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TWI549241B - Method for manufacturing wafer sealant and semiconductor device - Google Patents

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TWI549241B
TWI549241B TW100144216A TW100144216A TWI549241B TW I549241 B TWI549241 B TW I549241B TW 100144216 A TW100144216 A TW 100144216A TW 100144216 A TW100144216 A TW 100144216A TW I549241 B TWI549241 B TW I549241B
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resin layer
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菅生道博
近藤和紀
加藤英人
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信越化學工業股份有限公司
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Description

晶圓封膠材及半導體裝置之製造方法
本發明係關於一種晶圓封膠材，尤其用以使於表面具有半導體元件之晶圓一次樹脂封膠的封膠材，又，有關於半導體裝置之製造方法。
近年之晶圓尺寸係發展大口徑化、薄膜化，從製造步驟之單純化、成本之刪減的觀點，尋求一種使於表面具有半導體元件之晶圓以晶圓規格封裝的技術。因此，習知之固形型式的環氧樹脂之轉注成型方法之外，已提出一種使用液狀型之環氧樹脂的壓縮成型方法(專利文獻1)。但，在轉注成型中係因於狹部使樹脂流動，擔心引起線路變形，亦易引起伴隨封裝面積之增大的塡充不良之問題。又，在壓縮成型法中係晶圓之端面部分的成型範圍很難細微控制上，於成型機流入液狀封裝樹脂時之流動性與物性最適化乃不容易之問題仍存在。
對於此問題，於晶圓規格晶片大小封裝體之晶片表面保護及金屬柱的封裝已提出硬化性黏著片(專利文獻2)。若為如此之硬化性黏著片，因不須流入樹脂，故不產生如前述之問題。但，近年之晶圓大小係藉大口徑化、薄膜化，至今，不成為問題之封膠後的晶圓翹曲成為問題，進一步，尤其於硬化性黏著片係亦尋求對於大口徑、薄膜晶圓良好之轉印性能。此點，在前述硬化性黏著片係使用硬 化收縮大之環氧樹脂，厚度300μm之直徑200mm(8英吋)的晶圓中係翹曲及轉印性能不成為問題。但在其以上之大小的晶圓中係有無法忽略翹曲之問題。因此，期望一種可對於直徑200mm(8英吋)、直徑300mm(12英吋)等之大口徑、薄膜晶圓具有良好之轉印性能，且可抑制封膠後之晶圓的翹曲之晶圓封膠材。
〔先前技術文獻〕 〔專利文獻〕
〔專利文獻1〕WO 2009-142065號公報
〔專利文獻2〕特開2004-161886號公報
〔發明之概要〕
本發明係為解決上述課題而成者，目的在於提供一種並非液狀而為薄膜狀之封膠材，可使形成半導體元件之晶圓一次封膠(晶圓封膠)者，且對於大口徑、薄膜晶圓具有良好之轉印性能，且可得到可撓性且低應力性之硬化物，成形後(封膠後)之晶圓翹曲少，可適宜使用來作為晶圓規格封裝體之封膠材的晶圓封膠材、及使用其之半導體裝置的製造方法。
為解決上述課題，在本發明中係提供一種晶圓封膠材 ，其係用以使於表面具有半導體元件之晶圓一次樹脂封膠的封膠材，其特徵係至少具有由丙烯酸樹脂、具有環氧基之聚矽氧樹脂、胺基甲酸酯樹脂、聚醯亞胺聚矽氧樹脂之任一者、與填充劑所構成之樹脂層者，且形成薄膜狀者。
如此地，若為一種晶圓封膠材，其係用以使於表面具有半導體元件之晶圓一次樹脂封膠的晶圓封膠材，至少具有由丙烯酸樹脂、具有環氧基之聚矽氧樹脂、胺基甲酸酯樹脂、聚醯亞胺聚矽氧樹脂之任一者、與填充劑所構成之樹脂層者，且形成薄膜狀者，對於大口徑、薄膜晶圓具有良好之轉印性能，且可得到可撓性且低應力性之硬化物，封膠後之晶圓翹曲少，可適宜使用來作為晶圓規格封裝體之封膠材的晶圓封膠材。
又，宜前述樹脂層之膜厚為20微米至500微米的晶圓封膠材。
如此地，若前述樹脂層之膜厚為20微米至500微米的晶圓封膠材，轉印性能成為更良好之膜厚，又，因不太厚，故於封膠後係成為可更抑制晶圓之翹曲的晶圓封膠材，故佳。
進一步，前述樹脂層係宜形成於支撐膜上，且於該樹脂層上具備保護膜之晶圓封膠材。
在實際之使用中係如此地，若為前述樹脂層形成於支撐膜上，且於該樹脂層上具備保護膜之晶圓封膠材，因可任意使用，故佳。
又，宜硬化後之前述樹脂層在25℃之貯存彈性率為 1GPa以下之晶圓封膠材。
如此地，若硬化後之前述樹脂層在25℃之貯存彈性率為1GPa以下之晶圓封膠材，宜成為可得到可撓性且低應力性之硬化物，封膠後之晶圓翹曲少的晶圓封膠材，故佳。
進一步，本發明中係提供一種半導體裝置之製造方法，其特徵係至少具有如下步驟；轉印步驟：其係至少使薄膜狀的前述晶圓封膠材轉印至於表面具有半導體元件的晶圓；加熱步驟：其係加熱前述被轉印之晶圓封膠材；及個片化步驟：其係使於具有前述被加熱之晶圓封膠材的前述表面上具有半導體元件之晶圓，切割每一該晶圓封膠材而個片化。
如此地，若為一種半導體裝置之製造方法，其係至少具有如下步驟；轉印步驟：其係使薄膜狀的前述晶圓封膠材轉印至於表面具有半導體元件的晶圓；加熱步驟：其係加熱前述被轉印之晶圓封膠材；及個片化步驟：其係使於具有前述被加熱之晶圓封膠材的前述表面上具有半導體元件之晶圓，切割每一該晶圓封膠材而個片化。在晶圓程度封裝體中，對於大口徑、薄膜晶圓可良好地轉印晶圓封膠材，進一步該晶圓封膠材係因可得到可撓性且低應力性之硬化物，故於加熱步驟後，可抑制被封膠之前述晶圓翹曲，可使翹曲被抑制之晶圓個片化，故成為可製造品質均一的半導體裝置之方法。
如以上說明般，若依本發明，可提供一種並非液狀而為薄膜狀之封膠材，可使形成有半導體元件之晶圓一次封膠(晶圓封膠)者，且對於大口徑、薄膜晶圓具有良好之轉印性能，且可得到可撓性且低應力性之硬化物，封膠後之晶圓翹曲少，可適宜使用來作為晶圓規格封裝體之封膠材的晶圓封膠材、及使用晶圓封膠材之半導體裝置的製造方法。
〔用以實施發明之形態〕
以下，詳細說明有關本發明之晶圓封膠材及使用晶圓封膠材之半導體裝置的製造方法，但本發明係不限定於此等。
如前述般，對於大口徑、薄膜晶圓具有良好之轉印性能，且可得到可撓性且低應力性之硬化物，封膠後之晶圓翹曲少之晶圓封膠材、及使用晶圓封膠材之半導體裝置的製造方法。
本發明人等係為達成上述課題，累積專心硏究之結果，發現若為用以使於表面具有半導體元件之晶圓一次樹脂封膠的晶圓封膠材，至少具有由丙烯酸樹脂、具有環氧基之聚矽氧樹脂、胺基甲酸酯樹脂、聚醯亞胺聚矽氧樹脂之任一者、與塡充劑所構成之樹脂層者，且形成薄膜狀之晶圓封膠材，對於大口徑、薄膜晶圓具有良好之轉印性能；又發現可得到可撓性且低應力性之硬化物；發現封膠後之 晶圓翹曲少之晶圓封膠材，終完成本發明。
又，本發明人等係若為使用該晶圓封膠材之半導體裝置的製造方法，發現為使用薄膜狀之封膠材，可抑制隨封裝面積增大之填充不良，及對於大口徑、薄膜晶圓亦可良好地轉印晶圓封膠材；進一步發現該晶圓封膠材係可得到可撓性且低應力性之硬化物，故封膠後之晶圓翹曲少，因此，發現搬送被封膠之晶圓時之吸附不良可抑制，又，個片化時係成為可避免切斷處等之位置偏差的半導體裝置之製造方法，終完成本發明。以下，詳細說明。
為解決上述課題，在本發明中係提供一種晶圓封膠材，其係用以使於表面具有半導體元件的晶圓一次樹脂封膠之晶圓封膠材，
其特徵係至少具有由丙烯酸樹脂、具有環氧基之聚矽氧樹脂、胺基甲酸酯樹脂、聚醯亞胺聚矽氧樹脂之任一者、與填充劑所構成之樹脂層者，且形成薄膜狀者。
[樹脂層]
可形成本發明之薄膜狀的晶圓封膠材係至少具有由丙烯酸樹脂、具有環氧基之聚矽氧樹脂、胺基甲酸酯樹脂、聚醯亞胺聚矽氧樹脂之任一者、與填充劑所構成之樹脂層。
前述樹脂層之膜厚宜為20微米至500微米者，更宜為20微米至400微米者，尤宜為20微米至300微米者。若膜厚為20微米至500微米者，轉印性能變成更良好的 膜厚，又，因不太厚，於封膠後係可更抑制晶圓之翹曲之晶圓封膠材，故佳。因此，晶圓尺寸為大口徑化(8英吋、12英吋、或其以上)、薄膜化時，可更抑制封膠後之晶圓的翹曲，進一步，可發揮對於該晶圓更良好之轉印性能，故佳。
又，本發明之薄膜狀的晶圓封膠材係可具有支撐薄膜與保護薄膜。前述樹脂層係宜形成於前述支撐膜上，且於該樹脂層上具備保護膜者。在實際之使用中如此地具備支撐膜與保護膜之晶圓封膠材係可任意使用，故佳。
進一步，宜為硬化後之前述樹脂層在25℃之貯存彈性率為1GPa以下者，更宜為700MPa以下者，尤宜為400MPa以下者。若貯存彈性率為1GPa以下，可得到可撓性且低應力性之硬化物，成為封膠後之晶圓翹曲少的晶圓封膠材，故佳。因此，晶圓尺寸為大口徑化(8英吋、12英吋、或其以上)、薄膜化時，可更抑制封膠後之晶圓的翹曲，故佳。以下，說明有關構成樹脂層之成分。
[丙烯酸樹脂]
本發明之丙烯酸樹脂係無特別限定，但宜為藉由(a)丙烯酸酯及/或甲基丙烯酸酯、(b)丙烯腈及/或甲基丙烯腈、以及(c)不飽和羧酸之3成分共聚合所得到之丙烯酸系聚合物。又，此丙烯酸系聚合物係可為只由(a)~(c)成分所構成的共聚物，亦可含有其他之成分的共聚物。(a)成分係可以下述通式(1)例示。
(R1為1價之烴基)
以上述通式(1)所示之(a)成分的丙烯酸酯及/或甲基丙烯酸酯係對前述丙烯酸系聚合物賦予柔軟性者，丙烯酸酯之具體化合物係可舉例如(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸異丁酯、(甲基)丙烯酸異戊酯、(甲基)丙烯酸正己酯、(甲基)丙烯酸異辛酯、(甲基)丙烯酸-2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸正辛酯、(甲基)丙烯酸異壬酯、(甲基)丙烯酸正癸酯、(甲基)丙烯酸異癸酯等。其中，R1為碳數1~12，尤宜為1~4之烷基的(甲基)丙烯酸烷酯。此等(a)成分之(甲基)丙烯酸酯係可一種單獨使用，亦可併用二種以上。
(C)成分之不飽和羧酸係與賦予黏著性同時地加熱時成為交聯點者，只要為可具有羧基之共聚合的乙烯基單體即可，具體的化合物可舉例如丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸、馬來酸、富馬酸、衣康酸等。
於上述之(a)~(c)成分的混合物使用過氧化物等之自由基起始劑，可合成丙烯酸系聚合物。自由基聚合起始劑並無特別限制，但可舉例如2,2’-偶氮雙異丁腈、2,2’-偶氮雙(2,4、二甲基戊腈)、二甲基2,2-偶氮雙(2- 甲基丙酸酯)、過氧化苯甲醯基、過氧化月桂醯基等。合成法係可使用周知之聚合法。
若為至少具有由前述丙烯酸樹脂與塡充劑所構成之前述樹脂層的薄膜狀晶圓封膠材，使形成有半導體元件之晶圓一次封膠(晶圓封膠)者，晶圓尺寸為大口徑化(8英吋、12英吋、或其以上)、薄膜化時，具有良好之轉印性能，且可得到可撓性且低應力性之硬化物，成形後(封膠後)之晶圓翹曲少，成為可適宜使用來作為晶圓規格封裝體之封膠材的晶圓封膠材。
[具有環氧基之聚矽氧樹脂]
本發明之具有環氧基之聚矽氧樹脂，係若為具有環氧基之聚矽氧化合物，直鏈、環狀、分枝狀等無特別限定，但可適宜使用之例，宜為具有環氧基之環狀聚矽氧化合物，又，宜為以有機氫聚矽氧烷與含有烯基之聚矽氧烷的氯化鉑酸所得到之氫矽氧烷化所得到的聚矽氧樹脂，且具有環氧基之聚矽氧樹脂。此時，亦可添加聚矽氧樹脂。
若為至少具有由前述具有環氧基之聚矽氧樹脂與塡充劑所構成之前述樹脂層的薄膜狀晶圓封膠材，可使形成有半導體元件之晶圓一次封膠(晶圓封膠)者，晶圓尺寸為大口徑化(8英吋、12英吋、或其以上)、薄膜化時，具有良好之轉印性能，且可得到可撓性且低應力性之硬化物，成形後(封膠後)之晶圓翹曲少，成為可適宜使用來作為晶圓規格封裝體之封膠材的晶圓封膠材。
[胺基甲酸酯樹脂]
本發明之胺基甲酸酯樹脂係無特別限定，但適宜使用之例，可舉例如由有機二異氰酸酯化合物與下述通式(2)之原料所合成的胺基甲酸酯樹脂。R2係可舉例如碳數1~7的同一或相異之烷基或芳基，宜為甲基、乙基、丙基、苯基、4-甲基苯基等。又，X為羥基或胺基，以下述通式(2)所示之分枝狀二醇或二胺係在胺基甲酸酯樹脂合成中成為鏈延長劑。
(式中，R2係碳數1~7的相同或相異之烷基或芳基，X為羥基或胺基)
前述有機二異氰酸酯化合物係可舉例如2,4-甲苯基二異氰酸酯、2,6-甲苯基二異氰酸酯、間苯二異氰酸酯、對苯二異氰酸酯、4,4’-二苯基甲烷二異氰酸酯、2,4’-二苯基甲烷二異氰酸酯、2,2’-二苯基甲烷二異氰酸酯、3,3’-二甲基-4,4’-聯苯基二異氰酸酯、3,3’-二甲氧基-4,4’-聯苯基二異氰酸酯、3,3’-二氯-4,4’-聯苯基二異氰酸酯、1,5-萘二異氰酸酯、1,5-四氫萘二異氰酸酯、四亞甲基二異氰酸酯、1,6-六亞甲基二異氰酸酯、十二亞甲基二異氰酸酯、三甲基六亞甲基二異氰酸酯、1,3-環己基二異氰酸酯、 1,4-環己基二異氰酸酯、二甲苯基二異氰酸酯、四甲基二甲苯基二異氰酸酯、氫化二甲苯基二異氰酸酯、甘胺酸二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、4,4’-二環己基甲烷二異氰酸酯、3,3’-二甲基-4,4’-二環己基甲烷二異氰酸酯等。
使以上述通式(2)所示之鏈延長劑與前述有機二異氰酸酯化合物反應而合成胺基甲酸酯樹脂時之鏈延長劑與有機二異氰酸酯化合物的比率宜當量為1比1之量。
若為至少具有由前述胺基甲酸酯樹脂與塡充劑所構成之前述樹脂層的薄膜狀晶圓封膠材，可使形成有半導體元件之晶圓一次封膠(晶圓封膠)者，晶圓尺寸為大口徑化(8英吋、12英吋、或其以上)、薄膜化時，具有良好之轉印性能，且可得到可撓性且低應力性之硬化物，成形後(封膠後)之晶圓翹曲少，成為可適宜使用來作為晶圓規格封裝體之封膠材的晶圓封膠材。
[聚醯亞胺聚矽氧樹脂]
本發明之聚醯亞胺聚矽氧樹脂係無特別限定，但適宜使用之例可舉例如由酸二酐與二胺基聚矽氧烷等之二胺聚矽氧化合物合成聚醯胺酸，如此之後，加熱脫水所得到之聚醯亞胺聚矽氧樹脂。
於前述聚醯胺酸之合成所使用的酸二酐係可舉例如3,3’,4,4’-二苯基碸四羧酸二酐、3,3’,4,4’-聯苯基四羧酸二酐、2,3’,3,4’-聯苯基四羧酸二酐、5-(2,5-二噁四氫-3-呋喃基)-3-甲基-3-環己烯-1,2-二羧酸酐、4-(2,5-二噁四 氫呋喃-3-基)-1,2,3,4-四氫萘-1,2-二羧酸酐、1,2,3,4-丁烷四羧酸二酐、3,3’,4,4’-二苯甲酮四羧酸二酐、4,4’-六氟亞丙基雙酞酸二酐、1,3-四甲基二矽氧烷雙酞酸二酐、4,4’-氧二酞酸二酐。
若為至少具有由前述聚醯亞胺聚矽氧樹脂與塡充劑所構成之前述樹脂層的薄膜狀晶圓封膠材，可使形成有半導體元件之晶圓一次封膠(晶圓封膠)者，晶圓尺寸為大口徑化(8英吋、12英吋、或其以上)、薄膜化時，具有良好之轉印性能，且可得到可撓性且低應力性之硬化物，成形後(封膠後)之晶圓翹曲少，成為可適宜使用來作為晶圓規格封裝體之封膠材的晶圓封膠材。
[塡充劑]
本發明之塡充劑係無特別限定，但可適宜使用之例可舉例如二氧化矽粉末、複合聚矽氧橡膠微粒子、聚矽氧微粒子、丙烯酸微粒子等，可使公知者一種單獨使用，亦可組合二種以上而使用。又，可以與半導體元件及晶圓等之密著性的提昇作為目的而添加碳功能矽烷。
前述二氧化矽微粉末係可舉例如發煙二氧化矽、沈澱性二氧化矽等之補強性二氧化矽；石英等之結晶性二氧化矽。具體上係可例示日本Aerosil公司製Aerosil R972、R974、R976；(股)Adomatex公司製之SE-2050、SC-2050、SE-1050、SO-E1、SO-C1、SO-E2、SO-C2、SO-E3、SO-C3、SO-E5、SO-C5；信越化學工業社製之Musil 120A、Musil 130A等。
前述複合聚矽氧橡膠微粒子係可使用例如信越化學工業社製之KMP-600、KMP-605、X-52-7030等。
前述二氧化矽微粉末係可使用例如信越化學工業社製之KMP-590、KMP-701等。又，可舉例如平均粒徑0.1~10μm者。若平均粒徑為0.1μm以上，可抑制黏度過度增大，若平均粒徑為10μm以下，可抑制封裝後之表面狀態變粗劣，故佳。
前述丙烯酸微粒子係可使用例如根上工業社製之Art Pearl G-800、SE-006等。又，可舉例如平均粒徑0.1~60μm者。若平均粒徑為0.1μm以上，可抑制黏度過度增大，若平均粒徑為60μm以下，可抑制封裝後之表面狀態變粗劣，故佳。
本發明之樹脂層所含有的塡充劑之含量係使樹脂層之總質量作為100質量%，可含有1~97質量%，宜為5~95質量%，更宜為10~92質量%。若為1質量%以上，可更抑制樹脂層之硬化後的翹曲，若為97質量%以下，可抑制黏度過度增大，故佳。
若為至少具有由上述各樹脂之任一者與以上之塡充劑所構成之前述樹脂層的薄膜狀晶圓封膠材，晶圓尺寸為大口徑化(8英吋、12英吋、或其以上)、薄膜化時，可抑制封膠後之晶圓翹曲，進一步對於該晶圓可發揮良好之轉印性能。
[任意成分]
本發明之樹脂層係其他可含有環氧樹脂、聚醯亞胺樹脂、聚矽氧樹脂等。以下，說明有關本發明可含有的各樹脂。
[環氧樹脂]
本發明可含有之環氧樹脂係無特別限定，但可舉例如酚酚醛清漆型樹脂、甲酚酚醛清漆型樹脂、二縮水甘油基雙酚A等之雙酚A型環氧樹脂、二縮水甘油基雙酚F等之雙酚F型環氧樹脂、三苯醇丙烷三縮水甘油基醚等之三苯基甲烷型環氧樹脂、3,4-環氧基環己基甲基-3,4-環氧基環己烷羧酸酯等之環狀脂肪族環氧樹脂、二縮水甘油基酞酸酯、二縮水甘油基六氫酞酸酯、二甲基縮水甘油基酞酸酯等之縮水甘油基酯系樹脂、四縮水甘油基二胺基二苯基甲烷、三縮水甘油基對胺基酚、二縮水甘油基苯胺、二縮水甘油基甲苯胺、四縮水甘油基雙胺基甲基環己烷等之縮水甘油基胺系樹脂等，可使此等1種單獨或2種以上併用而使用。進一步，依需要而可於1分子中添加含有1個環氧基之單官能環氧基化合物。
就促進上述環氧樹脂之反應的目的、或於前述樹脂層含有具環氧基之化合物時促進環氧基之反應的目的亦可使用各種硬化促進劑。硬化促進劑之例可舉例如三苯基磷、三環己基磷等之有機磷化合物、三甲基六亞甲基二胺、二胺基二苯基甲烷、2-(二甲基胺基甲基)酚、2,4,6-參( 二甲基胺基甲基)酚、三乙醇胺等之胺化合物、2-甲基咪唑、2-乙基咪唑、2-苯基咪唑及2-苯基-4,5-二羥基甲基咪唑等之咪唑化合物。
[聚醯亞胺樹脂]
本發明可含有之聚醯亞胺樹脂係無特別限定，但適宜使用之例可舉例如由酸二酐與二胺化合物合成聚醯胺酸，如此之後，加熱脫水所得到之聚醯亞胺樹脂。
於前述聚醯胺酸之合成所使用的酸二酐係可舉例如3,3’,4,4’-二苯基碸四羧酸二酐、3,3’,4,4’-聯苯基四羧酸二酐、2,3’,3,4’-聯苯基四羧酸二酐、5-(2,5-二噁四氫-3-呋喃基)-3-甲基-3-環己烯-1,2-二羧酸酐、4-(2,5-二噁四氫呋喃-3-基)-1,2,3,4-四氫萘-1,2-二羧酸酐、1,2,3,4-丁烷四羧酸二酐、3,3’,4,4’-二苯甲酮四羧酸二酐、4,4’-六氟亞丙基雙酞酸二酐、1,3-四甲基二矽氧烷雙酞酸二酐、4,4’-氧二酞酸二酐。
前述聚醯胺酸之合成所使用的二胺化合物係可舉例如3,3’-二胺基-4,4’-二羥基聯苯基、2,2’-二胺基-4,4’-二羥基聯苯基、2,2-雙(4-胺基-3-羥基苯基)丙烷、2,2-雙(3-胺基-4-羥基苯基)丙烷、9,9-雙(3-胺基-4-羥基苯基)芴、2,2’-亞甲基雙[6-(4-胺基-3,5-二甲基苯甲基)-4-甲基]酚、3,3’-二胺基-4,4’-二羥基二苯基醚、2,2-雙(3-胺基-4-羥基苯基)六氟丙烷等之具有酚基的二胺、4,4’-二胺基苯並苯胺、4,4’-二胺基二苯基醚、3,4’-二胺基二苯基醚、 4,4’-二胺基二苯基碸、3,3’-二甲基-4,4’-二胺基聯苯基、4,4’-(對伸苯基二亞異丙基)二苯胺、4,4’-(間伸苯基二亞異丙基)二苯胺、1,3-雙(4-胺基苯氧基)苯、1,4-雙(4-胺基苯氧基)苯、1,3-雙(3-胺基苯氧基)苯、2,2-雙[4-(4-胺基苯氧基)苯基]丙烷、2,2-雙[4-(4-胺基苯氧基)苯基]六氟丙烷、雙[4-(4-胺基苯氧基)苯基]碸、雙[4-(3-胺基苯氧基)苯基]碸、4,4’-雙(4-胺基苯氧基)聯苯基、9,9-雙(4-胺基苯基)芴等。
[聚矽氧樹脂]
於本發明可含有之聚矽氧樹脂係無特別限定，但可適宜使用之例宜為藉由有機氫聚矽氧烷與含有烯基之聚矽氧烷之氯化鉑酸所產生的氫矽烷化所得到之聚矽氧樹脂。又，此時，亦可添加聚矽氧樹脂。
[有機溶劑]
於本發明之樹脂層中係可適宜含有有機溶劑。有機溶劑係無特別限定，但可舉例如甲乙酮、環己酮、環庚酮、甲苯等。
[支撐薄膜]
本發明形成薄膜狀的晶圓封膠材係可具有支撐薄膜。前述支撐薄膜係可單一亦可層合複數之聚合物薄膜的多層薄膜。材質係有聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、聚對苯二甲 酸乙二酯等之合成樹脂薄膜，但宜為具有適當的可撓性、機械強度及耐熱性之聚對苯二甲酸乙二酯。又，有關此等之支持薄膜係可進行電暈處理或塗佈有離型劑之各種處理。此等係可使用市售品，可舉例如Selapeal WZ(RX)、Selapeal BX8(R)(以上，Toray薄膜加工(股(製)、E7302、E7304(以上，東洋紡績(股)製)、Bulex G31、Bulex G71T1(以上，帝人Dupont Film(股(製)、PET38×1-A3、PET 38×1-V8、PET 38×1-X08(以上，Nippa(股)製)等。
[保護薄膜]
本發明形成薄膜狀的晶圓封膠材係可具有保護薄膜。前述保護薄膜係可使用與上述之支撐薄膜同樣者，但宜為具有適當的可撓性之聚對苯二甲酸乙二酯及聚乙烯。此等係可使用市售品，聚對苯二甲酸乙二酯係已例示者，聚乙烯可舉例如GF-8(Tampoly(股)製)、PE Film O型(Nippa(股)製)。
上述支撐薄膜及保護薄膜之厚度係從晶圓封膠材之製造中的安定性及對捲芯之捲性、所謂防止捲曲之觀點，任一者均宜為10~100μm、尤宜為25~50μm。
[晶圓封膠材]
本發明之晶圓封膠材係用以使於表面具有半導體元件的晶圓一次樹脂封膠之晶圓封膠材，為至少具有由丙烯酸 樹脂、具有環氧基之聚矽氧樹脂、胺基甲酸酯樹脂、聚醯亞胺聚矽氧樹脂之任一者、與塡充劑所構成之樹脂層者，且形成薄膜狀者。將本發明之晶圓封膠材的一態樣例示於圖1中。本發明形成薄膜狀的晶圓封膠材10係前述樹脂層2之外，可具有前述支撐薄膜1及前述保護薄膜3。若為如此之晶圓封膠材，晶圓尺寸為大口徑化(8英吋、12英吋、或其以上)、薄膜化時，可抑制封膠後之晶圓翹曲，進一步對於該晶圓可發揮良好之轉印性能。
於藉本發明之晶圓封膠材被一次樹脂封膠之前述表面具有半導體元件的晶圓係可為於表面積載半導體元件(晶片)之晶圓，亦可為於表面製作半導體元件之半導體晶圓。
又，本發明之晶圓封膠材係形成薄膜狀者。若為如此之薄膜狀的晶圓封膠材，使於表面具有半導體元件的晶圓一次樹脂封膠時，不須流入樹脂。因此，以轉注成型所產生之線路變形、塡充不良、或以壓縮成型法產生之成型範圍的控制困難性、液狀封裝樹脂之流動性與物性之最適化的問題係可解決。
本發明之薄膜狀的晶圓封膠材係例如於支撐薄膜上形成前述樹脂層，於該樹脂層上使保護薄膜黏著來製造。
[半導體裝置之製造方法]
又本發明係提供一種半導體裝置之製造方法，其特徵係至少具有如下步驟；轉印步驟：其係使前述薄膜狀的晶 圓封膠材轉印至於表面具有半導體元件的晶圓；加熱步驟：其係加熱前述被轉印之晶圓封膠材；及個片化步驟：其係使於具有前述被加熱之晶圓封膠材的前述表面上具有半導體元件之晶圓，切割每一該晶圓封膠材而個片化。以下，有關使用本發明之晶圓封膠材的半導體裝置之製造方法的一實施形態，使用圖2而詳細說明。
[轉印步驟]
本發明之轉印步驟係使薄膜狀之前述晶圓封膠材10轉印至於表面具有半導體元件4之晶圓7的轉印步驟(圖2(A)~(D)。首先，從薄膜狀之晶圓封膠材10剝離保護薄膜3，使樹脂層2露出(圖2(A)、(B))。介由銅柱5與底部塡充劑6對於表面具有半導體元件4之晶圓7而使晶圓封膠材的樹脂層2黏著(圖2(C))。其後，剝離支撐薄膜1俾晶圓封膠材(樹脂層2)轉印至具有半導體元件4之晶圓7之表面(圖2(D))。前述晶圓封膠材10係即使對於大口徑化、薄膜化之晶圓7亦可良好地轉印，故可抑制隨封膠面積之增大的塡充不良。又，在此轉印步驟中，晶圓封膠材之樹脂層2係對於晶圓7之半導體元件4的形狀不產生間隙而可轉印。
轉印晶圓封膠材之晶圓係如圖2所示般，於表面半導體元件4介由銅柱5與底部塡充劑6而積載，於背面具有焊錫塊8之晶圓，亦可於表面製作半導體元件之半導體晶圓。
[加熱步驟]
本發明之加熱步驟係加熱前述被轉印之晶圓封膠材(樹脂層2)之步驟。晶圓封膠材(樹脂層2)係藉加熱來硬化，可使於表面具有半導體元件4之晶圓7一次封膠。以硬化後之晶圓封膠材(樹脂層2’)封膠之晶圓7係可為大口徑化、薄膜化之晶圓，亦成為可抑制翹曲者(圖2(E))。
[個片化步驟]
本發明之個片化步驟係於具有前述被加熱之晶圓封膠材(硬化後之樹脂層2’)的前述表面具有半導體元件4之晶圓7，使用切晶機(未圖示)而切割每一該晶圓封膠材(硬化後之樹脂層2’)而個片化之步驟。封膠後，翹曲被抑制之晶圓7係可良好地個片化。藉此，可製造以被個片化之硬化後的樹脂層2”被封膠，被個片化之晶圓7’所構成的半導體裝置9(圖2(F))。
如此地，若為使用前述晶圓封膠材而製造半導體裝置之方法，晶圓尺寸為大口徑化(8英吋、12英吋、或其以上)、薄膜化時，對於晶圓使樹脂層良好地轉印，可抑制封膠後之晶圓的翹曲。因此，無晶圓搬送時之吸附不良、個片化步驟中之切割處的位置偏差等之不佳情形，成為可製造半導體裝置之半導體裝置的製造方法。
[實施例]
以下，顯示本發明之晶圓封膠材及半導體裝置的製造方法之實施例及比較例而更詳細地說明本發明，但本發明係不限定於此等。
首先說明有關本發明之晶圓封膠材。
[實施例1]
將下述成分饋入於自轉、公轉方式之混合機(股)Thinky公司製)，進一步，加入甲乙酮以使此等成分之合計濃度成為50質量%，進行混合，而調製具有環氧基之聚矽氧樹脂與塡充劑所構成之樹脂組成物(I)。
SG-P3：具有環氧基之丙烯腈系樹脂(Nagase Chemtex公司製)60質量份。
KF-102：具有環氧基之聚矽氧樹脂(信越化學工業公司製)40質量份
RE-310S：雙酚A型環氧樹脂(Japan Epoxy Resin公司製)20質量份。
4,4’-DDS：4,4’-二胺基二苯基碸(和歌山精化公司製)3質量份
2PHZ：2-苯基-4,5-二羥基甲基咪唑(四國化成製)1質量份
SE-2050：二氯化矽微粉末(Adomatex公司製)15質量份
[薄膜狀之晶圓封膠材的製作]
使用模縫塗佈機作為薄膜塗佈機，使用聚對苯二甲酸乙二酯薄膜(厚38μm)作為支撐薄膜，使前述樹脂組成物(I)塗佈於上述支撐薄膜上。然後，藉由以5分鐘通過設定於100℃之熱風循環烘箱(長4m)，俾於支撐薄膜上形成膜厚100μm之樹脂層。然後，從上述樹脂層之上，使用聚乙烯膜(厚50μm)作為保護薄膜，使上述保護薄膜使用積層輥而以壓力1MPa貼合，製作晶圓封膠材(實施例1)。
[實施例2]
於具備攪拌機、溫度計及氮取代裝置之燒瓶內，饋入4,4’-六氟亞丙烯雙酞酸二酐44.4g(0.1莫耳)及二甘醇二甲醚350g。繼而，一邊使2,2-雙(3-胺基-4-羥基苯基)丙烷5.2g(0.02莫耳)及二胺基矽氧烷(下述通式(3)之兩末端為胺基，R3為甲基，h之平均為8者)67.2g(0.08莫耳)加入於上述燒瓶內，一邊調節成反應系溫度不超過50℃。其後，進一步在室溫下攪拌10小時。接著，於該燒瓶安裝有附水分接受容器之回流冷卻器後，加入甲苯100g，昇溫至150℃而保持其溫度6小時後，可得到褐色之溶液。
使如此做法所得到之褐色溶液冷卻至室溫(25℃)後，投入於甲醇中，濾別所得到之沈澱後，乾燥固體物，俾得到具有以下述通式(4)所示之重複單元的聚醯亞胺聚矽氧樹脂。下述通式(4)中之0.2、0.8的添字係表示重複單元之莫耳比率。加入此聚醯亞胺聚矽氧樹脂100質量份、雙酚A二縮水甘油基醚10質量份及2-乙基咪唑0.5質量份、作為塡充劑之SE-2050(Adomatex公司製)20質量份及作為溶劑之環己酮以使濃度成為50%，而製作由聚醯亞胺聚矽氧樹脂與塡充劑所構成之樹脂組成物(II)。
使用前述樹脂組成物(II)而與實施例1同樣地，製作薄膜狀之晶圓封膠材(實施例2)。
[實施例3]
由[(CH3)3SiO1/2]單元1.1莫耳與[SiO4/2]單元1莫耳之比率所構成且羥基每100g，含有0.07莫耳之甲基聚矽氧烷樹脂50份、與末端被羥基封端之聚合度2000的生膠狀之二甲基聚矽氧烷50份溶解於甲苯100份中，於此溶液中添加濃度28%之氨水0.5份，在室溫下攪拌16小時，進行縮合反應。然後，將此反應溶液加熱至120~130℃，藉共沸脫水除去縮合水，進一步，以150℃、30分鐘使溶劑揮發，得到不揮發成分，加入甲苯以使此不發揮成分成為40質量%而合成聚矽氧部分縮合物-I液。
使前述聚矽氧部分縮合物-I液100份、以下述構造式(5)所示之具有環氧基之聚矽氧樹脂3份、進一步以下述構造式(6)所示之具有矽原子鍵結氫原子之有機聚矽氧烷化合物2份、作為塡充劑之SE-2050(Adomatex公司製)20質量份與鉑量成為10ppm之氯化鉑酸之2-乙基己醇改性溶液觸媒量、作為反應抑制劑之3-甲基-1-丁炔-3-醇0.05份混合，調製具有環氧基之聚矽氧樹脂與塡充劑所構繨之樹脂組成物(III)。
使用前述樹脂組成物(III)而與實施例1同樣地，製作薄膜狀之晶圓封膠材(實施例3)。
[實施例4]
使(a)丙烯酸甲酯30份、(b)丙烯腈30份、以及(c)丙烯酸40份、(d)單末端甲基丙烯酸改性聚矽氧(X-22-174DX，信越化學工業公司製)50份之4成分、與作為自由基聚合起始劑之2,2’-偶氮雙異丁腈0.5份而於甲苯溶液中以60℃共聚合，得到丙烯酸樹脂。
加入前述丙烯酸樹脂50份、雙酚A二縮水甘油基醚10質量份及2-乙基咪唑0.5質量份、作為塡充劑之SE-2050(Adomatex公司製)20質量份及作為溶劑之環己酮以使濃度成為50%，而製作由丙烯酸樹脂與塡充劑所構成之樹脂組成物(IV)。使用前述樹脂組成物(IV)而與實施例1同樣地，製作薄膜狀之晶圓封膠材(實施例4)。
[實施例5]
使末端醇改性聚矽氧(X-22-170B信越化學工業公司製)50份與2,4-甲苯二異氰酸酯50份反應，得到胺基甲酸酯樹脂。加入該胺基甲酸酯樹脂50份、雙酚A二縮 水甘油基醚10質量份及2-乙基咪唑0.5質量份、作為塡充劑之SE-2050(Adomatex公司製)20質量份及作為溶劑之環己酮以使濃度成為50%，製作由胺基甲酸酯樹脂與塡充劑所構成之樹脂組成物(V)。
使用前述樹脂組成物(V)而與實施例1同樣地，製作薄膜狀之晶圓封膠材(實施例5)。
[比較例1]
於具備攪拌機、冷卻管之燒瓶中，饋入並溶解苯乙烯系-丁二烯系-苯乙烯系嵌段共聚物(商品名：TR2000日本合成橡膠公司製、數目平均分子量100000、苯乙烯/丁二烯共聚合比[質量]=40/60)300g、醋酸乙酯1500g。繼而，連續滴入過醋酸之30質量%醋酸乙酯溶液169g，並攪拌，在40℃下進行環氧化反應3小時。使反應液返回常溫而從燒瓶取出，加入大量之甲醇而析出，過濾後，水洗，乾燥，得到環氧基當量520之環氧基化苯乙烯系-丁二烯系-苯乙烯系嵌段共聚物。
混合前述環氧基化苯乙烯系-丁二烯系-苯乙烯系嵌段共聚物與下述成分，而調製具有環氧樹脂之樹脂組成物(Ⅵ)。使用該樹脂組成物(VI)而與實施例1同樣地，製作薄膜狀之晶圓封膠材(比較例1)。
四縮水甘油基苯基甲烷型環氧樹脂：EPIKOTE 604(油化Shell Epoxy公司製)47.1質量%
酚醛清漆型酚樹脂：Shornol BRG 555(昭和高分子 公司製)29.7質量%
二胺基二矽氧烷：TSL 9306(東芝Silicone公司製)0.9質量%
環氧基系矽烷偶合劑：Sirace S530(Chiso公司製)3質量%
咪唑系環氧樹脂硬化劑：Curazol 2E4MZ(四國化成工業公司製)0.3質量%
使如此做法所得到之實施例1~5、比較例1之薄膜狀的晶圓封膠材轉印至於表面具有半導體元件的晶圓(轉印步驟)，加熱前述被轉印之晶圓封膠材(加熱步驟)，於該晶圓切割每一該晶圓封膠材而個片化(個片化步驟)以製造半導體裝置。以下，詳細說明。
[轉印步驟]
準備厚100μm、直徑300mm(12英吋)之晶圓、於表面具有半導體元件之矽晶圓。對於上述6種類之晶圓封膠材，剝離其保護薄膜，使用真空積層機(股)Takatory公司製TEAM-300M)，使真空室內設定於真空度100Pa，以100℃使支撐薄膜上的樹脂層黏著於上述矽晶圓。返回常壓後，使上述矽晶圓冷卻至25℃而從上述真空積層機取出，剝離支撐薄膜，使晶圓封膠材轉印至晶圓。此時，對於各晶圓封膠材以目視評估轉印性。在轉印性評估中係若不產生間隙而可轉印，為良好，若產生塡充不良，為不良。結果表示於表1中。
[加熱步驟]
繼而，使轉印有晶圓封膠材之晶圓以150℃加熱1小時，使晶圓封膠材硬化。測定硬化、封膠後之各晶圓封膠材的貯存彈性率(MPa)及晶圓翹曲量(mm)。結果表示於表1。
[切割性]
加熱步驟後，使用切晶機(DISCO公司製、DAD361)而切割每一晶圓封膠材而使晶圓個片化。個片化後，對於切割性進行評估。在切割性之評估中係以目視確認是否無晶片(半導體裝置)的缺角等之異常，若無異常，為良好，若有異常，為不良。結果表示於表1。
從以上，在比較例1中係轉印性良好，但貯存彈性率高，又，晶圓翹曲量高，因此，顯示切割性不良。另外，本發明所得到之薄膜係轉印性良好，貯存彈性率低，晶圓 翹曲量低，因此顯示切割性良好。
又，本發明係不限定於上述實施形態。上述實施形態為例示，具有與本發明之專利申請範圍記載的技術思想實質上同一的構成，發揮同樣的作用效果者係任一者均包含於本發明之技術範圍。
1‧‧‧支撐薄膜
2‧‧‧樹脂層
2’‧‧‧硬化後之樹脂層
2”‧‧‧被個片化之硬化後的樹脂層
3‧‧‧保護薄膜
4‧‧‧半導體元件
5‧‧‧銅柱
6‧‧‧底部填充材
7‧‧‧晶圓
7’‧‧‧被個片化之晶圓
8‧‧‧焊錫凸塊
9‧‧‧半導體裝置
10‧‧‧晶圓封膠材
圖1係表示本發明之晶圓封膠材的一態樣之截面圖。
圖2係表示使用本發明之晶圓封膠材的半導體裝置之製造方法的流程圖。
1‧‧‧支撐薄膜
2‧‧‧被個片化之硬化後的樹脂層
3‧‧‧保護薄膜
10‧‧‧晶圓封膠材

Claims (2)

  1. 一種晶圓封膠材，其係用以使於表面具有半導體元件且直徑為200mm以上的晶圓一次概括進行樹脂封膠之晶圓封膠材，其特徵係至少具有由具有環氧基之聚矽氧樹脂、聚醯亞胺聚矽氧樹脂之任一者、與填充劑所構成之樹脂層者，前述樹脂層之膜厚為20微米至500微米者，前述樹脂層形成於支撐膜上，前述樹脂層上具備保護膜，硬化後之前述樹脂層在25℃之貯存彈性率為1GPa以下，且形成薄膜狀者。
  2. 一種半導體裝置之製造方法，其特徵係至少具有如下步驟：轉印步驟：其係使如申請專利範圍第1項之薄膜狀的前述晶圓封膠材轉印至於表面具有半導體元件的晶圓；加熱步驟：其係加熱前述被轉印之晶圓封膠材；及個片化步驟：其係使於具有前述被加熱之晶圓封膠材的前述表面上具有半導體元件之晶圓，切割每一該晶圓封膠材而個片化。
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