JP2012216651A - 半導体装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】基板上に複数の半導体素子が積層された半導体装置において、基板表面の凹凸に対する埋め込み性を良好なものとしつつ、各半導体素子に対してワイヤーボンディングを良好に行うことができる半導体装置を提供すること。
【解決手段】半導体装置１００は、絶縁基板５上に複数の半導体素子７１、１７１、２７１、３７１、４７１が積層され、絶縁基板５に隣り合う半導体素子７１と絶縁基板５とが、接着層３１を介して接着され、隣り合う２つの半導体素子７１、１７１同士等は、接着層３１とは異なる特性を有する接着層１３１等を介して接着されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体装置に関するものである。
近年、電子機器の高機能化等に対応して、半導体装置の高密度化、高集積化の要求が強まり、半導体パッケージの大容量高密度化が進んでいる。
このような要求に対応するため、例えば、基板上に複数の半導体素子を多段で積層することで、半導体パッケージの小型化、薄型化、大容量化を実現する方法が検討されている。こうしたパッケージでは、基板として、ビスマレイミド−トリアジン基板やポリイミド基板のような有機基板が主に使用される（例えば、特許文献１参照）。
例えば、特許文献１に開示されているように、このような半導体パッケージにおいて、半導体素子と有機基板との接着や半導体素子と半導体素子との接着には、従来のペースト状の接着剤では半導体素子からはみ出さないよう適量に塗布することは困難であることから、フィルム状接着剤が主に用いられている。
しかしながら、従来では、配線基板と半導体素子を接着する場合、配線基板の表面に金属配線の有無によって形成される凸凹を埋めることができず、配線基板と半導体素子間に間隙（ボイド）として残ってしまい、半導体パッケージの信頼性を悪化させる場合があった。
具体的に説明すると、半導体用接着フィルムによる配線基板表面の凹凸への埋め込みは、半導体素子と配線基板とを半導体用接着フィルムを介して積層し、半導体素子と配線基板との間のワイヤーボンディングを行った後、封止材封入時の加熱・加圧を利用して行うため、半導体用接着フィルムは封止材封入時のフロー性が重要となる。
近年、半導体素子の多段化が進み、ワイヤーボンディング工程により多くの時間がかかるため、従来に比べ、封止材を封入するまでの半導体用接着フィルムにかかる熱履歴が長くなってきており、封止材を封入する前に半導体用接着フィルムの硬化が進行し、フロー性が低下するため、配線基板表面の凸凹を埋め込むことができないという不良を発生する場合があった。
また、複数の半導体素子を多段で積層する場合においては、ワイヤーボンディング工程時に、各半導体素子に対して良好にワイヤーボンディングを行えるように、積層後の半導体素子がその下段の半導体素子に対して安定的に支持されていることが求められる。
特開２００６−７３９８２号公報
本発明の目的は、基板上に複数の半導体素子が積層された半導体装置において、基板表面の凹凸に対する埋め込み性を良好なものとしつつ、各半導体素子に対してワイヤーボンディングを良好に行うことができる半導体装置を提供することにある。
このような目的は、下記（１）〜（１０）の本発明により達成される。
（１） 基板上に複数の半導体素子が積層された半導体装置であって、
前記複数の半導体素子のうち前記基板に隣り合う半導体素子と前記基板とが、第１接着層を介して接着され、
隣り合う２つの前記半導体素子同士は、前記第１接着層とは異なる特性を有する第２接着層を介して接着されていることを特徴とする半導体装置。
（２） 前記第１接着層は、熱可塑性樹脂と、エポキシ樹脂と、硬化剤とを含んで構成されている上記（１）に記載の半導体装置。
（３） 前記第１接着層に含まれる前記熱可塑性樹脂は、アクリル系樹脂である上記（２）に記載の半導体装置。
（４） 前記硬化剤は、フェノール樹脂を含んで構成されている上記（３）に記載の半導体装置。
（５） 前記第２接着層は、アクリル系樹脂を含んで構成されている上記（１）ないし（４）のいずれかに記載の半導体装置。
（６） 前記第２接着層に含まれる前記アクリル系樹脂は、アクリル酸エステル共重合体である上記（５）に記載の半導体装置。
（７） 前記第２接着層に含まれる前記アクリル酸エステル共重合体は、カルボキシル基を有するモノマー単位を含む繰り返し単位を有する上記（６）に記載の半導体装置。
（８） 前記第２接着層は、前記アクリル系樹脂とは異なる熱可塑性樹脂を含む上記（５）ないし（７）のいずれかに記載の半導体装置。
（９） 前記アクリル系樹脂とは異なる熱可塑性樹脂がフェノキシ樹脂である上記（８）に記載の半導体装置。
（１０） 前記第２接着層は、熱硬化性樹脂を実質的に含まないで構成されている上記（５）ないし（９）のいずれかに記載の半導体装置。
本発明によれば、基板と半導体素子を接着する第１接着層と、半導体素子と半導体素子とを接着する第２接着層とを異なる特性を有するものとすることで、基板と半導体素子とを接着する第１接着層の粘度を抑え、基板表面の凹凸に対する第１接着層の埋め込み性を優れたものとすることができる。
また、半導体素子と半導体素子とを接着する第２接着層の粘度を高め、半導体装置の製造に際し、隣接する半導体素子同士を第２接着層を介して安定的に接着し、各半導体素子に対するボンディング性を良好なものとすることができる。
本発明の実施形態に係る半導体装置の概略構成を示す断面図である。 本発明の実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明するための図（縦断面図）である。 本発明の実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明するための図（縦断面図）である。 本発明の実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明するための図（縦断面図）である。 本発明の実施形態に係る半導体用フィルム（第１接着層用）を製造する方法を説明するための図である。 本発明の実施形態に係る半導体用フィルム（第２接着層用）を説明するための図（縦断面図）である。
以下、本発明の半導体装置について添付図面に示す好適実施形態に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る半導体装置の概略構成を示す断面図、図２ないし図４は、それぞれ、本発明の実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明するための図（縦断面図）、図５は、本発明の実施形態に係る半導体用フィルム（第１接着層用）を製造する方法を説明するための図、図６は、本発明の実施形態に係る半導体用フィルム（第２接着層用）を説明するための図（縦断面図）である。なお、以下の説明では、説明の便宜上、図１ないし図６中の上側を「上」、下側を「下」という。
［半導体装置］
図１に示す半導体装置１００は、１つのパッケージ内に複数の半導体素子を搭載したチップスタック型の半導体装置である。
このような半導体装置１００は、絶縁基板５と、絶縁基板５の上面に接着層（第１接着層）３１を介して載置された半導体素子（第１半導体素子）７１と、半導体素子７１の上面に接着層（第２接着層）１３１を介して載置された半導体素子（第２半導体素子）１７１と、半導体素子１７１の上面に接着層（第２接着層）２３１を介して載置された半導体素子（第２半導体素子）２７１と、半導体素子２７１の上面に接着層（第２接着層）３３１を介して載置された半導体素子（第２半導体素子）３７１と、半導体素子３７１の上面に接着層（第２接着層）４３１を介して載置された半導体素子（第２半導体素子）４７１とを有している。
また、半導体装置１００では、絶縁基板５の下面に設けられた複数の端子（図示せず）上には、それぞれ、ボール状電極８６が設けられている。また、絶縁基板５の上面に設けられた複数の端子（図示せず）は、それぞれ対応して、ボンディングワイヤーで構成された複数のワイヤー８４（８４ａ〜８４ｅ）を介して、複数の半導体素子７１、１７１、２７１、３７１、４７１に電気的に接続されている。
そして、絶縁基板５の上面上には、前述したような複数の半導体素子７１、１７１、２７１、３７１、４７１および複数のワイヤー８４の周囲を封止するモールド層８５が設けられている。
特に、かかる半導体装置１００においては、後に詳述するが、接着層１３１、２３１、３３１、４３１と、接着層３１とが互いに異なる特性を有している。
これにより、絶縁基板５と半導体素子７１とを接着する接着層３１の粘度を抑え、絶縁基板５表面の凹凸に対する接着層３１の埋め込み性を優れたものとすることができる。
また、接着層１３１、２３１、３３１、４３１の粘度をそれぞれ高め、半導体装置１００の製造に際し、隣接する半導体素子同士を接着層１３１、２３１、３３１、４３１を介して安定的に接着し、各半導体素子７１、１７１、２７１、３７１、４７１に対するボンディング性を良好なものとすることができる。
このような絶縁基板５と半導体素子７１とを接着する接着層３１は、後述するような半導体用フィルム１０の接着層３が個片化されることにより得られたものである。
一方、接着層１３１、２３１、３３１、４３１は、それぞれ、後述するような半導体用フィルム１０Ａの接着層３Ａが個片化されることにより得られたものである。なお、接着層１３１、２３１、３３１、４３１は、互いに異なる半導体用フィルムの接着層を個片化されることにより得られたものであってもよいが、以下では、接着層１３１、２３１、３３１、４３１は、それぞれ、後述するような半導体用フィルム１０Ａの接着層３Ａが個片化されることにより得られたものである場合を例に説明する。
以下、半導体用フィルム１０、１０Ａを用いて半導体装置１００を製造する方法を説明する。なお、以下では、説明の便宜上、前述した半導体素子２７１、３７１、４７１および接着層２３１、３３１、４３１を省略した半導体装置１００Ａを製造する場合を例に説明するが、半導体素子２７１、３７１、４７１および接着層２３１、３３１、４３１に関する事項は、半導体素子１７１および接着層１３１と同様である。
［半導体用フィルム］
（第１接着層用の半導体用フィルム）
まず、前述した半導体装置１００の接着層３１を形成するための半導体用フィルム１０について説明する。
図２に示す半導体用フィルム１０は、支持フィルム４と、第１粘着層１と、第２粘着層２と、接着層３とを有している。より詳しくは、半導体用フィルム１０は、支持フィルム４上に、第２粘着層２と、第１粘着層１と、接着層３とをこの順で積層してなるものである。
この半導体用フィルム１０は、後に詳述するが、接着層３の上面に半導体ウエハー７を貼着させ、この状態で半導体ウエハー７および接着層３を切断（ダイシング）してそれぞれ個片化し、得られた個片（半導体素子７１と接着層３１とを積層してなる個片８３）を支持フィルム４からピックアップする際に用いるものである。このような半導体用フィルム１０は、半導体ウエハー７をダイシングにより個片化する際に半導体ウエハー７を支持する機能を有する。また、半導体用フィルム１０は、個片化された半導体ウエハー７（半導体素子７１）および接着層３（接着層３１）をピックアップする際に、第１粘着層１と接着層３との間が選択的に剥離するものである。このような半導体用フィルム１０は、ピックアップした半導体素子７１に、絶縁基板５上に接着するための接着剤（接着層３１）を提供する機能を有する。
また、支持フィルム４の外周部４１および第２粘着層２の外周部２１は、それぞれ第１粘着層１の外周縁１１を越えて外側に存在している。
このうち、外周部２１には、後述する半導体装置１００の製造時におけるダイシング時に、ウエハーリング９が貼り付けられる。これにより、半導体ウエハー７が確実に支持されることとなる。
以下、半導体用フィルム１０の各部の構成について順次詳述する。
（第１粘着層）
第１粘着層１は、一般的な粘着剤で構成されている。具体的には、第１粘着層１は、アクリル系粘着剤、ゴム系粘着剤等を含む第１樹脂組成物で構成されている。
アクリル系粘着剤としては、例えば（メタ）アクリル酸およびそれらのエステルで構成される樹脂、（メタ）アクリル酸およびそれらのエステルと、それらと共重合可能な不飽和単量体（例えば酢酸ビニル、スチレン、アクリルニトリル等）との共重合体等が挙げられる。また、これらの樹脂を２種類以上混合してもよい。
また、これらの中でも、（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチルヘキシルおよび（メタ）アクリル酸ブチルからなる群から選ばれる１種以上と、（メタ）アクリル酸ヒドロキシエチルおよび酢酸ビニルの中から選ばれる１種以上との共重合体が好ましい。これにより、第１粘着層１が粘着する相手（被着体）との密着性や粘着性の制御が容易になる。
また、第１樹脂組成物には、粘着性（接着性）を制御するためにウレタンアクリレート、アクリレートモノマー、多価イソシアネート化合物（例えば、２，４−トリレンジイソシアネート、２，６−トリレンジイソシアネート）等のイソシアネート化合物等のモノマーおよびオリゴマーを添加してもよい。
さらに、第１樹脂組成物には、第１粘着層１を紫外線等により硬化させる場合、光重合開始剤としてメトキシアセトフェノン、２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフエノン、２，２−ジエトキシアセトフェノン、２−メチル−１−［４−（メチルチオ）−フェニル］−２−モルホリノプロパン−１等のアセトフェノン系化合物、ベンゾフェノン系化合物、ベンゾイン系化合物、ベンゾインイソブチルエーテル系化合物、ベンゾイン安息香酸メチル系化合物、ベンゾイン安息香酸系化合物、ベンゾインメチルエーテル系化合物、ベンジルフィニルサルファイド系化合物、ベンジル系化合物、ジベンジル系化合物、ジアセチル系化合物等を添加してもよい。
また、第１樹脂組成物には、接着強度およびシェア強度を高める目的で、ロジン樹脂、テルペン樹脂、クマロン樹脂、フェノール樹脂、スチレン樹脂、脂肪族系石油樹脂、芳香族系石油樹脂、脂肪族芳香族系石油樹脂等の粘着付与材等を添加してもよい。
このような第１粘着層１の平均厚さは、特に限定されないが、１〜１００μｍ程度であるのが好ましく、特に３〜５０μｍ程度であるのがより好ましい。厚さが前記下限値未満であると十分な粘着力を確保するのが難しくなる場合があり、前記上限値を超えてもあまり特性に影響が無く、利点も得られない。厚さが前記範囲内であると、特に、ダイシング時に剥離せず、ピックアップ時には引っ張り荷重に伴って比較的容易に剥離可能になることから、ダイシング性、ピックアップ性に優れた第１粘着層１が得られる。
（第２粘着層）
第２粘着層２は、前述した第１粘着層１よりも粘着性が高いものである。これにより、接着層３に対する第１粘着層１の密着力よりも、第１粘着層１および支持フィルム４に対する第２粘着層２の密着力が大きくなる。そのため、後述する半導体装置１００の製造におけるピックアップ工程において、剥離を生じさせるべき所望の界面（すなわち第１粘着層１と接着層３との界面）で剥離を生じさせることができる。また、第２粘着層２の粘着性を高めることにより、後述する半導体装置１００の製造の第２の工程においては、半導体ウエハー７をダイシングして個片化する際に、第２粘着層２とウエハーリング９との間が確実に固定されることとなる。その結果、半導体ウエハー７の位置ずれが確実に防止され、半導体素子７１の寸法精度を高めることができる。
この第２粘着層２の構成材料には、前述した第１粘着層１と同様のものを用いることができる。具体的には、第２粘着層２は、アクリル系粘着剤、ゴム系粘着剤等を含む第２樹脂組成物で構成されている。
アクリル系粘着剤としては、例えば（メタ）アクリル酸およびそれらのエステルで構成される樹脂、（メタ）アクリル酸およびそれらのエステルと、それらと共重合可能な不飽和単量体（例えば酢酸ビニル、スチレン、アクリルニトリル等）との共重合体等が用いられる。また、これらの共重合体を２種類以上混合してもよい。
また、これらの中でも（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチルヘキシルおよび（メタ）アクリル酸ブチルからなる群から選ばれる１種以上と、（メタ）アクリル酸ヒドロキシエチルおよび酢酸ビニルの中から選ばれる１種以上との共重合体が好ましい。これにより、第２粘着層２が粘着する相手（被着体）との密着性や粘着性の制御が容易になる。
また、第２粘着層２を構成する第２樹脂組成物には、粘着性（接着性）を制御するためにウレタンアクリレート、アクリレートモノマー、多価イソシアネート化合物（例えば、２，４−トリレンジイソシアネート、２，６−トリレンジイソシアネート）等のイソシアネート化合物等のモノマーおよびオリゴマーを添加してもよい。
さらに、第２樹脂組成物には、第１樹脂組成物と同様の光重合開始剤を添加してもよい。
また、接着強度およびシェア強度を高める目的で、ロジン樹脂、テルペン樹脂、クマロン樹脂、フェノール樹脂、スチレン樹脂、脂肪族系石油樹脂、芳香族系石油樹脂、脂肪族芳香族系石油樹脂等の粘着付与材等を添加してもよい。
このような第２粘着層２の平均厚さは、特に限定されないが、１〜１００μｍ程度であるのが好ましく、特に３〜２０μｍ程度であるのがより好ましい。厚さが前記下限値未満であると十分な粘着力を確保するのが困難となる場合があり、前記上限値を超えても特に優れた効果が得られない。また、第２粘着層２は、第１粘着層１よりも柔軟性が高いため、第２粘着層２の平均厚さが前記範囲内であれば、第２粘着層２の形状追従性が確保され、半導体用フィルム１０の半導体ウエハー７に対する密着性をより高めることができる。
（接着層）
接着層（第１接着層）３は、後述する接着層（第２接着層）３Ａとは異なる特性を有する。具体的には、接着層３Ａが半導体素子同士の接着に適した特性を有するのに対し、接着層３は、基板と半導体素子との接着に適した特性を有する。
このような接着層３は、室温から１０℃／分の昇温速度で昇温したときの５０℃以上１８０℃以下の範囲における最低溶融粘度が１Ｐａ・ｓ以上１０００Ｐａ・ｓ以下であり、かつ、揮発分が５．０％以下であるのが好ましい。
これにより、接着層３は、接着時に凹凸を効果的に埋め込むことができる。
また、接着層３の５０℃以上１８０℃以下の範囲における最低溶融粘度は、１０[Ｐａ・ｓ]以上５００[Ｐａ・ｓ]以下であるのがより好ましく、５０[Ｐａ・ｓ]以上５００[Ｐａ・ｓ]以下であるのがさらに好ましい。また、接着層３の揮発分は、３．０％以下であるのがより好ましい。
さらに、接着層３の１２０℃で１時間加熱処理したあとの１７５℃での溶融粘度は８０００以上３００００Ｐａ・ｓ以下であるのがより好ましく、１００００Ｐａ・ｓ以上２００００Ｐａ・ｓ以下であるのがさらに好ましい。
ここで、溶融粘度は、例えば、粘弾性測定装置であるレオメーターを用いて、フィルム状態のサンプルに１０℃／分の昇温速度で、周波数１Ｈｚのずり剪断を与えて測定することができる。また、揮発分は、例えば５０ｍｍ×５０ｍｍの正方形に切断した接着層３を２００℃／２ｈで加熱処理した場合に、加熱前後での質量減少分を揮発分として測定することができる。
また、接着層３の接着後のダイシェア強度は、１ＭＰａ以上であるのが好ましく、２ＭＰａ以上であるのがより好ましい。
ここで、ダイシェア強度は、接着層３を４×４ｍｍの大きさの厚さ５５０μｍのシリコンチップとソルダーレジスト（太陽インキ製造（株）社製：商品名：ＡＵＳ３０８）をコーティングしたビスマレイミド−トリアジン基板の間にはさんで、１３０℃、５Ｎ、１秒間で熱圧着し、熱処理によって硬化させたサンプルを２６０℃の熱盤上に、２０秒間保持した後、シリコンチップ側より０．５ｍｍ／分の速度にてせん断応力をかけた時のせん断強度にて測定される。
このような接着層３は、（Ａ１）熱可塑性樹脂、（Ｂ１）エポキシ樹脂、および（Ｃ１）硬化剤を含む第３樹脂組成物で構成されているのが好ましい。これにより、前述したような範囲の最低溶融粘度を容易に実現することができる。
より具体的には、前述したような範囲の最低溶融粘度を実現するには、例えば、（Ａ１）熱可塑性樹脂として重量平均分子量が低いポリマーを用いるか、もしくは（Ｂ１）エポキシ樹脂または（Ｃ１）硬化剤として、流動性の高い、２５℃で液状である低分子モノマーを用いるのが好ましい。これらの樹脂は併用しても良い。この場合、２５℃で固形のモノマーを併用することにより、前述したような範囲の最低溶融粘度を実現しつつ、接着層３の室温でのタック性が増大するのを抑制し、作業性を向上させることができる。
（Ａ１）熱可塑性樹脂は、熱可塑性を有し、例えば、主鎖骨格が線状の化学構造を有する高分子の樹脂である。
具体的には、（Ａ１）熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂等のポリイミド系樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂等のポリアミド系樹脂、アクリル酸エステル共重合体等のアクリル系樹脂等が挙げられる。
これらの中でも、（Ａ１）熱可塑性樹脂としては、アクリル系樹脂が好ましい。アクリル系樹脂は、ガラス転移温度が低い。そのため、（Ａ１）熱可塑性樹脂としてアクリル系樹脂を用いると、接着層３の初期密着性を向上させることができる。ここで、初期密着性とは、接着層３（接着層３１）で半導体素子７１と絶縁基板５とを接着した際の初期段階における密着性であり、接着層３の硬化処理前の密着性を意味する。
アクリル系樹脂は、アクリル酸およびその誘導体を主成分原料モノマーとする樹脂である。
具体的には、アクリル系樹脂としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル等のアクリル酸エステル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル等のメタクリル酸エステル、アクリロニトリル、アクリルアミド等の重合体および他の単量体との共重合体等が挙げられる。
特に、（Ａ１）熱可塑性樹脂に用いるアクリル系樹脂としては、エポキシ基、水酸基、カルボキシル基、ニトリル基等の官能基を有するアクリル系樹脂（特に、アクリル酸エステル共重合体）が好ましい。これにより、接着層３の被着体に対する密着性をより向上させることができる。
このような官能基を有するアクリル系樹脂の具体例としては、例えば、グリシジルエーテル基を有するグリシジルメタクリレート、水酸基を有するヒドロキシメタクリレート、カルボキシル基を有するアクリル酸、ニトリル基を有するアクリロニトリル等が挙げられ、これらの中でも、特にニトリル基を有するアクリル酸エステル共重合体が好ましい。これにより、接着層３の被着体に対する密着性を特に向上させることができる。
また、（Ａ１）熱可塑性樹脂の質量平均分子量は、1万以上が好ましく、特に５万〜8０万が好ましい。かかる質量平均分子量がこの範囲内であると、特に第３樹脂組成物の成膜性を向上させることができる。また前述したような範囲の最低溶融粘度を実現する上で５万から１５万であることがさらに好ましい。また、かかる質量平均分子量がこの範囲内であると、熱可塑性樹脂中に熱硬化性の官能基を含んでいる場合にも熱処理により樹脂単独で硬化挙動を示すことはほとんどない。
また、（Ａ１）熱可塑性樹脂のガラス転移温度は、特に限定されないが、−３０℃以上６０℃以下が好ましく、特に−２０℃以上３０℃以下が好ましい。かかるガラス転移温度が−２０℃ 以上であると、接着層３の粘着力を抑制できるため、作業性を向上させる効果が高まる。また、かかるガラス転移温度が６０℃以下であると、接着層３の低温接着性を向上させることができる。
また、（Ａ１）熱可塑性樹脂の含有量は、特に限定されないが、（Ａ１）熱可塑性樹脂の含有量をａ［質量部］とし、（Ｂ１）エポキシ樹脂の含有量をｂ［質量部］とし、（Ｃ１）硬化剤の含有量をｃ［質量部］とした場合、
０．０５≦ａ／（ａ＋ｂ＋ｃ）≦０．４５を満たすのが好ましく、
０．１≦ａ／（ａ＋ｂ＋ｃ）≦０．３５を満たすのがより好ましく、
０．１５≦ａ／（ａ＋ｂ＋ｃ）≦０．３０を満たすのがさらに好ましい。
上記の関係式を満たすことにより、第３樹脂組成物の成膜性を向上させ、接着層３の靭性を向上させることができる。また、接着層３の貼り付け時の流動性が向上し、熱圧着した際に絶縁基板５の段差に接着剤を充填させることができる。
また、（Ｂ１）エポキシ樹脂としては、例えば、ビフェニル型エポキシ樹脂、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、水添ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、脂肪族型エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂、オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、変性フェノール型エポキシ樹脂、トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、アルキル変性トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、トリアジン核含有エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン変性フェノール型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡ ノボラック型エポキシ樹脂、臭素化フェノールノボラック型エポキシ樹脂、ナフトール型エポキシ樹脂等が挙げられる。
また、（Ｂ１）エポキシ樹脂の含有量は、（Ａ１）熱可塑性樹脂１０質量部に対して５質量部以上５００質量部以下が好ましく、特に１０質量部以上２００質量部以下が好ましい。これにより、接着層３の貼り付け時の流動性が向上し、接着層３の靭性を向上させることができる。
また、（Ｃ１）硬化剤は、エポキシ樹脂の硬化剤として機能するものである。
このような（Ｃ１）硬化剤の具体例としては、例えば、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、メタキシレリレンジアミン等の脂肪族ポリアミン、ジアミノジフェニルメタン、ｍ−フェニレンジアミン、ジアミノジフェニルスルフォン等の芳香族ポリアミン、ジシアンジアミド、有機酸ジヒドラジド等を含むポリアミン化合物等のアミン系硬化剤、ヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルテトラヒドロ無水フタル酸等の脂肪族酸無水物、無水トリトメット酸、無水ピロリメット酸ベンゾフェノンテトラカルボン酸等の芳香族酸無水物等の酸無水物系硬化剤、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、フェノールアラルキル（フェニレン、ビフェニレン骨格を含む）樹脂、ナフトールアラルキル樹脂、トリフェノールメタン樹脂、ジシクロペンタジエン型フェノール樹脂、ビス（モノまたはジｔ−ブチルフェノール）プロパン、メチレンビス（２−プロペニル）フェノール、プロピレンビス（２−プロペニル）フェノール、ビス[（２−プロペニルオキシ）フェニル]メタン、ビス[（２−プロペニルオキシ）フェニル]プロパン、４,４'−（１−メチルエチリデン）ビス[２−−（２−プロペニル）フェノール]、４,４'−（１−メチルエチリデン）ビス[２−（１−フェニルエチル）フェノール]、４,４'−（１−メチルエチリデン）ビス[２−メチル−６−ヒドロキシメチルフェノール]、４,４'−（１−メチルエチリデン）ビス[２−メチル−６−（２−プロペニル）フェノール]、４,４'−（１−メチルテトラデシリデン）ビスフェノール等のフェノール系硬化剤等が挙げられる。
この中でもフェノール系硬化剤が好ましい。これらを単独で用いてもよいし、複数種を組み合わせて用いてもよい。
さらに（Ｃ１）硬化剤としては、２５℃における粘度が３０Ｐａ・ｓ（３０，０００ｃｐｓ）以下の液状の硬化剤を併用して用いても構わない。これにより、接着層３の初期貼付性や信頼性を向上させることができる。
液状フェノール化合物の具体例としては、例えば、ビス（モノまたはジｔ−ブチルフェノール）プロパン、メチレンビス（２−プロペニル）フェノール、プロピレンビス（２−プロペニル）フェノール、ビス[（２−プロペニルオキシ）フェニル]メタン、ビス[（２−プロペニルオキシ）フェニル]プロパン、４,４'−（１−メチルエチリデン）ビス[２−−（２−プロペニル）フェノール]、４,４'−（１−メチルエチリデン）ビス[２−（１−フェニルエチル）フェノール]、４,４'−（１−メチルエチリデン）ビス[２−メチル−６−ヒドロキシメチルフェノール]、４,４'−（１−メチルエチリデン）ビス[２−メチル−６−（２−プロペニル）フェノール]、４,４'−（１−メチルテトラデシリデン）ビスフェノール等が挙げられる。これらの液状フェノール化合物は、その粘度を核体数ｎやベンゼン環置換基の種類により制御することができる。
また、（Ｃ１）硬化剤の添加量は、エポキシ当量と硬化剤の当量比を計算して決めることができる。
具体的には、（Ｂ１）エポキシ樹脂のエポキシ当量と（Ｃ１）硬化剤の官能基の当量（例えばフェノール樹脂であれば水酸基当量）の比が０．５以上１．５以下が好ましく、特に０．７以上１．３以下が好ましい。これにより、接着層３の耐熱性を向上させるとともに、接着層３の保存性を向上させることができる。
このような第３樹脂組成物は、前述したものの他、硬化反応を促進させるため、必要に応じて硬化促進剤を含んでもよい。
硬化促進剤の具体例としては、例えば、イミダゾール類、１，８−ジアザビシクロ（５，４，０）ウンデセン等アミン系触媒、トリフェニルホスフィン等リン系触媒が挙げられる。
また、接着層３を構成する第３樹脂組成物は、無機充填剤を含んでいてもよい。この場合、基板と半導体素子との熱圧着時に接着層３のフロー性を適度に保ちつつ、加熱処理時の熱時弾性率を高め、ボイドの発生を抑えることができる。
このような第３樹脂組成物に含まれる無機充填剤としては、例えば、銀、酸化チタン、シリカ、マイカ、酸化アルミニウム等が挙げられ、これらの中でも、シリカが好ましい。無機充填剤としてシリカフィラーを用いることにより、無機充填材の接着層内への分散性がよく、外観のよい接着層が得られ、また、接着層の線膨張係数を低減し、半導体素子を積層した場合の半導体素子の反りを低減させることができ、さらに、接着層の製造時の作業性を向上させることができる。
シリカフィラーは、破砕シリカおよび溶融シリカのいずれを用いてもよいが、接着層内での均一分散の観点から、溶融シリカを用いるのが好ましい。
また、第３樹脂組成物に含まれる無機充填剤の平均粒径は、接着層中で無機充填材の凝集を抑制し、外観を向上させる観点では、例えば、０．０１μｍ以上であるのが好ましく、０．１μｍ以上であるのがより好ましく、また、熱圧着時に接着層からの無機充填剤の突出により半導体素子を破壊することを確実に抑制する観点では、例えば、２０μｍ以下であるのが好ましく、５μｍ以下であるのがより好ましい。
また、第３樹脂組成物に含まれる無機充填剤の含有量は、特に限定されないが、第３樹脂層性物中の無機充填剤以外の組成物１０質量部に対して、例えば、０．５質量部以上であるのが好ましく、１質量部以上であるのがより好ましい。かかる無機充填剤の含有量を上記範囲とすることで、加熱処理時の接着層の熱時弾性率が高くなり、ボイドの発生を抑えることができる。
また、かかる無機充填剤の含有量は、第３樹脂組成物中の無機充填剤以外の組成物１０質量部に対して、例えば、３０質量部以下であるのが好ましく、２５質量部以下であるのがより好ましい。（Ｃ２）無機充填剤の含有量を上記範囲とすることで、基板と半導体素子との熱圧着時の接着層のフロー性を適度に保つことができる。
また、第３樹脂組成物は、必要に応じてさらにカップリング剤を含むことができる。これにより、接着層３の被着体に対する密着性を向上させることができる。
カップリング剤としては、シラン系カップリング剤、チタン系カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤等が挙げられるが、中でも、シラン系カップリング剤が好ましい。
シラン系カップリング剤としては、例えば、ビニルトリクロロシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、β−（３，４エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、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エトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−クロロ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メトキシシラン、３−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、３−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。
第３樹脂組成物中におけるカップリング剤の配合量は、特に限定されないが、第３樹脂組成物がアクリル酸エステル共重合体を含む場合、アクリル酸エステル共重合体１０質量部に対して、０．０１〜１０質量部が好ましく、特に０．０１〜１質量部が好ましい。これにより、接着層３の被着体に対する密着性を向上させる効果が高まるとともに、接着層３のアウトガスやボイドの発生を抑制することができる。
また、第３樹脂組成物は、必要に応じて、他の成分としてシアネート基を有する有機化合物を含んでも良い。これにより、接着層３の被着体に対する密着性と耐熱性とをより向上させることができる。
このようなシアネート基を有する有機化合物としては、例えば、ビスフェノールＡジシアネート、ビスフェノールＦジシアネート、ビス（４−シアネートフェニル）エーテル、ビスフェノールＥジシアネート、シアネートノボラック樹脂等が挙げられる。
接着層３を成膜するにあたっては、このような第３樹脂組成物を、例えばメチルエチルケトン、アセトン、トルエン、ジメチルホルムアルデヒド等の溶剤に溶解して、ワニスの状態にした後、コンマコーター、ダイコーター、グラビアコーター等を用いてキャリアフィルムに塗工し、乾燥することで接着層３を得ることができる。
接着層３の平均厚さは、特に限定されないが、３〜１００μｍ程度であるのが好ましく、特に５〜７０μｍ程度であるのがより好ましい。厚さが前記範囲内であると、特に厚さ精度の制御を容易にできる。
（支持フィルム）
支持フィルム４は、以上のような第１粘着層１、第２粘着層２および接着層３を支持する支持体である。
このような支持フィルム４の構成材料としては、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリブタジエン、ポリメチルペンテン、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル共重合体、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリウレタン、エチレン酢ビ共重合体、アイオノマー、エチレン・（メタ）アクリル酸共重合体、エチレン・（メタ）アクリル酸エステル共重合体、ポリスチレン、ビニルポリイソプレン、ポリカーボネート等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上の混合物が挙げられる。
支持フィルム４の平均厚さは、特に限定されないが、５〜２００μｍ程度であるのが好ましく、３０〜１５０μｍ程度であるのがより好ましい。これにより、支持フィルム４は、適度な剛性を有するものとなるため、第１粘着層１、第２粘着層２および接着層３を確実に支持して、半導体用フィルム１０の取扱いを容易にするとともに、半導体用フィルム１０が適度に湾曲することで、半導体ウエハー７との密着性を高めることができる。
（半導体用フィルムの特性）
第１粘着層１、第２粘着層２および接着層３は、それぞれ異なる密着力（粘着力）を有しているが、以下では、それらについて詳述する。
前述したように、第１粘着層１および支持フィルム４に対する第２粘着層２の密着力は、接着層３に対する第１粘着層１の密着力よりも大きい。これにより、個片８３をピックアップした際に、第１粘着層１と第２粘着層２との界面が不本意にも剥離してしまうのを防止することができる。すなわち、第１粘着層１と接着層３との界面で選択的に剥離を生じさせることができる。
すなわち、第１粘着層１および第２粘着層２の２層で構成された粘着層を用いているため、それぞれの密着力を異ならせることで、上記のように、積層体８の確実な固定と個片８３の容易なピックアップとを両立させることが可能になる。換言すれば、ダイシング性とピックアップ性の両立を図ることができる。
また、第１粘着層１の第２粘着層２に対する密着力は、特に限定されないが、４０〜４００Ｎ／ｍ程度であるのが好ましく、特に１２０〜２４０Ｎ／ｍ程度であるのがより好ましい。密着力が前記範囲内であると、特にダイシング性やピックアップ性に優れる。
なお、上記密着力（粘着力）の単位である「Ｎ／ｍ」は、支持フィルム４上の第２粘着層２の表面に第１粘着層１を積層して貼り付けたサンプルを２５ｍｍ幅の短冊状にし、その後、２３℃（室温）において、この積層体において第１粘着層１の部分を剥離角１８０°でかつ引っ張り速度１０００ｍｍ／ｍｉｎで引き剥がしたときの荷重（単位Ｎ）を１ｍ幅当たりに換算した（１０００ｍｍ／２５ｍｍ＝４０倍した）値である。すなわち、ここでは、第１粘着層１の第２粘着層２に対する密着力は、１８０°ピール強度として説明する。
また、第１粘着層１の接着層３に対する密着力は、接着層３の半導体ウエハー７に対する密着力よりも小さいことが好ましい。これにより、個片８３をピックアップした際に、半導体ウエハー７と接着層３との界面が不本意にも剥離してしまうのを防止することができる。すなわち、第１粘着層１と接着層３との界面で選択的に剥離を生じさせることができる。
また、接着層３の半導体ウエハー７に対する密着力は、特に限定されないが、２０〜５００Ｎ／ｍ程度であるのが好ましく、特に５０〜４００Ｎ／ｍ程度であるのがより好ましい。密着力が前記範囲内であると、特にダイシング時に振動や衝撃で半導体素子７１が飛んで脱落する、いわゆる「チップ飛び」の発生を十分に防止することができる。
なお、上記密着力（粘着力）の単位である「Ｎ／ｍ」は、半導体ウエハー７の表面に２５ｍｍ幅の短冊状の接着層３を貼り付け、その後、２３℃（室温）において、この接着層３を剥離角１８０°でかつ引っ張り速度１０００ｍｍ／ｍｉｎで引き剥がしたときの荷重（単位Ｎ）を１ｍ幅当たりに換算した（１０００ｍｍ／２５ｍｍ＝４０倍した）値である。すなわち、ここでは、接着層３の半導体ウエハー７に対する密着力は、１８０°ピール強度として説明する。
また、第１粘着層１の接着層３に対する密着力は、第２粘着層２のウエハーリング９に対する密着力よりも小さいことが好ましい。これにより、後述する第３の工程において、個片８３をピックアップした際に、第２粘着層２とウエハーリング９との間は剥離することなく、接着層３と第１粘着層１との間が選択的に剥離する。そして、ダイシングの際には、ウエハーリング９により積層体８を確実に支持し続けることができる。
なお、第１粘着層１の接着層３に対する密着力や第２粘着層２のウエハーリング９に対する密着力は、それぞれ、前述したアクリル系樹脂等の種類（組成）、モノマー等の種類、含有量、硬度等を変化させることで調整することができる。
また、ダイシング前における第１粘着層１の接着層３に対する密着力は、特に限定されないが、密着界面の平均で０．１〜５０Ｎ／ｍ程度であるのが好ましく、特に０．５〜１５Ｎ／ｍ程度であるのがより好ましい。密着力が前記範囲内であると、後述するように積層体８を引き伸ばしたり（エキスパンド）、積層体８をダイシングした際に、半導体素子７１が第１粘着層１から脱落する等の不具合が防止されるとともに、優れたピックアップ性が確保される。
なお、上記密着力（粘着力）の単位である「Ｎ／ｍ」は、第１粘着層１の表面に接着層３を貼り付けたサンプルを２５ｍｍ幅の短冊状にし、その後、２３℃（室温）において、この積層フィルムにおいて接着層部分を剥離角１８０°でかつ引っ張り速度１０００ｍｍ／ｍｉｎで引き剥がしたときの荷重（単位Ｎ）を１ｍ幅当たりに換算した（１０００ｍｍ／２５ｍｍ＝４０倍した）値である。すなわち、ここでは、第１粘着層１の接着層３に対する密着力は、１８０°ピール強度として説明する。
上記のような特性を有する第１粘着層１の組成としては、例えば、アクリル系樹脂１００質量部に対して、アクリレートモノマー１〜５０質量部と、イソシアネート化合物０．１〜１０質量部とを配合したものが挙げられる。
一方、第２粘着層２のウエハーリング９に対する密着力は、特に限定されないが、密着界面の平均で４０〜８００Ｎ／ｍ程度であるのが好ましく、特に１６０〜４８０Ｎ／ｍ程度であるのがより好ましい。密着力が前記範囲内であると、後述するように積層体８を引き伸ばしたり（エキスパンド）、積層体８をダイシングした際に、第１粘着層１と第２粘着層２との界面の剥離が防止され、結果として半導体素子７１の脱落等が確実に防止される。また、ウエハーリング９により積層体８を確実に支持することができる。
なお、上記密着力（粘着力）の単位である「Ｎ／ｍ」は、ウエハーリング９の上面に第２粘着層２が接するように、２５ｍｍ幅の短冊状の第２粘着層２を積層した支持フィルム４を２３℃（室温）で貼り付け、その後、２３℃（室温）において、この第２粘着層２を積層した支持フィルム４を、剥離角１８０°でかつ引っ張り速度１０００ｍｍ／ｍｉｎでウエハーリング９から引き剥がしたときの荷重（単位Ｎ）を１ｍ幅当たりに換算した（１０００ｍｍ／２５ｍｍ＝４０倍した）値である。すなわち、ここでは、第２粘着層２のウエハーリング９に対する密着力は、１８０°ピール強度として説明する。
上記のような特性を有する第２粘着層２の組成としては、例えば、アクリル系樹脂１００質量部に対して、ウレタンアクリレート１〜５０質量部と、イソシアネート化合物０．５〜１０質量部とを配合したものが挙げられる。
また、第１粘着層１の接着層３に対する密着力をＡ１とし、第２粘着層２の第１粘着層１に対する密着力をＡ２としたとき、Ａ２／Ａ１は、特に限定されないが、５〜２００程度であるのが好ましく、１０〜５０程度であるのがより好ましい。これにより、第１粘着層１、第２粘着層２および接着層３は、ダイシング性およびピックアップ性において特に優れたものとなる。
（半導体用フィルムの製造方法）
以上説明したような半導体用フィルム１０は、例えば以下のような方法で製造される。
まず、図５（ａ）に示す基材４ａを用意し、この基材４ａの一方の面上に第１粘着層１を成膜する。これにより、基材４ａと第１粘着層１との積層体６１を得る。第１粘着層１の成膜は、前述した第１樹脂組成物を含む樹脂ワニスを各種塗布法等により塗布し、その後塗布膜を乾燥させる方法や、第１樹脂組成物からなるフィルムをラミネートする方法等により行うことができる。また、紫外線等の放射線を照射することにより、塗布膜を硬化させるようにしてもよい。
上記塗布法としては、例えば、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が挙げられる。
また、積層体６１と同様にして、図５（ａ）に示すように、用意した基材４ｂの一方の面上に接着層３を成膜し、これにより、基材４ｂと接着層３との積層体６２を得る。
さらに、各積層体６１、６２と同様にして、図５（ａ）に示すように、用意した支持フィルム４の一方の面上に第２粘着層２を成膜し、これにより、支持フィルム４と第２粘着層２との積層体６３を得る。
次いで、図５（ｂ）に示すように、第１粘着層１と接着層３とが接するように積層体６１と積層体６２とを積層し、積層体６４を得る。この積層は、例えばロールラミネート法等により行うことができる。
次いで、図５（ｃ）に示すように、積層体６４から基材４ａを剥離する。そして、図５（ｄ）に示すように、前記基材４ａを剥離した積層体６４に対して、基材４ｂを残して、前記接着層３および前記第１粘着層１の有効領域の外側部分をリング状に除去する。ここで、有効領域とは、その外周が、半導体ウエハー７の外径よりも大きく、かつ、ウエハーリング９の内径よりも小さい領域を指す。
次いで、図５（ｅ）に示すように、第１粘着層１の露出面に第２粘着層２が接するように、基材４ａを剥離し有効領域の外側部分をリング状に除去した積層体６４と積層体６３を積層する。その後、基材４ｂを剥離することにより、図５（ｆ）に示す半導体用フィルム１０が得られる。
（第２接着層用の半導体用フィルム）
次に、前述した半導体装置１００の接着層１３１、２３１、３３１、４３１を形成するための半導体用フィルム１０Ａについて説明する。なお、前述した半導体用フィルム１０と同様の事項に関しては、その説明を省略する。また、図６では、図１と同様の構成については、同一の符号を付している。
図６に示す半導体用フィルム１０Ａは、支持フィルム４と、第１粘着層１と、第２粘着層２と、接着層３Ａとを有している。この半導体用フィルム１０Ａは、接着層３Ａの構成が異なる以外は、前述した半導体用フィルム１０と同様である。
以下、半導体用フィルム１０Ａの接着層３Ａについて詳述する。
この接着層（第２接着層）３Ａは、その１７５℃で６時間熱処理した後の１７５℃における粘度が、前述した接着層（第１接着層）３の１７５℃で６時間熱処理した後の１７５℃における粘度よりも低い。言い換えると、接着層３の１７５℃で６時間熱処理した後の１７５℃における粘度は、接着層３Ａの１７５℃で６時間熱処理した後の１７５℃における粘度よりも高い。
これにより、後述するワイヤーボンディング時において、隣接する半導体素子同士を接着する接着層１３１、２３１、３３１、４３１の粘度の上昇を抑え、後述する封止材封入時において各半導体素子１７１、２７１、３７１、４７１表面の凹凸に対する接着層１３１、２３１、３３１、４３１の埋め込み性を優れたものとすることができる。
また、後述するワイヤーボンディング時において、直前に加熱処理を行うことなく接着層１３１、２３１、３３１、４３１の粘度をそれぞれ高め、隣接する半導体素子同士を接着層１３１、２３１、３３１、４３１を介して安定的に接着し、各半導体素子１７１、２７１、３７１、４７１に対するボンディング性を良好なものとすることができる。これにより半導体装置の製造時間を大幅に削減することが可能となる。
また、接着層３Ａの１７５℃で６時間熱処理した後の１７５℃における粘度は、前述した接着層３の１７５℃で６時間熱処理した後の１７５℃における粘度よりも低ければ特に限定されないが、３０００Ｐａ・ｓ以上であるのが好ましく、５０００〜３００００Ｐａ・ｓであるのがより好ましい。これにより、半導体素子に対する接着層１３１、２３１、３３１、４３１の密着性を良好なものとしつつ、隣り合う半導体素子同士を安定的に接着することができる。
また、接着層３Ａの測定開始後１０分から６時間の領域での剪断ひずみ量は、０．１０以上０．３０以下であるのが好ましく、０．１２以上０．２５以下がより好ましく、０．１５以上０．２０以下がさらに好ましい。これにより、封止材封入時の接着層１３１、２３１、３３１、４３１のフロー性が良好となり、封入圧力による半導体素子１７１、２７１、３７１、４７１のずれを抑制することができる。
このような接着層３Ａは、アクリル系樹脂を含むのが好ましく、アクリル系樹脂としてアクリル酸エステル共重合体を含むのがより好ましい。
特に、接着層３Ａは、（Ａ２）（メタ）アクリル酸エステル共重合体と、（Ｂ２）（メタ）アクリル酸エステル共重合体と異なる熱可塑性樹脂とを含む第４樹脂組成物で構成されているのが好ましい。これにより、接着層３Ａの剪断ひずみ量γを所定の範囲とすることができる。
具体的には、（Ａ２）（メタ）アクリル酸エステル共重合体の添加量と、（Ａ２）（メタ）アクリル酸エステル共重合体よりも熱時弾性率の高く、流動性の高い（Ｂ２）（メタ）アクリル酸エステル共重合体と異なる熱可塑性樹脂の種類および配合量を適宜調製することにより、剪断ひずみ量γを所定の範囲とすることができる。
（Ａ２）（メタ）アクリル酸エステル共重合体は、（メタ）アクリル酸エステルモノマーと他の単量体との共重合体であることが好ましく、（Ａ２）（メタ）アクリル酸エステル共重合体は、エポキシ基、水酸基、カルボキシル基、ニトリル基等の官能基を有する（メタ）アクリル酸エステル共重合体であることが特に好ましい。これにより、接着層３Ａの被着体に対する密着性をより向上させることができる。
（メタ）アクリル酸エステルモノマーとしては、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル等のアクリル酸エステル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル等のメタクリル酸エステル、グリシジルエーテル基を有するグリシジルメタクリレート、水酸基を有するヒドロキシメタクリレート、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、カルボキシル基を有するアクリル酸、メタクリル酸、アミド基を有するＮ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド、ニトリル基を有するアクリロニトリル等が挙げられる。
これらの中でも、特に、カルボキシル基を有するモノマー単位を含む（メタ）アクリル酸エステル共重合体を用いることが好ましい。これにより、接着層３Ａのシリコンとの密着性が向上するため、半導体パッケージの信頼性を向上させることができる。
（Ａ２）（メタ）アクリル酸エステル共重合体は、ガラス転移温度が低いため、第４樹脂組成物中に配合することにより、接着層３Ａの初期密着性を向上させることができる。
ここで、初期密着性とは、接着層３Ａで半導体素子同士を接着した際の初期段階における密着性であり、接着層３Ａを硬化処理する前の密着性を意味する。
（Ａ２）（メタ）アクリル酸エステル共重合体の質量平均分子量は、第４樹脂組成物の成膜性を向上させる観点では、例えば、１０万以上、より好ましくは２０万以上であり、また、接着層３Ａを作製する際の樹脂溶液の粘度を適度に保ち、また、封止材封入時の接着層３Ａのフロー性を確保する観点では、例えば、２００万以下、より好ましくは１００万以下である。
また、（Ａ２）（メタ）アクリル酸エステル共重合体のガラス転移温度は、特に限定されないが、接着層３Ａの粘着が強くなりすぎることを抑制して作業性をさらに向上させる観点では、例えば、０℃以上、好ましくは５℃以上であり、また、接着層３Ａの低温での接着性をさらに向上させる観点では、例えば、３０℃以下、好ましくは２０℃以下である。
一方、（Ｂ２）（メタ）アクリル酸エステル共重合体と異なる熱可塑性樹脂は、半導体素子を熱圧着した直後の接着層３Ａの熱時弾性率を高め、封止材封入時に接着層３Ａを介して固定された半導体素子が封入圧力に耐え得るため、また、封止材封入時の接着層３Ａのフロー性を確保する目的で使用される。
（Ｂ２）（メタ）アクリル酸エステル共重合体と異なる熱可塑性樹脂の具体例としては、フェノキシ樹脂、ニトリルブタジエンゴム、ブチラール樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂が挙げられ、１種あるいは２種以上組み合わせて用いることができる。
これらの中でも、上述の効果に加えて、アクリル酸エステル共重合体との相溶性が良いことから外観のよいフィルムを作製することができ、有機基板との密着性を向上させることができるフェノキシ樹脂が好ましく用いられる。
また、接着層３Ａを構成する第４樹脂組成物において、（Ｂ２）（メタ）アクリル酸エステル共重合体と異なる熱可塑性樹脂の配合量は、上記（Ａ２）（メタ）アクリル酸エステル共重合体１００質量部に対して、０．５質量部以上３０質量部以下が好ましく、３質量部以上２０質量部以下が特に好ましい。これにより、接着層３Ａの外観と封止材封入時のフロー性を両立することが可能となる。
また、接着層３Ａ（第４樹脂組成物）は、熱硬化性樹脂を実質的に含まないのが好ましい。
ここで、「熱硬化性樹脂を実質的に含まない」とは、第４樹脂組成物全体に対して熱硬化性樹脂の含有量が３質量％以下のものをいう。なお、３質量％以下であれば、半導体素子との密着性を向上させるため、また、接着層３Ａの耐熱性を向上させ、半導体装置の信頼性を確保する目的で、熱硬化性樹脂を第４樹脂組成物に添加してもよい。その際、第４樹脂組成物中における熱硬化性樹脂の含有量は、２質量％以下であるのが好ましく、１質量％以下がより好ましい。これにより、ワイヤーボンディング工程の熱履歴による熱硬化性樹脂の硬化反応を少なくし、封止材封入時の接着層３Ａのフロー性が低下してしまうのを抑制することができる。
第４樹脂組成物に添加する熱硬化性樹脂としては、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ビスフェノールＡノボラック樹脂等のノボラック型フェノール樹脂、未変性のレゾールフェノール樹脂、桐油等で変性した油変性レゾールフェノール樹脂等のレゾール型フェノール樹脂等のフェノール樹脂、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂等のビスフェノール型エポキシ樹脂、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等のノボラック型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ハイドロキノン型エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂、トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、トリアジン核含有エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン変性フェノール型エポキシ樹脂、ナフトール型エポキシ樹脂、フェノールアラルキル型エポキシ樹脂、ナフトールアラルキル型エポキシ樹脂等のエポキシ樹脂、ユリア（尿素）樹脂、メラミン樹脂等のトリアジン環を有する樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ベンゾオキサジン環を有する樹脂、シアネートエステル樹脂、フェノール性水酸基を有する（メタ）アクリロイル化フェノールノボラック樹脂、ビニルエステル樹脂、ウレタンアクリレート樹脂等のアクリレート類、不飽和ポリエステル樹脂、ジアリルフタレート樹脂、マレイミド樹脂等が挙げられるが、ノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノール型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂のエポキシ樹脂が好ましく用いられる。
また、例えば、第４樹脂組成物に添加する熱硬化性樹脂としてノボラック型エポキシ樹脂を用いることにより、接着層３Ａのガラス転移温度を高めることができ、また、接着層３Ａの弾性率を低下させることができる。また、第４樹脂組成物に添加する熱硬化性樹脂としてナフトール型エポキシ樹脂を用いることにより、接着層３Ａのガラス転移温度を高めることができ、また、接着層３Ａと被着体との密着性を向上させることができる。
また、接着層３Ａを構成する第４樹脂組成物は、（Ｃ２）無機充填剤を含んでいてもよい。この場合、半導体素子同士を熱圧着した直後の接着層の熱時弾性率を高め、封止材封入時に半導体素子が封止材の封入圧力に耐えることができ、かつ、封止材封入時の接着層のフロー性を適度に保つことができる。
（Ｃ２）無機充填剤としては、例えば、銀、酸化チタン、シリカ、マイカ、酸化アルミニウム等が挙げられ、これらの中でも、シリカが好ましい。（Ｃ２）無機充填剤としてシリカフィラーを用いることにより、（Ｃ２）無機充填材の接着層内への分散性がよく、外観のよい接着層が得られ、また、接着層の線膨張係数を低減し、半導体素子を積層した場合の半導体素子の反りを低減させることができ、さらに、接着層の製造時の作業性を向上させることができる。
シリカフィラーは、破砕シリカおよび溶融シリカのいずれを用いてもよいが、接着層内での均一分散の観点から、溶融シリカを用いるのが好ましい。
また、（Ｃ２）無機充填剤の平均粒径は、接着層中で無機充填材の凝集を抑制し、外観を向上させる観点では、例えば、０．０１μｍ以上であるのが好ましく、０．１μｍ以上であるのがより好ましく、また、熱圧着時に接着層からの無機充填剤の突出により半導体素子を破壊することを確実に抑制する観点では、例えば、２０μｍ以下であるのが好ましく、５μｍ以下であるのがより好ましい。
また、（Ｃ２）無機充填剤の含有量は、特に限定されないが、第４樹脂層性物中の無機充填剤以外の組成物１００質量部に対して、例えば、５質量部以上であるのが好ましく、１０質量部以上であるのがより好ましい。（Ｃ２）無機充填剤の含有量を上記範囲とすることで、半導体素子同士を熱圧着した直後の接着層の熱時弾性率が高くなり、封止材封入時に半導体素子が封止材の封入圧力に耐えることができる。
また、（Ｃ２）無機充填剤の含有量は、第４樹脂組成物中の無機充填剤以外の組成物１００質量部に対して、例えば、１００質量部以下であるのが好ましく、８０質量部以下であるのがより好ましい。（Ｃ２）無機充填剤の含有量を上記範囲とすることで、封止材封入時の接着層のフロー性を適度に保つことが可能となる。
また、接着層３Ａを構成する第４樹脂組成物は、（Ｄ２）カップリング剤を含んでいてもよい。この場合、接着層中の樹脂と被着体との密着性および接着層中の樹脂と無機充填材との密着性をより一層向上させることができる。
（Ｄ２）カップリング剤としては、シラン系カップリング剤、チタン系カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤等が挙げられるが、半導体素子のシリコンとの密着性の観点からシラン系カップリング剤が好ましい。
シランカップリング剤としては、例えば、ビニルトリクロロシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、β−（３，４エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、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エトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−クロロ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メトキシシラン、３−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、３−アクリロキシプロピルトリメトキシシランが挙げられ、これらのうちの１種を単独でまたは２種以上を組み合わせて用いることができる。
（Ｄ２）カップリング剤の配合量は、第４樹脂組成物１００質量部に対して、前述したような密着性をさらに高める観点では、例えば、０．０１質量部以上であるのが好ましく、０．１質量部以上であるのがより好ましく、また、分解ガス（アウトガス）やボイドの発生を抑制する観点では、例えば、１０質量部以下であるのが好ましく、５質量部以下であるのがより好ましい。
また、接着層３Ａを構成する第４樹脂組成物は、タック性を付与し、仮接着性を高める目的で、低分子モノマーである（Ｅ２）フェノール樹脂等を含んでいてもよい。
（Ｅ２）フェノール樹脂としては、例えば、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、フェノールアラルキル（フェニレン、ビフェニレン骨格を含む）樹脂、ナフトールアラルキル樹脂、トリフェノールメタン樹脂、ジシクロペンタジエン型フェノール樹脂等が挙げられ、これらのうちの１種を単独でまたは２種以上を組み合わせて用いることができる。
なお、接着層３Ａを構成する第４樹脂組成物は、作業性や物性を調整する目的で、適宜、上記（Ａ２）〜（Ｅ２）以外の成分を含んでいてもよい。
また、接着層３Ａの平均厚さは、特に限定されないが、前述した接着層３よりも薄いのが好ましい。これにより、接着層１３１、２３１、３３１、４３１は、半導体素子同士を安定的に接着することができる。
具体的には、接着層３Ａの平均厚さは、１〜８０μｍ程度であるのが好ましく、特に３〜６０μｍ程度であるのがより好ましい。厚さが前記範囲内であると、特に厚さ精度の制御を容易にできる。
以上、接着層１３１、２３１、３３１、４３１を形成するための半導体用フィルム１０Ａの構成について説明したが、このような半導体用フィルム１０Ａは、前述した半導体用フィルム１０と同様にして製造することができる。
［半導体装置の製造方法］
次に、上述したような半導体用フィルム１０、１０Ａを用いて半導体装置１００を製造する方法について説明する。
図２ないし図４に示す半導体装置の製造方法は、半導体ウエハー７と半導体用フィルム１０とを積層（貼着）し、積層体８を得る第１の工程と、半導体用フィルム１０の外周部２１をウエハーリング９に貼り付けた状態で、半導体ウエハー７側から積層体８に切り込み８１を設ける（ダイシングする）ことにより、半導体ウエハー７および接着層３を個片化し、半導体素子７１および接着層３１からなる複数の個片８３を得る第２の工程と、個片８３の少なくとも１つをピックアップする第３の工程と、ピックアップされた個片８３を絶縁基板５上に載置し、半導体装置１００を得る第４の工程とを有する。以下、各工程について順次詳述する。
［１］
［１−１］まず、半導体ウエハー７および半導体用フィルム１０を用意する。
半導体ウエハー７は、あらかじめ、その表面に複数個分の回路が形成されたものである。かかる半導体ウエハー７としては、シリコンウエハーの他、ガリウムヒ素、窒化ガリウムのような化合物半導体ウエハー等が挙げられる。
このような半導体ウエハー７の平均厚さは、特に限定されず、好ましくは０．０１〜１ｍｍ程度、より好ましくは０．０３〜０．５ｍｍ程度とされる。前述したような半導体用フィルム１０を用いた半導体装置の製造方法によれば、このような厚さの半導体ウエハー７に対しても欠けや割れ等の不具合を生じさせることなく、簡単かつ確実に切断して個片化することができる。
［１−２］次に、図２（ａ）に示すように、上述したような半導体用フィルム１０の接着層３と、半導体ウエハー７とを密着させつつ、半導体用フィルム１０と半導体ウエハー７とを積層する（第１の工程）。なお、図２に示す半導体用フィルム１０では、接着層３の平面視における大きさおよび形状が、半導体ウエハー７よりも大きく設定されている。このため、半導体ウエハー７の下面全体が接着層３の上面全体と密着し、これにより半導体ウエハー７が半導体用フィルム１０で支持されることとなる。なお、接着層３の平面視における大きさおよび形状は、半導体ウエハー７と等しくまたはそれよりも大きく、かつ、ウエハーリング９の内径よりも小さい形状に、あらかじめ設定されていていればよい。
上記積層の結果、図２（ｂ）に示すように、半導体用フィルム１０と半導体ウエハー７とが積層されてなる積層体８が得られる。
［２］
［２−１］次に、ウエハーリング９を用意する。続いて、第２粘着層２の外周部２１の上面とウエハーリング９の下面とが密着するように、積層体８とウエハーリング９とを積層する。これにより、積層体８の外周部がウエハーリング９により支持される。
ウエハーリング９は、一般にステンレス鋼、アルミニウム等の各種金属材料等で構成されるため、剛性が高く、積層体８の変形を確実に防止することができる。
半導体用フィルム１０が上述したように粘着性の異なる２層の粘着層（第１粘着層１および第２粘着層２）を有していることにより、これらの粘着性の違いを利用して、ダイシング性とピックアップ性の両立を図ることができる。
［２−２］次に、ダイサーテーブル３０２を用意し、ダイサーテーブル３０２と支持フィルム４とが接触するように、ダイサーテーブル３０２上に積層体８を載置する。
続いて、図２（ｃ）に示すように、ダイシングブレード８２を用いて積層体８に複数の切り込み８１を形成する（ダイシング）。ダイシングブレード８２は、円盤状のダイヤモンドブレード等で構成されており、これを回転させつつ積層体８の半導体ウエハー７側の面に押し当てることで切り込み８１が形成される。そして、半導体ウエハー７に形成された回路パターン同士の間隙に沿って、ダイシングブレード８２を相対的に移動させることにより、半導体ウエハー７が複数の半導体素子７１に個片化される（第２の工程）。また、接着層３も同様に、複数の接着層３１に個片化される。このようなダイシングの際には、半導体ウエハー７に振動や衝撃が加わるが、半導体ウエハー７の下面が半導体用フィルム１０で支持されているため、上記の振動や衝撃が緩和されることとなる。その結果、半導体ウエハー７における割れや欠け等の不具合の発生を確実に防止することができる。
切り込み８１の先端（最深部）は、支持フィルム４に達している。これにより、半導体ウエハー７および接着層３の双方を確実に個片化して、半導体素子７１および接着層３１を得ることができる。なお、切り込み８１の深さは、半導体ウエハー７と接着層３とを貫通し得る深さであればよく、例えば、切り込み８１の深さを高精度に制御可能である場合には、切り込み８１の最深部は、第１粘着層１内または第２粘着層２内に位置していてもよい。
［３］
［３−１］次に、複数の切り込み８１が形成された積層体８を、図示しないエキスパンド装置により、放射状に引き伸ばす（エキスパンド）。これにより、図２（ｄ）に示すように、積層体８に形成された切り込み８１の幅が広がり、それに伴って個片化された半導体素子７１同士の間隔も拡大する。その結果、半導体素子７１同士が干渉し合うおそれがなくなり、個々の半導体素子７１をピックアップし易くなる。なお、エキスパンド装置は、このようなエキスパンド状態を後述する工程においても維持し得るよう構成されている。
［３−２］次に、図３に示すダイボンダ２５０により、個片化された半導体素子７１のうちの１つを吸着して上方に引き上げる。その結果、図３（ｅ）に示すように、接着層３１と第１粘着層１との界面が選択的に剥離し、半導体素子７１と接着層３１とが積層されてなる個片８３がピックアップされる（第３の工程）。
［４］
［４−１］次に、半導体素子７１（チップ）を搭載（マウント）するための絶縁基板５を用意する。
この絶縁基板５としては、半導体素子７１を搭載し、半導体素子７１と外部とを電気的に接続するための配線や端子等を備えた絶縁性を有する基板が挙げられる。
具体的には、ポリエステル銅張フィルム基板、ポリイミド銅張フィルム基板、アラミド銅張フィルム基板等の可撓性基板や、ガラス布・エポキシ銅張積層板等のガラス基材銅張積層板、ガラス不織布・エポキシ銅張積層板等のコンポジット銅張積層板、ポリエーテルイミド樹脂基板、ポリエーテルケトン樹脂基板、ポリサルフォン系樹脂基板等の耐熱・熱可塑性基板といった硬質性基板の他、アルミナ基板、窒化アルミニウム基板、炭化ケイ素基板等のセラミックス基板などが挙げられる。
なお、絶縁基板５に代えて、リードフレーム等を用いるようにしてもよい。
次いで、図３（ｆ）に示すように、ピックアップされた個片８３を、ダイボンダ２５０により絶縁基板５上に載置する。
ここで、ダイボンダ２５０について説明する。
図３に示すダイボンダ２５０は、ダイシング工程を経て得られた個片８３をピックアップした後、後述する絶縁基板５上に移送するものである。
このダイボンダ２５０は、個片８３を吸着するコレット（チップ吸着部）２６０と、絶縁基板５を下方から加熱するヒーター２７０と、コレット２６０を支持する装置本体２８０とを有する。コレット２６０は、個片８３を吸着した状態で、積層体８の載置部から絶縁基板５の載置部まで移動し得るようになっている。
本工程では、図３（ｅ）に示すように、コレット２６０により個片８３をピックアップし、この個片８３を絶縁基板５上に載置する。そして、ヒーター２７０で加熱しつつ個片８３を絶縁基板５に圧着することにより、個片８３を絶縁基板５に接着する（図３（ｆ）参照）。
なお、このようなピックアップの際に、接着層３１と第１粘着層１との界面が選択的に剥離する理由は、前述したように、第２粘着層２の粘着性が第１粘着層１の粘着性より高いため、支持フィルム４と第２粘着層２との界面の密着力、および、第２粘着層２の第１粘着層１との界面の密着力は、第１粘着層１と接着層３との密着力より大きいからである。すなわち、半導体素子７１を上方にピックアップした場合、これらの３箇所のうち、最も密着力の小さい第１粘着層１と接着層３との界面が選択的に剥離することとなる。
また、個片８３をピックアップする際には、半導体用フィルム１０の下方から、ピックアップすべき個片８３を選択的に突き上げるようにしてもよい。これにより、積層体８から個片８３が突き上げられるため、前述した個片８３のピックアップをより容易に行うことができるようになる。なお、個片８３の突き上げには、半導体用フィルム１０を下方から突き上げる図示しない針状体（ニードル）等が用いられる。すなわち、ダイボンダ２５０は、この針状体を有していてもよい。
［４−２］次に、図４（ｇ）に示すように、絶縁基板５上に載置された個片８３を加熱・圧着する。これにより、接着層３１を介して半導体素子７１と絶縁基板５とが仮接着（ダイボンディング）される（第４の工程）。
仮接着における加熱・圧着の条件としては、半導体素子７１の破壊を防止するため、低温、低荷重、短時間で熱圧着することが好ましく、例えば、加熱温度は８０〜１５０℃程度であるのが好ましい。また、圧着時間は０．１〜５秒程度であるのが好ましい。
半導体素子７１と絶縁基板５との接着において、加熱・圧着する工程において、絶縁基板５表面の凹凸を接着層３１により実質的に完全に埋め込むことが望ましい。ここで、「実質的に完全に埋め込む」とは絶縁基板５表面の凹凸に対し、接着層３１との界面の空隙が接着面積全体の５％以下であることをいう。
[４−３]
その後、加熱処理を行うことにより接着層３１を硬化させる。これにより後述するワイヤーボンディング工程[４−４]において、接着層３１が空隙を発生することなく、安定してワイヤーボンディングできることが可能となる。接着層３１の硬化において、硬化後の絶縁基板５表面の凹凸に対し、接着層３１との界面の空隙が実質的にないことが望ましい。ここで「空隙が実質的にない」とは、硬化後の絶縁基板５表面の凹凸に対し、接着層３１との界面の空隙が接着面積全体の５％以下であることをいう。加熱温度としては８０〜１８０℃程度であるのが好ましい。また加熱時間は５〜２４０分程度であるのが好ましい。
［４−４］その後、図４（ｈ）に示すように、半導体素子７１の端子（図示せず）と絶縁基板５上の端子（図示せず）とをワイヤー８４により電気的に接続する。このワイヤー８４は、ボンディングワイヤーであり、ワイヤーボンディング装置を用いて行われる。
また、この工程（ワイヤーボンディング工程）は、１５０〜１７５℃の熱板上に載置した状態で行われる。
［４−５］そして、図４（ｉ）に示すように、半導体素子７１上に接着層１３１を介して半導体素子１７１を仮接着する。具体的には、半導体素子１７１および接着層１３１からなる個片１８３を半導体素子７１上に載置し、その個片１８３を加熱・圧着する。これにより、接着層１３１を介して半導体素子１７１と半導体素子７１とが仮接着（ダイボンディング）される。
仮接着における加熱・圧着の条件としては、前述した工程[４−２]と同様にして行われる。ただし、このような接着層１３１を用いた仮接着においては、半導体素子７１と接着層１３１の間を完全に空隙なく貼りつけることは難しく、また半導体素子７１表面の凹凸は絶縁基板５表面の凹凸より小さいため、後述の[４−６]の工程でこの空隙を埋め込むことが可能なため、半導体素子７１と接着層１３１の間に空隙があっても構わない。
ここで、半導体素子１７１および接着層１３１は、前述した半導体用フィルム１０Ａおよび半導体ウエハーを用い、前述した半導体素子７１および接着層３１と同様にして得られたものである。
本実施形態では、半導体素子１７１および接着層１３１の形状および大きさは、半導体素子７１および接着層３１と等しく設定されている。そのため、平面視における半導体素子７１の中心と半導体素子１７１の中心とをずらすことにより、半導体素子７１の上面から引き出されたワイヤー８４を避けるように、半導体素子１７１を半導体素子７１上に載置することができる。
［４−６］
次に、図４（ｊ）に示すように、半導体素子１７１の端子（図示せず）と絶縁基板５上の端子（図示せず）とをワイヤー８４により電気的に接続する。
本工程［４−６］は、前述した工程［４−４］と同様にして行われる。
ここで、接着層１３１は、その仮接着した直後の１７５℃における粘度が、接着層３１の接着した直後の１７５℃における粘度よりも高い。そのため、接着層１３１の加熱処理を行うことなく隣接する半導体素子７１、１７１を接着層１３１を介して安定的に接着し、半導体素子１７１に対するボンディング性を良好なものとすることができる。
なお、半導体素子が３段以上積層される半導体装置を製造する場合には、前述した工程［４−５］および［４−６］を交互に繰り返し行えばよい。
［４−７］
その後、図４（ｋ）に示すように、絶縁基板５上に載置された個片８３、１８３およびワイヤー８４を樹脂材料で被覆し、モールド層８５を形成する。これにより、半導体素子７１、１７１およびワイヤー８４が封止される。
このモールド層８５を構成する樹脂材料（封止樹脂）としては、エポキシ系樹脂等の各種モールド樹脂が挙げられる。
かかる封止は、例えばトランスファー成形機を用いて、１５０〜２００℃、５０〜１００ｋｇ／ｍｍ２の高温、高圧で行われる。
このような高温、高圧により、モールド層８５の形成とともに、接着層１３１が軟化し、半導体素子７１の上面との空隙が接着層１３１により完全に埋め込まれ、半導体素子７１の上面に対する密着性が高められる。
ここで、接着層１３１の１７５℃で６時間熱処理した後の１７５℃における粘度は、接着層３１の１７５℃で６時間熱処理した後の１７５℃における粘度よりも低い。そのため、長い熱履歴を受けても良好なフロー性を有しているので、半導体素子７１と半導体素子１７１とを接着する接着層１３１の粘度を抑え、半導体素子７１の上面との空隙に対する接着層１３１の埋め込み性を優れたものとすることができる。
その後、必要に応じて、モールド層８５を熱処理により本硬化させる。このとき、接着層３１、１３１が熱硬化性を有する場合、モールド層８５の本硬化とともに、接着層３１、１３１も本硬化される。
かかる本硬化の条件は、かかる本硬化が可能な条件であれば特に限定されないが、例えば、温度１００〜２００℃、時間５〜３００分の条件が好ましく、特に温度１２０〜１８０℃、時間３０〜２４０分の条件が好ましい。
さらに、絶縁基板５の下面に設けられた端子（図示せず）にボール状電極８６を接合することにより、半導体素子７１をパッケージ内に収納してなる図４（ｋ）に示すような半導体装置１００Ａが得られる。
以上のような方法によれば、第３の工程において、半導体素子７１に接着層３１が付着した状態、すなわち個片８３の状態で、ピックアップされることから、第４の工程において、この接着層３１をそのまま絶縁基板５との接着に利用することができる。このため、別途接着剤等を用意する必要がなく、半導体装置１００の製造効率をより高めることができる。
特に、絶縁基板５と半導体素子７１とを接着する接着層３１の粘度を抑え、絶縁基板５表面の凹凸に対する接着層３１の埋め込み性を優れたものとすることができる。
また、接着層１３１の粘度を高め、隣接する半導体素子７１、１７１を接着層１３１を介して安定的に接着し、各半導体素子７１、１７１に対するボンディング性を良好なものとすることができる。このようなボンディング性を向上させる効果は、半導体素子の積層数が多くなるほど、顕著となる。
以上、本発明の半導体装置を、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。
例えば、パッケージの形態は、ＢＧＡ（Ball Grid Array）、ＬＧＡ（Land Grid Array）等のＣＳＰ（Chip Size Package）、ＴＣＰ（Tape Carrier Package）のような表面実装型のパッケージ、ＤＩＰ（Dual Inline Package）、ＰＧＡ（Pin Grid Array）のような挿入型のパッケージ等であってもよく、特に限定されない。
前述した実施形態では、半導体用フィルムが２層の粘着層を有する場合を例に説明したが、粘着層の数は、１層であってもよい。例えば、前述した実施形態における半導体用フィルムにおいて、第１粘着層１を省略してもよい。この場合、例えば、半導体用フィルムを製造するにあたっては、第２粘着層２の上面のうち、接着層３と接する領域（半導体ウエハー７を積層する領域）にあらかじめ紫外線を照射しておく。これにより、この領域の粘着性が失活し、結果として第２粘着層２と接着層３との密着力が低下する。その結果、第３の工程において個片８３をピックアップする際に、大きな荷重をかけなくても個片８３をピックアップすることが可能になることから、ピックアップ性の向上を図ることができる。
一方、第２粘着層２の上面のうち、接着層３と接しない領域には紫外線が照射されないため、この領域では第２粘着層２の本来の粘着力が維持されることとなる。このため、第２粘着層２とウエハーリング９との密着力も維持され、ダイシング性の低下は防止されることとなる。
以下、本発明の具体的実施例について説明する。
１．半導体装置の製造
（実施例１）
＜１＞第１粘着層の形成
アクリル酸２−エチルヘキシル３０質量％と酢酸ビニル７０質量％とを共重合して得られた質量平均分子量３００，０００の共重合体１００質量部と、分子量が７００の５官能アクリレートモノマー４５質量部と、２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノン５質量部と、トリレンジイソシアネート（コロネートＴ−１００、日本ポリウレタン工業（株）製）３質量部と、を剥離処理した厚さ３８μｍのポリエステルフィルムに対して、乾燥後の厚さが１０μｍになるように塗布し、その後、８０℃で５分間乾燥した。そして、得られた塗布膜に対して紫外線５００ｍＪ／ｃｍ２を照射し、ポリエステルフィルム上に第１粘着層を成膜した。
＜２＞第２粘着層の形成
アクリル酸ブチル７０質量％とアクリル酸２−エチルヘキシル３０質量％とを共重合して得られた質量平均分子量５００，０００の共重合体１００質量部と、トリレンジイソシアネート（コロネートＴ−１００、日本ポリウレタン工業（株）製）３質量部と、を剥離処理した厚さ３８μｍのポリエステルフィルムに対して、乾燥後の厚さが１０μｍになるように塗布し、その後、８０℃で５分間乾燥した。そして、ポリエステルフィルム上に第２粘着層を成膜した。その後、支持フィルムとして厚さ１００μｍのポリエチレンシートをラミネートした。
＜３＞接着層（第１接着層）の形成
（Ａ１）熱可塑性樹脂としてアクリルポリマーＸ（エチルアクリレート−ブチルアクリレート−アクリロニトリル−アクリル酸−ヒドロキシエチルメタクリレート共重合体、Ｔｇ：−２０℃、質量平均分子量：８０，０００）１０質量部と、（Ｂ１）エポキシ樹脂としてオルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂（Ｎ６７０、エポキシ当量２１０ｇ／ｅｑ、ＤＩＣ（株）製）２６質量部、(Ｃ１）硬化剤として固形フェノール樹脂（ＰＲ−ＨＦ−３、水酸基当量１０４ｇ／ＯＨ基、住友ベークライト（株）製）１３質量部、硬化促進剤としてイミダゾール化合物（２ＰＨＺ−ＰＷ、四国化成工業（株）製）０．４質量部、カップリング剤としてγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン（ＫＢＭ４０３Ｅ、信越化学（株）製）０．０６質量部、無機充填剤としてシリカフィラー（ＳＥ−２０５０ＬＥ、平均粒径０．５μｍ、アドマテックス（株）製）９３質量部をメチルエチルケトン（ＭＥＫ）に溶解して樹脂固形分６５％の樹脂ワニスを得た。
次に、得られた樹脂ワニスを、バーコーターによりポリエチレンテレフタレートフィルム（帝人デュポンフィルム（株）製、品番ピューレックスＡ４３、厚さ３８μｍ）に塗布した後、温度１４０℃で３分間乾燥して、ポリエチレンテレフタレートフィルム上に厚さ２０μｍの接着層（第１接着層）を成膜した。
なお、この第１接着層の最低溶融粘度は７７Ｐａ・ｓであり、１２０℃で１時間熱処理した後の１７５℃での粘度は、１９９９０Ｐａ・ｓ、さらに１７５℃で６時間熱処理した後の１７５℃の粘度は１７８０００Ｐａ・ｓであった。
＜４＞接着層（第２接着層）の形成
（Ａ２）アクリル系樹脂として、アクリル酸エステル共重合体（エチルアクリレート−ブチルアクリレート−アクリロニトリル−アクリル酸−ヒドロキシエチルメタクリレート共重合体のメチルエチルケトン（ＭＥＫ）溶解品、ナガセケムテックス社製、ＳＧ−７０８−６、Ｔｇ：６℃、質量平均分子量：５００，０００）の固形成分として１００質量部；
（Ｂ２）アクリル系樹脂と異なる熱可塑性樹脂として、フェノキシ樹脂（ＪＥＲ１２５６、Ｍｗ：５００００、三菱化学社製）１０質量部；
無機充填剤として、球状シリカ（ＳＣ１０５０−ＬＣ、平均粒径０．３μｍ、アドマテックス社製）７８質量部；
カップリング剤としてγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン（ＫＢＭ４０３Ｅ、信越化学工業社製）２質量部をメチルエチルケトン（ＭＥＫ）に溶解して、樹脂固形分２０％の樹脂ワニスを得た。
次に、得られた樹脂ワニスを、バーコーターによりポリエチレンテレフタレートフィルム（帝人デュポンフィルム（株）製、品番ピューレックスＡ４３、厚さ３８μｍ）に塗布した後、温度１５０℃で３分間乾燥して、ポリエチレンテレフタレートフィルム上に厚さ２０μｍの接着層（第２接着層）を成膜した。
なお、この第２接着層の１７５℃で６時間熱処理した後の１７５℃での粘度は、２２０００Ｐａ・ｓであった。
＜５＞第１の半導体用フィルムの製造
第１粘着層を成膜したフィルムと、第１接着層を成膜したフィルムとを、第１粘着層と第１接着層とが接するようにラミネート（積層）し、第１粘着層側のポリエステルフィルムを剥離して、積層体を得た。
次にロール状の金型を用いて、第１粘着層と第１接着層を半導体ウエハーの外径よりも大きく、かつウエハーリングの内径よりも小さく打ち抜き、その後不要部分を除去して、第２積層体を得た。
さらに第２粘着層の一方の面側にあるポリエステルフィルムを剥離する。そして前記第２積層体の第１粘着層と第２粘着層とが接するように、これらを積層した。これにより、ポリエチレンシート（支持フィルム）、第２粘着層、第１粘着層、第１接着層およびポリエステルフィルムの５層がこの順で積層してなる第１の半導体用フィルムを得た。
＜６＞第２の半導体用フィルムの製造
第１粘着層を成膜したフィルムと、第２接着層を成膜したフィルムとを、第１粘着層と第２接着層とが接するようにラミネート（積層）し、第１粘着層側のポリエステルフィルムを剥離して、積層体を得た。
次にロール状の金型を用いて、第１粘着層と第２接着層を半導体ウエハーの外径よりも大きく、かつウエハーリングの内径よりも小さく打ち抜き、その後不要部分を除去して、第２積層体を得た。
さらに第２粘着層の一方の面側にあるポリエステルフィルムを剥離する。そして前記第２積層体の第１粘着層と第２粘着層とが接するように、これらを積層した。これにより、ポリエチレンシート（支持フィルム）、第２粘着層、第１粘着層、第２接着層およびポリエステルフィルムの５層がこの順で積層してなる第２の半導体用フィルムを得た。
＜７＞半導体装置の製造
次に、厚さ５０μｍ、８インチのシリコンウエハーを２枚用意した。
そして、第１の半導体用フィルムからポリエステルフィルムを剥離し、その剥離面に２枚のうちの一方のシリコンウエハーを６０℃で積層した。これにより、ポリエチレンシート（支持フィルム）、第２粘着層、第１粘着層、第１接着層およびシリコンウエハーの５層がこの順で積層してなる積層体を得た。
一方、第２の半導体用フィルムからポリエステルフィルムを剥離し、その剥離面に２枚のうちの他方のシリコンウエハーを６０℃で積層した。これにより、ポリエチレンシート（支持フィルム）、第２粘着層、第１粘着層、第２接着層およびシリコンウエハーの５層がこの順で積層してなる積層体を得た。
次いで、第１の半導体フィルムとシリコンウエハーとを積層した積層体をシリコンウエハー側から、ダイシングソー（ＤＦＤ６３６０、（株）ディスコ製）を用いて以下の条件でダイシング（切断）した。これにより、シリコンウエハーが個片化され、第１半導体素子を得た。
＜ダイシング条件＞
・ダイシングサイズ ：１０ｍｍ×１０ｍｍ角
・ダイシング速度 ：５０ｍｍ／ｓｅｃ
・スピンドル回転数 ：３０，０００ｒｐｍ
なお、このダイシングにより形成された切り込みは、その先端がポリエチレンシート（支持フィルム）内に達していた。
一方、上記と同様にして、第２の半導体フィルムとシリコンウエハーとを積層した積層体をシリコンウエハー側から、ダイシングソー（ＤＦＤ６３６０、（株）ディスコ製）を用いてダイシング（切断）して、第２の半導体素子を得た。
次いで、第１の半導体素子の１つを半導体用フィルムの裏面からニードルで突き上げ、突き上げた第１の半導体素子の表面をダイボンダのコレットで吸着しつつ上方に引き上げた。これにより、第１の半導体素子および第１接着層からなる第１の個片をピックアップした。
次に、ピックアップした第１の個片を、ソルダーレジスト（太陽インキ製造（株）製、商品名：ＡＵＳ３０８）をコーティングしたビスマレイミド−トリアジン樹脂基板（回路段差５〜１０μｍ）に、温度１３０℃、荷重５Ｎで、１．０秒間圧着して、ダイボンディング（仮接着）した。
次に１２０℃で１時間熱処理を行い、第１接着層の硬化処理を行った。
次いで、第１の半導体素子と樹脂基板とをワイヤーボンディングにより電気的に接続した。このとき、ワイヤーボンディングは、１７５℃の熱板上にて行った。
そして、第２の半導体素子の１つを半導体用フィルムの裏面からニードルで突き上げ、突き上げた第２の半導体素子の表面をダイボンダのコレットで吸着しつつ上方に引き上げた。これにより、第２の半導体素子および第２接着層からなる第２の個片をピックアップした。
次に、ピックアップした第２の個片を、樹脂基板上に仮接着された第１の半導体素子に、温度１３０℃、荷重５Ｎで、１．０秒間圧着して、ダイボンディング（仮接着）した。
その後、第２の半導体素子と樹脂基板とをワイヤーボンディングにより電気的に接続した。このとき、ワイヤーボンディングは、１７５℃の熱板上にて行った。
このような第２の半導体素子の仮接着とワイヤーボンディングを５回繰り返した。これにより、１個の第１の半導体素子と５個の第２半導体素子との合計６個の半導体素子を樹脂基板上に積層した。かかる積層体を３０個作製した。
このとき、全ての半導体素子の積層およびワイヤーボンディングに要した時間は、約６時間であり、その間、樹脂基板は上記熱板による熱を受けていた。
そして、樹脂基板上の６個の半導体素子およびボンディングワイヤーを、低圧トランスファー成形機を用い、成形温度１７５℃、圧力７０ｋｇ／ｃｍ２、硬化時間２分で、封止樹脂（ＥＭＥ−Ｇ７６０Ｌ、住友ベークライト（株）製）により封止し、さらに、温度１７５℃で２時間の熱処理を行って封止樹脂を完全硬化させた。これにより、半導体装置を得た。なお、本実施例では、かかる半導体装置を３０個作製した。
（実施例２〜８）
表１に示すように第１接着層の構成材料が異なるとともに、表２に示すように第２接着層の構成材料が異なる以外は、前述した実施例１と同様にして半導体装置を製造した。
Figure 2012216651
Figure 2012216651
なお、表１において、（Ｂ１）エポキシ樹脂「ＲＥ−８１０ＮＭ」は液状エポキシ樹脂（エポキシ当量２２３ｇ／ｅｑ、日本化薬（株）製）であり、（Ｃ１）硬化剤「ＭＥＨ−８０００Ｈ」は、液状フェノール化合物（水酸基当量１４１ｇ／ＯＨ基、明和化成（株）製）である。
また、表２において、（Ａ２）アクリル系樹脂「ＳＧ−７０Ｌ」は、アクリル酸エステル共重合体（エチルアクリレート−ブチルアクリレート−アクリロニトリル−アクリル酸−ヒドロキシエチルメタクリレート共重合体の酢酸エチルとトルエンの混合溶媒の溶解品、ナガセケムテックス（株）製、Ｔｇ：−１７℃、質量平均分子量：８００，０００）である。
また、各実施例の第１接着層の熱処理前の最低溶融粘度、１２０℃で１時間熱処理した後の１７５℃の粘度、１２０℃で１時間さらに１７５℃で６時間熱処理した後の１７５℃の粘度、および第２接着層の熱処理前の１７５℃の粘度、１７５℃で６時間熱処理した後の１７５℃での粘度を、それぞれ、表３に示す。
Figure 2012216651
（比較例１）
第２接着層を第１接着層と同様に形成し、第２接着層の構成が異なる以外は、前述した実施例１と同様にして半導体装置を製造した。
（比較例２）
第１接着層を第２接着層と同様に形成し、第１接着層の構成が異なる以外は、前述した実施例１と同様にして半導体装置を製造した。
２．評価
２．１ 溶融粘度
各実施例および比較例で得られた接着層に対し、それぞれ、２５ｍｍ×２５ｍｍに切断して８０μｍの厚みになるように数枚重ねたものをサンプルとし、粘弾性測定装置（（株）ＨＡＡＫＥ社製 ＭＡＲＳＩＩ）を用い、１００℃〜２５０℃の昇温測定下、直径２０ｍｍの平行プレートにて、周波数１Ｈｚ、ひずみ量γが０．０２±０．０１％の範囲で測定した複素溶融粘度（｜η｜＊）の値を評価した。なお第１接着層に関しては熱処理前の最低溶融粘度、１２０℃１時間熱処理したものの１７５℃での溶融粘度、及び１２０℃１時間さらに１７５℃で６時間熱処理したものの１７５℃での溶融粘度、第２接着層に関しては熱処理前、及び１７５℃６時間熱処理したものの１７５℃での溶融粘度を評価した。
２．２ 密着強度
各実施例および比較例で得られた半導体用フィルムを、それぞれ、４×４ｍｍの大きさのシリコンチップ（厚さ５５０μｍ）と、ソルダーレジスト（太陽インキ製造社製：商品名：ＡＵＳ３０８）をコーティングしたビスマレイミド−トリアジン基板との間にはさんで、温度１３０℃、荷重５Ｎで、１秒間熱圧着し、１２０℃１時間さらに１７５℃で６時間熱処理を行ったサンプルを作成した。そして、各サンプルを２６０℃の熱板上に載置した状態で、２０秒間保持した後、プッシュプルゲージで０．５ｍｍ／分の速度にてせん断応力をかけた時のせん断強度（ダイシェア強度）を測定し、樹脂基板および半導体素子に対する接着層の密着強度を評価した。
２．３ 基板埋め込み性
各実施例および比較例で得られる第４工程後の絶縁基板５表面の凹凸に対して接着層３１が接着された半導体装置を、絶縁基板５の裏面から走査型超音波探傷機により、樹脂基板（配線基板）上の段差に接着層が充填されている率に基づき、下記のようにして、樹脂基板の表面の凹凸に対する埋め込み性を評価した。
接着直後；
◎：充填率が、９５〜１００％
○：充填率が、９０〜９５％
△：充填率が、８０〜９０％
×：充填率が、８０％未満もしくは接着フィルム内が全面ボイド状になったもの
熱硬化後；
◎：充填率が、９５〜１００％
○：充填率が、９０〜９５％
△：充填率が、８０〜９０％
×：充填率が、８０％未満もしくは接着フィルム内が全面ボイド状になったもの
２．４ 半導体素子間埋め込み性
各実施例および比較例で得られる樹脂封止後の半導体装置を、基板裏面から平面研磨を行い、絶縁基板５と接着層３１を除去したのち、走査型超音波探傷機により、半導体素子間に接着層が充填されている率に基づき、下記のようにして、半導体素子間に対する埋め込み性を評価した。
樹脂封止後；
◎：充填率が、９５〜１００％
○：充填率が、９０％以上９５％未満
△：充填率が、８０％以上９０％未満
×：充填率が、８０％未満もしくは接着フィルム内が全面ボイド状になったもの
２．５ ボンディング性
各実施例および比較例の半導体装置の製造において、全ての半導体素子に対してワイヤーボンディングを完了した後、封止する前に、形成されたボンディングワイヤーの状態を観察し、ワイヤーボンディング性を下記のようにして、評価した。
◎：全ての半導体素子に対して高精度にワイヤーが形成されていた。
○：精度は若干劣るものの、全ての半導体素子に対して実用上問題ない状態でワイヤーが形成されていた。
△：実使用上問題が生じる可能性がある状態で形成されたワイヤーが１つ以上あった。
×：実使用上問題が生じる可能性が高い状態で形成されたワイヤーが１つ以上あった。
これらの評価結果を表３に示す。
表３からわかるように、各実施例においては、第１接着層がダイシェア強度１ＭＰａ以上の強い密着強度を発揮しつつ、樹脂基板表面の凹凸に対する接着層の埋め込み性に優れている。また第２接着層が直前に熱処理を行うことなく、ワイヤーボンディングを行うことができ、さらにワイヤーボンディング時に高温で長時間（１７５℃６時間）の熱履歴を受けた後においても半導体素子表面の凹凸に対する接着層の埋め込み性に優れている。その結果各実施例においては、ボンディング性が良好であった。
一方、各比較例においては、ボンディング性と、樹脂基板表面の凹凸に対する接着層の埋め込み性および密着強度との両立を図ることができなかった。
１ 第１粘着層
２ 第２粘着層
３ 接着層
３Ａ 接着層
４ 支持フィルム
４ａ 基材
４ｂ 基材
５ 絶縁基板
７ 半導体ウエハー
８ 積層体
９ ウエハーリング
１０ 半導体用フィルム
１０Ａ 半導体用フィルム
１１ 外周縁
２１ 外周部
３１ 接着層
４１ 外周部
６１ 積層体
６２ 積層体
６３ 積層体
６４ 積層体
７１ 半導体素子
８１ 切り込み
８２ ダイシングブレード
８３ 個片
８４（８４ａ〜８４ｅ） ワイヤー
８５ モールド層
８６ ボール状電極
１００ 半導体装置
１００Ａ 半導体装置
１３１ 接着層
１７１ 半導体素子
１８３ 個片
２３１ 接着層
２５０ ダイボンダ
２６０ コレット
２７０ ヒーター
２７１ 半導体素子
２８０ 装置本体
３０２ ダイサーテーブル
３３１ 接着層
３７１ 半導体素子
４３１ 接着層
４７１ 半導体素子

Claims (10)

  1. 基板上に複数の半導体素子が積層された半導体装置であって、
    前記複数の半導体素子のうち前記基板に隣り合う半導体素子と前記基板とが、第１接着層を介して接着され、
    隣り合う２つの前記半導体素子同士は、前記第１接着層とは異なる特性を有する第２接着層を介して接着されていることを特徴とする半導体装置。
  2. 前記第１接着層は、熱可塑性樹脂と、エポキシ樹脂と、硬化剤とを含んで構成されている請求項１に記載の半導体装置。
  3. 前記第１接着層に含まれる前記熱可塑性樹脂は、アクリル系樹脂である請求項２に記載の半導体装置。
  4. 前記硬化剤は、フェノール樹脂を含んで構成されている請求項３に記載の半導体装置。
  5. 前記第２接着層は、アクリル系樹脂を含んで構成されている請求項１ないし４のいずれかに記載の半導体装置。
  6. 前記第２接着層に含まれる前記アクリル系樹脂は、アクリル酸エステル共重合体である請求項５に記載の半導体装置。
  7. 前記第２接着層に含まれる前記アクリル酸エステル共重合体は、カルボキシル基を有するモノマー単位を含む繰り返し単位を有する請求項６に記載の半導体装置。
  8. 前記第２接着層は、前記アクリル系樹脂とは異なる熱可塑性樹脂を含む請求項５ないし７のいずれかに記載の半導体装置。
  9. 前記アクリル系樹脂とは異なる熱可塑性樹脂がフェノキシ樹脂である請求項８に記載の半導体装置。
  10. 前記第２接着層は、熱硬化性樹脂を実質的に含まないで構成されている請求項５ないし９のいずれかに記載の半導体装置。
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