KR102413907B1 - 가열 접합용 시트 및 가열 접합용 시트를 구비한 다이싱 테이프 - Google Patents

가열 접합용 시트 및 가열 접합용 시트를 구비한 다이싱 테이프 Download PDF

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    • H01L2224/32221—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/32225—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • H01L2224/32227—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation the layer connector connecting to a bond pad of the item
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    • H01L2224/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
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    • H01L2224/451—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
    • H01L2224/45117—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 400°C and less than 950°C
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    • H01L2224/45138—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
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    • H01L2224/481—Disposition
    • H01L2224/48151—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/48221—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/48225—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • H01L2224/48227—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation connecting the wire to a bond pad of the item
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    • H01L2224/732—Location after the connecting process
    • H01L2224/73251—Location after the connecting process on different surfaces
    • H01L2224/73265—Layer and wire connectors
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    • H01L2224/83—Methods 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
    • H01L2224/83053—Bonding environment
    • H01L2224/83054—Composition of the atmosphere
    • H01L2224/83065—Composition of the atmosphere being reducing
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    • H01L2224/83—Methods 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
    • H01L2224/8319—Arrangement of the layer connectors prior to mounting
    • H01L2224/83191—Arrangement of the layer connectors prior to mounting wherein the layer connectors are disposed only on the semiconductor or solid-state body
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    • H01L2224/83—Methods 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
    • H01L2224/8319—Arrangement of the layer connectors prior to mounting
    • H01L2224/83192—Arrangement of the layer connectors prior to mounting wherein the layer connectors are disposed only on another item or body to be connected to the semiconductor or solid-state body
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    • H01L2224/83—Methods 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
    • H01L2224/832—Applying energy for connecting
    • H01L2224/83201—Compression bonding
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    • H01L2224/83—Methods 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
    • H01L2224/832—Applying energy for connecting
    • H01L2224/83201—Compression bonding
    • H01L2224/83203—Thermocompression bonding, e.g. diffusion bonding, pressure joining, thermocompression welding or solid-state welding
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    • H01L2224/83—Methods 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
    • H01L2224/8338—Bonding interfaces outside the semiconductor or solid-state body
    • H01L2224/83399—Material
    • H01L2224/834—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • H01L2224/83438—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/83439—Silver [Ag] as principal constituent
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    • H01L2224/83—Methods 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
    • H01L2224/838—Bonding techniques
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Abstract

접합 대상물의 위치 어긋남을 억제하면서 소결 접합을 실현하는 데 적합한 가열 접합용 시트, 및 그와 같은 가열 접합용 시트를 수반하는 다이싱 테이프를, 제공한다. 본 발명의 가열 접합용 시트(10)는, 도전성 금속 함유의 소결성 입자를 포함하는 점착층(11)을 구비하고, 70℃, 0.5MPa, 및 1초간의 압착 조건에서 점착층(11)이 한 변이 5㎜인 정사각형의 사이즈로 압착된 은 평면에 대한 당해 점착층(11)의 70℃에서의 전단 접착력이 0.1MPa 이상이다. 본 발명의 가열 접합용 시트를 구비한 다이싱 테이프는, 기재 및 점착제층을 포함하는 적층 구조를 갖는 다이싱 테이프와, 점착제층 위의 가열 접합용 시트(10)를 구비한다.

Description

가열 접합용 시트 및 가열 접합용 시트를 구비한 다이싱 테이프
본 발명은, 반도체 장치의 제조에 사용할 수 있는 가열 접합용 시트, 및 그와 같은 가열 접합용 시트를 수반하는 다이싱 테이프에 관한 것이다.
반도체 장치의 제조에 있어서, 리드 프레임이나 절연 회로 기판 등 지지 기판에 대해서, 반도체 칩을 지지 기판측과의 전기적 접속을 취하면서 다이 본딩하기 위한 방법으로서, 지지 기판과 칩의 사이에 Au-Si 공정 합금층을 형성하여 접합 상태를 실현하는 방법이나, 접합재로서 땜납이나 도전성 입자 함유 수지를 이용하는 방법이 알려져 있다.
한편, 전력의 공급 제어를 담당하는 파워 반도체 장치의 보급이 근년에는 현저한바, 파워 반도체 장치는, 동작 시의 통전량이 큰 것에 기인하여 발열량이 큰 경우가 많다. 그 때문에, 파워 반도체 장치의 제조에 있어서는, 반도체 칩을 지지 기판측과의 전기적 접속을 취하면서 지지 기판에 다이 본딩하는 방법에 대하여, 고온 동작 시에도 신뢰성이 높은 접합 상태를 실현 가능한 것이 요구된다. 반도체 재료로서 SiC나 GaN이 채용되어 고온 동작화가 도모된 파워 반도체 장치에 있어서는 특히, 그와 같은 요구가 강하다. 그리고, 그와 같은 요구에 부응하기 위해서, 전기적 접속을 수반하는 다이 본딩 방법으로서, 소결성 입자와 용제 등을 함유하는 조성물로 이루어지는 가열 접합용 재료를 사용하는 기술이 제안되어 있다.
소결성 입자 함유의 가열 접합용 재료가 사용되어 행해지는 다이 본딩에서는, 우선, 지지 기판의 칩 접합 예정 개소에 대해서 반도체 칩이 가열 접합용 재료를 통해 소정의 온도·하중 조건에서 적재된다. 그 후, 지지 기판과 그 위의 반도체 칩의 사이에 있어서 가열 접합용 재료 중 용제의 휘발 등이 발생하고 또한 소결성 입자 간에서 소결이 진행되는 바와 같이, 소정의 온도·가압 조건에서의 가열 공정이 행해진다. 이에 의해, 지지 기판에 대해서 반도체 칩이 전기적으로 접속되면서 기계적으로 접합되게 된다. 이러한 기술은, 예를 들어 하기 특허문헌 1 내지 3에 기재되어 있다.
국제공개 제2008/065728호 일본 특허공개 제2013-039580호 공보 일본 특허공개 제2014-111800호 공보
소결성 입자 함유의 가열 접합용 재료가 사용되어 행해지는 다이 본딩에서는, 종래 지지 기판 위에 반도체 칩이 가열 접합용 재료를 통해 적재될 때나 적재후에 있어서, 사용되는 가열 접합용 재료의 변형이나 유동에 기인하여 반도체 칩에 칩 시프트 즉 위치 어긋남이 발생되는 경우가 있다. 이러한 위치 어긋남의 발생은, 제조 대상물인 반도체 장치의 수율 저하의 원인이 될 수 있다.
본 발명은, 이상과 같은 사정을 기초하여 고안해낸 것으로서, 접합 대상물의 위치 어긋남을 억제하면서 소결 접합을 실현하는 데 적합한 가열 접합용 시트, 및 그와 같은 가열 접합용 시트를 수반하는 다이싱 테이프를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 제1 측면에 의하면, 가열 접합용 시트가 제공된다. 이 가열 접합용 시트는, 도전성 금속 함유의 소결성 입자를 포함하는 점착층을 구비한다. 또한, 본 가열 접합용 시트는, 70℃, 0.5MPa, 및 1초간의 압착 조건에서 점착층이 한 변이 5㎜인 정사각형의 사이즈로 압착된 은 평면에 대한 당해 점착층의 70℃에서의 전단 접착력이 0.1MPa 이상이다. 본 발명에 있어서, 전단 접착력이란, 접착력 측정 대상물의 전단 방향에 대한 변위 속도가 0.5㎜/초인 조건하에서의 측정값으로 한다. 이와 같은 구성의 본 가열 접합용 시트는, 접합 대상물 간을 소결 접합하는 데 사용할 수 있다. 예를 들어, 본 가열 접합용 시트는, 반도체 장치의 제조에 있어서, 지지 기판에 대해서 반도체 칩을 지지 기판측과의 전기적 접속을 취하면서 소결 접합하는 데 사용할 수 있다.
소결 접합을 위한 가열 접합용 재료를 사용하여 소결 접합을 실현하는 과정에 있어서는, 접합 대상물 간에 당해 재료가 개재된 상태에서 접합 대상물끼리가 소정의 온도·하중 조건에서 압착되고, 그 다음에, 소결 접합용 고온 가열이 행해져서, 접합 대상물 간을 접합하는 소결층이 형성된다. 압착은, 가열 접합용 재료에 있어서 급격한 조성 변화를 수반하지 않고 상온 시보다 압착성의 향상이 기대되는 온도 조건, 70℃ 및 그 근방을 포함하는 온도 범위인 50 내지 90℃에서 예를 들어, 행해진다. 본 발명의 제1 측면에 따른 가열 접합용 시트는, 70℃에서의 상기 전단 접착력이 상술한 바와 같이 0.1MPa 이상이며, 이와 같은 구성은, 접합 대상물간에 본 가열 접합용 시트가 개재된 상태에서 접합 대상물끼리가 압착될 때나 압착후에 있어서 접합 대상물에 위치 어긋남이 발생되는 것을 억제하는 데 있어서 적합하다. 본 가열 접합용 시트를 사용하여 지지 기판에 반도체 칩을 소결 접합하는 경우에는 예를 들어, 70℃에서의 상기 전단 접착력이 0.1MPa 이상이라고 하는 본 가열 접합용 시트가 구비하는 구성은, 지지 기판과 반도체 칩의 사이에 당해 시트가 개재된 상태에서 지지 기판에 반도체 칩이 압착되는 임시 고정 시에 있어서 당해 반도체 칩에 칩 시프트 즉 위치 어긋남이 발생하는 것을 억제하는 데 있어서 적합하다. 임시 고정 시에 있어서의 그와 같은 위치 어긋남의 억제는, 허용 범위를 초과하는 위치 어긋남을 수반하여 지지 기판에 반도체 칩이 소결 접합되는 것을 방지하는 데 있어서 적합하며, 따라서, 제조 대상물인 반도체 장치의 수율을 향상시키는 데 있어서 적합하다.
또한, 본 가열 접합용 시트는, 접합 대상물 간을 균일한 두께의 소결층에서 접합하는 데 적합하다. 소결 접합을 위한 가열 접합용 재료가 페이스트의 형태로 접합 대상물 위에 도포에 의해 공급되는 경우, 공급된 페이스트의 막 두께가 비균일해지는 경우가 있다. 가열 접합용 재료 페이스트막의 두께가 비균일하면, 접합 대상물 간이 비균일한 소결층에서 접합되게 된다. 이에 반하여, 본 가열 접합용 시트에 의하면, 균일한 두께로 제작된 시트의 형태로 접합 대상물 위에 접합용 재료를 공급하는 것이 가능하며, 따라서, 접합 대상물 간을 균일한 두께의 소결층에서 접합하는 것이 가능해진다. 균일한 두께의 소결층에 의한 소결 접합은, 예를 들어 지지 기판에 대한 반도체 칩의, 높은 접합 신뢰성을 실현하는 데 적합하다.
또한, 본 가열 접합용 시트는, 접합 대상물 간으로부터의 소결 금속의 비어져 나옴이나 접합 대상물로의 소결 금속의 타고 오름을 억제하면서 접합 대상물 간을 소결 접합하는 데 적합하다. 소결 접합을 위한 가열 접합용 재료가 페이스트의 형태로 접합 대상물 간에 공급되는 경우, 승온 과정에 있어서 당해 페이스트 재료가 유동화되기 쉽고, 따라서, 접합 대상물 간에서의 소결 금속의 비어져 나옴이나 접합 대상물 측면에서의 소결 금속의 타고 오름이 발생하는 경우가 있다. 이에 반하여, 본 가열 접합용 시트는, 소결 접합을 위한 가열 접합용 재료를 유동화하기 어려운 시트의 형태로 공급하는 것이기 때문에, 그와 같은 비어져 나옴이나 타고 오름이 발생하기 어렵다. 이와 같은 비어져 나옴이나 타고 오름의 억제는, 소결 접합을 수반하는 반도체 장치 등의 제조 대상물에 있어서의 수율을 향상시키는 데 적합하다.
본 가열 접합용 시트에 있어서는, 바람직하게는 70℃, 0.5MPa, 및 1초간의 압착 조건에서 점착층이 한 변이 5㎜인 정사각형의 사이즈로 압착된 은 평면에 대한 당해 점착층의 70℃에서의 전단 접착력(제1 전단 접착력)에 대한, 70℃, 0.5MPa, 및 1초간의 압착 조건에서 점착층이 한 변이 5㎜인 정사각형의 사이즈로 압착된 은 평면에 대한 당해 점착층의 23℃에서의 전단 접착력(제2 전단 접착력)의 비의 값이 5 내지 40이다. 본 가열 접합용 시트에 있어서, 임시 고정 온도 영역 내의 온도 70℃에서의 상기 제1 전단 접착력에 대한 상온 영역 내의 온도 23℃에서의 상기 제2 전단 접착력의 비의 값이 5 내지 40의 범위 내에 들어갈 정도로 제2 전단 접착력에 대한 제1 전단 접착력의 상대적인 강도가 확보되어 있다는 구성은, 상술한 칩 시프트 내지 위치 어긋남을 억제하는 데 있어서 바람직하다.
본 가열 접합용 시트에 있어서는, 50℃, 0.5MPa, 및 1초간의 압착 조건에서 점착층이 한 변이 5㎜인 정사각형의 사이즈로 압착된 은 평면에 대한 당해 점착층의 50℃에서의 전단 접착력(제3 전단 접착력)은, 바람직하게는 0.11MPa 이상이다. 소결 접합을 위한 가열 접합용 재료를 접합 대상물 간에 개재시켜 행해지는 임시 고정의 온도 조건은, 상술한 바와 같이, 예를 들어 70℃ 및 그 근방을 포함하는 온도 범위인 50 내지 90℃이고, 제3 전단 접착력이 0.11MPa 이상이라는 구성은, 상술한 칩 시프트 내지 위치 어긋남을 억제하는 데 있어서 바람직하다.
본 가열 접합용 시트에 있어서는, 바람직하게는 70℃, 0.5MPa, 및 1초간의 압착 조건에서 점착층이 한 변이 5㎜인 정사각형의 사이즈로 압착된 은 평면에 대한 당해 점착층의 70℃에서의 전단 접착력(제1 전단 접착력)에 대한, 50℃, 0.5MPa, 및 1초간의 압착 조건에서 점착층이 한 변이 5㎜인 정사각형의 사이즈로 압착된 은 평면에 대한 당해 점착층의 50℃에서의 전단 접착력(제3 전단 접착력)의 비의 값은 1 내지 40이다. 본 구성은, 본 가열 접합용 시트에 있어서 임시 고정 온도 영역 내에서 안정된 접착력을 실현하는 데 있어서 바람직하고, 따라서, 상술한 칩 시프트 내지 위치 어긋남을 억제하는 데 있어서 바람직하다.
본 가열 접합용 시트에 있어서, 바람직하게는 70℃, 0.5MPa, 및 1초간의 압착 조건에서 점착층이 한 변이 5㎜인 정사각형의 사이즈로 압착된 은 평면에 대한 당해 점착층의 70℃에서의 전단 접착력(제1 전단 접착력)에 대한, 90℃, 0.5MPa, 및 1초간의 압착 조건에서 점착층이 한 변이 5㎜인 정사각형의 사이즈로 압착된 은 평면에 대한 당해 점착층의 90℃에서의 전단 접착력(제4 전단 접착력)의 비의 값은 1 내지 40이다. 본 구성은, 본 가열 접합용 시트에 있어서 임시 고정 온도 영역 내에서 안정된 점착력을 실현하는 데 있어서 바람직하고, 따라서, 상술한 칩 시프트 내지 위치 어긋남을 억제하는 데 있어서 바람직하다.
본 가열 접합용 시트에 있어서, 바람직하게는 점착층의 70℃에서의 점도는 5×103 내지 1×107Pa·s이다. 이와 같은 구성은, 상기의 제1 전단 접착력을 실현하는 데 있어서 적합하다.
본 가열 접합용 시트에 있어서, 바람직하게는 점착층은, 도전성 금속 함유의 상술한 소결성 입자와 함께 열분해성 고분자 바인더를 포함한다. 본 발명에 있어서, 열분해성 고분자 바인더란, 소결 접합용 고온 가열 과정에서 열분해될 수 있는 고분자 바인더 성분을 말하기로 한다. 이와 같은 구성에 의하면, 상기 임시 고정 온도, 즉, 70℃ 및 그 근방을 포함하는 온도 범위인 50 내지 90℃에서 예를 들어, 열분해성 고분자 바인더의 점탄성성을 이용하여 점착층의 응집력을 확보하기 쉽고, 따라서 점착층의 접착력을 확보하기 쉽다. 그 때문에, 본 구성은, 상기 제1 전단 접착력을 실현하는 데 있어서 적합하다.
본 가열 접합용 시트에 있어서, 바람직하게는 열분해성 고분자 바인더의 중량 평균 분자량은 10000 이상이다. 이와 같은 구성은, 열분해성 고분자 바인더의 점탄성성을 이용하여 점착층의 응집력이나 접착력을 확보하는 데 있어서 적합하다.
본 가열 접합용 시트에 있어서, 바람직하게는 열분해성 고분자 바인더는, 폴리카르보네이트 수지 및/또는 아크릴 수지이다. 상술한 바와 같이, 소결 접합을 위한 가열 접합용 재료를 사용하여 소결 접합을 실현하는 과정에 있어서는, 접합 대상물 간이 당해 재료로 임시 고정된 다음에 소결 접합용 고온 가열이 행해진다. 소결 접합용 고온 가열은, 예를 들어 300℃ 및 그 근방을 포함하는 온도 범위에서 행해지는바, 폴리카르보네이트 수지 및 아크릴 수지는, 300℃ 정도의 온도에서 분해·휘산하는 고분자 바인더로서 준비하기 쉽다. 따라서, 본 구성은, 본 가열 접합용 시트를 사용하여 소결 접합되는 접합 대상물 간에 형성되는 소결층에 있어서 유기 잔사를 저감하는 데 있어서 적합하다. 소결층 중의 유기 잔사가 적을수록, 당해 소결층은 강고한 경향이 있으며, 따라서, 당해 소결층에 있어서 우수한 접합 신뢰성이 얻어지기 쉽다.
본 가열 접합용 시트에 있어서, 바람직하게는 소결성 입자는 은, 구리, 산화은, 및 산화구리로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종을 포함한다. 이와 같은 구성은, 본 가열 접합용 시트를 사용하여 소결 접합되는 접합 대상물 간에 견고한 소결층을 형성하는 데 있어서 적합하다.
본 발명의 제2 측면에 의하면, 가열 접합용 시트를 구비한 다이싱 테이프가 제공된다. 이 가열 접합용 시트를 구비한 다이싱 테이프는, 다이싱 테이프와, 본 발명의 제1 측면에 따른 가열 접합용 시트를 구비한다. 다이싱 테이프는, 기재와 점착제층을 포함하는 적층 구조를 갖는다. 가열 접합용 시트는, 다이싱 테이프에 있어서의 점착제층 위에 배치되어 있다. 이와 같은 구성의 다이싱 테이프는, 반도체 장치의 제조 과정에 있어서, 칩 사이즈의 가열 접합용 시트를 수반하는 반도체 칩을 얻는 데 사용할 수 있다. 그리고, 본 다이싱 테이프에 의하면, 반도체 장치 제조 과정에서의 소결 접합에 있어서, 본 발명의 제1 측면의 가열 접합용 시트에 관하여 상술한 것과 마찬가지의 효과가 얻어진다.
도 1은, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 가열 접합용 시트의 부분 단면 모식도이다.
도 2는, 도 1에 도시한 가열 접합용 시트가 사용되어 행해지는 반도체 장치 제조 방법에 있어서의 일부의 공정을 나타낸다.
도 3은, 도 1에 도시한 가열 접합용 시트가 사용되어 행해지는 반도체 장치 제조 방법에 있어서의 일부의 공정을 나타낸다.
도 4는, 도 1에 도시한 가열 접합용 시트가 사용되어 행해지는 반도체 장치 제조 방법에 있어서의 일부의 공정을 나타낸다.
도 5는, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 가열 접합용 시트를 구비한 다이싱 테이프의 부분 단면 모식도이다.
도 6은, 도 5에 도시한 가열 접합용 시트를 구비한 다이싱 테이프가 사용되어 행해지는 반도체 장치 제조 방법에 있어서의 일부의 공정을 나타낸다.
도 1은, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 가열 접합용 시트(10)의 부분 단면 모식도이다. 가열 접합용 시트(10)는, 접합 대상물 간을 소결 접합하는 데 사용하기 위한 것으로서, 점착층(11)을 구비한다. 점착층(11)은, 도전성 금속 함유의 소결성 입자와, 열분해성 고분자 바인더와, 저비점 바인더를 적어도 포함한다. 이와 같은 가열 접합용 시트(10)는, 예를 들어 반도체 장치의 제조 과정에 있어서, 지지 기판에 대해서 반도체 칩을 지지 기판측과의 전기적 접속을 취하면서 소결 접합하는 데 사용할 수 있다.
가열 접합용 시트(10) 내지 그 점착층(11)에 포함되는 소결성 입자는, 도전성 금속 원소를 함유하여 소결 가능한 입자이다. 도전성 금속 원소로서는, 예를 들어 금, 은, 구리, 팔라듐, 주석, 및 니켈을 들 수 있다. 이와 같은 소결성 입자의 구성 재료로서는, 예를 들어 금, 은, 구리, 팔라듐, 주석, 니켈, 및 이들 군에서 선택되는 2종 이상의 금속 합금을 들 수 있다. 소결성 입자의 구성 재료로서는, 산화은이나, 산화구리, 산화팔라듐, 산화주석 등의 금속 산화물도 들 수 있다. 또한, 소결성 입자는, 코어 셸 구조를 갖는 입자여도 된다. 예를 들어, 소결성 입자는, 구리를 주성분으로 하는 코어와, 금이나 은 등을 주성분으로 하고 또한 코어를 피복하는 셸을 갖는 코어 셸 구조의 입자여도 된다. 본 실시 형태에 있어서, 소결성 입자는, 바람직하게는 은 입자, 구리 입자, 산화은 입자 및 산화구리 입자로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종을 포함한다.
소결성 입자의 평균 입경은, 소결성 입자에 대하여 낮은 소결 온도를 실현하는 등으로 양호한 소결성을 확보한다는 관점에서는, 바람직하게는 1000㎚ 이하, 보다 바람직하게는 800㎚ 이하, 보다 바람직하게는 500㎚ 이하이다. 점착층 11 내지 그것을 형성하기 위한 조성물에 있어서의 소결성 입자에 대하여 양호한 분산성을 확보한다는 관점에서는, 소결성 입자의 평균 입경은, 바람직하게는 10㎚ 이상, 보다 바람직하게는 50㎚ 이상, 보다 바람직하게는 100㎚ 이상이다.
소결성 입자의 평균 입경은, 주사형 전자 현미경(SEM)을 사용하여 행하는 관찰에 의해 계측하는 것이 가능하다. 소결성 입자를 포함하는 점착층에 포함되는 소결성 입자의 평균 입경에 대해서는, 구체적으로는 다음과 같은 방법으로 측정할 수 있다. 우선, 소결성 입자를 포함하는 점착층에 대해서 냉각 환경하에서 이온 폴리싱을 실시하여 점착층의 단면을 노출시킨다. 이어서, 당해 노출 단면을, 전계 방출형 주사전자현미경 SU8020(가부시키가이샤 히타치 하이테크놀러지즈 제조)을 사용하여 촬상하고, 반사 전자 상을 화상 데이터로서 얻는다. 촬상 조건은, 가속 전압을 5㎸로 하고, 배율을 50000배로 한다. 이어서, 얻어진 화상 데이터에 대해서 화상 해석 소프트웨어 ImageJ를 사용하여 자동 2치화 처리를 실시하고 나서 입자의 평균 입경을 산출한다.
소결성 입자로서 구리 입자를 사용하는 경우, 당해 구리 입자는, 복수의 결정자에 의해 구성되어 있는 것이 바람직하다. 그리고, 복수의 결정자에 의해 구성되어 있는 구리 입자에 있어서의 결정자 직경은, 소결성 입자에 대하여 낮은 소결 온도를 실현하는 등으로 하여 양호한 소결성을 확보한다는 관점에서는, 바람직하게는 50㎚ 이하, 보다 바람직하게는 45㎚ 이하이다. 구리 입자에 있어서의 결정자 직경은, X선 회절 장치 UltimaⅣ(가부시키가이샤 리가쿠 제조)를 사용하여 당해 구리 입자의 X선 회절 측정을 행하고, 얻어진 (111) 피크의 값을 이용하여 쉐러(Scherrer)법에 기초하여 산출되는 값으로 한다.
점착층(11)에 있어서의 소결성 입자의 함유 비율은, 신뢰성이 높은 소결 접합을 실현한다는 관점에서는, 바람직하게는 60 내지 98질량％, 보다 바람직하게는 65 내지 97질량％, 보다 바람직하게는 70 내지 95질량％이다.
가열 접합용 시트(10) 내지 그 점착층(11)에 포함되는 열분해성 고분자 바인더는, 소결 접합용 고온 가열 과정에서 열분해될 수 있는 고분자 바인더 성분이며, 당해 가열 과정 전까지에 있어서, 가열 접합용 시트(10) 내지 그 점착층(11)의 시트 형상의 유지에 기여하는 요소이다. 본 실시 형태에 있어서는, 시트 형상 유지 기능을 담보한다는 관점에서, 열분해성 고분자 바인더는 상온(23℃)에서 고형의 재료이다. 그러한 열분해성 고분자 바인더로서는, 예를 들어 폴리카르보네이트 수지 및 아크릴 수지를 들 수 있다.
열분해성 고분자 바인더로서의 폴리카르보네이트 수지로서는, 예를 들어 주쇄의 탄산에스테르기(-O-CO-O-) 사이에 벤젠환 등 방향족 화합물을 포함하지 않고 지방족 쇄로 이루어지는 지방족 폴리카르보네이트, 및 주쇄의 탄산에스테르기(-O-CO-O-) 사이에 방향족 화합물을 포함하는 방향족 폴리카르보네이트를 들 수 있다. 지방족 폴리카르보네이트로서는, 예를 들어 폴리에틸렌 카르보네이트 및 폴리프로필렌 카르보네이트를 들 수 있다. 방향족 폴리카르보네이트로서는, 주쇄에 비스페놀 A 구조를 포함하는 폴리카르보네이트를 들 수 있다.
열분해성 고분자 바인더로서의 아크릴 수지로서는, 예를 들어 탄소수 4 내지 18의 직쇄상 또는 분지상의 알킬기를 갖는 아크릴산에스테르 및/또는 메타크릴산에스테르의 중합체를 들 수 있다. 이하에서는, 「(메트)아크릴」을 갖고, 「아크릴」 및/또는 「메타크릴」을 나타낸다. 열분해성 고분자 바인더로서의 아크릴 수지를 이루기 위한 상기 (메트)아크릴산에스테르의 알킬기로서는, 예를 들어 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, t-부틸기, 이소부틸기, 아밀기, 이소아밀기, 헥실기, 헵틸기, 시클로헥실기, 2-에틸헥실기, 옥틸기, 이소옥틸기, 노닐기, 이소노닐기, 데실기, 이소데실기, 운데실기, 라우릴기, 트리데실기, 테트라데실기, 스테아릴기, 및 옥타데실기를 들 수 있다.
열분해성 고분자 바인더로서의 아크릴 수지는, 상기 (메트)아크릴산에스테르 이외의 다른 모노머에서 유래하는 모노머 유닛을 포함하는 중합체여도 된다. 그와 같은 다른 모노머로서는, 예를 들어 카르복시기 함유 모노머, 산 무수물 모노머, 히드록시기 함유 모노머, 술폰산기 함유 모노머, 및 인산기 함유 모노머를 들 수 있다. 구체적으로, 카르복시기 함유 모노머로서는, 예를 들어 아크릴산, 메타크릴산, 카르복시에틸아크릴레이트, 카르복시펜틸아크릴레이트, 이타콘산, 말레산, 푸마르산, 및 크로톤산을 들 수 있다. 산 무수물 모노머로서는, 예를 들어 무수 말레산이나 무수 이타콘산을 들 수 있다. 히드록시기 함유 모노머로서는, 예를 들어 (메트)아크릴산 2-히드록시에틸, (메트)아크릴산 2-히드록시프로필, (메트)아크릴산 4-히드록시부틸, (메트)아크릴산 6-히드록시헥실, (메트)아크릴산 8-히드록시옥틸, (메트)아크릴산 10-히드록시데실, (메트)아크릴산 12-히드록시라우릴, 및 (메트)아크릴산 4-(히드록시메틸)시클로헥실메틸을 들 수 있다. 술폰산기 함유 모노머로서는, 예를 들어 스티렌술폰산, 알릴술폰산, 2-(메트)아크릴아미드-2-메틸프로판술폰산, (메트)아크릴아미도프로판술폰산, 술포프로필(메트)아크릴레이트 및 (메트)아크릴로일옥시나프탈렌술폰산을 들 수 있다. 인산기 함유 모노머로서는, 예를 들어 2-히드록시에틸아크릴로일포스페이트를 들 수 있다.
열분해성 고분자 바인더의 중량 평균 분자량은, 바람직하게는 10000 이상이다. 열분해성 고분자 바인더의 중량 평균 분자량은, 겔·투과·크로마토그래피(GPC)에 의해 측정하여 폴리스티렌 환산에 의해 산출되는 값으로 한다.
점착층(11)에 있어서의 열분해성 고분자 바인더의 함유 비율은, 상술한 시트 형상 유지 기능을 적절하게 발현시킨다는 관점에서는, 바람직하게는 0.5 내지 40질량％, 보다 바람직하게는 0.8 내지 30질량％, 보다 바람직하게는 1 내지 20질량％이다.
가열 접합용 시트(10) 내지 그 점착층(11)에 포함되는 저비점 바인더는, 동적 점탄성 측정 장치(상품명 「HAAKE MARS Ⅲ」, ThermoFISHER SCIENTFIC사 제조)를 사용하여 측정되는 23℃에서의 점도가 1×105Pa·s 이하를 나타내는 액상 또는 반액상인 것으로 한다. 본 점도 측정에 있어서는, 지그로서 20㎜φ의 패럴렐 플레이트를 사용하여, 플레이트 간 갭을 100㎛로 하고, 회전 전단에 있어서의 전단 속도를 1s-1로 한다.
점착층(11)에 포함되는 저비점 바인더로서는, 예를 들어 테르펜 알코올류, 테르펜 알코올류를 제외한 알코올류, 알킬렌글리콜알킬에테르류, 및 알킬렌글리콜알킬에테르류를 제외한 에테르류를 들 수 있다. 테르펜 알코올류로서는, 예를 들어 이소보르닐시클로헥산올, 시트로넬롤, 제라니올, 네롤, 카르베올, 및 α-테르피네올을 들 수 있다. 테르펜 알코올류를 제외한 알코올류로서는, 예를 들어 펜탄올, 헥산올, 헵탄올, 옥탄올, 1-데칸올, 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 부틸렌글리콜 및 2,4-디에틸-1,5 펜탄디올을 들 수 있다. 알킬렌글리콜알킬에테르류로서는, 예를 들어 에틸렌글리콜부틸에테르, 디에틸렌글리콜메틸에테르, 디에틸렌글리콜에틸에테르, 디에틸렌글리콜부틸에테르, 디에틸렌글리콜이소부틸에테르, 디에틸렌글리콜헥실에테르, 트리에틸렌글리콜메틸에테르, 디에틸렌글리콜디메틸에테르, 디에틸렌글리콜디에틸에테르, 디에틸렌글리콜디부틸에테르, 디에틸렌글리콜부틸메틸에테르, 디에틸렌글리콜이소프로필메틸에테르, 트리에틸렌글리콜디메틸에테르, 트리에틸렌글리콜부틸메틸에테르, 프로필렌글리콜프로필에테르, 디프로필렌글리콜메틸에테르, 디프로필렌글리콜에틸에테르, 디프로필렌글리콜프로필에테르, 디프로필렌글리콜부틸에테르, 디프로필렌글리콜디메틸에테르, 트리프로필렌글리콜메틸에테르, 및 트리프로필렌글리콜디메틸에테르를 들 수 있다. 알킬렌글리콜알킬에테르류를 제외한 에테르류로서는, 예를 들어 에틸렌글리콜에틸에테르아세테이트, 에틸렌글리콜부틸에테르아세테이트, 디에틸렌글리콜에틸에테르아세테이트, 디에틸렌글리콜부틸에테르아세테이트, 디프로필렌글리콜메틸에테르아세테이트, 및 에틸렌글리콜페닐에테르를 들 수 있다. 점착층(11)에 포함되는 저비점 바인더로서는, 1종류의 저비점 바인더를 사용해도 되고, 2종류 이상의 저비점 바인더를 사용해도 된다. 점착층(11)에 포함되는 저비점 바인더로서는, 상온에서의 안정성이라는 관점에서는, 테르펜 알코올류가 바람직하고, 이소보르닐시클로헥산올이 보다 바람직하다.
가열 접합용 시트(10) 내지 그 점착층(11)은, 이상의 성분 외에, 예를 들어 가소제 등을 함유해도 된다.
점착층(11)의 23℃에서의 두께는, 바람직하게는 5㎛ 이상, 보다 바람직하게는 10μ 이상이며, 또한, 바람직하게는 100㎛ 이하, 보다 바람직하게는 80㎛ 이하이다. 또한, 점착층(11)의 70℃에서 점도(즉, 점착층(11)을 구성하고 있는 조성물의 70℃에서 점도)는, 바람직하게는 5×103 내지 1×107Pa·s, 보다 바람직하게는 1×104 내지 1×106Pa·s이다.
가열 접합용 시트(10) 내지 그 점착층(11)은, 상술한 바와 같이, 도전성 금속 함유의 소결성 입자와, 열분해성 고분자 바인더와, 저비점 바인더를 적어도 포함한다. 점착층 조성에 관한 이와 같은 구성을 구비하는 가열 접합용 시트(10)는, 70℃, 0.5MPa, 및 1초간의 압착 조건(제1 압착 조건)에서 점착층(11)이 한 변이 5㎜인 정사각형의 사이즈로 압착된 은 평면에 대한 당해 점착층(11)의 70℃에서 전단 접착력(제1 전단 접착력)이 0.1MPa 이상이며, 바람직하게는 0.12MPa 이상, 보다 바람직하게는 0.14MPa 이상, 보다 바람직하게는 0.16MPa 이상, 보다 바람직하게는 0.18MPa 이상, 보다 바람직하게는 0.2MPa 이상이다. 본 실시 형태에 있어서, 전단 접착력이란, 접착력 측정 대상물의 전단 방향에 대한 변위 속도가 0.5㎜/초인 조건하에서의 측정값으로 한다.
가열 접합용 시트(10)에 있어서, 상기 제1 압착 조건에서 점착층(11)이 한 변이 5㎜인 정사각형의 사이즈로 압착된 은 평면에 대한 당해 점착층(11)의 70℃에서 상기 제1 전단 접착력에 대한, 동일한 제1 압착 조건에서 점착층(11)이 한 변이 5㎜인 정사각형의 사이즈로 압착된 은 평면에 대한 당해 점착층(11)의 23℃에서의 전단 접착력(제2 전단 접착력)의 비의 값은, 바람직하게는 5 내지 40, 보다 바람직하게는 6 내지 30이다.
가열 접합용 시트(10)에 있어서, 50℃, 0.5MPa, 및 1초간의 압착 조건(제2 압착 조건)에서 점착층(11)이 한 변이 5㎜인 정사각형의 사이즈로 압착된 은 평면에 대한 당해 점착층(11)의 50℃에서 전단 접착력(제3 전단 접착력)은, 바람직하게는 0.11MPa 이상, 보다 바람직하게는 0.15MPa 이상이다. 또한, 가열 접합용 시트(10)에 있어서, 상기의 제1 압착 조건에서 점착층(11)이 한 변이 5㎜인 정사각형의 사이즈로 압착된 은 평면에 대한 당해 점착층(11)의 70℃에서 제1 전단 접착력에 대한, 상기의 제2 압착 조건에서 점착층(11)이 한 변이 5㎜인 정사각형의 사이즈로 압착된 은 평면에 대한 당해 점착층(11)의 50℃에서 제3 전단 접착력의 비의 값은, 바람직하게는 1 내지 40, 보다 바람직하게는 6 내지 30이다.
가열 접합용 시트(10)에 있어서, 상기 제1 압착 조건에서 점착층(11)이 한 변이 5㎜인 정사각형의 사이즈로 압착된 은 평면에 대한 당해 점착층(11)의 70℃에서 제1 전단 접착력에 대한, 90℃, 0.5MPa, 및 1초간의 압착 조건(제3 압착 조건)에서 점착층(11)이 한 변이 5㎜인 정사각형의 사이즈로 압착된 은 평면에 대한 당해 점착층(11)의 90℃에서 전단 접착력(제4 전단 접착력)의 비의 값은, 바람직하게는 1 내지 40, 보다 바람직하게는 6 내지 30이다.
가열 접합용 시트(10) 내지 그 점착층(11)의 접착력의 조정은, 예를 들어 상술한 열분해성 고분자 바인더에 관한 구성 모노머 조성의 조정이나 중량 평균 분자량의 조정, 상술한 저비점 바인더의 선택, 점착층(11)에 있어서의 소결성 입자나, 열분해성 고분자 바인더, 저비점 바인더 등의 각 함유량의 조정, 및 점착층(11)의 두께 설정 등에 의해 행할 수 있다.
가열 접합용 시트(10)는, 예를 들어 상술한 각 성분을 용제 중에서 혼합하여 바니시를 조제하고, 기재로 되는 세퍼레이터 위에 당해 바니시를 도포하여 도막을 형성하고, 그 도막을 건조시킴으로써 제작할 수 있다. 바니시 조정용 용제로서는 유기 용제나 알코올 용제를 사용할 수 있다. 유기 용제로서는, 예를 들어 디메틸포름아미드, 디메틸아세트아미드, N-메틸피롤리돈, 아세톤, 메틸에틸케톤, 시클로헥사논, 톨루엔, 및 크실렌을 들 수 있다. 알코올 용제로서는, 예를 들어 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 1,2-프로판디올, 1,3-프로판디올, 1,2-부탄디올, 1,3-부탄디올, 1,4-부탄디올, 2-부텐-1,4-디올, 1,2,6-헥산트리올, 글리세린, 옥탄디올, 2-메틸-2,4-펜탄디올, 및 테르피네올을 들 수 있다. 기재 위에 대한 바니시의 도포에는, 예를 들어 다이 코터, 그라비아 코터, 롤 코터, 리버스 코터, 콤마 코터 또는 파이프닥터 코터를 사용할 수 있다. 도막의 건조 온도는 예를 들어 70 내지 160℃이며, 도막의 건조 시간은 예를 들어 1 내지 5분간이다. 또한, 기재 내지 세퍼레이터로서는, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름, 폴리에틸렌 필름, 폴리프로필렌 필름, 및 박리제(예를 들어, 불소계 박리제나 장쇄 알킬아크릴레이트계 박리제)로 표면 코팅된 각종 플라스틱 필름이나 종이 등을 사용할 수 있다.
도 2 내지 도 4는, 가열 접합용 시트(10)가 사용되어 행해지는 반도체 장치 제조 방법의 일부의 공정을 나타낸다.
본 방법에서는, 우선, 도 2의 (a)에 도시한 바와 같이, 가열 접합용 시트(10) 및 복수의 반도체 칩 C가 준비된다. 가열 접합용 시트(10)는, 상술한 구성의 점착층(11)을 갖는 것으로서, 그 편면에 박리 라이너 L을 수반한다. 복수의 반도체 칩 C의 각각은, 소정의 반도체 소자가 이미 만들어 넣어진 것이며, 칩 고정용 테이프 T1의 점착면 T1a 위에 고착되어 있다. 각 반도체 칩 C에 있어서, 가열 접합용 시트(10)가 부착되는 측의 표면(도 2에서는 도면 중 상면)에는 이미 외부 전극으로서 은 평면 전극(도시생략)이 형성되어 있다. 은 평면 전극의 두께는, 예를 들어 10 내지 1000㎚이다. 이 은 평면 전극은, 반도체 칩 표면에 형성된 티타늄 박막의 위에 적층 형성되어 있어도 된다. 티타늄 박막의 두께는, 예를 들어 10 내지 1000㎚이다. 이들 은 평면 전극 및 티타늄 박막은, 예를 들어 증착법에 의해 형성할 수 있다. 또한, 각 반도체 칩 C의 다른 쪽 면(도 2에서는 도면 중 하면)에는, 필요에 따라서 다른 전극 패드 등(도시생략)이 형성되어 있다.
다음으로, 도 2의 (b)에 도시한 바와 같이, 복수의 반도체 칩 C에 대해서 가열 접합용 시트(10)가 첩부된다. 구체적으로는, 박리 라이너 L의 측으로부터 가열 접합용 시트(10)가 반도체 칩 C측에 압박되면서, 복수의 반도체 칩 C에 대해서 가열 접합용 시트(10) 내지 점착층(11)이 첩부된다. 압박 수단으로서는, 예를 들어 압착 롤을 들 수 있다. 첩부 온도는 예를 들어 50 내지 90℃이고, 첩부용 하중은 예를 들어 0.01 내지 5MPa이다.
다음으로, 도 2의 (c)에 도시한 바와 같이, 박리 라이너 L을 칩 고정용 테이프 T1측으로부터 박리한다. 이에 의해, 가열 접합용 시트(10) 내지 그 점착층(11)의 각 부분이 각 반도체 칩 C의 표면에 전사되고, 칩 사이즈의 가열 접합용 시트(10)를 수반하는 반도체 칩 C가 얻어진다.
다음으로, 도 3의 (a)에 도시한 바와 같이, 지지 기판 S에 대한 반도체 칩 C의 임시 고정이 행해진다(임시 고정 공정). 구체적으로는, 예를 들어 칩 마운터를 사용하여, 가열 접합용 시트 부착 반도체 칩 C를 그 가열 접합용 시트(10)를 통해 지지 기판 S에 임시 고정한다. 지지 기판 S로서는, 예를 들어 구리 배선을 표면에 수반하는 절연 회로 기판, 및 리드 프레임을 들 수 있다. 지지 기판 S에 있어서의 칩 탑재 개소는, 구리 배선이나 리드 프레임 등의 소지 표면이어도 되고, 소지 표면 위에 형성된 도금막의 표면이어도 된다. 당해 도금막으로서는, 예를 들어 금도금막, 은 도금막, 니켈 도금막, 팔라듐 도금막, 및 백금 도금막을 들 수 있다. 지지 기판 S의 칩 탑재 개소에 예를 들어 은 도금막이 형성되어 있는 경우, 당해 칩 탑재 개소는 은 평면인 것으로 된다. 본 공정에 있어서, 임시 고정용 온도 조건은, 예를 들어 70℃ 및 그 근방을 포함하는 온도 범위인 50 내지 90℃이고, 압박에 따른 하중 조건은 예를 들어 0.01 내지 5MPa이며, 접합 시간은 예를 들어 0.01 내지 5초이다.
다음으로, 도 3의 (b)에 도시한 바와 같이, 고온 가열 과정을 거침으로써 반도체 칩 C가 지지 기판 S에 접합된다(가열 접합 공정). 구체적으로는, 소정의 고온 가열 과정을 거침으로써, 지지 기판 S와 반도체 칩 C의 사이에 있어서, 점착층(11) 중의 저비점 바인더를 휘발시키고, 열분해성 고분자 바인더를 열분해시켜 휘산시키고, 그리고, 소결성 입자의 도전성 금속을 소결시킨다. 이에 의해, 지지 기판 S와 각 반도체 칩 C의 사이에 소결층(12)이 형성되고, 지지 기판 S에 대해서 반도체 칩 C가 지지 기판 S측과의 전기적 접속이 취해지면서 접합되게 된다. 본 공정에 있어서, 가열 접합의 온도 조건은, 예를 들어 300℃ 및 그 근방을 포함하는 200 내지 400℃이며, 바람직하게는 330 내지 350℃이다. 가열 접합의 압력 조건은, 예를 들어 0.05 내지 40MPa이며, 바람직하게는 0.1 내지 20MPa이다. 또한, 가열 접합의 접합 시간은, 바람직하게는 0.3 내지 300분간, 보다 바람직하게는 0.5 내지 240분간, 보다 바람직하게는 1 내지 180분간이다. 예를 들어 이들 조건의 범위 내에 있어서, 가열 접합 공정을 실시하기 위한 온도 프로파일이나 압력 프로파일이 적절하게 설정된다. 이상과 같은 가열 접합 공정은, 가열과 가압을 동시에 행할 수 있는 장치를 사용하여 행할 수 있다. 그러한 장치로서는, 예를 들어 플립 칩 본더 및 평행 평판 프레스를 들 수 있다. 또한, 소결 접합에 관여하는 금속의 산화 방지의 관점에서는, 본 공정은 질소 분위기하, 감압하, 또는 환원 가스 분위기하 중 어느 것으로 행해지는 것이 바람직하다.
반도체 장치의 제조에 있어서는, 이어서, 도 4의 (a)에 도시한 바와 같이, 반도체 칩 C의 상기 전극 패드(도시생략)와 지지 기판 S가 갖는 단자부(도시생략)를 필요에 따라서 본딩 와이어 W를 통해 전기적으로 접속한다(와이어 본딩 공정). 반도체 칩 C의 전극 패드나 지지 기판 S의 단자부와 본딩 와이어 W의 결선은, 예를 들어 가열을 수반하는 초음파 용접에 의해 실현된다. 본딩 와이어 W로서는, 예를 들어 금선, 알루미늄선 또는 구리선을 사용할 수 있다. 와이어 본딩에 있어서의 와이어 가열 온도는, 예를 들어 80 내지 250℃이며, 바람직하게는 80 내지 220℃이다. 또한, 그 가열 시간은 수초 내지 수분 간이다.
다음으로, 도 4의 (b)에 도시한 바와 같이, 지지 기판 S 위의 반도체 칩 C나 본딩 와이어 W를 보호하기 위한 밀봉 수지 R을 형성한다(밀봉 공정). 본 공정에서는, 예를 들어 금형을 사용하여 행하는 트랜스퍼 몰드 기술에 의해 밀봉 수지 R이 형성된다. 밀봉 수지 R의 구성 재료로서는, 예를 들어 에폭시계 수지를 사용할 수 있다. 본 공정에 있어서, 밀봉 수지 R을 형성하기 위한 가열 온도는 예를 들어 165 내지 185℃이고, 가열 시간은 예를 들어 60초 내지 수분 간이다. 본 공정(밀봉 공정)에서 밀봉 수지 R의 경화가 충분히 진행되지 않은 경우에는, 본 공정 후에 밀봉 수지 R을 완전히 경화시키기 위한 후 경화 공정이 행해진다.
이상과 같이 하여, 가열 접합용 시트(10)를 사용한 과정을 거쳐 반도체 장치를 제조할 수 있다.
도 5는, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 가열 접합용 시트를 구비한 다이싱 테이프 X의 단면 모식도이다. 가열 접합용 시트를 구비한 다이싱 테이프 X는, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 상술한 가열 접합용 시트(10)와 다이싱 테이프(20)를 포함하는 적층 구조를 갖고, 반도체 장치의 제조에 있어서 칩 사이즈의 가열 접합용 시트를 수반하는 반도체 칩을 얻는 데 사용할 수 있는 것이다. 또한, 가열 접합용 시트를 구비한 다이싱 테이프 X는, 반도체 장치 제조 과정에 있어서의 가공 대상의 반도체 웨이퍼에 대응하는 사이즈의 예를 들어 원반 형상을 갖는다.
다이싱 테이프(20)는, 기재(21)와 점착제층(22)층을 포함하는 적층 구조를 갖는다.
다이싱 테이프(20)의 기재(21)는, 다이싱 테이프(20) 내지 가열 접합용 시트(10)에 있어서 지지체로서 기능하는 요소이다. 기재(21)는, 예를 들어 플라스틱 기재(특히 플라스틱 필름)를 적합하게 사용할 수 있다. 당해 플라스틱 기재의 구성 재료로서는, 예를 들어 폴리염화비닐, 폴리염화비닐리덴, 폴리올레핀, 폴리에스테르, 폴리우레탄, 폴리카르보네이트, 폴리에테르에테르케톤, 폴리이미드, 폴리에테르이미드, 폴리아미드, 전방향족 폴리아미드, 폴리페닐술피드, 아라미드, 불소 수지, 셀룰로오스계 수지, 및 실리콘 수지를 들 수 있다. 폴리올레핀으로서는, 예를 들어 저밀도 폴리에틸렌, 직쇄상 폴리에틸렌, 중밀도 폴리에틸렌, 고밀도 폴리에틸렌, 초저밀도 폴리에틸렌, 랜덤 공중합 폴리프로필렌, 블록 공중합 폴리프로필렌, 호모 폴리프로필렌, 폴리부텐, 폴리메틸펜텐, 에틸렌-아세트산 비닐 공중합체, 아이오노머 수지, 에틸렌-(메트)아크릴산 공중합체, 에틸렌-(메트)아크릴산에스테르 공중합체, 에틸렌-부텐 공중합체, 및 에틸렌-헥센 공중합체를 들 수 있다. 폴리에스테르로서는, 예를 들어 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌나프탈레이트, 및 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT)를 들 수 있다. 기재(21)는, 1종류의 재료로 이루어져도 되고, 2종류 이상의 재료로 이루어져도 된다. 기재(21)는, 단층 구조를 가져도 되고, 다층 구조를 가져도 된다. 기재(21) 위의 점착제층(22)이 후술하는 바와 같이 자외선 경화형인 경우, 기재(21)는 자외선 투과성을 갖는 것이 바람직하다. 또한, 기재(21)는, 플라스틱 필름인 경우, 비연신 필름이어도 되고, 1축 연신 필름이어도 되고, 2축 연신 필름이어도 된다.
기재(21)에 있어서의 점착제층(22)측의 표면은, 점착제층(22)과의 밀착성을 높이기 위한 처리가 실시되어 있어도 된다. 그러한 처리로서는, 예를 들어 코로나 방전 처리, 플라스마 처리, 샌드매트 가공 처리, 오존 폭로 처리, 화염 폭로 처리, 고압 전격 폭로 처리, 및 이온화 방사선 처리 등의 물리적 처리, 크롬산 처리 등의 화학적 처리, 및 하도 처리를 들 수 있다.
기재(21)의 두께는, 다이싱 테이프(20) 내지 가열 접합용 시트를 구비한 다이싱 테이프 X에 있어서의 지지체로서 기재(21)가 기능하기 위한 강도를 확보한다는 관점에서는, 바람직하게는 40㎛ 이상, 보다 바람직하게는 50㎛ 이상, 보다 바람직하게는 55㎛ 이상, 보다 바람직하게는 60㎛ 이상이다. 또한, 다이싱 테이프(20) 내지 가열 접합용 시트를 구비한 다이싱 테이프 X에 있어서 적당한 가요성을 실현한다는 관점에서는, 기재(21)의 두께는, 바람직하게는 200㎛ 이하, 보다 바람직하게는 180㎛ 이하, 보다 바람직하게는 150㎛ 이하이다.
다이싱 테이프(20)의 점착제층(22)은, 점착제를 함유한다. 점착제로서는, 예를 들어 아크릴계 폴리머를 베이스 폴리머로 하는 아크릴계 점착제나 고무계 점착제를 사용할 수 있다. 또한, 당해 점착제는, 가열이나 방사선 조사 등 외부로부터의 작용에 의해 의도적으로 점착력을 저감시키는 것이 가능한 점착제(점착력 저감형 점착제)여도 되고, 외부로부터의 작용에 따라서는 점착력이 대부분 또는 전혀 저감되지 않는 점착제(점착력 비저감형 점착제)여도 된다. 점착력 저감형 점착제로서는, 예를 들어 방사선 경화형 점착제(방사선 경화성을 갖는 점착제)나 가열 발포형 점착제를 들 수 있다. 점착력 비저감형 점착제로서는, 예를 들어 감압형 점착제를 들 수 있다.
점착제층(22)이 아크릴계 점착제를 함유하는 경우, 당해 아크릴계 점착제의 베이스 폴리머로서의 아크릴계 폴리머는, 바람직하게는 아크릴산알킬에스테르 및/또는 메타크릴산알킬에스테르에서 유래하는 모노머 유닛을 질량 비율로 가장 많은 모노머 유닛으로서 포함한다. 이하에서는, 「(메트)아크릴」을 갖고, 「아크릴」 및/또는 「메타크릴」을 나타낸다.
아크릴계 폴리머의 모노머 유닛을 이루기 위한 (메트)아크릴산알킬에스테르로서는, 예를 들어 직쇄상 또는 분지쇄상의 알킬기를 갖는 (메트)아크릴산알킬에스테르, 및 (메트)아크릴산시클로알킬에스테르를 들 수 있다. (메트)아크릴산알킬에스테르로서는, 예를 들어 (메트)아크릴산의 메틸에스테르, 에틸에스테르, 프로필에스테르, 이소프로필에스테르, 부틸에스테르, 이소부틸에스테르, s-부틸에스테르, t-부틸에스테르, 펜틸에스테르, 이소펜틸에스테르, 헥실에스테르, 헵틸에스테르, 옥틸에스테르, 2-에틸헥실에스테르, 이소옥틸에스테르, 노닐에스테르, 데실에스테르, 이소데실에스테르, 운데실에스테르, 도데실에스테르, 트리데실에스테르, 테트라데실에스테르, 헥사데실에스테르, 옥타데실에스테르 또는 에이코실에스테르를 들 수 있다. (메트)아크릴산시클로알킬에스테르로서는, 예를 들어 (메트)아크릴산의 시클로펜틸에스테르 또는 시클로헥실에스테르를 들 수 있다. 아크릴계 폴리머를 위한 (메트)아크릴산알킬에스테르로서는, 1종류의 (메트)아크릴산알킬에스테르를 사용해도 되고, 2종류 이상의 (메트)아크릴산알킬에스테르를 사용해도 된다. 아크릴계 폴리머를 형성하기 위한 전체 모노머 성분에 있어서의 (메트)아크릴산알킬에스테르의 비율은, (메트)아크릴산알킬에스테르에 따른 점착성 등의 기본 특성을 점착제층(22)에서 적절하게 발현시키는 데 있어서는, 예를 들어 50질량％ 이상이다.
아크릴계 폴리머는, 그 응집력이나 내열성 등을 개질하기 위해서, (메트)아크릴산알킬에스테르와 공중합 가능한 다른 모노머에서 유래하는 모노머 유닛을 포함하고 있어도 된다. 그와 같은 모노머 성분으로서는, 예를 들어 카르복시기 함유 모노머, 산 무수물 모노머, 히드록시기 함유 모노머, 술폰산기 함유 모노머, 인산기 함유 모노머, 아크릴아미드 및 아크릴로니트릴을 들 수 있다. 카르복시기 함유 모노머로서는, 예를 들어 아크릴산, 메타크릴산, 카르복시에틸(메트)아크릴레이트, 카르복시펜틸(메트)아크릴레이트, 이타콘산, 말레산, 푸마르산, 및 크로톤산을 들 수 있다. 산 무수물 모노머로서는, 예를 들어 무수 말레산 및 무수 이타콘산을 들 수 있다. 히드록시기 함유 모노머로서는, 예를 들어 (메트)아크릴산 2-히드록시에틸, (메트)아크릴산 2-히드록시프로필, (메트)아크릴산 4-히드록시부틸, (메트)아크릴산 6-히드록시헥실, (메트)아크릴산 8-히드록시옥틸, (메트)아크릴산 10-히드록시데실, (메트)아크릴산 12-히드록시라우릴, 및 (메트)아크릴산 4-(히드록시메틸)시클로헥실메틸을 들 수 있다. 술폰산기 함유 모노머로서는, 예를 들어 스티렌술폰산, 알릴술폰산, 2-(메트)아크릴아미드-2-메틸프로판술폰산, (메트)아크릴아미도프로판술폰산, 술포프로필(메트)아크릴레이트, 및 (메트)아크릴로일옥시나프탈렌술폰산을 들 수 있다. 인산기 함유 모노머로서는, 예를 들어 2-히드록시에틸아크릴로일포스페이트를 들 수 있다. 아크릴계 폴리머를 위한 당해 다른 모노머로서는, 1종류의 모노머를 사용해도 되고, 2종류 이상의 모노머를 사용해도 된다. 아크릴계 폴리머를 형성하기 위한 전체 단량체 성분에 있어서의 (메트)아크릴산알킬에스테르 이외의 모노머 성분의 비율은, (메트)아크릴산알킬에스테르에 따른 점착성 등의 기본 특성을 점착제층(22)에서 적절하게 발현시키는 데 있어서는, 예를 들어 50질량％ 이하이다.
아크릴계 폴리머는, 그 폴리머 골격 중에 가교 구조를 형성하기 위해서, (메트)아크릴산알킬에스테르와 공중합 가능한 다관능성 모노머에서 유래하는 모노머 유닛을 포함하고 있어도 된다. 그러한 다관능성 모노머로서, 예를 들어 헥산디올 디(메트)아크릴레이트, (폴리)에틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트, (폴리)프로필렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜디(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨디(메트)아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨트리(메트)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨헥사(메트)아크릴레이트, 에폭시(메트)아크릴레이트, 글리시딜(메트)아크릴레이트, 폴리에스테르(메트)아크릴레이트, 및 우레탄(메트)아크릴레이트를 들 수 있다. 아크릴계 폴리머를 위한 다관능성 모노머로서는, 1종류의 다관능성 모노머를 사용해도 되고, 2종류 이상의 다관능성 모노머를 사용해도 된다. 아크릴계 폴리머를 형성하기 위한 전체 단량체 성분에 있어서의 다관능성 모노머의 비율은, (메트)아크릴산알킬에스테르에 따르는 점착성 등의 기본 특성을 점착제층(22)에서 적절하게 발현시키는 데 있어서는, 예를 들어 40질량％ 이하이다.
아크릴계 폴리머는, 그것을 형성하기 위한 원료 모노머를 중합하여 얻을 수 있다. 중합 방법으로서는, 예를 들어 용액 중합, 유화 중합, 괴상 중합 및 현탁 중합을 들 수 있다. 다이싱 테이프(20) 내지 가열 접합용 시트를 구비한 다이싱 테이프 X가 사용되는 반도체 장치 제조 방법에 있어서의 고도의 청정성의 관점에서는, 다이싱 테이프(20) 내지 가열 접합용 시트를 구비한 다이싱 테이프 X에 있어서의 점착제층(22) 중의 저분자량 물질은 적은 편이 바람직하고, 아크릴계 폴리머의 수 평균 분자량은 예를 들어 10만 이상이다.
점착제층(22) 내지 그것을 이루기 위한 점착제는, 아크릴계 폴리머 등 베이스 폴리머의 수 평균 분자량을 높이기 위해서 예를 들어, 외부 가교제를 함유해도 된다. 아크릴계 폴리머 등 베이스 폴리머와 반응하여 가교 구조를 형성하기 위한 외부 가교제로서는, 폴리이소시아네이트 화합물, 에폭시 화합물, 아지리딘 화합물 및 멜라민계 가교제를 들 수 있다. 점착제층(22) 내지 그것을 이루기 위한 점착제에서의 외부 가교제의 함유량은, 베이스 폴리머 100질량부에 대해서 예를 들어 5질량부 이하이다.
점착제층(22)은, 자외선 등의 방사선의 조사를 받음으로써 조사 개소의 가교도가 높아져서 점착력이 저하되는 방사선 경화형 점착제층이어도 된다. 그와 같은 점착제층을 이루기 위한 방사선 경화형 점착제로서는, 예를 들어 상술한 아크릴계 점착제나 고무계 점착제 등의 베이스 폴리머와, 방사선 중합성의 탄소-탄소 이중 결합 등의 관능기를 갖는 방사선 중합성의 모노머 성분이나 올리고머 성분을 함유하는, 첨가형의 방사선 경화형 점착제를 들 수 있다.
방사선 중합성의 모노머 성분으로서는, 예를 들어 우레탄(메트)아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨트리(메트)아크릴레이트, 펜타에리스톨테트라(메트)아크릴레이트, 디펜타에리스톨모노히드록시펜타(메트)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨헥사(메트)아크릴레이트, 및 1,4-부탄디올 디(메트)아크릴레이트를 들 수 있다. 방사선 중합성의 올리고머 성분으로서는, 예를 들어 우레탄계, 폴리에테르계, 폴리에스테르계, 폴리카르보네이트계, 폴리부타디엔계 등 다양한 올리고머를 들 수 있으며, 분자량 100 내지 30000 정도의 것이 적당하다. 점착제층(22) 내지 그것을 이루기 위한 방사선 경화형 점착제에 있어서의 방사선 중합성의 모노머 성분이나 올리고머 성분의 함유량은, 형성되는 점착제층(22)의 점착력을 적절하게 저하시킬 수 있는 범위에서 결정되고, 아크릴계 폴리머 등의 베이스 폴리머 100질량부에 대해서 예를 들어 40 내지 150질량부이다. 또한, 첨가형의 방사선 경화형 점착제로서는, 예를 들어 일본 특허공개 소60-196956호 공보에 개시된 것을 사용해도 된다.
점착제층(22)을 이루기 위한 방사선 경화형 점착제로서는, 예를 들어 방사선 중합성의 탄소-탄소 이중 결합 등의 관능기를 폴리머 측쇄나, 폴리머 주쇄 중, 폴리머 주쇄 말단에 갖는 베이스 폴리머를 함유하는 내재형의 방사선 경화형 점착제도 들 수 있다. 이와 같은 내재형의 방사선 경화형 점착제는, 형성되는 점착제층(22) 내에서의 저분자량 성분의 이동에 기인하는 점착 특성의 의도치 않은 경시적 변화를 억제하는 데 있어서 적합하다.
내재형의 방사선 경화형 점착제에 함유되는 베이스 폴리머로서는, 아크릴계 폴리머를 기본 골격으로 하는 것이 바람직하다. 그러한 기본 골격을 이루는 아크릴계 폴리머로서는, 상술한 아크릴계 폴리머를 채용할 수 있다. 아크릴계 폴리머에의 방사선 중합성의 탄소-탄소 이중 결합의 도입 방법으로서는, 예를 들어 소정의 관능기(제1 관능기)를 갖는 모노머를 포함하는 원료 모노머를 공중합시켜 아크릴계 폴리머를 얻은 후, 제1 관능기의 사이에서 반응을 발생하여 결합할 수 있는 소정의 관능기(제2 관능기)와 방사선 중합성탄소-탄소 이중 결합을 갖는 화합물을, 탄소-탄소 이중 결합의 방사선 중합성을 유지한 채 아크릴계 폴리머에 대해서 축합 반응 또는 부가 반응시키는 방법을 들 수 있다.
제1 관능기와 제2 관능기의 조합으로서는, 예를 들어 카르복시기와 에폭시기, 에폭시기와 카르복시기, 카르복시기와 아지리딜기, 아지리딜기와 카르복시기, 히드록시기와 이소시아네이트기, 이소시아네이트기와 히드록시기를 들 수 있다. 이들 조합 중, 반응 추적의 용이함의 관점에서는, 히드록시기와 이소시아네이트기의 조합, 및 이소시아네이트기와 히드록시기의 조합이 적합하다. 또한, 반응성이 높은 이소시아네이트기를 갖는 폴리머를 제작하는 것은 기술적 난이도가 높은바, 아크릴계 폴리머의 제작 또는 입수의 용이함의 관점에서는, 아크릴계 폴리머측의 상기 제1 관능기가 히드록시기이며 또한 상기 제2 관능기가 이소시아네이트기인 경우가 보다 적합하다. 이 경우, 방사선 중합성 탄소-탄소 이중 결합과 제2 관능기인 이소시아네이트기를 병유하는 이소시아네이트 화합물로서는, 예를 들어 메타크릴로일이소시아네이트, 2-메타크릴로일옥시에틸이소시아네이트, 및 m-이소프로페닐-α,α-디메틸벤질이소시아네이트를 들 수 있다. 또한, 제1 관능기를 수반하는 아크릴계 폴리머로서는, 상기 히드록시기 함유 모노머에서 유래하는 모노머 유닛을 포함하는 것이 적합하며, 2-히드록시에틸비닐에테르나, 4-히드록시부틸비닐에테르, 디에틸렌글리콜모노비닐에테르 등의 에테르계 화합물에서 유래하는 모노머 유닛을 포함하는 것도 적합하다.
점착제층(22)을 이루기 위한 방사선 경화형 점착제는, 바람직하게는 광중합 개시제를 함유한다. 광중합 개시제로서는, 예를 들어 α-케톨계 화합물, 아세토페논계 화합물, 벤조인에테르계 화합물, 케탈계 화합물, 방향족 술포닐클로라이드계 화합물, 광 활성 옥심계 화합물, 벤조페논계 화합물, 티오크산톤계 화합물, 캄포퀴논, 할로겐화 케톤, 아실포스핀옥시드, 및 아실 포스포네이트를 들 수 있다. α-케톨계 화합물로서는, 예를 들어 4-(2-히드록시에톡시)페닐(2-히드록시-2-프로필)케톤, α-히드록시-α,α'-디메틸아세토페논, 2-메틸-2-히드록시프로피오페논, 및 1-히드록시시클로헥실페닐케톤을 들 수 있다. 아세토페논계 화합물로서는, 예를 들어 메톡시아세토페논, 2,2-디메톡시-2-페닐아세토페논, 2,2-디에톡시아세토페논 및 2-메틸-1-[4-(메틸티오)-페닐]-2-모르폴리노프로판-1을 들 수 있다. 벤조인에테르계 화합물로서는, 예를 들어 벤조인에틸에테르, 벤조인이소프로필에테르, 및 아니소인메틸에테르를 들 수 있다. 케탈계 화합물로서는, 예를 들어 벤질디메틸케탈을 들 수 있다. 방향족 술포닐클로라이드계 화합물로서는, 예를 들어 2-나프탈렌술포닐클로라이드를 들 수 있다. 광 활성 옥심계 화합물로서는, 예를 들어 1-페논-1,2-프로판디온-2-(O-에톡시카르보닐)옥심을 들 수 있다. 벤조페논계 화합물로서는, 예를 들어 벤조페논, 벤조일벤조산, 및 3,3'-디메틸-4-메톡시벤조페논을 들 수 있다. 티오크산톤계 화합물로서는, 예를 들어 티오크산톤, 2-클로로티오크산톤, 2-메틸티오크산톤, 2,4-디메틸티오크산톤, 이소프로필티오크산톤, 2,4-디클로로티오크산톤, 2,4-디에틸티오크산톤, 및 2,4-디이소프로필티오크산톤을 들 수 있다. 점착제층(22)을 이루기 위한 방사선 경화형 점착제에 있어서의 광중합 개시제의 함유량은, 아크릴계 폴리머 등의 베이스 폴리머 100질량부에 대해서 예를 들어 0.05 내지 20질량부이다.
점착제층(22) 내지 그것을 이루기 위한 점착제에는, 이상의 성분 외에, 가교 촉진제, 점착 부여제, 노화 방지제, 안료나 염료 등의 착색제 중 어느 첨가제를 함유해도 된다. 착색제는, 방사선 조사를 받아 착색하는 화합물이어도 된다. 그러한 화합물로서는, 예를 들어 류코 염료를 들 수 있다.
점착제층(22)의 두께는, 점착제층(22)의 방사선 경화의 전후에 있어서의 가열 접합용 시트(10)에 대한 접착력의 밸런스의 관점에서 예를 들어, 본 실시 형태에서는 1 내지 50㎛이다.
이상과 같은 구성을 갖는 가열 접합용 시트를 구비한 다이싱 테이프 X는, 예를 들어 이하와 같이 하여 제작할 수 있다.
가열 접합용 시트를 구비한 다이싱 테이프 X의 다이싱 테이프(20)에 대해서는, 준비한 기재(21) 위에 점착제층(22)을 마련함으로써 제작할 수 있다. 예를 들어 수지제의 기재(21)는, 캘린더 제막법, 유기 용매 중에서의 캐스팅법, 밀폐계에서의 인플레이션 압출법, T다이 압출법, 공압출법, 드라이 라미네이트법 등의 제막 방법에 의해 제작할 수 있다. 점착제층(22)은, 점착제층(22) 형성용 점착제 조성물을 조제한 후, 기재(21) 위 또는 소정의 세퍼레이터(즉 박리 라이너) 위에 당해 점착제 조성물을 도포하여 점착제 조성물층을 형성하고, 필요에 따라 당해 점착제 조성물층에 대하여 탈용매 등을 함(이때, 필요에 따라 가열 가교시킴)으로써, 형성할 수 있다. 점착제 조성물의 도포 방법으로서는, 예를 들어 롤 도포 시공, 스크린 도포 시공, 및 그라비아 도포 시공을 들 수 있다. 점착제 조성물층의 탈용매 등을 위한 온도는 예를 들어 80 내지 150℃이고, 시간은 예를 들어 0.5 내지 5분간이다. 점착제층(22)이 세퍼레이터 위에 형성되는 경우에는, 당해 세퍼레이터를 수반하는 점착제층(22)을 기재(21)에 접합한다. 이상과 같이 하여, 다이싱 테이프(20)를 제작할 수 있다.
가열 접합용 시트를 구비한 다이싱 테이프 X의 가열 접합용 시트(10)에 대해서는, 가열 접합용 시트(10) 형성용 조성물을 조제한 후, 소정의 세퍼레이터 위에 당해 조성물을 도포하여 조성물층을 형성하고, 당해 조성물층을 건조시킴으로써 제작할 수 있다. 접착제 조성물의 도포 방법으로서는, 예를 들어 롤 도포 시공, 스크린 도포 시공 및 그라비아 도포 시공을 들 수 있다. 조성물층의 건조를 위한 온도는 예를 들어 70 내지 160℃이며, 시간은 예를 들어 1 내지 5분간이다.
가열 접합용 시트를 구비한 다이싱 테이프 X의 제작에 있어서는, 다음으로, 다이싱 테이프(20)의 점착제층(22)측에 가열 접합용 시트(10)를 예를 들어 압착하여 접합한다. 접합 온도는 예를 들어 30 내지 50℃이다. 접합 압력(선압)은 예를 들어 0.1 내지 20kgf/㎝이다. 점착제층(22)이 상술한 바와 같은 방사선 경화형 점착제층인 경우에는, 이어서, 예를 들어 기재(21)의 측으로부터, 점착제층(22)에 대해서 자외선 등의 방사선을 조사해도 된다. 조사량은, 예를 들어 50 내지 500mJ이며, 바람직하게는 100 내지 300mJ이다. 가열 접합용 시트를 구비한 다이싱 테이프 X에 있어서 점착제층(22)의 점착력 저하 조치로서의 조사가 행해지는 영역(조사 영역 D)은, 예를 들어 점착제층(22)에 있어서의 가열 접합용 시트 접합 영역 내의 그 주연부를 제외한 영역이다.
이상과 같이 하여, 예를 들어 도 5에 도시한 가열 접합용 시트를 구비한 다이싱 테이프 X를 제작할 수 있다. 가열 접합용 시트를 구비한 다이싱 테이프 X에는, 가열 접합용 시트(10)를 수반하는 점착제층(22)을 피복하도록 세퍼레이터(도시생략)가 마련되어 있어도 된다. 세퍼레이터는, 점착제층(22) 및 가열 접합용 시트(10)가 노출되지 않도록 보호하기 위한 요소이며, 가열 접합용 시트를 구비한 다이싱 테이프 X의 사용 전에는 당해 필름으로부터 박리된다. 세퍼레이터로서는, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름, 폴리에틸렌 필름, 폴리프로필렌 필름, 및 박리제(예를 들어, 불소계 박리제나 장쇄 알킬아크릴레이트계 박리제)로 표면 코팅된 각종 플라스틱 필름이나 종이 등을 사용할 수 있다.
도 6은, 가열 접합용 시트를 구비한 다이싱 테이프 X가 사용되어 행해지는 반도체 장치 제조 방법의 일부의 공정을 나타낸다.
본 방법에 있어서는, 우선, 도 6의 (a)에 도시한 바와 같이, 가열 접합용 시트를 구비한 다이싱 테이프 X의 가열 접합용 시트(10) 위에 반도체 웨이퍼(30)가 접합된다. 구체적으로는, 반도체 웨이퍼(30)가 가열 접합용 시트(10)측에 압착 롤 등에 의해 압박되면서, 가열 접합용 시트를 구비한 다이싱 테이프 X 내지 그 가열 접합용 시트(10)에 대해서 반도체 웨이퍼(30)가 첩부된다. 반도체 웨이퍼(30)는, 복수의 반도체 소자가 이미 만들어 넣어진 것이며, 가열 접합용 시트(10)에 첩부되는 측의 표면(도 6에서는 도면 중 하면)에는 이미 외부 전극으로서 은 평면 전극(도시생략)이 형성되어 있다. 은 평면 전극의 두께는, 예를 들어 10 내지 1000㎚이다. 이 은 평면 전극은, 반도체 웨이퍼 표면에 형성된 티타늄 박막의 위에 적층 형성되어 있어도 된다. 티타늄 박막의 두께는, 예를 들어 10 내지 1000㎚이다. 이들 은 평면 전극 및 티타늄 박막은, 예를 들어 증착법에 의해 형성할 수 있다. 또한, 반도체 웨이퍼(30)의 다른 쪽 면(도 6에서는 도면 중 하면)에는, 반도체 소자마다, 필요에 따라서 다른 전극 패드 등(도시생략)이 형성되어 있다. 본 공정에 있어서, 첩부 온도는 예를 들어 50 내지 90℃이고, 첩부용 하중은 예를 들어 0.01 내지 10MPa이다. 가열 접합용 시트를 구비한 다이싱 테이프 X에 있어서의 점착제층(22)이 방사선 경화형 점착제층인 경우에는, 가열 접합용 시트를 구비한 다이싱 테이프 X의 제조 과정에서의 상술한 방사선 조사 대신에, 가열 접합용 시트를 구비한 다이싱 테이프 X에 대한 반도체 웨이퍼(30)의 접합 후에, 기재(21) 측으로부터 점착제층(22)에 대해서 자외선 등의 방사선을 조사해도 된다. 조사량은, 예를 들어 50 내지 500mJ이며, 바람직하게는 100 내지 300mJ이다. 가열 접합용 시트를 구비한 다이싱 테이프 X에 있어서 점착제층(22)의 점착력 저하 조치로서의 조사가 행해지는 영역(도 5에서는 조사 영역 D로서 나타냄)은, 예를 들어 점착제층(22)에 있어서의 가열 접합용 시트 접합 영역 내의 그 주연부를 제외한 영역이다.
다음으로, 도 6의 (b)에 도시한 바와 같이, 반도체 웨이퍼(30)에 대해서 다이싱을 행한다. 구체적으로는, 가열 접합용 시트를 구비한 다이싱 테이프 X에 반도체 웨이퍼(30)가 유지된 상태에서, 다이싱 장치 등의 회전 블레이드를 사용하여 반도체 웨이퍼(30)가 다이싱되어 반도체 칩 단위로 개편화된다(도면 중에서는 절단 개소를 모식적으로 굵은 선으로 나타냄). 이에 의해, 칩 사이즈의 가열 접합용 시트(10)를 수반하는 반도체 칩 C가 형성되게 된다.
그리고, 가열 접합용 시트 부착 반도체 칩 C를 수반하는 다이싱 테이프(20)에 있어서의 반도체 칩 C측을 물 등의 세정액을 사용하여 세정하는 클리닝 공정을 필요에 따라서 거친 후, 가열 접합용 시트 부착 반도체 칩 C를 다이싱 테이프(20)로부터 픽업한다(픽업 공정). 예를 들어, 픽업 대상의 가열 접합용 시트 부착 반도체 칩 C에 대하여, 다이싱 테이프(20)의 도면 중 하측에 있어서 픽업 기구의 핀 부재(도시생략)를 상승시켜 다이싱 테이프(20)를 통해 밀어올린 후, 흡착 지그(도시생략)에 의해 흡착 유지한다.
다음으로, 도 3의 (a)에 도시한 바와 같이, 지지 기판 S에 대한 반도체 칩 C의 임시 고정이 행해지고(임시 고정 공정), 도 3의 (b)에 도시한 바와 같이, 고온 가열 과정을 거침으로써 반도체 칩 C가 지지 기판 S에 접합된다(가열 접합 공정). 이들 공정의 구체적인 실시 양태 및 구체적인 조건에 대해서는, 가열 접합용 시트(10)가 사용되어 행해지는 반도체 장치 제조 방법에 있어서의 임시 고정 공정 및 가열 접합 공정에 관하여 도 3의 (a) 및 도 3의 (b)를 참조하여 상술한 것과 마찬가지이다.
디음으로, 도 4의 (a)에 도시한 바와 같이, 반도체 칩 C의 상기 전극 패드(도시생략)와 지지 기판 S가 갖는 단자부(도시생략)를 필요에 따라서 본딩 와이어 W를 통해 전기적으로 접속한다(와이어 본딩 공정). 이어서, 도 4의 (b)에 도시한 바와 같이, 지지 기판 S 위의 반도체 칩 C나 본딩 와이어 W를 보호하기 위한 밀봉 수지 R을 형성한다(밀봉 공정). 이들 공정의 구체적인 실시 양태 및 구체적인 조건에 대해서는, 가열 접합용 시트(10)가 사용되어 행해지는 반도체 장치 제조 방법에 있어서의 임시 고정 공정 및 가열 접합 공정에 관하여 도 4의 (a) 및 도 4의 (b)를 참조하여 상술한 것과 마찬가지이다.
이상과 같이 하여, 가열 접합용 시트를 구비한 다이싱 테이프 X를 사용한 과정을 거쳐서 반도체 장치를 제조할 수 있다.
상술한 가열 접합용 시트(10)에 있어서, 상기 제1 압착 조건(70℃, 0.5MPa, 1초간)에서 점착층(11)이 한 변이 5㎜인 정사각형의 사이즈로 압착된 은 평면에 대한 당해 점착층(11)의 70℃에서 제1 전단 접착력은, 상술한 바와 같이, 0.1MPa 이상이며, 바람직하게는 0.12MPa 이상, 보다 바람직하게는 0.14MPa 이상, 보다 바람직하게는 0.16MPa 이상, 보다 바람직하게는 0.18MPa 이상, 보다 바람직하게는 0.2MPa 이상이다. 이와 같은 구성은, 상술한 바와 같이 가열 접합용 시트(10)를 사용하여 지지 기판 S에 반도체 칩 C를 소결 접합하는 경우에, 지지 기판 S와 반도체 칩 C의 사이에 가열 접합용 시트(10)가 개재된 상태에서 지지 기판 S에 반도체 칩 C가 압착되는 임시 고정 시에 있어서 당해 반도체 칩 C에 칩 시프트 즉 위치 어긋남이 발생하는 것을 억제하는 데 있어서 적합하다. 임시 고정 시에 있어서의 그러한 위치 어긋남의 억제는, 허용 범위를 초과하는 위치 어긋남을 수반하여 지지 기판 S에 반도체 칩 C가 소결 접합되는 것을 방지하는 데 있어서 적합하며, 따라서, 제조 대상물인 반도체 장치의 수율을 향상시키는 데 있어서 적합하다.
또한, 가열 접합용 시트(10)는, 소결 접합을 위한 가열 접합용 재료를 페이스트의 형태가 아니라, 균일한 두께로 제작되기 쉬운 시트의 형태로 공급하는 것이므로, 가열 접합용 시트(10)에 의하면, 지지 기판 S와 반도체 칩 C를 균일한 두께의 소결층(12)으로 접합하는 것이 가능해진다. 균일한 두께의 소결층(12)에 의한 소결 접합은, 지지 기판 S에 대한 반도체 칩 C의 높은 접합 신뢰성을 실현하는 데 있어서 적합하다.
또한, 가열 접합용 시트(10)는, 소결 접합을 위한 가열 접합용 재료를 유동화하기 쉬운 페이스트의 형태가 아니라, 유동화하기 어려운 시트의 형태로 공급하는 것이므로, 접합 대상물인 지지 기판 S와 반도체 칩 C 사이로부터의 소결 금속의 비어져 나옴이나 반도체 칩 C에 대한 소결 금속의 타고 오름을 억제하면서 지지 기판 S에 대해서 반도체 칩 C를 소결 접합하는 데 있어서 적합하다. 이와 같은 비어져 나옴이나 타고 오름의 억제는, 소결 접합을 수반하는 반도체 장치에 있어서의 수율을 향상시키는 데 있어서 적합하다.
가열 접합용 시트(10)에 있어서는, 상술한 바와 같이, 제1 압착 조건(70℃, 0.5MPa, 1초간)에서 점착층(11)이 한 변이 5㎜인 정사각형의 사이즈로 압착된 은 평면에 대한 당해 점착층(11)의 70℃에서 제1 전단 접착력에 대한, 제1 압착 조건(70℃, 0.5MPa, 1초간)에서 점착층(11)이 한 변이 5㎜인 정사각형의 사이즈로 압착된 은 평면에 대한 당해 점착층(11)의 23℃에서의 제2 전단 접착력의 비의 값이, 바람직하게는 5 내지 40이다. 가열 접합용 시트(10)에 있어서, 임시 고정 온도 영역 내의 온도 70℃에서의 상기 제1 전단 접착력에 대한 상온 영역 내의 온도 23℃에서의 상기 제2 전단 접착력의 비의 값이 5 내지 40의 범위 내에 들어갈 정도로 제2 전단 접착력에 대한 제1 전단 접착력의 상대적인 강도가 확보되어 있다는 구성은, 상술한 칩 시프트 내지 위치 어긋남을 억제하는 데 있어서 바람직하다.
가열 접합용 시트(10)에 있어서는, 상술한 바와 같이, 제2 압착 조건(50℃, 0.5MPa, 1초간)에서 점착층(11)이 한 변이 5㎜인 정사각형의 사이즈로 압착된 은 평면에 대한 당해 점착층(11)의 50℃에서 제3 전단 접착력이, 바람직하게는 0.11MPa 이상이다. 상기 임시 고정 공정의 온도 조건은 상술한 바와 같이 예를 들어 50 내지 90℃이고, 이러한 전제하에 제3 전단 접착력이 0.11MPa 이상이라는 구성은, 상술한 칩 시프트 내지 위치 어긋남을 억제하는 데 있어서 바람직하다.
가열 접합용 시트(10)에 있어서는, 상술한 바와 같이, 제1 압착 조건(70℃, 0.5MPa, 1초간)에서 점착층(11)이 한 변이 5㎜인 정사각형의 사이즈로 압착된 은 평면에 대한 당해 점착층(11)의 70℃에서 제1 전단 접착력에 대한, 제2 압착 조건(50℃, 0.5MPa, 1초간)에서 점착층(11)이 한 변이 5㎜인 정사각형의 사이즈로 압착된 은 평면에 대한 당해 점착층(11)의 50℃에서 제3 전단 접착력의 비의 값이, 바람직하게는 1 내지 40이다. 이와 같은 구성은, 가열 접합용 시트(10)에 있어서 임시 고정 온도 영역 내에서 안정된 접착력을 실현하는 데 있어서 바람직하고, 따라서, 상술한 칩 시프트 내지 위치 어긋남을 억제하는 데 있어서 바람직하다.
가열 접합용 시트(10)에 있어서는, 상술한 바와 같이, 제1 압착 조건(70℃, 0.5MPa, 1초간)에서 점착층(11)이 한 변이 5㎜인 정사각형의 사이즈로 압착된 은 평면에 대한 당해 점착층(11)의 70℃에서 제1 전단 접착력에 대한, 제3 압착 조건 (90℃, 0.5MPa, 1초간)에서 점착층(11)이 한 변이 5㎜인 정사각형의 사이즈로 압착된 은 평면에 대한 당해 점착층(11)의 90℃에서의 전단 접착력(제4 전단 접착력)의 비의 값이, 바람직하게는 1 내지 40이다. 이와 같은 구성은, 가열 접합용 시트(10)에 있어서 임시 고정 온도 영역 내에서 안정된 점착력을 실현하는 데 있어서바람직하고, 따라서, 상술한 칩 시프트 내지 위치 어긋남을 억제하는 데 있어서 바람직하다.
가열 접합용 시트(10) 내지 점착층(11)의 70℃에서의 점도는, 상술한 바와 같이, 바람직하게는 5×103 내지 1×107Pa·s이다. 이와 같은 구성은, 상기 제1 전단 접착력을 실현하는 데 있어서 적합하다.
가열 접합용 시트(10) 내지 점착층(11)은, 상술한 바와 같이, 바람직하게는 도전성 금속 함유의 상술한 소결성 입자와 함께 열분해성 고분자 바인더를 포함하고, 당해 열분해성 고분자 바인더의 중량 평균 분자량은 바람직하게는 10000 이상이다. 이들 구성에 의하면, 상기 임시 고정 공정에서의 임시 고정 온도, 즉, 70℃ 및 그 근방을 포함하는 온도 범위인 50 내지 90℃에서 예를 들어, 열분해성 고분자 바인더의 점탄성성을 이용하여 점착층(11)의 응집력을 확보하기 쉽고, 따라서 점착층(11)의 접착력을 확보하기 쉽다. 따라서, 이들 구성은, 상기 제1 전단 접착력을 실현하는 데 있어서 적합하다.
가열 접합용 시트(10) 내지 점착층(11)에 포함되는 열분해성 고분자 바인더는, 상술한 바와 같이, 바람직하게는 폴리카르보네이트 수지 및/또는 아크릴 수지다. 폴리카르보네이트 수지 및 아크릴 수지는, 300℃ 정도의 온도에서 분해·휘산하는 고분자 바인더로서 준비하기 쉬우므로, 당해 구성은, 가열 접합용 시트(10)를 사용하여 소결 접합되는 지지 기판 S와 반도체 칩 C의 사이에 형성되는 소결층(12)에 있어서 유기 잔사를 저감하는 데 있어서 적합하다. 소결층(12) 중의 유기 잔사가 적을수록, 당해 소결층(12)은 견고한 경향이 있으며, 따라서, 당해 소결층(12)에 있어서 우수한 접합 신뢰성을 얻기 쉽다.
실시예
〔실시예 1〕
소결성 입자로서의 은 미립자(평균 입경 100㎚, DOWA 일렉트로닉스 가부시키가이샤 제조) 225질량부와, 열분해성 고분자 바인더로서의 폴리카르보네이트 수지(상품명 「QPAC40」, 중량 평균 분자량은 150000, 상온에서 고체, Empower Materials사 제조) 25질량부와, 저비점 바인더로서의 이소보르닐시클로헥산올(상품명 「테르솔브 MTPH」, 상온에서 액체, 일본 테르펜 가가쿠 고교 가부시키가이샤 제조) 16질량부와, 용제로서의 메틸에틸케톤 10질량부를, 하이브리드 믹서(상품명 「HM-500」, 가부시키가이샤 키엔스 제조)를 그 교반 모드에서 사용하여 혼합하고, 바니시를 조제하였다. 교반 시간은 3분간으로 하였다. 그리고, 얻어진 바니시를, 이형 처리 필름(상품명 「MRA50」, 미츠비시 쥬시 가부시키가이샤 제조)에 도포한 후에 건조시켜, 두께 40㎛의 점착층을 형성하였다. 건조 온도는 110℃로 하고, 건조 시간은 3분간으로 하였다. 이상과 같이 하여, 소결성 입자와, 열분해성 고분자 바인더와, 저비점 바인더를 포함하는 점착층을 갖는 실시예 1의 가열 접합용 시트를 제작하였다. 실시예 1의 가열 접합용 시트에 관한 조성을 표 1에 기재한다(후술하는 실시예 및 비교예에 대해서도 마찬가지이다. 또한, 표 1에 있어서, 조성을 나타내는 각 수치의 단위는, 상대적인 "질량부"임).
〔실시예 2〕
열분해성 고분자 바인더로서 폴리카르보네이트 수지 대신에 아크릴 수지(상품명 「MM2002-1」, 중량 평균 분자량은 170000, 상온에서 고체, 후지쿠라 가세이 가부시키가이샤) 25질량부를 사용한 것 이외에는 실시예 1의 가열 접합용 시트와 마찬가지로 하여, 실시예 2의 가열 접합용 시트를 제작하였다.
〔실시예 3〕
소결성 입자로서의 은 미립자 대신에 구리 미립자(평균 입경 200㎛, 미츠이 긴조쿠 고교 가부시키가이샤) 335질량부를 사용한 것, 및 열분해성 고분자 바인더로서 폴리카르보네이트 수지 대신에 아크릴 수지(상품명 「MM2002-1」, 중량 평균 분자량은 170000, 상온에서 고체, 후지쿠라 가세이 가부시키가이샤) 38질량부를 사용한 것 이외에는, 실시예 1의 가열 접합용 시트와 마찬가지로 하여, 실시예 3의 가열 접합용 시트를 제작하였다.
〔비교예 1〕
상온에서 고체의 바인더로서 폴리카르보네이트 수지 대신에 저분자의 1-옥타 데칸올(분자량 270.49, 상온에서 고체) 25질량부를 사용한 것 이외에는 실시예 1의 가열 접합용 시트와 마찬가지로 하여, 비교예 1의 가열 접합용 시트를 제작하였다.
<70℃에서의 접착력 측정>
실시예 1 내지 3 및 비교예 1의 각 가열 접합용 시트에 대하여, 70℃에서의 접착력을 조사하였다. 구체적으로는, 우선 한쪽 면에 증착막으로서의 은 평면 전극(한 변이 5㎜인 정사각형)이 형성된 실리콘 칩(한 변이 5㎜인 정사각형)의 당해 은 평면 전극에 대해서, 압착 롤을 구비하는 라미네이터를 사용하여 가열 접합용 시트를 첩부하였다. 첩부 온도는 70℃이고, 압착 롤의 속도는 10㎜/초이며, 첩부용 하중(압착 롤에 의한 압력)은 0.5MPa이다. 이와 같이 하여, 한 변이 5㎜인 정사각형의 가열 접합용 시트 내지 점착층을 편면에 수반하는 실리콘 칩을 얻었다. 이어서, 얻어진 가열 접합용 시트 부착 실리콘 칩을, 다이 본딩 장치(상품명 「다이 본더 SPA-300」, 가부시키가이샤 신카와 제조)를 사용하여, 은 도금 동판(한 변이 20㎜인 정사각형)에 압착하여 임시 고정하였다. 당해 동판은, 은 도금이 실시되어 표면에 은 평면을 수반하는 것이며, 본 공정에서는, 가열 접합용 시트를 개재시켜 실리콘 칩을 당해 은 평면에 임시 고정하였다. 이 임시 고정에 있어서, 압착 온도는 70℃이고, 압착 압력은 0.5MPa이며, 압착 시간은 1초간이다. 그리고, 은 도금 동판에 압착된 가열 접합용 시트에 대하여, 전단 접착력 측정 장치(상품명 「DAGE4000」, 데이지사)를 사용하여, 전단 접착력(제1 전단 접착력)을 측정하였다. 측정 온도는 70℃이고, 가열 접합용 시트 부착 실리콘 칩을 전단 방향으로 누름 이동하는 툴의 속도는 0.5㎜/초이다. 가열 접합용 시트마다 제1 전단 접착력의 측정값(MPa)을 표 1에 기재한다.
<23℃에서의 접착력 측정>
실시예 1 내지 3 및 비교예 1의 각 가열 접합용 시트에 대하여, 23℃에서의 접착력을 조사하였다. 구체적으로는, 우선 한쪽 면에 증착막으로서의 은 평면 전극(한 변이 5㎜인 정사각형)이 형성된 실리콘 칩(한 변이 5㎜인 정사각형)의 당해 은 평면 전극에 대해서, 압착 롤을 구비하는 라미네이터를 사용하여 가열 접합용 시트를 첩부하였다. 첩부 온도는 70℃이고, 압착 롤의 속도는 10㎜/초이며, 첩부용 하중(압착 롤에 의한 압력)은 0.5MPa이다. 이와 같이 하여, 한 변이 5㎜인 정사각형의 가열 접합용 시트 내지 점착층을 편면에 수반하는 실리콘 칩을 얻었다. 이어서, 얻어진 가열 접합용 시트 부착 실리콘 칩을, 다이 본딩 장치(상품명 「다이 본더 SPA-300」, 가부시키가이샤 신카와 제조)를 사용하여, 은 도금 동판(한 변이 20㎜인 정사각형)에 압착하여 임시 고정하였다. 당해 동판은, 은 도금이 실시되어 표면에 은 평면을 수반하는 것이며, 본 공정에서는, 가열 접합용 시트를 개재하여 실리콘 칩을 당해 은 평면에 임시 고정하였다. 이 임시 고정에 있어서, 압착 온도는 70℃이고, 압착 압력은 0.5MPa이며, 압착 시간은 1초간이다. 그리고, 은 도금 동판에 압착된 가열 접합용 시트에 대하여, 전단 접착력 측정 장치(상품명 「DAGE4000」, 데이지사)를 사용하여, 전단 접착력(제2 전단 접착력)을 측정하였다. 측정 온도는 23℃이고, 가열 접합용 시트 부착 실리콘 칩을 전단 방향으로 누름 이동하는 툴의 속도는 0.5㎜/초이다. 가열 접합용 시트마다 제2 전단 접착력의 측정값(MPa)을 표 1에 기재한다.
<칩 시프트성(200℃)>
실시예 1 내지 3 및 비교예 1의 각 가열 접합용 시트에 대하여, 소정의 고온 가열에 회부된 경우의 칩 시프트의 유무를 조사하였다. 구체적으로는, 우선 한쪽 면에 증착막으로서의 은 평면 전극(한 변이 5㎜인 정사각형)이 형성된 실리콘 칩(한 변이 5㎜인 정사각형)의 당해 은 평면 전극에 대해서, 압착 롤을 구비하는 라미네이터를 사용하여 가열 접합용 시트를 첩부하였다. 첩부 온도는 70℃이고, 압착 롤의 속도는 10㎜/초이며, 첩부용 하중(압착 롤에 의한 압력)은 0.5MPa이다. 이와 같이 하여, 한 변이 5㎜인 정사각형의 가열 접합용 시트 내지 점착층을 편면에 수반하는 실리콘 칩을 얻었다. 이어서, 얻어진 가열 접합용 시트 부착 실리콘 칩을, 다이 본딩 장치(상품명 「다이 본더 SPA-300」, 가부시키가이샤 신카와 제조)를 사용하여, 은 도금 동판(한 변이 20㎜인 정사각형)에 압착하여 임시 고정하였다. 당해 동판은, 은 도금이 실시되어 표면에 은 평면을 수반하는 것이며, 본 공정에서는, 가열 접합용 시트를 개재시켜 실리콘 칩을 당해 은 평면에 임시 고정하였다. 이 임시 고정에 있어서, 압착 온도는 70℃이고, 압착 압력은 0.5MPa이며, 압착 시간은 1초간이다. 이와 같이 하여, 실시예 1 내지 3 및 비교예 1의 가열 접합용 시트마다 5 샘플을 제작하였다. 그리고, 제작된 샘플을 오븐(상품명 「LC-114」, 에스펙 가부시키가이샤 제조) 내에서 가열하였다(가열 처리). 이 처리에 있어서, 가열 온도는 200℃이고, 가열 시간은 1시간이다. 이와 같은 가열 처리의 후, 실리콘 칩에 임시 고정 개소로부터의 10㎛ 이상의 위치 어긋남(칩 시프트)을 발생시킨 샘플의 개수를 계측하였다. 그와 같은 칩 시프트가 발생한 샘플수는, 실시예 1 내지 3의 각각에서는 5 샘플 중 0, 비교예 1에서는 5 샘플 중 2였다. 그리고, 칩 시프트가 발생한 샘플수가 0인 경우를 양호(○)라 평가하고, 1 이상인 경우를 불량(×)이라 평가하였다. 이들 결과를 표 1에 기재한다.
<칩 시프트성(300℃)>
실시예 1 내지 3 및 비교예 1의 각 가열 접합용 시트에 대하여, 소결 접합에 있어서의 칩 시프트의 유무를 조사하였다. 구체적으로는, 우선 한쪽 면에 증착막으로서의 은 평면 전극(한 변이 5㎜인 정사각형)이 형성된 실리콘 칩(한 변이 5㎜인 정사각형)의 당해 은 평면 전극에 대해서, 압착 롤을 구비하는 라미네이터를 사용하여 가열 접합용 시트를 첩부하였다. 첩부 온도는 70℃이고, 압착 롤의 속도는 10㎜/초이며, 첩부용 하중(압착 롤에 의한 압력)은 0.5MPa이다. 이와 같이 하여, 한 변이 5㎜인 정사각형의 가열 접합용 시트 내지 점착층을 편면에 수반하는 실리콘 칩을 얻었다. 이어서, 얻어진 가열 접합용 시트 부착 실리콘 칩을, 다이 본딩 장치(상품명 「다이 본더 SPA-300」, 가부시키가이샤 신카와 제조)를 사용하여, 은 도금 동판(한 변이 20㎜인 정사각형)에 압착하여 임시 고정하였다. 당해 동판은, 은 도금이 실시되어 표면에 은 평면을 수반하는 것이며, 본 공정에서는, 가열 접합용 시트를 개재시켜 실리콘 칩을 당해 은 평면에 임시 고정하였다. 이 임시 고정에 있어서, 압착 온도는 70℃이고, 압착 압력은 0.5MPa이며, 압착 시간은 1초간이다. 이와 같이 하여, 실시예 1 내지 3 및 비교예 1의 가열 접합용 시트마다, 5 샘플을 제작하였다. 그리고, 제작된 샘플에 대하여 소결 장치(상품명 「HTM-3000」, 하쿠토 가부시키가이샤 제조)를 사용하여 소결 공정을 행하였다. 소결용 가열 온도는 300℃이고, 가압력은 40MPa이며, 가열 시간은 5분간이다. 이러한 소결 공정의 후, 실리콘 칩에 임시 고정 개소로부터의 10㎛ 이상의 위치 어긋남(칩 시프트)을 발생시킨 샘플의 개수를 계측하였다. 그러한 칩 시프트가 발생한 샘플수는, 실시예 1 내지 3의 각각에서는 5 샘플 중 0, 비교예 1에서는 5 샘플 중 1이었다. 그리고, 칩 시프트가 발생한 샘플수가 0인 경우를 양호(○)라 평가하고, 1 이상인 경우를 불량(×)이라 평가하였다. 이들 결과를 표 1에 기재한다.
[평가]
실시예 1 내지 3의 가열 접합용 시트에 의하면, 접합 대상물의 위치 어긋남을 억제하면서 당해 접합 대상물 간의 소결 접합을 실현할 수 있었다. 비교예 1의 가열 접합용 시트에 의하면, 접합 대상물 간의 소결 접합에 있어서, 접합 대상물의 위치 어긋남이 발생되었다.
Figure 112019108833995-pct00001
10: 가열 접합용 시트
11: 점착층
12: 소결층
C: 반도체 칩
X: 가열 접합용 시트를 구비한 다이싱 테이프
20: 다이싱 테이프
21: 기재
22: 점착제층
30: 반도체 웨이퍼

Claims (11)

  1. 도전성 금속 함유의 소결성 입자와 저비점 바인더를 포함하는 점착층을 구비하고,
    저비점 바인더는 테르펜 알코올류, 테르펜 알코올류를 제외한 알코올류, 알킬렌글리콜알킬에테르류, 및 알킬렌글리콜알킬에테르류를 제외한 에테르류로 이루어진 군으로부터 선택된 1 이상의 저비점 바인더이며,
    70℃, 0.5MPa, 및 1초간의 압착 조건에서 상기 점착층이 한 변이 5㎜인 정사각형의 사이즈로 압착된 은 평면에 대한 당해 점착층의 70℃에서의 전단 접착력이 0.1MPa 이상인, 가열 접합용 시트.
  2. 제1항에 있어서,
    70℃, 0.5MPa, 및 1초간의 압착 조건에서 상기 점착층이 한 변이 5㎜인 정사각형의 사이즈로 압착된 은 평면에 대한 당해 점착층의 70℃에서의 전단 접착력에 대한, 70℃, 0.5MPa, 및 1초간의 압착 조건에서 상기 점착층이 한 변이 5㎜인 정사각형의 사이즈로 압착된 은 평면에 대한 당해 점착층의 23℃에서의 전단 접착력의 비의 값이 5 내지 40인, 가열 접합용 시트.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    50℃, 0.5MPa, 및 1초간의 압착 조건에서 상기 점착층이 한 변이 5㎜인 정사각형의 사이즈로 압착된 은 평면에 대한 당해 점착층의 50℃에서의 전단 접착력이 0.11MPa 이상인, 가열 접합용 시트.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    70℃, 0.5MPa, 및 1초간의 압착 조건에서 상기 점착층이 한 변이 5㎜인 정사각형의 사이즈로 압착된 은 평면에 대한 당해 점착층의 70℃에서의 전단 접착력에 대한, 50℃, 0.5MPa, 및 1초간의 압착 조건에서 상기 점착층이 한 변이 5㎜인 정사각형의 사이즈로 압착된 은 평면에 대한 당해 점착층의 50℃에서의 전단 접착력 비의 값이 1 내지 40인, 가열 접합용 시트.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    70℃, 0.5MPa, 및 1초간의 압착 조건에서 상기 점착층이 한 변이 5㎜인 정사각형의 사이즈로 압착된 은 평면에 대한 당해 점착층의 70℃에서의 전단 접착력에 대한, 90℃, 0.5MPa, 및 1초간의 압착 조건에서 상기 점착층이 한 변이 5㎜인 정사각형의 사이즈로 압착된 은 평면에 대한 당해 점착층의 90℃에서의 전단 접착력 비의 값이 1 내지 40인, 가열 접합용 시트.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 점착층의 70℃에서의 점도가 5×103 내지 1×107Pa·s인, 가열 접합용 시트.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 점착층은 열분해성 고분자 바인더를 포함하는, 가열 접합용 시트.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 열분해성 고분자 바인더의 중량 평균 분자량은 10000 이상인, 가열 접합용 시트.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 열분해성 고분자 바인더는, 폴리카르보네이트 수지 및/또는 아크릴 수지인, 가열 접합용 시트.
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 소결성 입자는, 은, 구리, 산화은 및 산화구리로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종을 포함하는, 가열 접합용 시트.
  11. 기재와 점착제층을 포함하는 적층 구조를 갖는 다이싱 테이프와,
    상기 다이싱 테이프에 있어서의 상기 점착제층 위의, 제1항 또는 제2항에 기재된 가열 접합용 시트를 구비하는, 가열 접합용 시트를 구비한 다이싱 테이프.
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