专利名称：带切割片的半导体保护膜形成用膜、使用该膜的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：
本发明涉及带切割片的半导体保护膜形成用膜、使用该膜的半导体装置的制造方法以及半导体装置。
背景技术：
近年来，半导体装置的小型化、轻质化更进一步地持续发展，正在开发μ BGA (Ball Grid Array), CSP (Chip Size Package)等封装(package)。但是，对于 μ BGA 禾口 CSP 等的封装而言，由于半导体元件是倒装型、即半导体元件的电路面面向半导体基板一侧的结构， 所以是半导体元件的背面在封装的上部露出的形状，会有在制造封装或者搬运封装时半导体元件的端部产生缺口等问题。作为这些问题的对策，公开了在半导体元件背面贴上保护膜的方法(例如，参照专利文献1 3)。现有技术文献专利文献专利文献1 日本特开2002-280329号公报专利文献2 日本特开2004_21似88号公报专利文献3 日本特开2007-250970号公报
发明内容
但是，在上述文献的技术中，由于在将保护膜形成层和半导体晶片层叠后还包含粘贴到切割片上的工序，所以存在半导体装置的制造过程变得繁琐的问题。本发明鉴于上述情况而进行，其目的在于，在不降低制造过程的生产能力的情况下在与最上层的半导体元件的基材搭载面相反侧的面形成保护膜，从而提高半导体装置的
可靠性。根据本发明，提供一种带切割片的半导体保护膜形成用膜，用于保护搭载于基材且位于最外侧的半导体元件，其特征在于，具有保护膜形成层，由树脂组合物构成，用于保护所述半导体元件的与搭载于所述基材的面相反侧的面；切割片，被层叠于所述保护膜形成层。另外，根据本发明提供一种半导体装置的制造方法，该半导体装置中，在搭载于基材且位于最外侧的半导体元件的与搭载于所述基材的面相反侧的面具有半导体保护膜，该制造方法的特征在于，包含下述工序在具有成为所述半导体保护膜的保护膜形成层和切割片的上述半导体保护膜形成用膜的所述保护膜形成层一侧，以与搭载于所述基材的面相反侧的半导体元件面接合的方式层叠半导体晶片的工序；将所述半导体晶片与所述保护膜形成层一起切割成规定大小的工序；
将所述切割片和所述保护膜形成层之间剥离，得到形成有所述半导体保护膜的半导体元件的工序。另外，根据本发明，提供一种半导体装置，其特征在于，通过上述半导体装置的制造方法而制造。根据本发明，本发明的带切割片的半导体保护膜形成用膜形成了切割片被预先层叠于保护膜形成层的结构。因此，通过将保护膜形成层粘贴于半导体元件的与基材搭载面相反侧的面，能够将切割片安装于半导体晶片。从而，能够减少粘贴切割片的工序，且能够保护与基材的搭载面相反侧的面，从而提高半导体装置的可靠性。根据本发明，能够在不降低半导体装置的制造过程的生产能力的情况下提高半导体装置的可靠性。
上述目的和其他目的、特征和优点可通过以下所述的优选实施方式和随附的以下
附图进一步明确。图1是说明使用第1、3实施方式的带切割片的半导体保护膜形成用膜的半导体装置的制造工序的图。图2是说明使用第2实施方式的带切割片的半导体保护膜形成用膜的半导体装置的制造工序的图。
具体实施例方式本发明涉及一种带切割片的半导体保护膜形成用膜，所述带切割片的半导体保护膜形成用膜保护搭载于基材且位于最外侧的半导体元件的与搭载于基材的面相反侧的面。 该带切割片的半导体保护膜形成用膜具有由树脂组合物构成的保护膜形成层和被层叠于保护膜形成层的切割片。在本发明中，作为基材可以举出例如树脂基板和在树脂基板上层叠有多个半导体元件的结构体等。构成保护膜形成层的树脂组合物优选至少含有热固化成分(A)和无机填料(B)。热固化成分(A)是单独发生热固化反应的树脂或者是与固化剂发生热固化反应的树脂，没有特别限制，可以举出双酚A环氧树脂、双酚F环氧树脂等双酚型环氧树脂、线型酚醛环氧树脂、甲酚酚醛环氧树脂等线型酚醛型环氧树脂、联苯型环氧树脂、芪型环氧树脂、三苯酚甲烷型环氧树脂、烷基改性三苯酚甲烷型环氧树脂、含三嗪结构环氧树脂、二环戊二烯改性苯酚型环氧树脂、二缩水甘油基胺型环氧树脂等环氧树脂、脲(尿素)树脂、三聚氰胺树脂等含三嗪环的树脂、不饱和聚酯树脂、双马来酰亚胺树脂、聚氨酯树脂、邻苯二甲酸二烯丙基酯树脂、硅树脂、含苯并ρ恶嗪环的树脂、氰酸酯树脂、改性苯氧树脂等，这些树脂可以单独使用也可以混合使用。从保护膜形成层的耐热性和对被覆体(半导体元件) 的密合性的平衡优异方面考虑，这些树脂当中，优选环氧树脂。作为无机填料(B)没有特别限制，例如可以使用二氧化硅、氧化铝、碳酸钙、碳酸镁、氮化铝等。这些物质可以单独使用1种也可以并用2种以上。无机填料(B)的含量以保护膜形成层整体作为基准，优选10质量％以上95质量％以下。通过使其在上述范围可以得到热态弹性模量优异的保护膜形成层。
构成保护膜形成层的树脂组合物中，可以使用着色剂(C)。作为着色剂(C)没有特别限制，例如可以使用炭黑、石墨、碳钛、二氧化钛、酞菁系等颜料或者染料。对切割片没有特别限制，可以使用在聚烯烃、聚酯、氯乙烯的基材膜上层叠有粘接剂层的切割片。粘接剂层中可以包含丙烯酸系粘接剂、橡胶系粘接剂等。作为丙烯酸系粘接剂，例如可以举出由(甲基)丙烯酸及它们的酯构成的树脂、(甲基)丙烯酸及其酯和可与它们共聚的不饱和单体(例如乙酸乙烯酯、苯乙烯、丙烯腈等)聚合得到的共聚物等。另外，可以将这些树脂2种以上进行混合。以下，对本发明的带切割片的半导体保护膜形成用膜进行详细说明。(第1实施方式)本实施方式的带切割片的半导体保护膜形成用膜的特征在于，层叠有切割片和位于该切割片的一侧表面的保护膜形成层。保护膜形成层(半导体保护膜形成用膜)保护搭载于基板等基材且位于最外侧的半导体元件的与搭载于上述基板等基材的面相反侧的面。构成该保护膜形成层的树脂组合物的特征在于，包含热固化成分(A)和能量线固化成分(D)，由此能保护半导体元件不产生缺口等。另外，本实施方式的半导体装置的特征在于， 是搭载于基板等基材且位于最外侧的半导体元件的与搭载于所述基板等基材的面相反侧的面被半导体保护膜保护的半导体装置，所述半导体保护膜由上述保护膜形成层的固化物形成，由此能够防止用倒装焊接机等将半导体元件安装在基板等基材上时的筒夹痕迹、刮伤的发生。以下，对本实施方式的带切割片的半导体保护膜形成用膜和半导体装置及其制造方法进行详细说明。构成保护膜形成层的树脂组合物中的树脂成分的重均分子量的下限优选为100 以上，更优选为200以上。构成保护膜形成层的树脂组合物中的树脂成分的重均分子量的上限优选49000以下，更优选40000以下。通过使树脂成分的重均分子量在上述范围内，能够维持成膜性的同时，形成固化后玻璃化温度高的保护膜形成层。构成本实施方式的保护膜形成层的树脂组合物(以下，也称为“膜树脂组合物”) 使用能量线固化成分(D)。能量线固化成分(D)是接受紫外线、电子束等能量线的照射时发生聚合固化的化合物，是分子内有至少1个聚合性双键的化合物。更具体地说，作为能量线固化成分优选通过波长200nm以上500nm以下的能量线而固化的化合物。在本实施方式中，作为能量线固化成分(D)，优选使用含有羟基或羧基且含有(甲基)丙烯酰基的化合物(Dl)。化合物(Dl)的羟基或者羧基是在使用含有环氧基的化合物作为热固化成分(A)时，可与该环氧基反应的基团，另外，(甲基)丙烯酰基不只是通过能量线发生固化，而且是在使用含有环氧基的化合物作为热固化成分(A)时，可与该环氧基反应的基团。通过含有这些基团，在使用含有环氧基的化合物作为热固化成分(A)时，化合物(Dl)能够在能量线和热的双方作用下固化。化合物(Dl)的重均分子量优选为200以上49000以下，更优选为200以上30000 以下，进一步优选为300以上10000以下，特别优选为1000以上8000以下。通过使化合物 (Dl)的重均分子量在上述范围内，能够对能量线具有高反应性。应予说明，本实施方式中重均分子量是用GPC(凝胶渗透色谱)测定，作为聚苯乙烯换算值得到的。化合物(Dl)I分子中的(甲基)丙烯酰基的数目优选为1 40，更优选为2 30。 通过使化合物(Dl)I分子中的丙烯酰基的数目在上述范围内，能够降低能量线照射后的粘结性，能够进一步提高固化物的耐热性。作为化合物(Dl)，例如可以举出在环氧树脂的两末端导入了(甲基)丙烯酰基的 (甲基)丙烯酰改性环氧树脂的分子链中，该(甲基)丙烯酰改性环氧树脂的分子链中的羟基和二元酸中的一个羧基以酯键键合，由此导入了该二元酸的化合物(Dll)(该化合物中环氧树脂的重复单元为1以上，分子链中导入的二元酸的数目为1以上)，(甲基)丙烯酰改性双酚类(D12)，含有羧基和(甲基)丙烯酰基的(甲基)丙烯酸聚合物(D13)，(甲基)丙烯酰改性线型酚醛树脂(D14)等，但不限定于此。从保护膜形成层固化后的耐热性优异方面考虑，这些化合物中，优选(甲基)丙烯酰改性双酚类(D12)、含有羧基和(甲基) 丙烯酰基的(甲基)丙烯酸聚合物(D13)、(甲基)丙烯酰改性线型酚醛树脂(D14)，特别优选(甲基)丙烯酰改性双酚类(D12)、(甲基)丙烯酰改性线型酚醛树脂(D14)。在环氧树脂的两末端导入了(甲基)丙烯酰基的(甲基)丙烯酰改性环氧树脂的分子链中，该(甲基)丙烯酰改性环氧树脂的分子链中的羟基和二元酸中的一个羧基以酯键键合，由此导入了该二元酸的化合物(Dll)(该化合物中环氧树脂的重复单元为1以上， 分子链中导入的二元酸的数目为1以上)可以通过如下方法得到，例如，首先使由表氯醇和多元醇聚合得到的环氧树脂的两末端的环氧基和(甲基)丙烯酸反应，从而得到在环氧树脂的两末端导入了(甲基)丙烯酰基的(甲基)丙烯酰改性环氧树脂，接下来，使得到的 (甲基)丙烯酰改性环氧树脂的分子链中的羟基与二元酸的酸酐反应，由此使其与该二元酸的一个羧基形成酯键而得到化合物(Dll)。作为这种化合物(Dll)例如可举出酸改性乙烯基环氧树脂等。另外，(甲基)丙烯酰改性双酚类(D12)例如可以使双酚类的一个羟基与含有环氧基和(甲基)丙烯酰基的化合物的环氧基反应而得到。作为(甲基)丙烯酰改性双酚类 (D12)，例如可以举出下述式(2)表示的(甲基)丙烯酰改性双酚A等。
权利要求
1.一种带切割片的半导体保护膜形成用膜，用于保护搭载于基材且位于最外侧的半导体元件，其特征在于，具备保护膜形成层，由树脂组合物构成，用于保护所述半导体元件的与搭载于所述基材的面相反侧的面，和切割片，被层叠于所述保护膜形成层。
2.根据权利要求1所述的带切割片的半导体保护膜形成用膜，其中，所述保护膜形成层至少含有热固化成分(A)。
3.根据权利要求1或2所述的带切割片的半导体保护膜形成用膜，其中，所述保护膜形成层至少含有无机填料(B)，以所述保护膜形成层整体为基准，所述无机填料(B)的含量为10质量％以上95质量％以下。
4.根据权利要求1 3中任一项所述的带切割片的半导体保护膜形成用膜，其中，所述保护膜形成层含有着色剂(C)。
5.根据权利要求1 4中任一项所述的带切割片的半导体保护膜形成用膜，其中，所述保护膜形成层中的树脂成分的重均分子量为200以上49000以下。
6.根据权利要求1 5中任一项所述的带切割片的半导体保护膜形成用膜，其中，所述保护膜形成层含有能量线固化成分(D)。
7.根据权利要求6所述的带切割片的半导体保护膜形成用膜，其中，所述能量线固化成分(D)包含具有羟基或羧基且具有(甲基)丙烯酰基的化合物(Dl)。
8.根据权利要求7所述的带切割片的半导体保护膜形成用膜，其中，所述所述化合物 (Dl)的重均分子量为200以上30000以下。
9.根据权利要求7或8所述的带切割片的半导体保护膜形成用膜，其中，所述化合物 (Dl)是选自下述化合物中的至少1种以上在环氧树脂的两末端导入了(甲基)丙烯酰基的(甲基)丙烯酰改性环氧树脂的分子链中，该(甲基)丙烯酰改性环氧树脂的分子链中的羟基和二元酸中的一个羧基以酯键键合，由此导入了该二元酸的化合物(Dll)，(甲基)丙烯酰改性双酚类(D12)，含有羧基和(甲基)丙烯酰基的(甲基)丙烯酸聚合物(D13)，(甲基)丙烯酰改性线型酚醛树脂(D14)。
10.根据权利要求7 9中任一项所述的带切割片的半导体保护膜形成用膜，其中，所述化合物(Dl)是下述通式(1)或者下述式( 表示的化合物，
11.根据权利要求1 10中任一项所述的带切割片的半导体保护膜形成用膜，其中，所述保护膜形成层含有无机填料(B)，以所述保护膜形成层整体为基准，所述无机填料(B)的含量为10质量％以上60质量％以下。
12.根据权利要求11所述的带切割片的半导体保护膜形成用膜，其中，所述无机填料 (B)包含平均粒径为Inm以上500nm以下的二氧化硅。
13.根据权利要求1 12中任一项所述的带切割片的半导体保护膜形成用膜，其中，通过动态粘弹性测定装置在频率IOHz下测定的固化前的所述保护膜形成层在260°C的弹性模量为0. OlMPa以上IOOMPa以下。
14.根据权利要求1 4中任一项所述的带切割片的半导体保护膜形成用膜，其中，所述保护膜形成层至少层叠有粘接剂层和耐热性膜，所述粘接剂层贴合于所述半导体元件的与搭载于所述基材的面相反侧的面。
15.根据权利要求14所述的带切割片的半导体保护膜形成用膜，其中，通过动态粘弹性测定装置在频率IOHz下测定的所述耐热性膜在室温、即23°C下的弹性模量为2GPa以上 30GPa以下。
16.根据权利要求14或15所述的带切割片的半导体保护膜形成用膜，其中，所述耐热性膜的熔点为250°C以上。
17.根据权利要求14 16中任一项所述的带切割片的半导体保护膜形成用膜，其中， 所述耐热性膜具有激光刻印性。
18.根据权利要求14 17中任一项所述的带切割片的半导体保护膜形成用膜，其中， 所述耐热性膜含有着色剂。
19.根据权利要求14 18中任一项所述的带切割片的半导体保护膜形成用膜，其中， 所述耐热性膜含有无机填料。
20.根据权利要求19所述的带切割片的半导体保护膜形成用膜，其中，所述无机填料具有高热传导性。
21.根据权利要求14 20中任一项所述的带切割片的半导体保护膜形成用膜，其中， 所述粘接剂层含有热固化成分(A)和无机填料(B)。
22.根据权利要求20所述的带切割片的半导体保护膜形成用膜，其中，以所述粘接剂层整体为基准，所述无机填料(B)的含量为10质量％以上60质量％以下。
23.根据权利要求1 4中任一项所述的带切割片的半导体保护膜形成用膜，其中，所述保护膜形成层至少含有无机填料(B)，以所述保护膜形成层整体为基准，所述无机填料(B)的含量为60质量％以上95质量％以下。
24.根据权利要求23所述的带切割片的半导体保护膜形成用膜，其中，通过动态粘弹性测定装置在频率IOHz下测定的所述保护膜形成层固化后在25°C下的弹性模量为IOGPa 以上40GPa以下。
25.根据权利要求23或24所述的带切割片的半导体保护膜形成用膜，其中，所述无机填料⑶在Inm以上IOOOnm以下的范围、IOOOnm以上IOOOOnm以下的范围各有至少1个极大点。
26.根据权利要求23 25中任一项所述的带切割片的半导体保护膜形成用膜，其中， 所述无机填料(B)是氧化铝。
27.根据权利要求23 26中任一项所述的带切割片的半导体保护膜形成用膜，其中， 所述保护膜形成层至少含有热固化成分(A)，所述保护膜形成层含有的所述热固化成分(A)的重均分子量为49000以下。
28.根据权利要求27所述的带切割片的半导体保护膜形成用膜，其中，所述热固化成分(A)含有环氧树脂。
29.根据权利要求27或观所述的带切割片的半导体保护膜形成用膜，其中，所述热固化成分(A)含有液态环氧树脂。
30.根据权利要求1 四中任一项所述的带切割片的半导体保护膜形成用膜，其中，所述保护膜形成层用于保护所述半导体元件的电路面面向半导体配线基板侧的倒装型半导体装置中的所述半导体元件的与电路面相反侧的面。
31.根据权利要求1 30中任一项所述的带切割片的半导体保护膜形成用膜，其中，所述带切割片的半导体保护膜形成用膜用于保护在TSV、即硅通孔型半导体装置中位于最外侧的半导体元件，所述TSV型半导体装置中，以正装方式层叠有多个具有通孔且在与电路面相反侧的面形成有电极的半导体元件。
32.根据权利要求1 31中任一项所述的带切割片的半导体保护膜形成用膜，其中，基材膜介于所述保护膜形成层和所述切割片之间。
33.一种半导体装置的制造方法，该半导体装置中，在搭载于基材且位于最外侧的半导体元件的与搭载于所述基材的面相反侧的面具有半导体保护膜，该方法的特征在于，包含下述工序在具有成为所述半导体保护膜的保护膜形成层和切割片的权利要求1 32中任一项所述的带切割片的半导体保护膜形成用膜的所述保护膜形成层侧，以与搭载于所述基材的面相反侧的半导体元件面连接的方式层叠半导体晶片的工序；将所述半导体晶片与所述保护膜形成层一起切割成规定大小的工序； 将所述切割片和所述保护膜形成层之间剥离，得到形成有所述半导体保护膜的所述半导体元件的工序。
34.根据权利要求33所述的半导体装置的制造方法，其中，进一步包含将形成有所述半导体保护膜的所述半导体元件搭载于所述基材的安装工序。
35.根据权利要求34所述的半导体装置的制造方法，其中，所述安装工序包含在200°C 以上280°C以下进行回流焊接的回流工序。
36.根据权利要求34或35所述的半导体装置的制造方法，其中，在所述安装工序中，进一步包含将搭载于所述基材的所述半导体元件和所述基材之间用密封树脂进行接合的接合工序，在所述接合工序中，使所述保护膜形成层所含有的热固化成分与所述密封树脂一起固化。
37.一种半导体装置，其特征在于，通过权利要求33 36中任一项所述的半导体装置的制造方法来制造。
全文摘要
本发明涉及一种带切割片的半导体保护膜形成用膜(14)，所述半导体保护膜形成用膜(14)保护搭载在基材上且位于最外侧的半导体元件(18)。该带切割片的半导体保护膜形成用膜(14)具有保护膜形成层(12)和层叠在保护膜形成层上的切割片(13)，所述保护膜形成层(12)由树脂组合物构成，保护半导体元件(18)的与搭载在基材上的面相反侧的面。
文档编号H01L23/00GK102318059SQ201080007718
公开日2012年1月11日 申请日期2010年2月10日 优先权日2009年2月12日
发明者吉田将人, 平野孝 申请人:住友电木株式会社