粘接劑組合物、粘接片及半導(dǎo)體裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種粘接劑組合物、具有該粘接劑組合物所構(gòu)成的粘接劑層的粘接片 以及使用該粘接片的半導(dǎo)體裝置的制造方法，所述粘接劑組合物特別適合用于將半導(dǎo)體元 件（半導(dǎo)體芯片）管芯鍵合（diebonding))于有機(jī)基板或引線框架（Leadframe)的工序， 以及將硅晶圓等切割、且將半導(dǎo)體芯片管芯鍵合于有機(jī)基板或引線框架的工序。
【背景技術(shù)】
[0002] 硅、砷化鎵等的半導(dǎo)體晶圓以大直徑的狀態(tài)制造，此晶圓被切割分離（dicing)為 元件小片（半導(dǎo)體芯片）后，移至作為下一工序的安裝工序。此時(shí)，在半導(dǎo)體晶圓預(yù)先貼 附于粘接片的狀態(tài)下施加切割、清洗、干燥、擴(kuò)展、拾取的各工序后，移送至下個(gè)工序的鍵合 (bonding)工序。
[0003] 在這些工序中，為了簡(jiǎn)化拾取工序以及鍵合工序的工藝，提出了各種同時(shí)兼具有 晶圓固定功能與管芯粘接功能的切割?管芯鍵合用粘接片（專利文獻(xiàn)1等）。專利文獻(xiàn)1 所公開(kāi)的粘接片，能夠進(jìn)行所謂的管芯直接鍵合，并能夠省略管芯粘接用粘接劑的涂布工 序。
[0004] 然而，對(duì)于近年的半導(dǎo)體裝置，所要求的物性變得非常嚴(yán)苛。例如，在電子部 件的連接中，進(jìn)行了將封裝整體都暴露于焊料熔點(diǎn)以上的高溫中的表面封裝法（回焊 (reflow))。進(jìn)一步，近年來(lái)由于過(guò)渡到不含鉛的焊料，封裝溫度上升至260°C左右。因此， 封裝時(shí)的半導(dǎo)體封裝內(nèi)部所產(chǎn)生的應(yīng)力變得比以往大，產(chǎn)生粘接界面的剝離或封裝破裂等 不良狀況的可能性高。
[0005] 因此，在所述專利文獻(xiàn)1中，以防止切割后的粘接劑層相互之間的粘著為主，提出 了一種粘接劑組合物，其特征在于，包含重均分子量（Mw)為90萬(wàn)以上、分子量分布（Mw/Mn) 為7以下的丙烯酸聚合物、環(huán)氧類(lèi)樹(shù)脂以及熱固化劑。
[0006] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0007] 專利文獻(xiàn)
[0008] 專利文獻(xiàn)1 :日本專利特開(kāi)2009-292888號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題
[0010] 作為解決實(shí)現(xiàn)高的密封可靠性這一課題的手段，本發(fā)明的發(fā)明人由聚合法方面著 眼于控制丙烯酸聚合物的分子量分布。上述專利文獻(xiàn)1的粘接劑組合物通過(guò)使重均分子量Mw變大，相對(duì)減少低分子量成分的含量，由此防止因?yàn)榈头肿恿砍煞值恼辰觿┑乃芑?，防?粘接劑層相互的粘著。但是，在專利文獻(xiàn)1的實(shí)施例中公開(kāi)的用于粘接劑的丙烯酸聚合物 的分子量分布為4左右而相對(duì)較高，因此為了將低分子量成分的含量充分地減低，不得不 使重均分子量大至100萬(wàn)以上。
[0011] 如此，丙烯酸聚合物的重均分子量高時(shí)，無(wú)法追隨近年更加微細(xì)化的芯片表面的 凹凸，而有成為粘接強(qiáng)度降低的主因的可能。此外，由于需要使用重均分子量高的丙烯酸類(lèi) 聚合物，因此限制了粘接劑的設(shè)計(jì)自由度。
[0012] 本發(fā)明的目的在于提供可以充分的粘接強(qiáng)度接合、特別是在半導(dǎo)體裝置中可實(shí)現(xiàn) 高密封可靠性的粘接劑組合物；具有由該粘接劑組合物組成的粘接劑層的粘接片；以及使 用該粘接片的半導(dǎo)體裝置的制造方法。
[0013] 解決技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)手段
[0014] 解決上述問(wèn)題的本發(fā)明包含以下的要旨。
[0015] (1) -種粘接劑組合物，包含：通過(guò)使用含有有機(jī)碲的化合物作為聚合引發(fā)劑的 活性自由基聚合法使丙烯酸類(lèi)單體聚合而得到的重均分子量（Mw)為35萬(wàn)以上的丙烯酸聚 合物㈧、環(huán)氧類(lèi)熱固化性樹(shù)脂⑶及熱固化劑（C)。
[0016] (2)根據(jù)⑴所述的粘接劑組合物，其中，進(jìn)一步含有交聯(lián)劑（D)，丙烯酸聚合物 (A)具有可與該交聯(lián)劑反應(yīng)的官能基。
[0017] ⑶根據(jù)⑵所述的粘接劑組合物，其中，交聯(lián)劑⑶含有異氰酸酯基，丙烯酸聚合 物（A)含有羥基。
[0018] (4)根據(jù)⑴~⑶中任一項(xiàng)所述的粘接劑組合物，其中，丙烯酸聚合物㈧的重 均分子量（Mw)為90萬(wàn)以下。
[0019] (5)根據(jù)⑴~⑷中任一項(xiàng)所述的粘接劑組合物，其中，丙烯酸聚合物㈧的分 子量分布（Mw/Mn)為3以下。
[0020] (6) -種單層粘接膜，由上述⑴~（5)中任一項(xiàng)所述的粘接劑組合物構(gòu)成。
[0021] (7) -種粘接片，將上述（1)~（5)中任一項(xiàng)所述的粘接劑組合物所構(gòu)成的粘接劑 層形成于支撐體上而成。
[0022] (8) -種半導(dǎo)體裝置的制造方法，包括如下工序：將半導(dǎo)體晶圓粘貼于上述（7)所 述的粘接片的粘接劑層，將所述半導(dǎo)體晶圓切割成半導(dǎo)體芯片，使粘接劑層固著殘留于所 述半導(dǎo)體芯片上，再由支撐體剝離，將所述半導(dǎo)體芯片經(jīng)由所述粘接劑層粘接于管芯焊盤(pán) (diepad)上或其他的半導(dǎo)體芯片上。
[0023] 發(fā)明效果
[0024] 將半導(dǎo)體芯片固定時(shí)，通過(guò)使用本發(fā)明的粘接片，可以充分的粘接強(qiáng)度接合，即使 在嚴(yán)苛的環(huán)境下，也可得到體現(xiàn)高密封可靠性的半導(dǎo)體裝置。
【具體實(shí)施方式】
[0025] 以下，對(duì)本發(fā)明的粘接劑組合物、粘接片以及使用該片的半導(dǎo)體裝置的制造方法 進(jìn)行更具體的說(shuō)明。
[0026] (粘接劑組合物）
[0027] 關(guān)于本發(fā)明的粘接劑組合物，作為必要成分包含丙烯酸聚合物（A)(以下也稱為 " (A)成分"。關(guān)于其他的成分也相同）、環(huán)氧類(lèi)樹(shù)脂（B)(以下也稱為"化合物（B) "或"（B) 成分")、熱固化劑（C)，為改良各種物性，也可根據(jù)需要包含其他的成分。以下，具體說(shuō)明上 述各成分。
[0028] (A)丙烯酸聚合物
[0029] 丙烯酸聚合物（A)的重均分子量（Mw)為35萬(wàn)以上，優(yōu)選為不足200萬(wàn)，更加優(yōu)選 為40萬(wàn)~180萬(wàn)，進(jìn)一步優(yōu)選為60萬(wàn)~150萬(wàn)，特別優(yōu)選為60萬(wàn)~90萬(wàn)。若丙烯酸聚 合物的重均分子量過(guò)低，則可能會(huì)因?yàn)檎辰觿拥牡头肿恿砍煞值牧鲃?dòng)性而有損密封可靠 性。此外，若丙烯酸聚合物的重均分子量過(guò)高，則成為粘接劑層無(wú)法追隨基板或芯片表面的 凹凸而產(chǎn)生氣孔的主要原因。通過(guò)使丙烯酸聚合物的重均分子量在上述范圍內(nèi)，可使丙烯 酸聚合物具有適度的柔軟性，提升粘接劑層對(duì)于表面平滑性高的被粘物表面的粘貼性，可 將芯片與基板，或者芯片與芯片牢固地粘接。此外，可防止因?yàn)榈头肿恿砍煞謱?dǎo)致的密封可 靠性下降。再者，本發(fā)明的丙烯酸聚合物（A)通過(guò)如下所述使分子量分布變小，無(wú)需將重均 分子量設(shè)定為過(guò)大的范圍，即可充分地降低低分子量成分的含量。
[0030] 丙烯酸聚合物（A)的分子量分布（Mw/Mn)優(yōu)選為3以下，更加優(yōu)選為2以下，進(jìn)一 步優(yōu)選為1. 7以下，特別優(yōu)選為1. 5以下。分子量分布在3以下的丙烯酸聚合物即使重均 分子量高，由于分子量分布窄，因此流動(dòng)性高的低分子量成分的含量少，有避免該低分子量 成分降低密封可靠性的趨勢(shì)。由與各成分的相溶性的角度考慮分子量分布的下限值為1.2 左右。
[0031] 再者，丙稀酸聚合物（A)的重均分子量（Mw)、數(shù)均分子量（Μη)及分子量分布（Mw/Μη)的值為通過(guò)凝膠滲透色譜法（GPC)的方法（聚苯乙烯標(biāo)準(zhǔn)）、以下述的實(shí)施例的測(cè)定條 件下測(cè)定時(shí)的值。此外，使用下述的交聯(lián)劑（D)時(shí)，丙烯酸聚合物（Α)的重均分子量（Mw)、 數(shù)均分子量（Μη)及分子量分布（Mw/Mn)為與交聯(lián)劑（D)反應(yīng)前的值。
[0032] 丙烯酸聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（Tg)優(yōu)選為-10°C以上50°C以下，進(jìn)一步優(yōu)選為 0°C以上40°C以下，特別優(yōu)選為0°C以上30°C以下的范圍。若玻璃化轉(zhuǎn)變溫度過(guò)低，則粘接 劑層與支撐體的剝離力變大，有時(shí)會(huì)引起芯片的拾取不良，若過(guò)高則有用于固定晶圓的粘 接劑層的粘接力變得不充分的可能。
[0033] 作為構(gòu)成該丙烯酸聚合物（A)的單體，至少包含（甲基）丙烯酸酯單體或其衍生 物。作為（甲基）丙烯酸酯單體或其衍生物，可列舉烷基的碳原子數(shù)為1~18的（甲基） 丙烯酸烷基酯，例如（甲基）丙烯酸甲酯、（甲基）丙烯酸乙酯、（甲基）丙烯酸丙酯、（甲 基）丙烯酸丁酯等；具有環(huán)狀骨架的（甲基）丙烯酸酯，例如（甲基）丙烯酸環(huán)烷基酯、 (甲基）丙烯酸芐酯、異佛爾酮丙烯酸酯、丙烯酸二環(huán)戊酯、丙烯酸二環(huán)戊烯酯、丙烯酸二環(huán) 戊烯氧乙酯、丙烯酸酰亞胺酯等；具有羥基的丙烯酸酯，例如（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2-羥基丁酯等；具有縮水甘油基的（甲基） 丙烯酸酯，例如（甲基）丙烯酸縮水甘油酯；具有胺基的（甲基）丙烯酸酯，例如（甲基） 丙烯酸單乙基胺基酯、（甲基）丙烯酸二乙基胺基酯等。對(duì)于丙烯酸聚合物（A)，此外，也可 使（甲基）丙烯酸、依康酸等具有羧基的單體、乙烯基醇、N-羥甲基（甲基）丙烯酰胺等具 有（甲基）丙烯酸酯以外的羥基的單體、（甲基）丙烯酰胺、醋酸乙烯酯、丙烯腈、苯乙烯等 共聚。
[0034] 粘接劑組合物包含下述的交聯(lián)劑（D)時(shí)，優(yōu)選丙烯酸聚合物具有羥基、胺基、羧基 等與交聯(lián)劑（D)反應(yīng)的官能基，可通過(guò)選擇上述具有羥基的丙烯酸酯、（甲基）丙烯酸單乙 基胺基酯、（甲基）丙烯酸等作為構(gòu)成丙烯酸聚合物（A)的單體，向丙烯酸聚合物導(dǎo)入可與 交聯(lián)劑（D)反應(yīng)的官能基。特別是具有羥基的丙烯酸聚合物（A)，由于容易將羥基導(dǎo)入丙烯 酸聚合物（A)、與環(huán)氧類(lèi)樹(shù)脂（B)的相溶性佳、此外變得容易使用交聯(lián)劑導(dǎo)入交聯(lián)結(jié)構(gòu)，因 而優(yōu)選。此外，也可組合使用多種丙烯酸聚合物。
[0035] 通過(guò)使用具有可與交聯(lián)劑（D)反應(yīng)的官能基的單體作為構(gòu)成丙烯酸聚合物（A)的 單體，向丙烯酸聚合物（A)導(dǎo)入與交聯(lián)劑（D)反應(yīng)的官能基時(shí)，具有與交聯(lián)劑（D)反應(yīng)的官 能基的單體的質(zhì)量在構(gòu)成丙烯酸聚合物（A)的單體總質(zhì)量中的比例優(yōu)選為1~20質(zhì)量％ 左右，更加優(yōu)選為3~15質(zhì)量％。
[0036] 如上所述的丙烯酸聚合物（A)為通過(guò)使用有機(jī)碲化合物作為聚合引發(fā)劑將上述 丙烯酸類(lèi)單體進(jìn)行活性自由基聚合的方法（以下有時(shí)記為"TERP聚合法"）而得到的。通 過(guò)采用活性自由基聚合法，容易調(diào)整丙烯酸聚合物（A)的分子量分布（Mw/Mn)，可提升使用 本發(fā)明的粘接劑組合物的半導(dǎo)體裝置的可靠性。此外，通過(guò)采用TERP聚合法，可提升分子 量的控制性。特別是適用于獲得高分子量的聚合物。
[0037] 這種作為活性自由基聚合引發(fā)劑的含有碲的化合物優(yōu)選使用下述物質(zhì)。
[0038] [化學(xué)式1]
[0039]
[0040] 式中，R1表示碳原子數(shù)1~8的烷基、芳基、取代芳基或芳香族雜環(huán)基。R2及R3表