JP4123963B2

JP4123963B2 - 接着シート及びそれを用いた半導体装置

Info

Publication number: JP4123963B2
Application number: JP2003038071A
Authority: JP
Inventors: 禎一稲田; 広幸川上; 勉北勝; 陽二片山
Original assignee: Hitachi Chemical Co Ltd; Showa Denko Materials Co Ltd
Current assignee: Showa Denko Materials Co Ltd
Priority date: 2003-02-17
Filing date: 2003-02-17
Publication date: 2008-07-23
Anticipated expiration: 2023-02-17
Also published as: JP2004247657A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、接着シート及びそれを用いた半導体装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
チップを２個以上積み重ねる構造を有する半導体装置（複層半導体装置）は、実装密度の高密度化が可能であるため、携帯電話などに広く使用されている（文献１）。上記の複層半導体装置では、チップ同士をボイド（空隙）がないように接着することが望まれる。図４に示すように、接着シート２をチップ１Ａ’に積層した後、これを別のチップ１Ｂに接するよう平板圧着機などを用いて、積層する方法が採用されている。
【０００３】
【非特許文献１】
日刊工業新聞社刊「電子技術２００１年９月臨時増刊号表面実装マガジン２００１年版」ＣＳＰ／ＢＧＡ／ＦＣ技術のすべてｐ.５７〜６１
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この方法では、貼付時に平面状のチップと平面状の接着シートを積層するため、外周部からチップ１Ｂに接着し、内部に残ったガスが抜けることができず、ボイド発生し（図４）、半導体パッケージがリフロー工程時にふくれるなどの不良の発生を招きやすく、高い信頼性を有する複層半導体装置は得られていなかった。本発明は、上記問題を解決するもので、チップと接着シートの貼付時にボイドの発生がなく、高い信頼性を有する接着シートとこれを用いた半導体装置を提供する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、[1]チップと支持部材又はチップ同士を接着するための接着シートであって、一方の表面（ｂ面）の直径５．１ｍｍプローブ測定による２５℃におけるタック強度βが０．０５〜５Ｎ／直径５．１ｍｍであり、もう一方の面（ａ面）の２５℃におけるタック強度αが０〜１Ｎ／直径５．１ｍｍであり、β−α≧０．０５Ｎ／直径５．１ｍｍであることを特徴とする接着シートである。
【０００６】
また、本発明は、[２]チップと支持部材又はチップ同士を接着するための接着シートであって、一方の面（ｂ面）近傍の残溶剤量γが０．１〜３重量％であり、もう一方の面（ａ面）近傍の残溶剤量がγ×０．９重量％以下であることを特徴とする上記[１]に記載の接着シートである。
【０００７】
また、本発明は、[３]チップと支持部材又はチップ同士を接着するための接着シートであって、一方の面（ｂ面）の高さの凹凸が１００ｎｍ以下であり、もう一方の面（ａ面）の高さの凹凸が１２０ｎｍ以上であることを特徴とする上記[１]または上記[２]に記載の接着シートである。
【０００８】
上記[１]〜[３]に関わる接着シートは、チップ同士の貼付時にボイド等の混入がなく、信頼性が高いことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明は、[４]熱硬化性樹脂、その硬化剤及び重量平均分子量が３万以上の高分子量成分を必須成分として含むことを特徴とする上記[１]ないし上記[３]のいずれかに記載の接着シートである。
【００１０】
また、本発明は、[５]高分子量成分が（メタ）アクリル系共重合体である上記[４]に記載の接着シートである。
【００１１】
また、本発明は、[６]エポキシ樹脂及びその硬化剤の合計１００重量部に対し、（ｂ）グリシジル（メタ）アクリレート０．５〜１０重量％を含むＴｇ（ガラス転移温度）が−５０℃以上で、かつ重量平均分子量が５万以上であるエポキシ基含有(メタ)アクリル系共重合体５０〜９００重量部を含むことを特徴とする上記[１]ないし上記[５]のいずれかに記載の接着シートである。
【００１２】
上記[４]〜[６]に関わる接着シートは、前述の効果に加えて、可とう性、接着性に優れることを特徴とする。
【００１３】
さらに、本発明は、[７]上記[１]ないし上記[６]のいずれかに記載の接着シートを接着シートのａ面がダイシングテープの粘着面に接するように付設したことを特徴とする接着シートである。
【００１４】
上記[７]に関わる接着シートは、ウエハへの貼付を１回行えばその後のダイシング、ピックアップまでの工程を行えるため、工程が簡略化できるという効果がある。また、タック強度の大きいｂ面がウエハと接するため、低温で貼付が可能であり、一方、粘着性を有するダイシングテープとタック強度の小さいａ面が接するため、接着シートをダイシングテープの粘着面上に付設した場合、ａ面のタック強度が小さいため、接着シートとダイシングテープ間のピール強度の時間経過に伴う変動が少なく、長期間にわたり、安定した剥離強度を保ち、そのため、チップのピックアップ工程での不良が少なくなるという特徴を有する。なお、従来の方法では、ダイシングテープの粘着面が粘接着性を有する接着シートと接するため、その間のピール強度が時間経過とともに変化することがあり、安定した剥離強度を設定することが困難であり、そのため、チップのピックアップ工程での不良が増大する傾向があった。
【００１５】
また、本発明は、[８]半導体パッケージにおいて、最初にチップＢと上記[１]ないし上記[７]のいずれかに記載の接着シートのｂ面が接するように積層し、次にこれをチップＡと接着シートのａ面が接するように積層することを特徴とする半導体装置である。
【００１６】
上記[８]の発明は、上記[１]〜[７]の接着シートを用いて半導体パッケージを組み立てた場合に、信頼性が高いことを特徴としている。
【００１７】
さらに、本発明は、[９]ウエハに上記[１]ないし上記[７]のいずれかに記載の接着シートを接着シートのｂ面がウエハに接するように貼り付け、さらにａ面をダイシングテープ上に付設し、これをチップに切断するか、または、接着シートのａ面をダイシングテープ上に付設した後、ｂ面をウエハに貼り付け、これをチップに切断するかした後、接着シートのａ面が別のチップと接するよう積層することを特徴とする半導体装置である。
【００１８】
上記[９]の発明は接着シートをウエハに貼り付け、これをチップに切断した後、接着シートのａ面が別のチップと接するよう積層することが可能であり、この場合、前述の貼付性が良いという効果の他に、接着シートのウエハへの貼付を１回行えばよく、工程が簡略化できるという効果がある。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明者は、チップＡに接する接着シートのａ面のタックを低減する、表面の残溶剤量などの揮発分量を低減する、または表面の高さの凹凸を大きくすることにより、チップまたは基板、リードフレームなどの半導体支持部材に対しての貼付時に均一に接着するようになり、内部のボイド発生を低減し、ひいては半導体パッケージがリフロー工程時にふくれることがなく、信頼性を向上できることを見いだした。また、特に、揮発分量（残溶剤量）、表面の高さの凹凸などを調整することで、チップＡに接する接着シートのａ面のタック強度をｂ面と異なるようにすることが可能であり、そのことにより、上記の効果に加えて、接着シートをチップＢ面またはウエハに貼り付ける場合に低温で貼付が可能であるとの効果を得られることが分かった。
【００２０】
本発明の好ましい態様をいくつか挙げながらパラメータの臨界値の意義について説明する。尚、本発明が以下の態様に制限されないことはいうまでもない。
【００２１】
本発明の接着シートは、積層する際にチップに接するシート面（ｂ面）の直径５．１ｍｍプローブ測定による２５℃におけるタック強度βが０．０５〜５Ｎ／直径５．１ｍｍであり、もう一方の接着シート面（ａ面）の２５℃におけるタック強度αが０〜１Ｎ／直径５．１ｍｍであり、β−α≧０．０５Ｎ／直径５．１ｍｍであることが必要である。
【００２２】
ｂ面のタック強度βが、０．０５Ｎ／直径５．１ｍｍ未満では接着性が低下する傾向がある。一方、５Ｎ／直径５．１ｍｍを超える場合はタックが大きすぎ取り扱い性が低下するため好ましくない。また、ａ面のタック強度αが１Ｎ／直径５．１ｍｍを超えて大きいと、空気を巻き込みやすく、チップ間にボイドが残存しやすい点で好ましくない。
【００２３】
本発明においてタック強度とは、粘接着剤層の粘接着性の指標となるものであって、例えば、ＲＨＥＳＣＡ社製タッキング試験機を用いて、ＪＩＳＺ０２３７−１９９１に記載の方法により引き剥がし速度１０ｍｍ／ｓ、接触荷重１００ｇｆ／ｃｍ^２、接触時間１ｓの条件で、測定温度２５℃で測定することにより得られる値である。
【００２４】
接着シートのタック強度を所望の範囲に調節する方法としては、接着シートの室温（２５℃）における流動性を上昇させることにより、接着強度及びタック強度も上昇する傾向があり、流動性を低下させれば接着強度及びタック強度も低下する傾向があることを利用すればよい。例えば、流動性を上昇させる場合には、可塑剤の含有量の増加、粘着付与材含有量の増加等の方法がある。逆に流動性を低下させる場合には、前記化合物の含有量を減らせばよい。前記可塑剤としては、例えば、単官能のアクリルモノマー、単官能エポキシ樹脂、液状エポキシ樹脂、アクリル系樹脂、エポキシ系希釈剤等が挙げられる。
【００２５】
特に、接着シートａ面、ｂ面のタック強度を異なるようにするには、タック強度の異なる２枚以上のシートを貼り合わせることによって形成可能である。また、コストの低減をはかれる点で１層で形成することが好ましい。具体的には、接着シートを離型性のある基材フィルム上に塗工乾燥する際に、接着シートの基材フィルムに接する面、ｂ面近傍の残溶剤量γを０．１〜３重量％に設定し、ａ面（空気に接する面）に風速１ｍ／ｓ以上の熱風を送風することにより、接着シートａ面近傍の残溶剤量をγ×０．９重量％以下にするように設定することで得られる。
【００２６】
このようにして得られた接着シートはｂ面が基材フィルムと接しているため、このままでは容易にチップＡに接するように貼り付けることはできないが、接着シートを塗工後に、表面に保護フィルムをラミネートし、裏面に接する基材フィルムを剥離すれば、ｂ面が表面に露出するため、ｂ面をチップＡまたはウエハと接するよう積層することが容易に実施できる。
【００２７】
この他に、接着シートのａ面に放射光の照射により、溶剤の乾燥を促進するなどの手法が挙げられる。なお、接着シートのａ面、ｂ面近傍の残溶剤量は、表面、裏面を深さ２．５μｍになるように切削試験機（ダイプラウィンテス社製サイカスを用いた）で切削した後、この試料の１７０℃、１ｈ乾燥前後の重量変化より求められる。
【００２８】
接着シート表面の高さの凹凸については、ｂ面の高さの凹凸が１００ｎｍ以下であり、もう一方の接着シート面（ａ面）の高さの凹凸が１２０ｎｍ以上であることが必要である。ｂ面の凹凸が１００ｎｍを超えると、チップＡとの接着性が低下したり、貼付温度が高くなるため接着剤が劣化したり、チップＡが反ったり、基材フィルムが変形するなどの問題が発生するため好ましくない。一方、ａ面の凹凸が１２０ｎｍ未満であると、チップＢとの貼付時にボイドを巻き込むため、好ましくない。
【００２９】
特に、接着シートのａ面、ｂ面の高さの凹凸を異なるようにするには、表面凹凸の異なる２枚以上のシートを貼り合わせることによっても形成可能であるが、望ましくは１層で形成することが好ましい。具体的には、接着シートのワニスを離型性のある表面の凹凸の高さが１００ｎｍ以下の基材フィルム上に塗工して乾燥することで得られる。
【００３０】
表面の高さの凹凸については、ＡＦＭ（アトミックフォースマイクロスコープ）で測定できる。微細な凹凸を測定可能な表面凹凸計で測定した場合の１００μｍ四方の最大部と最小部の差を高さの凹凸とする。５箇所測定し、最大、最小を除いた３箇所の平均値を高さの凹凸とする。
【００３１】
ａ面の高さの凹凸を１２０ｎｍ以上とするためには、フィラーの添加、樹脂の相分離などにより表面の凹凸を大きくすることにより、確実に行える。
【００３２】
本発明に使用する基材フィルム、保護フィルムとしては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン、ポリイミドなどのプラスチック等が挙げられる。また、必要に応じてプライマー塗布、ＵＶ処理、コロナ放電処理、研磨処理、エッチング処理等の表面処理を行っても良い。
【００３３】
なお、接着シート上に保護フィルムを積層する方法としては、プレス、ホットロールラミネート方法が挙げられるが、連続的に製造でき、効率が良い点でホットロールラミネート方法が好ましい。
【００３４】
接着シート厚みは、特に制限はないが、５〜２５０μｍが好ましい。５μｍ未満では、応力緩和効果が乏しくなる傾向があり、２５０μｍを超えると経済的でなくなる上に、半導体装置の小型化の要求に応えられない。
【００３５】
本発明の接着シートは、上記特性を満足するものであれば特に制限はないが、適度なタック強度を有しシート状での取り扱い性が良好であることから、熱硬化性樹脂、その硬化剤及び高分子量成分を含有していることが好ましい。また、上記の他に硬化促進剤、触媒、添加剤、フィラー、カップリング剤、溶剤等を含んでも良く、高分子量成分としてはポリイミド、（メタ）アクリル樹脂、（メタ）アクリル系共重合体、ウレタン樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、フェノキシ樹脂、変性ポリフェニレンエーテル樹脂等が挙げられるが、これらに制限されるものではない。
【００３６】
熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、シアネート樹脂、フェノール樹脂等が挙げられ、それに適した硬化剤等があるが、耐熱性が高い点で、エポキシ樹脂が好ましい。エポキシ樹脂は、硬化して接着作用を有するものであれば特に制限されない。ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂などの二官能エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂やクレゾールノボラック型エポキシ樹脂などのノボラック型エポキシ樹脂などを使用することができる。また、多官能エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、複素環含有エポキシ樹脂または脂環式エポキシ樹脂など、一般に知られているものを適用することができる。
【００３７】
ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂としては、ジャパンエポキシレジン株式会社製エピコートシリーズ（エピコート８０７、エピコート８１５、エピコート８２５、エピコート８２７、エピコート８２８、エピコート８３４、エピコート１００１、エピコート１００４、エピコート１００７、エピコート１００９）、ダウケミカル社製、ＤＥＲ−３３０、ＤＥＲ−３０１、ＤＥＲ−３６１、及び東都化成株式会社製、ＹＤ８１２５、ＹＤＦ８１７０等が挙げられる。フェノールノボラック型エポキシ樹脂としては、ジャパンエポキシレジン株式会社製のエピコート１５２、エピコート１５４、日本化薬株式会社製のＥＰＰＮ−２０１、ダウケミカル社製のＤＥＮ−４３８等が、またｏ−クレゾールノボラック型エポキシ樹脂としては、日本化薬株式会社製のＥＯＣＮ−１０２Ｓ、ＥＯＣＮ−１０３Ｓ、ＥＯＣＮ−１０４Ｓ、ＥＯＣＮ−１０１２、ＥＯＣＮ−１０２５、ＥＯＣＮ−１０２７や、東都化成株式会社製、ＹＤＣＮ７０１、ＹＤＣＮ７０２、ＹＤＣＮ７０３、ＹＤＣＮ７０４等が挙げられる。多官能エポキシ樹脂としては、ジャパンエポキシレジン株式会社製のＥｐｏｎ１０３１Ｓ、チバスペシャリティーケミカルズ社製のアラルダイト０１６３、ナガセケムテックス株式会社製のデナコールＥＸ−６１１、ＥＸ−６１４、ＥＸ−６１４Ｂ、ＥＸ−６２２、ＥＸ−５１２、ＥＸ−５２１、ＥＸ−４２１、ＥＸ−４１１、ＥＸ−３２１等が挙げられる。アミン型エポキシ樹脂としては、ジャパンエポキシレジン株式会社製のエピコート６０４、東都化成株式会社製のＹＨ−４３４、三菱ガス化学株式会社製のＴＥＴＲＡＤ−Ｘ及びＴＥＴＲＡＤ−Ｃ、住友化学工業株式会社製のＥＬＭ−１２０等が挙げられる。複素環含有エポキシ樹脂としては、チバスペシャリティーケミカルズ社製のアラルダイトＰＴ８１０、ＵＣＣ社製のＥＲＬ４２３４、ＥＲＬ４２９９、ＥＲＬ４２２１、ＥＲＬ４２０６等が挙げられる。これらのエポキシ樹脂は、単独で又は２種類以上を組み合わせても、使用することができる。
【００３８】
エポキシ樹脂を使用する際は、エポキシ樹脂硬化剤を使用することが好ましい。エポキシ樹脂硬化剤としては、通常用いられている公知の硬化剤を使用することができ、例えば、アミン類、ポリアミド、酸無水物、ポリスルフィド、三フッ化ホウ素、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ，ビスフェノールＳのようなフェノール性水酸基を１分子中に２個以上有するビスフェノール類、フェノールノボラック樹脂、ビスフェノールＡノボラック樹脂又はクレゾールノボラック樹脂等のフェノール樹脂などが挙げられる。特に吸湿時の耐電食性に優れる点で、フェノールノボラック樹脂、ビスフェノールＡノボラック樹脂又はクレゾールノボラック樹脂などのフェノール樹脂が好ましい。
【００３９】
前記フェノール樹脂硬化剤の中で好ましいものとしては、例えば、大日本インキ化学工業株式会社製、商品名：フェノライトＬＦ２８８２、フェノライトＬＦ２８２２、フェノライトＴＤ−２０９０、フェノライトＴＤ−２１４９、フェノライトＶＨ−４１５０、フェノライトＶＨ４１７０、明和化成株式会社製、商品名：Ｈ−１、ジャパンエポキシレジン株式会社製、商品名：エピキュアＭＰ４０２ＦＰＹ、エピキュアＹＬ６０６５、エピキュアＹＬＨ１２９Ｂ６５及び三井化学株式会社製、商品名：ミレックスＸＬ、ミレックスＸＬＣ、ミレックスＲＮ、ミレックスＲＳ、ミレックスＶＲ等が挙げられる。
【００４０】
前記接着シートにおいて使用する高分子量成分は、重量平均分子量が３万以上であることが好ましい。また、高分子量成分が、（メタ）アクリル系共重合体であることが好ましい。使用する高分子量成分のＴｇは、−５０℃から５０℃の範囲で、かつ重量平均分子量は５万以上が更に好ましい。Ｔｇが−５０℃未満では、粘接着剤層としての自己支持性がなくなり、取り扱い性に問題が生じ、Ｔｇが５０℃を超えると、接着に要する温度が高くなる傾向にある（なお、本発明におけるＴｇは、後に評価方法の欄で説明するようにＤＳＣを用いて測定した値を示す。）。また、重量平均分子量が３万以上では、シート状としたときの強度、可とう性、及びタック性が適当であり、また、フロー性が適当のため配線の良好な回路充填性が確保できる。重量平均分子量が３万未満では、シート状としたときの上記特性が損なわれるので好ましくない。なお、本発明において、重量平均分子量とは、後に評価方法の欄で説明するようにゲルパーミュエーションクロマトグラフィー（本明細書において「ＧＰＣ」ともいう。）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。
【００４１】
前記接着シートにおいては、エポキシ樹脂及びその硬化剤の合計１００重量部に対し、高分子量成分として（ｂ）グリシジル（メタ）アクリレート０．５〜１０重量％を含むＴｇ（ガラス転移温度）が−５０℃以上で、かつ重量平均分子量が５万以上であるエポキシ基含有アクリル系共重合体５０〜９００重量部を含むことが好ましい。高分子量成分が５０重量部未満であれば、シート状としたときの強度、可とう性、及び弾性率低減による取り扱い性や応力緩和性に劣り、また、接着剤としてのフロー性（流れ性）が高くなりすぎる傾向にある。また、９００重量部を超すと貼付荷重を高くしないとフロー性（流れ性）にも劣る傾向にある。エポキシ基含有アクリル系共重合体としてはＨＴＲ−８６０Ｐ−３（帝国化学産業株式会社（株）商品名、エポキシ基含有アクリルゴム）が挙げられる。グリシジル（メタ）アクリレートは、グリシジルアクリレートとグリシジルメタアクリレートを意味し、単独、混合、共重合体でも良い。
【００４２】
また、上記のワニス化するための溶剤としては、特に制限されないが、シート作製時の揮発性などを考慮すると、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、キシレンなどの比較的低沸点の溶媒を使用するのが好ましい。また、塗膜性を向上させるなどの目的で、例えば、ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド、Ｎ−メチルピロリドン、シクロヘキサノンなどの比較的高沸点の溶媒を使用することもできる。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。
【００４３】
無機フィラーを添加した際のワニスの製造には、無機フィラーの分散性を考慮して、らいかい機、３本ロール、ボールミル及びビーズミルなどを使用するのが好ましく、また、これらを組み合わせて使用することもできる。また、無機フィラーと低分子量の原料をあらかじめ混合した後、高分子量の原料を配合することによって、混合する時間を短縮することもできる。また、ワニスとした後、真空脱気等によってワニス中の気泡を除去することもできる。
【００４４】
基材フィルムへのワニスの塗布方法としては、公知の方法を用いることができ、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。
【００４５】
【実施例】
以下、本発明に係る接着シートの使用方法について図１〜図５を参照しながら説明するが、本発明の使用方法が以下の方法に制限されないことはいうまでもない。尚、図中同一の機能を有するものについては同一の符号を付してその説明を省略する。
【００４６】
図１（ａ）には基材フィルム２’と接着シート２の断面を示してある。この場合、接着シートの一方の表面（ａ面）が１０であり、もう一方の面（ｂ面）が１１である。基材フィルム２'面に接しているｂ面１１を露出させるため、保護フィルム３をラミネートし（図１（ｂ））、つづいて基材フィルム２’を剥離した状態が図１（ｃ）である。
【００４７】
（実施例）
熱硬化性樹脂としてエポキシ樹脂であるＹＤ８１２５（東都化成株式会社製商品名、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、エポキシ当量１７５）１５重量部、ＹＤＣＮ７０３（東都化成株式会社商品名、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、エポキシ当量２１０）４５重量部、エポキシ樹脂の硬化剤であるミレックスＸＬＣ−２Ｌ（三井化学株式会社製商品名、ザイロック樹脂、水酸基当量１６９）５０重量部、重量平均分子量が３万以上の高分子量成分としてＨＴＲ−８６０Ｐ−３（帝国化学産業株式会社商品名、エポキシ基含有アクリルゴム、（ゲルパーミエーションクロマトグラフィーを用いて測定し、標準ポリスチレン検量線を用いて換算した重量平均分子量：８０万、示差走査熱量計（ＤＳＣ）により、昇温速度１０℃／分の条件で測定したＴｇ：−７℃）２５０重量部、硬化促進剤としてキュアゾール２ＰＺ−ＣＮ（四国化成工業株式会社製商品名、１−シアノエチル−２−フェニルイミダゾール）０．５重量部、カップリング剤としてＮＵＣＡ−１８７（日本ユニカー株式会社製商品名、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン）０．７重量部からなる組成物に、溶剤としてシクロヘキサノンを加えて攪拌混合し、真空脱気した。この接着剤ワニスを、基材フィルムとして厚さ５０μｍの離型処理したポリエチレンテレフタレートフィルム上に塗布し、１４０℃で５分間加熱乾燥して、膜厚が２５μｍのＢステージ状態の接着シートを得た。
【００４８】
この接着シートのａ面とｂ面のタック強度、残溶剤量、高さの凹凸を測定し、それらの特性をまとめて表１に示した。なお、ｂ面とは、接着シートがポリエチレンテレフタレートフィルムに接している面を、ａ面とは表面に露出している面を示す。
【００４９】
【表１】

【００５０】
上記のタック強度は、ＲＨＥＳＣＡ社製タッキング試験機を用いて、ＪＩＳＺ０２３７−１９９１に記載の方法により、次の測定条件で、２５℃におけるタック強度を測定した。
プローブ径：直径５．１ｍｍ、引き剥がし速度：１０ｍｍ／ｓ、接触荷重：１００ｇｆ／ｃｍ^２、接触時間：１ｓ
【００５１】
ＰＥＴ基材フィルム上に形成した上記接着シートのａ面に（図１（ｃ））ダイシングテープ（日東電工株式会社製Ｖ８Ｌ商品名を用いた）をホットロールラミネータ（ＤｕＰｏｎｔ社製Ｒｉｓｔｏｎ）を用いてラミネートした。次に基材フィルム２’を剥離し、接着シート２とダイシングテープ３'が積層された状態にした後、図１（ｄ）に示すようにして、この接着シートｂ面と半導体ウエハ１Ａを貼着する。この際のラミネート温度は通常２０℃〜２００℃の間で行われるが、ウエハのそりが少ない点で、２０℃〜１３０℃が好ましく、基材フィルムの伸びが小さい点で、２０℃〜８０℃がさらに好ましい。ここでは、６０℃で行った。次に、半導体ウエハ１Ａ及び接着シート２をダイシングし、チップ形状に切断し（チップ１Ａ’）、その後、必要に応じて、エキスパンドを行い、さらに図２に示すようにコレット５でチップ１Ａ’をつかみ、チップ１Ｂ上に接着フィルムのａ面側を積層した。積層した後の断面を図３に示すが、ボイドが含まれていない状態で密着していた。
【００５２】
実施例において、接着シートをＰＥＴ基材フィルム上に形成したのち、ホットロールラミネータ（ＤｕＰｏｎｔ社製Ｒｉｓｔｏｎ）でこの接着シートのａ面と半導体ウエハ１Ａを貼着した他は上記と同様にチップを積層したところ、図４に示すようにボイドが発生した。
【００５３】
この接着シートを用いた以下のパッケージについて耐リフロークラック性、耐温度サイクル性及び耐湿性を評価した。その結果を表２に示した。
【００５４】
【表２】

【００５５】
＜評価方法＞
（１）耐リフロークラック性と耐温度サイクル性（試験）
図５に示すように１０ｍｍ四方のチップ1Ａ’、接着シート２、及び９ｍｍ四方のチップ１Ａ’及び接着シート２と厚み２５μｍのポリイミドシート８を基材に用いた配線基板を貼り合せた半導体装置サンプル（片面にはんだボールを形成）を作製し、耐熱性及び耐湿性を調べた。耐熱性の評価方法には、耐リフロークラック性と耐温度サイクル試験を適用した。耐リフロークラック性の評価は、ＪＥＤＥＣ規格であるＪ−ＳＴＤ−０２０Ａに準拠し、レベル１に相当する吸湿処理（８５℃、８５％ＲＨ、１６８時間）を行った半導体装置サンプルについて、サンプル表面の最高温度が２６５℃で、２６０℃以上を１０〜２０秒間保持するように温度設定したＩＲリフロー炉にサンプルを通し、室温（２５℃）で放置することにより冷却する処理を２回繰り返したサンプル中のクラックを目視と超音波顕微鏡で視察した。クラックの発生していないものを○とし、発生していたものを×とした。
【００５６】
耐温度サイクル性は、サンプルを−５５℃雰囲気に３０分間放置し、その後１２５℃の雰囲気に３０分間放置する工程を１サイクルとして、１０００サイクル後において超音波顕微鏡を用いて剥離やクラック等の破壊が発生していないものを○、発生したものを×とした。
【００５７】
（２）耐湿性
温度１２１℃、湿度１００％、２．０３×１０^５Ｐａの雰囲気（プレッシャークッカ−テスト：ＰＣＴ処理）で７２時間処理後に剥離を観察することにより行った。剥離の認められなかったものを○とし、剥離のあったものを×とした。
【００５８】
表２より、本発明の接着シートを用い、まず、接着シートのｂ面側をチップＡに接着した後、接着シートのａ面側をチップＢに接着することで、ボイドがなく、耐リフロークラック性、耐温度サイクル性、耐湿性等の信頼性試験で剥離等のない信頼性に優れた半導体装置を得ることができた。これに対し、接着シートのａ面側をチップＡに接着した後、ｂ面側をチップｂに接続した場合、図４に示すボイド（空隙）が接着シートとチップＢの間に生じてしまい、信頼性に劣る。これは、接着シートのａ面側のタック強度αをｂ面側のタック強度βより小さくし、β−α≧０．０５Ｎ／直径５．１ｍｍとしたこと、ａ面側近傍の残溶剤量をｂ面側のそれより低くしたこと、ａ面側の高さの凹凸をｂ面側より大きな１２０ｎｍ以上としたことによる。
【００５９】
【発明の効果】
本発明の接着シートは、チップとチップの接合工程では信頼性に優れる接着シートとして使用することができ、チップを実装する場合に必要な耐熱性、耐湿性を有し、かつ作業性に優れるものであり、ボイドを生じることなく接着することができ、得られた半導体装置は信頼性に優れる。
【００６０】
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）〜（ｄ）は、保護フィルム付き接着シートを得るまでの工程（（ａ）〜（ｃ））と保護フィルム付き接着シートと半導体ウエハをロールラミネート方式で貼付する工程（ｄ）の断面図。
【図２】本発明の接着シートをラミネートしたチップ１Ａ’とチップ１Ｂの貼付工程の断面図。
【図３】本発明に係る接着シートを用いてチップ１Ａ’とチップ１Ｂを貼付けた後の断面図。
【図４】実施例１に示す接着シートを用いてチップ1Ａ’とチップ１Ｂを貼付けた後の断面図。
【図５】本発明に係る接着シートを用いた半導体装置の断面図。
【符号の説明】
１Ａ…半導体ウエハ
１Ａ’…チップ
１Ｂ…チップ
２…接着シート
２’…基材フィルム
３…保護フィルム
３'…ダイシングテープ
４…ラミネータロール
５…コレット
６…熱板
７…空隙（ボイド）
８…配線基板
９…はんだボール
１０…ａ面
１１…ｂ面

Claims

チップと支持部材又はチップ同士を接着するための接着シートであって、一方の表面（ｂ面）の直径５．１ｍｍプローブ測定による２５℃におけるタック強度βが０．０５〜５Ｎ／直径５．１ｍｍであり、もう一方の面（ａ面）の２５℃におけるタック強度αが０〜１Ｎ／直径５．１ｍｍであり、β−α≧０．０５Ｎ／直径５．１ｍｍであり、一方の面（ｂ面）近傍の残溶剤量γが０．１〜３重量％であり、もう一方の面（ａ面）近傍の残溶剤量がγ×０．９重量％以下であることを特徴とする接着シート。
チップと支持部材又はチップ同士を接着するための接着シートであって、一方の表面（ｂ面）の直径５．１ｍｍプローブ測定による２５℃におけるタック強度βが０．０５〜５Ｎ／直径５．１ｍｍであり、もう一方の面（ａ面）の２５℃におけるタック強度αが０〜１Ｎ／直径５．１ｍｍであり、β−α≧０．０５Ｎ／直径５．１ｍｍであり、一方の面（ｂ面）の高さの凹凸が１００ｎｍ以下であり、もう一方の面（ａ面）の高さの凹凸が１２０ｎｍ以上であることを特徴とする接着シート。
熱硬化性樹脂、その硬化剤及び重量平均分子量が３万以上の高分子量成分を必須成分として含むことを特徴とする請求項１ないし請求項２のいずれかに記載の接着シート。
高分子量成分が（メタ）アクリル系共重合体である請求項３に記載の接着シート。
（ａ）エポキシ樹脂及びその硬化剤の合計１００重量部に対し、（ｂ）グリシジル（メタ）アクリレート０．５〜１０重量％を含むＴｇ（ガラス転移温度）が−５０℃以上で、かつ重量平均分子量が５万以上であるエポキシ基含有(メタ)アクリル系共重合体５０〜９００重量部を含むことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の接着シート。
請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の接着シートを接着シートのａ面がダイシングテープの粘着面に接するように付設することを特徴とする接着シート。
半導体パッケージにおいて、最初にチップＢと請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の接着シートのｂ面が接するように積層し、次にこれをチップＡと接着シートのａ面が接するように積層することを特徴とする半導体装置。
半導体パッケージにおいて、最初にチップＢと接着シートのｂ面が接するように積層し、次にこれをチップＡと接着シートのａ面が接するように積層する半導体装置であって、前記接着シートは、チップと支持部材又はチップ同士を接着するための接着シートであって、一方の表面（ｂ面）の直径５．１ｍｍプローブ測定による２５℃におけるタック強度βが０．０５〜５Ｎ／直径５．１ｍｍであり、もう一方の面（ａ面）の２５℃におけるタック強度αが０〜１Ｎ／直径５．１ｍｍであり、β−α≧０．０５Ｎ／直径５．１ｍｍであることを特徴とする半導体装置。
ウエハに請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の接着シートを接着シートのｂ面がウエハに接するように貼り付け、さらにａ面をダイシングテープ上に付設し、これをチップに切断するか、または、接着シートのａ面をダイシングテープ上に付設した後、ｂ面をウエハに貼り付け、これをチップに切断するかした後、接着シートのａ面が別のチップと接するよう積層することを特徴とする半導体装置。