地采用第1实施 方式中记载的方法等。以下对本实施方式特有的事项进行说明。
[0290] 由于将包埋用粘接薄膜22在100°C且剪切速度50s4下的熔融粘度设为规定范围， 因此能够提高包埋用粘接薄膜22对被粘物1的表面结构（表面凹凸）的追随性，提高包埋 用粘接薄膜22与被粘物1的密合性。
[0291] 包埋用粘接薄膜22为半固化状态，因此向被粘物1上载置包埋用粘接薄膜22后， 进行规定条件下的热处理，由此使包埋用粘接薄膜22热固化，使第2半导体元件12固定 在被粘物1上。关于进行热处理时的温度，优选以100~200°C进行、更优选以120°C~ 180°C的范围内进行。另外，热处理时间优选以0. 25~10小时进行、更优选以0. 5~8小 时进行。另外，加热固化优选在加压条件下进行。由此可以减少包埋用粘接薄膜22与被 粘物1之间的空隙的尺寸，能够提高两者间的密合性，制造高可靠性的半导体装置。作为 加压条件，优选为1~20kg/cm2 (9. 8X lCT2MPa~1. 96MPa)的范围内、更优选为3~15kg/ cm2(2.gXlOlPa~1. 47MPa)的范围内。加压下的加热固化例如可以在填充了非活性气体 的腔室内进行。
[0292] 由于将包埋用粘接薄膜22在150°C且剪切速度5s4下的熔融粘度设为规定范围， 因此能够实现防止加压加热固化时的第2半导体元件12的固定位置的位移。
[0293] 实施方式3-2
[0294] 在实施方式3-1中，通过粘接薄膜进行第1半导体元件对被粘物的固定，通过引线 键合实现两者间的电连接，而在实施方式3-2中，通过使用设置于第1半导体元件的突起电 极的倒装芯片连接实现两者间的固定和电连接。因此，实施方式3-2仅有第1固定工序中 的固定方式与实施方式3-1不同。实施方式3-2的详细方式可以适宜地采用上述实施方式 1-2中的方式。以下对与实施方式1-2的区别进行说明。
[0295] 向被粘物1上载置包埋用粘接薄膜22后，通过进行规定条件下的热处理使包埋用 粘接薄膜22热固化、使第2半导体元件12固定在被粘物1上。作为热处理条件，可以采用 与实施方式3-1同样的条件。另外，加热固化优选在加压条件下进行。作为加压条件，也可 以采用与实施方式3-1同样的条件。
[0296] 由于将包埋用粘接薄膜22在150°C且剪切速度5s4下的熔融粘度设为规定范围， 因此能够达成防止加压加热固化时的第2半导体元件12的固定位置的位移。
[0297] 其灾实施方式
[0298] 第3实施方式中的其它实施方式可以适宜地采用第1实施方式的其它实施方式。
[0299] 实施例
[0300] 以下，例示性地详细说明本发明的适宜的实施例。但是，对于该实施例中记载的材 料、配混量等，在没有特别限定记载的情况下，并非意在将该发明的范围限定于此，而仅是 说明例。
[0301]第1实施方式
[0302] 以下的各实施例等对应于第1实施方式的前述粘接片。
[0303]实施例1~6和比较例1~3
[0304] 粘接薄膜的制作
[0305] 按照表1所示的比例将丙烯酸类树脂A~C、环氧树脂A和B、酚醛树脂、二氧化硅、 以及热固化催化剂溶解于甲乙酮，制备浓度40~50重量％的粘接剂组合物溶液。
[0306] 需要说明的是，下述表1中的简称和成分的详情如以下所述。
[0307]丙稀酸类树脂A:Nagase ChemteX Corporation制、SG-70L
[0308]丙稀酸类树脂B:Nagase ChemteX Corporation制、WS-023KE30
[0309]丙稀酸类树脂C :Nagase ChemteX Corporation制、SG-280KE23
[0310] 环氧树脂A:东都化成株式会社制、KI-3000
[0311] 环氧树脂B:三菱化学株式会社制、JERYL980
[0312] 酚醛树脂：明和化成株式会社制、MEH-7800H
[0313]二氧化娃：Admatechs Co.，Ltd?制、SE-2050MC
[0314] 热固化催化剂：北兴化学株式会社制、TPP-K
[0315] 将制备的粘接剂组合物溶液涂布在作为剥离衬垫的进行了聚硅氧烷脱模处理的、 厚度50ym的由聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜形成的脱模处理薄膜上，然后在130°C下干燥2 分钟，制作厚度40ym的粘接剂涂膜。另外，以下述层压条件贴合3张制作的粘接剂涂膜， 由此制作厚度120ym的粘接薄膜。
[0316] 层压备件
[0317] 层压机装置：棍层压机
[0318] 层压速度：l〇mm/分钟
[0319]层压压力：0? ISMPa
[0320] 层压机温度：60°C
[0321] 馆融粘度的测宙
[0322] 对于各实施例和比较例制作的热固化前的各粘接薄膜，测定各自在120 °C下的熔 融粘度。即，使用流变仪（HAAKE公司制、RS-1)，通过平行板法来测定。从各实施例或比较 例制作的粘接薄膜采取〇.lg试样，将其投料至预先在120°C下加热的板。将剪切速度设为 50s'测定从开始起300秒后的值作为熔融粘度。将板间的间隙设为0.1mm。结果示于下 述表1。
[0323] 储能樽量的测宙
[0324] 储能模量的测定方法按照以下步骤进行。对于热固化前的各粘接薄膜，使用粘弹 性测定装置（RheometricInc制、型号：RSA-II)测定25°C下的储能模量。更详细而言，切 割粘接薄膜使样品尺寸为长30mmX宽10mm，将测定试样安装在薄膜拉伸测定用夹具上， 在-30~100°C的温度区域、在频率1. 0Hz、应变0. 025%、升温速度10°C/分钟的条件下进 行测定，读取25°C下的测定值，由此求出。结果示于下述表1。
[0325] 切割薄腊的制作
[0326] 作为基材，准备厚度为50ym的聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜（PET薄膜）。
[0327] 在具备冷却管、氮气导入管、温度计以及搅拌装置的反应容器中投入丙烯 酸-2-乙基己酯（以下也称为"2EHA"。）86. 4份、丙烯酸-2-羟基乙酯（以下也称为 "HEA"。）13. 6份、过氧化苯甲酰0. 2份以及甲苯65份，在氮气流中以61°C进行6小时聚合 处理，得到丙烯酸类聚合物A。
[0328] 在丙烯酸类聚合物A中加入2-甲基丙烯酰氧基乙基异氰酸酯（以下也称为 "MOI"。）14. 6份，在空气气流中以50°C进行48小时加成反应处理，得到丙烯酸类聚合物 A'。
[0329] 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）8份以及光聚合引发剂（商品名"IRGA⑶RE 651"、 Ciba Specialty Chemicals Inc.制）5份，得到粘合剂组合物溶液。
[0330] 在准备的上述基材上涂布所得的粘合剂组合物溶液并干燥，形成厚度30ym的粘 合剂层，由此得到切割薄膜。
[0331] 切割/芯片接合薄腊的制作
[0332] 将各实施例和比较例制作的粘接薄膜转印到上述切割薄膜的粘合剂层上，得到切 割/芯片接合薄膜。需要说明的是，层压的条件如下所述。
[0333] 层压备件
[0334] 层压机装置：棍层压机
[0335] 层压速度：l〇mm/分钟
[0336]层压压力：0? ISMPa
[0337] 层压机温度：30°C
[0338] 棹制器安装基板的制作
[0339] 以厚度10ym制作实施例1的组成的粘接薄膜，作为控制器芯片用的粘接薄膜。将 其在温度40°C的条件下贴附于2mm见方、厚度50ym的控制器芯片。进而，夹着粘接薄膜将 半导体芯片粘接于BGA基板。此时的条件设为温度120°C、压力0.lMPa、l秒。进而，将粘接 有控制器芯片的BGA基板用干燥机在130°C下进行4小时热处理，使粘接薄膜热固化。
[0340] 接着，使用引线键合器（株式会社新川、商品名"UTC-1000"），在以下条件下对控 制器芯片进行引线键合。由此，得到在BGA基板上安装有控制器芯片的控制器安装基板。
[0341] 引线键合备件
[0342] Temp. ：175〇C
[0343] Au-wire ：23 y m
[0344] S-LEVEL ：50 ym
[0345] S-SPEED ：10mm/s
[0346] TIME ：15ms
[0347] US-POWER ：100
[0348] FORCE ：20gf
[0349] S-FORCE ：15gf
[0350] 引线间距：100ym
[0351] 引线环（wire loop)高度：30 y m
[0352] 半导体装詈的制作
[0353] 另行使用上述切割/芯片接合薄膜，按照以下要点实际进行半导体晶圆的切割 后，经由半导体芯片的拾取，制作半导体装置，并且评价此时的包埋性和突出防止性。
[0354] 在单面带凸块的硅晶圆的与电路面相反侧的一面，以粘接薄膜为贴合面贴合实施 例和比较例的切割/芯片接合薄膜。作为单面带凸块的硅晶圆，使用以下的硅晶圆。另外， 贴合条件如下所述。
[0355]单而带凸块的硅晶圆
[0356] 娃晶圆的厚度：100ym
[0357] 低介电材料层的材质：SiN膜
[0358] 低介电材料层的厚度：0.3ym
[0359] 凸块的高度：60ym
[0360] 凸块的间距：150ym
[0361] 凸块的材质：焊料
[0362] 贴合备件
[0363] 贴合装置：DR-3000III(日东精机株式会社制）
[0364]层压速度：l〇mm/s
[0365]层压压力：0? ISMPa
[0366] 层压机温度：60°C
[0367] 贴合后，按照下述条件进行切割。另外，切割以成为10mm见方的芯片尺寸的方式 进行全切。
[0368] 切割备件
[0369]切割装置：商品名 "DFD-6361"、DISCOCorporation制
[0370] 切割环："2-8-1 "（DISCO Corporation 制）
[0371] 切割速度：30mm/sec
[0372] 切割刃：
[0373]Z1:DISC0Corporation制"2030-SE27HCDD"
[0374]Z2 :DISC0Corporation制"2030-SE27HCBB"
[0375] 切割刃转速：
[0376] Z1 ：40000rpm
[0377]Z2 ：45000rpm
[0378] 切割方式：步进切割（stepcut)
[0379] 晶圆芯片尺寸：10. 0mm见方
[0380] 接着，从基材侧照射紫外线，使粘合剂层固化。紫外线照射使用紫外线照射装置 (制品名：UM810、制造商：日东精机株式会社制），紫外线放射量设为400mJ/cm2。
[0381] 然后，通过从各切割薄膜的基材侧用针顶起的方式，拾取粘接薄膜与半导体芯片 的层叠体。拾取条件如下所述。
[0382] 拾取备件
[0383] 芯片接合装置：株式会社新川制、装置名：SPA-300
[0384] 针的根数：9根
[0385]针顶起量：350ym(0. 35mm)
[0386] 针顶起速度：5mm/秒
[0387] 吸附保持时间：80ms
[0388] 接着，利用拾取的层叠体的粘接薄膜将控制器安装基板的控制器芯片包埋，并且 将半导体芯片粘接于BGA基板。此时的粘接条件设为120°C、压力0.lMPa、2秒。进而，将粘 接了半导体芯片的BGA基板用干燥机在130°C下进行4小时热处理，使粘接薄膜热固化，制 作半导体装置。
[0389] 包埋件评价
[0390] 使用超声波映像装置（HitachiFineTechLtd.制、FS200II)观察制作的半导体 装置中有无空隙。用二值化软件（WinRoofver. 5.6)算出观察图像中空隙所占的面积。将 空隙所占的面积相对于粘接薄膜的表面积为10 %以下的情况评价为"〇"、将超过10 %的 情况评价为"X"。结果示于下述表1。
[0391] 突m评价
[0392] 观察制作的半导体装置的俯视图像，评价有无粘接薄膜从固定的半导体芯片的突 出。突出量使用图像处理装置（HitachiEngineering&Services,Inc?制、商品名"FineSAT FS300III"）进行测定，将从半导体芯片的端部的最大突出量为0.5mm以下（半导体芯片每 边的长度的5%以下）的情况评价为"〇"、将超过0.5mm的情况评价为"X"。结果示于下 述表1。
[0393]表1
[0394]
【主权项】
1. 一种粘接薄膜，其用于将固定于被粘物上的第1半导体元件包埋，并将与该第1半导 体元件不同的第2半导体元件固定于被粘物， 其在120°C且剪切速度50s-1下的熔融粘度为50Pa?s以上且500Pa?s以下。
2. 根据权利要求1所述的粘接薄膜，其在热固化前25°C下的储能模量为IOMPa以上且 1000 OMPa以下。
3. 根据权利要求1所述的粘接薄膜，其包含无机填充剂， 该无机填充剂的含量为10~80重量％。
4. 一种切割/芯片接合薄膜，其具备： 具有基材和形成于该基材上的粘合剂层的切割薄膜、以及 层叠于所述粘合剂层上的、权利要求1~3中的任一项所述的粘接薄膜。
5. -种半导体装置的制造方法，其包括如下工序： 准备固定有第1半导体元件的被粘物的被粘物准备工序； 将权利要求4所述的切割/芯片接合薄膜的粘接薄膜与半导体晶圆贴合的贴合工序； 切割所述半导体晶圆和粘接薄膜而形成第2半导体元件的切割工序； 将所述第2半导体元件与所述粘接薄膜一起拾取的拾取工序；以及， 利用与所述第2半导体元件一起拾取的粘接薄膜，将固定于所述被粘物的所述第1半 导体元件包埋并且将所述第2半导体元件固定于该被粘物的固定工序。
6. 根据权利要求5所述的半导体装置的制造方法，其中， 所述粘接薄膜具有比所述第1半导体元件的厚度T1更厚的厚度T， 所述被粘物与所述第1半导体元件被引线键合连接，且所述厚度T与所述厚度T1之差 为40ym以上且260ym以下。
7. 根据权利要求5所述的半导体装置的制造方法，其中， 所述粘接薄膜具有比所述第1半导体元件的厚度T1更厚的厚度T， 所述被粘物与所述第1半导体元件被倒装芯片连接，且所述厚度T与所述厚度T1之差 为10 Um以上且200 ym以下。
8. -种半导体装置，其通过权利要求5~7中的任一项所述的半导体装置的制造方法 得到。
【专利摘要】本发明涉及粘接薄膜、切割/芯片接合薄膜、半导体装置的制造方法以及半导体装置。本发明的课题在于，提供能够成品率良好地制造高可靠性的半导体装置的粘接薄膜及其用途。本发明为一种粘接薄膜，其用于将固定于被粘物上的第1半导体元件包埋、并将与该第1半导体元件不同的第2半导体元件固定于被粘物，其在120℃下且剪切速度50s-1下的熔融粘度为50Pa·s以上且500Pa·s以下。热固化前的该粘接薄膜的25℃下的储能模量优选为10MPa以上且10000MPa以下。
【IPC分类】H01L21-56, C09J7-02, H01L23-29
【公开号】CN104733401
【申请号】CN201410818588
【发明人】宍户雄一郎, 三隅贞仁, 大西谦司
【申请人】日东电工株式会社
【公开日】2015年6月24日
【申请日】2014年12月24日