(54)【発明の名称】接着フィルム、ダイシングシート一体型接着フィルム、バックグラインドテープ一体型接着フィルム、バックグラインドテープ兼ダイシングシート一体型接着フィルム、積層体、積層体の硬化物、および半導体装置、並び半導体装置の製造方法
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明を実施するための形態】
【0011】
本発明の接着フィルムは、表面に複数の第一の端子21を有する電子部品20と、前記端子と対応する複数の第二の端子31を有する回路部品30との間に介在し、前記第一の端子と第二の端子とを電気的に接続する端子間接続用接着フィルム10であって、前記第一の端子の幅は3μm以上100μm以下であって、前記第一の端子は端子表面の少なくとも一部を覆う低融点の金属組成物を有し、前記第一の端子の幅をAとし、前記金属組成物の幅をBとしたとき、0.6<A/B<1.4を満たし、Bは2μm以上170μm以下を満たすものであって、隣接する第一の端子同士が有する金属組成物間の距離が3μm以上60μm以下であって、前記接着フィルムは充填材を10重量%以上70重量%以下含む樹脂組成物からなり、表面粗さRaが0.03μm以上1.0μm以下であることを特徴とする。
【0012】
本発明のダイシングシート一体型接着フィルムは、ダイシングシートと、前記の接着フィルムと、を積層した。
本発明の積層体37は、表面に複数の第一の端子を有する電子部品20と、前記電子部品の第一の端子側において設けられた前記接着フィルム10と、を有する。
本発明の積層体の硬化物38は、前記電子部品20と、前記第一の端子21と対応する複数の第二の端子31を有する前記回路部品31と、前記電子部品と前記回路部品との間に介在する前記接着フィルムの硬化物層80と、を有する。
また、本発明の半導体装置100は、前記積層体の硬化物を含む。
以下、本発明の接着フィルム10、積層体37、積層体の硬化物38、半導体装置100を添付図面に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。
【0013】
<半導体装置>
図1は、本発明の接着フィルム10を用いて製造された半導体装置100の一例を示す模式図(
図1(a)は、平面図、
図1(b)は、
図1(a)中のX−X線断面図)である。なお、以下の説明では、
図1中の上側を「上」、下側を「下」と言う。
図1に示す半導体装置100は、半導体チップ(本発明の電子部品の一例に該当する。)20と、半導体チップ20を支持するインターポーザー(本発明の回路部品の一例に該当する。)30と、複数の導電性を有するバンプ70とを有している。
半導体チップ20の平面視形状は、
図1(a)に示すように、正方形状である。また、半導体チップ20は、その下面に、インターポーザー30と電気的に接合するための複数の端子21(本発明の第一の端子の一例に該当する。)を有している。この端子21は、半導体チップ20の下面に形成されており、特に限定されないが、例えば、銅等の導電性金属材料で構成されている。
【0014】
また、インターポーザー30は、絶縁基板であり、例えばポリイミド・エポキシ・シアネート・ビスマレイミドトリアジン(BTレジン)等の各種樹脂材料で構成されている。このインターポーザー30の平面視形状は、
図1(a)に示すように、正方形状である。さらに、インターポーザー30は、その上面(一方の面)に、例えば、銅等の導電性金属材料で構成されている複数の端子(本発明の第2の端子に該当する。)31を有している。
【0015】
端子31は、半導体装置100において、半導体チップ20に設けられている端子21に対応するように、インターポーザー30上面に設けられている。そして、それぞれ対応する端子21と端子31とは、接続部81を介して電気的に接続されている。接続部81
は、導電性金属で構成されている。接続部81を構成する導電性金属は、例えば半導体チップ20に設けられている端子21表面に予め設けられている端子21表面の少なくとも一部を覆う低融点の金属組成物が変形して構成されたものである。端子21の形状は、特に限定されないが、ピラー形状を持つ金属ポストを用いることができる。金属ポストは、導電性の金属で形成されていれば特に限定されないが、銅、ニッケル、チタン、タンタル、タングステン、金等を用いることができる。
【0016】
また、前記端子21と前記金属組成物の間に、金属による薄膜を設けることができる。例えば、金等で構成される薄膜を有することで、前記金属組成物の濡れ性を促進させる効果を有し、ニッケル等のバリアメタル層を有することで、金属組成物が、端子21内に拡散することを防止するという効果を有する。このような薄膜は、単層であってもよく、複数の層を有してもよい。また、複数の層を有する場合、同じ金属より構成される層を複数有してもよく、また、異なる金属より構成される層を複数有してもよい。また、このような薄膜は、0.01μm以上、2μm以下が好ましく、0.05μm以上、1μm以下がより好ましい。前記下限値以上であることにより、前記金属組成物との密着性において、十分な効果を有することができ、また前記下限値以下であることにより、コストの観点から有利になる。さらに、端子31にも予め低融点の金属組成物を設けることや、端子31自体を接続部81を構成する低融点の金属組成物で構成することもでき、これらを組み合わせることもできる。
【0017】
このような低融点の金属組成物とは、導電性を有し、低融点のものであれば特に限定されないが、例えば、錫、銀、鉛、亜鉛、ビスマス、インジウム及び銅からなる群から選択される少なくとも2種以上を含む合金等が挙げられる。また、金属の融点は280℃以下が好ましく、より好ましくは240℃以下である。前記好ましい範囲であることにより、接続部の形成における加熱をより低い温度で行うことができ、これにより後述する封止層の発泡を抑制することができる。これにより本発明の半導体装置の信頼性をより向上させることができる。
【0018】
また、本実施形態では、
図1に示すように、端子31は、インターポーザー30に形成されている凹部内に設置されている。また、端子21は、半導体チップ20から突出するピラー形状をなしている。ここで、端子21は、金属ポストであって、円柱形状をなしているが、円柱形状に限られず、直方体形状や、円錐形状等をなすこともできる。
また、インターポーザー30には、その厚さ方向に貫通して、図示しない複数のビア(スルーホール:貫通孔)が形成されている。
【0019】
各バンプ70は、それぞれ、各ビアを介して、一端(上端)が端子31の一部に電気的に接続され、他端(下端)は、インターポーザー30の下面(他方の面)から突出している。
バンプ70のインターポーザー30から突出する部分は、ほぼ球形状(Ball状)をなしている。
このバンプ70は、例えば、半田、銀ろう、銅ろう、燐銅ろうのようなろう材を主材料として構成されている。
【0020】
また、半導体チップ20と、インターポーザー30との間の間隙には、各種樹脂材料で構成される封止材が充填され、この封止材の硬化物により、封止層80が形成されている。この封止層80は、半導体チップ20と、インターポーザー30との接合強度を向上させる機能や、前記間隙への異物や水分等の浸入を防止する機能を有している。
かかる構成の半導体装置100において、封止層80の形成に、本発明の接着フィルム10が適用される。
【0021】
上記のように、本発明における半導体装置100について、
図1に記載の実施形態を中心に説明したが、当該実施形態に限定されない。例えば、電子部品20には、半導体チップの他に、電子回路が作り込まれた半導体ウエハ及びシリコン基板、または、インターポーザー、リジット基板、フレキシブル基板、リジットフレキシブル基板等のプリント配線板を用いることもでき、回路部品30には、インターポーザーの他に、半導体チップ、電子回路が作り込まれた半導体ウエハ及びシリコン基板、または、リジット基板、フレキシブル基板、リジットフレキシブル基板等のプリント配線板を用いることができる。また、電子部品および回路部品について、正方形状の態様について説明したが、長方形状のものも用いることができる。また、本発明の半導体装置100は、インターポーザー上に複数の半導体チップを、その厚み方向に複数個積層し、複数の半導体チップ間、および半導体チップとインターポーザー間を電気的に接合する接合部を有し、該接合部を封止する複数の封止層を有し、これらの封止層に本発明の接着フィルムが適用された電子部品も含まれる。このような電子部品には、半導体チップにおいて、TSVチップ(Through Silicon Vear Chip)を好適に用いることができる。
【0022】
図2は、本発明の接着フィルム10を用いて製造された半導体装置100に含まれる電子部品20の一例を示す模式図(
図2(a)は、平面図、
図2(b)は、
図1(a)中のY−Y線断面図)である。なお、以下の説明では、
図2中の上側を「上」、下側を「下」と言う。
図1に示す電子部品20は、半導体チップであり、複数の第一の端子21を有する。この複数の端子の下側には、端子表面の少なくとも一部を覆う低融点の金属組成物22を有する。第一の端子として、円柱状のピラー形状を有しているが、このような形状に限られず、直方体形状や、円錐形状等を有するものを用いることもできる。また、第一の端子は、電子部品から凸状の形状を有するものに限られず、前記インターポーザー30と同様に、電子部品に設けられた凹部内に設置することもできる。このような場合は、前記金属組成物を凸状に形成することが好ましい。
【0023】
本発明にかかる電子部品20は、前記第一の端子の幅をAとし、前記金属組成物の幅をBとしたとき、0.6<A/B<1.4を満たす。より好ましくは、0.8<A/B<1.2である。このような構造を有することにより、隣接する端子間におけるリーク電流の発生を防止し、半田接合部の信頼性を向上させることができる。また、回路部品と接合する際に、位置ずれの影響による接続不良を防止することができる。また、Bは2μm以上170μm以下であり、好ましくは4μm以上150μm以下、より好ましくは10μm以上100μm以下である。前記下限値以上であることにより、端子間の接合面積が十分となり、半田接合部の信頼性を向上させることができる。また、前記上限値以下であることにより、隣接する端子間におけるリーク電流の発生を防止し、半田接合部の信頼性を向上させることができる。さらに本発明は、前記第一の端子の幅と前記金属組成物の幅とを、上述の構成を有することと、接着フィルムの十分な透明性により、電子部品と回路部品とを接合する際に、電子部品における前記第一の端子の形状、配列を本発明の接着フィルムを通して十分に認識することができることから、接合時の位置ずれを防止することができる。これにより、本発明の半導体装置における接合部の信頼性を、より向上させることができる。また、位置ずれを防止することにより生産性が下がることを防止し、併せて半導体装置の製造における歩留まりを向上させることができる。ここで第一の端子の幅とは、端子の高さ方向と垂直に形成される断面のうち、最も大きい面積を持つ断面における最も長い距離を示す(
図2参照)。例えば、端子が円柱形状を有する場合、その断面における最も大きい面積を持つ断面の直径が幅となり、端子が楕円形状であれば、その断面における最も大きい面積を持つ断面の長径が幅となり、端子が直方体形状を有する場合は、その断面における最も大きい面積を持つ断面の対角線が幅となる。また、金属組成物の幅についても、第一の端子と同様に断面における最も長い距離を示す(
図2参照)。
【0024】
また、本発明にかかる電子部品20は、前記金属組成物間の距離が3μm以上60μm以下であって、好ましくは5μm以上50μm以下であり、より好ましくは7μm以上30μm以下である。前記下限値以上であることと、接着フィルムの十分な透明性を組合せることにより、接着フィルムを通して電子部品における第一の端子の形状、配列を十分に認識することができることから、回路部品と接合する際に、位置ずれを十分に防止することができる(
図2におけるWに該当する)。これにより、位置ずれの影響による接続不良を防止することができる。また、端子間の接合面積が十分となり、半田接合部の信頼性を向上させることができる。また、位置ずれを防止することにより生産性が下がることを防止し、併せて半導体装置の製造における歩留まりを向上させることができる。前記下限値以上であることにより、隣接する端子間におけるリーク電流の発生を防止し、半田接合部の信頼性を向上させることができる。また、前記上限値以下であることにより、単位面積当たりに多くの端子を配置できることから、高密度の端子接続を実現することができる。
【0025】
また、本発明にかかる電子部品20は、前記第一の端子間の距離が5μm以上62μm以下が好ましく、より好ましくは7μm以上52μm以下であり、さらに好ましくは9μm以上32μm以下である。前記下限値以上であることと、接着フィルムの十分な透明性を組合せることにより、接着フィルムを通して電子部品における第一の端子の形状、配列を十分に認識することができることから、回路部品と接合する際に、位置ずれを十分に防ぐことができる。これにより、位置ずれの影響による接続不良を防止することができる。また、端子間の接合面積が十分となり、半田接合部の信頼性を向上させることができる。また、位置ずれを防止することにより生産性が下がることを防止し、併せて半導体装置の製造における歩留まりを向上させることができる。前記上限値以下であることにより、隣接する端子間におけるリーク電流の発生を防止し、半田接合部の信頼性を向上させることができる。
【0026】
<接着フィルム>
本発明の接着フィルム10は、表面に複数の第一の端子21を有する電子部品20と、前記端子と対応する複数の第二の端子31を有する回路部品30との間に介在し、前記第一の端子と第二の端子とを電気的に接続する端子間接続用接着フィルム10であって、前記接着フィルムは充填材を10重量%以上70重量%以下含む樹脂組成物からなり、表面粗さRaが0.03μm以上1.0μm以下であることを特徴とする。
前記接着フィルム10は、上記のような構成を有することで、十分な透明性と、半田接合部の信頼性を両立し、より狭ピッチ化/狭ギャップ化した半田接合部における接合性と、電子部品の製造における歩留まりを向上させる接着フィルムを供給すること、および半田接合部の信頼性の向上した半導体装置を供給することである。
前記接着フィルム10は、充填材を含む樹脂組成物からなることで、接合する前記電子部品と前記回路部品との間に、均一な厚さの封止層を構成することができ、これにより接合部の信頼性を向上することができる。
【0027】
また、前記接着フィルムは、表面粗さについて上記の構成を有することにより、前記電子部品と前記回路部品とを接合する際に、十分な透明性を有することで、位置ずれを防止することができる。つまり、前記接着フィルムは、前記電子部品と前記回路部品を接合する際に、予め前記電子部品の表面に貼り付けた状態で接合することを想定しているが、その際に前記第一の端子を覆うように貼り付けられる。ここで、前記電子部品が、前記の構成を有することと組合せることで、接着フィルムを通して電子部品における第一の端子の形状、配列を十分に認識することができることから、回路部品と接合する際に、位置ずれを十分に防ぐことができる。これにより、位置ずれの影響による接続不良を防止することができる。また、端子間の接合面積が十分となり、半田接合部の信頼性を向上させることができる。また、位置ずれを防止することにより生産性が下がることを防止し、併せて半導体装置の製造における歩留まりを向上させることができる。つまり、表面粗さRaが前
記第一の端子の幅、及び前記金属組成物の幅よりも小さいことで、接着フィルムを通して電子部品が有する複数の前記第一の端子の形状、配列を十分に認識することができるため、位置ずれを防止することができる。
【0028】
前記接着フィルムは、充填材を含有する樹脂組成物で構成される。この樹脂組成物は、特に限定されないが、硬化性樹脂組成物が好ましい。硬化性樹脂組成物としては、加熱により硬化する熱硬化性樹脂組成物や、化学線を照射することにより硬化する硬化性樹脂組成物等が挙げられ、これらの中でも、加熱により硬化する熱硬化性樹脂組成物を用いることが好ましい。加熱により硬化する熱硬化性樹脂組成物は、硬化後の機械特性に優れることや、保存安定性に優れる。
【0029】
加熱により硬化する熱硬化性樹脂組成物は、熱硬化性樹脂成分を含有し、熱硬化性樹脂成分の他に、必要に応じてフラックス機能を有する化合物、フィルム形成性樹脂、硬化剤、硬化促進剤、シランカップリング剤等を含んでもよい。
【0030】
(i)熱硬化性樹脂成分
熱硬化性樹脂成分は、加熱することにより溶融し硬化するものであれば特に限定されないが、通常、半導体装置製造用の接着剤成分として使用できるものが用いることができる。
このような熱硬化性樹脂成分としては、特に限定されないが、例えば、エポキシ樹脂、フェノキシ樹脂、シリコーン樹脂、オキセタン樹脂、フェノール樹脂、(メタ)アクリレート樹脂、ポリエステル樹脂(不飽和ポリエステル樹脂)、ジアリルフタレート樹脂、マレイミド樹脂、ポリイミド樹脂(ポリイミド前駆体樹脂)、ビスマレイミド−トリアジン樹脂等が挙げられる。特に、エポキシ樹脂、(メタ)アクリレート樹脂、フェノキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂、マレイミド樹脂、ビスマレイミド−トリアジン樹脂からなる群より選ばれる少なくとも1種を含む熱硬化性樹脂を用いることが好ましい。特に、これらの中でも、硬化性と保存性、硬化物の耐熱性、耐湿性、耐薬品性に優れるという観点からエポキシ樹脂が好ましい。エポキシ樹脂を用いることで、前記電子部品と前記回路部品との密着をより強くすることができ、これにより、本発明の半導体装置における第一の端子と第二の端子との接続部の信頼性を向上することができる。また、硬化による体積収縮が小さいため、封止層形成の際における厚み均一性がより良好となる。なお、これらの硬化性樹脂成分は1種単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
【0031】
前記エポキシ樹脂としては、特に限定されず、室温で液状および室温で固形状のいずれのエポキシ樹脂をも使用することができる。また、室温で液状のエポキシ樹脂と室温で固形状のエポキシ樹脂とを併用することも可能である。液状のエポキシ樹脂を用いる場合、特に、液状のエポキシ樹脂を単独で用いる場合は、さらに、フィルム形成性樹脂成分を硬化性樹脂組成物が含有する構成とするのが好ましい。
室温(25℃)で液状のエポキシ樹脂としては、特に限定されないが、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂等が挙げられ、これらのうちの1種または2種を組み合わせて用いることができる。
室温で液状のエポキシ樹脂のエポキシ当量は、150〜300g/eqであることが好ましく、160〜250g/eqであることがより好ましく、170〜220g/eqであることが特に好ましい。前記エポキシ当量が前記下限未満になると、用いるエポキシ樹脂の種類によっては、硬化物の収縮率が大きくなる傾向があり、前記接着フィルムを含む半導体装置やこの半導体装置を備える電子機器に反りが生じるおそれがある。また、前記上限を超えると、硬化性樹脂組成物にフィルム形成性樹脂成分を併用する構成とした場合に、フィルム形成性樹脂成分、特にポリイミド樹脂との反応性が低下する傾向をしめすことがある。
【0032】
さらに、室温(25℃)で固形状のエポキシ樹脂としては、特に限定されないが、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールS型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、3官能エポキシ樹脂、4官能エポキシ樹脂等が挙げられ、これらのうち1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。これらの中でも、固形3官能エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂等が好ましく用いられる。
なお、室温で固形状のエポキシ樹脂のエポキシ当量は、150〜3000g/eqが好ましく、160〜2500g/eqがより好ましく、170〜2000g/eqが特に好ましい。
室温で固形状のエポキシ樹脂の軟化点は、40〜120℃程度であることが好ましく、50〜110℃程度であることがより好ましく、60〜100℃程度であることが特に好ましい。前記軟化点が前記範囲内にあると、前記樹脂組成物のタック性を抑えることができ、接着フィルムを容易に取り扱うことが可能となる。
【0033】
また、前記樹脂組成物において、前述した硬化性樹脂成分の配合量は、使用する硬化性樹脂組成物の形態に応じて適宜設定することができる。
例えば、硬化性樹脂成分の配合量は、前記樹脂組成物中において、5重量%以上であることが好ましく、10重量%以上であることがより好ましく、15重量%以上であることがさらに好ましく、20重量%以上であることが特に好ましい。また、90重量%以下であることが好ましく、85重量%以下であることがより好ましく、80重量%以下であることがさらに好ましく、75重量%以下であることがさらにより好ましく、65重量%以下であることがなお好ましく、60重量%以下であることが特に好ましい。
前記樹脂組成物における硬化性樹脂成分の配合量が前記範囲内にあると、前記電子部品と前記回路部品との接着強度を十分に確保することが可能となる。
【0034】
(ii)フィルム形成性樹脂成分
前述したように、前記樹脂組成物は、前記硬化性樹脂成分の他に、さらにフィルム形成性樹脂成分を含有するのが好ましい。フィルム形成性樹脂成分を含むことで、前記接着フィルムの成膜性が向上し、生産性が向上する。併せて、前記接着フィルムの厚み均一性が向上し、封止層を形成する際における厚み均一性も向上させることができる。
このようなフィルム形成性樹脂成分としては、単独で成膜性を有するものであれば特に限定されるものではなく、熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂のいずれのものも使用することができ、また、これらを組み合わせて用いることもできる。
【0035】
具体的には、フィルム形成性樹脂成分としては、特に限定されないが、例えば、(メタ)アクリル系樹脂、フェノキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、シロキサン変性ポリイミド樹脂、ポリブタジエン樹脂、ポリプロピレン樹脂、スチレン−ブタジエン−スチレン共重合体、スチレン−エチレン−ブチレン−スチレン共重合体、ポリアセタール樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、ブチルゴム、クロロプレンゴム、ポリアミド樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン−アクリル酸共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体、ポリ酢酸ビニル、ナイロン等が挙げられ、これらのうち1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。これら中でも、(メタ)アクリル系樹脂、フェノキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂およびポリイミド樹脂が好ましい。
【0036】
なお、本明細書中において、「(メタ)アクリル系樹脂」とは、(メタ)アクリル酸およびその誘導体の重合体、または(メタ)アクリル酸およびその誘導体と他の単量体との
共重合体を意味する。ここで、「(メタ)アクリル酸」等と表記するときは、「アクリル酸またはメタクリル酸」等を意味する。
(メタ)アクリル系樹脂としては、特に限定されず、例えば、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリアクリル酸メチル、ポリアクリル酸エチル、ポリアクリル酸ブチル、ポリアクリル酸−2−エチルヘキシル等のポリアクリル酸エステル、ポリメタクリル酸メチル、ポリメタクリル酸エチル、ポリメタクリル酸ブチル等のポリメタクリル酸エステル、ポリアクリロニトリル、ポリメタクリロニトリル、ポリアクリルアミド、アクリル酸ブチル−アクリル酸エチル−アクリロニトリル共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン−アクリル酸共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体、アクリロニトリル−スチレン共重合体、メタクリル酸メチル−スチレン共重合体、メタクリル酸メチル−アクリロニトリル共重合体、メタクリル酸メチル−α−メチルスチレン共重合体、アクリル酸ブチル−アクリル酸エチル−アクリロニトリル−2−ヒドロキシエチルメタクリレート−メタクリル酸共重合体、アクリル酸ブチル−アクリル酸エチル−アクリロニトリル−2−ヒドロキシエチルメタクリレート−アクリル酸共重合体、アクリル酸ブチル−アクリロニトリル−2−ヒドロキシエチルメタクリレート共重合体、アクリル酸ブチル−アクリロニトリル−アクリル酸共重合体、アクリル酸エチル−アクリロニトリル−N,N−ジメチルアクリルアミド共重合体等が挙げられ、これらのうち1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。中でも、アクリル酸ブチル−アクリル酸エチル−アクリロニトリル共重合体、アクリル酸エチル−アクリロニトリル−N,N−ジメチルアクリルアミド共重合体が好ましい。
【0037】
また、フェノキシ樹脂の骨格は、特に限定されないが、例えば、ビスフェノールAタイプ、ビスフェノールFタイプ、ビフェノールタイプおよびビフェニルタイプ等が挙げられる。また、フェノキシ樹脂は吸水率の低いものが好ましく、吸水率が2%以下のものが好ましく、1%以下であるものが更に好ましい。また、フェノキシ樹脂のエポキシ当量について、特に限定されないが、エポキシ当量が大きいほど熱硬化性樹脂成分として機能することがなく接着フィルムの硬化性を制御する上で弊害にならないため好ましく、具体的にはエポキシ当量が3000g/eq以上が好ましく、5000g/eq以上であることが更に好ましい。
【0038】
また、ポリイミド樹脂としては、繰り返し単位中にイミド結合を持つ樹脂であれば特に限定されず、例えば、ジアミンと酸二無水物を反応させ、得られたポリアミド酸を加熱、脱水閉環することにより得られるものが挙げられる。
ジアミンとしては、特に限定されず、例えば、3,3’−ジメチル−4,4’−ジアミノジフェニル、4,6−ジメチル−m−フェニレンジアミン、2,5−ジメチル−p−フェニレンジアミン等の芳香族ジアミン、1,3−ビス(3−アミノプロピル)−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン等のシロキサンジアミンが挙げられ、これらのうち1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。
また、酸二無水物としては、例えば、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸、ピロメリット酸二無水物、4,4’−オキシジフタル酸二無水物等が挙げられ、これらのうち1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。
ポリイミド樹脂としては、溶剤に可溶なものでも、不溶なものでもよいが、他の成分(硬化性樹脂成分)と混合する際のワニス化が容易であり、取扱性に優れている点で溶剤可溶性のものが好ましい。特に、様々な有機溶媒に溶解できる点でシロキサン変性ポリイミド樹脂を用いることが好ましい。
【0039】
フィルム形成性樹脂の重量平均分子量は、特に限定されないが、8,000〜1,000,000程度であるのが好ましく、8,500〜950,000程度であるのがより好ましく、9,000〜900,000程度であるのがさらに好ましい。フィルム形成性樹脂の重量平均分子量が前記の範囲であると、成膜性を向上させることが可能で、かつ、硬
化前の前記接着フィルムの流動性を抑制することができる。
なお、フィルム形成性樹脂の重量平均分子量は、例えば、GPC(ゲル浸透クロマトグラフィー)により測定することができる。
また、フィルム形成性樹脂成分としては、このものの市販品を使用することができ、さらに、本発明の効果を損ねない範囲で、可塑剤、安定剤、無機フィラー、帯電防止剤、低応力剤、酸化防止剤、レベリング剤や顔料等の各種添加剤を配合したものを使用することもできる。
【0040】
また、前記樹脂組成物において、前述したフィルム形成性樹脂成分の配合量は、使用する硬化性樹脂組成物の形態に応じて適宜設定することができる。
例えば、フィルム形成性樹脂成分の配合量は、前記樹脂組成物中において、0.1重量%以上であることが好ましく、3重量%以上であることがより好ましく、5重量%以上であることがさらに好ましい。また、50重量%以下であることが好ましく、35重量%以下であることがより好ましく、20重量%以下であることがさらに好ましい。フィルム形成性樹脂成分の配合量が前記範囲内にあると溶融前の樹脂組成物の流動性を抑制することができ、接着フィルムを容易に取り扱うことが可能となる。
【0041】
(iii)フラックス機能を有する化合物
前記樹脂組成物は、前記硬化性樹脂成分の他に、さらにフラックス機能を有する化合物を含有する構成とするのが好ましい。フラックス機能を有する化合物は、端子等の表面に形成された金属酸化膜を除去する作用を有するものである。そのため、樹脂組成物中に、かかる化合物が含まれていると、後述する、半導体装置の製造方法で詳述するように、たとえ端子等の表面における低融点の金属における表面に、酸化膜が形成されたとしても、この化合物の作用により酸化膜を確実に除去することができる。その結果、前記電子部品と前記回路部品とを電気的に接続させる接合工程において、低融点の金属組成物の濡れ性が向上することで、前記第一の端子と前記第二の端子との間において広い範囲に濡れ拡がり、広い範囲で接合されることにより、前記第一の端子と前記第二の端子とを確実に電気的に接続させることができる。これにより、接合部における信頼性が向上し、温度サイクル試験等においても十分な結果を示し、半導体装置の製造における歩留まりを向上させることができる。
このようなフラックス機能を有する化合物としては、特に限定されないが、例えば、フェノール性水酸基および/またはカルボキシル基を有する化合物が好ましく用いられる。
【0042】
フェノール性水酸基を有する化合物としては、例えば、フェノール、o−クレゾール、2,6−キシレノール、p−クレゾール、m−クレゾール、o−エチルフェノール、2,4−キシレノール、2,5−キシレノール、m−エチルフェノール、2,3−キシレノール、メシトール、3,5−キシレノール、p−tert−ブチルフェノール、カテコール、p−tert−アミルフェノール、レゾルシノール、p−オクチルフェノール、p−フェニルフェノール、ビスフェノールF、ビスフェノールA、ビフェノール、ジアリルビスフェノールF、ジアリルビスフェノールA、トリスフェノール、テトラキスフェノール等のフェノール性水酸基を含有するモノマー類、フェノールノボラック樹脂、o−クレゾールノボラック樹脂、ビスフェノールFノボラック樹脂、ビスフェノールAノボラック樹脂等のフェノール製水酸基を含有する樹脂等が挙げられ、これらのうち1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。
【0043】
また、カルボキシル基を有する化合物としては、例えば、脂肪族酸無水物、脂環式酸無水物、芳香族酸無水物、脂肪族カルボン酸、芳香族カルボン酸等が挙げられる。前記脂肪族酸無水物としては、無水コハク酸、ポリアジピン酸無水物、ポリアゼライン酸無水物、ポリセバシン酸無水物等が挙げられる。前記脂環式酸無水物としては、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、無水メチルハイミック酸、ヘキサヒ
ドロ無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、トリアルキルテトラヒドロ無水フタル酸、メチルシクロヘキセンジカルボン酸無水物等が挙げられる。前記芳香族酸無水物としては、無水フタル酸、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸無水物、エチレングリコールビストリメリテート、グリセロールトリストリメリテート等が挙げられ、これらのうち1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。
【0044】
脂肪族カルボン酸としては、特に限定されないが、例えば、蟻酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、ピバル酸、カプロン酸、カプリル酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、オレイン酸、フマル酸、マレイン酸、シュウ酸、マロン酸、琥珀酸、グルタル酸、アジピン酸、セバシン酸、ドデカンジオン酸、ピメリン酸等が挙げられ、これらのうち1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。これらの中でも、下記式(1):
HOOC−(CH
2)
n−COOH (1)
[式(1)中、nは1〜20の整数である。]
で表される脂肪族カルボン酸が好ましく用いられ、これらのうち、アジピン酸、セバシン酸、ドデカンジオン酸がより好ましく用いられる。
【0045】
芳香族カルボン酸の構造は、特に限定されないが、下記式(2)または下記式(3)で表される化合物が好ましい。
【0046】
【化1】
[式中、R
1〜R
5は、それぞれ独立して、1価の有機基であり、R
1〜R
5の少なくとも一つは水酸基である。]
【0047】
【化2】
[式中、R
6〜R
20は、それぞれ独立して、1価の有機基であり、R
6〜R
20の少なくとも一つは水酸基またはカルボキシル基である。]
【0048】
このような芳香族カルボン酸としては、例えば、安息香酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ヘミメリット酸、トリメリット酸、トリメシン酸、メロファン酸、プレーニト酸、ピロメリット酸、メリット酸、キシリル酸、ヘメリト酸、メシチレン酸、プレーニチル酸、トルイル酸、ケイ皮酸、2−ヒドロキシ安息香酸、3−ヒドロキシ安息香酸、4−ヒドロキシ安息香酸、2,3−ジヒドロキシ安息香酸、2,4−ジヒドロキシ安息香酸、ゲンチジン酸(2,5−ジヒドロキシ安息香酸)、2,6−ジヒドロキシ安息香酸、3,5−ジヒドロキシ安息香酸、没食子酸(3,4,5−トリヒドロキシ安息香酸)等の安息香酸誘導体、1,4−ジヒドロキシ−2−ナフトエ酸、3,5−ジヒドロキシ−2−ナフトエ酸、3,5−ジヒドロキシ−2−ナフトエ酸等のナフトエ酸誘導体、フェノールフタリン、ジフェノール酸等が挙げられ、これらのうち1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。
【0049】
このようなフラックス機能を有する化合物としては、フェノール性水酸基および/またはカルボキシル基を有し、さらにフェニルエーテル基を含む化合物がより好ましく用いられる。フェノール性水酸基および/またはカルボキシル基、およびフェニルエーテル基を含む化合物としては、例えば、2−フェノキシフェノール、3−フェノキシフェノール、4−フェノキシフェノール、2−(4−ヒドロキシフェノキシ)フェノール、3−(4−ヒドロキシフェノキシ)フェノール、4−(4−ヒドロキシフェノキシ)フェノール、3−ヒドロキシキサンテン−9−オン、5−ニトロフルオレセイン、6−ニトロフルオレセイン、9−フェニルキサンテン−9−オール、2,6,7−トリヒドロキシ−9−フェニル−3−イソキサントン、1,3−ビス(4−ヒドロキシフェノキシ)ベンゼン、1,4−ビス(3−ヒドロキシフェノキシ)ベンゼン、4,4’−ジヒドロキシジフェニルエーテル、2,2’−ジヒドロキシジフェニルエーテル、フルオレセイン等のフェノール性水酸基とフェニルエーテル基とを含む化合物;2−フェノキシ安息香酸、3−フェノキシ安息香酸、4−フェノキシ安息香酸、2−(4−カルボキシフェノキシ)安息香酸、3−(4−カルボキシフェノキシ)安息香酸、4−(4−カルボキシフェノキシ)安息香酸、2−(
9−オキソキサンテン−2−イル)プロピオン酸、キサンテン−9−カルボン酸、3,5
−ビス(4−アミノフェノキシ)安息香酸、4,4’−オキシビス安息香酸等のカルボキシル基とフェニルエーテル基とを含む化合物;2−(4−ヒドロキシフェノキシ)安息香酸、3−(4−ヒドロキシフェノキシ)安息香酸、4−(4−ヒドロキシフェノキシ)安息
香酸、フルオレシン、DL−チロニン等のフェノール性水酸基とカルボキシル基とフェニルエーテル基とを含む化合物が挙げられ、これらのうち1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。カルボキシル基とフェニルエーテル基とを含む化合物が好ましく、フェノール性水酸基とカルボキシル基とフェニルエーテル基とを含む化合物がより好ましい。
【0050】
このようなフラックス機能を有する化合物は、フラックス作用を示すとともに、硬化性樹脂成分を硬化する硬化剤としての機能、すなわち、硬化性樹脂成分と反応可能な官能基を有するものであるのが好ましい。
このような官能基は、硬化性樹脂成分の種類に応じて適宜選択され、例えば、硬化性樹脂成分がエポキシ樹脂の場合、カルボキシル基、水酸基、アミノ基のようなエポキシ基と反応可能な官能基が挙げられる。このようなフラックス機能を有する化合物は、硬化性樹脂組成物の溶融時に、低融点の金属組成物表面に形成された酸化膜を除去してこれらの表面の濡れ性を高め、接続部81を容易に形成し、前記第一の端子と前記第二の端子とを電気的に接続することが可能となる。さらに、接続部により端子間に電気的な接続が完了した後においては、この化合物は、硬化剤として作用し、硬化性樹脂成分に付加して樹脂の弾性率またはTgを高める機能を発揮する。したがって、このようなフラックス機能を有する化合物をフラックスとして用いるとフラックス洗浄が不要であり、また、フラックスの残存に起因するイオンマイグレーションの発生等を的確に抑制または防止することが可能となる。
【0051】
このような作用を備えるフラックス機能を有する化合物としては、少なくとも1つのカルボキシル基を有する化合物が挙げられる。例えば、硬化性樹脂成分がエポキシ樹脂の場合、脂肪族ジカルボン酸およびカルボキシル基とフェノール性水酸基とを有する化合物等が挙げられる。
前記脂肪族ジカルボン酸としては、特に限定されないが、脂肪族炭化水素基にカルボキシル基が2個結合した化合物が挙げられる。前記脂肪族炭化水素基は、飽和または不飽和の非環式であってもよいし、飽和または不飽和の環式であってもよい。また、脂肪族炭化水素基が非環式の場合には直鎖状でも分岐状でもよい。
このような脂肪族ジカルボン酸としては、例えば、前記式(1)においてnが1〜20の整数である化合物が挙げられる。前記式(1)中のnが前記範囲内にあると、フラックス活性、接着時のアウトガスおよび硬化性樹脂組成物の硬化後の弾性率およびガラス転移温度のバランスが良好となる。特に、硬化性樹脂組成物の硬化後の弾性率の増加を抑制し、インターポーザー30等の被接着物との接着性を向上させることができるという観点から、nは3以上であることが好ましく、弾性率の低下を抑制し、接続信頼性をさらに向上させることができるという観点から、nは10以下であることが好ましい。
【0052】
また、前記式(1)で示される脂肪族ジカルボン酸としては、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ウンデカン二酸、ドデカン二酸、トリデカン二酸、テトラデカン二酸、ペンタデカン二酸、オクタデカン二酸、ノナデカン二酸、エイコサン二酸等が挙げられる。中でも、アジピン酸、スベリン酸、セバシン酸、ドデンカン二酸が好ましく、セバシン酸がより好ましい。
【0053】
さらに、カルボキシル基とフェノール性水酸基とを有する化合物としては、2−ヒドロキシ安息香酸、3−ヒドロキシ安息香酸、4−ヒドロキシ安息香酸、2,3−ジヒドロキシ安息香酸、2,4−ジヒドロキシ安息香酸、ゲンチジン酸(2,5−ジヒドロキシ安息香酸)、2,6−ジヒドロキシ安息香酸、3,4−ジヒドロキシ安息香酸、没食子酸(3,4,5−トリヒドロキシ安息香酸)等の安息香酸誘導体、1,4−ジヒドロキシ−2−ナフトエ酸、3,5−ジヒドロキシ−2−ナフトエ酸等のナフトエ酸誘導体、フェノールフタリン、ジフェノール酸等が挙げられる。中でも、フェノールフタリン、ゲンチジン酸
、2,4−ジヒドロキシ安息香酸、2,6−ジヒドロキシ安息香酸が好ましく、フェノールフタリン、ゲンチジン酸がより好ましい。
【0054】
前述のようなフラックス機能を有する化合物は、1種単独で用いても2種以上を併用して用いるようにしてもよい。
なお、いずれの化合物も吸湿しやすく、ボイド発生の原因となるため、本発明においては、使用前に予め乾燥させることが好ましい。
フラックス機能を有する化合物の含有量は、使用する樹脂組成物の形態に応じて適宜設定することができる。
【0055】
このようなフラックス機能を有する化合物の含有量は、前記樹脂組成物の全重量に対して、1重量%以上が好ましく、3重量%以上がより好ましく、5重量%以上が特に好ましい。また、50重量%以下が好ましく、40重量%以下がより好ましく、30重量%以下がさらに好ましく、25重量%以下が特に好ましい。
フラックス機能を有する化合物の含有量が前記範囲内であると、低融点の金属組成物等の表面等に形成された酸化膜を確実に除去することができ、これにより前記電子部品と前記回路部品とを確実に電気的に接合させることができる。さらに、フラックス機能を有する化合物が硬化性樹脂成分と反応可能な化合物の場合、硬化時に、硬化性樹脂成分に効率よく付加して硬化性樹脂組成物の弾性率またはTgを高めることができる。また、未反応のフラックス機能を有する化合物に起因するイオンマイグレーションの発生を抑制することができる。これにより、接合部における信頼性が向上し、温度サイクル試験等でも高い信頼性を実現し、半導体装置の製造における歩留まりを向上させることができる。
【0056】
(iv)硬化剤
硬化剤としては、特に限定されないが、例えば、フェノール類、アミン類、チオール類等が挙げられる。このような硬化剤は、硬化性樹脂成分の種類等に応じて適宜選択することができる。例えば、硬化性樹脂成分としてエポキシ樹脂を使用する場合には、エポキシ樹脂との良好な反応性、硬化時の低寸法変化および硬化後の適切な物性(例えば、耐熱性、耐湿性等)が得られる点で硬化剤としてフェノール類を用いることが好ましく、硬化性樹脂成分の硬化後の物性が優れている点で2官能以上のフェノール類がより好ましく用いられる。なお、このような硬化剤は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用して用いてもよい。
【0057】
フェノール類としては、例えば、ビスフェノールA、テトラメチルビスフェノールA、ジアリルビスフェノールA、ビフェノール、ビスフェノールF、ジアリルビスフェノールF、トリスフェノール、テトラキスフェノール、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂等が挙げられ、これらのうち1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。これらの中でも、溶融粘度、エポキシ樹脂との反応性が良好であり、硬化後の物性が優れている点でフェノールノボラック樹脂およびクレゾールノボラック樹脂が好ましい。
【0058】
また、硬化性樹脂組成物において、前述した硬化剤の配合量は、使用する硬化性樹脂成分や硬化剤の種類、およびフラックス機能を有する化合物が硬化剤として機能する官能基を有する場合、その官能基の種類や使用量によって適宜設定される。
例えば、硬化性樹脂としてエポキシ樹脂を用いた場合、硬化剤の含有量は前記樹脂組成物の全重量に対して、0.1〜50重量%程度であるのが好ましく、2〜40重量%程度であるのがより好ましく、4〜40重量%程度であるのがさらに好ましく、8〜30重量%であるのが特に好ましい。硬化剤の含有量が前記範囲内にあると端子間に形成された接続部の電気的接続強度および機械的接着強度を十分に確保することができる。
【0059】
(v)硬化促進剤
また、前述したように、前記樹脂組成物には、さらに、硬化促進剤を添加することができる。これにより、前記樹脂組成物を、確実かつ容易に硬化させることができる。
【0060】
硬化促進剤としては、特に限定されないが、例えば、イミダゾール、2−メチルイミダゾール、2−ウンデシルイミダゾール、2−ヘプタデシルイミダゾール、1,2−ジメチルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール、2−フェニルイミダゾール、2−フェニル−4−メチルイミダゾール、1−ベンジル−2−フェニルイミダゾール、1−ベンジル−2−メチルイミダゾール、1−シアノエチル−2−メチルイミダゾール、1−シアノエチル−2−エチル−4−メチルイミダゾール、1−シアノエチル−2−ウンデシルイミダゾール、1−シアノエチル−2−フェニルイミダゾール、2−フェニル−4,5−ジヒドロキシジメチルイミダゾール、2−フェニル−4−メチル−5−ヒドロキシメチルイミダゾール等のイミダゾール化合物、1−シアノエチル−2−ウンデシルイミダゾリウムトリメリテイト、1−シアノエチル−2−フェニルイミダゾリウムトリメリテイト、2,4−ジアミノ−6−[2’−メチルイミダゾリル(1’)]−エチル−s−トリアジン、2,4−ジアミノ−6−[2’−ウンデシルイミダゾリル(1’)]−エチル−s−トリアジン、2,4−ジアミノ−6−[2’−エチル−4−メチルイミダゾリル(1’)]−エチル−s−トリアジン、2,4−ジアミノ−6−[2’−メチルイミダゾリル(1’)]−エチル−s−トリアジンのイソシアヌル酸付加物、2−フェニルイミダゾールのイソシアヌル酸付加物、2−メチルイミダゾールのイソシアヌル酸付加物、1,8−ジアザビシクロ(5,4,0)ウンデセン等のアミン系硬化剤、トリフェニルホスフィンやテトラ置換ホスホニウムと多官能フェノール化合物との塩等のリン系硬化促進剤が挙げられ、これらのうち1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。またこれらの中でも、フィルム状の樹脂層の硬化性、保存性、半導体素子上の金属電極に対する耐腐食性を両立できるイミダゾール化合物、リン系硬化促進剤が好ましい。
【0061】
また、樹脂組成物において、前述した硬化促進剤の配合量は、使用する硬化促進剤の種類に応じて適宜設定することができる。
例えば、イミダゾール化合物を使用する場合には、イミダゾール化合物の配合量は、前記樹脂組成物中において0.001重量%以上であることが好ましく、0.003重量%以上であることがより好ましく、0.005重量%以上であることがさらに好ましい。また、1.0重量%以下であることが好ましく、0.7重量%以下であることがより好ましく、0.5重量%以下であることがさらに好ましい。イミダゾール化合物の配合量が前記下限未満になると、用いる硬化促進剤の種類によっては、硬化促進剤としての作用が十分に発揮されず、硬化性樹脂組成物を十分に硬化できない傾向を示すことがある。また、イミダゾール化合物の配合量が前記上限を超えると、硬化性樹脂組成物の硬化が完了する前に溶融状態の低融点の金属組成物が十分な濡れ性を発揮できず、電気的な接続が不十分となるおそれがある。
【0062】
(vi)シランカップリング剤
また、前述したように、前記樹脂組成物には、さらに、シランカップリング剤を添加することができる。
シランカップリング剤としては、特に限定されないが、例えば、エポキシシランカップリング剤、芳香族含有アミノシランカップリング剤等が挙げられる。このようなシランカップリング剤を添加することにより、接着フィルムと被着体との密着性、特にインターポーザー等との密着性を高めることができる。
なお、このようなシランカップリング剤は1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用して用いることもできる。
また、硬化性樹脂組成物において、前述したシランカップリング剤の配合量は、前記被着体や硬化性樹脂成分等の種類に応じて適宜設定される。例えば、前記樹脂組成物中にお
いて0.01重量%以上であることが好ましく、0.05重量%以上であることがより好ましく、0.1重量%以上であることがさらに好ましい。また、2重量%以下であることが好ましく、1.5重量%以下であることがより好ましく、1重量%以下であることがさらに好ましい。
【0063】
(vii)充填材
また、前記樹脂組成物は、充填材を含む。これにより、接着フィルムに様々な物性を付加することや、信頼性の向上を図ることができる。充填材としては、ゴム粒子等の有機材料による充填材や、シリカ等の無機充填材を挙げることができるが、信頼性の向上という観点から、無機充填材が好ましい。無機充填材を含むことで、封止層の線膨張係数を低下することができ、それによって信頼性を向上することができる。
無機充填材は、特に限定されないが、例えば、銀、酸化チタン、シリカ、マイカ、アルミナ等を挙げることができ、これらを複数種含めることもできる。このように無機充填材は複数種から選択することができるが、コスト等の観点からシリカを好ましく用いることができる。また、熱伝導性等の観点からは、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸化チタン、窒化珪素、窒化ホウ素、等を用いることもできる。シリカの形状としては、破砕シリカと球状シリカがあるが、球状シリカが好ましい。
【0064】
前記無機充填材の平均粒径は、特に限定されないが、0.01μm以上、0.5μm以下であるのが好ましく、0.05μm以上、0.3μm以下であるのがより好ましい。上記範囲とすることで、充填材の種類、充填材の含有量、樹脂ワニスの調整条件、フィルムの樹脂組成物、成膜条件、及びフィルムの膜厚等を更に調整することにより、接着フィルムの表面粗さを好ましい範囲とすることが可能となり、接着フィルムの透明性をより向上させることができる。また、接着フィルムにおける凝集を抑制し、外観を向上させることができる。
前記充填材の含有量は、前記樹脂組成物に対して10重量%以上70重量%以下であるが、好ましくは20重量%以上65重量%以下、より好ましくは30重量%以上60重量%以下、さらに好ましくは30重量%以上50重量%以下である。上記範囲とすることで、充填材の種類、充填材の平均粒径、樹脂ワニスの調整条件、フィルムの樹脂組成物、成膜条件、及びフィルムの膜厚等を更に調整することにより、接着フィルムの表面粗さを好ましい範囲とすることが可能となり、接着フィルムの透明性をより向上させることができる。また、接着フィルムにおける凝集を抑制し、外観を向上させることができる。また、上記範囲とすることで、硬化後の封止層と被接体との間の線膨張係数差が小さくなり、熱衝撃の際に発生する応力を低減させることができるため、被接体との密着をさらに向上させることができる。さらに、硬化後の封止層の弾性率が高くなりすぎるのを抑制することができ、併せて接合部に充填材が巻き込まれることを防止するため、半導体装置の信頼性をより向上させる。
【0065】
なお、前記樹脂組成物には、前述した各成分の他に、さらに、可塑剤、安定剤、粘着付与剤、滑剤、酸化防止剤、帯電防止剤、低応力剤、レベリング剤および顔料等が配合されていてもよい。また、熱硬化成分に併せて、潜在性硬化剤を配合されていてもよい。潜在性硬化剤としては、ジシアンジアミド型潜在性硬化剤、アミンアダクト型潜在性硬化剤、有機酸ヒドラジド型潜在性硬化剤、芳香族スルホニウム塩型潜在性硬化剤、マイクロカプセル型潜在性硬化剤、光硬化型潜在性硬化剤が挙げられ、中でもアミンアダクト型潜在性硬化剤等を含むことで、前記接着フィルムの保存安定性と、速硬化性のバランスを取ることができる。
【0066】
前記接着フィルムは、例えば、以下のような製造方法により、製造することができる。
前記接着フィルムを構成する樹脂組成物を、有機溶剤に溶解させて得られたワニスを、基材等に塗布した後、所定の温度で乾燥させることにより、基材層と接着フィルムの積層
体を得ることができる。前記基材は、接着フィルムを支持し、接着フィルムの使用時において剥離することができるものであれば特に限定されないが、例えば、ポリエステルシートや、ポリエチレンシート、ポリプロピレンシート、ポリイミドシート、ポリスチレンシート、ポリカーボネートシート等を用いることができる。また、接着フィルムを基材から好適に剥がすために、表面を剥離処理してもよい。剥離処理には、表面にシリコン離型剤を形成する方法や、アルキッド樹脂離型剤を形成する方法等が挙げられるが、これらに限定されない。
【0067】
ここで、基材の破断強度は、特に限定されないが、160MPa以上、300MPa以下が好ましく、180MPa以上、280MPa以下がより好ましい。前記下限値以上であることにより、接着フィルムの製造中や、使用時に、意図せず破断してしまうことを防ぐことができ、前記下限値以下であることで、製造中や、使用時に好適にフィードすることができ、取扱い易く、生産性が向上する。
前記接着フィルムは、表面粗さRaが0.03μm以上1.0μm以下であるが、より好ましくは0.05μm以上0.8μm以下であり、さらに好ましくは0.1μm以上0.5μm以下である。前記上限値以下であることで、前記接着剤は十分な透明性を有し、前記下限値以上であることで、電子部品の表面を認識する際に、乱反射を防ぐことで、電子部品の第一の端子の形状、配列等の視認性が向上する。また、滑り性が向上し、前記接着フィルムの作業性が向上する。
【0068】
このような接着フィルムの表面粗さRaは、算術平均粗さであり、特に限定されないが、JISB0601に準じて測定することができる。つまり、測定距離lについて、測定方向にX軸を設定して、高さ方向にY軸を設定して、市販の表面粗さ計により測定された表面粗さ曲線y=f(x)より、以下の数式1を用いて測定することができる。
【0070】
市販の表面粗さ計は、東京精密製、表面粗さ計SURFCOM1400Dを用いることができる。
【0071】
前記接着フィルムは、700nmにおける光透過率が、15%以上100%以下が好ましく、20%以上100%以下がより好ましく、25%以上100%以下がさらに好ましくい。前記下限値以上であることにより、前記接着剤は十分な透明性を有し、前記上限値以下であることで、電子部品の表面を認識する際に、乱反射を防ぐことで、電子部品の第一の端子の形状、配列等の視認性が向上する。
このような接着フィルムの光透過率は、特に限定されないが、例えばJISK7375等に記載の透過率測定に準じて、市販の分光透過率測定機を用いて測定することができる。市販の分光透過率測定機としては、例えば島津製作所製、分光光度計UV−160等を用いることができる。ここでは、波長400nm〜900nmで測定する接着フィルムに入射光を入射させ、透過した平行光線の割合から透過率を測定し、そのうちの700nmでの測定値を光透過率とした。
【0072】
前記接着フィルムの表面粗さRaをCとし、前記接着フィルムの700nmにおける光透過率をDとしたとき、前記表面粗さRaと前記光透過率との比[C/D]が、1.8×10
−2μm/%以下であることが好ましく、1.1×10
−2μm/%以下であること
がより好ましく、5.0×10
−4μm/%以上1.0×10
−2μm/%以下であることがさらに好ましい。前記上限値以下、又は前記下限値以上であることで、電子部品の表面を認識する際に、フィルム表面の乱反射とフィルム中の散乱を防ぐことで、電子部品の第一の端子の形状、配列等の視認性が向上する。また、滑り性が向上し、前記接着フィルムの作業性が向上する。
【0073】
前記接着フィルムは、最低溶融粘度が50,000Pa・s以下が好ましく、20,000Pa・s以下がより好ましく、10,000Pa・s以下であればさらに好ましい。また、0.01Pa・s以上が好ましく、0.05Pa・s以上がより好ましく、0.1Pa・s以上であればさらに好ましい。前記上限値以下であることで、接着フィルムの濡れ性が向上し、封止材の内部にボイドが残ることを防止することができる。また、前記下限値以上であることにより、前記接着フィルムがフローしすぎることで、接着フィルムが電子部品からはみ出すことにより、ツールを汚す等の不具合を防ぐことができる。
このような最低溶融粘度は、特に限定されないが、市販の粘弾性測定装置、レオメーター等を用いて測定することができる。中でも、接着フィルムを平行に設置された円形プレート間に挟み、一定条件でトルクをかけることにより測定する回転式レオメーターを用いて測定することが好ましい。このような測定方法を用いることで、実際に電子部品と回路部品を接着する工程に準じた条件における溶融粘度を測定することができる。本発明においては粘弾性測定装置(サーモフィッシャーサイエンティフィック社製「MARS」)を用いて、パラレルプレート20mmφ、ギャップ0.05mm、周波数0.1Hz、昇温速度は、10℃/分の条件で測定した溶融粘度が最小となる値を測定値とした。
【0074】
前記樹脂組成物のTgは80℃以上が好ましく、100℃以上がより好ましい。前記好ましい範囲内であることで、本発明の半導体装置における信頼性がより向上する。また、前記接着フィルムの平均線膨張率としては、α1は100ppm以下が好ましく、75ppm以下がより好ましく、50ppm以下であればさらに好ましい。前記好ましい範囲内であることで、本発明の半導体装置の信頼性がより向上する。
このようなTg、α1は、接着フィルムを、想定される硬化条件、例えば180℃で2時間等の硬化条件で処理し、一般的に用いられるTMA等で測定することができる。
【0075】
接着フィルムの厚みは、使用する電子部品の種類、回路部品の種類により、適宜設定することができる。特に、前記電子部品が有する第一の端子および接続部の設計により、適宜設定することが好ましい。例えば、接着フィルムの厚みは、100μm以下が好ましく、80μm以下がより好ましい。また、3μm以上が好ましく、5μm以上がより好ましい。
【0076】
<半導体装置の製造方法>
次に本発明の接着フィルム10を用いた半導体装置100の製造方法について説明する。
[1]積層工程
[1−1]貼り付け工程
図3(a)に示すように、接着フィルム10と、半導体ウエハ40とを密着させつつ、接着フィルム10と半導体ウエハ40(複数の電子部品20の集合体)とを積層する。ここで、接着フィルム10は、予め半導体ウエハ40とほぼ同じサイズに作製されている。また、半導体ウエハ40において、接着フィルム10と接着する面は、凸状である複数の第一の端子(図示せず)を有するものである。この半導体ウエハ40の第一の端子を覆うように、接着フィルム10を半導体ウエハ40に貼り付ける(
図3(a))。
接着フィルム10を半導体ウエハ40に貼り付ける方法としては、例えばロールラミネーター、平板プレス、ウエハラミネーター、弾性体プレス等により接着フィルム10を半導体ウエハ40にラミネートする方法が挙げられる。これらの中でもラミネート時に空気
を巻き込まないようにするため、真空下でラミネートする方法(真空ラミネーター)が好ましい。
【0077】
また、ラミネートする条件としては、特に限定されず、ボイドなくラミネートできればよいが、具体的には50〜150℃で1秒〜120秒間加熱する条件が好ましく、特に60〜120℃で5〜60秒間加熱する条件が好ましい。ラミネート条件が前記範囲内であると、貼着性と、樹脂のはみ出しの抑制効果と、樹脂の硬化度とのバランスに優れる。また、加圧条件も特に限定されないが、0.2〜2.0MPaが好ましく、特に0.5〜1.5MPaが好ましい。
上記積層の結果、
図3(b)に示すように、接着フィルム10と半導体ウエハ40とが積層されてなる積層体37が得られる。
次に、
図3(c)に示すように、半導体ウエハ40における接着フィルムが接着した面と反対側の面に、ダイシングシート50を貼り付ける。ダイシングシート50は、特に限定されず、支持フィルムと粘着剤層を含む一般的に用いられているものを用いることができる。ここで、前記粘着剤層としては、アクリル系粘着剤、ゴム系粘着剤等の樹脂組成物で構成されているものを用いることができ、これらの中でもアクリル系粘着剤が好ましい。また、粘着性を制御するためにウレタンアクリレート、アクリレートモノマー等の光反応性モノマーおよびオリゴマーと、光重合開始剤を添加してもよい。また、前記支持フィルムは、特に限定されないが、粘着剤層に光反応性モノマー等を含む場合は、放射線透過性を有していることが好ましい。支持フィルムとしては、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン・プロピレン共重合体等を用いることができる。ダイシングシート50の貼り付けは、ウエハラミネーター等を用いることができる。この時、同時にウエハリング51を貼り付け、半導体ウエハを固定することが好ましい。ウエハリング51は、一般にステンレス鋼、アルミニウム等の各種金属材料等で構成されるため、剛性が高く、積層体の変形を確実に防止することができる。
【0078】
[2]ダイシング工程
次に、図示しないダイサーテーブルを用意し、ダイサーテーブルとダイシングシート50とが接触するように、ダイサーテーブル上に積層体を載置する。
続いて、
図4(d)に示すように、ダイシングブレード52を用いて積層体に複数の切り込み53を形成する(ダイシング)。ダイシングブレード52は、円盤状のダイヤモンドブレード等で構成されており、これを回転させつつ積層体の半導体ウエハ40側の面に押し当てることで切り込み53が形成される。そして、半導体ウエハ40に形成された回路パターン同士の間隙に沿って、ダイシングブレード52を相対的に移動させることにより、半導体ウエハ40が複数の個片化された半導体チップ20に個片化される。このとき、個片化された半導体チップ20は、それぞれ外部に電気的に接続するための端子21を有している。また、接着フィルム10も同様に、複数の接着層に個片化される。このようなダイシングの際には、半導体ウエハ40に振動や衝撃が加わるが、半導体ウエハ40の下面がダイシングテープ50で支持されているため、上記の振動や衝撃が緩和されることとなる。その結果、半導体ウエハ40および半導体チップ20における割れや欠け等の不具合の発生を確実に防止することができる。
【0079】
[3]ピックアップ工程
[3−1]エキスパンド工程
次に、複数の切り込み53が形成された積層体37を、図示しないエキスパンド装置により、放射状に引き延ばす(エキスパンド)。これにより、
図4(e)に示すように、積層体に形成された切り込み53の幅が広がり、それに伴って個片化された半導体チップ20同士の間隔も拡大する。その結果、個片化された半導体チップ20同士が干渉し合うおそれがなくなり、個々の個片化された半導体チップ20をピックアップし易くなる。なお、エキスパンド装置は、このようなエキスパンド状態を後述する工程においても維持し得
るよう構成されている。
【0080】
[3−2]ピックアップ工程
次に、図示しないダイボンダー、又はダイソーターにより、半導体チップ20のうちの1つを、コレット(チップ吸着部)で吸着するとともに上方に引き上げ、接着フィルム10付きの半導体チップ20を得ることができる(ピックアップ)。このとき、ダイシングテープ50を下方から突き上げる針状体(ニードル)等が用いることができる(図示せず)。また、ダイシングテープ50が紫外線の照射や、加熱によりその粘着性を低下させることで、ピックアップ性を向上させるものである場合、ピックアップ前に、紫外線の照射や、加熱処理を行うこともできる。
【0081】
[4]接合工程
[4−1]接着工程
次に、個片化された半導体チップ(電子部品)20を搭載(マウント)するためのインターポーザー(回路部品)30を用意する。
このインターポーザー30は、前記接着フィルムと接着する面に端子(図示せず)を有するものである。
次いで、
図4(f)に示すように、ピックアップされた半導体チップ20を、接着フィルムを介してインターポーザー30上に載置する。この際、個片化された半導体チップ(電子部品)20の第一の端子21と、インターポーザー(回路部品)30の第二の端子31とを位置合わせしながら、接着フィルム10を介して仮圧着する。
インターポーザー30は、
図5(a)に示すように、基材32上に配線回路33が設けられており、端子として、電極パッド34を有する。配線回路52は、電極パッド34を除き、絶縁部35が設けられている。また、絶縁部35には位置合わせに用いるパターンとして複数のアライメントマーク36が設けられている。
なお、インターポーザー30では、そのアライメントマーク36に換えて、例えば、
図5(a)に示す電極パッド34(凹部)等のインターポーザー30の所定部位をアライメントマークとして用いることができる。
【0082】
図5(b)に個片化された半導体チップ(電子部品)20と接着フィルム10とが積層された積層体37の詳細を例示する。個片化された半導体チップ20の第一の端子21は表面に低融点の導電性金属を有する金属バンプである。また、個片化された半導体チップ20には位置合わせに用いるパターンとして複数のアライメントマーク22が設けられている。
なお、個片化された半導体チップ20では、アライメントマーク22に換えて、例えば、
図5(b)に示す第一の端子21(突起)等の個片化された半導体チップ20の所定部位をアライメントマークとして用いることができる。
すなわち、インターポーザー(回路部品)30と個片化された半導体チップ(電子部品)20との位置合わせに用いられるパターンとしては、その位置合わせ専用のアライメントマーク36、22に限らず、この他、例えば、端子、電極、バンプ、配線パターン(配線)、パッド部(例えば、ボンディングパッド、電極パッド)、ダイシングライン等が挙げられる。
【0083】
インターポーザー30のアライメントマーク36と、個片化された半導体チップ20のアライメントマーク22とを、インターポーザー30や個片化された半導体チップ20の厚さ方向から見て一致させることにより、インターポーザー30に対して、個片化された半導体チップ20の位置合わせを行う。そして、インターポーザー30と個片化された半導体チップ20と接着フィルム10を介して仮圧着し、インターポーザー30上に個片化された半導体チップ20を固定する(
図5(c))。仮圧着する方法としては、特に限定されないが、圧着機、フリップチップボンダー等を用いて行うことができる。仮圧着する
条件は、特に限定されないが、温度は40℃〜200℃が好ましく、60℃〜180℃が特に好ましい。また、時間は0.1秒〜60秒が好ましく、1〜60秒が特に好ましい。さらに圧力は0.1MPa〜2.0MPaが好ましく、0.3MPa〜1.5MPaが特に好ましい。仮圧着する条件が前記範囲内であると、個片化された半導体チップ20をインターポーザー30上に確実に仮圧着することができる。
【0084】
[4−2]接合工程
次に、インターポーザー30と半導体チップ20を電気的に接合する。
インターポーザー30と半導体チップ20の電気的な接合は、第一の端子21表面の低融点の金属組成物を溶融して電極パッド34と半田接合することにより電気的に接続する接続部81を形成することで行うことができる(
図5(d))。
半田接合する条件は、使用する低融点の金属組成物の種類にもよるが、例えばSn−Agの場合、220〜260℃で5〜500秒間加熱して半田接合することが好ましく、特に230〜240℃で10〜100秒間加熱することが好ましい。
この半田接合は、低融点の金属組成物が融解した後に、接着フィルム10が硬化するような条件で行うことが好ましい。すなわち、半田接合は、低融点の金属組成物を融解させるが、接着フィルム10の硬化反応があまり進行させないような条件で実施することが好ましい。これにより、接続する際の接続部81の形状を接続信頼性に優れるような安定した形状とすることができる。
【0085】
[4−3]硬化工程
次に、接着フィルム10を加熱して硬化させ、封止層80を形成する。硬化させる条件は、特に限定されないが、温度は130〜220℃が好ましく、150〜200℃が特に好ましい。また、時間は30〜500分が好ましく、60〜180分が特に好ましい。さらに、加圧雰囲気下で接着フィルム10を硬化させてもよい。加圧方法としては、特に限定されないが、オーブン中に空気、窒素、アルゴン等の加圧流体を導入することにより行うことができる。前記圧力は0.1MPa〜10MPaが好ましく、0.5MPa〜5MPaが特に好ましい。硬化させる条件が前記範囲内であると、接着フィルム10中のボイドを低減することができる。
このようにして、インターポーザー30と個片化された半導体チップ20とが接着フィルムの硬化物による封止層80で接着された積層体の硬化物38を得ることができる。
【0086】
[5]バンプ形成工程
次に、マザーボードに半導体装置100を実装するためのバンプ70を形成する(
図5(e))。バンプ70は導電性を有する金属材料であれば、特に限定されないが、導電性と応力緩和性に優れる半田が好ましい。また、バンプ70の形成方法は、特に限定されないが、フラックスを利用して半田ボールを接続することにより形成することができる。
このようにして、本実施形態においては、
図5(e)に示すような、インターポーザー30と個片化された半導体チップ20とが接着フィルムの硬化物による封止層80で接着された積層体の硬化物38とバンプ70とを含む半導体装置100を得ることができる。
以上のような方法によれば、別途アンダーフィルやフラックス剤等を用意する必要がなく、半導体チップ20とインターポーザー30とを電気的に接続した半導体装置100の製造効率をより高めることができる。
【0087】
なお、本実施形態では、半導体ウエハ40に接着フィルム10を貼り付け、さらにダイシングシート50を貼り付けるとの順番で説明したが、予めダイシングシート50と接着フィルム10が一体化されたダイシングシート一体型接着フィルムを用いて、ここに半導体ウエハ40を貼り付けるような実施形態で行ってもよい。また、ダイシングシート以外にも、シリコンウエハのバックグラインド工程に用いられるバックグラインドテープまたはバックグラインドテープ兼ダイシングテープ等、半導体製造工程に用いられる工程用シ
ートに接着フィルム10を積層した一体型接着フィルムを用いてもよい。
【0088】
また、本実施形態では、接着フィルム10を半導体ウエハ40に貼り付けたが、このような製造方法に限られず、接着フィルム10を個片化し、予め個片化された半導体チップに貼り付け、さらに接着フィルム10の半導体チップを貼り付けた面と反対側の面をインターポーザー30に仮圧着し、その後電気的に接続させるという製造方法を用いることができる。
また、本実施形態では、個片化された半導体チップ20をインターポーザー30に接合したが、このような製造方法に限られず、個片化された複数の半導体チップを別の半導体ウエハに複数個接合して、半導体ウエハ上に複数の半導体チップと複数の接着フィルムを有する積層体を作製して、この半導体ウエハをダイシングして個片化して、個片化された積層体をさらにインターポーザー等に接続して半導体装置を製造するという製造方法を用いることもできる。
【0089】
<ダイシングテープ一体型接着フィルム>
次に、本発明のダイシングテープ一体型接着フィルムについて説明する。
本発明のダイシングテープ一体型接着フィルムは、上記本発明の接着フィルムと、ダイシングテープとを有することを特徴とする。
図6に、本発明のダイシングテープ一体型接着フィルムの一形態を示す。
図6において、ダイシングテープ一体型接着フィルム210は、ダイシングテープ213上に接着フィルム211が形成された構造を有するものである。
図6に示した形態では、ダイシングテープ213は、ダイシングテープの基材層213aと、ダイシングテープの粘着層213bの2層からなるものであり、ダイシングテープの粘着層213bと接着フィルム211とが接するように積層されている。
【0090】
本発明のダイシングテープ一体型接着フィルムの形態は
図6に示したものに限定されるものではなく、例えば、ダイシングテープの粘着層213bと接着フィルム211との間に、介在層を有した形態とすることもできる。この場合、ダイシングテープの粘着層は、介在層よりも粘着性が高いものが好ましい。これにより、接着フィルム211に対する介在層の密着力よりも、介在層および基材層に対するダイシングテープの粘着層の密着力が大きくなる。そのため、電子部品の製造工程において、例えば、半導体チップピックアップ工程のような電子部品の製造工程において、剥離を生じさせるべき所望の界面(すなわち介在層と接着フィルムとの界面)で剥離を生じさせることができる。
【0091】
<ダイシングテープ>
本発明のダイシングテープ一体型接着フィルムに用いられるダイシングテープは、一般的に用いられるどのようなダイシングテープでも用いることができる。
ダイシングテープの基材層213aの構成材料としては特に限定されないが、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリブタジエン、ポリメチルペンテン、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル共重合体、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリウレタン、エチレン酢酸ビニル共重合体、アイオノマー、エチレン・(メタ)アクリル酸共重合体、エチレン・(メタ)アクリル酸エステル共重合体、ポリスチレン、ビニルポリイソプレン、ポリカーボネート、ポリオレフィン等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上の混合物を用いることができる。
【0092】
ダイシングテープの基材層213aの平均厚さは、特に限定されないが、5μm〜200μmであるのが好ましく、30μm〜150μm程度であるのがより好ましい。これにより、基材層は、適度な剛性を有するものとなるため、接着フィルムを確実に支持して、ダイシングテープ一体型接着フィルムの取扱いを容易にするとともに、ダイシングテープ一体型接着フィルムが適度に湾曲することで、接着フィルムと電極を有する被接体との密
着性を高めることができる。
ダイシングテープの基材層213aの製法としては特に限定されないが、カレンダー法、押出成形法などの一般的な成形方法を用いることができる。基材層213aの表面には、粘着層213bを構成する材料と反応する官能基、例えば、ヒドロキシル基またはアミノ基などが露出していることが好ましい。また、基材層213aと粘着層213bとの密着性を向上するために、基材層213aの表面をコロナ処理またはアンカーコート等で表面処理しておくのが好ましい。
【0093】
また、ダイシングテープの粘着層213bの構成材料としては特に限定されないが、例えば、アクリル系粘着剤、ゴム系粘着剤等を含む樹脂組成物で構成されているものを用いることができる。
アクリル系粘着剤としては、例えば(メタ)アクリル酸およびそれらのエステルで構成される樹脂、(メタ)アクリル酸およびそれらのエステルと、それらと共重合可能な不飽和単量体(例えば酢酸ビニル、スチレン、アクリロニトリル等)との共重合体等が用いられる。また、これらの共重合体を2種類以上混合してもよい。
【0094】
これらの中でも(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチルヘキシル、及び、(メタ)アクリル酸ブチルからなる群から選ばれる1種以上と、(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチル、及び、酢酸ビニルの中から選ばれる1種以上との共重合体が好ましい。これにより、ダイシングテープの粘着層が粘着する相手(例えば、上述した介在層、基材層等)との密着性や粘着性の制御が容易になる。
上記ダイシングテープの粘着層213bの平均厚さは、特に限定されないが、1μm〜100μm程度であるのが好ましく、特に3μm〜20μm程度であるのがより好ましい。ダイシングテープの粘着層213bの平均厚さが上記範囲内であれば、ダイシングテープの粘着層213bの形状追従性が確保され、半導体ウエハなどの接着フィルムの被接物に対する密着性をより高めることができる。
【0095】
上記ダイシングテープの製造方法としては特に限定されないが、例えば、バーコート法、ダイコート法、グラビアコート法等により、ダイシングテープの基材層213a上に粘着層213bを塗工することにより製造することができる。また、粘着層213bは別途粘着層213b用基材上に塗工した後に、ダイシングテープの基材層213a上にラミネートするなどの方法により転写して製造することもできる。
介在層を設ける場合は、上記粘着層213b上にさらに介在層を塗工してもよいし、介在層を別途、介在層用基材上に塗工したものをラミネートするなどの方法により製造することもできる。
また、本発明のダイシングテープ一体型接着フィルムは、例えば、基材層213a、粘着層213b、及び、介在層を有するダイシングテープと、本発明の接着フィルムとを、上記介在層と接着フィルムとが接するようにラミネートすることにより得ることもできる。
【0096】
<バックグラインドテープ一体型接着フィルム>
次に、本発明のバックグラインドテープ一体型接着フィルムについて説明する。本発明のバックグラインドテープ一体型接着フィルムは、上記本発明の接着フィルムと、バックグランドテープとを有することを特徴とする。
上記バックグラインドテープは、特に限定されるものではないが、基材の片面に粘着剤層が形成されているものを挙げることができる。前記基材としては特に限定されるものではないが、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、エチレン・酢酸ビニル共重合体(EVA)等の樹脂からなるものが挙げられる。
【0097】
前記粘着剤層を形成する粘着剤としては、特に限定されるものではないが、重合性オリゴマーを含有し、これが重合架橋することにより粘着力が低下する粘着剤からなることが好ましい。このような粘着剤としては、例えば、分子内に放射線重合性の不飽和結合を有してなるアクリル酸アルキルエステル系及び/又はメタクリル酸アルキルエステル系の重合性ポリマーと、放射線重合性の多官能オリゴマー又はモノマーとを主成分として含んでなる光硬化型粘着剤等が挙げられる。
【0098】
前記重合性ポリマーは、例えば、分子内に官能基を持った(メタ)アクリル系ポリマーをあらかじめ合成し、分子内に前記官能基と反応する官能基と放射線重合性の不飽和結合とを有する化合物と反応させることにより得ることができる。なお、本明細書において(メタ)アクリル系ポリマーとは、アクリル系ポリマー及びメタクリル系ポリマーを意味するものとする。
【0099】
前記光硬化型粘着剤は、前記重合性ポリマー及び前記多官能オリゴマー又はモノマー以外に、光重合開始剤を配合することが好ましい。これにより、紫外線等の活性光線を照射することにより、粘着剤層と接着フィルム層との界面の密着力を確実に低下させることができるため、粘着剤層の残渣が接着フィルム層に残ることなく、バックグラインドテープを確実に剥離することができきる。
【0100】
上記バックグラインドテープの製造方法としては特に限定されないが、例えば、バーコート法、ダイコート法、グラビアコート法等により、バックグラインドテープの基材層上に粘着剤層を塗工することにより製造することができる。また、粘着剤層は別途粘着剤層形成用の基材上に塗工した後に、バックグラインドテープの基材層上にラミネートするなどの方法により転写して製造することもできる。
このようにして作製されたバックグラインドテープに上記接着フィルムをラミネートすることで、バックグラインドテープ一体型接着フィルムを作製することが可能となる。
【0101】
<バックグラインドテープ兼ダイシングテープ一体型接着フィルム>
次に、本発明のバックグラインドテープ兼ダイシングテープ一体型接着フィルムについて説明する。
本発明のバックグラインドテープ兼ダイシングテープ一体型接着フィルム300は、
図7に示すようにバックグラインドテープ兼ダイシングテープ301と、接着フィルム302とで構成されている。図示しないが、バックグラインドテープ兼ダイシングテープ301と接着フィルム302との間には、離型フィルムが設けられていても良い。これにより、バックグラインドテープ兼ダイシングテープ301と接着フィルム302との間の剥離が容易となり、半導体ウエハをダイシング後の半導体素子のピックアップ性を向上することができる。
【0102】
また、バックグラインドテープ兼ダイシングテープ301としては、例えばポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン、エチレン酢酸ビニル共重合体、ポリエステル、ポリイミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリ塩化ビニル、ポリアミド、ポリウレタン等により作製された耐熱性や耐薬品性の優れたフィルムであれば使用できる。バックグラインドテープ兼ダイシングテープ1の厚さは、特に限定されないが、通常30μm〜500μmが好ましい。
【0103】
次に、本発明のバックグラインドテープ兼ダイシングテープ一体型接着フィルム300の製造方法について簡単に説明する。
接着フィルム302は、前述の<接着フィルム>で述べた方法により作製する。これをハーフカットすることにより円形状の接着フィルム302を得た。
そして、その上にバックグラインドテープ兼ダイシングテープ301を積層することで
、バックグラインドテープ兼ダイシングテープ301、接着フィルム302、剥離基材321で構成されるバックグラインドテープ機能付きおよびダイシングテープ機能付き接着フィルム300を得ることができる(
図8)。
【0104】
このようにして形成されるバックグラインドテープ兼ダイシングテープ一体型接着フィルム300の接着フィルム302の厚さは、特に限定されないが、3μm以上、100μm以下が好ましく、特に5μm以上、50μm以下であることがさらに好ましい。厚さが、前記下限値未満であるとバックグラインドテープ兼ダイシングテープ一体型接着フィルム300としての効果が低下する場合があり、前記上限値を超えると製品の製造が難しく厚み精度が低下する場合がある。
【0105】
(半導体装置の製造方法および半導体装置)
次に、半導体装置の製造方法について説明する。
上述の方法で得られたバックグラインドテープ兼ダイシングテープ一体型接着フィルム300の剥離基材321を剥離し、接着フィルム302と半導体ウエハ303の機能面331とが当接するように接着する(
図9)。
【0106】
次に、バックグラインドテープ兼ダイシングテープ301の上側の面(
図10中の上側)を、研磨装置の研磨ステージ304に固定する。研磨装置は、特に限定されることは無く市販されているものを用いることができる。ここで、バックグラインドした後の半導体ウエハ303の厚さは、特に限定されないが、10μm〜300μm程度とすることが好ましく、より好ましくは10μm以上100μm以下である。
【0107】
次に、バックグラインド後の半導体用ウエハ303を、バックグラインドテープ兼ダイシングテープ301がダイサーテーブル305の上面(
図11中の上側)と接するようにダイサーテーブル305に設置する(
図11)。次に、半導体ウエハ303の周囲にウエハリング306を設置して、半導体ウエハ303を固定する。そして、ブレード307で半導体ウエハ303を切断して、半導体ウエハ303を個片化して接着フィルム302を有する半導体素子を得る。この際、バックグラインドテープ兼ダイシングテープ一体型接着フィルム300は、緩衝作用を有しており、半導体ウエハ303を切断する際の半導体素子の割れ、欠け等を防止している。なお、バックグラインドテープ兼ダイシングテープ一体型接着フィルム300に、半導体ウエハ303およびウエハリング306を予め貼着した後に、ダイサーテーブル305に設置しても良い。
【0108】
次に、バックグラインドテープ兼ダイシングテープ一体型接着フィルム300をエキスパンド装置で伸ばして、個片化した接着フィルム302を有する半導体素子同士を一定の間隔に開き、その後にピックアップして、基板に搭載して半導体装置を得る。
このように、本発明のバックグラインドテープ兼ダイシングテープ一体型接着フィルムは、バックグラインドテープ機能と、ダイシングテープ機能と有し、かつ接着フィルムがフラックス活性を有するのでフラックス塗布工程等を省略できる機能等を有している。そのため、フラックス洗浄工程が不要で生産性に優れ、かつ半導体ウエハの作業性を向上させることができる。
【実施例】
【0109】
以下、本発明を実施例および比較例に基づいて詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
[接着フィルムの作製]
(実施例1)
<接着フィルムの作製>
クレゾールノボラック樹脂(DIC社製、KA−1160)14.26重量部と、ビス
フェノールF型エポキシ樹脂(DIC社製、EXA−830LVP)39.73重量部と、フラックス活性を有する化合物であるトリメリット酸(東京化成工業社製)10.50重量部と、フィルム形成性樹脂としてフェノキシ樹脂(三菱化学社製、YX−6954)5.07重量部と、硬化促進剤として2−フェニル−4−メチルイミダゾール(四国化成工業社製、2P4MZ)0.09重量部と、シランカップリング剤として3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(信越化学工業社製、KBM−403)0.35重量部と、シリカフィラー(アドマテックス社製、SC1050 平均粒径0.25μm)30.
00重量部を、メチルエチルケトンに溶解、分散し、樹脂濃度50%の樹脂ワニスを調製した。
得られた接着フィルム用ワニスを、基材ポリエステルフィルム(ベースフィルム、帝人デュポンフィルム株式会社製、商品名:ピューレックスA53)に厚さ50μmとなるように塗布して、100℃、5分間乾燥して、厚さ25μmの接着フィルム(以下、フィルムAとする。)を得た。
【0110】
(実施例2)
<接着フィルムの作製>
ビフェニルアラルキル型フェノール樹脂(明和化成株式会社製、MEH−7851)25.15重量部と、ビスフェノールF型エポキシ樹脂(DIC社製、EXA−830LVP)32.10重量部と、フラックス活性を有する化合物であるトリメリット酸(東京化成工業社製)8.60重量部と、フィルム形成性樹脂としてフェノキシ樹脂(三菱化学社製、YX−6954)3.90重量部と、硬化促進剤として2−フェニル−4−メチルイミダゾール(四国化成工業社製、2P4MZ)0.05重量部と、シランカップリング剤として3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(信越化学工業社製、KBM−403)0.20重量部と、シリカフィラー(日本アエロジル株式会社製、AEROSIL 200)5.00重量部とシリカフィラー(株式会社アドマテックス製、YA050C 平均粒径0.05μm)25.00重量部を、メチルエチルケトンに溶解、分散し、樹脂濃度50%の樹脂ワニスを調製した。
得られた接着フィルム用ワニスを、基材ポリエステルフィルム(ベースフィルム、帝人デュポンフィルム株式会社製、商品名:ピューレックスA53)に厚さ50μmとなるように塗布して、100℃、5分間乾燥して、厚さ25μmの接着フィルム(以下、フィルムBとする。)を得た。
【0111】
(実施例3)
<接着フィルムの作製>
フェノールアラルキル樹脂(三井化学社製 XLC−4L)10.20重量部と、ビスフェノールA型エポキシ樹脂(DIC社製、EPICLON 840−S)22.00重量部と、フラックス活性を有する化合物であるフェノールフタリン(東京化成工業社製)8.20重量部と、フィルム形成性樹脂としてエポキシ基含有アクリル酸エステル共重合体(ナガセケムテックス社製、SG−P3)9.30重量部と、硬化促進剤として2−メチルイミダゾール(四国化成工業社製、2MZ−H)0.05重量部と、シランカップリング剤として3−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン(信越化学工業社製、KBE−503)0.25重量部と、シリカフィラー(アドマテックス社製、SC1050 平均粒径0.25μm)50.00重量部を、メチルエチルケトンに溶解、分散し、樹脂濃度50%の樹脂ワニスを調製した。
得られた接着フィルム用ワニスを、基材ポリエステルフィルム(ベースフィルム、帝人デュポンフィルム株式会社製、商品名:ピューレックスA53)に厚さ50μmとなるように塗布して、100℃、5分間乾燥して、厚さ25μmの接着フィルム(以下、フィルムCとする。)を得た。
【0112】
(実施例4)
<接着フィルムの作製>
ビスフェノールF型エポキシ樹脂(DIC社製、EXA−830LVP)19.90重量部と、トリス(ヒドロキシフェニル)メタン型エポキシ樹脂(三菱化学社製、jER1032H60)19.00重量部と、フラックス活性を有する化合物であるトリメリット酸(東京化成工業社製)16.30重量部と、フィルム形成性樹脂としてフェノキシ樹脂(新日鐵化学社製、FX−280S)27.80重量部と、硬化促進剤としてマイクロカプセル型硬化剤(旭化成イーマテリアルズ社製、ノバキュアHX−3941HP)6.50重量部と、シランカップリング剤として3−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン(信越化学工業社製、KBE−503)0.50重量部と、シリカフィラー(アドマテックス社製、SC1050 平均粒径0.25μm)10.00重量部を、メチルエチルケトンに溶解、分散し、樹脂濃度50%の樹脂ワニスを調製した。
得られた接着フィルム用ワニスを、基材ポリエステルフィルム(ベースフィルム、帝人デュポンフィルム株式会社製、商品名:ピューレックスA53)に厚さ50μmとなるように塗布して、100℃、5分間乾燥して、厚さ25μmの接着フィルム(以下、フィルムDとする。)を得た。
【0113】
(実施例5)
<接着フィルムの作製>
フェノールノボラック樹脂(住友ベークライト社製、PR−55617)5.40重量部と、ビスフェノールA型エポキシ樹脂(DIC社製、EPICLON 840−S)6.10重量部、トリス(ヒドロキシフェニル)メタン型エポキシ樹脂(三菱化学社製、jER1032H60)6.10重量部と、フィルム形成性樹脂としてエポキシ基含有アクリル酸エステル共重合体(ナガセケムテックス社製、SG−P3)12.40重量部と、硬化促進剤としてマイクロカプセル型硬化剤(旭化成イーマテリアルズ社製、ノバキュアHX−3941HP)4.50重量部と、シランカップリング剤として3−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン(信越化学工業社製、KBE−503)0.50重量部と、シリカフィラー(アドマテックス社製、SE3050 平均粒径1.0μm)65.00重量部を、メチルエチルケトンに溶解、分散し、樹脂濃度50%の樹脂ワニスを調製した。
得られた接着フィルム用ワニスを、基材ポリエステルフィルム(ベースフィルム、帝人デュポンフィルム株式会社製、商品名:ピューレックスA53)に厚さ50μmとなるように塗布して、100℃、5分間乾燥して、厚さ25μmの接着フィルム(以下、フィルムEとする。)を得た。
【0114】
(実施例6)
<接着フィルムの作製>
ビフェニルアラルキル型フェノール樹脂(明和化成社製、MEH−7851)12.40重量部と、トリス(ヒドロキシフェニル)メタン型エポキシ樹脂(三菱化学社製、jER1032H60)8.60重量部と、フラックス活性を有する化合物である4−(4−ヒドロキシフェノキシ)安息香酸(東京化成工業社製)7.20重量部と、フィルム形成性樹脂としてエポキシ基含有アクリル酸エステル共重合体(ナガセケムテックス社製、SG−P3)21.10重量部と、硬化促進剤としてトリフェニルホスフィン(北興化学工業社製、TPP)0.20重量部と、シランカップリング剤として3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(信越化学工業社製、KBM−403)0.50重量部と、シリカフィラー(アドマテックス社製、YC100C 平均粒径0.1μm)50.00重量部を、メチルエチルケトンに溶解、分散し、樹脂濃度50%の樹脂ワニスを調製した。
得られた接着フィルム用ワニスを、基材ポリエステルフィルム(ベースフィルム、帝人デュポンフィルム株式会社製、商品名:ピューレックスA53)に厚さ50μmとなるように塗布して、100℃、5分間乾燥して、厚さ25μmの接着フィルム(以下、フィルムFとする。)を得た。
【0115】
(実施例7)
<接着フィルムの作製>
クレゾールノボラック樹脂(DIC社製、KA−1160)7.05重量部と、ビスフェノールF型エポキシ樹脂(DIC社製、EXA−830LVP)16.10重量部、フラックス活性を有する化合物としてジフェノール酸(東京化成工業社製)3.00重量部、フィルム形成性樹脂としてエポキシ基含有アクリル酸エステル共重合体(ナガセケムテックス社製、SG−80H)3.20重量部と、硬化促進剤として2−フェニル−4−メチルイミダゾール(四国化成工業社製、「2P4MZ」)0.15重量部と、シランカップリング剤として3−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン(信越化学工業社製、KBE−503)0.50重量部と、YA050C 平均粒径0.05μm)70重量部を、メチルエチルケトンに溶解、分散し、樹脂濃度50%の樹脂ワニスを調製した。
得られた接着フィルム用ワニスを、基材ポリエステルフィルム(ベースフィルム、帝人デュポンフィルム株式会社製、商品名:ピューレックスA53)に厚さ50μmとなるように塗布して、100℃、5分間乾燥して、厚さ25μmの接着フィルム(以下、フィルムGとする。)を得た。
【0116】
(実施例8)
<接着フィルムの作製>
フェノールアラルキル樹脂(三井化学社製、XLC−4L)9.40重量部と、フェノールノボラック樹脂(住友ベークライト社製、PR−55617)9.00重量部と、トリス(ヒドロキシフェニル)メタン型エポキシ樹脂(三菱化学社製、jER1032H60)9.80重量部と、フィルム形成性樹脂としてエポキシ基含有アクリル酸エステル共重合体(ナガセケムテックス社製、SG−P3)21.10重量部と、硬化促進剤としてトリフェニルホスフィン(北興化学工業社製、TPP)0.20重量部と、シランカップリング剤として3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(信越化学工業社製、KBM−403)0.50重量部と、シリカフィラー(株式会社アドマテックス製、SC2050 平均粒径0.5μm)50.00重量部を、メチルエチルケトンに溶解、分散し、樹脂濃度50%の樹脂ワニスを調製した。
得られた接着フィルム用ワニスを、基材ポリエステルフィルム(ベースフィルム、帝人デュポンフィルム株式会社製、商品名:ピューレックスA53)に厚さ50μmとなるように塗布して、100℃、5分間乾燥して、厚さ25μmの接着フィルム(以下、フィルムHとする。)を得た。
【0117】
(実施例9)
<接着フィルムの作製>
クレゾールノボラック樹脂(DIC社製 、KA−1160)7.55重量部と、酸無
水物(三菱化学社製、jERキュアYH307)3.75重量部と、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂(DIC社製、EPICLON HP−7200H)13.30重量部と、ナフタレン型エポキシ樹脂(DIC社製、EPICLON HP−4770)9.95重量部と、フィルム形成性樹脂としてエポキシ基含有アクリル酸エステル共重合体(ナガセケムテックス製、SG−80H)9.95重量部と、硬化促進剤として2−メチルイミダゾール(四国化成工業社製、2MZ−H)0.10重量部と、シランカップリング剤として3−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン(信越化学工業社製、KBE−503)1.00重量部と、シリカフィラー(アドマテックス社製、SC1050 平均粒径0.25μm)50.00重量部と、アクリル系ゴム粒子(三菱レイヨン社製、メタブレンW−450A 平均粒径0.2μm)4.40重量部とを、メチルエチルケトンに溶解、分散し、樹脂濃度50%の樹脂ワニスを調製した。
得られた接着フィルム用ワニスを、基材ポリエステルフィルム(ベースフィルム、帝人デュポンフィルム株式会社製、商品名:ピューレックスA53)に厚さ50μmとなるよ
うに塗布して、100℃、5分間乾燥して、厚さ25μmの接着フィルム(以下、フィルムIとする。)を得た。
【0118】
(実施例10)
<接着フィルムの作製>
ビフェニルアラルキル型フェノール樹脂(明和化成株式会社製、MEH−7851)14.20重量部と、ビスフェノールA型エポキシ樹脂(DIC社製、EPICLON840−S)36.40重量部と、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂(DIC社製、EPICLON HP−7200H)12.50重量部と、フラックス活性を有する化合物として4−(4−ヒドロキシフェノキシ)安息香酸(東京化成工業社製)10.30重量部、フィルム形成性樹脂としてフェノキシ樹脂(新日鉄住金社製、FX−280S)15.30重量部と、硬化促進剤としてトリフェニルホスフィン(北興化学工業社製、TPP)0.30重量部と、シランカップリング剤として3−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン(信越化学工業社製、KBE−503)1.00重量部と、シリカフィラー(アドマテックス社製、SE3050 平均粒径1.0μm)10.00重量部とを、メチルエチルケトンに溶解、分散し、樹脂濃度50%の樹脂ワニスを調製した。
得られた接着フィルム用ワニスを、基材ポリエステルフィルム(ベースフィルム、帝人デュポンフィルム株式会社製、商品名:ピューレックスA53)に厚さ50μmとなるように塗布して、100℃、5分間乾燥して、厚さ25μmの接着フィルム(以下、フィルムJとする。)を得た。
【0119】
(実施例11)
<接着フィルムの作製>
フェノールアラルキル樹脂(三井化学社製、ミレックスXLC−4L)7.10重量部と、ビスフェノールA型エポキシ樹脂(DIC社製、EPICLON840−S)18.25重量部と、フラックス活性を有する化合物としてフェノールフタリン(東京化成工業社製)5.10重量部、フィルム形成性樹脂としてフェノキシ樹脂(三菱化学社製、YX−6954)3.90重量部と、硬化促進剤として2−メチルイミダゾール(四国化成工業社製、2MZ−H)0.15重量部と、シランカップリング剤として3−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン(信越化学工業社製、KBE−503)0.50重量部と、シリカフィラー(アドマテックス社製、SC2050 平均粒径0.5μm)65.00重量部とを、メチルエチルケトンに溶解、分散し、樹脂濃度50%の樹脂ワニスを調製した。
得られた接着フィルム用ワニスを、基材ポリエステルフィルム(ベースフィルム、帝人デュポンフィルム株式会社製、商品名:ピューレックスA53)に厚さ50μmとなるように塗布して、100℃、5分間乾燥して、厚さ25μmの接着フィルム(以下、フィルムKとする。)を得た。
【0120】
(実施例12)
<接着フィルムの作製>
フェノールノボラック樹脂(住友ベークライト社製、PR−55617)11.20重量部と、ビスフェノールF型エポキシ樹脂(DIC社製、EXA−830LVP)27.70重量部と、ナフタレン型エポキシ樹脂(DIC社製、EPICLON HP−4770)8.20重量部と、フラックス活性を有する化合物であるジフェノール酸(東京化成工業社製)7.30重量部、フィルム形成性樹脂としてエポキシ基含有アクリル酸エステル共重合体(ナガセケムテックス製、SG−80H)14.60重量部と、硬化促進剤としてマイクロカプセル型硬化剤(旭化成イーマテリアルズ社製、ノバキュア HX−3941HP)5.00重量部と、シランカップリング剤として3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(信越化学工業社製、KBM−403)1.00重量部と、シリカフィラー(トクヤマ社製、SS−07 平均粒径0.7μm25.00重量部とを、メチルエ
チルケトンに溶解、分散し、樹脂濃度50%の樹脂ワニスを調製した。
得られた接着フィルム用ワニスを、基材ポリエステルフィルム(ベースフィルム、帝人デュポンフィルム株式会社製、商品名:ピューレックスA53)に厚さ50μmとなるように塗布して、100℃、5分間乾燥して、厚さ25μmの接着フィルム(以下、フィルムLとする。)を得た。
【0121】
(実施例13)
<接着フィルムの作製>
クレゾールノボラック樹脂(DIC社製、KA−1160)7.13重量部と、ビスフェノールF型エポキシ樹脂(DIC社製、EXA−830LVP)19.86重量部と、フラックス活性を有する化合物としてトリメリット酸(東京化成工業社製)5.25重量部と、フィルム形成性樹脂としてフェノキシ樹脂(三菱化学社製、YX−6954)2.54重量部と、硬化促進剤として2−フェニル−4‐メチルイミダゾール(四国化成工業社製、2P4MZ)0.04重量部と、シランカップリング剤として3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(信越化学工業社製、KBM−403)0.18重量部と、シリカフィラー(アドマテックス社製、SC1050 平均粒径0.25μm)65.00重量部とを、メチルエチルケトンに溶解、分散し、樹脂濃度50%の樹脂ワニスを調製した。
得られた接着フィルム用ワニスを、基材ポリエステルフィルム(ベースフィルム、帝人デュポンフィルム株式会社製、商品名:ピューレックスA53)に厚さ50μmとなるように塗布して、100℃、5分間乾燥して、厚さ25μmの接着フィルム(以下、フィルムMとする。)を得た。
【0122】
(比較例1)
<接着フィルムの作製>
クレゾールノボラック樹脂(DIC社製、KA−1160)5.09重量部と、ビスフェノールF型エポキシ樹脂(DIC社製、EXA−830LVP)14.19重量部と、フラックス活性を有する化合物であるトリメリット酸(東京化成工業社製)3.75重量部と、フィルム形成性樹脂としてフェノキシ樹脂(三菱化学社製、YX−6954)1.81重量部と、硬化促進剤として2−フェニル−4−メチルイミダゾール(四国化成工業社製、2P4MZ)0.03重量部と、シランカップリング剤として3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(信越化学工業社製、KBM−403)0.13重量部と、シリカフィラー(アドマテックス社製、SC1050)75.00重量部を、メチルエチルケトンに溶解、分散し、樹脂濃度50%の樹脂ワニスを調製した。
得られた接着フィルム用ワニスを、基材ポリエステルフィルム(ベースフィルム、帝人デュポンフィルム株式会社製、商品名:ピューレックスA53)に厚さ50μmとなるように塗布して、100℃、5分間乾燥して、厚さ25μmの接着フィルム(以下、フィルムNとする。)を得た。
【0123】
(比較例2)
<接着フィルムの作製>
クレゾールノボラック樹脂(DIC社製、KA−1160)20.37重量部と、ビスフェノールF型エポキシ樹脂(DIC社製、EXA−830LVP)56.76重量部と、フラックス活性を有する化合物であるトリメリット酸(東京化成工業社製)15.00重量部と、フィルム形成性樹脂としてフェノキシ樹脂(三菱化学社製、YX−6954)7.24重量部と、硬化促進剤として2−フェニル−4−メチルイミダゾール(四国化成工業社製、2P4MZ)0.13重量部と、シランカップリング剤として3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(信越化学工業社製、KBM−403)0.50重量部を、メチルエチルケトンに溶解、分散し、樹脂濃度50%の樹脂ワニスを調製した。
得られた接着フィルム用ワニスを、基材ポリエステルフィルム(ベースフィルム、帝人
デュポンフィルム株式会社製、商品名:ピューレックスA53)に厚さ50μmとなるように塗布して、100℃、5分間乾燥して、厚さ25μmの接着フィルム(以下、フィルムOとする。)を得た。
【0124】
(比較例3)
<接着フィルムの作製>
フェノールアラルキル樹脂(三井化学株式会社製、ミレックスXLC−4L)22.90重量部と、ビスフェノールA型エポキシ樹脂(DIC株式会社製、EPICLON840−S)43.00重量部と、フラックス活性を有する化合物であるジフェノール酸(東京化成工業株式会社製)11.80重量部と、フィルム形成性樹脂としてエポキシ基含有アクリル酸エステル共重合体(ナガセケムテックス株式会社製、SG−P3)10.70
重量部と、硬化促進剤としてトリフェニルホスフィン(北興化学工業株式会社製、TPP)0.60重量部と、シランカップリング剤として3−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン(信越化学工業株式会社製、KBE−503)1.00重量部と、シリカフィラー (日本アエロジル社製、AEROSIL200 平均粒径0.012μm)10.00重量部を、メチルエチルケトンに溶解、分散し、樹脂濃度50%の樹脂ワニスを調製した。
得られた接着フィルム用ワニスを、基材ポリエステルフィルム(ベースフィルム、帝人デュポンフィルム株式会社製、商品名:ピューレックスA53)に厚さ50μmとなるように塗布して、100℃、5分間乾燥して、厚さ25μmの接着フィルム(以下、フィルムPとする。)を得た。
【0125】
(比較例4)
<接着フィルムの作製>
クレゾールノボラック樹脂(DIC社製、KA−1160)5.90重量部と、ビスフェノールF型エポキシ樹脂(DIC社製、EXA−830LVP)17.50重量部と、フィルム形成性樹脂としてエポキシ基含有アクリル酸エステル共重合体(ナガセケムテックス製、SG−80H)5.30重量部と、硬化促進剤として2−メチルイミダゾール(四国化成工業社製、2MZ−H)0.30重量部と、シランカップリング剤として3−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン(信越化学工業社製、KBE−503)1.00重量部と、シリカフィラー(アドマテックス社製、SE3050 平均粒径1.0μm)70.00重量部を、メチルエチルケトンに溶解、分散し、樹脂濃度50%の樹脂ワニスを調製した。
得られた接着フィルム用ワニスを、基材ポリエステルフィルム(ベースフィルム、帝人デュポンフィルム株式会社製、商品名:ピューレックスA53)に厚さ50μmとなるように塗布して、100℃、5分間乾燥して、厚さ25μmの接着フィルム(以下、フィルムQとする。)を得た。
【0126】
(比較例5)
<接着フィルムの作製>
クレゾールノボラック樹脂(DIC社製、KA−1160)20.37重量部と、ビスフェノールF型エポキシ樹脂(DIC社製、EXA−830LVP)56.76重量部と、フラックス活性を有する化合物であるトリメリット酸(東京化成工業社製)15.00重量部と、フィルム形成性樹脂としてフェノキシ樹脂(三菱化学社製、YX−6954)7.24重量部と、硬化促進剤として2−フェニル−4−メチルイミダゾール(四国化成工業社製、2P4MZ)0.13重量部と、シランカップリング剤として3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(信越化学工業社製、KBM−403)0.50重量部を、メチルエチルケトンに溶解、分散し、樹脂濃度50%の樹脂ワニスを調製した。
得られた接着フィルム用ワニスを、基材ポリエステルフィルム(ベースフィルム、帝人デュポンフィルム株式会社製、商品名:ピューレックスA53)に厚さ50μmとなるよ
うに塗布して、100℃、5分間乾燥して、厚さ25μmの接着フィルム(以下、フィルムRとする。)を得た後に、得られたフィルムの表面にコロナ処理を施した。
【0127】
[接着フィルムの評価]
<表面粗さRa測定>
各実施例および比較例で得られた接着フィルムについて、接着フィルムのベースフィルム面がスライドガラスに密着するように接着フィルムをスライドガラス上に固定し、接着フィルム表面を東京精密製、表面粗さ計SURFCOM1400Dのプローブを走査することによって表面粗さRaを測定した。前記表面粗さRaが、日本工業規格JIS-B0601に
準じて測定される算術平均粗さである。結果を表1、2に示す。
<光透過率測定>
各実施例および比較例で得られた接着フィルムについて、島津製作所製、分光光度計UV−160を用いて700nmにおける光透過率を測定した。結果を表1、2に示す。
<表面粗さRaと光透過率の比>
各実施例および比較例で得られた接着フィルムについて、東京精密製、表面粗さ計SURFCOM1400Dを用いて測定した表面粗さRaをCとし,島津製作所製、分光光度計UV−160を用いて測定した700nmにおける光透過率をDとした時、表面粗さRaと光透過率の比C/D(μm/%)を求めた。結果を表1、2に示した。
【0128】
<溶融粘度測定>
各実施例および比較例で得られた接着フィルムを積層することによって厚み100μmの測定用サンプルを作製し、粘弾性測定装置(サーモフィッシャーサイエンティフィック社製「MARS」)を用いて、パラレルプレート20mmφ、ギャップ0.05mm、周波数0.1Hz、昇温速度は、10℃/分の条件で溶融粘度を測定し、最低となる溶融粘度を測定値とした。結果を表1、2に示した。
<平均線膨張係数測定>
各実施例および比較例で得られた接着フィルムを、180℃2時間処理し、幅4mm、厚さ100μmの短冊状のサンプルを用いて線膨張係数を測定した。測定条件は、引張モード、昇温速度10℃/分、荷重30mN、チャック間距離10mmで測定し、α1として25〜75℃での平均線膨張係数の結果を表1、2に示した。
【0129】
<半導体装置の製造>
各実施例および比較例で得られた各接着フィルム10について、以下の方法で半導体装置100の製造を行った。まず、表面に低融点の導電性金属として錫、銀を含む合金からなる半田を有する第一の端子を片面に複数有する複数種類のシリコンウエハA〜C(直径8インチ、厚さ100μm、半導体チップサイズ10mm×10mm、第一の端子の高さ、第一の端子の幅、第一の端子表面を覆う低融点の金属組成物の組成、金属組成物の幅、金属組成物間の距離、第一の端子間の距離、第一の端子の1半導体チップあたりの数等を表3に示す。)を用意した。予めシリコンウエハと同じサイズにカットした接着フィルムを、それぞれのシリコンウエハの第一の端子を有する面に接するように、接着フィルムとシリコンウエハを積層した。これをラミネーターで、貼り合わせ温度80℃、圧力0.8MPa、2mm/sでラミネートして、接着フィルムとシリコンウエハの積層体37を得た。
次に、各シリコンウエハの、接着フィルムと貼り合せた面と逆の面に、ダイシングテープをラミネーターで貼り合せた。このとき、貼り合せ温度は25℃、圧力0.8MPa、2mm/s接着フィルムとシリコンウエハの積層体と、ダイシングテープを貼り合せた。
次いで、ダイシングテープをウエハリングに固定して、ダイシングソー(DFD6360、(株)ディスコ製)のダイシングテーブルに積層し、シリコンウエハを固定した上で、基材層を剥離した。さらに、シリコンウエハ側から、ダイシングソーを用いて以下の条件でダイシング(切断)した。これにより、シリコンウエハが個片化され、以下のダイシ
ングサイズの半導体チップ20を得た。
【0130】
≪ダイシング条件≫
ダイシングサイズ :10mm×10mm角
ダイシング速度 :50mm/sec
スピンドル回転数 :40,000rpm
ダイシング最大深さ :0.130mm(シリコンウエハの表面から
の切り込み量)
ダイシングブレードの厚さ:15μm
【0131】
次いで、半導体チップの1つをダイシングテープ一体型接着フィルムの支持フィルム側(裏面)からニードルで突き上げ、突き上げた半導体チップの表面をダイボンダーのコレットで吸着しつつ上方に引き上げた。これにより、接着フィルム付き半導体チップをピックアップした。
次に、ピックアップした半導体チップを反転させて、銅バンプおよび接着フィルムを下側にした。さらに、複数種の半導体チップにおける第一の端子の配列と対応したパッドを有する複数種のインターポーザーを用意し、インターポーザーのパッドと、各半導体チップの複数の第一の端子とが当接するように位置あわせを行いながらインターポーザーに半導体チップを150℃、1秒間、1kgf(=9.8N)の条件で貼り付けた。
さらに、フリップチップボンダーのヘッドで、半導体チップを235℃、5秒間、30Nで熱圧着して、バンプ表面の合金を溶融させて半導体チップとインターポーザーを半田接合を行った。
そして、180℃、60分間、0.8MPaの流体圧(空気圧)の雰囲気下で加熱して、接着フィルムを硬化させて、半導体チップ20と、インターポーザー30と、前記半導体チップ20と前記インターポーザー30との間に介在する接着フィルム10の硬化物層(封止層)80と、を有するが積層体の硬化物38を得た。前記の積層体の硬化物38を含む半導体装置100であって、前記半導体チップ20と、前記インターポーザー30とが前記接着フィルム10の硬化物で封止された半導体装置100を得た。
【0132】
<接続信頼性>
各実施例および比較例の接着フィルムおよび、各シリコンウエハを用いて得られた半導体装置100それぞれ20個ずつについて、−55℃の条件下に30分、125℃の条件下に30分ずつ交互に晒すことを1サイクルとする、温度サイクル試験を100サイクル行い、試験後の半導体装置について、半導体チップと回路基板の接続抵抗値をデジタルマルチメーターで測定し、接続信頼性を評価した。結果を表4に示す。各符号は、以下の通りである。
◎ :20個すべての半導体装置の接続抵抗値が10Ω未満であった。
○ :1個以上の半導体装置の接続抵抗値が10Ω以上、20Ω未満であった。
× :1個以上の半導体装置の接続抵抗値が20Ω以上であった。
<接続部の位置ずれ>
各実施例および比較例の接着フィルムを用いて得られた半導体装置100について、切断し、SEMにより接続部を20箇所確認し、接続部の位置ずれを観察して評価した。結果を表4に示す。各符号は以下の通りである。
◎ :20個すべての接続部に位置ずれが無かった。
○ :1個以上3個以下の接続部において位置ずれが確認された。
× :4個以上の接続部に位置ずれが確認された。
【0133】
【表1】
【0134】
【表2】
【0135】
【表3】
【0136】
【表4】
【0137】
実施例、比較例から明らかなように、本発明によれば、十分な透明性と、半田接合部の信頼性を両立し、より狭ピッチ化/狭ギャップ化した半田接合部における接合性と、半導体装置の製造における歩留まりを向上させる接着フィルム10を供給すること、および半田接合部の信頼性の向上した半導体装置100を供給することができる。