JP2014165206A - アンダーフィルシート、裏面研削用テープ一体型アンダーフィルシート、ダイシングテープ一体型アンダーフィルシート及び半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 半導体素子の回路面の凹凸を良好に埋め込みでき、半導体素子の端子と被着体の端子を良好に接続でき、アウトガスを低減できるアンダーフィルシートを提供する。
【解決手段】 １５０℃、０．０５〜０．２０回転／分における粘度が１０００〜１００００Ｐａ・ｓであり、１００〜２００℃、０．３〜０．７回転／分における最低粘度が１００Ｐａ・ｓ以上であるアンダーフィルシートに関する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、アンダーフィルシート、裏面研削用テープ一体型アンダーフィルシート、ダイシングテープ一体型アンダーフィルシート及び半導体装置の製造方法に関する。

電子機器の小型・薄型化による高密度実装の要求が、近年、急激に増加している。このため、半導体パッケージは、従来のピン挿入型に代わり、高密度実装に適した表面実装型が主流になっている。

表面実装後には、半導体素子表面の保護や半導体素子と基板との間の接続信頼性を確保するために、半導体素子と基板との間の空間へ液状の封止樹脂の充填が行われている。しかしながら、狭ピッチの半導体装置の製造に、液状の封止樹脂を用いると、ボイド（気泡）が発生する場合がある。そこで、シート状の封止樹脂（アンダーフィルシート）を用いて半導体素子と基板との間の空間を充填する技術も提案されている（特許文献１）。

特許第４４３８９７３号

一般的に、アンダーフィルシートを用いるプロセスでは、端子（バンプなど）が設けれた半導体素子の回路面とアンダーフィルシートとが貼り合わされることになることから、アンダーフィルシートには回路面の凹凸に追従して密着することが求められる。しかしながら、アンダーフィルシートの粘度が高いと、凹凸を充分に埋め込むことができず、ボイドが発生する場合がある。また、半導体素子の端子と被着体の端子を接続する際、これらの端子間のアンダーフィル材が退かず、アンダーフィル材が介在し、接続不良が起きるおそれがある。一方、アンダーフィルシートの粘度が低いと、アウトガス（接続時または熱硬化時に発生するガス）が発生した際にボイドとなる場合がある。

本発明は前記問題点に鑑みなされたものであり、凹凸を良好に埋め込みでき、半導体素子の端子と被着体の端子を良好に接続でき、アウトガスによるボイドの発生を低減できるアンダーフィルシートを提供することを目的とする。また、本発明は、裏面研削用テープ一体型アンダーフィルシート、ダイシングテープ一体型アンダーフィルシート及び半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。

本願発明者は、下記の構成を採用することにより、前記の課題を解決できることを見出して本発明を完成させるに至った。

すなわち、本発明は、１５０℃、０．０５〜０．２０回転／分における粘度が１０００〜１００００Ｐａ・ｓであり、１００〜２００℃、０．３〜０．７回転／分における最低粘度が１００Ｐａ・ｓ以上であるアンダーフィルシートに関する。

一般的にアンダーフィルシートを用いる半導体装置の製造プロセスでは、加熱条件下で、アンダーフィルシートを介して、半導体素子を被着体に固定する。本発明のアンダーフィルシートは、１５０℃、０．０５〜０．２０回転／分における粘度が１０００〜１００００Ｐａ・ｓであるので、加熱条件下におけるアンダーフィルシートの流動性が最適範囲となり、半導体素子表面の凹凸を良好に埋め込みできる。また、端子間のアンダーフィル材が良好に退くため、半導体素子の端子と被着体の端子を良好に接続できる。

また、本発明のアンダーフィルシートは、１００〜２００℃、０．３〜０．７回転／分における最低粘度が１００Ｐａ・ｓ以上であるので、アウトガスによるボイドの発生を低減できる。

本発明のアンダーフィルシートは、平均粒子径０．０１〜１０μｍのシリカフィラーを１５〜７０重量％、アクリル樹脂を２〜３０重量％含むことが好ましい。これにより、前記の粘度を良好に達成できる。

本発明のアンダーフィルシートは、１７５℃で１時間熱硬化処理した後の貯蔵弾性率Ｅ’［ＭＰａ］及び熱膨張係数α［ｐｐｍ／Ｋ］が２５℃において下記式（１）を満たすことが好ましい。
Ｅ’×α＜２５００００［Ｐａ／Ｋ］ ・・・（１）

アンダーフィルシートの熱硬化後の貯蔵弾性率Ｅ’［ＭＰａ］及び熱膨張係数α［ｐｐｍ／Ｋ］が上記式（１）を満たすと、半導体素子と被着体との熱応答挙動の差を緩和することができ、接合部の破断が抑制された接続信頼性の高い半導体装置を得ることができる。上記式（１）では貯蔵弾性率Ｅ’と熱膨張係数αとは反比例の関係にある。貯蔵弾性率Ｅ’が高くなると、アンダーフィルシート自体の剛性が向上して応力を吸収ないし分散させることができる。このとき熱膨張係数αは低くなり、アンダーフィルシート自体の熱膨張挙動が抑制されるので、隣接する部材（すなわち、半導体素子や被着体）への機械的ダメージを低減することができる。一方、貯蔵弾性率Ｅ’が低くなると、アンダーフィルシート自体の柔軟性が向上し、隣接する部材、特に被着体の熱応答挙動を吸収することができる。このとき熱膨張係数αは高くなり、アンダーフィルシートの熱応答挙動が被着体の熱応答挙動に同調しつつ、貯蔵弾性率Ｅ’の低下により半導体素子への影響は抑制されて、全体としての応力が緩和されることになる。このように、半導体素子、被着体、及びアンダーフィルシートの相互の応力の最適緩和を図ることができるので、接続部材（バンプ）の破断も抑制することができ、その結果、半導体装置の接続信頼性を向上させることができる。なお、貯蔵弾性率Ｅ’及び熱膨張係数αの測定方法は実施例の記載による。

前記貯蔵弾性率Ｅ’は１００〜１００００［ＭＰａ］であり、かつ前記熱膨張係数αは１０〜２００［ｐｐｍ／Ｋ］であることが好ましい。貯蔵弾性率Ｅ’及び熱膨張係数αがそれぞれこのような範囲にあることにより、全体のシステムの応力を効率的に緩和することができる。

前記貯蔵弾性率Ｅ’［ＭＰａ］と前記熱膨張係数α［ｐｐｍ／Ｋ］とが下記式（２）を満たすことが好ましい。
１００００＜Ｅ’×α＜２５００００［Ｐａ／Ｋ］ ・・・（２）

貯蔵弾性率Ｅ’及び熱膨張係数αが上記式（２）を満たすことにより、半導体素子、被着体、及びアンダーフィルシートの相互の応力の最適緩和をより容易に図ることができる。

本発明のアンダーフィルシートは熱硬化性樹脂を含むことが好ましい。また、前記熱硬化性樹脂がエポキシ樹脂とフェノール樹脂とを含むことが好ましい。これにより、前記の粘度を良好に達成できるとともに、アンダーフィルシートの上記式（１）の充足性を容易に達成できる。

本発明はまた、裏面研削用テープと、前記裏面研削用テープ上に積層された前記アンダーフィルシートとを備える裏面研削用テープ一体型アンダーフィルシートに関する。裏面研削用テープとアンダーフィルシートを一体的に用いることにより、製造効率を向上できる。

本発明はまた、ダイシングテープと、前記ダイシングテープ上に積層された前記アンダーフィルシートとを備えるダイシングテープ一体型アンダーフィルシートに関する。裏面研削用テープとアンダーフィルシートを一体的に用いることにより、製造効率を向上できる。

本発明はまた、前記アンダーフィルシートを介して、半導体素子を被着体に固定する工程を含む半導体装置の製造方法に関する。

裏面研削用テープ一体型アンダーフィルシートの断面模式図である。 裏面研削用テープ一体型アンダーフィルシートを用いる半導体装置の製造方法の一工程を示す図である。 裏面研削用テープ一体型アンダーフィルシートを用いる半導体装置の製造方法の一工程を示す図である。 裏面研削用テープ一体型アンダーフィルシートを用いる半導体装置の製造方法の一工程を示す図である。 裏面研削用テープ一体型アンダーフィルシートを用いる半導体装置の製造方法の一工程を示す図である。 裏面研削用テープ一体型アンダーフィルシートを用いる半導体装置の製造方法の一工程を示す図である。 裏面研削用テープ一体型アンダーフィルシートを用いる半導体装置の製造方法の一工程を示す図である。 裏面研削用テープ一体型アンダーフィルシートを用いる半導体装置の製造方法の一工程を示す図である。 ダイシングテープ一体型アンダーフィルシートの断面模式図である。 ダイシングテープ一体型アンダーフィルシートを用いる半導体装置の製造方法の一工程を示す図である。 ダイシングテープ一体型アンダーフィルシートを用いる半導体装置の製造方法の一工程を示す図である。 ダイシングテープ一体型アンダーフィルシートを用いる半導体装置の製造方法の一工程を示す図である。 ダイシングテープ一体型アンダーフィルシートを用いる半導体装置の製造方法の一工程を示す図である。

［アンダーフィルシート］
本発明のアンダーフィルシートは、１５０℃、０．０５〜０．２０回転／分における粘度が１０００Ｐａ・ｓ以上であり、好ましくは２０００Ｐａ・ｓ以上である。１０００Ｐａ・ｓ以上であるので、加圧の際にはみ出した樹脂による加圧装置の汚染を防止できる。

また、１５０℃、０．０５〜０．２０回転／分における粘度が１００００Ｐａ・ｓ以下であり、好ましくは８０００Ｐａ・ｓ以下である。１００００Ｐａ・ｓ以下であるので、加熱条件下におけるアンダーフィルシートの流動性が最適範囲となり、半導体素子表面の凹凸を良好に埋め込みできる。また、端子間のアンダーフィル材が良好に退くため、半導体素子の端子と被着体の端子を良好に接続できる。

１５０℃、０．０５〜０．２０回転／分における粘度は、シリカフィラーの粒径、シリカフィラーの含有量、アクリル樹脂の含有量、アクリル樹脂の分子量、熱硬化性樹脂の含有量などによりコントロールできる。

例えば、シリカフィラーの粒径を小さくすること、シリカフィラーの含有量を増大させること、アクリル樹脂の含有量を増大させること、アクリル樹脂の分子量を増大させること、熱硬化性樹脂の含有量を減少させることにより、１５０℃、０．０５〜０．２０回転／分における粘度を高められる。

また、本発明のアンダーフィルシートは、１００〜２００℃、０．３〜０．７回転／分における最低粘度が１００Ｐａ・ｓ以上であり、好ましくは５００Ｐａ・ｓ以上である。１００Ｐａ・ｓ以上であるので、アウトガスによるボイドの発生を低減できる。

また、１００〜２００℃、０．３〜０．７回転／分における最低粘度が好ましくは１００００Ｐａ・ｓ以下であり、より好ましくは８０００Ｐａ・ｓ以下である。１００００Ｐａ・ｓ以下であると、加熱条件下におけるアンダーフィルシートの流動性が最適範囲となり、半導体素子表面の凹凸を良好に埋め込みできる。また、端子間のアンダーフィル材が良好に退くため、半導体素子の端子と被着体の端子を良好に接続できる。

１００〜２００℃、０．３〜０．７回転／分における最低粘度は、シリカフィラーの粒径、シリカフィラーの含有量、アクリル樹脂の含有量、アクリル樹脂の分子量、熱硬化性樹脂の含有量などによりコントロールできる。

例えば、シリカフィラーの粒径を小さくすること、シリカフィラーの含有量を増大させること、アクリル樹脂の含有量を増大させること、アクリル樹脂の分子量を増大させること、熱硬化性樹脂の含有量を減少させることにより、１００〜２００℃、０．３〜０．７回転／分における最低粘度を高められる。

なお、１５０℃、０．０５〜０．２０回転／分における粘度、及び１００〜２００℃、０．３〜０．７回転／分における最低粘度は、レオメーターを用いて測定できる。具体的には、実施例に記載の方法により測定できる。

本発明のアンダーフィルシートは、１７５℃で１時間熱硬化処理した後の貯蔵弾性率Ｅ’［ＭＰａ］及び熱膨張係数α［ｐｐｍ／Ｋ］が２５℃において下記式（１）を満たすことが好ましい。
Ｅ’×α＜２５００００［Ｐａ／Ｋ］ ・・・（１）

前記式（１）を満たすことにより、半導体素子と被着体との熱応答挙動の差を緩和することができ、接合部の破断が抑制された接続信頼性の高い半導体装置を得ることができる。また、半導体素子、被着体、及びアンダーフィルシートの相互に働く応力の最適緩和を図ることができるので、接続部材の破断も抑制することができ、半導体装置の接続信頼性を向上させることができる。

前記貯蔵弾性率Ｅ’は１００〜１００００［ＭＰａ］であり、かつ前記熱膨張係数αは１０〜２００［ｐｐｍ／Ｋ］であることが好ましい。貯蔵弾性率Ｅ’及び熱膨張係数αがそれぞれこのような範囲にあることにより、半導体装置全体のシステムの応力を効率的に緩和することができる。

前記貯蔵弾性率Ｅ’［ＭＰａ］と前記熱膨張係数α［ｐｐｍ／Ｋ］とが下記式（２）を満たすことが好ましい。
１００００＜Ｅ’×α＜２５００００［Ｐａ／Ｋ］ ・・・（２）

熱硬化後のアンダーフィルシートの貯蔵弾性率Ｅ’及び熱膨張係数αが上記式（２）を満たすことにより、半導体素子、被着体、及びアンダーフィルシートの相互の応力の最適緩和をより容易に図ることができる。

アンダーフィルシートを１７５℃で１時間熱硬化処理した後のガラス転移温度（Ｔｇ）は１００〜１８０℃であることが好ましく、１３０〜１７０℃であることがより好ましい。熱硬化後のアンダーフィルシートのガラス転移温度を上記範囲とすることで、熱サイクル信頼性試験の温度範囲における急激な物性変化を抑制することができ、さらなる信頼性の向上が期待できる。

なお、熱硬化前のアンダーフィルシートの温度２３℃、湿度７０％の条件下における吸水率は、１重量％以下であることが好ましく、０．５重量％以下であることがより好ましい。アンダーフィルシートが上記のような吸水率を有することにより、アンダーフィルシートへの水分の吸収が抑制され、半導体素子の実装時のボイドの発生をより効率的に抑制することができる。なお、上記吸水率の下限は小さいほど好ましく、実質的に０重量％が好ましく、０重量％であることがより好ましい。

アンダーフィルシートの構成材料として、イオン性不純物が少なく耐熱性が高く、半導体素子の信頼性を確保できるという点から、アクリル樹脂を使用することが好ましい。

前記アクリル樹脂としては、特に限定されるものではなく、炭素数３０以下、特に炭素数４〜１８の直鎖若しくは分岐のアルキル基を有するアクリル酸又はメタクリル酸のエステルの１種又は２種以上を成分とする重合体等が挙げられる。前記アルキル基としては、例えばメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｔ−ブチル基、イソブチル基、アミル基、イソアミル基、へキシル基、へプチル基、シクロヘキシル基、２−エチルヘキシル基、オクチル基、イソオクチル基、ノニル基、イソノニル基、デシル基、イソデシル基、ウンデシル基、ラウリル基、トリデシル基、テトラデシル基、ステアリル基、オクタデシル基、又はドデシル基等が挙げられる。

また、前記重合体を形成する他のモノマーとしては、特に限定されるものではなく、例えばアクリロニトリルのようなシアノ基含有モノマー、アクリル酸、メタクリル酸、カルボキシエチルアクリレート、カルボキシペンチルアクリレート、イタコン酸、マレイン酸、フマール酸若しくはクロトン酸等の様なカルボキシル基含有モノマー、無水マレイン酸若しくは無水イタコン酸等の様な酸無水物モノマー、（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシエチル、（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシプロピル、（メタ）アクリル酸４−ヒドロキシブチル、（メタ）アクリル酸６−ヒドロキシヘキシル、（メタ）アクリル酸８−ヒドロキシオクチル、（メタ）アクリル酸１０−ヒドロキシデシル、（メタ）アクリル酸１２−ヒドロキシラウリル若しくは（４−ヒドロキシメチルシクロヘキシル）−メチルアクリレート等の様なヒドロキシル基含有モノマー、スチレンスルホン酸、アリルスルホン酸、２−（メタ）アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸、（メタ）アクリルアミドプロパンスルホン酸、スルホプロピル（メタ）アクリレート若しくは（メタ）アクリロイルオキシナフタレンスルホン酸等の様なスルホン酸基含有モノマー、又は２−ヒドロキシエチルアクリロイルホスフェート等の様な燐酸基含有モノマーが挙げられる。

アンダーフィルシート中のアクリル樹脂の含有量は、好ましくは２重量％以上であり、より好ましくは５重量％以上である。２重量％以上であると、前述の最低粘度に良好に調整できる。また、アンダーフィルシート中のアクリル樹脂の含有量は、好ましくは３０重量％以下であり、より好ましくは２５重量％以下である。３０重量％以下であると、前述の１５０℃における粘度範囲に入りやすくなり、半導体素子表面の凹凸を良好に埋め込みできる。また、端子間のアンダーフィル材が良好に退くため、半導体素子の端子と被着体の端子を良好に接続できる。

アンダーフィルシートの構成材料として、熱硬化性樹脂を使用することが好ましい。

前記熱硬化性樹脂としては、フェノール樹脂、アミノ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂、又は熱硬化性ポリイミド樹脂等が挙げられる。これらの樹脂は、単独で又は２種以上を併用して用いることができる。特に、半導体素子を腐食させるイオン性不純物等の含有が少ない点、ダイシングの切断面においてアンダーフィルシートの糊はみ出しを抑制でき、切断面同士の再付着（ブロッキング）を抑制できる点からエポキシ樹脂が好ましい。また、エポキシ樹脂の硬化剤としてはフェノール樹脂が好ましい。

前記エポキシ樹脂は、接着剤組成物として一般に用いられるものであれば特に限定は無く、例えばビスフェノールＡ型、ビスフェノールＦ型、ビスフェノールＳ型、臭素化ビスフェノールＡ型、水添ビスフェノールＡ型、ビスフェノールＡＦ型、ビフェニル型、ナフタレン型、フルオンレン型、フェノールノボラック型、オルソクレゾールノボラック型、トリスヒドロキシフェニルメタン型、テトラフェニロールエタン型等の二官能エポキシ樹脂や多官能エポキシ樹脂、又はヒダントイン型、トリスグリシジルイソシアヌレート型若しくはグリシジルアミン型等のエポキシ樹脂が用いられる。これらは単独で、又は２種以上を併用して用いることができる。これらのエポキシ樹脂のうちノボラック型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、トリスヒドロキシフェニルメタン型樹脂又はテトラフェニロールエタン型エポキシ樹脂が特に好ましい。これらのエポキシ樹脂は、硬化剤としてのフェノール樹脂との反応性に富み、耐熱性等に優れるからである。

さらに、前記フェノール樹脂は、前記エポキシ樹脂の硬化剤として作用するものであり、例えば、フェノールノボラック樹脂、フェノールアラルキル樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ｔｅｒｔ−ブチルフェノールノボラック樹脂、ノニルフェノールノボラック樹脂等のノボラック型フェノール樹脂、レゾール型フェノール樹脂、ポリパラオキシスチレン等のポリオキシスチレン等が挙げられる。これらは単独で、又は２種以上を併用して用いることができる。これらのフェノール樹脂のうちフェノールノボラック樹脂、フェノールアラルキル樹脂が特に好ましい。半導体装置の接続信頼性を向上させることができるからである。

前記エポキシ樹脂とフェノール樹脂の配合割合は、例えば、前記エポキシ樹脂成分中のエポキシ基１当量当たりフェノール樹脂中の水酸基が０．５〜２．０当量になるように配合することが好適である。より好適なのは、０．８〜１．２当量である。前記範囲を外れると、十分な硬化反応が進まず、アンダーフィルシートの特性が劣化し易くなる。

アンダーフィルシート中の熱硬化性樹脂の含有量は、好ましくは１０重量％以上であり、より好ましくは２０重量％以上である。１０重量％以上であると、硬化後の熱的特性が向上し、信頼性を保持しやすくなる。また、アンダーフィルシート中の熱硬化性樹脂の含有量は、好ましくは８０重量％以下であり、より好ましくは７０重量％以下である。８０重量％以下であると、応力を緩和しやすくなり、信頼性を保持しやすくなる。

エポキシ樹脂とフェノール樹脂の熱硬化促進触媒としては、特に制限されず、公知の熱硬化促進触媒の中から適宜選択して用いることができる。熱硬化促進触媒は単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。熱硬化促進触媒としては、例えば、アミン系硬化促進剤、リン系硬化促進剤、イミダゾール系硬化促進剤、ホウ素系硬化促進剤、リン−ホウ素系硬化促進剤などを用いることができる。

熱硬化促進触媒の含有量は、エポキシ樹脂及びフェノール樹脂の合計含有量１００重量部に対して、好ましくは０．１重量部以上である。０．１重量部以上であると、熱処理による硬化時間が短くなり生産性を向上させることができる。また、熱硬化促進触媒の含有量は、好ましくは５重量部以下である。５重量部以下であると、熱硬化性樹脂の保存性が向上させることができる。

アンダーフィルシートには、はんだバンプの表面の酸化膜を除去して半導体素子の実装を容易にするために、フラックスを添加してもよい。フラックスとしては特に限定されず、従来公知のフラックス作用を有する化合物を用いることができ、例えば、ジフェノール酸、アジピン酸、アセチルサリチル酸、安息香酸、ベンジル酸、アゼライン酸、ベンジル安息香酸、マロン酸、２，２−ビス（ヒドロキシメチル）プロピオン酸、サリチル酸、ｏ−メトキシ安息香酸、ｍ−ヒドロキシ安息香酸、コハク酸、２，６−ジメトキシメチルパラクレゾール、安息香酸ヒドラジド、カルボヒドラジド、マロン酸ジヒドラジド、コハク酸ジヒドラジド、グルタル酸ジヒドラジド、サリチル酸ヒドラジド、イミノジ酢酸ジヒドラジド、イタコン酸ジヒドラジド、クエン酸トリヒドラジド、チオカルボヒドラジド、ベンゾフェノンヒドラゾン、４，４’−オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジド及びアジピン酸ジヒドラジド等が挙げられる。フラックスの添加量は上記フラックス作用が発揮される程度であればよく、通常、アンダーフィルシートに含まれる樹脂成分（アクリル樹脂、熱硬化性樹脂などの樹脂成分）１００重量部に対して０．１〜２０重量部程度である。

アンダーフィルシートは、必要に応じて着色しても良い。アンダーフィルシートにおいて、着色により呈している色としては特に制限されないが、例えば、黒色、青色、赤色、緑色などが好ましい。着色に際しては、顔料、染料などの公知の着色剤の中から適宜選択して用いることができる。

アンダーフィルシートを予めある程度架橋をさせておく場合には、作製に際し、重合体の分子鎖末端の官能基等と反応する多官能性化合物を架橋剤として添加させておくのがよい。これにより、高温下での接着特性を向上させ、耐熱性の改善を図ることができる。

前記架橋剤としては、特に、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、ｐ−フェニレンジイソシアネート、１，５−ナフタレンジイソシアネート、多価アルコールとジイソシアネートの付加物等のポリイソシアネート化合物がより好ましい。架橋剤の含有量は適宜設定できるが、例えば、樹脂成分（アクリル樹脂、熱硬化性樹脂などの樹脂成分）１００重量部に対して、好ましくは１重量部以上、より好ましくは５重量部以上である。１重量部以上であると、前述の最低粘度に良好に調整できる。また、架橋剤の含有量は、好ましくは５０重量部以下、より好ましくは２０重量部以下である。５０重量部以下であると、流動性を保持しながら耐熱性の改善を図ることができる。

アンダーフィルシートには、平均粒子径０．０１〜１０μｍのシリカフィラーを配合することが好ましい。これにより、粘度範囲、貯蔵弾性率を調整できる。また、導電性や熱伝導性を向上できる。シリカフィラーとしては特に限定されないが、溶融シリカを好適に使用できる。

シリカフィラーの平均粒子径は、好ましくは０．０１μｍ以上であり、より好ましくは０．０５μｍ以上である。０．０１μｍ以上であると、フィラーの表面積による、シート可とう性への影響を抑制することができる。シリカフィラーの平均粒子径は好ましくは１０μｍ以下であり、より好ましくは１μｍ以下である。１０μｍ以下であると、チップと基板の間のギャップに効率よく充填することができる。
なお、平均粒子径は、光度式の粒度分布計（ＨＯＲＩＢＡ製、装置名；ＬＡ−９１０）により求めた値である。

アンダーフィルシート中のシリカフィラーの含有量は、好ましくは１５重量％以上、さらに好ましくは４０重量％以上である。１５重量％以上であると、高温時の樹脂の粘度を保持しやすくなる。また、アンダーフィルシート中のシリカフィラーの含有量は、好ましくは７０重量％以下である。７０重量％以下であると、１５０℃における熱硬化性樹脂の流動性を保持でき、凹凸対する埋まりこみ性が高くなる。

なお、アンダーフィルシートには、必要に応じて他の添加剤を適宜に配合することができる。他の添加剤としては、例えば難燃剤、シランカップリング剤又はイオントラップ剤等が挙げられる。前記難燃剤としては、例えば、三酸化アンチモン、五酸化アンチモン、臭素化エポキシ樹脂等が挙げられる。これらは、単独で、又は２種以上を併用して用いることができる。前記シランカップリング剤としては、例えば、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エトキシシラン等が挙げられる。これらの化合物は、単独で又は２種以上を併用して用いることができる。前記イオントラップ剤としては、例えばハイドロタルサイト類、水酸化ビスマス等が挙げられる。これらは、単独で又は２種以上を併用して用いることができる。

アンダーフィルシートは、例えば、以下のようにして作製される。まず、アンダーフィルシートの形成材料である前記各成分を配合し、溶媒（例えば、メチルエチルケトン、酢酸エチル等）に溶解ないし分散させて塗布液を調製する。次に、調製した塗布液を基材セパレータ上に所定厚みとなる様に塗布して塗布膜を形成した後、該塗布膜を所定条件下で乾燥させ、アンダーフィルシートを形成する。

アンダーフィルシートの厚さは、半導体素子と被着体との間のギャップや接続部材の高さを考慮して適宜設定すればよい。厚さは１０〜１００μｍが好ましい。

アンダーフィルシートは、セパレータにより保護されていることが好ましい。セパレータは、実用に供するまでアンダーフィルシートを保護する保護材としての機能を有している。セパレータはアンダーフィルシート上に半導体素子を貼着する際に剥がされる。セパレータとしては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレン、ポリプロピレンや、フッ素系剥離剤、長鎖アルキルアクリレート系剥離剤等の剥離剤により表面コートされたプラスチックフィルムや紙等も使用可能である。

本発明のアンダーフィルシートを用い、通常の方法で半導体装置を製造できる。具体的には、加熱条件下において、アンダーフィルシートを介して、半導体素子を被着体に固定することにより半導体装置を製造できる。

加熱条件としては特に限定されないが、好ましくは２００〜３００℃である。本発明のアンダーフィルシートは前述の粘度特性を有するため、上記加熱条件下において、流動性が最適範囲となり、半導体素子表面の凹凸を良好に埋め込みでき、端子間を良好に接続できる。また、アウトガスによるボイドの発生も低減できる。

半導体素子としては、半導体ウェハ、半導体チップなどが挙げられる。被着体としては、配線回路基板、フレキシブル基板、インターポーザー、半導体ウェハ、半導体チップなどが挙げられる。

［裏面研削用テープ一体型アンダーフィルシート］
本発明の裏面研削用テープ一体型アンダーフィルシートは、裏面研削用テープと、前述のアンダーフィルシートとを備える。

図１は、裏面研削用テープ一体型アンダーフィルシート１０の断面模式図である。図１に示すように、裏面研削用テープ一体型アンダーフィルシート１０は、裏面研削用テープ１と、裏面研削用テープ上に積層されたアンダーフィルシート２とを備えている。なお、アンダーフィルシート２は、図１に示したように裏面研削用テープ１の全面に積層されていなくてもよく、半導体ウェハ３（図２Ａ参照）との貼り合わせに十分なサイズで設けられていればよい。

（裏面研削用テープ）
裏面研削用テープ１は、基材１ａと、基材１ａ上に積層された粘着剤層１ｂとを備えている。なお、アンダーフィルシート２は、粘着剤層１ｂ上に積層されている。

上記基材１ａは裏面研削用テープ一体型アンダーフィルシート１０の強度母体となるものである。例えば、低密度ポリエチレン、直鎖状ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、超低密度ポリエチレン、ランダム共重合ポリプロピレン、ブロック共重合ポリプロピレン、ホモポリプロレン、ポリブテン、ポリメチルペンテン等のポリオレフィン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、アイオノマー樹脂、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（ランダム、交互）共重合体、エチレン−ブテン共重合体、エチレン−ヘキセン共重合体、ポリウレタン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリアミド、全芳香族ポリアミド、ポリフェニルスルフイド、アラミド（紙）、ガラス、ガラスクロス、フッ素樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、セルロース系樹脂、シリコーン樹脂、金属（箔）、紙等が挙げられる。粘着剤層１ｂが紫外線硬化型である場合、基材１ａは紫外線に対し透過性を有するものが好ましい。

基材１ａの表面には、慣用の表面処理を施すことができる。

上記基材１ａは、同種又は異種のものを適宜に選択して使用することができ、必要に応じて数種をブレンドしたものを用いることができる。また、基材１ａには、帯電防止能を付与するため、上記の基材１ａ上に金属、合金、これらの酸化物等からなる厚さが３０〜５００Å程度の導電性物質の蒸着層を設けることができる。基材１ａは単層又は２種以上の複層でもよい。

基材１ａの厚さは適宜に決定でき、一般的には５μｍ以上２００μｍ以下程度であり、好ましくは３５μｍ以上１２０μｍ以下である。

なお、基材１ａには、本発明の効果等を損なわない範囲で、各種添加剤（例えば、着色剤、充填剤、可塑剤、老化防止剤、酸化防止剤、界面活性剤、難燃剤等）が含まれていてもよい。

粘着剤層１ｂの形成に用いる粘着剤は、ダイシングの際にアンダーフィルシートを介して半導体ウェハ又は半導体チップをしっかり保持し、ピックアップ時にアンダーフィルシート付きの半導体チップを剥離可能に制御できるものであれば特に制限されない。例えば、アクリル系粘着剤、ゴム系粘着剤等の一般的な感圧性接着剤を用いることができる。上記感圧性接着剤としては、半導体ウェハやガラス等の汚染をきらう電子部品の超純水やアルコール等の有機溶剤による清浄洗浄性などの点から、アクリル系ポリマーをベースポリマーとするアクリル系粘着剤が好ましい。

上記アクリル系ポリマーとしては、アクリル酸エステルを主モノマー成分として用いたものが挙げられる。上記アクリル酸エステルとしては、例えば、（メタ）アクリル酸アルキルエステル（例えば、メチルエステル、エチルエステル、プロピルエステル、イソプロピルエステル、ブチルエステル、イソブチルエステル、ｓ−ブチルエステル、ｔ−ブチルエステル、ペンチルエステル、イソペンチルエステル、ヘキシルエステル、ヘプチルエステル、オクチルエステル、２−エチルヘキシルエステル、イソオクチルエステル、ノニルエステル、デシルエステル、イソデシルエステル、ウンデシルエステル、ドデシルエステル、トリデシルエステル、テトラデシルエステル、ヘキサデシルエステル、オクタデシルエステル、エイコシルエステル等のアルキル基の炭素数１〜３０、特に炭素数４〜１８の直鎖状又は分岐鎖状のアルキルエステル等）及び（メタ）アクリル酸シクロアルキルエステル（例えば、シクロペンチルエステル、シクロヘキシルエステル等）の１種又は２種以上を単量体成分として用いたアクリル系ポリマー等が挙げられる。なお、（メタ）アクリル酸エステルとはアクリル酸エステル及び／又はメタクリル酸エステルをいい、本発明の（メタ）とは全て同様の意味である。

上記アクリル系ポリマーは、凝集力、耐熱性などの改質を目的として、必要に応じ、上記（メタ）アクリル酸アルキルエステル又はシクロアルキルエステルと共重合可能な他のモノマー成分に対応する単位を含んでいてもよい。このようなモノマー成分として、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、カルボキシエチル（メタ）アクリレート、カルボキシペンチル（メタ）アクリレート、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、クロトン酸などのカルボキシル基含有モノマー；無水マレイン酸、無水イタコン酸などの酸無水物モノマー；（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシエチル、（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシプロピル、（メタ）アクリル酸４−ヒドロキシブチル、（メタ）アクリル酸６−ヒドロキシヘキシル、（メタ）アクリル酸８−ヒドロキシオクチル、（メタ）アクリル酸１０−ヒドロキシデシル、（メタ）アクリル酸１２−ヒドロキシラウリル、（４−ヒドロキシメチルシクロヘキシル）メチル（メタ）アクリレートなどのヒドロキシル基含有モノマー；スチレンスルホン酸、アリルスルホン酸、２−（メタ）アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸、（メタ）アクリルアミドプロパンスルホン酸、スルホプロピル（メタ）アクリレート、（メタ）アクリロイルオキシナフタレンスルホン酸などのスルホン酸基含有モノマー；２−ヒドロキシエチルアクリロイルホスフェートなどのリン酸基含有モノマー；アクリルアミド、アクリロニトリルなどがあげられる。これら共重合可能なモノマー成分は、１種又は２種以上使用できる。これら共重合可能なモノマーの使用量は、全モノマー成分の４０重量％以下が好ましい。

さらに、上記アクリル系ポリマーは、架橋させるため、多官能性モノマーなども、必要に応じて共重合用モノマー成分として含むことができる。このような多官能性モノマーとして、例えば、ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、（ポリ）エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、（ポリ）プロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、エポキシ（メタ）アクリレート、ポリエステル（メタ）アクリレート、ウレタン（メタ）アクリレートなどがあげられる。これらの多官能性モノマーも１種又は２種以上用いることができる。多官能性モノマーの使用量は、粘着特性等の点から、全モノマー成分の３０重量％以下が好ましい。

上記アクリル系ポリマーは、単一モノマー又は２種以上のモノマー混合物を重合に付すことにより得られる。重合は、溶液重合、乳化重合、塊状重合、懸濁重合等の何れの方式で行うこともできる。清浄な被着体への汚染防止等の点から、低分子量物質の含有量が小さいのが好ましい。この点から、アクリル系ポリマーの数平均分子量は、好ましくは３０万以上、さらに好ましくは４０万〜３００万程度である。

また、上記粘着剤には、ベースポリマーであるアクリル系ポリマー等の数平均分子量を高めるため、外部架橋剤を適宜に採用することもできる。外部架橋方法の具体的手段としては、ポリイソシアネート化合物、エポキシ化合物、アジリジン化合物、メラミン系架橋剤などのいわゆる架橋剤を添加し反応させる方法があげられる。外部架橋剤を使用する場合、その使用量は、架橋すべきベースポリマーとのバランスにより、さらには、粘着剤としての使用用途によって適宜決定される。一般的には、上記ベースポリマー１００重量部に対して、５重量部程度以下、さらには０．１〜５重量部配合するのが好ましい。さらに、粘着剤には、必要により、上記成分のほかに、従来公知の各種の粘着付与剤、老化防止剤などの添加剤を用いてもよい。

粘着剤層１ｂは放射線硬化型粘着剤により形成することができる。放射線硬化型粘着剤は、紫外線等の放射線の照射により架橋度を増大させてその粘着力を容易に低下させることができ、ピックアップを容易に行うことができる。放射線としては、Ｘ線、紫外線、電子線、α線、β線、中性子線等が挙げられる。

放射線硬化型粘着剤は、炭素−炭素二重結合等の放射線硬化性の官能基を有し、かつ粘着性を示すものを特に制限なく使用することができる。放射線硬化型粘着剤としては、例えば、上記アクリル系粘着剤、ゴム系粘着剤等の一般的な感圧性粘着剤に、放射線硬化性のモノマー成分やオリゴマー成分を配合した添加型の放射線硬化性粘着剤を例示できる。

配合する放射線硬化性のモノマー成分としては、例えば、ウレタンオリゴマー、ウレタン（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、テトラメチロールメタンテトラ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ペンタエリストールテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリストールモノヒドロキシペンタ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、１，４−ブタンジオールジ（メタ）アクリレートなどがあげられる。また放射線硬化性のオリゴマー成分はウレタン系、ポリエーテル系、ポリエステル系、ポリカーボネート系、ポリブタジエン系など種々のオリゴマーがあげられ、その重量平均分子量が１００〜３００００程度の範囲のものが適当である。放射線硬化性のモノマー成分やオリゴマー成分の配合量は、上記粘着剤層の種類に応じて、粘着剤層の粘着力を低下できる量を、適宜に決定することができる。一般的には、粘着剤を構成するアクリル系ポリマー等のベースポリマー１００重量部に対して、例えば５〜５００重量部、好ましくは４０〜１５０重量部程度である。

また、放射線硬化型粘着剤としては、上記説明した添加型の放射線硬化性粘着剤のほかに、ベースポリマーとして、炭素−炭素二重結合をポリマー側鎖または主鎖中もしくは主鎖末端に有するものを用いた内在型の放射線硬化性粘着剤があげられる。内在型の放射線硬化性粘着剤は、低分子成分であるオリゴマー成分等を含有する必要がなく、または多くは含まないため、経時的にオリゴマー成分等が粘着剤在中を移動することなく、安定した層構造の粘着剤層を形成することができるため好ましい。

上記炭素−炭素二重結合を有するベースポリマーは、炭素−炭素二重結合を有し、かつ粘着性を有するものを特に制限なく使用できる。このようなベースポリマーとしては、アクリル系ポリマーを基本骨格とするものが好ましい。アクリル系ポリマーの基本骨格としては、上記例示したアクリル系ポリマーがあげられる。

上記アクリル系ポリマーへの炭素−炭素二重結合の導入法は特に制限されず、様々な方法を採用できるが、炭素−炭素二重結合はポリマー側鎖に導入するのが分子設計が容易である。例えば、予め、アクリル系ポリマーに官能基を有するモノマーを共重合した後、この官能基と反応しうる官能基および炭素−炭素二重結合を有する化合物を、炭素−炭素二重結合の放射線硬化性を維持したまま縮合または付加反応させる方法があげられる。

これら官能基の組合せの例としては、カルボン酸基とエポキシ基、カルボン酸基とアジリジル基、ヒドロキシル基とイソシアネート基などがあげられる。これら官能基の組合せのなかでも反応追跡の容易さから、ヒドロキシル基とイソシアネート基との組合せが好適である。また、これら官能基の組み合わせにより、上記炭素−炭素二重結合を有するアクリル系ポリマーを生成するような組合せであれば、官能基はアクリル系ポリマーと上記化合物のいずれの側にあってもよいが、上記の好ましい組み合わせでは、アクリル系ポリマーがヒドロキシル基を有し、上記化合物がイソシアネート基を有する場合が好適である。この場合、炭素−炭素二重結合を有するイソシアネート化合物としては、例えば、メタクリロイルイソシアネート、２−メタクリロイルオキシエチルイソシアネート、ｍ−イソプロペニル−α，α−ジメチルベンジルイソシアネートなどがあげられる。また、アクリル系ポリマーとしては、上記例示のヒドロキシ基含有モノマーや２−ヒドロキシエチルビニルエーテル、４−ヒドロキシブチルビニルエーテル、ジエチレングルコールモノビニルエーテルのエーテル系化合物などを共重合したものが用いられる。

上記内在型の放射線硬化性粘着剤は、上記炭素−炭素二重結合を有するベースポリマー（特にアクリル系ポリマー）を単独で使用することができるが、特性を悪化させない程度に上記放射線硬化性のモノマー成分やオリゴマー成分を配合することもできる。放射線硬化性のオリゴマー成分等は、通常ベースポリマー１００重量部に対して３０重量部の範囲内であり、好ましくは０〜１０重量部の範囲である。

上記放射線硬化型粘着剤には、紫外線等により硬化させる場合には光重合開始剤を含有させることが好ましい。光重合開始剤としては、例えば、４−（２−ヒドロキシエトキシ）フェニル（２−ヒドロキシ−２−プロピル）ケトン、α−ヒドロキシ−α，α´−ジメチルアセトフェノン、２−メチル−２−ヒドロキシプロピオフェノン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンなどのα−ケトール系化合物；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などのアセトフェノン系化合物；ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、アニソインメチルエーテルなどのベンゾインエーテル系化合物；ベンジルジメチルケタールなどのケタール系化合物；２−ナフタレンスルホニルクロリドなどの芳香族スルホニルクロリド系化合物；１−フェノン−１，１―プロパンジオン−２−（ｏ−エトキシカルボニル）オキシムなどの光活性オキシム系化合物；ベンゾフェノン、ベンゾイル安息香酸、３，３′−ジメチル−４−メトキシベンゾフェノンなどのベンゾフェノン系化合物；チオキサンソン、２−クロロチオキサンソン、２−メチルチオキサンソン、２，４−ジメチルチオキサンソン、イソプロピルチオキサンソン、２，４−ジクロロチオキサンソン、２，４−ジエチルチオキサンソン、２，４−ジイソプロピルチオキサンソンなどのチオキサンソン系化合物；カンファーキノン；ハロゲン化ケトン；アシルホスフィノキシド；アシルホスフォナートなどがあげられる。光重合開始剤の配合量は、粘着剤を構成するアクリル系ポリマー等のベースポリマー１００重量部に対して、例えば０．０５〜２０重量部程度である。

なお、放射線照射の際に、酸素による硬化阻害が起こる場合は、放射線硬化型の粘着剤層１ｂの表面よりなんらかの方法で酸素（空気）を遮断するのが望ましい。例えば、上記粘着剤層１ｂの表面をセパレータで被覆する方法や、窒素ガス雰囲気中で紫外線等の放射線の照射を行う方法等が挙げられる。

なお、粘着剤層１ｂには、本発明の効果等を損なわない範囲で、各種添加剤（例えば、着色剤、増粘剤、増量剤、充填剤、粘着付与剤、可塑剤、老化防止剤、酸化防止剤、界面活性剤、架橋剤等）が含まれていてもよい。

粘着剤層１ｂの厚さは特に限定されないが、チップ切断面の欠け防止、アンダーフィルシート２の固定保持の両立性等の観点から１〜５０μｍ程度であるのが好ましい。好ましくは２〜３０μｍ、さらには好ましくは５〜２５μｍである。

（裏面研削用テープ一体型アンダーフィルシートの製造方法）
裏面研削用テープ一体型アンダーフィルシート１０は、例えば裏面研削用テープ１及びアンダーフィルシート２を別々に作製しておき、最後にこれらを貼り合わせることにより作成することができる。

（裏面研削用テープ一体型アンダーフィルシートを用いる半導体装置の製造方法）
次に、裏面研削用テープ一体型アンダーフィルシート１０を用いる半導体装置の製造方法について説明する。図２は、裏面研削用テープ一体型アンダーフィルシート１０を用いる半導体装置の製造方法の各工程を示す図である。
具体的には、当該半導体装置の製造方法は、半導体ウェハ３の接続部材４が形成された回路面３ａと裏面研削用テープ一体型アンダーフィルシート１０のアンダーフィルシート２とを貼り合わせる貼合せ工程、半導体ウェハ３の裏面３ｂを研削する研削工程、半導体ウェハ３の裏面３ｂにダイシングテープ１１を貼りつけるウェハ固定工程、裏面研削用テープ１を剥離する剥離工程、半導体ウェハ３をダイシングしてアンダーフィルシート２付きの半導体チップ５を形成するダイシング工程、及びアンダーフィルシート２付きの半導体チップ５をダイシングテープ１１から剥離するピックアップ工程、被着体６と半導体チップ５の間の空間をアンダーフィルシート２で充填しつつ接続部材４を介して半導体チップ５と被着体６とを電気的に接続する接続工程、及びアンダーフィルシート２を硬化させる硬化工程を含む。

＜貼合せ工程＞
貼合せ工程では、半導体ウェハ３の接続部材４が形成された回路面３ａと裏面研削用テープ一体型アンダーフィルシート１０のアンダーフィルシート２とを貼り合わせる（図２Ａ参照）。

半導体ウェハ３の回路面３ａには、複数の接続部材４が形成されている（図２Ａ参照）。接続部材４の材質としては、特に限定されず、例えば、錫−鉛系金属材、錫−銀系金属材、錫−銀−銅系金属材、錫−亜鉛系金属材、錫−亜鉛−ビスマス系金属材等のはんだ類（合金）や、金系金属材、銅系金属材などが挙げられる。接続部材４の高さも用途に応じて定められ、一般的には１５〜１００μｍ程度である。もちろん、半導体ウェハ３における個々の接続部材４の高さは同一でも異なっていてもよい。

半導体ウェハ３表面に形成された接続部材４の高さＸ（μｍ）とアンダーフィルシート２の厚さＹ（μｍ）とが、下記の関係を満たすことが好ましい。
０．５≦Ｙ／Ｘ≦２

接続部材４の高さＸ（μｍ）とアンダーフィルシート２の厚さＹ（μｍ）とが上記関係を満たすことにより、半導体チップ５と被着体６との間の空間を十分に充填することができると共に、当該空間からのアンダーフィルシート２の過剰のはみ出しを防止することができ、アンダーフィルシート２による半導体チップ５の汚染等を防止することができる。なお、各接続部材４の高さが異なる場合は、最も高い接続部材４の高さを基準とする。

まず、裏面研削用テープ一体型アンダーフィルシート１０のアンダーフィルシート２上に任意に設けられたセパレータを適宜に剥離し、図２Ａに示すように、半導体ウェハ３の接続部材４が形成された回路面３ａとアンダーフィルシート２とを対向させ、アンダーフィルシート２と半導体ウェハ３とを貼り合わせる（マウント）。

貼り合わせの方法は特に限定されないが、圧着による方法が好ましい。圧着の圧力は、好ましくは０．１ＭＰａ以上、より好ましくは０．２ＭＰａ以上である。０．１ＭＰａ以上であると、半導体ウェハ３の回路面３ａの凹凸を良好に埋め込むことができる。また、圧着の圧力の上限は特に限定されないが、好ましくは１ＭＰａ以下、より好ましくは０．５ＭＰａ以下である。

貼り合わせの温度は、好ましくは６０℃以上であり、より好ましくは７０℃以上である。６０℃以上であると、アンダーフィルシート２の粘度が低下し、半導体ウェハ３の凹凸を空隙なく充填できる。また、貼り合わせの温度は、好ましくは１００℃以下であり、より好ましくは８０℃以下である。１００℃以下であると、アンダーフィルシート２の硬化反応を抑制したまま貼り合わせが可能となる。

貼り合わせは、減圧下で行うことが好ましく、例えば、１０００Ｐａ以下、好ましくは５００Ｐａ以下である。下限は特に限定されず、例えば、１Ｐａ以上である。

＜研削工程＞
研削工程では、半導体ウェハ３の回路面３ａとは反対側の面（すなわち、裏面）３ｂを研削する（図２Ｂ参照）。半導体ウェハ３の裏面研削に用いる薄型加工機としては特に限定されず、例えば研削機（バックグラインダー）、研磨パッド等を例示できる。また、エッチング等の化学的方法にて裏面研削を行ってもよい。裏面研削は、半導体ウェハ３が所望の厚さ（例えば、７００〜２５μｍ）になるまで行われる。

＜ウェハ固定工程＞
研削工程後、半導体ウェハ３の裏面３ｂにダイシングテープ１１を貼りつける（図２Ｃ参照）。なお、ダイシングテープ１１は、基材１１ａ上に粘着剤層１１ｂが積層された構造を有する。基材１１ａ及び粘着剤層１１ｂとしては、裏面研削用テープ１の基材１ａ及び粘着剤層１ｂの項で示した成分及び製法を用いて好適に作製することができる。

＜剥離工程＞
次いで、裏面研削用テープ１を剥離する（図２Ｄ参照）。これにより、アンダーフィルシート２が露出した状態となる。

裏面研削用テープ１を剥離する際、粘着剤層１ｂが放射線硬化性を有する場合には、粘着剤層１ｂに放射線を照射して粘着剤層１ｂを硬化させることで、剥離を容易に行うことができる。放射線の照射量は、用いる放射線の種類や粘着剤層の硬化度等を考慮して適宜設定すればよい。

＜ダイシング工程＞
ダイシング工程では、図２Ｅに示すように半導体ウェハ３及びアンダーフィルシート２をダイシングしてダイシングされたアンダーフィルシート２付きの半導体チップ５を形成する。ダイシングは、半導体ウェハ３のアンダーフィルシート２を貼り合わせた回路面３ａから常法に従い行われる。例えば、ダイシングテープ１１まで切込みを行うフルカットと呼ばれる切断方式等を採用できる。本工程で用いるダイシング装置としては特に限定されず、従来公知のものを用いることができる。

なお、ダイシング工程に続いてダイシングテープ１１のエキスパンドを行う場合、該エキスパンドは従来公知のエキスパンド装置を用いて行うことができる。

＜ピックアップ工程＞
ダイシングテープ１１に接着固定された半導体チップ５を回収するために、図２Ｆに示すように、アンダーフィルシート２付きの半導体チップ５のピックアップを行って、半導体チップ５とアンダーフィルシート２の積層体２０をダイシングテープ１１より剥離する。

ピックアップの方法としては特に限定されず、従来公知の種々の方法を採用できる。

ここでピックアップは、ダイシングテープ１１の粘着剤層１１ｂが紫外線硬化型の場合、該粘着剤層１１ｂに紫外線を照射した後に行う。これにより、粘着剤層１１ｂの半導体チップ５に対する粘着力が低下し、半導体チップ５の剥離が容易になる。その結果、半導体チップ５を損傷させることなくピックアップが可能となる。

＜接続工程＞
接続工程では、被着体６と半導体チップ５の間の空間をアンダーフィルシート２で充填しつつ接続部材４を介して半導体チップ５と被着体６とを電気的に接続する（図２Ｇ参照）。具体的には、積層体２０の半導体チップ５を、半導体チップ５の回路面３ａが被着体６と対向する形態で、被着体６に常法に従い固定させる。例えば、半導体チップ５に形成されている接続部材４を、被着体６の接続パッドに被着された接合用の導電材７に接触させて押圧しながら導電材７を溶融させることにより、半導体チップ５と被着体６との電気的接続を確保し、半導体チップ５を被着体６に固定させることができる。半導体チップ５の回路面３ａにはアンダーフィルシート２が貼り付けられているので、半導体チップ５と被着体６との電気的接続と同時に、半導体チップ５と被着体６との間の空間がアンダーフィルシート２により充填されることになる。

接続工程の加熱条件としては、前述のアンダーフィルシートの加熱条件と同様である。
アンダーフィルシート２は前述の粘度特性を有するため、上記加熱条件下において、流動性が最適範囲となり、半導体素子表面の凹凸を良好に埋め込みでき、端子間を良好に接続できる。また、アウトガスによるボイドの発生も低減できる。なお、上記加熱条件下では、接続部材４及び導電材７の一方又は両方を溶融できる。

なお、接続工程での熱圧着処理を多段階で行ってもよい。多段階で熱圧着処理を行うことにより、接続部材とパッド間の樹脂を効率よく除去し、より良好な金属間接合を得ることが出来る。

加圧条件は特に限定されないが、好ましくは１０Ｎ以上であり、より好ましくは２０Ｎ以上である。１０Ｎ以上であると、接合端子と接続基板間にあるアンダーフィルを押しのけやすくなり良好な接合が得られやすくなる。上限は、好ましくは３００Ｎ以下であり、より好ましくは１５０Ｎ以下である。３００Ｎ以下であると、半導体チップ５にかかるダメージを抑制することができる。

＜硬化工程＞
半導体素子５と被着体６との電気的接続を行った後は、アンダーフィルシート２を加熱により硬化させる。これにより、半導体素子５の表面を保護することができるとともに、半導体素子５と被着体６との間の接続信頼性を確保することができる。アンダーフィルシート２の硬化のための加熱温度としては特に限定されず、例えば、１５０〜２００℃で１０〜１２０分間である。なお、接続工程における加熱処理によりアンダーフィルシートを硬化させてもよい。

＜封止工程＞
次に、実装された半導体チップ５を備える半導体装置３０全体を保護するために封止工程を行ってもよい。封止工程は、封止樹脂を用いて行われる。このときの封止条件としては特に限定されないが、通常、１７５℃で６０秒間〜９０秒間の加熱を行うことにより、封止樹脂の熱硬化が行われるが、本発明はこれに限定されず、例えば１６５℃〜１８５℃で、数分間キュアすることができる。

封止樹脂としては、絶縁性を有する樹脂（絶縁樹脂）が好ましく、公知の封止樹脂から適宜選択して用いることができる。

＜半導体装置＞
半導体装置３０では、半導体チップ５と被着体６とが、半導体チップ５上に形成された接続部材４及び被着体６上に設けられた導電材７を介して電気的に接続されている。また、半導体素子５と被着体６との間には、その空間を充填するようにアンダーフィルシート２が配置されている。

［ダイシングテープ一体型アンダーフィルシート］
本発明のダイシングテープ一体型アンダーフィルシートは、ダイシングテープと、前述のアンダーフィルシートとを備える。

図３は、ダイシングテープ一体型アンダーフィルシート５０の断面模式図である。図３に示すように、ダイシングテープ一体型アンダーフィルシート５０は、ダイシングテープ４１と、ダイシングテープ４１上に積層されたアンダーフィルシート４２とを備える。

ダイシングテープ４１は、基材４１ａと、基材４１ａ上に積層された粘着剤層４１ｂとを備えている。基材４１ａとしては、基材１ａで例示したものを使用できる。粘着剤層４１ｂとしては、粘着剤層１ｂで例示したものを使用できる。

（ダイシングテープ一体型アンダーフィルシートを用いる半導体装置の製造方法）
次に、ダイシングテープ一体型アンダーフィルシート５０を用いる半導体装置の製造方法について説明する。図４は、ダイシングテープ一体型アンダーフィルシート５０を用いる半導体装置の製造方法の各工程を示す図である。具体的には、当該半導体装置の製造方法は、接続部材４４を有する回路面が両面に形成された半導体ウェハ４３とダイシングテープ一体型アンダーフィルシート５０のアンダーフィルシート４２とを貼り合わせる貼合せ工程、半導体ウェハ４３をダイシングしてアンダーフィルシート４２付きの半導体チップ４５を形成するダイシング工程、アンダーフィルシート４２付きの半導体チップ４５をダイシングテープ４１から剥離するピックアップ工程、被着体４６と半導体チップ４５の間の空間をアンダーフィルシート４２で充填しつつ接続部材４４を介して半導体チップ４５と被着体４６とを電気的に接続する接続工程、及びアンダーフィルシート４２を硬化させる硬化工程を含む。

＜貼合せ工程＞
貼合せ工程では、図４Ａに示すように、接続部材４４を有する回路面が両面に形成された半導体ウェハ４３とダイシングテープ一体型アンダーフィルシート５０のアンダーフィルシート４２とを貼り合わせる。なお、通常、半導体ウェハ４３の強度は弱いことから、補強のために半導体ウェハをサポートガラス等の支持体に固定することがある（図示せず）。この場合は、半導体ウェハ４３とアンダーフィルシート４２との貼り合わせ後に、支持体を剥離する工程を含んでいてもよい。半導体ウェハ４３のいずれの回路面とアンダーフィルシート４２とを貼り合わせるかは、目的とする半導体装置の構造に応じて変更すればよい。

半導体ウェハ４３の両面の接続部材４４同士は電気的に接続されていてもよく、接続されていなくてもよい。接続部材４４同士の電気的接続には、ＴＳＶ形式と呼ばれるビアを介しての接続による接続等が挙げられる。貼り合わせ条件としては、裏面研削用テープ一体型アンダーフィルシートの貼合せ工程で例示した条件を採用できる。

＜ダイシング工程＞
ダイシング工程では、半導体ウェハ４３及びアンダーフィルシート４２をダイシングしてアンダーフィルシート４２付きの半導体チップ４５を形成する（図４Ｂ参照）。
ダイシング条件としては、裏面研削用テープ一体型アンダーフィルシートのダイシング工程で例示した条件を採用できる。

＜ピックアップ工程＞
ピックアップ工程では、アンダーフィルシート４２付きの半導体チップ４５をダイシングテープ４１から剥離する（図４Ｃ）。
ピックアップ条件としては、裏面研削用テープ一体型アンダーフィルシートのピックアップ工程で例示した条件を採用できる。

＜接続工程＞
接続工程では、被着体４６と半導体素子４５の間の空間をアンダーフィルシート４２で充填しつつ接続部材４４を介して半導体素子４５と被着体４６とを電気的に接続する（図４Ｄ参照）。具体的な接続方法は、裏面研削用テープ一体型アンダーフィルシートの接続工程で説明した内容と同様である。接続工程の加熱条件としては、前述のアンダーフィルシートの加熱条件と同様である。

＜硬化工程及び封止工程＞
硬化工程及び封止工程は、裏面研削用テープ一体型アンダーフィルシートの硬化工程及び封止工程で説明した内容と同様である。これにより、半導体装置７０を製造することができる。

以下に、この発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。但し、この実施例に記載されている材料や配合量等は、特に限定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。また、部とあるのは、重量部を意味する。

［アンダーフィルシートの作製］
以下の成分を表１に示す割合でメチルエチルケトンに溶解して、固形分濃度が２３．６〜６０．６重量％となる接着剤組成物の溶液を調製した。

アクリル樹脂１：アクリル酸ブチルーアクリロニトリルを主成分とするアクリル酸エステル系ポリマー（商品名「ＳＧ−２８ＧＭ」、長瀬ケムテックス株式会社製）
アクリル樹脂２：アクリル酸エチル−メチルメタクリレートを主成分とするアクリル酸エステル系ポリマー（商品名「パラクロンＷ−１９７ＣＭ」、根上工業株式会社製）
エポキシ樹脂１：商品名「エピコート８２８」、ＪＥＲ株式会社製
エポキシ樹脂２：商品名「エピコート１００４」、ＪＥＲ株式会社製
フェノール樹脂：商品名「ミレックスＸＬＣ−４Ｌ」三井化学株式会社製
シリカフィラー１：球状シリカ（商品名「ＳＯ−２５Ｒ」、平均粒子径：５００ｎｍ（０．５μｍ）、株式会社アドマテックス製）
シリカフィラー２：球状シリカ（商品名「ＹＣ０５０Ｃ−ＭＪＦ」、平均粒子径：５０ｎｍ（０．０５μｍ）、株式会社アドマテックス製
有機酸：ｏ−アニス酸（商品名「オルトアニス酸」、東京化成株式会社製）
硬化剤：イミダゾール触媒（商品名「２ＰＨＺ−ＰＷ」、四国化成株式会社製）

この接着剤組成物の溶液を、剥離ライナ（セパレータ）としてシリコーン離型処理した厚さが５０μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムからなる離型処理フィルム上に塗布した後、１３０℃で２分間乾燥させることにより、厚さ５０μｍのアンダーフィルシートを作製した。

得られたアンダーフィルシートについて、以下の評価を行った。結果を表１に示す。

（１５０℃、０．０５〜０．２０回転／分における粘度の測定）
レオメーターを用いて、ギャップを１００μｍに設定し、回転速度を１分間に０．１回転で１５０℃一定のまま３００秒測定し、測定開始から３００秒後の値を１５０℃における粘度とした。

（１００〜２００℃、０．３〜０．７回転／分における最低粘度の測定）
レオメーターを用いて、ギャップを１００μｍに設定し、回転速度が１分間に０．５回転となるように設定し、１０℃／分の昇温速度で昇温し、硬化反応により粘度を上昇させ、回転できなくなるまで測定を行った。１００℃から２００℃までの範囲での粘度の最低値を最低粘度とした。

（熱膨張率αの測定）
熱膨張率αは、熱機械測定装置（ティーエーインスツルメント社製：形式Ｑ−４００ＥＭ）を用いて測定した。具体的には、測定試料のサイズを長さ１５ｍｍ×幅５ｍｍ×厚さ２００μｍとし、測定試料を上記装置のフィルム引張測定用治具にセットした後、−５０〜３００℃の温度域で、引張荷重２ｇ、昇温速度１０℃／ｍｉｎの条件下におき、２０℃〜６０℃での膨張率から熱膨張係数αを算出した。

（貯蔵弾性率Ｅ’の測定）
貯蔵弾性率の測定は、アンダーフィルシートを１７５℃で１時間熱硬化処理してから、固体粘弾性測定装置（レオメトリックサイエンティック社製：形式：ＲＳＡ−ＩＩＩ）を用いて測定した。すなわち、サンプルサイズを長さ４０ｍｍ×幅１０ｍｍ×厚さ２００μｍとし、測定試料をフィルム引っ張り測定用治具にセットし−５０〜３００℃の温度域での引張貯蔵弾性率及び損失弾性率を、周波数１Ｈｚ、昇温速度１０℃／ｍｉｎの条件下で測定し、２５℃での貯蔵弾性率（Ｅ’）を読み取ることにより得た。

（ガラス転移温度の測定）
まず、アンダーフィルシートを１７５℃で１時間の加熱処理により熱硬化させ、その後厚さ２００μｍ、長さ４０ｍｍ（測定長さ）、幅１０ｍｍの短冊状にカッターナイフで切り出し、固体粘弾性測定装置（ＲＳＡＩＩＩ、レオメトリックサイエンティフィック（株）製）を用いて、−５０〜３００℃における貯蔵弾性率及び損失弾性率を測定した。測定条件は、周波数１Ｈｚ、昇温速度１０℃／ｍｉｎとした。さらに、ｔａｎδ（Ｇ’’（損失弾性率）／Ｇ’（貯蔵弾性率））の値を算出することによりガラス転移温度を得た。

［裏面研削用テープ一体型アンダーフィルシートの作製］
アンダーフィルシートを裏面研削用テープ（商品名「ＵＢ−２１５４」、日東電工株式会社製）の粘着剤層上にハンドローラーを用いて貼り合わせ、裏面研削用テープ一体型アンダーフィルシートを作製した。

［半導体装置の作製］
片面にバンプが形成されている片面バンプ付きシリコンウェハを用意し、この片面バンプ付きシリコンウェハのバンプが形成されている側の面に、作製した裏面研削用テープ一体型アンダーフィルシートを、アンダーフィルシートを貼り合わせ面として貼り合わせた。片面バンプ付きシリコンウェハとしては、以下のものを用いた。また、貼り合わせ条件は以下の通りである。アンダーフィルシートの厚さＹ（＝４５μｍ）のパンブの高さＸ（＝４５μｍ）に対する比（Ｙ／Ｘ）は、１であった。

＜片面バンプ付きシリコンウェハ＞
シリコンウェハの直径：８インチ
シリコンウェハの厚さ：０．７ｍｍ（７００μｍ）
バンプの高さ：４５μｍ
バンプのピッチ：５０μｍ
バンプの材質：スズ‐銀共晶はんだ

＜貼り合わせ条件＞
貼り付け装置：商品名「ＤＳＡ８４０−ＷＳ」、日東精機株式会社製
貼り付け速度：５ｍｍ／ｍｉｎ
貼り付け圧力：０．２５ＭＰａ
貼り付け時のステージ温度：７０℃
貼り付け時の減圧度：１５０Ｐａ

貼り合わせ後、シリコンウェハの裏面を研削した。研削後、アンダーフィルシートとともにシリコンウェハを裏面研削用テープから剥離して、シリコンウェハをダイシングテープに貼り付け、シリコンウェハのダイシングを行った。ダイシングは、７．３ｍｍ角のチップサイズとなる様にフルカットした。次に、各ダイシングテープの基材側からニードルによる突き上げ方式で、アンダーフィルシートと片面バンプ付きシリコンチップとの積層体をピックアップした。ピックアップ条件は下記のとおりである。

＜ピックアップ条件＞
ピックアップ装置：商品名「ＳＰＡ−３００」株式会社新川社製
ニードル本数：９本
ニードル突き上げ量：５００μｍ（０．５ｍｍ）
ニードル突き上げ速度：２０ｍｍ／秒
ピックアップ時間：１秒
エキスパンド量：３ｍｍ

最後に、下記の熱圧着条件により、シリコンチップのバンプ形成面とＢＧＡ基板とを対向させた状態でシリコンチップをＢＧＡ基板に熱圧着してシリコンチップの実装を行った。これにより、シリコンチップがＢＧＡ基板に実装された半導体装置を得た。

＜熱圧着条件＞
熱圧着装置：商品名「ＦＣＢ−３」パナソニック製
加熱温度：２６０℃
荷重：３０Ｎ
保持時間：１０秒

得られた半導体装置について、以下の評価を行った。結果を表１に示す。

（ボイドの評価）
得られた半導体装置をチップ面と平行にアンダーフィル樹脂部分まで研磨を行い、アンダーフィルを顕微鏡で観察し、ボイドの有無を調べた。ボイド無しの場合を○と判定し、ボイド有の場合を×と判定した。

（端子間接続の評価）
半導体装置をはんだ接合部が露出するように垂直面に研磨を行い、その断面が破断していない場合を○（良品）、破断していた場合を×（欠陥品）とした。

（信頼性の評価）
半導体装置を各１０サンプル作成し、−５５℃〜１２５℃を３０分で１サイクルする熱サイクルを５００サイクル繰り返した後、半導体装置を包埋用エポキシ樹脂で包埋した。次いで、半導体装置をはんだ接合部が露出するように基板に垂直な方向で切断し、露出したはんだ接合部の断面を研磨した。その後、研磨したはんだ接合部の断面を光学顕微鏡（倍率：１０００倍）により観察し、はんだ接合部が破断していない場合を良品、はんだ接合部が破断していた場合を欠陥品として評価した。

１ 裏面研削用テープ
１ａ 基材
１ｂ 粘着剤層
２ アンダーフィルシート
３ 半導体ウェハ
３ａ 半導体ウェハの回路面
３ｂ 半導体ウェハの回路面とは反対側の面
４ 接続部材（バンプ）
５ 半導体チップ
６ 被着体
７ 導通材
１０ 裏面研削用テープ一体型アンダーフィルシート
１１ ダイシングテープ
１１ａ 基材
１１ｂ 粘着剤層
２０ 積層体
３０ 半導体装置
４１ ダイシングテープ
４１ａ 基材
４１ｂ 粘着剤層
４２ アンダーフィルシート
４３ 半導体ウェハ
４４ 接続部材（バンプ）
４５ 半導体チップ
４６ 被着体
４７ 導通材
５０ ダイシングテープ一体型アンダーフィルシート
６０ 積層体
７０ 半導体装置

Claims (10)

1. １５０℃、０．０５〜０．２０回転／分における粘度が１０００〜１００００Ｐａ・ｓであり、
   １００〜２００℃、０．３〜０．７回転／分における最低粘度が１００Ｐａ・ｓ以上であるアンダーフィルシート。
2. 平均粒子径０．０１〜１０μｍのシリカフィラーを１５〜７０重量％、アクリル樹脂を２〜３０重量％含む請求項１に記載のアンダーフィルシート。
3. １７５℃で１時間熱硬化処理した後の貯蔵弾性率Ｅ’［ＭＰａ］及び熱膨張係数α［ｐｐｍ／Ｋ］が２５℃において下記式（１）を満たす請求項１又は２に記載のアンダーフィルシート。
   Ｅ’×α＜２５００００［Ｐａ／Ｋ］ ・・・（１）
4. 前記貯蔵弾性率Ｅ’は１００〜１００００［ＭＰａ］であり、かつ前記熱膨張係数αは１０〜２００［ｐｐｍ／Ｋ］である請求項３に記載のアンダーフィルシート。
5. 前記貯蔵弾性率Ｅ’［ＭＰａ］と上記熱膨張係数α［ｐｐｍ／Ｋ］とが下記式（２）を満たす請求項３又は４に記載のアンダーフィルシート。
   １００００＜Ｅ’×α＜２５００００［Ｐａ／Ｋ］ ・・・（２）
6. 熱硬化性樹脂を含む請求項１〜５のいずれか１項に記載のアンダーフィルシート。
7. 前記熱硬化性樹脂がエポキシ樹脂とフェノール樹脂とを含む請求項６に記載のアンダーフィルシート。
8. 裏面研削用テープと、前記裏面研削用テープ上に積層された請求項１〜７のいずれか１項に記載のアンダーフィルシートとを備える裏面研削用テープ一体型アンダーフィルシート。
9. ダイシングテープと、前記ダイシングテープ上に積層された請求項１〜７のいずれか１項に記載のアンダーフィルシートとを備えるダイシングテープ一体型アンダーフィルシート。
10. 請求項１〜７のいずれか１項に記載のアンダーフィルシートを介して、半導体素子を被着体に固定する工程を含む半導体装置の製造方法。