JP2015031724A - 半導体装置の製造方法及びその製造方法によって得られる半導体装置 - Google Patents
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Abstract
接続部間の接続信頼性の低下を抑制すること。
【解決手段】
第1の基板の主面上に配置された第1の接続部を有する第1の部材と、第2の基板の主面上に配置された第2の接続部を有する第2の部材と、を準備する準備工程と、第1の部材の主面にポジ型感光性樹脂組成物を付与するポジ型感光性樹脂組成物層形成工程と、ポジ型感光性樹脂組成物を露光及び現像することにより、第1の接続部が露出するようにパターニングする接着剤パターン形成工程と、第1の部材の主面と第2の部材の主面とを向かい合わせて加圧し、接着剤パターンを第1の部材と第2の部材との隙間に充填し、第1及び第2の接続部を互いに接続させる接続工程とを有する半導体装置の製造方法であって、ポジ型感光性樹脂組成物がアルカリ可溶性樹脂及びキノンジアジド基を有する化合物を含有する、半導体装置の製造方法。
【選択図】図5
Description
本実施形態の半導体装置は、第1の基板、及び第1の基板の主面上に配置された第1の接続部を有する第1の部材と、第2の基板、及び第2の基板の主面上に配置された第2の接続部を有する第2の部材と、第1の部材及び第2の部材を互いに接続する接続バンプと、第1の部材及び第2の部材の隙間に充填された接着材料とを有している。第1の部材及び第2の部材は、配線や接続バンプ等によってフリップチップ接続されている。配線や接続バンプは、接着材料により封止されており外部環境から遮断されている。接着材料は、後述するポジ型感光性樹脂組成物の硬化物である。上記第1の部材及び上記第2の部材は特には制限されないが、例えば、半導体ウェハ、半導体チップ、半導体チップ搭載用の支持部材、パネルサイズの支持部材等が挙げられる。上記第1の部材及び上記第2の部材の接続部は、該接続部を介して第1の部材及び第2の部材が接続されるものであれば特には制限されないが、その材質としては主に金属が用いられる。また、第1の接続部及び第2の接続部は予め導電性のバンプ(以下、「接続バンプ」ともいう。)を有していてもよい。さらに、第1の部材及び第2の部材は回路形成されていてもよい。
さらに、本実施形態の半導体装置について、図1及び2を用いて以下説明する。図1は、本発明の半導体装置の一実施形態を示す模式断面図である。図1(a)に示すように、半導体装置100は、互いに対向する半導体チップ10及び基板(回路配線基板)20と、半導体チップ10及び基板20の互いに対向する面にそれぞれ配置された配線15と、半導体チップ10及び基板20の配線15を互いに接続する接続バンプ30と、半導体チップ10及び基板20間の空隙に隙間なく充填された接着材料40とを有している。半導体チップ10及び基板20は、配線15及び接続バンプ30によりフリップチップ接続されている。配線15及び接続バンプ30は、接着材料40により封止されていることから外部環境から遮断されており、アンダーフィル材として機能してもよい。接着材料40は、後述するポジ型感光性樹脂組成物の硬化物である。
本実施形態では、例えば、以下のようにして半導体装置を製造することができる。
(工程1)準備工程、ポジ型感光性樹脂組成物層形成工程
まず、回路が形成された基板(以下、回路基板とする)を準備する。次に、上記回路基板にポジ型感光性樹脂組成物を、ポジ型感光性樹脂組成物が配線及び接続バンプを埋めるように供給して部材を得る。
(工程2)露光・現像工程
ポジ型感光性樹脂組成物層を露光、及び現像によって、接続部が露出する開口部が形成されるようにパターニングする工程
(工程3)接続工程
ポジ型感光性樹脂組成物を回路基板に形成し、接続部が露出するようにパターニングした後、半導体チップのはんだバンプと基板の銅配線をフリップチップボンダーなどの接続装置を用いて、位置合わせした後、半導体チップと基板をはんだバンプの融点以上の温度で加熱しながら押し付けて(接続部にはんだを用いる場合は、はんだ部分に240℃以上かかることが好ましい)、半導体チップと基板を接続するとともに、ポジ型感光性樹脂組成物層の硬化物によって接続部を封止する。上記ポジ型感光性樹脂組成物層は、アルカリ可溶性樹脂、及びキノンジアジド基を有する化合物を含有する。
本実施形態の半導体装置の製造方法について、より具体的に、図4及び5を用いて以下説明する。図4は、本発明の半導体装置の製造方法の一実施形態を模式的に示す工程断面図である。
そして、図4(b)に示すように、接続バンプ30及びソルダーレジスト60が形成された基板20上に、フィルム状ポジ型感光性樹脂組成物を貼付して、接着剤層41を設ける。フィルム状ポジ型感光性樹脂組成物の貼付は、加熱プレス、ロールラミネート、真空ラミネート等によって行うことができる。フィルム状ポジ型感光性樹脂組成物の供給面積や厚みは、半導体チップ10及び基板20のサイズや、接続バンプ30の高さによって適宜設定される。
図4(c)に示すように、基板20上に設けられた接着剤層41に対して、所定の位置に開口が形成されているマスク70を介して活性光線(典型的には紫外線)を照射する。これにより接着剤層41が所定のパターンで露光される。
別途準備した半導体チップ10の配線15と接続バンプ30とをフリップチップボンダー等の接続装置を用いて、位置合わせする。続いて、半導体チップ10と基板20とを接続バンプ30の融点以上の温度で加熱しながら圧着し、図5に示すように、半導体チップ10と基板20とを接続すると共に、接着剤層41の硬化物である接着材料40によって、半導体チップ10及び基板20間の空隙を封止充填する。以上により、半導体装置600が得られる。
本実施形態のポジ型感光性樹脂組成物は、(A)アルカリ可溶性樹脂、(B)キノンジアジド基を有する化合物を含有する。
(A)成分はアルカリ可溶性(アルカリ水溶液に可溶)の樹脂である。ここで、本実施形態の(A)成分がアルカリ水溶液に可溶であることの1つの基準を以下に説明する。(A)成分単独と任意の溶剤又は(A)成分と、以下に順を追って説明する(B)成分から得られた樹脂溶液を、シリコンウェハ等の基板上にスピン塗布して膜厚5μm程度の樹脂膜を形成する。
これをテトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液、金属水酸化物水溶液、有機アミン水溶液のいずれか一つに、20〜40℃において浸漬する。この結果、樹脂膜が均一な溶液として溶解し得るとき、用いた(A)成分はアルカリ水溶液に可溶であると判断する。
本発明で好適に用いることのできるポリイミド樹脂は、例えば、テトラカルボン酸二無水物とジアミンとフェノール性水酸基含有(単官能)アミンとを公知の方法で縮合反応させて得ることができる。
なお、テトラカルボン酸二無水物、ジアミン及びフェノール性水酸基含有アミンの添加順序は任意でよい。
一方、(A)成分として好ましく用いることのできるポリアミド樹脂としては下記一般式(I)で表される構造単位を有するものを挙げることができる。
このようなものとして、下記式(4)で表されるアルカリ水溶液可溶性ポリアミドが挙げられる。
上記Uで表される4価の有機基とは、一般に、ジカルボン酸と反応してポリアミド構造を形成するジヒドロキシジアミンの残基であり、4価の芳香族基が好ましく、炭素原子数としては6〜40のものが好ましく、炭素原子数6〜40の4価の芳香族基がより好ましい。ここで、芳香族基は炭素数1〜30の2価の炭化水素基、ハロゲン原子によって水素の一部又は全部が置換されている炭素数1〜30の2価の炭化水素基、−(C=O)−、―SO2−、−O−、−S−、―NH−(C=O)−、―(C=O)−O−等で2以上の芳香環が連結されたものであってもよい。4価の芳香族基としては、4個の結合部位がいずれも芳香環上に存在し、2個の水酸基がそれぞれUに結合しているアミンのオルト位に位置した構造を有するジヒドロキシジアミン、すなわち、フェノール性水酸基含有ジアミンの残基が特に好ましい。
上記Wで表される2価の有機基とは、一般に、ジカルボン酸と反応してポリアミド構造を形成するジアミンの残基であり、上述したUで表されるジヒドロキシジアミン以外の残基を表す。2価の芳香族基又は脂肪族基が好ましく、炭素原子数としては4〜40のものが好ましく、炭素原子数4〜40の2価の芳香族基がより好ましい。ここで、芳香族基は上記のUで表される4価の有機基で記載された芳香族基と同義である。
これらの化合物は、単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
上記Vで表される2価の有機基とは、上述したジヒドロキシジアミンやジアミンと反応してポリアミド構造を形成するジカルボン酸の残基であり、2価の芳香族基が好ましく、炭素原子数としては6〜40のものが好ましく、炭素原子数6〜40の2価の芳香族基が硬化膜の耐熱性の観点でより好ましい。2価の芳香族基としては、2個の結合部位がいずれも芳香環上に存在するものが好ましい。ここで、芳香族基は上記のUで表される4価の有機基で記載された芳香族基と同義である。
このようなジカルボン酸としては、イソフタル酸、テレフタル酸、2,2−ビス(4−カルボキシフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン、4,4’−ジカルボキシビフェニル、4,4’−ジカルボキシジフェニルエーテル(4,4’−ジフェニルエーテルジカルボン酸)、4,4’−ジカルボキシテトラフェニルシラン、ビス(4−カルボキシフェニル)スルホン、2,2−ビス(p−カルボキシフェニル)プロパン、5−tert−ブチルイソフタル酸、5−ブロモイソフタル酸、5−フルオロイソフタル酸、5−クロロイソフタル酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸等の芳香族ジカルボン酸、1,2−シクロブタンジカルボン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸、1,3−シクロペンタンジカルボン酸などを挙げることができる。
また、Vが炭素数2〜30のアルキレン鎖を有する2価の有機基の場合は、熱硬化する際の温度を280℃以下と低くしても十分な物性が得られる点で好ましい。
このようなジカルボン酸としては、マロン酸、ジメチルマロン酸、エチルマロン酸、イソプロピルマロン酸、ジ−n−ブチルマロン酸、スクシン酸、テトラフルオロスクシン酸、メチルスクシン酸、2,2−ジメチルスクシン酸、2,3−ジメチルスクシン酸、ジメチルメチルスクシン酸、グルタル酸、ヘキサフルオログルタル酸、2−メチルグルタル酸、3−メチルグルタル酸、2,2−ジメチルグルタル酸、3,3−ジメチルグルタル酸、3−エチル−3−メチルグルタル酸、アジピン酸、オクタフルオロアジピン酸、3−メチルアジピン酸、オクタフルオロアジピン酸、ピメリン酸、2,2,6,6−テトラメチルピメリン酸、スベリン酸、ドデカフルオロスベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ヘキサデカフルオロセバシン酸、1,9−ノナン二酸、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、ヘキサデカン二酸、ヘプタデカン二酸、オクタデカン二酸、ノナデカン二酸、エイコサン二酸、ヘンエイコサン二酸、ドコサン二酸、トリコサン二酸、テトラコサン二酸、ペンタコサン二酸、ヘキサコサン二酸、ヘプタコサン二酸、オクタコサン二酸、ノナコサン二酸、トリアコンタン二酸、ヘントリアコンタン二酸、ドトリアコンタン二酸、ジグリコール酸が挙げられ、さらに下記一般式(6):
[式(6)中、Zは炭素数1〜6の炭化水素基、式中nは1〜6の整数である。]で表されるジカルボン酸等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
これらの化合物を、単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
現像性、硬化膜特性及び接着性の観点で、さらに好ましくは炭素数が2〜15のアルキレン鎖を有するジカルボン酸であり、特に好ましくは下記一般式(II)で表される構造を有するジカルボン酸である。式中、nは、1〜14の整数を示す。
ここで、ジカルボン酸誘導体とは、ジカルボン酸の水酸基が炭素及び水素以外の原子に置換された化合物を表す。上記ジカルボン酸誘導体としては、ハロゲン原子に置換されたジハライド誘導体が好ましく、塩素原子で置換されたジクロリド誘導体がより好ましい。
ハロゲン化剤としては通常のカルボン酸の酸クロリド化反応に使用される、塩化チオニル、塩化ホスホリル、オキシ塩化リン、五塩化リン等が使用できる。
溶媒としては、N−メチル−2−ピロリドン、N−メチル−2−ピリドン、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、トルエン、ベンゼン等が使用できる。
反応温度は、−10〜70℃が好ましく、0〜20℃がより好ましい。
脱ハロゲン化水素剤としては、通常、ピリジン、トリエチルアミン等の有機塩基が使用される。
また、有機溶媒としては、N−メチル−2−ピロリドン、N−メチル−2−ピリドン、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド等が使用できる。
反応温度は、−10〜30℃が好ましく、0〜20℃がより好ましい。
本発明で好適に用いることのできるフェノール樹脂は、フェノール又はその誘導体とアルデヒド類との重縮合生成物である。重縮合は酸又は塩基等の触媒存在下で行われる。酸触媒を用いた場合に得られるフェノール樹脂は、ノボラック型フェノール樹脂といわれる。ノボラック型フェノール樹脂の具体例としては、フェノール/ホルムアルデヒドノボラック樹脂、クレゾール/ホルムアルデヒドノボラック樹脂、キシレノール/ホルムアルデヒドノボラック樹脂、レゾルシノール/ホルムアルデヒドノボラック樹脂及びフェノール−ナフトール/ホルムアルデヒドノボラック樹脂が挙げられる。
ポリ(ヒドロキシスチレン)系樹脂は、例えば、保護基を導入したヒドロキシスチレンのエチレン性不飽和二重結合を触媒(ラジカル開始剤)の存在下で、重合(ビニル重合)させ、さらに、脱保護することにより得られる。また、PHS−B(デュポン社商品名)のような市販のブランチ型のポリ(ヒドロキシスチレン)を用いることもできる。
本発明のポジ型感光性樹脂組成物は、上記(A)アルカリ可溶性樹脂とともに(B)キノンジアジド基を有する化合物を含む。このキノンジアジド基を有する化合物とは、光の照射により酸を発生し、光の照射部のアルカリ水溶液への可溶性を増大させる機能を有するものである。良好な感度、解像度を発現するという観点から、o−キノンジアジド化合物を用いることが好ましい。
上記o−キノンジアジドスルホニルクロリドとしては、例えば、ベンゾキノン−1,2−ジアジド−4−スルホニルクロリド、ナフトキノン−1,2−ジアジド−5−スルホニルクロリド、ナフトキノン−1,2−ジアジド−4−スルホニルクロリド等を用いることができる。
上記ヒドロキシ化合物としては、ヒドロキノン、レゾルシノール、ピロガロール、ビスフェノールA、ビス(4−ヒドロキシフェニル)メタン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,3,4−トリヒドロキシベンゾフェノン、2,3,4,4’−テトラヒドロキシベンゾフェノン、2,2’,4,4’−テトラヒドロキシベンゾフェノン、2,3,4,2’,3’−ペンタヒドロキシベンゾフェノン,2,3,4,3’,4’,5’−ヘキサヒドロキシベンゾフェノン、ビス(2,3,4−トリヒドロキシフェニル)メタン、ビス(2,3,4−トリヒドロキシフェニル)プロパン、4b,5,9b,10−テトラヒドロ−1,3,6,8−テトラヒドロキシ−5,10−ジメチルインデノ[2,1−a]インデン、トリス(4−ヒドロキシフェニル)メタン、トリス(4−ヒドロキシフェニル)エタン等を用いることができる。
上記アミノ化合物としては、p−フェニレンジアミン、m−フェニレンジアミン、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−ジアミノジフェニルスルホン、4,4’−ジアミノジフェニルスルフィド、o−アミノフェノール、m−アミノフェノール、p−アミノフェノール、3,3’−ジアミノ−4,4’−ジヒドロキシビフェニル、4,4’−ジアミノ−3,3’−ジヒドロキシビフェニル、ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ビス(4−アミノ−3−ヒドロキシフェニル)プロパン、ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)スルホン、ビス(4−アミノ−3−ヒドロキシフェニル)スルホン、ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、ビス(4−アミノ−3−ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン等を用いることができる。
さらに本実施形態のポジ型感光性樹脂組成物は、(C)熱によりそれ自身あるいは樹脂と架橋する化合物(以下(C)成分と呼ぶことがある。)を含有する。
これらの中でもエポキシ基を有する化合物が信頼性に優れる観点で好ましい。エポキシ基を有する化合物としては、高温接着性、及び耐リフロー性の観点から、分子内に少なくとも2個以上のエポキシ基を含むものが好ましく、パターン形成性、及び熱圧着性の点から、室温(25℃)で液状、又は半固形、具体的には軟化温度が50℃以下であるグリシジルエーテル型エポキシ樹脂がより好ましい。このような樹脂としては、特に限定されないが、例えば、ビスフェノールA型、AD型、S型、又はF型のグリシジルエーテル、水添加ビスフェノールA型のグリシジルエーテル、エチレンオキシド付加体ビスフェノールA型のグリシジルエーテル、プロピレンオキシド付加体ビスフェノールA型のグリシジルエーテル、3官能型、又は4官能型のグリシジルエーテル、ダイマー酸のグリシジルエステル、並びに3官能型、又は4官能型のグリシジルアミンが挙げられる。これらは1種を単独で、又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
さらに本実施形態のポジ型感光性樹脂組成物には、(D)硬化促進剤(以下(D)成分と呼ぶことがある。)を含有させることもできる。(D)成分としては、加熱によってエポキシの硬化及び/又は重合を促進するものであれば特に制限はない。例えば、芳香族含窒素化合物、ジシアンジアミド誘導体、ジカルボン酸ジヒドラジド、トリフェニルホスフィン、テトラフェニルホスホニウムテトラフェニルボレート、及び1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデセン−7−テトラフェニルボレートが挙げられる。中でもイミダゾール化合物やそれらの塩が促進効果と安定性が両立できる点で、好ましいものとして挙げられる。特に効果が高く、好ましいものとして、2−フェニル−4−メチル−5−ヒドロキシメチルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール−テトラフェニルボレートなどを挙げることができる。これら(D)成分のポジ型感光性樹脂組成物における含有量は、(C)成分100質量部に対して0.01質量部〜50質量部が好ましい。
本実施形態のポジ型感光性樹脂組成物は、必要に応じて、フィラー成分を含有していてもよい。これによって、半導体用接着剤の粘度、半導体用接着剤の硬化物の物性等を制御することができる。具体的には、例えば、接続時のボイド発生の抑制、半導体用接着剤の硬化物の吸湿率の低減、等を図ることができる。
本実施形態のポジ型感光性樹脂組成物には、酸化防止剤、レベリング剤、イオントラップ剤、フラックス剤、エラストマー,溶解促進剤等の添加剤を配合してもよい。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ることができる。これらの配合量については、各添加剤の効果が発現するように適宜調整すればよい。
上記ポジ型感光性樹脂組成物をフィルム状に成形することによって、フィルム状接着剤を得ることができる。図7は、本発明のフィルム状接着剤の一実施形態を示す端面図である。図7に示すフィルム状ポジ型感光性樹脂組成物は、上記ポジ型感光性樹脂組成物をフィルム状に成形したものである。
[(A)成分]
A−1:
撹拌機、温度計、窒素置換装置(窒素流入管)及び水分受容器付きの還流冷却器を備えた300mLフラスコ内に、ジアミンである2,2−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン(セントラル硝子株式会社製、商品名:BIS−AP−AF、分子量:366)を14.64g(0.04mol)、ポリオキシプロピレンジアミン(BASF社製、商品名:D−400、分子量:433)を17.32g(0.04mol)、3,3’−(1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン−1,3−ジイル)ビスプロピルアミン(東レ・ダウコーニング株式会社製、商品名:BY16−871EG、分子量:248.5)を2.485g(0.01mol)、m−アミノフェノールを2.183g(0.02mol)及び溶媒であるN−メチル−2−ピロリドン(以下「NMP」と略す。)を80g仕込み、撹拌してジアミンを溶媒に溶解させた。
p−t−ブトキシスチレンとスチレンとを、モル比85:15の割合で合計100質量部用意し、これらをプロピレングリコールモノメチルエーテル150質量部に溶解し、窒素雰囲気下、反応温度を70℃に保持して、アゾビスイソブチロニトリル4質量部を用いて10時間、約160rpmの攪拌回転数で攪拌し、重合を行なった。その後、反応溶液に硫酸を加えて反応温度を90℃に保持して10時間反応させ、p−t−ブトキシスチレンを脱保護してヒドロキシスチレンに変換した。得られた共重合体に酢酸エチルを加え、水洗を5回繰り返し、酢酸エチル相を分取し、溶剤を除去して、p−ヒドロキシスチレン/スチレン共重合体A−2を得た。この共重合体A−2のポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)は10000であった。また、13C−NMR分析の結果、p−ヒドロキシスチレンとスチレンとの共重合モル比は85:15であった。
B-1:トリス(1,2−ナフトキノン−2−ジアジド−5−スルホン酸) 4,4’−[1−[4−[1−(4−ヒドロキシフェニル)−1−メチルエチル]フェニル]エチリデン]ビスフェノールエステル
B-2:トリス(1,2−ナフトキノン−2−ジアジド−4−スルホン酸) 4,4’−[1−[4−[1−(4−ヒドロキシフル)−1−メチルエチル]フェニル]エチリデン]ビスフェノールエステル
[(C)成分]
C−1:ビスフェノールF型ビスグリシジルエーテル(新日鐵化学製,商品名「YDF−8170」)
C−2:1−[4−[1−(4−グリシジルオキシ)−1−メチルエチル]フェニル]−1,1−ビス(4−グリシジルオキシフェニル)エタン(三井化学製,VG−3101)
C−3:ヘキサキス(メトキシメチル)メラミン(三和ケミカル社製、商品名「ニカラックMW−30HM」)
E−1:4,4’−(1−(4−(1−(4−ヒドロキシフェニル)−1−メチルエチル)−フェニル)−エチリデン)−ビスフェノール(本州化学工業製,商品名「TrisP−PA−MF))
E−2:攪拌機、窒素導入管及び温度計を備えた100mlの三口フラスコに、乳酸エチル55gを秤取し、別途に秤取した重合性単量体(アクリル酸n−ブチル(BA)34.7g、アクリル酸ラウリル(LA)2.2g、アクリル酸(AA)3.9g、アクリル酸ヒドロキシブチル(HBA)2.6g及び1,2,2,6,6−ペンタメチルピペリジン−4−イルメタクリレート(商品名:FA−711MM、日立化成株式会社製)1.7g、並びにアゾビスイソブチロニトリル(AIBN)0.29gを加えた。室温にて約160rpmの攪拌回転数で攪拌しながら、窒素ガスを400ml/分の流量で30分間流し、溶存酸素を除去した。その後、窒素ガスの流入を止め、フラスコを密閉し、恒温水槽にて約25分で65℃まで昇温した。同温度を10時間保持して重合反応を行い、アクリル樹脂を得た。この際の重合率は99%であった。また、重量平均分子量は、約22000であった。
E−3:イソシアヌル酸EO変性ジ及びトリアクリレート(東亜合成株式会社製)
I−819:チバ・ジャパン社製、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルフォスフィンオキサイド
NMP:N−メチル−2−ピロリドン
上記で得られた樹脂及び他の化合物を用いて、下記表1及び表2に示す組成比(単位:質量部)にて各成分を配合し、実施例1〜6並びに比較例1及び2のポジ型感光性樹脂組成物(接着剤層形成用ワニス)を得た。
得られたポジ型感光性樹脂組成物を、乾燥後の膜厚が40μmとなるように、それぞれ基材(剥離剤処理PETフィルム)上に塗布し、オーブン中にて110℃で20分間加熱して、基材上にポジ型感光性樹脂組成物からなる接着剤層を形成した。このようにして、基材、及び基材上に形成された接着剤層を有する接着シートを得た。得られた接着シートについて以下に示す試験を行った。結果を表3に示す。
支持台上にシリコンウェハ(6インチ径、厚さ400μm)を載せ、その上に、上記フィルム状接着シートを、接着剤層がシリコンウェハの裏面(支持台と反対側の面)と接するように、ロール加圧(温度100℃、線圧4kgf/cm、送り速度0.5m/分)によって積層した。
得られた積層体を、接着剤層側からガラスマスクを介して、マスク露光機(ミカサ製、マスクアライナMA-20)を用いて露光した。実施例1〜6に関しては、ポジ型用のドットパターンのガラスマスクを、比較例1及び2に関しては、ネガ型用のドットパターンのガラスマスクを用いた。露光後、水酸化テトラメチルアンモニウム(TMAH)の2.38%水溶液を用いて現像した。その後、水でリンスした。50μm以下のドットパターンが形成できるものをA、60μmのドットパターンが形成できるものをB、ドットパターンが形成できないものをCとした。
支持台上に接続部(金バンプを有する)付きシリコンチップ(1cm×1cm、厚さ400μm、端子部は40μm×40μm、高さ40μm、100μmピッチでチップのペリフェラル部に沿って2列等間隔に存在)を載せ、その上に、上記実施例1〜6、比較例1及び2の接着剤層を有する接着シートを、接着剤層がシリコンウェハの端子側と接するように、真空ラミネーター(温度80℃、圧力0.5MPa、時間30秒)によってラミネートした。
得られた積層体を、接着剤層側からガラスマスクを介して、マスク露光機(ミカサ製、マスクアライナMA-20)を用いて露光した。実施例1〜6に関しては、ポジ型用の直径φ60μmのドットパターンを、比較例2に関しては、ネガ型用の直径φ60μmのドットパターンのガラスマスクを用いて、シリコンチップの接続部部分が開口するように露光した。露光量は直径φ60μmのドットパターンが開口する最少の露光量とした。露光後、水酸化テトラメチルアンモニウム(TMAH)の2.38%水溶液を用いて現像し、その後、水でリンスして、シリコンチップの接続部部分が直径φ60μmで開口された、接着剤層付きシリコンチップを得た。比較例1はパターン形成が出来なかったため、評価しなかった。
上記接着剤層付きシリコンチップをフリップチップ実装装置FCB3(パナソニック社製、商品名)で、ガラスエポキシ基板(ガラスエポキシ基材:0.4mm厚、銅配線:9μm厚、ソルダーレジスト付き、日立化成株式会社製)上に実装した(実装条件:フィルム状接着剤の圧着温度250℃、圧着時間T:10秒間、0.5MPa)。これにより、図5と同様の半導体装置を得た。
上記のようにガラスエポキシ基板と接続部付き半導体チップとをデイジーチェーン接続した後、マルチメータ(ADVANTEST社製)により接続抵抗値を測定し、実装後の初期導通の可否(導通性)を評価した。導通した場合を「A」とし、導通しなかった場合を「C」として評価した。
上記初期導通性(接続性)試験後、シリコンチップを上から見て、感光性WLUF(ウェハ・レベル・アンダーフィル)が実装前よりはみ出している場合は流動性A、はみ出していない場合は流動性Cとした。
シリコンウェハ、及び接着剤層からなる積層体を、5mm×5mmの大きさに個片化した。ガラス基板の代わりにプリント基板(ガラスエポキシ基板15mm×15mm×0.15mm)を用いて、個片化したシリコンチップ、接着剤パターン、及びプリント基板からなり、これらがこの順に積層する積層体のサンプルを得た。得られたサンプルを、オーブン中で180℃、3時間の条件で加熱した。加熱後のサンプルを、温度85℃、湿度60%の条件下で168時間処理した後、温度25℃、湿度50%の環境下に置いた後、250℃、10秒のIRリフローを行い、剥離の有無を外観観察及び超音波探査装置(SAT)で観察した。全く剥離が見られなかったものをA、剥離が50%未満であったものをB、剥離が50%以上であったものをCとして、耐リフロー性の評価を行った。
一方、比較例1では未露光部が現像時に流されてしまい、パターンを形成することができなかった。また、比較例2はラジカル発生剤I−819でネガ型のパターン形成できるが、実装中の流動性が低く、初期の導通が取れなかった。
Claims (4)
- 第1の基板、及び前記第1の基板の主面上に配置された第1の接続部を有する第1の部材と、第2の基板、及び前記第2の基板の主面上に配置された第2の接続部を有する第2の部材と、を準備する準備工程と、
前記第1の部材の主面にポジ型感光性樹脂組成物を付与するポジ型感光性樹脂組成物層形成工程と、
前記ポジ型感光性樹脂組成物を露光及び現像することにより、前記第1の接続部が露出するようにパターニングする接着剤パターン形成工程と、
前記第1の部材の主面と前記第2の部材の主面とを向かい合わせて加圧し、前記接着剤パターンを第1の部材と第2の部材との隙間に充填し、かつ、前記第1の接続部と前記第2の接続部とを互いに接続させる接続工程と
を有する半導体装置の製造方法であって、
前記ポジ型感光性樹脂組成物がアルカリ可溶性樹脂及びキノンジアジド基を有する化合物を含有する、半導体装置の製造方法。 - 前記ポジ型感光性樹脂組成物が熱によりそれ自身あるいは樹脂と架橋する化合物を更に含有する、請求項1に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記ポジ型感光性樹脂組成物がフィルム状である、請求項1又は2に記載の半導体装置の製造方法。
- 請求項1〜3のいずれか一項に記載の製造方法により得られる半導体装置。
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