半导体装置的制造方法、片状树脂组合物及切割胶带一体型片状树脂组合物的制作方法_5

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非电路形成面研削的工序(晶片背面研 削工序);以及对将非电路形成面研削后的晶片的非电路形成面实施加工(例如,TSV(贯通 电极)形成、电极形成、金属配线形成)的工序(非电路形成面加工工序)。作为对晶片的非 电路形成面实施加工的工序,更具体而言,可列举:用于电极等的形成的金属溅射、对金属 溅射层进行蚀刻的湿式蚀刻、用于制成金属配线形成的掩膜的抗蚀剂的涂布、利用曝光及 显影的图案的形成、抗蚀剂的剥离、干式蚀刻、金属镀层的形成、及用于TSV形成的硅蚀刻、 硅表面的氧化膜形成等以往公知的工艺。需要说明的是,在晶片311上接合支承体312的 目的在于,确保晶片研削时的强度。另外,上述实施加工的工序包括高温下的处理(例如, 250°C以上)。因此,支承体312使用具有某种程度的强度且具有耐热性的支承体(例如,耐 热玻璃)。
[0210] 使用具有某种程度的强度且具有耐热性的支承体(例如,耐热玻璃)。
[0211] (支承体)
[0212] 作为支承体312,可使用第1本发明的项中所说明的支承体12。
[0213](晶片)
[0214]作为晶片311,可使用第1本发明的项中所说明的晶片11。
[0215](暂时固定层)
[0216]作为构成暂时固定层313的胶粘剂组合物,只要以在进行上述晶片背面研削工 序、上述非电路形成面加工工序时,不会自支承体312及晶片311剥离、且在上述工序 E3 (支承体剥离工序)中利用溶剂溶解而能够自晶片311剥离支承体312的方式进行选择, 就不特别限定。用于形成此类暂时固定层313的形成材料可使用第1本发明的项中所说明 的、用于形成暂时固定层13的形成材料。
[0217] 作为暂时固定层313的制作方法,可采用与第1本发明的项中所说明的暂时固定 层13的制作方法相同的方法。
[0218] 作为借助暂时固定层313接合有晶片311与支承体312的带有支承体的晶片310 的制作方法,可采用与第1本发明的项中所说明的借助暂时固定层13接合有晶片11与支 承体12的带有支承体的晶片10的制作方法相同的方法。
[0219][切割胶带一体型片状树脂组合物准备工序]
[0220] 接着,在切割胶带一体型片状树脂组合物准备工序(工序B3)中,准备在切割胶带 315上形成有片状树脂组合物316的切割胶带一体型片状树脂组合物314 (参照图16)。对 于切割胶带一体型片状树脂组合物314而言,可准备预先贴合有切割胶带315与片状树脂 组合物316的状态的组合物,也可通过分别准备切割胶带315与片状树脂组合物316并将 它们贴合而进行准备。片状树脂组合物316的形状并无特别限定,但可设为圆形、矩形等。 作为片状树脂组合物316的大小或形状,并无特别限定,例如在晶片311为圆形状(例如, 直径为290mm)的情况下,可以是直径小于晶片311的圆形状(例如,直径为280mm),也可 以是与晶片311相同直径的圆形状,还可以是直径大于晶片311的圆形状(例如,直径为 300mm)。其原因在于,即便片状树脂组合物316的形状为任一种,只要下述胶粘剂涂布工序 (工序D3)中,在片状树脂组合物316露出的部分涂布胶粘剂,就可以使溶剂难以与片状树 脂组合物316相接触。在这种情况下,晶片311与片状树脂组合物316优选为以使中心对 齐的方式进行层叠。需要说明的是,在本实施方式中,对片状树脂组合物316的外形与晶片 311的另一面311b的外形为相同形状的情形进行说明。
[0221] (切割胶带)
[0222] 切割胶带315可使用第1本发明的项中所说明的切割胶带15。
[0223](片状树脂组合物)
[0224] 片状树脂组合物316具有对切割晶片311所形成的芯片320(参照图21)与搭载 用基板322 (参照图21)的间隙进行密封的功能。作为片状树脂组合物316的构成材料,可 列举第1本发明的项中所说明的片状树脂组合物16的构成材料。
[0225] 作为片状树脂组合物316的制作方法,可采用与第1本发明的项中所说明的片状 树脂组合物16的制作方法相同的方法。
[0226](切割胶带一体型片状树脂组合物的制作方法)
[0227] 本实施方式的切割胶带一体型片状树脂组合物314通过贴合切割胶带315与片状 树脂组合物316所获得。贴合例如可通过压接而进行。此时,层压温度并无特别限定,例 如优选为30~50°C,更优选为35~45°C。另外,线压并无特别限定,例如优选为0. 1~ 20kgf/cm,更优选为1~10kgf/cm。另外,还可通过在切割胶带315上直接涂布用于形成片 状树脂组合物316的树脂组合物溶液并进行干燥而获得。
[0228][粘贴工序]
[0229] 接着,在粘贴工序(工序C3)中,将带有支承体的晶片310的另一面311b粘贴于 切割胶带一体型片状树脂组合物314的片状树脂组合物316上(参照图17)。贴合例如可 通过压接而进行。此时,层压温度并无特别限定,例如优选为20~120°C,更优选为40~ 100°C。另外,压力并无特别限定,例如优选为0. 05~l.OMPa,更优选为0. 1~0. 8MPa。贝占 合优选为减压下进行。若在减压下进行,则可抑制晶片311与片状树脂组合物316的界面 的空隙产生,从而可更适宜地贴合晶片311与片状树脂组合物316。作为减压条件,优选为 5~lOOOPa,更优选为10~500Pa。在减压条件下进行该工序C3的情况下,例如可在减压 腔室内进行。
[0230][胶粘剂涂布工序]
[0231] 接着,在胶粘剂涂布工序(工序D3)中,在片状树脂组合物316露出的部分涂布胶 粘剂318(参照图18)。对于胶粘剂的涂布而言,优选在片状树脂组合物316露出的全部部 分进行涂布,但第3本发明并不限定于此例,只要涂布于片状树脂组合物316露出的部分的 至少一部分即可。其原因在于,只要在片状树脂组合物316露出的部分的至少一部分涂布 有胶粘剂318,就可使溶剂难以与片状树脂组合物316相接触。胶粘剂318不仅涂布于片状 树脂组合物316露出的部分,还可以以覆盖切割胶带315的方式进行涂布。
[0232](胶粘剂)
[0233] 作为胶粘剂318的构成材料,优选为难以溶解于下述工序E3(支承体剥离工序) 中使用的溶剂的材料。作为用于形成此类胶粘剂318的构成材料,可列举丙烯酸系树脂、硅 酮树脂、金属、无机物等。作为上述丙烯酸系树脂、上述硅酮树脂,例如可使用与构成切割胶 带315的粘合剂层相同的树脂。
[0234][支承体剥离工序]
[0235] 接着,在支承体剥离工序(工序E3)中,利用溶剂溶解暂时固定层313而自晶片 311剥离支承体312 (参照图19)。此时,还可吸引支承体312而沿着自晶片311远离的方 向施加力。作为上述溶剂,在用于形成暂时固定层313的形成材料为聚酰亚胺树脂的情况 下,优选使用N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)、N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、N,N-二甲基甲酰胺 (DMF)等。另外,在用于形成暂时固定层313的形成材料为硅酮树脂的情况下,作为上述溶 剂,优选使用甲苯、二氯甲烷、三氯乙烷等。另外,在用于形成暂时固定层313的形成材料为 脂肪族烯烃系树脂的情况下,作为上述溶剂,优选使用甲苯、乙酸乙酯等。另外,在用于形成 暂时固定层313的形成材料为氢化苯乙烯系热塑性弹性体的情况下,作为上述溶剂,优选 使用甲苯、乙酸乙酯等。另外,在用于形成暂时固定层313的形成材料为丙烯酸系树脂的情 况下,作为上述溶剂,优选使用丙酮、甲乙酮、甲醇、甲苯、乙酸乙酯等。在本实施方式中,优 选为:利用溶剂溶解暂时固定层313,另一方面片状树脂组合物316难以被该溶剂溶解。作 为此类暂时固定层313的材质、溶剂、及片状树脂组合物316的材质的优选的组合,可列举: 作为暂时固定层313的聚酰亚胺树脂、作为溶剂的NMP、作为片状树脂组合物316的环氧树 脂的组合;作为暂时固定层313的脂肪族烯烃系树脂、作为溶剂的甲苯、作为片状树脂组合 物316的环氧树脂的组合等。在本实施方式中,优选为:利用溶剂溶解暂时固定层313,另 一方面片状树脂组合物316、胶粘剂318难以被该溶剂溶解。作为此类暂时固定层313的材 质、溶剂、片状树脂组合物316的材质、及胶粘剂318的材质的优选的组合,可列举:作为暂 时固定层313的聚酰亚胺树脂、作为溶剂的NMP、作为片状树脂组合物316的环氧树脂、作为 胶粘剂318的丙烯酸系树脂的组合;作为暂时固定层313的脂肪族烯烃系树脂、作为溶剂的 甲苯、作为片状树脂组合物316的环氧树脂、作为胶粘剂318的聚酰亚胺树脂的组合等。
[0236][切割工序]
[0237] 接着,在切割工序(工序F3)中,将晶片311与片状树脂组合物316 -并切割,获 得带有片状树脂组合物316的芯片320 (参照图20)。切割可采用以往公知的刀具切割或激 光切割。
[0238][底部填充工序]
[0239] 接着,在底部填充工序(工序G3)中,将带有片状树脂组合物316的芯片320配置 于搭载用基板322,借助在芯片320所具有的电极上所形成的凸块321,将芯片320所具有 的电极(未图示)与搭载用基板322所具有的电极(未图示)接合,并且利用片状组合物 316密封(底部填充)芯片320与搭载用基板322的间隙(参照图21)。具体而言,首先, 与搭载用基板322相向地配置带有片状树脂组合物316的芯片320的片状树脂组合物316, 接着,使用倒装芯片接合机,自带有片状树脂组合物316的芯片320侧施加压力,由此进行 该工序。由此,借助在芯片320所具有的电极上所形成的凸块321,将芯片320所具有的电 极与搭载用基板322所具有的电极接合,并且利用片状组合物316密封(底部填充)芯片 320与搭载用基板322的间隙。接合温度优选为50~300°C,更优选为100~280°C。另 外,接合压力优选为〇? 02~lOMPa,更优选为0? 05~5MPa。
[0240] 以上,根据本实施方式的半导体装置的制造方法,可获得将形成有贯通电极的芯 片320安装于搭载用基板322、且利用片状组合物316密封芯片320与搭载用基板322的间 隙的半导体装置。根据本实施方式的半导体装置的制造方法,由于在片状树脂组合物316 露出的部分涂布胶粘剂318,因此利用溶剂溶解暂时固定层313而自晶片311剥离支承体 312时,溶剂难以与片状树脂组合物316相接触。其结果,可抑制片状树脂组合物316被溶 解。另外,如上所述,由于抑制了片状树脂组合物316的溶解,因此通过工序F3所获得的带 有片状树脂组合物316的芯片320的片状树脂组合物316,作为用于密封芯片320与搭载 用基板322的间隙的片状树脂组合物充分地发挥功能。另外,由于抑制了片状树脂组合物 316的溶解,因此可提高通过工序G3所获得的半导体装置(利用片状组合物密封芯片与搭 载用基板的间隙的半导体装置)的成品率。
[0241] 在上述实施方式中,对没有剥离胶粘剂318的情形进行了说明。然而,第3本发明 中并不限定于此例,还可在工序E3(支承体剥离工序)之后(例如,工序E3之后,且切割工 序之前),剥离胶粘剂。在工序E3 (支承体剥离工序)之后剥离胶粘剂的情况下,与没有剥 离的情况相比,在可抑制胶粘剂所引起的对半导体元件的污染的方面优异。胶粘剂的剥离 还可利用切割机等将胶粘剂物理切断,也可使用能够溶解胶粘剂的胶粘剂溶解用的溶剂进 行溶解。
[0242] 实施例
[0243] 以下,对本发明(第1本发明~第3本发明)的优选实施例,例示性地进行详细说 明。但是,该实施例所记载的材料或配合量等只要不是特别限定式的记载,其主旨就并非是 将该发明的主旨仅限定于此。另外,份是指重量份。
[0244][第1本发明]
[0245] 以下的各实施例等与第1本发明相对应。
[0246](实施例1)
[0247] <片状树脂组合物的制作>
[0248] 将下述(a)~(g)溶解于甲乙酮,获得固体成分浓度为23.6重量%的树脂组合物 溶液。
[0249] (a)以丙烯酸乙酯-甲基丙烯酸甲酯为主成分的丙烯酸酯系聚合物(商品名: "ParachronW-197CM",根上工业株式会社制造):100份
[0250](b)环氧树脂1 (商品名"Epikote1004 ",JER株式会社制造):56份
[0251] (c)环氧树脂2(商品名"Epikote828",JER株式会社制造):19份
[0252] (d)酚醛树脂(商品名"MilexXLC-4L",三井化学株式会社制造):75份
[0253] (e)球状二氧化娃(商品名"S0-25R",Admatechs株式会社制造):167份
[0254] (f)有机酸(商品名"邻茴香酸",东京化成株式会社制造):1. 3份
[0255] (g)咪唑催化剂(商品名"2PHZ-PW",四国化成株式会社制造):1.3份
[0256] 将该树脂组合物溶液涂布于经硅酮脱模处理的厚度为50ym的聚对苯二甲酸乙 二醇酯膜所构成的脱模处理膜(剥离衬垫)上后,在130°C下干燥2分钟。由此,制作厚度 20ym、直径190mm的圆形的片状树脂组合物A。
[0257] <切割胶带的制作>
[0258] 首先,准备包括IL圆底可分离式烧瓶、可分离式盖、分液漏斗、温度计、氮导入管、 李比希冷却器、真空密封圈、搅拌棒、搅拌翼的聚合用实验装置。
[0259] 接着,将丙稀酸2-甲氧基乙酯(品名:AcrylicsC-1,东亚合成公司制造)50 份、丙烯酰基吗啉(品名:ACM0,兴人公司制造)35份、丙烯酸2-羟基乙酯(品名: AcrylicsI3HEA,东亚合成公司制造)15份、以及相对于单体总量(100份)为0.2重量% (即,0.2份)的作为热聚合引发剂的2, 2'-偶氮二异丁腈(岸田化学公司制造)投入上述 聚合用实验装置,以使作为溶剂的乙酸乙酯中单体总量成为溶液的20重量%。之后,一面 在常温(23°C)下进行氮置换,一面进行1小时的搅拌。
[0260] 接着,在氮流入下,在利用水浴进行控制以使上述聚合用实验装置内的溶液温度 成为60°C±2°C的同时搅拌10小时,获得中间聚合物溶液。需要说明的是,在上述中间聚 合物的聚合途中,适当进行聚合中的温度控制、为了防止急剧的粘度上升(例如,单体侧链 的极性基等所引起的氢键所致的粘度上升)而适当进行乙酸乙酯的滴加。
[0261] 接着,将上述中间聚合物溶液冷却至室温(23°C),之后,添加甲基丙烯酸2-异氰 酸根合乙酯(KarenzMOI;昭和电工公司制造)16重量份、二月桂酸二丁基锡IV(和光纯药 工业公司制造)0.1重量份。
[0262] 接着,边在空气气氛下保持为50°C边搅拌24小时,获得最终聚合物溶液。
[0263] 在上述最终聚合物溶液中,相对于最终聚合物溶液中的固体成分100重量份混合 二季戊四醇六丙烯酸酯(KAYARADDPHA;日本化药制造)30重量份、作为光聚合引发剂的 1-羟基环己基苯基酮(Irgacure184;汽巴精化公司制造)3重量份及聚异氰酸酯系交联剂(CoronateL;日本聚氨酯公司制造)3重量份并进行均匀搅拌,获得粘合剂溶液。
[0264] 将所获得的粘合剂溶液使用敷料器涂布于经硅酮系脱模处理的PET膜的脱模处 理面后,利用120°C的干燥机干燥2分钟,获得厚度30ym的粘合剂层A。
[0265] 接着,使用T型模头挤出将直链状低密度聚乙烯树脂(制品名:NovatecLD,日本 聚乙烯公司制造)制膜。该直链状低密度聚乙烯树脂层的厚度为IOOym。接着,对直链状 低密度聚乙烯树脂层的单面进行电晕处理,并在电晕处理面上使用手压辊贴合上述粘合剂 层A。之后,在50°C下放置72小时使其密接,获得本实施例的切割胶带A。
[0266]〈切割胶带一体型片状树脂组合物的制作〉
[0267] 将片状树脂组合物A使用手压辊贴合于上述切割胶带A的粘合剂层A上,制作切 割胶带一体型片状树脂组合物A。
[0268]〈暂时固定层的制作〉
[0269] 在氮气流下的气氛中,在2528.Og的N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)中,在70°C下混 合聚醚二胺(Hinzman制造,D-4000,分子量:4023. 5)29. 5g、4,V-二胺基二苯醚(DDE,分 子量:200. 2)90. 3g及均苯四甲酸二酐(PMDA,分子量:218. 1) 100.Og并使其反应,获得聚酰 胺酸溶液A。冷却至室温(23°C)后,将聚酰胺酸溶液A涂布于隔离件上,在90°C下干燥3 分钟后,获得厚度IOOym的暂时固定层A。
[0270]〈胶粘剂溶液的调整〉
[0271] 依据表1的配合,并除此方面以外,利用与暂时固定层A用溶液(聚酰胺酸溶液A) 相同的方法获得胶粘剂层用溶液B(聚酰胺酸溶液B)。将所获得的胶粘剂层用溶液冷却至 室温(23°C)。
[0272]表 1
[0273]
[0274][工艺评价]
[0275] 将暂时固定层A粘贴于直径195mm、厚度725ym的硅晶片。粘贴在温度90°C、压 力0.IMPa下通过辊层压而进行。粘贴后,在300°C、1.5小时、氮气气氛的条件下,将暂时固 定层A酰亚胺化。
[0276] 在粘贴有娃晶片的暂时固定层A的另一面上,粘贴作为支承体的底座(直径 200mm,厚度726ym的硅晶片)。粘贴在温度120°C、压力0? 3MPa下进行。
[0277] 接着,在暂时固定层A与底座的斜面部之间,涂布胶粘剂层用溶液B,使其干燥,形 成胶粘剂层B。由此,将暂时固定层A固定于底座。
[0278] 通过以上处理,获得依次层叠有底座、暂时固定层A及硅晶片的层叠体。
[0279] 使用所获得的层叠体进行背面研削直至晶片厚度成为50ym为止。接着,将所获 得的研削层叠体,在80°C、0. 2MPa、10mm/S的条件下层压于切割胶带一体型片状树脂组合 物A。此时,还将晶片固定夹具同时层压于切割胶带一体型片状树脂组合物A。需要说明的 是,层压以使胶粘剂层B不会露出到晶片外部的方式进行。
[0280] 接着,以底座朝下而浸渍至粘合剂层A为止的方式浸渍于NMP溶液中30秒,取出。 使用镊子剥离底座,自切割胶带一体型片状树脂组合物A的基材(直链状低密度聚乙烯树
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