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JP7655362B2 - Semiconductor Device - Google Patents
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Description

本発明は、フィルム状接着剤、接着シート、並びに半導体装置及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a film-like adhesive, an adhesive sheet, a semiconductor device, and a method for manufacturing the same.

近年、半導体素子(半導体チップ)を多段に積層したスタックドMCP(Multi Chip Package)が普及しており、携帯電話、携帯オーディオ機器用のメモリ半導体パッケージ等として搭載されている。また、携帯電話等の多機能化に伴い、半導体パッケージの高速化、高密度化、高集積化等も推し進められている。これに伴い、半導体チップ回路の配線材料として銅を使用することによって高速化が図られている。また、複雑な搭載基板への接続信頼性の向上、半導体パッケージからの排熱促進の観点から、銅を素材としたリードフレーム等が使用されつつある。 In recent years, stacked MCPs (Multi Chip Packages), in which semiconductor elements (semiconductor chips) are stacked in multiple stages, have become widespread and are used as memory semiconductor packages for mobile phones and mobile audio devices. As mobile phones and other devices become more multifunctional, semiconductor packages are being made faster, more dense, and more highly integrated. Accordingly, copper is being used as the wiring material for semiconductor chip circuits to increase speed. Also, from the perspective of improving the reliability of connections to complex mounting boards and promoting heat dissipation from semiconductor packages, lead frames made of copper are beginning to be used.

しかし、銅は腐食し易い特性をもち、また、低コスト化の観点から、回路面の絶縁性を確保するためのコート材も簡略化される傾向にあるため、半導体パッケージの電気的特性を確保し難くなる傾向にある。特に、半導体チップを多段積層する半導体パッケージでは、腐食により発生した銅イオンが接着剤内部を移動し、半導体チップ内又は半導体チップ/半導体チップ間での電気信号のロスが起こり易い傾向にある。 However, copper is prone to corrosion, and in order to reduce costs, there is a trend toward simplifying the coating materials used to ensure the insulation of the circuit surface, making it difficult to ensure the electrical properties of the semiconductor package. In particular, in semiconductor packages in which semiconductor chips are stacked in multiple stages, copper ions generated by corrosion tend to move inside the adhesive, easily causing loss of electrical signals within the semiconductor chip or between semiconductor chips.

また、高機能化という観点から、複雑な搭載基板へ半導体素子を接続することが多く、接続信頼性を向上するために銅を素材としたリードフレームが好まれる傾向にある。このような場合においても、リードフレームから発生する銅イオンによる電気信号のロスが問題となることがある。 In addition, from the perspective of increasing functionality, semiconductor elements are often connected to complex mounting boards, and there is a tendency to prefer lead frames made of copper to improve connection reliability. Even in such cases, loss of electrical signals due to copper ions generated from the lead frame can become a problem.

さらに、銅を素材とする部材を使用した半導体パッケージにおいては、その部材から銅イオンが発生し、電気的な不具合を起こす可能性が高く、充分な耐HAST性が得られないことがある。 Furthermore, in semiconductor packages that use copper-based components, there is a high possibility that copper ions will be generated from the components, causing electrical malfunctions, and sufficient HAST resistance may not be achieved.

電気信号のロス等を防ぐ観点から、半導体パッケージ内で発生する銅イオンを捕捉する接着剤の検討が行われている。例えば、特許文献1には、エポキシ基を有し、且つ、カルボキシル基を有さない熱可塑性樹脂と、3級の窒素原子を環原子に含む複素環化合物を有し、陽イオンと錯体を形成する有機系錯体形成化合物とを有する半導体装置製造用の接着シートが開示されている。 From the viewpoint of preventing loss of electrical signals, adhesives that capture copper ions generated within semiconductor packages are being investigated. For example, Patent Document 1 discloses an adhesive sheet for manufacturing semiconductor devices that contains a thermoplastic resin that has an epoxy group and no carboxyl group, and an organic complex-forming compound that has a heterocyclic compound containing a tertiary nitrogen atom as a ring atom and forms a complex with a cation.

しかしながら、従来の接着剤では、接着剤内の銅イオン透過の抑制の点及び接着力の点において充分でなく、未だ改善の余地がある。 However, conventional adhesives are not sufficient in terms of suppressing copper ion permeation through the adhesive and in terms of adhesive strength, and there is still room for improvement.

特開2013-026566号公報JP 2013-026566 A

そこで、本発明は、接着剤内の銅イオン透過を充分に抑制しつつ、さらに接着力に優れるフィルム状接着剤を提供することを主な目的とする。 Therefore, the main objective of the present invention is to provide a film-like adhesive that sufficiently suppresses copper ion permeation within the adhesive while also having excellent adhesive strength.

本発明者らが鋭意検討したところ、フィルム状接着剤に無機フィラーの含有量を特定の範囲にすることによって、接着剤内の銅イオン透過を充分に抑制しつつ、さらに接着力に優れることを見出し、本発明を完成するに至った。 After extensive research, the inventors discovered that by adjusting the inorganic filler content in the film adhesive to a specific range, it is possible to sufficiently suppress copper ion permeation into the adhesive while also achieving superior adhesive strength, leading to the completion of the present invention.

本発明の一側面は、半導体素子と半導体素子を搭載する支持部材とを接着するためのフィルム状接着剤であって、フィルム状接着剤が、熱硬化性樹脂と、硬化剤と、アクリルゴムと、無機フィラーとを含有し、無機フィラーの含有量が、熱硬化性樹脂、硬化剤、アクリルゴム、及び無機フィラーの総質量100質量部に対して、0.5~10質量部であり、フィルム状接着剤の厚みが15μm以下である、フィルム状接着剤を提供する。 One aspect of the present invention provides a film-like adhesive for bonding a semiconductor element to a support member on which the semiconductor element is mounted, the film-like adhesive containing a thermosetting resin, a curing agent, an acrylic rubber, and an inorganic filler, the content of the inorganic filler being 0.5 to 10 parts by mass per 100 parts by mass of the total mass of the thermosetting resin, the curing agent, the acrylic rubber, and the inorganic filler, and the thickness of the film-like adhesive being 15 μm or less.

無機フィラーの含有量が、熱硬化性樹脂、硬化剤、アクリルゴム、及び無機フィラーの総質量100質量部に対して、0.5~10質量部である。無機フィラーの含有量が、0.5質量部以上であると、フィルム状接着剤の接着力、ウェハ密着力、弾性率、バルク強度といった点においても優れる傾向にある。無機フィラーの含有量が、10質量部以下であると、接着剤内の銅イオン透過を充分に抑制するとともに、塗工面の外観、埋込性といった点においても優れる傾向にある。 The content of inorganic filler is 0.5 to 10 parts by mass per 100 parts by mass of the total mass of the thermosetting resin, curing agent, acrylic rubber, and inorganic filler. When the content of inorganic filler is 0.5 parts by mass or more, the adhesive strength, wafer adhesion, elastic modulus, and bulk strength of the film-like adhesive tend to be excellent. When the content of inorganic filler is 10 parts by mass or less, copper ion permeation in the adhesive is sufficiently suppressed, and the appearance of the coated surface and embeddability also tend to be excellent.

別の側面において、本発明は、基材と、基材の一方の面上に設けられた上述のフィルム状接着剤とを備える、接着シートを提供する。基材は、ダイシングテープであってよい。 In another aspect, the present invention provides an adhesive sheet comprising a substrate and the above-mentioned film-like adhesive provided on one surface of the substrate. The substrate may be a dicing tape.

別の側面において、本発明は、半導体素子と、半導体素子を搭載する支持部材と、半導体素子及び支持部材の間に設けられ、半導体素子及び支持部材を接着する接着部材とを備え、接着部材が、上述のフィルム状接着剤の硬化物である、半導体装置を提供する。支持部材は、銅を素材とする部材を含んでいてよい。 In another aspect, the present invention provides a semiconductor device comprising a semiconductor element, a support member on which the semiconductor element is mounted, and an adhesive member provided between the semiconductor element and the support member and for adhering the semiconductor element and the support member, the adhesive member being a cured product of the above-mentioned film-like adhesive. The support member may include a member made of copper.

別の側面において、本発明は、上述のフィルム状接着剤を用いて、半導体素子と支持部材とを接着する工程を備える、半導体装置の製造方法を提供する。 In another aspect, the present invention provides a method for manufacturing a semiconductor device, comprising a step of bonding a semiconductor element and a support member using the above-mentioned film-like adhesive.

別の側面において、本発明は、半導体ウェハに、上述の接着シートのフィルム状接着剤を貼り付ける工程と、フィルム状接着剤を貼り付けた半導体ウェハを切断することによって、複数の個片化されたフィルム状接着剤付き半導体素子を作製する工程と、フィルム状接着剤付き半導体素子を支持部材に接着する工程とを備える、半導体装置の製造方法を提供する。半導体装置の製造方法は、リフロー炉を用いて加熱する工程をさらに備えていてもよい。 In another aspect, the present invention provides a method for manufacturing a semiconductor device, comprising the steps of: attaching the film-like adhesive of the adhesive sheet to a semiconductor wafer; cutting the semiconductor wafer to which the film-like adhesive has been attached, thereby producing a plurality of individual semiconductor elements with the film-like adhesive; and adhering the semiconductor elements with the film-like adhesive to a support member. The method for manufacturing a semiconductor device may further comprise the step of heating using a reflow furnace.

本発明によれば、接着剤内の銅イオン透過を充分に抑制しつつ、さらに接着力に優れるフィルム状接着剤が提供される。また、本発明によれば、このようなフィルム状接着剤を用いた接着シート及び半導体装置が提供される。さらに、本発明によれば、フィルム状接着剤又は接着シートを用いた半導体装置の製造方法が提供される。 According to the present invention, a film-like adhesive is provided that has excellent adhesive strength while sufficiently suppressing copper ion permeation through the adhesive. The present invention also provides an adhesive sheet and a semiconductor device that use such a film-like adhesive. Furthermore, the present invention also provides a method for manufacturing a semiconductor device that uses the film-like adhesive or the adhesive sheet.

フィルム状接着剤の一実施形態を示す模式断面図である。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing one embodiment of a film-like adhesive. 接着シートの一実施形態を示す模式断面図である。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing one embodiment of an adhesive sheet. 接着シートの他の一実施形態を示す模式断面図である。FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing another embodiment of the adhesive sheet. 接着シートの他の一実施形態を示す模式断面図である。FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing another embodiment of the adhesive sheet. 接着シートの他の一実施形態を示す模式断面図である。FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing another embodiment of the adhesive sheet. 半導体装置の一実施形態を示す模式断面図である。1 is a schematic cross-sectional view showing an embodiment of a semiconductor device; 半導体装置の他の一実施形態を示す模式断面図である。FIG. 11 is a schematic cross-sectional view showing another embodiment of a semiconductor device.

以下、図面を適宜参照しながら、本発明の実施形態について説明する。ただし、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。以下の実施形態において、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。 Below, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings as appropriate. However, the present invention is not limited to the following embodiment. In the following embodiment, the components (including steps, etc.) are not essential unless specifically stated. The size of the components in each figure is conceptual, and the relative relationship of the size between the components is not limited to that shown in each figure.

本明細書における数値及びその範囲についても同様であり、本発明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。また、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。 The same applies to the numerical values and their ranges in this specification, and they do not limit the present invention. In this specification, the numerical ranges indicated using "~" indicate ranges that include the numerical values before and after "~" as the minimum and maximum values, respectively. In the numerical ranges described in stages in this specification, the upper or lower limit value described in one numerical range may be replaced with the upper or lower limit value of another numerical range described in stages. In addition, in the numerical ranges described in this specification, the upper or lower limit value of the numerical range may be replaced with the value shown in the examples.

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。 In this specification, (meth)acrylate means acrylate or the corresponding methacrylate. The same applies to other similar expressions such as (meth)acryloyl group and (meth)acrylic copolymer.

一実施形態に係るフィルム状接着剤は、半導体素子と半導体素子を搭載する支持部材とを接着するためのフィルム状接着剤であって、フィルム状接着剤が、(A)熱硬化性樹脂と、(B)硬化剤と、(C)アクリルゴムと、(D)無機フィラーとを含有し、無機フィラーの含有量が、熱硬化性樹脂、硬化剤、アクリルゴム、及び無機フィラーの総質量100質量部に対して、0.5~10質量部であり、フィルム状接着剤の厚みが15μm以下である、フィルム状接着剤を提供する。 The film-like adhesive according to one embodiment is a film-like adhesive for bonding a semiconductor element to a support member on which the semiconductor element is mounted, the film-like adhesive containing (A) a thermosetting resin, (B) a curing agent, (C) an acrylic rubber, and (D) an inorganic filler, the content of the inorganic filler being 0.5 to 10 parts by mass per 100 parts by mass of the total mass of the thermosetting resin, the curing agent, the acrylic rubber, and the inorganic filler, and the thickness of the film-like adhesive being 15 μm or less.

フィルム状接着剤は、(A)熱硬化性樹脂と、(B)硬化剤と、(C)アクリルゴムと、(D)無機フィラーとを含有する、接着剤組成物を、フィルム状に成形することによって得ることができる。フィルム状接着剤及び接着剤組成物は、半硬化(Bステージ)状態を経て、硬化処理後に完全硬化(Cステージ)状態となり得るものであってよい。 The film-like adhesive can be obtained by forming an adhesive composition containing (A) a thermosetting resin, (B) a curing agent, (C) an acrylic rubber, and (D) an inorganic filler into a film. The film-like adhesive and adhesive composition may be capable of passing through a semi-cured (B stage) state and then becoming fully cured (C stage) after a curing process.

(A)成分:熱硬化性樹脂
(A)成分は、接着性の観点から、エポキシ樹脂であってよい。エポキシ樹脂は、分子内にエポキシ基を有するものであれば、特に制限なく用いることができる。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、(A)成分は、フィルムのタック性、柔軟性などの観点から、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、又はビスフェノールA型エポキシ樹脂であってもよい。
Component (A): Thermosetting Resin From the viewpoint of adhesiveness, component (A) may be an epoxy resin. Any epoxy resin having an epoxy group in the molecule may be used without particular limitation. Examples of epoxy resins include bisphenol A type epoxy resins, bisphenol F type epoxy resins, bisphenol S type epoxy resins, phenol novolac type epoxy resins, cresol novolac type epoxy resins, bisphenol A novolac type epoxy resins, bisphenol F novolac type epoxy resins, stilbene type epoxy resins, triazine skeleton-containing epoxy resins, fluorene skeleton-containing epoxy resins, triphenol methane type epoxy resins, biphenyl type epoxy resins, xylylene type epoxy resins, biphenyl aralkyl type epoxy resins, naphthalene type epoxy resins, polyfunctional phenols, and diglycidyl ether compounds of polycyclic aromatics such as anthracene. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, the component (A) may be a cresol novolac type epoxy resin, a bisphenol F type epoxy resin, or a bisphenol A type epoxy resin from the viewpoint of the tackiness and flexibility of the film.

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、110~290g/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、フィルム状接着剤のバルク強度を維持しつつ、流動性を確保することができる傾向にある。 The epoxy equivalent of the epoxy resin is not particularly limited, but may be 90 to 300 g/eq, 110 to 290 g/eq, or 110 to 290 g/eq. When the epoxy equivalent of the epoxy resin is in such a range, the film adhesive tends to maintain its bulk strength while ensuring its fluidity.

(B)成分:硬化剤
(B)成分は、エポキシ樹脂の硬化剤となり得るフェノール樹脂であってよい。フェノール樹脂は、分子内にフェノール性水酸基を有するものであれば特に制限なく用いることができる。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類及び/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類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、フェノール樹脂は、フェノールアラルキル樹脂又はナフトールアラルキル樹脂であってもよい。
Component (B): Curing Agent Component (B) may be a phenolic resin that can be a curing agent for epoxy resins. Any phenolic resin can be used without particular limitation as long as it has a phenolic hydroxyl group in the molecule. Examples of phenolic resins include novolak-type phenolic resins obtained by condensing or co-condensing phenols such as phenol, cresol, resorcin, catechol, bisphenol A, bisphenol F, phenylphenol, aminophenol, etc. and/or naphthols such as α-naphthol, β-naphthol, dihydroxynaphthalene, etc. with a compound having an aldehyde group such as formaldehyde under an acidic catalyst, allylated bisphenol A, allylated bisphenol F, allylated naphthalenediol, phenol novolak, phenol aralkyl resins synthesized from phenols such as phenol and/or naphthols with dimethoxyparaxylene or bis(methoxymethyl)biphenyl, naphthol aralkyl resins, etc. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, the phenol resin may be a phenol aralkyl resin or a naphthol aralkyl resin.

フェノール樹脂の水酸基当量は、70g/eq以上又は70~300g/eqであってよい。フェノール樹脂の水酸基当量が70g/eq以上であると、フィルムの貯蔵弾性率がより向上する傾向にあり、300g/eq以下であると、発泡、アウトガス等の発生による不具合を防ぐことが可能となる。 The hydroxyl equivalent of the phenolic resin may be 70 g/eq or more, or 70 to 300 g/eq. If the hydroxyl equivalent of the phenolic resin is 70 g/eq or more, the storage modulus of the film tends to be improved, and if it is 300 g/eq or less, it is possible to prevent defects due to the generation of foaming, outgassing, etc.

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(エポキシ樹脂のエポキシ当量/フェノール樹脂の水酸基当量)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。 From the viewpoint of curability, the ratio of the epoxy equivalent of the epoxy resin to the hydroxyl equivalent of the phenolic resin (epoxy equivalent of the epoxy resin/hydroxyl equivalent of the phenolic resin) may be 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. If the equivalent ratio is 0.30/0.70 or more, more sufficient curability tends to be obtained. If the equivalent ratio is 0.70/0.30 or less, it is possible to prevent the viscosity from becoming too high, and more sufficient fluidity can be obtained.

(A)成分及び(B)成分の合計の含有量は、(A)成分、(B)成分、(C)成分、及び(D)成分の総質量100質量部に対して、5~50質量部、10~40質量部、又は15~30質量部であってよい。(A)成分及び(B)成分の合計の含有量が5質量部以上であると、架橋によって弾性率が向上する傾向にある。(A)成分及び(B)成分の合計の含有量が50質量部以下であると、フィルム取扱い性を維持できる傾向にある。 The total content of components (A) and (B) may be 5 to 50 parts by mass, 10 to 40 parts by mass, or 15 to 30 parts by mass, based on 100 parts by mass of the total mass of components (A), (B), (C), and (D). When the total content of components (A) and (B) is 5 parts by mass or more, the elastic modulus tends to improve due to crosslinking. When the total content of components (A) and (B) is 50 parts by mass or less, film handleability tends to be maintained.

(C)成分:アクリルゴム
(C)成分は、(メタ)アクリル酸エステルに由来する構成単位を主成分として有するゴムである。(C)成分における(メタ)アクリル酸エステルに由来する構成単位の含有量は、構成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。(C)成分は、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成単位を含むものであってよい。(C)成分は、後述の式(1)の条件を満たす範囲で、アクリルニトリルに由来する構成単位を含むものであってもよいが、接着剤内の銅イオン透過をよりに抑制することが可能であり、埋込性にもより優れることから、(C)成分は、アクリルニトリルに由来する構成単位を含まないものであってよい。
(C) component: acrylic rubber The (C) component is a rubber having a structural unit derived from a (meth)acrylic acid ester as a main component. The content of the structural unit derived from a (meth)acrylic acid ester in the (C) component may be, for example, 70% by mass or more, 80% by mass or more, or 90% by mass or more based on the total amount of structural units. The (C) component may contain 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. The (C) component may contain a structural unit derived from acrylonitrile within a range that satisfies the condition of formula (1) described below, but the (C) component may not contain a structural unit derived from acrylonitrile because it is possible to further suppress copper ion permeation in the adhesive and has better embeddability.

(C)成分の赤外吸収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高さをPCO、ニトリル基の伸縮振動に由来するピークの高さをPCNとしたとき、PCO及びPCNが下記式(1)の条件を満たしていてもよい。
CN/PCO<0.070 (1)
In the infrared absorption spectrum of the component (C), when the height of the absorption peak due to the stretching vibration of the carbonyl group is P CO and the height of the peak due to the stretching vibration of the nitrile group is P CN , P CO and P CN may satisfy the condition of the following formula (1).
P CN /P CO <0.070 (1)

ここで、カルボニル基は主に構成単位である(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成単位であるアクリル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高さ(PCO)及びニトリル基の伸縮振動に由来するピークの高さ(PCN)は、実施例で定義されるものを意味する。 Here, the carbonyl group is mainly derived from the (meth)acrylic acid ester structural unit, and the nitrile group is mainly derived from the acrylonitrile structural unit. Note that the height of the absorption peak derived from the stretching vibration of the carbonyl group (P CO ) and the height of the peak derived from the stretching vibration of the nitrile group (P CN ) are as defined in the Examples.

CN/PCOが小さいことは、(C)成分において、アクリルニトリルに由来する構成単位が少ないことを意味する。そのため、アクリルニトリルに由来する構成単位を含まない(C)成分は、理論上、式(1)の条件を満たし得る。 A small P CN /P CO ratio means that the component (C) contains fewer structural units derived from acrylonitrile. Therefore, a component (C) that does not contain any structural units derived from acrylonitrile can theoretically satisfy the condition of formula (1).

CN/PCOは、0.070未満であり、0.065以下、0.060以下、0.055以下、0.050以下、0.040以下、0.030以下、0.020以下、又は0.010以下であってよい。PCN/PCOが0.070未満であると、接着剤内の銅イオン透過を充分に抑制することが可能となり得る。また、PCN/PCOの値が小さくなるにつれて、接着剤内の銅イオン透過をより充分に抑制することができる。また、PCN/PCOの値が小さくなるにつれて、(C)成分の凝集力が低下するため、さらに埋込性もより優れる傾向にある。 P CN /P CO is less than 0.070, and may be 0.065 or less, 0.060 or less, 0.055 or less, 0.050 or less, 0.040 or less, 0.030 or less, 0.020 or less, or 0.010 or less. When P CN /P CO is less than 0.070, it may be possible to sufficiently suppress copper ion permeation in the adhesive. In addition, as the value of P CN /P CO becomes smaller, copper ion permeation in the adhesive can be more sufficiently suppressed. In addition, as the value of P CN /P CO becomes smaller, the cohesive force of the (C) component decreases, so that the embeddability also tends to be more excellent.

(C)成分のガラス転移温度(Tg)は、-50~50℃又は-30~30℃であってよい。(C)成分のTgが-50℃以上であると、接着剤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。これにより、ウェハダイシング時にフィルム状接着剤を切断し易くなり、バリの発生を防ぐことが可能となる。(C)成分のTgが50℃以下であると、接着剤の柔軟性の低下を抑制できる傾向にある。これによって、フィルム状接着剤をウェハに貼り付ける際に、ボイドを充分に埋め込み易くなる傾向にある。また、ウェハ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。ここで、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。 The glass transition temperature (Tg) of the (C) component may be -50 to 50°C or -30 to 30°C. When the Tg of the (C) component is -50°C or higher, the flexibility of the adhesive tends to be prevented from becoming too high. This makes it easier to cut the film-like adhesive during wafer dicing, and makes it possible to prevent the occurrence of burrs. When the Tg of the (C) component is 50°C or lower, the flexibility of the adhesive tends to be suppressed from decreasing. This makes it easier to sufficiently fill voids when the film-like adhesive is attached to the wafer. In addition, it makes it possible to prevent chipping during dicing due to a decrease in wafer adhesion. Here, the glass transition temperature (Tg) refers to a value measured using a DSC (differential scanning calorimeter) (for example, Thermo Plus 2, manufactured by Rigaku Corporation).

(C)成分の重量平均分子量(Mw)は、10万~300万又は20万~200万であってよい。(C)成分のMwがこのような範囲にあると、フィルム形成性、フィルム状における強度、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、埋め込み性を向上することができる。ここで、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。 The weight average molecular weight (Mw) of component (C) may be 100,000 to 3,000,000 or 200,000 to 2,000,000. When the Mw of component (C) is in this range, the film formability, strength in the film state, flexibility, tackiness, etc. can be appropriately controlled, and the reflowability and embeddability can be improved. Here, Mw means a value measured by gel permeation chromatography (GPC) and converted using a calibration curve based on standard polystyrene.

(C)成分の市販品としては、例えば、SG-70L、SG-P3、SG-708-6、WS-023 EK30、SG-280 EK23(いずれもナガセケムテックス株式会社製)等が挙げられる。また、アクリルニトリルに由来する構成単位を含まない(C)成分の市販品としては、例えば、KH-CT-865(日立化成株式会社製)等が挙げられる。 Commercially available products of component (C) include, for example, SG-70L, SG-P3, SG-708-6, WS-023 EK30, and SG-280 EK23 (all manufactured by Nagase ChemteX Corporation). Commercially available products of component (C) that do not contain structural units derived from acrylonitrile include, for example, KH-CT-865 (manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.).

(C)成分の含有量は、(A)成分、(B)成分、(C)成分、及び(D)成分の総質量100質量部に対して、50~95質量部、55~90質量部、又は60~85質量部であってよい。(C)成分の含有量がこのような範囲にあると、接着剤内の銅イオン透過をより充分に抑制できる傾向にある。 The content of component (C) may be 50 to 95 parts by mass, 55 to 90 parts by mass, or 60 to 85 parts by mass per 100 parts by mass of the total mass of components (A), (B), (C), and (D). When the content of component (C) is within such a range, copper ion permeation through the adhesive tends to be more sufficiently suppressed.

(D)成分:無機フィラー
(D)成分としては、例えば、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、シリカ等が挙げられる。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、(D)成分は、溶融粘度の調整の観点から、シリカであってもよい。
(D) component: inorganic filler Examples of the (D) component include aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, calcium carbonate, magnesium carbonate, calcium silicate, magnesium silicate, calcium oxide, magnesium oxide, aluminum oxide, aluminum nitride, aluminum borate whisker, boron nitride, silica, etc. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, the (D) component may be silica from the viewpoint of adjusting the melt viscosity.

(D)成分の平均粒径は、流動性の観点から、0.01~1μm、0.01~0.8μm、又は0.03~0.5μmであってよい。ここで、平均粒径は、BET比表面積から換算することによって求められる値を意味する。(D)成分の平均粒径が小さくなるにつれて、塗工面の外観がより改善され、薄膜塗工性がより向上する傾向にある。 From the viewpoint of fluidity, the average particle size of component (D) may be 0.01 to 1 μm, 0.01 to 0.8 μm, or 0.03 to 0.5 μm. Here, the average particle size means a value calculated by converting from the BET specific surface area. As the average particle size of component (D) becomes smaller, the appearance of the coating surface tends to be improved and thin film coatability tends to be improved.

(D)成分の形状は、特に制限されないが、球状であってよい。 The shape of component (D) is not particularly limited, but may be spherical.

(D)成分の含有量が、(A)成分、(B)成分、(C)成分、及び(D)成分の総質量100質量部に対して、0.5~10質量部である。(D)成分の含有量が、0.5質量部以上であると、フィルム状接着剤の接着力、ウェハ密着力、弾性率、バルク強度といった点においても優れる傾向にある。(D)成分の含有量が、10質量部以下であると、接着剤内の銅イオン透過を充分に抑制するとともに、塗工面の外観、埋込性といった点においても優れる傾向にある。(D)成分の含有量は、1質量部以上、3質量部以上、又は5質量部以上であってもよく、10質量部以下、9質量部以下、8.5質量部以下、又は8質量部以下であってもよい。 The content of the (D) component is 0.5 to 10 parts by mass relative to 100 parts by mass of the total mass of the (A), (B), (C), and (D) components. When the content of the (D) component is 0.5 parts by mass or more, the adhesive strength of the film-like adhesive, wafer adhesion, elastic modulus, and bulk strength tend to be excellent. When the content of the (D) component is 10 parts by mass or less, copper ion permeation in the adhesive is sufficiently suppressed, and the appearance and embeddability of the coated surface tend to be excellent. The content of the (D) component may be 1 part by mass or more, 3 parts by mass or more, or 5 parts by mass or more, or 10 parts by mass or less, 9 parts by mass or less, 8.5 parts by mass or less, or 8 parts by mass or less.

フィルム状接着剤(接着剤組成物)は、(E)カップリング剤、(F)硬化促進剤等をさらに含有していてもよい。 The film-like adhesive (adhesive composition) may further contain (E) a coupling agent, (F) a curing accelerator, etc.

(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。
Component (E): Coupling Agent Component (E) may be a silane coupling agent. Examples of the silane coupling agent include γ-ureidopropyltriethoxysilane, γ-mercaptopropyltrimethoxysilane, 3-phenylaminopropyltrimethoxysilane, 3-(2-aminoethyl)aminopropyltrimethoxysilane, etc. These may be used alone or in combination of two or more.

(F)成分:硬化促進剤
(F)成分は、特に限定されず、一般に使用されるものを用いることができる。(F)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(F)成分はイミダゾール類及びその誘導体であってもよい。
(F) component: curing accelerator The (F) component is not particularly limited, and can be a commonly used one. (F) component includes, for example, imidazoles and their derivatives, organic phosphorus compounds, secondary amines, tertiary amines, quaternary ammonium salts, etc. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, the (F) component may be imidazoles and their derivatives from the viewpoint of reactivity.

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。 Examples of imidazoles include 2-methylimidazole, 1-benzyl-2-methylimidazole, 1-cyanoethyl-2-phenylimidazole, and 1-cyanoethyl-2-methylimidazole. These may be used alone or in combination of two or more.

フィルム状接着剤(接着剤組成物)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。 The film-like adhesive (adhesive composition) may further contain other components. Examples of other components include pigments, ion scavengers, antioxidants, etc.

(E)成分、(F)成分、及びその他の成分の含有量は、(A)成分、(B)成分、(C)成分、及び(D)成分の総質量100質量部に対して、0~30質量部であってよい。 The content of the (E) component, the (F) component, and other components may be 0 to 30 parts by mass per 100 parts by mass of the total mass of the (A) component, the (B) component, the (C) component, and the (D) component.

図1は、フィルム状接着剤の一実施形態を示す模式断面図である。図1に示すフィルム状接着剤1(接着フィルム)は、接着剤組成物をフィルム状に成形したものである。フィルム状接着剤1は、半硬化(Bステージ)状態であってよい。このようなフィルム状接着剤1は、接着剤組成物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。接着剤組成物のワニス(接着剤ワニス)を用いる場合は、(A)成分、(B)成分、(C)成分、(D)成分、並びに必要に応じて添加される他の成分を溶剤中で混合し、混合液を混合又は混練して接着剤ワニスを調製し、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フィルム状接着剤1を形成することができる。 Figure 1 is a schematic cross-sectional view showing one embodiment of a film-like adhesive. The film-like adhesive 1 (adhesive film) shown in Figure 1 is formed by molding an adhesive composition into a film. The film-like adhesive 1 may be in a semi-cured (B stage) state. Such a film-like adhesive 1 can be formed by applying the adhesive composition to a support film. When using a varnish of the adhesive composition (adhesive varnish), the (A) component, the (B) component, the (C) component, the (D) component, and other components added as necessary are mixed in a solvent, the mixed liquid is mixed or kneaded to prepare an adhesive varnish, the adhesive varnish is applied to a support film, and the solvent is removed by heating and drying, thereby forming the film-like adhesive 1.

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、ポリエーテル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。支持フィルムの厚みは、例えば、10~200μm又は20~170μmであってよい。 The support film is not particularly limited as long as it can withstand the above-mentioned heat drying, and may be, for example, a polyester film, a polypropylene film, a polyethylene terephthalate film, a polyimide film, a polyetherimide film, a polyether naphthalate film, a polymethylpentene film, or the like. The support film may be a multi-layer film combining two or more types of films, and may have a surface treated with a silicone-based, silica-based, or other release agent. The thickness of the support film may be, for example, 10 to 200 μm or 20 to 170 μm.

混合又は混練は、通常の撹拌機、らいかい機、三本ロール、ボールミル等の分散機を用い、これらを適宜組み合わせて行うことができる。 Mixing or kneading can be carried out using a conventional mixer, a mixing machine, a three-roll mill, a ball mill, or other dispersing machine, in any suitable combination.

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、混練また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点でメチルエチルケトン、シクロヘキサノン等であってよい。 The solvent used in preparing the adhesive varnish is not limited as long as it can uniformly dissolve, knead or disperse each component, and any conventionally known solvent can be used. Examples of such solvents include ketone solvents such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, and cyclohexanone, dimethylformamide, dimethylacetamide, N-methylpyrrolidone, toluene, and xylene. In terms of drying speed and cost, the solvent may be methyl ethyl ketone, cyclohexanone, etc.

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が挙げられる。加熱乾燥の条件は、使用した溶剤が充分に揮散する条件であれば特に制限はないが、50~150℃で、1~30分間加熱して行うことができる。 The adhesive varnish can be applied to the support film by any known method, such as knife coating, roll coating, spray coating, gravure coating, bar coating, curtain coating, etc. There are no particular restrictions on the conditions for heat drying, so long as the solvent used is sufficiently evaporated, but heating can be performed at 50 to 150°C for 1 to 30 minutes.

フィルム状接着剤の厚みが15μm以下であると、半導体素子と半導体素子を搭載する支持部材との距離が近くなるため、銅イオンによる不具合が発生し易くなる傾向にある。本実施形態に係るフィルム状接着剤は、接着剤内の銅イオン透過を充分に抑制することが可能であることから、その厚みを15μm以下とすることが可能となる。フィルム状接着剤1の厚みは、12μm以下又は10μm以下であってもよい。フィルム状接着剤1の厚みの下限は、特に制限されないが、例えば、1μm以上とすることができる。 If the thickness of the film-like adhesive is 15 μm or less, the distance between the semiconductor element and the support member on which the semiconductor element is mounted becomes short, and therefore defects due to copper ions tend to occur more easily. The film-like adhesive according to this embodiment is capable of sufficiently suppressing copper ion permeation within the adhesive, and therefore the thickness can be set to 15 μm or less. The thickness of the film-like adhesive 1 may be 12 μm or less or 10 μm or less. There is no particular lower limit to the thickness of the film-like adhesive 1, but it can be, for example, 1 μm or more.

半硬化(Bステージ)状態におけるフィルム状接着剤1の銅イオン透過時間は、一実施形態において、260分超であってよく、270分以上、280分以上、290分以上、又は300分以上であってもよい。また、半硬化(Bステージ)状態におけるフィルム状接着剤1の銅イオン透過時間は、他の実施形態において、70分超であってよく、75分以上又は80分以上であってもよい。銅イオン透過時間がこのような範囲であることによって、半導体装置作製時に硬化不足等の不良が発生した場合であっても、銅イオンに起因する不具合はより発生し難いことが予測される。 In one embodiment, the copper ion permeation time of the film-like adhesive 1 in the semi-cured (B stage) state may be more than 260 minutes, and may be 270 minutes or more, 280 minutes or more, 290 minutes or more, or 300 minutes or more. In another embodiment, the copper ion permeation time of the film-like adhesive 1 in the semi-cured (B stage) state may be more than 70 minutes, 75 minutes or more, or 80 minutes or more. By setting the copper ion permeation time in this range, it is expected that defects caused by copper ions will be less likely to occur even if defects such as insufficient curing occur during the production of a semiconductor device.

Cステージ状態におけるフィルム状接着剤1(すなわち、フィルム状接着剤の硬化物)の接着力(ダイシェア強度)は、一実施形態において、0.5MPa超であってよく、0.8MPa以上又は1.0MPa以上であってもよい。また、Cステージ状態におけるフィルム状接着剤の接着力(ダイシェア強度)は、他の実施形態において、1.5MPa超であってよく、1.6MPa以上、1.7MPa以上、又は1.8MPa以上であってもよい。接着力がこのような範囲であると、半導体製造装置作製時に剥離に起因する不具合が発生し難く、また接着力が高くなるほど、剥離に起因する不具合の発生確率は低下することが予測される。 In one embodiment, the adhesive strength (die shear strength) of the film-like adhesive 1 (i.e., the cured product of the film-like adhesive) in the C-stage state may be greater than 0.5 MPa, or may be 0.8 MPa or more, or 1.0 MPa or more. In other embodiments, the adhesive strength (die shear strength) of the film-like adhesive in the C-stage state may be greater than 1.5 MPa, or may be 1.6 MPa or more, 1.7 MPa or more, or 1.8 MPa or more. If the adhesive strength is in this range, defects due to peeling are unlikely to occur during the production of the semiconductor manufacturing device, and it is predicted that the higher the adhesive strength, the lower the probability of defects due to peeling occurring.

図2は、接着シートの一実施形態を示す模式断面図である。図2に示す接着シート100は、基材2と、基材2上に設けられたフィルム状接着剤1とを備える。図3は、接着シートの他の一実施形態を示す模式断面図である。図3に示す接着シート110は、基材2と、基材2上に設けられたフィルム状接着剤1と、フィルム状接着剤1の基材2とは反対側の面に設けられたカバーフィルム3とを備える。 Figure 2 is a schematic cross-sectional view showing one embodiment of an adhesive sheet. The adhesive sheet 100 shown in Figure 2 comprises a substrate 2 and a film-like adhesive 1 provided on the substrate 2. Figure 3 is a schematic cross-sectional view showing another embodiment of an adhesive sheet. The adhesive sheet 110 shown in Figure 3 comprises a substrate 2, a film-like adhesive 1 provided on the substrate 2, and a cover film 3 provided on the surface of the film-like adhesive 1 opposite the substrate 2.

基材2は、特に制限されないが、基材フィルムであってよい。基材フィルムは、上述の支持フィルムと同様のものであってよい。 The substrate 2 is not particularly limited, but may be a substrate film. The substrate film may be the same as the support film described above.

カバーフィルム3は、フィルム状接着剤の損傷又は汚染を防ぐために用いられ、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であってよい。カバーフィルム3の厚みは、例えば、15~200μm又は70~170μmであってよい。 The cover film 3 is used to prevent damage or contamination of the film-like adhesive, and may be, for example, a polyethylene film, a polypropylene film, a film treated with a surface release agent, etc. The thickness of the cover film 3 may be, for example, 15 to 200 μm or 70 to 170 μm.

接着シート100、110は、上述のフィルム状接着剤を形成する方法と同様に、接着剤組成物を基材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。接着剤組成物を基材2に塗布する方法は、上述の接着剤組成物を支持フィルムに塗布する方法と同様であってよい。 The adhesive sheets 100, 110 can be formed by applying an adhesive composition to a substrate film in the same manner as the method for forming the film-like adhesive described above. The method for applying the adhesive composition to the substrate 2 may be the same as the method for applying the adhesive composition to the support film described above.

接着シート110は、さらにフィルム状接着剤1にカバーフィルム3を積層させることによって得ることができる。 The adhesive sheet 110 can be obtained by further laminating a cover film 3 onto the film-like adhesive 1.

接着シート100、110は、予め作製したフィルム状接着剤を用いて形成してもよい。この場合、接着シート100は、ロールラミネーター、真空ラミネーター等を用いて所定条件(例えば、室温(20℃)又は加熱状態)でラミネートすることによって形成することができる。接着シート100は、連続的に製造ができ、効率に優れることから、加熱状態でロールラミネーターを用いて形成してもよい。 The adhesive sheets 100, 110 may be formed using a film-like adhesive prepared in advance. In this case, the adhesive sheet 100 can be formed by laminating under predetermined conditions (e.g., room temperature (20°C) or in a heated state) using a roll laminator, vacuum laminator, or the like. The adhesive sheet 100 may be formed in a heated state using a roll laminator, since this can be produced continuously and is highly efficient.

接着シートの他の実施形態は、基材2がダイシングテープであるダイシング・ダイボンディング一体型接着シートである。ダイシング・ダイボンディング一体型接着シートを用いると、半導体ウェハへのラミネート工程が1回となることから、作業の効率化が可能である。 Another embodiment of the adhesive sheet is a dicing/die bonding integrated adhesive sheet in which the substrate 2 is a dicing tape. When a dicing/die bonding integrated adhesive sheet is used, the lamination process to the semiconductor wafer is performed only once, which can improve work efficiency.

ダイシングテープとしては、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プラスチックフィルムなどが挙げられる。また、ダイシングテープは、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、エッチング処理等の表面処理が行われていてもよい。ダイシングテープは、粘着性を有するものであってもよい。このようなダイシングテープは、上述のプラスチックフィルムに粘着性を付与したものであってよく、上述のプラスチックフィルムの片面に粘着剤層を設けたものであってよい。粘着剤層は、感圧型又は放射線硬化型のいずれであってもよく、ダイシング時には半導体素子が飛散しない充分な粘着力を有し、その後の半導体素子のピックアップ工程においては半導体素子を傷つけない程度の低い粘着力を有するものであれば特に制限されず、従来公知のものを使用することができる。 Examples of dicing tapes include plastic films such as polytetrafluoroethylene film, polyethylene terephthalate film, polyethylene film, polypropylene film, polymethylpentene film, and polyimide film. The dicing tape may be subjected to a surface treatment such as primer coating, UV treatment, corona discharge treatment, polishing treatment, and etching treatment, as necessary. The dicing tape may be adhesive. Such a dicing tape may be the above-mentioned plastic film to which adhesiveness has been imparted, or may be the above-mentioned plastic film to which an adhesive layer has been provided on one side. The adhesive layer may be either a pressure-sensitive type or a radiation-curing type, and is not particularly limited as long as it has sufficient adhesive strength to prevent the semiconductor elements from scattering during dicing, and has low adhesive strength to the extent that the semiconductor elements are not damaged in the subsequent semiconductor element pick-up process, and conventionally known adhesives can be used.

ダイシングテープの厚みは、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。 The thickness of the dicing tape may be 60 to 150 μm or 70 to 130 μm from the standpoint of economy and ease of handling of the film.

このようなダイシング・ダイボンディング一体型接着シートとしては、例えば、図4に示される構成を有するもの、図5に示される構成を有するもの等が挙げられる。図4は、接着シートの他の一実施形態を示す模式断面図である。図5は、接着シートの他の一実施形態を示す模式断面図である。図4に示す接着シート120は、ダイシングテープ7、粘着剤層6、及びフィルム状接着剤1をこの順に備える。図5に示す接着シート130は、ダイシングテープ7と、ダイシングテープ7上に設けられたフィルム状接着剤1とを備える。 Examples of such integrated dicing and die bonding adhesive sheets include those having the configuration shown in FIG. 4 and those having the configuration shown in FIG. 5. FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing another embodiment of the adhesive sheet. FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing another embodiment of the adhesive sheet. The adhesive sheet 120 shown in FIG. 4 comprises a dicing tape 7, a pressure-sensitive adhesive layer 6, and a film-like adhesive 1, in this order. The adhesive sheet 130 shown in FIG. 5 comprises a dicing tape 7 and a film-like adhesive 1 provided on the dicing tape 7.

接着シート120は、例えば、ダイシングテープ7上に粘着剤層6を設け、さらに粘着剤層6上にフィルム状接着剤1を積層させることによって得ることができる。接着シート130は、例えば、ダイシングテープ7とフィルム状接着剤1とを貼り合わせることによって得ることができる。 The adhesive sheet 120 can be obtained, for example, by providing a pressure-sensitive adhesive layer 6 on a dicing tape 7, and then laminating a film-like adhesive 1 on the pressure-sensitive adhesive layer 6. The adhesive sheet 130 can be obtained, for example, by bonding the dicing tape 7 and the film-like adhesive 1 together.

フィルム状接着剤及び接着シートは、半導体装置の製造に用いられるものであってよく、半導体ウェハ又はすでに小片化されている半導体素子(半導体チップ)に、フィルム状接着剤及びダイシングテープを0℃~90℃で貼り合わせた後、回転刃、レーザー又は伸張による分断でフィルム状接着剤付き半導体素子を得た後、当該フィルム状接着剤付き半導体素子を、有機基板、リードフレーム、又は他の半導体素子上に接着する工程を含む半導体装置の製造に用いられるものであってよい。 The film-like adhesive and adhesive sheet may be used in the manufacture of a semiconductor device, which may include a process of laminating a film-like adhesive and dicing tape to a semiconductor wafer or an already diced semiconductor element (semiconductor chip) at 0°C to 90°C, cutting with a rotary blade, laser, or stretching to obtain a semiconductor element with the film-like adhesive, and then adhering the semiconductor element with the film-like adhesive to an organic substrate, a lead frame, or another semiconductor element.

半導体ウェハとしては、例えば、単結晶シリコン、多結晶シリコン、各種セラミック、ガリウムヒ素等の化合物半導体などが挙げられる。 Semiconductor wafers include, for example, single crystal silicon, polycrystalline silicon, various ceramics, and compound semiconductors such as gallium arsenide.

フィルム状接着剤及び接着シートは、IC、LSI等の半導体素子と、42アロイリードフレーム、銅リードフレーム等のリードフレーム;ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂等のプラスチックフィルム;ガラス不織布等基材にポリイミド樹脂、エポキシ樹脂等のプラスチックを含浸、硬化させたもの;アルミナ等のセラミックス等の半導体搭載用支持部材などとを貼り合せるためのダイボンディング用接着剤として用いることができる。 The film-like adhesive and adhesive sheet can be used as a die-bonding adhesive for bonding semiconductor elements such as ICs and LSIs to lead frames such as 42 alloy lead frames and copper lead frames; plastic films such as polyimide resin and epoxy resin; substrates such as glass nonwoven fabrics impregnated and cured with plastics such as polyimide resin and epoxy resin; and support members for mounting semiconductors such as ceramics such as alumina.

フィルム状接着剤及び接着シートは、複数の半導体素子を積み重ねた構造のStacked-PKGにおいて、半導体素子と半導体素子とを接着するための接着剤としても好適に用いられる。この場合、一方の半導体素子が、半導体素子を搭載する支持部材となる。 The film adhesive and adhesive sheet are also suitable for use as an adhesive for bonding semiconductor elements together in a stacked-PKG, which is a structure in which multiple semiconductor elements are stacked. In this case, one of the semiconductor elements serves as a support member on which the semiconductor element is mounted.

フィルム状接着剤及び接着シートは、例えば、フリップチップ型半導体装置の半導体素子の裏面を保護する保護シート、フリップチップ型半導体装置の半導体素子の表面と被着体との間を封止するための封止シート等としても用いることできる。 Film-like adhesives and adhesive sheets can also be used, for example, as protective sheets to protect the back surface of a semiconductor element in a flip-chip type semiconductor device, or as sealing sheets to seal the gap between the front surface of a semiconductor element in a flip-chip type semiconductor device and an adherend.

フィルム状接着剤を用いて製造された半導体装置について、図面を用いて具体的に説明する。なお、近年は様々な構造の半導体装置が提案されており、本実施形態に係るフィルム状接着剤の用途は、以下に説明する構造の半導体装置に限定されるものではない。 A semiconductor device manufactured using the film-like adhesive will be specifically described with reference to the drawings. Note that in recent years, semiconductor devices with various structures have been proposed, and the use of the film-like adhesive according to this embodiment is not limited to semiconductor devices with the structures described below.

図6は、半導体装置の一実施形態を示す模式断面図である。図6に示す半導体装置200は、半導体素子9と、半導体素子9を搭載する支持部材10と、半導体素子9及び支持部材10の間に設けられ、半導体素子9及び支持部材10を接着する接着部材(フィルム状接着剤の硬化物1c)とを備える。半導体素子9の接続端子(図示せず)はワイヤ11を介して外部接続端子(図示せず)と電気的に接続され、封止材12によって封止されている。 Figure 6 is a schematic cross-sectional view showing one embodiment of a semiconductor device. The semiconductor device 200 shown in Figure 6 includes a semiconductor element 9, a support member 10 on which the semiconductor element 9 is mounted, and an adhesive member (cured film-like adhesive 1c) provided between the semiconductor element 9 and the support member 10 and bonding the semiconductor element 9 and the support member 10. The connection terminals (not shown) of the semiconductor element 9 are electrically connected to external connection terminals (not shown) via wires 11 and are sealed with a sealant 12.

図7は、半導体装置の他の一実施形態を示す模式断面図である。図7に示す半導体装置210において、一段目の半導体素子9aは、接着部材(フィルム状接着剤の硬化物1c)によって、端子13が形成された支持部材10に接着され、一段目の半導体素子9a上にさらに接着部材(フィルム状接着剤の硬化物1c)によって二段目の半導体素子9bが接着されている。一段目の半導体素子9a及び二段目の半導体素子9bの接続端子(図示せず)は、ワイヤ11を介して外部接続端子と電気的に接続され、封止材12によって封止されている。このように、本実施形態に係るフィルム状接着剤は、半導体素子を複数重ねる構造の半導体装置にも好適に使用できる。 Figure 7 is a schematic cross-sectional view showing another embodiment of a semiconductor device. In the semiconductor device 210 shown in Figure 7, the first-stage semiconductor element 9a is adhered to a support member 10 on which terminals 13 are formed by an adhesive member (cured film-like adhesive 1c), and the second-stage semiconductor element 9b is adhered to the first-stage semiconductor element 9a by an adhesive member (cured film-like adhesive 1c). The connection terminals (not shown) of the first-stage semiconductor element 9a and the second-stage semiconductor element 9b are electrically connected to external connection terminals via wires 11 and sealed by a sealing material 12. In this way, the film-like adhesive of this embodiment can be suitably used in semiconductor devices having a structure in which multiple semiconductor elements are stacked.

図6及び図7に示す半導体装置(半導体パッケージ)は、例えば、半導体素子と支持部材との間又は半導体素子と半導体素子との間にフィルム状接着剤を介在させ、これらを加熱圧着して両者を接着させ、その後、必要に応じてワイヤーボンディング工程、封止材による封止工程、はんだによるリフローを含む加熱溶融工程等を経ることによって得られる。加熱圧着工程における加熱温度は、通常、20~250℃、荷重は、通常、0.1~200Nであり、加熱時間は、通常、0.1~300秒間である。 The semiconductor device (semiconductor package) shown in Figures 6 and 7 is obtained, for example, by interposing a film-like adhesive between a semiconductor element and a support member or between two semiconductor elements, and then bonding the two together by heating and pressing them, and then, as necessary, going through a wire bonding process, a sealing process using a sealing material, a heating and melting process including solder reflow, etc. The heating temperature in the heating and pressing process is usually 20 to 250°C, the load is usually 0.1 to 200 N, and the heating time is usually 0.1 to 300 seconds.

半導体素子と支持部材との間又は半導体素子と半導体素子との間にフィルム状接着剤を介在させる方法としては、上述したように、予めフィルム状接着剤付半導体素子を作製した後、支持部材又は半導体素子に貼り付ける方法であってよい。 As a method for interposing a film-like adhesive between a semiconductor element and a support member or between semiconductor elements, as described above, a semiconductor element with a film-like adhesive may be prepared in advance and then attached to the support member or the semiconductor element.

支持部材は、銅を素材とする部材を含むものであってよい。本実施形態に係る半導体装置は、フィルム状接着剤の硬化物1cによって半導体素子と支持部材とが接着されているため、半導体装置の構成部材として銅を素材とする部材を用いている場合であっても、当該部材から発生する銅イオンの影響を低減することができ、銅イオンに起因する電気的な不具合の発生を充分に抑制することができる。 The support member may include a member made of copper. In the semiconductor device according to this embodiment, the semiconductor element and the support member are bonded by the cured film adhesive 1c. Therefore, even if a member made of copper is used as a component of the semiconductor device, the influence of the copper ions generated from the member can be reduced, and the occurrence of electrical defects caused by the copper ions can be sufficiently suppressed.

ここで、銅を素材とする部材としては、例えば、リードフレーム、配線、ワイヤ、放熱材等が挙げられるが、いずれの部材に銅を用いた場合でも、銅イオンの影響を低減することが可能である。 Here, examples of components made of copper include lead frames, wiring, wires, heat dissipation materials, etc., and no matter which component copper is used in, it is possible to reduce the effects of copper ions.

次に、図4に示すダイシング・ダイボンディング一体型接着シートを用いた場合における半導体装置の製造方法の一実施形態について説明する。なお、ダイシング・ダイボンディング一体型接着シートによる半導体装置の製造方法は以下に説明する半導体装置の製造方法に限定されるものではない。 Next, an embodiment of a method for manufacturing a semiconductor device using the integrated dicing and die bonding adhesive sheet shown in FIG. 4 will be described. Note that the method for manufacturing a semiconductor device using the integrated dicing and die bonding adhesive sheet is not limited to the method for manufacturing a semiconductor device described below.

まず、接着シート120(ダイシング・ダイボンディング一体型接着シート)におけるフィルム状接着剤1に半導体ウェハを圧着し、これを接着保持させて固定する(マウント工程)。本工程は、圧着ロール等の押圧手段によって押圧しながら行ってもよい。 First, the semiconductor wafer is pressed onto the film-like adhesive 1 in the adhesive sheet 120 (dicing/die bonding integrated adhesive sheet), and is fixed by being adhered (mounting process). This process may be performed while pressing with a pressing means such as a pressing roll.

次に、半導体ウェハのダイシングを行う。これにより、半導体ウェハを所定のサイズに切断して、複数の個片化されたフィルム状接着剤付き半導体素子(半導体チップ)を製造する。ダイシングは、例えば、半導体ウェハの回路面側から常法に従って行うことができる。また、本工程では、例えば、ダイシングテープまで切込みを行なうフルカットと呼ばれる切断方式、半導体ウェハに半分切込みを入れて冷却化引っ張ることにより分断する方式、レーザーによる切断方式等を採用できる。本工程で用いるダイシング装置としては、特に限定されず、従来公知のものを用いることができる。 Next, the semiconductor wafer is diced. This cuts the semiconductor wafer to a predetermined size to produce a plurality of individual semiconductor elements (semiconductor chips) with a film-like adhesive. Dicing can be performed, for example, from the circuit side of the semiconductor wafer in a conventional manner. In this process, for example, a cutting method called a full cut, in which cutting is performed all the way to the dicing tape, a method in which a half cut is made in the semiconductor wafer and then divided by cooling and pulling, a cutting method using a laser, etc. can be used. There are no particular limitations on the dicing device used in this process, and any conventionally known device can be used.

ダイシング・ダイボンディング一体型接着シートに接着固定された半導体素子を剥離するために、半導体素子のピックアップを行う。ピックアップの方法としては特に限定されず、従来公知の種々の方法を採用できる。例えば、個々の半導体素子をダイシング・ダイボンディング一体型接着シート側からニードルによって突き上げ、突き上げられた半導体素子をピックアップ装置によってピックアップする方法等が挙げられる。 The semiconductor elements are picked up in order to peel off the semiconductor elements bonded and fixed to the dicing/die bonding integrated adhesive sheet. There are no particular limitations on the pick-up method, and various conventionally known methods can be used. For example, there is a method in which individual semiconductor elements are pushed up from the dicing/die bonding integrated adhesive sheet side by a needle, and the pushed-up semiconductor elements are picked up by a pick-up device.

ここでピックアップは、粘着剤層が放射線(例えば、紫外線)硬化型の場合、該粘着剤層に放射線を照射した後に行う。これにより、粘着剤層のフィルム状接着剤に対する粘着力が低下し、半導体素子の剥離が容易になる。その結果、半導体素子を損傷させることなく、ピックアップが可能となる。 Here, if the adhesive layer is of a radiation (e.g., ultraviolet) curing type, the pickup is performed after irradiating the adhesive layer with radiation. This reduces the adhesive strength of the adhesive layer to the film-like adhesive, making it easier to peel off the semiconductor element. As a result, the semiconductor element can be picked up without being damaged.

次に、ダイシングによって形成されたフィルム状接着剤付き半導体素子を、フィルム状接着剤を介して半導体素子を搭載するための支持部材に接着する。接着は圧着によって行われてよい。ダイボンドの条件としては、特に限定されず、適宜必要に応じて設定することができる。具体的には、例えば、ダイボンド温度80~160℃、ボンディング荷重5~15N、ボンディング時間1~10秒の範囲内で行うことができる。 Next, the semiconductor element with the film-like adhesive formed by dicing is adhered to a support member for mounting the semiconductor element via the film-like adhesive. The adhesion may be performed by pressure bonding. There are no particular limitations on the die bonding conditions, and they can be set appropriately as necessary. Specifically, for example, the die bonding temperature can be 80 to 160°C, the bonding load can be 5 to 15 N, and the bonding time can be 1 to 10 seconds.

必要に応じて、フィルム状接着剤を熱硬化させる工程を設けてもよい。上記接着工程によって支持部材と半導体素子とを接着しているフィルム状接着剤を熱硬化させることによって、より強固に接着固定が可能となる。熱硬化を行う場合、圧力を同時に加えて硬化させてもよい。本工程における加熱温度は、フィルム状接着剤に構成成分によって適宜変更することができる。加熱温度は、例えば、60~200℃であってよい。なお、温度又は圧力は、段階的に変更しながら行ってもよい。 If necessary, a step of thermally curing the film-like adhesive may be provided. By thermally curing the film-like adhesive that bonds the support member and the semiconductor element in the above-mentioned bonding step, it is possible to bond and fix the adhesive more firmly. When performing thermal curing, pressure may be applied at the same time to harden the adhesive. The heating temperature in this step can be appropriately changed depending on the components of the film-like adhesive. The heating temperature may be, for example, 60 to 200°C. The temperature or pressure may be changed in stages.

次に、支持部材の端子部(インナーリード)の先端と半導体素子上の電極パッドとをボンディングワイヤー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としては、例えば、金線、アルミニウム線、銅線等が用いられる。ワイヤーボンディングを行う際の温度は、80~250℃又は80~220℃の範囲内であってよい。加熱時間は数秒~数分間であってよい。結線は、上記温度範囲内で加熱された状態で、超音波による振動エネルギーと印加加圧とによる圧着エネルギーの併用によって行われてもよい。 Next, a wire bonding process is performed in which the tip of the terminal portion (inner lead) of the support member is electrically connected to the electrode pad on the semiconductor element with a bonding wire. For example, gold wire, aluminum wire, copper wire, etc. are used as the bonding wire. The temperature during wire bonding may be within the range of 80 to 250°C or 80 to 220°C. The heating time may be several seconds to several minutes. Wiring may be performed by combining ultrasonic vibration energy and compression energy by applied pressure while heated within the above temperature range.

次に、封止樹脂によって半導体素子を封止する封止工程を行う。本工程は、支持部材に搭載された半導体素子又はボンディングワイヤーを保護するために行われる。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。封止樹脂としては、例えばエポキシ系の樹脂であってよい。封止時の熱及び圧力によって基板及び残渣が埋め込まれ、接着界面での気泡による剥離を防止することができる。 Next, an encapsulation process is performed to encapsulate the semiconductor element with encapsulating resin. This process is performed to protect the semiconductor element or bonding wires mounted on the support member. This process is performed by molding the encapsulating resin in a mold. The encapsulating resin may be, for example, an epoxy-based resin. The heat and pressure during encapsulation bury the substrate and residue, preventing peeling due to air bubbles at the adhesive interface.

次に、後硬化工程において、封止工程で硬化不足の封止樹脂を完全に硬化させる。封止工程において、フィルム状接着剤が熱硬化されない場合でも、本工程において、封止樹脂の硬化とともにフィルム状接着剤を熱硬化させて接着固定が可能になる。本工程における加熱温度は、封止樹脂の種類よって適宜設定することができ、例えば、165~185℃の範囲内であってよく、加熱時間は0.5~8時間程度であってよい。 Next, in the post-curing process, any sealing resin that was not sufficiently cured in the sealing process is completely cured. Even if the film-like adhesive is not thermally cured in the sealing process, in this process, the film-like adhesive is thermally cured as the sealing resin hardens, making it possible to bond and fix the parts. The heating temperature in this process can be set appropriately depending on the type of sealing resin, and may be within the range of 165 to 185°C, for example, and the heating time may be approximately 0.5 to 8 hours.

次に、支持部材に接着されたフィルム状接着剤付き半導体素子に対して、リフロー炉を用いて加熱する。本工程では支持部材上に、樹脂封止した半導体装置を表面実装してもよい。表面実装の方法としては、例えば、プリント配線板上に予めはんだを供給した後、温風等によって加熱溶融し、はんだ付けを行うリフローはんだ付けなどが挙げられる。加熱方法としては、例えば、熱風リフロー、赤外線リフロー等が挙げられる。また、加熱方法は、全体を加熱するものであってもよく、局部を加熱するものであってもよい。加熱温度は、例えば、240~280℃の範囲内であってよい。 Next, the semiconductor element with the film-like adhesive attached to the support member is heated using a reflow furnace. In this process, a resin-encapsulated semiconductor device may be surface-mounted on the support member. Examples of surface mounting methods include reflow soldering, in which solder is first supplied onto a printed wiring board, then heated and melted by hot air or the like, and soldered. Examples of heating methods include hot air reflow and infrared reflow. The heating method may be to heat the entire surface or to heat localized areas. The heating temperature may be, for example, within the range of 240 to 280°C.

半導体素子を多層に積層する場合には、ワイヤーボンディング工程等の熱履歴が多くなり、フィルム状接着剤と半導体素子との界面に存在する気泡による剥離への影響は大きなものとなり得る。しかしながら、本実施形態に係るフィルム状接着剤は、特定のアクリルゴムを用いることによって、凝集力が低下し、埋込性が向上する傾向にある。そのため、半導体装置内に気泡を巻き込み難く、封止工程における気泡を容易に拡散させることができ、接着界面での気泡による剥離を防止することができる。 When semiconductor elements are stacked in multiple layers, the heat history during wire bonding and other processes increases, and the impact of air bubbles present at the interface between the film-like adhesive and the semiconductor elements on peeling can be significant. However, the film-like adhesive of this embodiment uses a specific acrylic rubber, which tends to reduce cohesive force and improve embeddability. As a result, air bubbles are less likely to become trapped within the semiconductor device, and the air bubbles can be easily diffused during the sealing process, preventing peeling due to air bubbles at the adhesive interface.

以下に、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 The present invention will be described in detail below with reference to examples, but the present invention is not limited to these.

[フィルム状接着剤の作製]
(実施例及び比較例)
<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)熱硬化性樹脂としてのエポキシ樹脂、(B)硬化剤としてのフェノール樹脂、及び(D)無機フィラー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(C)アクリルゴムを加えて撹拌し、さらに表1及び表2に示す(E)カップリング剤及び(F)硬化促進剤を加えて、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(C)成分及び(D)成分の数値は、固形分の質量部を意味する。
[Preparation of film-like adhesive]
Examples and Comparative Examples
<Preparation of adhesive varnish>
Cyclohexanone was added to a composition consisting of (A) epoxy resin as a thermosetting resin, (B) phenolic resin as a curing agent, and (D) inorganic filler, with the product names and composition ratios (unit: parts by mass) shown in Tables 1 and 2, and stirred and mixed. (C) acrylic rubber shown in Tables 1 and 2 was added to this and stirred, and (E) coupling agent and (F) curing accelerator shown in Tables 1 and 2 were further added and stirred until each component was uniform, to prepare an adhesive varnish. The numerical values of (C) component and (D) component shown in Tables 1 and 2 refer to parts by mass of solid content.

(A)熱硬化性樹脂
(A1)YDCN-700-10(商品名、新日鉄住金化学株式会社製、o-クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、エポキシ当量:209g/eq)
(A) Thermosetting Resin (A1) YDCN-700-10 (trade name, manufactured by Nippon Steel & Sumikin Chemical Co., Ltd., o-cresol novolac type epoxy resin, epoxy equivalent: 209 g/eq)

(B)硬化剤
(B1)HE-100C-30(商品名、エア・ウォーター株式会社製、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77℃)
(B) Curing agent (B1) HE-100C-30 (trade name, manufactured by Air Water Inc., phenylaralkyl type phenolic resin, hydroxyl group equivalent: 174 g/eq, softening point 77° C.)

(C)アクリルゴム
(C1)SG-P3改良品(SG-P3(商品名、ナガセケムテックス株式会社製)のアクリルゴムにおいて、アクリルニトリルに由来する構成単位を除いたもの、アクリルゴムの重量平均分子量:60万、アクリルゴムの理論Tg:12℃、PCN/PCO=0.001)
(C2)SG-P3溶剤変更品(SG-P3(商品名、ナガセケムテックス株式会社製、アクリルゴムのメチルエチルケトン溶液)の溶剤を変更したもの、アクリルゴムの重量平均分子量:80万、アクリルゴムの理論Tg:12℃、PCN/PCO=0.070)
(C) Acrylic Rubber (C1) Improved SG-P3 (SG-P3 (product name, manufactured by Nagase ChemteX Corporation) acrylic rubber from which the structural units derived from acrylonitrile have been removed, weight average molecular weight of acrylic rubber: 600,000, theoretical Tg of acrylic rubber: 12° C., P CN /P CO =0.001)
(C2) SG-P3 solvent-change product (SG-P3 (product name, Nagase ChemteX Corporation, acrylic rubber methyl ethyl ketone solution) with a changed solvent, acrylic rubber weight average molecular weight: 800,000, acrylic rubber theoretical Tg: 12° C., P CN /P CO =0.070)

(IRスペクトルの測定)
(C1)及び(C2)のPCN/PCOは以下の方法によって算出した。まず、(C1)及び(C2)から溶剤を除去したものを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。
(Measurement of IR spectrum)
The P CN /P CO of (C1) and (C2) was calculated by the following method. First, the solvent was removed from (C1) and (C2), and the transmission IR spectrum of the product was measured by the KBr tablet method, and the vertical axis was the absorbance and the horizontal axis was the wave number (cm -1 ). The IR spectrum was measured using an FT-IR6300 (manufactured by JASCO Corporation, light source: high brightness ceramic light source, detector: DLATGS).

(カルボニル基の伸縮振動に由来する吸収ピークの高さPCO
1670cm-1と1860cm-1との2点の間で最も吸光度の高いピークをピーク点とした。1670cm-1と1860cm-1との2点間の直線をベースラインとし、このベースライン上でピーク点と同波数である点をベースライン点とし、ベースライン点とピーク点との吸光度の差をカルボニル基の伸縮振動に由来する吸収ピークの高さ(PCO)とした。
(Height of absorption peak due to stretching vibration of carbonyl group P CO )
The peak with the highest absorbance between the two points of 1670 cm -1 and 1860 cm -1 was taken as the peak point. The straight line between the two points of 1670 cm -1 and 1860 cm -1 was taken as the baseline, the point on this baseline with the same wavenumber as the peak point was taken as the baseline point, and the difference in absorbance between the baseline point and the peak point was taken as the height of the absorption peak derived from the stretching vibration of the carbonyl group (P CO ).

(ニトリル基の伸縮振動に由来するピークの高さPCN
COを求めたものと同一のIRスペクトルにおいて、2270cm-1と2220cm-1との2点の間で最も吸光度の高いピークをピーク点とした。2270cm-1と2220cm-1との2点間の直線をベースラインとし、このベースライン上でピーク点と同波数である点をベースライン点とし、ベースライン点とピーク点との吸光度の差をニトリル基の伸縮振動に由来するピークの高さ(PCN)とした。
(Peak height P CN due to the stretching vibration of the nitrile group)
In the same IR spectrum as that used to determine PCO , the peak with the highest absorbance between 2270 cm -1 and 2220 cm -1 was taken as the peak point. The straight line between 2270 cm -1 and 2220 cm -1 was taken as the baseline, and the point on this baseline that had the same wavenumber as the peak point was taken as the baseline point, and the difference in absorbance between the baseline point and the peak point was taken as the height of the peak derived from the stretching vibration of the nitrile group (P CN ).

(D)無機フィラー
(D1)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)
(D) Inorganic filler (D1) SC2050-HLG (product name, manufactured by Admatechs Co., Ltd., silica filler dispersion, average particle size 0.50 μm)

(E)カップリング剤
(E1)A-189(商品名、日本ユニカー株式会社製、γ-メルカプトプロピルトリメトキシシラン)
(E2)A-1160(商品名、日本ユニカー株式会社製、γ-ウレイドプロピルトリエトキシシラン)
(E) Coupling agent (E1) A-189 (trade name, manufactured by Nippon Unicar Co., Ltd., γ-mercaptopropyltrimethoxysilane)
(E2) A-1160 (product name, manufactured by Nippon Unicar Co., Ltd., γ-ureidopropyltriethoxysilane)

(F)硬化促進剤
(F1)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)
(F) Curing accelerator (F1) 2PZ-CN (trade name, manufactured by Shikoku Chemical Industry Co., Ltd., 1-cyanoethyl-2-phenylimidazole)

<フィルム状接着剤の作製>
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。基材フィルムとして、厚み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130℃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1-1、1-2及び比較例1-1、1-2並びに実施例2-1、2-2及び比較例2-1、2-2のフィルム状接着剤を得た。フィルム状接着剤においては、接着剤ワニスの塗布量によって、厚み10μmになるように調整した。
<Preparation of film adhesive>
The prepared adhesive varnish was filtered through a 100 mesh filter and vacuum degassed. A polyethylene terephthalate (PET) film with a thickness of 38 μm that had been subjected to a release treatment was prepared as a substrate film, and the adhesive varnish after vacuum degassing was applied onto the PET film. The applied adhesive varnish was heated and dried in two stages at 90° C. for 5 minutes and then at 130° C. for 5 minutes to obtain film-like adhesives of Examples 1-1 and 1-2 and Comparative Examples 1-1 and 1-2, as well as Examples 2-1, 2-2 and Comparative Examples 2-1 and 2-2 in a B-stage state. In the film-like adhesive, the thickness was adjusted to 10 μm depending on the amount of adhesive varnish applied.

Figure 0007655362000001
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Figure 0007655362000002
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[銅イオン透過時間の測定]
<A液の調製>
無水硫酸銅(II)2.0gを蒸留水1020gに溶解させ、完全に硫酸銅が溶解するまで撹拌し、銅イオン濃度がCu元素換算で濃度500mg/kgである硫酸銅水溶液を調製した。得られた硫酸銅水溶液をA液とした。
[Measurement of copper ion permeation time]
<Preparation of Solution A>
2.0 g of anhydrous copper (II) sulfate was dissolved in 1,020 g of distilled water and stirred until the copper sulfate was completely dissolved, to prepare an aqueous solution of copper sulfate having a copper ion concentration of 500 mg/kg in terms of Cu element. The resulting aqueous solution of copper sulfate was designated as Solution A.

<B液の調製>
無水硫酸ナトリウム1.0gを蒸留水1000gに溶解させ、完全に硫酸ナトリウムが溶解するまで撹拌した。これにさらにN-メチル-2-ピロリドン(NMP)を1000g加え、撹拌した。その後、室温になるまで空冷して硫酸ナトリウム水溶液を得た。得られた溶液をB液とした。
<Preparation of Solution B>
1.0 g of anhydrous sodium sulfate was dissolved in 1000 g of distilled water and stirred until sodium sulfate was completely dissolved. 1000 g of N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) was further added to the mixture and stirred. After that, the mixture was air-cooled to room temperature to obtain an aqueous sodium sulfate solution. The resulting solution was designated as Liquid B.

<銅イオン透過時間の測定>
上記で作製した実施例1-1、1-2及び比較例1-2並びに実施例2-1、2-2及び比較例2-2のフィルム状接着剤(厚み:10μm)を、それぞれ直径約3cmの円状に切り抜いた。次に、厚み1.5mm、外径約3cm、内径1.8cmのシリコンパッキンシートを2枚用意した。円状に切り抜いたフィルム状接着剤を2枚のシリコンパッキンシートで挟み、これを容積50mLの2つのガラス製セルのフランジ部で挟み、ゴムバンドで固定した。
<Measurement of copper ion permeation time>
The film-like adhesives (thickness: 10 μm) of Examples 1-1, 1-2, Comparative Example 1-2, and Examples 2-1, 2-2, and Comparative Example 2-2 prepared above were each cut into a circle with a diameter of about 3 cm. Next, two silicon packing sheets with a thickness of 1.5 mm, an outer diameter of about 3 cm, and an inner diameter of 1.8 cm were prepared. The film-like adhesives cut into circles were sandwiched between two silicon packing sheets, which were then sandwiched between the flanges of two glass cells with a volume of 50 mL and fixed with rubber bands.

次に、一方のガラス製セルにA液を50g注入した後、他方のガラス製セルにB液を50g注入した。各セルにカーボン電極として、Mars Carbon(ステッドラー有限合資会社製、φ2mm/130mm)を挿入した。A液側を陽極、B液側を陰極として、陽極と直流電源(株式会社エーアンドディ製、直流電源装置AD-9723D)とを接続した。また、陰極と直流電源とを、電流計(三和電気計器株式会社製、Degital multimeter PC-720M)を介して直列に接続した。室温下、印加電圧24.0Vにて電圧を印加し、印加した後から電流値の計測を開始した。測定は電流値が15μAを超えるまで行い、電流値が10μAとなった時間を銅イオン透過時間とした。結果を表3及び表4に示す。本評価では、透過時間が長いほど、銅イオン透過が抑制されているといえる。 Next, 50 g of solution A was poured into one glass cell, and then 50 g of solution B was poured into the other glass cell. A carbon electrode, Mars Carbon (Staedtler LLC, φ2 mm/130 mm), was inserted into each cell. The anode was connected to a DC power source (DC power supply AD-9723D, A&D Co., Ltd.), with the solution A side as the anode and the solution B side as the cathode. The cathode and the DC power source were also connected in series via an ammeter (Digital multimeter PC-720M, Sanwa Electric Instruments Co., Ltd.). A voltage of 24.0 V was applied at room temperature, and measurement of the current value was started after the application. The measurement was continued until the current value exceeded 15 μA, and the time when the current value reached 10 μA was defined as the copper ion permeation time. The results are shown in Tables 3 and 4. In this evaluation, the longer the permeation time, the more the copper ion permeation was suppressed.

[塗工面の外観評価]
実施例1-1、1-2及び比較例1-2並びに実施例2-1、2-2及び比較例2-2のフィルム状接着剤について、塗工面の外観評価を行い、異物、ヌケ、スジ等の存在を目視で確認した。異物、ヌケ、スジ等が確認されなかったものを「A」、異物、ヌケ、スジ等が確認されたものを「B」、異物、ヌケ、スジ等が大量に確認されたものを「C」と評価した。結果を表3及び表4に示す。
[Appearance evaluation of coated surface]
The appearance of the coated surface of the film-like adhesives of Examples 1-1 and 1-2, Comparative Example 1-2, and Examples 2-1, 2-2, and Comparative Example 2-2 was evaluated visually to check for the presence of foreign matter, voids, streaks, etc. Those in which no foreign matter, voids, streaks, etc. were found were rated "A", those in which foreign matter, voids, streaks, etc. were found were rated "B", and those in which a large amount of foreign matter, voids, streaks, etc. were found were rated "C". The results are shown in Tables 3 and 4.

Figure 0007655362000003
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Figure 0007655362000004
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[接着力の評価]
<半導体装置の作製>
ダイシングテープ(日立化成株式会社製、厚み110μm)を用意し、作製した実施例1-1、1-2及び比較例1-1並びに実施例2-1、2-2及び比較例2-1のフィルム状接着剤(厚み10μm)を貼り付けて、ダイシングテープ及びフィルム状接着剤を備えるダイシング-ダイボンディング一体型接着シートを作製した。ダイシング-ダイボンディング一体型接着シートのフィルム状接着剤側に400μm厚の半導体ウェハを、ステージ温度70℃でラミネートし、ダイシングサンプルを作製した。
[Evaluation of Adhesion Strength]
<Fabrication of Semiconductor Device>
A dicing tape (manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd., thickness 110 μm) was prepared, and the film-like adhesives (thickness 10 μm) prepared in Examples 1-1, 1-2, and Comparative Example 1-1, as well as Examples 2-1, 2-2, and Comparative Example 2-1 were attached to prepare a dicing-die bonding integrated adhesive sheet comprising a dicing tape and a film-like adhesive. A 400 μm thick semiconductor wafer was laminated on the film-like adhesive side of the dicing-die bonding integrated adhesive sheet at a stage temperature of 70° C. to prepare a dicing sample.

フルオートダイサーDFD-6361(株式会社ディスコ製)を用いて、得られたダイシングサンプルを切断した。切断には、2枚のブレードを用いるステップカット方式で行い、ダイシングブレードZH05-SD3500-N1-xx-DD、及びZH05-SD4000-N1-xx-BB(いずれも株式会社ディスコ製)を用いた。切断条件は、ブレード回転数4000rpm、切断速度50mm/sec、チップサイズ7.5mm×7.5mmとした。切断は、半導体ウェハが30μm程度残るように1段階目の切断を行い、次いで、ダイシングテープに20μm程度の切り込みが入るように2段階目の切断を行った。 The obtained diced sample was cut using a fully automatic dicer DFD-6361 (manufactured by Disco Corporation). Cutting was performed using a step-cut method with two blades, and dicing blades ZH05-SD3500-N1-xx-DD and ZH05-SD4000-N1-xx-BB (both manufactured by Disco Corporation) were used. The cutting conditions were blade rotation speed 4000 rpm, cutting speed 50 mm/sec, and chip size 7.5 mm x 7.5 mm. The first cutting step was performed so that about 30 μm of the semiconductor wafer remained, and then the second cutting step was performed so that about 20 μm of cut was made in the dicing tape.

続いて、切断により得られ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:AUS-308)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、圧着により得られたサンプルを乾燥機に入れ、170℃、1時間硬化させた。ソルダーレジストに圧着した半導体チップを硬化させ、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、半導体チップとソルダーレジストとの硬化後ダイシェア強度を測定し、接着力として評価した。測定条件はステージ温度を250℃とした。結果を表5及び表6に示す。 Then, the semiconductor chip obtained by cutting was thermocompression bonded onto a solder resist (Taiyo Holdings Co., Ltd., product name: AUS-308). The bonding conditions were a temperature of 120°C, a time of 1 second, and a pressure of 0.1 MPa. The sample obtained by bonding was then placed in a dryer and cured at 170°C for 1 hour. The semiconductor chip bonded to the solder resist was cured, and the die shear strength after curing between the semiconductor chip and the solder resist was measured by hooking and pulling the semiconductor chip with a universal bond tester (manufactured by Nordson Advanced Technology Co., Ltd., product name: Series 4000), and evaluated as the adhesive strength. The measurement conditions were a stage temperature of 250°C. The results are shown in Tables 5 and 6.

Figure 0007655362000005
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Figure 0007655362000006
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表5及び表6に示すとおり、無機フィラーの含有量が、熱硬化性樹脂、硬化剤、アクリルゴム、及び無機フィラーの総質量100質量部に対して、0.5~10質量部であるフィルム状接着剤は、この要件を満たさないフィルム状接着剤に比べて、銅イオン透過時間が長く、接着力に優れていた。 As shown in Tables 5 and 6, film adhesives with an inorganic filler content of 0.5 to 10 parts by mass per 100 parts by mass of the total mass of the thermosetting resin, curing agent, acrylic rubber, and inorganic filler had a longer copper ion permeation time and superior adhesive strength compared to film adhesives that did not meet this requirement.

以上のとおり、本発明のフィルム状接着剤が、接着剤内の銅イオン透過を充分に抑制しつつ、さらに接着力に優れることが確認された。 As described above, it has been confirmed that the film-like adhesive of the present invention sufficiently suppresses copper ion permeation within the adhesive while also exhibiting excellent adhesive strength.

1…フィルム状接着剤、2…基材、3…カバーフィルム、6…粘着剤層、7…ダイシングテープ、9,9a,9b…半導体素子、10…支持部材、11…ワイヤ、12…封止材、13…端子、100,110,120,130…接着シート、200,210…半導体装置。 1...film-like adhesive, 2...substrate, 3...cover film, 6...adhesive layer, 7...dicing tape, 9, 9a, 9b...semiconductor element, 10...support member, 11...wire, 12...sealant, 13...terminal, 100, 110, 120, 130...adhesive sheet, 200, 210...semiconductor device.

Claims (2)

支持部材と、
第1の接着部材によって前記支持部材上に接着された第1の半導体素子と、
第2の接着部材によって前記第1の半導体素子上に接着された第2の半導体素子と、
を備える、半導体素子を積層する構造の半導体装置であって、
前記第1の接着部材及び前記第2の接着部材が、フィルム状接着剤の硬化物であり、
前記フィルム状接着剤が、熱硬化性樹脂と、硬化剤と、アクリルゴムと、無機フィラーとを含有し、
前記アクリルゴムの含有量が、前記熱硬化性樹脂、前記硬化剤、前記アクリルゴム、及び前記無機フィラーの総質量100質量部に対して、60~85質量部であり、
前記無機フィラーの含有量が、前記熱硬化性樹脂、前記硬化剤、前記アクリルゴム、及び前記無機フィラーの総質量100質量部に対して、0.5~10質量部であり、
前記フィルム状接着剤の厚みが15μm以下である、半導体装置。
A support member;
a first semiconductor element adhered onto the support member by a first adhesive member;
a second semiconductor element bonded onto the first semiconductor element by a second adhesive member;
A semiconductor device having a stacked semiconductor element structure,
the first adhesive member and the second adhesive member are cured products of a film-like adhesive,
the film-like adhesive contains a thermosetting resin, a curing agent, an acrylic rubber, and an inorganic filler;
the content of the acrylic rubber is 60 to 85 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total mass of the thermosetting resin, the curing agent, the acrylic rubber, and the inorganic filler;
the content of the inorganic filler is 0.5 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total mass of the thermosetting resin, the curing agent, the acrylic rubber, and the inorganic filler;
The semiconductor device, wherein the thickness of the film-like adhesive is 15 μm or less.
前記支持部材が、銅を素材とする部材を含む、請求項1に記載の半導体装置。 The semiconductor device according to claim 1, wherein the support member includes a member made of copper.
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