半導体加工用接着シート及び半導体チップの実装方法
【課題】半導体ウエハに対する追従性、及び、エキスパンド時の割裂性に優れた接着剤層を有する半導体加工用接着シートを提供する。また、該半導体加工用接着シートを用いた半導体チップの実装方法を提供する。
【解決手段】半導体ウエハを薄化した後、個片化して半導体チップとし、該半導体チップを基板又は他の半導体チップにフリップチップ実装する一連の工程において連続して用いられる半導体加工用接着シートであって、接着剤層と基材層とを有し、前記接着剤層は、エポキシ樹脂と硬化剤と無機充填材とを含有し、動的粘弾性測定装置により測定した−１５〜１０℃における貯蔵弾性率が４０〜７０ＭＰａの範囲内にあり、７０〜８０℃における貯蔵弾性率が０．０１〜０．２ＭＰａの範囲内にある半導体加工用接着シート。
【解決手段】半導体ウエハを薄化した後、個片化して半導体チップとし、該半導体チップを基板又は他の半導体チップにフリップチップ実装する一連の工程において連続して用いられる半導体加工用接着シートであって、接着剤層と基材層とを有し、前記接着剤層は、エポキシ樹脂と硬化剤と無機充填材とを含有し、動的粘弾性測定装置により測定した−１５〜１０℃における貯蔵弾性率が４０〜７０ＭＰａの範囲内にあり、７０〜８０℃における貯蔵弾性率が０．０１〜０．２ＭＰａの範囲内にある半導体加工用接着シート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエハに対する追従性、及び、エキスパンド時の割裂性に優れた接着剤層を有する半導体加工用接着シートに関する。また、本発明は、該半導体加工用接着シートを用いた半導体チップの実装方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体部品の小型化に対する要求が更に進み、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重要視されている。フリップチップ実装は、例えば、以下のような方法により行われる。
まず、突起電極を有する半導体ウエハの突起電極を有する面に、バックグラインドテープと呼ばれる粘着テープを貼り合わせ、この状態で半導体ウエハを薄化する。薄化後、バックグラインドテープを剥離する。次いで、半導体ウエハを個片化して半導体チップとし、得られた半導体チップを、接着シート等を用いて基板又は他の半導体チップにフリップチップ実装する。
【０００３】
しかしながら、近年、半導体部品の小型化に伴って半導体ウエハの厚みもますます薄くなっており、例えば、半導体ウエハを５０μｍ以下の厚みにまで薄化することが求められていることから、バックグラインドテープを剥離する際に、半導体ウエハの割れ又は欠けが生じたり突起電極が損傷したりする問題が生じている。
そこで、例えば特許文献１に記載のように、バックグラインドテープを剥離する代わりに、バックグラインドテープの接着剤層を半導体ウエハに残したまま基材部分を剥離し、接着剤層ごと半導体ウエハを個片化する方法が提案されている。このような方法において、半導体ウエハに残された接着剤層は半導体チップを実装する際の接着剤としても機能することから、ボイドを噛み込むことなく、半導体ウエハに対して充分に追従するように貼り合わされていることが重要となる。
【０００４】
また、半導体ウエハを５０μｍ以下の厚みにまで薄化した場合には、半導体ウエハを個片化する際にも半導体ウエハの割れが生じることがあり、また、個片化の際に生じた半導体ウエハ又は接着剤層の切削屑が、半導体チップ実装後の信頼性に悪影響を及ぼすことがある。
これらの問題を解決するために、例えば、半導体ウエハに途中まで切り込みを入れた後、反対面を研磨することにより半導体ウエハを個片化する、いわゆる先ダイシング法や、レーザーを用いて半導体ウエハに改質領域を形成した後、半導体ウエハに貼り合わされた切り込みの入っていない接着シートをエキスパンドすることにより半導体ウエハを個片化する、いわゆるステルスダイシング法等が提案されている。
【０００５】
例えば、特許文献２には、ステルスダイシング法に適用することのできる接着シートとして、硬化後の接着剤層の、動的粘弾性測定装置を用いて周波数１０Ｈｚで測定した１５０℃での貯蔵弾性率が６ＭＰａ以上、１７０℃での貯蔵弾性率が５ＭＰａ未満である半導体用接着シートが記載されている。
特許文献２には、同文献に記載の半導体用接着シートはエキスパンドによる個片化に優れることが記載されている。しかしながら、特許文献２に記載の半導体用接着シートはエキスパンド時の割裂性が充分ではなく、糸引き等が生じてしまうことがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第４１７０８３９号公報
【特許文献２】特開２０１０−１３５７６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、半導体ウエハに対する追従性、及び、エキスパンド時の割裂性に優れた接着剤層を有する半導体加工用接着シートを提供することを目的とする。また、本発明は、該半導体加工用接着シートを用いた半導体チップの実装方法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】
【０００８】
本発明は、半導体ウエハを薄化した後、個片化して半導体チップとし、該半導体チップを基板又は他の半導体チップにフリップチップ実装する一連の工程において連続して用いられる半導体加工用接着シートであって、接着剤層と基材層とを有し、前記接着剤層は、エポキシ樹脂と硬化剤と無機充填材とを含有し、動的粘弾性測定装置により測定した−１５〜１０℃における貯蔵弾性率が４０〜７０ＭＰａの範囲内にあり、７０〜８０℃における貯蔵弾性率が０．０１〜０．２ＭＰａの範囲内にある半導体加工用接着シートである。
以下、本発明を詳述する。
【０００９】
本発明者は、接着剤層と基材層とを有する半導体加工用接着シートにおいて、接着剤層にエポキシ樹脂と硬化剤と無機充填材とを含有させ、かつ、接着剤層の動的粘弾性測定装置により測定した貯蔵弾性率を所定範囲内とすることにより、接着剤層の半導体ウエハに対する追従性、及び、エキスパンド時の割裂性を向上させることができることを見出した。
本発明者は、このような半導体加工用接着シートは、半導体ウエハを薄化した後、個片化して半導体チップとし、該半導体チップを基板又は他の半導体チップにフリップチップ実装する一連の工程において連続して用いられる半導体加工用接着シートとして好適であることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【００１０】
本発明の半導体加工用接着シートは、接着剤層と基材層とを有する。
上記接着剤層は、動的粘弾性測定装置により測定した−１５〜１０℃における貯蔵弾性率が４０〜７０ＭＰａの範囲内にある。
このような貯蔵弾性率を有することで、上記接着剤層は、エキスパンド時の割裂性に優れる。従って、上記接着剤層を貼り合わせた半導体ウエハを個片化する際には、上記接着剤層にまで切り込みを入れなくても、半導体ウエハのみ、又は、半導体ウエハの厚み方向の一部のみにダイシングラインを形成した後で上記接着剤層と半導体ウエハとの積層体をエキスパンドすることにより、半導体ウエハを良好に個片化することができる。
【００１１】
上記−１５〜１０℃における貯蔵弾性率の範囲の下限が４０ＭＰａ未満であると、上記接着剤層のエキスパンド時の割裂性が低下するため、上記接着剤層と半導体ウエハとの積層体をエキスパンドすることにより半導体ウエハを個片化することが困難となったり、エキスパンド時に上記接着剤層の糸引きが生じやすくなったりする。上記−１５〜１０℃における貯蔵弾性率の範囲の上限が７０ＭＰａを超えると、上記接着剤層と半導体ウエハとの積層体をエキスパンドすることにより半導体ウエハを個片化する際、上記接着剤層が半導体ウエハから剥離しやすくなる。
上記接着剤層は、動的粘弾性測定装置により測定した−１５〜１０℃における貯蔵弾性率の範囲の好ましい下限が４２ＭＰａ、好ましい上限が６０ＭＰａであり、より好ましい下限が４５ＭＰａ、より好ましい上限が５５ＭＰａである。
【００１２】
上記接着剤層は、動的粘弾性測定装置により測定した７０〜８０℃における貯蔵弾性率が０．０１〜０．２ＭＰａの範囲内にある。
このような貯蔵弾性率を有することで、上記接着剤層は、半導体ウエハに対する追従性に優れ、ボイドの噛み込みを抑制しながら半導体ウエハに良好に貼り合わされる。従って、上記接着剤層を貼り合わせた半導体ウエハを個片化し、得られた半導体チップを上記接着剤層を介して基板又は他の半導体チップに実装することにより、高い接合信頼性を実現することができる。
【００１３】
上記７０〜８０℃における貯蔵弾性率の範囲の下限が０．０１ＭＰａ未満であると、上記接着剤層を突起電極を有する半導体ウエハに貼り合わせる際、タックが大きいことにより取扱性が低下したり、上記接着剤層のはみ出しが生じたりする。上記７０〜８０℃における貯蔵弾性率の範囲の上限が０．２ＭＰａを超えると、上記接着剤層を突起電極を有する半導体ウエハに貼り合わせる際に、半導体ウエハに対する追従性が低下してボイドを噛み込みやすくなる。
上記接着剤層は、動的粘弾性測定装置により測定した７０〜８０℃における貯蔵弾性率の範囲の好ましい下限が０．０２ＭＰａ、好ましい上限が０．１７ＭＰａであり、より好ましい下限が０．０３ＭＰａ、より好ましい上限が０．１５ＭＰａである。
【００１４】
上記動的粘弾性測定装置として、例えば、ＶＤＡ−２００（アイティー計測制御社製）等が挙げられる。また、動的粘弾性測定装置により上記接着剤層の貯蔵弾性率を測定する方法として、例えば、サイズ３ｍｍ×２４ｍｍ、厚み約６００μｍの上記接着剤層について、動的粘弾性測定装置を用いて、周波数１０Ｈｚ、昇温速度１０℃／ｍｉｎの条件で−５０℃から１３０℃まで貯蔵弾性率を測定する方法が挙げられる。
また、上記接着剤層の貯蔵弾性率を上述した範囲内に調整する方法として、例えば、上記接着剤層の組成を調整する方法が好ましく、より具体的には、例えば、後述する無機充填材の種類、配合量等を調整する方法、上記接着剤層に後述する高分子化合物、ゴム粒子等を配合する方法等が挙げられる。
【００１５】
上記接着剤層は、エポキシ樹脂を含有する。
上記エポキシ樹脂は特に限定されないが、多環式炭化水素骨格を主鎖に有するエポキシ樹脂を含有することが好ましい。上記多環式炭化水素骨格を主鎖に有するエポキシ樹脂を含有することで、上記接着剤層の硬化物は、剛直で分子の運動が阻害されるため優れた機械的強度及び耐熱性を発現し、また、吸水性が低くなるため優れた耐湿性を発現する。
【００１６】
上記多環式炭化水素骨格を主鎖に有するエポキシ樹脂は特に限定されず、例えば、ジシクロペンタジエンジオキシド、ジシクロペンタジエン骨格を有するフェノールノボラックエポキシ樹脂等のジシクロペンタジエン骨格を有するエポキシ樹脂（以下、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂ともいう）、１−グリシジルナフタレン、２−グリシジルナフタレン、１，２−ジグリジジルナフタレン、１，５−ジグリシジルナフタレン、１，６−ジグリシジルナフタレン、１，７−ジグリシジルナフタレン、２，７−ジグリシジルナフタレン、トリグリシジルナフタレン、１，２，５，６−テトラグリシジルナフタレン等のナフタレン骨格を有するエポキシ樹脂（以下、ナフタレン型エポキシ樹脂ともいう）、テトラヒドロキシフェニルエタン型エポキシ樹脂、テトラキス（グリシジルオキシフェニル）エタン、３，４−エポキシ−６−メチルシクロヘキシルメチル−３，４−エポキシ−６−メチルシクロヘキサンカルボネート等が挙げられる。なかでも、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂が好ましい。
これらの多環式炭化水素骨格を主鎖に有するエポキシ樹脂は、単独で用いられてもよく、２種類以上が併用されてもよく、また、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂等の汎用されるエポキシ樹脂と併用されてもよい。
【００１７】
上記ナフタレン型エポキシ樹脂は、下記一般式（１）で表される構造を有する化合物を含有することが好ましい。下記一般式（１）で表される構造を有する化合物を含有することで、上記接着剤層の硬化物の線膨張率を下げることができ、また、硬化物の耐熱性及び接着性が向上して、より高い接合信頼性を実現することができる。
【００１８】
【化１】
【００１９】
一般式（１）中、Ｒ４及びＲ５は、それぞれ、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アリール基又はフェニル基を表し、ｎ及びｍは、それぞれ、０又は１である。
【００２０】
上記エポキシ樹脂が上記一般式（１）で表される構造を有する化合物を含有する場合、上記一般式（１）で表される構造を有する化合物の配合量は特に限定されないが、上記エポキシ樹脂中の好ましい下限が３重量％、好ましい上限が９０重量％である。上記一般式（１）で表される構造を有する化合物の配合量が３重量％未満であると、上記接着剤層の硬化物の線膨張率を下げる効果が充分に得られなかったり、接着力が低下したりすることがある。上記一般式（１）で表される構造を有する化合物の配合量が９０重量％を超えると、該一般式（１）で表される構造を有する化合物と他の配合成分とが相分離し、上記接着剤層を形成するための接着剤溶液の塗工性が低下したり、吸水率が高くなったりすることがある。
上記一般式（１）で表される構造を有する化合物の配合量は、上記エポキシ樹脂中のより好ましい下限が５重量％、より好ましい上限が８０重量％である。
【００２１】
上記接着剤層は、更に、高分子化合物を含有することが好ましい。
上記高分子化合物を配合することで、上記接着剤層の貯蔵弾性率を上述した範囲内に調整しやすくなる。また、上記高分子化合物を配合することで、上記接着剤層の硬化物に可撓性を付与することができ、より高い接合信頼性を実現することができる。
【００２２】
上記高分子化合物は特に限定されないが、エポキシ樹脂と反応する官能基を有する高分子化合物が好ましい。
上記エポキシ樹脂と反応する官能基を有する高分子化合物は特に限定されず、例えば、アミノ基、ウレタン基、イミド基、水酸基、カルボキシル基、エポキシ基等を有する高分子化合物が挙げられる。なかでも、エポキシ基を有する高分子化合物が好ましい。
上記接着剤層が、上記多環式炭化水素骨格を主鎖に有するエポキシ樹脂と上記エポキシ基を有する高分子化合物とを含有する場合、上記接着剤層の硬化物は、上記多環式炭化水素骨格を主鎖に有するエポキシ樹脂に由来する優れた機械的強度、耐熱性及び耐湿性と、上記エポキシ基を有する高分子化合物に由来する優れた可撓性とを有し、耐冷熱サイクル性、耐ハンダリフロー性、寸法安定性等に優れ、高い接合信頼性及び導通信頼性を実現することができる。
【００２３】
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。これらのエポキシ基を有する高分子化合物は、単独で用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。なかでも、エポキシ基を多く含み、上記接着剤層の硬化物の機械的強度、耐熱性をより高められることから、エポキシ基含有アクリル樹脂が好ましい。
【００２４】
上記高分子化合物の重量平均分子量は特に限定されないが、好ましい下限は１万、好ましい上限は１００万である。上記高分子化合物の重量平均分子量が１万未満であると、上記接着剤層の硬化物の接着力が不足したり、可撓性が充分に向上しなかったり、上記接着剤層を形成する際の造膜性が不充分となったりすることがある。上記高分子化合物の重量平均分子量が１００万を超えると、上記接着剤層は、接着工程での表面濡れ性が低下し、接着強度に劣ることがある。
【００２５】
上記接着剤層が上記高分子化合物を含有する場合、上記高分子化合物の配合量は特に限定されないが、上記エポキシ樹脂１００重量部に対する好ましい下限が２０重量部、好ましい上限が１００重量部である。上記高分子化合物の配合量が２０重量部未満であると、上記接着剤層の貯蔵弾性率を上述した範囲内に調整できないことがあり、また、上記接着剤層の硬化物の可撓性が低下し、高い接合信頼性及び導通信頼性が得られないことがある。上記高分子化合物の配合量が１００重量部を超えると、上記接着剤層の貯蔵弾性率を上述した範囲内に調整できないことがあり、また、上記接着剤層の硬化物の機械的強度、耐熱性及び耐湿性が低下し、高い接合信頼性及び導通信頼性が得られないことがある。
【００２６】
上記接着剤層は、硬化剤を含有する。
上記硬化剤は特に限定されず、例えば、トリアルキルテトラヒドロ無水フタル酸等の加熱硬化型酸無水物系硬化剤、フェノール系硬化剤、アミン系硬化剤、ジシアンジアミド等の潜在性硬化剤、カチオン系触媒型硬化剤等が挙げられる。これらの硬化剤は、単独で用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。なかでも、酸無水物系硬化剤が好ましい。
【００２７】
上記酸無水物系硬化剤を用いることで、上記接着剤層の硬化物の酸性度を中和することができ、上記接着剤層を介して半導体チップを基板又は他の半導体チップに実装する際には、電極の信頼性を高めることができる。また、上記酸無水物系硬化剤は熱硬化速度が速いため、上記接着剤層におけるボイドの発生を効果的に低減することができ、高い接合信頼性を実現することができる。
【００２８】
また、後述するように、硬化促進剤として常温で液状のイミダゾール化合物を用いる場合には、硬化剤としてビシクロ骨格を有する酸無水物を併用することにより、高い熱硬化性と、優れた貯蔵安定性及び熱安定性とを両立することができる。これは、一般的には常温で液状のイミダゾール化合物を含有すると接着剤層の貯蔵安定性及び熱安定性が低下してしまうのに対し、立体的に嵩高いビシクロ骨格を有する酸無水物を含有することにより、硬化反応の反応性が抑えられるためと考えられる。
また、上記ビシクロ骨格を有する酸無水物は上記エポキシ樹脂に対する溶解性が高いことから、上記接着剤層の透明性をより向上させることができ、上記接着剤層を介して半導体チップを基板又は他の半導体チップに実装する際には、ボンディング装置のカメラによる半導体チップ上のパターン又は位置表示の認識が容易となる。
更に、上記ビシクロ骨格を有する酸無水物を用いることにより、上記接着剤層の硬化物が優れた機械的強度、耐熱性、電気特性等を発現することができる。
【００２９】
上記ビシクロ骨格を有する酸無水物は特に限定されないが、下記一般式（ａ）で表される構造を有する化合物が好ましい。
【００３０】
【化２】
【００３１】
一般式（ａ）中、Ｘは単結合又は二重結合の連結基を表し、Ｒ１はメチレン基又はエチレン基を表し、Ｒ２及びＲ３は水素原子、ハロゲン基、アルコキシ基又は炭化水素基を表す。
【００３２】
上記一般式（ａ）で表される構造を有する化合物として、具体的には、例えば、ナジック酸無水物、メチルナジック酸無水物等が挙げられる。これらは単独で用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
【００３３】
上記ビシクロ骨格を有する酸無水物の市販品は特に限定されず、例えば、ＹＨ−３０７及びＹＨ−３０９（ジャパンエポキシレジン社製）、リカシッドＨＮＡ−１００（新日本理化社製）等が挙げられる。これらは単独で用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
【００３４】
上記硬化剤の配合量は特に限定されないが、上記エポキシ樹脂の官能基と等量反応する硬化剤を用いる場合には、上記接着剤層に含まれるエポキシ基の総量に対する好ましい下限が６０当量、好ましい上限が１１０当量である。上記硬化剤の配合量が６０当量未満であると、上記接着剤層は、充分に硬化しないことがある。上記硬化剤の配合量が１１０当量を超えても特に上記接着剤層の硬化性に寄与しない。
上記硬化剤の配合量は、上記接着剤層に含まれるエポキシ基の総量に対するより好ましい下限が７０当量、より好ましい上限が１００当量である。
【００３５】
上記接着剤層は、硬化速度、硬化物の物性等を調整する目的で、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ず、例えば、イミダゾール系硬化促進剤、３級アミン系硬化促進剤等が挙げられる。これらの硬化促進剤は、単独で用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。なかでも、硬化速度、硬化物の物性等の調整をするための反応系の制御をしやすいことから、イミダゾール系硬化促進剤が好ましい。
【００３６】
上記イミダゾール系硬化促進剤は特に限定されず、例えば、イミダゾールの１位をシアノエチル基で保護した１−シアノエチル−２−フェニルイミダゾール、イソシアヌル酸で塩基性を保護したイミダゾール系硬化促進剤（商品名「２ＭＡ−ＯＫ」、四国化成工業社製）等が挙げられる。これらのイミダゾール系硬化促進剤は、単独で用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
【００３７】
また、上記イミダゾール系硬化促進剤は、常温で液状のイミダゾール化合物を含有してもよい。本明細書中、常温で液状であるとは、温度１０〜３０℃において、液体状態であることを意味する。
【００３８】
一般に、上記イミダゾール系硬化促進剤を配合することで、上記接着剤層を比較的低温で短時間に熱硬化させることができるが、上記イミダゾール系硬化促進剤の多くは常温で固体であり、微小に粉砕されて配合されることから、上記接着剤層の透明性低下の原因ともなっている。これに対し、上記常温で液状のイミダゾール化合物を含有することで、上記接着剤層の透明性を高めることができ、上記接着剤層を介して半導体チップを基板又は他の半導体チップに実装する際に、ボンディング装置のカメラによる半導体チップ上のパターン又は位置表示の認識が容易となる。
また、上述のように上記常温で液状のイミダゾール化合物は、立体的に嵩高いビシクロ骨格を有する酸無水物と併用して使用されることが好ましい。これにより、上記接着剤層の貯蔵安定性及び熱安定性を高めることができる。
更に、上記常温で液状のイミダゾール化合物を用いることで、イミダゾール化合物を微小に粉砕する必要がなく、より容易に半導体加工用接着シートを製造することができる。
【００３９】
上記常温で液状のイミダゾール化合物は、常温で液状であれば特に限定されず、例えば、２−エチル−４−メチルイミダゾール、１―メチルイミダゾール、１−シアノエチル−２−エチル−４−メチルイミダゾ−ル、１−ベンジル−２−メチルイミダゾ−ル、１−シアノエチル−２−メチルイミダゾ−ル、１−ベンジル−２−エチルイミダゾ−ル、１−ベンジル−２−フェニルイミダゾ−ル、１−シアノエチル−２−フェニル−４，５−ジ−（シアノエトキシメチル）イミダゾ−ル、１，８−ジアザビシクロ（５．４．０）ウンデセン−７、及び、これらの誘導体等が挙げられる。これらは単独で用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。なかでも、２−エチル−４−メチルイミダゾール及びその誘導体が好ましい。
上記誘導体は特に限定されず、例えば、カルボン酸塩、イソシアヌル酸塩、リン酸塩、ホスホン酸塩等の塩、エポキシ化合物との付加物等が挙げられる。
【００４０】
上記常温で液状のイミダゾール化合物の市販品は特に限定されず、例えば、２Ｅ４ＭＺ、１Ｂ２ＭＺ、１Ｂ２ＰＺ、２ＭＺ−ＣＮ、２Ｅ４ＭＺ−ＣＮ、２ＰＨＺ−ＣＮ、１Ｍ２ＥＺ、１Ｂ２ＥＺ（以上、四国化成工業社製）、ＥＭＩ２４（ジャパンエポキシレジン社製）、フジキュア７０００（富士化成工業社製）等が挙げられる。これらは単独で用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
【００４１】
上記接着剤層が上記常温で液状のイミダゾール化合物を含有する場合、上記常温で液状のイミダゾール化合物の配合量は特に限定されないが、上記硬化剤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５０重量部である。上記常温で液状のイミダゾール化合物の配合量が５重量部未満であると、上記接着剤層は、熱硬化するために高温で長時間の加熱を必要とすることがある。上記常温で液状のイミダゾール化合物の配合量が５０重量部を超えると、上記接着剤層は、貯蔵安定性及び熱安定性が低下することがある。
上記常温で液状のイミダゾール化合物の配合量は、上記硬化剤１００重量部に対するより好ましい下限が１０重量部、より好ましい上限が３０重量部である。
【００４２】
上記接着剤層は、無機充填材を含有する。
上記無機充填材の種類、配合量等を調整することで、上記接着剤層の貯蔵弾性率を上述した範囲内に調整することができる。更に、上記無機充填材を配合することで、上記接着剤層の硬化物の機械的強度を確保することができ、また、硬化物の線膨張率を低下させて、高い接合信頼性を実現することができる。
上記無機充填材は特に限定されず、例えば、シリカ粒子、ガラス粒子、アルミナ等が挙げられる。なかでも、上記接着剤層の貯蔵弾性率を上述した範囲内に調整することが容易であることから、シリカ粒子が好ましい。
【００４３】
上記無機充填材の平均粒子径の好ましい下限は０．０１μｍ、好ましい上限は１μｍである。上記平均粒子径が０．０１μｍ未満であると、上記接着剤層を形成するための接着剤溶液の粘度が増大するため、該接着剤溶液の流動性及び塗工性が低下したり、半導体加工用接着シートを突起電極を有する半導体ウエハに貼り合わせる際に、半導体ウエハに対する追従性が低下してボイドを噛み込んだりすることがあり、高い接合信頼性を実現できないことがある。上記平均粒子径が１μｍを超えると、上記接着剤層の透明性が低下して、上記接着剤層を介して半導体チップを基板又は他の半導体チップに実装する際に、ボンディング装置のカメラによる半導体チップ上のパターン又は位置表示の認識が困難となることがある。
上記無機充填材の平均粒子径のより好ましい下限は０．０２μｍ、より好ましい上限は０．５μｍ、更に好ましい下限は０．０５μｍ、更に好ましい上限は０．３μｍである。
【００４４】
また、上記接着剤層を形成するための接着剤溶液の塗工性の向上、及び、上記接着剤層の透明性の向上のために、異なる平均粒子径を有する２種類以上の無機充填材を併用してもよい。
【００４５】
なお、本明細書中、平均粒子径とは、レーザー回折式粒度分布測定装置で測定することにより算出される平均粒子径を意味する。また、本明細書中、異なる平均粒子径を有する２種類以上の無機充填材を併用する場合、平均粒子径とは、該２種類以上の無機充填材の混合物の平均粒子径を意味する。
【００４６】
上記無機充填材は、カップリング剤により表面処理されていることが好ましい。
表面処理することで、上記無機充填材の凝集を抑制し、上記エポキシ樹脂等の樹脂との親和性を高めることができる。これにより、上記接着剤層を形成するための接着剤溶液の粘度の増大、並びに、流動性及び塗工性の低下を抑制することができ、半導体加工用接着シートを突起電極を有する半導体ウエハに貼り合わせる際には、半導体ウエハに対する追従性を向上させてボイドの噛み込みを抑制することができる。
【００４７】
上記カップリング剤は特に限定されず、例えば、シランカップリング剤、チタンカップリング剤、アルミニウムカップリング剤等が挙げられる。なかでも、上記エポキシ樹脂との親和性及び分散性の観点から、シランカップリング剤が好ましい。
【００４８】
上記シランカップリング剤は特に限定されず、例えば、ビニルシラン、エポキシシラン、スチリルシラン、（メタ）アクリロキシシラン、アミノシラン、ウレイドシラン、メルカプトシラン、イミダゾールシラン、イソシアネートシラン、アルコキシシラン等のシランカップリング剤が挙げられる。なかでも、アルコキシシランが好ましい。
上記アルコキシシランは特に限定されないが、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシランが特に好ましい。
これらのカップリング剤は、単独で用いられてもよく、２種類以上が併用されてもよい。
【００４９】
上記無機充填材の配合量は特に限定されないが、上記エポキシ樹脂１００重量部に対する好ましい下限が１１０重量部、好ましい上限が３００重量部である。上記無機充填材の配合量が１１０重量部未満であると、上記接着剤層の貯蔵弾性率が低下して、上述した範囲内に調整できないことがあり、また、上記接着剤層の硬化物の機械的強度を確保したり、線膨張率を低下させたりする効果が充分に得られないことがある。上記無機充填材の配合量が３００重量部を超えると、上記接着剤層の貯蔵弾性率が上昇して、上述した範囲内に調整できないことがあり、また、上記接着剤層を形成するための接着剤溶液の粘度が上昇することがある。
【００５０】
上記接着剤層は、ゴム粒子を含有することが好ましい。
上記ゴム粒子を配合することで、上記接着剤層の貯蔵弾性率を上述した範囲内に調整しやすくなる。
上記ゴム粒子は特に限定されず、例えば、アクリルゴム、シリコーンゴム等からなる粒子が好ましい。なかでも、上記接着剤層における分散性の観点から、アクリルゴムからなる粒子が好ましい。
【００５１】
上記ゴム粒子の平均粒子径の好ましい下限は０．１μｍ、好ましい上限は１０μｍである。上記平均粒子径が０．１μｍ未満であると、上記接着剤層を形成するための接着剤溶液の粘度が必要以上に上昇することがある。上記平均粒子径が１０μｍを超えると、上記接着剤層を介して半導体チップを基板又は他の半導体チップに実装する際に、上記ゴム粒子を噛み込んで導通信頼性が低下したり、上記接着剤層の透明性が低下して、ボンディング装置のカメラによる半導体チップ上のパターン又は位置表示の認識が困難となったりすることがある。
なお、上述したように、本明細書中、平均粒子径とは、レーザー回折式粒度分布測定装置で測定することにより算出される平均粒子径を意味する。
【００５２】
上記接着剤層が上記ゴム粒子を含有する場合、上記ゴム粒子の配合量は特に限定されないが、上記エポキシ樹脂１００重量部に対する好ましい下限が２０重量部、好ましい上限が４０重量部である。上記ゴム粒子の配合量が２０重量部未満であると、上記接着剤層の貯蔵弾性率を上述した範囲内に調整できないことがあり、また、高い接合信頼性を実現することができないことがある。上記ゴム粒子の配合量が４０重量部を超えると、上記接着剤層の貯蔵弾性率を上述した範囲内に調整できないことがあり、また、上記接着剤層を介して半導体チップを基板又は他の半導体チップに実装する際に、上記ゴム粒子を噛み込んで導通信頼性が低下することがある。
【００５３】
上記接着剤層は、更に、必要に応じて、アクリル樹脂、ポリイミド、ポリアミド、フェノキシ樹脂等の一般的な樹脂を含有してもよく、シランカップリング剤、チタンカップリング剤、増粘剤、消泡剤等の添加剤を含有してもよい。
【００５４】
上記接着剤層の厚みは特に限定されないが、好ましい下限は５μｍ、好ましい上限は１５０μｍである。上記接着剤層の厚みが５μｍ未満であると、上記接着剤層の硬化物の接着力が不足することがある。上記接着剤層の厚みが１５０μｍを超えると、上記接着剤層が厚くなりすぎて、エキスパンド時の割裂性が低下することがあり、また、透明性が低下して、上記接着剤層を介して半導体チップを基板又は他の半導体チップに実装する際に、ボンディング装置のカメラによる半導体チップ上のパターン又は位置表示の認識が困難となることがある。
上記接着剤層の厚みは、より好ましい下限が１５μｍ、より好ましい上限が５０μｍである。
【００５５】
上記基材層は特に限定されず、例えば、ポリオレフィン、アクリレート、ポリカーボネート、塩化ビニル、ＡＢＳ、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ナイロン、ウレタン、ポリイミド等の樹脂からなる層が挙げられる。
【００５６】
上記基材層の厚みは特に限定されないが、好ましい下限は１２μｍ、好ましい上限は３００μｍである。上記基材層の厚みが１２μｍ未満であると、半導体加工用接着シートの取扱性が低下することがあり、また、半導体加工用接着シートを貼り合わせた状態で突起電極を有する半導体ウエハを薄化する際に、突起電極を保護する効果が低下することがある。上記基材層の厚みが３００μｍを超えると、半導体加工用接着シートの加工性が低下したり梱包時ロール状にしにくかったりすることがあり、また、半導体加工用接着シートを貼り合わせた状態で突起電極を有する半導体ウエハを薄化した際に、薄化後の半導体ウエハの厚みのばらつきが大きくなることがある。
【００５７】
本発明の半導体加工用接着シートは、更に、上記接着剤層と上記基材層との間に、上記基材層よりも柔軟な層を有していてもよい。このような層を、本明細書中、柔軟層ともいう。
上記柔軟層を有することにより、半導体加工用接着シートは、上記接着剤層が半導体ウエハの突起電極の高さより薄い場合にも、突起電極の形状を変形させることなく突起電極に追従しやすくなる。従って、半導体加工用接着シートを貼り合わせた状態で突起電極を有する半導体ウエハを薄化する際には、突起電極を充分に保護しながら良好に半導体ウエハの薄化を行うことができる。
【００５８】
上記柔軟層は特に限定されず、例えば、ポリエチレン（ＰＥ）及びポリプロピレン（ＰＰ）等のポリオレフィン系樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリアルキル（メタ）アクリレート、ポリビチルブチラール（ＰＶＢ）、ポリビニルアルコール、ポリビニルアセタール、ポリウレタン（ＰＵ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）及びこれらの共重合体等を含有する透明な層、網目状構造を有する層、孔が開けられた層等が挙げられる。なかでも、ポリエチレン（ＰＥ）、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）又はポリアルキル（メタ）アクリレートを含有する層が好ましい。
なお、本明細書中、（メタ）アクリレートとは、メタクリレートとアクリレートとの両方を意味し、（メタ）アクリル酸とは、メタクリル酸とアクリル酸との両方を意味する。
【００５９】
上記柔軟層の厚みは特に限定されないが、好ましい下限は２μｍ、好ましい上限は１００μｍである。上記柔軟層の厚みが２μｍ未満であると、半導体加工用接着シートを貼り合わせた状態で突起電極を有する半導体ウエハを薄化する際に、突起電極を保護する効果が低下することがある。上記柔軟層の厚みが１００μｍを超えると、半導体加工用接着シートを貼り合わせた状態で突起電極を有する半導体ウエハを薄化する際に、半導体加工用接着シートにより半導体ウエハを保持する効果が低下することがある。
【００６０】
本発明の半導体加工用接着シートを製造する方法は特に限定されず、例えば、上記エポキシ樹脂、上記硬化剤、上記無機充填材及び必要に応じて添加される各材料を適当な溶媒で希釈し、ホモディスパー等を用いて攪拌混合することにより上記接着剤層を形成するための接着剤溶液を調製し、得られた接着剤溶液を離型処理したＰＥＴフィルムに塗工して乾燥させた後、得られた接着剤層と、上記基材層とをラミネートする方法等が挙げられる。また、本発明の半導体加工用接着シートが柔軟層を有する場合、上記柔軟層を形成する方法は特に限定されず、例えば、上記柔軟層を形成するための溶液を上記基材層上に塗工した後、乾燥させる方法等が挙げられる。
上記塗工する方法は特に限定されず、例えば、コンマコート、グラビアコート、キャスティング等を用いる方法が挙げられる。
【００６１】
本発明の半導体加工用接着シートにおいて、上記接着剤層は、動的粘弾性測定装置により測定した−１５〜１０℃における貯蔵弾性率が４０〜７０ＭＰａの範囲内にあることにより、エキスパンド時の割裂性に優れる。また、本発明の半導体加工用接着シートにおいて、上記接着剤層は、動的粘弾性測定装置により測定した７０〜８０℃における貯蔵弾性率が０．０１〜０．２ＭＰａの範囲内にあることにより、半導体ウエハに対する追従性に優れ、ボイドの噛み込みを抑制しながら半導体ウエハに良好に貼り合わされる。
このような本発明の半導体加工用接着シートは、半導体ウエハを薄化した後、個片化して半導体チップとし、該半導体チップを基板又は他の半導体チップにフリップチップ実装する一連の工程において連続して用いられる。
【００６２】
本発明の半導体加工用接着シートを用いた半導体チップの実装方法であって、突起電極を有する半導体ウエハの突起電極を有する面と、本発明の半導体加工用接着シートの接着剤層とを７０〜８０℃で貼り合わせる工程と、前記半導体ウエハの突起電極を有する面とは反対側の面を研磨して、前記半導体ウエハを薄化する工程と、前記半導体ウエハのみ、又は、前記半導体ウエハの厚み方向の一部のみにダイシングラインを形成する工程と、前記半導体ウエハを、−１５〜１０℃で本発明の半導体加工用接着シートの接着剤層と前記半導体ウエハとの積層体をエキスパンドすることにより個片化して、半導体チップとする工程と、前記半導体チップを、接着剤層を介して基板又は他の半導体チップにフリップチップ実装する工程とを有する半導体チップの実装方法もまた、本発明の１つである。
【００６３】
本発明の半導体チップの実装方法では、まず、突起電極を有する半導体ウエハの突起電極を有する面と、本発明の半導体加工用接着シートの接着剤層とを７０〜８０℃で貼り合わせる工程を行う。
ここで、本発明の半導体加工用接着シートの接着剤層は、動的粘弾性測定装置により測定した７０〜８０℃における貯蔵弾性率が０．０１〜０．２ＭＰａの範囲内にあり、半導体ウエハに対する追従性に優れる。従って、上記工程では、ボイドの噛み込みを抑制しながら、半導体ウエハの突起電極を有する面と、本発明の半導体加工用接着シートの接着剤層とを良好に貼り合わせることができ、更に、後述する工程において上記接着剤層を介して半導体チップを基板又は他の半導体チップに実装することにより、高い接合信頼性を実現することができる。
【００６４】
上記貼り合わせる方法は特に限定されないが、通常、ラミネーターを用いて貼り合わせる方法が用いられる。また、上記工程は常圧下で行ってもよいが、本発明の半導体加工用接着シートの密着性をより向上させるためには、１ｔｏｒｒ程度の真空下で行うことが好ましい。
【００６５】
本発明の半導体チップの実装方法では、次いで、前記半導体ウエハの突起電極を有する面とは反対側の面を研磨して、前記半導体ウエハを薄化する工程を行う。
上記研磨する方法は特に限定されず、従来公知の方法を用いることができ、例えば、市販の研削装置（例えば、Ｄｉｓｃｏ社製の「ＤＦＧ８５４０」等）を用いて、２４００ｒｐｍの回転で３〜０．２μｍ／ｓの研削量の条件にて研削を行い、最終的にはＣＭＰで仕上げる方法等が挙げられる。
【００６６】
本発明の半導体チップの実装方法では、次いで、前記半導体ウエハのみ、又は、前記半導体ウエハの厚み方向の一部のみにダイシングラインを形成する工程を行う。
上記工程では、本発明の半導体加工用接着シートの接着剤層には切り込みを入れず、上記半導体ウエハのみ、又は、上記半導体ウエハの厚み方向の一部のみにダイシングラインを形成する。
【００６７】
上記半導体ウエハの厚み方向の一部のみにダイシングラインを形成する方法として、例えば、ダイシングソーを用いて、ブレードダイシングにより上記半導体ウエハの厚みを約１０μｍ切り残す程度にダイシングラインを形成する方法、例えばＭＡＨＯＨ ＤＩＣＩＮＧ ＭＡＣＨＩＮＥ（東京精密社製）等のレーザー装置を用いて、上記半導体ウエハの厚み方向の一部のみに改質領域を形成する方法（いわゆるステルスダイシング法）等が挙げられる。なかでも、非接触で加工するため上記半導体ウエハの表層部へのダメージが小さく、加工速度を向上できることから、ステルスダイシング法が特に好ましい。
【００６８】
上記工程では、上記半導体ウエハの裏面、即ち、上記半導体ウエハの本発明の半導体加工用接着シートの接着剤層が貼り合わされた面とは反対側の面からダイシングラインを形成することが好ましい。
上記半導体ウエハの裏面からダイシングラインを形成することにより、ブレードダイシングの場合には、本発明の半導体加工用接着シートの接着剤層によるダイシングソーの汚染を抑制するとともに、本発明の半導体加工用接着シートの接着剤層の変形、剥がれ等を抑制することができ、また、ステルスダイシングの場合には、本発明の半導体加工用接着シートの接着剤層側からレーザー光を照射した場合にレーザー光の入射が妨げられることを防止することができる。
更に、上記半導体ウエハの裏面からダイシングラインを形成することにより、本発明の半導体加工用接着シートの接着剤層の切削屑が半導体チップ実装後の信頼性に悪影響を及ぼすことを防止することができる。
【００６９】
本発明の半導体チップの実装方法では、次いで、前記半導体ウエハを、−１５〜１０℃で本発明の半導体加工用接着シートの接着剤層と前記半導体ウエハとの積層体をエキスパンドすることにより個片化して、半導体チップとする工程を行う。
ここで、本発明の半導体加工用接着シートの接着剤層は、動的粘弾性測定装置により測定した−１５〜１０℃における貯蔵弾性率が４０〜７０ＭＰａの範囲内にあり、エキスパンド時の割裂性に優れる。従って、上記工程では、本発明の半導体加工用接着シートの接着剤層にまで切り込みを入れなくても、上記半導体ウエハのみ、又は、上記半導体ウエハの厚み方向の一部のみにダイシングラインを形成した後で本発明の半導体加工用接着シートの接着剤層と上記半導体ウエハとの積層体をエキスパンドすることにより、上記半導体ウエハを良好に個片化することができる。
【００７０】
本発明の半導体加工用接着シートの接着剤層と上記半導体ウエハとの積層体をエキスパンドする方法は特に限定されないが、通常、ＵＨ１３０−１２（ＵＬＴＲＯＮ ＳＹＳＴＥＭ，Ｉｎｃ社製）等のエキスパンダー装置を用いてエキスパンドする方法が用いられる。
【００７１】
また、本発明の半導体加工用接着シートの接着剤層と上記半導体ウエハとの積層体をエキスパンドする際には、ダイシングテープを用いることが好ましい。
上記ダイシングテープは、上記半導体ウエハの裏面、即ち、本発明の半導体加工用接着シートの接着剤層が貼り合わされた面とは反対側の面に貼り合わされて用いられる。上記ダイシングテープをエキスパンドすることで、上記半導体ウエハに水平方向の力が働き、これにより、本発明の半導体加工用接着シートの接着剤層もエキスパンドすることができる。
【００７２】
なお、本発明の半導体チップの実装方法では、前記半導体ウエハを、−１５〜１０℃で本発明の半導体加工用接着シートの接着剤層と前記半導体ウエハとの積層体をエキスパンドすることにより個片化して、半導体チップとする工程を行う前に、本発明の半導体加工用接着シートから基材層を剥離する工程を行うことが好ましい。
【００７３】
本発明の半導体チップの実装方法では、次いで、前記半導体チップを、接着剤層を介して基板又は他の半導体チップにフリップチップ実装する工程を行う。
なお、本発明の半導体チップの実装方法は、基板上に半導体チップを実装する場合と、基板上に実装されている１以上の半導体チップ上に、更に半導体チップを実装する場合との両方を含む。
【００７４】
本発明の半導体チップの実装方法では、上記工程を行った後、更に、得られた実装体を加熱することにより上記接着剤層を完全に硬化させる工程を行ってもよい。これにより、より安定した実装を行うことができる。
【発明の効果】
【００７５】
本発明によれば、半導体ウエハに対する追従性、及び、エキスパンド時の割裂性に優れた接着剤層を有する半導体加工用接着シートを提供することができる。また、本発明によれば、該半導体加工用接着シートを用いた半導体チップの実装方法を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【００７６】
以下に実施例を掲げて本発明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。
【００７７】
（実施例１〜５及び比較例１〜４）
（１）半導体加工用接着シートの製造
表１の組成に従って、下記に示す材料をメチルエチルケトンに加えて固形分濃度が５０重量％となるように調整し、ホモディスパーを用いて攪拌混合することにより、接着剤層を形成するための接着剤溶液を調製した。得られた接着剤溶液を、基材層としての厚み２５μｍの離型処理したＰＥＴフィルム上にアプリケーター（テスター産業社製）を用いて塗工し、１００℃５分で乾燥させることにより、厚み４０μｍの接着剤層と厚み２５μｍの基材層とを有する半導体加工用接着シートを得た。
【００７８】
（高分子化合物）
・Ｇ−０１７５８１（エポキシ基含有アクリル樹脂、日油社製）
・Ｇ−２０５０−ＬＭ（エポキシ基含有アクリル樹脂、日油社製）
・ＳＫ−２−８８（エポキシ基含有アクリル樹脂、新中村化学工業社製）
（エポキシ樹脂）
・ＨＰ−７２００（ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、ＤＩＣ社製）
・ＥＸＡ−４７１０（ナフタレン型エポキシ樹脂、ＤＩＣ社製）
（硬化促進剤）
・フジキュア７０００（常温で液状のイミダゾール化合物、富士化成工業社製）
（硬化剤）
・ＹＨ−３０９（酸無水物系硬化剤、ＪＥＲ社製）
（無機充填材）
・ＹＡ０５０Ｃ−ＭＪＦ（フェニルトリメトキシシラン表面処理球状シリカ、平均粒子径０．０５μｍ、アドマテックス社製）
・ＳＥ−１０５０−ＳＰＴ（フェニルトリメトキシシラン表面処理球状シリカ、平均粒子径０．３μｍ、アドマテックス社製）
（ゴム粒子）
・ＡＣ−４０３０（アクリルゴム型コアシェル粒子、平均粒子径０．５μｍ、ガンツ化成社製）
・Ｊ−５８００（アクリルゴム型コアシェル粒子、平均粒子径１μｍ、三菱レイヨン社製）
（シランカップリング剤）
・ＫＢＭ―５７３（フェニルアミノシラン、信越化学工業社製）
【００７９】
（２）貯蔵弾性率の測定
得られた半導体加工用接着シートの接着剤層を、厚みが約６００μｍになるよう積層した後、３ｍｍ×２４ｍｍのサイズに切り取ることで試験用サンプルを作製した。この試験用サンプルについて、動的粘弾性測定装置（ＶＤＡ−２００、アイティー計測制御社製）を用いて、周波数１０Ｈｚ、昇温速度１０℃／ｍｉｎの条件で−５０℃から１３０℃まで貯蔵弾性率を測定し、−１５〜１０℃及び７０〜８０℃における貯蔵弾性率を求めた。
【００８０】
＜評価＞
実施例及び比較例で得られた半導体加工用接着シートについて、以下の評価を行った。結果を表１に示した。
【００８１】
（１）ラミネート性（追従性）
半導体加工用接着シートの接着剤層を、８０℃で厚み５０μｍの半導体ウエハにラミネートした。半導体加工用接着シートを貼り合わせた半導体ウエハ面において、ボイドの噛み込みがなく、接着剤のはみ出しもなかった場合を◎、一部ボイドがあった場合、又は、一部接着剤のはみ出しがあった場合を○、ボイドが多くあり、接着剤のはみ出しがあった場合を×として評価した。
【００８２】
（２）割裂性１（ブレードダイシング）
半導体加工用接着シートを、８０℃で厚み５０μｍの半導体ウエハにラミネートした後、基材層を剥離した。半導体ウエハに対して、半導体加工用接着シートが貼り合わされた面とは反対側の面（裏面）から約１０μｍ切り残す程度にブレードダイシングを行い、半導体ウエハの厚み方向の一部のみにダイシングラインを形成した。次いで、半導体ウエハを冷却した後、エキスパンダー装置（ＵＨ１３０−１２、ＵＬＴＲＯＮ ＳＹＳＴＥＭ，Ｉｎｃ社製）を用いて、エキスパンド速度８ｍｍ／ｓｅｃ、エキスパンド量１０ｍｍ、温度０℃の条件でエキスパンドすることにより半導体ウエハを個片化して、半導体チップとした。
接着剤層の糸引き（引きちぎれのカス）も、接着剤層の半導体ウエハからの剥離もなく、接着剤層と半導体ウエハとが同時に切断されて得られた半導体チップが９５％以上であった場合を◎とし、９０％以上９５％未満であった場合を○とし、９０％未満であった場合を×として割裂性を評価した。また、接着剤層の糸引き（引きちぎれのカス）も、接着剤層の半導体ウエハからの剥離もなく、接着剤層と半導体ウエハとが同時に切断されて得られた半導体チップが９０％以上ではあるが、接着剤層又は半導体ウエハに割れ又は欠けが発生していた場合も×とした。
【００８３】
（３）割裂性２（ステルスダイシング）
直径２０ｃｍ、厚み７５０μｍであり、表面に平均高さ４０μｍ、直径１１０μｍの球形のＡｇ−Ｓｎハンダボールを１００μｍピッチで多数有する半導体ウエハを用意した。半導体加工用接着シートの接着剤層を、ラミネーター（ＡＴＭ−８１２Ｍ、タカトリ社製）を用いて、真空下（１ｔｏｒｒ）、８０℃、１０秒間の条件で半導体ウエハのハンダボールを有する面に貼り付けた。
【００８４】
次いで、半導体ウエハを研削装置に取りつけ、半導体加工用接着シートが貼り合わされた面とは反対側の面（裏面）を、半導体ウエハの厚さが約５０μｍになるまで研削した。このとき、研削の摩擦熱により半導体ウエハの温度が上昇しないように、半導体ウエハに水を散布しながら作業を行った。研削後は、研磨装置を用いて、ＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）プロセスによりアルカリのシリカ分散水溶液による研磨を行うことにより、半導体ウエハの研磨を行った。
【００８５】
研磨装置から半導体ウエハを取り外し、半導体加工用接着シートが貼り合わされた面とは反対側の面（裏面）からレーザー光を照射してステルスダイシングを行い、半導体ウエハの内部にダイシングラインを形成した。次いで、半導体ウエハの裏面にダイシングテープを貼り付け、ダイシングテープの外周部にはステンレス製のダイシングフレームを貼り付けた。その後、半導体加工用接着シートの基材層を剥離した。
【００８６】
半導体ウエハを冷却した後、エキスパンダー装置（ＵＨ１３０−１２、ＵＬＴＲＯＮ ＳＹＳＴＥＭ，Ｉｎｃ社製）を用いて、ダイシングフレームを固定してダイシングテープをエキスパンドすることにより半導体ウエハを個片化して、１０ｍｍ角の半導体チップとした。なお、予めエキスパンダー装置のステージを、保冷剤やドライアイス等で冷却して０℃に調整した。エキスパンド条件は、エキスパンド速度８ｍｍ／ｓｅｃ、エキスパンド量１０ｍｍ、温度０℃の条件であった。
上記（２）割裂性１（ブレードダイシング）の場合と同様の基準にて、割裂性を評価した。
【００８７】
【表１】
【産業上の利用可能性】
【００８８】
本発明によれば、半導体ウエハに対する追従性、及び、エキスパンド時の割裂性に優れた接着剤層を有する半導体加工用接着シートを提供することができる。また、本発明によれば、該半導体加工用接着シートを用いた半導体チップの実装方法を提供することができる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエハに対する追従性、及び、エキスパンド時の割裂性に優れた接着剤層を有する半導体加工用接着シートに関する。また、本発明は、該半導体加工用接着シートを用いた半導体チップの実装方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体部品の小型化に対する要求が更に進み、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重要視されている。フリップチップ実装は、例えば、以下のような方法により行われる。
まず、突起電極を有する半導体ウエハの突起電極を有する面に、バックグラインドテープと呼ばれる粘着テープを貼り合わせ、この状態で半導体ウエハを薄化する。薄化後、バックグラインドテープを剥離する。次いで、半導体ウエハを個片化して半導体チップとし、得られた半導体チップを、接着シート等を用いて基板又は他の半導体チップにフリップチップ実装する。
【０００３】
しかしながら、近年、半導体部品の小型化に伴って半導体ウエハの厚みもますます薄くなっており、例えば、半導体ウエハを５０μｍ以下の厚みにまで薄化することが求められていることから、バックグラインドテープを剥離する際に、半導体ウエハの割れ又は欠けが生じたり突起電極が損傷したりする問題が生じている。
そこで、例えば特許文献１に記載のように、バックグラインドテープを剥離する代わりに、バックグラインドテープの接着剤層を半導体ウエハに残したまま基材部分を剥離し、接着剤層ごと半導体ウエハを個片化する方法が提案されている。このような方法において、半導体ウエハに残された接着剤層は半導体チップを実装する際の接着剤としても機能することから、ボイドを噛み込むことなく、半導体ウエハに対して充分に追従するように貼り合わされていることが重要となる。
【０００４】
また、半導体ウエハを５０μｍ以下の厚みにまで薄化した場合には、半導体ウエハを個片化する際にも半導体ウエハの割れが生じることがあり、また、個片化の際に生じた半導体ウエハ又は接着剤層の切削屑が、半導体チップ実装後の信頼性に悪影響を及ぼすことがある。
これらの問題を解決するために、例えば、半導体ウエハに途中まで切り込みを入れた後、反対面を研磨することにより半導体ウエハを個片化する、いわゆる先ダイシング法や、レーザーを用いて半導体ウエハに改質領域を形成した後、半導体ウエハに貼り合わされた切り込みの入っていない接着シートをエキスパンドすることにより半導体ウエハを個片化する、いわゆるステルスダイシング法等が提案されている。
【０００５】
例えば、特許文献２には、ステルスダイシング法に適用することのできる接着シートとして、硬化後の接着剤層の、動的粘弾性測定装置を用いて周波数１０Ｈｚで測定した１５０℃での貯蔵弾性率が６ＭＰａ以上、１７０℃での貯蔵弾性率が５ＭＰａ未満である半導体用接着シートが記載されている。
特許文献２には、同文献に記載の半導体用接着シートはエキスパンドによる個片化に優れることが記載されている。しかしながら、特許文献２に記載の半導体用接着シートはエキスパンド時の割裂性が充分ではなく、糸引き等が生じてしまうことがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第４１７０８３９号公報
【特許文献２】特開２０１０−１３５７６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、半導体ウエハに対する追従性、及び、エキスパンド時の割裂性に優れた接着剤層を有する半導体加工用接着シートを提供することを目的とする。また、本発明は、該半導体加工用接着シートを用いた半導体チップの実装方法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】
【０００８】
本発明は、半導体ウエハを薄化した後、個片化して半導体チップとし、該半導体チップを基板又は他の半導体チップにフリップチップ実装する一連の工程において連続して用いられる半導体加工用接着シートであって、接着剤層と基材層とを有し、前記接着剤層は、エポキシ樹脂と硬化剤と無機充填材とを含有し、動的粘弾性測定装置により測定した−１５〜１０℃における貯蔵弾性率が４０〜７０ＭＰａの範囲内にあり、７０〜８０℃における貯蔵弾性率が０．０１〜０．２ＭＰａの範囲内にある半導体加工用接着シートである。
以下、本発明を詳述する。
【０００９】
本発明者は、接着剤層と基材層とを有する半導体加工用接着シートにおいて、接着剤層にエポキシ樹脂と硬化剤と無機充填材とを含有させ、かつ、接着剤層の動的粘弾性測定装置により測定した貯蔵弾性率を所定範囲内とすることにより、接着剤層の半導体ウエハに対する追従性、及び、エキスパンド時の割裂性を向上させることができることを見出した。
本発明者は、このような半導体加工用接着シートは、半導体ウエハを薄化した後、個片化して半導体チップとし、該半導体チップを基板又は他の半導体チップにフリップチップ実装する一連の工程において連続して用いられる半導体加工用接着シートとして好適であることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【００１０】
本発明の半導体加工用接着シートは、接着剤層と基材層とを有する。
上記接着剤層は、動的粘弾性測定装置により測定した−１５〜１０℃における貯蔵弾性率が４０〜７０ＭＰａの範囲内にある。
このような貯蔵弾性率を有することで、上記接着剤層は、エキスパンド時の割裂性に優れる。従って、上記接着剤層を貼り合わせた半導体ウエハを個片化する際には、上記接着剤層にまで切り込みを入れなくても、半導体ウエハのみ、又は、半導体ウエハの厚み方向の一部のみにダイシングラインを形成した後で上記接着剤層と半導体ウエハとの積層体をエキスパンドすることにより、半導体ウエハを良好に個片化することができる。
【００１１】
上記−１５〜１０℃における貯蔵弾性率の範囲の下限が４０ＭＰａ未満であると、上記接着剤層のエキスパンド時の割裂性が低下するため、上記接着剤層と半導体ウエハとの積層体をエキスパンドすることにより半導体ウエハを個片化することが困難となったり、エキスパンド時に上記接着剤層の糸引きが生じやすくなったりする。上記−１５〜１０℃における貯蔵弾性率の範囲の上限が７０ＭＰａを超えると、上記接着剤層と半導体ウエハとの積層体をエキスパンドすることにより半導体ウエハを個片化する際、上記接着剤層が半導体ウエハから剥離しやすくなる。
上記接着剤層は、動的粘弾性測定装置により測定した−１５〜１０℃における貯蔵弾性率の範囲の好ましい下限が４２ＭＰａ、好ましい上限が６０ＭＰａであり、より好ましい下限が４５ＭＰａ、より好ましい上限が５５ＭＰａである。
【００１２】
上記接着剤層は、動的粘弾性測定装置により測定した７０〜８０℃における貯蔵弾性率が０．０１〜０．２ＭＰａの範囲内にある。
このような貯蔵弾性率を有することで、上記接着剤層は、半導体ウエハに対する追従性に優れ、ボイドの噛み込みを抑制しながら半導体ウエハに良好に貼り合わされる。従って、上記接着剤層を貼り合わせた半導体ウエハを個片化し、得られた半導体チップを上記接着剤層を介して基板又は他の半導体チップに実装することにより、高い接合信頼性を実現することができる。
【００１３】
上記７０〜８０℃における貯蔵弾性率の範囲の下限が０．０１ＭＰａ未満であると、上記接着剤層を突起電極を有する半導体ウエハに貼り合わせる際、タックが大きいことにより取扱性が低下したり、上記接着剤層のはみ出しが生じたりする。上記７０〜８０℃における貯蔵弾性率の範囲の上限が０．２ＭＰａを超えると、上記接着剤層を突起電極を有する半導体ウエハに貼り合わせる際に、半導体ウエハに対する追従性が低下してボイドを噛み込みやすくなる。
上記接着剤層は、動的粘弾性測定装置により測定した７０〜８０℃における貯蔵弾性率の範囲の好ましい下限が０．０２ＭＰａ、好ましい上限が０．１７ＭＰａであり、より好ましい下限が０．０３ＭＰａ、より好ましい上限が０．１５ＭＰａである。
【００１４】
上記動的粘弾性測定装置として、例えば、ＶＤＡ−２００（アイティー計測制御社製）等が挙げられる。また、動的粘弾性測定装置により上記接着剤層の貯蔵弾性率を測定する方法として、例えば、サイズ３ｍｍ×２４ｍｍ、厚み約６００μｍの上記接着剤層について、動的粘弾性測定装置を用いて、周波数１０Ｈｚ、昇温速度１０℃／ｍｉｎの条件で−５０℃から１３０℃まで貯蔵弾性率を測定する方法が挙げられる。
また、上記接着剤層の貯蔵弾性率を上述した範囲内に調整する方法として、例えば、上記接着剤層の組成を調整する方法が好ましく、より具体的には、例えば、後述する無機充填材の種類、配合量等を調整する方法、上記接着剤層に後述する高分子化合物、ゴム粒子等を配合する方法等が挙げられる。
【００１５】
上記接着剤層は、エポキシ樹脂を含有する。
上記エポキシ樹脂は特に限定されないが、多環式炭化水素骨格を主鎖に有するエポキシ樹脂を含有することが好ましい。上記多環式炭化水素骨格を主鎖に有するエポキシ樹脂を含有することで、上記接着剤層の硬化物は、剛直で分子の運動が阻害されるため優れた機械的強度及び耐熱性を発現し、また、吸水性が低くなるため優れた耐湿性を発現する。
【００１６】
上記多環式炭化水素骨格を主鎖に有するエポキシ樹脂は特に限定されず、例えば、ジシクロペンタジエンジオキシド、ジシクロペンタジエン骨格を有するフェノールノボラックエポキシ樹脂等のジシクロペンタジエン骨格を有するエポキシ樹脂（以下、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂ともいう）、１−グリシジルナフタレン、２−グリシジルナフタレン、１，２−ジグリジジルナフタレン、１，５−ジグリシジルナフタレン、１，６−ジグリシジルナフタレン、１，７−ジグリシジルナフタレン、２，７−ジグリシジルナフタレン、トリグリシジルナフタレン、１，２，５，６−テトラグリシジルナフタレン等のナフタレン骨格を有するエポキシ樹脂（以下、ナフタレン型エポキシ樹脂ともいう）、テトラヒドロキシフェニルエタン型エポキシ樹脂、テトラキス（グリシジルオキシフェニル）エタン、３，４−エポキシ−６−メチルシクロヘキシルメチル−３，４−エポキシ−６−メチルシクロヘキサンカルボネート等が挙げられる。なかでも、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂が好ましい。
これらの多環式炭化水素骨格を主鎖に有するエポキシ樹脂は、単独で用いられてもよく、２種類以上が併用されてもよく、また、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂等の汎用されるエポキシ樹脂と併用されてもよい。
【００１７】
上記ナフタレン型エポキシ樹脂は、下記一般式（１）で表される構造を有する化合物を含有することが好ましい。下記一般式（１）で表される構造を有する化合物を含有することで、上記接着剤層の硬化物の線膨張率を下げることができ、また、硬化物の耐熱性及び接着性が向上して、より高い接合信頼性を実現することができる。
【００１８】
【化１】
【００１９】
一般式（１）中、Ｒ４及びＲ５は、それぞれ、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アリール基又はフェニル基を表し、ｎ及びｍは、それぞれ、０又は１である。
【００２０】
上記エポキシ樹脂が上記一般式（１）で表される構造を有する化合物を含有する場合、上記一般式（１）で表される構造を有する化合物の配合量は特に限定されないが、上記エポキシ樹脂中の好ましい下限が３重量％、好ましい上限が９０重量％である。上記一般式（１）で表される構造を有する化合物の配合量が３重量％未満であると、上記接着剤層の硬化物の線膨張率を下げる効果が充分に得られなかったり、接着力が低下したりすることがある。上記一般式（１）で表される構造を有する化合物の配合量が９０重量％を超えると、該一般式（１）で表される構造を有する化合物と他の配合成分とが相分離し、上記接着剤層を形成するための接着剤溶液の塗工性が低下したり、吸水率が高くなったりすることがある。
上記一般式（１）で表される構造を有する化合物の配合量は、上記エポキシ樹脂中のより好ましい下限が５重量％、より好ましい上限が８０重量％である。
【００２１】
上記接着剤層は、更に、高分子化合物を含有することが好ましい。
上記高分子化合物を配合することで、上記接着剤層の貯蔵弾性率を上述した範囲内に調整しやすくなる。また、上記高分子化合物を配合することで、上記接着剤層の硬化物に可撓性を付与することができ、より高い接合信頼性を実現することができる。
【００２２】
上記高分子化合物は特に限定されないが、エポキシ樹脂と反応する官能基を有する高分子化合物が好ましい。
上記エポキシ樹脂と反応する官能基を有する高分子化合物は特に限定されず、例えば、アミノ基、ウレタン基、イミド基、水酸基、カルボキシル基、エポキシ基等を有する高分子化合物が挙げられる。なかでも、エポキシ基を有する高分子化合物が好ましい。
上記接着剤層が、上記多環式炭化水素骨格を主鎖に有するエポキシ樹脂と上記エポキシ基を有する高分子化合物とを含有する場合、上記接着剤層の硬化物は、上記多環式炭化水素骨格を主鎖に有するエポキシ樹脂に由来する優れた機械的強度、耐熱性及び耐湿性と、上記エポキシ基を有する高分子化合物に由来する優れた可撓性とを有し、耐冷熱サイクル性、耐ハンダリフロー性、寸法安定性等に優れ、高い接合信頼性及び導通信頼性を実現することができる。
【００２３】
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。これらのエポキシ基を有する高分子化合物は、単独で用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。なかでも、エポキシ基を多く含み、上記接着剤層の硬化物の機械的強度、耐熱性をより高められることから、エポキシ基含有アクリル樹脂が好ましい。
【００２４】
上記高分子化合物の重量平均分子量は特に限定されないが、好ましい下限は１万、好ましい上限は１００万である。上記高分子化合物の重量平均分子量が１万未満であると、上記接着剤層の硬化物の接着力が不足したり、可撓性が充分に向上しなかったり、上記接着剤層を形成する際の造膜性が不充分となったりすることがある。上記高分子化合物の重量平均分子量が１００万を超えると、上記接着剤層は、接着工程での表面濡れ性が低下し、接着強度に劣ることがある。
【００２５】
上記接着剤層が上記高分子化合物を含有する場合、上記高分子化合物の配合量は特に限定されないが、上記エポキシ樹脂１００重量部に対する好ましい下限が２０重量部、好ましい上限が１００重量部である。上記高分子化合物の配合量が２０重量部未満であると、上記接着剤層の貯蔵弾性率を上述した範囲内に調整できないことがあり、また、上記接着剤層の硬化物の可撓性が低下し、高い接合信頼性及び導通信頼性が得られないことがある。上記高分子化合物の配合量が１００重量部を超えると、上記接着剤層の貯蔵弾性率を上述した範囲内に調整できないことがあり、また、上記接着剤層の硬化物の機械的強度、耐熱性及び耐湿性が低下し、高い接合信頼性及び導通信頼性が得られないことがある。
【００２６】
上記接着剤層は、硬化剤を含有する。
上記硬化剤は特に限定されず、例えば、トリアルキルテトラヒドロ無水フタル酸等の加熱硬化型酸無水物系硬化剤、フェノール系硬化剤、アミン系硬化剤、ジシアンジアミド等の潜在性硬化剤、カチオン系触媒型硬化剤等が挙げられる。これらの硬化剤は、単独で用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。なかでも、酸無水物系硬化剤が好ましい。
【００２７】
上記酸無水物系硬化剤を用いることで、上記接着剤層の硬化物の酸性度を中和することができ、上記接着剤層を介して半導体チップを基板又は他の半導体チップに実装する際には、電極の信頼性を高めることができる。また、上記酸無水物系硬化剤は熱硬化速度が速いため、上記接着剤層におけるボイドの発生を効果的に低減することができ、高い接合信頼性を実現することができる。
【００２８】
また、後述するように、硬化促進剤として常温で液状のイミダゾール化合物を用いる場合には、硬化剤としてビシクロ骨格を有する酸無水物を併用することにより、高い熱硬化性と、優れた貯蔵安定性及び熱安定性とを両立することができる。これは、一般的には常温で液状のイミダゾール化合物を含有すると接着剤層の貯蔵安定性及び熱安定性が低下してしまうのに対し、立体的に嵩高いビシクロ骨格を有する酸無水物を含有することにより、硬化反応の反応性が抑えられるためと考えられる。
また、上記ビシクロ骨格を有する酸無水物は上記エポキシ樹脂に対する溶解性が高いことから、上記接着剤層の透明性をより向上させることができ、上記接着剤層を介して半導体チップを基板又は他の半導体チップに実装する際には、ボンディング装置のカメラによる半導体チップ上のパターン又は位置表示の認識が容易となる。
更に、上記ビシクロ骨格を有する酸無水物を用いることにより、上記接着剤層の硬化物が優れた機械的強度、耐熱性、電気特性等を発現することができる。
【００２９】
上記ビシクロ骨格を有する酸無水物は特に限定されないが、下記一般式（ａ）で表される構造を有する化合物が好ましい。
【００３０】
【化２】
【００３１】
一般式（ａ）中、Ｘは単結合又は二重結合の連結基を表し、Ｒ１はメチレン基又はエチレン基を表し、Ｒ２及びＲ３は水素原子、ハロゲン基、アルコキシ基又は炭化水素基を表す。
【００３２】
上記一般式（ａ）で表される構造を有する化合物として、具体的には、例えば、ナジック酸無水物、メチルナジック酸無水物等が挙げられる。これらは単独で用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
【００３３】
上記ビシクロ骨格を有する酸無水物の市販品は特に限定されず、例えば、ＹＨ−３０７及びＹＨ−３０９（ジャパンエポキシレジン社製）、リカシッドＨＮＡ−１００（新日本理化社製）等が挙げられる。これらは単独で用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
【００３４】
上記硬化剤の配合量は特に限定されないが、上記エポキシ樹脂の官能基と等量反応する硬化剤を用いる場合には、上記接着剤層に含まれるエポキシ基の総量に対する好ましい下限が６０当量、好ましい上限が１１０当量である。上記硬化剤の配合量が６０当量未満であると、上記接着剤層は、充分に硬化しないことがある。上記硬化剤の配合量が１１０当量を超えても特に上記接着剤層の硬化性に寄与しない。
上記硬化剤の配合量は、上記接着剤層に含まれるエポキシ基の総量に対するより好ましい下限が７０当量、より好ましい上限が１００当量である。
【００３５】
上記接着剤層は、硬化速度、硬化物の物性等を調整する目的で、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ず、例えば、イミダゾール系硬化促進剤、３級アミン系硬化促進剤等が挙げられる。これらの硬化促進剤は、単独で用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。なかでも、硬化速度、硬化物の物性等の調整をするための反応系の制御をしやすいことから、イミダゾール系硬化促進剤が好ましい。
【００３６】
上記イミダゾール系硬化促進剤は特に限定されず、例えば、イミダゾールの１位をシアノエチル基で保護した１−シアノエチル−２−フェニルイミダゾール、イソシアヌル酸で塩基性を保護したイミダゾール系硬化促進剤（商品名「２ＭＡ−ＯＫ」、四国化成工業社製）等が挙げられる。これらのイミダゾール系硬化促進剤は、単独で用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
【００３７】
また、上記イミダゾール系硬化促進剤は、常温で液状のイミダゾール化合物を含有してもよい。本明細書中、常温で液状であるとは、温度１０〜３０℃において、液体状態であることを意味する。
【００３８】
一般に、上記イミダゾール系硬化促進剤を配合することで、上記接着剤層を比較的低温で短時間に熱硬化させることができるが、上記イミダゾール系硬化促進剤の多くは常温で固体であり、微小に粉砕されて配合されることから、上記接着剤層の透明性低下の原因ともなっている。これに対し、上記常温で液状のイミダゾール化合物を含有することで、上記接着剤層の透明性を高めることができ、上記接着剤層を介して半導体チップを基板又は他の半導体チップに実装する際に、ボンディング装置のカメラによる半導体チップ上のパターン又は位置表示の認識が容易となる。
また、上述のように上記常温で液状のイミダゾール化合物は、立体的に嵩高いビシクロ骨格を有する酸無水物と併用して使用されることが好ましい。これにより、上記接着剤層の貯蔵安定性及び熱安定性を高めることができる。
更に、上記常温で液状のイミダゾール化合物を用いることで、イミダゾール化合物を微小に粉砕する必要がなく、より容易に半導体加工用接着シートを製造することができる。
【００３９】
上記常温で液状のイミダゾール化合物は、常温で液状であれば特に限定されず、例えば、２−エチル−４−メチルイミダゾール、１―メチルイミダゾール、１−シアノエチル−２−エチル−４−メチルイミダゾ−ル、１−ベンジル−２−メチルイミダゾ−ル、１−シアノエチル−２−メチルイミダゾ−ル、１−ベンジル−２−エチルイミダゾ−ル、１−ベンジル−２−フェニルイミダゾ−ル、１−シアノエチル−２−フェニル−４，５−ジ−（シアノエトキシメチル）イミダゾ−ル、１，８−ジアザビシクロ（５．４．０）ウンデセン−７、及び、これらの誘導体等が挙げられる。これらは単独で用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。なかでも、２−エチル−４−メチルイミダゾール及びその誘導体が好ましい。
上記誘導体は特に限定されず、例えば、カルボン酸塩、イソシアヌル酸塩、リン酸塩、ホスホン酸塩等の塩、エポキシ化合物との付加物等が挙げられる。
【００４０】
上記常温で液状のイミダゾール化合物の市販品は特に限定されず、例えば、２Ｅ４ＭＺ、１Ｂ２ＭＺ、１Ｂ２ＰＺ、２ＭＺ−ＣＮ、２Ｅ４ＭＺ−ＣＮ、２ＰＨＺ−ＣＮ、１Ｍ２ＥＺ、１Ｂ２ＥＺ（以上、四国化成工業社製）、ＥＭＩ２４（ジャパンエポキシレジン社製）、フジキュア７０００（富士化成工業社製）等が挙げられる。これらは単独で用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
【００４１】
上記接着剤層が上記常温で液状のイミダゾール化合物を含有する場合、上記常温で液状のイミダゾール化合物の配合量は特に限定されないが、上記硬化剤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５０重量部である。上記常温で液状のイミダゾール化合物の配合量が５重量部未満であると、上記接着剤層は、熱硬化するために高温で長時間の加熱を必要とすることがある。上記常温で液状のイミダゾール化合物の配合量が５０重量部を超えると、上記接着剤層は、貯蔵安定性及び熱安定性が低下することがある。
上記常温で液状のイミダゾール化合物の配合量は、上記硬化剤１００重量部に対するより好ましい下限が１０重量部、より好ましい上限が３０重量部である。
【００４２】
上記接着剤層は、無機充填材を含有する。
上記無機充填材の種類、配合量等を調整することで、上記接着剤層の貯蔵弾性率を上述した範囲内に調整することができる。更に、上記無機充填材を配合することで、上記接着剤層の硬化物の機械的強度を確保することができ、また、硬化物の線膨張率を低下させて、高い接合信頼性を実現することができる。
上記無機充填材は特に限定されず、例えば、シリカ粒子、ガラス粒子、アルミナ等が挙げられる。なかでも、上記接着剤層の貯蔵弾性率を上述した範囲内に調整することが容易であることから、シリカ粒子が好ましい。
【００４３】
上記無機充填材の平均粒子径の好ましい下限は０．０１μｍ、好ましい上限は１μｍである。上記平均粒子径が０．０１μｍ未満であると、上記接着剤層を形成するための接着剤溶液の粘度が増大するため、該接着剤溶液の流動性及び塗工性が低下したり、半導体加工用接着シートを突起電極を有する半導体ウエハに貼り合わせる際に、半導体ウエハに対する追従性が低下してボイドを噛み込んだりすることがあり、高い接合信頼性を実現できないことがある。上記平均粒子径が１μｍを超えると、上記接着剤層の透明性が低下して、上記接着剤層を介して半導体チップを基板又は他の半導体チップに実装する際に、ボンディング装置のカメラによる半導体チップ上のパターン又は位置表示の認識が困難となることがある。
上記無機充填材の平均粒子径のより好ましい下限は０．０２μｍ、より好ましい上限は０．５μｍ、更に好ましい下限は０．０５μｍ、更に好ましい上限は０．３μｍである。
【００４４】
また、上記接着剤層を形成するための接着剤溶液の塗工性の向上、及び、上記接着剤層の透明性の向上のために、異なる平均粒子径を有する２種類以上の無機充填材を併用してもよい。
【００４５】
なお、本明細書中、平均粒子径とは、レーザー回折式粒度分布測定装置で測定することにより算出される平均粒子径を意味する。また、本明細書中、異なる平均粒子径を有する２種類以上の無機充填材を併用する場合、平均粒子径とは、該２種類以上の無機充填材の混合物の平均粒子径を意味する。
【００４６】
上記無機充填材は、カップリング剤により表面処理されていることが好ましい。
表面処理することで、上記無機充填材の凝集を抑制し、上記エポキシ樹脂等の樹脂との親和性を高めることができる。これにより、上記接着剤層を形成するための接着剤溶液の粘度の増大、並びに、流動性及び塗工性の低下を抑制することができ、半導体加工用接着シートを突起電極を有する半導体ウエハに貼り合わせる際には、半導体ウエハに対する追従性を向上させてボイドの噛み込みを抑制することができる。
【００４７】
上記カップリング剤は特に限定されず、例えば、シランカップリング剤、チタンカップリング剤、アルミニウムカップリング剤等が挙げられる。なかでも、上記エポキシ樹脂との親和性及び分散性の観点から、シランカップリング剤が好ましい。
【００４８】
上記シランカップリング剤は特に限定されず、例えば、ビニルシラン、エポキシシラン、スチリルシラン、（メタ）アクリロキシシラン、アミノシラン、ウレイドシラン、メルカプトシラン、イミダゾールシラン、イソシアネートシラン、アルコキシシラン等のシランカップリング剤が挙げられる。なかでも、アルコキシシランが好ましい。
上記アルコキシシランは特に限定されないが、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシランが特に好ましい。
これらのカップリング剤は、単独で用いられてもよく、２種類以上が併用されてもよい。
【００４９】
上記無機充填材の配合量は特に限定されないが、上記エポキシ樹脂１００重量部に対する好ましい下限が１１０重量部、好ましい上限が３００重量部である。上記無機充填材の配合量が１１０重量部未満であると、上記接着剤層の貯蔵弾性率が低下して、上述した範囲内に調整できないことがあり、また、上記接着剤層の硬化物の機械的強度を確保したり、線膨張率を低下させたりする効果が充分に得られないことがある。上記無機充填材の配合量が３００重量部を超えると、上記接着剤層の貯蔵弾性率が上昇して、上述した範囲内に調整できないことがあり、また、上記接着剤層を形成するための接着剤溶液の粘度が上昇することがある。
【００５０】
上記接着剤層は、ゴム粒子を含有することが好ましい。
上記ゴム粒子を配合することで、上記接着剤層の貯蔵弾性率を上述した範囲内に調整しやすくなる。
上記ゴム粒子は特に限定されず、例えば、アクリルゴム、シリコーンゴム等からなる粒子が好ましい。なかでも、上記接着剤層における分散性の観点から、アクリルゴムからなる粒子が好ましい。
【００５１】
上記ゴム粒子の平均粒子径の好ましい下限は０．１μｍ、好ましい上限は１０μｍである。上記平均粒子径が０．１μｍ未満であると、上記接着剤層を形成するための接着剤溶液の粘度が必要以上に上昇することがある。上記平均粒子径が１０μｍを超えると、上記接着剤層を介して半導体チップを基板又は他の半導体チップに実装する際に、上記ゴム粒子を噛み込んで導通信頼性が低下したり、上記接着剤層の透明性が低下して、ボンディング装置のカメラによる半導体チップ上のパターン又は位置表示の認識が困難となったりすることがある。
なお、上述したように、本明細書中、平均粒子径とは、レーザー回折式粒度分布測定装置で測定することにより算出される平均粒子径を意味する。
【００５２】
上記接着剤層が上記ゴム粒子を含有する場合、上記ゴム粒子の配合量は特に限定されないが、上記エポキシ樹脂１００重量部に対する好ましい下限が２０重量部、好ましい上限が４０重量部である。上記ゴム粒子の配合量が２０重量部未満であると、上記接着剤層の貯蔵弾性率を上述した範囲内に調整できないことがあり、また、高い接合信頼性を実現することができないことがある。上記ゴム粒子の配合量が４０重量部を超えると、上記接着剤層の貯蔵弾性率を上述した範囲内に調整できないことがあり、また、上記接着剤層を介して半導体チップを基板又は他の半導体チップに実装する際に、上記ゴム粒子を噛み込んで導通信頼性が低下することがある。
【００５３】
上記接着剤層は、更に、必要に応じて、アクリル樹脂、ポリイミド、ポリアミド、フェノキシ樹脂等の一般的な樹脂を含有してもよく、シランカップリング剤、チタンカップリング剤、増粘剤、消泡剤等の添加剤を含有してもよい。
【００５４】
上記接着剤層の厚みは特に限定されないが、好ましい下限は５μｍ、好ましい上限は１５０μｍである。上記接着剤層の厚みが５μｍ未満であると、上記接着剤層の硬化物の接着力が不足することがある。上記接着剤層の厚みが１５０μｍを超えると、上記接着剤層が厚くなりすぎて、エキスパンド時の割裂性が低下することがあり、また、透明性が低下して、上記接着剤層を介して半導体チップを基板又は他の半導体チップに実装する際に、ボンディング装置のカメラによる半導体チップ上のパターン又は位置表示の認識が困難となることがある。
上記接着剤層の厚みは、より好ましい下限が１５μｍ、より好ましい上限が５０μｍである。
【００５５】
上記基材層は特に限定されず、例えば、ポリオレフィン、アクリレート、ポリカーボネート、塩化ビニル、ＡＢＳ、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ナイロン、ウレタン、ポリイミド等の樹脂からなる層が挙げられる。
【００５６】
上記基材層の厚みは特に限定されないが、好ましい下限は１２μｍ、好ましい上限は３００μｍである。上記基材層の厚みが１２μｍ未満であると、半導体加工用接着シートの取扱性が低下することがあり、また、半導体加工用接着シートを貼り合わせた状態で突起電極を有する半導体ウエハを薄化する際に、突起電極を保護する効果が低下することがある。上記基材層の厚みが３００μｍを超えると、半導体加工用接着シートの加工性が低下したり梱包時ロール状にしにくかったりすることがあり、また、半導体加工用接着シートを貼り合わせた状態で突起電極を有する半導体ウエハを薄化した際に、薄化後の半導体ウエハの厚みのばらつきが大きくなることがある。
【００５７】
本発明の半導体加工用接着シートは、更に、上記接着剤層と上記基材層との間に、上記基材層よりも柔軟な層を有していてもよい。このような層を、本明細書中、柔軟層ともいう。
上記柔軟層を有することにより、半導体加工用接着シートは、上記接着剤層が半導体ウエハの突起電極の高さより薄い場合にも、突起電極の形状を変形させることなく突起電極に追従しやすくなる。従って、半導体加工用接着シートを貼り合わせた状態で突起電極を有する半導体ウエハを薄化する際には、突起電極を充分に保護しながら良好に半導体ウエハの薄化を行うことができる。
【００５８】
上記柔軟層は特に限定されず、例えば、ポリエチレン（ＰＥ）及びポリプロピレン（ＰＰ）等のポリオレフィン系樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリアルキル（メタ）アクリレート、ポリビチルブチラール（ＰＶＢ）、ポリビニルアルコール、ポリビニルアセタール、ポリウレタン（ＰＵ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）及びこれらの共重合体等を含有する透明な層、網目状構造を有する層、孔が開けられた層等が挙げられる。なかでも、ポリエチレン（ＰＥ）、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）又はポリアルキル（メタ）アクリレートを含有する層が好ましい。
なお、本明細書中、（メタ）アクリレートとは、メタクリレートとアクリレートとの両方を意味し、（メタ）アクリル酸とは、メタクリル酸とアクリル酸との両方を意味する。
【００５９】
上記柔軟層の厚みは特に限定されないが、好ましい下限は２μｍ、好ましい上限は１００μｍである。上記柔軟層の厚みが２μｍ未満であると、半導体加工用接着シートを貼り合わせた状態で突起電極を有する半導体ウエハを薄化する際に、突起電極を保護する効果が低下することがある。上記柔軟層の厚みが１００μｍを超えると、半導体加工用接着シートを貼り合わせた状態で突起電極を有する半導体ウエハを薄化する際に、半導体加工用接着シートにより半導体ウエハを保持する効果が低下することがある。
【００６０】
本発明の半導体加工用接着シートを製造する方法は特に限定されず、例えば、上記エポキシ樹脂、上記硬化剤、上記無機充填材及び必要に応じて添加される各材料を適当な溶媒で希釈し、ホモディスパー等を用いて攪拌混合することにより上記接着剤層を形成するための接着剤溶液を調製し、得られた接着剤溶液を離型処理したＰＥＴフィルムに塗工して乾燥させた後、得られた接着剤層と、上記基材層とをラミネートする方法等が挙げられる。また、本発明の半導体加工用接着シートが柔軟層を有する場合、上記柔軟層を形成する方法は特に限定されず、例えば、上記柔軟層を形成するための溶液を上記基材層上に塗工した後、乾燥させる方法等が挙げられる。
上記塗工する方法は特に限定されず、例えば、コンマコート、グラビアコート、キャスティング等を用いる方法が挙げられる。
【００６１】
本発明の半導体加工用接着シートにおいて、上記接着剤層は、動的粘弾性測定装置により測定した−１５〜１０℃における貯蔵弾性率が４０〜７０ＭＰａの範囲内にあることにより、エキスパンド時の割裂性に優れる。また、本発明の半導体加工用接着シートにおいて、上記接着剤層は、動的粘弾性測定装置により測定した７０〜８０℃における貯蔵弾性率が０．０１〜０．２ＭＰａの範囲内にあることにより、半導体ウエハに対する追従性に優れ、ボイドの噛み込みを抑制しながら半導体ウエハに良好に貼り合わされる。
このような本発明の半導体加工用接着シートは、半導体ウエハを薄化した後、個片化して半導体チップとし、該半導体チップを基板又は他の半導体チップにフリップチップ実装する一連の工程において連続して用いられる。
【００６２】
本発明の半導体加工用接着シートを用いた半導体チップの実装方法であって、突起電極を有する半導体ウエハの突起電極を有する面と、本発明の半導体加工用接着シートの接着剤層とを７０〜８０℃で貼り合わせる工程と、前記半導体ウエハの突起電極を有する面とは反対側の面を研磨して、前記半導体ウエハを薄化する工程と、前記半導体ウエハのみ、又は、前記半導体ウエハの厚み方向の一部のみにダイシングラインを形成する工程と、前記半導体ウエハを、−１５〜１０℃で本発明の半導体加工用接着シートの接着剤層と前記半導体ウエハとの積層体をエキスパンドすることにより個片化して、半導体チップとする工程と、前記半導体チップを、接着剤層を介して基板又は他の半導体チップにフリップチップ実装する工程とを有する半導体チップの実装方法もまた、本発明の１つである。
【００６３】
本発明の半導体チップの実装方法では、まず、突起電極を有する半導体ウエハの突起電極を有する面と、本発明の半導体加工用接着シートの接着剤層とを７０〜８０℃で貼り合わせる工程を行う。
ここで、本発明の半導体加工用接着シートの接着剤層は、動的粘弾性測定装置により測定した７０〜８０℃における貯蔵弾性率が０．０１〜０．２ＭＰａの範囲内にあり、半導体ウエハに対する追従性に優れる。従って、上記工程では、ボイドの噛み込みを抑制しながら、半導体ウエハの突起電極を有する面と、本発明の半導体加工用接着シートの接着剤層とを良好に貼り合わせることができ、更に、後述する工程において上記接着剤層を介して半導体チップを基板又は他の半導体チップに実装することにより、高い接合信頼性を実現することができる。
【００６４】
上記貼り合わせる方法は特に限定されないが、通常、ラミネーターを用いて貼り合わせる方法が用いられる。また、上記工程は常圧下で行ってもよいが、本発明の半導体加工用接着シートの密着性をより向上させるためには、１ｔｏｒｒ程度の真空下で行うことが好ましい。
【００６５】
本発明の半導体チップの実装方法では、次いで、前記半導体ウエハの突起電極を有する面とは反対側の面を研磨して、前記半導体ウエハを薄化する工程を行う。
上記研磨する方法は特に限定されず、従来公知の方法を用いることができ、例えば、市販の研削装置（例えば、Ｄｉｓｃｏ社製の「ＤＦＧ８５４０」等）を用いて、２４００ｒｐｍの回転で３〜０．２μｍ／ｓの研削量の条件にて研削を行い、最終的にはＣＭＰで仕上げる方法等が挙げられる。
【００６６】
本発明の半導体チップの実装方法では、次いで、前記半導体ウエハのみ、又は、前記半導体ウエハの厚み方向の一部のみにダイシングラインを形成する工程を行う。
上記工程では、本発明の半導体加工用接着シートの接着剤層には切り込みを入れず、上記半導体ウエハのみ、又は、上記半導体ウエハの厚み方向の一部のみにダイシングラインを形成する。
【００６７】
上記半導体ウエハの厚み方向の一部のみにダイシングラインを形成する方法として、例えば、ダイシングソーを用いて、ブレードダイシングにより上記半導体ウエハの厚みを約１０μｍ切り残す程度にダイシングラインを形成する方法、例えばＭＡＨＯＨ ＤＩＣＩＮＧ ＭＡＣＨＩＮＥ（東京精密社製）等のレーザー装置を用いて、上記半導体ウエハの厚み方向の一部のみに改質領域を形成する方法（いわゆるステルスダイシング法）等が挙げられる。なかでも、非接触で加工するため上記半導体ウエハの表層部へのダメージが小さく、加工速度を向上できることから、ステルスダイシング法が特に好ましい。
【００６８】
上記工程では、上記半導体ウエハの裏面、即ち、上記半導体ウエハの本発明の半導体加工用接着シートの接着剤層が貼り合わされた面とは反対側の面からダイシングラインを形成することが好ましい。
上記半導体ウエハの裏面からダイシングラインを形成することにより、ブレードダイシングの場合には、本発明の半導体加工用接着シートの接着剤層によるダイシングソーの汚染を抑制するとともに、本発明の半導体加工用接着シートの接着剤層の変形、剥がれ等を抑制することができ、また、ステルスダイシングの場合には、本発明の半導体加工用接着シートの接着剤層側からレーザー光を照射した場合にレーザー光の入射が妨げられることを防止することができる。
更に、上記半導体ウエハの裏面からダイシングラインを形成することにより、本発明の半導体加工用接着シートの接着剤層の切削屑が半導体チップ実装後の信頼性に悪影響を及ぼすことを防止することができる。
【００６９】
本発明の半導体チップの実装方法では、次いで、前記半導体ウエハを、−１５〜１０℃で本発明の半導体加工用接着シートの接着剤層と前記半導体ウエハとの積層体をエキスパンドすることにより個片化して、半導体チップとする工程を行う。
ここで、本発明の半導体加工用接着シートの接着剤層は、動的粘弾性測定装置により測定した−１５〜１０℃における貯蔵弾性率が４０〜７０ＭＰａの範囲内にあり、エキスパンド時の割裂性に優れる。従って、上記工程では、本発明の半導体加工用接着シートの接着剤層にまで切り込みを入れなくても、上記半導体ウエハのみ、又は、上記半導体ウエハの厚み方向の一部のみにダイシングラインを形成した後で本発明の半導体加工用接着シートの接着剤層と上記半導体ウエハとの積層体をエキスパンドすることにより、上記半導体ウエハを良好に個片化することができる。
【００７０】
本発明の半導体加工用接着シートの接着剤層と上記半導体ウエハとの積層体をエキスパンドする方法は特に限定されないが、通常、ＵＨ１３０−１２（ＵＬＴＲＯＮ ＳＹＳＴＥＭ，Ｉｎｃ社製）等のエキスパンダー装置を用いてエキスパンドする方法が用いられる。
【００７１】
また、本発明の半導体加工用接着シートの接着剤層と上記半導体ウエハとの積層体をエキスパンドする際には、ダイシングテープを用いることが好ましい。
上記ダイシングテープは、上記半導体ウエハの裏面、即ち、本発明の半導体加工用接着シートの接着剤層が貼り合わされた面とは反対側の面に貼り合わされて用いられる。上記ダイシングテープをエキスパンドすることで、上記半導体ウエハに水平方向の力が働き、これにより、本発明の半導体加工用接着シートの接着剤層もエキスパンドすることができる。
【００７２】
なお、本発明の半導体チップの実装方法では、前記半導体ウエハを、−１５〜１０℃で本発明の半導体加工用接着シートの接着剤層と前記半導体ウエハとの積層体をエキスパンドすることにより個片化して、半導体チップとする工程を行う前に、本発明の半導体加工用接着シートから基材層を剥離する工程を行うことが好ましい。
【００７３】
本発明の半導体チップの実装方法では、次いで、前記半導体チップを、接着剤層を介して基板又は他の半導体チップにフリップチップ実装する工程を行う。
なお、本発明の半導体チップの実装方法は、基板上に半導体チップを実装する場合と、基板上に実装されている１以上の半導体チップ上に、更に半導体チップを実装する場合との両方を含む。
【００７４】
本発明の半導体チップの実装方法では、上記工程を行った後、更に、得られた実装体を加熱することにより上記接着剤層を完全に硬化させる工程を行ってもよい。これにより、より安定した実装を行うことができる。
【発明の効果】
【００７５】
本発明によれば、半導体ウエハに対する追従性、及び、エキスパンド時の割裂性に優れた接着剤層を有する半導体加工用接着シートを提供することができる。また、本発明によれば、該半導体加工用接着シートを用いた半導体チップの実装方法を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【００７６】
以下に実施例を掲げて本発明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。
【００７７】
（実施例１〜５及び比較例１〜４）
（１）半導体加工用接着シートの製造
表１の組成に従って、下記に示す材料をメチルエチルケトンに加えて固形分濃度が５０重量％となるように調整し、ホモディスパーを用いて攪拌混合することにより、接着剤層を形成するための接着剤溶液を調製した。得られた接着剤溶液を、基材層としての厚み２５μｍの離型処理したＰＥＴフィルム上にアプリケーター（テスター産業社製）を用いて塗工し、１００℃５分で乾燥させることにより、厚み４０μｍの接着剤層と厚み２５μｍの基材層とを有する半導体加工用接着シートを得た。
【００７８】
（高分子化合物）
・Ｇ−０１７５８１（エポキシ基含有アクリル樹脂、日油社製）
・Ｇ−２０５０−ＬＭ（エポキシ基含有アクリル樹脂、日油社製）
・ＳＫ−２−８８（エポキシ基含有アクリル樹脂、新中村化学工業社製）
（エポキシ樹脂）
・ＨＰ−７２００（ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、ＤＩＣ社製）
・ＥＸＡ−４７１０（ナフタレン型エポキシ樹脂、ＤＩＣ社製）
（硬化促進剤）
・フジキュア７０００（常温で液状のイミダゾール化合物、富士化成工業社製）
（硬化剤）
・ＹＨ−３０９（酸無水物系硬化剤、ＪＥＲ社製）
（無機充填材）
・ＹＡ０５０Ｃ−ＭＪＦ（フェニルトリメトキシシラン表面処理球状シリカ、平均粒子径０．０５μｍ、アドマテックス社製）
・ＳＥ−１０５０−ＳＰＴ（フェニルトリメトキシシラン表面処理球状シリカ、平均粒子径０．３μｍ、アドマテックス社製）
（ゴム粒子）
・ＡＣ−４０３０（アクリルゴム型コアシェル粒子、平均粒子径０．５μｍ、ガンツ化成社製）
・Ｊ−５８００（アクリルゴム型コアシェル粒子、平均粒子径１μｍ、三菱レイヨン社製）
（シランカップリング剤）
・ＫＢＭ―５７３（フェニルアミノシラン、信越化学工業社製）
【００７９】
（２）貯蔵弾性率の測定
得られた半導体加工用接着シートの接着剤層を、厚みが約６００μｍになるよう積層した後、３ｍｍ×２４ｍｍのサイズに切り取ることで試験用サンプルを作製した。この試験用サンプルについて、動的粘弾性測定装置（ＶＤＡ−２００、アイティー計測制御社製）を用いて、周波数１０Ｈｚ、昇温速度１０℃／ｍｉｎの条件で−５０℃から１３０℃まで貯蔵弾性率を測定し、−１５〜１０℃及び７０〜８０℃における貯蔵弾性率を求めた。
【００８０】
＜評価＞
実施例及び比較例で得られた半導体加工用接着シートについて、以下の評価を行った。結果を表１に示した。
【００８１】
（１）ラミネート性（追従性）
半導体加工用接着シートの接着剤層を、８０℃で厚み５０μｍの半導体ウエハにラミネートした。半導体加工用接着シートを貼り合わせた半導体ウエハ面において、ボイドの噛み込みがなく、接着剤のはみ出しもなかった場合を◎、一部ボイドがあった場合、又は、一部接着剤のはみ出しがあった場合を○、ボイドが多くあり、接着剤のはみ出しがあった場合を×として評価した。
【００８２】
（２）割裂性１（ブレードダイシング）
半導体加工用接着シートを、８０℃で厚み５０μｍの半導体ウエハにラミネートした後、基材層を剥離した。半導体ウエハに対して、半導体加工用接着シートが貼り合わされた面とは反対側の面（裏面）から約１０μｍ切り残す程度にブレードダイシングを行い、半導体ウエハの厚み方向の一部のみにダイシングラインを形成した。次いで、半導体ウエハを冷却した後、エキスパンダー装置（ＵＨ１３０−１２、ＵＬＴＲＯＮ ＳＹＳＴＥＭ，Ｉｎｃ社製）を用いて、エキスパンド速度８ｍｍ／ｓｅｃ、エキスパンド量１０ｍｍ、温度０℃の条件でエキスパンドすることにより半導体ウエハを個片化して、半導体チップとした。
接着剤層の糸引き（引きちぎれのカス）も、接着剤層の半導体ウエハからの剥離もなく、接着剤層と半導体ウエハとが同時に切断されて得られた半導体チップが９５％以上であった場合を◎とし、９０％以上９５％未満であった場合を○とし、９０％未満であった場合を×として割裂性を評価した。また、接着剤層の糸引き（引きちぎれのカス）も、接着剤層の半導体ウエハからの剥離もなく、接着剤層と半導体ウエハとが同時に切断されて得られた半導体チップが９０％以上ではあるが、接着剤層又は半導体ウエハに割れ又は欠けが発生していた場合も×とした。
【００８３】
（３）割裂性２（ステルスダイシング）
直径２０ｃｍ、厚み７５０μｍであり、表面に平均高さ４０μｍ、直径１１０μｍの球形のＡｇ−Ｓｎハンダボールを１００μｍピッチで多数有する半導体ウエハを用意した。半導体加工用接着シートの接着剤層を、ラミネーター（ＡＴＭ−８１２Ｍ、タカトリ社製）を用いて、真空下（１ｔｏｒｒ）、８０℃、１０秒間の条件で半導体ウエハのハンダボールを有する面に貼り付けた。
【００８４】
次いで、半導体ウエハを研削装置に取りつけ、半導体加工用接着シートが貼り合わされた面とは反対側の面（裏面）を、半導体ウエハの厚さが約５０μｍになるまで研削した。このとき、研削の摩擦熱により半導体ウエハの温度が上昇しないように、半導体ウエハに水を散布しながら作業を行った。研削後は、研磨装置を用いて、ＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）プロセスによりアルカリのシリカ分散水溶液による研磨を行うことにより、半導体ウエハの研磨を行った。
【００８５】
研磨装置から半導体ウエハを取り外し、半導体加工用接着シートが貼り合わされた面とは反対側の面（裏面）からレーザー光を照射してステルスダイシングを行い、半導体ウエハの内部にダイシングラインを形成した。次いで、半導体ウエハの裏面にダイシングテープを貼り付け、ダイシングテープの外周部にはステンレス製のダイシングフレームを貼り付けた。その後、半導体加工用接着シートの基材層を剥離した。
【００８６】
半導体ウエハを冷却した後、エキスパンダー装置（ＵＨ１３０−１２、ＵＬＴＲＯＮ ＳＹＳＴＥＭ，Ｉｎｃ社製）を用いて、ダイシングフレームを固定してダイシングテープをエキスパンドすることにより半導体ウエハを個片化して、１０ｍｍ角の半導体チップとした。なお、予めエキスパンダー装置のステージを、保冷剤やドライアイス等で冷却して０℃に調整した。エキスパンド条件は、エキスパンド速度８ｍｍ／ｓｅｃ、エキスパンド量１０ｍｍ、温度０℃の条件であった。
上記（２）割裂性１（ブレードダイシング）の場合と同様の基準にて、割裂性を評価した。
【００８７】
【表１】
【産業上の利用可能性】
【００８８】
本発明によれば、半導体ウエハに対する追従性、及び、エキスパンド時の割裂性に優れた接着剤層を有する半導体加工用接着シートを提供することができる。また、本発明によれば、該半導体加工用接着シートを用いた半導体チップの実装方法を提供することができる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体ウエハを薄化した後、個片化して半導体チップとし、該半導体チップを基板又は他の半導体チップにフリップチップ実装する一連の工程において連続して用いられる半導体加工用接着シートであって、
接着剤層と基材層とを有し、
前記接着剤層は、エポキシ樹脂と硬化剤と無機充填材とを含有し、動的粘弾性測定装置により測定した−１５〜１０℃における貯蔵弾性率が４０〜７０ＭＰａの範囲内にあり、７０〜８０℃における貯蔵弾性率が０．０１〜０．２ＭＰａの範囲内にある
ことを特徴とする半導体加工用接着シート。
【請求項２】
請求項１記載の半導体加工用接着シートを用いた半導体チップの実装方法であって、
突起電極を有する半導体ウエハの突起電極を有する面と、前記半導体加工用接着シートの接着剤層とを７０〜８０℃で貼り合わせる工程と、
前記半導体ウエハの突起電極を有する面とは反対側の面を研磨して、前記半導体ウエハを薄化する工程と、
前記半導体ウエハのみ、又は、前記半導体ウエハの厚み方向の一部のみにダイシングラインを形成する工程と、
前記半導体ウエハを、−１５〜１０℃で前記半導体加工用接着シートの接着剤層と前記半導体ウエハとの積層体をエキスパンドすることにより個片化して、半導体チップとする工程と、
前記半導体チップを、接着剤層を介して基板又は他の半導体チップにフリップチップ実装する工程とを有する
ことを特徴とする半導体チップの実装方法。
【請求項１】
半導体ウエハを薄化した後、個片化して半導体チップとし、該半導体チップを基板又は他の半導体チップにフリップチップ実装する一連の工程において連続して用いられる半導体加工用接着シートであって、
接着剤層と基材層とを有し、
前記接着剤層は、エポキシ樹脂と硬化剤と無機充填材とを含有し、動的粘弾性測定装置により測定した−１５〜１０℃における貯蔵弾性率が４０〜７０ＭＰａの範囲内にあり、７０〜８０℃における貯蔵弾性率が０．０１〜０．２ＭＰａの範囲内にある
ことを特徴とする半導体加工用接着シート。
【請求項２】
請求項１記載の半導体加工用接着シートを用いた半導体チップの実装方法であって、
突起電極を有する半導体ウエハの突起電極を有する面と、前記半導体加工用接着シートの接着剤層とを７０〜８０℃で貼り合わせる工程と、
前記半導体ウエハの突起電極を有する面とは反対側の面を研磨して、前記半導体ウエハを薄化する工程と、
前記半導体ウエハのみ、又は、前記半導体ウエハの厚み方向の一部のみにダイシングラインを形成する工程と、
前記半導体ウエハを、−１５〜１０℃で前記半導体加工用接着シートの接着剤層と前記半導体ウエハとの積層体をエキスパンドすることにより個片化して、半導体チップとする工程と、
前記半導体チップを、接着剤層を介して基板又は他の半導体チップにフリップチップ実装する工程とを有する
ことを特徴とする半導体チップの実装方法。
【公開番号】特開２０１２−１０４７１６（Ｐ２０１２−１０４７１６Ａ）
【公開日】平成２４年５月３１日（２０１２．５．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２５３１１０（Ｐ２０１０−２５３１１０）
【出願日】平成２２年１１月１１日（２０１０．１１．１１）
【出願人】（０００００２１７４）積水化学工業株式会社 (5,781)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月３１日（２０１２．５．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月１１日（２０１０．１１．１１）
【出願人】（０００００２１７４）積水化学工業株式会社 (5,781)
【Ｆターム（参考）】
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