专利名称：液状半导体用粘接剂组合物、半导体装置以及半导体装置的制造方法
技术领域：
本发明涉及一种液状半导体用粘接剂组合物、使用该粘接剂组合物的半导体装置及其制造方法。
背景技术：
将多个芯片以多段进行叠层的堆栈封装型半导体装置被用于存储器等用途。在制造半导体装置时，为了将半导体元件彼此粘接或将半导体元件与半导体元件搭载用支撑部件粘接，使用了膜状粘接剂。近年来，随着电子部件的小型化、薄型化，人们希望该半导体用的膜状粘接剂进一步薄膜化。然而，在制造IOym厚度以下的膜状粘接剂时，由于无法得到均勻的膜厚，以及经常产生针孔等原因，因此制造困难。此外，由于薄膜化的膜对晶片的粘附性、热压接性下降，因此很难使用其制作半导体装置。进一步，由于上述缺陷导致了生产率下降，因此还存在有制造成本上升的问题。为了解决这些问题，已经研究了例如下述专利文献1所述的，通过涂布含有溶剂的粘接剂组合物(树脂糊)，并将涂布的树脂糊加热干燥，从而进行B阶化的方法。现有技术文献专利文献专利文献1 日本特开2007 - 110099号公报
发明内容
发明要解决的问题然而，在使用含有溶剂的树脂糊时，存在有为了使溶剂挥发进行B阶化而需要较长时间，以及半导体晶片被溶剂污染等问题。此外，为了通过干燥而使溶剂挥发需要加热， 因此在带有可剥离粘着带的晶片上涂布树脂糊时，存在有粘着带无法很容易地剥离、或者产生晶片翘曲等问题。如果在低温下干燥，则可以在一定程度上抑制加热所产生的缺陷，然而这时，由于残存溶剂变多，因此存在有加热固化时产生孔隙、剥离而可靠性下降的倾向。 此外，如果为了降低干燥温度而使用了低沸点溶剂，则存在有在使用过程中粘度变大的倾向、或者在干燥时粘接剂表面的溶剂产生挥发，从而导致溶剂残留在内部，因此可靠性下降的倾向。本发明鉴于上述情况而进行，其目的在于提供一种可以充分维持可靠性，并且可以更加薄地形成用于粘接半导体元件彼此或半导体元件与半导体元件搭载用支撑部件的粘接剂层的液状半导体用粘接剂组合物、使用该粘接剂组合物的半导体装置的制造方法以及半导体装置。解决问题的方法为了解决上述问题，本发明提供一种液状半导体用粘接剂组合物，其含有(A)放射线聚合性化合物、(B)光引发剂、以及(C)热固性树脂，其中(B)成分含有(Bi)对波长为365nm的光的分子吸光系数为100ml/g · cm以上的化合物。上述的分子吸光系数，可以通过调制样品的0. 001质量％乙腈溶液，将该溶液加入到石英盒中，在室温(25°C)、并在空气中使用分光光度计(株式会社日立高新技术制，“U — 3310”(商品名))测定吸光度而求出。在本发明中，液状是指在25 °C、Iatm下具有流动性。根据本发明的液状半导体用粘接剂组合物，通过具有上述构成，可以不使用溶剂而涂布在基材上，可以通过对该涂膜进行光照射而形成薄膜粘接剂层，并且即使在进行粘接剂层的B阶化时，也不需要在涂布后进行加热使溶剂干燥，因此可以充分抑制因热流动、 挥发成分而产生的针孔。此外，还可以充分消除使用含有溶剂的以往树脂糊时的上述问题。 并且，本发明的液状半导体用粘接剂组合物，由于其B阶化的材料受热时流动性优异，因此可以对被粘接物进行良好的热压接。根据本发明，能够实现粘接性、热压接性以及耐热性优异，并且可以更薄地形成用于粘接半导体元件彼此或半导体元件与半导体元件搭载用支撑部件的粘接剂层的液状半导体用粘接剂组合物。此外，本发明的液状半导体用粘接剂组合物，由于不使用溶剂，并且不进行加热也能够在短时间内形成薄膜粘接剂层，因此可以成为一种能够减少热能和挥发性有机化合物 (VOC)的、对环境的负荷比以往小的材料。本发明的液状半导体用粘接剂组合物，其中溶剂的含量优选为5质量％以下。在本发明中，溶剂是指不具有光反应性基团和热反应性基团，分子量为500以下并且在25°C下为液状的有机化合物。在本发明的液状半导体用粘接剂组合物中，上述(B)成分，优选含有在分子内具有肟酯骨架或吗啉骨架的化合物作为上述(Bi)成分。通过含有这种光引发剂，可以降低在空气中通过光照射而产生的粘力。此外，即使在形成被认为是容易受到氧所导致的自由基聚合阻碍的厚度为20μπι以下的粘接剂层时，也可以不进行加热而在短时间内形成薄膜粘接剂层。在本发明的液状半导体用粘接剂组合物中，上述(A)成分优选含有在25°C下为液状的单官能(甲基)丙烯酸酯。此处，单官能是指在分子内具有1个碳碳双键，并且也可以具有除此以外的官能团。通过含有上述的(甲基)丙烯酸酯，可以充分维持涂布性，同时通过配合固态或高粘度的热固性树脂，还可以进一步提高粘接性。本发明的液状半导体用粘接剂组合物，优选进一步含有(D)热自由基产生剂。由此，可以在热固化时使曝光后未反应而残存的(A)成分进行聚合反应，因此可以进一步抑制热固化时的发泡以及在之后的热过程中的发泡、剥离。此外，本发明的液状半导体用粘接剂组合物，进一步含有(E)热塑性树脂，并且该 (E)成分优选包含具有酰亚胺基的树脂。这时，可以提高低应力性、与被粘接物的密合性、热压接性，并且可以进一步提高高温粘接性、耐热性。从提高粘接剂组合物的吐出性、使粘接剂层薄膜化的观点考虑，本发明的液状半导体用粘接剂组合物，在25°C下的粘度优选为10 30000mPa *s。此处的粘度是使用东京计器制造所制造的EHD型旋转粘度计，并在样品量为0.4mL、3°圆锥的条件下，在25°C下测定的粘度值。本发明还提供一种半导体装置，其具有通过上述本发明的液状半导体用粘接剂组合物粘接有半导体元件彼此和/或半导体元件与半导体元件搭载用支撑部件的结构。本发明的半导体装置，由于通过本发明的液状半导体用粘接剂组合物粘接半导体元件彼此和/或半导体元件与半导体元件搭载用支撑部件，因此可以充分维持可靠性，并且使粘接剂层变薄，从而能够小型化、薄型化。本发明还提供一种半导体装置的制造方法，其具有在半导体晶片的一面上，涂布上述本发明的液状半导体用粘接剂组合物，而设置粘接剂层的工序；对该粘接剂层进行光照射的工序；将光照射后的粘接剂层和半导体晶片一起切断，得到带有粘接剂层的半导体元件的工序；以及，对于带有粘接剂层的半导体元件与其它半导体元件或半导体元件搭载用支撑部件，夹着带有粘接剂层的半导体元件的粘接剂层进行压接，从而粘接的工序。本发明还提供一种半导体装置的制造方法，其具有在半导体元件上涂布上述本发明的液状半导体用粘接剂组合物，而设置粘接剂层的工序；对该粘接剂层进行光照射的工序；以及，对于具有光照射后的粘接剂层的半导体元件与其它半导体元件或半导体元件搭载用支撑部件，夹着光照射后的粘接剂层进行压接，从而粘接的工序。本发明进一步提供一种半导体装置的制造方法，其具有在半导体元件搭载用支撑部件上涂布上述本发明的液状半导体用粘接剂组合物，而设置粘接剂层的工序；对该粘接剂层进行光照射的工序；以及，对于具有光照射后的粘接剂层的半导体元件搭载用支撑部件与半导体元件，夹着光照射后的粘接剂层进行压接，从而粘接的工序。发明效果根据本发明，能够提供一种可以充分维持可靠性，并且可以更加薄地形成用于粘接半导体元件彼此或半导体元件与半导体元件搭载用支撑部件的粘接剂层的液状半导体用粘接剂组合物、使用该粘接剂组合物的半导体装置的制造方法以及半导体装置。
[图1]是表示本发明半导体装置的制造方法的--种实施方式的模式图。
[图2]是表示本发明半导体装置的制造方法的--种实施方式的模式图。
[图3]是表示本发明半导体装置的制造方法的--种实施方式的模式图。
[图4]是表示本发明半导体装置的制造方法的其它实施方式的模式图。
[图5]是表示本发明半导体装置的制造方法的--种实施方式的模式图。
[图6]是表示本发明半导体装置的制造方法的--种实施方式的模式图。
[图7]是表示本发明半导体装置的制造方法的--种实施方式的模式图。
[图8]是表示本发明半导体装置的制造方法的--种实施方式的模式图。
[图9]是表示本发明半导体装置的制造方法的--种实施方式的模式图。
[图10]是表示本发明半导体装置的制造方法的-一种实施方式的模式图。
[图11]是表示本发明半导体装置的制造方法的-一种实施方式的模式图。
[图12]是表示本发明半导体装置的制造方法的-一种实施方式的模式图。
[图13]是表示本发明半导体装置的制造方法的-一种实施方式的模式图。
具体实施例方式
以下，对本发明的优选实施方式进行详细说明。但本发明并不限定于以下的实施方式。以下，根据需要参照附图，对本发明的实施方式进行详细说明。但是，本发明并不限定于以下的实施方式。另外，在附图中，对相同要素赋予相同符号，并省略重复的说明。此外，上下左右等位置关系只要没有特别说明，则基于附图所示的位置关系，并且附图的尺寸比例并不限于图示比例。本发明的液状半导体用粘接剂组合物，其特征在于含有(A)放射线聚合性化合物、 (B)光引发剂、以及(C)热固性树脂，其中(B)成分含有(Bi)对波长为365nm的光的分子吸光系数为100ml/g · cm以上的化合物(以下，有时称为“Bi化合物”。)。本发明中的(A)放射线聚合性化合物，是指烯类或炔类等具有碳原子间不饱和键的化合物。在本发明中，放射线是指电离性放射线、非电离性放射线，例如，可以列举ArF、KrF 等准分子激光、电子束极端紫外线、真空紫外线、X射线、离子束、i线、g线等紫外线。从量产性的观点考虑，放射线优选使用i线、g线等紫外线。本发明的液状半导体用粘接剂组合物，优选为溶剂的含量为5质量％以下的无溶剂型的液状半导体用粘接剂组合物。上述的“无溶剂型”是指粘接剂组合物中含有的溶剂量为5质量％以下。上述溶剂是指不具有放射线聚合性基团、肟酯基、α -氨基苯乙酮、氧化膦等光反应性基团、环氧基、酚羟基、羧基、氨基、酸酐、异氰酸酯、过氧化物、重氮基、咪唑、烷氧基硅烷等热反应性基团，分子量为500以下并且在室温(25°C)下为液状的有机化合物。作为这种溶剂，例如，可以列举二甲基甲酰胺、甲苯、苯、二甲苯、甲乙酮、四氢呋喃、乙基溶纤剂、乙基溶纤剂乙酸酯、二噁烷、环己酮、乙酸乙酯、Y —丁内酯和N—甲基一吡咯烷酮等。通过使溶剂量为上述范围，可以降低因光照射而产生的粘性，从而提高光照射后的操作性。此外，还可以抑制热压接、加热固化时的发泡。作为本发明中所用的(A)成分，例如，可以列举具有乙烯性不饱和基团的化合物。 作为乙烯性不饱和基团，可以列举乙烯基、烯丙基、炔丙基、丁烯基、乙炔基、苯基乙炔基、马来酰亚胺基、纳迪克酰亚胺基、(甲基)丙烯基(O ””、) >基)等。从反应性观点考虑， 优选(甲基)丙烯基，优选(A)成分含有(Al)单官能(甲基)丙烯酸酯(以下，有时称为Al化合物)。此处所谓的单官能是指分子内具有1个碳碳双键，并且也可以具有除此以外的官能团。通过添加单官能(甲基)丙烯酸酯，特别是在为了 B阶化而曝光时，可以降低交联密度， 并且可以使曝光后的热压接性、低应力性和粘接性呈良好状态。作为单官能(甲基)丙烯酸酯，优选5%失重温度为100°C以上，更优选为120°C以上，进一步优选为150°C以上，并最优选为180°C以上。此外，从粘接剂组合物的低粘度化、 涂布后表面凹凸的抑制、B阶化后受热时流动性的观点考虑，优选为以有机化合物为主体的材料设计，因此单官能(甲基)丙烯酸酯的5%失重温度优选为500°C以下。单官能(甲基) 丙烯酸酯的5%失重温度是使用差示热热重量同时测定装置(SII纳米科技公司制TG/DTA 6300)，在升温速度为10°C /min、氮气流(400ml/min)下测定时的5%失重温度。通过配合5%失重温度为上述温度范围的单官能(甲基)丙烯酸酯，可以抑制通过曝光进行B阶化后残存的未反应单官能(甲基)丙烯酸酯在热压接或热固化时挥发。作为单官能(甲基)丙烯酸酯，可以列举例如，在可以使固化物坚韧化这一点上，优选含缩水甘油基的(甲基)丙烯酸酯、4 一羟基苯基甲基丙烯酸酯、3，5-二甲基-4-羟基苄基丙烯酰胺等含酚羟基的(甲基)丙烯酸酯、2-甲基丙烯酰氧基乙基邻苯二甲酸、2 —甲基丙烯酰氧基丙基六氢化邻苯二甲酸、2—甲基丙烯酰氧基甲基六氢化邻苯二甲酸等含羧基的 (甲基)丙烯酸酯，在可以提高耐热性这一点上，优选苯酚EO改性(甲基)丙烯酸酯、苯酚PO 改性(甲基)丙烯酸酯、壬基苯酚EO改性(甲基)丙烯酸酯、壬基苯酚PO改性(甲基)丙烯酸酯、苯氧基乙基(甲基)丙烯酸酯、苯氧基乙二醇(甲基)丙烯酸酯、苯氧基二乙二醇(甲基)丙烯酸酯、羟乙基化苯基苯酚丙烯酸酯、苯氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯、壬基苯氧基乙二醇 (甲基)丙烯酸酯、壬基苯氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯、壬基苯氧基聚丙二醇(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸苄酯、2 -甲基丙烯酰氧基乙基2 —羟基丙基邻苯二甲酸酯、苯基苯酚缩水甘油醚丙烯酸酯等含有芳香族基团的(甲基)丙烯酸酯，在可以赋予B阶化后的密合性、 热固化后的粘接性这一点上，优选2 —羟基一 3 —苯氧基丙基(甲基)丙烯酸酯、0 —苯基苯酚缩水甘油醚(甲基)丙烯酸酯、2 -(甲基)丙烯酰氧基一 2 —羟基丙基邻苯二甲酸酯、2 -(甲基)丙烯酰氧基乙基一 2 —羟基乙基一邻苯二甲酸、2 —羟基一 3 —苯氧基丙基(甲基)丙烯酸酯等、下述通式(A - 1)或(A - 2)所表示的含有羟基的(甲基)丙烯酸酯、2-(1,2-环六羧基酰亚胺基)乙基丙烯酸酯等、下述通式(A — 3)或(A — 4)所表示的含有酰亚胺基的(甲基)丙烯酸酯，而在可以使粘接剂组合物低粘度化这一点上，优选含有异冰片基的(甲基)丙烯酸酯、含有二环戊二烯基的(甲基)丙烯酸酯、异冰片基(甲基)丙烯酸酯等。[化1]
权利要求
1.一种液状半导体用粘接剂组合物，其含有(A)放射线聚合性化合物、(B)光引发剂和 (C)热固性树脂，所述(B)成分含有(Bi)对波长365nm的光的分子吸光系数为100ml/g ·αιι 以上的化合物。
2.如权利要求1所述的液状半导体用粘接剂组合物，其中，所述液状半导体用粘接剂组合物中的溶剂的含量为5质量％以下。
3.如权利要求1或2所述的液状半导体用粘接剂组合物，其中，所述(Bi)化合物为分子内具有肟酯骨架或吗啉骨架的化合物。
4.如权利要求1 3中任一项所述的液状半导体用粘接剂组合物，其中，所述(A)成分包含在25°C下为液状的单官能(甲基)丙烯酸酯。
5.如权利要求1 4中任一项所述的液状半导体用粘接剂组合物，其进一步含有(D) 热自由基产生剂。
6.如权利要求1 5中任一项所述的液状半导体用粘接剂组合物，其进一步含有(E) 热塑性树脂，并且该(E)成分包含具有酰亚胺基的树脂。
7.如权利要求1 6中任一项所述的液状半导体用粘接剂组合物，其在25°C下的粘度为 10 30000mPa · s。
8.一种半导体装置，其具有通过权利要求1 7中任一项所述的液状半导体用粘接剂组合物粘接有半导体元件彼此和/或半导体元件与半导体元件搭载用支撑部件的结构。
9.一种半导体装置的制造方法，其具有在半导体晶片的一面上涂布权利要求1 7 中任一项所述的液状半导体用粘接剂组合物，而设置粘接剂层的工序；对所述粘接剂层进行光照射的工序；将光照射后的所述粘接剂层和所述半导体晶片一起切断，而得到带有粘接剂层的半导体元件的工序；以及，将所述带有粘接剂层的半导体元件与其它半导体元件或半导体元件搭载用支撑部件，夹着所述带有粘接剂层的半导体元件的粘接剂层进行压接，从而粘接的工序。
10.一种半导体装置的制造方法，其具有在半导体元件上涂布权利要求1 7中任一项所述的液状半导体用粘接剂组合物，而设置粘接剂层的工序；对所述粘接剂层进行光照射的工序；以及，将具有光照射后的所述粘接剂层的所述半导体元件与其它半导体元件或半导体元件搭载用支撑部件，夹着光照射后的所述粘接剂层进行压接，从而粘接的工序。
11.一种半导体装置的制造方法，其具有在半导体元件搭载用支撑部件上涂布权利要求1 7中任一项所述的液状半导体用粘接剂组合物，而设置粘接剂层的工序；对所述粘接剂层进行光照射的工序；以及，将具有光照射后的所述粘接剂层的所述半导体元件搭载用支撑部件与半导体元件，夹着光照射后的所述粘接剂层进行压接，从而粘接的工序。
全文摘要
本发明的液状半导体用粘接剂组合物，其特征在于含有(A)放射线聚合性化合物、(B)光引发剂，以及(C)热固性树脂，并且其中(B)成分含有(B1)对波长为365nm的光的分子吸光系数为100ml/g·cm以上的化合物。
文档编号H01L21/52GK102598233SQ20108005015
公开日2012年7月18日 申请日期2010年11月10日 优先权日2009年11月13日
发明者加藤木茂树, 增子崇, 川守崇司, 满仓一行, 藤井真二郎 申请人:日立化成工业株式会社