JP5549671B2 - 感光性接着剤、並びにそれを用いたフィルム状接着剤、接着シート、接着剤パターン、接着剤層付半導体ウェハ及び半導体装置 - Google Patents

感光性接着剤、並びにそれを用いたフィルム状接着剤、接着シート、接着剤パターン、接着剤層付半導体ウェハ及び半導体装置 Download PDF

Info

Publication number
JP5549671B2
JP5549671B2 JP2011520914A JP2011520914A JP5549671B2 JP 5549671 B2 JP5549671 B2 JP 5549671B2 JP 2011520914 A JP2011520914 A JP 2011520914A JP 2011520914 A JP2011520914 A JP 2011520914A JP 5549671 B2 JP5549671 B2 JP 5549671B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
adhesive
group
diamine
film
semiconductor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2011520914A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2011001942A1 (ja
Inventor
一行 満倉
崇司 川守
崇 増子
茂樹 加藤木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Showa Denko Materials Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Chemical Co Ltd
Showa Denko Materials Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Chemical Co Ltd, Showa Denko Materials Co Ltd filed Critical Hitachi Chemical Co Ltd
Priority to JP2011520914A priority Critical patent/JP5549671B2/ja
Publication of JPWO2011001942A1 publication Critical patent/JPWO2011001942A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5549671B2 publication Critical patent/JP5549671B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09JADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J4/00Adhesives based on organic non-macromolecular compounds having at least one polymerisable carbon-to-carbon unsaturated bond ; adhesives, based on monomers of macromolecular compounds of groups C09J183/00 - C09J183/16
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09JADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J7/00Adhesives in the form of films or foils
    • C09J7/30Adhesives in the form of films or foils characterised by the adhesive composition
    • C09J7/38Pressure-sensitive adhesives [PSA]
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G73/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule, not provided for in groups C08G12/00 - C08G71/00
    • C08G73/06Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain of the macromolecule
    • C08G73/10Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
    • C08G73/1039Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors comprising halogen-containing substituents
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09JADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J163/00Adhesives based on epoxy resins; Adhesives based on derivatives of epoxy resins
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09JADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J179/00Adhesives based on macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing nitrogen, with or without oxygen, or carbon only, not provided for in groups C09J161/00 - C09J177/00
    • C09J179/04Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain; Polyhydrazides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
    • C09J179/08Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09JADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J7/00Adhesives in the form of films or foils
    • C09J7/20Adhesives in the form of films or foils characterised by their carriers
    • C09J7/22Plastics; Metallised plastics
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09JADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J7/00Adhesives in the form of films or foils
    • C09J7/30Adhesives in the form of films or foils characterised by the adhesive composition
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09JADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J7/00Adhesives in the form of films or foils
    • C09J7/30Adhesives in the form of films or foils characterised by the adhesive composition
    • C09J7/35Heat-activated
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • G03F7/0046Photosensitive materials with perfluoro compounds, e.g. for dry lithography
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • G03F7/027Non-macromolecular photopolymerisable compounds having carbon-to-carbon double bonds, e.g. ethylenic compounds
    • G03F7/032Non-macromolecular photopolymerisable compounds having carbon-to-carbon double bonds, e.g. ethylenic compounds with binders
    • G03F7/037Non-macromolecular photopolymerisable compounds having carbon-to-carbon double bonds, e.g. ethylenic compounds with binders the binders being polyamides or polyimides
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/26Processing photosensitive materials; Apparatus therefor
    • G03F7/40Treatment after imagewise removal, e.g. baking
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/50Assembly of semiconductor devices using processes or apparatus not provided for in a single one of the subgroups H01L21/06 - H01L21/326, e.g. sealing of a cap to a base of a container
    • H01L21/52Mounting semiconductor bodies in containers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/6835Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using temporarily an auxiliary support
    • H01L21/6836Wafer tapes, e.g. grinding or dicing support tapes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09JADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J2203/00Applications of adhesives in processes or use of adhesives in the form of films or foils
    • C09J2203/326Applications of adhesives in processes or use of adhesives in the form of films or foils for bonding electronic components such as wafers, chips or semiconductors
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09JADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J2301/00Additional features of adhesives in the form of films or foils
    • C09J2301/20Additional features of adhesives in the form of films or foils characterized by the structural features of the adhesive itself
    • C09J2301/204Additional features of adhesives in the form of films or foils characterized by the structural features of the adhesive itself the adhesive coating being discontinuous
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09JADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J2463/00Presence of epoxy resin
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09JADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J2479/00Presence of polyamine or polyimide
    • C09J2479/08Presence of polyamine or polyimide polyimide
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/02Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/04Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L2224/05Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
    • H01L2224/0554External layer
    • H01L2224/0555Shape
    • H01L2224/05552Shape in top view
    • H01L2224/05554Shape in top view being square
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/26Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/31Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
    • H01L2224/32Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/321Disposition
    • H01L2224/32135Disposition the layer connector connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip
    • H01L2224/32145Disposition the layer connector connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip the bodies being stacked
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/26Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/31Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
    • H01L2224/32Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/321Disposition
    • H01L2224/32151Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/32221Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/32225Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805Shape
    • H01L2224/4809Loop shape
    • H01L2224/48091Arched
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481Disposition
    • H01L2224/48151Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/48221Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/48225Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • H01L2224/48227Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation connecting the wire to a bond pad of the item
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/73Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
    • H01L2224/732Location after the connecting process
    • H01L2224/73251Location after the connecting process on different surfaces
    • H01L2224/73265Layer and wire connectors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/151Die mounting substrate
    • H01L2924/153Connection portion
    • H01L2924/1531Connection portion the connection portion being formed only on the surface of the substrate opposite to the die mounting surface
    • H01L2924/15311Connection portion the connection portion being formed only on the surface of the substrate opposite to the die mounting surface being a ball array, e.g. BGA
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/181Encapsulation
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/24Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
    • Y10T428/24802Discontinuous or differential coating, impregnation or bond [e.g., artwork, printing, retouched photograph, etc.]
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/28Web or sheet containing structurally defined element or component and having an adhesive outermost layer
    • Y10T428/2809Web or sheet containing structurally defined element or component and having an adhesive outermost layer including irradiated or wave energy treated component

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)
  • Materials For Photolithography (AREA)
  • Macromolecular Compounds Obtained By Forming Nitrogen-Containing Linkages In General (AREA)
  • Adhesive Tapes (AREA)
  • Die Bonding (AREA)

Description

本発明は、感光性接着剤、並びにそれを用いたフィルム状接着剤、接着シート、接着剤パターン、接着剤層付半導体ウェハ及び半導体装置に関する。
近年、電子部品の高性能化又は高機能化に伴い、種々の形態を有する半導体パッケージが提案されている。そのような半導体パッケージにおいて、半導体素子と半導体素子搭載用支持部材とを接着するために用いられる接着剤は、フィルム状にした場合の貼付性(以下、単に「貼付性」ともいう。)や、硬化物にした場合の高温での接着性、熱圧着性、耐熱性及び耐リフロー性(以下、それぞれ「高温接着性」、「熱圧着性」、「耐リフロー性」ともいう。)などの点で優れたものであることが望ましい。また、半導体パッケージの組立プロセスの簡略化を可能とするため、上記接着剤は、アルカリ現像液による細線化や溶解現像性といったパターン形成性(以下、単に「パターン形成性」ともいう。)の点でも優れたものであることが望ましい。
感光性接着剤組成物は、光を照射した部分が化学的に変化して水溶液や有機溶剤に不溶化又は可溶化する「感光性」の機能を有するため、このような感光性接着剤組成物を上記接着剤として用い、フォトマスクを介して露光し現像することにより、高精細な接着剤パターンを得ることができる。
感光性接着剤組成物としては、従来、フォトレジストや、ポリイミド樹脂前駆体(ポリアミド酸)をベースとしたものが知られており(特許文献1〜3)、低Tgポリイミド樹脂をベースとしたものも提案されている(特許文献4)。
特開2000−290501号公報 特開2001−329233号公報 特開平11−24257号公報 国際公開第07/004569号パンフレット
しかしながら、フォトレジストは、耐熱性の点で十分でなかった。また、ポリイミド樹脂前駆体をベースとした感光性接着剤組成物は、耐熱性の点では十分であるものの、熱閉環イミド化時に300℃以上の高温を要するため、周辺材料への熱的ダメージが大きい、揮発成分量が大きい、熱応力が発生しやすいなどの点で十分ではなかった。
さらに、これら従来の感光性接着剤組成物は、貼付性とパターン形成性との両立が困難である点や、高温接着性、熱圧着性が十分でない点でも、改良が望まれていた。
また、上記の低Tgポリイミド樹脂をベースとした感光性接着剤組成物は貼付性の点では十分であるものの、パターン形成性、熱圧着性及び高温接着性の点で十分ではなかった。
感光性接着剤組成物のパターン形成性、熱圧着性、高温接着性を向上させるために、放射線重合性化合物や熱硬化性樹脂の量を調整することも試みられた。しかし、放射線重合性化合物を増量すると、タック性(べた付き具合又は粘着性)が大きくなり取り扱いにくくなる傾向、熱圧着性が十分でなくなる傾向、応力が増大する傾向などがあった。一方、放射線重合性化合物を減量すると、パターン形成性及び高温接着性が十分でなくなる傾向があった。また、熱硬化性樹脂を増量すると、パターン形成性が十分でなくなる傾向があった。
また、高温接着性の向上を目的に、ポリイミドを高Tg化した場合、ポリイミド分子間の凝集力が上昇し、現像する際の現像液の浸透を阻害してパターン形成性を著しく悪化させ、細線パターンを形成できなくなるという問題があった。また、この場合、未露光部がフィルム状のまま被着体部から剥離してパターンが形成される状態になる(剥離現像)。この現像状態では現像液にフィルム状の未露光部が長時間残存し、パターン形成部分に再付着し、半導体装置の歩留りが低下してしまうという問題があった。
このように、従来、貼付性、パターン形成性、熱圧着性及び高温接着性の全ての点で十分に優れた感光性接着剤組成物は存在せず、そのような感光性接着剤組成物の開発が希求されていた。
そこで、本発明は、貼付性、パターン形成性、熱圧着性及び高温接着性の全ての点で十分に優れた感光性接着剤組成物、並びにそれを用いたフィルム状接着剤、接着シート、接着剤パターン、接着剤層付半導体ウェハ及び半導体装置を提供することを目的とする。
すなわち、本発明は、(A)フルオロアルキル基を有するイミド基含有樹脂(以下、「(A)成分」ともいう。)、(B)放射線重合性化合物(以下、「(B)成分」ともいう。)、(C)光開始剤(以下、「(C)成分」ともいう。)、及び(D)熱硬化性成分(以下、「(D)成分」ともいう。)を含み、上記(A)フルオロアルキル基を有するイミド基含有樹脂が、フェノール性水酸基を有するジアミンを全ジアミンの5モル%以上含み、更に分子量300〜600の脂肪族エーテルジアミン及びシロキサンジアミンを含むジアミンと、テトラカルボン酸二無水物とを反応させて得られるイミド基含有樹脂であり、上記フェノール性水酸基を有するジアミンが、下記一般式(6)で表されるジアミンを含む、感光性接着剤を提供する。本発明の感光性接着剤は、上記構成を備えることにより、貼付性、パターン形成性、熱圧着性及び高温接着性の全ての点で十分に優れたものとなる。特に、本発明の感光性接着剤は、(A)成分(フルオロアルキル基を有するイミド基含有樹脂)を含むことによって、イミド基含有樹脂を高Tg化した場合のイミド基含有樹脂分子間の凝集力の上昇が抑制されるため、パターン形成性(溶解現像性及び細線化)、熱圧着性及び高温接着性に優れたものとなる。
ここで、フルオロアルキル基とは、C−F結合を有する化合物を意味する。
本発明の感光性接着剤組成物において、「貼付性」とは、感光性接着剤組成物をフィルム状に成形してフィルム状接着剤とした場合の貼付性を意味し、「高温接着性」とは、感光性接着剤組成物を硬化物にした場合の、加熱下での接着性を意味し、「パターン形成性」とは、被着体上に形成された上記フィルム状接着剤からなる接着剤層をフォトマスクを介して露光しアルカリ現像液により現像したときに得られる接着剤パターンの精度を意味し、「熱圧着性」とは、上記接着剤パターンを加熱下で支持部材等に圧着(熱圧着)したときの接着具合を意味する。
本発明の感光性接着剤組成物においては、貼付性、熱圧着性の観点から、上記(A)成分のTgが180℃以下であることが好ましい。
本発明の感光性接着剤組成物においては、パターン形成性の観点から、(A)フルオロアルキル基を有するイミド基含有樹脂が、更にアルカリ可溶性基を有することが好ましい。
本発明の感光性接着剤組成物においては、パターン形成性、熱圧着性及び高温接着性の観点から、上記(A)成分が、フェノール性水酸基を有するジアミンを全ジアミンの5モル%以上含むジアミンと、テトラカルボン酸二無水物とを反応させて得られるイミド基含有樹脂であることが好ましい。
ジアミンとしてフェノール性水酸基含有のジアミンを用いると上記の特性に優れるのは、以下の理由によると考えられる。感光性接着剤組成物を塗布し、加熱乾燥することでフィルム状接着剤に加工する場合、イミド基含有樹脂としてカルボキシル基含有樹脂を用いると、加熱乾燥時に、配合しているエポキシ樹脂と反応して熱可塑性樹脂の酸価が大きく低下する。それに対して、イミド基含有樹脂の側鎖をフェノール性水酸基とすることで、カルボキシル基としたときよりもエポキシ樹脂との反応が進行しにくくなる。その結果、パターン形成性、熱圧着性及び高温接着性が向上する。
本発明の感光性接着剤組成物においては、パターン形成性、熱圧着性及び耐リフロー性の観点から、上記フェノール性水酸基を有するジアミンが、下記一般式(6)で表される、フルオロアルキル基を有するジフェノールジアミンを含むことが好ましい。
Figure 0005549671
「耐リフロー性」とは、上記接着剤パターンを支持部材等に熱圧着、硬化し、吸湿させた後の耐リフロー性を意味する。
本発明の感光性接着剤組成物においては、保存安定性、高温接着性の観点から、(D)熱硬化性成分が、(D1)エポキシ樹脂を含有することが好ましい。
本発明の感光性接着剤組成物においては、パターン形成性の観点から、(A)イミド基含有樹脂がアルカリ可溶性樹脂であることが好ましい。
本発明の感光性接着剤組成物においては、熱圧着性、高温接着性及び耐リフロー性の観点から、(D)熱硬化性成分が、(D2)エチレン性不飽和基及びエポキシ基を有する化合物を更に含有することが好ましい。
上記(D2)を配合することによって、高温接着性及び耐リフロー性の特性が向上するのは、例えば、以下の理由によると考えられる。光照射後の放射線重合性化合物同士のネットワークに、エポキシ基を有する(メタ)アクリレート((D2)成分)が導入されると、見かけの架橋密度が低減し、熱圧着性が向上する。さらに、このエポキシ基が熱硬化性基や硬化剤、特にポリマー側鎖のフェノール性水酸基と反応すると、分子鎖同士の絡み合いが多くなり、単に放射線重合性化合物及び熱硬化性樹脂が配合されるような各々の架橋反応が独立に進行する系よりも強靭なネットワークが形成される。その結果、高温接着性及び耐湿性の点で十分に優れたものとなる。
本発明の感光性接着剤組成物においては、高温接着性、パターン形成性の観点から、(D)熱硬化性成分が、(D3)フェノール化合物を更に含有することが好ましい。
本発明の感光性接着剤組成物は、高温接着性、耐リフロー性及び気密封止性の観点から、(E)過酸化物を更に含有することが好ましい。
本発明の感光性接着剤組成物は、フィルム形成性の観点から、(F)フィラーを更に含有することが好ましい。
別の側面において、本発明は、上記感光性接着剤組成物をフィルム状に成形することにより得られる、フィルム状接着剤に関する。本発明のフィルム状接着剤は、上記感光性接着剤組成物を用いることにより、貼付性、高温接着性、パターン形成性、熱圧着性、耐熱性及び耐湿性の全ての点で十分に優れたものとなる。特に、上記フィルム状接着剤は、低温においても優れた貼付性(低温貼付性)を有する。
また、本発明は、基材と、該基材上に形成された上記フィルム状接着剤からなる接着剤層と、を備える接着シートに関する。
また、本発明は、被着体上に積層された上記フィルム状接着剤からなる接着剤層を、フォトマスクを介して露光し、露光後の接着剤層をアルカリ現像液により現像処理することにより得られる接着剤パターンに関する。また、本発明の接着剤パターンは、被着体上に積層された上記フィルム状接着剤からなる接着剤層を、直接描画露光技術を用いて直接パターンを描画露光し、露光後の接着剤層をアルカリ水溶液により現像処理することにより形成されるものでもよい。本発明の接着剤パターンは、上記感光性接着剤組成物を用いることにより、熱圧着性に優れた高精細なパターンとなる。特に、上記接着剤パターンは、低温においても優れた熱圧着性(低温熱圧着性)を有する。
また、本発明は、半導体ウェハと、該半導体ウェハ上に積層された上記フィルム状接着剤からなる接着剤層と、を備える接着剤層付半導体ウェハに関する。
さらに、本発明は、上記感光性接着剤組成物を用いて、半導体素子同士、及び/又は、半導体素子と半導体素子搭載用支持部材とが接着された構造を有する半導体装置に関する。本発明の半導体装置は、上記感光性接着剤組成物を用いることにより、製造プロセスの簡略化にも十分対応可能であり、且つ優れた信頼性を具備するものとなる。
上記半導体素子搭載用支持部材は、透明基板であることが好ましい。
本発明によれば、貼付性(低温貼付性)、高温接着性、パターン形成性、熱圧着性(低温熱圧着性)の全ての点で十分に優れた感光性接着剤組成物を提供することができる。
さらに、本発明によれば、熱圧着性及び高温接着性を有した微細パターンを提供することができ、耐リフロー性に優れた材料を提供することができる。
さらに、本発明によれば、イミド基含有樹脂を高Tg化してもパターン形成性を維持できるため、額縁状パターンを形成した際には、優れた高温接着性と気密封止性を付与した材料を提供することができる。
さらに、本発明では、貼付性(低温貼付性)、高温接着性、パターン形成性、熱圧着性(低温熱圧着性)、耐リフロー性及び気密封止性に優れたフィルム状接着剤、接着シート、接着剤パターン、接着剤層付半導体ウェハ及び半導体装置を提供することが可能となる。
「気密封止性」とは、上記接着剤の額縁状パターンを支持部材等に熱圧着、硬化し、吸湿させた後の耐結露性(耐曇性)を意味する。
本発明のフィルム状接着剤の一実施形態を示す端面図である。 本発明の接着シートの一実施形態を示す端面図である。 本発明の接着シートの一実施形態を示す端面図である。 本発明の接着シートの一実施形態を示す端面図である。 本発明の接着剤層付半導体ウェハの一実施形態を示す上面図である。 図5のIV−IV線に沿った端面図である。 本発明の接着剤パターンの一実施形態を示す上面図である。 図7のV−V線に沿った端面図である。 本発明の接着剤パターンの一実施形態を示す上面図である。 図9のVI−VI線に沿った端面図である。 本発明の半導体装置の一実施形態を示す端面図である。 本発明の半導体装置の一実施形態を示す端面図である。 本発明の半導体装置の製造方法の一実施形態を示す端面図である。 本発明の半導体装置の製造方法の一実施形態を示す端面図である。 本発明の半導体装置の製造方法の一実施形態を示す平面図である。 本発明の半導体装置の製造方法の一実施形態を示す端面図である。 本発明の半導体装置の製造方法の一実施形態を示す端面図である。 本発明の半導体装置の製造方法の一実施形態を示す端面図である。 本発明の半導体装置の製造方法の一実施形態を示す端面図である。 本発明の半導体装置の一実施形態を示す端面図である。 本発明の半導体装置の製造方法の一実施形態を示す端面図である。 本発明の半導体装置の製造方法の一実施形態を示す端面図である。 本発明の半導体装置の製造方法の一実施形態を示す端面図である。 本発明の半導体装置の製造方法の一実施形態を示す端面図である。 本発明の半導体装置の製造方法の一実施形態を示す端面図である。 本発明の半導体装置の一実施形態を示す端面図である。 図26に示す半導体素子を固体撮像素子として用いたCMOSセンサの例を示す端面図である。
以下、必要に応じて図面を参照しつつ、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。ただし、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。なお、図面中、同一要素には同一符号を付すこととし、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し、図面の寸法比率は図示の比率に限られるものではない。
本実施形態の感光性接着剤組成物は、(A)フルオロアルキル基を有するイミド基含有樹脂、(B)放射線重合性化合物、(C)光開始剤、及び(D)熱硬化性成分を含む。
(A)成分のTgは180℃以下であることが好ましく、120℃以下であることがより好ましい。このTgが180℃を超える場合、フィルム状接着剤(接着剤層)を被着体(半導体ウェハ)に貼り合わせる際に高温を要し、半導体ウェハに反りが発生しやすくなる傾向がある。フィルム状接着剤のウェハ裏面への貼り付け温度は、半導体ウェハの反りを抑えるという観点から、20〜150℃であることが好ましく、40〜100℃であることがより好ましい。また、Tgが180℃以上の場合、パターン形成後の熱圧着の際に更に高温が必要となる。熱圧着の温度は、熱圧着前の熱硬化反応の進行及び半導体ウェハの反りを抑えるという観点から、60〜220℃であることが好ましく、100〜180℃であることがより好ましい。上記温度での貼り付け及び熱圧着を可能にするためには、フィルム状接着剤のTgを180℃以下にすることが好ましく、150℃以下にすることがより好ましく、120℃以下にすることが最も好ましい。一方、Tgは20℃以上であることが好ましく、40℃以上であることがより好ましく、50℃以上であることが最も好ましい。Tgが20℃以下であると、Bステージ状態でのフィルム表面のタック性が強くなり過ぎて、取り扱い性が良好でなくなる傾向がある。また、露光後の熱硬化物のTgが低下し、高温接着性、耐リフロー性及び気密封止性が低下する傾向がある。
ここで、「Tg」とは、(A)成分をフィルム化したときの主分散ピーク温度を意味する。レオメトリックス社製粘弾性アナライザー「RSA−2」(商品名)を用いて、昇温速度5℃/min、周波数1Hz、測定温度−50〜300℃の条件で測定し、tanδピーク温度を主分散ピーク温度とした。
(A)成分の重量平均分子量は、5000〜500000の範囲内で制御されていることが好ましく、10000〜300000であることがより好ましく、10000〜100000であることが更に好ましい。重量平均分子量が上記範囲内にあると、感光性接着剤組成物をシート状又はフィルム状としたときの強度、可とう性及びタック性が良好となり、また、熱時流動性が良好となるため、基板表面の配線段差(凹凸)に対する良好な埋込性を確保することが可能となる。上記重量平均分子量が5000未満であると、フィルム形成性が十分でなくなる傾向がある。一方、上記重量平均分子量が500000を超えると、熱時流動性及び上記埋め込み性が十分でなくなる傾向や、パターン形成する際に樹脂組成物のアルカリ現像液に対する溶解性が十分でなくなる傾向がある。ここで、「重量平均分子量」とは、島津製作所社製高速液体クロマトグラフィー「C−R4A」(商品名)を用いて、ポリスチレン換算で測定したときの重量平均分子量を意味する。
(A)成分のTg及び重量平均分子量を上記範囲内とすることにより、ウェハへの貼り付け温度を低く抑えることができるとともに、半導体素子を半導体素子搭載用支持部材に接着固定する際の加熱温度(熱圧着温度)も低くすることができ、半導体素子の反りの増大を抑制することができる。また、貼付性、熱圧着性や現像性を有効に付与することができる。
(A)成分のイミド基含有樹脂としては、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリウレタンイミド樹脂、ポリウレタンアミドイミド樹脂、シロキサンポリイミド樹脂、ポリエステルイミド樹脂、これらの共重合体などが挙げられる。これらは1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。また、アルカリ可溶性の点で、これらの樹脂の主鎖及び/又は側鎖に、エチレンオキシド、プロピレンエーテル骨格を有することが好ましい。
(A)成分は、例えば、テトラカルボン酸二無水物とジアミンとを公知の方法で縮合反応させて得ることができる。すなわち、有機溶媒中で、テトラカルボン酸二無水物とジアミンとを等モルで、又は、必要に応じてテトラカルボン酸二無水物の合計1.0molに対して、ジアミンの合計を好ましくは0.5〜2.0mol、より好ましくは0.8〜1.0molの範囲で組成比を調整(各成分の添加順序は任意)し、反応温度80℃以下、好ましくは0〜60℃で付加反応させる。反応が進行するにつれ反応液の粘度が徐々に上昇し、ポリイミド樹脂の前駆体であるポリアミド酸が生成する。なお、樹脂組成物の諸特性の低下を抑えるため、上記のテトラカルボン酸二無水物は無水酢酸で再結晶精製処理したものであることが好ましい。
上記縮合反応におけるテトラカルボン酸二無水物とジアミンとの組成比については、テトラカルボン酸二無水物の合計1.0molに対して、ジアミンの合計が2.0molを超えると、得られるポリイミド樹脂に、アミン末端のポリイミドオリゴマーの量が多くなる傾向があり、ポリイミド樹脂の重量平均分子量が低くなり、樹脂組成物の耐熱性を含む種々の特性が十分でなくなる傾向がある。一方、テトラカルボン酸二無水物の合計1.0molに対してジアミンの合計が0.5mol未満であると、酸末端のポリイミド樹脂オリゴマーの量が多くなる傾向があり、ポリイミド樹脂の重量平均分子量が低くなり、樹脂組成物の耐熱性を含む種々の特性が十分でなくなる傾向がある。
ポリイミド樹脂は、上記反応物(ポリアミド酸)を脱水閉環させて得ることができる。脱水閉環は、加熱処理する熱閉環法、脱水剤を使用する化学閉環法等で行うことができる。
(A)成分のイミド基含有樹脂は、下記一般式(A)で表される構造単位を含む樹脂であることが好ましい。
Figure 0005549671
上記一般式(A)中、Qは4価の有機基を示し、例えば、ビフェニル骨格を有する4価の有機基、ナフチル骨格を有する4価の有機基、ベンゾフェノン骨格を有する4価の有機基、脂環式骨格を有する4価の有機基、フルオロアルキル基を有する4価の有機基などが挙げられる。
イミド基含有樹脂の原料として用いられるテトラカルボン酸二無水物としては、ジアミン成分にフルオロアルキル基が含まれる場合は特に制限は無く、例えば、線膨張係数を低下できる点で3,3´,4,4´−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,2´,3,3´−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,3,3´,4´−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、3,4,3´,4´−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物などのビフェニル骨格を有する酸二無水物、1,2,5,6−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、1,4,5,8−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、2,3,6,7−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、1,2,4,5−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物などのナフチル骨格を有する酸二無水物が好ましく用いられる。また、放射線硬化時の感度を向上できる点で、3,4,3´,4´−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、2,3,2´,3´−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、3,3,3´,4´−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物などのベンゾフェノン骨格を有する酸二無水物が好ましく用いられる。また、透明性を向上できる点で1,2,3,4−ブタンテトラカルボン酸二無水物、デカヒドロナフタレン−1,4,5,8−テトラカルボン酸二無水物、4,8−ジメチル−1,2,3,5,6,7−ヘキサヒドロナフタレン−1,2,5,6−テトラカルボン酸二無水物、シクロペンタン−1,2,3,4−テトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、ビス(エキソ−ビシクロ[2,2,1]ヘプタン−2,3−ジカルボン酸二無水物、ビシクロ−[2,2,2]−オクト−7−エン−2,3,5,6−テトラカルボン酸二無水物などの脂環式骨格を有する酸二無水物や2,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン二無水物、2,2−ビス[4−(3,4−ジカルボキシフェニル)フェニル]ヘキサフルオロプロパン二無水物、1,4−ビス(2−ヒドロキシヘキサフルオロイソプロピル)ベンゼンビス(トリメリット酸無水物)、1,3−ビス(2−ヒドロキシヘキサフルオロイソプロピル)ベンゼンビス(トリメリット酸無水物)などのフルオロアルキル基を有する酸二無水物が好ましく用いられる。また、365nmに対する透明性を向上できる点で、下記一般式(1)で表されるテトラカルボン酸二無水物等が好ましく用いられる。下記一般式(1)中、aは2〜20の整数を示す。
Figure 0005549671
上記一般式(1)で表されるテトラカルボン酸二無水物は、例えば、無水トリメリット酸モノクロライド及び対応するジオールから合成することができ、具体的には1,2−(エチレン)ビス(トリメリテート無水物)、1,3−(トリメチレン)ビス(トリメリテート無水物)、1,4−(テトラメチレン)ビス(トリメリテート無水物)、1,5−(ペンタメチレン)ビス(トリメリテート無水物)、1,6−(ヘキサメチレン)ビス(トリメリテート無水物)、1,7−(ヘプタメチレン)ビス(トリメリテート無水物)、1,8−(オクタメチレン)ビス(トリメリテート無水物)、1,9−(ノナメチレン)ビス(トリメリテート無水物)、1,10−(デカメチレン)ビス(トリメリテート無水物)、1,12−(ドデカメチレン)ビス(トリメリテート無水物)、1,16−(ヘキサデカメチレン)ビス(トリメリテート無水物)、1,18−(オクタデカメチレン)ビス(トリメリテート無水物)等が挙げられる。また、これらの化合物は耐熱性を損なうことなくTgを低下させることができる。
また、テトラカルボン酸二無水物としては、溶剤やアルカリへの良好な溶解性及び耐湿性、365nm光に対する透明性、熱圧着性を付与する観点から、下記一般式(2)又は(3)で表されるテトラカルボン酸二無水物が好ましく用いられる。
Figure 0005549671
以上のようなテトラカルボン酸二無水物は、1種を単独で又は2種類以上を組み合わせて使用することができる。
ジアミン成分にフルオロアルキル基が含まれていない場合、イミド基含有樹脂の原料として用いられるテトラカルボン酸二無水物としては、2,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン二無水物、2,2−ビス[4−(3,4−ジカルボキシフェニル)フェニル]ヘキサフルオロプロパン二無水物、1,4−ビス(2−ヒドロキシヘキサフルオロイソプロピル)ベンゼンビス(トリメリット酸無水物)、1,3−ビス(2−ヒドロキシヘキサフルオロイソプロピル)ベンゼンビス(トリメリット酸無水物)、3,3´−ジアミノジフェニルジフルオロメタン、3,4´−ジアミノジフェニルジフルオロメタン、4,4´−ジアミノジフェニルジフルオロメタン、2,2−ビス(3−アミノフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,2−(3,4´−ジアミノジフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス(4−アミノフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス(4−(3−アミノフェノキシ)フェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス(4−(4−アミノフェノキシ)フェニル)ヘキサフルオロプロパンなどのフルオロアルキル基含有テトラカルボン酸二無水物を原料として使用することができる。
イミド基含有樹脂の原料として用いられるジアミンとしては、特に限定はしないが、ポリマーのTg及び溶解性、アルカリ可溶性を調整するために、下記のジアミンを用いることができる。例えば、耐熱性及び接着性を向上できる点で、o−フェニレンジアミン、m−フェニレンジアミン、p−フェニレンジアミン、ビス(4−アミノ−3,5−ジメチルフェニル)メタン、ビス(4−アミノ−3,5−ジイソプロピルフェニル)メタン、2,2−ビス(3−アミノフェニル)プロパン、2,2´−(3,4´−ジアミノジフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−アミノフェニル)プロパン、1,3−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,4−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,4−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、3,3´−(1,4−フェニレンビス(1−メチルエチリデン))ビスアニリン、3,4´−(1,4−フェニレンビス(1−メチルエチリデン))ビスアニリン、4,4´−(1,4−フェニレンビス(1−メチルエチリデン))ビスアニリン、2,2−ビス(4−(3−アミノフェノキシ)フェニル)プロパン、2,2−ビス(4−アミノフェノキシフェニル)プロパンが好ましく用いられる。線膨張係数を低下させることができる点で、3,3´−ジアミノジフェニルエーテル、3,4´−ジアミノジフェニルエーテル、4,4´−ジアミノジフェニルエーテル、3,3´−ジアミノジフェニルメタン、3,4´−ジアミノジフェニルメタン、4,4´−ジアミノジフェニルエーテメタン、3,3´−ジアミノジフェニルスルフォン、3,4´−ジアミノジフェニルスルフォン、4,4´−ジアミノジフェニルスルフォン、ビス(4−(3−アミノエノキシ)フェニル)スルフォン、ビス(4−(4−アミノエノキシ)フェニル)スルフォン、3,3´−ジヒドロキシ−4,4´−ジアミノビフェニルが好ましく用いられる。金属などの被着体との密着性を向上できる点で、3,3´−ジアミノジフェニルスルフィド、3,4´−ジアミノジフェニルスルフィド、4,4´−ジアミノジフェニルスルフィド、ビス(4−(3−アミノエノキシ)フェニル)スルフィド、ビス(4−(4−アミノエノキシ)フェニル)スルフィド好ましく用いられる。また、アルカリ可溶性を調整するために、3,5−ジアミノ安息香酸等の芳香族ジアミン、3,3´−ジヒドロキシ−4,4´−ジアミノビフェニルを使用することもできる。また、Tgを低下させることができるジアミンとして、1,3−ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、下記一般式(8)で表される脂肪族エーテルジアミン、下記一般式(9)で表されるシロキサンジアミン等が挙げられる。下記一般式(8)中、R、R及びRは各々独立に、炭素数1〜10のアルキレン基を示し、bは2〜80の整数を示す。下記一般式(9)中、R及びRは各々独立に、炭素数1〜5のアルキレン基又は置換基を有してもよいフェニレン基を示し、R、R、R及びRは各々独立に、炭素数1〜5のアルキル基、フェニル基又はフェノキシ基を示し、dは1〜5の整数を示す。
Figure 0005549671
ジアミン成分として、パターン形成性(溶解現像性、細線化)、熱圧着性の観点から、下記一般式(19)、(20)、(21)又は(22)で表される、フルオロアルキル基が含まれるジアミンが好ましく用いられる。
Figure 0005549671
上記式中、Xはそれぞれ独立に、単結合、−O−、−S−、−SO−、−CO−、−CH−、−C(CH−、−CF−、−C(CF−であり、Yはフルオロアルキル基が含まれる炭素数1〜30の有機基であり、Zはそれぞれ独立に、−H、炭素数1〜10のアルキル基、カルボキシル基、フェノール性水酸基、スルホ基、チオール基、フルオロアルキル基、を含む有機基を示す。
上記イミド基含有樹脂として、パターン形成性の観点からアルカリ可溶性基を有することが好ましい。前記アルカリ可溶性基とは、カルボキシル基やフェノール性水酸基、グリコール基であり、さらに、パターン形成性と高温接着性を十分に付与できる点で、側鎖にカルボキシル基及び/またはフェノール性水酸基を有することがより好ましく、フェノール性水酸基であることが最も好ましい。
側鎖にカルボキシル基を有するイミド基含有樹脂としては特に限定しないが、例えば酸二無水物と下記カルボキシル基含有ジアミンとを反応させることで得られる。上記カルボキシル基含有ジアミンとしては、パターン形成性、熱圧着性、耐リフロー性を調整するために、下記一般式(4)又は(5)で表されるカルボキシル基含有芳香族ジアミンが好ましく用いられる。
Figure 0005549671
イミド基含有樹脂の原料として用いられるフェノール性水酸基含有ジアミンとしては、テトラカルボン酸二無水物及びジアミンにフルオロアルキル基が含まれる場合は、特に制限はなく、2,2´−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、3,3´−ジヒドロキシ−4,4´−ジアミノビフェニル、3,3´−ジアミノ−4,4´−ジヒドロキシジフェニルスルフォン、2,2´ジアミノビスフェノールA、ビス(2−ヒドロキシ−3−アミノ−5−メチルフェニル)メタン、2,6−ジ{(2−ヒドロキシ−3−アミノ−5−メチルフェニル)メチル}−4−メチルフェノール、2,6−ジ{(2−ヒドロキシ−3−アミノ−5−メチルフェニル)メチル}−4−ヒドロキシ安息香酸プロピル等の化合物を挙げることができる。これら化合物は単独で用いてもよいし、2種類以上を適宜組み合わせて用いてもよい。
上記ジアミンの中でも、パターン形成性(溶解現像性、細線化)、熱圧着性、高温接着性、耐リフロー性の観点から、下記一般式(6)で表されるフルオロアルキル基含有ジフェノールジアミンを用いることが好ましい。このジアミンを用いる場合、貼付性、熱圧着性及び高温接着性の観点から、全ジアミンの80モル%以下であることが好ましく、60モル%以下であることがより好ましい。また、フィルムの自己支持性、高温接着性、耐リフロー性及び気密封止性の観点から、5モル%以上であることが好ましく、10モル%以上であることがより好ましい、20モル%以上であることがさらにより好ましい。この量が上記範囲にあることで、イミド基含有樹脂のTgを上記範囲に調整することができ、貼付性、熱圧着性、高温接着性、耐リフロー性及び気密封止性を付与することが可能となる。
Figure 0005549671
上記溶解現像性とは、未露光部が現像液に対して溶解しながらパターン形成されることを示す。
また、ジアミン成分としては、他成分との相溶性、有機溶剤可溶性、アルカリ可溶性、低温貼付性、低温熱圧着性を付与する点で、下記一般式(8)で表される脂肪族エーテルジアミンが好ましく、エチレングリコール及び/又はプロピレングリコール系ジアミンがより好ましい。上記のような脂肪族エーテルジアミンは、高い親水性を示す柔軟性骨格であるため、アルカリ可溶性を損なうことなくTgを低下させることができる。下記一般式(8)中、R、R及びRは各々独立に、炭素数1〜10のアルキレン基を示し、bは2〜80の整数を示す。
Figure 0005549671
このような脂肪族エーテルジアミンとして具体的には、サンテクノケミカル(株)製ジェファーミンD−230,D−400,D−2000,D−4000,ED−600,ED−900,ED−2000,EDR−148、BASF(製)ポリエーテルアミンD−230,D−400,D−2000等のポリオキシアルキレンジアミン等の脂肪族ジアミンが挙げられる。これらのジアミンは、全ジアミンの1〜80モル%であることが好ましく、5〜60モル%であることがより好ましい。この量が1モル%未満であると、高温接着性、熱時流動性の付与が困難になる傾向にあり、一方、80モル%を超えると、イミド基含有樹脂のTgが低くなり過ぎて、フィルムの自己支持性が損なわれる傾向にある。
上記脂肪族エーテルジアミンとして、パターン形成性の観点から、下記一般式(7)で表されるプロピレンエーテル骨格を有し、かつ分子量が300〜600であることが好ましい。このようなジアミンを用いる場合、フィルムの自己支持性、高温接着性、耐リフロー性及び気密封止性の観点から全ジアミンの80モル%以下であることが好ましく、60モル%以下であることがより好ましい。また、貼付性、熱圧着性及び高温接着性の観点から、10モル%以上であることが好ましく、20モル%以上であることがより好ましい。この量が上記範囲にあることで、イミド基含有樹脂のTgを上記範囲に調整することができ、貼付性、熱圧着性、高温接着性、耐リフロー性及び気密封止性を付与することが可能となる。
Figure 0005549671
上記式中、mは3〜7の整数を示す。
また、ジアミン成分としては、室温での密着性、接着性を付与する点で、下記一般式(9)で表されるシロキサンジアミンが好ましい。下記一般式(9)中、R及びRは各々独立に、炭素数1〜5のアルキレン基又は置換基を有してもよいフェニレン基を示し、R、R、R及びRは各々独立に、炭素数1〜5のアルキル基、フェニル基又はフェノキシ基を示し、dは1〜5の整数を示す。
Figure 0005549671
これらのジアミンは、全ジアミンの5〜50モル%とすることが好ましく、10〜30モル%とすることが更に好ましい。5モル%を下回るとシロキサンジアミンを添加した効果が小さくなり、50モル%を上回ると他成分との相溶性、高温接着性及び現像性が低下する傾向がある。
上述したジアミンは、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
上記に示したように、本発明で用いるイミド基含有樹脂としては、原料のジアミンとして上記構造式に示されるフルオロアルキル基含有ジフェノールジアミンを全ジアミンの20〜60モル%、分子量300〜600のエーテルジアミンを全ジアミンの20〜60モル%、シロキサンジアミンを10〜30モル%とし、Tgを50〜120℃としたイミド基含有樹脂を用いることが最も好ましい。
また、上記イミド基含有樹脂は、1種を単独で又は必要に応じて2種以上を混合(ブレンド)して用いることができる。
上記イミド基含有樹脂の合成時に、下記一般式(10)、(11)又は(12)で表される化合物のような単官能酸無水物、及び/又は下記一般式(23)で表される化合物のような単官能アミンを縮合反応液に投入することにより、ポリマー末端に酸無水物又はジアミン以外の官能基を導入することができる。
Figure 0005549671
Figure 0005549671
また、これにより、ポリマーの分子量を低くし、パターン形成時の現像性及び熱圧着性を向上させることができる。酸無水物又はジアミン以外の官能基としては、特に限定はしないが、パターン形成時のアルカリ可溶性を向上させる点で、カルボキシル基やフェノール性水酸基、グリコール基などのアルカリ可溶性基が好ましい。また、接着性を付与する点で、上記一般式(12)で表される化合物やアミノ基を有する(メタ)アクリレートなどの放射線重合性基及び/又は熱硬化性基を有する化合物が好ましく用いられる。また、低吸湿性を付与する点で、シロキサン骨格等を有する化合物も好ましく用いられる。
上記イミド基含有樹脂は、光硬化性の観点から、30μmのフィルム状に成形した時の365nmに対する透過率が10%以上であることが好ましく、20%以上であることがより好ましい。
本実施形態の感光性接着剤組成物において、(A)成分の含有量は、感光性接着剤組成物の固形分全量を基準として5〜90質量%であることが好ましく、10〜80質量%であることがより好ましく、20〜70質量%であることがさらにより好ましい。この含有量が5質量%未満であると、パターン形成時の現像性が十分でなくなる傾向があり、90質量%を超えると、パターン形成時の現像性及び接着性が十分でなくなる傾向がある。
(A)成分のアルカリ溶解性が乏しい又は(A)成分がアルカリに溶解しない場合、溶解助剤として、カルボキシル基及び/又は水酸基を有する樹脂、及び/又は親水性基を有する樹脂を添加してもよい。親水性基を有する樹脂とは、アルカリ可溶性の樹脂であれば特に限定はしないが、エチレングリコール、プロピレングリコール基のようなグリコール基を有する樹脂が挙げられる。
本実施形態の感光性接着剤組成物は、(D)硬化性成分として、(D1)エポキシ樹脂、(D2)エチレン性不飽和基及びエポキシ基を有する化合物、(D3)フェノール化合物、硬化促進剤等を含んでもよい。
(D1)エポキシ樹脂としては、高温接着性、耐リフロー性の観点から、分子内に少なくとも2個以上のエポキシ基を含むものが好ましく、パターン形成性、熱圧着性の点から、室温(25℃)で液状又は半固形、具体的には軟化温度が50℃以下であるグリシジルエーテル型エポキシ樹脂がより好ましい。このような樹脂としては、特に限定はしないが、例えば、ビスフェノールA型(又はAD型、S型、F型)のグリシジルエーテル、水添加ビスフェノールA型のグリシジルエーテル、エチレンオキシド付加体ビスフェノールA型のグリシジルエーテル、プロピレンオキシド付加体ビスフェノールA型のグリシジルエーテル、3官能型(又は4官能型)のグリシジルエーテル、ダイマー酸のグリシジルエステル、3官能型(又は4官能型)のグリシジルアミン等が挙げられる。これらは単独で又は2種類以上を組み合わせて使用することができる。
上記エポキシ樹脂として、低アウトガス性、高温接着性、耐リフロー性の観点から、5%質量減少温度が150℃以上であることが好ましく、180℃以上であることが好ましく、200℃以上であることがさらにより好ましく、260℃以上であることが最も好ましい。
上記5%質量減少温度(以下、「5%質量減少温度」)とは、サンプルを示差熱熱重量同時測定装置(エスアイアイ・ナノテクノロジー製:TG/DTA6300)を用いて、昇温速度10℃/min、窒素フロー(400ml/min)下で測定したときの5%質量減少温度である。
上記エポキシ樹脂として、5%質量減少温度、パターン形成性、高温接着性、耐リフロー性、気密封止性を十分に付与できる点で、下記一般式(24)又は(25)で表されるエポキシ樹脂を用いることが好ましい。
Figure 0005549671
また、エポキシ樹脂としては、不純物イオンである、アルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオン、ハロゲンイオン、特に塩素イオンや加水分解性塩素等を300ppm以下に低減した高純度品を用いることが、エレクトロマイグレーション防止や金属導体回路の腐食防止の観点から好ましい。
エポキシ樹脂の含有量は、(A)成分100質量部に対して1〜100質量部であることが好ましく、5〜50質量部であることがより好ましい。この含有量が100質量部を超えると、アルカリ水溶液への溶解性が低下し、取り扱い性、パターン形成性が低下する傾向がある。一方、上記含有量が5質量部未満であると、十分な熱圧着性、高温接着性が得られなくなる傾向がある。
本発明においては、熱圧着性、高温接着性及び耐リフロー性の観点から、さらに(D2)エチレン性不飽和基及びエポキシ基を有する化合物を含有してもよい。
(D2)成分(エチレン性不飽和基及びエポキシ基を有する化合物)において、エチレン性不飽和基としては、ビニル基、アリル基、プロパギル基、ブテニル基、エチニル基、フェニルエチニル基、マレイミド基、ナジイミド基、(メタ)アクリル基などが挙げられ、反応性の観点から、(メタ)アクリル基が好ましい。
(D2)成分としては、特に限定はしないが、グリシジルメタクリレート、グリシジルアクリレート、4−ヒドロキシブチルアクリレートグリシジルエーテル、4−ヒドロキシブチルメタクリレートグリシジルエーテルの他、エポキシ基と反応する官能基及びエチレン性不飽和基を有する化合物と多官能エポキシ樹脂とを反応させて得られる化合物等が挙げられる。上記エポキシ基と反応する官能基としては、特に限定はしないが、イソシアネート基、カルボキシル基、フェノール性水酸基、水酸基、酸無水物、アミノ基、チオール基、アミド基などが挙げられる。これらの化合物は、1種を単独で又は2種類以上を組み合わせて使用することができる。
(D2)成分は、例えば、トリフェニルホスフィンやテトラブチルアンモニウムブロミドの存在下、1分子中に少なくとも2つ以上のエポキシ基を有する多官能エポキシ樹脂と、エポキシ基1当量に対し0.1〜0.9当量の(メタ)アクリル酸とを反応させることによって得られる。
(D2)成分は、保存安定性、接着性、組立て加熱時及び組立て後のパッケージの低アウトガス性、高温接着性、耐リフロー性、気密封止性の観点から、5%質量減少温度が150℃以上であることが好ましく、180℃以上であることが更に好ましく、200℃以上であることが更により好ましく、260℃以上であることが最も好ましい。
さらに、(D2)成分としては、不純物イオンであるアルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオン、ハロゲンイオン、特には塩素イオンや加水分解性塩素等を1000ppm以下、より好ましくは300ppm以下に低減した高純度品を用いることが、エレクトロマイグレーション防止や金属導体回路の腐食防止の観点から好ましい。例えば、アルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオン、ハロゲンイオン等を低減した多官能エポキシ樹脂を原料として用いることで上記不純物イオン濃度を満足することができる。
上記耐熱性と純度を満たす(D2)成分としては、特に限定はしないが、ビスフェノールA型(又はAD型、S型、F型)のグリシジルエーテル、水添加ビスフェノールA型のグリシジルエーテル、エチレンオキシド付加体ビスフェノールA及び/又はF型のグリシジルエーテル、プロピレンオキシド付加体ビスフェノールA及び/又はF型のグリシジルエーテル、フェノールノボラック樹脂のグリシジルエーテル、クレゾールノボラック樹脂のグリシジルエーテル、ビスフェノールAノボラック樹脂のグリシジルエーテル、ナフタレン樹脂のグリシジルエーテル、3官能型(又は4官能型)のグリシジルエーテル、ジシクロペンタジエンフェノール樹脂のグリシジルエーテル、ダイマー酸のグリシジルエステル、3官能型(又は4官能型)のグリシジルアミン、ナフタレン樹脂のグリシジルアミン等を原料としたものが挙げられる。
特に、熱圧着性、低応力性及び接着性を改善し、パターン形成時には現像性を維持するためには、(D2)成分のエポキシ基及びエチレン性不飽和基の数がそれぞれ3つ以下であることが好ましく、特にエチレン性不飽和基の数は2つ以下であることが好ましい。このような(D2)成分としては特に限定はしないが、下記一般式(13)、(14)、(15)、(16)又は(17)で表される化合物等が好ましく用いられる。下記一般式(13)〜(17)において、R12及びR16は水素原子又はメチル基を示し、R10、R11、R13及びR14は2価の有機基を示し、R15〜R18はエポキシ基又はエチレン性不飽和基を有する有機基を示す。
Figure 0005549671
本実施形態の感光性接着剤組成物において、(D2)成分の含有量は、(A)成分100質量部に対して5〜100質量部であることが好ましく、10〜70質量部であることがより好ましい。この含有量が100質量部を超えると、フィルム形成時にはチキソ性が低下しフィルム形成しにくくなる傾向や、タック性が上昇し取り扱い性が十分でなくなる傾向がある。また、樹脂組成物の溶解性が乏しくなることによりパターン形成時の現像性が低下する傾向があり、光硬化後の溶融粘度が低くなりすぎることにより熱圧着時にパターンが変形する傾向もある。一方、上記(D2)成分の含有量が5質量部未満であると、熱圧着性、高温接着性、耐リフロー性が低下する傾向がある。
(D3)フェノール化合物としては、パターン形成性、高温接着性、耐リフロー性の観点から、分子中に少なくとも2個以上のフェノール性水酸基を有するフェノール系化合物が好ましい。このような化合物としては、例えばフェノールノボラック、クレゾールノボラック、t−ブチルフェノールノボラック、ジシクロペンタジエンクレゾールノボラック、ジシクロペンタジエンフェノールノボラック、キシリレン変性フェノールノボラック、ナフトール系化合物、トリスフェノール系化合物、テトラキスフェノールノボラック、ビスフェノールAノボラック、ポリ−p−ビニルフェノール、フェノールアラルキル樹脂等が挙げられる。これらの中でも、数平均分子量が400〜4000の範囲内のものが好ましい。これにより、半導体装置組立加熱時に、半導体素子又は装置等の汚染の原因となる加熱時のアウトガスを抑制できる。(D3)フェノール化合物の含有量は、(A)成分100質量部に対して1〜100質量部であることが好ましく、2〜50質量部であることがより好ましく、2〜30質量部であることが最も好ましい。この含有量が100質量部を超えると、露光時のエチレン性不飽和基及びエポキシ基を有する反応性化合物及び放射線重合性化合物の反応性が乏しくなる、もしくは樹脂の親水性が上昇することで現像後に膜厚が減少したり、膨潤したりする傾向がある。また、現像液の樹脂パターンへの浸透が大きくなることでその後の加熱硬化時や組立熱履歴でのアウトガスが多くなり、耐熱信頼性や耐湿信頼性が大きく低下する傾向がある。一方、上記含有量が1質量部未満であると、十分な高温接着性が得られなくなる傾向がある。
(D3)フェノール化合物を含有することでパターン形成性が向上するのは、下記の理由によると考えられる。感光性接着剤組成物は、(D3)を含むことにより、現像時は低分子量アルカリ可溶性モノマとして存在する。このように組成物中に溶解促進剤が含まれることで部分的に溶解性が高くなり、現像液が浸透しやすくなる。また、上記のように溶解促進剤としてカルボキシル基含有樹脂を用いると、フィルム形成時の加熱乾燥によってエポキシ樹脂との反応が進行し、パターン形成性が低下する傾向がある。
(D3)を含有することで高温接着性が向上するのは、下記の理由によると考えられる。感光性接着剤組成物は、(D3)を含むことにより、熱硬化時は低分子量熱硬化性モノマとして存在する。このように組成物中に低分子量硬化剤が含まれることで熱時に分子運動しやすくなり、硬化が進行しやすくなる。
上記フェノール化合物として、5%質量減少温度が高く、パターン形成性を十分に付与できる点で、下記一般式で(26)で表されるフェノール化合物を用いることが好ましい。下記一般式(26)で表される低分子量フェノール化合物を用いることで、良好なパターン形成性と高温接着性との両立が可能となる。
Figure 0005549671
パターン形成性と熱圧着性を十分に付与できる点で、(A)成分100質量部に対し(D)成分の総量が10〜150質量部であることが好ましく、20〜120質量部であることがさらに好ましく、30〜100質量部であることが最も好ましい。以上の範囲とすることで、パターン形成性を十分に付与できる。また、パターン形成時の光照射後に残存している低分子量成分が多くなることで熱圧着性が十分に付与できる。
上記のように、熱圧着性は光照射後の溶融粘度を低下させることによって付与することができる。具体的には、光照射後の20℃〜200℃における最低溶融粘度が30000Pa・s以下であることが好ましく、20000Pa・s以下であることがより好ましく、10000Pa・s以下であることが最も好ましい。下限値については、熱圧着時のパターン変形を抑制するために、100Pa・s以上が好ましく、1000Pa・s以上がより好ましい。
上記最低溶融粘度とは、光量1000mJ/cmを照射した後、現像、水洗を行い、120℃で10分間加熱乾燥したサンプルを、粘弾性測定装置ARES(レオメトリックス・サイエンティフィック・エフ・イー株式会社製)を用いて測定したときの50℃〜200℃における溶融粘度の最低値を示す。測定プレートは直径8mmの平行プレート、測定条件は昇温5℃/min、測定温度20〜200℃、周波数1Hzに設定した。
最低溶融粘度を上記範囲にすることでパターン変形やボイドなく、十分に熱圧着性を付与することができる。
硬化促進剤としては、加熱によってエポキシの硬化/重合を促進する硬化促進剤を含有させるものであれば特に制限はなく、例えば、イミダゾール類、ジシアンジアミド誘導体、ジカルボン酸ジヒドラジド、トリフェニルホスフィン、テトラフェニルホスホニウムテトラフェニルボレート、2−エチル−4−メチルイミダゾール−テトラフェニルボレート、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデセン−7−テトラフェニルボレート等が挙げられる。感光性接着剤組成物における硬化促進剤の含有量は、エポキシ樹脂100質量部に対して0.01〜50質量部が好ましい。
本感光性接着剤組成物はパターン形成後に他の部材を熱圧着した後、所定の温度で熱硬化を行なうことで、優れた高温接着性、耐リフロー性、気密封止性を付与することができる。ここで、熱硬化の温度は100℃〜220℃で行なうことが好ましく、120℃〜200℃で行なうことがより好ましく、150℃〜180℃で行なうことが最も好ましい。硬化温度を220℃以上とすると、周辺材料への熱的ダメージが大きくなる、熱応力が発生する、接着剤樹脂組成物が脆くなり高温接着性が低下する傾向があり、100℃以下とすると、熱硬化成分の硬化反応が進まず高温接着性が低下する、硬化時間が長くなるといった傾向がある。
(B)放射線重合性化合物としては、エチレン性不飽和基を有する化合物が挙げられ、エチレン性不飽和基としては、ビニル基、アリル基、プロパギル基、ブテニル基、エチニル基、フェニルエチニル基、マレイミド基、ナジイミド基、(メタ)アクリル基などが挙げられ、反応性の観点から、(メタ)アクリル基が好ましく、放射線重合性化合物は2官能以上の(メタ)アクリレートであることが好ましい。このようなアクリレートとしては、特に制限はしないが、ジエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、テトラエチレングリコールジメタクリレート、トリメチロールプロパンジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパンジメタクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、1,4−ブタンジオールジアクリレート、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、1,4−ブタンジオールジメタクリレート、1,6−ヘキサンジオールジメタクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ペンタエリスリトールトリメタクリレート、ペンタエリスリトールテトラメタクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサメタクリレート、スチレン、ジビニルベンゼン、4−ビニルトルエン、4−ビニルピリジン、N−ビニルピロリドン、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、1,3−アクリロイルオキシ−2−ヒドロキシプロパン、1,2−メタクリロイルオキシ−2−ヒドロキシプロパン、メチレンビスアクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミド、N−メチロールアクリルアミド、トリス(β−ヒドロキシエチル)イソシアヌレートのトリアクリレート、下記一般式(18)で表される化合物、ウレタンアクリレート若しくはウレタンメタクリレート、及び尿素アクリレート等が挙げられる。
Figure 0005549671
上記一般式(18)中、R19及びR20は各々独立に、水素原子又はメチル基を示し、g及びhは各々独立に、1〜20の整数を示す。
これらの放射線重合性化合物は、1種を単独で又は2種類以上を組み合わせて使用することができる。中でも、上記一般式(18)で表されるグリコール骨格を有する放射線重合性化合物は、アルカリ可溶性、硬化後の耐溶剤性を十分に付与できる点で好ましく、ウレタンアクリレート及びメタクリレート、イソシアヌル酸含有アクリレート及びメタクリレートは硬化後の高接着性を十分に付与できる点で好ましい。
また、本発明の感光性接着剤組成物は、(B)放射線重合性化合物として、3官能以上のアクリレート化合物を含有するものであることが好ましい。この場合、硬化後の接着性をより向上させることができるとともに、加熱時のアウトガスを抑制することができる。
また、本発明の感光性接着剤組成物は、(B)放射線重合性化合物として、パターン形成性、耐熱性、気密封止性を十分に付与できる点で、下記一般式(27)で表されるイソシアヌル酸エチレンオキシド変性ジアクリレート及び/又は下記一般式(28)で表されるイソシアヌル酸エチレンオキシド変性トリアクリレートを含有するものであることが最も好ましい。
Figure 0005549671
このように官能基当量の高い放射線重合性化合物を用いることで、熱圧着性の向上、低応力化及び低反り化が可能となる。官能基当量の高い放射線重合性化合物は、重合官能基当量が200eq/g以上であることが好ましく、300eq/g以上であることがより好ましく、400eq/g以上であることが最も好ましい。重合官能基当量が200eq/g以上のグリコール骨格、ウレタン基及び/又はイソシアヌル基を有する放射線重合性化合物を用いることにより、感光性接着剤組成物の現像性及び接着性を向上させ、かつ低応力化、低反り化することが可能となる。また、重合官能基当量が200eq/g以上の放射線重合性化合物と重合官能基当量が200eq/g以下の放射線重合性化合物を併用してもよい。この場合、放射線重合性化合物としてウレタン基及び/又はイソシアヌル基を有する放射線重合性化合物を用いることが好ましい。
(B)放射線重合性化合物の含有量は、(A)成分100質量部に対して10〜300質量部であることが好ましく、20〜250質量部であることがより好ましく、40〜100質量部であることが最も好ましい。この含有量が300質量部を超えると、重合により熱溶融時の流動性が低下し、熱圧着時の接着性が低下する傾向にある。一方、10質量部未満であると、露光による光硬化後の耐溶剤性が低くなり、パターンを形成するのが困難となる、つまり現像前後の膜厚変化が大きくなる及び/又は残渣が多くなる傾向にある。また、熱圧着時に溶融し、パターンが変形する傾向にある。
(C)成分(光開始剤)としては、特に限定はしないが、感度向上の点から、波長365nmの光に対する分子吸光係数が1000ml/g・cm以上であるものが好ましく、2000ml/g・cm以上であるものがより好ましい。なお、分子吸光係数は、サンプルの0.001質量%アセトニトリル溶液を調製し、この溶液について分光光度計(日立ハイテクノロジーズ社製、「U−3310」(商品名))を用いて吸光度を測定することにより求められる。
感光性接着剤組成物を膜厚30μm以上の接着剤層とする場合には、感度向上、内部硬化性向上の観点から、(C)成分としては、光照射によってブリーチングするものがより好ましい。このような(C)成分としては、例えば、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルホリノフェニル)−ブタノン−1、2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オン、1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン、2−メチル−1−(4−(メチルチオ)フェニル)−2−モルフォリノプロパノン−1、2,4−ジエチルチオキサントン、2−エチルアントラキノン、フェナントレンキノン等の芳香族ケトン、ベンジルジメチルケタール等のベンジル誘導体、2−(o−クロロフェニル)−4,5−ジフェニルイミダゾール二量体、2−(o−クロロフェニル)−4,5−ジ(m−メトキシフェニル)イミダゾール二量体、2−(o−フルオロフェニル)−4,5−フェニルイミダゾール二量体、2−(o−メトキシフェニル)−4,5−ジフェニルイミダゾール二量体、2−(p−メトキシフェニル)−4,5−ジフェニルイミダゾール二量体、2,4−ジ(p−メトキシフェニル)−5−フェニルイミダゾール二量体、2−(2,4−ジメトキシフェニル)−4,5−ジフェニルイミダゾール二量体等の2,4,5−トリアリールイミダゾール二量体、9−フェニルアクリジン、1,7−ビス(9,9´−アクリジニル)ヘプタン等のアクリジン誘導体、ビス(2,6−ジメトキシベンゾイル)−2,4,4−トリメチル−ペンチルフォスフィンオキサイド、ビス(2,4,6,−トリメチルベンゾイル)−フェニルフォスフィンオキサイド等のビスアシルフォスフィンオキサイドなどの中からUV照射によって光退色する化合物が挙げられる。これらは単独で又は2種類以上を組み合わせて使用することができる。
(C)成分は、放射線の照射によりエポキシ樹脂の重合及び/又は付加反応を促進する機能を発現する光開始剤を含有していてもよい。このような光開始剤としては、例えば、放射線照射によって塩基を発生する光塩基発生剤、放射線照射によって酸を発生する光酸発生剤などが挙げられ、光塩基発生剤が特に好ましい。
光塩基発生剤を用いることにより、感光性接着剤組成物の被着体への高温接着性及び耐湿性を更に向上させることができる。この理由としては、光塩基発生剤から生成した塩基がエポキシ樹脂などの上記熱硬化樹脂の硬化触媒として効率よく作用することにより、架橋密度をより一層高めることができるため、また、生成した硬化触媒が基板などを腐食することが少ないためと考えられる。また、感光性接着剤組成物に光塩基発生剤を含有させることにより、架橋密度を向上させることができ、高温放置時のアウトガスをより低減させることができる。さらに、硬化プロセス温度を低温化、短時間化させることができると考えられる。
また、(A)成分のカルボキシル基及び/又は水酸基の含有割合が高くなると、硬化後の吸湿率の上昇及び吸湿後の接着力の低下が懸念される。これに対して、光塩基発生剤を含む感光性接着剤組成物によれば、放射線の照射により塩基が発生することにより、上記のカルボキシル基及び/又は水酸基とエポキシ樹脂との反応後に残存するカルボキシル基及び/又は水酸基を低減させることができ、耐リフロー性及び接着性とパターン形成性とをより高水準で両立することが可能となる。
光塩基発生剤としては、放射線照射時に塩基を発生する化合物であれば特に制限は受けず用いることができる。発生する塩基としては、反応性、硬化速度の点から強塩基性化合物が好ましい。一般的には、塩基性の指標として酸解離定数の対数であるpKa値が使用され、水溶液中でのpKa値が7以上の塩基が好ましく、さらに9以上の塩基がより好ましい。
また、光塩基発生剤として、活性光線の照射により1級のアミノ基を発生するオキシム誘導体や、光ラジカル発生剤として市販されている2−メチル−1−(4−(メチルチオ)フェニル)−2−モルフォリノプロパン−1−オン(チバ スペシャリティ ケミカルズ社製、イルガキュア907)、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタノン−1(チバ スペシャリティ ケミカルズ社製、イルガキュア369)、2―ジメチルアミノ−2−([4−メチルフェニル)メチル]−1−[4−(4−モルホリニル)フェニル−1−ブタノン(チバ スペシャリティ ケミカルズ社製、イルガキュア379EG)、3,6−ビス−(2メチル−2モルホリノ−プロピオニル)−9−N−オクチルカルバゾール(ADEKA社製、オプトマーN―1414)、ヘキサアリールビスイミダゾール誘導体(ハロゲン、アルコキシ基、ニトロ基、シアノ基等の置換基がフェニル基に置換されていてもよい)、ベンゾイソオキサゾロン誘導体等を用いることができる。
(C)光開始剤としては、耐熱性の観点から、下記一般式(29)で表わされるオキシムエステル基を有する化合物、及び/又は、下記一般式(30)又は(31)で表わされるモルホリン環を有する化合物を用いることが好ましい。
Figure 0005549671
上記式中、R21及びR22はそれぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜7のアルキル基、又は芳香族系炭化水素基を含む有機基を示し、R23は、炭素数1〜7のアルキル基、又は芳香族系炭化水素基を含む有機基を示し、R24は、芳香族系炭化水素基を含む有機基を示す。
上記芳香族系炭化水素基としては、特に制限はしないが、例えば、フェニル基、ナフチル基、ベンゾイン誘導体、カルバゾール誘導体、チオキサントン誘導体、ベンゾフェノン誘導体などが挙げられる。また、芳香族系炭化水素基は、置換基を有していてもよい。
(C)光開始剤として特に好ましいものは、オキシムエステル基及び/又はモルホリン環を有する化合物であって、波長365nmの光に対する分子吸光係数が1000ml/g・cm以上、且つ、5%質量減少温度が150℃以上の化合物である。
このような光開始剤としては、例えば、下記一般式(32)、(33)又は(34)で表わされる化合物が挙げられる。このような光開始剤を用いることでパターン形成時に良好な感度を示し、現像時の膜減りや接着剤表層の凹凸を抑制することができるため、熱圧着後の高さ精度を向上させることができる。また、現像による凹凸が少ないため、良好な熱圧着性を有し、かつ熱硬化触媒としても作用するため硬化後に良好な接着性を発現できる。これらは単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができ、特に、下記一般式(33)で表される化合物と下記一般式(34)で表される化合物とを組み合わせて用いることが好ましい。下記一般式(33)で表される化合物は、「I−OXE02」(商品名、チバ・ジャパン社製)として商業的に入手可能である。
Figure 0005549671
Figure 0005549671
本実施形態の感光性接着剤組成物が、光開始剤としてオキシムエステル基及び/又はモルホリン環を有する化合物を含む場合、感光性接着剤組成物には他の光開始剤を更に含有させることができる。感光性接着剤組成物を膜厚30μm以下の接着剤層として使用する場合、オキシムエステル基及び/又はモルホリン環を有する化合物を単独で含有させてもよいが、膜厚50μm以上の接着剤層とする場合には、他の光開始剤と併用することが好ましい。
上記他の光開始剤としては、例えば、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルホリノフェニル)−ブタノン−1、2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オン、1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン、2−メチル−1−(4−(メチルチオ)フェニル)−2−モルフォリノプロパノン−1、2,4−ジエチルチオキサントン、2−エチルアントラキノン、フェナントレンキノン等の芳香族ケトン、ベンジルジメチルケタール等のベンジル誘導体、2−(o−クロロフェニル)−4,5−ジフェニルイミダゾール二量体、2−(o−クロロフェニル)−4,5−ジ(m−メトキシフェニル)イミダゾール二量体、2−(o−フルオロフェニル)−4,5−フェニルイミダゾール二量体、2−(o−メトキシフェニル)−4,5−ジフェニルイミダゾール二量体、2−(p−メトキシフェニル)−4,5−ジフェニルイミダゾール二量体、2,4−ジ(p−メトキシフェニル)−5−フェニルイミダゾール二量体、2−(2,4−ジメトキシフェニル)−4,5−ジフェニルイミダゾール二量体等の2,4,5−トリアリールイミダゾール二量体、9−フェニルアクリジン、1,7−ビス(9,9´−アクリジニル)ヘプタン等のアクリジン誘導体、ビス(2,6−ジメトキシベンゾイル)−2,4,4−トリメチル−ペンチルフォスフィンオキサイド、ビス(2,4,6,−トリメチルベンゾイル)−フェニルフォスフィンオキサイド(チバ・ジャパン社製、商品名「I−819」)等のビスアシルフォスフィンオキサイドなどのうち、UV照射によって光退色する化合物が挙げられる。これらは単独で又は二種類以上を組み合わせて使用することができる。これらの光退色する光開始剤を用いることで、被着体対して垂直なパターン側壁となるような接着剤パターンを得ることができる。
上記一般式(32)で表わされる化合物、又は、上記一般式(33)で表される化合物及び/又は上記一般式(34)で表わされる化合物と、上記光退色する光開始剤とを併用することが好ましい。これらを併用することによって、良好なパターン形成性と熱圧着性及び高温接着性とを兼備する感光性接着剤を得ることができる。
本実施形態の感光性接着剤組成物は、必要に応じて、熱ラジカル発生剤として(E)過酸化物を含有させることができる。(E)過酸化物としては、有機過酸化物が好ましい。有機過酸化物としては、1分間半減期温度が120℃以上であるものが好ましく、150℃以上であるものがより好ましい。有機過酸化物は、感光性接着剤組成物の調製条件、製膜温度、硬化(貼り合せ)条件、その他プロセス条件、貯蔵安定性等を考慮して選択される。使用可能な過酸化物としては、特に限定はしないが、例えば、2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキシへキサン)、ジクミルパーオキサイド、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサネート、t−ヘキシルパーオキシ−2−エチルヘキサネート、1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、1,1−ビス(t−ヘキシルパーオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、ビス(4−t−ブチルシクロヘキシル)パーオキシジカーボネートなどが挙げられ、これらのうちの1種を単独で、又は2種以上を混合して用いることができる。
(E)過酸化物の添加量は、エチレン性不飽和基を有する化合物の全量に対し、0.01〜20質量%が好ましく、0.1〜10質量%が更に好ましく、0.5〜5質量%が最も好ましい。0.01質量%以下であると硬化性が低下し、添加効果が小さくなり、5質量%を超えるとアウトガス量増加、保存安定性低下が見られる。
(E)過酸化物としては、半減期温度が120℃以上の化合物であれば特に限定はしないが、例えば、パーヘキサ25B(日油社製)、2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキシへキサン)(1分間半減期温度:180℃)、パークミルD(日油社製)、ジクミルパーオキサイド(1分間半減期温度:175℃)などが挙げられる。
本実施形態の感光性接着剤組成物には、保存安定性、プロセス適応性又は酸化防止性を付与するために、キノン類、多価フェノール類、フェノール類、ホスファイト類、イオウ類等の重合禁止剤又は酸化防止剤を、硬化性を損なわない範囲で更に添加してもよい。
さらに、本発明の感光性接着剤組成物には、適宜(F)フィラーを含有させることもできる。フィラーとしては、例えば、銀粉、金粉、銅粉、ニッケル粉等の金属フィラー、アルミナ、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、結晶性シリカ、非晶性シリカ、窒化ホウ素、チタニア、ガラス、酸化鉄、セラミック等の無機フィラー、カーボン、ゴム系フィラー等の有機フィラー等が挙げられ、種類・形状等にかかわらず特に制限なく使用することができる。
上記フィラーは、所望する機能に応じて使い分けることができる。例えば、金属フィラーは、樹脂組成物に導電性、熱伝導性、チキソ性等を付与する目的で添加され、非金属無機フィラーは、接着剤層に熱伝導性、低熱膨張性、低吸湿性等を付与する目的で添加され、有機フィラーは接着剤層に靭性等を付与する目的で添加される。
これら金属フィラー、無機フィラー又は有機フィラーは、1種を単独で又は2種類以上を組み合わせて使用することができる。中でも、半導体装置用接着材料に求められる、導電性、熱伝導性、低吸湿特性、絶縁性等を付与できる点で、金属フィラー、無機フィラー、又は絶縁性のフィラーが好ましく、無機フィラー又は絶縁性フィラーの中では、樹脂ワニスに対する分散性が良好でかつ、熱時の高い接着力を付与できる点でシリカフィラーがより好ましい。
上記フィラーは、平均粒子径が10μm以下、且つ、最大粒子径が30μm以下であることが好ましく、平均粒子径が5μm以下、且つ、最大粒子径が20μm以下であることがより好ましい。平均粒子径が10μmを超え、且つ、最大粒子径が30μmを超えると、破壊靭性向上の効果が十分に得られない傾向がある。また、平均粒子径及び最大粒子径の下限は特に制限はないが、通常、どちらも0.001μmである。
上記フィラーの含有量は、付与する特性又は機能に応じて決められるが、樹脂成分とフィラーの合計に対して0〜50質量%が好ましく、1〜40質量%がより好ましく、3〜30質量%がさらに好ましい。フィラーを増量させることにより、低アルファ化、低吸湿化、高弾性率化が図れ、ダイシング性(ダイサー刃による切断性)、ワイヤボンディング性(超音波効率)、熱時の接着強度を有効に向上させることができる。
フィラーを必要以上に増量させると、熱圧着性、パターン形成性が損なわれる傾向にあるため、フィラーの含有量は上記の範囲内に収めることが好ましい。求められる特性のバランスをとるべく、最適フィラー含有量を決定する。フィラーを用いた場合の混合・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適宜、組み合わせて行うことができる。
本実施形態の感光性接着剤組成物には、異種材料間の界面結合を良くするために、各種カップリング剤を添加することもできる。カップリング剤としては、例えば、シラン系、チタン系、アルミニウム系等が挙げられ、中でも効果が高い点で、シラン系カップリング剤が好ましく、エポキシ基などの熱硬化性基やメタクリレート及び/又はアクリレートなどの放射線重合性基を有する化合物がより好ましい。また、上記シラン系カップリング剤の沸点及び/又は分解温度は150℃以上であることが好ましく、180℃以上であることより好ましく、200℃以上であることがさらにより好ましい。つまり、200℃以上の沸点及び/又は分解温度で、かつエポキシ基などの熱硬化性基やメタクリレート及び/又はアクリレートなどの放射線重合性基を有するシラン系カップリング剤が最も好ましく用いられる。上記カップリング剤の使用量は、その効果や耐熱性及びコストの面から、使用する(A)成分100質量部に対して、0.01〜20質量部とすることが好ましい。
本実施形態の感光性接着剤組成物には、イオン性不純物を吸着して、吸湿時の絶縁信頼性を良くするために、さらにイオン捕捉剤を添加することもできる。このようなイオン捕捉剤としては、特に制限はなく、例えば、トリアジンチオール化合物、フェノール系還元剤等の銅がイオン化して溶け出すのを防止するための銅害防止剤として知られる化合物、粉末状のビスマス系、アンチモン系、マグネシウム系、アルミニウム系、ジルコニウム系、カルシウム系、チタン系、ズズ系及びこれらの混合系等の無機化合物が挙げられる。具体例としては、特に限定はしないが東亜合成(株)製の無機イオン捕捉剤、商品名、IXE−300(アンチモン系)、IXE−500(ビスマス系)、IXE−600(アンチモン、ビスマス混合系)、IXE−700(マグネシウム、アルミニウム混合系)、IXE−800(ジルコニウム系)、IXE−1100(カルシウム系)等がある。これらは単独あるいは2種以上混合して用いることができる。上記イオン捕捉剤の使用量は、添加による効果や耐熱性、コスト等の点から、(A)成分100質量部に対して、0.01〜10質量部が好ましい。
本実施形態の感光性接着剤としては、高温接着性が1MPa以上であることが好ましく、2MPa以上であることがより好ましく、3MPa以上であることがさらにより好ましく、5MPa以上であることが最も好ましい。上記高温接着性を付与することではんだリフローなどの加熱を伴う工程での耐熱信頼性、耐リフロー性及び気密封止性を十分に付与することができる。
上記高温接着性は、3mm×3mm×400μm厚のシリコンチップと10mm×10mm×0.55mm厚のガラス基板とが、露光工程、現像工程及び加熱工程を経た厚さ約40μmの感光性接着剤組成物からなる接着剤層を介して接着された積層体について、測定温度:260℃、測定速度:50μm/秒、測定高さ:50μmの条件で、シリコンチップの側壁に対してせん断方向の外力を加えたときに測定される接着力(最大応力)である。測定装置としては、Dage社製の接着力試験機「Dage−4000」が用いられる。
上記感光性接着剤としては、110℃での貯蔵弾性率が10MPa以上であることが好ましく、15MPa以上であることがより好ましく、20MPa以上であることが最も好ましい。上記弾性率を付与することによって110℃で吸湿処理を行なった際の結露を抑制でき、気密封止性を十分に付与した半導体装置を提供できる。
上記感光性接着剤組成物をフィルム状に成形することにより、フィルム状接着剤を得ることができる。図1は、本発明のフィルム状接着剤の一実施形態を示す端面図である。図1に示すフィルム状接着剤1は、上記感光性接着剤組成物をフィルム状に成形したものである。
フィルム状接着剤1は、例えば、図2に示す基材3上に上記感光性接着剤組成物を塗布し、乾燥させることによりフィルム状に成形される。このようにして、基材3と、基材3上に形成された上記フィルム状接着剤からなる接着剤層1とを備える接着シート100が得られる。図2は、本発明の接着シート100の一実施形態を示す端面図である。図2に示す接着シート100は、基材3と、これの一方面上に設けられたフィルム状接着剤からなる接着剤層1とから構成される。
図3は、本発明の接着シートの他の一実施形態を示す端面図である。図3に示す接着シート100は、基材3と、これの一方面上に設けられたフィルム状接着剤からなる接着剤層1とカバーフィルム2とから構成される。
フィルム状接着剤1は、(A)成分、(B)成分、(C)成分、(D)成分、及び必要に応じて添加される他の成分を、有機溶媒中で混合し、混合液を混練してワニスを調製し、基材3上にこのワニスを塗布してワニスの層を形成し、加熱によりワニス層を乾燥した後に基材3を除去する方法で得ることができる。このとき、基材3を除去せずに、接着シート100の状態で保存又は使用することもできる。
ワニスの調製に用いる有機溶媒、すなわちワニス溶剤は、材料を均一に溶解又は分散できるものであれば、特に制限はない。例えば、ジメチルホルムアミド、トルエン、ベンゼン、キシレン、メチルエチルケトン、テトラヒドロフラン、エチルセロソルブ、エチルセロソルブアセテート、ジオキサン、シクロヘキサノン、酢酸エチル、及びN−メチル−ピロリジノンが挙げられる。
上記混合及び混練は、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適宜組み合わせて行うことができる。上記加熱による乾燥は、(D)成分が十分には反応しない温度で、かつ、溶媒が十分に揮散する条件で行う。上記「(D)成分が十分には反応しない温度」とは、具体的には、DSC(例えば、パーキンエルマー社製「DSC−7型」(商品名))を用いて、サンプル量:10mg、昇温速度:5℃/min、測定雰囲気:空気、の条件で測定したときの反応熱のピーク温度以下の温度である。具体的には、通常60〜180℃で、0.1〜90分間加熱することによりワニス層を乾燥する。乾燥前のワニス層の好ましい厚みは1〜200μmである。この厚みが1μm未満であると、接着固定機能が十分でなくなる傾向があり、200μmを超えると、後述する残存揮発分が多くなる傾向がある。
得られたワニス層の好ましい残存揮発分は10質量%以下、より好ましくは3質量%以下である。この残存揮発分が10質量%を超えると、組立加熱時の溶媒揮発による発泡が原因で、接着剤層内部にボイドが残存しやすくなり、耐湿性が十分でなくなる傾向がある。また、加熱時に発生する揮発成分により、周辺材料又は部材が汚染される可能性も高くなる傾向がある。なお、上記の残存揮発成分の測定条件は次の通りである。すなわち、50mm×50mmサイズに切断したフィルム状接着剤1について、初期の質量をM1とし、このフィルム状接着剤1を160℃のオーブン中で3時間加熱した後の質量をM2とし、以下の式により残存揮発分(%)を求める。
式 残存揮発分(%)=[(M2−M1)/M1]×100
基材3は、上記の乾燥条件に耐えるものであれば特に限定されるものではない。例えば、ポリエステルフィルム、ポリプロピレンフィルム、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を基材3として用いることができる。基材3としてのフィルムは2種以上組み合わせた多層フィルムであってもよく、表面がシリコーン系、シリカ系等の離型剤などで処理されたものであってもよい。
また、フィルム状接着剤1とダイシングシートとを積層し、接着シートとすることもできる。上記ダイシングシートは、基材上に粘着剤層を設けたシートであり、上記の粘着剤層は、感圧型又は放射線硬化型のどちらでも良い。また、上記の基材はエキスパンド可能な基材が好ましい。このような接着シートとすることにより、ダイボンドフィルムとしての機能とダイシングシートとしての機能を併せ持つダイシング・ダイボンド一体型接着シートが得られる。
上記のダイシング・ダイボンド一体型接着シートとして具体的には、図4に示すような、基材3、粘着剤層6及びフィルム状接着剤(接着剤層)1がこの順に積層されてなる接着シート100が挙げられる。
図5は、本発明の接着剤層付半導体ウェハの一実施形態を示す上面図であり、図6は図5のIV−IV線に沿った端面図である。図5及び6に示す接着剤層付半導体ウェハ20は、半導体ウェハ8と、これの一方面上に設けられたフィルム状接着剤(接着剤層)1と、を備える。
接着剤層付半導体ウェハ20は、半導体ウェハ8上に、フィルム状接着剤1を加熱しながらラミネートすることにより得られる。フィルム状接着剤1は、例えば、室温(25℃)〜150℃程度の低温で半導体ウェハ8に貼付けることが可能である。
図7及び図9は、それぞれ本発明の接着剤パターンの一実施形態を示す上面図であり、図8は図7のV−V線に沿った端面図であり、図10は図9のVI−VI線に沿った端面図である。図7、8、9及び10に示す接着剤パターン1aは、被着体としての半導体ウェハ8上において、略正方形の辺に沿ったパターン又は正方形のパターンを有するように形成されている。
接着剤パターン1aは、接着剤層1を被着体としての半導体ウェハ8上に積層して接着剤層付半導体ウェハ20を得て、接着剤層1をフォトマスクを介して露光し、露光後の接着剤層1をアルカリ現像液により現像処理することにより形成される。これにより、接着剤パターン1aが形成された接着剤層付半導体ウェハ20が得られる。
以下、本発明のフィルム状接着剤を用いて製造される半導体装置について、図面を用いて具体的に説明する。近年は様々な構造の半導体装置が提案されており、本発明のフィルム状接着剤の用途は、以下に説明する構造の半導体装置に限定されるものではない。
図11は、本発明の半導体装置の一実施形態を示す端面図である。図11に示す半導体装置200において、半導体素子12はフィルム状接着剤1を介して半導体素子搭載用支持部材13に接着され、半導体素子12の接続端子(図示せず)はワイヤ14を介して外部接続端子(図示せず)と電気的に接続され、封止材15によって封止されている。
図12は、本発明の半導体装置の他の一実施形態を示す端面図である。図12に示す半導体装置200において、一段目の半導体素子12aはフィルム状接着剤1を介して、端子16が形成された半導体素子搭載用支持部材13に接着され、一段目の半導体素子12aの上に更にフィルム状接着剤1を介して二段目の半導体素子12bが接着されている。一段目の半導体素子12a及び二段目の半導体素子12bの接続端子(図示せず)は、ワイヤ14を介して外部接続端子と電気的に接続され、封止材によって封止されている。このように、本発明のフィルム状接着剤は、半導体素子を複数重ねる構造の半導体装置にも好適に使用できる。
図11及び図12に示す半導体装置(半導体パッケージ)は、例えば、図9に示す接着剤層付半導体ウェハ20を破線Dに沿ってダイシングし、ダイシング後の接着剤層付き半導体素子を半導体素子搭載用支持部材13に加熱圧着して両者を接着させ、その後、ワイヤボンディング工程、必要に応じて封止材による封止工程等の工程を経ることにより得ることができる。上記加熱圧着における加熱温度は、通常、20〜250℃であり、荷重は、通常、0.01〜20kgfであり、加熱時間は、通常、0.1〜300秒間である。
その他、本発明の半導体装置の実施形態としては、図18に示すようなものがある。以下、図18に示す半導体装置の製造方法について、図面を用いて詳しく説明する。図13、14及び16〜19は、本発明の半導体装置の製造方法の一実施形態を示す端面図であり、図15は本発明の半導体装置の製造方法の一実施形態を示す上面図である。
本実施形態の半導体装置の製造方法は、以下の(工程1)〜(工程7)を備える。
(工程1)半導体ウェハ8内に形成された半導体チップ(半導体素子)12の回路面18上にフィルム状接着剤(接着剤層)1を積層する工程(図13(a)及び(b))。
(工程2)半導体チップ12の回路面18上に設けられた接着剤層1を露光及び現像によってパターニングする工程(図13(c)及び図14(a))。
(工程3)半導体ウェハ8を回路面18とは反対側の面から研磨して半導体ウェハ8を薄くする工程(図14(b))。
(工程4)半導体ウェハ8をダイシングにより複数の半導体チップ12に切り分ける工程(図14(c)及び図16(a))。
(工程5)半導体チップ12をピックアップして半導体装置用の板状の支持部材(半導体素子搭載用支持部材)13にマウントする工程(図16(b)及び図17(a))。
(工程6)支持部材13にマウントされた半導体チップ12aの回路面18上でパターニングされた接着剤層1に2層目の半導体チップ12bを積層する工程(図17(b))。
(工程7)半導体チップ12a及び12bをそれぞれ外部接続端子と接続する工程(図18)。
以下、(工程1)〜(工程7)について詳述する。
(工程1)
図13(a)に示す半導体ウェハ8内には、ダイシングラインDによって区分された複数の半導体チップ12が形成されている。この半導体チップ12の回路面18側の面にフィルム状接着剤(接着剤層)1を積層する(図13(b))。接着剤層1を積層する方法としては、予めフィルム状に成形されたフィルム状接着剤を準備し、これを半導体ウェハ8に貼り付ける方法が簡便であるが、スピンコート法などを用いて液状の感光性接着剤組成物のワニスを半導体ウェハ8に塗布し、加熱乾燥する方法によってもよい。
(工程2)
接着剤層1は、露光及び現像によってパターニングされた後に被着体に対する熱圧着性を有し、アルカリ現像が可能なネガ型の感光性接着剤である。より詳細には、接着剤層1を露光及び現像によってパターニングして形成されるレジストパターン(接着剤パターン)が、半導体チップや支持部材等の被着体に対する熱圧着性を有している。例えば接着剤パターンに被着体を必要により加熱しながら圧着することにより、接着剤パターンと被着体とを接着することが可能である。
半導体ウェハ8に積層された接着剤層1に対して、所定の位置に開口を形成しているマスク4を介して活性光線(典型的には紫外線)を照射する(図13(c))。これにより接着剤層1が所定のパターンで露光される。
露光後、接着剤層1のうち露光されなかった部分をアルカリ現像液を用いた現像によって除去することにより、開口11が形成されるように接着剤層1をパターニングする(図14(a))。なお、ネガ型に代えてポジ型の感光性接着剤組成物を用いることも可能であり、その場合は接着剤層1のうち露光された部分が現像により除去される。
図15は、接着剤層1がパターニングされた状態を示す上面図である。開口11において半導体チップ12のボンディングパッドが露出する。すなわち、パターニングされた接着剤層1は、半導体チップ12のバッファーコート膜である。矩形状の開口11は、各半導体チップ12上に複数並んで形成されている。開口11の形状、配置及び数は本実施形態のような形態に限られるものではなく、ボンディングパッド等の所定の部分が露出するように適宜変形が可能である。なお、図15のII−II線に沿った端面図が図14である。
(工程3)
パターニングの後、半導体ウェハ8の接着剤層1とは反対側の面を研磨して、半導体ウェハ8を所定の厚さまで薄くする(図14(b))。研磨は、例えば、接着剤層1上に粘着フィルムを貼り付け、粘着フィルムによって半導体ウェハ8を研磨用の治具に固定して行う。
(工程4)
研磨後、半導体ウェハ8の接着剤層1とは反対側の面に、ダイボンディング材30及びダイシングテープ40を有しこれらが積層している複合フィルム5を、ダイボンディング材30が半導体ウェハ8に接する向きで貼り付ける。貼り付けは必要により加熱しながら行う。
次いで、ダイシングラインDに沿って半導体ウェハ8を接着剤層1及び複合フィルム5とともに切断する。これにより、接着剤層1及び複合フィルムをそれぞれ備えた複数の半導体チップ12が得られる(図16(a))。このダイシングは、例えば、ダイシングテープ40によって全体をフレームに固定した状態でダイシングブレードを用いて行われる。
(工程5)
ダイシングの後、切り分けられた半導体チップ12を、接着剤層1及びダイボンディング材30とともにピックアップし(図16(b))、支持部材13にダイボンディング材30を介してマウントする(図17(a))。
(工程6)
支持部材13にマウントされた半導体チップ12a上の接着剤層1上に、2層目の半導体チップ12bを積層する(図17(b))。すなわち、半導体チップ12aと、その上層に位置する半導体チップ12bとが、それらの間に介在するパターニングされた接着剤層1(バッファーコート膜)によって接着される。半導体チップ12bは、パターニングされた接着剤層1のうち開口11は塞がないような位置に接着される。なお、半導体チップ12bの回路面18上にもパターニングされた接着剤層1(バッファーコート膜)が形成されている。
半導体チップ12bの接着は、例えば、接着剤層1が流動性を発現するような温度にまで加熱しながら熱圧着する方法により行われる。熱圧着後、必要により接着剤層1を加熱して更に硬化を進行させる。
(工程7)
その後、半導体チップ12aはそのボンディングパッドに接続されたワイヤ14aを介して支持部材13上の外部接続端子と接続され、半導体チップ12bはそのボンディングパッドに接続されたワイヤ14bを介して支持部材13上の外部接続端子と接続される。次いで、半導体チップ12a及び12bを含む積層体を封止材15によって封止することにより、半導体装置200が得られる(図18)。
本発明の半導体装置の製造方法は、以上の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更が可能である。例えば、(工程1)〜(工程7)の順序を適宜入れ替えることが可能である。図19に示すように、接着剤層1が形成された半導体ウェハ8を研磨により薄くした後、ダイシングを行ってもよい。この場合、ダイシング後、露光及び現像によって接着剤層1をパターニングすることにより、図16(a)と同様の積層体が得られる。また、半導体ウェハを研磨により薄くし、ダイシングしてから、フィルム状接着剤1の貼り付けとその露光及び現像を行ってもよい。また、3層以上の半導体チップ12が積層されていてもよい。その場合、少なくとも1組の隣り合う半導体チップ同士が、パターニングされた接着剤層1(下層側のバッファーコート膜)によって直接接着される。
図20は、本発明の半導体装置の他の一実施形態を示す端面図である。図20に示す半導体装置200は、接続端子(第1の接続部:図示せず)を有する支持部材(第1の被着体)13と、接続用電極部(第2の接続部:図示せず)を有する半導体チップ(第2の被着体)12と、絶縁材からなる接着剤層1と、導電材からなる導電層9とを備えている。支持部材13は、半導体チップ12と対向する回路面18を有しており、半導体チップ12と所定の間隔をおいて配置されている。接着剤層1は、支持部材13及び半導体チップ12の間において、それぞれと接して形成されており、所定のパターンを有している。導電層9は、支持部材13及び半導体チップ12の間における、接着剤層1が配置されていない部分に形成されている。半導体チップ12の接続用電極部は、導電層9を介して支持部材13の接続端子と電気的に接続されている。
以下、図21〜25を用いて、図20に示す半導体装置の製造方法について詳述する。図21〜25は、本発明の半導体装置の製造方法の一実施形態を示す端面図である。本実施形態の半導体装置の製造方法は、以下の(第1工程)〜(第4工程)を備える。
(第1工程)接続端子を有する支持部材13上に接着剤層1を設ける工程(図21及び図22)。
(第2工程)接着剤層1を露光及び現像により、接続端子が露出する開口11が形成されるようにパターニングする工程(図23及び図24)。
(第3工程)開口11に導電材を充填して導電層9を形成する工程(図25)。
(第4工程)接続用電極部を有する半導体チップ12を、支持部材13と接着剤層1との積層体の接着剤層1側に接着すると共に、支持部材13の接続端子と半導体チップ12の接続用電極部とを導電層9を介して電気的に接続する工程(図20)。
以下、(第1工程)〜(第4工程)について詳しく説明する。
(第1工程)
図21に示す支持部材13の回路面18上に、接着剤層1を積層する(図22)。積層方法としては、予めフィルム状に成形されたフィルム状接着剤を準備し、これを支持部材13に貼り付ける方法が簡便であるが、スピンコート法などを用いて、感光性接着剤組成物を含有する液状のワニスを支持部材13上に塗布し、加熱乾燥する方法によって積層してもよい。
感光性接着剤組成物は、露光及び現像によってパターニングされた後に被着体に対する熱圧着性を有し、アルカリ現像が可能な感光性接着剤である。より詳細には、感光性接着剤を露光及び現像によってパターニングして形成されるレジストパターンが、半導体チップ及び基板等の被着体に対する熱圧着性を有している。例えばレジストパターンに被着体を必要により加熱しながら圧着することにより、レジストパターンと被着体とを接着することが可能である。
(第2工程)
支持部材13上に設けられた接着剤層1に対して、所定の位置に開口が形成されているマスク4を介して活性光線(典型的には紫外線)を照射する(図23)。これにより接着剤層1が所定のパターンで露光される。
露光後、接着剤層1のうち露光されなかった部分を、アルカリ現像液を用いた現像によって除去することにより、支持部材13の接続端子が露出する開口11が形成されるように接着剤層1がパターニングされる(図24)。なお、ネガ型に代えてポジ型の感光性接着剤を用いることも可能であり、その場合は接着剤層1のうち露光された部分が現像により除去される。
得られたレジストパターンの開口11に導電材を充填して導電層9を形成する(図25)。導電材の充填方法は、グラビア印刷、ロールによる押し込み、減圧充填等各種の方法が採用できる。ここで使用する導電材は、半田、金、銀、ニッケル、銅、白金、パラジウム若しくは酸化ルテニウム等の金属、又は、金属酸化物等からなる電極材料、上記金属のバンプの他、例えば、導電性粒子と樹脂成分とを少なくとも含有してなるものが挙げられる。導電性粒子としては、例えば、金、銀、ニッケル、銅、白金、パラジウム若しくは酸化ルテニウム等の金属若しくは金属酸化物、又は有機金属化合物等の導電性粒子が用いられる。また、樹脂成分としては、例えば、エポキシ樹脂及びその硬化剤等の上述した硬化性樹脂組成物が用いられる。
支持部材13上の接着剤層1に対して、半導体チップ12が直接接着される。半導体チップ12の接続用電極部は、導電層9を介して支持部材13の接続端子と電気的に接続される。なお、半導体チップ12における接着剤層1と反対側の回路面上に、パターン化された接着剤層(バッファーコート膜)が形成されていてもよい。
半導体チップ12の接着は、例えば、接着剤層1(感光性接着剤組成物)が流動性を発現するような温度にまで加熱しながら熱圧着する方法により行われる。熱圧着後、必要により接着剤層1を加熱して更に硬化を進行させる。
半導体チップ12における接着剤層1と反対側の回路面(裏面)には、裏面保護フィルムを貼り付けることが好ましい。
以上の方法により、図20に示す半導体装置200が得られる。本発明の半導体装置の製造方法は、以上説明した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更が可能である。
例えば、接着剤層1は、最初に支持部材13上に設けられることに限られるものではなく、半導体チップ12上に最初に設けることもできる。この場合、半導体装置の製造方法は、例えば、接続用電極部を有する半導体チップ12上に接着剤層1を設ける第1の工程と、接着剤層1を露光及び現像により、接続用電極部が露出する開口11が形成されるようにパターニングする第2の工程と、開口11に導電材を充填して導電層9を形成する第3の工程と、接続端子を有する支持部材13を、半導体チップ12と接着剤層1との積層体の接着剤層1に直接接着すると共に、支持部材13の接続端子と半導体チップ12の接続用電極部とを導電層9を介して電気的に接続する第4の工程と、を備える。
上記製造方法では、それぞれ個片化された支持部材13及び半導体チップ12間の接続であるため、支持部材13上の接続端子と半導体チップ12上の接続用電極部との接続が容易である点において好ましい。
また、接着剤層1は、複数の半導体チップ12から構成される半導体ウェハ上に最初に設けることもできる。この場合、半導体装置の製造方法は、例えば、接続用電極部を有する複数の半導体チップ12から構成される半導体ウェハ上に接着剤層1を設ける第1の工程と、接着剤層1を露光及び現像により、接続用電極部が露出する開口11が形成されるようにパターニングする第2の工程と、開口11に導電材を充填して導電層9を形成する第3の工程と、接続端子を有するウェハサイズの支持部材13(半導体ウェハと同程度の大きさを有する支持部材)を、半導体ウェハと接着剤層1との積層体の接着剤層1側に直接接着すると共に、支持部材13の接続端子と半導体ウェハを構成する半導体チップ12の接続用電極部とを導電層9を介して電気的に接続する第4の工程と、半導体ウェハと接着剤層1と支持部材13との積層体を半導体チップ12ごとに切り分ける(ダイシング)第5の工程と、を備える。
また、上記製造方法は、第1の工程において、ウェハサイズの支持部材13上に接着剤層1を設け、第4の工程において、半導体ウェハを、支持部材13と接着剤層1との積層体の接着剤層1側に直接接着すると共に、支持部材13の接続端子と半導体ウェハを構成する半導体チップ12の接続用電極部とを導電層9を介して電気的に接続し、第5の工程において、半導体ウェハと接着剤層1と支持部材13との積層体を半導体チップ12ごとに切り分けてもよい。
上記製造方法では、半導体ウェハと支持部材13との接続までの工程(第4の工程)をウェハサイズでできるので作業効率の点において好ましい。なお、半導体ウェハにおける接着剤層1と反対側の回路面(裏面)には、裏面保護フィルムを貼り付けることが好ましい。
また、他の半導体装置の製造方法は、接続用電極部を有する複数の半導体チップ12から構成される半導体ウェハ上に接着剤層1を設ける第1の工程と、接着剤層1を露光及び現像により、接続用電極部が露出する開口11が形成されるようにパターニングする第2の工程と、開口11に導電材を充填して導電層9を形成する第3の工程と、半導体ウェハと接着剤層1との積層体を半導体チップ12ごとに切り分ける(ダイシング)第4の工程と、接続端子を有する支持部材13を、個片化された半導体チップ12と接着剤層1との積層体の接着剤層1側に直接接着すると共に、支持部材13の接続端子と半導体チップ12の接続用電極部とを導電層9を介して電気的に接続する第5の工程と、を備える。
上記製造方法は、第1の工程において、ウェハサイズの支持部材13上に接着剤層1を設け、第4の工程において、ウェハサイズの支持部材13と接着剤層1との積層体を半導体チップ12ごとに切り分け、第5の工程において、半導体チップ12を、個片化された支持部材13と接着剤層1との積層体の接着剤層1側に直接接着すると共に、支持部材13の接続端子と半導体チップ12の接続用電極部とを導電層9を介して電気的に接続してもよい。
上記製造方法では、接着剤層1の形成から導電材の充填工程(第3の工程)までをウェハサイズで行え、またダイシング工程(第4の工程)をスムーズにできる点において好ましい。
また、フィルム状接着剤を用いて、半導体ウェハ同士又は半導体チップ同士を接着することにより半導体装置(半導体積層体)を構成することができる。この積層体には、貫通電極を形成することも可能である。
この場合、半導体装置の製造方法は、例えば、貫通電極の接続用電極部を有する第1の半導体チップ12上に感光性接着剤からなる接着剤層1を設ける第1の工程と、接着剤層1を露光及び現像により、上記接続用電極部が露出する開口11が形成されるようにパターニングする第2の工程と、開口11に導電材を充填して貫通電極接続を形成する第3の工程と、接続用電極部を有する第2の半導体チップ12を、第1の半導体チップ12と接着剤層1との積層体の接着剤層1に直接接着すると共に、第1及び第2の半導体チップ12の接続用電極部同士を導電層9を介して電気的に接続する第4の工程と、を備える。上記製造方法において、半導体チップに替えて、半導体ウェハを用いてもよい。
本発明の半導体装置は、図26に示すような固体撮像素子であってもよい。図26は、本発明の半導体装置の一実施形態を示す端面図である。図26に示す半導体装置(固体撮像素子)200は、ガラス基板7、半導体チップ12、接着剤層1及び有効画素領域17を備える。ガラス基板7と半導体チップ12とは、パターニングされた接着剤層1を介して接着されており、半導体チップ12の支持部材13側の面には有効画素領域17が形成されている。
上記半導体装置(固体撮像素子)200は、例えば、図27に示すようなCMOSセンサの製造に用いられる。図27は、図26に示す半導体素子を固体撮像素子として用いたCMOSセンサの例を示す端面図である。図27に示すCMOSセンサ300において、半導体装置200は、複数の導電性バンプ32を介して半導体素子搭載用支持部材13上の接続端子(図示せず)と電気的に接続されている。なお、導電性バンプ32を用いて半導体装置200が接着された構成に代えて、導電性ワイヤを介して半導体装置200が半導体素子搭載用支持部材13上の接続端子に接続された構成を有していてもよい。
CMOSセンサ300は、有効画素領域17の真上(半導体チップ12の反対側)に位置するように設けられたレンズ38と、レンズ38と共に半導体装置200を内包するように設けられた側壁50と、レンズ38が嵌め込まれた状態でレンズ38及び側壁50の間に介在する嵌め込み用部材42とが半導体素子搭載用支持部材13上に搭載された構成を有する。
CMOSセンサ300は、上述のような方法により製造された半導体装置200を、半導体素子搭載用支持部材13上の接続端子と半導体チップ12を導電性バンプ32を介して接続し、半導体装置200を内包するようにレンズ38、側壁50及び嵌め込み用部材42を半導体素子搭載用支持部材13上に形成することにより製造される。
以下、実施例を挙げて本発明についてより具体的に説明する。ただし、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
<(A)成分:イミド基含有樹脂>
(PI−1)
撹拌機、温度計、窒素置換装置(窒素流入管)及び水分受容器付きの還流冷却器を備えた300mLフラスコ内に、ジアミンである2,2−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン(商品名「BIS−AP−AF」(分子量:366、セントラル硝子社製)7.32g(0.02mol)、D−400(商品名「D−400」(分子量:433)、BASF製)を13.0g(0.03mol)、1,4−ブタンジオール ビス(3−アミノプロピル)エーテル(商品名「B−12」、東京化成製、分子量204.3)6.13g(0.03mol)、及びBY16−871EG(商品名「BY16−871EG」、東レ・ダウコーニング(株)製)を2.485g(0.01mol)と、溶媒である脱水NMP(関東化学社製、N−メチル−2−ピロリドン)80gを仕込み、撹拌してジアミンを溶媒に溶解させた。
上記フラスコを氷浴中で冷却しながら、4,4´−オキシジフタル酸二無水物(以下「ODPA」と略す。)31g(0.1mol)を、フラスコ内の溶液に少量ずつ添加した。添加終了後、窒素ガスを吹き込みながら溶液を180℃に昇温させて5時間保温して、イミド基含有樹脂(PI−1)を得た。(PI−1)のGPC測定を行ったところ、ポリスチレン換算で重量平均分子量(Mw)=32000であった。また、(PI−1)のTgは55℃であった。
(PI−2)
撹拌機、温度計、窒素置換装置(窒素流入管)及び水分受容器付きの還流冷却器を備えた300mLフラスコ内に、BIS−AP−AFを14.64g(0.04mol)、D−400を17.32g(0.04mol)、及びBY16−871EGを2.485g(0.01mol)と、溶媒であるNMP80gを仕込み、撹拌してジアミンを溶媒に溶解させた。
上記フラスコを氷浴中で冷却しながら、ODPAを31g(0.1mol)、フラスコ内の溶液に少量ずつ添加した。添加終了後、窒素ガスを吹き込みながら溶液を180℃に昇温させて5時間保温して、イミド基含有樹脂(PI−2)を得た。(PI−2)のGPC測定を行ったところ、ポリスチレン換算で重量平均分子量(Mw)=32000であった。また、(PI−2)のTgは75℃であった。
(PI−3)
撹拌機、温度計、窒素置換装置(窒素流入管)及び水分受容器付きの還流冷却器を備えた300mLフラスコ内に、BIS−AP−AFを21.96g(0.06mol)、D−400を8.66g(0.02mol)、及びBY16−871EG2.485g(0.01mol)と、溶媒であるNMP80gを仕込み、撹拌してジアミンを溶媒に溶解させた。
上記フラスコを氷浴中で冷却しながら、ODPA31g(0.1mol)を、フラスコ内の溶液に少量ずつ添加した。添加終了後、窒素ガスを吹き込みながら溶液を180℃に昇温させて5時間保温して、イミド基含有樹脂(PI−3)を得た。(PI−3)のGPC測定を行ったところ、ポリスチレン換算で重量平均分子量(Mw)=31000であった。また、(PI−3)のTgは95℃であった。
(PI−4)
撹拌機、温度計、窒素置換装置(窒素流入管)及び水分受容器付きの還流冷却器を備えた300mLフラスコ内に、BIS−AP−AFを21.96g(0.06mol)、D−400を8.66g(0.02mol)、及びBY16−871EGを3.728g(0.015mol)と、溶媒であるNMP80gを仕込み、撹拌してジアミンを溶媒に溶解させた。
上記フラスコを氷浴中で冷却しながら、ODPAを27.9g(0.09mol)及びTAA(無水トリメリット酸)5.76g(0.03mol)を、フラスコ内の溶液に少量ずつ添加した。添加終了後、窒素ガスを吹き込みながら溶液を180℃に昇温させて5時間保温して、イミド基含有樹脂(PI−4)を得た。(PI−4)のGPC測定を行ったところ、ポリスチレン換算で重量平均分子量(Mw)=20000であった。また、(PI−4)のTgは90℃であった。
(PI−5)
撹拌機、温度計、窒素置換装置(窒素流入管)及び水分受容器付きの還流冷却器を備えたフラスコ内に、ジアミンである3,3´−ジカルボキシ−4,4´−ジアミノジフェニルメタン(和歌山精化製、商品名「MBAA」、分子量286)5.72g(0.02mol)、「D−400」25.98g(0.06mol)、「BY16−871EG」2.48g(0.01mol)と、溶媒であるNMP110gを仕込み、撹拌してジアミンを溶媒に溶解させた。
上記フラスコを氷浴中で冷却しながら、ODPA31g(0.1mol)を、フラスコ内の溶液に少量ずつ添加した。添加終了後、窒素ガスを吹き込みながら溶液を180℃に昇温させて5時間保温し、イミド基含有樹脂(PI−5)を得た。(PI−5)のGPC測定を行ったところ、ポリスチレン換算でMw=30000であった。また、(PI−5)のTgは45℃であった。
(PI−6)
撹拌機、温度計、窒素置換装置(窒素流入管)及び水分受容器付きの還流冷却器を備えたフラスコ内に、ジアミンである「MBAA」14.3g(0.05mol)、「D−400」12.99g(0.03mol)、及び「BY16−871EG」3.73g(0.015mol)と、溶媒であるNMP90gを仕込み、撹拌してジアミンを溶媒に溶解させた。
上記フラスコを氷浴中で冷却しながら、ODPA31g(0.1mol)を、フラスコ内の溶液に少量ずつ添加した。添加終了後、窒素ガスを吹き込みながら溶液を180℃に昇温させて5時間保温し、イミド基含有樹脂(PI−6)を得た。(PI−6)のGPC測定を行ったところ、ポリスチレン換算でMw=30000であった。また、(PI−6)のTgは90℃であった。
(PI−7)
撹拌機、温度計、窒素置換装置(窒素流入管)及び水分受容器付きの還流冷却器を備えたフラスコ内に、ジアミンである3,3−ジヒドロキシ−4,4−ジアミノビフェニル(以下、HAB)(和歌山精化製、商品名「HAB」、分子量216)を8.64g(0.04mol)、「D−400」17.32g(0.04mol)、及び「BY16−871EG」2.48g(0.01mol)と、溶媒であるNMP80gを仕込み、撹拌してジアミンを溶媒に溶解させた。
上記フラスコを氷浴中で冷却しながら、ODPA31g(0.1mol)を、フラスコ内の溶液に少量ずつ添加した。添加終了後、窒素ガスを吹き込みながら溶液を180℃に昇温させて5時間保温し、イミド基含有樹脂(PI−7)を得た。(PI−7)のGPC測定を行ったところ、ポリスチレン換算でMw=30000であった。また、(PI−7)のTgは85℃であった。
<(D2)成分:エチレン性不飽和基及びエポキシ基を有する化合物>
撹拌機、温度計及び窒素置換装置を備えた500mLフラスコ内に、液状の高純度ビスフェノールAビスグリシジルエーテルエポキシ樹脂(東都化成製、商品名「YD−825GS」、エポキシ当量178g/eq)178g(1.0当量)、アクリル酸36g(0.5当量)、トリフェニルホスフィン0.5g、及びヒドロキノン0.15gを仕込み、100℃で7時間反応させ、分子内に炭素−炭素二重結合及びエポキシ基を有する化合物(D2)を得た。(D2)を水酸化カリウムのエタノール溶液で滴定し、酸価が0.3KOHmg/g以下であることを確認した。(5%質量減少温度:300℃)
<感光性接着剤組成物>
上記で得られたイミド基含有樹脂(PI−1)〜(PI−7)並びに(B)放射線重合性化合物、(C)光開始剤、(D)熱硬化性成分、(E)過酸化物及び(F)フィラーを用いて、下記表1に示す組成比(単位:質量部)にて各成分を配合し、実施例1〜8及び比較例1〜6の感光性接着剤組成物(接着剤層形成用ワニス)を得た。
表1における各成分の詳細は、以下に示すとおりである。
(B)放射線重合性化合物
・M−313:東亜合成社製、イソシアヌル酸EO変性ジ及びトリアクリレート(5%質量減少温度:>400℃)
(C)光開始剤
・I−819:チバ・ジャパン社製、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルフォスフィンオキサイド(5%質量減少温度:210℃、365nmでの分子吸光係数:2300ml/g・cm)、UV照射によって光退色する光開始剤
・I−OXE02:チバ・ジャパン社製、エタノン,1−[9−エチル−6−(2−メチルベンゾイル)−9H−カルバゾールー3−イル]−,1−(O−アセチルオキシム)(5%質量減少温度:370℃、365nmでの分子吸光係数:7700ml/g・cm)、上記一般式(33)で表されるオキシムエステル基含有光開始剤
(D)熱硬化性成分
(D1)エポキシ樹脂
・YDF−8170C:東都化成社製、ビスフェノールF型ビスグリシジルエーテル(5%質量減少温度:270℃)
(D2)エチレン性不飽和基及びエポキシ基を有する化合物
(D3)フェノール化合物
・TrisP−PA:本州化学社製、トリスフェノール化合物(α,α,α´−トリス(4−ヒドロキシフェノル)−1−エチル−4−イソプロピルベンゼン)(5%質量減少温度:350℃)
(E)過酸化物
・パークミルD:日油社製、ジクミルパーオキサイド
(F)フィラー
・R−972:日本アエロジル社製、疎水性フュームドシリカ(平均粒径:約16nm)
Figure 0005549671
<接着シート>
得られた感光性接着剤組成物を、乾燥後の膜厚が40μmとなるように、それぞれ基材(剥離剤処理PETフィルム)上に塗布し、オーブン中にて80℃で20分間加熱し、続いて120℃で20分間加熱して、基材上に感光性接着剤組成物からなる接着剤層を形成した。このようにして、基材及び基材上に形成された接着剤層を有する接着シートを得た。
<評価試験>
(貼付性)
支持台上にシリコンウェハ(6インチ径、厚さ400μm)を載せ、その上に、上記接着シートを、接着剤層がシリコンウェハ(支持台と反対側の面)と接するように、ロール加圧(温度100℃、線圧4kgf/cm、送り速度0.5m/分)により積層した。基材(PETフィルム)を剥離除去した後、露出した接着剤層上に、厚み80μm、幅10mm、長さ40mmのポリイミドフィルム(宇部興産社製、「ユーピレックス」(商品名))を、上記と同様の条件でロール加圧して積層した。このようにして、シリコンウェハ、接着剤層及びポリイミドフィルムからなり、これらがこの順に積層する積層体のサンプルを得た。
得られたサンプルについて、レオメータ(東洋製機製作所社製、「ストログラフE−S」(商品名))を用いて、室温で90°ピール試験を行って、接着剤層とポリイミドフィルムとのピール強度を測定した。その測定結果に基づいて、ピール強度が2N/cm以上のサンプルをA、2N/cm未満のサンプルをBとして、貼付性の評価を行った。評価結果を表1に示す。
(高温接着性)
ロール加圧の温度を60℃としたこと以外は上記貼付性の評価試験と同様にして、シリコンウェハ上に接着シートを積層した。得られた積層体を、基材付き接着シート側から、高精度平行露光機(オーク製作所製、「EXM−1172−B−∞」(商品名))により1000mJ/cmで露光した。基材(PETフィルム)を剥離除去した後、コンベア現像機(ヤコー社製)を用いて、テトラメチルアンモニウムハイドライド(TMAH)2.38質量%溶液を現像液とし、温度26℃、スプレー圧0.18MPaの条件で1分間スプレー現像した後、温度25℃の純水にてスプレー圧0.02MPaの条件で6分間水洗し、120℃で1分間乾燥させた。このようにして、シリコンウェハ上に、感光性接着剤組成物の硬化物からなる硬化物層を形成した。
得られたシリコンウェハ及び硬化物層からなる積層体を、3mm×3mmの大きさに個片化した。個片化した積層体をホットプレート上で120℃で10分間乾燥させた後、ガラス基板(10mm×10mm×0.55mm)上に、硬化物層がガラス基板と接するようにして積層し、2kgfで加圧しながら、150℃で10秒間圧着した。このようにして、シリコンウェハ、硬化物層及びガラス基板からなり、これらがこの順に積層する積層体のサンプルを得た。
得られたサンプルを、オーブン中で180℃、3時間の条件で加熱し、さらに、260℃の熱盤上で10秒間加熱した後、せん断接着力試験機「Dage−4000」(商品名)を用いて接着力を測定した。測定結果を表1に示す。
(110℃貯蔵弾性率)
支持台上にポリテトラフルオロエチレン(商品名「テフロン」)のシート(テフロンシート)を載せ、その上に、上記接着シートを、ロール加圧(温度60℃、線圧4kgf/cm、送り速度0.5m/分)により積層した。得られた積層体を、基材付き接着シート側から、高精度平行露光機(オーク製作所製、「EXM−1172−B−∞」(商品名))により1000mJ/cmで露光した。基材(PETフィルム)を剥離除去した後、コンベア現像機(ヤコー社製)を用いて、テトラメチルアンモニウムハイドライド(TMAH)2.38質量%溶液を現像液とし、温度26℃、スプレー圧0.18MPaの条件で1分間晒した後、温度25℃の純水にてスプレー圧0.02MPaの条件で6分間水洗した。得られたフィルムを厚さが80μmとなるようにロール加圧(温度100℃、線圧4kgf/cm、送り速度0.5m/分)により積層し、テフロンシート、接着剤層及びテフロンシートからなる、積層体のサンプルを得た。片側のテフロンシートを剥離除去した後、オーブン中で180℃、3時間の条件で加熱した。加熱後のサンプルを、5mm幅の短冊状に切断し、レオメトリックス社製粘弾性アナライザー「RSA−2」(商品名)を用いて、昇温速度5℃/min、周波数1Hz、測定温度−50〜300℃の条件で測定し、110℃での貯蔵弾性率を得た。
(パターン形成性(溶解性))
上記高温接着性の評価試験と同様にして、シリコンウェハ上に接着シートを積層した。得られた積層体を、基材付き接着シート側から、ネガ型パターン用マスク(日立化成社製、「No.G−2」(商品名))を介して、上記試験と同様に露光した。次いで、上記試験と同様に、ホットプレート上で放置後、基材を除去し、2.38%質量%のテトラメチルアンモニウムハイドライド(TMAH)水溶液に5分間浸漬し、未露光部が溶解しながらパターンが形成されたものを(A)とし、未露光部がフィルム状ではく離しながらパターンが形成されたもの及びパターン形成されなかったものを(C)として評価した。
(パターン形成性(L&S))
上記高温接着性の評価試験と同様にして、シリコンウェハ上に接着シートを積層した。次いで、基材(PETフィルム)上に、ネガ型パターン用フォトマスクとして段階的に光透過量が減少していく通称ステップタブレットと呼ばれるフォトマスク(日立化成工業社製、「フォテック 41ステップデンシティタブレット」(商品名)を載せ、高精度平行露光機(オーク製作所製、「EXM−1172−B−∞」(商品名))で1000mJ/cmで露光し、80℃のホットプレート上で約30秒間放置した。
その後、基材(PETフィルム)を取り除き、コンベア現像機(ヤコー社製)を用いて、テトラメチルアンモニウムハイドライド(TMAH)2.38質量%溶液を現像液とし、温度26℃、スプレー圧0.18MPaの条件でスプレー現像した後、温度23℃の純水にてスプレー圧0.02MPaの条件で水洗した。現像後、そして、シリコンウェハ上に形成された硬化膜のステップタブレットの段数を測定することにより、接着シートの光感度を評価した。その測定結果に基づいて、残存段数が25段数以上ある場合をA、25段数以下である場合をB、パターン形成できなかった場合をCとして評価した。その結果を表1に示す。
<最低溶融粘度の測定>
テフロンシート上に実施例1〜8及び比較例1〜5で得られた接着シートを、接着剤層をテフロンシート側にしてロール(温度60℃、線圧4kgf/cm、送り速度0.5m/分)で加圧することによりラミネートした。その後、高精度平行露光機で1000mJ/cm露光した。基材(PETフィルム)を取り除き、得られたシートをコンベア現像機(ヤコー社製)を用いて、テトラメチルアンモニウムハイドライド(TMAH)2.38質量%溶液を現像液とし、温度26℃、スプレー圧0.18MPaの条件で1分間スプレー現像した後、温度25℃の純水にてスプレー圧0.02MPaの条件で3分間水洗した。80℃でラミネートして厚みが約200μmとなるように積層し、10mm×10mmの大きさに切り出した。得られたサンプルの片側のテフロンシートを剥がし、120℃で10分間加熱し、粘弾性測定装置ARES(レオメトリックス・サイエンティフィック・エフ・イー株式会社製)を用いて測定した。測定プレートは直径8mmの平行プレート、測定条件は昇温5℃/min、周波数1Hzに設定した。50℃〜200℃での溶融粘度の最低値を最低溶融粘度とした。結果を表1に示す。
(熱圧着性)
ロール加圧の温度を60℃とし、上記ネガ型パターン用マスクに代えて額縁状6インチサイズマスクパターン(中空部2mm、線幅0.5mm)を用いたこと以外は、上記パターン形成性の評価試験と同様にして、シリコンウェハ上に、感光性接着剤組成物の接着剤パターンを形成した。
ホットプレート上で120℃で10分間乾燥させた後、形成された接着剤パターンのシリコンウェハと反対側の面上に、ガラス基板(15mm×40mm×0.55mm)を積層し、0.5MPaで加圧しながら、150℃で10分間圧着し、シリコンウェハ、接着剤パターン及びガラス基板からなり、これらがこの順に積層する積層体のサンプルを得た。
得られたサンプルを観察し、未接着部分(空隙)がガラス基板と接着剤パターンとの接着面積に対して20%以下であるものをA、20%以上であるものをCとして、熱圧着性の評価を行った。評価結果を表1に示す。
(耐リフロー性)
上記熱圧着性の評価試験と同様にして、シリコンウェハ、接着剤パターン及びガラス基板からなり、これらがこの順に積層する積層体のサンプルを得た。得られたサンプルを、オーブン中で180℃、3時間の条件で加熱した。加熱後のサンプルを、温度85℃、湿度60%の条件下で168時間処理し、温度25℃、湿度50%の環境下に置いた後、250℃、10秒のIRリフローを行い、剥離の有無を顕微鏡(倍率:15倍)で観察した。剥離が見られなかったものをA、剥離が見られたものをCとして、耐リフロー性の評価を行った。評価結果を表1に示す。
(気密封止性)
上記耐リフローの評価試験と同様に、積層体のサンプルをオーブン中で180℃にて3時間加熱した。加熱後のサンプルを、加速寿命試験装置(HIRAYAMA社製、HASTEST PC−422R8)を用いて、温度110℃、湿度85%の条件下で48時間処理した後、温度が30℃になるまで装置内に静置した。その後温度25℃、湿度50%の環境に置き、サンプルのガラス内部が結露、もしくは接着剤のはく離を顕微鏡で観察した。結露及び/又ははく離が見られなかったものをA、結露及び/又ははく離が見られたものをCとして、110℃での気密封止性の評価を行った。評価結果を表1に示す。
本発明の感光性接着剤組成物は、貼付性、高温接着性、パターン形成性、熱圧着性、耐熱性及び耐湿性の全ての点で十分に優れるため、高精細な半導体パッケージの製造に用いる接着剤として好適に用いられる。また、本発明のフィルム状接着剤又は接着シートは、基板、ガラス、シリコンウェハ等の被着体又は支持部材上に適用したときに、液状の樹脂組成物を用いる場合よりも位置合わせ精度に優れる上に、露光によるパターン化の解像度を向上させることができ、更に、パターン形成後の基板、ガラス、半導体素子等の被着体との低温熱圧着性を有すると共に、熱硬化後の優れた耐熱性を有するため、半導体素子、光学素子、固体撮像素子等の保護の用途、又は微細な接着領域が求められる接着剤又はバッファーコート用途に好適に使用できる。
1…フィルム状接着剤(接着剤層)、1a…接着剤パターン、2…カバーフィルム、3…基材、4…マスク、5…複合フィルム、6…粘着剤層、7…ガラス基板、8…半導体ウェハ、9…導電層、11…開口、12,12a,12b…半導体素子(半導体チップ)、13…半導体素子搭載用支持部材(支持部材)、14,14a,14b…ワイヤ、15…封止材、16…端子、17…有効画素領域、18…回路面、20…接着剤層付半導体ウェハ、30…ダイボンディング材、32…導電性バンプ、38…レンズ、40…ダイシングテープ、42…嵌め込み用部材、50…側壁、100…接着シート、200…半導体装置、300…CMOSセンサ、D…ダイシングライン。

Claims (16)

  1. (A)フルオロアルキル基を有するイミド基含有樹脂、(B)放射線重合性化合物、(C)光開始剤、及び(D)熱硬化性成分を含み、
    前記(A)フルオロアルキル基を有するイミド基含有樹脂が、フェノール性水酸基を有するジアミンを全ジアミンの5モル%以上含み、更に分子量300〜600の脂肪族エーテルジアミン及びシロキサンジアミンを含むジアミンと、テトラカルボン酸二無水物とを反応させて得られるイミド基含有樹脂であり、
    前記フェノール性水酸基を有するジアミンが、下記一般式(6)で表されるジアミンを含む、感光性接着剤。
    Figure 0005549671
  2. 前記(A)フルオロアルキル基を有するイミド基含有樹脂のTgが180℃以下である、請求項1記載の感光性接着剤。
  3. 前記(A)フルオロアルキル基を有するイミド基含有樹脂が、更にアルカリ可溶性基を有する、請求項1又は2に記載の感光性接着剤。
  4. 前記(A)フルオロアルキル基を有するイミド基含有樹脂がアルカリ可溶性樹脂である、請求項1〜のいずれか一項に記載の感光性接着剤。
  5. 前記(D)熱硬化性成分が、(D1)エポキシ樹脂を含有する、請求項1〜のいずれか一項に記載の感光性接着剤。
  6. 前記(D)熱硬化性成分が、(D2)エチレン性不飽和基及びエポキシ基を有する化合物を更に含有する、請求項1〜のいずれか一項に記載の感光性接着剤。
  7. 前記(D)熱硬化性成分が、(D3)フェノール化合物を更に含有する、請求項1〜のいずれか一項に記載の感光性接着剤。
  8. (E)過酸化物を更に含む、請求項1〜のいずれか一項に記載の感光性接着剤。
  9. (F)フィラーを更に含む、請求項1〜のいずれか一項に記載の感光性接着剤。
  10. 前記(A)フルオロアルキル基を有するイミド基含有樹脂が、前記一般式(6)で表されるジアミンを全ジアミンの20〜60モル%、前記分子量300〜600の脂肪族エーテルジアミンを全ジアミンの20〜60モル%、前記シロキサンジアミンを全ジアミンの10〜30モル%含むジアミンと、前記テトラカルボン酸二無水物とを反応させて得られるイミド基含有樹脂である、請求項1〜9のいずれか一項に記載の感光性接着剤。
  11. 請求項1〜10のいずれか一項に記載の感光性接着剤をフィルム状に成形することにより得られる、フィルム状接着剤。
  12. 基材と、該基材上に形成された請求項11に記載のフィルム状接着剤からなる接着剤層と、を備える接着シート。
  13. 被着体上に積層された請求項11に記載のフィルム状接着剤からなる接着剤層を、露光し、露光後の前記接着剤層をアルカリ現像液により現像処理することにより得られる接着剤パターン。
  14. 半導体ウェハと、該半導体ウェハ上に積層された請求項11に記載のフィルム状接着剤からなる接着剤層と、を備える接着剤層付半導体ウェハ。
  15. 請求項1〜10のいずれか一項に記載の感光性接着剤を用いて、半導体素子同士、及び/又は、半導体素子と半導体素子搭載用支持部材とが接着された構造を有する半導体装置。
  16. 前記半導体素子搭載用支持部材が透明基板である、請求項15に記載の半導体装置。
JP2011520914A 2009-06-30 2010-06-28 感光性接着剤、並びにそれを用いたフィルム状接着剤、接着シート、接着剤パターン、接着剤層付半導体ウェハ及び半導体装置 Active JP5549671B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011520914A JP5549671B2 (ja) 2009-06-30 2010-06-28 感光性接着剤、並びにそれを用いたフィルム状接着剤、接着シート、接着剤パターン、接着剤層付半導体ウェハ及び半導体装置

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009155526 2009-06-30
JP2009155526 2009-06-30
PCT/JP2010/060988 WO2011001942A1 (ja) 2009-06-30 2010-06-28 感光性接着剤、並びにそれを用いたフィルム状接着剤、接着シート、接着剤パターン、接着剤層付半導体ウェハ及び半導体装置
JP2011520914A JP5549671B2 (ja) 2009-06-30 2010-06-28 感光性接着剤、並びにそれを用いたフィルム状接着剤、接着シート、接着剤パターン、接着剤層付半導体ウェハ及び半導体装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2011001942A1 JPWO2011001942A1 (ja) 2012-12-13
JP5549671B2 true JP5549671B2 (ja) 2014-07-16

Family

ID=43411017

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011520914A Active JP5549671B2 (ja) 2009-06-30 2010-06-28 感光性接着剤、並びにそれを用いたフィルム状接着剤、接着シート、接着剤パターン、接着剤層付半導体ウェハ及び半導体装置

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20120133061A1 (ja)
JP (1) JP5549671B2 (ja)
KR (1) KR20120024723A (ja)
CN (1) CN102471664A (ja)
TW (1) TW201127928A (ja)
WO (1) WO2011001942A1 (ja)

Families Citing this family (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008126717A1 (ja) * 2007-04-06 2008-10-23 Hitachi Chemical Company, Ltd. 半導体用接着フィルム、複合シート及びこれらを用いた半導体チップの製造方法
JP5633583B2 (ja) * 2011-02-04 2014-12-03 日立化成株式会社 接着物
JP2012180435A (ja) * 2011-03-01 2012-09-20 Nippon Kasei Chem Co Ltd 接着性付与剤、接着性樹脂組成物および接着方法
JP6136095B2 (ja) * 2011-03-28 2017-05-31 日立化成株式会社 感光性樹脂組成物、感光性フィルム、パターン形成方法、中空構造の形成方法、及び電子部品
JP6221204B2 (ja) * 2011-03-28 2017-11-01 日立化成株式会社 感光性樹脂組成物、感光性フィルム、パターン形成方法、中空構造の形成方法、及び電子部品
CN102842512A (zh) * 2011-06-22 2012-12-26 日东电工株式会社 半导体装置的制造方法
JP5994266B2 (ja) * 2012-02-03 2016-09-21 日立化成株式会社 感光性樹脂組成物、フィルム状接着剤、接着シート、接着剤パターン、接着剤層付半導体ウェハ、及び半導体装置
JP5990965B2 (ja) * 2012-03-23 2016-09-14 東レ株式会社 感光性樹脂組成物およびそれからなるフィルム積層体
JP6085920B2 (ja) * 2012-09-10 2017-03-01 日立化成株式会社 感光性樹脂組成物、フィルム状接着剤、接着シート、接着剤パターン、接着剤層付半導体ウェハ及び半導体装置
US9536840B2 (en) * 2013-02-12 2017-01-03 Qualcomm Incorporated Three-dimensional (3-D) integrated circuits (3DICS) with graphene shield, and related components and methods
US9171608B2 (en) 2013-03-15 2015-10-27 Qualcomm Incorporated Three-dimensional (3D) memory cell separation among 3D integrated circuit (IC) tiers, and related 3D integrated circuits (3DICS), 3DIC processor cores, and methods
JP5902114B2 (ja) * 2013-03-22 2016-04-13 株式会社東芝 半導体装置及びその製造方法
CN103304813B (zh) * 2013-06-06 2015-09-23 北京京东方光电科技有限公司 一种固化树脂、间隔物剂、滤光片及它们的制备方法、显示器件
KR20160032009A (ko) * 2013-07-16 2016-03-23 히타치가세이가부시끼가이샤 감광성 수지 조성물, 필름상 접착제, 접착 시트, 접착제 패턴, 접착제층이 형성된 반도체 웨이퍼 및 반도체 장치
US20160152783A1 (en) * 2013-07-18 2016-06-02 Cemedine Co., Ltd. Photocurable composition
JP6679488B2 (ja) * 2014-01-02 2020-04-15 ヘンケル アイピー アンド ホールディング ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング ナノ粒子フィラーを含むフィルム
JP6330346B2 (ja) * 2014-01-29 2018-05-30 日立化成株式会社 接着剤組成物、接着剤組成物を用いた電子部材、及び半導体装置の製造方法
JP6408802B2 (ja) * 2014-06-27 2018-10-17 東京応化工業株式会社 感エネルギー性樹脂組成物
EP3359603A1 (en) * 2015-10-07 2018-08-15 Henkel IP & Holding GmbH Formulations and the use for 3d tsv packages
SG11201802512WA (en) * 2015-10-16 2018-04-27 Toray Industries Resin and photosensitive resin composition
KR102066549B1 (ko) * 2016-12-01 2020-01-15 삼성에스디아이 주식회사 감광성 수지 조성물, 이를 이용한 블랙 화소 격벽층 및 디스플레이 장치
WO2018179707A1 (ja) * 2017-03-28 2018-10-04 東洋紡株式会社 カルボン酸基含有ポリエステル系接着剤組成物
TWI618980B (zh) * 2017-06-30 2018-03-21 律勝科技股份有限公司 導熱型感光性樹脂
WO2019058425A1 (ja) * 2017-09-19 2019-03-28 日立化成株式会社 半導体装置製造用接着フィルム
WO2019065562A1 (ja) * 2017-09-28 2019-04-04 東レ株式会社 感光性樹脂組成物、感光性シート、ならびにそれらの硬化膜、その製造方法、それを用いた中空構造体および電子部品
KR102230622B1 (ko) * 2017-11-24 2021-03-22 주식회사 엘지화학 포토레지스트 조성물 및 이를 이용한 포토레지스트 필름
CN109976096B (zh) * 2017-12-27 2022-01-25 太阳油墨(苏州)有限公司 固化性树脂组合物、干膜、固化物、及印刷电路板
CN111936552B (zh) * 2018-03-22 2023-05-16 东丽株式会社 碱溶性树脂、感光性树脂组合物、感光性片材及固化膜
TWI700786B (zh) * 2018-03-28 2020-08-01 南茂科技股份有限公司 薄膜覆晶封裝結構
US11302611B2 (en) * 2018-11-28 2022-04-12 Texas Instruments Incorporated Semiconductor package with top circuit and an IC with a gap over the IC
WO2020175273A1 (ja) * 2019-02-26 2020-09-03 富士フイルム株式会社 内視鏡用接着剤及びその硬化物、並びに内視鏡及びその製造方法
WO2021070623A1 (ja) * 2019-10-11 2021-04-15 積水化学工業株式会社 粘着剤組成物、粘着テープ、及び、電子部品の製造方法
CN113467187B (zh) * 2021-07-27 2022-05-10 吉林奥来德光电材料股份有限公司 树脂组合物、树脂膜及显示器件

Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63268739A (ja) * 1987-04-28 1988-11-07 Toshiba Corp ポリイミド樹脂及びその製造方法
JPH04284455A (ja) * 1991-03-14 1992-10-09 Toshiba Corp 感光性樹脂組成物
JPH05232701A (ja) * 1992-02-20 1993-09-10 Hitachi Chem Co Ltd 感光性樹脂組成物
JPH10330616A (ja) * 1997-05-30 1998-12-15 Hitachi Chem Co Ltd 耐熱樹脂ペースト
JP2002003795A (ja) * 2000-06-26 2002-01-09 Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd 新規接着剤組成物及びそれを用いた接合部材
WO2007004569A1 (ja) * 2005-07-05 2007-01-11 Hitachi Chemical Company, Ltd. 感光性接着剤組成物、並びにこれを用いて得られる接着フィルム、接着シート、接着剤層付半導体ウェハ、半導体装置及び電子部品
WO2007052540A1 (ja) * 2005-11-01 2007-05-10 Jsr Corporation 感光性樹脂組成物
JP2008088403A (ja) * 2006-09-05 2008-04-17 Hitachi Chem Co Ltd 感光性接着剤組成物、及びそれを用いた接着フィルム、接着シート、接着剤パターン、並びに半導体装置
JP2008094967A (ja) * 2006-10-12 2008-04-24 Nippon Steel Chem Co Ltd プリント基板用難燃性接着剤フィルム
WO2008123110A1 (ja) * 2007-04-04 2008-10-16 Hitachi Chemical Company, Ltd. 感光性接着剤組成物、フィルム状接着剤、接着シート、接着剤パターン、接着剤層付半導体ウェハ、半導体装置、及び、半導体装置の製造方法
JP2008274269A (ja) * 2007-04-03 2008-11-13 Hitachi Chem Co Ltd 感光性接着剤組成物
WO2008149625A1 (ja) * 2007-06-06 2008-12-11 Hitachi Chemical Company, Ltd. 感光性接着剤組成物、フィルム状接着剤、接着シート、接着剤パターンの形成方法、接着剤層付半導体ウェハ、半導体装置、及び、半導体装置の製造方法
JP2009009107A (ja) * 2007-05-25 2009-01-15 Toray Ind Inc 感光性樹脂組成物
WO2009072492A1 (ja) * 2007-12-04 2009-06-11 Hitachi Chemical Company, Ltd. 感光性接着剤

Patent Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63268739A (ja) * 1987-04-28 1988-11-07 Toshiba Corp ポリイミド樹脂及びその製造方法
JPH04284455A (ja) * 1991-03-14 1992-10-09 Toshiba Corp 感光性樹脂組成物
JPH05232701A (ja) * 1992-02-20 1993-09-10 Hitachi Chem Co Ltd 感光性樹脂組成物
JPH10330616A (ja) * 1997-05-30 1998-12-15 Hitachi Chem Co Ltd 耐熱樹脂ペースト
JP2002003795A (ja) * 2000-06-26 2002-01-09 Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd 新規接着剤組成物及びそれを用いた接合部材
WO2007004569A1 (ja) * 2005-07-05 2007-01-11 Hitachi Chemical Company, Ltd. 感光性接着剤組成物、並びにこれを用いて得られる接着フィルム、接着シート、接着剤層付半導体ウェハ、半導体装置及び電子部品
WO2007052540A1 (ja) * 2005-11-01 2007-05-10 Jsr Corporation 感光性樹脂組成物
JP2008088403A (ja) * 2006-09-05 2008-04-17 Hitachi Chem Co Ltd 感光性接着剤組成物、及びそれを用いた接着フィルム、接着シート、接着剤パターン、並びに半導体装置
JP2008094967A (ja) * 2006-10-12 2008-04-24 Nippon Steel Chem Co Ltd プリント基板用難燃性接着剤フィルム
JP2008274269A (ja) * 2007-04-03 2008-11-13 Hitachi Chem Co Ltd 感光性接着剤組成物
WO2008123110A1 (ja) * 2007-04-04 2008-10-16 Hitachi Chemical Company, Ltd. 感光性接着剤組成物、フィルム状接着剤、接着シート、接着剤パターン、接着剤層付半導体ウェハ、半導体装置、及び、半導体装置の製造方法
JP2009009107A (ja) * 2007-05-25 2009-01-15 Toray Ind Inc 感光性樹脂組成物
WO2008149625A1 (ja) * 2007-06-06 2008-12-11 Hitachi Chemical Company, Ltd. 感光性接着剤組成物、フィルム状接着剤、接着シート、接着剤パターンの形成方法、接着剤層付半導体ウェハ、半導体装置、及び、半導体装置の製造方法
WO2009072492A1 (ja) * 2007-12-04 2009-06-11 Hitachi Chemical Company, Ltd. 感光性接着剤

Also Published As

Publication number Publication date
CN102471664A (zh) 2012-05-23
WO2011001942A1 (ja) 2011-01-06
TW201127928A (en) 2011-08-16
KR20120024723A (ko) 2012-03-14
US20120133061A1 (en) 2012-05-31
JPWO2011001942A1 (ja) 2012-12-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5549671B2 (ja) 感光性接着剤、並びにそれを用いたフィルム状接着剤、接着シート、接着剤パターン、接着剤層付半導体ウェハ及び半導体装置
JP5732815B2 (ja) 感光性接着剤組成物、並びにそれを用いたフィルム状接着剤、接着シート、接着剤パターン、接着剤層付半導体ウェハ、接着剤層付透明基板、及び半導体装置。
JP6029839B2 (ja) フィルム状接着剤、接着シート、半導体装置、及び、半導体装置の製造方法
JP6436081B2 (ja) 感光性樹脂組成物、フィルム状接着剤、接着シート、接着剤パターン、接着剤層付半導体ウェハ及び半導体装置
JP5968773B2 (ja) 感光性接着剤組成物、フィルム状接着剤、接着シート、接着剤パターン、接着剤層付半導体ウェハ、半導体装置、及び、半導体装置の製造方法
JP5093229B2 (ja) 感光性接着剤組成物、フィルム状接着剤、接着シート、接着剤パターン、接着剤層付半導体ウェハ、半導体装置、及び、半導体装置の製造方法
WO2010024087A1 (ja) 感光性接着剤組成物、並びにそれを用いたフィルム状接着剤、接着シート、接着剤パターン、接着剤層付半導体ウェハ及び半導体装置
JP6045772B2 (ja) 感光性接着剤組成物、フィルム状接着剤、接着シート、接着剤パターン、接着剤層付半導体ウェハ、半導体装置、及び半導体装置の製造方法
JP5830830B2 (ja) 感光性接着剤組成物、それを用いたフィルム状接着剤、接着シート、接着剤層付半導体ウェハ、半導体装置、感光性接着剤組成物及びフィルム状接着剤の製造方法、並びに接着剤パターンの形成方法
JP5157255B2 (ja) 感光性接着剤組成物、及びそれを用いた接着フィルム、接着シート、接着剤パターン、並びに半導体装置
JP5712475B2 (ja) 感光性接着剤組成物、並びにそれを用いたフィルム状接着剤、接着シート、接着剤パターン、接着剤層付半導体ウェハ及び半導体装置。
JP5353064B2 (ja) 感光性接着剤組成物、これを用いて得られる接着フィルム、接着シート、接着剤パターン、及び半導体装置
JP5663826B2 (ja) 接着シート、接着剤層付半導体ウェハ、並びに半導体装置及びその製造方法
JP5648514B2 (ja) 感光性接着剤組成物、接着剤パターン、接着剤層付半導体ウェハ、及び、半導体装置の製造方法。
WO2010032529A1 (ja) 半導体装置及びその製造方法
JP2014215440A (ja) 感光性樹脂組成物、フィルム状接着剤、接着シート、接着剤パターン、接着剤層付半導体ウェハ、及び半導体装置
JP5994266B2 (ja) 感光性樹脂組成物、フィルム状接着剤、接着シート、接着剤パターン、接着剤層付半導体ウェハ、及び半導体装置

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130514

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130712

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20140422

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20140505

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 5549671

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350