JP6480086B2 - 接合フィルムおよびウエハ加工用テープ - Google Patents

Description

本発明は、接合フィルムおよびウエハ加工用テープに関し、特に、半導体素子と回路基板やセラミック基板等の基板とを接続するための接続フィルムおよびこれを備えるウエハ加工用テープに関する。

従来、半導体チップと配線基板等との接着には、フィルム状接着剤（ダイアタッチフィルム）が使用されている。さらに、半導体ウエハを個々のチップに切断分離（ダイシング）する際に半導体ウエハを固定するためのダイシングテープと、切断された半導体チップを配線基板等に接着するためのダイアタッチフィルム（ダイボンディングフィルムともいう）との２つの機能を併せ持つダイシング・ダイボンディングテープが開発されている（例えば、特許文献１参照）。

このようなダイシング・ダイボンディングテープを、電力の制御や供給等を行う半導体素子（いわゆるパワー半導体素子）と回路基板、セラミック基板およびリードフレーム等の基板との接続に用いた場合、接続耐熱性が十分ではないという問題があった。

そこで、パワー半導体素子と基板との接続では、一般に半田が使用されている。このような半田としては、半田の粉末にフラックスを加えて適当な粘度にしたクリーム半田が主に用いられている。しかしながら、フラックスを用いると、半導体素子表面を汚染する可能性があり、洗浄工程が必要という問題があった。また、近年、環境上の配慮から、鉛を含まない鉛フリー半田材料を用いることが要求されている。パワー半導体の発熱に対応可能な鉛フリー半田材料としてＡｕ−Ｓｎ系半田があるが、高価であるため、実用的ではない。Ａｕ−Ｓｎ系半田より安価な半田材料としてＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ系半田があるが、熱履歴による金属間化合物の成長が信頼性の低下につながるという問題があった。

半田を用いない接合部材として、熱硬化性樹脂に導電性を持つ微細な金属粒子を混ぜ合わせたものを膜状に成形した異方性導電フィルム（Anisotropic Conductive Film：ＡＣＦ）がある。しかしながら、ＡＣＦは、良好な接着状態を得るため、一定割合以上の樹脂を含むため、金属粒子間の接触が点接触となり、十分な熱伝導が期待できず、接続耐熱性が十分ではないという問題点があった。また、ＡＣＦは、高熱による熱硬化性樹脂の劣化が懸念されるため、発熱量の大きいパワー半導体の接続には適さない。

また、他の半田を用いない接合部材として、近時では金属微粒子を含むペースト（ 以下、金属ペーストという）がある（例えば、特許文献２参照）。 金属ペーストは、金属微粒子に、保存時や製造工程中の金属微粒子同士の凝縮を防止する有機分散剤と、接合時に有機分散剤と反応して有機分散剤を除去する分散補助物質とを添加し、これに溶剤等を混合させてペースト状にしたものである。金属微粒子は、少なくとも粒径が１ｎｍ〜５００ｎｍ程度の極めて微細な粒子を含むものであり、表面は活性状態である。

金属ペーストを用いて半導体素子と基板とを接合するには、半導体素子および／または基板の接合面に金属ペーストをディスペンサー、またはスクリーン印刷により塗布し、１５０℃〜３００℃で所定時間（１分〜１時間程度）加熱する。これにより、有機分散剤と分散補助材とが反応して有機分散剤が除去され、同時に溶剤も揮発して除去される。有機分散剤や溶剤が除去されると、活性状態にある金属微粒子同士が互いに結合し、その金属成分の単体膜となる。

金属ペーストをディスペンサーやスクリーン印刷を用いて、接合面に塗布する場合、溶剤等の量を調節して、金属ペーストの粘度をある程度低くする必要がある。しかしながら、粘度を下げると、金属ペーストを接合面に塗布する際に、金属ペーストが飛散して半導体素子や基板の接合面以外の部分に付着して半導体素子や基板が汚染されてしまうという問題があった。

そこで、金属ペーストを予めシート状にした接続シートが提案されている（特許文献３、参照）。

特開２０１０−２６５４５３号公報 特開２００６−３５２０８０号公報 特開２０１３−２３６０９０号公報

近年、炭化ケイ素（ＳｉＣ）等の化合物半導体を用いた半導体素子における高温環境下での使用を実現させるため、このような半導体素子と基板とを接合させる場合、機械的強度、熱サイクル特性のさらなる向上が求められており、上記特許文献３に記載のような金属ペーストを予めシート状にした接合層を有する接続シートでは、機械的強度、熱サイクル特性が不十分であるという問題があった。

そこで、本発明は、半導体素子と基板とを接合した半導体装置において、機械的強度、熱サイクル特性を向上させることができる接合フィルムおよびウエハ加工用テープを提供することを課題とする。

以上の課題を解決するため、本発明に係る接合フィルムは、半導体素子と基板とを接合するための接合フィルムであって、金属微粒子（Ｐ）を含む導電性ペーストが多孔質体または網目状体からなる強化層の孔または網目に充填された導電性接合層を有することを特徴とする。

上記接合フィルムは、前記強化層は、前記金属微粒子（Ｐ）よりも熱膨張係数が小さいことが好ましい。

上記接合フィルムは、タック性を有し、前記導電性接合層に積層されたタック層をさらに有することが好ましい。

上記接合フィルムは、接合時の加熱により、前記タック層が熱分解され、前記導電性接合層の前記金属微粒子（Ｐ）が焼結することによって、前記半導体素子と前記基板とが接合されることが好ましい。

また、上記接合フィルムは、前記金属微粒子の平均一次粒径が１０〜５００ｎｍであり、前記導電性ペーストは、有機溶剤（Ｓ）を含むことが好ましい。

また、上記接合フィルムは、前記導電性ペーストは、有機バインダー（Ｒ）を含むことが好ましい。

また、上記接合フィルムは、前記タック層が、ポリグリセリン、グリセリン脂肪酸エステル、ポリグリセリン脂肪酸エステル、ホスフィン類、ホスファイト類、スルフィド類、ジスルフィド類、トリスルフィド類、およびスルホキシド類の中から選択される１種もしくは２種以上からなることが好ましい。

また、上記接合フィルムは、前記強化層が、炭素繊維を網目状に成形したシート、ステンレスメッシュ、タングステンメッシュ、およびニッケルメッシュの中から選択される１種もしくは２種以上からなることが好ましい。

また、上記接合フィルムは、前記有機溶剤（Ｓ）が、常圧における沸点が１００℃以上でかつ分子中に１または２以上のヒドロキシル基を有するアルコールおよび／もしくは多価アルコールからなる有機溶剤（ＳＣ）を含むことが好ましい。

また、上記接合フィルムは、前記有機バインダー（Ｒ）が、セルロース樹脂系バインダー、アセテート樹脂系バインダー、アクリル樹脂系バインダー、ウレタン樹脂系バインダー、ポリビニルピロリドン樹脂系バインダー、ポリアミド樹脂系バインダー、ブチラール樹脂系バインダー、およびテルペン系バインダーの中から選択される１種または２種以上であることが好ましい。

また、以上の課題を解決するため、本発明に係る半導体加工用テープは、基材フィルムと該基材フィルム上に設けられた粘着剤層とを有する粘着フィルムと、上述の接合フィルムとを有し、前記粘着剤層上に、前記接合フィルムの導電性接合層が設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、半導体素子と基板とを接合した半導体装置において、機械的強度、熱サイクル特性を向上させることができる接合フィルムおよびウエハ加工用テープを提供することができる。

本発明の実施形態に係るウエハ加工用テープを模式的に示す断面図である。 ウエハ加工用テープ上に半導体ウエハを貼り合せた図である。 ダイシング工程を説明するための図である。 エキスパンド工程を説明するための図である。 ピックアップ工程を説明するための図である。 本発明の実施形態に係るウエハ加工用テープを用いて製造された半導体装置を模式的に示す断面図である。

以下、本発明の実施の形態に係る接着フィルムおよびウエハ加工用テープを図面に基づいて説明する。本発明の一実施形態に係るウエハ加工用テープを図１乃至図５に基づいて説明する。図１は一実施形態に係るウエハ加工用テープ１０を示す断面図である。図２は、ウエハ加工用テープ１０上に半導体ウエハ１を貼り合せた状態を示す図である。また、図３は、半導体装置の製造工程におけるダイシング工程を説明するための図であり、図４は、エキスパンド工程を説明するための図であり、図５は、ピックアップ工程を説明するための図である。図６は、本発明の実施形態に係るウエハ加工用テープを用いて製造された半導体装置を模式的に示す断面図である。

図１に示すように、本発明の一実施形態に係るウエハ加工用テープ１０は、基材フィルム１２ａとその上に形成された粘着剤層１２ｂとからなる粘着フィルム１２と、この粘着フィルム１２上に積層された接合フィルム１３とを有する。接合フィルム１３は、金属微粒子（Ｐ）を含む導電性ペーストが多孔質体または網目状体からなる強化層の孔または網目に充填された導電性接合層１３ａと、タック性を有し導電性接合層１３ａに積層されたタック層１３ｂとを有し、粘着剤層１２ｂ上に導電性接合層１３ａが設けられている。ウエハ加工用テープ１０は、半導体ウエハ１を半導体素子２（チップまたは半導体チップともいう）に切断するダイシング工程と、切断された半導体素子２を回路基板、セラミック基板およびリードフレーム等の基板４０（図６参照）に接合するダイボンディング工程との両工程に使用される。ダイシング工程については図３を参照して後述する。

なお、粘着剤層１２ｂは一層の粘着剤層により構成されていても良いし、二層以上の粘着剤層が積層されたもので構成されていても良い。なお、図１においては、接合フィルム１３を保護するため、離型フィルム１１がウエハ加工用テープ１０に設けられている様子が示されている。離型フィルム１１としては、公知のものを使用することができる。

粘着フィルム１２および接合フィルム１３は、使用工程や装置にあわせて予め所定形状に形成されていても良い。

以下、本実施形態のウエハ加工用テープ１０の各構成要素について詳細に説明する。

（接合フィルム）
接合フィルム１３は、半導体ウエハ１が貼り合わされてダイシングされた後、個片化された半導体素子２をピックアップする際に、粘着フィルム１２から剥離して半導体素子２に付着してピックアップされ、半導体素子２を基板４０に固定する際の接合材として使用されるものである。従って、接合フィルム１３は、ピックアップ工程において、個片化された半導体素子２に付着したままの状態で、粘着フィルム１２から剥離することができる粘着性と剥離性を有し、さらに、半導体素子２と基板４０とを接合して、十分な機械的強度と熱サイクル特性を有するものである。ピックアップ工程については図５を参照して後述する。

接合フィルム１３は、金属微粒子（Ｐ）を含む導電性ペーストが多孔質体または網目状体からなる強化層の孔または網目に充填された導電性接合層１３ａと、タック性を有し導電性接合層１３ａに積層されたタック層１３ｂとを有する。

［導電性接合層］
導電性接合層は、金属微粒子（Ｐ）を含む導電性ペーストを多孔質体または網目状態からなる強化層に含浸させて形成することにより、導電性ペーストが多孔質体の孔または網目状態の網目に充填されている。導電性ペーストは、金属微粒子（Ｐ）を含む他、有機分散媒（Ｄ）を含むことが好ましい。

導電性ペーストに含まれる金属微粒子（Ｐ）としては、銅、マグネシウム、アルミニウム、亜鉛、ガリウム、インジウム、錫、アンチモン、鉛、ビスマス、チタン、マンガン、ゲルマニウム、銀、金、ニッケル、白金およびパラジウムからなる金属元素群から選ばれる１種の微粒子、前記金属元素群から選ばれる２種以上を混合した微粒子、前記金属元素群から選ばれる２種以上の元素の合金からなる微粒子、前記金属元素群から選ばれる１種の微粒子または前記金属元素群から選ばれる２種以上を混合した微粒子と前記金属元素群から選ばれる２種以上の元素の合金からなる微粒子とを混合した微粒子、これらの酸化物、または、これらの水酸化物等を用いることができる。

金属微粒子（Ｐ）は、導電性、加熱処理の際の焼結性を考慮すると、（ｉ）銅微粒子（Ｐ１）、または（ii）銅微粒子（Ｐ１）９０〜１００質量％と、マグネシウム、アルミニウム、亜鉛、ガリウム、インジウム、錫、アンチモン、鉛、ビスマス、チタン、マンガン、およびゲルマニウムから選択された１種もしくは２種以上の第二の金属微粒子（Ｐ２）１０〜０質量％、からなる金属微粒子を使用することが好ましい。前記銅微粒子（Ｐ１）は相対的に導電性の高い金属であり、一方、金属微粒子（Ｐ２）は相対的に融点が低い金属である。銅微粒子（Ｐ１）に第二の金属微粒子（Ｐ２）を併用する場合には、金属微粒子（Ｐ２）が金属微粒子（Ｐ）中で銅微粒子（Ｐ１）と合金を形成しているか、または前記金属微粒子（Ｐ２）が金属微粒子（Ｐ）中で銅微粒子（Ｐ１）の表面で被覆層を形成していることが好ましい。前記銅微粒子（Ｐ１）および金属微粒子（Ｐ２）を併用することにより、加熱処理温度を低下でき、又金属微粒子間の結合をより容易にすることができる。

金属微粒子（Ｐ）は、加熱処理前の平均一次粒径が１０〜５００ｎｍであることが好ましい。金属微粒子（Ｐ）の平均粒子径が１０ｎｍ未満では、加熱処理（焼結）により焼結体全体に渡って均質な粒子径と空孔を形成することが困難になるおそれがあり、熱サイクル特性が低下し、ひいては接合強度も低下する場合がある。一方、該平均粒子径が５００ｎｍを超えると焼結体を構成している金属微粒子および空孔径がミクロンサイズ近くになり、やはり熱サイクル特性が低下する。加熱処理前の金属微粒子（Ｐ）の平均粒子径は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）によりその直径を測定することができる。例えば、二次元形状が略円形状である場合はその円の直径、略楕円形状である場合はその楕円の短径、略正方形状である場合はその正方形の辺の長さ、略長方形状である場合はその長方形の短辺の長さを測定する。「平均粒子径」は、無作為に１０〜２０個選択された複数の粒子の粒子径を上記顕微鏡で観察して計測し、その平均値を計算することによって求められる。

前記金属微粒子（Ｐ）の製造方法としては、特に制限はなく、例えば湿式化学還元法、アトマイズ法、めっき法、プラズマＣＶＤ法、ＭＯＣＶＤ法等の方法を用いることができる。

平均一次粒子径１０〜５００ｎｍの金属微粒子（Ｐ）の製造方法は、具体的には特開２００８−２３１５６４号公報に開示された方法を採用することができる。該公報に開示された製造方法を採用すると、平均一次粒子径が１０〜５００ｎｍの金属微粒子（Ｐ）を容易に得ることが可能であり、また該公報に開示された金属微粒子の製造方法において、金属イオンの還元反応終了後に還元反応水溶液に凝集剤を添加して遠心分離等により回収される、反応液中の不純物が除去された金属微粒子に有機分散媒（Ｄ）を添加して混練して、本発明の導電性ペーストを製造することができる。

導電性ペースト中に金属微粒子（Ｐ）を均一に分散させるためには、分散性、加熱処理の際の焼結性等に優れる特定の有機分散媒（Ｄ）を選択することが重要である。有機分散媒（Ｄ）は、導電性ペースト中で金属微粒子（Ｐ）を分散させ、導電性ペーストの粘度を調節して、フィルム形状を維持し、かつ加熱処理の際に液状およびガス状で還元剤としての機能を発揮することができる。有機分散媒（Ｄ）は、少なくとも有機溶剤（Ｓ）を含み、さらに有機バインダー（Ｒ）を含むことが好ましい。

有機溶剤（Ｓ）は、常圧における沸点が１００℃以上でかつ分子中に１または２以上のヒドロキシル基を有するアルコールおよび／もしくは多価アルコールからなる有機溶剤（ＳＣ）を含むことが好ましい。さらには、有機溶剤（Ｓ）は、（ｉ）少なくとも、アミド基を有する有機溶剤（ＳＡ）５〜９０体積％、常圧における沸点が２０〜１００℃である低沸点の有機溶剤（ＳＢ）５〜４５体積％、および常圧における沸点が１００℃以上で、かつ分子中に１または２以上のヒドロキシル基を有するアルコールおよび／もしくは多価アルコールからなる有機溶剤（ＳＣ）５〜９０体積％含む有機溶剤（Ｓ１）、並びに（ii）少なくとも、アミド基を有する有機溶剤（ＳＡ）５〜９５体積％、および常圧における沸点が１００℃以上で、かつ分子中に１または２以上のヒドロキシル基を有するアルコールおよび／もしくは多価アルコールからなる有機溶剤（ＳＣ）５〜９５体積％含む有機溶剤（Ｓ２）、の中から選択される１種であることが好ましい。

上記以外の他の有機溶剤成分を配合する場合には、テトラヒドロフラン、ジグライム、エチレンカルボナート、プロピレンカルボナート、スルホラン、ジメチルスルホキシド等の極性有機溶剤を使用することができる。

有機溶剤（Ｓ１）は、少なくとも、アミド基を有する有機溶剤（ＳＡ）５〜９０体積％、常圧における沸点が２０〜１００℃である低沸点の有機溶剤（ＳＢ）５〜４５体積％、並びに常圧における沸点が１００℃以上で、かつ分子中に１または２以上のヒドロキシル基を有するアルコールおよび／もしくは多価アルコールからなる有機溶剤（ＳＣ）５〜９０体積％含む有機溶剤である。有機溶剤（ＳＡ）は、有機溶剤（Ｓ１）中に５〜９０体積％含まれ、導電性ペースト中で分散性と保存安定性を向上し、更に前記接合面上の導電性接合層を加熱処理して焼結体を形成する際に接合面での密着性を向上する作用を有している。有機溶剤（ＳＢ）は、有機溶剤（Ｓ１）中に５〜４５体積％以上含まれ、導電性ペースト中で溶媒分子間の相互作用を低下させ、分散している金属微粒子（Ｐ）の有機溶剤（Ｓ１）に対する親和性を向上する作用を有している。有機溶剤（ＳＣ）は、有機溶剤（Ｓ１）中に５〜９０体積％以上含まれ、導電性ペースト中で分散性と、分散性の一層の長期安定化を図ることが可能になる。また有機溶剤（ＳＣ）を混合有機溶剤中に存在させると、その導電性接合層を接合面に配置して加熱処理すると焼結体の均一性が向上し、また有機溶剤（ＳＣ）の有する酸化被膜の還元促進効果も働き、導電性の高い接合部材を得ることが出来る。「有機溶剤（Ｓ１）は、少なくとも、有機溶剤（ＳＡ）５〜９０体積％、有機溶剤（ＳＢ）５〜４５体積％、並びに有機溶剤（ＳＣ）５〜９０体積％含む有機溶剤である。」とは、有機溶剤（Ｓ１）が有機溶剤（ＳＡ）、有機溶剤（ＳＢ）、および有機溶剤（ＳＣ）から前記配合割合で１００体積％となるように配合されていてもよく、また前記配合割合の範囲内で、更に本発明の効果を損なわない範囲で他の有機溶剤成分を配合してもよいことを意味するが、この場合、有機溶剤（ＳＡ）、有機溶剤（ＳＢ）、および有機溶剤（ＳＣ）からなる成分が９０体積％以上含まれていることが好ましく、９５体積％以上がより好ましい。

有機溶剤（Ｓ２）は、少なくとも、アミド基を有する有機溶剤（ＳＡ）５〜９５体積％、および常圧における沸点が１００℃以上で、かつ分子中に１または２以上のヒドロキシル基を有するアルコールおよび／もしくは多価アルコールからなる有機溶剤（ＳＣ）５〜９５体積％含む有機溶剤である。有機溶剤（ＳＡ）は、有機溶剤（Ｓ２）中に５〜９５体積％含まれ、該混合有機溶剤中で分散性と保存安定性を向上し、更に導電性ペーストを加熱処理して金属多孔質体を形成する際に接合面での密着性を向上する作用を有している。有機溶剤（ＳＣ）は、有機溶剤（Ｓ２）中に５〜９５体積％含まれ、導電性ペースト中で分散性を一層向上させる。また有機溶剤（ＳＡ）と有機溶剤（ＳＣ）とを有機溶剤（Ｓ２）中に存在させると、導電性接合層を接合面上に配置後、加熱処理する際に、比較的低い加熱処理温度でも焼結を進行させることができる。「有機溶剤（Ｓ２）は、少なくとも、有機溶剤（ＳＡ）５〜９５体積％、および有機溶剤（ＳＣ）５〜９５体積％含む有機溶剤である。」とは、有機溶剤（Ｓ２）が有機溶剤（ＳＡ）、および有機溶剤（ＳＣ）から前記配合割合で１００体積％となるように配合されていてもよく、また前記配合割合の範囲内で更に、本発明の効果を損なわない範囲で他の有機溶剤成分を配合してもよいことを意味するが、この場合、有機溶剤（ＳＡ）、および有機溶剤（ＳＣ）からなる成分が９０体積％以上含まれることが好ましく、９５体積％以上がより好ましい。

以下に上記した有機溶剤（ＳＣ）、有機溶剤（ＳＡ）、および有機溶剤（ＳＢ）の具体例を示す。

有機溶剤（ＳＣ）は、常圧における沸点が１００℃以上で、分子中に１または２以上のヒドロキシル基を有するアルコールおよび／または多価アルコールからなり、還元性を有する有機化合物である。また、炭素数が５以上のアルコール、および炭素数が２以上の多価アルコールが好ましく、常温で液状であり、比誘電率が高いもの、例えば１０以上のものが好ましい。平均一次粒子径１０〜５００ｎｍの金属微粒子（Ｐ）は微粒子の表面積が大きいので酸化の影響を考慮する必要があるが、以下に挙げる有機溶剤（ＳＣ）は加熱処理（焼結）の際に液状およびガス状で還元剤としての機能を発揮するので、加熱処理の際に金属微粒子（Ｐ）の酸化を抑制して焼結を促進する。有機溶剤（ＳＣ）の具体例として、エチレングリコール、ジエチレングリコール、１，２−プロパンジオール、１，３−プロパンジオール、１，２−ブタンジオール、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、２−ブテン−１，４−ジオール、２，３−ブタンジオール、ペンタンジオール、ヘキサンジオール、オクタンジオール、グリセロール、１，１，１−トリスヒドロキシメチルエタン、２−エチル−２−ヒドロキシメチル−１，３−プロパンジオール、１，２，６−ヘキサントリオール、１，２，３−ヘキサントリオール、１，２，４−ブタントリオール等が例示できる。

また、有機溶剤（ＳＣ）の具体例として、トレイトール（Ｄ−Ｔｈｒｅｉｔｏｌ）、エリトリトール（Ｅｒｙｔｈｒｉｔｏｌ）、ペンタエリスリトール（Ｐｅｎｔａｅｒｙｔｈｒｉｔｏｌ）、ペンチトール（Ｐｅｎｔｉｔｏｌ）、ヘキシトール（Ｈｅｘｉｔｏｌ）等の糖アルコール類も使用可能であり、ペンチトールには、キシリトール（Ｘｙｌｉｔｏｌ）、リビトール（Ｒｉｂｉｔｏｌ）、アラビトール（Ａｒａｂｉｔｏｌ）が含まれる。前記ヘキシトールには、マンニトール（Ｍａｎｎｉｔｏｌ）、ソルビトール（Ｓｏｒｂｉｔｏｌ）、ズルシトール（Ｄｕｌｃｉｔｏｌ）等が含まれる。更に、グリセロールアルデヒド（Ｇｌｙｃｅｒｉｃ ａｌｄｅｈｙｄｅ）、ジオキシアセトン（Ｄｉｏｘｙ−ａｃｅｔｏｎｅ）、トレオース（ｔｈｒｅｏｓｅ）、エリトルロース（Ｅｒｙｔｈｒｕｌｏｓｅ）、エリトロース（Ｅｒｙｔｈｒｏｓｅ）、アラビノース（Ａｒａｂｉｎｏｓｅ）、リボース（Ｒｉｂｏｓｅ）、リブロース（Ｒｉｂｕｌｏｓｅ）、キシロース（Ｘｙｌｏｓｅ）、キシルロース（Ｘｙｌｕｌｏｓｅ）、リキソース（Ｌｙｘｏｓｅ）、グルコース（Ｇｌｕｃｏｓｅ）、フルクトース（Ｆｒｕｃｔｏｓｅ）、マンノース（Ｍａｎｎｏｓｅ）、イドース（Ｉｄｏｓｅ）、ソルボース（Ｓｏｒｂｏｓｅ）、グロース（Ｇｕｌｏｓｅ）、タロース（Ｔａｌｏｓｅ）、タガトース（Ｔａｇａｔｏｓｅ）、ガラクトース（Ｇａｌａｃｔｏｓｅ）、アロース（Ａｌｌｏｓｅ）、アルトロース（Ａｌｔｒｏｓｅ）、ラクト−ス（Ｌａｃｔｏｓｅ）、イソマルトース（Ｉｓｏｍａｌｔｏｓｅ）、グルコヘプトース（Ｇｌｕｃｏ−ｈｅｐｔｏｓｅ）、ヘプトース（Ｈｅｐｔｏｓｅ）、マルトトリオース（Ｍａｌｔｏｔｒｉｏｓｅ）、ラクツロース（Ｌａｃｔｕｌｏｓｅ）、トレハロース（Ｔｒｅｈａｌｏｓｅ）、等の糖類も使用可能であるが融点が高いものについては他の融点の低い有機溶剤（ＳＣ）と混合して使用することが可能である。上記アルコール類のなかでは、分子中に２個以上のヒドロキシル基を有する多価アルコールがより好ましく、エチレングリコールおよびグリセロールが特に好ましい。

有機溶剤（ＳＡ）は、アミド基（−ＣＯＮＨ−）を有する化合物であり、特に比誘電率が高いものが好ましい。有機溶剤（Ａ）として、Ｎ−メチルアセトアミド（１９１．３ ａｔ ３２℃）、Ｎ−メチルホルムアミド（１８２．４ ａｔ ２０℃）、Ｎ−メチルプロパンアミド（１７２．２ ａｔ ２５℃）、ホルムアミド（１１１．０ ａｔ ２０℃）、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（３７．７８ ａｔ ２５℃）、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン（３７．６ ａｔ ２５℃）、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（３６．７ ａｔ ２５℃）、１−メチル−２−ピロリドン（３２．５８ ａｔ ２５℃）、ヘキサメチルホスホリックトリアミド（２９．０ ａｔ ２０℃）、２−ピロリジノン、ε−カプロラクタム、アセトアミド等が挙げられるが、これらを混合して使用することもできる。尚、上記アミド基を有する化合物名の後の括弧中の数字は各溶媒の測定温度における比誘電率を示す。これらの中でも比誘電率が１００以上である、Ｎ−メチルアセトアミド、Ｎ−メチルホルムアミド、ホルムアミド、アセトアミドなどが好適に使用できる。尚、Ｎ−メチルアセトアミド（融点：２６〜２８℃）のように常温で固体の場合には他の溶剤と混合して処理温度で液状として使用することができる。

有機溶剤（ＳＢ）は、常圧における沸点が２０〜１００℃の範囲にある有機化合物である。常圧における沸点が２０℃未満であると、有機溶剤（ＳＢ）を含む粒子分散液を常温で保存した際、有機溶剤（ＳＢ）の成分が揮発し、ペースト組成が変化してしまうおそれがある。また常圧における沸点が１００℃以下の場合に、該溶媒添加による溶媒分子間の相互引力を低下させ、微粒子の分散性を更に向上させる効果が有効に発揮されることが期待できる。有機溶剤（ＳＢ）として、一般式Ｒ¹−Ｏ−Ｒ²（Ｒ¹、Ｒ²は、それぞれ独立にアルキル基で、炭素原子数は１〜４である。）で表されるエーテル系化合物（ＳＢ１）、一般式Ｒ³−ＯＨ（Ｒ³は、アルキル基で、炭素原子数は１〜４である。）で表されるアルコール（ＳＢ２）、一般式Ｒ⁴−Ｃ（＝Ｏ）−Ｒ⁵（Ｒ⁴、Ｒ⁵は、それぞれ独立にアルキル基で、炭素原子数は１〜２である。）で表されるケトン系化合物（ＳＢ３）、および一般式Ｒ⁶−（Ｎ−Ｒ⁷）−Ｒ⁸（Ｒ⁶、Ｒ⁷、Ｒ⁸は、それぞれ独立にアルキル基、または水素原子で、炭素原子数は０〜２である。）で表されるアミン系化合物（ＳＢ４）が例示できる
。

以下に上記有機溶剤（ＳＢ）を例示するが、化合物名の後のカッコ内の数字は常圧における沸点を示す。前記エーテル系化合物（ＳＢ１）としては、ジエチルエーテル（３５℃）、メチルプロピルエーテル（３１℃）、ジプロピルエーテル（８９℃）、ジイソプロピルエーテル（６８℃）、メチル−ｔ−ブチルエーテル（５５．３℃）、ｔ−アミルメチルエーテル（８５℃）、ジビニルエーテル（２８．５℃）、エチルビニルエーテル（３６℃）、アリルエーテル（９４℃）等が例示できる。前記アルコール（ＳＢ２）としては、メタノール（６４．７℃）、エタノール（７８．０℃）、１−プロパノール（９７．１５℃）、２−プロパノール（８２．４℃）、２−ブタノール（１００℃）、２−メチル２−プロパノール（８３℃）等が例示できる。前記ケトン系化合物（ＳＢ３）としては、アセトン（５６．５℃）、メチルエチルケトン（７９．５℃）、ジエチルケトン（１００℃）等が例示できる。また、前記アミン系化合物（ＳＢ４）としては、トリエチルアミン（８９．７℃）、ジエチルアミン（５５．５℃）等が例示できる。

有機バインダー（Ｒ）は、導電性ペースト中で金属微粒子（Ｐ）の凝集の抑制、導電性ペーストの粘度の調節、および導電接続部材前駆体の形状を維持する機能を発揮する。前記有機バインダー（Ｒ）は、セルロース樹脂系バインダー、アセテート樹脂系バインダー、アクリル樹脂系バインダー、ウレタン樹脂系バインダー、ポリビニルピロリドン樹脂系バインダー、ポリアミド樹脂系バインダー、ブチラール樹脂系バインダー、およびテルペン系バインダーの中から選択される１種または２種以上が好ましい。具体的には、前記セルロース樹脂系バインダーがアセチルセルロース、メチルセルロース、エチルセルロース、ブチルセルロース、およびニトロセルロース；アセテート樹脂系バインダーがメチルグリコールアセテート、エチルグリコールアセテート、ブチルグリコールアセテート、エチルジグリコールアセテート、およびブチルジグリコールアセテート；アクリル樹脂系バインダーがメチルメタクリレート、エチルメタクリレート、およびブチルメタクリレート；ウレタン樹脂系バインダーが２，４−トリレンジイソシアネート、およびｐ−フェニレンジイソシアネート；ポリビニルピロリドン樹脂系バインダーがポリビニルピロリドン、およびＮ−ビニルピロリドン；ポリアミド樹脂系バインダーがポリアミド６、ポリアミド６６、およびポリアミド１１；ブチラール樹脂系バインダーがポリビニルブチラール；テルペン系バインダーがピネン、シネオール、リモネン、およびテルピネオール、の中から選択される１種または２種以上であることが好ましい。

導電性ペーストは、金属微粒子（Ｐ）と、有機溶剤（Ｓ）からなる有機分散媒（Ｄ）とを含む導電性ペースト、または、前記金属微粒子（Ｐ）と、有機溶剤（Ｓ）および有機バインダー（Ｒ）からなる有機分散媒（Ｄ）とを含む導電性ペーストである。これに加熱処理すると、ある温度に達すると有機溶剤（Ｓ）の蒸発、または有機溶剤（Ｓ）の蒸発と有機バインダー（Ｒ）の熱分解が進行して、金属微粒子（Ｐ）の表面が現れ、互いに表面で結合（焼結）する原理を利用して接合材として機能するものである。前記導電性ペースト中の、金属微粒子（Ｐ）と有機分散媒（Ｄ）との配合割合（Ｐ／Ｄ）は５０〜８５質量％／５０〜１５質量％（質量％の合計は１００質量％）であることが好ましい。尚、本発明の効果を損なわない範囲で、本発明の導電性ペーストに上述以外の金属微粒子、有機分散媒等を配合することができる。

金属微粒子（Ｐ）の配合割合が前記８５質量％を超えるとペーストが高粘度となり、加熱処理において金属微粒子（Ｐ）表面間の結合不足が生じて導電性が低下するおそれがある。一方、金属微粒子（Ｐ）の配合割合が前記５０質量％未満では、ペーストの粘度が低下してフィルム形状維持が困難となり、また加熱処理の際に収縮という不具合が生ずるおそれがあり、更に、加熱処理する際に有機分散媒（Ｄ）の蒸発する速度が遅くなる不都合を伴うおそれもある。かかる観点から、前記金属微粒子（Ｐ）と有機分散媒（Ｄ）との配合割合（Ｐ／Ｄ）は５５〜８０質量％／４５〜２０質量％であることがより好ましい。また、該有機分散媒（Ｄ）中の有機溶剤（Ｓ）と有機バインダー（Ｒ）との配合割合（Ｓ／Ｒ）は８０〜１００質量％／２０〜０質量％（質量％の合計はいずれも１００質量％）であることが好ましい。

有機分散媒（Ｄ）中の有機バインダー（Ｒ）の配合割合が２０質量％を超えると、導電性接合層１３ａを加熱処理する際に有機バインダー（Ｒ）が熱分解して飛散する速度が遅くなり、また導電接続部材中に残留カーボン量が増えると焼結が阻害されて、クラック、剥離等の問題が生ずる可能性があり好ましくない。有機溶剤（Ｓ）の選択により、該溶剤のみで金属微粒子（Ｐ）を均一に分散させ、導電性ペーストの粘度の調節、およびフィルム形状を維持できる機能を発揮できる場合には、有機分散媒（Ｄ）として有機溶剤（Ｓ）のみからなる成分を使用できる。導電性ペーストには、前記した成分に必要に応じて消泡剤、分散剤、可塑剤、界面活性剤、増粘剤など公知の添加物を加えることができる。導電性ペーストを製造する際に、各成分を混合した後にボールミル等を用いて混練することができる。

強化層は、金属微粒子（Ｐ）よりも熱膨張係数が小さい材料で形成された多孔質体または網目状体からなり、導電性ペーストをその孔内または網目内に含浸させることができる。強化層は、このようなものであれば、特に限定されるものではなくどのようなもので構成されていてもよい。

導電性ペーストを強化層に含浸させて導電性接合層１３ａを形成することにより、半導体素子２と基板４０とを接合した半導体装置１００（図６参照）において、機械的強度、熱サイクル特性を向上させることができる。より詳細には、強化層が金属微粒子（Ｐ）よりも熱膨張係数が小さい材料で構成されているため、接合後における半導体素子２との熱膨張係数差を小さくすることができ、より高温で良好な熱サイクル特性を得ることができる。また、導電性ペーストの焼結体は、微細な空隙を有する金属多孔質体であり、高温環境で放置した場合、焼結体内で金属の拡散が進行するため、導電性ペーストのみを用いて接合した場合、接合面近傍に空隙が凝集して空隙率が高くなり、接合部の機械的強度が低下するという問題があった。本発明においては、導電性接合層１３ａが導電性ペーストを強化層に含浸させて形成されているため、接合後に高温環境で放置した場合でも、導電性ペーストの焼結部分での金属の拡散を抑制することができ、接合面近傍に空隙が凝集して空隙率が高くなることがないので、接合部の機械的強度が低下するのを防止することができる。

多孔質体または網目状体は、開口率が０．２〜７０％であることが好ましい。ここで、開口率とは一平面において全体の面積に占める孔の面積の割合をいい、メッシュでは、開口率＝（網の目開き÷線と線のピッチ）²で算出することができる。開口率が０．２％未満であると、接合後に導電性ペーストの焼結部分が少なくなるため、接合部の機械的強度が十分に得られないおそれがある。開口率が７０％超であると、接合後に導電性ペーストの焼結部分が多くなるため、接合後に高温環境で放置した場合、接合面近傍に空隙が凝集して空隙率が高くなり、接合部の機械的強度が低下するおそれがある。

強化層は、厚みが１０〜８０μｍであることが好ましく、導電性接合層１３ａ全体の厚みよりも小さいか、あるいは略同じ厚みであることが好ましい。導電性接合層１３ａ全体の厚みが強化層の厚みより大きくなるほど、導電性接合層１３ａの表面に導電性ペーストのみからなる層が厚く形成されるため、接合後に高温環境で放置した場合、接合面近傍に空隙が凝集して空隙率が高くなり、接合部の機械的強度が低下するおそれがある。

強化層は、入手のしやすさ、導電性ペーストの含浸のしやすさから、炭素繊維を網目状に成形したシート、ステンレスメッシュ、タングステンメッシュ、およびニッケルメッシュの中から選択される１種もしくは２種以上からなることが好ましい。炭素繊維を網目状に成形したシートは、例えば、モノフィラメント径５〜１０μｍ程度の炭素繊維束を開繊し、これを基材として熱可塑性樹脂を均一に含浸させ、厚さ１５〜６０μｍ程度のシートを形成し、このシートを５００〜６００℃程度で炭化処理することにより得ることができる。

［タック層］
タック層１３ｂは、導電性接合層１３ａを半導体ウエハ１や半導体素子２に保持させるためのものであり、タック性を有している。なお、本発明においてタック性とは、接着性を意味し、具体的には、導電性接合層１３ａを半導体ウエハ１や半導体素子２に保持させることのできる接着性を意味する。また、タック層１３ｂは、半導体素子２と基板４０とを接合する際の加熱により熱分解される。タック層１３ｂは、上記のような性質を有するものであれば、特に限定されるものではなくどのようなもので構成されていてもよい。

タック層１３ｂは、導電性接合層１３ａにはタック性がないため、半導体ウエハ１や半導体素子２と導電性接合層１３ａとの接着性を改善するための層である。タック層１３ｂがないと、半導体ウエハ１や半導体素子２と導電性接合層１３ａとの接着力が弱いため、半導体ウエハ１のダイシング時や半導体素子２のピックアップ時に、半導体ウエハ１や半導体素子２と導電性接合層１３ａとの間で剥離してしまう。また、タック層１３ｂは、導電性接合層１３ａの半導体ウエハ１や半導体素子２への密着力を上げるための層でもある。密着力が上がることにより、導電性接合層１３ａを介して半導体素子２と基板４０とを接合させたときの接合強度も向上する。
本発明においては、タック層１３ｂが半導体素子２と基板４０とを接合する際の加熱で熱分解されることにより、半導体素子２と基板４０とが導電性接合層１３ａを介して機械的に接合されることが重要である。このため、タック層１３ｂは、接合時の加熱温度で、空気雰囲気下、昇温速度５℃／分の熱重量測定における重量減少が７０重量％以上であることが好ましく、さらに好ましくは８５重量％以上、さらに好ましくは９５重量％以上である。

また、タック層１３ｂは、接合時に半導体素子２と直接接触しているため、半導体素子２の電極の表面を活性化させる効果も期待される。これは、タック層１３ｂに含まれる物質が加熱時分解する際に、金属である電極表面の酸化層と反応して金属面をクリーニングするためと考えられる。このように半導体素子２の電極の表面が活性化されることにより、半導体素子２の電極と導電性接合層１３ａとの密着力を向上させることができる。

タック層１３ｂを構成する材料としては、極性もしくは非極性溶媒中に、室温では溶けないが、融点まで加熱すると溶けやすいものを用いることが好ましい。このような材料を融点まで加熱して溶媒中に溶かし、導電性接合層１３ａ等の上に塗布した後、室温まで冷却し、溶媒を蒸発させることによりタック性を有する膜状体を形成することができる。溶媒としては、公知の溶剤を適宜使用することができるが、成膜時の蒸発を容易にするため低沸点の溶剤を用いることが好ましい。

さらに、タック層１３ｂは、導電性ペースト中の金属微粒子（Ｐ）を加熱焼結させる際に、金属微粒子（Ｐ）を還元させる物質で構成されることがより好ましい。タック層１３ｂの分解反応が多段反応で起きる物質では反応温度領域が広く、金属微粒子（Ｐ）が還元され、これにより金属微粒子（Ｐ）の焼結後の抵抗率が下がり、導電性が向上する。

タック層１３ｂは、例えば、ポリグリセリン；グリセリンモノカプレート（融点：４６℃）、グリセリンモノラウレート（融点：５７℃）、グリセリンモノステアレート（融点：７０℃）、グリセリンモノベヘネート（融点：８５℃）等のグリセリン脂肪酸エステル；ジグリセリンステアレート（融点：６１℃）、ジグリセリンラウレート（融点：３４℃）等のポリグリセリン脂肪酸エステル；スチレンｐ−スチリルジフェニルホスフィン（融点：７５℃）、トリフェニルホスフィン（融点：８１℃）、トリ−ｎ−オクチルホスフィン（融点：３０℃）等のホスフィン類；ホスファイト類；ビス(４−メタクリロイルチオフェニル)スルフィド（融点：６４℃）、フェニルｐ−トリルスルフィド（融点：２３℃）フルフリルスルフィド（融点：３２℃）、等のスルフィド類；ジフェニルジスルフィド（融点：６１℃）、ベンジルジスルフィド（融点：７２℃）、テトラエチルチウラムジスルフィド（融点：７０℃）等のジスルフィド類；トリスルフィド類；およびスルホキシド類の中から選択される１種もしくは２種以上からなることが好ましい。

また、タック層１３ｂは、タック性および熱分解性を阻害せず、半導体素子２や基板４０への汚染や突沸ガス発生の面で問題が生じない範囲で、必要に応じて消泡剤、分散剤、可塑剤、界面活性剤、増粘剤など公知の添加物を加えることができる。

次に、接合フィルム１３を製造する方法について説明する。まず、載置台の上に、離型フィルムを載置し、離型フィルムの上にスペーサーを配置する。スペーサーは、例えばＳＵＳ等の金属製の板で、中央部に円形の開口部を有している。スペーサーの開口部であって離型フィルムの上に、上述の強化層を配置し、その上に導電性ペーストを配置し、スキージを用いてスクリーン印刷を行って導電性ペーストを均一に圧延することにより、導電性ペーストを強化層を構成する多孔質体または網目状体の孔内に埋め込むようにして含浸させる。その後、離型フィルムおよびスペーサーを除去する。そして、導電性ペーストを予備乾燥させることにより、導電性接合層１３ａが形成される。

その後、上述のタック層１３ｂの構成成分の材料を加熱して溶剤中で混錬し、導電性接合層１３ａ上にスキージ法あるいはスプレーコート法等を用いて塗布し、冷却する。その後、必要に応じて加熱乾燥させて溶剤を蒸発させることにより、タック層１３ｂが形成される。

なお、本実施形態においては、本発明の接合フィルム１３は、粘着フィルム１２上に設けられ、全体としてウエハ加工用テープ１０を構成するようにしたが、ウエハ加工用テープ１０を製造する材料として接合フィルム１３単体で取引されてもよく、その場合、接合フィルム１３は、両面を保護フィルムにより保護されていることが好ましい。保護フィルムとしては、ポリエチレン系、ポリスチレン系、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）系、その他、離型処理がされたフィルム等公知のものを使用することができるが、接合フィルム１３を保持するのに適した硬さを有するという観点から、ポリエチレンフィルムまたはポリスチレンフィルムを用いることが好ましい。保護フィルムの厚さは、特に限定されるものではなく、適宜に設定してよいが、１０〜３００μｍが好ましい。

（粘着フィルム）
粘着フィルム１２は、半導体ウエハ１をダイシングする際には接合フィルム１３に保持された半導体ウエハ１が剥離しないように十分な粘着力を有し、ダイシング後に個片化された半導体素子２をピックアップする際には容易に接合フィルム１３から剥離できるような低い粘着力を有するものである。本実施形態において、粘着フィルム１２は、図１に示すように、基材フィルム１２ａに粘着剤層１２ｂを設けたものを例示したが、これに限定されるものではなく、ダイシングテープとして使用される公知の粘着フィルムを用いることができる。

粘着フィルム１２の基材フィルム１２ａとしては、従来公知のものであれば特に制限することなく使用することができるが、後述するように、本実施形態においては、粘着剤層１２ｂとして、エネルギー硬化性の材料のうち放射線硬化性の材料を使用することから、放射線透過性を有するものを使用する。

例えば、基材フィルム１２ａの材料として、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレンプロピレン共重合体、ポリブテン−１、ポリ−４−メチルペンテン−１、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸エチル共重合体、エチレン−アクリル酸メチル共重合体、エチレン−アクリル酸共重合体、アイオノマーなどのα−オレフィンの単独重合体または共重合体あるいはこれらの混合物、ポリウレタン、スチレン−エチレン−ブテン共重合体もしくはペンテン系共重合体、ポリアミド−ポリオール共重合体等の熱可塑性エラストマー、およびこれらの混合物を列挙することができる。また、基材フィルム１２ａはこれらの群から選ばれる２種以上の材料が混合されたものでもよく、これらが単層または複層化されたものでも良い。基材フィルム１２ａの厚さは、特に限定されるものではなく、適宜に設定して良いが、５０〜２００μｍが好ましい。

本実施形態においては、紫外線などの放射線を粘着フィルム１２に照射することにより、粘着剤層１２ｂを硬化させ、粘着剤層１２ｂを接合フィルム１３から剥離しやすくしていることから、粘着剤層１２ｂの樹脂には、粘着剤に使用される公知の塩素化ポリプロピレン樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、付加反応型オルガノポリシロキサン系樹脂、シリコンアクリレート樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸エチル共重合体、エチレン−アクリル酸メチル共重合体、エチレン−アクリル酸共重合体、ポリイソプレンやスチレン・ブタジエン共重合体やその水素添加物等の各種エラストマー等やその混合物に、放射線重合性化合物を適宜配合して粘着剤を調製することが好ましい。また、各種界面活性剤や表面平滑化剤を加えても良い。粘着剤層１２ｂの厚さは、特に限定されるものではなく、適宜に設定して良いが、５〜３０μｍが好ましい。

放射線重合性化合物としては、例えば、光照射によって三次元網状化しうる分子内に光重合性炭素−炭素二重結合を少なくとも２個以上有する低分子量化合物や、光重合性炭素−炭素二重結合基を置換基に持つポリマーやオリゴマーが用いられる。具体的には、トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールモノヒドロキシペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、１，４−ブチレングリコールジアクリレート、１，６ヘキサンジオールジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレートや、オリゴエステルアクリレート等、シリコンアクリレート等、アクリル酸や各種アクリル酸エステル類の共重合体等が適用可能である。

また、上記のようなアクリレート系化合物のほかに、ウレタンアクリレート系オリゴマーを用いることもできる。ウレタンアクリレート系オリゴマーは、ポリエステル型またはポリエーテル型などのポリオール化合物と、多価イソシアナート化合物（例えば、２，４−トリレンジイソシアナート、２，６−トリレンジイソシアナート、１，３−キシリレンジイソシアナート、１，４−キシリレンジイソシアナート、ジフェニルメタン４，４−ジイソシアナートなど）を反応させて得られる末端イソシアナートウレタンプレポリマーに、ヒドロキシル基を有するアクリレートあるいはメタクリレート（例えば、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、２−ヒドロキシプロピルアクリレート、２−ヒドロキシプロピルメタクリレート、ポリエチレングリコールアクリレート、ポリエチレングリコールメタクリレートなど）を反応させて得られる。なお、粘着剤層１２ｂには、上記の樹脂から選ばれる２種以上が混合されたものでも良い。

なお、粘着剤層１２ｂの組成物としては、放射線の照射により硬化する放射線重合性化合物の他、アクリル系粘着剤、光重合開始剤、硬化剤等を適宜配合した組成物を用いることもできる。

光重合開始剤を使用する場合、例えばイソプロピルベンゾインエーテル、イソブチルベンゾインエーテル、ベンゾフェノン、ミヒラーズケトン、クロロチオキサントン、ドデシルチオキサントン、ジメチルチオキサントン、ジエチルチオキサントン、ベンジルジメチルケタール、α−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、２−ヒドロキシメチルフェニルプロパン等を使用することができる。これら光重合開始剤の配合量はアクリル系共重合体１００質量部に対して０．０１〜５質量部が好ましい。

粘着フィルム１２は、ダイシングテープの製造方法として従来公知の方法により製造することができる。ウエハ加工用テープ１０は、粘着フィルム１２の粘着剤層１２ｂ上に、上述の接合フィルム１３の導電性接合層１３ａを貼合することにより、製造することができる。

（ウエハ加工用テープの使用方法）
半導体装置１００（図６参照）の製造工程の中で、ウエハ加工用テープ１０は、以下のように使用される。図２においては、ウエハ加工用テープ１０に、半導体ウエハ１とリングフレーム２０とが貼り合わされた様子が示されている。
まず、図２に示すように、粘着フィルム１２の粘着剤層１２ｂをリングフレーム２０に貼り付け、半導体ウエハ１を接合フィルム１３のタック層１３ｂに貼り合わせる。これらの貼り付け順序に制限はなく、半導体ウエハ１を接合フィルム１３に貼り合わせた後に粘着フィルム１２の粘着剤層１２ｂをリングフレーム２０に貼り付けても良い。また、粘着フィルム１２のリングフレーム２０への貼り付けと、半導体ウエハ１の接合フィルム１３への貼り合わせとを、同時に行っても良い。

そして、図３に示すように、半導体ウエハ１のダイシング工程を実施し、次いで、粘着フィルム１２にエネルギー線、例えば紫外線を照射する工程を実施する。具体的には、まず、ダイシングブレード２１によって半導体ウエハ１と接合フィルム１３とをダイシングするため、吸着ステージ２２により、ウエハ加工用テープ１０を粘着フィルム１２面側から吸着支持する。そして、ダイシングブレード２１によって半導体ウエハ１と接合フィルム１３を半導体素子２単位に切断して個片化し、その後、粘着フィルム１２の下面側からエネルギー線を照射する。このエネルギー線照射によって、粘着剤層１２ｂを硬化させてその粘着力を低下させる。なお、エネルギー線の照射に代えて、加熱などの外部刺激によって粘着フィルム１２の粘着剤層１２ｂの粘着力を低下させても良い。粘着剤層１２ｂが二層以上の粘着剤層により積層されて構成されている場合、各粘着剤層の内の一層または全層をエネルギー線照射によって硬化させて、各粘着剤層の内の一層または全層の粘着力を低下させても良い。

その後、図４に示すように、ダイシングされた半導体素子２および接合フィルム１３を保持した粘着フィルム１２をリングフレーム２０の周方向に引き伸ばすエキスパンド工程を実施する。具体的には、ダイシングされた複数の半導体素子２および接合フィルム１３を保持した状態の粘着フィルム１２に対して、中空円柱形状の突き上げ部材３０を、粘着フィルム１２の下面側から上昇させ、粘着フィルム１２をリングフレーム２０の周方向に引き伸ばす。

エキスパンド工程を実施した後、図５に示すように、粘着フィルム１２をエキスパンドした状態のままで、半導体素子２をピックアップするピックアップ工程を実施する。具体的には、粘着フィルム１２の下面側から半導体素子２をピン３１によって突き上げるとともに、粘着フィルム１２の上面側から吸着冶具３２で半導体素子２を吸着することで、個片化された半導体素子２を接合フィルム１３とともにピックアップする。このように、接合フィルム１３は、タック層１３ｂを有するため、半導体ウエハ１を良好に保持してダイシングすることができ、ダイシング後の半導体チップ２をタック層１３ｂを介して導電性接合層１３ａとともにピックアップすることができる。

そして、ピックアップ工程を実施した後、接合工程を実施する。具体的には、ピックアップ工程で半導体素子２とともにピックアップされた接合フィルム１３の導電性接合層１３ａ側をリードフレームやパッケージ基板等の基板４０の接合位置に配置する。その後、接合フィルム１３を１５０〜３５０℃度の温度で加熱処理する。このとき、タック層１３ｂが熱分解するとともに、導電性接合層１３ａ中の有機分散媒（Ｄ）が除去され、金属微粒子（Ｐ）が、その表面のエネルギーによってバルク状態の金属の融点より低温で凝集して、金属微粒子表面間での結合（焼結）が進み、金属多孔質体からなる導電接続部材５０が形成される。加熱処理の際に有機溶剤（Ｓ）中に、有機溶剤（ＳＣ）が含有されていると、該溶剤が液状及び気体状で還元機能を発揮するので、金属微粒子（Ｐ）の酸化が抑制されて焼結が促進される。なお、導電性接合層１３ａ中の有機分散媒（Ｄ）として比較的低沸点の有機溶剤（Ｓ）が含有されている場合には、加熱処理に先立ち、予め乾燥工程を設けて有機溶剤（Ｓ）の少なくとも一部を蒸発、除去しておくことができる。このような加熱処理により、半導体素子２と基板４０とが機械的に接合される。このとき、接合フィルム１３はタック層１３ｂを有しており、半導体素子２と良好に密着した状態で接合工程が実施されるため、加熱時に接続欠陥が生じるのを防止することができ、高いダイシェア性を得ることができる。なお、接合工程は無加圧で行ってもよく、加圧してもよい。加圧された場合、導電性ペーストとリードフレームやパッケージ基板等との密着性が向上される。

その後、図６に示すように、基板４０の端子部（図示しない）の先端と半導体素子２上の電極パッド（図示しない）とをボンディングワイヤー６０で電気的に接続するワイヤーボンディング工程を行う。ボンディングワイヤー６０としては、例えば金線、アルミニウム線又は銅線などが用いられる。ワイヤーボンディングを行う際の温度は、好ましくは８０℃以上、より好ましくは１２０℃以上であり、該温度は、好ましくは２５０℃以下、より好ましくは１７５℃以下である。また、その加熱時間は数秒〜数分間（例えば、１秒〜１分間）行われる。結線は、前記温度範囲内となる様に加熱された状態で、超音波による振動エネルギーと印加加圧による圧着エネルギーの併用により行われる。

続いて、封止樹脂７０により半導体素子２を封止する封止工程を行う。本工程は、基板４０に搭載された半導体素子２やボンディングワイヤー６０を保護する為に行われる。本工程は、封止用の樹脂を金型で成型することにより行う。封止樹脂７０としては、例えばエポキシ系の樹脂を使用する。樹脂封止の際の加熱温度は、好ましくは１６５℃以上、より好ましくは１７０℃以上であり、加熱温度は、好ましくは１８５℃以下、より好ましくは１８０℃以下である。

必要に応じて、封止物を更に加熱をしてもよい（後硬化工程）。これにより、封止工程で硬化不足の封止樹脂７０を完全に硬化できる。加熱温度は適宜設定できる。これにより、半導体装置１００が製造される。

なお、上述の例では、接合フィルムを半導体素子２の回路が形成されていない裏面と基板４０とを接合する場合に用いたが、これに限定されるものではなく、半導体素子２の回路が形成されている表面と基板４０を接合（いわゆるフリップチップ実装）する場合に用いてもよい。

次に、本発明の実施例について説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。

（導電性ペーストの調製）
水溶液中で銅イオンからの無電解還元により調製された、平均一次粒子径１５０ｎｍの銅微粒子を７０質量％と、有機溶剤としてグリセロール４０体積％、Ｎ−メチルアセトアミド５５体積％、及びトリエチルアミン５体積％からなる混合溶剤（有機溶剤（Ｓ１）に相当する）９５質量％と有機バインダーとしてエチルセルロース（平均分子量１０００，０００）５質量％からなる有機分散媒３０質量％とを混錬して、導電性ペースト（１）を調製した。

水溶液中で銀イオンからの無電解還元により調製された、平均一次粒子径１００ｎｍの銀微粒子をそれぞれ７０質量％と、有機溶剤としてグリセロール４０体積％、Ｎ−メチルアセトアミド５５体積％、及びトリエチルアミン５体積％からなる混合溶剤（有機溶剤（Ｓ１）に相当する）９５質量％と有機バインダーとしてエチルセルロース（平均分子量１０００，０００）５質量％からなる有機分散媒３０質量％とを混錬して、導電性ペースト（２）を調製した。

（タック層組成物の調製）
ポリグリセリン１０質量％にメタノール９０質量％を混合させ、ポリグリセリンを希釈して、タック層組成物（１）を調製した。

また、スチレン系熱可塑性エラストマーであるタフテック（登録商標）Ｐ１５００（旭化成株式会社製）９０質量％に、テルペン樹脂であるＹＳレジンＰＸ１２５０（ヤスハラケミカル株式会社製）１０質量％を混合して粘着性を持たせ、タック層組成物（２）を調製した。

また、強化層として次のものを用意した。
強化層（１）：ステンレスメッシュ（アサダメッシュ株式会社製、品番「ＨＳ−Ｄ」、開口率３９％、メッシュ厚４５μｍ）
強化層（２）：タングステンメッシュ（株式会社くればぁ製、品番「３２５」、開口率６３．２％、メッシュ厚４０μｍ）
強化層（３）：ニッケルメッシュ（株式会社ハギテック製、型式「２５５２−９８１８−１１」、開口率０．３％、メッシュ厚４０μｍ）
強化層（４）：モノフィラメント径６μｍのＰＡＮ系炭素繊維束を開繊し、これを基材としてアクリル樹脂（東亜合成株式会社製、アロン（登録商標）Ａ−１０４）を均一に含浸させ、厚さ５０μｍのシートを形成し、このシートを６００℃程度で炭化処理して、炭素繊維を網目状に成形したシートを作製した。
強化層（５）：銅メッシュ（ＭＴＩジャパン社製、品番「ＥＱ−ｂｃｃｎｆ−４５ｕ」、開口率３０％、メッシュ厚４５μｍ）

一方、次のようにして粘着フィルムを作製した。ブチルアクリレート６５重量部、２−ヒドロキシエチルアクリレート２５重量部、アクリル酸１０重量部をラジカル重合させ、２−イソシアネートエチルメタクリレートを滴下反応させて合成した重量平均分子量８０万のアクリル共重合体に硬化剤としてポリイソシアネート３重量部、光重合開始剤として１−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン１重量部を加えて混合し、粘着剤層組成物とした。作製した粘着剤層組成物を乾燥膜厚が１０μｍとなるようにフィルム（基材フィルム以外の塗工用フィルム）に塗工し、１２０℃で３分間乾燥させた。この後、そのフィルムに塗工した粘着剤層組成物を、基材フィルムである厚さ１００μｍのポリプロピレン−エラストマー（ＰＰ：ＨＳＢＲ＝８０：２０のエラストマー）樹脂フィルム上に転写させることで粘着フィルムを作製した。
なお、ポリプロピレン（ＰＰ）は、日本ポリケム株式会社製のノバテックＦＧ４を用い、水添スチレンブタジエン（ＨＳＢＲ）はＪＳＲ株式会社製のダイナロン１３２０Ｐを用いた。また、塗工用フィルムはシリコーン離型処理されたＰＥＴフィルム（帝人：ヒューピレックスＳ−３１４、厚み２５μｍ）を用いた。

（実施例１）
載置台の上に、離型フィルム（５０μｍのポリエチレンテレフタレートフィルム）、その上に、３５０μｍ厚で中央部に６ｉｎｃｈの円形の開口を有するＳＵＳ製のスペーサーを配置し、スペーサーの開口部から臨む離型フィルムの上に、強化層（１）を配置し、その上に上述の導電性ペースト（１）を５．０ｇ載置し、スキージを用いてスクリーン印刷を行って導電性ペーストを圧延し、導電性ペーストを強化層を構成する多孔質体または網目状体の孔内に埋め込むようにして含浸させた。そして、スペーサーを除去した後、不活性雰囲気中で１５分間予備乾燥を行い、導電性接合層とした。

そして、導電性接合層上に上述のタック層組成物（１）を乾燥後の膜厚が２μｍとなるようにスプレーコート法で塗布し、５０℃で１８０秒乾燥させ、タック層を形成した。このようにして、接合フィルムを得た。

その後、上記粘着フィルムの粘着剤層上に上記接合フィルムの導電性接合層を貼合し、実施例１に係るウエハ加工用テープを得た。

（実施例２）
強化層（１）に代えて強化層（２）を用いた以外は、実施例１と同様にして実施例２に係るウエハ加工用テープを得た。

（実施例３）
強化層（１）に代えて強化層（３）を用いた以外は、実施例１と同様にして実施例３に係るウエハ加工用テープを得た。

（実施例４）
強化層（１）に代えて強化層（４）を用いた以外は、実施例１と同様にして実施例４に係るウエハ加工用テープを得た。

（実施例５）
導電性ペースト（１）に代えて導電性ペースト（２）を用い、強化層（１）に代えて強化層（５）を用いた以外は実施例１と同様にして実施例５に係るウエハ加工用テープを得た。
（比較例１）
強化層（１）、タック層組成物（１）を用いなかった以外は、実施例１と同様にして比較例１に係るウエハ加工用テープを得た。

（比較例２）
強化層（１）に代えて強化層（５）を用い、タック層組成物（１）に代えてタック層組成物（２）を用いた以外は、実施例１と同様にして比較例２に係るウエハ加工用テープを得た。

（比較例３）
強化層（１）に代えて強化層（５）を用いた以外は、実施例１と同様にして比較例３に係るウエハ加工用テープを得た。

実施例、比較例に係るウエハ加工用テープについて、下記の評価を実施した。その結果を表１に示す。

（ダイシェア）
半導体ウエハとして、厚み２３０μｍの半導体ウエハの表面にＴｉ／Ａｕ＝１００ｎｍ／２００ｎｍのチップ電極層を形成したものを準備し、基板として、厚みが１．２ｍｍの調質が半硬質の無酸素銅板を準備した。上記実施例に係るウエハ加工用テープを８０℃に熱したホットプレート上に載置して加熱してタック層の半導体ウエハの表面（チップ電極層側の面）への密着性を高めた状態でタック層に半導体ウエハの表面を貼り付け、その後室温に戻し、タック層を冷却硬化させた状態でダイシング装置（ＤＩＳＣＯ社製、ＤＡＤ３４０（商品名））を用いて、接合フィルムとともに７ｍｍ×７ｍｍの半導体チップにダイシングした。その後、高圧水銀灯ランプの紫外線照射機を用いて、粘着フィルムの基材フィルム面側から照射量が２００ｍＪ／ｃｍ²となるように紫外線照射を行った。そして、ダイボンダ―（キヤノンマシナリー株式会社製、ＣＰＳ−６８２０（商品名））を用いて粘着フィルムをエキスパンドし、その状態で半導体チップを接合フィルムとともにピックアップし、接合フィルムの導電性接合層側を基板上に載置した。

その後、上述の半導体チップ、接合フィルム、基板の積層体を、３００℃で６０分間加熱して、導電性接合層を焼結させ、２０個の実装サンプルを作製した。

実装サンプルについて、ダイシェア試験（ＪＥＩＴＡ規格 ＥＤ−４７０３ Ｋ−１１１に準拠）により、ダイシェア試験機（デイジ（ｄａｇｅ）社製、商品名：ボンドテスター シリーズ４０００）を用いて、０．０５ｍｍ／秒のシェア速度で接合強度の測定を行った。全ての実装サンプルについて３０ＭＰａ以上のものを良品として○、３０ＭＰａ未満のものがあったものを不良品として×で評価した。

（熱サイクル特性）
上記と同様にして実装サンプル２０個を作製し、実装サンプル１０個ずつについて、−５０℃で３０分間と２２５℃で３０分間を１サイクルとする冷熱衝撃試験、および−５０℃で３０分間と２５０℃で３０分間を１サイクルとする冷熱衝撃試験を行った。５０回ごとにサンプルを取り出し、割れ、剥離が無いか目視にて検査した。その後、その後、超音波顕微鏡（日立建機株式会社製、 Ｍｉ-Ｓｃｏｐｅ（商品名））とプローブ（型式「ＰＱ２−１３」、５０ＭＨｚ）を使用して、半導体チップ側から超音波を照射し、反射法で剥離の測定を行った。剥離面積が１０％を超えたものを故障と判定した。故障と判定されるまでのＴＣＴ回数がすべての実装サンプルで１００回以上のものを良品として○、１００回未満のものがあったものを不良品として×で評価した。

（高温環境下機械的強度）
上記と同様にして実装サンプル２０個を作製し、実装サンプル１０個について、半導体素子との接合面近傍で接合部分を切断し、その断面を研磨した後に電子顕微鏡で観察し、空隙面積率の平均値を求めた。空隙面積率は次のようにして算出した。
（空隙面積率）≡(空隙の面積)／((空隙の面積)＋(空隙以外の面積))×１００
断面組織中のボイド及び金属の面積は、市販の画像処理ソフトを用いて断面組織写真を二値化した後、それぞれの画素数から算出した。

残りの実装サンプル１０について、４００℃に加熱したオーブン内に１００時間放置した後、上記と同様にして空隙面積率の平均値を求めた。そして、空隙面積率の変化率を算出し、変化率が５％未満のものを良品として○、５％以上のものを不良品として×で評価した。

表１に示すように、実施例１〜５に係る半導体加工用テープは、導電性接合層とタック層とを有しており、導電性接合層が金属微粒子（Ｐ）を含む導電性ペーストを多孔質体または網目状体からなる強化層に含浸させて形成されており、強化層は金属微粒子（Ｐ）よりも熱膨張係数が小さいため、ダイシェア、熱サイクル特性、高温環境下機械的強度の全ておいて、優れる結果となった。一方、比較例１に係る半導体加工用テープは、タック層を有しておらず、導電性接合層が強化層を有していないため、ダイシェア、熱サイクル特性、高温環境下機械的強度の全ておいて、劣る結果となった。比較例２に係る半導体加工用テープは、タック層が接合時の加熱により熱分解されるものではなく、強化層の熱膨張係数と金属微粒子（Ｐ）の熱膨張係数が同じため、ダイシェア、熱サイクル特性、高温環境下機械的強度の全ておいて、劣る結果となった。比較例３に係る半導体加工用テープは、強化層の熱膨張係数と金属微粒子（Ｐ）の熱膨張係数が同じため、ダイシェア、熱サイクル特性、高温環境下機械的強度の全ておいて、劣る結果となった。

２：半導体素子
１０：ウエハ加工用テープ
１１：離型フィルム
１２：粘着フィルム
１２ａ：基材フィルム
１２ｂ：粘着剤層
１３：接合フィルム
１３ａ：導電性接合層
１３ｂ：タック層
４０：基板

Claims (10)

1. 半導体素子と基板とを接合するための接合フィルムであって、
   銅微粒子または銀微粒子を含む金属微粒子（Ｐ）を含む導電性ペーストが多孔質体または網目状体からなる強化層の孔または網目に充填された導電性接合層を有し、
   前記強化層は、前記金属微粒子（Ｐ）よりも熱膨張係数が小さいことを特徴とする接合フィルム。
2. タック性を有し、前記導電性接合層に積層されたタック層をさらに有する請求項１に記載の接合フィルム。
3. 前記タック層は、前記金属微粒子（Ｐ）を還元させる物質を含み、接合時の加熱により、前記タック層が熱分解され、前記導電性接合層の前記金属微粒子（Ｐ）が焼結することによって、前記半導体素子と前記基板とが接合されることを特徴とする請求項２に記載の接合フィルム。
4. 前記金属微粒子（Ｐ）は、平均一次粒径が１０〜５００ｎｍであり、前記導電性ペーストは、有機溶剤（Ｓ）を含むことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の接合フィルム。
5. 前記導電性ペーストは、有機バインダー（Ｒ）を含むことを特徴とする請求項４に記載の接合フィルム。
6. 前記タック層は、ポリグリセリン、グリセリン脂肪酸エステル、グリセリン脂肪酸エステル、ポリグリセリン脂肪酸エステル、ホスフィン類、ホスファイト類、スルフィド類、ジスルフィド類、トリスルフィド類、およびスルホキシド類の中から選択される１種もしくは２種以上からなることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の接合フィルム。
7. 前記強化層は、炭素繊維を網目状に成形したシート、ステンレスメッシュ、タングステンメッシュ、およびニッケルメッシュの中から選択される１種もしくは２種以上からなることを特徴とすることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の接合フィルム。
8. 前記有機溶剤（Ｓ）は、常圧における沸点が１００℃以上でかつ分子中に１または２以上のヒドロキシル基を有するアルコールおよび／もしくは多価アルコールからなる有機溶剤（ＳＣ）を含むことを特徴とする請求項４または請求項５に記載の接合フィルム。
9. 前記有機バインダー（Ｒ）は、セルロース樹脂系バインダー、アセテート樹脂系バインダー、アクリル樹脂系バインダー、ウレタン樹脂系バインダー、ポリビニルピロリドン樹脂系バインダー、ポリアミド樹脂系バインダー、ブチラール樹脂系バインダー、およびテルペン系バインダーの中から選択される１種または２種以上であることを特徴とする請求項５に記載の接合フィルム。
10. 基材フィルムと該基材フィルム上に設けられた粘着剤層とを有する粘着フィルムと、
    請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の接合フィルムと
    を有し、
    前記粘着剤層上に、前記接合フィルムの導電性接合層が設けられていることを特徴とするウエハ加工用テープ。