WO2012153846A1 - 半導体装置の製造方法、半導体素子付き半導体ウェハの製造方法、接着剤層付き半導体ウェハの製造方法及び半導体ウェハ積層体の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法、半導体素子付き半導体ウェハの製造方法、接着剤層付き半導体ウェハの製造方法及び半導体ウェハ積層体の製造方法 Download PDF

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semiconductor wafer
semiconductor
adhesive
liquid photosensitive
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一行 満倉
大久保 恵介
榎本 哲也
増子 崇
永井 朗
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日立化成工業株式会社
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    • H01L2224/838Bonding techniques
    • H01L2224/8385Bonding techniques using a polymer adhesive, e.g. an adhesive based on silicone, epoxy, polyimide, polyester
    • H01L2224/83855Hardening the adhesive by curing, i.e. thermosetting
    • H01L2224/83856Pre-cured adhesive, i.e. B-stage adhesive
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    • H01L2224/92Specific sequence of method steps
    • H01L2224/9202Forming additional connectors after the connecting process
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    • H01L2225/065All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00 the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L27/00
    • H01L2225/06503Stacked arrangements of devices
    • H01L2225/06513Bump or bump-like direct electrical connections between devices, e.g. flip-chip connection, solder bumps
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    • H01L2225/06565Geometry of the stack, e.g. form of the devices, geometry to facilitate stacking the devices having the same size and there being no auxiliary carrier between the devices
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    • H01L2225/06503Stacked arrangements of devices
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    • H01L24/13Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process of an individual bump connector
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    • H01L2924/10Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/102Material of the semiconductor or solid state bodies
    • H01L2924/1025Semiconducting materials
    • H01L2924/10251Elemental semiconductors, i.e. Group IV
    • H01L2924/10253Silicon [Si]

Definitions

  • the present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, a method for manufacturing a semiconductor wafer with a semiconductor element, a method for manufacturing a semiconductor wafer with an adhesive layer, and a method for manufacturing a semiconductor wafer laminate.
  • the last insertion method is difficult to fill with liquid resin without generating voids when the gap between the chip and the substrate is narrowed and the pitch is narrow, and is not suitable for mass production.
  • a step of attaching a film-like resin called a temporary pressure bonding step to the substrate is required.
  • a reel-shaped adhesive tape that is slit to a width larger than the target chip width is prepared, and the adhesive tape on the base material is cut according to the chip size. Thermocompression bonding is performed on the substrate at a temperature that does not react.
  • provisional pressure bonding is performed on the substrate at a temperature that does not react.
  • Patent Document 1 a wafer having a film-like adhesive attached thereto is prepared, and after grinding the back surface of the wafer, the wafer is cut together with the adhesive to form chips, whereby the chip size is reduced.
  • Patent Document 2 discusses a method in which a resin paste containing a solvent is applied onto a semiconductor wafer by spin coating, and the applied resin paste is made into a B-stage by heat drying.
  • Patent Document 1 when an adhesive layer is provided on the circuit surface of a semiconductor wafer having a circuit surface on which metal bumps are formed, a film adhesive is used so that no voids remain in the periphery of the bumps. It was difficult to paste.
  • Patent Document 2 uses a resin paste containing a solvent, and there is a problem that it takes a long time to be B-staged or the semiconductor wafer is contaminated by the solvent. In addition, there is a problem that the wafer warps after grinding due to heating for volatilizing the solvent. When drying at a low temperature, problems due to heating can be suppressed to some extent. However, in this case, since the residual solvent increases, voids and peeling occur at the time of pressure bonding and heat curing, and the reliability tends to decrease.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and it is possible to obtain a semiconductor wafer with an adhesive layer in which the voids of the bump portions are sufficiently reduced and the warpage after grinding can be sufficiently reduced.
  • a method for producing a semiconductor wafer with an adhesive layer and a method for producing a semiconductor device, a method for producing a semiconductor wafer with a semiconductor element, and a method for producing a semiconductor wafer laminate using such a semiconductor wafer with an adhesive layer.
  • the present invention comprises a step of applying a liquid photosensitive adhesive on a circuit surface of a semiconductor wafer having a circuit surface on which metal bumps are formed, and forming a photosensitive adhesive layer, A step of obtaining a semiconductor wafer with an adhesive layer by subjecting the adhesive layer to B-stage by light irradiation, and cutting the semiconductor wafer of the semiconductor wafer with an adhesive layer together with the adhesive layer into a plurality of semiconductor elements to form an adhesive layer And a step of crimping a semiconductor element with an adhesive layer and another semiconductor element or a support member for mounting a semiconductor element with the adhesive layer of the semiconductor element with an adhesive layer interposed therebetween.
  • a method for manufacturing a semiconductor device is provided.
  • liquid means having fluidity at 25 ° C. and 1 atm.
  • the first method for manufacturing a semiconductor device of the present invention by using a liquid photosensitive adhesive, forming a B-stage by light irradiation and providing an adhesive layer, it is possible to sufficiently reduce the voids in the bump portion and heat Thus, it is possible to obtain a semiconductor wafer with an adhesive layer that is less prone to problems caused by the above. Thereby, the warp after grinding of the semiconductor wafer can be sufficiently reduced, a semiconductor element with an adhesive layer excellent in connectivity can be easily obtained, and a semiconductor device excellent in reliability can be manufactured. .
  • the liquid photosensitive adhesive contains (A) a radiation polymerizable compound, (B) a photoinitiator, and (C) a thermosetting resin.
  • the component A) preferably contains a compound that is liquid at 25 ° C. and has one carbon-carbon double bond in the molecule.
  • the above liquid photosensitive adhesive By using the above liquid photosensitive adhesive, it can be applied on a substrate without using a solvent, and a thin adhesive layer can be formed by irradiating light to this coating film. And since the heating for solvent drying is not required, the generation
  • the liquid photosensitive adhesive preferably has a solvent content of 5% by mass or less or does not contain a solvent. Thereby, the tack force on the surface of the adhesive layer can be sufficiently reduced while further suppressing the generation of voids.
  • the viscosity of the liquid photosensitive adhesive at 25 ° C. is preferably 10 to 30000 mPa ⁇ s. .
  • the viscosity of the liquid photosensitive adhesive at 25 ° C. was measured at 25 ° C. under the conditions of a sample volume of 0.4 mL and a 3 ° cone using an EHD type rotational viscometer manufactured by Tokyo Keiki Seisakusho. Viscosity value.
  • the tack strength at 25 ° C. of the photosensitive adhesive layer that has been B-staged by light irradiation is preferably 200 gf or less. Thereby, the handleability after the B stage is further improved.
  • the present invention also provides a semiconductor device obtained by the first semiconductor device manufacturing method of the present invention.
  • the present invention also includes a step of applying a liquid photosensitive adhesive on a circuit surface of a semiconductor wafer having a circuit surface on which metal bumps are formed to form a photosensitive adhesive layer; A step of obtaining a semiconductor wafer with an adhesive layer by B-stage by irradiation, and a step of obtaining a semiconductor element with an adhesive layer by cutting the semiconductor wafer of the semiconductor wafer with an adhesive layer together with the adhesive layer and dividing it into a plurality of semiconductor elements And a step of crimping the second semiconductor wafer and the semiconductor element with an adhesive layer with the adhesive layer of the semiconductor element with the adhesive layer interposed therebetween, and a method for manufacturing the semiconductor wafer with the first semiconductor element .
  • the liquid photosensitive adhesive comprises (A) a radiation polymerizable compound, (B) a photoinitiator, and (C) a thermosetting resin.
  • the component (A) preferably contains a compound that is liquid at 25 ° C. and has one carbon-carbon double bond in the molecule.
  • the liquid photosensitive adhesive preferably has a solvent content of 5% by mass or less or does not contain a solvent.
  • the viscosity of the liquid photosensitive adhesive at 25 ° C. is preferably 10 to 30000 mPa ⁇ s. .
  • the tack strength at 25 ° C. of the photosensitive adhesive layer that has been B-staged by light irradiation is preferably 200 gf or less.
  • the present invention also provides a semiconductor wafer with a semiconductor element obtained by the first method for producing a semiconductor wafer with a semiconductor element of the present invention.
  • the present invention also includes a step of applying a liquid photosensitive adhesive on a circuit surface of a semiconductor wafer having a circuit surface on which metal bumps are formed to form a photosensitive adhesive layer; And a step of forming a B-stage by irradiation.
  • a method for manufacturing a semiconductor wafer with a first adhesive layer is provided.
  • the liquid photosensitive adhesive comprises (A) a radiation polymerizable compound, (B) a photoinitiator, and (C) a thermosetting resin,
  • the component (A) preferably contains a compound that is liquid at 25 ° C. and has one carbon-carbon double bond in the molecule.
  • the liquid photosensitive adhesive preferably has a solvent content of 5% by mass or less or does not contain a solvent.
  • the viscosity of the liquid photosensitive adhesive at 25 ° C. is preferably 10 to 30000 mPa ⁇ s. .
  • the tack strength at 25 ° C. of the photosensitive adhesive layer that has been B-staged by light irradiation is preferably 200 gf or less.
  • the present invention also provides a semiconductor wafer with an adhesive layer obtained by the first method for producing a semiconductor wafer with an adhesive layer of the present invention.
  • the present invention includes a step of applying a liquid photosensitive adhesive to form a photosensitive adhesive layer on a circuit surface of a first semiconductor wafer having a circuit surface on which metal bumps are formed, and a photosensitive adhesive layer.
  • the semiconductor wafer with the adhesive layer and the semiconductor wafer with the adhesive layer and the second semiconductor wafer are pressure-bonded with the adhesive layer of the semiconductor wafer with the adhesive layer sandwiched between them.
  • a second method for manufacturing a semiconductor device comprising: a step of obtaining a semiconductor wafer laminate, and a step of cutting the semiconductor wafer laminate and dividing the semiconductor wafer laminate into semiconductor element laminates in which semiconductor elements are laminated.
  • the second method for manufacturing a semiconductor device of the present invention by using a liquid photosensitive adhesive and forming an B-stage by light irradiation to provide an adhesive layer, it is possible to sufficiently reduce voids in the bump portion and to heat It is possible to obtain a semiconductor wafer with an adhesive layer that is less prone to problems caused by the above, and to obtain a semiconductor wafer laminated body from the semiconductor wafer with an adhesive layer, thereby making it possible to sufficiently reduce the warpage of the semiconductor wafer after grinding. . This makes it possible to reduce the thickness of a semiconductor device having a structure in which a plurality of semiconductor elements are stacked.
  • the liquid photosensitive adhesive contains (A) a radiation polymerizable compound, (B) a photoinitiator, and (C) a thermosetting resin.
  • the component A) preferably contains a compound that is liquid at 25 ° C. and has one carbon-carbon double bond in the molecule.
  • the above liquid photosensitive adhesive By using the above liquid photosensitive adhesive, it can be applied on a substrate without using a solvent, and a thin adhesive layer can be formed by irradiating light to this coating film. And since the heating for solvent drying is not required, the generation
  • the liquid photosensitive adhesive preferably has a solvent content of 5% by mass or less or does not contain a solvent. Thereby, the tack force on the surface of the adhesive layer can be sufficiently reduced while further suppressing the generation of voids.
  • the viscosity of the liquid photosensitive adhesive at 25 ° C. is preferably 10 to 30000 mPa ⁇ s. .
  • the tack strength at 25 ° C. of the photosensitive adhesive layer that has been B-staged by light irradiation is preferably 200 gf or less. Thereby, the handleability after the B stage is further improved.
  • the present invention also provides a semiconductor device obtained by the second semiconductor device manufacturing method of the present invention.
  • the present invention also includes a step of applying a liquid photosensitive adhesive to form a photosensitive adhesive layer on a circuit surface of a first semiconductor wafer having a circuit surface on which metal bumps are formed, and a photosensitive adhesive.
  • a layer is formed into a B-stage by light irradiation to obtain a semiconductor wafer with an adhesive layer, and a semiconductor wafer with an adhesive layer and a second semiconductor wafer are pressure-bonded with the adhesive layer of the semiconductor wafer with an adhesive layer interposed therebetween And providing a semiconductor wafer laminate, and a first method for producing a semiconductor wafer laminate.
  • the voids of the bump portion can be sufficiently reduced.
  • a semiconductor wafer with an adhesive layer that is less prone to problems due to heating can be obtained, and by obtaining a semiconductor wafer laminate from this semiconductor wafer with an adhesive layer, warpage after grinding can be sufficiently reduced.
  • a semiconductor wafer laminate can be obtained.
  • the liquid photosensitive adhesive includes (A) a radiation polymerizable compound, (B) a photoinitiator, and (C) a thermosetting resin.
  • the component (A) preferably contains a compound that is liquid at 25 ° C. and has one carbon-carbon double bond in the molecule.
  • the liquid photosensitive adhesive preferably has a solvent content of 5% by mass or less or does not contain a solvent.
  • the viscosity of the liquid photosensitive adhesive at 25 ° C. is preferably 10 to 30000 mPa ⁇ s. .
  • the tack strength at 25 ° C. of the photosensitive adhesive layer that has been B-staged by light irradiation is preferably 200 gf or less.
  • the present invention also provides a semiconductor wafer laminate obtained by the first method for producing a semiconductor wafer laminate of the present invention.
  • the semiconductor wafer laminate obtained by the method of the present invention has a sufficiently small number of voids and can sufficiently reduce the warp after grinding.
  • the semiconductor wafer laminated body is laminated with semiconductor wafers, the semiconductor wafer laminated body is excellent in strength, easy to transport, and can more easily manufacture a semiconductor device having a structure in which a plurality of semiconductor elements are laminated. .
  • the present invention has a structure having two or more layers on the circuit surface of a semiconductor wafer having a circuit surface on which metal bumps are formed by applying two or more types of liquid photosensitive adhesives and irradiating the coating film with light.
  • a third method of manufacturing a semiconductor device comprising a step of crimping.
  • the third method for manufacturing a semiconductor device of the present invention by using a liquid photosensitive adhesive and forming an B-stage by light irradiation to provide an adhesive layer, it is possible to sufficiently reduce the voids in the bump portion and to heat Thus, it is possible to obtain a semiconductor wafer with an adhesive layer that is less prone to problems caused by the above. Thereby, the warp after grinding of the semiconductor wafer can be sufficiently reduced, a semiconductor element with an adhesive layer excellent in connectivity can be easily obtained, and a semiconductor device excellent in reliability can be manufactured. . Moreover, the influence of the flux component with respect to an adhesive bond layer can be suppressed, improving a metal bondability by providing the adhesive bond layer which has a structure of two or more layers, and making a outermost surface layer contain a flux component.
  • the liquid photosensitive adhesive forming the outermost surface layer comprises (A) a radiation polymerizable compound, (B) a photoinitiator, and (F) a flux component.
  • the component (A) contains a compound that is liquid at 25 ° C. and has one carbon-carbon double bond in the molecule.
  • a coating film can be formed without using a solvent, and by irradiating the coating film with light, an outermost surface layer containing a flux component can be formed. . And since the heating for solvent drying is not required, the pinhole generation
  • the flux component can be uniformly dispersed and the outermost surface layer can be formed thin, so that the metal bondability is further improved while sufficiently maintaining the properties of the adhesive layer. be able to.
  • the B-staged adhesive layer is composed of an outermost surface layer and an inner layer
  • the liquid photosensitive adhesive forming the inner layer is (A) a radiation polymerizable compound, (B) a photoinitiator, and (C).
  • the component (A) includes a thermosetting resin and a compound that is liquid at 25 ° C. and has one carbon-carbon double bond in the molecule.
  • liquid photosensitive adhesive By using the above-mentioned liquid photosensitive adhesive, it can be applied on the circuit surface of a semiconductor wafer without using a solvent, and a thin film adhesive layer can be formed by irradiating the coating film with light. . And since the heating for solvent drying is not required, the generation
  • the two or more types of liquid photosensitive adhesives preferably have a solvent content of 5% by mass or less or do not contain a solvent. Thereby, the tack force on the surface of the adhesive layer can be sufficiently reduced while further suppressing the generation of voids.
  • the viscosity of the above two or more liquid photosensitive adhesives at 25 ° C. is 10 to 30000 mPa ⁇ s. It is preferable that
  • the tack strength at 25 ° C. of the B-staged adhesive layer is preferably 200 gf or less. Thereby, the handleability after the B stage is further improved.
  • the present invention also provides a semiconductor device obtained by the third method for manufacturing a semiconductor device of the present invention.
  • the present invention also has a structure of two or more layers by applying two or more kinds of liquid photosensitive adhesive and light irradiation of the coating film on the circuit surface of a semiconductor wafer having a circuit surface on which metal bumps are formed.
  • a method for producing a semiconductor wafer with a second semiconductor element is provided.
  • the liquid photosensitive adhesive forming the outermost surface layer includes (A) a radiation polymerizable compound, (B) a photoinitiator, and (F) a flux.
  • the component (A) is preferably in a liquid form at 25 ° C. and a compound having one carbon-carbon double bond in the molecule.
  • the B-staged adhesive layer is composed of an outermost surface layer and an inner layer, and the liquid photosensitive adhesive forming the inner layer includes (A) a radiation polymerizable compound, (B) a photoinitiator, and (C It is preferable that the component (A) is a liquid at 25 ° C. and a compound having one carbon-carbon double bond in the molecule.
  • the two or more types of liquid photosensitive adhesives preferably have a solvent content of 5% by mass or less or do not contain a solvent.
  • the viscosity of the above two or more liquid photosensitive adhesives at 25 ° C. is 10 to 30000 mPa ⁇ s. It is preferable that
  • the tack strength at 25 ° C. of the B-staged adhesive layer is 200 gf or less.
  • the present invention also provides a semiconductor wafer with a semiconductor element obtained by the second method for producing a semiconductor wafer with a semiconductor element of the present invention.
  • the present invention also has a structure of two or more layers by applying two or more kinds of liquid photosensitive adhesive and light irradiation of the coating film on the circuit surface of a semiconductor wafer having a circuit surface on which metal bumps are formed.
  • a method for producing a semiconductor wafer with a second adhesive layer comprising a step of providing a B-staged adhesive layer whose outermost surface layer contains a flux component.
  • the semiconductor wafer with an adhesive layer in which the voids of the bump portions are sufficiently reduced and warpage after grinding can be sufficiently reduced Obtainable.
  • the semiconductor wafer with an adhesive layer which has the outermost surface layer containing a flux component can be obtained. According to such a semiconductor wafer with an adhesive layer, the warpage after grinding of the semiconductor wafer can be sufficiently reduced, and a semiconductor element with an adhesive layer excellent in metal bondability can be easily obtained, and the reliability It is possible to manufacture an excellent semiconductor device.
  • the liquid photosensitive adhesive forming the outermost surface layer comprises (A) a radiation polymerizable compound, (B) a photoinitiator, and (C It is preferable that the component (A) is liquid at 25 ° C. and contains a compound having one carbon-carbon double bond in the molecule.
  • the B-staged adhesive layer is composed of an outermost surface layer and an inner layer, and the liquid photosensitive adhesive forming the inner layer includes (A) a radiation polymerizable compound, (B) a photoinitiator, and (C It is preferable that the component (A) is a liquid at 25 ° C. and a compound having one carbon-carbon double bond in the molecule.
  • the two or more types of liquid photosensitive adhesives preferably have a solvent content of 5% by mass or less or do not contain a solvent.
  • the viscosity of the above two or more liquid photosensitive adhesives at 25 ° C. is 10 to 30000 mPa ⁇ s. It is preferable that
  • the tack strength at 25 ° C. of the B-staged adhesive layer is 200 gf or less.
  • the present invention also provides a semiconductor wafer with an adhesive layer obtained by the second method for producing a semiconductor wafer with an adhesive layer of the present invention.
  • the present invention also provides a structure having two or more layers by applying two or more kinds of liquid photosensitive adhesives and irradiating the coating film on the circuit surface of the first semiconductor wafer having a circuit surface on which metal bumps are formed.
  • a step of providing a B-staged adhesive layer having an outermost surface layer containing a flux component to obtain a semiconductor wafer with an adhesive layer, a semiconductor wafer with an adhesive layer, and a second semiconductor wafer A step of obtaining a semiconductor wafer laminate by pressing the adhesive layer of the semiconductor wafer with an adhesive layer and sandwiching the adhesive layer, and a step of cutting the semiconductor wafer laminate into a semiconductor element laminate in which semiconductor elements are laminated; 4 is a method for manufacturing a semiconductor device.
  • the fourth method for manufacturing a semiconductor device of the present invention when manufacturing a semiconductor device from a semiconductor wafer with an adhesive layer, it is possible to sufficiently reduce the voids in the bump portion and sufficiently reduce the warp after grinding. Therefore, it is possible to reduce the thickness of a semiconductor device having a structure in which a plurality of semiconductor elements are stacked.
  • the liquid photosensitive adhesive forming the outermost surface layer includes (A) a radiation polymerizable compound, (B) a photoinitiator, and (F) a flux component. It is preferable that the component (A) is a liquid at 25 ° C. and contains a compound having one carbon-carbon double bond in the molecule.
  • the B-staged adhesive layer is composed of an outermost surface layer and an inner layer, and the liquid photosensitive adhesive forming the inner layer includes (A) a radiation polymerizable compound, (B) a photoinitiator, and (C It is preferable that the component (A) is a liquid at 25 ° C. and a compound having one carbon-carbon double bond in the molecule.
  • the two or more types of liquid photosensitive adhesives preferably have a solvent content of 5% by mass or less or do not contain a solvent.
  • the viscosity of the above two or more liquid photosensitive adhesives at 25 ° C. is 10 to 30000 mPa ⁇ s. It is preferable that
  • the tack strength at 25 ° C. of the B-staged adhesive layer is 200 gf or less.
  • the present invention also provides a semiconductor device obtained by the fourth method for manufacturing a semiconductor device of the present invention.
  • the present invention also provides a structure having two or more layers by applying two or more kinds of liquid photosensitive adhesives and irradiating the coating film on the circuit surface of the first semiconductor wafer having a circuit surface on which metal bumps are formed.
  • a step of providing a B-staged adhesive layer having an outermost surface layer containing a flux component to obtain a semiconductor wafer with an adhesive layer, a semiconductor wafer with an adhesive layer, and a second semiconductor wafer There is provided a method for producing a second semiconductor wafer laminate comprising: a step of pressure-bonding an adhesive layer of a semiconductor wafer with an adhesive layer to obtain a semiconductor wafer laminate.
  • the liquid photosensitive adhesive forming the outermost surface layer comprises (A) a radiation polymerizable compound, (B) a photoinitiator, and (F) a flux component, It is preferable that the component (A) contains a compound that is liquid at 25 ° C. and has one carbon-carbon double bond in the molecule.
  • the B-staged adhesive layer is composed of an outermost surface layer and an inner layer, and the liquid photosensitive adhesive forming the inner layer includes (A) a radiation polymerizable compound, (B) a photoinitiator, and (C It is preferable that the component (A) is a liquid at 25 ° C. and a compound having one carbon-carbon double bond in the molecule.
  • the two or more types of liquid photosensitive adhesives preferably have a solvent content of 5% by mass or less or do not contain a solvent.
  • the viscosity of the above two or more liquid photosensitive adhesives at 25 ° C. is 10 to 30000 mPa ⁇ s. It is preferable that
  • the tack strength at 25 ° C. of the B-staged adhesive layer is 200 gf or less.
  • the present invention also provides a semiconductor wafer laminate obtained by the second method for producing a semiconductor wafer laminate of the present invention.
  • a semiconductor wafer with an adhesive layer can be obtained by exposure without requiring heating during the formation of the adhesive layer. Therefore, the B-stage can be realized in a short time, and the tact time at the time of manufacturing the semiconductor device can be greatly reduced. In addition, since the warpage of the semiconductor wafer after the B-stage can be suppressed, the semiconductor wafer can be thinned, and a highly functional semiconductor device can be obtained. Further, according to the present invention, it is possible to form a thin adhesive layer in a short time without using a solvent and without heating, so that heat energy and volatile organic compound (VOC) can be formed. It can be a material having a smaller environmental load than conventional ones.
  • VOC volatile organic compound
  • 1 is a schematic diagram showing an embodiment of a first semiconductor device according to the present invention. It is a schematic diagram which shows other embodiment of the 1st semiconductor device which concerns on this invention. It is a schematic diagram which shows one Embodiment of the manufacturing method of the 2nd semiconductor device which concerns on this invention.
  • Step 1 adheresive layer forming step: The liquid photosensitive adhesive 5 is applied to the circuit surface S1 of the semiconductor wafer 10 on which the metal bumps 12 are formed (see FIGS. 1 and 2).
  • Step 2 (B-staging step): Exposure is performed from the photosensitive adhesive layer side made of the applied liquid photosensitive adhesive, and the photosensitive adhesive layer is made into a B-stage. Thereby, the semiconductor wafer 50 with an adhesive layer is obtained (see FIGS. 3 and 4).
  • Step 3 Back Grinding Tape Lamination Step: A peelable adhesive tape (back grinding tape) 30 is laminated on the adhesive layer 6 (see FIG. 5).
  • Step 4 Back Grinding Step: The semiconductor wafer 10 is polished from the surface (back surface) S2 opposite to the circuit surface S1 to thin the semiconductor wafer 10 (see FIG. 6).
  • Step 5 (dicing tape lamination step): A peelable adhesive tape (dicing tape) 36 is laminated on the surface (back surface) opposite to the circuit surface S1 of the semiconductor wafer 10.
  • Step 6 (peeling step): The peelable adhesive tape 30 is peeled off (see FIG. 7).
  • Step 7 (dicing step): The semiconductor wafer 10 is cut into a plurality of semiconductor chips (semiconductor elements) 10a by dicing (see FIG. 8). Thereby, the semiconductor element 40 with an adhesive layer is obtained.
  • Step 8 crimping step: The picked-up semiconductor element 40 with the adhesive layer is pressure-bonded (mounted) to a supporting member 15 for semiconductor device (supporting member for mounting a semiconductor element).
  • Step 9 crimping step: The obtained laminated body is sealed with a sealing material (not shown) to obtain the semiconductor device 100.
  • the liquid photosensitive adhesive 5 is applied to the circuit surface S1 of the semiconductor wafer 10 having the circuit surface on which the metal bumps 12 are formed.
  • the application can be performed in a state where the semiconductor wafer 10 to which the adhesive tape 4 is attached is fixed to the jig 21 in the box 20.
  • the coating method is selected from a printing method, a spin coating method, a spray coating method, a jet dispensing method, an ink jet method, and the like.
  • the spin coat method (FIG. 2 (a)) and the spray coat method (FIG. 2 (b)) are preferable from the viewpoints of thinning and film thickness uniformity.
  • a hole may be formed in the suction table included in the spin coater, or the suction table may be mesh-shaped. It is preferable that the suction table has a mesh shape from the point that adsorption marks are difficult to remain.
  • Application by spin coating is preferably performed at a rotational speed of 500 to 5000 rpm in order to prevent the wafer from undulating and the edge from rising. From the same viewpoint, the rotational speed is more preferably 1000 to 4000 rpm.
  • a temperature controller may be provided on the spin coat table.
  • the type of the metal bump in the present invention is not particularly limited, and examples thereof include those composed of copper, silver, gold, and the like.
  • solder balls 14 are further provided on the metal bumps 12.
  • Examples of the solder ball 14 include those composed of a conventionally known solder material such as lead-containing solder or lead-free solder.
  • the metal bump from the viewpoint of ease of production and cost, in the case of the metal bump, it is preferable that gold is difficult to produce an oxide film, and copper is inexpensive.
  • a bumped wafer having protruding electrodes formed from copper bumps and solder balls can be used as the semiconductor wafer.
  • the height of the protruding electrode (copper bump + solder ball) is about 20 to 60 ⁇ m.
  • the thickness of the wafer varies depending on the wafer size, a wafer having a thickness of 625 to 775 ⁇ m before grinding can be used if the wafer is in the range of 6 inches to 12 inches.
  • the relationship between the bump height x1 and the thickness y of the adhesive layer satisfies x1 ⁇ y.
  • x1 ⁇ y Preferably 0.85 ⁇ 1 ⁇ y ⁇ 1.2 ⁇ 1 is satisfied.
  • the relationship between the metal bump height x2, the solder bump x3, and the thickness y of the adhesive layer preferably satisfies x2 ⁇ y and x2 + x3 ⁇ y.
  • the liquid photosensitive adhesive can be stored with a syringe or the like, and a temperature controller may be provided in the syringe set portion of the spin coater.
  • a cleaning method is not particularly limited, but a method of discharging a solvent from a nozzle to a portion where an unnecessary adhesive is attached while spinning a semiconductor wafer is preferable. Any solvent may be used for the cleaning as long as it dissolves the adhesive.
  • a low boiling point solvent selected from methyl ethyl ketone, acetone, isopropyl alcohol and methanol is used.
  • the adhesive layer is formed by removing the masking tape after spin-coating the adhesive on the semiconductor wafer on which the masking tape is previously attached to the edge portion. It can be formed in a target region.
  • B-stage process An actinic ray (typically ultraviolet rays) is irradiated from the side of the photosensitive adhesive layer 5 formed from the liquid photosensitive adhesive by coating by the exposure device 9 to make the photosensitive adhesive layer into a B-stage.
  • actinic ray typically ultraviolet rays
  • the B-staged adhesive layer 6 is fixed on the semiconductor wafer 10 and the tack on the surface of the adhesive layer 6 can be reduced.
  • the thus obtained semiconductor wafer 50 with an adhesive layer is excellent in handleability, has sufficiently reduced voids in the bumps, and can sufficiently reduce warpage after grinding.
  • the exposure can be performed in an atmosphere such as a vacuum, nitrogen, or air.
  • exposure can be performed in a state where a base material such as a PET film or a polypropylene film subjected to a release treatment is laminated on the photosensitive adhesive layer.
  • exposure may be performed in a state where polyvinyl chloride, polyolefin, ethylene-vinyl acetate copolymer, polyurethane, or an adhesive tape (back grind tape) is laminated on the photosensitive adhesive layer.
  • an adhesive tape back grind tape
  • the exposure amount is preferably 20 to 2000 mJ / cm 2 from the viewpoint of tack reduction and tact time. Moreover, you may heat at the temperature of 100 degrees C or less after exposure for the purpose of the tack
  • thermocompression bonding it is also possible to perform exposure through a patterned mask.
  • a patterned mask it is possible to form adhesive layers having different fluidity during thermocompression bonding.
  • adhesive layers having different fluidity as described above for example, the following can be performed.
  • an adhesive layer in which the metal bump portion is more excellent in thermocompression fluidity can be formed. Thereby, voids at the time of thermocompression bonding can be reduced, and oxide film removability (flux property) can be efficiently imparted.
  • the semiconductor wafer can be thinned by back grinding after the B-stage process. That is, the semiconductor wafer may be thinned by polishing from the surface (back surface) opposite to the circuit surface of the semiconductor wafer.
  • a peelable adhesive tape (back grind tape or the like) 30 is laminated on the adhesive layer 6.
  • the adhesive tape 30 has a base material 31 and an adhesive layer 32.
  • a flexible substrate such as polyvinyl chloride, polyolefin, ethylene-vinyl acetate copolymer, polyurethane, or the like can be used.
  • a method of laminating the peelable adhesive tape for example, a method of laminating a film previously formed into a film shape can be used.
  • the semiconductor wafer 10 is polished from the surface (back surface) opposite to the circuit surface S1 of the semiconductor wafer 10 to thin the semiconductor wafer 10 to a predetermined thickness.
  • the polishing is preferably performed using the grinding apparatus 34 in a state where the semiconductor wafer 10 is fixed to a polishing jig by the adhesive tape 30.
  • the semiconductor wafer 10 is preferably thinned to a thickness of 10 to 150 ⁇ m. If the thickness of the thinned semiconductor wafer 10 is less than 10 ⁇ m, the semiconductor wafer is likely to be damaged. On the other hand, if the thickness exceeds 150 ⁇ m, it is difficult to meet the demand for miniaturization of the semiconductor device.
  • a peelable adhesive tape (dicing tape) 36 is laminated on the surface (back surface) opposite to the circuit surface S1 of the semiconductor wafer 10.
  • the peelable adhesive tape 36 can be attached by a method of laminating an adhesive tape previously formed into a film shape.
  • the peelable adhesive tape (back grind tape) 30 is peeled off.
  • an adhesive tape whose adhesiveness is reduced by irradiation with actinic rays typically ultraviolet rays
  • it can be peeled off.
  • the semiconductor wafer 10 is cut together with the adhesive layer 6 along the dicing line.
  • the semiconductor wafer 10 is cut into a plurality of semiconductor chips (semiconductor elements) 10a each provided with an adhesive layer 6a on the back surface.
  • the dicing is preferably performed using a dicing blade in a state where the whole is fixed to a frame (wafer ring) with an adhesive tape (dicing tape) 36. In this way, the semiconductor chip 40 with an adhesive layer is obtained.
  • the cut semiconductor chip 10a is picked up together with the adhesive layer 6a by the die bonding apparatus, that is, the semiconductor chip 40 with the adhesive layer is picked up.
  • the semiconductor element 40 with an adhesive layer is pressure-bonded (mounted) to a semiconductor device support member (semiconductor element mounting support member) 15 having metal bumps or electrode pads 16.
  • the semiconductor chip and the support member can be bonded and electrically connected by press-bonding the semiconductor chip with the adhesive layer and the support member with the adhesive layer of the semiconductor chip with the adhesive layer interposed therebetween.
  • the semiconductor device 100 is obtained by sealing the stacked body including the semiconductor chip 10a with a sealing material.
  • a semiconductor device having a structure in which a semiconductor element and a semiconductor element mounting support member are bonded can be manufactured.
  • the configuration and the manufacturing method of the semiconductor device are not limited to the above embodiment, and can be appropriately changed without departing from the gist of the present invention.
  • a liquid photosensitive adhesive can be applied to a circuit surface of a semiconductor wafer that has been diced in advance, and then an actinic ray (typically ultraviolet rays) can be irradiated to make the adhesive into a B-stage. .
  • an actinic ray typically ultraviolet rays
  • a patterned mask can also be used.
  • the liquid temperature of the liquid photosensitive adhesive is reduced by heating the semiconductor wafer, applying ultrasonic waves, or vacuuming. By reducing the pressure in the chamber, voids around the bumps can be reduced.
  • a thick photosensitive adhesive layer can be obtained by applying a liquid photosensitive adhesive to the circuit surface of the semiconductor wafer and exposing it, and then applying and exposing the liquid photosensitive adhesive. At this time, it is also possible to obtain adhesive layers having different physical properties by applying and exposing liquid photosensitive adhesives having different compositions.
  • the adhesive layer may be subjected to thermosetting treatment at 100 to 150 ° C. for 5 to 120 minutes after B-stage and thermocompression bonding.
  • thermosetting treatment By such thermosetting treatment, voids and separation due to a high-temperature heat history process at 170 ° C. or higher can be suppressed, and a highly reliable semiconductor device can be obtained.
  • the semiconductor chip 40 with the adhesive layer can be pressure bonded to a semiconductor wafer, another semiconductor element, or a substrate on which the semiconductor element is mounted, instead of the semiconductor element mounting support member in the pressure bonding step.
  • FIG. 10 is a diagram showing an example of a semiconductor wafer 70 with a semiconductor element in which a semiconductor chip 40 with an adhesive layer is pressure-bonded to a circuit surface of a semiconductor wafer 54 on which metal bumps are formed.
  • FIG. 10B is a cross-sectional view taken along line bb shown in FIG.
  • the semiconductor wafer with a semiconductor element can be supplied as a member for manufacturing a semiconductor device.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating an example of a method of manufacturing a semiconductor device by pressing a semiconductor chip with an adhesive layer and another semiconductor chip.
  • the circuit surface of the semiconductor chip 10b on which the metal bumps 12 are formed and the circuit surface of the semiconductor chip 40 with the adhesive layer are arranged to face each other. Crimp the.
  • the semiconductor device 80 shown in FIG. 11B is obtained.
  • an adhesive layer may be formed on the circuit surface of the semiconductor chip 10b in the same manner as (a).
  • FIG. 12 is a diagram showing an example of a method for manufacturing a semiconductor device by pressing a semiconductor chip with an adhesive layer and a substrate on which a semiconductor element is mounted.
  • a substrate on which a semiconductor element is mounted is prepared by forming metal bumps on the back surface of the semiconductor chip of the semiconductor device 100 obtained by the method described above.
  • the circuit surface of the semiconductor chip 40 with the adhesive layer is disposed oppositely on the metal bump forming surface of the semiconductor chip 10b on which the metal bump is formed, and these are pressure-bonded.
  • the semiconductor device 110 which is a stacked body including a plurality of semiconductor chips shown in FIG. 12B is obtained.
  • One of the bumps 12 may be a pad.
  • Step 1 adheresive layer forming step: The liquid photosensitive adhesive 5 is applied to the circuit surface S1 of the semiconductor wafer 10 on which the metal bumps 12 are formed (see FIGS. 13 and 14).
  • Step 2 Exposure is performed from the photosensitive adhesive layer side made of the applied liquid photosensitive adhesive, and the photosensitive adhesive layer is made into a B-stage. (See, for example, FIGS. 3 and 4).
  • Step 3 semiconductor Wafer Crimping Step: After aligning another semiconductor wafer 51 on the semiconductor wafer 10 provided with the adhesive layer 6, it is crimped by a wafer crimping machine (see FIG. 15). Thereby, the semiconductor wafer laminated body 60 is obtained.
  • Step 4 Back Grinding Step: A peelable adhesive tape (back grinding tape or the like) 30 is attached to the surface (back surface) opposite to the side to be ground of the semiconductor wafer laminate. After pasting, the semiconductor wafer laminated body is ground from the opposite side of the adhesive tape 30 to thin the semiconductor wafer laminated body to a predetermined thickness (see FIG. 16).
  • Step 5 semiconductor wafer laminating step: An electrode appears on the back surface of the semiconductor wafer laminate thinned by grinding, a metal bump is produced by a rewiring step, and the surface is sealed with a sealing resin leaving a connection portion on the rewiring layer. After sealing and providing a sealing resin layer (rewiring layer) 18, the above steps 1 to 4 (adhesive layer forming step / B-stage forming step / wafer pressing step) are repeated on the semiconductor wafer laminate. Further, a semiconductor wafer is laminated (see FIG. 17).
  • Step 6 (rewiring and solder ball mounting step): An electrode appears by grinding and polishing the back surface of the semiconductor wafer 10, and a sealing resin layer (rewiring layer) 18 is provided on the surface by a rewiring step. Further, a solder ball 14 is mounted on the metal bump 12 (see FIG. 18).
  • Step 7 (dicing step): Adhesive tape (dicing tape) 36 is attached to the surface of the semiconductor wafer laminate opposite to the surface on which the solder balls are mounted, and dicing is performed along the dicing line to obtain the semiconductor element 56a. , 52a, 16a are divided into semiconductor element stacks (see FIG. 19).
  • Step 8 (Pickup Step): The semiconductor device 120 is obtained by picking up the semiconductor element stack (see FIG. 20).
  • the liquid photosensitive adhesive 5 is applied to the circuit surface S1 of the semiconductor wafer 10 having the circuit surface on which the metal bumps 12 are formed.
  • the application can be performed in a state where the semiconductor wafer 10 to which the adhesive tape 4 is attached is fixed to the jig 21 in the box 20.
  • the role of the adhesive tape 4 is to prevent contamination of the back surface and to prevent cracking of the wafer, and the type is not particularly limited as long as contamination and cracking can be prevented. Further, the adhesive tape 4 can be applied without being used.
  • the application method of the liquid photosensitive adhesive is selected from a printing method, a spin coating method, a spray coating method, a jet dispensing method, an ink jet method, and the like.
  • the spin coat method (FIG. 2 (a)) and the spray coat method (FIG. 2 (b)) are preferable from the viewpoints of thinning and film thickness uniformity.
  • a hole may be formed in the suction table included in the spin coater, or the suction table may be mesh-shaped. It is preferable that the suction table has a mesh shape from the point that adsorption marks are difficult to remain.
  • Application by spin coating is preferably performed at a rotational speed of 500 to 5000 rpm in order to prevent the wafer from undulating and the edge from rising. From the same viewpoint, the rotational speed is more preferably 1000 to 4000 rpm.
  • a temperature controller may be provided on the spin coat table.
  • the type of metal bump in the present embodiment is not particularly limited, and examples thereof include those composed of copper, silver, gold, and the like. Solder balls may be further provided on the metal bumps 12. Examples of the solder balls include those composed of conventionally known solder materials such as lead-containing solder and lead-free solder. As the metal bump, from the viewpoint of ease of production and cost, in the case of the metal bump, it is preferable that gold is difficult to produce an oxide film, and copper is inexpensive.
  • a bumped wafer having protruding electrodes formed from metal bumps or having protruding electrodes formed from metal bumps and solder balls can be used.
  • the height of the protruding electrode is about 5 to 40 ⁇ m when only metal bumps are used, and about 20 to 60 ⁇ m when metal bumps and solder balls are used.
  • the thickness of the wafer varies depending on the wafer size, a wafer having a thickness of 625 to 775 ⁇ m before grinding can be used if the wafer is in the range of 6 inches to 12 inches.
  • the relationship between the bump height x1 and the thickness y of the adhesive layer is 0.85 ⁇ 1 ⁇ y ⁇ 1 from the viewpoints of connectivity during pressure bonding and resin filling properties. It is preferable to satisfy 2 ⁇ 1.
  • the relationship between the metal bump height x2, the solder bump x3, and the thickness y of the adhesive layer preferably satisfies x2 ⁇ y and x2 + x3 ⁇ y.
  • the liquid photosensitive adhesive can be stored with a syringe or the like, and a temperature controller may be provided in the syringe set portion of the spin coater.
  • unnecessary liquid photosensitive adhesive may adhere to the edge portion of the semiconductor wafer.
  • unnecessary adhesive can be removed by washing with a solvent after spin coating. By removing, contamination of the apparatus can be suppressed.
  • a cleaning method a method similar to the method described in the first method for manufacturing a semiconductor device can be used.
  • a method similar to the method described in the first method for manufacturing a semiconductor device can be used as a method for removing an unnecessary adhesive on the edge portion of the semiconductor wafer.
  • the B-staging according to the present embodiment can be performed in the same manner as the B-staging process described in the first method for manufacturing a semiconductor device.
  • the film thickness of the adhesive layer after exposure is the relationship between the bump height x1 and the thickness y of the adhesive layer in the case of only metal bumps from the viewpoints of the connectivity and the resin filling property during pressure bonding.
  • Preferably satisfies 0.85 ⁇ 1 ⁇ y ⁇ 1.2 ⁇ 1.
  • the relationship between the metal bump height x2, the solder bump x3, and the thickness y of the adhesive layer preferably satisfies x2 ⁇ y and x2 + x3 ⁇ y.
  • semiconductor wafer crimping process After aligning another semiconductor wafer 51 to the semiconductor wafer 10 provided with the adhesive layer 6, it is pressure-bonded by heat ((a) of FIG. 15).
  • the semiconductor wafer 51 provided with protruding electrodes (metal bumps 12 and solder balls 14) connected to the metal bumps (electrodes) 12 of the semiconductor wafer 10 and the semiconductor wafer 10 are thermocompression bonded.
  • the semiconductor wafer 51 may be a semiconductor wafer provided with an adhesive layer in the same manner as the semiconductor wafer 10.
  • the semiconductor wafers are pressure-bonded using a wafer crimping machine so as to be conductive through the metal bumps of the semiconductor wafer.
  • Crimping condition is that if flux components are included for removal of oxide film such as solder balls and copper bumps, it will be a problem if bonding of metal electrodes or solder balls is possible at the temperature at which the flux components react
  • the temperature is in the range of 150 ° C. to 400 ° C.
  • the pressure is 0.1 MPa to 2.0 MPa
  • the time is 10 seconds to 2 hours, the above-described joining is possible. Since the alignment is necessary at the time of wafer pressure bonding, the adhesive layer 6 preferably has visible light permeability.
  • the adhesive layer 6 preferably has a visible light transmittance of 10% or more. If the visible light transmittance is less than 10%, the recognition mark cannot be identified by the wafer crimping machine, and the alignment work tends to be impossible. Further, since the wavelength relative intensity of the halogen light source and light guide used in the wafer crimping machine is the strongest at 550 nm to 600 nm, the adhesive layer 6 preferably has a visible light transmittance of 10 to 100% at 555 nm. It is more preferably 18 to 100%, and further preferably 25 to 100%.
  • the semiconductor wafer laminate 60 in which the two semiconductor wafers 10 and 51 are bonded together by the adhesive layer 8 is obtained (FIG. 15B).
  • the semiconductor wafer laminate can be thinned by back grinding.
  • a peelable adhesive tape (back grind tape or the like) 30 is attached to the surface (back surface) opposite to the side to be polished of the semiconductor wafer laminate (FIG. 16A).
  • the semiconductor wafer laminate is polished from the opposite side of the adhesive tape 30 to thin the semiconductor wafer laminate to a predetermined thickness ((b) of FIG. 16). Polishing is preferably performed using the grinding device 32 in a state where the semiconductor wafer 10 is fixed to a polishing jig by the adhesive tape 30.
  • the thickness of the semiconductor wafer 51 in the semiconductor wafer stack it is preferable to reduce the thickness of the semiconductor wafer 51 in the semiconductor wafer stack to 10 to 150 ⁇ m. If the thickness of the thinned semiconductor wafer 52 in the semiconductor wafer laminate is less than 10 ⁇ m, the semiconductor wafer is likely to be damaged. On the other hand, if the thickness exceeds 150 ⁇ m, it is difficult to meet the demand for downsizing of the semiconductor device. It becomes. After grinding, the semiconductor wafer laminate can be obtained by peeling the back grind tape of the semiconductor wafer laminate.
  • an adhesive tape whose adhesiveness is reduced by irradiating with actinic rays (typically ultraviolet rays) is used, and after exposing from the adhesive tape 30 side, it is peeled off.
  • actinic rays typically ultraviolet rays
  • a semiconductor wafer lamination process By producing bumps (electrodes) on the back surface of the semiconductor wafer laminate thinned by grinding, a semiconductor wafer can be further laminated on the semiconductor wafer laminate.
  • bumps 12 are formed on the back surface of the ground semiconductor wafer (FIG. 17A), and the above steps 1 to 4 are repeated (FIGS. 17B, 17C, and 17D).
  • a semiconductor wafer can be laminated. It is also possible to increase the number of stacked semiconductor wafers as necessary.
  • the back grind tape 30 is peeled from the polished semiconductor wafer laminate, and the back grind tape 30 is laminated again on the side opposite to the peeled surface. After that, as shown in FIG. 18A, the back circuit is made to appear by back grinding so that the electrode hidden in the wafer appears.
  • the wiring 18 is formed by rewiring on the semiconductor wafer 16 where the electrode appears, and the solder ball 14 is mounted on the exposed electrode (FIG. 18B).
  • the rewiring can be performed by a method using sputtering which is a dry film forming method or a plating method which is a wet film forming method.
  • the solder ball can be mounted using a generally performed method, for example, a commercially available solder ball mounting apparatus.
  • An adhesive tape (dicing tape) 34 is attached to the surface of the semiconductor wafer laminate opposite to the surface on which the solder balls are mounted ((a) of FIG. 19). Dicing is performed along the dicing line, and the semiconductor element stack is formed by stacking the semiconductor elements 56a, 52a, and 16a (FIG. 19B). Dicing can be performed using a dicing blade 37 in a state where the whole is fixed to a frame (wafer ring) with an adhesive tape (dicing tape) 36.
  • the semiconductor device 120 is obtained by picking up the cut semiconductor element stack (FIG. 20).
  • a semiconductor device having a structure in which semiconductor elements are stacked can be manufactured.
  • the configuration and the manufacturing method of the semiconductor device are not limited to the above embodiment, and can be appropriately changed without departing from the gist of the present invention.
  • the liquid temperature of the liquid photosensitive adhesive is reduced by heating the semiconductor wafer, applying ultrasonic waves, or vacuuming. By reducing the pressure in the chamber, voids around the bumps can be reduced.
  • a thick photosensitive adhesive layer can be obtained by applying a liquid photosensitive adhesive to the circuit surface of the semiconductor wafer and exposing it, and then applying and exposing the liquid photosensitive adhesive. At this time, it is also possible to obtain adhesive layers having different physical properties by applying and exposing liquid photosensitive adhesives having different compositions.
  • the adhesive layer may be subjected to thermosetting treatment at 100 to 150 ° C. for 5 to 120 minutes after B-stage and thermocompression bonding.
  • thermosetting treatment By such thermosetting treatment, voids and separation due to a high-temperature heat history process at 170 ° C. or higher can be suppressed, and a highly reliable semiconductor device can be obtained.
  • the semiconductor device shown in FIG. 20 may be further bonded to, for example, another semiconductor mounting support member, and then subjected to wire bonding or sealing as necessary.
  • an adhesive layer is formed on the circuit surface of the semiconductor wafer 10 on which the solder balls 14 are further provided on the metal bumps 12, and after the B-stage forming step, the semiconductor wafer is crimped. In the process, it may be bonded to the semiconductor wafer 10 having the metal bumps 12 (FIG. 21). Also in this case, a semiconductor wafer laminate 62 as shown in FIG. 22A can be obtained.
  • FIG. 22B is a cross-sectional view taken along the line bb shown in FIG. In FIGS. 21 and 22, the illustration of electrodes inside the wafer is omitted.
  • Step 1 adheresive layer forming step: The liquid photosensitive adhesive 5 is applied a plurality of times to the circuit surface S1 of the semiconductor wafer 10 on which the metal bumps 12 are formed, and these coating films (photosensitive adhesive layers) are applied. Exposure is performed to form a B-staged adhesive layer having a structure of two or more layers, the outermost surface layer containing a flux component. (Refer to FIGS.
  • Step 2 semiconductor Wafer Crimping Step: After aligning another semiconductor wafer 51 on the semiconductor wafer 10 provided with the adhesive layers 6 and 7, the wafer is crimped by a wafer crimping machine (see FIG. 24). Thereby, the semiconductor wafer laminated body 60 is obtained.
  • Step 3 Back Grinding Step: A peelable adhesive tape (back grind tape or the like) 30 is attached to the surface (back surface) opposite to the side to be ground of the semiconductor wafer laminate. After pasting, the semiconductor wafer laminated body is ground from the opposite side of the adhesive tape 30 to thin the semiconductor wafer laminated body to a predetermined thickness (see FIG. 16).
  • Process 4 semiconductor wafer lamination process: An electrode appears on the back surface of the semiconductor wafer laminate thinned by grinding, metal bumps are produced by a rewiring process, and the surface is sealed with a sealing resin leaving a connection portion on the rewiring layer. After sealing and providing a sealing resin layer (rewiring layer) 18, the above steps 1 to 3 (adhesive layer forming step / wafer crimping step / back grinding step) are repeated to form a semiconductor wafer laminate. Further, a semiconductor wafer is stacked (see FIG. 17).
  • Step 5 (rewiring and solder ball mounting step): An electrode appears by grinding and polishing the back surface of the semiconductor wafer 10, and a sealing resin layer (rewiring layer) 18 is provided on the surface by a rewiring step. Further, a solder ball 14 is mounted on the metal bump 12 (see FIG. 18).
  • Step 6 (dicing step): Adhesive tape (dicing tape) 36 is attached to the surface of the semiconductor wafer laminate opposite to the surface on which the solder balls are mounted, and dicing is performed along the dicing line to obtain the semiconductor element 56a. , 52a, 16a are divided into semiconductor element stacks (see FIG. 19).
  • Step 7 (Pickup Step): The semiconductor device 100 is obtained by picking up the semiconductor element stack (see FIG. 20).
  • the first liquid photosensitive adhesive is applied to the circuit surface S1 of the semiconductor wafer 10 having the circuit surface on which the metal bumps 12 are formed, and this coating film is exposed to form the inner layer 7, and then On the inner layer 7, a second liquid photosensitive adhesive containing a flux component is applied, and this coating film is exposed to form the outermost surface layer 6.
  • an adhesive layer having a two-layer structure is formed.
  • the role of the pressure-sensitive adhesive tape 4 is to prevent contamination of the back surface and to prevent wafer cracking, and the type is not particularly limited as long as contamination and cracking can be prevented. Further, the adhesive tape 4 can be applied without being used.
  • the application method of the liquid photosensitive adhesive is selected from a printing method, a spin coating method, a spray coating method, a jet dispensing method, an ink jet method, and the like.
  • the spin coat method (FIG. 2 (a)) and the spray coat method (FIG. 2 (b)) are preferable from the viewpoints of thinning and film thickness uniformity.
  • a hole may be formed in the suction table included in the spin coater, or the suction table may be mesh-shaped. It is preferable that the suction table has a mesh shape from the point that adsorption marks are difficult to remain.
  • Application by spin coating is preferably performed at a rotational speed of 500 to 5000 rpm in order to prevent the wafer from undulating and the edge from rising. From the same viewpoint, the rotational speed is more preferably 1000 to 4000 rpm.
  • a temperature controller may be provided on the spin coat table.
  • the type of metal bump in the present embodiment is not particularly limited, and examples thereof include those composed of copper, silver, gold, and the like. Solder balls may be further provided on the metal bumps 12. Examples of the solder balls include those composed of conventionally known solder materials such as lead-containing solder and lead-free solder. As the metal bump, from the viewpoint of ease of production and cost, in the case of the metal bump, it is preferable that gold is difficult to produce an oxide film, and copper is inexpensive.
  • a bumped wafer having protruding electrodes formed from metal bumps or having protruding electrodes formed from metal bumps and solder balls can be used.
  • the height of the protruding electrode is about 5 to 40 ⁇ m when only metal bumps are used, and about 20 to 60 ⁇ m when metal bumps and solder balls are used.
  • the thickness of the wafer varies depending on the wafer size, a wafer having a thickness of 625 to 775 ⁇ m before grinding can be used if the wafer is in the range of 6 inches to 12 inches.
  • the bump height x1 and the adhesive are used from the viewpoints of the connectivity at the time of crimping and resin filling properties.
  • the relationship with the layer thickness y preferably satisfies 0.85 ⁇ 1 ⁇ y ⁇ 1.2 ⁇ 1, and the thickness of the inner layer of the adhesive layer (that is, the thickness obtained by subtracting the thickness of the outermost surface layer from the thickness of the adhesive layer) y1 It is preferable that the relationship between and satisfies 0.8 ⁇ 1 ⁇ y1 ⁇ 1.15 ⁇ 1.
  • the solder ball is on the metal bump (for example, FIG.
  • the relationship between the metal bump height x2, the solder bump x3, the thickness y1 of the adhesive layer, and the thickness y1 of the inner layer is x2 ⁇ y1, 0.85 ( x2 + x3) ⁇ y ⁇ 1.2 (x2 + x3) is preferably satisfied.
  • the reason why this relationship is preferably satisfied is that the solder bump is melted at the time of bonding and the height is reduced and the gap is narrowed, so that a large amount of resin tends to remain and causes a void.
  • the thickness of the outermost surface layer containing the flux component is preferably 0.01 ⁇ m to 5 ⁇ m from the viewpoint of achieving both adverse effects on reliability after connection and good connectivity.
  • the liquid photosensitive adhesive can be stored with a syringe or the like, and a temperature controller may be provided in the syringe set portion of the spin coater.
  • unnecessary liquid photosensitive adhesive may adhere to the edge portion of the semiconductor wafer.
  • unnecessary adhesive can be removed by washing with a solvent after spin coating. By removing, contamination of the apparatus can be suppressed.
  • a method similar to the method described in the first method for manufacturing a semiconductor device can be used.
  • a method similar to the method described in the first method for manufacturing a semiconductor device can be used as a method for removing an unnecessary adhesive on the edge portion of the semiconductor wafer.
  • the exposure apparatus 9 irradiates the coating film (photosensitive adhesive layer) formed from the liquid photosensitive adhesive by coating with an actinic ray (typically ultraviolet rays) to form a photosensitive adhesive layer.
  • an actinic ray typically ultraviolet rays
  • the B-staged adhesive layer is fixed on the semiconductor wafer 10 and the tack of the surface of the adhesive layer can be reduced.
  • the thus obtained semiconductor wafers 40 and 42 with an adhesive layer have excellent handleability, the voids of the bump portions are sufficiently reduced, and warpage after grinding can be sufficiently reduced, and the adhesive layer is It has an outermost surface layer with excellent bump cueability.
  • the B-staging according to the present embodiment can be performed in the same manner as the B-staging process described in the first method for manufacturing a semiconductor device.
  • the adhesive layer is formed by repeating the application of the liquid photosensitive adhesive and the B-stage by light irradiation for each of the outermost surface layer and the inner layer, but the liquid photosensitive adhesive is applied a plurality of times.
  • the B stage may be formed by light irradiation. Note that it is preferable to apply the next liquid photosensitive adhesive after the lower layer is made into a B-stage by light irradiation as in this embodiment because the film thickness can be easily uniformed.
  • a plurality of inner layers can be stacked.
  • the film thickness of the adhesive layer after exposure is the case of only metal bumps (for example, FIG. 13) from the viewpoints of connectivity at the time of pressure bonding and resin filling properties.
  • the relationship between the bump height x1 and the thickness y of the adhesive layer preferably satisfies 0.85x1 ⁇ y ⁇ 1.2x1, and the thickness of the inner layer of the adhesive layer (that is, from the thickness of the adhesive layer to the outermost surface layer) It is preferable that the relationship with y1 satisfies 0.8 ⁇ 1 ⁇ y1 ⁇ 1.15 ⁇ 1.
  • the solder ball is on the metal bump (for example, FIG.
  • the relationship between the metal bump height x2, the solder bump x3, the thickness y1 of the adhesive layer, and the thickness y1 of the inner layer is x2 ⁇ y1, 0.85 ( x2 + x3) ⁇ y ⁇ 1.2 (x2 + x3) is preferably satisfied.
  • semiconductor wafer crimping process After another semiconductor wafer 51 is aligned with the semiconductor wafer 10 provided with the adhesive layer composed of the inner layer 7 and the outermost surface layer 6, it is pressure-bonded by heat ((a) of FIG. 24).
  • the semiconductor wafer 51 provided with protruding electrodes (metal bumps 12 and solder balls 14) connected to the metal bumps (electrodes) 12 of the semiconductor wafer 10 and the semiconductor wafer 10 are thermocompression bonded.
  • the semiconductor wafer 51 may be a semiconductor wafer provided with an adhesive layer in the same manner as the semiconductor wafer 10.
  • the semiconductor wafers are pressure-bonded using a wafer crimping machine so as to be conductive through the metal bumps of the semiconductor wafer.
  • the crimping condition is such that metal electrodes can be joined or solder balls can be joined at a temperature at which the flux component contained in the outermost surface layer 6 reacts to remove oxide films such as solder balls and copper bumps.
  • the above-described joining can be performed within a range of temperature: 150 ° C. to 400 ° C., pressure: 0.1 MPa to 2.0 MPa, time: 10 seconds to 2 hours. Since alignment is necessary at the time of wafer crimping, the adhesive layer preferably has visible light transmittance.
  • the adhesive layer preferably has a visible light transmittance of 10% or more. If the visible light transmittance is less than 10%, the recognition mark cannot be identified by the wafer crimping machine, and the alignment work tends to be impossible. Further, since the wavelength relative intensity of the halogen light source and light guide used in the wafer crimping machine is the strongest at 550 nm to 600 nm, the adhesive layer 6 preferably has a visible light transmittance of 10 to 100% at 555 nm. It is more preferably 18 to 100%, and further preferably 25 to 100%.
  • the semiconductor wafer laminate 60 in which the two semiconductor wafers 10 and 51 are bonded together with the adhesive layer 8 is obtained (FIG. 24B).
  • the back grinding process, the semiconductor wafer laminating process, the rewiring and solder ball mounting process, the dicing process, and the pick-up process can be performed under the same methods and conditions as those described in the second method for manufacturing a semiconductor device. Yes (see FIGS. 16-20).
  • a semiconductor device having a structure in which semiconductor elements are stacked can be manufactured.
  • the configuration and the manufacturing method of the semiconductor device are not limited to the above embodiment, and can be appropriately changed without departing from the gist of the present invention.
  • the semiconductor device shown in FIG. 20 may be further bonded to, for example, another semiconductor mounting support member, and then subjected to wire bonding or sealing as necessary.
  • the liquid temperature of the liquid photosensitive adhesive is reduced by heating the semiconductor wafer, applying ultrasonic waves, or vacuuming. By reducing the pressure in the chamber, voids around the bumps can be reduced.
  • the adhesive layer may be subjected to thermosetting treatment at 100 to 150 ° C. for 5 to 120 minutes after B-stage and thermocompression bonding.
  • thermosetting treatment By such thermosetting treatment, voids and separation due to a high-temperature heat history process at 170 ° C. or higher can be suppressed, and a highly reliable semiconductor device can be obtained.
  • Step 1 adheresive layer forming step: The liquid photosensitive adhesive 5 is applied a plurality of times to the circuit surface S1 of the semiconductor wafer 10 on which the metal bumps 12 are formed, and these coating films (photosensitive adhesive layers) are applied. Exposure is performed to form a B-staged adhesive layer having a structure of two or more layers and the outermost surface layer containing a flux component (see FIGS. 1 to 3, FIG. 13 and FIG. 23). As a result, a semiconductor wafer 42 with an adhesive layer is obtained (see FIG. 23B).
  • Step 2 back grind tape lamination step: A peelable adhesive tape (back grind tape) 30 is laminated on the adhesive layer (see FIG. 25).
  • Step 3 Back Grinding Step: The semiconductor wafer 10 is polished from the surface (back surface) S2 opposite to the circuit surface S1 to thin the semiconductor wafer 10 (see FIG. 26).
  • Step 4 (Dicing Tape Lamination Step): A peelable adhesive tape (dicing tape) 36 is laminated on the surface (back surface) opposite to the circuit surface S1 of the semiconductor wafer 10.
  • Step 5 peelable adhesive tape 30 is peeled off (see FIG. 27).
  • Step 6 (dicing step): The semiconductor wafer 10 is cut into a plurality of semiconductor chips (semiconductor elements) 10a by dicing (see FIG. 28). Thereby, the semiconductor element 44 with an adhesive layer is obtained.
  • Step 7 (crimping step): The picked-up semiconductor element 44 with the adhesive layer is pressure-bonded (mounted) to a support member 15 for semiconductor device (support member for mounting a semiconductor element).
  • Step 9 (crimping step): The obtained laminate is sealed with a sealing material (not shown) to obtain the semiconductor device 130.
  • the adhesive layer forming step can be performed in the same manner as in the third method for manufacturing a semiconductor device.
  • the semiconductor wafer can be thinned by back grinding after the B-stage process. That is, the semiconductor wafer may be thinned by polishing from the surface (back surface) opposite to the circuit surface of the semiconductor wafer.
  • a peelable adhesive tape (back grind tape or the like) 30 is laminated on the adhesive layer.
  • the adhesive tape 30 has a base material 31 and an adhesive layer 32.
  • a flexible substrate such as polyvinyl chloride, polyolefin, ethylene-vinyl acetate copolymer, polyurethane, or the like can be used.
  • a method of laminating the peelable adhesive tape for example, a method of laminating a film previously formed into a film shape can be used.
  • the semiconductor wafer 10 is polished from the surface (back surface) opposite to the circuit surface S1 of the semiconductor wafer 10 to thin the semiconductor wafer 10 to a predetermined thickness. Polishing is preferably performed using the grinding device 32 in a state where the semiconductor wafer 10 is fixed to a polishing jig by the adhesive tape 30. In this step, the semiconductor wafer 10 is preferably thinned to a thickness of 10 to 150 ⁇ m. If the thickness of the thinned semiconductor wafer 10 is less than 10 ⁇ m, the semiconductor wafer is likely to be damaged. On the other hand, if the thickness exceeds 150 ⁇ m, it is difficult to meet the demand for miniaturization of the semiconductor device.
  • a peelable adhesive tape (dicing tape) 36 is laminated on the surface (back surface) opposite to the circuit surface S1 of the semiconductor wafer 10.
  • the peelable adhesive tape 36 can be attached by a method of laminating an adhesive tape previously formed into a film shape.
  • the peelable adhesive tape (back grind tape) 30 is peeled off.
  • an adhesive tape whose adhesiveness is reduced by irradiation with actinic rays typically ultraviolet rays
  • it can be peeled off.
  • the semiconductor wafer 10 is cut along with the adhesive layer (the outermost surface layer 6 and the inner layer 7) along the dicing line.
  • the semiconductor wafer 10 is cut into a plurality of semiconductor chips (semiconductor elements) 10a each provided with an adhesive layer (the outermost surface layer 6a and the inner layer 7a) on each back surface.
  • the dicing is preferably performed using a dicing blade in a state where the whole is fixed to a frame (wafer ring) with an adhesive tape (dicing tape) 36. In this way, the semiconductor chip 44 with an adhesive layer is obtained.
  • the cut semiconductor chip 10a is picked up together with the adhesive layer by the die bonding apparatus, that is, the semiconductor chip 44 with the adhesive layer is picked up.
  • the semiconductor element 44 with the adhesive layer is pressure-bonded (mounted) to a semiconductor device support member (semiconductor element mounting support member) 15 having metal bumps or electrode pads 16.
  • the semiconductor chip and the support member can be bonded and electrically connected by press-bonding the semiconductor chip with the adhesive layer and the support member with the adhesive layer of the semiconductor chip with the adhesive layer interposed therebetween. At this time, the metal bonding property is improved by the outermost surface layer of the adhesive layer.
  • the semiconductor device 130 is obtained by sealing the stacked body including the semiconductor chip 10a with a sealing material.
  • the semiconductor chip 44 with an adhesive layer is pressure-bonded to a semiconductor wafer, another semiconductor element, or a substrate on which a semiconductor element is mounted, instead of the semiconductor element mounting support member in the above-described pressure-bonding step. be able to.
  • FIG. 30A is a diagram showing an example of a semiconductor wafer 70 with a semiconductor element in which a semiconductor chip 44 with an adhesive layer is pressure-bonded to a circuit surface of a semiconductor wafer 58 on which metal bumps are formed.
  • FIG. 30B is a cross-sectional view taken along the line bb shown in FIG.
  • the semiconductor wafer with a semiconductor element can be supplied as a member for manufacturing a semiconductor device.
  • FIG. 31 is a diagram showing an example of a method of manufacturing a semiconductor device by pressing a semiconductor chip with an adhesive layer and another semiconductor chip.
  • the circuit surface of the semiconductor chip 10b on which the metal bumps 12 are formed and the circuit surface of the semiconductor chip 44 with the adhesive layer are arranged to face each other. Crimp the. In this way, the semiconductor device 80 shown in FIG. 31B is obtained.
  • FIG. 32 is a diagram showing an example of a method for manufacturing a semiconductor device by pressing a semiconductor chip with an adhesive layer and a substrate on which a semiconductor element is mounted.
  • a substrate on which a semiconductor bump is formed on the back surface of a semiconductor chip of a semiconductor device 130 obtained by the above-described method is prepared as a substrate on which a semiconductor element is mounted.
  • the circuit surface of the semiconductor chip 44 with the adhesive layer is disposed opposite to the metal bump forming surface of the semiconductor chip 10b on which the metal bumps are formed, and these are crimped.
  • a semiconductor device 140 that is a stacked body including a plurality of semiconductor chips shown in FIG. 32B is obtained.
  • liquid photosensitive adhesive used in the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention will be described.
  • this invention is not limited to the case where the liquid photosensitive adhesive demonstrated below is used.
  • the liquid photosensitive adhesive can be used without particular limitation as long as it can be B-staged by light irradiation.
  • a system that can be B-staged by a radical reaction by light, an anion reaction by light, a cation reaction by light, or the like can be mentioned.
  • the system for B-staging with a photoradical include a system containing a radiation polymerizable compound and a photoinitiator such as a photoradical initiator.
  • Examples of the system that is B-staged with a photoanion include a system containing an epoxy resin and a photoanion generator.
  • An example of a system for B-stage formation with a photocation is a system including an epoxy resin and a photocation generator. From the viewpoint of the time required for B-stage formation and storage stability after B-stage formation, a system capable of B-stage formation by radical reaction with light is preferable.
  • the “B stage” means an intermediate stage of the curing reaction, that is, a stage where the melt viscosity is increased.
  • the B-staged adhesive layer can be softened by heating.
  • the B-staged adhesive layer preferably has a maximum melt viscosity at 20 ° C. to 60 ° C. (maximum melt viscosity) of 5000 to 100,000 Pa ⁇ s, and exhibits good handling properties and pick-up properties. From the viewpoint, it is more preferably 10,000 to 100,000 Pa ⁇ s.
  • the minimum value of the melt viscosity (minimum melt viscosity) at 60 ° C. to 200 ° C. of the B-staged adhesive layer is preferably 10 to 30000 Pa ⁇ s, from the viewpoint of good hot fluidity and connectivity From 50 to 10,000 Pa ⁇ s is more preferable.
  • the maximum melt viscosity or the minimum melt viscosity is obtained by using a viscoelasticity measuring device ARES (manufactured by Rheometrics Scientific F.E. Co., Ltd.) for a sample after being exposed with a light amount of 1000 mJ / cm 2.
  • ARES viscoelasticity measuring device
  • the measurement plate is a parallel plate having a diameter of 8 mm, the measurement conditions are a temperature increase of 5 ° C./min, the measurement temperature is 20 ° C. to 200 ° C., and the frequency is 1 Hz.
  • the tack strength (surface tack force) at 25 ° C. of the B-staged adhesive layer is preferably 200 gf or less, more preferably 150 gf or less from the viewpoint of tackiness during thermocompression bonding. It is still more preferably 100 gf or less from the viewpoint of the peelability of the grind tape, and most preferably 50 gf or less from the viewpoint of reducing deposits during dicing.
  • the surface tack force is 0.1 gf / cm 2 or more in order to suppress peeling of the adhesive layer during dicing. If the surface tack force is 0.1 gf / cm 2 or less, water may enter the interface between the adhesive and the adherend during dicing, causing chip jumping.
  • the surface tack force here is a value measured as follows. A liquid photosensitive adhesive was applied onto a silicon wafer by spin coating so that the film thickness after the B stage was 35 ⁇ m, and the resulting coating film was subjected to a high-precision parallel exposure machine (Oak Manufacturing Co., Ltd.) at 25 ° C. in air. Manufactured by EXM-1172-B- ⁇ (product name)) at 1000 mJ / cm 2 . Thereafter, the surface tack strength at 25 ° C.
  • the liquid photosensitive adhesive preferably contains (A) a radiation polymerizable compound, (B) a photoinitiator, and (C) a thermosetting resin.
  • the adhesive having such a configuration can be an adhesive that can be B-staged by light irradiation.
  • the liquid photosensitive adhesive used for forming the outermost surface layer of the adhesive layer in the third and fourth semiconductor device manufacturing methods according to the present invention contains a flux component.
  • the adhesive layer is composed of an outermost surface layer and an inner layer, and the liquid photosensitive adhesive forming the outermost surface layer includes (A) a radiation polymerizable compound, (B) a photoinitiator, and
  • the liquid photosensitive adhesive that includes (F) a flux component and forms an inner layer preferably includes (A) a radiation polymerizable compound, (B) a photoinitiator, and (C) a thermosetting resin.
  • the adhesive having such a configuration can be an adhesive that can be B-staged by light irradiation.
  • the content (mass%) of the flux component contained in the liquid photosensitive adhesive that forms the outermost layer is greater than the content of the flux component in the liquid photosensitive adhesive that forms the inner layer. It is preferable that the liquid photosensitive adhesive forming the inner layer does not contain a flux component.
  • the liquid photosensitive adhesive that forms the outermost surface layer does not contain a filler, and the liquid photosensitive adhesive that forms the inner layer contains a filler, thereby preventing the filler from biting during connection. it can.
  • the liquid photosensitive adhesive of this embodiment is preferably a liquid solvent-free photosensitive adhesive that is liquid at 1 atm and 25 ° C., and has a solvent content of 5% by mass or less.
  • solventless type means that the amount of solvent contained in the adhesive is 5% by mass or less.
  • the above-mentioned solvent means photoreactive groups such as radiation polymerizable group, oxime ester group, ⁇ -aminoacetophenone, phosphine oxide, epoxy group, phenolic hydroxyl group, carboxyl group, amino group, acid anhydride, isocyanate, peroxide
  • An organic compound which does not have a thermally reactive group such as diazo group, imidazole or alkoxysilane, has a molecular weight of 500 or less and is liquid at room temperature (25 ° C.).
  • Examples of such a solvent include dimethylformamide, toluene, benzene, xylene, methyl ethyl ketone, tetrahydrofuran, ethyl cellosolve, ethyl cellosolve acetate, dioxane, cyclohexanone, ethyl acetate, ⁇ -butyrolactone and N-methyl-pyrrolidinone.
  • tack can be reduced by light irradiation, and handling properties after light irradiation are improved. Furthermore, foaming during thermocompression bonding or heat curing can be suppressed.
  • Examples of the radiation polymerizable compound include compounds having an unsaturated bond between carbon atoms such as alkenes and alkynes.
  • the radiation refers to ionizing radiation or non-ionizing radiation, for example, excimer laser light such as ArF or KrF, electron beam extreme ultraviolet light, vacuum ultraviolet light, X-ray, ion beam, i-ray, g Examples include ultraviolet light such as a line.
  • ultraviolet light such as i-line or g-line is preferably used from the viewpoint of mass productivity.
  • the liquid photosensitive adhesive of this embodiment preferably contains (A) a radiation-polymerizable compound that is liquid at 25 ° C. and has one carbon-carbon double bond in the molecule.
  • A a radiation-polymerizable compound that is liquid at 25 ° C. and has one carbon-carbon double bond in the molecule.
  • a composition containing a compound having two or more carbon-carbon double bonds in the molecule it is in a state where a crosslinked structure is formed when irradiated with light, hardly melts when heated, and also exhibits tack. Therefore, thermocompression tends to be difficult.
  • by containing a compound having one carbon-carbon double bond in the molecule sufficient heat fluidity can be obtained, and thermocompression bonding can be improved.
  • monofunctional (meth) acrylates are preferred because they can be B-staged with a low exposure amount.
  • the content of the monofunctional (meth) acrylate is preferably 20 to 100% by mass, more preferably 40 to 100% by mass, and 50 to 100% by mass with respect to the total amount of component (A). Most preferably it is.
  • the component (A) may be further blended with a solid acrylate in addition to a compound that is liquid at 25 ° C. and has one carbon-carbon double bond in the molecule.
  • the mixture of the component (A) is preferably liquid at 25 ° C.
  • (A) a compound having one carbon-carbon double bond in the molecule alone is contained in the adhesive composition as the radiation polymerizable compound.
  • the molecular weight of the polymer obtained after light irradiation can be increased to several tens of thousands, resulting in good adhesion and reliability after curing. Both sexes can be achieved.
  • a compound having two or more carbon-carbon double bonds is contained in the molecule, a network of polymers having a molecular weight of tens of thousands or more is formed, and the adhesiveness and fluidity during heating tend to be lowered. .
  • the component (A) preferably has a viscosity at 25 ° C. of 5000 mPa ⁇ s or less from the viewpoint of solubility of other components such as the component (B) and the component (C) or (F), Further, from the viewpoint of thinning, it is more preferably 3000 mPa ⁇ s or less, even more preferably 2000 mPa ⁇ s or less, and a viewpoint of improving adhesion by adding a large amount of a solid or high-viscosity thermosetting resin. Therefore, it is most preferably 1000 mPa ⁇ s or less.
  • the viscosity here is the value of the entire component (A) contained in the adhesive, using an EHD rotational viscometer manufactured by Tokyo Keiki Seisakusho, under the conditions of a sample volume of 0.4 mL and a 3 ° cone. It is the value of the viscosity measured at ° C.
  • the viscosity of the component (A) exceeds 5000 mPa ⁇ s, the viscosity of the adhesive is increased and it is difficult to reduce the thickness of the adhesive, or it is difficult to discharge from the nozzle of a coating apparatus.
  • the viscosity of the component (A) at 25 ° C. is preferably 10 mPa ⁇ s or more.
  • the component (A) preferably has a 5% weight reduction temperature of 120 ° C. or more from the viewpoint of suppression of volatilization at the time of application, and the peeling caused by volatilization of the unreacted component (A) during thermosetting. It is even more preferable that the temperature is 150 ° C. or higher, and most preferable that the temperature is 180 ° C. or higher.
  • the 5% mass reduction temperature is the value of the entire component (A) contained in the adhesive, and the differential thermothermal gravimetric simultaneous measurement apparatus (TG / DTA6300 manufactured by SII Nanotechnology) is used as the component (A). Is a 5% weight loss temperature when measured under a heating rate of 10 ° C./min and under a nitrogen flow (400 ml / min).
  • the decreasing temperature is preferably 500 ° C. or lower.
  • Examples of the component (A) used in the present embodiment include compounds having an ethylenically unsaturated group.
  • the ethylenically unsaturated group include vinyl group, allyl group, propargyl group, butenyl group, ethynyl group, phenylethynyl group, maleimide group, nadiimide group, (meth) acryl group and the like.
  • the component (A) preferably contains a monofunctional (meth) acrylate.
  • the monofunctional here means having one carbon-carbon double bond in the molecule, and may have other functional groups.
  • Examples of the monofunctional (meth) acrylate include phenolic hydroxyl groups such as glycidyl group-containing (meth) acrylate, 4-hydroxyphenyl methacrylate, and 3,5-dimethyl-4-hydroxybenzylacrylamide in that the cured product can be toughened.
  • Carboxy group-containing (meth) acrylates such as containing (meth) acrylate, 2-methacryloyloxyethyl phthalic acid, 2-methacryloyloxypropyl hexahydrophthalic acid, 2-methacryloyloxymethyl hexahydrophthalic acid are preferred, and heat resistance EO modified (meth) acrylate, phenol PO modified (meth) acrylate, nonylphenol EO modified (meth) acrylate, nonylphenol PO modified (meth) acrylate, phenoxyethyl (meth) Acrylate, phenoxyethylene glycol (meth) acrylate, phenoxydiethylene glycol (meth) acrylate, hydroxyethylated phenylphenol acrylate, phenoxypolyethylene glycol (meth) acrylate, nonylphenoxyethylene glycol (meth) acrylate, nonylphenoxypolyethylene glycol (meth) acrylate, Aromatic-containing
  • a preferable example is acrylate.
  • an imide group-containing (meth) acrylate is particularly preferably used because it can suppress repellency and pinholes when coated on a semiconductor wafer or an organic substrate, and can exhibit excellent adhesiveness after curing.
  • R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group
  • R 3 represents a monovalent organic group
  • R 2 and R 4 represent a divalent organic group, respectively.
  • R 3 preferably has an aromatic group from the viewpoint of heat resistance.
  • R 4 preferably has an aromatic group from the viewpoint of heat resistance.
  • R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group
  • R 5 represents a divalent organic group
  • R 6 , R 7 , R 8 , R 9 are Each represents a monovalent hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms
  • R 6 and R 7 may be bonded to each other to form a ring
  • R 8 and R 9 may be bonded to each other to form a ring. May be.
  • examples thereof include a benzene ring structure and an alicyclic structure.
  • the benzene ring structure and the alicyclic structure may have a thermosetting group such as a carboxyl group, a phenolic hydroxyl group, and an epoxy group, or may have an organic group such as an alkyl group.
  • the compounds represented by the general formulas (A-3) and (A-4) include, for example, an N-hydroxyalkylimide compound obtained by reacting a monofunctional acid anhydride and ethanolamine, an acrylate ester or an acrylic ester. It can be synthesized by reacting with an acid ester by a known method.
  • Examples of the compounds represented by the general formulas (A-3) and (A-4) include storage stability, low tack after B-stage, adhesion after B-stage, heat resistance after thermosetting, adhesion From the viewpoints of properties and reliability, compounds represented by the following general formulas (A-5) to (A-9) can be used as preferred, and from the viewpoint of low viscosity, the following general formula (A-5), The compounds represented by (A-7) to (A-9) can be used more preferably.
  • R1 represents a hydrogen atom or a methyl group.
  • monofunctional (meth) acrylate from a viewpoint of the adhesiveness with the adherend after B-stage formation, the adhesiveness after hardening, and heat resistance, a urethane group, an isocyanuric group, an imide group, a phenolic hydroxyl group, a hydroxyl group It is preferable to have either of these, and it is especially preferable that it is a monofunctional (meth) acrylate having an imide group in the molecule.
  • the compound which is liquid at 25 ° C. and has one carbon-carbon double bond in the molecule may be blended alone or in combination of two or more. it can.
  • the Tg of the polymer obtained by polymerizing the monofunctional (meth) acrylate is 100 ° C. or less from the viewpoint of thermocompression bonding after B-stage and fluidity during heat. Those having a Tg of 20 ° C. or higher are preferable from the viewpoint of B-stage.
  • the Tg of the monofunctional (meth) acrylate polymer is such that I-379EG (manufactured by Ciba Japan), which is a photoinitiator, is 3% by mass with respect to the monofunctional (meth) acrylate.
  • the composition dissolved in (1) was applied on a PET (polyethylene terephthalate) film so as to have a film thickness of 35 ⁇ m, and this coating film was coated with a high-precision parallel exposure machine (Oak Seisakusho, product name: EXM) at room temperature and under air. -1172-B- ⁇ ), a viscoelasticity measuring device (Rheometrics Scientific F. Co., Ltd.) was used for a laminate obtained by laminating films obtained by exposure at 1000 mJ / cm 2 to a film thickness of 150 ⁇ m. It is a tan ⁇ peak temperature at ⁇ 50 ° C. to 200 ° C. measured using E Co., Ltd. (product name: ARES).
  • the measurement plate is a parallel plate having a diameter of 8 mm, and the measurement conditions are a heating rate of 5 ° C./min, a measurement temperature of ⁇ 50 ° C. to 200 ° C., and a frequency of 1 Hz.
  • the content of the component (A) is preferably 10 to 95% by mass, more preferably 20 to 90% by mass, and most preferably 40 to 90% by mass with respect to the total amount of the adhesive composition. preferable.
  • the content of the component (A) is less than 10% by mass, the surface tack force after exposure tends to increase, and when it exceeds 95% by mass, the adhesive strength after thermosetting tends to decrease. .
  • the photoinitiator preferably has a molecular extinction coefficient with respect to light having a wavelength of 365 nm of 100 ml / g ⁇ cm or more in terms of enabling B-stage, and can further reduce tack after exposure. What is 200 ml / g ⁇ cm or more is more preferable, and what is 400 ml / g ⁇ cm or more is more preferable in that oxygen inhibition can be further reduced, and the B-stage can be formed in a low exposure amount and in a short time. The most preferable is 1000 ml / g ⁇ cm or more.
  • the time required for the B-stage is preferably within 60 s, and more preferably within 30 s in that a semiconductor device can be more efficiently manufactured.
  • a 0.001 mass% acetonitrile solution of the sample is prepared, and the absorbance of this solution is measured using a spectrophotometer (“U-3310” (product name) manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation). Is required.
  • component (B) examples include 1-hydroxy-cyclohexyl phenyl ketone, 2-hydroxy-2-methyl-1-phenyl-propan-1-one, 1- [4- (2-hydroxyethoxy)- Phenyl] -2-hydroxy-2-methyl-1-propan-1-one, 2-hydroxy-1- ⁇ 4- [4- (2-hydroxy-2-methyl-propionyl) -benzyl] -phenyl ⁇ -2 -Methyl-propan-1-one, oxy-phenyl-acetic acid 2- [2-oxo-2-phenyl-acetoxy-ethoxy] ethyl ester, phenylglyoxylic acid methyl ester, 2-dimethylamino-2- (4- Methyl-benzyl) -1- (4-morpholin-4-yl-phenyl) -butan-1-one, 2-ethylhexyl 4- Methylaminobenzoate, 2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4-
  • the photoinitiator is a compound having an oxime ester skeleton or a morpholine skeleton in the molecule in that it can be efficiently B-staged by exposure even in an air atmosphere (in the presence of oxygen).
  • a compound is not particularly limited, but is a compound having an oxime ester group represented by the following general formula (B-1) and / or the following general formula (B-2), (B-3) or (B- A compound having a morpholine ring represented by 4) is preferred.
  • each of R 51 and R 52 independently represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 7 carbon atoms, or an organic group containing an aromatic hydrocarbon group
  • R 53, R 54, and R 55 represent carbon
  • An alkyl group of 1 to 7 or an organic group containing an aromatic hydrocarbon group is shown
  • R 56 and R 57 show an organic group containing an aromatic hydrocarbon group.
  • the aromatic hydrocarbon group is not particularly limited, and examples thereof include a phenyl group and a naphthyl group, a benzoin derivative, a carbazole derivative, a thioxanthone derivative, and a benzophenone derivative. Moreover, the aromatic hydrocarbon group may have a substituent.
  • the (B) photoinitiator is a compound having an oxime ester group and / or a morpholine ring, which has a molecular extinction coefficient of 1000 ml / g ⁇ cm or more with respect to light having a wavelength of 365 nm and a mass loss of 5%.
  • Examples of such (B) photoinitiators include compounds represented by the following structural formulas (B-5) to (B-9).
  • the content of the (B) photoinitiator is preferably 0.1 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the component (A), from the viewpoint of B-stage tact and B-stage tuck. More preferably, it is 0.5 to 10 parts by mass. If this content exceeds 20 parts by mass, the outgas will increase and the adhesiveness will tend to decrease, and the storage stability will tend to decrease. On the other hand, when the content is less than 0.1 parts by mass, it tends to be difficult to make a B stage.
  • a sensitizer can be used in combination as necessary.
  • this sensitizer include camphorquinone, benzyl, diacetyl, benzyldimethyl ketal, benzyl diethyl ketal, benzyl di (2-methoxyethyl) ketal, 4,4′-dimethylbenzyl-dimethyl ketal, anthraquinone, 1-chloroanthraquinone.
  • the (C) thermosetting resin is not particularly limited as long as it is a component composed of a reactive compound that undergoes a crosslinking reaction by heat.
  • epoxy resin cyanate ester resin, maleimide resin, allyl nadiimide resin Phenol resin, urea resin, melamine resin, alkyd resin, acrylic resin, unsaturated polyester resin, diallyl phthalate resin, silicone resin, resorcinol formaldehyde resin, xylene resin, furan resin, polyurethane resin, ketone resin, triallyl cyanurate resin, Polyisocyanate resin, resin containing tris (2-hydroxyethyl) isocyanurate, resin containing triallyl trimellitate, thermosetting resin synthesized from cyclopentadiene, thermosetting by trimerization of aromatic dicyanamide Butter, and the like can be mentioned.
  • an epoxy resin is preferable in that it can have an excellent adhesive force at high temperatures.
  • a thermosetting resin can be
  • epoxy resin those containing at least two epoxy groups in the molecule are preferable, and phenol glycidyl ether type epoxy resins are more preferable from the viewpoints of thermocompression bonding, curability, and cured product characteristics.
  • examples of such resins include bisphenol A type (or AD type, S type, and F type) glycidyl ether, water-added bisphenol A type glycidyl ether, ethylene oxide adduct bisphenol A type glycidyl ether, and propylene oxide adduct.
  • the epoxy resin it is possible to use a high-purity product in which impurity ions such as alkali metal ions, alkaline earth metal ions, halogen ions, particularly chlorine ions and hydrolyzable chlorine are reduced to 300 ppm or less. From the viewpoint of prevention and corrosion prevention of metal conductor circuits.
  • impurity ions such as alkali metal ions, alkaline earth metal ions, halogen ions, particularly chlorine ions and hydrolyzable chlorine are reduced to 300 ppm or less.
  • thermosetting resin can be used regardless of liquid or solid at room temperature. In the case of a liquid thermosetting resin, the viscosity can be further reduced, and in the case of a solid thermosetting resin, tack after light irradiation can be further reduced. Moreover, you may use together a liquid thermosetting resin and a solid thermosetting resin.
  • the viscosity is preferably 10,000 mPa ⁇ s or less, more preferably 5000 mPa ⁇ s or less, still more preferably 3000 mPa ⁇ s or less, and even more preferably 2000 mPa ⁇ s or less. Most preferably. When the viscosity exceeds 10,000 mPa ⁇ s, the viscosity of the adhesive composition increases and it tends to be difficult to form a thin film.
  • Such a liquid thermosetting resin is not particularly limited, but is preferably an epoxy resin from the viewpoint of adhesiveness and heat resistance, and particularly a trifunctional (or tetrafunctional) glycidylamine or bisphenol A type (or AD type, S type, and F type glycidyl ethers are preferably used.
  • a solid thermosetting resin when using a solid thermosetting resin, for example, it can be used by being dissolved in the component (A).
  • a solid thermosetting resin From a viewpoint of thermocompression bonding property and viscosity, it is preferable that molecular weight is 2000 or less, Preferably it is 1000 or less, and a softening point is 100 degrees C or less, Preferably it is 80 degrees C The following is preferable.
  • a trifunctional or higher functional epoxy resin is preferable from the viewpoint of adhesiveness and heat resistance.
  • an epoxy resin for example, an epoxy resin having the following structure is preferably used.
  • n an integer of 0 to 10.
  • the (C) thermosetting resin preferably has a 5% weight loss temperature of 150 ° C. or higher, more preferably 180 ° C. or higher, and even more preferably 200 ° C. or higher.
  • the 5% mass reduction temperature of the thermosetting resin means that the thermosetting resin is heated at a rate of 10 ° C./temperature using a differential thermothermal gravimetric simultaneous measurement apparatus (manufactured by SII Nanotechnology: TG / DTA6300).
  • Min 5% weight loss temperature when measured under a nitrogen flow (400 ml / min).
  • the content of the (C) thermosetting resin is preferably 1 to 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the component (A), and 2 to 50 parts by mass from the viewpoint of both storage stability and B-stage formation. It is more preferable that When this content exceeds 100 parts by mass, the tack after exposure tends to increase. On the other hand, when the content is less than 2 parts by mass, there is a tendency that sufficient high-temperature adhesiveness cannot be obtained.
  • the curing accelerator is not particularly limited as long as it is a compound that accelerates curing / polymerization of the epoxy resin by heating.
  • imidazoles are preferably used from the viewpoint of solubility and dispersibility when no solvent is contained.
  • the content of the curing accelerator is preferably 0.01 to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the epoxy resin.
  • imidazoles are particularly preferable from the viewpoints of adhesiveness, heat resistance, and storage stability.
  • the reaction start temperature is preferably 50 ° C. or higher, and more preferably 80 ° C. or higher.
  • the reaction start temperature is 50 ° C. or lower, the storage stability is lowered, so that the viscosity of the resin composition is increased and the control of the film thickness becomes difficult.
  • imidazoles it is preferable to use imidazole that is soluble in an epoxy resin. By using such imidazole, a coating film with less unevenness can be obtained.
  • Such imidazoles are not particularly limited, but 2-undecylimidazole, 2-heptadecylimidazole, 1,2-dimethylimidazole, 2-ethyl-4-methylimidazole, 1-benzyl-2-methylimidazole 1-benzyl-2-phenylimidazole, 1-cyanoethyl-2-methylimidazole, 1-cyanoethyl-2-ethyl-4-methylimidazole, 1-cyanoethyl-2-phenylimidazole and the like. From the viewpoint of storage stability, adhesiveness, and heat resistance, 1-benzyl-2-phenylimidazole is particularly preferably used.
  • the imidazoles compounds pulverized to an average particle size of preferably 10 ⁇ m or less, more preferably 8 ⁇ m or less, and most preferably 5 ⁇ m or less can be used.
  • the viscosity change of the adhesive can be suppressed, and precipitation of imidazoles can be suppressed.
  • surface irregularities can be reduced, and thereby a uniform film can be obtained.
  • the curing in the resin can proceed uniformly during curing, outgas can be reduced.
  • liquid photosensitive adhesive of the present embodiment may contain a microcapsule type curing agent from the viewpoints of fast curability and storage stability.
  • the liquid photosensitive adhesive of this embodiment may contain a phenolic compound as a curing agent.
  • a phenolic compound having at least two phenolic hydroxyl groups in the molecule is more preferable.
  • examples of such compounds include phenol novolak, cresol novolak, t-butylphenol novolak, dicyclopentadiene cresol novolak, dicyclopentadienephenol novolak, xylylene-modified phenol novolak, naphthol compound, trisphenol compound, tetrakisphenol novolak, bisphenol.
  • the phenolic compound is preferably liquid, and the allyl-modified phenol novolak is preferably used because it is liquid and highly heat resistant.
  • the content of the phenolic compound is preferably 50 to 100 parts by mass and more preferably 60 to 95 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the thermosetting resin.
  • the liquid photosensitive adhesive according to this embodiment can further contain (D) a thermal radical generator.
  • the thermal radical generator is preferably an organic peroxide from the viewpoints of storage stability and reactivity.
  • the organic peroxide preferably has a 1 minute half-life temperature of 80 ° C. or higher, more preferably 100 ° C. or higher, and most preferably 120 ° C. or higher.
  • the organic peroxide is selected in consideration of the preparation conditions of the adhesive composition, film forming temperature, pressure bonding, curing conditions, other process conditions, storage stability, and the like.
  • the peroxide that can be used is not particularly limited.
  • the unreacted radiation-polymerizable compound remaining after exposure can be reacted, and low outgassing and high adhesion can be achieved.
  • the content of the thermal radical generator is preferably 0.01 to 20% by mass, more preferably 0.1 to 10% by mass, and more preferably 0.5 to 5%, based on the total amount of the (A) radiation polymerizable compound. Mass% is most preferred. When the content of the thermal radical generator is less than 0.01% by mass, the curability is lowered and the effect of addition is reduced, and when it exceeds 5% by mass, the outgas amount is increased and the storage stability is decreased.
  • the liquid photosensitive adhesive of the present embodiment improves the film thickness uniformity after coating, thermocompression bonding after B-stage, low stress after thermosetting, and adhesion to the adherend ( E)
  • a thermoplastic resin may be further contained.
  • Tg of component (E) is preferably 150 ° C. or lower, more preferably 120 ° C. or lower, even more preferably 100 ° C. or lower, and most preferably 80 ° C. or lower.
  • this Tg exceeds 150 ° C., the viscosity of the adhesive composition tends to increase. Further, a high temperature of 150 ° C. or higher is required for thermocompression bonding to the adherend, and the semiconductor wafer tends to be warped.
  • Tg of the (E) component means a main dispersion peak temperature when the (E) component is formed into a film.
  • the film thickness is 100 ⁇ m
  • the heating rate is 5 ° C./min
  • the frequency is 1 Hz
  • the measurement temperature Measure at ⁇ 150 to 300 ° C., and determine the tan ⁇ peak temperature near Tg as Tg.
  • the weight average molecular weight of the component (E) is preferably controlled within the range of 5000 to 500,000. Furthermore, the weight average molecular weight of the component (E) is more preferably 10,000 to 300,000 from the viewpoint that the thermocompression bonding property and the high temperature adhesiveness can be highly compatible.
  • the “weight average molecular weight” means a weight average molecular weight when measured in terms of polystyrene using high performance liquid chromatography “C-R4A” (product name) manufactured by Shimadzu Corporation.
  • component (E) examples include polyester resins, polyether resins, polyimide resins, polyamide resins, polyamideimide resins, polyetherimide resins, polyurethane resins, polyurethaneimide resins, polyurethaneamideimide resins, siloxane polyimide resins, and polyesterimide resins.
  • polybenzoxazole resin phenoxy resin, polysulfone resin, polyethersulfone resin, polyphenylene sulfide resin, polyester resin, polyether resin, polycarbonate resin, poly Examples thereof include ether ketone resins, (meth) acrylic copolymers having a weight average molecular weight of 10,000 to 1,000,000, novolac resins, and phenol resins. These can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.
  • the main chain and / or side chain of these resins may be provided with a glycol group such as ethylene glycol or propylene glycol, a carboxyl group, and / or a hydroxyl group.
  • the content of the thermoplastic resin is preferably 0.1 to 50% by mass relative to the component (A), and more preferably 0.5 to 20% by mass from the viewpoint of film formability, film thickness uniformity, and suppression of increase in viscosity. preferable. If the content of the thermoplastic resin is less than 0.1% by mass, the effect of addition tends to be lost, and if it exceeds 50% by mass, the film thickness uniformity decreases due to undissolved or the like. It tends to rise and make thinning difficult.
  • the liquid photosensitive adhesive of this embodiment preferably contains (F) a flux component such as a flux agent in order to reduce and remove the oxide film on the surface of solder or the like to facilitate metal bonding.
  • a flux component such as a flux agent
  • the fluxing agent it is desirable to use at least one compound selected from alcohols, phenols and carboxylic acids.
  • the alcohol is not particularly limited as long as it is a compound having at least two alcoholic hydroxyl groups in the molecule.
  • compounds having a tertiary nitrogen atom such as N-butyldiethanolamine, N-ethyldiethanolamine, triethanolamine, N, N-bis (2-hydroxyethyl) isopropanolamine, bis (2-hydroxymethyl) iminotris (hydroxy) Methyl) methane, N, N, N ′, N′-tetrakis (2-hydroxyethyl) ethylenediamine, 1,1 ′, 1 ′′, 1 ′ ′′-(ethylenedinitrilo) tetrakis (2-propanol)
  • the phenol is not particularly limited as long as it is a compound having at least two phenolic hydroxyl groups.
  • catechol, resorcinol, hydroquinone, biphenol, dihydroxynaphthalene, hydroxyhydroquinone, pyrogallol, methylidene biphenol (bisphenol F) examples thereof include isopropylidene biphenol (bisphenol A), ethylidene biphenol (bisphenol AD), 1,1,1-tris (4-hydroxyphenyl) ethane, trihydroxybenzophenone, trihydroxyacetophenone, and poly p-vinylphenol.
  • a compound having at least two phenolic hydroxyl groups at least one compound selected from compounds having at least one phenolic hydroxyl group in the molecule and a halomethyl group, alkoxymethyl group or hydroxylmethyl group in the molecule
  • a polycondensate with at least one compound selected from the group consisting of two aromatic compounds, divinylbenzene and aldehydes can also be used.
  • Examples of the compound having at least one phenolic hydroxyl group in the molecule include phenol, alkylphenol, naphthol, cresol, catechol, resorcinol, hydroquinone, biphenol, dihydroxynaphthalene, hydroxyhydroquinone, pyrogallol, methylidenebiphenol (bisphenol F), Examples thereof include isopropylidene biphenol (bisphenol A), ethylidene biphenol (bisphenol AD), 1,1,1-tris (4-hydroxyphenyl) ethane, trihydroxybenzophenone, trihydroxyacetophenone, and poly p-vinylphenol.
  • aromatic compounds having two halomethyl groups, alkoxymethyl groups or hydroxylmethyl groups in the molecule include 1,2-bis (chloromethyl) benzene, 1,3-bis (chloromethyl) benzene, 1 , 4-bis (chloromethyl) benzene, 1,2-bis (methoxymethyl) benzene, 1,3-bis (methoxymethyl) benzene, 1,4-bis (methoxymethyl) benzene, 1,2-bis (hydroxy) And methyl) benzene, 1,3-bis (hydroxymethyl) benzene, 1,4-bis (hydroxymethyl) benzene, bis (chloromethyl) biphenyl, bis (methoxymethyl) biphenyl, and the like.
  • aldehydes include formaldehyde (formalin as an aqueous solution thereof), paraformaldehyde, trioxane, hexamethylenetetramine and the like.
  • the polycondensate include a phenol novolac resin that is a polycondensate of phenol and formaldehyde, a cresol novolac resin that is a polycondensate of cresol and formaldehyde, a naphthol novolac resin that is a polycondensate of naphthols and formaldehyde, Phenol aralkyl resin, which is a polycondensation product of phenol and 1,4-bis (methoxymethyl) benzene, polycondensation product of bisphenol A and formaldehyde, polycondensation product of phenol and divinylbenzene, polycondensation of cresol, naphthol and formaldehyde These may be those obtained by modifying these polycondensates with
  • examples of the compounds that have been liquefied by allylating these compounds having a phenolic hydroxyl group include allylated phenol novolac resins, diallyl bisphenol A, diallyl bisphenol F, diallyl biphenol, and the like. These compounds may be used alone or in combination of two or more.
  • the carboxylic acids may be either aliphatic carboxylic acids or aromatic carboxylic acids.
  • aliphatic carboxylic acid include malonic acid, methylmalonic acid, dimethylmalonic acid, ethylmalonic acid, allylmalonic acid, 2,2′-thiodiacetic acid, 3,3′-thiodipropionic acid, 2,2′- (Ethylenedithio) diacetic acid, 3,3′-dithiodipropionic acid, 2-ethyl-2-hydroxybutyric acid, dithiodiglycolic acid, diglycolic acid, acetylenedicarboxylic acid, maleic acid, malic acid, 2-isopropylmalic acid , Tartaric acid, itaconic acid, 1,3-acetone dicarboxylic acid, tricarbaric acid, muconic acid, ⁇ -hydromuconic acid, succinic acid, methyl succinic acid, dimethyl succinic acid, glutaric acid, ⁇ -
  • aromatic carboxylic acid examples include benzoic acid, 2-hydroxybenzoic acid, 3-hydroxybenzoic acid, 4-hydroxybenzoic acid, 2,3-dihydroxybenzoic acid, 2,4-dihydroxybenzoic acid, 2,5- Dihydroxybenzoic acid, 2,6-dihydroxybenzoic acid, 3,4-dihydroxybenzoic acid, 2,3,4-trihydroxybenzoic acid, 2,4,6-trihydroxybenzoic acid, 3,4,5-trihydroxy Benzoic acid, 1,2,3-benzenetricarboxylic acid, 1,2,4-benzenetricarboxylic acid, 1,3,5-benzenetricarboxylic acid, 2- [bis (4-hydroxyphenyl) methyl] benzoic acid, 1- Naphthoic acid, 2-naphthoic acid, 1-hydroxy-2-naphthoic acid, 2-hydroxy-1-naphthoic acid, 3-hydroxy-2-naphthoic acid, 6- Droxy-2-naphthoic acid, 1,
  • succinic acid malic acid, itaconic acid, 2,2-bis (hydroxymethyl) propionic acid, adipic acid, 3,3′-thiodipropionic acid, 3 , 3'-dithiodipropionic acid, 1,2,3,4-butanetetracarboxylic acid, suberic acid, sebacic acid, phenylsuccinic acid, dodecanedioic acid, diphenylacetic acid, benzylic acid, 4,4-bis (4- Hydroxyphenyl) valeric acid, abietic acid, 2,5-dihydroxybenzoic acid, 3,4,5-trihydroxybenzoic acid, 1,2,4-benzenetricarboxylic acid, 1,3,5-benzenetricarboxylic acid, 2- [Bis (4-hydroxyphenyl) methyl] benzoic acid or the like is preferably used. These compounds may be used alone or in combination of two or more.
  • the content of the (F) flux component in the liquid photosensitive adhesive used for forming the outermost surface layer of the adhesive layer is 0.1 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the (A) component. 0.5 to 7.5 parts by mass is preferable. If this content exceeds 10 parts by mass, the number of voids at the time of pressure bonding tends to increase, and the reliability tends to be adversely affected. On the other hand, when the content is less than 0.1 part by mass, the flux activity does not function and the connection tends to be insufficient.
  • the liquid photosensitive adhesive of this embodiment is prohibited from polymerization of quinones, polyphenols, phenols, phosphites, sulfurs, etc. in order to impart storage stability, process adaptability or antioxidant properties. You may further add an agent or antioxidant in the range which does not impair sclerosis
  • the liquid photosensitive adhesive according to the present embodiment may appropriately contain (G) filler.
  • the filler include metal fillers such as silver powder, gold powder, copper powder, and nickel powder, alumina, aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, calcium carbonate, magnesium carbonate, calcium silicate, magnesium silicate, calcium oxide, magnesium oxide, Inorganic fillers such as aluminum oxide, aluminum nitride, crystalline silica, amorphous silica, boron nitride, titania, glass, iron oxide, and ceramics, and organic fillers such as carbon and rubber fillers are included. Regardless, it can be used without any particular restrictions.
  • the filler can be used properly according to the desired function.
  • the metal filler is added for the purpose of imparting conductivity, thermal conductivity, thixotropy, etc. to the adhesive composition
  • the nonmetallic inorganic filler is thermally conductive, low thermal expansion, low hygroscopicity to the adhesive layer.
  • the organic filler is added for the purpose of imparting toughness to the adhesive layer.
  • metal fillers, inorganic fillers or organic fillers can be used singly or in combination of two or more.
  • metal fillers, inorganic fillers, or insulating fillers are preferable in terms of being able to impart conductivity, thermal conductivity, low moisture absorption characteristics, insulating properties, and the like required for adhesive materials for semiconductor devices, and inorganic fillers or insulating fillers.
  • a silica filler is more preferable in that the dispersibility with respect to the adhesive composition is good and a high adhesive force during heating can be imparted.
  • the filler preferably has an average particle size of 10 ⁇ m or less and a maximum particle size of 30 ⁇ m or less, more preferably an average particle size of 5 ⁇ m or less and a maximum particle size of 20 ⁇ m or less. If the average particle size exceeds 10 ⁇ m or the maximum particle size exceeds 30 ⁇ m, the effect of improving fracture toughness tends to be insufficient. Further, the lower limits of the average particle size and the maximum particle size are not particularly limited, but both are preferably 0.001 ⁇ m or more.
  • the content of the filler is determined according to the properties or functions to be imparted, but is preferably 50% by mass or less, more preferably 1 to 40% by mass, more preferably 3 to 30% with respect to the total amount of the adhesive including the filler. More preferred is mass%.
  • mass% By increasing the amount of filler, low thermal expansion, low moisture absorption, and high elastic modulus can be achieved, and dicing properties (cutability with a dicer blade) and adhesive strength during heating can be effectively improved. If the amount of filler is increased more than necessary, the viscosity tends to increase or the thermocompression bonding property tends to be impaired. Therefore, the filler content is preferably within the above range.
  • the optimum filler content can be determined to balance the required properties. Mixing and kneading in the case of using a filler can be carried out by appropriately combining dispersers such as ordinary stirrers, raking machines, three rolls, and ball mills.
  • various coupling agents can be added in order to improve interfacial bonding between different materials.
  • the coupling agent include silane-based, titanium-based, and aluminum-based.
  • a silane-based coupling agent is preferable because of its high effect, and a thermosetting group such as an epoxy group, methacrylate, and / or acrylate.
  • a compound having a radiation polymerizable group such as is more preferred.
  • silica fillers are preferably used from the viewpoint of compatibility with other resin components and high-temperature adhesiveness, and silica fillers treated with silane coupling agents such as epoxy, acrylate, and phenyl are most preferable. Used.
  • the boiling point and / or decomposition temperature of the silane coupling agent is preferably 150 ° C. or higher, more preferably 180 ° C. or higher, and even more preferably 200 ° C. or higher.
  • a silane coupling agent having a boiling point of 200 ° C. or higher and / or a decomposition temperature and having a thermosetting group such as an epoxy group and a radiation polymerizable group such as methacrylate and / or acrylate is most preferably used.
  • the amount of the coupling agent used is preferably 0.01 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the adhesive from the viewpoint of its effect, heat resistance and cost.
  • an ion scavenger can be further added to adsorb ionic impurities and improve insulation reliability when absorbing moisture.
  • an ion scavenger is not particularly limited.
  • triazine thiol compound a compound known as a copper damage preventer for preventing copper from being ionized and dissolved, such as a phenol-based reducing agent, Inorganic compounds such as bismuth-based, antimony-based, magnesium-based, aluminum-based, zirconium-based, calcium-based, titanium-based, zuzu-based, and mixed systems thereof.
  • inorganic ion scavengers manufactured by Toa Gosei Co., Ltd., product names, IXE-300 (antimony type), IXE-500 (bismuth type), IXE-600 (antimony and bismuth mixed type), IXE-700. (Mixture of magnesium and aluminum), IXE-800 (zirconium), IXE-1100 (calcium) and the like. These may be used alone or in combination of two or more.
  • the amount of the ion scavenger used is preferably 0.01 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the adhesive from the viewpoint of the effect of addition, heat resistance, cost and the like.
  • the liquid photosensitive adhesive of this embodiment preferably has a viscosity at 25 ° C. of 10 to 30000 mPa ⁇ s, more preferably 30 to 20000 mPa ⁇ s from the viewpoint of improving the dischargeability of the adhesive and reducing the film thickness.
  • it is more preferably 50 to 10,000 mPa ⁇ s, and most preferably 100 to 5000 mPa ⁇ s from the viewpoints of heat resistance of the adhesive, adhesiveness after curing, and film thickness uniformity at the time of application.
  • the viscosity is less than 10 mPa ⁇ s, there is a tendency that the storage stability and heat resistance of the adhesive are lowered and pinholes are likely to occur when the adhesive is applied.
  • the viscosity is a value of viscosity measured at 25 ° C. under the conditions of a sample volume of 0.4 mL and a 3 ° cone using an EHD type rotational viscometer manufactured by Tokyo Keiki Seisakusho.
  • the 5% weight reduction temperature of the adhesive that has been B-staged by light irradiation is preferably 150 ° C. or higher, more preferably 180 ° C. or higher, and 200 ° C. or higher. Most preferably.
  • the adherend tends to peel off at the time of thermosetting after the adherend is bonded or at the time of heat history such as reflow, and heat drying is required before the thermocompression.
  • a material design mainly composed of organic compounds is preferable, so the 5% weight loss temperature is 500 ° C.
  • the amount of the solvent contained in the adhesive is preferably 5% by mass or less, more preferably 3% by mass or less, and 1% by mass or less. Most preferably it is.
  • the 5% weight loss temperature is a value measured as follows.
  • a liquid photosensitive adhesive was applied onto a silicon wafer by spin coating so that the film thickness after B-stage was 35 ⁇ m, and the resulting coating film was coated with a high-precision parallel exposure machine ((Co., Ltd.) at 25 ° C. under air. ) Exposure is performed at 1000 mJ / cm 2 according to product name: EXM-1172-B- ⁇ , manufactured by Oak Seisakusho.
  • the B-staged adhesive was measured using a differential thermothermal gravimetric simultaneous measurement device (product name: TG / DTA6300, manufactured by SII Nano Technology Co., Ltd.), with a heating rate of 10 ° C./min, nitrogen flow ( The 5% weight loss temperature is measured under 400 ml / min).
  • a differential thermothermal gravimetric simultaneous measurement device product name: TG / DTA6300, manufactured by SII Nano Technology Co., Ltd.
  • the liquid photosensitive adhesive of this embodiment preferably has a minimum melt viscosity of 30000 Pa ⁇ s or less at 60 ° C. to 200 ° C. after exposure using a high-precision parallel exposure machine.
  • the minimum melt viscosity here is a value obtained by measuring a sample after exposure with a light amount of 1000 mJ / cm 2 using a viscoelasticity measuring device ARES (manufactured by Rheometrics Scientific F.E.). The minimum melt viscosity at 20 ° C to 300 ° C is shown.
  • the measurement plate is a parallel plate having a diameter of 8 mm, the measurement conditions are a temperature increase of 5 ° C./min, the measurement temperature is 20 ° C. to 300 ° C., and the frequency is 1 Hz.
  • the minimum melt viscosity is more preferably 10000 Pa ⁇ s or less from the viewpoint of thermocompression bonding, more preferably 5000 Pa ⁇ s or less from the viewpoint that thermocompression bonding can be performed when forming a thin film, and thermocompression bonding at a lower temperature and in a shorter time. It is particularly preferable that the pressure is 3000 Pa ⁇ s or less.
  • the lower limit of the minimum melt viscosity is not particularly provided, but is preferably 10 Pa ⁇ s or more from the viewpoint of handling property and imparting adhesiveness when heated.
  • the liquid photosensitive adhesive of this embodiment is B-staged by light irradiation, and the 5% weight reduction temperature after further heat-curing is 260 ° C. or higher in terms of suppressing peeling due to thermal history.
  • the temperature is preferably 280 ° C. or higher in terms of suppressing voids due to thermal history, and most preferably 300 ° C. or higher from the viewpoint of moisture absorption reflow resistance. If the 5% weight loss temperature is less than 260 ° C., peeling tends to occur due to a thermal history such as a reflow process.
  • the liquid photosensitive adhesive according to the present embodiment can suppress delamination by the amount of outgas when heated in an oven at 140 ° C. for 1 hour and then at 180 ° C. for 3 hours (at the time of heat curing) after the B stage.
  • the amount of outgas exceeds 10%, voids and separation tend to occur during heat curing.
  • the outgas amount here is a value measured as follows.
  • a liquid photosensitive adhesive was applied onto a silicon wafer so that the film thickness after B-stage was 35 ⁇ m, and the obtained coating film was laminated with a hand roller at room temperature using a hand-roller. Exposure is performed at 1000 mJ / cm 2 with a precision parallel exposure machine. Thereafter, the B-staged adhesive was heated to 140 ° C. at a rate of temperature increase of 50 ° C./min under a nitrogen flow (400 ml / min) using a differential thermothermal gravimetric simultaneous measurement device, and then at 140 ° C. for 1 hour. This is the value of the weight reduction rate when the program is held, further heated to 180 ° C. at a heating rate of 50 ° C./min, and held at 180 ° C. for 3 hours.
  • an adhesive layer made of the adhesive is formed on an adherend, and the shear adhesive strength at 260 ° C. at the stage where the semiconductor element is bonded suppresses peeling due to thermal history.
  • it is preferably 0.2 MPa or more, more preferably 0.5 MPa or more, and most preferably 1.0 MPa or more from the viewpoint of moisture absorption reflow resistance.
  • the shear adhesive strength is preferably 50 MPa or less. In order to set the shear bond strength at 260 ° C. to 50 MPa or more, it is necessary to blend a large amount of thermosetting components and inorganic particles, and the film thickness uniformity after coating and the storage stability of the adhesive composition are impaired, In addition, the stress after thermosetting tends to increase.
  • the shear adhesive strength here refers to applying a liquid photosensitive adhesive to a thickness of 35 ⁇ m on a silicon wafer by spin coating (for example, 2000 rpm / 10 s, 4000 rpm / 20 s).
  • the obtained coating film is laminated with a release-treated PET film and exposed at 1000 mJ / cm 2 using a high-precision parallel exposure machine (“EXM-1172-B- ⁇ ” (trade name) manufactured by Oak Seisakusho). . Thereafter, a silicon wafer is cut into a 3 ⁇ 3 mm square.
  • the cut silicon chip with adhesive is placed on a silicon chip that has been cut into 5 ⁇ 5 mm squares, and pressed with pressure of 200 gf for 2 seconds at 120 ° C.
  • the shear adhesive strength at 260 ° C. was measured using a shear adhesive strength tester “Dage-4000” (product name), and this was used as the value of the shear adhesive strength.
  • the liquid photosensitive adhesive preferably has a visible light transmittance of 10% or more when the adhesive layer is B-staged by light irradiation. If the visible light transmittance is less than 10%, recognition marks cannot be identified with a flip chip bonder or a wafer crimping machine, and there is a tendency that the alignment operation cannot be performed. Moreover, since the wavelength relative intensity of the halogen light source and light guide used in the flip chip bonder or wafer crimping machine is the strongest at 550 nm to 600 nm, the liquid photosensitive adhesive has a visible light transmittance of 10 to 100% at 555 nm. It is preferably 18 to 100%, more preferably 25 to 100%.
  • the liquid photosensitive adhesive of Example 1 was prepared by the following procedure. First, radiation-polymerizable compounds “M-140” and “AMP-20GY”, epoxy resin “1032H60”, photoinitiators “I-379EG” and “EAB”, and flux component adipine The acid was added and stirred and dispersed using an oil bath at 60 ° C. After returning the obtained mixture to 25 ° C., 1B2PZ as a curing agent and Parkmill D as a thermal radical generator were added and stirred.
  • the liquid photosensitive adhesives of Examples 2 and 3 were prepared by the following procedure. First, a filler component was added to “M-140” and “AMP-20GY” which are radiation polymerizable compounds, and the mixture was stirred and dispersed. To the resulting dispersion, add “1032H60” as an epoxy resin, “I-379EG” and “EAB” as photoinitiators, and adipic acid as a flux component, and stir using an oil bath at 60 ° C. , Dispersed. After returning the obtained mixture to 25 ° C., “1B2PZ” which is a curing accelerator and park mill D which is a thermal radical generator were added and stirred.
  • M-140 manufactured by Toagosei Co., Ltd., 2- (1,2-cyclohexacarboxyimide) ethyl acrylate (imide functional monofunctional acrylate, 5% weight loss temperature: 200 ° C., viscosity at 25 ° C .: 450 mPa ⁇ s) .
  • AMP-20GY manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd., phenoxydiethylene glycol acrylate (monofunctional acrylate, 5% weight loss temperature: 175 ° C., viscosity at 25 ° C .: 16 mPa ⁇ s).
  • I-379EG Ciba Japan, 2-dimethylamino-2- (4-methyl-benzyl) -1- (4-morpholin-4-yl-phenyl) -butan-1-one (5% weight loss temperature: 260 ° C., i-ray absorption coefficient: 8000 ml / gcm).
  • EAB 4,4′-bisdiethylaminobenzophenone manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd. 1032H60: manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd., tris (hydroxyphenyl) methane type solid epoxy resin (5% weight loss temperature: 350 ° C., solid, melting point 60 ° C.).
  • 1B2PZ 1-benzyl-2-phenylimidazole manufactured by Shikoku Kasei Co., Ltd. Park mill D: Dicumyl peroxide (manufactured by NOF Corporation, 1 minute half-life temperature: 175 ° C.)
  • SE1050-SPP Phenylsilane surface-treated silica (average particle size: 0.2 to 0.3 ⁇ m) manufactured by Admatechs.
  • X52-7030 Silicone composite powder (average particle size: 0.8 ⁇ m) manufactured by Shin-Etsu Silicone.
  • Adipic acid Wako Pure Chemical Industries, Ltd.
  • the viscosity of the component (A) is a value measured at 25 ° C. under the conditions of a sample volume of 0.4 mL and a 3 ° cone using an EHD type rotational viscometer manufactured by Tokyo Keiki Seisakusho.
  • Tg of the polymer obtained by irradiating the component (A) used in Examples 1 to 3 was measured by the following procedure.
  • ⁇ Tg of polymer of component (A)> A composition in which I-379EG (manufactured by Ciba Japan Co., Ltd.) is dissolved in the component (A) blended in the liquid photosensitive adhesives of Examples 1 to 3 at a ratio of 3% by mass with respect to the component (A).
  • a PET polyethylene terephthalate
  • this coating film was coated with a high-precision parallel exposure machine (manufactured by Oak Manufacturing Co., Ltd., product name: EXM-1172-B-) at 25 ° C. in the air. ⁇ ) for exposure at 1000 mJ / cm 2 .
  • the tan ⁇ peak temperature at ⁇ 50 ° C. to 200 ° C. was measured to determine the Tg of the polymer of component (A).
  • the measurement plate was a parallel plate having a diameter of 8 mm, and the measurement conditions were a temperature increase rate of 5 ° C./min, a measurement temperature of ⁇ 50 ° C. to 200 ° C., and a frequency of 1 Hz.
  • silica particles “SE2050” manufactured by Admatechs Co., Ltd., product name, average particle size 0.5 ⁇ m
  • silica particles “SE2050” manufactured by Admatechs Co., Ltd., product name, average particle size 0.5 ⁇ m
  • organic fine particles “EXL-2655” product name, core shell type organic fine particles, manufactured by Rohm and Haas Japan Co., Ltd.
  • the obtained dispersion was applied on a separator film (PET film, thickness 38 ⁇ m) as a supporting substrate using a roll coater, and then dried in an oven at 70 ° C. for 10 minutes.
  • a separator film PET film, thickness 38 ⁇ m
  • an adhesive for connecting a circuit member was obtained, in which an adhesive layer having a thickness of 35 ⁇ m was formed on the support substrate.
  • a varnish of the composition was obtained. After the obtained varnish was weighed, silica particles “SE2050” (manufactured by Admatechs Co., Ltd., product name, average particle size 0.5 ⁇ m) as a filler were added to 75 parts by mass with respect to 85 parts by mass of the varnish. In addition, organic fine particles “EXL-2655” (manufactured by Rohm and Haas Japan Co., Ltd., product name, core-shell type organic fine particles) were added at a ratio of 15 parts by mass with respect to 85 parts by mass of the varnish. As a flux component, 5 parts by mass of “adipic acid” (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added, stirred and dispersed. Thus, a resin paste was obtained.
  • silica particles “SE2050” manufactured by Admatechs Co., Ltd., product name, average particle size 0.5 ⁇ m
  • organic fine particles “EXL-2655” manufactured by Rohm and Haas Japan Co., Ltd., product
  • the viscosity, tack after light irradiation, and after light irradiation were as follows.
  • the 5% weight loss temperature, bump voids at the time of forming the adhesive layer, warpage after grinding, visible light transmittance, and connectivity were evaluated. The results are shown in Tables 1 and 2.
  • the silicon wafer used for the evaluation is a wafer with protruding electrodes having a configuration in which copper bumps are formed on the wafer and solder balls are further placed thereon.
  • an 8-inch size (thickness: 725 ⁇ m), with a bump having a structure having a lead-free solder layer (Sn-3.5Ag: melting point 221 ° C.) at the tip of the copper pillar, manufactured by Hitachi VLSI Systems, JTEG PHASE11_80 (size 7.3 mm ⁇ 7.3 mm, bump pitch 80 ⁇ m, copper bump 20 ⁇ m, lead-free solder 20 ⁇ m, bump number 328, thickness 0.55 mm, product name) was used.
  • the adhesive was spin-coated on the circuit surface of the silicon wafer so as to have a film thickness of 35 ⁇ m, and a high-precision parallel exposure machine (Oak Manufacturing Co., Ltd.) at 25 ° C. in the air.
  • the product was exposed at 1000 mJ / cm 2 using a product name: EXM-1172-B- ⁇ .
  • an adhesive for connecting circuit members was attached on the circuit surface of the silicon wafer using a laminator at 80 ° C., a linear pressure of 1.0 kgf / cm, and a feed rate of 0.5 mm / min.
  • Comparative Example 2 the adhesive for connecting circuit members was placed on the circuit surface of the silicon wafer using a vacuum laminator (product name: V130 manufactured by Nichigo Morton Co., Ltd.), stage temperature 40 ° C., diaphragm temperature 80 The paste was applied under the conditions of C, degassing time 20 seconds, pressurization time 20 seconds, and pressurization 0.5 MPa. In Comparative Example 3, the resin paste was spin-coated on the circuit surface of the silicon wafer so that the film thickness after heating and drying was 35 ⁇ m, and dried on a hot plate at 70 ° C. for 10 minutes.
  • the voids around the protruding electrode on which the adhesive layer was formed were confirmed visually and with a microscope and evaluated according to the following criteria.
  • the following back grind tape A is pasted on a 6-inch wafer (thickness: 625 ⁇ m) on which an adhesive layer has been formed in the same manner as described above, and thickened with a back grinder (manufactured by Disco Corporation, product name: DBG8540). Grinded to a thickness of 50 ⁇ m.
  • the ground wafer was placed on a flat table, the height at which the wafer was most warped was measured, and evaluated according to the following criteria.
  • B The warpage of the wafer was 10 mm or more.
  • a pressure-sensitive adhesive solution containing 10 parts by mass of a polyfunctional isocyanate cross-linking agent (manufactured by Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd., product name: Coronate HL) was prepared with respect to 100 parts by mass of this acrylic copolymer, and a polyolefin film (thickness) 150 ⁇ m) and dried so that the thickness of the pressure-sensitive adhesive when dried was 10 ⁇ m. Further, a biaxially stretched polyester film separator (thickness 25 ⁇ m) coated with a silicone release agent was laminated on the pressure-sensitive adhesive surface. The pressure-sensitive adhesive film was allowed to stand at room temperature for 1 week and sufficiently aged. This was used as a back grind tape A in the test.
  • a polyfunctional isocyanate cross-linking agent manufactured by Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd., product name: Coronate HL
  • Each of the liquid photosensitive adhesives of Examples 1 to 3 was applied on a PET (polyethylene terephthalate) film so as to have a film thickness of 35 ⁇ m, and this coating film was 1000 mJ with a high-precision parallel exposure machine at 25 ° C. in air.
  • a film for measurement was obtained by exposure at / cm 2 .
  • the obtained film for measurement was peeled from PET, and the transmittance at 555 nm was measured using a spectrophotometer (manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation, product name: U-3310).
  • a having a transmittance of 10% or more was designated as A, and B being less than 10%.
  • the visible light transmittance was evaluated in the same manner as described above after peeling off the supporting base material.
  • the resin paste of the comparative example 3 the resin paste was apply
  • the obtained film for measurement was peeled from PET, and the visible light transmittance was evaluated in the same manner as described above.
  • a support member for mounting a semiconductor element was prepared by applying SR-AUS308 to the pattern surface of a glass epoxy substrate having a copper wiring pattern having a rust preventive film formed thereon by preflux treatment.
  • FCB3 head temperature was set (stage temperature: 40 ° C.), and the semiconductor element mounting support member and the semiconductor chip with an adhesive layer were pressure-bonded at a load of 25 N for 10 seconds.
  • the head temperature of the flip chip bonder was set so that the temperature of the connecting portion was 250 ° C. higher than the melting point of the lead-free solder, and a pressure was applied at 25 N for 10 seconds to prepare a sample.
  • the temperature of the connection portion was measured by separately manufacturing a K-type thermocouple sandwiched between the semiconductor chip and the substrate.
  • the adhesive for connecting circuit members was cut out to 9 mm ⁇ 9 mm and pasted on the region where the semiconductor chip of the semiconductor element mounting support member is mounted under the condition of 80 ° C./0.5 MPa / 5 seconds. After that, the support film was peeled off.
  • the substrate on which the circuit member connecting adhesive was adhered and the semiconductor chip were pressure-bonded with a flip chip bonder at a load of 25 N and a temperature of 100 ° C. for 5 seconds to temporarily fix the semiconductor chip on the substrate.
  • the same operation as in the first step and the second step was performed to prepare a sample.
  • Liquid photosensitive adhesive B-1 In the composition ratio (unit: part by mass) shown in Table 4, an epoxy resin and a photoinitiator were added to the radiation polymerizable compound, and the mixture was stirred and dispersed using a 60 ° C. oil bath. After returning the obtained mixture to 25 ° C., a curing accelerator and a thermal radical generator were added and stirred to obtain a liquid photosensitive adhesive.
  • Liquid photosensitive adhesive B-2 In the composition ratio (unit: parts by mass) shown in Table 4, the filler component was added to the radiation polymerizable compound, and the mixture was stirred and dispersed. An epoxy resin, a photoinitiator, and a flux component were added to the obtained dispersion, and the mixture was stirred and dispersed using an oil bath at 60 ° C. After returning the obtained mixture to 25 ° C., a curing accelerator and a thermal radical generator were added and stirred to obtain a liquid photosensitive adhesive.
  • Liquid photosensitive adhesive B-3 In the composition ratio (unit: part by mass) shown in Table 4, an epoxy resin, a photoinitiator, and a flux component were added to the radiation polymerizable compound, and the mixture was stirred and dispersed using a 60 ° C. oil bath. After returning the obtained mixture to 25 ° C., a curing accelerator and a thermal radical generator were added and stirred to obtain a liquid photosensitive adhesive.
  • a mixture of 30 parts by mass of “HX-3941HP” and 5 parts by mass of “adipic acid” as a flux component was dissolved in a mixed solvent of toluene and ethyl acetate to obtain a varnish of an adhesive composition.
  • the obtained varnish was applied onto a separator film “A-31” (manufactured by Teijin DuPont Films, Ltd .: release PET film, thickness 38 ⁇ m) as a supporting substrate using a roll coater, and then heated at 110 ° C. Dry in oven for 10 minutes. In this way, a film was obtained in which a film adhesive having a thickness of 3 ⁇ m was formed on the support substrate.
  • a separator film “A-31” manufactured by Teijin DuPont Films, Ltd .: release PET film, thickness 38 ⁇ m
  • silica particles “SE2050” as a filler were added at a ratio of 75 parts by mass with respect to 85 parts by mass of varnish, and organic fine particles “EXL-2655” were further added to 85 parts by mass of varnish.
  • the mixture was added at a ratio of 15 parts by mass, and stirred and dispersed.
  • the obtained dispersion was applied onto a separator film “A-31” (manufactured by Teijin DuPont Films Ltd .: release PET film, thickness 38 ⁇ m) as a supporting substrate using a roll coater, and then 110 ° C. In the oven for 10 minutes. In this way, a film was obtained in which a film adhesive having a thickness of 35 ⁇ m was formed on the support substrate.
  • Adhesive varnish B-13 20 parts by mass of phenoxy resin “FX293” as a thermoplastic resin, 20 parts by mass of “1032H60”, 10 parts by mass of “YL-983U” and 5 parts by mass of “EXA-4850-1000” as epoxy resin, and microcapsule type curing acceleration
  • a mixture obtained by mixing 30 parts by mass of “HX-3941HP” as an agent was dissolved in a mixed solvent of toluene and ethyl acetate to obtain a varnish of an adhesive composition.
  • silica particles “SE2050” as a filler were added at a ratio of 75 parts by mass with respect to 85 parts by mass of varnish, and organic fine particles “EXL-2655” were further added to 85 parts by mass of varnish.
  • the mixture was added at a ratio of 15 parts by mass, and stirred and dispersed.
  • the obtained dispersion was adjusted so as to have a viscosity of 3000 mPa ⁇ s using a mixed solvent in which toluene and ethyl acetate were mixed in a 1: 1 ratio to obtain an adhesive varnish.
  • M-140 manufactured by Toagosei Co., Ltd., 2- (1,2-cyclohexacarboximide) ethyl acrylate (imide functional monofunctional acrylate, 5% weight loss temperature: 200 ° C., viscosity at 25 ° C .: 450 mPa ⁇ S).
  • AMP-20GY Phenoxydiethylene glycol acrylate (monofunctional acrylate, 5% weight loss temperature: 175 ° C., viscosity at 25 ° C .: 16 mPa ⁇ s) manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.
  • I-379EG manufactured by Ciba Japan Co., Ltd., 2-dimethylamino-2- (4-methyl-benzyl) -1- (4-morpholin-4-yl-phenyl) -butan-1-one (5% by weight) (Decrease temperature: 260 ° C., i-ray absorption coefficient: 8000 ml / gcm).
  • EAB 4,4'-bisdiethylaminobenzophenone manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.
  • Adipic acid Wako Pure Chemical Industries, Ltd.
  • 1032H60 manufactured by Japan Epoxy Resins Co., Ltd., tris (hydroxyphenyl) methane type solid epoxy resin (epoxy equivalent: 170, 5% weight reduction temperature: 350 ° C., solid, melting point 60 ° C.).
  • 1B2PZ 1-benzyl-2-phenylimidazole manufactured by Shikoku Kasei Co., Ltd. Park Mill D: Dicumyl peroxide (1 minute half-life temperature: 175 ° C.) manufactured by NOF Corporation.
  • SE1050-SPP phenylsilane surface-treated silica (average particle size: 0.2 to 0.3 ⁇ m) manufactured by Admatechs Co., Ltd.
  • FX-293 manufactured by Toto Kasei Co., Ltd., fluorene skeleton-containing phenoxy resin (epoxy equivalent: 15000, Mw: 44000, resin Tg: 163 ° C.).
  • YL-983U Bis-F type liquid epoxy resin (epoxy equivalent: 184) manufactured by Japan Epoxy Resins Co., Ltd.
  • EXA-4850-1000 a flexible toughness epoxy resin (epoxy equivalent: 350) manufactured by DIC Corporation.
  • HX-3941HP Microcapsule type curing accelerator manufactured by Asahi Kasei Chemicals Corporation.
  • SE-2050 Silica particles (average particle size 0.5 ⁇ m) manufactured by Admatechs Co., Ltd.
  • EXL-2655 Core shell type organic fine particles manufactured by Rohm and Haas Japan Co., Ltd.
  • the viscosity of the component (A) is a value measured at 25 ° C. under the conditions of a sample volume of 0.4 mL and a 3 ° cone using an EHD type rotational viscometer manufactured by Tokyo Keiki Seisakusho.
  • the Tg of the polymer obtained by light irradiation of the component (A) used in the liquid photosensitive adhesives B-1 and B-2 was measured by the following procedure.
  • ⁇ Tg of polymer of component (A)> A composition in which I-379EG (manufactured by Ciba Japan Co., Ltd.) is dissolved in the component (A) blended in the liquid photosensitive adhesives B-1 and B-2 at a ratio of 3% by mass with respect to the component (A).
  • the product was applied on a PET (polyethylene terephthalate) film so as to have a film thickness of 35 ⁇ m, and this coating film was coated with a high-precision parallel exposure machine (manufactured by Oak Manufacturing Co., Ltd., product name: EXM-1172-B) at 25 ° C. in the air. - ⁇ ) for exposure at 1000 mJ / cm 2 .
  • the tan ⁇ peak temperature at ⁇ 50 ° C. to 200 ° C. was measured to determine the Tg of the polymer of component (A).
  • the measurement plate was a parallel plate having a diameter of 8 mm, and the measurement conditions were a temperature increase rate of 5 ° C./min, a measurement temperature of ⁇ 50 ° C. to 200 ° C., and a frequency of 1 Hz.
  • a wafer with bump electrodes having a configuration in which copper bumps were formed on the wafer and solder balls were further placed thereon was prepared.
  • an 8-inch size (thickness: 725 ⁇ m) with a bump having a structure having a lead-free solder layer (Sn-3.5Ag: melting point 221 ° C.) at the tip of the copper pillar, manufactured by Hitachi VLSI Systems, JTEG PHASE11_80 (size 7.3 mm ⁇ 7.3 mm, bump pitch 80 ⁇ m, copper bump 20 ⁇ m, lead-free solder 20 ⁇ m, bump number 328, thickness 0.55 mm, product name) was used.
  • Example 4 The liquid photosensitive adhesive B-1 was spin-coated on the circuit surface of the silicon wafer so as to have a film thickness of 33 ⁇ m, and a high-precision parallel exposure machine (“EXM-” manufactured by Oak Manufacturing Co., Ltd.) at 25 ° C. in the air. 1172-B- ⁇ "(product name)), exposure was performed at 1000 mJ / cm 2 . Next, a liquid photosensitive adhesive A-1 is spin-coated on this layer so as to have a film thickness of 2 ⁇ m, and a high-precision parallel exposure machine (“EXM-1172, manufactured by Oak Manufacturing Co., Ltd.) at 25 ° C. in the air. B- ⁇ "(product name)) was exposed at 1000 mJ / cm 2 .
  • Example 5 The liquid photosensitive adhesive B-2 was spin-coated on the circuit surface of the silicon wafer so as to have a film thickness of 33 ⁇ m, and a high-precision parallel exposure machine (“EXM-” manufactured by Oak Manufacturing Co., Ltd.) at 25 ° C. in the air. 1172-B- ⁇ "(product name)), exposure was performed at 1000 mJ / cm 2 .
  • a liquid photosensitive adhesive A-1 is spin-coated on this layer so as to have a film thickness of 2 ⁇ m, and a high-precision parallel exposure machine (“EXM-1172, manufactured by Oak Manufacturing Co., Ltd.) at 25 ° C. in the air. B- ⁇ "(product name)) was exposed at 1000 mJ / cm 2 .
  • the bump void at the time of forming the adhesive layer, the warp after grinding, the visible light transmittance, the bump heading property, the substrate connectivity, and the wafer connectivity were evaluated.
  • the results are shown in Table 7.
  • the following back grind tape A is pasted on a 6-inch wafer (thickness: 625 ⁇ m) on which an adhesive layer has been formed in the same manner as described above, and thickened with a back grinder (manufactured by Disco Corporation, product name: DBG8540). Grinded to a thickness of 50 ⁇ m.
  • the ground wafer was placed on a flat table, the height at which the wafer was most warped was measured, and evaluated according to the following criteria.
  • B The warpage of the wafer was 10 mm or more.
  • a pressure-sensitive adhesive solution containing 10 parts by mass of a polyfunctional isocyanate cross-linking agent (manufactured by Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd., product name: Coronate HL) was prepared with respect to 100 parts by mass of this acrylic copolymer, and a polyolefin film (thickness) 150 ⁇ m) and dried so that the thickness of the pressure-sensitive adhesive when dried was 10 ⁇ m. Further, a biaxially stretched polyester film separator (thickness 25 ⁇ m) coated with a silicone release agent was laminated on the pressure-sensitive adhesive surface. The pressure-sensitive adhesive film was allowed to stand at room temperature for 1 week and sufficiently aged. This was used as a back grind tape A in the test.
  • a polyfunctional isocyanate cross-linking agent manufactured by Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd., product name: Coronate HL
  • a support member for mounting a semiconductor element was prepared by applying SR-AUS308 to the pattern surface of a glass epoxy substrate having a copper wiring pattern having a rust preventive film formed thereon by preflux treatment.
  • Examples 4 to 5 and Comparative Examples 6 and 7 a semiconductor wafer with an adhesive layer was prepared in the same manner as in the evaluation of “Void when forming an adhesive layer”, and this was 7.3 mm ⁇ 7.3 mm according to a dicing line. Dicing was performed to obtain a semiconductor chip with an adhesive layer.
  • flip chip bonder manufactured by Panasonic Factory Solutions Co., Ltd., product name
  • the temperature of the connecting portion is 180 ° C. which is higher than the melting point of the solid flux agent and lower than the melting point of lead-free solder.
  • FCB3 head temperature was set (stage temperature: 40 ° C.), and the semiconductor element mounting support member and the semiconductor chip with an adhesive layer were pressure-bonded at a load of 25 N for 10 seconds.
  • the head temperature of the flip chip bonder was set so that the temperature of the connecting portion was 250 ° C. higher than the melting point of the lead-free solder, and a pressure was applied at 25 N for 10 seconds to prepare a sample.
  • the temperature of the connection portion was measured by separately manufacturing a K-type thermocouple sandwiched between the semiconductor chip and the substrate.
  • the film adhesive was cut out to 9 mm ⁇ 9 mm and pasted on the semiconductor element mounting support member on the region where the semiconductor chip was mounted under the condition of 80 ° C./0.5 MPa / 5 seconds.
  • the support film was peeled off.
  • the substrate on which the film adhesive was adhered and the semiconductor chip were pressed with a flip chip bonder at a load of 25 N and a temperature of 100 ° C. for 5 seconds to temporarily fix the semiconductor chip on the substrate.
  • the same operation as in the first step and the second step was performed to prepare a sample.
  • connection cross section was observed with the microscope, and the connectivity was evaluated by the following criteria.
  • the temperature of the connecting portion is 250 ° C., which is higher than the melting point of lead-free solder, using the semiconductor wafer with the adhesive layer obtained in the same manner as described above and another semiconductor wafer.
  • the wafer was bonded by setting. After wafer bonding, the wafer connectivity was confirmed according to the following criteria by observing cross-sectional observations of 10 individual samples through a dicing process. A: Connection is confirmed, and filler bite is not observed in the connection cross section. B: A location with poor connection was present, and filler biting was observed in the connection cross section.
  • a liquid photosensitive adhesive is spin coated (2000 rpm / 10 s, 4000 rpm / 20 s) on the silicon wafer so that an adhesive layer similar to the silicon wafer with the adhesive layer obtained above is formed, and the total thickness is 35 ⁇ m. Apply to become.
  • the obtained coating film is laminated with a release-treated PET film and exposed at 1000 mJ / cm 2 using a high-precision parallel exposure machine (“EXM-1172-B- ⁇ ” (trade name) manufactured by Oak Seisakusho). . Thereafter, a silicon wafer is cut into a 5 ⁇ 5 mm square.
  • the cut silicon chip with adhesive was flip-chip bonded to an organic substrate (PSR-4000, SR-AUS308, 0.2 mmt) at 250 ° C., 0.5 MPa, 10 seconds, and post-cured at 175 ° C. for 2 hours.
  • An evaluation sample was obtained.
  • the evaluation sample was held on a hot plate at 265 ° C. for 30 seconds using a shear bond strength tester “Dage-4000” (product name), and then the shear bond strength between the chip and the organic substrate was measured.
  • a shear bond strength tester “Dage-4000” product name
  • Comparative Examples 4 and 5 it replaced with said coating film and laminated
  • a semiconductor wafer with an adhesive layer can be obtained by exposure without requiring heating during the formation of the adhesive layer. Therefore, the B-stage can be realized in a short time, and the tact time at the time of manufacturing the semiconductor device can be greatly reduced. In addition, since the warpage of the semiconductor wafer after the B-stage can be suppressed, the semiconductor wafer can be thinned, and a highly functional semiconductor device can be obtained. Further, according to the present invention, it is possible to form a thin adhesive layer in a short time without using a solvent and without heating, so that heat energy and volatile organic compound (VOC) can be formed. It can be a material having a smaller environmental load than conventional ones.
  • VOC volatile organic compound
  • Adhesive tape 5 ... Liquid photosensitive adhesive, 6, 6a, 6b, 8, 8a ... Adhesive layer, 9 ... Exposure apparatus 10, 16, 51, 52, 54, 56 ... Semiconductor wafer, 10a, 16a , 52a, 56a ... semiconductor chip, 12 ... metal bump, 14 ... solder ball, 15 ... support member, 18 ... sealing resin layer (rewiring layer), 20 ... box, 21 ... suction jig, 30 ... adhesive tape ( Back grinding tape), 34 ... Grinding device, 36 ... Adhesive tape (dicing tape), 40, 44 ... Semiconductor element with adhesive layer, 54 ... Semiconductor wafer, 60, 62 ... Semiconductor wafer laminate, 70 ... Semiconductor with semiconductor element Wafer, 80, 100, 110, 120, 130, 140 ... semiconductor device, S1 ... semiconductor wafer circuit surface.

Abstract

 本発明の半導体装置の製造方法は、金属バンプが形成された回路面を有する半導体ウェハの回路面上に、液状感光性接着剤を塗布して感光性接着剤層を形成する工程と、感光性接着剤層を光照射によりBステージ化して接着剤層付き半導体ウェハを得る工程と、接着剤層付き半導体ウェハの半導体ウェハを接着剤層とともに切断して複数の半導体素子に切り分けて接着剤層付き半導体素子を得る工程と、接着剤層付き半導体素子と他の半導体素子又は半導体素子搭載用支持部材とを接着剤層付き半導体素子の接着剤層を挟んで圧着する工程と、を備える。

Description

半導体装置の製造方法、半導体素子付き半導体ウェハの製造方法、接着剤層付き半導体ウェハの製造方法及び半導体ウェハ積層体の製造方法
 本発明は、半導体装置の製造方法、半導体素子付き半導体ウェハの製造方法、接着剤層付き半導体ウェハの製造方法及び半導体ウェハ積層体の製造方法に関するものである。
 近年の半導体デバイスの高機能化、小型化に伴い、半導体素子をフェイスダウン構造で配線回路基板に搭載するフリップチップ実装が行われている。フリップチップ実装においては、通常、半導体素子を保護するために半導体素子と配線回路基板の間隙に樹脂封止がなされる。樹脂封止の方式としては、チップと基板とを接続した後に低粘度の液状樹脂を注入する後入れ方式や、基板上にアンダーフィル材を設けた後にチップを搭載する先供給方式がある。更に先供給方式については、液状樹脂を塗布する方法とフィルム状樹脂を貼付ける方法がある。
 後入れ方式は、チップ及び基板が狭ギャップ化、狭ピッチ化してくると、ボイドを発生させることなく液状樹脂を充填することが難しく、また大量生産に向かない。
 先供給方式で液状樹脂を塗布する場合、ディスペンサーによる精密な塗布量コントロールが困難である。特に、近年の薄型化されたチップを実装する場合、塗布量が多すぎると、ボンディング時に滲み出した樹脂がチップの側面を這い上がり、ボンディングツールを汚染してしまう。そのため、本方式では、ツールの洗浄が必要となり、量産時の工程が煩雑化する。
 他方、フィルム状樹脂を用いる場合、フィルムの厚みを調整することによって最適な樹脂量を与えることが容易にできる反面、仮圧着工程と呼ばれるフィルム状樹脂を基板に貼付ける工程を必要とする。通常、仮圧着工程は、対象となるチップ幅よりも大きめの幅にスリットされたリール状の接着剤テープを用意し、チップサイズに応じて基材上の接着剤テープをカットして接着剤が反応しない程度の温度で基板上に熱圧着する。ところが、チップ搭載位置にフィルムを精度よく供給することは難しく、また微小チップなどに対応した細幅のリール加工は困難であることから、一般的に、歩留りの確保には、仮圧着で貼付けるフィルムをチップサイズより大きくすることで対応している。そのため、本方式では、隣接部品との距離に余裕を設ける必要があり、高密度化実装に対応しにくい。
 最近、高密度化実装技術の一つとして、接着剤層付き半導体ウェハを作製し、このウェハから得られる接着剤層付き半導体素子を用いる方法が検討されている。例えば、下記特許文献1には、フィルム状の接着剤が貼付されたウェハを準備し、このウェハの裏面を研削した後、ウェハを接着剤と共に切断してチップ化することにより、チップにチップサイズと同サイズの接着剤が付着したフィルム状接着剤付チップを作製し、これを回路基板に実装して半導体装置を製造する方法が提案されている。また、下記特許文献2には、溶剤を含有する樹脂ペーストをスピンコートにより半導体ウェハ上に塗布し、塗布された樹脂ペーストを加熱乾燥によりBステージ化する方法が検討されている。
特開2006-049482号公報 特開2009-38349号公報
 上記特許文献1の方法では、金属バンプが形成された回路面を有する半導体ウェハの回路面上に接着剤層を設ける場合、バンプ周辺部に隙間(ボイド)が残存しないようにフィルム状の接着剤を貼り付けることが困難であった。
 一方、上記特許文献2の方法では、溶剤を含有する樹脂ペーストを用いており、Bステージ化するために長時間を要したり、溶剤により半導体ウェハを汚染されたりするという問題がある。また、溶剤を揮発させるための加熱に起因して、研削後のウェハ反りが生じたりするといった問題があった。低温で乾燥すると加熱による不具合はある程度抑制され得るが、その場合は残存溶剤が多くなるために、圧着や加熱硬化時にボイドやはく離が発生して、信頼性が低下する傾向があった。また、乾燥温度の低下を目的に低沸点溶剤を用いると、使用中に粘度が大きく変化したり、乾燥時に接着剤層表面の溶剤の揮発が進行することによって内部に溶剤が残存するために信頼性が低下したりする傾向があった。
 本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、バンプ部分のボイドが十分に低減されており、なおかつ研削後の反りを十分小さくすることができる接着剤層付き半導体ウェハを得ることができる接着剤層付き半導体ウェハの製造方法、並びに、そのような接着剤層付き半導体ウェハを用いる、半導体装置の製造方法、半導体素子付き半導体ウェハの製造方法及び半導体ウェハ積層体の製造方法を提供することを目的とする。
 上記課題を解決するために本発明は、金属バンプが形成された回路面を有する半導体ウェハの回路面上に、液状感光性接着剤を塗布して感光性接着剤層を形成する工程と、感光性接着剤層を光照射によりBステージ化して接着剤層付き半導体ウェハを得る工程と、接着剤層付き半導体ウェハの半導体ウェハを接着剤層とともに切断して複数の半導体素子に切り分けて接着剤層付き半導体素子を得る工程と、接着剤層付き半導体素子と他の半導体素子又は半導体素子搭載用支持部材とを接着剤層付き半導体素子の接着剤層を挟んで圧着する工程と、を備える第1の半導体装置の製造方法を提供する。
 本明細書において液状とは、25℃、1atmで流動性を有することを意味する。
 本発明の第1の半導体装置の製造方法によれば、液状感光性接着剤を用い、光照射によりBステージ化して接着剤層を設けることにより、バンプ部分のボイドを十分に低減できるとともに、加熱に起因する不具合が発生しにくい接着剤層付き半導体ウェハを得ることができる。これにより、半導体ウェハの研削後の反りを十分小さくすることができ、接続性に優れた接着剤層付き半導体素子を容易に得ることができ、信頼性に優れた半導体装置を製造することができる。
 本発明の第1の半導体装置の製造方法においては、上記液状感光性接着剤が、(A)放射線重合性化合物、(B)光開始剤、及び(C)熱硬化性樹脂、を含み、(A)成分が、25℃で液状であり且つ分子内に1つの炭素-炭素二重結合を有する化合物を含むことが好ましい。
 上記液状感光性接着剤を用いることにより、溶剤を使用することなく基材上に塗布することができ、この塗膜に光照射することで薄膜の接着剤層を形成することができる。そして、溶剤乾燥のための加熱を必要としないため、熱流動や揮発成分によるピンホール発生を十分抑制することができる。更に、溶剤を含有する従来の樹脂ペーストを用いたときの上記の問題を十分解消することができる。
 本発明の第1の半導体装置の製造方法において、液状感光性接着剤は、溶剤含有量が5質量%以下である又は溶剤を含んでいないことが好ましい。これにより、ボイドの発生を一層抑制しながら、接着剤層表面のタック力を十分に低減させることができる。
 また、液状感光性接着剤の塗布性の向上や接着剤層の薄膜化、面内均一性の観点から、液状感光性接着剤の25℃での粘度が10~30000mPa・sであることが好ましい。
 本明細書において液状感光性接着剤の25℃での粘度とは、東京計器製造所製のEHD型回転粘度計を用い、サンプル量0.4mL、3°コーンの条件下、25℃で測定した粘度の値である。
 更に、光照射によりBステージ化した感光性接着剤層の25℃でのタック強度が200gf以下であることが好ましい。これによりBステージ化後の取り扱い性が一層向上する。
 また、膜厚均一性に優れた接着剤層を形成する観点から、スピンコート法により液状感光性接着剤を塗布することが好ましい。
 本発明はまた、本発明の第1の半導体装置の製造方法により得られる半導体装置を提供する。
 本発明はまた、金属バンプが形成された回路面を有する半導体ウェハの回路面上に、液状感光性接着剤を塗布して感光性接着剤層を形成する工程と、感光性接着剤層を光照射によりBステージ化して接着剤層付き半導体ウェハを得る工程と、接着剤層付き半導体ウェハの半導体ウェハを接着剤層とともに切断して複数の半導体素子に切り分けて接着剤層付き半導体素子を得る工程と、第2の半導体ウェハと接着剤層付き半導体素子とを接着剤層付き半導体素子の接着剤層を挟んで圧着する工程と、を備える第1の半導体素子付き半導体ウェハの製造方法を提供する。
 本発明の第1の半導体素子付き半導体ウェハの製造方法においては、上記液状感光性接着剤が、(A)放射線重合性化合物、(B)光開始剤、及び(C)熱硬化性樹脂、を含み、(A)成分が、25℃で液状であり且つ分子内に1つの炭素-炭素二重結合を有する化合物を含むことが好ましい。
 また、液状感光性接着剤は、溶剤含有量が5質量%以下である又は溶剤を含んでいないことが好ましい。
 また、液状感光性接着剤の塗布性の向上や接着剤層の薄膜化、面内均一性の観点から、液状感光性接着剤の25℃での粘度が10~30000mPa・sであることが好ましい。
 更に、光照射によりBステージ化した感光性接着剤層の25℃でのタック強度が200gf以下であることが好ましい。
 また、膜厚均一性に優れた接着剤層を形成する観点から、スピンコート法により液状感光性接着剤を塗布することが好ましい。
 本発明はまた、本発明の第1の半導体素子付き半導体ウェハの製造方法により得られる半導体素子付き半導体ウェハを提供する。
 本発明はまた、金属バンプが形成された回路面を有する半導体ウェハの回路面上に、液状感光性接着剤を塗布して感光性接着剤層を形成する工程と、感光性接着剤層を光照射によりBステージ化する工程と、を備える第1の接着剤層付き半導体ウェハの製造方法を提供する。
 本発明の第1の接着剤層付き半導体ウェハの製造方法によれば、バンプ部分のボイドが十分に低減されており、なおかつ研削後の反りを十分小さくすることができる接着剤層付き半導体ウェハを得ることができる。このような接着剤層付き半導体ウェハによれば、半導体ウェハの研削後の反りを十分小さくすることができ、接続性に優れた接着剤層付き半導体素子を容易に得ることができ、信頼性に優れた半導体装置を製造することができる。
 本発明の第1の接着剤層付き半導体ウェハの製造方法においては、上記液状感光性接着剤が、(A)放射線重合性化合物、(B)光開始剤、及び(C)熱硬化性樹脂、を含み、(A)成分が、25℃で液状であり且つ分子内に1つの炭素-炭素二重結合を有する化合物を含むことが好ましい。
 また、液状感光性接着剤は、溶剤含有量が5質量%以下である又は溶剤を含んでいないことが好ましい。
 また、液状感光性接着剤の塗布性の向上や接着剤層の薄膜化、面内均一性の観点から、液状感光性接着剤の25℃での粘度が10~30000mPa・sであることが好ましい。
 更に、光照射によりBステージ化した感光性接着剤層の25℃でのタック強度が200gf以下であることが好ましい。
 また、膜厚均一性に優れた接着剤層を形成する観点から、スピンコート法により液状感光性接着剤を塗布することが好ましい。
 本発明はまた、本発明の第1の接着剤層付き半導体ウェハの製造方法により得られる接着剤層付き半導体ウェハを提供する。
 本発明は、金属バンプが形成された回路面を有する第1の半導体ウェハの回路面上に、液状感光性接着剤を塗布して感光性接着剤層を形成する工程と、感光性接着剤層を光照射によりBステージ化して接着剤層付き半導体ウェハを得る工程と、接着剤層付き半導体ウェハと、第2の半導体ウェハとを、接着剤層付き半導体ウェハの接着剤層を挟んで圧着して半導体ウェハ積層体を得る工程と、半導体ウェハ積層体を切断して半導体素子が積層された半導体素子積層体に切り分ける工程と、を備える第2の半導体装置の製造方法を提供する。
 本発明の第2の半導体装置の製造方法によれば、液状感光性接着剤を用い、光照射によりBステージ化して接着剤層を設けることにより、バンプ部分のボイドを十分に低減できるとともに、加熱に起因する不具合が発生しにくい接着剤層付き半導体ウェハを得ることができ、この接着剤層付き半導体ウェハから半導体ウェハ積層体を得ることにより半導体ウェハの研削後の反りを十分小さくすることができる。これにより、複数の半導体素子を積層した構造を有する半導体装置の薄型化を実現することが可能となる。
 本発明の第2の半導体装置の製造方法においては、上記液状感光性接着剤が、(A)放射線重合性化合物、(B)光開始剤、及び(C)熱硬化性樹脂、を含み、(A)成分が、25℃で液状であり且つ分子内に1つの炭素-炭素二重結合を有する化合物を含むことが好ましい。
 上記液状感光性接着剤を用いることにより、溶剤を使用することなく基材上に塗布することができ、この塗膜に光照射することで薄膜の接着剤層を形成することができる。そして、溶剤乾燥のための加熱を必要としないため、熱流動や揮発成分によるピンホール発生を十分抑制することができる。更に、溶剤を含有する従来の樹脂ペーストを用いたときの上記の問題を十分解消することができる。また、上記の液状感光性接着剤は、Bステージ化されたものが熱時流動性に優れることから、被着体に対して良好な熱圧着を行うことができる。これにより、半導体素子同士を接着する接着剤の層を更に薄く形成することができる。
 本発明の第2の半導体装置の製造方法において、液状感光性接着剤は、溶剤含有量が5質量%以下である又は溶剤を含んでいないことが好ましい。これにより、ボイドの発生を一層抑制しながら、接着剤層表面のタック力を十分に低減させることができる。
 また、液状感光性接着剤の塗布性の向上や接着剤層の薄膜化、面内均一性の観点から、液状感光性接着剤の25℃での粘度が10~30000mPa・sであることが好ましい。
 更に、光照射によりBステージ化した感光性接着剤層の25℃でのタック強度が200gf以下であることが好ましい。これによりBステージ化後の取り扱い性が一層向上する。
 また、膜厚均一性に優れた接着剤層を形成する観点から、スピンコート法により液状感光性接着剤を塗布することが好ましい。
 本発明はまた、本発明の第2の半導体装置の製造方法により得られる半導体装置を提供する。
 本発明はまた、金属バンプが形成された回路面を有する第1の半導体ウェハの回路面上に、液状感光性接着剤を塗布して感光性接着剤層を形成する工程と、感光性接着剤層を光照射によりBステージ化して接着剤層付き半導体ウェハを得る工程と、接着剤層付き半導体ウェハと、第2の半導体ウェハとを、接着剤層付き半導体ウェハの接着剤層を挟んで圧着して半導体ウェハ積層体を得る工程と、を備える第1の半導体ウェハ積層体の製造方法を提供する。
 本発明の第1の半導体ウェハ積層体の製造方法によれば、液状感光性接着剤を用い、光照射によりBステージ化して接着剤層を設けることにより、バンプ部分のボイドを十分に低減できるとともに、加熱に起因する不具合が発生しにくい接着剤層付き半導体ウェハを得ることができ、この接着剤層付き半導体ウェハから半導体ウェハ積層体を得ることにより、研削後の反りを十分小さくすることができる半導体ウェハ積層体を得ることができる。
 本発明の第1の半導体ウェハ積層体の製造方法においては、上記液状感光性接着剤が、(A)放射線重合性化合物、(B)光開始剤、及び(C)熱硬化性樹脂、を含み、(A)成分が、25℃で液状であり且つ分子内に1つの炭素-炭素二重結合を有する化合物を含むことが好ましい。
 また、液状感光性接着剤は、溶剤含有量が5質量%以下である又は溶剤を含んでいないことが好ましい。
 また、液状感光性接着剤の塗布性の向上や接着剤層の薄膜化、面内均一性の観点から、液状感光性接着剤の25℃での粘度が10~30000mPa・sであることが好ましい。
 更に、光照射によりBステージ化した感光性接着剤層の25℃でのタック強度が200gf以下であることが好ましい。
 また、膜厚均一性に優れた接着剤層を形成する観点から、スピンコート法により液状感光性接着剤を塗布することが好ましい。
 本発明はまた、本発明の第1の半導体ウェハ積層体の製造方法により得られる半導体ウェハ積層体を提供する。本発明の方法により得られる半導体ウェハ積層体は、ボイドが十分少なく、研削後の反りを十分小さくすることができる。また、係る半導体ウェハ積層体は、半導体ウェハが積層されていることから強度的にも優れ、搬送しやすく、複数の半導体素子を積層した構造を有する半導体装置の製造をより容易とすることができる。
 本発明は、金属バンプが形成された回路面を有する半導体ウェハの回路面上に、2種類以上の液状感光性接着剤の塗布及び塗膜の光照射によって、2層以上の構造を有し最表面層がフラックス成分を含有するBステージ化された接着剤層を設けて接着剤層付き半導体ウェハを得る工程と、接着剤層付き半導体ウェハの半導体ウェハを接着剤層とともに切断して複数の半導体素子に切り分けて接着剤層付き半導体素子を得る工程と、接着剤層付き半導体素子と、他の半導体素子又は半導体素子搭載用支持部材とを、接着剤層付き半導体素子の接着剤層を挟んで圧着する工程とを備える第3の半導体装置の製造方法を提供する。
 本発明の第3の半導体装置の製造方法によれば、液状感光性接着剤を用い、光照射によりBステージ化して接着剤層を設けることにより、バンプ部分のボイドを十分に低減できるとともに、加熱に起因する不具合が発生しにくい接着剤層付き半導体ウェハを得ることができる。これにより、半導体ウェハの研削後の反りを十分小さくすることができ、接続性に優れた接着剤層付き半導体素子を容易に得ることができ、信頼性に優れた半導体装置を製造することができる。また、2層以上の構造を有する接着剤層を設け、最表面層にフラックス成分を含有させることにより、金属接合性を向上させつつ接着剤層に対するフラックス成分の影響を抑制することができる。
 本発明の第3の半導体装置の製造方法において、上記最表面層を形成する液状感光性接着剤は、(A)放射線重合性化合物、(B)光開始剤、及び(F)フラックス成分、を含み、(A)成分が、25℃で液状であり且つ分子内に1つの炭素-炭素二重結合を有する化合物を含むものであることが好ましい。
 上記液状感光性接着剤を用いることにより、溶剤を使用することなく塗膜を形成することができ、この塗膜に光照射することで、フラックス成分を含有する最表面層を形成することができる。そして、溶剤乾燥のための加熱を必要としないため、熱流動や揮発成分による接着剤層のピンホール発生を十分抑制することができる。また、上記の液状感光性接着剤によれば、フラックス成分を均一に分散でき且つ最表面層を薄く形成することができることから、接着剤層の特性を十分維持しつつ金属接合性を更に向上させることができる。
 また、Bステージ化された接着剤層が最表面層と内層とからなり、内層を形成する液状感光性接着剤が、(A)放射線重合性化合物、(B)光開始剤、及び(C)熱硬化性樹脂、を含み、(A)成分が、25℃で液状であり且つ分子内に1つの炭素-炭素二重結合を有する化合物を含むものであることが好ましい。
 上記液状感光性接着剤を用いることにより、溶剤を使用することなく半導体ウェハの回路面上に塗布することができ、この塗膜に光照射することで薄膜の接着剤層を形成することができる。そして、溶剤乾燥のための加熱を必要としないため、熱流動や揮発成分によるピンホール発生を十分抑制することができる。更に、溶剤を含有する従来の樹脂ペーストを用いたときの上記の問題を十分解消することができる。また、上記の液状感光性接着剤は、Bステージ化されたものが熱時流動性に優れることから、被着体に対して良好な熱圧着を行うことができる。これにより、半導体素子同士もしくは半導体素子と半導体素子搭載用支持部材とを接着する接着剤の層を更に薄く形成することができる。
 更に、上記2種類以上の液状感光性接着剤は、溶剤含有量が5質量%以下である又は溶剤を含んでいないことが好ましい。これにより、ボイドの発生を一層抑制しながら、接着剤層表面のタック力を十分に低減させることができる。
 また、液状感光性接着剤の塗布性の向上や接着剤層の薄膜化、面内均一性の観点から、上記2種類以上の液状感光性接着剤の25℃での粘度が10~30000mPa・sであることが好ましい。
 更に、Bステージ化された接着剤層の25℃でのタック強度が200gf以下であることが好ましい。これによりBステージ化後の取り扱い性が一層向上する。
 また、膜厚均一性に優れた接着剤層を形成する観点から、スピンコート法により上記2種類以上の液状感光性接着剤を塗布することが好ましい。
 本発明はまた、本発明の第3の半導体装置の製造方法により得られる半導体装置を提供する。
 本発明はまた、金属バンプが形成された回路面を有する半導体ウェハの回路面上に、2種類以上の液状感光性接着剤の塗布及び塗膜の光照射によって、2層以上の構造を有し最表面層がフラックス成分を含有するBステージ化された接着剤層を設けて接着剤層付き半導体ウェハを得る工程と、接着剤層付き半導体ウェハの半導体ウェハを接着剤層とともに切断して複数の半導体素子に切り分けて接着剤層付き半導体素子を得る工程と、第2の半導体ウェハと、接着剤層付き半導体素子とを、接着剤層付き半導体素子の接着剤層を挟んで圧着する工程とを備える第2の半導体素子付き半導体ウェハの製造方法を提供する。
 本発明の第2の半導体素子付き半導体ウェハの製造方法において、上記最表面層を形成する液状感光性接着剤は、(A)放射線重合性化合物、(B)光開始剤、及び(F)フラックス成分、を含み、(A)成分が、25℃で液状であり且つ分子内に1つの炭素-炭素二重結合を有する化合物を含むものであることが好ましい。
 また、上記Bステージ化された接着剤層が最表面層と内層とからなり、内層を形成する液状感光性接着剤が、(A)放射線重合性化合物、(B)光開始剤、及び(C)熱硬化性樹脂、を含み、(A)成分が、25℃で液状であり且つ分子内に1つの炭素-炭素二重結合を有する化合物を含むものであることが好ましい。
 更に、上記2種類以上の液状感光性接着剤は、溶剤含有量が5質量%以下である又は溶剤を含んでいないことが好ましい。
 また、液状感光性接着剤の塗布性の向上や接着剤層の薄膜化、面内均一性の観点から、上記2種類以上の液状感光性接着剤の25℃での粘度が10~30000mPa・sであることが好ましい。
 更に、上記Bステージ化された接着剤層の25℃でのタック強度が200gf以下であることが好ましい。
 また、膜厚均一性に優れた接着剤層を形成する観点から、スピンコート法により上記2種類以上の液状感光性接着剤を塗布することが好ましい。
 本発明はまた、本発明の第2の半導体素子付き半導体ウェハの製造方法により得られる、半導体素子付き半導体ウェハを提供する。
 本発明はまた、金属バンプが形成された回路面を有する半導体ウェハの回路面上に、2種類以上の液状感光性接着剤の塗布及び塗膜の光照射によって、2層以上の構造を有し最表面層がフラックス成分を含有するBステージ化された接着剤層を設ける工程を備える第2の接着剤層付き半導体ウェハの製造方法を提供する。
 本発明の第2の接着剤層付き半導体ウェハの製造方法によれば、バンプ部分のボイドが十分に低減されており、なおかつ研削後の反りを十分小さくすることができる接着剤層付き半導体ウェハを得ることができる。また、本発明の接着剤層付き半導体ウェハの製造方法によれば、フラックス成分を含有する最表面層を有する接着剤層付き半導体ウェハを得ることができる。このような接着剤層付き半導体ウェハによれば、半導体ウェハの研削後の反りを十分小さくすることができ、金属接合性に優れた接着剤層付き半導体素子を容易に得ることができ、信頼性に優れた半導体装置を製造することができる。
 本発明の第2の接着剤層付き半導体ウェハの製造方法においては、上記最表面層を形成する液状感光性接着剤が、(A)放射線重合性化合物、(B)光開始剤、及び(C)フラックス成分、を含み、(A)成分が、25℃で液状であり且つ分子内に1つの炭素-炭素二重結合を有する化合物を含むものであることが好ましい。
 また、上記Bステージ化された接着剤層が最表面層と内層とからなり、内層を形成する液状感光性接着剤が、(A)放射線重合性化合物、(B)光開始剤、及び(C)熱硬化性樹脂、を含み、(A)成分が、25℃で液状であり且つ分子内に1つの炭素-炭素二重結合を有する化合物を含むものであることが好ましい。
 更に、上記2種類以上の液状感光性接着剤は、溶剤含有量が5質量%以下である又は溶剤を含んでいないことが好ましい。
 また、液状感光性接着剤の塗布性の向上や接着剤層の薄膜化、面内均一性の観点から、上記2種類以上の液状感光性接着剤の25℃での粘度が10~30000mPa・sであることが好ましい。
 更に、上記Bステージ化された接着剤層の25℃でのタック強度が200gf以下であることが好ましい。
 また、膜厚均一性に優れた接着剤層を形成する観点から、スピンコート法により上記2種類以上の液状感光性接着剤を塗布することが好ましい。
 本発明はまた、本発明の第2の接着剤層付き半導体ウェハの製造方法により得られる、接着剤層付き半導体ウェハを提供する。
 本発明はまた、金属バンプが形成された回路面を有する第1の半導体ウェハの回路面上に、2種類以上の液状感光性接着剤の塗布及び塗膜の光照射によって、2層以上の構造を有し最表面層がフラックス成分を含有するBステージ化された接着剤層を設けて接着剤層付き半導体ウェハを得る工程と、接着剤層付き半導体ウェハと、第2の半導体ウェハとを、接着剤層付き半導体ウェハの接着剤層を挟んで圧着して半導体ウェハ積層体を得る工程と、半導体ウェハ積層体を切断して半導体素子が積層された半導体素子積層体に切り分ける工程とを備える第4の半導体装置の製造方法を提供する。
 ところで、最近では、半導体素子の小型薄型化・高性能化に加えて、多機能化が進み、複数の半導体素子を積層した半導体装置が急増している。また、半導体装置の厚みは薄型化の方向に進んでいる。このような半導体装置の製造においては、特にボイドやウェハ反りの抑制が装置の薄型化や信頼性向上に重要である。
 本発明の第4の半導体装置の製造方法によれば、接着剤層付き半導体ウェハから半導体装置を製造する場合に、バンプ部分のボイドを十分に低減できるとともに、研削後の反りを十分小さくすることができて、複数の半導体素子を積層した構造を有する半導体装置の薄型化が可能となる。
 本発明の第4の半導体装置の製造方法において、最表面層を形成する液状感光性接着剤が、(A)放射線重合性化合物、(B)光開始剤、及び(F)フラックス成分、を含み、(A)成分が、25℃で液状であり且つ分子内に1つの炭素-炭素二重結合を有する化合物を含むものであることが好ましい。
 また、上記Bステージ化された接着剤層が最表面層と内層とからなり、内層を形成する液状感光性接着剤が、(A)放射線重合性化合物、(B)光開始剤、及び(C)熱硬化性樹脂、を含み、(A)成分が、25℃で液状であり且つ分子内に1つの炭素-炭素二重結合を有する化合物を含むものであることが好ましい。
 更に、上記2種類以上の液状感光性接着剤は、溶剤含有量が5質量%以下である又は溶剤を含んでいないことが好ましい。
 また、液状感光性接着剤の塗布性の向上や接着剤層の薄膜化、面内均一性の観点から、上記2種類以上の液状感光性接着剤の25℃での粘度が10~30000mPa・sであることが好ましい。
 更に、上記Bステージ化された接着剤層の25℃でのタック強度が200gf以下であることが好ましい。
 また、膜厚均一性に優れた接着剤層を形成する観点から、スピンコート法により上記2種類以上の液状感光性接着剤を塗布することが好ましい。
 本発明はまた、本発明の第4の半導体装置の製造方法により得られる、半導体装置を提供する。
 本発明はまた、金属バンプが形成された回路面を有する第1の半導体ウェハの回路面上に、2種類以上の液状感光性接着剤の塗布及び塗膜の光照射によって、2層以上の構造を有し最表面層がフラックス成分を含有するBステージ化された接着剤層を設けて接着剤層付き半導体ウェハを得る工程と、接着剤層付き半導体ウェハと、第2の半導体ウェハとを、接着剤層付き半導体ウェハの接着剤層を挟んで圧着して半導体ウェハ積層体を得る工程とを備える第2の半導体ウェハ積層体の製造方法を提供する。
 本発明の第2の半導体ウェハ積層体の製造方法において、最表面層を形成する液状感光性接着剤が、(A)放射線重合性化合物、(B)光開始剤、及び(F)フラックス成分、を含み、(A)成分が、25℃で液状であり且つ分子内に1つの炭素-炭素二重結合を有する化合物を含むものであることが好ましい。
 また、上記Bステージ化された接着剤層が最表面層と内層とからなり、内層を形成する液状感光性接着剤が、(A)放射線重合性化合物、(B)光開始剤、及び(C)熱硬化性樹脂、を含み、(A)成分が、25℃で液状であり且つ分子内に1つの炭素-炭素二重結合を有する化合物を含むものであることが好ましい。
 更に、上記2種類以上の液状感光性接着剤は、溶剤含有量が5質量%以下である又は溶剤を含んでいないことが好ましい。
 また、液状感光性接着剤の塗布性の向上や接着剤層の薄膜化、面内均一性の観点から、上記2種類以上の液状感光性接着剤の25℃での粘度が10~30000mPa・sであることが好ましい。
 更に、上記Bステージ化された接着剤層の25℃でのタック強度が200gf以下であることが好ましい。
 また、膜厚均一性に優れた接着剤層を形成する観点から、スピンコート法により上記2種類以上の液状感光性接着剤を塗布することが好ましい。
 本発明はまた、本発明の第2の半導体ウェハ積層体の製造方法により得られる、半導体ウェハ積層体を提供する。
 本発明によれば、接着剤層形成時の加熱を必要とすることなく露光によって接着剤層付き半導体ウェハを得ることができる。そのため短時間でのBステージ化が可能となり半導体装置製造時のタクトタイムを大幅に低減することが可能となる。また、Bステージ化後の半導体ウェハの反りが抑制できるため、半導体ウェハを薄膜化することが可能となり、より高機能な半導体装置を得ることが可能となる。また、本発明によれば、溶剤を使用することなく、また加熱を行なわずに短時間で薄膜の接着剤層を形成することが可能であることから、熱エネルギーと揮発性有機化合物(VOC)を低減できる環境への負荷が従来よりも小さい材料となり得る。
本発明に係る第1の半導体装置の製造方法の一実施形態を示す模式図である。 本発明に係る第1の半導体装置の製造方法の一実施形態を示す模式図である。 本発明に係る第1の半導体装置の製造方法の一実施形態を示す模式図である。 本発明に係る第1の半導体装置の製造方法の一実施形態を示す模式図である。 本発明に係る第1の半導体装置の製造方法の一実施形態を示す模式図である。 本発明に係る第1の半導体装置の製造方法の一実施形態を示す模式図である。 本発明に係る第1の半導体装置の製造方法の一実施形態を示す模式図である。 本発明に係る第1の半導体装置の製造方法の一実施形態を示す模式図である。 本発明に係る第1の半導体装置の製造方法の一実施形態を示す模式図である。 本発明に係る第1の半導体素子付き半導体ウェハの一実施形態を示す模式図である。 本発明に係る第1の半導体装置の一実施形態を示す模式図である。 本発明に係る第1の半導体装置の他の実施形態を示す模式図である。 本発明に係る第2の半導体装置の製造方法の一実施形態を示す模式図である。 本発明に係る第2の半導体装置の製造方法の一実施形態を示す模式図である。 本発明に係る第2の半導体装置の製造方法の一実施形態を示す模式図である。 本発明に係る第2の半導体装置の製造方法の一実施形態を示す模式図である。 本発明に係る第2の半導体装置の製造方法の一実施形態を示す模式図である。 本発明に係る第2の半導体装置の製造方法の一実施形態を示す模式図である。 本発明に係る第2の半導体装置の製造方法の一実施形態を示す模式図である。 本発明に係る第2の半導体装置の製造方法の一実施形態を示す模式図である。 本発明に係る第1の半導体ウェハ積層体の製造方法の一実施形態を示す模式図である。 本発明に係る第1の半導体ウェハ積層体の製造方法の一実施形態を示す模式図である。 本発明に係る第3の半導体装置の製造方法の一実施形態を示す模式図である。 本発明に係る第3の半導体装置の製造方法の一実施形態を示す模式図である。 本発明に係る第4の半導体装置の製造方法の一実施形態を示す模式図である。 本発明に係る第4の半導体装置の製造方法の一実施形態を示す模式図である。 本発明に係る第4の半導体装置の製造方法の一実施形態を示す模式図である。 本発明に係る第4の半導体装置の製造方法の一実施形態を示す模式図である。 本発明に係る第4の半導体装置の製造方法の一実施形態を示す模式図である。 本発明に係る第4の半導体装置の製造方法の一実施形態を示す模式図である。 本発明に係る第4の半導体装置の製造方法の一実施形態を示す模式図である。 本発明に係る第4の半導体装置の製造方法の一実施形態を示す模式図である。
 以下、必要に応じて図面を参照しつつ、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。ただし、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。なお、図面中、同一要素には同一符号を付すこととし、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し、図面の寸法比率は図示の比率に限られるものではない。
 以下、本発明における半導体装置、及びその製造方法について、図面を用いて具体的に説明する。近年は様々な構造の半導体装置が提案されており、本発明の製造方法は、以下に説明する構造の半導体装置及びその製造方法に限定されるものではない。
 図1~9は、第1の半導体装置の製造方法の一実施形態を示す模式図である。本実施形態に係る製造方法は、以下の工程を備える。
工程1(接着剤層形成工程):金属バンプ12が形成された半導体ウェハ10の回路面S1に液状感光性接着剤5を塗布する(図1及び2を参照)。
工程2(Bステージ化工程):塗布された液状感光性接着剤からなる感光性接着剤層側から露光を行い、感光性接着剤層をBステージ化する。これにより接着剤層付き半導体ウェハ50が得られる(図3及び4を参照)。
工程3(バックグラインドテープ積層工程):接着剤層6上にはく離可能な粘着テープ(バックグラインドテープ)30を積層する(図5を参照)。
工程4(バックグラインド工程):半導体ウェハ10を回路面S1とは反対側の面(裏面)S2から研磨して半導体ウェハ10を薄くする(図6を参照)。
工程5(ダイシングテープ積層工程):半導体ウェハ10の回路面S1とは反対側の面(裏面)上にはく離可能な粘着テープ(ダイシングテープ)36を積層する。
工程6(はく離工程):はく離可能な粘着テープ30をはく離する(図7を参照)。
工程7(ダイシング工程):半導体ウェハ10をダイシングにより複数の半導体チップ(半導体素子)10aに切り分ける(図8を参照)。これにより、接着剤層付き半導体素子40が得られる。
工程8(圧着工程):ピックアップした接着剤層付き半導体素子40を半導体装置用の支持部材(半導体素子搭載用支持部材)15に圧着(マウント)する。
工程9(圧着工程):得られた積層体を封止材(図示せず)によって封止して、半導体装置100を得る。
 以下、各工程について詳述する。
(接着剤層形成工程)
 金属バンプ12が形成された回路面を有する半導体ウェハ10の回路面S1に液状感光性接着剤5を塗布する。塗布は、ボックス20内で、粘着テープ4が貼り付けられた半導体ウェハ10を治具21に固定した状態で行うことができる。塗布方法は、印刷法、スピンコート法、スプレーコート法、ジェットディスペンス法及びインクジェット法などから選ばれる。これらの中でも、薄膜化及び膜厚均一性の観点から、スピンコート法(図2(a))やスプレーコート法(図2(b))が好ましい。スピンコート装置が有する吸着台には穴が形成されていてもよいし、吸着台がメッシュ状であってもよい。吸着痕が残りにくい点から、吸着台はメッシュ状であることが好ましい。スピンコート法による塗布は、ウェハのうねり、及びエッジ部の盛り上がりを防止するために、500~5000rpmの回転数で行うことが好ましい。同様の観点から、回転数は1000~4000rpmがさらに好ましい。液状感光性接着剤の粘度を調整する目的でスピンコート台に温度調節器を備えることもできる。
 本発明における金属バンプの種類としては、特に限定されないが、銅、銀、金などで構成されるものが挙げられる。本実施形態においては、金属バンプ12上にはんだボール14が更に設けられている。はんだボール14としては、鉛含有のはんだや鉛フリーはんだ等の従来公知のはんだ材料から構成されるものが挙げられる。金属バンプとしては、作製の容易さやコストの観点から、金属バンプの場合は酸化膜が作製されにくい金、コストのかからない銅であることが好ましい。
 半導体ウェハとしては、銅バンプ及びはんだボールから形成される突起電極を有するバンプ付ウェハを用いることができる。突起電極の高さ(銅バンプ+ハンダボール)は、20~60μm程度のものが挙げられる。また、ウェハの厚みはウェハサイズにより異なるが、6インチから12インチの範囲のウェハであれば、研削前のウェハ厚みが625~775μmのものが使用できる。
 接着剤層の厚みに関しては、圧着時の接続性及び樹脂充填性の観点から、金属バンプのみの場合は、バンプ高さx1と接着剤層の厚みyとの関係がx1≦yを満たすことが好ましく、0.85x1≦y≦1.2x1を満たすことがより好ましい。金属バンプの上にハンダボールがある場合は、金属バンプ高さx2とハンダバンプx3と接着剤層の厚みyとの関係がx2≦y、x2+x3≧yを満たすことが好ましい。
 液状感光性接着剤はシリンジなどで保存することができ、スピンコート装置のシリンジセット部分に温度調節器が備えられていてもよい。
 半導体ウェハに液状感光性接着剤を例えばスピンコート法によって塗布する際、半導体ウェハのエッジ部分に不要な液状感光性接着剤が付着する場合がある。このような不要な接着剤をスピンコート後に溶剤などで洗浄して除去することができる。除去することにより、装置の汚染を抑制することができる。洗浄方法は特に限定されないが、半導体ウェハをスピンさせながら、不要な接着剤が付着した部分にノズルから溶剤を吐出させる方法が好ましい。洗浄に使用する溶剤は接着剤を溶解させるものであればよく、例えば、メチルエチルケトン、アセトン、イソプロピルアルコール及びメタノールから選ばれる低沸点溶剤が用いられる。
 また、半導体ウェハのエッジ部分の不要な接着剤を除去する方法として、予めエッジ部にマスキングテープを貼り付けた半導体ウェハ上に接着剤をスピンコートした後、マスキングテープを剥がすことで接着剤層を目的とする領域に形成することができる。
(Bステージ化工程)
 塗布により液状感光性接着剤から形成された感光性接着剤層5側から露光装置9によって活性光線(典型的には紫外線)を照射して、感光性接着剤層をBステージ化する。これによりBステージ化した接着剤層6が半導体ウェハ10上に固定されるとともに、接着剤層6表面のタックを低減することができる。こうして得られる接着剤層付き半導体ウェハ50は、取り扱い性に優れるとともに、バンプ部分のボイドが十分に低減されており、なおかつ研削後の反りを十分小さくすることができる。
 露光は、真空下、窒素下、空気下などの雰囲気下で行なうことができる。酸素阻害を低減するために、離形処理されたPETフィルムやポリプロピレンフィルムなどの基材を感光性接着剤層上に積層した状態で、露光することもできる。また、ポリ塩化ビニル、ポリオレフィン、エチレン-酢酸ビニル共重合体、ポリウレタンや粘着テープ(バックグラインドテープ)を感光性接着剤層上に積層した状態で露光してもよい。これにより、本工程の後に半導体ウェハをバックグラインドする工程を行う際に、そのままバックグラインド工程に移ることができる。露光量は、タック低減及びタクトタイムの観点から、20~2000mJ/cmが好ましい。また、Bステージ化後のタック低減及びアウトガス低減を目的に、露光後100℃以下の温度で加熱を行なってもよい。
 また、パターニングされたマスクを介して露光を行うこともできる。パターニングされたマスクを用いることにより、熱圧着時の流動性が異なる接着剤層を形成させることができる。前記のような流動性が異なる接着剤層を形成することで、例えば以下のようなことが可能となる。金属バンプ部分をマスクした状態で露光を行なうことによって、金属バンプ部分がより熱圧着流動性に優れた接着剤層を形成することができる。これによって、熱圧着時のボイドを低減したり、効率的に酸化膜除去性(フラックス性)を付与することができる。
(バックグラインド工程)
 Bステージ化工程後に半導体ウェハをバックグラインドすることで薄型化することができる。すなわち、半導体ウェハの回路面とは反対側の面(裏面)から研磨して半導体ウェハを薄くしてもよい。この場合、接着剤層6上にはく離可能な粘着テープ(バックグラインドテープ等)30を積層する。この粘着テープ30は、基材31と粘着層32とを有している。この粘着テープの代わりに、ポリ塩化ビニル、ポリオレフィン、エチレン-酢酸ビニル共重合体、ポリウレタンなどの柔軟基材を用いることもできる。はく離可能な粘着テープを積層する方法としては、例えば、予めフィルム状に成形されたフィルムをラミネートする方法により行なうことができる。
 積層後、半導体ウェハ10の回路面S1とは反対側の面(裏面)から研磨して、半導体ウェハ10を所定の厚さまで薄くする。研磨は、粘着テープ30によって半導体ウェハ10を研磨用の治具に固定した状態で、グラインド装置34を用いて行うことが好ましい。また、この工程では、半導体ウェハ10を厚さ10~150μmにまで薄厚化することが好ましい。薄厚化された半導体ウェハ10の厚さが10μm未満であると、半導体ウェハの破損が生じやすく、他方、150μmを超えると、半導体装置の小型化の要求に応えることが困難となる。
(ダイシング工程)
 半導体ウェハ10の回路面S1とは反対側の面(裏面)上にはく離可能な粘着テープ(ダイシングテープ)36を積層する。はく離可能な粘着テープ36は、予めフィルム状に成形された粘着テープをラミネートする方法により貼り付けることができる。
 次に、はく離可能な粘着テープ(バックグラインドテープ)30をはく離する。例えば、活性光線(典型的には紫外線)を照射することによって粘着性が低下する粘着テープを使用し、粘着テープ30側から露光した後、これをはく離することができる。
 ダイシングラインに沿って半導体ウェハ10を接着剤層6とともに切断する。このダイシングにより、半導体ウェハ10が、それぞれの裏面に接着剤層6aが設けられた複数の半導体チップ(半導体素子)10aに切り分けられる。ダイシングは、粘着テープ(ダイシングテープ)36によって全体をフレーム(ウェハリング)に固定した状態でダイシングブレードを用いて行われることが好ましい。こうして、接着剤層付き半導体チップ40が得られる。
(圧着工程)
 ダイシングの後、切り分けられた半導体チップ10aを、ダイボンド装置によって接着剤層6aとともにピックアップ、すなわち接着剤層付き半導体チップ40をピックアップする。そして、接着剤層付き半導体素子40を、金属バンプ又は電極パッド16を有する半導体装置用の支持部材(半導体素子搭載用支持部材)15に圧着(マウント)する。このように、接着剤層付き半導体チップと支持部材とを、接着剤層付き半導体チップの接着剤層を挟んで圧着することで、半導体チップと支持部材との接着及び導通が可能となる。
 圧着の条件としては、金属電極の接合、ハンダボールの溶融による接合が可能であれば問題なく、例えば、温度:150℃~400℃、圧力:0.1MPa~2.0MPa、時間:1秒~30秒、程度の範囲であれば上記の接合が可能になる。
(封止工程)
 半導体チップ10aを含む積層体を封止材によって封止することにより、半導体装置100が得られる。
 以上のような工程を経て、半導体素子と半導体素子搭載用支持部材とが接着された構造を有する半導体装置を製造することができる。半導体装置の構成及び製造方法は、以上の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更が可能である。
 例えば、工程1~7の順序を必要により入れ替えることが可能である。より具体的には、予めダイシングされた半導体ウェハの回路面に液状感光性接着剤を塗布し、その後、活性光線(典型的には紫外線)を照射して接着剤をBステージ化することもできる。このとき、パターニングされたマスクを用いることもできる。
 接着剤層形成工程では、液状感光性接着剤を半導体ウェハの回路面に塗布した後、半導体ウェハを加温することによって液状感光性接着剤を低粘度化したり、超音波を印加したり、真空チャンバ内で減圧することにより、バンプ周辺のボイドを低減することもできる。
 また、液状感光性接着剤を半導体ウェハの回路面に塗布して露光した後、更に液状感光性接着剤を塗布して露光することによって、厚膜の接着剤層を得ることができる。このとき、異なる組成の液状感光性接着剤を塗布して露光することによって、異なる物性を有する接着剤層を得ることもできる。
 接着剤層に対しては、Bステージ化及び熱圧着後、100~150℃で5~120分の熱硬化処理を施してもよい。このような熱硬化処理により、170℃以上の高温熱履歴工程によるボイドやはく離を抑制でき、高信頼性の半導体装置を得ることができる。
 また、上記圧着工程における半導体素子搭載用支持部材に代えて、半導体ウェハ、他の半導体素子、或いは、半導体素子が搭載された基板などに、接着剤層付き半導体チップ40を圧着することができる。
 図10の(a)は、金属バンプが形成された半導体ウェハ54の回路面に、接着剤層付き半導体チップ40が圧着された半導体素子付き半導体ウェハ70の一例を示す図である。図10の(b)は、(a)に示されるb-b線における断面図である。
 上記の半導体素子付き半導体ウェハは、半導体装置製造用部材として供給することができる。
 図11は、接着剤層付き半導体チップと他の半導体チップとを圧着して半導体装置を製造する方法の一例を示す図である。本実施形態においては、図11の(a)に示されるように、金属バンプ12が形成された半導体チップ10bの回路面と、接着剤層付き半導体チップ40の回路面とを対向配置し、これらを圧着する。こうして、図11の(b)に示される半導体装置80が得られる。また、半導体チップ10bの回路面に(a)と同様に接着剤層を形成してもよい。
 図12は、接着剤層付き半導体チップと半導体素子が搭載された基板とを圧着して半導体装置を製造する方法の一例を示す図である。本実施形態においては、図12の(a)に示されるように、半導体素子が搭載された基板として上述した方法によって得られる半導体装置100の半導体チップの裏面に金属バンプを形成したものを用意する。そして、金属バンプが形成された半導体チップ10bの金属バンプ形成面上に、接着剤層付き半導体チップ40の回路面を対向配置し、これらを圧着する。こうして、図12の(b)に示される複数の半導体チップを含む積層体である半導体装置110が得られる。また、バンプ12の一方はパッドでもよい。
 次に、本発明に係る第2の半導体装置について説明する。
 図13~20は、本発明に係る第2の半導体装置の製造方法の一実施形態を示す模式図である。本実施形態に係る製造方法は、以下の工程を備える。
工程1(接着剤層形成工程):金属バンプ12が形成された半導体ウェハ10の回路面S1に液状感光性接着剤5を塗布する(図13及び14を参照)。
工程2(Bステージ化工程):塗布された液状感光性接着剤からなる感光性接着剤層側から露光を行い、感光性接着剤層をBステージ化する。(例えば、図3及び4を参照)。
工程3(半導体ウェハ圧着工程):接着剤層6が設けられた半導体ウェハ10に、別の半導体ウェハ51を位置合わせした後、ウェハ圧着機により圧着する(図15を参照)。これにより、半導体ウェハ積層体60が得られる。
工程4(バックグラインド工程):半導体ウェハ積層体の研削したい側とは反対側の面(裏面)に、剥離可能な粘着テープ(バックグラインドテープ等)30を貼り付ける。貼り付け後、半導体ウェハ積層体を粘着テープ30の反対側より研削して、半導体ウェハ積層体を所定の厚さまで薄くする(図16を参照)。
工程5(半導体ウェハ積層工程):研削により薄くした半導体ウェハ積層体の裏面に電極を出現させ、再配線工程により金属バンプを作製、再配線層上の接続部を残して封止樹脂で表面を封止して封止樹脂層(再配線層)18を設けた後、上記の工程1~4(接着剤層形成工程/Bステージ化工程/ウェハ圧着工程)を繰り返すことにより半導体ウェハ積層体上に更に半導体ウェハを積層する(図17を参照)。
工程6(再配線及びハンダボール搭載工程):半導体ウェハ10の裏面を研削、研磨することにより電極を出現させ、当該面上に再配線工程により封止樹脂層(再配線層)18を設け、更に金属バンプ12上にハンダボール14を搭載する(図18を参照)。
工程7(ダイシング工程):半導体ウェハ積層体のハンダボールが搭載されている面とは反対側の面に粘着テープ(ダイシングテープ)36を貼り付け、ダイシングラインに沿ってダイシングを行い、半導体素子56a,52a,16aが積層された半導体素子積層体に切り分ける(図19を参照)。
工程8(ピックアップ工程):半導体素子積層体をピックアップすることで半導体装置120を得る(図20を参照)。
 以下、各工程について詳述する。
(接着剤層形成工程)
 金属バンプ12が形成された回路面を有する半導体ウェハ10の回路面S1に液状感光性接着剤5を塗布する。塗布は、ボックス20内で、粘着テープ4が貼り付けられた半導体ウェハ10を治具21に固定した状態で行うことができる。粘着テープ4の役割としては、裏面の汚染を防ぐこと、ウェハ割れを防ぐことであり、汚染や割れを防ぐことができれば特に種類は問わない。また、粘着テープ4は使用せずに塗布することも可能である。
 液状感光性接着剤の塗布方法は、印刷法、スピンコート法、スプレーコート法、ジェットディスペンス法及びインクジェット法などから選ばれる。これらの中でも、薄膜化及び膜厚均一性の観点から、スピンコート法(図2(a))やスプレーコート法(図2(b))が好ましい。スピンコート装置が有する吸着台には穴が形成されていてもよいし、吸着台がメッシュ状であってもよい。吸着痕が残りにくい点から、吸着台はメッシュ状であることが好ましい。スピンコート法による塗布は、ウェハのうねり、及びエッジ部の盛り上がりを防止するために、500~5000rpmの回転数で行うことが好ましい。同様の観点から、回転数は1000~4000rpmがさらに好ましい。液状感光性接着剤の粘度を調整する目的でスピンコート台に温度調節器を備えることもできる。
 本実施形態における金属バンプの種類としては、特に限定されないが、銅、銀、金などで構成されるものが挙げられる。金属バンプ12上に、はんだボールが更に設けられていてもよい。はんだボールとしては、鉛含有のはんだや鉛フリーはんだ等の従来公知のはんだ材料から構成されるものが挙げられる。金属バンプとしては、作製の容易さやコストの観点から、金属バンプの場合は酸化膜が作製されにくい金、コストのかからない銅であることが好ましい。
 半導体ウェハとしては、金属バンプから形成される突起電極を有する、又は、金属バンプ及びはんだボールから形成される突起電極を有するバンプ付ウェハを用いることができる。突起電極の高さは、金属バンプのみの場合5~40μm程度、金属バンプ及びはんだボールからなる場合は、20~60μm程度のものが挙げられる。また、ウェハの厚みはウェハサイズにより異なるが、6インチから12インチの範囲のウェハであれば、研削前のウェハ厚みが625~775μmのものが使用できる。
 接着剤層の厚みに関しては、圧着時の接続性及び樹脂充填性の観点から、金属バンプのみの場合は、バンプ高さx1と接着剤層の厚みyとの関係が0.85x1≦y≦1.2x1を満たすことが好ましい。金属バンプの上にハンダボールがある場合は、金属バンプ高さx2とハンダバンプx3と接着剤層の厚みyとの関係がx2≦y、x2+x3≧yを満たすことが好ましい。
 液状感光性接着剤はシリンジなどで保存することができ、スピンコート装置のシリンジセット部分に温度調節器が備えられていてもよい。
 半導体ウェハに液状感光性接着剤を例えばスピンコート法によって塗布する際、半導体ウェハのエッジ部分に不要な液状感光性接着剤が付着する場合がある。このような不要な接着剤をスピンコート後に溶剤などで洗浄して除去することができる。除去することにより、装置の汚染を抑制することができる。洗浄方法は上記の第1の半導体装置の製造方法で説明した方法と同様の方法を用いることができる。また、半導体ウェハのエッジ部分の不要な接着剤を除去する方法についても上記の第1の半導体装置の製造方法で説明した方法と同様の方法を用いることができる。
(Bステージ化工程)
 本実施形態に係るBステージ化は、上記の第1の半導体装置の製造方法で説明したBステージ化工程と同様にして行うことができる。
 本実施形態において、露光後の接着剤層の膜厚は、圧着時の接続性及び樹脂充填性の観点から、金属バンプのみの場合は、バンプ高さx1と接着剤層の厚みyとの関係が0.85x1≦y≦1.2x1を満たすことが好ましい。金属バンプの上にハンダボールがある場合は、金属バンプ高さx2とハンダバンプx3と接着剤層の厚みyとの関係がx2≦y、x2+x3≧yを満たすことが好ましい。
(半導体ウェハ圧着工程)
 接着剤層6が設けられた半導体ウェハ10に、別の半導体ウェハ51を位置合わせした後、熱により圧着する(図15の(a))。本実施形態においては、半導体ウェハ10が有する金属バンプ(電極)12と接続される突起電極(金属バンプ12及びはんだボール14)を備える半導体ウェハ51と、半導体ウェハ10とが熱圧着される。なお、半導体ウェハ51は、半導体ウェハ10と同様に接着剤層が設けられた半導体ウェハであってもよい。
 半導体ウェハ同士は、ウェハ圧着機を用いて、半導体ウェハの金属バンプを介して導通がとれるよう圧着されることが好ましい。圧着の条件としては、ハンダボールや銅バンプ等の酸化膜除去のためにフラックス成分を含む場合はフラックス成分が反応する温度で、金属電極の接合、ハンダボールの溶融による接合が可能であれば問題なく、例えば、温度:150℃~400℃、圧力:0.1MPa~2.0MPa、時間:10秒~2時間、程度の範囲であれば上記の接合が可能になる。ウェハ圧着時には、位置あわせが必要であるため、接着剤層6は可視光透過性を有することが好ましい。接着剤層6は、可視光透過率が10%以上となるものであることが好ましい。可視光透過率が10%未満であると、ウェハ圧着機での認識マーク識別が行えなくなって、位置合わせ作業ができなくなる傾向がある。また、ウェハ圧着機で使用されるハロゲン光源とライトガイドの波長相対強度において550nm~600nmが最も強いことから、接着剤層6は555nmの可視光透過率が10~100%であることが好ましく、18~100%であることがより好ましく、25~100%であることがさらに好ましい。
 本工程により、2つの半導体ウェハ10,51が接着剤層8により貼り合わされた半導体ウェハ積層体60が得られる(図15(b))。
(バックグラインド工程)
 半導体ウェハ積層体をバックグラインドすることで薄型化することができる。この場合、半導体ウェハ積層体の研磨する側とは反対側の面(裏面)に、剥離可能な粘着テープ(バックグラインドテープ等)30を貼り付ける(図16の(a))。貼り付け後、半導体ウェハ積層体を粘着テープ30の反対側より研磨して、半導体ウェハ積層体を所定の厚さまで薄くする(図16の(b))。研磨は、粘着テープ30によって半導体ウェハ10を研磨用の治具に固定した状態で、グラインド装置32を用いて行うことが好ましい。
 本実施形態においては、半導体ウェハ積層体中の半導体ウェハ51の厚さを10~150μmにまで薄厚化することが好ましい。半導体ウェハ積層体中の薄厚化された半導体ウェハ52の厚さが10μm未満であると、半導体ウェハの破損が生じやすく、他方、150μmを超えると、半導体装置の小型化の要求に応えることが困難となる。研削後、半導体ウェハ積層体のバックグラインドテープを剥離することにより、薄型化された半導体ウェハ積層体を得ることができる。バックグラインドテープを剥離する方法としては、例えば、活性光線(典型的には紫外線)を照射することによって粘着性が低下する粘着テープを使用し、粘着テープ30側から露光した後、これをはく離する方法が挙げられる。
(半導体ウェハ積層工程)
 研削により薄くした半導体ウェハ積層体の裏面にバンプ(電極)を作製することで、半導体ウェハ積層体に更に半導体ウェハを積層することができる。この場合、研削した半導体ウェハの裏面にバンプ12を作製し(図17の(a))、上記の工程1~4を繰り返すことにより(図17の(b)、(c)、(d))、半導体ウェハを積層することができる。必要に応じて更に半導体ウェハの積層を増やすことも可能である。
(再配線及びハンダボール搭載工程)
 まず、研磨後の半導体ウェハ積層体からバックグラインドテープ30を剥離し、剥がした面と反対の側に再度バックグラインドテープ30をラミネートする。その後、図18の(a)に示されるように、ウェハに隠れている電極が出現するようにバックグラインドすることにより裏面回路を出現させる。
 電極が現れた半導体ウェハ16上に再配線して配線18を形成し、更に露出した電極上にはんだボール14を搭載する(図18の(b))。再配線は、乾式成膜法であるスパッタリングを用いる方法や湿式成膜法であるめっき法により行うことができる。また、はんだボールの搭載は、一般的に行われる方法、例えば市販されているはんだボール搭載装置などを用いて行うことができる。
(ダイシング工程)
 半導体ウェハ積層体のハンダボールが搭載されている面とは反対側の面に粘着テープ(ダイシングテープ)34を貼り付ける(図19の(a))。ダイシングラインに沿ってダイシングを行い、半導体素子56a,52a,16aが積層された半導体素子積層体に切り分ける(図19の(b))。ダイシングは、粘着テープ(ダイシングテープ)36によって全体をフレーム(ウェハリング)に固定した状態でダイシングブレード37を用いて行うことができる。
(ピックアップ工程)
 切り分けられた半導体素子積層体をピックアップすることで半導体装置120を得る(図20)。
 以上のような工程を経て、半導体素子が積層された構造を有する半導体装置を製造することができる。半導体装置の構成及び製造方法は、以上の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更が可能である。
 例えば、上記の工程の順序を必要により入れ替えることが可能である。また、一部の工程を省略することができる。
 接着剤層形成工程では、液状感光性接着剤を半導体ウェハの回路面に塗布した後、半導体ウェハを加温することによって液状感光性接着剤を低粘度化したり、超音波を印加したり、真空チャンバ内で減圧することにより、バンプ周辺のボイドを低減することもできる。
 また、液状感光性接着剤を半導体ウェハの回路面に塗布して露光した後、更に液状感光性接着剤を塗布して露光することによって、厚膜の接着剤層を得ることができる。このとき、異なる組成の液状感光性接着剤を塗布して露光することによって、異なる物性を有する接着剤層を得ることもできる。
 接着剤層に対しては、Bステージ化及び熱圧着後、100~150℃で5~120分の熱硬化処理を施してもよい。このような熱硬化処理により、170℃以上の高温熱履歴工程によるボイドやはく離を抑制でき、高信頼性の半導体装置を得ることができる。
 また、図20に示す半導体装置は、例えば、更に他の半導体搭載用支持部材と接合し、その後必要に応じてワイヤボンディングや封止などが施されてもよい。
 また、上記接着剤層形成工程において、金属バンプ12上にはんだボール14が更に設けられている半導体ウェハ10の回路面に接着剤層を形成し、上記Bステージ化工程を経た後、半導体ウェハ圧着工程において金属バンプ12を有する半導体ウェハ10と貼りあわせてもよい(図21)。この場合も、図22の(a)に示されるような半導体ウェハ積層体62を得ることができる。図22の(b)は、(a)に示されるb-b線における断面図である。なお、図21及び22では、ウェハ内部の電極については図示を省略している。
 次に、本発明に係る第3の半導体装置について説明する。
 図23、24は、本発明に係る第3の半導体装置の製造方法の一実施形態を示す模式図である。本実施形態に係る製造方法は、以下の工程を備える。
工程1(接着剤層形成工程):金属バンプ12が形成された半導体ウェハ10の回路面S1に液状感光性接着剤5を複数回塗布し、これら塗膜(感光性接着剤層)に対して露光を行い、2層以上の構造を有し最表面層がフラックス成分を含有するBステージ化された接着剤層を形成する。(図1~3、図13及び図23を参照)
工程2(半導体ウェハ圧着工程):接着剤層6,7が設けられた半導体ウェハ10に、別の半導体ウェハ51を位置合わせした後、ウェハ圧着機により圧着する(図24を参照)。これにより、半導体ウェハ積層体60が得られる。
工程3(バックグラインド工程):半導体ウェハ積層体の研削したい側とは反対側の面(裏面)に、剥離可能な粘着テープ(バックグラインドテープ等)30を貼り付ける。貼り付け後、半導体ウェハ積層体を粘着テープ30の反対側より研削して、半導体ウェハ積層体を所定の厚さまで薄くする(図16を参照)。
工程4(半導体ウェハ積層工程):研削により薄くした半導体ウェハ積層体の裏面に電極を出現させ、再配線工程により金属バンプを作製、再配線層上の接続部を残して封止樹脂で表面を封止して封止樹脂層(再配線層)18を設けた後、上記の工程1~3(接着剤層形成工程/ウェハ圧着工程/バックグラインド工程)を繰り返すことにより半導体ウェハ積層体上に更に半導体ウェハを積層する(図17を参照)。
工程5(再配線及びハンダボール搭載工程):半導体ウェハ10の裏面を研削、研磨することにより電極を出現させ、当該面上に再配線工程により封止樹脂層(再配線層)18を設け、更に金属バンプ12上にハンダボール14を搭載する(図18を参照)。
工程6(ダイシング工程):半導体ウェハ積層体のハンダボールが搭載されている面とは反対側の面に粘着テープ(ダイシングテープ)36を貼り付け、ダイシングラインに沿ってダイシングを行い、半導体素子56a,52a,16aが積層された半導体素子積層体に切り分ける(図19を参照)。
工程7(ピックアップ工程):半導体素子積層体をピックアップすることで半導体装置100を得る(図20を参照)。
 以下、各工程について詳述する。
(接着剤層形成工程)
 本実施形態においては、金属バンプ12が形成された回路面を有する半導体ウェハ10の回路面S1に第1の液状感光性接着剤を塗布し、この塗膜を露光して内層7を形成し次に、内層7の上に、フラックス成分を含む第2の液状感光性接着剤を塗布し、この塗膜を露光して最表面層6を形成する。こうして、2層構成の接着剤層が形成される。
 塗布は、ボックス20内で、粘着テープ4が貼り付けられた半導体ウェハ10を治具21に固定した状態で行うことができる。粘着テープ4の役割としては、裏面の汚染を防ぐこと、ウエハ割れを防ぐことであり、汚染や割れを防ぐことができれば特に種類は問わない。また、粘着テープ4は使用せずに塗布することも可能である。
 液状感光性接着剤の塗布方法は、印刷法、スピンコート法、スプレーコート法、ジェットディスペンス法及びインクジェット法などから選ばれる。これらの中でも、薄膜化及び膜厚均一性の観点から、スピンコート法(図2(a))やスプレーコート法(図2(b))が好ましい。スピンコート装置が有する吸着台には穴が形成されていてもよいし、吸着台がメッシュ状であってもよい。吸着痕が残りにくい点から、吸着台はメッシュ状であることが好ましい。スピンコート法による塗布は、ウェハのうねり、及びエッジ部の盛り上がりを防止するために、500~5000rpmの回転数で行うことが好ましい。同様の観点から、回転数は1000~4000rpmがさらに好ましい。液状感光性接着剤の粘度を調整する目的でスピンコート台に温度調節器を備えることもできる。
 本実施形態における金属バンプの種類としては、特に限定されないが、銅、銀、金などで構成されるものが挙げられる。金属バンプ12上に、はんだボールが更に設けられていてもよい。はんだボールとしては、鉛含有のはんだや鉛フリーはんだ等の従来公知のはんだ材料から構成されるものが挙げられる。金属バンプとしては、作製の容易さやコストの観点から、金属バンプの場合は酸化膜が作製されにくい金、コストのかからない銅であることが好ましい。
 半導体ウェハとしては、金属バンプから形成される突起電極を有する、又は、金属バンプ及びはんだボールから形成される突起電極を有するバンプ付ウェハを用いることができる。突起電極の高さは、金属バンプのみの場合5~40μm程度、金属バンプ及びはんだボールからなる場合は、20~60μm程度のものが挙げられる。また、ウェハの厚みはウェハサイズにより異なるが、6インチから12インチの範囲のウェハであれば、研削前のウェハ厚みが625~775μmのものが使用できる。
 接着剤層(最表面層を含む総厚)の厚みに関しては、圧着時の接続性及び樹脂充填性の観点から、金属バンプのみの場合(例えば、図13)は、バンプ高さx1と接着剤層の厚みyとの関係が0.85x1≦y≦1.2x1を満たすことが好ましく、接着剤層の内層の厚み(すなわち、接着剤層の厚みから最表面層の厚みを引いた厚み)y1との関係が0.8x1≦y1≦1.15x1を満たすことが好ましい。金属バンプの上にハンダボールがある場合(例えば、図1)は、金属バンプ高さx2とハンダバンプx3と接着剤層の厚みy、内層の厚みy1との関係がx2≦y1、0.85(x2+x3)≦y≦1.2(x2+x3)を満たすことが好ましい。この関係を満たすことが好ましい理由は、ハンダバンプは接合の際に溶融して高さが減少し、ギャップが狭くなるため、樹脂が多く残りやすくなり、ボイドの原因となってしまうためである。
 本実施形態において、フラックス成分を含む最表面層の厚みは、接続後の信頼性への悪影響と良好な接続性を両立する観点から、0.01μm~5μmが好ましい。
 液状感光性接着剤はシリンジなどで保存することができ、スピンコート装置のシリンジセット部分に温度調節器が備えられていてもよい。
 半導体ウェハに液状感光性接着剤を例えばスピンコート法によって塗布する際、半導体ウェハのエッジ部分に不要な液状感光性接着剤が付着する場合がある。このような不要な接着剤をスピンコート後に溶剤などで洗浄して除去することができる。除去することにより、装置の汚染を抑制することができる。上記の第1の半導体装置の製造方法で説明した方法と同様の方法を用いることができる。また、半導体ウェハのエッジ部分の不要な接着剤を除去する方法についても上記の第1の半導体装置の製造方法で説明した方法と同様の方法を用いることができる。
 本実施形態においては、塗布により液状感光性接着剤から形成された塗膜(感光性接着剤層)に露光装置9によって活性光線(典型的には紫外線)を照射して、感光性接着剤層をBステージ化して接着剤層を形成する。これによりBステージ化した接着剤層が半導体ウェハ10上に固定されるとともに、接着剤層の表面のタックを低減することができる。こうして得られる接着剤層付き半導体ウェハ40,42は、取り扱い性に優れるとともに、バンプ部分のボイドが十分に低減されており、なおかつ研削後の反りを十分小さくすることができ、しかも接着剤層はバンプの頭出し性に優れた最表面層を有する。
 本実施形態に係るBステージ化は、上記の第1の半導体装置の製造方法で説明したBステージ化工程と同様にして行うことができる。
 本実施形態では、最表面層及び内層の各層毎に液状感光性接着剤の塗布及び光照射によるBステージ化を繰り返して接着剤層を形成しているが、液状感光性接着剤を複数回塗布した後に光照射によるBステージ化を行ってもよい。なお、本実施形態のように下層を光照射によりBステージ化した後に次の液状感光性接着剤を塗布するほうが、膜厚を均一化しやすいために好ましい。また、内層は複数積層することができる。
 本実施形態において、露光後の接着剤層の膜厚(最表面層を含む総厚)は、圧着時の接続性及び樹脂充填性の観点から、金属バンプのみの場合(例えば、図13)は、バンプ高さx1と接着剤層の厚みyとの関係が0.85x1≦y≦1.2x1を満たすことが好ましく、接着剤層の内層の厚み(すなわち、接着剤層の厚みから最表面層の厚みを引いた厚み)y1との関係が0.8x1≦y1≦1.15x1を満たすことが好ましい。金属バンプの上にハンダボールがある場合(例えば、図1)は、金属バンプ高さx2とハンダバンプx3と接着剤層の厚みy、内層の厚みy1との関係がx2≦y1、0.85(x2+x3)≦y≦1.2(x2+x3)を満たすことが好ましい。
(半導体ウェハ圧着工程)
 内層7及び最表面層6とから構成される接着剤層が設けられた半導体ウェハ10に、別の半導体ウェハ51を位置合わせした後、熱により圧着する(図24の(a))。本実施形態においては、半導体ウェハ10が有する金属バンプ(電極)12と接続される突起電極(金属バンプ12及びはんだボール14)を備える半導体ウェハ51と、半導体ウェハ10とが熱圧着される。なお、半導体ウェハ51は、半導体ウェハ10と同様に接着剤層が設けられた半導体ウェハであってもよい。
 半導体ウェハ同士は、ウェハ圧着機を用いて、半導体ウェハの金属バンプを介して導通がとれるよう圧着されることが好ましい。圧着の条件としては、ハンダボールや銅バンプ等の酸化膜除去のために最表面層6に含まれるフラックス成分が反応する温度で、金属電極の接合、ハンダボールの溶融による接合が可能であれば問題なく、例えば、温度:150℃~400℃、圧力:0.1MPa~2.0MPa、時間:10秒~2時間、程度の範囲であれば上記の接合が可能になる。ウェハ圧着時には、位置あわせが必要であるため、接着剤層は可視光透過性を有することが好ましい。接着剤層は、可視光透過率が10%以上となるものであることが好ましい。可視光透過率が10%未満であると、ウェハ圧着機での認識マーク識別が行えなくなって、位置合わせ作業ができなくなる傾向がある。また、ウェハ圧着機で使用されるハロゲン光源とライトガイドの波長相対強度において550nm~600nmが最も強いことから、接着剤層6は555nmの可視光透過率が10~100%であることが好ましく、18~100%であることがより好ましく、25~100%であることがさらに好ましい。
 本工程により、2つの半導体ウェハ10,51が接着剤層8により貼り合わされた半導体ウェハ積層体60が得られる(図24(b))。
 バックグラインド工程、半導体ウェハ積層工程、再配線及びハンダボール搭載工程、ダイシング工程、並びにピックアップ工程は、上記の第2の半導体装置の製造方法で説明した各工程と同様の方法及び条件で行うことができる(図16~図20を参照)。
 以上のような工程を経て、半導体素子が積層された構造を有する半導体装置を製造することができる。半導体装置の構成及び製造方法は、以上の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更が可能である。
 例えば、上記の工程の順序を必要により入れ替えることが可能である。また、一部の工程を省略することができる。
 また、図20に示す半導体装置は、例えば、更に他の半導体搭載用支持部材と接合し、その後必要に応じてワイヤボンディングや封止などが施されてもよい。
 接着剤層形成工程では、液状感光性接着剤を半導体ウェハの回路面に塗布した後、半導体ウェハを加温することによって液状感光性接着剤を低粘度化したり、超音波を印加したり、真空チャンバ内で減圧することにより、バンプ周辺のボイドを低減することもできる。
 接着剤層に対しては、Bステージ化及び熱圧着後、100~150℃で5~120分の熱硬化処理を施してもよい。このような熱硬化処理により、170℃以上の高温熱履歴工程によるボイドやはく離を抑制でき、高信頼性の半導体装置を得ることができる。
 次に、本発明に係る第4の半導体装置の製造方法について説明する。本実施形態に係る製造方法は、以下の工程を備える。
工程1(接着剤層形成工程):金属バンプ12が形成された半導体ウェハ10の回路面S1に液状感光性接着剤5を複数回塗布し、これら塗膜(感光性接着剤層)に対して露光を行い、2層以上の構造を有し最表面層がフラックス成分を含有するBステージ化された接着剤層を形成する(図1~3、図13及び図23を参照)。これにより接着剤層付き半導体ウェハ42が得られる(図23(b)を参照)。
工程2(バックグラインドテープ積層工程):接着剤層上にはく離可能な粘着テープ(バックグラインドテープ)30を積層する(図25を参照)。
工程3(バックグラインド工程):半導体ウェハ10を回路面S1とは反対側の面(裏面)S2から研磨して半導体ウェハ10を薄くする(図26を参照)。
工程4(ダイシングテープ積層工程):半導体ウェハ10の回路面S1とは反対側の面(裏面)上にはく離可能な粘着テープ(ダイシングテープ)36を積層する。
工程5(はく離工程):はく離可能な粘着テープ30をはく離する(図27を参照)。
工程6(ダイシング工程):半導体ウェハ10をダイシングにより複数の半導体チップ(半導体素子)10aに切り分ける(図28を参照)。これにより、接着剤層付き半導体素子44が得られる。
工程7(圧着工程):ピックアップした接着剤層付き半導体素子44を半導体装置用の支持部材(半導体素子搭載用支持部材)15に圧着(マウント)する。
工程9(圧着工程):得られた積層体を封止材(図示せず)によって封止して、半導体装置130を得る。
 接着剤層形成工程は上記第3の半導体装置の製造方法と同様に行うことができる。
 (バックグラインド工程)
 Bステージ化工程後に半導体ウェハをバックグラインドすることで薄型化することができる。すなわち、半導体ウェハの回路面とは反対側の面(裏面)から研磨して半導体ウェハを薄くしてもよい。この場合、接着剤層上にはく離可能な粘着テープ(バックグラインドテープ等)30を積層する。この粘着テープ30は、基材31と粘着層32とを有している。この粘着テープの代わりに、ポリ塩化ビニル、ポリオレフィン、エチレン-酢酸ビニル共重合体、ポリウレタンなどの柔軟基材を用いることもできる。はく離可能な粘着テープを積層する方法としては、例えば、予めフィルム状に成形されたフィルムをラミネートする方法により行なうことができる。
 積層後、半導体ウェハ10の回路面S1とは反対側の面(裏面)から研磨して、半導体ウェハ10を所定の厚さまで薄くする。研磨は、粘着テープ30によって半導体ウェハ10を研磨用の治具に固定した状態で、グラインド装置32を用いて行うことが好ましい。また、この工程では、半導体ウェハ10を厚さ10~150μmにまで薄厚化することが好ましい。薄厚化された半導体ウェハ10の厚さが10μm未満であると、半導体ウェハの破損が生じやすく、他方、150μmを超えると、半導体装置の小型化の要求に応えることが困難となる。
(ダイシング工程)
 半導体ウェハ10の回路面S1とは反対側の面(裏面)上にはく離可能な粘着テープ(ダイシングテープ)36を積層する。はく離可能な粘着テープ36は、予めフィルム状に成形された粘着テープをラミネートする方法により貼り付けることができる。
 次に、はく離可能な粘着テープ(バックグラインドテープ)30をはく離する。例えば、活性光線(典型的には紫外線)を照射することによって粘着性が低下する粘着テープを使用し、粘着テープ30側から露光した後、これをはく離することができる。
 ダイシングラインに沿って半導体ウェハ10を接着剤層(最表面層6及び内層7)とともに切断する。このダイシングにより、半導体ウェハ10が、それぞれの裏面に接着剤層(最表面層6a及び内層7a)が設けられた複数の半導体チップ(半導体素子)10aに切り分けられる。ダイシングは、粘着テープ(ダイシングテープ)36によって全体をフレーム(ウェハリング)に固定した状態でダイシングブレードを用いて行われることが好ましい。こうして、接着剤層付き半導体チップ44が得られる。
(圧着工程)
 ダイシングの後、切り分けられた半導体チップ10aを、ダイボンド装置によって接着剤層とともにピックアップ、すなわち接着剤層付き半導体チップ44をピックアップする。そして、接着剤層付き半導体素子44を、金属バンプ又は電極パッド16を有する半導体装置用の支持部材(半導体素子搭載用支持部材)15に圧着(マウント)する。このように、接着剤層付き半導体チップと支持部材とを、接着剤層付き半導体チップの接着剤層を挟んで圧着することで、半導体チップと支持部材との接着及び導通が可能となる。また、このとき接着剤層の最表面層によって金属接合性が向上する。
 圧着の条件としては、金属電極の接合、ハンダボールの溶融による接合が可能であれば問題なく、例えば、温度:150℃~400℃、圧力:0.1MPa~2.0MPa、時間:1秒~30秒、程度の範囲であれば上記の接合が可能になる。
(封止工程)
 半導体チップ10aを含む積層体を封止材によって封止することにより、半導体装置130が得られる。
 本実施形態においては、上記圧着工程における半導体素子搭載用支持部材に代えて、半導体ウェハ、他の半導体素子、或いは、半導体素子が搭載された基板などに、接着剤層付き半導体チップ44を圧着することができる。
 図30の(a)は、金属バンプが形成された半導体ウェハ58回路面に、接着剤層付き半導体チップ44が圧着された半導体素子付き半導体ウェハ70の一例を示す図である。図30の(b)は、(a)に示されるb-b線における断面図である。
 上記の半導体素子付き半導体ウェハは、半導体装置製造用部材として供給することができる。
 図31は、接着剤層付き半導体チップと他の半導体チップとを圧着して半導体装置を製造する方法の一例を示す図である。本実施形態においては、図31の(a)に示されるように、金属バンプ12が形成された半導体チップ10bの回路面と、接着剤層付き半導体チップ44の回路面とを対向配置し、これらを圧着する。こうして、図31の(b)に示される半導体装置80が得られる。
 図32は、接着剤層付き半導体チップと半導体素子が搭載された基板とを圧着して半導体装置を製造する方法の一例を示す図である。本実施形態においては、図32の(a)に示されるように、半導体素子が搭載された基板として上述した方法によって得られる半導体装置130の半導体チップの裏面に金属バンプを形成したものを用意する。そして、金属バンプが形成された半導体チップ10bの金属バンプ形成面上に、接着剤層付き半導体チップ44の回路面を対向配置し、これらを圧着する。こうして、図32の(b)に示される複数の半導体チップを含む積層体である半導体装置140が得られる。
 次に、本発明に係る半導体装置の製造方法で用いられる液状感光性接着剤について説明する。なお、本発明は、以下に説明する液状感光性接着剤を用いる場合に限定されるものではない。
 液状感光性接着剤は、光照射によってBステージ化できるものであれば、特に制限なく用いることができる。例えば、光によるラジカル反応、光によるアニオン反応、光によるカチオン反応などによってBステージ化できる系が挙げられる。光ラジカルによってBステージ化させる系としては、例えば、放射線重合性化合物と、光ラジカル開始剤などの光開始剤とを含む系が挙げられる。光アニオンによってBステージ化させる系としては、エポキシ樹脂と、光アニオン発生剤とを含む系が挙げられる。光カチオンによってBステージ化させる系としては、例えば、エポキシ樹脂と、光カチオン発生剤とを含む系が挙げられる。Bステージ化に要する時間やBステージ化後の保存安定性の観点から、光によるラジカル反応によってBステージ化が可能な系が好ましい。
 本明細書において、「Bステージ」とは、硬化反応の中間的な段階、すなわち溶融粘度が上昇した段階を意味する。
 Bステージ化された接着剤層は、加熱により軟化することができる。具体的には、Bステージ化された接着剤層の20℃~60℃における溶融粘度の最大値(最大溶融粘度)が5000~100000Pa・sであるのが好ましく、良好な取り扱い性及びピックアップ性の観点から10000~100000Pa・sであることがより好ましい。また、Bステージ化された接着剤層の60℃~200℃における溶融粘度の最小値(最低溶融粘度)が10~30000Pa・sであるのが好ましく、良好な熱時流動性及び接続性の観点から50~10000Pa・sであることがより好ましい。
 ここでの最大溶融粘度もしくは最低溶融粘度とは、光量1000mJ/cmで露光した後のサンプルを、粘弾性測定装置ARES(レオメトリックス・サイエンティフィック・エフ・イー(株)製)を用いて測定したときの20℃~200℃における溶融粘度の最大値もしくは最低値を示す。なお、測定プレートは直径8mmの平行プレート、測定条件は昇温5℃/min、測定温度は20℃~200℃、周波数は1Hzとする。
 また、Bステージ化された接着剤層の25℃でのタック強度(表面タック力)が200gf以下となることが好ましく、熱圧着時の粘着性の観点から150gf以下であることがより好ましく、バックグラインドテープのはく離性の観点から100gf以下であることがさらにより好ましく、ダイシング時の付着物低減の観点から50gf以下であることが最も好ましい。また、ダイシング時の接着剤層のはく離などを抑制するために表面タック力が0.1gf/cm以上であることが好ましい。表面タック力が0.1gf/cm以下である場合、ダイシング時に接着剤と被着体の界面に水が浸入してチップ飛びが発生する、ダイシング時の付着物によるボイドや接続不良の原因となる、といった問題が生じやすくなる傾向にあるため、好ましくない。また、上記25℃での表面タック力が200gf/cmを超えると、得られる接着剤層の室温における表面の粘着性が高くなり、取扱い性が悪くなる傾向にある。
 ここでの表面タック力は以下のように測定した値である。液状感光性接着剤をBステージ後の膜厚が35μmとなるようにシリコンウェハ上にスピンコートによって塗布し、得られた塗膜に、25℃、空気下で、高精度平行露光機(オーク製作所製、「EXM-1172-B-∞」(製品名))により1000mJ/cmで露光を行なう。その後、25℃での表面のタック強度をレスカ社製のプローブタッキング試験機を用いて、プローブ直径:5.1mm、引き剥がし速度:10mm/s、接触荷重:100gf/cm、接触時間:1sにより、25℃におけるタック力を5回測定し、その平均値を算出する。
 本発明においては、液状感光性接着剤は、(A)放射線重合性化合物、(B)光開始剤、及び(C)熱硬化性樹脂を含むことが好ましい。このような構成を有する接着剤は、光照射によってBステージ化可能な接着剤とすることができる。
 上記本発明に係る第3及び第4の半導体装置の製造方法における接着剤層の最表面層を形成するために用いられる液状感光性接着剤はフラックス成分を含有する。更に、本実施形態においては、接着剤層が最表面層と内層とからなり、最表面層を形成する液状感光性接着剤が、(A)放射線重合性化合物、(B)光開始剤、及び(F)フラックス成分、を含み、内層を形成する液状感光性接着剤が、(A)放射線重合性化合物、(B)光開始剤、及び(C)熱硬化性樹脂、を含むことが好ましい。このような構成を有する接着剤は、光照射によってBステージ化可能な接着剤とすることができる。
 本実施形態においては、最表面層を形成する液状感光性接着剤に含まれるフラックス成分の含有量(質量%)が、内層を形成する液状感光性接着剤におけるフラックス成分の含有量よりも大きいことが好ましく、内層を形成する液状感光性接着剤がフラックス成分を含まないことがより好ましい。
 更に、最表面層を形成する液状感光性接着剤にはフィラーを含有させず、内層を形成する液状感光性接着剤にフィラーを含有させることにより、接続時のフィラーのかみ込みを防止することができる。
 本実施形態の液状感光性接着剤は、1atm、25℃で液状であり、且つ、溶剤の含有量が5質量%以下である液状無溶剤型感光性接着剤であることが好ましい。上記の「無溶剤型」とは、接着剤中に含有される溶剤量が5質量%以下であることを意味する。
 上記の溶剤とは、放射線重合性基やオキシムエステル基、α-アミノアセトフェノン、ホスフィンオキサイドなどの光反応性基、エポキシ基、フェノール性水酸基、カルボキシル基、アミノ基、酸無水物、イソシアネート、パーオキサイド、ジアゾ基、イミダゾール、アルコキシシランなどの熱反応性基を有さず、分子量が500以下でありかつ室温(25℃)において液状である有機化合物を意味する。このような溶剤としては、例えば、ジメチルホルムアミド、トルエン、ベンゼン、キシレン、メチルエチルケトン、テトラヒドロフラン、エチルセロソルブ、エチルセロソルブアセテート、ジオキサン、シクロヘキサノン、酢酸エチル、γ-ブチロラクトン及びN-メチル-ピロリジノンなどが挙げられる。
 溶剤量が上記範囲となることで、光照射によってタック低減させることができ、光照射後の取り扱い性が向上する。更に、熱圧着や加熱硬化時の発泡を抑制することができる。
 (A)放射線重合性化合物としては、アルケン類やアルキン類など炭素原子間不飽和結合を有する化合物が挙げられる。
 なお、本発明において放射線とは、電離性放射線や非電離性放射線を指し、例えば、ArF、KrF等のエキシマレーザー光、電子線極端紫外線、真空紫外光、X線、イオンビームやi線やg線等の紫外光が挙げられる。放射線は、量産性の観点から、i線やg線等の紫外光が好ましく用いられる。
 本実施形態の液状感光性接着剤は、(A)放射線重合性化合物として、25℃で液状であり分子内に1つの炭素-炭素二重結合を有する化合物を含有することが好ましい。分子内に2つ以上の炭素-炭素二重結合を有する化合物を配合した組成物の場合、光照射されると架橋構造が形成された状態となり、その後の熱時に溶融しにくく、またタックも発現しにくいため、熱圧着が困難となる傾向がある。これに対して分子内に1つの炭素-炭素二重結合を有する化合物を含有することによって、熱時流動性を十分得ることができ、熱圧着性を向上させることができる。中でも、低露光量でBステージ化が可能である点から、単官能(メタ)アクリレートが好ましい。
 上記の単官能(メタ)アクリレートの含有量は、(A)成分全量に対して20~100質量%であることが好ましく、40~100質量%であることがより好ましく、50~100質量%であることが最も好ましい。単官能(メタ)アクリレートの配合量を上記範囲とすることでBステージ化後の被着体との密着性及び熱圧着性をより向上させることができる。
 また、(A)成分は、25℃で液状であり且つ分子内に1つの炭素-炭素二重結合を有する化合物に加えて、更に固形のアクリレートを配合してもよい。この場合の(A)成分の混合物は、25℃で液状であることが好ましい。
 更に高水準の熱時流動性を得る観点から、(A)放射線重合性化合物として、分子内に1つの炭素-炭素二重結合を有する化合物を単独で接着剤組成物に含有させることが好ましい。なお、分子内に1つの炭素-炭素二重結合を有する化合物を単独で使用した場合、光照射後に得られるポリマーの分子量を数万以上にすることができ、硬化後の良好な接着性と信頼性を両立できる。ここで、分子内に2つ以上の炭素-炭素二重結合を有する化合物が含まれると分子量が数万以上のポリマー同士のネットワークが形成され熱時の粘着性や流動性が低下する傾向がある。
 上記(A)成分は、上記(B)成分及び(C)成分若しくは(F)成分などの他の成分の溶解性の観点から、25℃での粘度が5000mPa・s以下であることが好ましく、更に薄膜化の観点から、3000mPa・s以下であることがより好ましく、2000mPa・s以下であることが更により好ましく、更に固形や高粘度の熱硬化樹脂を多く配合して接着性を向上させる観点から、1000mPa・s以下であることが最も好ましい。ここでの粘度とは、接着剤に含まれる(A)成分全体の値であり、東京計器製造所製のEHD型回転粘度計を用い、サンプル量0.4mL、3°コーンの条件下、25℃で測定した粘度の値である。
 (A)成分の上記粘度が5000mPa・sを超えると、接着剤の粘度が上昇して薄膜化が困難となったり、塗布装置などのノズルから吐出させることが困難となる傾向がある。塗布時のピンホール発生を防止することや耐熱性を確保する観点から、(A)成分の25℃での粘度は10mPa・s以上であることが好ましい。
 また、上記(A)成分は、塗布時の揮発抑制の観点から5%重量減少温度が120℃以上であることがより好ましく、熱硬化時に未反応の(A)成分が揮発することによって生じるはく離やボイドを抑制できる点で150℃以上であることが更により好ましく、180℃以上であることが最も好ましい。ここでの5%質量減少温度とは、接着剤に含まれる(A)成分全体の値であり、(A)成分を示差熱熱重量同時測定装置(エスアイアイ・ナノテクノロジー製:TG/DTA6300)を用いて、昇温速度10℃/min、窒素フロー(400ml/min)下で測定したときの5%重量減少温度である。
 また、接着剤の低粘度化、塗布後の表面凹凸抑制やBステージ化後の熱時流動性の観点から、有機化合物を主体とした材料設計が好ましいため、上記(A)成分の5%重量減少温度は500℃以下であることが好ましい。
 本実施形態で用いる(A)成分としては、例えば、エチレン性不飽和基を有する化合物が挙げられる。エチレン性不飽和基としては、ビニル基、アリル基、プロパギル基、ブテニル基、エチニル基、フェニルエチニル基、マレイミド基、ナジイミド基、(メタ)アクリル基などが挙げられる。反応性の観点から、(A)成分は、単官能(メタ)アクリレートを含むことが好ましい。ここでいう単官能とは、分子内に1つの炭素-炭素二重結合を有することを意味し、それ以外の官能基を有していてもよい。
 上記単官能(メタ)アクリレートとしては、例えば、硬化物を強靭化できる点でグリシジル基含有(メタ)アクリレートや4-ヒドロキシフェニルメタクリレートや3,5-ジメチル-4-ヒドロキシベンジルアクリルアミドなどのフェノール性水酸基含有(メタ)アクリレート、2-メタクリロイロキシエチルフタル酸、2-メタクリロイロキシプロピルヘキサヒドロフタル酸、2-メタクリロイロキシメチルヘキサヒドロフタル酸などのカルボキシル基含有(メタ)アクリレートが好ましく、耐熱性を向上できる点でフェノールEO変性(メタ)アクリレート、フェノールPO変性(メタ)アクリレート、ノニルフェノールEO変性(メタ)アクリレート、ノニルフェノールPO変性(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、フェノキシエチレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、ヒドロキシエチル化フェニルフェノールアクリレート、フェノキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、ノニルフェノキシエチレングリコール(メタ)アクリレート、ノニルフェノキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、ノニルフェノキシポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、2-メタクリロイロキシエチル2-ヒドロキシプロピルフタレート、フェニルフェノールグリシジルエーテルアクリレートなどの芳香族含有(メタ)アクリレートが好ましく、Bステージ化後の密着性や熱硬化後の接着性を付与できる点で2-ヒドロキシ-3-フェノキシプロピル(メタ)アクリレート、O-フェニルフェノールグリシジルエーテル(メタ)アクリレート、2-(メタ)アクリロイロキシ-2-ヒドロキシプロピルフタレート、2-(メタ)アクリロイロキシエチル-2-ヒドロキシエチル-フタル酸、2-ヒドロキシ-3-フェノキシプロピル(メタ)アクリレート、など下記一般式(A-1)又は(A-2)で示される水酸基含有(メタ)アクリレート、2-(1,2-シクロヘキサカルボキシイミド)エチルアクリレートなど、下記一般式(A-3)又は(A-4)で示されるイミド基含有(メタ)アクリレートが好ましく、接着剤組成物を低粘度化できる点でイソボロニル含有(メタ)アクリレート、ジシクロペンタジエニル基含有(メタ)アクリレート、イソボロニル(メタ)アクリレートなどが好ましいものとして挙げられる。中でもイミド基含有(メタ)アクリレートは半導体ウェハや有機基板などの塗布したときのハジキやピンホールを抑制でき、かつ硬化後に優れた接着性を発現できるため、特に好ましく用いられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
 
 一般式(A-1)及び(A-2)において、Rは、水素原子又はメチル基を示し、Rは1価の有機基を示し、R及びRはそれぞれ2価の有機基を示す。Rは耐熱性の観点から芳香族基を有することが好ましい。Rは耐熱性の観点から芳香族基を有することが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
 
 一般式(A-3)及び(A-4)において、Rは、水素原子又はメチル基を示し、Rは2価の有機基を示し、R、R、R、Rはそれぞれ炭素数1~30の1価の炭化水素基を示し、R及びRはそれぞれ互いに結合して環を形成してもよく、R及びRはそれぞれ互いに結合して環を形成してもよい。R及びR、並びに、R及びRが環を形成している場合、例えば、ベンゼン環構造、脂環式構造が挙げられる。ベンゼン環構造及び脂環式構造は、カルボキシル基、フェノール性水酸基、エポキシ基などの熱硬化性基を有していてもよく、またアルキル基などの有機基を有していてもよい。
 上記一般式(A-3)及び(A-4)で示される化合物は、例えば、単官能酸無水物とエタノールアミンとを反応させて得られるN-ヒドロキシアルキルイミド化合物と、アクリル酸エステル又はアクリル酸エステルとを公知の方法で反応させて合成することができる。この場合、単官能酸無水物として、4-フェニルエチニルフタル酸無水物、無水フタル酸、無水マレイン酸、無水コハク酸、5-ノルボルネン-2,3-ジカルボン酸無水化物、2,5-ノルボルナジエン-2,3-ジカルボン酸無水物、マレイン酸無水物、トリメリット酸無水物、シクロヘキサンジカルボン酸無水物、5-ノルボルネン-2,3-ジカルボン酸無水物、シス-ノルボルネン-エンド-2,3-ジカルボン酸ヘキサヒドロ無水フタル酸無水物、ヘキサヒドロフタル酸無水物、1,2,3,6-テトラヒドロフタル酸無水物、3,4,5,6-テトラヒドロフタル酸無水物、などのジカルボン酸無水物を用いることができる。N-ヒドロキシアルキルイミド化合物としては、例えば、N-ヒドロキシエチルフタルイミド及びN-ヒドロキシエチルコハクイミドなどが挙げられる。
 上記一般式(A-3)及び(A-4)で示される化合物としては、保存安定性、Bステージ化後の低タック性、Bステージ化後の密着性、熱硬化後の耐熱性、接着性、信頼性の観点から、下記一般式(A-5)~(A-9)で示される化合物が好ましいものとして用いることができ、低粘度の観点から、下記一般式(A-5)、(A-7)~(A-9)で示される化合物がより好ましいものとして用いることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
 
上記式(A-5)~(A-9)中、R1は、水素原子又はメチル基を示す。
 また、単官能(メタ)アクリレートとしては、Bステージ化後の被着体との密着性、硬化後の接着性、耐熱性の観点から、ウレタン基、イソシアヌル基、イミド基、フェノール性水酸基、水酸基のいずれかを有することが好ましく、特に分子内にイミド基を有する単官能(メタ)アクリレートであることが好ましい。
 本実施形態の液状感光性接着剤において、25℃で液状であり且つ分子内に1つの炭素-炭素二重結合を有する化合物は、1種を単独で又は2種類以上を組み合わせて配合することができる。
 更に、単官能(メタ)アクリレートは、Bステージ化後の熱圧着性、熱時流動性の観点から、単官能(メタ)アクリレートを重合して得られた重合体のTgが100℃以下となるものが好ましく、Bステージ化の観点から、Tgが20℃以上となるものが好ましい。単官能(メタ)アクリレートの重合体のTgは、単官能(メタ)アクリレートに光開始剤であるI-379EG(チバ・ジャパン社製)を単官能(メタ)アクリレートに対し3質量%となる割合で溶解させた組成物を、PET(ポリエチレンテレフタレート)フィルム上に膜厚35μmとなるように塗布し、この塗膜に、室温、空気下で高精度平行露光機(オーク製作所製、製品名:EXM-1172-B-∞)を用いて1000mJ/cmで露光して得られたフィルムを膜厚150μmとなるように積層した積層体について、粘弾性測定装置(レオメトリックス・サイエンティフィック・エフ・イー(株)製、製品名:ARES)を用いて測定された-50℃~200℃におけるtanδピーク温度である。なお、測定プレートは、直径8mmの平行プレートを用い、測定条件は、昇温速度5℃/min、測定温度-50℃~200℃、周波数1Hzとする。
 (A)成分の含有量は、接着剤組成物全量に対して10~95質量%であることが好ましく、20~90質量%であることがより好ましく、40~90質量%であることが最も好ましい。(A)成分の含有量が10質量%未満であると、露光後の表面タック力が大きくなる傾向があり、95質量%を超えると熱硬化後の接着強度が低下する傾向があるため好ましくない。
 (B)光開始剤としては、波長365nmの光に対する分子吸光係数が、Bステージ化が可能となる点で100ml/g・cm以上であるものが好ましく、露光後のタックをより低減できる点で200ml/g・cm以上であるものがより好ましく、酸素阻害をより低減できる点で400ml/g・cm以上であるものがさらにより好ましく、低露光量、短時間でBステージ化が可能となる点で1000ml/g・cm以上であるものが最も好ましい。なお、Bステージ化に要する時間は60s以内であることが好ましく、より効率的に半導体装置を製造できる点で30s以内であることがより好ましい。上記の分子吸光係数は、サンプルの0.001質量%アセトニトリル溶液を調製し、この溶液について分光光度計(日立ハイテクノロジーズ社製、「U-3310」(製品名))を用いて吸光度を測定することにより求められる。
 上記(B)成分としては、例えば、1-ヒドロキシーシクロヘキシルーフェニルーケトン、2-ヒドロキシ-2-メチル-1-フェニループロパンー1-オン、1-[4-(2-ヒドロキシエトキシ)-フェニル]-2-ヒドロキシ-2-メチル-1-プロパン-1-オン、2-ヒドロキシ-1-{4-[4-(2-ヒドロキシ-2-メチループロピオニル)-ベンジル]-フェニル}-2-メチループロパンー1-オン、オキシーフェニルーアセチックアシッド2-[2-オキソー2-フェニルーアセトキシーエトキシ]エチルエステル、フェニルグリオキシリックアシッドメチルエステル、2-ジメチルアミノ-2-(4-メチルーベンジル)-1-(4-モルフォリン-4-イルーフェニル)-ブタンー1-オン、2-エチルヘキシルー4-ジメチルアミノベンゾエート、2-ベンジル-2-ジメチルアミノ-1-(4-モルホリノフェニル)-ブタノン-1、2,2-ジメトキシ-1,2-ジフェニルエタン-1-オン、1-ヒドロキシ-シクロヘキシル-フェニル-ケトン、2-メチル-1-(4-(メチルチオ)フェニル)-2-モルフォリノプロパノン-1、2,4-ジエチルチオキサントン、2-エチルアントラキノン、フェナントレンキノン等の芳香族ケトン、ベンジルジメチルケタール等のベンジル誘導体、2-(o-クロロフェニル)-4,5-ジフェニルイミダゾール二量体、2-(o-クロロフェニル)-4,5-ジ(m-メトキシフェニル)イミダゾール二量体、2-(o-フルオロフェニル)-4,5-フェニルイミダゾール二量体、2-(o-メトキシフェニル)-4,5-ジフェニルイミダゾール二量体、2-(p-メトキシフェニル)-4,5-ジフェニルイミダゾール二量体、2,4-ジ(p-メトキシフェニル)-5-フェニルイミダゾール二量体、2-(2,4-ジメトキシフェニル)-4,5-ジフェニルイミダゾール二量体等の2,4,5-トリアリールイミダゾール二量体、9-フェニルアクリジン、1,7-ビス(9,9'-アクリジニル)ヘプタン等のアクリジン誘導体、ビス(2,6-ジメトキシベンゾイル)-2,4,4-トリメチル-ペンチルフォスフィンオキサイド、ビス(2,4,6,-トリメチルベンゾイル)-フェニルフォスフィンオキサイド等のビスアシルフォスフィンオキサイドやマレイミドを有する化合物などが挙げられる。これらは単独で又は2種類以上を組み合わせて使用することができる。
 (B)光開始剤は、空気雰囲気下(酸素存在下)中であっても露光によって効率的にBステージ化が可能となる点で、分子内にオキシムエステル骨格、又はモルホリン骨格を有する化合物であることが好ましい。このような化合物としては特に限定はしないが、下記一般式(B-1)で表わされるオキシムエステル基を有する化合物及び/又は下記一般式(B-2)、(B-3)若しくは(B-4)で表わされるモルホリン環を有する化合物であることが好ましい。具体的には、2-ベンジル-2-ジメチルアミノ-1-(4-モルホリノフェニル)-ブタノン-1、2,2-ジメトキシ-1,2-ジフェニルエタン-1-オン、2-メチル-1-(4-(メチルチオ)フェニル)-2-モルフォリノプロパン-1-オンが好ましく用いられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
 
式中、R51及びR52はそれぞれ独立に、水素原子、炭素数1~7のアルキル基、又は芳香族系炭化水素基を含む有機基を示し、R53及びR54及びR55は、炭素数1~7のアルキル基、又は芳香族系炭化水素基を含む有機基を示し、R56及びR57は、芳香族系炭化水素基を含む有機基を示す。
 上記芳香族系炭化水素基としては、特に制限はしないが、例えば、フェニル基及びナフチル基、ベンゾイン誘導体、カルバゾール誘導体、チオキサントン誘導体、ベンゾフェノン誘導体などが挙げられる。また、芳香族系炭化水素基は、置換基を有していてもよい。
 上記(B)光開始剤として特に好ましいものは、オキシムエステル基及び/又はモルホリン環を有する化合物であって、波長365nmの光に対する分子吸光係数が1000ml/g・cm以上、且つ、5%質量減少温度が150℃以上の化合物である。
 このような(B)光開始剤としては、例えば、下記構造式(B-5)~(B-9)で表わされる化合物が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
 
 (B)光開始剤の含有量は、(A)成分100質量部に対して0.1~20質量部であることが好ましく、Bステージ化のタクトやBステージ化後のタックの観点から、0.5~10質量部であることがより好ましい。この含有量が20質量部を超えると、アウトガスが多くなり接着性が低下したり、保存安定性が低下する傾向がある。一方、上記含有量が0.1質量部未満であると、Bステージ化が困難となる傾向がある。
 本実施形態の液状感光性接着剤においては、必要に応じて増感剤を併用することができる。この増感剤としては、例えば、カンファーキノン、ベンジル、ジアセチル、ベンジルジメチルケタール、ベンジルジエチルケタール、ベンジルジ(2-メトキシエチル)ケタール、4,4’-ジメチルベンジル-ジメチルケタール、アントラキノン、1-クロロアントラキノン、2-クロロアントラキノン、1,2-ベンズアントラキノン、1-ヒドロキシアントラキノン、1-メチルアントラキノン、2-エチルアントラキノン、1-ブロモアントラキノン、チオキサントン、2-イソプロピルチオキサントン、2-ニトロチオキサントン、2-メチルチオキサントン、2,4-ジメチルチオキサントン、2,4-ジエチルチオキサントン、2,4-ジイソプロピルチオキサントン、2-クロロ-7-トリフルオロメチルチオキサントン、チオキサントン-10,10-ジオキシド、チオキサントン-10-オキサイド、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、イソプロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンゾフェノン、ビス(4-ジメチルアミノフェニル)ケトン、4,4’-ビスジエチルアミノベンゾフェノン、アジド基を含む化合物などが挙げられる。これらは単独で又は2種類以上併用して使用することができる。上記増感剤の中で、Bステージ後のタックをより低減できる点で4,4’-ビスジエチルアミノベンゾフェノンが最も好ましく用いられる。
 上記(C)熱硬化性樹脂としては、熱により架橋反応を起こす反応性化合物からなる成分であれば特に限定されることはなく、例えば、エポキシ樹脂、シアネートエステル樹脂、マレイミド樹脂、アリルナジイミド樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、アルキド樹脂、アクリル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ジアリルフタレート樹脂、シリコーン樹脂、レゾルシノールホルムアルデヒド樹脂、キシレン樹脂、フラン樹脂、ポリウレタン樹脂、ケトン樹脂、トリアリルシアヌレート樹脂、ポリイソシアネート樹脂、トリス(2-ヒドロキシエチル)イソシアヌラートを含有する樹脂、トリアリルトリメリタートを含有する樹脂、シクロペンタジエンから合成された熱硬化性樹脂、芳香族ジシアナミドの三量化による熱硬化性樹脂等が挙げられる。中でも、高温での優れた接着力を持たせることができる点で、エポキシ樹脂が好ましい。なお、熱硬化性樹脂は、単独で又は二種類以上を組み合わせて用いることができる。
 エポキシ樹脂としては、分子内に少なくとも2個以上のエポキシ基を含むものが好ましく、熱圧着性や硬化性、硬化物特性の点から、フェノールのグリシジルエーテル型のエポキシ樹脂がより好ましい。このような樹脂としては、例えば、ビスフェノールA型(又はAD型、S型、F型)のグリシジルエーテル、水添加ビスフェノールA型のグリシジルエーテル、エチレンオキシド付加体ビスフェノールA型のグリシジルエーテル、プロピレンオキシド付加体ビスフェノールA型のグリシジルエーテル、フェノールノボラック樹脂のグリシジルエーテル、クレゾールノボラック樹脂のグリシジルエーテル、ビスフェノールAノボラック樹脂のグリシジルエーテル、ナフタレン樹脂のグリシジルエーテル、3官能型(又は4官能型)のグリシジルエーテル、ジシクロペンタジエンフェノール樹脂のグリシジルエーテル、ダイマー酸のグリシジルエステル、3官能型(又は4官能型)のグリシジルアミン、ナフタレン樹脂のグリシジルアミン等が挙げられる。これらは単独で又は2種類以上を組み合わせて使用することができる。
 また、エポキシ樹脂としては、不純物イオンである、アルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオン、ハロゲンイオン、特に塩素イオンや加水分解性塩素等を300ppm以下に低減した高純度品を用いることが、エレクトロマイグレーション防止や金属導体回路の腐食防止の観点から好ましい。
 (C)熱硬化性樹脂は、室温で液状、固形を問わず使用することができる。液状熱硬化性樹脂の場合は、より低粘度化が可能となり、固形熱硬化性樹脂の場合は、光照射後のタックをより低減することができる。また、液状熱硬化性樹脂と固形熱硬化性樹脂を併用してもよい。
 液状の熱硬化性樹脂を用いる場合、その粘度は10000mPa・s以下であることが好ましく、5000mPa・s以下であることがより好ましく、3000mPa・s以下であることが更により好ましく、2000mPa・s以下であることが最も好ましい。粘度が10000mPa・sを超えると接着剤組成物の粘度が上昇し、薄膜化が困難となる傾向がある。このような液状の熱硬化性樹脂としては、特に限定はしないが、接着性、耐熱性の観点からエポキシ樹脂が好ましく、特に3官能型(又は4官能型)のグリシジルアミンやビスフェノールA型(又はAD型、S型、F型)のグリシジルエーテルが好ましく用いられる。
 固形の熱硬化性樹脂を用いる場合、例えば、(A)成分に溶解させて用いることができる。固形熱硬化性樹脂としては、特に限定はしないが、熱圧着性と粘度の観点から、分子量が2000以下、好ましくは1000以下であることが好ましく、また軟化点が100℃以下、好ましくは80℃以下であることが好ましい。また、接着性、耐熱性の観点から3官能以上のエポキシ樹脂が好ましい。このようなエポキシ樹脂としては、例えば、下記構造のエポキシ樹脂が好ましく用いられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
 
nは、0~10の整数を示す。
 また、(C)熱硬化性樹脂は、5%重量減少温度が150℃以上であるものが好ましく、180℃以上であるものがより好ましく、200℃以上であるものが更により好ましい。ここで、熱硬化性樹脂の5%質量減少温度とは、熱硬化性樹脂を示差熱熱重量同時測定装置(エスアイアイ・ナノテクノロジー製:TG/DTA6300)を用いて、昇温速度10℃/min、窒素フロー(400ml/min)下で測定したときの5%重量減少温度である。5%重量減少温度が高い熱硬化性樹脂を適用することで、熱圧着又は熱硬化時に揮発することを抑制できる。このような耐熱性を有する熱硬化性樹脂としては、分子内に芳香族基を有するエポキシ樹脂が挙げられる。
 (C)熱硬化性樹脂の含有量は、(A)成分100質量部に対して1~100質量部であることが好ましく、保存安定性とBステージ化の両立の観点から2~50質量部であることがより好ましい。この含有量が100質量部を超えると、露光後のタックが上昇する傾向がある。一方、上記含有量が2質量部未満であると、十分な高温接着性が得られなくなる傾向がある。
 本実施形態の液状感光性接着剤においては、硬化促進剤を更に含有することが好ましい。硬化促進剤としては、加熱によってエポキシ樹脂の硬化/重合を促進する化合物あれば特に制限はなく、例えば、フェノール系化合物、脂肪族アミン、脂環族アミン、芳香族ポリアミン、ポリアミド、脂肪族酸無水物、脂環族酸無水物、芳香族酸無水物、ジシアンジアミド、有機酸ジヒドラジド、三フッ化ホウ素アミン錯体、イミダゾール類、ジシアンジアミド誘導体、ジカルボン酸ジヒドラジド、トリフェニルホスフィン、テトラフェニルホスホニウムテトラフェニルボレート、2-エチル-4-メチルイミダゾール-テトラフェニルボレート、1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデセン-7-テトラフェニルボレート、第3級アミン等が挙げられる。これらの中でも溶剤を含有しないときの溶解性、分散性の観点からイミダゾール類が好ましく用いられる。硬化促進剤の含有量は、エポキシ樹脂100質量部に対して0.01~50質量部が好ましい。また、接着性、耐熱性、保存安定性の観点からもイミダゾール類が特に好ましい。
 イミダゾール類としては、反応開始温度が50℃以上であることが好ましく、80℃以上であることがより好ましい。反応開始温度が50℃以下であると保存安定性が低下するため、樹脂組成物の粘度が上昇し膜厚の制御が困難となるため好ましくない。
 イミダゾール類としては、エポキシ樹脂に溶解するイミダゾールを用いることが好ましい。このようなイミダゾールを用いることで凹凸が少ない塗布膜を得ることができる。このようなイミダゾール類としては、特に限定はしないが、2-ウンデシルイミダゾール、2-ヘプタデシルイミダゾール、1,2-ジメチルイミダゾール、2-エチル-4-メチルイミダゾール、1-ベンジル-2-メチルイミダゾール、1-ベンジル-2-フェニルイミダゾール、1-シアノエチル-2-メチルイミダゾール、1-シアノエチル-2-エチル-4-メチルイミダゾール、1-シアノエチル-2-フェニルイミダゾールなどが挙げられる。保存安定性、接着性、耐熱性の観点から、1-ベンジル-2-フェニルイミダゾールが特に好ましく用いられる。
 また、イミダゾール類としては、好ましくは平均粒径10μm以下、より好ましくは8μm以下、最も好ましくは5μm以下に粉砕した化合物を使用することができる。このような粒径のイミダゾール類を用いることで接着剤の粘度変化を抑制することができ、またイミダゾール類の沈降を抑制することができる。また、薄膜形成した際には、表面の凹凸を低減することができ、これにより均一な膜を得ることができる。更に、硬化時には樹脂中の硬化を均一に進行させることができるため、アウトガスを低減することができる。
 また、本実施形態の液状感光性接着剤は、速硬化性と保存安定性の観点から、マイクロカプセル型硬化剤を含有してもよい。
 また、本実施形態の液状感光性接着剤は、硬化剤としてフェノール系化合物を含有していてもよい。フェノール系化合物としては分子中に少なくとも2個以上のフェノール性水酸基を有するフェノール系化合物がより好ましい。このような化合物としては、例えばフェノールノボラック、クレゾールノボラック、t-ブチルフェノールノボラック、ジシクロペンタジエンクレゾールノボラック、ジシクロペンタジエンフェノールノボラック、キシリレン変性フェノールノボラック、ナフトール系化合物、トリスフェノール系化合物、テトラキスフェノールノボラック、ビスフェノールAノボラック、ポリ-p-ビニルフェノール、フェノールアラルキル樹脂等が挙げられる。これらの中でも、数平均分子量が400~4000の範囲内のものが好ましい。これにより、半導体装置組立加熱時に、半導体素子又は装置等の汚染の原因となる加熱時のアウトガスを抑制できる。上記フェノール系化合物は液状であることが好ましく、アリル変性フェノールノボラックが、液状かつ高耐熱であるために好適に用いられる。
 フェノール系化合物の含有量は、熱硬化性樹脂100質量部に対して50~100質量部であることが好ましく、60~95質量部であることがより好ましい。
 本実施形態の液状感光性接着剤は、(D)熱ラジカル発生剤を更に含有することができる。熱ラジカル発生剤としては、保存安定性と反応性の観点から有機過酸化物であることが好ましい。有機過酸化物としては、1分間半減期温度が80℃以上であるものが好ましく、100℃以上であるものがより好ましく、120℃以上であることが最も好ましい。有機過酸化物は、接着剤組成物の調製条件、製膜温度、圧着、硬化条件、その他プロセス条件、貯蔵安定性等を考慮して選択される。使用可能な過酸化物としては、特に限定はしないが、例えば、2,5-ジメチル-2,5-ジ(t-ブチルパーオキシへキサン)、ジクミルパーオキサイド、t-ブチルパーオキシ-2-エチルヘキサネート、t-ヘキシルパーオキシ-2-エチルヘキサネート、1,1-ビス(t-ブチルパーオキシ)-3,3,5-トリメチルシクロヘキサン、1,1-ビス(t-ヘキシルパーオキシ)-3,3,5-トリメチルシクロヘキサン、ビス(4-t-ブチルシクロヘキシル)パーオキシジカーボネートなどが挙げられ、これらのうちの1種を単独で、又は2種以上を混合して用いることができる。上記の有機過酸化物を含有させることで、露光後に残存している未反応の放射線重合性化合物を反応させることができ、低アウトガス化、高接着化を図ることができる。
 1分間半減期温度が80℃以上である熱ラジカル発生剤としては、例えば、パーヘキサ25B(日油社製)、2,5-ジメチル-2,5-ジ(t-ブチルパーオキシへキサン)(1分間半減期温度:180℃)、パークミルD(日油社製)、ジクミルパーオキサイド(1分間半減期温度:175℃)などが挙げられる。
 (D)熱ラジカル発生剤の含有量は、(A)放射線重合性化合物全量に対して、0.01~20質量%が好ましく、0.1~10質量%が更に好ましく、0.5~5質量%が最も好ましい。熱ラジカル発生剤の含有量が0.01質量%未満であると、硬化性が低下し、添加効果が小さくなり、5質量%を超えると、アウトガス量増加、保存安定性低下が見られる。
 本実施形態の液状感光性接着剤は、塗布後の膜厚均一性、Bステージ化後の熱圧着性、熱硬化後の低応力性、被着体との密着性を向上させる点から、(E)熱可塑性樹脂を更に含有してもよい。
 (E)成分のTgは150℃以下であることが好ましく、120℃以下であることがより好ましく、100℃以下であることがさらにより好ましく、80℃以下であることが最も好ましい。このTgが150℃を超える場合、接着剤組成物の粘度が上昇する傾向がある。また、被着体に熱圧着する際に150℃以上の高温を要し、半導体ウェハに反りが発生しやすくなる傾向がある。
 ここで、(E)成分の「Tg」とは、(E)成分をフィルム化したときの主分散ピーク温度を意味する。具体的には、(E)成分のフィルムについて、レオメトリックス社製粘弾性アナライザー「RSA-2」(製品名)を用いて、フィルム厚100μm、昇温速度5℃/min、周波数1Hz、測定温度-150~300℃の条件で測定し、Tg付近のtanδピーク温度をTgとして求める。
 (E)成分の重量平均分子量は、5000~500000の範囲内で制御されていることが好ましい。更に、(E)成分の重量平均分子量は、熱圧着性と高温接着性とを高度に両立できる点で、10000~300000であることがより好ましい。ここで、「重量平均分子量」とは、島津製作所社製高速液体クロマトグラフィー「C-R4A」(製品名)を用いて、ポリスチレン換算で測定したときの重量平均分子量を意味する。
 (E)成分としては、例えば、ポリエステル樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリウレタンイミド樹脂、ポリウレタンアミドイミド樹脂、シロキサンポリイミド樹脂、ポリエステルイミド樹脂、これらの共重合体、これらの前駆体(ポリアミド酸等)の他、ポリベンゾオキサゾール樹脂、フェノキシ樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、重量平均分子量が1万~100万の(メタ)アクリル共重合体、ノボラック樹脂、フェノール樹脂などが挙げられる。これらは1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。また、これらの樹脂の主鎖及び/又は側鎖に、エチレングリコール、プロピレングリコールなどのグリコール基、カルボキシル基及び/又は水酸基が付与されたものであってもよい。
 熱可塑性樹脂の含有量は、(A)成分に対して、0.1~50質量%が好ましく、成膜性や膜厚均一性、粘度上昇抑制の観点から0.5~20質量%がより好ましい。熱可塑性樹脂の含有量が0.1質量%未満であると、添加の効果が見られなくなる傾向があり、50質量%を超えると、溶け残りなどによって膜厚均一性が低下したり、粘度が上昇し薄膜化が困難となる傾向がある。
 本実施形態の液状感光性接着剤には、はんだなどの表面の酸化膜を還元除去して、金属接合を容易にするために、フラックス剤等の(F)フラックス成分を含むことが好ましい。
 フラックス剤としてはアルコール類、フェノール類、カルボン酸類の中から選ばれる少なくとも1種類の化合物を用いることが望ましい。
 アルコール類としては、分子内に少なくとも2個以上のアルコール性水酸基を有する化合物であれば特に制限はなく、例えば、1,3-ジオキサン-5,5-ジメタノール、1,5-ペンタンジオール、2,5-フランジメタノール、ジエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ペンタエチレングリコール、ヘキサエチレングリコール、1,2,3-ヘキサントリオール、1,2,4-ブタントリオール、1,2,6-ヘキサントリオール、3-メチルペンタン-1,3,5-トリオール、グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、エリトリトール、ペンタエリトリトール、リビトール、ソルビトール、2,4-ジエチル-1,5-ペンタンジオール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、1,3-ブチレングリコール、2-エチル-1,3-ヘキサンジオール、N-ブチルジエタノールアミン、N-エチルジエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、N,N-ビス(2-ヒドロキシエチル)イソプロパノールアミン、ビス(2-ヒドロキシメチル)イミノトリス(ヒドロキシメチル)メタン、N,N,N’,N’-テトラキス(2-ヒドロキシエチル)エチレンジアミン、1,1’,1’’,1’’’-(エチレンジニトリロ)テトラキス(2-プロパノール)などを用いることができる。中でも、3級窒素原子を有する化合物、例えば、N-ブチルジエタノールアミン、N-エチルジエタノールアミン、トリエタノールアミン、N,N-ビス(2-ヒドロキシエチル)イソプロパノールアミン、ビス(2-ヒドロキシメチル)イミノトリス(ヒドロキシメチル)メタン、N,N,N’,N’-テトラキス(2-ヒドロキシエチル)エチレンジアミン、1,1’,1’’,1’’’-(エチレンジニトリロ)テトラキス(2-プロパノール)は、その他の化合物に比較して、良好なフラックス活性を示すことから望ましい。良好なフラックス活性を示す詳細な理由は明らかではないが、アルコール性水酸基による酸化膜還元能と、3級窒素原子上の不対電子に由来する電子供与性による還元能が併せて作用することに起因していると推測される。これらの化合物は単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
 フェノール類としては、少なくとも2個以上のフェノール性水酸基を有する化合物であれば特に制限はなく、例えば、カテコール、レゾルシノール、ハイドロキノン、ビフェノール、ジヒドロキシナフタレン、ヒドロキシハイドロキノン、ピロガロール、メチリデンビフェノール(ビスフェノールF)、イソプロピリデンビフェノール(ビスフェノールA)、エチリデンビフェノール(ビスフェノールAD)、1,1,1-トリス(4-ヒドロキシフェニル)エタン、トリヒドロキシベンゾフェノン、トリヒドロキシアセトフェノン、ポリp-ビニルフェノールなどが挙げられる。さらに、少なくとも2個以上のフェノール性水酸基を有する化合物として、フェノール性水酸基を分子内に少なくとも1個以上有する化合物から選ばれる少なくとも1種の化合物とハロメチル基、アルコキシメチル基またはヒドロキシルメチル基を分子内に2個有する芳香族化合物、ジビニルベンゼン及びアルデヒド類から選ばれる少なくとも1種の化合物との重縮合物も用いることができる。フェノール性水酸基を分子内に少なくとも1個以上有する化合物としては、例えば、フェノール、アルキルフェノール、ナフトール、クレゾール、カテコール、レゾルシノール、ハイドロキノン、ビフェノール、ジヒドロキシナフタレン、ヒドロキシハイドロキノン、ピロガロール、メチリデンビフェノール(ビスフェノールF)、イソプロピリデンビフェノール(ビスフェノールA)、エチリデンビフェノール(ビスフェノールAD)、1,1,1-トリス(4-ヒドロキシフェニル)エタン、トリヒドロキシベンゾフェノン、トリヒドロキシアセトフェノン、ポリp-ビニルフェノールなどが挙げられる。また、ハロメチル基、アルコキシメチル基またはヒドロキシルメチル基を分子内に2個有する芳香族化合物としては、例えば、1,2-ビス(クロロメチル)ベンゼン、1,3-ビス(クロロメチル)ベンゼン、1,4-ビス(クロロメチル)ベンゼン、1,2-ビス(メトキシメチル)ベンゼン、1,3-ビス(メトキシメチル)ベンゼン、1,4-ビス(メトキシメチル)ベンゼン、1,2-ビス(ヒドロキシメチル)ベンゼン、1,3-ビス(ヒドロキシメチル)ベンゼン、1,4-ビス(ヒドロキシメチル)ベンゼン、ビス(クロロメチル)ビフェニル、ビス(メトキシメチル)ビフェニルなどが挙げられる。アルデヒド類としては、ホルムアルデヒド(その水溶液としてホルマリン)、パラホルムアルデヒド、トリオキサン、ヘキサメチレンテトラミンなどが挙げられる。重縮合物としては、例えば、フェノールとホルムアルデヒドの重縮合物であるフェノールノボラック樹脂、クレゾールとホルムアルデヒドとの重縮合物であるクレゾールノボラック樹脂、ナフトール類とホルムアルデヒドとの重縮合物であるナフトールノボラック樹脂、フェノールと1,4-ビス(メトキシメチル)ベンゼンとの重縮合物であるフェノールアラルキル樹脂、ビスフェノールAとホルムアルデヒドの重縮合物、フェノールとジビニルベンゼンとの重縮合物、クレゾールとナフトールとホルムアルデヒドの重縮合物などが挙げられ、これらの重縮合物をゴム変性したものや分子骨格内にアミノトリアジン骨格やジシクロペンタジエン骨格を導入したものでもよい。さらに、これらのフェノール性水酸基を有する化合物をアリル化することによって液状したものとして、アリル化フェノールノボラック樹脂、ジアリルビスフェノールA、ジアリルビスフェノールF、ジアリルビフェノールなどが挙げられる。これらの化合物は単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
 カルボン酸類としては、脂肪族カルボン酸、芳香族カルボン酸のいずれであってもよい。脂肪族カルボン酸としては、例えば、マロン酸、メチルマロン酸、ジメチルマロン酸、エチルマロン酸、アリルマロン酸、2,2’-チオジ酢酸、3,3’-チオジプロピオン酸、2,2’-(エチレンジチオ)ジ酢酸、3,3’-ジチオジプロピオン酸、2-エチル-2-ヒドロキシ酪酸、ジチオジグリコール酸、ジグリコール酸、アセチレンジカルボン酸、マレイン酸、リンゴ酸、2-イソプロピルリンゴ酸、酒石酸、イタコン酸、1,3-アセトンジカルボン酸、トリカルバリン酸、ムコン酸、β-ヒドロムコン酸、コハク酸、メチルコハク酸、ジメチルコハク酸、グルタル酸、α-ケトグルタル酸、2-メチルグルタル酸、3-メチルグルタル酸、2,2-ジメチルグルタル酸、3,3-ジメチルグルタル酸、2,2-ビス(ヒドロキシメチル)プロピオン酸、クエン酸、アジピン酸、3-tert-ブチルアジピン酸、ピメリン酸、フェニルシュウ酸、フェニル酢酸、ニトロフェニル酢酸、フェノキシ酢酸、ニトロフェノキシ酢酸、フェニルチオ酢酸、ヒドロキシフェニル酢酸、ジヒドロキシフェニル酢酸、マンデル酸、ヒドロキシマンデル酸、ジヒドロキシマンデル酸、1,2,3,4-ブタンテトラカルボン酸、スベリン酸、4,4’-ジチオジ酪酸、けい皮酸、ニトロけい皮酸、ヒドロキシけい皮酸、ジヒドロキシけい皮酸、クマリン酸、フェニルピルビン酸、ヒドロキシフェニルピルビン酸、カフェ酸、ホモフタル酸、トリル酢酸、フェノキシプロピオン酸、ヒドロキシフェニルプロピオン酸、ベンジルオキシ酢酸、フェニル乳酸、トロパ酸、3-(フェニルスルホニル)プロピオン酸、3,3-テトラメチレングルタル酸、5-オキソアゼライン酸、アゼライン酸、フェニルコハク酸、1,2-フェニレンジ酢酸、1,3-フェニレンジ酢酸、1,4-フェニレンジ酢酸、ベンジルマロン酸、セバシン酸、ドデカン二酸、ウンデカン二酸、ジフェニル酢酸、ベンジル酸、ジシクロヘキシル酢酸、テトラデカン二酸、2,2-ジフェニルプロピオン酸、3,3-ジフェニルプロピオン酸、4,4-ビス(4-ヒドロキシフェニル)吉草酸、ピマール酸、パラストリン酸、イソピマル酸、アビエチン酸、デヒドロアビエチン酸、ネオアビエチン酸、アガト酸などが挙げられる。芳香族カルボン酸としては、例えば、安息香酸、2-ヒドロキシ安息香酸、3-ヒドロキシ安息香酸、4-ヒドロキシ安息香酸、2,3-ジヒドロキシ安息香酸、2,4-ジヒドロキシ安息香酸、2,5-ジヒドロキシ安息香酸、2,6-ジヒドロキシ安息香酸、3,4-ジヒドロキシ安息香酸、2,3,4-トリヒドロキシ安息香酸、2,4,6-トリヒドロキシ安息香酸、3,4,5-トリヒドロキシ安息香酸、1,2,3-ベンゼントリカルボン酸、1,2,4-ベンゼントリカルボン酸、1,3,5-ベンゼントリカルボン酸、2-[ビス(4-ヒドロキシフェニル)メチル]安息香酸、1-ナフトエ酸、2-ナフトエ酸、1-ヒドロキシ-2-ナフトエ酸、2-ヒドロキシ-1-ナフトエ酸、3-ヒドロキシ-2-ナフトエ酸、6-ヒドロキシ-2-ナフトエ酸、1,4-ジヒドロキシ-2-ナフトエ酸、3,5-ジヒドロキシ-2-ナフトエ酸、3,7-ジヒドロキシ-2-ナフトエ酸、2,3-ナフタレンジカルボン酸、2,6-ナフタレンジカルボン酸、2-フェノキシ安息香酸、ビフェニル-4-カルボン酸、ビフェニル-2-カルボン酸、2-ベンゾイル安息香酸などが挙げられる。これらの中でも、保存安定性や入手容易さの観点から、コハク酸、リンゴ酸、イタコン酸、2,2-ビス(ヒドロキシメチル)プロピオン酸、アジピン酸、3,3’-チオジプロピオン酸、3,3’-ジチオジプロピオン酸、1,2,3,4-ブタンテトラカルボン酸、スベリン酸、セバシン酸、フェニルコハク酸、ドデカン二酸、ジフェニル酢酸、ベンジル酸、4,4-ビス(4-ヒドロキシフェニル)吉草酸、アビエチン酸、2,5-ジヒドロキシ安息香酸、3,4,5-トリヒドロキシ安息香酸、1,2,4-ベンゼントリカルボン酸、1,3,5-ベンゼントリカルボン酸、2-[ビス(4-ヒドロキシフェニル)メチル]安息香酸などを用いることが望ましい。これらの化合物は単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
 接着剤層の最表面層の形成に用いられる液状感光性接着剤における(F)フラックス成分の含有量としては、(A)成分100質量部に対して0.1~10質量部であることが好ましく、0.5~7.5質量部がより好ましい。この含有量が10質量部を超えると圧着時のボイドが多くなるため信頼性に悪影響を与える傾向がある。一方、上記含有量が0.1質量部未満であると、フラックス活性が機能せずに接続が不十分になる傾向にある。
 本実施形態の液状感光性接着剤には、保存安定性、プロセス適応性又は酸化防止性を付与するために、キノン類、多価フェノール類、フェノール類、ホスファイト類、イオウ類等の重合禁止剤又は酸化防止剤を、硬化性を損なわない範囲で更に添加してもよい。
 また、本実施形態の液状感光性接着剤には、適宜、(G)フィラーを含有させることもできる。フィラーとしては、例えば、銀粉、金粉、銅粉、ニッケル粉等の金属フィラー、アルミナ、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ケイ酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、結晶性シリカ、非晶性シリカ、窒化ホウ素、チタニア、ガラス、酸化鉄、セラミック等の無機フィラー、カーボン、ゴム系フィラー等の有機フィラー等が挙げられ、種類・形状等にかかわらず特に制限なく使用することができる。
 上記フィラーは、所望する機能に応じて使い分けることができる。例えば、金属フィラーは、接着剤組成物に導電性、熱伝導性、チキソ性等を付与する目的で添加され、非金属無機フィラーは、接着剤層に熱伝導性、低熱膨張性、低吸湿性等を付与する目的で添加され、有機フィラーは接着剤層に靭性等を付与する目的で添加される。
 これら金属フィラー、無機フィラー又は有機フィラーは、1種を単独で又は2種類以上を組み合わせて使用することができる。中でも、半導体装置用接着材料に求められる、導電性、熱伝導性、低吸湿特性、絶縁性等を付与できる点で、金属フィラー、無機フィラー、又は絶縁性のフィラーが好ましく、無機フィラー又は絶縁性フィラーの中では、接着剤組成物に対する分散性が良好でかつ、熱時の高い接着力を付与できる点でシリカフィラーがより好ましい。
 上記フィラーは、平均粒子径が10μm以下、且つ、最大粒子径が30μm以下であることが好ましく、平均粒子径が5μm以下、且つ、最大粒子径が20μm以下であることがより好ましい。平均粒子径が10μmを超える、または、最大粒子径が30μmを超えると、破壊靭性向上の効果が十分に得られない傾向がある。また、平均粒子径及び最大粒子径の下限は特に制限はないが、どちらも0.001μm以上であることが好ましい。
 上記フィラーの含有量は、付与する特性又は機能に応じて決められるが、フィラーを含む接着剤全量に対して50質量%以下となることが好ましく、1~40質量%がより好ましく、3~30質量%がさらに好ましい。フィラーを増量させることにより、低熱膨張化、低吸湿化、高弾性率化が図れ、ダイシング性(ダイサー刃による切断性)、熱時の接着強度を有効に向上させることができる。フィラーを必要以上に増量させると、粘度が上昇したり、熱圧着性が損なわれる傾向にあるため、フィラーの含有量は上記の範囲内に収めることが好ましい。求められる特性のバランスをとるべく、最適フィラー含有量を決定することができる。フィラーを用いた場合の混合・混練は、通常の撹拌機、らいかい機、三本ロール、ボールミル等の分散機を適宜、組み合わせて行うことができる。
 本実施形態の液状感光性接着剤には、異種材料間の界面結合を良くするために、各種カップリング剤を添加することもできる。カップリング剤としては、例えば、シラン系、チタン系、アルミニウム系等が挙げられ、中でも効果が高い点で、シラン系カップリング剤が好ましく、エポキシ基などの熱硬化性基やメタクリレート及び/又はアクリレートなどの放射線重合性基を有する化合物がより好ましい。
 上記フィラーの中でも、他の樹脂成分との相溶性、高温接着性の観点から、シリカフィラーが好適に用いられ、エポキシ系、アクリレート系、フェニル系にシランカップリング剤処理されたシリカフィラーが最も好ましく用いられる。
 また、上記シラン系カップリング剤の沸点及び/又は分解温度は150℃以上であることが好ましく、180℃以上であることより好ましく、200℃以上であることがさらにより好ましい。特に、200℃以上の沸点及び/又は分解温度で、かつエポキシ基などの熱硬化性基やメタクリレート及び/又はアクリレートなどの放射線重合性基を有するシラン系カップリング剤が最も好ましく用いられる。
 上記カップリング剤の使用量は、その効果や耐熱性及びコストの面から、接着剤100質量部に対して、0.01~20質量部とすることが好ましい。
 本実施形態の液状感光性接着剤には、イオン性不純物を吸着して、吸湿時の絶縁信頼性を良くするために、イオン捕捉剤を更に添加することもできる。このようなイオン捕捉剤としては、特に制限はなく、例えば、トリアジンチオール化合物、フェノール系還元剤等の銅がイオン化して溶け出すのを防止するための銅害防止剤として知られる化合物、粉末状のビスマス系、アンチモン系、マグネシウム系、アルミニウム系、ジルコニウム系、カルシウム系、チタン系、ズズ系及びこれらの混合系等の無機化合物が挙げられる。具体例としては、東亜合成(株)製の無機イオン捕捉剤、製品名、IXE-300(アンチモン系)、IXE-500(ビスマス系)、IXE-600(アンチモン、ビスマス混合系)、IXE-700(マグネシウム、アルミニウム混合系)、IXE-800(ジルコニウム系)、IXE-1100(カルシウム系)等がある。これらは単独あるいは2種以上混合して用いることができる。上記イオン捕捉剤の使用量は、添加による効果や耐熱性、コスト等の点から、接着剤100質量部に対して、0.01~10質量部が好ましい。
 本実施形態の液状感光性接着剤は、接着剤の吐出性向上、薄膜化の観点から25℃での粘度が10~30000mPa・sであることが好ましく、30~20000mPa・sであることがより好ましく、接着剤の耐熱性や硬化後の接着性、塗布時の膜厚均一性の観点から50~10000mPa・sであることがさらにより好ましく、100~5000mPa・sであることが最も好ましい。上記粘度が10mPa・s未満であると、接着剤の保存安定性や耐熱性の低下や、接着剤を塗布したときにピンホールが生じやすくなる傾向がある。また、露光によるBステージ化が困難となる傾向がある。上記粘度が30000mPa・sを超えると、塗布時に薄膜化が困難となる傾向やノズルからの吐出が困難となる傾向がある。ここでの粘度とは、東京計器製造所製のEHD型回転粘度計を用い、サンプル量0.4mL、3°コーンの条件下、25℃で測定した粘度の値である。
 本実施形態の液状感光性接着剤は、光照射によりBステージ化された接着剤の5%重量減少温度が150℃以上であることが好ましく、180℃以上であることが更に好ましく、200℃以上であることが最も好ましい。5%重量減少温度が150℃を下回ると、被着体圧着後の熱硬化時もしくはリフローなどの熱履歴時に被着体がはく離する傾向があり、熱圧着前に加熱乾燥が必要となる。また、接着剤の低粘度化、塗布後の表面凹凸抑制やBステージ化後の熱時流動性の観点から、有機化合物を主体とした材料設計が好ましいため、5%重量減少温度は500℃以下であることが好ましい。5%重量減少温度をこのような範囲とするためには、接着剤に含まれる溶剤量が5質量%以下であることが好ましく、3質量%以下であることがより好ましく、1質量%以下であることが最も好ましい。
 ここでの5%重量減少温度とは以下のように測定した値である。液状感光性接着剤をシリコンウェハ上にBステージ後の膜厚が35μmとなるように、スピンコートによって塗布し、得られた塗膜に、25℃、空気下で高精度平行露光機((株)オーク製作所社製、製品名:EXM-1172-B-∞)により1000mJ/cmで露光を行なう。その後、Bステージ化した接着剤を示差熱熱重量同時測定装置(エスアイアイ・ナノテクノロジー(株)社製、製品名:TG/DTA6300)を用いて、昇温速度10℃/min、窒素フロー(400ml/分)下で5%重量減少温度を測定する。
 本実施形態の液状感光性接着剤は、高精度平行露光機を用いて露光した後、60℃~200℃における最低溶融粘度が30000Pa・s以下であるものが好ましい。
 ここでの最低溶融粘度とは、光量1000mJ/cmで露光した後のサンプルを、粘弾性測定装置ARES(レオメトリックス・サイエンティフィック・エフ・イー(株)製)を用いて測定したときの20℃~300℃における溶融粘度の最低値を示す。なお、測定プレートは直径8mmの平行プレート、測定条件は昇温5℃/min、測定温度は20℃~300℃、周波数は1Hzとする。
 上記最低溶融粘度は、熱圧着性の観点から10000Pa・s以下であることがより好ましく、薄膜形成時に熱圧着できる点で5000Pa・s以下であることが更に好ましく、より低温かつ短時間で熱圧着できる点で3000Pa・s以下であることが特に好ましい。上記範囲内の最低溶融粘度を有することにより、十分な低温熱圧着性を確保することができ、凹凸がある基板などに対しても良好な密着性を付与することができる。上記最低溶融粘度の下限値は特に設けないが、取り扱い性や熱時の粘着性付与等の点で10Pa・s以上であることが望ましい。
 本実施形態の液状感光性接着剤は、光照射によりBステージ化され、更に加熱硬化を行なった後の5%重量減少温度が、熱履歴によってはく離を抑制する点で260℃以上であることが好ましく、熱履歴によるボイドを抑制する点で280℃以上であることがより好ましく、耐吸湿リフロー性の観点から300℃以上であることが最も好ましい。5%重量減少温度が260℃未満であると、リフロー工程などの熱履歴によってはく離が生じる傾向がある。
 また、本実施形態の液状感光性接着剤は、Bステージ化後、140℃で1時間、次いで180℃で3時間オーブンで加熱した時(加熱硬化時)のアウトガス量が、はく離を抑制できる点で10%以下であることが好ましく、ボイドを抑制できる点で7%以下であることがより好ましく、硬化後の熱履歴によるボイドやはく離を更に抑制できる点で5%以下であることが最も好ましい。上記アウトガス量が10%を超えると、加熱硬化時にボイドやはく離が発生する傾向がある。
 ここでのアウトガス量とは以下のように測定した値である。液状感光性接着剤をシリコンウェハ上にBステージ後の膜厚が35μmとなるように塗布し、得られた塗膜に、離型処理したPETフィルムを室温でハンドローラーを用いてラミネートし、高精度平行露光機により1000mJ/cmで露光を行なう。その後、Bステージ化した接着剤を示差熱熱重量同時測定装置を用いて、窒素フロー(400ml/分)下で、昇温速度50℃/minで140℃に昇温させ、140℃で1時間ホールドし、更に昇温速度50℃/minで180℃に昇温させ、180℃で3時間ホールドするプログラムとした時の重量減少率の値である。
 本実施形態の液状感光性接着剤は、当該接着剤からなる接着剤層を被着体上に形成し、半導体素子を接着した段階での260℃におけるせん断接着強度が、熱履歴によってはく離を抑制する点で0.2MPa以上であることが好ましく、0.5MPa以上であることがより好ましく、耐吸湿リフロー性の観点から1.0MPa以上であることが最も好ましい。また、上記せん断接着強度は50MPa以下であることが好ましい。260℃におけるせん断接着強度を50MPa以上とするためには、熱硬化成分や無機粒子を多量に配合する必要があり、塗布後の膜厚均一性や接着剤組成物の保存安定性が損なわれ、また熱硬化後の応力が増大する傾向がある。
 ここでのせん断接着強度とは、液状感光性接着剤をシリコンウェハ上にスピンコート(例えば、2000rpm/10s、4000rpm/20s)によって厚さ35μmに塗布する。得られた塗膜に、離型処理したPETフィルムをラミネートし、高精度平行露光機(オーク製作所製、「EXM-1172-B-∞」(商品名))により1000mJ/cmで露光を行なう。その後、3×3mm角にシリコンウェハを切り出す。切り出した接着剤付きシリコンチップを予め5×5mm角に切り出したシリコンチップ上に載せ、200gfで加圧しながら、120℃で2秒間圧着する。その後、140℃、1時間、次いで180℃、3時間オーブンで加熱し、接着サンプルを得る。得られたサンプルについて、せん断接着力試験機「Dage-4000」(製品名)を用いて260℃でのせん断接着力を測定し、これをせん断接着強度の値とする。
 液状感光性接着剤は、接着剤層を光照射によりBステージ化したときに可視光透過率が10%以上となるものであることが好ましい。可視光透過率が10%未満であると、フリップチップボンダー又はウェハ圧着機での認識マーク識別が行えなくなって、位置合わせ作業ができなくなる傾向がある。また、フリップチップボンダー又はウェハ圧着機で使用されるハロゲン光源とライトガイドの波長相対強度において550nm~600nmが最も強いことから、液状感光性接着剤は、555nmの可視光透過率が10~100%であることが好ましく、18~100%であることがより好ましく、25~100%であることがさらに好ましい。
 以下、実施例を挙げて本発明についてより具体的に説明する。ただし、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
<実施例1~3の液状感光性接着剤の調製>
 下記表1に示す組成比(単位:質量部)にて各成分を配合し、実施例1~3の液状感光性接着剤を得た。
 実施例1の液状感光性接着剤は以下の手順により調製した。まず、放射線重合性化合物である「M-140」及び「AMP-20GY」に、エポキシ樹脂である「1032H60」、光開始剤である「I-379EG」及び「EAB」、並びにフラックス成分であるアジピン酸を加え、60℃のオイルバスを用いてかく拌、分散させた。得られた混合物を25℃に戻した後、硬化剤である1B2PZ及び熱ラジカル発生剤であるパークミルDを加え、かく拌した。
 実施例2及び3の液状感光性接着剤は以下の手順により調製した。まず、放射線重合性化合物である「M-140」及び「AMP-20GY」に、フィラー成分を加え、撹拌し分散した。得られた分散物に、エポキシ樹脂である「1032H60」、光開始剤である「I-379EG」及び「EAB」、並びにフラックス成分であるアジピン酸を加え、60℃のオイルバスを用いてかく拌、分散させた。得られた混合物を25℃に戻した後、硬化促進剤である「1B2PZ」及び熱ラジカル発生剤であるパークミルDを加え、かく拌した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000013
 
 表1において、各記号は下記のものを意味する。
M-140:東亜合成社製、2-(1,2-シクロヘキサカルボキシイミド)エチルアクリレート(イミド基含有単官能アクリレート、5%重量減少温度:200℃、25℃での粘度:450mPa・s)。
AMP-20GY:新中村化学工業社製、フェノキシジエチレングリコールアクリレート(単官能アクリレート、5%重量減少温度:175℃、25℃での粘度:16mPa・s)。
I-379EG:チバ・ジャパン社製、2-ジメチルアミノ-2-(4-メチル-ベンジル)-1-(4-モルフォリン-4-イルーフェニル)-ブタンー1-オン(5%重量減少温度:260℃、i線吸光係数:8000ml/gcm)。
EAB:東京化成社製、4,4’-ビスジエチルアミノベンゾフェノン。
1032H60:ジャパンエポキシレジン社製、トリス(ヒドロキシフェニル)メタン型固形エポキシ樹脂(5%重量減少温度:350℃、固形、融点60℃)。
1B2PZ:四国化成社製、1-ベンジル-2-フェニルイミダゾール。
パークミルD:日油社製、ジクミルパーオキサイド(1分間半減期温度:175℃)。
SE1050-SPP:アドマテックス社製、フェニルシラン表面処理シリカ(平均粒径:0.2~0.3μm)。
X52-7030:信越シリコーン社製、シリコーン複合パウダー(平均粒径:0.8μm)。
アジピン酸:和光純薬工業(株)社製。
 上記(A)成分の粘度については、東京計器製造所製のEHD型回転粘度計を用い、サンプル量0.4mL、3°コーンの条件下、25℃において測定した値である。
 また、実施例1~3で用いた(A)成分を光照射して得られる重合体のTgを以下の手順で測定した。
<(A)成分の重合体のTg>
 実施例1~3の液状感光性接着剤に配合される(A)成分に、I-379EG(チバ・ジャパン社製)を(A)成分に対し3質量%となる割合で溶解させた組成物を、PET(ポリエチレンテレフタレート)フィルム上に膜厚35μmとなるように塗布し、この塗膜に、25℃、空気下で高精度平行露光機(オーク製作所製、製品名:EXM-1172-B-∞)によって1000mJ/cmで露光した。こうして得られるフィルムを膜厚150μmとなるように積層して得られた積層体について、粘弾性測定装置(レオメトリックス・サイエンティフィック・エフ・イー(株)社製、製品名:ARES)を用いて-50℃~200℃におけるtanδピーク温度を測定し、(A)成分の重合体のTgを求めた。なお、測定プレートは、直径8mmの平行プレートを用い、測定条件は、昇温速度5℃/min、測定温度-50℃~200℃、周波数1Hzとした。
<比較例1~2の回路部材接続用接着剤の調製>
(比較例1及び2)
 熱可塑性樹脂としてフェノキシ樹脂「FX293」(東都化成株式会社製、製品名)20質量部、エポキシ樹脂として「1032H60」(ジャパンエポキシレジン株式会社製、製品名:エポキシ当量170)20質量部及び「YL-983U」(ジャパンエポキシレジン株式会社製、製品名:エポキシ当量184)10質量部、「EXA-4850-1000」(DIC株式会社製、製品名:エポキシ当量350)5質量部、マイクロカプセル型硬化促進剤として「HX-3941HP」(旭化成ケミカルズ株式会社製、製品名)30質量部を混合した混合物を、トルエンと酢酸エチルの混合溶媒中に溶解して接着剤組成物のワニスを得た。得られたワニスを計量した後、ここに、フィラーとしてシリカ粒子「SE2050」(株式会社アドマテックス社製、製品名、平均粒径0.5μm)を、ワニス85質量部に対して75質量部の割合で加え、さらに、有機微粒子「EXL-2655」(ロームアンドハースジャパン株式会社製、製品名、コアシェルタイプ有機微粒子)をワニス85質量部に対して15質量部の割合で加え、さらに、フラックス成分として、「アジピン酸」(和光純薬工業(株))5質量部を添加、撹拌し分散した。得られた分散物を、支持基材としてのセパレータフィルム(PETフィルム、厚み38μm)上にロールコータを用いて塗布した後、70℃のオーブンで10分間乾燥させた。こうして、支持基材上に厚み35μmの接着剤層が形成されてなる回路部材接続用接着剤を得た。
<比較例3の樹脂ペーストの調製>
(比較例3)
 熱可塑性樹脂としてフェノキシ樹脂「FX293」(東都化成(株)社製、製品名)20質量部、エポキシ樹脂として「1032H60」(ジャパンエポキシレジン(株)社製、製品名:エポキシ当量170)20質量部、「YL-983U」(ジャパンエポキシレジン株式会社製、製品名:エポキシ当量184)10質量部、及び「EXA-4850-1000」(DIC(株)社製、製品名:エポキシ当量350)5質量部、マイクロカプセル型硬化促進剤として「HX-3941HP」(旭化成ケミカルズ(株)社製、製品名)30質量部を混合した混合物を、トルエンと酢酸エチルの混合溶媒中に溶解して接着剤組成物のワニスを得た。得られたワニスを計量した後、ここに、フィラーとしてシリカ粒子「SE2050」((株)アドマテックス社製、製品名、平均粒径0.5μm)を、ワニス85質量部に対して75質量部の割合で加え、さらに、有機微粒子「EXL-2655」(ロームアンドハースジャパン(株)社製、製品名、コアシェルタイプ有機微粒子)をワニス85質量部に対して15質量部の割合で加え、さらに、フラックス成分として、「アジピン酸」(和光純薬工業(株))5質量部を添加、撹拌し分散した。こうして、樹脂ペーストを得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000014
 
 実施例1~3の液状感光性接着剤、比較例1~2の回路部材接続用接着剤、及び比較例3の樹脂ペーストについて、下記の方法にしたがって粘度、光照射後のタック、光照射後の5%重量減少温度、接着剤層形成時のバンプボイド、研削後の反り、可視光透過性、及び接続性を評価した。結果を表1及び2に示す。
<粘度>
 実施例1~3の液状感光性接着剤及び比較例3の樹脂ペーストについて、東京計器製造所製のEHD型回転粘度計を用い、サンプル量0.4mL、3°コーンの条件下、25℃における粘度を測定した。
<光照射後のタック(表面タック力)>
 実施例1~3の液状感光性接着剤をそれぞれ、金属バンプが形成されたシリコンウェハの回路面上にBステージ化後の膜厚が35μmとなるようにスピンコート塗布した。得られた塗膜に、25℃、空気下で高精度平行露光機((株)オーク製作所社製、製品名:EXM-1172-B-∞)により1000mJ/cmで露光を行なった。その後、レスカ社製のプローブタッキング試験機を用いて、プローブ直径:5.1mm、引き剥がし速度:10mm/s、接触荷重:100gf/cm、接触時間:1sにより、25℃での接着剤層表面のタック強度を5回測定し、その平均値を算出し、200gf以下であったものをA、200gfを上回ったものをBとした。
<光照射後の5%重量減少温度>
 実施例1~3の液状感光性接着剤をそれぞれ、金属バンプが形成されたシリコンウェハの回路面上にBステージ化後の膜厚が35μmとなるようにスピンコート塗布した。得られた塗膜に、25℃、空気下で高精度平行露光機により1000mJ/cmで露光を行なった。その後、得られた接着剤を示差熱熱重量同時測定装置(エスアイアイ・ナノテクノロジー(株)社製、製品名:TG/DTA6300)を用いて、昇温速度10℃/min、窒素フロー(400ml/分)下で5%重量減少温度を測定した。
 なお、評価に用いた上記のシリコンウェハは、ウェハ上に銅バンプが形成され、さらにその上にハンダボールが載っている構成を有する突起電極付ウェハである。具体的には、8インチサイズ(厚み:725μm)で、銅ピラー先端に鉛フリーはんだ層(Sn-3.5Ag:融点221℃)を有する構造のバンプが形成された、日立超LSIシステムズ製、JTEG PHASE11_80(サイズ7.3mm×7.3mm、バンプピッチ80μm、銅バンプ20μm、鉛フリーはんだ20μm、バンプ数328、厚み0.55mm、製品名)を用いた。
<接着剤層形成時のボイド>
 実施例1~3については、接着剤を、上記のシリコンウェハの回路面上に膜厚が35μmになるようにスピンコートし、25℃、空気下で高精度平行露光機((株)オーク製作所社製、製品名:EXM-1172-B-∞)により1000mJ/cmで露光を行なった。比較例1では、回路部材接続用接着剤を上記のシリコンウェハの回路面上に、ラミネーターを用いて、80℃、線圧1.0kgf/cm、送り速度0.5mm/分で貼りつけた。比較例2では、回路部材接続用接着剤を上記のシリコンウェハの回路面上に、真空ラミネーター(ニチゴーモートン(株)社製、製品名:V130)を用いて、ステージ温度40℃、ダイヤフラム温度80℃、脱気時間20秒、加圧時間20秒、加圧0.5MPaの条件で貼りつけた。比較例3では、樹脂ペーストを、上記のシリコンウェハの回路面上に加熱乾燥後の膜厚が35μmとなるようにスピンコートし、70℃のホットプレートで10分間乾燥させた。
 接着剤層を形成した突起電極周辺のボイドについて、目視及び顕微鏡にて確認し、下記の判定基準で評価した。
A:バンプ周りにボイドが無い。
B:バンプ周りに少量のボイドが存在している。
C:バンプ周りに多量のボイドが存在している。
<研削後の反り>
 6インチウエハ(厚み625μm)上へ上記と同様にして接着剤層を形成したウェハに、下記のバックグラインドテープAを貼り、バックグラインダー((株)ディスコ社製、製品名:DBG8540)にて厚さ50μmまで研削した。研削後のウェハを平坦な台に置き、ウェハの一番反っている高さを計測し、下記の判定基準で評価した。
A:ウェハの反りが10mm未満であった。
B:ウェハの反りが10mm以上であった。
(バックグラインドテープA)
 主モノマーとして2-エチルヘキシルアクリレートとメチルメタクリレートを用い官能基モノマーとしてヒドロキシエチルアクリレートとアクリル酸を用いたアクリル共重合体を溶液重合法にて得た。この合成したアクリル共重合体の重量平均分子量は40万、ガラス転移点は-38℃であった。このアクリル共重合体100質量部に対し、多官能イソシアネート架橋剤(日本ポリウレタン工業(株)社製、製品名:コロネートHL)を10質量部配合した粘着剤溶液を調整し、ポリオレフィンフィルム(厚さ150μm)の上に乾燥時の粘着剤厚さが10μmになるよう塗工乾燥した。更に、シリコーン系離型剤を塗布した二軸延伸ポリエステルフィルムセパレータ(厚さ25μm)を粘着剤面にラミネートした。この粘着フィルムを、室温で1週間放置し十分にエージングを行った。これをバックグラインドテープAとして試験に使用した。
<可視光透過性>
 実施例1~3の液状感光性接着剤をそれぞれ、PET(ポリエチレンテレフタレート)フィルム上に膜厚35μmとなるように塗布し、この塗膜に、25℃、空気下で高精度平行露光機によって1000mJ/cmで露光して測定用フィルムを得た。得られた測定用フィルムをPETからはく離し、分光光度計((株)日立ハイテクノロジーズ社製、製品名:U-3310)を用いて555nmの透過率を測定した。透過率が10%以上であるものをA、10%を下回るものをBとした。
 比較例1~2の回路部材接続用接着剤については、支持基材をはく離して上記と同様に可視光透過性を評価した。比較例3の樹脂ペーストについては、樹脂ペーストを、PET(ポリエチレンテレフタレート)フィルム上に膜厚35μmとなるように塗布し、70℃のホットプレートで10分間乾燥させて測定用フィルムを得た。得られた測定用フィルムをPETからはく離し、上記と同様に可視光透過性を評価した。
<接続性>
 半導体素子搭載用支持部材として、プリフラックス処理によって防錆皮膜が形成された銅配線パターンを表面に有するガラスエポキシ基板のパターン表面にSR-AUS308を塗布したものを準備した。
 実施例1~3及び比較例3では、「接着剤層形成時のボイド」の評価と同様にして接着剤層付きウェハを作製し、これをダイシングラインに従い7.3mm×7.3mmにダイシングして接着剤層付き半導体チップを得た。次に、第一工程として、接続部の温度が固形フラックス剤の融点以上でかつ鉛フリーはんだの融点より低い180℃となるようにフリップチップボンダー(パナソニックファクトリーソリューションズ(株)社製、製品名:FCB3)のヘッド温度を設定し(ステージ温度:40℃)、上記半導体素子搭載用支持部材と接着剤層付き半導体チップとを、荷重25N、10秒間圧着した。次に、第二工程として、接続部の温度が鉛フリーはんだの融点より高い250℃となるようにフリップチップボンダーのヘッド温度を設定し、荷重25N、10秒間圧着を行い、サンプルを作製した。なお、接続部の温度は、K型熱電対を半導体チップと基板の間に挟んだものを別途作製して測定した。
 比較例1及び2では、回路部材接続用接着剤を9mm×9mmに切り出し、上記半導体素子搭載用支持部材の半導体チップが搭載される領域に80℃/0.5MPa/5秒の条件で貼り付けた後、支持体フィルムを剥離した。回路部材接続用接着剤が貼り付けられた基板と、半導体チップとを、フリップチップボンダーにて、荷重25N、温度100℃にて5秒間圧着し、半導体チップを基板上に仮固定した。次いで、上記の第一工程及び第二工程と同様の操作を行い、サンプルを作製した。
 圧着後のサンプルについて、328バンプのデイジーチェーン接続による導通を確認し、下記の判定基準で接続性を評価した。
A:導通が確認された。
B:導通不良の箇所が存在した。
(実施例4及び5並びに比較例4~8)
(液状感光性接着剤A-1)
 表3に示す組成比(単位:質量部)で、放射線重合性化合物に、光開始剤とフラックス成分とを加え、60℃のオイルバスを用いてかく拌、分散させ、液状感光性接着剤を得た。
(液状感光性接着剤B-1)
 表4に示す組成比(単位:質量部)で、放射線重合性化合物に、エポキシ樹脂と光開始剤とを加え、60℃のオイルバスを用いてかく拌、分散させた。得られた混合物を25℃に戻した後、硬化促進剤及び熱ラジカル発生剤を加え、かく拌し、液状感光性接着剤を得た。
(液状感光性接着剤B-2)
 表4に示す組成比(単位:質量部)で、放射線重合性化合物に、フィラー成分を加え、撹拌し分散した。得られた分散物に、エポキシ樹脂、光開始剤及びフラックス成分を加え、60℃のオイルバスを用いてかく拌、分散させた。得られた混合物を25℃に戻した後、硬化促進剤及び熱ラジカル発生剤を加え、かく拌し、液状感光性接着剤を得た。
(液状感光性接着剤B-3)
 表4に示す組成比(単位:質量部)で、放射線重合性化合物に、エポキシ樹脂、光開始剤及びフラックス成分を加え、60℃のオイルバスを用いてかく拌、分散させた。得られた混合物を25℃に戻した後、硬化促進剤及び熱ラジカル発生剤を加え、かく拌し、液状感光性接着剤を得た。
(フィルム状接着剤A-11)
 熱可塑性樹脂としてフェノキシ樹脂「FX293」20質量部、エポキシ樹脂として「1032H60」20質量部、「YL-983U」10質量部及び「EXA-4850-1000」5質量部、マイクロカプセル型硬化促進剤として「HX-3941HP」30質量部、並びに、フラックス成分として「アジピン酸」5質量部を混合した混合物を、トルエンと酢酸エチルの混合溶媒中に溶解して接着剤組成物のワニスを得た。得られたワニスを、支持基材としてのセパレータフィルム「A-31」(帝人デュポンフィルム(株)社製:離型PETフィルム、厚み38μm)上にロールコータを用いて塗布した後、110℃のオーブンで10分間乾燥させた。こうして、支持基材上に厚み3μmのフィルム状接着剤が形成されてなるフィルムを得た。
(フィルム状接着剤B-11)
 熱可塑性樹脂としてフェノキシ樹脂「FX293」20質量部、エポキシ樹脂として「1032H60」20質量部、「YL-983U」10質量部及び「EXA-4850-1000」5質量部、並びに、マイクロカプセル型硬化促進剤として「HX-3941HP」30質量部を混合した混合物を、トルエンと酢酸エチルの混合溶媒中に溶解して接着剤組成物のワニスを得た。得られたワニスを計量した後、ここに、フィラーとしてシリカ粒子「SE2050」を、ワニス85質量部に対して75質量部の割合で加え、さらに、有機微粒子「EXL-2655」をワニス85質量部に対して15質量部の割合で加え、撹拌し分散した。得られた分散物を、支持基材としてのセパレータフィルム「A-31」(帝人デュポンフィルム(株)社製:離型PETフィルム、厚み38μm)上にロールコータを用いて塗布した後、110℃のオーブンで10分間乾燥させた。こうして、支持基材上に厚み35μmのフィルム状接着剤が形成されてなるフィルムを得た。
(フィルム状接着剤B-12)
 フィルム状接着剤の厚みを32μmに変更したこと以外はフィルム状接着剤B-11と同様にして、フィルムを得た。
(接着剤ワニスB-13)
 熱可塑性樹脂としてフェノキシ樹脂「FX293」20質量部、エポキシ樹脂として「1032H60」20質量部、「YL-983U」10質量部及び「EXA-4850-1000」5質量部、並びに、マイクロカプセル型硬化促進剤として「HX-3941HP」30質量部を混合した混合物を、トルエンと酢酸エチルの混合溶媒中に溶解して接着剤組成物のワニスを得た。得られたワニスを計量した後、ここに、フィラーとしてシリカ粒子「SE2050」を、ワニス85質量部に対して75質量部の割合で加え、さらに、有機微粒子「EXL-2655」をワニス85質量部に対して15質量部の割合で加え、撹拌し分散した。得られた分散物を、トルエンと酢酸エチルを1対1で混合した混合溶媒を用いて、粘度が3000mPa・sになるよう調整し、接着剤ワニスを得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000015
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000016
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000017
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000018
 
 表3~6において、各記号は下記のものを意味する。
M-140:東亜合成(株)社製、2-(1,2-シクロヘキサカルボキシイミド)エチルアクリレート(イミド基含有単官能アクリレート、5%重量減少温度:200℃、25℃での粘度:450mPa・s)。
AMP-20GY:新中村化学工業(株)社製、フェノキシジエチレングリコールアクリレート(単官能アクリレート、5%重量減少温度:175℃、25℃での粘度:16mPa・s)。
I-379EG:チバ・ジャパン(株)社製、2-ジメチルアミノ-2-(4-メチルーベンジル)-1-(4-モルフォリン-4-イルーフェニル)-ブタンー1-オン(5%重量減少温度:260℃、i線吸光係数:8000ml/gcm)。
EAB:東京化成(株)社製、4,4’-ビスジエチルアミノベンゾフェノン。
アジピン酸:和光純薬工業(株)社製。
1032H60:ジャパンエポキシレジン(株)社製、トリス(ヒドロキシフェニル)メタン型固形エポキシ樹脂(エポキシ当量:170、5%重量減少温度:350℃、固形、融点60℃)。
1B2PZ:四国化成(株)社製、1-ベンジル-2-フェニルイミダゾール。
パークミルD:日油(株)社製、ジクミルパーオキサイド(1分間半減期温度:175℃)。
SE1050-SPP:アドマテックス社(株)製、フェニルシラン表面処理シリカ(平均粒径:0.2~0.3μm)。
FX-293:東都化成(株)社製、フルオレン骨格含有フェノキシ樹脂(エポキシ当量:15000、Mw:44000、樹脂Tg:163℃)。
YL-983U:ジャパンエポキシレジン(株)社製、Bis-F型液状エポキシ樹脂(エポキシ当量:184)。
EXA-4850-1000:DIC(株)社製、柔軟強靭性エポキシ樹脂(エポキシ当量:350)。
HX-3941HP:旭化成ケミカルズ(株)社製、マイクロカプセル型硬化促進剤。
SE-2050:(株)アドマテックス社製、シリカ粒子(平均粒径0.5μm)。
EXL-2655:ロームアンドハースジャパン(株)社製、コアシェルタイプ有機微粒子。
 上記(A)成分の粘度については、東京計器製造所製のEHD型回転粘度計を用い、サンプル量0.4mL、3°コーンの条件下、25℃において測定した値である。
 また、液状感光性接着剤B-1~B-2で用いた(A)成分を光照射して得られる重合体のTgを以下の手順で測定した。
<(A)成分の重合体のTg>
 液状感光性接着剤B-1~B-2に配合される(A)成分に、I-379EG(チバ・ジャパン社製)を(A)成分に対し3質量%となる割合で溶解させた組成物を、PET(ポリエチレンテレフタレート)フィルム上に膜厚35μmとなるように塗布し、この塗膜に、25℃、空気下で高精度平行露光機(オーク製作所製、製品名:EXM-1172-B-∞)によって1000mJ/cmで露光した。こうして得られるフィルムを膜厚150μmとなるように積層して得られた積層体について、粘弾性測定装置(レオメトリックス・サイエンティフィック・エフ・イー(株)社製、製品名:ARES)を用いて-50℃~200℃におけるtanδピーク温度を測定し、(A)成分の重合体のTgを求めた。なお、測定プレートは、直径8mmの平行プレートを用い、測定条件は、昇温速度5℃/min、測定温度-50℃~200℃、周波数1Hzとした。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000019
 
<接着剤層の形成>
 評価用のシリコンウェハとして、ウェハ上に銅バンプが形成され、さらにその上にハンダボールが載っている構成を有する突起電極付ウェハを用意した。具体的には、8インチサイズ(厚み:725μm)で、銅ピラー先端に鉛フリーはんだ層(Sn-3.5Ag:融点221℃)を有する構造のバンプが形成された、日立超LSIシステムズ製、JTEG PHASE11_80(サイズ7.3mm×7.3mm、バンプピッチ80μm、銅バンプ20μm、鉛フリーはんだ20μm、バンプ数328、厚み0.55mm、製品名)を用いた。
(実施例4)
 液状感光性接着剤B-1を、上記のシリコンウェハの回路面上に膜厚が33μmになるようにスピンコートし、25℃、空気下で高精度平行露光機(オーク製作所製、「EXM-1172-B-∞」(製品名))により1000mJ/cmで露光を行なった。次に、この層上に、液状感光性接着剤A-1を膜厚が2μmになるようにスピンコートし、25℃、空気下で高精度平行露光機(オーク製作所製、「EXM-1172-B-∞」(製品名))により1000mJ/cmで露光を行なった。
(実施例5)
 液状感光性接着剤B-2を、上記のシリコンウェハの回路面上に膜厚が33μmになるようにスピンコートし、25℃、空気下で高精度平行露光機(オーク製作所製、「EXM-1172-B-∞」(製品名))により1000mJ/cmで露光を行なった。次に、この層上に、液状感光性接着剤A-1を膜厚が2μmになるようにスピンコートし、25℃、空気下で高精度平行露光機(オーク製作所製、「EXM-1172-B-∞」(製品名))により1000mJ/cmで露光を行なった。
(比較例4)
 フィルム状接着剤B-11を、上記のシリコンウェハの回路面上に、真空ラミネーター(ニチゴーモートン(株)社製、製品名:V130)を用いて、ステージ温度40℃、ダイヤフラム温度80℃、脱気時間20秒、加圧時間20秒、加圧0.5MPaの条件で貼りつけた。
(比較例5)
 フィルム状接着剤A-11と、フィルム状接着剤B-12とを50℃にてラミネートして積層体を得た。この積層体を、上記のシリコンウェハの回路面上に、フィルム状接着剤B-12が回路面に接するようにして、真空ラミネーター(ニチゴーモートン(株)社製、製品名:V130)を用いて、ステージ温度40℃、ダイヤフラム温度80℃、脱気時間20秒、加圧時間20秒、加圧0.5MPaの条件で貼りつけた。
(比較例6)
 接着剤ワニスB-13を、上記のシリコンウェハの回路面上に、加熱乾燥後の膜厚が35μmになるようにスピンコートし、110℃のホットプレートで10分間乾燥させた。
(比較例7)
 液状感光性接着剤B-2を、上記のシリコンウェハの回路面上に膜厚が35μmになるようにスピンコートし、25℃、空気下で高精度平行露光機(オーク製作所製、「EXM-1172-B-∞」(製品名))により1000mJ/cmで露光を行なった。
(比較例8)
 液状感光性接着剤B-3を、上記のシリコンウェハの回路面上に膜厚が35μmになるようにスピンコートし、25℃、空気下で高精度平行露光機(オーク製作所製、「EXM-1172-B-∞」(製品名))により1000mJ/cmで露光を行なった。
 下記の方法にしたがって、接着剤層形成時のバンプボイド、研削後の反り、可視光透過性、バンプ頭出し性、基板接続性、及びウェハ接続性を評価した。結果を表7に示す。
<接着剤層形成時のボイド>
 上記で得られた接着剤層付きシリコンウェハの接着剤層を形成した突起電極周辺のボイドについて、目視及び顕微鏡にて確認し、下記の判定基準で評価した。
A:バンプ周りにボイドが無い。
B:バンプ周りに少量のボイドが存在している。
<研削後の反り>
 6インチウエハ(厚み625μm)上へ上記と同様にして接着剤層を形成したウェハに、下記のバックグラインドテープAを貼り、バックグラインダー((株)ディスコ社製、製品名:DBG8540)にて厚さ50μmまで研削した。研削後のウェハを平坦な台に置き、ウェハの一番反っている高さを計測し、下記の判定基準で評価した。
A:ウェハの反りが10mm未満であった。
B:ウェハの反りが10mm以上であった。
(バックグラインドテープA)
 主モノマーとして2-エチルヘキシルアクリレートとメチルメタクリレートを用い官能基モノマーとしてヒドロキシエチルアクリレートとアクリル酸を用いたアクリル共重合体を溶液重合法にて得た。この合成したアクリル共重合体の重量平均分子量は40万、ガラス転移点は-38℃であった。このアクリル共重合体100質量部に対し、多官能イソシアネート架橋剤(日本ポリウレタン工業(株)社製、製品名:コロネートHL)を10質量部配合した粘着剤溶液を調整し、ポリオレフィンフィルム(厚さ150μm)の上に乾燥時の粘着剤厚さが10μmになるよう塗工乾燥した。更に、シリコーン系離型剤を塗布した二軸延伸ポリエステルフィルムセパレータ(厚さ25μm)を粘着剤面にラミネートした。この粘着フィルムを、室温で1週間放置し十分にエージングを行った。これをバックグラインドテープAとして試験に使用した。
<可視光透過性>
 PET(ポリエチレンテレフタレート)フィルム上に、接着剤層付き半導体ウェハを作製したときと同様の手順で、総膜厚35μmの接着剤層を形成し、測定用フィルムを得た。得られた測定用フィルムをPETからはく離し、分光光度計((株)日立ハイテクノロジーズ社製、製品名:U-3310)を用いて400~800nmの透過率を測定し、下記の判定基準で評価した。
A:透過率の最大値が20%以上。
B:透過率の最大値が20%未満。
<バンプ頭出し性>
 上記と同様にして得られた接着剤層付き半導体ウェハの突起電極先端のバンプの頭出し状態を顕微鏡にて観察し、下記の判定基準で評価した。
A:バンプの頭出しがされており、バンプの先端が確認される。
B:バンプの頭出しが不十分で、バンプの先端を確認することができない。
<基板接続性>
 半導体素子搭載用支持部材として、プリフラックス処理によって防錆皮膜が形成された銅配線パターンを表面に有するガラスエポキシ基板のパターン表面にSR-AUS308を塗布したものを準備した。
 実施例4~5及び比較例6、7では、「接着剤層形成時のボイド」の評価と同様にして接着剤層付き半導体ウェハを作製し、これをダイシングラインに従い7.3mm×7.3mmにダイシングして接着剤層付き半導体チップを得た。次に、第一工程として、接続部の温度が固形フラックス剤の融点以上でかつ鉛フリーはんだの融点より低い180℃となるようにフリップチップボンダー(パナソニックファクトリーソリューションズ(株)社製、製品名:FCB3)のヘッド温度を設定し(ステージ温度:40℃)、上記半導体素子搭載用支持部材と接着剤層付き半導体チップとを、荷重25N、10秒間圧着した。次に、第二工程として、接続部の温度が鉛フリーはんだの融点より高い250℃となるようにフリップチップボンダーのヘッド温度を設定し、荷重25N、10秒間圧着を行い、サンプルを作製した。なお、接続部の温度は、K型熱電対を半導体チップと基板の間に挟んだものを別途作製して測定した。
 比較例4及び5では、フィルム状接着剤を9mm×9mmに切り出し、上記半導体素子搭載用支持部材の半導体チップが搭載される領域に80℃/0.5MPa/5秒の条件で貼り付けた後、支持体フィルムを剥離した。フィルム状接着剤が貼り付けられた基板と、半導体チップとを、フリップチップボンダーにて、荷重25N、温度100℃にて5秒間圧着し、半導体チップを基板上に仮固定した。次いで、上記の第一工程及び第二工程と同様の操作を行い、サンプルを作製した。
 圧着後のサンプルについて、328バンプのデイジーチェーン接続による導通を確認し、更にサンプルを切断して接続断面を顕微鏡にて観察し、下記の判定基準で接続性を評価した。
A:導通が確認された。接続断面にフィラーのかみ込みが観察されない。
B:導通不良の箇所が存在した。接続断面にフィラーのかみ込みが観察された。
<ウェハ接続性>
 上記と同様にして得られた接着剤層付き半導体ウェハと、他の半導体ウェハとを、ウェハ接続用プレス機を用いて、接続部の温度が鉛フリーハンダの融点より高い250℃となるように設定し、ウェハ接合を行った。ウェハ接合後、ダイシング工程を経て、個片化された10個のサンプルの断面観察を観察することにより、下記の判定基準でウェハ接続性を確認した。
A:接続が確認され、接続断面にフィラーのかみ込みが観察されない。
B:接続不良の箇所が存在し、接続断面にフィラーのかみ込みが観察された。
<対基板剪断接着強度>
 上記で得られた接着剤層付きシリコンウェハと同様の接着剤層が形成されるように、液状感光性接着剤をシリコンウェハ上にスピンコート(2000rpm/10s、4000rpm/20s)によって総厚が35μmになるよう塗布する。得られた塗膜に、離型処理したPETフィルムをラミネートし、高精度平行露光機(オーク製作所製、「EXM-1172-B-∞」(商品名))により1000mJ/cmで露光を行なう。その後、5×5mm角にシリコンウェハを切り出す。切り出した接着剤付きシリコンチップを有機基板(PSR-4000、SR-AUS308、0.2mmt)に250℃、0.5MPa、10秒の条件でフリップチップボンディングし、175℃2時間の後硬化を加え評価サンプルを得た。その評価サンプルをせん断接着力試験機「Dage-4000」(製品名)を用いて265℃の熱板上で30秒間保持した後にチップと有機基板との剪断接着強度を測定した。なお、比較例4及び5については、上記の塗膜に代えてフィルム状接着剤のラミネートを行った。
A:剪断接着強度が1.0MPa以上
B:剪断接着強度が1.0MPa未満
 本発明によれば、接着剤層形成時の加熱を必要とすることなく露光によって接着剤層付き半導体ウェハを得ることができる。そのため短時間でのBステージ化が可能となり半導体装置製造時のタクトタイムを大幅に低減することが可能となる。また、Bステージ化後の半導体ウェハの反りが抑制できるため、半導体ウェハを薄膜化することが可能となり、より高機能な半導体装置を得ることが可能となる。また、本発明によれば、溶剤を使用することなく、また加熱を行なわずに短時間で薄膜の接着剤層を形成することが可能であることから、熱エネルギーと揮発性有機化合物(VOC)を低減できる環境への負荷が従来よりも小さい材料となり得る。
 4…粘着テープ、5…液状感光性接着剤、6,6a,6b,8,8a…接着剤層、9…露光装置、10,16,51,52,54,56…半導体ウェハ、10a,16a,52a,56a…半導体チップ、12…金属バンプ、14…はんだボール、15…支持部材、18…封止樹脂層(再配線層)、20…ボックス、21…吸引治具、30…粘着テープ(バックグラインドテープ)、34…グラインド装置、36…粘着テープ(ダイシングテープ)、40,44…接着剤層付き半導体素子、54…半導体ウェハ、60,62…半導体ウェハ積層体、70…半導体素子付き半導体ウェハ、80,100,110,120,130,140…半導体装置、S1…半導体ウェハ回路面。
 

Claims (75)

  1.  金属バンプが形成された回路面を有する半導体ウェハの前記回路面上に、液状感光性接着剤を塗布して感光性接着剤層を形成する工程と、
     前記感光性接着剤層を光照射によりBステージ化して接着剤層付き半導体ウェハを得る工程と、
     前記接着剤層付き半導体ウェハの半導体ウェハを接着剤層とともに切断して複数の半導体素子に切り分けて接着剤層付き半導体素子を得る工程と、
     前記接着剤層付き半導体素子と、他の半導体素子又は半導体素子搭載用支持部材とを、前記接着剤層付き半導体素子の接着剤層を挟んで圧着する工程と、
    を備える、半導体装置の製造方法。
  2.  前記液状感光性接着剤が、(A)放射線重合性化合物、(B)光開始剤、及び(C)熱硬化性樹脂、を含み、
     前記(A)成分が、25℃で液状であり且つ分子内に1つの炭素-炭素二重結合を有する化合物を含む、請求項1に記載の半導体装置の製造方法。
  3.  前記液状感光性接着剤は、溶剤含有量が5質量%以下である又は溶剤を含んでいない、請求項1又は2に記載の半導体装置の製造方法。
  4.  前記液状感光性接着剤の25℃での粘度が10~30000mPa・sである、請求項1~3のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。
  5.  光照射によりBステージ化した前記感光性接着剤層の25℃でのタック強度が200gf以下である、請求項1~4のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。
  6.  スピンコート法により前記液状感光性接着剤を塗布する、請求項1~5のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。
  7.  請求項1~6のいずれか一項に記載の方法により得られる、半導体装置。
  8.  金属バンプが形成された回路面を有する半導体ウェハの前記回路面上に、液状感光性接着剤を塗布して感光性接着剤層を形成する工程と、
     前記感光性接着剤層を光照射によりBステージ化して接着剤層付き半導体ウェハを得る工程と、
     前記接着剤層付き半導体ウェハの半導体ウェハを接着剤層とともに切断して複数の半導体素子に切り分けて接着剤層付き半導体素子を得る工程と、
     第2の半導体ウェハと、前記接着剤層付き半導体素子とを、前記接着剤層付き半導体素子の接着剤層を挟んで圧着する工程と、
    を備える、半導体素子付き半導体ウェハの製造方法。
  9.  前記液状感光性接着剤が、(A)放射線重合性化合物、(B)光開始剤、及び(C)熱硬化性樹脂、を含み、
     前記(A)成分が、25℃で液状であり且つ分子内に1つの炭素-炭素二重結合を有する化合物を含む、請求項8に記載の半導体素子付き半導体ウェハの製造方法。
  10.  前記液状感光性接着剤は、溶剤含有量が5質量%以下である又は溶剤を含んでいない、請求項8又は9に記載の半導体素子付き半導体ウェハの製造方法。
  11.  前記液状感光性接着剤の25℃での粘度が10~30000mPa・sである、請求項8~10のいずれか一項に記載の半導体素子付き半導体ウェハの製造方法。
  12.  光照射によりBステージ化した前記感光性接着剤層の25℃でのタック強度が200gf以下である、請求項8~11のいずれか一項に記載の半導体素子付き半導体ウェハの製造方法。
  13.  スピンコート法により前記液状感光性接着剤を塗布する、請求項8~12のいずれか一項に記載の半導体素子付き半導体ウェハの製造方法。
  14.  請求項8~13のいずれか一項に記載の方法により得られる、半導体素子付き半導体ウェハ。
  15.  金属バンプが形成された回路面を有する半導体ウェハの前記回路面上に、液状感光性接着剤を塗布して感光性接着剤層を形成する工程と、
     前記感光性接着剤層を光照射によりBステージ化する工程と、
    を備える、接着剤層付き半導体ウェハの製造方法。
  16.  前記液状感光性接着剤が、(A)放射線重合性化合物、(B)光開始剤、及び(C)熱硬化性樹脂、を含み、
     前記(A)成分が、25℃で液状であり且つ分子内に1つの炭素-炭素二重結合を有する化合物を含む、請求項15に記載の接着剤層付き半導体ウェハの製造方法。
  17.  前記液状感光性接着剤は、溶剤含有量が5質量%以下である又は溶剤を含んでいない、請求項15又は16に記載の接着剤層付き半導体ウェハの製造方法。
  18.  前記液状感光性接着剤の25℃での粘度が10~30000mPa・sである、請求項15~17のいずれか一項に記載の接着剤層付き半導体ウェハの製造方法。
  19.  光照射によりBステージ化した前記感光性接着剤層の25℃でのタック強度が200gf以下である、請求項15~18のいずれか一項に記載の接着剤層付き半導体ウェハの製造方法。
  20.  スピンコート法により前記液状感光性接着剤を塗布する、請求項15~19のいずれか一項に記載の接着剤層付き半導体ウェハの製造方法。
  21.  請求項15~20のいずれか一項に記載の方法により得られる、接着剤層付き半導体ウェハ。
  22.  金属バンプが形成された回路面を有する第1の半導体ウェハの前記回路面上に、液状感光性接着剤を塗布して感光性接着剤層を形成する工程と、
     前記感光性接着剤層を光照射によりBステージ化して接着剤層付き半導体ウェハを得る工程と、
     前記接着剤層付き半導体ウェハと、第2の半導体ウェハとを、前記接着剤層付き半導体ウェハの接着剤層を挟んで圧着して半導体ウェハ積層体を得る工程と、
     前記半導体ウェハ積層体を切断して半導体素子が積層された半導体素子積層体に切り分ける工程と、
    を備える、半導体装置の製造方法。
  23.  前記液状感光性接着剤が、(A)放射線重合性化合物、(B)光開始剤、及び(C)熱硬化性樹脂、を含み、
     前記(A)成分が、25℃で液状であり且つ分子内に1つの炭素-炭素二重結合を有する化合物を含む、請求項22に記載の半導体装置の製造方法。
  24.  前記液状感光性接着剤は、溶剤含有量が5質量%以下である又は溶剤を含んでいない、請求項22又は23に記載の半導体装置の製造方法。
  25.  前記液状感光性接着剤の25℃での粘度が10~30000mPa・sである、請求項22~24のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。
  26.  光照射によりBステージ化した前記感光性接着剤層の25℃でのタック強度が200gf以下である、請求項22~25のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。
  27.  スピンコート法により前記液状感光性接着剤を塗布する、請求項22~26のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。
  28.  請求項22~27のいずれか一項に記載の方法により得られる、半導体装置。
  29.  金属バンプが形成された回路面を有する第1の半導体ウェハの前記回路面上に、液状感光性接着剤を塗布して感光性接着剤層を形成する工程と、
     前記感光性接着剤層を光照射によりBステージ化して接着剤層付き半導体ウェハを得る工程と、
     前記接着剤層付き半導体ウェハと、第2の半導体ウェハとを、前記接着剤層付き半導体ウェハの接着剤層を挟んで圧着して半導体ウェハ積層体を得る工程と、
    を備える、半導体ウェハ積層体の製造方法。
  30.  前記液状感光性接着剤が、(A)放射線重合性化合物、(B)光開始剤、及び(C)熱硬化性樹脂、を含み、
     前記(A)成分が、25℃で液状であり且つ分子内に1つの炭素-炭素二重結合を有する化合物を含む、請求項29に記載の半導体ウェハ積層体の製造方法。
  31.  前記液状感光性接着剤は、溶剤含有量が5質量%以下である又は溶剤を含んでいない、請求項29又は30に記載の半導体ウェハ積層体の製造方法。
  32.  前記液状感光性接着剤の25℃での粘度が10~30000mPa・sである、請求項29~31のいずれか一項に記載の半導体ウェハ積層体の製造方法。
  33.  光照射によりBステージ化した前記感光性接着剤層の25℃でのタック強度が200gf以下である、請求項29~32のいずれか一項に記載の半導体ウェハ積層体の製造方法。
  34.  スピンコート法により前記液状感光性接着剤を塗布する、請求項29~33のいずれか一項に記載の半導体ウェハ積層体の製造方法。
  35.  請求項29~34のいずれか一項に記載の方法により得られる、半導体ウェハ積層体。
  36.  金属バンプが形成された回路面を有する半導体ウェハの前記回路面上に、2種類以上の液状感光性接着剤の塗布及び塗膜の光照射によって、2層以上の構造を有し最表面層がフラックス成分を含有するBステージ化された接着剤層を設けて接着剤層付き半導体ウェハを得る工程と、
     前記接着剤層付き半導体ウェハの半導体ウェハを接着剤層とともに切断して複数の半導体素子に切り分けて接着剤層付き半導体素子を得る工程と、
     前記接着剤層付き半導体素子と、他の半導体素子又は半導体素子搭載用支持部材とを、前記接着剤層付き半導体素子の接着剤層を挟んで圧着する工程と、
    を備える、半導体装置の製造方法。
  37.  前記最表面層を形成する液状感光性接着剤が、(A)放射線重合性化合物、(B)光開始剤、及び(F)フラックス成分、を含み、
     前記(A)成分が、25℃で液状であり且つ分子内に1つの炭素-炭素二重結合を有する化合物を含む、請求項36に記載の半導体装置の製造方法。
  38.  前記Bステージ化された接着剤層が前記最表面層と内層とからなり、
     前記内層を形成する液状感光性接着剤が、(A)放射線重合性化合物、(B)光開始剤、及び(C)熱硬化性樹脂、を含み、
     前記(A)成分が、25℃で液状であり且つ分子内に1つの炭素-炭素二重結合を有する化合物を含む、請求項36又は37に記載の半導体装置の製造方法。
  39.  前記2種類以上の液状感光性接着剤は、溶剤含有量が5質量%以下である又は溶剤を含んでいない、請求項36~38のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。
  40.  前記2種類以上の液状感光性接着剤の25℃での粘度が10~30000mPa・sである、請求項36~39のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。
  41.  前記Bステージ化された接着剤層の25℃でのタック強度が200gf以下である、請求項36~40のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。
  42.  スピンコート法により前記2種類以上の液状感光性接着剤を塗布する、請求項36~41のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。
  43.  請求項36~42のいずれか一項に記載の方法により得られる、半導体装置。
  44.  金属バンプが形成された回路面を有する半導体ウェハの前記回路面上に、2種類以上の液状感光性接着剤の塗布及び塗膜の光照射によって、2層以上の構造を有し最表面層がフラックス成分を含有するBステージ化された接着剤層を設けて接着剤層付き半導体ウェハを得る工程と、
     前記接着剤層付き半導体ウェハの半導体ウェハを接着剤層とともに切断して複数の半導体素子に切り分けて接着剤層付き半導体素子を得る工程と、
     第2の半導体ウェハと、前記接着剤層付き半導体素子とを、前記接着剤層付き半導体素子の接着剤層を挟んで圧着する工程と、
    を備える、半導体素子付き半導体ウェハの製造方法。
  45.  前記最表面層を形成する液状感光性接着剤が、(A)放射線重合性化合物、(B)光開始剤、及び(F)フラックス成分、を含み、
     前記(A)成分が、25℃で液状であり且つ分子内に1つの炭素-炭素二重結合を有する化合物を含む、請求項44に記載の半導体素子付き半導体ウェハの製造方法。
  46.  前記Bステージ化された接着剤層が前記最表面層と内層とからなり、
     前記内層を形成する液状感光性接着剤が、(A)放射線重合性化合物、(B)光開始剤、及び(C)熱硬化性樹脂、を含み、
     前記(A)成分が、25℃で液状であり且つ分子内に1つの炭素-炭素二重結合を有する化合物を含む、請求項44又は45に記載の半導体素子付き半導体ウェハの製造方法。
  47.  前記2種類以上の液状感光性接着剤は、溶剤含有量が5質量%以下である又は溶剤を含んでいない、請求項44~46のいずれか一項に記載の半導体素子付き半導体ウェハの製造方法。
  48.  前記2種類以上の液状感光性接着剤の25℃での粘度が10~30000mPa・sである、請求項44~47のいずれか一項に記載の半導体素子付き半導体ウェハの製造方法。
  49.  前記Bステージ化された接着剤層の25℃でのタック強度が200gf以下である、請求項44~48のいずれか一項に記載の半導体素子付き半導体ウェハの製造方法。
  50.  スピンコート法により前記2種類以上の液状感光性接着剤を塗布する、請求項44~49のいずれか一項に記載の半導体素子付き半導体ウェハの製造方法。
  51.  請求項44~50のいずれか一項に記載の方法により得られる、半導体素子付き半導体ウェハの製造方法。
  52.  金属バンプが形成された回路面を有する半導体ウェハの前記回路面上に、2種類以上の液状感光性接着剤の塗布及び塗膜の光照射によって、2層以上の構造を有し最表面層がフラックス成分を含有するBステージ化された接着剤層を設ける工程を備える、接着剤層付き半導体ウェハの製造方法。
  53.  前記最表面層を形成する液状感光性接着剤が、(A)放射線重合性化合物、(B)光開始剤、及び(F)フラックス成分、を含み、
     前記(A)成分が、25℃で液状であり且つ分子内に1つの炭素-炭素二重結合を有する化合物を含む、請求項52に記載の接着剤層付き半導体ウェハの製造方法。
  54.  前記Bステージ化された接着剤層が前記最表面層と内層とからなり、
     前記内層を形成する液状感光性接着剤が、(A)放射線重合性化合物、(B)光開始剤、及び(C)熱硬化性樹脂、を含み、
     前記(A)成分が、25℃で液状であり且つ分子内に1つの炭素-炭素二重結合を有する化合物を含む、請求項52又は53に記載の接着剤層付き半導体ウェハの製造方法。
  55.  前記2種類以上の液状感光性接着剤は、溶剤含有量が5質量%以下である又は溶剤を含んでいない、請求項52~54のいずれか一項に記載の接着剤層付き半導体ウェハの製造方法。
  56.  前記2種類以上の液状感光性接着剤の25℃での粘度が10~30000mPa・sである、請求項52~55のいずれか一項に記載の接着剤層付き半導体ウェハの製造方法。
  57.  前記Bステージ化された接着剤層の25℃でのタック強度が200gf以下である、請求項52~56のいずれか一項に記載の接着剤層付き半導体ウェハの製造方法。
  58.  スピンコート法により前記2種類以上の液状感光性接着剤を塗布する、請求項52~57のいずれか一項に記載の接着剤層付き半導体ウェハの製造方法。
  59.  請求項52~58のいずれか一項に記載の方法により得られる、接着剤層付き半導体ウェハ。
  60.  金属バンプが形成された回路面を有する第1の半導体ウェハの前記回路面上に、2種類以上の液状感光性接着剤の塗布及び塗膜の光照射によって、2層以上の構造を有し最表面層がフラックス成分を含有するBステージ化された接着剤層を設けて接着剤層付き半導体ウェハを得る工程と、
     前記接着剤層付き半導体ウェハと、第2の半導体ウェハとを、前記接着剤層付き半導体ウェハの接着剤層を挟んで圧着して半導体ウェハ積層体を得る工程と、
     前記半導体ウェハ積層体を切断して半導体素子が積層された半導体素子積層体に切り分ける工程と、
    を備える、半導体装置の製造方法。
  61.  前記最表面層を形成する液状感光性接着剤が、(A)放射線重合性化合物、(B)光開始剤、及び(F)フラックス成分、を含み、
     前記(A)成分が、25℃で液状であり且つ分子内に1つの炭素-炭素二重結合を有する化合物を含む、請求項60に記載の半導体装置の製造方法。
  62.  前記Bステージ化された接着剤層が前記最表面層と内層とからなり、
     前記内層を形成する液状感光性接着剤が、(A)放射線重合性化合物、(B)光開始剤、及び(C)熱硬化性樹脂、を含み、
     前記(A)成分が、25℃で液状であり且つ分子内に1つの炭素-炭素二重結合を有する化合物を含む、請求項60又は61に記載の半導体装置の製造方法。
  63.  前記2種類以上の液状感光性接着剤は、溶剤含有量が5質量%以下である又は溶剤を含んでいない、請求項60~62のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。
  64.  前記2種類以上の液状感光性接着剤の25℃での粘度が10~30000mPa・sである、請求項60~63のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。
  65.  前記Bステージ化された接着剤層の25℃でのタック強度が200gf以下である、請求項60~64のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。
  66.  スピンコート法により前記2種類以上の液状感光性接着剤を塗布する、請求項60~65のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。
  67.  請求項60~66のいずれか一項に記載の方法により得られる、半導体装置。
  68.  金属バンプが形成された回路面を有する第1の半導体ウェハの前記回路面上に、2種類以上の液状感光性接着剤の塗布及び塗膜の光照射によって、2層以上の構造を有し最表面層がフラックス成分を含有するBステージ化された接着剤層を設けて接着剤層付き半導体ウェハを得る工程と、
     前記接着剤層付き半導体ウェハと、第2の半導体ウェハとを、前記接着剤層付き半導体ウェハの接着剤層を挟んで圧着して半導体ウェハ積層体を得る工程と、
    を備える、半導体ウェハ積層体の製造方法。
  69.  前記最表面層を形成する液状感光性接着剤が、(A)放射線重合性化合物、(B)光開始剤、及び(F)フラックス成分、を含み、
     前記(A)成分が、25℃で液状であり且つ分子内に1つの炭素-炭素二重結合を有する化合物を含む、請求項68に記載の半導体ウェハ積層体の製造方法。
  70.  前記Bステージ化された接着剤層が前記最表面層と内層とからなり、
     前記内層を形成する液状感光性接着剤が、(A)放射線重合性化合物、(B)光開始剤、及び(C)熱硬化性樹脂、を含み、
     前記(A)成分が、25℃で液状であり且つ分子内に1つの炭素-炭素二重結合を有する化合物を含む、請求項68又は69に記載の半導体ウェハ積層体の製造方法。
  71.  前記2種類以上の液状感光性接着剤は、溶剤含有量が5質量%以下である又は溶剤を含んでいない、請求項68~70のいずれか一項に記載の半導体ウェハ積層体の製造方法。
  72.  前記2種類以上の液状感光性接着剤の25℃での粘度が10~30000mPa・sである、請求項68~71のいずれか一項に記載の半導体ウェハ積層体の製造方法。
  73.  前記Bステージ化された接着剤層の25℃でのタック強度が200gf以下である、請求項68~72のいずれか一項に記載の半導体ウェハ積層体の製造方法。
  74.  スピンコート法により前記2種類以上の液状感光性接着剤を塗布する、請求項68~73のいずれか一項に記載の半導体ウェハ積層体の製造方法。
  75.  請求項68~74のいずれか一項に記載の方法により得られる、半導体ウェハ積層体。
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