(57)【要約】【課題】半導体ウエハに供給する場合にハンドリング性の良い半導体ウエハ用接着フィルムを提供する。【解決手段】半導体ウエハにハンドリング性良く供給できる半導体ウエハ用接着フィルムであって、硬化前のガラス転移温度（Ｔｇ）が−２０〜３０℃であり、且つ硬化前の１０℃における破断伸度が３％以上３００％未満である半導体ウエハ用接着フィルム。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体ウエハにハンドリング性良く供給できる半導体ウエハ用接着フィルムであって、硬化前のガラス転移温度（Ｔｇ）が−２０〜３０℃であり、且つ硬化前の１０℃における破断伸度が３％以上３００％未満であることを特徴とする半導体ウエハ用接着フィルム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエハに供給する半導体ウエハ用接着フィルムに関する。本発明は冷蔵庫から取り出し、すぐに使用したとしても割れが生じたり、ベタつきが生じたりしにくく、ロール状に巻き取り保管したとしてもカールの跡が残りにくいハンドリング性の良い半導体ウエハ用接着フィルムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ますます進展する半導体装置の小型化、高集積化に対応するために、ハンダ等からなる接続端子（バンプ）を有する半導体チップを用いたフリップチップ実装が多用されている。
フリップチップ実装においては、一般的に、基板上に半導体チップを接合した後、封止樹脂を注入する方法が用いられている。
【０００３】
また、基板又は半導体チップに予め貼り付けた接着フィルム（ＮＣＦ）を介して半導体チップを接合する方法も用いられている。特許文献１には、最小溶融粘度が４０ＰａＳ〜５１００ＰａＳの範囲にあるシート状接着剤が記載されている。更に、基板に接着フィルム（ＮＣＦ）を貼る工程では、半導体チップ単位に接着フィルム（ＮＣＦ）を加工する工程が必要となるため、予め半導体ウエハ配線面に接着フィルム（ＮＣＦ）を貼り付け、ダイシングにより、簡便に接着フィルム付き半導体チップを得る工程がより注目されている。
【０００４】
また、近年、フリップチップ実装のなかでも、複数の半導体チップを積層してデバイスを飛躍的に高性能化、小型化したＴＳＶ（Ｓｉ貫通ビヤ／Ｔｈｒｏｕｇｈ  Ｓｉｌｉｃｏｎ  ｖｉａ）を使った３次元積層技術が注目されている。
ＴＳＶ積層技術においては、同サイズの半導体チップの積層が行われるため、半導体チップと略同サイズの接着剤が半導体チップに供給されることが求められる。このため、予め半導体ウエハ配線面に接着フィルム（ＮＣＦ）を貼り付け、ダイシングにより半導体チップと略同サイズの接着フィルム付き半導体チップを得ることが求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−９０２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、接着フィルム（ＮＣＦ）は、室温で徐々に硬化する等の貯蔵安定性が不充分であるという観点から、冷蔵庫内で保管、保存される場合がほとんどである。しかしながら、接着フィルム（ＮＣＦ）は冷蔵庫から取り出した直後に使用すると割れが生じたり、ベタつきが生じたりする。このような接着フィルム（ＮＣＦ）は、使用前に不具合が生じた場合、廃棄しなければならない。また、不具合が生じないよう丁寧に扱わなければならなかったり、室温に戻るまで養生させておく等の時間がかかったりするため、工数がかかり生産性に影響を及ぼすという問題点がある。このため、冷蔵庫から取り出し、すぐに使用できるハンドリング性が良い接着フィルム（ＮＣＦ）が求められている。また、接着フィルム（ＮＣＦ）はロール状に巻き取り保管した場合にカールの跡が残りやすいという問題点もある。
そこで、本発明は冷蔵庫から取り出し、すぐに使用したとしても割れが生じたり、ベタつきが生じたりしにくく、ロール状に巻き取り保管したとしてもカールの跡が残りにくいハンドリング性の良い半導体ウエハ用接着フィルム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】
【０００７】
本発明は、半導体ウエハにハンドリング性良く供給できる半導体ウエハ用接着フィルムであって、硬化前のガラス転移温度（Ｔｇ）が−２０〜３０℃であり、且つ硬化前の１０℃における破断伸度が３％以上３００％未満であることを特徴とする半導体ウエハ用接着フィルムである。
以下、本発明を詳述する。
【０００８】
本発明者らは、半導体ウエハに供給できる半導体ウエハ用接着フィルムにおいて、硬化前のガラス転移温度（Ｔｇ）を−２０〜３０℃、且つ硬化前の１０℃における破断伸度を３％以上３００％未満の範囲に調整することにより、半導体ウエハに半導体ウエハ用接着フィルムを供給する際に冷蔵庫から取り出したときに、割れが生じず、ベタつきも生じず、また、半導体ウエハ用接着フィルムをロール状に巻き取り保管したとしてもカールの跡が残りにくいことを確認し、本発明を完成させるに至った。
【０００９】
本発明の半導体ウエハ用接着フィルムは半導体ウエハにハンドリング性良く供給できるものである。
本発明の半導体ウエハ用接着フィルムは硬化前の１０℃における破断伸度が３％以上３００％未満である。このような範囲の硬化前の破断伸度を有することにより、本発明の半導体ウエハ用接着フィルムは、冷蔵庫から取り出したときに割れが生じることを抑制でき、また、ロール状に巻き取り保管したとしてもカールの跡が残りにくい。また、本発明の半導体ウエハ用接着フィルムは更に硬化前のガラス転移温度（Ｔｇ）が−２０〜３０℃である。このような範囲の硬化前のＴｇを有することにより、本発明の半導体ウエハ用接着フィルムは、ベタつきが生じることなく扱いやすい。
【００１０】
上記硬化前の１０℃における破断伸度が３００％以上であると、ロール状に巻き取り保管した場合に、クリープにより半導体ウエハ用接着フィルムにカールの跡が残りやすくなる。上記硬化前の１０℃における破断伸度の好ましい上限は２５０％未満、より好ましい上限は２００％未満である。上記硬化前の１０℃における破断伸度が３％未満であると、半導体ウエハ用接着フィルムに割れが生じやすくなる。
なお、硬化前の１０℃における破断伸度はオリエンテック社製引張試験機（テンシロンＲＴＣ−１３１０、ＪＣＳＳ標準準拠）等を用いて、１０℃の冷蔵室内で引張試験を行い試験片が破断した際の伸度により求めることができる。また、より簡易な測定方法として、試験片を１０℃の冷蔵庫で保管した後、冷蔵庫から取り出してすぐに引張試験機等を用いて、破断伸度を測定することにより、硬化前の１０℃における破断伸度を求めてもよい。
【００１１】
上記硬化前のＴｇが−２０℃未満であると、半導体ウエハをダイシングする際、半導体ウエハ用接着フィルムがダイシングブレードに再付着することによりダイシングブレードを汚染し、ダイシングブレードの加工性を低下させるために、半導体ウエハ用接着フィルムが剥離しやすくなる。上記硬化前のＴｇが３０℃よりも高いと、半導体ウエハ用接着フィルムに割れが生じやすくなる。上記硬化前のＴｇの好ましい上限は２５℃、好ましい下限は−１５℃、より好ましい上限は２０℃、より好ましい下限は−１０℃である。
なお、硬化前のＴｇは日立ハイテクノロジー社製示差走査熱量計（ＤＳＣ６２２０）等を用いて、−６０℃から８０℃まで測定を行い、得られた吸熱ピークから算出することで求めることができる。
【００１２】
上記硬化前のＴｇと硬化前の１０℃における破断伸度とを上記範囲に調整する方法としては、例えば、好ましくは熱硬化性樹脂及び熱硬化剤を含有する本発明の半導体ウエハ用接着フィルムに対して、更に、固形熱硬化樹脂（例えば、後述する常温で固形のエポキシ樹脂）及び液状熱硬化樹脂（例えば、後述する常温で液状のエポキシ樹脂）の配合比率を調整する、又は無機フィラーを配合する方法が挙げられる。
【００１３】
本発明の半導体ウエハ用接着フィルムは、熱硬化性樹脂及び熱硬化剤を含有することが好ましい。
上記熱硬化性樹脂は特に限定されず、例えば、付加重合、重縮合、重付加、付加縮合、開環重合等の反応により硬化する化合物が挙げられる。上記熱硬化性樹脂として、具体的には例えば、ユリア樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、レゾルシノール樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリベンズイミダゾール樹脂、ジアリルフタレート樹脂、キシレン樹脂、アルキル−ベンゼン樹脂、エポキシアクリレート樹脂、珪素樹脂、ウレタン樹脂等が挙げられる。
【００１４】
上記エポキシ樹脂は特に限定されず、例えば、軟化点が１５０℃以下のエポキシ樹脂、常温で液状又は固形のエポキシ樹脂等が挙げられる。これらのエポキシ樹脂は、単独で用いられてもよく、二種以上が併用されてもよい。
【００１５】
上記軟化点が１５０℃以下のエポキシ樹脂としては、例えば、ＨＰ−４７１０（ＤＩＣ社製）、ＨＰ−７２００（ＤＩＣ社製）、ＹＳＬＶ−１２０ＴＥ（新日鉄化学社製）、ＹＤＣ−１３１２（新日鉄化学社製）等が挙げられる。
【００１６】
上記常温で固形のエポキシ樹脂としては、例えば、ＨＰ−４７１０（ＤＩＣ社製）、ＹＳＬＶ−８０ＸＹ（新日鉄化学社製）、ＹＸ−４０００（三菱化学社製）、ＹＸ−８８００（三菱化学社製）等が挙げられる。
【００１７】
上記常温で液状のエポキシ樹脂としては、例えば、ＥＰ−４０８８Ｌ（ＡＤＥＫＡ社製）、ＥＰ−３９００Ｓ（ＡＤＥＫＡ社製）、８０６Ｈ（三菱化学社製）等が挙げられる。
【００１８】
上記エポキシ樹脂を含有する場合、本発明の半導体ウエハ用接着フィルムは、更に、エポキシ基又はエポキシ樹脂と反応可能な官能基を有する高分子化合物（単に、高分子化合物ともいう）を含有してもよい。上記高分子化合物は、造膜成分としての役割を果たす。また、上記高分子化合物を含有することで、半導体ウエハ用接着フィルムの硬化物は靭性をもち、優れた接合信頼性を発現することができる。
【００１９】
上記高分子化合物は、エポキシ基又はエポキシ樹脂と反応可能な官能基を有していれば特に限定されないが、エポキシ基を有する高分子化合物が好ましい。
上記エポキシ基を有する高分子化合物は、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化合物であれば特に限定されず、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。
【００２０】
上記熱硬化剤は特に限定されず、例えば、フェノール系硬化剤、チオール系硬化剤、アミン系硬化剤、酸無水物系硬化剤等が挙げられる。なかでも、酸無水物系硬化剤が好ましい。酸無水物系硬化剤を用いることにより、半導体ウエハ用接着フィルムの硬化後のＴｇを上げることで、α１領域を拡大し、２５℃から２６０℃での線膨張率を低下させることができる。
【００２１】
上記熱硬化剤の含有量は特に限定されないが、上記熱硬化性樹脂と上記高分子化合物との合計１００重量部に対する好ましい下限が５重量部、好ましい上限が１５０重量部である。上記熱硬化剤の含有量が５重量部未満であると、硬化物が固く脆くなり接合信頼性が低下することがある。上記熱硬化剤の含有量が１５０重量部を超えることでも、半導体ウエハ用接着フィルムの接合信頼性が低下することがある。上記熱硬化剤の含有量のより好ましい下限は１０重量部、より好ましい上限は１４０重量部である。
【００２２】
本発明の半導体ウエハ用接着フィルムは、更に、硬化促進剤を含有してもよい。
上記硬化促進剤は特に限定されないが、イミダゾール化合物が好ましい。上記イミダゾール化合物は上記エポキシ樹脂との反応性が高いことから、上記エポキシ樹脂と上記イミダゾール化合物とを含有することで、半導体ウエハ用接着フィルムの速硬化性が向上する。
【００２３】
本発明の半導体ウエハ用接着フィルムは、更に、無機フィラーを含有することが好ましい。上記無機フィラーを含有することにより、半導体ウエハ用接着フィルムの硬化後の全温度領域での線膨張率を低減することができる。
【００２４】
上記無機フィラー全体の含有量は、上記硬化前のＴｇと硬化前の１０℃における破断伸度とを上記範囲に調整するためには、前述の熱硬化性樹脂と熱硬化剤と高分子化合物との合計１００重量部に対する好ましい下限は３０重量部、好ましい上限は４００重量部である。上記無機フィラー全体の含有量が３０重量部未満であると、上記無機フィラーを添加する効果をほとんど得ることができないことがある。上記無機フィラー全体の含有量が４００重量部を超えると、半導体ウエハ用接着フィルムの硬化後の線膨張率は低下するものの、電極接続性が低下することがある。上記無機フィラー全体の含有量のより好ましい下限は３５重量部、より好ましい上限は３５０重量部、更に好ましい下限は４０重量部、更に好ましい上限は３００重量部である。
【００２５】
本発明の半導体ウエハ用接着フィルムは、本発明の効果を阻害しない範囲内で希釈剤を含有してもよい。上記希釈剤は特に限定されないが、半導体ウエハ用接着フィルムの硬化系に取り込まれる反応性希釈剤が好ましい。なかでも、半導体ウエハ用接着フィルムの接合信頼性を悪化させないために、１分子中に２以上の官能基を有する反応性希釈剤がより好ましい。
【００２６】
上記希釈剤の含有量は特に限定されないが、上記熱硬化性樹脂と上記高分子化合物との合計１００重量部に対する好ましい下限は１重量部、好ましい上限は１００重量部である。上記希釈剤の含有量が１重量部未満であると、上記希釈剤を添加する効果をほとんど得ることができないことがある。上記希釈剤の含有量が１００重量部を超えると、半導体ウエハ用接着フィルムの硬化物が硬く脆くなるため、接合信頼性が劣ることがある。上記希釈剤の含有量のより好ましい下限は５重量部、より好ましい上限は７０重量部である。
【００２７】
本発明の半導体ウエハ用接着フィルムは、必要に応じて、無機イオン交換体を含有してもよい。上記無機イオン交換体の含有量は特に限定されないが、本発明の半導体ウエハ用接着フィルム中の好ましい下限が１重量％、好ましい上限が１０重量％である。
本発明の半導体ウエハ用接着フィルムは、その他必要に応じて、ブリード防止剤、シランカップリング剤、応力緩和剤、フラックス剤や増粘剤等の添加剤を含有してもよい。
【００２８】
本発明の半導体ウエハ用接着フィルムを製造する方法は特に限定されず、例えば、必要に応じて熱硬化性樹脂、熱硬化剤、硬化促進剤、高分子化合物、無機フィラー、溶剤、その他の添加剤等を所定量配合して混合し、得られた樹脂組成物を離型フィルム上に塗工し、乾燥させる方法等が挙げられる。上記混合の方法は特に限定されず、例えば、ホモディスパー、万能ミキサー、バンバリーミキサー、ニーダー等を使用する方法が挙げられる。
【００２９】
本発明の半導体ウエハ用接着フィルムは、半導体ウエハに供給されることで、接着フィルム付き半導体ウエハを得るために用いられる。
【００３０】
上記半導体ウエハに本発明の半導体ウエハ用接着フィルムを供給する方法は、特に限定されないが、真空ラミネーターを用いることが好ましい。半導体ウエハの配線面に本発明の半導体ウエハ用接着フィルムを供給する場合は、真空ラミネーターを用いることによって、半導体ウエハの配線面に形成されている配線による凹凸や電極を気泡無く埋め込むことができる。また真空ラミネーターは特に限定されず、ロール式、バルーン式等が挙げられるが、ロール式を用いることが好ましい。ロール式真空ラミネーターを用いることにより、高荷重で半導体ウエハの配線面に本発明の半導体ウエハ用接着フィルムを供給することができるため、配線による凹凸や電極の埋め込み性が向上する。
このような工程を行うことで本発明の半導体チップ用接着フィルムを用いて接着フィルム付き半導体ウエハを得ることができる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明の半導体ウエハ用接着フィルムによれば、ハンドリング性良く、接着フィルムが供給された半導体ウエハを得ることができる。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下に実施例を掲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のみに限定されない。
【００３３】
（実施例１〜９及び比較例１〜３）
（１）接着フィルムの製造
表１又は２に記載の組成に従って、下記に示す材料を溶剤に添加して攪拌混合し、樹脂組成物を調製した。得られた樹脂組成物を離型フィルム上に塗工し、乾燥させて、厚み５０μｍの接着フィルムを得た。
１．エポキシ樹脂
ナフタレン型エポキシ樹脂（ＨＰ−４７１０、ＤＩＣ社製、固形）
ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂（ＥＰ−４０８８Ｌ、ＡＤＥＫＡ社製、液状）
２．高分子化合物
アクリル樹脂（Ｇ−２０５０Ｍ、日油社製）
３．熱硬化剤及び硬化促進剤
酸無水物（ＹＨ−３０９、三菱化学社製）
イミダゾール（２ＭＡＯＫ−ＰＷ、四国化成工業社製）
４．添加剤
シランカップリング剤（ＫＢＥ−４０２、信越化学工業社製）
応力緩和剤（ＡＣ４０３０、ガンツ化成社製）
５．無機フィラー
球状シリカ（ＹＡ０５０Ｃ−ＳＭ３、アドマテックス社製、平均粒子径０．０５μｍ）
【００３４】
（２）硬化前のガラス転移温度（Ｔｇ）の測定
上記（１）で得られた接着フィルムについて、示差走査熱量計ＤＳＣ６２２０（日立ハイテクノロジー社製）を用いて昇温速度５℃／ｍｉｎの条件で−６０℃から８０℃まで測定を行い、その吸熱ピークからＴｇを測定した。
【００３５】
（３）硬化前の１０℃における破断伸度の測定
上記（１）で得られた接着フィルムを２枚重ねて厚さ１００μｍの積層体とした後、積層体から縦５０ｍｍ×横１０ｍｍの試験片を作製し、１０℃の冷蔵庫で１日保管した後、冷蔵庫から取り出してすぐに引張試験機テンシロンＲＴＣ−１３１０（オリエンテック社製、ＪＣＳＳ標準準拠）を用いて、測定室温度１０℃、標線間２５ｍｍ及び引張速度３００ｍｍ／ｍｉｎの条件で、得られた試験片の破断伸度を測定した。
【００３６】
＜評価＞
実施例及び比較例で得られた接着フィルムについて、下記の評価を行った。結果を表１及び２に示した。
【００３７】
（１）接着フィルムの曲げ伸ばし試験（接着フィルムの割れ）
上記（１）にて得られた接着フィルムを４枚用意し、１０℃の冷蔵庫で１日保管した。４枚の接着フィルムを冷蔵庫から取り出し、それぞれ１０分後と３０分後に接着フィルムの曲げ伸ばし試験を５回行った。接着フィルムの曲げ伸ばし評価は、直径５０ｍｍの鉄棒又は直径２０ｍｍの鉄棒に沿って、接着フィルムを９０度に曲げて元に戻す操作を５回繰り返した後、接着フィルムの割れを観察することで評価した。
直径５０ｍｍの鉄棒を用いた曲げ伸ばし試験において接着フィルムに割れが生じたものを×、直径５０ｍｍの鉄棒を用いた曲げ伸ばし試験では割れは生じなかったが、直径２０ｍｍの鉄棒を用いた曲げ伸ばし試験では割れが生じたものを△、直径５０ｍｍの鉄棒を用いた曲げ伸ばし試験と直径２０ｍｍの鉄棒を用いた曲げ伸ばし試験との両方とも割れが生じなかったものを○とした。
一般的に、半導体ウエハに半導体ウエハ用接着フィルムを供給する際に用いられるマウンターには直径２０ｍｍのガイドローラーが設置されており、そこで接着フィルムが９０度に曲がった状態で繰り出されるため、この接着フィルムの曲げ伸ばし試験を行うことで接着フィルムの割れを評価した。
【００３８】
（２）トレイへの貼りつき有無（接着フィルムのベタつき）
上記（１）にて得られた接着フィルムを縦２ｃｍ×横２ｃｍにカッターで切り取り、ポリプロピレン（ＰＰ）製チップトレイの上に５分放置後、吸着ピンセットで接着フィルムを持ち上げ、接着フィルムが持ち上がらなかったものを×とした。持ち上がったものについては、ポリプロピレン（ＰＰ）製チップトレイの上に更に１日放置し、吸着ピンセットで接着フィルムを持ち上げ、接着フィルムが持ち上がらなかったものを△、持ち上がったものを○とした。
【００３９】
（３）カールの程度
上記（１）にて得られた接着フィルムを４枚用意し、直径２５ｃｍのポリプロピレン（ＰＰ）製の円柱状の筒に巻き付け、冷蔵庫で１日保管した。冷蔵庫から取り出し、筒を外し接着フィルムを伸ばした後、接着フィルムが平坦に伸びたものを○、接着フィルムの反り（カール）が２ｃｍ未満であったものを△、接着フィルムの反り（カール）が２ｃｍ以上であったものを×とした。
【００４０】
【表１】
2016125043.tif 000002
【００４１】
【表２】
2016125043.tif 000003
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明によれば、半導体ウエハに供給する場合にハンドリング性の良い半導体ウエハ用接着フィルムを提供することができる。