JP2015090926A - Film for manufacturing semiconductor device, semiconductor device using the same, and manufacturing method of semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体装置製造用フィルム、これを用いた半導体装置、及び半導体装置の製造方法に関する。より詳しくは、小型化及び薄型化の要求が高いウェハレベル半導体装置を低コストで効率よく、製造することができる製造方法に関する。 The present invention relates to a film for manufacturing a semiconductor device, a semiconductor device using the film, and a method for manufacturing the semiconductor device. More specifically, the present invention relates to a manufacturing method that can efficiently manufacture a wafer level semiconductor device that is highly demanded for miniaturization and thinning at low cost.
電子機器の高機能化に伴って、半導体装置の小型化及び薄型化が進んでおり、半導体素子とほぼ同じ大きさのウェハレベルの半導体装置や、半導体装置の上に半導体装置を積むパッケージ・オン・パッケージといった実装形態も盛んに行われている。今後、ますます半導体装置の小型化及び薄型化が進むと予想される。 As electronic devices become more sophisticated, semiconductor devices are becoming smaller and thinner, and wafer-level semiconductor devices that are almost the same size as semiconductor elements and package-on devices that stack semiconductor devices on top of the semiconductor devices.・ Mounting forms such as packages are also popular. In the future, semiconductor devices are expected to become smaller and thinner.
ところで、ウェハレベルの半導体装置はウェハ上に再配線層を形成し、はんだボールなどの外部接続用の端子を設けた後、ダイシングによって個片化することで得られる。端子数が数10ピンから100ピン程度の場合は、ウェハ上にはんだボール等の外部接続用の端子を設けることが可能である。 By the way, a wafer level semiconductor device can be obtained by forming a rewiring layer on a wafer, providing an external connection terminal such as a solder ball, and then dicing it into individual pieces. When the number of terminals is about several tens to 100 pins, external connection terminals such as solder balls can be provided on the wafer.
しかしながら、半導体素子の微細化が進展し、端子数が増加してくると、ウェハ上のみに再配線層を形成し、外部接続用端子を設けることが難しくなる。無理に外部接続用の端子を設けた場合、端子間のピッチが狭くなるとともに、端子高さが低くなり、半導体装置を実装した後の接続信頼性の確保が難しくなる。このため、半導体素子の微細化、つまりは外部接続端子数の増加への対応が求められている。最近では、ウェハを所定サイズに個片化し、再配置することで、半導体素子の外側にも外部接続用の端子を設けることができる半導体装置の開発が進められている(例えば特許文献1〜4参照)。
However, when miniaturization of semiconductor elements progresses and the number of terminals increases, it becomes difficult to form a rewiring layer only on the wafer and to provide external connection terminals. When the terminals for external connection are forcibly provided, the pitch between the terminals is reduced and the height of the terminals is reduced, so that it is difficult to ensure connection reliability after mounting the semiconductor device. For this reason, it is required to cope with the miniaturization of semiconductor elements, that is, the increase in the number of external connection terminals. Recently, development of a semiconductor device in which a terminal for external connection can be provided outside a semiconductor element by dividing the wafer into a predetermined size and rearranging the wafer is progressing (for example,
特許文献1〜4に記載されている半導体装置は、ウェハを所定サイズに個片化し、個片化した半導体装置を再配置するため、ウェハ上に再配線するよりも再配線領域を広く確保することができ、半導体素子の多ピン化に対応することが可能となる。
In the semiconductor devices described in
図1〜3は、従来の半導体装置の製造方法を示す図である。図3(n)に示す半導体装置は、半導体素子の再配置、封止、再配線層形成、配線形成、外部接続端子の形成、個片化等の工程を経て得られる。 1 to 3 are diagrams showing a conventional method of manufacturing a semiconductor device. The semiconductor device shown in FIG. 3N is obtained through processes such as rearrangement of semiconductor elements, sealing, rewiring layer formation, wiring formation, external connection terminal formation, and singulation.
支持板の片側に仮固定用フィルムを貼り合せる(図1(a)参照)。次いで、半導体素子を所定の間隔で能動面(表面;回路が形成された面)が仮固定用フィルムに貼り合わさるように再配置する(図1(b)参照)。次いで、半導体素子を覆うように封止材で封止する(図1(c)参照)。封止後、所定の温度及び時間で後硬化を行う。次いで、所定温度に設定されたホットプレート上に載せ、支持板を取り外す(図1(d)参照)。次いで、仮固定用フィルムをはく離し、半導体素子の能動面(表面)を露出させる(図1(e)参照)。次いで、半導体素子の能動面に塗布型の感光性樹脂組成物をスピンコートし、ホットプレート上で乾燥させる(図2(f)参照)。次いで、所定の箇所を露光・現像処理し、オーブンで後硬化する(図2(g)参照)。次いで、スパッタによりシード層を形成する(図2(h)参照)。上記シード層上に回路形成用レジストをラミネートし、所定の箇所を露光、現像処理する(図2(i)参照)。次いで、電気めっき法により配線パターンを形成する(図2(j)参照)。次いで、はく離液により回路形成用レジストを除去する(図3(k)参照)。次いで、上記シード層をエッチングにより除去する(図3(l)参照)。次いで、感光性樹脂組成物を再度スピンコートし、80℃程度のホットプレート上で乾燥させ、所定の箇所を露光・現像処理した後、オーブンで後硬化する(図3(m)参照)。次いで、はんだボールをリフロー搭載する。最後に、ダイシング個片化することで、半導体装置を作製することができる(図3(n)参照)。 A temporary fixing film is bonded to one side of the support plate (see FIG. 1A). Next, the semiconductor elements are rearranged at a predetermined interval so that the active surface (surface; the surface on which the circuit is formed) is bonded to the temporary fixing film (see FIG. 1B). Next, the semiconductor element is sealed with a sealing material (see FIG. 1C). After sealing, post-curing is performed at a predetermined temperature and time. Next, the substrate is placed on a hot plate set at a predetermined temperature, and the support plate is removed (see FIG. 1D). Next, the temporary fixing film is peeled off to expose the active surface (surface) of the semiconductor element (see FIG. 1E). Next, a coating type photosensitive resin composition is spin-coated on the active surface of the semiconductor element, and dried on a hot plate (see FIG. 2F). Next, a predetermined portion is exposed and developed, and post-cured in an oven (see FIG. 2G). Next, a seed layer is formed by sputtering (see FIG. 2H). A circuit forming resist is laminated on the seed layer, and a predetermined portion is exposed and developed (see FIG. 2 (i)). Next, a wiring pattern is formed by electroplating (see FIG. 2 (j)). Next, the resist for circuit formation is removed with a peeling solution (see FIG. 3 (k)). Next, the seed layer is removed by etching (see FIG. 3L). Next, the photosensitive resin composition is spin-coated again, dried on a hot plate at about 80 ° C., subjected to exposure / development processing at a predetermined location, and then post-cured in an oven (see FIG. 3 (m)). Next, the solder balls are reflow mounted. Finally, a semiconductor device can be manufactured by dicing into individual pieces (see FIG. 3N).
このようにして得られた半導体装置は、小型化及び薄型化が可能であるため、高機能化・多機能化が進むスマートフォンやタブレット端末等の電子機器に好適である。しかしながら、このような方法で製造された半導体装置は、製造工程が複雑であること、半導体素子の受動面(裏面)が封止されているため反りが生じ易いこと、更なる薄型化への対応が困難であること、放熱に不向きであること、等の問題があった。 Since the semiconductor device obtained in this manner can be reduced in size and thickness, it is suitable for electronic devices such as smartphones and tablet terminals whose functions are becoming higher and more multifunctional. However, the semiconductor device manufactured by such a method has a complicated manufacturing process, and the passive surface (back surface) of the semiconductor element is sealed, so that warpage is likely to occur, and further reduction in thickness is possible. There are problems such as being difficult to heat and unsuitable for heat dissipation.
本発明の半導体装置製造用フィルムは、上記課題に鑑みてなされたものであり、半導体装置の薄型化が可能で、低反り、高放熱対応の半導体装置を提供することを目的とする。また、本発明の半導体装置製造用フィルムを用いて、効率よく、低コストに製造するための製造方法を提供することを目的とする。 The film for manufacturing a semiconductor device of the present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a semiconductor device capable of reducing the thickness of the semiconductor device, low warpage, and high heat dissipation. Moreover, it aims at providing the manufacturing method for manufacturing efficiently and low-cost using the film for semiconductor device manufacture of this invention.
本発明は、以下の、半導体装置製造用フィルム、これを用いた半導体装置、及び半導体装置の製造方法を提供するものである。
[1]半導体素子を封止することが可能な熱硬化性樹脂組成物層1と、配線形成が可能な熱硬化性樹脂組成物層2とを有する半導体装置製造用フィルム。
[2]更に支持体を有し、熱硬化性樹脂組成物層1、熱硬化性樹脂組成物層2、及び支持体が、この順で設けられている上記[1]の半導体装置製造用フィルム。
[3]更に熱硬化性樹脂組成物層1及び熱硬化性樹脂組成物層2が無機フィラーを含み、熱硬化性樹脂組成物層1に含まれる無機フィラーの充填量が、樹脂の固形分に対して、30〜95質量%であり、且つ熱硬化性樹脂組成物層2に含まれる無機フィラーの充填量が30質量%以下である、上記[1]又は[2]の半導体装置製造用フィルム。
[4]熱硬化性樹脂組成物層1に含まれる無機フィラーの最大粒径が20μm以下で、平均粒径が5μm以下であり、且つ熱硬化性樹脂組成物層2に含まれる無機フィラーの最大粒径が5μm以下で、平均粒径が1μm以下である上記[3]の半導体装置製造用フィルム。
[5]上記[1]〜[4]のいずれか一つの半導体装置製造用フィルムを用いてなる半導体装置。
[6](A)支持板上に仮固定層を形成後、少なくとも1つ以上の半導体素子を、半導体素子の受動面(裏面)と仮固定層が貼り合わさるように配置する工程と、
(B)少なくとも1つ以上の半導体素子の能動面(表面)を覆うように、上記[1]〜[4]のいずれか一つの半導体装置製造用フィルムで封止する工程と、
(C)支持板と仮固定層をはく離し、半導体素子の受動面(裏面)を露出させる工程と、
(D)半導体素子の能動面(表面)上の第二の絶縁層を研削し、半導体素子の能動面(表面)にまで至る開口を形成する工程と、
(E)絶縁層上にシード層を形成する工程と、
(F)シード層上に回路形成用レジストを形成し、露光処理及び現像処理を施して再配線用のレジストパターンを形成する工程と、
(G)電気めっき法により配線パターンを形成し、はく離処理によりレジストパターンを除去する工程と、
(H)シード層を除去する工程と、
(I)配線パターン上に第三の絶縁層を形成し、配線パターンにまで至る開口を形成する工程と、
(J)外部接続用端子を形成する工程を、備える半導体装置の製造方法。
[7](B)の工程における半導体装置製造用フィルムの封止温度が50〜140℃であり、且つ加熱時間が10〜300秒間の範囲である上記[6]の半導体装置の製造方法。
[8](B)の工程における半導体装置製造用フィルムの封止圧力が0.2〜2.0MPaである上記[6]の半導体装置の製造方法。
The present invention provides the following film for manufacturing a semiconductor device, a semiconductor device using the film, and a method for manufacturing the semiconductor device.
[1] A film for manufacturing a semiconductor device, comprising a thermosetting
[2] The film for manufacturing a semiconductor device according to [1], further including a support, wherein the thermosetting
[3] Furthermore, the thermosetting
[4] The maximum particle size of the inorganic filler contained in the thermosetting
[5] A semiconductor device using the film for manufacturing a semiconductor device according to any one of [1] to [4].
[6] (A) After forming the temporary fixing layer on the support plate, placing at least one semiconductor element so that the passive surface (back surface) of the semiconductor element and the temporary fixing layer are bonded together;
(B) sealing with the film for manufacturing a semiconductor device according to any one of the above [1] to [4] so as to cover an active surface (surface) of at least one semiconductor element;
(C) peeling the support plate and the temporary fixing layer to expose the passive surface (back surface) of the semiconductor element;
(D) grinding the second insulating layer on the active surface (front surface) of the semiconductor element to form an opening reaching the active surface (front surface) of the semiconductor element;
(E) forming a seed layer on the insulating layer;
(F) forming a resist for circuit formation on the seed layer, and performing an exposure process and a development process to form a resist pattern for rewiring;
(G) forming a wiring pattern by an electroplating method, and removing the resist pattern by a peeling process;
(H) removing the seed layer;
(I) forming a third insulating layer on the wiring pattern and forming an opening reaching the wiring pattern;
(J) A method for manufacturing a semiconductor device comprising a step of forming an external connection terminal.
[7] The method for manufacturing a semiconductor device according to [6], wherein the sealing temperature of the film for manufacturing a semiconductor device in the step (B) is 50 to 140 ° C. and the heating time is in the range of 10 to 300 seconds.
[8] The method for producing a semiconductor device according to [6], wherein the sealing pressure of the film for producing a semiconductor device in the step (B) is 0.2 to 2.0 MPa.
本発明によれば、半導体素子を封止する工程と、半導体素子の能動面(表面)上に絶縁層を形成する工程と、半導体素子の受動面(裏面)を容易に露出できるように加工する工程とを一括で行うことができ、薄型化が可能で、反りが小さく、放熱性に優れたウェハレベル半導体装置を低コストで効率よく提供することができる。 According to the present invention, the step of sealing the semiconductor element, the step of forming the insulating layer on the active surface (front surface) of the semiconductor element, and the processing so that the passive surface (back surface) of the semiconductor element can be easily exposed. Thus, a wafer level semiconductor device that can be thinned, has low warpage, and has excellent heat dissipation can be efficiently provided at low cost.
以下、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。以下の説明では、同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。また、上下左右等の位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。更に、図面の寸法比率は図示の比率に限られるものではない。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following description, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. Further, the positional relationship such as up, down, left and right is based on the positional relationship shown in the drawings unless otherwise specified. Further, the dimensional ratios in the drawings are not limited to the illustrated ratios.
ここでは、図4(a)に示す態様から、図7(t)に示す半導体装置を製造する方法について説明する。なお、本実施形態の半導体装置の製造方法は、小型化及び薄型化が進むウェハレベル型半導体装置の形態において特に好適である。 Here, a method of manufacturing the semiconductor device shown in FIG. 7 (t) will be described from the mode shown in FIG. 4 (a). The method for manufacturing a semiconductor device according to the present embodiment is particularly suitable for a wafer level semiconductor device that is becoming smaller and thinner.
図4〜7を参照しながら、本実施形態の半導体装置製造用フィルム、及びこれを用いた半導体装置の製造方法について説明する。
本実施形態の半導体装置製造用フィルムは、半導体素子を封止することが可能な熱硬化性樹脂組成物層1と、配線形成が可能な熱硬化性樹脂組成物層2とを有するものである。
また、本実施形態の半導体装置製造用フィルムは、支持体3を有していてもよく、熱硬化性樹脂組成物層1、熱硬化性樹脂組成物層2、及び支持体3が、この順で設けられていることが好ましい。
以下に、本実施形態の半導体装置製造用フィルムの製造方法について説明する。本実施形態の半導体装置製造用フィルムは、例えば、支持体3の片側に熱硬化性樹脂組成物層2を形成し、次いで熱硬化性樹脂組成物層2の上に熱硬化性樹脂組成物層1を形成することで得られる(図4(a)参照)。
支持体3は特に限定されるものではないが、例えば、SUS(ステンレス鋼)板、シリコンウェハ、PET(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、及び銅箔等が挙げられる。形状についても、特に限定されるものではなく、円形でも四角でも、またシートでもロール状のフィルムでも構わない。
熱硬化性樹脂組成物層2は、熱硬化性樹脂組成物(II)を用いて形成される。熱硬化性樹脂組成物層2は、熱硬化性樹脂組成物(II)が液状、又は溶剤で熱硬化性樹脂組成物(II)を溶解又は分散させたワニスの場合、支持体3の片側に熱硬化性樹脂組成物(II)を塗布する工程、及び半硬化又は乾燥する工程を経ることで形成できる。支持体3の片側に熱硬化性樹脂組成物(II)を塗布する工程としては、例えば、コータを用いる方法、及び印刷法等が挙げられる。コータを用いる方法としては、特に限定されるものではなく、例えば、ダイコータ、コンマコータ、ディップコータ、スピンコータが使用できる。半硬化又は乾燥する工程としては、特に限定されるものではなく、例えば、ホットプレートや乾燥炉を用いることができる。
また、熱硬化性樹脂組成物(II)のフィルムを用いて、支持体3上に熱硬化性樹脂組成物層2を形成することができる。熱硬化性樹脂組成物(II)のフィルムを製造する方法としては、特に限定されるものではないが、例えば、離型処理が施されたフィルム等に上述の方法で熱硬化性樹脂組成物(II)を塗布する方法等が挙げられる。
熱硬化性樹脂組成物(II)のフィルムを用いる場合、例えば、公知の真空ラミネータ、ロールラミネータ、プレス機等により、該フィルムを支持体3の片側に貼り合わせることで支持体3の片側に熱硬化性樹脂組成物層2を形成できる。該フィルムを支持体3の片側に貼り合わせた後、必要に応じ、半硬化又は乾燥を行ってもよい。熱硬化性樹脂組成物(II)のフィルムを用いる場合、貼り合わせ工程におけるラミネータの圧力、温度、及び時間は特に限定されるものではないが、例えば、支持体3の片側に該フィルムを貼り合わせた際に、空気のかみこみ等が生じない条件を選択することが好ましい。また、支持体3として、PETフィルムを用いる場合、熱硬化性樹脂組成物(II)の半硬化又は乾燥の温度は、PETフィルムが変性しない温度を選択することが好ましい。
With reference to FIGS. 4 to 7, a film for manufacturing a semiconductor device of the present embodiment and a method for manufacturing a semiconductor device using the same will be described.
The film for manufacturing a semiconductor device of the present embodiment has a thermosetting
Moreover, the film for manufacturing a semiconductor device of the present embodiment may have a support 3, and the thermosetting
Below, the manufacturing method of the film for semiconductor device manufacture of this embodiment is demonstrated. The film for manufacturing a semiconductor device according to this embodiment includes, for example, a thermosetting
Although the support body 3 is not specifically limited, For example, a SUS (stainless steel) board, a silicon wafer, a PET (polyethylene terephthalate) film, a polyimide film, copper foil, etc. are mentioned. The shape is not particularly limited, and it may be a circle, a square, a sheet, or a roll film.
The thermosetting
Further, the thermosetting
When a film of the thermosetting resin composition (II) is used, for example, the film is bonded to one side of the support 3 with a known vacuum laminator, roll laminator, press, or the like. The curable
次いで、熱硬化性樹脂組成物層2の上に熱硬化性樹脂組成物層1を形成することで、本実施形態の半導体装置製造用フィルムが得られる。熱硬化性樹脂組成物層1は、熱硬化性樹脂組成物(I)を用いて形成される。熱硬化性樹脂組成物層1の形成方法は、特に限定されるものではないが、例えば、熱硬化性樹脂組成物層2を形成する工程と同様の手法にて形成できる。
Next, the film for manufacturing a semiconductor device of this embodiment is obtained by forming the thermosetting
以下に、本実施形態の半導体装置製造用フィルムを用いた半導体装置の製造方法について説明する。
本実施形態の半導体製造方法は、
(A)支持体に仮固定層を形成後、少なくとも1つ以上の半導体素子を、半導体素子の受動面(裏面)と仮固定層が貼り合わさるように配置する工程と、
(B)少なくとも1つ以上の半導体素子の能動面(表面)を覆うように、上記本実施形態の半導体装置製造用フィルムで封止する工程と、
(C)支持板と仮固定層をはく離し、半導体素子の受動面(裏面)を露出させる工程と、
(D)半導体素子の能動面(表面)上の第二の絶縁層(熱硬化性樹脂組成物層2)を研削し、半導体素子の能動面(表面)にまで至る開口を形成する工程と、
(E)絶縁層上にシード層を形成する工程と、
(F)シード層上に回路形成用レジストを形成し、露光処理及び現像処理を施して再配線用のレジストパターンを形成する工程と、
(G)電気めっき法により配線パターンを形成し、はく離処理によりレジストパターンを除去する工程と、
(H)シード層を除去する工程と、
(I)配線パターン上に第三の絶縁層を形成し、配線パターンにまで至る開口を形成する工程と、
(J)外部接続用端子を形成する工程、とを備えるものである。
例えば、まず、支持板4の片側に仮固定用フィルム5を貼り合せ、仮固定層を設ける(図4(b))。次いで、図4(c)に示すように半導体素子6を所定の間隔で半導体素子6の受動面(裏面)が仮固定用フィルム5に貼り合わさるように再配置する。支持板4の材質は特に限定されないが、熱による寸法変化が小さいSUS板やシリコンウェハ等が好適である。同様に支持板4の厚みも特に限定されるものではないが、反りを抑制する観点からは、0.5mm以上の厚みが好適である。仮固定用フィルム5についても特に限定されるものでなく、例えば、市販されており一般に入手可能な材料を用いることできる。仮固定用フィルム5に耐熱性が必要な場合には、例えば、特開2010−254808号公報に記載のジアミン化合物と、芳香族多価カルボン酸化合物との重縮合反応によって得られる、アミド結合又はイミド結合を有する特定の構造を有する重合体フィルムを用いることができる。
Below, the manufacturing method of the semiconductor device using the film for semiconductor device manufacture of this embodiment is demonstrated.
The semiconductor manufacturing method of this embodiment is
(A) After forming the temporary fixing layer on the support, placing at least one semiconductor element so that the passive surface (back surface) of the semiconductor element and the temporary fixing layer are bonded together;
(B) a step of sealing with the film for manufacturing a semiconductor device of the present embodiment so as to cover an active surface (surface) of at least one semiconductor element;
(C) peeling the support plate and the temporary fixing layer to expose the passive surface (back surface) of the semiconductor element;
(D) grinding the second insulating layer (thermosetting resin composition layer 2) on the active surface (surface) of the semiconductor element to form an opening reaching the active surface (surface) of the semiconductor element;
(E) forming a seed layer on the insulating layer;
(F) forming a resist for circuit formation on the seed layer, and performing an exposure process and a development process to form a resist pattern for rewiring;
(G) forming a wiring pattern by an electroplating method, and removing the resist pattern by a peeling process;
(H) removing the seed layer;
(I) forming a third insulating layer on the wiring pattern and forming an opening reaching the wiring pattern;
(J) forming a terminal for external connection.
For example, first, a temporary fixing film 5 is bonded to one side of the support plate 4 to provide a temporary fixing layer (FIG. 4B). Next, as shown in FIG. 4C, the
次いで、図4(a)に示す本実施形態の半導体装置製造用フィルムを用いて、少なくとも1つ以上の半導体素子6を覆うように、かつ熱硬化性樹脂組成物層1の面が仮固定フィルム5に貼り合わさるように、半導体素子6を封止する。このとき、半導体素子6の側面部に熱硬化性樹脂組成物層1からなる第一の絶縁層(以下、第一の絶縁層と呼ぶことがある)が、半導体素子6の能動面(表面)上に熱硬化性樹脂組成物層2からなる第二の絶縁層(以下、第二の絶縁層と呼ぶことがある)が形成される。絶縁層とは、熱硬化性樹脂組成物層が硬化した状態を指す。当該工程では、公知の真空ラミネータ、ロールラミネータ、プレス機等により、半導体装置製造用フィルムを貼り合わせる工程を経ることにより、第一の絶縁層及び第二の絶縁層を形成させる。この際の封止温度は、好ましくは50〜140℃であり、より好ましくは70〜100℃である。封止温度が50℃以上の場合、樹脂の充填が容易となる傾向がある。他方、140℃以下の場合、封止後にPET等の支持体3をはく離することが容易となる傾向がある。
また、この際の封止時間は、好ましくは10〜300秒間であり、より好ましくは30〜120秒間である。封止時間が10秒間以上の場合、充分に樹脂が充填する傾向がある。他方、300秒間以下の場合、良好な生産性が得られる。また、封止圧力は、好ましくは0.2〜2.0MPaであり、より好ましくは、0.2〜1.0MPaである。封止圧力が0.2MPa以上の場合、充分に樹脂が充填する傾向がある。他方、2.0MPa以下の場合、半導体素子6の能動面(表面)上に、充分な厚みの絶縁層を形成できる傾向がある。次いで、所定の温度及び時間で熱硬化性樹脂組成物の後硬化を行う。後硬化温度は特に限定するものではないが、好ましくは120〜200℃であり、より好ましくは150〜180℃である。後硬化時間についても特に限定するものではないが、好ましくは15〜180分間であり、より好ましくは30〜120分間である。
Next, using the film for manufacturing a semiconductor device of the present embodiment shown in FIG. 4A, the surface of the thermosetting
Moreover, the sealing time in this case becomes like this. Preferably it is 10 to 300 seconds, More preferably, it is 30 to 120 seconds. When the sealing time is 10 seconds or more, there is a tendency that the resin is sufficiently filled. On the other hand, when it is 300 seconds or less, good productivity is obtained. The sealing pressure is preferably 0.2 to 2.0 MPa, more preferably 0.2 to 1.0 MPa. When the sealing pressure is 0.2 MPa or more, there is a tendency that the resin is sufficiently filled. On the other hand, when the pressure is 2.0 MPa or less, an insulating layer having a sufficient thickness tends to be formed on the active surface (surface) of the
半導体素子6の厚みT3と第一の絶縁層1の厚みT1の差(T3−T1)は10μm以下であることが好ましい(図4(d)参照)。(T3−T1)が10μm以下の場合、第二の絶縁層2の平滑性が良好となる傾向がある。また、T3よりもT1を小さくすることで、半導体素子6の能動面(表面)が熱硬化性樹脂組成物層2に達することができ、配線形成が容易となる。
It is preferable the thickness T 3 of the
第二の絶縁層2の厚みT2は、好ましくは5〜50μmの範囲であり、より好ましくは10〜30μmの範囲である(図4(d)参照)。T2が5μm以上の場合、半導体素子6上に平滑性が良好な絶縁層を形成しやすい。他方、50μm以下の場合、研削により微細な開口径を設けることが容易となる傾向がある。
The thickness T 2 of the second insulating
次いで、図5(e)、及び(f)に示すように、所定温度に設定されたホットプレート上に載せ、支持板4、及び仮固定用フィルム5を取り外し半導体素子の受動面(裏面)を露出させる。ホットプレートの温度は特に限定するものではなく、仮固定用フィルム5の特性に合った温度を選択することができる。 Next, as shown in FIGS. 5 (e) and 5 (f), the substrate is placed on a hot plate set at a predetermined temperature, the support plate 4 and the temporary fixing film 5 are removed, and the passive surface (back surface) of the semiconductor element is removed. Expose. The temperature of the hot plate is not particularly limited, and a temperature suitable for the characteristics of the temporary fixing film 5 can be selected.
次いで、図5(g)に示すように、アルカリ処理により、第二の絶縁層2を研削し、第二の絶縁層2に、半導体素子6に至るまでの開口を設ける。使用するアルカリ処理液は特に限定するものではなく、デスミア処理液やレジストはく離液等を用いることができる。開口径に応じて、pHを調整することもできる。デスミア処理は、例えば、過マンガン酸ナトリウム液、水酸化ナトリウム液、過マンガン酸カリウム液、クロム液、硫酸等の混合液に被処理基板を浸漬することによって実施できる。具体的には、熱湯や所定の膨潤液を用いて被処理基板を膨潤処理した後、過マンガン酸ナトリウム液等で残渣等を除去し、還元(中和)を行った後、水洗、湯洗、乾燥を行う。1回の処理を行っても充分な粗化及び残渣除去の効果が得られない場合は複数回処理を行ってもよい。なお、デスミア処理は上記のものに限定されない。また、デスミア処理後に、再度、熱硬化性樹脂組成物の熱硬化を行ってもよい。再度の熱硬化は、用いる熱硬化性樹脂によっても効果は異なるが、熱硬化を充分に行い、未反応物を減少させること、ガラス転移温度を上げることができるだけでなく、低熱膨張化を図ることができるからである。
Next, as shown in FIG. 5G, the second insulating
次いで、図5(h)に示すように、第二の絶縁層上に無電解銅めっき処理などによりシード層7を設ける。シード層7の厚みは特に制限はないが、通常0.1〜1.0μmが好ましく使用される。シード層7の形成は、無電解銅めっき法の他に、スパッタ法を用いても良く、銅を蒸着する前にTiを蒸着する等、形成層を種々選択することができる。 Next, as shown in FIG. 5H, a seed layer 7 is provided on the second insulating layer by electroless copper plating or the like. The thickness of the seed layer 7 is not particularly limited, but usually 0.1 to 1.0 μm is preferably used. The seed layer 7 can be formed by using a sputtering method in addition to the electroless copper plating method, and various formation layers can be selected, for example, Ti is deposited before copper is deposited.
次いで、シード層7上に回路形成用レジスト8をラミネートし、マスクパターンを通して活性光線を照射することにより、回路形成用レジスト8の所定部分を露光し、露光部の回路形成用レジスト8を光硬化させる露光処理と、未露光部に現像処理を施して再配線用のレジストパターンを形成する。活性光線の光源としては、公知の光源を用いることができるが、例えば、カーボンアーク灯、水銀蒸気アーク灯、超高圧水銀灯、高圧水銀灯、キセノンランプ等の紫外線を放射するものを使用できる。また、直接描画方式のダイレクトレーザ露光を用いてもよい。露光量は使用する装置や回路形成用レジスト8の組成によって異なるが、好ましくは10〜600mJ/cm2であり、より好ましくは20〜400mJ/cm2である。露光量が10〜600mJ/cm2であると、良好な光硬化が得られ、回路形成用レジスト8の開口形状を安定して得られる傾向がある。回路形成用レジスト8は液状、フィルム状のいずれも用いることができる。液状の場合は、印刷機を用いて塗布することができる。フィルム状の場合はロールラミネータや真空ラミネータを用いて貼り付けることができる。 Next, a circuit forming resist 8 is laminated on the seed layer 7, and a predetermined portion of the circuit forming resist 8 is exposed by irradiating actinic rays through a mask pattern, and the circuit forming resist 8 in the exposed portion is photocured. An exposure process to be performed, and a development process is performed on the unexposed part to form a rewiring resist pattern. A known light source can be used as the actinic ray light source. For example, a source that emits ultraviolet rays such as a carbon arc lamp, a mercury vapor arc lamp, an ultrahigh pressure mercury lamp, a high pressure mercury lamp, or a xenon lamp can be used. Further, direct drawing direct laser exposure may be used. The amount of exposure varies depending on the apparatus used and the composition of the resist 8 for circuit formation, but is preferably 10 to 600 mJ / cm 2 , more preferably 20 to 400 mJ / cm 2 . When the exposure amount is 10 to 600 mJ / cm 2 , good photocuring is obtained, and the opening shape of the circuit forming resist 8 tends to be obtained stably. The circuit forming resist 8 can be either liquid or film. In the case of liquid, it can be applied using a printing machine. In the case of a film, it can be attached using a roll laminator or a vacuum laminator.
次いで、現像により露光部以外の回路形成用レジスト8を除去することで、図5(i)に示すようにレジストパターンを形成する(現像処理)。このときに用いる現像液としては、例えば、20〜50℃の炭酸ナトリウムの希薄溶液(1〜5質量%水溶液)のアルカリ現像液が用いられ、スプレー、揺動浸漬、ブラッシング及びスクラッピング等の公知の方法により現像する。 Next, by removing the circuit forming resist 8 other than the exposed portion by development, a resist pattern is formed as shown in FIG. 5I (development process). As the developer used at this time, for example, an alkaline developer of a dilute solution of sodium carbonate (1 to 5% by mass aqueous solution) at 20 to 50 ° C. is used, and known spraying, rocking dipping, brushing, scraping and the like are known. Develop by the method of.
次いで、図6(j)に示すように、電気めっき法により、シード層7上に銅の配線パターン9を形成する。配線パターン9は1〜20μmの厚みが好ましい。次いで、図6(k)に示すように、はく離液により、回路形成用レジスト(レジストパターン)8をはく離し除去する。
Next, as shown in FIG. 6J, a
次いで、図6(l)に示すように、エッチング液により第一の絶縁層1表面に露出しているシード層7を除去する。
Next, as shown in FIG. 6L, the seed layer 7 exposed on the surface of the first insulating
次いで、図6(m)に示すように、配線パターン9上に熱硬化性樹脂組成物からなる第三の絶縁層10を形成し、図7(n)に示すように、アルカリ処理を施すことにより、配線パターン9にまで至る開口を形成する。第三の絶縁層10及びその形成方法については、特に限定されるものではないが、例えば、第一の絶縁層1と同様の手法を用いることができる。アルカリ処理についても、特に限定されるものではなく、例えば、前述のアルカリ処理の手法を用いることができる。
Next, as shown in FIG. 6 (m), a third insulating
次いで、図7(o)に示すように第三の絶縁層10に設けた開口から露出した配線パターン9上に無電解ニッケルめっきと金めっき11を行うことができる。特にめっき厚みは限定するものではないが、例えば、ニッケルめっき厚みは1〜10μm、金めっき厚みは0.1μm程度が好ましい。
Next, as shown in FIG. 7 (o), electroless nickel plating and gold plating 11 can be performed on the
次いで、図7(p)に示すように、第三の絶縁層10の開口部に外部接続用端子12としての導電材料を形成する。導電材料は、特に限定されるものではないが、環境保全の観点から、Sn−Ag系やSn−Ag−Cu系のはんだを使用することが好ましい。回路形成用レジストを用いて、Cuポストを形成してもよい。
Next, as shown in FIG. 7 (p), a conductive material as the
次いで、ダイサーを用いてダイシング個片化することで、図7(q)に示す半導体装置を得ることができる。 Next, by dicing into pieces using a dicer, the semiconductor device shown in FIG. 7 (q) can be obtained.
このようにして得られた本発明の半導体装置の製造方法で得られる半導体装置は、小型化及び薄型化が進むウェハレベルの半導体装置において特に好適である。 The semiconductor device obtained by the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention thus obtained is particularly suitable for a wafer level semiconductor device that is becoming smaller and thinner.
次に、本実施形態の半導体装置製造用フィルムに用いられる熱硬化性樹脂組成物について説明するが、本発明はこれらの樹脂組成に限定されるものではない。 Next, although the thermosetting resin composition used for the film for semiconductor device manufacture of this embodiment is demonstrated, this invention is not limited to these resin compositions.
熱硬化性樹脂組成物(I)及び熱硬化性樹脂組成物(II)は、熱硬化性樹脂を含むものである。熱硬化性樹脂としては、特に限定されるものではないが、例えば、エポキシ樹脂、熱硬化性ポリイミド樹脂、シアネート樹脂、フェノール樹脂、及びポリアミドイミド樹脂からなる群より選択される少なくとも一種を含むことが好ましい。 The thermosetting resin composition (I) and the thermosetting resin composition (II) include a thermosetting resin. The thermosetting resin is not particularly limited, but includes, for example, at least one selected from the group consisting of epoxy resins, thermosetting polyimide resins, cyanate resins, phenol resins, and polyamideimide resins. preferable.
エポキシ樹脂としては、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、ノボラックフェノール型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ビスフェノールSジグリシジルエーテル等のビスフェノールS型エポキシ樹脂、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、ビキシレノールジグリシジルエーテル等のビキシレノール型エポキシ樹脂、水添ビスフェノールAグリシジルエーテル等の水添ビスフェノールA型エポキシ樹脂、及びそれらの二塩基酸変性ジグリシジルエーテル型エポキシ樹脂などが挙げられえる。これらは単独で用いて、2種以上組み合わせて用いてもよい。 The epoxy resin is not particularly limited. For example, bisphenol S type epoxy such as bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, novolac phenol type epoxy resin, biphenyl type epoxy resin, bisphenol S diglycidyl ether and the like. Resins, naphthalene type epoxy resins, dicyclopentadiene type epoxy resins, bixylenol type epoxy resins such as bixylenol diglycidyl ether, hydrogenated bisphenol A type epoxy resins such as hydrogenated bisphenol A glycidyl ether, and their dibasic acid modifications A diglycidyl ether type epoxy resin may be used. These may be used alone or in combination of two or more.
市販のエポキシ樹脂としては、DIC株式会社製、商品名:EXA4700(4官能ナフタレン型エポキシ樹脂)、日本化薬株式会社製、商品名:NC−7000(ナフタレン骨格含有多官能固形エポキシ樹脂)等のナフタレン型エポキシ樹脂;日本化薬株式会社、商品名:EPPN−502H(トリスフェノールエポキシ樹脂(「EPPN」は、登録商標。))等のフェノール類とフェノール性水酸基を有する芳香族アルデヒドとの縮合物のエポキシ化物(トリスフェノール型エポキシ樹脂);DIC株式会社製、商品名:EPICLON HP−7200H(ジシクロペンタジエン骨格含有多官能固形エポキシ樹脂(「EPICLON」は、登録商標。))等のジシクロペンタジエンアラルキル型エポキシ樹脂;日本化薬株式会社製、商品名:NC−3000H(ビフェニル骨格含有多官能固形エポキシ樹脂)等のビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂;DIC株式会社製、商品名:EPICLON N660、EPICLON N690、日本化薬株式会社製、商品名:EOCN−104S(「EOCN」は、登録商標。)等のノボラック型エポキシ樹脂;日産化学工業株式会社製、商品名:TEPIC(「TEPIC」は、登録商標。)等のトリス(2,3−エポキシプロピル)イソシアヌレート、DIC株式会社製、商品名:EPICLON860、EPICLON900−IM、EPICLON EXA―4816、EPICLON EXA−4822、旭化成イーマテリアルズ株式会社製、商品名:アラルダイトAER280(「アラルダイト」は、登録商標。)、新日化エポキシ製造株式会社製、商品名:エポトートYD−134(「エポトート」は、登録商標。)、三菱化学株式会社製、商品名:jER834、jER872(「jER」は、登録商標。)、住友化学株式会社製、商品名:ELA−134等のビスフェノールA型エポキシ樹脂;DIC株式会社製、商品名:EPICLON HP−4032等のナフタレン型エポキシ樹脂;DIC株式会社製、商品名:EPICLON N−740等のフェノールノボラック型エポキシ樹脂、フェノールとサリチルアルデヒドの縮合物のエポキシ樹脂;日本化薬株式会社製、商品名:EPPN−500シリーズなどが挙げられる。これらのエポキシ樹脂は各々単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
上記エポキシ樹脂の中でも、銅との密着性や絶縁性に優れる点で、日本化薬株式会社製、商品名:NC−3000H(ビフェニル骨格含有多官能固形エポキシ樹脂)等のビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂が好ましく、また、架橋密度が高く高Tgが得られる点で、日本化薬株式会社製、商品名:EPPN−500シリーズを用いることがより好ましい。
上記エポキシ樹脂の含有量は、無機フィラー成分を除く樹脂成分100質量部に対して、30〜90質量部であることが好ましく、40〜80質量部であることがより好ましい。
Examples of commercially available epoxy resins include DIC Corporation, trade name: EXA4700 (tetrafunctional naphthalene type epoxy resin), Nippon Kayaku Co., Ltd., trade name: NC-7000 (naphthalene skeleton-containing polyfunctional solid epoxy resin), and the like. Naphthalene type epoxy resin; Nippon Kayaku Co., Ltd., trade name: EPPN-502H (trisphenol epoxy resin ("EPPN" is a registered trademark)) and other condensates of aromatic aldehydes having phenolic hydroxyl groups Epoxidized product (trisphenol type epoxy resin); dicyclopentadiene such as DIC Corporation, trade name: EPICLON HP-7200H (dicyclopentadiene skeleton-containing polyfunctional solid epoxy resin ("EPICLON" is a registered trademark)) Aralkyl epoxy resin; manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd. Name: biphenyl aralkyl type epoxy resin such as NC-3000H (biphenyl skeleton-containing polyfunctional solid epoxy resin); manufactured by DIC Corporation, trade name: EPICLON N660, EPICLON N690, manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd., trade name: EOCN-104S ("EOCN" is a registered trademark) and other novolak-type epoxy resins; Nissan Chemical Industries, Ltd., trade name: TEPIC ("TEPIC" is a registered trademark) and other tris (2,3-epoxypropyl) isocyanates Nurate, manufactured by DIC Corporation, trade names: EPICLON 860, EPICLON 900-IM, EPICLON EXA-4816, EPICLON EXA-4822, manufactured by Asahi Kasei E-Materials Corporation, trade name: Araldite AER280 ("Araldite" is a registered trademark), Nissin Chemical Product name: Epototo YD-134 ("Epototo" is a registered trademark), Mitsubishi Chemical Corporation, product names: jER834, jER872 ("jER" is a registered trademark), Sumitomo Chemical Co., Ltd. Made by company, trade name: ELA-134 etc. bisphenol A type epoxy resin; made by DIC Corporation, trade name: EPICLON HP-4032 etc. naphthalene type epoxy resin; made by DIC Corporation, trade name: EPICLON N-740 etc. Examples thereof include phenol novolac type epoxy resins, epoxy resins of phenol and salicylaldehyde condensates; Nippon Kayaku Co., Ltd., trade name: EPPN-500 series. These epoxy resins may be used alone or in combination of two or more.
Among the above epoxy resins, biphenyl aralkyl type epoxy resins such as Nippon Kayaku Co., Ltd., trade name: NC-3000H (biphenyl skeleton-containing polyfunctional solid epoxy resin) are excellent in terms of excellent adhesion and insulation with copper. Moreover, it is more preferable to use Nippon Kayaku Co., Ltd. make and brand name: EPPN-500 series at the point from which a crosslinking density is high and high Tg is obtained.
The content of the epoxy resin is preferably 30 to 90 parts by mass and more preferably 40 to 80 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the resin component excluding the inorganic filler component.
エポキシ樹脂と組み合わせる硬化剤としては、従来公知の各種エポキシ樹脂硬化剤もしくはエポキシ樹脂硬化促進剤を配合することができる。例えば、フェノール樹脂、イミダゾール化合物、酸無水物、脂肪族アミン、脂環族ポリアミン、芳香族ポリアミン、第3級アミン、ジシアンジアミド、グアニジン類、又はこれらのエポキシアダクトやマイクロカプセル化したもののほか、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等の有機ホスフィン系化合物・有機ホウ素系化合物、DBU(1,8−ジアザビシクロ(4.5.0)ウンデセン−7)もしくはその誘導体など、硬化剤もしくは硬化促進剤の如何に拘らず、公知慣用のものを単独であるいは2種以上組み合わせて使用することができる。エポキシ樹脂の硬化を進行させれば特に限定されないが、具体的には、4,4´−ジアミノジフェニルスルホン、4,4´−ビス(4−アミノフェノキシ)ビフェニル、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、1,3−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,4−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、トリメチレンビス(4−アミノベンゾエート)、3,3´−ジメチル−4,4´−ジアミノビフェニル、2,2´−ジメチル−4,4´−ジアミノビフェニル、4,4´−ジアミノジフェニルエーテル、3,4´−ジアミノジフェニルエーテル、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、9,9´−ビス(4−アミノフェニル)フルオレン、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパンを例示でき、単独、又は2種以上組み合わせて用いることができる。 As the curing agent combined with the epoxy resin, various conventionally known epoxy resin curing agents or epoxy resin curing accelerators can be blended. For example, phenol resins, imidazole compounds, acid anhydrides, aliphatic amines, alicyclic polyamines, aromatic polyamines, tertiary amines, dicyandiamide, guanidines, or epoxy adducts or microencapsulated products thereof, triphenyl Curing agents or accelerators such as phosphine, tetraphenylphosphonium, organophenyl compounds such as tetraphenylborate, organoboron compounds, DBU (1,8-diazabicyclo (4.5.0) undecene-7) or derivatives thereof Regardless of the above, known and commonly used ones can be used alone or in combination of two or more. Although it will not specifically limit if hardening of an epoxy resin is advanced, Specifically, 4, 4'- diamino diphenyl sulfone, 4, 4'-bis (4-aminophenoxy) biphenyl, 2, 2-bis [4- (4-Aminophenoxy) phenyl] propane, 1,3-bis (4-aminophenoxy) benzene, 1,4-bis (4-aminophenoxy) benzene, trimethylenebis (4-aminobenzoate), 3,3 ′ -Dimethyl-4,4'-diaminobiphenyl, 2,2'-dimethyl-4,4'-diaminobiphenyl, 4,4'-diaminodiphenyl ether, 3,4'-diaminodiphenyl ether, bis [4- (4-amino Phenoxy) phenyl] sulfone, bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] sulfone, 9,9′-bis (4-aminophenyl) sulfone Oren, 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] hexafluoropropane can illustrate, may be used alone, or two or more.
本実施形態で用いる熱硬化性樹脂組成物の熱硬化性ポリイミド樹脂としては、分子構造中に少なくとも2個の不飽和N−置換マレイミド基を有するマレイミド化合物を含有することが好ましい。具体的には、例えば、N,N´−エチレンビスマレイミド、N,N´−ヘキサメチレンビスマレイミド、N,N´−(1,3−フェニレン)ビスマレイミド、N,N´−[1,3−(2−メチルフェニレン)]ビスマレイミド、N,N´−[1,3−(4−メチルフェニレン)]ビスマレイミド、N,N´−(1,4−フェニレン)ビスマレイミド、ビス(4−マレイミドフェニル)メタン、ビス(3−メチル−4−マレイミドフェニル)メタン、3,3−ジメチル−5,5−ジエチル−4,4−ジフェニルメタンビスマレイミド、ビス(4−マレイミドフェニル)エーテル、ビス(4−マレイミドフェニル)スルホン、ビス(4−マレイミドフェニル)スルフィド、ビス(4−マレイミドフェニル)ケトン、ビス(4−マレイミドシクロヘキシル)メタン、1,4−ビス(4−マレイミドフェニル)シクロヘキサン、1,4−ビス(マレイミドメチル)シクロヘキサン、1,4−ビス(マレイミドメチル)ベンゼン、1,3−ビス(4−マレイミドフェノキシ)ベンゼン、1,3−ビス(3−マレイミドフェノキシ)ベンゼン、ビス[4−(3−マレイミドフェノキシ)フェニル]メタン、ビス[4−(4−マレイミドフェノキシ)フェニル]メタン、1,1−ビス[4−(3−マレイミドフェノキシ)フェニル]エタン、1,1−ビス[4−(4−マレイミドフェノキシ)フェニル]エタン、1,2−ビス[4−(3−マレイミドフェノキシ)フェニル]エタン、1,2−ビス[4−(4−マレイミドフェノキシ)フェニル]エタン、2,2−ビス[4−(3−マレイミドフェノキシ)フェニル]プロパン、2,2−ビス[4−(4−マレイミドフェノキシ)フェニル]プロパン、2,2−ビス[4−(3−マレイミドフェノキシ)フェニル]ブタン、2,2−ビス[4−(4−マレイミドフェノキシ)フェニル]ブタン、2,2−ビス[4−(3−マレイミドフェノキシ)フェニル]−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス[4−(4−マレイミドフェノキシ)フェニル]−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン、4,4−ビス(3−マレイミドフェノキシ)ビフェニル、4,4−ビス(4−マレイミドフェノキシ)ビフェニル、ビス[4−(3−マレイミドフェノキシ)フェニル]ケトン、ビス[4−(4−マレイミドフェノキシ)フェニル]ケトン、2,2´−ビス(4−マレイミドフェニル)ジスルフィド、ビス(4−マレイミドフェニル)ジスルフィド、ビス[4−(3−マレイミドフェノキシ)フェニル]スルフィド、ビス[4−(4−マレイミドフェノキシ)フェニル]スルフィド、ビス[4−(3−マレイミドフェノキシ)フェニル]スルホキシド、ビス[4−(4−マレイミドフェノキシ)フェニル]スルホキシド、ビス[4−(3−マレイミドフェノキシ)フェニル]スルホン、ビス[4−(4−マレイミドフェノキシ)フェニル]スルホン、ビス[4−(3−マレイミドフェノキシ)フェニル]エーテル、ビス[4−(4−マレイミドフェノキシ)フェニル]エーテル、1,4−ビス[4−(4−マレイミドフェノキシ)−α,α−ジメチルベンジル]ベンゼン、1,3−ビス[4−(4−マレイミドフェノキシ)−α,α−ジメチルベンジル]ベンゼン、1,4−ビス[4−(3−マレイミドフェノキシ)−α,α−ジメチルベンジル]ベンゼン、1,3−ビス[4−(3−マレイミドフェノキシ)−α,α−ジメチルベンジル]ベンゼン、1,4−ビス[4−(4−マレイミドフェノキシ)−3,5−ジメチル−α,α−ジメチルベンジル]ベンゼン、1,3−ビス[4−(4−マレイミドフェノキシ)−3,5−ジメチル−α,α−ジメチルベンジル]ベンゼン、1,4−ビス[4−(3−マレイミドフェノキシ)−3,5−ジメチル−α,α−ジメチルベンジル]ベンゼン、1,3−ビス[4−(3−マレイミドフェノキシ)−3,5−ジメチル−α,α−ジメチルベンジル]ベンゼン、ポリフェニルメタンマレイミドが挙げられ、これらのマレイミド化合物は、単独で用いても2種類以上を混合して用いてもよい。 The thermosetting polyimide resin of the thermosetting resin composition used in the present embodiment preferably contains a maleimide compound having at least two unsaturated N-substituted maleimide groups in the molecular structure. Specifically, for example, N, N′-ethylene bismaleimide, N, N′-hexamethylene bismaleimide, N, N ′-(1,3-phenylene) bismaleimide, N, N ′-[1,3 -(2-methylphenylene)] bismaleimide, N, N '-[1,3- (4-methylphenylene)] bismaleimide, N, N'-(1,4-phenylene) bismaleimide, bis (4- Maleimidophenyl) methane, bis (3-methyl-4-maleimidophenyl) methane, 3,3-dimethyl-5,5-diethyl-4,4-diphenylmethane bismaleimide, bis (4-maleimidophenyl) ether, bis (4 -Maleimidophenyl) sulfone, bis (4-maleimidophenyl) sulfide, bis (4-maleimidophenyl) ketone, bis (4-maleimidocyclohexyl) ) Methane, 1,4-bis (4-maleimidophenyl) cyclohexane, 1,4-bis (maleimidomethyl) cyclohexane, 1,4-bis (maleimidomethyl) benzene, 1,3-bis (4-maleimidophenoxy) benzene 1,3-bis (3-maleimidophenoxy) benzene, bis [4- (3-maleimidophenoxy) phenyl] methane, bis [4- (4-maleimidophenoxy) phenyl] methane, 1,1-bis [4- (3-maleimidophenoxy) phenyl] ethane, 1,1-bis [4- (4-maleimidophenoxy) phenyl] ethane, 1,2-bis [4- (3-maleimidophenoxy) phenyl] ethane, 1,2- Bis [4- (4-maleimidophenoxy) phenyl] ethane, 2,2-bis [4- (3-maleimidophenoxy) ) Phenyl] propane, 2,2-bis [4- (4-maleimidophenoxy) phenyl] propane, 2,2-bis [4- (3-maleimidophenoxy) phenyl] butane, 2,2-bis [4- ( 4-maleimidophenoxy) phenyl] butane, 2,2-bis [4- (3-maleimidophenoxy) phenyl] -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane, 2,2-bis [4- (4-maleimidophenoxy) phenyl] -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane, 4,4-bis (3-maleimidophenoxy) biphenyl, 4,4-bis (4-maleimidophenoxy) biphenyl Bis [4- (3-maleimidophenoxy) phenyl] ketone, bis [4- (4-maleimidophenoxy) phenyl] ketone, 2,2′-bis (4-ma Imidophenyl) disulfide, bis (4-maleimidophenyl) disulfide, bis [4- (3-maleimidophenoxy) phenyl] sulfide, bis [4- (4-maleimidophenoxy) phenyl] sulfide, bis [4- (3-maleimide) Phenoxy) phenyl] sulfoxide, bis [4- (4-maleimidophenoxy) phenyl] sulfoxide, bis [4- (3-maleimidophenoxy) phenyl] sulfone, bis [4- (4-maleimidophenoxy) phenyl] sulfone, bis [ 4- (3-maleimidophenoxy) phenyl] ether, bis [4- (4-maleimidophenoxy) phenyl] ether, 1,4-bis [4- (4-maleimidophenoxy) -α, α-dimethylbenzyl] benzene, 1,3-bis [4- (4-maleimi Phenoxy) -α, α-dimethylbenzyl] benzene, 1,4-bis [4- (3-maleimidophenoxy) -α, α-dimethylbenzyl] benzene, 1,3-bis [4- (3-maleimidophenoxy) -Α, α-dimethylbenzyl] benzene, 1,4-bis [4- (4-maleimidophenoxy) -3,5-dimethyl-α, α-dimethylbenzyl] benzene, 1,3-bis [4- (4 -Maleimidophenoxy) -3,5-dimethyl-α, α-dimethylbenzyl] benzene, 1,4-bis [4- (3-maleimidophenoxy) -3,5-dimethyl-α, α-dimethylbenzyl] benzene, 1,3-bis [4- (3-maleimidophenoxy) -3,5-dimethyl-α, α-dimethylbenzyl] benzene, polyphenylmethanemaleimide, and these Reimido compounds may be used as a mixture of two or more may be used alone.
上記マレイミド化合物の重合触媒は、公知のビスマレイミド樹脂組成物の重合触媒を使用すればよく特に限定しないが、イミダゾール類、第3級アミン類、第4級アンモニウム塩類、三弗化ホウ素アミン錯体、オルガノホスフィン類、オルガノホスホニウム塩等のイオン触媒及び有機過酸化物、ヒドロペルオキシド、アゾイソブチロニトリル等のラジカル重合開始剤が挙げられる。重合触媒の添加量は目的に応じて決定すればよいが、ビスマレイミド樹脂組成物の安定性の面から全樹脂成分に対して0.01〜3質量%とすることが望ましい。 The maleimide compound polymerization catalyst is not particularly limited as long as a known bismaleimide resin composition polymerization catalyst is used, but imidazoles, tertiary amines, quaternary ammonium salts, boron trifluoride amine complexes, Examples include ion catalysts such as organophosphines and organophosphonium salts, and radical polymerization initiators such as organic peroxides, hydroperoxides, and azoisobutyronitrile. Although the addition amount of a polymerization catalyst should just be determined according to the objective, it is desirable to set it as 0.01-3 mass% with respect to all the resin components from the surface of the stability of a bismaleimide resin composition.
本実施形態の熱硬化性樹脂組成物(I)及び熱硬化性樹脂組成物(II)は、無機フィラーを含むことが好ましい。
無機フィラーとしては、特に限定されるものではないが、例えば、硫酸バリウム、チタン酸バリウム、無定形シリカ、結晶性シリカ、溶融シリカ、球状シリカ、タルク、クレー、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、酸化アルミニウム、水酸化アルミニウム、窒化ケイ素、窒化アルミニウム等の体質顔料や、銅、錫、亜鉛、ニッケル、銀、パラジウム、アルミニウム、鉄、コバルト、金、白金等の金属粉体が挙げられる。これらは単独で用いても、2種以上組み合わせて用いてもよい。
The thermosetting resin composition (I) and the thermosetting resin composition (II) of the present embodiment preferably contain an inorganic filler.
The inorganic filler is not particularly limited. For example, barium sulfate, barium titanate, amorphous silica, crystalline silica, fused silica, spherical silica, talc, clay, magnesium carbonate, calcium carbonate, aluminum oxide, Examples include extender pigments such as aluminum hydroxide, silicon nitride, and aluminum nitride, and metal powders such as copper, tin, zinc, nickel, silver, palladium, aluminum, iron, cobalt, gold, and platinum. These may be used alone or in combination of two or more.
シリカフィラーを用いる場合、凝集を抑制し、樹脂中に分散させるため、シランカップリング剤を用いることも好ましい。シランカップリング剤としては、特に限定されるものではなく、例えば、アルキルシラン、アルコキシシラン、ビニルシラン、エポキシシラン、アミノシラン、アクリルシラン、メタクリルシラン、メルカプトシラン、スルフィドシラン、イソシアネートシラン、サルファーシラン、スチリルシラン、アルキルクロロシランが挙げられる。これらは単独で用いても、2種以上を混合して用いてもよい。 When a silica filler is used, it is also preferable to use a silane coupling agent in order to suppress aggregation and disperse in the resin. The silane coupling agent is not particularly limited. For example, alkyl silane, alkoxy silane, vinyl silane, epoxy silane, amino silane, acrylic silane, methacryl silane, mercapto silane, sulfide silane, isocyanate silane, sulfur silane, styryl silane. And alkylchlorosilane. These may be used alone or in combination of two or more.
熱硬化性樹脂組成物(I)は、最大粒径が20μm以下で、平均粒径が5μm以下の無機フィラーを含むことが好ましく、最大粒径が10μm以下で、平均粒径が3μm以下の無機フィラーを含むことがより好ましい。 The thermosetting resin composition (I) preferably contains an inorganic filler having a maximum particle size of 20 μm or less and an average particle size of 5 μm or less. The inorganic material has a maximum particle size of 10 μm or less and an average particle size of 3 μm or less. More preferably, a filler is included.
熱硬化性樹脂組成物(II)は、最大粒径が5μm以下で、平均粒径が1μm以下の無機フィラーを含むことが好ましく、最大粒径が1μm以下で、平均粒径が300nm以下の無機フィラーを含むことがより好ましい。
なお、ここでいう無機フィラーの最大粒径及び平均粒径は、日機装株式会社製の動的光散乱式ナノトラック粒度分布計、商品名:UPA−EX150(日機装株式会社製(「ナノトラック」は、登録商標。))又はレーザ回折散乱式マイクロトラック粒度分布計、商品名:MT−3100(日機装株式会社製(「マイクロトラック」は、登録商標。))を用いて測定した値を意味する。
熱硬化性樹脂組成物(I)に含まれる無機フィラーの充填量は、樹脂の固形分に対して、好ましくは30〜95質量%であり、より好ましくは55〜90質量%である。無機フィラーの充填量が30質量%以上の場合、半導体装置の反りが小さくなる傾向がある。無機フィラーの充填量が95質量%以下の場合、適度な樹脂の流動性が得られ、半導体素子を封止しやすい傾向がある。
The thermosetting resin composition (II) preferably contains an inorganic filler having a maximum particle size of 5 μm or less and an average particle size of 1 μm or less, and has a maximum particle size of 1 μm or less and an average particle size of 300 nm or less. More preferably, a filler is included.
The maximum particle size and the average particle size of the inorganic filler here are the dynamic light scattering nanotrack particle size distribution meter manufactured by Nikkiso Co., Ltd., trade name: UPA-EX150 (manufactured by Nikkiso Co., Ltd. (“Nanotrack” is , Registered trademark.)) Or a laser diffraction scattering type microtrack particle size distribution meter, trade name: MT-3100 (manufactured by Nikkiso Co., Ltd. ("Microtrack" is a registered trademark)).
The filling amount of the inorganic filler contained in the thermosetting resin composition (I) is preferably 30 to 95% by mass and more preferably 55 to 90% by mass with respect to the solid content of the resin. When the filling amount of the inorganic filler is 30% by mass or more, the warp of the semiconductor device tends to be small. When the filling amount of the inorganic filler is 95% by mass or less, moderate resin fluidity is obtained and the semiconductor element tends to be sealed.
熱硬化性樹脂組成物(II)に含まれる無機フィラーの充填量は、樹脂の固形分に対して、好ましくは30質量%以下であり、より好ましくは10質量%以下である。無機フィラーの充填量が30質量%以下の場合、無機フィラーの脱粒が生じにくく、めっきの接着性が良好となる傾向がある。 The filling amount of the inorganic filler contained in the thermosetting resin composition (II) is preferably 30% by mass or less, more preferably 10% by mass or less, based on the solid content of the resin. When the filling amount of the inorganic filler is 30% by mass or less, the inorganic filler does not easily fall out and the adhesion of the plating tends to be good.
以上、本発明に係る半導体装置の製造方法及び熱硬化樹脂組成物の実施形態について説明したが、本発明は必ずしも上述した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を行ってもよい。 As mentioned above, although the manufacturing method of the semiconductor device which concerns on this invention, and embodiment of the thermosetting resin composition were described, this invention is not necessarily limited to embodiment mentioned above, It changes suitably in the range which does not deviate from the meaning. May be performed.
<熱硬化性樹脂組成物(I)の製造>
半導体装置の第一の絶縁層を形成する熱硬化性樹脂組成物(I)として、以下の熱硬化性樹脂組成物A〜Cを調製した。
<Manufacture of thermosetting resin composition (I)>
The following thermosetting resin compositions A to C were prepared as the thermosetting resin composition (I) for forming the first insulating layer of the semiconductor device.
<熱硬化性樹脂組成物A>
エポキシ樹脂としては、ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂、商品名:NC−3000H(日本化薬株式会社製)70質量部を用いた。
硬化剤の合成例1:温度計、攪拌装置、還流冷却管付き水分定量器の付いた加熱及び冷却可能な容積2リットルの反応容器に、ビス(4−アミノフェニル)スルホン:26.40gと、2,2´−ビス[4−(4−マレイミドフェノキシ)フェニル]プロパン:484.50gと、p−アミノ安息香酸:29.10g、及びジメチルアセトアミド:360.00gを入れ、140℃で5時間反応させて分子主鎖中にスルホン基を有し、酸性置換基と不飽和N−置換マレイミド基を有する硬化剤(A−1)の溶液を得た。本硬化剤を30質量部配合した。
<Thermosetting resin composition A>
As the epoxy resin, 70 parts by mass of a biphenyl aralkyl type epoxy resin, trade name: NC-3000H (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.) was used.
Curing Agent Synthesis Example 1: Heat and coolable reaction vessel equipped with a thermometer, a stirrer, and a moisture quantifier with a reflux condenser, in a 2 liter reaction vessel, bis (4-aminophenyl) sulfone: 26.40 g, 2,2′-bis [4- (4-maleimidophenoxy) phenyl] propane: 484.50 g, p-aminobenzoic acid: 29.10 g, and dimethylacetamide: 360.00 g were added and reacted at 140 ° C. for 5 hours. Thus, a solution of a curing agent (A-1) having a sulfone group in the molecular main chain and having an acidic substituent and an unsaturated N-substituted maleimide group was obtained. 30 parts by mass of this curing agent was blended.
無機フィラー成分としては、平均粒径が50nm、ビニルシランでシランカップリング処理したシリカフィラーを用いた。なお、無機フィラー成分は、樹脂の固形分に対し、30質量%になるように配合した。分散状態は、動的光散乱式ナノトラック粒度分布計、商品名:UPA−EX150(日機装株式会社製)、及びレーザ回折散乱式マイクロトラック粒度分布計、商品名:MT−3100(日機装株式会社製)を用いて測定し、最大粒径が1μm以下となっていることを確認した。 As the inorganic filler component, silica filler having an average particle size of 50 nm and silane coupling treatment with vinylsilane was used. In addition, the inorganic filler component was blended so as to be 30% by mass with respect to the solid content of the resin. The dispersion state is a dynamic light scattering nanotrack particle size distribution analyzer, trade name: UPA-EX150 (manufactured by Nikkiso Co., Ltd.), and a laser diffraction scattering microtrack particle size distribution analyzer, trade name: MT-3100 (manufactured by Nikkiso Co., Ltd.). ) To confirm that the maximum particle size is 1 μm or less.
<熱硬化性樹脂組成物B>
エポキシ樹脂としては、ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂、商品名:NC−3000H(日本化薬株式会社製)70質量部を用いた。
硬化剤の合成例2:ジアミン化合物としてワンダミンHM(WHM)[(4,4´−ジアミノ)ジシクロヘキシルメタン、新日本理化株式会社製、商品名(「ワンダミン」は、登録商標。)]52.7g、反応性官能基を有するジアミンとして3,3´−ジヒドロキシ−4,4´−ジアミノビフェニル6g、トリカルボン酸無水物として無水トリメリット酸(TMA)108g及び非プロトン性極性溶媒としてN−メチル−2−ピロリドン(NMP)1281gを入れ、フラスコ内の温度を80℃に設定して30分間攪拌した。攪拌終了後、水と共沸可能な芳香族炭化水素としてトルエン192gを更に添加し、フラスコ内の温度を160℃に昇温して2.5時間還流した。水分定量受器に理論量の水が貯留され、水の留出が見られなくなっていることを確認した後、水分定量受器中の水及びトルエンを除去しながら、フラスコ内の温度を180℃まで上昇させて反応溶液中のトルエンを除去した。フラスコ内の溶液を60℃まで冷却した後、長鎖炭化水素鎖骨格(炭素原子数約50)を有するジカルボン酸として水添α,ω−ポリブタジエンジカルボン酸(日本曹達株式会社製、商品名:CI−1000)309.5gを入れ、10分間攪拌した。攪拌終了後、ジイソシアネートとして4,4´−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)119.7gを添加し、フラスコ内の温度を160℃に上昇させて2時間反応させ、樹脂溶液を得た。このポリアミドイミド樹脂溶液の重量平均分子量(Mw)をゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより測定したところ、47000であった。ポリアミドイミド1分子あたりの平均反応性官能基数Nは4.4であった。本硬化剤を30質量部配合した。無機フィラー成分としては、熱硬化性樹脂組成物Aと同様のものを用いた。
<Thermosetting resin composition B>
As the epoxy resin, 70 parts by mass of a biphenyl aralkyl type epoxy resin, trade name: NC-3000H (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.) was used.
Curing Agent Synthesis Example 2: Wandamine HM (WHM) [(4,4′-diamino) dicyclohexylmethane, manufactured by Shin Nippon Chemical Co., Ltd., trade name (“Wandamine” is a registered trademark)] as a diamine compound] 52.7 g 3 g of 3,3′-dihydroxy-4,4′-diaminobiphenyl as a diamine having a reactive functional group, 108 g of trimellitic anhydride (TMA) as a tricarboxylic acid anhydride, and N-methyl-2 as an aprotic polar solvent -Pyrrolidone (NMP) 1281g was put, the temperature in a flask was set to 80 degreeC, and it stirred for 30 minutes. After completion of the stirring, 192 g of toluene was further added as an aromatic hydrocarbon azeotropic with water, and the temperature in the flask was raised to 160 ° C. and refluxed for 2.5 hours. After confirming that the theoretical amount of water was stored in the moisture determination receiver and that no water distilling was observed, the temperature in the flask was adjusted to 180 ° C. while removing water and toluene in the moisture determination receiver. And toluene in the reaction solution was removed. After cooling the solution in the flask to 60 ° C., hydrogenated α, ω-polybutadiene dicarboxylic acid (trade name: CI, manufactured by Nippon Soda Co., Ltd.) as a dicarboxylic acid having a long-chain hydrocarbon chain skeleton (about 50 carbon atoms). -1000) 309.5 g was added and stirred for 10 minutes. After the completion of stirring, 119.7 g of 4,4′-diphenylmethane diisocyanate (MDI) was added as a diisocyanate, and the temperature in the flask was raised to 160 ° C. for 2 hours to obtain a resin solution. It was 47000 when the weight average molecular weight (Mw) of this polyamideimide resin solution was measured by the gel permeation chromatography. The average reactive functional group number N per polyamideimide molecule was 4.4. 30 parts by mass of this curing agent was blended. As an inorganic filler component, the same thing as the thermosetting resin composition A was used.
<半導体装置製造用フィルムの製造>
熱硬化性樹脂組成物(II)のワニスを、以下に示すように調製した。
<Manufacture of film for manufacturing semiconductor devices>
A varnish of the thermosetting resin composition (II) was prepared as shown below.
フェノール性水酸基含有ポリブタジエン変性ポリアミド(日本化薬株式会社製、商品名:BPAM−155)1.5gに、N,N−ジメチルアセトアミド(DMAc)を13.5g配合した後、ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂(日本化薬株式会社製、商品名:NC−3000H)10g、ノボラック型フェノール樹脂(DIC株式会社製、商品名:TD−2090)3.6g、硬化促進剤として2−フェニルイミダゾール(四国化成工業株式会社製、商品名:2PZ)0.1gを、ヒュームドシリカ(日本アエロジル株式会社製、商品名:R972)0.9gを添加した後、DMAc及びメチルエチルケトンからなる混合溶剤で希釈した(固形分濃度約25質量%)。その後、分散機(吉田機械興業株式会社製、商品名:ナノマイザー(「ナノマイザー」は、登録商標。))を用いて、熱硬化性樹脂組成物(II)の樹脂ワニスを得た。 After blending 13.5 g of N, N-dimethylacetamide (DMAc) with 1.5 g of phenolic hydroxyl group-containing polybutadiene-modified polyamide (Nippon Kayaku Co., Ltd., trade name: BPAM-155), biphenylaralkyl epoxy resin ( Nippon Kayaku Co., Ltd., trade name: NC-3000H) 10 g, Novolac type phenolic resin (DIC Corporation, trade name: TD-2090) 3.6 g, 2-phenylimidazole (Shikoku Chemicals Co., Ltd.) as a curing accelerator 0.1 g of company-made product name: 2PZ was diluted with a mixed solvent consisting of DMAc and methyl ethyl ketone after adding 0.9 g of fumed silica (manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd., product name: R972) (solid content concentration) About 25% by weight). Thereafter, a resin varnish of the thermosetting resin composition (II) was obtained using a disperser (trade name: Nanomizer (“Nanomizer” is a registered trademark)) manufactured by Yoshida Kikai Kogyo Co., Ltd.).
得られた熱硬化性樹脂組成物(II)の樹脂ワニスを、支持体3である厚み16μmのポリエチレンテレフタレートフィルム(帝人株式会社製、商品名:G2−16)上に塗布し、その後、熱風対流式乾燥機を用いて180℃で約10分間乾燥することによって支持体3上に熱硬化性樹脂組成物層2を得た。
次いで、熱硬化性樹脂組成物A又はBのワニスを、支持体3上に設けられた熱硬化性樹脂組成物層2の上にバーコータを用いて塗布し、100℃で10分間乾燥させ、半導体装置製造用フィルムを得た(図4(a)参照)。この際、熱硬化性樹脂組成物層1、熱硬化性樹脂組成物層2、及び支持体3が、この順で設けられように熱硬化性樹脂組成物A又はBを塗布した。また、熱硬化性樹脂組成物層1の膜厚は60〜410μmのものを準備した。
The resin varnish of the obtained thermosetting resin composition (II) was applied onto a polyethylene terephthalate film (trade name: G2-16, manufactured by Teijin Limited) having a thickness of 16 μm as the support 3, and then hot air convection The thermosetting
Next, the varnish of the thermosetting resin composition A or B is applied onto the thermosetting
次いで、半導体装置製造用フィルムに埃等が付着しないように、支持体3と接している側とは反対側の表面上にポリエチレンフィルム(タマポリ株式会社製、商品名:NF−15)を保護フィルムとして貼り合わせた。 Next, a polyethylene film (manufactured by Tamapoly Co., Ltd., trade name: NF-15) is provided on the surface opposite to the side in contact with the support 3 so that dust or the like does not adhere to the film for manufacturing a semiconductor device. As pasted together.
<仮固定用フィルム付き支持板の準備>
まず、支持板4として直径220mm、厚み1.5mmのSUS板を準備した。次に、SUS板の片側に仮固定用フィルム5を、ラミネータを用いて貼り付けた(図4(b)参照)。
<Preparation of support plate with temporary fixing film>
First, a SUS plate having a diameter of 220 mm and a thickness of 1.5 mm was prepared as the support plate 4. Next, the temporary fixing film 5 was attached to one side of the SUS plate using a laminator (see FIG. 4B).
SUS板からはみ出した仮固定用フィルム5については、カッターナイフで切り離した。 The temporary fixing film 5 protruding from the SUS plate was cut off with a cutter knife.
<半導体素子の配置>
次いで、図4(c)に示すように、7.3mm×7.3mmの半導体素子6(株式会社ウォルツ製、商品名:CC80−0101JY)を半導体素子6の受動面(裏面)と仮固定用フィルム5が貼り合わさるように格子状に配置した。半導体素子6の搭載数は193個、ピッチは縦方向、横方向ともに9.6mmとした。半導体素子6の配置にはダイソーター(キヤノンマシナリー株式会社製、商品名:CAP3500)を用いた。配置時の荷重は半導体素子1個当り1kgfとした。
<Arrangement of semiconductor elements>
Next, as shown in FIG. 4C, a semiconductor element 6 (product name: CC80-0101JY, manufactured by Waltz Co., Ltd.) of 7.3 mm × 7.3 mm is temporarily fixed to the passive surface (back surface) of the
得られた半導体装置製造用フィルムの保護フィルムを剥がし、半導体素子6の能動面(表面)と熱硬化性樹脂組成物層1が接するように載置した。プレス式真空ラミネータ(株式会社名機製作所製、商品名:MVLP−500(「MVLP」は、登録商標。))を用いて半導体素子6の能動面(表面)上、及び複数の半導体素子6間に第一の絶縁層となる熱硬化性樹脂組成物層1を充填するとともに、半導体素子6の能動面(表面)上に配線形成可能な第二の絶縁層を形成した。プレス条件は、プレス熱板温度50〜80℃、真空引き時間20秒間、ラミネートプレス時間5〜30秒間、気圧4kPa以下、圧着圧力0.1〜0.4MPaとした。次いで、クリーンオーブンで120〜170℃、30分間〜1時間の熱硬化を行った。
The protective film of the obtained film for manufacturing a semiconductor device was peeled off and placed so that the active surface (surface) of the
実施例における半導体装置の仕様及び製造時における封止条件を表1に示す。 Table 1 shows the specifications of the semiconductor devices in the examples and the sealing conditions at the time of manufacture.
その後、図5(e)及び(f)に示すように、支持板4、及び仮固定用フィルム5を200℃のホットプレート上ではく離した。次いで、図5(g)に示すように、表2に示す条件でデスミア処理を施し、絶縁層の研削を行い、第二の絶縁層2に、半導体素子6に至る開口部を設けた。その後、図5(h)に示すように、無電解銅めっき法により、熱硬化性樹脂組成物からなる第二の絶縁層2上に1μmの厚みのシード層7を形成した。
Thereafter, as shown in FIGS. 5E and 5F, the support plate 4 and the temporary fixing film 5 were peeled off on a 200 ° C. hot plate. Next, as shown in FIG. 5G, desmear treatment was performed under the conditions shown in Table 2, the insulating layer was ground, and an opening reaching the
次いで、図5(i)に示すように、回路形成用レジスト8(日立化成株式会社製、商品名:Photec RY−3525)をロールラミネータで熱硬化性樹脂組成物層2上に貼着し、パターンを形成したフォトツールを密着させ、株式会社オーク製作所製、商品名:EXM−1201型露光機を使用して、100mJ/cm2のエネルギー量で露光を行った。次いで、30℃の1質量%炭酸ナトリウム水溶液で、90秒間スプレー現像を行い、回路形成用レジストパターンを形成した。次いで、図6(j)に示すように、電気めっき法により、シード層7上に、5μmの厚みの銅の配線パターン9を形成した。次いで、図6(k)に示すように、はく離液により回路形成用レジスト8をはく離した後、図6(l)に示すように、第二の絶縁層2表面に露出しているシード層7をエッチング液により除去した。
Next, as shown in FIG. 5 (i), circuit forming resist 8 (manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd., trade name: Phototec RY-3525) is stuck on the thermosetting
次いで、配線パターン9及び第二の絶縁層2上に、第三の絶縁層10を形成し(図6(m)参照)、表2のデスミア処理を施し、第三の絶縁層10に、配線パターン9に至る開口部を設けた(図7(n)参照)。第三の絶縁層の熱硬化性樹脂組成物は第一の絶縁層と同様の熱硬化性樹脂組成物を用い、厚みは20μmのものを用いた。その後、市販の無電解ニッケル/金めっき液を用いて、ニッケルめっき厚み3μm、金めっき厚み0.1μmとなるように配線パターン上にめっき処理を行った(図7(o)参照)。次いで、無電解ニッケル/金めっき11上に外部接続用端子12となるSn−Ag−Cu系のはんだボールをリフロー搭載した(図7(p)参照)。次いで、ダイシング(ブレード幅0.3mm)により、9.3mm×9.3mmの大きさに個片化し、図7(q)に示す半導体装置を得た。
Next, a third insulating
第一及び第二の絶縁層を形成し、所定の熱硬化を行った後の成形物の反りについては、直径200mmの範囲を室温下(25℃)で測定し、以下の基準に基づいて評価した。
○:反り量が1mm未満。
△:反り量が1mm以上、2mm未満。
×:反り量が2mm以上。
About the curvature of the molding after forming the 1st and 2nd insulating layers and performing predetermined thermosetting, the range of diameter 200mm is measured under room temperature (25 degreeC), and it evaluates based on the following references | standards did.
○: Warpage amount is less than 1 mm.
Δ: Warpage amount is 1 mm or more and less than 2 mm.
X: Warpage amount is 2 mm or more.
第一及び第二の絶縁層を形成し、所定の熱硬化を行った後の熱硬化性樹脂組成物の埋め込み性については、目視で確認して以下の基準に基づいて評価した。
○:半導体素子間に充分に樹脂が埋め込まれており、未充填部がないもの。
×:半導体素子間に未充填部があるもの。
The embedding property of the thermosetting resin composition after forming the first and second insulating layers and performing predetermined thermosetting was visually confirmed and evaluated based on the following criteria.
○: The resin is sufficiently embedded between the semiconductor elements, and there is no unfilled portion.
X: The thing with an unfilled part between semiconductor elements.
第一及び第二の絶縁層を形成し、所定の熱硬化を行った後の半導体素子の能動面(表面)側の熱硬化性樹脂組成物の平滑性については、表面粗さ計を用いて半導体素子の能動面の段差を測定し、以下の基準に基づいて評価した。
○:熱硬化性樹脂組成物の表面の段差が2μm未満。
△:熱硬化性樹脂組成物の表面の段差が2μm以上、5μm未満。
×:熱硬化性樹脂組成物の表面の段差が5μm以上。
For the smoothness of the thermosetting resin composition on the active surface (surface) side of the semiconductor element after the first and second insulating layers are formed and subjected to predetermined thermosetting, a surface roughness meter is used. The level difference of the active surface of the semiconductor element was measured and evaluated based on the following criteria.
○: The level difference on the surface of the thermosetting resin composition is less than 2 μm.
(Triangle | delta): The level | step difference of the surface of a thermosetting resin composition is 2 micrometers or more and less than 5 micrometers.
X: The level | step difference of the surface of a thermosetting resin composition is 5 micrometers or more.
第二の絶縁層の開口部の壁面平滑性については、電子顕微鏡で観察して以下の基準に基づいて評価した。
○:壁面が平滑なもの。
×:壁面に段差があるもの。
About the wall surface smoothness of the opening part of a 2nd insulating layer, it observed with the electron microscope and evaluated based on the following references | standards.
○: The wall surface is smooth.
X: A step on the wall surface.
これらの測定、観察結果を表3に纏めて示した。本処理はウェハレベル半導体装置に限定するものでなく、パッケージ・オン・パッケージの再配線プロセス等、小型化及び薄型化が必要な全ての半導体装置、部品内蔵基板に適用することができる。 These measurements and observation results are summarized in Table 3. This process is not limited to a wafer level semiconductor device, but can be applied to all semiconductor devices and component-embedded substrates that need to be reduced in size and thickness, such as a package-on-package rewiring process.
表1及び3から明らかなように、本発明の実施例では、反り、埋め込み性、平滑性、開口性、及び平滑性が良好な絶縁層を有する半導体装置が得られる。本発明の半導体装置製造用フィルム、これを用いた半導体装置の製造方法によれば、薄型化が可能で、反りが小さく、放熱性に優れたウェハレベル半導体装置を低コストで効率よく提供することができる。 As is apparent from Tables 1 and 3, in the example of the present invention, a semiconductor device having an insulating layer with good warpage, embedding property, smoothness, opening property, and smoothness can be obtained. According to the film for manufacturing a semiconductor device of the present invention and the method for manufacturing a semiconductor device using the film, it is possible to efficiently provide a wafer level semiconductor device that can be thinned, has a small warpage, and is excellent in heat dissipation at low cost. Can do.
1 第一の熱硬化性樹脂組成物層(絶縁層)
2 第二の熱硬化性樹脂組成物層(絶縁層)
3 支持体
4 支持板
5 仮固定用フィルム
6 半導体素子
7 シード層
8 回路形成用レジスト(レジストパターン)
9 配線パターン
10 第三の熱硬化性樹脂組成物 (絶縁層)
11 無電解ニッケル/金めっき
12 外部接続用端子
1 First thermosetting resin composition layer (insulating layer)
2 Second thermosetting resin composition layer (insulating layer)
3 Support 4 Support Plate 5
9
11 Electroless nickel / gold plating 12 External connection terminal
Claims (8)
(B)少なくとも1つ以上の半導体素子の能動面(表面)を覆うように、請求項1〜4のいずれか一項に記載の半導体装置製造用フィルムで封止する工程と、
(C)支持板と仮固定層をはく離し、半導体素子の受動面(裏面)を露出させる工程と、
(D)半導体素子の能動面(表面)上の第二の絶縁層を研削し、半導体素子の能動面(表面)にまで至る開口を形成する工程と、
(E)絶縁層上にシード層を形成する工程と、
(F)シード層上に回路形成用レジストを形成し、露光処理及び現像処理を施して再配線用のレジストパターンを形成する工程と、
(G)電気めっき法により配線パターンを形成し、はく離処理によりレジストパターンを除去する工程と、
(H)シード層を除去する工程と、
(I)配線パターン上に第三の絶縁層を形成し、配線パターンにまで至る開口を形成する工程と、
(J)外部接続用端子を形成する工程を、備える半導体装置の製造方法。 (A) after forming the temporary fixing layer on the support plate, placing at least one semiconductor element so that the passive surface (back surface) of the semiconductor element and the temporary fixing layer are bonded together;
(B) sealing with the film for manufacturing a semiconductor device according to any one of claims 1 to 4 so as to cover an active surface (front surface) of at least one semiconductor element;
(C) peeling the support plate and the temporary fixing layer to expose the passive surface (back surface) of the semiconductor element;
(D) grinding the second insulating layer on the active surface (front surface) of the semiconductor element to form an opening reaching the active surface (front surface) of the semiconductor element;
(E) forming a seed layer on the insulating layer;
(F) forming a resist for circuit formation on the seed layer, and performing an exposure process and a development process to form a resist pattern for rewiring;
(G) forming a wiring pattern by an electroplating method, and removing the resist pattern by a peeling process;
(H) removing the seed layer;
(I) forming a third insulating layer on the wiring pattern and forming an opening reaching the wiring pattern;
(J) A method for manufacturing a semiconductor device comprising a step of forming an external connection terminal.
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WO2019013482A1 (en) * | 2017-07-14 | 2019-01-17 | 주식회사 엘지화학 | Insulating layer manufacturing method and semiconductor package manufacturing method |
KR20190039106A (en) | 2016-08-08 | 2019-04-10 | 다이요 잉키 세이조 가부시키가이샤 | Semiconductor sealing material |
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