(57)【要約】【課題】製造プロセス時にはウエハの補強効果を発揮し、ハンドリング性に優れ、実装プロセスでは安定な実装特性を示し、なおかつ実使用時には素子の放熱性に優れた高信頼性を示すチップからなる半導体装置を提供する。【解決手段】少なくとも片面に機能素子が形成された半導体ウエハの、少なくとも片面に、厚さ１．５〜１２５μｍのポリベンゾアゾールフィルムが厚さ１〜４０μｍの接着剤層を介してラミネートされていることを特徴とする半導体装置。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも片面に機能素子が形成された半導体ウエハの、少なくとも片面に、厚さ１．５〜１２５μｍのポリベンゾアゾールフィルムが厚さ１〜４０μｍの接着剤層を介してラミネートされていることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
接着剤層のガラス転移温度が７０℃以上である請求項１記載の半導体装置。
【請求項３】
接着剤層が熱硬化型接着剤層である請求項１又は２いずれかに記載の半導体装置。
【請求項４】
接着剤層が芳香族ポリアミド樹脂を主体とする接着剤層である請求項１又は２いずれかに記載の半導体装置。
【請求項５】
接着剤層が熱融着性ポリイミド樹脂を主体とする接着剤層である請求項１又は２いずれかに記載の半導体装置。
【請求項６】
機能素子が集積回路である請求項１〜５いずれかに記載の半導体装置。
【請求項７】
機能素子が光電変換素子である請求項１〜５いずれかに記載の半導体装置。
【請求項８】
機能素子がマイクロマシンである請求項１〜５いずれかに記載の半導体装置。
【請求項９】
半導体ウエハが単結晶シリコンである請求項１〜８いずれかに記載の半導体装置。
【請求項１０】
半導体ウエハが多結晶シリコンである請求項１〜８いずれかに記載の半導体装置。
【請求項１１】
半導体ウエハが化合物半導体である請求項１〜８いずれかに記載の半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも片面に電子回路、光電変換素子、マイクロマシンなどの機能素子が形成された半導体装置に関し、さらに詳しくは薄型（好ましくはウエハの厚さが２００μｍ以下）の半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器、マイクロメカニクス、太陽電池などの光電エネルギー変換機器、光通信機器、センシング機器などの光電信号変換器機などの小型軽量化が進み、さらにはコストダウン要求も相まって半導体ウエハの薄型化が進行している。
【０００３】
半導体ウエハは一般に単結晶ないし多結晶のインゴットをワイヤソー等で薄板状に切断し、表面を研削、研磨して得られる。近年の技術革新により非常に薄いウエハを得ることが可能となってきているが、一般に半導体ウエハは脆く、曲げ荷重により極めて割れやすい。プロセッシングの際にウエハの割れを防止し、同時にハンドリングが容易となるようにウエハに粘着テープを貼りつけて取り扱うと技術は広く知られている。かかる工程に使用される粘着テープはキャリアテープ、ダイシングテープなどと呼ばれ、加工途中でのみ貼り付けられ、実装工程に移る前に剥がされてしまう物である。このような工程技術はたとえば特許文献１〜３に見ることができる。
一方で、半導体チップをインターポーザ基板、モジュール基板、リードフレームなどに固定する目的で使用されるダイアタッチフィルムが知られている、これらは耐熱性を有する素材により構成され、半導体チップの裏面と基板との間に挿入され、両者を接着させる目的で用いられる。半導体チップそのものを補強する物ではない。
さらに特許文献５〜７には、工程簡略化及びコスト削減のため、ウエハ加工工程かつＩＣチップ接着工程の両方で使用することのできるダイアタッチフィルムが開示されている。
【特許文献１】特開２００６−１５６６３８号公報
【特許文献２】特開２００５−２９００９１号公報
【特許文献３】特開平０５−１２９４３１号公報
【特許文献４】特開２００４−１８６２９６号公報
【特許文献５】特開２００２−２９４１７７号公報
【特許文献６】特開２００３−１０９９１６号公報
【特許文献７】特開２００３−１２９０２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
以上述べたように、加工中の半導体ウエハに高分子フィルムを積層する手法はハンドリング性を改良するという点で広く用いられている。また半導体ウエハ加工中に積層した高分子フィルムを、ウエハ加工が終了した後にも接着剤、補強剤、ないしは緩衝材的な役割を持たせて実装工程に使用することも公知の考え方となっている。しかしながら従来の技術においては工程フィルムを実装工程に残した場合の長期間の耐久性や、実装工程に於ける様々な幅広い要求に耐え得るか否かという点で不満足なものであった。特に、強い熱ストレスや繰り返し熱ストレスに対しては十分な耐性が無く、要求に対して十分に満足しうるものでは無かった。
さらには、かかるフィルムの多くは熱伝導率が低く、半導体機能素子の放熱を阻害すると同時に、逆に蓄熱効果をもたらすが為に半導体機能素子の動作を不安定化させるという問題があり、解決が望まれていた。
本発明の解決しようとする課題は、半導体後工程に於けるウエハのハンドリング性を改善すると同時に、放熱性、信頼性の高い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】
【０００５】
本発明者らは、かかる状況に鑑み鋭意研究を続けた結果、次なる発明に到達した。すなわち本発明は、以下の構成になる。
１．少なくとも片面に機能素子が形成された半導体ウエハの、少なくとも片面に、厚さ１．５〜１２５μｍのポリベンゾアゾールフィルムが厚さ１〜４０μｍの接着剤層を介してラミネートされていることを特徴とする半導体装置。
２．接着剤層のガラス転移温度が７０℃以上である前記１記載の半導体装置。
３．接着剤層が熱硬化型接着剤層である前記１又は２いずれかに記載の半導体装置。
４．接着剤層が芳香族ポリアミド樹脂を主体とする接着剤層である前記１又は２いずれかに記載のいずれかの半導体装置。
５．接着剤層が熱融着性ポリイミド樹脂を主体とする接着剤層である前記１又は２いずれかに記載のいずれかの半導体装置。
６．機能素子が集積回路である前記１〜５いずれかに記載の半導体装置。
７．機能素子が光電変換素子である前記１〜５いずれかに記載の半導体装置。
８．機能素子がマイクロマシンである前記１〜５いずれかに記載の半導体装置。
９．半導体ウエハが単結晶シリコンである前記１〜８いずれかに記載の半導体装置。
１０．半導体ウエハが多結晶シリコンである前記１〜８いずれかに記載の半導体装置。
１１．半導体ウエハが化合物半導体である前記１〜８いずれかに記載の半導体装置。
【発明の効果】
【０００６】
本発明に置いては半導体ウエハと同等の熱特性を有し、かつ耐熱性に優れるポリベンゾアゾールフィルムをウエハに積層することにより、半導体加工プロセス中の振動や衝撃からウエハを保護し、かつハンドリング性を改良し、さらに、ウエハをチップに分割する際にも支障が無く、さらに実装工程、実仕様時においてはチップを保護することができるため、かかるチップを用いた半導体装置は非常に信頼性の高いものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明におけるポリベンゾアゾールフィルムは、ポリベンゾオキサゾール（ＰＢＯ）、ポリベンゾチアゾール（ＰＢＴ）またはポリベンゾイミダゾール（ＰＢＩ）から選ばれる一種以上のポリマーを主体とするフィルムをいう。本発明においては、ＰＢＯは芳香族基に結合されたオキサゾール環を含むポリマーをいい、その芳香族基は必ずしもベンゼン環である必要はない。さらにＰＢＯは、ポリ（フェニレンベンゾビスオキサゾール）や芳香族基に結合された複数のオキサゾール環の単位からなるポリマーが広く含まれる。同様の考え方は、ＰＢＴやＰＢＩにも適用される。また、ＰＢＯ、ＰＢＴおよびまたはＰＢＩの混合物、ＰＢＯ、ＰＢＴ及びＰＢＩのブロックコポリマーおよびまたはランダムコポリマー等のような二つまたはそれ以上のポリベンザゾールポリマーの混合物、コポリマー、ブロックポリマーも含まれる。好ましくは、ポリベンザゾールは、ライオトロピック液晶ポリマー（鉱酸中において特定濃度で液晶を形成する性質を持つ）であり、特にポリベンゾオキサゾールが好ましい。
ポリベンゾアゾール（ポリベンザゾールともいう）ポリマーに含まれる構造単位としては、下記化１〜化９の構造式（ａ）〜（ｉ）に記載されている構造単位から成る。
【０００８】
【化１】
2008124296.tif 000002
【０００９】
【化２】
2008124296.tif 000003
【００１０】
【化３】
2008124296.tif 000004
【００１１】
【化４】
2008124296.tif 000005
【００１２】
【化５】
2008124296.tif 000006
【００１３】
【化６】
2008124296.tif 000007
【００１４】
【化７】
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【００１５】
【化８】
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【００１６】
【化９】
2008124296.tif 000010
【００１７】
ポリベンザゾールポリマーのドープとは、ポリマーの溶液を指し、ポリマーを酸溶媒中で重合することにより公知の方法で調製することができる。溶媒としては、例えば、硫酸、メタンスルフォン酸、またはポリリン酸などの無機酸や有機酸が挙げられるが、ポリリン酸が特に好適である。ドープ中のポリマー濃度は、０．５質量％〜３０質量％、好ましくは５質量％〜２０質量％である。
本発明において、好適なポリマーまたはコポリマーとドープは公知の方法で合成される。例えば米国特許第４，５３３，６９３号明細書、米国特許第４，７７２，６７８号明細書、米国特許第４，８４７，３５０号明細書などに記載されている。例えば、好適なモノマーは非酸化性で脱水性の酸溶液中で、非酸化性雰囲気で高速撹拌及び高剪断条件のもと約１２０〜２３０℃までの段階的または一定昇温速度で温度を上げることで反応させ合成できる。
【００１８】
例えば、ジオール等の第１モノマー成分の塩酸塩を出発原料として用い、これをポリリン酸中で加熱・減圧しながら塩酸を除去し、次いでテレフタル酸等の第２モノマー成分を添加して加熱・減圧することにより縮合合成する方法等が示されている。例えば、４，６−ジアミノレゾルシノール二塩酸塩とテレフタル酸からは、ポリシスパラフェニレンベンゾビスオキサゾールが、２，５−ジアミノレゾルシノール二塩酸塩とテレフタル酸からは、ポリトランスパラフェニレンベンゾビスオキサゾールが得られる。
【００１９】
フィルムを製造する方法としては、例えば、米国特許第４，４８７，７３５号等に記載されているように、粘稠なドープを回転ドラム上に押し出すことにより一軸配向フィルムができる。これをチューブとして押し出し、マンドレル上で吹き込みまたは押し込むことにより二軸配向させる。次いで水中に浸して凝固させることにより、フィルムを形成させることができる。そして、更に洗浄することにより溶媒を除去することができる。また、特表平０６−５０３５２１号公報に記載されているように、ポリマーのドープを任意の支持体で挟みヒートプレス成形した未延伸のフィルム状ドープ、あるいはダイスまたは２本のロールから押出した未延伸のフィルム状ドープを得て任意の支持体にラミネートした後、延伸した後、凝固液に浸漬することで凝固してフィルムを得ることもできる。
凝固したフィルムは、水洗後、７０℃以上、通常３００℃以下で乾燥するとともに熱処理する。ポリベンザゾールフィルムの厚さは０．１〜１ｍｍと広く選択することができるが、好ましいのは１．５〜１２５μｍ、なお好ましくは１．５〜３０μｍ、なおさらに好ましいのは１．５〜８μｍである。
ポリベンゾアゾールフィルムは、絶縁性、耐熱性、寸法安定性に優れると共に、高い熱伝導性を示す。ポリベンゾアゾールフィルムの好ましい熱伝導率は、１〜５０Ｗ／ｍＫである。なお、本発明のポリベンゾアゾールとは、ポリベンゾオキシアゾールまたはポリベンゾチアゾール、およびこれらのアルキルまたはハロゲン誘導体をも含むものである。
ポリベンゾアゾールの中でも、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾールは、耐熱性等の各特性に優れているため好ましい。
【００２０】
本発明のポリベンゾアゾールフィルムの引張弾性率は、７ＧＰａ以上であることが好ましく、８．５ＧＰａ以上が好ましく、さらに１２ＧＰａ以上が好ましい。引張弾性率がこの範囲を下回るとウエハの補強効果が小さくなる。本発明におけるポリベンゾアゾールフィルムの弾性率の上限は特に定められないが、一般に３０ＧＰａ以下であり、好ましくは２６ＧＰａ以下、さらに好ましくはでは２２ＧＰａ以下である。弾性率が高すぎた場合、貼り合わせなどの際の歪みによりウエハに想定外の歪み応力が生じる場合がある。
本発明におけるポリベンゾアゾールフィルムの線膨張係数は８ｐｐｍ／℃以下であることが必須であり、６ｐｐｍ／℃以下が好ましく、さらに５ｐｐｍ／℃以下が好ましい。線膨張係数がこの範囲を上回ると温度変化によりウエハに歪み応力が生じ、割などの破損を招く場合がある。本発明におけるポリベンゾアゾールフィルムの線膨張係数の下限は好ましくは−１２ｐｐｍ／℃以上、さらに好ましくは−７ｐｐｍ／℃以上、なお好ましくは−２ｐｐｍ／℃以上、なおさらに好ましくは１ｐｐｍ／℃以上である。線膨張係数が子の値を下回った場合にも、温度変化によりウエハに歪み応力が生じ、割などの破損を招く場合がある。
【００２１】
本発明におけるポリベンゾアゾールフィルムの吸湿膨張係数はは３０ｐｐｍ以下であることが好ましく、２６ｐｐｍ以下がなお好ましく、さらに２２ｐｐｍ以上が好ましく、なおさらには１７ｐｐｍ以下が好ましい。吸湿膨張係数の寄与は線膨張係数より小さいが、同様に吸湿膨張係数がこの範囲を超えると、環境下の湿度変化により、ウエハに歪み応力が生じ、機能素子の不具合やウエハの破損につながる場合がある。吸湿膨張係数の下限は特に定められないが、好ましくは０ｐｐｍである。ここに吸湿膨張係数は、測長用の２つ以上の目印（間隔５０ｍｍ以上）をつけたフィルムを比較的低湿度（１０〜４０％ＲＨ、温度は１５〜４０℃）に２４時間放置して測長した目印間隔と、フィルムを比較的高湿度（７０〜１００％、温度は２０〜６０℃）に２４時間放置して測長した目印間隔との差を湿度差で除して規格化することにより得ることができる。
【００２２】
本発明で用いられるポリベンゾアゾールフィルムは熱伝導率の大きいことが好ましく、１〜５０Ｗ／ｍＫの範囲のものとすることが好ましい。
ポリベンゾアゾールフィルムには、公知のフィルム用添加剤、例えば、紫外線吸収剤・安定剤、熱安定剤、滑剤、顔料、延伸助剤等を加えることができる。またフィルムと金属箔との接着性を上げるために、フィルムに対して、アンカーコート剤のコーティングや、ケミカルエッチング処理、コロナ処理、プラズマ処理を施してもよい。
ポリベンゾアゾールフィルムの弾性率、線膨張係数、吸湿膨張係数を所定の範囲に収めるためには、ポリベンゾアゾールフィルム製膜プロセスにおいて配向制御を十分に行うことなどが肝要である。
【００２３】
本発明における半導体ウエハとは、ダイヤモンド、シリコン、ゲルマニウム等の単元素からなる単結晶、多結晶、炭化珪素のようなＩＶ族同士の単結晶、多結晶、ガリウム砒素、窒化ガリウム、ガリウムリン、インジウムリン等のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体、テルル化カドミウム、セレン化亜鉛等のＩＩ−ＶＩ族化合物半導体の単結晶、多結晶、さらにはアルミニウムガリウム砒素、アルミニウム、ガリウム、インジウムリン、銅インジウムセレン、銅インジウムガリウムセレン、等の多元系化合物半導体の単結晶、多結晶のインゴットから薄板状に切り出された物を云う。
これらウエハの表面に、いわゆる半導体プロセスによる加工を経ることにより、次に述べる機能素子が形成される。
本発明におけるウエハの厚さは８００μｍ以下が好ましく、４５０μｍ以下がさらに好ましく、２５０μｍがなお好ましく。１５０μｍ以下が、なおさらに好ましい。ウエハ厚さがこれより厚い場合にはフィルム貼り付けによる補強効果が有意に認識されない。また本発明に於けるウエハの厚さの下限は８μｍ以上、好ましくは１５μｍ以上、さらに好ましくは２５μｍ以上、なおさらに好ましくは４５μｍ以上である。下限がこの範囲を下回るとフィルム貼り付けまでのハンドリング性があまりに低下するために困難となり、所定の効果を得ることが難しくなる
【００２４】
本発明における機能素子としては、
（１）アナログ、デジタルの電子回路からなる、いわゆる集積回路、
（２）光電変換素子、
・太陽電池、光センサー等の光→電気変換を行う素子、
・発光ダイオード、半導体レーザーなどの電気→光変換素子、
（３）微小サイズの機械要素、およびその組み合わせからなるマイクロマシン、
などが挙げられる。これらの製造プロセスについては一般に知られている公知の方法による。
【００２５】
本発明ではこれらの半導体ウエハの少なくとも片面にこれらの機能素子が形成される。
これらの機能素子は、たとえば電子回路と光電変換素子との組み合わせのように複数を組み合わせて形成することができる。これらの機能素子はウエハの両面に形成することができる。その場合にも両面が同種の機能素子である必要は必ずしも無く、たとえば片面には電子回路、もう片方の面にはマイクロマシン、等のように組み合わせることもできる。各々の面はウエハ側面を通じて接続することができる、またウエハに形成した貫通孔を通じて相互に接続することもできる。また直接接続ではなく、静電的、静磁気的、ないし電磁誘導的な方法で間接的に接続することもできる。またウエハ外部のインターポーザ基板やボンディングワイヤ、ＴＡＢなどを通じて接続することも可能である。
【００２６】
本発明における接着剤層を構成する接着剤とはポリベンゾアゾールフィルムと半導体ウエハの双方に良好な接着性を示す物であれば、特に限定されはしないが、好ましくは熱硬化性の接着剤、熱可塑性で熱融着生の芳香族ポリアミドまたはポリイミド主体の接着剤であり、より好ましくはこれらの接着剤の引張弾性率が０．１〜４ＧＰａのものである。
熱硬化型接着剤としては、熱ないし活性エネルギー線等により化学反応を生じて硬化するタイプの接着剤が好ましい。活性エネルギー線とはＸ線、紫外線、可視光線、赤外線、ミリ波、マイクロ波等の電磁波線、電子線、イオン線などの粒子線等を用いることができる。
接着剤の組成としては、他にもエポキシ系、イミド系、シアネート系、ビスマレイミド系、フェノール系、メラミン系、アクリル系などの硬化型樹脂を主成分とした接着剤が使用可能である。またニトリルブタジエンゴムなどの合成ゴム成分を配合することにより接着力を高めることができる。タルク、シリカ、アルミナ等の無機フィラーを配合することにより剛性と線膨張係数を調整することは好ましい態様である。
本発明の接着剤層のガラス転移温度は７０℃以上が好ましく、９０℃以上がさらに好ましく、１２０℃以上がなお好ましく１５５℃以上がなおさらに好ましい。ガラス転移温度がこの範囲に満たない場合、ウエハから切り出したチップを実装する際に耐熱性が不足してフィルムの剥離やブリスター発生などのトラブルにつながることがある。ガラス転移温度の上限は特に制限されない。
【００２７】
本発明における好ましい熱融着性（熱可塑性）接着剤とは熱可塑性を示す耐熱高分子からなる物を云う、熱融着性接着剤としてはフッ素系樹脂、全芳香族ポリエステル、芳香族ポリアミド、ポリエーテルイミド、ポリアクリルイミド、ポリアミドイミド、などから選択される半導体ウエハの双方に良好な接着性を示す物であれば、特に限定されないが、好ましくは、ポリエーテルイミドである。これらの実例としては商品名オーラム（三井化学社製）、商品名ウルテム（日本ジーイープラスチックス社製）、商品名ミドフィル（クラボウ社製）等を例示することができる。
本発明の熱可塑性、熱融着性接着剤のガラス転移温度は７０℃以上が好ましく、２００℃以上がさらに好ましく、２３５℃以上がなおさらに好ましい。ガラス転移温度がこの範囲に満たない場合、ウエハから切り出したチップを実装する際に耐熱性が不足してフィルムの剥離やブリスター発生などのトラブルにつながることがある。ガラス転移温度の上限は特に制限されない。
【００２８】
本発明の接着剤の引張弾性率は０．１〜４ＧＰａの範囲であることが好ましい。引張弾性率の下限は０．２ＧＰａ以上であることが好ましく、０．４ＧＰａ以上であることがさらに好ましく、０．８ＧＰａ以上であることがなお好ましい。一方上限は４ＧＰａ以下、さらに好ましくは２．８ＧＰａ以下である。接着剤の引張弾性率がこの範囲に満たないとフィルムによるウエハの補強効果が得られがたくなる。また接着剤の引張弾性率がこの範囲を超えると、貼り合わせなどの際の歪みによりウエハに想定外の歪み応力が生じる場合がある。
ここに接着剤の引張弾性率とは、硬化型接着剤の場合には、厚さ２〜２００μｍ程度のフィルム状にして硬化させた硬化物薄膜、熱融着性、熱可塑性接着剤の場合には常態の薄膜の、引張弾性率を意味するものとする。
【００２９】
なお、本発明において熱可塑性、熱融着性接着剤を用いる場合には、本発明のポリベンゾアゾールフィルムと熱可塑性、熱融着性接着剤からなるフィルムとウエハを重ね合わせてラミネートする方法、あるいは、あらかじめ本発明のポリベンゾアゾールフィルムと熱可塑性、熱融着性接着剤が多層化された接着シートを用いてラミネートする方法を例示することができる。特に多層化した接着シートにおいて熱可塑性ポリイミドを用いる場合には、本発明のポリベンゾアゾールフィルムに熱可塑性ポリイミド前駆体フィルムとを多層化した後にイミド化させて得られる多層化フィルムを用いることが好ましい。
【００３０】
かかる機能素子とフィルム貼り付けの組み合わせは、少なくともウエハの片面に機能素子が形成され、少なくとも片面にフィルムが貼り付けられる。通常、片面に機能素子、その反対側の面にポリベンゾアゾールフィルムを貼り付ける態様が好ましいが、特にこの組み合わせに限定されない。場合によっては機能素子を形成した面にポリベンゾアゾールフィルムを貼り付ける方が有用な場合もある。
また機能素子はウエハの両面に形成してもよい。この場合にも、ポリベンゾアゾールフィルムを貼り付ける面は片面であっても両面であっても良い。かかる機能素子は通常のワイヤボンディング、バンプボンディング、テープ自動ボンディングなどの方法により電気的接続がなされる。またウエハの表裏を貫通電極で接続することもできる。
かかるポリベンゾアゾールフィルムをウエハに貼り付けるタイミングは特に限定されない。片面に機能素子、反対面にポリベンゾアゾールフィルムを貼る構成の場合においては、ウエハ加工プロセスに入る前、あるいはプロセスの比較的初期の段階で貼り付けて、ハンドリングを容易にすることが好ましい。
【実施例】
【００３１】
以下に実施例を示し、本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定される物ではない。なお実施例中の特性は以下の方法で測定した。
１．ポリアミド酸の還元粘度（ηｓｐ／Ｃ）
ポリマー濃度が０．２ｇ／ｄｌとなるようにＮ−メチル−２−ピロリドンに溶解した溶液をウベローデ型の粘度管により３０℃で測定した。
２．フィルムの厚さ
マイクロメーター（ファインリューフ社製、ミリトロン１２５４Ｄ）を用いて測定した。
３．フィルム及び接着剤層（硬化物）の引張弾性率など
測定対象のフィルムを、流れ方向（ＭＤ方向）および幅方向（ＴＤ方向）にそれぞれ１００ｍｍ×１０ｍｍの短冊状に切り出したものを試験片とした。引張試験機（島津製作所製、オートグラフ（商品名）機種名ＡＧ−５０００Ａ）を用い、引張速度５０ｍｍ／分、チャック間距離４０ｍｍの条件で、ＭＤ方向、ＴＤ方向それぞれについて、引張弾性率、引張破断強度及び引張破断伸度を測定した。（ＭＤ方向、ＴＤ方向の断わりがない場合は両者の平均値を示す）
【００３２】
４．フィルムの線膨張係数（ＣＴＥ）
測定対象のフィルムについて、下記条件にてＭＤ方向およびＴＤ方向の伸縮率を測定し、３０〜４５℃、４５〜６０℃、…と１５℃の間隔での伸縮率／温度を測定し、この測定を３００℃まで行い、全測定値の平均値をＣＴＥとして算出した。ＭＤ方向、ＴＤ方向の意味は上記「３．」の測定と同様である。
機器名        ；  ＭＡＣサイエンス社製ＴＭＡ４０００Ｓ
試料長さ      ；  ２０ｍｍ
試料幅        ；  ２ｍｍ
昇温開始温度  ；  ２５℃
昇温終了温度  ；  ４００℃
昇温速度      ；  ５℃／ｍｉｎ
雰囲気        ；  アルゴン
５．接着剤硬化物のガラス転移温度（Ｔｇ）
固体粘弾性装置ＲＳＡ−ＩＩ（レオメトリック社製）を使用し、下記条件で測定して得られたチャートのＥ’の変曲点より求めた。
引張りモード：ａｕｔｏ  ｔｅｎｓｉｏｎ
測定温度  −３０℃〜３００℃
昇温速度  ５℃／分
周波数    １０Ｈｚ
【００３３】
［ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾールの合成］
槽型反応器中に、窒素気流下において、１１６％（純Ｈ３ＰＯ４を１００％として）のポリリン酸４３．８６質量部に五酸化二リン１４．４９質量部を加え、さらに、４，６−ジアミノレゾルシノール二塩酸塩９．１０質量部と平均粒径２μｍになるように微粉化したテレフタル酸７．１０質量部を加え、８０℃に加熱して撹拌混合した。次いで１５０℃で１０時間混合した後、２００℃に熱した２軸押出機内で重合した。シス−ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾールのポリマードープが得られた。このポリマードープは、黄色であり、メタンスルフォン酸溶液で測定した極限粘度は、３８ｄｌ／ｇであった。
【００３４】
［フィルムの作製］
上記ポリマードープを、１５０℃でＴダイから押出し、押出された高粘度のフィルム状ドープを不活性雰囲気下で金属ロールにキャストして冷却した。次いで、未延伸ポリプロピレンフィルムをフィルム状ドープの両面にラミネートし、この両面ラミネートシートごとテンターで１５０℃で横方向に延伸した。ラミネートしたポリプロピレンフィルムを剥離して取り除き、フィルム状ドープを２４時間水洗した後、２８０℃で熱固定した。厚さ１２．５μｍの２軸配向したポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾールフィルム（Ａ）が得られた。このフィルムの引張弾性率は、縦方向で２４ＧＰａ、横方向で２７ＧＰａであった。またフィルムの熱伝導率は、縦方向が２０Ｗ／ｍＫ、横方向が３０Ｗ／ｍＫであった。なお、熱伝導率は、ジャーナル・オブ・アプライド・フィジクス３６巻［Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｖｏｌ．３６（１９７７）］の５６３４頁に記載されている定常熱流束法を用いて測定した。
【００３５】
［接着層用熱可塑性ポリイミド：接着剤ｃ］
〔ポリアミド酸溶液１の調製〕  （ＯＤＰＡ／ＴＰＥＲ）
窒素導入管，温度計，攪拌棒を備えた反応容器内を窒素置換した後、１，３−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼン９３０質量部を仕込んだ。次いで、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド１５０００質量部を導入し、均一になるようによく攪拌した後、コロイダルシリカをジメチルアセトアミドに分散してなるスノーテックス（商品名）ＤＭＡＣ−ＺＬ（日産化学工業株式会社製）４０．５質量部（シリカを８．１質量部含む）を加え，この溶液を０度まで冷やし、４，４’−オキシジフタル酸無水物９９０質量部を加え、１７時間攪拌した。薄黄色で粘調なポリアミド酸溶液１が得られた。得られた溶液のηｓｐ／Ｃは３．１ｄｌ／ｇであった。
【００３６】
［積層ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾールフィルムの作製］
前記ポリアミド酸溶液１を、前記ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾールフィルムＡを支持体として、コンマコーターを用いてコーティングし（ギャップは、６５μｍ、塗工幅７００ｍｍ）、４つの乾燥ゾーンを有する連続式乾燥炉に通して１１０℃にて１５分間乾燥し再度ロール状に巻き取った。
巻き取られたロールを巻だし、ピンテンターを用いて両端を把持した状態で２００℃にて７分間、４２０℃にて７分間加熱処理後、室温まで冷却しピンから外し、フィルム両端のピン刺し部分をスリットで除去し、３インチのプラスチックコアに巻き取り、積層ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾールフィルムＢを得た。
得られた積層フィルムの特性を表１に示す。
【００３７】
〔実施例１〕
厚さ０．３ｍｍ、直径２００ｍｍのシリコンウエハの片面に、硬化物のガラス転移温度が８５℃である溶剤含有エポキシ系接着剤（接着剤ａ）を塗布後、７５℃にて乾燥し、乾燥膜厚５ミクロンの接着剤層（塗膜）を得た。前記接着剤層が形成されたウエハに、片面常圧プラズマ処理されたポリベンゾアゾールフィルムＡのプラズマ処理面を重ね、熱プレスにセットし、５ＭＰａ、１２０℃で３分間プレスを行い、さらに無加圧にて１８０℃、６０分間アフターキュアを行い、片面にポリベンゾアゾールフィルムがラミネートされたシリコンウエハを得た。
【００３８】
〔実施例２〕
イソフタル酸クロライドとｍ−フェニレンジアミンから合成した芳香族ポリアミド（帝人テクノプロダクト社製、商標コーネックス、ガラス転移温度２７０℃：接着剤ｂ）をＮ−メチル−２−ピロリドンに溶解し１０質量％の溶液を得た。得られた溶液を大気圧プラズマ処理されたポリベンゾアゾールフィルムＡの処理面に塗布し、１５０℃にて１０分間乾燥し、厚さ３μｍの芳香族ポリアミド層を形成した。
厚さ０．３ｍｍ、直径２００ｍｍのシリコンウエハの片面に、前記芳香族ポリアミド層が形成されたポリベンゾアゾールフィルムＡを、芳香族ポリアミド総革がウエハと接するように重ね、熱プレスにセットし、５ＭＰａ、３００℃で３分間プレスを行い、片面にポリベンゾアゾールフィルムがラミネートされたシリコンウエハを得た。
【００３９】
〔実施例３〕
厚さ０．３ｍｍ、直径２００ｍｍのシリコンウエハの片面に、積層ポリベンゾアゾールフィルムＢを、熱可塑性ポリイミドがウエハ側になるように重ね、熱プレスにセットし、４ＭＰａ、２８５℃で５分間プレスを行い、片面にポリベンゾアゾールフィルムがラミネートされたシリコンウエハを得た。
【００４０】
〔比較例１〕
＜ポリアミド酸溶液の作製＞
窒素導入管、温度計、攪拌棒を備えた容器を窒素置換した後、ｐ−フェニレンジアミン（Ｐ−ＰＤＡ）を入れた。次いで、ジメチルアセトアミド（ＤＭＡＣ）を加えて完全に溶解させてから、３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物（ＢＰＤＡ）を加えて、モノマーとしてのＰ−ＰＤＡとＢＰＤＡとが１／１のモル比でＤＭＡＣ中重合し、モノマー仕込濃度が、１５質量％となるようにし、２５℃にて５時間攪拌すると、褐色の粘調なポリアミド酸溶液が得られた。
得られたポリアミド酸溶液をステンレスベルト上にコーティングし、残溶剤率３２％となるように乾燥させ、自己支持性が発現した状態でステンレスベルトから剥がし、ピンテンターで両端を把持して１８０℃で３分間、３１０℃で３分間、４６０℃で６分間の熱処理を行い、ポリイミドフィルムＣを得た。得られたポリイミドフィルムの引張弾性率は１１．３ＧＰａ、ＣＴＥは９．７ｐｐｍ／℃であった。
厚さ０．３ｍｍ、直径２００ｍｍのシリコンウエハをの片面に、硬化物のガラス転移温度が５０℃のアクリル系接着剤シート（接着剤ｄ）を重ね、ポリイミドフィルムＣを重ね、熱プレスにセットし、４ＭＰａ、１５０℃で５分間プレスを行い、さらに１８０℃で６０分間のアフターキュアを行いポリイミドフィルムＣがラミネートされたシリコンウエハを得た。
【００４１】
実施例、比較例で使用した接着剤層の引張弾性率とガラス転移温度（Ｔｇ）を下記表２に示す。
実施例、比較例で得られたフィルムラミネートウエハの評価を下記によって行いその結果を表３に示す。
【００４２】
＜そりの評価＞
得られたフィルムラミネートウエハの２５℃でのそり（以下反りないしソリとも記載する）、１５０℃でのそりについて評価した。なお、ソリは平坦な基板上に、ウエハを非拘束で、ソリが下に凸となるように置き、ソリにより持ち上がったウエハ端と基板間の最も離れた部分の高さＨを測定し、次式から求めた。結果を表３に示す。
ソリ［％］＝１００×Ｈ／ウエハ直径
【００４３】
＜ハンドリング性の評価＞
得られたフィルムラミネートウエハを枚葉に分割し、単結晶シリコンウエハについては大日商事社製の２００ｍｍウエハ用キャリア、ＧａＡｓウエハについては５０ｍｍウエハ用キャリアに入れ、振幅１０ｍｍ、周期５〜２０Ｈｚの連続振動を５時間加えた後に、ウエハの破損状況を確認し、ハンドリング性評価とした。結果を表３に示す。
【００４４】
＜レーザーカット性の評価＞
得られたフィルムラミネートウエハのウエハ面をダイシングソーにて２０ｍｍ×２０ｍｍの矩形チップに分割し、フィルム面をレーザーカッターにて切断した。いずれのウエハにおいても良好な切断性を示した。結果を表３に示す。
【００４５】
＜半田耐熱性の評価＞
フィルムラミネートウエハから分割された２０ｍｍ×２０ｍｍのチップを、アルミナ基板のウエに載せ、リフロー半田装置を用いて２４０℃で３分間の加熱処理を行い、チップの異常、特にフィルム貼り付け面の外観検査を行った。結果を表３に示す。
【００４６】
＜耐ＰＣＴ性の評価＞
フィルムラミネートウエハから分割された２０ｍｍ×２０ｍｍのチップを、ステンレスメッシュ性の籠に入れ、平山製作所製ＰＣＴ装置ＰＣ２４２−ＩＩＩを用いて１２１℃２気圧の飽和蒸気圧中で９６時間、加圧加熱試験を行った。試験後のチップの異常、特にフィルム貼り付け面の外観検査を行った。結果を表３に示す。
【００４７】
＜耐ヒートサイクル性の評価＞
フィルムラミネートウエハから分割された２０ｍｍ×２０ｍｍのチップを、ステンレスメッシュ性の籠に入れ、−５０℃のメタノール浴と＋１２０℃のシリコーンオイル浴に各々３０分ずつ交互に１０回浸積処理を行い、試験後のチップの異常、特にフィルム貼り付け面の外観検査を行った。結果を表３に示す。
【００４８】
＜素子の温度上昇＞
また得られたチップ（消費電力１．０［Ｗ］）を２５℃の室内で動作させて素子の温度上昇を記録した。結果を表３に示す。
【００４９】
【表１】
2008124296.tif 000011
【００５０】
【表２】
2008124296.tif 000012
【００５１】
【表３】
2008124296.tif 000013
【産業上の利用可能性】
【００５２】
以上述べてきたように、本発明の少なくとも片面に機能素子が形成された半導体ウエハの、少なくとも片面に、ポリベンゾアゾールフィルムが接着剤層を介してラミネートされている半導体装置は、良好なハンドリング性、半田耐熱性、耐ＰＣＴ性、耐ヒートサイクル性を示し、加工プロセス中の振動、衝撃による不良発生を低減し、なおかつ実装工程中、実装工程後の実使用中にも十分な耐久性が期待され、さらには素子の放熱性に優れ、高信頼性が要求される電子機器用の半導体装置として有用な物である。