JP6775436B2 - フィルム状接着剤、半導体加工用シート及び半導体装置の製造方法 - Google Patents

フィルム状接着剤、半導体加工用シート及び半導体装置の製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP6775436B2
JP6775436B2 JP2017017473A JP2017017473A JP6775436B2 JP 6775436 B2 JP6775436 B2 JP 6775436B2 JP 2017017473 A JP2017017473 A JP 2017017473A JP 2017017473 A JP2017017473 A JP 2017017473A JP 6775436 B2 JP6775436 B2 JP 6775436B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
adhesive
film
semiconductor
resin
meth
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2017017473A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2018123253A (ja
Inventor
鈴木 英明
英明 鈴木
さやか 土山
さやか 土山
明徳 佐藤
明徳 佐藤
なつき 梅本
なつき 梅本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Lintec Corp
Original Assignee
Lintec Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Lintec Corp filed Critical Lintec Corp
Priority to JP2017017473A priority Critical patent/JP6775436B2/ja
Publication of JP2018123253A publication Critical patent/JP2018123253A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6775436B2 publication Critical patent/JP6775436B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/83Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
    • H01L2224/8319Arrangement of the layer connectors prior to mounting
    • H01L2224/83191Arrangement of the layer connectors prior to mounting wherein the layer connectors are disposed only on the semiconductor or solid-state body

Landscapes

  • Dicing (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Adhesive Tapes (AREA)
  • Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)
  • Die Bonding (AREA)

Description

本発明は、フィルム状接着剤、半導体加工用シート及び半導体装置の製造方法に関する。
ダイシングシートは、半導体ウエハをダイシングによって半導体チップへと個片化するときに使用される。ダイシングシートは、例えば、基材上に粘着剤層を備えて構成され、前記粘着剤層により半導体ウエハに貼付されて使用される。ダイシング後は、例えば、紫外線等のエネルギー線の照射による硬化で前記粘着剤層の粘着力を低下させることによって、半導体チップが硬化後の粘着剤層から引き離され、容易にピックアップされる。
一方、ピックアップ後の半導体チップは、例えば、フィルム状接着剤によって基板の回路面にダイボンディングされ、必要に応じて、この半導体チップにさらに別の半導体チップが1個以上積層されて、ワイヤボンディングされた後、全体が樹脂により封止される。
このようにして得られた半導体パッケージを用いて、最終的には、目的とする半導体装置が製造される。そこで、半導体チップを、そのダイボンディングの対象となる面にフィルム状接着剤を備えた状態でピックアップするように構成することがある。
これら製造工程のうち、ダイボンディングを行う際には、通常、フィルム状接着剤とその接着対象である基板等との間に空隙部(以下、「ボイド」と称する)が生じるが、適切な工程管理により、このボイドは樹脂による封止時における加圧及び加熱によって消失する。
しかし、例えば、ダイボンディングやワイヤボンディングを行う工程において、加熱時間が長くなると、封止後もフィルム状接着剤と基板等との間にボイドが消失せずに残存してしまう。これは、前記工程において、フィルム状接着剤の硬化が許容範囲を超えて進行してしまい、フィルム状接着剤が封止前の段階ですでに硬くなっており、基板等の接着面への追従性が低くなってしまうことが原因であると推測される。このようなボイドが残存している半導体パッケージは、湿熱条件下においてクラックが発生するなど、信頼性が低いものとなってしまう。
信頼性が改善されたフィルム状接着剤としては、エポキシ系熱硬化性成分及び硬化触媒を含有し、前記硬化触媒がホスフィン系硬化触媒で、信頼性に優れたダイ接着用接着剤が開示されている(特許文献1)。また、エポキシ系熱硬化性樹脂としてエポキシ樹脂及びフェノール樹脂を含有し、前記エポキシ樹脂及びフェノール樹脂が、置換基を有していてもよいビフェニレン基を有し、信頼性に優れたダイ接着用接着剤が開示されている(特許文献2)。
また、フィルム状接着剤を用いる場合には、上述のダイシングシートの粘着剤層上に未切断のフィルム状接着剤が設けられたダイシングダイボンディングシートが使用されることがある。一方、フィルム状接着剤上に、あらかじめ個片化されている複数個の半導体チップを設けておくことがあり、この場合にも、ダイシングダイボンディングシートと同様の構成を有する半導体加工用シートが使用される。このような半導体加工用シートを使用する場合には、例えば、そのフィルム状接着剤上に、あらかじめ個片化されている複数個の半導体チップを設けておき、半導体加工用シートを低温下でエキスパンドすることにより、フィルム状接着剤を半導体チップの外形にあわせて切断して、目的とする面に切断後のフィルム状接着剤を備えた半導体チップを製造することがある。
特開2016−113562号公報 特開2016−113556号公報
しかし、特許文献1及び2で開示されているダイ接着用接着剤を、低温下でのエキスパンドによる切断に適用するには、ダイ接着用接着剤の切断特性の点において実用上の制限があった。
さらに、特許文献2では、ダイ接着用接着剤の切断特性及び信頼性の向上のため、充填剤が多く配合されたダイ接着用接着剤が製造されていた。
そこで本発明は、充填剤の配合量が所定量以下であって、長時間の加熱を経ても信頼性が高く、且つ低温下でのエキスパンドによる切断時において優れた切断特性を発揮する、フィルム状接着剤を提供することを目的とする。
また、本発明は、当該フィルム状接着剤を備えた半導体加工用シートを提供することを目的とする。
また、本発明は、当該フィルム状接着剤を用いた半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
上記課題を解決するため、本発明は、下記の特徴を有するフィルム状接着剤、半導体加工用シート及び半導体装置の製造方法を提供する。
[1] エポキシ樹脂及び熱硬化剤からなるエポキシ系熱硬化性樹脂と、前記エポキシ系熱硬化性樹脂に該当しない重合体成分と、を含有する硬化性のフィルム状接着剤であって、
「前記重合体成分:前記エポキシ系熱硬化性樹脂」の質量比率が、69:31〜55:45であり、
前記重合体成分がアクリル系樹脂であり、
前記フィルム状接着剤における充填剤の含有量が、前記フィルム状接着剤の総質量に対して15質量%以下であり、
厚さが25μmである硬化前の単層の前記フィルム状接着剤、又は硬化前の2層以上の前記フィルム状接着剤を、合計の厚さが25μmとなるように積層した積層体の、−15℃における破断伸度が3%以下である、フィルム状接着剤。
[2] 硬化促進剤を含有し、前記硬化促進剤が有機ホスフィン系硬化促進剤である、前記[1]に記載のフィルム状接着剤。
[3] 前記エポキシ樹脂100質量部に対する、前記硬化促進剤の含有量が5質量部以下である、前記[2]に記載のフィルム状接着剤。
] 半導体ウエハの内部に設定された焦点に集束するように、赤外域のレーザー光を照射して、前記半導体ウエハの内部に改質層を形成する改質層形成工程と、
前記改質層を形成した前記半導体ウエハにおいて、前記フィルム状接着剤を設けるための面を研削するともに、研削時の力を前記半導体ウエハに加えることにより、前記改質層の部位において前記半導体ウエハを分割し、複数個の半導体チップを得る分割工程と、
を有する分割方法で分割された半導体チップへの接着用途に使用される前記[1]〜[]のいずれか一つに記載のフィルム状接着剤。
] 支持シート上に、前記[1]〜[]のいずれか一つに記載のフィルム状接着剤が設けられた、半導体加工用シート。
] 前記支持シートが、基材上に粘着剤層が設けられたものであり、
前記粘着剤層に前記フィルム状接着剤が直接接触して設けられた、前記[]に記載の半導体加工用シート。
] 前記[1]〜[]のいずれか一つに記載のフィルム状接着剤を用いた半導体装置の製造方法であって、
支持シート上に前記フィルム状接着剤が設けられ、前記フィルム状接着剤の前記支持シートが設けられている側とは反対側の表面に、分割済みの複数個の半導体チップが設けられてなる積層構造体を形成する積層構造体形成工程と、
前記積層構造体のフィルム状接着剤を冷却しながら、前記フィルム状接着剤の表面方向にエキスパンドして、フィルム状接着剤を切断する切断工程と、
切断後の前記フィルム状接着剤を備えた前記半導体チップを、前記支持シートから引き離す引き離し工程と、
を有する、半導体装置の製造方法。
] 前記積層構造体形成工程の前に、さらに、
半導体ウエハの内部に設定された焦点に集束するように、赤外域のレーザー光を照射して、前記半導体ウエハの内部に改質層を形成する改質層形成工程と、
前記改質層を形成した前記半導体ウエハにおいて、前記フィルム状接着剤を設けるための面を研削するともに、研削時の力を前記半導体ウエハに加えることにより、前記改質層の部位において前記半導体ウエハを分割し、複数個の半導体チップを得る分割工程と、
を有し、前記分割工程で得られた複数個の半導体チップを、前記積層構造体形成工程で用いる、前記[]に記載の半導体装置の製造方法。
本発明によれば、充填剤の配合量が所定量以下であって、長時間の加熱を経ても信頼性が高く、低温下でのエキスパンドによる切断時において優れた切断特性を発揮するフィルム状接着剤、当該フィルム状接着剤を備えた半導体加工用シート、及び当該フィルム状接着剤を用いた半導体装置の製造方法が提供される。
本発明の半導体加工用シートの一実施形態を模式的に示す断面図である。 本発明の半導体加工用シートの一実施形態を模式的に示す断面図である。 本発明の半導体加工用シートの一実施形態を模式的に示す断面図である。 本発明のフィルム状接着剤又は半導体加工用シートを用いた場合の半導体装置の製造方法の一実施形態を模式的に説明するための断面図である。 半導体ウエハに改質層を形成して半導体チップを得る方法の一実施形態を模式的に説明するための断面図である。
<<フィルム状接着剤>>
本発明のフィルム状接着剤は、エポキシ樹脂及び熱硬化剤からなるエポキシ系熱硬化性樹脂と、前記エポキシ系熱硬化性樹脂に該当しない重合体成分と、を含有する硬化性のフィルム状接着剤であって、
「前記重合体成分:前記エポキシ系熱硬化性樹脂」の質量比率が、69:31〜55:45であり、前記フィルム状接着剤における充填剤の含有量が、前記フィルム状接着剤の総質量に対して15質量%以下であり、厚さが25μmである硬化前の単層の前記フィルム状接着剤、又は硬化前の2層以上の前記フィルム状接着剤を、合計の厚さが25μmとなるように積層した積層体の、−15℃における破断伸度が3%以下のものである。
本発明のフィルム状接着剤は、前記破断伸度が3%以下であることにより、後述するように半導体加工用シートを構成した場合に、このシート(すなわちフィルム状接着剤)をその表面方向(表面に沿った方向)において拡張させる、所謂エキスパンドを低温下で行ったときに、目的の箇所で容易に切断されるという、優れた切断特性を発揮する。
また、本発明のフィルム状接着剤は、「重合体成分:エポキシ系熱硬化性樹脂」の質量比率が、69:31〜55:45であることにより、上述のように、低温下でのエキスパンド時に優れた切断特性を発揮するとともに、長時間の加熱を経ても剥離やクラックの発生が起こり難く信頼性に優れ、本発明のフィルム状接着剤を用いて得られた半導体パッケージは、信頼性に優れる。
また、本発明のフィルム状接着剤は、フィルム状接着剤における充填剤の含有量が、フィルム状接着剤の総質量に対して15質量%以下であることにより、上述のように、低温下でのエキスパンド時に優れた切断特性を発揮するとともに、長時間の加熱を経ても剥離やクラックの発生が起こり難く信頼性に優れ、本発明のフィルム状接着剤を用いて得られた半導体パッケージは、信頼性に優れる。
本明細書において「低温下」とは、−30℃〜10℃の温度条件下のことをいい、−15℃が好ましい。
本明細書において「フィルム状接着剤のエキスパンド」とは、フィルム状接着剤をその表面と平行な方向において拡張させることを意味する。
前記フィルム状接着剤は硬化性を有する。前記フィルム状接着剤は、熱硬化性を有するものが好ましく、感圧接着性を有するものが好ましい。熱硬化性及び感圧接着性をともに有するフィルム状接着剤は、未硬化状態では各種被着体に軽く押圧することで貼付できる。また、フィルム状接着剤は、加熱して軟化させることで各種被着体に貼付できるものであってもよい。フィルム状接着剤は、硬化によって最終的には耐衝撃性が高い硬化物となり、この硬化物は、厳しい高温・高湿度条件下においても十分な接着特性を保持し得る。
フィルム状接着剤は1層(単層)からなるものでもよいし、2層以上の複数層からなるものでもよい。フィルム状接着剤が複数層からなる場合、これら複数層は互いに同一でも異なっていてもよく、これら複数層の組み合わせは、本発明の効果を損なわない限り、特に限定されない。
なお、本明細書においては、フィルム状接着剤の場合に限らず、「複数層が互いに同一でも異なっていてもよい」とは、「すべての層が同一であってもよいし、すべての層が異なっていてもよく、一部の層のみが同一であってもよい」ことを意味し、さらに「複数層が互いに異なる」とは、「各層の構成材料及び厚さの少なくとも一方が互いに異なる」ことを意味する。
前記フィルム状接着剤の厚さは、特に限定されないが、1〜50μmであることが好ましく、3〜40μmであることがより好ましい。フィルム状接着剤の厚さが前記下限値以上であることにより、被着体(半導体チップ)に対してより高い接着力が得られる。また、フィルム状接着剤の厚さが前記上限値以下であることにより、後述するエキスパンドによって、フィルム状接着剤をより容易に切断できる。
ここで、「フィルム状接着剤の厚さ」とは、フィルム状接着剤全体の厚さを意味し、例えば、複数層からなるフィルム状接着剤の厚さとは、フィルム状接着剤を構成するすべての層の合計の厚さを意味する。
本明細書において、「厚さ」は、任意の5箇所で厚さを測定した平均で表される値として取得できる。
前記破断伸度を求める対象としてもよい前記積層体は、厚さが25μm未満である硬化前のフィルム状接着剤を、合計の厚さが25μmとなるように2層以上積層して得られたものである。
前記フィルム状接着剤又は積層体の−15℃における破断伸度(%)は、以下の方法で測定できる。
すなわち、幅が10mmであり、厚さが25μmである前記フィルム状接着剤又は積層体を試験片とし、この試験片を引張速度200mm/分、チャック間距離10mmで引っ張り、破断したときの試験片の伸びを測定することで、破断伸度が求められる。
なお、本明細書において、「破断伸度がX%である(式中、Xは正の数である)」とは、上述の測定方法において、試験片(フィルム状接着剤又は積層体)を引っ張り、試験片がその引張方向において元の長さ(引っ張っていないときの長さ)のX%の長さだけ伸びたとき、すなわち、試験片の引張方向における全体の長さが引っ張る前の長さの[1+X/100]倍となったときに、試験片が破断することを意味する。
前記フィルム状接着剤又は積層体の前記破断伸度(%)は、3%以下であり、2%以下であることが好ましく、1%以下であることがより好ましい。前記破断伸度が前記上限値以下であることで、前記フィルム状接着剤は、エキスパンドにより良好に切断される。
また、前記フィルム状接着剤又は積層体の破断伸度(%)の下限値は特に限定されないが、例えば、0.1%であることが好ましい。前記破断伸度が前記下限値以上であることで、フィルム状接着剤の取り扱い性が向上し、また、エキスパンド時におけるフィルム状接着剤の飛散を抑制する効果が高くなる。
前記破断伸度(%)は、フィルム状接着剤の含有成分の種類及び量等を調節することで、適宜調節できる。
本発明において、重合体成分(a)及びエポキシ系熱硬化性樹脂(b)の、「重合体成分(a):エポキシ系熱硬化性樹脂(b)」の質量比率を、69:31〜55:45に調整することで、前記破断伸度(%)を調節することができる。
また、例えば、重合体成分(a)の分子量、エポキシ系熱硬化性樹脂(b)を構成する成分の構造及び軟化点、並びに充填剤(c)の含有量等を調節することで、前記破断伸度を調節することもできる。
硬化前の前記フィルム状接着剤の半導体ウエハに対する接着力(N/25mm)は、以下の方法で測定できる。
すなわち、幅が25mmで長さが任意の、フィルム状接着剤及び粘着テープの積層シートを作製する。この積層シートは、粘着テープの粘着面にフィルム状接着剤が積層されたものとする。次いで、40〜70℃に加熱したフィルム状接着剤によって、この積層シートを半導体ウエハへ貼付して、粘着テープ、フィルム状接着剤及び半導体ウエハがこの順に積層された積層物を作製する。作製後のこの積層物を直ちに23℃の環境下で30分静置した後、半導体ウエハからフィルム状接着剤及び粘着テープの積層シートを、フィルム状接着剤及び半導体ウエハの互いに接触していた面同士が180°の角度を為すように、剥離速度300mm/minで引き剥がす、いわゆる180°剥離を行う。このときの剥離力を測定して、その測定値を硬化前のフィルム状接着剤の半導体ウエハに対する接着力(N/25mm)とする。測定に供する前記積層シートの長さは、剥離力を安定して測定できる範囲であれば、特に限定されないが、100〜300mmであることが好ましい。
硬化前の前記フィルム状接着剤の半導体ウエハに対する接着力は、300mN/25mm以上であることが好ましく、例えば、310mN/25mm以上、340mN/25mm以上、380mN/25mm以上等のいずれかとすることができるが、これらに限定されない。
また、前記接着力の上限値は特に限定されず、例えば、10N/25mm、800mN/25mm、700mN/25mm、600mN/25mm、500mN/25mm等から選択できるが、これらは一例である。
硬化前の前記フィルム状接着剤の半導体ウエハに対する接着力は、例えば、フィルム状接着剤の含有成分の種類及び量等を調節することで、適宜調節できる。
例えば、後述する重合体成分(a)の分子量、重合体成分(a)を構成する各モノマー成分の比率、エポキシ系熱硬化性樹脂(b)を構成する成分の軟化点、及びフィルム状接着剤の各含有成分の含有量等を調節することで、フィルム状接着剤の前記接着力を容易に調節できる。
ただし、これら調節方法は一例に過ぎない。
本発明のフィルム状接着剤は、比較的遅いエキスパンド速度でも良好な切断特性を示す。例えば、本発明のフィルム状接着剤は、後述するように、エキスパンド速度を好ましくは0.1〜150mm/sec、より好ましくは0.5〜100mm/secの範囲とすることが好適である。エキスパンド速度が上記下限値以上であることで、半導体チップの切断に必要な力が伝わりやすくなり、切断性が向上する。また、半導体チップの切断に要する時間も長すぎずに生産性も良好となる。エキスパンド速度が上記上限値以下と比較的遅めである場合、フィルム状接着剤の切断時において、半導体チップがよりダメージを受け難くなるとともに、本発明の効果がより顕著に得られる。
本発明のフィルム状接着剤は、エポキシ樹脂及び熱硬化剤からなるエポキシ系熱硬化性樹脂(b)と、前記エポキシ系熱硬化性樹脂に該当しない重合体成分(a)と、を含有する。
[接着剤組成物]
フィルム状接着剤は、その構成材料を含有する接着剤組成物を用いて形成できる。例えば、フィルム状接着剤の形成対象面に、粘着剤層を構成するための各成分及び溶媒を含む接着剤組成物を塗工し、必要に応じて乾燥させて溶媒を揮発させることで、目的とする部位にフィルム状接着剤を形成できる。フィルム状接着剤のより具体的な形成方法は、他の層の形成方法とともに、後ほど詳細に説明する。
接着剤組成物の塗工は、公知の方法で行えばよく、例えば、エアーナイフコーター、ブレードコーター、バーコーター、グラビアコーター、コンマコーター、ロールコーター、ロールナイフコーター、カーテンコーター、ダイコーター、ナイフコーター、スクリーンコーター、マイヤーバーコーター、キスコーター等の各種コーターを用いる方法が挙げられる。
接着剤組成物の乾燥条件は、特に限定されないが、接着剤組成物は、後述する溶媒を含有している場合、加熱乾燥させることが好ましく、この場合、例えば、70〜130℃で10秒〜5分の条件で乾燥させることが好ましい。
重合体成分(a)及びエポキシ系熱硬化性樹脂(b)について、以下に説明する。
(重合体成分(a))
重合体成分(a)は、重合性化合物が重合反応して形成されたとみなせる成分であり、フィルム状接着剤に造膜性や可撓性等を付与すると共に、半導体チップ等の接着対象への接着性(貼付性)を向上させるための重合体化合物である。また、重合体成分(a)は、後述するエポキシ樹脂(b1)及び熱硬化剤(b2)に該当しない成分でもある。
接着剤組成物及びフィルム状接着剤が含有する重合体成分(a)は、1種のみでもよいし、2種以上でもよく、2種以上である場合、それらの組み合わせ及び比率は任意に選択できる。
重合体成分(a)としては、例えば、アクリル系樹脂、ポリエステル、ウレタン系樹脂、アクリルウレタン樹脂、シリコーン系樹脂、ゴム系樹脂、フェノキシ樹脂、熱硬化性ポリイミド等が挙げられ、アクリル系樹脂が好ましい。
重合体成分(a)における前記アクリル系樹脂としては、公知のアクリル系重合体が挙げられる。
アクリル系樹脂の重量平均分子量(Mw)は、10000〜2000000であることが好ましく、100000〜1500000であることがより好ましい。アクリル系樹脂の重量平均分子量がこのような範囲内であることで、フィルム状接着剤又は積層体の前記破断伸度及びフィルム状接着剤の前記接着力を上述した範囲に調節することが容易となる。
一方、アクリル系樹脂の重量平均分子量が前記下限値以上であることで、フィルム状接着剤の造膜性および形状安定性(保管時の経時安定性)が向上する。また、アクリル系樹脂の重量平均分子量が前記上限値以下であることで、被着体の凹凸面へフィルム状接着剤が追従し易くなり、被着体とフィルム状接着剤との間でボイド等の発生がより抑制される。
なお、本明細書において、「重量平均分子量」とは、特に断りのない限り、ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー(GPC)法により測定されるポリスチレン換算値である。
アクリル系樹脂のガラス転移温度(Tg)は、−60〜70℃であることが好ましく、−30〜50℃であることがより好ましい。アクリル系樹脂のTgが前記下限値以上であることで、フィルム状接着剤と後述する支持シートとの接着力が抑制されて、ピックアップ時において、フィルム状接着剤を備えた半導体チップの支持シートからの引き離しがより容易となる。また、アクリル系樹脂のTgが前記上限値以下であることで、フィルム状接着剤と半導体チップとの接着力が向上する。
アクリル系樹脂を構成する前記(メタ)アクリル酸エステルとしては、例えば、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸n−プロピル、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸n−ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸sec−ブチル、(メタ)アクリル酸tert−ブチル、(メタ)アクリル酸ペンチル、(メタ)アクリル酸ヘキシル、(メタ)アクリル酸ヘプチル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸イソオクチル、(メタ)アクリル酸n−オクチル、(メタ)アクリル酸n−ノニル、(メタ)アクリル酸イソノニル、(メタ)アクリル酸デシル、(メタ)アクリル酸ウンデシル、(メタ)アクリル酸ドデシル((メタ)アクリル酸ラウリル)、(メタ)アクリル酸トリデシル、(メタ)アクリル酸テトラデシル((メタ)アクリル酸ミリスチル)、(メタ)アクリル酸ペンタデシル、(メタ)アクリル酸ヘキサデシル((メタ)アクリル酸パルミチル)、(メタ)アクリル酸ヘプタデシル、(メタ)アクリル酸オクタデシル((メタ)アクリル酸ステアリル)等の、アルキルエステルを構成するアルキル基が、炭素数が1〜18の鎖状構造である(メタ)アクリル酸アルキルエステル;
(メタ)アクリル酸イソボルニル、(メタ)アクリル酸ジシクロペンタニル等の(メタ)アクリル酸シクロアルキルエステル;
(メタ)アクリル酸ベンジル等の(メタ)アクリル酸アラルキルエステル;
(メタ)アクリル酸ジシクロペンテニルエステル等の(メタ)アクリル酸シクロアルケニルエステル;
(メタ)アクリル酸ジシクロペンテニルオキシエチルエステル等の(メタ)アクリル酸シクロアルケニルオキシアルキルエステル;
(メタ)アクリル酸イミド;
(メタ)アクリル酸グリシジル等のグリシジル基含有(メタ)アクリル酸エステル;
(メタ)アクリル酸ヒドロキシメチル、(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3−ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシブチル、(メタ)アクリル酸3−ヒドロキシブチル、(メタ)アクリル酸4−ヒドロキシブチル等の水酸基含有(メタ)アクリル酸エステル;
(メタ)アクリル酸N−メチルアミノエチル等の置換アミノ基含有(メタ)アクリル酸エステル等が挙げられる。ここで、「置換アミノ基」とは、アミノ基の1個又は2個の水素原子が水素原子以外の基で置換されてなる基を意味する。
すなわち、前記アクリル系樹脂は、前記モノマーに由来する構成単位を含む樹脂である。ここでいう「由来する」とは、前記モノマーが重合するのに必要な構造の変化を受けたことを意味する。
なお、本明細書において、「(メタ)アクリル酸」とは、「アクリル酸」及び「メタクリル酸」の両方を包含する概念とする。(メタ)アクリル酸と類似の用語につても同様であり、例えば、「(メタ)アクリレート」とは、「アクリレート」及び「メタクリレート」の両方を包含する概念であり、「(メタ)アクリロイル基」とは、「アクリロイル基」及び「メタクリロイル基」の両方を包含する概念である。
アクリル系樹脂は、例えば、前記(メタ)アクリル酸エステル以外に、(メタ)アクリル酸、イタコン酸、酢酸ビニル、アクリロニトリル、スチレン及びN−メチロールアクリルアミド等から選択される1種又は2種以上のモノマーが共重合してなるものでもよい。
アクリル系樹脂を構成するモノマーは、1種のみでもよいし、2種以上でもよく、2種以上である場合、それらの組み合わせ及び比率は任意に選択できる。
アクリル系樹脂は、上述の水酸基以外に、ビニル基、(メタ)アクリロイル基、アミノ基、カルボキシ基、イソシアネート基等の他の化合物と結合可能な官能基を有していてもよい。アクリル系樹脂の水酸基をはじめとするこれら官能基は、後述する架橋剤(f)を介して他の化合物と結合してもよいし、架橋剤(f)を介さずに他の化合物と直接結合していてもよい。アクリル系樹脂が前記官能基により他の化合物と結合することで、長時間の加熱を経ても剥離やクラックの発生が起こり難い信頼性の高いフィルム状接着剤が得られやすく、フィルム状接着剤を用いて得られた半導体パッケージの信頼性が向上する傾向がある。
本発明においては、重合体成分(a)として、アクリル系樹脂以外の熱可塑性樹脂(以下、単に「熱可塑性樹脂」と略記することがある)を、アクリル系樹脂を用いずに単独で用いてもよいし、アクリル系樹脂と併用してもよい。前記熱可塑性樹脂を用いることで、ピックアップ時において、フィルム状接着剤を備えた半導体チップの支持シートからの引き離しがより容易となったり、被着体の凹凸面へフィルム状接着剤が追従し易くなったり、被着体とフィルム状接着剤との間でボイド等の発生がより抑制されることがある。
前記熱可塑性樹脂の重量平均分子量(Mw)は1000〜100000であることが好ましく、3000〜80000であることがより好ましい。
前記熱可塑性樹脂のガラス転移温度(Tg)は、−30〜150℃であることが好ましく、−20〜120℃であることがより好ましい。
前記熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエステル、ポリウレタン、フェノキシ樹脂、ポリブテン、ポリブタジエン、ポリスチレン等が挙げられる。
接着剤組成物及びフィルム状接着剤が含有する前記熱可塑性樹脂は、1種のみでもよいし、2種以上でもよく、2種以上である場合、それらの組み合わせ及び比率は任意に選択できる。
接着剤組成物において、溶媒以外の全ての成分の総含有量に対する重合体成分(a)の含有量の割合(すなわち、フィルム状接着剤の重合体成分(a)の含有量)は、重合体成分(a)の種類によらず、20〜75質量%であることが好ましく、50〜70質量%であることがより好ましく、57〜70質量%であることがさらに好ましい。
(エポキシ系熱硬化性樹脂(b))
エポキシ系熱硬化性樹脂(b)は、エポキシ樹脂(b1)及び熱硬化剤(b2)からなる。
接着剤組成物及びフィルム状接着剤が含有するエポキシ系熱硬化性樹脂(b)は、1種のみでもよいし、2種以上でもよく、2種以上である場合、それらの組み合わせ及び比率は任意に選択できる。
・エポキシ樹脂(b1)
エポキシ樹脂(b1)としては、公知のものが挙げられ、例えば、多官能系エポキシ樹脂、ビフェニル化合物、ビスフェノールAジグリシジルエーテル及びその水添物、オルソクレゾールノボラックエポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、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、フェニレン骨格型エポキシ樹脂等、2官能以上のエポキシ化合物が挙げられる。
エポキシ樹脂(b1)としては、不飽和炭化水素基を有するエポキシ樹脂を用いてもよい。不飽和炭化水素基を有するエポキシ樹脂は、不飽和炭化水素基を有しないエポキシ樹脂よりもアクリル系樹脂との相溶性が高い。そのため、不飽和炭化水素基を有するエポキシ樹脂を用いることで、長時間の加熱を経ても剥離やクラックの発生が起こり難い信頼性の高いフィルム状接着剤が得られやすく、フィルム状接着剤を用いて得られた半導体パッケージの信頼性がより向上する。
不飽和炭化水素基を有するエポキシ樹脂としては、例えば、多官能系エポキシ樹脂のエポキシ基の一部が不飽和炭化水素基を有する基に変換されてなる化合物が挙げられる。このような化合物は、例えば、エポキシ基へ(メタ)アクリル酸又はその誘導体を付加反応させることにより得られる。なお、本明細書において「誘導体」とは、特に断りのない限り、元の化合物の1個以上の基がそれ以外の基(置換基)で置換されてなるものを意味する。ここで、「基」とは、複数個の原子が結合してなる原子団だけでなく、1個の原子も包含するものとする。
また、不飽和炭化水素基を有するエポキシ樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂を構成する芳香環等に、不飽和炭化水素基を有する基が直接結合した化合物等が挙げられる。
不飽和炭化水素基は、重合性を有する不飽和基であり、その具体的な例としては、エテニル基(ビニル基)、2−プロペニル基(アリル基)、(メタ)アクリロイル基、(メタ)アクリルアミド基等が挙げられ、アクリロイル基が好ましい。
エポキシ樹脂(b1)の数平均分子量は、特に限定されないが、フィルム状接着剤の硬化性、並びに硬化後のフィルム状接着剤の強度及び耐熱性の点から、300〜30000であることが好ましく、400〜10000であることがより好ましく、500〜3000であることが特に好ましい。
エポキシ樹脂(b1)のエポキシ当量は、100〜1000g/eqであることが好ましく、150〜800g/eqであることがより好ましい。
接着剤組成物及びフィルム状接着剤が含有するエポキシ樹脂(b1)は、1種のみでもよいし、2種以上でもよく、2種以上である場合、それらの組み合わせ及び比率は任意に選択できる。
・熱硬化剤(b2)
熱硬化剤(b2)は、エポキシ樹脂(b1)に対する硬化剤として機能する。
熱硬化剤(b2)としては、例えば、1分子中にエポキシ基と反応し得る官能基を2個以上有する化合物が挙げられる。前記官能基としては、例えば、フェノール性水酸基、アルコール性水酸基、アミノ基、カルボキシ基、酸基が無水物化された基等が挙げられ、フェノール性水酸基、アミノ基、又は酸基が無水物化された基であることが好ましく、フェノール性水酸基又はアミノ基であることがより好ましい。
熱硬化剤(b2)のうち、フェノール性水酸基を有するフェノール系硬化剤としては、例えば、多官能フェノール樹脂、ビフェノール、ノボラック型フェノール樹脂、ジシクロペンタジエン型フェノール樹脂、アラルキル型フェノール樹脂等が挙げられる。
熱硬化剤(b2)のうち、アミノ基を有するアミン系硬化剤としては、例えば、ジシアンジアミド(DICY)等が挙げられる。
熱硬化剤(b2)は、不飽和炭化水素基を有するものでもよい。
不飽和炭化水素基を有する熱硬化剤(b2)としては、例えば、フェノール樹脂の水酸基の一部が、不飽和炭化水素基を有する基で置換されてなる化合物、フェノール樹脂の芳香環に、不飽和炭化水素基を有する基が直接結合してなる化合物等が挙げられる。
熱硬化剤(b2)における前記不飽和炭化水素基は、上述の不飽和炭化水素基を有するエポキシ樹脂における不飽和炭化水素基と同様のものである。
熱硬化剤(b2)としてフェノール系硬化剤を用いる場合には、フィルム状接着剤の前記接着力を上述の範囲に調節することが容易となる点から、熱硬化剤(b2)は軟化点又はガラス転移温度が高いものが好ましい。
熱硬化剤(b2)のうち、例えば、多官能フェノール樹脂、ノボラック型フェノール樹脂、ジシクロペンタジエン型フェノール樹脂、アラルキル型フェノール樹脂等の樹脂成分の数平均分子量は、300〜30000であることが好ましく、400〜10000であることがより好ましく、500〜3000であることが特に好ましい。
熱硬化剤(b2)のうち、例えば、ビフェノール、ジシアンジアミド等の非樹脂成分の分子量は、特に限定されないが、例えば、60〜500であることが好ましい。
接着剤組成物及びフィルム状接着剤が含有する熱硬化剤(b2)は、1種のみでもよいし、2種以上でもよく、2種以上である場合、それらの組み合わせ及び比率は任意に選択できる。
接着剤組成物及びフィルム状接着剤において、熱硬化剤(b2)の含有量は、エポキシ樹脂(b1)の含有量100質量部に対して、0.1〜500質量部であることが好ましく、1〜200質量部であることがより好ましい。熱硬化剤(b2)の前記含有量が前記下限値以上であることで、フィルム状接着剤の硬化がより進行し易くなる。また、熱硬化剤(b2)の前記含有量が前記上限値以下であることで、フィルム状接着剤の吸湿率が低減されて、長時間の加熱を経ても剥離やクラックの発生が起こり難い信頼性の高いフィルム状接着剤が得られやすく、フィルム状接着剤を用いて得られた半導体パッケージの信頼性がより向上する。
接着剤組成物及びフィルム状接着剤において、「重合体成分(a):エポキシ系熱硬化性樹脂(b)」の質量比率は、69:31〜55:45であり、65:35〜60:40であることが好ましい。「重合体成分(a):エポキシ系熱硬化性樹脂(b)」の質量比率がこのような範囲であることで、低温下でのエキスパンド時に優れた切断特性を発揮するとともに、長時間の加熱を経ても剥離やクラックの発生が起こり難い信頼性の高いフィルム状接着剤が得られ、フィルム状接着剤を用いて得られた半導体パッケージの信頼性が向上する。
前記フィルム状接着剤は、その各種物性を改良するために、重合体成分(a)及びエポキシ系熱硬化性樹脂(b)以外に、さらに必要に応じて、これらに該当しない他の成分を含有していてもよい。
前記フィルム状接着剤が含有する他の成分で好ましいものとしては、例えば、硬化促進剤(c)、充填材(d)、カップリング剤(e)、架橋剤(f)、エネルギー線硬化性樹脂(g)、光重合開始剤(h)、汎用添加剤(i)等が挙げられる。
即ち、本発明の一実施形態に係るフィルム状接着剤は、重合体成分(a)と、エポキシ系熱硬化性樹脂(b)と、所望により硬化促進剤(c)、充填材(d)、カップリング剤(e)、架橋剤(f)、エネルギー線硬化性樹脂(g)、光重合開始剤(h)、及び汎用添加剤(i)からなる群から選択される少なくとも1つの成分と、を含む。
前記フィルム状接着剤は、例えば、上記の1種以上の成分を、含有量(質量%)の合計が100質量%を超えないように含有する。
(硬化促進剤(c))
硬化促進剤(c)は、接着剤組成物の硬化速度を調節するための成分である。
硬化促進剤(c)としては、例えば、トリエチレンジアミン、ベンジルジメチルアミン、トリエタノールアミン、ジメチルアミノエタノール、トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール等の第3級アミン;2−メチルイミダゾール、2−フェニルイミダゾール、2−フェニル−4−メチルイミダゾール、2−フェニル−4,5−ジヒドロキシメチルイミダゾール、2−フェニル−4−メチル−5−ヒドロキシメチルイミダゾール等のイミダゾール系硬化促進剤(1個以上の水素原子が水素原子以外の基で置換されたイミダゾール);トリブチルホスフィン、ジフェニルホスフィン、トリフェニルホスフィン等の有機ホスフィン系硬化促進剤(1個以上の水素原子が有機基で置換されたホスフィン);テトラフェニルホスホニウムテトラフェニルボレート、トリフェニルホスフィンテトラフェニルボレート等のテトラフェニルボロン塩等が挙げられる。
なかでも、好ましい硬化促進剤(c)としては、有機ホスフィン系硬化促進剤が好ましい。有機ホスフィン系硬化促進剤を用いることで、接着剤組成物の硬化速度を好ましいものとすることができ、信頼性の高いフィルム状接着剤が得られやすく、フィルム状接着剤を用いて得られた半導体パッケージの信頼性がより向上する。
接着剤組成物及びフィルム状接着剤が含有する硬化促進剤(c)は、1種のみでもよいし、2種以上でもよく、2種以上である場合、それらの組み合わせ及び比率は任意に選択できる。
硬化促進剤(c)を用いる場合、接着剤組成物及びフィルム状接着剤において、硬化促進剤(c)の含有量は、エポキシ系熱硬化性樹脂(b)の含有量100質量部に対して、0.01〜10質量部であることが好ましく、0.1〜5質量部であることがより好ましい。
硬化促進剤(c)として有機ホスフィン系硬化促進剤を用いる場合、硬化促進剤(c)の含有量は、エポキシ樹脂(b1)の含有量100質量部に対して、5質量部以下であることが好ましく、0.01〜5質量部であることがより好ましく、0.1〜3質量部以下であることがさらに好ましい。
硬化促進剤(c)の前記含有量が前記下限値以上であることで、硬化促進剤(c)を用いたことによる効果がより顕著に得られる。また、硬化促進剤(c)の含有量が前記上限値以下であることで、例えば、接着剤組成物の硬化速度を好ましいものとすることができ、信頼性の高いフィルム状接着剤が得られやすく、フィルム状接着剤を用いて得られた半導体パッケージの信頼性がより向上する。
(充填材(d))
接着剤組成物及びフィルム状接着剤は、充填材(d)を含有してもよく、充填材(d)を含有しなくてもよいが、充填剤(d)を含有しないほうが好ましい。充填剤(d)を含有する場合には、フィルム状接着剤における充填剤の含有量は、前記フィルム状接着剤の総質量に対して15質量%以下とする。上記充填剤(d)の含有量が、フィルム状接着剤の総質量に対して15質量%以下であることにより、低温下でのエキスパンド時に優れた切断特性を発揮するとともに、長時間の加熱を経ても剥離やクラックの発生が起こり難い信頼性の高いフィルム状接着剤が得られ、フィルム状接着剤を用いて得られた半導体パッケージの信頼性が向上する。
充填材(d)を用いる場合、接着剤組成物において、溶媒以外の全ての成分の総含有量に対する充填材(d)の含有量の割合(すなわち、フィルム状接着剤の充填材(d)の含有量)は、15質量%以下であり、12質量%以下が好ましく、10質量%以下がより好ましく、7質量%以下がより好ましく、5質量%以下がさらに好ましく、3質量%以下がさらに好ましく、0質量%が特に好ましい。
フィルム状接着剤は、充填材(d)を含有することにより、その熱膨張係数の調整が容易となり、この熱膨張係数をフィルム状接着剤の貼付対象物に対して最適化することで、フィルム状接着剤を用いて得られた半導体パッケージの信頼性がより向上する。また、フィルム状接着剤が充填材(d)を含有することにより、硬化後のフィルム状接着剤の吸湿率を低減したり、放熱性を向上させたりすることもできる。
一方で、フィルム状接着剤は、充填材(d)を含有しない場合、フィルム状接着剤の接着面となる回路面を充填剤(d)によって傷つけるおそれがないため、充填材(d)の含有量が15質量%以下と比較的少量であっても、本発明の効果を発揮するフィルム状接着剤であることがより好ましい。
本発明においては、「前記重合体成分:前記エポキシ系熱硬化性樹脂」の質量比率が、69:31〜55:45であることにより、充填材(d)の含有量が15質量%以下と比較的少量であっても、長時間の加熱を経ても剥離やクラックの発生が起こり難い信頼性の高いフィルム状接着剤が得られ、フィルム状接着剤を用いて得られた半導体パッケージの信頼性を好ましいものとすることができる。
また、本発明においては、「前記重合体成分:前記エポキシ系熱硬化性樹脂」の質量比率が、69:31〜55:45であることにより、充填材(d)の含有量が15質量%以下と比較的少量であっても、良好なエキスパンド切断特性を示す。
接着剤組成物及びフィルム状接着剤が充填材(d)を含有する場合、充填材(d)は、有機充填材及び無機充填材のいずれでもよいが、無機充填材であることが好ましい。
好ましい無機充填材としては、例えば、シリカ、アルミナ、タルク、炭酸カルシウム、チタンホワイト、ベンガラ、炭化ケイ素、窒化ホウ素等の粉末;これら無機充填材を球形化したビーズ;これら無機充填材の表面改質品;これら無機充填材の単結晶繊維;ガラス繊維等が挙げられる。
これらの中でも、無機充填材は、シリカ又はアルミナであることが好ましい。
シリカの粉末(シリカフィラー)は、その表面に、有機基等の表面修飾基を有していてもよい。
充填剤は、粒状の形状を有することが好ましい。充填剤の平均粒径は、1nm〜10μmであってよく、20nm〜1000nmであってよく、30nm〜200nmであってもよい。
平均粒径は、粒度分布測定装置を使用して、動的光散乱法により測定した体積平均径とする。
接着剤組成物及びフィルム状接着剤が含有し得る充填材(d)は、1種のみでもよいし、2種以上でもよく、2種以上である場合、それらの組み合わせ及び比率は任意に選択できる。
(カップリング剤(e))
フィルム状接着剤は、カップリング剤(e)を含有することにより、被着体に対する接着性及び密着性が向上する。また、フィルム状接着剤がカップリング剤(e)を含有することにより、その硬化物は耐熱性を損なうことなく、耐水性が向上する。カップリング剤(e)は、無機化合物又は有機化合物と反応可能な官能基を有するものである。
カップリング剤(e)は、重合体成分(a)、エポキシ系熱硬化性樹脂(b)等が有する官能基と反応可能な官能基を有する化合物であることが好ましく、シランカップリング剤であることがより好ましい。
好ましい前記シランカップリング剤としては、例えば、3−グリシジルオキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシジルオキシプロピルメチルジエトキシシラン、3−グリシジルオキシプロピルトリエトキシシラン、3−グリシジルオキシメチルジエトキシシラン、2−(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、3−メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−(2−アミノエチルアミノ)プロピルトリメトキシシラン、3−(2−アミノエチルアミノ)プロピルメチルジエトキシシラン、3−(フェニルアミノ)プロピルトリメトキシシラン、3−アニリノプロピルトリメトキシシラン、3−ウレイドプロピルトリエトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)テトラスルファン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、イミダゾールシラン等が挙げられる。
接着剤組成物及びフィルム状接着剤が含有するカップリング剤(e)は、1種のみでもよいし、2種以上でもよく、2種以上である場合、それらの組み合わせ及び比率は任意に選択できる。
カップリング剤(e)を用いる場合、接着剤組成物及びフィルム状接着剤において、カップリング剤(e)の含有量は、重合体成分(a)及びエポキシ系熱硬化性樹脂(b)の総含有量100質量部に対して、0.03〜20質量部であることが好ましく、0.05〜10質量部であることがより好ましく、0.1〜5質量部であることが特に好ましい。
カップリング剤(e)の前記含有量が前記下限値以上であることで、充填材(d)の樹脂への分散性の向上や、フィルム状接着剤の被着体との接着性の向上など、カップリング剤(e)を用いたことによる効果がより顕著に得られる。また、カップリング剤(e)の前記含有量が前記上限値以下であることで、アウトガスの発生がより抑制される。
(架橋剤(f))
接着剤組成物及びフィルム状接着剤は、架橋剤(f)を含有してもよく、架橋剤(f)を含有しなくてもよいが、架橋剤(f)を含有しないほうが好ましい。
重合体成分(a)として、上述のアクリル系樹脂等の、他の化合物と結合可能なビニル基、(メタ)アクリロイル基、アミノ基、水酸基、カルボキシ基、イソシアネート基等の官能基を有するものを用いる場合、接着剤組成物及びフィルム状接着剤は、前記官能基を他の化合物と結合させて架橋するための架橋剤(f)を含有していてもよい。架橋剤(f)を用いて架橋することにより、フィルム状接着剤の初期接着力及び凝集力を調節できる。
一方で、フィルム状接着剤は、架橋剤(f)を含有しない場合、製造されたフィルム状接着剤を養生させて特性を安定化させる必要がないため低コスト化が実現でき、架橋剤(f)を含有せずとも、本発明の効果を発揮するフィルム状接着剤であることがより好ましい。
接着剤組成物及びフィルム状接着剤が架橋剤(f)を含有する場合、架橋剤(f)としては、例えば、有機多価イソシアネート化合物、有機多価イミン化合物、金属キレート系架橋剤(金属キレート構造を有する架橋剤)、アジリジン系架橋剤(アジリジニル基を有する架橋剤)等が挙げられる。
前記有機多価イソシアネート化合物としては、例えば、芳香族多価イソシアネート化合物、脂肪族多価イソシアネート化合物及び脂環族多価イソシアネート化合物(以下、これら化合物をまとめて「芳香族多価イソシアネート化合物等」と略記することがある);前記芳香族多価イソシアネート化合物等の三量体、イソシアヌレート体及びアダクト体;前記芳香族多価イソシアネート化合物等とポリオール化合物とを反応させて得られる末端イソシアネートウレタンプレポリマー等が挙げられる。前記「アダクト体」は、前記芳香族多価イソシアネート化合物、脂肪族多価イソシアネート化合物又は脂環族多価イソシアネート化合物と、エチレングリコール、プロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、トリメチロールプロパン又はヒマシ油等の低分子活性水素含有化合物との反応物を意味し、その例としては、後述するようなトリメチロールプロパンのキシリレンジイソシアネート付加物等が挙げられる。
前記有機多価イソシアネート化合物として、より具体的には、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;1,3−キシリレンジイソシアネート;1,4−キシレンジイソシアネート;ジフェニルメタン−4,4’−ジイソシアネート;ジフェニルメタン−2,4’−ジイソシアネート;3−メチルジフェニルメタンジイソシアネート;ヘキサメチレンジイソシアネート;イソホロンジイソシアネート;ジシクロヘキシルメタン−4,4’−ジイソシアネート;ジシクロヘキシルメタン−2,4’−ジイソシアネート;トリメチロールプロパン等のポリオールのすべて又は一部の水酸基に、トリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート及びキシリレンジイソシアネートのいずれか1種又は2種以上が付加した化合物;リジンジイソシアネート等が挙げられる。
前記有機多価イミン化合物としては、例えば、N,N’−ジフェニルメタン−4,4’−ビス(1−アジリジンカルボキシアミド)、トリメチロールプロパン−トリ−β−アジリジニルプロピオネート、テトラメチロールメタン−トリ−β−アジリジニルプロピオネート、N,N’−トルエン−2,4−ビス(1−アジリジンカルボキシアミド)トリエチレンメラミン等が挙げられる。
架橋剤(f)として有機多価イソシアネート化合物を用いる場合、重合体成分(a)としては、水酸基含有重合体を用いることが好ましい。架橋剤(f)がイソシアネート基を有し、重合体成分(a)が水酸基を有する場合、架橋剤(f)と重合体成分(a)との反応によって、フィルム状接着剤に架橋構造を簡便に導入できる。
接着剤組成物及びフィルム状接着剤が含有する架橋剤(f)は、1種のみでもよいし、2種以上でもよく、2種以上である場合、それらの組み合わせ及び比率は任意に選択できる。
架橋剤(f)を用いる場合、接着剤組成物及びフィルム状接着剤において、架橋剤(f)の含有量は、重合体成分(a)の含有量100質量部に対して、0.01〜20質量部であることが好ましく、0.1〜10質量部であることがより好ましく、0.3〜5質量部であることが特に好ましい。架橋剤(f)の前記含有量が前記下限値以上であることで、架橋剤(f)を用いたことによる効果がより顕著に得られる。また、架橋剤(f)の前記含有量が前記上限値以下であることで、架橋剤(f)の過剰使用が抑制される。
(エネルギー線硬化性樹脂(g))
フィルム状接着剤は、エネルギー線硬化性樹脂(g)を含有していることにより、エネルギー線の照射によって特性を変化させることができる。
本発明において、「エネルギー線」とは、電磁波又は荷電粒子線の中でエネルギー量子を有するものを意味し、その例として、紫外線、電子線等が挙げられる。
紫外線は、例えば、紫外線源として高圧水銀ランプ、ヒュージョンHランプ、キセノンランプ又は発光ダイオード等を用いることで照射できる。電子線は、電子線加速器等によって発生させたものを照射できる。
本発明において、「エネルギー線硬化性」とは、エネルギー線を照射することにより硬化する性質を意味し、「非エネルギー線硬化性」とは、エネルギー線を照射しても硬化しない性質を意味する。
エネルギー線硬化性樹脂(g)は、エネルギー線硬化性化合物を重合(硬化)して得られたものである。
前記エネルギー線硬化性化合物としては、例えば、分子内に少なくとも1個の重合性二重結合を有する化合物が挙げられ、(メタ)アクリロイル基を有するアクリレート系化合物が好ましい。
前記アクリレート系化合物としては、例えば、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、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリ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−ブチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート等の鎖状脂肪族骨格含有(メタ)アクリレート;ジシクロペンタニルジ(メタ)アクリレート等の環状脂肪族骨格含有(メタ)アクリレート;ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート等のポリアルキレングリコール(メタ)アクリレート;オリゴエステル(メタ)アクリレート;ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマー;エポキシ変性(メタ)アクリレート;前記ポリアルキレングリコール(メタ)アクリレート以外のポリエーテル(メタ)アクリレート;イタコン酸オリゴマー等が挙げられる。
エネルギー線硬化性樹脂(g)の重量平均分子量(Mw)は、100〜30000であることが好ましく、300〜10000であることがより好ましい。
接着剤組成物が含有するエネルギー線硬化性樹脂(g)は、1種のみでもよいし、2種以上でもよく、2種以上である場合、それらの組み合わせ及び比率は任意に選択できる。
エネルギー線硬化性樹脂(g)を用いる場合、接着剤組成物において、溶媒以外の全ての成分の総含有量に対するエネルギー線硬化性樹脂(g)の含有量の割合(すなわち、フィルム状接着剤のエネルギー線硬化性樹脂(g)の含有量)は、1〜95質量%であることが好ましく、5〜90質量%であることがより好ましく、10〜85質量%であることが特に好ましい。
(光重合開始剤(h))
接着剤組成物は、エネルギー線硬化性樹脂(g)を含有する場合、エネルギー線硬化性樹脂(g)の重合反応を効率よく進めるために、光重合開始剤(h)を含有していてもよい。
接着剤組成物における光重合開始剤(h)としては、例えば、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、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、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンゾイン安息香酸、ベンゾイン安息香酸メチル、ベンゾインジメチルケタール等のベンゾイン化合物;アセトフェノン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−プロパン−1−オン、2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オン等のアセトフェノン化合物;ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)フェニルフォスフィンオキサイド、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキサイド等のアシルフォスフィンオキサイド化合物;ベンジルフェニルスルフィド、テトラメチルチウラムモノスルフィド等のスルフィド化合物;1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン等のα−ケトール化合物;アゾビスイソブチロニトリル等のアゾ化合物;チタノセン等のチタノセン化合物;チオキサントン等のチオキサントン化合物;パーオキサイド化合物;ジアセチル等のジケトン化合物;ベンジル;ジベンジル;ベンゾフェノン;2,4−ジエチルチオキサントン;1,2−ジフェニルメタン;2−ヒドロキシ−2−メチル−1−[4−(1−メチルビニル)フェニル]プロパノン;1−クロロアントラキノン、2−クロロアントラキノン等のキノン化合物等が挙げられる。
また、光重合開始剤(h)としては、例えば、アミン等の光増感剤等も挙げられる。
接着剤組成物が含有する光重合開始剤(h)は、1種のみでもよいし、2種以上でもよく、2種以上である場合、それらの組み合わせ及び比率は任意に選択できる。
光重合開始剤(h)を用いる場合、接着剤組成物及びフィルム状接着剤において、光重合開始剤(h)の含有量は、エネルギー線硬化性樹脂(g)の含有量100質量部に対して、0.1〜20質量部であることが好ましく、1〜10質量部であることがより好ましく、2〜5質量部であることが特に好ましい。
(汎用添加剤(i))
汎用添加剤(i)は、公知のものでよく、目的に応じて任意に選択でき、特に限定されないが、好ましいものとしては、例えば、可塑剤、帯電防止剤、酸化防止剤、着色剤(染料、顔料)、ゲッタリング剤等が挙げられる。
接着剤組成物及びフィルム状接着剤が含有する汎用添加剤(i)は、1種のみでもよいし、2種以上でもよく、2種以上である場合、それらの組み合わせ及び比率は任意に選択できる。
接着剤組成物及びフィルム状接着剤の含有量は、特に限定されず、目的に応じて適宜選択すればよい。
接着剤組成物及びフィルム状接着剤においては、フィルム状接着剤の表面状態が良好になるなど、造膜性が向上する点では、重合体成分(a)の含有量は、重合体成分(a)、エポキシ系熱硬化性樹脂(b)及び充填材(d)の総含有量(重合体成分(a)、エポキシ樹脂(b1)、熱硬化剤(b2)及び充填材(d)の総含有量)100質量部に対して、30質量部以上であることが好ましく、38質量部以上であることがより好ましい。また、上述の点で、重合体成分(a)の前記含有量の上限値は、特に限定されないが、73質量部以下であることが好ましい。
一方、接着剤組成物及びフィルム状接着剤においては、フィルム状接着剤の信頼性が向上する点では、重合体成分(a)の含有量は、重合体成分(a)、エポキシ系熱硬化性樹脂(b)及び充填材(d)の総含有量(重合体成分(a)、エポキシ樹脂(b1)、熱硬化剤(b2)及び充填材(d)の総含有量)100質量部に対して、45質量部以上であることが好ましく、55質量部以上であることがより好ましい。また、上述の点で、重合体成分(a)の前記含有量の上限値は、特に限定されないが、73質量部以下であることが好ましい。
(溶媒)
接着剤組成物は、さらに溶媒を含有することが好ましい。溶媒を含有する接着剤組成物は、取り扱い性が良好となる。
前記溶媒は特に限定されないが、好ましいものとしては、例えば、トルエン、キシレン等の炭化水素;メタノール、エタノール、2−プロパノール、イソブチルアルコール(2−メチルプロパン−1−オール)、1−ブタノール等のアルコール;酢酸エチル等のエステル;アセトン、メチルエチルケトン等のケトン;テトラヒドロフラン等のエーテル;ジメチルホルムアミド、N−メチルピロリドン等のアミド(アミド結合を有する化合物)等が挙げられる。
接着剤組成物が含有する溶媒は、1種のみでもよいし、2種以上でもよく、2種以上である場合、それらの組み合わせ及び比率は任意に選択できる。
接着剤組成物が含有する溶媒は、接着剤組成物中の含有成分をより均一に混合できる点から、メチルエチルケトン等であることが好ましい。
[接着剤組成物の製造方法]
接着剤組成物は、これを構成するための各成分を配合することで得られる。
各成分の配合時における添加順序は特に限定されず、2種以上の成分を同時に添加してもよい。
溶媒を用いる場合には、溶媒を溶媒以外のいずれかの配合成分と混合してこの配合成分を予め希釈しておくことで用いてもよいし、溶媒以外のいずれかの配合成分を予め希釈しておくことなく、溶媒をこれら配合成分と混合することで用いてもよい。
配合時に各成分を混合する方法は特に限定されず、撹拌子又は撹拌翼等を回転させて混合する方法;ミキサーを用いて混合する方法;超音波を加えて混合する方法等、公知の方法から適宜選択すればよい。
各成分の添加及び混合時の温度並びに時間は、各配合成分が劣化しない限り特に限定されず、適宜調節すればよいが、温度は15〜30℃であることが好ましい。
<<半導体加工用シート>>
本発明の半導体加工用シートは、支持シート上に、上述の本発明のフィルム状接着剤が設けられたものである。
本発明の半導体加工用シートは、そのフィルム状接着剤上に、あらかじめ分割済みの複数個の半導体チップを設けておき、支持シートとともにフィルム状接着剤を、このフィルム状接着剤の表面方向において拡張させる、所謂エキスパンドを低温下で行うことにより、フィルム状接着剤を半導体チップの外形にあわせて切断する工程で用いるのに好適である。回路が形成されている面(以下、「回路形成面」と略記することがある)とは反対側の面(裏面)に切断後のフィルム状接着剤を備えた半導体チップ(本明細書においては「フィルム状接着剤付き半導体チップ」と称することがある)は、ピックアップした後に、半導体装置の製造に使用される。
本発明の半導体加工用シートを用いることで、フィルム状接着剤のエキスパンドによる切断時においては、フィルム状接着剤は目的の箇所で切断されるとともに、その切断箇所においてフィルム状接着剤の欠け等の異常の発生が抑制され、優れた切断特性を示す。したがって、フィルム状接着剤付き半導体チップを、工程異常を伴うことなく容易にピックアップできる。
上述のような、フィルム状接着剤のエキスパンドによる切断は、例えば、厚さが薄い半導体チップを備えたフィルム状接着剤付き半導体チップを製造するときに、適用するのに好適である。
分割済みの複数個の半導体チップは、例えば、半導体ウエハの内部に設定された焦点に集束されるように、赤外域のレーザー光を照射して、半導体ウエハの内部に改質層を形成した後、半導体ウエハの前記裏面を研削するとともに、さらに、前記裏面を研削中の半導体ウエハに対して、研削時の力を加えることによって、前記改質層の形成部位において半導体ウエハを分割すること(ステルスダイシング(登録商標))で作製できる。この方法は、従来のブレードを用いて半導体ウエハを切り込むことで分割する方法(ブレードダイシング)や研磨剤を含む水の吹き付けにより半導体ウエハを分割する方法(ウォーターダイシング)等に比べて、半導体ウエハを分割する際に加わるダメージが非常に小さいため、厚さが薄く、且つクラック等不具合のない良好な半導体チップの作製が可能である。
<支持シート>
前記支持シートとしては、基材を有するものが挙げられる。このような支持シートは、例えば、基材からなる(基材のみを有する)ものであってもよいし、基材と基材以外の他の層とを有するものであってもよい。前記他の層を有する支持シートとしては、例えば、基材上に粘着剤層を備えたものが挙げられる。
本発明の半導体加工用シートにおいて、前記フィルム状接着剤は、支持シート上に設けられる。したがって、例えば、支持シートが、基材上に粘着剤層を備えたものである場合には、粘着剤層上にフィルム状接着剤が設けられ、支持シートが基材からなるものである場合には、基材にフィルム状接着剤が直接接触して設けられる。
前記支持シートは、1層(単層)からなるものでもよいし、2層以上の複数層からなるものでもよい。支持シートが複数層からなる場合、これら複数層は互いに同一でも異なっていてもよく、これら複数層の組み合わせは、本発明の効果を損なわない限り、特に限定されない。
支持シートとしては、基材上に粘着剤層が設けられたものが好ましく、基材に粘着剤層が直接接触して設けられたものがより好ましい。
すなわち、本発明の半導体加工用シートとしては、基材上に粘着剤層が設けられ、粘着剤層上にフィルム状接着剤が設けられたものが好ましく、基材に粘着剤層が直接接触して設けられ、粘着剤層上にフィルム状接着剤が設けられたものがより好ましく、基材に粘着剤層が直接接触して設けられ、粘着剤層にフィルム状接着剤が直接接触して設けられたものが特に好ましい。
[基材]
前記基材の構成材料は、各種樹脂であることが好ましく、具体的には、例えば、ポリエチレン(低密度ポリエチレン(LDPE)、直鎖低密度ポリエチレン(LLDPE)、高密度ポリエチレン(HDPE等))、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、スチレン・エチレンブチレン・スチレンブロック共重合体、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、ポリウレタンアクリレート、ポリイミド、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共重合体、ポリスチレン、ポリカーボネート、フッ素樹脂、これらのいずれかの樹脂の水添加物、変性物、架橋物又は共重合物等が挙げられる。
基材を構成する樹脂は、1種のみでもよいし、2種以上でもよく、2種以上である場合、それらの組み合わせ及び比率は任意に選択できる。
基材は1層(単層)からなるものでもよいし、2層以上の複数層からなるものでもよい。基材が複数層からなる場合、これら複数層は互いに同一でも異なっていてもよく、これら複数層の組み合わせは、本発明の効果を損なわない限り、特に限定されない。
単層からなる基材は、その表面が公知の方法で剥離処理されていてもよい。
基材の厚さは、目的に応じて適宜選択できるが、50〜300μmであることが好ましく、70〜150μmであることがより好ましい。
ここで、「基材の厚さ」とは、基材全体の厚さを意味し、例えば、複数層からなる基材の厚さとは、基材を構成するすべての層の合計の厚さを意味する。
基材は、その上に設けられる、後述する粘着剤層等の他の層との密着性を向上させるために、サンドブラスト処理、溶剤処理等による凹凸化処理や、コロナ放電処理、電子線照射処理、プラズマ処理、オゾン・紫外線照射処理、火炎処理、クロム酸処理、熱風処理等の酸化処理等が表面に施されたものであってもよい。
また、基材は、表面がプライマー処理を施されたものであってもよい。
また、基材は、帯電防止コート層、半導体加工用シートを重ね合わせて保存する際に、基材が他のシートに接着することや、基材が吸着テーブルに接着することを防止する層等を有するものであってもよい。
[粘着剤層]
前記粘着剤層は、シート状又はフィルム状であり、粘着剤を含有する。
前記粘着剤層は、公知のものであってもよい。
前記粘着剤としては、例えば、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、ゴム系樹脂、シリコーン系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリビニルエーテル、ポリカーボネート等の粘着性樹脂が挙げられ、アクリル系樹脂が好ましい。
なお、本発明において、「粘着性樹脂」とは、粘着性を有する樹脂と、接着性を有する樹脂と、の両方を含む概念であり、例えば、樹脂自体が粘着性を有するものだけでなく、添加剤等の他の成分との併用により粘着性を示す樹脂や、熱又は水等のトリガーの存在によって接着性を示す樹脂等も含む。
粘着剤層は、エネルギー線硬化性及び非エネルギー線硬化性のいずれであってもよい。
粘着剤層は1層(単層)からなるものでもよいし、2層以上の複数層からなるものでもよい。粘着剤層が複数層からなる場合、これら複数層は互いに同一でも異なっていてもよく、これら複数層の組み合わせは、本発明の効果を損なわない限り、特に限定されない。
粘着剤層の厚さは、目的に応じて適宜選択できるが、1〜100μmであることが好ましく、1〜60μmであることがより好ましく、1〜30μmであることが特に好ましい。
ここで、「粘着剤層の厚さ」とは、粘着剤層全体の厚さを意味し、例えば、複数層からなる粘着剤層の厚さとは、粘着剤層を構成するすべての層の合計の厚さを意味する。
前記粘着剤層は、粘着剤を含有する粘着剤組成物を用いて形成できる。例えば、粘着剤層の形成対象面にこれを構成するための成分及び溶媒を含有する粘着剤組成物を塗工し、必要に応じて乾燥させて溶媒を揮発させることで、目的とする部位に粘着剤層を形成できる。粘着剤層のより具体的な形成方法は、他の層の形成方法とともに、後ほど詳細に説明する。
粘着剤組成物の塗工は、公知の方法で行えばよく、上述の接着剤組成物の塗工と同様の方法で行うことができる。
粘着剤組成物の乾燥条件は、特に限定されないが、粘着剤組成物は、後述する溶媒を含有している場合、加熱乾燥させることが好ましく、この場合、例えば、70〜130℃で10秒〜5分の条件で乾燥させることが好ましい。
[粘着剤組成物]
前記粘着剤組成物は、エネルギー線硬化性及び非エネルギー線硬化性のいずれであってもよい。
非エネルギー線硬化性の粘着剤組成物としては、例えば、前記アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、ゴム系樹脂、シリコーン系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリビニルエーテル、又はポリカーボネート等の粘着性樹脂(以下、「粘着性樹脂(i)」と称する)を含有するものが挙げられる。
(粘着性樹脂(i))
前記粘着性樹脂(i)は、前記アクリル系樹脂であることが好ましい。
粘着性樹脂(i)における前記アクリル系樹脂としては、例えば、少なくとも(メタ)アクリル酸アルキルエステル由来の構成単位を有するアクリル系重合体が挙げられる。
前記アクリル系樹脂が有する構成単位は、1種のみでもよいし、2種以上でもよく、2種以上である場合、それらの組み合わせ及び比率は任意に選択できる。
前記(メタ)アクリル酸アルキルエステルとしては、例えば、アルキルエステルを構成するアルキル基の炭素数が1〜20であるのものが挙げられ、前記アルキル基は、直鎖状又は分岐鎖状であることが好ましい。
(メタ)アクリル酸アルキルエステルとして、より具体的には、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸n−プロピル、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸n−ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸sec−ブチル、(メタ)アクリル酸tert−ブチル、(メタ)アクリル酸ペンチル、(メタ)アクリル酸ヘキシル、(メタ)アクリル酸ヘプチル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸イソオクチル、(メタ)アクリル酸n−オクチル、(メタ)アクリル酸n−ノニル、(メタ)アクリル酸イソノニル、(メタ)アクリル酸デシル、(メタ)アクリル酸ウンデシル、(メタ)アクリル酸ドデシル((メタ)アクリル酸ラウリル)、(メタ)アクリル酸トリデシル、(メタ)アクリル酸テトラデシル((メタ)アクリル酸ミリスチル)、(メタ)アクリル酸ペンタデシル、(メタ)アクリル酸ヘキサデシル((メタ)アクリル酸パルミチル)、(メタ)アクリル酸ヘプタデシル、(メタ)アクリル酸オクタデシル((メタ)アクリル酸ステアリル)、(メタ)アクリル酸ノナデシル、(メタ)アクリル酸イコシル等が挙げられる。
粘着剤層の粘着力が向上する点では、前記アクリル系重合体は、前記アルキル基の炭素数が4以上である(メタ)アクリル酸アルキルエステル由来の構成単位を有することが好ましい。そして、粘着剤層の粘着力がより向上する点から、前記アルキル基の炭素数は、4〜12であることが好ましく、4〜8であることがより好ましい。また、前記アルキル基の炭素数が4以上である(メタ)アクリル酸アルキルエステルは、アクリル酸アルキルエステルであることが好ましい。
前記アクリル系重合体は、(メタ)アクリル酸アルキルエステル由来の構成単位以外に、さらに、官能基含有モノマー由来の構成単位を有することが好ましい。
前記官能基含有モノマーとしては、例えば、前記官能基が後述する架橋剤と反応することで架橋の起点となったり、前記官能基が不飽和基含有化合物中の不飽和基と反応することで、アクリル系重合体の側鎖に不飽和基の導入を可能とするものが挙げられる。
官能基含有モノマー中の前記官能基としては、例えば、水酸基、カルボキシ基、アミノ基、エポキシ基等が挙げられる。
すなわち、官能基含有モノマーとしては、例えば、水酸基含有モノマー、カルボキシ基含有モノマー、アミノ基含有モノマー、エポキシ基含有モノマー等が挙げられる。
前記水酸基含有モノマーとしては、例えば、(メタ)アクリル酸ヒドロキシメチル、(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3−ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシブチル、(メタ)アクリル酸3−ヒドロキシブチル、(メタ)アクリル酸4−ヒドロキシブチル等の(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキル;ビニルアルコール、アリルアルコール等の非(メタ)アクリル系不飽和アルコール((メタ)アクリロイル骨格を有しない不飽和アルコール)等が挙げられる。
前記カルボキシ基含有モノマーとしては、例えば、(メタ)アクリル酸、クロトン酸等のエチレン性不飽和モノカルボン酸(エチレン性不飽和結合を有するモノカルボン酸);フマル酸、イタコン酸、マレイン酸、シトラコン酸等のエチレン性不飽和ジカルボン酸(エチレン性不飽和結合を有するジカルボン酸);前記エチレン性不飽和ジカルボン酸の無水物;2−カルボキシエチルメタクリレート等の(メタ)アクリル酸カルボキシアルキルエステル等が挙げられる。
官能基含有モノマーは、水酸基含有モノマー、カルボキシ基含有モノマーが好ましく、水酸基含有モノマーがより好ましい。
前記アクリル系重合体を構成する官能基含有モノマーは、1種のみでもよいし、2種以上でもよく、2種以上である場合、それらの組み合わせ及び比率は任意に選択できる。
前記アクリル系重合体において、官能基含有モノマー由来の構成単位の含有量は、構成単位の全量に対して、1〜35質量%であることが好ましく、3〜32質量%であることがより好ましく、5〜30質量%であることが特に好ましい。
前記アクリル系重合体は、(メタ)アクリル酸アルキルエステル由来の構成単位、及び官能基含有モノマー由来の構成単位以外に、さらに、他のモノマー由来の構成単位を有していてもよい。
前記他のモノマーは、(メタ)アクリル酸アルキルエステル等と共重合可能なものであれば特に限定されない。
前記他のモノマーとしては、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、ギ酸ビニル、酢酸ビニル、アクリロニトリル、アクリルアミド等が挙げられる。
前記アクリル系重合体を構成する前記他のモノマーは、1種のみでもよいし、2種以上でもよく、2種以上である場合、それらの組み合わせ及び比率は任意に選択できる。
前記アクリル系重合体以外の粘着性樹脂(i)も、前記アクリル系重合体と同様に、官能基含有モノマー由来の構成単位を有することが好ましい。
粘着剤組成物が含有する粘着性樹脂(i)は、1種のみでもよいし、2種以上でもよく、2種以上である場合、それらの組み合わせ及び比率は任意に選択できる。
粘着剤組成物において、溶媒以外の成分の総含有量に対する、粘着性樹脂(i)の含有量の割合(すなわち、粘着剤層の粘着性樹脂(i)の含有量)は45〜90質量%であることが好ましく、55〜87質量%であることがより好ましく、65〜84質量%であることが特に好ましい。粘着性樹脂(i)の含有量の前記割合がこのような範囲であることで、粘着剤層の粘着性がより良好となる。
(架橋剤(ii))
粘着剤組成物は、架橋剤(ii)を含有しなくてもよいが、架橋剤(ii)を含有することが好ましい。
架橋剤(ii)は、例えば、前記官能基と反応して、粘着性樹脂(i)同士を架橋するものである。
架橋剤(ii)としては、例えば、トリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、これらジイソシアネートのアダクト体等のイソシアネート系架橋剤(イソシアネート基を有する架橋剤);エチレングリコールグリシジルエーテル等のエポキシ系架橋剤(グリシジル基を有する架橋剤);ヘキサ[1−(2−メチル)−アジリジニル]トリフオスファトリアジン等のアジリジン系架橋剤(アジリジニル基を有する架橋剤);アルミニウムキレート等の金属キレート系架橋剤(金属キレート構造を有する架橋剤);イソシアヌレート系架橋剤(イソシアヌル酸骨格を有する架橋剤)等が挙げられる。
粘着剤の凝集力を向上させて粘着剤層の粘着力を向上させる点、及び入手が容易である等の点から、架橋剤(ii)はイソシアネート系架橋剤であることが好ましい。
粘着剤組成物が含有する架橋剤(ii)は、1種のみでもよいし、2種以上でもよく、2種以上である場合、それらの組み合わせ及び比率は任意に選択できる。
粘着剤組成物が架橋剤(ii)を含有する場合、粘着剤組成物において、架橋剤(ii)の含有量は、粘着性樹脂(i)の含有量100質量部に対して、5〜50質量部であることが好ましく、10〜45質量部であることがより好ましく、15〜40質量部であることが特に好ましい。架橋剤(ii)の前記含有量が前記下限値以上であることで、架橋剤(ii)を用いたことによる効果がより顕著に得られる。また、架橋剤(ii)の前記含有量が前記上限値以下であることで、粘着剤層のフィルム状接着剤に対する粘着力の調節がより容易となる。
(その他の添加剤)
粘着剤組成物は、本発明の効果を損なわない範囲内において、上述のいずれの成分にも該当しない、その他の添加剤を含有していてもよい。
前記その他の添加剤としては、例えば、帯電防止剤、酸化防止剤、軟化剤(可塑剤)、充填材(フィラー)、防錆剤、着色剤(顔料、染料)、増感剤、粘着付与剤、反応遅延剤、架橋促進剤(触媒)等の公知の添加剤が挙げられる。
なお、反応遅延剤とは、例えば、粘着剤組成物中に混入している触媒の作用によって、保存中の粘着剤組成物において、目的としない架橋反応が進行するのを抑制するものである。反応遅延剤としては、例えば、触媒に対するキレートによってキレート錯体を形成するものが挙げられ、より具体的には、1分子中にカルボニル基(−C(=O)−)を2個以上有するものが挙げられる。
粘着剤組成物が含有するその他の添加剤は、1種のみでもよいし、2種以上でもよく、2種以上である場合、それらの組み合わせ及び比率は任意に選択できる。
粘着剤組成物において、その他の添加剤の含有量は特に限定されず、その種類に応じて適宜選択すればよい。
(溶媒)
粘着剤組成物は、溶媒を含有していてもよい。粘着剤組成物は、溶媒を含有していることで、塗工対象面への塗工適性が向上する。
前記溶媒は有機溶媒であることが好ましく、前記有機溶媒としては、例えば、メチルエチルケトン、アセトン等のケトン;酢酸エチル等のエステル(カルボン酸エステル);テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル;シクロヘキサン、n−ヘキサン等の脂肪族炭化水素;トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素;1−プロパノール、2−プロパノール等のアルコール等が挙げられる。
前記溶媒としては、例えば、粘着性樹脂(i)の製造時に用いたものを粘着性樹脂(i)から取り除かずに、そのまま粘着剤組成物において用いてもよいし、粘着性樹脂(i)の製造時に用いたものと同一又は異なる種類の溶媒を、粘着剤組成物の製造時に別途添加してもよい。
粘着剤組成物が含有する溶媒は、1種のみでもよいし、2種以上でもよく、2種以上である場合、それらの組み合わせ及び比率は任意に選択できる。
粘着剤組成物において、溶媒の含有量は特に限定されず、適宜調節すればよい。
[粘着剤組成物の製造方法]
粘着剤組成物は、これを構成するための各成分を配合することで得られ、例えば、配合成分が異なる点以外は、上述の接着剤組成物の場合と同じ方法で製造できる。
図1は、本発明の半導体加工用シートの一実施形態を模式的に示す断面図である。なお、以下の説明で用いる図は、本発明の特徴を分かり易くするために、便宜上、要部となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率等が実際と同じであるとは限らない。
ここに示す半導体加工用シート1は、基材11上に粘着剤層12が設けられ、粘着剤層12上にフィルム状接着剤13が設けられてなるものである。
半導体加工用シート1において、粘着剤層12は基材11の一方の表面11aに積層され、フィルム状接着剤13は粘着剤層12の一方の表面、すなわち、粘着剤層12の基材11が設けられている側とは反対側の表面12aに積層されている。フィルム状接着剤13は、上述の本発明のフィルム状接着剤である。
すなわち、半導体加工用シート1は、支持シート10として、基材11上に粘着剤層12が設けられたものを用い、粘着剤層12にフィルム状接着剤13が直接接触して設けられたものである。
なお、本発明の半導体加工用シートは、図1に示すものに限定されず、本発明の効果を損なわない範囲内において、図1に示すものにおいて一部の構成が変更、削除又は追加されたものであってもよい。
例えば、図2に示す半導体加工用シート2ように、支持シート10として、基材11からなるものを用い、粘着剤層を有さず、基材11上にフィルム状接着剤13が設けられてなるものであってもよい。
また、例えば、図3に示す半導体加工用シート3ように、半導体加工用シート1の、フィルム状接着剤13の表面の一部に、ダイシング用リングフレーム等の治具と半導体加工用シートとを連結させる治具用接着剤層14が設けられてなるものであってもよい。
<<半導体加工用シートの製造方法>>
前記半導体加工用シートは、上述の各層を対応する位置関係となるように順次積層することで製造できる。各層の形成方法は、先に説明したとおりである。
例えば、基材上に粘着剤層又はフィルム状接着剤を積層する場合には、剥離フィルム上に、これを構成するための成分及び溶媒を含有する粘着剤組成物又は接着剤組成物を塗工し、必要に応じて乾燥させ溶媒を揮発させてフィルム状とすることで、剥離フィルム上に粘着剤層又はフィルム状接着剤をあらかじめ形成しておき、この形成済みの粘着剤層又はフィルム状接着剤の前記剥離フィルムと接触している側とは反対側の露出面を、基材の表面と貼り合わせればよい。このとき、粘着剤組成物又は接着剤組成物は、剥離フィルムの剥離処理面に塗工することが好ましい。剥離フィルムは、積層構造の形成後、必要に応じて取り除けばよい。
例えば、基材上に粘着剤層が積層され、前記粘着剤層上にフィルム状接着剤が積層されてなる半導体加工用シート(支持シートが基材及び粘着剤層の積層物である半導体加工用シート)を製造する場合には、上述の方法で、基材上に粘着剤層を積層しておき、別途、剥離フィルム上にこれを構成するための成分及び溶媒を含有する接着剤組成物を塗工し、必要に応じて乾燥させ溶媒を揮発させてフィルム状とすることで、剥離フィルム上にフィルム状接着剤を形成しておき、このフィルム状接着剤の露出面を、基材上に積層済みの粘着剤層の露出面と貼り合わせて、フィルム状接着剤を粘着剤層上に積層することで、半導体加工用シートが得られる。剥離フィルム上にフィルム状接着剤を形成する場合も、接着剤組成物は、剥離フィルムの剥離処理面に塗工することが好ましく、剥離フィルムは、積層構造の形成後、必要に応じて取り除けばよい。
このように、半導体加工用シートを構成する基材以外の層はいずれも、剥離フィルム上にあらかじめ形成しておき、目的とする層の表面に貼り合わせる方法で積層できるため、必要に応じてこのような工程を採用する層を適宜選択して、半導体加工用シートを製造すればよい。
なお、半導体加工用シートは、通常、これをダイシング用リングフレーム等の治具に固定するための治具用接着剤層など、必要な層をすべて設けた後、その支持シートとは反対側の最表層の表面に、剥離フィルムが貼り合わされた状態で保管される。このように保管されることで、半導体加工用シートの支持シートとは反対側の最表層の表面の汚染が防止され、使用直前まで保護することができる。
<<半導体装置の製造方法>>
本発明の半導体装置の製造方法は、上述の本発明のフィルム状接着剤を用いた半導体装置の製造方法であって、支持シート上に前記フィルム状接着剤が設けられ、前記フィルム状接着剤の前記支持シートが設けられている側とは反対側の表面に、分割済みの複数個の半導体チップが設けられてなる積層構造体を形成する積層構造体形成工程と、前記積層構造体のフィルム状接着剤を冷却しながら、その表面に対して平行な方向にエキスパンドして、フィルム状接着剤を切断する切断工程と、切断後の前記フィルム状接着剤を備えた前記半導体チップ(本明細書においては、「フィルム状接着剤付き半導体チップ」と略記することがある)を、前記支持シートからピックアップする(引き離す)引き離し工程と、を有する。
前記支持シート上に前記フィルム状接着剤が設けられたものは、上述の本発明の半導体加工用シートであり、後述するように、本発明の半導体装置の製造方法は、本発明のフィルム状接着剤又は半導体加工用シートを用いたものである。
本発明のフィルム状接着剤又は半導体加工用シートを用いることで、前記切断工程においては、フィルム状接着剤のエキスパンドによるフィルム状接着剤の切断時に、フィルム状接着剤の欠け等の異常を伴うことなく、フィルム状接着剤を目的の箇所で容易に切断できる。
以下、図4を参照しながら、前記製造方法について説明する。図4は、本発明のフィルム状接着剤又は半導体加工用シートを用いた場合の半導体装置の製造方法の一実施形態を模式的に説明するための断面図である。ここでは、図4に示すフィルム状接着剤13又は半導体加工用シート1を用いた場合の製造方法について説明する。なお、図4以降において、図1に示すものと同じ構成要素には、図1の場合と同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。また、図2では、半導体加工用シートと半導体チップに関わる構成のみ、断面表示している。
<積層構造体形成工程>
図4(a)に示す積層構造体101は、基材11上に粘着剤層12が設けられ、粘着剤層12の表面12aにフィルム状接着剤13が設けられ、フィルム状接着剤13の粘着剤層12が設けられている側とは反対側の表面13aに、分割済みの複数個の半導体チップ8が設けられてなる。
なお、図4では、複数個の半導体チップ8同士の間の空隙部を強調表示している。
前記積層構造体形成工程においては、例えば、分割済みの複数個の半導体チップ8の裏面8bに、1枚のフィルム状接着剤13を貼付した後、このフィルム状接着剤13の半導体チップ8を備えている側とは反対側の表面(裏面)13bに、支持シート10の粘着剤層12を貼付することで、積層構造体101を形成できる。また、本発明の半導体加工用シート1を用い、そのフィルム状接着剤13の粘着剤層12を備えている側とは反対側の表面13aを、分割済みの複数個の半導体チップ8の裏面8bに貼付することでも、積層構造体101を形成できる。
分割済みの複数個の半導体チップ8は、以下の工程により得ることができる。
すなわち、本発明の半導体装置の製造方法においては、前記積層構造体形成工程の前に、さらに、半導体ウエハの内部に設定された焦点に集束するように、赤外域のレーザー光を照射して、前記半導体ウエハの内部に改質層を形成する改質層形成工程と、前記改質層を形成した前記半導体ウエハにおいて、前記フィルム状接着剤を設けるための面を研削するとともに、研削時の力を前記半導体ウエハに加えることにより、前記改質層の部位において前記半導体ウエハを分割し、複数個の半導体チップを得る分割工程と、を有し、前記分割工程で得られた複数個の半導体チップを、前記積層構造体形成工程で用いることが好ましい。
図5は、このような半導体ウエハに改質層を形成して半導体チップを得る方法の一実施形態を模式的に説明するための断面図である。
<改質層形成工程>
この方法では、前記改質層形成工程において、図5(a)に示すように、半導体ウエハ8’の内部に設定された焦点に集束されるように、赤外域のレーザー光を照射して、半導体ウエハ8’の内部に改質層81’を形成する。
改質層形成工程においては、例えば、レーザー光の照射によって半導体ウエハ8’の表面や表面近傍の領域が受けるダメージを最小限にしながら、改質層81’を形成するために、開口度(NA)の大きなレーザー光を照射することが好ましい。
<分割工程>
次いで、前記分割工程においては、図5(b)に示すように、半導体ウエハ8’の前記表面(回路形成面)8a’とは反対側の面(裏面)8b’を研削する。前記裏面8b’の研削は、公知の方法により、例えば、グラインダー62を用いて矢印の方向に研削することで行うことができる。例えば、このときの前記裏面8b’の研削は、半導体ウエハ8’の前記表面8a’にバックグラインドテープ63を貼付して行うことが好ましい。
そして、半導体ウエハ8’の前記裏面8b’を研削するとともに、さらに、この研削中の半導体ウエハ8’に対して、研削時の力を加えることによって、改質層81’の形成部位において半導体ウエハ8’を分割することで、図5(c)に示すように、半導体ウエハ8’から複数個の半導体チップ8が得られる。この場合も、図3を引用して説明した場合と同様に、半導体ウエハ8’の前記裏面8b’は、半導体チップ8の裏面8b、すなわち、フィルム状接着剤13を設けるための面となる。
上述のいずれの方法でも、バックグラインドテープ63を用いた場合、得られた複数個の半導体チップ8は、バックグラインドテープ63上で整列した状態で保持される。
半導体チップ8の厚さは、特に限定されないが、5〜60μmであることが好ましく、10〜55μmであることがより好ましい。このような薄型の半導体チップを用いた場合に、本発明の半導体加工用シートを用いた場合の効果が、より顕著に得られる。
<切断工程>
上述の半導体装置の製造方法での前記切断工程においては、前記積層構造体形成工程後に、図4(b)に示すように、積層構造体101のフィルム状接着剤13を冷却しながら、フィルム状接着剤13の表面13aに対して平行な方向にフィルム状接着剤13をエキスパンドして、フィルム状接着剤13を切断する。フィルム状接着剤13は、基材11及び粘着剤層12(支持シート10)とともにエキスパンドすればよい。ここでは、切断後のフィルム状接着剤を、符号13’を付して示しているが、このような切断後のフィルム状接着剤13’を単に「フィルム状接着剤13’」と称することがある。また、フィルム状接着剤13のエキスパンドの方向を矢印Iで示している。
前記切断工程における、フィルム状接着剤13の冷却温度は、特に限定されないが、フィルム状接着剤13をより容易に切断できる点から、−30〜10℃であることが好ましい。
前記切断工程における、フィルム状接着剤13のエキスパンド速度(拡張速度)は、本発明の効果を損なわない範囲内であれば特に限定されないが、0.1〜150mm/secであることが好ましく、0.5〜100mm/secであることがより好ましく、例えば、1〜50mm/sec等であってもよい。エキスパンド速度がこのような範囲内であることで、本発明の効果がより顕著に得られる。さらに、エキスパンド速度が前記上限値以下であることで、フィルム状接着剤13のエキスパンド時において、半導体チップ8がよりダメージを受け難くなる。
前記切断工程においては、フィルム状接着剤13(半導体加工用シート1)を用いていることにより、フィルム状接着剤13が目的の箇所で切断されるとともに、その切断箇所においてフィルム状接着剤13’の欠け等の異常の発生が抑制される。
前記切断工程においては、−15℃における前記破断伸度が3%以下であり、「重合体成分:エポキシ系熱硬化性樹脂」の質量比率が、69:31〜55:45であり、充填剤の含有量が、フィルム状接着剤の総質量に対して15質量%以下である上述のフィルム状接着剤を用いることで、エキスパンドを低温下(−15℃〜10℃)で行ったときに、フィルム状接着剤が目的の箇所で容易に切断される。
<引き離し工程>
前記引き離し工程においては、前記切断工程後に、図4(c)に示すように、切断後のフィルム状接着剤13’を備えた半導体チップ8を、支持シート10(粘着剤層12)から引き離して、ピックアップを行う。
前記引き離し工程においては、半導体装置の製造装置の引き上げ部61によって、半導体チップ8を引き上げることにより、この半導体チップ8の裏面8bに貼付されている切断後のフィルム状接着剤13’を粘着剤層12から剥離させる。半導体チップ8を引き上げる方法は、公知の方法でよく、例えば、真空コレットにより半導体チップ8の表面を吸着して引き上げる方法等が挙げられる。ここでは、半導体チップ8の引き上げ方向を矢印IIで示している。
半導体装置の前記製造方法においては、切断後のフィルム状接着剤13’と共に引き離された(ピックアップされた)半導体チップ8(フィルム状接着剤付き半導体チップ)を用いて、以降は従来法と同様の方法で、半導体装置を製造する。例えば、前記半導体チップ8を基板の回路面にフィルム状接着剤13’によってダイボンディングし、必要に応じて、この半導体チップ8にさらに半導体チップを1個以上積層して、ワイヤボンディングを行った後、全体を樹脂により封止することで、半導体パッケージとする(図示略)。そして、この半導体パッケージを基板に配置し、目的とする半導体装置を作製すればよい。
半導体装置の前記製造方法においては、「重合体成分:エポキシ系熱硬化性樹脂」の質量比率が69:31〜55:45であり、充填剤の含有量が、フィルム状接着剤の総質量に対して15質量%以下である上述のフィルム状接着剤を用いることで、フィルム状接着剤を用いて得られた半導体パッケージの信頼性が向上する。
本発明のフィルム状接着剤又は半導体加工用シートを用いた半導体装置の製造方法は、図4を引用して説明した上述の方法に限定されず、本発明の効果を損なわない範囲内において、上述の方法において一部の構成が変更、削除又は追加されたものであってもよい。
以下、具体的実施例により、本発明についてより詳細に説明する。ただし、本発明は、以下に示す実施例に、何ら限定されるものではない。
接着剤組成物の製造に用いた成分を以下に示す。
・重合体成分
(a)−1:アクリル共重合体成分(ナガセケムテックス社製「テイサンレジンSG−P3」)
・エポキシ樹脂
(b1)−1:ビフェニル型エポキシ樹脂(日本化薬社製「NC−3000−H」、エポキシ当量280−298g/eq、軟化点63−75℃)
・熱硬化剤
(b2)−1:ビフェニル型フェノール樹脂(明和化成社製「MEH−7854−4H」OH基当量237g/eq、軟化点122.4℃)
・硬化促進剤
(c)−1:エポキシ樹脂硬化触媒、トリオルトフェニルホスフィン(北興化学工業社製「TOTP」)
・充填材
(d)−1:シリカフィラー(アドマテックス社製,YA050C−MJE、平均粒径60nm)
・カップリング剤
(e)−1:シランカップリング剤、2−(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(信越化学工業社製「KBM−303」)
<フィルム状接着剤及び半導体加工用シートの製造>
[実施例1]
(接着剤組成物の製造)
重合体成分(a)−1、エポキシ樹脂(b1)−1、熱硬化剤(b2)−1、硬化促進剤(c)−1、及びカップリング剤(e)−1を、これらの含有量(質量部)が表1に示す値となるようにメチルエチルケトンに溶解又は分散させて、23℃で撹拌することで、接着剤組成物を得た。
(フィルム状接着剤の製造)
ポリエチレンテレフタレート製フィルム(厚さ38μm)の片面がシリコーン処理により剥離処理された剥離フィルムの前記剥離処理面に、上記で得られた接着剤組成物を塗工し、115℃で3分加熱乾燥させることにより、厚さ5μmおよび20μmのフィルム状接着剤を形成した。
次いで、このフィルム状接着剤の露出面に、別途、前記剥離フィルムの剥離処理面を貼付し、フィルム状接着剤の両面に前記剥離フィルムが貼付されたフィルム状接着剤積層物を得た。
[実施例2、比較例1〜6]
接着剤組成物の含有成分を表1に示すとおりとした点以外は、実施例1と同じ方法で、フィルム状接着剤積層物を製造した。
なお、上記の実施例及び比較例で製造した接着剤組成物の固形分濃度は、15質量%である。
<フィルム状接着剤の評価>
上記で得られた厚さ20μmのフィルム状接着剤について、下記項目を評価した。
(フィルム状接着剤の造膜性)
上述のフィルム状接着剤の製造時に、同時にフィルム状接着剤の造膜性を評価した。
すなわち、得られたフィルム状接着剤の表面のうち、前記接着剤組成物を前記剥離フィルムへ塗工したときに、接着剤組成物の剥離フィルムへ接触していた部位から形成された表面について、外観を目視観察して、フィルム状接着剤の造膜性を下記基準に従って評価した。結果を表1に示す。
A:表面に異常が認められず、表面状態が良好であった。
B:表面にスジ又はハジキが発生していたが、表面状態の乱れは軽度であった。
C:表面に凝集物が発生しており、表面状態が一様でなかった。
(フィルム状接着剤の切断特性)
・エキスパンド切断特性評価用の、個片化された半導体チップの作製
ダイシング装置(Disco社製「DFD6361」、ブレード:27HECC)を用い、ミラーウエハ(8inch、厚さ720μm)のミラー面に対して、50mm/秒、40,000rpmの条件で、切込み深さ80μmになるようハーフカットダイシングを行った。このハーフカットダイシングは、10mm×10mmの大きさのシリコンチップが得られるように調節して行った。
ハーフカットされ、切込みが入っているミラーウエハのミラー面側に、バックグラインドテープ(リンテック社製「ADWILL E−3125KN」)の粘着剤面を、テープ貼合装置(リンテック社製「RAD3510」)を用いて、常温貼合した。
次いで、グラインダー(Disco社製「DGP8760))を用いて、切込みが入っていないウエハ裏面側から、ウエハ厚み50μmまで研削(ドライポリッシュ仕上げ)をすることで、同時にシリコンウエハを分割して、シリコンチップに個片化した。得られたシリコンチップは、10mm×10mmに個片化され、厚み50μm、チップ/チップ間カーフ距離:30μmであり、バックグラインドテープ上で固定されていた。
・エキスパンド切断特性評価用サンプルの作製
ラミネート装置(大成ラミネーター社製「VA−400」)を用いて、上記で個片化されたチップのドライポリッシュ面に対して、上記実施例又は比較例の接着用フィルムを貼合し、積層物を得た。この貼合は、60℃、ラミネート速度:0.6m/分、0.5MPaの条件にて行った。
次いで、積層物のフィルム状接着剤の露出面に、エキスパンドテープ(リンテック社製「ADWILL DG889SO5」)を、ラミネート装置VA−400(大成ラミネーター社製)を用いて貼合し、接着用フィルム及びエキスパンドテープを備える半導体加工用シートの表面に、分割済みの複数個の半導体チップが設けられてなる積層構造体を得た。この貼合は、常温、ラミネート速度:0.6m/分、0.5MPaの条件にて行った。
次いで、得られた積層構造体のエキスパンドテープ上に、リングフレーム固定用両面テープ(リンテック社製「ADWILL G−01DF*」)を貼付し、ダイシング用リングフレームに貼付して固定し、シリコンチップのミラー面側に貼合されたバックグラインドテープを剥離して、エキスパンド切断特性評価用サンプルを得た。
・エキスパンド切断特性評価
上記で得られたエキスパンド切断特性評価用サンプルを、エキスパンド装置(株式会社ジェイ・シー・エム社製「ME−300B」)に設置し、−15℃環境下において、突上げ速度100mm/秒、突上げ量10mmの条件でエキスパンドし、フィルム状接着剤をシリコンチップの外形に沿って切断することを試みた。
次いで、デジタル顕微鏡(キーエンス社製「VH−Z100」)を用いて、フィルム状接着剤を観察した。観察箇所は、目的とする切断箇所であるシリコンチップの外周のフィルム状接着剤の部分を観察した。フィルム状接着剤の切断特性を、下記基準に従って評価した。結果を表1に示す。
○:エキスパンド後のフィルム状接着剤が、目的とする箇所で切断された。
×:エキスパンド後のフィルム状接着剤が、目的とする箇所で切断されなかった。
(フィルム状接着剤の破断伸度の評価)
上記実施例又は比較例で作製した、5μmおよび20μmのフィルム状接着剤を、積層して形成した厚み25μmの積層物を、30mm×10mmに裁断した。裁断したサンプルのフィルム状接着剤の両端部の両面に、粘着テープを貼付し、粘着テープ間の両面テープの貼付されていないフィルム状接着剤のみの部分が10mm×10mmとなるようにして、破断伸度評価用の試験片を作製した。フィルム状接着剤の両端部を粘着テープで固定するのは、フィルム状接着剤単体を扱う場合、フィルム状接着剤が薄く取扱いが非常に難しいため、サンプルの装置への設置等、測定者の取扱性を向上させるためである。
試験片を、特型引張圧縮試験機(株式会社今田製作所製「SDT−202NA」)のサンプル設置治具に設置し、引張速度200mm/分、チャック間距離10mmで引張試験を行い、フィルム状接着剤の破断伸度(%)を測定した。測定は周辺環境温度−15℃において実施した。結果を表1に示す。
(フィルム状接着剤の熱履歴に対する信頼性評価)
エキスパンド切断特性評価が不良で、上記のエキスパンドによる切断が不可であるフィルム状接着剤についても信頼性評価に供するため、ブレードダイシングによる分割手法によりチップ及びフィルム状接着剤を個片化して、信頼性評価を行った。なお、分割方法が異なっても、分割ラインが直線的に分割されていれば、信頼性の結果は相違ないものとなる。
・信頼性評価用の個片化された半導体チップの作製
ミラーウエハ(8inch、厚さ720μm)のミラー面に対して、バックグラインドテープ(リンテック社製「ADWILL E−3125KN」)の粘着剤面を、テープ貼合装置(リンテック社製「RAD3510」)を用いて常温貼合した。
次いで、グラインダー(Disco社製「DGP8760」)を用いて、ウエハ裏面側からウエハ厚み50μmまで研削(ドライポリッシュ仕上げ)した。
次いで、ドライポリッシュ仕上げされたシリコンウエハ(8inch、厚さ50μm)の研磨面に、上記の実施例又は比較例の厚さ20μmのフィルム状接着剤を、ラミネート装置(大成ラミネーター社製「VA−400」)を用いて貼合し、積層物を得た。この貼合は、60℃、ラミネート速度:0.6m/分、0.5MPaの条件にて行った。
次いで、積層物のフィルム状接着剤の露出面に、エキスパンドテープ(リンテック社製「ADWILL DG889SO5」)を、ラミネート装置(大成ラミネーター社製「VA−400」)を用いて貼合し、接着用フィルム及びエキスパンドテープを備える半導体加工用シートの表面に、シリコンウエハが設けられてなる積層構造体を得た。この貼合は、常温、ラミネート速度:0.6m/分、0.5MPaの条件にて行った。
次いで、得られた積層構造体のエキスパンドテープ上に、リングフレーム固定用両面テープ(リンテック社製「ADWILL G−01DF*」)を貼付し、ダイシング用リングフレームに貼付して固定し、ウエハのミラー面側に貼合されたバックグラインドテープを剥離した。
次いで、ダイシング装置(株式会社Disco製「DFD6361」)を使用して、50mm/秒、40,000rpmの条件で、ウエハ及びフィルム状接着剤をカットし、8mm×8mmのチップサイズにダイシングした。ダイシングの際の切り込み量は、基材(エキスパンドテープ)を20μm切り込むようにした。以上の工程を経て、フィルム状接着剤付きの信頼性評価用サンプルを得た。
・半導体パッケージの製造
基板として銅箔張り積層板(三菱ガス化学社製「HL832NX−A」)の銅箔(厚さ18μm)に回路パターンが形成され、パターン上にソルダーレジスト(太陽インキ社製「PSR−4000AUS308」)を有している基板(シーマ電子社製「LN001E−001 PCB(Au)AUS308」)を用いた。
上記で得られた信頼性評価用サンプルを、ピックアップ・ダイボンディング装置(キャノンマシナリー社製「BESTEM D02」)のエキスパンドユニットに設置した。真空コレット(8mm×8mm)により、5ピン突上げ、突上げ速度:300mm/分、突上げ量:200μmの条件でピックアップを行い、上記で得られたエキスパンドテープ上のシリコンチップを、フィルム状接着剤とともにエキスパンドテープから剥離させた。
次いで、フィルム状接着剤付きのシリコンチップを、120℃、250gf、0.5秒の条件で前記基板上に圧着させてボンディングした後、ワイヤボンディングを想定した熱履歴(175℃、0〜6時間)を付与した。
その後、封止装置(アピックヤマダ社製「MPC−06M TriAl Press」)を用いて、封止樹脂(京セラケミカル社製「KE−G1250」)を、175℃、2分、7MPaの条件で、厚み400μmになるようチップの上に封止した後、175℃、5時間の処理にて封止樹脂を硬化させた。
次いで、封止された基板を、ダイシングテープ(リンテック社製「ADWILL D−510T」)に貼付し、ダイシング装置(Disco社製「DFD6361)を用いて、封止された基板を15mm×15mmの大きさにダイシングすることで、信頼性評価用の半導体パッケージを得た。
・パッケージ信頼性(フィルム状接着剤の信頼性)の評価
上記で得られた半導体パッケージを、85℃、60%RHの湿熱条件下で168時間放置(JEDEC Level2)して吸湿させた。その後、最高温度260℃、加熱時間1分の条件で、この吸湿後の半導体パッケージに対して、卓上リフロー炉(千住金属工業社製「STR−2010NM」)を用いてIRリフローを3回行った。
次いで、超音波顕微鏡(Sonoscan社製「D−9600」)を用いて、基板とフィルム状接着剤との界面の接合部の浮き・剥がれの有無と、パッケージクラック発生の有無とを確認した。半導体パッケージは、各熱履歴条件につき9個ずつ信頼性評価試験を行い、1個も浮き・剥がれ又はパッケージクラックが発生しなかった熱履歴時間を調べ、熱履歴に対する信頼性を評価した。結果を表1に示す。
なお、表1中において、例えば、「0/9」との記載は、9個の半導体パッケージに
ついて評価を行い、9個のうち0個で前記接合部における浮き・剥がれ又はパッケージクラックの発生が観察されたこと、すなわち、前記浮き・剥がれ又はクラックの発生が観察された半導体パッケージはなかったことを意味する。
Figure 0006775436
上記結果から明らかなように、実施例1〜2のフィルム状接着剤は、−15℃における破断伸度が3%以下であり、優れたエキスパンド切断特性を示した。且つ、実施例1〜2のフィルム状接着剤は、175℃、2時間の熱履歴に耐える信頼性を有し、実用上優れたものであった。
さらに、実施例1〜2のフィルム状接着剤は、造膜性が良好で、フィルム状接着剤としての基本特性に優れていた。
これに対して、比較例1〜2のフィルム状接着剤は、−15℃における破断伸度が3%を超え、エキスパンド切断特性に劣るものであった。
比較例3のフィルム状接着剤は、エキスパンド切断特性は良好であるものの、造膜性および信頼性の点で劣るものであった。
比較例4のフィルム状接着剤は、造膜性および信頼性は良好であるものの、エキスパンド切断特性の点で劣るものであった。
比較例5のフィルム状接着剤は、エキスパンド切断特性は良好であるものの、造膜性および信頼性の点で劣るものであった。
比較例6のフィルム状接着剤は、造膜性に劣っており、これらはフィルム状接着剤としての基本特性に問題点があった。破断伸度、エキスパンド切断特性、及び信頼性については評価できなかった。
以上の結果に関し、実施例1〜2及び比較例1〜3を参照すると、含有成分として、重合体成分の割合が多いほど、熱履歴付与後のフィルム状接着剤の信頼性が高まる傾向にあるが、重合体成分の割合が多いほど、−15℃におけるフィルム状接着剤のエキスパンド切断特性が低下する傾向にあることがわかる。
特に注目すべきことに、実施例1と比較例2との比較によれば、「重合体成分/熱硬化性樹脂」の質量比率が75/25(比較例2)となると、破断伸度が大きく上昇し、係る付近の比率を境に破断伸度の値が大きく変化することがわかる。
すなわち、重合体成分/熱硬化性樹脂の質量比率が、69:31〜55:45の範囲内にあることにより、実施例1〜2のフィルム状接着剤は、長時間の加熱を経ても信頼性が高く、且つ低温下でのエキスパンドによる切断時において優れた切断特性を発揮することが理解される。
また、以上の結果に関し、実施例1及び比較例4〜6を参照すると、含有成分として、充填剤の割合が多くなると、フィルム状接着剤の造膜性が低下する傾向にあることがわかる。
また、充填剤の含有割合は、エキスパンド切断特性及び信頼性にも影響することがわかる(比較例4〜5)。
充填剤含有量が20質量%である場合(比較例4)、フィルム状接着剤の信頼性は高められるが、−15℃における破断伸度が3%を超え、エキスパンド切断特性が不良となる。
充填剤の含有量が40質量%である場合(比較例5)、エキスパンド切断特性は良好であるものの、信頼性が不良となる。
比較例4と5とで、エキスパンド切断特性及び信頼性の傾向が異なることは、おそらく、充填剤の含有量により充填剤の凝集が発生するなどして、充填剤により発揮される作用が変化するからであると考えられる。
すなわち、フィルム状接着剤における充填剤の含有量が、フィルム状接着剤の総質量に対して15質量%以下であることにより、実施例1〜2のフィルム状接着剤は、長時間の加熱を経ても信頼性が高く、且つ低温下でのエキスパンドによる切断時において優れた切断特性が発揮されることが理解される。
各実施形態における各構成及びそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。また、本発明は各実施形態によって限定されることはなく、請求項(クレーム)の範囲によってのみ限定される。
1,2,3・・・半導体加工用シート、10・・・支持シート、11・・・基材、11a・・・基材の表面、12・・・粘着剤層、12a・・・粘着剤層の表面、13・・・フィルム状接着剤、13’・・・切断後のフィルム状接着剤、13a・・・フィルム状接着剤の表面、13b・・・フィルム状接着剤の裏面、14・・・治具用接着剤層、101・・・積層構造体、8・・・半導体チップ、8b・・・半導体チップの裏面、8’・・・半導体ウエハ、81’・・・半導体ウエハの改質層、8a’・・・半導体ウエハの表面、8b’・・・半導体ウエハの裏面、61・・・半導体装置の製造装置の引き上げ部、62・・・グラインダー、63・・・バックグラインドテープ、I・・・フィルム状接着剤のエキスパンド方向、II・・・半導体チップの引き上げ方向

Claims (8)

  1. エポキシ樹脂及び熱硬化剤からなるエポキシ系熱硬化性樹脂と、前記エポキシ系熱硬化性樹脂に該当しない重合体成分と、を含有する硬化性のフィルム状接着剤であって、
    「前記重合体成分:前記エポキシ系熱硬化性樹脂」の質量比率が、69:31〜55:45であり、
    前記重合体成分がアクリル系樹脂であり、
    前記フィルム状接着剤における充填剤の含有量が、前記フィルム状接着剤の総質量に対して15質量%以下であり、
    厚さが25μmである硬化前の単層の前記フィルム状接着剤、又は硬化前の2層以上の前記フィルム状接着剤を、合計の厚さが25μmとなるように積層した積層体の、−15℃における破断伸度が3%以下である、フィルム状接着剤。
  2. 硬化促進剤を含有し、前記硬化促進剤が有機ホスフィン系硬化促進剤である、請求項1に記載のフィルム状接着剤。
  3. 前記エポキシ樹脂100質量部に対する、前記硬化促進剤の含有量が5質量部以下である、請求項2に記載のフィルム状接着剤。
  4. 半導体ウエハの内部に設定された焦点に集束するように、赤外域のレーザー光を照射して、前記半導体ウエハの内部に改質層を形成する改質層形成工程と、
    前記改質層を形成した前記半導体ウエハにおいて、前記フィルム状接着剤を設けるための面を研削するともに、研削時の力を前記半導体ウエハに加えることにより、前記改質層の部位において前記半導体ウエハを分割し、複数個の半導体チップを得る分割工程と、
    を有する分割方法で分割された半導体チップへの接着用途に使用される請求項1〜のいずれか一項に記載のフィルム状接着剤。
  5. 支持シート上に、請求項1〜のいずれか一項に記載のフィルム状接着剤が設けられた、半導体加工用シート。
  6. 前記支持シートが、基材上に粘着剤層が設けられたものであり、
    前記粘着剤層に前記フィルム状接着剤が直接接触して設けられた、請求項に記載の半導体加工用シート。
  7. 請求項1〜のいずれか一項に記載のフィルム状接着剤を用いた半導体装置の製造方法であって、
    支持シート上に前記フィルム状接着剤が設けられ、前記フィルム状接着剤の前記支持シートが設けられている側とは反対側の表面に、分割済みの複数個の半導体チップが設けられてなる積層構造体を形成する積層構造体形成工程と、
    前記積層構造体のフィルム状接着剤を冷却しながら、前記フィルム状接着剤の表面方向にエキスパンドして、フィルム状接着剤を切断する切断工程と、
    切断後の前記フィルム状接着剤を備えた前記半導体チップを、前記支持シートから引き離す引き離し工程と、
    を有する、半導体装置の製造方法。
  8. 前記積層構造体形成工程の前に、さらに、
    半導体ウエハの内部に設定された焦点に集束するように、赤外域のレーザー光を照射して、前記半導体ウエハの内部に改質層を形成する改質層形成工程と、
    前記改質層を形成した前記半導体ウエハにおいて、前記フィルム状接着剤を設けるための面を研削するともに、研削時の力を前記半導体ウエハに加えることにより、前記改質層の部位において前記半導体ウエハを分割し、複数個の半導体チップを得る分割工程と、
    を有し、前記分割工程で得られた複数個の半導体チップを、前記積層構造体形成工程で用いる、請求項に記載の半導体装置の製造方法。
JP2017017473A 2017-02-02 2017-02-02 フィルム状接着剤、半導体加工用シート及び半導体装置の製造方法 Active JP6775436B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017017473A JP6775436B2 (ja) 2017-02-02 2017-02-02 フィルム状接着剤、半導体加工用シート及び半導体装置の製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017017473A JP6775436B2 (ja) 2017-02-02 2017-02-02 フィルム状接着剤、半導体加工用シート及び半導体装置の製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2018123253A JP2018123253A (ja) 2018-08-09
JP6775436B2 true JP6775436B2 (ja) 2020-10-28

Family

ID=63111102

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017017473A Active JP6775436B2 (ja) 2017-02-02 2017-02-02 フィルム状接着剤、半導体加工用シート及び半導体装置の製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6775436B2 (ja)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112839767A (zh) * 2019-02-26 2021-05-25 琳得科株式会社 带有第一保护膜的工件加工物的制造方法
WO2020194613A1 (ja) * 2019-03-27 2020-10-01 日立化成株式会社 半導体装置の製造方法、ダイボンディングフィルム、及びダイシング・ダイボンディング一体型接着シート
US11646392B2 (en) 2020-06-09 2023-05-09 Nichia Corporation Method of manufacturing light-emitting device
CN112635309A (zh) * 2020-12-07 2021-04-09 福建晶安光电有限公司 衬底加工方法及利用该方法加工的衬底
JP2022153305A (ja) * 2021-03-29 2022-10-12 リンテック株式会社 ダイシングダイボンディングシート及び半導体装置の製造方法
WO2023058303A1 (ja) * 2021-10-05 2023-04-13 リンテック株式会社 熱硬化性フィルム、複合シート、及び半導体装置の製造方法
WO2023058302A1 (ja) * 2021-10-05 2023-04-13 リンテック株式会社 熱硬化性フィルム、複合シート、及び半導体装置の製造方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004273895A (ja) * 2003-03-11 2004-09-30 Disco Abrasive Syst Ltd 半導体ウエーハの分割方法
JP4822532B2 (ja) * 2006-11-27 2011-11-24 日東電工株式会社 ダイシング・ダイボンドフィルム
JP5019363B2 (ja) * 2007-02-22 2012-09-05 信越化学工業株式会社 エポキシ樹脂接着剤組成物
JP6310748B2 (ja) * 2014-03-31 2018-04-11 日東電工株式会社 ダイボンドフィルム、ダイシングシート付きダイボンドフィルム、半導体装置、及び、半導体装置の製造方法
JP5908543B2 (ja) * 2014-08-07 2016-04-26 日東電工株式会社 半導体装置の製造方法
JP6547220B2 (ja) * 2014-12-16 2019-07-24 リンテック株式会社 ダイ接着用接着剤
JP6547221B2 (ja) * 2014-12-16 2019-07-24 リンテック株式会社 ダイ接着用接着剤
JP6539919B2 (ja) * 2015-05-25 2019-07-10 リンテック株式会社 半導体装置の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2018123253A (ja) 2018-08-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6775436B2 (ja) フィルム状接着剤、半導体加工用シート及び半導体装置の製造方法
JP7177811B2 (ja) フィルム状接着剤、半導体加工用シート及び半導体装置の製造方法
KR102143744B1 (ko) 수지막 형성용 복합 시트
WO2015064574A1 (ja) 半導体接合用接着シートおよび半導体装置の製造方法
JP6885966B2 (ja) ダイシングダイボンディングシート、及び半導体チップの製造方法
JP6967506B2 (ja) フィルム状接着剤複合シート及び半導体装置の製造方法
TWI758445B (zh) 膜狀接著劑複合片以及半導體裝置的製造方法
JP2013194103A (ja) 接着剤組成物、接着シートおよび半導体装置の製造方法
TWI719178B (zh) 半導體加工用片
JPWO2019172438A1 (ja) 保護膜形成用複合シート及び保護膜付き半導体チップの製造方法
JP7014875B2 (ja) 熱硬化性保護膜形成用フィルム、保護膜形成用複合シート、及びチップの製造方法
JP2012167174A (ja) 接着剤組成物、接着シートおよび半導体装置の製造方法
JPWO2019182001A1 (ja) フィルム状接着剤及び半導体加工用シート
JPWO2016140248A1 (ja) フィルム状接着剤複合シート及び半導体装置の製造方法
TWI805704B (zh) 保護膜形成用複合片及附有保護膜的半導體晶片的製造方法
JP6978890B2 (ja) ダイシングダイボンディングシート及び半導体チップの製造方法
JP7044780B2 (ja) 樹脂膜形成用フィルム及び樹脂膜形成用複合シート
WO2020004210A1 (ja) 半導体チップの製造方法及び半導体装置の製造方法
WO2020196138A1 (ja) フィルム状接着剤及び半導体加工用シート
JP7114013B1 (ja) 治具固定用粘着シート、保護膜形成用複合シート、及び保護膜付きチップの製造方法
JP2016143676A (ja) ダイボンディングシート
TW202308850A (zh) 保護膜形成膜、保護膜形成用複合片、具保護膜之工件的製造方法、以及具保護膜之工件加工物的製造方法
JP2021147479A (ja) フィルム状接着剤及びダイシングダイボンディングシート
JP2022146907A (ja) 治具固定用粘着シート、保護膜形成用複合シート、及び保護膜付きチップの製造方法
JP2022152297A (ja) 支持シート、樹脂膜形成用複合シート、キット、及び、樹脂膜付きチップの製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20181012

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20191111

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20200807

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20200818

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200903

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20200915

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20201006

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6775436

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250