特許 6222395 フィルム状接着剤及びダイシングダイボンディング一体型接着シート

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6222395

(24)【登録日】2017年10月13日

(45)【発行日】2017年11月1日

(54)【発明の名称】フィルム状接着剤及びダイシングダイボンディング一体型接着シート

(51)【国際特許分類】

   H01L 25/065 20060101AFI20171023BHJP

   H01L 25/07 20060101ALI20171023BHJP

   H01L 25/18 20060101ALI20171023BHJP

【ＦＩ】

   H01L25/08 Z

【請求項の数】8

【全頁数】24

(21)【出願番号】特願2017-152573(P2017-152573)

(22)【出願日】2017年8月7日

(62)【分割の表示】特願2017-82997(P2017-82997)の分割

【原出願日】2013年3月8日

【審査請求日】2017年8月7日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000004455

【氏名又は名称】日立化成株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100128381

【弁理士】

【氏名又は名称】清水 義憲

(74)【代理人】

【識別番号】100169454

【弁理士】

【氏名又は名称】平野 裕之

(74)【代理人】

【識別番号】100190470

【弁理士】

【氏名又は名称】谷澤 恵美

(72)【発明者】

【氏名】徳安 孝寛

(72)【発明者】

【氏名】小玉 めぐみ

(72)【発明者】

【氏名】管井 頌太

(72)【発明者】

【氏名】青木 正之

(72)【発明者】

【氏名】稲葉 憲子

(72)【発明者】

【氏名】尾崎 義信

(72)【発明者】

【氏名】祖父江 省吾

【審査官】 井上 和俊

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−２１６６４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２１４５２６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２５／０６５

Ｈ０１Ｌ ２５／０７

Ｈ０１Ｌ ２５／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板上に第１のワイヤを介して第１の半導体素子がワイヤボンディング接続されると共に、前記第１の半導体素子上に、前記第１の半導体素子の面積よりも大きい第２の半導体素子が圧着されてなる半導体装置において、前記第２の半導体素子を圧着すると共に、前記第１のワイヤ及び前記第１の半導体素子を埋め込むために用いられるフィルム状接着剤であって、
硬化後における５０℃での弾性率が１０００ＭＰａよりも大きく、かつ、１６００ＭＰａ以下、硬化後における１５０℃〜２６０℃の弾性率が６３０ＭＰａ以下であり、ガラス転移温度Ｔｇが１５５℃以下であり、
エポキシ樹脂及びフェノール樹脂を含む、フィルム状接着剤。

【請求項2】

前記フィルム状接着剤が、高分子量成分を含む、請求項１に記載のフィルム状接着剤。

【請求項3】

前記エポキシ樹脂が、常温で液体であるエポキシ樹脂を含む、請求項１又は２に記載のフィルム状接着剤。

【請求項4】

前記フィルム状接着剤が、無機フィラーを含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載のフィルム状接着剤。

【請求項5】

前記エポキシ樹脂が、フェノールノボラック型エポキシ樹脂又はクレゾールノボラック型エポキシ樹脂を含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載のフィルム状接着剤。

【請求項6】

請求項１〜５のいずれか一項に記載のフィルム状接着剤を、ダイシングテープ上に積層した、ダイシングダイボンディング一体型接着シート。

【請求項7】

前記フィルム状接着剤の厚みが、２０〜２００μｍである、請求項６に記載のダイシングダイボンディング一体型接着シート。

【請求項8】

前記フィルム状接着剤の前記ダイシングテープが設けられた面とは反対側面に設けられたカバーフィルムを有する、請求項６又は７に記載のダイシングダイボンディング一体型接着シート。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、フィルム状接着剤及びダイシングダイボンディング一体型接着シートに関する。

【背景技術】

【0002】

携帯電話等の多機能化に伴い、半導体素子を多段に積層し、高容量化したスタックドＭＣＰ（Ｍｕｌｔｉ Ｃｈｉｐ Ｐａｃｋａｇｅ）が普及しており、半導体素子の実装には、実装工程において有利なフィルム状接着剤がダイボンディング用の接着剤として広く用いられている。このようなフィルム状接着剤を使用した多段積層パッケージの一例としてワイヤ埋込型のパッケージが挙げられる。これは、高流動なフィルム状接着剤を使用して圧着することで、圧着される側の半導体素子に接続しているワイヤを接着剤で覆いながら圧着するパッケージのことであり、携帯電話、携帯オーディオ機器用のメモリパッケージなどに搭載されている。

【0003】

上記スタックドＭＣＰなどの半導体装置に求められる重要な特性の一つとして接続信頼性が挙げられ、接続信頼性を向上させるために、耐熱性、耐湿性、耐リフロー性などの特性を考慮したフィルム状接着剤の開発が行われている。このようなフィルム状接着剤として、例えば、特許文献１には、高分子量成分と、エポキシ樹脂を主成分とする熱硬化性成分と、を含む樹脂及びフィラーを含有する、厚さ１０〜２５０μｍの接着シートが提案されている。また、特許文献２には、エポキシ樹脂とフェノール樹脂とを含む混合物及びアクリル共重合体を含む接着剤組成物が提案されている。

【0004】

半導体装置の接続信頼性は、接着面に空隙を発生させることなく半導体素子を実装できているか否かによっても大きく左右される。このため、空隙を発生させずに半導体素子を圧着できるように高流動なフィルム状接着剤を使用、または発生した空隙を半導体素子の封止工程で消失させることができるように弾性率の低いフィルム状接着剤を使用するなどの工夫がなされている。例えば特許文献３には低粘度且つ低タック強度の接着シートが提案されている。

【0005】

上記特許文献１及び３の接着フィルムなどでは、圧着時にワイヤを埋め込むため、高流動化を目的としてエポキシ樹脂などを多く含んでいる。このため、半導体装置の製造工程中に発生する熱により熱硬化が進行し、接着フィルムが高弾性化してしまうため、封止時の高温・高圧条件でも接着フィルムが変形せず、圧着時に形成された空隙が最終的に消失しないことがある。一方、上記特許文献２の接着フィルムなどは、弾性率が低いため、封止工程で空隙を消失させることができるものの、粘度が高いため、そもそも圧着時にワイヤを埋め込むことができない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】国際公開第２００５／１０３１８０号公報

【特許文献2】特開２００２−２２０５７６号公報

【特許文献3】特開２００９−１２０８３０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

近年、ワイヤ埋込型の半導体装置の動作の高速化が重要視されている。従来は積層された半導体素子の最上段に、半導体装置の動作を制御するコントローラチップが配置されていたが、動作の高速化を実現するため、最下段にコントローラチップを配置した半導体装置のパッケージ技術が開発されている。このようなパッケージの１つの形態として、多段に積層した半導体素子のうち、２段目の半導体素子を圧着する際に使用するフィルム状接着剤を分厚くし、当該フィルム状接着剤内部にコントローラチップを埋め込むパッケージが注目を集めている。このような用途に使用されるフィルム状接着剤には、コントローラチップおよびコントローラチップに接続されているワイヤ、基板表面の凹凸起因の段差を埋め込むことのできる高い流動性が必要となるが、特許文献１の接着シートのような高流動のフィルムを使用することで、これらの課題を解決できる。

【0008】

しかし、特許文献１及び３に記載の接着シートは硬化前に高い流動性を発現させるためにエポキシ樹脂などの熱硬化成分を多く含有する。このため、硬化後には弾性率が高く、ガラス転移温度Ｔｇが高くなることから、得られる半導体装置が反りやすい。特に、近年、半導体素子を多段積層化した半導体装置の大容量化が盛んに進められており、半導体素子の薄型化は急速に進んでいる。このように薄型化された半導体素子を用いる場合には、半導体装置の反りはより顕著なものとなり、半導体素子を多段積層する場合に十分な接着性が得られない、発生した応力のため十分な接続信頼性が得られないなど、多段積層が困難となってしまう。

【0009】

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、薄型化された半導体素子を用いても良好な接続信頼性を示すフィルム状接着剤及びダイシングダイボンディング一体型接着シートを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明者等は、上記課題の解決のため、半導体装置に使用するフィルム状接着剤の樹脂の選定と物性の調整に鋭意研究を重ねた。そして、本発明者等は、フィルム状接着剤の硬化後の弾性率とガラス転移温度Ｔｇが製造後の半導体装置の反りと相関があること見出した。

【0011】

すなわち、上記課題の解決のため、本発明に係る半導体装置は、基板上に第１のワイヤを介して第１の半導体素子がワイヤボンディング接続されると共に、第１の半導体素子上に、第１の半導体素子の面積よりも大きい第２の半導体素子がフィルム状接着剤を介して圧着されることで、第１のワイヤ及び第１の半導体素子がフィルム状接着剤に埋め込まれてなるワイヤ埋込型の半導体装置であって、フィルム状接着剤は、硬化後における５０℃での弾性率が１０００ＭＰａ以下、硬化後における１５０℃〜２６０℃の弾性率が２０ＭＰａ以下であり、ガラス転移温度Ｔｇが１５０℃以下であることを特徴とする。

【0012】

上記半導体装置は、第２の半導体素子を第１の半導体素子の上に圧着するために用いられたフィルム状接着剤が、硬化後において低弾性であり、低いガラス転移温度Ｔｇを示す。このため、薄型の第２の半導体素子を使用した場合でも、フィルム状接着剤が硬化した後の半導体装置の反りを抑制することができる。これにより、半導体装置の応力が緩和され、良好な接続信頼性を示す半導体装置を得ることができる。

【0013】

本発明に係る半導体装置は、上記フィルム状接着剤が、（ａ１）軟化点が６０℃以下又は常温で液体であるエポキシ樹脂及び軟化点が６０℃以下又は常温で液体であるフェノール樹脂の少なくとも一方と、（ａ２）軟化点が６０℃より高くエポキシ当量が１９０以上のエポキシ樹脂及び軟化点が６０℃より高く水酸基当量が１９０以上であるフェノール樹脂の少なくとも一方と、を含む熱硬化性樹脂を１００質量部、（ｂ１）架橋性官能基をモノマー比率で５〜１５％有し、重量平均分子量が１０万〜４０万でありガラス転移温度Ｔｇが−５０〜５０℃である第１の高分子量成分と、（ｂ２）架橋性官能基をモノマー比率で１〜７％有し、重量平均分子量が５０万〜８０万でありガラス転移温度Ｔｇが−５０〜５０℃である第２の高分子量成分と、を含む（ｂ）高分子量成分を２０〜１６０質量部、（ｃ１）平均粒径が０．２μｍ以上の第１のフィラーと、（ｃ２）平均粒径が０．２μｍ未満の第２のフィラーと、を含む（ｃ）無機フィラーを１０〜９０質量部、及び、（ｄ）硬化促進剤を０〜０．２０質量部、含有し、（ａ１）成分の含有量が（ａ）熱硬化性成分１００質量部を基準として３０質量％以上であり、（ａ２）成分の含有量が（ａ）熱硬化性成分１００質量部を基準として２５質量％以上であり、（ｂ１）成分の含有量が（ｂ）高分子量成分１００質量部を基準として５０質量％以上であり、（ｃ１）成分の含有量が（ｃ）無機フィラー１００質量部を基準として３０質量％以上であることが好ましい。

【0014】

上記フィルム状接着剤は、（ａ１）成分と（ａ２）成分とのように、硬化速度の異なる熱硬化性樹脂を組み合わせると共に、（ｂ１）成分と（ｂ２）成分とのように、架橋性官能基の比率、重量平均分子量及びガラス転移温度Ｔｇを調整した高分子量成分を混合し、更に（ｃ１）、（ｃ２）及び（ｄ）成分を組み合わせることで、これらの成分が互いに相俟って、硬化後における弾性、ガラス転移温度Ｔｇ及びタック強度が低くなる。よって、薄型の半導体素子を使用した場合でも、硬化後の半導体素子の反りを抑制することができる。

【0015】

上記フィルム状接着剤は、硬化前のずり粘度が５０００Ｐａ・ｓ以下となる温度が６０〜１７５℃のいずれかの温度であることが好ましい。この場合、良好な埋込性が発現するため、接着面に空隙を発生させることなく第２の半導体素子を圧着できる。これにより、得られる半導体装置の接続信頼性をより良好にすることができる。

【0016】

上記フィルム状接着剤は、ＡＵＳ３０８を塗布した基板との硬化後の接着力が１．０ＭＰａ以上であることが好ましい。この場合、得られる半導体装置の接続信頼性がより良好になる。

【0017】

また、本発明に係る半導体装置は、第２の半導体素子の上に第３の半導体素子が更に積層されてなることが好ましい。この場合、得られる半導体装置の容量を増やすことができる。

【0018】

また、本発明に係る半導体装置は、基板と第２の半導体素子とが更に第２のワイヤを介して電気的に接続されると共に、第２の半導体素子が樹脂により封止されてなることが好ましい。この場合、得られる半導体装置の信頼性が更に高まる。

【0019】

また、本発明に係る半導体装置の製造方法は、基板上に第１のワイヤを介して第１の半導体素子を電気的に接続する第１のダイボンディング工程と、第２の半導体素子の片面に、第２の半導体素子の形状に合わせてフィルム状接着剤を貼付するラミネート工程と、フィルム状接着剤が貼付された第２の半導体素子を、フィルム状接着剤が第１の半導体素子を覆うように載置し、フィルム状接着剤を８０〜１８０℃、０．０１〜０．５０ＭＰａの条件で、０．５〜３．０秒間圧着することで、第１のワイヤ及び第１の半導体素子を接着剤に埋め込むダイボンド工程と、を備えることが好ましい。この場合、本発明に係る半導体装置を安定的に製造することができる。

【0020】

また、本発明に係る半導体装置の製造方法は、ダイボンド工程の直後の工程として、６０〜１７５℃、０．３〜０．７ＭＰａの条件で、５分間以上加圧及び加熱する工程を更に備えることが好ましい。この場合、ダイボンド工程において残存したわずかなボイドを消失させることができるため、歩留まりを安定させながら、より容易に半導体装置を製造することができる。

【0021】

上記フィルム状接着剤は、硬化前のずり粘度が５０００Ｐａ・ｓ以下となる温度が６０〜１７５℃のいずれかの温度であることが好ましい。この場合、良好な埋込性が発現するため、接着面に空隙を発生させることなく第２の半導体素子を圧着できる。これにより、得られる半導体装置の接続信頼性をより良好にすることができる。

【0022】

上記フィルム状接着剤は、ＡＵＳ３０８を塗布した基板との硬化後の接着力が１．０ＭＰａ以上であることが好ましい。この場合、得られる半導体装置の接続信頼性がより良好になる。

【0023】

また、本発明に係る半導体装置は、第２の半導体素子の上に第３の半導体素子が更に積層されてなることが好ましい。この場合、得られる半導体装置の容量を増やすことができる。

【0024】

また、本発明に係る半導体装置は、基板と第２の半導体素子とを第２のワイヤを介して電気的に接続する第２のワイヤボンディング工程と、第２の半導体素子を樹脂で封止する工程と、を更に備えることが好ましい。この場合、得られる半導体装置の信頼性が更に高まる。

【発明の効果】

【0025】

本発明によれば、薄型化された半導体素子を用いても良好な接続信頼性を示すフィルム状接着剤及びダイシングダイボンディング一体型接着シートを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】本発明の実施形態に係るフィルム状接着剤を示す図である。

【図2】本発明の実施形態に係る接着シートを示す図である。

【図3】本発明の他の実施形態に係る接着シートを示す図である。

【図4】本発明の他の実施形態に係る接着シートを示す図である。

【図5】本発明の他の実施形態に係る接着シートを示す図である。

【図6】本発明の実施形態に係る半導体装置を示す図である。

【図7】本発明の実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す図である。

【図8】図７の後続の工程を示す図である。

【図9】図８の後続の工程を示す図である。

【図10】図９の後続の工程を示す図である。

【図11】図１０の後続の工程を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0027】

以下、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。以下の説明では、同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。また、上下左右等の位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。更に、図面の寸法比率は図示の比率に限られるものではない。なお、本明細書における「（メタ）アクリル」とは、「アクリル」及びそれに対応する「メタクリル」を意味する。

【0028】

（フィルム状接着剤）
図１は、本実施形態に係るフィルム状接着剤１０を模式的に示す断面図である。フィルム状接着剤１０は、熱硬化性であり、半硬化（Ｂステージ）状態を経て、硬化処理後に完全硬化物（Ｃステージ）状態となり得る接着剤組成物をフィルム状に成形することにより作製できる。

【0029】

フィルム状接着剤１０は、硬化後における５０℃での弾性率が１０００ＭＰａ以下、硬化後における１５０℃〜２６０℃の弾性率が２０ＭＰａ以下であり、ガラス転移温度Ｔｇが１５０℃以下である。

【0030】

フィルム状接着剤１０は、硬化前のずり粘度が５０００Ｐａ・ｓ以下となる温度が６０〜１７５℃のいずれかの温度であることが好ましい。この場合、良好な埋込性が発現するため、接着面に空隙を発生させることなく第２の半導体素子を圧着できる。これにより、得られる半導体装置の接続信頼性をより良好にすることができる。

【0031】

なお、上記ずり粘度は、ＡＲＥＳ（レオメトリック・サイエンティフィック社製）を用い、フィルム状接着剤１０に５％の歪みを与えながら５℃／分の昇温速度で昇温させながら測定した場合の測定値を意味する。一方、引っ張り弾性率は、動的粘弾性測定装置（ＵＢＭ社製）を用い、３℃／分の昇温速度で昇温させながら測定した場合の測定値を意味する。また、接着剤破断伸び率および破断強度は、１０ｍｍ幅、６０μｍ厚の硬化前のフィルム状接着剤をチャック間距離２０ｍｍにて引っ張り試験機にセットし５０ｍｍ／分の速度で引っ張った場合に、試験片が破断するまでの伸び率と引張強度を意味する。

【0032】

また、フィルム状接着剤１０は、ＡＵＳ３０８を塗布した基板への硬化後の接着力が１．０ＭＰａ以上であることが好ましい。この場合、得られる半導体装置の接続信頼性がより良好になる。

【0033】

フィルム状接着剤１０は、（ａ１）軟化点が６０℃以下又は常温で液体であるエポキシ樹脂及び軟化点が６０℃以下又は常温で液体であるフェノール樹脂の少なくとも一方（以下、単に「（ａ１）成分」と記載する。）と、（ａ２）軟化点が６０℃より高くエポキシ当量が１９０以上のエポキシ樹脂及び軟化点が６０℃より高く水酸基当量が１９０以上であるフェノール樹脂の少なくとも一方と（以下、単に「（ａ２）成分」と記載する。）、を含む熱硬化性樹脂を１００質量部、（ｂ１）架橋性官能基をモノマー比率で５〜１５％有し、重量平均分子量が１０万〜４０万でありガラス転移温度Ｔｇが−５０〜５０℃である第１の高分子量成分（以下、単に「（ｂ１）成分」と記載する。）と、（ｂ２）架橋性官能基をモノマー比率で１〜７％有し、重量平均分子量が５０万〜８０万でありガラス転移温度Ｔｇが−５０〜５０℃である第２の高分子量成分（以下、単に「（ｂ２）成分」と記載する。）と、を含む（ｂ）高分子量成分を２０〜１６０質量部、（ｃ１）平均粒径が０．２μｍ以上の第１のフィラー（以下、単に「（ｃ１）成分」と記載する。）と、（ｃ２）平均粒径が０．２μｍ未満の第２のフィラー（以下、単に「（ｃ２）成分」と記載する。）と、を含む（ｃ）無機フィラーを１０〜９０質量部、及び、（ｄ）硬化促進剤を０〜０．２０質量部、含有していることが好ましい。

【0034】

フィルム状接着剤１０は、（ａ１）成分と（ａ２）成分とのように、硬化速度の異なる熱硬化樹脂を組み合わせると共に、（ｂ１）成分と（ｂ２）成分とのように、架橋性官能基の比率、重量平均分子量及びガラス転移温度Ｔｇを調整した高分子量成分を混合し、更に（ｃ１）、（ｃ２）及び（ｄ）成分を組み合わせることで、硬化後における弾性、ガラス転移温度Ｔｇ及びタック強度が低くなる。よって、薄型の半導体素子を使用した場合でも、硬化後の半導体素子の反りを抑制することができる。また、フィルム状接着剤１０は、（ｄ）効果促進剤を含むことにより良好な硬化性を得ることができる。

【0035】

ここで、フィルム状接着剤１０の硬化後の５０℃での弾性率を１０００ＭＰａ以下、１５０℃〜２６０℃の弾性率を２０ＭＰａ以下、ガラス転移温度Ｔｇを１５０℃以下とするためには、例えば、（ａ２）成分の量を増やす、（ｃ）無機フィラーの含有量を下げる、（ｂ）高分子量成分の含有量を増やすことで調整することができる。

【0036】

また、フィルム状接着剤１０のずり粘度が５０００Ｐａ・ｓ以下となる温度が６０〜１７５℃のいずれかの温度となるようにするには、例えば、（ｂ）高分子量成分の含有量を減らす、（ａ１）成分の含有量を増やす、（ｂ１）成分の含有量を増やして（ｂ２）成分の含有量を減らす、及び（ｃ）無機フィラーの含有量を下げる、ことで調整することができる。

【0037】

また、ＡＵＳ３０８を塗布した基板との硬化後の接着力を１．０ＭＰａ以上とするためには、例えば、（ａ２）成分の量を減らす、（ｃ）無機フィラーの含有量を増やすことで調整することができる。

【0038】

フィルム状接着剤１０は、十分な接着性を得るという観点から、（ｅ）カップリング剤等の添加剤を含有することが好ましい。

【0039】

（ａ）熱硬化性成分としては、熱硬化性樹脂が好ましく、半導体素子を実装する場合に要求される耐熱性及び耐湿性を有するエポキシ樹脂及びフェノール樹脂等が好ましい。

【0040】

半導体素子を圧着時に良好な埋込性が得られ、加圧オーブンで良好にボイドを消失させるためには、ずり粘度が５０００Ｐａ・ｓ以下となる温度が６０〜１７５℃のいずれかの温度とすることが好ましい。熱硬化性樹脂を調整することにより、ずり粘度が５０００Ｐａ・ｓ以下となる温度を６０〜１７５℃のいずれかの温度とするためには、（ａ１）成分の含有量が（ａ）熱硬化性成分１００質量部を基準として３０質量％以上含有することが必要である。

【0041】

（ａ１）成分のエポキシ樹脂の例としては、一般式（１）で表されるエポキシ樹脂が挙げられる。

【0042】

【化1】

（１）
（式（１）中、ｎは０〜５を示す。）

【0043】

上記一般式（１）以外の（ａ１）成分のエポキシ樹脂としては、軟化点が６０℃以下又は常温で液体であるエポキシ樹脂で、硬化して接着作用を有するものであれば特に限定されず、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、ビスフェノールＥ型エポキシ樹脂等を変性させた二官能エポキシ樹脂などを使用しても良い。このようなエポキシ樹脂の例としては、ＶＧ３１０１Ｌ（エポキシ当量２１０）などが挙げられる。

【0044】

製造した半導体装置の反りを抑制するため、硬化後の５０℃での弾性率を１０００ＭＰａ以下、１５０℃〜２６０℃の弾性率を２０ＭＰａ以下であり、ガラス転移温度Ｔｇを１５０℃以下とする必要があるが、（ａ）熱硬化性樹脂を調整して上記弾性率及びガラス転移温度Ｔｇの要件を満たすためには、（ａ２）成分を２５質量％以上含有する必要がある。このようなエポキシ樹脂の例としては、（株）プリンテック製のＳＲ３５Ｋ（エポキシ当量９３８）、フェノール樹脂の例としては、エア・ウォーター（株）製のＨＥシリーズ（例えば、ＨＥ２００Ｃ−１０）などが挙げられる。

【0045】

（ａ１）成分及び（ａ２）成分以外のエポキシ樹脂を（ａ）熱硬化性樹脂として併用してもよい。例えば、フェノールノボラック型エポキシ樹脂又はクレゾールノボラック型エポキシ樹脂等のノボラック型エポキシ樹脂などを使用することができる。また、エポキシ樹脂として、多官能エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、複素環含有エポキシ樹脂又は脂環式エポキシ樹脂等の一般に知られているものを用いることもできる。

【0046】

また、（ａ１）成分及び（ａ２）成分以外のフェノール樹脂を（ａ）熱硬化性樹脂として併用してもよい。例えば、ＤＩＣ（株）製のフェノライトＫＡ、ＴＤシリーズ、三井化学株式会社製のミレックスＸＬＣ−シリーズとＸＬシリーズ（例えば、ミレックスＸＬＣ−ＬＬ）等が挙げられるが、耐熱性の観点から、８５℃、８５％ＲＨの恒温恒湿槽に４８時間投入後の吸水率が２質量％以下で、熱重量分析計（ＴＧＡ）で測定した３５０℃での加熱質量減少率（昇温速度：５℃／ｍｉｎ、雰囲気：窒素）が５質量％未満のものが好ましい。

【0047】

（ａ）熱硬化性成分としてエポキシ樹脂及びフェノール樹脂の両方を含む場合、エポキシ樹脂及びフェノール樹脂の配合量は、それぞれエポキシ当量と水酸基当量の当量比で０．７０／０．３０〜０．３０／０．７０となるのが好ましく、０．６５／０．３５〜０．３５／０．６５となるのがより好ましく、０．６０／０．４０〜０．４０／０．６０となるのがさらに好ましく、０．６０／０．４０〜０．５０／０．５０となるのが特に好ましい。配合比が上記範囲を超えると、作製したフィルム状接着剤が硬化性に劣る可能性がある。または、未硬化フィルム状接着剤の粘度が高くなり、流動性に劣る可能性がある。

【0048】

（ｂ）高分子量成分としては、架橋性官能基比率が高く分子量が低い高分子量成分と、架橋性官能基比率が低く分子量が高い高分子量成分との併用が好ましく、後者の高分子量成分が一定量以上含まれることが好ましい。すなわち、（ｂ１）架橋性官能基をモノマー比率で５〜１５％有し、重量平均分子量が１０万〜４０万でありガラス転移温度Ｔｇが−５０〜５０℃である第１の高分子量成分と、（ｂ２）架橋性官能基をモノマー比率で１〜７％有し、重量平均分子量が５０万〜８０万でありガラス転移温度Ｔｇが−５０〜５０℃である第２の高分子量成分とからなり、（ｂ１）成分の含有量が（ｂ）高分子量成分１００質量部を基準として５０質量％以上であることが好ましい。

【0049】

（ｂ１）成分及び（ｂ２）成分共にアクリル系樹脂が好ましく、更に、ガラス転移温度Ｔｇが−５０℃〜５０℃で、グリシジルアクリレートまたはグリシジルメタクリレート等のエポキシ基またはグリシジル基を架橋性官能基として有する官能性モノマーを重合して得たエポキシ基含有（メタ）アクリル共重合体等のアクリル系樹脂がより好ましい。

【0050】

このような樹脂として、エポキシ基含有（メタ）アクリル酸エステル共重合体、エポキシ基含有アクリルゴム等を使用することができ、エポキシ基含有アクリルゴムがより好ましい。エポキシ基含有アクリルゴムは、アクリル酸エステルを主成分とし、主として、ブチルアクリレートとアクリロニトリル等の共重合体や、エチルアクリレートとアクリロニトリル等の共重合体等からなるエポキシ基を有しているゴムである。

【0051】

なお、（ｂ）高分子量成分の架橋性官能基としては、エポキシ基だけでなく、アルコール性またはフェノール性水酸基、カルボキシル基等の架橋性官能基が挙げられる。

【0052】

重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー法（ＧＰＣ）で標準ポリスチレンによる検量線を用いたポリスチレン換算値である。
ガラス転移温度は、ＤＳＣ（熱示差走査熱量計）（例えば、（株）リガク製「Ｔｈｅｒｍｏ Ｐｌｕｓ ２」）を用いて測定したものをいう。

【0053】

（ｂ１）成分の含有量は、（ｂ）高分子量成分１００質量部を基準としては５０％以上であることが好ましく、５５％〜９０％であることがより好ましい。（ｂ１）成分の含有量が５０％より多いと、粘度が低減できるため埋込性が良好になる。一方、（ｂ１）成分の含有量が９０％以下であると硬化後の接着強度がより良好になる。

【0054】

また、（ｂ）高分子量成分のガラス転移温度Ｔｇが５０℃以下であると、フィルム状接着剤１０の柔軟性が良好になる。一方、ガラス転移温度Ｔｇが−５０℃以上であると、フィルム状接着剤の柔軟性が高くなり過ぎないため、半導体ウェハをダイシングする際にフィルム状接着剤１０が切断しやすい。このため、バリの発生によりダイシング性が悪化することを抑えられる。

【0055】

（ｂ１）成分の重量平均分子量は、１０万以上４０万以下であることが好ましい。（ｂ１）成分の重量平均分子量が１０万以上であると、フィルム成膜性が良好になると共に、フィルム状接着剤１０の接着強度と耐熱性を高めることができる。（ｂ１）成分の重量平均分子量が４０万以下であると、ずり粘度を低減できるため、フィルム状接着剤１０の埋込性が良好になる。なお、接着強度は、後述のダイシェア強度を測定することができる。

【0056】

（ｂ２）成分の重量平均分子量は、５０万以上８０万以下であることが好ましい。（ｂ２）成分の重量平均分子量が５０万以上であると、（ｂ１）成分との併用により成膜性を向上させる効果が一段と良好になる。（ｂ２）成分の重量平均分子量が８０万以下であると未硬化フィルム状接着剤のずり粘度を低減できるため、埋込性が良好になる。また、未硬化フィルム状接着剤の切削性が改善し、ダイシングの品質が良好になる場合がある。

【0057】

（ｂ）高分子量成分は、全体でＴｇが−２０℃〜４０℃である高分子量成分が好ましく、Ｔｇが−１０℃〜３０℃である高分子量成分を含むことが好ましい。この場合、ダイシング時にフィルム状接着剤を切断しやすく樹脂くずが発生し難い点、接着力と耐熱性が高い点、また未硬化フィルム状接着剤の高い流動性を発現させることができる。

【0058】

（ｂ）高分子量成分は、（ａ）熱硬化性成分１００質量部に対して、２０〜１６０質量部含有することが好ましい。（ｂ）高分子量成分の含有量が２０質量部以上であると、フィルムの可とう性の低下を抑制できるともに、加熱後には低弾性化し、パッケージの反りが抑えられる。一方、（ｂ）高分子量成分の含有量が１６０質量部以下であると、未硬化フィルムの流動性が上昇し、埋込性が良好になる。

【0059】

更に、高い接着力を発現させるため、（ｂ１）成分のグリシジルアクリレートまたはグリシジルメタクリレート等の官能性モノマーのモノマー比率は５〜１５％が好ましく、１５０℃／１時間加熱後の引っ張り弾性率を低く維持する観点から、５〜１０％がより好ましい。ここで、「モノマー比率」とは、使用した全モノマーの全重量中の使用した官能性モノマーの重量の割合を意味する。

【0060】

本発明で使用する（ｂ）高分子量成分は、市販品として入手することも可能である。例えば、帝国化学産業（株）製の商品名「アクリルゴムＨＴＲ−８６０Ｐ−３０Ｂ−ＣＨＮ」等が挙げられる。この化合物は、架橋性官能基としてグリシジル部位を有し、アクリル酸誘導体からなるアクリルゴムをベース樹脂とする化合物であり、重量平均分子量が１０万〜３０万、ガラス転移温度Ｔｇ（−７℃）である。

【0061】

（ｃ）無機フィラーとしては、Ｂステージ状態におけるフィルム状接着剤のダイシング性の向上、フィルム状接着剤の取扱い性の向上、熱伝導性の向上、溶融粘度の調整、チクソトロピック性の付与、接着力の向上等の観点から、シリカフィラーを配合することが好ましい。

【0062】

本実施形態の接着剤組成物においては、未硬化フィルム状接着剤の流動性と破断性、硬化後フィルム状接着剤の引っ張り弾性率と接着力を制御する観点から、（ａ）熱硬化性成分１００質量部に対して、（ｃ）無機フィラーを１０〜９０質量部配合することが好ましい。上記下限値を下回る（ｃ）無機フィラーを配合した場合、未硬化フィルム状接着剤のダイシング性が悪化し、硬化後の接着力が低下することがある。一方、上記上限値を超える（ｃ）無機フィラーを配合した場合、未硬化フィルム状接着剤の流動性が低下し、硬化後の弾性率が高くなる傾向がある。

【0063】

（ｃ）無機フィラーは、未硬化フィルム状接着剤のダイシング性を向上し、硬化後の接着力を十分に発現させる目的で、平均粒径の異なる２種類以上のフィラーを混合することが好ましい。すなわち、未硬化フィルム状接着剤の破断性向上を目的とした平均粒径が０．２μｍ以上の第１のフィラーと、硬化後の接着力を十分に発現させることを目的とした平均粒径が０．２μｍ未満の第２のフィラーを含み、粒径が０．２μｍ以上の粒子が（ｃ）無機フィラー１００質量部を基準として３０質量％以上を占めることが好ましい。第１のフィラーの含有量が３０体積％未満の場合には、フィルムの破断性が悪化し、未硬化フィルム状接着剤の流動性が悪化する傾向にある。ここで「平均粒径」とはレーザー回折式粒度分布測定装置でアセトンを溶媒として分析した場合に得られる値とする。各種類のフィラー同士は、粒度分布測定装置で各平均粒径が判別できる程度に平均粒径の差が大きいことがより好ましい。

【0064】

（ｄ）硬化促進剤
また、良好な硬化性を得る目的で、（ｄ）硬化促進剤を添加することが好ましい。なお、反応性の観点からイミダゾール系の化合物が好ましい。反応性が高すぎる硬化促進剤は、フィルム状接着剤の製造工程中の加熱によりずり粘度を上昇させるだけではなく、経時による劣化を顕著に引き起こす傾向がある。一方、反応性が低すぎる硬化促進剤は、半導体装置の製造工程内の熱履歴ではフィルム状接着剤が完全には硬化することが困難となり、未硬化のまま製品内に搭載されることとなり、十分な接着性が得られず、半導体装置の接続信頼性を悪化させる可能性がある。

【0065】

硬化促進剤の添加量が少なすぎる場合には、半導体装置の製造工程内の熱履歴ではフィルム状接着剤が完全には硬化することが困難となり、未硬化のまま製品内に搭載されることとなり、その後の素子不具合を誘発するおそれがある。一方、硬化促進剤の添加量が多すぎる場合には、フィルム状接着剤の製造工程中の加熱によりずり粘度を上昇させるだけではなく、経時による劣化を顕著に引き起こす傾向がある。このような観点から、硬化促進剤は熱硬化性樹脂１００質量部に対して、０〜０．２０質量部含有することが好ましい。

【0066】

（ｅ）その他の成分：
本実施形態の接着剤組成物は、上記（ａ）〜（ｄ）成分の以外に、接着性向上の観点から、（ｅ）カップリング剤を含有することが好ましい。カップリング剤としては、γ−ウレイドプロピルトリエトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、３−フェニルアミノプロピルトリメトキシシラン、３−（２−アミノエチル）アミノプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。

【0067】

（フィルム状接着剤及び接着シート）
フィルム状接着剤１０は、基材フィルム上に上述した接着剤組成物のワニスを塗布して乾燥した接着剤組成物を接着シートとして用いることができる。具体的には、まず、（ａ）〜（ｄ）成分と必要に応じて上記（ｅ）カップリング剤等の他の添加成分を、有機溶媒中で混合、混練してワニスを調製する。

【0068】

上記の混合、混練は、通常の攪拌機、らいかい機、三本ロール、ボールミル等の分散機を用い、これらを適宜組み合わせて行うことができる。上記の加熱乾燥は、使用した溶媒が充分に揮散する条件であれば特に制限はないが、通常６０℃〜２００℃で、０．１〜９０分間加熱して行うことができる。

【0069】

上記ワニスを作製するための有機溶媒は、上記各成分を均一に溶解、混練または分散できるものであれば制限はなく、従来公知のものを使用することができる。このような溶媒としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶媒、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、Ｎメチルピロリドン、トルエン、キシレン等が挙げられる。乾燥速度が速く、価格が安い点でメチルエチルケトン、シクロヘキサノン等を使用することが好ましい。

【0070】

上記基材フィルムとしては、特に制限はなく、例えば、ポリエステルフィルム、ポリプロピレンフィルム（ＯＰＰフィルム等）、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリイミドフィルム、ポリエーテルイミドフィルム、ポリエーテルナフタレートフィルム、メチルペンテンフィルム等が挙げられる。

【0071】

次に、得られたワニスを基材フィルム上に塗布することによりワニスの層を形成する。次に、加熱乾燥によりワニス層から溶媒を除去した後、基材フィルムを除去することにより、フィルム状接着剤１０が得られる。

【0072】

厚膜のフィルム状接着剤１０を製造する方法の一つとして、予め得られたフィルム状接着剤１０と基材フィルム上に形成されたフィルム状接着剤１０とを張り合わせて製造する方法が挙げられる。

【0073】

フィルム状接着剤１０の膜厚は、第１の半導体素子及び半導体素子接続用のワイヤや、基板の配線回路等の凹凸を十分に充填可能とするため、２０〜２００μｍであることが好ましい。膜厚が２０μｍより薄いと、接着力が乏しくなる傾向があり、２００μｍより厚いと、経済的でなくなる上に、半導体装置の小型化の要求に応えることが困難となる。なお、接着性が高く、また、半導体装置を薄型化できる点で、フィルム状接着剤１０の膜厚は３０〜２００μｍがより好ましく、４０〜１５０μｍが更により好ましい。

【0074】

フィルム状接着剤１０は、図２に示すように、ワニスを塗布した基材フィルムを除去しないまま、基材フィルム２０上にフィルム状接着剤１０を積層した接着シート１００として用いることができる。

【0075】

また、図３に示すように、フィルム状接着剤１０は、基材フィルム２０が設けられた面とは反対側面にカバーフィルム３０を設けた、接着シート１１０としても用いることもできる。カバーフィルム３０としては、例えば、ＰＥＴフィルム、ＰＥフィルム、ＯＰＰフィルム等が挙げられる。

【0076】

また、フィルム状接着剤は、フィルム状接着剤１０をダイシングテープ上に積層したダイシング・ダイボンディング一体型接着シートとして用いることもできる。この場合、半導体ウェハへのラミネート工程が一回で済む点で、作業の効率化が可能である。

【0077】

ダイシングテープとしては、例えば、ポリテトラフルオロエチレンフィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリメチルペンテンフィルム、ポリイミドフィルム等のプラスチックフィルム等が挙げられる。また、ダイシングテープは、必要に応じて、プライマー塗布、ＵＶ処理、コロナ放電処理、研磨処理、エッチング処理等の表面処理が行われていてもよい。

【0078】

更に、ダイシングテープは粘着性を有するものが好ましく、上述のプラスチックフィルムに粘着性を付与したものを用いてもよいし、上述のプラスチックフィルムの片面に粘着剤層を設けてもよい。

【0079】

このようなダイシング・ダイボンディング一体型接着シートとしては、図４に示される接着シート１２０及び図５に示される接着シート１３０等が挙げられる。接着シート１２０は、図４に示すように、引張テンションを加えたときの伸びを確保できる基材フィルム４０上に粘着剤層５０が設けられたダイシングテープ６０を支持基材とし、ダイシングテープ６０の粘着剤層５０上に、フィルム状接着剤１０が設けられた構造を有している。接着シート１３０は、図５に示すように、接着シート１２０においてフィルム状接着剤１０の表面に基材フィルム２０が設けられている。

【0080】

基材フィルム４０としては、ダイシングテープについて記載した上述のプラスチックフィルムが挙げられる。また、粘着剤層５０は、例えば、液状成分及び高分子量成分を含み適度なタック強度を有する樹脂組成物が挙げられる。粘着剤層５０を基材フィルム４０上に塗布し乾燥する、または、ＰＥＴフィルム等の基材フィルムに塗布・乾燥させた粘着剤層を基材フィルム４０と貼り合せることでダイシングテープは形成可能である。タック強度は、例えば、液状成分の比率、高分子量成分のＴｇを調整することにより、所望の値に設定される。

【0081】

接着シート１２０及び接着シート１３０等のダイシング・ダイボンディング一体型接着シートを半導体装置の製造に用いる場合、ダイシング時に半導体素子が飛散しない粘着力を有し、その後のピックアップ時にはダイシングテープから容易に剥離できることが必要である。

【0082】

かかる特性は、上述したように粘着剤層のタック強度の調整、光反応等によるタック強度を変化させることによって得ることができるが、フィルム状接着剤の粘着性が高すぎるとピックアップが困難になることがある。そのため、フィルム状接着剤１０のタック強度を適宜調節することが好ましい。その方法としては、例えば、フィルム状接着剤１０の室温（２５℃）におけるフローを上昇させると粘着強度及びタック強度も上昇する傾向があり、フローを低下させると粘着強度及びタック強度も低下する傾向があることを利用すればよい。

【0083】

例えば、フローを上昇させる場合には、可塑剤として機能する化合物の含有量の増加等の方法が挙げられる。フローを低下させる場合には、例えば、可塑剤として機能する化合物の含有量を減らす方法が挙げられる。上記可塑剤としては、例えば、単官能のアクリルモノマー、単官能エポキシ樹脂、液状エポキシ樹脂、アクリル系樹脂等が挙げられる。

【0084】

ダイシングテープ６０上にフィルム状接着剤１０を積層する方法としては、上述した接着剤組成物のワニスを全面に塗布し乾燥する、または印刷により部分的に塗工する方法のほか、予め作製した本発明のフィルム状接着剤１０をダイシングテープ６０上に、プレス、ホットロールラミネートにより積層する方法が挙げられる。本実施形態においては、連続的に製造でき、効率がよい点で、ホットロールラミネートによる方法が好ましい。

【0085】

ダイシングテープ６０の膜厚は、特に制限はなく、フィルム状接着剤１０の膜厚やダイシング・ダイボンディング一体型接着シートの用途によって適宜、当業者の知識に基づいて定めることができる。ダイシングテープ６０の厚みが６０μｍを下回ると、取扱い性が悪く、またダイシングにより個片化された半導体素子をダイシングテープ６０から剥離する工程でのエキスパンドによりダイシングテープ６０が破れる傾向が高い。一方、経済性と取扱い性の良さという観点から、ダイシングテープ６０の厚みは、１８０μｍ以下であることが好ましく、以上より、ダイシングテープ６０の膜厚は６０〜１８０μｍであることが好ましい。

【0086】

（半導体装置）
図６は、本実施形態に係る半導体装置を示す断面図である。図６に示すように、半導体装置２００は、第１の半導体素子Ｗａ上に、第２の半導体素子Ｗａａが積み重ねられた半導体装置である。詳細には、基板１４に、第１のワイヤ８８を介して１段目の第１の半導体素子Ｗａがワイヤボンディング接続されると共に、第１の半導体素子Ｗａ上に、第１の半導体素子Ｗａの面積よりも大きい２段目の第２の半導体素子Ｗａａがフィルム状接着剤１０を介して圧着されることで、第１のワイヤ８８及び第１の半導体素子Ｗａがフィルム状接着剤１０に埋め込まれてなるワイヤ埋込型の半導体装置である。また、半導体装置２００では、基板１４と第２の半導体素子Ｗａａとが更に第２のワイヤ９８を介して電気的に接続されると共に、第２の半導体素子Ｗａａが封止材４２により封止されている。

【0087】

第１の半導体素子Ｗａの厚みは、１０〜１７０μｍであり、第２の半導体素子Ｗａａの厚みは２０〜４００μｍである。フィルム状接着剤１０の厚みは、２０〜２００μｍであり、好ましくは３０〜２００μｍであり、より好ましくは４０〜１５０μｍである。フィルム状接着剤１０内部に埋め込まれている第１の半導体素子Ｗａは、半導体装置２００を駆動するためのコントローラチップである。

【0088】

基板１４は、表面に回路パターン８４，９４がそれぞれ二箇所ずつ形成された有機基板９０からなる。第１の半導体素子Ｗａは、回路パターン９４上に接着剤４１を介して圧着されており、第２の半導体素子Ｗａａは、第１の半導体素子Ｗａが圧着されていない回路パターン９４、第１の半導体素子Ｗａ、及び回路パターン８４の一部を覆うようにフィルム状接着剤１０を介して基板１４に圧着されている。基板１４上の回路パターン８４，９４に起因する凹凸の段差には、フィルム状接着剤１０が埋め込まれている。そして、樹脂製の封止材４２により、第２の半導体素子Ｗａａ、回路パターン８４及び第２のワイヤ９８が封止されている。

【0089】

（半導体装置の製造方法）
本実施形態に係る半導体装置２００は、以下の手順により製造される。まず、図７に示すように、基板１４上の回路パターン９４上に、接着剤４１付き第１の半導体素子Ｗａを圧着し、第１のワイヤ８８を介して基板１４上の回路パターン８４と第１の半導体素子Ｗａとを電気的にボンディング接続する（第１のダイボンディング工程）。

【0090】

次に、厚み５０μｍの半導体ウェハ（サイズ：８インチ）の片面に、接着シート１００をラミネートし、基材フィルム２０を剥がすことで、半導体ウェハの片面にフィルム状接着剤１０（厚み１３５μｍ）を貼り付ける。そして、フィルム状接着剤１０にダイシングテープ６０を貼り合わせた後、７．５ｍｍ角にダイシングすることにより、図８に示すように、フィルム状接着剤１０が貼付した第２の半導体素子Ｗａａを得る（ラミネート工程）。

【0091】

ラミネート工程は、５０〜１００℃で行うことが好ましく、６０〜８０℃で行うことがより好ましい。ラミネート工程の温度が５０℃以上であると、半導体ウェハと良好な密着性を得ることができる。ラミネート工程の温度が１００℃以下であると、ラミネート工程中にフィルム状接着剤１０が過度に流動することが抑えられるため、厚みの変化等を引き起こすことを防止できる。

【0092】

ダイシング方法としては、回転刃を用いるブレードダイシング、レーザーによりフィルム状接着剤またはウェハとフィルム状接着剤の両方を切断する方法、また常温または冷却条件下での伸張など汎用の方法が挙げられる。

【0093】

そして、フィルム状接着剤１０が貼付した第２の半導体素子Ｗａａを、第１の半導体素子Ｗａが第１のワイヤ８８を介してボンディング接続された基板１４に圧着する。具体的には、図９に示すように、フィルム状接着剤１０が貼付した第２の半導体素子Ｗａａを、フィルム状接着剤１０が第１の半導体素子Ｗａを覆うように載置し、次いで、図１０に示すように、第２の半導体素子Ｗａａを基板１４に圧着させることで基板１４に第２の半導体素子Ｗａａを固定する（ダイボンド工程）。ダイボンド工程は、フィルム状接着剤１０を８０〜１８０℃、０．０１〜０．５０ＭＰａの条件で０．５〜３．０秒間圧着することが好ましい。ダイボンド工程の後、フィルム状接着剤１０を６０〜１７５℃、０．３〜０．７ＭＰａの条件で、５分間以上加圧及び加熱する。

【0094】

次いで、図１１に示すように、基板１４と第２の半導体素子Ｗａａとを第２のワイヤ９８を介して電気的に接続した後（第２のワイヤボンディング工程）、回路パターン８４、第２のワイヤ９８及び第２の半導体素子Ｗａａを封止材４２で封止する。このような工程を経ることで半導体装置２００を製造することができる。

【0095】

以上説明したように、この半導体装置２００では、基板１４上に第１のワイヤ８８を介して第１の半導体素子Ｗａがワイヤボンディング接続されると共に、第１の半導体素子Ｗａ上に、第１の半導体素子Ｗａの面積よりも大きい第２の半導体素子Ｗａａがフィルム状接着剤１０を介して圧着されることで、第１のワイヤ８８及び第１の半導体素子Ｗａがフィルム状接着剤１０に埋め込まれてなるワイヤ埋込型の半導体装置であって、フィルム状接着剤１０は、硬化後における５０℃での弾性率が１０００ＭＰａ以下、硬化後における１５０℃〜２６０℃の弾性率が２０ＭＰａ以下であり、ガラス転移温度Ｔｇが１５０℃以下である。

【0096】

半導体装置２００は、第２の半導体素子Ｗａａを第１の半導体素子Ｗａの上に圧着するために用いられたフィルム状接着剤１０が、硬化後において低弾性であり、低いガラス転移温度Ｔｇを示す。このため、薄型の第２の半導体素子Ｗａａを使用した場合でも、フィルム状接着剤１０が硬化した後の半導体装置２００の反りを抑制することができる。これにより、半導体装置２００の応力が緩和され、良好な接続信頼性を示す半導体装置を得ることができる。

【0097】

また、半導体装置２００では、基板１４と第２の半導体素子とが更に第２のワイヤ９８を介して電気的に接続されると共に、第２の半導体素子Ｗａａが封止材４２により封止されている。この場合、得られる半導体装置の信頼性が更に高まる。

【0098】

本実施形態に係る半導体装置の製造方法は、基板１４上に第１のワイヤ８８を介して第１の半導体素子Ｗａを電気的に接続する第１のダイボンディング工程と、第２の半導体素子Ｗａａの片面に、第２の半導体素子Ｗａａの形状に合わせてフィルム状接着剤１０を貼付するラミネート工程と、フィルム状接着剤１０が貼付された第２の半導体素子Ｗａａを、フィルム状接着剤１０が第１の半導体素子Ｗａを覆うように載置し、フィルム状接着剤１０を８０〜１８０℃、０．０１〜０．５０ＭＰａの条件で、０．５〜３．０秒間圧着することで、第１のワイヤ８８及び第１の半導体素子Ｗａをフィルム状接着剤１０に埋め込むダイボンド工程と、を備える。この場合、半導体装置２００を安定的に製造することができる。

【0099】

また、本実施形態に係る半導体装置の製造方法では、ダイボンド工程の直後の工程として、フィルム状接着剤１０を６０〜１７５℃、０．３〜０．７ＭＰａの条件で、５分間以上加圧及び加熱する工程を備えている。この場合、ダイボンド工程において、残存したわずかなボイドを消失させることができるため、歩留まりを安定させながら、より容易に半導体装置を製造することができる。

【0100】

以上、本発明に係るフィルム状接着剤、接着シート、半導体装置及び半導体装置の製造方法の好適な実施形態について説明したが、本発明は必ずしも上述した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を行ってもよい。

【0101】

半導体装置２００において、基板１４は、表面に回路パターン８４，９４がそれぞれ二箇所ずつ形成された有機基板９０であったが、基板１４としてはこれに限られず、リードフレームなどの金属基板を用いてもよい。

【0102】

半導体装置２００は、第１の半導体素子Ｗａ上に第２の半導体素子Ｗａａが積層されており、二段に半導体素子が積層された構成を有していたが、半導体装置の構成はこれに限られない。第２の半導体素子Ｗａａの上に第３の半導体素子を更に積層されていても構わないし、第２の半導体素子Ｗａａの上に複数の半導体素子が更に積層されていても構わない。積層される半導体素子の数が増加するにつれて、得られる半導体装置の容量を増やすことができる。

【0103】

本実施形態に係る半導体装置の製造方法では、ラミネート工程において、半導体ウェハの片面に、図２に示す接着シート１００をラミネートし、基材フィルム２０を剥がすことで、フィルム状接着剤１０を貼り付けていたが、ラミネート時に用いる接着シートはこれに限られない。接着シート１００の代わりに、図４及び５に示すダイシング・ダイボンディング一体型接着シート１２０，１３０を用いることができる。この場合、半導体ウェハをダイシングする際にダイシングテープ６０を別途貼り付ける必要がない。

【0104】

ラミネート工程において、半導体ウェハではなく、半導体ウェハを個片化して得られた半導体素子を、接着シート１００にラミネートしても構わない。この場合、ダイシング工程を省略することができる。

【実施例】

【0105】

以下、実施例を挙げて本発明についてより具体的に説明する。ただし、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。

【0106】

（実施例１〜６及び比較例３）
表１または表２に示す品名及び組成比（単位：質量部）の（ａ）熱硬化性樹脂としてのエポキシ樹脂及びフェノール樹脂、（ｃ）無機フィラーからなる組成物にシクロヘキサノンを加え、撹拌混合した。これに、表１または表２に同様に示す、（ｂ）高分子量成分としてのアクリルゴムを加えて撹拌し、更に表１または表２に同様に示す（ｅ）カップリング剤及び（ｄ）硬化促進剤を加えて各成分が均一になるまで撹拌してワニスを得た。

【0107】

なお、表１及び表２中の各成分の記号は下記のものを意味する。

【0108】

（エポキシ樹脂）
Ｒ７１０：（商品名、（株）プリンテック製、ビスフェノール型エポキシ樹脂、エポキシ当量１７０、常温で液状、重量分子量約３４０）。
ＹＤＦ−８１７０Ｃ：（商品名、東都化成（株）製、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、エポキシ当量１５９、常温で液体、重量分子量約３１０）。
ＶＧ３１０１Ｌ：（商品名、（株）プリンテック製、多官能エポキシ樹脂、エポキシ当量２１０、軟化点３９〜４６℃）
ＳＲ３５Ｋ：（商品名、株式会社プリンテック製、エポキシ樹脂、エポキシ当量：９３０〜９４０、軟化点：８６〜９８℃）。
ＹＤＣＮ−７００−１０：（商品名、東都化成（株）製、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、エポキシ当量２１０、軟化点７５〜８５℃）。

【0109】

（フェノール樹脂）
ＬＦ−４８７１：（商品名、ＤＩＣ（株）製、水酸基当量１１８、吸水率１質量％、加熱質量減少率４質量％）。
ミレックスＸＬＣ−ＬＬ：（商品名、三井化学（株）製、フェノール樹脂、水酸基当量１７５、軟化点７７℃、吸水率１質量％、加熱質量減少率４質量％）。
ＨＥ２００Ｃ−１０：（商品名、エア・ウォーター（株）製、フェノール樹脂、水酸基当量２００、軟化点６５〜７６℃、吸水率１質量％、加熱質量減少率４質量％）。
ＨＥ９１０−１０：（商品名、エア・ウォーター（株）製、フェノール樹脂、水酸基当量１０１、軟化点８３℃、吸水率１質量％、加熱質量減少率３質量％）。
ＫＡ１１６３：：（商品名、ＤＩＣ株式会社製、フェノール樹脂、水酸基当量：１１８、軟化点：１０５〜１１５℃、加熱質量減少率４質量％）

【0110】

（無機フィラー）
ＳＣ２０５０−ＨＬＧ：（商品名、アドマテックス（株）製、シリカフィラー分散液、平均粒径０．５０μｍ）。
ＳＣ１０３０−ＨＪＡ：（商品名、アドマテックス（株）製、シリカフィラー分散液、平均粒径０．２５μｍ）。
アエロジルＲ９７２：（商品名、日本アエロジル（株）製、シリカ、平均粒径０．０１６μｍ）。

【0111】

（高分子量成分）
アクリルゴムＨＴＲ−８６０Ｐ−３０Ｂ−ＣＨＮ：（サンプル名、帝国化学産業（株）製、重量平均分子量２３万、グリシジル官能基モノマー比率８％、Ｔｇ：−７℃）。
アクリルゴムＨＴＲ−８６０Ｐ：（サンプル名、帝国化学産業（株）製、重量平均分子量８０万、グリシジル官能基モノマー比率３％、Ｔｇ：−７℃）。

【0112】

（カップリング剤）
Ａ−１１６０：（商品名、ＧＥ東芝（株）製、γ−ウレイドプロピルトリエトキシシラン）。
Ａ−１８９：（商品名、ＧＥ東芝（株）製、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン）。

【0113】

（硬化促進剤）
キュアゾール２ＰＺ−ＣＮ：（商品名、四国化成工業（株）製、１−シアノエチル−２−フェニルイミダゾール）。

【表1】

【0114】

【表2】

【0115】

次に、得られたワニスを１００メッシュのフィルターでろ過し、真空脱泡した。真空脱泡後のワニスを、基材フィルムとしての、厚さ３８μｍの離型処理を施したポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム上に塗布した。塗布したワニスを、９０℃で５分間、続いて１４０℃で５分間の２段階で加熱乾燥した。こうして、基材フィルムとしてのＰＥＴフィルム上に、Ｂステージ状態にある厚み６０μｍのフィルム状接着剤を備えた接着シートを得た。

【0116】

＜各種物性の評価＞
得られた接着シートのフィルム状接着剤について、ずり粘度、１７５℃加圧オーブン硬化後の埋込性、硬化後の引っ張り弾性率、パッケージの反り、接着強度の測定、並びに、耐リフロー性の評価を行った。

【0117】

［ずり粘度測定］
フィルム状接着剤のずり粘度は下記の方法により評価した。
上記接着シート（厚み１３５μｍ）から、基材フィルムを剥離除去し、厚み方向に１０ｍｍ角に打ち抜くことで、１０ｍｍ角、厚み１６０μｍの四角形の積層体を得た。動的粘弾性装置ＡＲＥＳ（レオメトリック・サイエンティフィック社製）に直径８ｍｍの円形アルミプレート治具をセットし、更にここに打ち抜いたフィルム状接着剤の積層体をセットした。その後、３５℃で５％の歪みを与えながら５℃／分の昇温速度で１７５℃まで昇温させながら測定し、ずり粘度の値が５０００Ｐａ・ｓとなる温度を記録した。

【0118】

［１７５℃加圧オーブン硬化後の埋込性］
フィルム状接着剤の１７５℃加圧オーブン硬化後の埋込性を下記の方法により評価した。
上記で得られた接着シートのフィルム状接着剤（厚み１３５μｍ）を、厚み５０μｍの半導体ウェハ（８インチ）に７０℃で貼り付けた。次に、それらを７．５ｍｍ角にダイシングして半導体素子を得た。
また、日立化成工業製のＦＨ−ＳＣ１３−１０（厚み２０μｍ）を厚み５０μｍの半導体ウェハ（８インチ）に７０℃で貼り付けた。次に、それらを３．０ｍｍ角にダイシングしてチップを得た。
個片化したＦＨ−ＳＣ１３−１０付きのチップを、表面凹凸が最大６μｍである評価用基板に１３０℃、０．２０ＭＰａ、２秒間の条件で圧着し、１２０℃／２時間加熱し、半硬化させた。
次に、このようにして得られたサンプルに、本発明で使用したフィルム状接着剤付きの７．５ｍｍ角チップを１２０℃、０．２０ＭＰａ、２秒間の条件で圧着した。この際、先に圧着しているＦＨ−ＳＣ１３−１０付きチップが真ん中にくるように位置合わせをした。
得られたサンプルを加圧オーブンに投入し、３５℃から３℃／分の昇温速度で１７５℃まで昇温させ、１７５℃で３０分加熱した。
このようにして得られたサンプルを超音波映像装置ＳＡＴ（日立建機製、品番ＦＳ２００ＩＩ、プローブ：２５ＭＨｚ）にて分析し、埋込性を確認した。埋込性の評価基準は以下の通りである。
○：ボイドの割合が５％未満。
×：ボイドの割合が５％以上。

【0119】

［硬化後の引っ張り弾性率の測定］
フィルム状接着剤の硬化後の引っ張り弾性率は下記の方法により評価した。
上記接着シート（厚み１３５μｍ）から、基材フィルムを剥離除去した後、厚み方向に４ｍｍ幅、長さ３０ｍｍに切り出し、１２０℃のオーブンで２時間、１７０℃で３時間加熱した。得られたサンプルを動的粘弾性装置（製品名：Ｒｈｅｏｇｅｌ−Ｅ４０００、（株）ＵＭＢ製）にセットし、引張り荷重をかけて、周波数１０Ｈｚ、昇温速度３℃／分で測定し、５０℃、１５０〜２６０度での測定値を記録した。また、測定中のＴａｎδの値が最大となる最大温度をＴｇとして定義した。

【0120】

［反り量の評価］
フィルム状接着剤を用いて作製した接着剤付きチップを基板へ実装した際の反り量は、下記の方法により評価した。
上記［１７５℃加圧オーブン硬化後の埋込性の評価］で得たサンプルと同様にしてサンプルを作製した。得られたサンプルを１７０℃で３時間硬化させた後、チップの対角線方向に８ｍｍの距離上を表面粗さ計で測定し、得られた測定値の最大値と最小値との差を硬化前のサンプルの反り量とした。本反り量が１００μｍ以下であるものを○とし、１００μｍ以上のものは×とした。

【0121】

［接着強度の測定］
フィルム状接着剤のダイシェア強度（接着強度）を下記の方法により測定した。
まず、上記で得られた接着シートのフィルム状接着剤（厚み１３５μｍ）を厚み４００μｍの半導体ウェハに７０℃で貼り付けた。次に、それらを５．０ｍｍ角にダイシングして半導体素子を得た。個片化した半導体素子のフィルム状接着剤側をＡＵＳ３０８を塗布した基板上に１２０℃、０．１ＭＰａ、５秒間の条件で熱圧着してサンプルを得た。その後、得られたサンプルの接着剤を１２０℃で２時間、１７０℃で３時間加熱し、硬化させた。更に、接着剤硬化後のサンプルを８５℃、６０ＲＨ％条件の下、１６８時間放置した。その後、サンプルを２５℃、５０％ＲＨ条件下で３０分間放置し、２５０℃でダイシェア強度を測定し、これを接着強度とした。

【0122】

［耐リフロー性の評価］
フィルム状接着剤の耐リフロー性を下記の方法により評価した。
上記［１７５℃加圧オーブン硬化後の埋込性の評価］で得たサンプルと同様にしてサンプルを作製した。得られたサンプルはモールド用封止材（日立化成工業（株）製、商品名「ＣＥＬ−９７５０ＺＨＦ１０）を用いて、１７５℃／６．７ＭＰａ／９０秒の条件で樹脂封止し、１７５℃、５時間の条件で封止材を硬化させてパッケージを得た。

【0123】

上記のパッケージを２４個準備し、これらをＪＥＤＥＣで定めた環境下（レベル３、３０℃、６０ＲＨ％、１９２時間）に曝して吸湿させた。続いて、ＩＲリフロー炉（２６０℃、最高温度２６５℃）に吸湿後のパッケージを３回通過させた。パッケージの破損や厚みの変化、フィルム状接着剤と半導体素子との界面での剥離等が１個も観察されない場合を「○」、１個でも観察された場合を「×」と評価した。結果を表３及び４に示す。

【0124】

【表3】

【0125】

【表4】

【0126】

表３、４に示した結果から明らかなように、実施例１〜４の接着シートは、実施例５，６及び比較例３の接着シートと比較して、１７５℃加圧オーブン後の埋込性に優れ、硬化後のパッケージ反りが小さく、耐リフロー性にも優れることが確認された。

【符号の説明】

【0127】

１０…フィルム状接着剤、１４…基板、４２…樹脂（封止材）、８８…第１のワイヤ、９８…第２のワイヤ、２００…半導体装置、Ｗａ…第１の半導体素子、Ｗａａ…第２の半導体素子。

【要約】

【課題】薄型化された半導体素子を用いても良好な接続信頼性を示すフィルム状接着剤及びダイシングダイボンディング一体型接着シートを提供すること。
【解決手段】基板１４上に第１のワイヤ８８を介して第１の半導体素子Ｗａがワイヤボンディング接続されると共に、第１の半導体素子Ｗａ上に、第２の半導体素子Ｗａａが圧着されてなる半導体装置２００において、フィルム状接着剤１０は、第２の半導体素子Ｗａａを圧着すると共に、第１のワイヤ８８及び第１の半導体素子Ｗａを埋め込むために用いられる。フィルム状接着剤１０では、硬化後における５０℃での弾性率が１０００ＭＰａよりも大きく、かつ、１６００ＭＰａ以下、硬化後における１５０℃〜２６０℃の弾性率が６３０ＭＰａ以下であり、ガラス転移温度Ｔｇが１５５℃以下である。フィルム状接着剤１０は、エポキシ樹脂及びフェノール樹脂を含む。
【選択図】図６

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】