JP4438973B2 - シート状樹脂組成物及びそれを用いた半導体装置の製造方法 - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シリコンウェハーのバックグラインド用及びアンダーフィル用のシート状樹脂組成物、半導体装置の製造方法および半導体装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年の半導体装置の高密度化に伴い、フリップチップとよばれるバンプ付き集積回路（ＩＣ）を用いた実装方式が急速に広まってきている。また、半導体装置の薄型化の要求にともない、半導体ウェハーをより薄くするために、ウェハーの裏面を削る、いわゆるバックグラインドが行なわれている。特に、ここ数年はチップスケールパッケージ（ＣＳＰ）と呼ばれる半導体装置の普及にともない、バンプ付きウェハーをより薄くする技術が市場で求められている。このような厚みの薄いバンプ付きウェハーを得る場合には、バックグラインドによりウェハーを所望の厚みにした後、バンプ付けする方法が採られてきている。しかしながら、バックグラインド済みの薄いウェハーは、搬送が困難であることに加え、近年のウェハーの大口径化が進む上においてはバックグラインド工程をバンプ付け後に行う技術の開発が市場で強く求められている。
【０００３】
前記の問題を解決する手段として、バンプ付きウェハーの能動面にバックグラインド用テープを貼り付けてバックグラインドする方法が知られているが、該バックグラインド用テープではバンプとウェハー面との凹凸を十分に埋めることが困難で、バックグラインド時にウェハーの能動面に水が侵入したり、バックグラインド後のウェハーの研磨面にバンプに起因する凹凸が残る等の問題が発生するため、効率よくウェハーを得ることができず、また、得られるウェハーも、市場要求を十分に満たしているとは言えない。さらにバックグラインド用テープは、バックグラインド後にウェハー面から完全に除去する必要がある。
【０００４】
一方、バックグラインドしたウェハーをダイシングにより切断して得られたバンプ付きチップは、基板に実装した際に、アンダーフィル材とよばれる熱硬化性液状樹脂をチップと基板との間に充填して、硬化させる（アンダーフィル工程）。このアンダーフィル工程は、チップと基板との間の電気的接続信頼性を確保するのに必要不可欠な技術であるが、その処理工程（フラックスを基板上に塗布→チップを基板上に実装→フラックスを洗浄→アンダーフィル材をチップと基板との間に充填→アンダーフィル材を硬化）の数が多いため、より簡素な方法が市場で要求されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の目的は、バックグラインド時にシリコンウェハーを良好に保持することができ、かつチップを基板上に実装する際のアンダーフィル機能をも有するシート状樹脂組成物、該シート状樹脂組成物を用いた半導体装置の製造方法及び該製造方法によって得られた半導体装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、これらの問題を解決するために鋭意検討した結果、バックグラインド時のウェハー保持機能とチップの基板実装時のアンダーフィル機能を合わせ持ったシート状樹脂組成物を用いることにより、ウェハーのバックグラインドが良好に行え、かつチップの基板への実装時の工程が簡素化することが可能であることを見出した。
【０００７】
即ち、本発明の要旨は、
〔１〕シリコンウェハーに粘着可能な樹脂組成物からなるシートであって、バックグラインド時のシリコンウェハーの保持と共にチップと基板との界面封止用に用いるシート状樹脂組成物であって、該シート状樹脂組成物が熱硬化性樹脂組成物、硬化剤、及び無機質充填剤を含有してなり、ここで、該無機質充填剤がシリカ粉末を含み、該無機質充填剤の最大粒径は２０μｍ以下、メジアン径は０．２〜３μｍ、及び５μｍ以下の粒径のものが占める割合は無機質充填剤全体の７０体積％以上である、シート状樹脂組成物、
〔２〕シリコンウェハーに前記〔１〕記載のシート状樹脂組成物を付着させてバックグラインドを行い、該シート樹脂組成物をさらにアンダーフィル材として用いてチップと基板との界面を封止する半導体装置の製造方法、及び
〔３〕前記〔２〕記載の製造方法によって得られる半導体装置、に関する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明のシート状樹脂組成物は、シリコンウェハーに粘着可能なものであり、例えば、熱硬化性樹脂組成物、熱可塑性樹脂組成物等が挙げられ、中でも、低溶融粘度と高耐熱性の観点から、熱硬化性樹脂組成物が好ましい。熱硬化性樹脂組成物としては、エポキシ樹脂組成物、フェノール樹脂組成物、ジアリルフタレート樹脂組成物、ベンゾシクロブテン樹脂組成物等が挙げられ、中でも、低溶融粘度と高耐熱性の観点から、エポキシ樹脂組成物が好ましい。
【０００９】
エポキシ樹脂組成物に含有されるエポキシ樹脂としては、特に限定されるものではなく、例えば、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂等が好適なものとして挙げられる。また、溶融時に濡れ性が良好な低粘度のものを用いることが好ましい。特に好ましくは、濡れ性が良くなるという観点から、式（１）〜（３）で表される構造のエポキシ樹脂が挙げられる。これらは単独でもしくは２種以上併用してもよい。
【００１０】
【化１】
Figure 0004438973
【００１１】
式（１）〜（３）で表される構造のエポキシ樹脂は、特にエポキシ当量１５０〜２３０ｇ／ｅｑで、融点５０〜１６０℃のものが好ましい。また、樹脂成分の濡れ性向上のために一部液状エポキシ樹脂を用いることもできる。
【００１２】
また、前記樹脂組成物は、硬化剤を含有していることが好ましい。
【００１３】
硬化剤としては、エポキシ樹脂の硬化剤として通常用いられるものであれば特に限定されない。例えば、フェノール樹脂、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸等の酸無水物系硬化剤が好適なものとして挙げられる。特に、フェノールアラルキル系樹脂、フェノールノボラック系樹脂等のフェノール樹脂が好適に用いられ、特に低粘度のものが好ましい。なかでも、水酸基当量が８０〜２００ｇ／ｅｑで、軟化点が８５℃以下のものが好ましく、より好ましくは、水酸基当量９０〜１９０ｇ／ｅｑで、軟化点５０〜８０℃である。特に好ましくは、水酸基当量１００〜１８０ｇ／ｅｑで、軟化点５５〜７５℃である。
【００１４】
硬化剤の含有量は、エポキシ樹脂を硬化させるに充分な量であればよく、例えば硬化剤としてフェノール樹脂を用いた場合、エポキシ樹脂中のエポキシ基１当量に対してフェノール樹脂中の水酸基当量が０．５〜１．６となる量が好ましく、０．８〜１．２がより好ましい。
【００１５】
シート状樹脂組成物には必要に応じて無機質充填剤を配合してもよい。
【００１６】
無機質充填剤としては、通常用いられる各種の無機質充填剤を制限なく用いることができる。例えば、シリカ粉末、アルミナ、チッ化珪素、酸化マンガン、タンカル、チタン白等が挙げられる。なかでも、球状シリカ粉末、破砕状シリカ粉末が好ましく用いられ、球状シリカが特に好ましい。無機質充填剤は一種類のみでもよく、複数の種類の材質から構成されていてもよい。
【００１７】
無機質充填剤としては、その粒径が小さく、かつ所定の粒度分布を有するものを使用することが好ましい。具体的には、半導体素子と配線回路基板の電極間に充填剤が挟まることによる初期導通不良の防止および接合後の導通安定性の観点から無機質充填剤の最大粒径は２０μｍ以下が好ましく、１〜１２μｍがより好ましく、１〜５μｍが特に好ましい。また、接合後の導通安定性、即ち、冷熱サイクル後での高い信頼性を維持するという観点、あるいは、ボイド発生量を少なくするという観点から無機質充填剤のメジアン径は０．２〜３μｍが好ましく、０．２〜２μｍがより好ましく、０．２〜０．９μｍが特に好ましい。さらに、５μｍ以下の粒径のものは無機質充填剤全体の７０体積％以上、好ましくは８０体積％以上、さらに好ましくは１００体積％を占める。即ち、本発明においては、５μｍを超える比較的大きめの粒径の粒子の割合は少ない程好ましい。５μｍを超える比較的大きめの粒径の粒子の割合が多くなり、無機質充填剤の３０体積％を超えると、冷熱サイクル後の導通安定性が低下し、高い信頼性の維持が困難となるので、好ましくない。従って、本発明で特定する前記のような粒度分布を示す無機質充填剤を使用することにより、初期導通不良を発生させることなく、冷熱サイクル試験等の過酷な熱応力をかけた後においても、安定した導通安定性が得られかつボイドの発生も起こさないという優れた効果を奏する。
【００１８】
なお、本発明において、無機充填剤の粒度分布は従来公知の分級法を適宜用いて調整することができる。
【００１９】
このような無機質充填剤の最大粒径、メジアン径、粒度分布は、ＨＯＲＩＢＡ製散乱式粒度分布測定装置ＬＡ−９１０により測定することができる。また、かかる最大粒径、メジアン径、粒度分布を有する無機質充填剤は市販品を用いてもよい。
【００２０】
無機質充填剤の含有量は、シート状樹脂組成物の０〜９０重量％が好ましく、０〜８５重量％がより好ましく、０〜８０重量％が特に好ましい。また、封止用樹脂の溶融粘度が高くなり充填性が悪くなるのを抑制する観点から９０重量％以下が好ましい。
【００２１】
シート状樹脂組成物には、前記各成分以外に、必要に応じて各種の添加剤を配合してもよい。例えば、シリコーン化合物（側鎖エチレングライコールタイプジメチルシロキサン等）、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体等の低応力化剤、ポリエチレン、カルナバ等のワックス、シランカップリング剤（γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン等）等のカップリング剤等を適宜に配合してもよい。とりわけ、低応力化剤の配合は、樹脂成分混合物の加熱硬化時の流動性が抑制されたり、シート状樹脂組成物をシート状に加工したときにシート状樹脂組成物がタック性を備えるという効果が奏されるため好ましい。
【００２２】
前記アクリロニトリル−ブタジエン共重合体（ＮＢＲ）としては、ＮＢＲの含有量が１００重量％である場合のみならず、このＮＢＲに他の共重合体成分が含まれている場合をも含む。他の共重合体成分としては、例えば水添アクリロニトリル−ブタジエンゴム、アクリル酸、アクリル酸エステル、スチレン、メタクリル酸等が挙げられる。なかでも、金属、プラスチックへの接着性が優れるアクリル酸、メタクリル酸が好適である。即ち、アクリロニトリル−ブタジエン−メタクリル酸共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン−アクリル酸共重合体が好適に用いられる。また、前記ＮＢＲにおけるアクリロニトリルの含有量は特に１０〜５０重量％が好ましく、なかでも、１５〜４０重量％のものが特に好適である。
【００２３】
また、前記添加剤以外に、ノボラック型ブロム化エポキシ樹脂等のハロゲン系難燃剤や三酸化アンチモン等の難燃助剤を用いることができる。
【００２４】
さらに、前記ハロゲン系難燃剤以外の難燃剤として一般式：
ｍ（Ｍa Ｏb ）・ｎ（Ｑd Ｏe ) ・ｃＨ2 Ｏ
〔式中、ＭとＱは互いに異なる金属元素であり、ＭはＡｌ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｂから選ばれ、Ｑは周期律表のIVａ、Ｖａ、VIａ、VII ａ、VIII、Ｉｂ、IIｂから選ばれた族に属する金属元素を示す。ｍ、ｎ、ａ、ｂ、ｃ、ｄ及びｅは正数であって、互いに同一の値であってもよいし、異なる値であってもよい。〕
で表される多面体形状の複合化金属水酸化物を用いることができる。この複合化金属水酸化物は、結晶形状が多面体形状を有するものであり、従来の六角板形状を有するもの、あるいは、鱗片状等のように、いわゆる厚みの薄い平板形状の結晶形状を有するものではなく、縦、横とともに厚み方向への結晶成長が大きい、例えば、板状結晶のものが厚み方向に結晶成長してより立体的かつ球状に近似した粒状の結晶形状、例えば、略１２面体、略８面体、略４面体等の形状を有する複合化金属水酸化物をいう。
【００２５】
前記一般式で表される複合化金属水酸化物に関して、金属元素を示すＭとしては、Ａｌ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｂ等が挙げられる。
【００２６】
また、前記一般式においてもう一つの金属元素を示すＱは、周期律表のIVａ、Ｖａ、VIａ、VII ａ、VIII、Ｉｂ、IIｂから選ばれた族に属する金属であり、例えば、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｃｕ、Ｚｎ等が挙げられ、単独でもしくは２種以上併せて選択される。
【００２７】
このような結晶形状が多面体形状を有する複合化金属水酸化物は、例えば、複合化金属水酸化物の製造工程における各種条件等を制御することにより、縦、横とともに厚み方向への結晶成長が大きい、所望の多面体形状を有する複合化金属水酸化物を得ることができ、通常、各種の形状の混合物からなる。
【００２８】
前記複合化金属水酸化物の具体的な代表例としては、酸化マグネシウム・酸化ニッケルの水和物、酸化マグネシウム・酸化亜鉛の水和物、酸化マグネシウム・酸化銅の水和物等が挙げられる。
【００２９】
また、前記多面体形状を有する複合化金属水酸化物のアスペクト比は、通常１〜８、好ましくは１〜７、特に好ましくは１〜４である。ここでいうアスペクト比とは、複合化金属水酸化物の長径と短径との比で表したものである。すなわち、アスペクト比が８を超えると、この複合化金属水酸化物を含有するエポキシ樹脂組成物が溶融したときの粘度低下に対する効果が乏しくなる。
【００３０】
本発明のシート状樹脂組成物は、例えば、エポキシ樹脂組成物を例にすると次のようにして調製することができる。即ち、樹脂成分であるエポキシ樹脂と硬化剤を加温下にて混合溶融し、この溶融状態の樹脂と無機質充填剤、必要に応じて配合される他の添加剤とを混合する。混合方法として、釜、２軸ロール、３軸ロール等を用いてもよい。この後、反応性調整のための触媒を加えて均一系とした後、シート状やテープ状等の所望の形状に加工することによりシート状樹脂組成物を得る。テープ状の形態をとることにより、いわゆるリール・トゥ・リールによる大量生産形式の適用が可能となる。
【００３１】
ここで用いられる触媒としては、従来から硬化促進剤として用いられている各種の触媒、例えば、トリフェニルホスフィン、２−メチルイミダゾール、ＤＢＵ（１，８−ジアザビシクロ（５．４．０）ウンデセン−７）、ＤＢＮ（１，５−ジアザビシクロ（４．３．０）ノネン−５）、４Ｐ４Ｂ（テトラフェニルホスホニウムテトラフェニルボレート）等が挙げられる。特に、本発明においては、エポキシ樹脂としてクレゾールノボラック型エポキシ樹脂、硬化剤としてフェノールアラルキル系樹脂を組み合わせ、さらにアミン系触媒を用いた場合、ポリイミド等のパッシベーション膜でコートされたポリイミドコートチップへの接着性が良好となる観点から特に好ましい。
【００３２】
樹脂組成物をシート状に加工するには、例えば、均一系の混合物をパレット上に置き、これを冷却後、例えば、プレス圧延あるいはロール圧延してシート状のシート状樹脂組成物とすることができる。あるいは溶媒を混合したものを塗工してのシート化も可能である。
【００３３】
また、溶媒としては、メチルエチルケトン、アセトン、酢酸エチル、トルエン等が挙げられる。また、塗工機としては、コンマコーター、ファウンテンコーター、バーコーター、グラビアコーター等が挙げられる。
【００３４】
シート状樹脂組成物の特性としては、溶融粘度が１５０〜２００℃において０．０１〜１０００Ｐａ・ｓであるのが好ましく、より好ましくは０．０１〜５００Ｐａ・ｓである。ゲルタイムは１５０℃において０．１〜１０分間が好ましく、０．１〜５分間がより好ましい。また、硬化物としての線膨張係数は７〜８０ｐｐｍが好ましく、１０〜７０ｐｐｍがより好ましい。溶融粘度が前記範囲内に設定されることにより、充填性が良好となる。ゲルタイムは前記範囲内に設定されることにより、成形作業性、特に硬化時間の短縮が可能となる。線膨張係数は前記範囲内に設定されることにより、硬化物や半導体素子のクラック等の、応力による欠陥の発生防止が可能となる。なお、溶融粘度はフローテスター粘度計により測定し、前記ゲルタイムは熱板上にて測定する。また、線膨張係数は、熱機械分析（ＴＭＡ）により測定する。
【００３５】
また、シート状樹脂組成物をバンプ付きウェハーに貼りあわせる際には、バックグラインド時の水の侵入を防ぐ程度にバンプの凹凸に沿ってウェハー表面に密着する必要があるため、貼りつけ温度にて塑性変形するものが好ましい。好ましい樹脂組成物の粘度は貼りつけ温度（２０〜１５０℃）にて、１０〜１０10Ｐａ・ｓを示すことが好ましく、１００〜１０9 Ｐａ・ｓがより好ましい。
【００３６】
また、シート状樹脂組成物の厚みとしては、５〜２５０μｍが好ましく、１０〜１２０μｍがより好ましい。特に、該シート状樹脂組成物を付着させるシリコンウェハーがバンプを有する場合、シート厚みがバンプ平均高さ＋０〜５０μｍであることが好ましく、平均値からの厚みのバラツキが±５μｍ以下であることが好ましい。なお、この場合のシート状樹脂組成物の厚みとは、バンプが形成されていない部分のシリコンウェハーの表面を基準面とした時の厚みである。
【００３７】
また、前記シート状樹脂組成物は、２０〜１５０℃でシリコンウェハーに対して粘着性を有するため、使用するまでにシート状樹脂組成物の表面に埃等が付着しないようにすることと、単層ではフィルム強度が不足して搬送が困難であるためその補強目的で、シート状樹脂組成物の表面を離型性プラスチックフィルムで保護することが好ましい。
【００３８】
離型性プラスチックフィルムとして、例えば、シリコーン系、長鎖アルキル系、フッ素系、脂肪族アミド系、シリカ系等の公知の離型剤等で離型処理された、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリエステルフィルム、ポリ塩化ビニルフィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリイミドフィルム等のプラスチックフィルム等が挙げられる。また、ポリテトラフルオロエチレンフィルム等のフッ素樹脂フィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリエチレンフィルムでもよい。
【００３９】
また、前記プラスチックフィルムとシート状樹脂組成物の界面に加熱発泡型接着剤層や紫外線硬化型接着剤層等を設けて、加熱および紫外線照射前後におけるシート状樹脂組成物と前記加熱発泡型接着剤層や紫外線硬化型接着剤層等との離型強度に強弱をもたせることにより、本用途に適した離型性プラスチックフィルムとすることも可能である。
【００４０】
離型性プラスチックフィルムの厚みとしては、特に限定はなく、例えば、１０〜２００μｍが好ましく、２０〜１５０μｍがより好ましい。
【００４１】
離型性プラスチックフィルムで表面が保護されたシート状樹脂組成物の製造方法としては、特に限定がなく、離型性プラスチックフィルムの間にシート状樹脂組成物を挟み、これを、例えば、プレス圧延あるいはロール圧延することで得られる。
【００４２】
以上のようにして得られた本発明のシート状樹脂組成物は、バックグラインド時のウェハー保持用及びダイシング後のチップ実装時のアンダーフィル用の両方の機能を有するものである。従って、該シート状樹脂組成物を用いることにより、バックグラインド時に水の侵入がなく、またバンプが付いているウェハーであっても、バンプによる研磨面上の局部的な圧力差を該シート状樹脂組成物の有する弾力性及び塑性変形することにより緩和するため、研磨面が平滑なウェハーが得られるという優れた効果が発現される。また、該ウェハーをダイシングして得られたチップは、直接基板上に実装することができ、従来の方法のように、煩雑な工程を経る必要がなく、大幅に工程を簡素化することが可能となるという優れた効果も発現される。
【００４３】
次に、本発明の半導体装置の製造方法について説明する。本発明の半導体装置の製造方法は、シリコンウェハーに前記シート状樹脂組成物を付着させてバックグラインドを行い、該シート樹脂組成物をさらにアンダーフィル材として用いてチップと基板との界面を封止する工程を含む。
【００４４】
具体的には、図１に示すように前記離型性プラスチックフィルムで両面を保護されたシート状樹脂組成物（以下、樹脂組成物シートともいう）を用いる場合、該樹脂組成物シートから片面の離型性プラスチックフィルムを剥がした後、剥き出しになったシート状樹脂組成物２の面に直接シリコンウェハー１を付着させ、他方の離型性プラスチックフィルム３の面を研磨装置の研磨ステージ４上に固定してバックグラインドを行う。次いで、樹脂組成物シートの付着したままのシリコンウェハーをダイシングしてチップを形成した後、離型性プラスチックフィルム３を剥がし、剥き出しになったシート状樹脂組成物の面を直接基板に実装させ、基板とチップとの電気接続を得るとともに、シート状樹脂組成物を加熱溶融・硬化して、チップと基板との界面を封止することが好ましい。
【００４５】
なお、前記ダイシングは樹脂組成物シート側、ウェハー裏面のどちらからでも可能であるが、ウェハー裏面からの場合は、樹脂組成物シートはダイシングシートとしても機能する。
【００４６】
また、ダイシングとバックグラインドの順序を前記方法と逆転させた以下のプロセスを取ることも可能である。すなわち、ウェハー裏面にダイシングテープを貼った後、バンプ付きウェハーをウェハー厚みの途中までダイシング（いわゆるハーフカット）し、該シート状樹脂組成物をウェハー能動面に貼りつけ、ウェハー裏面のダイシングテープを剥離し、裏面をバックグラインドしてチップを分断した後、該シート状樹脂組成物をウェハー裏面からダイシングし、アンダーフィル材つきチップを離型性プラスチックフィルムからピックアップし、剥き出しになったシート状樹脂組成物の面を直接基板に実装させて、基板とチップとの電気接続を得ると共に、シート状樹脂組成物を加熱溶融・硬化してチップと基板との界面を封止するものである。
【００４７】
本プロセスが適用可能なデバイスは特に限定されるものではないが、例えばＧａＡｓデバイス等の一般的に厚みが薄く割れやすいデバイスに、本発明のシート状樹脂組成物を用いて、先述したバックグラインドする前にウェハーをハーフカットするプロセスを適用することにより、より安定性の優れた量産プロセスとなる。
【００４８】
前記シリコンウェハーとしては、特に限定はない。その厚みは、特に限定はなく、例えば、２００〜１０００μｍ程度が好ましい。また、その表面には、バンプ５が形成されていても、いなくてもよい。バンプ５の高さとしては、特に限定されるものではないが、１０〜２００μｍが好ましい。
【００４９】
研磨装置としては、研磨ステージを有するものであれば特に限定はなく、ディスコ（株）製、「ＤＦＧ−８４０」等の公知の装置を用いることができる。また、研磨条件としても、特に限定はない。
【００５０】
バックグラインドしたシリコンウェハーの厚みとしては、５０〜６００μｍ程度が好ましい。また、得られたシリコンウェハーをダイシングする方法及びチップの大きさは、特に限定はない。
【００５１】
ダイシングにより得られたアンダーフィル付きチップを基板に実装する際は、通常のフリップチップボンダーが用いられる。実装条件はチップと基板との電気接続が良好に得られる範囲で特に限定されるものではなく、バンプや基板の電極の材質に応じて適宜に決められる。アンダーフィル材の硬化やバンプ溶融はフリップチップボンダーを用いて行ってもよいし、専用のアンダーフィル硬化炉やバンプ溶融炉を用いてもよい。
【００５２】
このようにして得られた半導体装置は、ウェハーの研磨面が平滑で信頼性の高い電気接続を有するものである。
【００５３】
【実施例】
以下、実施例を挙げてさらに詳細に説明するが、本発明はかかる実施例により何ら限定されるものではない。
【００５４】
実施例１
表１に示す配合比にて、常温で溶媒（メチルエチルケトン）とともに、全ての原料を混合し、その混合物を塗工機（コンマコーター）にてＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）フィルム（厚み１００μｍ）に塗工し、１１０℃で乾燥して、ロール状に巻き取って、片面がＰＴＦＥフィルムで保護された樹脂組成物シート（厚み８０μｍ）を得た。
【００５５】
【表１】
Figure 0004438973
【００５６】
表中、エポキシ樹脂Ａはビフェニル型エポキシ樹脂であり、式（１）：
【００５７】
【化２】
Figure 0004438973
【００５８】
で示される構造を有し、エポキシ当量は１９５ｇ／ｅｑ、融点は１０７℃である。硬化剤Ｂはフェノールノボラック系樹脂であり、該樹脂の水酸基当量は１０５ｇ／ｅｑ、軟化点は６０℃である。
【００５９】
無機質充填剤は、球状のシリカ粉末である溶融シリカを使用した。溶融シリカの最大粒径、メジアン径及び５μｍ以下の粒径の粒子の割合は、ＨＯＲＩＢＡ製散乱式粒度分布測定装置「ＬＡ−９１０」により測定した。その結果を表２に示す。
【００６０】
触媒において、ＤＢＵとは１，８−ジアザビシクロ（５．４．０）ウンデセン−７を示す。
【００６１】
また、低応力化剤としてはアクリロニトリルブタジエンゴムを、カップリング剤としてはγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランを用いた。
【００６２】
得られた樹脂組成物シートを用いて、本発明の製造方法に従って半導体装置を製造した。即ち、樹脂組成物の面を、高さ５０μｍの金メッキバンプ付き（ペリフェラル２００バンプ／チップ、ピッチ１８０μｍ）シリコンウェハー（直径１５０ｍｍ、厚み６２５μｍ）のバンプが付いている表面上に付着させ、次いで、該樹脂組成物シートの他方の面（ＰＴＦＥフィルムにより保護された面）を研磨装置（ディスコ（株）製、商品名ＤＦＧ−８４０）の研磨ステージ上にセットし、所定の研磨条件（荒研削：３６０番、４８００ｒｐｍで２２０μｍまで研削、仕上げ研削：２０００番、６５００ｒｐｍで２００μｍまで研削）で、バックグラインドを行ない、厚み２００μｍのシリコンウェハーとした。次いで、樹脂組成物シートの付着したままのバンプ付きシリコンウェハーをダイシングにより９．４×９．４ｍｍの大きさのチップに切断した後、得られたバンプ付きチップに付着した樹脂組成物シートからＰＴＦＥフィルムを剥がし、剥き出しになった樹脂組成物の面を基板に実装し、ステージ温度５０℃、ツール温度２５０℃、ボンディング荷重９８Ｎ／チップ、ボンディング時間３０秒の条件にて樹脂組成物を加熱溶融・硬化させるとともに、バンプと基板電極間の電気接続を得ることにより半導体装置を得た。
【００６３】
なお、バックグラインド後のバンプ付きシリコンウェハーについて、その能動面を調べたところ、水は侵入していなかった。また、該シリコンウェハーの研磨面を表面粗さ計（サーフコム）を用いて調べたところ、平滑であった。
【００６４】
また、基板として、厚み８００μｍのガラエポ基板を使用した。得られた半導体装置の性能を調べ、その結果を表２に示す。
【００６５】
評価方法を次に示す。
（１）ボイド発生量：半導体素子と樹脂の界面のボイド発生量を、超音波顕微鏡にて観察し、ボイド発生部分の面積を算出して、チップ面積に対する百分率として求めた。
【００６６】
（２）導通性：熱衝撃装置を用い、半導体装置を−４０℃で５分間維持後、１２５℃で５分間維持する操作を行った。この操作を１０００回行った後の半導体装置の導通性（Ｔ∽１０００∽後の導通性）、及び２０００回行った後の半導体装置の導通性（Ｔ∽２０００∽後の導通性）を測定し、半導体装置１０個当たりの不良品の個数で表した。導通性の評価方法は、アドバンテスト製デジタルマルチメーター（ＴＲ６８４７）にて、抵抗値が初期の１．４倍以上となったものを不良品としてカウントした。また、初期導通性の評価方法は、抵抗値が無限大（断線している）のものを不良とし、半導体装置２０個当たりの不良品の個数で表した。
【００６７】
（３）ＰＣＴテスト後のチップ剥離と導通性：半導体装置を１２１℃、１００％ＲＨ、２ａｔｍで１６８時間維持する条件のプレッシャークッカーテスト（ＰＣＴ）に付した。テスト後の半導体装置について、チップ剥離の有無を調べた。チップ剥離した半導体装置の割合を百分率で示した。さらに、ＰＣＴテスト後の半導体装置を用いて導通性を測定し、半導体装置１０個当たりの不良品の個数で表した。
【００６８】
【表２】
Figure 0004438973
【００６９】
表２の結果より、本発明により得られた半導体装置は熱衝撃試験およびプレッシャークッカーテストに対する耐性が良好であるということがわかる。
【００７０】
実施例２
また、実施例１で得られた樹脂組成物シートを用いて、以下の方法に従って半導体装置を製造した。即ち、高さ５０μｍの金メッキバンプ付き（ペリフェラル２００バンプ／チップ、ピッチ１８０μｍ）シリコンウェハー（直径１５０ｍｍ、厚み６２５μｍ）のバンプが付いていない表面にダイシング用粘着テープ（日東電工（株）製、エレップホルダーＶ１２Ｓ）を貼り付けて、切断装置（ディスコ（株）製、商品名ＤＦＧ−６５１）を用いてウェハー表面から深さ２５０μｍまで９．４×９．４ｍｍの大きさにハーフカットし、次いで、該樹脂組成物シートの面をバンプが付いているウェハー表面上に付着させた後、先に貼り付け済みのダイシング用粘着テープを剥離し、該樹脂組成物シートの他方の面（ＰＴＦＥフィルムにより保護された面）を研磨装置（ディスコ（株）製、商品名ＤＦＧ−８４０）の研磨ステージ上にセットし、所定の研磨条件（荒研削：３６０番、４８００ｒｐｍで２２０μｍまで研削、仕上げ研削：２０００番、６５００ｒｐｍで２００μｍまで研削）で、バックグラインドを行ない、次いで、該シート状樹脂組成物をバックグラインドした面側からダイシングして分断し、厚み２００μｍ、大きさ９．４×９．４ｍｍの樹脂層付きチップを得た。次に、樹脂層付きチップをＰＴＦＥフィルムから剥離し、剥き出しになった樹脂組成物の面を基板に実装し、ステージ温度５０℃、ツール温度２５０℃、ボンディング荷重９８Ｎ／チップ、ボンディング時間３０秒の条件にて樹脂組成物を加熱溶融・硬化させるとともに、バンプと基板電極間の電気接続を得ることにより半導体装置を得た。
【００７１】
なお、バックグラインド後のバンプ付きシリコンウェハーについて、その能動面を調べたところ、水は侵入しておらず、また、該シリコンウェハーの研磨面を表面粗さ計（サーフコム）を用いて調べたところ、平滑であった。使用した基板および得られた半導体装置の評価方法は実施例１と同様に行った。その結果を表２に示す。
【００７２】
実施例３
実施例１においてバンプのないシリコンウェハー（直径２００ｍｍ、厚み６２５μｍ）を用い、高さ５０μｍの金メッキバンプ付き（ペリフェラル２００バンプ／チップ、ピッチ１８０μｍ）のガラエポ基板（厚み８００μｍ）を使用すること以外は、実施例１と同様にして半導体装置を製造し、その性能を調べた結果、表２に示したように実施例１と同様の結果を示した。
【００７３】
【発明の効果】
本発明のシート状樹脂組成物は、バックグラインド時にシリコンウェハーを良好に保持することができ、かつチップを基板上に実装する際のアンダーフィル機能をも有するものであり、該シート状樹脂組成物を用いることで、バックグラインド時にウェハーの能動面に水の侵入がなく、ウェハーを平滑に研磨でき、さらにチップ実装工程も簡素化されるため、効率的に半導体装置を製造することができるという効果が奏される。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、離型性プラスチックフィルムで片面を保護されたシート状樹脂組成物が付着したシリコンウェハーを研磨ステージ上に固定した概略説明図である。
【符号の説明】
１ シリコンウェハー
２ シート状樹脂組成物
３ 離型性プラスチックフィルム
４ 研磨ステージ
５ バンプ

Claims (7)

  1. シリコンウェハーに粘着可能な樹脂組成物からなるシートであって、バックグラインド時のシリコンウェハーの保持と共にチップと基板との界面封止用に用いるシート状樹脂組成物であって、該シート状樹脂組成物が熱硬化性樹脂組成物、硬化剤、及び無機質充填剤を含有してなり、ここで、該無機質充填剤がシリカ粉末を含み、該無機質充填剤の最大粒径は２０μｍ以下、メジアン径は０．２〜３μｍ、及び５μｍ以下の粒径のものが占める割合は無機質充填剤全体の７０体積％以上である、シート状樹脂組成物。
  2. 溶融粘度が１５０〜２００℃において０．０１〜１０００Ｐａ・ｓ、ゲルタイムが１５０℃において０．１〜１０分間、及び貼りつけ温度（２０〜１５０℃）における粘度が１０〜１０ 10 Ｐａ・ｓである請求項１記載のシート状樹脂組成物。
  3. 該熱硬化性樹脂組成物がエポキシ樹脂組成物である請求項１又は２記載のシート状樹脂組成物。
  4. 該シリコンウェハーがバンプを有する請求項１〜３いずれか記載のシート状樹脂組成物。
  5. 該樹脂組成物の表面が離型性プラスチックフィルムで保護されてなる請求項１〜４いずれか記載のシート状樹脂組成物。
  6. シリコンウェハーに請求項１〜５いずれか記載のシート状樹脂組成物を付着させてバックグラインドを行い、該シート樹脂組成物をさらにアンダーフィル材として用いてチップと基板との界面を封止する半導体装置の製造方法。
  7. 請求項６記載の製造方法によって得られる半導体装置。
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