专利名称：带粘接剂层的半导体晶片、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：
本发明涉及带粘接剂层的半导体晶片、半导体装置的制造方法及半导体装置。更详细而言，涉及作为层叠1C、LSI等半导体元件与引线框架、绝缘性支撑基板等支撑部件、或者将半导体芯片彼此层叠时的接合材料(Die bonding材料)使用的芯片接合用带粘接剂层的半导体晶片、使用其的半导体装置的制造方法及半导体装置。
背景技术：
作为1C、LSI等半导体元件与支撑部件的接合材料、或者将半导体芯片彼此层叠时的接合材料，已知使用特定的聚酰亚胺树脂的粘接膜、在特定的聚酰亚胺树脂中添加导电性填料或无机填料的芯片接合用粘接膜。近年来，对于通过在半导体晶片上一并进行如上述那样的半导体装置的装配工序来实现高效化的方案进行了研究。此外，伴随半导体芯片的层叠，半导体晶片的厚度存在薄膜化的倾向。一般而言，应用使用粘接膜的工序和利用旋涂法涂布芯片接合用粘接剂的工序。作为使用粘接膜的工序，可举出以下方法:在半导体晶片整面层压粘接膜，再层压切割用支撑膜，利用切割工序来进行单片化，将涂布有粘接膜的半导体芯片贴附于半导体基板或半导体芯片。作为在半导体晶片整面涂布粘接剂的方法，常见的有通过高速旋转将半导体晶片上的液状粘接剂涂布于整面的旋涂法。现有技术文献
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专利文献专利文献1:日本特开2008-98213号公报专利文献2:日本特公平5-54262号公报
发明内容
发明所要解决的问题但是，在使用粘接膜的情况下，在层压粘接膜的工序中容易在晶片以外的部分产生粘接膜的浪费。此外，在采用旋涂法将液状粘接剂涂布于半导体晶片整面的情况下，液状粘接剂会扩展到半导体晶片的端部，由于表面张力的效果，粘接剂层容易在端部凸起。由此有损粘接剂层的均匀性，在切割膜的层压时容易卷入气泡，因此有时在切割工序中引起芯片飞散等问题。此外，当粘接剂层的厚度不均匀时，在切割膜的层压工序中承载在半导体晶片的荷重变得不均匀，有时尤其在薄膜的半导体晶片上会产生破损。本发明鉴于上述情况而完成，其目的在于，提供以均匀的膜厚在半导体晶片上形成有粘接剂层的带粘接剂层的半导体晶片、使用其的半导体装置的制造方法及半导体装置。
用于解决问题的手段本发明提供一种带粘接剂层的半导体晶片，其具备半导体晶片和形成于该半导体晶片的一个面上的粘接剂层，该粘结剂层形成在比半导体晶片的周缘部更靠近内侧处。上述粘接剂层优选由15 35°C条件下为液状的粘接剂形成。本发明还提供一种半导体装置的制造方法，其包括:在半导体晶片的一个面的比周缘部更靠近内侧处形成由粘接剂形成的粘接剂层的工序；和对该粘接剂层进行B阶化的工序。根据该方法，能够在半导体晶片上以均匀的厚度形成具有规定形状的粘接剂层。上述半导体装置的制造方法中，粘接剂层可以利用丝网印刷法、喷墨印刷法、旋涂法或间隙涂布法来形成。上述粘接剂优选在15 35°C为液状的粘接剂。本发明还提供可利用上述方法制造的半导体装置。发明效果根据本发明，能够提供以均匀的膜厚在半导体晶片上形成有粘接剂层的带粘接剂层的半导体晶片、使用其的半导体装置的制造方法及半导体装置。
图1是表示带粘接剂层的半导体晶片的实施方式的示意性剖面图。图2是表示半导体装置的制造方法的一个实施方式的示意图。图3是表示半导体装置的制造方法的一个实施方式的示意图。图4是表示半导体装置的制造方法的一个实施方式的示意图。图5是表示半导体装置的制造方法的一个实施方式的示意图。图6是表示半导体装置的一个实施方式的示意性剖面图。
具体实施例方式以下，参照附图对本发明所述的带粘接剂层的半导体晶片、半导体装置的制造方法及半导体装置的优选的一个实施方式进行详细说明。但是，本发明不受以下实施方式的限定。<带粘接剂层的半导体晶片>本实施方式所述的带粘接剂层的半导体晶片具备半导体晶片和形成于该半导体晶片的一个面上的粘接剂层，粘接剂层形成在比半导体晶片的周缘部更靠近内侧处。图1是表示带粘接剂层的半导体晶片的实施方式的示意性剖面图。如图1所示，在半导体晶片6上形成均匀厚度的粘接剂层7。半导体晶片6用于形成半导体封装(参照图6)中内置的半导体芯片13a及13b (参照图6)。典型的半导体晶片6为硅晶片。在半导体晶片6上可以利用已有的如续工序形成电路。粘接剂层7优选由15 35°C条件下为液状的粘接剂形成，可以使用热固化性或感光性的粘接剂来形成。本实施方式所述的热固化性粘接剂优选含有㈧热固化性树脂(以下，根据情况称为“ (A)成分”) 、(B)溶剂(以下，根据情况称为“ (B)成分”)和(C)热塑性树脂(以下，根据情况称为“(C)成分”)。
(A)热固化性树脂只要是包含利用加热引起交联反应的反应性化合物的成分，则没有特别的限定。作为(A)成分，可举出例如环氧树脂、氰酸酯树脂、马来酰亚胺树脂、烯丙基纳迪克酰亚胺树脂、酚醛树脂、脲醛树脂、三聚氰胺树脂、醇酸树脂、丙烯酸树脂、不饱和聚酯树脂、邻苯二甲酸二烯丙酯树脂、硅酮树脂、间苯二酚甲醛树脂、二甲苯树脂、呋喃树月旨、聚氨酯树脂、酮树脂、三烯丙基氰脲酸酯树脂、聚异氰酸酯树脂、含有三(2-羟基乙基)异氰脲酸酯的树脂、含有偏苯三甲酸三烯丙酯的树脂、由环戊二烯合成的热固化性树脂及由芳香族二氰胺的三聚体化而得的热固化性树脂。其中，在与聚酰亚胺树脂的组合情况下在能够具有高温下优异粘接力的方面考虑，作为(A)成分，优选环氧树脂、马来酰亚胺树脂及烯丙基纳迪克酰亚胺树脂。另外，这些热固化性树脂可以单独使用或者组合使用2种以上。作为环氧树脂，优选分子内含有至少2个以上环氧基的环氧树脂，从热压接性、固化性、固化物特性的方面考虑，更优选苯酚的缩水甘油醚型的环氧树脂。作为这样的树脂，可举出例如双酚A型(或AD型、S型、F型)的缩水甘油醚、氢化双酚A型的缩水甘油醚、环氧乙烷加成物双酚A型的缩水甘油醚、环氧丙烷加成物双酚A型的缩水甘油醚、苯酚线性酚醛树脂的缩水甘油醚、甲酚线性酚醛树脂的缩水甘油醚、双酚A线性酚醛树脂的缩水甘油醚、萘树脂的缩水甘油醚、3官能型(或4官能型)的缩水甘油醚、二环戊二烯酚醛树脂的缩水甘油醚、二聚酸的缩水甘油基酯、3官能型(或4官能型)的缩水甘油基胺及萘树脂的缩水甘油基胺。这些树脂可以单独使用或者组合使用2种以上。此外，从防止电迁移、防止金属导体电路的腐蚀的观点出发，作为环氧树脂，优选使用将作为杂质离子的碱金属离子、碱土金属离子、卤素离子尤其是氯离子、水解性氯等降低在300ppm以下的高纯度品。环氧树脂的量优选相对于粘接剂总量为10 80质量％，从粘接剂的可靠性的观点出发，更优选为20 60质量％。当该量超过80质量％时，存在粘接剂的粘度变高、印刷性降低的倾向。另一方面，当环氧树脂的量小于10质量％时，存在难以得到充分的热压接性及高温粘接性的倾向。(A)热固化性树脂的5%质量减少温度优选为150°C以上，更优选为180°C以上，更进一步优选为200°C以上。在此，5%质量减少温度是指对热固化性树脂使用示差热热重量同时测定装置(SII Technology制:TG/DTA6300)在升温速度10°C /分钟、氮气流(400mL/分钟)下进行测定时的5%质量减少温度。通过应用5%质量减少温度高的热固化性树脂，从而在热压接或热固化时可以抑制其挥发。作为这样的具有耐热性的热固化性树脂，可举出分子内具有芳香族的环氧树脂，从粘接性、耐热性的观点出发，特别优选使用3官能型(或4官能型)的缩水甘油基胺、双酚A型(或AD型、S型、F型)的缩水甘油醚。在(A)成分含有环氧树脂的情况下，粘接剂优选进一步含有固化促进剂。作为固化促进剂，只要是利用加热促进环氧基的固化/聚合的化合物，则没有特别的限制，可举出例如酚系化合物、脂肪族胺、脂环族胺、芳香族多胺、聚酰胺、脂肪族酸酐、脂环族酸酐、芳香族酸酐、双氰胺、有机酸二酰肼、三氟化硼胺络合物、咪唑类、双氰胺衍生物、二羧酸二酰肼、三苯基膦、四苯基鱗四苯基硼酸盐、2-乙基-4-甲基咪唑-四苯基硼酸盐、2-[ (3，5- 二甲基吡唑基)羰基氨基]乙基甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸2- (O-[Γ甲基亚丙基氨基]羧基氨基)乙酯、1，8_ 二氮杂双 环[5，4，0]十一烯-7-四苯基硼酸盐及叔胺。其中，从溶解性、分散性的观点出发，优选使用咪唑类。此外，从粘接性、耐热性、保存稳定性的观点出发，作为固化促进剂，特别优选含有咪唑类。固化促进剂的量优选相对于环氧树脂100质量份为0.01 50质量份。作为咪唑类，反应引发温度优选为50°C以上，更优选为80°C以上，最优选为100°C以上。当反应引发温度小于50°C时，保存稳定性降低，因此存在粘接剂的粘度上升而难以控制膜厚的倾向。此外,作为咪唑类,优选使用平均粒径10 μ m以下、更优选8 μ m以下、最优选5 μ m以下的化合物。通过使用此种粒径的咪唑类，从而可以抑制粘接剂的粘度变化，能够抑制咪唑类的沉降。此外，在形成薄膜时，可以通过降低表面凹凸而得到均匀的膜。进而，在固化时能够使粘接剂均匀地进行固化，因此能够减少排气。此外，通过使用缺乏对环氧树脂的溶解性的咪唑，从而可以得到良好的保存稳定性。作为咪唑类，也可以使用溶解于环氧树脂的咪唑类。通过使用这样的咪唑类，从而可以进一步降低薄膜形成时的表面凹凸。作为这样的咪唑类，没有特别的限定，可举出例如
2-乙基-4-甲基咪唑、1-氰基乙基-2-甲基咪唑、1-氰基乙基-2-乙基-4-甲基咪唑、1-氰基乙基-2-苯基咪唑、1-苄基-2-甲基咪唑及1-苄基-2-苯基咪唑。此外，上述粘接剂可以含有作为固化剂的酚系化合物。作为酚系化合物，更优选分子中具有至少2个以上酚性羟基的酚系化合物。作为这样的化合物,可举出例如苯酚线性酚醛、甲酚线性酚醛、叔丁基苯酚线性酚醛、二环戊二烯甲酚线性酚醛、二环戊二烯苯酚线性酚醛、亚二甲苯基改性苯酚线性酚醛、萘酚系化合物、三酚系化合物、四苯酚线性酚醛、双酚A线性酚醛、聚对乙烯基苯酚及苯酚芳烷基树脂。其中，优选数均分子量在400 4000范围内的酚系化合物。由此，在半导体装置的装配过程中的加热时，可以抑制导致半导体元件或装置等的污染的、加热时的排气。酚系化合物的量优选相对于热固化性树脂100质量份为10 100质量份,更优选为10 70质量份。考虑到防止后述的粘接剂层形成工序中的溶剂的挥发，作为(B)成分的溶剂，优选选择沸点100°C以上的溶剂。利用⑶溶剂能够调整粘接剂的粘度。另外，溶剂的沸点的上限值为300°C左右。作为上述溶剂，可举出例如N-甲基-2-吡咯烷酮、二乙二醇二甲基醚(也称作二甘醇二甲醚)、三乙二醇二甲基醚(也称作三甘醇二甲醚)、二乙二醇二乙基醚、2-(2-甲氧基乙氧基)乙醇、Y - 丁内酯、异佛尔酮、卡必醇、卡必醇乙酸酯、1，3- 二甲基-2-咪唑烷酮、乙酸2-(2-丁氧基乙氧基)乙酯、乙基溶纤剂、乙基溶纤剂乙酸酯、丁基溶纤剂、二噁烷、环己酮、苯甲醚、及以作为印刷用墨液的溶剂使用的石油蒸馏物为主体的溶剂。这些溶剂可以单独使用I种或混合使用2种以上。(B)溶剂优选按照使粘接剂的固体成分达到20 90质量％的方式进行配合，更优选25 75质量％，进一步优选30 60质量％。当上述固体成分为30质量％以上时，从抑制基于粘接剂层的干燥后的体积减少所致的形状变化的观点出发是优选的，当上述固体成分为90质量％以下时，从提高粘接剂的流动性及操作性的观点出发是优选的。作为(C)成分的热塑性树脂的Tg优选为150°C以下，更优选为120°C以下，进一步优选为100°C以下，特别优选为80°C以下。在该Tg超过150°C的情况下，存在粘接剂的粘度上升的倾向。此外，在对被粘物进行热压接时需要150°C以上的高温，有时存在容易使半导体晶片发生翘曲的倾向。另外，热塑性树脂的Tg的下限值为-100°c左右。此外，从B阶化后的粘性的观点出发，(C)成分优选在室温(15°C 35°C )为固态的物质。在此，“Tg”是指将(C)成分成膜化时的主分散峰温度。使用RHEO Metrics公司制的粘弹性分析仪“RSA-2”(商品名)，在膜厚100 μ m、升温速度5°C /分钟、频率1Hz、测定温度-150 300°C的条件下进行测定，以Tg附近的tan δ峰温度为主分散峰温度。(C)成分的重均分子量优选控制在5000 500000的范围内，在能够高度兼顾热压接性和高温粘接性的方面，更优选为10000 300000。在此，“重均分子量”是指使用岛津制作所公司制的高效液相色谱仪“C-R4A”(商品名)并换算成聚苯乙烯进行测定时的重均分子量。作为(C)成分，可举出例如聚酯树脂、聚醚树脂、聚酰胺树脂、聚酰胺酰亚胺树脂、聚酰亚胺树脂、聚醚酰亚胺树脂、硅氧烷聚酰亚胺树脂、聚酯酰亚胺树脂、聚氨酯树脂、聚氨酯酰亚胺树脂、聚氨酯酰胺酰亚胺树脂、它们的共聚物、它们的前体(聚酰胺酸等)、聚苯并噁唑树脂、苯氧基树脂、聚砜树脂、聚醚砜树脂、聚苯硫醚树脂、聚碳酸酯树脂、聚醚酮树脂、重均分子量为I万 100万的(甲基)丙烯酸共聚物、线性酚醛树脂及酚树脂。这些物质可以单独使用I种或者组合使用2种以上。此外，(C)成分也可以是对这些树脂的主链和/或侧链赋予乙二醇、丙二醇等二醇基、羧基和/或羟基后的物质。其中，从高温粘接性、耐热性的观点出发，(C)成分优选为具有酰亚胺基的树脂。作为具有酰亚胺基的树脂，可举出例如聚酰亚胺树脂、聚酰胺酰亚胺树脂、聚醚酰亚胺树脂、聚氨酯酰亚胺树脂、聚氨酯酰胺酰亚胺树脂、硅氧烷聚酰亚胺树脂、聚酯酰亚胺树脂及它们的共聚物。聚酰亚胺树脂可以利用公知的方法使四羧酸二酐与二胺发生缩聚反应而得到。即，在有机溶剂中，在反应温度80°C以下、优选O 60°C条件下，使四羧酸二酐与二胺以等摩尔进行加成反应，或者根据需要按照相对于四羧酸二酐的总量1.0mol，二胺的总和优选为0.5 2.0mol、更优选0.8 1.0mol的范围调整组成比(各成分的添加顺序为任意的)，使四羧酸二酐与二胺进行加成反应。随着反应的进行，反应液的粘度逐渐上升，生成聚酰亚胺树脂的前体即聚酰胺酸。另外，为了抑制粘接剂的诸特性的降低，上述的四羧酸二酐优选为用乙酸酐进行重结晶精制处理后的四羧酸二酐。有关上述缩聚反应中的四羧酸二酐与二胺的组成比，当二胺的总量相对于四羧酸二酐的总量l.0mol为超过2.0mol时，在所得的聚酰亚胺树脂中胺末端的聚酰亚胺低聚物的量存在变多的倾向，并且存在聚酰亚胺树脂的重均分子量变低、包括粘接剂的耐热性在内的各种特性变得不充分的倾向。另一方面，当二胺的总量相对于四羧酸二酐的总量
1.0mol为小于0.5mol时，酸末端的聚酰亚胺树脂低聚物的量存在变多的倾向，并且存在聚酰亚胺树脂的重均分子量变低、包括粘接剂的耐热性在内的各种特性变得不充分的倾向。聚酰亚胺树脂可以通过使上述反应物(聚酰胺酸)脱水关环而得到。脱水关环可以利用进行加热处理的热关环法、使用脱水剂的化学关环法等来进行。作为被用作聚酰亚胺树脂的原料的四羧酸二酐，没有特别的限制，可举出例如均苯四酸二酐、3，3’，4，4’ -联苯基四甲酸二酐、2，2’，3，3’ -联苯基四甲酸二酐、2，2-双(3，
4-二羧基苯基)丙烷二酐、2，2-双(2，3-二羧基苯基)丙烷二酐、1，1-双(2，3-二羧基苯基)乙烷二酐、1，1-双(3，4-二羧基苯基)乙烷二酐、双(2，3-二羧基苯基)甲烷二酐、双(3，4_ 二羧基苯基)甲烷二酐、双(3，4_ 二羧基苯基)砜二酐、3，4，9，10-茈四甲酸二酐、双(3，4-二羧基苯基)醚二酐、苯-1，2，3，4-四甲酸二酐、3，4，3’，4’ -二苯甲酮四甲酸二酐、2，3，2’，3’ -二苯甲酮四甲酸二酐、3，3，3’，4’ -二苯甲酮四甲酸二酐、1，2，5，6-萘四甲酸二酐、1，4，5，8-萘四甲酸二酐、2，3，6，7-萘四甲酸二酐、1，2，4，5-萘四甲酸二酐、2，6-二氯萘-1，4，5，8-四甲酸二酐、2，7-二氯萘-1，4，5，8-四甲酸二酐、2，3，6，7-四氯萘_1，4，5，8-四甲酸二酐、菲-1，2，7，8-四甲酸二酐、菲-1，2，6，7-四甲酸二酐、菲-1，2，9，10-四甲酸二酐、吡嗪-2，3，5，6-四甲酸二酐、噻吩-2，3，4，5-四甲酸二酐、2，3，3’，4’ -联苯四甲酸二酐、3，3’，4，4’ -联苯四甲酸二酐、2，2’，3，3’ -联苯四甲酸二酐、双(3，4_ 二羧基苯基)二甲基硅烷二酐、双(3，4_ 二羧基苯基)甲基苯基硅烷二酐、双(3，4_ 二羧基苯基)二苯基硅烷二酐、1，4_双(3，4_ 二羧基苯基二甲基甲硅烷基)苯二酐、1，3_双(3，4_ 二羧基苯基)-1，1，3，3-四甲基二环己烷二酐、对亚苯基双(偏苯三酸酐)、乙烯四甲酸二酐、1，2，3，4-丁烷四甲酸二酐、十氢萘-1，4，5，8-四甲酸二酐、4，8-二甲基-1，2，3，5，6，7-六氢萘-1，2，5，6-四甲酸二酐、环戊烷-1，2，3，4-四甲酸二酐、吡咯烷_2，3，4，5-四甲酸二酐、1，2，3，4-环丁烷四甲酸二酐、双(外型-双环[2，2，I]庚烷_2，3-二羧酸二酐、双环-[2，2，2]-辛-7-烯-2, 3, 5,6-四羧酸二酐、2, 2-双[4-(3,4- 二羧基苯氧基)苯基]丙烧二酐、2，2_双(3，4_ 二羧基苯基)六氟丙烷二酐、2，2_双[4-(3，4-二羧基苯氧基)苯基]六氟丙烷二酐、4，4’_双(3，4_ 二羧基苯氧基)二苯基硫醚二酐、1，4_双(2-羟基六氟异丙基)苯双(偏苯三酸酐)、1，3_双(2-羟基六氟异丙基)苯双(偏苯三酸酐)、5-(2，5_ 二氧四氢呋喃基)-3-甲基-3-环己烯-1，2- 二羧酸二酐、四氢呋喃-2，3，4，5-四羧酸二酐及下述通式⑵所示的四羧酸二酐。下述式(7)中，a表示2 20的整数。化I
权利要求
1.一种带粘接剂层的半导体晶片，其具备半导体晶片和形成于所述半导体晶片的一个面上的粘接剂层， 在比所述半导体晶片的周缘部更靠近内侧处形成有所述粘接剂层。
2.根据权利要求1所述的带粘接剂层的半导体晶片，其中，所述粘接剂层由在15 35°C条件下为液状的粘接剂形成。
3.一种半导体装置的制造方法，其包括: 在半导体晶片的一个面的比周缘部更靠近内侧处形成由粘接剂形成的粘接剂层的工序；和 对所述粘接剂层进行B阶化的工序。
4.根据权利要求3所述的半导体装置的制造方法，其中，所述粘接剂层利用丝网印刷法、喷墨印刷法、旋涂法或间隙涂布法来形成。
5.根据权利要求3或4所述的半导体装置的制造方法，其中，所述粘接剂在15 35°C条件下为液状。
6.一种半导体装置，其能利用权利要求3 5中任一项所述的半导体装置的制造方法得以制造。·
全文摘要
本发明涉及一种带粘接剂层的半导体晶片，其具备半导体晶片和形成于半导体晶片的一个面上的粘接剂层，粘接剂层形成在比半导体晶片的周缘部更靠近内侧处。本发明还涉及一种半导体装置的制造方法，其包括在半导体晶片的一个面的比周缘部更靠近内侧处形成由粘接剂形成的粘接剂层的工序；和对粘接剂层进行B阶化的工序。
文档编号H01L21/301GK103250235SQ20118005788
公开日2013年8月14日 申请日期2011年11月29日 优先权日2010年12月1日
发明者森修一 申请人:日立化成株式会社