JP2011165761A - Method of manufacturing semiconductor-device and adhesive sheet for circuit-member connection - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体装置の製造方法及び回路部材接続用接着シートに関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device and an adhesive sheet for connecting circuit members.
最近の半導体デバイスの高機能化、軽薄短小化に伴い、半導体素子をフェイスダウン構造で配線回路基板に搭載するフリップチップ実装が行われている。 2. Description of the Related Art As semiconductor devices have recently become more sophisticated, lighter, thinner, and smaller, flip chip mounting has been performed in which semiconductor elements are mounted on a printed circuit board with a face-down structure.
フリップチップ実装においては、半導体素子を保護するために半導体素子と配線回路基板の間隙に樹脂封止がなされる。一般のフリップチップ実装では、半導体ウェハ上にパターンを作製し、バンプを形成した後、半導体ウェハを所定の厚さまで研削後、個々の半導体素子に切断する。そして、得られた半導体素子を配線回路基板に搭載するときに樹脂封止が行われる。 In flip chip mounting, resin sealing is performed in the gap between the semiconductor element and the printed circuit board in order to protect the semiconductor element. In general flip chip mounting, a pattern is formed on a semiconductor wafer, bumps are formed, the semiconductor wafer is ground to a predetermined thickness, and then cut into individual semiconductor elements. And resin sealing is performed when mounting the obtained semiconductor element on a printed circuit board.
しかし、薄く研削された半導体ウェハは外力に対して強度が低いという欠点があった。そこで、その改善策として、あらかじめ突起電極付半導体ウェハを樹脂封止した後、半導体ウェハの裏面を研削することにより、研削後の半導体ウェハの強度不足を補う方法が提案されている(例えば、下記特許文献1を参照)。 However, a thinly ground semiconductor wafer has a drawback of low strength against external force. Therefore, as a measure for improvement, there has been proposed a method for compensating for the insufficient strength of the ground semiconductor wafer by grinding the back surface of the semiconductor wafer after resin-sealing the semiconductor wafer with protruding electrodes in advance (for example, the following) (See Patent Document 1).
他方で、突起電極付半導体ウェハにフィルム状の接着剤をラミネートして樹脂封止すると、突起電極部付近でボイドが発生して接続信頼性を大きく低下させるという問題がある。下記特許文献2には、突起電極部への樹脂埋込性を改善する目的で、熱硬化性樹脂層の支持基材を小さい引張り弾性率を有する層と大きい引張り弾性率を有する層との二層構造にした積層シートが提案されている。
On the other hand, when a film-like adhesive is laminated on a semiconductor wafer with protruding electrodes and resin-sealed, there is a problem that voids are generated in the vicinity of the protruding electrode portions and connection reliability is greatly reduced. In
しかし、上記特許文献2に記載の積層シートは、二層構造の基材を作製するのに手間やコストがかかるうえ、基材同士の密着性不足などによりバックグラインド性に問題を有している。また、基材と熱硬化性樹脂層とが強固に貼りついて基材を剥離しにくいという問題もある。
However, the laminated sheet described in
従来、ACF工法と呼ばれる物理的接触によってフリップチップ実装を行っていたが、最近では、接触抵抗の低減及び接続信頼性の向上に有利なことからはんだバンプ工法による実装が増えてきている。近時、半導体デバイスの軽薄短小化が更に進行しており、半導体素子に設けられるバンプやはんだボールのサイズも極小化している。このような半導体素子の場合、樹脂封止が更に困難となるうえ、ボイドがあるとはんだボールに応力がかかり易くなるため、接続信頼性が低下しやすい。 Conventionally, flip chip mounting has been performed by physical contact called the ACF method, but recently, mounting by the solder bump method has been increasing because it is advantageous for reducing contact resistance and improving connection reliability. Recently, semiconductor devices have been made lighter, thinner, and smaller, and the size of bumps and solder balls provided on semiconductor elements has also been minimized. In the case of such a semiconductor element, resin sealing becomes more difficult, and if there is a void, stress is easily applied to the solder ball, so that connection reliability tends to be lowered.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、半導体素子を配線回路基板にフリップチップ実装する場合であっても、半導体素子の薄厚化を図ることができるとともに、配線回路基板及び半導体素子間を良好に樹脂封止することができて接続信頼性に優れた半導体装置を得ることができる半導体装置の製造方法及びそれに用いられる回路部材接続用接着シートを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and even when a semiconductor element is flip-chip mounted on a printed circuit board, the thickness of the semiconductor element can be reduced, and the printed circuit board and the semiconductor element are also provided. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a semiconductor device capable of obtaining a semiconductor device excellent in connection reliability that can be well sealed with a resin and a circuit member connecting adhesive sheet used therefor.
上記課題を解決するために本発明は、バンプと該バンプ上に設けられたはんだボールとからなる突起電極を有する半導体ウェハの突起電極が形成されている面上に、粘接着剤層及び弾性率が450MPa以下であるプラスチックシートをこの順に備える接着シートを、粘接着剤層が突起電極を埋めるように貼り付ける工程と、接着シートが貼り付けられた半導体ウェハの突起電極が形成されている側とは反対側の面を研磨して半導体ウェハを薄厚化する工程と、薄厚化した半導体ウェハ及び粘接着剤層を切断して粘接着剤付き半導体素子を得る工程と、配線回路基板上に粘接着剤付き半導体素子を熱圧着して、配線回路基板と半導体素子とがはんだボールを介して電気的に接続され、配線回路基板と半導体素子との間が粘接着剤により封止された構造を有する半導体装置を得る工程と、を備える半導体装置の製造方法を提供する。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides an adhesive layer and an elastic layer on a surface of a semiconductor wafer having a protruding electrode formed of a bump and a solder ball provided on the bump. An adhesive sheet comprising a plastic sheet with a rate of 450 MPa or less in this order is attached so that the adhesive layer fills the protruding electrode, and the protruding electrode of the semiconductor wafer to which the adhesive sheet is attached is formed. Polishing the surface opposite to the side to thin the semiconductor wafer, cutting the thinned semiconductor wafer and the adhesive layer to obtain a semiconductor element with an adhesive, and a printed circuit board A semiconductor element with an adhesive is thermocompression bonded onto the wiring circuit board and the semiconductor element via solder balls, and the wiring circuit board and the semiconductor element are sealed with an adhesive. Stopped Obtaining a semiconductor device having a structure, to provide a method of manufacturing a semiconductor device comprising a.
本発明の半導体装置の製造方法によれば、突起電極が形成されている半導体ウェハに、粘接着剤層及び特定の弾性率を有するプラスチックシートを備える上記接着シートをラミネートすることにより、突起電極付近が粘接着剤によって十分埋め込まれ、且つ、はんだボールの先端が粘接着剤から露出した状態或いは配線回路基板と半導体素子との接続時に粘接着剤の影響が十分少ない状態にある粘接着剤付き半導体素子を得ることができる。その結果、配線回路基板及び半導体素子間を良好に電気的に接続できるとともに良好に樹脂封止することができ、接続信頼性に優れた半導体装置を得ることができる。また、本発明の半導体装置の製造方法は、上記接着シートをラミネートすることにより、半導体ウェハを薄厚化するときにはプラスチックシート側を固定することで半導体ウェハを十分保持することができるとともに、半導体ウェハを切断する際には粘接着剤層とプラスチックシートを容易に除去することができるという効果も奏することができる。 According to the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, a protruding electrode is formed by laminating the adhesive sheet including a pressure-sensitive adhesive layer and a plastic sheet having a specific elastic modulus on a semiconductor wafer on which the protruding electrode is formed. Viscosity in which the vicinity is sufficiently embedded with adhesive and the tip of the solder ball is exposed from the adhesive or the influence of the adhesive is sufficiently small when connecting the wiring circuit board and the semiconductor element. A semiconductor element with an adhesive can be obtained. As a result, the printed circuit board and the semiconductor element can be electrically connected well and can be well sealed with resin, and a semiconductor device having excellent connection reliability can be obtained. In addition, the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention can hold the semiconductor wafer sufficiently by fixing the plastic sheet side when laminating the semiconductor wafer by laminating the adhesive sheet. When cutting, the adhesive layer and the plastic sheet can be easily removed.
本発明の半導体装置の製造方法において、上記粘接着剤層が、重量平均分子量2万以上100万以下の高分子量成分と、熱硬化性樹脂と、硬化促進剤と、光反応性モノマーと、光開始剤と、を含有することが好ましい。この場合、半導体ウェハを薄厚化(バックグラインド)するときに、プラスチックシート側を固定することによって半導体ウェハを十分保持し、その後は、粘接着剤層に紫外線や放射線等の高エネルギー線を照射して粘接着剤層を硬化させて粘着力を低下させ、粘接着剤層からプラスチックシートを容易に剥離することができる。また、上記成分を組み合わせることにより、剥離性と信頼性を有する接着シートを作製することが可能となる。 In the method for producing a semiconductor device of the present invention, the adhesive layer has a high molecular weight component having a weight average molecular weight of 20,000 to 1,000,000, a thermosetting resin, a curing accelerator, a photoreactive monomer, It is preferable to contain a photoinitiator. In this case, when thinning the semiconductor wafer (back grind), hold the semiconductor wafer sufficiently by fixing the plastic sheet side, and then irradiate the adhesive layer with high energy rays such as ultraviolet rays and radiation Then, the adhesive layer is cured to reduce the adhesive force, and the plastic sheet can be easily peeled from the adhesive layer. Moreover, it becomes possible to produce the adhesive sheet which has peelability and reliability by combining the said component.
本発明の半導体装置の製造方法において、プラスチックシートの粘接着剤層側の表面粗さが350nm以下であることが好ましい。このようなプラスチックシートを用いることにより、プラスチックシートの表面粗さが粘接着剤層の表面粗さに影響して突起電極付近にボイドが発生することをより確実に抑制することができる。 In the method for producing a semiconductor device of the present invention, the surface roughness of the plastic sheet on the side of the adhesive layer is preferably 350 nm or less. By using such a plastic sheet, it is possible to more reliably suppress the occurrence of voids in the vicinity of the protruding electrodes due to the surface roughness of the plastic sheet affecting the surface roughness of the adhesive layer.
また、はんだボールの先端を粘接着剤層から十分に露出させて、より確実な接続を行う観点から、粘接着剤層の厚みが、バンプ及びはんだボールの合計高さよりも小さく、且つ、粘接着剤層及びプラスチックシートの合計厚みが、上記合計高さよりも大きいことが好ましい。 In addition, from the viewpoint of sufficiently exposing the tip of the solder ball from the adhesive layer and making a more reliable connection, the thickness of the adhesive layer is smaller than the total height of the bump and the solder ball, and The total thickness of the adhesive layer and the plastic sheet is preferably larger than the total height.
本発明はまた、上記本発明の半導体装置の製造方法における接着シートとして用いられ、弾性率が450MPa以下であるプラスチックシートと、該シート上に設けられた粘接着剤層と、を備える回路部材接続用接着シートを提供する。 The present invention is also a circuit member that is used as an adhesive sheet in the method for producing a semiconductor device of the present invention, and includes a plastic sheet having an elastic modulus of 450 MPa or less, and an adhesive layer provided on the sheet. An adhesive sheet for connection is provided.
本発明の回路部材接続用接着シートによれば、半導体素子を配線回路基板にフリップチップ実装する場合であっても、半導体素子の薄厚化を図ることができるとともに、配線回路基板及び半導体素子間を良好に樹脂封止することができて接続信頼性に優れた半導体装置を効率よく得ることができる。 According to the adhesive sheet for connecting circuit members of the present invention, even when the semiconductor element is flip-chip mounted on the wiring circuit board, the thickness of the semiconductor element can be reduced, and the space between the wiring circuit board and the semiconductor element can be reduced. A semiconductor device that can be well sealed with resin and has excellent connection reliability can be obtained efficiently.
本発明の回路部材接続用接着シートにおいて、上記粘接着剤層が、重量平均分子量2万以上100万以下の高分子量成分と、熱硬化性樹脂と、硬化促進剤と、光反応性モノマーと、光開始剤と、を含有することが好ましい。この場合、半導体ウェハを薄厚化(バックグラインド)するときに、プラスチックシート側を固定することによって半導体ウェハを十分保持し、その後は、粘接着剤層に紫外線や放射線等の高エネルギー線を照射して粘接着剤層を硬化させて粘着力を低下させ、粘接着剤層からプラスチックシートを容易に剥離することができる。また、上記成分を組み合わせることにより、剥離性と信頼性を有する接着シートを作製することが可能となる。 In the adhesive sheet for connecting circuit members of the present invention, the adhesive layer comprises a high molecular weight component having a weight average molecular weight of 20,000 to 1,000,000, a thermosetting resin, a curing accelerator, a photoreactive monomer, And a photoinitiator. In this case, when thinning the semiconductor wafer (back grind), hold the semiconductor wafer sufficiently by fixing the plastic sheet side, and then irradiate the adhesive layer with high energy rays such as ultraviolet rays and radiation Then, the adhesive layer is cured to reduce the adhesive force, and the plastic sheet can be easily peeled from the adhesive layer. Moreover, it becomes possible to produce the adhesive sheet which has peelability and reliability by combining the said component.
本発明の回路部材接続用接着シートにおいて、上記プラスチックシートの粘接着剤層側の表面粗さが、350nm以下であることが好ましい。この場合、プラスチックシートの表面粗さが粘接着剤層の表面粗さに影響して突起電極付近にボイドが発生することをより確実に抑制することができる。 In the adhesive sheet for connecting circuit members of the present invention, the surface roughness of the plastic sheet on the side of the adhesive layer is preferably 350 nm or less. In this case, it is possible to more reliably suppress the occurrence of voids in the vicinity of the protruding electrodes due to the surface roughness of the plastic sheet affecting the surface roughness of the adhesive layer.
本発明によれば、半導体素子を配線回路基板にフリップチップ実装する場合であっても、半導体素子の薄厚化を図ることができるとともに、配線回路基板及び半導体素子間を良好に樹脂封止することができて接続信頼性に優れた半導体装置を得ることができる半導体装置の製造方法及びそれに用いられる回路部材接続用接着シートを提供することできる。 According to the present invention, even when a semiconductor element is flip-chip mounted on a printed circuit board, the thickness of the semiconductor element can be reduced, and the printed circuit board and the semiconductor element can be well sealed with resin. The manufacturing method of the semiconductor device which can obtain the semiconductor device excellent in connection reliability which can be provided, and the adhesive sheet for circuit member connection used therewith can be provided.
以下、本発明の好適な実施形態について図面を用いてさらに詳細に説明する。ただし、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。なお、図面の説明において、同一又は同等の要素には同一符号を用い、重複する説明は省略する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the following embodiments. In the description of the drawings, the same or equivalent elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
図1の(a)は、本発明の半導体装置の製造方法で好適に用いられる回路部材接続用接着シートの一実施形態を示す模式断面図である。まず、この接着シートについて説明する。 FIG. 1A is a schematic cross-sectional view showing an embodiment of an adhesive sheet for connecting circuit members that is preferably used in the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention. First, the adhesive sheet will be described.
図1に示される回路部材接続用接着シート10は、第1のプラスチックシート1、粘接着剤層2、及び第2のプラスチックシート3がこの順に積層された構造を有するものである。そして、接着シート10においては、第1のプラスチックシート1の弾性率が450MPa以下である。
The circuit member connecting
なお、本明細書において、第1のプラスチックシートの弾性率とは、1cm×5cmのシートを測定用試料とし、この試料の両側1cmずつを固定し、(株)オリエンテック製のテンシロンを用いて測定温度:25℃、測定速度:100mm/分の条件で引っ張り強度測定を行い、横軸:伸び(%)、縦軸:応力(MPa)の関係を求め、測定用試料を1mm伸ばしたとき(3.3%)の点AからX軸方向にのびる法線の延長と、初期の傾きが最も大きい接線との交点に対応する応力B(MPa)を意味する(図6を参照)。 In this specification, the elastic modulus of the first plastic sheet means that a 1 cm × 5 cm sheet is used as a measurement sample, 1 cm on both sides of the sample is fixed, and Tensilon manufactured by Orientec Co., Ltd. is used. When the tensile strength measurement was performed under the conditions of measurement temperature: 25 ° C., measurement speed: 100 mm / min, the relationship of horizontal axis: elongation (%), vertical axis: stress (MPa) was obtained, and the measurement sample was extended by 1 mm ( 3.3%) means the stress B (MPa) corresponding to the intersection of the extension of the normal extending from the point A in the X-axis direction and the tangent with the largest initial inclination (see FIG. 6).
また、粘接着剤とは、粘着剤及び接着剤の両方の機能を発現できるものをいい、具体的には粘着剤としての機能であるバックグラインド後の剥離性と、接着剤としての機能である接着性及び接続信頼性との両方の機能を発現できるものを意味する。 In addition, the adhesive means a material capable of expressing both functions of the pressure-sensitive adhesive and the adhesive. Specifically, it is a function as a pressure-sensitive adhesive and has a peelability after back grinding and a function as an adhesive. It means something that can exhibit both functions of certain adhesiveness and connection reliability.
第1のプラスチックシート1としては、例えば、酢酸ビニルやポリオレフィンフィルムなどのプラスチックフィルムが挙げられる。中でも、伸びの特性を考慮してポリエチレンフィルムが最も好ましい。また、第1のプラスチックシート1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。
Examples of the
第1のプラスチックシート1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。粘接着剤層2が光硬化性樹脂組成物からなる場合、後述する半導体ウェハの薄厚化(バックグラインド工程)後に第1のプラスチックシート1側から光照射することにより、粘接着剤層2から第1のプラスチックシート1を容易に剥離することができる。
The
第1のプラスチックシート1の厚みは、バックグラインド工程で半導体ウェハを十分保持するため、さらには、半導体ウェハの突起電極を粘接着剤層2に埋め込むときにボイドの発生を十分抑制するために、50〜300μmが好ましく、60〜200μmがより好ましく、70〜150μmが更により好ましく、80〜150μmがもっとも好ましい。第1のプラスチックシート1の厚みが50μm未満であると、突起電極付近にボイドが発生しやすくなり、300μmを超えると経済的でなくなるため好ましくない。
The thickness of the
第1のプラスチックシート1の弾性率は、半導体ウェハの突起電極を粘接着剤層2に良好に埋め込む観点から、100〜400MPaであることが好ましい。
The elastic modulus of the
また、接着シート10において、第1のプラスチックシート1の粘接着剤層2側の面の表面粗さが、350nm以下であることが好ましく、300nm以下であることがより好ましい。ここで、シートの表面粗さは、菱化システム社製の三次元非接触表面形状計測システムMM3500を用いて測定することができる。第1のプラスチックシート1が上記の表面粗さを有することにより、半導体ウェハの突起電極を粘接着剤層2に埋め込むときにボイドの発生をより確実に防止することができる。
In the
第2のプラスチックシート3としては、耐熱性及び耐溶剤性を有する重合体フィルムを用いることができる。例えば、ポリテトラフルオロエチレンフィルム、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリメチルペンテンフィルムなどのプラスチックフィルムが挙げられる。また、第2のプラスチックシートは、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。より具体的には、帝人デュポンフィルム株式会社製の「A−31」等のポリエチレンテレフタレートフィルムなどの市販品を使用することができる。
As the
第2のプラスチックシート3の厚みは、10〜100μmであることが好ましく、30〜75μmであることがより好ましく、35〜50μmであることが更により好ましい。第2のプラスチックシートの厚みが10μm未満であると、第2のプラスチックシート上に塗工によって粘接着剤層2を形成する場合、シートが破れやすくなる傾向があり、100μmを超えると廉価性に劣る傾向がある。
The thickness of the
本実施形態においては、半導体ウェハを薄厚化(バックグラインド)するときに、第1のプラスチックシート側を固定することによって半導体ウェハを十分保持し、その後は第1のプラスチックシートを容易に剥離することができる。 In the present embodiment, when the semiconductor wafer is thinned (back grind), the semiconductor wafer is sufficiently held by fixing the first plastic sheet side, and then the first plastic sheet is easily peeled off. Can do.
粘接着剤層2としては、例えば、ベース樹脂として、アクリルゴム、ポリイミド樹脂、フェノキシ樹脂などのフィルム形成性のある樹脂と、熱硬化性樹脂として、エポキシ樹脂、ビスマレイミド樹脂、トリアジン樹脂、フェノール樹脂等の熱により硬化する熱硬化性樹脂とを含むものが挙げられる。更に、バックグラインドフィルムとしての機能(バックグラインド後のプラスチックフィルムの剥離性)を併せ持たせるために、光反応性モノマーと光開始剤とを含むことが好ましい。光反応性モノマーとしては、例えば「A−DPH」(新中村化学工業(株)製商品名)等が挙げられる。光反応性モノマーは、リフロー性の観点から、紫外線や放射線等の高エネルギー線の照射による硬化後に、耐熱性を有する樹脂を選定するのが好ましい。このような光反応性樹脂としては、例えば、「A−DPH」、「A−9300」(新中村化学工業(株)製商品名)等が挙げられる。また、粘接着剤層2は、熱硬化性樹脂と反応する硬化促進剤を更に含んでもよい。硬化促進剤としては、マイクロカプセル型潜在性硬化促進剤を用いることができる。
Examples of the
本実施形態においては、粘接着剤層2が、重量平均分子量2万以上100万以下の高分子量成分と、熱硬化性樹脂と、硬化促進剤と、光反応性モノマーと、光開始剤と、を含有することが好ましい。高分子量成分としては、例えば、アクリルゴム、ポリイミド樹脂、フェノキシ樹脂などのフィルム形成性のある樹脂が挙げられる。
In this embodiment, the
なお、本明細書において、重量平均分子量とは、ゲルパーミュエーションクロマトグラフィーで測定し、標準ポリスチレン検量線を用いて換算した値を示す。 In the present specification, the weight average molecular weight is a value measured by gel permeation chromatography and converted using a standard polystyrene calibration curve.
高分子量成分としては、接着性向上の点で、グリシジル基、アクリロイル基、メタクリロイル基、カルボキシル基、水酸基、エピスルフィド基などの官能基を有するものが好ましい。このような高分子量成分としては、例えば、(メタ)アクリルエステル共重合体、アクリルゴムなどが挙げられる。特に、アクリルゴムがより好ましい。アクリルゴムは、アクリル酸エステルを主成分とし、主として、ブチルアクリレート及びアクリロニトリルなどとの共重合体や、エチルアクリレート及びアクリロニトリルなどとの共重合体などからなるゴムである。共重合体モノマーとしては、例えば、ブチルアクリレート、エチルアクリレートアクリル酸メチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、アクリロニトリル等を挙げることができる。また、架橋性の点で、グリシジル基を有する高分子量成分が好ましい。具体的には、グリシジルアクリレート又はグリシジルメタクリレートを含む原料モノマーを重合させて得られる重量平均分子量が10万以上であるグリシジル基含有(メタ)アクリル共重合体を挙げることができる。なお、本明細書において、グリシジル基含有(メタ)アクリル共重合体とは、グリシジル基含有アクリル共重合体とグリシジル基含有メタクリル共重合体の両方を示す語句である。 As the high molecular weight component, those having a functional group such as a glycidyl group, an acryloyl group, a methacryloyl group, a carboxyl group, a hydroxyl group, and an episulfide group are preferable from the viewpoint of improving adhesion. Examples of such a high molecular weight component include (meth) acrylic ester copolymers and acrylic rubber. In particular, acrylic rubber is more preferable. The acrylic rubber is a rubber mainly composed of an acrylate ester and mainly composed of a copolymer with butyl acrylate and acrylonitrile or a copolymer with ethyl acrylate and acrylonitrile. Examples of the copolymer monomer include butyl acrylate, ethyl acrylate methyl acrylate, ethyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, acrylonitrile and the like. Moreover, the high molecular weight component which has a glycidyl group is preferable at a crosslinkable point. Specific examples include a glycidyl group-containing (meth) acrylic copolymer having a weight average molecular weight of 100,000 or more obtained by polymerizing a raw material monomer containing glycidyl acrylate or glycidyl methacrylate. In addition, in this specification, a glycidyl group containing (meth) acryl copolymer is a phrase which shows both a glycidyl group containing acrylic copolymer and a glycidyl group containing methacryl copolymer.
重量平均分子量が10万以上であるグリシジル基含有(メタ)アクリル共重合体は、上記共重合モノマーと、グリシジルアクリレートやグリシジルメタクリレートなどとから適宜モノマーを選択して製造したものを用いることができる。また、市販品(例えば、ナガセケムテックス(株)製「HTR−860P−3」等)を用いることもできる。 As the glycidyl group-containing (meth) acrylic copolymer having a weight average molecular weight of 100,000 or more, a glycidyl group-containing (meth) acrylic copolymer prepared by appropriately selecting a monomer from the copolymerization monomer and glycidyl acrylate or glycidyl methacrylate can be used. Commercial products (for example, “HTR-860P-3” manufactured by Nagase ChemteX Corporation) can also be used.
アクリルゴムは、官能基の含有量を適宜変更することにより架橋密度を調整することができる。高分子量成分が複数のモノマーの共重合体である場合は、原料として使用する官能基含有モノマーが、共重合体の0.5〜6.0質量%程度含まれることが好ましい。グリシジル基含有(メタ)アクリル共重合体の場合、グリシジルアクリレートやグリシジルメタクリレート等のグリシジル基を有する反復単位を好ましくは0.5〜6.0質量%、より好ましくは0.5〜5.0質量%、さらにより好ましくは0.8〜5.0質量%含有するグリシジル基含有(メタ)アクリル共重合体が用いられる。グリシジル基を有する反復単位の量が上記範囲にあると、グリシジル基の緩やかな架橋が起こるため、接着力を確保しつつゲル化を防止することが容易となる。 The acrylic rubber can adjust the crosslink density by appropriately changing the functional group content. When the high molecular weight component is a copolymer of a plurality of monomers, the functional group-containing monomer used as a raw material is preferably contained in an amount of about 0.5 to 6.0% by mass of the copolymer. In the case of a glycidyl group-containing (meth) acrylic copolymer, the repeating unit having a glycidyl group such as glycidyl acrylate or glycidyl methacrylate is preferably 0.5 to 6.0 mass%, more preferably 0.5 to 5.0 mass. %, Even more preferably 0.8 to 5.0% by mass of a glycidyl group-containing (meth) acrylic copolymer is used. When the amount of the repeating unit having a glycidyl group is in the above range, the glycidyl group is slowly crosslinked, and thus it is easy to prevent gelation while securing the adhesive force.
フェノキシ樹脂としては、例えば、2官能フェノール類とエピクロルヒドリンを高分子量まで反応させるか、又は2官能エポキシ樹脂と2官能フェノール類を重付加させることにより得られる樹脂が挙げられる。より具体的には、フェノキシ樹脂は、例えば2官能フェノール類とエピクロルヒドリンとをアルカリ金属水酸化物等の触媒の存在下、非反応性溶媒中40〜120℃の温度で反応させることにより得ることができる。また、フェノキシ樹脂は、2官能エポキシ樹脂と2官能フェノール類とをアルカリ金属化合物、有機リン系化合物、環状アミン系化合物等の触媒存在下、沸点が120℃以上のアミド系、エーテル系、ケトン系、ラクトン系、アルコール系等の有機溶剤中で、反応固形分が50重量部以下の条件で50〜200℃に加熱して重付加反応させて得ることができる。2官能エポキシ樹脂としては、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールAD型エポキシ樹脂、ビスフェノールS型エポキシ樹脂等が挙げられる。2官能フェノール類は、2個のフェノール性水酸基を持つものであり、このような2官能フェノール類としては、例えばビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールAD、ビスフェノールS等のビスフェノール類等が挙げられる。フェノキシ樹脂は、1種を単独でまたは2種以上を組み合わせて用いてもよい。 Examples of the phenoxy resin include a resin obtained by reacting a bifunctional phenol and epichlorohydrin to a high molecular weight or by polyaddition of a bifunctional epoxy resin and a bifunctional phenol. More specifically, the phenoxy resin can be obtained, for example, by reacting a bifunctional phenol and epichlorohydrin in a non-reactive solvent at a temperature of 40 to 120 ° C. in the presence of a catalyst such as an alkali metal hydroxide. it can. Also, phenoxy resins are bifunctional epoxy resins and bifunctional phenols in the presence of catalysts such as alkali metal compounds, organophosphorus compounds, cyclic amine compounds, amides, ethers, and ketones having a boiling point of 120 ° C or higher. It can be obtained by heating to 50 to 200 ° C. in a lactone-based, alcohol-based or other organic solvent under conditions where the reaction solid content is 50 parts by weight or less. Examples of the bifunctional epoxy resin include bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, bisphenol AD type epoxy resin, and bisphenol S type epoxy resin. Bifunctional phenols have two phenolic hydroxyl groups, and examples of such bifunctional phenols include bisphenols such as bisphenol A, bisphenol F, bisphenol AD, and bisphenol S. You may use a phenoxy resin individually by 1 type or in combination of 2 or more types.
熱硬化性樹脂としては、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、ナフタレン型エポキシ樹脂、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、フェノールアラルキル型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、トリフェニルメタン型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂等の、各種多官能エポキシ樹脂などを使用することができる。これらは1種を単独で又は2種以上の混合体として使用することができる。より具体的には、例えば、ジャパンエポキシレジン(株)製商品名「1032−H60」等が挙げられる。これらは単独で又は2種類以上を組み合わせて使用することができる。 Examples of the thermosetting resin include bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, naphthalene type epoxy resin, phenol novolac type epoxy resin, cresol novolac type epoxy resin, phenol aralkyl type epoxy resin, biphenyl type epoxy resin, triphenyl Various polyfunctional epoxy resins such as a phenylmethane type epoxy resin and a dicyclopentadiene type epoxy resin can be used. These can be used alone or as a mixture of two or more. More specifically, for example, trade name “1032-H60” manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd. and the like can be mentioned. These can be used alone or in combination of two or more.
さらに、エポキシ樹脂の耐熱性を向上させる目的で、フェノール樹脂を使用することができる。より具体的には、例えば、大日本インキ化学工業(株)製、商品名:フェノライトLF4871、フェノライトVH4170、日本化薬(株)製、商品名:「DPN−M」等が挙げられ、これらは単独で又は2種類以上を組み合わせて使用することができる。 Furthermore, a phenol resin can be used for the purpose of improving the heat resistance of the epoxy resin. More specifically, for example, Dainippon Ink & Chemicals, Inc., trade names: Phenolite LF4871, Phenolite VH4170, Nippon Kayaku Co., Ltd., trade name: “DPN-M”, etc. These can be used alone or in combination of two or more.
光反応性モノマーとしては、放射線の照射により架橋し得る化合物が挙げられる。具体例としては、例えば、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、イソシアヌル酸EO変性トリアクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレートなどのアクリレートが挙げられる。これらの化合物は、単独で又は2種類以上を組み合わせて使用することができる。より具体的には、例えば、新中村工業化学株式会社製:A−DPH、A−9300、日立化成工業株式会社製:FA−512AS、FA−513AS等の市販品を用いることができる。 Examples of the photoreactive monomer include compounds that can be cross-linked by irradiation with radiation. Specific examples include acrylates such as dipentaerythritol pentaacrylate, isocyanuric acid EO-modified triacrylate, and ditrimethylolpropane tetraacrylate. These compounds can be used alone or in combination of two or more. More specifically, for example, commercially available products such as Shin-Nakamura Industrial Chemical Co., Ltd .: A-DPH, A-9300, Hitachi Chemical Co., Ltd .: FA-512AS, FA-513AS can be used.
光開始剤としては、例えば、1−ヒドロキシ−シクロヘキシルフェニルケトン、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルフォスフィンオキサイドが挙げられる。また、チバスペシャリティーケミカルズ社製Irg−184、Irg−819等の市販品を用いることができる。 Examples of the photoinitiator include 1-hydroxy-cyclohexyl phenyl ketone and bis (2,4,6-trimethylbenzoyl) -phenylphosphine oxide. Commercial products such as Irg-184 and Irg-819 manufactured by Ciba Specialty Chemicals can be used.
マイクロカプセル型潜在性硬化促進剤としては、硬化促進剤からなる核が、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、ゼオライトなどの無機物、或いはニッケルや銅などの金属薄膜などの被膜により実質的に覆われているものが挙げられる。カプセルに内包される硬化促進剤としては、例えば、イミダゾール、テトラフェニルホスホニウムテトラフェニルボラートなどが挙げられる。これらのうち、保存安定性、速硬化性の点で、イミダゾールが好ましい。 Microcapsule-type latent curing accelerators include cores composed of curing accelerators, high-molecular substances such as polyurethane, polystyrene, gelatin and polyisocyanate, inorganic substances such as calcium silicate and zeolite, or metal thin films such as nickel and copper. And those substantially covered with a coating such as Examples of the curing accelerator included in the capsule include imidazole and tetraphenylphosphonium tetraphenylborate. Of these, imidazole is preferred in terms of storage stability and fast curability.
マイクロカプセルの平均粒径は、フィルム形成性の観点から、10μm以下が好ましく、5μm以下がより好ましい。また、粒径の下限値は、保存安定性の観点から、2μm以上であることが好ましい。 The average particle size of the microcapsules is preferably 10 μm or less, more preferably 5 μm or less, from the viewpoint of film formability. Moreover, it is preferable that the lower limit of a particle size is 2 micrometers or more from a viewpoint of storage stability.
粘接着剤層2には、その流動性を制御し、弾性率を向上させる観点から、光透過率が十分維持できる程度にフィラーを加えてもよい。フィラーとしては、例えば、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ケイ酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、ほう酸アルミウイスカ、窒化ほう素、結晶性シリカ、非晶性シリカ、ムライト、コージェライト等の複合酸化物、モンモリロナイト、スメクタイトが挙げられる。フィラーの形状は特に制限されるものではない。上記のフィラーは、単独で又は二種類以上を組み合わせて使用することができる。
A filler may be added to the
粘接着剤層2には、半導体ウェハとの接着強度を上げるために、カップリング剤を更に含んでもよい。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種類以上を組み合わせて使用することができる。また、日本ユニカー株式会社製A−189、A−1160などの市販品を用いることもできる。
The
粘接着剤層2には、銅とハンダの接続性を向上させる観点から、銅やハンダの酸化膜を除去できる可能性のある、カルボン酸を有する化合物などを添加してもよい。カルボン酸を有する化合物としては、例えば、アジピン酸やジフェノール酸などが挙げられる。
From the viewpoint of improving the connectivity between copper and solder, the
粘接着剤層2には、イオン性不純物を吸着し、吸湿時の絶縁信頼性をよくする観点から、イオン捕捉剤を含有させることができる。イオン捕捉剤としては、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や、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。
The
粘接着剤層2が、上述したように、重量平均分子量2万以上100万以下の高分子量成分と、熱硬化性樹脂と、硬化促進剤と、光反応性モノマーと、光開始剤とを含むものである場合、各成分の配合量は、高分子量成分が粘接着剤層全量に対して10〜70質量%であり、高分子量成分100質量部に対して、熱硬化性樹脂が50〜600質量部、硬化促進剤が1〜30質量部、光反応性モノマーが10〜100質量部、光開始剤が1〜10質量部であることが好ましい。なお、熱硬化性樹脂にフェノール樹脂を入れる場合の含有量は、吸湿時の耐電食性を付与する観点から、熱硬化性樹脂のエポキシ基に対するフェノール性水酸基の当量比が0.5〜1.5となることが好ましく、0.8〜1.2となることがより好ましい。
As described above, the
粘接着剤層2の厚さは、5〜200μmが好ましく、5〜150μmがより好ましく、5〜100μmが更により好ましく、10〜50μmが特に好ましい。粘接着剤層2の厚さが5μmよりも小さいと、半導体ウェハとの十分な接着力を確保するのが困難となったり、回路基板の凸電極を埋められにくくなる傾向にある。一方、粘接着剤層2の厚さが200μmよりも大きいと、不経済であるだけでなく、半導体ウェハに設けられるバンプ及びはんだボールの高さによっては、はんだボールの先端を十分露出させることが困難となり、半導体装置の小型化の要求に応えられなくなる傾向にある。
The thickness of the
本実施形態においては、半導体ウェハを薄厚化(バックグラインド)するときに、第1のプラスチックシート側を固定することによって半導体ウェハを十分保持し、その後は第1のプラスチックシートを容易に剥離するために、粘接着剤層2が紫外線や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ことができる)ものであることがさらに好ましい。このような粘接着剤層としては、例えば、上述したアクリルゴムが配合され、そこにジペンタエリスリトールヘキサアクリレート等の光反応性モノマーと1−ヒドロキシ−シクロヘキシルフェニルケトン等の光開始剤が更に添加されたものなどが挙げられる。
In the present embodiment, when the semiconductor wafer is thinned (back grind), the first plastic sheet side is sufficiently held to hold the semiconductor wafer, and then the first plastic sheet is easily peeled off. Furthermore, it is more preferable that the
粘接着剤層2は、上記の成分を含有するワニスを調製し、このワニスを例えば第1のプラスチックシート、第2のプラスチックシート或いはその他の支持基材上に塗布することにより形成することができる。ワニス化するための溶剤は、有機溶媒であれば特に限定されないが、フィルムを作製するときの揮発性など考慮して沸点を基準に決めることができる。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、フィルム作製時にフィルムの硬化が進まない点で好ましい。これらの溶媒は、単独で又は2種類以上を組み合わせて使用することができる。
The
上記ワニスを第1のプラスチックシート、第2のプラスチックシート或いはその他の支持基材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。 As a method of applying the varnish on the first plastic sheet, the second plastic sheet or other supporting substrate, knife coating method, roll coating method, spray coating method, gravure coating method, bar coating method, curtain coating Generally known methods such as the method can be mentioned.
ワニスの塗膜から溶剤を除去するときの温度条件は、70〜150℃程度が好ましい。 About 70-150 degreeC is preferable for the temperature conditions when removing a solvent from the coating film of a varnish.
次に、上記の回路部材接続用接着シートを用いた半導体装置の製造方法について説明する。 Next, a method for manufacturing a semiconductor device using the above-described adhesive sheet for connecting circuit members will be described.
図2の(a)は、本発明で用いられる半導体ウェハの一実施形態を示す模式断面図であり、図2の(b)は、本発明に係る半導体装置の製造方法における一工程を説明するための模式断面図である。 2A is a schematic cross-sectional view showing an embodiment of a semiconductor wafer used in the present invention, and FIG. 2B illustrates one step in the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention. It is a schematic cross section for.
本実施形態で用いられる半導体ウェハは、半導体ウェハ20の一方面上に、バンプ22と、バンプ22上に設けられたはんだボール24とからなる突起電極を備える。
The semiconductor wafer used in the present embodiment is provided with a bump electrode on one surface of the
半導体ウェハ20としては、表面が酸化膜処理された6インチウェハや8インチウェハが挙げられる。バンプ22としては、特に限定されないが、銅、銀、金などで構成されるものが挙げられる。はんだボール24としては、鉛含有のはんだや鉛フリーはんだ等の従来公知のはんだ材料から構成されるものが挙げられる。
Examples of the
薄厚化する前の半導体ウェハ20の厚みは、250〜800μmの範囲とすることができる。通常、切り出された半導体ウェハは、6〜12インチのサイズでは625〜775μmの厚みを有する。
The thickness of the
バンプ22の高さは、半導体小型化の観点から、5〜50μmが好ましい。はんだボール24の高さは、半導体小型化の観点から、2〜30μmが好ましい。
The height of the
本実施形態に係る半導体装置の製造方法においては、回路部材接続用接着シート10から第2のプラスチックシートを剥離して、上記の半導体ウェハ20の突起電極が形成されている面上に、粘接着剤層2及び第1のプラスチックシート1をこの順に配置し、はんだボール24の先端が粘接着剤層2を貫通するように半導体ウェハ20とプラスチックシート1とに圧力を加える(図2の(b)を参照)。なお、はんだボールの先端が粘接着剤層を貫通することが最も望ましいが、数ミクロン程度の粘接着剤層がはんだボールの先端に残っていても、配線回路基板と半導体素子とがはんだボールを介して電気的に接続されるときの接続性に影響が無い程度であれば、なんら問題ない。
In the method for manufacturing a semiconductor device according to the present embodiment, the second plastic sheet is peeled off from the circuit member connecting
ラミネートの条件としては、ラミネート温度:50℃〜100℃、線圧:0.5〜3.0kgf/cm、送り速度:0.2〜2.0m/分が好ましい。 As lamination conditions, a lamination temperature: 50 ° C. to 100 ° C., a linear pressure: 0.5 to 3.0 kgf / cm, and a feed rate: 0.2 to 2.0 m / min are preferable.
次に、図3に示すように、半導体ウェハ20の突起電極が形成されている側とは反対側の面を研磨して半導体ウェハ20を薄厚化する工程(バックグラインド工程)が行われる。
Next, as shown in FIG. 3, a process (back grinding process) of polishing the surface of the
研磨は、バックグラインダーを用いて行うことができる。また、この工程では、半導体ウェハ20を厚さ10〜150μmにまで薄厚化することが好ましい。薄厚化された半導体ウェハ20の厚さが10μm未満であると、半導体ウェハの破損が生じやすく、他方、150μmを超えると、半導体装置の小型化の要求に応えることが困難となる。
Polishing can be performed using a back grinder. In this step, the
その後、図4の(a)に示すように、薄厚化された半導体ウェハ20の研磨面側をダイシングシート6に貼り付け、ダイシング装置を用いて、半導体ウェハ20及び粘接着剤層2を切断し、個片化された半導体素子20aと切断された粘接着剤層2aとからなる粘接着剤付き半導体素子を得る(図4の(b))。第1のプラスチックシート1は、ダイシング前に粘接着剤層2から剥離される。
Thereafter, as shown in FIG. 4A, the polished surface side of the thinned
こうして得られる粘接着剤付き半導体素子は、回路部材接続用接着シート10を用いて作製されることにより、突起電極付近が粘接着剤によって十分埋め込まれ、且つ、はんだボールの先端が粘接着剤から十分露出するものにすることができる。
The adhesive-attached semiconductor element thus obtained is manufactured using the
ダイシング工程の終了後、ピックアップ装置を用いて粘接着剤付き半導体素子をピックアップし、これを配線回路基板上に熱圧着する。熱圧着の条件としては、温度:150℃〜280℃、圧力:0.1MPa〜2.0MPa、時間:1秒〜30秒が好ましい。 After completion of the dicing process, a semiconductor element with an adhesive is picked up using a pickup device, and this is thermocompression bonded onto the printed circuit board. The conditions for thermocompression bonding are preferably temperature: 150 ° C. to 280 ° C., pressure: 0.1 MPa to 2.0 MPa, and time: 1 second to 30 seconds.
このようにして、図5に示される、配線回路基板7の電極26と半導体素子20aのバンプ22とがはんだボール24を介して電気的に接続され、配線回路基板7と半導体素子20aとの間が粘接着剤2bにより封止された構造を有する半導体装置100が得られる。
In this manner, the
本実施形態に係る半導体装置の製造方法において、はんだボールの先端を粘接着剤層から十分に露出させて、より確実な接続を行う観点から、粘接着剤層2の厚みが、バンプ22及びはんだボール24の合計高さよりも小さく、且つ、粘接着剤層2及び第1のプラスチックシート1の合計厚みが、上記合計高さよりも大きいことが好ましい。
In the manufacturing method of the semiconductor device according to the present embodiment, the thickness of the
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。 The preferred embodiment of the present invention has been described above, but the present invention is not limited to the above embodiment.
以下に実施例を挙げて説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 Examples are described below, but the present invention is not limited to these examples.
<回路部材接続用接着シートの作製>
(作製例1)
まず、シクロヘキサノンに、「HTR−860P−3」(ナガセケムテックス(株)製商品名、グリシジル基含有アクリルゴム、重量平均分子量80万、Tg−7℃)100質量部、「1032−H60」(ジャパンエポキシレジン(株)製商品名、高純度特殊多官能エポキシ樹脂、エポキシ当量169)160質量部、「DPN−M」(日本化薬(株)製商品名、ジシクロペンタジエン型フェノール樹脂、エポキシ当量175)140質量部、「A−DPH」(新中村化学工業(株)製商品名、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート)30質量部、硬化促進剤としてイミダゾール化合物「2PZ−CN」(四国化成(株)製商品名)3質量部、光開始剤として「Irg−184」(チバスペシャリティーケミカルズ(株)製商品名)1.5質量部を加えて攪拌混合し、更に真空脱気することにより、粘接着剤ワニスを得た。
<Preparation of adhesive sheet for connecting circuit members>
(Production Example 1)
First, 100 parts by mass of “HTR-860P-3” (trade name, manufactured by Nagase ChemteX Corporation, glycidyl group-containing acrylic rubber, weight average molecular weight 800,000, Tg−7 ° C.), “1032-H60” (cyclohexanone) Japan Epoxy Resin Co., Ltd. trade name, high purity special polyfunctional epoxy resin, epoxy equivalent 169) 160 parts by mass, “DPN-M” (Nippon Kayaku Co., Ltd. trade name, dicyclopentadiene type phenol resin, epoxy Equivalent 175) 140 parts by mass, “A-DPH” (trade name, manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd., dipentaerythritol hexaacrylate), imidazole compound “2PZ-CN” (Shikoku Kasei Co., Ltd.) as a curing accelerator ) Product name) 3 parts by mass, "Irg-184" as photoinitiator (product name, manufactured by Ciba Specialty Chemicals Co., Ltd.) .5 parts by stirring and mixing by adding further by vacuum degassing, to obtain a pressure-sensitive adhesive varnish.
次に、上記で得られた粘接着剤ワニスを、表面離型処理ポリエチレンテレフタレート(帝人デュポンフィルム株式会社製、テイジンテトロンフィルム:A−31、厚さ50μm)上に乾燥後の厚みが30μmとなるように塗布し、100℃で30分間加熱乾燥して粘接着剤層を形成した。次いで、粘接着剤層上に、厚さ100μmの光透過性を有するプラスチックシート(ロンシール社製、軟質ポリオレフィンフィルム、商品名「POF−120A」)をラミネートすることにより、表面離型処理ポリエチレンテレフタレート(第2のプラスチックシート)/粘接着剤層/軟質ポリオレフィンフィルム(第1のプラスチックシート)がこの順で積層されてなる回路部材接続用接着シートを得た。 Next, the adhesive agent varnish obtained above was dried on a surface release-treated polyethylene terephthalate (manufactured by Teijin DuPont Films Ltd., Teijin Tetron Film: A-31, thickness 50 μm) and the thickness after drying was 30 μm. It was applied so that it was heated and dried at 100 ° C. for 30 minutes to form an adhesive layer. Next, a surface-release-treated polyethylene terephthalate is laminated on the adhesive layer by laminating a light-transmitting plastic sheet having a thickness of 100 μm (manufactured by Ron Seal Co., Ltd., soft polyolefin film, trade name “POF-120A”). An adhesive sheet for connecting circuit members was obtained in which (second plastic sheet) / adhesive layer / soft polyolefin film (first plastic sheet) were laminated in this order.
(作製例2)
作製例1における軟質ポリオレフィンフィルムに代えて、光透過性を有する厚さ100μmのプラスチックシート(ロンシール社製、軟質ポリオレフィンフィルム:POF−230A)を用いた以外は作製例1と同様にして、回路部材接続用接着シートを得た。
(Production Example 2)
A circuit member was prepared in the same manner as in Production Example 1 except that a light-transmitting plastic sheet having a thickness of 100 μm (manufactured by Ron Seal Co., Ltd., soft polyolefin film: POF-230A) was used instead of the soft polyolefin film in Production Example 1. An adhesive sheet for connection was obtained.
(作製例3)
作製例1における軟質ポリオレフィンフィルムに代えて、光透過性を有する厚さ100μmのプラスチックシート(サーモ(株)製、低密度ポリエチレン/酢酸ビニル/低密度ポリエチレン三層フィルム:FHF−100)を用いた以外は作製例1と同様にして、回路部材接続用接着シートを得た。
(Production Example 3)
Instead of the soft polyolefin film in Preparation Example 1, a 100 μm thick plastic sheet having a light transmitting property (manufactured by Thermo Co., Ltd., low density polyethylene / vinyl acetate / low density polyethylene three-layer film: FHF-100) was used. Except that, an adhesive sheet for connecting circuit members was obtained in the same manner as in Production Example 1.
(作製例4)
作製例1における軟質ポリオレフィンフィルムに代えて、厚さ100μmのプラスチックシート(ニチアス株式会社製、ナフロンテープ:TOMBO No.9001)を用いた以外は作製例1と同様にして、回路部材接続用接着シートを得た。
(Production Example 4)
In place of the soft polyolefin film in Production Example 1, a plastic sheet having a thickness of 100 μm (manufactured by NICHIAS, Naflon tape: TOMBO No. 9001) was used in the same manner as in Production Example 1, and an adhesive sheet for connecting circuit members Got.
(作製例5)
作製例1における軟質ポリオレフィンフィルムに代えて、表面粗さを変更したプラスチックシート(ロンシール社製、軟質ポリオレフィンフィルム:POF−120A)を用いた以外は作製例1と同様にして、回路部材接続用接着シートを得た。
(Production Example 5)
Circuit member connection adhesion in the same manner as in Production Example 1 except that a plastic sheet (manufactured by Ron Seal Co., Ltd., soft polyolefin film: POF-120A) having a changed surface roughness was used instead of the soft polyolefin film in Production Example 1. A sheet was obtained.
(作製例6)
作製例1における粘接着剤層の厚みを100μmに変更した以外は作製例1と同様にして、回路部材接続用接着シートを得た。
(Production Example 6)
An adhesive sheet for connecting circuit members was obtained in the same manner as in Production Example 1 except that the thickness of the adhesive layer in Production Example 1 was changed to 100 μm.
(作製例7)
作製例1における軟質ポリオレフィンフィルムに代えて、光透過性を有する厚さ80μmのプラスチックシート(帝人デュポンフィルム(株)製、ポリエチレンテレフタレートテイジンテトロンフィルム:G2)を用いた以外は作製例1と同様にして、回路部材接続用接着シートを得た。
(Production Example 7)
Instead of the soft polyolefin film in Production Example 1, a light-transmitting plastic sheet having a thickness of 80 μm (manufactured by Teijin DuPont Films Co., Ltd., polyethylene terephthalate teine Tetron film: G2) was used. Thus, an adhesive sheet for connecting circuit members was obtained.
(作製例8)
作製例1における軟質ポリオレフィンフィルムに代えて、光透過性を有する厚さ75μmのプラスチックシート(タマポリ(株)製、オレフィン系フィルム:OPP)を用いた以外は作製例1と同様にして、回路部材接続用接着シートを得た。
(Production Example 8)
A circuit member was prepared in the same manner as in Production Example 1 except that a light-transmissive plastic sheet having a thickness of 75 μm (manufactured by Tamapoly Co., Ltd., olefin film: OPP) was used instead of the soft polyolefin film in Production Example 1. An adhesive sheet for connection was obtained.
(作製例9)
作製例1における軟質ポリオレフィンフィルムに代えて、光透過性を有する厚さ100μmのプラスチックシート(三井化学社製、TPX系フィルム:X−22)を用いた以外は作製例1と同様にして、回路部材接続用接着シートを得た。
(Production Example 9)
Instead of the soft polyolefin film in Preparation Example 1, a circuit sheet having a light transmittance of 100 μm in thickness was used in the same manner as in Preparation Example 1 except that a plastic sheet (manufactured by Mitsui Chemicals, TPX film: X-22) was used. An adhesive sheet for member connection was obtained.
(作製例10)
まず、高分子量成分としてフェノキシ樹脂「FX293」(東都化成株式会社製、製品名)100質量部、熱硬化性樹脂のエポキシ樹脂として「1032H60」(ジャパンエポキシレジン株式会社製、製品名)80質量部及び「YL−980」(ジャパンエポキシレジン株式会社製、製品名)60質量部、光硬化性樹脂として「A−DPH」(新中村工業化学株式会社製、製品名)80質量部、光開始剤として「Irg−184」(チバスペシャリティーケミカルズ(株)製、製品名)4.0質量部、マイクロカプセル型硬化促進剤として「HX−3941HP」(旭化成ケミカルズ株式会社製、製品名)160質量部入れ、トルエンと酢酸エチルの混合溶媒中に溶解して接着剤組成物のワニスを得た。
(Production Example 10)
First, 100 parts by mass of phenoxy resin “FX293” (product name, manufactured by Toto Kasei Co., Ltd.) as the high molecular weight component, and 80 parts by mass of “1032H60” (product name, manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd.) as the epoxy resin of the thermosetting resin. And 60 parts by mass of “YL-980” (manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd., product name), 80 parts by mass of “A-DPH” (manufactured by Shin-Nakamura Kogyo Co., Ltd., product name) as a photocurable resin, photoinitiator "Irg-184" (product name, manufactured by Ciba Specialty Chemicals Co., Ltd.) 4.0 parts by mass, and "HX-3941HP" (product name, manufactured by Asahi Kasei Chemicals Corporation) 160 parts by mass as a microcapsule type curing accelerator Then, it was dissolved in a mixed solvent of toluene and ethyl acetate to obtain a varnish of an adhesive composition.
得られたワニスを計量した後、ここに、フィラーとしてシリカ粒子「SE2050」(株式会社アドマテックス社製、製品名、平均粒径0.5um)を、ワニス中の「FX293」100質量部に対して400質量部の割合で加え、撹拌し分散した。得られた分散物を、支持基材としてのセパレータフィルム(PETフィルム、厚み38μm)上にロールコータを用いて塗布した後、70℃のオーブンで10分間乾燥させた。こうして、支持基材上に厚み30μmの接着剤層が形成され、次いで、粘接着剤層上に、厚さ100μmの光透過性を有するプラスチックシート(ロンシール社製、軟質ポリオレフィンフィルム、商品名「POF−120A」)を加熱しながら(40〜80℃)でラミネートすることにより、表面離型処理ポリエチレンテレフタレート(第2のプラスチックシート)/粘接着剤層/軟質ポリオレフィンフィルム(第1のプラスチックシート)がこの順で積層されてなる回路部材接続用接着シートを得た。 After weighing the obtained varnish, silica particles “SE2050” (manufactured by Admatechs Co., Ltd., product name, average particle size of 0.5 μm) as a filler were added to 100 parts by mass of “FX293” in the varnish. The mixture was added at a ratio of 400 parts by mass, stirred and dispersed. The obtained dispersion was applied on a separator film (PET film, thickness 38 μm) as a supporting substrate using a roll coater, and then dried in an oven at 70 ° C. for 10 minutes. Thus, an adhesive layer having a thickness of 30 μm is formed on the supporting substrate, and then a plastic sheet having a light transmittance of 100 μm on the adhesive layer (manufactured by Ron Seal, soft polyolefin film, trade name “ POF-120A ") is laminated while being heated (40 to 80 ° C), so that the surface release-treated polyethylene terephthalate (second plastic sheet) / adhesive layer / soft polyolefin film (first plastic sheet) ) Were laminated in this order to obtain an adhesive sheet for connecting circuit members.
上記の作製例で用いられた各プラスチックシートについて、下記の方法にしたがって弾性率及び表面粗さを測定した。結果を表1及び2に示す。 About each plastic sheet used by said preparation example, the elasticity modulus and surface roughness were measured in accordance with the following method. The results are shown in Tables 1 and 2.
(1)弾性率の測定
1cm×5cmのシートを測定用試料とし、この試料の両側1cmずつを固定し、(株)オリエンテック製のテンシロンを用いて測定温度:25℃、測定速度:100mm/分の条件で引っ張り強度測定を行い、横軸:伸び(%)、縦軸:応力(MPa)の関係を求め、測定用試料を1mm伸ばしたとき(3.3%)の点AからX軸方向にのびる法線の延長と、初期の傾きが最も大きい接線との交点に対応する応力B(MPa)を、プラスチックシートの弾性率とした(図6を参照)。
(1) Measurement of
(2)表面粗さ(Ra)の測定
測定用のシートをスライドガラス上に水を介して接触させ、菱化システム社製の三次元非接触表面形状計測システムMM3500を用いて、カットオフ値4μmの条件でシート表面の10箇所(任意の約300μm×300μmの範囲)を各1回づつ測定し、測定後の画像データに2次の面補正をかけた後、Raの平均値を求め、これをプラスチックシートの表面粗さとした。
(2) Measurement of surface roughness (Ra) A measurement sheet is brought into contact with a slide glass via water, and a cut-off value of 4 μm is obtained using a three-dimensional non-contact surface shape measurement system MM3500 manufactured by Ryoka System. Under the above conditions, 10 points on the sheet surface (arbitrary range of about 300 μm × 300 μm) are measured once each, and after the secondary surface correction is applied to the measured image data, an average value of Ra is obtained. Was the surface roughness of the plastic sheet.
<突起電極の埋込性の評価>
(実施例1〜7)
上記作製例1〜6、10で得られた回路部材接続用接着シートをそれぞれ、下記仕様のウェハ1に、ラミネーターを用いて80℃、線圧1.0kgf/cm、送り速度0.5m/分で貼りつけた。
ウェハ1:半導体ウェハ(8インチ:直径150mm、厚さ150μm)上に、高さ25μmの銅バンプが形成され、この銅バンプ上に高さ15μmのはんだボールが載せられたもの。
<Evaluation of embedding property of bump electrode>
(Examples 1-7)
Using the laminator, the circuit member connecting adhesive sheets obtained in Production Examples 1 to 6 and 10 were each applied to a
Wafer 1: A semiconductor wafer (8 inches: diameter 150 mm, thickness 150 μm) on which a copper bump with a height of 25 μm is formed and a solder ball with a height of 15 μm is placed on the copper bump.
その後、突起電極周辺のボイドの有無、及びはんだボール先端が粘接着剤層を突き抜けているか否かを目視および顕微鏡にて確認した。結果を下記の記号により表1に示す。
○:ボイドは見られず、はんだボールの先端が粘接着剤層を突き抜けている。
△1:ボイドはわずかに見られたが、はんだボールの先端が粘接着剤層を突き抜けている。
△2:ボイドは見られないが、はんだボールの先端が粘接着剤層を突き抜けていない。
×:ボイドが見られ、はんだボールの先端が粘接着剤層を突き抜けていない。
Thereafter, the presence or absence of voids around the protruding electrode and whether or not the tip of the solder ball penetrates the adhesive layer were confirmed visually and with a microscope. The results are shown in Table 1 with the following symbols.
○: No void is seen, and the tip of the solder ball penetrates the adhesive layer.
Δ1: A small amount of void was seen, but the tip of the solder ball penetrated the adhesive layer.
Δ2: No void is seen, but the tip of the solder ball does not penetrate the adhesive layer.
X: Void is seen and the tip of the solder ball does not penetrate the adhesive layer.
(実施例8)
上記作製例1で得られた回路部材接続用接着シートを、下記仕様のウェハ2に、ラミネーターを用いて80℃、線圧1.0kgf/cm、送り速度0.5m/分で貼りつけた。
ウェハ2:半導体ウェハ(8インチ:直径150mm、厚さ150μm)上に、高さ35μmの銅バンプが形成され、この銅バンプ上に高さ15μmのはんだボールが載せられたもの。
(Example 8)
The adhesive sheet for connecting circuit members obtained in Production Example 1 was attached to a
Wafer 2: A semiconductor wafer (8 inches: diameter 150 mm, thickness 150 μm) on which copper bumps with a height of 35 μm are formed and solder balls with a height of 15 μm are placed on the copper bumps.
その後、上記と同様にしてボイドの有無及びはんだボールの突き抜けについて確認した。結果を表1に示す。 Thereafter, the presence of voids and the penetration of solder balls were confirmed in the same manner as described above. The results are shown in Table 1.
(比較例1〜3)
上記作製例7〜9で得られた回路部材接続用接着シートをそれぞれ、上記仕様のウェハ1に、ラミネーターを用いて80℃、線圧1.0kgf/cm、送り速度0.5m/分で貼りつけた。
(Comparative Examples 1-3)
The adhesive sheets for connecting circuit members obtained in Production Examples 7 to 9 were respectively attached to the
その後、上記と同様にしてボイドの有無及びはんだボールの突き抜けについて確認した。結果を表2に示す。 Thereafter, the presence of voids and the penetration of solder balls were confirmed in the same manner as described above. The results are shown in Table 2.
1…第1のプラスチックシート、2…粘接着剤層、3…第2のプラスチックシート、6…ダイシングテープ、7…配線回路基板、10…回路部材接続用接着シート、20…半導体ウェハ、20a…半導体素子、22…バンプ、24…はんだボール、26…電極、100…半導体装置。
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記接着シートが貼り付けられた前記半導体ウェハの前記突起電極が形成されている側とは反対側の面を研磨して前記半導体ウェハを薄厚化する工程と、
前記薄厚化した半導体ウェハ及び前記粘接着剤層を切断して粘接着剤付き半導体素子を得る工程と、
配線回路基板上に前記粘接着剤付き半導体素子を熱圧着して、前記配線回路基板と前記半導体素子とが前記はんだボールを介して電気的に接続され、前記配線回路基板と前記半導体素子との間が粘接着剤により封止された構造を有する半導体装置を得る工程と、
を備える、半導体装置の製造方法。 A plastic sheet having an adhesive layer and an elastic modulus of 450 MPa or less is placed on the surface of the semiconductor wafer having the bump electrodes and the bump electrodes and the bump electrodes formed on the bumps. Adhering the adhesive sheets in order, the step of sticking the adhesive layer so as to fill the protruding electrodes,
Polishing the surface of the semiconductor wafer on which the adhesive sheet is bonded to the side opposite to the side where the protruding electrodes are formed to thin the semiconductor wafer;
Cutting the thinned semiconductor wafer and the adhesive layer to obtain a semiconductor element with an adhesive; and
The semiconductor element with the adhesive is thermocompression-bonded on the printed circuit board, and the wired circuit board and the semiconductor element are electrically connected via the solder balls, and the wired circuit board and the semiconductor element are Obtaining a semiconductor device having a structure in which a gap is sealed with an adhesive,
A method for manufacturing a semiconductor device.
弾性率が450MPa以下であるプラスチックシートと、該シート上に設けられた粘接着剤層と、を備える、回路部材接続用接着シート。 It is used as the adhesive sheet in the method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1,
An adhesive sheet for connecting a circuit member, comprising: a plastic sheet having an elastic modulus of 450 MPa or less; and an adhesive layer provided on the sheet.
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