JP2011108770A - 半導体装置の製造方法、半導体装置、および電子部品の製造方法、電子部品 - Google Patents

半導体装置の製造方法、半導体装置、および電子部品の製造方法、電子部品 Download PDF

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Abstract

【課題】積層された半導体ウエハーおよび半導体チップが備える接続部間の電気的な接続を安定的に行い得るとともに歩留り良く半導体チップ接合体を製造し得る半導体装置の製造方法および半導体装置、また、接続信頼性の高い電子部品の製造方法および電子部品を提供すること。
【解決手段】上記課題は、半導体ウエハーと、半導体チップとの間に、熱硬化性樹脂を含む樹脂組成物を介在させ、次いで、加熱することにより、半導体ウエハーの端子と半導体チップの端子とを金属接合させ、さらに、樹脂組成物を硬化させて、半導体ウエハーと半導体チップとが固着することにより達成することができる。
【選択図】図４

Description

本発明は、半導体装置の製造方法、半導体装置、および電子部品の製造方法、電子部品に関する。
近年、電子機器の高機能化及び小型化の要求に伴い、半導体集積回路の高密度実装技術の開発が進められている。そのような実装技術の一つとして、半導体チップ上に他の半導体チップを積層して搭載するチップオンチップ（ＣＯＣ）型のシステムインパッケージ（ＳｉＰ）の半導体装置が提案されている。この構造は、パッケージの薄型化を図ることができる点で優れていることから着目されている（例えば、特許文献１参照。）。
このような半導体チップ上への他の半導体チップの積層には、例えば、ウエハーから切り出された個別の半導体チップ同士を積層した状態で接合する方法が用いられている。しかしながら、このような方法、すなわち個別の半導体チップ同士を接合することにより半導体チップの積層体を得る方法では、多くの積層体を製造する場合、工程数の増加を招き、時間と手間を要することから、生産性の向上を図ることができないという問題がある。
かかる問題を解決する方法として、半導体チップと半導体ウエハーを接合する、以下のようなＳｉＰの半導体装置の製造方法が提案されている。
まず、図６（ａ）に示すような、接続部５１１を有する第１の半導体チップ５１０と、接続部５２１を有する半導体ウエハー５２０とを用意し、接続部５１１に接続部５２１が対応するように第１の半導体チップ５１０、半導体ウエハー５２０を位置決めして、接合することにより、これらが接合した第１の半導体チップ／半導体ウエハー接合体５３０を得る（図６（ｂ）参照）。
次に、図６（ｂ）に示すように、この接合体５３０を個片化（ダイシング）する。これにより、接続部５１１と接続部５２１とにおいて電気的に接続された、第１の半導体チップ５１０と、半導体ウエハー５２０から切り出された第２の半導体チップ５４０との接合体、すなわち、図６（ｃ）に示すような半導体チップ接合体５５０が形成される。
そして、図６（ｄ）に示すように、この半導体チップ接合体５５０を、配線パターン６４０とバンプ６２０とを備えるインターポーザー６３０上に、配線パターン６４０を介して搭載することにより、システムインパッケージ（ＳｉＰ）の電子部品１００を製造する方法が提案されている。
ここで、図６（ａ）における、第１の半導体チップ５１０と半導体ウエハー５２０との接合は、例えば、これら同士の間に、異方性導電フィルム（ＡＣＦ）を介在した状態で、第１の半導体チップ５１０、半導体ウエハー５２０を圧着することにより行うことが考えられる。このようなＡＣＦを用いた第１の半導体チップ５１０、半導体ウエハー５２０の接合では、ＡＣＦ中に含まれる金属粒子と接続部が互いに接触すること、すなわち金属粒子間の点接触により、接続部５１１、５２１間の電気的な接続が確保されている。
このような状態で、電子部品１００を駆動すると、半導体チップ接合体５５０から発生する熱や外気温変動により、ＡＣＦに含まれる樹脂成分が膨張／収縮することとなる。その結果、接続部間の距離が変動し、場合によっては金属粒子と接続部が非接触な状態とな
り、接続部５１１、５２１間の抵抗値が変動、もしくは導通しなくなる。このようなことから、ＡＣＦを用いた第１の半導体チップ５１０、半導体ウエハー５２０の接合では、接続部５１１、５２１間で安定的な導通が得られないという問題がある。
特開２００４−１５２７７８号公報
本発明の目的は、積層された半導体ウエハーと半導体チップがそれぞれ備える接続部同士間の電気的な接続を安定的に行って、これら半導体ウエハーと半導体チップが接合された半導体ウエハー／半導体チップ接合体を得ることができる半導体装置の製造方法および半導体装置を提供することにある。また別の目的は、得られた半導体ウエハー／半導体チップ接合体を個片化することにより、接続信頼性の高い電子部品の製造方法および電子部品を提供することにある。
このような目的は、下記（１）〜（１９）に記載の本発明により達成される。
（１）第１の端子を有する半導体ウエハーと第２の端子を有する第１の半導体チップとを積層して電気的に接続する半導体装置の製造方法であって、前記半導体ウエハーおよび前記第１の半導体チップをそれぞれ用意する第１の工程と、前記半導体ウエハーと、前記第１の半導体チップとの間に、熱硬化性樹脂を含む樹脂組成物を介在させるとともに、前記半導体ウエハーの第１の端子と、前記第１の半導体チップの第２の端子とが対応するように位置決めして、前記半導体ウエハーと第１の半導体チップとが積層された半導体ウエハー／第１の半導体チップ積層体を得る第２の工程と、前記半導体ウエハー／第１の半導体チップ積層体を加熱することにより、前記半導体ウエハーの第１の端子と前記第１の半導体チップの第２の端子との間を電気的に接続し、さらに、前記樹脂組成物を硬化させて、前記半導体ウエハーと前記第１の半導体チップとが固着することにより、前記半導体ウエハーの第１の端子と前記第１の半導体チップの第２の端子とが電気的に接続された半導体ウエハー／第１の半導体チップ接合体を得る第３の工程と、を有することを特徴とする半導体装置の製造方法、
（２）前記第１の端子または前記第２の端子の少なくともいずれか一方の端子の表面に、半田が形成されている、（１）に記載の半導体装置の製造方法、
（３）前記熱硬化性樹脂を含む樹脂組成物が、さらに、フラックス機能を有する化合物を含む（１）または（２）に記載の半導体装置の製造方法、
（４）前記第３の工程において、前記半導体ウエハー／第１の半導体チップ積層体が加熱される際に、前記第１の端子と第２の端子の電気的な接続の後に、前記樹脂組成物の硬化が完了する（１）ないし（３）のいずれかに記載の半導体装置の製造方法、
（５）前記第１の半導体チップの第２の端子とは反対側の面に第２の半導体チップがさらに配設されてなる（１）ないし（４）のいずれかに記載の半導体装置の製造方法、
（６）前記半導体ウエハー／第１の半導体チップ接合体と第４の端子を有する第２の半導体チップとを積層して電気的に接続する半導体装置の製造方法であって、前記半導体ウエハー／第１の半導体チップ接合体および前記第２の半導体チップをそれぞれ用意する第１の工程と、前記半導体ウエハー／第１の半導体チップ接合体と、前記第２の半導体チップとの間に、熱硬化性樹脂を含む樹脂組成物を介在させるとともに、前記第１の半導体チップの第２の端子とは反対側の面に配設された第３の端子と前記第４の端子とが対応するように位置決めして、前記半導体ウエハー／第１の半導体チップ接合体と第２の半導体チップとが積層された半導体ウエハー／第１の半導体チップ／第２の半導体チップ積層体を得る第２の工程と、前記半導体ウエハー／第１の半導体チップ／第２の半導体チップ積層体
を加熱することにより、前記第３の端子と前記第４の端子との間を電気的に接続し、さらに、前記樹脂組成物を硬化させて、前記半導体ウエハー／第１の半導体チップ接合体と前記第２の半導体チップとが固着することにより、前記半導体ウエハー／第１の半導体チップ接合体と前記第２の半導体チップとが電気的に接続された半導体ウエハー／第１の半導体チップ／第２の半導体チップ接合体を得る第３の工程と、を有することを特徴とする、（１）ないし（５）のいずれかに記載の半導体装置の製造方法、
（７）前記第３の端子または前記第４の端子の少なくともいずれか一方の端子の表面に、半田が形成されている、（６）に記載の半導体装置の製造方法、
（８）前記熱硬化性樹脂を含む樹脂組成物が、さらに、フラックス機能を有する化合物を含む（６）または（７）に記載の半導体装置の製造方法、
（９）前記第３の工程において、前記半導体ウエハー／第１の半導体チップ／第２の半導体チップ積層体が加熱される際に、前記第３の端子と第４の端子の電気的な接続の後に、前記樹脂組成物の硬化が完了する（６）ないし（８）のいずれかに記載の半導体装置の製造方法、
（１０）前記フラックス機能を有する化合物が、カルボキシル基および／またはフェノール性水酸基とを有するフラックス機能を有する化合物である（３）ないし（５）のいずれかに記載の半導体装置の製造方法、
（１１）前記フラックス機能を有する化合物が、カルボキシル基および／またはフェノール性水酸基とを有するフラックス機能を有する化合物である（８）または（９）に記載の半導体装置の製造方法、
（１２）前記フラックス機能を有する化合物が、１分子中に２個のフェノール性水酸基と、少なくとも１個の芳香族に直接結合したカルボキシル基とを有するフラックス機能を有する化合物である、（１０）または（１１）に記載の半導体装置の製造方法、
（１３）前記フラックス機能を有する化合物が、下記一般式（１）で示される化合物を含む、（１０）ないし（１２）に記載の半導体装置の製造方法、
ＨＯＯＣ−（ＣＨ２）ｎ−ＣＯＯＨ （１）
（式（１）中、ｎは、１〜２０の整数である。）
（１４）前記フラックス機能を有する化合物が、下記一般式（２）及び／又は（３）で示される化合物を含む、（１０）ないし（１２）のいずれかに記載の半導体装置の製造方法、
Figure 2011108770
 ［式中、Ｒ１〜Ｒ５は、それぞれ独立して、１価の有機基であり、Ｒ１〜Ｒ５の少なくとも一つは水酸基である。］
Figure 2011108770
 ［式中、Ｒ６〜Ｒ２０は、それぞれ独立して、１価の有機基であり、Ｒ６〜Ｒ２０の少なくとも一つは水酸基又はカルボキシル基である。］
（１５）前記熱硬化性樹脂を含む樹脂組成物が、さらに、充填材を含む（１）ないし（１４）のいずれかに記載の半導体装置の製造方法、
（１６）前記充填材の含有量が、０．１重量％以上８０重量％未満である（１５）に記載の半導体装置の製造方法、
（１７）（１）ないし（１６）のいずれかに記載の製造方法で製造されたことを特徴とする半導体装置、
（１８）（１）ないし（１６）のいずれかに記載の半導体装置の製造方法により製造された前記半導体ウエハー／第１の半導体チップ接合体または半導体ウエハー／第１の半導体チップ／第２の半導体チップ接合体を個別回路毎に切断して、複数の半導体チップに個片化する工程を有することを特徴とする半導体装置の製造方法、
（１９）（１８）に記載の製造方法で製造されたことを特徴とする半導体装置、
（２０）（１９）に記載の半導体装置を基板に搭載する工程を有することを特徴とする電子部品の製造方法、
（２１）（２０）に記載の製造方法で製造されたことを特徴とする電子部品。
本発明によれば、積層された半導体ウエハーと半導体チップがそれぞれ備える接続部同士間の電気的な接続を安定的に行って、これら半導体ウエハーと半導体チップが接合された半導体ウエハー／半導体チップ接合体を得ることができる半導体装置の製造方法および半導体装置を提供することができる。さらに、得られた半導体ウエハー／半導体チップ接合体を個片化することにより、接続信頼性の高い電子部品の製造方法および電子部品を提供することができる。
本発明の電子部品の製造方法により製造される電子部品の一例を示す縦断面図である。 本発明の電子部品の製造方法により製造される電子部品の一例を示す縦断面図である。 半導体ウエハーと第１の半導体チップを接合する第１の製造方法を説明するための縦断面図である。 半導体ウエハーと第１の半導体チップを接合する第２の製造方法を説明するための縦断面図である。 半導体ウエハー／第１の半導体チップ接合体と第２の半導体チップを接合する第３の製造方法を説明するための縦断面図である。 従来の半導体チップ／半導体ウエハーを接合する方法を説明するための縦断面図である。
以下、本発明の半導体装置の製造方法および半導体装置、また、電子部品の製造方法および電子部品を添付図面に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。
まず、本発明の半導体装置の製造方法を説明するのに先立って、本発明の電子部品の製造方法により製造された電子部品について説明する。
図１および図２は、本発明の電子部品の製造方法により製造される電子部品の一例を示す縦断面図である。なお、以下の説明では、図１中の上側を「上」、下側を「下」と言う。
図１に示す電子部品１０は、チップオンチップ（ＣＯＣ）型のシステムインパッケージ（ＳｉＰ）であり、半導体チップ（２つの積層体）２０と、半導体チップ２０を支持するインターポーザー（基板）４０と、所定パターンに形成された配線パターン５０と、複数の導電性を有するバンプ（端子）６０とを有している。半導体チップ２０とインターポーザ（基板）４０上の配線パターン５０は、ワイヤ（金線）７０を介して電気的に接続されており、半導体チップ２０は、接着剤８０によりインターポーザに接着されている。また、半導体チップ２０の接続部２２５間は絶縁部２２６により絶縁性が保たれている。
図２に示す電子部品９０は、チップオンチップ（ＣＯＣ）型のシステムインパッケージ（ＳｉＰ）であり、半導体チップ（２つの積層体）３０と、半導体チップ３０を支持するインターポーザー（基板）４０と、所定パターンに形成された配線パターン５０と、複数の導電性を有するバンプ（端子）６０とを有している。半導体チップ３０とインターポーザ（基板）４０上の配線パターン５０は、導電部２２５および２３５を介して電気的に接続されており、また、接続部間は絶縁部２２６および２３６により絶縁性が保たれている。
インターポーザー４０は、絶縁基板であり、例えばポリイミド・エポキシ・シアネート・ビスマレイミドトリアジン（ＢＴレジン）等の各種樹脂材料で構成されている。このインターポーザー４０の平面視形状は、通常、正方形、長方形等の四角形である。
インターポーザー４０の上面（一方の面）には、例えば、銅等の導電性金属材料で構成される配線パターン５０が、所定形状で設けられている。
また、インターポーザー４０には、その厚さ方向に貫通して、図示しない複数のビアが形成されている。
各バンプ６０は、各ビアを介して、配線パターン５０の一部に電気的に接続され、インターポーザー４０の下面（他方の面）から突出している。
バンプ６０のインターポーザー４０から突出する部分は、ほぼ球形状（Ｂａｌｌ状）をなしている。
このバンプ６０は、例えば、半田、銀ろう、銅ろう、燐銅ろうのようなろう材を主材料として構成されている。
図１に示す電子部品１０の半導体チップ２０と、インターポーザー４０は、例えばエポキシ系樹脂等の各種樹脂材料で構成される接着剤８０により接着され、ワイヤ（金線）７０を介して電気的に接続されている。
また、図２に示す電子部品９０の半導体チップ（２つの積層体）３０と、配線パターン５０とは、電気的に接続されている。
図１および図２に示すような電子部品１０および９０は、例えば、以下のようにして製造することができる。
図３は、半導体チップ（２つの積層体）２０の製造方法を説明するための縦断面図、図４は、半導体チップ（２つの積層体）３０の製造方法を説明するための縦断面図、図５は半導体チップ（３つの積層体）３０’の製造方法を説明するための縦断面図である。
以下、本発明の半導体装置の製造方法を用いて、半導体ウエハー２１０と第１の半導体チップ２２０とを接合して半導体ウエハー／第１の半導体チップ接合体２５０、２７０および半導体ウエハー／第１の半導体チップ／第２の半導体チップ接合体２９０を得る方法について図３〜図５を用いて説明する。
＜第１の製造方法＞
まず、半導体装置の第１の製造方法を用いて半導体ウエハー／第１の半導体チップ接合体２５０を得る方法について図３を用いて説明する。
［１Ａ−１］ まず、図３（ａ）に示すような、半導体ウエハー２１０と第１の半導体チップ２２０とを用意する。
本実施形態では、図３（ａ）に示すように、半導体ウエハー２１０、第１の半導体チップ２２０は、それぞれ、それらの機能面２１１、２２１に設けられ個別回路に接続する複数の第１の端子２１３および第２の端子２２３を有している。
［１Ａ−２］ 次に、図３（ｂ）に示すように、半導体ウエハー２１０の機能面２１１に、熱硬化性樹脂を含む樹脂組成物１００を形成する。
樹脂組成物１００を機能面２１１上に形成する方法としては、特に制限はなく、樹脂組成物１００が２５℃で液状である場合、印刷による方法、ディスペンスによる方法等が挙げられ、また、樹脂組成物１００が２５℃でフィルム状である場合、ラミネートによる方法、熱圧着による方法等が挙げられるが、樹脂組成物１００が２５℃で液状である場合は、ディスペンスによる方法が好ましく、樹脂組成物１００が２５℃でフィルム状である場合はラミネートによる方法が好ましくい。これにより、半導体ウエハー２１０との界面に気泡を巻き込むことを防止することができる。
なお、本実施形態では、樹脂組成物１００は、半導体ウエハー２１０の機能面２１１側に単独で設けているが、第１の半導体チップ２２０の機能面２２１側に単独で設けるようにしてもよいし、半導体ウエハー２１０の機能面２１１側と第１の半導体チップ２２０の機能面２２１側との双方に設けるようにしてもよい。なお、半導体装置の製造方法における工程の簡略化を図るという観点からは、機能面２１１および機能面２２１のうちのいずれか一方に樹脂組成物１００を設けるのが好ましく、形成される半導体ウエハー／半導体チップ接合体２５０の密着性の向上を図るという観点からは、機能面２１１および機能面２２１の双方に樹脂組成物１００を設けるのが好ましい。
ここで、本発明に係る熱硬化性樹脂を含む樹脂組成物について説明する。
本発明に係る熱硬化性樹脂を含む樹脂組成物は、熱硬化性樹脂を含むものであれば、特に限定されるわけではなく、その形態は２５℃で液状でもフィルム状でもよい。
以下、本発明に係る熱硬化性樹脂を含む樹脂組成物についてより具体的に述べる。
（ａ）熱硬化性樹脂
本発明に係る熱硬化性樹脂は、通常、半導体装置製造用の接着剤成分として使用できるものであれば特に限定されない。このような熱硬化性樹脂としては、特に制限されないが、例えば、エポキシ樹脂、フェノキシ樹脂、シリコーン樹脂、オキセタン樹脂、フェノール樹脂、（メタ）アクリレート樹脂、ポリエステル樹脂（不飽和ポリエステル樹脂）、ジアリルフタレート樹脂、マレイミド樹脂、ポリイミド樹脂（ポリイミド前駆体樹脂）、ビスマレイミド−トリアジン樹脂などが挙げられる。特に、エポキシ樹脂、（メタ）アクリレート樹脂、フェノキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂、マレイミド樹脂、ビスマレイミド−トリアジン樹脂からなる群より選ばれる少なくとも１種を含む熱硬化性樹脂を用いることが好ましい。中でも、硬化性と保存性、硬化物の耐熱性、耐湿性、耐薬品性に優れるという観点からエポキシ樹脂が好ましい。また、これらの熱硬化性樹脂は１種単独で用いても、２種以上を併用してもよい。
本発明においては、前記エポキシ樹脂として、２５℃で液状および２５℃で固形のいずれのエポキシ樹脂も使用することができる。また、２５℃で液状のエポキシ樹脂と２５℃で固形状のエポキシ樹脂とを併用することも可能である。樹脂組成物が２５℃で液状の場合には、２５℃で液状のエポキシ樹脂を用いることが好ましく、樹脂組成物が２５℃でフィルム状の場合には、液状および固形状のいずれのエポキシ樹脂も使用することが可能であり、また、フィルム形成性樹脂を併用することが好ましい
本発明に係る２５℃で液状のエポキシ樹脂としては、特に制限はないが、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂などが挙げられる。また、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂とビスフェノールＦ型エポキシ樹脂とを併用してもよい。
２５℃で液状のエポキシ樹脂のエポキシ当量は、１５０〜３００ｇ／ｅｑであることが好ましく、１６０〜２５０ｇ／ｅｑであることがより好ましく、１７０〜２２０ｇ／ｅｑであることが特に好ましい。前記エポキシ当量が上記下限未満になると硬化物の収縮率が大きくなる傾向があり、反りが生じることがある。他方、前記上限を超えると、フィルム形成性樹脂を併用した場合に、フィルム形成性樹脂、特にポリイミド樹脂との反応性が低下する傾向にある。
本発明に係る２５℃で固形状のエポキシ樹脂としては、特に制限はないが、ビスフェノールＡ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、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、３官能エポキシ樹脂、４官能エポキシ樹脂などが挙げられる。中でも、固形３官能エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂などが好ましい。また、これらのエポキシ樹脂は１種単独で用いても、２種以上を併用してもよい。室温で固形状のエポキシ樹脂の軟化点は、４０〜１２０℃であることが好ましく、５０〜１１０℃であることがより好ましく、６０〜１００℃であることが特に好ましい。前記軟化点が前記範囲内にあると、タック性を抑えることができ、容易に取り扱うことが可能となる。
本発明においては、このような熱硬化性樹脂としての市販品を使用することができ、さらに、本発明の効果を損ねない範囲で、可塑剤、安定剤、酸化防止剤、無機フィラー、帯電防止剤や顔料などの各種添加剤を配合したものを使用することもできる。
本発明に係る熱硬化性樹脂を含む樹脂組成物において、前記熱硬化性樹脂の含有量は樹脂組成物の形態に応じて適宜設定することができる。
例えば、樹脂組成物が２５℃で液状の場合、熱硬化性樹脂の含有量は、樹脂組成物の全重量に対して、１０重量％以上が好ましく、１５重量％以上がより好ましく、２０重量％以上がさらに好ましく、２５重量％以上がさらにより好ましく、３０重量％以上がなお好ましく、３５重量％以上が特に好ましい。また、１００重量％未満が好ましく、９５重量％以下がより好ましく、９０重量％以下がさらに好ましく、７５重量％以下がさらにより好ましく、６５重量％以下がなお好ましく、５５重量％以下が特に好ましい。
樹脂組成物が２５℃でフィルム状の場合は、熱硬化性樹脂の含有量は、樹脂組成物の全重量に対して、５重量％以上が好ましく、１０重量％以上がより好ましく、１５重量％以上がさらに好ましく、２０重量％以上が特に好ましい。また、９０重量％以下が好ましく、８５重量％以下がより好ましく、８０重量％以下がさらに好ましく、７５重量％以下がさらにより好ましく、６５重量％以下がなお好ましく、５５重量％以下が特に好ましい。
熱硬化性樹脂の含有量が前記範囲内にあると端子間の電気的接続強度及び機械的接着強度を十分に確保することができる。
（ｂ）フラックス機能を有する化合物
本発明に係る熱硬化性樹脂を含む樹脂組成物は、フラックス機能を有する化合物を含有することが好ましい。これにより、半導体チップおよび半導体ウエハの端子の表面酸化膜を還元することができ、電気的な接続を容易の行うことができる。このようなフラックス機能を有する化合物としては、フェノール性水酸基および／またはカルボキシル基を有する化合物が好ましい。フェノール性水酸基を有する化合物としては、例えば、フェノール、ｏ−クレゾール、２，６−キシレノール、ｐ−クレゾール、ｍ−クレゾール、ｏ−エチルフェノール、２，４−キシレノール、２，５−キシレノール、ｍ−エチルフェノール、２，３−キシレノール、メジトール、３，５−キシレノール、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール、カテコール、ｐ−ｔｅｒｔ−アミルフェノール、レゾルシノール、ｐ−オクチルフェノール、ｐ−フェニルフェノール、ビスフェノールＦ、ビスフェノールＡＦ、ビフェノール、ジアリルビスフェノールＦ、ジアリルビスフェノールＡ、トリスフェノール、テトラキスフェノールなどのフェノール性水酸基を含有するモノマー類、フェノールノボラック樹脂、ｏ−クレゾールノボラック樹脂、ビスフェノールＦノボラック樹脂、ビスフェノールＡノボラック樹脂などのフェノール製水酸基を含有する樹脂が挙げられる。
カルボキシル基を有する化合物としては、例えば、脂肪族酸無水物、脂環式酸無水物、芳香族酸無水物、脂肪族カルボン酸、芳香族カルボン酸などが挙げられる。前記脂肪族酸無水物としては、無水コハク酸、ポリアジピン酸無水物、ポリアゼライン酸無水物、ポリセバシン酸無水物などが挙げられる。前記脂環式酸無水物としては、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、無水メチルハイミック酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、トリアルキルテトラヒドロ無水フタル酸、メチルシクロヘキセンジカルボン酸無水物などが挙げられる。前記芳香族酸無水物としては、無水フタル酸、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸、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トリメリテート、グリセロールトリストリメリテートなどが挙げられる。
前記脂肪族カルボン酸としては、蟻酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、ピバル酸、カプロン酸、カプリル酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、オレイン酸、フマル酸、マレイン酸、シュウ酸、マロン酸、琥珀酸、グルタル酸、アジピン酸、セバシン酸、ドデカンジオン酸、ピメリン酸などが挙げられる。中でも、下記式（１）：
ＨＯＯＣ−（ＣＨ２）ｎ−ＣＯＯＨ （１）
（式（１）中、ｎは１〜２０の整数である。）
で表される脂肪族カルボン酸が好ましく、アジピン酸、セバシン酸、ドデカンジオン酸がより好ましい。
芳香族カルボン酸の構造は特に制限されないが、下記式（２）又は（３）で表される化合物が好ましい。
Figure 2011108770
 ［式中、Ｒ１〜Ｒ５は、それぞれ独立して、１価の有機基であり、Ｒ１〜Ｒ５の少なくとも一つは水酸基である。］
Figure 2011108770
 ［式中、Ｒ６〜Ｒ２０は、それぞれ独立して、１価の有機基であり、Ｒ６〜Ｒ２０の少なくとも一つは水酸基又はカルボキシル基である。］
前記芳香族カルボン酸としては、安息香酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ヘミメリット酸、トリメリット酸、トリメシン酸、メロファン酸、プレーニト酸、ピロメリット酸、メリット酸、キシリル酸、ヘメリト酸、メシチレン酸、プレーニチル酸、トルイル酸、ケイ皮酸、サリチル酸、２，３−ジヒドロキシ安息香酸、２，４−ジヒドロキシ安息香酸、ゲンチジン酸（２，５−ジヒドロキシ安息香酸）、２，６−ジヒドロキシ安息香酸、３，５−ジヒドロキシ安息香酸、浸食子酸（３，４，５−トリヒドロキシ安息香酸）、４−ジヒドロキシ−２−ナフトエ酸、３，５−ジヒドロキシ−２−ナフトエ酸、３，５−２−ジヒドロキシ−２−ナフトエ酸などのナフトエ酸誘導体；フェノールフタリン；ジフェノール酸などが挙げられる。
このようなフラックス機能を有する化合物のうち、熱硬化性樹脂の硬化剤として作用す
る化合物、すなわち、半導体ウエハーの端子と半導体チップの端子とを電気的に接続できる程度に、端子の表面酸化膜を還元する作用を示し、且つ、熱硬化性樹脂と反応可能な官能基を有する化合物がより好ましい。前記官能基は、熱硬化性樹脂の種類に応じて適宜選択することができ、例えば、熱硬化性樹脂がエポキシ樹脂の場合には、カルボキシル基、水酸基、アミノ基などのエポキシ基と反応可能な官能基が挙げられる。このようなフラックス機能を機能を有する化合物は樹脂組成物の溶融時には端子の表面酸化膜を還元して端子の表面の濡れ性を高め、接続部を容易に形成し、端子間を電気的に接続することが可能となる。また、端子間の電気的な接続が完了した後においては、この化合物は硬化剤として作用し、熱硬化性樹脂に付加して樹脂の弾性率またはＴｇを高められる。したがって、このようなフラックス機能を有する化合物をフラックスとして用いるとフラックス洗浄が不要であり、また、フラックスの残存に起因するイオンマイグレーションの発生を抑制することが可能となる。
このような作用を有するフラックス機能を有する化合物としては、少なくとも１つのカルボキシル基を有する化合物が挙げられる。例えば、熱硬化性樹脂がエポキシ樹脂の場合には、脂肪族ジカルボン酸およびカルボキシル基とフェノール性水酸基とを有する化合物などが挙げられる。
前記脂肪族ジカルボン酸としては、特に制限はないが、脂肪族炭化水素基にカルボキシル基が２個結合した化合物が挙げられる。前記脂肪族炭化水素基は、飽和または不飽和の非環式であってもよいし、飽和または不飽和の環式であってもよい。また、脂肪族炭化水素基が非環式の場合には直鎖状でも分岐状でもよい。
このような脂肪族ジカルボン酸としては、例えば、前記式（１）においてｎが１〜２０の整数である化合物が挙げられる。前記式（１）中のｎが前記範囲内にあると、フラックス活性、接着時のアウトガスおよび樹脂組成物の硬化後の弾性率およびガラス転移温度のバランスが良好となる。特に、樹脂組成物の硬化後の弾性率の増加を抑制し、半導体ウエハーや半導体チップとの接着性を向上させることができるという観点から、ｎは３以上であることが好ましく、弾性率の低下を抑制し、接続信頼性をさらに向上させることができるという観点から、ｎは１０以下であることが好ましい。
前記式（１）で示される脂肪族ジカルボン酸としては、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ウンデカン二酸、ドデカン二酸、トリデカン二酸、テトラデカン二酸、ペンタデカン二酸、オクタデカン二酸、ノナデカン二酸、エイコサン二酸などが挙げられる。中でも、アジピン酸、スベリン酸、セバシン酸、ドデンカン二酸が好ましく、セバシン酸が特に好ましい。
前記カルボキシル基とフェノール性水酸基とを有する化合物としては、サリチル酸、２，３−ジヒドロキシ安息香酸、２，４−ジヒドロキシ安息香酸、ゲンチジン酸（２，５−ジヒドロキシ安息香酸）、２，６−ジヒドロキシ安息香酸、３，４−ジヒドロキシ安息香酸、浸食子酸（３，４，５−トリヒドロキシ安息香酸）などの安息香酸誘導体；１，４−ジヒドロキシ−２−ナフトエ酸、３，５−ジヒドロキシ−２−ナフトエ酸などのナフトエ酸誘導体；フェノールフタリン；ジフェノール酸などが挙げられる。中でも、フェノールフタリン、ゲンチジン酸、２，４−ジヒドロキシ安息香酸、２，６−ジヒドロキシ安息香酸が好ましく、フェノールフタリン、ゲンチジン酸が特に好ましい。
本発明に係るフラックス機能を有する化合物は、１種単独で用いても２種以上を併用
してもよい。また、いずれの化合物も吸湿しやすく、ボイド発生の原因となるため、本発明においては、使用前に予め乾燥させることが好ましい。
本発明に係る樹脂組成物において、前記フラックス機能を有する化合物の含有量は、使
用する樹脂組成物の形態に応じて適宜設定することができる。
例えば、樹脂組成物が２５℃で液状の場合、フラックス機能を有する化合物の含有量は、樹脂組成物の全重量に対して、１重量％以上が好ましく、２重量部％以上がより好ましく、３重量％以上が特に好ましい。また、５０重量％以下が好ましく、４０重量％以下がより好ましく、３０重量％以下がさらに好ましく、２５重量％以下が特に好ましい。
２５℃でフィルム状の樹脂組成物の場合には、フラックス機能を有する化合物の含有量は、樹脂組成物の全重量に対して、１重量％以上が好ましく、２重量％以上がより好ましく、３重量％以上が特に好ましい。また、５０重量％以下が好ましく、４０重量％以下がより好ましく、３０重量％以下がさらに好ましく、２５重量％以下が特に好ましい。
フラックス機能を有する化合物の含有量が上記範囲内であると、端子の表面酸化膜を電気的に接合できる程度に除去することができる。さらに、樹脂組成物の硬化時に、樹脂に効率よく付加して樹脂の弾性率又はＴｇを高めることができる。また、未反応のフラックス機能を有する化合物に起因するイオンマイグレーションの発生を抑制することができる。
（ｃ）フィルム形成性樹脂
本発明において、２５℃でフィルム状の樹脂組成物を使用する場合には、前記熱硬化性樹脂とフィルム形成性樹脂成分とを併用することが好ましい。このようなフィルム形成性樹脂としては、有機溶媒に可溶であり、単独で製膜性を有するものであれば特に制限はない。熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂のいずれのものも使用することができ、また、これらを併用することもできる。具体的なフィルム形成性樹脂としては、例えば、（メタ）アクリル系樹脂、フェノキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、シロキサン変性ポリイミド樹脂、ポリブタジエン樹脂、ポリプロピレン樹脂、スチレン−ブタジエン−スチレン共重合体、スチレン−エチレン−ブチレン−スチレン共重合体、ポリアセタール樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、ブチルゴム、クロロプレンゴム、ポリアミド樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン−アクリル酸共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体、ポリ酢酸ビニル、ナイロンなどが挙げられる。中でも、（メタ）アクリル系樹脂、フェノキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂およびポリイミド樹脂が好ましい。また、これらのフィルム形成性樹脂は１種単独で用いても、２種以上を併用してもよい。
なお、本発明において、「（メタ）アクリル系樹脂」とは、（メタ）アクリル酸およびその誘導体の重合体、または（メタ）アクリル酸およびその誘導体と他の単量体との共重合体を意味する。ここで、「（メタ）アクリル酸」などと表記するときは、「アクリル酸またはメタクリル酸」などを意味する。
前記（メタ）アクリル系樹脂としては、例えば、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリアクリル酸メチル、ポリアクリル酸エチル、ポリアクリル酸ブチル、ポリアクリル酸−２−エチルヘキシルなどのポリアクリル酸エステル、ポリメタクリル酸メチル、ポリメタクリル酸エチル、ポリメタクリル酸ブチルなどのポリメタクリル酸エステル、ポリアクリロニトリル、ポリメタクリロニトリル、ポリアクリルアミド、アクリル酸ブチル−アクリル酸エチル−アクリロニトリル共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン−アクリル酸共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体、アクリロニトリル−スチレン共重合体、メタクリル酸メチル−スチレン共重合体、メタクリル酸メチル−アクリロニトリル共重合体、メタクリル酸メチル−α−メチルスチレン共重合体、アクリル酸ブチル−アクリル酸エチル−アクリロニトリル−２−ヒドロキシエチルメタクリレート−メタクリル酸共重合体、アクリル酸ブチル−アクリル酸エチル−アクリロニトリル−２−ヒドロキシエチルメタクリレート−アクリル酸共重合体、アクリル酸ブチル−アクリロニトリル−２−ヒドロキシエチルメタクリレート共重
合体、アクリル酸ブチル−アクリロニトリル−アクリル酸共重合体、アクリル酸ブチル−アクリル酸エチル−アクリロニトリル共重合体、アクリル酸エチル−アクリロニトリル−Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド共重合体などが挙げられる。中でも、アクリル酸ブチル−アクリル酸エチル−アクリロニトリル共重合体、アクリル酸エチル−アクリロニトリル−Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミドが好ましい。また、これらの（メタ）アクリル系樹脂は１種単独で用いても、２種以上を併用してもよい。
このような（メタ）アクリル系樹脂のうち、半導体ウエハーまたは半導体チップへの密着性および他の樹脂との相溶性を向上させることができるという観点から、ニトリル基、エポキシ基、水酸基、カルボキシル基などの官能基を有する単量体を共重合させてなる（メタ）アクリル系樹脂が好ましい。このような（メタ）アクリル系樹脂において、前記官能基を有する単量体の配合量は特に限定されないが、（メタ）アクリル系樹脂合成時の全単量体１００ｍｏｌ％に対して０．１〜５０ｍｏｌ％であることが好ましく、０．５〜４５ｍｏｌ％であることがより好ましく、１〜４０ｍｏｌ％であることが特に好ましい。前記官能基を有する単量体の配合量が前記下限値未満になると密着性が十分に向上しない傾向にあり、他方、前記上限を超えると粘着力が強すぎて作業性が十分に向上しない傾向にある。
前記（メタ）アクリル系樹脂の重量平均分子量は特に限定されないが、１０万以上であることが好ましく、１５万〜１００万であることがより好ましく、２５万〜９０万であることが特に好ましい。前記重量平均分子量が前記範囲内にあると製膜性を向上させることが可能となる。
本発明においてフィルム形成性樹脂成分としてフェノキシ樹脂を用いる場合、その数平均分子量は、５０００〜２００００であることが好ましく、６０００〜１８０００であることがより好ましく、８０００〜１６０００であることが特に好ましい。このようなフェノキシ樹脂を用いることにより、硬化前の樹脂組成物の流動性を抑制することができる
。
前記フェノキシ樹脂の骨格は、ビスフェノールＡタイプ、ビスフェノールＦタイプ、ビフェニルタイプなどが挙げられるが、本発明ではこれらに限定されない。また、飽和吸水率が１％以下であるフェノキシ樹脂は、接着時や半田実装時の高温下において、発泡または剥離などの発生を抑えることができるため好ましい。なお、飽和吸水率は、フェノキシ樹脂を２５μｍ厚のフィルムに加工し、１００℃雰囲気中で１時間乾燥（絶乾状態）し、さらに、そのフィルムを４０℃、９０％ＲＨ雰囲気の恒温恒湿槽に放置し、質量変化を２４時間おきに測定し、質量変化が飽和した時点の質量を用いて、下記式により算出することができる。
飽和吸水率（％）＝｛（飽和した時点の質量）−（絶乾時点の質量）｝／
（絶乾時点の質量）×１００
本発明に用いられるポリイミド樹脂としては、繰り返し単位中にイミド結合を持つ樹脂であれば特に限定されず、例えば、ジアミンと酸二無水物を反応させ、得られたポリアミド酸を加熱、脱水閉環することにより得られるものが挙げられる。
前記ジアミンとしては、例えば、３，３’−ジメチル−４，４’ジアミノジフェニル、４，６−ジメチル−ｍ−フェニレンジアミン、２，５−ジメチル−ｐ−フェニレンジアミンなどの芳香族ジアミン、１，３−ビス（３−アミノプロピル）―１，１，３，３―テトラメチルジシロキサンなどのシロキサンジアミンが挙げられる。これらのジアミンは１種単独で用いても、２種以上を併用してもよい。
また、前記酸二無水物としては、３，３，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸、ピロメリット酸二無水物、４，４’−オキシジフタル酸二無水物などが挙げられる。これらの酸二無水物は１種単独で用いても、２種以上を併用してもよい。
本発明に用いられるポリイミド樹脂は、溶剤に可溶なものでも、不溶なものでもよいが、他の成分と混合する際のワニス化が容易であり、取扱性に優れている点で溶剤可溶性のものが好ましい。特に、様々な有機溶媒に溶解できる点でシロキサン変性ポリイミド樹脂を用いることが好ましい。
本発明に用いられるポリアミド樹脂は、特に制限されないが、例えば、６−ナイロン、１２−ナイロン等環状脂肪族ラクタムを開環重合したもの、６，６−ナイロン、４，６−ナイロン、６，１０−ナイロン、６，１２−ナイロン等脂肪族ジアミンと脂肪族ジカルボン酸とを縮重合させたもの、芳香族ジアミンと脂肪族ジカルボン酸とを縮重合させたもの、芳香族ジアミンと芳香族ジカルボン酸とを縮重合させたもの、アミノ酸を縮重合させたもの等が挙げられる。
本発明で用いられるポリアミド樹脂の分子量は、特に制限されないが、例えば、５０００〜１０００００が好ましく、８０００〜５００００が特に好ましい。分子量が上記範囲以下であると、成形性は良好であるがフィルムの機械強度が弱く、上記範囲以上であると粘度が高くなり、半導体ウエハーの端子と半導体チップの端子間の樹脂組成物の排除性が低下し、接続性が低下する。
本発明に用いられるポリアミド樹脂は、溶剤に可溶なものでも、不溶なものでもよいが、他の成分と混合する際のワニス化が容易であり、取扱性に優れている点で溶剤可溶性のものがより好ましい。
本発明に用いられるポリエステル樹脂は、特に制限されないが、酸成分としてテレフタル酸等の２価の酸またはエステル形成能を持つそれらの誘導体を用い、グリコール成分として炭素数２〜１０のグリコール、その他の２価のアルコールまたはエステル形成能を有するそれらの誘導体等を用いて得られる飽和ポリエステル樹脂をいう。
前記ポリエステル樹脂としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリトリメチレンテレフタレート樹脂、ポリヘキサメチレンテレフタレート樹脂等のポリアルキレンテレフタレート樹脂等が挙げられる。
前記ポリエステル樹脂は、必要に応じて他の成分を共重合したポリエステル樹脂でも良い。前記共重合する成分としては、特に制限はないが、例えば、公知の酸成分、アルコール成分、フェノール成分またはエステル形成能を持つこれらの誘導体、ポリアルキレングリコール成分等が挙げられる。
前記共重合可能な酸成分としては、例えば、２価以上の炭素数８〜２２の芳香族カルボン酸、２価以上の炭素数４〜１２の脂肪族カルボン酸、さらには、２価以上の炭素数８〜１５の脂環式カルボン酸、およびエステル形成能を有するこれらの誘導体が挙げられる。前記共重合可能な酸成分の具体例としては、例えばテレフタル酸、イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、ビス（ｐ−カルボジフェニル）メタンアントラセンジカルボン酸、４−４‘−ジフェニルカルボン酸、１，２−ビス（フェノキシ）エタン−４，４’−ジカルボン酸、５−ナトリウムスルホイソフタル酸、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸、ドデカンジオン酸、マレイン酸、トリメシン酸、トリメリット酸、ピロメリット酸、１，３−シクロヘキサンジカルボン酸、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸およびエステル形成能を有するこれらの誘導体が挙げられる。これらは、単独あるいは２種以上を併用して用いることができる。
前記共重合可能なアルコールおよび／またはフェノール成分としては、例えば、２価以上の炭素数２〜１５の脂肪族アルコール、２価以上の炭素数６〜２０の脂環式アルコール、炭素数６〜４０の２価以上の芳香族アルコールまたは、フェノールおよびエステル形成能を有するこれらの誘導体が挙げられる。前記共重合可能なアルコールおよび／またはフェノール成分の具体例としては、エチレングリコール、プロパンジオール、ブタンジオール、ヘキサンジオール、デカンジオール、ネオペンチルグリコール、シクロヘキサンジメタノール、シクロヘキサンジオール、２，２‘−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン、２，２’−ビス（４−ヒドロキシシクロヘキシル）プロパン、ハイドロキノン、グリセリン、ペンタエリスリトール、などの化合物、およびエステル形成能を有するこれらの誘導体、ε−カプロラクトン等の環状エステルが挙げられる。
前記共重合可能なポリアルキレングリコール成分としては、例えば、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコールおよび、これらのランダムまたはブロック共重合体、ビスフェノール化合物のアルキレングリコール（ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、およびこれらのランダムまたはブロック共重合体等）付加物等の変性ポリオキシアルキレングリコール等が挙げられる。
本発明においては、このようなフィルム形成性樹脂として市販品を使用することができ、さらに、本発明の効果を損ねない範囲で、可塑剤、安定剤、無機フィラー、帯電防止剤、酸化防止剤や顔料などの各種添加剤を配合したものを使用することもできる。
本発明に係る樹脂組成物において、前記フィルム形成性樹脂の含有量は、使用する樹脂組成物の形態に応じて適宜設定することができる。
例えば、２５℃でフィルム状の樹脂組成物の場合には、フィルム形成性樹脂の含有量は、樹脂組成物の全重量に対して、３重量％以上であることが好ましく、１０重量％以上であることがより好ましく、１５重量％以上であることが特に好ましい。また、５０重量％以下であることが好ましく、４５重量％以下であることがより好ましく、４０重量％以下であることが特に好ましい。フィルム形成性樹脂の含有量が前記範囲内にあると溶融前の樹脂組成物の流動性を抑制することができ、樹脂組成物を容易に取り扱うことが可能となる。
（ｄ）硬化促進剤
本発明に係る熱硬化性樹脂を含む樹脂組成物は、硬化促進剤を含むものであることが好ましい。硬化促進剤を添加することによって、第１の端子２１３と第２の端子２２３を接続した後、樹脂組成物１００を容易に硬化することができる。
このような硬化促進剤としては、イミダゾール、２−メチルイミダゾール、２−ウンデシルイミダゾール、２−ヘプタデシルイミダゾール、１，２−ジメチルイミダゾール、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、２−フェニル−４−メチルイミダゾール、１−ベンジル−２−フェニルイミダゾール、１−ベンジル−２−メチルイミダゾール、１−シアノエチル−２−メチルイミダゾール、１−シアノエチル−２−エチル−４−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−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−ウンデシルイミダゾリウムトリメリテイト、１−シアノエチル−２−フェニルイミダゾリウムトリメリテイト、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’−ウンデシルイミダゾリル（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−トリアジンのイソシアヌル酸付加物、２−フェニルイミダゾールのイソシアヌル酸付加物、２−メチルイミダゾールのイソシアヌル酸付加物、２−フェニル−４，５−ジヒドロキシジメチルイミダゾール、２−フェニル−４−メチル−５−ヒ
これらの中でも、樹脂組成物の硬化が完了する前に半導体ウエハーの端子および半導体チップの端子を接続することができ、端子間を良好に接続できるという観点から、融点が１５０℃以上のイミダゾール化合物が好ましい。このような融点が１５０℃以上のイミダゾールとしては、２−フェニルイミダゾール、２−フェニル−４−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、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’−ウンデシルイミダゾリル（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−トリアジンのイソシアヌル酸付加物、２−フェニルイミダゾールのイソシアヌル酸付加物、２−フェニル−４，５−ジヒドロキシジメチルイミダゾール、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。また、本発明においては、このような硬化促進剤を１種単独で用いても、２種以上を併用してもよい。
本発明に係る樹脂組成物において、前記硬化促進剤の含有量は、使用する硬化促進剤の種類に応じて適宜設定することができる。
例えば、イミダゾール化合物を使用する場合には、イミダゾール化合物の含有量は、樹脂組成物の全重量に対して、０．００１重量％以上が好ましく、０．００３重量％以上がより好ましく、０．００５重量％以上が特に好ましい。また、１．０重量％以下が好ましく、０．７重量％以下がより好ましく、０．５重量％以下が特に好ましい。イミダゾール化合物の含有量が前記下限未満になると硬化促進剤としての作用が十分に発揮されず、樹脂組成物を十分に硬化できない場合がある。他方、イミダゾール化合物の含有量が前記上限を超えると、樹脂組成物の硬化が完了する前に半導体ウエハーの端子および半導体チップの端子間の樹脂組成物を排除できない場合があり、端子間の導通を確保できない場合がある。また、樹脂組成物の保存安定性が低下する場合がある。
（ｅ）充填材
本発明に係る熱硬化性樹脂を含む樹脂組成物は、充填材を更に含んでも良い。これにより、樹脂組成物の線膨張係数を低下させること、また、樹脂組成物の最低溶融粘度を調整することが容易となり、端子の電気的な接続を安定的に行うことができる。
前記充填材としては、例えば、銀、酸化チタン、シリカ、マイカ等を挙げることができるが、これらの中でもシリカが好ましい。また、シリカフィラーの形状としては、破砕シリカと球状シリカ等があるが、球状シリカが好ましい。
前記充填材の平均粒径は、特に限定されないが、０．０１μｍ以上、２０μｍ以下が好ましく、０．１μｍ以上、５μｍ以下が特に好ましい。上記範囲とすることで、樹脂組成物内で充填材の凝集を抑制し、外観を向上させることができる。
前記充填材の含有量は、特に限定されないが、前記樹脂組成物中０．１〜８０重量％が好ましく、特に０．５〜７５重量％が好ましく、１〜７０重量％が特に好ましい。充填材の含有量を上記下限値以上とするで、硬化後の樹脂組成物と被接着物との間の線膨張係数差が小さくなり、熱衝撃の際に発生する応力を低減させることができるため、被接着物の剥離をさらに確実に抑制することができる。また、充填材の含有量を上記上限値以下とすることで、硬化後の樹脂組成物の弾性率が高くなりすぎるのを抑制することができるため、半導体装置の信頼性が向上する。
（ｆ）その他の添加剤
本発明に係る樹脂組成物には、硬化剤（フラックスとして作用するものを除く）、シランカップリング剤、可塑剤、安定剤、粘着付与剤、滑剤、酸化防止剤、無機フィラー、帯電防止剤や顔料等の添加剤がさらに含まれていてもよい。
フラックス機能を有する化合物以外の硬化剤としては、フェノール類、アミン類、チオール類などが挙げられる。このような硬化剤は、熱硬化性樹脂の種類などに応じて適宜
選択することができる。例えば、熱硬化性樹脂としてエポキシ樹脂を使用する場合には
、エポキシ樹脂との良好な反応性、硬化時の低寸法変化および硬化後の適切な物性（例えば、耐熱性、耐湿性など）が得られる点で硬化剤としてフェノール類を用いることが好ましく、硬化性樹脂成分の硬化後の物性が優れている点で２官能以上のフェノール類がより好ましい。また、このような硬化剤は１種単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。
このようなフェノール類としては、例えば、ビスフェノールＡ、テトラメチルビスフェノールＡ、ジアリルビスフェノールＡ、ビフェノール、ビスフェノールＦ、ジアリルビスフェノールＦ、トリスフェノール、テトラキスフェノール、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂などが挙げられる。中でも、溶融粘度、エポキシ樹脂との反応性が良好であり、硬化後の物性が優れている点でフェノールノボラック樹脂およびクレゾールノボラック樹脂が好ましい。
本発明に係る樹脂組成物において、前記硬化剤の配合量は、使用する熱硬化性樹脂や硬化剤の種類、およびフラックス機能を有する化合物が硬化剤として機能する官能基を有する場合、その官能基の種類や使用量によって適宜選択することができる。例えば、フェノールノボラック樹脂を使用する場合、その配合量は、樹脂組成物の全重量に対して、１重量％以上であることが好ましく、３重量％以上であることがより好ましく、５重量％以上であることが特に好ましく、また、５０重量部％以下であることが好ましく、４０重量％以下であることがより好ましく、３０重量％以下であることが特に好ましい。フェノールノボラック樹脂の配合量が前記下限未満になると熱硬化性樹脂が十分に硬化しない傾向にあり、他方、前記上限を超えると未反応のフェノールノボラック樹脂が残存してイオンマイグレーションが発生しやすい傾向にある。
また、熱硬化性樹脂としてエポキシ樹脂を用いた場合には、フェノールノボラック樹
脂の配合量はエポキシ樹脂に対する当量比で規定してもよい。例えば、エポキシ樹脂に対するフェノールノボラック樹脂の当量比は０．５〜１．２であることが好ましく、０．６〜１．１であることがより好ましく、０．７〜０．９８であることが特に好ましい。前記当量比が前記下限未満になると、エポキシ樹脂の硬化後の耐熱性、耐湿性が低下しやすい傾向にあり、他方、前記上限を超えると未反応のフェノールノボラック樹脂が残存し、イオンマイグレーションが発生しやすい傾向にある。
前記シランカップリング剤としては、例えば、エポキシシランカップリング剤、芳香族含有アミノシランカップリング剤などが挙げられる。このようなシランカップリング剤を添加することにより、半導体ウエハーまたは半導体チップと樹脂組成物との密着性を高めることができる。また、このようなシランカップリング剤は１種単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。
本発明に係る樹脂組成物において、前記シランカップリング剤の配合量は、半導体ウエハーまたは半導体チップの界面や熱硬化性樹脂などの種類に応じて適宜選択することができ、例えば、樹脂組成物の全重量に対して、０．０１重量％以上であることが好ましく、
０．０５重量％以上であることがより好ましく、０．１重量％以上であることが特に好ましく、また、２重量％以下であることが好ましく、１．５重量％以下であることがより好ましく、１重量％以下であることが特に好ましい。
本発明において、前記熱硬化性樹脂を含む樹脂組成物は、上記各成分を混合・分散させることによって調製することができる。各成分の混合方法や分散方法は特に限定されず、従来公知の方法で混合、分散させることができる。
また、本発明においては、前記各成分を溶媒中でまたは無溶媒下で混合して液状の樹脂組成物を調製してもよい。このとき用いられる溶媒としては、各成分に対して不活性なものであれば特に限定はないが、例えば、アセトン、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、メチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）、ジイソブチルケトン（ＤＩＢＫ）、シクロヘキサノン、ジアセトンアルコール（ＤＡＡ）などのケトン類；ベンゼン、キシレン、トルエンなどの芳香族炭化水素類、メチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、ｎ−ブチルアルコールなどのアルコール類、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテートなどのセロソルブ類、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、ニ塩基酸エステル（ＤＢＥ）、３−エトキシプロピオン酸エチル（ＥＥＰ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）などが挙げられる。また、溶媒の使用量は、溶媒に混合した成分の固形分濃度が１０〜８０重量％となる量であることが好ましい。
本発明に係る熱硬化性樹脂を含む樹脂組成物の厚みは、特に制限されないが、１μｍ以上であることが好ましく、３μｍ以上であることがより好ましく、５μｍ以上であることが特に好ましく、また、２００μｍ以下であることが好ましく、１５０μｍ以下であることがより好ましく、１００μｍ以下であることが特に好ましい。樹脂組成物の厚みが前記範囲内にあると隣接する端子間の間隙に樹脂組成物を十分に充填することができる。また、樹脂組成物の硬化後の機械的接着強度および対向する端子間の電気的接続を十分に確保することができる。
次に、熱硬化性樹脂を含む樹脂組成物の製造方法について説明する。
本発明に用いる樹脂組成物が２５℃で液状の場合は、例えば、熱硬化性樹脂、その他の添加剤を秤量し、次いで、３本ロールや攪拌機等により各成分が均一に分散するように混合することにより樹脂組成物を作製することができる。
また、熱硬化性樹脂を含む樹脂組成物が２５℃でフィルム状の場合は、例えば、熱硬化性樹脂、その他の添加剤を秤量し、次いで、各成分を溶剤に溶解しワニスを作製し、次いで、ワニスをポリエステルシート等の剥離基材上に塗布し、所定の温度で乾燥し溶剤を揮散させることにより作製することができる。
［１Ａ−３］ 次に、図３（ｃ）に示すように、第１の端子２１３を有する機能面２１１側に樹脂組成物１００が設けられた第１の半導体ウエハー２１０と、第２の端子２２３を有する第１の半導体チップ２２０とを、機能面２１１と機能面２２１とが対向するようにして、半導体ウエハー２１０と、第１の半導体チップ２２０を配置させる。すなわち、機能面２１１と機能面２２１との間に樹脂組成物１００を介在させた状態で、半導体ウエハー２１０と、第１の半導体チップ２２０を配置させる。
そして、機能面２１１側における第１の端子２１３と、機能面２２１側における第２の端子２２３とが対応するように位置決めして、図３（ｃ）に示すようにして、樹脂組成物１００を介して半導体ウエハー２１０と、第１の半導体チップ２２０を重ね合わせること
により、半導体ウエハー２１０と第１の半導体チップ２２０とが積層された半導体ウエハー／第１の半導体チップ積層体２４０を形成する（第２の工程）。
［１Ａ−４］ 次に、図３（ｄ）に示すように、半導体ウエハー／第１の半導体チップ積層体２４０を、加熱する（第３の工程）。
前記加熱温度は、特に限定されるわけではないが、第１の端子２１３または第２の端子２２３の少なくとも一方が半田である場合、半田の融点より５℃以上高い温度が好ましく、１０℃以上高い温度がより好ましく、２０℃以上高い温度がさらに好ましく、３０℃以上高い温度が特に好ましい。
具体的には、前記加熱温度は、第１の端子２１３および第２の端子２２３の構成材料および樹脂組成物１００の構成材料等によっても異なるが、１００〜２６０℃程度であるのが好ましく、１３０〜２５０℃程度であるのがより好ましい。
なお、半導体ウエハー／半導体チップ積層体２４０の加熱は、所定の単一温度で加熱する場合の他、例えば、１８０℃で１００秒加熱した後、２５０℃で１００秒加熱するステップキュアや、１８０℃で１０秒熱圧着した後、２４０℃で１０分オーブン硬化させるポストキュアを行うようにしてもよい。これにより、第１の端子２１３と第２の端子２２３の金属接合により、確実に電気的に接続することができ、接続抵抗が低く、接続信頼性が高い導電部２２５を形成することができる。
また、樹脂組成物１００の硬化が、第１の端子２１３と第２の端子２２３の金属接合に遅れて完了することにより、導電部２２５の領域以外の領域に、樹脂組成物１００の硬化物で構成される絶縁部２２６を形成することができ、隣接する導電部２２５同士を確実に絶縁することができるとともに、半導体ウエハー２１０と第１の半導体チップ２２０とを確実に接着することができる。
樹脂組成物１００の硬化は、樹脂組成物の組成に応じて適宜設定することができるが、前記加熱工程での加熱温度より少なくとも５℃低い温度であることが好ましく、少なくとも１０℃低い温度であることが特に好ましい。具体的には、１００℃以上であることが好ましく、１２０℃以上であることがより好ましく、１３０℃以上であることが特に好ましく、１５０℃以上であることが最も好ましい。また、３００℃以下であることが好ましく、２６０℃以下であることがより好ましく、２５０℃以下であることが特に好ましく、２４０℃以下であることが最も好ましい。硬化温度が前記範囲内にあると、樹脂組成物１００が熱分解せず、樹脂組成物１００を十分に硬化させることができる。
以上のようにして、第１の端子２１３と第２の端子２２３を金属接合させた後、次いで、樹脂組成物１００を硬化させる。その結果、樹脂組成物１００’を介して半導体ウエハー２１０と第１の半導体チップ２２０とが固着することとなり、第１の端子２１３と第２の端子２２３を金属接合した固化物で構成される導電部２２５により、半導体ウエハーの第１の端子２１３と第１の半導体チップの第２の端子２２３とが電気的に接続された半導体ウエハー／第１の半導体チップ接合体２５０を形成することができる。
ここで、本発明では、半導体ウエハーの第１の端子２１３および第１の半導体チップの第２の端子２２３間は、導電部２２５のような固化物を介して電気的に接続される。そのため、後述する電子部品１０の駆動時に、半導体チップ２０の発熱により、たとえ樹脂組成物１００で構成される絶縁部２２６が膨張したとしても、この電気的接続が切断されるのを好適に防止することができ、半導体ウエハーの第１の端子２１３および第１の半導体チップの第２の端子２２３間で安定的な導通を得ることができる。すなわち、半導体ウエハーの第１の端子２１３および第１の半導体チップの第２の端子２２３間で接続信頼性に
優れた電気的接続を得ることができる。
導電部２２５の厚さ、すなわち、半導体ウエハー／第１の半導体チップ接合体２５０における、樹脂組成物１００’の厚さ（平均）は、特に限定されないが、３〜２００μｍ程度であるのが好ましく、５〜１５０μｍ程度であるのがより好ましい。このように半導体ウエハー２１０と第１の半導体チップ２２０間の離隔距離を小さくすることにより、半導体ウエハー／第１の半導体チップ接合体２５０を個片化することにより得られる半導体チップ２０の厚さを薄くすることができる。その結果、この半導体チップ２０を備える電子部品１０の全体としての厚さをも薄くすることができ、さらに電子部品１０の軽量化を図ることができる。
換言すれば、一つの電子部品１０内に搭載することができる半導体チップ２０の集積密度を高めることができ、また、電子部品１０全体を小型化することができる。また、それぞれの機能面２１１、２２１に設けられた第１の端子２１３および第２の端子２２３同士の間隔を小さくすることができるので、信号の高速化を実現することができる。
＜第２の製造方法＞
次に、半導体装置の第２の製造方法を用いて半導体ウエハー／第１の半導体チップ接合体２７０を得る方法について図４を用いて説明する。
［１Ｂ−１］ まず、図４（ａ）に示すように、それぞれに、図示しない複数の個別回路が形成された接続部２１４を有する半導体ウエハー２１０と、接続部２２４を有する第１の半導体チップ２２０とを用意する（第１の工程）。
本実施形態では、図４（ａ）に示すように、半導体ウエハー２１０、第１の半導体チップ２２０は、それぞれ、それらの機能面２１１、裏面２２２に設けられた接続部２１４および２２４に連結する第１の端子２１３および第２の端子２２３を有している。
［１Ｂ−２］ 次に、図４（ｂ）に示すように、半導体ウエハー２１０の機能面２１１に、樹脂組成物１００を形成する。
樹脂組成物１００を機能面２１１上に形成する方法としては、特に制限はなく、第１の製造方法と同様の方法を用いることができる。
なお、本実施形態では、樹脂組成物１００は、半導体ウエハー２１０の機能面２１１側に単独で設けているが、第１の半導体チップ２２０の裏面２２２側に単独で設けるようにしてもよいし、半導体ウエハー２１０の機能面２１１側と第１の半導体チップ２２０の裏面２２２側との双方に設けるようにしてもよい。なお、半導体装置の製造方法における工程の簡略化を図るという観点からは、機能面２１１および裏面２２２のうちのいずれか一方に樹脂組成物１００を設けるのが好ましく、形成される半導体ウエハー／第１の半導体チップ接合体２７０の密着性の向上を図るという観点からは機能面２１１および裏面２２２の双方に樹脂組成物１００を設けるのが好ましい。
ここで、樹脂組成物１００は、前記第１の製造方法で使用される樹脂組成物１００と同様のものを使用することができ、また、樹脂組成物１００を半導体ウエハー２１０または第１の半導体チップ２２０に形成する方法も同様のものを使用することができる。
［１Ｂ−３］ 次に、図４（ｃ）に示すように、第１の端子２１３を有する機能面２１１側に樹脂組成物１００が設けられた第１の半導体ウエハー２１０と、裏面２２２側に第２の端子２２３を有する第１の半導体チップ２２０とを、機能面２１１と裏面２２２とが
対向するようにして、半導体ウエハー２１０と、第１の半導体チップ２２０を配置させる。すなわち、機能面２１１と裏面２２２との間に樹脂組成物１００を介在させた状態で、半導体ウエハー２１０と、第１の半導体チップ２２０を配置させる。
そして、機能面２１１側における第１の端子２１３と、裏面２２２側における第２の端子２２３とが対応するように位置決めして、図４（ｃ）に示すようにして、樹脂組成物１００を介して半導体ウエハー２１０と、第１の半導体チップ２２０を重ね合わせることにより、半導体ウエハー２１０と第１の半導体チップ２２０とが積層された半導体ウエハー／第１の半導体チップ積層体２６０を形成する（第２の工程）。
［１Ｂ−４］ 次に、図４（ｄ）に示すように、半導体ウエハー／第１の半導体チップ積層体２６０を加熱する（第３の工程）。
この際、第１の端子２１３と第２の端子２２３の金属接合に遅れて、樹脂組成物１００が硬化するように徐々に加熱するのが好ましい。ここで、前記加熱温度は、第１の製造方法と同様の条件で行うことができる。
また、樹脂組成物１００の硬化が、第１の端子２１３と第２の端子２２３の金属接合に遅れて完了することにより、半導体ウエハー２１０と第１の半導体チップ２２０との間に第１の端子２１３と第２の端子２２３を金属接合した導電部２２５以外の領域に、樹脂組成物１００で構成される絶縁部２２６を形成することができ、隣接する導電部２２５同士を確実に電気的に絶縁することができるとともに、半導体ウエハー２１０と第１の半導体チップ２２０とを確実に接合することができる。
以上のようにして、第１の端子２１３と第２の端子２２３を金属接合させた後、次いで、樹脂組成物１００を硬化させる。その結果、樹脂組成物１００’を介して半導体ウエハー２１０と第１の半導体チップ２２０とが固着することとなり、第１の端子２１３と第２の端子２２３が金属接合した固化物で構成される導電部２２５により、半導体ウエハーの第１の端子２１３と第１の半導体チップの第２の端子２２３とが電気的に接続された半導体ウエハー／第１の半導体チップ接合体２７０を形成することができる。
ここで、本発明では、半導体ウエハーの第１の端子２１３および第１の半導体チップの第２の端子２２３間は、導電部２２５のような固化物を介して電気的に接続される。そのため、後述する電子部品９０の駆動時に、半導体チップ３０（２つの積層体）の発熱により、たとえ樹脂組成物で構成される絶縁部２２６が膨張したとしても、この電気的接続が切断されるのを好適に防止することができ、半導体ウエハーの第１端子２１３および第１の半導体チップの第２の端子２２３間で安定的な導通を得ることができる。すなわち、半導体ウエハーの第１の端子２１３および第１の半導体チップの第２の端子２２３間で接続信頼性に優れた電気的接続を得ることができる。
導電部２２５の厚さ、すなわち、半導体ウエハー／第１の半導体チップ接合体２７０における、樹脂組成物１００’の厚さ（平均）は、特に限定されないが、第１の製造方法と同様にすることが好ましい。このように半導体ウエハー２１０と第１の半導体チップ２２０間の間隔を小さくすることにより、半導体ウエハー／第１の半導体チップ接合体２７０を個片化することにより得られる半導体チップ３０（２つの積層体）の厚さを薄くすることができる。
換言すれば、一つの電子部品９０内に搭載することができる半導体チップ３０の集積密度を高めることができ、また、電子部品９０全体を小型化することができる。また、それぞれの機能面２１１、裏面２２２に設けられた第１の端子２１３および第２の端子２２３
の間隔を小さくすることができるので、信号の高速化を実現することもできる。
＜第３の製造方法＞
次に、半導体装置の第３の製造方法を用いて半導体ウエハー／第１の半導体チップ／第２の半導体チップ接合体２９０を得る方法について図５を用いて説明する。
［１Ｃ−１］ まず、図５（ａ）に示すように、それぞれに、図示しない複数の個別回路が形成された接続部２１４および２２４を有する半導体ウエハー２１０／第１の半導体チップ２２０の接合体２７０と、接続部２３４を有する第２の半導体チップ２３０とを用意する（第１の工程）。
本実施形態では、図５（ａ）に示すように、半導体ウエハー２１０／第１の半導体チップ２２０の接合体２７０と、第２の半導体チップ２３０は、それらの機能面２２１、裏面２３２に設けられ個別回路に接続する複数の第３の端子２２７および第４の端子２３３を有している。
［１Ｃ−２］ 次に、図５（ｂ）に示すように、第２半導体チップの裏面２３２に、樹脂組成物１００を形成する。
樹脂組成物１００を裏面２３２上に形成する方法としては、特に制限はなく、第１の製造方法と同様の方法を用いることができる。
なお、本実施形態では、樹脂組成物１００は、第２の半導体チップ２３０の裏面２３２側に単独で設けているが、第１の半導体チップ２２０の機能面２２１側に単独で設けるようにしてもよいし、第２の半導体チップ２３０の裏面２３２側と第１の半導体チップ２２０の機能面２２１側との双方に設けるようにしてもよい。なお、半導体装置の製造方法における工程の簡略化を図るという観点からは、機能面２２１および裏面２３２のうちのいずれか一方に樹脂組成物１００を設けるが好ましく、形成される半導体ウエハー／第１の半導体チップ／第２の半導体チップ接合体２９０の密着性の向上を図るという観点からは裏面２３２および機能面２２１の双方に樹脂組成物１００を設けるのが好ましい。
ここで、樹脂組成物１００は、前記第１の製造方法で使用される樹脂組成物１００と同様のものを使用することができ、また、樹脂組成物１００を第２の半導体チップ２３０または第１の半導体チップ２２０に形成する方法も同様のものを使用することができる。
［１Ｃ−３］ 次に、図５（ｃ）に示すように、裏面２３２側に樹脂組成物１００が設けられた第２の半導体チップ２３０と、第１の半導体チップ２２０とを、裏面２３２と機能面２２１とが対向するようにして、第２の半導体チップ２３０と、半導体ウエハー／第１の半導体チップ接合体２７０を配置させる。すなわち、機能面２２１と裏面２３２との間に樹脂組成物１００を介在させた状態で、第２の半導体チップ２３０と、半導体ウエハー／第１の半導体チップ接合体２７０を配置させる。
そして、機能面２２１側における第３の端子２２７と、裏面２３２側における第４の端子２３３とが対応するように位置決めして、図５（ｃ）に示すようにして、樹脂組成物１００を介して第２の半導体チップ２３０と、半導体ウエハー／第１の半導体チップの接合体２７０を重ね合わせることにより、第２の半導体チップ２３０と半導体ウエハー／第１の半導体チップの接合体２７０とが積層された半導体ウエハー／第１の半導体チップ／第２の半導体チップ積層体２８０を形成する（第２の工程）。
［１Ｃ−４］ 次に、図５（ｄ）に示すように、半導体ウエハー／第１の半導体チップ
／第２の半導体チップ積層体２８０を加熱する（第３の工程）。
この際、第３の端子２２７と第４の端子２３３に遅れて、樹脂組成物１００が硬化するように徐々に加熱するのが好ましい。ここで、前記加熱温度は、第１の製造方法と同様の条件で行うことができる。
また、樹脂組成物の硬化が、第３の端子２２７と第４の端子２３３の金属接合に遅れて完了することにより、第１の半導体チップ２２０と第２の半導体チップ２３０との間の第３の端子２２７と第４の端子２３３の金属接合した導電部２３５の領域以外の領域に、樹脂組成物１００の硬化物で構成される絶縁部２３６を形成することができ、隣接する導電部２３５同士を確実に電気的に絶縁することができるとともに、第１の半導体チップ２２０と第２の半導体チップ２３０とを確実に接合することができる。
以上のようにして、第３の端子２２７と第４の端子２３３の金属接合させた後、次いで、樹脂組成物１００を硬化させる。その結果、樹脂組成物１００’を介して第１の半導体チップ２２０と第２の半導体チップ２３０とが固着することとなり、第３の端子２２７と第４の端子２３３が金属接合した固化物で構成される導電部２３５により、第１半導体チップの第３の端子２２７と、第２の半導体チップの第４の端子２３３とが電気的に接続された半導体ウエハー／第１の半導体チップ／第２の半導体チップ接合体２９０を形成することができる。
ここで、本発明では、半導体ウエハーの端子、第１の半導体チップの端子および第２の半導体チップの端子間は、導電部２２５および２３５のような固化物を介して電気的に接続される。そのため、半導体チップ３０’（３つの積層体）の発熱により、たとえ樹脂組成物で構成される絶縁部２２６および２３６が膨張したとしても、この電気的接続が切断されるのを好適に防止することができ、半導体ウエハー、第１の半導体チップおよび第２の半導体チップ間で安定的な導通を得ることができる。すなわち、半導体ウエハー、第１の半導体チップおよび第２の半導体チップ間で接続信頼性に優れた電気的接続を得ることができる。
導電部２３５の厚さ、すなわち、半導体ウエハー／第１の半導体チップ／第２の半導体チップ接合体２９０における、樹脂組成物１００’の厚さ（平均）は、特に限定されないが、第１の製造方法と同様にすることが好ましい。このように第１の半導体チップ２２０と第２の半導体チップ２３０間の間隔を小さくすることにより、半導体ウエハー／第１の半導体チップ接合体／第２の半導体チップ接合体２９０を個片化することにより得られる半導体チップ３０’（２つの積層体）の厚さを薄くすることができる。
換言すれば、一つの電子部品内に搭載することができる半導体チップ３０’の集積密度を高めることができ、また、電子部品全体を小型化することができる。また、それぞれの機能面２２１、裏面２３２に設けられた第３の端子２２７および第４の端子２３３の間隔を小さくすることができるので、信号の高速化を実現することもできる。
ここで、第１および第２の製造方法では、半導体ウエハーに半導体チップを１段、第３の製造方法では、半導体ウエハーに半導体チップを２段積層する実施形態について記載したが、本発明は、これに限定されることなく、半導体チップの積層は３段以上行ってもよい。
また、第１〜第３の製造方法では、機能面同士の積層または機能面と裏面の積層を記載したが、これに限定されることなく、裏面同士の積層を行ってもよい。
［２］ 次に、図３（ｅ）、図４（ｅ）および図５（ｅ）に示すように、半導体ウエハー２１０、第１の半導体チップ２２０、第２の半導体チップ２３０に形成された個別回路に対応するように、半導体ウエハー／第１の半導体チップ接合体２５０、２７０または半導体ウエハー／第１の半導体チップ／第２の半導体チップ接合体２９０を個片化することにより、複数の半導体チップ（積層体）２０、３０、３０’ を得る。
このように、本発明の半導体装置の製造方法により形成された半導体ウエハー／第１の半導体チップ接合体２５０、２７０または半導体ウエハー／第１の半導体チップ／第２の半導体チップ接合体２９０を個片化して、一括して複数の半導体チップ（積層体）２０、３０、３０’を得る構成とすることにより、上述した従来技術で説明したように、半導体チップと半導体ウエハーを積層・接合して個片化する場合と比較して、半導体チップ間の安定的な電気的接続が得られ、また、良品のみを積層することができることから歩留り良く半導体チップ（半導体チップ接合体）２０、３０、３０’を製造することができる。
［３］ 次に、上面に配線パターン５０と、下面にバンプ６０とがそれぞれ設けられたインターポーザー４０（基板）を用意し、このインターポーザー４０上に配線パターン５０を介して半導体チップ（積層体）２０、３０、３０’を搭載する。
以上のような工程を経ることにより、電子部品１０および９０を製造することができる。
［３Ａ］半導体チップ（２つの積層体）２０をインターポーザー４０上に配線パターン５０を介して搭載する方法は、特に限定されないが、エポキシ系樹脂等の各種樹脂材料で構成される接着剤８０で搭載することができる。さらに、ワイヤー（金線）７０により、インタポーザー４０と半導体チップ（２つの積層体）２０の電気的接続を行うことができる。
［３Ｂ］また、半導体チップ（２つの積層体）３０または半導体チップ（３つの積層体）３０’をインターポーザー４０上に配線パターン５０を介して搭載する方法は、特に限定されないが、第１および第２の製造方法で説明した樹脂組成物と同様のものを用い半導体チップ（半導体チップ接合体）３０または３０’とインターポーザー４０上の配線パターン５０を電気的に接続することができる。
このようにして製造された電子部品１０および９０は、一つのパッケージ内に搭載することができる半導体チップ２０または３０または３０’の集積密度を高めることができるので、電子機器の高機能化および小型化に対応することができる。
なお、本発明の電子部品の製造方法により製造された電子部品１０および９０は、例えば、携帯電話、デジタルカメラ、ビデオカメラ、カーナビゲーション、パーソナルコンピュータ、ゲーム機、液晶テレビ、液晶ディスプレイ、有機エレクトロルミネッセンスディスプレイ、プリンタ等に広く用いることができる。
以上、本発明の半導体装置の製造方法および電子部品の製造方法について説明したが、本発明は、これらに限定されるものではない。
本発明の半導体装置の製造方法は、半導体ウエハーおよび半導体チップ間を電気的に接続し、半導体ウエハーと半導体チップを固着する際に好適に用いることができる。本発明の半導体装置の製造方法を用いることで、半導体ウエハーおよび半導体チップ間の良好な電気的接続を実現できるとともに、半導体チップ（積層体）を製造する際の歩留りを向上することができる。また、本発明の半導体装置の製造方法を用いることで、電子部品の小型化、薄型化の要求にも対応することが可能である。
１０、９０ 電子部品
２０、３０、３０’ 半導体チップ（積層体）
４０ インターポーザー
５０ 配線パターン
６０ バンプ
７０ ワイヤ（金線）
８０ 接着剤
１００、１００’ 樹脂組成物
２１０ 半導体ウエハー
２２０ 第１の半導体チップ
２３０ 第２の半導体チップ
２１１、２２１、２３１ 機能面
２１２、２２２、２３２ 裏面
２１３ 第１の端子
２２３ 第２の端子
２２７ 第３の端子
２３３ 第４の端子
２１４、２２４、２３４ 接続部
２２５、２３５ 導電部
２２６、２３６ 絶縁部
２４０、２６０ 半導体ウエハー／第１の半導体チップ積層体
２５０、２７０ 半導体ウエハー／第１の半導体チップ接合体
２８０ 半導体ウエハー／第１の半導体チップ／第２の半導体チップ積層体
２９０ 半導体ウエハー／第１の半導体チップ／第２の半導体チップ接合体
５１０ 第１の半導体チップ
５２０ 半導体ウエハー
５１１、５２１ 接続部
５３０ 接合体
５４０ 第２の半導体チップ
５５０ 半導体チップ接合体
６２０ バンプ
６３０ インターポーザー
６４０ 配線パターン

Claims (21)

  1. 第１の端子を有する半導体ウエハーと第２の端子を有する第１の半導体チップとを積層して電気的に接続する半導体装置の製造方法であって、
    前記半導体ウエハーおよび前記第１の半導体チップをそれぞれ用意する第１の工程と、
    前記半導体ウエハーと、前記第１の半導体チップとの間に、熱硬化性樹脂を含む樹脂組成物を介在させるとともに、前記半導体ウエハーの第１の端子と、前記第１の半導体チップの第２の端子とが対応するように位置決めして、前記半導体ウエハーと第１の半導体チップとが積層された半導体ウエハー／第１の半導体チップ積層体を得る第２の工程と、
    前記半導体ウエハー／第１の半導体チップ積層体を加熱することにより、前記半導体ウエハーの第１の端子と前記第１の半導体チップの第２の端子との間を電気的に接続し、さらに、前記樹脂組成物を硬化させて、前記半導体ウエハーと前記第１の半導体チップとが固着することにより、前記半導体ウエハーの第１の端子と前記第１の半導体チップの第２の端子とが電気的に接続された半導体ウエハー／第１の半導体チップ接合体を得る第３の工程と、
    を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
  2. 前記第１の端子または前記第２の端子の少なくともいずれか一方の端子の表面に、半田が形成されている、請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
  3. 前記熱硬化性樹脂を含む樹脂組成物が、さらに、フラックス機能を有する化合物を含む請求項１また２に記載の半導体装置の製造方法。
  4. 前記第３の工程において、前記半導体ウエハー／第１の半導体チップ積層体が加熱される際に、前記第１の端子と第２の端子の電気的な接続の後に、前記樹脂組成物の硬化が完了する請求項１ないし３のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
  5. 前記第１の半導体チップの第２の端子とは反対側の面に第２の半導体チップがさらに配設されてなる請求項１ないし４のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
  6. 前記半導体ウエハー／第１の半導体チップ接合体と第４の端子を有する第２の半導体チップとを積層して電気的に接続する半導体装置の製造方法であって、
    前記半導体ウエハー／第１の半導体チップ接合体および前記第２の半導体チップをそれぞれ用意する第１の工程と、
    前記半導体ウエハー／第１の半導体チップ接合体と、前記第２の半導体チップとの間に、熱硬化性樹脂を含む樹脂組成物を介在させるとともに、前記第１の半導体チップの第２の端子とは反対側の面に配設された第３の端子と前記第４の端子とが対応するように位置決めして、前記半導体ウエハー／第１の半導体チップ接合体と第２の半導体チップとが積層された半導体ウエハー／第１の半導体チップ／第２の半導体チップ積層体を得る第２の工程と、
    前記半導体ウエハー／第１の半導体チップ／第２の半導体チップ積層体を加熱することにより、前記第３の端子と前記第４の端子との間を電気的に接続し、さらに、前記樹脂組成物を硬化させて、前記半導体ウエハー／第１の半導体チップ接合体と前記第２の半導体チップとが固着することにより、前記半導体ウエハー／第１の半導体チップ接合体と前記第２の半導体チップとが電気的に接続された半導体ウエハー／第１の半導体チップ／第２の半導体チップ接合体を得る第３の工程と、
    を有することを特徴とする、請求項１ないし５のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
  7. 前記第３の端子または前記第４の端子の少なくともいずれか一方の端子の表面に、半田
    が形成されている、請求項６に記載の半導体装置の製造方法。
  8. 前記熱硬化性樹脂を含む樹脂組成物が、さらに、フラックス機能を有する化合物を含む請求項６または７に記載の半導体装置の製造方法。
  9. 前記第３の工程において、前記半導体ウエハー／第１の半導体チップ／第２の半導体チップ積層体が加熱される際に、前記第３の端子と第４の端子の電気的な接続の後に、前記樹脂組成物の硬化が完了する請求項６ないし８のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
  10. 前記フラックス機能を有する化合物が、カルボキシル基および／またはフェノール性水酸基とを有するフラックス機能を有する化合物である請求項３ないし５のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
  11. 前記フラックス機能を有する化合物が、カルボキシル基および／またはフェノール性水酸基とを有するフラックス機能を有する化合物である請求項８または９に記載の半導体装置の製造方法。
  12. 前記フラックス機能を有する化合物が、１分子中に２個のフェノール性水酸基と、少なくとも１個の芳香族に直接結合したカルボキシル基とを有するフラックス機能を有する化合物である、請求項１０または１１のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
  13. 前記フラックス機能を有する化合物が、下記一般式（１）で示される化合物を含む、請求項１０ないし１２のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
    ＨＯＯＣ−（ＣＨ２）ｎ−ＣＯＯＨ （１）
    （式（１）中、ｎは、１〜２０の整数である。）
  14. 前記フラックス機能を有する化合物が、下記一般式（２）及び／又は（３）で示される化合物を含む、請求項１０ないし１２のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
    Figure 2011108770
     ［式中、Ｒ１〜Ｒ５は、それぞれ独立して、１価の有機基であり、Ｒ１〜Ｒ５の少なくとも一つは水酸基である。］
    Figure 2011108770
     ［式中、Ｒ６〜Ｒ２０は、それぞれ独立して、１価の有機基であり、Ｒ６〜Ｒ２０の少なくとも一つは水酸基又はカルボキシル基である。］
  15. 前記熱硬化性樹脂を含む樹脂組成物が、さらに、充填材を含む請求項１ないし１４のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
  16. 前記充填材の含有量が、０．１重量％以上８０重量％未満である請求項１５に記載の半導体装置の製造方法。
  17. 請求項１ないし１６のいずれかに記載の製造方法で製造されたことを特徴とする半導体装置。
  18. 請求項１ないし１６のいずれかに記載の半導体装置の製造方法により製造された前記半導体ウエハー／第１の半導体チップ接合体または半導体ウエハー／第１の半導体チップ／第２の半導体チップ接合体を個別回路毎に切断して、複数の半導体チップに個片化する工程を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
  19. 請求項１８に記載の製造方法で製造されたことを特徴とする半導体装置。
  20. 請求項１９に記載の半導体装置を基板に搭載する工程を有することを特徴とする電子部品の製造方法。
  21. 請求項２０に記載の製造方法で製造されたことを特徴とする電子部品。
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