有機硅樹脂、樹脂組合物、樹脂膜、半導體器件和制造方法
【專利說明】
[0001] 相關申請的奪叉引用
[0002] 本非臨時申請在35 U.S.C. § 119(a)下要求于2014年10月30日在日本提交的 專利申請No. 2014-221102的優先權，由此通過引用將其全部內容并入本文。
技術領域
[0003] 本發明涉及有機硅樹脂、樹脂組合物和樹脂膜以及半導體器件和制造方法。
【背景技術】
[0004] 微電子或半導體器件的制造中，向較大直徑和減小厚度的晶片快速發展。存在著 對于能夠以晶片級將器件封裝的技術的需求。盡管將固體環氧樹脂組合物傳遞成型的技術 是常規的，但在W0 2009/142065中提出了用于將液體環氧樹脂組合物壓縮成型的技術。
[0005] 由于使樹脂流入窄間隙中，因此傳遞成型技術能夠引起配線變形。隨著封裝面積 變得較大，更可能發生填充不足。壓縮成型技術難以在晶片的端部精確地控制成型范圍。而 且，將液體封裝樹脂進料到成型機中時不容易使該液體的流動和物理性能最優化。隨著近 來晶片向較大直徑和減小的厚度的轉變，在現有技術中并不值得注意的成型后晶片的翹曲 成為問題。也需要較好的晶片保護性。希望具有這樣的晶片成型材料，其能夠每次封裝整 個晶片而沒有產生包括晶片表面處的填充不足的問題，并且顯示成型后最小的翹曲和令人 滿意的晶片保護性。
[0006] 引用列表
[0007] 專利文獻 1 :W0 2009/142065
【發明內容】
[0008] 本發明的目的是提供樹脂組合物和樹脂膜，其能夠每次封裝整個晶片（即，晶片 成型），在大直徑/薄晶片上可有效地成型，成型后提供最小的翹曲和令人滿意的晶片保護 性，確保高效的成型工藝，并因此適合晶片級包裝。另一目的是提供用于該樹脂組合物和樹 脂膜的有機硅樹脂；用該樹脂膜覆蓋的半導體器件；和該半導體器件的制造方法。
[0009] 在一個方面，本發明提供包含由組成式⑴表示的構成單元并且具有 3, 000-500, 000的重均分子量的有機硅樹脂，其含有：(A-1)第一有機硅樹脂，其具有該第 一有機硅樹脂的10-40重量％的有機硅含量，和（A-2)第二有機硅樹脂，其具有該第二有機 娃樹脂的50-80重量％的有機娃含量，第一有機娃樹脂（A-1)的重量含量為該有機娃樹脂 的總重量的10-50重量％，
[001Π1
[0011] 其中RLR4各自獨立地為一價C「Cs烴基，不包括R3和R4同時為甲基，m和η各自 為0-300的整數，a和b為正數，a+b = 1，X為具有通式（2)或（3)的二價連接基團，表示 式（2)的基團的摩爾的c和表示式（3)的基團的摩爾的d在0/1彡d/c彡1/1的范圍內。 [00121
[0013] 其中V為選自下述的二價有機基團：
[0014]
[0015] p為0或1，R5為氫或甲基，f為0-7的整數，R6和R7各自獨立地為(^-(： 4烷基或烷 氧基，并且h為0、1或2。
[0016]
[0017] 其中R3和R4各自獨立地為一價C「Cs烴基，不包括R 3和R4同時為甲基，（1和r各 自為0-300的整數，R8為氫或甲基，并且k為0-7的整數。
[0018] 在另一方面，本發明提供樹脂組合物，其包含以上定義的（A)有機硅樹脂、（B)環 氧樹脂固化劑和（C)填料。
[0019] 使用具有上述特性的有機硅樹脂的樹脂組合物能夠形成為膜，用其能夠覆蓋整個 晶片（得到成型晶片）。對于大直徑/薄晶片，該樹脂組合物確保令人滿意的成型性能、粘 合性、低翹曲、晶片保護性和可靠性并因此可用于晶片級包裝。
[0020] 優選的實施方案中，組分（B)的量相對于每100重量份的組分（A)為5-50重量份， 并且組分（C)的重量分數為該組合物的總重量的30-90重量％。
[0021] 該樹脂組合物能夠容易地形成為膜，用其能夠容易地覆蓋整個晶片（得到成型晶 片）。對于大直徑/薄晶片，該樹脂組合物確保令人滿意的成型性能、粘合性、低翹曲、晶片 保護性和可靠性并因此可完全用于晶片級包裝。
[0022] 優選地，進一步將環氧樹脂固化促進劑添加到該樹脂組合物中以改善與晶片的粘 合性和晶片保護性。該樹脂組合物可完全用于晶片級包裝。更優選地，將環氧樹脂添加到 該樹脂組合物中以改善粘合性和保護性。
[0023] 優選地，將二氧化硅用作填料。二氧化硅填料的使用是合宜的，原因在于進一步改 善晶片保護性，并且預期較好的耐熱性、耐濕性和強度以及較高的可靠性。
[0024] 在另一方面，本發明提供由該樹脂組合物形成的樹脂膜。該樹脂膜對于大直徑/ 薄晶片具有良好的成型性能。將整個晶片分批地封裝時，不需要澆鑄樹脂，消除了如晶片表 面上填充不足的問題。該樹脂組合物的膜成為滿足與晶片的粘合性和晶片保護性的晶片成 型材料。
[0025] 在另一方面，本發明提供樹脂膜的制備方法，包括如下步驟：將該樹脂組合物涂布 到脫模膜或保護膜上以形成包括樹脂組合物層的預制體；任選地在該樹脂組合物層上放置 另一脫模膜或保護膜；提供至少兩個這樣的預制體；將該脫模膜或保護膜從每個預制體剝 離以使該樹脂組合物層露出；和將該露出的樹脂組合物層彼此連接。
[0026] 在另一方面，本發明提供半導體器件的制造方法，包括如下步驟：將該樹脂膜貼附 于半導體晶片以用該樹脂膜覆蓋該晶片；和將該成型晶片分割成分立的器件。
[0027] 用樹脂膜覆蓋的半導體晶片（或成型晶片）經歷最小的翹曲，同時將其完全保護。 通過將該晶片分割，以高收率制造高質量的半導體器件。
[0028] 在另一方面，本發明提供半導體器件，其通過使該樹脂膜熱固化以形成熱固化的 涂層，用該熱固化的涂層覆蓋半導體晶片和將該成型的半導體晶片分割為分立的器件而得 到。
[0029] 用通過將該樹脂膜熱固化而得到的熱固化涂層覆蓋的半導體晶片經歷最小的翹 曲，同時將其完全保護。通過將該晶片分割，制造高質量且無翹曲的半導體器件。
[0030] 發明的有利效果
[0031] 由于使用該有機硅樹脂的樹脂組合物能夠形成為膜，因此其具有令人滿意的對于 大尺寸/薄晶片的覆蓋或封裝性能。在該樹脂膜確保令人滿意的粘合性、低翹曲和晶片保 護性的同時，每次能夠用該樹脂膜封裝整個晶片。因此該樹脂膜可用于晶片級包裝。
[0032] 利用該半導體器件構成和制造方法，以高收率制造高質量的半導體器件。
【具體實施方式】
[0033] 如上所述，希望開發晶片成型材料，其能夠每批封裝整個晶片而不產生包括晶片 表面處的填充不足的問題，并且在成型后顯示緊密的粘合性、最小的翹曲和令人滿意的晶 片保護性。
[0034] 本發明人已發現：通過將（A)有機硅樹脂與（B)環氧樹脂固化劑組合，能夠獲得固 化后具有改善的與晶片的粘合性和最小的翹曲的樹脂組合物；通過對其填充（C)填料，樹 脂組合物的固化后的晶片保護性和可靠性進一步改善；和由該樹脂組合物形成的樹脂膜是 具有與晶片的粘合性和晶片保護性的有效的晶片成型材料。
[0035] 以下對根據本發明的有機硅樹脂、樹脂組合物、樹脂膜（復合膜）、半導體器件和 半導體器件的制造詳細說明。
[0036] (A)有機硅樹脂
[0037] 根據本發明的有機硅樹脂用作該樹脂組合物中的組分（A)并且具有膜形成能力。 由該樹脂組合物形成樹脂膜。用作晶片成型材料時，該樹脂膜提供與晶片的粘合性、最小的 翹曲和良好的成型性能。
[0038] 將該有機硅樹脂限定為包含由組成式⑴表示的構成單元并且具有 3, 000-500, 000的重均分子量，含有：(A-1)第一有機硅樹脂，其具有該第一有機硅樹脂的 10-40重量％的有機硅含量，和（A-2)第二有機硅樹脂，其具有該第二有機硅樹脂的50-80 重量％的有機娃含量，第一有機娃樹脂（A-1)的重量含量為該有機娃樹脂的總重量的 10-50 重量％。
[0039]
[0040] 其中RLR4各自獨立地為一價C「Cs烴基，不包括R 3和R4同時為甲基，m和η各自 為0-300的整數，a和b為正數，a+b = 1。X為具有通式（2)或（3)的二價連接基團，表示 式（2)的基團的摩爾的c和表示式（3)的基團的摩爾的d在0/1彡d/c彡1/1的范圍內。 [0041 ]
[0042] 其中V為選自下述的二價有機基團：
[0043]
[0044] p為0或1，R5為氫或甲基，f為0-7的整數，R6和R7各自獨立地為C「(： 4烷基或燒 氧基，和h為0、1或2。
[00451
[0046] 其中R3和R4各自獨立地為一價C「CS烴基，不包括R 3和R4同時為甲基，q和r各 自為0-300的整數，R8為氫或甲基，和k為0-7的整數。
[0047] 該有機硅樹脂包含由式（1)表示的重復單元并且具有3, 000-500, 000、優選地 5, 000-200, 000的重均分子量（Mw)，通過使用四氫呋喃洗脫劑的凝膠滲透色譜（GPC)相對 于聚苯乙烯標樣測定。下標a和b為正數，a+b = 1。該單元可無規地或嵌段地配置。
[0048] 式（1)中，m和η各自獨立地為0-300的整數，優選地，m為0-200、更優選地0-100， 和η為0-200、更優選地0-100。X為具有式（2)或（3)的二價連接基團。設c為式（2)的 基團的摩爾和d為式（3)的基團的摩爾，比率d/c在0/1至1/1、優選地從大于0/1至1/1、 更優選地從0. 05/1至0. 8/1的范圍。R1-!?4各自獨立地為1-8個碳原子、優選地1-6個碳 原子的一價烴基。適合的烴基包括烷基、環烷基和芳基，例如甲基、乙基、丙基、己基、環己基 和苯基。其中，由于反應物的可得性，優選甲基和苯基。不包括R 3和R4同時為甲基。
[0049] 式（2)中，R5為氫或甲基，f為0-7、優選地1-3的整數，R 6和R 7各自獨立地為1-4 個碳原子、優選地1-2個碳原子的烷基或烷氧基，例如甲基、乙基、丙基、叔丁基、甲氧基或 乙氧基，和h為0、1或2,優選地0。
[0050] 式⑵中，V為選自下述的二價有機基團，和p為0或1。
[0051]
[0052] 式⑶中，R3和R4各自獨立地為一價C「CS烴基，不包括R 3和R4同時為甲基。下 標q和r各自為0-300的整數，優選地q為0-200,更優選地0-100,和r為0-200、更優選地 0-100。R 8為氫或甲基，和k為0-7的整數。
[0053] 下標a和b為正數，a+b = 1 ;優選地0. 05 < a < 0. 8,更優選地0. 1 < a