TWI489565B - Semiconductor wafer laminated body manufacturing method and semiconductor device - Google Patents

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TWI489565B
TWI489565B TW099107069A TW99107069A TWI489565B TW I489565 B TWI489565 B TW I489565B TW 099107069 A TW099107069 A TW 099107069A TW 99107069 A TW99107069 A TW 99107069A TW I489565 B TWI489565 B TW I489565B
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adhesive
semiconductor
semiconductor component
component
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Akinobu Hayakawa
Hideaki Ishizawa
Kohei Takeda
Ryohei Masui
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Sekisui Chemical Co Ltd
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Description

半導體晶片積層體之製造方法及半導體裝置
本發明係關於一種半導體晶片積層體之製造方法，其係調整從半導體晶片之接合區域溢出之半導體零件用接著劑的量，即使小型化亦可製得高精度且可靠性高的半導體晶片積層體。又，本發明係亦關於一種使用該半導體晶片積層體之製造方法的半導體裝置。
近年來，為因應對半導體封裝之小型化的要求，半導體晶片已逐漸變成極薄之薄膜，而連接於半導體晶片之接合導線亦已微細化。又，由於可形成極薄之半導體晶片，因此亦逐漸往三維構裝發展，以將複數個半導體晶片加以積層來作為多層之半導體晶片積層體。
在多層之半導體晶片積層體中，若僅將相同尺寸之半導體晶片予以積層，則有時連接於下層之半導體晶片的接合導線會與上層之半導體晶片接觸而無法進行打線。因此，至今雖進行將大小不同之半導體晶片予以積層的方法、或於半導體晶片之間形成空隙的方法等，不過欲將各半導體晶片無損傷且保持水平加以積層實非容易。
對此，以製得可靠性高之半導體晶片積層體為目的，業已研究保護下層半導體晶片之導線的方法、或以保持水平積層為目的，則已研究使間隔晶片夾設於半導體晶片間的方法等。例如，於專利文獻1揭示有一種方法，其係在積層複數個半導體晶片時，於一側之半導體晶片之用以積層另一側之半導體晶片的面，在將間隔件形成為散點狀之後，積層另一側之半導體晶片。又，於專利文獻2則揭示有另一種方法，其係在積層複數個半導體晶片時，於連接之半導體晶片之間積層虛擬晶片(dummy chip)及間隔件。
然而，近年來，由於半導體封裝之小型化日益進展，導致從半導體晶片至打線焊墊之距離逐漸變短，因此產生了以專利文獻1或專利文獻2之方法亦無法因應的另一問題。
亦即，以往用以將半導體晶片接合於基板或其他半導體晶片之接著劑，係從半導體晶片溢出而擴及至打線焊墊，不過隨著從半導體晶片至打線焊墊之距離變短，因所溢出之接著劑亦即稱為所謂餘料(fillet)的部分，造成打線動作逐漸變得困難。又，在為了防止接著劑之溢出而減少接著劑之使用量的情況下，接著劑卻無法濕潤展開至半導體晶片與基板或其他半導體晶片之接合面整體，在模製密封後產生空洞，而難以製得具有充分可靠性之半導體晶片積層體。
專利文獻1：日本專利特開2003-179200號公報
專利文獻2：日本專利特開2006-66816號公報
本發明之目的在於提供一種半導體晶片積層體之製造方法，其係調整從半導體晶片之接合區域溢出之半導體零件用接著劑的量，即使小型化亦可製得高精度且可靠性高的半導體晶片積層體。又，本發明之目的係亦在於提供一種使用該半導體晶片積層體之製造方法的半導體裝置。
本發明係一種半導體晶片積層體之製造方法，用以將半導體晶片藉由半導體零件用接著劑接合於基板或其他半導體晶片，具有：塗佈步驟(1)，係將半導體零件用接著劑塗佈於基板或其他半導體晶片；半導體晶片積層步驟(2)，係藉由該所塗佈之半導體零件用接著劑將半導體晶片積層於該基板或其他半導體晶片上；濕潤展開步驟(3)，係使該半導體零件用接著劑均勻地濕潤展開在該基板或其他半導體晶片上之與該半導體晶片接合的區域整體；以及硬化步驟(4)，係使該半導體零件用接著劑硬化；在該塗佈步驟(1)中，塗佈該半導體零件用接著劑之區域係該基板或其他半導體晶片上之與該半導體晶片接合之區域的40～90%；剛完成該半導體晶片積層步驟(2)後，該半導體零件用接著劑濕潤展開之區域係該基板或其他半導體晶片上之與該半導體晶片接合之區域的60%以上且低於100%；在使該半導體零件用接著劑均勻地濕潤展開之步驟(3)中，該基板與半導體晶片間或其他半導體晶片與半導體晶片間之半導體零件用接著劑，在使用E型黏度計測量時之0.5rpm的黏度係1～30Pa‧s。
以下，詳述本發明。
本發明人等，發現一種半導體晶片積層體之製造方法，用以將半導體晶片藉由半導體零件用接著劑接合於基板或其他半導體晶片，其係在具有既定塗佈步驟(1)、半導體晶片積層步驟(2)、使半導體零件用接著劑均勻地濕潤展開之步驟(3)、以及硬化步驟(4)之製造方法中，藉由將塗佈步驟(1)中之半導體零件用接著劑的塗佈區域設定在既定範圍內，將剛完成半導體晶片積層步驟(2)後半導體零件用接著劑濕潤展開之區域設定在既定範圍內，並在既定條件下進行使半導體零件用接著劑均勻地濕潤展開之步驟(3)，以調整從半導體晶片之接合區域溢出之半導體零件用接著劑的量，即使在小型化後之半導體晶片積層體亦可進行良好之打線，即可製得高精度且可靠性高的半導體晶片積層體，從而完成本發明。
本發明之半導體晶片積層體之製造方法，係一種將半導體晶片藉由半導體零件用接著劑接合於基板或其他半導體晶片之半導體晶片積層體之製造方法。
此外，本發明之半導體晶片積層體之製造方法中，可對基板接合半導體晶片以製造半導體晶片積層體，或例如亦可對已接合於基板之半導體晶片等其他半導體晶片，進一步接合半導體晶片以製造多層之半導體晶片積層體。
本發明之半導體晶片積層體之製造方法中，首先，係進行塗佈步驟(1)，以將半導體零件用接著劑塗佈於基板或其他半導體晶片。
上述塗佈步驟(1)中之塗佈方法並無特別限制，例如可舉將安裝有精密噴嘴之注入器等與分注器等予以組合使用來塗佈的方法等。
上述塗佈步驟(1)中，塗佈上述半導體零件用接著劑之區域係上述基板或其他半導體晶片上之在後述半導體晶片積層步驟(2)與半導體晶片接合之區域(本說明書中亦稱為接合區域)的40～90%。此外，本說明書中，塗佈上述半導體零件用接著劑之區域係意指以直線描繪所塗佈之半導體零件用接著劑的最外部，藉由該直線所形成之一個以上之多角形內部之面積及其面積的和。
上述塗佈半導體零件用接著劑之區域若低於接合區域的40%，則在經過後述使半導體零件用接著劑均勻地濕潤展開之步驟(3)時，由於上述半導體零件用接著劑無法均勻地濕潤展開於接合區域整體而在模製密封後產生空洞，因此所製得之半導體晶片積層體便會欠缺可靠性。上述塗佈半導體零件用接著劑之區域若超過接合區域的90%，則在經過後述使半導體零件用接著劑均勻地濕潤展開之步驟(3)時，從接合區域溢出之半導體零件用接著劑的量會變多，而難以對所製得之半導體晶片積層體進行打線。上述塗佈半導體零件用接著劑之區域係以接合區域之60～90%較佳。
上述半導體零件用接著劑係以含有具有硬化性化合物及硬化劑之接著組成物較佳。
上述硬化性化合物並無特別限制，可使用藉由加成聚合、聚縮合、複加成、加成縮合、及開環聚合反應硬化之化合物。具體而言，上述硬化性化合物可列舉例如脲樹脂、三聚氰胺樹脂、酚樹脂、間苯二酚樹脂、環氧樹脂、丙烯酸樹脂、聚酯樹脂、聚醯胺樹脂、聚苯并咪唑樹脂、酞酸二烯丙酯樹脂、二甲苯樹脂、烷基苯樹脂、環氧丙烯酸樹脂、矽氧樹脂、胺基甲酸酯樹脂等熱硬化性化合物。其中，由於所製得之半導體晶片積層體的可靠性及接合強度優異，因此較佳為環氧樹脂及丙烯酸樹脂，更較佳為具有醯亞胺骨架之環氧樹脂。
上述環氧樹脂並無特別限制，可列舉例如雙酚A型、雙酚F型、雙酚AD型、及雙酚S型等雙酚型環氧樹脂、酚醛清漆型、甲酚酚醛清漆型等清漆型環氧樹脂、間苯二酚型環氧樹脂、三苯酚甲烷三環氧丙醚(trisphenol methane triglycidyl ether)等芳香族環氧樹脂、萘型環氧樹脂、茀型環氧樹脂、二環戊二烯型環氧樹脂、聚醚改質環氧樹脂、NBR改質環氧樹脂、CTBN改質環氧樹脂、以及此等之氫化物等。其中，由於可製得黏度較低之半導體零件用接著劑，因此較佳為雙酚F型環氧樹脂、間苯二酚型環氧樹脂、及聚醚改質環氧樹脂。
上述雙酚F型環氧樹脂之中，市售品例如可列舉EXA-830-LVP、及EXA-830-CRP(以上係DIC公司製)等。又，上述間苯二酚型環氧樹脂之中，市售品例如可舉EX-201(NAGASE CHEMTEX公司製)等。又，上述聚醚改質環氧樹脂之中，市售品例如可列舉EX-931(NAGASE CHEMTEX公司製)、EXA-4850-150(DIC公司製)、以及EP-4005(ADEKA公司製)等。
上述硬化性化合物其吸濕率較佳之上限係1.5%，更佳之上限係1.1%。具有此種吸濕率之硬化性化合物例如可列舉萘型環氧樹脂、茀型環氧樹脂、二環戊二烯型環氧樹脂、酚醛清漆型環氧樹脂、及甲酚酚醛清漆型環氧樹脂等。
上述硬化劑並無特別限制，可配合上述硬化性化合物來適當選擇習知公知之硬化劑。在使用環氧樹脂作為上述硬化性化合物的情況下，上述硬化劑例如可列舉三烷基四氫酞酐等加熱硬化型酸酐系硬化劑、酚系硬化劑、胺系硬化劑、及二氰二胺(dicyandiamide)等潛伏性硬化劑、以及陽離子系觸媒型硬化劑等。此等硬化劑可單獨使用亦可併用兩種以上。
上述硬化劑之配合量並無特別限制，在使用與上述硬化性化合物之官能基進行等量反應之硬化劑的情況下，相對於上述硬化性化合物之官能基量，以60～100當量較佳。又，在使用具有觸媒功能之硬化劑的情況下，相對於上述硬化性化合物100重量份，上述硬化劑之配合量其較佳之下限係1重量份，較佳之上限係20重量份。
上述接著組成物中，為了調整硬化速度或硬化物之物性等，除了上述硬化劑以外亦可添加硬化促進劑。
上述硬化促進劑並無特別限制，例如可列舉咪唑系硬化促進劑、及三級胺系硬化促進劑等。其中，從容易進行用以調整硬化速度或硬化物之物性等之反應系統的控制的觀點而言，較佳為咪唑系硬化促進劑。此等硬化促進劑可單獨使用亦可併用兩種以上。
上述咪唑系硬化促進劑並無特別限制，例如可列舉以氰乙基保護咪唑之第1位的1-氰乙基-2-苯咪唑、或以異三聚氰酸保護鹼性之咪唑系硬化促進劑(產品名「2MA-OK」，四國化成工業公司製)等。此等咪唑系硬化促進劑可單獨使用亦可併用兩種以上。
上述硬化促進劑之配合量並無特別限制，相對於上述硬化性化合物100重量份，較佳之下限係1重量份，較佳之上限係10重量份。
以上述硬化促進劑而言，例如可列舉2MZ、2MZ-P、2PZ、2PZ-PW、2P4MZ、C11Z-CNS、2PZ-CNS、2PZCNS-PW、2MZ-A、2MZA-PW、C11Z-A、2E4MZ-A、2MA-OK、2MAOK-PW、2PZ-OK、2MZ-OK、2PHZ、2PHZ-PW、2P4MHZ、2P4MHZ-PW、2E4MZ‧BIS、VT、VT-OK、MAVT、以及MAVT-OK(以上係四國化成工業公司製)等。
在使用環氧樹脂作為上述硬化性化合物且併用上述硬化劑與上述硬化促進劑的情況下，相對於所使用之環氧樹脂中之環氧基，所使用之硬化劑的配合量以設定成低於理論上所須之當量較佳。上述硬化劑之配合量若超過理論上所須之當量，則從使半導體零件用接著劑硬化所製得之硬化物，有時會因水分導致氯離子容易溶出。亦即，硬化劑若過量，則例如在以熱水從所製得之半導體零件用接著劑之硬化物萃取溶出成分時，由於萃取水之pH值會在4～5左右，因此有時氯離子會從環氧樹脂大量溶出。因此，以100℃之純水10g將所製得之半導體零件用接著劑之硬化物浸漬2小時後之純水的pH值係以6～8較佳，pH值係以6.5～7.5更佳。
上述接著組成物為了使黏度降低亦可含有稀釋劑。
上述稀釋劑以具有環氧基較佳，1分子中之環氧基數的較佳下限係2，較佳上限則係4。1分子中之環氧基數若低於2，則有時在半導體零件用接著劑硬化後無法顯現充分之耐熱性。1分子中之環氧基數若超過4，則有時會產生因硬化所造成之變形或導致未硬化之環氧基殘存，有時會因此而造成接合強度降低或產生因反覆之熱應力所造成的接合不良。上述稀釋劑之1分子中之環氧基數的更佳上限係3。
又，上述稀釋劑以具有芳香環及/或二環戊二烯結構較佳。
上述稀釋劑其在120℃之重量減少量及在150℃之重量減少量的較上限係1%。在120℃之重量減少量及在150℃之重量減少量若超過1%，則在半導體零件用接著劑硬化中或硬化後未反應物即已揮發，導致有時會對生產性或所製得之半導體晶片積層體的性能造成不良影響。
又，上述稀釋劑係以較其他硬化性化合物硬化開始溫度低且硬化速度大者較佳。
上述接著組成物中稀釋劑之配合量的較佳下限係1重量%，較佳上限則係20重量%。上述稀釋劑之配合量若在上述範圍外，則有時無法充分降低接著組成物之黏度。
上述半導體零件用接著劑以含有CV值為10%以下之間隔粒子較佳。
藉由含有上述CV值為10%以下之間隔粒子，例如在使用本發明之半導體晶片積層體之製造方法來製造多層之半導體晶片積層體的情況下，無須夾設虛擬晶片等即可將晶片間距離保持成一定。
上述間隔粒子之CV值若超過10%，則由於粒徑之偏差較大，因此難以將晶片間距離保持成一定，有時會難以使其發揮作為間隔粒子之功能。上述間隔粒子之CV值的更佳上限係6%，進一步更佳上限則係4%。
此外，本說明書中，CV值係指藉由下述式(1)所求得之數值。
粒徑之CV值(%)=(σ2/Dn2)×100　(1)
式(1)中，σ2係表示粒徑之標準差，Dn2則表示數量平均粒徑。
又，本說明書中，晶片間距離係意指基板與半導體晶片之距離、以及半導體晶片彼此之距離兩者。
上述CV值為10%以下之間隔粒子(以下，亦僅稱為間隔粒子)的平均粒徑並無特別限制，可選擇能達成所要之晶片間距離的粒徑，不過較佳之下限係5μm，較佳之上限則係200μm。上述間隔粒子之平均粒徑若低於5μm，則例如在使用本發明之半導體晶片積層體之製造方法來製造多層之半導體晶片積層體的情況下，有時會難以將晶片間距離縮小至間隔粒子之粒徑程度。上述間隔粒子之平均粒徑若超過200μm，則例如在使用本發明之半導體晶片積層體之製造方法來製造多層之半導體晶片積層體的情況下，有時晶片間距離會變大而超過所須。上述間隔粒子之平均粒徑的更佳下限係9μm，更佳上限則係50μm。
上述間隔粒子之平均粒徑係以添加於半導體零件用接著劑之間隔粒子以外之固體成分之平均粒徑的1.2倍以上較佳。上述間隔粒子之平均粒徑若低於間隔粒子以外之固體成分之平均粒徑的1.2倍，則例如在使用本發明之半導體晶片積層體之製造方法來製造多層之半導體晶片積層體的情況下，有時會難以將晶片間距離確實地縮小至間隔粒子之粒徑程度。上述間隔粒子之平均粒徑係以間隔粒子以外之固體成分之平均粒徑的1.3倍以上更佳。
上述間隔粒子其粒徑分布之標準差係以低於間隔粒子之平均粒徑的10%較佳。藉此，例如在使用本發明之半導體晶片積層體之製造方法來製造多層之半導體晶片積層體的情況下，即可使半導體晶片更穩定水平地積層。
上述間隔粒子其以下述式(2)表示之K值的較佳下限係980N/mm2 ，較佳上限則係4900 N/mm2 。
K=(3/√2)‧F‧S-3/2 ‧R-1/2 　(2)
式(2)中，F、S係分別表示間隔粒子之10%壓縮變形的負重值(kgf)、壓縮位移(mm)，R則表示該間隔粒子之半徑(mm)。
此外，上述K值可藉由以下之測量方法來測量。
首先，將間隔粒子散佈於具有平滑表面之鋼板上後，從其中選擇1個間隔粒子，使用微小壓縮測試機以鑽石製之直徑為50μm之圓柱的平滑端面來壓縮間隔粒子。此時，以電磁力通電檢測出壓縮負重，並以差動變壓器之位移通電檢測出壓縮位移。接著，從所求得之壓縮位移-負重的關係分別求出10%壓縮變形之負重值及壓縮位移，再從所求得之結果算出K值。
上述間隔粒子從20℃、10%之壓縮變形狀態釋放時之壓縮回復率的較佳下限係20%。藉由使用具有此種壓縮回復率之間隔粒子，例如在使用本發明之半導體晶片積層體之製造方法來製造多層之半導體晶片積層體的情況下，且在較平均粒徑還大之間隔粒子存在於所積層之半導體晶片間的情況下，亦可藉由壓縮變形使形狀回復以作為間隙調整材動作。因此，能以更穩定之一定間隔將半導體晶片水平地積層。
此外，上述壓縮回復率可藉由以下之測量方法來測量。
藉由與上述K值測量時同樣之方法，以差動變壓器之位移電氣檢測出壓縮位移，逐漸減少壓縮後之負重直至反轉負重值為止，再測量此時之負重與壓縮位移的關係。從所求得之測量結果算出壓縮回復率。然而，除負重之終點並非負重值為零而係設為0.1g以上之原點負重值。
上述間隔粒子之材質並無特別限制，不過以樹脂粒子較佳。
構成上述樹脂粒子之樹脂並無特別限制，例如可列舉聚乙烯、聚丙烯、聚甲基戊烯、聚氯乙烯、聚四氟乙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸酯、聚對苯二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸丁二酯、聚醯胺、聚醯亞胺、聚碸、聚氧化二甲苯、以及聚縮醛等。其中，由於易於調整間隔粒子之硬度與壓縮回復率且可提升耐熱性，因此以使用交聯樹脂較佳。
上述交聯樹脂並無特別限制，例如可列舉環氧樹脂、酚樹脂、三聚氰胺樹脂、不飽和聚酯樹脂、二乙烯苯聚合物、二乙烯苯-苯乙烯共聚物、二乙烯苯-(甲基)丙烯酸酯共聚物、酞酸二烯丙酯共聚物、三聚異氰酸三烯丙酯共聚物、以及苯并胍胺(benzoguanamine)共聚物等具有網目結構之樹脂。其中，較佳為二乙烯苯聚合物、二乙烯苯-苯乙烯共聚物、二乙烯苯-(甲基)丙烯酸酯共聚物、以及酞酸二烯丙酯共聚物等。在使用此等交聯樹脂的情況下，對半導體晶片進行打線之後，對硬化製程及焊料回流製程等熱處理製程之耐受性優異。
上述間隔粒子視需要以經過表面處理較佳。藉由於上述間隔粒子施以表面處理，即可在所製得之半導體零件用接著劑實現後述之黏度特性。
上述表面處理之方法並無特別限制，例如在上述接著組成物整體顯現疏水性的情況下，以對表面賦予親水基較佳。上述於表面賦予親水基之方法並無特別限制，例如在使用上述樹脂粒子作為間隔粒子的情況下，可舉以具有親水基之偶合劑對樹脂粒子之表面進行處理的方法等。
上述間隔粒子係以球狀較佳。又，上述間隔粒子其高寬比的較佳上限係1.1。藉由將高寬比設定成低於1.1，例如在使用本發明之半導體晶片積層體之製造方法來製造多層之半導體晶片積層體的情況下，即可將晶片間距離穩定保持成一定。此外，本說明書中，高寬比係意指針對粒子之長徑與短徑，長徑之長度對短徑之長度的比(長徑之長度除以短徑之長度的值)。該高寬比之值愈接近於1則間隔粒子之形狀愈接近於正圓球。
上述半導體零件用接著劑中上述間隔粒子之配合量的較佳下限係0.01重量%，較佳上限則係5重量%。上述間隔粒子之配合量若低於0.01重量%，則例如在使用本發明之半導體晶片積層體之製造方法來製造多層之半導體晶片積層體的情況下，有時會無法將晶片間距離穩定保持成一定。上述間隔粒子之配合量若超過5重量%，則有時所製得之半導體零件用接著劑作為接著劑之功能會降低。
又，在上述半導體零件用接著劑除了上述間隔粒子以外亦含有具有上述間隔粒子之平均粒徑以上之粒徑之固體成分的情況下，此種固體成分之配合量的較佳上限係1重量%。
上述具有間隔粒子之平均粒徑以上之粒徑之固體成分的熔點係以低於上述半導體零件用接著劑之硬化溫度較佳。
上述具有間隔粒子之平均粒徑以上之粒徑之固體成分的最大粒徑係以上述間隔粒子之平均粒徑的1.1～1.5較佳，以1.1～1.2更佳。
上述半導體零件用接著劑以進一步含有搖變性賦予劑較佳。藉由含有上述搖變性賦予劑，所製得之半導體零件用接著劑即可達成所要之黏度特性。
上述搖變性賦予劑並無特別限制，例如可列舉金屬微粒子、碳酸鈣、煙燻二氧化矽(fumed silica)、氧化鋁、氮化硼、氮化鋁、以及硼酸鋁等無機微粒子。其中，較佳為煙燻二氧化矽。
又，上述搖變性賦予劑視需要亦可使用經過表面處理之搖變性賦予劑。尤其，上述搖變性賦予劑係以使用於表面具有親水基之粒子較佳。具體而言，上述於表面具有親水基之粒子例如可舉於表面具有親水基之煙燻二氧化矽等。
在使用粒狀之搖變性賦予劑作為上述搖變性賦予劑的情況下，平均粒徑之較佳上限係1μm。上述搖變性賦予劑之平均粒徑若超過1μm，則所製得之半導體零件用接著劑有時會無法顯現所要之搖變性。
上述半導體零件用接著劑中上述搖變性賦予劑之配合量並無特別限制，在上述間隔粒子並未經過表面處理的情況下，較佳之下限係0.5重量%，較佳之上限則係20重量%。上述搖變性賦予劑之配合量若低於0.5重量%，則有時無法對所製得之半導體零件用接著劑賦予充分之搖變性。上述搖變性賦予劑之配合量若超過20重量%，則在使用本發明之半導體晶片積層體之製造方法來製造半導體晶片積層體時，有時半導體零件用接著劑之排除性會降低。上述搖變性賦予劑之配合量的更佳下限係3重量%，更佳上限則係10重量%。
上述半導體零件用接著劑以進一步含有具有可與上述硬化性化合物反應之官能基的高分子化合物較佳。藉由含有此種高分子化合物，可提升產生因熱所造成之變形時的接合可靠性。
以上述具有可與硬化性化合物反應之官能基的高分子化合物而言，在使用環氧樹脂作為上述硬化性化合物的情況下，例如可列舉具有胺基、胺甲酸基、醯亞胺基、羥基、羧基、以及環氧基等之高分子化合物。其中，較佳為具有環氧基之高分子化合物。藉由添加上述具有環氧基之高分子化合物，半導體零件用接著劑之硬化物即可顯現優異之可撓性。亦即，由於上述半導體零件用接著劑之硬化物係兼具源自作為上述硬化性化合物之具有以多環烴骨架為主鏈之環氧樹脂的優異機械強度、耐熱性及耐濕性、以及源自具有上述環氧基之高分子化合物的優異可撓性，因此耐冷熱循環性、耐焊料回流性、及尺寸穩定性等優異，而可顯現高接著可靠性或高導通可靠性。
上述具有環氧基之高分子化合物，只要是於末端及/或側鏈(側位)具有環氧基之高分子化合物，並無特別限制，例如可列舉含有環氧基丙烯酸橡膠、含有環氧基丁二烯橡膠、雙酚型高分子量環氧樹脂、含有環氧基苯氧樹脂、含有環氧基丙烯酸樹脂、含有環氧基胺基甲酸酯樹脂、以及含有環氧基聚酯樹脂等。其中，由於可製得含有大量環氧基之高分子化合物而使硬化物之機械強度或耐熱性更優異，因此較佳為含有環氧基丙烯酸樹脂。此等具有環氧基之高分子化合物可單獨使用亦可併用兩種以上。
以上述具有可與硬化性化合物反應之官能基的高分子化合物而言，上述具有環氧基之高分子化合物，尤其在使用含有環氧基丙烯酸樹脂的情況下，上述具有環氧基之高分子化合物之重量平均分子量的較佳下限係1萬。重量平均分子量若低於1萬，則有時半導體零件用接著劑之造膜性會不充分，導致半導體零件用接著劑之硬化物的可撓性無法充分地提升。
以上述具有可與硬化性化合物反應之官能基的高分子化合物而言，上述具有環氧基之高分子化合物，尤其在使用含有環氧基丙烯酸樹脂的情況下，上述具有環氧基之高分子化合物之環氧當量的較佳下限係200，較佳上限則係1000。環氧當量若低於200，則有時半導體零件用接著劑之硬化物的可撓性會無法充分地提升。環氧當量若超過1000，則有時半導體零件用接著劑之硬化物的機械強度或耐熱性會變得不充分。
上述半導體零件用接著劑中，具有可與上述硬化性化合物反應之官能基之高分子化合物的配合量，並無特別限制，不過相對於上述硬化性化合物100重量份，較佳之下限係1重量份，較佳之上限則係30重量份。上述具有可與硬化性化合物反應之官能基之高分子化合物的配合量若低於1重量份，則半導體零件用接著劑有時無法獲得對熱變形之充分可靠性。上述具有可與硬化性化合物反應之官能基之高分子化合物的配合量若超過30重量份，則有時半導體零件用接著劑之耐熱性會降低。
上述半導體零件用接著劑以進一步含有經過表面處理後之二氧化矽填料較佳。上述經過表面處理後之二氧化矽填料並無特別限制，不過較佳為經苯矽烷偶合劑進行表面處理之二氧化矽填料。
上述半導體零件用接著劑中，上述經過表面處理後之二氧化矽填料的配合量，並無特別限制，不過相對於上述硬化性化合物100重量份，較佳之下限係30重量份，較佳之上限則係400重量份。上述經過表面處理後之二氧化矽填料的配合量若低於30重量份，則有時所製得之半導體零件用接著劑無法保持充分之可靠性。上述經過表面處理後之二氧化矽填料的配合量若超過400重量份，則有時所製得之半導體零件用接著劑的黏度會過高，導致塗佈穩定性降低。
上述半導體零件用接著劑視需要亦可含有溶劑。
上述溶劑並無特別限制，例如可列舉芳香族烴類、氯化芳香族烴類、氯化脂肪族烴類、醇類、酯類、醚類、酮類、醇醚(2-乙氧乙醇)類、脂環烴類、以及脂肪族烴類等。
上述半導體零件用接著劑視需要亦可含有無機離子交換劑。
上述無機離子交換劑之中，市售品例如可舉IXE系列(東亞合成公司製)等。上述半導體零件用接著劑中上述無機離子交換劑之配合量的較佳上限係10重量%，較佳下限則係1重量%。
上述半導體零件用接著劑視需要亦可含有防滲劑、咪唑矽烷偶合劑等接著性賦予劑等之其他添加劑。
上述半導體零件用接著劑，在使用E型黏度計以25℃測量黏度時，以在0.5rpm的黏度係150Pa‧s以下、在10rpm的黏度係20Pa‧s以下較佳。當在0.5rpm的黏度超過150Pa‧s，或在10rpm的黏度超過20Pa‧s，有時會難以以所需之形狀來塗佈半導體零件用接著劑，或在經過後述使半導體零件用接著劑均勻地濕潤展開之步驟(3)時，由於半導體零件用接著劑無法均勻地濕潤展開於接合區域整體而在模製密封後產生空洞，因此所製得之半導體晶片積層體便會欠缺可靠性。又，例如在使用本發明之半導體晶片積層體之製造方法來製造多層之半導體晶片積層體的情況下，有時在後述之半導體晶片積層步驟(2)，即使進行積層後之半導體晶片的加壓亦無法使晶片間距離與間隔粒子之粒徑實質上呈相等之距離。
上述半導體零件用接著劑，在使用E型黏度計以25℃測量黏度時，以在0.5rpm的黏度係100Pa‧s以下、在10rpm的黏度係15Pa‧s以下更佳。
又，上述半導體零件用接著劑，在使用E型黏度計以25℃測量黏度時，以在0.5rpm的黏度係10Pa‧s以上，在10rpm的黏度係0.1Pa‧s以上較佳。在0.5rpm的黏度若低於10Pa‧s，或在10rpm的黏度若低於0.1Pa‧s，則有時在塗佈後至後述之半導體晶片積層步驟(2)之期間，會難以維持塗佈時之形狀，或在經過後述使半導體零件用接著劑均勻地濕潤展開之步驟(3)時，從接合區域溢出之半導體零件用接著劑的量會變多，而難以對所製得之半導體晶片積層體進行打線。
上述半導體零件用接著劑，在使用E型黏度計以25℃測量黏度時，以在1rpm之黏度係10rpm之黏度的2～5倍較佳。在1rpm之黏度若低於在10rpm之黏度的2倍，則有時在塗佈後會難以維持描繪之形狀。在1rpm之黏度若超過在10rpm之黏度的5倍，則有時在經過後述使半導體零件用接著劑均勻地濕潤展開之步驟(3)時，由於半導體零件用接著劑無法均勻地濕潤展開於接合區域整體而在模製密封後產生空洞，因此所製得之半導體晶片積層體便會欠缺可靠性。
上述半導體零件用接著劑，在使用E型黏度計以25℃測量黏度時，以在1rpm之黏度係在10rpm之黏度的4倍以下更佳。
再者，上述半導體零件用接著劑，在使用E型黏度計以80℃測量黏度時，以在0.5rpm之黏度係1Pa‧s以上，且低於30 Pa‧s較佳。0.5rpm之黏度若低於1Pa‧s，則在經過後述使半導體零件用接著劑均勻地濕潤展開之步驟(3)時，從接合區域溢出之半導體零件用接著劑的量會變多，而難以對所製得之半導體晶片積層體進行打線。0.5rpm之黏度若超過30 Pa‧s，則在經過後述使半導體零件用接著劑均勻地濕潤展開之步驟(3)時，由於半導體零件用接著劑無法均勻地濕潤展開於接合區域整體而在模製密封後產生空洞，因此所製得之半導體晶片積層體便會欠缺可靠性。
上述半導體零件用接著劑，在使用E型黏度計以80℃測量黏度時，以在0.5rpm之黏度係3Pa‧s以上，且低於25Pa‧s更佳，以5Pa‧s以上，且低於20Pa‧s進一步更佳，以6Pa‧s以上，且低於15Pa‧s最佳。
上述半導體零件用接著劑其硬化後之-55～125℃之彈性率E的較佳下限係1GPa，較佳上限則係8GPa。彈性率E若低於1GPa，則有時會無法獲得充分之耐熱性。彈性率E若超過8GPa，則有時因溫度之變化所造成之變形所產生之應力會集中，而對接合可靠性造成不良影響。上述半導體零件用接著劑其硬化後之-55～125℃之彈性率E的更佳下限係2GPa，更佳上限則係7GPa。
上述半導體零件用接著劑以在20～120℃之條件經過5分鐘後之反應率係低於5%較佳。上述反應率若為5%以上，則在使用本發明之半導體晶片積層體之製造方法來製造半導體晶片積層體的情況下，有時半導體零件用接著劑之濕潤展開會不充分，或無法獲得作為目標之空間到達度等。
用以製造上述半導體零件用接著劑之方法並無特別限制，例如可列舉視需要將上述硬化促進劑、具有可與上述硬化性化合物反應之官能基的高分子化合物、上述搖變性賦予劑、以及其他添加劑以既定量摻合於具有上述硬化性化合物及硬化劑之接著組成物並予以混合之後，再摻合上述間隔粒子的方法。
上述混合之方法並無特別限制，例如可列舉使用均質機(homo disperser)、萬用混合機、班布里混合機(Banbury mixer)、以及捏合機(kneader)等的方法。
本發明之半導體晶片積層體之製造方法中，接著即進行半導體晶片積層步驟(2)，其係藉由以上述方式塗佈之半導體零件用接著劑，將半導體晶片積層於上述基板或其他半導體晶片上。
上述半導體晶片積層步驟(2)中，係藉由所塗佈之半導體零件用接著劑，將上述半導體晶片對準於上述基板或其他半導體晶片藉此予以積層。
剛完成上述半導體晶片積層步驟(2)後，上述半導體零件用接著劑濕潤展開之區域係接合區域的60%以上且低於100%。
上述半導體零件用接著劑濕潤展開之區域若低於接合區域的60%，則在經過後述使半導體零件用接著劑均勻地濕潤展開之步驟(3)時，上述半導體零件用接著劑無法均勻地濕潤展開於接合區域整體，所製得之半導體晶片積層體便會欠缺可靠性。上述半導體零件用接著劑濕潤展開之區域若為接合區域之100%以上，則在經過後述使半導體零件用接著劑均勻地濕潤展開之步驟(3)時，從接合區域溢出之半導體零件用接著劑的量會變多，而難以對所製得之半導體晶片積層體進行打線。
此外，將本發明之半導體晶片積層體之製造方法中，剛完成上述半導體晶片積層步驟(2)後之狀態示意地表示於圖1。圖1中，半導體晶片2係藉由所塗佈之半導體零件用接著劑3積層於基板或其他半導體晶片1上。
上述半導體晶片積層步驟(2)中，以對積層於上述基板或其他半導體晶片之半導體晶片進行按壓較佳。藉由進行按壓，在上述半導體零件用接著劑均勻地濕潤展開於接合區域之既定範圍且上述半導體零件用接著劑含有上述間隔粒子的情況下，即可藉由間隔粒子積層成使半導體晶片間之間隔受到支撐。
上述按壓係以0.01～1.0MPa之壓力按壓0.1～5秒鐘較佳。藉由以上述範圍內之壓力及時間進行按壓，上述半導體零件用接著劑即可均勻地濕潤展開在接合區域之60%以上且低於100%。上述按壓係以0.05～0.5MPa之壓力來進行更佳。
又，上述半導體晶片積層步驟(2)中，例如在使用本發明之半導體晶片積層體之製造方法來製造多層之半導體晶片積層體的情況下，以藉由進行上述按壓使晶片間距離縮小至所要之晶片間距離的1～3倍較佳。此時，在上述半導體零件用接著劑含有上述間隔粒子且晶片間距離較間隔粒子之粒徑大的情況下，以在後述使半導體零件用接著劑均勻地濕潤展開之步驟(3)，藉由使半導體零件用接著劑均勻地濕潤展開於接合區域整體，使晶片間距離與間隔粒子之粒徑的差小於10μm較佳。
本發明之半導體晶片積層體之製造方法中，接著係進行步驟(3)，以使上述半導體零件用接著劑均勻地濕潤展開於上述基板或其他半導體晶片上之使上述半導體晶片接合的區域。
在上述使半導體零件用接著劑均勻地濕潤展開的步驟(3)中，上述基板或其他半導體晶片與半導體晶片之間之半導體零件用接著劑，其在使用E型黏度計測量時之0.5rpm的黏度係1～30Pa‧s。
藉由將上述半導體零件用接著劑之黏度設置在上述範圍內，即可使上述半導體零件用接著劑均勻地濕潤展開於接合區域整體。此時，上述半導體零件用接著劑係藉由表面張力保持於上述基板或其他半導體晶片與上述半導體晶片之間。在以此方式保持之狀態下，在後述硬化步驟(4)使上述半導體零件用接著劑硬化，藉此即可調整從接合區域溢出之半導體零件用接著劑的量。
此外，將本發明之半導體晶片積層體之製造方法中，剛完成使上述半導體零件用接著劑均勻地濕潤展開之步驟(3)後之狀態示意地表示於圖2。圖2中，半導體零件用接著劑3係已濕潤展開在接合區域整體並藉由表面張力保持於基板或其他半導體晶片1與半導體晶片2之間。又，將未適切地進行使上述半導體零件用接著劑均勻地濕潤展開之步驟(3)，且半導體零件用接著劑3並未藉由表面張力保持而從半導體晶片2之接合區域溢出的狀態示意地表示於圖3。從接合區域溢出之半導體零件用接著劑的量若變多，則難以對所製得之半導體晶片積層體進行打線。
上述使半導體零件用接著劑均勻地濕潤展開之步驟(3)中，在使用E型黏度計測量黏度時之在0.5rpm之上述半導體零件用接著劑的黏度若低於1Pa‧s，則從接合區域溢出之半導體零件用接著劑的量會變多，而難以對所製得之半導體晶片積層體進行打線。上述使半導體零件用接著劑均勻地濕潤展開之步驟(3)中，在使用E型黏度計測量黏度時之在0.5rpm之上述半導體零件用接著劑的黏度若超過30Pa‧s，則由於上述半導體零件用接著劑即無法均勻地濕潤展開於接合區域整體，而在模製密封後產生空洞，因此所製得之半導體晶片積層體便會欠缺可靠性。
上述使半導體零件用接著劑均勻地濕潤展開之步驟(3)中，以在接合區域之2個以上部位局部地形成餘料(fillet)較佳。
此外，本說明書中，餘料(fillet)係指從接合區域所溢出之半導體零件用接著劑的較厚部分。又，本說明書中，在接合區域之2個以上部位局部地形成餘料係指並非在接合區域之周圍整體，而在例如角或邊等接合區域之一部分中，於2個以上部位局部地形成餘料。
在上述使半導體零件用接著劑均勻地濕潤展開之步驟(3)中，藉由使上述半導體零件用接著劑均勻地濕潤展開於接合區域整體，即可調整從接合區域溢出之半導體零件用接著劑的量亦即餘料的量。然而，在上述半導體零件用接著劑濕潤展開於接合區域整體之過程中，有時會產生上述半導體晶片之位置偏移亦即晶片位移。
針對此問題，在上述使半導體零件用接著劑均勻地濕潤展開之步驟(3)中，係藉由一邊在接合區域之2個以上部位局部地形成餘料，一邊使上述半導體零件用接著劑均勻地濕潤展開，即可調整餘料之量，即使在小型化之半導體晶片積層體，亦可一邊進行良好之打線一邊控制晶片位移，而可進一步提高所製得之半導體晶片積層體的可靠性。
此外，在局部地形成餘料之部位係接合區域中之1個部位的情況下，上述半導體晶片有時會在上述半導體零件用接著劑上旋轉，導致無法充分地抑制晶片位移。
由於上述接合區域之2個以上部位可進一步良好地抑制晶片位移，因此以位於彼此對稱之位置的角、邊、邊之一部分等及其組合較佳。
又，在以階梯狀將半導體晶片積層於半導體晶片上的情況下，藉由在第1段之半導體晶片上與第2段之半導體晶片懸伸之部位下側的2個以上部位局部地形成餘料，即可有效地抑制晶片位移。
在上述使半導體零件用接著劑均勻地濕潤展開之步驟(3)中，為了在接合區域之2個以上部位局部地形成餘料，例如以在上述塗佈步驟(1)將上述半導體零件用接著劑塗佈成對稱之形狀較佳。
上述對稱之形狀並無特別限制，例如可列舉圖4、6、8、10、12及14所示之形狀。例如，在上述塗佈步驟(1)將上述半導體零件用接著劑塗佈成圖4所示之形狀的情況下，剛完成上述半導體晶片積層步驟(2)後，上述半導體零件用接著劑濕潤展開之區域的形狀係呈圖5所示之形狀，接著在上述使半導體零件用接著劑均勻地濕潤展開之步驟(3)中，即可一邊在接合區域之2個以上部位局部地形成餘料，一邊使上述半導體零件用接著劑均勻地濕潤展開。同樣地，例如，在上述塗佈步驟(1)將上述半導體零件用接著劑塗佈成圖6、圖8、圖10、圖12及圖14所示之形狀所示之形狀的情況下，剛完成上述半導體晶片積層步驟(2)後，上述半導體零件用接著劑濕潤展開之區域的形狀則分別呈圖7、圖9、圖11、圖13及圖15所示之形狀。
上述餘料之大小並無特別限制，從接合區域起之餘料之距離(餘料距離)的較佳下限係50μm，較佳上限則係300μm。上述從接合區域起之餘料的距離若低於50μm，則有時會無法充分地獲得形成餘料之效果。上述從接合區域起之餘料的距離若超過300μm，則有時餘料會污染打線焊墊而造成打線不良。
上述從接合區域起之餘料之距離的更佳下限係100μm，更佳上限則係300μm，進一步更佳下限係150μm，進一步更佳上限則係300μm。
上述使半導體零件用接著劑均勻地濕潤展開之步驟(3)，只要是可使上述半導體零件用接著劑均勻地濕潤展開者，並無特別限制。
就上述使半導體零件用接著劑均勻地濕潤展開之步驟(3)而言，例如亦可進行常溫步驟，其係對上述基板或其他半導體晶片與半導體晶片之間的半導體零件用接著劑進行常溫處理。
此外，本說明書中，常溫處理係指在既定時間維持於常溫之處理，又，常溫係指並未特別加熱之溫度，具體而言，例如可舉0～40℃之範圍的溫度等。
又，就上述使半導體零件用接著劑均勻地濕潤展開之步驟(3)而言，亦可進行加溫步驟(3-1)以及保溫步驟(3-2)，其中該加溫步驟(3-1)係對上述該基板與半導體晶片間或其他半導體晶片與半導體晶片間之半導體零件用接著劑進行加溫處理，該保溫步驟(3-2)則對上述加溫處理後之半導體零件用接著劑進行保溫處理。
此外，本說明書中，加溫處理係指在既定溫度、時間、加溫速度等下逐漸地施加熱之處理。
上述加溫處理之方法並無特別限制，例如可舉從常溫起至80℃為止經過30分鐘升溫之方法等。
在進行上述保溫步驟(3-2)的情況下，上述半導體零件用接著劑可在均勻地濕潤展開於區域整體並在藉由表面張力保持於上述基板或其他半導體晶片與半導體晶片之間的狀態下，使上述半導體零件用接著劑凝膠化。
此外，本說明書中，保溫處理係指在既定時間維持於以上述加溫步驟(3-1)所到達之溫度條件下的處理。
上述保溫處理之方法並無特別限制，例如可舉在80℃之烘箱中保持60分鐘的方法等。
為了進行上述使半導體零件用接著劑均勻地濕潤展開之步驟(3)，較佳為以預先使用E型黏度計來測量在0.5rpm之上述半導體零件用接著劑的黏度，並測定可成為1～30Pa‧s之範圍的溫度。
本發明之半導體晶片積層體之製造方法中，接著係進行硬化步驟(4)，以使上述半導體零件用接著劑硬化。藉由進行上述硬化步驟(4)，使上述半導體零件用接著劑硬化，即可製得半導體晶片積層體。
上述硬化步驟(4)中之硬化方法並無特別限制，可配合上述半導體零件用接著劑之硬化特性來適當選擇硬化條件，例如可舉以120℃加熱30分鐘、以170℃加熱30分鐘之方法等。
在使用本發明之半導體晶片積層體之製造方法來製造多層之半導體晶片積層體的情況下，從上述使半導體零件用接著劑均勻地濕潤展開之步驟(3)起至上述硬化步驟(4)為止的步驟，可在每積層1個半導體晶片時進行，亦可在反覆積層所要之數的半導體晶片後再一次進行。
又，在使用本發明之半導體晶片積層體之製造方法來製造多層之半導體晶片積層體的情況下，在上述硬化步驟(4)後所製得之半導體晶片積層體之晶片間距離的偏差，以3σ低於5μm較佳。偏差以3σ若在5μm以上，則有時所製得之半導體晶片積層體會產生打線不良、覆晶接合不良。此外，σ係表示標準差。
本發明之半導體晶片積層體之製造方法中，針對上述使半導體零件用接著劑均勻地濕潤展開之步驟(3)及上述硬化步驟(4)，例如可將此等步驟當作一連串之步驟來進行，亦可將各個步驟加以區別來進行。又，針對上述加溫步驟(3-1)與保溫步驟(3-2)，例如可將此等步驟當作一連串之步驟來進行，亦可將各個步驟加以區別來進行。不論何種情況下，在各步驟藉由適切地選擇溫度、時間、及加溫速度等，以使上述半導體零件用接著劑呈均勻地濕潤展開在區域整體之狀態，或以在接合區域之2個以上部位局部地形成餘料且上述半導體零件用接著劑均勻地濕潤展開在區域整體之狀態來使其硬化至為重要。
本發明之半導體晶片積層體之製造方法中，可對基板接合半導體晶片以製造半導體晶片積層體，或亦可例如對已接合於基板之半導體晶片等其他半導體晶片進一步接合半導體晶片以製造多層之半導體晶片積層體。又，本發明之半導體晶片積層體之製造方法，在將半導體晶片積層為十字狀的情況下，係特別適於使用。
使用本發明之半導體晶片積層體之製造方法來製造半導體晶片積層體，再進一步以密封劑等來密封所製得之半導體晶片積層體，藉此即可製造半導體裝置。此種半導體裝置亦為本發明之一。
根據本發明，即可提供一種半導體晶片積層體之製造方法，其係調整從半導體晶片之接合區域溢出之半導體零件用接著劑的量，即使小型化亦可製得高精度且可靠性高的半導體晶片積層體。又，根據本發明，亦可提供一種使用該半導體晶片積層體之製造方法的半導體裝置。
以下，揭示實施例進一步詳細地說明本發明，不過本發明並非僅限制於此等實施例。
此外，在以下之實施例及比較例所記述之粒徑的測量係使用粒子尺寸測量機(COULTER COUNTER ZB/C-1000，COULTER ELECTRONICS公司製)。
(實施例1)
(1)　半導體零件用接著劑之製造
依照表1之實施例1之組成，將下述所示之間隔粒子以外的各材料，使用均質機(homo disperser)予以攪拌混合，以製作接著組成物。於所製得之接著組成物，依照表1之組成摻合間隔粒子，再進一步使用均質機(homo disperser)予以攪拌混合，藉此製造半導體零件用接著劑。
1.　環氧樹脂
雙酚F型環氧樹脂(EXA-830-CRP，DIC公司製)
間苯二酚型環氧樹脂(EX-201，NAGASE CHEMTEX公司製)
聚醚型環氧樹脂(EPOGOSEY PT，四日市合成公司製)
2.　具有環氧基之高分子化合物
含有環氧基丙烯酸樹脂(BLEMMER CP-30，日油公司製)
3.橡膠改質環氧樹脂
NBR改質環氧樹脂(EPR-4033，ADEKA公司製)
4.　硬化劑
酸酐(YH-306，JAPAN Epoxy Resins公司製)
5.　硬化促進劑
咪唑化合物(2MA-OK，四國化成工業公司製)
6.　接著性賦予劑
咪唑矽烷偶合劑(SP-1000，Nikko Materials公司製)
7.　搖變性賦予劑
煙燻二氧化矽(含有表面親水基搖變性賦予劑，QS-40，TOKUYAMA公司製)
8.　間隔粒子
樹脂粒子(Micropearl SP-210，積水化學工業公司製，平均粒徑10μm，CV值=4%)
9.　二氧化矽填料
球狀二氧化矽(SE-4050-SPE，Admatechs公司製，平均粒徑1μm，最大粒徑5μm)
(2)　半導體晶片積層體之製造
將所製得之半導體零件用接著劑填充於10mL注入器(岩下Engineering公司製)，並將精密噴嘴(岩下Engineering公司製，噴嘴前端徑0.3mm)安裝於注入器前端，使用分注器裝置(SHOT MASTER300，武藏Engineering公司製)，以吐出壓0.4MPa、半導體晶片與針之間隙200μm、塗佈量3.3μL，以圖16所示之形狀塗佈於玻璃基板上。
此時，塗佈有半導體零件用接著劑之區域係接合區域的50%。
藉由所塗佈之半導體零件用接著劑，使用倒裝晶片接合器(DB-100，澁谷工業公司製)，以0.3MPa之壓力按壓0.5秒鐘，藉此將於週邊具有172個110μm焊墊開口部之半導體晶片(晶片1)(厚度80μm、8mm×12mm方形、網目狀圖案、鋁配線(厚度0.7μm)、L/S=15/15、表面氮化矽膜之厚度1.0μm)積層於玻璃基板上。
此時，半導體零件用接著劑所濕潤展開之區域係接合區域的70%，而呈圖17所示之形狀。
然後，藉由在熱風乾燥爐內從常溫至80℃經過30分鐘升溫以進行加溫處理，藉由以80℃放置60分鐘以進行保溫處理後，再以150℃進行60分鐘加熱使半導體零件用接著劑硬化，藉此製得半導體晶片積層體。
(實施例2)
除了塗佈半導體零件用接著劑之區域係接合區域之90%的區域，塗佈形狀係圖18所示之形狀，且剛藉由所塗佈之半導體零件用接著劑將半導體晶片(晶片1)積層於玻璃基板上之後，半導體零件用接著劑所濕潤展開之區域係接合區域的95%，濕潤展開之區域的形狀係圖19所示之形狀以外，係以與實施例1同樣方式製得半導體零件用接著劑及半導體晶片積層體。
(實施例3)
除了依照表1之實施例3的組成來製作接著組成物以外，係以與實施例1同樣方式製得半導體零件用接著劑及半導體晶片積層體。
(實施例4)
除了依照表1之實施例4的組成來製作接著組成物以外，係以與實施例2同樣方式製得半導體零件用接著劑及半導體晶片積層體。
(實施例5)
除了依照表1之實施例5的組成來製作接著組成物，並取代加熱處理及保溫處理而進行30分鐘常溫處理以外，係以與實施例1同樣方式製得半導體零件用接著劑及半導體晶片積層體。
(實施例6)
除了依照表1之實施例6的組成來製作接著組成物，並取代加熱處理及保溫處理而進行30分鐘常溫處理以外，係以與實施例1同樣方式製得半導體零件用接著劑及半導體晶片積層體。
(實施例7)
除了在將半導體零件用接著劑塗佈於玻璃基板上時，以圖4所示之形狀來塗佈半導體零件用接著劑以外，係以與實施例3同樣方式製得半導體晶片積層體。剛將半導體晶片(晶片1)積層於玻璃基板上之後，接合區域中半導體零件用接著劑所濕潤展開之區域係圖5所示之形狀，形成有餘料。
(實施例8～10)
除了在將半導體零件用接著劑塗佈於玻璃基板上時，以對應表2所示圖示之形狀來塗佈半導體零件用接著劑，並使用10mm×10mm方形之大小的半導體晶片(晶片1)以外，係以與實施例7同樣方式製得半導體晶片積層體。剛將半導體晶片(晶片1)積層於玻璃基板上之後，接合區域中半導體零件用接著劑所濕潤展開之區域係對應表2所示之圖示的形狀，形成有餘料。
(實施例11～12)
除了在將半導體零件用接著劑塗佈於玻璃基板上時，以對應表2所示之圖示的形狀來塗佈半導體零件用接著劑以外，係以與實施例7同樣方式製得半導體晶片積層體。剛將半導體晶片(晶片1)積層於玻璃基板上之後，接合區域中半導體零件用接著劑所濕潤展開之區域係對應表2所示之圖示的形狀，形成有餘料。
(比較例1)
除了塗佈有半導體零件用接著劑之區域係接合區域之20%的區域，且剛藉由所塗佈之半導體零件用接著劑將半導體晶片(晶片1)積層於玻璃基板上之後，半導體零件用接著劑所濕潤展開之區域係接合區域的40%以外，係以與實施例1同樣方式製得半導體零件用接著劑及半導體晶片積層體。
(比較例2)
除了塗佈有半導體零件用接著劑之區域係接合區域之95%的區域，且剛藉由所塗佈之半導體零件用接著劑將半導體晶片(晶片1)積層於玻璃基板上之後，半導體零件用接著劑所濕潤展開之區域係接合區域的110%以外，係以與實施例1同樣方式製得半導體零件用接著劑及半導體晶片積層體。
(比較例3)
除了依照表3之比較例3的組成來製作接著組成物以外，係以與實施例1同樣方式製得半導體零件用接著劑及半導體晶片積層體。
(比較例4)
除了依照表3之比較例4的組成來製作接著組成物以外，係以與實施例1同樣方式製得半導體零件用接著劑及半導體晶片積層體。
(比較例5)
除了依照表3之比較例5的組成來製作接著組成物，並取代加熱處理及保溫處理而進行30分鐘常溫處理以外，係以與實施例1同樣方式製得半導體零件用接著劑及半導體晶片積層體。
(比較例6)
除了依照表3之比較例6的組成來製作接著組成物，並取代加熱處理及保溫處理而進行30分鐘常溫處理以外，係以與實施例1同樣方式製得半導體零件用接著劑及半導體晶片積層體。
(評估)
針對以實施例及比較例所製得之半導體零件用接著劑及半導體晶片積層體，藉由以下之方法進行評估。將結果表示於表1、2、3。
(1)　黏度之測量
使用E型黏度測量裝置(產品名「VISCOMETER TV-22」，TOKI SANGYO CO. LTD公司製，使用轉子φ 15mm，設定溫度25℃)，測量所製得之半導體零件用接著劑之轉速在0.5rpm的黏度(A)、在1 rpm的黏度(B)、以及在10 rpm的黏度(C)。又，求出(B/C)作為在1 rpm之黏度(B)與在10 rpm之黏度(C)的比。
又，使用E型黏度測量裝置(產品名「VISCOMETER TV-22」，TOKI SANGYO CO. LTD公司製，使用轉子φ 15mm，設定溫度80℃)，求出所製得之半導體零件用接著劑之轉速在0.5rpm的黏度。
(2)　半導體零件用接著劑之填充性
針對玻璃基板-半導體晶片(晶片1)間，以下述之基準評估接合區域中半導體零件用接著劑之填充性。
○　從玻璃基板觀看，於接合區域整體已填充有半導體零件用接著劑。
╳　從玻璃基板觀看，於接合區域有未填充半導體零件用接著劑之部分。
(3)　半導體零件用接著劑之溢出(餘料距離)針對玻璃基板-半導體晶片(晶片1)間，藉由測量從接合區域溢出之半導體零件用接著劑之溢出距離(餘料距離)的最大值，再以下述之基準評估。
◎　溢出距離之最大值係1～100μm。
○　溢出距離之最大值係101～200μm。
△　溢出距離之最大值係201～300μm。
╳　溢出距離之最大值係301μm以上，或半導體零件用接著劑並未填充於接合區域整體，溢出距離之最大值係0μm。
(4)　晶片間距離之偏差、空間到達度
針對所製得之半導體晶片積層體製作10個樣品，再以雷射位移計(KS-1100，KEYENCE公司製)測量各半導體晶片積層體之積層狀態。具體而言，藉由測量晶片1與玻璃之上面的段差，再從測量值減去晶片厚度，以求出晶片1與玻璃間之晶片間距離後，算出晶片間距離之偏差作為3σ(μm)(σ=標準差)。此外，本說明書中，晶片間距離係意指基板與半導體晶片之距離、以及半導體晶片彼此之距離兩者。
又，算出(晶片間距離/間隔粒子之平均粒徑)作為空間到達度。
(5)耐回流測試
以125℃將所製得之半導體晶片積層體予以乾燥6小時，接著以85℃、85%之濕潤條件處理48小時之後，以與焊料回流時同樣之260℃、30秒的條件進行加熱處理。然後，針對已進行3次此種加熱處理後之半導體晶片積層體，觀察是否產生了層間剝離。層間剝離之觀察係使用超音波探測影像裝置(ml-scope hypor II，Hitachi Kenki Fine Tech公司製)來進行。
針對層間剝離係藉由以下述之基準評估來進行半導體晶片積層體之耐回流性評估。
○　幾乎無法觀察到層間剝離。
△　僅可觀察到些微層間剝離。
╳　可觀察到層間有明顯剝離。
(6)　晶片位移距離之測量
藉由所塗佈之半導體零件用接著劑將半導體晶片積層於玻璃基板上之後，立即測量從半導體晶片之角至玻璃基板之角的距離，然後針對完成硬化過程所製得之半導體晶片積層體，測量從半導體晶片之角至玻璃基板之角的距離，再以此等距離之差作為晶片位移距離，並以下述之基準評估。
◎　晶片位移距離係1～10μm。
○　晶片位移距離係11～20μm。
△　晶片位移距離係21～50μm。
╳　晶片位移距離係51μm以上。
表1
表2
表3
根據本發明，即可提供一種半導體晶片積層體之製造方法，其係調整從半導體晶片之接合區域溢出之半導體零件用接著劑的量，即使小型化亦可製得高精度且可靠性高的半導體晶片積層體。又，根據本發明，亦可提供一種使用該半導體晶片積層體之製造方法的半導體裝置。
1．．．基板或其他半導體晶片
2．．．半導體晶片
3．．．半導體零件用接著劑
圖1係示意表示本發明之半導體晶片積層體之製造方法中，剛完成半導體晶片積層步驟(2)之狀態的截面圖。
圖2係示意表示本發明之半導體晶片積層體之製造方法中，剛完成使半導體零件用接著劑均勻地濕潤展開之步驟(3)之狀態的截面圖。
圖3係示意表示半導體零件用接著劑從半導體晶片之接合區域溢出之狀態的截面圖。
圖4係示意表示本發明之半導體晶片積層體之製造方法中，以塗佈步驟(1)將半導體零件用接著劑塗佈於接合區域之形狀之一例的俯視圖。
圖5係示意表示本發明之半導體晶片積層體之製造方法中，剛完成半導體晶片積層步驟(2)後，接合區域中半導體零件用接著劑濕潤展開之區域之形狀之一例的俯視圖。
圖6係示意表示本發明之半導體晶片積層體之製造方法中，以塗佈步驟(1)將半導體零件用接著劑塗佈於接合區域之形狀之一例的俯視圖。
圖7係示意表示本發明之半導體晶片積層體之製造方法中，剛完成半導體晶片積層步驟(2)後，接合區域中半導體零件用接著劑濕潤展開之區域之形狀之一例的俯視圖。
圖8係示意表示本發明之半導體晶片積層體之製造方法中，以塗佈步驟(1)將半導體零件用接著劑塗佈於接合區域之形狀之一例的俯視圖。
圖9係示意表示本發明之半導體晶片積層體之製造方法中，剛完成半導體晶片積層步驟(2)後，接合區域中半導體零件用接著劑濕潤展開之區域之形狀之一例的俯視圖。
圖10係示意表示本發明之半導體晶片積層體之製造方法中，以塗佈步驟(1)將半導體零件用劑塗佈於接合區域之形狀之一例的俯視圖。
圖11係示意表示本發明之半導體晶片積層體之製造方法中，剛完成半導體晶片積層步驟(2)後，接合區域中半導體零件用接著劑濕潤展開之區域之形狀之一例的俯視圖。
圖12係示意表示本發明之半導體晶片積層體之製造方法中，以塗佈步驟(1)將半導體零件用接著劑塗佈於接合區域之形狀之一例的俯視圖。
圖13係示意表示本發明之半導體晶片積層體之製造方法中，剛完成半導體晶片積層步驟(2)後，接合區域中半導體零件用接著劑濕潤展開之區域之形狀之一例的俯視圖。
圖14係示意表示本發明之半導體晶片積層體之製造方法中，以塗佈步驟(1)將半導體零件用接著劑塗佈於接合區域之形狀之一例的俯視圖。
圖15係示意表示本發明之半導體晶片積層體之製造方法中，剛完成半導體晶片積層步驟(2)後，接合區域中半導體零件用接著劑濕潤展開之區域之形狀之一例的俯視圖。
圖16係示意表示本發明之半導體晶片積層體之製造方法中，以塗佈步驟(1)將半導體零件用接著劑塗佈於接合區域之形狀之一例的俯視圖。
圖17係示意表示本發明之半導體晶片積層體之製造方法中，剛完成半導體晶片積層步驟(2)後，接合區域中半導體零件用接著劑濕潤展開之區域之形狀之一例的俯視圖。
圖18係示意表示本發明之半導體晶片積層體之製造方法中，以塗佈步驟(1)將半導體零件用接著劑塗佈於接合區域之形狀之一例的俯視圖。
圖19係示意表示本發明之半導體晶片積層體之製造方法中，剛完成半導體晶片積層步驟(2)後，接合區域中半導體零件用接著劑濕潤展開之區域之形狀之一例的俯視圖。

Claims (7)

  1. 一種半導體晶片積層體之製造方法，用以將半導體晶片藉由半導體零件用接著劑接合於基板或其他半導體晶片，其特徵在於，具有：塗佈步驟(1)，係將半導體零件用接著劑塗佈於基板或其他半導體晶片；半導體晶片積層步驟(2)，係藉由該所塗佈之半導體零件用接著劑以0.01~1.0MPa之壓力按壓0.1~5秒鐘，藉此將半導體晶片積層於該基板或其他半導體晶片上；濕潤展開步驟(3)，係使該半導體零件用接著劑均勻地濕潤展開在該基板或其他半導體晶片上之與該半導體晶片接合的區域整體；以及硬化步驟(4)，係使該半導體零件用接著劑硬化；在該塗佈步驟(1)中，塗佈該半導體零件用接著劑之區域係該基板或其他半導體晶片上之與該半導體晶片接合之區域的40~90%；剛完成該半導體晶片積層步驟(2)後，該半導體零件用接著劑濕潤展開之區域係該基板或其他半導體晶片上之與該半導體晶片接合之區域的60%以上且低於100%；使該半導體零件用接著劑均勻地濕潤展開之步驟(3)具有：加溫步驟(3-1)，係對位於該基板與半導體晶片間或其他半導體晶片與半導體晶片間之半導體零件用接著劑進行加溫處理；以及保溫步驟(3-2)，係對該加溫處理後之半導體零件用接著劑進行保溫處理； 該半導體零件用接著劑在使用E型黏度計以25℃測量黏度時，在0.5rpm的黏度係10~150Pa．s、在10rpm的黏度係0.1~20Pa．s、在1rpm的黏度則為10rpm的黏度的2~5倍，且在該加溫步驟(3-1)的加溫溫度及該保溫步驟(3-2)的保溫溫度使用E型黏度計測量時之0.5rpm的黏度係1~30Pa．s。
  2. 如申請專利範圍第1項之半導體晶片積層體之製造方法，其中，在使半導體零件用接著劑均勻地濕潤展開之步驟(3)中，係在基板或其他半導體晶片上之與半導體晶片接合之區域的兩個以上部位局部地形成餘料(fillet)。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之半導體晶片積層體之製造方法，其中，半導體零件用接著劑係含有具有硬化性化合物及硬化劑之接著組成物、以及CV值為10%以下之間隔粒子。
  4. 如申請專利範圍第1或2項之半導體晶片積層體之製造方法，其中，半導體零件用接著劑係進一步含有搖變性賦予劑。
  5. 如申請專利範圍第4項之半導體晶片積層體之製造方法，其中，搖變性賦予劑係於表面具有親水基之粒子。
  6. 如申請專利範圍第1或2項之半導體晶片積層體之製造方法，其中，半導體零件用接著劑係進一步含有具有可與硬化性化合物反應之官能基的高分子化合物。
  7. 如申請專利範圍第1或2項之半導體晶片積層體之製造方法，其中，半導體零件用接著劑係進一步含有經苯 矽烷偶合劑進行表面處理之二氧化矽填料。
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