JP2007184484A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】半導体チップを支持部材上に接着して半導体装置を得るに際し、半導体素子や基板が湾曲し難く、半導体素子の損傷が生じ難い半導体装置の製造方法を提供する。
【解決手段】半導体素子２が支持部材４上に接着シート３からなる接着剤層により接着されている半導体装置１の製造方法であって、熱硬化性組成物からなる接着シート３を介して、支持部材４上に半導体素子２を配置する工程と、接着シート３のゲル分率が２０〜７０％となるように接着シート３を半硬化して、半導体素子２を支持部材４上に接着する工程と、接着シート３を半硬化する工程の後に、半導体素子２の電極を被接続部分に電気的に接続する工程と、半導体素子２の電極を接続する工程の後に、熱硬化性組成物からなる接着シート３を完全硬化する工程とを備える、半導体装置１の製造方法。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体素子を基板などの支持部材上に接着してなる半導体装置の製造方法に関し、より詳細には、例えばダイアタッチフィルムとして知られている接着シートを用いた半導体装置の製造方法に関する。

従来、半導体チップが基板に搭載されている半導体装置の製造に際しては、半導体ウェハーを個々の半導体チップにダイシングし、ダイシングされた半導体チップを基板上に搭載していた。この場合、表面に回路パターンが形成されている基板上にペースト状の接着剤を塗布し、半導体チップを載置し、硬化させることにより半導体チップを基板に固定していた。

上記ペースト状接着剤を用いた場合、表面に回路パターン及びワイヤボンディング用パッドが形成されている基板上に半導体チップを載置すると、半導体チップの側面から、基板上の回路パターン及びワイヤボンディング用パッドに接着剤が回り込むことがあった。また、基板上のワイヤボンディング用パッドが、押し広げられたペースト状接着剤により被覆されることがあった。

基板上のワイヤボンディング用パッドが接着剤で被覆されると、上記ワイヤボンディング用パッドにおいてワイヤーボンディングが行い得なくなる。また、半導体チップが接着剤により汚染されたりすることとなる。

一方、近年、半導体チップの厚みを薄くし、複数の半導体チップを積層してなる半導体装置も多く用いられてきている。このような半導体チップが積層された半導体装置でも、上記ペースト状接着剤を用いた場合、基板若しくは半導体チップのワイヤボンディング用パッドが接着剤で被覆されてワイヤーボンディングが行い得ないことがあった。

そこで、下記の特許文献１に記載のように、ペースト状の接着剤に代えて、いわゆるダイアタッチフィルムと称されている接着フィルムを用いる方法が提案されている。特許文献１では、接着フィルムとして、例えばエポキシ樹脂などを含む熱硬化性組成物からなるフィルムが用いられている。

このようなフィルムを用いて半導体チップを基板に接合するに際しては、図５（ａ）に示すように、熱硬化性組成物からなる接着フィルム５２と半導体チップ５３とを基板５１上に積層した状態で、例えば加熱により接着フィルム５２を硬化して接着が行われていた。
特開２００３−８２３０６号公報

上記熱硬化性組成物からなる接着フィルム５２を加熱硬化した後に、半導体チップ５３及び基板５１は室温まで冷却されることになる。このとき、基板５１や半導体チップ５３はほとんど収縮しないのに対し、接着フィルム５２は基板５１や半導体チップ５３よりも大きく収縮しがちであった。この収縮率の違いにより、特に接着フィルム５２が大きく収縮することにより、図５（ｂ）に示すように、基板５１と半導体チップ５３とが湾曲することがあった。

近年、半導体チップ５３の厚みはより一層薄くされてきている。例えば厚み７５μｍ程度の非常に薄い半導体チップ５３が用いられた場合には、上記のような湾曲も大きくなり、場合によっては半導体チップ５３が損傷することもあった。

このように半導体チップ５３が湾曲すると、ワイヤーボンディング法により外部と電気的接続を果たす場合などにおいて、電気的接続が確実に行えず接続不良が生じたり、別の半導体素子との接続に際しボンディング用パッドに対するボンディングワイヤーの位置決めが困難となりがちであった。

また、基板５１が湾曲していることにより、基板５１にがたつきが生じ、上記電気的接続が困難なことがあった。さらに、半導体装置を生産する際には、キャリアやマガジンに載置もしくは収納して部品が搬送されるが、基板５１が湾曲すると、キャリアやマガジンに適切に載置、収納できなくなることもあった。

本発明の目的は、上述した従来技術の欠点を解消し、半導体チップを支持部材上に接着して半導体装置を得るに際し、半導体素子や基板が湾曲し難く、半導体素子の損傷が生じ難い半導体装置の製造方法を提供することにある。

本発明は、半導体素子が支持部材上に接着シートからなる接着剤層により接着されている半導体装置の製造方法であって、熱硬化性組成物からなる接着シートを介して、支持部材上に半導体素子を配置する工程と、半導体素子を配置する工程の後に、接着シートのゲル分率が２０〜７０％となるように接着シートを半硬化して、半導体素子を支持部材上に接着する工程と、接着シートを半硬化する工程の後に、半導体素子の電極を被接続部分に電気的に接続する工程と、半導体素子の電極を接続する工程の後に、熱硬化性組成物からなる接着シートを完全硬化する工程とを備えることを特徴とする。

本発明に係る半導体装置の製造方法のある特定の局面では、接着シートを半硬化する工程において、接着シートのゲル分率が３０〜５０％となるように接着シートを半硬化している。

本発明に係る半導体装置の製造方法の他の特定の局面では、半導体素子の電極を接続する工程の後に、支持部材上に接着された半導体素子を樹脂モールドにより被覆する工程をさらに備えている。

本発明に係る半導体装置の製造方法のさらに他の特定の局面では、支持部材上に接着された半導体素子を樹脂モールドにより被覆する際に、熱硬化性組成物からなる接着シートを完全硬化している。

本発明では、半導体素子が支持部材上に接着シートからなる接着剤層により接着されている半導体装置が得られる。本発明に係る半導体装置の製造方法は、熱硬化性組成物からなる接着シートを介して、支持部材上に半導体素子を配置する工程と、半導体素子を配置する工程の後に、接着シートのゲル分率が２０〜７０％となるように接着シートを半硬化して、半導体素子を支持部材上に接着する工程と、接着シートを半硬化する工程の後に、半導体素子の電極を被接続部分に電気的に接続する工程と、半導体素子の電極を接続する工程の後に、熱硬化性組成物からなる接着シートを完全硬化する工程とを備えている。

すなわち、接着シートを一度に完全硬化せずに、接着シートのゲル分率が２０〜７０％となるように接着シートを予め半硬化した後に、該接着シートをさらに完全硬化している。このように、接着シートを半硬化するので、未硬化の接着シートに対して、完全硬化後の接着シートの収縮を小さくすることができる。よって、接着シートに接着された半導体素子及び基板が湾曲するのを効果的に抑制することができる。

接着シートを半硬化する工程において、接着シートのゲル分率が３０〜５０％となるように接着シートを半硬化する場合には、未硬化の接着シートに比べて仮接着力が得られるため、半導体素子の電極を接続する工程で加わる熱、超音波または荷重等に対して半導体素子の位置決め性を十分に確保できる。

また完全硬化後の接着シートに比べて弾性率、ガラス転移温度（Ｔｇ）を低減できるので内部残留応力および熱収縮が少なくなるため、半導体素子及び基板が湾曲するのをより一層効果的に抑制することができる。

半導体素子の電極を接続する工程の後に、支持部材上に接着された半導体素子を樹脂モールドにより被覆する工程をさらに備えている場合には、半導体素子が樹脂モールド層により被覆され、かつ保護された半導体装置を得ることができる。

支持部材上に接着された半導体素子を樹脂モールドにより被覆する際に、熱硬化性組成物からなる接着シートを完全硬化する場合には、接着シートの完全硬化を効率的に行うことができ、半導体素子と基板との接合信頼性に優れた半導体装置を得ることができる。

以下、図面を参照しつつ本発明の具体的な実施形態を説明することより、本発明を明らかにする。

図１は、本発明の一実施形態に係る半導体装置の製造方法により得られた半導体装置を示す略図的正面断面図である。

半導体装置１は、熱硬化性組成物からなる接着シート３を介して、半導体素子２が支持部材である基板４上に接合された構造を有する。基板４は、回路パターンが少なくとも上面に形成された回路基板からなる。

上記半導体素子２は、通常、シリコン系半導体などの適宜の半導体材料により構成されている。半導体素子２の上面には、外部と電気的に接続するための電極２ａ，２ｂが形成されている。半導体素子２の電極２ａ，２ｂが、金属ワイヤ５を介して基板４の上面に形成された電極パッド４ａ，４ｂに電気的に接続されている。半導体素子２を覆うように、基板４上に樹脂モ−ルド層６が形成されている。

次に、本発明の一実施形態に係る上記半導体装置１の製造方法について説明する。

上記半導体装置１を得るに際しては、先ず、ダイアタッチフィルムとしての熱硬化性組成物からなる接着シートを、半導体ウェハーの片面に接着させる。しかる後、半導体ウェハーを個々の半導体素子２にダイシングする。

図２に示すように、ダイシングされた半導体素子２を、接着シート３側から基板４上に配置し、仮着する。

上記接着シート３を構成する熱硬化性組成物は、硬化温度よりも低い温度であって、加熱により粘度の極小値を示した時点の粘度が１００〜３０００Ｐａ・ｓの範囲にあることが好ましい。

上記熱硬化性組成物としては、様々な熱硬化性樹脂を含有するものを用い得るが、接合後の信頼性及び接合強度に優れているため、エポキシ樹脂と、エポキシ樹脂硬化剤とを含むエポキシ樹脂系熱硬化性組成物が好適に用いられる。

上記熱硬化性組成物としては、特に限定されないが、例えば、エポキシ樹脂系熱硬化性組成物であって、エポキシ樹脂１００重量部に対して、官能基含有アクリル系ポリマーを１０〜５０重量部含み、かつエポキシ樹脂および固形ポリマーの合計のエポキシ当量１００に対して、７０〜１００当量すなわち理論的に必要な当量の７０〜１００％の割合で酸無水物系硬化剤を含むエポキシ樹脂系熱硬化性組成物が望ましい。また必要に応じて硬化促進剤として、イミダゾール系硬化促進剤、３級アミン系硬化促進剤などを適宜併用しても良い。より好ましくは、エポキシ樹脂系熱硬化性組成物が、エポキシ樹脂１００重量部に対して、官能基含有アクリル系ポリマーを１５〜３０重量部含み、かつ酸無水物系硬化剤をエポキシ樹脂および固形ポリマーの合計のエポキシ当量１００に対して、８０〜９０当量、イミダゾール系硬化剤を０.５〜２０重量部含むものが用いられる。

上記エポキシ樹脂としては、特に限定されないが、エポキシ基含有化合物が挙げられ、少なくとも１個のオキシラン環を有する有機化合物が好ましく用いられる。

上記エポキシ基含有化合物としては、特に限定されるものではないが、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ＡＤ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＳ型エポキシ樹脂等のビスフェノール型エポキシ樹脂、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等のノボラック型エポキシ樹脂、トリスフェノールメタントリグリシジルエーテル等のような芳香族エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、並びにこれらの水添加物が挙げられる。

上記エポキシ基含有化合物としては、さらにＮＢＲ、ＣＴＢＮ、ポリブタジエン、アクリルゴム等のゴム成分を含有させたゴム変成エポキシ樹脂；等、従来公知の各種エポキシ基含有化合物が挙げられる。

上記エポキシ基含有化合物は、単独で用いられても良いし、２種類以上が併用されても良い。

上記官能基含有アクリル系ポリマーの官能基としては、例えば、アミノ基、ウレタン基、イミド基、水酸基、カルボキシル基、エポキシ基等を有するアクリル系ポリマーが挙げられる。しかし、アミノ基、ウレタン基、イミド基、カルボキシル基を持つ物は他のエポキシモノマーと反応しＢステージ化を起こす可能性がある。このとき接着シートとしての流動性は著しく減少することから、水酸基、エポキシ基（グリシジル基）を有することが好ましい。なかでも、貯蔵安定性に優れるので、エポキシ基を有するアクリルポリマーを選択することがより好ましい。

このポリマーの配合割合としては、上記エポキシ樹脂１００重量部に対し、官能基含有アクリルポリマーが１０〜５０重量部の範囲であることが望ましい。またより好ましくは１５〜３０重量部の範囲である。アクリルポリマーが５０重量部を超えると、流動性が低下し支持部材上への密着性および接着性が低下する。また、１０重量部より少ないと、塗工液の粘度が低くなりシート作製が困難になることがある。また作製したシートの溶融粘度も低くなり、流動性が高く、粘度が１００Ｐａ・ｓ以下になることによって半導体素子上部への樹脂かぶりが生じ易くなる。

上記エポキシ樹脂硬化剤としては、特に限定されず、従来から知られている、フェノール系硬化剤、酸無水物系硬化剤、潜在性硬化剤（ジシアンジアミド等）、ジアミン系硬化剤、イミダゾール系、ホスフィン系等の硬化剤を使用することができる。硬化速度と接合信頼性とのバランスが取りやすいので酸無水物を用いることが好ましい。

上記酸無水物としては、例えば、フタル酸無水物、トリメリット酸無水物、ピロメリット酸無水物、ベンゾフェノンテトラカルボン酸無水物、エチレングリコールビスアンヒドロトリメリテート、グリセロールトリスアンヒドロトリメリテート、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、ナジック酸無水物、メチルナジック酸無水物、トリアルキルテトラヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、５−（２，５−ジオキソテトラヒドロフリル）−３−メチル−３−シクロヘキセン−１，２−ジカルボン酸無水物、トリアルキルテトラヒドロ無水フタル酸−無水マレイン酸付加物、ドデセニル無水コハク酸、ポリアゼライン酸無水物、ポリドデカン二酸無水物、クロレンド酸無水物等が挙げられる。

上記酸無水物の配合割合としては、酸無水物系硬化剤をエポキシ樹脂および固形ポリマーの合計のエポキシ当量１００に対して、７０〜１００当量すなわち理論的に必要な当量の７０〜１００％の割合で配合することが望ましい。７０％未満では硬化不足となり接着強度が得られないことがあり、７０〜１００％の範囲で、硬化剤が過剰となり残留して接着信頼性を低下させる不純物とならないよう適宜設定する。

また硬化速度と貯蔵安定性とのバランスもとるために硬化促進剤として、イミダゾール系硬化剤を少なくとも一種類用いることが好ましい。

上記イミダゾール系硬化剤としては、２−メチルイミダゾール、２−エチルイミダゾール、２−ウンデシルイミダゾール、２，４-ジメチルイミダゾール、２−へプタデシルイミダゾール、１，２-ジメチルイミダゾール、１，２-ジエチルイミダゾール、２−フェニル−４−メチルイミダゾール、２，４，５−トリフェニルイミダゾール、２−エチル−４−メチルイミダゾール、２−フェニルイミダゾール、１−ベンジル−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、１−シアノエチル−２−ウンデシルイミダゾール、１−ベンジル−２−メチルイミダゾール、２−フェニル−４，５−ジヒドロキシメチルイミダゾール、２−アリール−４，５−ジフェニルイミダゾール、２，４−ジアミノ−６−［２’−メチルイミダゾリル−（１）’］−エチル−Ｓ−トリアジン、２，４−ジアミノ−６−［２’−エチル−４’−メチルイミダゾリル−（１）’］−エチル−Ｓ−トリアジン、２，４−ジアミノ−６−［２’−メチルイミダゾリル−（１）’］−エチル−Ｓ−トリアジンイソシアヌール酸付加物、２−フェニル−４−メチル−５−ヒドロキシメチルイミダゾールなどが挙げられる。

上記イミダゾールを硬化促進剤として使用する場合のイミダゾールの配合割合としては、エポキシ樹脂１００重量部に対して、０．５〜２０重量部であることが好ましく、より好ましくは１〜１０重量部である。イミダゾールが０．５重量部より少ないと、硬化性の促進効果が低く、完全架橋をすることが難しくなることがある。また、イミダゾールが２０重量部を超えると硬化後もイミダゾールが残存し、信頼性性能に悪影響を及ぼすことがある。

上記基板４は、半導体装置１のケース材として用いられるものであり、支持部材４を構成する材料は特に限定されないが、アルミナ、窒化チタンなどの適宜の絶縁性化合物あるいはエポキシ、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルケトン、フェノール、液晶ポリマー単体絶縁性樹脂若しくはガラスなどの無機繊維などからなる複合絶縁樹脂からなる基板などが用いられ得る。

好ましくは、機械的強度に優れ、表面平滑性に優れ、従って接着シート３との間の界面においてボイドが生じ難いので、基板４はガラスエポキシ積層材により形成される。

次に、図３に示すように、熱硬化性組成物からなる接着シート３を加熱し半硬化して、半導体素子２を基板４上に接着する。

本実施形態の特徴は、接着シート３を一度に完全硬化せずに、接着シートのゲル分率が２０〜７０％となるように接着シート３を予め半硬化することにある。このように、接着シート３を半硬化することで、未硬化の接着シート３に対して、仮接着力が得られるため、半導体素子の電極を接続する工程で加わる熱、超音波または荷重等に対して半導体素子の位置決め性が確保できる。また完全硬化後の接着シートに比べて弾性率、Ｔｇを低減できるので内部残留応力および冷熱収縮が少なくなるため、接着シート３に接着された半導体素子２及び基板４が湾曲するのを効果的に抑制することができる。

ゲル分率とは、熱硬化性組成物中に含まれる熱硬化性樹脂の硬化の程度を示すものである。すなわち、熱硬化性組成物が未硬化の状態ではゲル分率が０％であり、熱硬化性組成物が完全硬化された状態では、ゲル分率は１００％となる。ゲル分率は、熱硬化性組成物を酢酸エチル溶剤に溶解させたのち、２００メッシュ金網で濾過して得られる不溶成分の乾燥重量を計量し、不溶成分の乾燥重量の溶解前の熱硬化性組成物の初期重量に対する比率（％）を計算することにより求めることができる。

接着シート３を半硬化するに際して、ゲル分率が７０％を超えると、接着シート３の弾性率、Ｔｇが高くなるため内部残留応力および熱収縮が大きくなり、接着シート３に接着された半導体素子２及び基板４が湾曲し易くなる。また、ゲル分率が２０％未満であると、半導体素子２が基板４に十分に固定されずに後工程で半導体素子の位置ずれを起こしたり、半導体素子の電極の被接続部分への接続が困難となる。より好ましくは、ゲル分率が３０〜５０％となるように接着シートを半硬化する。ゲル分率が３０〜５０％となるように半硬化することで、接着シート３の内部残留応力および冷熱伸縮をより一層効果的に低減することができる。

接着シート３の半硬化条件としては、用いられる樹脂成分によって異なり特に限定されないが、１２０〜１４０℃の温度で、２０〜６０分間、加熱硬化することが好ましい。

接着シート３を半硬化した後に、図４に示すように、例えばワイヤーボンディング法により、半導体素子２の電極２ａ，２ｂを被接続部分に電気的に接続する。本実施形態では、半導体素子２の電極２ａ，２ｂを基板４上の電極パッド４ａ，４ｂに電気的に接続している。なお、半導体素子２の電極２ａ，２ｂは、基板４以外の別部材からなる被接続部分に電気的に接続してもよい。さらに、例えば半導体素子２の上面に半導体素子をボンディングして、半導体素子同士を電気的に接続してもよい。

本実施形態では、接着シート３が半硬化した状態で、すなわち半導体素子２及び基板４が仮接着されており、かつ湾曲していない状態で電気的接続を行うことができる。よって半導体素子の位置ずれを起こさず、また基板４のがたつきが生じず、半導体素子２及び基板４の上面がほぼ平坦であるため、電気的接続を容易にかつ確実に行うことができる。さらに、半導体素子２の上面にさらに平坦な半導体素子がボンディングされている場合などには、ほぼ平面同士で接合されているので、半導体素子間の密着性が向上し剥離が生じ難い。また、基板４ががたつかないので、半導体装置を生産する際に、製造ラインにおける基板４の搬送を容易かつ確実に行うことができる。さらに、半導体素子２が接着された基板４がキャリアやマガジンに収納されて搬送される場合などには、キャリアやマガジンに基板を確実に収納し、搬送することもできる。

次に、基板４上に接着された半導体素子２を樹脂モールド６により被覆する。

上記樹脂モールド層６を構成する樹脂としては、特に限定されないが、例えば加熱硬化型エポキシ系熱硬化型樹脂と無機フィラーとを主成分とする成形材料を挙げることができる。

本実施形態では、半導体素子２を樹脂モールド６により被覆する際に、熱硬化性組成物からなる接着シート３を完全硬化している。樹脂モールドによる被覆の前に接着シート３を完全硬化することも可能であるが、樹脂モールドによる被覆の際に接着シートが完全硬化することが好ましい。この場合、余分な加熱・硬化工程を必要としないので、半導体装置をより一層効率的に製造することができる。

接着シート３の完全硬化条件としては、接着シート３の半硬化の程度、また用いられる樹脂成分によって異なり、特に限定されないが、１５０〜１８０℃の温度で、３０分〜４時間加熱硬化することが好ましい。

接着シート３が完全硬化された後に室温まで冷却されると、図１に示す上述した半導体装置１が得られる。本実施形態では、接着シート３を完全硬化する前に予め半硬化しており、かつ樹脂モールド６により半導体素子２と基板４とが封止されているため、完全硬化後の冷却により、接着シートが収縮することが抑制されている。よって、得られた半導体装置１では、半導体素子２及び基板４の湾曲が低減されており、信頼性にも優れている。

なお、上記半導体装置１を構成するに際しては、例えば半導体素子３の厚みを５０〜１５０μｍの範囲とし、加熱硬化前の接着シート３の厚みを２０〜４０μｍの範囲とし、基板４の厚みを０.１５〜０.４０ｍｍの範囲とすることが好ましい。半導体装置の構成例としては、半導体素子２の厚みが７５μｍ、接着シート３の厚みが３０μｍ、基板４の厚みが２００μｍである半導体装置が挙げられる。

近年、ＩＣチップの用途が広がるにつれて、厚さが１００μｍよりも薄い、例えば厚さ５０μｍ程度の極めて薄い半導体素子も用いられている。本発明では、特にこのような非常に薄い半導体素子を用いた場合に、半導体素子の湾曲や、損傷を効果的に防止することができる。

次に、本発明の具体的な実施例及び比較例を挙げることにより、本発明を明らかにする。

（接着テープの作製）
ジシクロペンタジエン型固形エポキシ樹脂（大日本インキ化学社製、品番：ＥＸＡ−７２００ＨＨ）７０重量部と、ナフタレン型液状エポキシ樹脂（大日本インキ化学社製、品番：ＨＰ−４０３２Ｄ）２０重量部と、エポキシ基含有アクリルポリマー（日本油脂社製、品番：マープルーフＧ−２０５０Ｍ）１０重量部と、架橋環式二環性酸無水物（ジャパンエポキシレジン社製、品番：ＹＨ−３０９）４０重量部と、イソシアヌル変性固体分散型イミダゾール（四国化成社製、品番：２ＭＡＯＫ−ＰＷ）５重量部と、アミノシランカップリング剤（信越化学工業社製、品番：ＫＢＭ６０３）２重量部と、表面疎水化ヒュームドシリカ（トクヤマ社製、品番：レオロシールＭＴ−１０）４重量部と、水酸基含有コアシェル型アルリルゴム粒子（ガンツ化成社製、品番：スタフィロイドＡＣ−４０３０）５重量部とに、酢酸エチルを加えて接着剤ワニスとした。これをバーコーターを用いて離型ＰＥＴ（リンテック社製、品番：ＰＥＴ５０１１）の上に塗布し、１１０℃で３分加熱乾燥した。このようにして、ＰＥＴ上に熱硬化性組成物からなる接着シートが積層されており、接着シート部分の厚みが３０μｍである接着テープを作製した。

（半導体装置の作製）
上記のようにして得られた接着テープを用いて、以下の要領で半導体素子を得た。

上記接着テープ上に、半導体ウェハー（２０．３２ｃｍ径）のミラーシリコンウェーハ、厚み１４０μｍ）を４０℃にて貼り合わせ、厚みが３０μｍの接着シート付き半導体ウェハーを用意した。この接着シート付き半導体ウェハーをダイシング装置を用いて４ｍｍ×４ｍｍの正方形の平面形状の小片にカットし半導体素子２を得た。

次に、支持部材としてのガラスエポキシからなる基板４（厚み０．１８ｍｍ）上に、半導体素子２を接着シート３側から仮着した。しかる後、実施例１〜４及び比較例１，２では、熱硬化性組成物からなる接着シートを下記表１に示す条件で半硬化した。なお、半硬化したときの接着シートのゲル分率を下記方法により測定した。他方、比較例３では、熱硬化性組成物からなる接着シートを完全硬化した。

次に、半導体素子２の電極２ａ，２ｂを金属ワイヤ５（金線φ２０μｍ）を用いて、被接続部分である基板４の電極パッド４ａ，４ｂに電気的に接続した。次に、半導体素子２を樹脂モールド６により封止し半導体装置１を得た。なお、実施例１〜４及び比較例１，２では、半導体素子２を樹脂モールドで被覆することによって、熱硬化性組成物からなる接着シート３を完全硬化した。

半導体装置１を得る際、また得られた半導体装置１について、以下の項目を評価した。

（半硬化後の熱硬化性組成物のゲル分率）
接着シートのみを下記表１に示す所定の温度・時間の各条件で半硬化させたものを酢酸エチル溶剤に２４時間浸漬した。しかる後、２００メッシュ金網で濾過し、得られた不溶物の乾燥重量を計量した。不溶物の乾燥重量の酢酸エチルに浸漬する前の接着シートの初期重量に対する比率を計算し、ゲル分率を求めた。

（電極接続時の半導体素子のずれ）
１２０℃でワイヤーボンディングした際に、半導体素子の位置ずれした距離を計測した。

なお、半導体素子の位置ずれは下記評価基準により評価した。

位置ずれが５０μｍ以下：○
位置ずれが５０μｍより大きい：×
（半導体素子の反り量）
半導体素子上面の対角線について、表面粗さ計により計測したうねりの最大高さを反り量として求めた。

なお、半導体装置の反り量は下記評価基準により評価した。

反りが２０μｍ以下：○
反りが２０μｍより大きい：×
（得られた半導体装置の耐リフロー性）
接着シートを完全硬化して得られた半導体装置について、８５℃、相対温度６０％ＲＨのオーブン中に１６８時間放置した後、プレヒートが１６０℃、最大温度が２６０℃となるよう設定されたリフロー炉を通して耐リフロー性試験を行った。しかる後、超音波探傷装置（ＳＡＴ）により半導体装置１において半導体素子の剥離が見られた個数を計測した。

（完全硬化後の得られた半導体装置の耐ＴＣＴサイクル）
接着シートを完全硬化して得られた半導体装置について、−４０℃１０分間と１２５℃１０分間とを繰り返すサーマルショック（ＴＣＴ）試験を行った。しかる後、超音波探傷装置（ＳＡＴ）により半導体装置１において半導体素子の剥離が見られた個数を計測した。

結果を表１に示す。

本発明の一実施形態に係る半導体装置の製造方法により得られた半導体装置を示す略図的正面断面図。 本発明の一実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明するための図であり、半導体素子が接着シートを介して、基板上に仮着された状態を示す略図的正面断面図。 本発明の一実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明するための図であり、基板上の熱硬化性組成物からなる接着シートが半硬化した後の状態を示す略図的正面断面図。 本発明の一実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明するための図であり、ワイヤを用いて半導体素子の電極を基板上の電極パッドに電気的に接続するときの状態を示す略図的正面断面図。 （ａ）及び（ｂ）は、従来の半導体装置の一例を模式的に示す正面断面図であり、（ａ）は、半導体チップと接着シートとが基板上に積層され、接着シートを加熱硬化する前の状態を示す図であり、（ｂ）は、加熱硬化した後の状態を示す図。

符号の説明

１…半導体装置
２…半導体素子
２ａ，２ｂ…電極
３…接着シート
４…基板
４ａ，４ｂ…電極パッド
５…金属ワイヤ
６…樹脂モ−ルド層

Claims (4)

1. 半導体素子が支持部材上に接着シートからなる接着剤層により接着されている半導体装置の製造方法であって、
   熱硬化性組成物からなる接着シートを介して、支持部材上に半導体素子を配置する工程と、
   前記半導体素子を配置する工程の後に、前記接着シートのゲル分率が２０〜７０％となるように前記接着シートを半硬化して、前記半導体素子を支持部材上に接着する工程と、
   前記接着シートを半硬化する工程の後に、前記半導体素子の電極を被接続部分に電気的に接続する工程と、
   前記半導体素子の電極を接続する工程の後に、前記熱硬化性組成物からなる接着シートを完全硬化する工程とを備えることを特徴とする、半導体装置の製造方法。
2. 前記接着シートを半硬化する工程において、前記接着シートのゲル分率が３０〜５０％となるように前記接着シートを半硬化することを特徴とする、請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
3. 前記半導体素子の電極を接続する工程の後に、前記支持部材上に接着された半導体素子を樹脂モールドにより被覆する工程をさらに備えることを特徴とする、請求項１または２に記載の半導体装置の製造方法。
4. 前記支持部材上に接着された半導体素子を樹脂モールドにより被覆する際に、前記熱硬化性組成物からなる接着シートを完全硬化することを特徴とする、請求項３に記載の半導体装置の製造方法。
   
   

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