JP5530206B2 - 半導体装置の製造方法、及び、半導体装置 - Google Patents
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Description
フリップチップ実装においては、一般的に、複数のバンプを有する半導体チップを、バンプを介して他の半導体チップ又は基板に接続した後、アンダーフィルを充填する方法が用いられている。しかしながら、近年、半導体チップの小型化が進行するとともにバンプ間のピッチもますます狭くなっており、また、これらに伴って半導体チップ同士又は半導体チップと基板との間のギャップが狭くなっていることから、アンダーフィルの充填時に空気が巻き込まれやすく、ボイドが発生しやすくなっている。
しかしながら、特許文献2に記載のプリアプライド用封止樹脂組成物では、半導体チップ又は基板上にプリソルダー又はボンディングパッド等の凹凸が存在するとバンプ間のボイドを完全に排出することはできず、従来の接着剤組成物では、バンプ間のボイドの発生を充分に抑制するには至っていない。
しかしながら、特許文献3に記載の半導体装置の製造方法では、ダイシングにより個片化された接着剤層付き半導体チップを、他の半導体ウエハ若しくはチップ、又は、基板にボンディングする際、接着剤層が半導体チップの周辺に充分にはみ出すことができず、いわゆるフィレットを充分に形成することができないことが問題である。フィレットは、線膨張係数の異なる部材を接合して得られる半導体装置において、温度サイクル等に曝された場合に発生する応力を分散させ、信頼性を改善するために重要である。従って、充分な量のフィレットを形成して、得られる半導体装置に高い信頼性を付与することのできる接着剤組成物及び半導体装置の製造方法が求められている。
以下、本発明を詳述する。
上記熱硬化性化合物は特に限定されないが、エポキシ樹脂、ベンゾオキサジン樹脂及びビスマレイミド樹脂からなる群から選択される少なくとも1種を含有することが好ましい。
また、上記エポキシ樹脂のなかでも、25℃において固体であり、かつ、融点が50〜140℃であるエポキシ樹脂が好ましく、このようなエポキシ樹脂として、例えば、アントラセン型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、フルオレン型エポキシ樹脂、レゾルシノール型エポキシ樹脂等の結晶性エポキシ樹脂が挙げられる。
本発明の接着剤組成物が上記2官能以上のエポキシ樹脂を含有する場合、上記2官能以上のエポキシ樹脂の含有量は特に限定されないが、上記熱硬化性化合物100重量部中の好ましい下限は60重量部である。上記2官能以上のエポキシ樹脂の含有量が60重量部未満であると、接着剤組成物に充分な耐熱性が発現しないことがある。
上記エポキシ基を有するポリマーを含有することで、接着剤組成物の硬化物は優れた靭性を発現し、上記熱硬化性化合物に由来する優れた機械的強度、耐熱性及び耐湿性と、上記エポキシ基を有するポリマーに由来する優れた靭性とを兼備して、高い接合信頼性、接続信頼性を発現することができる。
上記反応可能な官能基を有するポリマーとして、上記エポキシ基を有するポリマー、特にエポキシ基含有(メタ)アクリル樹脂、エポキシ基含有スチレン樹脂を用いる場合、該エポキシ基を有するポリマーのエポキシ当量の好ましい下限は200、好ましい上限は2000である。上記エポキシ当量が200未満であると、接着剤組成物の硬化物が堅く、脆くなることがある。上記エポキシ当量が2000を超えると、接着剤組成物の硬化物の機械的強度、耐熱性等が不充分となることがある。上記エポキシ基を有するポリマーのエポキシ当量のより好ましい上限は1000である。
なお、本明細書中、(メタ)アクリルとは、アクリルとメタクリルとの両方を意味する。
上記熱硬化剤は特に限定されず、例えば、アミン化合物、変性アミン、酸無水物、フェノール性水酸基を有する化合物等が挙げられる。
上記熱硬化剤は、フラックス性を有する熱硬化剤であることが好ましく、このような熱硬化剤として、例えば、酸無水物、フェノール性水酸基を有する化合物等が挙げられる。
また、上記酸無水物として、3官能以上の酸無水物粒子を用いてもよい。上記3官能以上の酸無水物粒子は特に限定されず、例えば、無水トリメリット酸等の3官能の酸無水物からなる粒子、無水ピロメリット酸、無水ベンゾフェノンテトラカルボン酸、メチルシクロヘキセンテトラカルボン酸無水物、ポリアゼライン酸無水物等の4官能以上の酸無水物からなる粒子等が挙げられる。
上記熱硬化促進剤の融点が120℃未満であると、接着剤組成物に溶剤を添加し、半導体ウエハに接着剤組成物を塗布後、溶剤を乾燥する工程で、例えば80℃で30分間加熱した後のゲル分率が高くなって、ボンディング時にボイドを生じやすくなり、また、140℃におけるゲルタイムが短縮し、充分な量のフィレットを形成することが困難となる。上記熱硬化促進剤の融点が260℃を超えると、熱硬化促進剤が硬化時の熱で完全に溶けず、半導体装置の信頼性が低下することがある。
また、本発明の接着剤組成物が、上記熱硬化性化合物としてベンゾオキサジン樹脂を含有する場合には、上記熱硬化促進剤として、例えば、イミダゾール化合物を用いることができ、上記エポキシ樹脂、上記フェノール性水酸基を有する化合物等を併用してもよい。
更に、本発明の接着剤組成物が、上記熱硬化性化合物としてビスマレイミド樹脂を含有する場合には、上記熱硬化促進剤として、例えば、C−C二重結合を有する化合物、グリシジルエーテル化合物、イミダゾール化合物等を用いることができる。
上記溶剤を含有することで、接着剤組成物の作製を容易にすることができ、また、得られる接着剤組成物を半導体ウエハ又はチップに塗布し、接着剤層を形成することを容易にすることができる。更に、これらの目的を達成した後、乾燥することで、上記溶剤を除去することができる。なお、上記溶剤を乾燥する方法は特に限定されないが、例えば、熱風オーブン、赤外線による加熱オーブン、真空乾燥オーブン等を用いる方法が好ましい。
上記溶剤の沸点は特に限定されないが、上記熱硬化性化合物の反応率が20%以下である温度で乾燥できることが好ましい。
また、上記溶剤は、接着剤組成物をスピンコートによって塗布する場合には、沸点が110℃以上であることが好ましい。
更に、上記溶剤は、接着剤組成物をスクリーン印刷、スリットコート又はスプレーコートによって塗布する場合には、沸点が140℃〜220℃であることが好ましい。上記溶剤の沸点が140℃未満であると、半導体ウエハ等に塗布される際に接着剤組成物が乾燥してしまい、作業性が低下することがある。上記溶剤の沸点が220℃を超えると、溶剤の乾燥に高温での加熱が必要となり、硬化反応が進行してしまい、半導体ウエハ等を良好にボンディングすることが困難となることがある。
上記無機フィラーは特に限定されないが、例えば、金属、金属酸化物、シリカ、アルミナ、窒化アルミ、ガラス、窒化ボロン、窒化ケイ素、シリコン等が挙げられる。
上記無機フィラーの平均粒子径は特に限定されないが、好ましい上限が3μmである。上記無機フィラーの平均粒子径が3μmを超えると、接着剤組成物を用いてバンプを接合する際、無機フィラーをかみ込み、得られる半導体装置の信頼性が低下することがある。上記無機フィラーの平均粒子径は、より好ましい上限が1μm、更に好ましい上限が0.5μmである。また、接着剤組成物の溶融粘度の増加を抑えるために、平均粒子径の異なる2種以上の無機フィラーが併用されてもよい。
本明細書中、実質的に無機フィラーを含有しないとは、本発明の接着剤組成物における上記無機フィラーの配合量が1重量%以下であることを意味する。上記無機フィラーの配合量が1重量%を超えると、例えば、バンプを有する半導体ウエハのバンプを有する面に接着剤組成物を塗布して、接着剤層を形成し、その後、バンプの表面が接着剤層から露出するように表面平坦化する際、バイトの摩耗等の不具合が生じることがある。
本発明の接着剤組成物は、更に、必要に応じて、消泡剤、イオントラッパー、フラックス、着色剤、カップリング剤、反応性希釈剤、ゴム成分、ゴム粒子、レベリング剤、難燃剤等を含有してもよい。
上記ボンディング温度での溶融粘度が10Pa・s未満であると、接着剤組成物を塗布した半導体ウエハ又はチップを、凹凸のある他の半導体ウエハ又はチップにボンディングする際、凹凸のある他の半導体ウエハ又はチップ側にボイドを生じやすく、このような接着剤組成物を用いて製造される半導体装置は、信頼性に劣る。上記ボンディング温度での溶融粘度が15000Pa・sを超えると、接着剤組成物を塗布した半導体ウエハ又はチップをボンディングする際、必要な加重が大きくなりすぎ、バンプの位置ズレ又は半導体チップの傾きが生じやすく、このような接着剤組成物を用いて製造される半導体装置は、信頼性に劣る。
上記ボンディング温度でのゲルタイムが10秒未満であると、ボイドを排出する前に接着剤組成物が硬化してしまい、ボイドが残ってしまう。
また、本明細書中、ボンディング温度とは、接着剤組成物を塗布した半導体ウエハ又はチップを、該接着剤組成物を介して、他の半導体ウエハ若しくはチップ、又は、基板に接合する工程での温度であって、接着剤組成物を流動させ、ボイドのない接合体を製造するための温度である。このようなボンディング温度は、例えば、140〜180℃であることが好ましい。上記ボンディング温度が140℃未満であると、半導体ウエハ等を充分固定できず、位置ズレが発生することがある。上記ボンディング温度が180℃を超えると、次のバンプの接合で、接着剤組成物がバンプ間にかみ込み、導通不良が発生することがある。
更に、本明細書中、ゲルタイムとは、JIS C2161 Bに準拠して測定したゲルタイムを意味する。
上記240℃でのゲルタイムが1秒未満であると、接着剤組成物がバンプ間にかみ込みやすくなる。上記240℃でのゲルタイムが10秒を超えると、バンプを接合した後の冷却時にボイドが生じやすくなる。
なお、本明細書中、240℃との温度条件は、本発明の接着剤組成物を用いて半導体装置を製造する場合に、バンプを介して接合を行う際に通常用いられる条件である。
上記混合する方法は特に限定されず、例えば、遊星式攪拌機、ホモディスパー、万能ミキサー、バンバリーミキサー、ニーダー、3本ロール等を用いて混合する方法等が挙げられる。
なかでも、バンプと、バンプを有する面にバンプの表面が露出するように形成された樹脂層とを有する半導体ウエハ又はチップと、バンプを有する別の半導体ウエハ若しくはチップ、又は、基板とを、本発明の接着剤組成物を用いてボンディングすることで、ボイドの発生を抑制しながら、耐リフロー性及び信頼性に優れた半導体装置を製造することができる。
なお、上記バンプと、バンプを有する面にバンプの表面が露出するように形成された樹脂層とを有する半導体ウエハ又はチップを得るためには、例えば、半導体ウエハ又はチップのバンプと、バンプを有する面にバンプが埋もれるように形成された樹脂層とを、例えば、バイトを用いた切削加工により、バンプの表面が樹脂層から露出するように表面平坦化する方法等が用いられる。このような表面平坦化した面に更に本発明の接着剤組成物を用いて樹脂層を形成することで、充分なフィレットを形成することができる。
このような半導体装置の製造方法を、第1の本発明の半導体装置の製造方法という。
このような半導体装置の製造方法を、第2の本発明の半導体装置の製造方法という。
まず、第1の本発明の半導体装置の製造方法について説明する。
第1の本発明の半導体装置の製造方法では、まず、バンプを有する第1の半導体ウエハの前記バンプを有する面に、実質的に無機フィラーを含有しない本発明の接着剤組成物を用いて、バンプ平均高さに対して5〜50μm高い厚みとなるように樹脂層1を形成する工程を行う。
上記樹脂層1の厚みがバンプ平均高さに対して5μm未満であると、後の工程にて、バイトを用いて、上記第1の半導体ウエハ全面の上記樹脂層1及び上記バンプを切削することは難しい。上記樹脂層1の厚みがバンプ平均高さに対して50μmを超えると、後の工程にて、バイトを用いて、上記第1の半導体ウエハ全面の上記樹脂層1及び上記バンプを切削するのに時間がかかり、生産性に劣る。
また、上記樹脂層1を形成する方法として、接着剤組成物を離型フィルム上に塗布してシート状にした後、必要に応じて乾燥及びポリマーへの重合を行い、次いで、上記第1の半導体ウエハの上記バンプを有する面に貼り合わせ、上記離型フィルムを剥離する方法等も挙げられる。このような方法において、上記離型フィルムは、BGテープであってもよく、DCテープであってもよい。
なお、上記樹脂層1を形成した後、上記樹脂層1は、室温で流動性を示さないことが好ましい。
上記切削後のバンプ平均高さが切削前の97%を超えると、上記バンプの高さにはバラツキがあることから、上記第1の半導体ウエハ全面の上記バンプを切削することは難しい。上記切削後のバンプ平均高さが切削前の50%未満であると、上記バンプを切削するのに時間がかかり、生産性に劣る。
上記樹脂層2の厚みが5μm未満であると、後の工程にて、上記第1の半導体ウエハ又は個片化された半導体チップを、第2の半導体ウエハ若しくはチップ、又は、基板にバンプを介して接続する際に、ボイドの発生を充分に抑制することができない。上記樹脂層2の厚みが50μmを超えると、後の工程にて、上記第1の半導体ウエハ又は個片化された半導体チップを、第2の半導体ウエハ若しくはチップ、又は、基板にバンプを介して接続する際に、バンプ間に上記樹脂層2等がかみ込んだり、接続のために必要な加重が大きくなりすぎたりする。
また、上記樹脂層2は、ヘイズ値が60%以下であることが好ましい。
上記接続する工程では、例えば、半導体ウエハ同士を接続してもよく、半導体チップ同士を接続してもよく、半導体ウエハと半導体チップとを接続してもよく、半導体チップと基板とを接続してもよい。
上記樹脂層1のボンディング温度での溶融粘度が、上記樹脂層2のボンディング温度での溶融粘度の1倍未満であると、ボンディング時に上記樹脂層1が流動しすぎ、バンプ間のボイドの発生を充分に抑制することができないことがある。上記樹脂層1のボンディング温度での溶融粘度が、上記樹脂層2のボンディング温度での溶融粘度の1000倍を超えると、上記樹脂層1は、バンプを接合する際のバンプの変形に充分に追従することができないことがある。
第1の本発明の半導体装置の製造方法では、上記樹脂層1のボンディング温度での溶融粘度が、上記樹脂層2のボンディング温度での溶融粘度の5倍以上であることがより好ましく、100倍以下であることがより好ましく、50倍以下であることが更に好ましい。
なお、例えば、上記反応可能な官能基を有するポリマーの重量平均分子量、本発明の接着剤組成物における配合量等を調整することで、上記樹脂層1のボンディング温度での溶融粘度を上記範囲とすることができる。
第2の本発明の半導体装置の製造方法では、まず、バンプを有する第1の半導体ウエハの前記バンプを有する面に、実質的に無機フィラーを含有しない本発明の接着剤組成物、又は、30〜80重量%の無機フィラーを含有する本発明の接着剤組成物を用いて、バンプ平均高さに対して5〜50μm高い厚みとなるように樹脂層1を形成する工程を行う。
上記樹脂層1の厚みがバンプ平均高さに対して5μm未満であると、後の工程にて、グラインドにより、上記第1の半導体ウエハ全面の上記樹脂層1及び上記バンプを切削することは難しい。上記樹脂層1の厚みがバンプ平均高さに対して50μmを超えると、後の工程にて、グラインドにより、上記第1の半導体ウエハ全面の上記樹脂層1及び上記バンプを切削するのに時間がかかり、生産性に劣る。
上記樹脂層1を硬化させることにより、上記樹脂層1が充分な硬度を有し、後の工程にて、一般的なグラインドにより、上記樹脂層1及び上記バンプを切削し、上記第1の半導体ウエハの表面を平坦化することができる。
上記切削後のバンプ平均高さが切削前の97%を超えると、上記バンプの高さにはバラツキがあることから、上記第1の半導体ウエハ全面の上記バンプを切削することは難しい。上記切削後のバンプ平均高さが切削前の50%未満であると、上記バンプを切削するのに時間がかかり、生産性に劣る。
上記ハンダバンプを形成する方法は特に限定されず、例えば、レジストを用いてメッキ等により形成する方法、スクリーン印刷、無電解メッキ、ボール搭載方式等が挙げられる。
上記樹脂層2の厚みが5μm未満であると、後の工程にて、上記第1の半導体ウエハ又は個片化された半導体チップを、第2の半導体ウエハ若しくはチップ、又は、基板にバンプを介して接続する際に、ボイドの発生を充分に抑制することができない。上記樹脂層2の厚みが50μmを超えると、後の工程にて、上記第1の半導体ウエハ又は個片化された半導体チップを、第2の半導体ウエハ若しくはチップ、又は、基板にバンプを介して接続する際に、バンプ間に上記樹脂層2等がかみ込んだり、接続のために必要な加重が大きくなりすぎたりする。
上記接続する工程では、例えば、半導体ウエハ同士を接続してもよく、半導体チップ同士を接続してもよく、半導体ウエハと半導体チップとを接続してもよく、半導体チップと基板とを接続してもよい。
なかでも、得られる半導体装置は、上記樹脂層1及び上記樹脂層2の硬化物が所定範囲の弾性率を有することで、温度サイクル等に曝された場合にも、応力が分散することにより優れた信頼性を維持することができる。
また、上記樹脂層2の硬化物の25℃における弾性率が2GPa未満であると、上記樹脂層2の硬化物は、温度サイクル等に曝された場合、上記樹脂層2の硬化物の変形が大きくなり、バンプ周りを保護する機能を果たせないことがある。上記樹脂層2の硬化物の25℃における弾性率が5GPaを超えると、温度サイクル等に曝された場合、半導体装置の信頼性が低下することがある。
(1)接着剤組成物の調製
表1の組成に従って、ホモディスパーを用いて下記に示す各材料を攪拌混合し、接着剤組成物を調製した。
(エポキシ樹脂)
HP−7200HH(DIC社製、エポキシ当量275〜280g/eq、軟化点87〜92℃)
NC−3000−H(日本化薬社製、エポキシ当量288g/eq、軟化点91℃)
EPR−4030(ADEKA社製、エポキシ当量380g/eq、60Pa・s(25℃))
YX−8800(ジャパンエポキシレジン社製、205g/eq)
YX−4000HK(ジャパンエポキシレジン社製、187〜197g/eq)
807(ビスF型エポキシ)(ジャパンエポキシレジン社製、160〜175g/eq)
DAMGIC(四国化成工業社製)
RLV−100(エア・ウォーター・ケミカル社製)
ベンゾオキサジンF−a型(四国化成工業社製、軟化点30℃)
(ビスマレイミド樹脂)
BMI−2300(大和化成工業社製、融点70〜145℃)
CP−30(日油社製、重量平均分子量9000、エポキシ当量530g/eq)
G−0250M(日油社製、重量平均分子量20000〜25000、エポキシ当量310g/eq)
G−2050M(日油社製、重量平均分子量20万〜25万、エポキシ当量340g/eq)
ポリマーA(イソボロニルアクリレート13重量部、2−エチルヘキシルアクリレート73重量部、グリシジルメタクリレート14重量部及び光重合開始剤(イルガキュア651)0.2重量部を酢酸エチルに溶解させ、紫外線を照射して重合を行って得られた重量平均分子量60万のアクリル共重合体)
(酸無水物)
YH−307(ジャパンエポキシレジン社製、中和当量113〜121g/eq)
(フェノール性水酸基を有する化合物)
GPH−103(日本化薬社製、OH当量231g/eq、軟化点102℃)
VH−4150(DIC社製、BPAノボラック型樹脂、OH当量118g/eq、軟化点85〜89℃)
2MAOK−PW(四国化成工業社製、融点260℃)
2MZA−PW(四国化成工業社製、融点248〜258℃)
KBM−573(信越化学工業社製)
(無機フィラー)
MT−10(トクヤマ社製、1次平均粒子径15nm)
SE−2050−SPJ(アドマテックス社製)
(溶剤)
MEK(メチルエチルケトン)
(2−1)樹脂層1の形成、及び、表面平坦化
表1の組成に従って、ホモディスパーを用いて上記に示す各材料を攪拌混合し、接着剤組成物を調製した。
WALTS−TEG MB50−0101JY_PAD15μm(直径200mm、厚さ725μm、PI:4μm厚、Cuピラー30μmt+半田15μmt、ウォルツ社製)のバンプを有する面に、得られた接着剤組成物を、乾燥被膜の厚さが55μmとなり、かつ、バンプが埋もれるように、スピンコートにより塗布した。その後、80℃20分間加熱して、溶剤を揮発させ、バンプと、バンプが埋もれるように形成された樹脂層1とを有するシリコンウエハを得た。
得られたバンプと樹脂層1とを有するシリコンウエハを、切削加工装置(DFS8910、DISCO社製)を用いて、25℃にて、半田部分の平均高さが40μmとなるように切削し表面平坦化した。
得られたバンプと樹脂層1とを有するシリコンウエハのバンプと樹脂層1とを有する面に、上記で得られた接着剤組成物を、乾燥被膜の厚さが約10μmとなるようにスピンコートにより塗布し、バンプと樹脂層1と樹脂層2とを有するシリコンウエハを得た。
得られたバンプと樹脂層1と樹脂層2とを有するシリコンウエハの裏面をダイシングテープで補強した後、ダイシング装置(DFD6362、DISCO社製)に取りつけ、25℃にて、ステップカット(ファーストカット深さ=シリコンウエハ表面から80μm、セカンドカット深さ=ウエハフルカット)にて、シリコンウエハを7.3mm×7.3mmの半導体チップの大きさに個片化し、半導体チップを得た。
(3−1)樹脂層1の形成、及び、表面平坦化
表1の組成に従って、ホモディスパーを用いて上記に示す各材料を攪拌混合し、接着剤組成物を調製した。
WALTS−TEG MB50−0101JY_PAD15μm(直径200mm、厚さ725μm、PI:4μm厚、Cuピラー30μmt+半田15μmt、ウォルツ社製)のバンプを有する面に、得られた接着剤組成物を、乾燥被膜の厚さが55μmとなり、かつ、バンプが埋もれるように、スピンコートにより塗布した。その後、80℃20分間加熱して、溶剤を揮発させ、バンプと、バンプが埋もれるように形成された樹脂層1とを有するシリコンウエハを得た。
次いで、樹脂層1を170℃30分で硬化した。得られたバンプと樹脂層1とを有するシリコンウエハを、研削加工装置(DFG8560、DISCO社製)を用いて、25℃にて、半田部分の平均高さが40μmとなるように切削し表面平坦化した。更に、(2−2)及び(2−3)と同様にして、樹脂層2の形成及びダイシングを行った。
樹脂層1及び2が、それぞれ、表2に記載の実施例で作製した樹脂層となるようにして、表2に記載のように上記工法1又は2を用いて、半導体チップを得た。
実施例及び比較例で得られた個片化した半導体チップを、半導体チップを介して電気的に接続されたときに半導体チップ内のメタル配線とデイジーチェーンとなるように銅が配線された20mm×20mm×0.75mm厚の基板(ガラス/エポキシ系FR−4)に、ボンディング装置(FC3000、東レエンジニアリング社製)を用いて、バンプにかかる実温度が180℃、10秒、10N+240℃、10秒、10Nの条件にてボンディングした。その後、オーブンにて170℃30分で完全硬化を行った。
また、完全硬化後の樹脂層1及び樹脂層2の25℃における弾性率(MPa)は、表1に示す通りであった。弾性率は、粘弾性測定機(型式「DVA−200」、アイティー計測制御社製)を用いて、昇温速度5℃/分、引っ張り、つかみ幅24mm、10Hzで−50℃から300℃まで昇温し、25℃にて測定した。また、tanδのピーク温度をTg(℃)とした。
結果を表1に示す。
得られた半導体装置について、超音波映像装置(SAT)(mi−scope hyper、日立建機ファインテック社製)を用いてボイドの有無を確認した。ボイドの面積が1%以上であった場合を×、1%未満であった場合を○とした。
(2)ボイド観察2(光学顕微鏡)
得られた半導体装置をチップ側から、チップと水平に、チップがなくなるまで研磨し、光学顕微鏡でバンプ間のボイドを観察した。全バンプ間に30μm以上のボイドが1つ以上あった場合を×、30μm以上のボイドがみられなかった場合を○とした。
得られた半導体装置のデイジーチェーンの導通を確認し、導通抵抗値が25〜35Ωであった場合を○、25Ω未満又は35Ω以上であった場合を×とした。
得られた半導体装置について、60℃、60%RH、120時間吸湿させ、ピーク温度260℃のリフローオーブンに3回通し、チップ−樹脂層1及び樹脂層2−基板の剥がれの評価及び導通試験を行った。
上記剥がれ評価については、ボイドの面積が1%以上であった場合を×、1%未満であった場合を○とした。上記導通試験については、導通抵抗値が25〜35Ωであった場合を○、25Ω未満又は35Ω以上であった場合を×とした。
得られた半導体装置について、−55〜125℃(30分/1サイクル)、1000サイクルの温度サイクル試験を行い、チップ−樹脂層1及び樹脂層2−基板の剥がれの評価及び導通試験を行った。実施例10〜14については、同様に5000サイクルの温度サイクル試験も行った。
上記剥がれ評価については、ボイドの面積が1%以上であった場合を×、1%未満であった場合を○とした。上記導通試験については、導通抵抗値が25〜35Ωであった場合を○、25Ω未満又は35Ω以上であった場合を×とした。
Claims (6)
- エポキシ樹脂、ベンゾオキサジン樹脂及びビスマレイミド樹脂からなる群から選択される少なくとも1種を含有する熱硬化性化合物と、エポキシ基を有するポリマーと、熱硬化剤として酸無水物又はフェノール性水酸基を有する化合物とを含有し、ボンディング温度での溶融粘度が10Pa・s以上15000Pa・s以下であり、ボンディング温度でのゲルタイムが10秒以上であり、かつ、240℃でのゲルタイムが1秒以上10秒以下である接着剤組成物を用いた半導体装置の製造方法であって、
バンプを有する第1の半導体ウエハの前記バンプを有する面に、実質的に無機フィラーを含有しない前記接着剤組成物を用いて、バンプ平均高さに対して5〜50μm高い厚みとなるように樹脂層1を形成する工程、
バイトを用いて、切削後のバンプ平均高さが切削前の97〜50%となるように、前記樹脂層1及び前記バンプを切削する工程、
前記第1の半導体ウエハの切削された面に、実質的に無機フィラーを含有しない、又は、30〜80重量%の無機フィラーを含有する前記接着剤組成物を用いて、厚み5〜50μmの樹脂層2を形成する工程、及び、
前記第1の半導体ウエハを、第2の半導体ウエハ若しくはチップ、又は、基板にバンプを介して接続する工程を有し、
前記樹脂層1のボンディング温度での溶融粘度が、前記樹脂層2のボンディング温度での溶融粘度の1〜1000倍である
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 更に、樹脂層2が形成された第1の半導体ウエハを個片化し半導体チップとする工程を有し、該個片化された半導体チップを、第2の半導体ウエハ若しくはチップ、又は、基板にバンプを介して接続することを特徴とする請求項1記載の半導体装置の製造方法。
- エポキシ樹脂、ベンゾオキサジン樹脂及びビスマレイミド樹脂からなる群から選択される少なくとも1種を含有する熱硬化性化合物と、エポキシ基を有するポリマーと、熱硬化剤として酸無水物又はフェノール性水酸基を有する化合物とを含有し、ボンディング温度での溶融粘度が10Pa・s以上15000Pa・s以下であり、ボンディング温度でのゲルタイムが10秒以上であり、かつ、240℃でのゲルタイムが1秒以上10秒以下である接着剤組成物を用いた半導体装置の製造方法であって、
バンプを有する第1の半導体ウエハの前記バンプを有する面に、実質的に無機フィラーを含有しない、又は、30〜80重量%の無機フィラーを含有する前記接着剤組成物を用いて、バンプ平均高さに対して5〜50μm高い厚みとなるように樹脂層1を形成する工程、
前記樹脂層1を硬化させる工程、
グラインドにより、切削後のバンプ平均高さが切削前の97〜50%となるように、前記樹脂層1及び前記バンプを切削する工程、
前記第1の半導体ウエハの切削された面に、実質的に無機フィラーを含有しない、又は、30〜80重量%の無機フィラーを含有する前記接着剤組成物を用いて、厚み5〜50μmの樹脂層2を形成する工程、及び、
前記第1の半導体ウエハを、第2の半導体ウエハ若しくはチップ、又は、基板にバンプを介して接続する工程を有し、
前記樹脂層1のボンディング温度での溶融粘度が、前記樹脂層2のボンディング温度での溶融粘度の1〜1000倍である
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - グラインドにより、切削後のバンプ平均高さが切削前の97〜50%となるように、樹脂層1及びバンプを切削する工程の後、
第1の半導体ウエハの切削された面に、実質的に無機フィラーを含有しない、又は、30〜80重量%の無機フィラーを含有する接着剤組成物を用いて、厚み5〜50μmの樹脂層2を形成する工程の前に、
研削したバンプ上にハンダバンプを形成する工程を有する
ことを特徴とする請求項3記載の半導体装置の製造方法。 - 更に、樹脂層2が形成された第1の半導体ウエハを個片化し半導体チップとする工程を有し、該個片化された半導体チップを、第2の半導体ウエハ若しくはチップ、又は、基板にバンプを介して接続することを特徴とする請求項3記載の半導体装置の製造方法。
- 請求項1、2、3、4又は5記載の半導体装置の製造方法を用いて製造される半導体装置であって、
樹脂層1の硬化物は、25℃における弾性率が3〜9GPaであり、
樹脂層2の硬化物は、25℃における弾性率が2〜5GPaである
ことを特徴とする半導体装置。
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