(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被着体上に固定された第１半導体素子を包埋し、かつ該第１半導体素子とは異なる第２半導体素子を被着体に固定するための接着フィルムであって、
前記接着フィルムは、前記第１半導体素子の厚さＴ１より厚い厚さＴを有し、
前記第２半導体素子は前記接着フィルムを介して前記被着体に固定され、
前記被着体と前記第１半導体素子とがワイヤーボンディング接続され、かつ前記厚さＴと前記厚さＴ１との差が４０μｍ以上２６０μｍ以下であるか、又は
前記被着体と前記第１半導体素子とがフリップチップ接続され、かつ前記厚さＴと前記厚さＴ１との差が１０μｍ以上２００μｍ以下である接着フィルム。
【請求項２】
前記被着体と前記第１半導体素子とがワイヤーボンディング接続され、かつ前記厚さＴが８０μｍ以上３００μｍ以下である請求項１に記載の接着フィルム。
【請求項３】
前記被着体と前記第１半導体素子とがフリップチップ接続され、かつ前記厚さＴが５０μｍ以上２５０μｍ以下である請求項１に記載の接着フィルム。
【請求項４】
１２０℃における溶融粘度が１００Ｐａ・Ｓ以上２０００Ｐａ・Ｓ以下である請求項１〜３のいずれか１項に記載の接着フィルム。
【請求項５】
少なくとも１つの第１半導体素子を被着体上に固定する第１固定工程、及び
請求項１〜４のいずれか１項に記載の接着フィルムにより前記第１半導体素子を包埋しながら、前記第１半導体素子とは異なる第２半導体素子を前記接着フィルムを介して前記被着体に固定する第２固定工程
を含む半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記第１固定工程において、第１半導体素子固定用の第１接着フィルムにより前記第１半導体素子を前記被着体に固定する請求項５に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項７】
前記第１半導体素子と前記被着体とをボンディングワイヤーにより電気的に接続するワイヤーボンディング工程をさらに含む請求項６に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項８】
前記第１固定工程において、前記第１半導体素子を前記被着体にフリップチップ接続により固定する請求項５に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項９】
前記第２半導体素子上に該第２半導体素子と同種又は異種の第３半導体素子を固定する第３固定工程をさらに含む請求項５〜８のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
請求項５〜９のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法により得られる半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接着フィルム、半導体装置の製造方法及び半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体装置及びそのパッケージの高機能化、薄型化、小型化がより一層求められている。その一策として、半導体素子をその厚さ方向に複数段に積層させて半導体素子の高密度集積化を図る３次元実装技術が開発されている。
【０００３】
一般的な３次元実装方法としては、基板等の被着体上に半導体素子を固定し、この最下段の半導体素子上に半導体素子を順次積層していく手順が採用されている。半導体素子間、及び半導体素子と被着体との間では、ボンディングワイヤー（以下、「ワイヤー」と称することがある。）にて電気的接続が図られている。また、半導体素子の固定にはフィルム状又は液状の接着剤が広く用いられている。
【０００４】
このような半導体装置では、複数の半導体素子の個々の作動の制御や、半導体素子間の通信の制御等を目的として、最上段の半導体素子の上に制御用の半導体素子（以下、「コントローラ」と称することがある。）が配置される（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−０９６０７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
コントローラも下段の半導体素子と同様、ワイヤーにより被着体との電気的接続が図られる。しかしながら、半導体素子の積層段数が多くなるにつれ、コントローラと被着体との距離が長くなり、電気的接続に必要なワイヤーも長くなる。その結果、半導体パッケージの通信速度が低下や外部要因（熱や衝撃等）によるワイヤーの不具合が生じて半導体パッケージの品質が低下したり、ワイヤーボンディング工程が複雑となって半導体装置製造の歩留まりが低下したりすることがある。
【０００７】
本発明は、前記問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、高品質の半導体装置を歩留まり良く製造可能な接着フィルム及びこれを用いる半導体装置の製造方法、並びに該製造方法により得られる半導体装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本願発明者らは、前記従来の問題点を解決すべく、半導体装置の各素子の配置や接着フィルムの構造について鋭意検討した。その結果、下記構成とすることにより前記目的を達成できることを見出して、本発明を完成させるに至った。
【０００９】
すなわち、本発明は、被着体上に固定された第１半導体素子を包埋し、かつ該第１半導体素子とは異なる第２半導体素子を被着体に固定するための接着フィルム（以下、「包埋用接着フィルム」と称することがある。）であって、
前記第１半導体素子の厚さＴ１より厚い厚さＴを有し、
前記被着体と前記第１半導体素子とがワイヤーボンディング接続され、かつ前記厚さＴと前記厚さＴ１との差が４０μｍ以上２６０μｍ以下であるか、又は
前記被着体と前記第１半導体素子とがフリップチップ接続され、かつ前記厚さＴと前記厚さＴ１との差が１０μｍ以上２００μｍ以下である。
【００１０】
当該接着フィルムは、被着体上に固定されたコントローラ等の第１半導体素子を内部に包埋し、かつ該第１半導体素子とは異なる第２半導体素子を被着体に固定することができる。従って、当該接着フィルムを用いると、第１半導体素子は最下段の被着体上に固定することができるので、電気的接続に必要なワイヤーの長さを短縮し、半導体パッケージの通信速度の低下を防止するとともに、外部要因によるワイヤーの不具合の発生を低減することができる。また、当該接着フィルムは、前記第１半導体素子の厚さＴ１より厚い厚さＴを有しており、前記被着体と前記第１半導体素子とをワイヤーボンディング接続される場合は前記厚さＴと前記厚さＴ１との差を４０μｍ以上２６０μｍ以下とし、又は前記被着体と前記第１半導体素子とを導電性接着組成物又はフリップチップ接続する場合は前記厚さＴと前記厚さＴ１との差を１０μｍ以上２００μｍ以下としているので、第１半導体素子の被着体との接続様式に応じて、好適に第１半導体素子を包埋することができる。さらに、当該接着フィルムにより、第１半導体素子と被着体との距離が最短となる状態での包埋が可能となるので、第１半導体素子と被着体とのワイヤーボンディングが容易となり、これにより半導体装置の製造の歩留まりを向上させることができる。また、被着体と第１半導体素子とをフリップチップ接続する場合は、ワイヤーボンディング工程自体を省略することができ、半導体装置の製造の歩留まりをより向上させることができる。
【００１１】
前記被着体と前記第１半導体素子とがワイヤーボンディング接続される場合、前記厚さＴは８０μｍ以上３００μｍ以下であることが好ましい。また、前記被着体と前記第１半導体素子とがフリップチップ接続される場合、前記厚さＴは５０μｍ以上２５０μｍ以下であることが好ましい。このように当該接着フィルムを比較的厚くすることにより、一般的なコントローラの厚さをほぼカバーすることができ、第１半導体素子の当該接着フィルムへの包埋を容易に行うことができる。
【００１２】
当該接着フィルムの１２０℃における溶融粘度は、１００Ｐａ・Ｓ以上２０００Ｐａ・Ｓ以下であることが好ましい。これにより、当該接着フィルムによる第２半導体素子の被着体への固定の際に、第１半導体素子の当該接着フィルムへの包埋をより容易に行うことができる。なお、溶融粘度の測定方法は実施例の記載による。
【００１３】
本発明には、少なくとも１つの第１半導体素子を被着体上に固定する第１固定工程、及び
当該接着フィルムにより、前記第１半導体素子を包埋しながら前記第１半導体素子とは異なる第２半導体素子を前記被着体に固定する第２固定工程
を含む半導体装置の製造方法も含まれる。
【００１４】
当該製造方法によれば、上記接着フィルムの使用によりコントローラ等の第１半導体素子を被着体上に固定することが可能となるので、電気的接続に必要なワイヤーの短縮が可能となり、これにより半導体パッケージの通信速度の低下が防止されるとともに、外部要因によるワイヤーの不具合の発生が低減された高品質の半導体装置を製造することができる。また、当該製造方法では、上記接着フィルムの使用により、第１半導体素子の被着体上での包埋が可能となるので、第１半導体素子と被着体とのワイヤーボンディングが容易となり、これにより半導体装置の製造の歩留まりを向上させることができる。
【００１５】
当該製造方法では、前記第１固定工程において、第１半導体素子固定用の第１接着フィルムにより前記第１半導体素子を前記被着体に固定してもよい。この場合、前記第１半導体素子と前記被着体とをボンディングワイヤーにより電気的に接続するワイヤーボンディング工程をさらに含むことが好ましい。
【００１６】
当該製造方法では、前記第１固定工程において、前記第１半導体素子を前記被着体にフリップチップ接続により固定することもできる。
【００１７】
当該製造方法において、前記第２半導体素子上に該第２半導体素子と同種又は異種の第３半導体素子を固定する第３固定工程をさらに含むことにより、半導体素子の多段積層が可能となり、高集積化された半導体装置を製造することができる。
【００１８】
本発明には、当該半導体装置の製造方法により得られる半導体装置も含まれる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の接着フィルムによると、被着体上に固定された第１半導体素子を包埋可能で、かつ第１半導体素子の上方に第２半導体素子を固定可能であるので、第１半導体素子と被着体との間の電気的接続に必要なワイヤーを短縮することができる。これにより、半導体装置の通信速度の低下が防止され、外部要因によるワイヤーの不具合の発生が低減された高品質の半導体装置を製造可能であり、併せて、第１半導体素子に対してワイヤーボンディングを行う場合はその作業も簡便になるので、半導体装置の製造の歩留まりを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１Ａ】本発明の一実施形態に係る半導体装置の製造方法の一工程を模式的に示す断面図である。
【図１Ｂ】本発明の一実施形態に係る半導体装置の製造方法の一工程を模式的に示す断面図である。
【図１Ｃ】本発明の一実施形態に係る半導体装置の製造方法の一工程を模式的に示す断面図である。
【図１Ｄ】本発明の一実施形態に係る半導体装置の製造方法の一工程を模式的に示す断面図である。
【図１Ｅ】本発明の一実施形態に係る半導体装置の製造方法の一工程を模式的に示す断面図である。
【図２Ａ】本発明の別の一実施形態に係る半導体装置の製造方法の一工程を模式的に示す断面図である。
【図２Ｂ】本発明の別の一実施形態に係る半導体装置の製造方法の一工程を模式的に示す断面図である。
【図２Ｃ】本発明の別の一実施形態に係る半導体装置の製造方法の一工程を模式的に示す断面図である。
【図２Ｄ】本発明の別の一実施形態に係る半導体装置の製造方法の一工程を模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
［第１実施形態］
本発明の一実施形態である第１実施形態について、図を参照しながら以下に説明する。ただし、図の一部又は全部において、説明に不要な部分は省略し、また説明を容易にするために拡大または縮小等して図示した部分がある。第１実施形態では、被着体と第１半導体素子との電気的接続をワイヤーボンディング接続により図る態様を説明する。まず、接着フィルムについて説明した後、該接着フィルムを用いる半導体装置の製造方法について説明する。
【００２２】
＜接着フィルム＞
接着フィルムの構成は特に限定されず、例えば接着フィルムの単層のみからなる接着フィルムや、コア材料の片面又は両面に接着フィルムを形成した多層構造の接着フィルム等が挙げられる。ここで、前記コア材料としては、フィルム（例えばポリイミドフイルム、ポリエステルフィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリエチレンナフタレートフィルム、ポリカーボネートフィルム等）、ガラス繊維やプラスチック製不織繊維で強化された樹脂基板、シリコン基板又はガラス基板等が挙げられる。また、接着フィルムとダイシングシートとを一体にした一体型フィルムとして用いることもできる。
【００２３】
接着フィルムは接着機能を有する層であり、その構成材料としては熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂とを併用したものが挙げられる。また、熱可塑性樹脂単独でも使用可能である。
【００２４】
（熱可塑性樹脂）
前記熱可塑性樹脂としては、天然ゴム、ブチルゴム、イソプレンゴム、クロロプレンゴム、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸共重合体、エチレン−アクリル酸エステル共重合体、ポリプタジエン樹脂、ポリカーボネート樹脂、熱可塑性ボリイミド樹脂、６−ナイロンや６，６ナイロン等のポリアミド樹脂、フェノキシ樹脂、アクリル樹脂、ＰＥＴやＰＢＴ等の飽和ポリエステル樹脂、ポリアミドイミド樹脂またはフッ素樹脂等が挙げられる。これらの熱可塑性樹脂は単独で、又は２種以上を併用して用いることができる。これらの熱可塑性樹脂のうち、イオン性不純物が少なく耐熱性が高く、半導体素子の信頼性を確保できるアクリル樹脂が特に好ましい。
【００２５】
前記アクリル樹脂としては、特に限定されるものではなく、炭素数３０以下、特に炭素数４〜１８の直鎖若しくは分岐のアルキル基を有するアクリル酸又はメタクリル酸のエステルの１種又は２種以上を成分とする重合体等が挙げられる。前記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、ｎ−ブチル基、ｔ−ブチル基、イソブチル基、アミル基、イソアミル基、ヘキシル基、ヘプチル基、シクロヘキシル基、２−エチルヘキシル基、オクチル基、イソオクチル基、ノニル基、イソノニル基、デシル基、イソデシル基、ウンデシル基、ラウリル基、トリデシル基、テトラデシル基、ステアリル基、オクタデシル基、又はドデシル基等が挙げられる。
【００２６】
また、前記重合体を形成する他のモノマーとしては、特に限定されるものではなく、例えばアクリル酸、メタクリル酸、カルボキシエチルアクリレート、カルボキシペンチルアクリレート、イタコン酸、マレイン酸、フマール酸若しくはクロトン酸等の様なカルボキシル基含有モノマー、無水マレイン酸若しくは無水イタコン酸等の様な酸無水物モノマー、（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシエチル、（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシプロピル、（メタ）アクリル酸４−ヒドロキシブチル、（メタ）アクリル酸６−ヒドロキシヘキシル、（メタ）アクリル酸８−ヒドロキシオクチル、（メタ）アクリル酸１０−ヒドロキシデシル、（メタ）アクリル酸１２−ヒドロキシラウリル若しくは（４−ヒドロキシメチルシクロヘキシル）−メチルアクリレート等の様なヒドロキシル基含有モノマー、スチレンスルホン酸、アリルスルホン酸、２−（メタ）アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸、（メタ）アクリルアミドプロパンスルホン酸、スルホプロピル（メタ）アクリレート若しくは（メタ）アクリロイルオキシナフタレンスルホン酸等の様なスルホン酸基含有モノマー、又は２−ヒドロキシエチルアクリロイルホスフェート等の様な燐酸基含有モノマーが挙げられる。
【００２７】
（熱硬化性樹脂）
前記熱硬化性樹脂としては、フェノール樹脂、アミノ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂、又は熱硬化性ポリイミド樹脂等が挙げられる。これらの樹脂は、単独で又は２種以上併用して用いることができる。特に、半導体素子を腐食させるイオン性不純物等含有が少ないエポキシ樹脂が好ましい。また、エポキシ樹脂の硬化剤としてはフェノール樹脂が好ましい。
【００２８】
前記エポキシ樹脂は、接着剤組成物として一般に用いられるものであれば特に限定は無く、例えばビスフェノールＡ型、ビスフェノールＦ型、ビスフェノールＳ型、臭素化ビスフェノールＡ型、水添ビスフェノールＡ型、ビスフェノールＡＦ型，ビフェニル型、ナフタレン型、フルオンレン型、フェノールノボラック型、オルソクレゾールノボラック型、トリスヒドロキシフェニルメタン型、テトラフェニロールエタン型等の二官能エポキシ樹脂や多官能エポキシ樹脂、又はヒダントイン型、トリスグリシジルイソシアヌレート型若しくはグリシジルアミン型等のエポキシ樹脂が用いられる。これらは単独で、又は２種以上を併用して用いることができる。これらのエポキシ樹脂のうちノボラック型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、トリスヒドロキシフェニルメタン型樹脂又はテトラフェニロールエタン型エポキシ樹脂が特に好ましい。これらのエポキシ樹脂は、硬化剤としてのフェノール樹脂との反応性に富み、耐熱性等に優れるからである。
【００２９】
さらに前記フェノール樹脂は、前記エポキシ樹脂の硬化剤として作用するものであり、例えば、フェノールノボラック樹脂、フェノールアラルキル樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ｔｅｒｔ−ブチルフェノールノボラック樹脂、ノニルフェノールノボラック樹脂等のノボラック型フェノール樹脂、レゾール型フェノール樹脂、ポリパラオキシスチレン等のポリオキシスチレン等が挙げられる。これらは単独で、又は２種以上を併用して用いることができる。これらのフェノール樹脂のうちフェノールノボラック樹脂、フェノールアラルキル樹脂が特に好ましい。半導体装置の接続信頼性を向上させることができるからである。
【００３０】
前記エポキシ樹脂とフェノール樹脂の配合割合は、例えば、前記エポキシ樹脂成分中のエポキシ基１当量当たりフェノール樹脂中の水酸基が０．５〜２．０当量になるように配合することが好適である。より好適なのは０．８〜１．２当量である。すなわち、両者の配合割合が前記範囲を外れると、十分な硬化反応が進まず、エポキシ樹脂硬化物の特性が劣化し易くなるからである。
【００３１】
なお、本実施形態においては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂及びアクリル樹脂を含む接着フィルムが特に好ましい。これらの樹脂は、イオン性不純物が少なく耐熱性が高いので、半導体素子の信頼性を確保できる。この場合の配合比は、アクリル樹脂成分１００重量部に対して、エポキシ樹脂とフェノール樹脂の混合量が１０〜２００重量部である。
【００３２】
（架橋剤）
本実施形態の接着フィルムは、予めある程度架橋をさせておくため、作製に際し、重合体の分子鎖末端の官能基等と反応する多官能性化合物を架橋剤として添加させておくのがよい。これにより、高温下での接着特性を向上させ、耐熱性の改善を図ることができる。
【００３３】
前記架橋剤としては、従来公知のものを採用することができる。特に、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、ｐ−フェニレンジイソシアネート、１，５−ナフタレンジイソシアネート、多価アルコールとジイソシアネートの付加物等のポリイソシアネート化合物がより好ましい。架橋剤の添加量としては、前記の重合体１００重量部に対し、通常０．０５〜７重量部とするのが好ましい。架橋剤の量が７重量部より多いと、接着力が低下するので好ましくない。その一方、０．０５重量部より少ないと、凝集力が不足するので好ましくない。また、このようなポリイソシアネート化合物と共に、必要に応じて、エポキシ樹脂等の他の多官能性化合物を一緒に含ませるようにしてもよい。
【００３４】
（無機充填剤）
また、本実施形態の接着フィルムには、その用途に応じて無機充填剤を適宜配合することができる。無機充填剤の配合は、導電性の付与や熱伝導性の向上、弾性率の調節等を可能とする。前記無機充填剤としては、例えば、シリカ、クレー、石膏、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、酸化アルミナ、酸化ベリリウム、炭化珪素、窒化珪素等のセラミック類、アルミニウム、銅、銀、金、ニッケル、クロム、錫、亜鉛、パラジウム、半田などの金属、又は合金類、その他カーボンなどからなる種々の無機粉末が挙げられる。これらは単独で又は２種以上を併用して用いることができる。なかでも、シリカ、特に溶融シリ力が好適に用いられる。また、アルミニウム、銅、銀、金、ニッケル、クロム、錫、亜鉛等からなる導電性微粒子を添加して導電性接着フィルムとすることにより、静電気の発生を抑制することができる。なお、無機充填剤の平均粒径は０．１〜８０μｍの範囲内であることが好ましい。
【００３５】
前記無機充填剤の配合量は、有機樹脂成分１００重量部に対し０〜８０重量％に設定することが好ましい。特に好ましくは０〜７０重量％である。
【００３６】
（熱硬化触媒）
接着フィルムの構成材料として熱硬化触媒を用いてもよい。その含有量としては、有機成分１００重量部に対し０．０１〜１重量部が好ましく、０．０５〜０．５重量部がより好ましい。含有量を上記下限以上にすることにより、ダイボンディング時においては未反応であったエポキシ基同士を、後工程において重合させ、当該未反応のエポキシ基を低減ないしは消失させることができる。その結果、被着体上に半導体素子を接着固定させ剥離のない半導体装置の製造が可能になる。その一方、配合割合を上記上限以下にすることにより、硬化阻害の発生を防止することができる。
【００３７】
前記熱硬化触媒としては特に限定されず、例えば、イミダゾール系化合物、トリフェニルフォスフィン系化合物、アミン系化合物、トリフェニルボラン系化合物、トリハロゲンボラン系化合物等が挙げられる。これらは単独で、又は２種以上を併用して用いることができる。
【００３８】
前記イミダゾール系化合物としては、２−メチルイミダゾール（商品名；２ＭＺ）、２−ウンデシルイミダゾール（商品名；Ｃ１１Ｚ）、２−ヘプタデシルイミダゾール（商品名；Ｃ１７Ｚ）、１，２−ジメチルイミダゾール（商品名；１．２ＤＭＺ）、２−エチル−４−メチルイミダゾール（商品名；２Ｅ４ＭＺ）、２−フェニルイミダゾール（商品名；２ＰＺ）、２−フェニル−４−メチルイミダゾール（商品名；２Ｐ４ＭＺ）、１−ベンジル−２−メチルイミダゾール（商品名；１Ｂ２ＭＺ）、１−ベンジル−２−フェニルイミダゾール（商品名；１Ｂ２ＰＺ）、１−シアノエチル−２−メチルイミダゾール（商品名；２ＭＺ−ＣＮ）、１−シアノエチル−２−ウンデシルイミダゾール（商品名；Ｃ１１Ｚ−ＣＮ）、１−シアノエチル−２−フェニルイミダゾリウムトリメリテイト（商品名；２ＰＺＣＮＳ−ＰＷ）、２，４−ジアミノ−６−［２’−メチルイミダゾリル−（１’）］−エチル−ｓ−トリアジン（商品名；２ＭＺ−Ａ）、２，４−ジアミノ−６−［２’−ウンデシルイミダゾリル−（１’）］−エチル−ｓ−トリアジン（商品名；Ｃ１１Ｚ−Ａ）、２，４−ジアミノ−６−［２’−エチル−４’−メチルイミダゾリル−（１’）］−エチル−ｓ−トリアジン（商品名；２Ｅ４ＭＺ−Ａ）、２，４−ジアミノ−６−［２’−メチルイミダゾリル−（１’）］−エチル−ｓ−トリアジンイソシアヌル酸付加物（商品名；２ＭＡ−ＯＫ）、２−フェニル−４，５−ジヒドロキシメチルイミダゾール（商品名；２ＰＨＺ−ＰＷ）、２−フェニル−４−メチル−５−ヒドロキシメチルイミダゾール（商品名；２Ｐ４ＭＨＺ−ＰＷ）等が挙げられる（いずれも四国化成（株）製）。
【００３９】
前記トリフェニルフォスフィン系化合物としては特に限定されず、例えば、トリフェニルフォスフィン、トリブチルフォスフィン、トリ（ｐ−メチルフェニル）フォスフィン、トリ（ノニルフェニル）フォスフィン、ジフェニルトリルフォスフィン等のトリオルガノフォスフィン、テトラフェニルホスホニウムブロマイド（商品名；ＴＰＰ−ＰＢ）、メチルトリフェニルホスホニウム（商品名；ＴＰＰ−ＭＢ）、メチルトリフェニルホスホニウムクロライド（商品名；ＴＰＰ−ＭＣ）、メトキシメチルトリフェニルホスホニウム（商品名；ＴＰＰ−ＭＯＣ）、ベンジルトリフェニルホスホニウムクロライド（商品名；ＴＰＰ−ＺＣ）等が挙げられる（いずれも北興化学社製）。また、前記トリフェニルフォスフィン系化合物としては、エポキシ樹脂に対し実質的に非溶解性を示すものであることが好ましい。エポキシ樹脂に対し非溶解性であると、熱硬化が過度に進行するのを抑制することができる。トリフェニルフォスフィン構造を有し、かつエポキシ樹脂に対し実質的に非溶解性を示す熱硬化触媒としては、例えば、メチルトリフェニルホスホニウム（商品名；ＴＰＰ−ＭＢ）等が例示できる。なお、前記「非溶解性」とは、トリフェニルフォスフィン系化合物からなる熱硬化触媒がエポキシ樹脂からなる溶媒に対し不溶性であることを意味し、より詳細には、温度１０〜４０℃の範囲において１０重量％以上溶解しないことを意味する。
【００４０】
前記トリフェニルボラン系化合物としては特に限定されず、例えば、トリ（ｐ−メチルフェニル）フォスフィン等が挙げられる。また、トリフェニルボラン系化合物としては、更にトリフェニルフォスフィン構造を有するものも含まれる。当該トリフェニルフォスフィン構造及びトリフェニルボラン構造を有する化合物としては特に限定されず、例えば、テトラフェニルホスホニウムテトラフェニルボレート（商品名；ＴＰＰ−Ｋ）、テトラフェニルホスホニウムテトラ−ｐ−トリボレート（商品名；ＴＰＰ−ＭＫ）、ベンジルトリフェニルホスホニウムテトラフェニルボレート（商品名；ＴＰＰ−ＺＫ）、トリフェニルホスフィントリフェニルボラン（商品名；ＴＰＰ−Ｓ）等が挙げられる（いずれも北興化学社製）。
【００４１】
前記アミノ系化合物としては特に限定されず、例えば、モノエタノールアミントリフルオロボレート（ステラケミファ（株）製）、ジシアンジアミド（ナカライテスク（株）製）等が挙げられる。
【００４２】
前記トリハロゲンボラン系化合物としては特に限定されず、例えば、トリクロロボラン等が挙げられる。
【００４３】
（他の添加剤）
なお、本実施形態の接着フィルムには、前記無機充填剤以外に、必要に応じて他の添加剤を適宜に配合することができる。他の添加剤としては、例えば灘燃剤、シランカップリング剤又はイオントラップ剤等が挙げられる。
【００４４】
前記難燃剤としては、例えば、三酸化アンチモン、五酸化アンチモン、臭素化エポキシ樹脂等が挙げられる。これらは、単独で、又は２種以上を併用して用いることができる。
【００４５】
前記シランカップリング剤としては、例えば、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン等が挙げられる。これらの化合物は、単独で、又は２種以上を併用して用いることができる。
【００４６】
前記イオントラップ剤としては、例えばハイドロタルサイト類、水酸化ビスマス等が挙げられる。これらは、単独で、又は２種以上を併用することができる。
【００４７】
前記接着フィルムの１２０℃における溶融粘度は、第１半導体素子の包埋性を有する限り特に限定されないものの、その下限は１００Ｐａ・Ｓ以上が好ましく、２００Ｐａ・Ｓ以上がより好ましく、５００Ｐａ・Ｓ以上がさらに好ましい。一方、前記溶融粘度の上限は２０００Ｐａ・Ｓ以下が好ましく、１５００Ｐａ・Ｓ以下がより好ましく、１０００Ｐａ・Ｓ以下がさらに好ましい。これにより、前記接着フィルムによる第２半導体素子の被着体への固定の際に、第１半導体素子の前記接着フィルムへの包埋をより容易に行うことができる。
【００４８】
（接着フィルムの製造方法）
本実施形態に係る接着フィルムは、例えば、次の通りにして作製される。まず、接着フィルム形成用の接着剤組成物を調製方法する。調製方法としては特に限定されず、例えば、接着フィルムの項で説明した熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、他の添加剤等を容器に投入して、有機溶媒に溶解させ、均一になるように攪拌することによって接着剤組成物溶液として得ることができる。
【００４９】
上記有機溶媒としては、接着フィルムを構成する成分を均一に溶解、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。このような溶媒としては、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、安価で入手できる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。
【００５０】
上記のようにして調製した接着剤組成物溶液を基材セパレータ上に所定厚みとなるように塗布して塗布膜を形成した後、該塗布膜を所定条件下で乾燥させる。基材セパレータとしては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレン、ポリプロピレンや、フッ素系剥離剤、長鎖アルキルアクリレート系剥離剤等の剥離剤により表面コートされたプラスチックフィルムや紙等が使用可能である。また、塗布方法としては特に限定されず、例えば、ロール塗工、スクリーン塗工、グラビア塗工等が挙げられる。また、乾燥条件としては、例えば乾燥温度７０〜１６０℃、乾燥時間１〜５分間の範囲内で行われる。これにより、本実施形態に係る接着フィルムが得られる。
【００５１】
＜半導体装置の製造方法＞
本実施形態に係る半導体装置の製造方法は、第１半導体素子固定用の第１接着フィルムにより少なくとも１つの第１半導体素子を前記被着体に固定する第１固定工程、前記第１半導体素子と前記被着体とをボンディングワイヤーにより電気的に接続する第１ワイヤーボンディング工程、及び前記接着フィルムにより、前記第１半導体素子を包埋しながら前記第１半導体素子とは異なる第２半導体素子を前記被着体に固定する第２固定工程を含む。さらに本実施形態は、前記第２半導体素子上に該第２半導体素子と同種又は異種の第３半導体素子を固定する第３固定工程、及び前記第２半導体素子と前記第３半導体素子とをボンディングワイヤーにより電気的に接続する第２ワイヤーボンディング工程を含む。図１Ａ〜図１Ｅは、それぞれ本発明の一実施形態に係る半導体装置の製造方法の一工程を模式的に示す断面図である。
【００５２】
（第１固定工程）
図１に示すように、第１固定工程では、少なくとも１つの第１半導体素子１１を被着体１上に固定する。第１半導体素子１１は第１接着フィルム２１を介して被着体１に固定されている。図１中では第１半導体素子１１は、１つのみ示されているものの、目的とする半導体装置の仕様に応じて２つ、３つ、４つ又は５つ以上の複数の第１半導体素子１１を被着体１に固定してもよい。
【００５３】
（第１半導体素子）
第１半導体素子１１としては、第２段目に積層される半導体素子（第２半導体素子１２；図１Ｃ参照）より平面視寸法が小さい素子であれば特に限定されず、例えば半導体素子の一種であるコントローラやメモリチップやロジックチップを好適に用いることができる。コントローラは積層されている各半導体素子の作動を制御することから、一般的に多数のワイヤーが接続される。半導体パッケージの通信速度はワイヤー長の影響を受けるところ、本実施形態では第１半導体素子１１が被着体１に固定され最下段に位置するので、ワイヤー長を短縮することができ、これにより半導体素子の積層数を増加させても半導体パッケージ（半導体装置）の通信速度の低下を抑制することができる。
【００５４】
第１半導体素子１１の厚さは特に限定されないものの、通常１００μｍ以下の場合が多い。また、近年の半導体パッケージの薄型化に伴い７５μｍ以下、さらには５０μｍ以下の第１半導体素子１１も用いられつつある。
【００５５】
（被着体）
被着体１としては、基板やリードフレーム、他の半導体素子等が挙げられる。基板としては、プリント配線基板等の従来公知の基板を使用することができる。また、前記リードフレームとしては、Ｃｕリードフレーム、４２Ａｌｌｏｙリードフレーム等の金属リードフレームやガラスエポキシ、ＢＴ（ビスマレイミド−トリアジン）、ポリイミド等からなる有機基板を使用することができる。しかし、本実施形態はこれに限定されるものではなく、半導体素子をマウントし、半導体素子と電気的に接続して使用可能な回路基板も含まれる。
【００５６】
（第１接着フィルム）
第１接着フィルム２１としては、前記包埋用接着フィルムを用いてもよく、従来公知の半導体素子固定用の接着フィルムを用いてもよい。ただし、包埋用接着フィルムを用いる場合、第１接着フィルム２１は半導体素子を包埋する必要がないので、厚さを５μｍから６０μｍ程度に薄くして用いればよい。
【００５７】
（固定方法）
図１Ａに示すように、第１半導体素子１１を、第１接着フィルム２１を介して被着体１にダイボンドする。第１半導体素子１１を被着体１上に固定する方法としては、例えば被着体１上に第１接着フィルム２１を積層した後、この第１接着フィルム２１上に、ワイヤーボンド面が上側となるようにして第１半導体素子１１を積層する方法が挙げられる。また、予め第１接着フィルム２１が貼り付けられた第１半導体素子１１を被着体１上に配置して積層してもよい。
【００５８】
第１接着フィルム２１は半硬化状態であるので、第１接着フィルム２１の被着体１上への載置後、所定条件下での熱処理を行うことにより、第１接着フィルム２１を熱硬化させて第１半導体素子１１を被着体１上に固定させる。熱処理を行う際の温度は、１００〜２００℃で行うのが好ましく、１２０℃〜１８０℃の範囲内で行うのがより好ましい。また、熱処理時間は０．２５〜１０時間で行うことが好ましく、０．５〜８時間で行うことがより好ましい。
【００５９】
（第１ワイヤーボンディング工程）
第１ワイヤーボンディング工程は、被着体１の端子部（例えばインナーリード）の先端と第１半導体素子１１上の電極パッド（図示せず）とをボンディングワイヤー３１で電気的に接続する工程である（図１Ｂ参照）。ボンディングワイヤー３１としては、例えば金線、アルミニウム線又は銅線等が用いられる。ワイヤーボンディングを行う際の温度は、８０〜２５０℃、好ましくは８０〜２２０℃の範囲内で行われる。また、その加熱時間は数秒〜数分間行われる。結線は、前記温度範囲内となるように加熱された状態で、超音波による振動エネルギーと印加加圧による圧着工ネルギーの併用により行われる。
【００６０】
（第２固定工程）
第２固定工程では、包埋用接着フィルム２２により、前記第１半導体素子１１を包埋しながら前記第１半導体素子１１とは異なる第２半導体素子１２を前記被着体１に固定する（図１Ｃ参照）。包埋用接着フィルム２２は、前記第１半導体素子１１の厚さＴ１より厚い厚さＴを有している。本実施形態では、前記被着体１と前記第１半導体素子１１との電気的接続がワイヤーボンディング接続により達成されることから、前記厚さＴと前記厚さＴ１との差を４０μｍ以上２６０μｍ以下としている。前記厚さＴと前記厚さＴ１との差の下限は４０μｍ以上であれば特に限定されないものの、５０μｍ以上が好ましく、６０μｍ以上がより好ましい。また、前記厚さＴと前記厚さＴ１との差の上限は２６０μｍ以下であれば特に限定されないものの、２００μｍ以下が好ましく、１５０μｍ以下がより好ましい。これにより、半導体装置全体の薄型化を図りながらも、第１半導体素子１１と第２半導体素子１２との接触を防止しつつ第１半導体素子１１全体を包埋用接着フィルム２２の内部に包埋することができ、コントローラとしての第１半導体素子１１の被着体１上への固定（すなわちワイヤー長が最短となる最下段での固定）を可能にする。
【００６１】
包埋用接着フィルム２２の厚さＴは第１半導体素子１１を包埋可能なように第１半導体素子１１の厚さＴ１及びワイヤー突出量を考慮して適宜設定すればよいが、その下限は８０μｍ以上が好ましく、１００μｍ以上がより好ましく、１２０μｍ以上がさらに好ましい。一方、厚さＴの上限は３００μｍ以下が好ましく、２００μｍ以下がより好ましく、１５０μｍ以下がさらに好ましい。このように接着フィルムを比較的厚くすることにより、一般的なコントローラの厚さをほぼカバーすることができ、第１半導体素子１１の包埋用接着フィルム２２への包埋を容易に行うことができる。
【００６２】
（第２半導体素子）
第２半導体素子１２としては特に限定されず、例えばコントローラとしての第１半導体素子１１の作動制御を受けるメモリチップを用いることができる。
【００６３】
（固定方法）
第２半導体素子１２を被着体１上に固定する方法としては、第１固定工程と同様に、例えば被着体１上に包埋用接着フィルム２２を積層した後、この包埋用接着フィルム２２上に、ワイヤーボンド面が上側となるようにして第２半導体素子１２を積層する方法が挙げられる。また、予め包埋用接着フィルム２２が貼り付けられた第２半導体素子１２を被着体１に配置して積層してもよい。
【００６４】
第１半導体素子１１の包埋用接着フィルム２２への進入及び包埋を容易にするために、ダイボンド時には包埋用接着フィルム２２に対する加熱処理を行ってもよい。加熱温度としては包埋用接着フィルム２２が軟化し、かつ完全に熱硬化しない温度であればよく、８０℃以上１５０℃以下が好ましく、１００℃以上１３０℃以下がより好ましい。このとき０．１ＭＰａ以上１．０ＭＰａ以下で加圧してもよい。
【００６５】
包埋用接着フィルム２２は半硬化状態であるので、包埋用接着フィルム２２の被着体１上への載置後、所定条件下での熱処理を行うことにより、包埋用接着フィルム２２を熱硬化させて第２半導体素子１２を被着体１上に固定させる。熱処理を行う際の温度は、１００〜２００℃で行うのが好ましく、１２０℃〜１８０℃の範囲内で行うのがより好ましい。また、熱処理時間は０．２５〜１０時間で行うことが好ましく、０．５〜８時間で行うことがより好ましい。
【００６６】
このとき、熱硬化後の包埋用接着フィルム２２の被着体１に対する剪断接着力は、２５〜２５０℃において０．１ＭＰａ以上であることが好ましく、０．２〜１０ＭＰａであることがより好ましい。包埋用接着フィルム２２の剪断接着力を０．１ＭＰａ以上とすると、第２半導体素子１２に対するワイヤーボンディング工程における超音波振動や加熱により、包埋用接着フィルム２２と第２半導体素子１２又は被着体１との接着面でのずり変形の発生を抑制できる。すなわち、ワイヤーボンディングの際の超音波振動により第２半導体素子１２が動くのを抑制し、これによりワイヤーボンディングの成功率が低下するのを防止することができる。
【００６７】
（第３固定工程）
第３固定工程では、前記第２半導体素子１２上に該第２半導体素子と同種又は異種の第３半導体素子１３を固定する（図１Ｄ参照）。第３半導体素子１３は第３接着フィルム２３を介して第２半導体素子１２に固定されている。
【００６８】
（第３半導体素子）
第３半導体素子１３は、第２半導体素子１２と同種のメモリチップや第２半導体素子１２と異種のメモリチップであってもよい。第３半導体素子１３の厚さも目的とする半導体装置の仕様に応じて適宜設定することができる。
【００６９】
（第３接着フィルム）
第３接着フィルム２３としては、第１固定工程における第１接着フィルム２１と同様のものを好適に用いることができる。第３接着フィルム２３として包埋用接着フィルム２２を用いる場合は、他の半導体素子の包埋が不要であるので、厚さを５μｍから６０μｍ程度に薄くして用いればよい。
【００７０】
（固定方法）
図１Ｄに示すように、第３半導体素子１３を、第３接着フィルム２３を介して第２半導体素子１２にダイボンドする。第３半導体素子１３を第２半導体素子１２上に固定する方法としては、例えば第２半導体素子１２上に第３接着フィルム２３を積層した後、この第３接着フィルム２３上に、ワイヤーボンド面が上側となるようにして第３半導体素子１３を積層する方法が挙げられる。また、予め第３接着フィルム２３が貼り付けられた第３半導体素子１３を第２半導体素子１２上に配置して積層してもよい。ただし、後述する第２半導体素子１２と第３半導体素子１３との間でのワイヤーボンディングのために、第２半導体素子１２のワイヤーボンド面（上面）の電極パッドを避けるように第３半導体素子１３を第２半導体素子１２に対してずらして固定することがある。この場合、第３接着フィルム２３を先に第２半導体素子１２の上面に貼り付けておくと、第３接着フィルム２３の第２半導体素子１２の上面からはみ出た部分（いわゆるオーバーハング部）が折れ曲がって第２半導体素子１２の側面や包埋用接着フィルム２２の側面に付着し、予期せぬ不具合が生じるおそれがある。従って、第３固定工程では、予め第３接着フィルム２３を第３半導体素子１３に貼り付けておき、これを第２半導体素子１２上に配置して積層することが好ましい。
【００７１】
第３接着フィルム２３も半硬化状態であるので、第３接着フィルム２３の第２半導体素子１２上への載置後、所定条件下での熱処理を行うことにより、第３接着フィルム２３を熱硬化させて第３半導体素子１３を第２半導体素子１２上に固定させる。なお、第３接着フィルム２３の弾性率やプロセス効率を考慮して、熱処理を行わずに第３半導体素子１３を固定させることもできる。熱処理を行う際の温度は、１００〜２００℃で行うのが好ましく、１２０℃〜１８０℃の範囲内で行うのがより好ましい。また、熱処理時間は０．２５〜１０時間で行うことが好ましく、０．５〜８時間で行うことがより好ましい。
【００７２】
（第２ワイヤーボンディング工程）
第２ワイヤーボンディング工程は、第２半導体素子１２上の電極パッド（図示せず）と第３半導体素子１３上の電極パッド（図示せず）をボンディングワイヤー３２で電気的に接続する工程である（図１Ｅ参照）。ワイヤーの材料やワイヤーボンディング条件は第１ワイヤーボンディング工程と同様のものを好適に採用することができる。
【００７３】
（半導体装置）
以上の工程により、３つの半導体素子が所定の接着フィルムを介して多段積層された半導体装置１０を製造することができる。さらに、第３固定工程及び第２ワイヤーボンディング工程と同様の手順を繰り返すことにより、４つ以上の半導体素子が積層された半導体装置を製造することができる。
【００７４】
（封止工程）
所望の数の半導体素子を積層した後、半導体装置１０全体を樹脂封止する封止工程を行ってもよい。封止工程は、封止樹脂により半導体装置１０を封止する工程である（図示せず）。本工程は、被着体１に搭載された半導体素子やボンディングワイヤーを保護するために行われる。本工程は、例えば封止用の樹脂を金型で成型することにより行う。封止樹脂としては、例えばエポキシ系の樹脂を使用する。樹脂封止の際の加熱温度は、通常１７５℃で６０〜９０秒間行われるが、本実施形態はこれに限定されず、例えば１６５〜１８５℃で数分間キュアすることができる。また本工程に於いては、樹脂封止の際に加圧してもよい。この場合、加圧する圧力は１〜１５ＭＰａであることが好ましく、３〜１０ＭＰａであることがより好ましい。
【００７５】
（後硬化工程）
本実施形態においては、封止工程の後に、封止樹脂をアフターキュアする後硬化工程を行ってもよい。本工程においては、前記封止工程で硬化不足の封止樹脂を完全に硬化させる。本工程における加熱温度は、封止樹脂の種類により異なるが、例えば１６５〜１８５℃の範囲内であり、加熱時間は０．５〜８時間程度である。封止工程又は後硬化工程を経ることにより半導体パッケージを作製することができる。
【００７６】
［第２実施形態］
第１実施形態では、第１半導体素子の被着体への固定を接着フィルムにより行い、両者間の電気的接続をワイヤーボンディングにより図っていたが、第２実施形態では、第１半導体素子に設けられた突起電極を用いたフリップチップ接続により両者間の固定及び電気的接続を図っている。従って、第２実施形態は、第１固定工程における固定様式のみ第１実施形態と異なるので、以下では主にこの相違点について説明する。
【００７７】
（第１固定工程）
本実施形態では、前記第１固定工程において、第１半導体素子４１を被着体１にフリップチップ接続により固定する（図２Ａ参照）。フリップチップ接続では、第１半導体素子４１の回路面が被着体１と対向するいわゆるフェイスダウン実装となる。第１半導体素子４１にはバンプ等の突起電極３が複数設けられており、突起電極３と被着体１上の電極（図示せず）とが接続されている。また、被着体１と第１半導体素子４１との間には、両者間の熱膨張率の差の緩和や両者間の空間の保護を目的として、アンダーフィル材４が充填されている。
【００７８】
接続方法としては特に限定されず、従来公知のフリップチップボンダーにより接続することができる。例えば、第１半導体素子４１に形成されているバンプ等の突起電極３を、被着体１の接続パッドに被着された接合用の導電材（半田など）に接触させて押圧しながら導電材を溶融させることにより、第１半導体素子４１と被着体１との電気的導通を確保し、第１半導体素子４１を被着体１に固定させることができる（フリップチップボンディング）。一般的に、フリップチップ接続の際の加熱条件としては２４０〜３００℃であり、加圧条件としては０．５〜４９０Ｎである。
【００７９】
突起電極３としてバンプを形成する際の材質としては、特に限定されず、例えば、錫−鉛系金属材、錫−銀系金属材、錫−銀−銅系金属材、錫−亜鉛系金属材、錫−亜鉛−ビスマス系金属材等の半田類（合金）や、金系金属材、銅系金属材などが挙げられる。
【００８０】
アンダーフィル材４としては従来公知の液状又はフィルム状のアンダーフィル材を用いることができる。
【００８１】
（第２固定工程）
第２固定工程では、第１実施形態と同様、包埋用接着フィルム２２により、前記第１半導体素子４１を包埋しながら前記第１半導体素子４１とは異なる第２半導体素子１２を前記被着体１に固定する（図２Ｂ参照）。本工程における条件は第１実施形態での第２固定工程と同様である。
【００８２】
包埋用接着フィルム２２は、前記第１半導体素子４１の厚さＴ１より厚い厚さＴを有している。本実施形態では前記被着体１と前記第１半導体素子４１とがフリップチップ接続されることから、前記厚さＴと前記厚さＴ１との差を１０μｍ以上２００μｍ以下としている。前記厚さＴと前記厚さＴ１との差の下限は１０μｍ以上であれば特に限定されないものの、２０μｍ以上が好ましく、３０μｍ以上がより好ましい。また、前記厚さＴと前記厚さＴ１との差の上限は２００μｍ以下であれば特に限定されないものの、１５０μｍ以下が好ましく、１００μｍ以下がより好ましい。このような構成により、半導体装置全体の薄型化を図ると同時に、第１半導体素子４１と第２半導体素子１２との接触を防止しつつ第１半導体素子４１全体を包埋用接着フィルム２２の内部に包埋することができ、コントローラとしての第１半導体素子４１の被着体１上への固定（すなわち通信経路長が最短となる最下段での固定）を可能にする。
【００８３】
包埋用接着フィルム２２の厚さＴは第１半導体素子４１を包埋可能なように第１半導体素子４１の厚さＴ１及び突起電極の高さを考慮して適宜設定すればよいが、その下限は５０μｍ以上が好ましく、６０μｍ以上がより好ましく、７０μｍ以上がさらに好ましい。一方、厚さＴの上限は２５０μｍ以下が好ましく、２００μｍ以下がより好ましく、１５０μｍ以下がさらに好ましい。このように包埋用接着フィルム２２を比較的厚くすることにより、一般的なコントローラの厚さをほぼカバーすることができ、第１半導体素子４１の包埋用接着フィルム２２への包埋を容易に行うことができる。
【００８４】
続いて第１実施形態と同様、第２半導体素子１２上に該第２半導体素子１２と同種又は異種の第３半導体素子１３を固定する第３固定工程（図２Ｃ参照）、及び前記第２半導体素子１２と前記第３半導体素子１３とをボンディングワイヤー３２により電気的に接続する第２ワイヤーボンディング工程（図２Ｄ参照）を経ることにより、コントローラが最下段に積層され、その上方に半導体素子が複数段積層された半導体装置２０を作製することができる。
【００８５】
（その他の実施形態）
被着体上に半導体素子を３次元実装する場合、半導体素子の回路が形成される面側には、バッファーコート膜が形成されていてもよい。当該バッファーコート膜としては、例えば窒化珪素膜やポリイミド樹脂等の耐熱樹脂からなるものが挙げられる。
【００８６】
各実施形態においては、第２半導体素子以降の半導体素子を積層する度にワイヤーボンディング工程を行う態様について説明したが、複数の半導体素子を積層させた後に、一括してワイヤーボンディング工程を行うことも可能である。なお、第１半導体素子については包埋用接着フィルムにより包埋されるので、一括のワイヤーボンディングの対象とすることはできない。
【００８７】
フリップチップ接続の態様としては、第２実施形態で説明した突起電極としてのバンプによる接続に限定されず、導電性接着剤組成物による接続や、バンプと導電性接着剤組成物とを組み合わせた突起構造による接続等も採用することができる。なお、本発明では、第１半導体素子の回路面が被着体と対向して接続されるフェイスダウン実装となる限り、突起電極や突起構造等の接続様式の相違にかかわらずフリップチップ接続と称することとする。導電性接着剤組成物としては、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂に金、銀、銅等の導電性フィラーを混合させた従来公知の導電性ペースト等を用いることができる。導電性接着剤組成物を用いる場合、被着体への第１半導体素子の搭載後、８０〜１５０℃で０．５〜１０時間程度熱硬化処理することにより第１半導体素子を固定することができる。
【実施例】
【００８８】
以下に、この発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている材料や配合量等は、特に限定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではなく、単なる説明例に過ぎない。
【００８９】
（実施例１〜８及び比較例１〜５）
表１に示した割合でアクリル樹脂、エポキシ樹脂Ａ、エポキシ樹脂Ｂ、フェノール樹脂、シリカ、及び熱硬化触媒をメチルエチルケトンに溶解して濃度４０〜５０重量％の接着剤組成物を調製した。
【００９０】
この接着剤組成物を、剥離ライナとしてシリコーン離型処理した厚さが５０μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムからなる離型処理フィルム上に塗布した後、１３０℃で２分間乾燥させることにより、それぞれ下記表１に示す厚さを有する接着フィルムを作製した。
【００９１】
【表１】
0005425975.tif 000002
【００９２】
なお、上記表１中の略号及び成分の詳細は以下のとおりである。
アクリル樹脂  ：ナガセケムテックス社製  ＳＧ−７０Ｌ
エポキシ樹脂Ａ：東都化成株式会社製  ＫＩ−３０００
エポキシ樹脂Ｂ：三菱化学株式会社製  ＪＥＲ  ８２８
フェノール樹脂：明和化成株式会社製  ＭＥＨ−７８５１ＳＳ
シリカ        ：アドマテックス株式会社製  ＳＥ−２０５０ＭＣ
熱硬化触媒    ：北興化学株式会社製  ＴＰＰ−Ｋ
【００９３】
（溶融粘度の測定）
各実施例及び比較例で作製した熱硬化前の各接着フィルムについて、それぞれ１２０℃における溶融粘度を測定した。すなわち、レオメーター（ＨＡＡＫＥ社製、ＲＳ−１）を用いてパラレルプレート法により測定した。各実施例又は比較例で作製した接着フィルムから０．１ｇの試料を採取し、これを予め１２０℃で熱してあるプレートに仕込んだ。次に、測定開始から３００秒後の値を溶融粘度とした。プレート間のギャップは０．１ｍｍとした。結果を下記表２に示す。
【００９４】
（半導体装置の作製）
実施例１の組成の接着フィルムを厚さ１０μｍで作製し、コントローラチップ用の接着フィルムとした。それぞれ温度４０℃の条件下で、２ｍｍ角、厚さ５０μｍのコントローラチップに貼り付けた。さらに、接着フィルムを介して半導体チップをＢＧＡ基板に接着した。その際の条件は、温度１２０℃、圧力０．１ＭＰａ、１秒とした。さらに、コントローラチップが接着されたＢＧＡ基板を、乾燥機にて１３０℃、４時間熱処理し、接着フィルムを熱硬化させた。
【００９５】
次いで、ワイヤーボンダー（（株）新川、商品名「ＵＴＣ−１０００」）を用いて以下の条件にてコントローラチップに対しワイヤーボンディングを行った。
【００９６】
（ワイヤーボンディング条件）
Ｔｅｍｐ．：１７５℃
Ａｕ−ｗｉｒｅ：２３μｍ
Ｓ−ＬＥＶＥＬ：５０μｍ
Ｓ−ＳＰＥＥＤ：１０ｍｍ／ｓ
ＴＩＭＥ：１５ｍｓ
ＵＳ−ＰＯＷＥＲ：１００
ＦＯＲＣＥ：２０ｇｆ
Ｓ−ＦＯＲＣＥ：１５ｇｆ
ワイヤーピッチ：１００μｍ
ワイヤーループハイト：３０μｍ
【００９７】
続いて、各実施例及び比較例で作製した各接着フィルムをそれぞれ温度４０℃の条件下で、１０ｍｍ角、厚さ１００μｍの半導体チップに貼り付けた。さらに、各接着フィルムによりコントローラチップを包埋しつつ、半導体チップをＢＧＡ基板に接着した。その際の条件は、１２０℃、圧力０．１ＭＰａ、２秒とした。さらに、半導体チップを接着したＢＧＡ基板を、乾燥機にて１３０℃、４時間熱処理し、接着フィルムを熱硬化させて、半導体装置を作製した。
【００９８】
接着フィルムの厚さＴ（μｍ）とコントローラチップの厚さＴ１（μｍ）との差を下記表２に示す。また、作製した半導体装置を切断し、切断面を光学顕微鏡（２００倍）を用いて観察し、コントローラチップに問題が発生することなく半導体チップが固定されている場合を「○」、コントローラチップの変形又は破壊が確認された場合を「×」として評価した。結果を下記表２に示す。
【００９９】
【表２】
0005425975.tif 000003
【０１００】
実施例に係る接着フィルムを用いて作製した半導体装置では、コントローラチップの包埋及び半導体チップの固定が良好に行われていた。一方、比較例の接着フィルムを用いて作製した半導体装置では、接着フィルムが薄くコントローラチップと半導体チップとのギャップが小さかったためか、コントローラチップの変形ないし破壊が確認された。なお、本実施例では、コントローラチップとＢＧＡ基板との電気的接続をワイヤーボンディングにより達成しているものの、フリップチップ接続による固定でも同様の結果が得られると推測される。
【符号の説明】
【０１０１】
１    被着体
３    突起電極
４    アンダーフィル材
１０、２０    半導体装置
１１    第１半導体素子
１２    第２半導体素子
１３    第３半導体素子
２１    第１接着フィルム
２２    接着フィルム
２３    第３接着フィルム
３１、３２    ボンディングワイヤー
Ｔ    接着フィルムの厚さ
Ｔ１    第１半導体素子の厚さ
【図１Ａ】
0005425975.tif 000004
【図１Ｂ】
0005425975.tif 000005
【図１Ｃ】
0005425975.tif 000006
【図１Ｄ】
0005425975.tif 000007
【図１Ｅ】
0005425975.tif 000008
【図２Ａ】
0005425975.tif 000009
【図２Ｂ】
0005425975.tif 000010
【図２Ｃ】
0005425975.tif 000011
【図２Ｄ】
0005425975.tif 000012