專利名稱：半導(dǎo)體裝置和粘結(jié)片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用粘結(jié)片的半導(dǎo)體裝置。
技術(shù)背景
近年來，隨著半導(dǎo)體器件的微細(xì)化，微量金屬雜質(zhì)造成的半導(dǎo)體器件污染成為問 題。進(jìn)而，隨著半導(dǎo)體芯片的三維化、半導(dǎo)體器件的高集成化，半導(dǎo)體芯片的薄膜化、多層化 不斷發(fā)展，使制造半導(dǎo)體裝置時(shí)進(jìn)行的污染管理更加嚴(yán)格的要求不斷提高。因此，需要設(shè)置 除去金屬雜質(zhì)的工序，但設(shè)置這樣的工序會(huì)引起生產(chǎn)性下降。
并且，在金屬雜質(zhì)中，特別是作為在晶片中的擴(kuò)散速度快的流動(dòng)離子的Cu、Fe、Au、 Na等金屬離子尤其成為問題。這些金屬離子在晶片上所形成的半導(dǎo)體器件區(qū)域生成晶體缺 陷等，從而使半導(dǎo)體器件或絕緣膜的特性惡化。
因此，一直以來，都有將這些金屬雜質(zhì)從晶片中除去的方法的提案。
作為其中之一，用HCl (鹽酸)- (過氧化氫)-H2O (純水)的化學(xué)藥水(這種化 學(xué)藥水被稱為鹽酸-過氧化氫混合物(HPM)洗液)洗滌晶片的方法已經(jīng)廣為人知(參考 RCA Rev. 31，187(1970))。
這樣將晶片進(jìn)行濕洗的方法可以除去存在于晶片表面的金屬雜質(zhì)。但是用這樣的 方法難以除去存在于晶片內(nèi)部的金屬雜質(zhì)。并且，這種濕洗方法當(dāng)然需要大量的工序、設(shè) 備，和/或嚴(yán)格的污染管理。即，這種濕洗方法在需要非常大的制造成本方面也是大問題。
因此，作為除去存在于晶片內(nèi)部的金屬雜質(zhì)的方法，提出了被稱為吸除法的方法。 該方法通過在晶片上形成捕獲金屬雜質(zhì)的區(qū)域(稱為吸除位點(diǎn))，在該區(qū)域捕獲金屬雜質(zhì)， 從而防止金屬雜質(zhì)擴(kuò)散到半導(dǎo)體器件區(qū)域等，防止其對(duì)半導(dǎo)體器件造成不良影響。更詳細(xì) 地說，該吸除位點(diǎn)含有多個(gè)懸掛鍵的集合。該懸掛鍵能夠捕獲金屬雜質(zhì)。因此，該吸除位點(diǎn) 是在晶片上與半導(dǎo)體器件區(qū)域(半導(dǎo)體活性區(qū)域)分離的區(qū)域、例如晶片的背面和/或晶 片上的元件分離區(qū)域形成的，以便即使各個(gè)懸掛鍵捕獲了金屬雜質(zhì)，也不會(huì)給半導(dǎo)體器件 等帶來影響。
并且，吸除法大致分為兩種方法，S卩外部吸除法(Extrinsic Gettering, EG)和內(nèi) 部吸除法(Intrinsic Gettering, IG)。
外部吸除法(EG)是在晶片的背面形成多個(gè)懸掛鍵作為吸除位點(diǎn)的方法。更詳細(xì) 地說，該EG法根據(jù)吸除位點(diǎn)的形成方法不同可如下分類。
作為一般常用的在晶片的背面形成吸除位點(diǎn)的方法，有背面損傷(Backside Damage, BSD)法。這是通過在晶片的背面進(jìn)行表面粗化處理，從而在晶片的背面形成多個(gè) 懸掛鍵作為吸除位點(diǎn)的方法(例如，在日本特開1993-29323中公開)。
作為其它方法，有多晶硅上密封(Polysilicon Back Seal, PBS)法。是在晶片的背面疊層多晶硅膜的方法。通過在晶片的背面疊層多晶硅膜來使晶片產(chǎn)生變形應(yīng)力。從而 在晶片的背面形成多個(gè)懸掛鍵作為吸除位點(diǎn)(例如，在日本特開2004-200710中公開)。
進(jìn)而，作為其他方法，有磷吸除法。是通過在晶片的背面注入高濃度的磷(P)來形 成多個(gè)懸掛鍵的方法。這樣，將晶片的背面作為吸除位點(diǎn)。
另一方面，內(nèi)部吸除法(IG)是在晶片內(nèi)部的規(guī)定區(qū)域、例如晶片上的元件分離區(qū) 域形成多個(gè)懸掛鍵作為吸除位點(diǎn)的方法。更詳細(xì)地說，內(nèi)部吸除法如下地形成吸除位點(diǎn)。
通過加熱等，使最初存在于晶片的內(nèi)部的微量氧變成氧化硅(SiOx)而在晶片內(nèi) 部的規(guī)定區(qū)域析出。通過該氧化硅的析出，從而在晶片內(nèi)部的規(guī)定區(qū)域形成多個(gè)懸掛鍵作 為吸除位點(diǎn)(例如，在日本特開1993-82525中公開)。發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)實(shí)施例的某些方式，本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體裝置，具有基板；第1半導(dǎo)體芯 片(設(shè)置在上述基板上)；第2半導(dǎo)體芯片(設(shè)置在上述第1半導(dǎo)體芯片上，且背面進(jìn)行了 鏡面處理)；以及粘結(jié)片(設(shè)置在上述第1半導(dǎo)體芯片與上述第2半導(dǎo)體芯片之間，且含有 能捕獲金屬雜質(zhì)離子的金屬雜質(zhì)離子捕獲劑)。


圖1是本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的剖面圖。
圖2用于說明本發(fā)明，是顯示半導(dǎo)體裝置內(nèi)部的金屬雜質(zhì)離子的行為的圖。
圖3是顯示在變化研磨粒的添加量進(jìn)行粗面處理時(shí)硅粉末表面的平均粗糙度 (Ra)的圖。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明者為了使半導(dǎo)體裝置更薄，即制成小型化裝置，考慮了使半導(dǎo)體裝置所具 有的半導(dǎo)體芯片更薄。當(dāng)然，如果半導(dǎo)體芯片更薄，則半導(dǎo)體芯片的抗折強(qiáng)度變差，半導(dǎo)體 芯片變脆。
因此，本發(fā)明者考慮了通過對(duì)半導(dǎo)體芯片的背面，進(jìn)行研磨得非常光滑那樣的鏡 面處理(例如，CMP、干法拋光等)，從而在使半導(dǎo)體芯片變薄的同時(shí)，使半導(dǎo)體芯片的抗折 強(qiáng)度良好。
本發(fā)明者在采用這樣的方法時(shí)，進(jìn)行了確定半導(dǎo)體芯片的背面的表面狀態(tài)與抗折 強(qiáng)度之間的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)。以下，說明該實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
該實(shí)驗(yàn)是對(duì)厚度為55 μ m的晶片的背面進(jìn)行各種處理使得其表面粗糙度不同，從 而對(duì)所得的晶片測(cè)定背面的粗糙度和抗折強(qiáng)度。
其結(jié)果是，在背面進(jìn)行了粗化處理的晶片中，例如，背面的粗糙度(Ra)為18. 15nm 的晶片的抗折強(qiáng)度為1.20N，背面的粗糙度(Ra)為10.89nm的晶片的抗折強(qiáng)度為2.44N。 即，背面進(jìn)行了粗化處理的晶片的抗折強(qiáng)度值較低。
另一方面，在通過進(jìn)行鏡面處理而使背面變得光滑的晶片中，例如，背面的粗糙 度為0. 54nm的晶片的抗折強(qiáng)度為3. 37N,背面的粗糙度為0. 30nm的晶片的抗折強(qiáng)度為 3. 49N。即，背面進(jìn)行了光滑處理的晶片的抗折強(qiáng)度值較高。
由這些結(jié)果可知，背面處理得越光滑的晶片，抗折強(qiáng)度越高。
因此，本發(fā)明者通過如上進(jìn)行鏡面處理使得背面變得光滑，從而在確保晶片的高 抗折強(qiáng)度的同時(shí)，使半導(dǎo)體芯片變薄。
因?yàn)樵摲椒ㄊ歉淖兙谋趁嫣幚矸椒ǘ咕儽〉姆椒ǎ钥梢栽诓淮蠓?改變本發(fā)明者一直以來使用的半導(dǎo)體裝置的制造方法的條件下使用。
接著，本發(fā)明人對(duì)具有背面進(jìn)行了鏡面處理的半導(dǎo)體芯片的半導(dǎo)體裝置，測(cè)定了 各種條件下的電氣特性。并且作為參考，對(duì)于現(xiàn)有的半導(dǎo)體裝置、即具有背面未進(jìn)行鏡面處 理的半導(dǎo)體芯片的半導(dǎo)體裝置，也進(jìn)行同樣的測(cè)定。
其結(jié)果表明，在特定條件下，具有背面進(jìn)行了鏡面處理的半導(dǎo)體芯片的半導(dǎo)體裝 置的電氣特性，與現(xiàn)有的半導(dǎo)體裝置的電氣特性相比，發(fā)生了惡化。
上述特定條件，是指被稱為可靠性試驗(yàn)(加速壽命實(shí)驗(yàn))的條件，是確認(rèn)半導(dǎo)體裝 置作為制品，是否即使使用和/或保管規(guī)定時(shí)間，作為半導(dǎo)體裝置的電氣特性也能夠維持 在規(guī)定值的條件。
詳細(xì)地說，所謂規(guī)定時(shí)間是半導(dǎo)體裝置的品質(zhì)應(yīng)被保障的時(shí)間(例如1年)。所 以，由于并不能立刻獲得經(jīng)過規(guī)定時(shí)間后的半導(dǎo)體裝置，因而測(cè)定、確認(rèn)經(jīng)過規(guī)定時(shí)間后的 半導(dǎo)體裝置的電氣特性事實(shí)上是不可能的。因此，上述特定條件，是用下述條件下的半導(dǎo)體 裝置代替在規(guī)定時(shí)間內(nèi)、暴露在通常的使用和/或保管狀態(tài)(例如，在25 °C下使用和/或保 管)下的半導(dǎo)體裝置，從而對(duì)于該半導(dǎo)體測(cè)定、確認(rèn)電氣特性的，所述條件是將半導(dǎo)體裝置 在比上述通常的使用和/或保管狀態(tài)對(duì)半導(dǎo)體裝置的負(fù)荷更大的狀態(tài)下，詳細(xì)地說是在極 端值的溫度和/或濕度等(例如，在85°C下使用和/或保管)的狀態(tài)下，放置在比規(guī)定時(shí)間 短的時(shí)間。
在這樣的條件下，具有背面進(jìn)行了鏡面處理的半導(dǎo)體芯片的半導(dǎo)體裝置的電氣特 性，與現(xiàn)有的半導(dǎo)體裝置的電氣特性相比，發(fā)生了惡化。
因此，本發(fā)明者對(duì)于其原因思考如下。以下，使用圖2(a)進(jìn)行說明。
圖2是顯示半導(dǎo)體包裝內(nèi)部的金屬雜質(zhì)離子的行為的圖。
在半導(dǎo)體裝置的制造工序中，在進(jìn)行用于形成半導(dǎo)體芯片的切割之前，要將半導(dǎo) 體晶片磨薄。這時(shí)，會(huì)產(chǎn)生金屬雜質(zhì)，例如，Cu、Fe、Au、Na、Ni、Co、Ti、Ta等金屬雜質(zhì)。并 且，在切割半導(dǎo)體晶片、形成多個(gè)半導(dǎo)體芯片之后，半導(dǎo)體芯片中殘存微量的金屬雜質(zhì)。
這樣，殘存微量的金屬雜質(zhì)的半導(dǎo)體芯片進(jìn)入半導(dǎo)體裝置的裝配工序(封裝工 序)。該裝配工序是將半導(dǎo)體芯片封裝到半導(dǎo)體包裝中，最終形成半導(dǎo)體裝置的工序。
并且，如圖2(a)所示，在該裝配工序的最核心環(huán)節(jié)，通過加熱處理，介由構(gòu)成半導(dǎo) 體包裝的半導(dǎo)體包裝用基板(基板)13，使氣氛中的微量水分18被吸收到已經(jīng)內(nèi)裝有半導(dǎo) 體芯片44的半導(dǎo)體包裝的內(nèi)部。
在半導(dǎo)體包裝的內(nèi)部，由于所吸收的水分18，之前已說明的殘存在半導(dǎo)體芯片44 中的金屬雜質(zhì)變成了金屬雜質(zhì)離子11。
進(jìn)而，該金屬雜質(zhì)離子11在半導(dǎo)體包裝的內(nèi)部移動(dòng)，詳細(xì)地說，是在半導(dǎo)體包裝 的內(nèi)部所疊層的半導(dǎo)體芯片44、和/或位于多個(gè)半導(dǎo)體芯片44之間的粘結(jié)片(稱為Die Attach Film :DAF) 15 中移動(dòng)。
并且，最終該金屬雜質(zhì)離子11到達(dá)半導(dǎo)體芯片上所形成的半導(dǎo)體器件區(qū)域，在半導(dǎo)體器件區(qū)域生成晶體缺陷等，給半導(dǎo)體器件帶來不良影響。其結(jié)果可以認(rèn)為是，具有背面 進(jìn)行了鏡面處理的半導(dǎo)體芯片的半導(dǎo)體裝置的電氣特性惡化了。
但是，可以認(rèn)為這樣的金屬雜質(zhì)的行為不限于具有背面進(jìn)行了鏡面處理的半導(dǎo)體 芯片的半導(dǎo)體裝置，而是在現(xiàn)有的半導(dǎo)體裝置(具有背面未進(jìn)行鏡面處理的半導(dǎo)體芯片的 半導(dǎo)體裝置)中也會(huì)發(fā)生。
因此，本發(fā)明者認(rèn)為由于如下理由，現(xiàn)有的半導(dǎo)體裝置中未發(fā)生電氣特性惡化。
以下使用圖2(b)及(C)說明其理由。圖2(b)是顯示現(xiàn)有的半導(dǎo)體裝置所具有的 半導(dǎo)體芯片(背面未進(jìn)行鏡面處理)中的金屬雜質(zhì)離子的行為的圖。圖2(c)是顯示背面 進(jìn)行了鏡面處理的半導(dǎo)體芯片中金屬雜質(zhì)離子的行為的圖。
如圖2 (b)所示，現(xiàn)有的半導(dǎo)體裝置所具有的半導(dǎo)體芯片14的背面M未進(jìn)行鏡面 處理。換言之，現(xiàn)有的半導(dǎo)體裝置所具有的半導(dǎo)體芯片14的背面是粗糙的。因此，認(rèn)為現(xiàn) 有的半導(dǎo)體裝置的半導(dǎo)體芯片14的背面M雖然并沒有按計(jì)劃形成吸除位點(diǎn)，但實(shí)際上具 有大量的懸掛鍵，發(fā)揮了作為懸掛鍵的功能。由此，認(rèn)為金屬雜質(zhì)離子11被現(xiàn)有的半導(dǎo)體 裝置所具有的半導(dǎo)體芯片14的背面M所捕獲，防止了金屬雜質(zhì)離子11到達(dá)半導(dǎo)體器件區(qū) 域、給半導(dǎo)體器件的特性帶來不良影響。認(rèn)為其結(jié)果是，在現(xiàn)有的半導(dǎo)體裝置(具有背面未 進(jìn)行鏡面處理的半導(dǎo)體芯片的半導(dǎo)體裝置)中，電氣特性不發(fā)生惡化。
另一方面，如圖2(c)所示，在具有背面34進(jìn)行了鏡面處理的半導(dǎo)體芯片M的半 導(dǎo)體裝置中，為了確保高抗折強(qiáng)度而進(jìn)行了鏡面處理，因而半導(dǎo)體芯片M的背面34是光滑 的。因此，該半導(dǎo)體芯片M的背面34上不存在大量懸掛鍵，且該半導(dǎo)體芯片M的背面34 沒有作為吸除位點(diǎn)的功能。其結(jié)果是，未被半導(dǎo)體芯片M的背面34捕獲的金屬雜質(zhì)離子 11到達(dá)半導(dǎo)體器件區(qū)域，給半導(dǎo)體器件帶來不良影響。因此認(rèn)為，具有背面進(jìn)行了鏡面處理 的半導(dǎo)體芯片的半導(dǎo)體裝置的電氣特性，與現(xiàn)有的半導(dǎo)體裝置(具有背面未進(jìn)行鏡面處理 的半導(dǎo)體芯片的半導(dǎo)體裝置)的電氣特性相比，發(fā)生了惡化。
本發(fā)明者基于這樣的獨(dú)自考察，嘗試了在具有背面進(jìn)行了鏡面處理的半導(dǎo)體芯片 的半導(dǎo)體裝置中，防止由金屬雜質(zhì)離子造成的半導(dǎo)體器件特性惡化。
為此考慮了各種方法，但為了避免產(chǎn)生新的問題，本發(fā)明者希望采用下述那樣的 方法，即該方法能夠在盡量不改變本發(fā)明者一直以來使用的半導(dǎo)體裝置的制造方法的前提 下使用。
因此，本發(fā)明者著眼于在半導(dǎo)體包裝中疊層半導(dǎo)體芯片時(shí)所使用的粘結(jié)片(DAF)， 獨(dú)立想出了賦予該粘結(jié)片捕獲金屬雜質(zhì)離子這樣的功能。
該粘結(jié)片(DAF)是在半導(dǎo)體包裝的裝配工序中，疊層多個(gè)半導(dǎo)體芯片時(shí)，作為使 重疊的半導(dǎo)體芯片彼此粘結(jié)的片、或者使半導(dǎo)體芯片與半導(dǎo)體包裝用基板(基板)粘結(jié)的 片來使用的。例如，使用厚度小于等于50 μ m那樣的薄的粘結(jié)片(DAF)，可以在避免半導(dǎo)體 裝置的厚度大幅增加的同時(shí)，使半導(dǎo)體芯片彼此、或者半導(dǎo)體芯片與半導(dǎo)體包裝用基板均 勻且確實(shí)地粘結(jié)。即，為了制造小型化半導(dǎo)體裝置，該粘結(jié)片是不可缺少的。
本發(fā)明者考慮了通過在該粘結(jié)片(DAF)中添加金屬雜質(zhì)離子捕獲劑，來賦予粘結(jié) 片(DAF)捕獲金屬雜質(zhì)離子的功能。換言之，本發(fā)明者考慮了使用半導(dǎo)體裝置本來具有的 粘結(jié)片來捕獲金屬雜質(zhì)離子，防止金屬雜質(zhì)離子使半導(dǎo)體器件特性惡化。
通過如上所述的方法，既能夠防止由金屬雜質(zhì)造成的半導(dǎo)體裝置的特性惡化，又能夠?qū)雽?dǎo)體裝置小型化。并且，通過如上所述的方法，不需要補(bǔ)加制造工序和/或新的設(shè) 備投資，也沒有改變一直以來使用的半導(dǎo)體裝置的制造方法。
接下來詳細(xì)說明本發(fā)明。
(金屬雜質(zhì)離子捕獲劑)
首先，對(duì)于最初添加在粘結(jié)片(DAF)中的金屬雜質(zhì)離子捕獲劑添進(jìn)行說明。
金屬雜質(zhì)離子捕獲劑是能夠捕獲金屬雜質(zhì)離子的試劑，根據(jù)捕獲金屬雜質(zhì)離子的 方法不同大致分為三類。這三類是絡(luò)合劑、離子交換體、金屬粉末。
這些金屬雜質(zhì)離子捕獲劑的尺寸優(yōu)選小于等于lOOnm。
以下，對(duì)于各種金屬雜質(zhì)離子捕獲劑進(jìn)行說明。
(絡(luò)合劑)
首先，對(duì)于絡(luò)合劑進(jìn)行說明。
所謂絡(luò)合劑，是其分子結(jié)構(gòu)中具有含有碳原子的至少一個(gè)環(huán)狀骨架、且至少具有 一個(gè)與該碳原子結(jié)合的OH基、O-基的化合物。進(jìn)而，該環(huán)狀骨架可以是脂環(huán)式化合物、芳 香族化合物或雜環(huán)式化合物。作為這樣的例子列舉以下化合物，但并不特別限于這些。
具有這種結(jié)構(gòu)的絡(luò)合劑，具有能夠與金屬離子結(jié)合形成絡(luò)合物這樣的性質(zhì)。是利 用這種性質(zhì)來捕獲金屬雜質(zhì)離子的。
對(duì)于這些絡(luò)合劑的選擇，當(dāng)然要考慮其成本，還需要考慮在粘結(jié)片(DAF)中的化 學(xué)穩(wěn)定性、和/或不使粘結(jié)片的粘結(jié)性惡化等方面。
更詳細(xì)地說，作為絡(luò)合劑的例子，有以下物質(zhì)。
另外，以下例子即使在未具體記載的情況下，也包含作為對(duì)應(yīng)的衍生物的銨鹽、堿Trrt. Τττ . ο
(1)只具有一個(gè)OH基的酚類及其衍生物。
苯酚、甲酚、乙基苯酚、叔丁基苯酚、水楊酸、氯酚、氨基苯酚、氨基甲酚、阿米酚、對(duì) (2-氨基乙基)苯酚、鄰水楊酰苯胺、萘酚、萘酚磺酸、7-氨基-4-羥基-2-萘磺酸。
(2)具有大于等于兩個(gè)OH基的酚類及其衍生物。
鄰苯二酚、間苯二酚、對(duì)苯二酚、4-甲基鄰苯二酚、2-甲基對(duì)苯二酚、連苯三酚、1， 2,5-苯三酚、1，3，5-苯三酚、2-甲基間苯三酚、2，4，6-三甲基間苯三酚、1，2，3，5-苯四酚、 苯六酚、鈦試劑(Tiron，1,2- 二羥基苯-3，5- 二磺酸鈉)、氨基間苯二酚、2，4- 二羥基苯甲 醛、3，4_ 二羥基苯甲醛、二羥基苯乙酮、3，4_ 二羥基苯甲酸、沒食子酸、2，3，4_三羥基苯甲 酸、2，4_ 二羥基-6-甲基苯甲酸、萘二酚、萘三酚、硝基萘酚、萘四酚、聯(lián)二萘酚、4，5_ 二羥 基-2，7-萘二磺酸、1，8_二羥基-3，6-萘二磺酸、1，2，3-蒽三酚、1，3，5-三[(2，3-二羥基苯 甲酰基)氨基)甲基)苯]<MECAM>、1，5，10-三(2，3-二羥基苯甲?；?-1，5，10-三氮雜癸 烷<3，4-LICAM〉、1，5，9-三(2，3-二羥基苯甲?；?-1,5,9-三氮雜環(huán)癸烷 <3，3，4-CYCAM〉、 1，3，5_三[(2，3-二羥基苯甲酰基)脲基]苯〈TRIMCAM〉、腸桿菌素、腸桿菌素的對(duì)映體等。
(3)羥基二苯甲酮類。
二羥基二苯甲酮、2，3，4_三羥基二苯甲酮、2，6_ 二羥基-4-甲氧基二苯甲酮、2， 2，，5，6，-四羥基二苯甲酮、2，3，4，4’，6_五羥基二苯甲酮等。
(4)羥基-N-苯甲酰苯胺類。
鄰羥基-N-苯甲酰苯胺等。
(5)縮氨基苯酚類。
乙二醛縮雙(鄰氨基苯酚)等。
(6)羥基聯(lián)苯類。
聯(lián)苯四酚等。
(7)羥基醌類及其衍生物。
2,3- 二羥基-1，4-萘醌、5-羥基_1，4_萘醌、二羥基蒽醌、1，2_ 二羥基_3_(氨基 甲基)蒽醌-N，N’ -2-乙酸 < 茜素絡(luò)合劑 >、三羥基蒽醌等。
(8) 二苯基烷或三苯基烷衍生物。
二苯甲烷_2，2，- 二酚，4，4，，4”_三苯甲烷三酚、4，4，- 二羥基品紅酮、4，4，- 二 羥基-3-甲基品紅酮、鄰苯二酚紫<PV>等。
(9)烷基胺的酚衍生物。
乙二胺二(鄰羥基苯乙酸)<EDDHA>、N, N- 二 羥基芐基)乙二胺-N，N-2-乙 酸<HBED>、乙二胺二(羥基甲基苯乙酸)<EDDHMA>等。
(10)烷基醚的酚衍生物。
3，3，-亞乙基二氧基二苯酚等。
(11)具有偶氮基的酚類及其衍生物。
4，4，-二(3，4-二羥基苯基偶氮)-2，2，-芪二磺酸-2-銨鹽<芪偶氮，5衍11^20>、 2,8- 二羥基-1-(8-羥基-3，6- 二磺基-1-萘偶氮)_3，6-萘二磺酸、ο, ο' - 二羥基偶氮 苯、2-羥基-1-(2-羥基-5-甲基苯基偶氮)-4-萘磺酸 < 鈣鎂指示劑 >、氯羥基苯偶氮萘 酚、1’，2- 二羥基-6-硝基-1，2’ -偶氮萘-4-磺酸 < 鉻黑T>、2-羥基-1- (2-羥基-4-磺 基-1-萘基偶氮)_3，6-萘二磺酸、5-氯-2-羥基-3- (2,4-( 二羥基苯基偶氮)苯磺酸 < 熒 光鎵〉、2-羥基-1- (2-羥基-4-磺基-1-萘基偶氮)-3-萘酸<NN>、1，8- 二羥基-2- (4-磺 基苯基偶氮)-3，6-萘二磺酸、1，8- 二羥基-2，7- 二(5-氯-2-羥基-3-磺基苯基偶氮)-3， 6-萘二磺酸、1，8- 二羥基-2，7- 二(2-磺基苯基偶氮)-3，6-萘二磺酸、2- [3- (2，4- 二甲 基苯基氨基羧基)-2-羥基-1-萘基偶氮]-3-羥基苯磺酸、2-[3- (2,4- 二甲基苯基氨基羧 基)-2-羥基-1-萘基偶氮]苯酚等。
(12)具有OH基的雜環(huán)式化合物類及其衍生物。
8-羥基喹啉、2-甲基-8-羥基喹啉、二羥基喹啉、1-(2-吡啶基偶氮)-2-萘酚、 2-氨基-4，6，7-三羥基喋啶、5，7，3，，4，_四羥基黃酮〈藤黃菌素〉、3，3，_ 二 [N，N_ 二 (羧 甲基)氨基甲基]熒光素〈鈣黃綠素〉、2，3-羥基吡啶等。
(13)具有OH基的脂環(huán)式化合物類及其衍生物。
環(huán)戊醇、克酮酸、環(huán)己醇、環(huán)己二醇、二羥基聯(lián)喹啉(玫琮酸)、環(huán)庚三烯酚酮、6-異 丙基環(huán)庚三烯酚酮、酒石酸、乳酸、蘋果酸、檸檬酸、羥基丁酸、三乙醇胺等。
(14) 一元羧酸類
甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、異丁酸、戊酸、癸酸、十一烷酸、十二烷酸、硬脂酸、丙烯酸、 巴豆酸、油酸、一氯乙酸、二氯乙酸、三氯乙酸、氟乙酸、苯甲酸、甲基苯甲酸、氯苯甲酸、磺基 甲酸、苯乙酸等。
(15)多元羧酸類。
草酸、己二酸、丙二酸、琥珀酸、馬來酸、富馬酸、1，2，3_丙烷三甲酸、氯代琥珀酸、苯二甲酸、1，3，5_苯三甲酸、二氯苯二甲酸、苯基琥珀酸、戊二酸、庚二酸、偏苯三酸、丙三羧 酸等。(16)氨基酸類。 天冬氨酸、谷氨酸等。(17)氨基多元羧酸類。
乙二胺四乙酸、反-1，2- 二氨基環(huán)己烷四乙酸等。


(18)胺類。 乙二胺等。(19)膦酸類c
1-羥基亞乙基_1，1，- 二膦酸等。
(20)磷酸類。
三聚磷酸、六偏磷酸、次氨基三(亞甲基膦酸)等。
(21)酮類及其衍生物。
乙酰丙酮、六氟乙酰丙酮等。
(無機(jī)離子交換體)
接著，對(duì)無機(jī)離子交換體進(jìn)行說明。
所謂無機(jī)離子交換體，是通過吸收離子，并釋放出無機(jī)離子交換體所具有的其他 離子來代替所吸收的離子，從而進(jìn)行無機(jī)離子交換體的部分置換的物質(zhì)。即，利用這種無機(jī) 離子交換體的性質(zhì)，通過用無機(jī)離子交換體吸收金屬雜質(zhì)離子，從而捕獲金屬雜質(zhì)離子。
無機(jī)離子交換體具有捕獲金屬離子的能力高這樣的優(yōu)異性質(zhì)。進(jìn)而，無機(jī)離子交 換體的耐熱性、耐化學(xué)品性也優(yōu)異，而且對(duì)粘結(jié)片的粘結(jié)性的影響也小。
作為具有這種性質(zhì)的無機(jī)離子交換體，可例舉作為氧化物和/或磷酸化合物等的 鋯系化合物、銻系化合物、鉍系化合物、銻-鉍系化合物、鎂-鋁系化合物等作為例子。更詳 細(xì)地說，例如，可列舉東亞合成株式會(huì)社制IEX系列等。
(金屬粉末)
最后，對(duì)于金屬粉末進(jìn)行說明。
作為金屬雜質(zhì)離子捕獲劑的金屬粉末，是使用其表面等所存在的多個(gè)懸掛鍵作為 先前所說明的吸除位點(diǎn)，來捕獲金屬雜質(zhì)離子的金屬粉末。
因此，金屬粉末的表面優(yōu)選是粗糙面。這是因?yàn)橹灰谴植诿?，則金屬粉末表面存 在大量懸掛鍵，因而金屬粉末捕獲金屬雜質(zhì)離子的能力相應(yīng)較高。
另外，如果金屬粉末的表面發(fā)生氧化，則其表面所存在的懸掛鍵的數(shù)量減少，因而 金屬粉末捕獲金屬雜質(zhì)離子的能力下降。因此，需要小心處理防止金屬粉末的表面發(fā)生氧 化。
金屬粉末具有耐熱性高這樣的優(yōu)異性質(zhì)。
并且，金屬粉末的形狀并不限于球狀，例如，可以是立方晶狀等。另外，優(yōu)選金屬粉 末的平均粒徑小于后面所說明的粘結(jié)片(DAF)的厚度、且不會(huì)使粘結(jié)片的粘結(jié)性惡化的金 屬粉末。
作為這樣的金屬粉末的例子，可例舉硅粉末。詳細(xì)地說，例如，該硅粉末優(yōu)選硅純 度大于等于99%，以防止額外的雜質(zhì)使半導(dǎo)體裝置的特性惡化。另外作為更優(yōu)選的材料，可列舉非晶硅和/或多晶硅。非晶硅由于具有大量懸掛鍵，因而能夠更有效的捕獲金屬雜質(zhì) 離子。另外，多晶硅在晶界下能夠捕獲金屬雜質(zhì)離子。
另外，硅粉末的表面如先前所說明的那樣，為了在其表面形成大量捕獲金屬雜質(zhì) 離子的懸掛鍵，優(yōu)選進(jìn)行粗面處理。例如，可以通過使用研磨粒，對(duì)硅粉末表面進(jìn)行使表面 粗化的粗面處理，從而提高硅粉末捕獲金屬雜質(zhì)離子的效果。圖3顯示變化研磨粒的添加 量進(jìn)行粗面處理時(shí)硅粉末表面的平均粗糙度(Ra)。如圖3所示，通過添加大于等于6%的 研磨粒進(jìn)行粗面處理，可以使Ra大于等于l.Onm。確認(rèn)了通過使Ra大于等于l.Onm，可以 有效抑制半導(dǎo)體裝置的電氣特性惡化。本發(fā)明者認(rèn)為這是由于，通過使Ra大于等于1. Onm, 可以形成足夠的用于捕獲給半導(dǎo)體裝置的電氣特性帶來不良影響的金屬雜質(zhì)離子的吸除 位點(diǎn)(懸掛鍵)。
(粘結(jié)片)
接著，對(duì)于粘結(jié)片進(jìn)行說明。
粘結(jié)片是在半導(dǎo)體裝置所具有的半導(dǎo)體包裝的內(nèi)部，使互相重疊的半導(dǎo)體芯片彼 此粘結(jié)、或者使半導(dǎo)體芯片與半導(dǎo)體包裝用基板粘結(jié)的片。該粘結(jié)片如上所述，被稱為DAF。
本發(fā)明中的粘結(jié)片(DAF)是在粘結(jié)半導(dǎo)體芯片等時(shí)一般使用的、以環(huán)氧樹脂等樹 脂為主原料的粘結(jié)片。
本發(fā)明中，該粘結(jié)片添加有至少一種之前所說明的金屬雜質(zhì)離子捕獲劑，因而粘 結(jié)片在捕獲金屬雜質(zhì)離子的同時(shí)，使半導(dǎo)體芯片彼此粘結(jié)或者使半導(dǎo)體芯片與半導(dǎo)體包裝 用基板粘結(jié)。其厚度例如小于等于50 μ m。
粘結(jié)片中金屬雜質(zhì)離子捕獲劑的添加量，例如，相對(duì)于作為粘結(jié)片的主原料的樹 脂，小于等于20體積％，優(yōu)選小于等于10體積％。
這樣限制添加在粘結(jié)片中的金屬雜質(zhì)離子捕獲劑的添加量的理由如下。
S卩，在粘結(jié)片中添加了大量的金屬雜質(zhì)離子捕獲劑的情況下，金屬雜質(zhì)離子捕獲 劑可能在粘結(jié)片中相連、導(dǎo)通。因此，需要避免這樣的情況。進(jìn)而，限制金屬雜質(zhì)離子捕獲 劑的添加量也是為了在捕獲金屬雜質(zhì)離子的同時(shí)，防止粘結(jié)片本來具有的粘結(jié)強(qiáng)度和/或 彈性模量惡化。
(半導(dǎo)體裝置)
對(duì)于本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置進(jìn)行說明。作為本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的例子，對(duì)于半導(dǎo) 體記憶裝置進(jìn)行說明。但是，本發(fā)明也可以是除半導(dǎo)體記憶裝置以外的其他半導(dǎo)體裝置，并 不限于半導(dǎo)體記憶裝置。
圖1是半導(dǎo)體包裝中內(nèi)裝有多個(gè)半導(dǎo)體芯片的本發(fā)明的半導(dǎo)體記憶裝置1的剖面 圖。使用該圖1來說明本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置1。
如圖1所示，在本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置1所具有的、半導(dǎo)體包裝2的內(nèi)部，多個(gè)半導(dǎo) 體芯片4疊層在半導(dǎo)體包裝用基板3上。這些半導(dǎo)體芯片4的背面，如之前所說明的那樣， 進(jìn)行了鏡面處理(干法拋光等)，以便即使半導(dǎo)體芯片4的厚度變薄也能確保良好的抗折強(qiáng) 度。換言之，這些半導(dǎo)體芯片4的背面由于進(jìn)行了鏡面處理，因而并不具有用于捕獲金屬雜 質(zhì)離子的吸除位點(diǎn)。另外，這些半導(dǎo)體芯片4的厚度例如小于等于ΙΟΟμπι。
進(jìn)而，為了使半導(dǎo)體芯片4彼此粘結(jié)，在互相重疊的各個(gè)半導(dǎo)體芯片4的之間夾有 粘結(jié)片(DAF) 5。在半導(dǎo)體包裝用基板3、與疊層在半導(dǎo)體包裝用基板3上的多個(gè)半導(dǎo)體芯片4中位于最下層的半導(dǎo)體芯片4之間，也夾有用于粘結(jié)半導(dǎo)體包裝用基板3與半導(dǎo)體芯 片4的粘結(jié)片5。粘結(jié)片5的厚度例如小于等于50 μ m。
為了捕獲金屬雜質(zhì)離子，該粘結(jié)片5中添加有至少一種之前所說明的金屬雜質(zhì)離 子捕獲劑。添加在粘結(jié)片5中的金屬雜質(zhì)離子捕獲劑的添加量如先前所說明的那樣，相對(duì) 于作為粘結(jié)片5的主原料的樹脂，小于等于20體積％，優(yōu)選小于等于10體積％。這樣，限 制金屬雜質(zhì)離子捕獲劑的添加量的理由如先前所說明的那樣，是為了避免金屬雜質(zhì)離子捕 獲劑在粘結(jié)片5中連接、導(dǎo)通，進(jìn)而，是為了防止粘結(jié)片5的粘結(jié)強(qiáng)度和/或彈性模量惡化。
另外，正如由圖1可明確的那樣，各個(gè)半導(dǎo)體芯片4上所形成的電極板，介由各個(gè) 導(dǎo)線6與配置在半導(dǎo)體包裝用基板3上的電極板電連通。該半導(dǎo)體包裝用基板3的電極板 是與位于半導(dǎo)體裝置1的外部的其他裝置等電連通的。
并且，這些疊層的多個(gè)半導(dǎo)體芯片4和半導(dǎo)體包裝用基板3被含有樹脂的鑄模7 被覆、保護(hù)。
即使在對(duì)半導(dǎo)體芯片4的背面進(jìn)行鏡面處理時(shí)，也可以如以上所說明的那樣，通 過制成具有添加了金屬雜質(zhì)離子捕獲劑的粘結(jié)片(DAF) 5的半導(dǎo)體裝置1，從而在防止由金 屬雜質(zhì)離子造成半導(dǎo)體裝置1的特性惡化的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體裝置1的小型化。
本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)上述本發(fā)明內(nèi)容，可以容易地進(jìn)行其他優(yōu)化和改良，因此本 發(fā)明的范圍不限于上述具體實(shí)施方式
，還包括在不超出本發(fā)明權(quán)利要求及其等同方案所述 的精神和創(chuàng)新點(diǎn)的范圍內(nèi)所進(jìn)行的各種改良。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體裝置，具有 基板；第1半導(dǎo)體芯片，設(shè)置在上述基板上；第2半導(dǎo)體芯片，設(shè)置在上述第1半導(dǎo)體基板上，且背面進(jìn)行了鏡面處理；以及 粘結(jié)片，設(shè)置在上述第1半導(dǎo)體芯片與上述第2半導(dǎo)體芯片之間，且含有能捕獲金屬雜 質(zhì)離子的金屬雜質(zhì)離子捕獲劑。
2.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，所述金屬雜質(zhì)離子捕獲劑包括絡(luò)合劑、無機(jī)離子 交換體、金屬粉末中的至少一種。
3.如權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體裝置，所述絡(luò)合劑具有至少一個(gè)含有碳原子的環(huán)狀骨^K O
4.如權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體裝置，所述無機(jī)離子交換體包括鋯系化合物、銻系化合 物、鉍系化合物、銻-鉍系化合物、鎂-鋁系化合物中的至少一種。
5.如權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體裝置，所述金屬粉末為硅粉末。
6.如權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體裝置，所述硅粉末包括非晶硅、多晶硅中的至少一種。
7.如權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體裝置，所述硅粉末的表面進(jìn)行了粗面處理。
8.如權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體裝置，所述硅粉末的表面進(jìn)行了粗面處理，使得平均粗 糙度大于等于1. Onm。
9.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，所述金屬雜質(zhì)離子含有Cu、Fe、Au、Na、Ni、C0、Ti、 Ta的離子中的至少一種。
10.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，所述鏡面處理為干法拋光。
11.一種粘結(jié)片，設(shè)置在設(shè)于半導(dǎo)體裝置內(nèi)部的第1半導(dǎo)體芯片、與設(shè)于上述第1半導(dǎo) 體芯片上的第2半導(dǎo)體芯片之間，并含有能捕獲金屬雜質(zhì)離子的金屬雜質(zhì)離子捕獲劑。
12.如權(quán)利要求11所述的粘結(jié)片，所述金屬雜質(zhì)離子捕獲劑包括絡(luò)合劑、無機(jī)離子交 換體、金屬粉末中的至少一種。
13.如權(quán)利要求12所述的粘結(jié)片，所述絡(luò)合劑具有至少一個(gè)含有碳原子的環(huán)狀骨架。
14.如權(quán)利要求12所述的粘結(jié)片，所述無機(jī)離子交換體包括鋯系化合物、銻系化合物、 鉍系化合物、銻-鉍系化合物、鎂-鋁系化合物中的至少一種。
15.如權(quán)利要求12所述的粘結(jié)片，所述金屬粉末為硅粉末。
16.如權(quán)利要求15所述的粘結(jié)片，所述硅粉末包括非晶硅、多晶硅的至少一種。
17.如權(quán)利要求16所述的粘結(jié)片，所述硅粉末的表面進(jìn)行了粗面處理。
18.如權(quán)利要求17所述的粘結(jié)片，所述硅粉末的表面進(jìn)行了粗面處理，使得平均粗糙 度大于等于1. Onm。
19.如權(quán)利要求11所述的粘結(jié)片，所述金屬雜質(zhì)離子含有Cu、Fe、Au、Na、Ni、Co、Ti、 Ta的離子中的至少一種。
20.如權(quán)利要求11所述的粘結(jié)片，所述粘結(jié)片含有環(huán)氧樹脂。
全文摘要
本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置具有基板；第1半導(dǎo)體芯片(設(shè)置在基板上)；第2半導(dǎo)體芯片(設(shè)置在第1半導(dǎo)體芯片上，且背面進(jìn)行了鏡面處理)；以及粘結(jié)片(設(shè)置在第1半導(dǎo)體芯片與第2半導(dǎo)體芯片之間，且含有能捕獲金屬雜質(zhì)離子的金屬雜質(zhì)離子捕獲劑)。
文檔編號(hào)H01L25/00GK102034800SQ201010135730
公開日2011年4月27日 申請(qǐng)日期2010年3月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月24日
發(fā)明者北島由貴子, 富田寬, 戶崎德大, 林秀和, 田久真也, 相良潤(rùn)也, 黑澤哲也 申請(qǐng)人:株式會(huì)社東芝