WO2022186229A1 - 接着フィルム及びその評価方法、並びに、半導体装置の製造方法及びダイシング・ダイボンディング一体型フィルム - Google Patents

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adhesive film
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強 田澤
和弘 山本
奏美 中村
紘平 谷口
理子 平
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昭和電工マテリアルズ株式会社
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Definitions

  • the present disclosure relates to an adhesive film used in a semiconductor device manufacturing process, an evaluation method thereof, a semiconductor device manufacturing method, and a dicing/die bonding integrated film.
  • semiconductor devices are manufactured through the following processes. First, a semiconductor wafer is attached to an adhesive sheet for dicing, and in that state, the semiconductor wafer is separated into semiconductor chips (dicing step). After that, a pick-up process, a pressure-bonding process, a die-bonding process, and the like are performed.
  • Patent Document 1 discloses a dicing die bond film that has both the function of fixing a semiconductor wafer in a dicing process and the function of bonding a semiconductor chip to a substrate in a die bonding process. In the dicing process, the semiconductor wafer and the adhesive layer are singulated to obtain chips with adhesive strips.
  • Patent Document 1 states that the problem caused by chip warpage can be solved by setting the tensile storage modulus of the die-bonding film at 150° C. before heat curing to a predetermined range.
  • the present disclosure provides an adhesive film evaluation method that can evaluate an adhesive film having a thickness of 20 ⁇ m or less and is useful for coping with the problem of peeling due to chip warpage in the manufacturing process of a semiconductor device. .
  • the present disclosure also provides an adhesive film capable of sufficiently suppressing the occurrence of delamination, a method for manufacturing a semiconductor device using the adhesive film, and a dicing/die bonding integrated film including the adhesive film.
  • One aspect of the present disclosure relates to an evaluation method for an adhesive film used in the manufacturing process of semiconductor devices.
  • This evaluation method includes a step of performing a tack test with a heated probe, and the thickness of the adhesive film to be evaluated is 20 ⁇ m or less.
  • the present inventors observed the cross section of the semiconductor package with an electron microscope, and found that the mode of delamination that occurs in the semiconductor package is not cohesive failure of the adhesive film, but delamination at the interface between the adhesive film and the chip. I found From this, the present inventors presumed that the chips were peeled off within a short period of time after they were crimped, and recognized that it was necessary to capture the instantaneous adhesive strength (tackiness) of the adhesive film. Arrived. Based on this recognition, the inventors came up with the idea of evaluating adhesive films by a tack test.
  • the tack test using a probe can be carried out according to the method described in ASTM D-2979 (Standard Test Method for Pressure-Sensitive Tack of Adhesives Using an Inverted Probe Machine).
  • the tack test can be performed using an apparatus that includes a stage that supports an adhesive film sample and a probe that is vertically movable with respect to the stage and whose temperature can be set. From the viewpoint of obtaining data with less variation, it is preferable to perform the tack test with a resin film interposed between the stage and the sample. Since a thin adhesive film is to be evaluated, unless the surface of the stage and probe is strictly horizontal, the surface of the probe tends to push the sample to one side, making it difficult to efficiently acquire data with little variation. . By using a resin film, it is possible to avoid a state in which the surface of the probe pushes the sample to one side. In addition, a polyimide film is mentioned as an example of a resin film. A polyimide film has moderate elasticity and heat resistance.
  • the adhesive film When the adhesive film satisfies both the following conditions 1 and 2, the adhesive film can be determined to be good from the correlation between the results of the above evaluation method and the presence or absence of peeling in the actually manufactured semiconductor package.
  • the tack In a tack test in which the probe temperature is set to 100° C., the tack is 2.5 N/5 mm ⁇ or more.
  • the tack In a tack test in which the probe temperature was set to 120°C, the tack should be 2.5 N/5 mm ⁇ or more.
  • One aspect of the present disclosure relates to a method of manufacturing a semiconductor device.
  • This manufacturing method includes the steps of preparing a laminated film containing an adhesive film having a thickness of 20 ⁇ m or less, attaching the laminated film to the wafer so that the adhesive film is in contact with the surface of the wafer, and separating the wafer and the adhesive film into individual pieces. and bonding the chip with the adhesive piece to the surface of a substrate or other chip, wherein the adhesive film is judged to be good in the above evaluation method. is.
  • this method it is possible to manufacture a highly reliable semiconductor device in which peeling is unlikely to occur inside.
  • One aspect of the present disclosure relates to an adhesive film used in the manufacturing process of semiconductor devices.
  • This adhesive film has a thickness of 20 ⁇ m or less and is judged to be good in the evaluation method described above.
  • One aspect of the present disclosure relates to a dicing/die bonding integrated film.
  • This film comprises a substrate film, an adhesive layer having a thickness of 20 ⁇ m or less, and a pressure-sensitive adhesive layer in this order, and the adhesive layer is composed of an adhesive film judged to be good in the evaluation method described above.
  • an evaluation method for an adhesive film that can evaluate an adhesive film having a thickness of 20 ⁇ m or less and is useful for coping with the problem of peeling caused by warping of a semiconductor chip in the manufacturing process of a semiconductor device is provided. Further, according to the present disclosure, there are provided an adhesive film capable of sufficiently suppressing the occurrence of delamination, a method for manufacturing a semiconductor device using the adhesive film, and a dicing/die bonding integrated film including the adhesive film.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing an example of an apparatus for conducting a tack test.
  • FIG. 2(a) is a plan view schematically showing an embodiment of a dicing/die bonding integrated film according to the present disclosure, and FIG. 2(b) is taken along line BB of FIG. 2(a). It is a schematic cross-sectional view taken along.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing one embodiment of the semiconductor device according to the present disclosure.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing an example of a chip with adhesive pieces. 5(a) and 5(b) are cross-sectional views schematically showing the process of manufacturing the chip with adhesive pieces shown in FIG.
  • FIG. 6(a) to 6(c) are cross-sectional views schematically showing the process of manufacturing the chip with adhesive pieces shown in FIG. 7A and 7B are cross-sectional views schematically showing the process of manufacturing the semiconductor device shown in FIG.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view schematically showing a structure in which peeling has occurred between the first-stage chip and the second-stage chip.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view schematically showing structures fabricated in Examples and Comparative Examples in order to reproduce peeling in the manufacturing process of a semiconductor device.
  • the term “layer” includes not only the shape structure formed over the entire surface but also the shape structure formed partially when viewed as a plan view.
  • a or B may include either A or B, or may include both.
  • process includes not only an independent process, but also when the intended action of the process is achieved even if it cannot be clearly distinguished from other processes. . Further, a numerical range indicated using “-” indicates a range including the numerical values described before and after "-" as the minimum and maximum values, respectively.
  • each component in the composition refers to the total amount of the multiple substances present in the composition when there are multiple substances corresponding to each component in the composition, unless otherwise specified. means.
  • the exemplified materials may be used alone, or two or more of them may be used in combination.
  • the upper limit or lower limit of the numerical range at one stage may be replaced with the upper limit or lower limit of the numerical range at another stage.
  • the upper and lower limits of the numerical ranges may be replaced with the values shown in the examples.
  • a method for evaluating an adhesive film according to this embodiment includes a step of performing a tack test with a heated probe.
  • the adhesive film to be evaluated is used in the manufacturing process of semiconductor devices.
  • the thickness of the adhesive film is 20 ⁇ m or less, and may be 18 ⁇ m or less, 15 ⁇ m or less, 12 ⁇ m or less, or 10 ⁇ m or less.
  • the lower limit of the thickness of the adhesive film is not particularly limited, but may be, for example, 1 ⁇ m or 5 ⁇ m. When the thickness of the adhesive film is 20 ⁇ m or less, a thin semiconductor device can be realized.
  • Fig. 1 is a cross-sectional view schematically showing an example of an apparatus for conducting a tack test.
  • An apparatus 10 shown in this figure comprises a stage 1 , a probe 2 and a holding jig 3 .
  • the probe 2 is pressed against the sample S (adhesive film) on the stage 1, and the adhesive force is measured in the process of pulling it apart.
  • the probe 2 is vertically movable with respect to the stage 1, and its temperature can be set.
  • the tip of the probe 2 is made of stainless steel and has a cylindrical shape.
  • the tip surface of the probe 2 is sufficiently flat and smooth.
  • the pressing jig 3 is for pressing the sample S so that the sample S on the stage does not stick to the probe 2 and move upward.
  • the tack test can be performed using a commercially available device (for example, tack tester TAC1000 (trade name), manufactured by Lesca Co., Ltd.).
  • the conditions for the tack test should be within the following ranges. ⁇ Temperature of stage 1: 20 to 25 ° C (room temperature) ⁇ Temperature of probe 2: 80 to 140°C ⁇ Advance speed of probe 2: 0.5 to 2.0 mm/sec ⁇ Applied pressure: 0.05 to 0.2 MPa ⁇ Pressure time: 0.5 to 5 seconds ⁇ Removal speed of probe 2: 0.5 to 5.0 mm/second
  • the thickness of the polyimide film 5 may be, for example, 50-200 ⁇ m or 100-150 ⁇ m.
  • the tensile modulus of polyimide film 5 is, for example, 2.5 to 4.5 GPa. This tensile modulus means a value measured according to the method described in ASTM D-882.
  • the heat resistance temperature of the polyimide film 5 is, for example, 250 to 320.degree.
  • other resin films may be used.
  • the resin film should have the same degree of elasticity as the polyimide film and heat resistance above the probe setting temperature.
  • Specific examples include aramid film, polyphenylene sulfide film, polyethylene naphthalate film, and polyethylene terephthalate film. be done.
  • the tack test is conducted under the following conditions. ⁇ Temperature of stage 1: 25°C ⁇ Temperature of probe 2: 100°C or 120°C ⁇ Advance speed of probe 2: 1.0 mm/sec ⁇ Applied pressure: 0.1 MPa ⁇ Pressure time: 1.0 seconds ⁇ Separation speed of probe 2: 1.0 mm/second ⁇ Tip of probe 2: 5 mm diameter circle
  • the tack In the tack test with the probe temperature set to 100°C, as described above, the tack is 2.5 N/5 mm ⁇ or more (Condition 1), but this value may be 3.0 N/5 mm ⁇ or more. The upper limit of this value is, for example, 6.0 N/5 mm ⁇ . In the tack test with the probe temperature set at 120° C., the tack is 2.5 N/5 mm ⁇ or more (Condition 2) as described above, but this value may be 3.0 N/5 mm ⁇ or more. The upper limit of this value is, for example, 6.0 N/5 mm ⁇ .
  • FIG. 2(a) is a plan view schematically showing a dicing/die-bonding integrated film according to the present embodiment
  • FIG. 2(b) is a schematic diagram along line BB in FIG. 2(a). It is a sectional view.
  • a dicing/die bonding integrated film 20 (hereinafter simply referred to as "film 20" in some cases) includes a base film 11, an adhesive layer 13, and an adhesive layer 15 in this order.
  • the adhesive layer 15 is made of an adhesive film that satisfies both conditions 1 and 2 above.
  • a laminate of the pressure-sensitive adhesive layer 13 and the adhesive layer 15 is formed on the square base film 11 as an example, but the base film 11 has a predetermined length (for example, 100 m or more), and the laminate of the pressure-sensitive adhesive layer 13 and the adhesive layer 15 may be arranged at predetermined intervals so as to be aligned in the longitudinal direction.
  • the base film 11 examples include plastic films such as polytetrafluoroethylene film, polyethylene terephthalate film, polyethylene film, polypropylene film, polymethylpentene film, and polyimide film.
  • the substrate film 11 may be subjected to surface treatment such as primer coating, UV treatment, corona discharge treatment, polishing treatment, etching treatment, etc., if necessary.
  • the adhesive layer 13 has a first surface F1 facing the base film 11 and a second surface F2 on the opposite side.
  • the pressure-sensitive adhesive layer 13 is formed, for example, through a step of applying a coating liquid containing a resin composition having appropriate adhesive strength to the surface of the plastic film.
  • the adhesive layer 13 may have a property that its adhesive strength is reduced by being irradiated with ultraviolet rays.
  • the adhesive layer 15 is provided so as to cover the central portion of the second surface F2 of the adhesive layer 13. As described above, the adhesive layer 15 is made of an adhesive film (film adhesive) that satisfies both conditions 1 and 2.
  • the adhesive layer 15 is made of a thermosetting resin composition and has excellent tackiness. By using the adhesive layer 15 to fabricate a semiconductor device, it is possible to sufficiently suppress delamination due to chip warpage in the semiconductor device.
  • the adhesive layer 15 includes, for example, a thermosetting resin (hereinafter sometimes referred to as "(A) component”), a curing agent (hereinafter sometimes referred to as “(B) component”), and an elastomer ( Hereinafter, it may be referred to as “(C) component”).
  • the adhesive layer 15 contains, in addition to the (A) component, (B) component, and (C) component, an inorganic filler (hereinafter sometimes referred to as “(D) component”), a coupling agent (hereinafter, “ (E) component”), a curing accelerator (hereinafter sometimes referred to as “(F) component”), and other components.
  • the adhesive layer 15 may go through a semi-cured (B stage) state, and may be in a completely cured (C stage) state after curing.
  • Thermosetting resin Component (A) may contain an epoxy resin, or may consist of one or more epoxy resins, from the viewpoint of adhesiveness.
  • the adhesive layer 15 contains, as the (A) component, for example, an epoxy resin having a fluorene skeleton (hereinafter sometimes referred to as "(A1) component").
  • the (A1) component is, for example, a compound having a fluorene skeleton and an epoxy group in its molecule.
  • Component (A1) can be used without any particular limitation as long as it is a compound that satisfies these conditions.
  • the adhesive layer 15 can be excellent in the splitting property by cooling expansion and also in the adhesiveness to the wafer. The inventors of the present disclosure consider the reason why such an effect is produced as follows. Since the fluorene skeleton has a rigid and three-dimensionally bulky structure, it is presumed that molecules of other materials can enter the gaps in the structure.
  • the component (A1) is easily mixed with an elastomer (for example, acrylic rubber), and is thought to modify the properties of the elastomer from soft and difficult to cut to hard and easy to cut. Along with this, it is considered that the adhesion to the wafer is also improved by improving the elastic modulus.
  • an elastomer for example, acrylic rubber
  • the (A1) component may be, for example, an epoxy resin represented by the following general formula (X).
  • Z 1 and Z 2 each independently represent a divalent aromatic hydrocarbon group.
  • Z 1 and Z 2 may be the same or different, and may be the same.
  • the divalent aromatic hydrocarbon group includes monocyclic aromatic hydrocarbons (e.g., benzene) or polycyclic aromatic hydrocarbons (e.g., bicyclic aromatic hydrocarbons such as naphthalene and indene).
  • Aromatic hydrocarbons tricyclic aromatic hydrocarbons such as anthracene, phenanthrene, dihydrophenanthrene and fluorene; tetracyclic aromatic hydrocarbons such as benzanthracene, benzophenanthrene, benzofluorene, pyrene and fluoranthene; ) from which two hydrogen atoms directly bonded to the carbon atoms constituting the ring are removed.
  • a divalent aromatic hydrocarbon group is a group obtained by removing two hydrogen atoms directly bonded to carbon atoms constituting a ring from an aromatic hydrocarbon formed by connecting a plurality of these aromatic hydrocarbons (e.g., biphenyl diyl group, terphenyldiyl group, etc.).
  • the divalent aromatic hydrocarbon group may be a benzenediyl group (phenylene group) or naphthalenediyl (naphthalenylene group).
  • the fluorene skeleton in the epoxy resin represented by formula (X) and the divalent aromatic hydrocarbon groups represented by Z 1 and Z 2 may have a substituent.
  • substituents include alkyl groups such as methyl group, ethyl group and propyl group; cycloalkyl groups such as cyclopentyl group and cyclohexyl group; aryl groups such as phenyl group and naphthyl group; aralkyl groups such as benzyl group; , propionyl group, acyl group such as benzoyl group; alkoxy group such as methoxy group, ethoxy group, propyloxy group, isopropyloxy group; alkoxycarbonyl group such as methoxycarbonyl group, ethoxycarbonyl group; cyano group; carboxyl group; nitro group amino group; substituted amino group (for example, mono- or dialkylamino group); halogen atom such as fluorine atom and chlorine atom
  • R 1A and R 2A each independently represent an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms.
  • R 1A and R 2A may be the same or different, and may be the same.
  • the alkylene group include linear or branched alkylene groups having 1 to 10 carbon atoms such as methylene group, ethylene group, propylene group, trimethylene group, tetramethylene group and hexamethylene group.
  • the alkylene group may be an alkylene group having 2 to 6 carbon atoms, or an alkylene group having 2 or 3 carbon atoms.
  • p1 and p2 each independently represent an integer of 0 or more.
  • p1 and p2 may be the same or different, and may be the same.
  • p1 and p2 may be integers from 0-4 and may be integers from 1-4.
  • R 1B , R 1C , R 1D , R 1E , R 1F , R 2B , R 2C , R 2D , R 2E , and R 2F each independently represent a hydrogen atom or 1 to 1 carbon atoms. 6 alkyl group.
  • R 1B , R 1C , R 1D , R 1E , R 1F , R 2B , R 2C , R 2D , R 2E and R 2F may be the same or different.
  • alkyl groups having 1 to 6 carbon atoms include methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, butyl group, isobutyl group, s-butyl group, t-butyl group, pentyl group and hexyl group. be done.
  • R 1B , R 1C , R 1D , R 1E , R 1F , R 2B , R 2C , R 2D , R 2E and R 2F may be a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, hydrogen It may be an atom.
  • epoxy resin represented by the general formula (X) examples include, for example, PG-100, EG-200, and CG-500 (trade names, all manufactured by Osaka Gas Chemicals Co., Ltd.).
  • the epoxy equivalent of component (A1) is not particularly limited, but may be 80-600 g/eq, 100-500 g/eq, or 200-400 g/eq. When the epoxy equivalent of component (A1) is in this range, better reactivity and fluidity tend to be obtained.
  • the content of component (A1) may be 40 to 100% by mass based on the total mass of component (A). When the content of component (A1) is within such a range, the effects of the present disclosure tend to be exhibited more remarkably.
  • the content of component (A1) may be 50% by mass or more, 60% by mass or more, 70% by mass or more, or 80% by mass or more based on the total mass of component (A).
  • the content of component (A1) may be 1% by mass or more, 3% by mass or more, or 5% by mass or more, based on the total mass of the adhesive layer 15, and may be 30% by mass or less, 20% by mass or less, Or it may be 15% by mass or less.
  • the content of the component (A1) is 1% by mass or more based on the total mass of the adhesive layer 15, the elastic modulus after curing tends to be more excellent.
  • the content of the component (A1) is 30% by mass or less based on the total mass of the adhesive layer 15, the flexibility before curing tends to be excellent.
  • the (A) component may further contain, in addition to the (A1) component, an epoxy resin having no fluorene skeleton in the molecule (hereinafter sometimes referred to as "(A2) component").
  • the (A2) component includes, for example, bisphenol A type epoxy resin; bisphenol F type epoxy resin; bisphenol S type epoxy resin; phenol novolak type epoxy resin; cresol novolak type epoxy resin; Novolac type epoxy resin; stilbene type epoxy resin; triazine skeleton-containing epoxy resin; triphenolmethane type epoxy resin; biphenyl type epoxy resin; xylylene type epoxy resin; and polycyclic aromatic diglycidyl ether compounds such as Among these, the (A2) component may contain a cresol novolac type epoxy resin.
  • the epoxy equivalent of component (A2) is not particularly limited, but may be 80-600 g/eq, 100-500 g/eq, or 200-400 g/eq. When the epoxy equivalent of component (A1) is in this range, better reactivity and fluidity tend to be obtained.
  • the content of component (A2) may be 0 to 60% by mass based on the total mass of component (A).
  • the content of component (A2) may be 50% by mass or less, 40% by mass or less, 30% by mass or less, or 20% by mass or less based on the total mass of component (A).
  • the content of component (A) may be 1% by mass or more, 3% by mass or more, or 5% by mass or more, based on the total mass of the adhesive layer 15, and may be 30% by mass or less, 20% by mass or less, Or it may be 15% by mass or less.
  • the content of the component (A) is 1% by mass or more based on the total mass of the adhesive layer 15, the elastic modulus after curing tends to be more excellent.
  • the content of the component (A) is 30% by mass or less based on the total mass of the adhesive layer 15, the flexibility before curing tends to be excellent.
  • component (B) Component: Curing Agent Any commonly used curing agent for component (A) can be used.
  • component (A) contains an epoxy resin (consisting of one or more epoxy resins)
  • component (B) includes, for example, phenolic resins, ester compounds, aromatic amines, aliphatic amines, acid anhydrides. etc.
  • the component (B) may be a phenol resin.
  • Phenolic resins can be used without any particular restrictions as long as they have a phenolic hydroxyl group in the molecule.
  • phenolic resins include phenols such as phenol, cresol, resorcinol, catechol, bisphenol A, bisphenol F, phenylphenol and aminophenol, and/or naphthols such as ⁇ -naphthol, ⁇ -naphthol and dihydroxynaphthalene, and formaldehyde.
  • Novolac-type phenol resin obtained by condensation or co-condensation of a compound having an aldehyde group in the presence of an acidic catalyst, allylated bisphenol A, allylated bisphenol F, allylated naphthalene diol, phenol novolac, phenols such as phenol and /
  • phenol aralkyl resins synthesized from naphthols and dimethoxyparaxylene or bis(methoxymethyl)biphenyl, naphthol aralkyl resins, biphenyl aralkyl phenol resins, phenyl aralkyl phenol resins, and the like can be mentioned.
  • the hydroxyl equivalent of the phenolic resin may be 70 g/eq or more or 70 to 300 g/eq.
  • the storage elastic modulus tends to be further improved, and when it is 300 g/eq or less, it is possible to prevent problems due to foaming, outgassing, and the like.
  • the softening point of the phenolic resin may be 90°C or higher, 95°C or higher, 100°C or higher, 105°C or higher, 110°C or higher, or 115°C or higher.
  • the upper limit of the softening point of the phenolic resin may be, for example, 200°C or less.
  • the softening point means a value measured by the ring and ball method according to JIS K7234.
  • component (B) may be 1% by mass or more, 2% by mass or more, or 3% by mass or more, based on the total mass of the adhesive layer 15, and may be 20% by mass or less, 15% by mass or less, Alternatively, it may be 10% by mass or less.
  • the ratio of the epoxy equivalent of the epoxy resin to the hydroxyl equivalent of the phenolic resin is From the viewpoint of curability, 0.30/0.70 to 0.70/0.30, 0.35/0.65 to 0.65/0.35, 0.40/0.60 to 0.60/ 0.40, or 0.45/0.55 to 0.55/0.45.
  • the corresponding weight ratio is 0.30/0.70 or more (the epoxy equivalent of the epoxy resin is 0.30 or more)
  • more sufficient curability tends to be obtained.
  • the corresponding weight ratio is 0.70/0.30 or less (the epoxy equivalent of the epoxy resin is 0.70 or less) it is possible to prevent the viscosity from becoming too high and obtain more sufficient fluidity. can be done.
  • the total content of components (A) and (B) may be 1% by mass or more, 5% by mass or more, or 10% by mass or more based on the total mass of the adhesive layer 15 .
  • the total content of components (A) and (B) is 40% by mass or less, 30% by mass or less, or 20% by mass or less based on the total mass of the adhesive layer 15 from the viewpoint of handling. you can
  • component (C) Elastomer
  • component (C) include acrylic resins, polyester resins, polyamide resins, polyimide resins, silicone resins, and butadiene resins; modified products of these resins. You may use these individually by 1 type or in combination of 2 or more types.
  • the component (C) is derived from a (meth)acrylic acid ester because it has few ionic impurities and is excellent in heat resistance, it is easy to ensure the connection reliability of the semiconductor device, and it is excellent in fluidity. It may be an acrylic resin (acrylic rubber) having structural units as a main component.
  • the content of structural units derived from (meth)acrylic acid ester in component (C) may be, for example, 70% by mass or more, 80% by mass or more, or 90% by mass or more based on the total amount of structural units.
  • the acrylic resin (acrylic rubber) may contain structural units derived from a (meth)acrylic acid ester having a crosslinkable functional group such as an epoxy group, an alcoholic or phenolic hydroxyl group, or a carboxyl group.
  • the glass transition temperature (Tg) of component (C) may be 5°C or higher, or 10°C or higher.
  • Tg of component (C) is 5° C. or higher, the adhesiveness of the adhesive layer 15 can be further improved, and furthermore, the flexibility of the adhesive layer 15 can be prevented from becoming too high. There is a tendency. This makes it easier to cut the adhesive layer 15 during wafer dicing, making it possible to prevent the occurrence of burrs.
  • the upper limit of Tg of component (C) is not particularly limited, but may be, for example, 55°C or lower, 50°C or lower, 45°C or lower, 40°C or lower, 35°C or lower, 30°C or lower, or 25°C or lower.
  • the glass transition temperature (Tg) means a value measured using a DSC (differential scanning calorimeter) (for example, Thermo Plus 2 manufactured by Rigaku Corporation).
  • the Tg of the component (C) is the type and content of structural units that constitute the component (C) (structural units derived from (meth)acrylic acid esters when the component (C) is an acrylic resin (acrylic rubber)). can be adjusted to a desired range by adjusting .
  • the weight average molecular weight (Mw) of component (C) may be 100,000 or more, 300,000 or more, or 500,000 or more, and may be 3 million or less, 2 million or less, or 1 million or less.
  • Mw means a value measured by gel permeation chromatography (GPC) and converted using a standard polystyrene calibration curve.
  • component (C) Commercially available products of component (C) include SG-P3, SG-80H (both manufactured by Nagase ChemteX Corporation), KH-CT-865 (manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.), and the like.
  • the content of component (C) may be 30% by mass or more, 40% by mass or more, or 45% by mass or more based on the total mass of the adhesive layer 15 . When the content of the component (C) is in such a range, it tends to be more excellent in thin film coatability.
  • the content of component (C) may be 80% by mass or less, 70% by mass or less, or 65% by mass or less based on the total mass of the adhesive layer 15 . When the content of component (C) is in this range, the content of components (A) and (B) can be sufficiently ensured, and other properties tend to be compatible.
  • Component (D) Inorganic filler
  • component (D) include aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, calcium carbonate, magnesium carbonate, calcium silicate, magnesium silicate, calcium oxide, magnesium oxide, aluminum oxide, aluminum nitride, Examples include aluminum borate whiskers, boron nitride, and silica. You may use these individually by 1 type or in combination of 2 or more types.
  • the component (D) may be silica from the viewpoint of adjusting the melt viscosity.
  • the shape of component (D) is not particularly limited, but may be spherical.
  • the average particle size of component (D) may be 0.7 ⁇ m or less, 0.6 ⁇ m or less, or 0.5 ⁇ m or less from the viewpoint of fluidity and storage modulus.
  • the average particle size of component (D) may be, for example, 0.01 ⁇ m or more.
  • the average particle diameter means a value obtained by converting from the BET specific surface area.
  • the content of component (D) may be 60% by mass or less, 50% by mass or less, or 45% by mass or less based on the total mass of the adhesive layer 15 . When the content of the component (D) is in this range, it tends to be more excellent in thin film coatability.
  • the content of component (D) may be 10% by mass or more, 15% by mass or more, or 20% by mass or more based on the total mass of the adhesive layer 15 .
  • the (E) component may be a silane coupling agent.
  • Silane coupling agents include, for example, ⁇ -ureidopropyltriethoxysilane, ⁇ -mercaptopropyltrimethoxysilane, 3-phenylaminopropyltrimethoxysilane, 3-(2-aminoethyl)aminopropyltrimethoxysilane, and the like. be done.
  • Component (F) Curing Accelerator
  • component (F) include imidazoles and their derivatives, organic phosphorus compounds, secondary amines, tertiary amines, and quaternary ammonium salts. You may use these individually by 1 type or in combination of 2 or more types. Among these, imidazoles and derivatives thereof may be used as the component (F) from the viewpoint of reactivity.
  • imidazoles examples include 2-methylimidazole, 1-benzyl-2-methylimidazole, 1-cyanoethyl-2-phenylimidazole, 1-cyanoethyl-2-methylimidazole and the like. You may use these individually by 1 type or in combination of 2 or more types.
  • the adhesive layer 15 may further contain other components.
  • Other components include, for example, pigments, ion trapping agents, antioxidants, and the like.
  • the total content of component (E), component (F), and other components is 0.1% by mass or more, 0.3% by mass or more, or 0.5% by mass, based on the total mass of the adhesive layer 15. It may be at least 20% by mass, 10% by mass or less, or 5% by mass or less.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing the semiconductor device according to this embodiment.
  • the semiconductor device 50 shown in this figure includes a substrate 30, four chips C1, C2, C3, and C4 stacked on the surface of the substrate 30, electrodes (not shown) on the surface of the substrate 30, and four chips C1. , C2, C3, and C4, and a sealing layer 35 for sealing them.
  • the substrate 30 is, for example, an organic substrate, and may be a metal substrate such as a lead frame. From the viewpoint of suppressing warping of the semiconductor device 50, the thickness of the substrate 30 is, for example, 70 to 140 ⁇ m, and may be 80 to 100 ⁇ m.
  • the four chips C1, C2, C3, C4 are laminated via the cured adhesive piece 15c 15c.
  • the shapes of the chips C1, C2, C3, and C4 in plan view are, for example, squares or rectangles.
  • the area of the chips C1, C2, C3, C4 in plan view is 30 to 250 mm 2 , and may be 40 to 200 mm 2 or 50 to 150 mm 2 .
  • the length of one side of the chips C1, C2, C3, C4 in plan view is, for example, 6.0 mm or more, and may be 7.0 to 18 mm or 8.0 to 15 mm.
  • the thickness of the chips C1, C2, C3, C4 is, for example, 10-150 ⁇ m, and may be 20-80 ⁇ m.
  • the four chips C1, C2, C3, and C4 may have the same side length or may have different lengths, and the thickness may also be the same. Also, the four chips C1, C2, C3, and C4 may be relatively small in size. That is, the area of the chips C1, C2, C3, C4 may be less than 30 mm 2 , for example 0.1-20 mm 2 or 1-15 mm 2 .
  • FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing an example of a chip with adhesive pieces.
  • a chip 25 with an adhesive piece shown in FIG. 4 is composed of an adhesive piece 15p and a chip C.
  • adhesive strip 15p and chip C1 are substantially the same size. The same applies to the adhesive piece 15p and chips C2, C3 and C4.
  • a protective film also called a BG tape
  • a protective film is attached to the circuit surface Wa of the wafer W.
  • a wafer W is irradiated with a laser to form a plurality of scheduled cutting lines L (stealth dicing).
  • the wafer W is subjected to back grinding and polishing as required.
  • stealth dicing by laser is exemplified here, the wafer W may be half-cut by a blade instead of this.
  • Half-cut means forming a cut corresponding to the line L for cutting of the wafer W instead of cutting the wafer W.
  • the wafer W may be monocrystalline silicon, polycrystalline silicon, various ceramics, or compound semiconductors such as gallium arsenide.
  • the film 20 is attached to the back surface Wb of the wafer W so that the adhesive layer 15 is in contact with it. Also, a dicing ring DR is attached to the peripheral portion 13 a of the adhesive layer 13 .
  • the wafer W and the adhesive layer 15 are singulated by cooling expansion under temperature conditions of 0 to -15°C. That is, as shown in FIG. 5B, tension is applied to the base film 11 by pushing up the inner region 11a of the dicing ring DR in the base film 11 with the ring Ra.
  • the wafer W is cut along the planned cutting lines L, and the adhesive layer 15 is accordingly cut into adhesive pieces 15p.
  • a plurality of chips 25 with adhesive strips are obtained on the surface of the adhesive layer 13 .
  • the chip 25 with adhesive piece is composed of a chip C and an adhesive piece 15p.
  • FIG. 6A is a cross-sectional view schematically showing how the inner region 11a is heated by the blow of the heater H.
  • FIG. 6A By applying tension to the base film 11 by annularly contracting the inner region 11a, the distance between adjacent chips 25 with adhesive strips can be widened. As a result, the occurrence of pick-up errors can be further suppressed, and the visibility of the adhesive piece-attached chip 25 in the pick-up process can be improved.
  • the adhesive strength of the adhesive layer 13 is reduced by irradiation with activation energy (for example, ultraviolet UV).
  • activation energy for example, ultraviolet UV
  • the dose of active energy rays to the adhesive layer 13 is, for example, 10 to 1000 mJ/cm 2 , and may be 100 to 700 mJ/cm 2 or 200 to 500 mJ/cm 2 .
  • the tip 25 with adhesive strips is pushed up by a push-up jig 42 to separate the tip 25 with adhesive strips from the adhesive layer 13, and the tip 25 with adhesive strips is lifted by the suction collet 44. aspirate and pick up.
  • the first-stage chip C1 is crimped onto the surface of the substrate 30. Then, as shown in FIG. That is, the chip C1 is pressure-bonded to a predetermined position on the substrate 30 via the adhesive strips 15p of the chip 25 with adhesive strips.
  • This pressure-bonding treatment is preferably performed, for example, under conditions of 80 to 180° C. and 0.01 to 0.50 MPa for 0.5 to 3.0 seconds.
  • the adhesive piece 15p is then cured by heating. This curing treatment is preferably carried out, for example, under conditions of 60 to 175° C. and 0.01 to 1.0 MPa for 5 minutes or more. As a result, the adhesive piece 15p is cured to become a cured product 15c. From the viewpoint of reducing voids, the curing treatment of the adhesive piece 15p may be performed under a pressurized atmosphere.
  • the second stage chip C2 is placed on the surface of the chip C1. Furthermore, the structure 40 shown in FIG. 7(b) is produced by placing the chips C3 and C4 in the third and fourth stages. The semiconductor device 50 shown in FIG. is completed.
  • the present invention is not limited to the above embodiments.
  • the wafer W is diced by stealth dicing, but the wafer W may be diced using a blade.
  • (A) component epoxy resin (A1) component: epoxy resin having a fluorene skeleton (A1-1) PG-100 (trade name, manufactured by Osaka Gas Chemicals Co., Ltd., epoxy resin having a fluorene skeleton, epoxy equivalent: 260 g / eq ) (A1-2) CG-500 (trade name, manufactured by Osaka Gas Chemicals Co., Ltd., epoxy resin having a fluorene skeleton, epoxy equivalent: 310 g/eq) (A2) Component: Epoxy resin having no fluorene skeleton (A2-1) N-500P-10 (trade name, manufactured by DIC Corporation, o-cresol novolac type epoxy resin, epoxy equivalent: 204 g/eq) (A2-2) EXA-830CRP (trade name, manufactured by Nippon Steel & Sumikin Chemical Co., Ltd., bisphenol F type epoxy resin, epoxy equivalent: 159 g / eq)
  • Component (C) Elastomer (C-1) Acrylic rubber obtained by changing some of the structural units of acrylic rubber in methyl ethyl ketone solution of acrylic rubber (SG-P3 (trade name, manufactured by Nagase ChemteX Corporation). , weight average molecular weight: 800,000, Tg: 12 ° C.)
  • D Component: Inorganic filler (D-1) R972 (trade name, manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd., silica particles, average particle size: 0.016 ⁇ m) (D-2) SC2050-HLG (trade name, Admatechs Co., Ltd., silica filler dispersion, average particle size: 0.50 ⁇ m) (D-3) Prototype silica filler (prototype, Admatechs Co., Ltd., silica filler dispersion, average particle size: 0.2 ⁇ m)
  • E Component: Coupling agent (E-1) Y-9669 (trade name, manufactured by Momentive Performance Materials Japan, 3-phenylaminopropyltrimethoxysilane) (E-2) A-189 (trade name, manufactured by Nihon Unicar Co., Ltd., ⁇ -mercaptopropyltrimethoxysilane) (E-3) Z-6119 (trade name, manufactured by Dow Corning Toray Co., Ltd., ureidopropyltriethoxysilane)
  • Curing accelerator (F-1) 2PZ-CN (trade name, manufactured by Shikoku Kasei Kogyo Co., Ltd., 1-cyanoethyl-2-phenylimidazole)
  • the produced adhesive varnish was filtered through a 100-mesh filter and vacuum defoamed.
  • a release-treated polyethylene terephthalate (PET) film having a thickness of 38 ⁇ m was prepared as a support film, and an adhesive varnish after vacuum defoaming was applied onto the PET film.
  • the applied adhesive varnish is dried by heating in two stages of 90° C. for 5 minutes and then 130° C. for 5 minutes, and the adhesive films of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2 in the B stage state (thickness : 10 ⁇ m).
  • the acrylic copolymer obtained in this way a polyisocyanate compound (manufactured by Nippon Polyurethane Co., Ltd., trade name: Coronate L) as a curing agent, 8.0 parts by mass in terms of solid content, and 1- as a photopolymerization initiator. 0.5 parts by mass of hydroxycyclohexylphenyl ketone was mixed to prepare a radiation-curable adhesive solution. Next, the radiation-curable pressure-sensitive adhesive solution obtained as described above was applied onto a release film made of polyethylene terephthalate (thickness: 38 ⁇ m) and dried so that the thickness after drying would be 10 ⁇ m.
  • an ionomer resin film (Himilan 1855, thickness 90 ⁇ m) in which intermolecular ethylene-methacrylic acid copolymers were crosslinked with metal ions and one side of which was subjected to corona discharge treatment was attached to the pressure-sensitive adhesive layer.
  • the bonded sample was aged in a constant temperature bath at 40° C. for 72 hours to prepare a dicing film.
  • a sample for conducting the tack test was prepared by the following procedure. (1) The adhesive force of the dicing film was reduced by irradiating ultraviolet rays from the dicing film side of the integrated dicing and die bonding film. The ultraviolet irradiation conditions were as follows. ⁇ Intensity of ultraviolet rays: 100 mW/cm 2 ⁇ Ultraviolet irradiation amount: 150 mJ/cm 2 (2) A dicing/die bonding integrated film was laminated on the polyimide film so that the adhesive film was in contact with the surface of the polyimide film. The following was used as a polyimide film. The lamination conditions were as follows.
  • the adhesive films according to Examples 1 and 2 both satisfy Conditions 1 and 2 and are judged to be good.
  • the adhesive film according to Comparative Example 1 does not satisfy both Conditions 1 and 2.
  • the adhesive film according to Comparative Example 2 satisfies Condition 1, it does not satisfy Condition 2.
  • a structure with the configuration shown in FIG. 9 was made using chips with eight adhesive strips.
  • a structure 90 in FIG. 9 is composed of a substrate 30, a silicon spacer 32, and eight stages of chips S1 to S8 with adhesive strips. Two structures were produced under the following two pressure bonding conditions for chips with adhesive strips. ⁇ 120°C/15N/1 sec ⁇ 120°C/7.5N/1 sec
  • Example 2 and Comparative Examples 1 and 2 were produced in the same manner as described above, except that the dicing/die bonding integrated films according to Example 2 and Comparative Examples 1 and 2 were used.
  • the separation distance D shown in FIG. 9 was measured in order to evaluate the adhesive strength of the chip S1 with the first adhesive piece to the surface of the silicon spacer. Table 3 shows the results.

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Abstract

半導体装置の製造プロセスにおいて使用される接着フィルムの評価方法であって、加熱されたプローブでタック試験を行う工程を含み、評価対象の接着フィルムの厚さが20μm以下である、接着フィルムの評価方法。このタック試験は、例えば、接着フィルムの試料を支持するステージと、ステージに対して上下方向に移動自在であり且つ温度設定が可能なプローブとを備える装置を使用し、ステージと試料の間にポリイミドフィルムを介在させた状態で行われる。

Description

接着フィルム及びその評価方法、並びに、半導体装置の製造方法及びダイシング・ダイボンディング一体型フィルム
 本開示は、半導体装置の製造プロセスにおいて使用される接着フィルム及びその評価方法、並びに、半導体装置の製造方法及びダイシング・ダイボンディング一体型フィルムに関する。
 従来、半導体装置は以下の工程を経て製造される。まず、ダイシング用粘着シートに半導体ウェハを貼り付け、その状態で半導体ウェハを半導体チップに個片化する(ダイシング工程)。その後、ピックアップ工程、圧着工程及びダイボンディング工程等が実施される。
 特許文献1は、ダイシング工程において半導体ウェハを固定する機能と、ダイボンディング工程において半導体チップを基板と接着させる機能とを併せ持つダイシングダイボンドフィルムを開示している。ダイシング工程において、半導体ウェハ及び接着剤層を個片化することで、接着剤片付きチップが得られる。
特開2017-216273号公報
 従来、図8に示すように、比較的薄いチップC1~C4を基板30上に接着剤層Aを介して多段に配置した場合、チップC1~C4の反り応力に起因して一段目のチップC1と、二段目のチップC2との間で剥離が生じやすい。特許文献1は、ダイボンドフィルムの熱硬化前の150℃での引張貯蔵弾性率を所定の範囲することによってチップの反りに起因する問題を解決できるとしている。
 しかし、接着フィルム(ダイボンドフィルム)の薄膜化の進展に伴って、半導体製造プロセスにおける種々の課題に従来の指標では対応できないことが増えている。本発明者らの検討によると、接着フィルムの引張貯蔵弾性率、ずり粘度、ダイシェア等の物性は、必ずしもプロセス評価結果との相関が見られない。そこで、本発明者らは、チップの反りに起因する半導体パッケージ内における剥離の発生を抑制するのに有用な接着フィルムの評価方法を新たに開発することにした。
 本開示は、厚さ20μm以下の接着フィルムを評価対象とすることができ且つ半導体装置の製造プロセスにおいてチップの反りに起因する剥離の問題に対処するのに有用な接着フィルムの評価方法を提供する。また、本開示は、上記剥離の発生を十分に抑制できる接着フィルム及びこれを用いた半導体装置の製造方法、並びに、上記接着フィルムを含むダイシング・ダイボンディング一体型フィルムを提供する。
 本開示の一側面は、半導体装置の製造プロセスにおいて使用される接着フィルムの評価方法に関する。この評価方法は、加熱されたプローブでタック試験を行う工程を含み、評価対象の接着フィルムの厚さが20μm以下である。
 本発明者らは、半導体パッケージの断面を電子顕微鏡で観察した結果、半導体パッケージ内において生じる剥離のモードは、主に、接着フィルムの凝集破壊ではなく、接着フィルムとチップの界面における剥離であることを見出した。このことから、本発明者らは、チップを圧着してから短時間のうちに剥離が生じていると推察し、接着フィルムの瞬間的な粘着力(タッキネス)を捉える必要があるとの認識に至った。この認識に基づき、タック試験によって接着フィルムを評価することに想到した。なお、プローブを用いたタック試験はASTM D-2979(Standard Test Method for Pressure-Sensitive Tack of Adhesives Using an Inverted Probe Machine)に記載の方法に準拠して実施することができる。
 上記タック試験は、接着フィルムの試料を支持するステージと、ステージに対して上下方向に移動自在であり且つ温度設定が可能なプローブと備える装置を使用して実施することができる。バラツキの少ないデータを取得する観点から、ステージと試料の間に樹脂フィルムを介在させた状態でタック試験を行うことが好ましい。薄い接着フィルムが評価対象であるため、ステージとプローブの面が厳密に水平でないと、プローブの面が試料を片押しする状態となりやすく、これではバラツキの少ないデータを効率的に取得することが難しい。樹脂フィルムを使用することで、プローブの面が試料を片押しする状態を回避することができる。なお、樹脂フィルムの例として、ポリイミドフィルムが挙げられる。ポリイミドフィルムは、適度な弾性を有するとともに耐熱性を有する。
 上記評価方法の結果と、実際に作製した半導体パッケージにおける剥離の有無の相関から、接着フィルムが以下の条件1,2の両方を満たすとき、当該接着フィルムを良と判定することができる。
(条件1)プローブ温度を100℃に設定したタック試験において、タックが2.5N/5mmφ以上であること。
(条件2)プローブ温度を120℃に設定したタック試験において、タックが2.5N/5mmφ以上であること。
 本開示の一側面は半導体装置の製造方法に関する。この製造方法は、厚さ20μm以下の接着フィルムを含む積層フィルムを準備する工程と、ウェハの表面に接着フィルムが接するように、ウェハに積層フィルムを貼り付ける工程と、ウェハ及び接着フィルムを個片化することによって接着剤片付きチップを作製する工程と、基板又は他のチップの表面上に接着剤片付きチップを接着する工程とを含み、接着フィルムが、上記評価方法において良と判定される接着フィルムである。この方法によれば、内部において剥離が生じにくく、信頼性の高い半導体装置を製造することができる。
 本開示の一側面は半導体装置の製造プロセスにおいて使用される接着フィルムに関する。この接着フィルムは、厚さが20μm以下であり、上記評価方法において良と判定されるものである。本開示の一側面はダイシング・ダイボンディング一体型フィルムに関する。このフィルムは、基材フィルムと、厚さ20μm以下の接着剤層と、粘着剤層とをこの順序で備え、接着剤層が上記評価方法において良と判定される接着フィルムで構成されている。
 本開示によれば、厚さ20μm以下の接着フィルムを評価対象とすることができ且つ半導体装置の製造プロセスにおいて半導体チップの反りに起因する剥離の問題に対処するのに有用な接着フィルムの評価方法が提供される。また、本開示によれば、上記剥離の発生を十分に抑制できる接着フィルム及びこれを用いた半導体装置の製造方法、並びに、上記接着フィルムを含むダイシング・ダイボンディング一体型フィルムが提供される。
図1はタック試験を実施するための装置の一例を模式的に示す断面図である。 図2(a)は、本開示に係るダイシング・ダイボンディング一体型フィルムの一実施形態を模式的に示す平面図であり、図2(b)は、図2(a)のB-B線に沿った模式断面図である。 図3は本開示に係る半導体装置の一実施形態を模式的に示す断面図である。 図4は接着剤片付きチップの一例を模式的に示す断面図である。 図5(a)及び図5(b)は、図4に示す接着剤片付きチップを作製する過程を模式的に示す断面図である。 図6(a)~図6(c)は、図4に示す接着剤片付きチップを作製する過程を模式的に示す断面図である。 図7(a)及び図7(b)は図3に示す半導体装置を製造する過程を模式的に示す断面図である。 図8は一段目のチップと二段目のチップとの間に剥離が生じている構造体を模式的に示す断面図である。 図9は半導体装置の製造プロセスにおける剥離を再現するため、実施例及び比較例において作製した構造体を模式的に示す断面図である。
 以下、図面を参照しながら本開示の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。図面の寸法比率は図示の比率に限られるものではない。本明細書において、(メタ)アクリレートは、アクリレート又はそれに対応するメタクリレートを意味する。(メタ)アクリロイル基、(メタ)アクリル共重合体等の他の類似表現についても同様である。
 本明細書の記載及び請求項において「左」、「右」、「正面」、「裏面」、「上」、「下」、「上方」、「下方」等の用語が利用されている場合、これらは、説明を意図したものであり、必ずしも永久にこの相対位置である、という意味ではない。また、「層」との語は、平面図として観察したときに、全面に形成されている形状の構造に加え、一部に形成されている形状の構造も包含される。「A又はB」とは、AとBのどちらか一方を含んでいればよく、両方とも含んでいてもよい。
 本明細書において「工程」との語は、独立した工程だけではなく、他の工程と明確に区別できない場合であってもその工程の所期の作用が達成されれば、本用語に含まれる。また、「~」を用いて示された数値範囲は、「~」の前後に記載される数値をそれぞれ最小値及び最大値として含む範囲を示す。
 本明細書において組成物中の各成分の含有量は、組成物中に各成分に該当する物質が複数存在する場合、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数の物質の合計量を意味する。また、例示材料は特に断らない限り単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。また、本明細書中に段階的に記載されている数値範囲において、ある段階の数値範囲の上限値又は下限値は、他の段階の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよい。また、本明細書中に記載されている数値範囲において、その数値範囲の上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。
<接着フィルムの評価方法>
 本実施形態に係る接着フィルムの評価方法は、加熱されたプローブでタック試験を行う工程を含む。評価対象の接着フィルムは、半導体装置の製造プロセスにおいて使用されるものである。接着フィルムの厚さは20μm以下であり、18μm以下、15μm以下、12μm以下、又は10μm以下であってもよい。接着フィルムの厚さの下限は、特に制限されないが、例えば、1μm又は5μmであってよい。接着フィルムの厚さが20μm以下であることで半導体装置の薄化型を実現でき、他方、1μm以上であることで十分な接着強度を確保しやすい。
 図1はタック試験を実施するための装置の一例を模式的に示す断面図である。この図に示す装置10は、ステージ1と、プローブ2と、押さえ治具3とを備える。ステージ1上の試料S(接着フィルム)にプローブ2を押し付け、引き離す過程での粘着力を測定する。プローブ2は、ステージ1に対して上下方向に移動自在であり且つ温度設定が可能である。プローブ2の先端部はステンレス鋼製であり、円柱状の形状を有する。プローブ2の先端面は十分に平坦であり且つ平滑である。押さえ治具3は、ステージ上の試料Sがプローブ2に貼り付いて上方に移動しないように試料Sを押さえるためのものである。プローブ2に加わる荷重を電気信号に変換することで、試料の粘着力のデータを得ることができる。タック試験は、市販の装置(例えば、タッキング試験機TAC1000(商品名)、株式会社レスカ製)を使用して実施することができる。
 タック試験の条件は以下の範囲とすればよい。
・ステージ1の温度:20~25℃(室温)
・プローブ2の温度:80~140℃
・プローブ2の進入速度:0.5~2.0mm/秒
・加圧力:0.05~0.2MPa
・加圧時間:0.5~5秒
・プローブ2の引き離し速度:0.5~5.0mm/秒
 バラツキの少ないデータを取得する観点から、図1に示すように、ステージ1と試料Sの間にポリイミドフィルム5(樹脂フィルム)を介在させた状態でタック試験を行うことが好ましい。ポリイミドフィルム5の厚さは、例えば、50~200μm又は100~150μmであればよい。ポリイミドフィルム5の引張弾性率は、例えば、2.5~4.5GPaである。この引張弾性率はASTM D-882に記載の方法に準拠して測定される値を意味する。ポリイミドフィルム5の耐熱温度は、例えば、250~320℃である。なお、ここではポリイミドフィルム5を使用する場合を例示したが、他の樹脂フィルムを使用してもよい。樹脂フィルムはポリイミドフィルムと同程度の弾性と、プローブ設定温度以上の耐熱性を有するものであればよく、その具体例として、アラミドフィルム、ポリフェニレンサルファイドフィルム、ポリエチレンナフタレートフィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム等が挙げられる。
 タック試験による評価方法の結果と、実際に作製した半導体パッケージにおける剥離の有無の相関から、接着フィルムが以下の条件1,2の両方を満たすとき、当該接着フィルムを良と判定することができる。
(条件1)プローブ温度を100℃に設定したタック試験において、タックが2.5N/5mmφ以上であること。
(条件2)プローブ温度を120℃に設定したタック試験において、タックが2.5N/5mmφ以上であること。
 接着フィルムが条件1,2を満たすか否かを判断する場合、タック試験は以下の条件で実施される。
・ステージ1の温度:25℃
・プローブ2の温度:100℃又は120℃
・プローブ2の進入速度:1.0mm/秒
・加圧力:0.1MPa
・加圧時間:1.0秒
・プローブ2の引き離し速度:1.0mm/秒
・プローブ2の先端面:直径5mmの円形
 プローブ温度を100℃に設定したタック試験において、上記のとおり、タックは2.5N/5mmφ以上(条件1)であるが、この値は3.0N/5mmφ以上であってもよい。この値の上限値は、例えば、6.0N/5mmφである。プローブ温度を120℃に設定したタック試験において、上記のとおり、タックは2.5N/5mmφ以上(条件2)であるが、この値は3.0N/5mmφ以上であってもよい。この値の上限値は、例えば、6.0N/5mmφである。
<ダイシング・ダイボンディング一体型フィルム>
 条件1,2の両方を満たす接着剤フィルムは、ダイシング・ダイボンディング一体型フィルムの接着剤層に適用し得る。図2(a)は、本実施形態に係るダイシング・ダイボンディング一体型フィルムを模式的に示す平面図であり、図2(b)は、図2(a)のB-B線に沿った模式断面図である。ダイシング・ダイボンディング一体型フィルム20(以下、場合により、単に「フィルム20」と言う。)は、基材フィルム11と、粘着剤層13と、接着剤層15とをこの順序で備える。接着剤層15が上記条件1,2の両方を満たす接着剤フィルムからなる。本実施形態においては、正方形の基材フィルム11の上に、粘着剤層13及び接着剤層15の積層体が一つ形成された態様を例示したが、基材フィルム11が所定の長さ(例えば、100m以上)を有し、その長手方向に並ぶように、粘着剤層13及び接着剤層15の積層体が所定の間隔で配置された態様であってもよい。
 基材フィルム11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が挙げられる。基材フィルム11には、必要に応じて、プライマー塗布、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施されていてもよい。
 粘着剤層13は、基材フィルム11と対面する第1の面F1及びその反対側の第2の面F2を有する。粘着剤層13は、例えば、適度な粘着力を有する樹脂組成物を含む塗液を上記プラスチックフィルムの表面に塗工する工程を経て形成される。粘着剤層13は、例えば、紫外線が照射されることによって粘着力が低下する性質を有するものであってもよい。
 接着剤層15は、粘着剤層13の第2の面F2の中央部を覆うように設けられている。上述のとおり、接着剤層15は、条件1,2の両方を満たす接着剤フィルム(フィルム状接着剤)からなる。接着剤層15は、熱硬化性樹脂組成物からなり且つ優れた粘着力(タッキネス)を有する。接着剤層15を使用して半導体装置を作製することで、半導体装置内において、チップの反りに起因する剥離を十分に抑制することができる。
 接着剤層15は、例えば、熱硬化性樹脂(以下、「(A)成分」という場合がある。)と、硬化剤(以下、「(B)成分」という場合がある。)と、エラストマー(以下、「(C)成分」という場合がある。)とを含有する。接着剤層15は、(A)成分、(B)成分、及び(C)成分に加えて、無機フィラー(以下、「(D)成分」という場合がある。)、カップリング剤(以下、「(E)成分」という場合がある。)、硬化促進剤(以下、「(F)成分」という場合がある。)、その他の成分等を更に含有していてもよい。接着剤層15は、半硬化(Bステージ)状態を経て、硬化処理後に完全硬化(Cステージ)状態となり得るものであってよい。
(A)成分:熱硬化性樹脂
 (A)成分は、接着性の観点から、エポキシ樹脂を含んでいてもよく、1種又は2種以上のエポキシ樹脂からなるものであってもよい。接着剤層15は、(A)成分として、例えば、フルオレン骨格を有するエポキシ樹脂(以下、「(A1)成分」という場合がある。)を含む。
 (A1)成分は、例えば、分子内にフルオレン骨格を有し且つエポキシ基を有する化合物である。(A1)成分は、このような条件を満たす化合物であれば、特に制限なく用いることができる。熱硬化性樹脂として(A1)成分を含むことによって、接着剤層15は、冷却エキスパンドによる分断性に優れるとともに、ウェハとの接着性にも優れるものとなり得る。このような効果を奏する理由を本開示の発明者らは、以下のように考えている。フルオレン骨格は、剛直で、且つ立体的にかさ高い構造をしているため、構造の隙間に他材料の分子が入り込むことが可能であると推察される。そのため、(A1)成分は、エラストマー(例えば、アクリルゴム)と混和しやすく、当該エラストマーの性質を柔軟で切断され難いものから硬く切断されやすいものに改質すると考えられる。これに伴い、弾性率が向上することによってウェハとの接着性も向上すると考えられる。
 (A1)成分は、例えば、下記一般式(X)で表されるエポキシ樹脂であってよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
 式(X)中、Z及びZは、それぞれ独立に、2価の芳香族炭化水素基を示す。Z及びZは、同一であっても異なっていてもよいが、同一であってよい。2価の芳香族炭化水素基は、単環式の芳香族炭化水素(例えば、ベンゼンが挙げられる。)、又は、多環式の芳香族炭化水素(例えば、ナフタレン、インデン等の2環式の芳香族炭化水素;アントラセン、フェナントレン、ジヒドロフェナントレン、フルオレン等の3環式の芳香族炭化水素;ベンゾアントラセン、ベンゾフェナントレン、ベンゾフルオレン、ピレン、フルオランテン等の4環式の芳香族炭化水素などが挙げられる。)から、環を構成する炭素原子に直接結合する水素原子2個を除いた基が挙げられる。2価の芳香族炭化水素基は、これらの芳香族炭化水素が複数連結してなる芳香族炭化水素から、環を構成する炭素原子に直接結合する水素原子2個を除いた基(例えば、ビフェニルジイル基、ターフェニルジイル基等)が含まれる。2価の芳香族炭化水素基は、ベンゼンジイル基(フェニレン基)又はナフタレンジイル(ナフタレニレン基)であってよい。
 式(X)で表されるエポキシ樹脂におけるフルオレン骨格、並びにZ及びZで示される2価の芳香族炭化水素基は、置換基を有していてもよい。置換基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基等のアルキル基;シクロペンチル基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基;フェニル基、ナフチル基等のアリール基;ベンジル基等のアラルキル基;アセチル基、プロピオニル基、ベンゾイル基等のアシル基;メトキシ基、エトキシ基、プロピルオキシ基、イソプロピルオキシ基等のアルコキシ基;メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基等のアルコキシカルボニル基;シアノ基;カルボキシル基;ニトロ基;アミノ基;置換アミノ基(例えば、モノ又はジアルキルアミノ基等);フッ素原子、塩素原子等のハロゲン原子などが挙げられる。
 式(X)中、R1A及びR2Aは、それぞれ独立に、炭素原子数1~10のアルキレン基を示す。R1A及びR2Aは、同一であっても異なっていてもよいが、同一であってよい。アルキレン基としては、例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、ヘキサメチレン基等の炭素数1~10の直鎖又は分岐鎖状のアルキレン基等が挙げられる。アルキレン基は、炭素原子数2~6のアルキレン基であってよく、炭素原子数2又は3のアルキレン基であってもよい。
 式(X)中、p1及びp2は、それぞれ独立に、0以上の整数を示す。p1及びp2は、同一であっても異なっていてもよいが、同一であってよい。p1及びp2は、0~4の整数であってよく、1~4の整数であってよい。
 式(X)中、R1B、R1C、R1D、R1E、R1F、R2B、R2C、R2D、R2E、及びR2Fは、それぞれ独立に、水素原子又は炭素原子数1~6のアルキル基を示す。R1B、R1C、R1D、R1E、R1F、R2B、R2C、R2D、R2E、及びR2Fは、同一であっても異なっていてもよい。炭素原子数1~6のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、s-ブチル基、t-ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基等が挙げられる。R1B、R1C、R1D、R1E、R1F、R2B、R2C、R2D、R2E、及びR2Fは、水素原子又は炭素原子数1~3のアルキル基であってよく、水素原子であってもよい。
 一般式(X)で表されるエポキシ樹脂の市販品としては、例えば、PG-100、EG-200、CG-500(商品名、いずれも大阪ガスケミカル株式会社製)等が挙げられる。
 (A1)成分のエポキシ当量は、特に制限されないが、80~600g/eq、100~500g/eq、又は200~400g/eqであってよい。(A1)成分のエポキシ当量がこのような範囲にあると、より良好な反応性及び流動性が得られる傾向にある。
 (A1)成分の含有量は、(A)成分の全質量を基準として、40~100質量%であってよい。(A1)成分の含有量がこのような範囲にあると、本開示の効果がより顕著に奏される傾向にある。(A1)成分の含有量は、(A)成分の全質量を基準として、50質量%以上、60質量%以上、70質量%以上、又は80質量%以上であってよい。
 (A1)成分の含有量は、接着剤層15の全質量を基準として、1質量%以上、3質量%以上、又は5質量%以上であってよく、30質量%以下、20質量%以下、又は15質量%以下であってよい。(A1)成分の含有量が、接着剤層15の全質量を基準として、1質量%以上であると、硬化後の弾性率により優れる傾向にある。(A1)成分の含有量が、接着剤層15の全質量を基準として、30質量%以下であると、硬化前の柔軟性により優れる傾向にある。
 (A)成分は、(A1)成分に加えて、分子内にフルオレン骨格を有しないエポキシ樹脂(以下、「(A2)成分」という場合がある。)を更に含んでいてもよい。(A2)成分としては、例えば、例えば、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S型エポキシ樹脂;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;ビスフェノールAノボラック型エポキシ樹脂;ビスフェノールFノボラック型エポキシ樹脂;スチルベン型エポキシ樹脂;トリアジン骨格含有エポキシ樹脂;トリフェノールメタン型エポキシ樹脂;ビフェニル型エポキシ樹脂;キシリレン型エポキシ樹脂;ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂;ナフタレン型エポキシ樹脂;多官能フェノール類、アントラセン等の多環芳香族類のジグリシジルエーテル化合物などが挙げられる。これらの中でも、(A2)成分は、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂を含んでいてもよい。
 (A2)成分のエポキシ当量は、特に制限されないが、80~600g/eq、100~500g/eq、又は200~400g/eqであってよい。(A1)成分のエポキシ当量がこのような範囲にあると、より良好な反応性及び流動性が得られる傾向にある。
 (A2)成分の含有量は、(A)成分の全質量を基準として、0~60質量%であってよい。(A2)成分の含有量は、(A)成分の全質量を基準として、50質量%以下、40質量%以下、30質量%以下、又は20質量%以下であってもよい。
 (A)成分の含有量は、接着剤層15の全質量を基準として、1質量%以上、3質量%以上、又は5質量%以上であってよく、30質量%以下、20質量%以下、又は15質量%以下であってよい。(A)成分の含有量が、接着剤層15の全質量を基準として、1質量%以上であると、硬化後の弾性率により優れる傾向にある。(A)成分の含有量が、接着剤層15の全質量を基準として、30質量%以下であると、硬化前の柔軟性により優れる傾向にある。
(B)成分:硬化剤
 (A)成分の硬化剤として一般的に使用されているものを用いることができる。(A)成分がエポキシ樹脂を含む(1種又は2種以上のエポキシ樹脂からなる)場合、(B)成分としては、例えば、フェノール樹脂、エステル化合物、芳香族アミン、脂肪族アミン、酸無水物等が挙げられる。これらの中でも、反応性及び経時安定性の観点から、(B)成分はフェノール樹脂であってよい。
 フェノール樹脂は、分子内にフェノール性水酸基を有するものであれば特に制限なく用いることができる。フェノール樹脂としては、例えば、フェノール、クレゾール、レゾルシン、カテコール、ビスフェノールA、ビスフェノールF、フェニルフェノール、アミノフェノール等のフェノール類及び/又はα-ナフトール、β-ナフトール、ジヒドロキシナフタレン等のナフトール類とホルムアルデヒド等のアルデヒド基を有する化合物とを酸性触媒下で縮合又は共縮合させて得られるノボラック型フェノール樹脂、アリル化ビスフェノールA、アリル化ビスフェノールF、アリル化ナフタレンジオール、フェノールノボラック、フェノール等のフェノール類及び/又はナフトール類とジメトキシパラキシレン又はビス(メトキシメチル)ビフェニルから合成されるフェノールアラルキル樹脂、ナフトールアラルキル樹脂、ビフェニルアラルキル型フェノール樹脂、フェニルアラルキル型フェノール樹脂などが挙げられる。
 フェノール樹脂の水酸基当量は、70g/eq以上又は70~300g/eqであってよい。フェノール樹脂の水酸基当量が70g/eq以上であると、貯蔵弾性率がより向上する傾向にあり、300g/eq以下であると、発泡、アウトガス等の発生による不具合を防ぐことが可能となる。
 フェノール樹脂の軟化点は、90℃以上であってよく、95℃以上、100℃以上、105℃以上、110℃以上、又は115℃以上であってもよい。フェノール樹脂の軟化点の上限は、例えば、200℃以下であってよい。なお、軟化点とは、JIS K7234に準拠し、環球法によって測定される値を意味する。
 (B)成分の含有量は、接着剤層15の全質量を基準として、1質量%以上、2質量%以上、又は3質量%以上であってよく、20質量%以下、15質量%以下、又は10質量%以下であってよい。
 (A)成分がエポキシ樹脂であり、(B)成分がフェノール樹脂である場合、エポキシ樹脂のエポキシ当量とフェノール樹脂の水酸基当量との比(エポキシ樹脂のエポキシ当量/フェノール樹脂の水酸基当量)は、硬化性の観点から、0.30/0.70~0.70/0.30、0.35/0.65~0.65/0.35、0.40/0.60~0.60/0.40、又は0.45/0.55~0.55/0.45であってよい。当該当量比が0.30/0.70以上である(エポキシ樹脂のエポキシ当量が0.30以上である)と、より充分な硬化性が得られる傾向にある。当該当量比が0.70/0.30以下である(エポキシ樹脂のエポキシ当量が0.70以下である)と、粘度が高くなり過ぎることを防ぐことができ、より充分な流動性を得ることができる。
 (A)成分及び(B)成分の合計の含有量は、接着剤層15の全質量を基準として、1質量%以上、5質量%以上、又は10質量%以上であってよい。(A)成分及び(B)成分の合計の含有量がこのような範囲にあると、接着性がより向上する傾向にある。(A)成分及び(B)成分の合計の含有量は、取り扱い性の観点から、接着剤層15の全質量を基準として、40質量%以下、30質量%以下、又は20質量%以下であってよい。
(C)成分:エラストマー
 (C)成分としては、例えば、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂、ブタジエン樹脂;これら樹脂の変性体等が挙げられる。これらは、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。これらの中でも、(C)成分は、イオン性不純物が少なく耐熱性により優れること、半導体装置の接続信頼性をより確保しやすいこと、流動性により優れることから、(メタ)アクリル酸エステルに由来する構成単位を主成分として有するアクリル樹脂(アクリルゴム)であってよい。(C)成分における(メタ)アクリル酸エステルに由来する構成単位の含有量は、構成単位全量を基準として、例えば、70質量%以上、80質量%以上、又は90質量%以上であってよい。アクリル樹脂(アクリルゴム)は、エポキシ基、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を有する(メタ)アクリル酸エステルに由来する構成単位を含むものであってよい。
 (C)成分のガラス転移温度(Tg)は、5℃以上であってよく、10℃以上であってもよい。(C)成分のTgが5℃以上であると、接着剤層15の接着性をより向上させることが可能となり、更には、接着剤層15の柔軟性が高くなり過ぎることを防ぐことができる傾向にある。これによって、ウェハダイシング時に接着剤層15を切断しやすくなり、バリの発生を防ぐことが可能となる。(C)成分のTgの上限は特に制限されないが、例えば、55℃以下、50℃以下、45℃以下、40℃以下、35℃以下、30℃以下、又は25℃以下であってよい。(C)成分のTgが55℃以下であると、接着剤層15の柔軟性の低下を抑制できる傾向にある。これによって、接着剤層15をウェハに貼り付ける際に、ボイドを充分に埋め込み易くなる傾向にある。また、ウェハとの密着性の低下によるダイシング時のチッピングを防ぐことが可能となる。ここで、ガラス転移温度(Tg)は、DSC(熱示差走査熱量計)(例えば、株式会社リガク製、Thermo Plus 2)を用いて測定した値を意味する。(C)成分のTgは、(C)成分を構成する構成単位((C)成分がアクリル樹脂(アクリルゴム)である場合、(メタ)アクリル酸エステルに由来する構成単位)の種類及び含有量を調整することによって、所望の範囲に調整することができる。
 (C)成分の重量平均分子量(Mw)は、10万以上、30万以上、又は50万以上であってよく、300万以下、200万以下、又は100万以下であってよい。(C)成分のMwがこのような範囲にあると、フィルム形成性、フィルム強度、可撓性、タック性等を適切に制御することができるとともに、リフロー性に優れ、埋め込み性を向上することができる。ここで、Mwは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)で測定し、標準ポリスチレンによる検量線を用いて換算した値を意味する。
 (C)成分の市販品としては、SG-P3、SG-80H(いずれもナガセケムテックス株式会社製)、KH-CT-865(日立化成株式会社製)等が挙げられる。
 (C)成分の含有量は、接着剤層15の全質量を基準として、30質量%以上、40質量%以上、又は45質量%以上であってよい。(C)成分の含有量がこのような範囲にあると、薄膜塗工性により優れる傾向にある。(C)成分の含有量は、接着剤層15の全質量を基準として、80質量%以下、70質量%以下、又は65質量%以下であってよい。(C)成分の含有量がこのような範囲にあると、(A)成分及び(B)成分の含有量を充分に確保することができ、他の特性との両立できる傾向にある。
(D)成分:無機フィラー
 (D)成分としては、例えば、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ケイ酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、ホウ酸アルミウィスカ、窒化ホウ素、シリカ等が挙げられる。これらは、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。これらの中でも、(D)成分は、溶融粘度の調整の観点から、シリカであってもよい。(D)成分の形状は、特に制限されないが、球状であってよい。
 (D)成分の平均粒径は、流動性及び貯蔵弾性率の観点から、0.7μm以下であってよく、0.6μm以下、又は0.5μm以下であってもよい。(D)成分の平均粒径は、例えば、0.01μm以上であってよい。ここで、平均粒径は、BET比表面積から換算することによって求められる値を意味する。
 (D)成分の含有量は、接着剤層15の全質量を基準として、60質量%以下、50質量%以下、又は45質量%以下であってよい。(D)成分の含有量がこのような範囲にあると、薄膜塗工性により優れる傾向にある。(D)成分の含有量は、接着剤層15の全質量を基準として、10質量%以上、15質量%以上、又は20質量%以上であってよい。
(E)成分:カップリング剤
 (E)成分は、シランカップリング剤であってよい。シランカップリング剤としては、例えば、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。
(F)成分:硬化促進剤
 (F)成分としては、例えば、イミダゾール類及びその誘導体、有機リン系化合物、第二級アミン類、第三級アミン類、第四級アンモニウム塩等が挙げられる。これらは、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。これらの中でも、反応性の観点から(F)成分はイミダゾール類及びその誘導体であってもよい。
 イミダゾール類としては、例えば、2-メチルイミダゾール、1-ベンジル-2-メチルイミダゾール、1-シアノエチル-2-フェニルイミダゾール、1-シアノエチル-2-メチルイミダゾール等が挙げられる。これらは、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。
 接着剤層15は、その他の成分を更に含有していてもよい。その他の成分としては、例えば、顔料、イオン補捉剤、酸化防止剤等が挙げられる。
 (E)成分、(F)成分、及びその他の成分の合計の含有量は、接着剤層15の全質量を基準として、0.1質量%以上、0.3質量%以上、又は0.5質量%以上であってよく、20質量%以下、10質量%以下、又は5質量%以下であってよい。
<半導体装置>
 図3は本実施形態に係る半導体装置を模式的に示す断面図である。この図に示す半導体装置50は、基板30と、基板30の表面上に積層された四つのチップC1,C2,C3,C4と、基板30の表面上の電極(不図示)と四つのチップC1,C2,C3,C4とを電気的に接続するワイヤW1,W2,W3,W4と、これらを封止している封止層35とを備える。
 基板30は、例えば、有機基板であり、リードフレーム等の金属基板であってもよい。半導体装置50の反りを抑制する観点から、基板30の厚さは、例えば、70~140μmであり、80~100μmであってもよい。
 四つのチップC1,C2,C3,C4は、接着剤片15pの硬化物15cを介して積層されている。平面視におけるチップC1,C2,C3,C4の形状は、例えば正方形又は長方形である。平面視におけるチップC1,C2,C3,C4の面積は30~250mmであり、40~200mm又は50~150mmであってもよい。平面視におけるチップC1,C2,C3,C4の一辺の長さは、例えば、6.0mm以上であり、7.0~18mm又8.0~15mmであってもよい。チップC1,C2,C3,C4の厚さは、例えば、10~150μmであり、20~80μmであってもよい。なお、四つのチップC1,C2,C3,C4の一辺の長さは同じであっても、互いに異なっていてもよく、厚さについても同様である。また、四つのチップC1,C2,C3,C4は比較的サイズが小さいものであってもよい。すなわち、チップC1,C2,C3,C4の面積は、30mm未満であってもよく、例えば、0.1~20mm又は1~15mmであってもよい。
<接着剤片付きチップ>
 図4は接着剤片付きチップの一例を模式的に示す断面図である。図4に示す接着剤片付きチップ25は、接着剤片15pとチップCとからなる。この図に示すとおり、接着剤片15pとチップC1は実質的に同じサイズである。これは、接着剤片15pとチップC2,C3,C4についても同様である。
 接着剤片付きチップ25の作製方法の一例について説明する。まず、ウェハWの回路面Waに保護フィルム(BGテープとも称される)を貼り付ける。ウェハWにレーザを照射して複数本の切断予定ラインLを形成する(ステルスダイシング)。その後、必要に応じて、ウェハWに対してバックグラインディング及びポリッシングの処理をする。なお、ここではレーザによるステルスダイシングを例示したが、これの代わりに、ブレードによってウェハWをハーフカットしてもよい。ハーフカットは、ウェハWを切断するのではなく、ウェハWの切断予定ラインLに対応した切込みを形成することを意味する。ウェハWは、単結晶シリコンであってもよいし、多結晶シリコン、各種セラミック、ガリウム砒素等の化合物半導体であってもよい。
 次いで、図5(a)に示すように、ウェハWの裏面Wbに接着剤層15が接するようにフィルム20を貼り付ける。また、粘着剤層13の周縁部13aに対してダイシングリングDRを貼り付ける。その後、0~-15℃の温度条件下での冷却エキスパンドによって、ウェハW及び接着剤層15を個片化する。すなわち、図5(b)に示すように、基材フィルム11におけるダイシングリングDRの内側領域11aをリングRaで突き上げることによって基材フィルム11に張力を付与する。これにより、ウェハWが切断予定ラインLに沿って分断されるとともに、これに伴って接着剤層15は接着剤片15pに分断される。粘着剤層13の表面上に複数の接着剤片付きチップ25が得られる。接着剤片付きチップ25は、チップCと、接着剤片15pとによって構成される。
 基材フィルム11におけるダイシングリングDRの内側領域11aを加熱することによって内側領域11aを収縮させる。図6(a)は、ヒータHのブローによって内側領域11aを加熱している様子を模式的に示す断面図である。内側領域11aを環状に収縮させて基材フィルム11に張力を付与することで、隣接する接着剤片付きチップ25の間隔を広げることができる。これにより、ピックアップエラーの発生をより一層抑制できるとともに、ピックアップ工程における接着剤片付きチップ25の視認性を向上させることができる。
 次いで、図6(b)に示すように、活性化エネルギー(例えば、紫外線UV)の照射によって粘着剤層13の粘着力を低下させる。粘着剤層13に対する活性エネルギー線の照射量は、例えば、10~1000mJ/cmであり、100~700mJ/cm又は200~500mJ/cmであってもよい。その後、図6(c)に示すにように、突き上げ冶具42で接着剤片付きチップ25を突き上げることによって粘着剤層13から接着剤片付きチップ25をはく離させるとともに、接着剤片付きチップ25を吸引コレット44で吸引してピックアップする。
<半導体装置の製造方法>
 半導体装置50の製造方法について説明する。まず、図7(a)に示すように、基板30の表面上に一段目のチップC1を圧着する。すなわち、接着剤片付きチップ25の接着剤片15pを介してチップC1を基板30の所定の位置に圧着する。この圧着処理は、例えば、80~180℃、0.01~0.50MPaの条件で、0.5~3.0秒間にわたって実施することが好ましい。次に、加熱によって接着剤片15pを硬化させる。この硬化処理は、例えば、60~175℃、0.01~1.0MPaの条件で、5分間以上にわたって実施することが好ましい。これにより、接着剤片15pが硬化して硬化物15cとなる。接着剤片15pの硬化処理は、ボイドの低減の観点から、加圧雰囲気下で実施してもよい。
 基板30に対するチップC1の設置と同様にして、チップC1の表面上に二段目のチップC2を設置する。更に、三段目及び四段目のチップC3,C4を設置することによって図7(b)に示す構造体40が作製される。チップC1,C2,C3,C4と基板30とをワイヤW1,W2,W3,W4で電気的に接続した後、封止層35によってチップ及びワイヤを封止することによって図3に示す半導体装置50が完成する。
 以上、本開示の実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態においては、ステルスダイシングによってウェハWを個片化する場合を例示したが、ブレードを使用してウェハWを個片化してもよい。
 以下、本開示について、実施例に基づいて更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、特に記述がない限り、薬品は全て試薬を使用した。
(実施例1,2及び比較例1,2)
<接着剤ワニスの調製>
 表1に示す成分及び含有量(単位:質量部)で、(A)成分、(B)成分、及び(D)成分からなる混合物にシクロヘキサノンを加え、撹拌混合した。これに、表1に示す成分及び含有量(単位:質量部)で、(C)成分を加えて撹拌し、更に(E)成分及び(F)成分を加えて、各成分が均一になるまで撹拌して、接着剤ワニスを調製した。なお、表1に示す各成分は下記のものを意味し、表1に示す数値は固形分の質量部を意味する。
(A)成分:エポキシ樹脂
(A1)成分:フルオレン骨格を有するエポキシ樹脂
(A1-1)PG-100(商品名、大阪ガスケミカル株式会社製、フルオレン骨格を有するエポキシ樹脂、エポキシ当量:260g/eq)
(A1-2)CG-500(商品名、大阪ガスケミカル株式会社製、フルオレン骨格を有するエポキシ樹脂、エポキシ当量:310g/eq)
(A2)成分:フルオレン骨格を有しないエポキシ樹脂
(A2-1)N-500P-10(商品名、DIC株式会社製、o-クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、エポキシ当量:204g/eq)
(A2-2)EXA-830CRP(商品名、新日鉄住金化学株式会社製、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、エポキシ当量:159g/eq)
(B)成分:硬化剤
(B-1)PSM-4326(商品名、群栄化学工業株式会社製、フェノールノボラック型フェノール樹脂、水酸基当量:105g/eq、軟化点:118~122℃)
(B-2)GPH-103(商品名、日本化薬株式会社製、ビフェニルアラルキル型フェノール樹脂、水酸基当量:220~240g/eq、軟化点:99~106℃)
(B-3)MEH-7800M(商品名、明和化学株式会社製、フェノールノボラック型フェノール樹脂、水酸基当量:175g/eq、軟化点:78℃)
(C)成分:エラストマー
(C-1)アクリルゴムのメチルエチルケトン溶液(SG-P3(商品名、ナガセケムテックス株式会社製)のアクリルゴムにおいて、当該アクリルゴムの構成単位の一部を変更したアクリルゴム、重量平均分子量:80万、Tg:12℃)
(D)成分:無機フィラー
(D-1)R972(商品名、日本アエロジル株式会社製、シリカ粒子、平均粒径:0.016μm)
(D-2)SC2050-HLG(商品名、アドマテックス株式会社製、シリカフィラー分散液、平均粒径:0.50μm)
(D-3)試作品シリカフィラー(試作品、アドマテックス株式会社製、シリカフィラー分散液、平均粒径:0.2μm)
(E)成分:カップリング剤
(E-1)Y-9669(商品名、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン製、3-フェニルアミノプロピルトリメトキシシラン)
(E-2)A-189(商品名、日本ユニカー株式会社製、γ-メルカプトプロピルトリメトキシシラン)
(E-3)Z-6119(商品名、東レ・ダウコーニング株式会社製、ウレイドプロピルトリエトキシシラン)
(F)成分:硬化促進剤
(F-1)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)
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
<接着フィルムの作製>
 作製した接着剤ワニスを100メッシュのフィルターでろ過し、真空脱泡した。支持フィルムとして、厚さ38μmの離型処理を施したポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムを用意し、真空脱泡後の接着剤ワニスをPETフィルム上に塗布した。塗布した接着剤ワニスを、90℃で5分、続いて130℃で5分の2段階で加熱乾燥し、Bステージ状態にある実施例1,2及び比較例1,2の接着フィルム(厚さ:10μm)を得た。
<ダイシングフィルムの作製>
[アクリル共重合体の合成]
 以下の成分を原料とし、溶媒には酢酸エチルを用いて、溶液ラジカル重合により共重合体を得た。
・アクリル酸2-エチルヘキシル:78質量部
・アクリル酸2-ヒドロキシエチル:20質量部
・メタクリル酸:2質量部
 このアクリル共重合体に対し、2-メタクリロイルオキシエチルイソシアネートを、8質量部反応させて、炭素-炭素二重結合を有する放射線反応型アクリル共重合体を合成した。上記の反応にあたっては、重合禁止剤としてヒドロキノン・モノメチルエーテルを0.05質量部用いた。合成したアクリル共重合体の重量平均分子量をGPCにより測定したところ、80万であった。
 このようにして得られたアクリル共重合体と、硬化剤としてポリイソシアネート化合物(日本ポリウレタン社製,商品名:コロネートL)を固形分換算で8.0質量部と、光重合開始剤として1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン0.5質量部とを混合し、放射線硬化型粘着剤溶液を調製した。次に、上記のようにして得られた放射線硬化型粘着剤溶液を、ポリエチレンテレフタレート製剥離フィルム(厚み:38μm)上に、乾燥後の厚みが10μmとなるように塗布・乾燥した。その後、粘着剤層に、片面にコロナ放電処理が施されたエチレン-メタクリル酸共重合体の分子間を金属イオンで架橋したアイオノマー樹脂フィルム(ハイミラン1855、厚さ90μm)を貼り合わせた。貼り合せた試料を40℃の恒温槽で72時間エージングを行い、ダイシングフィルムを作製した。
<ダイシング・ダイボンディング一体型フィルムの作製>
 上記のようにして得たダイシングフィルムの粘着剤層に、実施例及び比較例に係る接着フィルムを貼り合わせることによって、実施例及び比較例に係るダイシング・ダイボンディング一体型フィルムを得た。
[タック試験]
 タック試験を実施するための試料を以下の手順で準備した。
(1)ダイシング・ダイボンディング一体型フィルムのダイシングフィルム側から紫外線を照射することによって、ダイシングフィルムの粘着力を低下させた。紫外線の照射条件は以下のとおりとした。
 ・紫外線の強度:100mW/cm
 ・紫外線の照射量:150mJ/cm
(2)ポリイミドフィルムの表面に接着フィルムが接するように、ポリイミドフィルムにダイシング・ダイボンディング一体型フィルムをラミネートした。ポリイミドフィルムとして以下のものを使用した。ラミネートの条件は以下のとおりとした。
(ポリイミドフィルム)
 ・カプトン500H(商品名、東レ・デュポン株式会社製)
 ・厚さ:125μm
 ・引張弾性率:3.35GPa
 ・耐熱温度:270℃
(ラミネート条件)
 ・温度:65℃
 ・速度:5mm/秒
(3)ラミネート後、ポリイミドフィルムと接着フィルムの密着性を高めるため、積層体を1日室温で放置した。
(4)積層体を縦40mm×横40mmのサイズに切断するとともに、ダイシングフィルムを剥離した。これにより、実施例及び比較例について、それぞれ複数の試料を得た。
 接着フィルムを上面にした状態で、試料をタッキング試験機(TAC1000(商品名)、株式会社レスカ製)のステージにセットした。実施例及び比較例に係る接着フィルムについて以下の条件でタック試験を実施した。
 ・ステージの温度:25℃
 ・プローブの温度:100℃又は120℃
 ・プローブの進入速度:1.0mm/秒
 ・加圧力:0.1MPa
 ・加圧時間:1.0秒
 ・プローブの引き離し速度:1.0mm/秒
 ・プローブの先端面:直径5mmの円形
 ・プローブの材質:SUS304
 実施例及び比較例について、それぞれ9回の測定を実施し、最大値及び最小値を除いた7つの測定値の平均値をタック(N/5mmφ)とした。表2に結果を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
 表2に示すとおり、実施例1,2に係る接着フィルムはいずれも、条件1,2を満たしており、良と判断される。比較例1に係る接着フィルムは条件1,2の両方を満たしていない。比較例2に係る接着フィルムは条件1を満たしているものの、条件2を満たしていない。
[半導体装置の製造プロセスにおける剥離の再現]
 半導体装置の製造プロセスにおける剥離を再現するため、実施例1に係るダイシング・ダイボンディング一体型フィルムを使用し、図5及び図6に示す工程を経て、図4に示す構成の接着剤片付きチップを作製した。チップのサイズは以下のとおりとした。
 ・厚さ:36μm
 ・縦:6mm
 ・横:12mm
 8つの接着剤片付きチップを使用し、図9に示す構成の構造体を作製した。図9の構造体90は、基板30と、シリコンスペーサー32と、8段の接着剤片付きチップS1~S8とによって構成されている。接着剤片付きチップの圧着条件は以下の二通りとし、二つの構造体を作製した。
 ・120℃/15N/1秒
 ・120℃/7.5N/1秒
 実施例2及び比較例1,2に係るダイシング・ダイボンディング一体型フィルムを使用したことの他は、上記と同様にして実施例2及び比較例1,2に係る構造体を作製した。実施例及び比較例に係る構造体について、シリコンスペーサーの表面からに対する1段目の接着剤片付きチップS1の密着力を評価するため、図9に示す離間距離Dを測定した。表3に結果を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
 実施例1,2に係る構造体は、接着剤層の厚さが10μmであるにも関わらず、離間距離Dが30μm以下であり、剥離が抑制できた。これに対し、比較例1,2に係る構造体は離間距離Dが30μmを超えており、厚さ10μmの接着剤層では剥離を十分に抑制することができなかった。表2に示す評価結果は、表3に示す結果と整合している。
1…ステージ、2…プローブ、3…押さえ治具、5…ポリイミドフィルム(樹脂フィルム)、10…タック試験を実施するための装置、11…基材フィルム、13…粘着剤層、15…接着剤層、15c…接着剤片の硬化物、15p…接着剤片、20…ダイシング・ダイボンディング一体型フィルム、25…接着剤片付きチップ、30…基板、35…封止層、40…構造体、50…半導体装置、C,C1,C2,C3,C4…チップ、S…試料、W…ウェハ。

 

Claims (6)

  1.  半導体装置の製造プロセスにおいて使用される接着フィルムの評価方法であって、
     加熱されたプローブでタック試験を行う工程を含み、
     評価対象の接着フィルムの厚さが20μm以下である、接着フィルムの評価方法。
  2.  前記接着フィルムの試料を支持するステージと、前記ステージに対して上下方向に移動自在であり且つ温度設定が可能なプローブとを備える装置を使用し、
     前記ステージと前記試料の間に樹脂フィルムを介在させた状態で、前記タック試験を行う、請求項1に記載の接着フィルムの評価方法。
  3.  前記接着フィルムが以下の条件1,2の両方を満たすとき、当該接着フィルムを良と判定する、請求項1又は2に記載の接着フィルムの評価方法。
    (条件1)プローブ温度を100℃に設定した前記タック試験において、タックが2.5N/5mmφ以上であること。
    (条件2)プローブ温度を120℃に設定した前記タック試験において、タックが2.5N/5mmφ以上であること。
  4.  厚さ20μm以下の接着フィルムを含む積層フィルムを準備する工程と、
     ウェハの表面に前記接着フィルムが接するように、前記ウェハに前記積層フィルムを貼り付ける工程と、
     前記ウェハ及び前記接着フィルムを個片化することによって接着剤片付きチップを作製する工程と、
     基板又は他のチップの表面上に前記接着剤片付きチップを接着する工程と、
    を含み、
     前記接着フィルムが、請求項3に記載の評価方法において良と判定される接着フィルムである、半導体装置の製造方法。
  5.  半導体装置の製造プロセスにおいて使用される接着フィルムであって、
     厚さが20μm以下であり、
     請求項3に記載の評価方法において、良と判定される、接着フィルム。
  6.  基材フィルムと、
     厚さ20μm以下の接着剤層と、
     粘着剤層と、
    をこの順序で備え、
     前記接着剤層が、請求項3に記載の評価方法において良と判定される接着フィルムで構成されている、ダイシング・ダイボンディング一体型フィルム。

     
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