(57)【要約】本開示に係る半導体装置の製造方法は、半導体素子と当該半導体素子がマウントされる部材とを接着するためのフィルム状接着剤を準備する工程と、上記部材の表面上に、フィルム状接着剤及び半導体素子を積層した状態で、上記部材の表面に対して半導体素子を圧着する工程とを含み、フィルム状接着剤の表面自由エネルギーの値Ｅ１（ｍＪ／ｍ２）と上記部材の表面自由エネルギーの値Ｅ２（ｍＪ／ｍ２）の差の絶対値が６．０〜１０．０の範囲である。
2020136903.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体素子と、前記半導体素子がマウントされる部材とを接着するためのフィルム状接着剤を準備する工程と、
前記部材の表面上に、前記フィルム状接着剤及び前記半導体素子を積層した状態で前記表面に対して前記半導体素子を圧着する工程と、
を含み、
前記フィルム状接着剤の表面自由エネルギーの値Ｅ１（ｍＪ／ｍ２）と前記部材の表面自由エネルギーの値Ｅ２（ｍＪ／ｍ２）の差の絶対値が６．０〜１０．０の範囲である、半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記半導体装置がチップ埋込型半導体パッケージであり、
前記部材が、基板と、前記基板の表面上にマウントされたチップとを備える構造体であり、
前記フィルム状接着剤に前記チップが埋め込まれるように、前記基板の表面に対して前記半導体素子を圧着する、請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
前記半導体装置がワイヤ埋込型半導体パッケージであり、
前記部材が、基板と、前記基板の表面上に設けられたワイヤとを備える構造体であり、
前記フィルム状接着剤に前記ワイヤが埋め込まれるように、前記基板の表面に対して前記半導体素子を圧着する、請求項１に記載の製造方法。
【請求項４】
前記フィルム状接着剤と、粘着剤層と、基材フィルムとを含み、これらがこの順序で積層されているダイシング・ダイボンディング一体型フィルムを準備する工程と、
前記ダイシング・ダイボンディング一体型フィルムの前記フィルム状接着剤とウェハとを貼り合わせる工程と、
前記フィルム状接着剤に貼り合わされた状態の前記ウェハを複数の半導体素子に個片化する工程と、
前記フィルム状接着剤が個片化されることによって形成された接着剤片と前記半導体素子と含む積層体を前記粘着剤層からピックアップする工程と、
前記部材に対して前記積層体を圧着する工程と、
加熱処理によって前記接着剤片を硬化させる工程と、
を含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項５】
熱硬化性樹脂組成物からなるフィルム状接着剤であって、
表面自由エネルギーの値Ｅ１が３８〜４１ｍＪ／ｍ２である、フィルム状接着剤。
【請求項６】
２５℃において液状であるエポキシ樹脂の含有率が前記熱硬化性樹脂組成物に含まれるエポキシ樹脂の全質量基準で５〜４０質量％である、請求項５に記載のフィルム状接着剤。
【請求項７】
前記熱硬化性樹脂組成物が脂環式構造を有するエポキシ樹脂と、硬化剤と、エラストマとを含む、請求項５又は６に記載のフィルム状接着剤。
【請求項８】
脂環式構造を有するエポキシ樹脂の含有率が前記熱硬化性樹脂組成物に含まれるエポキシ樹脂の全質量基準で５〜３０質量％である、請求項７に記載のフィルム状接着剤。
【請求項９】
前記硬化剤がフェノール樹脂である、請求項７又は８に記載のフィルム状接着剤。
【請求項１０】
前記エラストマがアクリル樹脂である、請求項７〜９のいずれか一項に記載のフィルム状接着剤。
【請求項１１】
前記熱硬化性樹脂組成物が無機フィラーを含む、請求項５〜１０のいずれか一項に記載のフィルム状接着剤。
【請求項１２】
前記熱硬化性樹脂組成物が硬化促進剤を含む、請求項５〜１１のいずれか一項に記載のフィルム状接着剤。
【請求項１３】
請求項５〜１２のいずれか一項に記載のフィルム状接着剤と、
前記フィルム状接着剤の一方の表面上に設けられた基材フィルムと、
を備える接着フィルム。
【請求項１４】
請求項５〜１２のいずれか一項に記載のフィルム状接着剤と、粘着剤層と、基材フィルムとを備え、これらがこの順序で積層されている、ダイシング・ダイボンディング一体型フィルム。
【請求項１５】
前記フィルム状接着剤を覆うように設けられた保護フィルムを更に備える、請求項１４に記載のダイシング・ダイボンディング一体型フィルム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、半導体装置の製造方法、フィルム状接着剤及びダイシング・ダイボンディング一体型フィルムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体装置の製造プロセスにおいて、半導体素子と支持部材との接合に、銀ペーストが主に使用されていた。しかし、近年の半導体素子の小型化及び集積化に伴い、銀ペーストのはみ出し又は半導体素子の傾きに起因してワイヤボンディングに不具合が発生しやすい傾向にある。銀ペーストの代わりに接着剤組成物を使用した場合、接着剤層の厚さを十分に均一にすることが困難であったり、接着剤層にボイド（空隙）が発生するなどの課題がある。【０００３】
近年、半導体素子と支持部材との接合にフィルム状の接着材が使用されるようになってきた。例えば、特許文献１は、基材と、ワイヤ埋込層と、絶縁層とからなるダイシング・ダイボンディング兼用シートを開示する。このシートの絶縁層とウェハを貼り合わせた状態でダイシングを実施することで、半導体ウェハ及びワイヤ埋込層が個片化される。ワイヤ埋込層を介して半導体素子を支持部材に熱圧着することにより、半導体素子と支持部材が接合される。【０００４】
ところで、半導体装置の形態として、半導体素子が多段に積層された構成のスタックドＭＣＰ（Ｍｕｌｔｉ  Ｃｈｉｐ  Ｐａｃｋａｇｅ）が普及している。スタックドＭＣＰの例として、ワイヤ埋込型の半導体パッケージ及びチップ埋込型の半導体パッケージが挙げられる（特許文献２参照）。ワイヤ埋込型の半導体パッケージの製造に使用される接着フィルムはＦＯＷ（Ｆｉｌｍ  Ｏｖｅｒ  Ｗｉｒｅ）と称される。チップ埋込型の半導体パッケージの製造に使用される接着フィルムとしてＦＯＤ（Ｆｉｌｍ  Ｏｖｅｒ  Ｄｉｅ）と称される。これらの接着フィルムは、ワイヤ又は半導体素子に対する優れた埋込性を有することが求められる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−５３２４０号公報
【特許文献２】特開２０１４−１７５４５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
半導体素子（チップ）の小サイズ化が進展するに伴い、半導体パッケージの製造過程の圧着工程において、単位面積当たりの押圧力が過度に大きくなる傾向にある。これにより、接着フィルムを構成する接着剤組成物が半導体素子からはみ出す現象（以下、「ブリード」という。）が生じたり、接着フィルムが過度に潰れて電気不良を招来したりする恐れがある。特に、チップ埋込型の半導体パッケージの製造使用される接着フィルム（ＦＯＤ）の埋込性の向上のため、ＦＯＤ組成を変更して圧着工程での流動性を高めると、ブリードが顕著となる。例えば、はみ出した接着剤組成物が半導体素子の上面にまではい上がることもあり、それが電気不良又はワイヤボンディング不良の原因になり得る。【０００７】
本開示は、圧着工程におけるブリードを十分に抑制できる半導体装置の製造方法を提供する。また、本開示は、この製造方法に適用可能なフィルム状接着剤及びダイシング・ダイボンディング一体型フィルムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示に係る半導体装置の製造方法は、半導体素子と当該半導体素子がマウントされる部材とを接着するためのフィルム状接着剤を準備する工程と、上記部材の表面上に、フィルム状接着剤及び半導体素子を積層した状態で上記部材の表面に対して半導体素子を圧着する工程とを含み、フィルム状接着剤の表面自由エネルギーの値Ｅ１（ｍＪ／ｍ２）と部材の表面自由エネルギーの値Ｅ２（ｍＪ／ｍ２）の差の絶対値が６．０〜１０．０の範囲である。【０００９】
上記製造方法によれば、Ｅ１とＥ２の差の絶対値が６．０以上であることで、圧着工程において、フィルム状接着剤が上記部材に対して過度にぬれ広がることを抑制でき、これにより、ブリードを十分に抑制できる。他方、Ｅ１とＥ２の差の絶対値が１０．０以下であることで、埋め込むべきチップ及び／又はワイヤを上記部材が有していても、優れた埋込性を達成できる。【００１０】
本開示の方法によって、チップ埋込型半導体パッケージを製造してもよいし、ワイヤ埋込型半導体パッケージを製造してもよい。チップ埋込型半導体パッケージを製造する場合、上記部材として、基板と、基板の表面上にマウントされたチップとを備える構造体を準備し、フィルム状接着剤にチップが埋め込まれるように、基板の表面に対して半導体素子を圧着すればよい。ワイヤ埋込型半導体パッケージを製造する場合、上記部材として、基板と、基板の表面上に設けられたワイヤとを備える構造体を準備し、フィルム状接着剤にワイヤが埋め込まれるように、基板の表面に対して半導体素子を圧着すればよい。【００１１】
本開示の製造方法において、フィルム状接着剤と、粘着剤層と、基材フィルムとを含み、これらがこの順序で積層されているダイシング・ダイボンディング一体型フィルムを使用してもよい。すなわち、本開示の製造方法は、ダイシング・ダイボンディング一体型フィルムを準備する工程と、ダイシング・ダイボンディング一体型フィルムのフィルム状接着剤とウェハとを貼り合わせる工程と、フィルム状接着剤に貼り合わされた状態のウェハを複数の半導体素子に個片化する工程と、フィルム状接着剤が個片化されることによって形成された接着剤片と半導体素子と含む積層体を粘着剤層からピックアップする工程と、上記部材に対して積層体を圧着する工程と、加熱処理によって接着剤片を硬化させる工程とを含むものであってもよい。【００１２】
本開示に係るフィルム状接着剤は、熱硬化性樹脂組成物からなり、表面自由エネルギーの値Ｅ１が３８〜４１ｍＪ／ｍ２である。Ｅ１がこの範囲であることで、Ｅ１とＥ２の差の絶対値を６．０〜１０．０の範囲内としやすい。なお、上記部材の表面自由エネルギーの値Ｅ２は、例えば、４６〜４８ｍＪ／ｍ２である。【００１３】
上記範囲の表面自由エネルギーの値Ｅ１を有するフィルム状接着剤を調製するには、例えば、フィルム状接着剤を構成する熱硬化性樹脂組成物の組成に関する以下の複数の事項のうち、一つ又は複数の事項を採用すればよい。
・２５℃において液状であるエポキシ樹脂の含有率（熱硬化性樹脂組成物に含まれるエポキシ樹脂の全質量基準）を５〜１０質量％とする。
・熱硬化性樹脂組成物が脂環式構造を有するエポキシ樹脂と、硬化剤（例えば、フェノール樹脂）と、エラストマ（例えば、アクリル樹脂）とを含む。
・脂環式構造を有するエポキシ樹脂の含有率（熱硬化性樹脂組成物に含まれるエポキシ樹脂の全質量基準）を５〜３０質量％とする。
・熱硬化性樹脂組成物が無機フィラーを含む。
・熱硬化性樹脂組成物が硬化促進剤を含む。【００１４】
上記フィルム状接着剤は、基材フィルムとともに接着フィルムを構成してもよい。すなわち、本開示の他の側面は、フィルム状接着剤と、当該フィルム状接着剤の一方の表面上に設けられた基材フィルムとを備える接着フィルムを提供する。上記フィルム状接着剤は、粘着剤層及び基材フィルムとともにダイシング・ダイボンディング一体型フィルムを構成してもよい。すなわち、本開示の他の側面は、フィルム状接着剤と、粘着剤層と、基材フィルムとを備え、これらがこの順序で積層されたダイシング・ダイボンディング一体型フィルムを提供する。このダイシング・ダイボンディング一体型フィルムは、フィルム状接着剤を覆うように設けられた保護フィルムを更に備えてもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本開示によれば、圧着工程におけるブリードを十分に抑制できる半導体装置の製造方法が提供される。また、本開示によれば、この製造方法に適用可能なフィルム状接着剤及びダイシング・ダイボンディング一体型フィルムが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は半導体パッケージの一例を模式的に示す断面図である。
【図２】図２は接着剤片と第２の半導体素子とからなる積層体の一例を模式的に示す断面図である。
【図３】図３は図１に示す半導体パッケージを製造する過程を模式的に示す断面図である。
【図４】図４は図１に示す半導体パッケージを製造する過程を模式的に示す断面図である。
【図５】図５は図１に示す半導体パッケージを製造する過程を模式的に示す断面図である。
【図６】図６は図１に示す半導体パッケージを製造する過程を模式的に示す断面図である。
【図７】図７（ａ）〜図７（ｅ）は、接着剤片と第２の半導体素子とからなる積層体を製造する過程を模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照しながら本開示の実施形態について詳細に説明する。以下の説明では、同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。また、上下左右等の位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。更に、図面の寸法比率は図示の比率に限られるものではない。なお、本明細書における「（メタ）アクリル」の記載は、「アクリル」及びそれに対応する「メタクリル」を意味する。
【００１８】
＜半導体パッケージ＞
図１は本実施形態に係るチップ埋込型半導体パッケージを模式的に示す断面図である。この図に示す半導体パッケージ１００（半導体装置）は、基板１０と、基板１０の表面上にマウントされた第１の半導体素子Ｗａ（チップ）と、第１の半導体素子Ｗａを封止している第１の封止層２０と、第１の半導体素子Ｗａの上方に配置された第２の半導体素子Ｗｂと、第２の半導体素子Ｗｂを封止している第２の封止層４０とを備える。
【００１９】
基板１０は、表面に回路パターン１０ａ，１０ｂを有する。半導体パッケージ１００の反りを抑制する観点から、基板１０の厚さは、例えば、９０〜１８０μｍであり、９０〜１４０μｍであってもよい。なお、基板１０は有機基板であっても、リードフレーム等の金属基板であってもよい。
【００２０】
本実施形態において、第１の半導体素子Ｗａは半導体パッケージ１００を駆動するためのコントローラチップである。第１の半導体素子Ｗａは、回路パターン１０ａ上に接着剤１５を介して接着されており、また、ｋを介して回路パターン１０ｂに接続されている。平面視における第１の半導体素子Ｗａの形状は、例えば矩形（正方形又は長方形）である。第１の半導体素子Ｗａの一辺の長さは、例えば、６ｍｍ以下であり、２〜５ｍｍ又は１〜４ｍｍであってもよい。第１の半導体素子Ｗａの厚さは、例えば、１０〜１５０μｍであり、２０〜１００μｍであってもよい。
【００２１】
第２の半導体素子Ｗｂは、第１の半導体素子Ｗａよりも大きい面積を有する。第２の半導体素子Ｗｂは、第１の半導体素子Ｗａの全体と回路パターン１０ｂの一部とが覆われるように第１の封止層２０を介して基板１０上に搭載されている。平面視における第２の半導体素子Ｗｂの形状は、例えば矩形（正方形又は長方形）である。第２の半導体素子Ｗｂの一辺の長さは、例えば、２０ｍｍ以下であり、４〜２０ｍｍ又は４〜１２ｍｍであってもよい。第２の半導体素子Ｗｂの厚さは、例えば、１０〜１７０μｍであり、２０〜１２０μｍであってもよい。第２の半導体素子Ｗｂは、第２のワイヤ１２を介して回路パターン１０ｂに接続されるとともに第２の封止層４０により封止されている。
【００２２】
第１の封止層２０は接着剤片２０Ｐ（図２参照）の硬化物からなる。なお、図２に示すとおり、接着剤片２０Ｐと第２の半導体素子Ｗｂは実質的に同じサイズである。図２に示す積層体３０は、接着剤片２０Ｐと第２の半導体素子Ｗｂとからなり、接着剤付き半導体素子とも称される。積層体３０は、後述のとおり、ダイシング工程及びピックアップ工程を経て作製される（図７参照）。
【００２３】
＜半導体パッケージの製造方法＞
半導体パッケージ１００の製造方法について説明する。まず、図３に示すように、基板１０と、これにマウントされた第１の半導体素子Ｗａとを備える構造体５０を作製する。すなわち、基板１０の表面上に接着剤１５を介して第１の半導体素子Ｗａを配置する。その後、第１の半導体素子Ｗａと回路パターン１０ｂとを第１のワイヤ１１で電気的に接続する。
【００２４】
次に、図４に示すように、別途準備した積層体３０の接着剤片２０Ｐを基板１０に対して圧着する。これによって、第１の半導体素子Ｗａ及び第１のワイヤ１１を接着剤片２０Ｐに埋め込む。圧着工程において、ブリードを抑制し且つ優れた埋込性を達成する観点から、接着剤片２０Ｐの表面自由エネルギーの値Ｅ１（ｍＪ／ｍ２）と基板１０の表面自由エネルギーの値Ｅ２（ｍＪ／ｍ２）の差の絶対値は６．０〜１０．０の範囲である。Ｅ１とＥ２の差の絶対値が６．０以上であることで、圧着工程において、接着剤片２０Ｐが基板１０に対して過度にぬれ広がることを抑制でき、これにより、ブリードを十分に抑制できる。他方、Ｅ１とＥ２の差の絶対値が１０．０以下であることで、優れた埋込性を達成できる。Ｅ１とＥ２の差の絶対値の下限値は、６．６であってもよく、７．０又は７．６であってもよい。Ｅ１とＥ２の差の絶対値の上限値は、９．６であってもよく、９．０又は８．６であってもよい。なお、Ｅ１とＥ２の差の絶対値が上記範囲であればよく、Ｅ１がＥ２よりも大きくてもよいし、Ｅ２がＥ１よりも大きくてもよい。
【００２５】
接着剤片２０Ｐの表面自由エネルギーの値Ｅ１は、例えば、３７〜４１ｍＪ／ｍ２であり、３８〜４０ｍＪ／ｍ２であってもよい。Ｅ１がこの範囲であることで、Ｅ１とＥ２の差の絶対値を６．０〜１０．０の範囲内としやすい。
【００２６】
基板１０の表面自由エネルギーの値Ｅ２は、例えば、３０〜５０ｍＪ／ｍ２であり、３２〜４９ｍＪ／ｍ２又は３４〜４８ｍＪ／ｍ２であってもよい。Ｅ２がこの範囲であることで、Ｅ１とＥ２の差の絶対値を６．０〜１０．０の範囲内としやすい。Ｅ２の値は、基板１０の表面であって接着剤片２０Ｐが接する領域及びその近傍に対して必要に応じて改質処理を施すことによって調整できる。より具体的には、プラズマ処理を施したり、極性付与するソルダーレジストを用いることによってＥ２の値を調整することができる。
【００２７】
接着剤片２０Ｐの厚さは、第１の半導体素子Ｗａの厚さ等に応じて適宜設定すればよく、例えば、２０〜２００μｍであればよく、３０〜２００μｍ又は４０〜１５０μｍであってもよい。接着剤片２０Ｐの厚さを上記範囲とすることで、第１の半導体素子Ｗａと第２の半導体素子Ｗｂの間隔（図５における距離Ｇ）を十分に確保することができる。距離Ｇは、例えば５０μｍ以上であることが好ましく、５０〜７５μｍ又は５０〜８０μｍであってもよい。
【００２８】
接着剤片２０Ｐの基板１０に対する圧着は、例えば、８０〜１８０℃、０．０１〜０．５０ＭＰａの条件で、０．５〜３．０秒間にわたって実施することが好ましい。次に、加熱によって接着剤片２０Ｐを硬化させる。この硬化処理は、例えば、６０〜１７５℃、０．０１〜１．０ＭＰａの条件で、５分間以上にわたって実施することが好ましい。これにより、接着剤片２０Ｐの硬化物（第１の封止層２０）で第１の半導体素子Ｗａが封止される（図６参照）。接着剤片２０Ｐの硬化処理は、ボイドの低減の観点から、加圧雰囲気下で実施してもよい。第２の半導体素子Ｗｂと回路パターン１０ｂとを第２のワイヤ１２で電気的に接続した後、第２の封止層４０によって第２の半導体素子Ｗｂを封止することによって半導体パッケージ１００が完成する（図１参照）。
【００２９】
＜接着剤付き半導体素子の作製方法＞
図７（ａ）〜図７（ｅ）を参照しながら、図２に示す積層体３０（接着剤付き半導体素子）の作製方法の一例について説明する。まず、ダイシング・ダイボンディング一体型フィルム８（以下、場合により「フィルム８」という。）を所定の装置（不図示）に配置する。フィルム８は、基材フィルム１と粘着剤層２と接着剤層２０Ａ（フィルム状接着剤）とをこの順序で備える。基材フィルム１は、例えば、ポリエチレンテレフタレートフィルム（ＰＥＴフィルム）である。半導体ウェハＷは、例えば、厚さ１０〜１００μｍの薄型半導体ウェハである。半導体ウェハＷは、単結晶シリコンであってもよいし、多結晶シリコン、各種セラミック、ガリウム砒素等の化合物半導体であってもよい。なお、フィルム８は、接着剤層２０Ａを覆うように設けられた保護フィルム（不図示）を更に備えたものであってもよい。
【００３０】
図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すように、半導体ウェハＷの一方の面に接着剤層２０Ａが接するようにフィルム８を貼り付ける。この工程は、好ましくは５０〜１２０℃、より好ましくは６０〜１００℃の温度条件下で実施する。温度が５０℃以上であると、半導体ウェハＷを接着剤層２０Ａとの良好な密着性を得ることができ、１２０℃以下であると、この工程において接着剤層２０Ａが過度に流動することが抑制される。
【００３１】
図７（ｃ）に示すように、半導体ウェハＷ、粘着剤層２及び接着剤層２０Ａをダイシングする。これにより、半導体ウェハＷが個片化されて半導体素子Ｗｂとなる。接着剤層２０Ａも個片化されて接着剤片２０Ｐとなる。ダイシング方法としては、回転刃又はレーザを用いる方法が挙げられる。なお、半導体ウェハＷのダイシングに先立って半導体ウェハＷを研削することによって薄膜化してもよい。
【００３２】
次に、粘着剤層２が例えばＵＶ硬化型である場合、図７（ｄ）に示すように、粘着剤層２に対して紫外線を照射することにより粘着剤層２を硬化させ、粘着剤層２と接着剤片２０Ｐとの間の粘着力を低下させる。紫外線照射後、図７（ｅ）に示されるように、常温又は冷却条件下において基材フィルム１をエキスパンドすることによって半導体素子Ｗａを互いに離間させつつ、ニードル４２で突き上げることによって粘着剤層２から積層体３０の接着剤片２０Ｐを剥離させるとともに、積層体３０を吸引コレット４４で吸引してピックアップする。このようにして得られた積層体３０は、図４に示すように、半導体パッケージ１００の製造に供される。
【００３３】
＜ダイシング・ダイボンディング一体型フィルム及びその製造方法＞
図７（ａ）に示すダイシング・ダイボンディング一体型フィルム８及びその製造方法について説明する。上述のとおり、フィルム８は、基材フィルム１（例えばＰＥＴフィルム）と粘着剤層２と接着剤層２０Ａ（接着フィルム）とをこの順序で備える。フィルム８の製造方法は、エポキシ樹脂等を含む熱硬化性樹脂組成物のワニスをフィルム（不図示）上に塗布する工程と、塗布されたワニスを５０〜１５０℃で加熱乾燥することによって接着剤層２０Ａを形成する工程と、接着剤層２０Ａと粘着剤層２とを貼り合わせる工程とを含む。
【００３４】
接着剤層２０Ａは、例えば、エポキシ樹脂と、硬化剤と、エラストマとを含むワニスをフィルム上に塗工する工程と、フィルム上に形成された塗膜を乾燥させる工程を経て形成される。ワニスは、必要に応じて、無機フィラー及び硬化促進剤等を更に含んでもよい。ワニスは、エポキシ樹脂等の材料を、溶剤中で混合又は混練することによって調製することができる。混合又は混練は、通常の撹拌機、らいかい機、三本ロール、ボールミル等の分散機を用い、これらを適宜組み合わせて行うことができる。なお、ワニスの詳細については後述する。
【００３５】
ワニスが塗布されるフィルムとしては、特に制限はなく、例えば、ポリエステルフィルム、ポリプロピレンフィルム（ＯＰＰフィルム等）、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、メチルペンテンフィルムが挙げられる。
【００３６】
フィルムにワニスを塗布する方法としては、公知の方法を用いることができ、例えば、ナイフコート法、ロールコート法、スプレーコート法、グラビアコート法、バーコート法、カーテンコート法が挙げられる。加熱乾燥の条件は、使用した溶剤が充分に揮散する条件であればよく、例えば、５０〜１５０℃で、１〜３０分間加熱して行うことができる。加熱乾燥は、５０〜１５０℃の範囲内の温度で段階的に昇温させて行ってもよい。ワニスに含まれる溶剤を加熱乾燥によって揮発させることによって、フィルムと接着剤層２０Ａとの積層フィルムを得ることができる。
【００３７】
上記のようにして得た積層フィルムと、ダイシングフィルム（基材フィルム１と粘着剤層２の積層体）とを貼り合わせることによってフィルム８を得ることができる。基材フィルム１としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレンフィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリメチルペンテンフィルム、ポリイミドフィルム等のプラスチックフィルムが挙げられる。また、基材フィルム１は、必要に応じて、プライマー塗布、ＵＶ処理、コロナ放電処理、研磨処理、エッチング処理等の表面処理が行われていてもよい。粘着剤層２は、ＵＶ硬化型であってもよいし、感圧型であってもよい。粘着剤層２を構成する粘着剤として、従来、ダイシングフィルムに使用されている粘着剤を使用すればよい。粘着剤層２の厚さは、経済性及びフィルムの取扱い性の観点から、例えば、６０〜２００μｍであり、７０〜１７０μｍであってもよい。
【００３８】
＜接着剤層形成用のワニス＞
接着剤層２０Ａを形成するためのワニスについて詳細に説明する。なお、接着剤片２０Ｐは接着剤層２０Ａを個片化したものであり、両者は同じ熱硬化性樹脂組成物からなる。接着剤層２０Ａ及び接着剤片２０Ｐは、溶剤を揮散させるための加熱処理を経ているため半硬化（Ｂステージ）の状態であり、その後の硬化処理によって完全硬化物（Ｃステージ）状態となる。
【００３９】
接着剤層形成用のワニスは、上述のとおり、エポキシ樹脂と、硬化剤と、エラストマとを含み、必要に応じて、無機フィラー及び硬化促進剤等を更に含む。ワニスを調製するための溶剤は、上記各成分を均一に溶解、混練又は分散できるものであれば制限はなく、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶媒、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、トルエン、キシレンを使用できる。乾燥速度が速く、価格が安い点でメチルエチルケトン又はシクロヘキサノンを使用することが好ましい。
【００４０】
（エポキシ樹脂）
エポキシ樹脂としては、構造に特に制限はないが、相溶性の観点から、脂環式構造を有するものが好ましい。接着剤層２０Ａの表面自由エネルギーの値Ｅ１を３８〜４１ｍＪ／ｍ２の範囲とする観点から、脂環式構造を有するエポキシ樹脂の含有率は接着剤層２０Ａに含まれるエポキシ樹脂の全質量基準で、例えば、５〜４０質量％であり、６〜３５質量％又は７〜３４質量％であってもよい。同様の観点から、２５℃において液状であるエポキシ樹脂の含有率は接着剤層２０Ａに含まれるエポキシ樹脂の全質量基準で、例えば、５〜３０質量％であり、７〜２５質量％又は８〜２３質量％であってもよい。
【００４１】
エポキシ樹脂の市販品として、例えば、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂ＨＰ−７２００Ｌ（ＤＩＣ（株）製）、ＨＰ−７２００（ＤＩＣ（株）製）、ＸＤ−１０００（日本化薬(株)製）、セロキサイド２０２１Ｐ（ダイセル（株）製）、セロキサイド２０２８１（ダイセル（株）製）、Ｓｙｎａ−Ｅｐｏｘｙ２８（ＳＹＡＮＡＳＩＡ社製）、ビスＡ型エポキシ樹脂ＹＤ−１２８（三菱ケミカル（株）製）、ビスＦ型エポキシ樹脂ＥＸＡ−８３０−ＣＲＰ（ＤＩＣ（株）社製）が挙げられる。これらは一種を単独で使用してもよいし、二種以上を併用してもよい。
【００４２】
芳香族エポキシ樹脂を熱硬化性樹脂として使用してもよい。芳香族エポキシ樹脂として、例えば、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＳ型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦノボラック型エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂、トリアジン骨格含有エポキシ樹脂、フルオレン骨格含有エポキシ樹脂、トリフェノールフェノールメタン型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、キシリレン型エポキシ樹脂、ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、多官能フェノール類及びアントラセン等の多環芳香族類のジグリシジルエーテル化合物が挙げられる。これらは一種を単独で使用してもよいし、二種以上を併用してもよい。
【００４３】
（硬化剤）
硬化剤として、例えば、フェノール樹脂、エステル化合物、芳香族アミン、脂肪族アミン及び酸無水物が挙げられる。これらのうち、反応性及び経時安定性の観点から、フェノール樹脂が好ましく特に制限はない。
【００４４】
フェノール樹脂の市販品として、例えば、ＤＩＣ（株）製のフェノライトＫＡ及びＴＤシリーズ、三井化学（株）製のミレックスＸＬＣ−シリーズとＸＬシリーズ（例えば、ミレックスＸＬＣ−ＬＬ）、エア・ウォーター(株)製のＨＥシリーズ（例えば、ＨＥ１００Ｃ−３０）、明和化成（株）製のＭＥＨＣ−７８００シリーズ（例えばＭＥＨＣ−７８００−４Ｓ）が挙げられる。これらは一種を単独で使用してもよいし、二種以上を併用してもよい。耐熱性の観点から、８５℃、８５％ＲＨの恒温恒湿槽に４８時間投入後の吸水率が２質量％以下で、熱重量分析計（ＴＧＡ）で測定した３５０℃での加熱質量減少率（昇温速度：５℃／分、雰囲気：窒素）が５質量％未満のものが好ましい。
【００４５】
エポキシ樹脂とフェノール樹脂の配合量は、硬化性の観点から、それぞれエポキシ当量と水酸基当量の当量比が、好ましくは０．３０／０．７０〜０．７０／０．３０、より好ましくは０．３５／０．６５〜０．６５／０．３５、更に好ましくは０．４０／０．６０〜０．６０／０．４０、特に好ましくは０．４５／０．５５〜０．５５／０．４５である。配合比が上記範囲内であることで、硬化性及び流動性の両方を十分に高水準に達成しやすい。
【００４６】
（エラストマ）
エラストマとして、例えば、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂、ポリブタジエン、アクリロニトリル、エポキシ変性ポリブタジエン、無水マレイン酸変性ポリブタジエン、フェノール変性ポリブタジエン及びカルボキシ変性アクリロニトリルが挙げられる。
【００４７】
溶剤への溶解性及び流動性の観点から、エラストマとしてアクリル系樹脂が好ましく、更に、グリシジルアクリレート又はグリシジルメタクリレート等のエポキシ基又はグリシジル基を架橋性官能基として有する官能性モノマーを重合して得たエポキシ基含有（メタ）アクリル共重合体等のアクリル系樹脂がより好ましい。アクリル系樹脂のなかでもエポキシ基含有（メタ）アクリル酸エステル共重合体及びエポキシ基含有アクリルゴムが好ましく、エポキシ基含有アクリルゴムがより好ましい。エポキシ基含有アクリルゴムは、アクリル酸エステルを主成分とし、主として、ブチルアクリレートとアクリロニトリル等の共重合体、エチルアクリレートとアクリロニトリル等の共重合体などからなる、エポキシ基を有するゴムである。なお、アクリル系樹脂は、エポキシ基だけでなく、アルコール性又はフェノール性水酸基、カルボキシル基等の架橋性官能基を有していてもよい。
【００４８】
アクリル樹脂の市販品としては、ナガセケムテック（株）製のＳＧ−７０Ｌ、ＳＧ−７０８−６、ＷＳ−０２３  ＥＫ３０、ＳＧ−２８０  ＥＫ２３、ＳＧ−Ｐ３溶剤変更品（商品名、アクリルゴム、重量平均分子量：８０万、Ｔｇ：１２℃、溶剤はシクロヘキサノン）等が挙げられる。
【００４９】
アクリル樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）は−５０〜５０℃であることが好ましく、−３０〜３０℃であることがより好ましい。アクリル樹脂の重量平均分子量（Ｍｗ）は、１０万〜３００万であることが好ましく、５０万〜２００万であることがより好ましい。Ｍｗがこの範囲のアクリル樹脂を熱硬化性樹脂組成物に配合することで、熱硬化性樹脂組成物をフィルム状に形成しやすく、フィルム状での強度、可撓性、タック性を適切に制御しやすい。これに加え、リフロー性及び埋込性の両方が向上する傾向にある。ここで、Ｍｗは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）で測定し、標準ポリスチレンによる検量線を用いて換算した値を意味する。なお、分子量分布の狭いアクリル樹脂を用いることにより、埋込性に優れ且つ高弾性の接着剤層を形成できる傾向にある。
【００５０】
接着剤層２０Ａに含まれるアクリル樹脂の量は、エポキシ樹脂及びエポキシ樹脂硬化剤の合計１００質量部に対して２０〜２００質量部であることが好ましく、３０〜１００質量部であることがより好ましい。この範囲にあると、成形時の流動性の制御、高温での取り扱い性及び埋込性をより一層良好にすることができる。
【００５１】
（無機フィラー）
無機フィラーとして、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、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、ホウ酸アルミウィスカ、窒化ホウ素及び結晶性シリカ、非晶性シリカが挙げられる。これらは一種を単独で使用してもよいし、二種以上を併用してもよい。接着剤層２０Ａの熱伝導性を向上する観点から、無機フィラーとして、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、結晶性シリカ又は非晶性シリカを含有することが好ましい。接着剤層２０Ａの溶融粘度の調整及び接着剤組成物にチキソトロピック性を付与する観点からは、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、酸化アルミニウム、結晶性シリカ又は非晶性シリカを使用することが好ましい。
【００５２】
無機フィラーの平均粒径は、接着性を向上する観点から、０．００５μｍ〜０．５μｍが好ましく、０．０５〜０．３μｍがより好ましい。無機フィラーの表面は、溶剤及び樹脂成分との相溶性、並びに接着強度の観点から化学修飾されていることが好ましい。表面を化学修飾する材料として適したものにシランカップリング剤が挙げられる。シランカップリング剤の官能基の種類として、例えば、ビニル基、アクリロイル基、エポキシ基、メルカプト基、アミノ基、ジアミノ基、アルコキシ基、エトキシ基が挙げられる。
【００５３】
接着剤層２０Ａの流動性及び破断性、並びに硬化後の引張弾性率及び接着力を制御する観点から、接着剤層２０Ａの樹脂成分１００質量部に対して、無機フィラーの含有量は１０〜９０質量部であることが好ましく、１０〜５０質量部であることがより好ましい。無機フィラーの含有量が１０質量部以上であることで、接着剤層２０Ａのダイシング性が向上しやすく、硬化後において十分な接着力を発揮しやすい。他方、無機フィラーの含有量が９０質量部以下であることで、接着剤層２０Ａの流動性を十分に確保しやすく、硬化後において弾性率が過度に高くなることを抑制できる。
【００５４】
（硬化促進剤）
硬化促進剤として、例えば、イミダゾール類及びその誘導体、有機リン系化合物、第二級アミン類、第三級アミン類、及び第四級アンモニウム塩が挙げられる。適度な反応性の観点からイミダゾール系の化合物が好ましい。イミダゾール類としては、２−メチルイミダゾール、１−ベンジル−２−メチルイミダゾール、１−シアノエチル−２−フェニルイミダゾール、１−シアノエチルー２−メチルイミダゾール等が挙げられる。これらは一種を単独で使用してもよいし、二種以上を併用してもよい。
【００５５】
接着剤層２０Ａにおける硬化促進剤の含有量は、エポキシ樹脂及びエポキシ樹脂硬化剤の合計１００質量部に対して０．０４〜３質量部が好ましく、０．０４〜０．２質量部がより好ましい。硬化促進剤の添加量がこの範囲にあると、硬化性と信頼性を両立することができる。
【００５６】
以上、本開示に実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態においては、チップ埋込型半導体パッケージについて例示したが、本開示はワイヤ埋込型半導体パッケージ及びその他の半導体装置の製造に適用してもよい。
【実施例】
【００５７】
以下、実施例により本開示について更に詳しく説明するが、これらの実施例は本発明を制限するものではない。【００５８】
（実施例１〜７及び比較例１〜２）
以下の材料を表１〜３に示した配合割合（質量部）で混合してワニスを調製した。溶媒としてシクロヘキサノンを使用し、ワニスの固形分割合は４０質量％とした。１００メッシュのフィルターでワニスをろ過するとともに真空脱泡した。ワニスを塗布するフィルムとして、離型処理が施されたポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム（厚さ３８μｍ）を準備した。真空脱泡後のワニスを、ＰＥＴフィルムの離型処理が施された面上に塗布した。塗布したワニスを、９０℃で５分間、続いて１４０℃で５分間の二段階で加熱乾燥した。こうして、実施例及び比較例に係る接着フィルムとして、ＰＥＴフィルムと、その表面上に形成されたＢステージ状態（半硬化状態）のフィルム状接着剤（厚さ１１０μｍ）とを備える積層フィルムをそれぞれ作製した。【００５９】
［材料］
＜エポキシ樹脂＞
・（Ａ１）…ＸＤ−１０００：（商品名、日本化薬（株）製、シクロペンタジエン型エポキシ樹脂、脂環式構造、２５℃において固体）
・（Ａ２）…セロキサイド２０２１Ｐ：（商品名、ダイセル（株）製、脂環式構造、２５℃において固体）
・（Ａ３）…ＨＰ−７２００Ｌ：（商品名、ＤＩＣ（株）製、シクロペンタジエン型エポキシ樹脂、脂環式構造、２５℃において固体）
・（Ａ４）…ＥＨＰＥ３１５０（商品名、ダイセル（株）製、脂環式構造、２５℃において固体）
・（Ａ５）…ＶＧ３１０１Ｌ（商品名、（株）プリンテック製、多官能エポキシ樹脂、２５℃において固体）
・（Ａ６）…ＹＤＣＮ−７００−１０：（商品名、新日鉄住金化学（株）製、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、２５℃において固体）
・（Ａ７）…ＥＸＡ−８３０ＣＲＰ：（商品名、ＤＩＣ（株）製、液状ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、２５℃において液状）
＜硬化剤＞
・（Ｂ１）…ＸＬＣ−ＬＬ：（商品名、三井化学（株）製、フェニルアラルキル型フェノール樹脂）
・（Ｂ２）…ＬＦ−４８７１：（商品名、ＤＩＣ（株）製、ＢＰＡノボラック型フェノール樹脂）
・（Ｂ３）…ＨＥ−１００Ｃ−３０：（商品名、エア・ウォーター（株）製、フェニルアラキル型フェノール樹脂）
＜エラストマ＞
・（Ｃ１）…ＳＧ−Ｐ３溶剤変更品（商品名、ナガセケムテックス（株）製、アクリルゴム、重量平均分子量：８０万、Ｔｇ：１２℃、溶剤はシクロヘキサノン）
・（Ｃ２）…ＳＧ−７０Ｌ：（商品名、ナガセケムテックス（株）製、アクリルゴム、重量平均分子量９０万、酸価５ｍｇＫＯＨ/ｇ、Ｔｇ：−１３℃）
＜無機フィラー＞
・ＳＣ２０５０−ＨＬＧ：（商品名、（株）アドマテックス製、シリカフィラー分散液、平均粒径０．５０μｍ）
＜硬化促進剤＞
・キュアゾール２ＰＺ−ＣＮ：（商品名、四国化成工業（株）製、１−シアノエチル−２−フェニルイミダゾール）【００６０】
［フィルム状接着剤の評価］
実施例及び比較例に係るフィルム状接着剤について、表面自由エネルギー及びブリードの評価を行った。【００６１】
＜表面自由エネルギーの測定＞
接触角計（協和界面科学（株）製：商品名ＤＭ−７０１）を使用して実施例及び比較例に係るフィルム状接着剤の表面自由エネルギーを測定した。溶媒として、水、ヨウ化メチレン及びα―ブロモナフタレンを使用し、各溶媒とフィルム状接着剤の接触角を測定した。液適量は０．５μＬとし、接触角はθ／２法により求めた。得られた接触角の値を用いて、表面自由エネルギー解析ソフトＦＡＭＡＳ（商品名、協和界面科学（株）製）により表面自由ネルギーを算出した。表面自由エネルギーは北崎畑の式より算出した。また、以下のブリードの評価に使用した基材の表面自由ネルギーも同様にして測定した。表１〜３に結果を示す。【００６２】
＜ブリードの評価＞
まず、ブリードの評価に使用する構造体であって、基板と、その表面にマウントされたチップとを備える構造体を以下のようにして準備した。すなわち、フィルム状接着剤ＨＲ９００４−１０（商品名、日立化成（株）製、厚さ１０μｍ）を半導体ウェハ（直径：８インチ、厚さ：５０μｍ）に７０℃で貼り付けた。半導体ウェハ及びフィルム状接着剤を２．１×４．８ｍｍ角にダイシングすることによって、接着剤付きチップを得た。この接着剤付きチップを評価用基板に１２０℃、０．２０ＭＰａ、２秒間の条件で圧着した。なお、評価用基板として、表面にソルダーレジストＡＵＳ３０８（商品名、大陽日酸（株）製）が塗布された基板（総厚：２６０μｍ）を使用した。【００６３】
他方、実施例及び比較例に係るフィルム状接着剤（厚さ１１０μ）を半導体ウェハ（直径：８インチ、厚さ１００μｍ）に７０℃でそれぞれ貼り付けた。半導体ウェハ及びフィルム状接着剤を６×１２．７ｍｍ角にダイシングすることによって、接着剤片付き半導体素子を得た。【００６４】
上記構造体におけるチップがマウントされている位置に、接着剤片付き半導体素子を圧着した。圧着条件は１２０℃、０．２０ＭＰａ、１．５秒間とした。なお、フィルム状接着剤の中央の位置にチップが埋め込まれるように位置合わせをした。このようにして作製した評価用試料を顕微鏡で観察し、半導体素子の端部からはみ出している樹脂組成物の最大距離（ブリード量）を測定した。表１〜３に結果を示す。【００６５】
【表１】
2020136903.tif 000003
【００６６】
【表２】
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【００６７】
【表３】
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【産業上の利用可能性】
【００６８】
本開示によれば、圧着工程におけるブリードを十分に抑制できる半導体装置の製造方法が提供される。また、本開示によれば、この製造方法に適用可能なフィルム状接着剤及びダイシング・ダイボンディング一体型フィルムが提供される。
【符号の説明】
【００６９】
１…基材フィルム、２…粘着剤層、８…ダイシング・ダイボンディング一体型フィルム、１０…基板、２０…第１の封止層（接着剤片の硬化物）、２０Ａ…接着剤層（フィルム状接着剤）、２０Ｐ…接着剤片、３０…積層体、５０…構造体、１００…半導体パッケージ（半導体装置）、Ｗ…ウェハ、Ｗａ…第１の半導体素子（チップ）、Ｗｂ…第２の半導体素子
【図１】
2020136903.tif 000006
【図２】
2020136903.tif 000007
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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2020136903.tif 000014
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