性率变过高，因此提高半导体装置的可靠性。
并且，构成本发明的粘接膜的树脂组合物还可以含有上述成分以外的成分。
本发明的粘接膜的厚度无特别限定，优选3 100 μ m，尤其优选5 70 μ m。通过厚度在上述范围内，可以容易地进行厚度精度的控制。
接着，说明本发明的半导体装置的制造方法所使用的粘接膜的制造方法。
本发明的粘接膜，例如可以如下获得通过将前述树脂组合物溶解在甲基乙基酮、 丙酮、甲苯、二甲基甲醛等溶剂中，制成清漆状态后，使用缺角轮涂布机、模涂布机、凹版涂布机等在脱模片材上进行涂布，通过干燥挥发掉溶剂后，去除脱模片材。
本发明的半导体装置的制造方法所使用的粘接膜，例如可以与划片膜接合作为带有划片胶带的粘接膜使用。
实施例 以下，通过实施例及比较例详细说明本发明，但本发明不限于此。
(实施例1) (粘接膜用树脂清漆的调制) 将作为(甲基)丙烯酸系树脂的丙烯酸酯共聚物(丙烯酸乙酯-丙烯酸丁酯-丙烯腈-丙烯酸-甲基丙烯酸羟基乙基酯共聚物，Nagase ChemteX Corporation 制造，SG-708-6, Tg :6 °C，重量平均分子量800000) 100质量份；作为环氧树脂的 E0CN-1020-80 (邻甲酚酚醛型环氧树脂，环氧当量200g/eq，软化点80°C，日本化药公司制造)105质量份及NC3000P(芳烷型环氧树脂，环氧当量272g/eq，软化点58°C，日本化药公司制造)157质量份； 作为固化剂的液状苯酚化合物MEH-8000H(羟基当量141g/0H基，明和化成株式会社制造)82质量份和固态苯酚树脂PR-HF-3 (羟基当量104g/0H基，Sumitomo Bakelite公司制造) 质量份； 作为固化促进剂，式(1)所示的四取代膦和多官能团苯酚化合物的分子化合物 0. 8质量份； [化学式1]
权利要求
1.一种半导体装置的制造方法，其特征在于，介由粘接膜的固化物粘接半导体元件和支撑部件，其中，依次进行下述(a) (d)的工序(a)准备带有粘接膜的半导体元件的工序，(b)将所述带有粘接膜的半导体元件热压接于所述支撑部件，得到由所述带有粘接膜的半导体元件和所述支撑部件形成的半导体部件的热压接工序，(c)使用加压流体将由所述带有粘接膜的半导体元件和所述支撑部件形成的所述半导体部件加热、加压，进行粘接膜的固化的加压固化工序，(d)将所述带有粘接膜的半导体元件和所述支撑部件电连接的工序。
2.如权利要求1所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，进行所述工序(a)前的所述粘接膜在100°C 150°C时的熔融粘度为101 · s 10001 · S。
3.如权利要求1或2所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，所述加压流体为加压气体。
4.如权利要求1至3中任一项所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，所述加压流体为加压空气。
5.如权利要求1至4中任一项所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，所述加压固化工序(c)是如下进行的使用压力容器，在该压力容器内设置由所述带有粘接膜的半导体元件和所述支撑部件形成的所述半导体部件，通过所述加压流体进行加热、加压。
6.如权利要求1至5中任一项所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，所述加压固化工序(c)中的加热、加压条件为加热温度80°C 180°C，加压力0. IMPa lOMPa，加压时间1分钟 480分钟。
7.如权利要求1至6中任一项所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，所述粘接膜含有(甲基)丙烯酸系树脂，所述(甲基)丙烯酸系树脂的相对于树脂全体的含量为10% 50%。
8.如权利要求7所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，所述粘接膜还含有热固性树脂，所述(甲基)丙烯酸系树脂相对于所述热固性树脂100重量份的含量为10重量份 100重量份。
9.如权利要求1至8中任一项所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，通过所述加压固化工序(c)减少空隙和间隙，经所述加压固化工序(C)后，所述粘接膜内部不存在直径30μπι以上的空隙。
10.如权利要求1至9中任一项所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，所述工序 (a)是依次进行下述(al) (a3)的工序(al)以成为晶片、粘接膜、划片胶带的顺序，在所述晶片的背面将带有划片胶带的粘接膜层合的工序，(a2)将所述晶片和层合的所述带有划片胶带的粘接膜一体划片的工序，(a3)剥离所述划片胶带，形成带有粘接膜的半导体元件的工序。
11.一种半导体装置，其特征在于，是通过权利要求1至10中任一项所述的半导体装置的制造方法而制造的。
全文摘要
本发明的半导体装置的制造方法的特征在于，介由粘接膜的固化物粘接半导体元件和支撑部件，其中，依次进行下述(a)～(d)的工序(a)准备带有粘接膜的半导体元件的工序，(b)将带有粘接膜的半导体元件热压接于支撑部件，得到由带有粘接膜的半导体元件和支撑部件形成的半导体部件的热压接工序，(c)使用加压流体将由带有粘接膜的半导体元件和支撑部件形成的半导体部件加热、加压，进行粘接膜的固化的加压固化工序，(d)将半导体元件和支撑部件电连接的工序。
文档编号C09J133/04GK102187442SQ20098014119
公开日2011年9月14日 申请日期2009年7月16日 优先权日2008年10月16日
发明者佐佐木晓嗣 申请人:住友电木株式会社