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TW201634649A - 片狀樹脂組合物、積層片材及半導體裝置之製造方法 - Google Patents

片狀樹脂組合物、積層片材及半導體裝置之製造方法 Download PDF

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TW201634649A
TW201634649A TW104139206A TW104139206A TW201634649A TW 201634649 A TW201634649 A TW 201634649A TW 104139206 A TW104139206 A TW 104139206A TW 104139206 A TW104139206 A TW 104139206A TW 201634649 A TW201634649 A TW 201634649A
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TW
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resin composition
semiconductor element
resin
semiconductor
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TW104139206A
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Hiroyuki Hanazono
Naohide Takamoto
Akihiro Fukui
Original Assignee
Nitto Denko Corp
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Abstract

本發明提供一種能夠充分地抑制被附體與片狀樹脂組合物之界面處之孔隙並且能夠抑制安裝時之過量溢出之片狀樹脂組合物及具備其之積層片材、以及半導體裝置之製造方法。本發明之片狀樹脂組合物係用以填充被附體與和該被附體電性連接之半導體元件之間之空間之熱硬化性之片狀樹脂組合物，且熱硬化前之80℃~200℃下之最低熔融黏度為2000Pa‧s以上，將DSC測定中之升溫速度10℃/min下之-10℃至350℃之升溫過程中的全部放熱量設為Qt，將於250℃下加熱10秒鐘之加熱過程中之全部放熱量設為Qh時，下述式所表示之反應率R為50%以下。 R={(Qt-Qh/Qt)}×100(%)

Description

片狀樹脂組合物、積層片材及半導體裝置之製造方法
本發明係關於一種片狀樹脂組合物、積層片材及半導體裝置之製造方法。
近年來，更進一步要求半導體裝置及其封裝之薄型化、小型化。作為用於其之方法，廣泛地利用藉由覆晶接合將半導體晶片等半導體元件安裝於基板上而成之半導體裝置。覆晶連接係於半導體晶片之電路面與被附體之電極形成面相對向之狀態下(面朝下)，將半導體晶片經由形成於其電路面之突起電極而固定於被附體之安裝法。於半導體元件向被附體之覆晶安裝中，使設置於半導體元件之焊接凸塊等熔融而將兩者電性連接。
於覆晶連接後，為了確保半導體元件表面之保護或半導體元件與基板間之連接可靠性，而對半導體元件與基板之間之空間進行密封樹脂之填充。作為此種密封樹脂，廣泛使用有液狀之密封樹脂(片狀樹脂組合物)，但難以藉由液狀之密封樹脂調節注入位置或注入量。因此，業界提出使用片狀之密封樹脂填充半導體元件與基板之間之空間之技術(專利文獻1)。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利第4438973號
於上述製程中，由於貼合於半導體元件之片狀樹脂組合物與被附體貼合，因此對片狀樹脂組合物要求追隨被附體表面之凹凸而密接。然而，隨著被附體上之電極等立體構造物之數量之增加或電路之狹小化，存在片狀樹脂組合物對被附體之密接程度降低，而於被附體與片狀樹脂組合物之界面處產生孔隙(氣泡)之情形。若存在此種氣泡，則存在如下情形：於此後之步驟中於進行減壓處理或加熱處理之情形時氣泡膨脹，被附體與片狀樹脂組合物間之密接性降低，其結果為，將半導體元件安裝於被附體時之半導體元件與被附體之連接可靠性降低。
對此，本發明者等人推測，藉由在安裝半導體元件後之片狀樹脂組合物之加熱硬化時併用加壓，而謀求清除或吸收來自界面之孔隙。然而，雖然基於該推測嘗試利用加壓加熱硬化使孔隙縮小或消失，但仍不時可見未充分地抑制孔隙之事例。
又，隨著半導體裝置之小型化、薄型化，亦要求半導體元件安裝後之片狀樹脂組合物自半導體元件溢出之形狀穩定。若溢出量增大，則有產生因溢出之部分與其他要素接觸所引起之不良情況或良率降低之虞。尤其是利用於厚度方向上貫通之電極(TSV(Through Silicon Via，矽穿孔))之晶圓覆晶(CoW)製程或晶片覆晶(CoC)製程等新的製程中，由於經多層積層之半導體元件集合體以微小之間隙鄰接，因此為了使晶圓每單位面積之生產量成為最大限度並提高良率，而要求抑制片狀樹脂組合物過量溢出。
本發明係鑒於上述問題而成者，其目的在於提供一種能夠充分地抑制被附體與片狀樹脂組合物之界面處之孔隙並且能夠抑制安裝時之過量溢出之片狀樹脂組合物及具備其之積層片材、以及半導體裝置之製造方法。
本案發明者等人進行努力研究，結果關於片狀樹脂組合物之加壓加熱硬化時之孔隙之狹小化不充分之方面，認為藉由安裝時之熱歷程，片狀樹脂組合物之硬化某程度進行而黏度提高，因此阻礙孔隙之狹小化。於覆晶安裝時，即便為短時間(例如數秒~10秒左右)，亦會負載高於片狀樹脂組合物之熱硬化步驟(例如170~180℃)中所負載之溫度之溫度(例如250~260℃)，故而推測該安裝時之熱負載會引發片狀樹脂組合物之熱硬化。
本發明者等人基於以上之見解而進一步進行研究，結果發現藉由採用下述構成可達成上述目的，從而完成本發明。
即，本發明係關於一種片狀樹脂組合物，其係用以填充被附體與和該被附體電性連接之半導體元件之間之空間之熱硬化性之片狀樹脂組合物，且熱硬化前之80℃~200℃下之最低熔融黏度為2000Pa‧s以上，將DSC(Differential Scanning Calorimetry，示差掃描熱析法)測定中之升溫速度10℃/min下之-10℃至350℃之升溫過程中的全部放熱量設為Qt，將於250℃下加熱10秒鐘之加熱過程中之全部放熱量設為Qh時，下述式所表示之反應率R(以下，亦簡稱為「反應率R」)為50%以下。
R={(Qt-Qh/Qt)}×100(%)
於該片狀樹脂組合物中，由於將熱硬化前之80℃~200℃下之最低熔融黏度設為200Pa‧s以上，因此片狀樹脂組合物顯示出適度之黏性，能夠抑制片狀樹脂組合物自半導體元件與被附體之間之空間過量溢出。若最低熔融黏度過低，則有安裝時之片狀樹脂組合物之變形量增大而溢出變得過量之虞。
又，由於該片狀樹脂組合物之反應率R為50%以下，因此亦可藉 由安裝時之熱歷程抑制片狀樹脂組合物之熱硬化反應之進行，藉此能夠防止過度之黏度上升。其結果為，藉由作為後續步驟之加壓加熱硬化步驟中之加壓，經由片狀樹脂組合物對孔隙傳播壓力，而能夠達成孔隙之狹小化。若反應率R超過50%，則有片狀樹脂組合物之熱硬化反應過度進行而黏度變得過高，而阻礙其後之加壓加熱硬化步驟中之孔隙之狹小化之虞。
於該片狀樹脂組合物中，較佳為上述DSC測定中之升溫過程中之峰值溫度為180℃以上。若升溫過程中之表示放熱峰值之峰值溫度為180℃以上，則若非更高之溫度則難以進行片狀樹脂組合物之熱硬化反應，換言之，即便安裝時經過某程度之熱歷程亦能夠抑制片狀樹脂組合物之熱硬化反應之進行。藉此，能夠防止安裝時之過度之黏度上升，有效率地測定加壓加熱硬化步驟中之孔隙之狹小化。
該片狀樹脂組合物較佳為包含熱硬化促進觸媒。藉此，能夠以較高之等級達成由片狀樹脂組合物之熱歷程所引起之黏度上升的抑制與硬化反應性之同時實現。
於本發明中亦包含一種積層片材，其具備：具有基材及設置於該基材上之黏著劑層之黏著帶、及積層於上述黏著劑層上之該片狀樹脂組合物。
藉由一體地使用該片狀樹脂組合物與黏著帶，能夠謀求半導體晶圓自加工至半導體元件之安裝的製造過程之效率化。
上述黏著帶可為半導體晶圓之背面研削用膠帶或切割用膠帶之任一種。
又，本發明係關於一種半導體裝置之製造方法，其係具備被附體、與該被附體電性連接之半導體元件、及填充該被附體與該半導體元件之間之空間之片狀樹脂組合物之半導體裝置之製造方法，且包括如下步驟： 準備將該片狀樹脂組合物貼合於上述半導體元件而成之附有片狀樹脂組合物之半導體元件之步驟；利用上述片狀樹脂組合物填充上述被附體與上述半導體元件之間之空間，並且將上述半導體元件與上述被附體電性連接之連接步驟；及使上述片狀樹脂組合物於加壓加熱下硬化之加壓加熱硬化步驟。
於該製造方法中，由於使用具有特定之最低熔融黏度及反應率R之片狀樹脂組合物，因此亦能夠藉由安裝時之熱歷程之負載抑制成片狀樹脂組合物之黏度上升，達成其後之加壓加熱硬化步驟中之孔隙之狹小化，並且能夠防止安裝時之片狀樹脂組合物之過量溢出，因此可有效率地製造高可靠性之半導體裝置。
1‧‧‧切割用膠帶
1a‧‧‧基材
1b‧‧‧黏著劑層
2‧‧‧片狀樹脂組合物
3‧‧‧半導體晶圓
3a‧‧‧電路面
3b‧‧‧電路面
4a‧‧‧連接構件
4b‧‧‧背面電極
10‧‧‧積層片材
16‧‧‧被附體
17‧‧‧導電材
20‧‧‧半導體裝置
31‧‧‧半導體晶片(半導體元件)
32‧‧‧半導體晶片(半導體元件)
40‧‧‧半導體裝置
圖1A係表示本發明之一實施形態之半導體裝置之製造步驟的一步驟之剖面模式圖。
圖1B係表示本發明之一實施形態之半導體裝置之製造步驟的一步驟之剖面模式圖。
圖1C係表示本發明之一實施形態之半導體裝置之製造步驟的一步驟之剖面模式圖。
圖1D係表示本發明之一實施形態之半導體裝置之製造步驟的一步驟之剖面模式圖。
圖1E係表示本發明之一實施形態之半導體裝置之製造步驟的一步驟之剖面模式圖。
以下列舉實施形態，一面參照圖式一面詳細地說明本發明，但本發明並不僅限定於該等實施形態。再者，於圖之一部分或全部中， 省略說明所不需要之部分，又，存在為了易於說明而放大或縮小等進行圖示之部分。
<第1實施形態>
以下，針對本發明之一實施形態，以具備切割用膠帶與積層於該切割用膠帶上之特定之片狀樹脂組合物的積層片材、及使用其之半導體裝置之製造方法為例而加以說明。因此，於本實施形態中，使用切割用膠帶作為黏著帶。
(積層片材)
積層片材10具備切割用膠帶1與積層於該切割用膠帶1上之特定之片狀樹脂組合物2(參照圖1A)。
(片狀樹脂組合物)
本實施形態中之片狀樹脂組合物2可適宜地用作填充經表面安裝(例如覆晶安裝等)之半導體元件與被附體之間之空間的密封用膜。
片狀樹脂組合物2於熱硬化前之80℃~200℃下之最低熔融黏度只要為2000Pa‧s以上即可。進而，最低熔融黏度較佳為2000Pa‧s以上且6000Pa‧s以下，更佳為2000Pa‧s以上且5000Pa‧s以下。藉由將最低熔融黏度設為上述範圍，能夠對片狀樹脂組合物賦予適度之黏性，而能夠抑制片狀樹脂組合物自半導體元件與被附體之間之空間過量溢出。若最低熔融黏度過低，則安裝時之片狀樹脂組合物之變形量增大而溢出量增大，若最低熔融黏度過高，則安裝時之連接構件之接合變得不充分，或阻礙安裝後之加壓加熱硬化步驟中之孔隙之狹小化。
於片狀樹脂組合物2中，將DSC測定中之升溫速度10℃/min下之-10℃至350℃之升溫過程中的全部放熱量設為Qt，將於250℃下加熱10秒鐘之加熱過程中之全部放熱量設為Qh時，下述式所表示之反應率R較佳為50%以下，更佳為45%以下。
R={(Qt-Qh/Qt)}×100(%)
藉由將反應率R設為上述範圍，亦可藉由安裝時之熱歷程抑制片狀樹脂組合物之熱硬化反應之進行，藉此能夠防止過度之黏度上升。其結果為，可藉由作為後續步驟之加壓加熱硬化步驟中之加壓，經由片狀樹脂組合物對孔隙傳播壓力，而達成孔隙之狹小化。若反應率R超過50%，則有片狀樹脂組合物之熱硬化反應過度進行而黏度變得過高，而阻礙其後之加壓加熱硬化步驟中之孔隙之狹小化之虞。再者，反應率R之下限雖然較佳為0%，但因熱歷程之不可避免性，故而亦可為5%以上。
於該片狀樹脂組合物中，上述DSC測定中之升溫過程中之峰值溫度較佳為180℃以上，更佳為195℃以上。若升溫過程中之表示放熱峰值之峰值溫度為180℃以上，則若非更高之溫度則難以進行片狀樹脂組合物之熱硬化反應，換言之，即便於安裝時經過某程度之熱歷程，亦能夠抑制片狀樹脂組合物之熱硬化反應之進行。藉此，可能夠安裝時之過度之黏度上升，有效率地測定加壓加熱硬化步驟中之孔隙之狹小化。再者，就促進片狀樹脂組合物之熱硬化反應之觀點而言，上述峰值溫度之上限較佳為280℃以下。
作為片狀樹脂組合物之構成材料，可列舉：樹脂成分、熱硬化促進觸媒、交聯劑、其他有機系添加劑等有機成分(溶劑除外)，或無機填充劑、其他無機系添加劑等無機成分等。作為樹脂成分，可列舉併用熱塑性樹脂與熱硬化性樹脂而成者。又，亦可單獨使用熱塑性樹脂或熱硬化性樹脂。
(熱塑性樹脂)
作為上述熱塑性樹脂，可列舉：天然橡膠、丁基橡膠、異戊二烯橡膠、氯丁二烯橡膠、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物、乙烯-丙烯酸酯共聚物、聚丁二烯樹脂、聚碳酸酯樹脂、熱塑性 聚醯亞胺樹脂、6-尼龍或6,6-尼龍等聚醯胺樹脂、苯氧基樹脂、丙烯酸系樹脂、PET(Polyethylene Terephthalate，聚對苯二甲酸乙二酯)或PBT(Polybutylene Terephthalate，聚對苯二甲酸丁二酯)等飽和聚酯樹脂、聚醯胺醯亞胺樹脂、或氟樹脂等。該等熱塑性樹脂可單獨使用或併用兩種以上而使用。該等熱塑性樹脂之中，尤佳為離子性雜質較少且耐熱性較高，能夠確保半導體元件之可靠性之丙烯酸系樹脂。
上述丙烯酸系樹脂之重量平均分子量雖然並無特別限定，但較佳為3×105以上，較佳為4×105以上。藉此，能夠對片狀樹脂組合物賦予適度之黏度，而能夠更有效率地達成防止過量之溢出。再者，就抑制黏度之過度上升之觀點而言，上述重量平均分子量較佳為1×107以下。
作為上述丙烯酸系樹脂，並無特別限定，可列舉將具有碳數30以下、尤其是碳數4~18之直鏈或支鏈之烷基之丙烯酸或甲基丙烯酸之酯之一種或兩種以上作為成分之聚合物等。作為上述烷基，例如可列舉：甲基、乙基、丙基、異丙基、正丁基、第三丁基、異丁基、戊基、異戊基、己基、庚基、環己基、2-乙基己基、辛基、異辛基、壬基、異壬基、癸基、異癸基、十一烷基、月桂基、十三烷基、十四烷基、硬脂基、十八烷基、或二十烷基等。
又，作為形成上述聚合物之其他單體，並無特別限定，例如可列舉：丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸羧基乙酯、丙烯酸羧基戊酯、伊康酸、順丁烯二酸、反丁烯二酸或丁烯酸等之類的含羧基之單體；順丁烯二酸酐或伊康酸酐等之類的酸酐單體；(甲基)丙烯酸2-羥基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羥基丙酯、(甲基)丙烯酸4-羥基丁酯、(甲基)丙烯酸6-羥基己酯、(甲基)丙烯酸8-羥基辛酯、(甲基)丙烯酸10-羥基癸酯、(甲基)丙烯酸12-羥基月桂酯或丙烯酸(4-羥基甲基環己基)甲酯等之類的含羥基之單體；苯乙烯磺酸、烯丙基磺酸、2-(甲基)丙烯醯胺- 2-甲基丙磺酸、(甲基)丙烯醯胺丙磺酸、(甲基)丙烯酸磺丙酯或(甲基)丙烯醯氧基萘磺酸等之類的含磺酸基之單體；或丙烯醯磷酸2-羥基乙酯等之類的含磷酸基之單體；丙烯腈等之類的含氰基之單體等。
(熱硬化性樹脂)
作為上述熱硬化性樹脂，可列舉：酚樹脂、胺基樹脂、不飽和聚酯樹脂、環氧樹脂、聚胺基甲酸酯樹脂、聚矽氧樹脂、或熱硬化性聚醯亞胺樹脂等。該等樹脂可單獨使用或併用兩種以上而使用。尤佳為腐蝕半導體元件之離子性雜質等之含量較少之環氧樹脂。又，作為環氧樹脂之硬化劑，較佳為酚樹脂。
上述環氧樹脂只要為通常用作接著劑組合物者，則並無特別限定，例如可使用雙酚A型、雙酚F型、雙酚S型、溴化雙酚A型、氫化雙酚A型、雙酚AF型、聯苯型、萘型、茀型、苯酚酚醛清漆型、鄰甲酚酚醛清漆型、三羥基苯基甲烷型、四酚基乙烷型等二官能環氧樹脂或多官能環氧樹脂、或乙內醯脲型、異氰尿酸三縮水甘油酯型或縮水甘油基胺型等環氧樹脂。該等可單獨使用或併用兩種以上而使用。該等環氧樹脂之中，尤佳為酚醛清漆型環氧樹脂、聯苯型環氧樹脂、三羥基苯基甲烷型樹脂或四酚基乙烷型環氧樹脂。其原因在於，該等環氧樹脂富有與作為硬化劑之酚樹脂之反應性，且耐熱性等優異。
進而，上述酚樹脂係作為上述環氧樹脂之硬化劑而發揮作用者，例如可列舉：苯酚酚醛清漆樹脂、苯酚芳烷基樹脂、甲酚酚醛清漆樹脂、第三丁基苯酚酚醛清漆樹脂、壬基苯酚酚醛清漆樹脂等酚醛清漆型酚樹脂、可溶酚醛型酚樹脂、聚對羥基苯乙烯等聚氧苯乙烯等。該等可單獨使用或併用兩種以上而使用。該等酚樹脂之中，尤佳為苯酚酚醛清漆樹脂、苯酚芳烷基樹脂。其原因在於，能夠提高半導體裝置之連接可靠性。
關於上述環氧樹脂與酚樹脂之調配比率，例如較適宜為以相對 於上述環氧樹脂成分中之環氧基每1當量而酚樹脂中之羥基成為0.5~2.0當量之方式進行調配。更適宜為0.8~1.2當量。即，其原因在於，若兩者之調配比率脫離上述範圍，則充分之硬化反應不會進行，環氧樹脂硬化物之特性容易劣化。
再者，於本實施形態中，尤佳為使用環氧樹脂、酚樹脂及丙烯酸系樹脂之片狀樹脂組合物。該等樹脂由於離子性雜質較少且耐熱性較高，因此能夠確保半導體元件之可靠性。關於該情形時之調配比，相對於丙烯酸系樹脂成分100重量份，環氧樹脂與酚樹脂之合計量為50~500重量份。
(熱硬化促進觸媒)
作為環氧樹脂與酚樹脂之熱硬化促進觸媒，並無特別限制，可自公知之熱硬化促進觸媒中適當選擇而使用。熱硬化促進觸媒可單獨使用或組合兩種以上而使用。作為熱硬化促進觸媒，例如可使用胺系熱硬化促進觸媒、磷系熱硬化促進觸媒、咪唑系熱硬化促進觸媒、硼系熱硬化促進觸媒、磷-硼系熱硬化促進觸媒等。
其中，較佳為熱硬化促進觸媒為分子內包含氮原子之有機化合物，且該有機化合物之分子量為50~500。藉此，能夠控制伴隨該片狀樹脂組合物之升溫之熱硬化反應之進行程度，其結果為，容易進行如於各溫度下具有所需之黏度之設計。作為上述有機化合物之例，可適宜地使用咪唑系熱硬化促進觸媒。亦可適宜地利用市售品，例如可列舉商品名「2PHZ-PW」(四國化成股份有限公司製造)等。
片狀樹脂組合物包含熱硬化促進觸媒之情形時之熱硬化促進觸媒之含量並無特別限制。於片狀樹脂組合物包含丙烯酸系樹脂之情形時，熱硬化促進觸媒之含量相對於上述丙烯酸系樹脂100重量份，較佳為0.1~2重量份，更佳為0.2~1.5重量份。藉由設為上述範圍，可進一步提高硬化反應性，並且可更有效率地抑制過度之黏度上升。
(交聯劑)
於預先使本實施形態之片狀樹脂組合物2某種程度交聯之情形時，宜於製作時預先添加與聚合物之分子鏈末端之官能基等反應之多官能性化合物作為交聯劑。藉此，能夠提高高溫下之接著特性，謀求改善耐熱性。
作為上述交聯劑，尤其更佳為甲苯二異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯、對苯二異氰酸酯、1,5-萘二異氰酸酯、多元醇與二異氰酸酯之加成物等聚異氰酸酯化合物。作為交聯劑之添加量，相對於上述聚合物100重量份，通常較佳為設為0.05~7重量份。若交聯劑之量多於7重量份，則接著力降低，故而欠佳。另一方面，若少於0.05重量份，則凝聚力不足，故而欠佳。又，亦可同時包含此種聚異氰酸酯化合物以及視需要之環氧樹脂等其他多官能性化合物。
(無機填充劑)
又，於片狀樹脂組合物2中，可適當調配無機填充劑。無機填充劑之調配能夠賦予導電性或提高導熱性、調節儲存模數等。
作為上述無機填充劑，例如可列舉：二氧化矽、黏土、石膏、碳酸鈣、硫酸鋇、氧化鋁、氧化鈹、碳化矽、氮化矽等陶瓷類，鋁、銅、銀、金、鎳、鉻、鉛、錫、鋅、鈀、焊料等金屬或合金類，此外包含碳等之各種無機粉末。該等可單獨使用或併用兩種以上而使用。其中，可適宜地使用二氧化矽、尤其是熔融二氧化矽。
關於無機填充劑之平均粒徑，就控制搖變性之方面而言，較佳為10nm以上且500nm以下，更佳為30nm以上且300nm以下，進而較佳為50nm以上且200nm以下。若上述無機填充劑之平均粒徑低於上述範圍，則存在容易產生粒子之凝聚、難以形成片狀樹脂組合物之情形。又，亦會導致片狀樹脂組合物之可撓性降低。另一方面，若上述平均粒徑超過上述範圍，則容易發生無機粒子於片狀樹脂組合物與被 附體之接合部咬入，故而有半導體裝置之連接可靠性降低之虞。又，因粒子之粗大化而有霧度上升之虞。再者，於本發明中，亦可將平均粒徑相互不同之無機填充劑彼此組合而使用。又，平均粒徑係利用光度式之粒度分佈計(HORIBA製造，裝置名：LA-910)求出之值。
上述無機填充劑之調配量相對於樹脂成分100重量份較佳為50~1000重量份，更佳為100~800重量份。藉由將無機填充劑之含量設為上述範圍，可對片狀樹脂組合物賦予適度之黏性與黏性變化性，可更有效率地進行防止安裝時之過量溢出及加壓加熱硬化步驟中之孔隙之狹小化。
(其他添加劑)
再者，於片狀樹脂組合物2中，除調配上述無機填充劑以外，視需要可適當地調配其他添加劑。作為其他添加劑，例如可列舉：阻燃劑、矽烷偶合劑或離子捕捉劑等。作為上述阻燃劑，例如可列舉：三氧化銻、五氧化銻、溴化環氧樹脂等。作為上述矽烷偶合劑，例如可列舉：β-(3,4-環氧環己基)乙基三甲氧基矽烷、γ-縮水甘油氧基丙基三甲氧基矽烷、γ-縮水甘油氧基丙基甲基二乙氧基矽烷等。作為上述離子捕捉劑，例如可列舉：水滑石類、氫氧化鉍等。該等可單獨使用或併用兩種以上而使用。
於片狀樹脂組合物2中，為了將焊接凸塊之表面之氧化膜去除而容易地安裝半導體元件，亦可添加助焊劑。作為助焊劑，並無特別限定，可使用先前公知之具有助焊作用之化合物，例如可列舉：雙酚酸、己二酸、乙醯水楊酸、苯甲酸、二苯乙醇酸、壬二酸、苄基苯甲酸、丙二酸、2,2-雙(羥基甲基)丙酸、水楊酸、鄰甲氧基苯甲酸(o-anisic acid)、間羥基苯甲酸、琥珀酸、2,6-二甲氧基甲基對甲酚、苯甲醯肼、碳醯肼、丙二醯肼、丁二醯肼、戊二醯肼、水楊醯肼、亞胺基二乙二醯肼、伊康二醯肼、檸檬三醯肼、硫卡肼、二苯甲酮腙、 4,4'-氧基雙苯磺醯基醯肼及己二醯肼等。助焊劑之添加量只要為發揮上述助焊作用之程度即可，通常，相對於片狀樹脂組合物中所含之樹脂成分100重量份為0.1~20重量份左右。
(片狀樹脂組合物之其他性狀)
熱硬化前之上述片狀樹脂組合物2之溫度23℃、濕度70%之條件下的吸水率較佳為1重量%以下，更佳為0.5重量%以下。藉由片狀樹脂組合物2具有如上所述之吸水率，能夠抑制水分於片狀樹脂組合物2中之吸收，而更有效率地抑制半導體元件31於安裝時產生孔隙。再者，上述吸水率之下限越小越佳，較佳為實質上為0重量%，更佳為0重量%。
片狀樹脂組合物2之厚度(於複層之情形時為總厚)並無特別限定，但若考慮片狀樹脂組合物2之強度或半導體元件31與被附體16之間之空間之填充性，則亦可為10μm以上且100μm以下左右。再者，片狀樹脂組合物2之厚度只要考慮半導體元件31與被附體16之間之間隙或連接構件之高度而適當設定即可。
積層片材10之片狀樹脂組合物2較佳為受分隔件保護(未圖示)。分隔件具有供給至實用前作為保護片狀樹脂組合物2之保護材之功能。分隔件係於將半導體晶圓3貼合於積層片材之片狀樹脂組合物2上之時被剝離。作為分隔件，亦可使用聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚乙烯、聚丙烯、或利用氟系剝離劑、丙烯酸長鏈烷基酯系剝離劑等剝離劑進行過表面塗佈之塑膠膜或紙等。
(切割用膠帶)
切割用膠帶1具備基材1a與積層於基材1a上之黏著劑層1b。片狀樹脂組合物2積層於黏著劑層1b上。再者，如圖1A所示，片狀樹脂組合物2只要以足夠與半導體晶圓3貼合之尺寸設置即可，亦能夠積層於切割用膠帶1之整個面。
(基材)
上述基材1a係成為積層片材10之強度母體者。例如可列舉：低密度聚乙烯、直鏈狀聚乙烯、中密度聚乙烯、高密度聚乙烯、超低密度聚乙烯、無規共聚聚丙烯、嵌段共聚聚丙烯、均聚丙烯、聚丁烯、聚甲基戊烯等聚烯烴、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、離子聚合物樹脂、乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物、乙烯-(甲基)丙烯酸酯(無規、交替)共聚物、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-己烯共聚物、聚胺基甲酸酯、聚對苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二酯等聚酯、聚碳酸酯、聚醯亞胺、聚醚醚酮、聚醯亞胺、聚醚醯亞胺、聚醯胺、全芳香族聚醯胺、聚苯硫醚、芳族聚醯胺(紙)、玻璃、玻璃布、氟樹脂、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、纖維素系樹脂、聚矽氧樹脂、金屬(箔)、紙等。於黏著劑層1b為紫外線硬化型之情形時，基材1a較佳為對紫外線具有透過性者。
又，作為基材1a之材料，可列舉上述樹脂之交聯體等聚合物。上述塑膠膜可於無延伸之條件下使用，視需要亦可使用實施過單軸或雙軸之延伸處理者。
為了提高與鄰接之層之密接性、保持性等，基材1a之表面能夠實施慣用之表面處理、例如鉻酸處理、臭氧暴露、火焰暴露、高壓電擊暴露、離子化放射線處理等化學或物理處理、利用底塗劑(例如下述黏著物質)之塗覆處理。
上述基材1a可適當地選擇同種或不同種者而使用，視需要可使用摻合有數種者。又，為了對基材1a賦予防靜電能力，能夠於上述基材1a上設置包含金屬、合金、該等之氧化物等之厚度為30~500Å左右之導電性物質之蒸鍍層。亦可藉由向基材添加防靜電劑而賦予防靜電能力。基材1a可為單層或兩種以上之複層。
基材1a之厚度可適當地決定，通常為5μm以上且200μm以下左右，較佳為35μm以上且120μm以下。
再者，於基材1a中，亦能夠於不損及本發明之效果等之範圍內含有各種添加劑(例如著色劑、填充劑、塑化劑、抗老化劑、抗氧化劑、界面活性劑、阻燃劑等)。
(黏著劑層)
黏著劑層1b之形成所使用之黏著劑只要為能夠於切割時經由片狀樹脂組合物牢固地保持半導體晶圓，並且拾取時以能夠剝離附有片狀樹脂組合物之半導體元件之方式加以控制者，則並無特別限制。例如可使用丙烯酸系黏著劑、橡膠系黏著劑等通常之感壓性接著劑。作為上述感壓性接著劑，就半導體晶圓或玻璃等避忌污染之電子零件之利用超純水或醇等有機溶劑的潔淨洗淨性等方面而言，較佳為以丙烯酸系聚合物作為基礎聚合物之丙烯酸系黏著劑。
作為上述丙烯酸系聚合物，可列舉使用丙烯酸酯作為主單體成分者。作為上述丙烯酸酯，例如可列舉使用(甲基)丙烯酸烷基酯(例如甲酯、乙酯、丙酯、異丙酯、丁酯、異丁酯、第二丁酯、第三丁酯、戊酯、異戊酯、己酯、庚酯、辛酯、2-乙基己酯、異辛酯、壬酯、癸酯、異癸酯、十一烷基酯、十二烷基酯、十三烷基酯、十四烷基酯、十六烷基酯、十八烷基酯、二十烷基酯等烷基之碳數1~30、尤其是碳數4~18之直鏈狀或支鏈狀之烷基酯等)及(甲基)丙烯酸環烷基酯(例如環戊酯、環己基酯等)之一種或兩種以上作為單體成分之丙烯酸系聚合物等。再者，所謂(甲基)丙烯酸酯係指丙烯酸酯及/或甲基丙烯酸酯，所謂本發明之(甲基)均為同樣之含義。
上述丙烯酸系聚合物為了凝集力、耐熱性等之改質，視需要亦能夠含有與可與上述(甲基)丙烯酸烷基酯或環烷基酯共聚之其他單體成分對應之單元。作為此種單體成分，例如可列舉：丙烯酸、甲基丙烯酸、(甲基)丙烯酸羧基乙酯、(甲基)丙烯酸羧基戊酯、伊康酸、順丁烯二酸、反丁烯二酸、丁烯酸等含羧基之單體；順丁烯二酸酐、伊 康酸酐等酸酐單體；(甲基)丙烯酸2-羥基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羥基丙酯、(甲基)丙烯酸4-羥基丁酯、(甲基)丙烯酸6-羥基己酯、(甲基)丙烯酸8-羥基辛酯、(甲基)丙烯酸10-羥基癸酯、(甲基)丙烯酸12-羥基月桂酯、(甲基)丙烯酸(4-羥基甲基環己基)甲酯等含羥基之單體；苯乙烯磺酸、烯丙基磺酸、2-(甲基)丙烯醯胺-2-甲基丙磺酸、(甲基)丙烯醯胺丙磺酸、(甲基)丙烯酸磺丙酯、(甲基)丙烯醯氧基萘磺酸等含磺酸基之單體；磷酸2-羥基乙基丙烯醯酯等含磷酸基之單體；丙烯醯胺、丙烯腈等。該等可共聚之單體成分可使用一種或兩種以上。該等可共聚之單體之使用量較佳為全部單體成分之40重量%以下。
進而，上述丙烯酸系聚合物為了進行交聯，亦可視需要包含多官能性單體等作為共聚用單體成分。作為此種多官能性單體，例如可列舉：己二醇二(甲基)丙烯酸酯、(聚)乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、(聚)丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇二(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、環氧(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸聚酯、(甲基)丙烯酸胺基甲酸酯等。該等多官能性單體亦可使用一種或兩種以上。就黏著特性等方面而言，多官能性單體之使用量較佳為全部單體成分之30重量%以下。
上述丙烯酸系聚合物可藉由將單一單體或兩種以上之單體混合物供於聚合而獲得。聚合亦可藉由溶液聚合、乳化聚合、塊狀聚合、懸浮聚合等中之任一種方式進行。就防止對潔淨之被附體之污染等方面而言，較佳為低分子量物質之含量較小。就該方面而言，丙烯酸系聚合物之數量量平均分子量較佳為30萬以上，進而較佳為40萬~300萬左右。
又，上述黏著劑中，為了提高作為基礎聚合物之丙烯酸系聚合物等之數量平均分子量，亦可適當地採用外部交聯劑。作為外部交聯 方法之具體方法，可列舉添加聚異氰酸酯化合物、環氧化合物、氮丙啶化合物、三聚氰胺系交聯劑等所謂之交聯劑而進行反應之方法。於使用外部交聯劑之情形時，其使用量根據其與應交聯之基礎聚合物之平衡、進而根據作為黏著劑之使用用途而適當決定。通常，相對於上述基礎聚合物100重量份，較佳為調配5重量份左右以下，進而較佳為調配0.1~5重量份。進而，於黏著劑中，視需要除上述成分以外亦可使用先前公知之各種黏著賦予劑、抗老化劑等添加劑。
黏著劑層1b可由放射線硬化型黏著劑而形成。放射線硬化型黏著劑可藉由紫外線等放射線之照射而增大交聯度，從而容易地降低其黏著力，且可容易地進行附有片狀樹脂組合物之半導體晶圓之剝離。作為放射線，可列舉：X射線、紫外線、電子束、α射線、β射線、中子射線等。
放射線硬化型黏著劑可並無特別限制地使用具有碳-碳雙鍵等放射線硬化性之官能基、且顯示出黏著性者。作為放射線硬化型黏著劑，例如可例示於上述丙烯酸系黏著劑、橡膠系黏著劑等通常之感壓性黏著劑中，調配有放射線硬化性之單體成分或低聚物成分之添加型放射線硬化性黏著劑。
作為調配有之放射線硬化性之單體成分，例如可列舉：胺基甲酸酯低聚物、(甲基)丙烯酸胺基甲酸酯、三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、四羥甲基甲烷四(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇單羥基五(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、1,4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯等。又，放射線硬化性之低聚物成分可列舉：胺基甲酸酯系、聚醚系、聚酯系、聚碳酸酯系、聚丁二烯系等各種低聚物，較合適為其重量平均分子量為100~30000左右之範圍者。放射線硬化性之單體成分或低聚物成分之調配量可根據上述黏著劑層之種類而適當地決定能夠降低黏 著劑層之黏著力之量。通常，相對於構成黏著劑之丙烯酸系聚合物等基礎聚合物100重量份，例如為5~500重量份，較佳為40~150重量份左右。
又，作為放射線硬化型黏著劑，除上述所說明之添加型放射線硬化性黏著劑以外，亦可列舉使用在聚合物側鏈或主鏈中或主鏈末端具有碳-碳雙鍵者作為基礎聚合物的內在型放射線硬化性黏著劑。內在型放射線硬化性黏著劑無需含有作為低分子成分之低聚物成分等，或含量不大，故而低聚物成分等不會經時性地於黏著劑中移動，而能夠形成穩定之層構造之黏著劑層，故而較佳。
上述具有碳-碳雙鍵之基礎聚合物可並無特別限制地使用具有碳-碳雙鍵、且具有黏著性者。作為此種基礎聚合物，較佳為以丙烯酸系聚合物作為基本骨架者。作為丙烯酸系聚合物之基本骨架，可列舉上述所例示之丙烯酸系聚合物。
向上述丙烯酸系聚合物導入碳-碳雙鍵之方法並無特別限制，可採用各種方法，但將碳-碳雙鍵導入至聚合物側鏈時之分子設計較容易。例如可列舉如下方法：預先使具有官能基之單體與丙烯酸系聚合物共聚，然後使具有可與該官能基反應之官能基及碳-碳雙鍵之化合物在維持碳-碳雙鍵之放射線硬化性下而進行縮合或加成反應。
作為該等官能基之組合之例，可列舉：羧酸基與環氧基、羧酸基與氮丙啶基、羥基與異氰酸酯基等。該等官能基之組合之中，就追蹤反應之容易性而言，較佳為羥基與異氰酸酯基之組合。又，只要為如藉由該等官能基之組合而生成上述具有碳-碳雙鍵之丙烯酸系聚合物的組合，則官能基可位於丙烯酸系聚合物與上述化合物任一側，於上述較佳之組合中，較佳為丙烯酸系聚合物具有羥基、上述化合物具有異氰酸酯基之情形。於該情形時，作為具有碳-碳雙鍵之異氰酸酯化合物，例如可列舉：甲基丙烯醯基異氰酸酯、2-甲基丙烯醯氧乙基 異氰酸酯、間異丙烯基-α,α-二甲基苄基異氰酸酯等。又，作為丙烯酸系聚合物，可使用使上述所例示之含羥基之單體或2-羥基乙基乙烯醚、4-羥基丁基乙烯醚、二乙二醇單乙烯醚之醚系化合物等共聚而成者。
上述內在型放射線硬化性黏著劑可單獨使用上述具有碳-碳雙鍵之基礎聚合物(尤其是丙烯酸系聚合物)，亦能夠以不使特性劣化之程度調配上述放射線硬化性之單體成分或低聚物成分。放射線硬化性之低聚物成分等通常相對於基礎聚合物100重量份為30重量份之範圍內，較佳為0~10重量份之範圍。
於上述放射線硬化型黏著劑中，於藉由紫外線等進行硬化之情形時，較佳為含有光聚合起始劑。作為光聚合起始劑，例如可列舉：4-(2-羥基乙氧基)苯基(2-羥基-2-丙基)酮、α-羥基-α,α'-二甲基苯乙酮、2-甲基-2-羥基苯丙酮、1-羥基環己基苯基酮等α-酮醇系化合物；甲氧基苯乙酮、2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮、2,2-二乙氧基苯乙酮、2-甲基-1-[4-(甲硫基)-苯基]-2-嗎啉基丙烷-1等苯乙酮系化合物；安息香乙醚、安息香異丙醚、茴香偶姻甲醚等安息香醚系化合物；苯偶醯二甲基縮酮等縮酮系化合物；2-萘磺醯氯等芳香族磺醯氯系化合物；1-苯基-1,2-丙烷二酮-2-(O-乙氧基羰基)肟等光活性肟系化合物；二苯甲酮、苯甲醯苯甲酸、3,3'-二甲基-4-甲氧基二苯甲酮等二苯甲酮系化合物；9-氧硫、2-氯-9-氧硫、2-甲基-9-氧硫、2,4-二甲基-9-氧硫、異丙基-9-氧硫、2,4-二氯9-氧硫、2,4-二乙基-9-氧硫、2,4-二異丙基-9-氧硫等9-氧硫系化合物；樟腦醌；鹵化酮；醯基氧化膦；醯基磷酸酯等。光聚合起始劑之調配量相對於構成黏著劑之丙烯酸系聚合物等基礎聚合物100重量份例如為0.05~20重量份左右。
再者，於放射線照射時產生由氧所引起之硬化阻礙之情形時， 較理想為利用任意之方法自放射線硬化型之黏著劑層1b之表面阻斷氧(空氣)。例如可列舉：以分隔件被覆上述黏著劑層1b之表面之方法、或於氮氣氣氛中進行紫外線等放射線之照射之方法等。
再者，於黏著劑層1b中，亦可於不損及本發明之效果等之範圍內含有各種添加劑(例如著色劑、增黏劑、增量劑、填充劑、黏著賦予劑、塑化劑、抗老化劑、抗氧化劑、界面活性劑、交聯劑等)。
黏著劑層1b之厚度並無特別限定，就半導體晶圓之研削面之缺損防止、片狀樹脂組合物2之固定保持之同時實現性等觀點而言，較佳為1~50μm左右。較佳為5~40μm，進而較佳為10~30μm。
(積層片材之製造方法)
本實施形態之積層片材10例如可藉由分別預先製作切割用膠帶1及片狀樹脂組合物2，並於最後將該等貼合而製作。具體而言，可根據如下所述之步驟而製作。
首先，基材1a可藉由先前公知之製膜方法而製膜。作為該製膜方法，例如可例示：壓延製膜法、有機溶劑中之流延法、密閉系統中之吹脹擠出法、T型模頭擠出法、共擠出法、乾式層壓法等。
其次，製備黏著劑層形成用之黏著劑組合物。於黏著劑組合物中，調配如黏著劑層之項中所說明之樹脂或添加物等。將所製備之黏著劑組合物塗佈於基材1a上而形成塗佈膜後，使該塗佈膜於特定條件下乾燥(視需要使之加熱交聯)，而形成黏著劑層1b。作為塗佈方法，並無特別限定，例如可列舉：輥式塗佈、網版塗佈、凹版塗佈等。又，作為乾燥條件，例如係於乾燥溫度80~150℃、乾燥時間0.5~5分鐘之範圍內進行。又，亦可於分隔件上塗佈黏著劑組合物而形成塗佈膜後，於上述乾燥條件下使塗佈膜乾燥而形成黏著劑層1b。其後，將黏著劑層1b與分隔件一併貼合於基材1a上。藉此，製作具備基材1a及黏著劑層1b之切割用膠帶1。
片狀樹脂組合物2例如係以如下方式製作。首先，製備作為片狀樹脂組合物2之形成材料之接著劑組合物。於該接著劑組合物中，如片狀樹脂組合物之項中所說明般調配熱塑性成分或環氧樹脂、各種添加劑等。
其次，於以成為特定厚度之方式將所製備之接著劑組合物塗佈於基材分隔件上而形成塗佈膜後，使該塗佈膜於特定條件下乾燥，而形成片狀樹脂組合物。作為塗佈方法，並無特別限定，例如可列舉：輥式塗佈、網版塗佈、凹版塗佈等。又，作為乾燥條件，例如係於乾燥溫度70~160℃、乾燥時間1~5分鐘之範圍內進行。又，亦可於將接著劑組合物塗佈於分隔件上而形成塗佈膜後，於上述乾燥條件下使塗佈膜乾燥而形成片狀樹脂組合物。其後，將片狀樹脂組合物與分隔件一併貼合於基材分隔件上。
繼而，分別將分隔件自切割用膠帶1及片狀樹脂組合物2剝離，並以片狀樹脂組合物與黏著劑層成為貼合面之方式將兩者貼合。貼合例如可藉由壓接而進行。此時，層壓溫度並無特別限定，例如較佳為30~100℃，更佳為40~80℃。又，線壓並無特別限定，例如較佳為0.98~196N/cm，更佳為9.8~98N/cm。其次，將片狀樹脂組合物上之基材分隔件剝離，而獲得本實施形態之積層片材。
(半導體裝置之製造方法)
於本實施形態中使用於兩面形成有電路之半導體晶圓而製造半導體裝置。又，進行切割用膠帶上之切割、半導體元件之拾取，並於最後將半導體元件安裝於被附體。
作為本實施形態之代表性步驟，包括如下步驟：準備步驟，其準備上述積層片材；貼合步驟，其將於兩面形成有具有連接構件之電路面之半導體晶圓與上述積層片材之片狀樹脂組合物貼合；切割步驟，其對上述半導體晶圓進行切割而形成附有上述片狀樹脂組合物之 半導體元件；拾取步驟，其將附有上述片狀樹脂組合物之半導體元件自上述積層片材剝離；位置對準步驟，其使上述半導體元件與上述被附體之相對位置對準為相互之連接預定位置；連接步驟，其利用上述片狀樹脂組合物填充上述被附體與上述半導體元件之間之空間，並且經由上述連接構件將上述半導體元件與上述被附體電性連接；及加壓加熱硬化步驟，其使片狀樹脂組合物於加壓加熱下硬化。
[準備步驟]
於準備步驟中，準備於切割用膠帶1上設置有片狀樹脂組合物2之積層片材10(參照圖1A)。作為積層片材10，可適宜地使用上述中所說明之積層片材。
[貼合步驟]
於貼合步驟中，如圖1A所示，將於兩面形成有具有連接構件4a之電路面3a及具有背面電極4b之電路面3b的半導體晶圓3、與上述積層片材之片狀樹脂組合物2貼合。再者，由於薄型化為特定厚度之半導體晶圓之強度較弱，因此為了補強，存在經由暫時固定材而將半導體晶圓固定於支持玻璃等支持體之情形(未圖示)。於該情形時，於半導體晶圓與片狀樹脂組合物之貼合後，亦可包括將暫時固定材與支持體一併剝離之步驟。將半導體晶圓3之哪一電路面與片狀樹脂組合物2貼合只要根據目標之半導體裝置之構造進行變更即可。
(半導體晶圓)
於半導體晶圓3之電路面3a、3b，分別形成有複數個連接構件4a及複數個背面電極4b(參照圖1A)。作為凸塊或導電材等連接構件或背面電極之材質，並無特別限定，例如可列舉：錫-鉛系金屬材、錫-銀系金屬材、錫-銀-銅系金屬材、錫-鋅系金屬材、錫-鋅-鉍系金屬材等焊料類(合金)、或金系金屬材、銅系金屬材等。連接構件及背面電極之高度亦可根據用途而決定，通常為3~100μm左右。當然，半導體 晶圓3中之各連接構件之高度可相同亦可不同。
半導體晶圓3之兩面之連接構件4a與背面電極4b可電性連接，亦可未連接。兩者之電性連接可列舉經由稱為TSV形式之通孔之連接等。
於本實施形態之半導體裝置之製造方法中，作為片狀樹脂組合物之厚度，較佳為形成於半導體晶圓表面之連接構件之高度X(μm)與上述片狀樹脂組合物之厚度Y(μm)滿足下述關係。
0.5≦Y/X≦2
藉由上述連接構件之高度X(μm)與上述硬化膜之厚度Y(μm)滿足上述關係，能夠充分地填充半導體元件與被附體之間之空間，並且能夠防止片狀樹脂組合物自該空間過量溢出，而能夠防止由片狀樹脂組合物所引起之半導體元件之污染等。再者，於各連接構件之高度不同之情形時，將最高之連接構件之高度設為基準。
(貼合)
首先，將任意地設置於積層片材10之片狀樹脂組合物2上之分隔件適當地剝離，如圖1A所示，使上述半導體晶圓3之形成有連接構件4a之電路面3a與片狀樹脂組合物2相對向，而將上述片狀樹脂組合物2與上述半導體晶圓3貼合(安裝)。
貼合之方法並無特別限定，較佳為利用壓接之方法。壓接通常係利用壓接輥等公知之推壓機構，一面施加較佳為0.1~5MPa、更佳為0.3~2MPa之壓力而推壓一面進行。此時，亦可一面加熱至40~100℃左右一面進行壓接。又，為了提高密接性，亦較佳為於減壓下(1~1000Pa)進行壓接。
[切割步驟]
於切割步驟中，基於藉由直接光或間接光、紅外線等找出之切割位置，如圖1B所示，對半導體晶圓3及片狀樹脂組合物2進行切割 而形成切割後之附有片狀樹脂組合物之半導體元件31。藉由經過切割步驟，將半導體晶圓3切斷為特定之尺寸而使之單片化(小片化)，從而製造半導體晶片(半導體元件)31。此處所獲得之半導體晶片31與切斷為相同形狀之片狀樹脂組合物2成為一體。切割係依據常法自與半導體晶圓3之貼合有片狀樹脂組合物2之電路面3a相反側的電路面3b側進行。
於本步驟中，例如可採用利用切割刀片進行切入直至切割用膠帶1之被稱為全切之切斷方式等。作為本步驟中所使用之切割裝置，並無特別限定，可使用先前公知者。又，半導體晶圓係以更優異之密接性接著固定於切割用膠帶1，因此能夠抑制晶片缺損或晶片飛散，並且亦能夠抑制半導體晶圓之破損。再者，若片狀樹脂組合物係由包含環氧樹脂之樹脂組合物所形成，則即便藉由切割而被切斷，亦能夠抑制或防止於其切割面發生片狀樹脂組合物之片狀樹脂組合物之糊劑溢出。其結果為，能夠抑制或防止切割面彼此再附著(黏連)，而能夠更良好地進行下述拾取。
再者，於繼切割步驟之後進行切割用膠帶之延伸之情形時，該延伸可使用先前公知之延伸裝置而進行。延伸裝置具有：能夠經由切割環將切割用膠帶壓向下方等堅果狀之外環、與徑小於外環且支持切割用膠帶之內環。藉由該延伸步驟，於下述拾取步驟中，能夠防止鄰接之半導體晶片彼此接觸而破損。
[拾取步驟]
為了回收接著固定於切割用膠帶1之半導體晶片31，如圖1C所示，進行附有片狀樹脂組合物2之半導體晶片31之拾取，而將半導體晶片31與片狀樹脂組合物2之積層體A自切割用膠帶1剝離。
作為拾取之方法，並無特別限定，可採用先前公知之各種方法。例如可列舉如下方法等：利用針將各半導體晶片自切割用膠帶之 基材側上推，並利用拾取裝置拾取經上推之半導體晶片。再者，所拾取之半導體晶片31與貼合於電路面3a之片狀樹脂組合物2成為一體而構成積層體A。
於黏著劑層1b為紫外線硬化型之情形時，拾取係於對該黏著劑層1b照射紫外線後進行。藉此，黏著劑層1b對於片狀樹脂組合物2之黏著力降低，半導體晶片31之剝離變得容易。其結果為，能夠於不損傷半導體晶片31之情況下進行拾取。紫外線照射時之照射強度、照射時間等條件並無特別限定，視需要適當設定即可。又，作為紫外線照射中所使用之光源，例如可使用低壓水銀燈、低壓高輸出燈、中壓水銀燈、無電極水銀燈、氙氣閃光燈、準分子燈、紫外LED(Light Emitting Diode，發光二極體)等。
[安裝步驟]
於安裝步驟中，藉由直接光或間接光、紅外線等預先求出半導體元件31之安裝位置，並依據所求出之安裝位置，一面利用片狀樹脂組合物2填充被附體16與半導體元件31之間之空間，一面經由連接構件4a將半導體元件31與被附體16電性連接(參照圖1D)。具體而言，以半導體晶片31之電路面3a與被附體16相對向之形態依據常法將積層體A之半導體晶片31固定於被附體16。例如，藉由一面使形成於半導體晶片31之凸塊(連接構件)4a與覆著於被附體16之連接墊之接合用的導電材17(焊料等)接觸並進行推壓，一面使導電材熔融，而能夠確保半導體晶片31與被附體16之電性連接，將半導體晶片31固定於被附體16。由於在半導體晶片31之電路面3a貼附有片狀樹脂組合物2，因此與半導體晶片31與被附體16之電性連接之同時，利用片狀樹脂組合物2填充半導體晶片31與被附體16之間之空間。
又，如圖1E所示，於將半導體元件多層積層時，只要僅對目標層數部分重複進行將其他積層體之半導體元件32固定於所安裝之半導 體元件31上之步驟即可。亦可藉由熔融將設置於作為半導體元件31之背面之電路面3b之背面電極4b、與半導體元件32之連接構件4a接合。下層之半導體元件31與上層之半導體元件32之接合處理可於每1層進行，亦可於將特定層數之半導體元件暫時固定後一次進行接合處理。後者之步驟由於加熱處理一次即可，故而於效率方面較佳。
通常，作為安裝步驟中之暫時固定條件，溫度為100~200℃，加壓為0.5~100N。又，作為安裝步驟中之接合條件，溫度為150~300℃，加壓為1~200N。安裝步驟中之每1層之接合處理亦可分成複數次進行。例如可採用於150℃、20N下進行10秒鐘處理，然後於260℃、30N下進行10秒鐘處理之步驟。藉由進行複數次下之接合處理，可高效率地去除連接構件與墊間或連接構件與背面電極間之樹脂，而獲得更良好之金屬間接合。
作為被附體16，可使用半導體晶圓、引線框架或電路基板(配線電路基板等)等各種基板、同種或不同種之半導體元件。作為基板之材質，並無特別限定，可列舉陶瓷基板、或塑膠基板。作為塑膠基板，例如可列舉：環氧基板、雙順丁烯二醯亞胺三基板、聚醯亞胺基板、玻璃環氧基板等。安裝於1個被附體之半導體元件之數量亦並無限定，可為1個或複數個之任一種。片狀樹脂組合物2亦可適宜地應用於在半導體晶圓上安裝大量半導體晶片之晶圓覆晶製程。
再者，於安裝步驟中，使連接構件、背面電極及導電材之一者熔融或將該等組合而使之熔融，將半導體晶片31之連接構件形成面3a之凸塊4a與被附體16之表面之導電材17連接，並且將半導體晶片31之背面電極4b與半導體晶片32之連接構件4a接合，作為該凸塊4a、背面電極4b及導電材17之熔融時之溫度，通常達到260℃左右(例如220℃~300℃)。本實施形態之積層片材藉由利用環氧樹脂等形成片狀樹脂組合物2，可成為具有亦可耐該安裝步驟中之高溫之耐熱性者。
[加壓加熱硬化步驟]
於進行半導體元件31與被附體16之間、及視需要多層積層後之半導體元件間之電性連接後，於加壓加熱下使片狀樹脂組合物2硬化。藉此，能夠確保可存在於片狀樹脂組合物與被附體之間之孔隙之狹小化、半導體元件31之表面保護、及半導體元件31與被附體16之間及半導體元件間等之連接可靠性。作為片狀樹脂組合物之加壓加熱硬化條件，並無特別限定，較佳為溫度為150~200℃(更佳為160~190℃)，時間為2~6小時(更佳為2~5小時)，壓力為2~10kg/cm2(更佳為3~8kg/cm2)。經過以上之步驟，能夠獲得具有一層半導體元件31之半導體裝置20或積層有多層半導體元件之半導體裝置40。
[密封步驟]
其次，為了保護具備所安裝之半導體晶片之半導體裝置20或40整體，可進行密封步驟(未圖示)。密封步驟係使用密封樹脂進行。作為此時之密封條件，並無特別限定，通常藉由在175℃下進行60秒鐘~90秒鐘之加熱，而進行密封樹脂之熱硬化，但本發明並不限定於此，例如可於165℃~185℃下進行數分鐘固化。
作為上述密封樹脂，只要為具有絕緣性之樹脂(絕緣樹脂)，則並無特別限制，可自公知之密封樹脂等密封材中適當選擇而使用，更佳為具有彈性之絕緣樹脂。作為密封樹脂，例如可列舉包含環氧樹脂之樹脂組合物等。作為環氧樹脂，可列舉上述中所例示之環氧樹脂等。又，作為由包含環氧樹脂之樹脂組合物所形成之密封樹脂，除含有環氧樹脂以外，亦可含有環氧樹脂以外之熱硬化性樹脂(酚樹脂等)、或熱塑性樹脂等作為樹脂成分。再者，作為酚樹脂，亦可用作環氧樹脂之硬化劑，作為此種酚樹脂，可列舉上述中所例示之酚樹脂等。
[半導體裝置]
其次，一面參照圖式一面對使用該積層片材所獲得之半導體裝 置進行說明(參照圖1D、1E)。本實施形態之半導體裝置40中，半導體元件31與被附體16經由形成於半導體元件31上之凸塊(連接構件)4a、及設置於被附體16上之導電材17而電性連接。進而，藉由半導體元件31之背面電極4b與半導體元件32之連接構件4a接合，而謀求半導體元件31、32間之電性連接。於半導體元件31與被附體16之間及半導體元件31、32間，以填充其空間之方式配置有片狀樹脂組合物2。由於半導體裝置40係藉由採用特定之片狀樹脂組合物2及利用光照射之對位之上述製造方法而獲得，因此於半導體元件31與被附體16之間及半導體元件31、32間達成良好之電性連接。因此，半導體元件之表面保護、半導體元件31與被附體16之間之空間及半導體元件31、32間之空間的填充、以及半導體元件31與被附體16之間及半導體元件31、32間之電性連接分別達到充分之等級，作為半導體裝置40，能夠發揮出較高之可靠性。
<第2實施形態>
於第1實施形態中使用於兩面形成有電路之半導體晶圓，相對於此，於本實施形態中使用於單面形成有電路形成之半導體晶圓而製造半導體裝置。又，於本實施形態中所使用之半導體晶圓不具有目標厚度之情形時，進行對與半導體晶圓之電路面相反之側的背面進行研削之背面研削步驟。因此，於本實施形態中，使用具備積層於背面研削用膠帶上之片狀樹脂組合物之積層片材進行半導體晶圓之背面研削，其後，進行切割用膠帶上之切割、半導體元件之拾取，並於最後將半導體元件安裝於被附體。作為此種背面研削用膠帶之基材及黏著劑層、以及片狀樹脂組合物，可使用與第1實施形態相同者。
作為本實施形態之代表性步驟，包括如下步驟：準備步驟，其準備具備背面研削用膠帶與積層於該背面研削用膠帶上之片狀樹脂組合物之積層片材；貼合步驟，其將半導體晶圓之形成有連接構件之電 路面與上述積層片材之片狀樹脂組合物貼合；研削步驟，其對上述半導體晶圓之背面進行研削；固定步驟，其將上述片狀樹脂組合物與半導體晶圓一併自背面研削用膠帶剝離，並將該半導體晶圓貼附於切割用膠帶；切割位置決定步驟，其決定上述半導體晶圓之切割位置；切割步驟，其對上述半導體晶圓進行切割而形成附有上述片狀樹脂組合物之半導體元件；拾取步驟，其將附有上述片狀樹脂組合物之半導體元件自上述切割用膠帶剝離；位置對準步驟，其使上述半導體元件與上述被附體之相對位置對準為相互之連接預定位置；及連接步驟，其利用上述片狀樹脂組合物填充上述被附體與上述半導體元件之間之空間，並且經由上述連接構件將上述半導體元件與上述被附體電性連接。切割用膠帶可使用第1實施形態之切割用膠帶，亦可使用公知之市售品等。又，各步驟之條件可適宜地採用公知之條件或與第1實施形態相同之條件。
<第3實施形態>
於第1實施形態中使用切割用膠帶作為積層片材之構成構件，但於本實施形態中未設置該切割用膠帶之黏著劑層而單獨使用基材。因此，作為本實施形態之積層片材，成為於基材上積層有片狀樹脂組合物之狀態。於本實施形態中，拾取步驟前之紫外線照射因黏著劑層之省略而未進行。除該等方面以外，藉由經過與第1實施形態相同之步驟，能夠製造特定之半導體裝置。
<其他實施形態>
第1實施形態至第3實施形態中，於切割步驟中採用使用切割刀片之切割，但亦可採用藉由雷射照射於半導體晶圓內部形成改質部分，並沿著該改質部分對半導體晶圓進行分割而使之單片化之所謂隱形切割代替該情況。
[實施例]
以下，例示性地詳細地說明該發明之適宜之實施例。但是，該實施例中所記載之材料或調配量等只要無特別限定性之記載，則並非旨在將本發明之範圍僅限定於該等。又，存在份之處意指重量份。
<實施例1~3及比較例1~2>
(片狀樹脂組合物之製作)
以表1所示之比率將以下之成分溶解於甲基乙基酮中，而製備固形物成分濃度成為38~48重量%之接著劑組合物之溶液。
丙烯酸系樹脂：以丙烯酸乙酯-丙烯酸丁酯-丙烯腈作為主成分之丙烯酸酯系聚合物(商品名「SG-70L」，Nagase chemtex股份有限公司製造，Mw：900000)
環氧樹脂1：商品名「Epikote 828」，JER股份有限公司製造
環氧樹脂2：商品名「Epikote 1004」，JER股份有限公司製造
酚樹脂：商品名「MEH-7851H」，明和化成股份有限公司製造
無機填充劑：球形二氧化矽(商品名「YV180C-MJJ」，Admatechs股份有限公司製造，平均粒徑0.18μm(180nm))
熱硬化促進觸媒：咪唑觸媒(商品名「2PHZ-PW」，四國化成股份有限公司製造)
將該接著劑組合物之溶液塗佈於作為剝離襯墊(分隔件)之進行過聚矽氧脫模處理的由厚度為38μm之聚對苯二甲酸乙二酯膜所構成之脫模處理膜上，然後於130℃下進行2分鐘乾燥，藉此製作厚度40μm之片狀樹脂組合物。
《評價》
對所製作之片狀樹脂組合物進行以下之評價。將各評價結果示於表1。
<最低熔融黏度之測定方法>
熔融黏度之測定係使所製作之片狀樹脂組合物不經過加熱處理 (熱硬化處理)而設為樣品，並藉由使用旋轉式黏度計(Thermo Fisher Scientific公司製造，製品名「HAAKE Roto Visco 1」)之平行板法測定靜態黏度。詳細而言，設為間隙100μm、旋轉板直徑20mm、剪切速率5s-1、升溫速度10℃/min之條件，自80℃升溫至250℃而進行測定。讀取此時之80℃至200℃下之熔融黏度之最低值而求出最低熔融黏度[Pa‧s]。
<DSC測定中之反應率之測定>
使用示差掃描熱量計(TA Instruments公司製造，Q2000)，算出以10℃/min使加熱處理前之片狀樹脂組合物自-10℃升溫至350℃(假定片狀樹脂組合物之熱硬化反應結束之溫度)時之該升溫過程中之全部放熱量Qt。另外，測定對加熱處理前之片狀樹脂組合物於250℃下進行過10秒鐘之加熱處理時之該加熱過程中之全部放熱量Qh。放熱量係藉由如下峰面積而求出，其係由藉由示差掃描熱量測定而獲得之放熱峰值與基準線(連接放熱峰值之上升溫度與反應結束溫度之直線)所圍成。最後基於下述式求出反應率R。
R={(Qt-Qh/Qt)}×100(%)
<安裝評價>
於12mm見方之晶片(商品名「WALTS-TEG CC80 MarkII-0101JY」，WALTS股份有限公司公司製造)上，貼附相同尺寸之片狀樹脂組合物，而設為樣品A。貼附條件係於真空度：100Pa之條件下，設為溫度：40℃、貼附壓力：0.5MPa。
其次，將載玻片載置於100℃之平台上，於該載玻片上安裝樣品A。安裝係使用Toray Engineering公司之覆晶接合機(FC3000W)進行。安裝條件係於荷重：20N之條件下，於260℃下保持10秒。
(溢出評價)
利用光學顯微鏡(200倍)自載玻片之背面側觀察所獲得之安裝後 之樣品，將片狀樹脂組合物自晶片之端部溢出之量為100μm以下之情形評價為「○」，將超過100μm之情形評價為「×」。
(孔隙評價)
對所獲得之安裝後之樣品，於壓力5kg/cm2、溫度175℃之條件下進行3小時加壓加熱硬化。利用光學顯微鏡(500倍)自載玻片之背面側確認加壓加熱硬化後之樣品，將未確認到孔隙(最大徑：超過3μm)之存在之情形評價為「○」，將即便為1處亦確認到孔隙之產生之情形評價為「×」。
根據表1得知，於所有實施例中孔隙經狹小化，並且安裝後之片狀樹脂組合物之溢出量得到抑制。另一方面，於比較例1中，溢出評價雖然良好，但確認到孔隙。認為其原因在於，反應率R過高，加壓加熱硬化時之孔隙之狹小化不充分。於比較例2及3中，孔隙評價雖然良好，但溢出評價較差。認為其原因在於，片狀樹脂組合物之最低熔融黏度過低，片狀樹脂組合物於安裝時之溢出量變得過量。
2‧‧‧片狀樹脂組合物
4a‧‧‧連接構件
16‧‧‧被附體
17‧‧‧導電材
20‧‧‧半導體裝置
31‧‧‧半導體晶片(半導體元件)

Claims (6)

  1. 一種片狀樹脂組合物，其係用以填充被附體與和該被附體電性連接之半導體元件之間之空間之熱硬化性之片狀樹脂組合物，且熱硬化前之80℃~200℃下之最低熔融黏度為2000Pa‧s以上，將DSC測定中之升溫速度10℃/min下之-10℃至350℃之升溫過程中的全部放熱量設為Qt，將於250℃下加熱10秒鐘之加熱過程中之全部放熱量設為Qh時，下述式所表示之反應率R為50%以下，R={(Qt-Qh/Qt)}×100(%)。
  2. 如請求項1之片狀樹脂組合物，其中上述DSC測定中之升溫過程中之峰值溫度為180℃以上。
  3. 如請求項1或2之片狀樹脂組合物，其包含熱硬化促進觸媒。
  4. 一種積層片材，其具備：具有基材及設置於該基材上之黏著劑層之黏著帶、及積層於上述黏著劑層上之如請求項1至3中任一項之片狀樹脂組合物。
  5. 如請求項4之積層片材，其中上述黏著帶為半導體晶圓之背面研削用膠帶或切割用膠帶。
  6. 一種半導體裝置之製造方法，其係具備被附體、與該被附體電性連接之半導體元件、及填充該被附體與該半導體元件之間之空間之片狀樹脂組合物之半導體裝置之製造方法，且包括如下步驟：準備將如請求項1至3中任一項之片狀樹脂組合物貼合於上述 半導體元件而成之附有片狀樹脂組合物之半導體元件之步驟；利用上述片狀樹脂組合物填充上述被附體與上述半導體元件之間之空間，並且將上述半導體元件與上述被附體電性連接之連接步驟；及使上述片狀樹脂組合物於加壓加熱下硬化之加壓加熱硬化步驟。
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