特開 2023-168383 半導体用接着フィルム、ダイシングダイボンディングフィルム、及び半導体装置を製造する方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023168383

(43)【公開日】2023-11-24

(54)【発明の名称】半導体用接着フィルム、ダイシングダイボンディングフィルム、及び半導体装置を製造する方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/52 20060101AFI20231116BHJP

   C09J 7/30 20180101ALI20231116BHJP

   C09J 163/00 20060101ALI20231116BHJP

   C09J 11/06 20060101ALI20231116BHJP

   C09J 11/04 20060101ALI20231116BHJP

【ＦＩ】

H01L21/52 E

C09J7/30

C09J163/00

C09J11/06

C09J11/04

【審査請求】未請求

【請求項の数】13

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023152168

(22)【出願日】2023-09-20

(62)【分割の表示】P 2022056403の分割

【原出願日】2022-03-30

(71)【出願人】

【識別番号】000004455

【氏名又は名称】株式会社レゾナック

(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】100140578

【弁理士】

【氏名又は名称】沖田 英樹

(72)【発明者】

【氏名】丹羽 孝明

(72)【発明者】

【氏名】谷口 紘平

(72)【発明者】

【氏名】黒田 孝博

(72)【発明者】

【氏名】尾崎 義信

(72)【発明者】

【氏名】大河原 奎佑

(57)【要約】

【課題】半導体チップを被着体に接着するために用いられる熱硬化性の半導体用接着フィルムに関して、熱硬化にともなう接着フィルムの厚み方向の局所的な変形を抑制すること。
【解決手段】基板と前記基板に搭載された第一の半導体チップと基板上で第一の半導体チップの周囲に配置された複数のスペーサとを有する構造体上に、第二の半導体チップ及び接着フィルムを配置することと、接着フィルムを熱硬化させ、それにより第二の半導体チップを前記構造体に接着することとを含む方法によって半導体装置を製造するために用いられる熱硬化性の半導体用接着フィルム。接着フィルムが、９０～１８０℃の範囲において、２５００Ｐａ・ｓ以上１００００Ｐａ・ｓ以下の最低溶融粘度を示す。最低溶融粘度が、昇温速度５℃／分、及び周波数１Ｈｚの条件で９０～１８０℃の範囲を含む温度範囲の接着フィルムの動的粘弾性を測定することによって求められる値である。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板と前記基板に搭載された第一の半導体チップと前記基板上で前記第一の半導体チップの周囲に配置された複数のスペーサとを有する構造体を準備することと、
前記構造体上に、第二の半導体チップ及び接着フィルムを、前記接着フィルムが前記構造体と前記第二の半導体チップとの間に介在するように配置することと、
前記接着フィルムを熱硬化させ、それにより前記第二の半導体チップを前記構造体に接着することと、
を含む方法によって半導体装置を製造するために用いられる熱硬化性の半導体用接着フィルムであって、
当該接着フィルムが、９０～１８０℃の範囲において、２５００Ｐａ・ｓ以上１００００Ｐａ・ｓ以下の最低溶融粘度を示し、
前記最低溶融粘度が、昇温速度５℃／分、及び周波数１Ｈｚの条件で９０～１８０℃の範囲を含む温度範囲の当該接着フィルムの動的粘弾性を測定することによって求められる値である、半導体用接着フィルム。

【請求項2】

当該接着フィルムが、エポキシ樹脂を含む熱硬化性樹脂と、硬化剤と、イミダゾール化合物と、を含む、請求項１に記載の半導体用接着フィルム。

【請求項3】

前記イミダゾール化合物の含有量が、前記エポキシ樹脂の含有量１００質量部に対して０．３０～５．０質量部である、請求項２に記載の半導体用接着フィルム。

【請求項4】

当該接着フィルムが無機フィラーを含み、前記無機フィラーの含有量が、当該接着フィルムの質量を基準として３５～５０質量％である、請求項１～３のいずれか一項に記載の半導体用接着フィルム。

【請求項5】

当該接着フィルムがエラストマーを含み、前記エラストマーの含有量が、当該接着フィルムの質量を基準として１５～３０質量％である、請求項１～４のいずれか一項に記載の半導体用接着フィルム。

【請求項6】

当該接着フィルムが２５～８０μｍの厚さを有する、請求項１～５のいずれか一項に記載の半導体用接着フィルム。

【請求項7】

前記基板からの前記スペーサの高さが、前記基板からの前記第一の半導体チップの高さより大きい、請求項１～６のいずれか一項に記載の半導体用接着フィルム。

【請求項8】

前記接着フィルムが前記第一の半導体チップと接するように、前記接着フィルムが熱硬化される、請求項１～７のいずれか一項に記載の半導体用接着フィルム。

【請求項9】

ダイシングフィルムと、
前記ダイシングフィルム上に設けられた請求項１～６のいずれか一項に記載の半導体用接着フィルムと、
を備えるダイシングダイボンディングフィルム。

【請求項10】

基板及び該基板に搭載された第一の半導体チップと前記基板上で前記第一の半導体チップの周囲に配置されたスペーサとを有する構造体上に、第二の半導体チップ及び接着フィルムを、前記接着フィルムが前記構造体と前記第二の半導体チップとの間に介在するように配置することと、
前記接着フィルムを熱硬化させ、それにより前記第二の半導体チップを前記構造体に接着することと、
を含み、
前記接着フィルムが請求項１～６のいずれか一項に記載の半導体用接着フィルムである、
半導体装置を製造する方法。

【請求項11】

前記基板からの前記スペーサの高さが、前記基板からの前記第一の半導体チップの高さより大きい、請求項１０に記載の方法。

【請求項12】

前記接着フィルムが前記第一の半導体チップと接するように、前記接着フィルムが熱硬化される、請求項１０又は１１に記載の方法。

【請求項13】

当該方法が、前記第一の半導体チップ及び前記第二の半導体チップを封止する封止層を形成することを更に含む、請求項１０～１２のいずれか一項に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、半導体用接着フィルム、ダイシングダイボンディングフィルム、及び半導体装置を製造する方法に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体チップを被着体に接着するための半導体用接着フィルムにより、他の半導体チップに接続されたワイヤを埋め込むことが必要とされることがある（例えば特許文献１）。このようなワイヤ埋込型の接着フィルムは、ワイヤを適切に埋め込むために、その熱硬化の過程において、ある程度高い流動性を有することが求められる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第６１３５２０２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところが、ある程度高い流動性を有する従来の接着フィルムは、熱硬化の過程でその厚み方向の変形を生じ、その結果、接着フィルムが局所的に薄くなった部分が発生することがある。接着フィルムが局所的に薄くなった部分は、例えば半導体チップにおけるクラックの原因となり得る。

【0005】

本開示の一側面は、半導体チップを、他の半導体チップに接続されたワイヤを埋め込みながら被着体に接着するために用いられる熱硬化性の半導体用接着フィルムに関して、熱硬化にともなう接着フィルムの厚み方向の局所的な変形を抑制することに関する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の一側面は、半導体チップを、他の半導体チップに接続されたワイヤを埋め込みながら被着体に接着するために用いられる熱硬化性の半導体用接着フィルムに関する。当該接着フィルムが、９０～１８０℃の範囲において、２５００Ｐａ・ｓ以上１００００Ｐａ・ｓ以下の最低溶融粘度を示す。前記ｔａｎδの最大値及び前記最低溶融粘度は、昇温速度５℃／分、及び周波数１Ｈｚの条件で昇温速度５℃／分、及び周波数１Ｈｚの条件で９０～１８０℃の範囲を含む温度範囲の当該接着フィルムの動的粘弾性を測定することによって求められる値である。

【0007】

本開示の別の一側面は、ダイシングフィルムと、前記ダイシングフィルム上に設けられた上記半導体用接着フィルムと、を備えるダイシングダイボンディングフィルムに関する。

【0008】

本開示の更に別の一側面は、基板及び該基板に搭載された第一の半導体チップを有する構造体上に、第二の半導体チップ及び接着フィルムを、前記接着フィルムが前記構造体と前記第二の半導体チップとの間に介在するように配置することと、前記接着フィルムを熱硬化させ、それにより前記第二の半導体チップを前記構造体に接着することと、を含む、半導体装置を製造する方法に関する。前記接着フィルムが、上記半導体用接着フィルムであることができる。前記第一の半導体チップにワイヤが接続されており、前記ワイヤの一部又は全体が、前記接着フィルムによって埋め込まれる。

【発明の効果】

【0009】

半導体チップを、他の半導体チップに接続されたワイヤを埋め込みながら被着体に接着するために用いられる熱硬化性の半導体用接着フィルムに関して、熱硬化にともなう接着フィルムの厚み方向の局所的な変形を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】接着フィルムを有する積層フィルムの一例を示す断面図である。

【図2】半導体装置を製造する方法の一例を示す断面図である。

【図3】半導体装置を製造する方法の一例を示す断面図である。

【図4】半導体装置を製造する方法の一例を示す断面図である。

【図5】半導体装置を製造する方法の一例を示す断面図である。

【図6】半導体装置を製造する方法の一例を示す断面図である。

【図7】接着フィルムのずり粘度と温度との関係を示すグラフである。

【図8】接着フィルムのｔａｎδと温度との関係を示すグラフである。

【図9】硬化にともなう接着フィルムの変形を評価するための評価用接着体を示す模式断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

本発明は以下の例に限定されない。以下の例において、その構成要素（ステップ等も含む）は、特に明示した場合を除き、必須ではない。各図における構成要素の大きさは概念的なものであり、構成要素間の大きさの相対的な関係は各図に示されたものに限定されない。以下に例示される数値及びその範囲も、本開示を制限するものではない。

【0012】

本明細書において「～」を用いて示された数値範囲は、「～」の前後に記載される数値をそれぞれ最小値及び最大値として含む範囲を示す。本明細書中に段階的に記載されている数値範囲において、一つの数値範囲で記載された上限値又は下限値は、他の段階的な記載の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよい。本明細書中に記載されている数値範囲において、その数値範囲の上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。

【0013】

本明細書において、（メタ）アクリレートは、アクリレート又はそれに対応するメタクリレートを意味する。（メタ）アクリロイル基、（メタ）アクリル共重合体等の他の類似表現についても同様である。

【0014】

図１は、接着フィルムを有する積層フィルムの一例を示す断面図である。図１に示される積層フィルム５０は、基材２０と、接着フィルム１２と、保護フィルム３０とをこの順に備える。接着フィルムは、接着フィルム１２は、半導体チップを、他の半導体チップに接続されたワイヤを埋め込みながら被着体に接着するために用いられる熱硬化性の半導体用接着フィルムであることができる。基材２０がダイシングフィルムであってもよく、その場合、積層フィルム５０をダイシングダイボンディングフィルムとして用いることができる。

【0015】

接着フィルム１２は、９０～１８０℃の範囲において、２５００Ｐａ・ｓ以上１００００Ｐａ・ｓ以下の最低溶融粘度を示してもよい。接着フィルム１２が、９０～１８０℃の範囲において、１．０以下のｔａｎδの最大値を示してもよい。最低溶融粘度及びｔａｎδの最大値は、昇温速度５℃／分、及び周波数１Ｈｚの条件で９０～１８０℃の範囲を含む温度範囲の接着フィルム１２の動的粘弾性を測定することによって求められる値である。

【0016】

接着フィルムの最低溶融粘度は、接着フィルム１２の動的粘弾性測定によって測定されるずり粘度（又は複素粘性率η^＊）の最小値を意味する。接着フィルム１２のずり粘度は、通常、温度の上昇にともなって低下した後、硬化反応の進行にともなって上昇する。接着フィルム１２の最低溶融粘度が１００００Ｐａ・ｓ以下であると、接着フィルム１２が適切にワイヤ等を埋め込むことができる。同様の観点から、接着フィルム１２の最低溶融粘度が９０００Ｐａ・ｓ以下、８５００Ｐａ・ｓ以下、８０００Ｐａ・ｓ以下、７５００Ｐａ・ｓ以下、７０００Ｐａ・ｓ以下、６５００Ｐａ・ｓ以下、６０００Ｐａ・ｓ以下、又は５５００Ｐａ・ｓ以下であってもよい。

【0017】

９０～１８０℃の範囲において接着フィルム１２のずり粘度がある程度高く維持されることも、硬化の過程での接着フィルム１２の変形の抑制に寄与し得る。係る観点から、９０～１８０℃の範囲における接着フィルム１２の最低溶融粘度が２５００Ｐａ・ｓ以上、３０００Ｐａ・ｓ以上、又は３５００Ｐａ・ｓ以上であってもよい。

【0018】

接着フィルム１２のｔａｎδが９０～１８０℃の範囲において１．０以下であると、熱硬化の過程での接着フィルム１２の変形が更に抑制される傾向がある。同様の観点から、９０～１８０℃の範囲における接着フィルム１２のｔａｎδの最大値は、０．９５以下、０．９０以下、０．８５以下、０．８０以下、０．７５以下、又は０．７０以下であってもよく、０．５０以上であってもよい。

【0019】

接着フィルム１２の厚さは、例えば、１μｍ以上、３μｍ以上、２０μｍ以上、２５μｍ以上、３０μｍ以上、３５μｍ以上、４０μｍ以上、又は５０μｍ以上であってもよく、２００μｍ以下、１５０μｍ以下、１２０μｍ以下、８０μｍ以下、又は６０μｍ以下であってもよい。半導体チップを、他の半導体チップに接続されたワイヤを埋め込みながら被着体に接着するために用いる観点から、接着フィルム１２の厚さが２５～８０μｍであってもよい。

【0020】

接着フィルム１２は、例えば、熱硬化性樹脂と、熱硬化性樹脂と反応する硬化剤とを含む。熱硬化性樹脂は、硬化剤との反応及び／又は自己重合を含む硬化反応により架橋構造体を形成する化合物であり、その例としてはエポキシ基を有する化合物であるエポキシ樹脂が挙げられる。エポキシ樹脂の例としては、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、ビスフェノールＡノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦノボラック型エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂、トリアジン骨格含有エポキシ樹脂、フルオレン骨格含有エポキシ樹脂、トリフェノールフェノールメタン型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、キシリレン型エポキシ樹脂、ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、及び、多官能フェノール化合物若しくは多環芳香族化合物（アントラセン等）から誘導されるジグリシジルエーテル化合物が挙げられる。これらは、１種を単独で又は２種以上を組み合わせて用いてもよい。エポキシ樹脂が、ｏ－クレゾールノボラック型エポキシ樹脂と、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂及び／又はビスフェノールＡ型エポキシ樹脂との組み合わせであってもよい。

【0021】

熱硬化性樹脂としてのエポキシ樹脂と組み合わせられる硬化剤は、例えばフェノール樹脂を含むことができる。硬化剤として用いられるフェノール樹脂の例としては、フェノール、クレゾール、レゾルシン、カテコール、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、フェニルフェノール、アミノフェノール等のフェノール及び／又はα－ナフトール、β－ナフトール、ジヒドロキシナフタレン等のナフトールとホルムアルデヒド等のアルデヒド基を有する化合物とを酸性触媒下で縮合又は共縮合させて得られるノボラック型フェノール樹脂、アリル化ビスフェノールＡ、アリル化ビスフェノールＦ、アリル化ナフタレンジオール、フェノールノボラック、フェノール等のフェノール類及び／又はナフトール類とジメトキシパラキシレン又はビス（メトキシメチル）ビフェニルから合成されるフェノールアラルキル樹脂、ナフトールアラルキル樹脂が挙げられる。これらは、１種を単独で又は２種以上を組み合わせて用いてもよい。

【0022】

熱硬化性樹脂及び硬化剤の合計の含有量が、例えば１０質量％以上又は１５質量％以上であってもよく、８０質量％以下、７５質量％以下、７０質量％以下、６５質量％、６０質量％以下、５５質量％以下、５０質量％以下、４５質量％以下、３５質量％以下、又は３０質量％以下であってもよい。

【0023】

接着フィルム１２が、イミダゾール化合物を含んでもよい。イミダゾール化合物は、イミダゾール環を有する化合物であり、例えば、エポキシ樹脂とその硬化剤（フェノール樹脂等）との間の硬化反応を促進する硬化促進剤として機能することができる。イミダゾール化合物の種類及びその含有量は、接着フィルム１２のｔａｎδの最大値、及び最低溶融粘度と関連し得る。低い軟化点又は融点を有するイミダゾール化合物は、ｔａｎδの最大値及び最低溶融粘度を大きくする傾向がある。例えば、１－シアノエチル－２－フェニルイミダゾール、２－フェニルイミダゾール、及び１－ベンジル－２－メチルイミダゾールからなる群より選ばれる少なくとも１種のイミダゾール化合物は、１．０以下のｔａｎδの最大値、及び／又は２５００Ｐａ・ｓ以上の最低溶融粘度を有する接着フィルムを与え易い傾向がある。

【0024】

イミダゾール化合物の含有量が大きいと、ｔａｎδの最大値及び最低溶融粘度が大きくなる傾向がある。例えば、イミダゾール化合物の含有量が、接着フィルム１２の質量を基準として、０．０６質量％以上、０．０７質量％以上、０．０８質量％以上、０．０９質量％以上、０．１０質量％以上、又は０．１１質量％以上であってもよく、１．０質量％以下、０．９０質量％以下、０．８０質量％以下、０．７０質量％以下、０．６０質量％以下、０．５質量％以下、０．４０質量％以下、０．３０質量％以下、又は０．２０質量％以下であってもよい。

【0025】

熱硬化性樹脂がエポキシ樹脂を含む場合、上記と同様の観点から、イミダゾールの含有量が、エポキシ樹脂の含有量１００質量部に対して０．３０質量部以上、０．３５質量部以上、０．４０質量部以上、０．４５質量部以上、又は０．５０質量部以上であってもよく、５．０質量部以下、４．５質量部以下、４．０質量部以下、３．５質量部以下、３．０質量部以下、２．５質量部以下、２．０質量部以下、１．５質量部以下、１．０質量部以下、０．９５質量部以下、０．９０質量部以下、０．８５質量部以下、０．８０質量部以下、０．７５質量部以下、０．７０質量部以下、０．６５質量部以下、又は０．６０質量部以下であってもよい。

【0026】

イミダゾール化合物以外の硬化促進剤を用いる場合も、その反応性及び含有量等を適切に調整することにより、１．０以下のｔａｎδの最大値、及び／又は２５００Ｐａ・ｓ以上の最低溶融粘度を示す接着フィルムを得ることができる。

【0027】

接着フィルム１２が無機フィラーを更に含んでもよい。無機フィラーが導入されると、接着フィルム１２のｔａｎδの最大値及び最低溶融粘度が大きくなる傾向がある。無機フィラーの含有量は、接着フィルム１２の質量を基準として、１０質量％以上、１５質量％以上、２０質量％以上、２５質量％以上、３０質量％以上、又は３５質量％以上であってもよく、６０質量％以下、５５質量％以下、５０質量％以下、又は４５質量％以下であってもよい。

【0028】

無機フィラーは、例えば、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ケイ酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、ホウ酸アルミウィスカ、窒化ホウ素、及びシリカから選ばれる少なくとも１種であってもよい。溶融粘度の調整の観点から、無機フィラーがシリカを含んでもよい。

【0029】

無機フィラーの平均粒径は、流動性の観点から、０．０１μｍ以上、又は０．０３μｍ以上であってもよく、１．５μｍ以下、１．０μｍ以下、０．８μｍ以下、０．０８μｍ以下、又は０．０６μｍ以下であってもよい。平均粒径の異なる２種以上の無機フィラーを組み合わせてもよい。平均粒径は、ＢＥＴ比表面積から換算することによって求められる値を意味する。

【0030】

接着フィルム１２がエラストマーを含んでもよい。エラストマーが導入されると、接着フィルム１２のｔａｎδの最大値及び最低溶融粘度が大きくなる傾向がある。エラストマーの含有量は、接着フィルム１２の質量を基準として５質量％以上、１０質量％以上、又は１５質量％以上であってもよく、５０質量％以下、４５質量％以下、４０質量％以下、３５質量％以下、又は３０質量％以下であってもよい。

【0031】

エラストマーがアクリル樹脂を含んでいてもよい。ここで、アクリル樹脂とは、（メタ）アクリル酸エステルに由来する単量体単位を含むポリマーを意味する。アクリル樹脂における（メタ）アクリル酸エステルに由来する構成単位の含有量は、アクリル樹脂の全体量を基準として、例えば、７０質量％以上、８０質量％以上、又は９０質量％以上であってよい。アクリル樹脂は、エポキシ基、アルコール性又はフェノール性の水酸基、及びカルボキシル基等の架橋性官能基を有する（メタ）アクリル酸エステルに由来する単量体単位を含んでいてもよい。アクリル樹脂は、（メタ）アクリル酸エステルとアクリルニトリルとを単量体単位として含む共重合体であるアクリルゴムであってもよい。

【0032】

エラストマー（例えばアクリル樹脂）のガラス転移温度（Ｔｇ）は、－５０℃以上、－３０℃以上、０℃以上、又は３℃以上であってもよく、５０℃以下、４５℃以下、４０℃以下、３５℃以下、３０℃以下、又は２５℃以下であってもよい。ガラス転移温度（Ｔｇ）は、ＤＳＣ（熱示差走査熱量計）（例えば、株式会社リガク製「Ｔｈｅｒｍｏ Ｐｌｕｓ ２」）を用いて測定される値を意味する。エラストマーのＴｇは、エラストマーを構成する構成単位（アクリル樹脂の場合、（メタ）アクリル酸エステルに由来する構成単位）の種類及び含有量を調整することによって、所望の範囲に調整することができる。

【0033】

エラストマー（例えばアクリル樹脂）の重量平均分子量（Ｍｗ）は、１０万以上、２０万以上、又は３０万以上であってよく、３００万以下、２００万以下、又は１００万以下であってよい。エラストマーのＭｗがこのような範囲にあると、接着フィルム１２の粘弾性が適切に制御され易い傾向がある。Ｍｗは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）によって測定される、標準ポリスチレンによる検量線を用いて換算された値を意味する。

【0034】

アクリル樹脂の市販品の例としては、ＳＧ－７０Ｌ、ＳＧ－７０８－６、ＷＳ－０２３ ＥＫ３０、ＳＧ－２８０ ＥＫ２３、ＳＧ－Ｐ３（いずれもナガセケムテックス株式会社製）、及び、Ｈ－ＣＴ－８６５（昭和電工マテリアルズ株式会社製）が挙げられる。

【0035】

接着フィルム１２は、カップリング剤を更に含んでもよい。カップリング剤は、シランカップリング剤であってよい。シランカップリング剤の例としては、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、及び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。これらは、１種を単独で又は２種以上を組み合わせて用いてもよい。

【0036】

接着フィルム１２は、顔料、イオン補捉剤、及び酸化防止剤等のその他の成分を更に含んでもよい。

【0037】

積層フィルム５０を構成する基材２０は、樹脂フィルムであってもよく、その例としては、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン、ポリエチレンテレフタレート、又はポリイミドのフィルムが挙げられる。基材２０としての樹脂フィルムの厚さは、例えば、６０～２００μｍ又は７０～１７０μｍであってもよい。

【0038】

基材２０がダイシングフィルムで、積層フィルム５０がダイシングダイボンディングフィルムであってもよい。ダイシングダイボンディングフィルムはテープ状であってもよい。

【0039】

ダイシングフィルムの例としては、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、及びポリイミドフィルム等の樹脂フィルムが挙げられる。ダイシングフィルムは、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、エッチング処理によって表面処理された樹脂フィルムであってもよい。ダイシングフィルムは、粘着性を有していてもよい。粘着性を有するダイシングフィルムは、例えば、粘着性が付与された樹脂フィルム、又は、樹脂フィルム及びその片面上に設けられた粘着層を有する積層体であってもよい。粘着層は、感圧型又は紫外線硬化型の粘着剤から形成することができる。感圧型粘着剤は、短時間の加圧で一定の粘着性を示す粘着剤である。放射線硬化型粘着剤は、放射線（例えば、紫外線）の照射によって、粘着性が低下する性質を有する粘着剤である。粘着層の厚さは、半導体装置の形状、寸法に応じて適宜設定できるが、例えば、１～１００μｍ、５～７０μｍ、又は１０～４０μｍであってもよい。ダイシングフィルムである基材２０の厚さが、経済性及びフィルムの取扱い性の観点から、６０～１５０μｍ又は７０～１３０μｍであってよい。

【0040】

保護フィルム３０は、基材２０と同様の樹脂フィルムであってもよい。保護フィルム３０の厚さは、例えば、１５～２００μｍ又は７０～１７０μｍであってもよい。

【0041】

図２、図３、図４、図５及び図６は、上述の接着フィルム１２を用いて半導体装置を製造する方法の一例を示す断面図である。

【0042】

半導体装置を製造する方法の一例は、図２に示されるように、基板１及び基板１に搭載された第一の半導体チップＴ１を有する構造体１５を準備することと、第二の半導体チップＴ２及びこれに付着した接着フィルム１２を有する接着剤付チップＴＡを準備することとを含む。構造体１５は、基板１上で第一の半導体チップの周囲に配置された複数のスペーサ３を更に有する。

【0043】

第一の半導体チップＴ１は、第一の接着フィルム１１によって基板１に接着されている。第一の半導体チップＴ１は、その基板１とは反対側の面においてワイヤｗに接続されている。第一の半導体チップＴ１がコントローラチップであってもよい。基板１は、有機基板であってもよく、リードフレーム等の金属基板であってもよい。基板１の厚さは、例えば、９０～３００μｍであってもよい。スペーサ３は、ドルメン構造を有する半導体装置において通常用いられているものであることができる。基板１からのスペーサ３の高さが、基板１からの第一の半導体チップＴ１の高さより大きくてもよい。

【0044】

第二の半導体チップＴ２及び接着フィルム１２からなる接着剤付チップＴＡは、例えば、図１に例示される積層フィルム５０と同様の構成を有するダイシングダイボンディングフィルムを用いて準備することができる。この場合、例えば、半導体ウエハの片面に、積層フィルム５０（ダイシングダイボンディングフィルム）が、その接着フィルム１２が半導体ウエハに接する向きで貼り付けられる。接着フィルム１２が貼り付けられる面は、半導体ウエハの回路面であってもよく、その反対側の裏面であってもよい。積層フィルム５０（ダイシングダイボンディングフィルム）が貼り付けられた半導体ウエハをダイシングにより分割することにより、個片化された第二の半導体チップＴ２が形成される。ダイシングの例としては、回転刃を用いるブレードダイシング、及び、レーザーによって半導体ウエハとともに接着フィルム１２を切断する方法が挙げられる。ダイシングの後、紫外線照射により、ダイシングフィルムの粘着力を低下させてもよい。第二の半導体チップＴ２は、分割された接着フィルム１２とともにピックアップされる。

【0045】

第二の半導体チップの厚さは、例えば１～１００μｍであってもよい。第二の半導体チップＴ２の幅は、例えば２０ｍｍ以下であってもよい。第二の半導体チップＴ２の幅（又は一辺の長さ）が、３～１５ｍｍ、又は５～１０ｍｍであってもよい。

【0046】

図３に示されるように、構造体１５上に、第二の半導体チップＴ２及び接着フィルム１２が、接着フィルム１２が構造体１５と第二の半導体チップＴ２との間に介在するように配置される。図３の例の場合、構造体１５のスペーサ３上に接着フィルム１２が配置され、接着フィルム１２と第一の半導体チップＴ１とは離間している。この状態で接着フィルム１２を熱硬化させることにより、図４に示されるように、第二の半導体チップＴ２が構造体１５（被着体）に接着される。熱硬化後の接着フィルム１２は、第一の半導体チップＴ１に接するとともに、第一の半導体チップＴ１に接続されたワイヤｗの一部を埋め込んでいる。接着フィルム１２の熱硬化のための加熱温度は、一定でも段階的に変化してもよい。加熱温度が最大で９０～１８０℃であってもよい。接着フィルム１２は、加圧下、大気圧下、又は減圧下で熱硬化される。ｔａｎδの最大値、及び／又は最低溶融粘度に基づいて設計された接着フィルム１２は、熱硬化の過程の適度な流動によりワイヤｗを適切に埋め込むとともに、その厚み方向における局所的な変形が抑制された硬化物を形成することができる。

【0047】

続いて、図５に示されるように、第二の半導体チップＴ２と基板１とを接続するワイヤｗが設けられる。更に、第二の半導体チップＴ２の基板１とは反対側の面上に、第三の半導体チップＴ３、及び第四の半導体チップＴ４が、接着フィルム１３を介しながら順に積層されてもよい。第三の半導体チップＴ３又は第四の半導体チップＴ４と基板１とを接続するワイヤｗが設けられる。図５の例の場合、スペーサ３上に積層される半導体チップの数は３であるが、この数が４以上であってもよい。

【0048】

図６に示されるように、第一の半導体チップＴ１及び第二の半導体チップＴ２を含む複数の半導体チップを有する構造体を封止する封止層６０を形成することで、ドルメン構造を有する半導体装置１００が得られる。封止層６０は第一の半導体チップの端部近傍も充填する。接着フィルム１２に厚み方向の局所的な変形があると、そこに封止層６０が入り込み、これが第二の半導体チップＴ２におけるクラックなどの欠陥を発生させる可能性がある。接着フィルム１２の変形が抑制されることにより、このような欠陥が回避され得る。

【実施例0049】

本発明は以下の実施例に限定されない。

【0050】

１．接着フィルムの作製
以下の材料を表１に示される含有量（単位：質量部）で含む接着剤ワニスを調製した。表１に示されるＳＧ－Ｐ３（エラストマー）及びＳＣ２０５０－ＨＬＧの含有量は、溶剤を除いた固形分（アクリルゴム又はシリカフィラー）の量である。
（Ａ）エポキシ樹脂
・Ｎ－５００Ｐ－１０（商品名、ＤＩＣ株式会社製、ｏ－クレゾールノボラック
型エポキシ樹脂、エポキシ当量：２０３ｇ／ｅｑ）
・ＥＸＡ－８３０ＣＲＰ（商品名、ＤＩＣ株式会社製、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、エポキシ当量：１５８～１６８ｇ／ｅｑ）
（Ｂ）硬化剤（フェノール樹脂）
・ＭＥＨ－７８００Ｍ（商品名、明和化学株式会社製、フェノールノボラック型フェノール樹脂、水酸基当量：１７５ｇ／ｅｑ、軟化点：６１～９０℃）
（Ｃ）無機フィラー
・ＳＣ２０５０－ＨＬＧ（商品名、アドマテックス株式会社製、シリカフィラー分散液、平均粒径：０．５０μｍ）
（Ｄ）エラストマー
・ＳＧ－Ｐ３（商品名、アクリルゴム、重量平均分子量：８０万、Ｔｇ：１２℃、シクロヘキサノン溶液）
（Ｅ）カップリング剤
・Ｚ－６１１９（商品名、ダウ・東レ株式会社製、３－ウレイドプロピルトリエトキシシラン）
・Ａ－１８９（商品名、日本ユニカー株式会社製、γ－メルカプトプロピルトリメトキシシラン）
（Ｆ）硬化促進剤
・２ＰＺ－ＣＮ（商品名、四国化成工業株式会社製、１－シアノエチル－２－フェニルイミダゾール）

【0051】

調製した各接着剤ワニスを５００メッシュのフィルターでろ過し、真空脱泡した。真空脱泡後の接着剤ワニスを、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（支持フィルム）上に塗布した。塗膜を、９０℃で５分、続いて１３０℃で５分の２段階の加熱により乾燥し、Ｂステージ状態の接着フィルム（厚さ：５０μｍ）を支持フィルム上に形成した。

【0052】

２．評価
（１）接着フィルムの粘弾性
接着フィルムから切り出された所定のサイズを有する８枚の接着フィルムを準備した。それらを７０℃のホットプレート上でゴムロールを用いて積層して、厚さ４００μｍの積層体を用意した。この積層体をφ９ｍｍのポンチで打ち抜いて、試料を作製した。試料を、回転式粘弾性測定装置（ティー・エイ・インスツルメント・ジャパン株式会社製、商品名：ＡＲＥＳ－ＲＤＡ）の測定治具に装着した。この時点で試料にかかる荷重が１０～１５ｇとなるように測定治具のギャップを調節した。続いて試料の粘弾性を以下の条件で測定した。図７は、実施例１～３及び比較例の接着フィルムのずり粘度（複素粘性率）と温度との関係を示すグラフである。図８は、実施例１～３及び比較例の接着フィルムのｔａｎδと温度との関係を示すグラフである。測定結果から、９０～１８０℃の範囲における、最低溶融粘度、及びｔａｎδの最大値を読み取った。最低溶融粘度は、９０～１８０℃の範囲におけるずり粘度（複素粘性率）の最小値である。
測定条件：
ディスクプレート：アルミ製、円形（８ｍｍφ）
測定周波数：１Ｈｚ
昇温速度：５℃／分
ひずみ：５％
測定温度：３５～１８０℃
初期荷重：１００ｇ

【0053】

（２）接着フィルムの変形
図９は、硬化にともなう接着フィルムの変形を評価するための評価用接着体を示す模式断面図である。基板１上に３ｍｍ×２ｍｍのサイズを有する第一の半導体チップＴ１（厚さ：６０μｍ）と、第一の半導体チップＴ１を囲む４個のスペーサ３（厚さ：１００μｍ）とを配置した。第一の半導体チップＴ１及びスペーサ３は第一の接着フィルム１１（厚さ：２０μｍ）を介して基板１に接着された。基板１上でのスペーサ３と第一の半導体チップＴ１との高さの差は４０μｍであった。第一の半導体チップＴ１と各スペーサ３との間隔は、第一の半導体チップＴ１の短辺側において１．５ｍｍで、第一の半導体チップＴ１の長辺側において１．０ｍｍであった。

【0054】

１２ｍｍ×６ｍｍのサイズを有する第二の半導体チップＴ２と、これに付着した第二の接着フィルム１２とを有する接着剤付チップを準備した。第二の接着フィルム１２として、「１．接着フィルムの作製」において作製された各接着フィルムが用いられた。準備した接着剤付チップを、第一の半導体チップＴ１を覆うようにスペーサ３に圧着した。形成された構造体を、オーブン中で最大温度１４０℃の条件で加熱し、それにより第二の接着フィルム１２を硬化させた。その後、構造体の第一の半導体チップＴ１と硬化した接着フィルム１２との間を超音波デジタル画像診断システム（Insight社製、IS-350又はIS-450）を用いて超音波顕微鏡（ＳＡＭ）により観察し、部分的な黒い影が観察されなかった場合を「ＯＫ」と評価し、部分的な黒い影が観察された場合を「ＮＧ」と評価した。部分的な黒い影は接着フィルム１２の変形に起因するものであり、これが観察されない場合、接着フィルムが良好な埋込性を有すると考えられる。接着フィルムＳＡＭの条件は以下のとおりであった。
・反射法
・周波数：７５ＭＨｚ
・焦点距離：９ｍｍ
また、構造体を半分に切断し、断面内の接着フィルム１２を光学顕微鏡によって観察して、第二の接着フィルム１２の厚さの最小値ｔを測定した。

【0055】

表１に評価結果が示される。実施例１～５の接着フィルムは、硬化にともなう局所的な厚み方向の収縮を抑制できることが確認された。比較例の接着フィルムは、硬化により第一の半導体チップＴ１の端部近傍において厚み方向に大きく変形し、その結果、厚みが０μｍの部分、すなわち接着フィルム１２が実質的に消失した部分が観測された。実施例１～５の接着フィルムは、埋込性の点でも優れていた。

【0056】

【表1】

【符号の説明】

【0057】

１…基板、３…スペーサ（厚さ：１００μｍ）、１１，１２，１３…接着フィルム、１５…構造体、２０…基材（ダイシングフィルム）、３０…保護フィルム、５０…積層フィルム（ダイシングダイボンディングフィルム）、６０…封止層、１００…半導体装置、Ｔ１…第一の半導体チップ、Ｔ２…第二の半導体チップ、ｗ…ワイヤ。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】