半导体装置的制造方法
阅读说明:本技术 半导体装置的制造方法 (Method for manufacturing semiconductor device ) 是由 根津裕介 渡边康贵 杉野贵志 于 2017-08-04 设计创作,主要内容包括:本发明提供一种半导体装置的制造方法,其包括:电子零件载置工序,其中,在粘着片(1)上载置电子零件(2);第一层叠工序,其中,层叠具备固化性的第一树脂组合物层(3)的第一密封片;剥离工序,其中,将粘着片(1)剥离;第二层叠工序,其中,层叠具备固化性的第二树脂组合物层(4)的第二密封片;固化工序,其中,得到具备第一树脂组合物层(3)固化而成的第一固化层(3’)、第二树脂组合物层(4)固化而成的第二固化层(4’)、及通过第一固化层(3’)及第二固化层(4’)而密封的电子零件(2)的密封体(5);孔形成工序,其中,形成孔(6);去胶渣工序,其中,对密封体(5)进行去胶渣处理;及电极形成工序,其中,形成电极(7)。该半导体装置的制造方法使半导体装置的高集成化及高功能化成为可能,同时也可适用于高效率且高成品率的方法。(The invention provides a method for manufacturing a semiconductor device, which comprises the following steps: an electronic component mounting step in which an electronic component (2) is mounted on the adhesive sheet (1); a first stacking step of stacking a first sealing sheet having a curable first resin composition layer (3); a peeling step in which the adhesive sheet (1) is peeled; a second lamination step in which a second sealing sheet provided with a curable second resin composition layer (4) is laminated; a curing step for obtaining a sealing body (5) that includes a first cured layer (3 ') obtained by curing the first resin composition layer (3), a second cured layer (4') obtained by curing the second resin composition layer (4), and the electronic component (2) sealed by the first cured layer (3 ') and the second cured layer (4'); a hole forming step in which a hole (6) is formed; a desmear process, wherein the sealing body (5) is desmear treated; and an electrode forming step in which an electrode (7) is formed. The method for manufacturing a semiconductor device enables high integration and high functionality of the semiconductor device, and is also applicable to a method with high efficiency and high yield.)
技术领域
本发明涉及一种具备被密封的电子零件的半导体装置的制造方法。
背景技术
在以往,在半导体装置的制造方法中,使用具备形成为片状的密封材料的密封片来密封半导体芯片之类的电子零件,进行半导体封装的制造。
例如,专利文献1中公开了一种将半导体芯片载置在作为支撑体的半导体晶圆上之后,利用密封片密封该半导体芯片的方法。此外,专利文献2中公开了一种将半导体芯片载置在布线电路基板上之后,利用片状树脂组合物密封该半导体芯片的方法。在上述半导体晶圆或布线电路基板上预先设置有布线,当载置上述半导体芯片时,以使存在于该半导体芯片的取出电极与上述布线电连接的方式,载置在上述半导体晶圆或布线电路基板上。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2016-96308号公报
专利文献2:日本专利第5042297号
发明内容
本发明要解决的技术问题
近年来,正在谋求半导体装置的高集成化及高功能化,例如,内置有半导体芯片的基板(芯片内置基板)等的开发不断发展。然而,利用专利文献1及专利文献2所公开的方法而得到的半导体封装,无法充分地应对半导体装置的高集成化及高功能化的要求。
此外,近年来,扇出型晶圆级封装(FOWLP)、扇出型面板级封装(FOPLP)等的开发也不断发展。在这样的封装的制造方法中,利用密封用片一次性密封多个半导体芯片之后,在规定的位置进行分割,由此可得到多个半导体封装。由此,可高效率且高成品率地生产半导体封装。因此,还谋求开发出适合使用于这样的封装的制造方法的密封片。
本发明是鉴于这样的实际情况而完成的,其提供一种使半导体装置的高集成化及高功能化成为可能、同时也可适用于高效率且高成品率的方法的半导体装置的制造方法。
解决技术问题的技术手段
为了达成上述目的,第一,本发明提供一种半导体装置的制造方法,其特征在于,其包括:电子零件载置工序,其中,在粘着片的粘着面上载置1个或2个以上的电子零件;第一层叠工序,其中,以至少覆盖所述电子零件的方式,层叠至少具备固化性的第一树脂组合物层的第一密封片中的所述第一树脂组合物层;剥离工序,其中,将所述粘着片从所述电子零件及所述第一树脂组合物层上剥离;第二层叠工序,其中,以覆盖因所述粘着片的剥离而露出的所述电子零件的露出面的方式,层叠至少具备固化性的第二树脂组合物层的第二密封片;固化工序,其中,得到具备所述第一树脂组合物层固化而成的第一固化层、所述第二树脂组合物层固化而成的第二固化层、及通过所述第一固化层及所述第二固化层而密封的所述电子零件的密封体;孔形成工序,其中,形成使所述电子零件的表面的一部分露出且贯通所述第一固化层及所述第二固化层中的至少一层的孔;去胶渣(desmear)工序,其中,对形成有所述孔的所述密封体进行去胶渣处理;及电极形成工序,其中,形成通过所述孔而与所述电子零件电连接的电极(发明1)。
上述发明(发明1)的半导体装置的制造方法通过包括上述工序,能够以极简单的作业内容,高效率地进行直至电极形成为止的工序。此外,由于在第一固化层及第二固化层中的至少一层中形成孔,并在该孔中设置电极,因此可在半导体封装的所需侧、特别是可以在两侧形成电极,由此,半导体封装的立体安装也变得容易,其结果,半导体装置的高集成化及高功能化变得容易。此外,上述制造方法也可适用于FOWLP或FOPLP、零件内置基板等的制造。特别是由于上述制造方法能够一次性地密封多个电子零件,因此例如可适用于使用后文所述的框状构件而一次性地密封该框状构件与多个电子零件的、所谓的面板级封装的制造工序中。
在上述发明(发明1)中,优选所述第一树脂组合物层的固化在所述第一层叠工序与所述剥离工序之间的阶段进行(发明2)。
在上述发明(发明1、2)中,优选所述第一固化层及所述第二固化层中的至少一层显示绝缘性(发明3)。
在上述发明(发明1~3)中,优选所述第一树脂组合物层及所述第二树脂组合物层中的至少一层的固化通过加热处理而进行(发明4)。
在上述发明(发明4)中,优选所述加热处理通过多次加热处理而阶段性地进行(发明5)。
在上述发明(发明5)中,优选所述加热处理通过以温度T1进行热固化的第一加热处理、及以高于温度T1的温度T2进行热固化的第二加热处理而进行(发明6)。
在上述发明(发明1~6)中,优选所述第一树脂组合物层的固化以使所述第一固化层的反应率成为85%以上的方式进行(发明7)。
在上述发明(发明1~7)中,优选所述第二树脂组合物层的固化以使所述第二固化层的反应率成为85%以上的方式进行(发明8)。
在上述发明(发明1~8)中,优选所述第一树脂组合物层及所述第二树脂组合物层中的至少一层由含有热固性树脂的树脂组合物形成(发明9)。
在上述发明(发明9)中,优选所述树脂组合物含有无机填料(发明10)。
在上述发明(发明10)中,优选使用最小覆盖面积小于550m2/g的表面处理剂对所述无机填料进行表面处理(发明11)。
在上述发明(发明9~11)中,优选所述第一树脂组合物层及所述第二树脂组合物层由具有相同组成的所述树脂组合物形成(发明12)。
在上述发明(发明1~12)中,优选所述第二树脂组合物层的厚度为1μm以上、100μm以下(发明13)。
在上述发明(发明1~13)中,优选所述第一树脂组合物层的厚度为50μm以上、1000μm以下(发明14)。
发明效果
本发明的半导体装置的制造方法可使半导体装置的高集成化及高功能化成为可能,同时也可适用于高效率且高成品率的方法。
附图说明
图1为说明本发明的一个实施方式的半导体装置的制造方法的一部分的截面图。
图2为说明本发明的一个实施方式的半导体装置的制造方法的一部分的截面图。
图3为说明本发明的一个实施方式的半导体装置的制造方法的一部分的截面图。
图4为说明本发明的一个实施方式的半导体装置的制造方法的一部分的截面图。
具体实施方式
以下,对本发明的实施方式进行说明。本发明的一个实施方式的半导体装置的制造方法包括:电子零件载置工序,其中,在粘着片的粘着面上载置1个或2个以上的电子零件;第一层叠工序,其中,以至少覆盖上述电子零件的方式,层叠至少具备固化性的第一树脂组合物层的第一密封片中的上述第一树脂组合物层;剥离工序,其中,将上述粘着片从上述电子零件及上述第一树脂组合物层上剥离;第二层叠工序,其中,以覆盖因上述粘着片的剥离而露出的上述电子零件的露出面的方式,层叠至少具备固化性的第二树脂组合物层的第二密封片;固化工序,其中,得到具备上述第一树脂组合物层固化而成的第一固化层、上述第二树脂组合物层固化而成的第二固化层、及通过上述第一固化层及上述第二固化层而密封的上述电子零件的密封体;孔形成工序,其中,形成使上述电子零件的表面的一部分露出且贯通上述第一固化层及上述第二固化层中的至少一层的孔;去胶渣工序,其中,对形成有上述孔的上述密封体进行去胶渣处理;及电极形成工序,其中,形成通过上述孔而与上述电子零件电连接的电极。
[密封片]
首先,对可用作上述第一密封片及上述第二密封片的密封片进行说明。该密封片至少具备固化性的树脂组合物层。此处,树脂组合物层具有固化性是指树脂组合物层可固化,换言之,树脂组合物层在构成密封片的状态下并未固化。树脂组合物层可为热固性,也可为能量射线固化性,优选为热固性。通过使树脂组合物层为热固性,即使在难以对层叠的树脂组合物层照射能量射线时,也可通过加热该树脂组合物层而使其良好地固化。此外,密封片也可进一步具备层叠在上述树脂组合物层的至少一个面上的剥离片。
1.树脂组合物层
上述树脂组合物层优选由含有热固性树脂的树脂组合物形成。通过使树脂组合物含有热固性树脂,所形成的树脂组合物层易于具有所需的固化性。优选固化树脂组合物层而成的固化层显示绝缘性。通过使该固化层显示绝缘性,在所得到的半导体装置中,可抑制短路等不良情况,可获得优异的性能。特别优选第一固化层及第二固化层均具有绝缘性。
(1)热固性树脂
通过使上述树脂组合物含有热固性树脂,当利用所得到的树脂组合物层密封电子零件时,易于牢固地密封该电子零件。作为热固性树脂,只要使树脂组合物层的固化成为可能,则无特别限定,例如可使用通常包含在密封材料中的树脂。具体而言,可列举出环氧树脂、酚树脂、萘酚类树脂、活性酯类树脂、苯并噁嗪(benzoxazine)类树脂、氰酸酯类树脂等,这些树脂可以单独使用1种,或者也可以组合使用2种以上。
通常,上述环氧树脂具有受到加热就会进行立体网状化并形成坚固的固化物的性质。作为这样的环氧树脂,可使用公知的各种环氧树脂,具体而言,可列举出双酚A、双酚F、间苯二酚、苯基酚醛清漆、甲酚酚醛清漆等酚类的缩水甘油醚;丁二醇、聚乙二醇、聚丙二醇等醇类的缩水甘油醚;邻苯二甲酸、间苯二甲酸、四氢邻苯二甲酸等羧酸的缩水甘油醚;用缩水甘油基取代键合在苯胺异氰脲酸酯等的氮原子上的活性氢而成的缩水甘油型或烷基缩水甘油型的环氧树脂;乙烯基环己烷二环氧化合物、3,4-环氧环己基甲基-3,4-二环己基甲酸酯、2-(3,4-环氧)环己基-5,5-螺(3,4-环氧)环己烷-间二噁烷等、例如通过氧化分子内的碳碳双键从而导入了环氧基的所谓的脂环型环氧化合物。此外,也可使用具有联苯骨架、三苯基甲烷骨架、二环己二烯骨架、萘骨架等的环氧树脂。这些环氧树脂可以单独使用1种,或者也可以组合使用2种以上。上述环氧树脂中,优选使用双酚A的缩水甘油醚(双酚A型环氧树脂)、具有联苯骨架的环氧树脂(联苯型环氧树脂)、具有萘骨架的环氧树脂(萘型环氧树脂)或它们的组合。
作为上述酚树脂,例如可列举出双酚A、四甲基双酚A、二烯丙基双酚A、二羟基联苯(biphenol)、双酚F、二烯丙基双酚F、三苯基甲烷型酚、四酚、酚醛清漆型酚、甲酚酚醛清漆树脂、具有联苯芳烷基骨架的酚(联苯型酚)等,其中,优选使用联苯型酚。这些酚树脂可以单独使用1种,或者也可以组合使用2种以上。另外,使用环氧树脂作为固化性树脂时,从与环氧树脂的反应性等的角度出发,优选同时使用酚树脂。
树脂组合物中的热固性树脂的含量优选为10质量%以上,特别优选为15质量%以上,进一步优选为20质量%以上。此外,该含量优选为60质量%以下,特别优选为50质量%以下,进一步优选为40质量%以下。通过使该含量为10质量%以上,树脂组合物层11的固化变得更加充分,可更牢固地密封电子零件。此外,通过使该含量为60质量%以下,可进一步抑制树脂组合物层11在非意图的阶段的固化,储存稳定性变得更加优异。另外,热固性树脂的上述含量为固体成分换算值。
(2)热塑性树脂
此外,树脂组合物也可含有热塑性树脂。通过使上述树脂组合物含有热塑性树脂,容易将树脂组合物层形成为片状,操作性得以提高。此外,可有效地获得固化树脂组合物层而成的固化层的低应力性。因此,作为该热塑性树脂,只要其使将树脂组合物层形成为片状成为可能,则无特别限定,例如可使用通常包含在密封材料中的树脂。作为热塑性树脂的例子,可列举出苯氧基类树脂、烯烃类树脂、聚酯类树脂、聚氨酯类树脂、聚酯氨基甲酸乙酯类树脂、丙烯酸类树脂、酰胺类树脂、苯乙烯-异丁烯-苯乙烯共聚物(SIS)等苯乙烯类树脂、硅烷类树脂、橡胶类树脂、聚乙烯醇缩醛类树脂、聚乙烯醇缩丁醛树脂、聚酰亚胺类树脂、聚酰胺酰亚胺类树脂、聚醚砜类树脂、聚砜类树脂、氟类树脂等,这些树脂可以单独使用1种,或者也可以组合使用2种以上。另外,从电极形成性的角度出发,作为热塑性树脂,优选使用选自由苯氧基类树脂、聚乙烯醇缩醛树脂、聚乙烯醇缩丁醛树脂组成的组中的至少1种。
作为苯氧基类树脂,虽无特别限定,但例如可例示出双酚A型、双酚F型、双酚A/双酚F共聚型、双酚S型、双酚苯乙酮型、酚醛清漆型、芴型、二环戊二烯型、降冰片烯型、萘型、蒽型、金刚烷型、萜烯(terpene)型、三甲基环己烷型、二羟基联苯型、联苯型的苯氧基类树脂等,其中,优选使用双酚A型苯氧基树脂。苯氧基类树脂的末端可以为酚性羟基、环氧基等中的任意官能团。苯氧基类树脂可以单独使用1种,或者也可以同时使用2种以上。
树脂组合物中的热塑性树脂的含量优选为1质量%以上,特别优选为3质量%以上,进一步优选为5质量%以上。此外,该含量优选为30质量%以下,特别优选为20质量%以下,进一步优选为10质量%以下。通过使该含量为上述范围,更容易将树脂组合物层形成为片状。另外,热塑性树脂的上述含量为固体成分换算值。
(3)无机填料
此外,树脂组合物也可含有无机填料。通过使上述树脂组合物含有无机填料,固化树脂组合物层而成的固化层具有优异的机械强度,进一步能够将热膨胀系数抑制得较低,因此所得到的半导体装置的可靠性得以提高。作为该无机填料,例如可例示出将二氧化硅、氧化铝、玻璃、氧化钛、氢氧化铝、氢氧化镁、碳酸钙、碳酸镁、硅酸钙、硅酸镁、氧化钙、氧化镁、氧化铝、氮化铝、硼酸铝晶须、氮化硼、结晶性二氧化硅、非晶性二氧化硅、莫来石(mullite)、堇青石等复合氧化物、蒙脱土(montmorillonite)、蒙脱石(smectite)、勃姆石(boehmite)、滑石、氧化铁、碳化硅、氧化锆等作为材料的填料,它们可以单独使用1种,或者也可以组合使用2种以上。其中,优选使用二氧化硅填料、氧化铝填料,特别优选使用二氧化硅填料。
优选使用具有规定的最小覆盖面积的表面处理剂对上述无机填料进行表面处理。由此,树脂组合物中的无机填料的分散性或填充性等变得优异,同时还能够根据所使用的表面处理剂而获得后文所述的效果。
从在固化树脂组合物层而成的固化层的表面上形成镀层时,抑制镀层的膨胀的角度出发,作为上述表面处理剂,优选使用最小覆盖面积小于550m2/g的表面处理剂。
使用最小覆盖面积小于550m2/g的表面处理剂进行了表面处理的无机填料与在去胶渣工序中使用的碱性处理溶液的亲和性较高,当固化层被暴露在该处理溶液中时,无机填料容易从固化层脱离。因此,在去胶渣工序之后、在电极形成工序中进行金属的镀层处理时,金属侵入固化层中的无机填料发生脱离的部位,显示出锚固效果,镀层牢固地密合于固化层。其结果,空气不易进入固化层与镀层的界面,即使在之后的制造工序或使用所得到的半导体装置时发热,也可抑制空气发生膨胀而发生镀层的起泡。
从更有效地抑制镀层起泡的发生的角度出发,表面处理剂的最小覆盖面积优选为520m2/g以下,特别优选为450m2/g以下。另一方面,表面处理剂的最小覆盖面积的下限值优选为100m2/g以上,特别优选为200m2/g以上,进一步优选为300m2/g以上。通过使最小覆盖面积为100m2/g以上,树脂组合物中的无机填料的分散性或填充性等变得更加优异。
另外,表面处理剂的最小覆盖面积(m2/g)是指,使用1g表面处理剂形成单分子膜时的该单分子膜的面积(m2)。最小覆盖面积可根据表面处理剂的结构而理论性地进行计算,例如,考虑具有三烷氧基硅烷基作为反应性基团的表面处理剂时,该三烷氧基硅烷基水解而产生的Si(O)3的结构是将1个Si原子与3个O原子分别作为顶点的四面体。此处,假设Si原子是半径为
的球形,O原子是半径为的球形,Si-O键的距离为两个Si-O键的边所成的角度为109.5°。然后,假设该四面体中的3个O原子均与无机填料表面的羟基反应,并计算3个O原子可覆盖的最小圆形面积时,每1分子表面处理剂为1.33×10- 19m2/分子。将其换算成每1摩尔时,为8.01×104m2/摩尔,用该每1摩尔的面积除以表面处理剂的分子量,由此可得到该表面处理剂的最小覆盖面积(m2/g)。作为最小覆盖面积小于550m2/g的表面处理剂的适宜的例子,可列举出环氧硅烷及乙烯基硅烷。它们可以单独使用,也可以组合使用。
作为上述环氧硅烷的具体例,例如可列举出3-缩水甘油醚氧基丙基三乙氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧基丙基甲基二乙氧硅烷、2-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷等。其中,从能够有效地促进无机填料的脱离的角度出发,优选使用3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷。
作为上述乙烯基硅烷的具体例,例如可列举出乙烯基三乙酰氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三氯硅烷、乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷等。其中,从能够有效地促进无机填料的脱离的角度出发,优选使用乙烯基三甲氧基硅烷。
无机填料的形状可以为粒状、针状、板状、无定型等中的任意一种,但在使用利用上述表面处理剂进行了表面处理的物质作为无机填料时,就有效地进行该表面处理的点而言,优选为球状。
上述无机填料的平均粒径优选为0.01μm以上,特别优选为0.1μm以上,进一步优选为0.3μm以上。此外,上述无机填料的平均粒径优选为3.0μm以下,特别优选为1.0μm以下。若无机填料的平均粒径为0.01μm以上,则使用利用上述表面处理剂进行了表面处理的物质作为无机填料时,无机填料具有易于利用表面处理剂进行表面处理的表面积,可有效地进行表面处理。另一方面,通过使无机填料的平均粒径为3.0μm以下,无机填料良好地填充在固化层中,固化层具有更良好的机械强度。特别是使用利用上述表面处理剂进行了表面处理的物质作为无机填料时,通过使平均粒径为3.0μm以下,无机填料具有容易利用表面处理剂进行表面处理的表面积,可有效地进行表面处理。另外,本说明书中的无机填料的平均粒径是指使用粒度分布测定装置(Nikkiso Co.,Ltd.制造,产品名称“Nanotrac Wave-UT151”)、通过动态光散射法而测定的值。
此外,上述无机填料的最大粒径优选为0.05μm以上,特别优选为0.5μm以上。此外,该最大粒径优选为5μm以下,特别优选为3μm以下。通过使无机填料的最大粒径为上述范围,易于在固化层中填充无机填料,固化层具有更加优异的机械强度。本说明书中的无机填料的最大粒径是指使用粒度分布测定装置(Nikkiso Co.,Ltd.制造,产品名称“NanotracWave-UT151”)、通过动态光散射法而测定的值。
树脂组合物中的无机填料的含量优选为40质量%以上,特别优选为50质量%以上。通过使该含量为40质量%以上,易于兼具具有固化层的机械强度、及利用表面处理剂进行表面处理所带来的效果。此外,树脂组合物中的无机填料的含量优选为90质量%以下,特别优选为85质量%以下,进一步优选为80质量%以下。通过使无机填料的含量为90质量%以下,树脂组合物层具有更良好的机械强度。另外,无机填料的上述含量为固体成分换算值。
(4)固化催化剂
上述树脂组合物优选进一步含有固化催化剂。由此,可使热固性树脂的固化反应有效地进行,可使树脂组合物层良好地固化。作为固化催化剂,例如可列举出咪唑类固化催化剂、胺类固化催化剂、磷类固化催化剂等。
作为咪唑类固化催化剂的具体例,可列举出2-甲基咪唑、2-十一烷基咪唑、2-十七烷基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、1-苄基-2-甲基咪唑、2-苯基咪唑、2-苯基-4-甲基咪唑、1-苄基-2-苯基咪唑、1,2-二甲基咪唑、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-2-十一烷基咪唑、1-氰基乙基-2-苯基咪唑、2-苯基-4-甲基-5-羟基甲基咪唑、2-苯基-4,5-二(羟基甲基)咪唑等,从反应性的角度出发,优选使用2-乙基-4-甲基咪唑。
作为胺类固化催化剂的具体例,可列举出2,4-二氨基-6-[2’-甲基咪唑基-(1’)]乙基-s-三嗪等三嗪(triazine)化合物、1,8-二氮杂二环[5,4,0]十一碳-7-烯(DBU)、三乙烯二胺、苄基二甲胺、三乙醇胺等叔胺化合物。其中,优选2,4-二氨基-6-[2’-甲基咪唑基-(1’)]乙基-s-三嗪。
此外,作为磷类固化催化剂的具体例,可列举出三苯基膦、三丁基膦、三(对甲基苯基)膦、三(壬基苯基)膦等。
上述固化催化剂可以单独使用1种,也可以同时使用2种以上。
树脂组合物中的固化催化剂的含量优选为0.01质量%以上,特别优选为0.05质量%以上,进一步优选为0.1质量%以上。此外,该含量优选为2.0质量%以下,特别优选为1.5质量%以下,进一步优选为1.0质量%以下。通过使该含量为上述范围,可使树脂组合物层更良好地固化。另外,固化催化剂的上述含量为固体成分换算值。
(5)其他成分
上述树脂组合物可进一步含有增塑剂、稳定剂、增粘剂、着色剂、偶联剂、抗静电剂、抗氧化剂等。
(6)树脂组合物层的厚度
第一密封片中的第一树脂组合物层的厚度可考虑密封的用途或密封后的已固化的树脂组合物层的厚度等而进行设定,并无特别限定。第一密封片中的第一树脂组合物层的厚度优选为50μm以上,特别优选为60μm以上,进一步优选为70μm以上。此外,第一树脂组合物层的厚度优选为1000μm以下,更优选为500μm以下,特别优选为300μm以下,进一步优选为200μm以下。通过使第一树脂组合物层的厚度为50μm以上,在第一层叠工序中,可将电子零件良好地嵌埋于第一树脂组合物层中,同时可良好地获得利用固化第一树脂组合物层而成的第一固化层保护电子零件的效果。此外,通过使第一树脂组合物层的厚度为1000μm以下,可减少固化第一树脂组合物层而成的第一固化层的固化收缩的发生,可抑制密封体发生翘曲。
此外,第二密封片中的第二树脂组合物层的厚度优选为1μm以上,特别优选为5μm以上,进一步优选为10μm以上。此外,第二树脂组合物层的厚度优选为100μm以下,更优选为80μm以下,特别优选为60μm。通过使第二树脂组合物层的厚度为1μm以上,可良好地获得利用固化第二树脂组合物层而成的第二固化层保护电子零件的效果,同时可获得良好的绝缘性。此外,通过使第二树脂组合物层的厚度为100μm以下,可减少固化第二树脂组合物层而成的第二固化层的固化收缩的发生,由此可抑制密封体发生翘曲。
2.剥离片
上述密封片也可具备剥离片。通过具备剥离片,保管密封片时或第一层叠工序及第二层叠工序中的操作性变得优异。剥离片的构成为任意,例如可列举出聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯等聚酯膜、聚丙烯、聚乙烯等聚烯烃膜等的塑料膜。优选对这些剥离面实施剥离处理。作为用于剥离处理的剥离剂,例如可列举出硅酮类、醇酸类、氟类、长链烷基类等的剥离剂。
对剥离片的厚度并无特别限制,但通常为20μm以上、250μm以下。
3.密封片的物性
在上述密封片中,构成上述树脂组合物层的材料在固化前的90℃下的熔融黏度(以下,有时称为“90℃熔融黏度”)的上限值优选为1.0×105Pa〃s以下,特别优选为1.0×104Pa〃s以下。若90℃熔融黏度的上限值为上述,则在第一层叠工序中、在加热下,电子零件被良好地嵌埋于第一树脂组合物层中,由此,可有效地抑制在电子零件的周围产生空隙。此外,90℃熔融黏度的下限值优选为1.0Pa〃s以上,特别优选为10Pa〃s以上。若90℃熔融黏度的下限值为上述,则在第一层叠工序中,在加热下将树脂组合物层层叠在电子零件上时,构成树脂组合物层的材料不会过度流动,可防止装置的污染或芯片的偏移。
此处,能够使用粘弹性测定装置测定构成树脂组合物层的材料的90℃熔融黏度。具体而言,针对厚度为15mm的树脂组合物层13,可使用MCR302(Anton Paar GmbH公司制造),以温度范围为30~150℃、升温速度为5℃/min的条件测定熔融黏度。
4.密封片的制造方法
本实施方式的半导体装置的制造方法中所使用的密封片能够以与以往的密封片相同的方式进行制造。例如,可通过以下方式制造密封片:制备含有上述树脂组合物、及根据所需而进一步含有溶剂或分散介质的涂布液,使用模涂机、幕涂机、喷雾涂布机、狭缝涂布机、刮刀涂布机等将该涂布液涂布在剥离片的剥离面上而形成涂膜,使该涂膜干燥。涂布液只要可进行涂布,则对其性状并无特别限定,存在含有用于形成树脂组合物层的成分作为溶质的情况,也存在含有其作为分散体的情况。剥离片可作为工序材料而进行剥离,也可保护树脂组合物层直至使用于密封为止。
此外,作为在密封片的两个面上分别层叠有剥离片的层叠体的制造方法,可在上述剥离片的剥离面上涂布涂布液而形成涂膜,使其干燥而形成由树脂组合物层与剥离片形成的层叠体,在该层叠体的树脂组合物层的与剥离片相反的面贴附在其他剥离片的剥离面上,得到由剥离片/树脂组合物层/剥离片形成的层叠体。该层叠体中的剥离片的至少一个可作为工序材料而进行剥离,也可保护树脂组合物层直至使用于密封为止。另外,作为上述溶剂,可列举出甲苯、乙酸乙酯、甲基乙基酮等有机溶剂等。
[半导体装置的制造方法]
接着,对本实施方式的半导体装置的制造方法进行说明。图1~图4中示出说明本实施方式的半导体装置的制造方法的一个例子的截面图。首先,如图1的(a)所示,作为电子零件载置工序,在粘着片1的粘着面上载置1个或2个以上的电子零件2。在粘着片1上载置电子零件2的手法并无特别限定,可采用一般的手法。
作为粘着片1,只要可通过该片所发挥的粘着力而将电子零件2固定(可剥离地固定)在该片上,则并无特别限定,可以由基材与层叠于该基材的粘着剂层形成,或者,也可以为具有自粘性的基材。此外,优选这样的基材及粘着剂层具有可耐受对第一树脂组合物层或第二树脂组合物层进行热固化时的加热的耐热性。
作为构成粘着剂层的粘着剂的例子,可使用丙烯酸类粘着剂、橡胶类粘着剂、硅酮类粘着剂、氨基甲酸乙酯类粘着剂、聚酯类粘着剂、聚乙烯基醚类粘着剂等。粘着剂也可含有增塑剂、稳定剂、增粘剂、着色剂、偶联剂、抗静电剂、抗氧化剂等。
构成粘着片1的基材的材料并无特别限定,例如可列举出聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯等聚酯膜;聚乙烯膜、聚丙烯膜等聚烯烃膜;聚酰亚胺膜、无纺布、纸等。
当粘着片1由基材与粘着剂层形成时,该粘着剂层在100℃下、将测定频率设为1Hz时的储能模量优选为1×105Pa以上。只要粘着剂层具有这样的储能模量,则在固化工序之后,可容易地将粘着片1剥离,且可防止粘着剂残留在被粘物的表面上的不良情况(所谓的残胶)。粘着剂层在100℃下、将测定频率设为1Hz时的储能模量的上限并无特别限定,优选为1×107Pa以下。另外,上述储能模量为使用动态粘弹性测定装置、通过扭转剪切法(ねじリせん断法)而测定的值,测定方法的细节如后文所述的实施例中的记载所示。
优选粘着片1在加热后显示如下的粘着力。首先,将粘着片1的粘着面贴附于被粘物(铜箔或聚酰亚胺膜),以100℃及30分钟的条件进行加热,接着,以180℃及30分钟的条件进行加热,进一步以190℃及1小时的条件进行加热之后,对铜箔的室温下的粘着力、及对聚酰亚胺膜的室温下的粘着力分别优选为0.7N/25mm以上、2.0N/25mm以下。若进行这样的加热之后的粘着力为上述范围,则能够在固化工序的过程中,有效地防止粘着片1发生剥离。进一步,当在第一层叠工序与粘着片1的剥离工序之间的阶段进行后文所述的第一树脂组合物层的固化时,即使粘着片1被加热,也易于剥离粘着片1。另外,上述粘着力的测定方法的细节如后文所述的实施例的记载所示。此外,在本说明书中,室温是指22℃以上、24℃以下的温度。
当粘着片1由基材与粘着剂层形成时,从在加热粘着片1之后将其剥离时,有效地抑制由粘着剂层的劣化造成的残胶的角度出发,5%重量减少温度优选为250℃以上,更优选为300℃以上。该5%重量减少温度例如可通过提高用于粘着剂层的粘着剂的交联度、减少粘着剂中的低分子的含量等而进行调节。另外,上述5%重量减少温度的测定方法的细节如后文所述的实施例的记载所示。
从作业性、成本等角度出发,可对构成粘着片1的基材的厚度进行适当设定,例如,优选为10μm以上,特别优选为15μm以上,进一步优选为20μm以上。此外,基材的厚度优选为500μm以下,特别优选为300μm以下,进一步优选为100μm以下。
当粘着片1由基材与粘着剂层形成时,可从粘着力、作业性、成本等角度出发,对该粘着剂层的厚度进行适当设定,例如优选为1μm以上,特别优选为5μm以上,进一步优选为10μm以上。此外,粘着剂层的厚度优选为500μm以下,特别优选为100μm以下,进一步优选为50μm以下。
作为电子零件2,只要为通常成为密封对象的电子零件,则并无特别限定,例如可列举出半导体芯片等。进一步,电子零件2也可以为在中介层(interposer)的规定位置载置有半导体芯片的零件。此时,在被如此载置的状态下,将中介层的至少一部分与该半导体芯片等一起密封。作为上述中介层的例子,可列举出引线框架、聚酰亚胺胶带、印刷基板等。进一步,也可在粘着片1上的电子零件2的周围,设置由铜等金属形成的框架、树脂制框架等框架(也称为框状构件),并将该框状构件的至少一部分与该电子零件2一起密封。上述框状构件通常包含由贯通厚度方向的孔形成的1个以上的开口部与由铜等或树脂等构成的框状部。
使用上述框状构件时,在电子零件载置工序中,例如,在粘着片1的粘着面上载置上述框状构件之后,在上述框状构件的开口部的位置载置电子零件2。由此,在第一层叠工序中,可抑制密封树脂向开口部外的渗出,可使所得到的半导体装置的厚度均匀,进一步,可抑制固化层发生翘曲,从而抑制所得到的半导体装置的翘曲。
接着,如图1的(b)所示,作为第一层叠工序,以覆盖电子零件2的方式,层叠至少具备固化性的第一树脂组合物层3的第一密封片中的第一树脂组合物层3。该第一密封片可使用上述的密封片。当第一密封片只在一个面上具备剥离片时,优选以覆盖电子零件2的方式层叠第一密封片中的树脂组合物层的露出面之后,将剥离片从第一树脂组合物层3上剥离。此外,当第一密封片在两个面上具备剥离片时,优选以覆盖电子零件2的方式层叠剥离一个剥离片而露出的树脂组合物层的露出面之后,将另一个剥离片从第一树脂组合物层3上剥离。另外,当第一密封片在一个面或两个面上具备剥离片时,也可以覆盖电子零件2的方式层叠第一密封片中的树脂组合物层3的露出面之后,如后文所述,将第一树脂组合物层3固化而形成第一固化层3’,然后,将剥离片从第一固化层3’上剥离。
可以使用以往公知的层压装置进行上述第一层叠工序,作为层叠的条件,例如,优选将第一树脂组合物层3的温度设为40℃以上,特别优选设为50℃以上。此外,优选将该温度设为180℃以下,进一步优选设为150℃以下,特别优选设为120℃以下。优选将层叠的压力设为0.1MPa以上。此外,优选将该压力设为0.5MPa以下。优选将层叠所需时间设为10秒以上,特别优选设为30秒以上。此外,该时间优选为10分钟以下,特别优选为5分钟以下。
上述第一层叠工序可在常压条件下进行,但从第一树脂组合物层3对电子零件2的密合性与嵌埋性的角度出发,优选在减压条件下进行。作为减压条件,例如优选设为5kPa以下,进一步优选设为500Pa以下,特别优选设为100Pa以下。
接着,如图1的(c)所示,优选将第一树脂组合物层3固化,形成第一固化层3’。该固化优选通过加热处理而进行,即,优选通过加热第一树脂组合物层3而进行固化。完成固化后的第一固化层3’的反应率优选为85%以上,优选为90%以上,特别优选为95%以上。以使第一固化层3’的反应率成为85%以上的方式固化第一树脂组合物层3时,第一树脂组合物层3的固化反应更良好地进行,并适度地进行立体网状化,因此,在后文所述的去胶渣工序之后,第一固化层3’的表面不会变得过度粗糙,第一固化层3’表面的算术平均粗糙度变得相对较小。由此,在之后的电极形成工序中,不易在第一固化层3’的内部形成导体,因此,即使在形成了微细电极时,也可有效地抑制短路等绝缘不良。另外,上述反应率的测定方法如后文所述的试验例的记载所示。
从容易良好地形成微细电极的角度出发,所形成的第一固化层3’的与电子零件2为相反侧的面的算术平均粗糙度(Ra值)优选为300nm以下,更优选为150nm以下,特别优选为100nm以下,进一步优选为50nm以下。算术平均粗糙度(Ra值)的下限值并无特别限制,但从在后文所述的电极形成工序之后,使电极7的密合性更加稳定的角度出发,优选为1nm以上,特别优选为5nm以上,进一步优选为10nm以上。另外,该算术平均粗糙度(Ra值)的测定方法如后文所述的试验例的记载所示。
在上述基于加热的第一树脂组合物层3的固化中,例如优选将加热处理的温度设为100℃以上,特别优选设为120℃以上。此外,优选将该温度设为240℃以下,特别优选设为200℃以下。此外,优选将加热处理的时间设为15分钟以上,特别优选设为20分钟以上。此外,优选将该时间设为300分钟以下,特别优选设为100分钟以下。此外,上述基于加热的第一树脂组合物层3的固化,优选通过多次加热处理而阶段性地进行。由此,第一固化层3’的上述反应率容易达成所需的值。此时的加热优选分成2次以上进行,尤其更优选通过二阶段加热处理来进行,二阶段加热处理基于以温度T1进行热固化的第一加热处理与以高于温度T1的温度T2进行热固化的第二加热处理。此时,在第一加热处理中,温度T1优选为100℃以上、130℃以下,加热处理的时间优选为15分钟以上、60分钟以下。此外,在第二加热处理中,温度T2优选为150℃以上、220℃以下,加热处理的时间优选为30分钟以上、120分钟以下。
另外,在图1~图4所示的半导体装置的制造方法的例子中,虽然在第一层叠工序与剥离工序之间的阶段进行了第一树脂组合物层3的固化,但是也可在其他的阶段进行。例如,第一树脂组合物层3的固化也可以在剥离粘着片1之后、层叠第二密封片之前进行。此外,第一树脂组合物层3的固化还可以在剥离粘着片1之后、且完成第二密封片的层叠之后,与第二树脂组合物层的固化同时进行。
接着,如图2的(a)所示,作为剥离工序,将粘着片1从电子零件2及第一固化层3’上剥离。另外,在进行该剥离时尚未进行第一树脂组合物层3的固化的情况下,粘着片1为从电子零件2及第一树脂组合物层3上剥离的片。此外,当粘着片1具备具有能量射线固化性的粘着剂层时,如上所述,通过在剥离前对该粘着剂层照射能量射线而使其固化,从而降低粘着片1的粘着力,由此可容易地进行该剥离。
接着,如图2的(b)所示,作为第二层叠工序,以覆盖因粘着片1的剥离而露出的电子零件2的露出面的方式,层叠至少具备固化性的第二树脂组合物层4的第二密封片。作为第二密封片,可使用上述的密封片。作为第二密封片,特别优选使用第二树脂组合物层4由与第一树脂组合物层3相同的材料形成的密封片。即,在本实施方式的半导体装置的制造方法中,从第一树脂组合物层3及第二树脂组合物层4之间的密合性的角度出发,优选第一树脂组合物层3及第二树脂组合物层4由具有相同组成的树脂组合物形成。当第二密封片只在一个面上具备剥离片时,优选在以覆盖电子零件2的露出面的方式层叠第二密封片中的树脂组合物层的露出面之后,将剥离片从第二树脂组合物层4上剥离。此外,当第二密封片在两个面上具备剥离片时,优选在以覆盖电子零件2的露出面的方式层叠剥离一个剥离片而露出的树脂组合物层的露出面之后,将另一个剥离片从第二树脂组合物层4上剥离。此外,当第二密封片具备剥离片时,也可在以覆盖电子零件2的露出面的方式层叠第二密封片中的树脂组合物层4的露出面之后,如后文所述,使第二树脂组合物层4固化而形成第二固化层4’,然后,将剥离片从第二固化层4’上剥离。
可以使用以往公知的层压装置进行上述第二层叠工序,作为层叠的条件,例如,优选将第二树脂组合物层4的温度设为40℃以上,特别优选设为50℃以上。此外,优选将该温度设为180℃以下,进一步优选设为150℃以下,特别优选设为120℃以下。优选将层叠的压力设为0.1MPa以上。此外,优选将该压力设为0.5MPa以下。优选将层叠所需时间设为10秒以上,特别优选设为30秒以上。此外,该时间优选为10分钟以下,特别优选为5分钟以下。
上述第二层叠工序可在常压条件下进行,但从第二树脂组合物层4对电子零件2的密合性与嵌埋性的角度出发,优选在减压条件下进行。作为减压条件,例如优选设为5kPa以下,特别优选设为100Pa以下。此外,作为减压条件,优选设为0.1Pa以上,特别优选设为0.1kPa以上。
接着,如图2的(c)所示,作为固化工序,将第二树脂组合物层4固化,形成第二固化层4’,由此得到密封体5,该密封体5具备:固化第一树脂组合物层3而成的第一固化层3’、固化第二树脂组合物层4而成的第二固化层4’、及通过第一固化层3’及第二固化层4’而密封的电子零件2。第二树脂组合物层4的固化优选为热固化,即,优选通过加热而使第二树脂组合物层4固化。完成固化之后的第二固化层4’的反应率优选为85%以上,特别优选为90%以上,进一步优选为95%以上。以使第二固化层4’的反应率成为85%以上的方式,固化第二树脂组合物层4时,第二树脂组合物层4的固化反应更良好地进行,并适度地进行立体网状化,因此,在后文所述的去胶渣工序之后,第二固化层4’的表面不会变得过度粗糙,第二固化层4’表面的算术平均粗糙度相对较小。由此,在之后的电极形成工序中,不易在第二固化层4’的内部形成导体,因此,即使在形成了微细电极时,也可有效地抑制短路等绝缘不良。另外,上述反应率的测定方法如后文所述的试验例的记载所示。
从容易良好地形成微细电极的角度出发,所形成的第二固化层4’的与电子零件2为相反侧的面的算术平均粗糙度(Ra值)优选为300nm以下,更优选为150nm以下,特别进一步优选为100nm以下,进一步优选为50nm以下。算术平均粗糙度(Ra值)的下限值并无特别限制,但从在后文所述的电极形成工序之后,使电极7的密合性更加稳定的角度出发,优选为1nm以上,特别优选为5nm以上,进一步优选为10nm以上。另外,该算术平均粗糙度(Ra值)的测定方法如后文所述的试验例的记载所示。
在上述基于加热的第二树脂组合物层4的固化中,例如优选将加热处理的温度设为100℃以上,特别优选设为120℃以上。此外,优选将该温度设为240℃以下,特别优选设为200℃以下。此外,优选将加热处理的时间设为15分钟以上,特别优选设为20分钟以上。此外,优选将该时间设为300分钟以下,特别优选设为100分钟以下。此外,上述基于加热的第二树脂组合物层4的固化,优选通过多次加热处理而阶段性地进行。由此,第二固化层4’的上述反应率容易达成所需的值。此时的加热优选分成2次以上进行,尤其更优选通过二阶段加热处理来进行,二阶段加热处理基于以温度T1进行热固化的第一加热处理与以高于温度T1的温度T2进行热固化的第二加热处理。在第一加热处理中,温度T1优选为100℃以上、130℃以下,加热处理的时间优选为15分钟以上、60分钟以下。在第二加热处理中,温度T2优选为150℃以上、220℃以下,加热处理的时间优选为30分钟以上、120分钟以下。
接着,可通过以往公知的任意方法在第一固化层及所述第二固化层中的至少一层上形成电极。以下,对通过半加成法形成电极的例子进行说明。
即,在固化工序之后,作为孔形成工序,形成使电子零件2的表面的一部分露出且贯通第一固化层3’及第二固化层4’中的至少一层的孔6。孔6的形成可配合所得到的半导体装置的构成等,设置在第一固化层3’及第二固化层4’的所需的一侧,此外,也可设置在第一固化层3’及第二固化层4’的两侧。此处,图3的(a)中示出形成了贯通第二固化层4’的孔6的状态的截面图。此时,形成从第二固化层4’的与第一固化层3’为相反侧的面,贯通至第二固化层4’与电子零件2的界面的孔6。另一方面,图4的(a)中示出形成了贯通第一固化层3’的孔6的状态的截面图。此时,形成从第一固化层3’的与第二固化层4’为相反侧的面,贯通至第一固化层3’与电子零件2的界面的孔6。孔6的形成可通过一般的方法进行,例如可通过对形成孔6的面使用激光照射装置,以一般的照射条件照射激光,由此形成。
接着,作为去胶渣工序,对形成有孔6的密封体5进行去胶渣处理。在上述孔形成工序中,形成孔6时,产生构成第一固化层3’或第二固化层4’的成分的残渣(胶渣),该胶渣有时残留在孔6内。然而,通过进行去胶渣工序,可去除孔6内的胶渣,在后续的电极形成工序中,在孔6内形成电极时,可抑制该电极的导通不良。
上述去胶渣处理可通过一般的手法进行,例如,能够通过将密封体5在30℃以上、120℃以下的碱性溶液中浸渍1~30分钟而进行。此外,作为所使用的碱性溶液,可使用一般用于去胶渣处理的溶液(去胶渣液),例如可使用含有高锰酸钾的氢氧化钠溶液、含有高锰酸钠及氢氧化钠的水溶液等。此外,作为上述碱性溶液,除了含有高锰酸钠及氢氧化钠的水溶液之外,也可使用含有氢氧化钾的水溶液等。
最后,作为电极形成工序,形成通过孔6而与电子零件2电连接的电极7。此处,在图3的(b)中示出,在孔形成工序中,在形成于第二固化层4’的孔6中形成了电极7的状态的截面图。此外,在图4的(b)中示出,在孔形成工序中,在形成于第一固化层3’的孔6中形成了电极7的状态的截面图。电极7的形成可通过一般的手法进行。例如,对密封体5的形成有孔6的面,进行使用铜、银等导电性金属的镀层处理,对孔6嵌埋该导电性金属,同时用该导电性金属覆盖上述面。接着,通过蚀刻等去除覆盖上述面的导电性金属中的不需要的部分,形成电极7,该电极7由已嵌埋在孔6内的导电性金属、及与该嵌埋的导电性金属连接且具有残留在上述面上的规定形状的导电性金属构成。此处,通过使残留在上述面上的导电性金属形成为具有规定宽度及长度的线状,也可形成布线形态的电极7。通过电极7的形成,可得到半导体装置,该半导体装置具备密封的电子零件2,同时具备电连接于该电子零件2的电极7。
本实施方式的半导体装置的制造方法中,如上所述,可配合半导体装置的用途等,在第一固化层3’及第二固化层4’的所需的层上形成孔6,并设置电极7。此外,也可在第一固化层3’及第二固化层4’的两个层上形成孔6,并设置电极7。因此,在所得到的半导体装置中,容易将电极7设置在自由的位置,所得到的半导体装置的立体安装也变得容易。其结果,半导体装置的高集成化及高功能化变得容易。
此外,本实施方式的半导体装置的制造方法也可适用于扇出型晶圆级封装(FOWLP)、扇出型面板级封装(FOPLP)、零件内置基板等的制造。特别是由于上述制造方法可将多个电子零件一次性密封,因此,通过在规定的位置切断由此得到的封装,可分割为多个半导体封装,可高效率且高成品率地生产半导体封装。即,本实施方式的半导体装置的制造方法也可适用于高效率且高成品率的方法。
以上所说明的实施方式是为了易于理解本发明而记载的,并非是为了限定本发明而记载。因此,上述实施方式中公开的各要素也包含属于本发明的技术范围内的所有的设计变更及均等物等。
实施例
以下,通过示出实施例及试验例等,对本发明进行进一步详细的说明,但本发明并不受下述试验例等的任何限定。
[制造例1](第一密封片的制造)
在甲基乙基酮中混合5.1份(固体成分换算,以下相同)作为热塑性树脂的双酚A型苯氧基树脂(Mitsubishi Chemical Corporation制造,产品名称“jER1256”)、5.7份作为热固性树脂的双酚A型环氧树脂(Mitsubishi Chemical Corporation制造,产品名称“jER828”)、5.7份作为热固性树脂的联苯型环氧树脂(Nippon Kayaku Co.,Ltd.制造,产品名称“NC-3000-L”)、4.1份作为热固性树脂的萘型环氧树脂(DIC CORPORATION制造,产品名称“HP-4700”)、14.3份作为热固性树脂的联苯型酚(MEIWA PLASTIC INDUSTRIES,LTD.制造,产品名称“MEHC-7851-SS”)、0.1份作为咪唑类固化催化剂的2-乙基-4-甲基咪唑(SHIKOKU CHEMICALS CORPORATION制造,产品名称“2E4MZ”)、及65份作为无机填料的环氧硅烷处理二氧化硅填料[使用3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷(Shin-Etsu ChemicalCo.,Ltd.制造,产品名称“KBM-403”,最小覆盖面积︰330m2/g)对二氧化硅填料(雅都玛公司制造,产品名称“SO-C2”,平均粒径:0.5μm,最大粒径:2μm,形状:球状)进行表面处理而成的填料],得到固体成分浓度为50质量%的树脂组合物的涂布液。将该涂布液涂布于在厚度为38μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜的一个面上设置醇酸类剥离剂层而成的剥离膜(LintecCorporation制造,产品名称“SP-PET38AL-5”)的剥离面上,将所得到的涂膜在烘箱中以100℃干燥1分钟,由此制作厚度为50μm的由树脂组合物层与剥离膜形成的密封片,将其作为由第一树脂组合物层与剥离膜形成的第一密封片。
[制造例2](第二密封片的制造)
除了将树脂组合物层的厚度变更为20μm之外,以与制造例1相同的方式,制作由厚度为20μm的树脂组合物层与剥离膜形成的密封片,将其作为由第二树脂组合物层与剥离膜形成的第二密封片。
[制造例3](粘着片的制作)
在甲基乙基酮中混合40质量份丙烯酸酯共聚物(丙烯酸2-乙基己酯92.8质量%、丙烯酸2-羟基乙酯7.0质量%及丙烯酸0.2质量%的共聚物)、5质量份作为增粘剂的两末端羟基氢化聚丁二烯(NIPPON SODA CO.,LTD.制造,产品名称“GI-1000”)及3.5质量份作为交联剂的具有六亚甲基二异氰酸酯的脂肪族类异氰酸酯(Nippon Polyurethane IndustryCo.,Ltd.制造,产品名称“Coronate HX”),制备固体成分浓度为30质量%的粘着剂组合物的涂布液。
接着,使用辊涂机将所制备的涂布液涂布在使用硅酮类剥离层对聚对苯二甲酸乙二醇酯膜的一个面进行了剥离处理的剥离膜(Lintec Corporation制造,产品名称“SP-PET382150”,厚度:38μm)的剥离处理面上,以90℃进行90秒的加热,接着,以115℃进行90秒的加热,使涂膜干燥,由此形成粘着剂层,得到厚度为50μm的粘着剂层与剥离膜的层叠体。
接着,将所得到的粘着剂层的与剥离膜为相反侧的面粘贴在作为基材的透明聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(TOYOBO CO.,LTD.制造,产品名称“PET50A-4300”,厚度:50μm,玻璃化转变温度Tg:67℃,MD方向热收缩率:1.2%,CD方向热收缩率:0.6%)的一个面上而得到粘着片。
另外,针对所得到的粘着剂层,通过后文所述的方法测定在100℃下、将测定频率设为1Hz时的储能模量,结果为2.36×105Pa。此外,通过后文所述的方法测定所得到的粘着片的加热后的对铜箔的粘着力,结果为1.2N/25mm。此外,通过后文所述的方法测定粘着片的加热后的对聚酰亚胺膜的粘着力,结果为1.1N/25mm。此外,通过后文所述的方法测定粘着剂层的5%重量减少温度,结果为304℃。
以下述方式测定上述的储能模量。使用多个如上所述地制作的粘着剂层与剥离膜的层叠体,层叠粘着剂层直至厚度的合计成为3mm之后,冲压出直径为8mm的圆柱体(厚度为3mm),将其作为样品。针对该样品,依据JIS K7244-6:1999、使用粘弹性测定器(REOMETRIC公司制造,产品名称“DYNAMIC ANALYZER”)、通过扭转剪切法、在测定频率:1Hz及测定温度:100℃的条件下,测定储能模量(Pa)。
以下述方式测定上述的对铜箔的粘着力。将如上所述地制作的粘着片裁切成长100mm、宽25mm,将剥离了剥离膜的粘着片作为试验片,以0.5MPa、50℃对铜箔加压20分钟而进行贴附之后,依次进行在100℃及30分钟的条件下的加热、在180℃及30分钟的条件下的加热及在190℃及1小时的条件下的加热。之后,在标准环境下(23℃、50%RH),使用拉伸试验机(Shimadzu Corporation制造,产品名称“AUTOGRAPH AG-IS),以180°的剥离角度、300mm/分钟的剥离速度剥离粘着片,并测定粘着力(mN/25mm)。此外,除了将粘着片的贴附对象从铜箔变更为聚酰亚胺膜之外,上述的对聚酰亚胺膜的粘着力通过与上述同样的粘着力的测定方法进行测定。
以下述方式测定上述的5%重量减少温度。即,针对以上述方式形成的粘着剂层,使用示差热-热重量同时测定装置(Shimadzu Corporation制造,产品名称“DTG-60”),将流入气体设为氮气,以100m1/min的气体流入速度、20℃/min的升温速度从40℃升温至550℃,进行热重量测定(依据JIS K7120“塑料的热重量测定方法”)。基于所得到的热重量曲线,求出质量相对于温度100℃下的质量减少5%的温度(5%重量减少温度)。
[实施例1]
(电子零件载置工序)
首先,从制造例3中制作的粘着片上剥离剥离膜,并在露出的粘着面上贴合具有多个开口部的框状构件(铜制,厚度:130μm,开口部的尺寸:8mm×8mm)。接着,准备多个半导体芯片(5mm×5mm,厚度:130μm),在框状构件中的各个开口部的规定位置,各载置一个半导体芯片。
(第一层叠工序)
接着,在加热至90℃的状态下,将制造例1中制作的第一密封片的第一树脂组合物层侧的面,以覆盖半导体芯片及框状构件的方式层叠在粘着片上,进行暂时粘着。接着,使用真空层压装置,将第一密封片放置在减压成2hPa以下的状态,然后,使用耐热橡胶,以90℃、0.1MPa的压力压制10秒,然后,使用耐热橡胶,以90℃、0.3MPa的压力压制30秒。
(第一密封片的固化工序)
然后,从层叠的第一密封片上剥离剥离膜,将第一树脂组合物层以100℃(T1)热固化30分钟之后,以180℃(T2)热固化60分钟,形成第一固化层。接着,将粘着片以180°的剥离角度从第一固化层上剥离。
(第二层叠工序)
接着,对剥离粘着片而露出的半导体芯片及第一固化层的露出面,层叠制造例2中制作的第二密封片的第二树脂组合物层。该层叠中,使用真空层压装置并将其置于减压成2hPa以下的状态,然后,使用耐热橡胶,以90℃、0.3MPa的压力压制10秒,然后,使用耐热橡胶,以90℃、0.3MPa的压力压制30秒。
(第二密封片的固化工序)
然后,从层叠的第二密封片上剥离剥离膜,将第二树脂组合物层以100℃(T1)热固化30分钟之后,以180℃(T2)热固化60分钟,形成第二固化层。由此,得到具备被第一固化层及第二固化层密封的半导体芯片的密封体。
(孔形成工序)
使用CO2激光加工机,对所得到的密封体的第二固化层侧的面照射激光,形成在密封体表面的直径为100μm、且达到半导体芯片的通孔。
(去胶渣工序)
接着,用保护胶带对密封体的第一固化层侧的面(与形成有通孔的第二固化层的面为相反侧的面)进行全面覆盖之后,在混合乙二醇醚类溶剂与乙二醇单丁基醚而成的碱性溶胀液中,以60℃浸渍5分钟之后,在粗化液(碱性高锰酸水溶液)中以80℃浸渍15分钟,最后,在硫酸的水溶液中以40℃浸渍5分钟而进行中和,然后以80℃干燥5分钟。
(电极形成工序)
接着,将密封体在化学镀用溶液中以40℃浸渍6分钟,接着,在化学镀铜液中以25℃浸渍18分钟,然后,以150℃进行30分钟退火处理。然后,在密封体的形成有通孔的面上贴合镀层用抗蚀剂层,通过曝光、显影,去除该镀层用抗蚀剂层中的具有规定图案的区域。然后,进行硫酸铜电镀,在上述去除的区域中,形成10μm厚的由铜形成的层。接着,剥离残余的镀层用抗蚀剂层,并通过烧蚀(flush etching)去除不需要的化学镀铜部分,由此得到具有布线形状的电极。该布线的布线图案是布线宽度(L)为50μm、布线间隔(S)为50μm的布线图案1,及布线宽度(L)为10μm、布线间隔(S)为10μm的布线图案2。最后,将保护胶带剥离,并以190℃进行60分钟退火处理,由此得到在第二固化层面上形成有电极的密封体。
[实施例2]
除了在第一固化层侧的面上形成电极之外,以与实施例1相同的方式得到密封体。即,得到在第二固化层侧的面上未形成电极、仅在第一固化层侧的面上形成有电极的密封体。
[实施例3]
在第一密封片的固化工序及第二密封片的固化工序中,作为固化条件,分别通过180℃(T1)下的60分钟的一次加热处理而进行热固化,除此之外,以与实施例1相同的方式得到密封体。
[实施例4]
在第一密封片的固化工序及第二密封片的固化工序中,作为固化条件,分别以100℃(T1)热固化30分钟之后,以150℃(T2)热固化30分钟,除此之外,以与实施例1相同的方式得到密封体。
[试验例1](反应率的测定)
对于以与制造例1相同的方式制作的第一密封片,将剥离剥离膜而得到的第一树脂组合物层供于下述条件的示差扫描量热仪(DSC),测定第一树脂组合物的由热固化造成的发热量(积分量)。将由此测定的发热量记作ΔH0(kJ)。
示差扫描量热仪(DSC)
装置:TA Instrument公司制造
升温速度:10℃/min
温度范围:50℃~300℃
此外,在与实施例1的第一密封片的固化工序中的热固化相同的条件[以100℃(T1)热固化30分钟之后,以180℃(T2)热固化60分钟]下,对以与制造例1相同的方式制作的第一密封片进行热固化之后,将剥离膜剥离,将得到的第一固化层以与上述相同的条件供于示差扫描量热仪(DSC),测定第一固化层的由热固化造成的发热量(积分量)。将测定的发热量记作ΔH1(kJ)。
然后,使用测定的ΔH0(kJ)及ΔH1(kJ),根据下述公式计算实施例1的第一固化层的反应率(%)。将结果示于表1。
反应率(%)=(ΔH0-ΔH1)/ΔH×100
此外,对于以与制造例2相同的方式制作的第二密封片,通过与上述相同的方式测定剥离剥离膜而得到的第二树脂组合物层的发热量ΔH0(kJ)。进一步,在与实施例1的第二密封片的固化工序中的热固化相同的条件[以100℃(T1)热固化30分钟之后,以180℃(T2)热固化60分钟]下,对以与制造例2相同的方式制作的第二密封片进行热固化之后,通过与上述相同的方式测定剥离剥离膜而得到的第二固化层的发热量ΔH1(kJ)。然后,根据所测定的ΔH0(kJ)及ΔH1(kJ)、通过与上述相同的方式进行计算,由此算出实施例1的第二固化层的反应率(%)。将结果示于表1。
进一步,除了将测定上述发热量ΔH1(kJ)时的热固化条件变更为各实施例中所记载的条件之外,以与上述的方法相同的方法计算实施例2~4的第一固化层的反应率(%)及第二固化层的反应率(%)。将这些结果也示于表1。
[试验例2](算术平均粗糙度的测定)
在实施例1~4的制造方法中的第二密封片的固化工序中得到的、进行孔形成工序前的密封体(具备通过第一固化层及第二固化层而密封的半导体芯片的密封体)中,针对第一固化层及第二固化层的表面,依据JISB0601-1994、使用接触式粗糙度仪(MitutoyoCorporation制造,产品名称“SV3000S4”)测定算术平均粗糙度Ra(nm)。将结果示于表1。
[试验例3](电极形成性的评价)
使用数字显微镜(KEYENCE CORPORATION制造,产品名称“VHX-100”)观察实施例中制造的密封体的布线图案1(L/S=50μm/50μm)及布线图案2(L/S=10μm/10μm),并根据以下的基准评价电极形成性。
A:形成了预定的布线图案。
B:产生了部分偏离预定的布线图案。
C:产生了偏离预定的布线图案,并发生了布线间的接触(短路)。
[表1]
确认到根据实施例的制造方法,能够通过极简单的作业内容有效地进行从芯片安装工序到在密封树脂上形成电极的工序。此外,如表1所示,确认到在密封体的任意一面均可形成具有良好的布线图案的电极。由此,能够使半导体装置的高集成化及高功能化成为可能。综上,根据实施例的制造方法,可良好地密封电子零件,可良好地制造半导体装置。
工业实用性
本发明的半导体装置的制造方法可适当地应用于芯片内置基板、扇出型晶圆级封装或扇出型面板级封装等半导体装置的制造。
附图标记说明
1:粘着片;2:电子零件;3:第一树脂组合物层;3’:第一固化层;4:第二树脂组合物层;4’:第二固化层;5:密封体;6:孔;7:电极。
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