JP2013127014A - 接着シート - Google Patents

Abstract

【課題】半導体パッケージの信頼性を維持したまま、半導体ウェハからの剥離性を有すること。
【解決手段】本発明の接着シートは、第１接着剤層上に第２接着剤層が積層された接着シートであって、第１接着剤層の１２０℃における貯蔵弾性率が０．０５〜３００ＭＰａ、且つ８０℃における溶融粘度が１００００〜６００００Ｐａ・ｓであり、第２接着剤層の８０℃における溶融粘度が５００〜２０００Ｐａ・ｓであることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、接着シートに関する。

近年、携帯電話、携帯オ−ディオ機器用のメモリパッケージチップを多段に積層したスタックドＭＣＰ（Ｍｕｌｔｉ Ｃｈｉｐ Ｐａｃｋａｇｅ）が普及している。そして、画像処理技術及び携帯電話等の多機能化に伴い、このようなパッケージの高集積化、高密度化及び薄型化が進められている。

このようなパッケージは、一般的に、以下のような方法で製造することができる。まず、半導体ウェハに接着シートを貼り付けた後、ダイシングして半導体ウェハを個片化する。次いで、得られた半導体チップを、基板等に接着剤を介して接着し、半導体チップを基板にワイヤボンディングにより接続する。その後、更に半導体チップを接着剤を介して接着しながら積層して半導体チップを基板にワイヤボンディングにより接続する工程を必要に応じて繰り返して行う。これにより半導体チップが多段に積層される。そして、ワイヤボンディングにより接続する工程をすべて終了後、半導体チップを樹脂封止する（例えば特許文献１参照）。

このようなパッケージにおいては、半導体チップの接着面に空隙を発生させることなく半導体チップを実装することや高接着性を有することが、接続信頼性向上のための課題の一つとなっている。特に、配線などを有する基板上に半導体チップを積層する場合、この基板表面の凹凸を十分に埋め込む埋込性がパッケージの接続信頼性の確保に重要とされている。しかしながら、低温・低荷重の圧着実装のみで基板や半導体チップなどの空隙を十分埋め込むことは難しいため、接着シート付き半導体チップを基板上に熱圧着して固定し、パッケージ封止工程での熱と圧力で凹凸を埋め込む方法が主流となっている。この際に用いられる接着シートとしては、例えば、特許文献２に記載されているようなエポキシ樹脂、フェノール樹脂及びアクリル共重合体を含む接着フィルムが知られている。

特許第３９１３４８１号公報 特開２００２−２２０５７６号公報

ところで、半導体ウェハに接着シートを貼り付けるラミネート工程において、半導体ウェハに接着シートを貼り付ける際に貼付不良が生じる場合がある。貼付不良としては、接着シートにシワが生じることや、半導体ウェハへの貼付位置にズレが生じることが挙げられる。これらの貼付不良は、半導体パッケージの不良の原因につながるため、貼付不良が生じた場合、接着シートを半導体ウェハから剥離して半導体ウェハを再利用できると、製造コストの面から好ましい。特に、近年、半導体ウェハの薄膜化及び配線の微細化等が進み、半導体ウェハが高価になるに従い、半導体ウェハの再利用への要求が高まっている。

しかしながら、半導体チップが高接着性を有するために、ラミネート工程において、半導体ウェハに接着シートを貼り付ける際、半導体ウェハと接着シートとの間に気泡（ボイド）を含むと半導体ウェハと接着シートとの密着力が必要以上に強くなる。このため、一度半導体ウェハに貼付した接着シートを剥離することは困難であり、接着シートを半導体ウェハから剥離して半導体ウェハを再利用することが難しい。また、ボイドは、その空隙からパッケージクラックなどを生じる可能性が高く、半導体パッケージの信頼性を低下させる原因の一つとなっている。

本発明は、上記課題の解決のためになされたものであり、半導体パッケージの信頼性を維持したまま、半導体ウェハからの剥離性を有する接着シートを提供する。

上記課題の解決のため、本発明に係る接着シートは、第１接着剤層上に第２接着剤層が積層された接着シートであって、第１接着剤層の１２０℃における貯蔵弾性率が０．０５〜３００ＭＰａ、且つ８０℃における溶融粘度が１００００〜６００００Ｐａ・ｓであり、第２接着剤層の８０℃における溶融粘度が５００〜２０００Ｐａ・ｓであることを特徴とする。

本発明に係る接着シートにおいて、第１接着剤層の１２０℃における貯蔵弾性率は０．０５〜３００ＭＰａである。貯蔵弾性率が上記範囲であると、ダイボンディング時において、第１接着剤層に適度な硬さを持たせることができる。このため、ワイヤや凹凸などを充填させる埋め込み性を第２接着剤層に持たせながら、接着剤層の取扱性を第１接着剤層に持たせることができる。よって、良好なワイヤボンディング性を得ることができ、半導体パッケージの信頼性を高めることができる。

第１接着剤層の８０℃における溶融粘度が１００００〜６００００Ｐａ・ｓである場合、ラミネート工程において半導体ウェハに接着シートを貼り付ける際、第１接着剤層と半導体ウェハとの間のボイドが十分に抑制される。よって、第１接着剤層と半導体ウェハとの間の接着力が必要以上に強くなりにくく、接着シートを半導体ウェハから剥離して半導体ウェハを再利用することが可能である。

また、第１接着剤層の８０℃における溶融粘度が１００００〜６００００Ｐａ・ｓであり、第２接着剤層の８０℃における溶融粘度が５００〜２０００Ｐａ・ｓである場合、ダイボンディング工程において、基板等の表面に形成された凹凸の凹部に対し第２接着剤層を十分良好に充填可能である。加えて、第１接着剤層を凹凸により突き破られないように接着することが可能である。よって、基板と第２接着剤層との間の接着性を高めることができ、半導体パッケージの信頼性を高めることが可能となる。

また、第１接着剤層の厚さは、１〜４０μｍであることが好ましい。第１接着剤層の厚さが１μｍ以上であると成膜性を確保できる。他方、第１接着剤層の厚さが４０μｍ以下であると、製造コストを抑えることができる。

また、第２接着剤層の厚さが５〜１５０μｍであることが好ましい。第２接着剤層の厚さが５μｍ以上であると凹凸表面への充填性の効果を得られる他、接着性を高めることができる。他方、第２接着剤層の厚さが１５０μｍ以下であると、製造コストを抑えることができる上、半導体装置の薄型化を図ることができる。

また、半導体ウェハに接着シートを貼付した場合、当該半導体ウェハと当該接着シートとの密着力が３００Ｎ／ｍ以下であり、２５０℃におけるダイシェア接強度が１．５ＭＰａ以上であることが好ましい。半導体ウェハと当該接着シートとの密着力が３００Ｎ／ｍ以下であると、剥離性に特に優れ、２５０℃におけるダイシェア接強度が１．５ＭＰａ以上であると、得られる半導体パッケージの信頼性に特に優れる。

また、第１接着剤層は、（Ａ）高分子量成分と、（Ｂ）熱硬化性成分と、（Ｃ）フィラーと、を含む第１樹脂組成物からなり、当該第１樹脂組成物１００質量％を基準として、（Ａ）高分子量成分を５０〜８０質量％、（Ｂ）熱硬化性成分を１５〜４０質量％、（Ｃ）フィラーを５〜３５質量％含有し、第２接着剤層は、（Ａ）高分子量成分と、（Ｂ）熱硬化性成分と、（Ｃ）フィラーと、を含む第２樹脂組成物からなり、当該第２樹脂組成物１００質量％を基準として、（Ａ）高分子量成分を１０〜３０質量％、（Ｂ）熱硬化性成分を４０〜６０質量％、（Ｃ）フィラーを２０〜５０質量％含有する。

上記第１樹脂組成物及び第２樹脂組成物において、（Ａ）高分子量成分が１０質量％未満であると、接着剤層が脆くなる傾向があり、８０質量％を超えると接着剤層の流動性が低下する傾向がある。また、（Ｂ）熱硬化性成分が１５質量％未満では、接着剤層の硬化性が低下する傾向があり、６０質量％を超えると接着剤層が脆くなる傾向がある。

すなわち、第１樹脂組成物及び第２樹脂組成物において、（Ａ）高分子量成分と、（Ｂ）熱硬化性成分と、が上記範囲にあることにより、ダイボンディング工程において、基板等の表面に形成された凹凸の凹部に対し第２接着剤層を十分良好に充填可能である。加えて、第１接着剤層を凹凸により突き破られないように接着することが可能である。

また、第１樹脂組成物及び第２樹脂組成物の（Ｃ）フィラーが上記範囲にあることにより、ボイドの発生を確実に抑えながら、接着剤層のダイシェア強度を高めることができる。よって、得られる半導体パッケージの信頼性を高めることができる。

本発明によれば、半導体パッケージの信頼性を維持したまま、半導体ウェハからの剥離性を有する接着シートを提供することができる。

第１実施形態に係る接着シートの概略断面図である。 第１実施形態に係る半導体装置の製造方法における一工程を示す断面図である。 図２に後続する工程を示す断面図である。 図３に後続する工程を示す断面図である。 本実施形態に係る半導体装置の概略断面図である。 別の実施形態に係る半導体装置の概略断面図である。

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。なお、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。

＜接着シート＞
図１は、本発明に係る接着シート１の好適な一実施形態を示す模式断面図である。図１に示すように、接着シート１は、基材２上に、第１接着剤層４ａ及び第２接着剤層４ｂがこの順で積層された構成を有している。後述するように、接着シート１は、半導体装置を製造する際に、ラミネート工程において、半導体ウェハの回路面の裏面に貼り付けられることを想定している。なお、本明細書において、単に「接着剤層４」との記載は、第１接着剤層４ａと第２接着剤層４ｂとを含めた層を指すものとする。

第１接着剤層４ａの１２０℃における貯蔵弾性率は０．０５〜３００ＭＰａである。また、当該貯蔵弾性率は、好ましくは、０．１〜２００ＭＰａであり、より好ましくは０．５〜１００ＭＰａである。本実施形態でいう貯蔵弾性率は、硬化前（Ｂステージ状態）の貯蔵弾性率であり、動的粘弾性測定装置を用いて測定することができる。

第１接着剤層４ａの８０℃における溶融粘度は、１００００〜６００００Ｐａ・ｓであり、第２接着剤層４ｂの８０℃における溶融粘度は、５００〜２０００Ｐａ・ｓである。溶融粘度は、回転式粘弾性測定装置を用いて測定することができる。

第１接着剤層４ａの厚さは、１〜４０μｍであることが好ましく、３〜２０μｍであることがより好ましい。第２接着剤層４ｂの厚さは、５〜１５０μｍであることが好ましく、１０〜４０μｍであることがより好ましい。

第１接着剤層４ａ及び第２接着剤層４ｂは、（Ａ）高分子量成分と、（Ｂ）熱硬化性成分と、（Ｃ）フィラーと、を含む第１樹脂組成物及び第２樹脂組成物からなる。以下、第１樹脂組成物及び第２樹脂組成物の各成分の具体例及び各成分の含有量について述べる。

（Ａ）高分子量成分
（Ａ）高分子量成分は、架橋性官能基を有するものであり、例えば架橋性官能基を有するポリイミド樹脂、（メタ）アクリル共重合体、ウレタン樹脂ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、フェノキシ樹脂、変性ポリフェニレンエーテル樹脂等が挙げられ、これらのなかでも、架橋性官能基を有する（メタ）アクリル共重合体が好ましい。これら（Ａ）高分子量成分は、１種を単独で用いても、２種以上を組み合わせて用いてもよい。前記架橋性官能基はポリマー鎖中に有していても、ポリマー鎖末端に有していてもよい。架橋性官能基の具体例としては、エポキシ基、アルコール性水酸基、フェノール性水酸基、カルボキシル基等が挙げられ、これらのなかでも、エポキシ基が好ましく、グリシジシル（メタ）アクリレートなどのエポキシ基含有モノマーを用いることによってポリマー鎖に導入することができる。

好ましい（Ａ）高分子量成分は、エポキシ基含有（メタ）アクリル共重合体であり、例えば、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などを挙げることができ、エポキシ基含有（メタ）アクリル酸エステル共重合体がより好ましい。アクリルゴムは、アクリル酸エステルを主成分とするものであり、例えば、ブチルアクリレートやエチルアクリレートとアクリロニトリルの共重合体などからなるゴムである。重合方法は特に制限はなく、パール重合、溶液重合等を使用することができる。

（Ａ）高分子量成分のガラス転移温度（以下、「Ｔｇ」と表記する）は、−５０〜５０℃であることが好ましく、−３０〜２０℃であることがより好ましい。前記Ｔｇが−５０℃未満では、シートに成形した後のタック力が上がり取り扱い性が悪化する可能性があり、逆に５０℃を超えると流動性を損なう可能性がある。

（Ａ）高分子量成分の重量平均分子量（以下、「Ｍｗ」と表記する）は、特に限定されないが、５万〜１２０万であることが好ましく、１０万〜１２０万であることがより好ましく、３０万〜９０万であることが特に好ましい。前記Ｍｗが５万未満では、成膜性が悪くなる傾向があり、逆に１２０万を超えると流動性が落ちてしまう傾向がある。なお、Ｍｗは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）で測定し、標準ポリスチレンによる検量線を用いて換算した値であり、ポンプとして株式会社日立製作所製、製品名：Ｌ−６０００を使用し、カラムとして日立化成工業株式会社製、製品名：ゲルパック（Ｇｅｌｐａｃｋ）ＧＬ−Ｒ４４０、ゲルパックＧＬ−Ｒ４５０及びゲルパックＧＬ−Ｒ４００Ｍ（各１０．７ｍｍ（直径）×３００ｍｍ）をこの順に連結したカラムを使用し、溶離液としてテトラヒドロフラン（以下、「ＴＨＦ」と言う。）を使用し、試料１２０ｍｇを、ＴＨＦ：５ｍｌに溶解させたサンプルについて、流速１．７５ｍＬ／分で測定することができる。

（Ｂ）熱硬化性成分
熱硬化性成分は、半導体素子を実装する場合に要求される耐熱性および耐湿性を有し、１５０℃以上にて反応し高分子量化するエポキシ樹脂が好ましい。なお、本発明において、エポキシ樹脂硬化剤としてのフェノール樹脂も硬化剤に含まれるものとする。エポキシ樹脂は、硬化して接着作用を有するものであれば特に限定されない。ビスフェノールＡ型エポキシ、ビスフェノールＦ型エポキシ、ビスフェノールＳ型エポキシなどの二官能エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂やクレゾールノボラック型エポキシ樹脂など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、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または脂環式エポキシ樹脂など、一般に知られているものを適用することができる。

エポキシ樹脂は２種類を混合することが好ましく、１種類は５０℃以下、もう１種類は５０℃以上１００℃以下のエポキシ樹脂を含有することが好ましい。

本実施形態において使用することができるフェノール樹脂には特に制限は無く、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％未満のものを使用することが好ましい。

（Ｃ）フィラー
（Ｃ）フィラーとしては特に制限はないが、無機フィラーが好ましく、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、アルミナ、窒化アルミニウム、ほう酸アルミウイスカ、窒化ホウ素、結晶性シリカ及び非晶性シリカを使用できる。これらは１種を単独又は２種類以上を混合して用いてもよいし、特に問題がなければ添加しなくても良い。

熱伝導性向上の観点からは、アルミナ、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、結晶性シリカ又は非晶性シリカを用いることが好ましい。また、溶融粘度の調整やチクソトロピック性の付与の点からは、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、アルミナ、結晶性シリカ又は非晶性シリカを用いることが好ましい。また、ダイシング性の向上の観点からは、アルミナ又はシリカを用いることが好ましい。

（Ｃ）フィラーの平均粒径は、０．００５〜２．０μｍであることが好ましい。平均粒径が０．００５μｍ未満であるか又は２．０μｍを超えると接着シートの接着性が低下する可能性がある。良好な成膜性と高い接着力を得るためには、フィラー（Ｅ）の平均粒径は０．００５〜１．５μｍであることがより好ましく、０．００５〜１．０μｍであることがさらに好ましい。

また、本実施形態に係る接着シートは、（Ｄ）硬化促進剤又は（Ｅ）カップリング剤を更に含むことにより、接着性及び接続信頼性により優れたものとなる。

（Ｄ）硬化促進剤
（Ｄ）硬化促進剤としては、特に制限はなく、例えば、１，８−ジアザビシクロ［５．４．０］ウンデセン−７、１，５−ジアザビシクロ［４．３．０］ノネン−５、５，６−ジブチルアミノ−１，８−ジアザビシクロ［５．４．０］ウンデセン−７等のシクロアミジン化合物及びこれらの化合物に無水マレイン酸、１，４−ベンゾキノン、２，５−トルキノン、１，４−ナフトキノン、２，３−ジメチルベンゾキノン、２，６−ジメチルベンゾキノン、２，３−ジメトキシ−５−メチル−１，４−ベンゾキノン、２，３−ジメトキシ−１，４−ベンゾキノン、フェニル−１，４−ベンゾキノン等のキノン化合物、ジアゾフェニルメタン、フェノール樹脂等のπ結合をもつ化合物を付加してなる分子内分極を有する化合物、ベンジルジメチルアミン、トリエタノールアミン、ジメチルアミノエタノール、トリス（ジメチルアミノメチル）フェノール等の三級アミン類及びこれらの誘導体、１−シアノエチル−２−フェニルイミダゾール、２−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、２−ヘプタデシルイミダゾール等のイミダゾール類及びこれらの誘導体、トリブチルホスフィン、メチルジフェニルホスフィン、トリフェニルホスフィン、トリス（４−メチルフェニル）ホスフィン、ジフェニルホスフィン、フェニルホスフィン等の有機ホスフィン類及びこれらのホスフィン類に無水マレイン酸、上記キノン化合物、ジアゾフェニルメタン、フェノール樹脂等のπ結合をもつ化合物を付加してなる分子内分極を有するリン化合物、テトラフェニルホスホニウムテトラフェニルボレート、テトラフェニルホスホニウムエチルトリフェニルボレート、テトラブチルホスホニウムテトラブチルボレート等のテトラ置換ホスホニウム・テトラ置換ボレート、２−エチル−４−メチルイミダゾール・テトラフェニルボレート、Ｎ−メチルモルホリン・テトラフェニルボレート等のテトラフェニルボロン塩及びこれらの誘導体が挙げられる。これらの硬化促進剤は、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。これらのなかでも、硬化促進剤としては、イミダゾール類を含むことが好ましい。

（Ｅ）カップリング剤
本実施形態に係る接着シートは、異種材料間の界面結合を高めるためにカップリング剤を含有することもできる。カップリング剤としては、シラン系カップリング剤、チタネート系カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤が挙げられ、これらのなかでもシラン系カップリング剤が好ましい。

シラン系カップリング剤の具体例としては、ビニルトリクロロシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス（β−メトキシエトキシ）シラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、γ−アニリノプロピルトリメトキシシラン、γ−アニリノプロピルトリエトキシシラン、γ−（Ｎ，Ｎ−ジメチル）アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−（Ｎ，Ｎ−ジエチル）アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−（Ｎ，Ｎ−ジブチル）アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−（Ｎ−メチル）アニリノプロピルトリメトキシシラン、γ−（Ｎ−エチル）アニリノプロピルトリメトキシシラン、γ−（Ｎ，Ｎ−ジメチル）アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−（Ｎ，Ｎ−ジエチル）アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−（Ｎ，Ｎ−ジブチル）アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−（Ｎ−メチル）アニリノプロピルトリエトキシシラン、γ−（Ｎ−エチル）アニリノプロピルトリエトキシシラン、γ−（Ｎ，Ｎ−ジメチル）アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−（Ｎ，Ｎ−ジエチル）アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−（Ｎ，Ｎ−ジブチル）アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−（Ｎ−メチル）アニリノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−（Ｎ−エチル）アニリノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−（トリメトキシシリルプロピル）エチレンジアミン、Ｎ−（ジメトキシメチルシリルイソプロピル）エチレンジアミン、メチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン、ヘキサメチルジシラン、ビニルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン等が挙げられる。

また、第１樹脂組成物は、（Ａ）高分子量成分を５０〜８０質量％、（Ｂ）熱硬化性成分を１５〜４０質量％、（Ｃ）を５〜３５質量％含有することが好ましい。また、第２樹脂組成物は、（Ａ）高分子量成分を１０〜３０質量％、（Ｂ）熱硬化性成分を４０〜６０質量％、（Ｃ）フィラーを２０〜５０質量％含有することが好ましい。

続いて、本実施形態に係る接着シート１の製造方法について説明する。まず、第１樹脂組成物、第２樹脂組成物からなるワニスを調整する。ワニスは、上述の第１樹脂組成物、第２樹脂組成物を構成する各成分をそれぞれ有機溶媒中で混合、混練することで調整する。上記混合、混練は、通常の撹拌機、らいかい機、三本ロール、ボールミル等の分散機を適宜、組み合わせて行うことができる。

ワニスの調製に用いる有機溶媒は、第１樹脂組成物、第２樹脂組成物を構成する成分を均一に溶解、混練又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。このような溶剤としては、例えば、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチルピロリドン等のアミド系溶媒；アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶媒；トルエン、キシレン等の炭化水素系溶媒が挙げられる。乾燥速度が速く、価格が安い点でメチルエチルケトン、シクロヘキサノンを使用することが好ましい。

有機溶媒は、形成される第１樹脂組成物、第２樹脂組成物中の残存揮発分が全質量基準で０〜１．０質量％となるような範囲で使用することが好ましく、接着剤層４の発泡などによる信頼性低下への懸念から全質量基準で０〜０．８質量％となる範囲で使用することが好ましい。

次いで、上記で得られた各ワニスをそれぞれ基材フィルム上に均一に塗工し、ワニスの層を形成する。基材フィルムとして、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、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用いられる。これらの基材フィルムに対して、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を行ってもよい。基材フィルムの厚みは、特に制限はなく、第１接着剤層４ａ、第２接着剤層４ｂの厚みや接着シート１の用途によって適宜選択される。

各ワニスを塗工し、加熱乾燥することにより第１接着剤層４ａ、第２接着剤層４ｂからなる各シートを得る。また、接着剤層の乾燥後に基材フィルムを除去して、各接着剤層のみから構成される接着シートとしてもよい。加熱乾燥の条件は、使用した有機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。

接着シート１は、このようにして得られた第１接着剤層４ａ、第２接着剤層４ｂからなる各シートを、加熱しながら張り合わせることで製造できる。この場合、加熱条件としては、６０℃〜８０℃で行うことが好ましい。また、接着シート１は、基材２上に第１接着剤層４ａ及び第２接着剤層４ｂを順次塗布しても製造することができる。

＜半導体装置の製造方法＞
次に、上述の接着シート１を用いて半導体装置を製造する方法について説明する。図２（ａ）〜図２（ｃ）、図３（ａ）〜図３（ｃ）及び図４（ａ）〜図４（ｃ）は、本実施形態に係る半導体装置の製造方法における一工程を示す工程断面図である。

まず、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示されるように、半導体ウェハＷの主面Ｗｓに、接着剤層４を介して接着シート１を加圧加熱しながら貼り付ける（ラミネート工程）。この際、接着剤層４ａと半導体ウェハＷとが接着するように貼り付ける。また、半導体ウェハＷの回路面は、主面Ｗｓとは反対側の面であることが好ましい。接着シート１を貼り付けた後、図２（ｃ）に示されるように、基材２を剥離除去する。基材２を剥離除去した後、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示されるように、半導体ウェハＷの主面Ｗｓ上に設けられた第１接着剤層４ａ及び第２接着剤層４ｂに、基材８と紫外線硬化型もしくは感圧型の粘着層１０とが順次積層された構成を有するダイシングシート１２を、粘着層１０を介して貼り付ける。ダイシングシート１２を貼り付けた後、図３（ｃ）に示されるように、半導体ウェハＷ及び第１接着剤層４ａ及び第２接着剤層４ｂをダイシングする。このとき、粘着層１０を共にダイシングしてもよいし、基材８を共に途中までダイシングしてもよい。

ダイシングした後、図４（ａ）に示されるように、粘着層１０に紫外線を照射すること（感圧型の場合は不要）により粘着層１０を硬化させ、第２接着剤層４ｂと粘着層１０との間の接着力を低下させる。図４（ｂ）に示されるように、粘着層１０及び基材８を第１接着剤層４ａ及び第２接着剤層４ｂから剥離除去し、接着剤層付き半導体素子１８を得る。接着剤層付き半導体素子１８は、半導体素子Ｗａと第１接着剤層４０ａ及び第２接着剤層４０ｂとを有する。なお、半導体素子Ｗａは半導体ウェハＷを分割して得られるものであり、第１接着剤層４０ａ及び第２接着剤層４０ｂは第１接着剤層４ａ及び第２接着剤層４ｂをそれぞれ分割して得られるものである。接着剤層付き半導体素子１８を得た後、図４（ｃ）に示されるように、接着剤層付き半導体素子１８を、熱圧着により、第１接着剤層４０ａ及び第２接着剤層４０ｂを介して半導体素子搭載用の支持部材１４に接着する。

半導体素子Ｗａを支持部材１４上に搭載した後、再び、接着剤層付き半導体素子１８を、熱圧着により、第１接着剤層４０ａ及び第２接着剤層４０ｂを介して半導体素子Ｗａに接着する。これにより、複数の半導体素子Ｗａを支持部材１４上に搭載することができる。この場合、接着剤層４ａの熱履歴は大きくなるが、第１接着剤層４０ａ及び第２接着剤層４０ｂが支持部材１４から十分剥離し難く、支持部材１４の表面１４ａに形成された凹凸の凹部に対して第２接着剤層４０ｂを十分良好に充填可能である。

続いて、半導体素子Ｗａと支持部材１４とをワイヤボンディングにより電気的に接続する。このとき、半導体素子Ｗａ、第１接着剤層４０ａ及び第２接着剤層４０ｂ及び支持部材１４は、例えば、１７０℃で１時間加熱される。さらに、ワイヤボンディングにより接続した後、半導体素子Ｗａを樹脂封止する。このとき、樹脂封止材を支持部材１４の表面１４ａに形成するが、支持部材１４の表面１４ａとは反対側の面にも樹脂封止材を形成するとしてもよい。

以上の工程を経ることにより、接着シート１を用いて半導体装置を製造することができる。

本実施形態に係る接着シート１は、第１接着剤層４ａの１２０℃における貯蔵弾性率が０．０５〜３００ＭＰａである。このため、本実施形態に係る半導体装置の製造方法のダイボンディング時において、第１接着剤層に適度な硬さを持たせることができる。したがって、ワイヤや凹凸を充填させる埋め込み性を第２接着剤層４０ｂに持たせながら、接着剤層の取扱性を第１接着剤層４０ａに持たせることができる。よって、良好なワイヤボンディング性をえることができ、得られる半導体装置の信頼性を高めることができる。

本実施形態に係る接着シート１は、第１接着剤層４ａの８０℃における溶融粘度が１００００〜６００００Ｐａ・ｓである。このため、本実施形態に係る半導体装置の製造方法のラミネート工程において半導体ウェハWに接着シート１を貼り付ける際、第１接着剤層４ａと半導体ウェハＷとの間のボイドは十分に抑制される。よって、第１接着剤層４ａと半導体ウェハＷとの間の接着力が必要以上に強くなりにくく、接着シート１を半導体ウェハＷから剥離して半導体ウェハＷを再利用することが可能である。

また、本実施形態に係る接着シート１は、第１接着剤層４ａの８０℃における溶融粘度が１００００〜６００００Ｐａ・ｓであり、第２接着剤層４ｂの８０℃における溶融粘度が５００〜２０００Ｐａ・ｓである。このため、本実施形態に係る半導体装置の製造方法のダイボンディング工程において、支持部材１４の表面１４ａに形成された凹凸の凹部に対して第２接着剤層４０ｂを十分良好に充填可能である。加えて、第１接着剤層４０ａを凹凸により突き破られないように接着することが可能である。よって、基板と第２接着剤層４０ｂとの間の接着性を高めることができ、半導体装置の信頼性を高めることが可能となる。

＜半導体装置＞
次に、上述した半導体装置の製造方法により製造される半導体装置１００について説明する。図５は、本実施形態に係る半導体装置の概略断面図である。図５に示される半導体装置１００は、半導体素子搭載用の支持部材１４と、支持部材１４上に設けられた複数（例えば２つ）の半導体素子Ｗａとを備える。支持部材１４と半導体素子Ｗａとは第１接着剤層４０ａ及び第２接着剤層４０ｂを介して接着されている。また、半導体素子Ｗａ，Ｗａ同士も第１接着剤層４０ａ及び第２接着剤層４０ｂを介して接着されている。支持部材１４は、回路パターン７４及び端子７６が形成された基板７０からなる。この回路パターン７４と半導体素子Ｗａとが、金ワイヤ等のワイヤ７８によってそれぞれ電気的に接続されている。そして、例えば樹脂製の封止材８０が支持部材１４の表面１４ａ上に設けられることにより、半導体素子Ｗａ、接着剤層４ａ、回路パターン７４及びワイヤ７８が封止される。なお、封止材８０が、支持部材１４の表面１４ａとは反対側の面にも設けられているとしてもよい。

半導体装置１００は、上述した本実施形態に係る半導体装置の製造方法により、接着シート１を用いて製造されるものである。また、支持部材１４の表面１４ａに形成された回路パターン７４に起因する凹凸の凹部に対して接着剤層４０ｂが十分良好に充填されている。このため、半導体装置の信頼性を高めることができる。

本実施形態に係る接着シート１を用いて製造される半導体装置は、半導体装置１００に限られない。図６は、別の実施形態に係る半導体装置の概略断面図である。図６に示される半導体装置２００は、回路配線半導体素子搭載用の支持部材１４と、支持部材１４上に設けられた半導体素子Ｗａａと、半導体素子Ｗａａと第１接着剤層４０ａ及び第２接着剤層４０ｂを介して接着される半導体素子Ｗａと、を備える。支持部材１４と半導体素子Ｗａａとは接着剤層４００のみを介して接着されている。接着剤層４００としては、半導体素子Ｗａａを支持部材１４と接着できるもので構成されていればよく、２層で構成されていなくても構わない。支持部材１４は、回路パターン８４，９４が形成された基板９０からなる。回路パターン８４と半導体素子Ｗａａとは、金ワイヤ等のワイヤ８８により電気的に接続されており、半導体素子Ｗａａ及びワイヤ８８は、接着剤層４０ｂによって封止されている。

半導体装置２００では、ワイヤ８８及び回路パターン７４に起因する凹凸の凹部に対して接着剤層４０ｂが十分良好に充填されている。また、接着剤層４０ａによって半導体素子Ｗａとワイヤ８８とが接触することを防ぐことができる。これにより、半導体装置の信頼性を高めることができる。また、半導体装置２００では、接着剤層４０ｂによって半導体素子Ｗａａ及びワイヤ８８を一括封止することができる。

なお、上述した実施形態は、本発明に係る接着シート及び接着シートを用いて製造される半導体装置の実施形態を説明したものであり、本発明に係る接着シート及び半導体装置は本実施形態に記載したものに限定されるものではない。本発明に係る接着シート及び半導体装置は、各請求項に記載した要旨を変更しないように実施形態に係る接着シート及び半導体装置を変形し、又は他のものに適用したものであってもよい。

例えば、本実施形態では、接着シート１が基材２，８を備えていたが、接着シート１が基材２，８を備えないとしてもよい。つまり、接着シート１は、第１接着剤層４ａ及び第１接着剤層４ｂからなるとしてもよいし、第１接着剤層４ａ及び第１接着剤層４ｂと粘着層１０とからなるとしてもよいし、単層の粘接着剤層からなるとしてもよい。

以下、本発明を実施例により詳細に説明するが、本発明はこれらに制限されるものではない。

＜接着シートの作製＞
実施例１〜２及び比較例１〜３において、以下の（Ａ）〜（Ｅ）成分を表１に示す質量部用いて以下の手順により第１接着剤組成物及び第２接着剤組成物からなるワニスを調整した。まず、（Ｂ）熱硬化性成分、（Ｃ）フィラーを配合した後に、シクロヘキサノンを加えて撹拌した。続いて（Ａ）高分子量成分、（Ｄ）硬化促進剤及び（Ｅ）カップリング剤を加えて各成分が均一になるまで撹拌することによってワニスを調整した。

（Ａ）高分子量成分
アクリルゴム：ナガセケムテックス株式会社製商品名、商品名「ＨＴＲ−８６０Ｐ−３」、重量平均分子量８０万、Ｔｇ：−１３℃

（Ｂ）熱硬化性成分
クレゾールノボラック型エポキシ樹脂：東都化成株式会社製、商品名「ＹＤＣＮ−７００−１０」、エポキシ当量：２１０
ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂：ＤＩＣ株式会社、エポキシ当量：１５９、商品名「ＥＸＡ−８３０ＣＲＰ」
フェノール樹脂：三井化学株式会社製、商品名「ミレックスＸＬＣ−ＬＬ」、水酸基当量１７５、フェノール・p−キシリレングリコールジメチルエーテル共重合樹脂

（Ｃ）フィラー
シリカフィラー：日本アエロジル株式会社製商品名、商品名「アエロジルＲ９７２」、平均粒径０．０１６μｍ
シリカフィラー：アドマテックス株式会社製、商品名「ＳＣ２０５０−ＨＬＧ」、平均粒径０．５００μｍ

（Ｄ）硬化促進剤
１−シアノエチル−２−フェニルイミダゾールキュアゾール：四国化成工業株式会社製、商品名「２ＰＺ−ＣＮ」

（Ｅ）カップリング剤
γ―メルカプトプロピルトリメトキシシラン：日本ユニカー株式会社製、商品名「ＮＵＣ Ａ−１８９」
γ―ウレイドプロピルトリエトキシシラン：日本ユニカー株式会社製、商品名「ＮＵＣ Ａ−１１６０」

次いで上記ワニスを、基材フィルムである厚み３８μｍの離型処理したポリエチレンテレフタレートフィルム上に塗布し、接着剤層1を１１５℃で５分間加熱乾燥して、接着剤層（厚み２５μｍ）が基材フィルム上に形成された接着シートを作製した。

接着剤層２も同様に基材フィルム上で１４０℃、５分間加熱乾燥させ、接着シート（厚み４０μｍ）を作製した。

＜接着シートの評価＞
実施例１〜２及び比較例１〜３で作製した接着シートの特性を、以下のようにして評価した。

（１）８０℃における溶融粘度の測定
接着シートの接着剤層の溶融粘度は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、ＡＲＥＳ−ＲＤＡ）を用いて測定した。具体的な手順を以下に示す。まず、接着シート（実施例1に関しては、第１接着剤層４ａ、第２接着剤層４ｂをそれぞれ測定した）から基材フィルムを剥離した後、接着剤層を７０℃でラミネートし、膜厚を１００μｍ以上とし、直径８ｍｍの円形に打ち抜いた。作製した円形のフィルムを同じく８ｍｍの治具２枚ではさみ、サンプルを作製し、周波数：１Ｈｚ、測定開始温度：３５℃、測定終了温度：１５０℃、昇温速度５℃／分の測定条件で測定を行い、８０℃の値を読み取った。

（２）ダイシェア強度の測定
接着剤層のダイシェア強度（接着強度）を下記の方法により測定した。まず、接着シートと厚み４００μｍの半導体ウェハを７０℃で貼り付けた。実施例１〜３では、第１接着剤層４ａ側が半導体ウェハと接するように貼り付けた。それらを５ｍｍ角にダイシングして接着剤層付き半導体チップを得た。次いで、リードフレーム（大日本印刷（株）製、商品名「４２アロイ ＬＦ８１０ＴＲ」）上に、個片化した接着剤層付き半導体チップを接着剤層がリードフレームと接するように、１２０℃／０．１ＭＰａ／５秒の条件で熱圧着した。実施例１〜３では、リードフレームが第２接着剤層４ｂと接するように熱圧着した。次に、オーブンで１１０℃／１時間＋１７０℃／３時間のステップキュアを行い、接着フィルムを完全硬化させた。万能ボンドテスター（Ｄａｇｅ社製、シリーズ４０００）を用いて、２５０℃でダイシェア強度を測定し、これを接着強度とした。

（３）１２０℃での貯蔵弾性率の測定
動的粘弾性測定装置ＤＶＥ レオスペクトラ（レオロジ株式会社製）を用いて以下の手順にて測定した。実施例１〜２及び比較例１〜３で作製した接着シートを測定精度のために、５０ｕｍ以上にそれぞれラミネートし、基材フィルムを剥離した後、接着剤層を長さ２０．０ｍｍ、幅４．０ｍｍに切断して試験片を作製した。昇温速度３℃／分で、−３０℃から２７０℃までの粘弾性測定を行い、１２０℃の弾性率を読み取った。

（４）ウェハ密着力の測定
オートグラフ （株）島津製作所製を用いて以下の手順にて測定した。
実施例１及び比較例１、２で作製した接着シートをウェハ（４００umt, ＤＰ処理）に７０℃でラミネート（但し実施例１は第１接着剤層４ａの面を半導体ウェハ側とする）し、更にその上に支持テープとして３１Bテープ(日東電工製）を貼り付けた。ラミネートしたフィルムを１０ｍｍ幅にカッターにて切断し、支持テープ＋接着フィルムと半導体ウェハの界面を引き上げ速度は５０ｍｍ／分で剥がして半導体ウェハの密着力を測定した。また評価結果として、引き剥がせなかったものは「Ｎ」とした。以上のように測定した結果を表２に示す。

１…接着シート、２，８…基材、４ａ，４０ａ…第１接着剤層、４ｂ，４０ｂ…第２接着剤層、Ｗ…半導体ウェハ、Ｗｓ…半導体ウェハの主面、Ｗａ，Ｗａａ…半導体素子、１０…粘着層、１２…ダイシングシート、１４…支持部材、１４ａ…支持部材の表面、１８…接着剤層付き半導体素子、７０，９０…基板、７４，８４，９４…回路パターン、７６…端子、７８，８８…ワイヤ、８０…封止材、１００，２００…半導体装置。

Claims (5)

1. 第１接着剤層上に第２接着剤層が積層された接着シートであって、
   前記第１接着剤層の１２０℃における貯蔵弾性率が０．０５〜３００ＭＰａ、且つ８０℃における溶融粘度が１００００〜６００００Ｐａ・ｓであり、
   前記第２接着剤層の８０℃における溶融粘度が５００〜２０００Ｐａ・ｓであることを特徴とする接着シート。
2. 前記第１接着剤層の厚さが１〜４０μｍであることを特徴とする請求項１に記載の接着シート。
3. 前記第２接着剤層の厚さが５〜１５０μｍであることを特徴とする請求項１又は２に記載の接着シート。
4. 前記半導体ウェハに前記接着シートを貼付した場合、当該半導体ウェハと当該接着シートとの密着力が３００Ｎ／ｍ以下であり、２５０℃におけるダイシェア強度が１．５ＭＰａ以上であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の接着シート。
5. 前記第１接着剤層は、（Ａ）高分子量成分と、（Ｂ）熱硬化性成分と、（Ｃ）フィラーと、を含む第１樹脂組成物からなり、当該第１樹脂組成物１００質量％を基準として、（Ａ）高分子量成分を５０〜８０質量％、（Ｂ）熱硬化性成分を１５〜４０質量％、（Ｃ）フィラーを５〜３５質量％含有し、
   前記第２接着剤層は、（Ａ）高分子量成分と、（Ｂ）熱硬化性成分と、（Ｃ）フィラーと、を含む第２樹脂組成物からなり、当該第２樹脂組成物１００質量％を基準として、（Ａ）高分子量成分を１０〜３０質量％、（Ｂ）熱硬化性成分を４０〜６０質量％、（Ｃ）フィラーを２０〜５０質量％含有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の接着シート。

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