JP2011140617A - アンダーフィル形成用接着剤組成物、アンダーフィル形成用接着剤シート及び半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】フィルム状にしたときの埋込性に十分に優れるとともに、接続信頼性に優れる半導体装置の作製を可能なアンダーフィル形成用接着剤組成物を提供すること。
【解決手段】少なくとも、（Ａ）熱可塑性樹脂と、（Ｂ）熱硬化性樹脂と、（Ｃ）潜在性硬化剤と、（Ｄ）無機フィラーと、を含有し、上記（Ａ）熱可塑性樹脂がビスフェノールＡ、Ｆ共重合型フェノキシ樹脂を含む、アンダーフィル形成用接着剤組成物。
【選択図】なし

Description

本発明は、アンダーフィル形成用接着剤組成物、アンダーフィル形成用接続用接着剤シート及び半導体装置の製造方法に関する。

近年、電子機器の小型化、薄型化に伴い、回路部材に形成された回路の高密度化が進展し、隣接する電極との間隔や電極の幅が非常に狭くなる傾向がある。これに伴い、半導体パッケージの薄型化や小型化に対する要求も高まっている。そのため、半導体チップ実装方式として、金属ワイヤを用いて接続する従来のワイヤーボンディング方式に代えて、チップ電極上にバンプと呼ばれる突起電極を形成し、基板電極とチップ電極とをバンプを介して直接接続するフリップチップ接続方式が注目されている。

フリップチップ接続方式としては、ハンダバンプを用いる方式、金バンプと導電性接着剤を用いる方式、熱圧着方式、超音波方式などが知られている。これらの方式では、チップと基板との熱膨張係数差に由来する熱ストレスが接続部分に集中して接続信頼性が低下するという問題がある。このような接続信頼性の低下を防止するために、一般に、チップと基板との間隙を充填するアンダーフィルが樹脂により形成される。アンダーフィルへの分散により熱ストレスが緩和されるため、接続信頼性を向上させることが可能である。

アンダーフィルを形成する方法としては、一般に、チップと基板とを接続した後に液状樹脂をチップと基板との間隙に注入する方法が知られている（特許文献１参照）。また、異方導電性接着フィルム（以下ＡＣＦと称する）や、非導電性接着フィルム（以下ＮＣＦと称する）等のフィルム状樹脂を用いてチップと基板とを接続する工程において、アンダーフィル形成も完了させる方法も知られている（特許文献２参照）。

一方、半導体装置の更なる薄型化の要求に伴い、半導体ウエハをより薄くするために、ウエハの裏面を研削する、いわゆるバックグラインドが行われており、半導体装置の製造工程は煩雑になっている。そこで、工程の簡略化に適した方法としてバックグラインド時に半導体ウエハを保持する機能とアンダーフィル機能を兼ね備える樹脂の提案がなされてきている（特許文献３、４参照）。

特開２０００−１００８６２号公報 特開２００３−１４２５２９号公報 特開２００１−３３２５２０号公報 特開２００５−０２８７３４号公報

しかしながら、半導体装置の薄膜化に伴って、接続部の空隙や端子間のピッチがより一層狭くなってきており、接続時のフィルム状樹脂の流動不足による界面への濡れ不足やフィルム状樹脂の発泡によるボイドの発生等により、フィルム状樹脂のピッチ間への充填が不十分となり、接続信頼性を低下させることがある。そこで、回路部材の接続に用いられるフィルム状接着剤には、接続信頼性を確保する点から、圧着時にボイドが発生し難く優れた埋込性を有していることや、硬化後の接着力が十分に高いことが必要とされている。

また、半導体装置を薄膜化した後に、半導体回路表面に形成された樹脂層と共にダイサーにて個片化する工程において、特にブレードダイシングにおいてはダイシングした際の切屑を除外するため、水流を吹き付けて表面に切屑の残りが残留しないようにする製造装置が採用されている。ここで、水流によって樹脂層が半導体回路面からはく離しないようにするためには、回路面に対して十分な接着力を有していることや、ラミネート時にボイドなく埋め込まれ、剥がれのきっかけとなるボイドが無く貼り付けできるラミネート時の特性が必要とされている。

しかしながら、単にフィルム特性として粘着性のみを増加させた場合は硬化後にも粘着成分が残留するために、十分な低熱膨張係数化を得ることが出来ないため、接続信頼性の低下を招いてしまう。したがって、硬化前の適度な粘着性と硬化後の十分な高弾性・低線膨張特性の両立が必要である。また、半導体チップの電極部分と回路基板を接続し、高信頼性を得るためには接着剤組成物の排除性を向上させ、回路電極同士の接続を妨げない必要がある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、フィルム状にしたときの埋込性に十分に優れるとともに、未硬化時の半導体回路面への密着性に優れるため剥がれの発生なくブレードダイシングでき、接続信頼性に優れる半導体装置の作製を可能とするアンダーフィル形成用接着剤組成物、それを用いたアンダーフィル形成用接着剤シート及び半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明は、少なくとも、（Ａ）熱可塑性樹脂と、（Ｂ）熱硬化性樹脂と、（Ｃ）潜在性硬化剤と、（Ｄ）無機フィラーと、を含有し、上記（Ａ）熱可塑性樹脂がビスフェノールＡ、Ｆ共重合型フェノキシ樹脂を含む、アンダーフィル形成用接着剤組成物を提供する。

本発明のアンダーフィル形成用接着剤組成物によれば、上記（Ａ）熱可塑性樹脂、（Ｂ）熱硬化性樹脂、（Ｃ）潜在性硬化剤及び（Ｄ）無機フィラーを含み、且つ、（Ａ）熱可塑性樹脂としてビスフェノールＡ、Ｆ共重合型フェノキシ樹脂を含むことにより、半導体ウエハに貼り付ける際の回路面への埋め込み性に優れ、ウエハへの密着力に優れることから、ダイシング時に接着剤組成物がウエハからはく離することが抑制できる。さらに、接続時の半導体回路面への埋込性に優れ、ボイドの発生を十分に低減でき、接続時の接着剤組成物の排除性も良好で回路電極同士の接続を妨げることなく、低抵抗で安定した接合を形成させることができる。

また、本発明のアンダーフィル形成用接着剤組成物において、ビスフェノールＡ、Ｆ共重合型フェノキシ樹脂の重量平均分子量は３０，０００〜１００，０００であることが好ましい。この範囲の重量平均分子量であるビスフェノールＡ、Ｆ共重合型フェノキシ樹脂を含有する接着剤組成物は、フィルム形成性に優れ、接続時にボイドを抑制し、より十分な埋め込み性を発現する。

また、本発明のアンダーフィル形成用接着剤組成物において、（Ｂ）熱硬化性樹脂がエポキシ樹脂を含むことが好ましい。（Ｂ）熱硬化性樹脂としてエポキシ樹脂を含有することにより、本アンダーフィル形成用接着剤組成物は耐熱性及び接着性が向上する。

本発明のアンダーフィル形成用接着剤組成物は、相対向する回路電極を有する回路部材間に介在させ、回路部材同士を接着するために用いられるものであることが好ましい。この場合、回路部材同士を熱圧着することにより、ボイド発生を抑制しつつ十分な接着力で接着することができ、且つ、回路電極同士を良好に接続できる。これにより、接続信頼性に優れた接続体を得ることができる。

本発明はまた、支持基材と、該支持基材上に設けられた、上記本発明のアンダーフィル形成用接着剤組成物からなる接着剤層と、を備えるアンダーフィル形成用接着剤シートを提供する。本アンダーフィル形成用接着剤シートを用いて回路部材と半導体素子又は半導体素子同士を熱圧着することにより、ボイド発生を抑制しつつ十分な接着力で接着することができ、且つ、回路電極同士の電気的接続を良好に保つことができる。

本発明のアンダーフィル形成用接着剤シートにおいて、支持基材はプラスチックフィルムと該プラスチックフィルム上に設けられた粘着剤層とを備え、上記接着剤層が粘着剤層上に設けられていることが好ましい。これにより、半導体ウエハのバックグラインド時に半導体ウエハを安定して保持することができる。

また、本発明のアンダーフィル形成用接着剤シートは、相対向する回路電極を有する回路部材間に介在させ、回路部材同士を接着するために用いられるものであることが好ましい。この場合、回路部材同士を熱圧着することにより、ボイド発生を抑制しつつ十分な接着力で接着することができ、且つ、回路電極同士を良好に接続できる。これにより、接続信頼性に優れた接続体を得ることができる。

さらに本発明は、主面の一方に複数の回路電極を有する半導体ウエハを準備し、該半導体ウエハの回路電極が設けられている側に、本発明のアンダーフィル形成用接着剤組成物からなる接着剤層を設ける工程と、半導体ウエハの回路電極が設けられている側とは反対側を研削して半導体ウエハを薄化する工程と、薄化した半導体ウエハ及び接着剤層をダイシングしてフィルム状接着剤付半導体素子に個片化する工程と、フィルム状接着剤付半導体素子の回路電極を半導体素子搭載用支持部材の回路電極に接続する工程とを備える半導体装置の製造方法を提供する。本半導体装置の製造方法によれば、フィルム状接着剤付半導体素子の回路電極と半導体素子搭載用支持部材の回路電極との接続信頼性に優れた半導体装置を提供することができる。

本発明によれば、フィルム状にしたときの埋込性に十分に優れるとともに、接続信頼性に優れる半導体装置の作製を可能とするアンダーフィル形成用接着剤組成物及びそれを用いたアンダーフィル形成用接着剤シートを提供することができる。また、本発明の半導体装置の製造方法によれば、接続信頼性に優れた半導体装置を提供することができる。

本発明に係るアンダーフィル形成用接着剤シートの好適な一実施形態を示す模式断面図である。 本発明に係るアンダーフィル形成用接着剤シートの他の好適な一実施形態を示す模式断面図である。 本発明に係る半導体装置の製造方法の一実施形態を説明するための模式断面図である。 本発明に係る半導体装置の製造方法の一実施形態を説明するための模式断面図である。 本発明に係る半導体装置の製造方法の一実施形態を説明するための模式断面図である。 本発明に係る半導体装置の製造方法の一実施形態を説明するための模式断面図である。 本発明に係る半導体装置の製造方法の一実施形態を説明するための模式断面図である。

図１は、本発明に係るアンダーフィル形成用接着剤シートの好適な一実施形態を示す模式断面図である。図１に示すアンダーフィル形成用接着剤シート１０は、支持基材３と、該支持基材３上に設けられ、本発明のアンダーフィル形成用接着剤組成物からなる接着剤層２と、接着剤層２を被覆する保護フィルム１とを備えている。

まず、接着剤層２を構成する本発明のアンダーフィル形成用接着剤組成物について説明する。

本発明のアンダーフィル形成用接着剤組成物は、少なくとも（Ａ）熱可塑性樹脂（以下、場合により「（Ａ）成分」という）と、（Ｂ）熱硬化性樹脂（以下、場合により「（Ｂ）成分」という）と、（Ｃ）潜在性硬化剤（以下、場合により「（Ｃ）成分」という）と、（Ｄ）無機フィラー（以下、場合により「（Ｄ）成分」という）とを含有し、且つ、（Ａ）熱可塑性樹脂がビスフェノールＡ、Ｆ共重合型フェノキシ樹脂を含むものである。

まず、本発明で用いられる（Ａ）成分は、少なくともビスフェノールＡ、Ｆ共重合型フェノキシ樹脂を含むものである。フェノキシ樹脂はエポキシ樹脂及びエポキシ樹脂の重合物と構造が似ていることから、未硬化時及び硬化後のエポキシ樹脂との相溶性に優れる。このため、フィルム成形性を発現させるためのポリマー成分としてフェノキシ樹脂が好適に使用される。ウエハへの貼り付け性と圧着時の埋め込み性を向上させるためには成型温度において樹脂成分が軟化することが好ましく、このため、フィルム形成成分であるフェノキシ樹脂としてはなるべくＴｇの低い樹脂が好ましい。フェノキシ樹脂のＴｇは示差走査熱量測定（ＤＳＣ）を使用し、相転移時の吸熱反応を利用して測定することもでき、またフェノキシ樹脂単独でキャストフィルムまたは成型ブロックを作製し、動的粘弾性測定（ＤＶＥ）または熱機械分析（ＴＭＡ）で熱時の機械的特性の変化から測定することもできるが、試料の調整の簡便さから、ＤＳＣを使用した比較が一般的である。Ｔｇは測定法が異なると値も異なるため、同一方法で測定された値で比較することが必要である。ＤＳＣを用いる場合、窒素気流下で１０℃／分で測定した際の吸熱反応から算出した数値でＴｇを比較する。貼り付け性に関してはＴｇを低くことによって向上するものの、Ｔｇが低くなるに伴ってフィルム成形性は低下しベタつきが大きくなる。接着フィルムの製造から搬送時の特性としてはベタつきが大きすぎてはフィルムの形状保持が困難であり、フィルムの取扱いが不適である。さらに、Ｔｇが低すぎる成分が樹脂成分中に存在する場合、硬化後の特性を低下させ、接続性を低下させるため、好ましくない。ウエハへの貼り付け温度としては熱硬化性樹脂の硬化に影響せずに貼り付けるため、８０℃が上限であり、フィルム形成成分も８０℃よりも低いＴｇを有することが好ましい。ここで、フェノキシ樹脂のＴｇは主鎖骨格の影響が大きいが、ビスフェノールＡ、Ｆ共重合型フェノキシ樹脂のＴｇは７０〜７２℃であり、ウエハ貼付時の加工性に優れる。一方、ビスフェノールＡ型フェノキシ樹脂の場合、Ｔｇが８０℃よりも高温であるため、十分な埋め込み性を発現させるためにはより高温での貼り付けが必要となり、熱硬化性成分の反応に影響して保存安定性を低下させる。また、ビスフェノールＦ型フェノキシ樹脂のＴｇは６８℃よりも低いが、同時に粘度も低く、樹脂成分の他の液状成分の影響によってフィルム形成性が大きく影響を受け、ベタつきが大きく、フィルムとしての取扱い性が困難である。よって、本発明の（Ａ）成分としては、少なくともビスフェノールＡ、Ｆ共重合型フェノキシ樹脂が用いられる。

ビスフェノールＡ、Ｆ共重合型フェノキシ樹脂は、ゲルパーミテーションクロマトグラフィーによってポリスチレン換算での重量平均分子量を求めることができる。フィルム形成性が十分であって、接続時にボイドを抑制して十分に埋め込み性を発現するためには、ビスフェノールＡ、Ｆ共重合型フェノキシ樹脂の重量平均分子量は３０，０００〜１００，０００であることが好ましく、５０，０００〜８０，０００であることがより好ましく、６０，０００〜７０，０００であることがさらに好ましい。重量平均分子量が３０，０００未満では、接続時の溶融粘度が低下しすぎるためボイドの抑制が困難となり、埋め込み性が悪くなる傾向がある。一方、重量平均分子量が１００，０００を超えると溶融粘度が高くなるため、樹脂の排除性が低下し、接続性が悪くなる傾向がある。また、ビスフェノールＡ、Ｆ共重合型フェノキシ樹脂におけるビスフェノールＡ型フェノキシ樹脂とビスフェノールＦ型フェノキシ樹脂の共重合割合は、特に限定されないが、耐熱性の観点から、Ａ型：Ｆ型が５０：５０〜８０：２０であることが好ましい。

（Ａ）成分においては、ビスフェノールＡ、Ｆ共重合型フェノキシ樹脂の特性を妨げない範囲で、アンダーフィル形成用接着剤組成物の特性向上のため、他のフェノキシ樹脂や、その他の熱可塑性樹脂を混合することができる。他のフェノキシ樹脂としてはビスフェノールＡ型フェノキシ樹脂、ビスフェノールＦ型フェノキシ樹脂、ビスフェノールＳ、Ａ共重合型フェノキシ樹脂、側鎖の水酸基へカルボキシ末端ブチルニトリル樹脂を修飾した変性フェノキシ樹脂、その他、エポキシ樹脂をモノマーとして重合したフェノキシ樹脂が挙げられる。

また、上記のその他の熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエステル樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリビニルホルマール樹脂、ポリヒドロキシポリエーテル樹脂、アクリル樹脂、ポリスチレン樹脂、ブタジエン樹脂、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・スチレン樹脂、スチレン・ブタジエン共重合体、アクリル酸共重合体が挙げられる。

本発明のアンダーフィル形成用接着剤組成物において、（Ａ）成分の配合量は、（Ａ）成分、（Ｂ）成分及び（Ｃ）成分の全量を１００質量部とした場合に、１８〜４０質量部であることが好ましく、２５〜３５質量部であることがより好ましい。この配合量が１８質量部未満ではフィルム成形性が悪く、取扱い性が低下する傾向がある。また、４０質量部を超えると埋め込み性、排除性が低下する傾向がある。

本発明で用いられる（Ｂ）熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、ジアリルフタレート樹脂、ビスマレイミド樹脂、トリアジン樹脂、ポリウレタン樹脂、フェノール樹脂、シアノアクリレート樹脂、ポリイソシアネート樹脂、フラン樹脂、レゾルシノール樹脂、キシレン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、シリコーン樹脂、シロキサン変性エポキシ樹脂及びシロキサン変性ポリアミドイミド樹脂が挙げられる。これらは単独で又は２種以上を混合して使用することができる。耐熱性及び接着性を向上する観点から、（Ｂ）成分として、エポキシ樹脂を含有することが好ましい。

上記エポキシ樹脂としては、硬化して接着作用を有するものであれば特に限定されず、例えば、エポキシ樹脂ハンドブック（新保正樹編、日刊工業新聞社）等に記載されるエポキシ樹脂を広く使用することができる。具体的には、例えば、ビスフェノールＡ型エポキシ等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等のノボラック型エポキシ樹脂、トリスフェノールメタン型エポキシ樹脂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又は脂環式エポキシ樹脂など、一般に知られているものを使用することができる。

本発明のアンダーフィル形成用接着剤組成物において、（Ｂ）成分の配合量は、（Ａ）成分、（Ｂ）成分及び（Ｃ）成分の全量を１００質量部とした場合に、１５〜８０質量部であることが好ましく、２７〜７０質量部であることがより好ましい。この配合量が１５質量部未満では耐熱性が低下する傾向がある。また、８０質量部を超えると接着性が低下する傾向がある。

本発明で用いられる（Ｃ）潜在性硬化剤としては、例えば、フェノール系、イミダゾール系、ヒドラジド系、チオール系、ベンゾオキサジン、三フッ化ホウ素−アミン錯体、スルホニウム塩、アミンイミド、ポリアミンの塩、ジシアンジアミド及び有機過酸化物系の硬化剤を挙げることができる。本発明のアンダーフィル形成用接着剤組成物においては、半導体ウエハへの貼付、研削時の保護、ダイシング、回路基板への接続などの半導体装置製造における一連のプロセスに適用される際に、長期間の常温環境下に暴露されると共に、製造工程での熱、湿度、光等に曝されるが、そのような因子に影響を受けにくく、回路接続時に使用可能な特性を保持する必要がある。このため、これらの硬化剤を核とし高分子物質、無機物又は金属薄膜等で被覆してマイクロカプセル化したものを（Ｃ）成分として用いることが好ましい。

マイクロカプセル型の潜在性硬化剤としては、ポリウレタン、ポリスチレン、ゼラチン及びポリイソシアネート等の高分子物質、ケイ酸カルシウムやゼオライト等の無機物、又はニッケルや銅等の金属薄膜の被膜により上記硬化剤からなる核が実質的に覆われているものが挙げられる。

マイクロカプセル型潜在性硬化剤の平均粒径は、反応開始点の均一分散とフィルムの平坦性確保の観点から、１０μｍ以下が好ましく、５μｍ以下がより好ましい。また、平均粒径の下限値は、フィルム形成時のワニスに使用される溶媒に対する耐溶剤性確保の観点から、１μｍ以上であることが好ましい。

本発明に係るアンダーフィル形成用接着剤組成物における（Ｃ）成分の配合量は、（Ａ）成分、（Ｂ）成分及び（Ｃ）成分の全量を１００質量部とした場合に、２〜４５質量部であることが好ましく、２〜４０質量部であることがより好ましく、１５〜３５質量部であることが特に好ましい。（Ｃ）成分の配合量が２質量部未満では、硬化反応が進み難くなる傾向にあり、４５質量部を超えると、接着剤組成物の流動性が低下すると共に、接着剤組成物全量に占める硬化剤の割合が多くなりすぎるため相対的に熱硬化性樹脂の割合が少なくなり、耐熱性や接着性などの特性を低下させる傾向にある。

本発明のアンダーフィル形成用接着剤組成物は、（Ｄ）成分として無機フィラーを含有することにより、硬化後の接着剤層２の吸湿率及び線膨張係数を低減し、弾性率を高くすることができるため、作製される半導体装置の接続信頼性を向上することができる。また、（Ｄ）成分としては、接着剤層２における可視光の散乱を防止して可視光透過率を向上するために、可視光透過率を低減しない無機フィラーを選択することができる。可視光透過率の低下を抑制可能な（Ｄ）成分として、可視光の波長よりも細かい粒子径を有する無機フィラーを選択すること、あるいは、樹脂成分である（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）成分からなる樹脂組成物（以下、場合により「樹脂組成物」という）の屈折率に近似の屈折率を有する無機フィラーを選択することが好ましい。

可視光の波長よりも細かい粒子径を有する無機フィラーとしては、透明性を有するフィラーであれば特にフィラーの組成に制限はなく、平均粒径０．３μｍ未満であることが好ましく、０．１μｍ以下であることがより好ましい。また、係る無機フィラーの屈折率は、１．４６〜１．７であることが好ましい。

樹脂組成物の屈折率に近似の屈折率を有する無機フィラーとしては、（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）成分からなる樹脂組成物を作製し屈折率を測定した後、該屈折率に近似の屈折率を有する無機フィラーを選定することができる。該無機フィラーとして、接着剤層２の半導体チップと回路基板との空隙への充填性の観点及び接続工程でのボイドの発生を抑制する観点から、微細なフィラーを用いることが好ましい。このような無機フィラーの平均粒径は、０．０１〜５μｍであることが好ましく、０．１〜２μｍであることがより好ましく、０．３〜１μｍであることがさらに好ましい。平均粒径が０．０１μｍ未満では、粒子の被表面積が大きくなりアンダーフィル形成用接着剤組成物の粘度が増加して、無機フィラーを充填し難くなる傾向にある。

樹脂組成物の屈折率に近似の屈折率を有する無機フィラーの屈折率は、樹脂組成物の屈折率±０．０６の範囲であることが好ましい。例えば、樹脂組成物の屈折率が１．６０であった場合、屈折率が１．５４〜１．６６である無機フィラーを好適に用いることができる。屈折率は、アッベ屈折計を用いナトリウムＤ線（５８９ｎｍ）を光源として測定することができる。このような無機フィラーとしては、複合酸化物フィラー、複合水酸化物フィラー、硫酸バリウム及び粘土鉱物が挙げられ、具体的には、コージェライト、フォルスライト、ムライト、硫酸バリウム、水酸化マグネシウム、ホウ酸アルミニウム、バリウム又はシリカチタニアを使用することができる。

なお、上述した２タイプの無機フィラーは組み合わせて用いてもよい。

また、（Ｄ）成分は、接着剤層２の弾性率を向上する観点から、線膨張係数が０〜７００℃の温度範囲で７×１０^−６／℃以下であることが好ましく、３×１０^−６／℃以下であることがより好ましい。

（Ｄ）成分の配合量は、樹脂成分である（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）成分の合計１００質量部に対して、２５〜２００質量部であることが好ましく、５０〜１５０質量部であることがより好ましく、７５〜１２５質量部であることがさらに好ましい。（Ｄ）成分の配合量が２５質量部未満ではアンダーフィル形成用接着剤組成物から形成される接着剤層の線膨張係数の増大と弾性率の低下を招くため、圧着後の半導体チップと基板との接続信頼性が低下し易く、さらに、接続時のボイド抑制効果も得られ難くなる傾向がある。一方、（Ｄ）成分の配合量が２００質量部を超えると、アンダーフィル形成用接着剤組成物の溶融粘度が増加し、半導体チップと接着剤層との界面又は回路基板と接着剤層との界面の濡れ性が低下することによって、剥離又は埋め込み不足によるボイドの残留が起き易くなる傾向がある。

アンダーフィル形成用接着剤組成物には、その応力緩和性、接着性を向上させるため、及びフィラー成分の添加による増粘によってボイドの抑制を助けるため、有機微粒子を添加することもできる。有機微粒子としては、例えば、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、ブタジエンゴム、ポリエステル、ポリウレタン、ポリビニルブチラール、ポリアリレート、ポリメチルメタクリレート、アクリルゴム、ポリスチレン、ＮＢＲ、ＳＢＲ、シリコーン変性樹脂等を成分として含む共重合体が挙げられる。有機微粒子としては、アンダーフィル形成用接着剤組成物への分散性、応力緩和性、接着性向上の観点から、分子量が１００万以上の有機微粒子又は三次元架橋構造を有する有機微粒子が好ましい。このような有機微粒子としては、（メタ）アクリル酸アルキル−ブタジエン−スチレン共重合体、（メタ）アクリル酸アルキル−シリコーン共重合体、シリコーン−（メタ）アクリル共重合体又は複合体から選ばれる１種類以上が挙げられる。ここで、「分子量が１００万以上の有機微粒子又は三次元架橋構造を有する有機微粒子」とは、超高分子量であるが故に溶媒への溶解性が乏しいもの、あるいは三次元網目構造を有しているため溶媒への溶解性が乏しいものである。また、コアシェル型の構造を有し、コア層とシェル層で組成が異なる有機微粒子を用いることもできる。コアシェル型の有機微粒子として、具体的には、シリコーン−アクリルゴムをコアとしてアクリル樹脂をグラフトした粒子、アクリル共重合体にアクリル樹脂をグラフトとした粒子が挙げられる。

上記有機微粒子として、架橋構造を有するもの、又は超高分子量樹脂であるものは、有機溶剤に溶解しないことから、粒子形状を維持したままでアンダーフィル形成用接着剤組成物中に配合することができるため、硬化後の接着剤層２中に島状に分散することができ、接続体の強度を高く保つことができる。これらの有機微粒子は、応力緩和性を有する耐衝撃緩和剤としての機能を有するものである。

上記有機微粒子は、平均粒径が０．１〜２μｍであることが好ましい。平均粒径が０．１μｍ未満ではアンダーフィル形成用接着剤組成物の溶融粘度が増加し、接続時の電極間での樹脂排除性を妨げる傾向があり、２μｍを超えると溶融粘度の低減効果が少なくなり、接続時にボイド抑制効果が得られ難い傾向にある。

有機微粒子の配合量は、接続時のボイド抑制と接続後の応力緩和効果を接着剤層２に付与させるため、（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）成分の合計１００質量部に対して、５〜２０質量部であることが好ましい。有機微粒子の配合量が５質量部未満では接続時のボイドを抑制する効果を奏し難くなると共に応力緩和効果も発現され難くなる傾向があり、２０質量部を超えると流動性が低くなるためハンダ濡れ性が低下し残留ボイドの原因となると共に硬化物の弾性率が低くなりすぎて接続信頼性が低下する傾向にある。

アンダーフィル形成用接着剤組成物は、相対向する回路電極がハンダを有する突起電極であった場合のハンダ濡れ性を向上させ、接続性を向上させる目的で、室温で固体であり、最大粒径が２５μｍ以下である、カルボキシル基またはメチロール基を有する化合物、またはヒドラジド化合物から選ばれる少なくとも１種を含有する化合物を含有することができる。これらの化合物はハンダ濡れ性改質剤としての機能を有する（以下、これらの成分を「ハンダ濡れ性改質剤」という）。すなわち、ハンダ濡れ性改質剤は、ハンダの融点よりも低い温度に融点を持ち、溶融した後にハンダ表面及び回路電極等の金属表面の酸化物を除去することで、接着剤層２のハンダ濡れ性を改善することができる。ハンダ濡れ性改質剤として、例えば、アセチルサリチル酸、安息香酸、ベンジル酸、アジピン酸、アゼライン酸、ベンジル安息香酸、マロン酸、２，２−ビス（ヒドロキシメチル）プロピオン酸、サリチル酸、ｍ−ヒドロキシ安息香酸、コハク酸、２，６−ジメトキシメチルパラクレゾール、安息香酸ヒドラジド、カルボヒドラジド、マロン酸ジヒドラジド、コハク酸ジヒドラジド、グルタル酸ジヒドラジド、サリチル酸ヒドラジド、イミノジ酢酸ジヒドラジド、イタコン酸ジヒドラジド、クエン酸トリヒドラジド、チオカルボヒドラジド、ベンゾフェノンヒドラゾン、４，４’−オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジド及びアジピン酸ジヒドラジドが挙げられる。しかし、室温で固体であり、カルボキシル基を有する化合物、メチロール基を有する化合物又はヒドラジド化合物であれば、これらに限定されるものではない。接着剤層２への分散性を向上する観点から、これらの化合物を乳鉢ですりつぶし、微粉化した後、少なくとも２５μｍのフィルターで粒径の大きいものを除去して使用することが好ましい。最大粒径は２０μｍ程度であり、最小粒径は０．０１μｍ程度であることが好ましい。

ハンダ濡れ性改質剤の融点は、１００℃以上であることが好ましく、１３０〜２００℃であることがより好ましく、１４０〜１８０℃であることがさらに好ましい。融点が１００℃未満では、フィルム形成時の乾燥温度で粉体が溶解し、熱硬化性成分と反応し、保存性が損なわれる傾向がある。

本発明のアンダーフィル形成用接着剤組成物におけるハンダ濡れ性改質剤の配合量は、アンダーフィル形成用接着剤組成物全量を基準として、１〜２０質量％であることが好ましく、１〜１０質量％であることがより好ましい。ハンダ濡れ性改質剤の配合量が１質量％未満ではハンダ濡れ性を改善する効果が十分ではなく、２０質量部を超えて配合してもハンダ濡れ性改善効果は飽和するため過剰成分となる。

本発明のアンダーフィル形成用接着剤組成物には、無機フィラーの表面を改質し異種材料間の界面結合を向上させ接着強度を増大するために、各種カップリング剤を添加することもできる。カップリング剤としては、例えば、シラン系、チタン系及びアルミニウム系のカップリング剤が挙げられ、中でも効果が高い点で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としては、例えば、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、３−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、３−ウレイドプロピルトリエトキシシラン、３−ウレイドプロピルトリメトキシシランが挙げられる。これらは単独で又は２種以上を組み合わせて使用することができる。

本発明のアンダーフィル形成用接着剤組成物には、イオン性不純物を吸着して、吸湿時の絶縁信頼性を向上するために、イオン捕捉剤を添加することもできる。このようなイオン捕捉剤としては特に制限はなく、例えば、トリアジンチオール化合物、ビスフェノール系還元剤等の銅がイオン化して溶け出すのを防止するため銅害防止剤として知られる化合物、ジルコニウム系、アンチモンビスマス系マグネシウムアルミニウム化合物等の無機イオン吸着剤が挙げられる。

アンダーフィル形成用接着剤組成物は、半導体チップと回路基板とを接続した後の温度変化や、加熱吸湿による膨張等を抑制し、高接続信頼性を達成するため、硬化後の接着剤層２の４０〜１００℃における線膨張係数が６０×１０^−６／℃以下であることが好ましく、５５×１０^−６／℃以下であることがより好ましく、５０×１０^−６／℃以下であることが更に好ましい。硬化後の接着剤層２の線膨張係数が６０×１０^−６／℃を超えると、実装後の温度変化や加熱吸湿による膨張によって半導体チップの接続端子と回路基板の配線との間での電気的接続が保持できなくなる場合がある。

本発明のアンダーフィル形成用接着剤組成物から形成される接着剤層２は、２５０℃１０秒加熱した後、ＤＳＣで測定される反応率が６０％以上であることが好ましく、７０％以上であることがより好ましい。また、アンダーフィル形成用接着剤シートを室温で１４日間保管した後、ＤＳＣで測定される接着剤層２の反応率が１０％未満であることが好ましい。これにより、本発明のアンダーフィル形成用接着剤組成物を用いることで、接続時の反応性に十分に優れ、かつ、保存安定性にも優れるフィルム状接着剤を得ることができる。

接着剤層２は、未硬化時の可視光透過率が５％以上であることが好ましく、可視光透過率が８％以上であることがより好ましく、可視光透過率が１０％以上であることが更に好ましい。可視光透過率が５％未満ではフリップチップボンダーでの認識マーク識別が行えなくなり、位置合わせ作業ができなくなる傾向がある。一方、可視光透過率の上限に関しては特に制限はない。

可視光透過率は、日立製Ｕ−３３１０形分光光度計を用いて測定することができる。例えば、膜厚５０μｍの帝人デュポン製ＰＥＴフィルム（ピューレックス、５５５ｎｍでの透過率８６．０３％）を基準物質としてベースライン補正測定を行った後、ＰＥＴフィルムに２５μｍの厚みで接着剤層２を形成した後、４００〜８００ｎｍの可視光領域の透過率を測定する。フリップチップボンダーで使用されるハロゲン光源とライトガイドの波長相対強度において５５０〜６００ｎｍが最も強いことから、本明細書においては５５５ｎｍにおける透過率を用いて接着剤層２の透過率の比較を行っている。

接着剤層２は、上述した本発明に係るアンダーフィル形成用接着剤組成物を溶剤に溶解若しくは分散してワニスとし、このワニスを保護フィルム（以下、場合により「第一のフィルム」という）１上に塗布し、加熱により溶剤を除去することによって形成することができる。その後、接着剤層２に支持基材３を常温〜６０℃で積層し、本発明のアンダーフィル形成用接着剤シートを得ることができる。また、接着剤層２は、上記ワニスを支持基材３上に塗布し、加熱により溶剤を除去することによって形成することもできる。

用いる溶剤は、特に限定されないが、接着剤層形成時の揮発性などを沸点から考慮して決めることが好ましい。具体的には、例えば、メタノール、エタノール、２−メトキシエタノール、２−エトキシエタノール、２−ブトキシエタノール、メチルエチルケトン、アセトン、メチルイソブチルケトン、トルエン、キシレン等の比較的低沸点の溶媒は接着剤層形成時に接着剤層の硬化が進みにくい点で好ましい。これらの溶媒は、１種を単独で又は２種以上を組み合わせて使用することができる。

保護フィルム１としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリテトラフルオロエチレンフィルム、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、等のプラスチックフィルムを用いることができる。剥離性の観点から、保護フィルム１として、ポリテトラフルオロエチレンフィルムのようなフッ素樹脂からなる表面エネルギーの低いフィルムを用いることも好ましい。

保護フィルム１の剥離性を向上するために、保護フィルム１の接着剤層２を形成する面をシリコーン系剥離剤、フッ素系剥離剤、長鎖アルキルアクリレート系剥離剤等の離型剤で処理することが好ましい。

保護フィルム１は、厚みが１０〜１００μｍであることが好ましく、１０〜７５μｍであることがより好ましく、２５〜５０μｍであることがさらに好ましい。この厚みが１０μｍ未満では塗工の際、保護フィルムが破れる傾向があり、１００μｍを超えると廉価性に劣る傾向がある。

上記ワニスを保護フィルム１（又は支持基材３）上に塗布する方法としては、ナイフコート法、ロールコート法、スプレーコート法、グラビアコート法、バーコート法、カーテンコート法等、一般に周知の方法が挙げられる。

接着剤層２の厚みは、特に制限はないが、５〜２００μｍが好ましく、７〜１５０μｍであることがより好ましく、１０〜１００μｍであることがさらに好ましい。厚みが５μｍより小さいと、十分な接着力を確保するのが困難となり、回路基板の凸電極を埋められなくなる傾向があり、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。

支持基材３としては、例えば、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリテトラフルオロエチレンフィルム、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、ポリビニルアセテートフィルム、ポリ塩化ビニルフィルム、ポリイミドフィルム、ポリウレタン等のプラスチックフィルムが挙げられる。また、支持基材３は、上記の材料から選ばれる２種以上が混合されたもの、又は、上記のフィルムが複層化されたものでもよい。

支持基材３の厚みは、特に制限はないが、５〜２５０μｍが好ましい。厚みが５μｍより薄いと、半導体ウエハの研削（バックグラインド）時に支持基材が切れる可能性があり、２５０μｍより厚いと経済的でなくなるため好ましくない。

支持基材３は、光透過性が高いことが好ましく、具体的には、５００〜８００ｎｍの波長域における最小光透過率が１０％以上であることが好ましい。

また、支持基材３として、上記プラスチックフィルム（以下、場合により「第二のフィルム」という）上に粘着剤層が積層されたものを用いることができる。このような支持基材は半導体ウエハのバックグラインド時に半導体ウエハを安定して保持することができる。

図２は、本発明に係るアンダーフィル形成用接着剤シートの好適な一実施形態を示す模式断面図である。図２に示すアンダーフィル形成用接着剤シート１１は、プラスチックフィルム（第二のフィルム）３ｂと第二のフィルム３ｂ上に設けられた粘着剤層３ａとを有する支持基材３と、該粘着剤層３ａ上に設けられ、本発明のアンダーフィル形成用接着剤組成物からなる接着剤層２と、接着剤層２を被覆する保護フィルム１とを備えている。

第二のフィルム３ｂと粘着剤層３ａとの密着性を向上させるために、第二のフィルムの表面には、クロム酸処理、オゾン暴露、火炎暴露、高圧電撃暴露、イオン化放射線処理等の化学的又は物理的処理を施してもよい。

粘着剤層３ａは、室温で粘着力があり、被着体に対する必要な密着力を有することが好ましく、かつ、放射線等の高エネルギー線や熱によって硬化する（すなわち、粘着力を低下させる）特性を備えるものが好ましい。粘着剤層３ａは、例えば、アクリル系樹脂、各種合成ゴム、天然ゴム、ポリイミド樹脂を用いて形成することができる。粘着剤層３ａの厚みは、通常５〜２０μｍ程度である。

上述したアンダーフィル形成用接着剤シート１０及び１１は、相対向する回路電極を有する回路部材と半導体素子との間又は半導体素子同士の間に介在させ、回路部材と半導体素子又は半導体素子同士を接着するために用いることができる。この場合、回路部材と半導体素子又は半導体素子同士を熱圧着することにより、ボイド発生を抑制しつつ十分な接着力で接着することができ、且つ、回路電極同士の電気的接続を良好に保つことができる。これにより、接続信頼性に優れた接続体を得ることができる。

次に、アンダーフィル形成用接着剤シート１０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３〜図７は、本発明に係る半導体装置の製造方法の好適な一実施形態を説明するための模式断面図である。本実施形態の半導体装置の製造方法は、（ａ）主面の一方に複数の回路電極を有する半導体ウエハを準備し、該半導体ウエハの回路電極が設けられている側に、本発明のアンダーフィル形成用接着剤組成物からなる接着剤層を設ける工程と、（ｂ）半導体ウエハの回路電極が設けられている側とは反対側を研削して半導体ウエハを薄化する工程と、（ｃ）薄化した半導体ウエハ及び接着剤層をダイシングしてフィルム状接着剤付半導体素子に個片化する工程と、（ｄ）フィルム状接着剤付半導体素子の回路電極を半導体素子搭載用支持部材の回路電極に圧着によって接続する工程と、を備える。

本実施形態における（ａ）工程では、上述のアンダーフィル形成用接着剤シート１０の接着剤層２を半導体ウエハの回路電極が設けられている側に貼付けることにより、接着剤層が設けられる。また、本実施形態における（ｄ）工程では、加熱・加熱により電極間の電気的接続が形成されるとともに、半導体素子と半導体素子搭載用支持部材との間に介在するフィルム状接着剤の硬化も行われる。以下、図面を参照しながら、各工程について説明する。

（ａ）工程
先ず、アンダーフィル形成用接着剤シート１０を所定の装置に配置し、保護フィルム１を剥がす。続いて、主面の一方に複数の回路電極２０を有する半導体ウエハＡを準備し、半導体ウエハＡの回路電極が設けられている側に接着剤層２を貼付け、支持基材３／接着剤層２／半導体ウエハＡが積層された積層体を得る（図３を参照）。回路電極２０には、電気的接合用の突起電極であるバンプが設けられている。なお、突起電極上または／および半導体素子搭載用支持部材の回路電極に金属接合用にハンダを設けることもできる。

上記（ａ）工程において、支持基材３／接着剤層２／半導体ウエハＡが積層された積層体を得る方法としては、市販のフィルム貼付装置又はラミネータを使用することができる。半導体ウエハＡにボイドの巻き込み無く、接着剤層２を貼り付けるため、貼付装置には加熱機構及び加圧機構が備わっていることが望ましく、真空吸引機構が備わっていることはより望ましい。また、アンダーフィル形成用接着剤シート１０の形状は、貼付装置で作業できる形状であればよく、ロール状又はシート状でもよく、半導体ウエハＡの外形に合わせて加工されたものであってもよい。

半導体ウエハＡと接着剤層２とのラミネートは接着剤層２が軟化する温度で行うことが好ましく、ラミネート温度は、４０〜８０℃が好ましく、５０〜８０℃がより好ましく、６０〜８０℃が更に好ましい。接着剤層２が軟化する温度未満でラミネートする場合、半導体ウエハＡの突出した回路電極２０周辺への埋込不足が発生し、ボイドが巻き込まれた状態となり、ダイシング時の接着剤層の剥離、ピックアップ時の接着剤層の変形、位置合わせ時の認識マーク識別不良、さらにボイドによる接続信頼性の低下が生じ易くなる。

（ｂ）工程
次に、図４に示されるように、半導体ウエハＡの回路電極２０が設けられている側とは反対側をグラインダー４によって研削し、半導体ウエハを薄化する。半導体ウエハの厚みは、例えば、１０〜３００μｍとすることができる。半導体装置の小型化、薄型化の観点から、半導体ウエハの厚みを２０〜１００μｍとすることが好ましい。

（ｂ）工程において、半導体ウエハＡの研削は一般的なバックグラインド（Ｂ／Ｇ）装置を用いて行うことができる。Ｂ／Ｇ工程で半導体ウエハＡを厚みムラなく均一に研削するためには、（ａ）工程において接着剤層２をボイドの巻き込みなく均一に貼り付けることが好ましい。

（ｃ）工程
次に、図５（ａ）に示されるように、積層体の半導体ウエハＡにダイシングテープ５を貼付け、これを所定の装置に配置して支持基材３を剥がす。このとき、支持基材３が粘着剤層３ａを備えており、粘着剤層３ａが放射線硬化性である場合には、支持基材３側から放射線を照射することにより、粘着剤層３ａを硬化させ接着剤層２と支持基材３との間の接着力を低下させることができる。ここで、使用される放射線としては、例えば、紫外線、電子線、赤外線等が挙げられる。これにより支持基材３を容易に剥がすことができる。支持基材３の剥離後、図５（ｂ）に示されるように、半導体ウエハＡ及び接着剤層２をダイシングソウ６によりダイシングする。こうして、半導体ウエハＡは複数の半導体素子Ａ’に分割され、接着剤層２は複数のフィルム状接着剤２ａに分割される。

次に、図６に示されるように、ダイシングテープ５をエキスパンド（拡張）することにより、上記ダイシングにより得られた各半導体素子Ａ’を互いに離間させつつ、ダイシングテープ５側からニードルで突き上げられた半導体素子Ａ’及びフィルム状接着剤２ａからなるフィルム状接着剤付半導体素子１２を吸引コレット７で吸引してピックアップする。フィルム状接着剤付半導体素子１２は、トレー詰めして回収もよく、そのままフリップチップボンダーで回路基板に実装してもよい。

（ｃ）工程において、研削された半導体ウエハＡにダイシングテープ５を貼り合わせる作業は、一般的なウエハマウンタを使用して、ダイシングフレームへの固定と同一工程で実施できる。ダイシングテープ５は市販のダイシングテープを適用することができ、ＵＶ硬化型であってもよく、感圧型であってもよい。

（ｄ）工程
次に、図７に示されるように、フィルム状接着剤２ａが付着した半導体素子Ａ’の回路電極２０と、半導体素子搭載用支持部材８の回路電極２２とを位置合わせし、フィルム状接着剤付半導体素子１２と半導体素子搭載用支持部材８とを熱圧着する。この熱圧着により、回路電極２０と回路電極２２とが電気的且つ機械的に接続されるとともに、半導体素子Ａ’と半導体素子搭載用支持部材８との間にフィルム状接着剤２ａの硬化物が形成される。

熱圧着時の温度は、１８０℃以上であることが好ましい。さらに、接続部の端子にハンダが使用された場合、ハンダ溶融温度である２２０〜２６０℃であることがより好ましい。熱圧着時間は、１〜２０秒間とすることができる。熱圧着の圧力は、０．１〜５ＭＰａとすることができる。

フリップチップボンダーを用いた回路基板への実装では、半導体チップの回路面に形成されたアライメントマークを半導体チップの回路面に形成された接着剤層２ａを透過して確認し、回路基板への搭載位置を確認して実施することができる。

以上の工程を経て、半導体装置３０が得られる。本発明に係るアンダーフィル形成用接着剤組成物からなるフィルム状接着剤は、埋込性及び硬化後の接着力に優れるとともに、回路電極間を良好に接続し、半導体素子Ａ’と半導体素子搭載用支持部材とが十分な接着力で接着された、耐リフロークラック性や接続信頼性に優れたものになり得る

以下、実施例により本発明を更に詳細に説明するが、本発明は必ずしもこれらの実施例に限定されるものではない。

（支持基材の準備）
まず、主モノマーとして２−エチルヘキシルアクリレートとメチルメタクリレートを用い、官能基モノマーとしてヒドロキシエチルアクリレートとアクリル酸を用いた溶液重合法によりアクリル共重合体を合成した。得られたアクリル共重合体の重量平均分子量は４０万、ガラス転移点は−３８℃であった。このアクリル共重合体１００質量部に対し、多官能イソシアネート架橋剤（日本ポリウレタン工業株式会社製、商品名「コローネートＨＬ」）１０質量部を配合して粘着剤組成物溶液を調製した。

得られた粘着剤組成物溶液を、ポリオレフィンフィルム（オカモト株式会社製、商品名「ＷＮＨ−２１１０」、厚さ：１００μｍ）の上に乾燥後の粘着剤層の厚みが１０μｍになるよう塗布し乾燥した。更に、第二のフィルムであるシリコーン系離型剤で表面処理した二軸延伸ポリエステルフィルム（帝人デュポンフィルム社製、商品名「Ａ３１７０」、厚さ：２５μｍ）を粘着剤層面にラミネートした。この粘着剤層付き積層体を室温で１週間放置し十分にエージングを行った後、ポリオレフィンフィルムを剥離したものを支持基材として使用した。

（実施例１）
＜接着剤組成物の調製＞
「ＺＸ１３５６−２」（東都化成株式会社製商品名、ビスフェノールＡ、Ｆ共重合型フェノキシ樹脂、重量平均分子量（Ｍｗ）６２，０００）２０質量部、「１０３２Ｈ６０」（ジャパンエポキシレジン株式会社製商品名、エポキシ樹脂）２６質量部、「エピコート８２８」（ジャパンエポキシレジン社製商品名、液状エポキシ樹脂）３３質量部及び「ＨＸ３９４１ＨＰ」（旭化成エレクトロニクス株式会社製商品名、マイクロカプセル型潜在性硬化剤）２１質量部を、トルエンと酢酸エチルとの混合溶媒中に溶解した。この溶液に、「ＥＸＬ−２６５５」（ロームアンドハース株式会社製商品名、有機微粒子）５質量部、「５μｍの分級処理を行った平均粒径１μｍコージェライト粒子」（２ＭｇＯ・２Ａｌ_２Ｏ_３・５ＳｉＯ_２、比重２．４、線膨張係数：１．５×１０^−６／℃、屈折率：１．５７）１００質量部、１０μｍの分級処理を行った「２，２−ビス（ヒドロキシメチル）プロピオン酸」（東京化成工業社製、以下、「ＢＨＰＡ」と略す）５質量部を分散し、接着剤ワニスを得た。

＜アンダーフィル形成用接着剤シートの作製＞
得られた接着剤ワニスを、第一のフィルムであるポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム（帝人デュポンフィルム社製、商品名「ＡＨ−３」、厚さ：５０μｍ）上にロールコータを用いて塗布し、７０℃のオーブンで１０分間乾燥させて、厚み２５μｍの接着剤層を形成した。次に、接着剤層と上記支持基材における粘着剤層面とを常温で貼り合わせて、アンダーフィル形成用接着剤シートを得た。

（実施例２）
接着剤ワニスの調製における「ＺＸ１３５６−２」の配合量を３０質量部とし、他の成分を表１のとおり配合した以外は実施例１と同様にして、アンダーフィル形成用接着剤シートを得た。

（実施例３）
接着剤ワニスの調製における「ＺＸ１３５６−２」の配合量を４０質量部とし、他の成分を表１のとおり配合した以外は実施例１と同様にして、アンダーフィル形成用接着剤シートを得た。

（実施例４）
接着剤ワニスの調製における「ＺＸ１３５６−２」に換えて、「ＹＰ−７０」（東都化成株式会社製商品名、ビスフェノールＡ、Ｆ共重合型フェノキシ樹脂、重量平均分子量（ＭＷ）５０，２００）を２０質量部配合した以外は実施例１と同様にして、アンダーフィル形成用接着剤シートを得た。

（実施例５）
接着剤ワニスの調製における「ＺＸ１３５６−２」に換えて、「ＹＰ−７０」（東都化成株式会社製商品名、ビスフェノールＡ、Ｆ共重合型フェノキシ樹脂、重量平均分子量（ＭＷ）５０，２００）を４０質量部配合した以外は実施例３と同様にして、アンダーフィル形成用接着剤シートを得た。

（比較例１）
接着剤ワニスの調製における「ＺＸ１３５６−２」に換えて、「ＹＰ−５０」(東都化成株式会社製商品名、ビスフェノールＡ型フェノキシ樹脂)を２０質量部配合した以外は実施例１と同様にして、アンダーフィル形成用接着剤シートを得た。

（比較例２）
接着剤ワニスの調製における「ＺＸ１３５６−２」に換えて、「ＹＰ−５０」(東都化成株式会社製商品名、ビスフェノールＡ型フェノキシ樹脂）を４０質量部配合した以外は実施例３と同様にして、アンダーフィル形成用接着剤シートを得た。

（比較例３）
接着剤ワニスの調製における「ＺＸ１３５６−２」に換えて、「ＺＸ１３９５」(東都化成株式会社製商品名、ビスフェノールＦ型フェノキシ樹脂)を２０質量部配合した以外は実施例１と同様にして、アンダーフィル形成用接着剤シートを得た。

（比較例４）
接着剤ワニスの調製における「ＺＸ１３５６−２」に換えて、「ＺＸ１３９５」(東都化成株式会社製商品名、ビスフェノールＦ型フェノキシ樹脂)を４０質量部配合した以外は実施例３と同様にして、アンダーフィル形成用接着剤シートを得た。

（比較例５）
接着剤ワニスの調製におけるコージェライト粒子の配合量を０とした以外は実施例２と同様にして、アンダーフィル形成用接着剤シートを得た。

（比較例６）
接着剤ワニスの調製における「ＺＸ１３５６−２」に換えて、「ＹＰ−５０」(東都化成株式会社製商品名、ビスフェノールＡ型フェノキシ樹脂）を３０質量部配合した以外は比較例５と同様にして、アンダーフィル形成用接着剤シートを得た。

［接着剤層の評価］
（線膨張係数測定）
実施例及び比較例で得られたアンダーフィル形成用接着剤シートを１８０℃に設定したオーブンに３時間放置し、加熱硬化処理を行った。加熱硬化後の接着剤層を支持基材から剥離し、３０ｍｍ×２ｍｍの大きさの試験片を作製した。セイコーインスツルメンツ社製「ＴＭＡ／ＳＳ６１００」（商品名）を用い、上記試験片をチャック間２０ｍｍとなるよう装置内に取り付け、測定温度範囲：２０〜３００℃、昇温速度：５℃／分、荷重条件：試験片の断面積に対し０．５ＭＰａ圧力となる条件で、引張り試験モードにて熱機械分析を行い、線膨張係数を測定した。

（ウエハへのピール強度評価）
実施例及び比較例で得られたアンダーフィル形成用接着剤シートを１０ｍｍ×３０ｍｍの個片に切断し、８０℃に設定したホットロールラミネータを用い、熱酸化膜つきウエハの熱酸化膜面に貼り付けた。貼り付け後、短辺の一端を剥がしテンシロンの挟み込み治具に固定した。フィルムの剥がした面が貼り付け面に対して９０度を保つようにウエハを移動させながら、３００ｍｍ／ｍｉｎの速度で引き剥がし、ピール強度を測定した。

（流動性）
実施例及び比較例で得られたアンダーフィル形成用接着剤シートを５ｍｍ×５ｍｍに切り出し、厚さ０．７ｍｍ、１５ｍｍ四方のコーニングガラスに７０℃で転写し、支持フィルムを剥がした。ここに厚さ５５０μｍ、１２ｍｍ四方のシリコンチップのミラー面を貼り合わせ、１０秒後の到達温度１８０℃になるように設定した熱圧着機（ツール温度１９７℃）で１０秒間１２．５Ｎの荷重で加圧した。加圧後変形した接着剤シートの面積をスキャナで計測した。（加圧後の面積）／（加圧前の面積）の比を流動量として比較した。

＜半導体装置の作製及び評価＞
上記で得られたアンダーフィル形成用接着剤シートを用い、下記の手順にしたがって、半導体装置を作製し、評価した。

（半導体ウエハへの貼付）
ジェイシーエム製のダイアタッチフィルムマウンターの８０℃に加熱された吸着ステー上に、銅＋ＳｎＡｇハンダでバンプが形成された半導体ウエハ（バンプ高さ４０μｍ、ウエハ厚さ５５０μｍ、５０ｍｍ×５０ｍｍに個片化）をバンプ側を上に向けて載せた。アンダーフィル形成用接着剤シートを７０ｍｍ×７０ｍｍに切断し保護フィルムである第一のフィルムを除いた接着剤層を半導体ウエハのバンプ側に向け、エアを巻き込まないように半導体ウエハの端からダイアタッチマウンターの貼付ローラで押しつけてラミネートした。ラミネート後、ウエハの外形に沿って接着剤のはみ出し部分を切断した。貼り付け後、バンプ周辺の貼り付け状態を観察し、バンプ周辺にボイドなく埋め込めた場合を「Ａ」、回路パターンに依存した状態でボイドが存在する場合を「Ｃ」と評価した。

（支持基材の剥離）
上記アンダーフィル形成用接着剤シートと半導体ウエハ（厚み５５０μｍ）との積層体を、裏面を上に向けた状態でジェイシーエム製のダイアタッチフィルムマウンターの吸着ステージに設置し、室温にてダイシングフレームと同時にアデカ製ダイシングテープ「ＡＤ８０Ｈ」を貼り付けた。次いで、支持基材上に日東電工製バックグラインドテープ剥離テープを貼付し、１８０度ピール引き剥がしで支持基材のみを引き剥がした。このとき、ウエハから接着剤層が剥がれることなく支持基材のみを引き剥がせた場合を「Ａ」、支持基材のはく離と同時にウエハから接着剤が一部または全面で剥がれた場合を「Ｃ」と評価した。

（ダイシング）
上述のダイシングフレームに固定された接着剤層付き半導体ウエハを株式会社ディスコ製フルオートマチックダイシングソー「ＤＦＤ６３６１」にて１０ｍｍ×１０ｍｍにダイシングした。ダイシング後、洗浄し、水分を飛ばした後、ダイシングテープ側からＵＶ照射を行った。ダイシング中に接着層がウエハ表面からはく離しなかった場合を「Ａ」、はく離が発生した場合を「Ｃ」と評価した。また、ダイシング後の溝を透過観察し、溝の埋まり込みが発生していない場合を「Ａ」、ダイシング溝が部分的に埋まっている場合を「Ｂ」、溝が埋まって透過しても溝の跡が見えない場合を「Ｃ」と評価した。

個片化された接着剤付き半導体チップをピックアップした。このとき、隣接チップとの癒着が発生していた場合を「Ｃ」、一部癒着して樹脂の伸びが見られた場合を「Ｂ」、癒着せずにピックアップできた場合を「Ａ」と評価した。

（圧着）
接着剤付き半導体チップを、バンプに対向する位置にＳｎＡｇＣｕを構成成分とするハンダが形成された回路を有するガラエポ基板に、松下電器産業製フリップチップボンダ「ＦＣＢ３」で位置あわせを行った後、２５０℃、０．５ＭＰａで１０秒間熱圧着し、半導体装置を得た。

上述のようにして作製した半導体装置におけるフィルム状接着剤の埋込性及び接続抵抗を評価した。

＜圧着後の埋込性＞
接着剤層の貼付状態を日立建機製超音波探傷装置（ＳＡＴ）で視察し、下記の基準に基づいて評価した。このとき、チップ下全領域にボイドが観察される場合を「Ｃ」、ボイドが観察されない又はボイド発生領域が部分的である場合を「Ａ」と評価した。

＜１０００サイクル後の接続抵抗＞
作製した半導体装置について、圧着後の接続抵抗を、デジタルマルチメータ（アドバンテスト社製、商品名）を用いて測定した。具体的には、上記半導体装置を−５５℃で３０分間及び１２５℃で３０分間を１サイクルとする温度サイクル試験に投入し、１０００サイクル後の接続抵抗が維持される場合を「Ａ」、維持されない場合を「Ｃ」と評価した。

結果を表１に示す。

表１のとおり、実施例１〜３で得られたアンダーフィル形成用接着剤シートを用いた場合、ウエハへの密着強度が十分に強く、またラミネート温度で十分に軟化するため、埋め込み性が良好であった。さらに、ダイシングでのはがれ、ピックアップでの癒着も発生なく、ボンディング後のボイド発生が無かった。また、温度サイクル試験で１０００サイクル以上導通可能であった。また、実施例４及び５はウエハへの埋め込みは良好であった。フェノキシ樹脂の分子量が小さい影響で未硬化状態でのフィルム凝集力が低下しており、ピール強度が下がったが、ダイシング時の剥がれ発生はなかった。しかし、ダイシング後の溝の一部に樹脂が埋まり込んだ状態が観察され、ピックアップしたチップを観察した結果、隣接チップとの癒着に起因する樹脂が伸びた状態が観察された。圧着後の埋め込み性、接続信頼性は良好であった。

一方、比較例１及び２で得られたアンダーフィル形成用接着剤シートを用いた場合、フェノキシ樹脂の軟化温度が８０℃以上のため溶融不足となり、密着力が低く、はがれが発生した。また、比較例３及び４ではフェノキシ樹脂のＴｇが低すぎるため、ダイシング後の癒着が発生した。また、硬化物の線膨張係数が６０×１０^−６／℃以上であり、冷熱サイクルで電極の接合を補強して接続信頼性を得られなかった。無機フィラーを含有しない比較例５及び６では、硬化物の線膨張係数が７０×１０^−６／℃以上と高く、接続信頼性も劣っていた。

１…保護フィルム、２…接着剤層、３…支持基材、３ａ…粘着剤層、３ｂ…プラスチックフィルム、４…グラインダー、５…ダイシングテープ、６…ダイシングソウ、７…吸引コレット、８…半導体素子搭載用支持部材、１０…アンダーフィル形成用接着剤シート、１１…アンダーフィル形成用接着剤シート、１２…フィルム状接着剤付半導体素子、２０…回路電極、３０…半導体装置、Ａ…半導体ウエハ。

Claims (8)

1. 少なくとも、
   （Ａ）熱可塑性樹脂と、
   （Ｂ）熱硬化性樹脂と、
   （Ｃ）潜在性硬化剤と、
   （Ｄ）無機フィラーと、
   を含有し、
   前記（Ａ）熱可塑性樹脂がビスフェノールＡ、Ｆ共重合型フェノキシ樹脂を含む、アンダーフィル形成用接着剤組成物。
2. 前記ビスフェノールＡ、Ｆ共重合型フェノキシ樹脂の重量平均分子量が３０，０００〜１００，０００である、請求項１記載のアンダーフィル形成用接着剤組成物。
3. 前記（Ｂ）熱硬化性樹脂がエポキシ樹脂を含む、請求項１又は２記載のアンダーフィル形成用接着剤組成物。
4. 相対向する回路電極を有する回路部材間に介在させ、前記回路部材同士を接着するために用いられる、請求項１〜３のいずれか一項に記載のアンダーフィル形成用接着剤組成物。
5. 支持基材と、該支持基材上に設けられた、請求項１〜４のいずれか一項に記載のアンダーフィル形成用接着剤組成物からなる接着剤層と、を備える、アンダーフィル形成用接着剤シート。
6. 前記支持基材が、プラスチックフィルムと該プラスチックフィルム上に設けられた粘着剤層とを備え、前記接着剤層が前記粘着剤層上に設けられている、請求項５記載のアンダーフィル形成用接着剤シート。
7. 相対向する回路電極を有する回路部材間に介在させ、前記回路部材同士を接着するために用いられる、請求項５又は６記載のアンダーフィル形成用接着剤シート。
8. 主面の一方に複数の回路電極を有する半導体ウエハを準備し、該半導体ウエハの前記回路電極が設けられている側に、請求項１〜４のいずれか一項に記載のアンダーフィル形成用接着剤組成物からなる接着剤層を設ける工程と、
   前記半導体ウエハの前記回路電極が設けられている側とは反対側を研削して前記半導体ウエハを薄化する工程と、
   前記薄化した半導体ウエハ及び前記接着剤層をダイシングしてフィルム状接着剤付半導体素子に個片化する工程と、
   前記フィルム状接着剤付半導体素子の前記回路電極を半導体素子搭載用支持部材の回路電極に接合する工程と、
   を備える、半導体装置の製造方法。
   
   

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