JPWO2015080098A1 - 半導体用樹脂組成物および半導体用樹脂フィルムならびにこれらを用いた半導体装置 - Google Patents

半導体用樹脂組成物および半導体用樹脂フィルムならびにこれらを用いた半導体装置 Download PDF

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Abstract

本発明の目的は、硬化物の線膨張係数が十分に小さく、且つ製膜した半硬化膜の膜厚方向の無機粒子の分布が均一である半導体用樹脂組成物を得ることである。本発明は(a)エポキシ化合物、(b)無機粒子、(c)ポリイミドおよび(d)溶剤を含有する半導体用樹脂組成物であって、前記半導体用樹脂組成物の全重量から前記(d)溶剤の重量を除いた全固形分の重量のうち、前記(b)無機粒子の割合が60重量%以上92重量%以下であり、さらに(e)ゴム粒子を含有することを特徴とする半導体用樹脂組成物。

Description

本発明は、パソコン、携帯端末に使用される電子部品、放熱板とプリント基板、フレキシブル基板の接着および基板同士等の接着やウェハ保護に使用できる半導体用樹脂組成物および半導体用樹脂フィルムならびにこれらを用いた半導体装置に関する。
より詳しくは、本発明は、IC、LSI等半導体チップをフレキシブル基板、ガラスエポキシ基板、ガラス基板、セラミックス基板、シリコンインターポーザーなどの回路基板に接着あるいは直接電気的接合する際や半導体チップ同士の接合や3次元実装などの半導体チップの積層に用いられる半導体用樹脂組成物および半導体用樹脂フィルムならびにこれらを用いた半導体装置に関する。
近年の電子端末機器の急激な普及に伴い、電子端末機器は小型・薄型化、高性能化している。それに伴い、電子端末機器の中に搭載される半導体装置が小型化、高密度化し、半導体チップ(以下、チップという場合がある)を回路基板(以下、基板という場合がある)に実装する方法としてフリップチップ実装が急速に広まってきている。
半導体装置の信頼性を高めるために、チップと基板の間にアンダーフィル材が充填される。アンダーフィル材を充填する方法として、毛細管現象を利用してチップと基板の間に充填する方法が一般的であるが、未充填が起きやすい、製造コストが高くなるという課題がある。これらの課題を解決する手法として、アンダーフィル材をウェハ上に形成し、個片化した半導体チップを基板にボンディングする手法が考案されている。ウェハ上に形成する方法として、フィルム状に製膜した樹脂組成物を真空熱ラミネート処理等によりウェハ上に形成する方法や、樹脂コーティング材を直接塗工してウェハ上に形成する方法等がある。
アンダーフィル材には、接着性を付与するためにエポキシ樹脂が一般的に用いられるが、エポキシ樹脂だけでは接合するチップとの線膨張係数の差が大きい。そのため、吸湿リフロー処理およびサーマルサイクル処理のような、大きな温度変化を伴う、より強い耐久性が必要とされる処理を行う場合において、接続信頼性を保つことが困難となる。よって、チップとの線膨張係数の差を小さくする目的で、アンダーフィル材には多量の無機粒子が配合される場合がある。
一方で、アンダーフィル材に耐熱性を付与する目的でポリイミドを配合する技術(特許文献1参照)や、硬化後のアンダーフィル材にかかる応力を緩和する目的でゴム粒子を配合する技術(特許文献2参照)などがある。
国際公開第2011/004706号 特開2009−270054号公報
ここでアンダーフィル材は基板やチップ上に形成された微細な構造物の隙間を埋める必要があるため、配合される無機粒子も微細でなければならない。しかし、アンダーフィル材に微細な無機粒子を多量に配合すると、製膜した際に、膜厚方向で無機粒子の分布が不均一になるという課題があった。無機粒子の分布が不均一であると、膜厚方向で熱応力に差が生じてくるため、チップ同士の接合の際に接続信頼性を低下させてしまう恐れがあるからである。
一方で、アンダーフィル材に耐熱性を付与する目的でポリイミドを配合する技術(特許文献1参照)や、硬化後のアンダーフィル材にかかる応力を緩和する目的でゴム粒子を配合する技術(特許文献2参照)などの技術は、製膜した際の無機粒子の分散が不十分となることや、ゴム粒子の配合によって線膨張係数が増大することも懸念された。つまり上記と同様に、チップ同士の接合の際には、接続信頼性が不十分となるおそれのあるものであった。
本発明は、上記課題を解決すべく、耐熱性を付与したり、応力を緩和しつつ、硬化物の線膨張係数が十分に小さく、且つ製膜した半硬化膜の膜厚方向の無機粒子の分布が均一である半導体用樹脂組成物および半導体用樹脂フィルムならびにこれらを用いた半導体装置を提供する。
本発明は、(a)エポキシ化合物、(b)無機粒子、(c)ポリイミドおよび(d)溶剤を含有する半導体用樹脂組成物であって、前記半導体用樹脂組成物の全重量から前記(d)溶剤の重量を除いた全固形分の重量のうち、前記(b)無機粒子の割合が60重量%以上92重量%以下であり、さらに(e)ゴム粒子を含有することを特徴とする半導体用樹脂組成物である。
また、本発明は、支持体上に(a)エポキシ化合物、(b)無機粒子、(c)ポリイミドおよび(e)ゴム粒子を含有する半導体用樹脂層を有する半導体用樹脂フィルムであって、前記半導体用樹脂層の重量のうち、前記(b)無機粒子の割合が60重量%以上92重量%以下であることを特徴とする半導体用樹脂フィルムである。
本発明によれば、耐熱性を付与したり、応力を緩和しつつ、硬化物の線膨張係数が十分に小さく、且つ製膜した半硬化膜の膜厚方向の無機粒子の分布が均一である半導体用樹脂組成物および半導体用樹脂フィルムならびにこれらを用いた半導体装置が得られる。
膜上部にまで無機粒子が均一に分布している半導体用樹脂層のSEM像の例である。 膜上部に無機粒子が不足している領域がある半導体用樹脂層のSEM像の例である。
本発明は、(a)エポキシ化合物、(b)無機粒子、(c)ポリイミドおよび(d)溶剤を含有する半導体用樹脂組成物であって、前記半導体用樹脂組成物の全重量から前記(d)溶剤の重量を除いた全固形分の重量のうち、前記(b)無機粒子の割合が60重量%以上92重量%以下であり、さらに(e)ゴム粒子を含有することを特徴とする半導体用樹脂組成物。
本発明の半導体用樹脂組成物は、(a)エポキシ化合物を含有する。ここで言うエポキシ化合物とは、1分子中にグリシジル基もしくはエポキシシクロヘキシル基を2個以上含有する化合物を指す。(a)エポキシ化合物は(c)ポリイミドが側鎖に、フェノール性水酸基、スルホン酸基またはチオール基を有する場合、これらと反応し、より密度の高い網目構造を有する硬化物を構成するため、得られる硬化した半導体用樹脂組成物は各種薬品により優れた耐性を発現する。よって、各種溶剤、特にN−メチルピロリドンに対して耐性を高めることができる。また、エポキシ化合物は、一般に収縮を伴わない開環反応によって硬化するため、半導体用樹脂組成物の硬化時の収縮を低減することが可能となる。(a)エポキシ化合物としては、エポキシ当量が100以上であるものが好ましい。エポキシ当量を100以上とすることで、硬化した半導体用樹脂組成物の強度を高めることができる。
本発明で用いられる(a)エポキシ化合物としては、2官能以上であれば特に限定されず、例えばビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールS型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ハイドロキノン型エポキシ樹脂、ジフェニルスルフィド骨格含有エポキシ樹脂、フェノールアラルキル型多官能エポキシ樹脂、ナフタレン骨格含有多官能エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン骨格含有多官能エポキシ樹脂、トリフェニルメタン骨格含有多官能エポキシ樹脂、アミノフェノール型エポキシ樹脂、ジアミノジフェニルメタン型エポキシ樹脂、その他各種多官能エポキシ樹脂を用いることができる。
例えばjER828、jER1750、jER152、jER1001、jER1002、jER1004AF、jER1007、jER1009、jER1010、YX4000H、jER4004P、jER5050、jER154、jER157S70、jER180S70、YX4000H、YL980(以上商品名、三菱化学(株)製)、テピックS、テピックG、テピックP(以上商品名、日産化学工業(株)製)、エポトートYH−434L(商品名、新日鐵化学(株)製)、EPPN502H、NC3000、NC3000H(以上商品名、日本化薬(株)製)、エピクロンN695、エピクロンHP−7200、エピクロンHP−4032(以上商品名、DIC(株)製)などが挙げられるが、これらに限定されない。これらを2種以上組み合わせてもよい。
(a)エポキシ化合物には液状エポキシ化合物と固形エポキシ化合物とを両方含有することが好ましい。液状エポキシ化合物を含有しない場合、フィルム成膜の際の割れ、欠けが発生しやすい。固形エポキシ化合物を含有しない場合は、成膜後のフィルムがべたつきやすく取り扱いが難しくなる場合がある。液状エポキシ化合物の好ましい含有量は、(a)エポキシ化合物の重量のうち、10〜50重量%であり、より好ましくは20〜50重量%である。液状エポキシ化合物の含有量をこの範囲にすることで、フィルム成膜の際の割れ、欠け、フィルムのべたつきなどをより抑制することができる。
ここで液状エポキシ化合物とは、温度25℃、圧力1.013×10N/mの雰囲気下で150Pa・s以下の粘度を示すものであり、固形エポキシ化合物とは温度25℃、圧力1.013×10N/mの雰囲気下で150Pa・sを越える粘度を示すものである。液状エポキシ化合物としては、例えば前述のエポキシ化合物の中では、JER828、JER1750、JER152、JER630、YL980、エピクロンHP−4032などが挙げられるが、これらに限定されない。
本発明の半導体用樹脂組成物は、(b)無機粒子を含有する。(b)無機粒子は、半導体用樹脂組成物を加熱硬化させる際、発泡しない程度に半導体用樹脂組成物の溶融粘度を調整することができる。(b)無機粒子の材質としては、シリカ、アルミナ、チタニア、窒化ケイ素、窒化硼素、窒化アルミニウム、酸化鉄、ガラスやその他金属酸化物、金属窒化物、金属炭酸塩、硫酸バリウムなどの金属硫酸塩等を単独でまたは2種以上混合して用いることができる。これらの中でシリカが低熱膨張性、熱放散性、低吸湿率、半導体用樹脂組成物中での分散安定性の点で好ましく使用することができる。
(b)無機粒子の形状は球状のほか、破砕状、フレーク状、楕円状、扁平状、ロッド状、繊維状等の非球状のいずれであっても良いが、球状の無機粒子が半導体用樹脂組成物中で均一分散しやすいことから好ましく使用することができる。
また、(b)無機粒子の平均粒子径は、10nm以上、5μm以下であることが好ましい。より好ましくは該平均粒子径が10nm以上、1μm以下である。(b)無機粒子の平均粒子径が10nm以上、5μm以下であることにより、半導体用樹脂組成物中においてより十分に分散させることができ、かつ溶融粘度をより適切に調整することができる。また、半導体用樹脂組成物に透明性が必要とされる場合は、(b)無機粒子の平均粒子径は100nm以下であることが好ましく、60nm以下であることがより好ましい。例えば、半導体用樹脂組成物の膜を基板上に形成した後、アライメント等の目的で半導体用樹脂組成物を通して基板面にあるマークを視認する必要がある場合などである。
なお、(b)無機粒子の平均粒子径とは(b)無機粒子が単独で存在した場合の粒子径を示す。粒子径は、形状が球状の場合はその直径を表し、形状が破砕状、フレーク状、楕円状及び扁平状の場合はその形状の最大長さを表す。さらに形状がロッド状または繊維状の場合は、粒子径は長手方向の最大長さを表す。半導体用樹脂組成物中の(b)無機粒子の平均粒子径を測定する方法としては、SEM(走査型電子顕微鏡)により直接粒子を観察し、100個の粒子の粒子径の平均を計算する方法により測定することができる。
本発明で用いられる(b)無機粒子の添加量は、半導体用樹脂組成物の全重量から(d)溶剤の重量を除いた全固形分の重量に対して60重量%以上92重量%以下であり、65重量%以上85重量%以下であることが好ましい。添加量が60重量%未満だと、接合するチップとの線膨張係数に差があるために、この半導体用樹脂組成物を用いて作製した半導体装置の接続信頼性が低下する。特に、吸湿リフロー処理およびサーマルサイクル処理のような、より強い耐久性が必要とされる処理を行った場合において、接続信頼性を保つことが困難となる。92重量%を超えた場合は以下a、bの問題が生じる。
a:半導体用樹脂組成物中で無機粒子の分散性が悪く、無機粒子同士が凝集する。
b:半導体用樹脂組成物を離型性プラスチックフィルム上に形成して半導体用樹脂フィルムとする場合に、ロール状に巻き取ると、半導体用樹脂フィルムの割れや離型性プラスチックフィルムから脱落する。
本発明の半導体用樹脂組成物を調合するとき、(b)無機粒子は溶剤に分散したスラリー状態で添加してもいいし、溶剤のない粉体状態で添加してもいい。また、スラリー状態の無機粒子と粉体状態との無機粒子の両方を添加してもいい。
本発明の半導体用樹脂組成物は、さらに(e)ゴム粒子を含有する。(e)ゴム粒子を含有することにより、半導体用樹脂組成物を製膜した際に(b)無機粒子が膜厚方向で偏りなく分布した塗膜を得ることができる。ここでいうゴム粒子とは、10〜10Paの弾性率を有するゴム状物質から構成される粒子を指す。(e)ゴム粒子を構成する材料の例としては、シリコーンゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム(SBR)、ニトリルゴム(NBR)、アクリルゴム、メチルメタクリレート−スチレン−ブタジエン共重合体(MBS)、アクリロニトリル−ブタジエン−メタクリル酸共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン−アクリル酸共重合体などが挙げられるがこれに限定されない。
本発明では、(e)ゴム粒子としては、これら材料単独で構成されたゴム粒子、およびこれら材料単独で構成されたゴム粒子の表面に異種ポリマーをグラフト重合したコアシェルゴム粒子いずれも用いることができる。コアシェルゴム粒子は半導体用樹脂組成物中に安定に分散することができることから好ましく用いられる。また、取り扱い性等の観点からもコアシェルゴム粒子が好ましい。 ゴム粒子の市販品としては、カルボキシル変性のブタジエン−アクリロニトリル共重合体の架橋物からなるFX501P(JSR(株)製)、アクリルゴム微粒子からなるCX−MNシリーズ(日本触媒(株)製)、YR−500シリーズ(新日鐵化学(株)製)等を使用することができる。
コアシェルゴム粒子の市販品としては、例えば、ブタジエン・メタクリル酸アルキル・
スチレン共重合物からなる“パラロイド(登録商標)”EXL−2655(呉羽化学工業
(株)製)、アクリル酸エステル・メタクリル酸エステル共重合体からなる“スタフィロ
イド(登録商標)”AC−3355、TR−2122(以上、武田薬品工業(株)製)、
アクリル酸ブチル・メタクリル酸メチル共重合物からなる“PARALOID(登録商標
)”EXL−2611、EXL−3387(以上、Rohm&Haas社製)、“カネエ
ース(登録商標)”MX113(カネカ(株)製)等を使用することができる。
用いられる(e)ゴム粒子の重量の好ましい範囲としては、(a)エポキシ化合物の重量100重量部に対し2〜50重量部であり、より好ましくは5〜30重量部である。(a)エポキシ化合物の重量100重量部に対し2〜50重量部の範囲内であれば、半導体用樹脂組成物を製膜した際の膜厚方向の無機粒子の分布がより均一となり、またチップ等を接合する際の接合強度がより十分となる。
用いられる(e)ゴム粒子の重量の好ましい範囲としては、液状エポキシ化合物100重量部に対し2〜100重量部であり、より好ましくは5〜50重量部である。液状エポキシ化合物100重量部に対し2〜100重量部の範囲内であれば、半導体用樹脂組成物を製膜した際の膜厚方向の無機粒子の分布がより均一となり、またチップ等を接合する際の接合強度がより十分となる。
なお、(e)ゴム粒子の平均粒子径とは(e)ゴム粒子が単独で存在した場合の粒子径を示す。半導体用樹脂組成物中の(e)ゴム粒子の平均粒子径は、TEM(透過型電子顕微鏡)などの顕微鏡にて直接粒子を観察し、100個の粒子の粒子径の平均を計算する方法により測定することができる。本発明で用いられる(e)ゴム粒子の平均粒子径に特に限定はないが、10nm〜5μmが好ましく用いられる。この範囲内であれば、工業的に得ることが比較的容易であり、また半導体用樹脂組成物の硬化物の物性がより均質となる。
また(e)ゴム粒子の平均粒子径は(b)無機粒子の平均粒子径以下であることが好ましい。この場合、半導体用樹脂組成物を製膜した際の膜厚方向の(b)無機粒子の分布がより均一になる。(e)ゴム粒子の平均粒子径が(b)無機粒子の平均粒子径より大きい場合でも効果を得ることはできるが、得られる効果が小さくなることがある。
本発明の半導体用樹脂組成物は、(c)ポリイミドを含有する。(c)ポリイミドはイミド環を有しているので、耐熱性および耐薬品性に優れている。特に、(c)ポリイミドとして、側鎖にエポキシ基と反応可能な官能基を少なくとも一つ有するものを用いることで、熱処理時にエポキシ化合物の開環、芳香族ポリイミドへの付加反応が促進され、より一層密度の高い網目構造を有する組成物を得ることができる。エポキシ基と反応可能な官能基としては、フェノール性水酸基、スルホン酸基、チオール基が挙げられる。
このような(c)ポリイミドの合成方法としては、以下の例に限られるものではないが、例えば、まず、エポキシ基と反応可能な基を有する酸二無水物とジアミンを反応させてポリイミド前駆体を合成し、次に、末端封止剤として一級モノアミンを用いて、このポリイミド前駆体の末端修飾を行い、続いて、150℃以上の熱処理を行い、ポリイミド閉環を行う方法が挙げられる。これ以外には、先に酸二無水物と末端封止剤として一級モノアミンを反応させた後、ジアミンを添加して末端修飾されたポリイミド前駆体を合成し、さらに150℃以上の高温でポリイミド閉環を行う方法が挙げられる。
本発明に用いられる(c)ポリイミドの好ましい一例は、一般式(2)、(3)のいずれかで表される構造を有する。かつエポキシ基と反応可能な官能基を側鎖に少なくとも一つ有する。かつ一般式(1)で表される構造を一般式(2)、(3)中のRとして有する。そして、一般式(1)で表される構造は(c)ポリイミド全量に対し5重量%以上15重量%以下である。5重量%以上とすることで剛直なポリイミドに対してより適度な柔軟性を付与することができ、15重量%以下とすることで、ポリイミド骨格の剛直性を維持し、耐熱性、絶縁性をより保つことができる。
詳細は後述するが、上記の(c)ポリイミドの合成方法において、一般式(1)で表される構造は、一般式(2)、(3)中のRとして含まれるため、ジアミンの構成成分となる。
なお、ここでの(c)ポリイミドの全量とは、ジアミンと酸二無水物および末端封止剤からなる構成成分の重合により得られたポリマー(ポリイミド)の重量のことであり、合成時に過剰に仕込んだジアミン、酸二無水物および末端封止剤はポリイミドの重量に含まない。
(式中、Rは2価の炭化水素基であり、Rは1価の炭化水素基である。nは1〜10の整数を示す。)
式中、Rは2価の炭化水素基である。Rは、好ましくは炭素数1〜5のアルキレン基、またはフェニレン基である。Rは1価の炭化水素基である。Rは、好ましくは炭素数1〜5のアルキル基、またはフェニル基である。(c)ポリイミドは1種類のRおよび1種類のRを含むポリイミドでも良いし、複数種類のRおよび/または複数種類のRを含むポリイミドでも良い。また、(c)ポリイミドは異なる構造のRおよび/または異なる構造のRを含む複数種類のポリイミドを混合していても良い。また、複数種類のRおよび/または複数種類のRを含むポリイミドにおいて、複数種類のRの比および/または複数種類のRの比が異なる複数種類のポリイミドを混合していても良い。
また上述の通り、一般式(1)で表される構造は(c)ポリイミド全量に対し5重量%以上15重量%以下である。しかし例えば、複数種類のポリイミドを混合する場合、すべてのポリイミドがそれぞれ、一般式(1)で表される構造がポリイミド全量に対し5重量%以上15重量%以下でなくてもよい。それぞれのポリイミドが含む一般式(1)で表される構造合計が、それぞれのポリイミドの全量の合計の5重量%以上15重量%以下であればよい。
nは1〜10の整数を示し、好ましくは1〜2である。nを1以上とすることで硬化時の半導体用樹脂組成物の収縮を抑えることができ、10以下とすることでポリイミド骨格中のイミド基含有率を低減させず、半導体用樹脂組成物の絶縁性、耐熱性を向上することができる。
(式中、Rは4〜14価の有機基であり、Rは2〜12価の有機基であって、R、Rの少なくとも一つは1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロピル基、イソプロピル基、エーテル基、チオエーテル基およびSO基からなる群より選ばれる基を少なくとも一つ含有する。RおよびRは、フェノール性水酸基、スルホン酸基およびチオール基からなる群より選ばれる基を少なくとも一つ有する有機基を示す。Xは1価の有機基を示す。mは8〜200である。αおよびβはそれぞれ0〜10の整数を示し、α+βは0〜10の整数である。但し、繰り返し数mの構造単位において、α+βが1〜10の整数である構造単位が20〜90モル%である。)
式中、Rは4〜14価の有機基であり、Rは2〜12価の有機基であって、R、Rの少なくとも一つは1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロピル基、イソプロピル基、エーテル基、チオエーテル基およびSO基からなる群より選ばれる基(以下、この群より選ばれる基を「特定基」という)を少なくとも一つ含有する。またR、Rは芳香族基を含有することが好ましい。RおよびRは、フェノール性水酸基、スルホン酸基およびチオール基からなる群より選ばれる基を少なくとも一つ有する有機基を示す。
(c)ポリイミドは1種類のRおよび1種類のRおよび1種類のRおよび1種類のRを含むポリイミドでも良いし、複数種類のRおよび/または複数種類のRおよび/または複数種類のRおよび/または複数種類のRを含むポリイミドでも良い。また、(c)ポリイミドは異なる構造のRおよび/または異なる構造のRおよび/または異なる構造のRおよび/または異なる構造のRを含む複数種類のポリイミドを混合していても良い。また、複数種類のRおよび/または複数種類のRおよび/または複数種類のRおよび/または複数種類のRを含むポリイミドにおいて、複数種類のRの比および/または複数種類のRの比および/または複数種類のRの比および/または複数種類のRの比が異なる複数種類のポリイミドを混合していても良い。
Xは1価の有機基を示す。mは8〜200である。αおよびβはそれぞれ0〜10の整数を示し、α+βは0〜10の整数である。但し、繰り返し数mの構造単位においてα+βが1〜10の整数である構造単位が20〜90モル%である。
なお、本発明に用いられる(c)ポリイミドは有機溶剤可溶性であることが好ましい。有機溶剤可溶性ではないポリイミドであっても(d)溶剤に分散させることで用いることができるが、均一な半導体用樹脂層が製膜できない場合がある。ここでいう有機溶剤可溶性とは、以下より選ばれる少なくとも1種の溶剤に23℃で20重量%以上溶解することを意味する。
ケトン系溶剤のアセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン。
エーテル系溶剤の1,4−ジオキサン、テトラヒドロフラン、ジグライム。
グリコールエーテル系溶剤のメチルセロソルブ、エチルセロソルブ、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル。
その他の溶剤のベンジルアルコール、N−メチルピロリドン、γ−ブチロラクトン、酢酸エチル、N,N−ジメチルホルムアミド。
一般式(2)、(3)において、Rは酸二無水物の構造成分を表しており、なかでも炭素数5〜40の4〜14価の有機基であることが好ましい。また、Rはジアミンの構造成分を表しており、なかでも炭素数5〜40の2〜12価の有機基であることが好ましい。また、R、Rの両方が特定基を少なくとも一つ含有することが好ましい。
は酸二無水物の置換基であり、フェノール性水酸基、スルホン酸基およびチオール基からなる群より選ばれる基であることが好ましい。Rはジアミンの置換基であり、フェノール性水酸基、スルホン酸基およびチオール基からなる群より選ばれる基であることが好ましい。
用いられる酸二無水物について説明する。特定基を少なくとも一つ有する酸二無水物としては、具体的には、2,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)プロパン二無水物、2,2−ビス(2,3−ジカルボキシフェニル)プロパン二無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)スルホン二無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)エーテル二無水物、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あるいはこれらの芳香族環にアルキル基やハロゲン原子で置換した化合物等が挙げられる。
特定基を少なくとも一つ有し、かつ、フェノール性水酸基、スルホン酸基およびチオール基からなる群より選ばれる基を少なくとも一つ有する酸二無水物としては、具体的には、下記に示した構造の芳香族酸二無水物が挙げられる。
はC(CF、C(CH、SO、SまたはOを示す。R10およびR11は水素原子、水酸基、チオール基またはスルホン酸基を示す。ただし、R10およびR11が同時に水素原子となることはない。
特定基は持たず、フェノール性水酸基、スルホン酸基およびチオール基からなる群より選ばれる基を少なくとも一つ有する酸二無水物としては、具体的には、下記に示した構造の芳香族酸二無水物を挙げることができる。
、Rは水素原子、水酸基、チオール基またはスルホン酸基を示す。ただし、RおよびRが同時に水素原子となることはない。
特定基を持たず、フェノール性水酸基、スルホン酸基、チオール基も持たない酸二無水物としては、具体的には、ピロメリット酸二無水物、3,3’,4,4’−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、2,2’,3,3’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、2,2’,3,3’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、1,1−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)エタン二無水物、1,1−ビス(2,3−ジカルボキシフェニル)エタン二無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)メタン二無水物、ビス(2,3−ジカルボキシフェニル)メタン二無水物、1,2,5,6−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、2,3,6,7−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、2,3,5,6−ピリジンテトラカルボン酸二無水物、3,4,9,10−ペリレンテトラカルボン酸二無水物などの芳香族テトラカルボン酸二無水物あるいはこれらの芳香族環にアルキル基やハロゲン原子で置換した化合物が挙げられる。
本発明ではこれらの酸二無水物を単独で又は2種以上を組み合わせて使用される。
用いられるジアミンについて説明する。特定基を少なくとも一つ有するジアミンとしては、具体的には、3,4’−ジアミノジフェニルスルヒド、4,4’−ジアミノジフェニルスルヒド、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、3,4’−ジアミノジフェニルスルホン、4,4’−ジアミノジフェニルスルホン、ビス(4−アミノフェノキシフェニル)スルホン、ビス(3−アミノフェノキシフェニル)スルホン、ビス(4−アミノフェノキシ)ビフェニル、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]エーテル、1,4−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、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、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、あるいはこれらの芳香族環にアルキル基やハロゲン原子で置換した化合物等が挙げられる。
特定基を少なくとも一つ有し、かつ、フェノール性水酸基、スルホン酸基およびチオール基からなる群より選ばれる基を少なくとも一つ有するジアミンとしては、具体的には、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、2,2−ビス(3−ヒドロキシ−4−アミノフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2−ビス(3−ヒドロキシ−4−アミノフェニル)プロパン、3,3’−ジアミノ−4,4’−ジヒドロキシジフェニルエーテル、3,3’−ジアミノ−4,4’−ジヒドロキシジフェニルスルホン、3,3’−ジアミノ−4,4’−ジヒドロキシジフェニルスルヒドあるいはこれらの芳香族環にアルキル基やハロゲン原子で置換した化合物等や、下記に示した構造のジアミンなどが挙げられる。
16はC(CF、C(CH、SO、SまたはOを示す。R17〜R18は水素原子、水酸基、チオール基またはスルホン酸基を示す。ただし、R17およびR18が同時に水素原子となることはない。
特定基は持たず、フェノール性水酸基、スルホン酸基およびチオール基からなる群より選ばれる基を少なくとも一つ有するジアミンとしては、具体的には、3,3’−ジアミノ−4,4’−ジヒドロキシビフェニル、2,4−ジアミノ−フェノール、2,5−ジアミノフェノール、1,4−ジアミノ−2,5−ジヒドロキシベンゼン、ジアミノジヒドロキシピリミジン、ジアミノジヒドロキシピリジン、ヒドロキシジアミノピリミジン、9,9−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)フルオレン、あるいはこれらの芳香族環にアルキル基やハロゲン原子で置換した化合物等や、下記に示した構造のジアミンなどが挙げられる。
12〜R15は水素原子、水酸基、チオール基またはスルホン酸基を示す。ただし、R12およびR13が同時に水素原子となることはない。
特定基を持たず、フェノール性水酸基、スルホン酸基、チオール基も持たないジアミンとしては、具体的には、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メタン、ベンジジン、m−フェニレンジアミン、p−フェニレンジアミン、1,5−ナフタレンジアミン、2,6−ナフタレンジアミン、2,2’−ジメチル−4,4’−ジアミノビフェニル、2,2’−ジエチル−4,4’−ジアミノビフェニル、3,3’−ジメチル−4,4’−ジアミノビフェニル、3,3’−ジエチル−4,4’−ジアミノビフェニル、2,2’,3,3’−テトラメチル−4,4’−ジアミノビフェニル、3,3’,4,4’−テトラメチル−4,4’−ジアミノビフェニル、2,2’−ジ(トリフルオロメチル)−4,4’−ジアミノビフェニル、あるいはこれらの芳香族環にアルキル基やハロゲン原子で置換した化合物、テレフタル酸ヒドラジド、イソフタル酸ヒドラジド、フタル酸ヒドラジド、2,6−ナフタレンジカルボン酸ジヒドラジド、4,4’−ビスフェニルジカルボノヒドラジン、4,4’−シクロヘキサンジカルボノヒドラジン、あるいはこれらの芳香族環にアルキル基やハロゲン原子で置換したヒドラジド化合物等が挙げられる。本発明で用いるジアミンは単独で又は2種以上を組み合わせて使用される。
また、一般式(1)で表される構造は一般式(2)、(3)中のRとして含まれるため、ジアミンの構成成分となる。一般式(1)で表される構造を含むジアミンとしては、ビス(3−アミノプロピル)テトラメチルジシロキサン、ビス(p−アミノ−フェニル)オクタメチルペンタシロキサンなどが挙げられる。
一般式(2)、(3)におけるR、Rを選択することにより、熱処理時のポリイミドとエポキシ化合物との反応率を調整し、半導体用樹脂組成物の架橋密度を調整することができる。これにより必要とされる耐熱性、耐薬品性を半導体用樹脂組成物に付与することが可能となる。α、βはそれぞれ0〜10の整数を示し、α+βは0〜10の整数を示す。ただし繰り返し数mの構造単位においてα+βが1〜10の整数である構造単位が20〜90モル%である。またRおよびRの合計の20〜90%がフェノール性水酸基、スルホン酸基またはチオール基であることが好ましい。これらの基をRおよびRの合計の20%以上とすることで、耐薬品性、耐熱性をより向上することができ、90%以下とすることで、架橋密度を適度な範囲に抑制し、フィルムの伸度、靱性をより保持することができる。
一般式(2)、(3)の構造成分であるXは、末端封止剤である1級モノアミンに由来する成分である。これらは単独で、またはその他の末端封止基との2種以上の組み合わせのいずれであってもよい。1級モノアミンとは、具体的には、5−アミノキノリン、4−アミノキノリン、3−アミノナフタレン、2−アミノナフタレン、1−アミノナフタレン、アニリン等が挙げられる。これらのうち、アニリンが好ましく使用される。
また、エポキシ化合物と反応するような置換基を他に有しない1級モノアミンを用いることが好ましい。これにより、分子運動性の高いポリイミドの末端部にエポキシ化合物と反応するような置換基を有していない有機溶剤可溶性ポリイミドを得ることが可能となる。これを用いることにより、有機溶剤可溶性ポリイミドとエポキシ化合物との室温下での反応が進行しにくくなり、半導体用樹脂組成物の保存性をさらに高めることができる。
一般式(2)、(3)のX成分の導入割合は、その元成分である末端封止剤の1級モノアミン成分で換算すると、全ジアミン成分に対して、0.1〜60モル%の範囲が好ましく、特に好ましくは5〜50モル%である。
一般式(2)、(3)のmはポリマーの繰り返し数を示しており、8〜200の範囲を示す。好ましくは10〜150である。重量平均分子量で言うと、ゲルろ過クロマトグラフィーによるポリスチレン換算で4,000〜80,000であることが好ましく、特に好ましくは、8,000〜60,000である。mを8以上とすることで、粘度を大きくして厚膜塗布を可能とし、mを200以下とすることで、溶剤への溶解性を向上することができる。ここで、(c)ポリイミドの重量平均分子量は、次の方法により求めることができる。可溶性ポリイミドをN−メチルピロリドン(NMP)に溶解した固形分濃度0.1重量%のポリイミド溶液を用い、GPC装置Waters2690(Waters(株)製)によりポリスチレン換算の重量平均分子量を算出する。GPC測定条件は、移動層をLiClとリン酸をそれぞれ濃度0.05mol/Lで溶解したNMPとし、展開速度を0.4ml/分とする。
使用するGPC装置として、例えば、
検出器:Waters996
システムコントローラー:Waters2690
カラムオーブン:Waters HTR−B
サーモコントローラー:Waters TCM
カラム:TOSOH grard comn
カラム:TOSOH TSK−GEL α−4000
カラム:TOSOH TSK−GEL α−2500などが挙げられる。
本発明に用いられる(c)ポリイミドは、一般式(2)、(3)で表される構造からなるもののみであってもよいし、一般式(2)、(3)で表される構造の中に共重合成分として他の構造も有する共重合体であってもよく、またそれらの混合体であってもよい。さらに、これらのいずれかに他の構造で表されるポリイミドが混合されていてもよい。その際、一般式(2)、(3)で表される構造を50モル%以上含有していることが好ましい。共重合あるいは混合に用いられる構造の種類および量は、加熱処理によって得られる耐熱性樹脂皮膜の耐熱性を損なわない範囲で選択することが好ましい。
また、ポリマー中に導入された一般式(1)の構造および本発明で使用される末端封止剤は、以下の方法で容易に検出、定量できる。例えば、一般式(1)の構造および末端封止剤が導入されたポリマーを、酸性溶液あるいは塩基性溶液に溶解し、ポリマーの構成単位であるジアミン成分と酸無水物成分に分解し、これをガスクロマトグラフィー(GC)や、NMR測定することにより、一般式(1)の構造および使用されている末端封止剤を容易に検出、定量することができる。これとは別に、末端封止剤が導入されたポリイミドを直接、熱分解ガスクロクロマトグラフ(PGC)や赤外スペクトル及び13CNMRスペクトル測定することによっても、一般式(1)の構造および使用されている末端封止剤を容易に検出、定量することが可能である。
(c)ポリイミドの含有量は、(a)エポキシ化合物100重量部に対し、15〜90重量部であることが好ましく、エポキシ化合物と反応し密度の高い網目構造を形成するためにより好ましくは30〜70重量部である。(c)ポリイミドの含有量が15重量部以上であると、耐熱性がより向上する。また(c)ポリイミドの含有量が90重量部以下であれば、接着組成物の吸水がより少なくなるために、接着組成物を加熱硬化させる際の発泡をより抑制することができ、例えば回路基板と半導体チップ間の接着力の低下がより少なくなり、接続信頼性がより向上する。
(c)ポリイミドとして、有機溶剤可溶性ポリイミドが好適に用いられるのに対し、ポリウレタン、ポリアミド、ポリアミドイミド等のアミド結合を有するポリマーは有機溶剤可溶性ポリイミドと比べて、耐熱性が低く吸水も多いため接続信頼性が低下する要因となるため好ましくない。
本発明はさらに(d)溶剤を含有する半導体用樹脂組成物である。本発明で用いることができる(d)溶剤としては、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールジブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル(エチルジグリコール)、ジエチレングリコールモノブチルエーテルなどのエーテル類、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピルアセテート、ブチルアセテート、イソブチルアセテート、3−メトキシブチルアセテート、3−メチル−3−メトキシブチルアセテート、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸ブチルなどのアセテート類、アセトン、メチルエチルケトン、アセチルアセトン、メチルプロピルケトン、メチルブチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロペンタノン、2−ヘプタノンなどのケトン類、ブチルアルコール、イソブチルアルコール、ペンタノ−ル、4−メチル−2−ペンタノール、3−メチル−2−ブタノール、3−メチル−3−メトキシブタノール、ジアセトンアルコールなどのアルコール類、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素類、その他、N−メチル−2−ピロリドン、N−シクロヘキシル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、γ−ブチロラクトンなどが挙げられる。
これらのうち、(c)ポリイミドを溶解し、且つ大気圧下沸点が100℃〜220℃であるものが特に好ましい。沸点がこの範囲であれば、半導体用樹脂組成物を塗布する際に溶剤が揮発しすぎて塗布できなくなることがなく、かつ半導体用樹脂組成物の乾燥熱処理温度を高くしなくてもよいため、基板や支持フィルムの材質に制約が生じることがない。また、(c)ポリイミドを溶解する溶剤を用いることによって、基板や支持フィルムに均一性の良い塗膜を形成することができる。ここで、本発明でいう沸点とは、1気圧、即ち1.013×10N/mの圧力下での沸点である。沸点の測定は公知の技術を用いて行うことができ、特に限定されないが、例えば、Swietoslawskiの沸点計を用いることで測定できる。
このような沸点を有する特に好ましい有機溶剤として、具体的には、シクロペンタノン、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、乳酸メチル、乳酸エチル、ジアセトンアルコールおよび3−メチル−3−メトキシブタノール等が挙げられる。
本発明の半導体用樹脂組成物に含まれる(d)溶剤の重量の好ましい範囲は、半導体用樹脂組成物の全重量のうち、10〜50重量%であり、さらに好ましくは20〜40重量%である。半導体用樹脂組成物の全重量のうち10〜50重量%であれば、(a)エポキシ化合物、(c)ポリイミドをより十分に溶解させることができ、また製膜した際に十分な膜厚が得ることができる。
本発明の半導体用樹脂組成物は、さらに(f)エポキシ硬化剤を含有することが好ましい。(f)エポキシ硬化剤を含有することにより短時間での硬化が可能になる。(f)エポキシ硬化剤としては、イミダゾール系硬化剤が反応性や保存安定性の観点から好ましい。(f)エポキシ硬化剤として好ましく用いられるものの例としては、2PZ、2P4MZ、2E4MZ、2MA−OK、C11Z(以上商品名、四国化成工業(株)製)等を挙げることができるがこれらに限定されない。一方、ノバキュアHX−3941HP、ノバキュアHXA3922HP、ノバキュアHXA3932HP、ノバキュアHXA3042HP(以上商品名、旭化成イーマテリアルズ(株)製)等のマイクロカプセル型硬化剤と呼ばれるエポキシ硬化剤は反応性に優れるものの、有機溶剤を含むコーティング材に用いる場合には保存安定性が悪く、粘度が増加するため好ましくない。
(f)エポキシ硬化剤の含有量は、(a)エポキシ化合物100重量部に対し0.1重量部以上20重量部以下であることが好ましい。エポキシ硬化剤の含有量をこの範囲とすることで、本発明の半導体用樹脂組成物を室温下で長期間保存を行うことができ、且つ半導体用樹脂組成物の硬化も十分に行うことができる。
本発明の半導体用樹脂組成物は、基板との親和性を向上させる目的で、界面活性剤を含んでいてもよい。このような界面活性剤としては、特に限定されないが、例えば、フッ素系界面活性剤、シリコン系界面活性剤、ノニオン系界面活性剤等を挙げることができる。
フッ素系界面活性剤の具体例としては(以下、商品名)、メガファックF171、F173、R−30(DIC(株)(旧大日本インキ化学工業(株))製)、フロラードFC430、FC431(住友スリーエム(株)製)、アサヒガードAG710、サーフロンS−382、SC101、SC102、SC103、SC104、SC105、SC106(旭硝子(株)製)等が挙げられ、シリコン系の界面活性剤の具体例としては、BYK−313、BYK−333、BYK−337、BYK−378、BYK−A506(ビックケミー・ジャパン(株)製)等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。また、これらの界面活性剤は、単独で用いることも複数種を組み合わせて用いることもできる。
本発明の半導体用樹脂組成物は、基板との密着性を向上させる目的で、(g)密着促進剤を含んでいてもよい。その際、複数種の(g)密着促進剤を組み合わせて用いても良い。このような(g)密着促進剤としては、例えば、トリメチルクロロシラン、ジメチルビニルクロロシラン、メチルジフェニルクロロシラン、クロロメチルジメチルクロロシラン等のクロロシラン類;トリメチルメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジメチルビニルエトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン等のアルコキシシラン類;ヘキサメチルジシラザン、N,N’−ビス(トリメチルシリル)ウレア、ジメチルトリメチルシリルアミン、トリメチルシリルイミダゾール等のシラザン類;ビニルトリクロロシラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−(N−ピペリジニル)プロピルトリメトキシシラン等のシラン類;ベンゾトリアゾール、ベンズイミダゾール、インダゾール、イミダゾール、2−メルカプトベンズイミダゾール、2−メルカプトベンゾチアゾール、2−メルカプトベンゾオキサゾール、ウラゾール、チオウラシル、メルカプトイミダゾール、メルカプトピリミジン等の複素環状化合物;1,1−ジメチルウレア、1,3−ジメチルウレア等の尿素、またはチオ尿素化合物等を挙げることができる。また、BYK−4509、BYK−4512、BYK−4510(ビックケミー・ジャパン(株)製)等のポリマー系の密着性向上剤も用いることができる。
上述の材料を混合、溶解させて得られた半導体用樹脂組成物は、ろ紙やフィルターを用いてろ過しても良い。ろ過方法は特に限定されないが、分散している(b)無機粒子を通過させるため、保留粒子径10μm以上のフィルターを用いて加圧ろ過によりろ過する方法が好ましい。
本発明の半導体用樹脂組成物の同定および、各成分の配合量の確認は、以下の方法で行うことができる。半導体用樹脂組成物を各種溶離液組成によるHPLC測定および、GPC測定を行い、半導体用樹脂組成物に配合されている成分数を確認する。
溶剤については、各成分が変性しないように注意しながら、ロータリーエバポレーターや精密蒸留等により除去する。その後、分取HPLCや分取GPC、各種溶離液によるカラムクロマトグラフィー等の手法により、各成分の(単離)精製を行う。各成分の(単離)精製については、溶剤を除去することなく、分取HPLCや分取GPC、各種溶離液によるカラムクロマトグラフィー等の手法により、各成分を(単離)精製を行うこともできる。溶剤種の同定は、GC−MASSやHNMRや13CNMR、HMBCやHMQC等の各種2次元NMRの手法により行うことができる。複数の高分子量成分が含まれている場合は、各種良溶媒、貧溶媒を選択し、高分子成分の溶解性の違いを利用した再沈殿により精製することも可能である。
高分子量成分については、HNMRや13CNMR、HMBCやHMQC等の各種2次元NMR、IR測定等の手法により高分子量成分に(c)ポリイミドが含まれているか判断できる。次に精製したポリイミドの溶解性を評価し、(c)ポリイミドが有機溶剤可溶性ポリイミドであるかを判断できる。その他の成分である(a)エポキシ化合物、(d)溶剤、(f)エポキシ硬化剤等については、単離精製した各成分を質量分析法による親ピークの確認およびフラグメントの解析、HNMRや13CNMR、DEPT測定、HMBCやHMQC等の各種2次元NMR等の手法により同定することができる。
無機粒子については、半導体用樹脂組成物中に含まれる溶剤にて、半導体用樹脂組成物を希釈した後に、無機粒子の粒子径を計測する。その後、最小サイズの粒子を捕捉できるサイズのフィルターを用いて半導体用樹脂組成物をろ過し、回収する。回収した無機粒子の粒子径を再度計測し、無機粒子が完全に回収できていることを確認する。次に、回収した無機粒子の元素分析を行うことで、組成を確認することができる。
ゴム粒子については、無機粒子を回収した後のろ液からゴム粒子を回収し、IR、TOF−SIMS、元素分析等の分析を行うことで同定することができる。ろ液からのゴム粒子の回収は、ゴム粒子を捕捉できるサイズのフィルターを用いたろ過、もしくは超遠心分離機による分離によって行うことができる。
次に、各成分の配合量の確認方法について説明する。各成分の配合量は、例えば100gの半導体用樹脂組成物を各成分に単離し、その重量を秤量することにより確認することが可能である。また、ビフェニル等の内部標準物質と単離精製物を用い、HPLCやGCを利用した検量線の作成および各成分の定量を行って配合量を決定することも可能である。これらの手法により、(c)ポリイミドと(a)エポキシ化合物、(f)エポキシ硬化剤、(b)無機粒子等の配合量の割合を確認することができる。
次に半導体用樹脂組成物の全重量から(d)溶剤の重量を除いた全固形分の重量のうちの(b)無機粒子の割合を確認する方法について説明する。まず、半導体用樹脂組成物を窒素気流下で熱重量分析を行うことで、半導体用樹脂組成物の全重量から(d)溶剤の重量を除いた全固形分の重量を知ることができる。すなわち、窒素気流下での熱重量分析後の残渣は(B)全固形分にあたり、(B)全固形分の重量と(A)分析に用いたサンプルの重量との差が(d)溶剤の重量にあたる。つまり、(a)エポキシ化合物が、液状エポキシ化合物を含んでいる場合は、液状エポキシ化合物も固形分とみなす。
熱重量分析の条件としては、溶剤を十分揮発させるだけの温度と時間があればよい。例えば溶剤としてPGMEAを用いた半導体用樹脂組成物を10mg程度熱重量分析に用いる場合であれば、昇温速度10℃/分にて250℃まで昇温した後、250℃で30分保持する、などである。さらに、(B)全固形分を空気(または酸素含有気体)気流下で熱重量分析を行うことで(B)全固形分の重量のうちの(b)無機粒子の割合を知ることができる。すなわち、(C)空気気流下での熱重量分析後の残渣の重量が(b)無機粒子の重量であり、(B)全固形分の重量との比から、(b)無機粒子の割合を知ることができる。空気気流下での熱重量分析の条件としては、半導体用樹脂組成物中の不揮発性有機成分が十分に燃焼する温度、時間があればよい。例えば、昇温速度10℃/分にて550℃まで昇温した後、550℃で60分保持する、などである。熱重量分析には、示差熱熱重量同時測定装置(TG/DTA6200、エスアイアイ・ナノテクノロジー(株)製)を用いることができる。
次に、ポリイミドのモノマーユニット構造の同定については、以下の方法で行うことができる。ポリイミドを、酸性溶液に溶解して、ポリイミドの構成単位であるアミン成分とカルボン酸無水物成分に分解した後に、分取HPLCや分取GPC、各種溶離液によるカラムクロマトグラフィー等の手法により、各成分の単離精製を行う。各成分をHNMRや13CNMR、DEPT測定、HMBCやHMQC等の各種2次元NMR等の手法により同定できる。
本発明の半導体用樹脂組成物は、半導体素子、半導体装置、回路基板、金属配線材料の接着、固定や封止するための半導体用樹脂接着剤やコーティング材として好適に使用することができる。
本発明の半導体用樹脂フィルムは、支持体上に(a)エポキシ化合物、(b)無機粒子、(c)ポリイミドを含有する半導体用樹脂層を有する半導体用樹脂フィルムであって、前記半導体用樹脂層の重量のうち、前記(b)無機粒子の割合が60重量%以上92重量%以下であり、さらに(e)ゴム粒子を含有することを特徴とする。(a)〜(c)および(e)の各成分については、上記と同様である。支持体の材質には特に制限はなく、半導体用樹脂組成物に含有される(d)溶剤に溶解しないものであれば用いることができる。支持体の材質の好ましい例として、樹脂、銅、ステンレス、アルミなどが挙げられるがこれらに限定されない。支持体の形状にも特に制限はないが、フィルム状、板状など平坦な面を持つものが好ましい。支持体として最も好適に用いられるのは樹脂製フィルム(以下、支持フィルムと呼ぶ)である。
次に、本発明の半導体用樹脂組成物を用いて半導体用樹脂フィルムの製造方法について説明する。本発明の半導体用樹脂フィルムは上述の半導体用樹脂組成物を支持体上に塗布し、次いでこれを乾燥して、支持体上に半導体用樹脂層を形成することにより得られる。
本発明の半導体用樹脂フィルムの製造方法では、半導体用樹脂層は支持体である支持フィルム上に形成するのが最も好ましい。その際用いられる支持フィルムは特に限定されないが、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム、ポリフェニレンサルファイドフィルム、ポリイミドフィルムなど、通常市販されている各種のフィルムが使用可能である。支持フィルムと半導体用樹脂層との接合面には、密着性と剥離性を向上させるために、シリコーン、シランカップリング剤、アルミキレート剤などの表面処理を施してもよい。また、支持フィルムの厚みは特に限定されないが、作業性の観点から、10〜75μmの範囲であることが好ましい。
また、本発明の半導体用樹脂フィルムの製造方法では、半導体用樹脂層を保護するために、半導体用樹脂層上に保護フィルムを有してもよい。これにより、大気中のゴミやチリ等の汚染物質から半導体用樹脂フィルムの半導体用樹脂層面を保護することができる。
保護フィルムとしては、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレン(PP)フィルム、ポリエステルフィルム等が挙げられる。保護フィルムは、半導体用樹脂層との接着力が小さいものであると好ましい。
本発明の半導体用樹脂組成物を支持フィルムに塗布する方法としては、スプレー塗布、ロールコーティング、スクリーン印刷、ブレードコーター、ダイコーター、カレンダーコーター、メニスカスコーター、バーコーター、ロールコーター、コンマロールコーター、グラビアコーター、スクリーンコーター、スリットダイコーターなどの方法が挙げられる。また、塗布膜厚は、塗布手法、組成物の固形分濃度、粘度などによって異なるが、通常、乾燥後の膜厚が、0.5μm以上100μm以下であることが好ましい。
乾燥には、オーブン、ホットプレート、赤外線などを使用することができる。乾燥温度及び乾燥時間は、溶剤を揮発させることが可能な範囲であればよく、半導体用樹脂フィルムが未硬化または半硬化状態となるような範囲を適宜設定することが好ましい。具体的には、40℃から120℃の範囲で1分から数十分行うことが好ましい。また、これらの温度を組み合わせて段階的に昇温してもよく、例えば、50℃、60℃、70℃で各1分ずつ熱処理してもよい。
本発明の半導体装置は、本発明の半導体用樹脂組成物から(d)溶剤を除去した組成物の硬化物または本発明の半導体用樹脂フィルムから支持体を除去した半導体用樹脂層の硬化物を有する。
また、本発明でいう半導体装置とは半導体素子の特性を利用することで機能しうる装置全般を指し、電気光学装置、半導体回路及び電子機器は全て半導体装置に含まれる。
本発明の半導体用樹脂組成物から(d)溶剤を除去した組成物の硬化物または本発明の半導体用樹脂層の硬化物を有する半導体装置の製造方法の一例は以下の通りである。第一の接続端子を有する第一の回路部材と、第二の接続端子を有する第二の回路部材とを、第一の接続端子と第二の接続端子を対向して配置する。次に、前記対向配置した第一の接続端子と第二の接続端子の間に本発明の半導体用樹脂組成物から(d)溶剤を除去した組成物または本発明の半導体用樹脂フィルムから支持体を除去した半導体用樹脂層を介在させる。そして、加熱加圧して前記対向配置した第一の接続端子と第二の接続端子を電気的に接続させる。この時、本発明の半導体用樹脂組成物から(d)溶剤を除去した組成物または本発明の半導体用樹脂層が硬化物となる。
電気的接続は、上記の半導体用樹脂組成物から(d)溶剤を除去した組成物または本発明の半導体用樹脂層を、先にいずれかの回路部材の接続端子側の面のみに形成した後に行ってもよいし、第一および第二の回路部材の接続端子側の両方の面に形成した後に行ってもよい。また、第一の回路部材および/または第二の回路部材に貫通電極が形成され部材の片面および/または両面に接続端子が形成されていてもよい。このような回路部材としては、めっきバンプやスタッドバンプなどのバンプが形成された半導体チップ、抵抗体チップ、コンデンサチップ等のチップ部品、TSV(スルーシリコンビア)電極を有する半導体チップやシリコンインターポーザー、ガラスエポキシ回路基板、フィルム回路基板等の基板等が用いられる。
この他にも、ダイアタッチフィルム、ダイシングダイアタッチフィルム、リードフレーム固定テープ、放熱板、補強板、シールド材の接着剤、ソルダーレジスト等を作製するための接着性樹脂材料として使用することができる。
バンプを有する半導体チップと配線パターンを有する回路基板または半導体チップとを電気的に接続する際に、本発明の半導体用樹脂組成物から(d)溶剤を除去した組成物または本発明の半導体用樹脂層を介して接続し、バンプを有する半導体チップと配線パターンを有する回路基板または半導体チップとの間の空隙を、本発明の半導体用樹脂組成物から(d)溶剤を除去した組成物または本発明の半導体用樹脂層で封止して半導体装置を作製する方法について説明する。バンプを有する半導体チップと配線パターンを有する回路基板または半導体チップとは、本発明の半導体用樹脂組成物から(d)溶剤を除去した組成物または本発明の半導体用樹脂層を介して接続される。このとき、本発明の半導体用樹脂組成物から(d)溶剤を除去した組成物または本発明の半導体用樹脂層は、配線パターンを有する回路基板の配線パターン面またはバンプを有する半導体チップのバンプ形成面のいずれに形成してもよい。また、半導体ウエハのバンプ形成面に本発明の半導体用樹脂組成物から(d)溶剤を除去した組成物層または本発明の半導体用樹脂層を形成した後、半導体ウエハをダイシングして個片化することによって、本発明の半導体用樹脂組成物から(d)溶剤を除去した組成物層または本発明の半導体用樹脂層が貼り付いた半導体チップを作製してもよい。
本発明の半導体用樹脂組成物から(d)溶剤を除去した組成物からなる層を形成する方法としては、半導体用樹脂組成物を半導体チップ、回路基板、半導体ウエハに直接塗工した後、乾燥させる方法、本発明の半導体用樹脂フィルムを半導体チップ、回路基板、半導体ウエハに貼り付けた後に支持体を除去する方法が挙げられる。乾燥には、オーブン、ホットプレート、赤外線などを使用することができる。乾燥温度及び乾燥時間は、溶剤を揮発させることが可能な範囲であればよく、本発明の半導体用樹脂組成物から(d)溶剤を除去した組成物または本発明の半導体用樹脂層が未硬化または半硬化状態となるような範囲を適宜設定することが好ましい。具体的には、40℃から120℃の範囲で1分から数十分行うことが好ましい。また、これらの温度を組み合わせて段階的に昇温してもよく、例えば、50℃、60℃、70℃で各1分ずつ熱処理してもよい。また、本発明の半導体用樹脂組成物から(d)溶剤を除去した組成物または本発明の半導体用樹脂層を形成した後、ボンディング装置にて実装を行う前に機械的な方法によってバンプを露出させる工程があってもよい。すなわち、(2012 IEEE 第62回ELECTRONIC COMPONENTS AND TECHNOLOGY CONFERENCE (ECTC),444−449ページ,2012)に記された方法などである。
本発明の半導体用樹脂組成物から(d)溶剤を除去した組成物または本発明の半導体用樹脂層を配線パターンが形成された回路基板または半導体チップ上に形成した後、ボンディング装置にて実装を行うことができる。実装条件は電気的接続が良好に得られる範囲であれば特に限定されるものではないが、本発明の半導体用樹脂組成物から(d)溶剤を除去した組成物または本発明の半導体用樹脂層の硬化を行うためには、温度100℃以上、圧力1mN/バンプ以上、時間0.1秒以上の加熱加圧は必要である。好ましくは120℃以上300℃以下、より好ましくは150℃以上250℃以下の温度、好ましくは5mN/バンプ以上50,000mN/バンプ以下、より好ましくは10mN/バンプ以上10,000mN/バンプ以下の圧力、好ましくは1秒以上60秒以下、より好ましくは、2秒以上30秒以下の時間でのボンディング条件で行う。また、ボンディング時に、仮圧着として、温度50℃以上、圧力1mN/バンプ以上、時間0.1秒以上の加熱加圧により、半導体チップ上のバンプと回路基板上の配線パターンとを接触させた後、上記の条件でボンディングを行う。必要に応じボンディングを行った後に、半導体チップ付き回路基板を50℃以上200℃以下の温度で10秒以上24時間以下加熱してもよい。
以下実施例等をあげて本発明を説明するが、本発明はこれらの例によって限定されるものではない。なお、実施例中の半導体用樹脂組成物の評価は以下の方法により行った。
(1)半導体用樹脂組成物の膜厚方向均一性の評価
実施例1〜9で得られた半導体用樹脂組成物1〜9および比較例1〜4で得られた比較用樹脂組成物1〜4を、4インチのシリコンウエハ上にアプリケータで塗工し、100℃のホットプレート上で10分間乾燥させ、膜厚およそ40μmの半導体用樹脂層をシリコンウエハ上に形成した。半導体用樹脂層を形成したウエハの一部をエポキシ樹脂に包埋、研磨することで評価サンプルを作製した。包埋樹脂にはストルアス社製Claro Cit PowderおよびClaro Cit Liquidの5:3混合物を用いた。この混合物に塗膜を形成したウエハの一部を入れ、約1時間静置して樹脂を硬化させた。樹脂包埋したウエハの断面が出るように研磨を行い評価サンプルとした。研磨装置はストルアス社製TegraPol−21を用いた。研磨紙にはDP−Nap、研磨剤にはDP−懸濁液P(1μm)、潤滑剤にはDP−ルーブリカントを用いた。得られた評価サンプルを走査型電子顕微鏡(SEM、日本電子株式会社製JSM−6510A)で観察した。得られたSEM像において、一辺がウエハ面と隣接しており各辺の長さが膜厚の10分の1である正方形で囲まれたエリアの面積における無機粒子の断面積の割合と、ウエハと反対側の膜上部面と隣接しており各辺の長さが膜厚の10分の1である正方形で囲まれたエリアの面積における無機粒子の断面積の割合を比較し、その差が5倍以内である場合は無機粒子の分布が均一、5倍より大きい場合には無機粒子の分布が不均一と判断できる。
本観察法ではSEM像において、ウエハと平行方向、図1であれば写真の左右方向に任意の測定箇所を設定することができるが、SEM像の両端および中央、図1であれば写真の左端、右端および左端と右端の中央部において上記観察を行い、左端、右端、中央部いずれも無機粒子の分布が均一と判断できた場合は良、そうでない場合は不良として評価した。
図1が膜上部にまで無機粒子が均一に分布している半導体用樹脂層のSEM像の例であり、図2が膜上部に無機粒子が不足している領域がしている半導体用樹脂層のSEM像の例である。
(2)半導体用樹脂フィルムの作製に関する評価
実施例1〜9で得られた半導体用樹脂組成物1〜9および比較例1〜4で得られた比較用樹脂組成物1〜4を、スリットダイコーター(塗工機)を用いて、剥離性基材として厚さ37.5μmのポリイミドフィルム(商品名、カプトン150EN−C)に乾燥後の厚みが25μmとなるように塗布し、80℃で10分間乾燥を行った。得られた半導体用樹脂フィルム上に表面保護用剥離性基材として厚さ8μmのポリプロピレンフィルム(商品名、トレファンBO型番YK57、片面コロナ放電処理品)の未処理面を、加熱ロール温度35℃でラミネートし、外径9.6cmの紙管上に剥離性基材が内側になるようロール状に巻き取り、半導体用樹脂フィルムの両面に剥離性基材を有する原反(剥離性基材、半導体用樹脂フィルム、表面保護用剥離性基材の3層構造)を得た。
得られた原反を顕微鏡観察し、半導体用樹脂フィルムの割れ、剥離性基材のポリプロピレンフィルムからの脱落の有無を評価した。割れ、脱落が見られなかったものを良、見られたものを不良とした。
(3)半導体用樹脂組成物の線膨張係数の評価
前記評価で得られた原反を8cm角サイズに切断し、真空ラミネート装置MVLP−500/600((株)名機製作所製)を用いて厚さ2mmになるまで繰り返し積層した。積層条件は、上熱盤と下熱盤の温度を90℃、真空時間を20秒、加圧力を0.3MPa、加圧時間を30秒とした。得られた積層物を200℃で15分加熱処理を行った。加熱処理した積層物をダイシング装置DAD3350((株)ディスコ製)を用いて切断し、幅2mm、長さ15mm、高さ2.5mmの直方体を作製した。直方体の線膨張係数の評価を熱・応力・歪測定装置(TMA/SS6100、エスアイアイ・ナノテクノロジーズ(株)製)を用いて行った。測定温度範囲は−50〜300℃、昇温速度は10℃/分で行った。線膨張係数はガラス転移温度(Tg)以下の温度範囲で算出した。
また各実施例、比較例で用いた(c)ポリイミドの合成は、以下の方法で行った。
合成例1 (c)ポリイミドの合成
乾燥窒素気流下、1,3−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン(以下、APB−Nとする)4.82g(0.0165モル)、3,3’−ジアミノ−4,4’−ジヒドロキシジフェニルスルホン(以下、ABPSとする)3.08g(0.011モル)、ビス(3−アミノプロピル)テトラメチルジシロキサン(以下、SiDAとする)4.97g(0.02モル)、末端封止剤としてアニリン0.47g(0.005モル)をNMP130gに溶解した。ここに2,2−ビス{4−(3,4−ジカルボキシフェノキシ)フェニル}プロパン二無水物(以下、BSAAとする)26.02g(0.05モル)をNMP20gとともに加えて、25℃で1時間反応させ、次いで50℃で4時間撹拌した。その後、180℃で5時間撹拌した。撹拌終了後、溶液を水3Lに投入し、ろ過して沈殿を回収し、水で3回洗浄した後、真空乾燥機を用いて80℃20時間乾燥した。得られたポリマー固体の赤外吸収スペクトルを測定したところ、1780cm−1付近、1377cm−1付近にポリイミドに起因するイミド構造の吸収ピークが検出された。このようにしてエポキシ基と反応可能な官能基を有し、一般式(1)で表される構造がポリイミド全量に対し11.6重量%含まれるポリイミドAを得た。4gのポリイミドAにテトラヒドロフラン6gを加え、23℃で撹拌したところ溶解した。すなわち有機溶剤可溶性であった。
また各実施例、比較例で用いた他の成分は、下記のとおりである。なお(e)ゴム粒子に含まれるエポキシ樹脂は(a)エポキシ化合物の一部とみなす。
(a)エポキシ化合物
固形エポキシ化合物:NC3000−H(日本化薬(株)製)
液状エポキシ化合物:YL980(三菱化学(株)製)
(b)無機粒子
SE2050((株)アドマテックス製シリカ粒子、平均粒子径0.5μm)
SE5100((株)アドマテックス製シリカ粒子、平均粒径1.5μm)
YA100C−SP3((株)アドマテックス製シリカ粒子、平均粒径0.1μm)
FB−5LDX(電気化学工業(株)製シリカ粒子、平均粒径4.2μm)
(d)溶剤
PGMEA(KHネオケム(株)製)
エチルジグリコール((株)ダイセル製)
(e)ゴム粒子
カネエースMX−113((株)カネカ製、コアシェルゴム粒子30重量%含有液状エポキシ樹脂(液状エポキシ樹脂70重量%)、コアシェルゴム粒子の平均粒子径0.1μm)
(f)エポキシ硬化剤
2PZ(四国化成工業(株)製)。
実施例1
NC3000−H(日本化薬(株)製)を11.35g、SE2050((株)アドマテックス製シリカ粒子、平均粒子径0.5ミクロン)を54.60g、カネエースMX−113((株)カネカ製、コアシェルゴム粒子30重量%含有エポキシ樹脂)を4.68g、合成例1で得られたポリイミドAを6.90gおよびPGMEA(KHネオケム(株)製)を22.00g、250mLポリ容器に添加し、室温下、ボールミル架台上で96時間攪拌した。その後、2PZ(四国化成工業(株)製)を0.47gを加えさらに24時間攪拌した。保留粒子径10μmのフィルターを用いて、得られた混合液の加圧ろ過を行い、半導体用樹脂組成物1を得た。全固形分の重量(ポリイミドA、カネエースMX−113、NC3000−H、SE2050、2PZの合計の重量)のうち、SE2050の割合は70重量%である。
実施例2
カネエースMX−113を4.68g用いる代わりに、カネエースMX−113を2.34gおよびYL980を2.34g用いた以外は実施例1と同様にして、半導体用樹脂組成物2を得た。
実施例3
カネエースMX−113を4.68g用いる代わりに、カネエースMX−113を1.17gおよびYL980を3.51g用いた以外は実施例1と同様にして、半導体用樹脂組成物3を得た。
実施例4
PGMEAをすべてエチルジグリコール((株)ダイセル製)に置き換えた以外は実施例1と同様にして、半導体用樹脂組成物4を得た。
実施例5
SE2050をすべてSE5100((株)アドマテックス製シリカ粒子、平均粒径1.5μm)に置き換えた以外は実施例1と同様にして、半導体用樹脂組成物5を得た。
実施例6
SE2050をすべてYA100C−SP3((株)アドマテックス製シリカ粒子、平均粒径0.1μm)に置き換えた以外は実施例1と同様にして、半導体用樹脂組成物6を得た。
実施例7
SE2050をすべてFB−5LDX(電気化学工業(株)製シリカ粒子、平均粒径4.2μm)に置き換えた以外は実施例1と同様にして、半導体用樹脂組成物7を得た。
実施例8
各成分の配合量を表2のとおりとして、全固形分の重量のうち、SE2050の割合が60重量%になるようにした以外は実施例1と同様にして、半導体用樹脂組成物8を得た。
実施例9
各成分の配合量を表2のとおりとして、全固形分の重量のうち、SE2050の割合が90重量%になるようにした以外は実施例1と同様にして、半導体用樹脂組成物9を得た。
比較例1
カネエースMX−113をすべてYL980に置き換えた以外は実施例1と同様にして、比較用樹脂組成物1を得た。
比較例2
カネエースMX−113をすべてYL980に、PGMEAをすべてエチルジグリコールに置き換えた以外は実施例1と同様にして、比較用樹脂組成物2を得た。
比較例3
各成分の配合量を表2のとおりとして、全固形分の重量のうち、SE2050の割合が50重量%になるようにした以外は実施例1と同様にして、比較用樹脂組成物3を得た。
比較例4
各成分の配合量を表2のとおりとして、全固形分の重量のうち、SE2050の割合が95重量%になるようにした以外は実施例1と同様にして、比較用樹脂組成物4を得た。
各実施例、比較例の評価結果を表1、2に示す。なお比較用樹脂組成物4および比較用樹脂組成物5は半導体用樹脂フィルムに割れ、脱落が見られた。フィルムをカットする際にさらに激しく割れが発生したため、線膨張係数評価用のサンプルが作製できなかった。そのため、比較用樹脂組成物4について線膨張係数の評価を行うことができなかった。
1 ウエハ
2 半導体用樹脂層
3 比較用樹脂層
4 無機粒子が不足している領域

Claims (17)

  1. (a)エポキシ化合物、(b)無機粒子、(c)ポリイミドおよび(d)溶剤を含有する半導体用樹脂組成物であって、前記半導体用樹脂組成物の全重量から前記(d)溶剤の重量を除いた全固形分の重量のうち、前記(b)無機粒子の割合が60重量%以上92重量%以下であり、さらに(e)ゴム粒子を含有することを特徴とする半導体用樹脂組成物。
  2. 前記(c)ポリイミドが、一般式(2)または一般式(3)で表される構造を有し、かつエポキシ基と反応可能な官能基を側鎖に少なくとも一つ有し、かつ一般式(1)で表される構造を一般式(2)および一般式(3)中のRとして有し、一般式(1)で表される構造は(c)ポリイミド全量に対し5〜15重量%であることを特徴とする請求項1に記載の半導体用樹脂組成物。
    (式中、Rは2価の炭化水素基であり、Rは1価の炭化水素基である。nは1〜10の整数を示す。)
    (式中、Rは4〜14価の有機基であり、Rは2〜12価の有機基であって、R、Rの少なくとも一つは1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロピル基、イソプロピル基、エーテル基、チオエーテル基およびSO基からなる群より選ばれる基を少なくとも一つ含有する。RおよびRは、フェノール性水酸基、スルホン酸基およびチオール基からなる群より選ばれる基を少なくとも一つ有する有機基を示す。Xは1価の有機基を示す。mは8〜200である。αおよびβはそれぞれ0〜10の整数を示し、α+βは0〜10の整数である。但し、繰り返し数mの構造単位においてα+βが1〜10の整数である構造単位が20〜90モル%である。)
  3. 前記(c)ポリイミドが、有機溶剤可溶性であることを特徴とする請求項1または2に記載の半導体用樹脂組成物。
  4. 前記(b)無機粒子の平均粒子径が10nm以上、5μm以下であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の半導体用樹脂組成物。
  5. 前記(e)ゴム粒子の平均粒子径が、前記(b)無機粒子の平均粒子径以下であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の半導体用樹脂組成物。
  6. 前記(a)エポキシ化合物が、液状エポキシ化合物および固形エポキシ化合物を含有し、(a)エポキシ化合物の重量のうち、液状エポキシ化合物の割合が10〜50重量%であることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の半導体用樹脂組成物。
  7. 前記液状エポキシ化合物100重量部に対して、前記(e)ゴム粒子が2〜100重量部であることを特徴とする請求項6に記載の半導体用樹脂組成物。
  8. 前記(e)ゴム粒子がコアシェルゴム粒子であることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の半導体用樹脂組成物。
  9. 支持体上に(a)エポキシ化合物、(b)無機粒子、(c)ポリイミドを含有する半導体用樹脂層を有する半導体用樹脂フィルムであって、前記半導体用樹脂層の重量のうち、前記(b)無機粒子の割合が60重量%以上92重量%以下であり、さらに前記半導体用樹脂層が(e)ゴム粒子を含有することを特徴とする半導体用樹脂フィルム。
  10. 前記(c)ポリイミドが、一般式(2)または一般式(3)で表される構造を有し、かつエポキシ基と反応可能な官能基を側鎖に少なくとも一つ有し、かつ一般式(1)で表される構造を一般式(2)および一般式(3)中のRとして有し、一般式(1)で表される構造は前記(c)ポリイミド全量に対し5〜15重量%であることを特徴とする請求項9に記載の半導体用樹脂フィルム。
    (式中、Rは2価の炭化水素基であり、Rは1価の炭化水素基である。nは1〜10の整数を示す。)
    (式中、Rは4〜14価の有機基であり、Rは2〜12価の有機基であって、R、Rの少なくとも一つは1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロピル基、イソプロピル基、エーテル基、チオエーテル基およびSO基からなる群より選ばれる基を少なくとも一つ含有する。RおよびRは、フェノール性水酸基、スルホン酸基およびチオール基からなる群より選ばれる基を少なくとも一つ有する有機基を示す。Xは1価の有機基を示す。mは8〜200である。αおよびβはそれぞれ0〜10の整数を示し、α+βは0〜10の整数である。但し、繰り返し数mの構造単位においてα+βが1〜10の整数である構造単位が20〜90モル%である。)
  11. 前記(c)ポリイミドが、有機溶剤可溶性であることを特徴とする請求項9または10に記載の半導体用樹脂フィルム。
  12. 前記(b)無機粒子の平均粒子径が10nm以上、5μm以下であることを特徴とする請求項9〜11のいずれかに記載の半導体用樹脂フィルム。
  13. 前記(e)ゴム粒子の平均粒子径が、前記(b)無機粒子の平均粒子径以下であることを特徴とする請求項9〜12のいずれかに記載の半導体用樹脂フィルム。
  14. 前記(a)エポキシ化合物が、液状エポキシ化合物および固形エポキシ化合物を含有し、前記(a)エポキシ化合物の重量のうち、液状エポキシ化合物の割合が10〜50重量%であることを特徴とする請求項9〜13のいずれかに記載の半導体用樹脂フィルム。
  15. 前記液状エポキシ化合物100重量部に対して、前記(e)ゴム粒子が2〜100重量部であることを特徴とする請求項14に記載の半導体用樹脂フィルム。
  16. 前記(e)ゴム粒子がコアシェルゴム粒子であることを特徴とする請求項9〜15のいずれかに記載の半導体用樹脂フィルム。
  17. 請求項1〜8のいずれかに記載の半導体用樹脂組成物から(d)溶剤を除去した組成物の硬化物または請求項9〜16のいずれかに記載の半導体用樹脂層の硬化物を有する半導体装置。
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