JP5830883B2 - 半導体用接着剤組成物、半導体装置及び半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Description
工程1:半導体ウェハ1内に形成された半導体チップ(半導体素子)2の回路面S1上にはく離可能な粘着テープ(バックグラインドテープ)4を積層する(図1を参照)。
工程2:半導体ウェハ1を回路面S1とは反対側の面(裏面)S2から研磨して半導体ウェハ1を薄くする(図2を参照)。
工程3:半導体ウェハ1の回路面S1とは反対側の面S2に本発明の半導体用接着剤組成物5を塗布する(図3及び4を参照)。
工程4:塗布された接着剤組成物からなる接着剤層5側から露光を行い、接着剤層5をBステージ化する(図5を参照)。
工程5:接着剤層5上にはく離可能な粘着テープ(ダイシングテープ)6を積層する(図6を参照)。
工程6:はく離可能な粘着テープ4をはく離する(図7を参照)。
工程7:半導体ウェハ1をダイシングにより複数の半導体チップ(半導体素子)2に切り分ける(図8を参照)。
工程8:半導体チップ2をピックアップして半導体装置用の支持部材(半導体素子搭載用支持部材)7または半導体チップに圧着(マウント)する(図9、10、11を参照)。
工程9:マウントされた半導体チップを、ワイヤ16を介して支持部材7上の外部接続端子と接続する(図12を参照)。
工程10:複数の半導体チップ2を含む積層体を封止材17によって封止して、半導体装置100を得る(図13を参照)。
表面に回路を形成した半導体ウェハ1の回路面S1側にはく離可能な粘着テープ4を積層する。粘着テープ4の積層は、予めフィルム状に成形されたフィルムをラミネートする方法により行なうことができる。
半導体ウェハ1の粘着テープ4とは反対側の面S2を研磨して、半導体ウェハ1を所定の厚さまで薄くする。研磨は、粘着テープ4によって半導体ウェハ1を研磨用の治具に固定した状態で、グラインド装置8を用いて行う。
半導体ウェハ1の回路面S1とは反対側の面S2に本発明の半導体用接着剤組成物5を塗布する。塗布は、ボックス20内で、粘着テープ4が貼り付けられた半導体ウェハ1を治具21に固定した状態で行うことができる。塗布方法は、印刷法、スピンコート法、スプレーコート法、ジェットディスペンス法及びインクジェット法などから選ばれる。これらの中でも、薄膜化及び膜厚均一性の観点から、スピンコート法(図3)やスプレーコート法(図4)が好ましい。スピンコート装置が有する吸着台には穴が形成されていてもよいし、吸着台がメッシュ状であってもよい。吸着痕が残りにくい点から、吸着台はメッシュ状であることが好ましい。スピンコート法による塗布は、ウェハのうねり、及びエッジ部の盛り上がりを防止するために、500〜5000rpmの回転数で行うことが好ましい。同様の観点から、回転数は1000〜4000rpmがさらに好ましい。接着剤組成物の粘度を調整する目的でスピンコート台に温度調節器を備えることもできる。
塗布により本発明の半導体用接着剤組成物から形成された接着剤層5側から活性光線(典型的には紫外線)を照射して、接着剤組成物をBステージ化する。これにより接着剤層5が半導体ウェハ1上に固定されるとともに、接着剤層5表面のタックを低減することができる。露光は、真空下、窒素下、空気下などの雰囲気下で行なうことができる。酸素や周囲の反応阻害要因を低減するため、離形処理されたPETフィルムやポリプロピレンフィルムなどの基材を接着剤層5上に積層した状態で、露光することもできる。また、前記粘着テープ(ダイシングテープ)6を接着剤層5上に積層した状態で、露光することにより工程5を簡略化することもできる。また、パターニングされたマスクを介して露光を行うこともできる。パターニングされたマスクを用いることにより、熱圧着時の流動性が異なる接着剤層を形成させることができる。露光量は、タック低減及びタクトタイムの観点から、20〜2,000mJ/cm2が好ましい。また、Bステージ化後のタック低減及びアウトガス低減を目的に、露光後100℃以下の温度で加熱を行なってもよい。
露光後、接着剤層5にダイシングテープなどのはく離可能な粘着テープ6を貼り付ける。粘着テープ6は、予めフィルム状に成形された粘着テープをラミネートする方法により貼り付けることができる。
続いて、半導体ウェハ1の回路面に貼り付けられた粘着テープ4をはく離する。例えば、活性光線(典型的には紫外線)を照射することによって粘着性が低下する粘着テープを使用し、粘着テープ4側から露光した後、これをはく離することができる。
ダイシングラインDに沿って半導体ウェハ1を接着剤層5とともに切断する。このダイシングにより、半導体ウェハ1が、それぞれの裏面に接着剤層5が設けられた複数の半導体チップ2に切り分けられる。ダイシングは、粘着テープ(ダイシングテープ)6によって全体をフレーム(ウェハリング)10に固定した状態でダイシングブレード11を用いて行われる。
ダイシングの後、切り分けられた半導体チップ2を、ダイボンド装置12によって接着剤層5とともにピックアップし、すなわち接着剤層付き半導体素子をピックアップし、半導体装置用の支持部材(半導体素子搭載用支持部材)7または他の半導体チップ2に圧着(マウント)する。圧着は加熱しながら行なうことが好ましい。
工程8の後、それぞれの半導体チップ2はそのボンディングパッドに接続されたワイヤ16を介して支持部材7上の外部接続端子と接続される。
半導体チップ2を含む積層体を封止材17によって封止することにより、半導体装置100が得られる。なお、図13には、プリント基板との接続のための接続端子18を有する支持部材7が示されている。
撹拌機、温度計及び窒素置換装置(窒素流入管)を備えた500mLフラスコ内に、ジアミンであるポリオキシプロピレンジアミン(商品名「D−2000」(分子量:約2000)、BASF製)140g(0.07mol)、及び1,1,3,3−テトラメチル−1,3−ビス(3−アミノプロピル)ジシロキサン(商品名「BY16−871EG」、東レ・ダウコーニング(株)製)3.72g(0.015mol)に、ODPA31.0g(0.1mol)を、フラスコ内の溶液に少量ずつ添加した。添加終了後、室温で5時間撹拌した。その後、フラスコに水分受容器付きの還流冷却器を取り付け、窒素ガスを吹き込みながら溶液を180℃に昇温させて5時間保温し水を除去して、液状ポリイミド樹脂(PI−1)を得た。(PI−1)のGPC測定を行ったところ、ポリスチレン換算で重量平均分子量(Mw)=40000であった。また、(PI−1)のTgは20℃以下であった。
上記で得られたポリイミド樹脂(PI−1)を用いて、下記表1に示す組成比(単位:質量部)にて各成分を配合し、実施例1〜4の接着剤組成物及び比較例1〜4の接着剤組成物(接着剤層形成用組成物)を得た。
CEL2021B:ダイセル化学工業株式社製、3,4−エポキシシクロヘキセニルメチル−3’,4’−エポキシシクロヘキセンカルボキシレート。
OXT−221:東亜合成株式会社製、3−エチル−3{[(3−エチルオキセタン−3−イル)メトキシ]メチル}オキセタン)。
TEGDVE:日本カーバイト株式会社製、トリエチレングリコールジビニルエーテル。
I−250:BASF社製、ヨードニウム,(4−メチルフェニル)[4−(2−メチルプロピル)フェニル]−ヘキサフルオロフォスフェート。
I−261:旧チバスペシャリティケミカルズ社製、η5−(シクロペンタジエニル)−η6−クメニル−アイアン(1+)−ヘキサフルオロフォスフェート(1−)[(1,2,3,4,5,6−η)−(メチルエチル)−ベンゼン]−鉄(II)ヘキサフルオロフォスフェート。
EA−1020:新中村化学工業株式会社製、ビスフェノールAエポキシアクリレート。
EA−7420:新中村化学工業株式会社製、クレゾールノボラックエポキシアクリレート。
パークミルD:日油社製、ジクミルパーオキサイド(1分間半減期温度:175℃)。
接着剤組成物の粘度は、東京計器製造所製のEHD型回転粘度計を用い、サンプル量0.4mL、3°コーンの条件下、25℃で測定した。
接着剤組成物をシリコンウェハ上にスピンコートによって所定の回転数(800rpmで5秒間及び表1に記載の回転数で20秒間)で塗布し、得られた塗膜に、離型処理したPETフィルムをラミネートし、高精度平行露光機(オーク製作所製、「EXM−1172−B−∞」(商品名)、光源:ショートアークランプ、光照度:13mW/cm2)により1000mJ/cm2で露光を行なう。その後、PETフィルムをはく離し、表面粗さ測定器(小坂研究所製)を用いて接着剤層の厚みを測定した。
接着剤組成物をシリコンウェハ上にスピンコートによって所定の回転数(800rpmで5秒間及び表1に記載の回転数で20秒間)で塗布し、得られた塗膜に、離型処理したPETフィルムをラミネートし、上記高精度平行露光機により1000mJ/cm2で露光を行なう。その後、PETフィルムをはく離し、30℃での表面のタック強度をレスカ社製のプローブタッキング試験機を用いて、プローブ直径:5.1mm、引き剥がし速度:10mm/s、接触荷重:100gf/cm2、接触時間:1sにより、30℃におけるタック力を5回測定し、100gf/cm2以下であるものを「A」、100gf/cm2を上回るものを「B」とした。
接着剤組成物をシリコンウェハ上にスピンコートによって所定の回転数(800rpmで5秒間及び表1に記載の回転数で20秒間)で塗布し、得られた塗膜に、離型処理したPETフィルムをラミネートし、上記高精度平行露光機により1000mJ/cm2で露光を行なった後、3×3mm角にシリコンウェハを切り出した。切り出した接着剤付きシリコンチップを予め5×5mm角に切り出したシリコンチップ上に載せ、200gfで加圧しながら、120℃で2秒間圧着した。得られたサンプルについて、せん断接着力試験機「Dage−4000」(商品名)を用いて25℃でのせん断接着力を測定し、1MPa以上であるものを「A」、1MPaを下回るものを「B」とした。
接着剤組成物をシリコンウェハ上にスピンコートによって所定の回転数(800rpmで5秒間及び表1に記載の回転数で20秒間)で塗布し、得られた塗膜に、離型処理したPETフィルムをラミネートし、上記高精度平行露光機により1000mJ/cm2で露光を行なった後、PETフィルムをはく離し、3×3mm角にシリコンウェハを切り出した。切り出した接着剤付きシリコンチップを予め5×5mm角に切り出したシリコンチップ上に載せ、100gfで加圧しながら、120℃で2秒間圧着した。その後、140℃、1時間、次いで180℃、3時間オーブンで加熱し接着サンプルを得た。得られたサンプルについて、せん断接着力試験機「Dage−4000」(商品名)を用いて260℃でのせん断接着力を測定し、0.2MPa以上であるものを「A」、0.2MPaを下回るものを「B」、加熱時のはく離によって測定できなかったものを「C」とした。
Claims (7)
- 半導体ウェハの一方面上に、半導体用接着剤組成物を塗布して接着剤層を設ける工程と、前記接着剤層に光照射する工程と、光照射された前記接着剤層とともに前記半導体ウェハを切断して接着剤層付き半導体素子を得る工程と、前記接着剤層付き半導体素子と、他の半導体素子又は半導体素子搭載用支持部材とを、前記接着剤層付き半導体素子の接着剤層を挟んで圧着することにより接着する工程と、を備える、半導体装置の製造方法に用いられる半導体用接着剤組成物であって、
(A)カチオン重合性化合物、(B)光カチオン発生剤、(C)ラジカル重合性化合物、及び(D)熱ラジカル発生剤、を含み、
25℃での粘度が10〜10000mPa・sであり、且つ、溶剤の含有量が5質量%以下である、半導体用接着剤組成物。 - 前記(A)成分が、エポキシ樹脂、オキセタン樹脂及びビニルエーテル化合物のうちの少なくとも1種の化合物を含有する、請求項1に記載の半導体用接着剤組成物。
- 前記半導体用接着剤組成物により半導体素子を他の半導体素子又は半導体素子搭載用支持部材に接着したとき、前記半導体素子と前記他の半導体素子又は半導体素子搭載用支持部材とのせん断接着強度が260℃において0.2MPa以上である、請求項1又は2に記載の半導体用接着剤組成物。
- 請求項1〜3のいずれか一項に記載の半導体用接着剤組成物により、半導体素子同士、及び/又は、半導体素子と半導体素子搭載用支持部材とが接着された構造を有する、半導体装置。
- 半導体ウェハの一方面上に、(A)カチオン重合性化合物、(B)光カチオン発生剤、(C)ラジカル重合性化合物、及び(D)熱ラジカル発生剤、を含み、25℃での粘度が10〜10000mPa・sであり、且つ、溶剤の含有量が5質量%以下である、半導体用接着剤組成物を塗布して接着剤層を設ける工程と、
前記接着剤層に光照射する工程と、
光照射された前記接着剤層とともに前記半導体ウェハを切断して接着剤層付き半導体素子を得る工程と、
前記接着剤層付き半導体素子と、他の半導体素子又は半導体素子搭載用支持部材とを、前記接着剤層付き半導体素子の接着剤層を挟んで圧着することにより接着する工程と、を備える、半導体装置の製造方法。 - 前記(A)成分が、エポキシ樹脂、オキセタン樹脂及びビニルエーテル化合物のうちの少なくとも1種の化合物を含有する、請求項5に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記半導体用接着剤組成物により半導体素子を他の半導体素子又は半導体素子搭載用支持部材に接着したとき、前記半導体素子と前記他の半導体素子又は半導体素子搭載用支持部材とのせん断接着強度が260℃において0.2MPa以上である、請求項5又は6に記載の半導体装置の製造方法。
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