JP2004026953A - Film adhesive, semiconductor device, and its production method - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a film adhesive which is useful in a production method of a semiconductor device, is applicable also to die bonding besides dicing as it is, does not require to use an irradiation source of such as ultraviolet rays for lowering the adhesive power, and allows the semiconductor chip to be easily picked up without using a means such as pickup rod. <P>SOLUTION: The film adhesive is comprised of a thermosetting adhesive layer comprising an epoxy resin modified with caprolactone and a drawable backing film which exhibits elongation not less than 10 % when drawing. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はフィルム接着剤、すなわち、フィルムの形態をもった接着剤に関し、特に、半導体装置の製造プロセスにおけるダイシングやダイボンディングに使用可能なフィルム接着剤に関する。本発明はまた、このようなフィルム接着剤を使用した半導体装置及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
集積回路（ＩＣ）、大規模集積回路（ＬＳＩ）及びその他の半導体装置は、周知のように、種々のプロセスを経て製造されている。半導体装置の製造プロセスの一部を述べると、シリコン等の半導体ウエハに、リソグラフィ技術やエッチング技術等によりＩＣ、ＬＳＩ等を作り込んだ後、その半導体ウエハを所望のサイズに裁断する。この裁断工程は、ダイシングと呼ばれるものであり、集積回路等をもった半導体素子（以下、「半導体チップ」又は単に「チップ」とも言う。）の多数個が一括して得られる。
【０００３】
一般に、ダイシングにおいては、粘着性ポリマーを含む粘着テープ（特に、「ダイシングテープ」と呼ばれることもある。）によってシリコンウエハ等の半導体ウエハを固定する。ダイシングの際に個々に分離された半導体チップをバラバラにしないためである。ダイシングテープは、したがって、半導体チップを安定に保持するのに十分な粘着力又は接着力を有することが必要である。
【０００４】
他方で、ダイシング後は、使用済みのダイシングテープが低下せしめられた粘着力又は接着力を示すことが求められている。かかる粘着力の低下により、チップをダイシングテープから剥離することができれば、後段のパッケージング工程で、ピックアップロッドを用いて当該チップを容易に取り出してパッケージに組み込むことができるからである。
【０００５】
例えば、ダイシングテープとして使用される粘着テープの粘着性ポリマーは、加熱又は紫外線のようなエネルギ線の照射により３次元的に高度に架橋すれば、その粘着力を低下させることができ、上記のような要求を満たすことができる。特に、特表昭５６−５００８８９号公報に開示されているように、粘着剤組成物がエポキシ基をもった接着剤ポリマーとオニウム塩系化合物等のイオン光開始剤とを含む場合、当初は被着体と強固に接着しているけれども、光照射により、接着力を低下させ容易に被着体から剥離できるようになる。上述のイオン光開始剤が粘着性ポリマーのエポキシ基のイオン的な開環重合反応を促進して、粘着性ポリマーの効果的な３次元架橋を図ることができるからである。
【０００６】
また、粘着テープが加熱膨張性を備えることにより、被着体との接着面積を減らし、被着体から剥離可能となることも知られている。例えば、特公昭５１−２４５３４号公報には、加熱発泡剤を含む粘着テープが開示されている。また、特開昭５６−６１４６７号公報、特開昭５６−６１４６８号公報、特開昭５６−６１４６９号公報、特開昭６０−２５２６８１号、特開昭６３−１８６７９１号公報及び特開平２−３０５８７８号公報には、熱膨張性微小球を備える熱膨張性接着剤が開示されている。特に、特開昭５６−６１４６７号公報、特開昭５６−６１４６８号公報、特開昭５６−６１４６９号公報、特開昭６３−１８６７９１号公報及び特開平２−３０５８７８号公報には、熱膨張性微小球が低沸点化合物（例えば、プロパン又はブタン等）又は熱分解型の発泡剤（例えば、炭酸水素アンモニウム又はアゾビスイソブチロニトリル等）を中空微粒子に充填していることが開示されている。また、特開昭６０−２５２６８１号公報には、エクスパンセル（商標）と呼ばれる熱膨張性微小球の使用が開示されている。さらに、特開昭６３−３０５８１号公報には、光架橋性の接着性ポリマー又は粘着性ポリマーと発泡剤とを含む接着力消失型粘着剤も開示されている。
【０００７】
紫外線等の光により接着ポリマー又は粘着性ポリマーを架橋する場合には、上述のように、その光源がさらに必要となる。また、粘着シートが発泡剤を含んでいたり又は熱膨張性接着剤を使用したりする場合には、加熱処理前の耐熱性に乏しくなる傾向にあり、熱の作用する工程を制限することで不利となる。さらに、上述の粘着シートは被着体との界面で一般に剥離する。したがって、上記のようにチップをパッケージに組み込む場合に当該チップをベース（例えば、基板上のダイパッド部）に固定するとき（この固定工程は、通常「ダイボンディング」と呼ばれる。）、チップとベースとの間に接着剤層が再び必要となる。
【０００８】
上述のような従来の技術の問題点を解消するため、ダイシングのほかダイボンディングにもそのまま適用可能なように、粘着テープの基材と粘着剤層又は接着剤層との間で剥離する接着テープも実際上開示されている。しかし、このような接着テープも紫外線の照射により粘着力を低下させており、上記と同様、紫外光源が必要である。
【０００９】
また、最近、半導体ウエハは研磨等により４００μｍ以下の厚さまで薄くなっている。マルチチップパッケージ（ＭＣＰ：　Ｍｕｌｔｉ−Ｃｈｉｐ　Ｐａｃｋａｇｅ）方式により、複数の集積回路チップや個別半導体素子を標準の集積回路デバイスと同様の規格のパッケージに収納し、半導体装置の高密度化及び小型化を図るためである。しかしながら、そのように薄い半導体ウエハに対してはピックアップロッドの使用は比較的困難を伴う。ピックアップロッドが半導体ウエハを破損する場合が極めて多くなる傾向にあるからである。そこで、ピックアップロッドを使用することなく、チップを容易に取り出せることが望まれる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、したがって、半導体装置の製造プロセスにおいて有用であり、ダイシングのほかダイボンディングにもそのまま適用可能であり、粘着力の低下のために紫外線等の照射光源の使用を必要とせず、しかもピックアップロッドのような手段によることなく半導体チップを容易に取り出せるフィルム接着剤を提供することにある。
【００１１】
本発明の目的は、また、製造が容易であり、かつ歩留まりよく製造できる半導体装置を提供することにある。
【００１２】
本発明の目的は、さらに、半導体装置を容易かつ簡単な手法で歩留まりよく製造する方法を提供することにある。
【００１３】
本発明の上記したような目的やその他の目的は、以下の詳細な説明から容易に理解することができるであろう。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、その１つの面において、カプロラクトン変性のエポキシ樹脂を含む熱硬化性接着剤層と、
延伸時に１０％以上の伸び率を示す、延伸可能なバッキングフィルムと、
を備えることを特徴とするフィルム接着剤にある。
【００１５】
また、本発明は、そのもう１つの面において、少なくとも１個の半導体素子を表面に搭載した基板を含む半導体装置であって、
前記半導体素子が、カプロラクトン変性のエポキシ樹脂を含む熱硬化性接着剤層を介して前記基板の表面に固定されていることを特徴とする半導体装置にある。
【００１６】
さらに、本発明は、そのもう１つの面において、少なくとも１個の半導体素子を表面に搭載した基板を含む半導体装置を製造する方法において、
前記半導体素子の複数個が作り込まれている半導体ウエハの片面に、カプロラクトン変性のエポキシ樹脂を含む熱硬化性接着剤層と、延伸時に１０％以上の伸び率を示す、延伸可能なバッキングフィルムとを備えるフィルム接着剤を積層し、
前記半導体ウエハにおいて、前記フィルム接着剤をそれに積層した状態を維持したまま、前記半導体素子を個々に分離し、
前記フィルム接着剤のバッキングフィルムを所定の長さまで延伸した後、前記半導体素子をそれに前記熱硬化性接着剤層が付着した状態のまま前記バッキングフィルムから剥離し、そして
前記半導体素子を前記熱硬化性接着剤層を介して前記基板の表面に固定すること
を特徴とする半導体装置の製造方法にある。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明によるフィルム接着剤、半導体装置及びその製造方法は、それぞれ、本発明の範囲内でいろいろな形態で実施することができる。以下、添付の図面を参照しながら、本発明をそれぞれの好適な実施形態にしたがって説明する。ただし、当業者ならば容易に想到されるように、本発明は下記の実施形態に限定されるものではない。また、図面中、同一部分又は相当部分に対しては同一の符号を付することとする。
【００１８】
図１は、本発明のフィルム接着剤の一実施形態を模式的に示した断面図である。図示のフィルム接着剤１０は、基材としての延伸可能なバッキングフィルム１と、その片面に所定の厚さで適用された熱硬化性接着剤層２とからなる。
【００１９】
本発明で使用する熱硬化性接着剤層は、通常結晶相を有している。特に、この結晶相は、カプロラクトン変性のエポキシ樹脂（以下、「変性エポキシ樹脂」とも言う。）を含んでいる。変性エポキシ樹脂は、熱硬化性接着剤層に適度な可とう性を付与して、熱硬化性接着剤層の粘弾性的特性を改善することができるようになっている。その結果、熱硬化性接着剤層が硬化前でも凝集力を備え、初期段階でも接着力を発現するようになる。また、この変性エポキシ樹脂は、通常のエポキシ樹脂と同様、加温又は常温で三次元網目構造をもった硬化物になり、熱硬化性接着剤層に凝集力を付与することができる。
【００２０】
本発明によれば、かかる変性エポキシ樹脂は、初期の接着力の向上の観点から、通常は１００〜９０００、好適には２００〜５０００、より好適には５００〜３０００のエポキシ当量を有している。このようなエポキシ当量を備えた変性エポキシ樹脂は、例えば、ダイセル化学工業（株）からプラクセルＴＭＧシリーズの商品名で市販されている。
【００２１】
また、熱硬化性接着剤層は、フェノキシ樹脂をさらに含むことができる。フェノキシ樹脂は、鎖状又は線状の構造をもった比較的高分子量の熱可塑性樹脂であって、エピクロルヒドリンとビスフェノールＡからなる。このようなフェノキシ樹脂は、加工性に富んでおり、所望形状をもった熱硬化性接着剤層を簡便に形成するのに有利である。本発明によれば、このフェノキシ樹脂は、１００重量部の変性エポキシ樹脂に対して、通常は１０〜６０重量部、好適には２０〜５０重量部、より好適には２５〜４０重量部の範囲で、熱硬化性接着剤層中に含有されている。フェノキシ樹脂が上記変性エポキシ樹脂と効果的に相溶することができるようになるからである。かくして、熱硬化性接着剤層からの変性エポキシ樹脂のブリードも効果的に防止することができるようになる。また、フェノキシ樹脂は、前述した変性エポキシ樹脂の硬化物と互いに絡み合い、熱硬化性接着剤層の最終的な凝集力及び耐熱性等をさらに高めることができるようになる。
【００２２】
必要に応じて、熱硬化性接着剤層には、上記のフェノキシ樹脂と組み合せて又はそれとは独立に、第２のエポキシ樹脂（以下、単に「エポキシ樹脂」とも言う。）がさらに含まれて上記硬化物の一部をなしてもよい。このエポキシ樹脂は、本発明の範囲を逸脱しない限り特に限定されず、例えば、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Ａジグリシジルエーテル型エポキシ樹脂、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、フルオレンエポキシ樹脂、グリシジルアミン樹脂、脂肪族エポキシ樹脂、臭素化エポキシ樹脂、フッ素化エポキシ樹脂などが使用可能である。このようなエポキシ樹脂も、変性エポキシ樹脂と同様にフェノキシ樹脂と相溶し易く、熱硬化性接着剤層からのブリードはほとんどない。特に、熱硬化性接着剤層が、１００重量部の変性エポキシ樹脂に対して、好適には５０〜２００重量部、より好適には６０〜１４０重量部の第２のエポキシ樹脂を含有していると、耐熱性向上の点で有利である。
【００２３】
本発明の実施において、特に、ビスフェノールＡジグリシジルエーテル型エポキシ樹脂（以下、「ジグリシジルエーテル型エポキシ樹脂」とも言う。）を好ましいエポキシ樹脂として使用することができる。このジグリシジルエーテル型エポキシ樹脂は、液状であり、例えば、熱硬化性接着剤層の高温特性を改善することができる。例えば、このジグリシジルエーテル型エポキシ樹脂を使用することによって、高温での硬化による耐薬品性やガラス転移温度を改善することが可能となる。また、硬化剤の適用範囲が広がるほか、硬化条件も比較的緩やかである。このようなジグリシジルエーテル型エポキシ樹脂は、例えば、ダウ・ケミカル（ジャパン）社からＤ．Ｅ．Ｒ．ＴＭ３３２の商品名で市販されている。
【００２４】
また、本発明によれば、上述したようにフェノキシ樹脂、変性エポキシ樹脂及び第２のエポキシ樹脂が熱硬化性接着剤層中に含まれていると、最終的に硬化を完了するまでに、加熱温度及び／又は加熱時間に応じて接着力を著しく変えることができる。詳細に述べると、この熱硬化性接着剤層は、初期の加熱により接着力を高めるが、所定温度に加熱すると、いったんはその接着力を低減して、後述するようにバッキングフィルムと剥離し易くなる。しかし、この熱硬化性接着剤層は、必要に応じて再加熱されて最終的な硬化反応を進行させ、その接着力を回復・向上させることができるようになる。
【００２５】
熱硬化性接着剤層には、硬化剤を必要に応じて添加し、変性エポキシ樹脂及び第２のエポキシ樹脂の硬化反応に供することもできる。この硬化剤は、本発明の目的に合致し、所望とする効果を奏する限り、使用量及び種類が特に限定されるものではない。しかし、耐熱性の向上の観点からは、１００重量部の変性エポキシ樹脂及び必要な第２のエポキシ樹脂に対し、通常は１〜５０重量部、好適には２〜４０重量部、より好適には５〜３０重量部の範囲の硬化剤を熱硬化性接着剤層に含有している。また、硬化剤としては、以下に列挙するものに限定されるわけではないけれども、例えばアミン硬化剤、酸無水物、ジシアンアミド、カチオン重合触媒、イミダゾール化合物、ヒドラジン化合物等が使用可能である。特に、ジシアンアミドは室温での熱的安定性を有する観点から望ましい。また、ジグリシジルエーテル型エポキシ樹脂との関係では、脂環式ポリアミン、ポリアミド、アミドアミン又はその変性物を使用することが望ましい。
【００２６】
さらに、上記硬化剤と組み合せて又はそれとは別個に、通常は０．０１〜１０重量部、好適には０．２〜５重量部、より好適には０．５〜３重量部の硬化促進剤を熱硬化性接着剤層に含ませて、硬化反応を促進することができる。その結果、熱硬化性接着剤層が要求に応じて接着強度を早期に発現できるようになる。このような硬化促進剤の一例は、ウレタン付加物であり、例えば、ＰＴＩジャパン社からОｍｃｕｒｅＴＭ５２の商品名で市販されている。
【００２７】
熱硬化性接着剤層の強靭化のため、充填材を使用してもよい。この場合、充填材は、通常は１〜１００重量部、好適には２〜５０重量部、より好適には３〜３０重量部の範囲で熱硬化性接着剤層中に含まれる。適当な充填材の一例は、以下に列挙するものに限定されるわけではないけれども、ゴム状粒子、メラミン／イソシアヌル酸錯体などの有機粒子を包含する。これらの充填材のなかでも、充填材がメチルメタアクリレート−ブタジエン−スチレンの共重合体からなるゴム状粒子を含む場合が、接着力を向上させる点から好ましい。このようなゴム状粒子は、例えば、ローム＆ハース社からＥＸＬ２６９１Ａの商品名で市販されている。また、メラミン／イソシアヌル酸錯体は、例えば、日産化学工業からＭＣ−６００の商品名で市販されている。
【００２８】
本発明のフィルム接着剤において、熱硬化性接着剤層の厚さは、広い範囲にわたって変更することができる。熱硬化性接着剤層の厚さは、通常、約１〜１００μｍの範囲であり、好適には約２〜４０μｍの範囲であり、さらに好適には約４〜３０μｍの範囲である。
【００２９】
上述したように、図示の接着剤フィルム１０は、熱硬化性接着剤層２の片面にバッキングフィルム１を配置している。本発明によれば、このバッキングフィルムは延伸可能なフィルムである。バッキングフィルムの延伸により、接着剤フィルムがそのバッキングフィルムから、形状を実質上保持したまま熱硬化性接着剤層を分離することができるからである。より詳細に述べると、このバッキングフィルムは、接着フィルムの剥離を容易にする観点から、通常は１０％以上、好適には２０％以上、より好適には３０％以上の伸び率を下限に有しており、また、２００％以下の伸び率を上限に通常有している。換言すると、バッキングフィルムの伸び率は、通常は約１０〜２００％の範囲であり、好適には約２０〜１８０％の範囲であり、より好適には約３０〜１５０％の範囲である。
【００３０】
本発明の実施に有利に使用できるバッキングフィルムには、熱可塑性エラストマーが含まれる。熱可塑性エラストマーの典型的な例としては、以下に列挙するものに限定されるわけではないけれども、ポリスチレン系熱可塑性エラストマー、オレフィン系熱可塑性エラストマー、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）系熱可塑性エラストマー、ポリエステル系熱可塑性エラストマー、ポリエーテル系熱可塑性エラストマー、ポリウレタン系熱可塑性エラストマー、ポリアミド系熱可塑性エラストマー、フッ素ポリマー系熱可塑性エラストマー、ホモポリマー系熱可塑性エラストマー、アイオノマー系熱可塑性エラストマー、アロイ系熱可塑性エラストマーなどを挙げることができる。これらの熱可塑性エラストマーは、単独で使用してもよく、２種以上を組み合わせて使用してもよい。
【００３１】
本発明のフィルム接着剤において、そのバッキングフィルムが特にオレフィン系熱可塑性エラストマーや、ポリプロピレンからなるホモポリマー系及び／又はアロイ系の熱可塑性エラストマーを含むと、バッキングフィルムを熱硬化性接着剤層から容易に分離することができる。オレフィン系熱可塑性エラストマーは、例えば、ポリエチレン又はポリプロピレンからなるハードセグメント（硬質成分）と、エチレン−プロピレン−ジエンターポリマー（ＥＰＤＭ）又はブチルゴム（ＩＩＲ）、エチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）又は水添ＳＢＲ（ＨＳＢＲ）を含むソフトセグメント（軟質成分）からなる。また、上述したホモポリマー系及び／又はアロイ系の熱可塑性エラストマーは、例えば、アイソタクチックのポリプロピレン（アイソタクチックＰＰ）からなる硬質成分と、アタクチックのポリプロピレン（アタクチックＰＰ）からなる軟質成分とからなる。好適には、アイソタクチックＰＰが５５〜９５モル％、アタクチックＰＰが５〜４５モル％、ホモポリマー系及び／又はアロイ系の熱可塑性エラストマーにそれぞれ含まれる。なぜなら、アタクチック成分が５モル％より少ないと軟質成分の効果が発揮できず十分な伸びを期待できない。また、アタクチック成分が４５モル％より多いものは軟質成分が多すぎるため製膜することができないからである。このようなホモポリマー系及び／又はアロイ系の熱可塑性エラストマーは、出光石油化学株式会社によって市販されている出光ＴＰＯシリーズを、単独で又は複数組み合せて使用することにより調製可能である。
【００３２】
本発明のフィルム接着剤において、バッキングフィルムの厚さは、フィルム接着剤の使途などに応じて広い範囲にわたって変更することができる。バッキングフィルムの厚さは、通常、約１０〜２，０００μｍの範囲であり、好適には約３０〜１，０００μｍの範囲であり、さらに好適には約５０〜５００μｍの範囲である。
【００３３】
本発明のフィルム接着剤は、通常、バッキングフィルム及び熱硬化性接着剤層の２層をもって構成されるけれども、必要ならば、フィルム接着剤の分野で一般的に使用されている追加の層を有していてもよく、さもなければ、表面処理などの追加の処理を施されていてよい。例えば、追加の層として、接着剤層を覆った剥離紙などを挙げることができる。
【００３４】
本発明のフィルム接着剤は、カーテンコーティング、スクリーン印刷などの常用の技法を使用して製造することができる。一般的に使用可能な製法の一例を簡単に説明すると、次の通りである。
【００３５】
剥離処理したポリエステルフィルムなどの上に上述の接着剤を含む溶液をコーティングし、オーブン内を通過させて溶剤を乾燥させ、熱硬化性フィルム接着剤を得る。次いで、この接着剤の面と上述のバッキングフィルムを合わせて、ヒートローラを通して接着する。
【００３６】
本発明のフィルム接着剤は、その優れた特性のためにいろいろな分野で有利に使用することができる。このフィルム接着剤の好適な用途は、電子部品、例えば半導体素子、例えばＩＣ、ＬＳＩなどの半導体チップ、コンデンサ素子、その他の素子を基板の表面及び必要に応じて内部に搭載した電子装置である。基板上及び／又は内に搭載される半導体素子やその他の電子部品は、１個だけであってもよく、２個以上の任意の組み合わせであってもよい。
【００３７】
本発明のフィルム接着剤は、ＩＣ、ＬＳＩなどの半導体素子を備えた半導体装置の製造にとりわけ有利である。被着体がＩＣ、ＬＳＩなどの半導体素子の場合、このフィルム接着剤はそのような被着体の接合すなわちダイボンディングに有効であるからである。
【００３８】
図２は、本発明による半導体装置の一例を示した断面図である。図示の半導体装置３０は、銅張り積層板の加工によって製造された回路基板３１を有しており、その上面に銅配線３２をパターン状に有している。回路基板３１の素子搭載領域にはソルダレジストからなるダイパッド部３３が設けられており、その上に、本発明のフィルム接着剤層２を介して半導体素子（ここでは、ＬＳＩチップ）２２が接合されている。また、半導体素子２２と銅配線３２とは、図示のように金製のボンディングワイヤ３４によって接続されている。さらに、半導体装置３０の上面は、それに搭載した半導体素子２２やボンディングワイヤ３４などを外部の湿気や衝撃などから保護するため、エポキシ樹脂３５で封止されている。さらには、図示しないが、回路基板３１の下面には外部端子としてのはんだボールがマウントされている。なお、図示の半導体装置３０では１個の半導体素子２２が搭載されているが、この半導体素子２２の上に本発明のフィルム接着剤層を介してもう１つの半導体素子を搭載し、いわゆるスタックドＦＢＧＡを構築してもよい。半導体素子の積み重ねを通じて、より高密度の実装が可能となるからである。
【００３９】
本発明によれば、本発明のフィルム接着剤を使用した半導体装置やその他の電子装置の製造方法も提供される。例えば、本発明の半導体装置の製造方法は、次のような手順で有利に実施することができる。
（１）フィルム接着剤の配置
半導体ウエハのダイシング装置に、接着剤層が露出するように本発明のフィルム接着剤を配置する。
（２）半導体ウエハのマウント
半導体素子の複数個がすでに作り込まれている半導体ウエハを用意し、その片面（非素子搭載面）を下に向けてフィルム接着剤の上に搭載し、積層する。この場合、半導体ウエハとフィルム接着剤を積層した後、熱ラミネートによって両者を一体化するのが好ましい。また、この状態で、半導体ウエハに、例えばめっき、研磨、エッチングなどの加工を施してもよい。
（３）ウエハのダイシング
半導体ウエハを、フィルム接着剤がそれに積層した状態を維持したまま、個々の半導体素子に裁断する。裁断法としては、常用の手段、例えばダイシングソー、ダイヤモンドカッターなどを使用できる。
（４）半導体素子のピックアップ
フィルム接着剤のバッキングフィルムを所定の長さまで延伸した後、先の工程で裁断した半導体素子をそれに熱硬化性接着剤層が付着した状態のままバッキングフィルムから剥離する。本工程では、従来常用のピックアップロッドのような手段を剥離手段として使用する必要がなく、好ましくは、小型で効率もよい真空吸引を用いることができる。
（５）ダイマウント
熱硬化性接着剤層が付着したままの半導体素子をその熱硬化性接着剤層を介して、半導体装置製造用基板の表面に固定する。この場合、熱圧着を固定手段として有利に使用できる。
（６）ワイヤボンディングなど
上記のようにしてダイマウントが完了した後、常用の手法に従ってワイヤボンディング（あるいは、フリップチップボンディング）、樹脂封止、ボールマウントなどを行う。
【００４０】
図３及び図４は、上述のような手順に従って半導体装置を製造する方法の一例を工程順に示した断面図である。
【００４１】
まず、図３（Ａ）に示すように、熱硬化性接着剤層２を上にしフィルム接着剤１０をダイシング装置（図示せず）に固定する。固定手段として、例えば、リングフレームが用いられる。
【００４２】
次いで、図３（Ｂ）に示すように、半導体ウエハ２１をフィルム接着剤１０の熱硬化性接着剤層２の上にマウントする。このとき、熱硬化性接着剤層は初期接着力をもっているので、半導体ウエハを容易にマウントすることができる。
【００４３】
引き続いて、図示しないが、半導体ウエハと熱硬化性接着剤層を熱ラミネートする。このとき、半導体ウエハは、破損しないように所定の圧力によって熱硬化性接着剤層と密着させる。また、加熱温度は、通常約７０〜１８０℃、好適には約８０〜１５０℃、より好適には約９０〜１２０℃とする。また、加熱時間は、通常約０．０１〜３０秒、好適には約０．１〜１０秒、より好適には約０．２〜５秒とする。この熱ラミネート工程の後直ちに、熱硬化性接着剤層が高い接着力をもって半導体ウエハを保持するためである。
【００４４】
その後、図３（Ｃ）に示すように、半導体ウエハ２１を熱硬化性接着剤層２と共にダイシング線２６でダイシングする。ダイシング手段として、ダイシングソー２５が用いられている。図示のように、複数のチップ（「半導体チップ」とも言う。）２２の集合体が得られる。このとき、熱硬化性接着剤層が高い接着力を有しているので、半導体チップの散乱防止には非常に効果的である。必要に応じ、半導体ウエハに対して、メッキ、研磨又はエッチング等の加工を予めしてもよい。
【００４５】
次いで、図３（Ｄ）に示すように、半導体チップ２２の集合体を載置した状態でバッキングフィルム１を矢印方向に引き伸ばす。隣接した半導体チップ２２は、ダイシング線のところで引き離され、図示のように間隙２７をあけて分離される。この時、必要ならば、引き伸ばし工程に先がけてある程度の高められた温度まで加熱を行ってもよい。この加熱により、熱硬化性接着剤層はその接着力を低下させ、その結果、より少ない延伸で、熱硬化性接着剤層がそのバッキングフィルムから容易に剥離できるようになる。しかしながら、この熱硬化性接着剤層が半導体チップから剥離するほど接着力を幾分低下させていない。その結果、熱硬化性接着剤層が半導体チップに転写するようになる。ここで、加熱温度は、通常約８０〜１８０℃、好適には約９０〜１５０℃、より好適には約１００〜１３０℃とする。また、加熱時間は、通常約５〜３６０分、好適には約１０〜１２０分、より好適には約２０〜６０分とする。
【００４６】
しかる後、図４（Ｅ）に示すように、例えば真空吸引装置２８を用いて、半導体チップ２２を熱硬化性接着剤層２と共にピックアップする。かかる真空吸引装置は、半導体チップに対する衝撃又は負荷を減らすことができる。また、熱硬化性接着剤層は上記のように半導体チップに転写している。したがって、このピックアップは半導体チップの破損を回避することができる。ただし、半導体チップへの衝撃又は負荷を減らしながら、その半導体チップをピックアップできる限り、上記の真空吸引装置に限定されないことは言うまでもない。
【００４７】
それから、図４（Ｆ）に示すように、ピックアップ後の半導体チップ２２をそれに付着したままの熱硬化性接着剤層２を介して回路基板３１のダイパッド部３３にマウントする。その後、半導体チップとダイパッド部を熱圧着すると、熱硬化性接着剤層はポストキュア（後硬化）により接着力及び耐熱性を回復・向上させて、最終的には半導体チップとダイパッド部を強固に接着することができるようになる。
【００４８】
半導体チップ２２のマウントが完了した後、図４（Ｇ）に示すように、半導体チップ２２と回路基板３１の銅配線３２を金製のボンディングワイヤ３４を介してワイヤボンディングする。なお、半導体装置の構成によっては、ワイヤボンディングに代えてフリップチップボンディングを使用してもよい。引き続いて、図示しないが、樹脂封止、ボールマウント等の工程を経て半導体装置が得られる。
【００４９】
周知のように、素子の微細化、高密度実装などの進展に伴い、非常に多くの週類の半導体装置が提案されている。本発明による上述のような半導体装置の製造方法は、これらの半導体装置の製造においても有利に使用できる。
【００５０】
以上、本発明を特にその好ましい実施の形態について説明した。また、これらの好ましい実施の形態を項目に分けて整理すると、次のようになる。
【００５１】
１．カプロラクトン変性のエポキシ樹脂を含む熱硬化性接着剤層と、
延伸時に１０％以上の伸び率を示す、延伸可能なバッキングフィルムと、
を備えることを特徴とするフィルム接着剤。
【００５２】
２．前記変性エポキシ樹脂が、１００〜９０００のエポキシ当量を有している、項１に記載のフィルム接着剤。
【００５３】
３．前記熱硬化性接着剤層が、フェノキシ樹脂をさらに含む、項１又は２に記載のフィルム接着剤。
【００５４】
４．前記熱硬化性接着剤層が、充填材をさらに含む、項１〜３のいずれか１項に記載のフィルム接着剤。
【００５５】
５．前記熱硬化性接着剤層が、４〜３０μｍの厚さを有している、項１〜４のいずれか１項に記載のフィルム接着剤。
【００５６】
６．前記バッキングフィルムの伸び率が、２００％以下である、項１〜５のいずれか１項に記載のフィルム接着剤。
【００５７】
７．前記バッキングフィルムの伸び率が、２０〜１８０％の範囲であるである、項１〜６のいずれか１項に記載のフィルム接着剤。
【００５８】
８．前記バッキングフィルムの伸び率が、３０〜１５０％の範囲であるである、項１〜７のいずれか１項に記載のフィルム接着剤。
【００５９】
９．前記バッキングフィルムが熱可塑性エラストマーを含む、項１〜８のいずれか１項に記載のフィルム接着剤。
【００６０】
１０．前記熱可塑性エラストマーが、ポリスチレン系熱可塑性エラストマー、オレフィン系熱可塑性エラストマー、ポリ塩化ビニル系熱可塑性エラストマー、ポリエステル系熱可塑性エラストマー、ポリエーテル系熱可塑性エラストマー、ポリウレタン系熱可塑性エラストマー、ポリアミド系熱可塑性エラストマー、フッ素ポリマー系熱可塑性エラストマー、ホモポリマー系熱可塑性エラストマー、アイオノマー系熱可塑性エラストマー及びアロイ系熱可塑性エラストマーからなる群から選ばれた少なくとも１種類の熱可塑性エラストマーである、項９に記載のフィルム接着剤。
【００６１】
１１．前記バッキングフィルムが、５０〜５００μｍの厚さを有している、項１〜１０のいずれか１項に記載のフィルム接着剤。
【００６２】
１２．５４〜５３０μｍの厚さを有している、項１〜１１のいずれか１項に記載のフィルム接着剤。
【００６３】
１３．少なくとも１個の半導体素子を表面に搭載した基板を含む半導体装置であって、
前記半導体素子が、カプロラクトン変性のエポキシ樹脂を含む熱硬化性接着剤層を介して前記基板の表面に固定されていることを特徴とする半導体装置。
【００６４】
１４．前記半導体素子が前記熱硬化性接着剤層を介した熱圧着によって前記基板に固定されている、項１３に記載の半導体装置。
【００６５】
１５．前記熱硬化性接着剤層が、項１〜１２のいずれか１項に記載のフィルム接着剤から分離された熱硬化性接着剤層である、項１３又は１４に記載の半導体装置。
【００６６】
１６．前記半導体素子が、前記基板の表面に予め設けられたダイパッド上に前記熱硬化性接着剤層を介して固定されている、項１３〜１５のいずれか１項に記載の半導体装置。
【００６７】
１７．前記熱硬化性接着剤層が、前記半導体素子の複数個が作り込まれた半導体ウエハにすでに貼付されていたものである、項１３〜１６のいずれか１項に記載の半導体装置。
【００６８】
１８．少なくとも１個の半導体素子を表面に搭載した基板を含む半導体装置を製造する方法において、
前記半導体素子の複数個が作り込まれている半導体ウエハの片面に、カプロラクトン変性のエポキシ樹脂を含む熱硬化性接着剤層と、延伸時に１０％以上の伸び率を示す、延伸可能なバッキングフィルムとを備えるフィルム接着剤を積層し、
前記半導体ウエハにおいて、前記フィルム接着剤をそれに積層した状態を維持したまま、前記半導体素子を個々に分離し、
前記フィルム接着剤のバッキングフィルムを所定の長さまで延伸した後、前記半導体素子をそれに前記熱硬化性接着剤層が付着した状態のまま前記バッキングフィルムから剥離し、そして
前記半導体素子を前記熱硬化性接着剤層を介して前記基板の表面に固定すること
を特徴とする半導体装置の製造方法。
【００６９】
１９．前記半導体ウエハと前記フィルム接着剤を積層した後、熱ラミネートによって両者を一体化する工程をさらに含む、請求項１８に記載の半導体装置の製造方法。
【００７０】
２０．前記半導体素子を前記基板の表面に前記熱硬化性接着剤層を介した熱圧着によって固定する、項１８又は１９に記載の半導体装置の製造方法。
【００７１】
２１．前記半導体素子を前記バッキングフィルムから真空吸引によって剥離する、項１８〜２０のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【００７２】
２２．前記フィルム接着剤が、項２〜１２のいずれか１項に記載のフィルム接着剤である、項１８〜２１のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【００７３】
２３．前記基板が、その半導体素子搭載面にさらにダイパッドを有している、項１８〜２２のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【００７４】
【実施例】
引き続いて、本発明をその実施例を参照して説明する。なお、本発明は、これらの実施例によって限定されるものでないことは言うまでもない。
１．熱硬化性接着剤層の作製
下記の第１表に示す各成分を同表に記載の量で混合し、さらに室温で攪拌して均一な接着剤溶液を調製した。次いで、この接着剤溶液を、シリコーン処理したポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）のフィルムからなる基材上に、２種類の異なる量でコーティングし、１００℃のオーブン中において３０分間乾燥した。それぞれ、３５μｍ及び７μｍの厚さをもった熱硬化性接着剤層を備えたＰＥＴフィルムが得られた。
【００７５】
【表１】

Figure 2004026953
【００７６】
２．熱硬化性接着剤層の接着力評価
（１）試料の作製
３５μｍの厚さをもった熱硬化性接着剤層をＰＥＴフィルムから分離して、３５μｍの厚さをもった２枚の圧延銅箔（サイズ：１０ｍｍ×５０ｍｍ×３５μｍ、日本製箔製、商品名「ＳＰＣＣ−ＳＢ」）によって挟んだ。これらの圧延銅箔を、熱硬化性接着剤層を介して、１２０℃の加熱温度及び２５ｋｇｆ／ｃｍ２の荷重で６０秒間熱圧着した後、さらに、１２０℃のオーブンに入れて下記の第２表に記載する時間にわたって加熱処理した。合計１０種類の試料が得られた。
（２）１８０度剥離強度の測定
それぞれの試料について、熱硬化性接着剤層の接着力を求めた。本例では、この接着力の評価のため、１８０度剥離強度を測定した。測定条件は、測定温度が室温（具体的には２５℃）、剥離速度が５０ｍｍ／分であった。下記の第２表は、加熱処理時間と接着力（１８０度剥離強度）の関係が示されている。
【００７７】
【表２】
Figure 2004026953
【００７８】
この第２表の測定結果から理解されるように、熱硬化性接着剤層の１８０度剥離強度は、約３０分の加熱処理時間で極小を示し、オーブン中での加熱処理時間の更なる増加により再び増加することができる。
３．接着剤フィルムの作製
イクストルーダを用いて、出光ＴＰＯ２９００と出光ＴＰＯ２７００を８０：２０の質量比率によって混練した後、Ｔダイにより８０μｍの厚さをもったバッキングフィルムに成形した。ここで、出光ＴＰＯ２９００は１０重量％のアタクチックＰＰを含むポリオレフィン系熱可塑性エラストマーであり、また、出光ＴＰＯ２７００は３０モル％のアタクチックＰＰを含むポリオレフィン系熱可塑性エラストマーである。したがって、本例で作製したバッキングフィルムは、１４モル％のアタクチックＰＰを含むポリオレフィン系熱可塑性エラストマーからなる。
【００７９】
次いで、このバッキングフィルムを、先の工程で作製した７μｍの厚さをもったＰＥＴフィルム付き熱硬化性接着剤層と熱ラミネートし、接着剤フィルムを作製した。ここで、熱ラミネートにはヒートラミネータを用い、加熱温度は１００℃とした。
４．接着剤フィルムの評価
評価（Ａ）：
接着剤フィルムからＰＥＴフィルムを除去して熱硬化性接着剤層を露出させた。熱硬化性接着剤層が露出した状態で、接着剤フィルムを圧延銅箔（サイズ：１０ｍｍ×５０ｍｍ×３５μｍ、日本製箔製、商品名「ＳＰＣＣ−ＳＢ」）と１００℃で熱ラミネートした。得られた積層体を１２０℃のオーブンに入れて９０分間にわたって加熱処理し、試料を作製した。
【００８０】
次いで、得られた試料のバッキングフィルムを１００％延伸した。このとき、バッキングフィルムは、熱硬化性接着剤層と剥離し、また、この熱硬化性接着剤層は圧延銅箔に転写されたことが確認された。
【００８１】
その後、転写された熱硬化性接着剤層を有する圧延銅箔を、その熱硬化性接着剤層を介して、２５μｍの厚さをもったポリイミドフィルム（東レデュポン社製、商品名「カプトンＴＭＶ」）上に置き、１２０℃及び２５ｋｇｆ／ｃｍ２の荷重で６０秒間熱圧着した。引き続いて、圧延銅箔とポリイミドフィルムの熱圧着体を１２０℃のオーブンに入れて９０分間の加熱処理を行い、試験片を作製した。それから、この試験片を用い、上記と同様の手法で１８０度剥離強度を測定したところ、１１．０Ｎ／ｃｍであることが確認された。
評価（Ｂ）：
評価（Ａ）の手順を繰り返したが、本例では、圧延銅箔の代わりに、８ｍｍの長さ、５ｍｍの幅及び０．４ｍｍの厚さをもったシリコンウエハを、７μｍの厚さをもった熱硬化性接着剤層上に配置して、１００℃及び１ｋｇｆの荷重で１０秒間熱圧着した。
【００８２】
シリコンウエハに熱硬化性接着剤層が転写された状態で、シリコンウエハを熱硬化性接着剤層及びバッキングフィルムと共にその幅方向に沿って半分に切断すなわちダイシングし、それから１２０℃のオーブンで３０分加熱処理した。ダイシングには、ダイヤモンドカッター（ＢＵＥＨＬＥＲ（商標）、ＩＳＯＭＥＴＴＭ）を使用した。
【００８３】
次いで、ダイシングによって得られたシリコンチップを保持したままのバッキングフィルムをオーブンから取り出し、室温まで冷却した後にバッキングフィルムを１００％の伸び率で延伸した。熱硬化性接着剤層がバッキングフィルムから剥離しかつシリコンチップに転写していることが確認された。
【００８４】
引き続いて、得られたシリコンチップを、上記評価（Ａ）と同様な手法に従って、熱硬化性接着剤層を介して２５μｍの厚さをもったポリイミドフィルム（東レデュポン社製、商品名「カプトンＴＭＶ」）上に置き、１２０℃及び２５ｋｇｆ／ｃｍ２の荷重で６０秒間熱圧着した。その後、シリコンチップとポリイミドフィルムの熱圧着体を１２０℃のオーブンに入れて９０分間の加熱処理を行い、試験片を作製した。それから、この試験片を用い、上記と同様の手法で１８０度剥離強度を測定したところ、強固な接着が確認された。
【００８５】
【発明の効果】
以上に詳細に説明したように、本発明によれば、ＩＣ、ＬＳＩ等の半導体装置やその他の電子装置の製造プロセスにおいて有用であり、ダイシングのほかダイボンディングにもそのまま適用可能であり、粘着力の低下のために紫外線等の照射光源の使用を必要とせず、しかもピックアップロッドのような手段によることなく半導体チップを容易に取り出せるフィルム接着剤を提供することができる。
【００８６】
また、本発明のフィルム接着剤は、ダイシングやダイボンディングにおいてばかりでなく、その他の加工分野、例えばマイクロマシンなどの製作においても、有利に使用できる。
【００８７】
さらに、本発明によれば、製造が容易であり、かつ歩留まりよく製造できる半導体装置を提供することができる。
【００８８】
さらにまた、本発明によれば、半導体装置を容易かつ簡単な手法で歩留まりよく製造する方法を提供することができる。また、本発明によると、使用する半導体素子が１００μｍ以下の薄さを有していても、フィルム接着剤の働きで、素子の破損などを伴うことなく半導体装置を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のフィルム接着剤の好ましい１形態を示した断面図である。
【図２】本発明の半導体装置の好ましい１形態を示した断面図である。
【図３】本発明の半導体装置の製造方法（前半の工程）を順を追って示した断面図である。
【図４】本発明の半導体装置の製造方法（後半の工程）を順を追って示した断面図である。
【符号の説明】
１…バッキングフィルム
２…接着剤層
１０…フィルム接着剤
２１…半導体ウエハ
２２…半導体チップ
３０…半導体装置
３１…回路基板
３２…配線
３３…ダイパッド部
３４…ボンディングワイヤ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a film adhesive, that is, an adhesive in the form of a film, and more particularly to a film adhesive that can be used for dicing and die bonding in a semiconductor device manufacturing process. The present invention also relates to a semiconductor device using such a film adhesive and a method for manufacturing the same.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art As is well known, integrated circuits (ICs), large-scale integrated circuits (LSIs), and other semiconductor devices are manufactured through various processes. To describe a part of the manufacturing process of a semiconductor device, an IC, an LSI, or the like is formed on a semiconductor wafer such as silicon by a lithography technique or an etching technique, and then the semiconductor wafer is cut into a desired size. This cutting step is called dicing, and a large number of semiconductor elements having integrated circuits and the like (hereinafter, also referred to as "semiconductor chips" or simply "chips") are obtained collectively.
[0003]
Generally, in dicing, a semiconductor wafer such as a silicon wafer is fixed by an adhesive tape containing an adhesive polymer (particularly, sometimes called a “dicing tape”). This is because the semiconductor chips separated individually during dicing are not separated. Therefore, the dicing tape needs to have sufficient adhesive strength or adhesive strength to hold the semiconductor chip stably.
[0004]
On the other hand, after dicing, it is required that the used dicing tape exhibit reduced adhesive strength or adhesive strength. If the chip can be peeled off from the dicing tape due to the decrease in the adhesive strength, the chip can be easily taken out using a pickup rod and incorporated into a package in a subsequent packaging step.
[0005]
For example, if the adhesive polymer of the adhesive tape used as a dicing tape is highly cross-linked three-dimensionally by heating or irradiation of energy rays such as ultraviolet rays, the adhesive force can be reduced, and as described above. Requirements can be satisfied. In particular, as disclosed in JP-T-56-500889, when the pressure-sensitive adhesive composition contains an adhesive polymer having an epoxy group and an ion photoinitiator such as an onium salt-based compound, it is initially coated. Although it is firmly adhered to the adherend, the light irradiation reduces the adhesive force and makes it easy to peel off the adherend. This is because the above-mentioned ionic photoinitiator promotes an ionic ring-opening polymerization reaction of the epoxy group of the adhesive polymer, thereby enabling effective three-dimensional crosslinking of the adhesive polymer.
[0006]
It is also known that when the pressure-sensitive adhesive tape has heat expandability, the adhesive area with the adherend is reduced, and the adhesive tape can be peeled off from the adherend. For example, JP-B-51-24534 discloses an adhesive tape containing a heating foaming agent. Also, JP-A-56-61467, JP-A-56-61468, JP-A-56-61469, JP-A-60-252681, JP-A-63-186791, and JP-A-2-86. Japanese Patent No. 305878 discloses a heat-expandable adhesive having heat-expandable microspheres. Particularly, JP-A-56-61467, JP-A-56-61468, JP-A-56-61469, JP-A-63-186791, and JP-A-2-305878 disclose thermal expansion. It is disclosed that the conductive microspheres are filled with hollow fine particles with a low-boiling compound (for example, propane or butane or the like) or a pyrolysis type foaming agent (for example, ammonium hydrogen carbonate or azobisisobutyronitrile). I have. Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-252681 discloses the use of thermally expandable microspheres called Expancel (trademark). Further, JP-A-63-30581 also discloses a pressure-sensitive adhesive containing a photocrosslinkable adhesive polymer or tacky polymer and a foaming agent.
[0007]
When the adhesive polymer or the tacky polymer is cross-linked by light such as ultraviolet light, the light source is further required as described above. Further, when the pressure-sensitive adhesive sheet contains a foaming agent or uses a heat-expandable adhesive, the heat resistance before the heat treatment tends to be poor, and it is disadvantageous by limiting the steps where heat acts. It becomes. Further, the above-mentioned pressure-sensitive adhesive sheet generally peels off at the interface with the adherend. Therefore, when the chip is fixed to a base (for example, a die pad portion on a substrate) when the chip is incorporated in a package as described above (this fixing step is usually referred to as “die bonding”). An adhesive layer is needed again during this time.
[0008]
Adhesive tape to be peeled between the base of the adhesive tape and the adhesive layer or the adhesive layer so as to solve the problems of the conventional technology as described above, so that it can be directly applied to die bonding in addition to dicing. Are also disclosed in practice. However, such adhesive tapes also have reduced adhesive strength by irradiation with ultraviolet rays, and require an ultraviolet light source as described above.
[0009]
Recently, semiconductor wafers have been thinned to a thickness of 400 μm or less by polishing or the like. By a multi-chip package (MCP) method, a plurality of integrated circuit chips and individual semiconductor elements are housed in a package of the same standard as that of a standard integrated circuit device, and the density and size of the semiconductor device are increased. That's why. However, the use of pickup rods is relatively difficult for such thin semiconductor wafers. This is because the pickup rod tends to damage the semiconductor wafer very often. Therefore, it is desired that chips can be easily taken out without using a pickup rod.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
The object of the present invention is, therefore, useful in a semiconductor device manufacturing process, and can be directly applied to die bonding in addition to dicing, and does not require the use of an irradiation light source such as ultraviolet light to reduce adhesive strength. It is another object of the present invention to provide a film adhesive from which a semiconductor chip can be easily taken out without using a means such as a pickup rod.
[0011]
Another object of the present invention is to provide a semiconductor device which is easy to manufacture and can be manufactured with high yield.
[0012]
It is still another object of the present invention to provide a method for manufacturing a semiconductor device with an easy and simple method with a high yield.
[0013]
The above and other objects of the present invention can be easily understood from the following detailed description.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
In one aspect, the present invention provides a thermosetting adhesive layer comprising a caprolactone-modified epoxy resin,
A stretchable backing film that exhibits an elongation of 10% or more when stretched,
A film adhesive characterized by comprising:
[0015]
According to another aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device including, on another side thereof, a substrate having at least one semiconductor element mounted thereon.
The semiconductor device is characterized in that the semiconductor element is fixed to the surface of the substrate via a thermosetting adhesive layer containing a caprolactone-modified epoxy resin.
[0016]
Further, in another aspect, the present invention provides a method of manufacturing a semiconductor device including a substrate having at least one semiconductor element mounted on a surface thereof.
A thermosetting adhesive layer containing a caprolactone-modified epoxy resin on one side of a semiconductor wafer on which a plurality of the semiconductor elements are formed, and a stretchable backing film exhibiting an elongation of 10% or more when stretched. Laminating a film adhesive with
In the semiconductor wafer, while maintaining a state in which the film adhesive is laminated thereon, the semiconductor elements are separated individually,
After stretching the backing film of the film adhesive to a predetermined length, the semiconductor element is peeled off from the backing film while the thermosetting adhesive layer is adhered thereto, and
Fixing the semiconductor element to the surface of the substrate via the thermosetting adhesive layer
And a method for manufacturing a semiconductor device.
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The film adhesive, the semiconductor device, and the method of manufacturing the same according to the present invention can be implemented in various forms within the scope of the present invention. Hereinafter, the present invention will be described in accordance with preferred embodiments with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the following embodiments, as will be easily conceived by those skilled in the art. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals.
[0018]
FIG. 1 is a sectional view schematically showing one embodiment of the film adhesive of the present invention. The illustrated film adhesive 10 includes a stretchable backing film 1 as a base material, and a thermosetting adhesive layer 2 applied to one surface thereof with a predetermined thickness.
[0019]
The thermosetting adhesive layer used in the present invention usually has a crystalline phase. In particular, this crystal phase contains a caprolactone-modified epoxy resin (hereinafter, also referred to as “modified epoxy resin”). The modified epoxy resin imparts appropriate flexibility to the thermosetting adhesive layer so that the viscoelastic properties of the thermosetting adhesive layer can be improved. As a result, the thermosetting adhesive layer has a cohesive force even before curing, and exhibits an adhesive force even in the initial stage. Further, this modified epoxy resin becomes a cured product having a three-dimensional network structure at a heated or normal temperature similarly to a normal epoxy resin, and can impart cohesive force to the thermosetting adhesive layer.
[0020]
According to the present invention, such a modified epoxy resin usually has an epoxy equivalent of 100 to 9000, preferably 200 to 5000, more preferably 500 to 3000 from the viewpoint of improving the initial adhesive strength. . Modified epoxy resins having such an epoxy equivalent are available, for example, from Daicel Chemical Industries, Ltd. TM It is marketed under the G series trade name.
[0021]
In addition, the thermosetting adhesive layer may further include a phenoxy resin. The phenoxy resin is a relatively high molecular weight thermoplastic resin having a chain or linear structure, and is composed of epichlorohydrin and bisphenol A. Such a phenoxy resin is rich in processability and is advantageous for easily forming a thermosetting adhesive layer having a desired shape. According to the present invention, the phenoxy resin is usually in the range of 10 to 60 parts by weight, preferably 20 to 50 parts by weight, more preferably 25 to 40 parts by weight, based on 100 parts by weight of the modified epoxy resin. And contained in the thermosetting adhesive layer. This is because the phenoxy resin can be effectively compatible with the modified epoxy resin. Thus, bleeding of the modified epoxy resin from the thermosetting adhesive layer can be effectively prevented. Further, the phenoxy resin is entangled with the above-mentioned cured product of the modified epoxy resin, so that the final cohesive strength and heat resistance of the thermosetting adhesive layer can be further increased.
[0022]
If necessary, the thermosetting adhesive layer further includes a second epoxy resin (hereinafter, also simply referred to as “epoxy resin”) in combination with or independently of the phenoxy resin. It may form part of the cured product. This epoxy resin is not particularly limited as long as it does not deviate from the scope of the present invention. For example, bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, bisphenol A diglycidyl ether type epoxy resin, phenol novolak type epoxy resin, cresol novolak type Epoxy resins, fluorene epoxy resins, glycidylamine resins, aliphatic epoxy resins, brominated epoxy resins, fluorinated epoxy resins, and the like can be used. Such an epoxy resin, like the modified epoxy resin, is easily compatible with the phenoxy resin and hardly bleeds from the thermosetting adhesive layer. In particular, the thermosetting adhesive layer preferably contains 50 to 200 parts by weight, more preferably 60 to 140 parts by weight, of the second epoxy resin with respect to 100 parts by weight of the modified epoxy resin. This is advantageous in improving heat resistance.
[0023]
In the practice of the present invention, in particular, bisphenol A diglycidyl ether type epoxy resin (hereinafter, also referred to as “diglycidyl ether type epoxy resin”) can be used as a preferable epoxy resin. This diglycidyl ether type epoxy resin is in a liquid state and can improve, for example, the high-temperature characteristics of the thermosetting adhesive layer. For example, by using this diglycidyl ether type epoxy resin, it becomes possible to improve chemical resistance and glass transition temperature due to curing at high temperature. In addition, the application range of the curing agent is widened, and curing conditions are relatively mild. Such a diglycidyl ether type epoxy resin can be obtained, for example, from Dow Chemical (Japan) Co., Ltd. E. FIG. R. TM It is commercially available under the trade name 332.
[0024]
Further, according to the present invention, when the phenoxy resin, the modified epoxy resin and the second epoxy resin are contained in the thermosetting adhesive layer as described above, the heating is performed until the curing is finally completed. Adhesion can vary significantly depending on temperature and / or heating time. More specifically, this thermosetting adhesive layer increases the adhesive strength by initial heating, but once heated to a predetermined temperature, once reduces the adhesive strength, and easily peels off from the backing film as described later. Become. However, this thermosetting adhesive layer is re-heated as needed to make the final curing reaction proceed, and the adhesive strength can be recovered and improved.
[0025]
A curing agent may be added to the thermosetting adhesive layer as needed to provide a curing reaction for the modified epoxy resin and the second epoxy resin. The amount and type of the curing agent are not particularly limited as long as they meet the object of the present invention and exhibit desired effects. However, from the viewpoint of improving heat resistance, 1 to 50 parts by weight, preferably 2 to 40 parts by weight, and more preferably 100 parts by weight of the modified epoxy resin and the necessary second epoxy resin are usually used. The curing agent in the range of 5 to 30 parts by weight is contained in the thermosetting adhesive layer. The curing agent is not limited to those listed below, but may be, for example, an amine curing agent, an acid anhydride, dicyanamide, a cationic polymerization catalyst, an imidazole compound, a hydrazine compound, or the like. In particular, dicyanamide is desirable from the viewpoint of having thermal stability at room temperature. Further, in relation to the diglycidyl ether type epoxy resin, it is desirable to use an alicyclic polyamine, polyamide, amidoamine or a modified product thereof.
[0026]
Further, in combination with or separately from the above curing agent, usually 0.01 to 10 parts by weight, preferably 0.2 to 5 parts by weight, more preferably 0.5 to 3 parts by weight of a curing accelerator Can be included in the thermosetting adhesive layer to accelerate the curing reaction. As a result, the thermosetting adhesive layer can quickly develop the adhesive strength as required. One example of such a hardening accelerator is a urethane adduct, for example, from PTI Japan, Inc. TM It is commercially available under 52 trade names.
[0027]
A filler may be used for toughening the thermosetting adhesive layer. In this case, the filler is usually contained in the thermosetting adhesive layer in the range of 1 to 100 parts by weight, preferably 2 to 50 parts by weight, more preferably 3 to 30 parts by weight. Examples of suitable fillers include, but are not limited to, rubbery particles, organic particles such as melamine / isocyanuric acid complexes. Among these fillers, the case where the filler contains rubber-like particles made of a copolymer of methyl methacrylate-butadiene-styrene is preferable from the viewpoint of improving the adhesive strength. Such rubbery particles are commercially available, for example, from Rohm & Haas under the trade name EXL2691A. The melamine / isocyanuric acid complex is commercially available, for example, from Nissan Chemical Industries under the trade name MC-600.
[0028]
In the film adhesive of the present invention, the thickness of the thermosetting adhesive layer can be changed over a wide range. The thickness of the thermosetting adhesive layer is usually in the range of about 1 to 100 μm, preferably in the range of about 2 to 40 μm, and more preferably in the range of about 4 to 30 μm.
[0029]
As described above, in the illustrated adhesive film 10, the backing film 1 is disposed on one surface of the thermosetting adhesive layer 2. According to the invention, the backing film is a stretchable film. This is because the stretching of the backing film allows the adhesive film to separate the thermosetting adhesive layer from the backing film while substantially maintaining its shape. More specifically, the backing film has an elongation of at least 10%, preferably at least 20%, more preferably at least 30% at the lower limit, from the viewpoint of facilitating peeling of the adhesive film. And usually has an elongation of 200% or less as an upper limit. In other words, the elongation of the backing film is usually in the range of about 10-200%, preferably in the range of about 20-180%, more preferably in the range of about 30-150%.
[0030]
Backing films that can be used to advantage in the practice of the present invention include thermoplastic elastomers. Typical examples of the thermoplastic elastomer include, but are not limited to, those listed below, a polystyrene-based thermoplastic elastomer, an olefin-based thermoplastic elastomer, a polyvinyl chloride (PVC) -based thermoplastic elastomer, and a polyester-based thermoplastic elastomer. Thermoplastic elastomer, polyether-based thermoplastic elastomer, polyurethane-based thermoplastic elastomer, polyamide-based thermoplastic elastomer, fluoropolymer-based thermoplastic elastomer, homopolymer-based thermoplastic elastomer, ionomer-based thermoplastic elastomer, alloy-based thermoplastic elastomer, etc. Can be mentioned. These thermoplastic elastomers may be used alone or in combination of two or more.
[0031]
In the film adhesive of the present invention, if the backing film particularly contains an olefin-based thermoplastic elastomer or a homopolymer-based and / or alloy-based thermoplastic elastomer made of polypropylene, the backing film can be easily formed from the thermosetting adhesive layer. Can be separated. The olefin-based thermoplastic elastomer includes, for example, a hard segment (hard component) made of polyethylene or polypropylene, ethylene-propylene-diene terpolymer (EPDM) or butyl rubber (IIR), ethylene-vinyl acetate copolymer (EVA), styrene butadiene It consists of a soft segment (soft component) containing rubber (SBR) or hydrogenated SBR (HSBR). In addition, the above-mentioned homopolymer-based and / or alloy-based thermoplastic elastomer includes, for example, a hard component composed of isotactic polypropylene (isotactic PP) and a soft component composed of atactic polypropylene (atactic PP). Become. Preferably, 55 to 95 mol% of isotactic PP and 5 to 45 mol% of atactic PP are contained in the homopolymer and / or alloy thermoplastic elastomer, respectively. This is because if the atactic component is less than 5 mol%, the effect of the soft component cannot be exerted and sufficient elongation cannot be expected. On the other hand, if the atactic component is more than 45 mol%, the film cannot be formed because the soft component is too large. Such a homopolymer-based and / or alloy-based thermoplastic elastomer can be prepared by using the Idemitsu TPO series marketed by Idemitsu Petrochemical Co., alone or in combination of two or more.
[0032]
In the film adhesive of the present invention, the thickness of the backing film can be changed over a wide range according to the use of the film adhesive. The thickness of the backing film is usually in the range of about 10 to 2,000 μm, preferably in the range of about 30 to 1,000 μm, and more preferably in the range of about 50 to 500 μm.
[0033]
Although the film adhesive of the present invention is usually composed of two layers, a backing film and a thermosetting adhesive layer, if necessary, it has additional layers commonly used in the field of film adhesives. Or may have been subjected to additional treatment, such as surface treatment. For example, the additional layer may include a release paper covering the adhesive layer.
[0034]
The film adhesive of the present invention can be manufactured using conventional techniques such as curtain coating, screen printing, and the like. An example of a generally usable manufacturing method is briefly described as follows.
[0035]
A solution containing the above-mentioned adhesive is coated on a release-treated polyester film or the like, passed through an oven, and the solvent is dried to obtain a thermosetting film adhesive. Next, the surface of the adhesive and the above-mentioned backing film are combined and bonded through a heat roller.
[0036]
The film adhesive of the present invention can be advantageously used in various fields because of its excellent properties. A preferable use of the film adhesive is an electronic device in which electronic components, for example, semiconductor elements, for example, semiconductor chips such as ICs and LSIs, capacitor elements, and other elements are mounted on the surface of a substrate and as necessary. The number of semiconductor elements and other electronic components mounted on and / or in the substrate may be only one, or may be an arbitrary combination of two or more.
[0037]
The film adhesive of the present invention is particularly advantageous for manufacturing a semiconductor device having a semiconductor element such as an IC or LSI. This is because when the adherend is a semiconductor element such as an IC or LSI, this film adhesive is effective for bonding such an adherend, that is, die bonding.
[0038]
FIG. 2 is a sectional view showing an example of the semiconductor device according to the present invention. The illustrated semiconductor device 30 has a circuit board 31 manufactured by processing a copper-clad laminate, and has copper wirings 32 in a pattern on the upper surface thereof. A die pad portion 33 made of solder resist is provided in an element mounting area of the circuit board 31, and a semiconductor element (here, an LSI chip) 22 is bonded thereon via the film adhesive layer 2 of the present invention. ing. The semiconductor element 22 and the copper wiring 32 are connected by a gold bonding wire 34 as shown in the figure. Further, the upper surface of the semiconductor device 30 is sealed with an epoxy resin 35 in order to protect the semiconductor element 22 and the bonding wires 34 mounted thereon from external moisture and impact. Further, although not shown, a solder ball as an external terminal is mounted on the lower surface of the circuit board 31. In the illustrated semiconductor device 30, one semiconductor element 22 is mounted. On the semiconductor element 22, another semiconductor element is mounted via a film adhesive layer of the present invention, and a so-called stacked FBGA is mounted. May be constructed. This is because higher-density mounting becomes possible through stacking of semiconductor elements.
[0039]
According to the present invention, there is also provided a method of manufacturing a semiconductor device or other electronic device using the film adhesive of the present invention. For example, the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention can be advantageously implemented by the following procedure.
(1) Arrangement of film adhesive
The film adhesive of the present invention is arranged in a semiconductor wafer dicing apparatus so that the adhesive layer is exposed.
(2) Mounting of semiconductor wafer
A semiconductor wafer in which a plurality of semiconductor elements have already been prepared is prepared, mounted on a film adhesive with one side (non-element mounting surface) facing downward, and laminated. In this case, after laminating the semiconductor wafer and the film adhesive, it is preferable to integrate them by thermal lamination. In this state, the semiconductor wafer may be subjected to processing such as plating, polishing, and etching.
(3) Wafer dicing
The semiconductor wafer is cut into individual semiconductor elements while the state in which the film adhesive is laminated thereon is maintained. As the cutting method, a conventional means such as a dicing saw and a diamond cutter can be used.
(4) semiconductor element pickup
After stretching the backing film of the film adhesive to a predetermined length, the semiconductor element cut in the previous step is peeled from the backing film with the thermosetting adhesive layer attached thereto. In this step, it is not necessary to use a means such as a conventional pickup rod as a peeling means, and it is preferable to use a small and efficient vacuum suction.
(5) Die mount
The semiconductor element with the thermosetting adhesive layer attached is fixed to the surface of the substrate for manufacturing a semiconductor device via the thermosetting adhesive layer. In this case, thermocompression bonding can be advantageously used as the fixing means.
(6) Wire bonding, etc.
After the die mounting is completed as described above, wire bonding (or flip chip bonding), resin sealing, ball mounting, and the like are performed according to a conventional method.
[0040]
3 and 4 are cross-sectional views showing an example of a method of manufacturing a semiconductor device according to the above-described procedure in the order of steps.
[0041]
First, as shown in FIG. 3A, the film adhesive 10 is fixed to a dicing device (not shown) with the thermosetting adhesive layer 2 facing upward. As the fixing means, for example, a ring frame is used.
[0042]
Next, as shown in FIG. 3B, the semiconductor wafer 21 is mounted on the thermosetting adhesive layer 2 of the film adhesive 10. At this time, since the thermosetting adhesive layer has an initial adhesive force, the semiconductor wafer can be easily mounted.
[0043]
Subsequently, although not shown, the semiconductor wafer and the thermosetting adhesive layer are thermally laminated. At this time, the semiconductor wafer is brought into close contact with the thermosetting adhesive layer by a predetermined pressure so as not to be damaged. The heating temperature is usually about 70 to 180 ° C, preferably about 80 to 150 ° C, more preferably about 90 to 120 ° C. The heating time is usually about 0.01 to 30 seconds, preferably about 0.1 to 10 seconds, more preferably about 0.2 to 5 seconds. Immediately after the heat laminating step, the thermosetting adhesive layer holds the semiconductor wafer with high adhesive strength.
[0044]
Thereafter, as shown in FIG. 3C, the semiconductor wafer 21 is diced with the dicing line 26 together with the thermosetting adhesive layer 2. As a dicing means, a dicing saw 25 is used. As shown, an aggregate of a plurality of chips (also referred to as “semiconductor chips”) 22 is obtained. At this time, since the thermosetting adhesive layer has a high adhesive strength, it is very effective in preventing scattering of the semiconductor chip. If necessary, processing such as plating, polishing, or etching may be performed on the semiconductor wafer in advance.
[0045]
Next, as shown in FIG. 3D, the backing film 1 is stretched in the direction of the arrow while the assembly of the semiconductor chips 22 is placed thereon. Adjacent semiconductor chips 22 are separated at dicing lines and separated by gaps 27 as shown. At this time, if necessary, heating may be performed to a somewhat elevated temperature prior to the stretching step. This heating reduces the thermosetting adhesive layer's adhesive strength, thereby allowing the thermosetting adhesive layer to be easily peeled from its backing film with less stretching. However, the adhesive strength does not decrease so much that the thermosetting adhesive layer is separated from the semiconductor chip. As a result, the thermosetting adhesive layer is transferred to the semiconductor chip. Here, the heating temperature is usually about 80 to 180 ° C, preferably about 90 to 150 ° C, and more preferably about 100 to 130 ° C. The heating time is usually about 5 to 360 minutes, preferably about 10 to 120 minutes, more preferably about 20 to 60 minutes.
[0046]
Thereafter, as shown in FIG. 4E, the semiconductor chip 22 is picked up together with the thermosetting adhesive layer 2 by using, for example, a vacuum suction device 28. Such a vacuum suction device can reduce the impact or load on the semiconductor chip. Further, the thermosetting adhesive layer is transferred to the semiconductor chip as described above. Therefore, this pickup can avoid damage to the semiconductor chip. However, it is needless to say that the present invention is not limited to the vacuum suction device as long as the semiconductor chip can be picked up while reducing the impact or load on the semiconductor chip.
[0047]
Then, as shown in FIG. 4F, the semiconductor chip 22 after being picked up is mounted on the die pad portion 33 of the circuit board 31 via the thermosetting adhesive layer 2 which remains attached thereto. After that, when the semiconductor chip and the die pad are thermocompressed, the thermosetting adhesive layer recovers and improves the adhesive strength and heat resistance by post-curing (post-curing), and finally the semiconductor chip and the die pad are firmly bonded. It can be glued.
[0048]
After the mounting of the semiconductor chip 22 is completed, as shown in FIG. 4G, the semiconductor chip 22 and the copper wiring 32 of the circuit board 31 are wire-bonded via gold bonding wires 34. Note that, depending on the configuration of the semiconductor device, flip-chip bonding may be used instead of wire bonding. Subsequently, although not shown, a semiconductor device is obtained through steps such as resin sealing and ball mounting.
[0049]
As is well known, with the progress of miniaturization and high-density mounting of elements, an extremely large number of semiconductor devices have been proposed. The method of manufacturing a semiconductor device as described above according to the present invention can be advantageously used in the manufacture of these semiconductor devices.
[0050]
The present invention has been described with particular reference to the preferred embodiments. Further, when these preferred embodiments are organized into items, they are as follows.
[0051]
1. A thermosetting adhesive layer containing a caprolactone-modified epoxy resin,
A stretchable backing film that exhibits an elongation of 10% or more when stretched,
A film adhesive comprising:
[0052]
2. Item 2. The film adhesive according to item 1, wherein the modified epoxy resin has an epoxy equivalent of 100 to 9000.
[0053]
3. Item 3. The film adhesive according to Item 1 or 2, wherein the thermosetting adhesive layer further includes a phenoxy resin.
[0054]
4. The film adhesive according to any one of Items 1 to 3, wherein the thermosetting adhesive layer further includes a filler.
[0055]
5. Item 5. The film adhesive according to any one of Items 1 to 4, wherein the thermosetting adhesive layer has a thickness of 4 to 30 m.
[0056]
6. Item 6. The film adhesive according to any one of Items 1 to 5, wherein the elongation percentage of the backing film is 200% or less.
[0057]
7. Item 7. The film adhesive according to any one of Items 1 to 6, wherein the elongation of the backing film is in the range of 20 to 180%.
[0058]
8. Item 8. The film adhesive according to any one of Items 1 to 7, wherein an elongation percentage of the backing film is in a range of 30 to 150%.
[0059]
9. Item 10. The film adhesive according to any one of Items 1 to 8, wherein the backing film contains a thermoplastic elastomer.
[0060]
10. The thermoplastic elastomer is a polystyrene-based thermoplastic elastomer, an olefin-based thermoplastic elastomer, a polyvinyl chloride-based thermoplastic elastomer, a polyester-based thermoplastic elastomer, a polyether-based thermoplastic elastomer, a polyurethane-based thermoplastic elastomer, or a polyamide-based thermoplastic elastomer. Item 10. The film bonding according to Item 9, which is at least one kind of thermoplastic elastomer selected from the group consisting of a fluoropolymer-based thermoplastic elastomer, a homopolymer-based thermoplastic elastomer, an ionomer-based thermoplastic elastomer, and an alloy-based thermoplastic elastomer. Agent.
[0061]
11. Item 11. The film adhesive according to any one of Items 1 to 10, wherein the backing film has a thickness of 50 to 500 µm.
[0062]
Item 12. The film adhesive according to any one of Items 1 to 11, having a thickness of 12.54 to 530 µm.
[0063]
13. A semiconductor device including a substrate having at least one semiconductor element mounted on a surface thereof,
A semiconductor device, wherein the semiconductor element is fixed to a surface of the substrate via a thermosetting adhesive layer containing a caprolactone-modified epoxy resin.
[0064]
14． Item 14. The semiconductor device according to item 13, wherein the semiconductor element is fixed to the substrate by thermocompression bonding via the thermosetting adhesive layer.
[0065]
15. The semiconductor device according to item 13 or 14, wherein the thermosetting adhesive layer is a thermosetting adhesive layer separated from the film adhesive according to any one of items 1 to 12.
[0066]
16. The semiconductor device according to any one of Items 13 to 15, wherein the semiconductor element is fixed via a thermosetting adhesive layer on a die pad provided in advance on the surface of the substrate.
[0067]
17. Item 17. The semiconductor device according to any one of Items 13 to 16, wherein the thermosetting adhesive layer is already attached to a semiconductor wafer on which a plurality of the semiconductor elements are formed.
[0068]
18. A method for manufacturing a semiconductor device including a substrate having at least one semiconductor element mounted on a surface thereof,
A thermosetting adhesive layer containing a caprolactone-modified epoxy resin on one side of a semiconductor wafer on which a plurality of the semiconductor elements are formed, and a stretchable backing film exhibiting an elongation of 10% or more when stretched. Laminating a film adhesive with
In the semiconductor wafer, while maintaining a state in which the film adhesive is laminated thereon, the semiconductor elements are separated individually,
After stretching the backing film of the film adhesive to a predetermined length, the semiconductor element is peeled off from the backing film while the thermosetting adhesive layer is adhered thereto, and
Fixing the semiconductor element to the surface of the substrate via the thermosetting adhesive layer
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
[0069]
19. 19. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 18, further comprising, after laminating the semiconductor wafer and the film adhesive, integrating the two by heat lamination.
[0070]
20. Item 20. The method of manufacturing a semiconductor device according to item 18 or 19, wherein the semiconductor element is fixed to a surface of the substrate by thermocompression bonding via the thermosetting adhesive layer.
[0071]
21. 21. The method of manufacturing a semiconductor device according to any one of Items 18 to 20, wherein the semiconductor element is separated from the backing film by vacuum suction.
[0072]
22. The method for manufacturing a semiconductor device according to any one of Items 18 to 21, wherein the film adhesive is the film adhesive according to any one of Items 2 to 12.
[0073]
23. 23. The method of manufacturing a semiconductor device according to any one of Items 18 to 22, wherein the substrate further has a die pad on a semiconductor element mounting surface.
[0074]
【Example】
Subsequently, the present invention will be described with reference to examples thereof. It goes without saying that the present invention is not limited by these examples.
1. Preparation of thermosetting adhesive layer
The components shown in Table 1 below were mixed in the amounts shown in the same table, and further stirred at room temperature to prepare a uniform adhesive solution. The adhesive solution was then coated in two different amounts on a substrate consisting of a siliconized polyethylene terephthalate (PET) film and dried in a 100 ° C. oven for 30 minutes. PET films with thermosetting adhesive layers having thicknesses of 35 μm and 7 μm, respectively, were obtained.
[0075]
[Table 1]
Figure 2004026953
[0076]
2. Evaluation of adhesive strength of thermosetting adhesive layer
(1) Preparation of sample
A thermosetting adhesive layer having a thickness of 35 μm is separated from the PET film, and two rolled copper foils having a thickness of 35 μm (size: 10 mm × 50 mm × 35 μm, made by Japanese foil, trade name) "SPCC-SB"). These rolled copper foils were heated at a heating temperature of 120 ° C. and 25 kgf / cm through a thermosetting adhesive layer. 2 And then heat-pressed for 60 seconds in a 120 ° C. oven for a time shown in Table 2 below. A total of 10 samples were obtained.
(2) Measurement of 180 degree peel strength
For each sample, the adhesive strength of the thermosetting adhesive layer was determined. In this example, a 180-degree peel strength was measured to evaluate the adhesive strength. The measurement conditions were as follows: the measurement temperature was room temperature (specifically, 25 ° C.), and the peeling rate was 50 mm / min. Table 2 below shows the relationship between the heat treatment time and the adhesive strength (180 degree peel strength).
[0077]
[Table 2]
Figure 2004026953
[0078]
As understood from the measurement results in Table 2, the 180-degree peel strength of the thermosetting adhesive layer shows a minimum at a heat treatment time of about 30 minutes, and further increases the heat treatment time in an oven. Can increase again.
3. Preparation of adhesive film
Using an extruder, the light emitting TPO 2900 and the light emitting TPO 2700 were kneaded at a mass ratio of 80:20, and then formed into a backing film having a thickness of 80 μm using a T-die. Here, Idemitsu TPO2900 is a polyolefin-based thermoplastic elastomer containing 10% by weight of atactic PP, and Idemitsu TPO2700 is a polyolefin-based thermoplastic elastomer containing 30% by mole of atactic PP. Therefore, the backing film produced in this example is made of a polyolefin-based thermoplastic elastomer containing 14 mol% of atactic PP.
[0079]
Next, this backing film was heat-laminated with the thermosetting adhesive layer with a PET film having a thickness of 7 μm prepared in the previous step to prepare an adhesive film. Here, a heat laminator was used for the heat lamination, and the heating temperature was 100 ° C.
4. Evaluation of adhesive film
Evaluation (A):
The PET film was removed from the adhesive film to expose the thermosetting adhesive layer. With the thermosetting adhesive layer exposed, the adhesive film was heat-laminated at 100 ° C. with a rolled copper foil (size: 10 mm × 50 mm × 35 μm, made by Japanese foil, trade name “SPCC-SB”). The obtained laminate was placed in an oven at 120 ° C. and heat-treated for 90 minutes to prepare a sample.
[0080]
Next, the backing film of the obtained sample was stretched by 100%. At this time, it was confirmed that the backing film was separated from the thermosetting adhesive layer, and that the thermosetting adhesive layer was transferred to the rolled copper foil.
[0081]
Thereafter, the rolled copper foil having the transferred thermosetting adhesive layer was interposed through the thermosetting adhesive layer into a polyimide film having a thickness of 25 μm (trade name “Kapton” manufactured by Toray DuPont). TM V "), and placed on a plate at 120 ° C. and 25 kgf / cm 2 Thermocompression bonding under a load of 60 seconds. Subsequently, the thermocompression-bonded body of the rolled copper foil and the polyimide film was placed in a 120 ° C. oven and subjected to a heat treatment for 90 minutes to produce a test piece. Then, using this test piece, when the 180 ° peel strength was measured by the same method as described above, it was confirmed that it was 11.0 N / cm.
Evaluation (B):
The procedure of evaluation (A) was repeated. In this example, instead of the rolled copper foil, a silicon wafer having a length of 8 mm, a width of 5 mm, and a thickness of 0.4 mm was replaced with a silicon wafer having a thickness of 7 μm. It was placed on the thermosetting adhesive layer and subjected to thermocompression bonding at 100 ° C. and a load of 1 kgf for 10 seconds.
[0082]
With the thermosetting adhesive layer transferred to the silicon wafer, the silicon wafer is cut or diced in half along its width along with the thermosetting adhesive layer and the backing film, and then placed in a 120 ° C. oven for 30 minutes. Heat treated. For dicing, use a diamond cutter (BUEHLER (trademark), ISOMET TM )It was used.
[0083]
Next, the backing film holding the silicon chip obtained by dicing was taken out of the oven, cooled to room temperature, and then stretched at an elongation of 100%. It was confirmed that the thermosetting adhesive layer was separated from the backing film and transferred to the silicon chip.
[0084]
Subsequently, the obtained silicon chip was coated with a polyimide film having a thickness of 25 μm (manufactured by Toray Dupont Co., Ltd. under the trade name “Kapton”) through a thermosetting adhesive layer in the same manner as in the above evaluation (A). TM V "), and placed on a plate at 120 ° C. and 25 kgf / cm 2 Thermocompression bonding under a load of 60 seconds. Thereafter, the thermocompression-bonded body of the silicon chip and the polyimide film was placed in an oven at 120 ° C. and subjected to a heat treatment for 90 minutes to produce a test piece. Then, a 180-degree peel strength was measured using the test piece in the same manner as above, and strong adhesion was confirmed.
[0085]
【The invention's effect】
As described in detail above, according to the present invention, it is useful in the manufacturing process of semiconductor devices such as ICs and LSIs and other electronic devices, and can be applied as it is to dicing as well as die bonding. Therefore, it is possible to provide a film adhesive which does not require the use of an irradiation light source such as ultraviolet rays for reducing the semiconductor chip and can easily take out the semiconductor chip without using a means such as a pickup rod.
[0086]
Further, the film adhesive of the present invention can be advantageously used not only in dicing and die bonding, but also in other processing fields, for example, in the production of micromachines and the like.
[0087]
Further, according to the present invention, it is possible to provide a semiconductor device which is easy to manufacture and can be manufactured with high yield.
[0088]
Furthermore, according to the present invention, it is possible to provide a method for manufacturing a semiconductor device with an easy and simple method with a high yield. Further, according to the present invention, even if a semiconductor element to be used has a thickness of 100 μm or less, a semiconductor device can be manufactured by the action of a film adhesive without damage to the element.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view showing a preferred embodiment of the film adhesive of the present invention.
FIG. 2 is a sectional view showing a preferred embodiment of the semiconductor device of the present invention.
FIG. 3 is a sectional view sequentially showing a method of manufacturing a semiconductor device (first half process) of the present invention;
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a method of manufacturing a semiconductor device of the present invention (the latter half of the process) in order.
[Explanation of symbols]
1. Backing film
2 ... Adhesive layer
10 ... Film adhesive
21 ... Semiconductor wafer
22 ... Semiconductor chip
30 ... Semiconductor device
31 ... Circuit board
32 ... wiring
33 ... Die pad part
34 ... bonding wire

Claims (3)

カプロラクトン変性のエポキシ樹脂を含む熱硬化性接着剤層と、
延伸時に１０％以上の伸び率を示す、延伸可能なバッキングフィルムと、
を備えることを特徴とするフィルム接着剤。A thermosetting adhesive layer containing a caprolactone-modified epoxy resin,
A stretchable backing film that exhibits an elongation of 10% or more when stretched,
A film adhesive comprising: 少なくとも１個の半導体素子を表面に搭載した基板を含む半導体装置であって、
前記半導体素子が、カプロラクトン変性のエポキシ樹脂を含む熱硬化性接着剤層を介して前記基板の表面に固定されていることを特徴とする半導体装置。A semiconductor device including a substrate having at least one semiconductor element mounted on a surface thereof,
A semiconductor device, wherein the semiconductor element is fixed to a surface of the substrate via a thermosetting adhesive layer containing a caprolactone-modified epoxy resin. 少なくとも１個の半導体素子を表面に搭載した基板を含む半導体装置を製造する方法において、
前記半導体素子の複数個が作り込まれている半導体ウエハの片面に、カプロラクトン変性のエポキシ樹脂を含む熱硬化性接着剤層と、延伸時に１０％以上の伸び率を示す、延伸可能なバッキングフィルムとを備えるフィルム接着剤を積層し、
前記半導体ウエハにおいて、前記フィルム接着剤をそれに積層した状態を維持したまま、前記半導体素子を個々に分離し、
前記フィルム接着剤のバッキングフィルムを所定の長さまで延伸した後、前記半導体素子をそれに前記熱硬化性接着剤層が付着した状態のまま前記バッキングフィルムから剥離し、そして
前記半導体素子を前記熱硬化性接着剤層を介して前記基板の表面に固定すること
を特徴とする半導体装置の製造方法。A method for manufacturing a semiconductor device including a substrate having at least one semiconductor element mounted on a surface thereof,
A thermosetting adhesive layer containing a caprolactone-modified epoxy resin on one side of a semiconductor wafer on which a plurality of the semiconductor elements are formed, and a stretchable backing film exhibiting an elongation of 10% or more when stretched. Laminating a film adhesive with
In the semiconductor wafer, while maintaining a state in which the film adhesive is laminated thereon, the semiconductor elements are separated individually,
After stretching the backing film of the film adhesive to a predetermined length, the semiconductor element is peeled off from the backing film with the thermosetting adhesive layer adhered thereto, and the semiconductor element is cured by the thermosetting adhesive. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising: fixing the semiconductor device to a surface of the substrate via an adhesive layer.
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