JP6877982B2 - 接着フィルム、ダイシング・ダイボンドフィルム、半導体装置の製造方法及び半導体装置 - Google Patents
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- H01L25/07—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L29/00
- H01L25/074—Stacked arrangements of non-apertured devices
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- C09J133/00—Adhesives based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Adhesives based on derivatives of such polymers
- C09J133/04—Homopolymers or copolymers of esters
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- C09J4/06—Organic non-macromolecular compounds having at least one polymerisable carbon-to-carbon unsaturated bond in combination with a macromolecular compound other than an unsaturated polymer of groups C09J159/00 - C09J187/00
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- C09J2461/00—Presence of condensation polymers of aldehydes or ketones
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- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
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Description
熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂及び無機充填剤を含み、
前記熱可塑性樹脂、前記熱硬化性樹脂及び前記無機充填剤の合計重量中、前記無機充填剤の含有量が30重量%以上50重量%以下であり、かつ前記熱可塑性樹脂の含有量が10重量%以上25重量%以下であり、
熱硬化前の120℃における粘度が1300Pa・s以上4500Pa・s以下である接着フィルムに関する。
前記粘着剤層上に積層された当該接着フィルムと
を備えるダイシング・ダイボンドフィルムに関する。
請求項4に記載のダイシング・ダイボンドフィルムの接着フィルムと半導体ウェハとを貼り合わせる貼合せ工程、
前記接着フィルムとともに前記半導体ウェハをダイシングして第2半導体素子を形成するダイシング工程、
前記第2半導体素子を前記接着フィルムとともにピックアップするピックアップ工程、
前記第2半導体素子とともにピックアップした接着フィルムにより、前記被着体に固定された前記第1半導体素子を包埋しながら前記第2半導体素子を該被着体に固定する固定工程、及び
前記固定工程後、前記接着フィルムを加圧下で加熱して熱硬化させる加圧硬化工程
を含む半導体装置の製造方法に関する。
本発明の一実施形態である第1実施形態について、図を参照しながら以下に説明する。ただし、図の一部又は全部において、説明に不要な部分は省略し、また説明を容易にするために拡大または縮小等して図示した部分がある。第1実施形態では、図1に示すように基材4上に粘着剤層3が積層されてなるダイシングフィルム5上に、接着フィルム22が積層されたダイシング・ダイボンドフィルムの態様を例にして以下に説明する。本実施形態では、被着体と第1半導体素子との電気的接続をワイヤーボンディング接続により図る態様を説明する。
接着フィルム22は接着機能を有する層状物であり、その構成材料としては熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂と無機充填剤とを含むものが挙げられる。
熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂及び無機充填剤の合計重量中、熱可塑性樹脂の含有量は10重量%以上であり、好ましくは11重量%以上であり、より好ましくは12重量%以上である。一方、上記含有量は25重量%以下であり、好ましくは22重量%以下であり、より好ましくは20重量%以下である。熱可塑性樹脂の含有量を上記範囲とすることで、ボイド消失性及びはみ出し防止性を両立させることができる。上記含有量が少な過ぎるとはみ出し防止性が低下し、多過ぎるとボイド消失性が低下する。
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含有が少ない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。
本実施形態の接着フィルムは、予めある程度架橋をさせておくため、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ことができる。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。
前記無機充填剤の含有量は、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂及び無機充填剤の合計重量中、30重量%以上50重量%以下である。上記含有量の下限値は、31重量%が好ましく、32重量%がより好ましく、33重量%がさらに好ましく、34重量%がなおさらに好ましく、35重量%が特に好ましい。上記含有量の上限値は、49重量%が好ましく、48重量%がより好ましく、47重量%がさらに好ましく、46重量%がなおさらに好ましく、45重量%が特に好ましい。無機充填剤の含有量を上記範囲とすることで、ボイド消失性及びはみ出し防止性を両立させることができる。上記含有量が少な過ぎるとはみ出し防止性が低下し、多過ぎるとボイド消失性が低下する。
接着フィルムの構成材料として熱硬化触媒を用いてもよい。その含有量としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂及び無機充填剤の合計重量100重量部に対し0.01〜1重量部が好ましく、0.05〜0.5重量部がより好ましい。含有量を上記下限以上にすることにより、ダイボンディング時においては未反応であったエポキシ基同士を、後工程において重合させ、当該未反応のエポキシ基を低減ないしは消失させることができる。その結果、被着体上に半導体素子を接着固定させ剥離のない半導体装置の製造が可能になる。その一方、配合割合を上記上限以下にすることにより、硬化阻害の発生を防止することができる。
なお、本実施形態の接着フィルムには、前記無機充填剤以外に、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、例えば灘燃剤、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。
上記ダイシングフィルムとしては、例えば基材4上に粘着剤層3を積層したものが挙げられる。接着フィルム22は、粘着剤層3上に積層される。また図2に示すように、半導体ウェハ貼り付け部分22a(図1参照)にのみ接着フィルム22’を形成した構成であってもよい。
上記基材4はダイシング・ダイボンドフィルム10、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3が紫外線硬化型である場合、基材4は紫外線に対し透過性を有するものが好ましい。
粘着剤層3の形成に用いる粘着剤は、接着フィルム3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。
本実施形態に係る接着フィルムは、例えば、次の通りにして作製される。まず、接着フィルム形成用の接着剤組成物を調製方法する。調製方法としては特に限定されず、例えば、接着フィルムの項で説明した熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、他の添加剤等を容器に投入して、有機溶媒に溶解させ、均一になるように攪拌することによって接着剤組成物溶液として得ることができる。
ダイシング・ダイボンドフィルム10、10’は、例えばダイシングフィルム及び接着フィルム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。具体的には、以下のような手順に従って作製することができる。
本実施形態に係る半導体装置の製造方法では、第1固定工程及び第1ワイヤーボンディング工程を経て、少なくとも1つの第1半導体素子が実装(固定)された被着体を予め準備しておき(被着体準備工程)、この第1半導体素子を、ダイシング及びピックアップを経た接着フィルムにより、前記第1半導体素子を包埋しながら前記第1半導体素子とは異なる第2半導体素子を前記被着体に固定する。図3A〜図3Hは、それぞれ本発明の一実施形態に係る半導体装置の製造方法の一工程を模式的に示す断面図である。
図3Aに示すように、第1固定工程では、少なくとも1つの第1半導体素子11を被着体1上に固定する。第1半導体素子11は第1接着フィルム21を介して被着体1に固定されている。図3A中では第1半導体素子11は、1つのみ示されているものの、目的とする半導体装置の仕様に応じて2つ、3つ、4つ又は5つ以上の複数の第1半導体素子11を被着体1に固定してもよい。
第1半導体素子11としては、第2段目に積層される半導体素子(第2半導体素子12;図3F参照)より平面視寸法が小さい素子であれば特に限定されず、例えば半導体素子の一種であるコントローラやメモリチップやロジックチップを好適に用いることができる。コントローラは積層されている各半導体素子の作動を制御することから、一般的に多数のワイヤーが接続される。半導体パッケージの通信速度はワイヤー長の影響を受けるところ、本実施形態では第1半導体素子11が被着体1に固定され最下段に位置するので、ワイヤー長を短縮することができ、これにより半導体素子の積層数を増加させても半導体パッケージ(半導体装置)の通信速度の低下を抑制することができる。
被着体1としては、基板やリードフレーム、他の半導体素子等が挙げられる。基板としては、プリント配線基板等の従来公知の基板を使用することができる。また、前記リードフレームとしては、Cuリードフレーム、42Alloyリードフレーム等の金属リードフレームやガラスエポキシ、BT(ビスマレイミド−トリアジン)、ポリイミド等からなる有機基板を使用することができる。しかし、本実施形態はこれに限定されるものではなく、半導体素子をマウントし、半導体素子と電気的に接続して使用可能な回路基板も含まれる。
第1接着フィルム21としては、前記包埋用接着フィルムを用いてもよく、従来公知の半導体素子固定用の接着フィルムを用いてもよい。ただし、包埋用接着フィルムを用いる場合、第1接着フィルム21は半導体素子を包埋する必要がないので、厚さを5μmから60μm程度に薄くして用いればよい。
図3Aに示すように、第1半導体素子11を、第1接着フィルム21を介して被着体1にダイボンドする。第1半導体素子11を被着体1上に固定する方法としては、例えば被着体1上に第1接着フィルム21を積層した後、この第1接着フィルム21上に、ワイヤーボンド面が上側となるようにして第1半導体素子11を積層する方法が挙げられる。また、予め第1接着フィルム21が貼り付けられた第1半導体素子11を被着体1上に配置して積層してもよい。
第1ワイヤーボンディング工程は、被着体1の端子部(例えばインナーリード)の先端と第1半導体素子11上の電極パッド(図示せず)とをボンディングワイヤー31で電気的に接続する工程である(図3B参照)。ボンディングワイヤー31としては、例えば金線、銀線、アルミニウム線又は銅線等が用いられる。ワイヤーボンディングを行う際の温度は、80〜250℃、好ましくは80〜220℃の範囲内で行われる。また、その加熱時間は数秒〜数分間行われる。結線は、前記温度範囲内となるように加熱された状態で、超音波による振動エネルギーと印加加圧による圧着工ネルギーの併用により行われる。
別途、図3Cに示すように、ダイシング・ダイボンドフィルム10における包埋用接着フィルム22上に半導体ウェハ2を圧着し、これを接着保持させて固定する(貼合せ工程)。本工程は、圧着ロール等の押圧手段により押圧しながら行う。
次に、図3Dに示すように、半導体ウェハ2のダイシングを行う。これにより、半導体ウェハ2を所定のサイズに切断して個片化し、半導体チップ12を製造する(ダイシング工程)。ダイシングは、例えば半導体ウェハ2の回路面側から常法に従い行われる。また、本工程では、例えばダイシングフィルム5まで切込みを行な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。また、半導体ウェハは、ダイシング・ダイボンドフィルム10により接着固定されているので、チップ欠けやチップ飛びを抑制できると共に、半導体ウェハ2の破損も抑制できる。また、包埋用接着フィルム22を用いているので、ダイシング後の再接着を防止することができ、次のピックアップ工程を良好に行うことができる。
図3Eに示すように、ダイシング・ダイボンドフィルム10に接着固定された半導体チップ12を剥離するために、包埋用接着フィルム22とともに半導体チップ12のピックアップを行う(ピックアップ工程)。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。例えば、個々の半導体チップ12を基材4側からニードルによって突き上げ、突き上げられた半導体チップ12をピックアップ装置によってピックアップする方法等が挙げられる。
第2固定工程では、第2半導体素子12とともにピックアップした包埋用接着フィルム22により、別途被着体1上に固定しておいた第1半導体素子11を包埋しながら前記第1半導体素子11とは異なる第2半導体素子12を前記被着体1に固定する(図3F参照)。包埋用接着フィルム22は、前記第1半導体素子11の厚さT1より厚い厚さTを有している。本実施形態では、前記被着体1と前記第1半導体素子11との電気的接続がワイヤーボンディング接続により達成されることから、前記厚さTと前記厚さT1との差を40μm以上260μm以下が好ましい。前記厚さTと前記厚さT1との差の下限は40μm以上が好ましいものの、50μm以上がより好ましく、60μm以上がさらに好ましい。また、前記厚さTと前記厚さT1との差の上限は260μm以下が好ましいものの、200μm以下がより好ましく、150μm以下がさらに好ましい。これにより、半導体装置全体の薄型化を図りながらも、第1半導体素子11と第2半導体素子12との接触を防止しつつ第1半導体素子11全体を包埋用接着フィルム22の内部に包埋することができ、コントローラとしての第1半導体素子11の被着体1上への固定(すなわちワイヤー長が最短となる最下段での固定)を可能にする。
第2半導体素子12としては特に限定されず、例えばコントローラとしての第1半導体素子11の作動制御を受けるメモリチップを用いることができる。
第2半導体素子12を被着体1上に固定する方法としては、第1固定工程と同様に、例えば被着体1上に包埋用接着フィルム22を積層した後、この包埋用接着フィルム22上に、ワイヤーボンド面が上側となるようにして第2半導体素子12を積層する方法が挙げられる。また、予め包埋用接着フィルム22が貼り付けられた第2半導体素子12を被着体1に配置して積層してもよい。
包埋用接着フィルム22は半硬化状態であるので、包埋用接着フィルム22の被着体1上への載置後、加圧条件下での加熱処理を行うことにより、包埋用接着フィルム22を熱硬化させて第2半導体素子12の被着体1上への固定を完了させる。
第3固定工程では、前記第2半導体素子12上に該第2半導体素子と同種又は異種の第3半導体素子13を固定する(図3G参照)。第3半導体素子13は第3接着フィルム23を介して第2半導体素子12に固定されている。
第3半導体素子13は、第2半導体素子12と同種のメモリチップや第2半導体素子12と異種のメモリチップであってもよい。第3半導体素子13の厚さも目的とする半導体装置の仕様に応じて適宜設定することができる。
第3接着フィルム23としては、第1固定工程における第1接着フィルム21と同様のものを好適に用いることができる。第3接着フィルム23として包埋用接着フィルム22を用いる場合は、他の半導体素子の包埋が不要であるので、厚さを5μmから60μm程度に薄くして用いればよい。
図3Gに示すように、第3半導体素子13を、第3接着フィルム23を介して第2半導体素子12にダイボンドする。第3半導体素子13を第2半導体素子12上に固定する方法としては、例えば第2半導体素子12上に第3接着フィルム23を積層した後、この第3接着フィルム23上に、ワイヤーボンド面が上側となるようにして第3半導体素子13を積層する方法が挙げられる。また、予め第3接着フィルム23が貼り付けられた第3半導体素子13を第2半導体素子12上に配置して積層してもよい。ただし、後述する第2半導体素子12と第3半導体素子13との間でのワイヤーボンディングのために、第2半導体素子12のワイヤーボンド面(上面)の電極パッドを避けるように第3半導体素子13を第2半導体素子12に対してずらして固定することがある。この場合、第3接着フィルム23を先に第2半導体素子12の上面に貼り付けておくと、第3接着フィルム23の第2半導体素子12の上面からはみ出た部分(いわゆるオーバーハング部)が折れ曲がって第2半導体素子12の側面や包埋用接着フィルム22の側面に付着し、予期せぬ不具合が生じるおそれがある。従って、第3固定工程では、予め第3接着フィルム23を第3半導体素子13に貼り付けておき、これを第2半導体素子12上に配置して積層することが好ましい。
第2ワイヤーボンディング工程は、第2半導体素子12上の電極パッド(図示せず)と第3半導体素子13上の電極パッド(図示せず)をボンディングワイヤー32で電気的に接続する工程である(図3H参照)。ワイヤーの材料やワイヤーボンディング条件は第1ワイヤーボンディング工程と同様のものを好適に採用することができる。
以上の工程により、3つの半導体素子が所定の接着フィルムを介して多段積層された半導体装置100を製造することができる。さらに、第3固定工程及び第2ワイヤーボンディング工程と同様の手順を繰り返すことにより、4つ以上の半導体素子が積層された半導体装置を製造することができる。
所望の数の半導体素子を積層した後、半導体装置100全体を樹脂封止する封止工程を行ってもよい。封止工程は、封止樹脂により半導体装置100を封止する工程である(図示せず)。本工程は、被着体1に搭載された半導体素子やボンディングワイヤーを保護するために行われる。本工程は、例えば封止用の樹脂を金型で成型することにより行う。封止樹脂としては、例えばエポキシ系の樹脂を使用する。樹脂封止の際の加熱温度は、通常175℃で60〜90秒間行われるが、本実施形態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。また本工程に於いては、樹脂封止の際に加圧してもよい。この場合、加圧する圧力は1〜15MPaであることが好ましく、3〜10MPaであることがより好ましい。
本実施形態においては、封止工程の後に、封止樹脂をアフターキュアする後硬化工程を行ってもよい。本工程においては、前記封止工程で硬化不足の封止樹脂を完全に硬化させる。本工程における加熱温度は、封止樹脂の種類により異なるが、例えば165〜185℃の範囲内であり、加熱時間は0.5〜8時間程度である。封止工程又は後硬化工程を経ることにより半導体パッケージを作製することができる。
第1実施形態では、第1半導体素子の被着体への固定を接着フィルムにより行い、両者間の電気的接続をワイヤーボンディングにより図っていたが、第2実施形態では、第1半導体素子に設けられた突起電極を用いたフリップチップ接続により両者間の固定及び電気的接続を図っている。従って、第2実施形態は、第1固定工程における固定様式のみ第1実施形態と異なるので、以下では主にこの相違点について説明する。
本実施形態では、前記第1固定工程において、第1半導体素子41を被着体1にフリップチップ接続により固定する(図4A参照)。フリップチップ接続では、第1半導体素子41の回路面が被着体1と対向するいわゆるフェイスダウン実装となる。第1半導体素子41にはバンプ等の突起電極43が複数設けられており、突起電極43と被着体1上の電極(図示せず)とが接続されている。また、被着体1と第1半導体素子41との間には、両者間の熱膨張率の差の緩和や両者間の空間の保護を目的として、アンダーフィル材44が充填されている。
第2固定工程では、第1実施形態と同様、包埋用接着フィルム22により、前記第1半導体素子41を包埋しながら前記第1半導体素子41とは異なる第2半導体素子12を前記被着体1に固定する(図4B参照)。本工程における条件は第1実施形態での第2固定工程と同様である。
包埋用接着フィルム22は半硬化状態であるので、包埋用接着フィルム22の被着体1上への載置後、加圧条件下での加熱処理を行うことにより、包埋用接着フィルム22を熱硬化させて第2半導体素子12の被着体1上への固定を完了させる。加熱硬化工程での諸条件は第1実施形態と同様である。
第1実施形態では、ダイシング・ダイボンドフィルムを用いるダイシング工程及びピックアップ工程を経て第2半導体素子12を作製している。さらに、第1半導体素子11も同様にダイシング・ダイボンドフィルムを用いて作製してもよい。この場合、第1半導体素子11を切り出すための半導体ウェハを別途準備し、その後は上記ウェハ貼合せ工程、ダイシング工程、ピックアップ工程を経て、第1半導体素子11を被着体1に固定すればよい。第3半導体素子13及びこれより上段に積層される半導体素子も同様に作製することができる。
(接着フィルムの作製)
表1に示した割合で、熱可塑性樹脂としてアクリル樹脂、熱硬化性樹脂としてエポキシ樹脂及びフェノール樹脂、及び無機充填剤としてシリカフィラーを用意し、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂及び無機充填剤の合計重量100部に対して熱硬化触媒0.1部を用意し、これらをメチルエチルケトンに分散、溶解して濃度40〜50重量%の接着剤組成物溶液を調製した。
熱可塑性樹脂 :ナガセケムテックス社製、アクリル樹脂「SG−70L」
エポキシ樹脂 :三菱化学社製、「YL−980」(液状)
エポキシ樹脂 :DIC社製、「N−660」(軟化点:66℃)
フェノール樹脂:明和化成株式会社製、「MEH−7851SS」(軟化点:67℃)
フェノール樹脂:明和化成株式会社製、「MEH−7800H」(軟化点:87℃)
無機充填剤 :アドマテックス株式会社製、シリカフィラー「SE−2050MC」
熱硬化触媒 :北興化学社製、「TPP−K」
ラミネーター装置:ロールラミネーター
ラミネート速度:10mm/min
ラミネート圧力:0.15MPa
ラミネーター温度:60℃
各実施例及び比較例で作製した熱硬化前の各接着フィルムについて、それぞれ120℃及び150における粘度を測定した。すなわち、レオメーター(HAAKE社製、MARS)を用いてパラレルプレート法により測定した。各実施例又は比較例で作製した接着フィルムから0.1gの試料を採取し、これを予め120℃で熱してあるプレートに仕込んだ。次に、測定開始から300秒後の値を溶融粘度とした。プレート間のギャップは0.1mmとした。150℃での粘度も加熱温度を150℃としたこと以外は同様に測定した。結果を下記表1に示す。
基材として、厚さが50μmのポリエチレンテレフタレートフィルム(PETフィルム)を準備した。
各実施例及び比較例で作製した接着フィルムを上述のダイシングフィルムの粘着剤層上に転写して、ダイシング・ダイボンドフィルムを得た。なお、ラミネートの条件は下記の通りである。
ラミネーター装置:ロールラミネーター
ラミネート速度:10mm/min
ラミネート圧力:0.15MPa
ラミネーター温度:40℃
実施例1の組成の接着剤塗膜を厚さ10μmで作製し、半導体チップ(コントローラチップ)用の接着フィルムとした。これを温度40℃の条件下で、平面視4mm×6mm、厚さ30μmの半導体チップに貼り付けた。さらに、接着フィルムを介して半導体チップをBGA基板に接着した。その際の条件は、温度120℃、圧力0.1MPa、1秒とした。さらに、コントローラチップが接着されたBGA基板を、乾燥機にて130℃、4時間熱処理し、接着フィルムを熱硬化させた。これによりコントローラ実装基板を得た。
別途、上記ダイシング・ダイボンドフィルムを用いて、以下の要領で、実際に半導体ウェハのダイシングを行った後、半導体チップのピックアップを経て半導体装置を作製するとともに、その際のピックアップ性能、及び包埋・固定性を評価した。
貼り合わせ装置:ロールラミネーター
ラミネート速度:10mm/min
ラミネート圧力:0.15MPa
ラミネーター温度:70℃
ダイシング装置:商品名「DFD−6361」ディスコ社製
ダイシングリング:「2−8−1」(ディスコ社製)
ダイシング速度:30mm/sec
ダイシングブレード:
Z1;ディスコ社製「203O−SE 27HCDD」
Z2;ディスコ社製「203O−SE 27HCBB」
ダイシングブレード回転数:
Z1;40,000rpm
Z2;45,000rpm
カット方式:ステップカット
ウェハチップサイズ:8mm×12mm
ダイボンド装置:(株)新川製、装置名:SPA−300
ニードル本数:9本
ニードル突き上げ量:400μm(0.40mm)
ニードル突き上げ速度:5mm/秒
吸着保持時間:1000ms
接着フィルムと基板との界面においてボイド面積が1%以下であった場合を「○」、1%を超える面積でボイドが確認された場合を「×」として評価した。なお、ボイドは、画像処理装置(株式会社日立エンジニアリング・アンド・サービス社製、商品名「FineSAT FS300III」)を用い、基板側から透過モードで超音波画像を撮影し、得られた画像に対して二値化することでボイド箇所とそれ以外の箇所とを区分けした。この二値化画像に基づき、半導体チップを包埋しつつ接着フィルムと基板とが完全に貼り合わされたとした場合の接着フィルムと基板との接触面積(半導体チップ面積は除く。)に対する観察されたボイドが占める面積の割合(%)として求めた。また、作製した半導体装置をコントローラチップ固定位置の中心を通るようにチップの長辺及び短辺に平行に切断し、切断面を光学顕微鏡(200倍)を用いて観察し、接着フィルムのはみ出し量を測定した。半導体チップの各辺(計4箇所)からのはみ出し量がいずれも150μm以下であった場合を「○」、いずれか1箇所でも150μmを超えていた場合を「×」として評価した。結果を下記表1に示す。
2 半導体ウェハ
3 粘着剤層
4 基材
5 ダイシングフィルム
10 ダイシング・ダイボンドフィルム
11 第1半導体素子
12 第2半導体素子
13 第3半導体素子
21 第1接着フィルム
22 接着フィルム
23 第3接着フィルム
31、32 ボンディングワイヤー
100、200 半導体装置
T 接着フィルムの厚さ
T1 第1半導体素子の厚さ
Claims (5)
- 被着体上に固定された第1半導体素子を包埋し、かつ該第1半導体素子とは異なる第2半導体素子を被着体に加圧下での熱硬化を経て固定するための接着フィルムであって、
熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂及び無機充填剤を含み、
前記熱可塑性樹脂、前記熱硬化性樹脂及び前記無機充填剤の合計重量中、前記無機充填剤の含有量が30重量%以上50重量%以下であり、かつ前記熱可塑性樹脂の含有量が10重量%以上25重量%以下であり、
熱硬化前の120℃における粘度が1300Pa・s以上4500Pa・s以下である接着フィルム。 - 熱硬化前の150℃における粘度が500Pa・s以上2500Pa・s以下である請求項1に記載の接着フィルム。
- 前記熱硬化性樹脂の軟化点が80℃以下である請求項1又は2に記載の接着フィルム。
- 基材及び該基材上に形成された粘着剤層を有するダイシングフィルムと、
前記粘着剤層上に積層された請求項1〜3のいずれか1項に記載の接着フィルムと
を備えるダイシング・ダイボンドフィルム。 - 第1半導体素子が固定された被着体を準備する被着体準備工程、
請求項4に記載のダイシング・ダイボンドフィルムの接着フィルムと半導体ウェハとを貼り合わせる貼合せ工程、
前記接着フィルムとともに前記半導体ウェハをダイシングして第2半導体素子を形成するダイシング工程、
前記第2半導体素子を前記接着フィルムとともにピックアップするピックアップ工程、
前記第2半導体素子とともにピックアップした接着フィルムにより、前記被着体に固定された前記第1半導体素子を包埋しながら前記第2半導体素子を該被着体に固定する固定工程、及び
前記固定工程後、前記接着フィルムを加圧下で加熱して熱硬化させる加圧硬化工程
を含む半導体装置の製造方法。
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