(57)【要約】      （修正有）【課題】極めて簡便に層間接着剤が付着した半導体チップを得ることができ、凸状電極を有する半導体チップであっても接続信頼性の高い高積層型の半導体チップ積層体を製造することができる半導体チップ積層体の製造方法を提供する。【解決手段】接着シートの層間接着用接着剤層２２と、表面に凸状電極１２を有するウエハ１貼り合わせる工程と、ウエハを研削する工程と、接着シートにエネルギー線を照射して層間接着用接着剤層を半硬化させる工程と、接着シートから基材フィルム２１を剥離して、半硬化した層間接着用接着剤層が付着したウエハを得る工程と、ウエハをダイシングして個片化する工程と、半硬化した層間接着用接着剤層が付着した半導体チップを、半硬化した層間接着用接着剤層を介して基板又は他の半導体に接着して半導体チップ積層体を得る工程とを有する半導体チップ積層体の製造方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材フィルムと層間接着用接着剤層とからなる接着シートを用いて表面に凸状電極を有する半導体チップを積層した半導体チップ積層体を製造する方法であって、
前記接着シートの層間接着用接着剤層と、表面に凸状電極を有するウエハの前記凸状電極が形成された面とを貼り合わせる工程１と、
前記ウエハを前記接着シートに固定した状態で研削する工程２と、
前記研削後のウエハに貼り合せられた前記接着シートにエネルギー線を照射して前記層間接着用接着剤層を半硬化させる工程３と、
前記研削後のウエハに貼り合せられた前記接着シートから基材フィルムを剥離して、半硬化した層間接着用接着剤層が付着したウエハを得る工程４と、
前記半硬化した層間接着用接着剤層が付着したウエハをダイシングして、半硬化した層間接着用接着剤層が付着した半導体チップに個片化する工程５と、
前記半硬化した層間接着用接着剤層が付着した半導体チップを、半硬化した層間接着用接着剤層を介して基板又は他の半導体に接着して半導体チップ積層体を得る工程６とを有する
ことを特徴とする半導体チップ積層体の製造方法。
【請求項２】
更に、工程６により得られた半導体チップ積層体を、加熱することにより層間接着用接着剤層を完全に硬化させる工程７を有することを特徴とする請求項１記載の半導体チップ積層体の製造方法。
【請求項３】
層間接着用接着剤層は、光硬化性化合物、熱硬化性化合物、光重合開始剤及び熱硬化剤を含有する光熱硬化性接着剤組成物からなることを特徴とする請求項１又は２記載の半導体チップ積層体の製造方法。
【請求項４】
光硬化性化合物は、光硬化性官能基を有するアクリル樹脂であることを特徴とする請求項３記載の半導体チップ積層体の製造方法。
【請求項５】
光硬化性官能基を有するアクリル樹脂は、更に、熱硬化性官能基を有することを特徴とする請求項４記載の半導体チップ積層体の製造方法。
【請求項６】
熱硬化性化合物は、エポキシ樹脂を含有することを特徴とする請求項３、４又は５記載の半導体チップ積層体の製造方法。
【請求項７】
エポキシ樹脂は、多環式炭化水素骨格を主鎖に有するエポキシ樹脂であることを特徴とする請求項６記載の半導体チップ積層体の製造方法。
【請求項８】
多環式炭化水素骨格を主鎖に有するエポキシ樹脂は、ジシクロペンタジエン骨格を有するエポキシ樹脂及び／又はナフタレン骨格を有するエポキシ樹脂を含有することを特徴とする請求項７記載の半導体チップ積層体の製造方法。
【請求項９】
ナフタレン骨格を有するエポキシ樹脂は、下記一般式（１）で表される化合物を含有することを特徴とする請求項８記載の半導体チップ積層体の製造方法。
【化１】
2010056531.tif 000005
一般式（１）中、Ｒ１及びＲ２は、それぞれ、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アリール基又はフェニル基を表し、ｎ及びｍは、それぞれ、０又は１である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、極めて簡便に薄研削された層間接着剤が付着した半導体チップを得ることができ、凸状電極を有する半導体チップであっても接続信頼性の高い高積層型の半導体チップ積層体を製造することができる半導体チップ積層体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体の高集積化が進展し、複数の薄研削したＩＣチップを積層したスタックドチップ等も提案されている。同時に半導体の高集積実装方法も種々の方法が提案されており、現在では、通常ＩＣチップ間の接着は層間接着剤を用いてなされることが多い（特許文献１、２等）。
【０００３】
このようなスタックドチップは通常、以下のようにして製造される。まず、ウエハにバックグラインドテープと呼ばれる粘着テープを貼付し、この状態でウエハを所定の厚さにまで研削する。研削終了後にバックグラインドテープを剥離する。次いで、層間接着剤をウエハの表面に塗工した後、他のウエハや基板等と積層する。しかしながら、このような工程は極めて煩雑であるという問題点があった。
【０００４】
これに対して特許文献３には、基材と、前記基材上に形成された層間接着用接着剤層とからなる粘着シートの層間接着用接着剤層とウエハとを貼り合わせる工程１、ウエハを、粘着シートに固定した状態で研削する工程２、研削後のウエハから、層間接着剤用接着剤層を残して基材を剥離して、層間接着用接着剤層が付着したウエハを得る工程３を有する半導体の製造方法が記載されている。特許文献３の方法によれば、確かに簡便に薄研削された層間接着剤付きのウエハを得ることができる。
【０００５】
しかしながら、特許文献３の方法により半導体チップ積層体を製造しようとすると、層間接着剤付きのウエハをダイシングして個片化する際に、層間接着剤層を綺麗に切断できなかったり、層間接着剤層に起因するヒゲが発生したり、また、層間接着剤層に切削くずが付着してしまったりすることがあった。また、ダイシング時に使用する水によって層間接着剤層の接着力が低下してしまうこともあった。特に、表面に凸状電極を有する半導体チップの場合には、電極が層間接着剤層からうまく露出せず、接続信頼性が劣ることがあるという問題もあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−１２６６５８号公報
【特許文献２】特開２００３−２３１８７５号公報
【特許文献３】特開２００８−０１６６２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、極めて簡便に薄研削された層間接着剤が付着した半導体チップを得ることができ、凸状電極を有する半導体チップであっても接続信頼性の高い高積層型の半導体チップ積層体を製造することができる半導体チップ積層体の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、基材フィルムと層間接着用接着剤層とからなる接着シートを用いて表面に凸状電極を有する半導体チップを積層した半導体チップ積層体を製造する方法であって、前記接着シートの層間接着用接着剤層と、表面に凸状電極を有するウエハの前記凸状電極が形成された面とを貼り合わせる工程１と、前記ウエハを前記接着シートに固定した状態で研削する工程２と、前記研削後のウエハに貼り合せられた前記接着シートにエネルギー線を照射して前記層間接着用接着剤層を半硬化させる工程３と、前記研削後のウエハに貼り合せられた前記接着シートから基材フィルムを剥離して、半硬化した層間接着用接着剤層が付着したウエハを得る工程４と、前記半硬化した層間接着用接着剤層が付着したウエハをダイシングして、半硬化した層間接着用接着剤層が付着した半導体チップに個片化する工程５と、前記半硬化した層間接着用接着剤層が付着した半導体チップを、半硬化した層間接着用接着剤層を介して基板又は他の半導体に接着して半導体チップ積層体を得る工程６とを有する半導体チップ積層体の製造方法である。
以下に本発明を詳述する。
【０００９】
本発明の半導体チップ積層体の製造方法においては、基材フィルムと層間接着用接着剤層（以下、単に「接着剤層」ともいう）とからなる接着シートを用いる。
上記基材フィルムとしては特に限定されないが、例えば、アクリル、オレフィン、ポリカーボネート、塩化ビニル、ＡＢＳ、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ナイロン、ウレタン、ポリイミド等の透明な樹脂からなるシート、網目状の構造を有するシート、孔が開けられたシート等が挙げられる。
【００１０】
上記基材フィルムは、表面に離型処理が施されていてもよいし、施されていなくてもよい。通常は離型処理されているほうが剥離しやすいが、本発明の半導体チップ積層体の製造造方法においては、離型処理が施されていなくとも、後述の通り接着剤層を半硬化させた後で剥離するため、基材フィルムを剥離することは充分に可能である。また、離型処理を施さない場合には、離型剤を用いた処理を行わないことにより、接着剤に離型剤が移行する恐れがなく、接着剤層は、より高い接着力を発揮することができる。
【００１１】
上記基材フィルムの厚みとしては特に限定されないが、好ましい下限は１２μｍ、好ましい上限は３００μｍである。上記基材フィルムの厚みが１２μｍ未満であると、保護テープとしてウエハを保護したり、平坦化させたりする能力が不足することがある。上記基材フィルムの厚みが３００μｍを超えると、基材フィルムを剥離する際にウエハに過剰な応力を発生させることがある。
【００１２】
上記接着剤層としては、充分な接着力を有し、かつ、エネルギー線を照射することにより半硬化させることができるものであれば特に限定されない。上記接着剤層は、半硬化させた後、更に加熱等を行うことにより完全に硬化させることができるものが好ましい。
このような接着剤層としては、例えば、光硬化性化合物、熱硬化性化合物、光重合開始剤及び熱硬化剤を含有する光熱硬化性接着剤組成物からなるものが好適である。
【００１３】
上記光硬化性化合物としては特に限定されないが、光硬化性官能基を有するアクリル樹脂が好ましい。
上記光硬化性官能基を有するアクリル樹脂としては特に限定されず、例えば、イソボルニル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）アクリレート、メチル（メタ）アクリレート、ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、４−ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート、（メタ）アクリル酸等のアクリル成分からなる分子量５万〜６０万程度の重合体又は共重合体に、ウレタン結合、エステル結合、エーテル結合等の連結基を介して、アリル基、（メタ）アクリル基等の光硬化性官能基を導入した樹脂等が挙げられる。
また、上記光硬化性化合物として、例えば、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、トリメチロールエタン（メタ）アクリレートジ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート等の低分子の多官能アクリル樹脂を用いてもよい。
これらの光硬化性官能基を有するアクリル樹脂は、単独で用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
【００１４】
上記光硬化性官能基を有するアクリル樹脂は、二重結合当量が０．１〜５ｍｅｑ／ｇであることが好ましい。上記二重結合当量が０．１ｍｅｑ／ｇ未満であると、接着剤層にエネルギー線を照射しても充分に半硬化させることができないことがある。上記二重結合当量が５ｍｅｑ／ｇを超えると、後述する基板又は他の半導体との接着時に、接着剤層が充分な接着力を発揮することができないことがある。
【００１５】
上記光硬化性官能基を有するアクリル樹脂は、更に、熱硬化性官能基を有することが好ましい。熱硬化性官能基を有することにより、後述する基板又は他の半導体との接着時に、上記光硬化性官能基を有するアクリル樹脂と後述する熱硬化性化合物とが反応して、より均一な硬化物を得ることができる。そのため、硬化物の耐熱性や接着性が向上し、より接続信頼性の高い半導体チップ積層体を製造することができる。
上記熱硬化性官能基としては特に限定されず、例えば、水酸基、カルボン酸基、アミノ基、イミノ基、オキセタニル基、エポキシ基、メルカプト基、イソシアネート基等が挙げられる。なかでも、エポキシ基が特に好ましい。
このような光硬化性官能基と熱硬化性官能基とを有するアクリル樹脂としては特に限定されないが、例えば、共重合成分として上述したアクリル成分に加えてグリシジル（メタ）アクリレート等を含有する共重合体に、上述のように連結基を介して光硬化性官能基を導入した樹脂や、上述したアクリル成分からなる重合体又は共重合体に、ウレタン結合、エステル結合、エーテル結合などの連結基を介して、光硬化性官能基に加えてエポキシ基を導入した樹脂等が挙げられる。これらのアクリル樹脂は、単独で用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
【００１６】
上記熱硬化性化合物としては特に限定されないが、エポキシ樹脂を含有することが好ましい。
上記エポキシ樹脂としては特に限定されないが、多環式炭化水素骨格を主鎖に有するエポキシ樹脂を含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を含有する光熱硬化性接着剤組成物の硬化物は、剛直で分子の運動が阻害されるものとなり、優れた機械的強度や耐熱性を発現するとともに、吸水性も低くなるため優れた耐湿性を発現することができる。
【００１７】
上記多環式炭化水素骨格を主鎖に有するエポキシ樹脂としては特に限定されないが、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骨格を有するフェノールノボラックエポキシ樹脂等のジシクロペンタジエン骨格を有するエポキシ樹脂（以下、「ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂」と記す）、１−グリシジルナフタレン、２−グリシジルナフタレン、１，２−ジグリジジルナフタレン、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、１，２，５，６−テトラグリシジルナフタレン等のナフタレン骨格を有するエポキシ樹脂（以下、「ナフタレン型エポキシ樹脂」と記す）、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、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骨格を有するエポキシ樹脂、ナフタレン骨格を有するエポキシ樹脂が好適である。これらの多環式炭化水素骨格を主鎖に有するエポキシ樹脂は、単独で用いられてもよく、２種類以上が併用されてもよく、また、Ｂｉｓ−Ａ型エポキシ樹脂、Ｂｉｓ−Ｆ型エポキシ樹脂等の汎用されるエポキシ樹脂と併用されてもよい。
【００１８】
上記ナフタレン骨格を有するエポキシ樹脂は、下記一般式（１）で表される化合物を含有することが好ましい。下記一般式（１）で表される化合物を用いることにより、接着剤層の線膨張係数を下げることができ、硬化物の耐熱性や接着性が向上して、より接続信頼性の高い半導体チップ積層体を製造することができる。
【００１９】
【化１】
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【００２０】
一般式（１）中、Ｒ１及びＲ２は、それぞれ、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アリール基又はフェニル基を表し、ｎ及びｍは、それぞれ、０又は１である。
【００２１】
上記熱硬化性化合物が上記一般式（１）で表される化合物を含有する場合、上記一般式（１）で表される化合物の配合量としては特に限定されないが、熱硬化性化合物全体のうち、３〜９０重量％であることが好ましい。上記一般式（１）で表される化合物の配合量が３重量％未満であると、接着剤層の線膨張係数を下げる効果が充分に得られなかったり、接着力が低下したりすることがある。上記一般式（１）で表される化合物の配合量が９０重量％を超えると、該一般式（１）で表される化合物と光熱硬化性接着剤組成物中の他の配合成分とが相分離し、接着シートを作製する際の塗工性が低下したり、接着剤層の吸水率が高くなったりすることがある。上記一般式（１）で表される化合物の配合量は、熱硬化性化合物全体のうち、５〜８０重量％であることがより好ましい。
【００２２】
上記光硬化性化合物と熱硬化性化合物との配合比としては特に限定されないが、上記熱硬化性化合物の１００重量部に対する上記光硬化性化合物の配合量の好ましい下限は２０重量部、好ましい上限は４０重量部である。上記光硬化性化合物の配合量が２０重量部未満であると、エネルギー線を照射しても半硬化させることによる形状保持効果が不充分となることがある。上記光硬化性化合物の配合量が４０重量部を超えると、得られる硬化物の耐熱性が不足することがある。
【００２３】
上記光重合性開始剤としては特に限定はされないが、例えば、２５０〜８００ｎｍの波長の光を照射することにより活性化されるものが挙げられる。このような光重合開始剤としては、例えば、メトキシアセトフェノン等のアセトフェノン誘導体化合物や、ベンゾインプロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル等のベンゾインエーテル系化合物や、ベンジルジメチルケタール、アセトフェノンジエチルケタール等のケタール誘導体化合物や、フォスフィンオキシド誘導体化合物や、ビス（η５−シクロペンタジエニル）チタノセン誘導体化合物、ベンゾフェノン、ミヒラーケトン、クロロチオキサントン、トデシルチオキサントン、ジメチルチオキサントン、ジエチルチオキサントン、α−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、２−ヒドロキシメチルフェニルプロパン等の光ラジカル重合開始剤が挙げられる。これらの光重合開始剤は、単独で用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
【００２４】
上記光重合開始剤の配合量としては特に限定はされないが、上記光硬化性化合物１００重量部に対して好ましい下限は０．０５重量部、好ましい上限は５重量部である。上記光重合開始剤の配合量が０．０５重量部未満であると、エネルギー線を照射しても半硬化させることができないことがある。上記光重合開始剤は５重量部を超えて配合しても特に光硬化性に寄与しない。
【００２５】
上記熱硬化剤としては、特に限定されず、例えば上記熱硬化性化合物がエポキシ樹脂を含有する場合には、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、カチオン系触媒型硬化剤等が挙げられる。これらのエポキシ樹脂用硬化剤は、単独で用いられてもよく、２種類以上が併用されてもよい。なかでも、酸無水物系硬化剤が好適である。熱硬化剤として酸無水物系硬化剤を含有すると、熱硬化速度が速いため、硬化物にボイドが発生するのを効果的に低減することができ、得られる半導体チップ積層体を接着信頼性の高いものとすることができる。
【００２６】
上記熱硬化剤の配合量としては特に限定されないが、熱硬化性化合物の官能基と等量反応する熱硬化剤を用いる場合には、熱硬化性化合物の官能基量に対して、好ましい下限が９０当量、好ましい上限が１１０当量である。上記熱硬化剤の配合量が９０当量未満であると、加熱しても充分に硬化しないことがある。上記熱硬化剤は１１０当量を超えて配合しても特に熱硬化性に寄与しない。
また、上記熱硬化剤の配合量は、触媒として機能する熱硬化剤を用いる場合には、熱硬化性化合物１００重量部に対して、好ましい下限が１重量部、好ましい上限が２０重量部である。上記熱硬化剤の配合量が１重量部未満であると、加熱しても充分に硬化しないことがある。上記熱硬化剤は２０重量部を超えて配合しても特に熱硬化性に寄与しない。
【００２７】
上記光熱硬化性接着剤組成物は、更に、上記エポキシ樹脂と反応する官能基を有する固形ポリマーを含有してもよい。
上記エポキシ樹脂と反応する官能基を有する固形ポリマーとしては特に限定されないが、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、エポキシ基等を有する樹脂が挙げられ、なかでも、エポキシ基を有する高分子ポリマーが好ましい。エポキシ基を有する高分子ポリマーを含有すると、その硬化物は、優れた可撓性を発現することができる。このような光熱硬化性接着剤組成物からなる接着剤層により接着を行うことにより、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由来する優れた機械的強度、優れた耐熱性、優れた耐湿性等と、上記エポキシ基を有する高分子ポリマーに由来する優れた可撓性とが発揮され、得られた半導体チップ積層体は、耐冷熱サイクル性、耐ハンダリフロー性、寸法安定性等に優れるものとなり、高い接着信頼性や高い接続信頼性を発現することとなる。
【００２８】
上記エポキシ基を有する高分子ポリマーとしては、末端及び／又は側鎖（ペンダント位）にエポキシ基を有する高分子ポリマーであればよく、特に限定されるものではないが、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、エポキシ基含有ポリエステル樹脂等が挙げられる。これらのエポキシ基を有する高分子ポリマーは、単独で用いられてもよく、２種類以上が併用されてもよい。なかでも、エポキシ基を多く含む高分子ポリマーを得ることができ、硬化物の機械的強度や耐熱性がより優れたものとなることから、エポキシ基含有アクリル樹脂が好適である。
【００２９】
上記光熱硬化性接着剤組成物は、接着剤層の硬化速度や硬化物の物性等を調整する目的で、更に硬化促進剤を含有してもよい。
上記硬化促進剤としては特に限定されず、例えば、イミダゾール系硬化促進剤、３級アミン系硬化促進剤等が挙げられる。これらの硬化促進剤は、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。なかでも、硬化速度や硬化物の物性等の調整をするための反応系の制御をしやすいことから、イミダゾール系硬化促進剤が好適である。
【００３０】
上記イミダゾール系硬化促進剤としては特に限定されず、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や、イソシアヌル酸で塩基性を保護したもの（商品名「２ＭＡ−ＯＫ」、四国化成工業社製）等が挙げられる。これらのイミダゾール系硬化促進剤は、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【００３１】
上記接着剤層の厚さとしては特に限定されないが、好ましい下限は５μｍ、好ましい上限は１５０μｍである。上記接着剤層の厚さが５μｍ未満であると、充分な接着力が得られないことがある。上記接着剤層の厚さが１５０μｍを超えると、得られる半導体チップ積層体の厚さが厚くなってしまうことがある。
【００３２】
上記接着シートを作製する方法としては特に限定されず、溶媒で希釈した上記光熱硬化性接着剤組成物を、上記基材フィルム上にコンマコート、グラビアコート、キャスティング等の方法により塗工して、乾燥させる方法等が挙げられる。
上記溶媒としては特に限定されないが、メチルエチルケトン、酢酸エチル、アセトン、メチルイソブチルケトン、２−エトキシエタノール、トルエン、メタノール、エタノール等の比較的低沸点の溶剤が好ましい。また、塗工性を向上させる目的で、これらの比較的低沸点の溶剤と、ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド、メチルピロリドン、シクロヘキサン、乳酸エチル等の高沸点溶剤とを併用してもよい。更に、必要に応じて界面活性剤を少量添加してもよい。
【００３３】
図１に本発明の半導体チップ積層体の製造方法を説明する模式図を示した。図１を適宜参照しながら、本発明の半導体チップ積層体の製造方法について説明する。
本発明の半導体チップ積層体の製造方法においては、まず、上記接着シートの層間接着用接着剤層と、表面に凸状電極を有するウエハの該凸状電極が形成された面とを貼り合わせる工程１を行う。
【００３４】
上記ウエハとしては特に限定されず、例えば、シリコン、ガリウム砒素等の半導体からなるものが挙げられる。
上記ウエハには、金、銅、銀−錫半田、アルミニウム、ニッケル等からなる凸状電極が形成されている。本発明の半導体チップ積層体の製造方法によれば、表面に凸状電極を有するウエハであっても、高い接続信頼性を発揮させることができる。
図１において、ウエハ１の表面に凸状電極１２が形成されている（図１（ａ））。
【００３５】
貼り合わせは、常温、常圧下で行ってもよいが、より密着性を向上するためには、室温〜１００℃の範囲内の温度で加熱しながら、１ｔｏｒｒ程度の真空下で貼り合わせることが好ましい。また、貼り合わせにはラミネーターを用いることが好ましい。
図１においては、ウエハ１の凸状電極１２が形成された面に、基材フィルム２１と層間接着用接着剤層２２が形成された接着シート２を、ラミネーター３を用いて貼り付けている（図１（ｂ））。
【００３６】
本発明の半導体チップ積層体の製造方法においては、次いで、上記ウエハを上記接着シートに固定した状態で研削する工程２を行う。
工程２により、ウエハを所望の厚みに研削する。研削の方法としては特に限定されず、従来公知の方法を用いることができる。例えば、市販の研削装置（例えば、Ｄｉｓｃｏ社製のＤＦＧ８５４０等）を利用し、２４００ｒｐｍの回転で０．２〜３μｍ／ｓの研削量の条件にて研削を行い、最終的にはＣＭＰで仕上げるように行う方法等が挙げられる。
図１においては、研削装置４を用いてウエハ１を所定の厚さにまで研削している（図１（ｃ）、（ｄ））。
【００３７】
上記ウエハは表面に凸状電極を有するものであり、該凸状電極は上記接着シートの接着剤層中に埋もれており、凸状電極の形状が接着剤層表面の形状に影響している。しかし、工程２の研削時の押圧によって凸状電極の表面から接着剤が除かれ、接着剤層が平坦化されて、電極の高さと接着剤層の厚みがほぼ等しくなる。これにより、基材フィルム剥離後に凸状電極の表面が接着剤層上に露出しやすく、得られる半導体チップ積層体の接続信頼性が向上する。
【００３８】
本発明の半導体チップ積層体の製造方法においては、次いで、研削後のウエハに貼り合せられた接着シートにエネルギー線を照射して層間接着用接着剤層を半硬化させる工程３を行う（図１（ｅ））。
エネルギー線を照射して接着剤層を半硬化させることにより、接着剤層の粘着力が低下し基材フィルムの剥離が容易になる。一方、「半硬化」であることから、接着剤層は、後述する基板又は他の半導体との接着時には充分な接着力を発揮することができる。
【００３９】
本明細書において半硬化とは、ゲル分率が１０〜６０重量％であることを意味する。ゲル分率が１０重量％未満であると、接着剤層としての形状保持力が不足したり、基材フィルムを剥離する際に糊残りしやすくなったりすることがある。ゲル分率が６０重量％を超えると、接着剤層の流動性が不充分となり、ボンディングが困難となる。
上記ゲル分率は、例えば、酢酸メチルやメチルエチルケトン等の、光熱硬化性接着剤組成物を充分に溶解できる溶解度を有する溶剤に半硬化した組成物を浸透させ、充分な時間撹拌し、メッシュにろ過した後、乾燥して得られる未溶解物の量から算出することができる。
【００４０】
このような半硬化状態は、例えば、上記接着剤層が光硬化性化合物として上記光硬化性官能基を有するアクリル樹脂を含有する場合には、エネルギー線の照射量を調整することにより容易に達成することができる。即ち、エネルギー線照射により発生したラジカルが、上記光硬化性官能基で連鎖反応し、三次元ネットワーク構造を形成してゲル化する。
【００４１】
上記エネルギー線の照射量は特に限定されないが、好ましい下限は１００ｍＪ／ｃｍ２、好ましい上限は１００００ｍＪ／ｃｍ２である。上記エネルギー線の照射量が１００ｍＪ／ｃｍ２未満であると、接着剤層のゲル分率が低くなり、接着剤層としての形状保持力が不足することがある。上記エネルギー線の照射量が１００００ｍＪ／ｃｍ２を超えると、飽和状態となるため接着剤層の物性にはほとんど影響がなく、製造タクトの観点からは好ましくない。
また、上記エネルギー線を照射する方法は特に限定されないが、例えば、基材フィルム側から、超高圧水銀灯を用いて、３６５ｎｍ付近の紫外線をウエハ面への照度が６０ｍＷ／ｃｍ２となるよう照度を調節して２０秒間照射する（積算光量１２００ｍＪ／ｃｍ２）方法等が挙げられる。
【００４２】
本発明の半導体チップ積層体の製造方法においては、次いで、研削後のウエハに貼り合せられた接着シートから基材フィルムを剥離して、半硬化した層間接着用接着剤層が付着したウエハを得る工程４を行う（図１（ｆ））。
工程３のエネルギー線の照射により上記接着シートの接着剤層が半硬化していることから、極めて容易に基材フィルムを剥離することができる。また、このときに電極表面に残存する接着剤層を除去することも可能である。
【００４３】
本発明の半導体チップ積層体の製造方法においては、次いで、半硬化した層間接着用接着剤層が付着したウエハをダイシングして、半硬化した層間接着用接着剤層が付着した半導体チップに個片化する工程５を行う（図１（ｇ））。
上記ダイシングの方法としては特に限定されず、例えば、従来公知の砥石等を用いて切断分離する方法等を用いることができる。
【００４４】
工程３のエネルギー線の照射により上記接着シートの接着剤層が半硬化していることから、接着剤層に起因するヒゲが発生することなく、接着剤層ごと綺麗に、容易に切断することができる。また、接着剤層が半硬化していることにより、切削くずが接着剤層に付着するのを抑制することができる。更に、ダイシング時に使用する水によって接着剤層が劣化してしまうこともない。
【００４５】
本発明の半導体チップ積層体の製造方法においては、次いで、半硬化した層間接着用接着剤層が付着した半導体チップを、半硬化した層間接着用接着剤層を介して基板又は他の半導体に接着して半導体チップ積層体を得る工程６を行う（図１（ｈ））。
半硬化状態の接着剤層は、なお充分な接着力を有していることから、得られた半硬化した接着剤層が付着した半導体チップを、接着剤層を介して基板又は他の半導体に接着することは充分に可能である。
なお、本明細書において半導体チップ積層体とは、基板に半導体チップを１つだけ接着したものと、複数の半導体チップを接着積層したものとの両方を含む。
【００４６】
工程６により得られた半導体チップ積層体を、更に、接着後に加熱等することにより接着剤層を完全に硬化させる工程７を行うことにより、より安定した接着を実現することができる。
【００４７】
上記の説明においては、半硬化した層間接着用接着剤層が付着したウエハを得る工程４を行った後、該半硬化した層間接着用接着剤層が付着したウエハをダイシングして、半硬化した層間接着用接着剤層が付着した半導体チップに個片化する工程５を行った。
この他の態様として、工程４で得られた半硬化した層間接着用接着剤層が付着したウエハを、接着剤層を介して他のウエハに積層してウエハ積層体を作製し、得られたウエハ積層体を一括的にダイシングして、半硬化した層間接着用接着剤層が付着した半導体チップ積層体を得てもよい。
【発明の効果】
【００４８】
本発明によれば、極めて簡便に薄研削された層間接着剤が付着した半導体チップを得ることができ、凸状電極を有する半導体チップであっても接続信頼性の高い高積層型の半導体チップ積層体を製造することができる半導体チップ積層体の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の半導体チップ積層体の製造方法を説明する模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００５０】
以下に実施例を挙げて本発明の態様を更に詳しく説明するが、本発明はこれら実施例にのみ限定されるものではない。
【００５１】
（実施例１〜３）
（１）光熱硬化性接着剤組成物の調製
表１の組成に従って、下記に示す各材料をメチルエチルケトンに加え、ホモディスパーを用いて攪拌混合して、光熱硬化性接着剤組成物を調製した。
（熱硬化性化合物）
・ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂（ＨＰ−７２００ＨＨ、ＤＩＣ社製）
・ナフタレン型エポキシ樹脂（上記一般式（１）において、Ｒ１及びＲ２がＨ、ｍ及びｎが１である化合物、ＥＸＡ−４７１０、ＤＩＣ社製）
・レゾルシノール型エポキシ樹脂（ＥＸ２０１Ｐ、ナガセケムテクス社製）
【００５２】
（光硬化性化合物）
・光硬化性官能基を有するアクリル樹脂（２−エチルヘキシルアクリレートと、イソボルニルアクリレートと、ヒドロキシエチルアクリレートとの共重合体に２−メタクリロイルオキシエチルイソシアネートを付加させたもの、分子量３０万、二重結合当量０．９ｍｅｑ／ｇ、ＳＫ−２−３７、新中村化学社製）
・光硬化性官能基と熱硬化性官能基とを有するアクリル樹脂（２−エチルヘキシルアクリレートと、イソボルニルアクリレートと、ヒドロキシエチルアクリレートと、グリシジルメタクリレートとの共重合体に２−メタクリロイルオキシエチルイソシアネートを付加させたもの、分子量５２万、二重結合当量０．９ｍｅｑ／ｇ、エポキシ当量１６５０、ＳＫ−２−７８、新中村化学社製）  
【００５３】
（光重合開始剤）
・光ラジカル発生剤（Ｅｓａｃｕｒｅ１００１、Ｌａｍｂｅｒｔｉ社製）
【００５４】
（熱硬化剤）
・酸無水物（ＹＨ−３０７、ジャパンエポキシレジン社製）
【００５５】
（その他）
・アクリル樹脂（イソブチルメタクリレートと、ヒドロキシエチルメタクリレートとの共重合体、分子量１０万、ＳＫ−２−４７、新中村化学社製）
・イミダゾール化合物（２ＭＡ−ＯＫ、四国化成工業社製）
・応力緩和ゴム系高分子（ＡＣ４０３０、ガンツ化成社製）
・ヒュームドシリカ（ＭＴ１０、トクヤマ社製）
・イミダゾールシランカップリング剤（ＳＰ−１０００、日鉱マテリアル社製）
【００５６】
（２）接着シートの調製
厚さ５０μｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）からなる基材フィルム上に、コンマコート法により得られた光熱硬化性接着剤組成物を厚さ４０μｍとなるように塗工し、乾燥させて接着シートを得た。使用するまで光熱硬化性接着剤組成物からなる接着剤層の表面をＰＥＴフィルムで保護した。
【００５７】
（３）半導体チップ積層体の製造
直径２０ｃｍ、厚み７００μｍであり、表面に高さ４０μｍ、幅１００μｍ×１００μｍの正方形の銅バンプが４００μｍピッチで多数形成されている半導体ウエハ（シリコンウエハ）を用意した。
【００５８】
接着シートの接着剤層を保護するＰＥＴフィルムを剥がし、ラミネーターを用いて半導体ウエハに真空下（１ｔｏｒｒ）で貼り付けた。
次いで、これを研削装置に取りつけ、半導体ウエハの厚さが約１００μｍになるまで研削した。このとき、研削の摩擦熱により半導体ウエハの温度が上昇しないように、半導体ウエハに水を散布しながら作業を行った。研磨後はＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）プロセスでアルカリのシリカ分散水溶液による研磨で鏡面化加工を行った。
【００５９】
研磨装置から半導体ウエハを取り外し、半導体ウエハの接着シートが貼付されていない側の面にダイシングテープ「ＰＥテープ♯６３１８−Ｂ」（積水化学社製、厚み７０μｍ、基材ポリエチレン、粘着材ゴム系粘着材１０μｍ）を貼り付け、ダイシングフレームにマウントした。
接着シートの基材フィルム側から、超高圧水銀灯を用いて、３６５ｎｍ付近の紫外線を、半導体ウエハ面への照度が６０ｍＷ／ｃｍ２となるよう照度を調節して２０秒間照射した（積算光量１２００ｍＪ／ｃｍ２）。
紫外線により半硬化した接着剤層から基材フィルムを剥離して、研削済の半導体ウエハ上に接着剤層が転写されたウエハが得られた。
【００６０】
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、半導体ウエハを１０ｍｍ×１０ｍｍのチップサイズに分割して個片化し、半硬化した接着剤層が付着した半導体チップを得た。
【００６１】
得られた半硬化した接着剤層が付着した半導体チップを熱風乾燥炉内にて８０℃で１０分間乾燥後、ボンディング装置（澁谷工業社製、ＤＢ−１００）を用いて荷重０．１５ＭＰａ、温度２３０℃で１０秒間圧着して積層させた。これを繰り返し５層の半導体チップを積層した後、１８０℃で６０分間かけて硬化させ、半導体チップ積層体を得た。
【００６２】
（評価）
半導体チップ積層体の製造工程で得られたウエハ、半導体チップ、又は、得られた半導体チップ積層体について、以下の基準で評価を行った。結果を表１に示した。
（１）ダイシング性能評価
個片化した半硬化した接着剤層が付着した半導体チップを顕微鏡を用いて観察した。各チップと接着剤層とがダイシングに沿って綺麗にカットされており、接着剤層に起因するヒゲがなく、切削くずが接着剤層に付着しない場合を「○」と、各チップと接着剤層とがダイシングに沿って綺麗にカットされているものの、接着剤層に起因するヒゲがあったり、切削くずが接着剤層に付着している場合を「△」と、各チップと接着剤層が綺麗にカットされておらず、接着剤層に起因するヒゲあり、切削くずが接着剤層に付着している場合を「×」と評価した。
【００６３】
（２）半導体チップのボンディング評価
半硬化した接着剤層が付着した半導体チップをボンディング装置を利用して、２３０℃、１００Ｎ、１０秒間の条件でプラスチックス基板上にボンディングし、接着性能を確認した。チップと基板との間に空気がかまず、綺麗な接着面ができ、また、チップの面上に接着剤層が盛り上がることがない場合を「○」と、チップと基板との間に空気がかまないものの、チップの面上に接着剤層が盛り上がりボンダーのヘッドを接着剤が汚染している場合を「△」と、チップと基板との間に空気がかんでいるとともに、チップの面上に接着剤層が盛り上がりボンダーのヘッドを接着剤が汚染している場合を「×」と評価した。
【００６４】
（３）半田耐熱性評価
半導体チップ積層体を、１２５℃で６時間乾燥させ、次いで３０℃、８０％湿度の条件下で４８時間の湿潤処理を行った後、ハンダリフロー２６０℃、３０秒間の条件で処理を行った。このリフロー処理後の各半導体チップ積層体の層間について、層間が剥離しているか否かについて超音波探傷装置（ＳＡＴ）により観察を行った。
１０個の半導体チップ積層体サンプルについて剥離の有無を確認し、剥離が見られたサンプルが０個であった場合を「○」と、剥離が見られたサンプルが１〜２個であった場合を「△」と、剥離が見られたサンプルが３個以上であった場合を「×」として半田耐熱性評価を行った。
【００６５】
（４）ＴＣＴ評価
得られた半導体チップ積層体について、−５５℃、９分間と、１２５℃、９分間とを１サイクルとする温度サイクル試験を行い、適当なサイクル数を経た後で半導体チップ積層体を取り出し、導通抵抗値の変化を確認した。導通抵抗値が１０％以上変化したときのサイクル数を評価した。
【００６６】
（５）接着力評価
半硬化した接着剤層が付着したウエハをダイシングにより５ｍｍ×５ｍｍに個片化し、半硬化した接着剤層が付着した半導体チップを得た。この半導体チップを、ボンディング装置を用いて２３０℃、１０秒間の条件で半導体ウエハ上にボンディングし、更に、１８０℃、６０分間の条件で硬化させてサンプルを得た。得られたサンプルについて、ダイシェアテスターを用いて、１００μｍ／ｓの速度で２６０℃におけるダイシェア強度を測定した。
【００６７】
（比較例１）
表１の組成に従って、上記に示した各材料をメチルエチルケトンに加え、ホモディスパーを用いて攪拌混合して、硬化性接着剤組成物を調製した。これは、実施例１〜３の組成から紫外線で硬化する成分を除き、代わりに紫外線で硬化しないアクリル樹脂（ＳＫ−２−４７、新中村化学社製）を添加したものである。
得られた硬化性接着剤組成物を用い、紫外線を照射する工程を省いた以外は実施例１〜３と同様にして、接着シートを調製し、これを用いて半導体チップ積層体を製造し、評価を行った。
【００６８】
【表１】
2010056531.tif 000004
【産業上の利用可能性】
【００６９】
本発明によれば、極めて簡便に薄研削された層間接着剤が付着した半導体チップを得ることができ、凸状電極を有する半導体チップであっても接続信頼性の高い高積層型の半導体チップ積層体を製造することができる半導体チップ積層体の製造方法を提供することができる。
【符号の説明】
【００７０】
１  表面に凸状電極を有するウエハ
１２  凸状電極
２  接着シート
２１  基材フィルム
２２  層間接着用接着剤層
３  ラミネーター
４  研削装置
５  砥石
６  基板又は他の半導体
【図１】
2010056531.tif 000006