WO2023182226A1 - 半導体用接着フィルム、ダイシング・ダイボンディング一体型フィルム、及び半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体用接着フィルム、ダイシング・ダイボンディング一体型フィルム、及び半導体装置の製造方法 Download PDF

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WO2023182226A1
WO2023182226A1 PCT/JP2023/010682 JP2023010682W WO2023182226A1 WO 2023182226 A1 WO2023182226 A1 WO 2023182226A1 JP 2023010682 W JP2023010682 W JP 2023010682W WO 2023182226 A1 WO2023182226 A1 WO 2023182226A1
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adhesive film
semiconductor chip
film
mass
adhesive
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由衣 國土
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株式会社レゾナック
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    • H01L21/30Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
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    • H01L21/52Mounting semiconductor bodies in containers
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    • H01L25/04Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/18Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof the devices being of types provided for in two or more different subgroups of the same main group of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N

Definitions

  • the present disclosure relates to an adhesive film for semiconductors, an integrated dicing/die bonding film, and a method for manufacturing a semiconductor device.
  • Stacked MCPs Multi Chip Packages
  • stacked MCPs include wire-embedded and chip-embedded semiconductor packages.
  • a structure of a semiconductor package in which wires are embedded with an adhesive film is sometimes referred to as FOW (Film Over Wire).
  • the structure of a semiconductor package in which a semiconductor chip is embedded with an adhesive film is sometimes referred to as FOD (Film Over Die).
  • An example of a semiconductor package employing FOD is one that has a controller chip placed at the bottom and an adhesive film embedding the controller chip (see Patent Document 1). In the production of semiconductor packages with FOD or FOW structures, it is required that the semiconductor chips or wires be fully embedded by the adhesive film.
  • the main purpose of the present disclosure is to provide an adhesive film for semiconductors that has excellent HAST resistance and high adhesive strength.
  • the adhesive film for semiconductors contains a thermosetting component, an elastomer, and an inorganic filler.
  • the elastomer includes an acrylic resin having a structural unit derived from a monomer having an aromatic ring.
  • the adhesive film may have a thickness of 60 to 150 ⁇ m.
  • the adhesive film may be an FOD adhesive film used to adhere a semiconductor chip to a substrate while embedding another semiconductor chip.
  • the adhesive film may have a thickness of 25 to 80 ⁇ m.
  • the adhesive film may be an FOW adhesive film used for bonding to another semiconductor chip while embedding part or all of the wires connected to the other semiconductor chip.
  • the elastomer may further contain an acrylic resin that does not have a structural unit derived from a monomer having an aromatic ring.
  • the weight average molecular weight of the acrylic resin that does not have a structural unit derived from a monomer having an aromatic ring may be 500,000 or more.
  • the content of the elastomer may be 10 to 60% by mass based on the total amount of the adhesive film.
  • the content of the inorganic filler may be 30 to 250 parts by mass based on 100 parts by mass of the thermosetting component.
  • the dicing/die bonding integrated film includes a dicing film and the above adhesive film provided on the dicing film.
  • Another aspect of the present disclosure relates to a method for manufacturing a semiconductor device.
  • One embodiment of the method for manufacturing a semiconductor device includes bonding a second semiconductor chip to a substrate on which a first semiconductor chip is mounted using the adhesive film described above. In this case, the first semiconductor chip is embedded with an adhesive film.
  • Another aspect of the method for manufacturing a semiconductor device includes bonding a second semiconductor chip to the first semiconductor chip using the adhesive film described above. In this case, part or all of the wire is embedded with an adhesive film.
  • the first semiconductor chip may be a controller chip.
  • the present disclosure includes [1] to [12].
  • [1] Contains a thermosetting component, an elastomer, and an inorganic filler,
  • the elastomer includes an acrylic resin having a structural unit derived from a monomer having an aromatic ring.
  • Adhesive film for semiconductors [2] Having a thickness of 60 to 150 ⁇ m, The adhesive film for semiconductors according to [1].
  • [3] The adhesive film for semiconductors according to [1] or [2], which is used to bond a semiconductor chip to a substrate while embedding another semiconductor chip.
  • [4] Having a thickness of 25 to 80 ⁇ m, The adhesive film for semiconductors according to [1].
  • the elastomer further includes an acrylic resin that does not have a structural unit derived from a monomer having an aromatic ring, The weight average molecular weight of the acrylic resin that does not have a structural unit derived from a monomer having an aromatic ring is 500,000 or more; The adhesive film for semiconductors according to any one of [1] to [5]. [7] The content of the elastomer is 10 to 60% by mass based on the total amount of the semiconductor adhesive film. The adhesive film for semiconductors according to any one of [1] to [6].
  • the content of the inorganic filler is 30 to 250 parts by mass based on 100 parts by mass of the thermosetting component.
  • a wire is connected to the first semiconductor chip, Part or all of the wire is embedded by the adhesive film.
  • a method for manufacturing a semiconductor device. [12] The first semiconductor chip is a controller chip. The method for manufacturing a semiconductor device according to [10] or [11].
  • an adhesive film for semiconductors having excellent HAST resistance and high adhesive strength is provided. Further, according to the present disclosure, a dicing/die bonding integrated film including such a semiconductor adhesive film is provided. Furthermore, according to the present disclosure, a method for manufacturing a semiconductor device using these adhesive films for semiconductors or integrated dicing and die bonding films is provided.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing one embodiment of an adhesive film.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing one embodiment of a laminate including an adhesive film.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing one embodiment of a laminate including an adhesive film.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing one embodiment of a semiconductor device.
  • FIG. 5 is a process diagram showing an embodiment of a method for manufacturing a semiconductor device.
  • FIG. 6 is a process diagram showing one embodiment of a method for manufacturing a semiconductor device.
  • FIG. 7 is a process diagram showing an embodiment of a method for manufacturing a semiconductor device.
  • FIG. 8 is a process diagram showing an embodiment of a method for manufacturing a semiconductor device.
  • FIG. 9 is a process diagram showing an embodiment of a method for manufacturing a semiconductor device.
  • FIG. 10 is a schematic cross-sectional view showing another embodiment of the semiconductor device.
  • FIG. 11 is a schematic cross-sectional view showing another embodiment
  • a numerical range indicated using " ⁇ " indicates a range that includes the numerical values written before and after " ⁇ " as the minimum and maximum values, respectively.
  • the upper limit value or lower limit value described in one numerical range may be replaced with the upper limit value or lower limit value of another numerical range described step by step. good.
  • the upper limit or lower limit of the numerical range may be replaced with the value shown in the Examples.
  • (meth)acrylate means acrylate or a methacrylate corresponding thereto.
  • the materials exemplified below may be used alone or in combination of two or more.
  • the content of each component in the composition means the total amount of the plurality of substances present in the composition, unless otherwise specified.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing one embodiment of an adhesive film.
  • the adhesive film 10 shown in FIG. It contains a filler (hereinafter sometimes referred to as “component (C)”).
  • the adhesive film 10 contains a curing accelerator (hereinafter sometimes referred to as “component (D)”) and a coupling agent (hereinafter referred to as “component (D)”).
  • component (D) curing accelerator
  • component (D) a coupling agent
  • (E) may contain other components.
  • the adhesive film 10 may be a film formed from a thermosetting adhesive containing components (A), (B), and (C).
  • the adhesive film 10 may be in a semi-cured (B stage) state.
  • the adhesive film 10 may be in a cured (C-stage) state after the curing process.
  • thermosetting component (A) Component may contain (A1) a thermosetting resin, which is a compound having a functional group that forms a crosslinked structure through a thermosetting reaction, and may contain a thermosetting resin. It may further contain a reactive curing agent (A2). From the viewpoint of adhesive properties, the thermosetting resin may contain an epoxy resin, which is a compound having an epoxy group. In that case, the curing agent may contain a phenolic resin, which is a compound having a phenolic hydroxyl group.
  • Epoxy resins used as thermosetting resins include, for example, bisphenol A epoxy resin; bisphenol F epoxy resin; bisphenol S epoxy resin; phenol novolac epoxy resin; cresol novolac epoxy resin; bisphenol A novolac epoxy resin. ; Bisphenol F novolak type epoxy resin; Stilbene type epoxy resin; Triazine skeleton-containing epoxy resin; Fluorene skeleton-containing epoxy resin; Triphenolmethane type epoxy resin; Biphenyl type epoxy resin; Xylylene type epoxy resin; Biphenylaralkyl type epoxy resin; Naphthalene type Epoxy resins include diglycidyl ether compounds of polyfunctional phenols and polycyclic aromatics such as anthracene. These may be used alone or in combination of two or more.
  • the epoxy resin may include a cresol novolac type epoxy resin, a bisphenol F type epoxy resin, a bisphenol A type epoxy resin, or a combination thereof from the viewpoint of film tackiness, flexibility, etc.
  • the epoxy resin may include a liquid epoxy resin that is liquid at 30°C (an epoxy resin whose softening point is 40°C or lower). That is, the epoxy resin may be a combination of a liquid epoxy resin and a solid epoxy resin that is solid at 30°C (an epoxy resin whose softening point exceeds 40°C).
  • the softening point refers to a value measured by the ring and ball method in accordance with JIS K7234.
  • the content of the liquid epoxy resin may be 3 to 15% by mass based on the total amount of the adhesive film.
  • the thermosetting resin contains a liquid epoxy resin, the flexibility of the adhesive film tends to improve. Further, by combining a liquid epoxy resin and a solid epoxy resin, the embeddability of semiconductor chips and wires tends to be improved.
  • liquid epoxy resins include, for example, EXA-830CRP (trade name, manufactured by DIC Corporation, liquid at 30°C), YDF-8170C (trade name, manufactured by Nippon Steel Chemical & Materials Co., Ltd., liquid at 30°C). , EP-4088S (trade name, manufactured by ADEKA Co., Ltd., liquid at 30°C), etc.
  • the epoxy equivalent of the epoxy resin is not particularly limited, but may be 90 to 300 g/eq or 110 to 290 g/eq. When the epoxy equivalent of the epoxy resin is within such a range, it tends to maintain the bulk strength of the adhesive film while ensuring fluidity of the thermosetting adhesive when forming the adhesive film.
  • phenolic resin used as a curing agent examples include phenols such as phenol, cresol, resorcinol, catechol, bisphenol A, bisphenol F, phenylphenol, and aminophenol, and/or naphthols such as ⁇ -naphthol, ⁇ -naphthol, and dihydroxynaphthalene. and a compound having an aldehyde group such as formaldehyde under an acidic catalyst to condense or co-condense the novolac type phenol resin, allylated bisphenol A, allylated bisphenol F, allylated naphthalene diol, phenol novolak, phenol such as phenol.
  • phenols such as phenol, cresol, resorcinol, catechol, bisphenol A, bisphenol F, phenylphenol, and aminophenol
  • naphthols such as ⁇ -naphthol, ⁇ -naphthol, and dihydroxynaphthalene
  • the phenolic resin may include a phenylaralkyl type phenolic resin, a phenolic novolac resin, or a combination thereof.
  • the hydroxyl equivalent of the phenol resin may be 70 g/eq or more, or 70 to 300 g/eq.
  • the storage modulus of the adhesive film tends to increase further.
  • the hydroxyl equivalent of the phenol resin is 300 g/eq or less, foaming and outgas generation can be further suppressed.
  • phenolic resins include, for example, PSM-4326 (trade name, manufactured by Gunei Chemical Co., Ltd., softening point: 120°C), J-DPP-140 (trade name, manufactured by JFE Chemical Co., Ltd., softening point: 140°C), GPH-103 (trade name, manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd., softening point: 99-106°C), MEH-7800M (trade name, manufactured by Meiwa Kasei Co., Ltd., softening point: 80°C), J-DPP -85 (trade name, manufactured by JFE Chemical Co., Ltd., softening point: 85°C), MEH-5100-5S (trade name, manufactured by Meiwa Kasei Co., Ltd., softening point: 65°C), and the like.
  • PSM-4326 trade name, manufactured by Gunei Chemical Co., Ltd., softening point: 120°C
  • J-DPP-140 trade name, manufactured by JFE Chemical Co., Ltd
  • the ratio of the epoxy equivalent of the epoxy resin to the hydroxyl equivalent of the phenol resin is 0. 30/0.70 to 0.70/0.30, 0.35/0.65 to 0.65/0.35, 0.40/0.60 to 0.60/0.40, or 0.45 /0.55 to 0.55/0.45.
  • the ratio is 0.30/0.70 or more, more sufficient curability tends to be obtained.
  • the ratio is 0.70/0.30 or less, the viscosity can be prevented from becoming too high, and more sufficient fluidity can be obtained.
  • the softening point of the curing agent may be 50 to 200°C or 60 to 150°C.
  • a curing agent having a softening point of 200° C. or lower tends to have good compatibility with a thermosetting resin.
  • the content of component (A) may be 10% by mass or more, 15% by mass or more, 20% by mass or more, 23% by mass or more, based on the total amount of the adhesive film. It may be at least 25% by mass, or at least 30% by mass.
  • the content of component (A) is 10% by mass or more based on the total amount of the adhesive film, the adhesive strength of the adhesive film tends to improve.
  • the content of component (A) is 80% by mass or less, 70% by mass or less, 60% by mass or less, 50% by mass or less, or 45% by mass or less, based on the total amount of the adhesive film. It's fine.
  • the (B) component contains an acrylic resin (hereinafter sometimes referred to as "first acrylic resin”) having a structural unit derived from a monomer having an aromatic ring. It may further contain an acrylic resin (hereinafter sometimes referred to as "second acrylic resin”) that does not have a structural unit derived from the monomer.
  • first acrylic resin an acrylic resin having a structural unit derived from a monomer having an aromatic ring. It may further contain an acrylic resin (hereinafter sometimes referred to as "second acrylic resin”) that does not have a structural unit derived from the monomer.
  • the first acrylic resin is an acrylic resin (acrylic rubber) having as a main component a structural unit derived from a monomer having a (meth)acryloyl group.
  • the monomer having a (meth)acryloyl group include (meth)acrylic acid ester ((meth)acrylate), (meth)acrylic acid, and (meth)acrylonitrile.
  • the content of the structural unit derived from a monomer having a (meth)acryloyl group is, for example, 70% by mass or more, 80% by mass or more, or 90% by mass based on the total amount of structural units constituting the first acrylic resin. % or more.
  • the first acrylic resin may have a structural unit derived from a (meth)acrylic acid ester having a crosslinkable functional group such as an epoxy group, an alcoholic or phenolic hydroxyl group, or a carboxyl group.
  • a crosslinkable functional group such as an epoxy group, an alcoholic or phenolic hydroxyl group, or a carboxyl group.
  • the first acrylic resin has a structural unit derived from a monomer having an aromatic ring.
  • component (B) contains such a first acrylic resin, the adhesive strength of the adhesive film tends to improve.
  • the monomer having an aromatic ring include a monomer having an aromatic ring and having a (meth)acryloyl group (a monomer having an aromatic ring and a (meth)acryloyl group) monomers having an aromatic ring but not having a (meth)acryloyl group (monomers having an aromatic ring and not having a (meth)acryloyl group), and the like.
  • Examples of monomers having an aromatic ring and a (meth)acryloyl group include phenyl (meth)acrylate, benzyl (meth)acrylate, hydroxybenzyl (meth)acrylate, phenoxyethyl (meth)acrylate, and hydroxyphenyl.
  • Examples include (meth)acrylate, (meth)acryloyloxyethyl phthalic acid, phenoxypolyethylene glycol (meth)acrylate, and ethoxylated nonylphenyl ether (meth)acrylate.
  • Examples of monomers having an aromatic ring and not having a (meth)acryloyl group include styrene; ⁇ -methylstyrene, ethylstyrene, butylstyrene, isobutylstyrene, propylstyrene, isopropylstyrene, fluorostyrene, chlorostyrene , bromostyrene, styrene sulfonic acid, hydroxystyrene (vinylphenol) and other styrene derivatives; vinyltoluene, vinylpyridine, isopropenylphenol, allylphenol, vinylnaphthalene, vinylanthracene, vinylphenanthrene, vinylpyrene and other aromatic vinyl compounds; Examples include derivatives.
  • the content of structural units derived from a monomer having an aromatic ring is 1% by mass or more, 3% by mass or more, or 5% by mass or more, based on the total amount of structural units constituting the first acrylic resin. Often, it may be 30% by weight or less, 25% by weight or less, or 20% by weight or less.
  • the glass transition temperature (Tg) of the first acrylic resin may be 0°C or higher, or 3°C or higher.
  • Tg of the first acrylic resin When the Tg of the first acrylic resin is 0°C or higher, it becomes possible to further improve the adhesive strength of the adhesive film, and furthermore, it tends to be possible to prevent the adhesive film from becoming too flexible. . This makes it easier to cut the adhesive film during wafer dicing, making it possible to prevent the occurrence of burrs.
  • the upper limit of Tg of the first acrylic resin is not particularly limited, but may be, for example, 55°C or less, 50°C or less, 45°C or less, 40°C or less, 35°C or less, 30°C or less, or 25°C or less. When the Tg of the first acrylic resin is 55° C.
  • the glass transition temperature (Tg) means a value measured using a DSC (thermal differential scanning calorimeter) (for example, Thermo Plus 2, manufactured by Rigaku Co., Ltd.).
  • the Tg of the first acrylic resin can be adjusted to a desired range by adjusting the type and content of the structural units that constitute the first acrylic resin.
  • the weight average molecular weight (Mw) of the first acrylic resin may be 100,000 or more, 200,000 or more, or 300,000 or more, and may be 3,000,000 or less, 2,000,000 or less, or 1,000,000 or less.
  • Mw means a value measured by gel permeation chromatography (GPC) and converted using a standard polystyrene calibration curve.
  • GPC gel permeation chromatography
  • the weight average molecular weight resulting from the peak with the highest peak intensity is defined as the weight average molecular weight in this specification.
  • the content of the first acrylic resin may be 20 to 100% by mass based on the total amount of component (B). When the content of the first acrylic resin is 20% by mass or more based on the total amount of component (B), it tends to be easy to achieve both HAST resistance and adhesive strength of the adhesive film.
  • the content of the first acrylic resin may be 22% by mass or more, or 25% by mass or more, and 90% by mass or less, 80% by mass or less, 70% by mass or less, based on the total amount of component (B). It may be 60% by mass or less, 50% by mass or less, 45% by mass or less, or 40% by mass or less.
  • the second acrylic resin is an acrylic resin (acrylic rubber) that has as a main component a structural unit derived from a monomer having a (meth)acryloyl group, and has a structural unit derived from a monomer having an aromatic ring. It is an acrylic resin (acrylic rubber) that does not have That is, the second acrylic resin can be said to be an acrylic resin (acrylic rubber) obtained by removing the structural unit derived from the monomer having an aromatic ring from the first acrylic resin.
  • the content of structural units derived from a monomer having a (meth)acryloyl group is, for example, 70% by mass or more, 80% by mass or more, or 90% by mass based on the total amount of structural units constituting the second acrylic resin. % or more.
  • the second acrylic resin may have a structural unit derived from a (meth)acrylic acid ester having a crosslinkable functional group such as an epoxy group, an alcoholic or phenolic hydroxyl group, or a carboxyl group.
  • a crosslinkable functional group such as an epoxy group, an alcoholic or phenolic hydroxyl group, or a carboxyl group.
  • the glass transition temperature (Tg) of the second acrylic resin may be 5°C or higher, or 8°C or higher.
  • the upper limit of Tg of the second acrylic resin is not particularly limited, but may be, for example, 55°C or less, 50°C or less, 45°C or less, 40°C or less, 35°C or less, 30°C or less, or 25°C or less.
  • the weight average molecular weight (Mw) of the second acrylic resin may be 500,000 or more, 600,000 or more, or 700,000 or more, and may be 3,000,000 or less, 2,000,000 or less, or 1,000,000 or less.
  • the content of the second acrylic resin may be 0 to 80% by mass based on the total amount of component (B).
  • the content of the second acrylic resin may be 78% by mass or less or 75% by mass or less, 10% by mass or more, 20% by mass or more, 30% by mass or more, based on the total amount of component (B). It may be 40% by mass or more, 50% by mass or more, 55% by mass or more, or 60% by mass or more.
  • the first acrylic resin and the second acrylic resin may be acrylic resins having a low proportion of structural units derived from (meth)acrylonitrile from the viewpoint of HAST resistance.
  • the area of the absorption peak originating from the stretching vibration of the carbonyl group is PA CO
  • the area of the absorption peak originating from the stretching vibration of the nitrile group is PA CO .
  • It may be an acrylic resin that satisfies the condition of the following formula (1), where the area of is PACN .
  • the carbonyl group is mainly derived from the structural unit (meth)acrylic acid ester
  • the nitrile group is mainly derived from the structural unit (meth)acrylonitrile.
  • the area of the absorption peak derived from the stretching vibration of the carbonyl group (PA CO ) and the area of the peak derived from the stretching vibration of the nitrile group (PA CN ) can be calculated, for example, by the following method.
  • the transmitted IR spectrum of a mixture of the first acrylic resin and the second acrylic resin or an adhesive film containing them is measured by the KBr tablet method, and the vertical axis is the absorbance and the horizontal axis is the wave number (cm -1 ).
  • Display For the measurement of the IR spectrum, for example, FT-IR6300 (manufactured by JASCO Corporation, light source: high-intensity ceramic light source, detector: DLATGS) can be used.
  • the area of the absorption peak derived from the stretching vibration of the carbonyl group (PA CO ) is determined by using the straight line connecting the two points 1650 cm -1 and 1800 cm -1 on the spectrum as the baseline, and comparing the spectrum with the baseline.
  • PA CN The area of the peak derived from the stretching vibration of the nitrile group (PA CN ) is the area of absorbance surrounded by the spectrum and the baseline, with the straight line connecting the two points 2230 cm -1 and 2300 cm -1 on the spectrum as the baseline. is defined as Based on PA CO and PA CN thus defined, PA CN /PA CO can be calculated.
  • PA CN /PA CO of the first acrylic resin and the second acrylic resin may be 0.100 or less, 0.090 or less, 0.080 or less, 0.070 or less, 0.060 or less, 0. It may be 0.050 or less, 0.040 or less, 0.030 or less, or 0.020 or less.
  • PA CN /PA CO is 0.100 or less, the cohesive force of the acrylic resin decreases, so embeddability tends to improve.
  • Component (B) may contain other elastomers in addition to the first acrylic resin and the second acrylic resin.
  • Other elastomers include, for example, polyester resins, polyamide resins, polyimide resins, silicone resins, butadiene resins; modified products of these resins, and the like.
  • the content of other elastomers may be 0 to 20% by mass based on the total amount of component (B).
  • the content of component (B) may be 10 to 60% by mass based on the total amount of the adhesive film.
  • the content of component (B) may be 15% by mass or more, 20% by mass or more, 25% by mass or more, or 30% by mass or more, and 55% by mass or less, 50% by mass, based on the total amount of the adhesive film. Below, it may be 45% by mass or less, 40% by mass or less, or 38% by mass or less.
  • Inorganic filler (C) Component is, for example, aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, calcium carbonate, magnesium carbonate, calcium silicate, magnesium silicate, calcium oxide, magnesium oxide, aluminum oxide, aluminum nitride, boron. It may be at least one selected from acid aluminum whiskers, boron nitride, and silica. From the viewpoint of adjusting melt viscosity, component (C) may contain silica.
  • the average particle size of component (C) should be 0.01 ⁇ m (10 nm) or more, 0.03 ⁇ m (30 nm) or more, 0.05 ⁇ m (50 nm) or more, or 0.1 ⁇ m (100 nm) or more. It may be 1.5 (1500 nm) or less, 1.0 ⁇ m (1000 nm) or less, 0.8 ⁇ m (800 nm) or less, or 0.6 ⁇ m (600 nm) or less. Two or more types of (C) components having different average particle sizes may be combined.
  • the average particle size means the particle size at a cumulative frequency of 50% in the particle size distribution determined by laser diffraction/scattering method.
  • the average particle size of component (C) can also be determined by using an adhesive film containing component (C).
  • the residue obtained by heating the adhesive film to decompose the resin component is dispersed in a solvent to prepare a dispersion liquid, and from the particle size distribution obtained by applying a laser diffraction/scattering method to this, the particle size distribution (C )
  • the average particle size of the component can be determined.
  • the adhesive film may contain a first inorganic filler and a second inorganic filler that satisfy the following conditions.
  • first inorganic filler is 300 to 1000 nm.
  • second inorganic filler is 0.05 to 0.70 times the average particle size of the first inorganic filler.
  • the total content of the first inorganic filler and the second inorganic filler (component (C)) is 10 to 60% by mass based on the total amount of the adhesive film.
  • the average particle size of the first inorganic filler is 300 to 1000 nm, and may be 350 nm or more, 400 nm or more, or 450 nm or more, and may be 900 nm or less, 800 nm or less, 700 nm or less, or 600 nm or less.
  • the average particle size of the second inorganic filler may be less than 300 nm, and may be less than 250 nm, less than 220 nm, or less than 200 nm.
  • the average particle size of the second inorganic filler may be, for example, 10 nm or more, 50 nm or more, or 100 nm or more.
  • average particle diameters mean particle diameters with an integrated frequency of 50% in the particle size distribution determined by the laser diffraction/scattering method. Note that the average particle diameters of the first inorganic filler and the second inorganic filler can also be determined by using an adhesive film containing the first inorganic filler and the second inorganic filler.
  • the residue obtained by heating the adhesive film to decompose the resin component is dispersed in a solvent to prepare a dispersion liquid, and from the particle size distribution obtained by applying laser diffraction/scattering method to this, it is found that
  • the value of the peak in the range of 1000 nm can be taken as the average particle size of the first inorganic filler, and the value of the peak in the range of less than 300 nm can be taken as the average particle size of the second inorganic filler.
  • the average particle size of the second inorganic filler is 0.05 to 0.70 times that of the first inorganic filler.
  • the average particle size of the second inorganic filler may be 0.10 times or more, 0.20 times or more, or 0.30 times or more, with respect to the average particle size of the first inorganic filler. It may be 60 times or less, 0.50 times or less, or 0.40 times or less.
  • the content of the first inorganic filler may be 5 to 60% by mass, based on the total amount of the adhesive film, and may be 6% by mass or more, 8% by mass or more, or 10% by mass or more, and 55% by mass. % or less, 45% by mass or less, 40% by mass or less, 35% by mass or less, or 30% by mass or less.
  • the content of the second inorganic filler may be 0 to 40% by mass, based on the total amount of the adhesive film, 3% by mass or more, 5% by mass or more, 10% by mass or more, 12% by mass or more, or 15% by mass. % or more, and may be 35% by mass or less, 30% by mass or less, or 25% by mass or less.
  • the total content of the first inorganic filler and the second inorganic filler (component (C)) is 10 to 60% by mass, 15% by mass or more, 18% by mass or more, 20% by mass or more, based on the total amount of the adhesive film. It may be at least 25% by mass, or at least 30% by mass, and may be at most 55% by mass, at most 52% by mass, or at most 50% by mass.
  • the mass ratio of the first inorganic filler to the total of the first inorganic filler and the second inorganic filler may be 40 to 100 mass%, 45 mass% or more, 50 mass% or more, Alternatively, it may be 55% by mass or more, 95% by mass or less, 90% by mass or less, or 85% by mass or less.
  • the mass ratio of the second inorganic filler to the total of the first inorganic filler and the second inorganic filler may be 0 to 60 mass%, 5 mass% or more, 10 mass% or more, Alternatively, it may be 15% by mass or more, 55% by mass or less, 50% by mass or less, or 45% by mass or less.
  • the content of component (C) may be 30 to 250 parts by mass based on 100 parts by mass of component (A) (total of thermosetting resin and curing agent). When the content of component (C) is within such a range, the adhesive strength of the adhesive film tends to improve.
  • the content of component (C) is 35 parts by mass or more, 40 parts by mass or more, 50 parts by mass or more, or 55 parts by mass with respect to 100 parts by mass of component (A) (total of thermosetting resin and curing agent).
  • the amount may be 220 parts by mass or less, 200 parts by mass or less, 180 parts by mass or less, 160 parts by mass or less, 150 parts by mass or less, 140 parts by mass or less, 130 parts by mass or less, 120 parts by mass or less, or 100 parts by mass. or less.
  • Component (D) Curing accelerator
  • component (D) include imidazoles and derivatives thereof, organic phosphorus compounds, secondary amines, tertiary amines, and quaternary ammonium salts. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, from the viewpoint of reactivity, component (D) may be imidazoles and derivatives thereof.
  • imidazoles examples include 2-methylimidazole, 1-benzyl-2-methylimidazole, 1-cyanoethyl-2-phenylimidazole, 1-cyanoethyl-2-methylimidazole, and the like. These may be used alone or in combination of two or more.
  • Coupling agent Component (E) may be a silane coupling agent.
  • silane coupling agent include ⁇ -ureidopropyltriethoxysilane, ⁇ -mercaptopropyltrimethoxysilane, 3-phenylaminopropyltrimethoxysilane, and 3-(2-aminoethyl)aminopropyltrimethoxysilane. It will be done. These may be used alone or in combination of two or more.
  • the adhesive film may further contain other components.
  • other components include pigments, ion scavengers, antioxidants, and the like.
  • the total content of component (D), component (E), and other components is 0.1% by mass or more, 0.3% by mass or more, or 0.5% by mass or more based on the total amount of the adhesive film. It may be 30% by mass or less, 20% by mass or less, 10% by mass or less, or 5% by mass or less.
  • the adhesive film 10 can be formed, for example, by applying a thermosetting adhesive to a support film.
  • a thermosetting adhesive varnish adhesive varnish
  • the adhesive varnish is prepared by mixing or kneading components (A), (B), and (C), as well as components added as necessary, in a solvent.
  • the adhesive film 10 can be obtained by applying the obtained adhesive varnish to a support film and removing the solvent by heating and drying.
  • the support film is not particularly limited as long as it can withstand the above heat drying, but examples include polyester film, polypropylene film, polyethylene terephthalate film, polyimide film, polyetherimide film, polyethylene naphthalate film, polymethylpentene film, etc. It's good.
  • the support film may be a multilayer film made of a combination of two or more types, or the surface may be treated with a silicone-based, silica-based, or the like release agent.
  • the thickness of the support film may be, for example, 10-200 ⁇ m or 20-170 ⁇ m.
  • Mixing or kneading can be carried out using a dispersing machine such as an ordinary stirrer, a sieve machine, a three-roll mill, a ball mill, etc., or by appropriately combining these.
  • a dispersing machine such as an ordinary stirrer, a sieve machine, a three-roll mill, a ball mill, etc., or by appropriately combining these.
  • the solvent used for preparing the adhesive varnish is not limited as long as it can uniformly dissolve, knead, or disperse each component, and conventionally known solvents can be used.
  • solvents include ketone solvents such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, and cyclohexanone, dimethyl formamide, dimethyl acetamide, N-methyl pyrrolidone, toluene, and xylene.
  • the solvent may be methyl ethyl ketone or cyclohexanone from the viewpoint of drying speed and cost.
  • a known method can be used, such as a knife coating method, a roll coating method, a spray coating method, a gravure coating method, a bar coating method, a curtain coating method, etc. be able to.
  • the heating drying conditions are not particularly limited as long as the solvent used is sufficiently volatilized, but may be, for example, 50 to 150° C. for 1 to 30 minutes.
  • the thickness of the adhesive film 10 may be, for example, 1 ⁇ m or more, 3 ⁇ m or more, 20 ⁇ m or more, 25 ⁇ m or more, 30 ⁇ m or more, 35 ⁇ m or more, 40 ⁇ m or more, 50 ⁇ m or more, 60 ⁇ m or more, 70 ⁇ m or more, or 80 ⁇ m or more, and 200 ⁇ m or less. , 150 ⁇ m or less, 120 ⁇ m or less, 100 ⁇ m or less, 80 ⁇ m or less, or 60 ⁇ m or less.
  • the thickness of the adhesive film 10 is, for example, 40 to 200 ⁇ m, 60 to 150 ⁇ m, or 80 to 80 ⁇ m, in order to properly embed the entire semiconductor chip (for example, a controller chip). It may be 120 ⁇ m.
  • the thickness of the adhesive film 10 is, for example, 20 to 120 ⁇ m, 25 to 80 ⁇ m, or 30 to 60 ⁇ m in order to embed the wire so that the wire does not contact the semiconductor chip. It's good.
  • the adhesive film 10 produced on the support film may be provided with a cover film on the side of the adhesive film opposite to the support film from the viewpoint of preventing damage or contamination.
  • the cover film include polyethylene film, polypropylene film, and film treated with a surface release agent.
  • the thickness of the cover film may be, for example, 15-200 ⁇ m or 30-170 ⁇ m.
  • the adhesive film 10 is, for example, a protective sheet for protecting the back side of a semiconductor element (semiconductor chip) of a flip-chip type semiconductor device, or a protective sheet for protecting the surface of a semiconductor element (semiconductor chip) of a flip-chip type semiconductor device and an adherend. It can be used as a sealing sheet for sealing between spaces.
  • [Dicing/die bonding integrated film] 2 and 3 are schematic cross-sectional views showing one embodiment of a laminate including an adhesive film.
  • the adhesive film 10 may be supplied in the form of a laminate shown in FIG. 2 or 3.
  • the laminate 100 shown in FIG. 2 includes a base layer 20 and an adhesive film 10 provided on the base layer 20.
  • the laminate 110 shown in FIG. 3 further includes a protective film 30 provided on the surface of the adhesive film 10 opposite to the base layer 20 with respect to the laminate 100.
  • the base material layer 20 may be a resin film similar to the support film.
  • the thickness of the base material layer 20 may be, for example, 10 to 200 ⁇ m or 20 to 170 ⁇ m.
  • the base material layer 20 may be a dicing film.
  • a laminate in which the base material layer 20 is a dicing film can be used as a dicing/die bonding integrated film.
  • the dicing/die bonding integrated film may be in the form of a film, a sheet, or a tape.
  • the dicing film examples include resin films such as polytetrafluoroethylene film, polyethylene terephthalate film, polyethylene film, polypropylene film, polymethylpentene film, and polyimide film.
  • the dicing film may be a resin film that has been surface-treated by primer coating, UV treatment, corona discharge treatment, polishing treatment, or etching treatment, as necessary.
  • the dicing film may have adhesive properties.
  • the dicing film having adhesiveness may be, for example, a resin film imparted with adhesiveness, or a laminated film having a resin film and an adhesive layer provided on one side thereof.
  • the adhesive layer can be formed from a non-UV curable or UV curable adhesive.
  • a non-ultraviolet curable adhesive is an adhesive that exhibits a certain level of tackiness when pressure is applied for a short period of time.
  • An ultraviolet curable adhesive is an adhesive whose adhesive property decreases when irradiated with ultraviolet rays.
  • the thickness of the adhesive layer can be set as appropriate depending on the shape and dimensions of the semiconductor device, and may be, for example, 1 to 100 ⁇ m, 5 to 70 ⁇ m, or 10 to 40 ⁇ m.
  • the thickness of the base material layer 20, which is a dicing film may be 60 to 150 ⁇ m or 70 to 130 ⁇ m from the viewpoint of economical efficiency and ease of handling the film.
  • the protective film 30 may be a resin film similar to the cover film.
  • the thickness of the protective film 30 may be, for example, 15 to 200 ⁇ m or 30 to 170 ⁇ m.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing one embodiment of a semiconductor device, and shows an example of a semiconductor device manufactured using an adhesive film.
  • the semiconductor device 200 shown in FIG. 4 mainly includes a substrate 14, a first semiconductor chip Wa and a second semiconductor chip Waa mounted on the substrate 14, and a sealing layer that seals the second semiconductor chip Waa. 42, and an adhesive film 10 that adheres the second semiconductor chip Waa to the substrate 14.
  • the substrate 14 includes an organic substrate 90 and circuit patterns 84 and 94 provided on the organic substrate 90.
  • the first semiconductor chip Wa is bonded to the substrate 14 with an adhesive 41.
  • a first wire 88 is connected to the first semiconductor chip Wa, and the first semiconductor chip Wa is electrically connected to the circuit pattern 84 via the first wire 88.
  • the entire first semiconductor chip Wa and the entire first wire 88 are embedded in the adhesive film 10.
  • a second wire 98 is connected to the second semiconductor chip Waa, and the second semiconductor chip Waa is electrically connected to the circuit pattern 84 via the second wire 98.
  • the entire second semiconductor chip Waa and the entire second wire 98 are embedded in the sealing layer 42.
  • FIG. 6, FIG. 7, FIG. 8, and FIG. 9 are process diagrams showing one embodiment of a method for manufacturing a semiconductor device, and are process diagrams showing an example of a method for manufacturing the semiconductor device 200 shown in FIG. It is.
  • the method shown in FIGS. 5 to 9 includes bonding the first semiconductor chip Wa to the substrate 14 via the adhesive 41, and connecting the first semiconductor chip Wa and the substrate 14 (circuit pattern 84).
  • the semiconductor device 200 shown in FIG. 4 can be obtained.
  • the thickness of the first semiconductor chip Wa may be 10 to 170 ⁇ m.
  • the first semiconductor chip Wa may be a controller chip for driving the semiconductor device 200.
  • the first semiconductor chip Wa may be a flip chip type chip.
  • the size of the first semiconductor chip Wa is usually smaller than the size of the second semiconductor chip Waa.
  • the adhesive 41 interposed between the first semiconductor chip Wa and the substrate 14 may be a known semiconductor adhesive used in the field.
  • the substrate 14 (circuit pattern 84) and the first semiconductor chip Wa are electrically connected via the first wire 88.
  • the first wire 88 connecting the first semiconductor chip Wa and the substrate 14 (circuit pattern 84) may be, for example, a gold wire, an aluminum wire, or a copper wire.
  • the heating temperature for the connection of the first wire 88 may be in the range of 80-250°C or 80-220°C.
  • the heating time for connecting the first wire 88 may be from several seconds to several minutes.
  • vibration energy by ultrasonic waves and compression energy by applied pressure may be applied.
  • the adhesive-attached chip consisting of the second semiconductor chip Waa and the adhesive film 10 can be prepared using, for example, a dicing/die bonding integrated film having the same configuration as the laminate 100 shown in FIG. 2.
  • the laminate 100 (dicing/die bonding integrated film) is attached to one side of the semiconductor wafer with the adhesive film 10 in contact with the semiconductor wafer.
  • the surface to which the adhesive film 10 is attached may be the circuit surface of the semiconductor wafer, or may be the opposite back surface.
  • Examples of dicing include blade dicing using a rotary blade, stealth dicing in which a modified region is created in a semiconductor wafer using a laser, and a base material layer is expanded.
  • the second semiconductor chip Waa is picked up together with the divided adhesive film 10.
  • the adhesive layer of the dicing film is made of an ultraviolet curable adhesive
  • the adhesive layer may be irradiated with ultraviolet rays to remove the adhesive before picking up the second semiconductor chip Waa.
  • the adhesion of the layer may also be reduced.
  • the second semiconductor chip Waa may have a width of 20 mm or less.
  • the width (or length of one side) of the second semiconductor chip Waa may be 3 to 15 mm or 5 to 10 mm.
  • the semiconductor wafer used to form the second semiconductor chip Waa may be a thin semiconductor wafer having a thickness of 10 to 100 ⁇ m, for example.
  • the semiconductor wafer may be a wafer of polycrystalline silicon, various ceramics, or compound semiconductors such as gallium arsenide.
  • the second semiconductor chip Waa may also be formed from a similar semiconductor wafer.
  • an adhesive-attached chip consisting of an adhesive film 10 and a second semiconductor chip Waa is placed so that the adhesive film 10 covers the first wire 88 and the first semiconductor chip Wa.
  • the second semiconductor chip Waa is fixed to the substrate 14 by pressing the second semiconductor chip Waa onto the substrate 14.
  • the heating temperature for compression bonding may be 50 to 200°C or 100 to 150°C. If the heating temperature for pressure bonding is high, the adhesive film 10 becomes soft and embeddability tends to improve.
  • the crimping time may be 0.5 to 20 seconds or 1 to 5 seconds.
  • the pressure for crimping may be 0.01-5 MPa or 0.02-2 MPa.
  • the structure including the adhesive film 10 may be further heated, thereby curing the adhesive film 10.
  • the temperature and time for curing can be appropriately set depending on the curing temperature of the adhesive film 10 and the like.
  • the temperature may be changed stepwise.
  • the heating temperature may be, for example, 40-300°C or 60-200°C.
  • the heating time may be, for example, 30 to 300 minutes.
  • the substrate 14 and the second semiconductor chip Waa are electrically connected via the second wire 98.
  • the type and connection method of the second wire 98 may be the same as that of the first wire 88.
  • the sealing layer 42 that seals the circuit pattern 84, the second wire 98, and the second semiconductor chip Waa is formed of a sealing material.
  • the sealing layer 42 can be formed, for example, by a conventional method using a mold.
  • the adhesive film 10 and the sealing layer 42 may be further thermally cured by heating.
  • the heating temperature for this may be, for example, 165 to 185° C., and the heating time may be about 0.5 to 8 hours.
  • FIG. 10 is a schematic cross-sectional view showing another embodiment of the semiconductor device.
  • the semiconductor device 201 mainly includes a substrate 14, a first semiconductor chip Wa and a second semiconductor chip Waa mounted on the substrate 14, and a seal that seals the first semiconductor chip Wa and the second semiconductor chip Waa. It is composed of a stop layer 42 and an adhesive film 10 that adheres the second semiconductor chip Waa to the first semiconductor chip Wa.
  • the substrate 14 includes an organic substrate 90, circuit patterns 84, 94 provided on the organic substrate 90, and connection terminals 95 provided on the surface of the organic substrate 90 opposite to the circuit patterns 84, 94. .
  • the first semiconductor chip Wa is bonded to the substrate 14 with an adhesive 41.
  • a first wire 88 is connected to the first semiconductor chip Wa, and the first semiconductor chip Wa is electrically connected to the circuit pattern 84 via the first wire 88. A portion of the first wire 88 is embedded in the adhesive film 10.
  • a second wire 98 is connected to the second semiconductor chip Waa, and the second semiconductor chip Waa is electrically connected to the circuit pattern 84 via the second wire 98.
  • the semiconductor device 201 shown in FIG. 10 can be manufactured by the same method as the manufacturing method of the semiconductor device 200, which includes bonding the second semiconductor chip Waa to the first semiconductor chip Wa using the adhesive film 10. .
  • FIG. 11 is a schematic cross-sectional view showing another embodiment of the semiconductor device.
  • the semiconductor device 202 mainly includes a substrate 14 (organic substrate 90), a first semiconductor chip Wa and a second semiconductor chip Waa mounted on the substrate 14, and a first semiconductor chip Wa and a second semiconductor chip Waa. and an adhesive film 10 that adheres the second semiconductor chip Waa to the substrate 14 while embedding the entire first semiconductor chip Wa.
  • the first semiconductor chip Wa is a flip-chip type chip, and is electrically connected to the substrate 14 via a plurality of electrodes 96.
  • An underfill 50 is filled between the first semiconductor chip Wa and the substrate 14.
  • A Component: Thermosetting resin component (A1) Component: Thermosetting resin (A1-1) N-500P-10 (trade name, manufactured by DIC Corporation, o-cresol novolac type epoxy resin, epoxy equivalent: 204 g /eq, softening point: 75-85°C) (A1-2) EXA-830CRP (product name, manufactured by DIC Corporation, liquid bisphenol F type epoxy resin, epoxy equivalent: 159 g/eq)
  • C Component: Inorganic filler (C-1) Silica filler A (SC2050-HLG (trade name), manufactured by Admatex Co., Ltd., silica filler dispersion, average particle size: 0.50 ⁇ m) (C-2) Silica filler B (silica filler dispersion, average particle size: 0.18 ⁇ m)
  • D Curing accelerator (D-1) 2PZ-CN (trade name, manufactured by Shikoku Kasei Kogyo Co., Ltd., 1-cyanoethyl-2-phenylimidazole)
  • ⁇ Preparation of adhesive film> The produced adhesive varnish was filtered through a 100 mesh filter and degassed under vacuum.
  • a polyethylene terephthalate (PET) film having a thickness of 38 ⁇ m and subjected to a mold release treatment was prepared, and an adhesive varnish after vacuum defoaming was applied onto the PET film.
  • the applied adhesive varnish was heated and dried in two steps: at 90° C. for 5 minutes and then at 140° C. for 5 minutes to obtain adhesive films of Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 3 in a B-stage state. .
  • the thickness of the adhesive film was adjusted to 60 ⁇ m by adjusting the amount of adhesive varnish applied. Two sheets of the obtained adhesive film with a thickness of 60 ⁇ m were prepared and bonded together at 70° C. to produce an adhesive film with a thickness of 120 ⁇ m.
  • a printed wiring board substrate (manufactured by Showa Denko Materials Co., Ltd., trade name: MCL-E-679) in which a 70 ⁇ m thick copper foil was laminated on a glass epoxy base material was prepared.
  • the copper surface of the printed wiring board substrate was etched to form interdigitated electrodes with a line/space of 40 ⁇ m/40 ⁇ m.
  • adhesive films (5 mm x 12 mm) of Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 3 each having a thickness of 120 ⁇ m were pasted at a temperature of 120° C. for 2 seconds and a pressure of 0.2 MPa. I attached it.
  • an evaluation board was prepared by heating at a temperature of 90° C. for 1 hour and a pressure of 0.6 MPa, and then further heating at a temperature of 130° C. for 1 hour and a pressure of 0.6 MPa. did.
  • the evaluation board was exposed to a voltage of DC 13.2 V under conditions of 130° C. and 85% RH, and the resistance value between the lines was measured while applying the voltage.
  • the number of times a decrease in resistance value of 2 digits or more was observed was counted, and the time from the start of the test until the 50th decrease in resistance value was observed was evaluated based on the following criteria. The results are shown in Tables 1 and 2.
  • A The time from the start of the test until the 50th decrease in resistance value was observed exceeded 100 hours.
  • B The time from the start of the test until the 50th decrease in resistance value was observed was more than 50 hours and less than 100 hours.
  • C The time from the start of the test until the 50th decrease in resistance value was observed was 50 hours or less.
  • solder resist solder resist
  • the pressure bonding conditions were a temperature of 120° C., a time of 1 second, and a pressure of 0.1 MPa. Subsequently, the evaluation sample obtained by pressure bonding was placed in a dryer, heated at 110° C. for 1 hour, heated over 30 minutes, and then cured by heating at 175° C. for 5 hours.
  • the cured evaluation sample was pulled by a universal bond tester (manufactured by Nordson Advanced Technology Co., Ltd., product name: Series 4000) while the semiconductor chip was hooked, thereby testing the cured die share between the semiconductor chip and the organic substrate.
  • the strength was measured.
  • the die shear strength was measured under the conditions of 6.7 MPa, 260° C., and a stage holding time of 20 seconds. The results are shown in Tables 1 and 2.
  • Adhesion strength to gold substrate Adhesion strength was evaluated using a gold substrate, which is more difficult to adhere to than an organic substrate. That is, the adhesive strength to a gold substrate is evaluated under stricter conditions than the adhesive strength to an organic substrate (solder resist). Using the obtained semiconductor chip with adhesive film, the die shear strength after curing was measured. A semiconductor chip was thermocompressed onto a gold substrate. The pressure bonding conditions were a temperature of 120° C., a time of 1 second, and a pressure of 0.1 MPa. Subsequently, the evaluation sample obtained by pressure bonding was placed in a dryer, heated at 110° C. for 1 hour, heated over 30 minutes, and then cured by heating at 175° C. for 5 hours.
  • the cured evaluation sample was pulled by a universal bond tester (manufactured by Nordson Advanced Technology Co., Ltd., product name: Series 4000) to test the die shear between the semiconductor chip and the gold substrate after curing. The strength was measured. The die shear strength was measured under the conditions of 6.7 MPa, 260° C., and a stage holding time of 20 seconds. The results are shown in Tables 1 and 2. In addition, in Comparative Example 1, the die shear strength was below the measurement lower limit of the measuring device and could not be measured.
  • the adhesive films of Examples 1 and 2 containing an acrylic resin having a structural unit derived from a monomer having an aromatic ring as an elastomer have excellent HAST resistance and have an aromatic ring as an elastomer.
  • the adhesive strength was superior to that of the adhesive film of Comparative Example 1 which did not contain an acrylic resin having a structural unit derived from a monomer.
  • the adhesive films of Examples 3 to 7 containing acrylic resins having a structural unit derived from a monomer having an aromatic ring as an elastomer had a structure derived from a monomer having an aromatic ring as an elastomer.
  • both HAST resistance and adhesive strength were excellent.
  • the adhesive film for semiconductors of the present disclosure has excellent HAST resistance and high adhesive strength.
  • SYMBOLS 10 Adhesive film, 14... Substrate, 20... Base material layer (dicing film), 30... Protective film, 41... Adhesive, 42... Sealing layer, 84, 94... Circuit pattern, 88... First wire, 90 ...Organic substrate, 98...Second wire, 100, 110...Laminated body, 200, 201, 202...Semiconductor device, Wa...First semiconductor chip, Waa...Second semiconductor chip.

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Abstract

半導体用接着フィルムが開示される。当該半導体用接着フィルムは、熱硬化性成分と、エラストマーと、無機フィラーとを含有する。エラストマーは、芳香環を有する単量体に由来する構造単位を有するアクリル樹脂を含む。

Description

半導体用接着フィルム、ダイシング・ダイボンディング一体型フィルム、及び半導体装置の製造方法
 本開示は、半導体用接着フィルム、ダイシング・ダイボンディング一体型フィルム、及び半導体装置の製造方法に関する。
 多段に積層された半導体チップによって高容量化されたスタックドMCP(Multi Chip Package)が普及している。スタックドMCPの例として、ワイヤ埋込型及びチップ埋込型の半導体パッケージが挙げられる。ワイヤが接着フィルムによって埋め込まれた半導体パッケージの構造は、FOW(Film Over Wire)と称されることがある。半導体チップが接着フィルムによって埋め込まれた半導体パッケージの構造は、FOD(Film Over Die)と称されることがある。FODが採用された半導体パッケージの一例として、最下段に配置されたコントローラチップと、これを埋め込む接着フィルムとを有するものがある(特許文献1参照)。FOD又はFOWの構造を有する半導体パッケージの製造において、半導体チップ又はワイヤが接着フィルムによって充分に埋め込まれることが求められる。
 近年、高集積化に伴い、配線のライン/スペースのギャップが狭まっており、このような接着フィルムには、耐HAST(Highly Accelerated temperature and humidity Stress Test)性が良好であることが求められる。接着フィルムの耐HAST性を向上させる方法としては、例えば、アクリルニトリルに由来する構造単位の割合の低いアクリル樹脂を用いる手法が提案されている(特許文献2参照)。
特開2014-175459号公報 国際公開第2020/067186号
 しかしながら、従来の手法では、耐HAST性が向上するものの、接着力が低下してしまう場合がある。そのため、接着フィルムには、耐HAST性及び接着力の両立が可能であることが求められている。
 そこで、本開示は、耐HAST性に優れるとともに、高い接着力を有する半導体用接着フィルムを提供することを主な目的とする。
 本発明者らの検討によると、エラストマーとして、芳香環を有する単量体に由来する構造単位を有するアクリル樹脂を用いることにより、半導体用接着フィルムの耐HAST性及び接着力の両立が可能であることを見出し、本開示の発明を完成するに至った。
 本開示の一側面は、半導体用接着フィルムに関する。当該半導体用接着フィルム(以下、単に「接着フィルム」という場合がある。)は、熱硬化性成分と、エラストマーと、無機フィラーとを含有する。エラストマーは、芳香環を有する単量体に由来する構造単位を有するアクリル樹脂を含む。
 接着フィルムの一態様は、60~150μmの厚さを有していてもよい。この場合、接着フィルムは、半導体チップを、他の半導体チップを埋め込みながら基板に接着するために用いられる、FOD用接着フィルムであってよい。
 接着フィルムの他の態様は、25~80μmの厚さを有していてもよい。この場合、接着フィルムは、他の半導体チップに接続されたワイヤの一部又は全体を埋め込みながら他の半導体チップに接着するために用いられる、FOW用接着フィルムであってよい。
 エラストマーは、芳香環を有する単量体に由来する構造単位を有しないアクリル樹脂をさらに含んでいてもよい。芳香環を有する単量体に由来する構造単位を有しないアクリル樹脂の重量平均分子量は、50万以上であってよい。
 エラストマーの含有量は、接着フィルム全量を基準として、10~60質量%であってよい。
 無機フィラーの含有量は、熱硬化性成分100質量部に対して、30~250質量部であってよい。
 本開示の他の側面は、ダイシング・ダイボンディング一体型フィルムに関する。当該ダイシング・ダイボンディング一体型フィルムは、ダイシングフィルムと、ダイシングフィルム上に設けられた上記の接着フィルムとを備える。
 本開示の他の側面は、半導体装置の製造方法に関する。半導体装置の製造方法の一態様は、第一の半導体チップが搭載された基板に、上記の接着フィルムにより第二の半導体チップを接着することを含む。この場合、第一の半導体チップは、接着フィルムによって埋め込まれる。
 半導体装置の製造方法の他の態様は、第一の半導体チップに、上記の接着フィルムにより第二の半導体チップを接着することを含む。この場合、ワイヤの一部又は全体は、接着フィルムによって埋め込まれる。
 半導体装置の製造方法の一態様又は他の態様において、第一の半導体チップは、コントローラチップであってよい。
 本開示は、[1]~[12]を含む。
[1]熱硬化性成分と、エラストマーと、無機フィラーとを含有し、
 前記エラストマーが、芳香環を有する単量体に由来する構造単位を有するアクリル樹脂を含む、
 半導体用接着フィルム。
[2]60~150μmの厚さを有する、
 [1]に記載の半導体用接着フィルム。
[3]半導体チップを、他の半導体チップを埋め込みながら基板に接着するために用いられる、[1]又は[2]に記載の半導体用接着フィルム。
[4]25~80μmの厚さを有する、
 [1]に記載の半導体用接着フィルム。
[5]半導体チップを、他の半導体チップに接続されたワイヤの一部又は全体を埋め込みながら前記他の半導体チップに接着するために用いられる、
 [1]又は[4]に記載の半導体用接着フィルム。
[6]前記エラストマーが、芳香環を有する単量体に由来する構造単位を有しないアクリル樹脂をさらに含み、
 前記芳香環を有する単量体に由来する構造単位を有しないアクリル樹脂の重量平均分子量が50万以上である、
 [1]~[5]のいずれかに記載の半導体用接着フィルム。
[7]前記エラストマーの含有量が、半導体用接着フィルム全量を基準として、10~60質量%である、
 [1]~[6]のいずれかに記載の半導体用接着フィルム。
[8]前記無機フィラーの含有量が、前記熱硬化性成分100質量部に対して、30~250質量部である、
 [1]~[7]のいずれかに記載の半導体用接着フィルム。
[9]ダイシングフィルムと、
 前記ダイシングフィルム上に設けられた[1]~[8]のいずれかに記載の半導体用接着フィルムと、
を備える、
 ダイシング・ダイボンディング一体型フィルム。
[10]第一の半導体チップが搭載された基板に、[1]又は[2]に記載の半導体用接着フィルムにより第二の半導体チップを接着することを含み、
 前記第一の半導体チップが、前記接着フィルムによって埋め込まれる、
 半導体装置の製造方法。
[11]第一の半導体チップに、[1]又は[4]に記載の半導体用接着フィルムにより第二の半導体チップを接着することを含み、
 前記第一の半導体チップにワイヤが接続されており、
 前記ワイヤの一部又は全体が、前記接着フィルムによって埋め込まれる、
 半導体装置の製造方法。
[12]前記第一の半導体チップがコントローラチップである、
 [10]又は[11]に記載の半導体装置の製造方法。
 本開示によれば、耐HAST性に優れるとともに、高い接着力を有する半導体用接着フィルムが提供される。また、本開示によれば、このような半導体用接着フィルムを備えるダイシング・ダイボンディング一体型フィルムが提供される。さらに、本開示によれば、これらの半導体用接着フィルム又はダイシング・ダイボンディング一体型フィルムを用いた半導体装置の製造方法が提供される。
図1は、接着フィルムの一実施形態を示す模式断面図である。 図2は、接着フィルムを備える積層体の一実施形態を示す模式断面図である。 図3は、接着フィルムを備える積層体の一実施形態を示す模式断面図である。 図4は、半導体装置の一実施形態を示す模式断面図である。 図5は、半導体装置の製造方法の一実施形態を示す工程図である。 図6は、半導体装置の製造方法の一実施形態を示す工程図である。 図7は、半導体装置の製造方法の一実施形態を示す工程図である。 図8は、半導体装置の製造方法の一実施形態を示す工程図である。 図9は、半導体装置の製造方法の一実施形態を示す工程図である。 図10は、半導体装置の他の実施形態を示す模式断面図である。 図11は、半導体装置の他の実施形態を示す模式断面図である。
 本開示は以下の例に限定されるものではない。以下の例において、その構成要素(ステップ等も含む)は、特に明示した場合を除き、必須ではない。各図における構成要素の大きさは概念的なものであり、構成要素間の大きさの相対的な関係は各図に示されたものに限定されない。以下に例示される数値及びその範囲も、本開示を制限するものではない。
 本明細書において「~」を用いて示された数値範囲は、「~」の前後に記載される数値をそれぞれ最小値及び最大値として含む範囲を示す。本明細書中に段階的に記載されている数値範囲において、一つの数値範囲で記載された上限値又は下限値は、他の段階的な記載の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよい。本明細書中に記載されている数値範囲において、その数値範囲の上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。
 本明細書において、(メタ)アクリレートは、アクリレート又はそれに対応するメタクリレートを意味する。(メタ)アクリル酸エステル、(メタ)アクリロイル基、(メタ)アクリル共重合体等の他の類似表現についても同様である。
 以下で例示する材料は、特に断らない限り、1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。組成物中の各成分の含有量は、組成物中に各成分に該当する物質が複数存在する場合、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数の物質の合計量を意味する。
[半導体用接着フィルム(接着フィルム)]
 図1は、接着フィルムの一実施形態を示す模式断面図である。図1に示される接着フィルム10は、熱硬化性成分(以下、「(A)成分」という場合がある。)と、エラストマー(以下、「(B)成分」という場合がある。)と、無機フィラー(以下、「(C)成分」という場合がある。)とを含有する。接着フィルム10は、(A)成分、(B)成分、及び(C)成分に加えて、硬化促進剤(以下、「(D)成分」という場合がある。)、カップリング剤(以下、「(E)成分」という場合がある。)、その他の成分等を含有していてもよい。接着フィルム10は、(A)成分、(B)成分、(C)成分等を含有する熱硬化性接着剤から形成されたフィルムであり得る。接着フィルム10は、半硬化(Bステージ)状態であってよい。接着フィルム10は、硬化処理後に硬化(Cステージ)状態になり得る。
(A)成分:熱硬化性成分
 (A)成分は、熱硬化反応によって架橋構造を形成する官能基を有する化合物である(A1)熱硬化性樹脂を含んでいてもよく、熱硬化性樹脂と反応する(A2)硬化剤をさらに含んでいてもよい。熱硬化性樹脂は、接着性の観点から、エポキシ基を有する化合物であるエポキシ樹脂を含んでいてもよい。その場合、硬化剤が、フェノール性水酸基を有する化合物であるフェノール樹脂を含んでいてもよい。
 熱硬化性樹脂として用いられるエポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂;ビスフェノールF型エポキシ樹脂;ビスフェノールS型エポキシ樹脂;フェノールノボラック型エポキシ樹脂;クレゾールノボラック型エポキシ樹脂;ビスフェノールAノボラック型エポキシ樹脂;ビスフェノールFノボラック型エポキシ樹脂;スチルベン型エポキシ樹脂;トリアジン骨格含有エポキシ樹脂;フルオレン骨格含有エポキシ樹脂;トリフェノールメタン型エポキシ樹脂;ビフェニル型エポキシ樹脂;キシリレン型エポキシ樹脂;ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂;ナフタレン型エポキシ樹脂;多官能フェノール類、アントラセン等の多環芳香族類のジグリシジルエーテル化合物などが挙げられる。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てもよい。これらの中でも、エポキシ樹脂は、フィルムのタック性、柔軟性等の観点から、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、又はこれらの組み合わせを含んでいてもよい。
 エポキシ樹脂は、30℃で液体である液状エポキシ樹脂(軟化点が40℃以下であるエポキシ樹脂)を含んでいてもよい。すなわち、エポキシ樹脂は、液状エポキシ樹脂と、30℃で固体である固体状エポキシ樹脂(軟化点が40℃を超えるエポキシ樹脂)との組み合わせであってよい。なお、本明細書において、軟化点とは、JIS K7234に準拠し、環球法によって測定される値を意味する。液状エポキシ樹脂の含有量は、接着フィルム全量を基準として、3~15質量%であってもよい。熱硬化性樹脂が液状エポキシ樹脂を含むことにより、接着フィルムの柔軟性が向上する傾向にある。また、液状エポキシ樹脂と固体状エポキシ樹脂とを組み合わせることにより、半導体チップ及びワイヤの埋め込み性が向上する傾向にある。
 液状エポキシ樹脂の市販品としては、例えば、EXA-830CRP(商品名、DIC株式会社製、30℃で液体)、YDF-8170C(商品名、日鉄ケミカル&マテリアル株式会社製、30℃で液体)、EP-4088S(商品名、株式会社ADEKA製、30℃で液体)等が挙げられる。
 エポキシ樹脂のエポキシ当量は、特に制限されないが、90~300g/eq又は110~290g/eqであってよい。エポキシ樹脂のエポキシ当量がこのような範囲にあると、接着フィルムのバルク強度を維持しつつ、接着フィルムを形成する際の熱硬化性接着剤の流動性を確保し易い傾向にある。
 硬化剤として用いられるフェノール樹脂としては、例えば、フェノール、クレゾール、レゾルシン、カテコール、ビスフェノールA、ビスフェノールF、フェニルフェノール、アミノフェノール等のフェノール及び/又はα-ナフトール、β-ナフトール、ジヒドロキシナフタレン等のナフトールとホルムアルデヒド等のアルデヒド基を有する化合物とを酸性触媒下で縮合又は共縮合させて得られるノボラック型フェノール樹脂、アリル化ビスフェノールA、アリル化ビスフェノールF、アリル化ナフタレンジオール、フェノールノボラック、フェノール等のフェノール類及び/又はナフトール類とジメトキシパラキシレン又はビス(メトキシメチル)ビフェニルから合成されるフェノールアラルキル樹脂、ナフトールアラルキル樹脂が挙げられる。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てもよい。フェノール樹脂は、フェニルアラルキル型フェノール樹脂、フェノールノボラック樹脂、又はこれらの組み合わせを含んでいてもよい。
 フェノール樹脂の水酸基当量は、70g/eq以上、又は70~300g/eqであってもよい。フェノール樹脂の水酸基当量が70g/eq以上であると、接着フィルムの貯蔵弾性率がより増大する傾向がある。フェノール樹脂の水酸基当量が300g/eq以下であると、発泡、及びアウトガスの発生がより抑制され得る。
 フェノール樹脂の市販品としては、例えば、PSM-4326(商品名、群栄化学工業株式会社製、軟化点:120℃)、J-DPP-140(商品名、JFEケミカル株式会社製、軟化点:140℃)、GPH-103(商品名、日本化薬株式会社製、軟化点:99~106℃)、MEH-7800M(商品名、明和化成株式会社製、軟化点:80℃)、J-DPP-85(商品名、JFEケミカル株式会社製、軟化点:85℃)、MEH-5100-5S(商品名、明和化成株式会社製、軟化点:65℃)等が挙げられる。
 熱硬化性樹脂がエポキシ樹脂を含み、硬化剤がフェノール樹脂を含む場合、エポキシ樹脂のエポキシ当量とフェノール樹脂の水酸基当量との比(エポキシ当量:水酸基当量)は、硬化性の観点から、0.30/0.70~0.70/0.30、0.35/0.65~0.65/0.35、0.40/0.60~0.60/0.40、又は0.45/0.55~0.55/0.45であってもよい。当該当量比が0.30/0.70以上であると、より充分な硬化性が得られる傾向にある。当該当量比が0.70/0.30以下であると、粘度が高くなり過ぎることを防ぐことができ、より充分な流動性を得ることができる。
 硬化剤の軟化点は、50~200℃又は60~150℃であってよい。200℃以下の軟化点を有する硬化剤は、熱硬化性樹脂と良好な相溶性を有し易い傾向にある。
 (A)成分の含有量(熱硬化性樹脂及び硬化剤の合計の含有量)は、接着フィルム全量を基準として、10質量%以上であってよく、15質量%以上、20質量%以上、23質量%以上、25質量%以上、又は30質量%以上であってもよい。(A)成分の含有量が、接着フィルム全量を基準として、10質量%以上であると、接着フィルムの接着力が向上する傾向にある。(A)成分の含有量は、フィルム成形性の観点から、接着フィルム全量を基準として、80質量%以下、70質量%以下、60質量%以下、50質量%以下、又は45質量%以下であってよい。
(B)成分:エラストマー
 (B)成分は、芳香環を有する単量体に由来する構造単位を有するアクリル樹脂(以下、「第一のアクリル樹脂」という場合がある。)を含み、芳香環を有する単量体に由来する構造単位を有しないアクリル樹脂(以下、「第二のアクリル樹脂」という場合がある。)をさらに含んでいてもよい。
 第一のアクリル樹脂は、(メタ)アクリロイル基を有する単量体に由来する構造単位を主成分として有するアクリル樹脂(アクリルゴム)である。(メタ)アクリロイル基を有する単量体としては、例えば、(メタ)アクリル酸エステル((メタ)アクリレート)、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリロニトリル等が挙げられる。(メタ)アクリロイル基を有する単量体に由来する構造単位の含有量は、第一のアクリル樹脂を構成する構造単位全量を基準として、例えば、70質量%以上、80質量%以上、又は90質量%以上であってよい。第一のアクリル樹脂は、エポキシ基、アルコール性又はフェノール性水酸基、カルボキシル基等の架橋性官能基を有する(メタ)アクリル酸エステルに由来する構造単位を有していてもよい。第一のアクリル樹脂が架橋性官能基を有する(メタ)アクリル酸エステルに由来する構造単位を有する場合、加熱することで(A)成分との反応が進行し、硬化後の接着強度を向上させることができる。
 第一のアクリル樹脂は、芳香環を有する単量体に由来する構造単位を有する。(B)成分がこのような第一のアクリル樹脂を含むことにより、接着フィルムの接着力が向上する傾向にある。芳香環を有する単量体としては、例えば、芳香環を有する単量体であって、(メタ)アクリロイル基を有する単量体(芳香環を有し、かつ(メタ)アクリロイル基を有する単量体)、芳香環を有する単量体であって、(メタ)アクリロイル基を有しない単量体(芳香環を有し、かつ(メタ)アクリロイル基を有しない単量体)等が挙げられる。
 芳香環を有し、かつ(メタ)アクリロイル基を有する単量体としては、例えば、フェニル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、ヒドロキシベンジル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシフェニル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリロイルオキシエチルフタル酸、フェノキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、エトキシ化ノニルフェニルエーテル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
 芳香環を有し、かつ(メタ)アクリロイル基を有しない単量体としては、例えば、スチレン;α-メチルスチレン、エチルスチレン、ブチルスチレン、イソブチルスチレン、プロピルスチレン、イソプロピルスチレン、フルオロスチレン、クロロスチレン、ブロモスチレン、スチレンスルホン酸、ヒドロキシスチレン(ビニルフェノール)等のスチレン誘導体;ビニルトルエン、ビニルピリジン、イソプロペニルフェノール、アリルフェノール、ビニルナフタレン、ビニルアントラセン、ビニルフェナントレン、ビニルピレン等の芳香族ビニル化合物及びその誘導体などが挙げられる。
 芳香環を有する単量体に由来する構造単位の含有量は、第一のアクリル樹脂を構成する構造単位全量を基準として、1質量%以上、3質量%以上、又は5質量%以上であってよく、30質量%以下、25質量%以下、又は20質量%以下であってよい。
 第一のアクリル樹脂のガラス転移温度(Tg)は、0℃以上であってよく、3℃以上であってもよい。第一のアクリル樹脂のTgが0℃以上であると、接着フィルムの接着強度をより向上させることが可能となり、さらには、接着フィルムの柔軟性が高くなり過ぎることを防ぐことができる傾向にある。これによって、ウェハダイシング時に接着フィルムを切断し易くなり、バリの発生を防ぐことが可能となる。第一のアクリル樹脂のTgの上限は特に制限されないが、例えば、55℃以下、50℃以下、45℃以下、40℃以下、35℃以下、30℃以下、又は25℃以下であってよい。第一のアクリル樹脂のTgが55℃以下であると、ウェハへのラミネート性が向上する傾向にある。これによって接着力が向上し、ダイシング後のチップ飛びの防止効果が向上する。また、半導体ウェハとの密着性の低下によるダイシング時のチッピングを防ぐことが可能となる。なお、本明細書において、ガラス転移温度(Tg)は、DSC(熱示差走査熱量計)(例えば、株式会社リガク製、Thermo Plus 2)を用いて測定した値を意味する。第一のアクリル樹脂のTgは、第一のアクリル樹脂を構成する構造単位の種類及び含有量を調整することによって、所望の範囲に調整することができる。
 第一のアクリル樹脂の重量平均分子量(Mw)は、10万以上、20万以上、又は30万以上であってよく、300万以下、200万以下、又は100万以下であってよい。第一のアクリル樹脂のMwがこのような範囲にあると、フィルム形成性、フィルム強度、可撓性、タック性等を適切に制御することができるとともに、リフロー性に優れ、埋め込み性を向上させることができる。なお、本明細書において、Mwは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)で測定し、標準ポリスチレンによる検量線を用いて換算した値を意味する。なお、GPCにおいて複数のピークが観測された場合、最もピーク強度の高いピークに起因する重量平均分子量を、本明細書における重量平均分子量と定義する。
 第一のアクリル樹脂の含有量は、(B)成分の全量を基準として、20~100質量%であってよい。第一のアクリル樹脂の含有量が、(B)成分の全量を基準として、20質量%以上であると、接着フィルムの耐HAST性及び接着力を両立し易い傾向にある。第一のアクリル樹脂の含有量は、(B)成分の全量を基準として、22質量%以上又は25質量%以上であってもよく、90質量%以下、80質量%以下、70質量%以下、60質量%以下、50質量%以下、45質量%以下、又は40質量%以下であってもよい。
 第二のアクリル樹脂は、(メタ)アクリロイル基を有する単量体に由来する構造単位を主成分として有するアクリル樹脂(アクリルゴム)であって、芳香環を有する単量体に由来する構造単位を有しないアクリル樹脂(アクリルゴム)である。すなわち、第二のアクリル樹脂は、第一のアクリル樹脂から芳香環を有する単量体に由来する構造単位を除いたアクリル樹脂(アクリルゴム)ということができる。(メタ)アクリロイル基を有する単量体に由来する構造単位の含有量は、第二のアクリル樹脂を構成する構造単位全量を基準として、例えば、70質量%以上、80質量%以上、又は90質量%以上であってよい。第二のアクリル樹脂は、エポキシ基、アルコール性又はフェノール性水酸基、カルボキシル基等の架橋性官能基を有する(メタ)アクリル酸エステルに由来する構造単位を有していてもよい。第二のアクリル樹脂が架橋性官能基を有する(メタ)アクリル酸エステルに由来する構造単位を有する場合、加熱することで(A)成分との反応が進行し、硬化後の接着強度を向上させることができる。
 第二のアクリル樹脂のガラス転移温度(Tg)は、5℃以上であってよく、8℃以上であってもよい。第二のアクリル樹脂のTgの上限は特に制限されないが、例えば、55℃以下、50℃以下、45℃以下、40℃以下、35℃以下、30℃以下、又は25℃以下であってよい。
 第二のアクリル樹脂の重量平均分子量(Mw)は、50万以上、60万以上、又は70万以上であってよく、300万以下、200万以下、又は100万以下であってよい。
 第二のアクリル樹脂の含有量は、(B)成分の全量を基準として、0~80質量%であってよい。第二のアクリル樹脂の含有量は、(B)成分の全量を基準として、78質量%以下又は75質量%以下であってもよく、10質量%以上、20質量%以上、30質量%以上、40質量%以上、50質量%以上、55質量%以上、又は60質量%以上であってもよい。
 第一のアクリル樹脂及び第二のアクリル樹脂は、耐HAST性の観点から、(メタ)アクリロニトリルに由来する構造単位の割合が低いアクリル樹脂であってよい。第一のアクリル樹脂及び第二のアクリル樹脂は、例えば、赤外吸収スペクトル(IRスペクトル)において、カルボニル基の伸縮振動に由来する吸収ピークの面積をPACO、ニトリル基の伸縮振動に由来するピークの面積をPACNとしたとき、下記式(1)の条件を満たすアクリル樹脂であってよい。
 PACN/PACO≦0.100 (1)
 ここで、カルボニル基は主に構造単位である(メタ)アクリル酸エステルに由来するものであり、ニトリル基は主に構造単位である(メタ)アクリロニトリルに由来するものである。なお、カルボニル基の伸縮振動に由来する吸収ピークの面積(PACO)及びニトリル基の伸縮振動に由来するピークの面積(PACN)は、例えば、以下の方法によって算出することができる。
 まず、第一のアクリル樹脂及び第二のアクリル樹脂の混合物又はこれらを含む接着フィルムをKBr錠剤法によって、透過IRスペクトルを測定し、縦軸を吸光度、横軸を波数(cm-1)でスペクトルを表示する。IRスペクトルの測定には、例えば、FT-IR6300(日本分光株式会社製、光源:高輝度セラミック光源、検出器:DLATGS)を使用することができる。表示されたスペクトルにおいて、カルボニル基の伸縮振動に由来する吸収ピークの面積(PACO)は、スペクトル上の1650cm-1及び1800cm-1の2点を結ぶ直線をベースラインとし、スペクトルとベースラインとで囲われた吸光度の面積と定義される。ニトリル基の伸縮振動に由来するピークの面積(PACN)は、スペクトル上の2230cm-1及び2300cm-1の2点を結ぶ直線をベースラインとし、スペクトルとベースラインとで囲われた吸光度の面積と定義される。このようにして定義されるPACO及びPACNに基づき、PACN/PACOを算出することができる。
 第一のアクリル樹脂及び第二のアクリル樹脂のPACN/PACOは、0.100以下であってよく、0.090以下、0.080以下、0.070以下、0.060以下、0.050以下、0.040以下、0.030以下、又は0.020以下であってよい。PACN/PACOが0.100以下であると、アクリル樹脂の凝集力が低下するため、埋め込み性が向上する傾向にある。
 (B)成分は、第一のアクリル樹脂及び第二のアクリル樹脂に加えて、その他のエラストマーを含んでいてもよい。その他のエラストマーとしては、例えば、例えば、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂、ブタジエン樹脂;これら樹脂の変性体等が挙げられる。その他のエラストマーの含有量は、(B)成分の全量を基準として、0~20質量%であってよい。
 (B)成分の含有量は、接着フィルム全量を基準として、10~60質量%であってよい。(B)成分の含有量が、接着フィルム全量を基準として、10質量%以上であると、接着フィルムの埋め込み性が向上する傾向にあり、60質量%以下であると、接着フィルムの接着力が向上する傾向にある。(B)成分の含有量は、接着フィルム全量を基準として、15質量%以上、20質量%以上、25質量%以上、又は30質量%以上であってもよく、55質量%以下、50質量%以下、45質量%以下、40質量%以下、又は38質量%以下であってもよい。
(C)成分:無機フィラー
 (C)成分は、例えば、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ケイ酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、ホウ酸アルミウィスカ、窒化ホウ素、及びシリカから選ばれる少なくとも1種であってもよい。溶融粘度の調整の観点から、(C)成分はシリカを含んでもよい。
 (C)成分の平均粒径は、流動性の観点から、0.01μm(10nm)以上、0.03μm(30nm)以上、0.05μm(50nm)以上、又は0.1μm(100nm)以上であってよく、1.5(1500nm)μm以下、1.0μm(1000nm)以下、0.8μm(800nm)以下、又は0.6μm(600nm)以下であってよい。平均粒径の異なる2種以上の(C)成分を組み合わせてもよい。ここで、平均粒径は、レーザー回折・散乱法によって求められる粒度分布における積算頻度50%の粒径を意味する。なお、(C)成分の平均粒径は、(C)成分が含有される接着フィルムを用いることによっても求めることができる。この場合、接着フィルムを加熱して樹脂成分を分解することによって得られる残渣を溶媒に分散して分散液を作製し、これにレーザー回折・散乱法を適用して得られる粒度分布から、(C)成分の平均粒径を求めることができる。
 接着フィルムは、以下の条件を満たす、第一の無機フィラー及び第二の無機フィラーを含有していてもよい。接着フィルムが第一の無機フィラー及び第二の無機フィラーを含有することにより、埋め込み性を向上させることができ、さらには、硬化後において、破断強度、接着力等を向上させることができる。
・第一の無機フィラーの平均粒径は、300~1000nmである。
・第二の無機フィラーの平均粒径は、第一の無機フィラーの平均粒径に対して、0.05~0.70倍である。
・第一の無機フィラー及び第二の無機フィラーの合計((C)成分)の含有量は、接着フィルム全量を基準として、10~60質量%である。
 第一の無機フィラーの平均粒径は、300~1000nmであり、350nm以上、400nm以上、又は450nm以上であってもよく、900nm以下、800nm以下、700nm以下、又は600nm以下であってもよい。
 第二の無機フィラーの平均粒径は、300nm未満であってよく、250nm以下、220nm以下、又は200nm以下であってもよい。第二の無機フィラーの平均粒径は、例えば、10nm以上、50nm以上、又は100nm以上であってもよい。
 これらの平均粒径は、レーザー回折・散乱法によって求められる粒度分布における積算頻度50%の粒径を意味する。なお、第一の無機フィラー及び第二の無機フィラーの平均粒径は、第一の無機フィラー及び第二の無機フィラーが含有される接着フィルムを用いることによっても求めることができる。この場合、接着フィルムを加熱して樹脂成分を分解することによって得られる残渣を溶媒に分散して分散液を作製し、これにレーザー回折・散乱法を適用して得られる粒度分布から、300~1000nmの範囲にあるピークの数値を第一の無機フィラーの平均粒径とすることができ、300nm未満の範囲にあるピークの数値を第二の無機フィラーの平均粒径とすることができる。
 第二の無機フィラーの平均粒径は、第一の無機フィラーの平均粒径に対して、0.05~0.70倍である。第二の無機フィラーの平均粒径は、第一の無機フィラーの平均粒径に対して、0.10倍以上、0.20倍以上、又は0.30倍以上であってもよく、0.60倍以下、0.50倍以下、又は0.40倍以下であってもよい。
 第一の無機フィラーの含有量は、接着フィルム全量を基準として、5~60質量%であってよく、6質量%以上、8質量%以上、又は10質量%以上であってもよく、55質量%以下、45質量%以下、40質量%以下、35質量%以下、又は30質量%以下であってもよい。
 第二の無機フィラーの含有量は、接着フィルム全量を基準として、0~40質量%であってよく、3質量%以上、5質量%以上、10質量%以上、12質量%以上、又は15質量%以上であってもよく、35質量%以下、30質量%以下、又は25質量%以下であってもよい。
 第一の無機フィラー及び第二の無機フィラーの合計((C)成分)の含有量は、接着フィルム全量を基準として、10~60質量%であり、15質量%以上、18質量%以上、20質量%以上、25質量%以上、又は30質量%以上であってもよく、55質量%以下、52質量%以下、又は50質量%以下であってもよい。
 第一の無機フィラー及び第二の無機フィラーの合計((C)成分)に対する第一の無機フィラーの質量割合は、40~100質量%であってよく、45質量%以上、50質量%以上、又は55質量%以上であってもよく、95質量%以下、90質量%以下、又は85質量%以下であってもよい。
 第一の無機フィラー及び第二の無機フィラーの合計((C)成分)に対する第二の無機フィラーの質量割合は、0~60質量%であってよく、5質量%以上、10質量%以上、又は15質量%以上であってもよく、55質量%以下、50質量%以下、又は45質量%以下であってもよい。
 (C)成分の含有量は、(A)成分(熱硬化性樹脂及び硬化剤の合計)100質量部に対して、30~250質量部であってよい。(C)成分の含有量は、このような範囲にあると、接着フィルムの接着力が向上する傾向にある。(C)成分の含有量は、(A)成分(熱硬化性樹脂及び硬化剤の合計)100質量部に対して、35質量部以上、40質量部以上、50質量部以上、又は55質量部以上であってもよく、220質量部以下、200質量部以下、180質量部以下、160質量部以下、150質量部以下、140質量部以下、130質量部以下、120質量部以下、又は100質量部以下であってもよい。
(D)成分:硬化促進剤
 (D)成分としては、例えば、イミダゾール類及びその誘導体、有機リン系化合物、第二級アミン類、第三級アミン類、第四級アンモニウム塩等が挙げられる。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てもよい。これらの中でも、反応性の観点から(D)成分はイミダゾール類及びその誘導体であってもよい。
 イミダゾール類としては、例えば、2-メチルイミダゾール、1-ベンジル-2-メチルイミダゾール、1-シアノエチル-2-フェニルイミダゾール、1-シアノエチル-2-メチルイミダゾール等が挙げられる。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てもよい。
(E)成分:カップリング剤
 (E)成分は、シランカップリング剤であってよい。シランカップリング剤としては、例えば、γ-ウレイドプロピルトリエトキシシラン、γ-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3-フェニルアミノプロピルトリメトキシシラン、3-(2-アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。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てもよい。
 接着フィルムは、その他の成分をさらに含有していてもよい。その他の成分としては、例えば、顔料、イオン補捉剤、酸化防止剤等が挙げられる。
 (D)成分、(E)成分、及びその他の成分の合計の含有量は、接着フィルムの全量を基準として、0.1質量%以上、0.3質量%以上、又は0.5質量%以上であってよく、30質量%以下、20質量%以下、10質量%以下、又は5質量%以下であってよい。
 接着フィルム10は、例えば、熱硬化性接着剤を支持フィルムに塗布することによって形成することができる。接着フィルム10の形成においては、熱硬化性接着剤のワニス(接着剤ワニス)を用いてもよい。接着剤ワニスを用いる場合は、(A)成分、(B)成分、及び(C)成分、並びに必要に応じて添加される成分を溶剤中で混合又は混練して接着剤ワニスを調製し、得られた接着剤ワニスを支持フィルムに塗布し、溶剤を加熱乾燥して除去することによって接着フィルム10を得ることができる。
 支持フィルムは、上記の加熱乾燥に耐えるものであれば特に限定されないが、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、ポリエチレンナフタレートフィルム、ポリメチルペンテンフィルム等であってよい。支持フィルムは、2種以上を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。支持フィルムの厚さは、例えば、10~200μm又は20~170μmであってよい。
 混合又は混練は、通常の撹拌機、らいかい機、三本ロールミル、ボールミル等の分散機を用い、これらを適宜組み合わせて行うことができる。
 接着剤ワニスの調製に用いられる溶剤は、各成分を均一に溶解、混練、又は分散できるものであれば制限はなく、従来公知のものを使用することができる。このような溶剤としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶媒、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、Nメチルピロリドン、トルエン、キシレン等が挙げられる。溶剤は、乾燥速度及び価格の観点から、メチルエチルケトン又はシクロヘキサノンであってよい。
 接着剤ワニスを支持フィルムに塗布する方法としては、公知の方法を用いることができ、例えば、ナイフコート法、ロールコート法、スプレーコート法、グラビアコート法、バーコート法、カーテンコート法等を用いることができる。加熱乾燥条件は、使用した溶剤が充分に揮散する条件であれば特に制限されないが、例えば、50~150℃で、1~30分であってよい。
 接着フィルム10の厚さは、例えば、1μm以上、3μm以上、20μm以上、25μm以上、30μm以上、35μm以上、40μm以上、50μm以上、60μm以上、70μm以上、又は80μm以上であってよく、200μm以下、150μm以下、120μm以下、100μm以下、80μm以下、又は60μm以下であってよい。接着フィルム10がFOD用接着フィルムである場合、半導体チップ(例えば、コントローラチップ)の全体を適切に埋め込むために、接着フィルム10の厚さは、例えば、40~200μm、60~150μm、又は80~120μmであってよい。接着フィルム10がFOW用接着フィルムである場合、ワイヤが半導体チップに接触しないようにワイヤを埋め込むために、接着フィルム10の厚さは、例えば、20~120μm、25~80μm、又は30~60μmであってよい。
 支持フィルム上に作製された接着フィルム10は、損傷又は汚染を防ぐ観点から、接着フィルムの支持フィルムとは反対側の面にカバーフィルムを備えていてもよい。カバーフィルムとしては、例えば、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、表面はく離剤処理フィルム等が挙げられる。カバーフィルムの厚さは、例えば、15~200μm又は30~170μmであってよい。
 接着フィルム10は、例えば、フリップチップ型半導体装置の半導体素子(半導体チップ)の裏面を保護するための保護シート、又は、フリップチップ型半導体装置の半導体素子(半導体チップ)の表面と被着体との間を封止するための封止シートとして用いることができる。
[ダイシング・ダイボンディング一体型フィルム]
 図2及び図3は、接着フィルムを備える積層体の一実施形態を示す模式断面図である。接着フィルム10は、図2又は図3に示される積層体の形態で供給されてもよい。図2に示される積層体100は、基材層20と、基材層20上に設けられた接着フィルム10とを備える。図3に示される積層体110は、積層体100に対して、接着フィルム10の基材層20とは反対側の面上に設けられた保護フィルム30をさらに備える。
 基材層20は、支持フィルムと同様の樹脂フィルムであってよい。基材層20の厚さは、例えば、10~200μm又は20~170μmであってよい。
 基材層20は、ダイシングフィルムであってもよい。基材層20がダイシングフィルムである積層体は、ダイシング・ダイボンディング一体型フィルムとして使用することができる。ダイシング・ダイボンディング一体型フィルムは、フィルム状、シート状、又はテープ状であってもよい。
 ダイシングフィルムとしては、例えば、ポリテトラフルオロエチレンフィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリメチルペンテンフィルム、ポリイミドフィルム等の樹脂フィルムが挙げられる。ダイシングフィルムは、必要に応じて、プライマー塗布、UV処理、コロナ放電処理、研磨処理、エッチング処理によって表面処理された樹脂フィルムであってもよい。ダイシングフィルムは、粘着性を有していてもよい。粘着性を有するダイシングフィルムは、例えば、粘着性が付与された樹脂フィルム、又は、樹脂フィルム及びその片面上に設けられた粘着剤層を有する積層フィルムであってもよい。粘着剤層は、非紫外線硬化型又は紫外線硬化型の粘着剤から形成することができる。非紫外線硬化型粘着剤は、短時間の加圧で一定の粘着性を示す粘着剤である。紫外線硬化型粘着剤は、紫外線の照射によって、粘着性が低下する性質を有する粘着剤である。粘着剤層の厚さは、半導体装置の形状、寸法に応じて適宜設定できるが、例えば、1~100μm、5~70μm、又は10~40μmであってよい。ダイシングフィルムである基材層20の厚さが、経済性及びフィルムの取扱い性の観点から、60~150μm又は70~130μmであってよい。
 保護フィルム30は、カバーフィルムと同様の樹脂フィルムであってよい。保護フィルム30の厚さは、例えば、15~200μm又は30~170μmであってよい。
[半導体装置及びその製造方法]
 図4は、半導体装置の一実施形態を示す模式断面図であり、接着フィルムを用いて製造される半導体装置の一例を示すものである。図4に示される半導体装置200は、主として、基板14と、基板14に搭載された第一の半導体チップWa及び第二の半導体チップWaaと、第二の半導体チップWaaを封止する封止層42と、第二の半導体チップWaaを基板14に接着する接着フィルム10とから構成される。基板14は、有機基板90と、有機基板90上に設けられた回路パターン84、94とを有する。第一の半導体チップWaは接着剤41によって基板14に接着されている。第一の半導体チップWaに第一のワイヤ88が接続されており、第一の半導体チップWaは第一のワイヤ88を介して回路パターン84に電気的に接続されている。第一の半導体チップWaの全体、及び第一のワイヤ88の全体が、接着フィルム10に埋め込まれている。第二の半導体チップWaaに第二のワイヤ98が接続されており、第二の半導体チップWaaは第二のワイヤ98を介して回路パターン84に電気的に接続されている。第二の半導体チップWaaの全体、及び第二のワイヤ98の全体が封止層42に埋め込まれている。
 図5、図6、図7、図8、及び図9は、半導体装置の製造方法の一実施形態を示す工程図であり、図4に示される半導体装置200の製造方法の一例を示す工程図である。図5~9に示される方法は、基板14に第一の半導体チップWaを、接着剤41を介して接着することと、第一の半導体チップWaと基板14(回路パターン84)とを接続する第一のワイヤ88を設けることと、第二の半導体チップWbb及びこれに付着した接着フィルム10を有する接着剤付チップを準備することと、接着剤付チップを基板14に圧着し、それにより、第一の半導体チップWa及び第一のワイヤ88が接着フィルム10によって埋め込まれるように第二の半導体チップWaaを基板14に接着することと、第二の半導体チップWaaと基板14(回路パターン84)とを接続する第二のワイヤ98を設けることとを含む。その後、封止層44を形成することにより、図4に示される半導体装置200を得ることができる。
 第一の半導体チップWaの厚さは、10~170μmであってよい。第一の半導体チップWaは、半導体装置200を駆動するためのコントローラチップであってよい。第一の半導体チップWaは、フリップチップ型のチップであってもよい。第一の半導体チップWaのサイズは、通常、第二の半導体チップWaaのサイズ以下である。第一の半導体チップWaと基板14との間に介在する接着剤41は、当該分野使用される公知の半導体用接着剤であってよい。
 図5に示されるとおり、基板14(回路パターン84)と第一の半導体チップWaとが第一のワイヤ88を介して電気的に接続される。第一の半導体チップWaと基板14(回路パターン84)とを接続する第一のワイヤ88は、例えば、金線、アルミニウム線、又は銅線であってよい。第一のワイヤ88の接続のための加熱温度は、80~250℃又は80~220℃の範囲内であってよい。第一のワイヤ88の接続のための加熱時間は数秒~数分間であってもよい。第一のワイヤ88の接続のために、超音波による振動エネルギーと印加加圧とによる圧着エネルギーが付与されてもよい。
 第二の半導体チップWaa及び接着フィルム10からなる接着剤付チップは、例えば、図2に示される積層体100と同様の構成を有するダイシング・ダイボンディング一体型フィルムを用いて準備することができる。この場合、例えば、半導体ウェハの片面に、積層体100(ダイシング・ダイボンディング一体型フィルム)が、その接着フィルム10が半導体ウェハに接する向きで貼り付けられる。接着フィルム10が貼り付けられる面は、半導体ウェハの回路面であってもよく、その反対側の裏面であってもよい。積層体100(ダイシング・ダイボンディング一体型フィルム)が貼り付けられた半導体ウェハをダイシングにより分割することにより、個片化された第二の半導体チップWaaが形成される。ダイシングとしては、回転刃を用いるブレードダイシング、レーザーによって半導体ウェハに改質領域を作製し、基材層をエキスパンドするステルスダイシング等が挙げられる。第二の半導体チップWaaは、分割された接着フィルム10とともにピックアップされる。ダイシングフィルムの粘着剤層が紫外線硬化型粘着剤からなるものである場合、第二の半導体チップWaaをピックアップする前に、必要に応じて、粘着剤層に対して紫外線を照射することによって粘着剤層の粘着力を低下させてもよい。
 第二の半導体チップWaaは、幅20mm以下のサイズを有していてもよい。第二の半導体チップWaaの幅(又は一辺の長さ)が、3~15mm又は5~10mmであってよい。
 第二の半導体チップWaaを形成するために用いられる半導体ウェハは、例えば、10~100μmの厚さを有する薄型半導体ウェハであってよい。半導体ウェハは、単結晶シリコンの他、多結晶シリコン、各種セラミック、ガリウム砒素等の化合物半導体のウェハであってよい。第二の半導体チップWaaも同様の半導体ウェハから形成されたものであってよい。
 図7に示されるとおり、接着フィルム10及び第二の半導体チップWaaからなる接着剤付チップが、接着フィルム10によって第一のワイヤ88及び第一の半導体チップWaが覆われるように載置される。次いで、図8に示されるように、第二の半導体チップWaaを基板14に圧着させることで基板14に対して第二の半導体チップWaaが固定される。圧着のための加熱温度は、50~200℃又は100~150℃であってよい。圧着のための加熱温度が高いと接着フィルム10が柔らかくなるため埋め込み性が向上する傾向にある。圧着時間は、0.5~20秒又は1~5秒であってよい。圧着のための圧力は、0.01~5MPa又は0.02~2MPaであってよい。
 圧着の後、接着フィルム10を含む構造体をさらに加熱し、それにより接着フィルム10を硬化させてもよい。硬化させるための温度及び時間は、接着フィルム10の硬化温度等により適宜設定することができる。温度は段階的に変化させてもよい。加熱温度は、例えば、40~300℃又は60~200℃であってよい。加熱時間は、例えば、30~300分であってよい。
 図9に示されるとおり、基板14と第二の半導体チップWaaとが第二のワイヤ98を介して電気的に接続される。第二のワイヤ98の種類及び接続方法は、第一のワイヤ88と同様であってよい。
 その後、回路パターン84、第二のワイヤ98、及び第二の半導体チップWaaを封止する封止層42が封止材により形成される。封止層42は、例えば、金型を用いた通常の方法により形成することができる。封止層42が形成された後、加熱により接着フィルム10及び封止層42をさらに熱硬化してもよい。そのための加熱温度は、例えば、165~185℃であってよく、加熱時間は0.5~8時間程度であってよい。
 図10は、半導体装置の他の実施形態を示す模式断面図である。半導体装置201は、主として、基板14と、基板14に搭載された第一の半導体チップWa及び第二の半導体チップWaaと、第一の半導体チップWa及び第二の半導体チップWaaを封止する封止層42と、第二の半導体チップWaaを第一の半導体チップWaに接着する接着フィルム10とから構成される。基板14は、有機基板90と、有機基板90上に設けられた回路パターン84、94と、有機基板90の回路パターン84,94とは反対側の面上に設けられた接続端子95とを有する。第一の半導体チップWaは接着剤41によって基板14に接着されている。第一の半導体チップWaに第一のワイヤ88が接続されており、第一の半導体チップWaは第一のワイヤ88を介して回路パターン84に電気的に接続されている。第一のワイヤ88の一部が、接着フィルム10に埋め込まれている。第二の半導体チップWaaに第二のワイヤ98が接続されており、第二の半導体チップWaaは第二のワイヤ98を介して回路パターン84に電気的に接続されている。
 図10に示される半導体装置201は、第一の半導体チップWaに接着フィルム10により第二の半導体チップWaaを接着することを含む、半導体装置200の製造方法と同様の方法によって製造することができる。
 図11は、半導体装置の他の実施形態を示す模式断面図である。半導体装置202は、主として、基板14(有機基板90)と、基板14に搭載された第一の半導体チップWa及び第二の半導体チップWaaと、第一の半導体チップWa及び第二の半導体チップWaaを封止する封止層42と、第二の半導体チップWaaを、第一の半導体チップWaの全体を埋め込みながら基板14に接着する接着フィルム10とから構成される。第一の半導体チップWaはフリップチップ型のチップであり、複数の電極96を介して基板14と電気的に接続されている。第一の半導体チップWaと基板14との間にアンダーフィル50が充填されている。
 以下に、本開示を実施例に基づいて具体的に説明するが、本開示はこれらに限定されるものではない。
[接着フィルムの作製]
(実施例1~7及び比較例1~3)
<接着剤ワニスの調製>
 表1及び表2に示す品名及び組成比(単位:質量部)で、(A)成分及び(C)成分からなる組成物にシクロヘキサノンを加え、撹拌混合した。これに、表1及び表2に示す(B)成分を加えて撹拌し、さらに表1及び表2に示す(D)成分及び(E)成分を加えて、各成分が均一になるまで撹拌して、接着剤ワニスを調製した。なお、表1及び表2に示す(B)成分及び(C)成分の数値は、固形分の質量部を意味する。
(A)成分:熱硬化性樹脂成分
(A1)成分:熱硬化性樹脂
(A1-1)N-500P-10(商品名、DIC株式会社製、o-クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、エポキシ当量:204g/eq、軟化点:75~85℃)
(A1-2)EXA-830CRP(商品名、DIC株式会社製、液状ビスフェノールF型エポキシ樹脂、エポキシ当量:159g/eq)
(A2)成分:硬化剤
(A2-1)MEH-7800M(商品名、明和化学株式会社製、フェニルアラルキル型フェノール樹脂、水酸基当量:174g/eq、軟化点:80℃)
(A2-2)PSM-4326(商品名、群栄化学株式会社製、フェノールノボラック樹脂、水酸基当量:105g/eq、軟化点:120℃)
(B)成分:エラストマー
(B1)成分:第一のアクリル樹脂
(B1-1)アクリル樹脂A(ブチルアクリレート/エチルアクリレート/エチルメタクリレート/グリシジルメタクリレート/スチレンの共重合体であるアクリル樹脂、スチレンに由来する構造単位の含有量:9質量%(全構造単位基準)、重量平均分子量:40万、Tg:5℃)
(B2)成分:第二のアクリル樹脂
(B2-1)アクリル樹脂B(HTR-860P-3CSP(商品名)、ナガセケムテックス株式会社製、アクリル樹脂、重量平均分子量:80万、Tg:12℃)
(B2-2)アクリル樹脂C(SG-P3(商品名、ナガセケムテックス株式会社製)のアクリル樹脂において、アクリロニトリルに由来する構造単位を除いたアクリル樹脂、重量平均分子量:60万、Tg:12℃)
(C)成分:無機フィラー
(C-1)シリカフィラーA(SC2050-HLG(商品名)、アドマテックス株式会社製、シリカフィラー分散液、平均粒径:0.50μm)
(C-2)シリカフィラーB(シリカフィラー分散液、平均粒径:0.18μm)
(D)硬化促進剤
(D-1)2PZ-CN(商品名、四国化成工業株式会社製、1-シアノエチル-2-フェニルイミダゾール)
<接着フィルムの作製>
 作製した接着剤ワニスを100メッシュのフィルターでろ過し、真空脱泡した。基材層として、厚さ38μmの離型処理を施したポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムを用意し、真空脱泡後の接着剤ワニスをPETフィルム上に塗布した。塗布した接着剤ワニスを、90℃で5分間、続いて140℃で5分間の2段階で加熱乾燥し、Bステージ状態にある実施例1~7及び比較例1~3の接着フィルムを得た。接着フィルムにおいては、接着剤ワニスの塗布量によって、厚さ60μmになるように調整した。得られた厚さ60μmの接着フィルムを2枚用意し、これらを70℃で貼り合わせて、厚さ120μmの接着フィルムを作製した。
[接着フィルムの評価]
<アクリル樹脂中のニトリル基の割合の測定>
 実施例3の接着フィルムについて、IRスペクトルを測定し、PACN/PACOを算出した。まず、接着フィルムをKBr錠剤法によって、透過IRスペクトルを測定し、縦軸を吸光度、横軸を波数(cm-1)で表示した。IRスペクトルの測定には、FT-IR6300(日本分光株式会社製、光源:高輝度セラミック光源、検出器:DLATGS)を使用した。次いで、表示されたスペクトルにおいて、スペクトル上の1650cm-1及び1800cm-1の2点を結ぶ直線をベースラインとし、スペクトルとベースラインとで囲われた吸光度の面積をPACOとして算出した。また、スペクトル上の2230cm-1及び2300cm-1の2点を結ぶ直線をベースラインとし、スペクトルとベースラインとで囲われた吸光度の面積をPACNとして算出した。算出したPACO及びPACNに基づき、PACN/PACOを求めた。このような操作を合計で3回行い、PACN/PACOの3回の平均値を求めたところ、0.014であった。
<耐HAST性の評価>
 厚さ70μmの銅箔をガラスエポキシ基材に積層したプリント配線板用基板(昭和電工マテリアルズ株式会社製、商品名:MCL-E-679)を準備した。プリント配線板用基板の銅表面をエッチングし、ライン/スペースが40μm/40μmである、くし型電極を形成した。このくし型電極を形成した基板上に、厚さ120μmの実施例1~7及び比較例1~3の接着フィルム(5mm×12mm)をそれぞれ温度120℃、時間2秒、圧力0.2MPaで貼り付けた。次いで、減圧乾燥機において、温度90℃、時間1時間、圧力0.6MPaの条件で加熱した後、さらに温度130℃、時間1時間、圧力0.6MPaの条件で加熱することによって評価基板を作製した。評価基板を130℃、85%RHの条件下、DC13.2Vの電圧を印加した状態で晒し、電圧をかけてライン間の抵抗値を測定した。抵抗値の測定において、2桁以上の抵抗値低下が観測されたときの回数を数え、試験開始から50回目の抵抗値低下が観測されたときまでの時間を以下の基準で評価した。結果を表1及び表2に示す。
 A:試験開始から50回目の抵抗値低下が観測されたときまでの時間が100時間を超えた。
 B:試験開始から50回目の抵抗値低下が観測されたときまでの時間が50時間を超え100時間以下であった。
 C:試験開始から50回目の抵抗値低下が観測されたときまでの時間が50時間以下であった。
<接着力の評価>
(接着フィルム付き半導体チップの作製)
 樹脂フィルム及び粘着剤層を有するダイシングフィルム(昭和電工マテリアルズ株式会社製、厚さ100μm)を用意し、作製した実施例1~7及び比較例1~3の接着フィルム(厚さ120μm)をそれぞれ貼り付けて、ダイシングフィルムとダイシングフィルムの一方の面上に設けられた接着フィルムとを備えるダイシング・ダイボンディング一体型フィルムを作製した。次いで、ダイシング・ダイボンディング一体型フィルムの接着フィルム側に、ステージ温度70℃で半導体ウェハ(厚さ400μm)を貼り付けた。フルオートダイサーDFD-6361(株式会社ディスコ製)を用いたダイシングにより切断し、2mm×2mmのサイズを有する半導体チップを形成した。半導体チップ及びこれに付着した接着フィルムからなる接着フィルム付き半導体チップをピックアップし、接着フィルム付き半導体チップを得た。
(有機基板(ソルダーレジスト)に対する接着力)
 得られた接着フィルム付き半導体チップを用いて、硬化後のダイシェア強度を測定した。半導体チップをソルダーレジスト(太陽ホールディングス株式会社、商品名:SR-1)上に熱圧着した。圧着条件は、温度120℃、時間1秒、圧力0.1MPaとした。続いて、圧着によって得られた評価サンプルを乾燥機に入れ、110℃で1時間加熱後、30分かけて昇温させ、さらに175℃で5時間加熱することによって硬化させた。続いて、硬化させた評価サンプルにおいて、万能ボンドテスター(ノードソン・アドバンス・テクノロジー株式会社製、商品名:シリーズ4000)によって半導体チップを引っ掛けながら引っ張ることによって、半導体チップと有機基板との硬化後のダイシェア強度を測定した。ダイシェア強度の測定は、6.7MPa、260℃、ステージ保持時間20秒の条件で行った。結果を表1及び表2に示す。
(金基板に対する接着力)
 有機基板よりも接着し難い金基板を用いて接着力の評価を行った。すなわち、金基板に対する接着力は、有機基板(ソルダーレジスト)に対する接着力よりも厳しい条件での評価方法である。得られた接着フィルム付き半導体チップを用いて、硬化後のダイシェア強度を測定した。半導体チップを金基板上に熱圧着した。圧着条件は、温度120℃、時間1秒、圧力0.1MPaとした。続いて、圧着によって得られた評価サンプルを乾燥機に入れ、110℃で1時間加熱後、30分かけて昇温させ、さらに175℃で5時間加熱することによって硬化させた。続いて、硬化させた評価サンプルにおいて、万能ボンドテスター(ノードソン・アドバンス・テクノロジー株式会社製、商品名:シリーズ4000)によって半導体チップを引っ掛けながら引っ張ることによって、半導体チップと金基板との硬化後のダイシェア強度を測定した。ダイシェア強度の測定は、6.7MPa、260℃、ステージ保持時間20秒の条件で行った。結果を表1及び表2に示す。なお、比較例1においては、ダイシェア強度が測定装置の測定下限を下回り、測定不可であった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 表1に示すとおり、エラストマーとして芳香環を有する単量体に由来する構造単位を有するアクリル樹脂を含有する実施例1、2の接着フィルムは、耐HAST性に優れるとともに、エラストマーとして芳香環を有する単量体に由来する構造単位を有するアクリル樹脂を含有しない比較例1の接着フィルムに比べて、接着力に優れていた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 表2に示すとおり、エラストマーとして芳香環を有する単量体に由来する構造単位を有するアクリル樹脂を含有する実施例3~7の接着フィルムは、エラストマーとして芳香環を有する単量体に由来する構造単位を有するアクリル樹脂を含有しない比較例2、3の接着フィルムに比べて、耐HAST性及び接着力の両方に優れていた。
 以上の結果から、本開示の半導体用接着フィルムは、耐HAST性に優れるとともに、高い接着力を有することが確認された。
 10…接着フィルム、14…基板、20…基材層(ダイシングフィルム)、30…保護フィルム、41…接着剤、42…封止層、84、94…回路パターン、88…第一のワイヤ、90…有機基板、98…第二のワイヤ、100,110…積層体、200,201,202…半導体装置、Wa…第一の半導体チップ、Waa…第二の半導体チップ。

Claims (13)

  1.  熱硬化性成分と、エラストマーと、無機フィラーとを含有し、
     前記エラストマーが、芳香環を有する単量体に由来する構造単位を有するアクリル樹脂を含む、
     半導体用接着フィルム。
  2.  60~150μmの厚さを有する、
     請求項1に記載の半導体用接着フィルム。
  3.  半導体チップを、他の半導体チップを埋め込みながら基板に接着するために用いられる、請求項1又は2に記載の半導体用接着フィルム。
  4.  25~80μmの厚さを有する、
     請求項1に記載の半導体用接着フィルム。
  5.  半導体チップを、他の半導体チップに接続されたワイヤの一部又は全体を埋め込みながら前記他の半導体チップに接着するために用いられる、
     請求項1又は4に記載の半導体用接着フィルム。
  6.  前記エラストマーが、芳香環を有する単量体に由来する構造単位を有しないアクリル樹脂をさらに含み、
     前記芳香環を有する単量体に由来する構造単位を有しないアクリル樹脂の重量平均分子量が50万以上である、
     請求項1、2、及び4のいずれか一項に記載の半導体用接着フィルム。
  7.  前記エラストマーの含有量が、半導体用接着フィルム全量を基準として、10~60質量%である、
     請求項1、2、及び4のいずれか一項に記載の半導体用接着フィルム。
  8.  前記無機フィラーの含有量が、前記熱硬化性成分100質量部に対して、30~250質量部である、
     請求項1、2、及び4のいずれか一項に記載の半導体用接着フィルム。
  9.  ダイシングフィルムと、
     前記ダイシングフィルム上に設けられた請求項1、2、及び4のいずれか一項に記載の半導体用接着フィルムと、
    を備える、
     ダイシング・ダイボンディング一体型フィルム。
  10.  第一の半導体チップが搭載された基板に、請求項1又は2に記載の半導体用接着フィルムにより第二の半導体チップを接着することを含み、
     前記第一の半導体チップが、前記接着フィルムによって埋め込まれる、
     半導体装置の製造方法。
  11.  第一の半導体チップに、請求項1又は4に記載の半導体用接着フィルムにより第二の半導体チップを接着することを含み、
     前記第一の半導体チップにワイヤが接続されており、
     前記ワイヤの一部又は全体が、前記接着フィルムによって埋め込まれる、
     半導体装置の製造方法。
  12.  前記第一の半導体チップがコントローラチップである、
     請求項10に記載の半導体装置の製造方法。
  13.  前記第一の半導体チップがコントローラチップである、
     請求項11に記載の半導体装置の製造方法。
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