(57)【要約】【課題】  有機成分による焼結性金属粒子の焼結の阻害を抑制してパワー半導体装置に十分な接合信頼性を付与可能な加熱接合シート、及び当該加熱接合用シートを有するダイシングテープ付き加熱接合用シートを提供すること。【解決手段】  加熱により焼結層となる前駆層を有する加熱接合用シートであって、前記前駆層は、焼結性金属粒子と有機成分とを含み、大気雰囲気下、１０℃／ｍｉｎの昇温速度の条件にて前記加熱接合用シートの熱重量測定を行った際の前記有機成分の９５％重量消失温度が１５０℃以上３００℃以下である加熱接合用シート。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱により焼結層となる前駆層を有する加熱接合用シートであって、
前記前駆層は、焼結性金属粒子と有機成分とを含み、
大気雰囲気下、１０℃／ｍｉｎの昇温速度の条件にて前記加熱接合用シートの熱重量測定を行った際の前記有機成分の９５％重量消失温度が１５０℃以上３００℃以下である加熱接合用シート。
【請求項２】
前記有機成分は、有機バインダーと塩基性物質とを含む請求項１に記載の加熱接合用シート。
【請求項３】
大気雰囲気下、１０℃／ｍｉｎの昇温速度の条件にて熱重量測定を行った際の前記塩基性物質のうち少なくとも一種の塩基性物質の９５％重量消失温度が１５０℃以上３００℃以下である請求項２に記載の加熱接合用シート。
【請求項４】
前記塩基性物質は第三級アミンである請求項２又は３に記載の加熱接合用シート。
【請求項５】
ダイシングテープと、
前記ダイシングテープ上に積層された請求項１〜４のいずれか１項に記載の加熱接合用シートと
を有するダイシングテープ付き加熱接合用シート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加熱接合用シート及びダイシングテープ付き加熱接合用シートに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の製造において半導体素子を金属リードフレームなどの被着体に接着する方法（いわゆるダイボンディング法）は、従来の金−シリコン共晶に始まり、半田、樹脂ペーストによる方法に推移している。現在では、導電性の樹脂ペーストを使用することがある。
【０００３】
しかし、導電性の樹脂ペーストを用いる方法では、ボイドの発生による導電性の低下およびペーストの厚みの不均一さ、はみ出しによるパッドの汚染等が生じる場合がある。
【０００４】
他方、近年、電力の制御や供給を行うパワー半導体装置の普及が顕著となっている。パワー半導体装置には常に電流が流れるため、発熱量が大きい。それゆえ、パワー半導体装置に使用される導電性の接着剤は、高い放熱性と低い電気抵抗率を持つことが望ましい。
【０００５】
パワー半導体装置には、低損失で高速動作が求められる。従来、パワー半導体装置にはＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ  Ｇａｔｅ  Ｂｉｐｏｌａｒ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）やＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ−Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｆｉｅｌｄ−Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）などのＳｉを用いた半導体が用いられている。近年では、ＳｉＣやＧａＮなどの半導体を用いたものが開発され、今後拡大するものと予想されている。
【０００６】
ＳｉＣやＧａＮを用いた半導体は、バンドギャップが大きい、絶縁破壊電界が高いなどの特徴があり、低損失、高速動作、高温動作が可能となる。高温動作は、熱環境が厳しい自動車や小型電力変換機器等においてメリットとなる。熱環境が厳しい用途の半導体装置は、２５０℃前後の高温動作が想定されており、これまでの接合・接着材料であるはんだや導電性接着剤では、熱特性、信頼性に問題が生じる。そこで、焼結金属粒子含有のペースト材が提案されている（例えば、特許文献１）。焼結金属粒子含有ペースト材は、ナノサイズからマイクロサイズの金属粒子を含み、これら金属粒子がナノサイズ効果で通常の融点よりも低い温度で融解し、粒子間の焼結が進行する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１４−１１１８００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、焼結金属粒子含有のペースト材は、文字どおりペースト状態であるため、導電性の樹脂ペーストと同様に厚みが不均一となり、その結果、接合ムラが生じて特に高温での接合信頼性が低下する場合がある。そこで、厚みの不均一性及びこれに起因する不具合を解決するために、焼結性の金属粒子を含む接合材料をシート状とする技術が検討されつつある。
【０００９】
接合材料に成形性を付与する方策の一つとして、比較的高分子量の材料である有機バインダーを添加することが検討されている。シート状の接合材料の焼結は、有機バインダー等有機成分の分解消失に続く焼結性金属粒子の焼結というプロセスで進行する。
【００１０】
しかしながら、有機バインダーに代表される高分子材料と金属微粒子とを共存させると、高分子材料の分解温度が高温側にシフトすることがある。分解温度の高温シフトの程度が強くなると、高分子材料の分解温度が焼結性金属粒子の焼結温度と同程度となるか、又はそれを超えるおそれがある。この場合、焼結性金属粒子の焼結時にも高分子材料が消失せずに残存してしまい、未消失の高分子材料が焼結性金属粒子の焼結を阻害し、その結果、焼結性金属粒子の焼結が不十分となり、パワー半導体装置の接合信頼性の低下を招来するおそれがある。
【００１１】
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、有機成分による焼結性金属粒子の焼結の阻害を抑制してパワー半導体装置に十分な接合信頼性を付与可能な加熱接合シート、及び当該加熱接合用シートを有するダイシングテープ付き加熱接合用シートを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本願発明者らは、前記従来の問題点を解決すべく鋭意検討した結果、下記の構成を採用することにより、前記課題を解決し得ることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【００１３】
すなわち、本発明の一実施形態に係る加熱接合用シートは、加熱により焼結層となる前駆層を有し、
前記前駆層は、焼結性金属粒子と有機成分とを含み、
大気雰囲気下、１０℃／ｍｉｎの昇温速度の条件にて前記加熱接合用シートの熱重量測定を行った際の前記有機成分の９５％重量消失温度が１５０℃以上３００℃以下である。
【００１４】
当該加熱接合用シートでは、所定の条件下にて加熱した際の前駆層に含まれる有機成分の９５％重量消失温度が１５０℃以上３００℃以下である。有機成分が焼結性金属粒子の焼結温度と同等か、それより低い９５％重量消失温度を有することで、焼結性金属粒子の焼結の前にほとんどの有機成分を分割消失させることができ、焼結性金属粒子の焼結をスムーズに進行させることができる。
【００１５】
前記有機成分は、有機バインダーと塩基性物質とを含むことが好ましい。塩基性物質の存在により有機バインダーの分解消失を促進させることができ、焼結性金属粒子をよりスムーズに焼結させることができる。
【００１６】
大気雰囲気下、１０℃／ｍｉｎの昇温速度の条件にて熱重量測定を行った際の前記塩基性物質のうち少なくとも一種の塩基性物質の９５％重量消失温度が１５０℃以上３００℃以下であることが好ましい。塩基性物質が有機成分と同等の９５％重量消失温度を有することにより、有機成分のより効率的かつ十分な分解消失を促進させることができる。なお、前記加熱接合用シートに含まれる前記塩基性物質は例えば以下のようにして同定することができる。まず有機物の大別を赤外分光法（ＩＲ）で行い、それをもとに溶剤流出、遠心分離などで有機物を取り出し、核磁気共鳴法（ＮＭＲ）やガスクロマトグラフィー、質量分析（ＧＣ−ＭＳ）などによる構造解析をして分子構造を特定することができる。これ以外の公知の方法を用いて塩基性物質を特定してもよい。
【００１７】
前記塩基性物質は、有機成分の分解性や適度な９５％重量消失温度を有する点で、第三級アミンであることが好ましい。
【００１８】
本発明の他の実施形態に係るダイシングテープ付き加熱接合用シートは、
ダイシングテープと、
前記ダイシングテープ上に積層された当該加熱接合用シートと
を有する。
【００１９】
前記ダイシングテープ付き加熱接合用シートによれば、ダイシングテープと一体型であるため、ダイシングテープと貼り合わせる工程を省略することができる。また、当該加熱接合用シートを備えるため、焼結性金属粒子の焼結を十分なレベルで進行させることができ、良好な接合信頼性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態に係るダイシングテープ付き加熱接合用シートを示す断面模式図である。
【図２】本発明の他の実施形態に係るダイシングテープ付き加熱接合用シートを示す断面模式図である。
【図３】両面セパレータ付き加熱接合用シートを示す断面模式図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明するための断面模式図である。
【図５】実施例１の加熱接合用シートの熱重量測定の結果を示すグラフである。
【図６Ａ】実施例２の加熱接合用シートについての接合信頼性試験の結果を示す超音波画像である。
【図６Ｂ】比較例１の加熱接合用シートについての接合信頼性試験の結果を示す超音波画像である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明の加熱接合用シート及びダイシングテープ付き加熱接合用シートの実施形態について、図面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。上下等の位置関係を示す用語は、単に説明を容易にするために用いられており、本発明の構成を限定する意図は一切ない。
【００２２】
（ダイシングテープ付き加熱接合用シート）
本実施形態に係る加熱接合用シートは、以下に説明するダイシングテープ付き加熱接合用シートにおいて、ダイシングテープが貼り合わせられていない状態のものを挙げることができる。従って、以下では、ダイシングテープ付き加熱接合用シートについて説明し、加熱接合用シートについては、その中で説明することとする。図１は、本発明の一実施形態に係るダイシングテープ付き加熱接合用シートを示す断面模式図である。図２は、本発明の他の実施形態に係る他のダイシングテープ付き加熱接合用シートを示す断面模式図である。
【００２３】
図１に示すように、ダイシングテープ付き加熱接合用シート１０は、ダイシングテープ１１上に加熱接合用シート３が積層された構成を有する。ダイシングテープ１１は基材１上に粘着剤層２を積層して構成されており、加熱接合用シート３は粘着剤層２上に設けられている。また本発明のダイシングテープ付き加熱接合用シートは、図２に示すダイシングテープ付き加熱接合用シート１２のように、ワーク貼り付け部分にのみ加熱接合用シート３’を形成した構成であってもよい。
【００２４】
（加熱接合用シート）
加熱接合用シート３、３’は、シート状である。ペーストではなく、シートであるため、良好な厚み均一性とハンドリング性とを得られる。
【００２５】
本実施形態に係る加熱接合用シート３、３’は、加熱により焼結層となる前駆層３１からなる。本実施形態では、加熱接合用シートが、加熱により焼結層となる前駆層が１層を含む場合について説明するが、本発明はこの例に限定されない。本発明における、加熱により焼結層となる前駆層は、当該前駆層を複数積層した構成であってもよい。
また、本実施形態では、加熱接合用シートが、加熱により焼結層となる前駆層からなる場合について説明するが、本発明はこの例に限定されない。本発明の加熱接合用シートは、２層以上であってもよい。例えば、加熱により焼結層となる前駆層と、その他の層（加熱により焼結層とならない層）とが積層された構成であってもよい。
すなわち、本発明における加熱接合用シートは、少なくとも加熱により焼結層となる前駆層を有していればよく、その他の構成は特に限定されない。
【００２６】
（加熱により焼結層となる前駆層）
加熱により焼結層となる前駆層３１（以下、単に「前駆層３１」ともいう）は、焼結性金属粒子と有機成分とを含む（各成分の詳細は後述）。前駆層３１において、大気雰囲気下、１０℃／ｍｉｎの昇温速度の条件にて前記加熱接合用シートの熱重量測定を行った際の前記有機成分の９５％重量消失温度が１５０℃以上３００℃以下である。前記９５％重量消失温度は２００℃以上が好ましく、２５０℃以上がより好ましい。一方、前記９５％重量消失温度は２８０℃以下が好ましく、２９０℃以下がより好ましい。９５％重量消失温度を上記範囲内の温度に加熱することにより前駆層中の有機成分の重量の少なくとも９５％が消失することになる。有機成分が焼結性金属粒子の焼結温度と同等か、それより低い９５％重量消失温度を有することで、焼結性金属粒子の焼結の前にほとんどの有機成分を分割消失させることができ、焼結性金属粒子の焼結をスムーズに進行させることができる。９５％重量消失温度が低過ぎると、加熱接合までの熱負荷により有機成分の不用意な分解消失を引き起こしてしまい、所期のシート特性を得られないおそれがある。また、９５％重量消失温度が高過ぎると、焼結性金属粒子の焼結時にも有機成分が存在することになって焼結を阻害してしまい、接合信頼性を低下させてしまう。
【００２７】
前駆層３１の平均厚みが５μｍ〜２００μｍであり、好ましくは１０μｍ〜１５０μｍであり、より好ましくは１５μｍ〜１００μｍである。加熱前の前駆層３１の平均厚みを上記範囲とすることで、シート形状の維持と厚み均一性を確保することができる。
【００２８】
前駆層３１は、下記引張試験方法により得られる引張弾性率が１０ＭＰａ〜３０００ＭＰａであることが好ましく、１２ＭＰａ〜２９００ＭＰａであることがより好ましく、１５ＭＰａ〜２５００ＭＰａであることがさらに好ましい。
【００２９】
引張試験方法：
（１）試験試料として、厚み２００μｍ、幅１０ｍｍ、長さ４０ｍｍの加熱接合用シート（引張試験用加熱接合用シート）を準備し、
（２）チャック間距離１０ｍｍ、引張速度５０ｍｍ／分、２３℃の条件で引張試験を行い、
（３）得られた応力−ひずみ線図の直線部分の傾きを引張弾性率とする。
【００３０】
前駆層３１の前記引張弾性率が１０ＭＰａ以上であると、ダイアタッチ時に加熱接合用シートの構成材料がはみ出したり、チップ表面へ這い上がったりすることをより抑制できる。また、前記引張弾性率が３０００ＭＰａ以下であると、例えば、ダイシング時に半導体ウェハを固定することができる。
【００３１】
前駆層３１は、大気雰囲気下、昇温速度１０℃／分の条件で、２３℃から４００℃まで昇温を行った後のエネルギー分散型Ｘ線分析により得られる炭素濃度が１５重量％以下であることが好ましく、１２重量％以下であることがより好ましく、１０重量％以下であることがさらに好ましい。前記炭素濃度が１５重量％以下であると、前駆層３１は、４００℃まで昇温を行った後には有機物がほとんど存在しない。その結果、加熱接合工程後は、耐熱性に優れ、高温環境においても高い信頼性、熱特性が得られる。
【００３２】
前駆層３１は、大気雰囲気下、昇温速度１０℃／分の条件で、２３℃から５００℃まで示差熱分析を行った際のピークが１５０〜３５０℃に存在することが好ましく、１７０〜３２０℃に存在することがより好ましく、１８０〜３１０℃に存在することがさらに好ましい。前記ピークが１５０〜３５０℃に存在すると、有機物（例えば、前駆層３１を構成する樹脂成分）がこの温度領域で熱分解しているといえる。その結果、加熱接合工程後の耐熱性により優れる。
【００３３】
（焼結性金属粒子）
前記焼結性金属粒子としては、金属微粒子の凝集体を好適に使用できる。金属微粒子としては、金属からなる微粒子などが挙げられる。前記金属としては、金、銀、銅、酸化銀、酸化銅などが挙げられる。なかでも、銀、銅、酸化銀、酸化銅からなる群より選ばれる少なくとも１種であることが好ましい。前記金属微粒子が、銀、銅、酸化銀、酸化銅からなる群より選ばれる少なくとも１種であると、より好適に加熱接合することができる。
【００３４】
前記焼結性金属粒子の平均粒径は、好ましくは０．０００５μｍ以上、より好ましくは０．００１μｍ以上である。平均粒径の下限として、０．０１μｍ、０．０５μｍ、０．１μｍも例示できる。一方、焼結性金属粒子の平均粒径は、好ましくは３０μｍ以下、より好ましくは２５μｍ以下である。平均粒径の上限として、２０μｍ、１５μｍ、１０μｍ、５μｍも例示できる。
【００３５】
前記焼結性金属粒子の平均粒径は、次の方法で測定する。すなわち、前記焼結性金属粒子をＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）にて観察し、平均粒子径を計測する。なお、ＳＥＭ観察は、例えば、焼結性金属粒子がマイクロサイズの場合、５０００倍で観察し、サブミクロンサイズの場合、５００００倍観察で観察し、ナノサイズの場合、３０００００倍で観察するのが好ましい。
【００３６】
前記焼結性金属粒子の形状は特に限定されず、例えば、球状、棒状、鱗片状、不定形状である。
【００３７】
前駆層３１は、前駆層３１全体に対して焼結性金属粒子を６０〜９８重量％の範囲内で含むことが好ましい。前記焼結性金属粒子の含有量は、６５〜９７重量％の範囲内であることがより好ましく、７０〜９５重量％の範囲内であることがさらに好ましい。前記焼結性金属粒子を６０〜９８重量％の範囲内で含むと、焼結性金属粒子を焼結、又は、溶融させて２つの物（例えば、半導体チップとリードフレーム）を接合させることができる。
【００３８】
（有機成分）
前記有機成分は、有機バインダーと塩基性物質とを含むことが好ましい。塩基性物質の存在により有機バインダーの分解消失を促進させることができ、焼結性金属粒子をよりスムーズに焼結させることができる。
【００３９】
前駆層３１は、前記有機バインダーとして、２３℃で固形の熱分解性バインダーを含有することが好ましい。前記熱分解性バインダーを含有すると、加熱接合工程前は、シート形状を維持し易い。また、加熱接合工程時に熱分解させ易い。
【００４０】
本明細書において、「固形」とは、具体的に前記レオメータによる粘度測定による２３℃における粘度が１００，０００Ｐａ・ｓよりも大きいことをいう。
【００４１】
本明細書において「熱分解性バインダー」とは、加熱接合工程において熱分解させることが可能なバインダーをいう。前記熱分解性バインダーは、加熱接合工程後には、焼結層（加熱後の前駆層３１）に、ほとんど残存しないことが好ましい。前記熱分解性バインダーとしては、例えば、前駆層３１に含有させたとしても、大気雰囲気下、昇温速度１０℃／分の条件で、２３℃から４００℃まで昇温を行った後のエネルギー分散型Ｘ線分析により得られる炭素濃度が１５重量％以下となるような材料が挙げられる。例えば、熱分解性バインダーとして、より熱分解させ易い材料を採用すれば、比較的含有量を多くしても、加熱接合工程後に、焼結層（加熱後の前駆層３１）にほとんど残存させないようにすることができる。
【００４２】
前記熱分解性バインダーとしては、ポリカーボネート、アクリル樹脂、エチルセルロース、ポリビニルアルコール等を挙げることができる。これらの材料は単独で、又は、２種以上を混合して使用できる。なかでも、熱分解性が高いという観点から、ポリカーボネートが好ましい。
【００４３】
前記ポリカーボネートとしては、加熱接合工程において熱分解させることが可能なものであれば、特に限定されないが、主鎖の炭酸エステル基（−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−）間に芳香族化合物（例えば、ベンゼン環など）を含まず、脂肪族鎖からなる脂肪族ポリカーボネートや、主鎖の炭酸エステル基（−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−）間に芳香族化合物を含む芳香族ポリカーボネートを挙げることができる。なかでも、脂肪族ポリカーボネートが好ましい。
前記脂肪族ポリカーボネートとしては、例えば、ポリエチレンカーボネート、ポリプロピレンカーボネート等が挙げられる。なかでも、シート形成のためのワニス作製における有機溶剤への溶解性の観点から、ポリプロピレンカーボネートが好ましい。
前記芳香族ポリカーボネートとしては、例えば、主鎖にビスフェノールＡ構造を含むもの等が挙げられる。
前記ポリカーボネートの重量平均分子量は、１０，０００〜１，０００，０００の範囲内であることが好適である。なお、重量平均分子量は、ＧＰＣ（ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー）により測定し、ポリスチレン換算により算出された値である。
【００４４】
前記アクリル樹脂としては、加熱接合工程において熱分解させることが可能な範囲において、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（アクリル共重合体）などが挙げられる。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、へプチル基、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、又はドデシル基などが挙げられる。
【００４５】
また、重合体（アクリル共重合体）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など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など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など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など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などの様な燐酸基含有モノマーが挙げられる。
【００４６】
アクリル樹脂のなかでも、重量平均分子量が１万〜１００万のものがより好ましく、３万〜７０万のものがさらに好ましい。上記数値範囲内であると、加熱接合工程前の接着性、及び、加熱接合工程時における熱分解性に優れるからである。なお、重量平均分子量は、ＧＰＣ（ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー）により測定し、ポリスチレン換算により算出された値である。
また、アクリル樹脂のなかでも、２００℃〜４００℃で熱分解するアクリル樹脂が好ましい。
【００４７】
前記塩基性物質としては、特に限定されず、無機塩基および有機塩基が挙げられる。無機塩基としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム等の金属水酸化物、水素化リチウム、水素化ナトリウム等の金属水素化物、酸化ナトリウム、酸化カリウム、酸化カルシウム等の金属酸化物、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素ナトリウム、リン酸ナトリウム等の金属弱酸塩、アンモニア等が挙げられる。有機塩基としては、例えば、ジエタノールアミン等の第二級アミン、トリヘキシルアミン、トリヘプチルアミン、トリオクチルアミン、トリエタノールアミン、１，８−ジアザビシクロ［５．４．０］ウンデカ−４−エン（ＤＢＵ）、１，５−ジアザビシクロ［４．３．０］ノナ−５−エン（ＤＢＮ）等の第三級アミン、２−ｔｅｒｔ−ブチルイミノ−２−ジエチルアミノ−１，３−ジメチルペルハイドロ−１，３−ジアザ−２−ホスホリン（ＢＥＭＰ）、ｔｅｒｔ− ブチルイミノ−トリス（ジメチルアミノ）ホスホラン（ｔＢｕ−Ｐ１）等のホスファゼン化合物、ナトリウムメトキシド、カリウムｔｅｒｔ−ブトキシド等の金属アルコキシド化合物等が挙げられる。
【００４８】
また、塩基性物質としてこれらの塩基を発生する物質を加えてもよく、例えば、光塩基発生剤や熱塩基発生剤が挙げられる。光塩基発生剤としては、例えば、グアニジニウム２−（３−ベンゾイルフェニル）プロピオネート、Ｅ−１−［３−（２−ヒドロキシフェニル）−２−プロペノイル］ピペリジン、１−（アントラキノン−２−イル）エチルイミダゾールカルボキシレート等が挙げられる。熱塩基発生剤としては、例えば、Ｎ−（２−ニトロベンジルオキシカルボニル）イミダゾール、Ｎ−（３−ニトロベンジルオキシカルボニル）イミダゾール等が挙げられる。
【００４９】
大気雰囲気下、１０℃／ｍｉｎの昇温速度の条件にて熱重量測定を行った際の前記塩基性物質のうち少なくとも一種の塩基性物質の９５％重量消失温度が１５０℃以上３００℃以下であることが好ましく、２００℃以上２８０℃以下であることがより好ましい。塩基性物質（塩基性物質が複数種含まれる場合は、そのうちの少なくとも一種）が有機成分と同等の９５％重量消失温度を有することにより、有機成分のより効率的かつ十分な分解消失を促進させることができる。
【００５０】
これらの塩基性物質の中でも、有機成分との親和性、塩基による有機成分の分解性及び熱的安定性の観点から、トリオクチルアミン、トリエタノールアミンの第三級アミンが好適に用いられる。上記塩基性物質は、それぞれ単独で使用してもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００５１】
前記塩基性物質の配合量としては特に限定されないものの、前記熱分解性バインダー１００重量部に対して、好ましくは１〜１５０重量部であり、より好ましくは１０〜１００重量部である。
【００５２】
なお、前駆層３１は、例えば可塑剤などを適宜含有してもよい。
【００５３】
加熱接合用シート３、３’は、通常の方法で製造できる。例えば、前駆層３１を形成するための前記各成分を含有するワニスを作製し、ワニスを基材セパレータ上に所定厚みとなる様に塗布して塗布膜を形成した後、該塗布膜を乾燥させることで、加熱接合用シート３、３’を製造できる。
【００５４】
ワニスに用いる溶媒としては特に限定されないが、前記各成分を均一に溶解、混練又は分散できる有機溶剤やアルコール溶剤が好ましい。前記有機溶剤としては、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、キシレンなどが挙げられる。また、前記アルコール溶剤としては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、１，２−プロパンジオール、１，３−プロパンジオール、１，２−ブタンジオール、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、２−ブテン−１，４−ジオール、１，２，６−ヘキサントリオール、グリセリン、オクタンジオール、２−メチル−２，４−ペンタンジオール、テルピネオールが挙げられる。
【００５５】
塗布方法は特に限定されない。溶剤塗工の方法としては、例えば、ダイコーター、グラビアコーター、ロールコーター、リバースコーター、コンマコーター、パイプドクターコーター、スクリーン印刷などが挙げられる。なかでも、塗布厚みの均一性が高いという点から、ダイコーターが好ましい。また、塗布膜の乾燥条件は特に限定されず、例えば、乾燥温度７０〜１６０℃、乾燥時間１〜５分間で行うことができる。なお、塗布膜を乾燥させた後であっても溶剤の種類によって、溶剤の全部が気化せずに塗膜中に残る場合がある。
【００５６】
前記乾燥条件に応じて、前駆層３１を構成する各成分の比率が変化することがあるので、前駆層３１中の金属微粒子や熱分解性バインダーの含有量が所望の量となるように、前記乾燥条件を設定することが好ましい。
【００５７】
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など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などが使用可能である。
【００５８】
加熱接合用シート３、３’の製造方法としては、例えば、前記各成分をミキサーにて混合し、得られた混合物をプレス成形して加熱接合用シート３、３’を製造する方法なども好適である。ミキサーとしてはプラネタリーミキサーなどが挙げられる。
【００５９】
（ダイシングテープ）
ダイシングテープ１１は基材１上に粘着剤層２を積層して構成されている。
【００６０】
基材１は、ダイシングテープ付き加熱接合用シート１０、１２の強度母体となるものであり、紫外線透過性を有するものが好ましい。基材１としては、例えば、低密度ポリエチレン、直鎖状ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、超低密度ポリエチレン、ランダム共重合ポリプロピレン、ブロック共重合ポリプロピレン、ホモポリプロレン、ポリブテン、ポリメチルペンテン等のポリオレフィン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、アイオノマー樹脂、エチレン−（メタ）アクリル酸共重合体、エチレン−（メタ）アクリル酸エステル（ランダム、交互）共重合体、エチレン−ブテン共重合体、エチレン−ヘキセン共重合体、ポリウレタン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリアミド、全芳香族ポリアミド、ポリフェニルスルフイド、アラミド（紙）、ガラス、ガラスクロス、フッ素樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、セルロース系樹脂、シリコーン樹脂、金属（箔）、紙等が挙げられる。
【００６１】
また基材１の材料としては、前記樹脂の架橋体等のポリマーが挙げられる。前記プラスチックフィルムは、無延伸で用いてもよく、必要に応じて一軸又は二軸の延伸処理を施したものを用いてもよい。延伸処理等により熱収縮性を付与した樹脂シートによれば、ダイシング後にその基材１を熱収縮させることにより粘着剤層２と加熱接合用シート３、３’との接着面積を低下させて、半導体チップの回収の容易化を図ることができる。
【００６２】
基材１の表面は、隣接する層との密着性、保持性等を高めるため、慣用の表面処理、例えば、クロム酸処理、オゾン暴露、火炎暴露、高圧電撃暴露、イオン化放射線処理等の化学的又は物理的処理、下塗剤（例えば、後述する粘着物質）によるコーティング処理を施すことができる。
【００６３】
基材１の厚みは、特に制限されず適宜に決定できるが、一般的には５〜２００μｍ程度である。
【００６４】
粘着剤層２の形成に用いる粘着剤としては特に制限されず、例えば、アクリル系粘着剤、ゴム系粘着剤等の一般的な感圧性接着剤を用いることができる。前記感圧性接着剤としては、半導体ウェハやガラス等の汚染をきらう電子部品の超純水やアルコール等の有機溶剤による清浄洗浄性等の点から、アクリル系ポリマーをベースポリマーとするアクリル系粘着剤が好ましい。
【００６５】
前記アクリル系ポリマーとしては、例えば、（メタ）アクリル酸アルキルエステル（例えば、メチルエステル、エチルエステル、プロピルエステル、イソプロピルエステル、ブチルエステル、イソブチルエステル、ｓ−ブチルエステル、ｔ−ブチルエステル、ペンチルエステル、イソペンチルエステル、ヘキシルエステル、ヘプチルエステル、オクチルエステル、２−エチルヘキシルエステル、イソオクチルエステル、ノニルエステル、デシルエステル、イソデシルエステル、ウンデシルエステル、ドデシルエステル、トリデシルエステル、テトラデシルエステル、ヘキサデシルエステル、オクタデシルエステル、エイコシルエステル等のアルキル基の炭素数１〜３０、特に炭素数４〜１８の直鎖状又は分岐鎖状のアルキルエステル等）及び（メタ）アクリル酸シクロアルキルエステル（例えば、シクロペンチルエステル、シクロヘキシルエステル等）の１種又は２種以上を単量体成分として用いたアクリル系ポリマー等が挙げられる。なお、（メタ）アクリル酸エステルとはアクリル酸エステル及び／又はメタクリル酸エステルをいい、本発明の（メタ）とは全て同様の意味である。
【００６６】
前記アクリル系ポリマーは、凝集力、耐熱性等の改質を目的として、必要に応じ、前記（メタ）アクリル酸アルキルエステル又はシクロアルキルエステルと共重合可能な他のモノマー成分に対応する単位を含んでいてもよい。この様なモノマー成分として、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、カルボキシエチル（メタ）アクリレート、カルボキシペンチル（メタ）アクリレート、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、クロトン酸等のカルボキシル基含有モノマー；無水マレイン酸、無水イタコン酸等の酸無水物モノマー；（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、（４−ヒドロキシメチルシクロヘキシル）メチル（メタ）アクリレート等の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、（メタ）アクリロイルオキシナフタレンスルホン酸等のスルホン酸基含有モノマー；２−ヒドロキシエチルアクリロイルホスフェート等のリン酸基含有モノマー；アクリルアミド、アクリロニトリル等が挙げられる。これら共重合可能なモノマー成分は、１種又は２種以上使用できる。これら共重合可能なモノマーの使用量は、全モノマー成分の４０重量％以下が好ましい。
【００６７】
さらに、前記アクリル系ポリマーは、架橋させるため、多官能性モノマー等も、必要に応じて共重合用モノマー成分として含むことができる。この様な多官能性モノマーとして、例えば、ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、（ポリ）エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、（ポリ）プロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、エポキシ（メタ）アクリレート、ポリエステル（メタ）アクリレート、ウレタン（メタ）アクリレート等が挙げられる。これらの多官能性モノマーも１種又は２種以上用いることができる。多官能性モノマーの使用量は、粘着特性等の点から、全モノマー成分の３０重量％以下が好ましい。
【００６８】
前記アクリル系ポリマーは、単一モノマー又は２種以上のモノマー混合物を重合に付すことにより得られる。重合は、溶液重合、乳化重合、塊状重合、懸濁重合等の何れの方式で行うこともできる。清浄な被着体への汚染防止等の点から、低分子量物質の含有量が小さいのが好ましい。この点から、アクリル系ポリマーの数平均分子量は、好ましくは１０万以上、さらに好ましくは２０万〜３００万程度であり、特に好ましくは３０万〜１００万程度である。
【００６９】
また、前記粘着剤には、ベースポリマーであるアクリル系ポリマー等の数平均分子量を高めるため、外部架橋剤を適宜に採用することもできる。外部架橋方法の具体的手段としては、ポリイソシアネート化合物、エポキシ化合物、アジリジン化合物、メラミン系架橋剤等のいわゆる架橋剤を添加し反応させる方法が挙げられる。外部架橋剤を使用する場合、その使用量は、架橋すべきベースポリマーとのバランスにより、さらには、粘着剤としての使用用途によって適宜決定される。一般的には、前記ベースポリマー１００重量部に対して、５重量部程度以下、さらには０．１〜５重量部配合するのが好ましい。さらに、粘着剤には、必要により、前記成分のほかに、従来公知の各種の粘着付与剤、老化防止剤等の添加剤を用いてもよい。
【００７０】
粘着剤層２は放射線硬化型粘着剤により形成することができる。放射線硬化型粘着剤は、紫外線等の放射線の照射により架橋度を増大させてその粘着力を容易に低下させることができ、図２に示す粘着剤層２のワーク貼り付け部分に対応する部分２ａのみを放射線照射することにより他の部分２ｂとの粘着力の差を設けることができる。
【００７１】
また、図２に示す加熱接合用シート３’に合わせて放射線硬化型の粘着剤層２を硬化させることにより、粘着力が著しく低下した前記部分２ａを容易に形成できる。硬化し、粘着力の低下した前記部分２ａに加熱接合用シート３’が貼付けられるため、粘着剤層２の前記部分２ａと加熱接合用シート３’との界面は、ピックアップ時に容易に剥がれる性質を有する。一方、放射線を照射していない部分は十分な粘着力を有しており、前記部分２ｂを形成する。なお、粘着剤層への放射線の照射は、ダイシング後であってかつピックアップ前に行ってもよい。
【００７２】
前述の通り、図１に示すダイシングテープ付き加熱接合用シート１０の粘着剤層２において、未硬化の放射線硬化型粘着剤により形成されている前記部分２ｂは加熱接合用シート３と粘着し、ダイシングする際の保持力を確保できる。この様に放射線硬化型粘着剤は、チップ状ワーク（半導体チップ等）を基板等の被着体に固着するための加熱接合用シート３を、接着・剥離のバランスよく支持することができる。図２に示すダイシングテープ付き加熱接合用シート１１の粘着剤層２においては、前記部分２ｂがウェハリングを固定することができる。
【００７３】
放射線硬化型粘着剤は、炭素−炭素二重結合等の放射線硬化性の官能基を有し、かつ粘着性を示すものを特に制限なく使用することができる。放射線硬化型粘着剤としては、例えば、前記アクリル系粘着剤、ゴム系粘着剤等の一般的な感圧性粘着剤に、放射線硬化性のモノマー成分やオリゴマー成分を配合した添加型の放射線硬化型粘着剤を例示できる。
【００７４】
配合する放射線硬化性のモノマー成分としては、例えば、ウレタンオリゴマー、ウレタン（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、テトラメチロールメタンテトラ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ペンタエリストールテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリストールモノヒドロキシペンタ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、１，４−ブタンジオールジ（メタ）アクリレート等が挙げられる。また放射線硬化性のオリゴマー成分はウレタン系、ポリエーテル系、ポリエステル系、ポリカーボネート系、ポリブタジエン系等種々のオリゴマーがあげられ、その分子量が１００〜３００００程度の範囲のものが適当である。放射線硬化性のモノマー成分やオリゴマー成分の配合量は、前記粘着剤層の種類に応じて、粘着剤層の粘着力を低下できる量を、適宜に決定することができる。一般的には、粘着剤を構成するアクリル系ポリマー等のベースポリマー１００重量部に対して、例えば５〜５００重量部、好ましくは４０〜１５０重量部程度である。
【００７５】
また、放射線硬化型粘着剤としては、前記説明した添加型の放射線硬化型粘着剤のほかに、ベースポリマーとして、炭素−炭素二重結合をポリマー側鎖又は主鎖中もしくは主鎖末端に有するものを用いた内在型の放射線硬化型粘着剤が挙げられる。内在型の放射線硬化型粘着剤は、低分子成分であるオリゴマー成分等を含有する必要がなく、又は多くは含まないため、経時的にオリゴマー成分等が粘着剤中を移動することなく、安定した層構造の粘着剤層を形成することができるため好ましい。
【００７６】
前記炭素−炭素二重結合を有するベースポリマーは、炭素−炭素二重結合を有し、かつ粘着性を有するものを特に制限なく使用できる。この様なベースポリマーとしては、アクリル系ポリマーを基本骨格とするものが好ましい。アクリル系ポリマーの基本骨格としては、前記例示したアクリル系ポリマーが挙げられる。
【００７７】
前記アクリル系ポリマーへの炭素−炭素二重結合の導入法は特に制限されず、様々な方法を採用できるが、炭素−炭素二重結合はポリマー側鎖に導入するのが分子設計の点で容易である。例えば、予め、アクリル系ポリマーに官能基を有するモノマーを共重合した後、この官能基と反応しうる官能基及び炭素−炭素二重結合を有する化合物を、炭素−炭素二重結合の放射線硬化性を維持したまま縮合又は付加反応させる方法が挙げられる。
【００７８】
これら官能基の組合せの例としては、カルボン酸基とエポキシ基、カルボン酸基とアジリジル基、ヒドロキシル基とイソシアネート基等が挙げられる。これら官能基の組合せのなかでも反応追跡の容易さから、ヒドロキシル基とイソシアネート基との組合せが好適である。また、これら官能基の組み合わせにより、前記炭素−炭素二重結合を有するアクリル系ポリマーを生成するような組合せであれば、官能基はアクリル系ポリマーと前記化合物のいずれの側にあってもよいが、前記の好ましい組み合わせでは、アクリル系ポリマーがヒドロキシル基を有し、前記化合物がイソシアネート基を有する場合が好適である。この場合、炭素−炭素二重結合を有するイソシアネート化合物としては、例えば、メタクリロイルイソシアネート、２−メタクリロイルオキシエチルイソシアネート、ｍ−イソプロペニル−α，α−ジメチルベンジルイソシアネート等が挙げられる。また、アクリル系ポリマーとしては、前記例示のヒドロキシ基含有モノマーや２−ヒドロキシエチルビニルエーテル、４−ヒドロキシブチルビニルエーテル、ジエチレングリコールモノビニルエーテルのエーテル系化合物等を共重合したものが用いられる。
【００７９】
前記内在型の放射線硬化型粘着剤は、前記炭素−炭素二重結合を有するベースポリマー（特にアクリル系ポリマー）を単独で使用することができるが、特性を悪化させない程度に前記放射線硬化性のモノマー成分やオリゴマー成分を配合することもできる。放射線硬化性のオリゴマー成分等は、通常ベースポリマー１００重量部に対して３０重量部の範囲内であり、好ましくは０〜１０重量部の範囲である。
【００８０】
前記放射線硬化型粘着剤には、紫外線等により硬化させる場合には光重合開始剤を含有させる。光重合開始剤としては、例えば、４−（２−ヒドロキシエトキシ）フェニル（２−ヒドロキシ−２−プロピル）ケトン、α−ヒドロキシ−α，α’−ジメチルアセトフェノン、２−メチル−２−ヒドロキシプロピオフェノン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン等のα−ケトール系化合物；メトキシアセトフェノン、２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフエノン、２，２−ジエトキシアセトフェノン、２−メチル−１−［４−（メチルチオ）−フェニル］−２−モルホリノプロパン−１等のアセトフェノン系化合物；ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、アニソインメチルエーテル等のベンゾインエーテル系化合物；ベンジルジメチルケタール等のケタール系化合物；２−ナフタレンスルホニルクロリド等の芳香族スルホニルクロリド系化合物；１−フェノン−１，１―プロパンジオン−２−（ｏ−エトキシカルボニル）オキシム等の光活性オキシム系化合物；ベンゾフェノン、ベンゾイル安息香酸、３，３’−ジメチル−４−メトキシベンゾフェノン等のベンゾフェノン系化合物；チオキサントン、２−クロロチオキサンソン、２−メチルチオキサンソン、２，４−ジメチルチオキサンソン、イソプロピルチオキサンソン、２，４−ジクロロチオキサンソン、２，４−ジエチルチオキサンソン、２，４−ジイソプロピルチオキサンソン等のチオキサンソン系化合物；カンファーキノン；ハロゲン化ケトン；アシルホスフィノキシド；アシルホスフォナート等が挙げられる。光重合開始剤の配合量は、粘着剤を構成するアクリル系ポリマー等のベースポリマー１００重量部に対して、例えば０．０５〜２０重量部程度である。
【００８１】
また放射線硬化型粘着剤としては、例えば、特開昭６０−１９６９５６号公報に開示されている、不飽和結合を２個以上有する付加重合性化合物、エポキシ基を有するアルコキシシラン等の光重合性化合物と、カルボニル化合物、有機硫黄化合物、過酸化物、アミン、オニウム塩系化合物等の光重合開始剤とを含有するゴム系粘着剤やアクリル系粘着剤等が挙げられる。
【００８２】
前記放射線硬化型の粘着剤層２中には、必要に応じて、放射線照射により着色する化合物を含有させることもできる。放射線照射により、着色する化合物を粘着剤層２に含ませることによって、放射線照射された部分のみを着色することができる。すなわち、図１に示すワーク貼り付け部分３ａに対応する部分２ａを着色することができる。従って、粘着剤層２に放射線が照射されたか否かが目視により直ちに判明することができ、ワーク貼り付け部分３ａを認識し易く、ワークの貼り合せが容易である。また光センサー等によって半導体チップを検出する際に、その検出精度が高まり、半導体チップのピックアップ時に誤動作が生ずることがない。放射線照射により着色する化合物は、放射線照射前には無色又は淡色であるが、放射線照射により有色となる化合物であり、例えば、ロイコ染料などが挙げられる。放射線照射により着色する化合物の使用割合は、適宜設定できる。
【００８３】
粘着剤層２の厚みは、特に限定されないが、チップ切断面の欠け防止や加熱接合用シート３、３’の固定保持の両立性等の点よりは、１〜５０μｍ程度であるのが好ましい。好ましくは２〜３０μｍ、さらには５〜２５μｍが好ましい。
【００８４】
本実施の形態に係るダイシングテープ１１は、例えば、次の通りにして作製される。
まず、基材１は、従来公知の製膜方法により製膜することができる。当該製膜方法としては、例えばカレンダー製膜法、有機溶媒中でのキャスティング法、密閉系でのインフレーション押出法、Ｔダイ押出法、共押出し法、ドライラミネート法等が例示できる。
【００８５】
次に、基材１上に粘着剤組成物溶液を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（必要に応じて加熱架橋させて）、粘着剤層２を形成する。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８０〜１５０℃、乾燥時間０．５〜５分間の範囲内で行われる。また、セパレータ上に粘着剤組成物を塗布して塗布膜を形成した後、前記乾燥条件で塗布膜を乾燥させて粘着剤層２を形成してもよい。その後、基材１上に粘着剤層２をセパレータと共に貼り合わせる。これにより、ダイシングテープ１１が作製される。
【００８６】
ダイシングテープ付き加熱接合用シート１０、１２は、通常の方法で製造できる。例えば、ダイシングテープ１１の粘着剤層２と加熱接合用シート３とを貼り合わせることで、ダイシングテープ付き加熱接合用シート１０を製造できる。
ダイシングテープ付き加熱接合用シート１０においては、加熱接合用シート３がセパレータで覆われていることが好ましい。例えば、ダイシングテープ１１と加熱接合用シート３とを貼り合わせた後、加熱接合用シート３に積層されていた前記基材セパレータを剥離し、前基材セパレータを剥離した後のダイシングテープ付き加熱接合用シート１０の加熱接合用シート３の露出面に、セパレータを貼り付ける方法が挙げられる。すなわち、ダイシングテープ１１、加熱接合用シート３、及び、前記セパレータがこの順で積層された形態とすることが好ましい。
【００８７】
上述した実施形態では、ダイシングテープと加熱接合用シートとが積層されたダイシングテープ付き加熱接合用シートについて説明した。しかしながら、本発明の加熱接合用シートは、ダイシングテープと貼り合わせない状態で提供されてもよい。
加熱接合用シートは、ダイシングテープが貼り合わせられていない形態とする場合、２枚のセパレータに挟まれた両面セパレータ付き加熱接合用シートとすることが好ましい。すなわち、第１のセパレータ、加熱接合用シート、及び、第２のセパレータがこの順で積層された両面セパレータ付き加熱接合用シートとすることが好ましい。
図３は、両面セパレータ付き加熱接合用シートの一実施形態を示す断面模式図である。
図３に示す両面セパレータ付き加熱接合用シート３０は、第１のセパレータ３２、加熱接合用シート３、及び、第２のセパレータ３４がこの順で積層された構成を有する。第１のセパレータ３２、及び、第２のセパレータ３４としては、前記基材セパレータと同一のものを使用することができる。
なお、加熱接合用シートは、ダイシングテープが貼り合わせられていない形態とする場合、加熱接合用シートの一方の面にのみセパレータが積層された形態であってもよい。
【００８８】
（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、前記加熱接合用シートを準備する工程と、
前記加熱接合用シートを介して、半導体チップを被着体上に加熱接合する加熱接合工程とを含む（以下、第１製法ともいう）。
また、本実施形態に係る半導体装置の製造方法は、前記に記載のダイシングテープ付き加熱接合用シートを準備する工程と、
前記ダイシングテープ付き加熱接合用シートの加熱接合用シートと、半導体ウェハの裏面とを貼り合わせる貼り合わせ工程と、
前記半導体ウェハを前記加熱接合用シートと共にダイシングして、チップ状の半導体チップを形成するダイシング工程と、
前記半導体チップを、前記ダイシングテープ付き加熱接合用シートから前記加熱接合用シートと共にピックアップするピックアップ工程と、
前記加熱接合用シートを介して、前記半導体チップを被着体上に加熱接合する加熱接合工程とを含むものでもある（以下、第２製法ともいう）。
第１製法に係る半導体装置の製造方法は、第２製法に係る半導体装置の製造方法が、ダイシングテープ付き加熱接合用シートを用いているのに対して、第１製法に係る半導体装置の製造方法では、加熱接合用シートを単体で用いている点で異なりその他の点で共通する。第１製法に係る半導体装置の製造方法においては、加熱接合用シートを準備した後、これをダイシングテープと貼り合わせる工程を行なえば、その後は、第２製法に係る半導体装置の製造方法と同様とすることができる。そこで、以下では、第２製法に係る半導体装置の製造方法について説明することとする。
【００８９】
本実施形態に係る半導体装置の製造方法においては、まず、ダイシングテープ付き加熱接合用シート１０、１２を準備する（準備する工程）。ダイシングテープ付き加熱接合用シート１０、１２は、加熱接合用シート３、３’上に任意に設けられたセパレータを適宜に剥離して、次の様に使用される。以下では、図３を参照しながらダイシングテープ付き加熱接合用シート１０を用いた場合を例にして説明する。
【００９０】
まず、ダイシングテープ付き加熱接合用シート１０における加熱接合用シート３の半導体ウェハ貼り付け部分３ａ上に半導体ウェハ４を圧着し、これを接着保持させて固定する（貼り合わせ工程）。本工程は、圧着ロール等の押圧手段により押圧しながら行う。マウントの際の貼り付け温度は特に限定されず、例えば２３℃〜９０℃の範囲内であることが好ましい。
【００９１】
半導体ウェハ４としては、一方の面に電極パッドが形成され、他方の面（以下、裏面ともいう）の最表面に銀薄膜が形成されているものが好ましい。前記銀薄膜の厚みとしては、例えば、１０ｎｍ〜１０００ｎｍが挙げられる。また、半導ウェハ４と前記銀薄膜との間に、さらに、チタン薄膜が形成されていてもよい。前記チタン薄膜の厚みとしては、例えば、１０ｎｍ〜１０００ｎｍが挙げられる。前記銀薄膜が形成されていると、後述する加熱接合工程において、半導体チップ５と加熱接合用シート３とを強固に加熱接合することができる。また、前記チタン薄膜が形成されていると電極の信頼性が向上する。前記銀薄膜、及び、前記チタン薄膜は、例えば、蒸着により形成することができる。
【００９２】
次に、半導体ウェハ４のダイシングを行う（ダイシング工程）。これにより、半導体ウェハ４を所定のサイズに切断して個片化し、半導体チップ５を製造する。ダイシングの方法は特に限定されないが、例えば半導体ウェハ４の回路面側から常法に従い行われる。また、本工程では、例えばダイシングテープ付き加熱接合用シート１０まで切込みを行なうフルカットと呼ばれる切断方式等を採用できる。本工程で用いるダイシング装置としては特に限定されず、従来公知のものを用いることができる。また、半導体ウェハ４は、ダイシングテープ付き加熱接合用シート１０により接着固定されているので、チップ欠けやチップ飛びを抑制できると共に、半導体ウェハ４の破損も抑制できる。
【００９３】
次に、ダイシングテープ付き加熱接合用シート１０に接着固定された半導体チップ５を剥離するために、半導体チップ５のピックアップを行う（ピックアップ工程）。ピックアップの方法としては特に限定されず、従来公知の種々の方法を採用できる。例えば、個々の半導体チップ５をダイシングテープ付き加熱接合用シート１０側からニードルによって突き上げ、突き上げられた半導体チップ５をピックアップ装置によってピックアップする方法等が挙げられる。
【００９４】
ピックアップ条件としては、チッピング防止の点で、ニードル突き上げ速度を０．５〜１００ｍｍ／秒とすることが好ましく、５〜１０ｍｍ／秒とすることがより好ましい。
【００９５】
ここでピックアップは、粘着剤層２が紫外線硬化型である場合、該粘着剤層２に紫外線を照射した後に行う。これにより、粘着剤層２の加熱接合用シート３に対する粘着力が低下し、半導体チップ５の剥離が容易になる。その結果、半導体チップ５を損傷させることなくピックアップが可能となる。紫外線照射の際の照射強度、照射時間等の条件は特に限定されず、適宜必要に応じて設定すればよい。また、紫外線照射に使用する光源としては、公知のものを使用することができる。なお、粘着剤層に予め紫外線照射し硬化させておき、この硬化した粘着剤層と加熱接合用シートとを貼り合わせている場合は、ここでの紫外線照射は不要である。
【００９６】
次に、ピックアップした半導体チップ５を、加熱接合用シート３を介して被着体６にダイアタッチ（加熱接合）する（加熱接合工程）。被着体６としては、リードフレーム、ＴＡＢフィルム、基板又は別途作製した半導体チップ等が挙げられる。被着体６は、例えば、容易に変形されるような変形型被着体であってもよく、変形することが困難である非変形型被着体（半導体ウェハ等）であってもよい。
【００９７】
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を挙げることができる。また、前記基板としては、従来公知のものを使用することができる。例えば、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挙げることができる。なかでも、金属リームフレームを用いれば、加熱接合により金属微粒子と一体化することができる。また、前記基板としては、セラミックプレート等の絶縁基板に、銅回路基板が積層された絶縁回路基板を挙げることができる。絶縁回路基板を用いれば、例えば、電力の制御や供給を行うパワー半導体装置を製造することができる。
【００９８】
前記加熱接合工程では、加熱により金属微粒子を焼結するとともに、必要に応じて熱分解性バインダー等の残留有機成分を熱分解ないし揮発させる。加熱温度は、好ましくは１８０〜４００℃、より好ましくは１９０〜３７０℃、さらに好ましくは２００〜３５０℃で行うことができる。また、加熱時間は、好ましくは０．３〜３００分、より好ましくは０．５〜２４０分、さらに好ましくは１〜１８０分で行うことができる。また、加熱接合は、加圧条件下で行なってもよい。加圧条件としては、１〜５００ｋｇ／ｃｍ２の範囲内が好ましく、５〜４００ｋｇ／ｃｍ２の範囲内がより好ましい。加圧下での加熱接合は、例えば、フリップチップボンダーのような加熱と加圧とを同時に行える装置で実施ができる。また、平行平板プレスでもよい。
【００９９】
次に、必要に応じて、図４に示すように、被着体６の端子部（インナーリード）の先端と半導体チップ５上の電極パッド（図示しない）とをボンディングワイヤー７で電気的に接続する（ワイヤーボンディング工程）。前記ボンディングワイヤー７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、２３〜３００℃、好ましくは２３〜２５０℃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様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。
【０１００】
次に、必要に応じて、図４に示すように、封止樹脂８により半導体チップ５を封止する（封止工程）。本工程は、被着体６に搭載された半導体チップ５やボンディングワイヤー７を保護するために行われる。本工程は、封止用の樹脂を金型で成型することにより行うことができる。封止樹脂８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、本発明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。これにより、封止樹脂８を硬化させる。なお、本封止工程では、シート状の封止用シートに半導体チップ５を埋め込む方法（例えば、特開２０１３−７０２８号公報参照）を採用することもできる。また、金型による封止樹脂の成型以外にも、ケース型容器にシリコーンゲルを流し込むゲル封止型でもよい。
【０１０１】
次に、必要に応じて加熱を行い、前記封止工程で硬化不足の封止樹脂８を完全に硬化させる（後硬化工程）。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。
【０１０２】
なお、本発明の加熱接合用シート、及び、ダイシングテープ付き加熱接合用シートは、複数の半導体チップを積層して３次元実装をする場合にも好適に用いることができる。このとき、半導体チップ間に加熱接合用シートとスペーサとを積層させてもよく、スペーサを積層することなく、加熱接合用シートのみを半導体チップ間に積層させてもよく、製造条件や用途等に応じて適宜変更可能である。
また、本発明の加熱接合用シート、及び、ダイシングテープ付き加熱接合用シートは、上記に例示した用途に限定されず、２つのものを加熱接合するのに利用することができる。
【実施例】
【０１０３】
以下、本発明に関し実施例を用いて詳細に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。
【０１０４】
実施例で用いた成分は以下のとおりであった。
焼結性金属粒子含有ペースト：応用ナノ粒子研究所製のＡＮＰ−１
熱分解性バインダー：ＰＰＣ（ポリプロピレンカーボネート樹脂）、Ｅｍｐｏｗｅｒ社製、「ＱＰＡＣ４０」、２３℃で固形
塩基性物質：トリエタノールアミン（ＴＥＡ）：東京化成工業株式会社製
塩基性物質：トリオクチルアミン（ＴＯＡ）：東京化成工業株式会社製
塩基性物質：トリブチルアミン（ＴＢＡ）：東京化成工業株式会社製
有機溶剤：メチルエチルケトン（ＭＥＫ）
【０１０５】
＜実施例１〜３、比較例１〜２＞
焼結性金属粒子含有ペースト、表１に示す熱分解性バインダー及び塩基性物質をそれぞれ表１に示す配合量にて、有機溶剤とともに自転・公転ミキサー（シンキー製、ＡＲＥ−３１０）に投入し、２０００ｒｐｍで８分撹拌し、ワニスを作製した。得られたワニスを、離型処理フィルム（三菱樹脂（株）製、「ＭＲＡ３８」）上に塗布・乾燥させた。塗布はアプリケーターを用い、乾燥後の塗膜の厚みが４５μｍとなるように行った。乾燥は防爆乾燥機にて行った。乾燥条件は１１０℃で５分とした。これにより、実施例及び比較例に係る厚み４５μｍの加熱接合用シートを得た。
【０１０６】
《評価》
以下の項目について、実施例及び比較例のサンプルを評価した。それぞれの結果を表１に示す。
【０１０７】
（熱重量測定による９５％重量消失温度の求め方）
熱重量測定法による有機成分の９５％重量消失温度の測定には、Ｒｉｇａｋｕ製のＴＧ８１２０を用いた。加熱接合用シート（焼結前）を１０ｍｇ、アルミ製の容器に入れ、大気雰囲気下、昇温速度１０℃／ｍｉｎで、温度範囲２５℃から５００℃で測定を行い、試料の重量変化を測定した。有機成分の重量消失量として、５００℃の時点での重量消失量を１００％とし、これに対し重量の９５％を消失する温度を読み取ることで９５％重量消失温度とした。図５に実施例１の加熱接合用シートについての熱重量測定により得られたグラフを示す。
【０１０８】
（信頼性評価−残存接合面積率の測定）
裏面にＴｉ層（厚み５０ｎｍ）とＡｇ層（厚み１００ｎｍ）とがこの順で形成されたシリコンチップ（シリコンチップの厚み３５０μｍ、縦５ｍｍ、横５ｍｍ）を準備した。準備したシリコンチップのＡｇ層面に、作製した加熱接合用シートを重ねた。この状態で、ラミネーターに通した。ラミネーターの条件は、温度７０℃、圧力０．３ＭＰａ、速度１０ｍｍ／秒とした。
【０１０９】
別途、Ａｇ層（厚み５μｍ）で全面が覆われた銅板（銅板の厚み３ｍｍ）を準備した。準備した銅板上に、シリコンチップ付きの加熱接合用シート（上記で作製したもの）を仮接着した。仮接着時の圧力は、０．１ＭＰａであった。また、仮接着の際には、銅板を予め７０℃に温めておいた。
【０１１０】
次いで、加圧加熱条件下にて加熱接合用シートを焼結させシリコンチップと銅板とを接合した（圧力１０ＭＰａ、昇温速度９０℃／分、焼結温度２００℃、焼結時間１．５分間）。接合には、焼結装置（伯東社製、ＨＴＭ−３０００）を用いた。なお、加圧は平板プレスで行い、昇温工程及び焼結工程の間は常に加圧を維持した。また、昇温及び焼結時の雰囲気は、大気雰囲気とした。
【０１１１】
加熱後（焼結工程終了後）は、１７０℃になるまで空冷し、その後、８０℃になるまで水冷した。なお、水冷は、加圧板内に付設された水冷式冷却板によるものであった。これにより、評価用サンプルを得た。
【０１１２】
次に、評価用サンプルを冷熱衝撃試験機（エスペック社製、「ＴＳＥ−１０３ＥＳ」）に投入し、−４０℃〜２００℃の冷熱衝撃を１００サイクル与えた。なお、このとき、−４０℃と２００℃とでそれぞれ１５分保持した。
【０１１３】
１００サイクルの後、超音波映像装置［ＳＡＴ］（日立建機ファインテック製、「ＦｉｎｅＳＡＴ  ＩＩ」）を用い、シリコンチップと銅板とが焼結層で接合されている部分を確認するために、撮像を行った。使用したトランスデューサー（プローブ）は、ＰＱ−５０−１３：ＷＤ［周波数５０ＭＨｚ］であり、撮影モードは「反射」であった。
【０１１４】
画像解析ソフト（アメリカ国立衛生研究所で開発されたオープンソースのソフトウェアである「Ｉｍａｇｅ  Ｊ」）を用い、得られた像において接合が残っている部分の面積（残存接合面積）を求め、全体の面積に対する残存接合面積の割合（残存接合面積率）を算出した。超音波映像装置による像では、シリコンチップと銅板が剥離をしている部分は白、接合が残っている部分は黒色に二値化して表示した（閾値は１２７であった。０〜２５５の階調で２５６分割されたヒストグラムのうちの０〜１２７を黒色部、１２８〜２５５を白色部として二値化した。）。残存接合面積率が３０％以上の場合を「○」、３０％より低い場合を「×」として評価した。図６Ａ及び図６Ｂにそれぞれ実施例２及び比較例１の加熱接合用シートについての接合信頼性試験の結果を示す超音波画像を示す。
【０１１５】
【表１】
2017228714.tif 000003
【０１１６】
（結果及び考察）
実施例１〜３では信頼性評価は良好であった。一方、比較例１〜２では信頼性評価が劣っていた。図６Ａ及び６Ｂの超音波画像においても、実施例２では残存接合面積率が５０％であるのに対し、比較例１では１０％であった。これは、比較例１〜２のいずれも有機成分の９５％重量消失温度が３００℃を超えており、有機成分による焼結性金属粒子の焼結の阻害が生じたことに起因すると推察される。
【符号の説明】
【０１１７】
１    基材
２    粘着剤層
３、３’    加熱接合用シート
４    半導体ウェハ
５    半導体チップ
６    被着体
７    ボンディングワイヤー
８    封止樹脂
１０、１２    ダイシングテープ付き加熱接合用シート
１１    ダイシングテープ
３０    両面セパレータ付き加熱接合用シート
３１    加熱により焼結層となる前駆層
３２    第１のセパレータ
３４    第２のセパレータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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