JP2012195458A - フィルム状ウエハモールド材、モールドされたウエハ、及び半導体装置 - Google Patents

フィルム状ウエハモールド材、モールドされたウエハ、及び半導体装置 Download PDF

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Abstract

【課題】 本発明は、大口径、薄膜ウエハに対して良好な転写性能を有し、成形後（モールド後）において低反り性及び良好なウエハ保護性能を有し、ウエハーレベルパッケージに好適に用いられるフィルム状ウエハモールド材を提供することを目的とする。
【解決手段】 ウエハを一括してモールドするためのフィルム状ウエハモールド材であって、少なくとも、第一フィルム層と該第一フィルム層上の第二フィルム層からなる多層構造を有し、前記第一フィルム層はシリコーン骨格含有高分子化合物、架橋剤、及びフィラーを含有し、前記第二フィルム層はシリコーン骨格含有高分子化合物、及び架橋剤を含有し、さらに、前記第一フィルム層に含まれるフィラーの含有率を１００とした場合に、含有率が０以上１００未満となるようにフィラーを含有するものであることを特徴とするフィルム状ウエハモールド材。
【選択図】 なし

Description

本発明は、ウエハを一括してモールドするためのフィルム状ウエハモールド材に関する。
近年の半導体装置の製造に用いられるウエハのサイズは大口径化、薄膜化が進んでおり、これらをウエハレベルで封止する技術が求められている。そこで、従来の固形タイプのエポキシ樹脂のトランスファー成型方法の他、液状タイプのエポキシ樹脂を用いた圧縮成型方法が提案されている（特許文献１）。しかしながら、トランスファー成型では狭部に樹脂を流動させるためワイヤ変形を起こすことが懸念され、封止面積の増大に伴う充填不良も起こしやすくなるという問題がある。また、圧縮成型法ではウエハの端面部分での成型範囲の細かい制御が難しい上、成型機へ液状封止樹脂を流し込む際の流動性と物性とを最適化することが容易ではないという問題があった。その上、近年のウエハサイズの大口径化、ウエハの薄膜化により、これまで問題にならなかったモールド後のウエハの反りが問題となってきており、さらには良好なウエハ保護性能も求められる。そのため、ウエハ表面への充填不良などの問題を生じさせずにウエハを一括してモールドすることができ、モールド後において低反り性及び良好なウエハ保護性能を有するウエハモールド材の開発が望まれていた。
ＷＯ２００９−１４２０６５号公報
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、液状ではなくフィルム状のモールド材であって、ウエハを一括してモールド（ウエハモールド）できるものであり、特に、大口径、薄膜ウエハに対して良好な転写性能を有し、またモールド前ではウエハ表面への充填性が良好で、同時に、モールド後において低反り性及び良好なウエハ保護性能を有するものであり、ウエハーレベルパッケージに好適に用ることができるフィルム状ウエハモールド材を提供することを目的とする。また、該フィルム状ウエハモールド材によりモールドされたウエハ、及び該ウエハを個片化した半導体装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決するため、本発明では、ウエハを一括してモールドするためのフィルム状ウエハモールド材であって、
少なくとも、第一フィルム層と該第一フィルム層上の第二フィルム層からなる多層構造を有し、
前記第一フィルム層はシリコーン骨格含有高分子化合物、架橋剤、及びフィラーを含有し、
前記第二フィルム層はシリコーン骨格含有高分子化合物、及び架橋剤を含有し、さらに、前記第一フィルム層に含まれるフィラーの含有率を１００とした場合に、含有率が０以上１００未満となるようにフィラーを含有するものであることを特徴とするフィルム状ウエハモールド材を提供する。
このようなウエハモールド材であれば、フィルム状であるためウエハを一括してモールド（ウエハモールド）でき、かつ、大口径、薄膜ウエハに対して良好な転写性能を有する。また、低反り性及びウエハ保護性に優れる高フィラータイプである第一フィルム層と、ウエハ表面への充填性が良好でウエハを一括してモールドできる低フィラータイプである第二フィルム層の性能の異なる二種のフィルムの多層構造を有するため、モールド前では優れたウエハ表面の充填性を有し、同時に、モールド後には低反り性及び良好なウエハ保護性能を有することができ、ウエハーレベルパッケージに好適に用いることができるフィルム状ウエハモールド材となる。
また、前記第一フィルム層は、ウエハを一括してモールドしたときの最外層となるものであることが好ましい。
第一フィルム層が最外層となれば、ウエハ保護性が良好に発現できるフィルム状ウエハモールド材となるため好ましい。
さらに、前記フィルム状ウエハモールド材の厚みは、７００μｍ以下であることが好ましい。
このような厚みであれば、より低反り性に優れるフィルム状ウエハモールド材となるため好ましい。
また、前記架橋剤は、エポキシ化合物であることが好ましい。
このような架橋剤であれば、第一フィルム層は一層低反り性及びウエハ保護性に優れ、第二フィルム層はウエハ表面への充填性が一層良好となるため好ましい。
さらに、前記シリコーン骨格含有高分子化合物は、下記一般式（１）で表される繰り返し単位を有し、重量平均分子量が３０００〜５０００００であることが好ましい。
Figure 2012195458
 （式中、Ｒ１〜Ｒ４は同一でも異なっていてもよい炭素数１〜８の１価炭化水素基を示す。ｍは１〜１００の整数である。ａ、ｂ、ｃ、及びｄは０又は正数であり、かつａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＝１である。更に、Ｘ、Ｙはそれぞれ下記一般式（２）又は下記一般式（３）で示される２価の有機基である。）
Figure 2012195458
 （式中、Ｚは
Figure 2012195458
 のいずれかより選ばれる２価の有機基であり、ｎは０又は１である。Ｒ５及びＲ６はそれぞれ炭素数１〜４のアルキル基又はアルコキシ基であり、相互に異なっていても同一でもよい。ｋは０、１、及び２のいずれかである。）
Figure 2012195458
 （式中、Ｖは
Figure 2012195458
 のいずれかより選ばれる２価の有機基であり、ｐは０又は１である。Ｒ７及びＲ８はそれぞれ炭素数１〜４のアルキル基又はアルコキシ基であり、相互に異なっていても同一でもよい。ｈは０、１、及び２のいずれかである。）
このようなシリコーン骨格含有高分子化合物であれば、第一フィルム層は一層低反り性及びウエハ保護性に優れ、第二フィルム層はウエハ表面への充填性が一層良好となるため好ましい。
また、本発明では前記フィルム状ウエハモールド材により一括してモールドされたウエハを提供する。
このように前記フィルム状ウエハモールド材によりモールドされることで反りが少なくかつ十分に保護されたウエハとなる。
さらに、前記モールドされたウエハは前記フィルム状ウエハモールド材の第一フィルム層を最外層として一括してモールドされたものであることが好ましい。
第一フィルム層が最外層となれば、ウエハ保護性が良好に発現され、より良好に保護されたウエハとなるため好ましい。
また、本発明では前記モールドされたウエハを個片化した半導体装置を提供する。
このように反りが少なく十分に保護されたウエハを個片化することで得られる半導体装置は歩留まりの良い高品質な半導体装置となる。
以上説明したように、本発明のフィルム状ウエハモールド材であれば、フィルム状であるためウエハを一括してモールドでき、かつ、大口径、薄膜ウエハに対して良好な転写性能を有するものとなり、また、低反り性及びウエハ保護性に優れる高フィラータイプである第一フィルム層と、ウエハ表面への充填性が良好でウエハを一括してモールドできる低フィラータイプである第二フィルム層の性能の異なる二種のフィルムの多層構造を有するため、モールド前ではウエハ表面への充填性を有し、同時に、モールド後には低反り性及び良好なウエハ保護性能を有するものとなり、ウエハーレベルパッケージに好適に用いることができるフィルム状ウエハモールド材を提供することができる。
また、本発明によれば該フィルム状ウエハモールド材によりモールドされることで反りが少なくかつ十分に保護されたウエハ、及び該反りが少なく十分に保護されたウエハを個片化することで得られる歩留まりの良い高品質な半導体装置を提供することができる。
以下、本発明のフィルム状ウエハモールド材、ウエハ、及び半導体装置について詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
前述のように、ウエハ表面への充填不良などの問題を生じさせずにウエハを一括してモールドすることができ、モールド後において低反り性及び良好なウエハ保護性能を有するウエハモールド材の開発が望まれていた。
本発明者らは、上記課題を達成するため鋭意検討を重ねた結果、フィラー充填率が高いほど低反り性及びウエハ保護性に優れるウエハモールド材となり、フィラー充填率が低いほどウエハを一括してモールドするためのウエハ表面への充填性がよいウエハモールド材となることを見出し、高フィラータイプである第一フィルム層と、低フィラータイプである第二フィルム層の性能の異なる二種のフィルム層の多層構造を含むことで、これらの両方の機能を同時に併せ持つウエハモールド材となることを見出して本発明を完成させた。以下、本発明について詳細に説明する。
［フィルム状ウエハモールド材］
すなわち、本発明は、ウエハを一括してモールドするためのフィルム状ウエハモールド材であって、
少なくとも、第一フィルム層と該第一フィルム層上の第二フィルム層からなる多層構造を有し、
前記第一フィルム層はシリコーン骨格含有高分子化合物、架橋剤、及びフィラーを含有し、
前記第二フィルム層はシリコーン骨格含有高分子化合物、及び架橋剤を含有し、さらに、前記第一フィルム層に含まれるフィラーの含有率を１００とした場合に、含有率が０以上１００未満となるようにフィラーを含有するものであることを特徴とするフィルム状ウエハモールド材を提供する。
［フィルム状］
本発明のウエハモールド材はフィルム状に形成されたものである。このようなフィルム状のウエハモールド材であれば、特に、大口径、薄膜ウエハに対して良好な転写性能を有するものとなり、ウエハを一括してモールドする際に、樹脂を流し込む必要がない。そのため、従来のトランスファー成型で生じうるワイヤ変形、ウエハ表面への充填不良や、圧縮成型法で生じうる成型範囲の制御の難しさ、液状封止樹脂の流動性と物性の問題は根本的に解消することができる。
［多層構造］
また、本発明のフィルム状ウエハモールド材は少なくとも第一フィルム層と該第一フィルム層上の第二フィルム層からなる多層構造を有する。このように、低反り性及びウエハ保護性に優れる高フィラータイプである第一フィルム層と、ウエハ表面への充填性が良好でウエハを一括してモールドできる低フィラータイプである第二フィルム層の性能の異なる二種のフィルム層を多層構造とすることで、それぞれのフィルム層の性能を同時に有することが出来るフィルム状ウエハモールド材となる。
さらに、フィルム状ウエハモールド材の厚みは、７００μｍ以下であることが好ましい。このような厚みであれば、より低反り性に優れるフィルム状ウエハモールド材となるため好ましい。また、このとき第一フィルム層の厚みは２０μｍ〜４００μｍが好ましく、第二フィルム層の厚みは２０μｍ〜６５０μｍが好ましい。
［第一フィルム層］
本発明にかかる第一フィルム層はシリコーン骨格含有高分子化合物、架橋剤、及びフィラーを含有する。第一フィルム層は第二フィルム層に比べ高いフィラー充填率を有し、そのため低反り性及びウエハ保護性に優れるものである。ここで、第一フィルム層は、ウエハを一括してモールドしたときの最外層となるものであることが好ましい。第一フィルム層が最外層となれば、ウエハ保護性が良好に発現できるフィルム状ウエハモールド材となるため好ましい。
［第二フィルム層］
本発明にかかる第二フィルム層はシリコーン骨格含有高分子化合物、及び架橋剤を含有し、さらに、前記第一フィルム層に含まれるフィラーの含有率を１００とした場合に、含有率が０以上１００未満となるようにフィラーを含有する。第二フィルム層は第一フィルム層に比べ低いフィラー充填率を有し、そのためウエハ表面への充填性が良好でウエハを一括してモールドできるものである。ここで、第二フィルム層は、ウエハを一括してモールドしたときにウエハ表面に接触する層となるものであることが好ましい。第二フィルム層が接触層となれば、ウエハ表面への充填性が良好に発現できるフィルム状ウエハモールド材となるため好ましい。
［シリコーン骨格含有高分子化合物］
本発明にかかるシリコーン骨格含有高分子化合物は、前記第一フィルム層及び前記第二フィルム層に含有される。該シリコーン骨格含有高分子化合物は、シリコーン骨格を含有する高分子化合物であれば特に制限はされないが、下記一般式（１）で表される繰り返し単位を有し、重量平均分子量が３０００〜５０００００であるものが好ましい。なお、本発明にかかるシリコーン骨格含有高分子化合物は１種を単独でまたは２種以上併用して含まれることが出来る。
Figure 2012195458
 （式中、Ｒ１〜Ｒ４は同一でも異なっていてもよい炭素数１〜８の１価炭化水素基を示す。ｍは１〜１００の整数である。ａ、ｂ、ｃ、及びｄは０又は正数であり、かつａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＝１である。更に、Ｘ、Ｙはそれぞれ下記一般式（２）又は下記一般式（３）で示される２価の有機基である。）
Figure 2012195458
 （式中、Ｚは
Figure 2012195458
 のいずれかより選ばれる２価の有機基であり、ｎは０又は１である。Ｒ５及びＲ６はそれぞれ炭素数１〜４のアルキル基又はアルコキシ基であり、相互に異なっていても同一でもよい。ｋは０、１、及び２のいずれかである。）
Figure 2012195458
 （式中、Ｖは
Figure 2012195458
 のいずれかより選ばれる２価の有機基であり、ｐは０又は１である。Ｒ７及びＲ８はそれぞれ炭素数１〜４のアルキル基又はアルコキシ基であり、相互に異なっていても同一でもよい。ｈは０、１、及び２のいずれかである。）
上記一般式（１）中、Ｒ１〜Ｒ４は同一でも異なっていてもよい炭素数１〜８の１価炭化水素基を示す。具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、シクロヘキシル基等の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルキル基、ビニル基、アリル基、プロペニル基、ブテニル基、ヘキセニル基、シクロヘキセニル基等の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルケニル基、フェニル基、トリル基等のアリール基、ベンジル基、フェニルエチル基等のアラルキル基等が挙げられる。
また、上記一般式（１）中、ｍは１〜１００の整数である。特に、後述する架橋剤との相溶性の観点から、ｍは１〜８０の整数であることが好ましい。
さらに、上記一般式（１）中、ａ、ｂ、ｃ、及びｄは０又は正数であり、かつａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＝１である。特に、基板に対する密着性、電気特性、信頼性の観点から、ａは好ましくは０≦ａ≦０．８、より好ましくは０．２≦ａ≦０．８、特に好ましくは０．３≦ａ≦０．７であり、ｂは好ましくは０≦ｂ≦１．０、より好ましくは０．２≦ｂ≦０．８、特に好ましくは０．２≦ｂ≦０．５であり、ｃは好ましくは０≦ｃ≦０．３、特に好ましくは０≦ｃ≦０．２であり、ｄは好ましくは０≦ｄ≦０．３、特に好ましくは０≦ｄ≦０．２である。
特に、基板に対する密着性、電気特性、信頼性の観点から好適なａ、ｂ、ｃ、及びｄの組み合わせは、ｂ＝１で、ａ、ｃ、ｄがそれぞれ０の組み合わせ、０．２≦ａ≦０．８、０．２≦ｂ≦０．８で、ｃ、ｄがそれぞれ０の組み合わせ、０．３≦ａ≦０．７、０．２≦ｂ≦０．５、０＜ｃ≦０．２、０＜ｄ≦０．２の組み合わせである。
また、上記一般式（１）中、Ｘ、Ｙはそれぞれ上記一般式（２）又は上記一般式（３）で示される２価の有機基である。上記一般式（２）又は上記一般式（３）で示される２価の有機基は、それぞれフェノール性水酸基又はグリシドキシ基を有する２価の芳香族基である。
上記一般式（２）中、ｎは０又は１である。また、Ｒ５及びＲ６はそれぞれ相互に異なっていても同一でもよい炭素数１〜４のアルキル基又はアルコキシ基である。Ｒ５及びＲ６の具体例としては、メチル基、エチル基、イソプロピル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、メトキシ基、エトキシ基、イソプロピルオキシ基等が挙げられる。さらに、ｋは０、１、及び２のいずれかである。
上記一般式（３）中、ｐは０又は１である。また、Ｒ７及びＲ８はそれぞれ相互に異なっていても同一でもよい炭素数１〜４のアルキル基又はアルコキシ基である。Ｒ７及びＲ８の具体例としてはＲ５及びＲ６と同様のものが挙げられる。さらに、ｈは０、１、及び２のいずれかである。
上記一般式（１）で示されるシリコーン骨格含有高分子化合物の重量平均分子量は３，０００〜５００，０００である。特に、これを用いた硬化性樹脂組成物の相溶性及び硬化性、並びに、上記硬化性樹脂組成物から得られる硬化物の機械的特性の観点から、５，０００〜３００，０００であることが好ましい。なお、本発明において、重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）によるポリスチレン換算値である。
上記一般式（１）で示されるシリコーン骨格含有高分子化合物は、下記式（４）のハイドロジェンシルフェニレン（１，４−ビス（ジメチルシリル）ベンゼン）
Figure 2012195458
 と、あるいはこのハイドロジェンシルフェニレン及び下記一般式（５）のジヒドロオルガノシロキサン
Figure 2012195458
 （式中、Ｒ３、Ｒ４及びｍは、上記と同一である。）
と、下記一般式（６）で示されるジアリル基を有する特定のエポキシ基含有化合物、
Figure 2012195458
 （式中、Ｖ、Ｒ７、Ｒ８、ｐ、ｈは、上記と同一である。）
更に、下記一般式（７）で示されるジアリル基を有する特定のフェノール化合物
Figure 2012195458
 （式中、Ｚ、Ｒ５、Ｒ６、ｎ、ｋは、上記と同一である。）
とを、触媒の存在下にいわゆる「ハイドロシリレーション」重合反応を行うことにより、製造することができる。
なお、上記一般式（１）で示されるシリコーン骨格含有高分子化合物の重量平均分子量は、上記式（６）で表されるジアリル基を有する特定のエポキシ基含有化合物並びに上記式（７）で表されるジアリル基を有する特定のフェノール化合物のアリル基の総数と、上記式（４）で表されるハイドロジェンシルフェニレン並びに上記式（５）で表されるジヒドロオルガノシロキサンのヒドロシリル基の総数との比（アリル基総数／ヒドロシリル基総数）を調整することにより、容易に制御することが可能である。あるいは、上記ジアリル基を有する特定のエポキシ基含有化合物（式（６））並びにジアリル基を有する特定のフェノール化合物（式（７））、及び、ハイドロジェンシルフェニレン（式（４））並びにジヒドロオルガノシロキサン（式（５））の重合時に、例えば、ｏ−アリルフェノールのようなモノアリル化合物、又は、トリエチルヒドロシランのようなモノヒドロシランやモノヒドロシロキサンを分子量調整剤として使用することにより、上記重量平均分子量は容易に制御することが可能である。
上記重合反応において、触媒としては、例えば白金（白金黒を含む）、ロジウム、パラ
ジウム等の白金族金属単体；Ｈ２ＰｔＣｌ４・ｘＨ２Ｏ、Ｈ２ＰｔＣｌ６・ｘＨ２Ｏ、ＮａＨＰｔＣｌ６・ｘＨ２Ｏ、ＫＨＰｔＣｌ６・ｘＨ２Ｏ、Ｎａ２ＰｔＣｌ６・ｘＨ２Ｏ、Ｋ２ＰｔＣｌ４・ｘＨ２Ｏ、ＰｔＣｌ４・ｘＨ２Ｏ、ＰｔＣｌ２、Ｎａ２ＨＰｔＣｌ４・ｘＨ２Ｏ（式中、ｘは０〜６の整数が好ましく、特に０又は６が好ましい。）等の塩化白金、塩化白金酸及び塩化白金酸塩；アルコール変性塩化白金酸（米国特許第３，２２０，９７２号明細書）；塩化白金酸とオレフィンとの錯体（米国特許第３，１５９，６０１号明細書、米国特許第３，１５９，６６２号明細書、米国特許第３，７７５，４５２号明細書）；白金黒やパラジウム等の白金族金属をアルミナ、シリカ、カーボン等の担体に担持させたもの；ロジウム−オレフィン錯体；クロロトリス（トリフェニルホスフィン）ロジウム（いわゆるウィルキンソン触媒）；塩化白金、塩化白金酸又は塩化白金酸塩とビニル基含有シロキサン（特にビニル基含有環状シロキサン）との錯体等が挙げられる。その使用量は触媒量であり、通常、白金族金属として反応重合物の総量に対して０．００１〜０．１質量％であることが好ましい。
上記重合反応においては、必要に応じて溶剤を使用してもよい。溶剤としては、例えばトルエン、キシレン等の炭化水素系溶剤が好ましい。上記重合条件として、触媒が失活せず、かつ、短時間で重合の完結が可能という観点から、重合温度は、例えば４０〜１５０℃、特に６０〜１２０℃が好ましい。
重合時間は、重合物の種類及び量にもよるが、およそ０．５〜１００時間、特に０．５〜３０時間で終了するのが好ましい。このようにして重合反応を終了後、溶剤を使用した場合はこれを留去することにより、上記一般式（１）で示されるシリコーン骨格含有高分子化合物を得ることができる。
［架橋剤］
本発明にかかる架橋剤は、前記第一フィルム層及び前記第二フィルム層に含有される。該架橋剤は、特に制限はされないがエポキシ化合物が好ましい。なお、本発明にかかる架橋剤は１種を単独でまたは２種以上併用して含まれることが出来る。
前記架橋剤としてのエポキシ化合物の好適な例としては、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、ジグリシジルビスフェノールＡ等のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ジグリシジルビスフェノールＦ等のビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、トリフェニロールプロパントリグリシジルエーテル等のトリフェニルメタン型エポキシ樹脂、３，４−エポキシシクロヘキシルメチル−３，４−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート等の環状脂肪族エポキシ樹脂、ジグリシジルフタレート、ジグリシジルヘキサヒドロフタレート、ジメチルグリシジルフタレート等のグリシジルエステル系樹脂、テトラグリシジルジアミノジフェニルメタン、トリグリシジル−ｐ−アミノフェノール、ジグリシジルアニリン、ジグリシジルトルイジン、テトラグリシジルビスアミノメチルシクロヘキサン等のグリシジルアミン系樹脂、シリコーン変性エポキシなどが挙げられこれらの１種を単独でまたは２種以上併用して用いることができる。さらに必要に応じて１分子中にエポキシ基を１つ含む単官能エポキシ化合物を本発明の架橋剤として添加しても良い。このような架橋剤であれば、第一フィルム層は一層低反り性及びウエハ保護性に優れ、第二フィルム層はウエハ表面への充填性が一層良好となるため好ましい。
また、前記架橋剤の添加量は、シリコーン骨格含有高分子化合物と架橋剤の総和を１００質量％とした場合において、好ましくは３〜８０質量％であり、より好ましくは５〜５０質量％である。
［フィラー］
本発明にかかるフィラーは、前記第一フィルム層に含有され、また、前記第一フィルム層に含まれるフィラーの含有率を１００とした場合に、含有率が０以上１００未満となるように前記第二フィルム層に含有される。フィラーは特に限定されないが、好適に用いられる例として、シリカ微粉末、複合シリコーンゴム微粒子、シリコーン微粒子、アクリル微粒子等が挙げられ、公知のものを一種単独で使用しても二種以上を組み合わせて使用してもよい。
前記シリカ微粉末としては、例えば、ヒュームドシリカ、沈降性シリカ等の補強性シリカ；石英等の結晶性シリカが挙げられる。具体的には、日本アエロジル社製のＡｅｒｏｓｉｌ Ｒ９７２、Ｒ９７４、Ｒ９７６；（株）アドマテックス社製のＳＥ−２０５０、ＳＣ−２０５０、ＳＥ−１０５０、ＳＯ−Ｅ１、ＳＯ−Ｃ１、ＳＯ−Ｅ２、ＳＯ−Ｃ２、ＳＯ−Ｅ３、ＳＯ−Ｃ３、ＳＯ−Ｅ５、ＳＯ−Ｃ５；信越化学工業社製のＭｕｓｉｌ１２０Ａ、Ｍｕｓｉｌ１３０Ａなどが例示される。
前記複合シリコーンゴム微粒子としては、例えば、信越化学工業社製のＫＭＰ−６００、ＫＭＰ−６０５、Ｘ−５２−７０３０などを使用することができる。
前記シリコーン微粒子、としては、例えば、信越化学工業社製のＫＭＰ−５９４、ＫＭＰ−５９７、ＫＭＰ−５９０、Ｘ−５２−８２１などを使用することができる。
前記アクリル微粒子、としては、例えば、根上工業製のアートパールＧ−４００、Ｇ−８００、ＧＲ−４００などを使用することができる。
本発明に係る第一フィルム層に含まれるフィラーの含有量としては、特に制限されないが、第一フィルム層の総質量を１００質量％として好ましくは６０〜９８質量％含まれることができ、より好ましくは７５〜９３質量％である。また、本発明に係る第二フィルム層に含まれるフィラーの含有量としては、前記第一フィルム層に含まれるフィラーの含有率を１００とした場合に、含有率が０以上１００未満となる範囲で、好ましくは０〜９０質量％含まれることができ、より好ましくは５〜５０質量％含まれることができる。前記第一フィルム層に含まれるフィラーの含有量が６０質量％以上であれば一層低反り性及びウエハ保護性に優れ、９８質量％以下であれば成形性に優れるため好ましい。
［その他の成分］
前記第一フィルム層及び前記第二フィルム層に含有されるその他の成分として、架橋剤としての上記エポキシ化合物の反応を促進させる目的で各種硬化促進剤を使用しても良い。硬化促進剤の例としてはトリフェニルホスフィン、トリシクロヘキシルホスフィン等の有機ホスフィン化合物、トリメチルヘキサメチレンジアミン、ジアミノジフェニルメタン、２−（ジメチルアミノメチル）フェノール、２，４，６−トリス（ジメチルアミノメチル）フェノール、トリエタノールアミン等のアミノ化合物、２−メチルイミダゾール、２−エチルイミダゾール、２−フェニルイミダゾール及び２−フェニル−４，５−ジヒドロキシメチルイミダゾール等のイミダゾール化合物が挙げられる。
また、前記第一フィルム層及び前記第二フィルム層に含有されるその他の成分として、ウエハとの密着性の向上を目的としてカーボンファンクショナルシランを添加しても良い。
［支持フィルム］
本発明のフィルム状ウエハモールド材は支持フィルムを有することができる。該支持フィルムは、単一でも複数の重合体フィルムを積層した多層フィルムでもよい。材質としてはポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート等の合成樹脂フィルムがあるが、適度の可撓性、機械的強度及び耐熱性を有するポリエチレンテレフタレートが好ましい。また、これらの支持フィルムについては、コロナ処理や剥離剤が塗布されたような各種処理が行われたものでもよい。これらは市販品を使用することができ、例えばセラピールＷＺ（ＲＸ）、セラピールＢＸ８（Ｒ）（以上、東レフィルム加工（株）製）、Ｅ７３０２、Ｅ７３０４（以上、東洋紡績（株）製）、ピューレックスＧ３１、ピューレックスＧ７１Ｔ１（以上、帝人デュポンフィルム（株）製）、ＰＥＴ３８×１−Ａ３、ＰＥＴ３８×１−Ｖ８、ＰＥＴ３８×１−Ｘ０８（以上、ニッパ（株）製）等が挙げられる。
［保護フィルム］
本発明のフィルム状に形成されたウエハモールド材は保護フィルムを有することができる。前記保護フィルムは、上述した支持フィルムと同様のものを用いることができるが、適度の可とう性を有するポリエチレンテレフタレート及びポリエチレンが好ましい。これらは市販品を使用することができ、ポリエチレンテレフタレートとしてはすでに例示したもの、ポリエチレンとしては、例えばＧＦ−８（タマポリ（株）製）、ＰＥフィルム０タイプ（ニッパ（株）製）が挙げられる。
上記支持フィルム及び保護フィルムの厚みはウエハモールド材の製造における安定性及び巻き芯に対する巻き癖、いわゆるカール防止の観点から、いずれも好ましくは１０〜１００μｍ、特に好ましくは２５〜５０μｍである。
［モールドされるウエハ］
本発明のウエハモールド材により一括してモールドされるウエハとしては、特に制限されないが、表面に半導体素子（チップ）が積載されたウエハであっても、表面に半導体素子が作製された半導体ウエハであってもよい。本発明のフィルム状ウエハモールド材は、モールド前にはこのようなウエハ表面に対する充填性が良好であり、また、モールド後には低反り性を有し、このようなウエハの保護性に優れる。また、本発明のウエハモールド材は特に制限されないが、例えば８インチ（２００ｍｍ）、１２インチ（３００ｍｍ）の大径ウエハや薄膜ウエハをモールドするのに好適に用いることができる。
［フィルム状ウエハモールド材の製造方法］
本発明のフィルム状ウエハモールド材を製造する方法としては、特に制限されないが第一フィルム層及び第二フィルム層をそれぞれ作製し、それらを貼り合わせることで多層型にする方法、第一フィルム層又は第二フィルム層の一方を作製し、そのフィルム層上に他方のフィルム層を作製する方法等が挙げられる。これら製造方法は第一及び第二フィルムの特性、溶解性などを考慮して適宜決めることができる。
このようにして得られたフィルム状ウエハモールド材は、ウエハを一括してモールド（ウエハモールド）できるものであり、特に、大口径、薄膜ウエハに対して良好な転写性能を有し、また、モールド後において低反り性及び良好なウエハ保護性能を有し、ウエハーレベルパッケージに好適に用いられるフィルム状ウエハモールド材となる。その上、フィルム状ウエハモールド材のモールド後の硬化皮膜は可撓性、密着性、耐熱性、電気特性にも優れ、ウエハモールド材として必要な、低ストレス性、ウエハ保護性能を有しており、極薄ウエハの保護モールド材としても好適に使用することができる。
［ウエハのモールド方法］
本発明のフィルム状ウエハモールド材を用いたウエハのモールド方法については特に制限されないが、例えば、第二フィルム層上に貼られた保護フィルムを剥がし、（株）タカトリ製の真空ラミネーター（製品名：ＴＥＡＭ−１００ＲＦ）を用いて、真空チャンバー内を真空度１００Ｐａに設定し、１００℃で支持フィルム上のフィルム層の第二フィルム層側を上記ウエハに密着させ、常圧に戻した後、上記基板を２５℃に冷却して上記真空ラミネーターから取り出し、支持フィルムを剥離することで行うことが出来る。
［モールドされたウエハ］
また、本発明では前記フィルム状ウエハモールド材により一括してモールドされたウエハを提供する。このように、フィルム状ウエハモールド材によりモールドされることで反りが少なくかつ十分に保護されたモールドされたウエハとなる。また、本発明のウエハはフィルム状ウエハモールド材の第一フィルム層を最外層として一括してモールドされたものであることが好ましい。このように第一フィルム層が最外層となれば、ウエハ保護性が良好に発現され、より良好に保護されたウエハとなるため好ましい。
［半導体装置］
さらに、本発明では前記モールドされたウエハを個片化した半導体装置を提供する。前述のように反りが少なく十分に保護されたウエハを個片化することで得られる半導体装置は歩留まりの良い高品質な半導体装置となる。
以下、本発明にかかるシリコーン骨格含有高分子の合成例、本発明にかかるフィルム層形成前組成物の組成例、本発明のフィルム状ウエハモールド材について実施例及び比較例を示し、本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。本発明に係るシリコーン骨格含有高分子の合成例１〜２において使用する化合物（Ｍ−１）〜（Ｍ−６）の化学構造式を以下に示す。
Figure 2012195458
［合成例１］
撹拌機、温度計、窒素置換装置及び還流冷却器を具備した５Ｌフラスコ内に化合物（Ｍ−１）３９６．５ｇをトルエン１，６６８ｇに溶解後、化合物（Ｍ−４）８５９．２ｇを加え、６０℃に加温した。その後、カーボン担持白金触媒（５質量％）２．２ｇを投入し、内部反応温度が６５〜６７℃に昇温したのを確認後、更に、３時間、９０℃まで加温し、再び６０℃まで冷却して、カーボン担持白金触媒（５質量％）２．２ｇを投入し、化合物（Ｍ−５）７８．３ｇを１時間掛けてフラスコ内に滴下した。このときフラスコ内温度は、７９℃まで上昇した。滴下終了後、更に、９０℃で３時間熟成し、室温まで冷却し、メチルイソブチルケトン１，５５０ｇを加え、本反応溶液をフィルターにて加圧濾過することで白金触媒を取り除いた。このシリコーン骨格含有高分子化合物溶液中の溶剤を減圧留去すると共に、シクロペンタノンを２，０００ｇ添加して、固形分濃度６０質量％のシクロペンタノンを主溶剤とするシリコーン骨格含有高分子化合物溶液を得た。このシリコーン骨格含有高分子化合物溶液中のシリコーン骨格含有高分子化合物の分子量をＧＰＣにより測定すると、ポリスチレン換算で重量平均分子量４２，０００であり、上記一般式（１）におけるａは０、ｂは１、ｃは０、ｄは０であった。
［合成例２］
撹拌機、温度計、窒素置換装置及び還流冷却器を具備した５Ｌフラスコ内に化合物（Ｍ
−１）３５２．８ｇ、化合物（Ｍ−３）９０．０ｇをトルエン１，８７５ｇに溶解後、化合物（Ｍ−４）９４９．６ｇ、化合物（Ｍ−５）６．１ｇを加え、６０℃に加温した。その後、カーボン担持白金触媒（５質量％）２．２ｇを投入し、内部反応温度が６５〜６７℃に昇温したのを確認後、更に、３時間、９０℃まで加温し、再び６０℃まで冷却して、カーボン担持白金触媒（５質量％）２．２ｇを投入し、化合物（Ｍ−６）１０７．３ｇを１時間かけてフラスコ内に滴下した。このときフラスコ内温度は、７９℃まで上昇した。滴下終了後、更に、９０℃で３時間熟成し、室温まで冷却し、メチルイソブチルケトン１，７００ｇを加え、本反応溶液をフィルターにて加圧濾過することで白金触媒を取り除いた。このシリコーン骨格含有高分子化合物溶液中の溶剤を減圧留去すると共に、シクロペンタノンを９８０ｇ添加して、固形分濃度６０質量％のシクロペンタノンを主溶剤とするシリコーン骨格含有高分子化合物溶液を得た。このシリコーン骨格含有高分子化合物溶液中のシリコーン骨格含有高分子化合物の分子量をＧＰＣにより測定すると、ポリスチレン換算で重量平均分子量６４，０００であり、上記一般式（１）におけるａは０．４８０、ｂは０．３２０、ｃは０．１２０、ｄは０．０８０であった。
［組成例１〜４］
下記成分を表１に示す割合で自転・公転方式の混合機（（株）シンキー社製）に仕込み、更に、これら成分の合計の濃度が５０質量％となるようにシクロペンタノンを加え、混合して、組成例１〜４のフィルム層形成前組成物を調製した。
ＲＥ−３１０Ｓ（ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ジャパンエポキシレジン社製）
エピコート６３０（多官能型エポキシ樹脂、ジャパンエポキシレジン社製）
２ＰＨＺ：２−フェニル−４，５−ジヒドロキシメチルイミダゾール（四国化成製）
フィラー：ＳＥ−２０５０（アドマテックス社製）
Figure 2012195458
［フィルム層の形成］
フィルムコーターとしてダイコーター、ポリエチレンテレフタレートフィルム（厚さ３８μｍ）を用いて、組成例１〜４のフィルム層形成前組成物をポリエチレンテレフタレートフィルム上に塗布した。次いで、１００℃に設定された熱風循環オーブン（長さ４ｍ）を５分間で通過させることにより、ポリエチレンテレフタレートフィルム上に膜厚５０μｍ〜４００μｍのフィルム層をそれぞれ形成した。次にフィルム層の上から、ポリエチレンフィルム（厚さ５０μｍ）を用いて、ポリエチレンフィルムをラミネートロールを用いて圧力１ＭＰａにて貼り合わせて、各フィルム層を作製した。
［多層化］
得られたフィルム層のポリエチレンフィルムを取り除き、表２に示す組み合わせでフィルム層同士を重ねて６０℃に加温された熱ロールラミネーターに投入し、多層構造を形成して、本発明のフィルム状ウエハモールド材を得た（実施例１〜３）。また、ここで多層構造を形成しない単一のフィルム層からなるものを比較例１及び比較例２のウエハモールド材として用いた。
［ウエハへの転写及びモールド］
ウエハ厚み１００μｍの直径８インチ（２００ｍｍ）シリコンウエハを用意した。実施例１〜３について、第二フィルム層側のポリエチレンテレフタレートフィルム（保護フィルム）を剥離し、（株）タカトリ製の真空ラミネーター（製品名：ＴＥＡＭ−１００ＲＦ）を用いて、真空チャンバー内を真空度１００Ｐａに設定し、１００℃で、第二フィルム層側を上記シリコンウエハに密着させた。常圧に戻した後、上記シリコンウエハを２５℃に冷却して上記真空ラミネーターから取り出し、第一フィルム層側のポリエチレンテレフタレートフィルム（支持フィルム）を剥離した。また、同じシリコンウエハを用いて、比較例１〜２について、ポリエチレンフィルム（保護フィルム）を剥離し、（株）タカトリ製の真空ラミネーター（製品名：ＴＥＡＭ−１００ＲＦ）を用いて、真空チャンバー内を真空度１００Ｐａに設定し、１００℃で、フィルム層を上記シリコンウエハに密着させた。常圧に戻した後、上記シリコンウエハを２５℃に冷却して上記真空ラミネーターから取り出し、ポリエチレンテレフタレートフィルム（支持フィルム）を剥離した。
ウエハへの転写性、ウエハ保護性能、及び反り量を下表に示す。なお、ウエハへの転写性は支持フィルムから剥離してウエハへ転写されれば良好とした。また、ウエハ保護性能はウエハの端を支持した際のウエハのたわみ量を測定し、２０ｍｍ以内を良好とし、２０ｍｍを超えた場合を不良と判断した。反り量はウエハ中心を基準としてウエハ末端でのウエハの反りを測定した値である。
Figure 2012195458
以上より、第一フィルム層のみの比較例１では転写性が悪く、また第二フィルム層のみの比較例２ではウエハ保護性能が悪いことが示された。一方で、第一、第二フィルム層の多層構造を有する本発明の実施例１〜３では転写性、ウエハ保護性能が良好でかつ反り量も少ないフィルム状ウエハモールド材となることが示された。
以上、説明したように本発明のフィルム状ウエハモールド材であれば、フィルム状であるためウエハを一括してモールド（ウエハモールド）できるものであり、大口径、薄膜ウエハに対して良好な転写性能を有するものであり、また、低反り性及びウエハ保護性に優れる高フィラータイプである第一フィルム層と、ウエハ表面への充填性が良好でウエハを一括してモールドできる低フィラータイプである第二フィルム層の性能の異なる二種のフィルムの多層構造を有するため、モールド前にはウエハ表面への充填性に優れ、同時に、モールド後には低反り性及び良好なウエハ保護性能を有するものであり、ウエハーレベルパッケージに好適に用いることができるフィルム状ウエハモールド材となることが示された。
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。

Claims (8)

  1. ウエハを一括してモールドするためのフィルム状ウエハモールド材であって、
    少なくとも、第一フィルム層と該第一フィルム層上の第二フィルム層からなる多層構造を有し、
    前記第一フィルム層はシリコーン骨格含有高分子化合物、架橋剤、及びフィラーを含有し、
    前記第二フィルム層はシリコーン骨格含有高分子化合物、及び架橋剤を含有し、さらに、前記第一フィルム層に含まれるフィラーの含有率を１００とした場合に、含有率が０以上１００未満となるようにフィラーを含有するものであることを特徴とするフィルム状ウエハモールド材。
  2. 前記第一フィルム層は、前記ウエハを一括してモールドしたときの最外層となるものであることを特徴とする請求項１に記載のフィルム状ウエハモールド材。
  3. 前記フィルム状ウエハモールド材の厚みは、７００μｍ以下であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のフィルム状ウエハモールド材。
  4. 前記架橋剤は、エポキシ化合物であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のフィルム状ウエハモールド材。
  5. 前記シリコーン骨格含有高分子化合物は、下記一般式（１）で表される繰り返し単位を有し、重量平均分子量が３０００〜５０００００であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のフィルム状ウエハモールド材。
    Figure 2012195458
     （式中、Ｒ１〜Ｒ４は同一でも異なっていてもよい炭素数１〜８の１価炭化水素基を示す。ｍは１〜１００の整数である。ａ、ｂ、ｃ、及びｄは０又は正数であり、かつａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＝１である。更に、Ｘ、Ｙはそれぞれ下記一般式（２）又は下記一般式（３）で示される２価の有機基である。）
    Figure 2012195458
     （式中、Ｚは
    Figure 2012195458
     のいずれかより選ばれる２価の有機基であり、ｎは０又は１である。Ｒ５及びＲ６はそれぞれ炭素数１〜４のアルキル基又はアルコキシ基であり、相互に異なっていても同一でもよい。ｋは０、１、及び２のいずれかである。）
    Figure 2012195458
     （式中、Ｖは
    Figure 2012195458
     のいずれかより選ばれる２価の有機基であり、ｐは０又は１である。Ｒ７及びＲ８はそれぞれ炭素数１〜４のアルキル基又はアルコキシ基であり、相互に異なっていても同一でもよい。ｈは０、１、及び２のいずれかである。）
  6. 請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載のフィルム状ウエハモールド材により一括してモールドされたものであることを特徴とするウエハ。
  7. 前記フィルム状ウエハモールド材の第一フィルム層を最外層として一括してモールドされたものであることを特徴とする請求項６に記載のウエハ。
  8. 請求項６又は請求項７に記載のウエハを個片化したものであることを特徴とする半導体装置。
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