JP2015090920A - 接着剤層付き半導体ウェハおよびその製造方法ならびにそれを用いた半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】半導体実装において、ウェハに一括で実装用の接着剤を形成する工程数の少ない実装を可能としつつ、実装後の接着剤はみ出し形状を制御し、半導体チップの角部分外側への必要な量の接着剤のはみ出しと、辺の中央部外側への過剰なはみ出しを抑制できる、接着剤層付きウェハとその製造方法、それを用いた半導体装置の製造方法を提供することを目的とする
【解決手段】電極を有する長方形状のチップが複数形成された半導体ウェハの電極側の面に接着剤層が形成された接着剤層付き半導体ウェハであって、前記接着剤層が前記チップそれぞれに対応する位置でチップ毎に形成されており、かつ前記長方形状のチップそれぞれの２本の対角線と重なる位置で接着剤層厚みの大きいＸ形状の部分を形成し、前記長方形状のチップそれぞれの各辺の中央部から前記長方形状のチップの中心部に向けて前記長方形状のチップの対角線上に位置する接着剤層より、接着剤層厚みが小さい部分を形成していることを特徴とする接着剤層付き半導体ウェハ。
【選択図】図１

Description

本発明は、電極を有する長方形状のチップが複数形成された半導体ウェハの電極側の面に接着剤層が形成された接着剤層付き半導体ウェハおよびその製造方法ならびにそれを用いた半導体装置の製造方法に関する。

電子材料において、各種の部品、例えば半導体チップやモジュール等の電子部品などを配線基板に実装する際、熱硬化型の接着剤が使用されることが多く、ダイアタッチフィルム（ＤＡＦ）やノンコンダクティブフィルム（ＮＣＦ）として知られている。

近年、配線基板に半導体チップを実装する手法として、フリップチップ実装が使用されるようになってきている。従来のフリップチップ実装では、半導体チップが配線基板にフリップチップ実装された後に、半導体チップやモジュール等の電子部品の周囲に樹脂が塗布され、毛細管現象を利用して半導体チップやモジュール等の電子部品の下側の隙間に液状封止樹脂が充填され、接着剤としての機能を果たしている（特許文献１）。この技術においては、電子部品の高性能化による接続端子密度の増加、電子部品と配線基板のギャップ縮小から、この隙間への樹脂の注入をボイドなく高速で行うことが困難になってきているという課題がある。

上記の課題を解決するため、半導体チップを実装する前に配線基板の上に未硬化の無溶剤液状封止樹脂を予め塗布しておき、半導体チップのバンプを封止樹脂に押し込みながら樹脂を配線基板と半導体チップの隙間全体に押し広げていくことにより、半導体チップをフリップチップ実装して封止する先供給（先封止）技術が開発されている（特許文献２）。

また、別の先封止技術として未硬化の接着剤フィルムを貼付することによって未硬化の接着剤を配線基板上に予め形成するものがある。この場合、位置精度よく接着剤フィルムを貼り付ける技術が必要である。このために、マスクを使用して接着剤フィルムを配線基板上に仮貼り付けし、その後真空下でラミネート密着させる手法などが提案されている（特許文献３、４）。

上記の方法は、半導体チップ単位での封止用接着剤の形成が必要で、工程数が多くなるという課題がある。

これらを解決する手段として、半導体ウェハ上に接着剤フィルムを形成し、その後にダイシングして接着剤層付き半導体チップを得て、それを配線基板上にフリップチップ実装する技術が提案されている（特許文献５）。半導体チップと配線基板の接着を強固に維持するためには、接着剤をはみ出させて半導体チップの電極面だけでなく、側面からも固めることが重要であり、特に応力が最も大きくなる半導体チップの角周辺でこのような接着剤のはみ出しとそれによる固定が特に重要になる。特許文献５記載の方法では、実装後の半導体チップ周辺部外側への接着剤のはみ出しを積極的に行おうとしても、はみ出し量が半導体チップ外周の角部分で少なく、辺の中央部で多くなり、半導体チップ角部分への十分なはみ出しを実現しようとすると辺中央部付近のはみ出し量が非常に多くなるため、半導体チップ厚以上に接着剤層が厚くなり、実装に用いているフリップチップボンダーのヘッド部へ付着し、汚染してしまうことや、配線基板上での広くはみ出し、電極として露出しているべき部分を覆ってしまいその後の工程を阻害してしまうことが課題となっていた。

特開２０１１−２１３７９５号公報 特開２０１１−２０７９９８号公報 特開２０１０−２５１３４６号公報 特開２０１３−３０６６９号公報 ＷＯ２００６/１３２１６５号公報

上記課題に鑑み本発明は、半導体実装において、ウェハに一括で実装用の接着剤を形成する工程数の少ない実装を可能としつつ、実装後の接着剤はみ出し形状を制御し、半導体チップの角部分外側への必要な量の接着剤のはみ出しと、辺の中央部外側への過剰なはみ出しを抑制できる、接着剤層付きウェハおよびその製造方法ならびにそれを用いた半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、電極を有する長方形状のチップが複数形成された半導体ウェハの電極側の面に接着剤層が形成された接着剤層付き半導体ウェハであって、前記接着剤層が前記チップそれぞれに対応する位置でチップ毎に形成されており、かつ前記長方形状のチップそれぞれの２本の対角線と重なる位置で接着剤層厚みの大きいＸ形状の部分を形成し、前記長方形状のチップそれぞれの各辺の中央部から前記長方形状のチップの中心部に向けて前記長方形状のチップの対角線上に位置する接着剤層より、接着剤層厚みが小さい部分を形成していることを特徴とする接着剤層付き半導体ウェハである。

本発明によれば、半導体チップの実装において、個片化前の半導体ウェハに一括で実装用の接着剤を形成できる工程数の少ない実装を可能としつつ、半導体チップの角部分外側への十分な量の接着剤のはみ出しと、辺の中央部外側への過剰なはみ出しが抑制され、かつ実装後の接着剤層内にボイドを有せず、接続信頼性の高い半導体パッケージを得ることができる。

本発明の接着剤層付き半導体ウェハとチップ部分の拡大の平面図。 本発明の接着剤層付き半導体ウェハのチップ部分の例の断面図。 本発明の接着剤層付き半導体ウェハのチップ部分の例の断面図。 本発明の接着剤層付き半導体ウェハのチップ部分の例の断面図。 本発明の接着剤層付き半導体ウェハのチップ部分の例の断面図。 本発明の接着剤層付き半導体ウェハのチップ部分の例の平面図。 本発明の接着剤層付き半導体ウェハのチップ部分の例の平面図。 本発明の接着剤層付き半導体ウェハのチップ部分の例の平面図。 本発明の接着剤層付き半導体ウェハのチップ部分の例の鳥瞰図。 接着剤層付き半導体チップを基板上に実装した後の上面図（チップの辺の中心部付近のはみ出しが大きすぎる場合） 接着剤層付き半導体チップを基板上に実装した後の上面図（チップ角部分のはみ出しが小さすぎる場合） 接着剤層付き半導体チップを基板上に実装した後の上面図（チップの辺の中心部付近のはみ出しが小さすぎる場合） 接着剤層付き半導体チップを基板上に実装した後の上面図（チップ角部分のはみ出しが大きすぎる場合） 本発明の接着剤層付き半導体チップを基板上に実装した後の上面図 本発明のウェハ上に接着剤層を形成するマスクの図 本発明の弓形のマスクを介して接着剤層が形成された半導体チップの上面図 本発明の二等辺三角形のマスクのチップ単位の図 本発明の二等辺三角形のマスクを介して接着剤層が形成された半導体チップの上面図 本発明の台形のマスクのチップ単位の図 本発明の台形のマスクを介して接着剤層が形成された半導体チップの上面図 本発明の接着剤層付き半導体チップを基板上に実装した後の上面図

本発明は、電極を有する長方形状のチップが複数形成された半導体ウェハの電極側の面に接着剤層が形成された接着剤層付き半導体ウェハであって、前記接着剤層が前記チップそれぞれに対応する位置でチップ毎に形成されており、かつ前記長方形状のチップそれぞれの２本の対角線と重なる位置で接着剤層厚みの大きいＸ形状の部分を形成し、前記長方形状のチップそれぞれの各辺の中央部から前記長方形状のチップの中心部に向けて前記長方形状のチップの対角線上に位置する接着剤層より、接着剤層厚みが小さい部分を形成していることを特徴とする接着剤層付き半導体ウェハである。

本発明に用いられる半導体ウェハの電極は、バンプ（突起電極）、パッドのいずれでも良く、半導体ウェハ内には貫通電極が形成されていても良い。バンプやパッドの材質は導電性物質であれば特に限定されないが、材料の安定性から金属物質を好ましく用いることができる。半導体チップと配線基板や半導体チップ同士を電気的に容易に接続するために、接続用の金属材料として、銅やハンダを好ましく用いることができる。金属の接続は、銅と銅の接続や、銅とハンダの接続などを用いることができる。微細なバンプの形成と接続の容易性から銅ピラーの先端にハンダ層を円筒状や半球状に形成した銅ピラー+ハンダキャップバンプなどを用いることができる。ハンダの材質は特に限定されず、
Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系、Ｓｎ−Ａｇ系、Ｓｎ−Ｃｕ系、Ｓｎ−Ｐｂ系、Ｓｎ−Ｂｉ系、Ｓｎ−Ｉｎ系、Ｓｎ−Ｚｎ系、Ｓｎ−Ａｕ系、Ｓｎ−Ｓｂ系などを用いることができる。

電極を有する長方形状のチップの形状は長方形であれば長辺と短辺の比は特に限定されないが、長辺と短辺の比が２倍以下であることが好ましく、正方形であることがより好ましい。また接着剤層厚みが小さい部分は、厚みが小さい接着剤層が形成されていてもよいし、接着剤層が形成されていない部分を有していてもよい。

例えば図１に示すように、接着剤層がチップそれぞれに対応する位置でチップ毎に形成されており、かつ前記長方形状のチップそれぞれの２本の対角線と重なる位置で接着剤層厚みの大きいＸ形状の部分を形成し、前記長方形状のチップそれぞれの各辺の中央部から前記長方形状のチップの中心部に向けて前記長方形状のチップの対角線上に位置する接着剤層より、接着剤層厚みが小さい部分を形成している。

図２、３では、接着剤層厚みが小さい部分に、厚みが小さい接着剤層が形成されている場合の２例の断面図、図４、５に接着剤層厚みが小さい部分に、接着剤層が形成されていない部分を有する場合の１例の断面図を示した。長方形状のチップそれぞれの２本の対角線と重なる位置で接着剤層厚みの大きいＸ形状の部分と、接着剤層厚みが小さい部分の厚さの変化は図２、４のように急峻でも、図３、５のようになだらかでも良い。

また接着剤層厚みが小さい部分の形状は、図１のような円状、図６、７のような台形状、図８のような三角状など、実装するチップや配線基板や目的とする接着剤のはみ出し形状に合わせて選ぶことができる。長方形状のチップの長辺側と短辺側で異なる形状で接着剤層厚みが小さい部分を形成させてもよいし、配線基板のソルダーレジスト配置や半導体チップのバンプ配置が非対称な場合などは、４辺それぞれで異なる形状で接着剤層厚みが小さい部分を形成させてもよい
本発明の接着剤層付き半導体ウェハは、接着剤層厚みが小さい部分を形成することによりくぼんだ部分の空間体積が、チップ上に形成されている接着剤層の体積の２０％以上７０％以下であることが好ましく、３０％以上６０％以下であることがより好ましい。くぼんだ部分の空間体積は、以下のように求めることができる。半導体チップのバルクシリコン部分にチップ面と平行にある基準面を設定し、その面を基準として接着剤層の最高高さとなる点まで法線距離をaとする。チップ面の長辺の長さをb、短辺の長さをcとしたとき（図９）、
くぼんだ部分の空間体積＝ａ× ｂ×ｃ − （基準面から電極面側の半導体チップの総体積＋チップ上に形成されている接着剤層の体積）
で表される。

くぼんだ部分の空間体積が、チップ上に形成されている接着剤層の体積の２０％以上であることにより、接着剤層の半導体チップ外周部へのはみ出しがチップの辺の中心部付近がチップ角部分に比べ大きくなりすぎることがなく、もしくは、チップ角部分がチップの辺の中心部付近に比べが小さくなりすぎることがなくなる。接着剤層の半導体チップ外周部へのはみ出しがチップの辺の中心部付近がチップ角部分に比べ大きくなりすぎた例を図１０に、チップ角部分がチップの辺の中心部付近に比べが小さくなりすぎた例を図１１に示した。

くぼんだ部分の空間体積が、チップ上に形成されている接着剤層の体積の７０％以下であることにより、接着剤層の半導体チップ外周部へのはみ出しがチップの辺の中心部付近がチップ角部分に比べ小さくなりすぎることがなく、もしくは、チップ角部分がチップの辺の中心部付近に比べが大きくなりすぎることがなくなる。接着剤層の半導体チップ外周部へのはみ出しがチップの辺の中心部付近がチップ角部分に比べ小さくなりすぎた例を図１２に、チップ角部分がチップの辺の中心部付近に比べが大きくなりすぎた例を図１３に示した。

くぼんだ部分の空間体積が、チップ上に形成されている接着剤層の体積の２０％以上７０％以下であると、接着剤層の半導体チップ外周部へのはみ出しがチップの辺の中心部付近と角部分で適正な量となりやすい（図１４）。

チップ上に形成されている接着剤層の体積の３０％以上であると、半導体チップ実装時のバンプ周辺で発生する巻き込みボイドが実装後に残りにくくなり、６０％以下であるとチップ外周部縁の内側部分の接着剤層と基板界面のボイドを抑制しやすくなる。

本発明の接着剤層付き半導体ウェハの製造方法は特に限定されないが、接着剤層厚みが小さい部分に、厚みが小さい接着剤層を形成させる場合は、半導体ウェハ上に、フィルム状接着剤をラミネートして接着剤層を形成し、次に穴が形成されたマスクフィルムを介してさらにフィルム状接着剤をラミネートし、次に前記マスクフィルムを剥離することが好ましい。また前記半導体ウェハ上に、穴が形成されたマスクフィルムを介してフィルム状接着剤をラミネートし、次に前記マスクフィルムを剥離し、次にさらにフィルム状接着剤をラミネートして接着剤層を形成させてもよい。

また接着剤層厚みが小さい部分に、接着剤層が形成されていない部分を有する場合は、半導体ウェハ上に、穴が形成されたマスクフィルムを介してフィルム状接着剤をラミネートし、次に前記マスクフィルムを剥離することが好ましい。

例えば以下のような方法で製造できる。接着剤フィルムを半導体ウェハ全面にラミネートし１層目の接着剤層半導体ウェハの上に形成した後、その上にチップ単位の繰り返しでＸ形状の穴を開けたマスクを載せマスクと半導体ウェハの位置合わせを行った後、さらにその上に接着剤フィルムを載せ、ラミネートを行い各チップの上に２層目の接着剤層のＸ形状を形成する。１層目の形成と２層目の形成を逆に行っても良い。すなわち、半導体ウェハ上にマスクを載せて、Ｘ形状の接着剤層を先に形成した後に、接着剤フィルムを半導体ウェハ全面にラミネートして２層目を形成しても良い。また、Ｘ形状の１層目のみで接着剤層の形成を終えても良い。

ラミネートは、接着剤の材料特性に応じて真空中や５０〜１２０℃程度の加熱下で行うことができる。装置としては、大気圧ロール式ラミネータ、真空ロール式ラミネータ、真空ダイヤフラム式ラミネータ、大気圧平板プレス、真空平板プレスなどを用いることができる。これらの中でもボイドを発生させずに接着剤層をラミネートするには真空式装置を用いるのが好ましく、中でも真空ダイヤフラム式ラミネータを好ましく用いることができる。マスク材料は特に限定されないが、プラスチックフィルムを好ましく用いることができる。プラスチックフィルとしては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエーテルスルホン、ポリイミド、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリ酢酸ビニル（ＰＶＡ）、ポリオレフィンなどを用いることができる。マスクフィルムへの接着層のパターン形成のための穴加工は、ピナクル刃やトムソン刃などの金属刃での打ち抜きにより行うことができる。この穴加工時に、半導体ウェハとの位置合わせ用に用いるためのアライメントマークを穴として形成しておいても良い。

接着剤フィルムは、キャリアフィルム上に形成されたものをキャリアフィルムごとラミネートしてもよいし、接着剤層のみをラミネートしてもよい。キャリアフィルムには、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエーテルスルホン、ポリイミド、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリ酢酸ビニル（ＰＶＡ）、ポリオレフィンなどを用いることができる。半導体ウェハ上の電極が微細なバンプであったり、バンプ間の間隙が非常に小さい場合などに接着剤層をバンプ間にボイドなくかつバンプに変形などのダメージを与えないようにするために、キャリアフィルムごとラミネートする場合にはキャリアフィルムと接着剤層の間に変形しやすい中間層が形成されたものを用いても良いし、キャリアフィルムにポリオレフィンなどの変形しやすい低弾性率のフィルムを用いても良い。

また、上記以外の方法として、半導体ウェハ上に、接着剤層を形成した後、その上にレジストでＸ形状のパターンを形成し、接着剤層をエッチングしてレジスト形成がされていない部分の接着剤を完全にもしくは部分的の取り除くことでも形成できる。接着剤層の形成は、フィルム状の接着剤層をラミネート形成しても良いし、液状の接着剤を塗布して加熱等で乾燥させ接着剤層を形成しても良い。レジストでのパターン形成は、感光性のものを用いてフォトリソグラフィー法でパターン形成しても良いし、感光性でないものでもディスペンサのようなもので描画しても良いし、スクリーン印刷のような方法を用いて形成しても良い、エッチングは、有機溶剤やアルカリ水溶液等によるウエットエッチングで行っても良いし、プラズマ等でドライエッチングで行っても良い。

本発明の接着剤層の組成に特に制限はなく、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、オキセタン樹脂、ビスマレイミド樹脂などの熱硬化性あるいは光硬化性の樹脂や、フェノキシ樹脂、ポリエーテルスルホン、ポリアミドイミド、ポリイミドなどの熱可塑性樹脂、あるいはこれらを混合した樹脂で形成したシートを用いることができる。また、絶縁信頼性や温度サイクルに対する信頼性の観点からフィラーを含んでもよい。ここでいうフィラーとしては、シリカ、窒化ケイ素、アルミナ、窒化アルミ、酸化チタン、窒化チタン、チタン酸バリウムなどの無機粒子や、ゴムや樹脂などの有機粒子を用いることができる。

本発明の接着剤層の厚さは、１０〜１００μｍであることが好ましい。１０μｍ以上であると接着剤を配線基板に貼り付け後にキャリアフィルムを剥離する工程において、接着剤の一部がキャリアフィルム側に持っていかれにくくなり、１００μｍ以下であると配線基板上に貼り付けた際の形状変形を小さくすることができる。

本発明の半導体装置の製造方法は、上記接着剤層付き半導体ウェハをチップ毎に切断し、得られたチップの接着剤層側の面と、電極を有する他の配線基板または電極を有する他の半導体チップの電極を有する面とを合わせ、接着剤層を介して接続することを特徴とする。例えば、フリップチップボンダーを使用して、半導体チップ上に形成された電極と対応する配線基板または半導体チップ上の電極を位置合わせし、熱圧着を行うものである。この際、接着剤層の硬化も行うことで、電気的に接続する半導体チップと配線基板もしくは半導体チップを強固に接着する。ダイシングには、ブレードダイサー、レーザーダイサー、ステルスダイサーなどを用いることができる。

以下、本発明の接着剤層付き半導体ウェハについてより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。

（実施例１〜１０）
＜接着剤フィルム＞
以下に記載した（ａ）ポリイミド、（ｂ）エポキシ樹脂、（ｃ）硬化促進剤、（ｅ）絶縁性フィラーを混合し、さらに（ｄ）溶剤を塗布膜厚が均一になるよう適宜調整しながら加えて離型のプラスチックフィルム（ポリエチレンテレフタレートフィルム）上に塗布および乾燥することにより、熱接着剤フィルムを作製した。（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｅ）それぞれ重量比で２５：１０：２５：５０となるよう混合した。なお、（ｃ）はマイクロカプセル型硬化促進剤がエポキシ樹脂に分散されたものであり、その重量比はマイクロカプセル型硬化促進剤／エポキシ樹脂＝３３／６７であるが、上記の割合については（ｃ）の割合は（ｃ）全体の量を基準に算出しており、また、（ｂ）の割合には（ｃ）中のエポキシ樹脂は含めていない。

（ａ）ポリイミド
下記プロセスで合成した有機溶剤可溶性ポリイミドを用いた。

まず、乾燥窒素気流下、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２４．５４ｇ（０．０６７モル）、１，３−ビス（３−アミノプロピル）テトラメチルジシロキサン４．９７ｇ（０．０２モル）、末端封止剤として、３−アミノフェノール２．１８ｇ（０．０２モル）をＮ−メチル−２−ピロリドン（以下、ＮＭＰとする。）８０ｇに溶解させた。ここにビス（３，４−ジカルボキシフェニル）エーテル二無水物３１．０２ｇ（０．１モル）をＮＭＰ２０ｇとともに加えて、２０℃で１時間反応させ、次いで５０℃で４時間撹拌した。その後、キシレンを１５ｇ添加し、水をキシレンとともに共沸させながら、１８０℃で５時間攪拌した。攪拌終了後、溶液を水３Ｌに投入して白色沈殿したポリマーを得た。この沈殿をろ過して回収し、水で３回洗浄した後、真空乾燥機を用いて８０℃、２０時間乾燥した。

（ｂ）エポキシ樹脂
固形のエポキシ化合物（ジャパンエポキシレジン（株）製、エピコート１５７Ｓ７０）を使用した。

（ｃ）硬化促進剤
マイクロカプセル型硬化促進剤（旭化成ケミカルズ（株）製、ノバキュアＨＸ−３９４１ＨＰ）を使用した。

（ｄ）溶剤
メチルエチルケトン／トルエン＝４／１（重量比）を使用した。

（ｅ）絶縁性無機フィラー
ＳＯ−Ｅ２（商品名、アドマテックス（株）製、球形シリカ粒子、平均粒子径０．５μｍ）を用いた。

＜半導体ウェハ＞
使用した半導体ウェハには（株）ウォルツ製のＦＣ１５０ＪＹ、８インチを用いた。バンプ電極は断面の１辺の長さが３８μｍの四角柱状で高さ３０μｍのＣｕピラーとその先端に高さ１５μｍの半球形のＳｎ-Ａｇはんだを有する。

チップサイズは１０ｍｍ×１０ｍｍである。

＜基板＞
使用した基板は（株）ウォルツ製０１Ａ１５０Ｐ−１０）で、基板サイズは３０ｍｍ×３０ｍｍ×０．８〜１ｍｍである。

＜接着剤フィルムのラミネート＞
半導体ウェハ上への接着剤フィルムのラミネートには真空ラミネーター（ニチゴーモートン（株）製、ＣＶＰ３００Ｔ）を使用した。ラミネート条件は、温度９０℃、チャンバ圧２．０Ｐａ、ラミネート圧力０．４ＭＰａとした。

＜ダイシング＞
ダイシングには、ディスコ社製のダイシング装置ＤＡＤ３３５０を用いた。

＜ボンディング＞
使用したフリップチップボンダー（東レエンジニアリング（株）製、ＦＣ３０００ＷＳ）では、まず、８０℃に保たれたステージ上に基板を、電極パッドを有する面を上側として設置し、その反対の面を真空吸着した。次いで、チップトレイに収納された接着剤層付き半導体チップをピックアップツールで取り上げチップの面を反転させた。次に、５０℃に設定されたヒートツールが１つの半導体チップの突起電極を有していない面を真空吸着し、ステージ上に置かれた基板の上方まで搬送した。次に半導体チップの突起電極と基板上の電極パッドが所定の位置に重なるようにアライメント認識カメラが半導体チップと基板の間に入り、それぞれのアライメントマークの検出を行った。

アライメントマークの検出後、ボンディングを行った。ボンディングの条件としては、ヒートツールおよびステージを１５０℃まで昇温させてから接着剤層付き半導体チップと基板を押しつけて７０Ｎまで昇圧し、そのまま０．５秒間保持し、次に急速加熱して２５０℃まで昇温させ、そのまま２０秒保持させる条件で行った。

＜評価＞
２８μｍ厚のＰＥＴフィルムに開口加工を行ったマスクを作製し、マスクの開口パターンと半導体ウェハとの位置合わせを行った後に、半導体ウェハ上にマスクを介して離型のプラスチックフィルム付き接着剤フィルムを上記の方法でラミネートし、次に離型のプラスチックフィルムを剥離して半導体ウェハ上に接着剤層を形成した。マスクの開口加工は、ピナクル刃（（株）塚谷刃物製作所製）と、ロータリーダイカッター（（株）塚谷刃物製作所製）を用いて行った。用いたマスクの形状を図１５に示した。マスクにはチップ当たり４ヶ所の弓形のマスキング部分がある。図１６は、マスクを介して接着剤層が形成された半導体チップの上面図である。接着剤層が弓形にくぼんでおり、この形状は作製したマスクの形状により制御される。くぼんだ部分をデジタルマイクロスコープ（（株）キーエンス社製ＶＨ−Ｓ３０）にて観察し、弦の長さＬミリメートルと弓幅Ｍミリメートルで評価した。倍率は２０〜２００倍の間で適宜調整して行った。

次に得られた半導体ウェハを上記装置でチップ毎にダイシングして、接着剤層付き半導体チップを得た。この接着剤層付き半導体チップを配線基板に、上記のようにフリップチップボンダーでボンディングし、配線基板上の接着剤層のはみ出しと、半導体チップと配線基板間の接着剤層中のボイドを評価した。接着剤層のはみ出しは、上記と同様にしてデジタルマイクロスコープ観察を行い、図２１に示すようなチップ角部外側の接着剤層のはみ出し距離をチップ対角線の延長線上の長さ（Ｐミリメートル）でと、チップ辺中央部のチップ辺からの垂直距離（Ｑミリメートル）で評価した。角部のはみ出しは４つの角部の、チップ辺中央部は４つの辺の中央部のそれぞれ平均値として表した。

マスクの穴形状と接着剤層の膜厚を変えて、半導体ウェハ上に接着剤層をラミネート形成した後に、ダイシングして得た接着剤層付き半導体チップと、これを配線基板にボンディングした結果を表１に示した。表中のＲは、くぼんだ部分の空間体積比であり、
Ｒ＝（くぼんだ部分の空間体積）÷（チップ上に形成されている接着剤層の体積）×１００である。

また配線基板上には、半導体チップ実装後に、半導体チップのバンプと基板電極のデジーチェーンでの導通を確認するためのパッドが２４個（１２組）設けられている。半導体チップ実装後にこれら１２組のパッドを用いてテスターで導体チップのバンプと基板電極の導通を調べた。その結果も表１に示した。

（実施例１１〜２０）
弓形に換えて２等辺三角形状開口のマスク（図１７）を用いた以外は実施例１と同様にして、評価を行った。マスクを介して接着剤層が形成された半導体チップの上面図を図１８に示した。接着剤層が２等辺三角形状にくぼんでおり、くぼんだ部分をデジタルマイクロスコープで観察し、２等辺三角形の底辺の長さＬミリメートルと２等辺三角形の高さを幅Ｍミリメートルで評価した。またマスクの穴形状と接着剤層の膜厚および結果について、表２に示した。

（実施例２１〜３０）
弓形に換えて台形状開口のマスク（図１９）を用いた以外は実施例１と同様にして、評価を行った。マスクを介して接着剤層が形成された半導体チップの上面図を図２０に示した。接着剤層が台形状にくぼんでおり、くぼんだ部分をデジタルマイクロスコープで観察し、台形の下底の長さＬミリメートル、台形の上底の長さをＮミリメートル、台形の高さを幅Ｍミリメートル、で評価した。またマスクの穴形状と接着剤層の膜厚および結果について、表３に示した。
（実施例３１〜４０）
半導体ウェハ上にマスクを介さずに直接、離型のプラスチックフィルム付き接着剤フィルム（１層目の接着剤フィルム、２０μｍ厚）を上記の方法でラミネートし、次に離型のプラスチックフィルムを剥離して半導体ウェハ上に接着剤層を形成した。その後に、実施例１と同様の方法で、２層目の接着剤層を実施例１の接着剤層の形成と同様にして形成し、評価を行った。またマスクの穴形状と接着剤層の膜厚および結果について、表４に示した。
（実施例４１〜５０）
半導体ウェハ上にマスクを介さずに直接、離型のプラスチックフィルム付き接着剤フィルム（１層目の接着剤フィルム、１０μｍ厚）を上記の方法でラミネートし、次に離型のプラスチックフィルムを剥離して半導体ウェハ上に接着剤層を形成した。その後に、実施例１と同様の方法で、２層目の接着剤層を実施例１の接着剤層の形成と同様に、して形成し、評価を行った。またマスクの穴形状と接着剤層の膜厚および結果について、表５に示した。
（比較例１〜４）
マスクを用いずに半導体ウェハ上に直接接着剤層を形成した以外は実施例１と同様にして、評価を行った。また接着剤層の膜厚および結果について、表６に示した。

本発明によれば、半導体チップの実装において、個片化前の半導体ウェハに一括で実装用の接着剤を形成できる工程数の少ない実装を可能としつつ、半導体チップの角部分外側への必要な量の接着剤のはみ出しと、辺の中央部外側への過剰なはみ出しが抑制され、かつ実装後の接着剤層内にボイドを有せず、接続信頼性の高い半導体パッケージを得ることができる実装性に優れた接着剤層付き半導体ウェハを提供できるという優れた産業上の効果を奏しえる。

１ 接着剤層付き半導体ウェハ
２ 半導体ウェハ上に形成されたチップ
３ 接着剤層がくぼんだ部分
４ くぼんでいない接着剤層部分
５ 半導体ウェハ
６ 半導体ウェハ上に形成された電極
７ 配線基板
８ マスクの開口部

Claims (8)

1. 電極を有する長方形状のチップが複数形成された半導体ウェハの電極側の面に接着剤層が形成された接着剤層付き半導体ウェハであって、前記接着剤層が前記チップそれぞれに対応する位置でチップ毎に形成されており、かつ前記長方形状のチップそれぞれの２本の対角線と重なる位置で接着剤層厚みの大きいＸ形状の部分を形成し、前記長方形状のチップそれぞれの各辺の中央部から前記長方形状のチップの中心部に向けて前記長方形状のチップの対角線上に位置する接着剤層より、接着剤層厚みが小さい部分を形成していることを特徴とする接着剤層付き半導体ウェハ。
2. 前記接着剤層厚みが小さい部分を形成することによりくぼんだ部分の空間体積が、チップ上に形成されている接着剤層の体積の２０％以上７０％以下であることを特徴とする請求項１に記載の接着剤層付き半導体ウェハ。
3. 前記接着剤層厚みが小さい部分において、前記長方形状のチップの対角線上に位置する接着剤層より、厚みが小さい接着剤層が形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の接着剤層付き半導体ウェハ。
4. 前記接着剤層厚みが小さい部分において、前記接着剤層が形成されていない部分を有することを特徴とする請求項１または２に記載の接着剤層付き半導体ウェハ。
5. 請求項１〜３のいずれかに記載の接着剤層付き半導体ウェハの製造方法であって、前記半導体ウェハ上に、フィルム状接着剤をラミネートして接着剤層を形成し、次に穴が形成されたマスクフィルムを介してさらにフィルム状接着剤をラミネートし、次に前記マスクフィルムを剥離することを特徴とする接着剤層付き半導体ウェハの製造方法。
6. 請求項１〜３のいずれかに記載の接着剤層付き半導体ウェハの製造方法であって、前記半導体ウェハ上に、穴が形成されたマスクフィルムを介してフィルム状接着剤をラミネートし、次に前記マスクフィルムを剥離し、次にさらにフィルム状接着剤をラミネートして接着剤層を形成することを特徴とする接着剤層付き半導体ウェハの製造方法。
7. 請求項１、２または４に記載の接着剤層付き半導体ウェハの製造方法であって、前記半導体ウェハ上に、穴が形成されたマスクフィルムを介してフィルム状接着剤をラミネートし、次に前記マスクフィルムを剥離することを特徴とする接着剤層付き半導体ウェハの製造方法。
8. 請求項１〜４のいずれかに記載の接着剤層付き半導体ウェハをチップ毎に切断し、得られたチップの接着剤層側の面と、電極を有する他の配線基板または電極を有する他の半導体チップの電極を有する面とを合わせ、接着剤層を介して接続することを特徴とする半導体装置の製造方法。