フィルム状接着剤
【課題】半導体ウエハのダイシング工程及びダイボンディング工程に用いられるフィルム状接着剤であって、半導体ウエハのダイシング時におけるフィルム状接着剤からのチップの剥離を防止でき、チップのピックアップにフリップチップボンダーを用いた場合であってもチップを確実にピックアップできる、フィルム状接着剤を提供すること。
【解決手段】第一のプラスチック層１０上に、粘着剤層１２、熱硬化性樹脂層３０及び第二のプラスチック層２０が、この順に積層されたフィルム状接着剤１００であって、粘着剤層１２の面積が熱硬化性樹脂層３０の面積より大きく、粘着剤層１２と熱硬化性樹脂層間３０の９０°ピール剥離力が、剥離速度３００ｍｍ／ｍｉｎ及び５００ｍｍ／ｍｉｎのいずれにおいても、１０〜５０Ｎ／ｍである、フィルム状接着剤１００。
【解決手段】第一のプラスチック層１０上に、粘着剤層１２、熱硬化性樹脂層３０及び第二のプラスチック層２０が、この順に積層されたフィルム状接着剤１００であって、粘着剤層１２の面積が熱硬化性樹脂層３０の面積より大きく、粘着剤層１２と熱硬化性樹脂層間３０の９０°ピール剥離力が、剥離速度３００ｍｍ／ｍｉｎ及び５００ｍｍ／ｍｉｎのいずれにおいても、１０〜５０Ｎ／ｍである、フィルム状接着剤１００。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィルム状接着剤に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、半導体チップをフェイスダウンボンディング方式により直接回路基板に実装する方式として、半導体チップの電極部分にはんだバンプを形成し回路基板にはんだ接続する方式や、半導体チップに設けた突起電極に導電性接着剤を塗布し回路基板電極に電気的接続を行う方法が知られている。
【０００３】
これらの方式では、各種環境下に曝した場合、接続するチップと基板の熱膨張係数差に基づくストレスが接続界面で発生するため接続信頼性が低下するという問題がある。このため、接続界面のストレスを緩和する目的で一般にチップと基板の間隙をエポキシ樹脂等のアンダーフィル材で充填する方式が検討されている。
【０００４】
アンダーフィル材の充填方式としては、チップと基板を接続した後に低粘度の液状樹脂を注入する方式と基板上にアンダーフィル材を置いた後にチップを搭載する方式がある。一方、あらかじめアンダーフィル材を基板に設置した後にチップを搭載する方法としては液状樹脂を塗布する方法とフィルム状樹脂を貼付ける方法がある。
【０００５】
しかしながら、液状樹脂の塗布においてはディスペンサーによる精密な塗布量コントロールは困難である。近年のチップ薄型化において、塗布量が多すぎるためにボンディング時にしみ出した樹脂がチップの側面を這い上がり、ボンディングツールを汚染するため、ツールの洗浄が必要となり、量産時の工程が煩雑になる原因となっている。
【０００６】
また、フィルム状樹脂の貼付けの場合、樹脂の厚みをコントロールすることによって最適樹脂量にすることは容易である反面、フィルムを基板に貼付ける際、仮圧着工程と呼ばれるフィルムの貼付工程が必要である。仮圧着工程では対象となるチップ幅よりも大きめの幅にスリットされた「リール状テープ」が用いられ、チップサイズに応じて基材上の接着剤をハーフカットし、接着剤が反応しない程度の温度で熱圧着によって基板に貼付ける。
【０００７】
しかし、チップ搭載位置へのフィルム供給精度が悪く、歩留りを確保するためには、仮圧着で貼付けられるフィルムはチップサイズより大きいことが一般的である。このため、隣接部品との距離に余裕を持たせる必要が発生し、高密度化実装時の妨げとなる。また、微小チップなどに対応した細幅のリール加工も困難である。
【０００８】
さらに、こういった作業をフリップチップ接続した素子一つ一つに対し行うにはあまりにも時間がかかるため、工程的にも課題があると言える。
【０００９】
このため、チップサイズと同サイズのフィルム状接着剤を供給し、なおかつ工程削減を図れる方法として、ウエハ状態で接着剤を供給した後、バックグラインド、ダイシング等によってチップ加工と同時に接着剤の加工も行い、接着剤付きのチップを得る方法が提案されている。（特許文献１参照）
【００１０】
また、ダイシング用粘着フィルムとダイボンディング用接着フィルムを貼り合せた一体型フィルム状接着剤も知られている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００６−０４９４８２号公報
【特許文献２】特開２００７−１２３９１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、上記のような接着フィルムにおいては、フリップチップボンダーによるチップのピックアップ時に、ウエハが損傷してしまったり、ボンディング用接着フィルムがチップから剥れてしまうという問題があった。
【００１３】
そこで、本発明の目的は、半導体ウエハのダイシング工程及びダイボンディング工程に用いられるフィルム状接着剤であって、半導体ウエハのダイシング時におけるチップ（ダイシングされた半導体ウエハ）の剥離を防止でき、チップのピックアップにフリップチップボンダーを用いた場合であってもチップを確実にピックアップできる、フィルム状接着剤を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、第一のプラスチック層上に、粘着剤層、熱硬化性樹脂層及び第二のプラスチック層が、この順に積層されたフィルム状接着剤であって、前記粘着剤層の面積が前記熱硬化性樹脂層の面積より大きく、前記粘着剤層と前記熱硬化性樹脂層間の９０°ピール剥離力が、剥離速度３００ｍｍ／ｍｉｎ及び５００ｍｍ／ｍｉｎのいずれにおいても、１０〜５０Ｎ／ｍである、フィルム状接着剤、を提供する。
【００１５】
本発明のフィルム状接着剤は、上記構成を有するため、粘着剤層と熱硬化性樹脂層との密着力が十分確保でき、ウエハのダイシング時におけるフィルム状接着剤からのチップの剥離が防止できる。一方で、粘着剤層と熱硬化性樹脂層間の親和性が高すぎず、剥離力が低く抑えられているため、チップのピックアップにフリップチップボンダーを用いた場合であっても、チップを確実にピックアップすることができる。なお、粘着剤層及び熱硬化性樹脂層の面積とは、主面の面積をいう。
【００１６】
本発明のフィルム状接着剤は、第二のプラスチック層と前記熱硬化性樹脂層との間に、離型層を備えていることが好ましい。離形層を形成させることで、ウエハをフィルム状接着剤に貼り付ける際、熱硬化性樹脂層からの第二のプラスチック層の剥離が容易となる。
【００１７】
熱硬化性樹脂層は、未硬化時の可視光平行透過率が１５〜９０％であることが好ましい。この範囲の透過率を維持することで、フリップチップ実装でチップ回路面のバンプと相対する基板側の端子とを接続する際、フリップチップボンダーによるチップと基盤の位置合わせが確実にできる。
【００１８】
熱硬化性樹脂層は、厚みが５〜１００μｍであることが好ましい。これにより、ウエハ回路面の突出した接続端子周辺への埋め込み不足を抑制し、ボイド発生を抑えることができる。
【００１９】
熱硬化性樹脂層は、少なくとも高分子樹脂、硬化性モノマー及び潜在性硬化剤からなることが好ましい。これにより、フリップチップボンダーによるチップと基盤の位置合わせ時、位置合わせマークの読み取り時間に余裕を持たせることができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、半導体ウエハのダイシング工程及びダイボンディング工程に用いられるフィルム状接着剤であって、半導体ウエハのダイシング時におけるフィルム状接着剤からのチップ（ダイシングされた半導体ウエハ）の剥離を防止でき、チップのピックアップにフリップチップボンダーを用いた場合であってもチップを確実にピックアップできる、フィルム状接着剤が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】第一実施形態に係るフィルム状接着剤の斜視図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。
【図３】第二実施形態に係るフィルム状接着剤の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を参照しながら、好適な実施形態に係るフィルム状接着剤について説明する。なお、図面の説明において同一要素には同符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面は理解を容易にするため一部を誇張して描いており、寸法比率は説明のものと必ずしも一致しない。
【００２３】
図１は、第一実施形態に係るフィルム状接着剤の斜視図であり、図２は図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。図１に示す第一実施形態に係るフィルム状接着剤１００は、対向する第一のプラスチック層１０と第二のプラスチック層２０との間に、粘着剤層１２を備えるものであり、図２に示すように、粘着剤層１２と第二のプラスチック層２０との間には、熱硬化性樹脂層３０が形成されている。
【００２４】
図２に示すように、フィルム状接着剤１００は、第二のプラスチック層２０と、第二のプラスチック層２０上に形成された熱硬化性樹脂層３０と、熱硬化性樹脂層３０を覆うように第二のプラスチック層２０上に形成された粘着剤層１２と、粘着剤層１２上に形成された第一のプラスチック層１０とを備えている。
【００２５】
図３は第二実施形態に係るフィルム状接着剤の断面図である。図２に示す第二実施形態に係るフィルム状接着剤１１０は、第二のプラスチック層２０と熱硬化性樹脂層３０との間に離型層４０を備える他は、第一実施形態に係るフィルム状接着剤と同様の構成を有している。すなわち、図３に示すように、フィルム状接着剤１１０は、第二のプラスチック層２０と、第二のプラスチック層２０上に形成された離型層４０と、離型層４０上に形成された熱硬化性樹脂層３０と、熱硬化性樹脂層３０を覆うように第二のプラスチック層２０上に形成された粘着剤層１２と、粘着剤層１２上に形成された第一のプラスチック層１０とを備えている。なお、第一のプラスチック層１０と粘着剤層１２とは一体として提供される場合があり、その場合は、第一のプラスチック層１０と粘着剤層１２の積層物をダイシングテープ１４と呼ぶ（図１〜３参照）。
【００２６】
第一のプラスチック層１０、第二のプラスチック層２０としては、ポリエチレンテレフタレートフィルム等のポリエステル系フィルム、ポリテトラフルオロエチレンフィルム、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、ポリビニルアセテートフィルム等のポリオレフィン系フィルム、ポリ塩化ビニルフィルム、ポリイミドフィルムなどのプラスチックフィルム等を用いることができ、これらは多層構造を有していてもよい。
【００２７】
第一のプラスチック層１０の厚さは、作業性を損なわない範囲で適宜選択される。但し、粘着剤層１２を構成する粘着剤として、高エネルギー線（中でも紫外線）硬化性粘着剤を用いる場合は、その高エネルギー線の透過を阻害しない厚みとする。通常１０〜５００μｍ、好ましくは５０〜２００μｍである。
【００２８】
第一のプラスチック層１０と粘着剤層１２との密着性を向上させるために、第一のプラスチック層１０の表面に、クロム酸処理、オゾン暴露、火炎暴露、高圧電撃暴露、イオン化放射線処理等の化学的又は物理的表面処理を施してもよい。
【００２９】
第二のプラスチック層２０として、フッ素樹脂からなる表面エネルギーの低いフィルムを用いることもできる。このようなフィルムとしては、例えば、帝人デュポンフィルム株式会社製のＡ−６３（離型処理剤：変性シリコーン系）や、同じく帝人デュポンフィルム株式会社製のＡ−３１（離型処理剤：Ｐｔ系シリコーン系）等がある。
【００３０】
第二のプラスチック層２０と熱硬化性樹脂層３０との間の剥離力を低く抑えるために、図３に示すように、層間にシリコーン系剥離剤、フッ素系剥離剤、長鎖アルキルアクリレート系剥離剤等の離型剤から構成される離型層４０を備えることが好ましい。
【００３１】
第二のプラスチック層２０の厚さは、作業性を損なわない範囲で適宜選択される。通常は１００μｍ以下、好ましくは１０〜７５μｍ、更に好ましくは２５〜５０μｍである。
【００３２】
熱硬化性樹脂層３０を構成する熱硬化性樹脂としては、例えば、ベース樹脂として、アクリルゴム樹脂、ポリイミド樹脂、フェノキシ樹脂などのフィルム形成性のあるもの、熱硬化成分として、エポキシ樹脂、ビスマレイミド樹脂、トリアジン樹脂、フェノール樹脂等の熱により硬化するものが挙げられる。熱硬化性樹脂は、さらに熱硬化性成分と反応する硬化剤を含んでもよく、硬化時間を長くするためポリウレタン系、ポリエステル系の高分子物質等で硬化剤を被覆してマイクロカプセル化してもよい。
【００３３】
熱硬化性樹脂層３０とウエハとの接着強度を上げるためにカップリング剤を含んでもよく、カップリング剤としては、例えば、シラン系、チタン系、アルミニウム系等が挙げられる。シラン系カップリング剤としては、例えば、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、３−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、３−ウレイドプロピルトリエトキシシラン、３−ウレイドプロピルトリメトキシシランが挙げられ、単独で又は二種類以上を組み合わせて使用することができる。
【００３４】
熱硬化性樹脂には、その流動性を制御し、弾性率を向上させる観点で、前述した透過率が維持できる程度にフィラーを加えてもよい。フィラーとしては、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、ほう酸アルミウイスカ、窒化ほう素、結晶性シリカ、非晶性シリカ、ムライト、コージェライト等の複合酸化物、モンモリロナイト、スメクタイトが挙げられ、フィラーの形状は特に制限されるものではない。これらのフィラーは単独で又は二種類以上を組み合わせて使用することができる。
【００３５】
熱硬化性樹脂にイオン捕捉剤を添加することで、イオン性不純物を吸着し、吸湿時の絶縁信頼性をよくすることもできる。イオン捕捉剤としては、例えば、トリアジンチオール化合物、ビスフェノール系還元剤等の、銅がイオン化して溶け出すのを防止するため銅害防止剤として知られる化合物や、ジルコニウム系、アンチモンビスマス系マグネシウムアルミニウム化合物等の無機イオン吸着剤が挙げられる。
【００３６】
熱硬化性樹脂層３０を形成する際に、熱硬化性樹脂はワニス化されていてもよい。熱硬化性樹脂をワニス化するための溶剤としては、有機溶媒であれば特に限定されないが、フィルム作製時の揮発性などを沸点から考慮して決めることができる。例えば、メタノール、エタノール、２−メトキシエタノール、２−エトキシエタノール、２−ブトキシエタノール、メチルエチルケトン、アセトン、メチルイソブチルケトン、トルエン、キシレン等の比較的低沸点の溶媒はフィルム作製時にフィルムの硬化が進まない点で好ましい。これらの溶媒は、単独で又は２種類以上を組み合わせて使用することができる。
【００３７】
熱硬化性樹脂層３０の厚さは、通常は５〜２００μｍ、好ましくは７〜１５０μｍ、更に好ましくは１０〜１００μｍである。５μｍよりも薄いとウエハとの十分な接着力を確保するのが困難となったり、回路基板の凸電極を埋められなくなるといった問題が生じる。一方、２００μｍよりも厚いと不経済で、半導体装置の小型化の要求にも応えられない傾向となり、特性上の利点もない。
【００３８】
熱硬化性樹脂層３０の主面の形状（平面視形状）は、円形、略円形又は半導体ウエハ形状であることが好ましい。
【００３９】
熱硬化性樹脂層３０はまた、未硬化時の可視光並行透過率が１５〜１００％であることが好ましく、１８〜１００％であることがより好ましく、２５〜１００％であることがさらに好ましい。可視光並行透過率が１５％未満であると、後述するフリップチップボンダーでの位置合わせマーク識別が行えなくなって、チップと基盤との位置合わせ作業ができなくなる傾向がある。
【００４０】
熱硬化性樹脂層３０は、チップと回路基板を接続した後の温度変化や加熱吸湿による膨張の影響を抑制できることが好ましい。硬化後の４０〜１００℃の線膨張係数が６０×１０−６／℃以下であることが好ましく、５５×１０−６／℃以下であることがより好ましく、５０×１０−６／℃以下であることがさらに好ましい。これは高接続信頼性を達成するためであり、硬化後の線膨張係数が６０×１０−６／℃を超えると、実装後の温度変化や加熱吸湿による膨張によってチップと回路基板の配線間での電気的接続が保持できなくなる傾向がある。
【００４１】
粘着剤層１２としては、室温で粘着力があり、熱硬化性樹脂層３０に対し密着力を有するものが好ましい。粘着剤層１２を構成する粘着剤としては、例えば、アクリル系樹脂、各種合成ゴム、天然ゴム、ポリイミド樹脂など）を使用できる。粘着剤としては、紫外線や放射線等の高エネルギー線や熱によって硬化する（すなわち、粘着力を低下させることができる）ものがさらに好ましい。
【００４２】
高エネルギー線（又は紫外線）によって硬化する粘着剤としては、高エネルギー線（又は紫外線）の照射によって、粘着力が低下するものが特に好ましい。エネルギー線を用いて硬化させる場合には、エネルギー線硬化粘着成分を含有させることが好適である。
【００４３】
粘着剤層１２の主面の形状（平面視形状）は、熱硬化性樹脂層３０の平面視形状よりも一回り広い面積を持ち、熱硬化性樹脂層３０を覆い尽くすことができる形状で、熱硬化性樹脂層３０と重なり合わない周縁部（ダイシング用リング載置部となる）を有する形状であることが好ましい。円形、略円形、四角形、五角形、六角形、八角形、ウエハ形状等がある。ただ、前記した熱硬化性樹脂層３０の好ましい形状（円形やウエハ形状）との関係から、好ましい形状は円形である。
【００４４】
粘着剤層１２で、熱硬化性樹脂層３０と重なり合わない周縁部は、ダイシング用リングを載置・固定するのに充分な広さとするのが好適である。
【００４５】
粘着剤層１２の厚さは、通常は１〜１００μｍ、好ましくは２〜２０μｍ、更に好ましくは３〜１０μｍである。１μｍよりも薄いと熱硬化性樹脂層３０との十分な粘着力を確保するのが困難になり、ダイシング時に半導体チップが飛散する恐れがある。一方、１００μｍよりも厚いと不経済で特性上の利点もない。
【００４６】
第一実施形態に係るフィルム状接着剤１００は、例えば以下に述べる方法により作製できる。すなわち、まず第二のプラスチック層２０上に、熱硬化性樹脂層３０の原料樹脂組成物を有機溶剤等の溶媒に溶解させてワニス化したものを、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により塗工し、溶媒を除去して熱硬化性樹脂層１２を形成する。その後、別途作製した、第一のプラスチック層１０と粘着剤層１２とからなるダイシングテープ１４を常温〜６０℃で積層する。これにより、第一のプラスチック層１０上に、粘着剤層１２、熱硬化性樹脂層３０及び第二のプラスチック層２０が、この順に積層されたフィルム状接着剤１００を得ることができる。
【００４７】
第二実施形態に係るフィルム状接着剤１１０を作製するためには、第二のプラスチック層２０上に、離型剤を塗布し（離型剤が溶媒を含有している場合は、溶媒を除去する。）離型層４０を形成した後、離型層４０上に、上記と同様に熱硬化性樹脂層３０、粘着剤層１２、第一のプラスチック層１０を形成する。これによりフィルム状接着剤１１０を得ることができる。
【００４８】
フリップチップボンダーとしては、例えば、アスリートＦＡ株式会社製、商品名フリップチップボンダーＣＢ−１０５０を使用することができる。
【００４９】
フリップチップボンダーのチップ認識装置は、一般的に、ハロゲンランプを有するハロゲン光源、ライトガイド、照射装置、ＣＣＤカメラから構成される。
【００５０】
熱硬化性樹脂層３０と突出した接続端子を有するウエハ回路面とが貼付けられた状態で、フリップチップボンダーが、熱硬化性樹脂層３０を透過してウエハの回路面（ダイシング後はチップ回路面）に形成された位置合わせマークを識別できる事が好ましい。位置合わせマークはフリップチップボンダーに搭載されたチップ認識用装置により識別される。
【００５１】
本発明で言うところの「位置合わせができる」とは、フリップチップボンダーのチップ認識用装置を用いて取り込まれたチップ上の位置合わせマークの画像と、登録されている位置合わせマークの画像との整合性が良好であり、確実に位置合わせ作業が行われることを指す。
【００５２】
並行透過率は、日本電色株式会社製の濁度計、商品名ＮＤＨ２０００を用い、積分球式光電光度法で測定することができる。例えば、膜厚５０μｍの帝人デュポンフィルム株式会社製のＰＥＴフィルム（ピューレックス、全光線透過率９０．４５、ヘイズ４．４７）を基準物質として校正した後、ＰＥＴ基材に２５μｍ厚で熱硬化性樹脂を塗工し、試料とする。測定結果からは濁度、全光線透過率、拡散透過率及び並行透過率を求めることができる。
【００５３】
可視光透過率は、株式会社日立製作所製、商品名Ｕ−３３１０形分光光度計で測定することができる。例えば、膜厚５０μｍの帝人デュポンフィルム株式会社製のＰＥＴフィルム（ピューレックス、５５５ｎｍ、透過率８６．０３％）を基準物質としてベースライン補正測定を行った後、ＰＥＴ基材に２５μｍ厚の熱硬化性樹脂を塗工し、４００ｎｍ〜８００ｎｍの可視光領域の透過率を測定することができる。フリップチップボンダーで使用されるハロゲン光源とライトガイドの波長相対強度において５５０ｎｍ〜６００ｎｍが最も強いことから、本発明においては５５５ｎｍの透過率をもって透過率の比較を行うことができる。
【００５４】
粘着剤層１２と熱硬化性樹脂層３０間の９０°ピール剥離力が、剥離速度３００ｍｍ／ｍｉｎ及び５００ｍｍ／ｍｉｎのいずれにおいても、１０〜５０Ｎ／ｍである。すなわち、９０°ピール剥離力が、剥離速度３００ｍｍ／ｍｉｎにおいて１０Ｎ／ｍから５０Ｎ／ｍの範囲に入っており、且つ５００ｍｍ／ｍｉｎにおいても１０Ｎ／ｍから５０Ｎ／ｍの範囲に入っている必要がある。９０°ピール剥離力は、剥離速度３００ｍｍ／ｍｉｎ及び５００ｍｍ／ｍｉｎのいずれにおいても、１５〜４５Ｎ／ｍであることが好ましく、１８〜４０Ｎ／ｍであることがより好ましい。
【００５５】
熱硬化性樹脂層３０と粘着剤層１２（ダイシングテープ１４）の剥離力は、９０°ピール剥離力で測定する。第一のプラスチック層１０と粘着剤層１２を備えるダイシングテープ１４を、常温〜６０℃で熱硬化性樹脂層３０に積層し、第一のプラスチック層１０上に、粘着剤層１２、熱硬化性樹脂層３０及び第二のプラスチック層２０が、この順に積層されたフィルム状接着剤１００を得る。その後、第二のプラスチック層２０を剥がし、フィルム状接着剤を加熱温度８０℃に設定したラミネータによってウエハにラミネートした後、１０ｍｍ幅の切込みを入れて引張り測定用の短冊をサンプルとして準備する。このときに、ＵＶ照射型の粘着剤を用いる場合は、適宜ＵＶ照射を行う。
【００５６】
ウエハをステージに押さえつけ、短冊にしたサンプルの一端（ダイシングテープ１４）を引張り測定機の引張り治具に固定して９０°ピール試験を行い、熱硬化性樹脂から引き剥がす。この測定によって熱硬化樹脂層３０と粘着剤層１２の９０°ピール剥離力が測定できる。
【００５７】
熱硬化性樹脂層３０とウエハの接着力も同様に、９０°ピール剥離力で測定する。熱硬化性樹脂層３０を加熱温度８０℃に設定したラミネータによってウエハにラミネートした後、熱硬化性樹脂層３０に粘着面を向けてカプトンテープ（日東電工株式会社製、１０ｍｍ幅、２５μｍ厚）を貼付けて十分に密着させた後、カプトンテープ外形の熱硬化性樹脂層３０に１０ｍｍ幅に切込みを入れる。
【００５８】
出来上がった熱硬化性樹脂層３０とカプトンテープの積層体の一端をウエハから引き剥がし、引張り測定機の引張り治具に固定する。ウエハをステージに押さえつけ、短冊を引き上げて９０°ピール試験を行い、熱硬化性樹脂層３０をウエハから引き剥がす。この測定によって熱硬化性樹脂層３０と半導体ウエハの接着力が測定できる。
【００５９】
ウエハとフィルム状接着剤とのラミネート又はウエハと熱硬化性樹脂層３０とのラミネートは、熱硬化性樹脂が軟化する温度で行うことが好ましい。例えば、４０〜８０℃に加熱しながら行うことが好ましく、６０〜８０℃に加熱しながら行うことがより好ましく、７０〜８０℃に加熱しながらラミネートすることがさらに好ましい。
【００６０】
熱硬化性樹脂が軟化する温度未満でラミネートすると、ウエハ回路面の突出した接続端子の周辺への埋込不足が発生し、ボイドが巻き込まれた状態となる。これにより、ウエハダイシング時におけるフィルム状接着剤からのチップの剥離、ピックアップ時の熱硬化性樹脂層３０の変形、位置合わせ時の位置合わせマーク識別不良、さらにボイドによる接続信頼性の低下、などの原因となる傾向がある。
【実施例】
【００６１】
以下、実施例及び比較例に基づき本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではない。
【００６２】
（フィルムＡ）
フェノキシ樹脂（東都化成株式会社製：商品名ＦＸ２９３）を２５重量部、エポキシ樹脂（ジャパンエポキシレジン株式会社製、商品名Ｅ１０３２Ｈ６０）を２０部、液状エポキシ樹脂（ジャパンエポキシレジン社製、商品名エピコート８２８）を１５部、マイクロカプセル型潜在性硬化剤（旭化成エレクトロニクス株式会社製：商品名ＨＸ３９４１ＨＰ）を４０部用い、トルエンと酢酸エチルの混合溶媒中に溶解した。この溶液に、大粒径を除去するための５μｍの分級処理を行った平均粒径１μｍのコージェライト粒子（２ＭｇＯ・２Ａｌ２Ｏ３・５ＳｉＯ２、比重２．４、線膨張係数１．５×１０−６／℃、屈折率１．５７）を１００部加え、撹拌して分散した。そして、この分散液をセパレータフィルム（ＰＥＴフィルム）上にロールコータを用いて塗布した後、７０℃のオーブンで１０分間乾燥させて、セパレータフィルム上に厚み２５μｍの絶縁性熱硬化性樹脂層を得た。
【００６３】
（フィルムＢ）
フェノキシ樹脂（東都化成株式会社製：商品名ＺＸ-１３５６-２）を２５重量部、エポキシ樹脂（ジャパンエポキシレジン株式会社製、商品名Ｅ１０３２Ｈ６０）を２５部、液状エポキシ樹脂（ジャパンエポキシレジン社製、商品名エピコート８２８）を１０部、マイクロカプセル型潜在性硬化剤（旭化成エレクトロニクス株式会社製：商品名ＨＸ３９４１ＨＰ）を３５部用い、トルエンと酢酸エチルの混合溶媒中に溶解した。この溶液に、大粒径を除去するための５μｍの分級処理を行った平均粒径１μｍのコージェライト粒子（２ＭｇＯ・２Ａｌ２Ｏ３・５ＳｉＯ２、比重２．４、線膨張係数１．５×１０−６／℃、屈折率１．５７）を８７．５部、コアシェルタイプの耐衝撃改質剤（三菱レーヨン株式会社製、商品名ＫＷ-４４２６）１０部加え、撹拌して分散した。そして、この分散液をセパレータフィルム（ＰＥＴフィルム）上にロールコータを用いて塗布した後、７０℃のオーブンで１０分間乾燥させて、セパレータ上に厚み２５μｍの絶縁性熱硬化性樹脂層を得た。
【００６４】
（ダイシングテープＡ）
粘着剤には、主モノマーとして２−エチルヘキシルアクリレートとメチルメタクリレートを用い、官能基モノマーとしてヒドロキシエチルアクリレートとアクリル酸を用いたアクリル共重合体を溶液重合法にて得た。この合成したアクリル共重合体の重量平均分子量は４０万、ガラス転移点は−３８℃であった。このアクリル共重合体１００重量部に対し、多官能イソシアネート架橋剤（日本ポリウレタン工業株式会社製、商品名コローネートＨＬ）を１０重量部配合した粘着剤溶液を調整し、ポリオレフィンフィルム（厚さ１００μｍ）の上に乾燥時の粘着剤厚さが１０μｍになるよう塗工乾燥した。更に、シリコーン系離型剤を塗布したニ軸延伸ポリエステルフィルムセパレータ（厚さ２５μｍ）を粘着剤面にラミネートした。この粘着フィルムを室温で１週間放置し十分にエージングを行った。
【００６５】
（ダイシングテープＢ）
粘着剤には、主モノマーとして２−エチルヘキシルアクリレートとメチルメタクリレートを用い、官能基モノマーとしてヒドロキシエチルメタクリレートを用いたアクリル共重合体を溶液重合法にて得た。この合成したアクリル共重合体の重量平均分子量は５５万、ガラス転移点は−７０℃であった。このアクリル共重合体１００重量部に対し、多官能イソシアネート架橋剤（住化バイエルウレタン株式会社製、スミジュールＮ７５）を５重量部配合した粘着剤溶液を調整し、ポリオレフィンフィルム（厚さ１００μｍ）の上に乾燥時の粘着剤厚さが１０μｍになるよう塗工乾燥した。更に、シリコーン系離型剤を塗布したニ軸延伸ポリエステルフィルムセパレータ（厚さ２５μｍ）を粘着剤面にラミネートした。この粘着フィルムを室温で１週間放置し十分にエージングを行った。
【００６６】
（ダイシングテープＣ）
粘着剤には、主モノマーとして２−エチルヘキシルアクリレートを用い、官能基モノマーとしてヒドロキシエチルアクリレートとアクリル酸を用いたアクリル共重合体を溶液重合法にて得た。この合成したアクリル共重合体の重量平均分子量は９０万、ガラス転移点は−６１℃であった。このアクリル共重合体１００重量部に対し、多官能イソシアネート架橋剤（日本ポリウレタン工業株式会社製、コローネートＨＬ）を４重量部配合した粘着剤溶液を調整し、ポリオレフィンフィルム（厚さ１００μｍ）の上に乾燥時の粘着剤厚さが１０μｍになるよう塗工乾燥した。更に、シリコーン系離型剤を塗布したニ軸延伸ポリエステルフィルムセパレータ（厚さ２５μｍ）を粘着剤面にラミネートした。この粘着フィルムを室温で１週間放置し十分にエージングを行った。
【００６７】
（ダイシングテープＤ）
粘着剤には、主モノマーとして２−エチルヘキシルアクリレートを用い、官能基モノマーとしてヒドロキシエチルアクリレートとアクリル酸を用いたアクリル共重合体を溶液重合法にて得た。この合成したアクリル共重合体の重量平均分子量は９０万、ガラス転移点は−６１℃であった。このアクリル共重合体１００重量部に対し、多官能イソシアネート架橋剤（日本ポリウレタン工業株式会社製、コローネートＨＬ）を１０重量部配合した粘着剤溶液を調整し、ポリオレフィンフィルム（厚さ１００μｍ）の上に乾燥時の粘着剤厚さが１０μｍになるよう塗工乾燥した。更に、シリコーン系離型剤を塗布したニ軸延伸ポリエステルフィルムセパレータ（厚さ２５μｍ）を粘着剤面にラミネートした。この粘着フィルムを室温で１週間放置し十分にエージングを行った。
【００６８】
（実施例１〜４、比較例１〜４）
フィルムＡ、フィルムＢ、ダイシングテープＡ、ダイシングテープＢ、ダイシングテープＣ及びダイシングテープＤを、表１の組合わせで、常温〜６０℃にて貼り合わせ、フィルム状接着剤を得た。それぞれのフィルム状接着剤から、第二のプラスチック層を剥がし、バックグラインドにより薄くなったウエハを８０℃で貼り合せた。ウエハからバックグラインドテープを剥離し、ダイサーにて、１０ｍｍ×１０ｍｍ角にダイシングした後、フリップチップボンダーにてチップをピックアップした。そして、位置合わせマークを元に、樹脂基板の電極位置にフリップチップを実装し、半導体装置を作製した。
ダイシングテープ剥離力：ダイシングテープと熱硬化性樹脂層の９０°ピール剥離力測定（３００ｍｍ/ｍｉｎ、５００ｍｍ/ｍｉｎ）を測定した。
ウエハ密着力：ウエハと熱硬化性樹脂層の９０°ピール剥離力の３００ｍｍ/ｍｉｎの剥離強度を測定した。
ピックアップ性：フリップチップボンダーによるピックアップ成功率が９０％以上であれば○、９０％未満であれば×とした。
位置合わせマーク読み取り：フリップチップボンダーによるアライメント可能であれば○、アライメント不可能であれば×とした。
【表１】
【００６９】
実施例１〜４では、ダイシングテープ剥離力が請求項の範囲内なため、ピックアップ可能であり実用性に問題はない。一方比較例では、請求項の範囲外のため、ダイシングテープ剥離性が良好ではなく、実用性に問題があることが分かる。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明によれば、半導体ウエハのダイシング工程及びダイボンディング工程に用いられるフィルム状接着剤であって、半導体ウエハのダイシング時におけるフィルム状接着剤からのチップの剥離を防止でき、チップのピックアップにフリップチップボンダーを用いた場合であってもチップを確実にピックアップできる、フィルム状接着剤を提供することができる。
【符号の説明】
【００７１】
１０…第一のプラスチック層、１２…粘着剤層、１４…ダイシングテープ、２０…第二のプラスチック層、３０…熱硬化性樹脂層、４０…離型層、１００…第一実施形態に係るフィルム状接着剤、１１０…第二実施形態に係るフィルム状接着剤。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィルム状接着剤に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、半導体チップをフェイスダウンボンディング方式により直接回路基板に実装する方式として、半導体チップの電極部分にはんだバンプを形成し回路基板にはんだ接続する方式や、半導体チップに設けた突起電極に導電性接着剤を塗布し回路基板電極に電気的接続を行う方法が知られている。
【０００３】
これらの方式では、各種環境下に曝した場合、接続するチップと基板の熱膨張係数差に基づくストレスが接続界面で発生するため接続信頼性が低下するという問題がある。このため、接続界面のストレスを緩和する目的で一般にチップと基板の間隙をエポキシ樹脂等のアンダーフィル材で充填する方式が検討されている。
【０００４】
アンダーフィル材の充填方式としては、チップと基板を接続した後に低粘度の液状樹脂を注入する方式と基板上にアンダーフィル材を置いた後にチップを搭載する方式がある。一方、あらかじめアンダーフィル材を基板に設置した後にチップを搭載する方法としては液状樹脂を塗布する方法とフィルム状樹脂を貼付ける方法がある。
【０００５】
しかしながら、液状樹脂の塗布においてはディスペンサーによる精密な塗布量コントロールは困難である。近年のチップ薄型化において、塗布量が多すぎるためにボンディング時にしみ出した樹脂がチップの側面を這い上がり、ボンディングツールを汚染するため、ツールの洗浄が必要となり、量産時の工程が煩雑になる原因となっている。
【０００６】
また、フィルム状樹脂の貼付けの場合、樹脂の厚みをコントロールすることによって最適樹脂量にすることは容易である反面、フィルムを基板に貼付ける際、仮圧着工程と呼ばれるフィルムの貼付工程が必要である。仮圧着工程では対象となるチップ幅よりも大きめの幅にスリットされた「リール状テープ」が用いられ、チップサイズに応じて基材上の接着剤をハーフカットし、接着剤が反応しない程度の温度で熱圧着によって基板に貼付ける。
【０００７】
しかし、チップ搭載位置へのフィルム供給精度が悪く、歩留りを確保するためには、仮圧着で貼付けられるフィルムはチップサイズより大きいことが一般的である。このため、隣接部品との距離に余裕を持たせる必要が発生し、高密度化実装時の妨げとなる。また、微小チップなどに対応した細幅のリール加工も困難である。
【０００８】
さらに、こういった作業をフリップチップ接続した素子一つ一つに対し行うにはあまりにも時間がかかるため、工程的にも課題があると言える。
【０００９】
このため、チップサイズと同サイズのフィルム状接着剤を供給し、なおかつ工程削減を図れる方法として、ウエハ状態で接着剤を供給した後、バックグラインド、ダイシング等によってチップ加工と同時に接着剤の加工も行い、接着剤付きのチップを得る方法が提案されている。（特許文献１参照）
【００１０】
また、ダイシング用粘着フィルムとダイボンディング用接着フィルムを貼り合せた一体型フィルム状接着剤も知られている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００６−０４９４８２号公報
【特許文献２】特開２００７−１２３９１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、上記のような接着フィルムにおいては、フリップチップボンダーによるチップのピックアップ時に、ウエハが損傷してしまったり、ボンディング用接着フィルムがチップから剥れてしまうという問題があった。
【００１３】
そこで、本発明の目的は、半導体ウエハのダイシング工程及びダイボンディング工程に用いられるフィルム状接着剤であって、半導体ウエハのダイシング時におけるチップ（ダイシングされた半導体ウエハ）の剥離を防止でき、チップのピックアップにフリップチップボンダーを用いた場合であってもチップを確実にピックアップできる、フィルム状接着剤を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、第一のプラスチック層上に、粘着剤層、熱硬化性樹脂層及び第二のプラスチック層が、この順に積層されたフィルム状接着剤であって、前記粘着剤層の面積が前記熱硬化性樹脂層の面積より大きく、前記粘着剤層と前記熱硬化性樹脂層間の９０°ピール剥離力が、剥離速度３００ｍｍ／ｍｉｎ及び５００ｍｍ／ｍｉｎのいずれにおいても、１０〜５０Ｎ／ｍである、フィルム状接着剤、を提供する。
【００１５】
本発明のフィルム状接着剤は、上記構成を有するため、粘着剤層と熱硬化性樹脂層との密着力が十分確保でき、ウエハのダイシング時におけるフィルム状接着剤からのチップの剥離が防止できる。一方で、粘着剤層と熱硬化性樹脂層間の親和性が高すぎず、剥離力が低く抑えられているため、チップのピックアップにフリップチップボンダーを用いた場合であっても、チップを確実にピックアップすることができる。なお、粘着剤層及び熱硬化性樹脂層の面積とは、主面の面積をいう。
【００１６】
本発明のフィルム状接着剤は、第二のプラスチック層と前記熱硬化性樹脂層との間に、離型層を備えていることが好ましい。離形層を形成させることで、ウエハをフィルム状接着剤に貼り付ける際、熱硬化性樹脂層からの第二のプラスチック層の剥離が容易となる。
【００１７】
熱硬化性樹脂層は、未硬化時の可視光平行透過率が１５〜９０％であることが好ましい。この範囲の透過率を維持することで、フリップチップ実装でチップ回路面のバンプと相対する基板側の端子とを接続する際、フリップチップボンダーによるチップと基盤の位置合わせが確実にできる。
【００１８】
熱硬化性樹脂層は、厚みが５〜１００μｍであることが好ましい。これにより、ウエハ回路面の突出した接続端子周辺への埋め込み不足を抑制し、ボイド発生を抑えることができる。
【００１９】
熱硬化性樹脂層は、少なくとも高分子樹脂、硬化性モノマー及び潜在性硬化剤からなることが好ましい。これにより、フリップチップボンダーによるチップと基盤の位置合わせ時、位置合わせマークの読み取り時間に余裕を持たせることができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、半導体ウエハのダイシング工程及びダイボンディング工程に用いられるフィルム状接着剤であって、半導体ウエハのダイシング時におけるフィルム状接着剤からのチップ（ダイシングされた半導体ウエハ）の剥離を防止でき、チップのピックアップにフリップチップボンダーを用いた場合であってもチップを確実にピックアップできる、フィルム状接着剤が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】第一実施形態に係るフィルム状接着剤の斜視図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。
【図３】第二実施形態に係るフィルム状接着剤の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を参照しながら、好適な実施形態に係るフィルム状接着剤について説明する。なお、図面の説明において同一要素には同符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面は理解を容易にするため一部を誇張して描いており、寸法比率は説明のものと必ずしも一致しない。
【００２３】
図１は、第一実施形態に係るフィルム状接着剤の斜視図であり、図２は図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。図１に示す第一実施形態に係るフィルム状接着剤１００は、対向する第一のプラスチック層１０と第二のプラスチック層２０との間に、粘着剤層１２を備えるものであり、図２に示すように、粘着剤層１２と第二のプラスチック層２０との間には、熱硬化性樹脂層３０が形成されている。
【００２４】
図２に示すように、フィルム状接着剤１００は、第二のプラスチック層２０と、第二のプラスチック層２０上に形成された熱硬化性樹脂層３０と、熱硬化性樹脂層３０を覆うように第二のプラスチック層２０上に形成された粘着剤層１２と、粘着剤層１２上に形成された第一のプラスチック層１０とを備えている。
【００２５】
図３は第二実施形態に係るフィルム状接着剤の断面図である。図２に示す第二実施形態に係るフィルム状接着剤１１０は、第二のプラスチック層２０と熱硬化性樹脂層３０との間に離型層４０を備える他は、第一実施形態に係るフィルム状接着剤と同様の構成を有している。すなわち、図３に示すように、フィルム状接着剤１１０は、第二のプラスチック層２０と、第二のプラスチック層２０上に形成された離型層４０と、離型層４０上に形成された熱硬化性樹脂層３０と、熱硬化性樹脂層３０を覆うように第二のプラスチック層２０上に形成された粘着剤層１２と、粘着剤層１２上に形成された第一のプラスチック層１０とを備えている。なお、第一のプラスチック層１０と粘着剤層１２とは一体として提供される場合があり、その場合は、第一のプラスチック層１０と粘着剤層１２の積層物をダイシングテープ１４と呼ぶ（図１〜３参照）。
【００２６】
第一のプラスチック層１０、第二のプラスチック層２０としては、ポリエチレンテレフタレートフィルム等のポリエステル系フィルム、ポリテトラフルオロエチレンフィルム、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、ポリビニルアセテートフィルム等のポリオレフィン系フィルム、ポリ塩化ビニルフィルム、ポリイミドフィルムなどのプラスチックフィルム等を用いることができ、これらは多層構造を有していてもよい。
【００２７】
第一のプラスチック層１０の厚さは、作業性を損なわない範囲で適宜選択される。但し、粘着剤層１２を構成する粘着剤として、高エネルギー線（中でも紫外線）硬化性粘着剤を用いる場合は、その高エネルギー線の透過を阻害しない厚みとする。通常１０〜５００μｍ、好ましくは５０〜２００μｍである。
【００２８】
第一のプラスチック層１０と粘着剤層１２との密着性を向上させるために、第一のプラスチック層１０の表面に、クロム酸処理、オゾン暴露、火炎暴露、高圧電撃暴露、イオン化放射線処理等の化学的又は物理的表面処理を施してもよい。
【００２９】
第二のプラスチック層２０として、フッ素樹脂からなる表面エネルギーの低いフィルムを用いることもできる。このようなフィルムとしては、例えば、帝人デュポンフィルム株式会社製のＡ−６３（離型処理剤：変性シリコーン系）や、同じく帝人デュポンフィルム株式会社製のＡ−３１（離型処理剤：Ｐｔ系シリコーン系）等がある。
【００３０】
第二のプラスチック層２０と熱硬化性樹脂層３０との間の剥離力を低く抑えるために、図３に示すように、層間にシリコーン系剥離剤、フッ素系剥離剤、長鎖アルキルアクリレート系剥離剤等の離型剤から構成される離型層４０を備えることが好ましい。
【００３１】
第二のプラスチック層２０の厚さは、作業性を損なわない範囲で適宜選択される。通常は１００μｍ以下、好ましくは１０〜７５μｍ、更に好ましくは２５〜５０μｍである。
【００３２】
熱硬化性樹脂層３０を構成する熱硬化性樹脂としては、例えば、ベース樹脂として、アクリルゴム樹脂、ポリイミド樹脂、フェノキシ樹脂などのフィルム形成性のあるもの、熱硬化成分として、エポキシ樹脂、ビスマレイミド樹脂、トリアジン樹脂、フェノール樹脂等の熱により硬化するものが挙げられる。熱硬化性樹脂は、さらに熱硬化性成分と反応する硬化剤を含んでもよく、硬化時間を長くするためポリウレタン系、ポリエステル系の高分子物質等で硬化剤を被覆してマイクロカプセル化してもよい。
【００３３】
熱硬化性樹脂層３０とウエハとの接着強度を上げるためにカップリング剤を含んでもよく、カップリング剤としては、例えば、シラン系、チタン系、アルミニウム系等が挙げられる。シラン系カップリング剤としては、例えば、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、３−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、３−ウレイドプロピルトリエトキシシラン、３−ウレイドプロピルトリメトキシシランが挙げられ、単独で又は二種類以上を組み合わせて使用することができる。
【００３４】
熱硬化性樹脂には、その流動性を制御し、弾性率を向上させる観点で、前述した透過率が維持できる程度にフィラーを加えてもよい。フィラーとしては、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、ほう酸アルミウイスカ、窒化ほう素、結晶性シリカ、非晶性シリカ、ムライト、コージェライト等の複合酸化物、モンモリロナイト、スメクタイトが挙げられ、フィラーの形状は特に制限されるものではない。これらのフィラーは単独で又は二種類以上を組み合わせて使用することができる。
【００３５】
熱硬化性樹脂にイオン捕捉剤を添加することで、イオン性不純物を吸着し、吸湿時の絶縁信頼性をよくすることもできる。イオン捕捉剤としては、例えば、トリアジンチオール化合物、ビスフェノール系還元剤等の、銅がイオン化して溶け出すのを防止するため銅害防止剤として知られる化合物や、ジルコニウム系、アンチモンビスマス系マグネシウムアルミニウム化合物等の無機イオン吸着剤が挙げられる。
【００３６】
熱硬化性樹脂層３０を形成する際に、熱硬化性樹脂はワニス化されていてもよい。熱硬化性樹脂をワニス化するための溶剤としては、有機溶媒であれば特に限定されないが、フィルム作製時の揮発性などを沸点から考慮して決めることができる。例えば、メタノール、エタノール、２−メトキシエタノール、２−エトキシエタノール、２−ブトキシエタノール、メチルエチルケトン、アセトン、メチルイソブチルケトン、トルエン、キシレン等の比較的低沸点の溶媒はフィルム作製時にフィルムの硬化が進まない点で好ましい。これらの溶媒は、単独で又は２種類以上を組み合わせて使用することができる。
【００３７】
熱硬化性樹脂層３０の厚さは、通常は５〜２００μｍ、好ましくは７〜１５０μｍ、更に好ましくは１０〜１００μｍである。５μｍよりも薄いとウエハとの十分な接着力を確保するのが困難となったり、回路基板の凸電極を埋められなくなるといった問題が生じる。一方、２００μｍよりも厚いと不経済で、半導体装置の小型化の要求にも応えられない傾向となり、特性上の利点もない。
【００３８】
熱硬化性樹脂層３０の主面の形状（平面視形状）は、円形、略円形又は半導体ウエハ形状であることが好ましい。
【００３９】
熱硬化性樹脂層３０はまた、未硬化時の可視光並行透過率が１５〜１００％であることが好ましく、１８〜１００％であることがより好ましく、２５〜１００％であることがさらに好ましい。可視光並行透過率が１５％未満であると、後述するフリップチップボンダーでの位置合わせマーク識別が行えなくなって、チップと基盤との位置合わせ作業ができなくなる傾向がある。
【００４０】
熱硬化性樹脂層３０は、チップと回路基板を接続した後の温度変化や加熱吸湿による膨張の影響を抑制できることが好ましい。硬化後の４０〜１００℃の線膨張係数が６０×１０−６／℃以下であることが好ましく、５５×１０−６／℃以下であることがより好ましく、５０×１０−６／℃以下であることがさらに好ましい。これは高接続信頼性を達成するためであり、硬化後の線膨張係数が６０×１０−６／℃を超えると、実装後の温度変化や加熱吸湿による膨張によってチップと回路基板の配線間での電気的接続が保持できなくなる傾向がある。
【００４１】
粘着剤層１２としては、室温で粘着力があり、熱硬化性樹脂層３０に対し密着力を有するものが好ましい。粘着剤層１２を構成する粘着剤としては、例えば、アクリル系樹脂、各種合成ゴム、天然ゴム、ポリイミド樹脂など）を使用できる。粘着剤としては、紫外線や放射線等の高エネルギー線や熱によって硬化する（すなわち、粘着力を低下させることができる）ものがさらに好ましい。
【００４２】
高エネルギー線（又は紫外線）によって硬化する粘着剤としては、高エネルギー線（又は紫外線）の照射によって、粘着力が低下するものが特に好ましい。エネルギー線を用いて硬化させる場合には、エネルギー線硬化粘着成分を含有させることが好適である。
【００４３】
粘着剤層１２の主面の形状（平面視形状）は、熱硬化性樹脂層３０の平面視形状よりも一回り広い面積を持ち、熱硬化性樹脂層３０を覆い尽くすことができる形状で、熱硬化性樹脂層３０と重なり合わない周縁部（ダイシング用リング載置部となる）を有する形状であることが好ましい。円形、略円形、四角形、五角形、六角形、八角形、ウエハ形状等がある。ただ、前記した熱硬化性樹脂層３０の好ましい形状（円形やウエハ形状）との関係から、好ましい形状は円形である。
【００４４】
粘着剤層１２で、熱硬化性樹脂層３０と重なり合わない周縁部は、ダイシング用リングを載置・固定するのに充分な広さとするのが好適である。
【００４５】
粘着剤層１２の厚さは、通常は１〜１００μｍ、好ましくは２〜２０μｍ、更に好ましくは３〜１０μｍである。１μｍよりも薄いと熱硬化性樹脂層３０との十分な粘着力を確保するのが困難になり、ダイシング時に半導体チップが飛散する恐れがある。一方、１００μｍよりも厚いと不経済で特性上の利点もない。
【００４６】
第一実施形態に係るフィルム状接着剤１００は、例えば以下に述べる方法により作製できる。すなわち、まず第二のプラスチック層２０上に、熱硬化性樹脂層３０の原料樹脂組成物を有機溶剤等の溶媒に溶解させてワニス化したものを、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により塗工し、溶媒を除去して熱硬化性樹脂層１２を形成する。その後、別途作製した、第一のプラスチック層１０と粘着剤層１２とからなるダイシングテープ１４を常温〜６０℃で積層する。これにより、第一のプラスチック層１０上に、粘着剤層１２、熱硬化性樹脂層３０及び第二のプラスチック層２０が、この順に積層されたフィルム状接着剤１００を得ることができる。
【００４７】
第二実施形態に係るフィルム状接着剤１１０を作製するためには、第二のプラスチック層２０上に、離型剤を塗布し（離型剤が溶媒を含有している場合は、溶媒を除去する。）離型層４０を形成した後、離型層４０上に、上記と同様に熱硬化性樹脂層３０、粘着剤層１２、第一のプラスチック層１０を形成する。これによりフィルム状接着剤１１０を得ることができる。
【００４８】
フリップチップボンダーとしては、例えば、アスリートＦＡ株式会社製、商品名フリップチップボンダーＣＢ−１０５０を使用することができる。
【００４９】
フリップチップボンダーのチップ認識装置は、一般的に、ハロゲンランプを有するハロゲン光源、ライトガイド、照射装置、ＣＣＤカメラから構成される。
【００５０】
熱硬化性樹脂層３０と突出した接続端子を有するウエハ回路面とが貼付けられた状態で、フリップチップボンダーが、熱硬化性樹脂層３０を透過してウエハの回路面（ダイシング後はチップ回路面）に形成された位置合わせマークを識別できる事が好ましい。位置合わせマークはフリップチップボンダーに搭載されたチップ認識用装置により識別される。
【００５１】
本発明で言うところの「位置合わせができる」とは、フリップチップボンダーのチップ認識用装置を用いて取り込まれたチップ上の位置合わせマークの画像と、登録されている位置合わせマークの画像との整合性が良好であり、確実に位置合わせ作業が行われることを指す。
【００５２】
並行透過率は、日本電色株式会社製の濁度計、商品名ＮＤＨ２０００を用い、積分球式光電光度法で測定することができる。例えば、膜厚５０μｍの帝人デュポンフィルム株式会社製のＰＥＴフィルム（ピューレックス、全光線透過率９０．４５、ヘイズ４．４７）を基準物質として校正した後、ＰＥＴ基材に２５μｍ厚で熱硬化性樹脂を塗工し、試料とする。測定結果からは濁度、全光線透過率、拡散透過率及び並行透過率を求めることができる。
【００５３】
可視光透過率は、株式会社日立製作所製、商品名Ｕ−３３１０形分光光度計で測定することができる。例えば、膜厚５０μｍの帝人デュポンフィルム株式会社製のＰＥＴフィルム（ピューレックス、５５５ｎｍ、透過率８６．０３％）を基準物質としてベースライン補正測定を行った後、ＰＥＴ基材に２５μｍ厚の熱硬化性樹脂を塗工し、４００ｎｍ〜８００ｎｍの可視光領域の透過率を測定することができる。フリップチップボンダーで使用されるハロゲン光源とライトガイドの波長相対強度において５５０ｎｍ〜６００ｎｍが最も強いことから、本発明においては５５５ｎｍの透過率をもって透過率の比較を行うことができる。
【００５４】
粘着剤層１２と熱硬化性樹脂層３０間の９０°ピール剥離力が、剥離速度３００ｍｍ／ｍｉｎ及び５００ｍｍ／ｍｉｎのいずれにおいても、１０〜５０Ｎ／ｍである。すなわち、９０°ピール剥離力が、剥離速度３００ｍｍ／ｍｉｎにおいて１０Ｎ／ｍから５０Ｎ／ｍの範囲に入っており、且つ５００ｍｍ／ｍｉｎにおいても１０Ｎ／ｍから５０Ｎ／ｍの範囲に入っている必要がある。９０°ピール剥離力は、剥離速度３００ｍｍ／ｍｉｎ及び５００ｍｍ／ｍｉｎのいずれにおいても、１５〜４５Ｎ／ｍであることが好ましく、１８〜４０Ｎ／ｍであることがより好ましい。
【００５５】
熱硬化性樹脂層３０と粘着剤層１２（ダイシングテープ１４）の剥離力は、９０°ピール剥離力で測定する。第一のプラスチック層１０と粘着剤層１２を備えるダイシングテープ１４を、常温〜６０℃で熱硬化性樹脂層３０に積層し、第一のプラスチック層１０上に、粘着剤層１２、熱硬化性樹脂層３０及び第二のプラスチック層２０が、この順に積層されたフィルム状接着剤１００を得る。その後、第二のプラスチック層２０を剥がし、フィルム状接着剤を加熱温度８０℃に設定したラミネータによってウエハにラミネートした後、１０ｍｍ幅の切込みを入れて引張り測定用の短冊をサンプルとして準備する。このときに、ＵＶ照射型の粘着剤を用いる場合は、適宜ＵＶ照射を行う。
【００５６】
ウエハをステージに押さえつけ、短冊にしたサンプルの一端（ダイシングテープ１４）を引張り測定機の引張り治具に固定して９０°ピール試験を行い、熱硬化性樹脂から引き剥がす。この測定によって熱硬化樹脂層３０と粘着剤層１２の９０°ピール剥離力が測定できる。
【００５７】
熱硬化性樹脂層３０とウエハの接着力も同様に、９０°ピール剥離力で測定する。熱硬化性樹脂層３０を加熱温度８０℃に設定したラミネータによってウエハにラミネートした後、熱硬化性樹脂層３０に粘着面を向けてカプトンテープ（日東電工株式会社製、１０ｍｍ幅、２５μｍ厚）を貼付けて十分に密着させた後、カプトンテープ外形の熱硬化性樹脂層３０に１０ｍｍ幅に切込みを入れる。
【００５８】
出来上がった熱硬化性樹脂層３０とカプトンテープの積層体の一端をウエハから引き剥がし、引張り測定機の引張り治具に固定する。ウエハをステージに押さえつけ、短冊を引き上げて９０°ピール試験を行い、熱硬化性樹脂層３０をウエハから引き剥がす。この測定によって熱硬化性樹脂層３０と半導体ウエハの接着力が測定できる。
【００５９】
ウエハとフィルム状接着剤とのラミネート又はウエハと熱硬化性樹脂層３０とのラミネートは、熱硬化性樹脂が軟化する温度で行うことが好ましい。例えば、４０〜８０℃に加熱しながら行うことが好ましく、６０〜８０℃に加熱しながら行うことがより好ましく、７０〜８０℃に加熱しながらラミネートすることがさらに好ましい。
【００６０】
熱硬化性樹脂が軟化する温度未満でラミネートすると、ウエハ回路面の突出した接続端子の周辺への埋込不足が発生し、ボイドが巻き込まれた状態となる。これにより、ウエハダイシング時におけるフィルム状接着剤からのチップの剥離、ピックアップ時の熱硬化性樹脂層３０の変形、位置合わせ時の位置合わせマーク識別不良、さらにボイドによる接続信頼性の低下、などの原因となる傾向がある。
【実施例】
【００６１】
以下、実施例及び比較例に基づき本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではない。
【００６２】
（フィルムＡ）
フェノキシ樹脂（東都化成株式会社製：商品名ＦＸ２９３）を２５重量部、エポキシ樹脂（ジャパンエポキシレジン株式会社製、商品名Ｅ１０３２Ｈ６０）を２０部、液状エポキシ樹脂（ジャパンエポキシレジン社製、商品名エピコート８２８）を１５部、マイクロカプセル型潜在性硬化剤（旭化成エレクトロニクス株式会社製：商品名ＨＸ３９４１ＨＰ）を４０部用い、トルエンと酢酸エチルの混合溶媒中に溶解した。この溶液に、大粒径を除去するための５μｍの分級処理を行った平均粒径１μｍのコージェライト粒子（２ＭｇＯ・２Ａｌ２Ｏ３・５ＳｉＯ２、比重２．４、線膨張係数１．５×１０−６／℃、屈折率１．５７）を１００部加え、撹拌して分散した。そして、この分散液をセパレータフィルム（ＰＥＴフィルム）上にロールコータを用いて塗布した後、７０℃のオーブンで１０分間乾燥させて、セパレータフィルム上に厚み２５μｍの絶縁性熱硬化性樹脂層を得た。
【００６３】
（フィルムＢ）
フェノキシ樹脂（東都化成株式会社製：商品名ＺＸ-１３５６-２）を２５重量部、エポキシ樹脂（ジャパンエポキシレジン株式会社製、商品名Ｅ１０３２Ｈ６０）を２５部、液状エポキシ樹脂（ジャパンエポキシレジン社製、商品名エピコート８２８）を１０部、マイクロカプセル型潜在性硬化剤（旭化成エレクトロニクス株式会社製：商品名ＨＸ３９４１ＨＰ）を３５部用い、トルエンと酢酸エチルの混合溶媒中に溶解した。この溶液に、大粒径を除去するための５μｍの分級処理を行った平均粒径１μｍのコージェライト粒子（２ＭｇＯ・２Ａｌ２Ｏ３・５ＳｉＯ２、比重２．４、線膨張係数１．５×１０−６／℃、屈折率１．５７）を８７．５部、コアシェルタイプの耐衝撃改質剤（三菱レーヨン株式会社製、商品名ＫＷ-４４２６）１０部加え、撹拌して分散した。そして、この分散液をセパレータフィルム（ＰＥＴフィルム）上にロールコータを用いて塗布した後、７０℃のオーブンで１０分間乾燥させて、セパレータ上に厚み２５μｍの絶縁性熱硬化性樹脂層を得た。
【００６４】
（ダイシングテープＡ）
粘着剤には、主モノマーとして２−エチルヘキシルアクリレートとメチルメタクリレートを用い、官能基モノマーとしてヒドロキシエチルアクリレートとアクリル酸を用いたアクリル共重合体を溶液重合法にて得た。この合成したアクリル共重合体の重量平均分子量は４０万、ガラス転移点は−３８℃であった。このアクリル共重合体１００重量部に対し、多官能イソシアネート架橋剤（日本ポリウレタン工業株式会社製、商品名コローネートＨＬ）を１０重量部配合した粘着剤溶液を調整し、ポリオレフィンフィルム（厚さ１００μｍ）の上に乾燥時の粘着剤厚さが１０μｍになるよう塗工乾燥した。更に、シリコーン系離型剤を塗布したニ軸延伸ポリエステルフィルムセパレータ（厚さ２５μｍ）を粘着剤面にラミネートした。この粘着フィルムを室温で１週間放置し十分にエージングを行った。
【００６５】
（ダイシングテープＢ）
粘着剤には、主モノマーとして２−エチルヘキシルアクリレートとメチルメタクリレートを用い、官能基モノマーとしてヒドロキシエチルメタクリレートを用いたアクリル共重合体を溶液重合法にて得た。この合成したアクリル共重合体の重量平均分子量は５５万、ガラス転移点は−７０℃であった。このアクリル共重合体１００重量部に対し、多官能イソシアネート架橋剤（住化バイエルウレタン株式会社製、スミジュールＮ７５）を５重量部配合した粘着剤溶液を調整し、ポリオレフィンフィルム（厚さ１００μｍ）の上に乾燥時の粘着剤厚さが１０μｍになるよう塗工乾燥した。更に、シリコーン系離型剤を塗布したニ軸延伸ポリエステルフィルムセパレータ（厚さ２５μｍ）を粘着剤面にラミネートした。この粘着フィルムを室温で１週間放置し十分にエージングを行った。
【００６６】
（ダイシングテープＣ）
粘着剤には、主モノマーとして２−エチルヘキシルアクリレートを用い、官能基モノマーとしてヒドロキシエチルアクリレートとアクリル酸を用いたアクリル共重合体を溶液重合法にて得た。この合成したアクリル共重合体の重量平均分子量は９０万、ガラス転移点は−６１℃であった。このアクリル共重合体１００重量部に対し、多官能イソシアネート架橋剤（日本ポリウレタン工業株式会社製、コローネートＨＬ）を４重量部配合した粘着剤溶液を調整し、ポリオレフィンフィルム（厚さ１００μｍ）の上に乾燥時の粘着剤厚さが１０μｍになるよう塗工乾燥した。更に、シリコーン系離型剤を塗布したニ軸延伸ポリエステルフィルムセパレータ（厚さ２５μｍ）を粘着剤面にラミネートした。この粘着フィルムを室温で１週間放置し十分にエージングを行った。
【００６７】
（ダイシングテープＤ）
粘着剤には、主モノマーとして２−エチルヘキシルアクリレートを用い、官能基モノマーとしてヒドロキシエチルアクリレートとアクリル酸を用いたアクリル共重合体を溶液重合法にて得た。この合成したアクリル共重合体の重量平均分子量は９０万、ガラス転移点は−６１℃であった。このアクリル共重合体１００重量部に対し、多官能イソシアネート架橋剤（日本ポリウレタン工業株式会社製、コローネートＨＬ）を１０重量部配合した粘着剤溶液を調整し、ポリオレフィンフィルム（厚さ１００μｍ）の上に乾燥時の粘着剤厚さが１０μｍになるよう塗工乾燥した。更に、シリコーン系離型剤を塗布したニ軸延伸ポリエステルフィルムセパレータ（厚さ２５μｍ）を粘着剤面にラミネートした。この粘着フィルムを室温で１週間放置し十分にエージングを行った。
【００６８】
（実施例１〜４、比較例１〜４）
フィルムＡ、フィルムＢ、ダイシングテープＡ、ダイシングテープＢ、ダイシングテープＣ及びダイシングテープＤを、表１の組合わせで、常温〜６０℃にて貼り合わせ、フィルム状接着剤を得た。それぞれのフィルム状接着剤から、第二のプラスチック層を剥がし、バックグラインドにより薄くなったウエハを８０℃で貼り合せた。ウエハからバックグラインドテープを剥離し、ダイサーにて、１０ｍｍ×１０ｍｍ角にダイシングした後、フリップチップボンダーにてチップをピックアップした。そして、位置合わせマークを元に、樹脂基板の電極位置にフリップチップを実装し、半導体装置を作製した。
ダイシングテープ剥離力：ダイシングテープと熱硬化性樹脂層の９０°ピール剥離力測定（３００ｍｍ/ｍｉｎ、５００ｍｍ/ｍｉｎ）を測定した。
ウエハ密着力：ウエハと熱硬化性樹脂層の９０°ピール剥離力の３００ｍｍ/ｍｉｎの剥離強度を測定した。
ピックアップ性：フリップチップボンダーによるピックアップ成功率が９０％以上であれば○、９０％未満であれば×とした。
位置合わせマーク読み取り：フリップチップボンダーによるアライメント可能であれば○、アライメント不可能であれば×とした。
【表１】
【００６９】
実施例１〜４では、ダイシングテープ剥離力が請求項の範囲内なため、ピックアップ可能であり実用性に問題はない。一方比較例では、請求項の範囲外のため、ダイシングテープ剥離性が良好ではなく、実用性に問題があることが分かる。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明によれば、半導体ウエハのダイシング工程及びダイボンディング工程に用いられるフィルム状接着剤であって、半導体ウエハのダイシング時におけるフィルム状接着剤からのチップの剥離を防止でき、チップのピックアップにフリップチップボンダーを用いた場合であってもチップを確実にピックアップできる、フィルム状接着剤を提供することができる。
【符号の説明】
【００７１】
１０…第一のプラスチック層、１２…粘着剤層、１４…ダイシングテープ、２０…第二のプラスチック層、３０…熱硬化性樹脂層、４０…離型層、１００…第一実施形態に係るフィルム状接着剤、１１０…第二実施形態に係るフィルム状接着剤。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一のプラスチック層上に、粘着剤層、熱硬化性樹脂層及び第二のプラスチック層が、この順に積層されたフィルム状接着剤であって、
前記粘着剤層の面積が前記熱硬化性樹脂層の面積より大きく、
前記粘着剤層と前記熱硬化性樹脂層間の９０°ピール剥離力が、剥離速度３００ｍｍ／ｍｉｎ及び５００ｍｍ／ｍｉｎのいずれにおいても、１０〜５０Ｎ／ｍである、フィルム状接着剤。
【請求項２】
前記第二のプラスチック層と前記熱硬化性樹脂層との間に、離形層を備える、請求項１記載のフィルム状接着剤。
【請求項３】
前記熱硬化性樹脂層は、未硬化時の可視光平行透過率が１５〜９０％である、請求項１又は２記載のフィルム状接着剤。
【請求項４】
前記熱硬化性樹脂層は、厚みが５〜１００μｍである、請求項１〜３のいずれか一項に記載のフィルム状接着剤。
【請求項５】
前記熱硬化性樹脂層は、少なくとも高分子樹脂、硬化性モノマー及び潜在性硬化剤からなる、請求項１〜４のいずれか一項に記載のフィルム状接着剤。
【請求項１】
第一のプラスチック層上に、粘着剤層、熱硬化性樹脂層及び第二のプラスチック層が、この順に積層されたフィルム状接着剤であって、
前記粘着剤層の面積が前記熱硬化性樹脂層の面積より大きく、
前記粘着剤層と前記熱硬化性樹脂層間の９０°ピール剥離力が、剥離速度３００ｍｍ／ｍｉｎ及び５００ｍｍ／ｍｉｎのいずれにおいても、１０〜５０Ｎ／ｍである、フィルム状接着剤。
【請求項２】
前記第二のプラスチック層と前記熱硬化性樹脂層との間に、離形層を備える、請求項１記載のフィルム状接着剤。
【請求項３】
前記熱硬化性樹脂層は、未硬化時の可視光平行透過率が１５〜９０％である、請求項１又は２記載のフィルム状接着剤。
【請求項４】
前記熱硬化性樹脂層は、厚みが５〜１００μｍである、請求項１〜３のいずれか一項に記載のフィルム状接着剤。
【請求項５】
前記熱硬化性樹脂層は、少なくとも高分子樹脂、硬化性モノマー及び潜在性硬化剤からなる、請求項１〜４のいずれか一項に記載のフィルム状接着剤。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１０−２４５１９１（Ｐ２０１０−２４５１９１Ａ）
【公開日】平成２２年１０月２８日（２０１０．１０．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−９０３９７（Ｐ２００９−９０３９７）
【出願日】平成２１年４月２日（２００９．４．２）
【出願人】（０００００４４５５）日立化成工業株式会社 (4,649)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月２８日（２０１０．１０．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年４月２日（２００９．４．２）
【出願人】（０００００４４５５）日立化成工業株式会社 (4,649)
【Ｆターム（参考）】
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