JP7067570B2 - 半導体装置の製造方法、フィルム状接着剤及び接着シート - Google Patents

半導体装置の製造方法、フィルム状接着剤及び接着シート Download PDF

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Description

本発明は、半導体装置の製造方法、フィルム状接着剤及び接着シートに関する。
携帯電話等の多機能化に伴い、半導体素子を多段に積層し、高容量化したスタックドＭＣＰ（Ｍｕｌｔｉ Ｃｈｉｐ Ｐａｃｋａｇｅ）が普及しており、半導体素子の実装には、実装工程において有利なフィルム状接着剤がダイボンディング用の接着剤として広く用いられている。このようなフィルム状接着剤を使用した多段積層パッケージの一例としてチップ埋込型のパッケージが挙げられる。これは、多段積層パッケージにおいて半導体素子を最下層に実装（圧着）し、その上から高流動なフィルム状接着剤を、半導体素子を埋め込むように実装（圧着）するパッケージのことであり、携帯電話、携帯オーディオ機器用のメモリパッケージ等に搭載されている。
上記スタックドＭＣＰ等の半導体装置に求められる重要な特性の一つとして接続信頼性が挙げられ、接続信頼性を向上させるために、耐熱性、耐湿性、耐リフロー性等の特性を考慮したフィルム状接着剤の開発が行われている。このようなフィルム状接着剤として、例えば、特許文献１には、特定の高分子量成分と、エポキシ樹脂を主成分とする熱硬化性成分と、を含む樹脂、及びフィラーを含有する、厚さ１０～２５０μｍの接着シートが提案されている。また、特許文献２には、エポキシ樹脂とフェノール樹脂とを含む混合物、及びアクリル共重合体を含有する接着剤組成物が提案されている。
半導体装置の接続信頼性は、接着面に空隙を発生させることなく半導体素子を実装できているか否かによっても大きく左右される。このため、空隙を発生させずに半導体素子を実装できるように高流動なフィルム状接着剤を使用する、又は、発生した空隙を半導体素子の封止工程で消失させることができるように弾性率の低いフィルム状接着剤を使用する等の工夫がなされている。例えば特許文献３には、低粘度且つ低タック強度の接着シートが提案されている。
国際公開第２００５／１０３１８０号公報 特開２００２－２２０５７６号公報 特開２００９－１２０８３０号公報
上記特許文献１及び３の接着フィルム等では、実装時にチップ（半導体素子）を埋め込むため、高流動化を目的としてエポキシ樹脂等を多く含んでいる。このため、半導体装置の製造工程中に発生する熱により熱硬化が進行し、接着フィルムが高弾性化してしまうため、封止時の高温・高圧条件でも接着フィルムが変形せず、実装時に形成された空隙が最終的に消失しないことがある。一方、上記特許文献２の接着フィルム等は、弾性率が低いため、封止工程で空隙を消失させることができるものの、実装後にチップ端部からの樹脂のはみ出し（ブリード）が大きくなり、チップ周辺のパッケージ部分を汚染してしまう懸念がある。これらの課題について、以下、より詳しく説明する。
近年、チップ埋込型の半導体装置の動作の高速化が重要視されている。従来は積層された半導体素子の最上段に、半導体装置の動作を制御するコントローラチップが配置されていたが、動作の高速化を実現するため、最下段にコントローラチップを配置した半導体装置のパッケージ技術が開発されている。このようなパッケージの１つの形態として、多段に積層した半導体素子のうち、２段目の半導体素子を実装する際に使用するフィルム状接着剤を分厚くし、当該フィルム状接着剤内部にコントローラチップを埋め込むパッケージが注目を集めている。このような用途に使用されるフィルム状接着剤には、コントローラチップ及びコントローラチップに接続されているワイヤ、基板表面の凹凸起因の段差を埋め込むことのできる高い流動性が必要となるが、特許文献２の接着シートのような高流動のフィルムを使用することで、これらの課題を解決できる。
しかしながら、ここで問題となるのは、高流動の樹脂を使用した場合、チップ端部からの樹脂の染み出し（ブリード）が多くなることである。特にチップ埋込型の半導体装置では、埋め込むためにフィルム状接着剤を厚くする上、埋め込まれるチップの体積分が排除されるためブリード量はより顕著になる。チップの周りにはワイヤを接続するためのパッド及び回路が形成されており、ブリード量が多いとこれらを含むパッケージ表面を汚染する懸念がある。そのため、フィルム状接着剤には、コントローラチップ及びワイヤを埋め込むための高流動性が必要とされる一方で、ブリードを抑えるために流動性を低く保つ必要がある。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、良好なチップ埋込性と低ブリード性とを両立させることができる半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。本発明はまた、上記製造方法に用いられるフィルム状接着剤、及び、それを用いたダイシング・ダイボンディング一体型接着シートを提供することを目的とする。
本発明者等は、上記課題の解決のため、半導体装置を製造する際に使用するフィルム状接着剤の物性の調整に鋭意研究を重ねた。そして、本発明者等は、特定の周波数でのずり粘度が特定の範囲であり、且つ、ずり粘度と周波数とが特定の関係を満たすフィルム状接着剤を用いることで、良好なチップ埋込性と低ブリード性との両立を実現できることを見出した。
すなわち、上記課題の解決のため、本発明は、基板上に第１のワイヤを介して第１の半導体素子を電気的に接続する第１の実装工程と、上記第１の半導体素子の面積よりも大きい第２の半導体素子の片面に、フィルム状接着剤を貼付するラミネート工程と、上記フィルム状接着剤が貼付された第２の半導体素子を、上記フィルム状接着剤が上記第１の半導体素子を覆うように載置し、上記フィルム状接着剤を実装することで、上記第１のワイヤ及び上記第１の半導体素子を上記フィルム状接着剤に埋め込む第２の実装工程と、を備え、上記フィルム状接着剤は、周波数７９．０Ｈｚの条件で測定される８０℃でのずり粘度が３００Ｐａ・ｓ以下であり、且つ、周波数０．１Ｈｚ、１．０Ｈｚ、１０．０Ｈｚ及び７９．０Ｈｚの条件で測定される８０℃でのずり粘度をＹ（Ｐａ・ｓ）、周波数をＸ（Ｈｚ）とし、ＸとＹとの関係を累乗近似してＹ＝ａＸｂで表した場合に、傾きｂが－０．６７以下であるものである、半導体装置の製造方法を提供する。
上記半導体装置の製造方法によれば、第２の半導体素子を第１の半導体素子の上に実装（圧着）するために用いるフィルム状接着剤が、周波数７９．０Ｈｚの条件で測定される８０℃でのずり粘度が３００Ｐａ・ｓ以下であることにより、第１の半導体素子と第１のワイヤとを、空隙の発生を抑制しつつフィルム状接着剤により埋め込むことができる。また、フィルム状接着剤の、周波数とずり粘度との関係から求められる上記傾きｂが－０．６７以下であることにより、第２の半導体素子の端部からのフィルム状接着剤のはみ出し（ブリード）を抑制することができる。これによって、チップ埋込性が良好であり且つブリードが抑制された半導体装置を得ることができる。
また、上記特許文献１及び３に記載されたような接着フィルムでは、熱硬化時に弾性率が急激に上昇するため実装時にチップにかかった応力が十分に解放できず、接着フィルムごとチップが反ってしまうチップ反りと呼ばれる現象も起きることがある。これに対し、本発明の半導体装置の製造方法によれば、上述した条件を満たすフィルム状接着剤を用いることにより、フィルム状接着剤に応力が残存し難く、チップ反りも抑制することができる。
本発明において、上記フィルム状接着剤は、周波数０．１Ｈｚの条件で測定される８０℃でのずり粘度が２５０００Ｐａ・ｓ以上であることが好ましい。周波数０．１Ｈｚでのずり粘度が２５０００Ｐａ・ｓ以上であることにより、第２の半導体素子の端部からのフィルム状接着剤のはみ出し（ブリード）をより一層抑制することができる。
本発明において、上記フィルム状接着剤は、熱硬化性成分として、２５℃で液状であるエポキシ樹脂を含むことが好ましい。これにより、チップ埋込性がより向上し易い。
本発明において、上記フィルム状接着剤は、熱可塑性成分を含むことが好ましい。これにより、チップ埋込性がより向上し易い。
本発明において、上記フィルム状接着剤は、無機フィラーを含むことが好ましい。これにより、フィルム状接着剤の取り扱い性等が向上すると共に、第２の半導体素子の端部からのフィルム状接着剤のはみ出し（ブリード）をより一層抑制することができる。
本発明はまた、基板上に第１のワイヤを介して第１の半導体素子が電気的に接続されると共に、上記第１の半導体素子上に、上記第１の半導体素子の面積よりも大きい第２の半導体素子が実装されてなる半導体装置において、上記第２の半導体素子を実装すると共に、上記第１のワイヤ及び上記第１の半導体素子を埋め込むために用いられるフィルム状接着剤であって、周波数７９．０Ｈｚの条件で測定される８０℃でのずり粘度が３００Ｐａ・ｓ以下であり、且つ、周波数０．１Ｈｚ、１．０Ｈｚ、１０．０Ｈｚ及び７９．０Ｈｚの条件で測定される８０℃でのずり粘度をＹ（Ｐａ・ｓ）、周波数をＸ（Ｈｚ）とし、ＸとＹとの関係を累乗近似してＹ＝ａＸｂで表した場合に、傾きｂが－０．６７以下である、フィルム状接着剤を提供する。
本発明のフィルム状接着剤によれば、チップ埋込性が良好であり且つブリードが抑制された半導体装置を得ることが可能である。また、本発明のフィルム状接着剤によれば、チップ反りが抑制された半導体装置を得ることが可能である。
本発明のフィルム状接着剤は、周波数０．１Ｈｚの条件で測定される８０℃でのずり粘度が２５０００Ｐａ・ｓ以上であることが好ましい。
本発明のフィルム状接着剤は、熱硬化性成分として、２５℃で液状であるエポキシ樹脂を含むことが好ましい。
本発明のフィルム状接着剤は、熱可塑性成分を含むことが好ましい。
本発明のフィルム状接着剤は、無機フィラーを含むことが好ましい。
本発明は更に、上記本発明のフィルム状接着剤を、ダイシングテープ上に積層した、ダイシング・ダイボンディング一体型接着シートを提供する。
本発明のダイシング・ダイボンディング一体型接着シートによれば、チップ埋込性が良好であり且つブリードが抑制された半導体装置を得ることが可能である。また、本発明のダイシング・ダイボンディング一体型接着シートによれば、チップ反りが抑制された半導体装置を得ることが可能である。
本発明のダイシング・ダイボンディング一体型接着シートにおいて、上記フィルム状接着剤の厚さは２０～２００μｍであることが好ましい。第１の半導体素子、第１のワイヤ、及び、基板の配線回路等の凹凸をフィルム状接着剤により十分に埋め込むために十分な厚みが必要であるが、ブリードを減らすためにはフィルム状接着剤は薄い方が好ましいため、それらを両立する観点から、フィルム状接着剤の厚さは上記範囲内であることが望ましい。
本発明のダイシング・ダイボンディング一体型接着シートは、上記フィルム状接着剤の上記ダイシングテープが設けられた面とは反対側の面上に設けられたカバーフィルムを有することが好ましい。カバーフィルムを有することで、フィルム状接着剤を保護することができる。
本発明によれば、良好なチップ埋込性と低ブリード性とを両立させることができる半導体装置の製造方法を提供することができる。本発明はまた、上記製造方法に用いられるフィルム状接着剤、及び、それを用いたダイシング・ダイボンディング一体型接着シートを提供することができる。
本発明の実施形態に係るフィルム状接着剤を示す図である。 本発明の実施形態に係る接着シートを示す図である。 本発明の他の実施形態に係る接着シートを示す図である。 本発明の他の実施形態に係るダイシング・ダイボンディング一体型接着シートを示す図である。 本発明の他の実施形態に係るダイシング・ダイボンディング一体型接着シートを示す図である。 半導体装置を示す図である。 本発明の実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す図である。 図７の後続の工程を示す図である。 図８の後続の工程を示す図である。 図９の後続の工程を示す図である。 図１０の後続の工程を示す図である。 実施例１及び比較例１のフィルム状接着剤のずり粘度（Ｙ）と周波数（Ｘ）との関係を表す両対数グラフである。 実施例４、比較例１及び５のフィルム状接着剤を用いた評価サンプルにおける空隙（ボイド）の発生状態を観察した超音波診断画像である。
以下、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。以下の説明では、同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。また、上下左右等の位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。更に、図面の寸法比率は図示の比率に限られるものではない。なお、本明細書における「（メタ）アクリル」とは、「アクリル」及びそれに対応する「メタクリル」を意味する。
（フィルム状接着剤）
図１は、本実施形態に係るフィルム状接着剤１０を模式的に示す断面図である。フィルム状接着剤１０は、熱硬化性であり、半硬化（Ｂステージ）状態を経て、硬化処理後に完全硬化物（Ｃステージ）状態となり得る接着剤組成物をフィルム状に成形してなるものである。
フィルム状接着剤１０は、周波数７９．０Ｈｚの条件で測定される８０℃でのずり粘度が３００Ｐａ・ｓ以下である。周波数７９．０Ｈｚの条件で測定される８０℃でのずり粘度は、コントローラチップ等の半導体素子及びワイヤをフィルム状接着剤１０で埋め込む際の埋込性に影響し、この値が３００Ｐａ・ｓ以下であることで、半導体素子及びワイヤを十分に埋込むほどの低弾性が得られ、良好なチップ埋込性を得ることができる。周波数７９．０Ｈｚの条件で測定される８０℃でのフィルム状接着剤１０のずり粘度は、チップ埋込性をより向上させる観点から、２９５Ｐａ・ｓ以下であることが好ましく、２９０Ｐａ・ｓ以下であることがより好ましく、２８５Ｐａ・ｓ以下であることが更に好ましい。また、周波数７９．０Ｈｚの条件で測定される８０℃でのフィルム状接着剤１０のずり粘度は、チップ端部からの樹脂の染み出し（ブリード）をより低減する観点から、２００Ｐａ・ｓ以上であってもよく、２３０Ｐａ・ｓ以上であってもよく、２５０Ｐａ・ｓ以上であってもよい。
フィルム状接着剤１０は、周波数０．１Ｈｚ、１．０Ｈｚ、１０．０Ｈｚ及び７９．０Ｈｚの条件で測定される８０℃でのずり粘度をＹ（Ｐａ・ｓ）、周波数をＸ（Ｈｚ）とし、ＸとＹとの関係を累乗近似してＹ＝ａＸｂで表した場合に、傾きｂが－０．６７以下である。傾きｂは、ずり粘度の周波数依存性の高さを表し、その値が小さい（絶対値が大きい）ほど、周波数依存性が高く、相対的に高い周波数でのずり粘度と相対的に低い周波数でのずり粘度との差が大きくなる。そして、この傾きｂが－０．６７以下であることで、加熱加圧して半導体素子及びワイヤを埋め込む瞬間のフィルム状接着剤１０のずり粘度を低くしつつ、埋め込み後から冷えるまでの間のずり粘度を相対的に大きくでき、埋め込み後に樹脂が流動することを抑制することができる。その結果、チップ端部からの樹脂の染み出し（ブリード）を低減することができる。傾きｂは、ブリードをより低減する観点から、－０．６８以下であることが好ましく、－０．６９以下であることがより好ましく、－０．７０以下であることが更に好ましい。また、傾きｂは、フィルム形成性及び取り扱い性を損なわないようにする観点から、－０．８０以上であってもよい。
フィルム状接着剤１０は、チップ端部からの樹脂の染み出し（ブリード）をより低減する観点から、周波数０．１Ｈｚの条件で測定される８０℃でのずり粘度が２５０００Ｐａ・ｓ以上であることが好ましく、２７０００Ｐａ・ｓ以上であることがより好ましく、２９０００Ｐａ・ｓ以上であることが更に好ましく、３００００Ｐａ・ｓ以上であることが特に好ましい。また、周波数０．１Ｈｚの条件で測定される８０℃でのずり粘度は、フィルム形成性及びダイシング等の加工性の観点から、５００００Ｐａ・ｓ以下であることが好ましく、４００００Ｐａ・ｓ以下であることがより好ましく、３５０００Ｐａ・ｓ以下であることが更に好ましい。
フィルム状接着剤１０の周波数７９．０Ｈｚの条件で測定される８０℃でのずり粘度を低くしようとする場合、例えば、後述する（ａ１）成分の含有量を増やす、（ｂ１）成分の含有量を増やして（ｂ２）成分の含有量を減らす、及び（ｃ）成分の含有量を減らす又は粒径を小さくする等の方法で調整することができる。また、フィルム状接着剤１０の周波数０．１Ｈｚの条件で測定される８０℃でのずり粘度を高くしようとする場合、例えば、後述する（ａ２）成分の量を増やす、（ｃ）成分の含有量を増やす、（ｂ２）成分の分子量を増やす等の方法で調整することができる。なお、上記方法以外でも、フィルム状接着剤１０の周波数７９．０Ｈｚ及び０．１Ｈｚの条件で測定される８０℃でのずり粘度は、後述する（ａ）～（ｅ）成分の種類及び量を調整することにより、調整することが可能である。
傾きｂを低くしようとする場合、上述した周波数７９．０Ｈｚ又は０．１Ｈｚでのずり粘度を調整する方法だけでは、調整し難い場合もある。傾きｂを低くしようとする場合、例えば、後述する（ａ２）成分のエポキシ樹脂のエポキシ当量又はフェノール樹脂の水酸基当量を調整する方法が挙げられる。（ａ２）成分のエポキシ樹脂のエポキシ当量又はフェノール樹脂の水酸基当量を小さくすることで、フィルム状接着剤１０のずり粘度の周波数依存性を高め、傾きｂをより小さくすることができる傾向がある。なお、上記方法以外でも、傾きｂは、後述する（ａ）～（ｅ）成分の種類及び量を調整することにより、調整することが可能である。
フィルム状接着剤１０のずり粘度は、動的粘弾性装置（例えば、ＴＡインスツルメント社製の商品名「ＡＲＥＳ」等）を用い、８０℃に保持したフィルム状接着剤１０に５％の歪みを与えながら周波数を調整して測定することができる。より具体的には、動的粘弾性装置に例えば直径８ｍｍのパラレルコーンプレート治具をセットし、ここにフィルム状接着剤１０の測定用サンプルをセットし、測定用サンプルに対し、８０℃で５％の歪みを与えながらｄｉｓｃｒｅｔｅ ｍｏｄｅで０．１Ｈｚ、１．０Ｈｚ、１０．０Ｈｚ、７９．０Ｈｚと周波数を変化させ、周波数毎のずり粘度を測定することができる。測定用サンプルとして用いるフィルム状接着剤１０の厚さは、例えば４４０μｍとすることができる。測定用サンプルとして用いるフィルム状接着剤１０は硬化前の状態（未硬化状態）であり、例えば半硬化（Ｂステージ）状態となっている。なお、パラレルコーンプレート治具の直径、及び、測定用サンプルの厚さ等の条件は、上述した条件に限定されず、異なる条件としてもよい。これらの条件は、測定パラメータとして測定装置に予め入力しておくことで、その影響を補正した測定結果が得られるため、条件を変えても補正した測定結果として同じ値が得られる。
傾きｂは、ずり粘度をＹ（Ｐａ・ｓ）、周波数をＸ（Ｈｚ）とし、上記方法で測定された周波数毎のずり粘度から、ＸとＹとの関係を累乗近似してＹ＝ａＸｂで表したときのｂの値として求めることができる。なお、上記累乗近似式において、ａ及びｂは定数であり、ｂは座標（Ｘ、Ｙ）を両対数グラフにプロットした場合のＸ及びＹの累乗近似曲線の傾きを表す。
また、フィルム状接着剤１０は、ＡＵＳ３０８を塗布した基板への硬化後の接着力が１．０ＭＰａ以上であることが好ましい。この場合、得られる半導体装置の接続信頼性がより良好になる。
ＡＵＳ３０８を塗布した基板と硬化後のフィルム状接着剤１０との接着力を１．０ＭＰａ以上とするためには、例えば、後述する（ａ２）成分の量を減らす、（ｃ）無機フィラーの含有量を増やすことで調整することができる。また、十分な接着性を得るという観点から、後述するカップリング剤等を添加することが好ましい。
フィルム状接着剤１０の含有成分は特に限定されないが、例えば、（ａ）熱硬化性成分、（ｂ）熱可塑性成分、（ｃ）無機フィラー、（ｄ）硬化促進剤、（ｅ）その他の成分、等を含むことができる。これら（ａ）～（ｅ）成分の種類及び量を調整することにより、フィルム状接着剤１０の特性を調整することができる。
（ａ）熱硬化性成分
熱硬化性成分としては熱硬化性樹脂が挙げられる。特に、半導体素子を実装する場合に要求される耐熱性及び耐湿性の観点から、熱硬化性成分としてエポキシ樹脂、フェノール樹脂等が好ましい。
エポキシ樹脂及びフェノール樹脂としては、例えば（ａ１）軟化点が６０℃以下又は常温（２５℃）で液状であるものが挙げられ、硬化して接着作用を有するものであれば特に限定されない。このような（ａ１）成分に該当するエポキシ樹脂としては、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、ビスフェノールＥ型エポキシ樹脂等を変性させた二官能エポキシ樹脂などが挙げられる。また、（ａ１）成分に該当するフェノール樹脂としては、（株）ＡＤＥＫＡ製のＥＰ－４０８８、（株）ダイセル製のセロキサイド２０２１Ｐ等が挙げられる。
エポキシ樹脂及びフェノール樹脂としては、例えば（ａ２）軟化点が６０℃超（常温（２５℃）で固体）であり且つエポキシ当量が５００以下であるエポキシ樹脂、及び、軟化点が６０℃超（常温で固体）であり且つ水酸基当量が３００以下であるフェノール樹脂が挙げられる。このような（ａ２）成分に該当するエポキシ樹脂としては、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂として、ＤＩＣ株式会社製のＨＰ－７２００Ｌ（エポキシ当量２４２～２５２）、ＨＰ－７２００（エポキシ当量２５４～２６４）、ＨＰ－７２００Ｈ（エポキシ当量２７２～２８４）、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂として、新日化エポキシ製造株式会社製のＹＤＣＮ－７００－１０（エポキシ当量１９８～２１０）等が挙げられる。また、（ａ２）成分に該当するフェノール樹脂としては、ジシクロペンタジエン型フェノール樹脂等が挙げられる。このような（ａ２）成分に該当するフェノール樹脂の例としては、エア・ウォーター株式会社製のＨＥシリーズ（例えば、ＨＥ－１００Ｃ－３０（水酸基当量１７４））等が挙げられる。
（ａ２）成分に該当するエポキシ樹脂のエポキシ当量、及び、フェノールの樹脂の水酸基当量は、傾きｂの値を小さくする観点から、５００以下であることが好ましく、４００以下であることがより好ましく、３００以下であることが更に好ましく、２００以下であることが特に好ましい。また、（ａ２）成分に該当するエポキシ樹脂のエポキシ当量、及び、フェノールの樹脂の水酸基当量は、１００以上であってもよい。
（ａ２）成分としては、特に限定されないが、ジシクロペンタジエン骨格を有するエポキシ樹脂（ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂）、又は、ジシクロペンタジエン骨格を有するフェノール樹脂（ジシクロペンタジエン型フェノール樹脂）を含むことが好ましい。これらは併用してもよい。これらを用いることにより、フィルム状接着剤１０における上記傾きｂの値をより小さく（絶対値をより大きく）し易い。また、これらを用いることにより、未硬化状態のフィルム状接着剤の周波数７９．０Ｈｚの条件で測定される８０℃でのずり粘度を低く、且つ、周波数０．１Ｈｚの条件で測定される８０℃でのずり粘度を大きくし易いため、良好なチップ埋込性と低ブリード性とを両立し易い。
上述した（ａ１）成分及び（ａ２）成分以外のエポキシ樹脂を、（ａ）熱硬化性成分として併用してもよい。例えば、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂等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、エポキシ樹脂として、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、脂環式エポキシ樹脂等の、一般に知られているエポキシ樹脂を用いることもできる。
また、上述した（ａ１）成分及び（ａ２）成分以外のフェノール樹脂を（ａ）熱硬化性樹脂として併用してもよい。例えば、ＤＩＣ（株）製のフェノライトＫＡ、ＴＤシリーズ、三井化学株式会社製のミレックスＸＬＣ－シリーズとＸＬシリーズ（例えば、ミレックスＸＬＣ－ＬＬ）等が挙げられる。なお、耐熱性の観点から、８５℃、８５％ＲＨの恒温恒湿槽に４８時間投入後の吸水率が２質量％以下で、熱重量分析計（ＴＧＡ）で測定した３５０℃での加熱質量減少率（昇温速度：５℃／ｍｉｎ、雰囲気：窒素）が５質量％未満のものが好ましい。
（ａ）熱硬化性成分としてエポキシ樹脂及びフェノール樹脂を併用する場合、エポキシ樹脂及びフェノール樹脂の配合比は、それぞれエポキシ当量と水酸基当量の当量比で０．７０／０．３０～０．３０／０．７０となるのが好ましく、０．６５／０．３５～０．３５／０．６５となるのがより好ましく、０．６０／０．４０～０．４０／０．６０となるのが更に好ましく、０．６０／０．４０～０．５０／０．５０となるのが特に好ましい。配合比が上記範囲内であることで、優れた硬化性、流動性等を有するフィルム状接着剤１０が得易くなる。
（ａ１）成分の含有量は、（ａ）成分の全質量を基準として５～６０質量％であることが好ましく、１０～５５質量％であることがより好ましい。これにより、硬化前のフィルム状接着剤の流動性を確保し易くなる。
（ａ２）成分の含有量は、（ａ）成分の全質量を基準として４０～９５質量％であることが好ましく、４５～９０質量％であることがより好ましい。（ａ２）成分の含有量が上記範囲内であると（特に、上記下限値以上であると）、未硬化状態のフィルム状接着剤１０の周波数０．１Ｈｚの条件で測定される８０℃でのずり粘度を高くし易く、チップ端部からの樹脂の染み出し（ブリード）を低減し易くなる。
（ａ）成分の含有量は、フィルム状接着剤１０の全質量を基準として、３０～８０質量％であることが好ましく、４０～６０質量％であることがより好ましい。（ａ）成分の含有量が４０質量％以上であると、未硬化状態のフィルム状接着剤の、周波数７９．０Ｈｚの条件で測定される８０℃でのずり粘度を低減し易くなり、埋込性がより良好になると共に、熱硬化性接着剤としての硬化特性が良好になり、フィルム状接着剤が基板から剥がれたり、内部に気泡が発生してしまったりすることをより抑制し易くなり、接着信頼性が向上する。一方、（ａ）成分の含有量が８０質量％以下であると、塗工時の安定性及び実装後の信頼性を制御しやすい。
（ｂ）熱可塑性成分
（ｂ）熱可塑性成分としては、グリシジル基等の架橋性官能基を有する分子量が高い熱可塑性成分と、グリシジル基等以外のカルボキシル基又は水酸基等の架橋性官能基を有する分子量が低い熱可塑性成分との併用が好ましい。例えば、（ｂ）成分は、（ｂ１）架橋性官能基として少なくともグリシジル基を有するモノマー単位をモノマー単位全量に対し３～１５質量％有し、重量平均分子量が７０万～２００万でありガラス転移温度Ｔｇが－５０～５０℃である熱可塑性成分と、（ｂ２）架橋性官能基としてグリシジル基を有さず且つグリシジル基以外の架橋性官能基（例えばカルボキシル基及び水酸基等）を有するモノマー単位をモノマー単位全量に対し比率で１～７質量％有し、重量平均分子量が５０万～９０万でありガラス転移温度Ｔｇが－５０～５０℃である熱可塑性成分とを含むことが好ましい。
（ｂ）成分としては、熱可塑性樹脂であるアクリル樹脂（アクリル系樹脂）が好ましく、更に、ガラス転移温度Ｔｇが－５０℃～５０℃であり、グリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレート等のエポキシ基又はグリシジル基を架橋性官能基として有する官能性モノマーを重合して得られる、エポキシ基含有（メタ）アクリル共重合体等のアクリル樹脂がより好ましい。
このようなアクリル樹脂として、エポキシ基含有（メタ）アクリル酸エステル共重合体、エポキシ基含有アクリルゴム等を使用することができ、エポキシ基含有アクリルゴムがより好ましい。エポキシ基含有アクリルゴムは、アクリル酸エステルを主成分とし、主として、ブチルアクリレートとアクリロニトリル等の共重合体、エチルアクリレートとアクリロニトリル等の共重合体などからなる、エポキシ基を有しているアクリルゴムである。
なお、（ｂ）成分の架橋性官能基としては、エポキシ基の他、アルコール性又はフェノール性水酸基、カルボキシル基等の架橋性官能基が挙げられる。
（ｂ１）成分において、硬化後の接着力をより向上させる観点から、架橋性官能基を有するモノマー単位はモノマー単位全量に対し３～１５質量％であることが好ましく、５～１０質量％がより好ましい。
（ｂ２）成分において、硬化後の接着力をより向上させるという観点から、架橋性官能基を有するモノマー単位はモノマー単位全量に対し１～７質量％であることが好ましく、１～５質量％がより好ましい。
（ｂ１）成分の重量平均分子量は、７０万以上２００万以下であることが好ましい。（ｂ１）成分の重量平均分子量が７０万以上であると、フィルム成膜性がより良好になると共に、フィルム状接着剤１０の接着強度と耐熱性をより高めることができる。（ｂ１）成分の重量平均分子量が２００万以下であると、未硬化状態のフィルム状接着剤１０の周波数７９．０Ｈｚの条件で測定される８０℃でのずり粘度を低減し易くなるため、埋込性がより良好になる。
（ｂ２）成分の重量平均分子量は、５０万以上９０万以下であることが好ましい。（ｂ２）成分の重量平均分子量が５０万以上であると、（ｂ１）成分との併用により成膜性を向上させる効果が一段と良好になると共に、未硬化状態のフィルム状接着剤１０の周波数０．１Ｈｚの条件で測定される８０℃でのずり粘度を高くし易く、チップ端部からの樹脂の染み出し（ブリード）を低減し易くなる。（ｂ２）成分の重量平均分子量が９０万以下であると、未硬化状態のフィルム状接着剤１０の周波数７９．０Ｈｚの条件で測定される８０℃でのずり粘度を低減し易くなるため、埋込性がより良好になる。また、（ｂ２）成分の重量平均分子量が９０万以下であると、未硬化状態のフィルム状接着剤１０の切削性が改善し、ダイシングの品質がより良好になる場合がある。
重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー法（ＧＰＣ）により、標準ポリスチレンによる検量線を用いて得られるポリスチレン換算値である。
また、（ｂ１）成分及び（ｂ２）成分のガラス転移温度Ｔｇは－５０～５０℃であることが好ましい。ガラス転移温度Ｔｇが５０℃以下であると、フィルム状接着剤１０の柔軟性がより良好になる。一方、ガラス転移温度Ｔｇが－５０℃以上であると、フィルム状接着剤１０の柔軟性が高くなり過ぎないため、半導体ウェハをダイシングする際にフィルム状接着剤１０を切断し易い。このため、バリの発生によりダイシング性が悪化することを抑制し易い。
（ｂ）成分全体のガラス転移温度Ｔｇは－２０℃～４０℃であることが好ましく、－１０℃～３０℃であることがより好ましい。これにより、ダイシング時にフィルム状接着剤１０が切断し易くなるため樹脂くずが発生し難く、フィルム状接着剤１０の接着力と耐熱性とを高くし易く、また未硬化状態のフィルム状接着剤１０の高い流動性を発現し易くなる。
ガラス転移温度Ｔｇは、熱示差走査熱量計（例えば、株式会社リガク製「Ｔｈｅｒｍｏ Ｐｌｕｓ ２」）を用いて測定することができる。
（ｂ）成分は、市販品として入手することも可能である。例えば、（ｂ１）成分としては、アクリルゴムＨＴＲ－８６０Ｐ－３ＣＳＰ（商品名、ナガセケムテックス株式会社製）等が挙げられる。この化合物は、架橋性の部位としてグリシジル部位を有し、アクリル酸誘導体からなるアクリルゴムをベース樹脂とする化合物であり、重量平均分子量が１００万、ガラス転移温度Ｔｇが１５℃である。また、（ｂ２）成分としては、ＳＧ－７０８－６（商品名、ナガセケムテックス株式会社製）等が挙げられる。この化合物は、カルボキシル基と水酸基を有するアクリルゴムベースの化合物であり、重量平均分子量が７０万、ガラス転移温度Ｔｇが４℃である。
（ｂ１）成分の含有量は、（ｂ）成分の全質量を基準として５０質量％以上であることが好ましく、５５～９０質量％であることがより好ましい。（ｂ１）成分の含有量が５０質量％以上であると、未硬化状態のフィルム状接着剤１０の周波数７９．０Ｈｚの条件で測定される８０℃でのずり粘度を低減し易くなるため、埋込性がより良好になる。一方、（ｂ１）成分の含有量が９０質量％以下であると、硬化後の接着強度がより良好になる。
（ｂ２）成分の含有量は、（ｂ）成分の全質量を基準として１０質量％以上であることが好ましく、１０～４５質量％であることがより好ましい。（ｂ２）成分の含有量が上記範囲内であると、未硬化状態のフィルム状接着剤１０の周波数７９．０Ｈｚの条件で測定される８０℃でのずり粘度を維持したまま硬化が進むため、良好な硬化物を得ることができる。
（ｂ）成分の含有量は、（ａ）成分１００質量部に対して、２０～８０質量部であることが好ましく、３０～５０質量部であることがより好ましい。（ｂ）成分の含有量が３０質量部以上であると、フィルム状接着剤の可とう性の低下を抑制できるともに、加熱後にはより高弾性化し易く、ブリードを抑制することができる。一方、（ｂ）成分の含有量が８０質量部以下であると、未硬化状態のフィルム状接着剤１０の周波数７９．０Ｈｚの条件で測定される８０℃でのずり粘度を低減し易くなり、流動性がより向上するため、埋込性がより良好になる。
（ｃ）無機フィラー
（ｃ）成分としては、Ｂステージ状態におけるフィルム状接着剤１０のダイシング性の向上、フィルム状接着剤１０の取扱い性の向上、熱伝導性の向上、ずり粘度（溶融粘度）の調整、チクソトロピック性の付与、接着力の向上等の観点から、シリカフィラー等が好ましい。
（ｃ）成分は、未硬化状態のフィルム状接着剤１０のダイシング性を向上し、硬化後の接着力を十分に発現させる目的で、平均粒径の異なる２種類以上のフィラーを含むことが好ましい。（ｃ）成分としては、例えば（ｃ１）未硬化状態のフィルム状接着剤１０のダイシング性向上を目的とした平均粒径が０．２μｍ以上の第１のフィラー、及び、（ｃ２）硬化後の接着力を十分に発現させることを目的とした平均粒径が０．２μｍ未満の第２のフィラーが挙げられるが、ダイシング性と接着力が担保できるのであれば、それぞれ単独で用いても、組み合わせて用いてもよい。
平均粒径は、レーザー回折式粒度分布測定装置を用いて、アセトンを溶媒として分析した場合に得られる値とする。第１及び第２のフィラーの平均粒径は、粒度分布測定装置で分析した場合に、それぞれのフィラーが含まれていることが判別できる程度に、その差が大きいことがより好ましい。
（ｃ１）成分の含有量は、（ｃ２）成分と組み合わせて用いる場合、（ｃ）成分の全質量を基準として３０質量％以上であることが好ましい。（ｃ１）成分の含有量が３０質量％以上であることにより、フィルムのダイシング性の悪化、未硬化状態のフィルム状接着剤１０の流動性の悪化を抑制し易くなる。
（ｃ２）成分の含有量は、（ｃ１）成分と組み合わせて用いる場合、（ｃ）成分の全質量を基準として５０質量％以上であることが好ましい。（ｃ２）成分の含有量が５０質量％以上であることにより、未硬化状態のフィルム状接着剤１０の周波数７９．０Ｈｚの条件で測定される８０℃でのずり粘度を低減し易くなるため、埋込性がより良好になると共に、硬化後の接着力を十分に発現させ易くなる。
（ｃ）成分全体の平均粒径は、０．０５～０．５μｍであることが好ましく、０．２～０．４μｍであることがより好ましい。（ｃ）成分全体の平均粒径が上記範囲内であると、未硬化状態のフィルム状接着剤１０の周波数７９．０Ｈｚの条件で測定される８０℃でのずり粘度を低減し易くなり、埋込性がより良好になる。
（ｃ）成分の含有量は、（ａ）成分１００質量部に対して、３０～７０質量部であることが好ましく、４０～６５質量部であることがより好ましい。（ｃ）成分の含有量が上記下限値以上であることにより、未硬化状態のフィルム状接着剤１０のダイシング性の悪化、硬化後の接着力の低下を抑制し易くなると共に、未硬化状態のフィルム状接着剤１０の周波数０．１Ｈｚの条件で測定される８０℃でのずり粘度を高くし易く、チップ端部からの樹脂の染み出し（ブリード）を低減し易くなるという傾向がある。一方、（ｃ）成分の含有量が上記上限値以下であることにより、未硬化状態のフィルム状接着剤の、周波数７９．０Ｈｚの条件で測定される８０℃でのずり粘度を低減し易くなり、埋込性がより良好になると共に、硬化後の弾性率の上昇を抑制し易いという傾向がある。
（ｄ）硬化促進剤
良好な硬化性を得る目的で、（ｄ）硬化促進剤を用いることが好ましい。（ｄ）成分としては、反応性の観点からイミダゾール系の化合物が好ましい。なお、（ｄ）成分の反応性が高すぎると、フィルム状接着剤１０の製造工程中の加熱によりずり粘度が上昇し易くなるだけではなく、経時による劣化を引き起こし易い傾向がある。一方、（ｄ）成分の反応性が低すぎると、フィルム状接着剤１０の硬化性が低下し易い傾向がある。フィルム状接着剤１０が十分硬化されないまま製品内に搭載されると、十分な接着性が得られず、半導体装置の接続信頼性を悪化させる可能性がある。
また、（ｄ）成分の含有量が少なすぎる場合には、フィルム状接着剤１０の硬化性が低下し易い傾向がある。一方、（ｄ）成分の含有量が多すぎる場合には、フィルム状接着剤１０の製造工程中の加熱によりずり粘度が上昇し易くなるだけではなく、経時による劣化を引き起こし易い傾向がある。このような観点から、（ｄ）成分の含有量は、（ａ）成分１００質量部に対して、０～０．２０質量部であることが好ましく、０．０５～０．２０質量部であることがより好ましい。
（ｅ）その他の成分
上記成分以外に、接着性向上の観点から、本技術分野において使用され得るその他の成分を更に適量用いてもよい。そのような成分としては、例えばカップリング剤が挙げられる。カップリング剤としては、γ－ウレイドプロピルトリエトキシシラン、γ－メルカプトプロピルトリメトキシシラン、３－フェニルアミノプロピルトリメトキシシラン、３－（２－アミノエチル）アミノプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。
カップリング剤の含有量は、（ａ）成分１００質量部に対して、０～５質量部であることが好ましく、０．１～１質量部であることがより好ましい。カップリング剤の含有量が上記下限値以上であることにより、チップ表面又は被着体となる基板への濡れ性が良くなり、接着力及び信頼性が向上する傾向がある。一方、カップリング剤の含有量が上記上限値以下であることにより、加熱時の膨張に伴う気泡の発生を抑制し易い傾向がある。
（フィルム状接着剤）
フィルム状接着剤１０は、例えば上記成分を含む接着剤組成物のワニスを基材フィルム上に塗布することによりワニスの層を形成する工程、加熱乾燥によりワニスの層から溶媒を除去する工程、基材フィルムを除去する工程、により得ることができる。
ワニスは、上記成分を含む接着剤組成物を有機溶媒中で混合、混練等して調製することができる。混合及び混練は、通常の攪拌機、らいかい機、三本ロール、ボールミル等の分散機を用いることができる。これらの機器は適宜組み合わせて用いることができる。ワニスの塗布は、例えば塗工機により行うことができる。ワニスの加熱乾燥条件は、使用した有機溶媒が充分に揮散する条件であれば特に制限はなく、例えば６０～２００℃で０．１～９０分間とすることができる。
有機溶媒としては、上記成分を均一に溶解、混練又は分散できるものであれば制限はなく、従来公知のものを使用することができる。このような溶媒としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶媒、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、Ｎメチルピロリドン、トルエン、キシレンなどが挙げられる。乾燥速度が速く、価格が安い点でメチルエチルケトン、シクロヘキサノン等を使用することが好ましい。
上記基材フィルムとしては、特に制限はなく、例えば、ポリエステルフィルム（ポリエチレンテレフタレートフィルム等）、ポリプロピレンフィルム（ＯＰＰ（Ｏｒｉｅｎｔｅｄ ＰｏｌｙＰｒｏｐｙｌｅｎｅ）フィルム等）、ポリイミドフィルム、ポリエーテルイミドフィルム、ポリエーテルナフタレートフィルム、メチルペンテンフィルムなどが挙げられる。
フィルム状接着剤１０の厚さは、第１のワイヤ及び第１の半導体素子、並びに基板の配線回路等の凹凸を十分に埋め込めるよう、２０～２００μｍであることが好ましい。また、厚さが２０μｍ以上であることで十分な接着力を得易くなり、２００μｍ以下であることで半導体装置の小型化の要求に応え易くなる。このような観点から、フィルム状接着剤１０の厚さは３０～２００μｍであることがより好ましく、４０～１５０μｍであることが更に好ましい。
厚いフィルム状接着剤１０を得る方法としては、フィルム状接着剤１０同士を貼り合わせる方法が挙げられる。
（接着シート）
接着シート１００は、図２に示すように、基材フィルム２０上にフィルム状接着剤１０を備えるものである。接着シート１００は、フィルム状接着剤１０を得る工程において、基材フィルム２０を除去しないことで得ることができる。
接着シート１１０は、図３に示すように、接着シート１００の基材フィルム２０とは反対側の面に更にカバーフィルム３０を備えるものである。カバーフィルム３０としては、例えば、ＰＥＴフィルム、ＰＥフィルム、ＯＰＰフィルム等が挙げられる。
フィルム状接着剤１０は、ダイシングテープ上に積層されてもよい。これにより得られるダイシング・ダイボンディング一体型接着シートを用いることで、半導体ウェハへのラミネート工程を一度に行うことができ、作業の効率化が可能である。
ダイシングテープとしては、例えば、ポリテトラフルオロエチレンフィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリメチルペンテンフィルム、ポリイミドフィルム等のプラスチックフィルムなどが挙げられる。ダイシングテープには、必要に応じて、プライマー処理、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が行われていてもよい。
ダイシングテープは粘着性を有するものが好ましい。このようなダイシングテープとしては、上記プラスチックフィルムに粘着性を付与したもの、上記プラスチックフィルムの片面に粘着剤層を設けたものが挙げられる。
このようなダイシング・ダイボンディング一体型接着シートとしては、図４に示す接着シート１２０及び図５に示す接着シート１３０が挙げられる。接着シート１２０は、図４に示すように、引張テンションを加えたときの伸びを確保できる基材フィルム４０上に粘着剤層５０が設けられたダイシングテープ６０を支持基材とし、ダイシングテープ６０の粘着剤層５０上に、フィルム状接着剤１０が設けられた構造を有している。接着シート１３０は、図５に示すように、接着シート１２０においてフィルム状接着剤１０の表面に更に基材フィルム２０が設けられた構造を有している。
基材フィルム４０としては、ダイシングテープについて記載した上記プラスチックフィルムが挙げられる。また、粘着剤層５０は、例えば、液状成分及び熱可塑性成分を含み適度なタック強度を有する樹脂組成物を用いて形成することができる。ダイシングテープ６０を得るには、当該樹脂組成物を基材フィルム４０上に塗布し乾燥して粘着剤層５０を形成する方法、ＰＥＴフィルム等の他のフィルム上に一旦形成した粘着剤層５０を基材フィルム４０と貼り合せる方法などが挙げられる。
ダイシングテープ６０上にフィルム状接着剤１０を積層する方法としては、上記の接着剤組成物のワニスをダイシングテープ６０上に直接塗布し乾燥する方法、ワニスをダイシングテープ６０上にスクリーン印刷する方法、予めフィルム状接着剤１０を作製し、これをダイシングテープ６０上に、プレス、ホットロールラミネートにより積層する方法等が挙げられる。連続的に製造でき、効率がよい点で、ホットロールラミネートによる積層が好ましい。
ダイシングテープ６０の厚さは、特に制限はなく、フィルム状接着剤１０の厚さ及びダイシング・ダイボンディング一体型接着シートの用途によって適宜、当業者の知識に基づいて定めることができる。なお、ダイシングテープ６０の厚さが６０μｍ以上であることで、取扱い性の低下、ダイシングにより個片化された半導体素子をダイシングテープ６０から剥離する工程でのエキスパンドによる破れ等を抑制し易い傾向がある。一方、ダイシングテープの厚さが１８０μｍ以下であることで、経済性と取扱い性の良さを両立し易い。以上より、ダイシングテープ６０の厚さは、１８０μｍ以下であることが好ましく、６０～１８０μｍであることがより好ましい。
（半導体装置）
図６は、半導体装置を示す断面図である。図６に示すように、半導体装置２００は、第１の半導体素子Ｗａ上に、第２の半導体素子Ｗａａが積み重ねられた半導体装置である。詳細には、基板１４に、第１のワイヤ８８を介して１段目の第１の半導体素子Ｗａが電気的に接続されると共に、第１の半導体素子Ｗａ上に、第１の半導体素子Ｗａの面積よりも大きい２段目の第２の半導体素子Ｗａａがフィルム状接着剤１０を介して実装（圧着）されることで、第１のワイヤ８８及び第１の半導体素子Ｗａがフィルム状接着剤１０に埋め込まれてなるワイヤ埋込型（チップ埋込型）の半導体装置である。また、半導体装置２００では、基板１４と第２の半導体素子Ｗａａとが更に第２のワイヤ９８を介して電気的に接続されると共に、第２の半導体素子Ｗａａが封止材４２により封止されている。
第１の半導体素子Ｗａの厚さは、１０～１７０μｍであり、第２の半導体素子Ｗａａの厚さは２０～４００μｍである。フィルム状接着剤１０内部に埋め込まれている第１の半導体素子Ｗａは、半導体装置２００を駆動するためのコントローラチップである。
基板１４は、表面に回路パターン８４，９４が形成された有機基板９０からなる。第１の半導体素子Ｗａは、回路パターン９４上に接着剤４１を介して実装（圧着）されており、第２の半導体素子Ｗａａは、第１の半導体素子Ｗａが実装（圧着）されていない回路パターン９４、第１の半導体素子Ｗａ、及び回路パターン８４の一部を覆うようにフィルム状接着剤１０を介して基板１４に実装（圧着）されている。基板１４上の回路パターン８４，９４に起因する凹凸は、フィルム状接着剤１０により埋め込まれている。そして、樹脂製の封止材４２により、第２の半導体素子Ｗａａ、回路パターン８４及び第２のワイヤ９８が封止されている。
（半導体装置の製造方法）
半導体装置は、基板上に第１のワイヤを介して第１の半導体素子を電気的に接続する第１の実装工程と、第１の半導体素子の面積よりも大きい第２の半導体素子の片面に、周波数７９．０Ｈｚの条件で測定される８０℃でのずり粘度が３００Ｐａ・ｓ以下であり、且つ、周波数０．１Ｈｚ、１．０Ｈｚ、１０．０Ｈｚ及び７９．０Ｈｚの条件で測定される８０℃でのずり粘度をＹ（Ｐａ・ｓ）、周波数をＸ（Ｈｚ）とし、ＸとＹとの関係を累乗近似してＹ＝ａＸｂで表した場合に、傾きｂが－０．６７以下であるフィルム状接着剤を貼付するラミネート工程と、フィルム状接着剤が貼付された第２の半導体素子を、フィルム状接着剤が第１の半導体素子を覆うように載置し、フィルム状接着剤を圧着することで、第１のワイヤ及び第１の半導体素子をフィルム状接着剤に埋め込む第２の実装工程と、を備える、半導体装置の製造方法により製造される。以下、半導体装置２００の製造手順を例として、具体的に説明する。
まず、図７に示すように、基板１４上の回路パターン９４上に、接着剤４１付き第１の半導体素子Ｗａを実装し、第１のワイヤ８８を介して基板１４上の回路パターン８４と第１の半導体素子Ｗａとを電気的に接続する（第１の実装工程）。
次に、半導体ウェハ（例えば８インチサイズ、厚さ５０μｍ）の片面に、接着シート１００をラミネートし、基材フィルム２０を剥がすことで、半導体ウェハの片面にフィルム状接着剤１０を貼り付ける。そして、フィルム状接着剤１０にダイシングテープ６０を貼り合わせた後、所定サイズ（例えば７．５ｍｍ角）にダイシングし、ダイシングテープ６０を剥離することにより、図８に示すように、フィルム状接着剤１０が貼付した第２の半導体素子Ｗａａを得る（ラミネート工程）。
ラミネート工程は、５０～１００℃で行うことが好ましく、６０～８０℃で行うことがより好ましい。ラミネート工程の温度が５０℃以上であると、半導体ウェハと良好な密着性を得ることができる。ラミネート工程の温度が１００℃以下であると、ラミネート工程中にフィルム状接着剤１０が過度に流動することが抑えられるため、厚さの変化等を引き起こすことを防止できる。
ダイシング方法としては、回転刃を用いてブレードダイシングする方法、レーザーによりフィルム状接着剤１０又はウェハとフィルム状接着剤１０の両方を切断する方法、また常温又は冷却条件下での伸張など汎用の方法などが挙げられる。
そして、フィルム状接着剤１０が貼付した第２の半導体素子Ｗａａを、第１の半導体素子Ｗａがワイヤ８８を介して接続された基板１４に実装（圧着）する。具体的には、図９に示すように、フィルム状接着剤１０が貼付した第２の半導体素子Ｗａａを、フィルム状接着剤１０が第１の半導体素子Ｗａを覆うように載置し、次いで、図１０に示すように、第２の半導体素子Ｗａａを基板１４に圧着させることで基板１４に第２の半導体素子Ｗａａを固定する（第２の実装工程）。第２の実装工程は、フィルム状接着剤１０を８０～１８０℃、０．０１～０．５０ＭＰａの条件で０．５～３．０秒間圧着することが好ましい。第２の実装工程の後、フィルム状接着剤１０を更に６０～１７５℃、０．３～０．７ＭＰａの条件で、５分間以上加圧及び加熱してもよい。
次いで、図１１に示すように、基板１４と第２の半導体素子Ｗａａとを第２のワイヤ９８を介して電気的に接続した後、回路パターン８４、第２のワイヤ９８及び第２の半導体素子Ｗａａ全体を、封止材４２で１７０～１８０℃、５～８ＭＰａの条件にて封止する（封止工程）。このような工程を経ることで半導体装置２００を製造することができる。
上記のとおり、半導体装置２００は、基板上に第１のワイヤを介して第１の半導体素子が電気的に接続されると共に、第１の半導体素子上に、第１の半導体素子の面積よりも大きい第２の半導体素子が実装されてなる半導体装置において、第２の半導体素子を実装すると共に、第１のワイヤ及び第１の半導体素子を埋め込むために用いられる、周波数７９．０Ｈｚの条件で測定される８０℃でのずり粘度が３００Ｐａ・ｓ以下であり、且つ、周波数０．１Ｈｚ、１．０Ｈｚ、１０．０Ｈｚ及び７９．０Ｈｚの条件で測定される８０℃でのずり粘度をＹ（Ｐａ・ｓ）、周波数をＸ（Ｈｚ）とし、ＸとＹとの関係を累乗近似してＹ＝ａＸｂで表した場合に、傾きｂが－０．６７以下であるフィルム状接着剤を用いて製造される。上記条件を満たすフィルム状接着剤を用いることで、第２の実装工程において、第１の半導体素子と第１のワイヤとを、空隙の発生を抑制しつつフィルム状接着剤により埋め込むことができると共に、第２の半導体素子の端部からのフィルム状接着剤のはみ出し（ブリード）を抑制することができる。また、上記条件を満たすフィルム状接着剤を用いることで、第２の実装工程においてフィルム状接着剤に応力が残存し難く、フィルム状接着剤ごと第２の半導体素子が反ってしまうことを抑制することができる。
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は必ずしも上述した実施形態に限定されるものではない。例えば、以下のようにその趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を行ってもよい。
半導体装置２００において、基板１４は、表面に回路パターン８４，９４がそれぞれ二箇所ずつ形成された有機基板９０であったが、基板１４としてはこれに限られず、リードフレームなどの金属基板を用いてもよい。
半導体装置２００は、第１の半導体素子Ｗａ上に第２の半導体素子Ｗａａが積層されており、二段に半導体素子が積層された構成を有していたが、半導体装置の構成はこれに限られない。第２の半導体素子Ｗａａの上に第３の半導体素子を更に積層されていても構わないし、第２の半導体素子Ｗａａの上に複数の半導体素子が更に積層されていても構わない。積層される半導体素子の数が増加するにつれて、得られる半導体装置の容量を増やすことができる。
本実施形態に係る半導体装置の製造方法では、ラミネート工程において、半導体ウェハの片面に、図２に示す接着シート１００をラミネートし、基材フィルム２０を剥がすことで、フィルム状接着剤１０を貼り付けていたが、ラミネート時に用いる接着シートはこれに限られない。接着シート１００の代わりに、図４及び５に示すダイシング・ダイボンディング一体型接着シート１２０，１３０を用いることができる。この場合、半導体ウェハをダイシングする際にダイシングテープ６０を別途貼り付ける必要がない。
ラミネート工程において、半導体ウェハではなく、半導体ウェハを個片化して得られた半導体素子を、接着シート１００にラミネートしても構わない。この場合、ダイシング工程を省略することができる。
以下、実施例を挙げて本発明についてより具体的に説明する。ただし、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
（実施例１～４及び比較例１～８）
表１及び表２に示す品名及び組成比（単位：質量部）で、各成分を下記手順により配合し、ワニスを調製した。まず、熱硬化性樹脂としてのエポキシ樹脂及びフェノール樹脂、並びに無機フィラーをそれぞれ秤量して組成物を得て、更にシクロヘキサノンを加えて撹拌混合した。これに、熱可塑性樹脂としてのアクリルゴムを加えて撹拌した後、更にカップリング剤及び硬化促進剤を加えて各成分が均一になるまで撹拌し、ワニスを得た。なお、表１及び表２中の各成分の品名は下記のものを意味する。
（エポキシ樹脂）
ＨＰ－７２００Ｌ：商品名、ＤＩＣ株式会社製、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、エポキシ当量２４２～２５２、軟化点５０～６０℃、２５℃で固形
ＶＧ３１０１Ｌ：商品名、株式会社プリンテック製、多官能エポキシ樹脂、エポキシ当量２１０、軟化点３９～４６℃、２５℃で固形
ＹＤＣＮ－７００－１０：商品名、新日化エポキシ製造株式会社製、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、エポキシ当量２１０、軟化点７５～８５℃、２５℃で固形
ＥＸＡ－８３０ＣＲＰ：ＤＩＣ株式会社製、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、エポキシ当量１５５～１６３、分子量２９８．３、２５℃で液状
ＣＥＬＬＯＸＩＤＥ ２０２１Ｐ：商品名、株式会社ダイセル製、３’，４’－エポキシシクロヘキシルメチル ３，４－エポキシシクロヘキサンカルボキシレート、エポキシ当量１２８～１４５、分子量２５２．３、２５℃で液状
（フェノール樹脂）
ＨＥ－１００Ｃ－３０：商品名、エア・ウォーター株式会社製、フェノール樹脂、水酸基当量１７５、軟化点７９℃、吸水率１質量％、加熱質量減少率４質量％、２５℃で固形
（無機フィラー）
ＳＣ２０５０－ＨＬＧ：商品名、株式会社アドマテックス製、シリカフィラー分散液、平均粒径０．５０μｍ
（有機フィラー）
ＥＸＬ－２６５５：商品名、ロームアンドハースジャパン株式会社製、コアシェルタイプ有機微粒子、平均粒径２００μｍ
Ｘ－５２－８５４：商品名、信越化学工業株式会社製、シリコーンレジンパウダー、平均粒径０．７μｍ
Ｘ－５２－７０３０：商品名、信越化学工業株式会社製、シリコーン複合パウダー、平均粒径０．８μｍ
（カップリング剤）
Ａ－１８９：商品名、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社製、γ－メルカプトプロピルトリメトキシシラン
Ａ－１１６０：商品名、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社製、γ－ウレイドプロピルトリエトキシシラン
（硬化促進剤）
２ＰＺ－ＣＮ：商品名、四国化成工業株式会社製、１－シアノエチル－２－フェニルイミダゾール
（アクリルゴム）
ＨＴＲ－８６０Ｐ－３ＣＳＰ：サンプル名、ナガセケムテックス株式会社製、重量平均分子量１００万、グリシジル官能基モノマー比率３質量％、Ｔｇ１５℃
ＳＧ－７０８－６：サンプル名、ナガセケムテックス株式会社製、重量平均分子量７０万、酸価９ｍｇＫＯＨ／ｇ、Ｔｇ４℃
次に、得られたワニスを１００メッシュのフィルターでろ過し、真空脱泡した。真空脱泡後のワニスを、基材フィルムである、離型処理を施したポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム（厚さ３８μｍ）上に塗布した。塗布は、塗工機（株式会社テクノスマート製、オーダーメイド品のため型番は不明）を用い、塗工速度１ｍ／分の条件で行った。塗布したワニスを、９０℃で５分間、続いて１４０℃で５分間の２段階で加熱乾燥した。こうして、ＰＥＴフィルム上に、Ｂステージ状態にある厚さ２０μｍのフィルム状接着剤（第１のフィルム状接着剤）を備えた接着フィルムを得た。次いで、得られた接着フィルムと、基材フィルム（厚さ９０μｍ）上に粘着剤層（厚さ３０μｍ）が設けられたダイシングテープ（日立マクセル株式会社製、商品名：ＳＤ－３００４）とを、接着フィルムのフィルム状接着剤側の面とダイシングテープの粘着剤層側の面とが密着するように貼り合わせて、第１のダイシング・ダイボンディング一体型接着シートを得た。また、フィルム状接着剤の厚さを１１０μｍに変更したこと以外は上記と同様にして、厚さ１１０μｍの第２のフィルム状接着剤を備えた第２のダイシング・ダイボンディング一体型接着シートを得た。
＜各種物性の評価＞
得られたダイシング・ダイボンディング一体型接着シートについて下記のとおり評価をした。評価結果を表１及び表２に示す。
［ずり粘度測定］
フィルム状接着剤のずり粘度を下記の方法により評価した。第１のダイシング・ダイボンディング一体型接着シートから基材フィルム及びダイシングテープを剥離して第１のフィルム状接着剤（厚さ１１０μｍ）のみを取り出し、７０℃に保持したホットプレート上に第１のフィルム状接着剤を置き、その上に同じ第１のフィルム状接着剤を熱ラミネートした。これを４層分繰り返し、厚さ４４０μｍのフィルム状接着剤のラミネートサンプルを作製した。このラミネートサンプルを直径８ｍｍの円形状に打ち抜くことで、８ｍｍφ、厚さ４４０μｍの測定用サンプルを得た。動的粘弾性装置ＡＲＥＳ（ＴＡインスツルメント社製）に直径８ｍｍのパラレルコーンプレート治具をセットし、ここに測定用サンプルをセットした。測定は、測定用サンプルに対し、８０℃で５％の歪みを与えながらｄｉｓｃｒｅｔｅ ｍｏｄｅで０．１Ｈｚ、１．０Ｈｚ、１０．０Ｈｚ、７９．０Ｈｚと周波数を変化させ、周波数毎のずり粘度を測定した。
ずり粘度をＹ（Ｐａ・ｓ）、周波数をＸ（Ｈｚ）とし、測定した周波数毎のずり粘度から、ＸとＹとの関係を累乗近似してＹ＝ａＸｂで表し、ｂの値を求めた。ここで、ａ及びｂは定数であり、ｂは座標（Ｘ、Ｙ）を両対数グラフにプロットした場合のＸ及びＹの累乗近似曲線の傾きを表す。これらの結果を表１及び２に示す。また、図１２に、実施例１及び比較例１のフィルム状接着剤のずり粘度と周波数との関係を表す両対数グラフを示す。
［評価サンプルの作製］
フィルム状接着剤の埋込性及びブリード量は下記の方法により評価した。第１のダイシング・ダイボンディング一体型接着シートの第１のフィルム状接着剤側の基材フィルムを剥離し、第１のフィルム状接着剤に厚さ５０μｍの半導体ウェハ（シリコンウェハ）及びウェハリングをステージ温度７０℃で貼付してダイシングサンプルを作製した。次に、フルオートダイサーＤＦＤ－６３６１（商品名、株式会社ディスコ製）を用いて、ダイシングサンプルを切断した。切断条件はブレード回転数４００００ｒｐｍ、切断速度５０ｍｍ／ｓｅｃ、チップサイズ３．２ｍｍ×５．５ｍｍで行い、切断したダイシングサンプルから小片をピックアップすることで、第１のフィルム状接着剤（厚さ２０μｍ）付きの第１の半導体素子を得た。
第２のダイシング・ダイボンディング一体型接着シートを用い、且つ、厚さ１００μｍの半導体ウェハを用い、チップサイズ５．７ｍｍ×１２ｍｍの条件で切断を行ったこと以外は、第１のフィルム状接着剤付きの第１の半導体素子を作製する方法と同様の手法で、第２のフィルム状接着剤（厚さ１１０μｍ）付きの第２の半導体素子を得た。
得られた第１のフィルム状接着剤付きの第１の半導体素子及び第２のフィルム状接着剤付きの第２の半導体素子を、圧着機（Ｂｅｓｉ社製のダイボンダ、商品名：Ｅｓｅｃ ２１００ｓＤ ＰＰＰｐｌｕｓ）によって、ＡＵＳ３０８（太陽ホールディングス株式会社製、厚さ２６０μｍ）を塗布した評価基板上に実装した。実装条件は、まず、第１のフィルム状接着剤付きの第１の半導体素子を１２０℃、１秒間、０．３ＭＰａの条件で圧着し、その上から第１の半導体素子を埋め込むように１２０℃、１．５秒間、０．２ＭＰａの条件で第２のフィルム状接着剤付きの第２の半導体素子を圧着した。この際、第１の半導体素子が、第２の半導体素子の真ん中にくるように位置合わせをした。これにより、評価サンプルを得た。
［ブリード量の評価］
上記の手法で得た評価サンプルについて、第２の半導体素子の上面を顕微鏡（株式会社キーエンス製、商品名：ＶＨＸ－５０００）を用いて観察した。第２の半導体素子の端部を起点とし、端部からの第２のフィルム状接着剤のはみ出し幅を測定することでブリード量（μｍ）を求めた。この際、はみ出し幅の最大値をブリード量とした。結果を表１及び表２に示す。
［埋込性の評価］
（硬化前埋込性）
上記の手法で得た評価サンプルについて、サンプル全体を超音波デジタル画像診断装置（インサイト株式会社製、商品名：ＩＳ－３５０）を用いて７５ＭＨｚ、反射モードにて観察した。第２のフィルム状接着剤の層内部に空隙が確認されるか否かで硬化前の埋込性を評価した。埋込性は以下の基準により評価した。結果を表１及び表２に示す。また、図１３に、実施例４、比較例１及び５のフィルム状接着剤を用いた評価サンプルにおける空隙（ボイド）の発生状態を観察した超音波診断画像を示す。
◎：空隙（ボイド）が確認されなかった。
○：実装後の第２のフィルム状接着剤の面積から第１の半導体チップの面積を除いた面積に対して、空隙（ボイド）の面積割合が５％未満。
△：実装後の第２のフィルム状接着剤の面積から第１の半導体チップの面積を除いた面積に対して、空隙（ボイド）の面積割合が５％以上１０％未満。
×：実装後の第２のフィルム状接着剤の面積から第１の半導体チップの面積を除いた面積に対して、空隙（ボイド）の面積割合が１０％以上。
（硬化後埋込性）
硬化前埋込性の評価後、評価サンプルを加圧オーブンに投入し、１４０℃、０．６ＭＰａで４５分間加熱処理し、第２のフィルム状接着剤を硬化させた。硬化後、上記硬化前埋込性と同様の方法で硬化後埋込性を評価した。結果を表１及び表２に示す。
Figure 0007067570000001
Figure 0007067570000002
表１及び表２に示した結果から分かるように、実施例１～４はいずれも、硬化前埋込性の評価においてボイドの割合が５％以下であり、加圧オーブン硬化後の埋込性の評価においてボイドが確認されず、更に、ブリード量が７０μｍ以下であった。一方、比較例１は、硬化前埋込性の評価においてボイドの割合が５％以上１０％未満であり、ブリード量は実施例と比較しておよそ２倍量大きかった。また、比較例２～４は、ブリード量がいずれも８０μｍ以上であった。また、比較例５～８は、硬化前埋込性の評価においてボイドの割合が１０％以上であり、加圧オーブン硬化後でもボイドを消失させることができなかった。
１０…フィルム状接着剤、１４…基板、４２…樹脂（封止材）、８８…第１のワイヤ、９８…第２のワイヤ、２００…半導体装置、Ｗａ…第１の半導体素子、Ｗａａ…第２の半導体素子。

Claims (13)

  1. 基板上に第１のワイヤを介して第１の半導体素子を電気的に接続する第１の実装工程と、
    前記第１の半導体素子の面積よりも大きい第２の半導体素子の片面に、フィルム状接着剤を貼付するラミネート工程と、
    前記フィルム状接着剤が貼付された第２の半導体素子を、前記フィルム状接着剤が前記第１の半導体素子を覆うように載置し、前記フィルム状接着剤を実装することで、前記第１のワイヤ及び前記第１の半導体素子を前記フィルム状接着剤に埋め込む第２の実装工程と、
    を備え、
    前記フィルム状接着剤は、周波数７９．０Ｈｚの条件で測定される８０℃でのずり粘度が３００Ｐａ・ｓ以下であり、且つ、周波数０．１Ｈｚ、１．０Ｈｚ、１０．０Ｈｚ及び７９．０Ｈｚの条件で測定される８０℃でのずり粘度をＹ（Ｐａ・ｓ）、周波数をＸ（Ｈｚ）とし、ＸとＹとの関係を累乗近似してＹ＝ａＸｂで表した場合に、傾きｂが－０．６７以下であるものである、半導体装置の製造方法。
  2. 前記フィルム状接着剤は、周波数０．１Ｈｚの条件で測定される８０℃でのずり粘度が２５０００Ｐａ・ｓ以上である、請求項１に記載の製造方法。
  3. 前記フィルム状接着剤が、熱硬化性成分として、２５℃で液状であるエポキシ樹脂を含む、請求項１又は２に記載の製造方法。
  4. 前記フィルム状接着剤が、熱可塑性成分を含む、請求項１～３のいずれか一項に記載の製造方法。
  5. 前記フィルム状接着剤が、無機フィラーを含む、請求項１～４のいずれか一項に記載の製造方法。
  6. 基板上に第１のワイヤを介して第１の半導体素子が電気的に接続されると共に、前記第１の半導体素子上に、前記第１の半導体素子の面積よりも大きい第２の半導体素子が実装されてなる半導体装置において、前記第２の半導体素子を実装すると共に、前記第１のワイヤ及び前記第１の半導体素子を埋め込むために用いられるフィルム状接着剤であって、
    周波数７９．０Ｈｚの条件で測定される８０℃でのずり粘度が３００Ｐａ・ｓ以下であり、且つ、周波数０．１Ｈｚ、１．０Ｈｚ、１０．０Ｈｚ及び７９．０Ｈｚの条件で測定される８０℃でのずり粘度をＹ（Ｐａ・ｓ）、周波数をＸ（Ｈｚ）とし、ＸとＹとの関係を累乗近似してＹ＝ａＸｂで表した場合に、傾きｂが－０．６７以下である、フィルム状接着剤。
  7. 周波数０．１Ｈｚの条件で測定される８０℃でのずり粘度が２５０００Ｐａ・ｓ以上である、請求項６に記載のフィルム状接着剤。
  8. 熱硬化性成分として、２５℃で液状であるエポキシ樹脂を含む、請求項６又は７に記載のフィルム状接着剤。
  9. 熱可塑性成分を含む、請求項６～８のいずれか一項に記載のフィルム状接着剤。
  10. 本発明のフィルム状接着剤は、無機フィラーを含む、請求項６～９のいずれか一項に記載のフィルム状接着剤。
  11. 請求項６～１０のいずれか一項に記載のフィルム状接着剤を、ダイシングテープ上に積層した、ダイシング・ダイボンディング一体型接着シート。
  12. 前記フィルム状接着剤の厚さが２０～２００μｍである、請求項１１に記載の接着シート。
  13. 前記フィルム状接着剤の前記ダイシングテープが設けられた面とは反対側の面上に設けられたカバーフィルムを有する、請求項１１又は１２に記載の接着シート。
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