(57)【要約】【課題】  低温で半導体ウェハに貼り付け可能で、熱時の弾性率が高い半導体用接着フィルムとそれを用いた半導体装置を提供する。【解決手段】  ワイヤボンドの温度よりも低いガラス転移温度（Ｔｇ）を有するポリイミド樹脂（低Ｔｇポリイミド樹脂）と、ワイヤボンドの温度よりも高いガラス転移温度のポリイミド樹脂（高温高弾性ポリイミド樹脂）を含む半導体用接着フィルム。低Ｔｇポリイミド樹脂のＴｇは、８０℃以下で、高温高弾性ポリイミド樹脂のＴｇは、１９０〜２３０℃であると好ましい。この半導体用接着フィルムを用いて作製した半導体装置。【選択図】  図１
2011159899.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワイヤボンドの温度よりも低いガラス転移温度（Ｔｇ）を有するポリイミド樹脂（低Ｔｇポリイミド樹脂）と、ワイヤボンドの温度よりも高いガラス転移温度のポリイミド樹脂（高温高弾性ポリイミド樹脂）を含む半導体用接着フィルム。
【請求項２】
ワイヤボンドの温度よりも低いガラス転移温度（Ｔｇ）を有するポリイミド樹脂のＴｇが、８０℃以下である請求項１に記載の半導体用接着フィルム。
【請求項３】
Ｔｇが、ワイヤボンドの温度よりも高いガラス転移温度（Ｔｇ）を有するポリイミド樹脂（高温高弾性ポリイミド樹脂）のＴｇが、１９０〜２３０℃である請求項１または請求項２に記載の半導体用接着フィルム。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の半導体用接着フィルムにさらに、熱硬化性成分を含有させ、接着フィルムの硬化後の弾性率が、１８０℃において２０〜７０ＭＰａである請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の半導体用接着フィルム。
【請求項５】
接着フィルムをウェハに貼り付ける貼付温度が、５０〜８０℃である請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の半導体用接着フィルム。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の半導体用接着フィルムを用いて作製した半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体用接着フィルム及びこれを用いた半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体チップを支持部材に実装する際、半導体チップと支持部材とを接着するダイボンディング材として、従来は主に銀ペーストが用いられてきた。しかし、半導体チップの小型化・高性能化、並びに使用される支持部材の小型化・細密化にともなって、銀ペーストを用いる方法では、ペーストのはみ出しや、半導体チップの傾きに起因するワイヤボンド時の不具合の発生のような問題が顕在化している。そのため、近年は銀ペーストに代えて接着フィルム（半導体用接着フィルム）が使用されるようになってきた。
一方で、半導体用接着フィルムは、ダイシングテープと貼り合わせた複合シートの状態で使用されることが多くなっている。このような複合シートを用いることにより、半導体装置製造工程を簡略化することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２２６８５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、半導体パッケージの多段化、高集積化に伴い、半導体ウェハの薄膜化が進んでいる。
上記のように、ウェハが薄膜化することで、ワイヤボンド時の応力や熱による反りにウェハが耐えられず、割れや配線の断線などの不良が引き起こされる。
そこで、接着フィルムの熱時弾性率を高くすることで、ウェハの支持材としてワイヤーボンディン時のウェハ割れなどを抑制する検討が行われている。
たとえば、接着フィルムにフィラーを多量に含ませることで熱時弾性率を上げる手法が知られているが、この場合、接着フィルムのウェハへの貼付温度が上がってしまい、耐熱性が低いダイシングテープと貼り合せて使用することができないことが明らかとなった。
本発明は、以上のような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、低温で半導体ウェハに貼り付け可能であって、熱時の弾性率が高い半導体用接着フィルムを提供することにある。また、本発明は、係る半導体用接着フィルムを用いて、ウェハをワイヤボンド時の応力から保護することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、低温で半導体ウェハに貼り付けられる柔らかい性質と、熱時弾性率が高いという硬い性質の相反する性質を両立させた半導体用接着フィルムに関する。従来、フィラーを多く含ませることで弾性率を上げていたが、この方法では低温でウェハに貼り付けることができず、上記２つの性質が両立できない。
そこで、本発明ではＴｇの低いポリイミド樹脂（以下、低Ｔｇポリイミド樹脂）とＴｇがワイヤボンドの温度よりも高い高温高弾性ポリイミド樹脂の２種類を用いることで、接着フィルムのウェハへの低温貼付と熱時高弾性の両立を図った。
【０００６】
本発明は、［１］  ワイヤボンドの温度よりも低いガラス転移温度（Ｔｇ）を有するポリイミド樹脂（低Ｔｇポリイミド樹脂）と、ワイヤボンドの温度よりも高いガラス転移温度（Ｔｇ）のポリイミド樹脂（高温高弾性ポリイミド樹脂）を含む半導体用接着フィルムに関する。
また、本発明は、［２］  ワイヤボンドの温度よりも低いガラス転移温度（Ｔｇ）を有するポリイミド樹脂のＴｇが、８０℃以下である上記［１］に記載の半導体用接着フィルムに関する。
また、本発明は、［３］  Ｔｇが、ワイヤボンドの温度よりも高いガラス転移温度（Ｔｇ）を有するポリイミド樹脂（高温高弾性ポリイミド樹脂）のＴｇが、１９０〜２３０℃である上記［１］または［２］に記載の半導体用接着フィルムに関する。
また、本発明は、［４］  上記［１］ないし［３］のいずれかに記載の半導体用接着フィルムにさらに、熱硬化性成分を含有させ、接着フィルムの硬化後の弾性率が、１８０℃において２０〜７０ＭＰａである上記［１］ないし［３］のいずれかに記載の半導体用接着フィルムに関する。
また、本発明は、［５］  接着フィルムをウェハに貼り付ける貼付温度が、５０〜８０℃である上記［１］ないし［４］のいずれかに記載の半導体用接着フィルムに関する。
また、本発明は、［６］  上記［１］ないし［５］のいずれかに記載の半導体用接着フィルムを用いて作製した半導体装置に関する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、低温で半導体ウェハに貼り付け可能であり、かつワイヤボンド時の応力によってウェハの反りや割れを抑制できるだけの弾性率を持つことを可能にする半導体用接着フィルムとそれを用いた半導体装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の半導体用接着フィルムを用いた一般的な構造の半導体装置の断面図。
【図２】本発明の半導体用接着フィルムを用いた半導体素子同士を接着した構造を有する半導体装置の断面図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。ただし、本発明は以下の実施形態に制限されるものではない。
本発明で使用する半導体用接着フィルムを構成するワイヤボンドの温度よりも高いガラス転移温度のポリイミド樹脂（高温高弾性ポリイミド樹脂）やワイヤボンドの温度よりも低いガラス転移温度（Ｔｇ）を有するポリイミド樹脂（低Ｔｇポリイミド樹脂）は、その構成モノマーを変化させることにより、Ｔｇを変化させたり、フィラーの含有量をある程度小さく維持しながら高い弾性率を接着フィルム容易に付与したりすることができる。本発明で用いる半導体用接着フィルムには、低Ｔｇポリイミド樹脂と高温高弾性ポリイミド樹脂の２種類のポリイミド樹脂を用いる。
【００１０】
２種類のポリイミド樹脂の機能を共存させるためには２種類のポリイミド樹脂が近接していることが好ましい。たとえば、両ポリイミドの構成モノマーに分子鎖中にカルボキシル基を持つ３，３’−ジカルボキシ−４，４’−ジアミノジフェニルメタン（ＭＢＡＡ）を用いることで、水素結合によってポリイミド樹脂同士が近接して存在させることができる。また、カルボキシル基によって互いに溶解することなく密接に存在し、それぞれの性質を損なうことなく発現することができる。
低Ｔｇポリイミド樹脂は、本接着フィルムのウェハへの貼付温度を低温に保つ役割を果たす。半導体用接着フィルムとダイシングフィルムとの一体型品では、ダイシングフィルムの耐熱性が８０℃付近であるために、半導体用接着フィルムとダイシングフィルムを貼り合わせ一体化する際や、一体型品をウェハへ貼り付ける際の貼付温度を低温に保つことが好ましい。そのため、低Ｔｇポリイミド樹脂は、そのＴｇを８０℃以下とすることが好ましく、さらに、Ｔｇを２０〜６０℃の間にすることで、この温度領域においてタック性が発現するので好ましくなる。
【００１１】
低Ｔｇポリイミド樹脂は、構成モノマーに長鎖のジアミンを用いることでポリマーのスタックを防ぎ、Ｔｇを低く保つことができる。長鎖のジアミンには、ポリオキシプロピレンジアミン（ジェファーミンＤ-４００、三井化学ファイン株式会社製商品名）やさらに分子鎖の長いポリオキシプロピレンジアミン（ジェファーミンＤ-２０００、三井化学ファイン株式会社製商品名）が有効であり、これらの含まれる量はＤ−４００のみを用いる場合には７５〜９２モル％が好ましく、Ｄ−２０００を併せて用いる場合にはＤ−４００を６０〜８０モル％程度、Ｄ−２０００を４〜２０モル％用いることが好ましい。
分子鎖の長いジアミンと共に２つのポリイミド樹脂の特性を共存させるため、分子鎖中にカルボキシル基などの、相溶性を向上させることのできる官能基を持つジアミン、たとえば、３，３’−ジカルボキシ−４，４’−ジアミノジフェニルメタン（ＭＢＡＡ）などを用いることができる。ここで、ＭＢＡＡは分子鎖の短いモノマーであり、ポリマーのＴｇを上昇させるため、低Ｔｇポリイミド樹脂では５〜２０モル％含まれることが好ましい。
上記以外のジアミンでも、１，１２−ジアミノドデカン（ＤＤＯ）やシロキサン系ジアミンである１，１，３，３−テトラメチル−１，３−ビス（３−アミノプロピル）ジシロキサン（東レ・ダウコーニング・シリコーン株式会社製、ＢＹ１６−８７１ＥＧ）といった短い分子鎖のモノマーを用いることもできる。これらを用いる場合、その量は合計で４２〜５５モル％以下であることが好ましく、多く含む場合はＤ−２０００の量を増やすことでＴｇを低く保つことが好ましい。短いモノマーであるＤＤ０、ＢＹ−１６、ＭＢＡＡを合計で７０〜８０モル％含む場合、Ｄ−２０００を２０〜３５モル％含むことが好ましい。
【００１２】
ワイヤボンドの温度よりも高いガラス転移温度（Ｔｇ）のポリイミド樹脂である高温高弾性ポリイミド樹脂は、ワイヤボンド温度である１５０℃付近で弾性率の減少が見られないようなＴｇを持つことが好ましく、この様な条件を満たすのは、Ｔｇが１９０℃以上にある場合であるため、高温高弾性ポリイミド樹脂のＴｇは１９０℃以上であることが好ましい。そして、１９０〜２３０℃の範囲にあることが好ましい。
高温高弾性ポリイミド樹脂では、構成モノマーに分子鎖が短いものを用いることでＴｇを高くすることができる。モノマーであるジアミンとしては、シロキサン系ジアミンが好ましく、その量は２５〜５０モル％程度であることが好ましい。
高温高弾性ポリイミド樹脂も、２つのポリイミド樹脂の特性を共存するため例えば、前記ＭＢＡＡなどを含むが、ＭＢＡＡはＴｇの上昇に寄与するため、その量は４０〜７０モル％が好ましい。
【００１３】
低Ｔｇポリイミド樹脂、高温高弾性ポリイミド樹脂を構成するテトラカルボン酸二無水物には、４，４’−（４，４’−イソプロピリデンジフェノキシ）ビス（フタル酸二無水物）、もしくは４，４’−オキシジフタル酸二無水物を８０モル％以上用いることが好ましい。これらの割合が８０モル％以下であると、接着フィルムの耐湿性、破断性が低下する恐れがあるため、その割合は９０モル％以上だとより好ましく、１００モル％だと更に好ましい。
【００１４】
半導体用接着フィルムは、上記ポリイミド樹脂に加えて、熱硬化性成分及び／又はフィラーを含有していてもよい。熱硬化性成分は、加熱により３次元的網目構造を形成して硬化し得る成分であり、例えば、熱硬化性樹脂とその硬化剤及び／又は硬化促進剤から構成される。熱硬化性成分を用いることにより、高温での剪断接着力が高くなる傾向がある。
熱硬化性成分を半導体用接着フィルムに配合した場合、接着フィルムの硬化後の弾性率が、１８０℃において２０〜７０ＭＰａであるようにすると好ましい。弾性率は、所定の条件で硬化した接着フィルムを７ｍｍ×６０ｍｍの大きさに切り出し、粘弾性測定装置ＲＳＡ−II（レオメトリック社製）を用いて粘弾性測定を行うことにより測定した。
弾性率（貯蔵弾性率）が、２０ＭＰａ未満では、薄いウエハ上へのワイヤボンディングの応力を支えることができにくい傾向にあり、ウエハ割れなどのワイヤボンディング不良を引き起こす。また、７０ＭＰａを超えるものは作製しにくい傾向にある。
【００１５】
熱硬化性樹脂の量は、ポリイミド樹脂１００質量部に対して、好ましくは１〜１００質量部、より好ましくは１〜５０質量部である。１００質量部を超えるとフィルム形成性が低下する傾向がある。
【００１６】
熱硬化性樹脂は、好ましくはエポキシ樹脂、及び２個の熱硬化性イミド基を有するイミド化合物から選ばれる。
【００１７】
熱硬化性樹脂として用いられるエポキシ樹脂は、２個以上のエポキシ基を有する化合物である。硬化性や硬化物特性の点から、フェノールのグリシジルエーテル型のエポキシ樹脂が好ましい。フェノールのグリシジルエーテル型のエポキシ樹脂としては、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＡＤ、ビスフェノールＳ、ビスフェノールＦ若しくはハロゲン化ビスフェノールＡとエピクロルヒドリンの縮合物、フェノールノボラック樹脂のグリシジルエーテル、クレゾールノボラック樹脂のグリシジルエーテル、及びビスフェノールＡノボラック樹脂のグリシジルエーテルが挙げられる。エポキシ当量が１００〜５００のエポキシ樹脂を用いることが好ましい。
【００１８】
熱硬化性樹脂としてエポキシ樹脂を用いる場合、その硬化剤としてフェノール樹脂が好適に用いられる。フェノール樹脂のＯＨ当量は５０〜６００であることが好ましい。フェノール樹脂は、２個以上のフェノール性水酸基を有する化合物である。フェノール樹脂の具体例としては、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ビスフェノールＡノボラック樹脂、ポリ−ｐ−ビニルフェノール、及びフェノールアラルキル樹脂が挙げられる。フェノール樹脂を用いる場合、その量はエポキシ樹脂１００質量部に対して好ましくは１〜３００質量部、より好ましくは１〜１５０質量部、更に好ましくは１〜１２０質量部である。３００質量部を超えると硬化性が低下する傾向がある。
【００１９】
エポキシ樹脂と組合わせられる硬化剤又は硬化促進剤としては、フェノール樹脂の他に、例えば、イミダゾール類、ジシアンジアミド誘導体、ジカルボン酸ジヒドラジド、トリフェニルホスフィン、テトラフェニルホスホニウムテトラフェニルボレート、２−エチル−４−メチルイミダゾール−テトラフェニルボレート、及び１，８−ジアザビシクロ［５．４．０］ウンデセン−７−テトラフェニルボレート等が用いられる。これらは、２種以上を併用してもよい。硬化促進剤の量はエポキシ樹脂１００質量部に対し、好ましくは０〜５０質量部、より好ましくは０．１〜５０質量部、更に好ましくは０．１〜２０質量部である。硬化促進剤の量が５０質量部を超えると保存安定性が低下する傾向がある。
【００２０】
エポキシ樹脂、フェノール樹脂及び硬化促進剤を組合わせて用いる場合、半導体用接着フィルムの組成は、例えば、ポリイミド樹脂：１００質量部、エポキシ樹脂：１〜１００質量部、フェノール樹脂：エポキシ樹脂１００質量部に対し１〜３００質量部、硬化促進剤：エポキシ樹脂１００質量部に対し０〜５０質量部である。
【００２１】
熱硬化性樹脂として用いられるイミド化合物の例としては、オルトビスマレイミドベンゼン、メタビスマレイミドベンゼン、パラビスマレイミドベンゼン、１，４−ビス（ｐ−マレイミドクミル）ベンゼン、１，４−ビス（ｍ−マレイミドクミル）ベンゼン、及び下記式（Ｉ）、（II）又は（III）で表されるイミド化合物がある。
【００２２】
【化１】
2011159899.tif 000003
【００２３】
式（Ｉ）中、Ｒ２は−Ｏ−、−ＣＨ２−、−ＣＦ２−、-ＳＯ２-、−Ｓ−、−ＣＯ−、−Ｃ（ＣＨ３）２−又は−Ｃ（ＣＦ３）２−を示し、Ｒ１はそれぞれ独立に水素原子、低級アルキル基、低級アルコキシ基、フッ素、塩素又は臭素を示し、Ｄはエチレン性不飽和二重結合を有するジカルボン酸残基を示す。
【００２４】
【化２】
2011159899.tif 000004
式（II）中、Ｒ４は−Ｏ−、−ＣＨ２−、−ＣＦ２−、-ＳＯ２-、−Ｓ−、−ＣＯ−、−Ｃ（ＣＨ３）２−又は−Ｃ（ＣＦ３）２−を示し、Ｒ３はそれぞれ独立に水素原子、低級アルキル基、低級アルコキシ基、フッ素、塩素又は臭素を示し、Ｄはエチレン性不飽和二重結合を有するジカルボン酸残基を示す。
【００２５】
【化３】
2011159899.tif 000005
【００２６】
式（III）中、Ｄはエチレン性不飽和二重結合を有するジカルボン酸残基を示し、ｓは０〜４の整数を示す。
【００２７】
式（Ｉ）のイミド化合物としては、例えば、４，４’−ビスマレイミドジフェニルエーテル、４，４’−ビスマレイミドジフェニルメタン、４，４’−ビスマレイミド−３，３’−ジメチル−ジフェニルメタン、４，４’−ビスマレイミドジフェニルスルホン、４，４’−ビスマレイミドジフェニルスルフィド、４，４’−ビスマレイミドジフェニルケトン、２，２−ビス（４−マレイミドフェニル）プロパン、４，４’−ビスマレイミドジフェニルフルオロメタン、及び１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロ−２，２−ビス（４−マレイミドフェニル）プロパンがある。
【００２８】
式（II）のイミド化合物としては、例えば、ビス〔４−（４−マレイミドフェノキシ）フェニル〕エーテル、ビス〔４−（４−マレイミドフェノキシ）フェニル〕メタン、ビス〔４−（４−マレイミドフェノキシ）フェニル〕フルオロメタン、ビス〔４−（４−マレイミドフェノキシ）フェニル〕スルホン、ビス〔４−（３−マレイミドフェノキシ）フェニル〕スルホン、ビス〔４−（４−マレイミドフェノキシ）フェニル〕スルフィド、ビス〔４−（４−マレイミドフェノキシ）フェニル〕ケトン、２，２−ビス〔４−（４−マレイミドフェノキシ）フェニル〕プロパン、及び１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロ−２，２−ビス〔４−（４−マレイミドフェノキシ）フェニル〕プロパンがある。
【００２９】
これらイミド化合物の硬化を促進するため、ラジカル重合開始剤を使用してもよい。ラジカル重合開始剤としては、アセチルシクロヘキシルスルホニルパーオキサイド、イソブチリルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、オクタノイルパーオキサイド、アセチルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、及びアゾビスイソブチロニトリル等がある。ラジカル重合開始剤の使用量は、イミド化合物１００質量部に対して概ね０．０１〜１．０質量部が好ましい。
【００３０】
フィラーは、Ｂステージ状態の接着フィルムの破断強度の向上及び接着フィルムの取扱い性の向上、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用いられる。フィラーとしては、例えば、銀粉、金粉及び銅粉から選らばれる導電性フィラーや、無機物質を含む非金属系の無機フィラーが用いられる。
また、フィラーを含ませることで接着フィルムの弾性率は大きく向上するため、本発明においてフィラーを含ませることが好ましい。
【００３１】
無機フィラーを構成する無機物質としては、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、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、非晶性シリカ及びアンチモン酸化物が挙げられる。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、結晶性シリカ及び非晶性シリカが好ましい。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、及び非晶性シリカが好ましい。また、耐湿性を向上させるためにはアルミナ、シリカ、水酸化アルミニウム、及びアンチモン酸化物が好ましい。複数種のフィラーを併用してもよい。
【００３２】
フィラーの含有量を大きくすることにより、接着フィルムの破断強度を上昇させたり、弾性率を高めたり、じん性を大きくしたりすることが可能である。ただし、フィラーの含有量を大きくしすぎると、接着フィルムの接着性が低下して、耐リフロークラック性が低下する傾向がある。特に、有機基板のような凹凸表面を有する被着体と半導体チップとの接着に用いられたときに接着層が破壊し易くなる。また、フィラーが増えると接着フィルムを半導体ウェハへ貼り付け可能な温度が上昇する傾向がある。このような観点から、フィラーの含有量は、半導体用接着フィルムの全質量に対して３０質量％未満であることが好ましく、２５質量％未満であることがより好ましく、２０質量％未満であることが更に好ましい。フィラーの含有量は、ポリイミド樹脂１００質量部に対し１質量部以上が好ましく、５質量部以上がより好ましい。
【００３３】
半導体用接着フィルムは、例えば、ポリイミド樹脂、熱硬化性成分、フィラー及びこれらを溶解又は分散する有機溶剤を含有する塗工液（ペースト状混合物）をベースフィルムに塗付し、ベースフィルム上の塗工液から加熱により有機溶剤を除去する方法で得ることができる。上記塗工液は、各原料を混合し、攪拌機、らいかい機、三本ロール、ボールミルなどの分散機を適宜組み合せて混練する方法により調製することができる。
【００３４】
有機溶剤は、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、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、ジメチルスルホキシド、ジエチレングリコールジメチルエーテル、トルエン、ベンゼン、キシレン、メチルエチルケトン、テトラヒドロフラン、エチルセロソルブ、エチルセロソルブアセテート、ブチルセロソルブ及びジオキサン等が挙げられる。これらは単独で又は二種類以上を組み合わせて使用することができる。
【００３５】
ベースフィルムは、有機溶剤の除去のための加熱に耐えるものであれば特に制限するものではない。ベースフィルムの例としては、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、及びメチルペンテンフィルム等が挙げられる。これらフィルムを２種以上組み合わせた多層フィルムをベースフィルムとして用いてもよい。ベースフィルムの表面はシリコーン系、シリカ系等の離型剤などで処理されていてもよい。有機溶剤の除去後、ベースフィルムを除去することなく、半導体用接着フィルムの支持体としてそのまま用いてもよい。
【００３６】
半導体用接着フィルムは、ダイシングテープと貼り合わせた複合シートの状態で保管及び使用することもできる。このような複合シートを用いることにより、半導体装置製造工程を簡略化することができる。
【００３７】
得られた半導体用接着フィルムは、ＩＣ、ＬＳＩ等の半導体素子と、４２アロイリードフレーム、銅リードフレーム等のリードフレーム、ポリイミド、エポキシ樹脂、ポリイミド系樹脂等のプラスチックフィルム、ガラス不織布、織布等の基材にポリイミド、エポキシ樹脂、ポリイミド系樹脂等のプラスチックを含浸・硬化させたもの、アルミナ等のセラミックス等の絶縁性支持基板などの支持部材の接合に用いることができる。すなわち、前記したような半導体素子と支持部材との間に本発明の接着フィルムを挾み、加熱圧着して、両者を接着させる。加熱温度は、通常、１００〜３００℃、０．１〜３００秒間であり、圧力は、通常、１半導体素子あたり０．０１〜１０ｋｇｆの荷重とする。
【００３８】
本発明の半導体装置は、本発明の半導体用接着フィルムを用いて製造されたものであれば特にその構造に制限はなく、例えば、上記のような半導体素子、半導体素子の支持部材、半導体素子と支持部材とを接合している本発明の半導体用接着フィルムを含有する半導体装置が挙げられる。図１に一般的な構造の半導体装置を示す。図１において、半導体素子４は本発明の半導体用接着フィルム１を介して半導体素子支持部材５に接着され、半導体素子４の接続端子（図示せず）はワイヤ６を介して外部接続端子（図示せず）と電気的に接続され、封止材７によって封止されている。近年は様々な構造の半導体装置が提案されており、本発明の半導体用接着フィルムの用途は、半導体素子の面積の大部分が接着フィルムと接触していればこの構造に制限されるものではない。
【００３９】
また、図２に半導体素子同士を接着した構造を有する半導体装置の一例を示す。図２において、一段目の半導体素子４は本発明の半導体用接着フィルム１を介して半導体素子支持部材５に接着され、一段目の半導体素子４の上に更に本発明の半導体用接着フィルム１’を介して二段目の半導体素子４’が接着されている。一段目の半導体素子４及び二段目の半導体素子４’の接続端子（図示せず）は、ワイヤ６を介して外部接続端子（図示せず）と電気的に接続され、封止材（図示せず）によって封止されている。このように、本発明の半導体用接着フィルムは、半導体素子を複数重ねる構造の半導体装置にも好適に使用できる。
【実施例】
【００４０】
以下、実施例を挙げて本発明についてより具体的に説明する。ただし、本発明は以下の実施例に制限されるものではない。
【００４１】
（半導体用接着フィルムの作製）
（実施例１）
（高温高弾性ポリイミド樹脂の合成）
温度計、攪拌機及び塩化カルシウム管を備えた５００ｍｌの四つ口フラスコに、ジアミンである１，１，３，３−テトラメチル−１，３−ビス（３−アミノプロピル）ジシロキサン（東レ・ダウコーニング・シリコーン株式会社製、BY16−871EG、分子量248．5）（０．４ｍｏｌ）と、３，３’−ジカルボキシ−４，４’−ジアミノジフェニルメタン（ＭＢＡＡ）（０．６ｍｏｌ）と、溶剤であるＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）１５０ｇを入れ、６０℃にて攪拌した。
ジアミンの溶解後、４，４’−オキシジフタル酸二無水物(ＯＤＰＡ)（１ｍｏｌ）を少量ずつ添加し、６０℃で３時間反応させた。その後、Ｎ２ガスを吹き込みながら１７０℃で加熱し、３時間かけて系中の水を溶剤の一部とともに共沸により除去した。水を除去して得たポリイミド樹脂のＮＭＰ溶液を接着フィルムの作製に用いた。
【００４２】
（低Ｔｇポリイミド樹脂（１）の合成１）
温度計、攪拌機及び塩化カルシウム管を備えた５００ｍｌの四つ口フラスコに、ジアミンであるポリオキシプロピレンジアミン（ジェファーミンＤ−４００、三井化学株式会社製）（０．７５ｍｏｌ）と、ポリオキシプロピレンジアミン（ジェファーミンＤ−２０００、三井化学株式会社製）（０．０４ｍｏｌ）と３，３’−ジカルボキシ−４，４’−ジアミノジフェニルメタン（ＭＢＡＡ）（０．１５ｍｏｌ）と、溶剤であるＮ−メチル−２−ピロリドン１５０ｇを入れ、６０℃にて攪拌した。
ジアミンの溶解後、４，４’−オキシジフタル酸二無水物(ＯＤＰＡ)（１ｍｏｌ）を少量ずつ添加し、６０℃で３時間反応させた。その後、Ｎ２ガスを吹き込みながら１７０℃で加熱し、３時間かけて系中の水を溶剤の一部とともに共沸により除去した。水を除去して得たポリイミド樹脂のＮＭＰ溶液を接着フィルムの作製に用いた。
【００４３】
上記で得た２つのポリイミド樹脂のＮＭＰ溶液（低Ｔｇポリイミド樹脂（１）と高温高弾性ポリイミド樹脂の質量比が３：１、ポリイミド樹脂の合計が１００質量部となる）を混ぜ、そこに、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂（ＹＤＣＮ−７０２Ｓ）（東都化学工業株式会社製）１１質量部、2-[4-(2,3-エポキシプロポキシ)フェニル]-2-[4-[1,1-ビス[4-([2,3-エポキシプロポキシ]フェニル)]エチル]フェニル]プロパンと、1,3-ビス[4-[1-[4-(2,3-エポキシプロポキシ)フェニル]-1-[4-[1-[4-([2,3-エポキシプロポキシ]フェニル)-1-]メチルエチル]フェニル]エチル]フェノキシ]-2-プロパノールの混合物（VG−３１０１L）（三井化学株式会社製）１１質量部、クレゾールナフトールホルムアルデヒド重縮合物(日本化薬株式会社）８重量部を加えた。更に、シリカフィラーＳＥ−２０５０（ＣＩＫナノテック株式会社製）を全固形分の質量に対して３質量％、アエロジルフィラーＲ９７２（日本アエロジル株式会社製）を全固形分の質量に対して１３質量％となるように加え、良く混錬してワニスを得た。調合したワニスを剥離処理済みのポリエチレンテレフタレートフィルム上に塗布し、８０℃で３０分、続いて１２０℃で３０分加熱し、その後、室温（２５℃）でポリエチレンテレフタレートフィルムを剥して、厚さ２０μｍの接着フィルムを得た。
【００４４】
（実施例２）
（低Ｔｇポリイミド樹脂（２）の合成）
温度計、攪拌機及び塩化カルシウム管を備えた５００ｍｌの四つ口フラスコに、ジアミンである１，１２−ジアミノドデカン（ＤＤＯ）（０．１８ｍｏｌ）と、１，３−ビス（３−アミノプロピル）テトラメチルジシロキサン（ＢＹ１６−８７１ＥＧ）（０．３５ｍｏｌ）とポリオキシプロピレンジアミン（Ｄ２０００）（０．３ｍｏｌ）と３，３’−ジカルボキシ−４，４’−ジアミノジフェニルメタン（ＭＢＡＡ）（０．１８ｍｏｌ）と、溶剤であるＮ−メチル−２−ピロリドン１５０ｇを入れ、６０℃にて攪拌した。
ジアミンの溶解後、４，４’−（４，４’−イソプロピリデンジフェノキシ）ビス（フタル酸二無水物）(ＢＰＡＤＡ)（１ｍｏｌ）を少量ずつ添加し、６０℃で３時間反応させた。その後、Ｎ２ガスを吹き込みながら１７０℃で加熱し、３時間かけて系中の水を溶剤の一部とともに共沸により除去した。水を除去して得たポリイミド樹脂のＮＭＰ溶液を接着フィルムの作製に用いた。
【００４５】
高温高弾性ポリイミド樹脂と低Ｔｇポリイミド樹脂（２）  （低Ｔｇポリイミド樹脂（２）と高温高弾性ポリイミド樹脂の質量比が３：１、ポリイミド樹脂の合計が１００質量部となる）を混ぜ、そこに、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂（ＹＤＣＮ−７０２Ｓ）（東都化学工業株式会社製）１１質量部、2-[4-(2,3-エポキシプロポキシ)フェニル]-2-[4-[1,1-ビス[4-([2,3-エポキシプロポキシ]フェニル)]エチル]フェニル]プロパンと、1,3-ビス[4-[1-[4-(2,3-エポキシプロポキシ)フェニル]-1-[4-[1-[4-([2,3-エポキシプロポキシ]フェニル)-1-]メチルエチル]フェニル]エチル]フェノキシ]-2-プロパノールの混合物（ＶＧ−３１０１Ｌ）（三井化学株式会社製）１１質量部、クレゾールナフトールホルムアルデヒド重縮合物(日本化薬株式会社製）８質量部を加えた。更に、シリカフィラーＳＥ−２０５０（ＣＩＫナノテック株式会社製）を全固形分の質量に対して３質量％、アエロジルフィラーＲ９７２（日本アエロジル株式会社製）を全固形分の質量に対して１３質量％となるように加え、良く混錬してワニスを得た。調合したワニスを剥離処理済みのポリエチレンテレフタレートフィルム上に塗布し、８０℃で３０分、つづいて１２０℃で３０分加熱し、その後、室温（２５℃）でポリエチレンテレフタレートフィルムを剥して、厚さ２０μｍの接着フィルムを得た。
材料の構成比を表１のように変更し、接着フィルムを作製した（実施例３〜９）。
【００４６】
（比較例１〜３）
実施例１の高温高弾性ポリイミド樹脂の合成で得られたポリイミド樹脂のＮＭＰ溶液を用いて接着フィルムの作製したものを比較例１とした。また、実施例１の低Ｔｇポリイミド樹脂（１）の合成１で得られたポリイミド樹脂のＮＭＰ溶液を用いて接着フィルムの作製したものを比較例２とした。そして、実施例２の低Ｔｇポリイミド樹脂（２）の合成で得られたポリイミド樹脂のＮＭＰ溶液を用いて接着フィルムを作製したものを比較例３とした。比較例１〜３の接着フィルムのＴｇを測定したところ、それぞれ、２１３℃（比較例１）、３１℃（比較例２）、３０℃（比較例３）であった。Ｔｇの測定は、粘弾性測定装置により測定したｔａｎδの値から測定した。
【００４７】
【表１】
2011159899.tif 000006
（単位：質量％）
【００４８】
※実施例２のみ低Ｔｇポリイミド樹脂（２）を使用。その他の実施例は全て低Ｔｇポリイミド樹脂（１）を使用
【００４９】
２．接着フィルムの評価
（Ａ）ウェハ貼付け温度
所定の温度に加温されたホットロールラミネータ（０．３ｍ／分、０．３ＭＰａ）を用いて幅１０ｍｍの接着フィルムと半導体ウェハを貼り合わせ、その後、接着フィルムを２５℃の雰囲気中、引張り角度９０°、引張り速度５０ｍｍ／分で接着フィルムを引き剥がすピール試験を行って、ピール強度を求めた。ピール試験は、株式会社東洋ボールドウィン製ＵＴＭ−４−１００型テンシロンを用いて行った。ホットロールラミネータの設定温度を４０℃から１０℃ずつ昇温していき、２０Ｎ／ｍ以上のピール強度が得られたときのホットロールラミネータ温度のうち、最も低い温度をウエハ貼り付け温度とした。
【００５０】
（Ｂ）ダイシェア強度（チップ引剥がし強度）
厚さ４００μｍのシリコンウェハをダイシングによってフルカットし、５ｍｍ×５ｍｍのシリコンチップを準備した。このシリコンチップと４２アロイリードフレームの間に、５ｍｍ×５ｍｍの大きさに切り出した接着フィルムを挟み、全体に２００ｇｆの荷重を加えて１２０℃で２秒間圧着し、１８０℃で１２０分間の加熱により接着フィルムを後硬化させた。ダイシェア強度試験機ｓｅｒｉｅｓ４０００（デイジ社、Ｄａｇｅ社製）を用いてこれの２５０℃、２０秒加熱時のチップ引剥し強さを測定した。
【００５１】
（Ｃ）弾性率
所定の条件で硬化した接着フィルムを７ｍｍ×６０ｍｍの大きさに切り出し、粘弾性測定装置ＲＳＡ−II（レオメトリック社製）を用いて以下の条件で粘弾性測定を行った。
Frequency: １．０
Initial Temp: −２０℃
Final Temp: ３０２℃
Ramp Rate: ５．０
Soak Time After Ramp:０
Time Pen Measure(%):１２
Strain:０．１１
粘弾性測定の結果より、１８０℃における弾性率の値を読み取った。
上記の測定結果をまとめて表２に示した。
【００５２】
【表２】
2011159899.tif 000007
【００５３】
表２の結果より、２つのポリイミド樹脂からなる接着フィルムは５０〜８０℃と低いウェハ貼付温度を持つ一方で、１８０℃において２６〜６６ＭＰａと高い弾性率を保つことが明らかとなった。
【符号の説明】
【００５４】
１  ．半導体用接着フィルム
１’．半導体用接着フィルム
４  ．半導体素子（一段目の半導体素子）
４’．半導体素子（二段目の半導体素子）
５  ．半導体素子支持部材
６  ．ワイヤ
７  ．封止材
【図１】
2011159899.tif 000008
【図２】
2011159899.tif 000009