(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
厚さが５〜２５０μｍの接着シートであって、
樹脂成分として３種以上の異なった構造のエポキシ樹脂を含有し、そのうちの１種類以上が結晶性エポキシ樹脂であり、別の１種類以上がビスフェノールＦ型液状エポキシ樹脂であり、さらに別の１種類以上がクレゾールノボラック型固形エポキシ樹脂であり、かつ、
フィラーを、樹脂成分１００重量部に対し４０〜１８０重量部、
架橋性官能基を有する重量平均分子量が１０万以上かつＴｇが−５０〜５０℃である高分子量成分を、樹脂成分中に１０重量％以上、及び、
カップリング剤を含有する接着シート。
【請求項２】
結晶性エポキシ樹脂の融点が３０℃以上１３０℃以下である請求項１に記載の接着シート。
【請求項３】
硬化前の１００℃の溶融粘度が１００Ｐａ・ｓ以上、２５，０００Ｐａ・ｓ以下であり、２５℃におけるタック強度が８ｇｆ以上、３０ｇｆ以下であり、４０℃におけるタック強度が２０ｇｆ以上、１００ｇｆ以下である請求項１又は２に記載の接着シート。
【請求項４】
硬化前の２５℃での動的粘弾性測定による貯蔵弾性率が２００〜３０００ＭＰａであり、８０℃での動的粘弾性測定による貯蔵弾性率が０．１〜１０ＭＰａである請求項１〜３いずれかに記載の接着シート。
【請求項５】
半導体装置の製造工程のうち、ウエハ、接着シート及びダイシングテープを０℃〜８０℃で貼り合わせ、回転刃で少なくともウエハ及び接着シートを同時に切断し、接着シート付き半導体チップを得るダイシング工程、及びその後、凹凸を有する基板又は半導体チップに当該接着シート付き半導体チップを荷重０．００１〜１ＭＰａで接着し、接着シートで凹凸を充てんするダイボンド工程に使用する請求項１〜４いずれかに記載の接着シート。
【請求項６】
請求項１〜５いずれかに記載の接着シートを用いて、半導体チップと基板、又は半導体チップと半導体チップとを接着してなる半導体装置。
【請求項７】
ウエハ、請求項１〜５いずれかに記載の接着シート及びダイシングテープを０℃〜８０℃で貼り合わせ、回転刃で少なくともウエハ及び接着シートを同時に切断し、接着シート付き半導体チップを得るダイシング工程、及びその後、凹凸を有する基板又は半導体チップに当該接着シート付き半導体チップを荷重０．００１〜１ＭＰａで接着し、接着シートで凹凸を充てんするダイボンド工程を含む半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接着シート及びこれを用いた半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体パッケージの小型化に伴い、半導体チップと同等サイズであるＣＳＰ（Ｃｈｉｐ  Ｓｉｚｅ  Ｐａｃｋａｇｅ）、さらに、半導体チップを多段に積層したスタックドＣＳＰが普及している（例えば、特許文献１〜５参照。）。これらの例として、図７に、ＣＳＰの一実施態様を、図８にスタックドＣＳＰの一実施態様を、それぞれ縦断面図で示す。図７および図８に示すパッケージは、ワイヤ２と接続する配線４などに起因する凹凸を有する基板３上に、接着剤ｂ１を介して半導体チップＡ１を積層したものである。さらに、図８に示すような同サイズの半導体チップＡ１を２つ以上使用するパッケージであって、ワイヤ２などに起因する凹凸を有する半導体チップＡ１上にさらに別の半導体チップＡ１を接着剤ｂ１を介して積層するパッケージなどがある。このようなパッケージには、凹凸を埋込み、かつ上部の半導体チップとの絶縁性を確保することが可能な接着シート状の接着剤が求められている。
【０００３】
配線、ワイヤ等の凹凸の充てんには、通常、凹凸の高さより接着シート厚さを厚くすること、接着シートの溶融粘度を低減し、充てん性を改善することが求められる。これまでは、半導体チップと、基板または別の半導体チップとの貼付温度での接着シートの流動性が貼付性に影響するものと考えられており、接着シートの流動性が適度に高いものは凹凸やワイヤの充てん性に優れると考えられていた。しかし、スタックドＣＳＰで流動性が高い接着剤付き半導体チップをワイヤボンディング済みのチップに貼り付ける工程を種々調査したところ、確かに流動性が高い接着シートはワイヤ充てんは良好であったが、貼り付け時に接着シートと下チップ間に気泡（ボイド）を形成し易いということがわかった。
【０００４】
ボイドが形成されると、はんだリフロー時にボイド中に溜まった空気や水分が膨張し、接着シートが剥離するため、ボイドを低減することと凹凸やワイヤを充てんすることとを同様に両立させることが重要な課題である。しかしながら、貼付温度での物性（溶融粘度、硬化速度、溶融粘度の温度や時間依存性等）、あるいは接着シートの厚さを変更するだけでは、ボイドを完全に消滅することは難しかった。
【０００５】
また、充てん性を向上させるためには、低粘度の樹脂を加えればよいが、タック強度が上昇し、すなわち、べたつきが増すため、作業性、安定性が低下するという課題があった。
【０００６】
さらに、厚さが厚く、溶融粘度が低い接着シートは、ウエハ及び接着シートのダイシングによって、得られる半導体チップ端部の破損が大きくなる、糸状のくず（樹脂ばり）が大きくなるという問題があった。
【０００７】
すなわち、通常、ダイシング工程は、ウエハ、接着シート、及びダイシングテープを０℃〜８０℃で貼り合わせた後、これらを回転刃で同時に切断し、洗浄後、接着シート付き半導体チップを得る工程が取られている。この切断後にできたダイシングテープの溝に、接着シートやウエハの切断くずが付着し、それが切断後の洗浄時や半導体チップピックアップ時にダイシングテープから剥離し、糸状のくず（樹脂ばり）が生じ、半導体チップに付着し、電極などを汚染することがあった。
【０００８】
以上の点から、ダイシング性が優れ、かつ配線やワイヤ等に起因する凹凸の充てん性が優れ、一方で、貼り付け時にボイドを生じず、作業性、安定性に優れ、さらには耐熱性や耐湿性を満足する接着シートを得ることが望まれている。
【特許文献１】特開２００１−２７９１９７号公報
【特許文献２】特開２００２−２２２９１３号公報
【特許文献３】特開２００２−３５９３４６号公報
【特許文献４】特開２００１−３０８２６２号公報
【特許文献５】特開２００４−０７２００９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、基板の配線や、半導体チップに付設されたワイヤ等の凹凸を充てんでき、貼り付け時に空気を噛むことによるボイドを生じず、室温付近でのタック強度が低く作業性、安定性に優れる、耐熱性や耐湿性を満足する接着シートを提供することである。また、接着シートを用いた半導体装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の発明者らは、３種類以上の異なった構造のエポキシ樹脂を含有することを特徴とし、そのうち少なくとも１種以上が結晶性エポキシ樹脂である５〜２５０μｍの接着シート結晶性エポキシ樹脂を含有する接着シートを使用することにより、室温付近でのタック強度が低く作業性、安定性に優れることを見出し、さらに貼付時のボイドを形成しないことを見出した。また、基板の配線や、半導体チップのワイヤ等の凹凸を充てん（接着シート中に凸部を埋め込む、又は接着シートで凹部を充填する）できることを確認して発明を完成させるに至った。
【００１１】
本発明は、以下に関する。
【００１２】
１．  厚さが５〜２５０μｍの接着シートであって、樹脂成分として３種以上の異なった構造のエポキシ樹脂を含有し、そのうちの１種類以上が結晶性エポキシ樹脂である接着シート。
【００１３】
２．  結晶性エポキシ樹脂の融点が３０℃以上１３０℃以下である前項１記載の接着シート。
【００１４】
３．  硬化前の１００℃の溶融粘度が１００Ｐａ・ｓ以上、２５，０００Ｐａ・ｓ以下であり、２５℃におけるタック強度が８ｇｆ以上３０ｇｆ以下、４０℃におけるタック強度が２０ｇｆ以上１００ｇｆ以下である前項１または２に記載の接着シート。
【００１５】
４．  樹脂成分１００重量部に対し、フィラー４０〜１８０重量部を含有しており、かつ樹脂成分中に、架橋性官能基を含む重量平均分子量が１０万以上かつＴｇが−５０〜５０℃である高分子量成分１０重量％以上を含む前項１〜３いずれかに記載の接着シート。
【００１６】
５．  硬化前の２５℃での動的粘弾性測定による貯蔵弾性率が２００〜３０００ＭＰａであり、８０℃での動的粘弾性測定による貯蔵弾性率が０．１〜１０ＭＰａである前項１〜４いずれかに記載の接着シート。
【００１７】
６．  半導体装置の製造工程のうち、ウエハ、接着シート及びダイシングテープを０℃〜８０℃で貼り合わせ、回転刃で少なくともウエハ及び接着シートを同時に切断し、接着シート付き半導体チップを得るダイシング工程、およびその後、凹凸を有する基板又は半導体チップに当該接着シート付き半導体チップを荷重０．００１〜１ＭＰａで接着し、接着シートで凹凸を充てんするダイボンド工程に使用する前項１〜５いずれかに記載の接着シート。
【００１８】
７．  前項１〜６いずれかに記載の接着シートを用いて、半導体チップと基板、又は半導体チップと半導体チップとを接着してなる半導体装置。
【００１９】
８．  ウエハ、前項１〜５いずれかに記載の接着シート及びダイシングテープを０℃〜８０℃で貼り合わせ、回転刃で少なくともウエハ及び接着シートを同時に切断し、接着シート付き半導体チップを得るダイシング工程、およびその後、凹凸を有する基板又は半導体チップに当該接着シート付き半導体チップを荷重０．００１〜１ＭＰａで接着し、接着シートで凹凸を充てんするダイボンド工程を含む半導体装置の製造方法。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の接着シートにおいては、配線回路及びワイヤの充てん性が良好であり、かつ、ボイドを発生しないことから、半導体装置の歩留の向上をはかることが可能となる。さらに、本発明の接着シートは、半導体装置の製造における半導体チップと基板や下層のチップなどの支持部材との接着工程において、接着信頼性に優れる接着シートとして使用することができる。即ち、本発明の接着シートは、半導体搭載用支持部材に半導体チップを実装する場合に必要な耐熱性、耐湿性、絶縁性を有し、かつ作業性に優れるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明の接着シートにおいて３種以上のエポキシ樹脂を含み、１種類以上に結晶性エポキシを含むことにより、分子構造の絡み合いが大きくなる一方で、結晶化し難くなる。本発明において用いられる結晶性エポキシ樹脂とは、樹脂構造を決定している分子中に分子が対称に規則正しく周期的に配列するものを含むものを指し、これを示差走査熱量計（ＤＳＣ）により分析（昇温速度：１０℃／分）すると、そのチャートには、結晶性エポキシ樹脂の融解に基づく吸熱ピークが認められる。
【００２２】
結晶性エポキシの特徴として比較的融点以下では安定であり、かつ融点以上の温度では、高流動性を示す。従って、結晶性エポキシ樹脂を含有することで室温（２５℃）でのタック強度が大きすぎず、また、基板の配線や半導体チップのワイヤ等の凹凸を充てんする高温では高流動であることが期待される。
【００２３】
使用する結晶性エポキシ樹脂は、結晶性であればよく、結晶化度（結晶部分の質量の全質量に対する比）及び化学構造に制限はないが、接着シートのタック強度および流動性を考慮すると、下記一般式（１）に示すビフェニル型エポキシ樹脂や下記一般式（２）または（３）または（４）に示す化学構造を示す結晶性エポキシ樹脂が好ましい。
【化１】
0005524465.tif 000002
【化２】
0005524465.tif 000003
【化３】
0005524465.tif 000004
【化４】
0005524465.tif 000005
【００２４】
（式（２）〜（３）中、Ｘは、Ｓ、Ｏ、ＳＯ２、ＣＨ２、またはＣ（ＣＨ３）２を表す。式（３）の二つのＸ同士は、異なっていても良い。また、式（１）〜（４）のＲ１〜Ｒ６は、Ｈ原子またはＣ１〜Ｃ５のアルキル基であり、一部又は全てが同一でも異なってもよい。）
本発明で使用する結晶性エポキシ樹脂の融点は、タック強度、基板の配線や半導体チップのワイヤ等の凹凸の充てんを考慮して、３０℃以上１３０℃以下であることが好ましく、さらに４０℃以上１１０℃未満が好ましい。融点が３０℃未満であると４０℃のタック強度が大きくなり貼付時のボイドを形成しやすくなり、１３０℃を超えると流動性が低下して凹凸を充てんできなくなるおそれがある。
【００２５】
本発明の接着シートは、基板の配線や半導体チップのワイヤ等の凹凸の充てんを考慮して、硬化前の１００℃の溶融粘度が１００Ｐａ・ｓ以上、２５，０００Ｐａ・ｓ以下であるのが好ましく、より好ましくは３００Ｐａ・ｓ以上２０，０００Ｐａ・ｓ以下、さらに好ましくは５００Ｐａ・ｓ以上１０，０００Ｐａ・ｓ以下である。粘度を上記範囲に設定することにより凹凸部を良好に充填でき、チップ端部からの接着シートのはみ出しを少なくすることができる。粘度が１００Ｐａ・ｓ未満の場合は、流動性が高くなり過ぎ、チップ端部から接着シートのはみだしが大きくなってしまう場合がある。一方、溶融粘度が２５，０００Ｐａ・ｓ超の場合は、凹凸の充てん性が低下してしまう場合がある。
【００２６】
本発明において、溶融粘度は、回転型レオメーター（レオメトリック  サイエンティフィック製、ＡＲＥＳ）を用い、平行円板（直径８ｍｍ）に厚さ１５０μｍ以上３００μｍ未満の接着シートを、接着シートの厚みより２〜５μｍ小さなギャップ幅で挟み、周波数１Ｈｚ、歪み１％で３０℃から３００℃まで（昇温速度５℃／分）測定における複素粘度の値である。
【００２７】
本発明の接着シートで、特定のタック強度を付与するために、反応性の液状成分を含有しても良い。特定のタック強度の接着シートを、硬化して半導体チップを実装する場合に要求される耐熱性および耐湿性を有することが好ましく、反応性の液状成分は特に限定されない。例えば硬化性液状樹脂としては、結晶性エポキシ以外のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂などのグリシジル基を有する液状タイプのエポキシ樹脂、アクリル酸エステルやメタクリル酸エステルのなどの反応性液状樹脂が挙げられる。
【００２８】
さらに、熱硬化成分として半導体チップを実装する場合に要求される耐熱性および耐湿性を有するため、結晶性エポキシ樹脂以外に室温（２５℃）で固体であるエポキシ樹脂を使用しても良い。このエポキシ樹脂として、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型エポキシ樹脂などの固形タイプの２官能エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂やクレゾールノボラック型エポキシ樹脂などのノボラック型エポキシ樹脂などの固形の多官能エポキシ樹脂を使用することができる。また、そのほか一般に知られている多官能エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、複素環含有エポキシ樹脂または脂環式エポキシ樹脂なども適用することができる。
【００２９】
３種以上の異なるエポキシ樹脂を硬化する硬化剤としては、通常用いられている公知の硬化剤を使用することができ、例えば、アミン類、ポリアミド、酸無水物、ポリスルフィド、三フッ化ホウ素、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、ビスフェノールＳのようなフェノール性水酸基を１分子中に２個以上有するビスフェノール類、フェノールノボラック樹脂、ビスフェノールＡノボラック樹脂又はクレゾールノボラック樹脂等のフェノール樹脂などが挙げられる。
【００３０】
本発明の接着シートのタック強度は、Ｂステージ状態（硬化前）である接着シートの塗工した上面のタック強度を、レスカ株式会社製プローブタッキング試験機を用いて、ＪＩＳ Ｚ ０２３７−１９９１に記載の方法（プローブ直径５．１ｍｍ、引き剥がし速度１０ｍｍ／ｓ、接触荷重１００ｇｆ／ｃｍ２、接触時間１秒）により、２５℃、４０℃で測定した値を採用する。接着シートの２５℃におけるタック強度が８ｇｆ以上、３０ｇｆ以下、４０℃におけるタック強度が２０ｇｆ以上１００ｇｆ以下であることが好ましい。２５℃におけるタック強度が８ｇｆ未満であるとチップと接着シート間で剥離が生じやすく、３０ｇｆ超では、ピックアップ時にチップがダイシングテープから剥がれにくく、チップが割れることがあるため好ましくない。また４０℃におけるタック強度が２０ｇｆ未満であると、チップをピックアップ後に基板にダイボンドした後、剥離し易い点で好ましくない。１００ｇｆ超であるとダイシングテープと密着した状態で１か月以上の長期保管した場合に、剥離がし難くなる点で好ましくない。
【００３１】
本発明の接着シートは、シートの樹脂成分１００重量部に対し、架橋性官能基を含む重量平均分子量が１０万以上かつＴｇが−５０〜５０℃である高分子量成分１０重量％以上を含むことが好ましい。
【００３２】
接着シートの膜厚は、５〜２５０μｍであり、基板の配線回路や下層の半導体チップに付設された金ワイヤ等の凹凸を充てん可能とするため、１０〜２５０μｍとすることが好ましい。５μｍより薄いと応力緩和効果や接着性が乏しくなる傾向があり、２５０μｍより厚いと経済的でなくなる上に、半導体装置の小型化の要求に応えられない。なお、接着性が高く、また、半導体装置を薄型化できる点で２０〜１００μｍがより好ましく、さらに好ましくは４０〜８０μｍである。
【００３３】
本発明の接着シートは、その構成成分比に特に制限はないが、例えば
シートの樹脂成分１００重量部に対し、架橋性官能基を含み重量平均分子量が１０万以上でＴｇが−５０〜５０℃である高分子量成分１０〜４０重量％と、
フィラー４０〜１８０重量部と
を含む接着シートであるのが好ましい。
【００３４】
なお、本発明において、前記樹脂成分とは、接着シートを構成する成分のうち、フィラー以外の成分を指すこととする。
【００３５】
以下、高分子量成分、ついでフィラーについて説明する。本発明における高分子量成分は、Ｔｇ（ガラス転移温度）が−５０℃〜５０℃であり、架橋性官能基を有し、重量平均分子量が１０万以上であることが好ましい。なお、本発明では、上述した各種エポキシ樹脂、硬化剤等の熱硬化成分は、硬化前の重量平均分子量が１０万未満のものとして、高分子量成分と区別されることとする。
【００３６】
高分子量成分としてはエポキシ基、アルコール性またはフェノール性水酸基、カルボキシル基などの架橋性官能基を有するポリイミド樹脂、（メタ）アクリル樹脂、ウレタン樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、フェノキシ樹脂、変性ポリフェニレンエーテル樹脂等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００３７】
高分子量成分として、例えば、グリシジルアクリレートまたはグリシジルメタクリレートなどの官能性モノマを含有するモノマを重合して得た、重量平均分子量が１０万以上であるエポキシ基含有（メタ）アクリル共重合体などが好ましい。エポキシ基含有（メタ）アクリル共重合体としては、たとえば、（メタ）アクリル酸エステル共重合体、アクリルゴムなどを使用することができ、アクリルゴムがより好ましい。
【００３８】
アクリルゴムは、アクリル酸エステルを主成分とし、主として、ブチルアクリレートとアクリロニトリルなどの共重合体や、エチルアクリレートとアクリロニトリルなどの共重合体などからなるゴムである。
【００３９】
高分子量成分のＴｇが５０℃を超えると、シートの柔軟性が低くなる場合があり、Ｔｇが−５０℃未満であると、シートの柔軟性が高すぎるため、ウエハダイシング時にシートが切断し難く、ばりが発生しやすくなる場合がある。
【００４０】
ウエハダイシング時に接着シートが切断しやすく樹脂くずが発生し難い点、また耐熱性が高い点で、Ｔｇが−２０℃〜４０℃で重量平均分子量が１０万〜４０万の高分子量成分が好ましく、Ｔｇが−１０℃〜４０℃で分子量が２０万〜３０万の高分子量成分がより好ましい。
【００４１】
また、高分子量成分の重量平均分子量は、好ましくは１０万以上１００万以下であり、分子量が１０万未満であるとシートの耐熱性が低下する場合があり、分子量が１００万を超えるとシートのフローが低下する場合がある。なお、重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー法（ＧＰＣ）で標準ポリスチレンによる検量線を用いたポリスチレン換算値とする。
【００４２】
本発明の接着シートには、Ｂステージ状態における接着シートのダイシング性の向上、接着シートの取扱い性の向上、熱伝導性の向上、溶融粘度の調整、チクソトロピック性の付与などを目的として、樹脂成分１００重量部に対し、フィラー４０〜１８０重量部を含むのが好ましい。フィラーには、樹脂フィラーまたは無機フィラーが挙げられる。
【００４３】
無機フィラーとしては、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、アルミナ、窒化アルミニウム、ほう酸アルミウイスカ、窒化ホウ素、結晶性シリカ、非晶性シリカ、アンチモン酸化物などが挙げられる。熱伝導性向上のためには、アルミナ、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、結晶性シリカ、非晶性シリカ等が好ましい。溶融粘度の調整やチクソトロピック性の付与の目的には、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、アルミナ、結晶性シリカ、非晶性シリカ等が好ましい。また、ダイシング性を向上させるためにはアルミナ、シリカが好ましい。
【００４４】
本発明において、上記フィラーを樹脂成分１００重量部に対して、４０〜１８０重量部含むことが、ダイシング性が向上し、接着シート硬化後の貯蔵弾性率が１７０℃で５０〜６００ＭＰａになり、ワイヤボンディング性が良好となる点で好ましい。フィラー量は樹脂成分１００重量部に対して、６０〜１６０重量部であることがより好ましく、６０〜１２０重量部であることがさらに好ましい。
【００４５】
フィラーの配合量が多くなると、接着シートの貯蔵弾性率の過剰な上昇、接着性の低下、ボイド残存による電気特性の低下等の問題が起きやすくなるので１８０重量部以下とするのが好ましい。フィラーの配合量が少ないと、ダイシング時の樹脂ばりが発生し易くなる傾向がある。
【００４６】
本発明の接着シートはフィラー添加により、下記のダイシング工程における樹脂ばりを大幅に低減できる。すなわち、ダイシングには、通常、回転刃でウエハ、接着シート、さらにダイシングテープの厚みの少なくとも一部を同時に切断し、洗浄後、接着シート付き半導体チップを得る工程が取られている。この切断後にできたダイシングテープの溝に、接着シートやウエハの切断くずが付着し、それが切断時や切断後などの洗浄時やチップピックアップ時にダイシングテープから糸状に剥離し、樹脂ばりを発生することがある。
【００４７】
本発明の接着シートを使用した場合、特にシリカ、アルミナフィラー等を樹脂成分１００重量部に対して、４０〜１８０重量部含む場合、ダイシング時に発生する接着シートやシリコンの切断くずがフィラーを中心にした細かい粉体状になり、洗浄水と共に除去されやすい。したがって、本発明の接着シートを使用すると、ダイシングテープ上に溜まる切断くずの量が少ない。また、この少ない切断くずがダイシングテープ上に密着しているため、ダイシングテープから糸状に剥離し難い。
【００４８】
さらに、本発明においては、接着シートがフィラーを含有することにより、シート切断時に回転刃に樹脂を残すことなく、回転刃を研磨しながら、短時間で接着シートを良好に切削できる。したがって、回転刃の研磨効果及び接着シート切断性の点から、接着シートは硬いフィラーを含有することが好ましく、モース硬度（１０段階）３〜８の範囲の硬さのフィラーを含有することがより好ましく、モース硬度６〜７のフィラーを含有することがさらに好ましい。このときフィラーのモース硬度（１０段階）が３未満では回転刃の研磨効果が少なく、モース硬度が８を超えるとダイシング用の回転刃の寿命が短くなる傾向がある。なお、モース硬度３〜８のフィラーとしては、方解石、大理石、金（１８Ｋ）、鉄など（モース硬度３）、蛍石、パールなど（モース硬度４）、燐灰石、ガラスなど（モース硬度５）、正長石、オパールなど（モース硬度６）、シリカ、水晶、トルマリンなど（モース硬度７）があるが、中でも安価であり入手が容易でありことからモース硬度７のシリカが好ましい。
【００４９】
フィラーの平均粒径は、０．０５μｍ未満であるとフィラーに回転刃の研磨効果を持たせつつ、接着シートに流動性を持たせることが困難となる傾向があり、また平均粒径が５μｍを超えると接着シートの薄膜化が困難となり、接着シート表面の平滑性を保つことが難しくなる傾向がある。したがって、接着シートの流動性と表面平滑性の点から、フィラーの平均粒径は、０．０５〜５μｍが好ましい。さらに、流動性が優れる点で平均粒径の下限としては、０．１μｍがより好ましく、０．３μｍが特に好ましい。また平滑性の点で、平均粒径の上限としては３μｍがより好ましく、１μｍが特に好ましい。
【００５０】
なお、本発明においては、レーザー回折式粒度分布測定装置（日機装製マイクロトラック）を用いてフィラーの平均粒径を測定した。具体的には、フィラー０．１〜１．０ｇを秤取り、超音波により分散した後、粒度分布を測定し、その分布での累積重量が５０％となる粒子径を平均粒径とした。
【００５１】
フィラーの比表面積に関しても、フィラーの平均粒径と同様に、流動性と表面平滑性の点から２〜２００ｍ２／ｇが好ましく、さらに流動性の点から比表面積の上限は５０ｍ２／ｇがより好ましく、１０ｍ２／ｇが特に好ましい。
【００５２】
なお、本発明において、比表面積（ＢＥＴ比表面積）は、ブルナウアー・エメット・テーラー（Ｂｒｕｎａｕｅｒ−Ｅｍｍｅｔｔ−Ｔｅｌｌｅｒ）式により、無機フィラーに窒素を吸着させてその表面積を測定した値であり、市販されているＢＥＴ装置により測定できる。
【００５３】
本発明の接着シートは、適当なタック強度を有しシート状での取扱い性が良好であることから、前記高分子量成分、熱硬化性成分、及びフィラーの他に、硬化促進剤、触媒、カップリング剤等の添加剤を含んでも良い。
【００５４】
本発明の接着シートは、硬化前では結晶性エポキシ樹脂と他の熱硬化成分と分子レベルで混ざり合い、相溶して、接着シート内で結晶部分を有しないことが好ましい。シート内で結晶性エポキシの結晶部分を有すると硬化前の示差熱量測定によって、吸熱側にピークが見られる。
【００５５】
接着シート内に結晶部分を有すると、シート内部で流動性に優れる部分と劣る部分が生じて、基板の配線や半導体チップのワイヤ等の凹凸を充てん時にボイドが残り、好ましくない。
【００５６】
本発明の接着シートは、例えば、前記高分子量成分、エポキシ樹脂を主成分とする熱硬化性成分、フィラー、及び他の成分を有機溶媒中で混合、混練してワニスを調製した後、基材フィルム上に上記ワニスの層を形成させ、加熱乾燥した後、基材を除去して得ることができる。上記の混合、混練は、通常の撹拌機、らいかい機、三本ロール、ボールミル等の分散機を適宜、組み合わせて行うことができる。上記の加熱乾燥の条件は、使用した溶媒が充分に揮散する条件であれば特に制限はないが、通常６０℃〜２００℃で、０．１〜９０分間加熱して行う。
【００５７】
上記接着シートの製造における上記ワニスの調製に用いる有機溶媒、即ち接着シート調製後の残存揮発分は、材料を均一に溶解、混練又は分散できるものであれば制限はなく、従来公知のものを使用することができる。このような溶剤としては、例えば、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、Ｎ―メチルピロリドン、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノンなどのケトン系溶媒、トルエン、キシレン等が挙げられる。乾燥速度が速く、価格が安い点でメチルエチルケトン、シクロヘキサノンなどを使用することが好ましい。
【００５８】
有機溶媒の使用量は、接着シート調製後の残存揮発分が全重量基準で０．０１〜３重量％が好ましく、耐熱信頼性の観点からは全重量基準で０．０１〜２重量％がより好ましく、全重量基準で０．０１〜１．５重量％がさらに好ましい。
【００５９】
本発明において、硬化前（Ｂステージ状態）の接着シートの２５℃における動的粘弾性測定による貯蔵弾性率が２００〜３０００ＭＰａであると、ダイシング性が優れる点で好ましい。ダイシング性に優れ、かつウエハとの密着性が優れる点で５００〜２０００ＭＰａがより好ましい。また、硬化前（Ｂステージ状態）の接着シートの８０℃における動的粘弾性測定による貯蔵弾性率が０．１〜１０ＭＰａであると、８０℃でウエハにラミネート可能である。特にウエハへの密着性が高い点で、０．５〜５ＭＰａであるとことがより好ましい。
【００６０】
本発明において、硬化後（Ｃステージ状態）の接着シートの１７０℃における動的粘弾性測定による貯蔵弾性率は、良好なワイヤボンディング性を得るために２０〜６００ＭＰａであることが好ましい。貯蔵弾性率は、より好ましくは４０〜６００ＭＰａ、さらに好ましくは４０〜４００ＭＰａである。
【００６１】
弾性率は、動的粘弾性測定装置（レオロジー社製、ＤＶＥ−Ｖ４）を用いて測定することができる（サンプルサイズ：長さ２０ｍｍ、幅４ｍｍ、温度範囲−３０〜２００℃、昇温速度５℃／ｍｉｎ、引張りモード、１０Ｈｚ、自動静荷重）。
【００６２】
本発明の接着シートを多層構造を有する多層接着シートとして用いても良く、例えば、上述した接着シートを２枚以上ラミネートしたもの、本発明の接着シートとそれ以外の接着シートを複数ラミネートしたものとして用いても良い。
【００６３】
本発明の接着シートは、それ自体で用いても構わないが、一実施態様として、本発明の接着シートを従来公知のダイシングテープ上に積層したダイシングテープ／接着シート一体型シートとして用いることもできる。この場合、ウエハへのラミネート工程が一回で済む点で、作業の効率化が可能である。
【００６４】
本発明に使用するダイシングテープとしては、例えば、ポリテトラフルオロエチレンフィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリメチルペンテンフィルム、ポリイミドフィルムなどのプラスチックフィルム等が挙げられる。また、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を行っても良い。ダイシングテープは粘着性を有することが好ましく、上述のプラスチックフィルムに粘着性を付与したものを用いても良いし、上述のプラスチックフィルムの片面に粘着剤層を設けても良い。これは、樹脂組成物において特に液状成分の比率、高分子量成分のＴｇを調整することによって得られる適度なタック強度を有する樹脂組成物を塗布乾燥することで形成可能である。
【００６５】
また、接着シートを有する半導体装置を製造する際に用いた場合、ダイシング時には半導体チップが飛散しない粘着力を有し、その後ピックアップ時にはダイシングテープから剥離することが望まれる。たとえば、接着シートの粘着性が高すぎるとピックアップが困難になることがある。そのため、適宜、接着シートのタック強度を調節することが好ましく、その方法としては、接着シートの室温におけるフローを上昇させることにより、粘着強度及びタック強度も上昇する傾向があり、フローを低下させれば粘着強度及びタック強度も低下する傾向があることを利用すればよい。例えば、フローを上昇させる場合には、可塑剤の含有量の増加、粘着付与材含有量の増加等の方法がある。逆にフローを低下させる場合には、前記化合物の含有量を減らせばよい。前記可塑剤としては、例えば、単官能のアクリルモノマー、単官能エポキシ樹脂、液状エポキシ樹脂、アクリル系樹脂、エポキシ系のいわゆる希釈剤等が挙げられる。
【００６６】
ダイシングテープ上に接着シートを積層する方法としては、印刷のほか、予め作製した接着シートをダイシングテープ上にプレス、ホットロールラミネートする方法が挙げられるが、連続的に製造でき、効率が良い点でホットロールラミネートする方法が好ましい。
【００６７】
尚、ダイシングテープの膜厚は、特に制限はなく、接着シートの膜厚やダイシングテープ一体型接着シートの用途によって適宜、当業者の知識に基づいて定められるものであるが、経済性がよく、フィルムの取扱い性が良い点で、好ましくは６０〜１５０μｍ、より好ましくは７０〜１３０μｍである。
【００６８】
本発明の接着シートは、好ましくは半導体装置の製造に用いられ、ウエハ、接着シート及びダイシングテープを０℃〜８０℃で貼り合わせた後、回転刃でウエハ及び接着シートを、またはさらにダイシングテープを同時に切断し（ダイシング）、接着シート付き半導体チップを得た後、当該接着シート付き半導体チップを凹凸を有する基板又は半導体チップに荷重０．００１〜１ＭＰａで接着し（ダイボンド）、接着シートで凹凸を充てんする工程を含む半導体装置の製造に用いられる。またダイシングテープは、厚みの一部が切断され（溝が形成）、切り離されない場合もある。
【００６９】
本発明において、ウエハとしては、単結晶シリコンの他、多結晶シリコン、各種セラミック、ガリウム砒素などの化合物半導体などが使用される。
【００７０】
また、層構造を多層化し、特に、フローの低い層と高い層を積層した接着シート、または、溶融粘度の高い層と低い層を積層した接着シートは、配線回路及びワイヤの充てん性と上下の半導体チップとの絶縁性に優れる。接着シートを単層で用いる場合には、ウエハに接着シートを貼り合わせた後、次いで接着シート面にダイシングテープを貼り合わせればよい。また、接着シートを多層で用いる場合には、ウエハに第１の接着シート、第２の接着シートを順に貼り合わせてもよいし、予め第１の接着シート及び第２の接着シートを含む多層接着シートを作成しておき、当該多層接着シートをウエハに貼り合わせてもよい。また、本発明の接着シート又は多層接着シート、及びダイシングテープを備えるダイシングテープ一体型接着シートを用いることにより、半導体装置を製造することもできる。
【００７１】
接着シートをウエハに貼り付ける温度、即ちラミネート温度は、０〜８０℃であり、好ましくは１５〜７０℃であり、さらに好ましくは２０〜６０℃である。８０℃を超えると接着シート貼り付け後のウエハの反りが大きくなる傾向がある。
【００７２】
ダイシングテープ又はダイシングテープ一体型接着シートを貼り付ける際にも、上記温度で行うことが好ましい。
【００７３】
図１に、本発明の一実施態様である接着シートｂ、半導体ウエハＡ、及びダイシングテープ１の断面図を示し、また、図２に、本発明の一実施態様である多層接着シートｃ、半導体ウエハＡ、及びダイシングテープ１の断面図を示す。図２中、ａは第１の接着シート、ｂ’は第２の接着シートを示す。
【００７４】
次いで、接着シート、ダイシングテープが貼り付けられた半導体ウエハを、ダイシングカッターを用いてダイシング、さらに洗浄、乾燥することにより、接着シート付き半導体チップを得ることができる。
【００７５】
また、他の実施態様として、本発明の接着シートは、図４に示すように基材フィルム５の上に接着シートｂを設けた基材フィルム付き接着シートとして用いてもよい。このようにすれば、接着シート単体では扱いにくい場合でも便利であり、例えば、図４に示す構造の接着シートと上述の基材フィルムを貼り合わせた後、基材フィルム５を剥離し、その後に半導体ウエハＡを貼り合わせることで、容易に図１のような構造とすることができる。また、基材フィルム５を剥離しないでそのままカバーフィルムとして使用することも可能である。
【００７６】
上記基材フィルム５としては、特に制限はなく、例えば、ポリエステルフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリイミドフィルム、ポリエーテルイミドフィルム、ポリエーテルナフタレートフィルム、メチルペンテンフィルム等がある。
【００７７】
また、本発明の接着シートは、図５に示すように多層接着シートが第２の接着シートｂ’、第１の接着シートａの順に基材フィルム上に設けられた基材フィルム付き接着シートとして用いてもよい。また、第１の接着シートａ、第２の接着シートｂ’の順に基材フィルム上に積層されていてもよい。
【００７８】
さらに、他の実施態様として、本発明の接着シートは、図４及び図５に示す構造で、かつ接着シート自体がダイシングテープとしての役割を果たしても良い。このような接着シートは、ダイシングダイボンド一体型接着シートなどと呼ばれ、一つのシートでダイシングテープとしての役割と、接着シートとしての役割を果たすので、図６のように、ダイシングしてピックアップするだけで接着シート付き半導体チップを得ることができる。
【００７９】
接着シートにこのような機能を持たせるには、例えば、接着シートが、光硬化性高分子量成分、光硬化性モノマー、光開始剤等の光硬化性成分を含んでいれば良い。このような一体型のシートは、半導体チップを基板又は半導体チップに接着する段階では光照射が行われており、硬化前の２５℃での動的粘弾性測定による貯蔵弾性率、硬化前の８０℃での動的粘弾性測定による貯蔵弾性率のそれぞれの値は、光照射を行った後であり熱硬化が行われる前の段階における値を指す。
【００８０】
ダイシングダイボンド一体型の接着シートは、ウエハ、接着シート及びダイシングテープを０℃〜１２０℃で貼り合わせた後、回転刃でウエハ、接着シート及びダイシングテープを同時に切断し、接着シート付き半導体チップを得た後、当該接着シート付き半導体チップを凹凸を有する基板又は半導体チップに荷重０．００１〜１ＭＰａで接着し、接着剤で凹凸を充てんする工程を含む半導体装置の製造に用いられる。またダイシングテープ（基材フィルム５）は、図６に示すように、一部が切断され（溝が形成）、切り離されない場合がある。
【００８１】
図３は、接着シート付き半導体チップをワイヤボンディングされた半導体チップに接着する際の工程の一例を示す概略図である。
【００８２】
図３に示すように、得られた接着シート付き半導体チップＡ１は、配線４に起因する凹凸を有する基板３又はワイヤ２に起因する凹凸を有する半導体チップに、接着剤ｂ１を介して荷重０．００１〜１ＭＰａで接着され、接着剤により凹凸が充てんされる。荷重は０．０１〜０．５ＭＰａであることが好ましく、０．０１〜０．３ＭＰａであることがより好ましい。荷重が０．００１ＭＰａ未満であるとボイドが発生し耐熱性が低下する傾向があり、１ＭＰａを超えると半導体チップが破損する傾向がある。
【００８３】
本発明においては、接着シート付き半導体チップを基板又は半導体チップに接着する際に、基板の配線、半導体チップのワイヤ等の凹凸を加熱することが好ましい。加熱温度は、６０〜２４０℃であることが好ましく、１００〜１８０℃であることがより好ましい。６０℃未満であると接着性が低下する傾向があり、２４０℃を超えると基板が変形し、反りが大きくなる傾向がある。加熱方法としては、基板又は半導体チップを予め加熱した熱板に接触させる、基板又は半導体チップに赤外線又はマイクロ波を照射する、熱風を吹きかける等の方法が挙げられる。
【実施例】
【００８４】
［接着シートの組成と製造方法］
（実施例１）
(1)結晶性エポキシ樹脂として、スルフィド型エポキシ樹脂（東都化成株式会社製商品名ＹＬＳＶ−５０ＴＥ、エポキシ当量１７５、融点４５℃）を１２．４重量部、(2)ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂（エポキシ当量１６０、東都化成株式会社製商品名ＹＤＦ−８１７０Ｃ）を１２．４重量部、(3)クレゾールノボラック型エポキシ樹脂（エポキシ当量２１０、東都化成株式会社製商品名ＹＤＣＮ−７０３）を８．３重量部；
エポキシ樹脂の硬化剤としてフェノールノボラック樹脂（水酸基当量１７５、三井化学株式会社製商品名ミレックスＸＬＣ−ＬＬ）３３重量部；
高分子量成分としてエポキシ基含有アクリル系共重合体であるエポキシ基含有アクリルゴム（重量平均分子量３０万、グリシジルメタクリレート３重量％、Ｔｇは−７℃、ナガセケムテックス株式会社製）１７．９重量部；
硬化促進剤としてイミダゾール系硬化促進剤（四国化成工業株式会社製キュアゾール２ＰＺ−ＣＮ）０．１重量部；
シリカフィラー（アドマファイン株式会社製、Ｓ０−Ｃ２、比重：２．２ｇ／ｃｍ３、モース硬度７、平均粒径０．５μｍ、比表面積６．０ｍ２／ｇ）４０．８重量部；
シランカップリング剤（日本ユニカー株式会社製商品名Ａ−１８９）０．２５重量部および同（日本ユニカー株式会社製商品名Ａ−１１６０）０．５重量部；
からなる組成物に、シクロヘキサノンを加えて撹拌混合し、真空脱気して接着剤ワニスを得た。
【００８５】
この接着剤ワニスを、厚さ５０μｍの離型処理したポリエチレンテレフタレート基材フィルム上に塗布し、９０℃１０分間、１２０℃で５分間加熱乾燥してＢステージ状態（硬化前）の接着シートを作製した。このとき、塗布する際のギャップを調整することで、膜厚４０μｍ接着シートを作製した。
【００８６】
実施例２、３および比較例１〜３は、下記表１に示す配合を用いて、実施例１と同様に接着シートを作製した。なお、実施例２の結晶性エポキシ樹脂として東都化成株式会社製商品名ＹＬＳＶ−８０ＸＹ（エポキシ当量１９５、融点７８℃）を使用し、実施例３の結晶性エポキシ樹脂として東都化成株式会社製商品名ＹＬＳＶ−１２０ＴＥ（エポキシ当量２４４、融点１２１℃）を使用した。また、比較例２のエポキシ樹脂として非結晶性を示すジャパンエポキシレジン株式会社製商品名ｊＥＲ（登録商標）１０３２Ｈ６０（エポキシ当量１６９、軟化点６２℃）を使用した。
【００８７】
［評価項目］
（１）溶融粘度の測定法
評価用サンプルの測定値を再現性よく得るためには１００〜３００μｍの厚さが好ましいため、上記で作製した単体厚み４０μｍの接着シートを適宜３〜７枚貼り合わせて評価用サンプルとした。また、貼り合わせる条件はサンプルによって異なるが、測定中に貼り合わせ面において剥離が生じないようにすればよく、通常その接着シートの硬化が進まない条件で貼り合わせた。
【００８８】
回転型レオメーター（レオメトリック  サイエンティフィック製、ＡＲＥＳ）を用い、平行円板（直径８ｍｍ）に上記評価用サンプルを、評価用サンプルの厚みより２〜５μｍ小さなギャップ幅で挟んだ。周波数１Ｈｚ、歪み１％で３０℃から３００℃まで（昇温速度５℃／分）の測定における１００℃の複素粘度の値を溶融粘度とした。
【００８９】
（２）タック強度の測定方法
硬化前の基材フィルム付き接着シートの塗工した上面のタック強度を、レスカ株式会社製プローブタッキング試験機を用いて、ＪＩＳ  Ｚ０２３７−１９９１に記載の方法（プローブ直径５．１ｍｍ、引き剥がし速度１０ｍｍ／ｓ、接触荷重１００ｇｆ／ｃｍ２、接触時間１秒）により測定した。
【００９０】
（３）ラミネート性
ホットロールラミネーター（６０℃、０．３ｍ／分、０．３ＭＰａ）で幅１０ｍｍの接着シートとシリコンウエハを貼り合わせ、その後、接着シートをＴＯＹＯＢＡＬＷＩＮ製ＵＴＭ−４−１００型テンシロンを用いて、２５℃の雰囲気中で、９０°の角度で、５０ｍｍ／分の引張り速度で剥がしたときの９０°ピール強度を求めた。９０°ピール強度が３０Ｎ／ｍ以上の場合はラミネート性良好（〇）、９０°ピール強度が３０Ｎ／ｍ未満の場合はラミネート性不良（×）とした。
【００９１】
（４）吸湿耐熱性
接着シートの両面に厚み５０μｍのポリイミドフィルムを、ホットロールラミネーター（６０℃、０．３ｍ／分、０．３ＭＰａ）を用いて貼りあわせ、その接着シートをプレ硬化した後、最終的には１７０℃で５時間硬化した。このサンプルの１０ｍｍ×１０ｍｍ試験片を６個用意して、耐熱性を調べた。耐熱性の評価方法は、吸湿はんだ耐熱試験で８５℃／相対湿度８５％の環境下に４８時間放置したサンプルを２６０℃〜３００℃のはんだ槽中に浮かべ１２０秒まででの膨れ等の異常発生を調べた。全てのサンプルで異常が観測されたものを×、異常が発生するサンプルとしないサンプルが観測されたものを△、全てのサンプルで異常が観測されなかったものを○とした。
【００９２】
（５）充てん性
接着シート付き半導体チップ（１０ｍｍ×１０ｍｍ）と、厚み２５μｍのポリイミドフィルムを基材に用いた高さ１０μｍの凹凸を有する配線基板を０．２ＭＰａ、３秒、１００℃の条件で貼り合せた半導体装置サンプルを作製し、充てん性を評価した。半導体チップ中央部の断面を研磨し、光学顕微鏡でボイドの有無を調査した。直径１μｍ以上のボイドのないものを○、あるものを×とした。
【００９３】
また、チップ端部からの樹脂のはみだしが５０μｍ超のものを×、５０μｍ以下のものを○とした。
【００９４】
評価結果を下記表１に示した。
【表１】
0005524465.tif 000006
【００９５】
実施例１〜３は、適度なタック力を有しており、吸湿耐熱性、充てん性も良好である。比較例１〜３はいずれも不良である。
【００９６】
以上、本発明について実施例を用いて説明してきたが、以下の作用効果を奏することがわかった。本発明の接着シートを用いた場合は、半導体チップと凹凸を有する基板、ワイヤ付き半導体チップとの接着工程において、充てん性に優れ、また半導体搭載用支持部材に半導体チップを実装する場合に必要な耐熱性、耐湿性を有し、かつ作業性に優れる。このことから、本発明の接着シートによれば、半導体装置の信頼性の向上と共に、半導体装置の加工速度、歩留の向上をはかることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】本発明の接着シート、半導体ウエハ、及びダイシングテープの一実施態様を示す断面図である。
【図２】本発明の多層接着シート、半導体ウエハ、及びダイシングテープの一実施態様を示す断面図である。
【図３】本発明の接着シートを用いた接着剤付き半導体チップを、ワイヤボンディングされたチップに接着する際の工程の一実施態様を示す概略図である。
【図４】本発明の基材フィルム付き接着シートの一実施態様を示す断面図である。
【図５】本発明の基材フィルム付き多層接着シートの一実施態様を示す断面図である。
【図６】本発明の接着剤付き半導体チップの一実施態様を示す断面図である。
【図７】ＣＳＰの一実施態様を示す断面図である。
【図８】スタックドＣＳＰの一実施態様を示す断面図である。
【符号の説明】
【００９８】
Ａ    半導体ウエハ
Ａ１  半導体チップ
ａ    第１の接着シート
ｂ    接着シート
ｂ’  第２の接着シート
ｂ１  接着剤
ｃ    多層接着シート
１    ダイシングテープ
２    ワイヤ
３    基板
４    配線
５    基材フィルム
【図１】
0005524465.tif 000007
【図２】
0005524465.tif 000008
【図３】
0005524465.tif 000009
【図４】
0005524465.tif 000010
【図５】
0005524465.tif 000011
【図６】
0005524465.tif 000012
【図７】
0005524465.tif 000013
【図８】
0005524465.tif 000014