(57)【要約】【課題】半導体ウエハ上に複数の貫通電極付き半導体チップを積層するために用いられ、信頼性の高い半導体装置を製造することのできる貫通電極付き半導体チップ用接着フィルムを提供する。【解決手段】半導体ウエハ上に複数の貫通電極付き半導体チップを積層するために用いられる貫通電極付き半導体チップ用接着フィルムであって、２５℃から２６５℃における硬化後の平均線膨張率が１００ｐｐｍ／℃未満である貫通電極付き半導体チップ用接着フィルム。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体ウエハ上に複数の貫通電極付き半導体チップを積層するために用いられる貫通電極付き半導体チップ用接着フィルムであって、
２５℃から２６５℃における硬化後の平均線膨張率が１００ｐｐｍ／℃未満である
ことを特徴とする貫通電極付き半導体チップ用接着フィルム。
【請求項２】
２５℃から２６５℃のいずれかの温度で最低溶融粘度が１５０〜１５００Ｐａ・ｓであることを特徴とする請求項１記載の貫通電極付き半導体チップ用接着フィルム。
【請求項３】
硬化後のガラス転移温度Ｔｇが１６０〜２６０℃であることを特徴とする請求項１又は２記載の貫通電極付き半導体チップ用接着フィルム。
【請求項４】
熱硬化性樹脂及び熱硬化剤を含有し、前記熱硬化剤が酸無水物であることを特徴とする請求項１、２又は３記載の貫通電極付き半導体チップ用接着フィルム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエハ上に複数の貫通電極付き半導体チップを積層するために用いられ、信頼性の高い半導体装置を製造することのできる貫通電極付き半導体チップ用接着フィルムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ハンダ等からなる突起電極（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注目されている。
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。特許文献１には、２５℃での静的粘度が５０Ｐａ・ｓｅｃ未満、注入時の動的粘度が２Ｐａ・ｓｅｃ未満の封止樹脂が記載されている。
【０００３】
また、近年、半導体チップの小型化が進行するとともに電極間のピッチもますます狭くなっており、また、これらに伴って半導体チップ同士又は半導体チップと基板との間のギャップが狭くなっている。従って、接合後に封止樹脂を注入するのではなく、基板上に予め塗布した液状接着剤を介して半導体チップを接合する方法が行われている。特許文献２には、硬化前におけるチキソトロピー指数が１．１〜４．０である液状接着剤が記載されている。特許文献２には、この液状接着剤を用いると、基板上や半導体チップ上に形状を維持したまま液状接着剤を塗布できることが記載されている。
【０００４】
更に、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行われている。特許文献３には、１５０℃での粘度が２００Ｐａ・ｓより高く、硬化物の２０〜３００℃における平均線膨張係数が２００ｐｐｍ／℃以下であるフィルム状接着剤が記載されている。一般的な接着フィルムでは低温かつ短時間の圧接接続条件では、接着フィルムの接着力が低下することや、樹脂の排除が不充分となって電極接続できないという問題があった。これに対して、特許文献３には、この文献に記載されたフィルム状接着剤は、接着剤が液状化してチップと基板の隙間から流れ出さない程度に低溶融粘度化した、チップ搭載温度の低温化への対応及び超音波振動を利用したフリップチップ接続方式への対応が可能となるフィルム状接着剤であることが記載されている。
【０００５】
一方、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、一般的に、半導体ウエハ上の格子状に区切られた各接合部位に、接着フィルムを介して複数の貫通電極付き半導体チップ（ＴＳＶチップ）を多層積層したのち、格子状のダイシングラインに沿って半導体ウエハをダイシングすることで多層半導体チップ積層体が製造される。
【０００６】
ＴＳＶを使った３次元積層では、線膨張率の低いシリコンからなる半導体チップ間の電極接続を保持することが求められるため、従来より高い信頼性が求められる。
例えば、特許文献３に記載されたフィルム状接着剤は、半導体チップ間を接合する場合ではなく基板上に半導体チップを接合する場合における接着力を向上させ、電極接続を保持することを目的として設計されているため、このフィルム状接着剤をＴＳＶ積層技術に適用すると、電極接続信頼性を充分に高められないという問題点がある。また、ボイドと呼ばれる気泡が残存するという問題点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】国際公開第０８／０１８５５７号パンフレット
【特許文献２】特開２００７−５１１８４号公報
【特許文献３】特開２０１２−６７３０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、半導体ウエハ上に複数の貫通電極付き半導体チップを積層するために用いられ、信頼性の高い半導体装置を製造することのできる貫通電極付き半導体チップ用接着フィルムを提供することを目的とする。また、本発明は、貫通電極付き半導体チップを積層するために用いられた際に、空気の噛み込みによるボイドの発生を低減することのできる貫通電極付き半導体チップ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】
【０００９】
本発明は、半導体ウエハ上に複数の貫通電極付き半導体チップを積層するために用いられる貫通電極付き半導体チップ用接着フィルムであって、２５℃から２６５℃における硬化後の平均線膨張率が１００ｐｐｍ／℃未満であることを特徴とする貫通電極付き半導体チップ用接着フィルムである。
本発明の貫通電極付き半導体チップ用接着フィルムは、２５℃から２６５℃のいずれかの温度で最低溶融粘度が１５０〜１５００Ｐａ・ｓであることが好ましい。最低溶融粘度を１５０〜１５００Ｐａ・ｓにすることにより、空気の噛み込みによるボイドの発生を低減することで更に、信頼性を高めることができる。
以下、本発明を詳述する。
【００１０】
本発明者らは、半導体ウエハ上に複数の貫通電極付き半導体チップを積層するために用いられる貫通電極付き半導体チップ用接着フィルムにおいて、２５℃から２６５℃における硬化後の平均線膨張率を１００ｐｐｍ／℃未満と特定の狭い範囲に調整することにより、信頼性評価時に電極接続部分に掛かる応力を低減することで、高い電極接続信頼性が得られることを見出し、本発明を完成させるに至った。また、本発明者らは、更に、２５℃から２６５℃のいずれかの温度における最低溶融粘度を１５０〜１５００Ｐａ・ｓと特定の狭い範囲に調整することにより、空気の噛み込みによるボイドの発生を低減することで、応力を局所的に発生させないことによって、更に高い信頼性が得られることを見出した。
【００１１】
本発明の貫通電極付き半導体チップ用接着フィルムは、半導体ウエハ上に複数の貫通電極付き半導体チップを積層するために用いられる。
本発明の貫通電極付き半導体チップ用接着フィルムは、２５℃から２６５℃における硬化後の平均線膨張率が１００ｐｐｍ／℃未満である。このような狭い範囲の硬化後の平均線膨張を有する貫通電極付き半導体チップ用接着フィルムを用いることにより、電極接続信頼性の高い半導体装置が得られる。また、更に、本発明の貫通電極付き半導体チップ用接着フィルムは、２５℃から２６５℃のいずれかの温度での最低溶融粘度が１５０〜１５００Ｐａ・ｓであることが好ましい。このような狭い範囲の最低溶融粘度を有する貫通電極付き半導体チップ用接着フィルムを用いることにより、空気の噛み込みによるボイドの発生を低減することで、更に信頼性の高い半導体装置が得られる。
【００１２】
上記硬化後の平均線膨張率が１００ｐｐｍ／℃以上であると、信頼性評価において、電極接続部分への変形応力が大きくなり、電極接続が破断しやすくなる。上記平均線膨張率の好ましい上限は９０ｐｐｍ／℃、より好ましい上限は８０ｐｐｍ／℃である。上記平均線膨張率の下限は、実装時に電極接続が阻害されなければ、特に限定されないが、無機フィラー充填率が９０％以上になり平均線膨張率が低下しすぎると、実装時の電極接続が阻害されることがある。上記平均線膨張率の好ましい下限は、２５ｐｐｍ／℃である。
なお、２５℃から２６５℃における硬化後の平均線膨張率は、熱応力歪測定装置（例えば、エスアイアイ・ナノテクノロジー社製のＴＭＡ／ＳＳ６０００）を用いて０℃から３００℃の範囲で貫通電極付き半導体チップ用接着フィルムの硬化物の線膨張率を測定し、このとき得られた２５℃から２６５℃までの線膨張率のＳＳカーブの傾きから平均値を算出することで求めることができる。
【００１３】
上記最低溶融粘度が１５０Ｐａ・ｓ未満であると、実装時に貫通電極付き半導体チップ用接着フィルムとバンプとの間に気泡（ボイド）が発生しやすくなることがある。上記最低溶融粘度が１５００Ｐａ・ｓを超えると、貫通電極と、この貫通電極に対向する基板や半導体ウエハや半導体チップに形成された電極との接続が阻害されることがある。上記最低溶融粘度のより好ましい下限は１７０Ｐａ・ｓ、より好ましい上限は１２００Ｐａ・ｓであり、更に好ましい下限は２００Ｐａ・ｓ、更に好ましい上限は１０００Ｐａ・ｓである。
なお、２５℃から２６５℃のいずれかの温度での最低溶融粘度とは、２５℃から２６５℃までの温度域における最低複素粘度η＊ｍｉｎであり、貫通電極付き半導体チップ用接着フィルムについて、レオメーター（例えば、ＲＥＯＬＯＧＩＣＡ社製のＳＴＲＥＳＳＴＥＣＨ）を用いて、サンプル厚み６００μｍ、歪制御（１ｒａｄ）、周波数１０Ｈｚ、昇温速度２０℃／ｍｉｎの条件で測定温度範囲２５℃から２６５℃まで測定を行うことで求めることができる。
【００１４】
上記平均線膨張率と最低溶融粘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貫通電極付き半導体チップ用接着フィルムに対して、更に、無機フィラーを配合する方法が挙げられる。なかでも、無機フィラーの平均粒子径及び含有量を調整する方法が好ましい。
【００１５】
本発明の貫通電極付き半導体チップ用接着フィルムは、硬化後のガラス転移温度Ｔｇが１６０〜２６０℃であることが好ましい。硬化後のＴｇがこのような範囲である貫通電極付き半導体チップ用接着フィルムを用いることにより、信頼性に優れた半導体装置が得られる。また、更に好ましい硬化後のＴｇは１７０〜２４０℃である。このような範囲のＴｇを有する貫通電極付き半導体チップ用接着フィルムを用いることにより、更に信頼性に優れた半導体装置が得られる。
なお、硬化後のＴｇは、熱応力歪測定装置（例えば、エスアイアイ・ナノテクノロジー社製のＴＭＡ／ＳＳ６０００）を用いて０℃から３００℃の範囲で貫通電極付き半導体チップ用接着フィルムの硬化物の線膨張率を測定し、このとき得られたＳＳカーブの変曲点から求めることができる。
【００１６】
本発明の貫通電極付き半導体チップ用接着フィルムは、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。
【００１７】
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、常温で液体又は結晶性固体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。
【００１８】
上記エポキシ樹脂を含有する場合、本発明の貫通電極付き半導体チップ用接着フィルムは、更に、上記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、貫通電極付き半導体チップ用接着フィルムの硬化物は靭性をもち、優れた耐衝撃性を発現することができる。
【００１９】
上記高分子化合物は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、酸無水物等が挙げられる。なかでも、酸無水物が好ましい。酸無水物を用いることにより、貫通電極付き半導体チップ用接着フィルムの硬化後のＴｇを上げて、α１領域を拡大し、２５℃から２６０℃における硬化後の平均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、貫通電極付き半導体チップ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】
本発明の貫通電極付き半導体チップ用接着フィルムは、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、貫通電極付き半導体チップ用接着フィルムの速硬化性が向上する。
【００２３】
本発明の貫通電極付き半導体チップ用接着フィルムは、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貫通電極付き半導体チップ用接着フィルムに配合することにより、全温度領域での硬化後の線膨張率を低減することができる。
【００２４】
上記無機フィラーの含有量は、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４０重量部、好ましい上限は４００重量部である。上記無機フィラーの含有量が４０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。上記無機フィラーの含有量が４００重量部を超えると、貫通電極付き半導体チップ用接着フィルムの硬化後の線膨張率は低下するものの、電極接続信頼性が低下することがある。上記無機フィラーの含有量のより好ましい下限は５０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６０重量部、更に好ましい上限は３００重量部である。
【００２５】
本発明の貫通電極付き半導体チップ用接着フィルムは、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、貫通電極付き半導体チップ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、貫通電極付き半導体チップ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、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】
本発明の貫通電極付き半導体チップ用接着フィルムは、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、本発明の貫通電極付き半導体チップ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。
本発明の貫通電極付き半導体チップ用接着フィルムは、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、フラックス剤や増粘剤等の添加剤を含有してもよい。
【００２８】
本発明の貫通電極付き半導体チップ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】
本発明の貫通電極付き半導体チップ用接着フィルムは、半導体ウエハ上に複数の貫通電極付き半導体チップを積層するために用いられる。
本発明の貫通電極付き半導体チップ用接着フィルムを用いて半導体ウエハ上に複数の貫通電極付き半導体チップを積層する方法は特に限定されないが、半導体ウエハ上の接合部位に本発明の貫通電極付き半導体チップ用接着フィルムを介して第１の貫通電極付き半導体チップを仮接着する工程（１）と、上記第１の貫通電極付き半導体チップ上に本発明の貫通電極付き半導体チップ用接着フィルムを介して第２の貫通電極付き半導体チップを仮接着する工程（２）と、必要に応じて上記工程（２）を繰り返す工程（３）と、得られた仮接着体を加熱して貫通電極の電極接続を行う工程（４）とを有する方法が好ましい。
【００３０】
上記工程（１）において上記半導体ウエハ上の接合部位に上記第１の貫通電極付き半導体チップを仮接着する方法は特に限定されず、例えば、本発明の貫通電極付き半導体チップ用接着フィルムを上記第１の貫通電極付き半導体チップに供給した後、フリップチップボンダ等の実装用装置を用いて上記半導体ウエハ上の接合部位に上記第１の貫通電極付き半導体チップを位置合わせし、本発明の貫通電極付き半導体チップ用接着フィルムを所定温度（仮接着温度ともいう）で所定時間（仮接着時間ともいう）加熱する方法等が挙げられる。
本発明の貫通電極付き半導体チップ用接着フィルムを上記第１の貫通電極付き半導体チップに供給する方法は特に限定されず、例えば、本発明の貫通電極付き半導体チップ用接着フィルムを貫通電極付き半導体チップにラミネートする方法、本発明の貫通電極付き半導体チップ用接着フィルムを貫通電極付き半導体ウエハにラミネートした後、貫通電極付き半導体チップに個片化する方法等が挙げられる。
【００３１】
上記仮接着温度及び上記仮接着時間を制御することより、本発明の貫通電極付き半導体チップ用接着フィルムを完全には硬化させずに、上記半導体ウエハ上の接合部位に上記第１の貫通電極付き半導体チップをある程度接着（即ち、仮接着）させることができる。なお、このような仮接着された状態において、貫通電極はまだ電極接続していない。貫通電極の電極接続は、後述する工程（４）において行われる。
上記仮接着温度は特に限定されず、仮接着可能な温度で本発明の貫通電極付き半導体チップ用接着フィルムの硬化温度より低い温度を採用すればよく、本発明の貫通電極付き半導体チップ用接着フィルムの硬化温度との差の好ましい下限が１０℃、好ましい上限が２００℃であり、より好ましい下限は１５℃、より好ましい上限は１５０℃である。上記仮接着温度は、具体的には、好ましくは４０〜２００℃程度、より好ましくは６０〜１８０℃程度である。
上記仮接着時間は、好ましくは０．１〜６０秒である。
【００３２】
上記工程（２）及び上記工程（３）においては、上記工程（１）と同様の方法を用いて貫通電極付き半導体チップを仮接着すればよい。
これらの工程を行うことにより、上記半導体ウエハ上に仮接着された複数の貫通電極付き半導体チップに対してまとめて電極接続を行うことができ、１段ずつ貫通電極付き半導体チップを重ね順々に電極接続を行う場合と比較して、生産性を向上させることができる。更に、上記半導体ウエハ上の複数の仮接着体に対してまとめて電極接続を行うことで、生産性を更に向上させることができる。
【００３３】
上記工程（４）において上記仮接着体を加熱して貫通電極の電極接続を行う方法は特に限定されず、例えば、貫通電極がハンダ電極である場合、フリップチップボンダ等の実装用装置を用いて、６０〜２２０℃程度の接触温度（電極を接触させる温度）で０．１〜６０秒程度加熱した後、２３０〜３００℃程度のハンダ溶融温度以上の温度で０．１〜６０秒程度加熱する方法等が挙げられる。
加熱条件を制御することより、良好に電極接続を行うことができる。また、加熱条件によっては本発明の貫通電極付き半導体チップ用接着フィルムを完全に硬化させて複数の貫通電極付き半導体チップを良好に接着することもできる。
【００３４】
上記工程（４）では、最上段の貫通電極付き半導体チップに対し押圧し、貫通電極の電極接続を行うとともに本発明の貫通電極付き半導体チップ用接着フィルムを封止領域に充填することが好ましい。
上記押圧する際の圧力は特に限定されないが、１〜２００Ｎが好ましい。また、電極１つ当たりの圧力は、０．０００１〜１Ｎが好ましい。上記電極１つ当たりの圧力が０．０００１Ｎ未満であると、電極同士が接触しないことがある。上記電極１つ当たりの圧力が１Ｎを超えると、電極がつぶれすぎて隣の電極と接触し、ショートすることがある。
【００３５】
上記工程（４）では、本発明の貫通電極付き半導体チップ用接着フィルムは、完全に硬化してもよいし、途中段階まで硬化していてもよい。電極接続の際に本発明の貫通電極付き半導体チップ用接着フィルムが完全に硬化せず途中段階まで硬化している場合には、電極接続後に本発明の貫通電極付き半導体チップ用接着フィルムを完全に硬化させる２段階の加熱を行ってもよい。
【００３６】
上記工程（１）〜（４）の後、更に、本発明の貫通電極付き半導体チップ用接着フィルムを完全に硬化させる工程（５）を別途行ってもよい。
必要に応じて電極接続後に本発明の貫通電極付き半導体チップ用接着フィルムを完全に硬化させればよく、電極接続と本発明の貫通電極付き半導体チップ用接着フィルムの硬化とを同時に行うために一挙に加熱する必要がないため、貫通電極付き半導体チップの厚み又は電極高さのばらつきに起因して均一に加熱できず歩留りが低下するという問題を防ぐことができる。
【００３７】
上記工程（１）〜（４）及び必要に応じて上記工程（５）を行うことで、本発明の貫通電極付き半導体チップ用接着フィルムを用いて半導体ウエハ上に複数の貫通電極付き半導体チップを積層することができる。
【発明の効果】
【００３８】
本発明によれば、半導体ウエハ上に複数の貫通電極付き半導体チップを積層するために用いられ、信頼性の高い半導体装置を製造することのできる貫通電極付き半導体チップ用接着フィルムを提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
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。
【００４０】
（実施例１〜９及び比較例１〜４）
（１）接着フィルムの製造
表１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、接着フィルムを得た。
１．エポキシ樹脂
ビスフェノールＡ固形エポキシ樹脂（１００４ＡＦ、三菱化学社製）
ビスフェノールＡ液状エポキシ樹脂（ＹＬ９８０、三菱化学社製）
ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂（ＨＰ７２００ＨＨ、ＤＩＣ社製）
ナフタレン型エポキシ樹脂（ＨＰ４７１０、ＤＩＣ社製）
グリシジルアミン型エポキシ樹脂（ＥＰ−３９００Ｓ、アデカ社製）
ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂（ＥＰ−４０８８Ｌ、アデカ社製）
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−３０６、三菱化学社製）
酸無水物（ＹＨ−３０９、三菱化学社製）
フェノール硬化剤（ＫＡ−１１６０、ＤＩＣ社製）
イミダゾール（２ＭＡＯＫ−ＰＷ、四国化成工業社製）
イミダゾール（Ｆ７０００、Ｔ＆Ｋ  ＴＯＫＡ社製）
４．無機フィラー
球状シリカ（ＹＡ０５０Ｃ−ＳＰ５、アドマテックス社製、平均粒子径０．０５μｍ）
球状シリカ（ＳＥ−２０５０−ＳＰＪ、アドマテックス社製、平均粒子径０．５μｍ）
５．その他
シランカップリング剤（ＫＢＥ−４０２、信越化学工業社製）
【００４１】
（２）平均線膨張率及びＴｇの測定
得られた接着フィルムについて、１９０℃３０分で硬化させた厚さ５００μｍの硬化物を作製した。この硬化物について、熱応力歪測定装置（型式「ＥＸＴＥＡＲ  ＴＭＡ／ＳＳ  ６０００」、エスアイアイ・ナノテクノロジー社製）を用い、荷重５ｇ、昇温速度１０℃／分、サンプル長１ｃｍで０℃から３００℃まで昇温し、このとき得られた２５℃から２６５℃までの線膨張率のＳＳカーブの傾きから、平均線膨張率（ｐｐｍ／℃）を求めた。また、ＳＳカーブの変曲点からＴｇを求めた。
【００４２】
（３）最低溶融粘度の測定
得られた接着フィルムについて、レオメーター（ＲＥＯＬＯＧＩＣＡ社製のＳＴＲＥＳＳＴＥＣＨ）を用いて、サンプル厚み６００μｍ、歪制御（１ｒａｄ）、周波数１０Ｈｚ、昇温速度２０℃／ｍｉｎの条件で測定温度範囲２５℃から２６５℃まで測定を行うことで、２５℃から２６５℃までの温度域における最低複素粘度η＊ｍｉｎを求め、最低溶融粘度とした。
【００４３】
＜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に示した。
【００４４】
（１）半導体装置の製造
シリコンチップＡ１、Ａ２、Ａ３（厚み５０μｍ、片面に直径２０μｍ、高さ１０μｍのＮｉ／Ａｕめっきされた電極が形成されており、もう一方の面に直径２０μｍ、高さ１０μｍの銅バンプが形成され、銅バンプの上に厚み５μｍのＳｎ−３．５Ａｇハンダ層が形成されているＴＳＶチップ）と、シリコンチップＢ（片面に直径２０μｍ、高さ１０μｍのＮｉ／Ａｕめっきされた電極が形成されており、もう一方の面には電極やバンプが形成されていないチップ）とを準備した。
シリコンチップＡ１、Ａ２、Ａ３のハンダ層を有する銅バンプが形成されている面に、接着フィルムを真空ラミネーター（ＡＴＭ−８１２Ｍ、タカトリ社製）を用いてステージ温度８０℃、真空度１００Ｐａ・ｓの条件下でラミネートし、その後、チップからはみ出した余分な接着フィルムをカッターで切断除去した。
【００４５】
下記に示す方法により、１１個の仮接着体を作製した。
フリップチップボンダ（ＦＣ３０００Ｓ、東レエンジニアリング社製）を用いて、シリコンチップＡ１の接着フィルムが付着した面を、ステージ温度６０℃、ボンディングツール温度（仮接着温度）１００℃で２秒間、２０ＮでシリコンチップＢの電極が形成されている側に仮接着させた。次に、シリコンチップＡ２の接着フィルムが付着した面を、同じ条件でシリコンチップＡ１の接着フィルムが付着していない面に対して仮接着させた。更に、シリコンチップＡ３の接着フィルムが付着した面を、同じ条件でシリコンチップＡ２の接着フィルムが付着していない面に対して仮接着させた。これにより、シリコンチップＢの電極が形成されている面側に接着フィルムを介してシリコンチップＡ１、Ａ２、Ａ３が３段積層された仮接着体を作製した。なお、この時点ではそれぞれのシリコンチップのハンダ層を有する銅バンプはまだハンダ接合していない。
次いで、１１個の仮接着体を大気圧下、以下の温度条件で加熱してそれぞれのシリコンチップのハンダ層を有する銅バンプをハンダ接合した。その後、１７０℃で３０分間加熱しながら加圧し、接着フィルムを完全に硬化させ、１１個の半導体装置を得た。なお、加圧時の荷重は２０Ｎとした。
（温度条件）
１．１６０℃で５秒間加熱
２．５秒間で１６０℃から２８０℃まで昇温
３．２８０℃で５秒間維持
４．５秒間で２８０℃から１００℃まで降温
【００４６】
（２）初期評価
初期ボイド評価
上記（１）で得られた半導体装置１０個について、透過型超音波探傷走査（ＳＡＴ）を用いて、ボイドの有無を観察し、４つ以上の半導体装置においてボイドが観察されたものを×、１つ以上３つ以下の半導体装置においてボイドが観察されたものを△、いずれの半導体装置においてもボイドが観察されなかったものを○とした。
【００４７】
初期電極接続信頼性評価
上記（１）で得られた半導体装置において、任意の１つを断面研磨し、電極接続がなされていないものを×とした。貫通電極に対向する半導体チップに形成された電極面と貫通電極の電極面との間が電極接続しておらず、対向する電極面の一部部分に樹脂が挟まった状態（樹脂噛み）が見られたものを△とし、電極接続部分に樹脂噛みが見られなかったものを○とした。
【００４８】
（３）リフロー試験
上記（１）にて得られた半導体装置１０個について、６０℃、６０％ＲＨで４０時間吸湿させ、ピーク温度２６２℃のリフローオーブンに３回通してリフロー試験を行った後、１０個すべてについてＳＡＴ観察を行い、リフロー試験前と比較して、剥離又はボイド径の拡大が観察されたものを×とした。剥離又はボイド径の拡大が観察されなかったものを○とした（ボイド評価）。また、任意の３つについて断面研磨を行い、電極接続状態を確認した。電極接続が破断しているものを×とした。電極接続の一部部分に樹脂噛みが見られたものを△とし、電極接続部分に樹脂噛みが見られなかったものを○とした（電極接続信頼性評価）。
【００４９】
（４）冷熱サイクル試験１
上記（３）にてリフロー試験を行った半導体装置４個について、−５５〜１２５℃（３０分／１サイクル）、１０００サイクルの冷熱サイクル試験を行った後、ＳＡＴ観察を行い、冷熱サイクル試験前と比較して、剥離又はボイド径の拡大が観察されたものを×とした。剥離又はボイド径の拡大が観察されなかったものを○とした（ボイド評価）。また、４つすべてについて断面研磨を行い、電極接続状態を確認した。電極接続が破断しているものを×とした。電極接続の一部部分に樹脂噛みが見られたものを△とし、電極接続部分に樹脂噛みが見られなかったものを○とした（電極接続信頼性評価）。
【００５０】
（５）冷熱サイクル試験２
上記（３）にてリフロー試験を行った半導体装置３個について、−５５〜１２５℃（３０分／１サイクル）、３０００サイクルの冷熱サイクル試験を行った後、ＳＡＴ観察を行い、冷熱サイクル試験前と比較して、剥離又はボイド径の拡大が観察されたものを×とした。剥離又はボイド径の拡大が観察されなかったものを○とした（ボイド評価）。また、３つすべてについて断面研磨を行い、電極接続状態を確認した。電極接接続が破断しているものを×とした。電極接続の一部部分に樹脂噛みが見られたものを△とし、電極接続部分に樹脂噛みが見られなかったものを○とした（電極接続信頼性評価）。
冷熱サイクル試験２は、極めて過酷な条件での試験であるため、冷熱サイクル試験１で良好な結果が得られた場合でも充分に信頼性が高いと評価できる。よって、冷熱サイクル試験２で良好な結果が得られた場合は、実施例のなかでも特に信頼性に優れていると評価した。
【００５１】
【表１】
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【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明によれば、半導体ウエハ上に複数の貫通電極付き半導体チップを積層するために用いられ、信頼性の高い半導体装置を製造することのできる貫通電極付き半導体チップ用接着フィルムを提供することができる。