(57)【要約】      （修正有）【課題】半導体チップを基板又は他の電子部品上に接着するのに用いられ、半導体チップ上の保護膜の収縮による半導体チップの反りを抑制でき、かつ外周面にひけと呼ばれる凹部が形成され難い接着シートを提供する。【解決手段】硬化後の接着シート３を介して半導体チップ５を基板２上に接着したり、又は硬化後の接着シート４を介して半導体チップ６を他の半導体チップ５上に接着したりするのに用いられる接着シートであって、硬化性樹脂と、接着性を表面に有する粒子３１とを含有する接着シート。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体チップを実装部材上に接着するのに用いられる接着シートであって、
硬化性樹脂と、接着性を表面に有する粒子とを含有する、接着シート。
【請求項２】
前記粒子の硬化後の接着シートの厚み方向に沿う寸法が、硬化後の接着シートの厚みと同等である、請求項１に記載の接着シート。
【請求項３】
硬化後の接着シートを平面視したときに、硬化後の接着シートの全面積に占める前記粒子が含有されている領域の面積が、１〜２５％の範囲内にある、請求項１又は２に記載の接着シート。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の接着シートと、該接着シートの一方の面に直接又は間接に積層されたダイシングフィルムとを備える、ダイシング−ダイボンディングテープ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、半導体チップを基板又は他の半導体チップ上に接着するのに用いられる接着シート、及び該接着シートを用いたダイシング−ダイボンディングテープに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、接着シートを介して、基板上に半導体チップが積層されている半導体装置が知られている。
【０００３】
半導体チップの接着に用いられる上記接着シートの一例として、下記の特許文献１には、ポリイミド樹脂と、熱硬化性樹脂と、平均粒子径１０μｍ以下かつ最大粒子径２５μｍ以下のシリカとを含有する接着シートが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２１０８０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載のような従来の接着シートを用いて、複数の半導体チップが積層された半導体装置を製造する際には、図８に示すように、基板１０１上に、熱硬化性の接着シート１０２を介して半導体チップ１０３を積層する。次に、必要に応じて、半導体チップ１０３上に、熱硬化性の接着シート１０４を介して他の半導体チップ１０５を積層する。上層の半導体チップ１０５の上面１０５ａには、ポリイミド等からなる保護膜１０６が設けられている。その後、接着シート１０２，１０４を加熱し、硬化する。接着シート１０２，１０４の硬化により、基板１０１と半導体チップ１０３、及び半導体チップ１０３，１０５同士が接着される。
【０００６】
接着シート１０２，１０４の硬化のために熱処理した後、温度が下がるとともに、保護膜１０６が収縮する。保護膜１０６が大きく収縮すると、図８に示すように、半導体チップ１０５が反ることがあった。そのため、半導体チップが割れたり、欠けたりしやすかった。さらに、接着シート１０４の外周面にひけと呼ばれる凹部１０４ａが形成されることがあった。このため、半導体チップ１０３，１０５の外周縁部分が、接着シート１０４により充分に接着されないことがあった。
【０００７】
本発明の目的は、例えば、半導体チップを基板又は他の電子部品上に接着するのに用いられ、半導体チップ上の保護膜の収縮による半導体チップの反りを抑制でき、かつ外周面にひけと呼ばれる凹部が形成され難い接着シート、及び該接着シートを有するダイシング−ダイボンディングテープを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によれば、半導体チップを実装部材上に接着するのに用いられる接着シートであって、硬化性樹脂と、接着性を表面に有する粒子とを含有する、接着シートが提供される。
【０００９】
本発明に係る接着シートのある特定の局面では、前記粒子の硬化後の接着シートの厚み方向に沿う寸法が、硬化後の接着シートの厚みと同等である。
【００１０】
本発明に係る接着シートの他の特定の局面では、硬化後の接着シートを平面視したときに、硬化後の接着シートの全面積に占める前記粒子が含有されている領域の面積が、１〜２５％の範囲内にある。
【００１１】
本発明に係るダイシング−ダイボンディングテープは、本発明に従って構成された接着シートと、該接着シートの一方の面に直接又は間接に積層されたダイシングフィルムとを備える。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る接着シートは、硬化性樹脂と、接着性を表面に有する粒子とを含有するので、半導体チップを実装部材上に接着するのに接着シートが用いられ、保護膜が上面に設けられた半導体チップが接着シートに貼り付けられた後、接着シートが硬化されたときに、半導体チップが反り難い。さらに、接着シートの外周面にひけと呼ばれる凹部が形成され難い。
【００１３】
上記粒子の硬化後の接着シートの厚み方向に沿う寸法が、硬化後の接着シートの厚みと同等である場合には、半導体チップの反りをより一層抑制でき、かつ接着シートの外周面に凹部が形成されるのをより一層抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る接着シートを介して、基板上に複数の半導体チップが接着された半導体装置を示す正面断面図である。
【図２】図２は、図１に示す半導体装置を製造する際の状態を説明するための正面断面図である。
【図３】図３は、図１に示す半導体装置における硬化後の接着シートとしての硬化物層を示す平面図である。
【図４】図４は、本発明の一実施形態に係る接着シートに含まれている粒子の一例を示す断面図である。
【図５】図５は、接着シートに含まれている粒子の変形例を示す断面図である。
【図６】図６は、接着シートに含まれている粒子の他の変形例を示す断面図である。
【図７】図７（ａ），（ｂ）は、本発明の他の実施形態に係る接着シートを用いたダイシング−ダイボンディングテープを示す部分切欠正面断面図及び部分切欠平面図である。
【図８】図８は、従来の接着シートを介して、基板上に複数の半導体チップが接着された半導体装置を示す正面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の詳細を説明する。
【００１６】
（接着シートを構成する材料の詳細）
本発明に係る接着シートは、硬化性樹脂と、接着性を表面に有する粒子とを含有する。
【００１７】
図４に、本発明の一実施形態に係る接着シートに含まれている上記粒子の一例を示す。図４に示す粒子２１は接着粒子であり、粒子２１全体が接着性を有する材料により形成されている。従って、粒子２１の表面２１ａは、接着性を有する。
【００１８】
もっとも、本発明においては、上記粒子は接着性を表面に有していれば特に限定されない。粒子は、内部が接着性を有しないように構成されていてもよい。
【００１９】
例えば、図５に示す変形例のように、粒子３１は、基材粒子３２と、基材粒子３２の表面３２ａに形成された接着層３３とを有していてもよい。基材粒子３２の表面３２ａは接着性を有しない。接着層３３は、接着性を有する材料により形成されている。従って、接着層３３の表面３３ａは、接着性を有する。
【００２０】
また、図６に示す他の変形例のように、粒子４１は、基材粒子４２と、基材粒子４２の表面４２ａに形成されており、相対的に小さい、複数の接着粒子４３とを有していてもよい。基材粒子４２の表面４２ａは接着性を有しない。接着粒子４３の径は基材粒子４２の径よりも小さい。接着粒子４３は、接着性を有する材料により形成されている。従って、接着粒子４３の表面４３ａは接着性を有する。従って、粒子４１の表面は、接着性を有する。接着粒子４３は、基材粒子４２の表面４２ａを隙間なく覆っていてもよく、基材粒子４２の表面４２ａを隙間があるように覆っていてもよい。
【００２１】
半導体チップがより一層反り難く、かつ接着シートの外周面に凹部がより一層形成され難いため、粒子２１，３１，４１のなかでも、粒子２１，３１が好ましく、粒子３１がより好ましい。
【００２２】
接着粒子２１，４３及び接着層３３を形成するための樹脂としては、温度を上げると軟化する樹脂が好適に用いられる。また、該樹脂は、溶剤などの揮発分を含まないことが好ましい。接着粒子２１，４３及び接着層３３を形成するための樹脂としては、ホットメルト型接着樹脂が挙げられる。上記ホットメルト型接着樹脂としては、（メタ）アクリル酸ブチル等を主なモノマー単位とするポリ（メタ）アクリル酸エステル樹脂等が挙げられる。また、粒子は、膨潤性樹脂により形成された粒子に、接着性樹脂の原料となる重合性単量体を吸収させて膨潤させ、上記重合性単量体を重合させることにより得られた粒子であってもよい。
【００２３】
弾性変形性及び弾性回復性に優れているので、基材粒子３２，４２は樹脂粒子であることが好ましい。基材粒子３２，４２が樹脂粒子の場合、粒子３１，４１の弾性を高めることができる。一般的に、粒子径にばらつきがあるときに、大きな粒子に接触している半導体チップに応力が集中して、半導体チップが割れやすくなる。粒子が弾性変形できると、応力を分散できるので、半導体チップの割れを抑制できる。また、粒子が変形することによって接着面積を増やすことができ、接着力を強めることができる。
【００２４】
基材粒子３２，４２を形成するための樹脂としては、例えば、ジビニルベンゼン樹脂、スチレン樹脂、アクリル樹脂、尿素樹脂、イミド樹脂、フェノール樹脂、ポリエステル樹脂又は塩化ビニル樹脂等が挙げられる。基材粒子３２，４２を形成するための無機物としては、シリカ又はカーボンブラック等が挙げられる。また、基材粒子３２，４２は、架橋したアルコキシシリルポリマーとアクリル樹脂とにより形成された有機無機ハイブリッド粒子等であってもよい。
【００２５】
基材粒子３２，４２は、樹脂の架橋体により形成された粒子であることが好ましい。この場合には、粒子の耐熱性を高めることができる。このため、接着シートを加熱し、硬化させる際に、基材粒子３２，４２が変質し難い。
【００２６】
接着粒子２１，４３及び接着層３３は、溶剤に溶解しないことが好ましい。接着シートの作製の際には、例えば、接着シートを構成する材料が溶剤に添加された溶液を、離型フィルム上に塗工した後、溶剤を除去することがある。接着粒子２１，４３及び接着層３３が溶剤に溶解しない場合には、接着シート中に接着粒子２１，４３又は接着層３３の溶解物は生じない。従って、接着粒子２１，４３及び接着層３３の溶解物による悪影響が生じ難い。
【００２７】
接着粒子２１，４３及び接着層３３は、接着シートの硬化の際に、軟化することが好ましい。接着粒子２１，４３及び接着層３３の軟化温度は、５０〜１３０℃の範囲内にあることが好ましい。この場合には、半導体チップの反りをより一層抑制でき、かつ接着シートの外周面に凹部が形成されるのをより一層抑制できる。
【００２８】
接着粒子２１及び粒子３１は、球体であることが好ましい。接着粒子２１及び粒子３１が球体の場合には、接着シートにおける接着粒子２１及び粒子３１の分散性を高めることができる。
【００２９】
本発明に係る接着シートに含まれる硬化性樹脂は、加熱又は光の照射等の刺激により硬化するものであれば特に限定されない。上記硬化性樹脂は、１種のみが用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
【００３０】
上記硬化性樹脂としては、熱硬化性樹脂又は光硬化性樹脂等が挙げられる。なかでも、接着強度をより一層高くすることができるので、熱硬化性樹脂が好ましい。
【００３１】
上記熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂又はポリウレタン樹脂等が挙げられる。なかでも、接着強度をより一層高くすることができるので、エポキシ樹脂が好ましい。
【００３２】
上記光硬化性樹脂としては、例えば感光性オニウム塩等の光カチオン触媒により重合するエポキシ樹脂、又は感光性ビニル基を有するアクリル樹脂等が挙げられる。
【００３３】
また、上記硬化性樹脂としては、ポリエステル樹脂、（メタ）アクリル酸メチル又はホットメルト型接着樹脂等が挙げられる。上記ホットメルト型接着樹脂としては、（メタ）アクリル酸ブチル等を主なモノマー単位とするポリ（メタ）アクリル酸エステル樹脂等が挙げられる。
【００３４】
上記エポキシ樹脂は、エポキシ基を有するものであれば特に限定されない。エポキシ樹脂は、１種のみが用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
【００３５】
上記「エポキシ樹脂」とは、一般的には、１分子中にエポキシ基を２個以上有する分子量３００〜８０００程度の比較的低分子のポリマーもしくはプレポリマー、又は該ポリマーもしくはプレポリマーのエポキシ基の開環反応によって生じた硬化性樹脂を意味する。
【００３６】
上記エポキシ樹脂は、多環式炭化水素骨格を主鎖に有することが好ましい。多環式炭化水素骨格を主鎖に有するエポキシ樹脂の使用により、硬化物は剛直となり、分子の運動が阻害される。従って、硬化物の機械的強度、耐熱性及び耐湿性を高めることができる。
【００３７】
上記多環式炭化水素骨格を主鎖に有するエポキシ樹脂は特に限定されない。上記多環式炭化水素骨格を主鎖に有するエポキシ樹脂の具体例としては、例えば、ジシクロペンタジエンジオキシド、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、テトラヒドロキシフェニルエタン型エポキシ樹脂、テトラキス（グリシジルオキシフェニル）エタン、又は３，４−エポキシ−６−メチルシクロヘキシルメチル−３，４−エポキシ−６−メチルシクロヘキサンカルボネート等が挙げられる。なかでも、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂及びナフタレン型エポキシ樹脂の内の少なくとも一方の樹脂が好適に用いられる。多環式炭化水素骨格を主鎖に有するエポキシ樹脂は、１種のみが用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
【００３８】
上記ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂の具体例としては、ジシクロペンタジエン骨格を有するフェノールノボラックエポキシ樹脂等が挙げられる。上記ナフタレン型エポキシ樹脂の具体例としては、１−グリシジルナフタレン、２−グリシジルナフタレン、１，２−ジグリシジルナフタレン、１，５−ジグリシジルナフタレン、１，６−ジグリシジルナフタレン、１，７−ジグリシジルナフタレン、２，７−ジグリシジルナフタレン、トリグリシジルナフタレン、又は１，２，５，６−テトラグリシジルナフタレン等が挙げられる。
【００３９】
上記多環式炭化水素骨格を主鎖に有するエポキシ樹脂の重量平均分子量の好ましい下限は５００であり、好ましい上限は１０００である。上記重量平均分子量が５００未満であると、硬化物の機械的強度、耐熱性又は耐湿性等を十分に高くすることが困難なことがある。上記重量平均分子量が１０００を超えると、硬化物が剛直になりすぎて、脆くなることがある。
【００４０】
本発明に係る接着シートは、エポキシ樹脂と、該エポキシ樹脂のエポキシ基と反応する官能基を有するポリマーとを含有することが好ましい。
【００４１】
上記ポリマーとしては、例えば、アミノ基、ウレタン基、イミド基、水酸基、カルボキシル基又はエポキシ基等を有するポリマーが挙げられる。なかでも、エポキシ基を有するポリマーが好ましい。エポキシ基を有するポリマーが用いられた場合には、硬化物の可撓性が高くなる。
【００４２】
また、多環式炭化水素骨格を主鎖に有するエポキシ樹脂と、エポキシ基を有するポリマーとの使用により、上記多環式炭化水素骨格を主鎖に有するエポキシ樹脂により硬化物の機械的強度、耐熱性及び耐湿性が高められる。加えて、上記エポキシ基を有するポリマーにより硬化物の可撓性が高められる。
【００４３】
上記エポキシ基を有するポリマーは、末端及び側鎖（ペンダント位）の内の少なくとも一方にエポキシ基を有することが好ましい。上記エポキシ基を有するポリマーの重量平均分子量は、１０万〜２００万の範囲内にあることが好ましい。
【００４４】
上記エポキシ基を有するポリマーとして、例えば、エポキシ基含有アクリルゴム、エポキシ基含有ブタジエンゴム、ビスフェノール型高分子量エポキシ樹脂、エポキシ基含有フェノキシ樹脂、エポキシ基含有アクリル樹脂、エポキシ基含有ウレタン樹脂又はエポキシ基含有ポリエステル樹脂等が挙げられる。なかでも、硬化物の機械的強度又は耐熱性を高くすることができるため、エポキシ基含有アクリル樹脂が好適に用いられる。上記エポキシ基を有するポリマーは、１種のみが用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
【００４５】
エポキシ樹脂１００重量部に対して、エポキシ基と反応する官能基を有するポリマーは１０〜１００重量部の範囲内で含有されることが好ましい。上記エポキシ樹脂１００重量部に対する上記ポリマーの含有量の好ましい下限は１５重量部であり、好ましい上限は５０重量部である。上記ポリマーの量が多すぎると、流動性が不足して、半導体チップに接着シートが充分に密着しなかったり、ダイシング時にひげ状の切削屑が生じやすくなったりすることがある。上記ポリマーの量が少なすぎると、接着シートの成形時に外観不良を引き起こすことがある。
【００４６】
本発明に係る接着シートは、硬化性樹脂を硬化させるための硬化剤を含有することが好ましい。上記硬化剤は特に限定されない。硬化剤は、１種のみが用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
【００４７】
上記硬化剤としては、例えば、トリアルキルテトラヒドロ無水フタル酸等の加熱硬化型酸無水物系硬化剤、フェノール系硬化剤、アミン系硬化剤、ジシアンジアミド等の潜在性硬化剤、又はカチオン系触媒型硬化剤等が挙げられる。
【００４８】
なかでも、常温で液状の加熱硬化型硬化剤、又は多官能であり、かつ当量的に添加量が少なくてもよいジシアンジアミド等の潜在性硬化剤が好適に用いられる。これらの好ましい硬化剤の使用により、接着シートの常温での柔軟性を高めることができ、かつ接着シートのハンドリング性を高めることができる。
【００４９】
上記常温で液状の加熱硬化型硬化剤の具体例としては、例えば、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルナジック酸無水物、又はトリアルキルテトラヒドロ無水フタル酸等の酸無水物系硬化剤等が挙げられる。なかでも、疎水化されているので、メチルナジック酸無水物又はトリアルキルテトラヒドロ無水フタル酸が好適に用いられる。
【００５０】
上記硬化性樹脂１００重量部に対して、上記硬化剤は２０〜７０重量部の範囲内で含有されることが好ましい。硬化剤の量が少なすぎると、上記硬化性樹脂を充分に硬化させることができないことがある。硬化剤の量が多すぎると、硬化剤の添加効果が飽和することがある。上記硬化性樹脂１００重量部に対する上記硬化剤の含有量の好ましい下限は３０重量部であり、好ましい上限は５０重量部である。
【００５１】
上記硬化剤に加えて、硬化促進剤を用いてもよい。硬化剤と硬化促進剤との併用により、硬化速度又は硬化物の物性等を調整できる。硬化促進剤は、１種のみが用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
【００５２】
上記硬化促進剤は特に限定されない。硬化促進剤の具体例としては、イミダゾール系硬化促進剤又は３級アミン系硬化促進剤等が挙げられる。なかでも、イミダゾール系硬化促進剤が好ましい。イミダゾール系硬化促進剤の使用により、硬化速度又は硬化物の物性等を容易に調整できる。
【００５３】
上記イミダゾール系硬化促進剤としては、例えば、イミダゾールの１位をシアノエチル基で保護した１−シアノエチル−２−フェニルイミダゾール、又はイソシアヌル酸で塩基性を保護した商品名「２ＭＡＯＫ−ＰＷ」（四国化成工業社製）等が挙げられる。イミダゾール系硬化促進剤は、１種のみが用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
【００５４】
酸無水物系硬化剤とイミダゾール系硬化促進剤等の硬化促進剤とが併用される場合には、酸無水物系硬化剤の添加量を、エポキシ基の当量に対して理論的に必要な当量以下とすることが好ましい。酸無水物系硬化剤の添加量が過剰であると、硬化物から水分により塩素イオンが溶出しやすくなるおそれがある。例えば、熱水を用いて、硬化物から溶出成分を抽出した際に、抽出水のｐＨが４〜５程度まで低くなり、エポキシ樹脂から引き抜かれた塩素イオンが多量に溶出することがある。
【００５５】
また、アミン系硬化剤と例えばイミダゾール系硬化促進剤等の硬化促進剤とが併用される場合には、アミン系硬化剤の添加量をエポキシ基に対して理論的に必要な当量以下とすることが好ましい。
【００５６】
本発明に係る接着シートには、必要に応じて、無機イオン交換体、ブリードアウト防止剤、接着付与剤又は増粘剤等の添加剤を添加してもよい。
【００５７】
（接着シート）
本発明に係る接着シートは、半導体チップを基板及び半導体チップを含む他の電子部品等の実装部材上に接着するのに用いられる。接着シートは、熱又は光等により硬化されて、接着力を発現する。
【００５８】
上記接着シートに含まれている上記粒子の硬化後の接着シートの厚み方向に沿う寸法は、硬化後の接着シートの厚みと同等であることが好ましい。この場合には、半導体チップの反りをより一層抑制でき、かつ接着シートの外周面にひけと呼ばれる凹部が形成されるのをより一層抑制できる。
【００５９】
硬化前の接着シートに含まれている上記粒子の大きさは全て同一である必要はなく、ばらつきがあってもよい。硬化前の接着シートに含まれている上記粒子の大きさにばらつきがあっても、例えば上記粒子を圧縮し変形させることにより、上記粒子の硬化後の接着シートの厚み方向に沿う寸法を、硬化後の接着シートの厚みと同等にできる。
【００６０】
硬化前の接着シートに含まれている上記粒子のＣＶ値（粒度分布の変動係数）は、９％以下であることが好ましく、６％以下であることがより好ましい。ＣＶ値が大きすぎると、上記粒子が圧縮変形されても、複数の上記粒子が所望の大きさに充分に変形しないことがある。
【００６１】
上記ＣＶ値は、上記粒子の直径の標準偏差をρとし、平均粒子径をＤｎとすると、下記式で表される。
【００６２】
ＣＶ値（％）＝（ρ／Ｄｎ）×１００
本発明に係る接着シートの製造方法は特に限定されない。接着シートの製造方法としては、例えば押出機を用いた押出成形法又は溶液キャスト法が挙げられる。なかでも、高温での処理を要しないため、溶液キャスト法が好適に用いられる。
【００６３】
上記溶液キャスト法では、先ず接着シートを構成する硬化性組成物を溶剤で希釈して、硬化性組成物溶液を調製する。次に、調製された硬化性組成物溶液をセパレータ上にキャスティングする。その後、硬化性組成物溶液を乾燥し、溶剤を除去することにより、セパレータ上に接着シートを形成できる。
【００６４】
本発明に係る接着シートを介して、保護膜が上面に設けられた半導体チップを実装部材上に積層し、接着シートを硬化すると、接着シートの硬化の初期段階で、接着性を表面に有する粒子が半導体チップ及び実装部材と接触し、接着する。このため、接着シートの硬化のための加熱後の温度低下により保護膜が収縮したとしても、半導体チップが反り難くなる。また、接着シートの硬化の初期段階では、接着シートに含まれている上記粒子以外の接着シート構成成分が軟化することがある。上記粒子以外の接着シート構成成分が軟化すると、保護膜の収縮に伴う半導体チップの反りが生じやすくなる傾向がある。しかしながら、硬化の初期段階で、接着性を表面に有する粒子が半導体チップ及び実装部材と接着するため、半導体チップの反りを抑制できる。例えば、半導体チップの中央領域が下方に突出しようとしたり、半導体チップの外周縁近傍が上方に突出しようとしたとしても、このような半導体チップの変形が接着粒子により抑制される。
【００６５】
（半導体装置）
図１に、本発明の一実施形態に係る接着シートを用いて得られた半導体装置を示す。
【００６６】
図１に示す半導体装置１は、基板２と、硬化物層３，４と、半導体チップ５，６とを備える。基板２上に、硬化物層３を介して、半導体チップ５が積層されている。半導体チップ５上に、硬化物層４を介して、半導体チップ６が積層されている。すなわち、基板２上に、半導体チップ５，６の積層体が積層されている。基板２と半導体チップ５は、硬化物層３により接着されている。半導体チップ５，６同士が硬化物層４により接着されている。硬化物層３，４は、本発明の一実施形態に係り、熱硬化性の接着シートを硬化させることにより形成されている。
【００６７】
基板２にかえて、半導体チップ等の他の電子部品を用いてもよい。半導体チップ６上に、硬化物層を介してさらに他の半導体チップが積層されていてもよい。
【００６８】
硬化物層３，４はそれぞれ、接着性を表面に有する粒子３１を含有する。接着粒子３１にかえて、粒子２１，４１が含有されていてもよい。なお、図１〜３では、粒子３１は略図的に示されている。
【００６９】
図２に示すように、半導体装置１の製造の際には、基板２上に、硬化物層３を形成するための接着シート３Ａを介して、半導体チップ５を積層する。次に、半導体チップ５上に、硬化物層４を形成するための接着シート４Ａを介して、半導体チップ６を積層する。半導体チップ６上には、ポリイミド等により形成された保護膜７が積層されている。
【００７０】
次に、接着シート３Ａ，４Ａを硬化させるために、加熱する。このとき、接着シート３Ａ，４Ａは軟化する。この加熱時に、初期の半導体チップ反りが、接着シート３Ａ，４Ａによりおさえられる。また、接着シート３Ａ，４Ａが軟化していくときに接着シート３Ａ，４Ａによる反りがおさえられなくなったとしても、粒子３１により半導体チップの反りを抑制できる。また、加熱後に温度が下がるとともに保護膜７が収縮する。温度が下がるときに、ポリイミドは半導体チップよりも線膨張が大きいので、ポリイミドと半導体チップとの線膨張の差により、ポリイミドが半導体チップよりも大きく縮む。保護膜７が収縮すると、半導体チップ６が反ろうとする。
【００７１】
しかし、接着シート３Ａ，４Ａが軟化し、かつ保護膜７が収縮したとしても、接着シート３Ａ，４Ａに接着性を表面に有する粒子３１が含有されているので、半導体チップが反り難い。接着シート３Ａ，４Ａの接着力が充分に発現していなくても、粒子３１により接着シート３Ａ，４Ａがある程度接着されることにより、半導体チップの反りが抑制される。従って、半導体チップが反り難いので、半導体チップの反りに伴って生じる半導体チップの割れ又は欠けが生じ難い。
【００７２】
さらに、図１に示すように、得られた半導体装置１では、接着シート３Ａ，４Ａが硬化された後の硬化物層３，４の外周面３ａ，４ａに、ひけと呼ばれる凹部が生じ難い。このため、例えば半導体チップ５，６の外周縁部分を硬化物層４により充分に接着させることができる。
【００７３】
硬化物層３，４に含まれている粒子３１は圧縮変形されており、楕円体である。硬化後の接着シートである硬化物層３，４に含まれている粒子３１は、例えば接着シートの硬化収縮又は半導体チップの積層時に加わる圧力により、圧縮変形されていてもよい。硬化物層３，４に含まれている粒子３１は、球体である粒子が圧縮変形された楕円体である粒子であってもよい。粒子が圧縮変形されている場合には、上記粒子の硬化後の接着シートの厚み方向に沿う寸法は、上記粒子の圧縮変形された状態での寸法である。
【００７４】
半導体装置の製造の際には、基板２上に接着シート３Ａを積層した後に、該接着シート３Ａ上に半導体チップ５を積層してもよい。また、半導体チップ５上に、接着シート４Ａを積層した後に、該接着シート４Ａ上に半導体チップ６を積層してもよい。
【００７５】
また、半導体チップ５の下面に接着シート３Ａを貼り付けておき、接着シート３Ａが下面に貼り付けられた半導体チップ５を接着シート３Ａ側から、基板２上に積層してもよい。半導体チップ６の下面に接着シート４Ａを貼り付けておき、接着シート４Ａが下面に貼り付けられた半導体チップ６を接着シート４Ａ側から、半導体チップ５上に積層してもよい。半導体ウェーハの下面に接着シートを貼り付けた後、半導体ウェーハを接着シートごとダイシングすることにより、接着シートが下面に貼り付けられた半導体チップ５，６を得ることができる。
【００７６】
近年、半導体チップの積層数が増大している。それに伴って、厚みが薄い、例えば厚み５０μｍ以下の半導体チップが用いられてきている。このように半導体チップの積層数が多かったり、半導体チップの厚みが薄かったりする場合には、半導体チップが反りやすい。半導体チップの反りを抑制できるので、本発明に係る接着シートは、半導体チップの積層数が２以上の半導体装置を得るのに好適に用いられる。また、半導体チップの反りを抑制できるので、本発明に係る接着シートは、厚み１５μｍ以下の半導体チップの接着に好適に用いられる。
【００７７】
図１に示す半導体装置１における硬化後の接着シートとしての硬化物層３を、図３に平面図で示す。図３では、粒子３１が含有されている領域が、斜線を付して示されている。
【００７８】
硬化物層３を平面視したときに、硬化物層３の全面積に占める、粒子３１が含有されている領域の面積Ａは、１〜２５％の範囲内にあることが好ましい。また、硬化物層４を平面視したときに、硬化物層４の全面積に占める粒子３１が含有されている領域の面積Ａは、１〜２５％の範囲内にあることが好ましい。上記面積Ａが上記範囲内にあると、半導体チップにクラックがより一層生じ難くなる。上記面積Ａが大きすぎると、上記粒子による半導体チップのクラックの抑制効果が飽和し、接着シートのコストが高くなる。さらに、接着シートの接着性が低下することがある。粒子３１が含有されている領域は、硬化後の接着シートを平面視したときに、複数の粒子３１を透視した場合の粒子３１の外周縁により囲まれた領域を示す。すなわち、粒子３１が含有されている領域には、粒子３１が硬化後の接着シートの上面又は下面に露出している領域だけでなく、粒子３１と硬化後の接着シートの上面及び下面との間に、粒子３１以外の接着シート構成成分が存在する領域が含まれる。硬化後の接着シートすなわち硬化物層３，４の全面積に占める粒子３１が含有されている領域の面積のより好ましい下限は３％であり、より好ましい上限は２０％である。
【００７９】
なお、上記接着シートは、実装部材上に複数の半導体チップを積層し、接着するためだけでなく、実装部材上に１つの半導体チップを積層し、接着するために用いることもできる。
【００８０】
（ダイシング−ダイボンディングテープ）
本発明に係る接着シートの一方の面に、基材フィルムを介さずに又は基材フィルムを介して、ダイシングフィルムを直接又は間接に貼り付けることにより、ダイシング−ダイボンディングテープを得ることができる。半導体装置１を製造する際には、上記ダイシング−ダイボンディングテープを用いてもよい。上記ダイシング−ダイボンディングテープの使用により、半導体装置の製造効率を高めることができる。
【００８１】
図７（ａ），（ｂ）に、本発明の他の実施形態に係る接着シートを用いたダイシング−ダイボンディングテープを部分切欠正面断面図及び部分切欠平面図で示す。
【００８２】
図７（ａ），（ｂ）に示すように、ダイシング−ダイボンディングテープ５１は、長尺状の離型フィルム５２を備える。また、ダイシング−ダイボンディングテープ５１は、接着シート５３と、接着シート５３の一方の面５３ａに貼り付けられた基材フィルム５４と、基材フィルム５４の接着シート５３が貼り付けられた一方の面５４ａとは反対側の他方の面５４ｂに貼り付けられたダイシングフィルム５５とを備える。接着シート５３の一方の面５３ａに、基材フィルム５４を介して、ダイシングフィルム５５が間接に貼り付けられている。また、離型フィルム５２の上面５２ａに、接着シート５３が一方の面５３ａとは反対側の他方の面５３ｂ側から貼り付けられている。接着シート５３が、本発明の他の実施形態に係る接着シートである。接着シート５３は、粒子３１を含有する。
【００８３】
接着シート５３は、半導体チップのダイボンディングに用いられるダイボンディングフィルムである。接着シート５３の離型フィルム５２が貼り付けられた他方の面５３ｂは、半導体ウェーハが貼り付けられる面である。なお、ダイシング−ダイボンディングテープは、離型フィルム５２を備えていなくてもよい。
【００８４】
なお、基材フィルム５４を介さずに、接着シート５３の一方の面５３ａに、ダイシングフィルム５５が直接に積層されていてもよい。すなわち、ダイシング−ダイボンディングテープは、接着シート５３と、該接着シート５３の一方の面に貼り付けられたダイシングフィルム５５とを備えていてもよい。
【００８５】
基材フィルム５４が備えられていることが好ましい。この場合には、ダイシング後に個片化された半導体チップを接着シートごと取り出す際に、ピックアップ性を高めることができる。
【００８６】
接着シート５３、基材フィルム５４及びダイシングフィルム５５の平面形状は、円形である。接着シート５３の径は、基材フィルム５４の径と等しい。なお、接着シート５３の径は、基材フィルム５４の径よりも大きくてもよい。ダイシングフィルム５５の径は、接着シート５３及び基材フィルム５４の径よりも大きい。基材フィルム５４の側面は、接着シート５３により覆われていないことが好ましい。
【００８７】
図７（ｂ）に示すように、ダイシングフィルム５５は延長部５５ａを有する。ダイシングフィルム５５の側面は、接着シート５３の側面及び基材フィルム５４の側面よりも外側に張り出している。該張り出している部分である延長部５５ａが、離型フィルム５２の上面５２ａに貼り付けられている。
【００８８】
延長部５５ａが設けられているのは、接着シート５３の他方の面５３ｂに半導体ウェーハを貼り付ける際に、ダイシングフィルム５５の延長部５５ａにダイシングリングを貼り付けるためである。
【００８９】
基材フィルム５４は特に限定されない。基材フィルム５４は、（メタ）アクリル樹脂架橋体を含むことが好ましい。基材フィルム５４は、（メタ）アクリル樹脂架橋体を主成分として含むことがより好ましい。上記（メタ）アクリル樹脂架橋体を含む基材フィルムは、ポリオレフィン系フィルムに比べて柔らかく、例えば低い貯蔵弾性率を有する。比較的柔らかい基材フィルム５４の使用により、基材フィルム５４を接着シート５３よりも相対的に柔らかくすることができる。このため、ダイシング後に個片化された半導体チップを接着シートごと取り出す際に、基材フィルム５４を介して接着シート５３付き半導体チップを突き上げると、接着シート５３付き半導体チップが基材フィルム５４から容易に剥離する。従って、ピックアップ性を高めることができる。
【００９０】
上記（メタ）アクリル樹脂架橋体は、（メタ）アクリル酸エステルポリマーの架橋体であることが好ましい。
【００９１】
上記（メタ）アクリル酸エステルポリマーは、炭素数１〜１８のアルキル基を有する（メタ）アクリル酸エステルポリマーであることが好ましい。炭素数１〜１８のアルキル基を有する（メタ）アクリル酸エステルポリマーの使用により、基材フィルム５４の極性を充分に低くすることができ、かつ基材フィルム５４の表面エネルギーを低くすることができる。さらに、接着シート５３を基材フィルム５４からより一層剥離しやすくなる。上記アルキル基の炭素数が１８を超えると、基材フィルム５４の製造の際に、溶液重合が困難になる。このため、基材フィルム５４の製造が困難になることがある。（メタ）アクリル酸エステルポリマーのアルキル基の炭素数は６以上であることが好ましい。上記アルキル基の炭素数が６以上の場合には、基材フィルム５４の極性をより一層低くすることができる。
【００９２】
上記（メタ）アクリル酸エステルポリマーは、炭素数１〜１８のアルキル基を有する（メタ）アクリル酸アルキルエステルモノマーを主モノマーとして用いて得られた（メタ）アクリル酸エステルポリマーであることが好ましい。上記（メタ）アクリル酸エステルポリマーは、上記主モノマーと、官能基含有モノマーと、更に必要に応じてこれらと共重合可能な他の改質用モノマーとを常法により共重合させて得られた（メタ）アクリル酸エステルポリマーであることが好ましい。（メタ）アクリル酸アルキルエステルモノマーのアルキル基の炭素数は、２以上であることが好ましく、６以上であることが特に好ましい。
【００９３】
上記（メタ）アクリル酸エステルポリマーの重量平均分子量は、２０万〜２００万の範囲内にあることが好ましい。重量平均分子量が２０万未満であると、塗工成形時に多くの外観欠点が生じることがある。重量平均分子量が２００万を超えると、製造時に増粘しすぎてポリマー溶液を取り出すことができないことがある。
【００９４】
ダイシングフィルム５５は特に限定されない。ダイシングフィルム５５としては、ポリエチレンテレフタレートフィルム等のポリエステル系フィルム、ポリテトラフルオロエチレンフィルム、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、ポリビニルアセテートフィルム等のポリオレフィン系フィルム、ポリ塩化ビニルフィルム、又はポリイミドフィルム等のプラスチックフィルム等が挙げられる。なかでも、ポリオレフィン系フィルムが好適に用いられる。ポリオレフィン系フィルムが用いられた場合には、エキスパンド性を高めることができ、かつ環境負荷を小さくすることができる。
【００９５】
ダイシングフィルム５５は、基材フィルム５４が積層される面側に粘着剤を有することが好ましい。該粘着剤によりダイシングフィルム５５が基材フィルム５４に貼り付けられていることが好ましい。
【００９６】
ダイシング−ダイボンディングテープ５１を用いて、接着シート５３が下面に貼り付けられた半導体チップを得るには、先ず離型フィルム５２を接着シート５３から剥離した後、又は剥離しながら、露出した接着シート５３の他方の面５３ｂを、半導体ウェーハの裏面に貼り付ける。また、離型フィルム５２を剥離した後、又は剥離しながら、露出したダイシングフィルム５５の延長部５５ａを、ダイシングリング上に貼り付ける。
【００９７】
次に、半導体ウェーハを接着シート５３ごとダイシングし、個々の半導体チップに分割する。その後、基材フィルム５４及びダイシングフィルム５５を引き延ばして、分割された半導体チップの間隔を拡張する。次に、半導体チップが貼り付けられた状態で、半導体チップ付き接着シート５３を基材フィルム５４から剥離して取り出す。このようにして、接着シート５３が下面に貼り付けられた半導体チップを得ることができる。
【００９８】
以下に実施例を掲げて本発明を更に詳しく説明する。本発明はこれら実施例のみに限定されない。
【００９９】
（実施例１）
＜接着粒子の作製＞
非膨潤性の基材粒子の表面に、膨潤性樹脂からなるシェル層を形成したコアシェル粒子のシェル層に、接着性樹脂の原料となる重合性単量体を吸収させた。次に、シェル層に吸収させた上記重合性単量体を重合させて、接着層が形成された接着粒子（平均粒子径５μｍ、ＣＶ値６％、軟化点１４０℃）を得た。
【０１００】
＜硬化性組成物の作製＞
ジシクロペンタジエン型固形エポキシ樹脂７０重量部（大日本インキ化学社製、商品名：ＥＸＡ−７２００ＨＨ）、ナフタレン型液状エポキシ樹脂２０重量部（大日本インキ化学社製、商品名：ＨＰ−４０３２Ｄ）、エポキシ基含有アクリル樹脂１０重量部（日本油脂社製、商品名：マープルーフＧ−２０５０Ｍ、平均分子量：約２０万、エポキシ当量：３４０）、可撓性成分としてＣＴＢＮ（末端カルボキシル基ブタジエン−アクリロニトリル共重合体）１０重量部（宇部興産社製、商品名：ＨＹＣＡＲ  ＣＴポリマー１３００×８、平均分子量：約３５００）、架橋環式二環性酸無水物４０重量部（ジャパンエポキシレジン社製、商品名：ＹＨ−３０９）、イソシアヌル変性固体分散型イミダゾール５重量部（四国化成工業社製、商品名：２ＭＡＯＫ−ＰＷ）、エポキシシランカップリング剤２重量部（信越化学工業社製、商品名：ＫＢＭ４０３）、表面疎水化ヒュームドシリカ４重量部（トクヤマ社製、商品名：レオロシールＭＴ−１０）、および水酸基含有コアシェル型アクリルゴム粒子５重量部（ガンツ化成社製、商品名：スタフィロイドＡＣ−４０３０）と、得られた接着粒子１１重量部とを、メチルエチルケトン１４５重量部に添加し、混合することにより、硬化性組成物を得た。
【０１０１】
＜ダイシング−ダイボンディングテープの作製＞
得られた硬化性組成物を用いて、溶液キャスト法により厚さ５μｍの接着シートを得た。得られた接着シートを用いて、接着シート、基材フィルム及びダイシングフィルムの積層構造を有するダイシング−ダイボンディングテープを得た。
【０１０２】
（実施例２）
粒子を、メタクリル酸メチルを主成分とし、メタクリル酸ブチルを配合した架橋型メタクリル酸エステルにより形成された接着粒子（平均粒子径５μｍ、ＣＶ値８％、軟化点１３０℃）に変更したこと以外は実施例１と同様にして、ダイシング−ダイボンディングテープを得た。
【０１０３】
（実施例３）
粒子の配合量を６重量部に変更したこと、並びにメチルエチルケトンの配合量を１４０重量部に変更したこと以外は実施例１と同様にして、ダイシング−ダイボンディングテープを得た。
【０１０４】
（実施例４）
粒子の配合量を２５重量部に変更したこと、並びにメチルエチルケトンの配合量を１５５重量部に変更したこと以外は実施例１と同様にして、ダイシング−ダイボンディングテープを得た。
【０１０５】
（比較例１）
粒子を配合しなかったこと、並びにメチルエチルケトンの配合量を１３０重量部に変更したこと以外は実施例１と同様にして、ダイシング−ダイボンディングテープを得た。
【０１０６】
（評価）
ダイシング−ダイボンディングテープの接着シートを、ポリイミド膜が上面に設けられた半導体ウェーハ（厚み３５μｍ）の下面に６０℃の温度でラミネートし、評価サンプルを作製した。
【０１０７】
ダイシング装置ＤＦＤ６５１（ディスコ社製）を用いて、送り速度５０ｍｍ／秒で、評価サンプルを７ｍｍ×７ｍｍのチップサイズにダイシングした。
【０１０８】
ダイシング後に、ダイボンダーｂｅｓｔｅｍ  Ｄ−０２（キャノンマシーナリー社製）を用いて、コレットサイズ８ｍｍ角、突き上げ速度５ｍｍ／秒、ピックアップ温度２３℃の条件で、接着シート付き半導体チップのピックアップを行った。
【０１０９】
その後、ダイボンダーを用いて、接着シート付き半導体チップを接着シート側から基板上に積層し、さらに基板上に積層された半導体チップ上に、接着シート付き半導体チップをさらに積層し、積層体を得た。
【０１１０】
得られた積層体を１７０℃で３０分加熱し、接着シートを硬化させ、半導体装置を得た。この半導体装置を５００個用意した。
【０１１１】
得られた半導体装置５００個中、半導体チップに反りが生じている半導体装置を数えた。
【０１１２】
また、得られた半導体装置５００個中、硬化後の接着シートとしての硬化物層の外周面に凹部が形成されている半導体装置を数えた。
【０１１３】
また、得られた半導体装置において、半導体チップと硬化後の接着シートとの界面で切断し、硬化後の接着シートを平面視し、硬化後の接着シートの全面積に占める粒子が含有されている領域の面積Ａを求めた。測定領域の大きさは、１００μｍ×１００μｍとした。
【０１１４】
結果を下記の表１に示す。
【０１１５】
【表１】
2010225624.tif 000003
【符号の説明】
【０１１６】
１…半導体装置
２…基板
３，４…硬化物層
３ａ，４ａ…外周面
５，６…半導体チップ
７…保護膜
２１…接着粒子
２１ａ…表面
３１…粒子
３２…基材粒子
３２ａ…表面
３３…接着層
３３ａ…表面
４１…粒子
４２…基材粒子
４２ａ…表面
４３…接着粒子
４３ａ…表面
５１…ダイシング−ダイボンディングテープ
５２…離型フィルム
５２ａ…上面
５３…接着シート
５３ａ…一方の面
５３ｂ…他方の面
５４…基材フィルム
５４ａ…一方の面
５４ｂ…他方の面
５５…ダイシングフィルム
５５ａ…延長部
【図１】
2010225624.tif 000004
【図２】
2010225624.tif 000005
【図３】
2010225624.tif 000006
【図４】
2010225624.tif 000007
【図５】
2010225624.tif 000008
【図６】
2010225624.tif 000009
【図７】
2010225624.tif 000010
【図８】
2010225624.tif 000011