WO2021200553A1 - 半導体用接着剤、並びに、半導体装置及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

半導体チップ及び配線回路基板のそれぞれの接続部が互いに電気的に接続された接続構造、及び／又は、複数の半導体チップのそれぞれの接続部が互いに電気的に接続された接続構造を備える半導体装置において接続部の封止に用いられる半導体用接着剤であって、硬化性樹脂成分と、平均粒子径が１５μｍ以下のアルミナフィラと、を含有し、アルミナフィラの含有量が、半導体用接着剤の全量を基準として、３５～７５質量％であり、半導体用接着剤の硬化後の熱伝導率が０．５～１．５Ｗ／ｍＫである、半導体用接着剤。

Description

半導体用接着剤、並びに、半導体装置及びその製造方法

　本開示は、半導体用接着剤、並びに、半導体装置及びその製造方法に関する。

　従来、半導体チップと基板を接続するには金ワイヤ等の金属細線を用いるワイヤボンディング方式が広く適用されてきたが、半導体装置に対する高機能・高集積・高速化等の要求に対応するため、半導体チップ又は基板にバンプと呼ばれる導電性突起を形成して、半導体チップと基板間で直接接続するフリップチップ接続方式（ＦＣ接続方式）が広まりつつある。

　フリップチップ接続方式としては、はんだ、スズ、金、銀、銅等を用いて金属接合させる方法、超音波振動を印加して金属接合させる方法、樹脂の収縮力によって機械的接触を保持する方法などが知られているが、接続部の信頼性の観点から、はんだ、スズ、金、銀、銅等を用いて金属接合させる方法が一般的である。

　例えば、半導体チップと基板間の接続においては、ＢＧＡ（Ｂａｌｌ　Ｇｒｉｄ　Ａｒｒａｙ）、ＣＳＰ（Ｃｈｉｐ　Ｓｉｚｅ　Ｐａｃｋａｇｅ）等に盛んに用いられているＣＯＢ（Ｃｈｉｐ　Ｏｎ　Ｂｏａｒｄ）型の接続方式もフリップチップ接続方式である。また、フリップチップ接続方式は、半導体チップ上にバンプ又は配線を形成して、半導体チップ間で接続するＣＯＣ（Ｃｈｉｐ　Ｏｎ　Ｃｈｉｐ）型の接続方式にも広く用いられている（例えば、下記特許文献１参照）。

　更なる小型化、薄型化、高機能化が強く要求されたパッケージでは、上述した接続方式を積層・多段化したチップスタック型パッケージやＰＯＰ（Ｐａｃｋａｇｅ　Ｏｎ　Ｐａｃｋａｇｅ）、ＴＳＶ（Ｔｈｒｏｕｇｈ－Ｓｉｌｉｃｏｎ　Ｖｉａ）等も広く普及し始めている。平面状でなく立体状に配置することでパッケージを小さくできることから、これらの技術は多用され、半導体の性能向上及びノイズ低減、実装面積の削減、省電力化にも有効であり、次世代の半導体配線技術として注目されている。

特開２００８－２９４３８２号公報

　ところで、上述したフリップチップ接続方式においては、接続部の金属接合を保護する等の目的で、半導体用接着剤を介してフリップチップ接続を行う場合がある。

　フリップチップパッケージでは、近年、高機能化及び高集積化が進んでいるが、高機能化及び高集積化するにつれて配線間のピッチが狭くなることから、パッケージ発熱量が大きくなる。パッケージに熱がこもると半導体チップが高温となり、誤作動を起こす可能性がある。そのため、半導体用接着剤に対して、従来に比べて優れた放熱性が求められる。

　また、フリップチップパッケージの製造における接続プロセスでは、通常、基板又は半導体チップに設けられたアライメントマークを目印にして位置合わせが行われる。半導体用接着剤を介してフリップチップ接続を行う場合、半導体用接着剤が設けられた半導体チップ又は基板を位置合わせすることになる。そのため、半導体用接着剤には、覆ったアライメントマークを視認できる視認性が求められる。

　そこで、本開示は、放熱性に優れるとともに充分な視認性を有する半導体用接着剤を提供することを目的とする。また、本開示は、このような半導体用接着剤を用いた半導体装置及びその製造方法を提供することを目的とする。

　本開示の一側面は、半導体チップ及び配線回路基板のそれぞれの接続部が互いに電気的に接続された半導体装置、又は、複数の半導体チップのそれぞれの接続部が互いに電気的に接続された半導体装置において接続部の封止に用いられる半導体用接着剤であって、硬化性樹脂成分と、平均粒子径が１５μｍ以下のアルミナフィラと、を含有し、アルミナフィラの含有量が、半導体用接着剤の全量を基準として、３５～７５質量％であり、半導体用接着剤の硬化後の熱伝導率が０．５～１．５Ｗ／ｍＫである、半導体用接着剤を提供する。

　上記半導体用接着剤は、フラックス剤を更に含有してもよい。

　上記フラックス剤は、カルボン酸であってよい。

　上記アルミナフィラは、アルミナ表面をシラン処理したものであってよい。

　上記アルミナフィラの平均粒子径は、０．５μｍ以下であってよい。

　上記半導体用接着剤は、波長５５０ｎｍの光に対する光透過率が０．５％以上である半導体用接着剤であってよい。

　上記硬化性樹脂成分は、熱硬化性樹脂、硬化剤、及び熱可塑性樹脂を含むものであってよい。

　本開示の別の側面は、半導体チップ及び配線回路基板のそれぞれの接続部が互いに電気的に接続された接続構造、及び／又は、複数の半導体チップのそれぞれの接続部が互いに電気的に接続された接続構造を備える半導体装置の製造方法であって、接続部の少なくとも一部を、上記の半導体用接着剤を用いて封止する工程を備える、半導体装置の製造方法を提供する。

　上記工程は、主面上にアライメントマークを有し、当該主面上に半導体用接着剤が設けられているアライメントマーク付き半導体チップと、別の半導体チップとを、半導体用接着剤を介して圧着するステップ、及び／又は、主面上にアライメントマークを有し、当該主面上に半導体用接着剤が設けられているアライメントマーク付き半導体チップと、配線回路基板とを、半導体用接着剤を介して圧着するステップを含んでよい。

　上記アライメントマーク付き半導体チップは、主面上にアライメントマークを有するウエハと、当該主面上に設けられた半導体用接着剤と、を備える半導体用接着剤付きウエハを、個片化することにより得られてよい。

　本開示の別の側面は、半導体チップ及び配線回路基板のそれぞれの接続部が互いに電気的に接続された接続構造、及び／又は、複数の半導体チップのそれぞれの接続部が互いに電気的に接続された接続構造と、接続部の少なくとも一部を封止する封止材と、を備え、当該封止材は、本開示に係る半導体用接着剤の硬化物を含む、半導体装置を提供する。

　本開示によれば、放熱性に優れるとともに充分な視認性を有する半導体用接着剤を提供することができる。また、本開示によれば、このような半導体用接着剤を用いた半導体装置及びその製造方法を提供することができる。

本開示に係る半導体装置の一実施形態を示す模式断面図である。 本開示に係る半導体装置の他の一実施形態を示す模式断面図である。 本開示に係る半導体装置の他の一実施形態を示す模式断面図である。 図３に示す半導体装置の製造方法の一例を示す模式断面図である。 本開示に係る半導体装置の他の一実施形態を示す模式断面図である。 図５に示す半導体装置の製造方法の一例を示す模式断面図である。

　以下、場合により図面を参照しつつ、本開示を実施するための形態について詳細に説明する。ただし、本開示は以下の実施形態に限定されるものではない。なお、本明細書において、「（メタ）アクリル酸」とは、アクリル酸又はメタクリル酸を意味し、「（メタ）アクリレート」とは、アクリレート又はそれに対応するメタクリレートを意味する。「Ａ又はＢ」とは、ＡとＢのどちらか一方を含んでいればよく、両方とも含んでいてもよい。

　また、本明細書において、「～」を用いて示された数値範囲は、「～」の前後に記載される数値をそれぞれ最小値及び最大値として含む範囲を示す。更に、本明細書中に段階的に記載されている数値範囲において、ある段階の数値範囲の上限値又は下限値は、他の段階の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよい。また、本明細書中に記載されている数値範囲において、その数値範囲の上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。

＜半導体用接着剤＞
　本開示の一実施形態に係る半導体用接着剤は、硬化性樹脂成分と、平均粒子径が１５μｍ以下のアルミナフィラと、を含有し、アルミナフィラの含有量が、半導体用接着剤の全量を基準として、３５～７５質量％であり、半導体用接着剤の硬化後の熱伝導率が０．５～１．５Ｗ／ｍＫである。

　半導体用接着剤は、半導体チップ及び配線回路基板のそれぞれの接続部が互いに電気的に接続された半導体装置、又は、複数の半導体チップのそれぞれの接続部が互いに電気的に接続された半導体装置において接続部の封止に用いることができる。

（硬化性樹脂成分）
　硬化性樹脂成分は、（ａ）熱硬化性樹脂、（ｂ）硬化剤、及び（ｃ）熱可塑性樹脂を含有してもよい。

（（ａ）熱硬化性樹脂）
　熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂が挙げられる。熱硬化性樹脂は、良好な硬化性、接着性に優れる観点から、エポキシ樹脂を含んでいてもよい。熱硬化性樹脂は、１種単独で又は２種以上を併用して用いることができる。

　エポキシ樹脂は、例えば、分子内に２個以上のエポキシ基を有するエポキシ樹脂であってよく、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、フェノールアラルキル型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、トリフェニルメタン型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、各種多官能エポキシ樹脂等が挙げられる。これらのエポキシ樹脂は、１種単独で又は２種以上を併用して用いることができる。

　エポキシ樹脂の含有量は、硬化剤樹脂成分１００質量部に対して、４０質量部以上であってよく、５０質量部以上であってもよい。エポキシ樹脂の含有量は、硬化剤樹脂成分１００質量部に対して、９０質量部以下であってよく、８０質量部以下であってもよい。

　エポキシ樹脂の含有量は、半導体用接着剤１００質量部に対して、１０質量部以上であってよく、２０質量部以上であってもよい。エポキシ樹脂の含有量は、半導体用接着剤１００質量部に対して、５０質量部以下であってよく、４０質量部以下であってもよい。エポキシ樹脂の含有量は、半導体用接着剤１００質量部に対して、１０～５０質量部であってよい。

（（ｂ）硬化剤）
　硬化剤としては、例えば、フェノール樹脂系硬化剤、酸無水物系硬化剤、アミン系硬化剤、イミダゾール系硬化剤、ホスフィン系硬化剤が挙げられる。硬化剤がフェノール性水酸基、酸無水物、アミン類又はイミダゾール類を含むことで、接続部に酸化膜が生じることを抑制するフラックス活性を示しやすくなるため、接続信頼性・絶縁信頼性を容易に向上させることができる。

　フェノール樹脂系硬化剤は、例えば、分子内に２個以上のフェノール性水酸基を有する硬化剤であってよく、フェノールノボラック、クレゾールノボラック、フェノールアラルキル樹脂、クレゾールナフトールホルムアルデヒド重縮合物、トリフェニルメタン型多官能フェノール、各種多官能フェノール樹脂等が挙げられる。フェノール樹脂系硬化剤は、１種単独で又は２種以上を併用して用いることができる。

　硬化性樹脂成分がエポキシ樹脂を含む場合、エポキシ樹脂に対するフェノール樹脂系硬化剤の当量比（フェノール性水酸基／エポキシ基、モル比）は、良好な硬化性、接着性及び保存安定性に優れる観点から、０．３～１．５、０．４～１．０、又は、０．５～１．０であってよい。当量比が０．３以上であることで、硬化性が向上し接着力が向上する傾向があり、１．５以下であることで、未反応のフェノール性水酸基が過剰に残存することがなく、吸水率が低く抑えられ、絶縁信頼性が更に向上する傾向がある。

　酸無水物系硬化剤としては、例えば、メチルシクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物及びエチレングリコールビスアンヒドロトリメリテートが挙げられる。酸無水物系硬化剤は、１種単独で又は２種以上を併用して用いることができる。

　硬化性樹脂成分がエポキシ樹脂を含む場合、エポキシ樹脂に対する酸無水物系硬化剤の当量比（酸無水物基／エポキシ基、モル比）は、良好な硬化性、接着性及び保存安定性に優れる観点から、０．３～１．５、０．４～１．０、又は０．５～１．０であってよい。当量比が０．３以上であることで、硬化性が向上し接着力が向上する傾向があり、１．５以下であることで、未反応の酸無水物が過剰に残存することがなく、吸水率が低く抑えられ、絶縁信頼性が更に向上する傾向がある。

　アミン系硬化剤としては、例えば、ジシアンジアミドが挙げられる。

　硬化性樹脂成分がエポキシ樹脂を含む場合、エポキシ樹脂に対するアミン系硬化剤の当量比（アミン／エポキシ基、モル比）は、良好な硬化性、接着性及び保存安定性に優れる観点から０．３～１．５、０．４～１．０、又は０．５～１．０であってよい。当量比が０．３以上であることで、硬化性が向上し接着力が向上する傾向があり、１．５以下であることで、未反応のアミンが過剰に残存することがなく、絶縁信頼性が更に向上する傾向がある。

　イミダゾール系硬化剤としては、例えば、２－フェニルイミダゾール、２－フェニル－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－ウンデシルイミダゾール、１－シアノ－２－フェニルイミダゾール、１－シアノエチル－２－ウンデシルイミダゾールトリメリテイト、１－シアノエチル－２－フェニルイミダゾリウムトリメリテイト、２，４－ジアミノ－６－［２’－メチルイミダゾリル－（１’）］－エチル－ｓ－トリアジン、２，４－ジアミノ－６－［２’－ウンデシルイミダゾリル－（１’）］－エチル－ｓ－トリアジン、２，４－ジアミノ－６－［２’－エチル－４’－メチルイミダゾリル－（１’）］－エチル－ｓ－トリアジン、２，４－ジアミノ－６－［２’－メチルイミダゾリル－（１’）］－エチル－ｓ－トリアジンイソシアヌル酸付加体、２－フェニルイミダゾールイソシアヌル酸付加体、２－フェニル－４，５－ジヒドロキシメチルイミダゾール、２－フェニル－４－メチル－５－ヒドロキシメチルイミダゾール、及び、エポキシ樹脂とイミダゾール類の付加体が挙げられる。これらの中でも、硬化性、保存安定性及び接続信頼性に更に優れる観点から、１－シアノエチル－２－ウンデシルイミダゾール、１－シアノ－２－フェニルイミダゾール、１－シアノエチル－２－ウンデシルイミダゾールトリメリテイト、１－シアノエチル－２－フェニルイミダゾリウムトリメリテイト、２，４－ジアミノ－６－［２’－メチルイミダゾリル－（１’）］－エチル－ｓ－トリアジン、２，４－ジアミノ－６－［２’－エチル－４’－メチルイミダゾリル－（１’）］－エチル－ｓ－トリアジン、２，４－ジアミノ－６－［２’－メチルイミダゾリル－（１’）］－エチル－ｓ－トリアジンイソシアヌル酸付加体、２－フェニルイミダゾールイソシアヌル酸付加体、２－フェニル－４，５－ジヒドロキシメチルイミダゾール、又は２－フェニル－４－メチル－５－ヒドロキシメチルイミダゾールであってよい。イミダゾール系硬化剤は、１種単独で又は２種以上を併用して用いることができる。また、これらをマイクロカプセル化した潜在性硬化剤としてもよい。

　イミダゾール系硬化剤の含有量は、硬化性樹脂成分１００質量部に対して、０．１～２０質量部、０．１～１０質量部、０．１～５質量部、又は０．５～５質量部であってよい。イミダゾール系硬化剤の含有量が０．１質量部以上であることで、硬化性が向上する傾向があり、２０質量部以下であることで、金属接合が形成される前に接着剤組成物が硬化することがなく、接続不良が発生しにくい傾向がある。

　ホスフィン系硬化剤としては、例えば、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、テトラフェニルホスホニウムテトラ（４－メチルフェニル）ボレート及びテトラフェニルホスホニウム（４－フルオロフェニル）ボレートが挙げられる。

　ホスフィン系硬化剤の含有量は、硬化性樹脂成分１００質量部に対して、０．１～１０質量部、又は０．１～５質量部であってよい。ホスフィン系硬化剤の含有量が０．１質量部以上であることで、硬化性が向上する傾向があり、１０質量部以下であることで、金属接合が形成される前に半導体用接着剤が硬化することがなく、接続不良が発生しにくい傾向がある。

　フェノール樹脂系硬化剤、酸無水物系硬化剤及びアミン系硬化剤は、それぞれ１種単独で又は２種以上を併用して用いることができる。イミダゾール系硬化剤及びホスフィン系硬化剤は、それぞれ単独で用いてもよく、フェノール樹脂系硬化剤、酸無水物系硬化剤、アミン系硬化剤等と共に用いてもよい。

　硬化剤としては、硬化性に優れる観点から、フェノール樹脂系硬化剤とイミダゾール系硬化剤の併用、酸無水物系硬化剤とイミダゾール系硬化剤の併用、アミン系硬化剤とイミダゾール系硬化剤の併用、又はイミダゾール系硬化剤の単独使用であってよい。短時間で接続すると生産性が向上する観点から、速硬化性に優れたイミダゾール系硬化剤の単独使用であってよい。この場合、短時間で硬化すると低分子成分等の揮発分が抑制できることから、ボイドの発生を容易に抑制することもできる。

　硬化剤の含有量は、硬化性樹脂成分１００質量部に対して、０．１～２０質量部、又は０．１～１０質量部であってよい。

（（ｃ）熱可塑性樹脂）
　熱可塑性樹脂としては、フェノキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリカルボジイミド樹脂、シアネートエステル樹脂、（メタ）アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、ウレタン樹脂、アクリルゴム等が挙げられる。熱可塑性樹脂は、耐熱性及びフィルム形成性に優れる観点から、フェノキシ樹脂、ポリイミド樹脂、（メタ）アクリル樹脂、アクリルゴム、シアネートエステル樹脂、ポリカルボジイミド樹脂等であってよく、フェノキシ樹脂、ポリイミド樹脂、（メタ）アクリル樹脂、アクリルゴムであってよい。熱可塑性樹脂は、１種単独で又は２種以上を併用して用いることができる。

　フェノキシ樹脂としては、例えば、日鉄ケミカル＆マテリアル株式会社製のＺＸ１３５６－２、ＦＸ－２９３を使用することができる。ウレタン樹脂としては、例えば、ポリウレタンであるディーアイシーコベストロポリマー株式会社製のＴ－８１７５Ｎを使用できる。（メタ）アクリル樹脂としては、例えば、（メタ）アクリル酸、（メタ）アクリル酸メチル等の（メタ）アクリル酸エステルなどの（メタ）アクリレート化合物の少なくとも１種の化合物のブロック共重合であるアクリル系ブロック共重合体を使用することができる。アクリル系ブロック共重合体としては、例えば、メタクリル酸メチルとアクリル酸ブチルのブロック共重合体である、ＬＡ４２８５、ＬＡ２３３０、ＬＡ２１４０（全て株式会社クラレ製）を使用することができる。熱可塑性樹脂は、高放熱性により優れる観点から、結晶構造を取りやすい構造（芳香環を多い構造）を有するフェノキシ樹脂であってよい。

　熱可塑性樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）は、半導体用接着剤の基板及びチップへの貼付性に優れる観点から、１２０℃以下、１００℃以下、又は８５℃以下であってよい。半導体用接着剤が、１２０℃以下のＴｇを有する熱可塑性樹脂を含有することで、硬化反応を抑制することができるため、半導体チップに形成されたバンプ、基板に形成された電極、及び配線パターン等の凹凸に埋め込まれやすくなるため、気泡が残存しにくくなり、ボイドの発生を抑制しやすい傾向がある。また、半導体用接着剤が室温（２５℃）以上のＴｇを有する熱可塑性樹脂を含有することで、半導体用接着剤をフィルム状又は膜状に形成しやすくなる。

　本明細書において熱可塑性樹脂のＴｇは、示差走査熱量測定（ＤＳＣ、パーキンエルマー社製ＤＳＣ－７型）を用いて、サンプル量１０ｍｇ、昇温速度１０℃／分、測定雰囲気：空気の条件で測定したときのＴｇを意味する。

　熱可塑性樹脂の重量平均分子量は、半導体用接着剤のフィルム形成性が優れる観点から、１００００以上、３００００以上、４００００以上、又は５００００以上であってよい。熱可塑性樹脂の重量平均分子量は、半導体用接着剤のフィルム加工性が優れる観点から、１００００００以下、又は５０００００以下であってよい。

　本明細書において、重量平均分子量とは、高速液体クロマトグラフィー（島津製作所製Ｃ－Ｒ４Ａ）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。

　硬化性樹脂成分が、エポキシ樹脂と熱可塑性樹脂とを含有する場合、エポキシ樹脂の含有量は、熱可塑性樹脂１００質量部に対して、１～５００質量部、５～４００質量部、又は１０～３００質量部であってよい。エポキシ樹脂の含有量が、これらの範囲であることで、半導体用接着剤が充分な硬化性を有し、接着力が優れるとともに、半導体用接着剤をフィルム状又は膜状に形成しやすくなる。

　熱可塑性樹脂の含有量は、硬化性樹脂成分１００質量部に対して、０．１～５０質量部、１～５０質量部、又は１０～４０質量部であってよい。

　硬化性樹脂成分の含有量は、半導体用接着剤の全量を基準として、１０～７０質量％、１０～５０質量％、又は３０～５０質量％であってよい。

（フラックス剤）
　本実施形態に係る半導体用接着剤は、フラックス剤（すなわち、フラックス活性（酸化物、不純物等を除去する活性）を示すフラックス活性剤）を更に含有してもよい。フラックス剤としては、非共有電子対を有する含窒素化合物（イミダゾール類、アミン類等）、カルボン酸類、フェノール類及びアルコール類等が挙げられる。

　フラックス剤は、エポキシ樹脂と反応する有機酸を含んでよい。フラックス剤は、アルコール類に比べてフラックス活性を強く発現し、接続性を向上させ易い観点から、有機酸であってよい。

　硬化性樹脂成分がエポキシ樹脂を含む場合、エポキシ樹脂と反応し、半導体用接着剤の硬化物中に遊離した状態で存在しないため、絶縁信頼性の低下を防ぐことができることから、フラックス剤は、有機酸を含んでいてもよく、カルボン酸を含んでいてもよい。

　カルボン酸としては、エタン酸、プロパン酸、ブタン酸、ペンタン酸、ヘキサン酸、ヘプタン酸、オクタン酸、ノナン酸、デカン酸、ドデカン酸、テトラデカン酸、ヘキサデカン酸、ヘプタデカン酸、オクタデカン酸等の脂式飽和カルボン酸；オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、アラキドン酸、ドコサヘサエン酸、エイコサペンタエン酸等の脂式不飽和カルボン酸；シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸等の脂式ジカルボン酸；安息香酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、トリメリット酸、トリメシン酸、ヘミメリット酸、ピロメリット酸、ペンタンカルボン酸、メシン酸等の芳香族カルボン酸；マレイン酸及びフマル酸が挙げられる。また、ヒドロキシル基を有するカルボン酸としては、乳酸、りんご酸、クエン酸、サリチル酸等が挙げられる。

　カルボン酸の中でも、ジカルボン酸であってよい。ジカルボン酸は、モノカルボン酸よりも比較的揮発しにくいことから、ボイドを抑制することができる。また、ジカルボン酸は、トリカルボン酸よりも、フィルム形成、ラミネート、プレヒート等において低温（ボンディング以下の温度、例えば１００℃以下）で反応しにくいことから、粘度が大きくなりすぎず、接続不良を抑制することができる。

　カルボン酸は、カルボキシル基から２位又は３位の位置にアルキル基を１つ以上有するカルボン酸であってもよい。このようなアルキル基を有するカルボン酸としては、２－メチルグルタル酸、３－メチルグルタル酸等が挙げられる。

　フラックス剤の含有量は、半導体用接着剤１００質量部に対して、０．５質量部以上、１質量部以上、又は１．５質量部以上であってよい。半導体用接着剤１００質量部に対して、１０質量部以下、５質量部以下、３質量部以下、又は２質量部以下であってよい。フラックス化合物の含有量は、半導体用接着剤量基準で、例えば、０．５～１０質量部、又は０．５～５質量部であってよい。

（アルミナフィラ）
　本実施形態の半導体用接着剤は、平均粒子径が１５μｍ以下のアルミナフィラを含有する。アルミナフィラの含有量は、半導体用接着剤の全量を基準として、３５～７５質量％である。アルミナフィラの含有量が、上記の範囲内であれば、半導体用接着剤に優れた放熱性及び充分な視認性を付与することができる。

　アルミナフィラとは、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）を含む粒子であり、具体的には、α－アルミナフィラが挙げられる。アルミナフィラのアルミナの純度は、半導体用接着剤の放熱性が優れる観点から、９９．０質量％以上、９９．５質量％以上、又は９９．９質量％以上であってよい。アルミナフィラの純度は、実質的にアルミナからなる（アルミナフィラの１００質量％が実質的にアルミナである）態様であってもよい。

　アルミナフィラの形状としては、特に制限されないが、例えば、球形、略球形、多面体、針状、板状等が挙げられる。これらの中でも、半導体用接着剤の放熱性が優れる観点から、球形、多面体であってよく、半導体用接着剤の透明性が優れる観点から、球形であってよい。なお、本明細書において、「多面体」とは、表面の構成部分として複数の平面を有する立体をいう。複数存在する平面は、それぞれ曲面を介して交わっていてもよい（角部が丸くなった形状であってよい）。多面体は、例えば、表面の構成部分として４～１００の平面を有してよい。

　アルミナフィラとして多面体アルミナを用いることにより、半導体用接着剤の放熱性が優れる理由は、必ずしも定かではないが、本発明者らは、アルミナフィラが多面体であることで、フィラ同士が面で接触するようになり、伝熱面積が大きくなることで、熱伝達が向上していると考える。

　アルミナフィラの平均粒子径は、半導体用接着剤の透明性が優れる観点、半導体用接着剤をフィルム状にした際の成膜性を向上させる観点、及び半導体用接着剤をフィルム状にする際に薄膜化しやすい観点から、１５μｍ以下、１０μｍ以下、５μｍ以下、１μｍ以下、０．５μｍ以下、０．２５μｍ以下、又は０．２μｍ以下であってよい。また、アルミナフィラの平均粒子径が０．２５μｍ以下である場合、バンプと配線間にフィラが噛みこむことによる導通不良が発生することを好適に抑制することができる。アルミナフィラの平均粒子径は、半導体用接着剤の熱伝導率が優れる観点から、０．０１μｍ以上、又は０．１μｍ以上であってよい。

　本明細書において、「平均粒子径」とは、粒子の全体積を１００％として粒子径による累積度数分布曲線を求めたとき、体積５０％に相当する点の粒子径であり、レーザー回折散乱法を用いた粒度分布測定装置等で測定することができる。

　アルミナフィラは、視認性、分散性、及び接着力がより向上する観点から、アルミナ表面を処理したものであってよい。表面処理されたアルミナフィラを用いることにより、アルミナフィラの分散性が向上し、光透過性がより優れる傾向がある。表面処理剤としては、グリシジル系（エポキシ系）化合物、アミン系化合物、フェニル系化合物、フェニルアミノ系化合物、（メタ）アクリル系化合物（例えば、下記一般式（１）で表される構造を有する化合物）、下記一般式（２）で表される構造を有するビニル系化合物等が挙げられる。

［Ｒ^１１は、水素原子又はアルキル基を示し、Ｒ^１２は、アルキレン基を示す。］

　式（１）で表される構造を有する化合物により表面処理されたフィラとしては、Ｒ^１１が水素原子であるアクリル表面処理フィラ、Ｒ^１１がメチル基であるメタクリル表面処理フィラ、Ｒ^１１がエチル基であるエタクリル表面処理フィラ等が挙げられる。半導体用接着剤に含まれる樹脂及び半導体基板の表面との反応性、並びに結合形成の観点から、Ｒ^１１は嵩高くない置換基である水素原子又はメチル基であってよい。表面処理されたフィラは、アクリル表面処理フィラ又はメタクリル表面処理フィラであってよい。Ｒ^１２のアルキレン基には特に制限はないが、揮発成分が少なくなる観点から、重量平均分子量が高いものであってよい。

［Ｒ^２１、Ｒ^２２及びＲ^２３は、それぞれ独立に水素原子又はアルキル基を示し、Ｒ^２４は、アルキレン基を示す。］

　Ｒ^２１、Ｒ^２２及びＲ^２３は、反応性が低下しない観点から、嵩高くない置換基であってよい。また、式（２）中のビニル基の反応性が向上する置換基であってよい。Ｒ^２４は特に制限はないが、揮発しにくくしボイドを低減させる観点から、重量平均分子量が高いものであってよい。また、Ｒ^２１、Ｒ^２２、Ｒ^２３及びＲ^２４は、表面処理の容易さで選定してもよい。例えば、Ｒ^２１、Ｒ^２２及びＲ^２３は、水素原子、メチル基であってよい。

　表面処理剤としては、表面処理のしやすさから、エポキシ系シラン、アミノ系シラン、（メタ）アクリル系シラン、ビニル系シラン等のシラン化合物であってよい。また、半導体用接着剤の透明性がより優れる観点から、アルミナフィラはアルミナ表面をシラン処理したものであってよい。表面処理剤としては、分散性、流動性、接着力に優れる観点から、グリシジル系、フェニルアミノ系、（メタ）アクリル、ビニル系のシラン化合物であってよい。表面処理剤としては、保存安定性に優れる観点から、ビニル系、フェニルアミノ系、（メタ）アクリル系のシラン化合物であってよい。

　アルミナフィラは、１種単独で又は形状、平均粒子径、及び表面処理等が異なる２種以上を併用して用いることができる。

　アルミナフィラの含有量は、放熱性がより優れる観点から、半導体用接着剤の全量を基準として、４５質量％以上、５０質量％以上、又は５５質量％以上であってよい。アルミナフィラの含有量は、視認性がより優れる観点、フィルムの製膜性が優れる観点、アルミナフィラの分散性が優れる観点、及び樹脂の流動性が低下することによる樹脂残留の発生を抑制し、接続信頼性が低下することを防ぐ観点から、半導体用接着剤の全量を基準として、７０質量％以下、又は６５質量％以下であってよい。

（その他成分）
　本実施形態の半導体用接着剤は、アルミナフィラ以外の無機フィラを含有してもよい。無機フィラとしては、例えば、シリカ、酸化マグネシウム、炭化ケイ素、窒化ホウ素、窒化アルミが挙げられる。無機フィラは、取り扱い性（形状均一性）の観点から、シリカ、窒化ホウ素、窒化アルミであってよい。

　本実施形態の半導体用接着剤は、有機フィラ（樹脂フィラ）、酸化防止剤、シランカップリング剤（フラックス剤に該当する化合物を除く）、チタンカップリング剤、レベリング剤等の添加剤を更に含有してもよい。これらの添加剤は、１種単独で又は２種以上を併用して用いることができる。これらの添加剤の含有量は、各添加剤の効果が発現するように適宜調整することができる。

　有機フィラの材質としては、ポリウレタン、ポリイミド等を用いることができる。有機フィラは、無機フィラに比べて、２６０℃等の高温で柔軟性を付与することができるため、フィルム形成性を向上させることができる。

（熱伝導率）
　本実施形態に係る半導体用接着剤は、硬化後の熱伝導率が０．５～１．５Ｗ／ｍＫである。半導体用接着剤の硬化後の熱伝導率が０．５Ｗ／ｍＫ以上であることで、放熱性が優れた半導体用接着剤を提供することができる。

　半導体用接着剤の硬化後の熱伝導率は、放熱性がより優れる観点から、０．７Ｗ／ｍＫ以上、０．９Ｗ／ｍＫ以上、又は１．０Ｗ／ｍＫ以上であってよい。

　半導体用接着剤の硬化後の熱伝導率は、レーザーフラッシュ法（Ｘｅ－ｆｌａｓｈ法）により熱拡散率を測定して、比熱及び密度を熱拡散率に乗算することで算出することができ、具体的には、後述の実施例に記載の方法により熱伝導率を得ることができる。

　半導体用接着剤は、２４０℃で１時間の加熱により硬化させることができ、具体的には、後述の実施例に記載の方法により硬化後の半導体用接着剤を得ることができる。

（光透過率）
　本実施形態に係る半導体用接着剤は、波長５５０ｎｍの光に対する光透過率が０．５％以上であってよい。半導体用接着剤の波長５５０ｎｍの光に対する光透過率は、視認性がより優れる観点から、１．０％以上、１．５％以上、２．０％以上、３．０％以上、４．０％以上、５．０％以上、８．０％以上、１０％以上、１２％以上、１５％以上、又は２０％以上であってよい。波長５５０ｎｍの光に対する光透過率が１．０％以上であれば、画像処理システムによりアライメントマークを自動的に識別することができる傾向がある。波長５５０ｎｍの光に対する光透過率が１０％以上であれば、画像処理システムによりアライメントマークを自動的に識別する際に、位置ずれが発生することをより抑制することができる。

　本実施形態の半導体用接着剤がフィルム状又は膜状である場合、半導体用接着剤の厚み方向において測定される波長５５０ｎｍの光に対する光透過率が、上記の条件を満たしていてもよい。

　半導体用接着剤の波長５５０ｎｍの光に対する光透過率は、分光光度計を用いて測定することができ、具体的には、後述の実施例に記載の方法と同様にして光透過率を測定することができる。

　本実施形態の半導体用接着剤は、２０μｍ又は１６μｍの膜としたときの波長５５０ｎｍの光に対する光透過率が、上記の条件を満たしていてもよい。すなわち、本実施形態の半導体用接着剤は、視認性がより優れる観点から、波長５５０ｎｍの光に対する厚さ２０μｍあたり又は厚さ１６μｍあたりの光透過率が、０．５％以上、１．０％以上、１．５％以上、２．０％以上、３．０％以上、４．０％以上、５．０％以上、８．０％以上、１０％以上、１２％以上、１５％以上、又は２０％以上であってよい。

　本実施形態の半導体用接着剤は、フィルム状又は膜状であってもよい。フィルム状又は膜状の半導体用接着剤（フィルム状接着剤）の厚さとしては、例えば、１００μｍ以下、８０μｍ以下、５０μｍ以下、３０μｍ以下、２０μｍ以下、１６μｍ以下、又は１２μｍ以下であってよい。フィルム状接着剤の厚さの下限については特に制限はないが、１μｍ以上又は５μｍ以上であってよい。

＜半導体用接着剤の作製方法＞
　フィルム状又は膜状の半導体用接着剤は、以下の方法によって得ることができる。まず、上述した硬化性樹脂成分、アルミナフィラ、及びその他の成分を有機溶媒中に加えた後に撹拌混合、混錬等により溶解又は分散させて樹脂ワニスを調製する。その後、離型処理を施した基材フィルム上に、ナイフコーター、ロールコーター、アプリケーター、ダイコーター、コンマコーター等を用いて樹脂ワニスを塗布した後、加熱により有機溶媒を減少させて、基材フィルム上に半導体用接着剤を形成する。また、加熱により有機溶媒を減少させる前に、樹脂ワニスをウエハ等にスピンコートして膜を形成した後、溶媒乾燥を行う方法によりウエハ上に半導体用接着剤を形成してもよい。

　基材フィルムとしては、有機溶媒を揮発させる際の加熱条件に耐え得る耐熱性を有するものであれば特に制限はなく、ポリエステルフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリイミドフィルム、ポリエーテルイミドフィルム、ポリエーテルナフタレートフィルム、メチルペンテンフィルム等が挙げられる。基材フィルムとしては、これらのフィルムのうちの１種からなる単層のものに限られず、２種以上のフィルムからなる多層フィルムであってもよい。

　塗布後の樹脂ワニスから有機溶媒を揮発させる際の条件としては、具体的には、５０～２００℃、０．１～９０分間の加熱を行ってよい。有機溶媒を揮発させる際の条件は、実装後のボイド、粘度調整等に影響がなければ、有機溶媒が１．５％以下まで揮発する条件であってよい。

＜半導体装置＞
　本実施形態に係る半導体用接着剤を用いて製造される半導体装置について説明する。本実施形態に係る半導体装置は、半導体チップ及び配線回路基板のそれぞれの接続部が互いに電気的に接続された接続構造、及び／又は、複数の半導体チップのそれぞれの接続部が互いに電気的に接続された接続構造と、接続部の少なくとも一部を封止する封止材と、を備え、封止材は、本実施形態に係る半導体用接着剤の硬化物を含む。半導体装置における接続部は、バンプと配線との金属接合、及び、バンプとバンプとの金属接合のいずれでもよい。本実施形態に係る半導体装置では、例えば、半導体用接着剤を介して電気的な接続を得るフリップチップ接続を用いることができる。

　図１は、半導体装置の実施形態（半導体チップ及び基板のＣＯＢ型の接続態様）を示す模式断面図である。図１（ａ）に示すように、半導体装置１００は、互いに対向する半導体チップ１０及び基板（回路配線基板）２０と、半導体チップ１０及び基板２０の互いに対向する面にそれぞれ配置された配線１５と、半導体チップ１０及び基板２０の配線１５を互いに接続する接続バンプ３０と、半導体チップ１０及び基板２０間の空隙に隙間なく充填された封止材４０とを有している。半導体チップ１０及び基板２０は、配線１５及び接続バンプ３０によりフリップチップ接続されている。配線１５及び接続バンプ３０は、封止材４０により封止されており外部環境から遮断されている。封止材４０は、本実施形態に係る半導体用接着剤の硬化物を含む。

　図１（ｂ）に示すように、半導体装置２００は、互いに対向する半導体チップ１０及び基板２０と、半導体チップ１０及び基板２０の互いに対向する面にそれぞれ配置されたバンプ３２と、半導体チップ１０及び基板２０間の空隙に隙間なく充填された封止材４０とを有している。半導体チップ１０及び基板２０は、対向するバンプ３２が互いに接続されることによりフリップチップ接続されている。バンプ３２は、封止材４０により封止されており外部環境から遮断されている。

　図２は、半導体装置の他の実施形態（半導体チップ同士のＣＯＣ型の接続態様）を示す模式断面図である。図２（ａ）に示すように、半導体装置３００は、２つの半導体チップ１０が配線１５及び接続バンプ３０によりフリップチップ接続されている点を除き、半導体装置１００と同様である。図２（ｂ）に示すように、半導体装置４００は、２つの半導体チップ１０がバンプ３２によりフリップチップ接続されている点を除き、半導体装置２００と同様である。

　半導体チップ１０としては、特に制限はなく、シリコン、ゲルマニウム等の同一種類の元素から構成される元素半導体、ガリウムヒ素、インジウムリン等の化合物半導体などの各種半導体を用いることができる。

　基板２０としては、配線回路基板であれば特に制限はなく、ガラスエポキシ、ポリイミド、ポリエステル、セラミック、エポキシ、ビスマレイミドトリアジン、ポリイミド等を主な成分とする絶縁基板の表面に形成された金属層の不要な個所をエッチング除去して配線（配線パターン）が形成された回路基板、上記絶縁基板の表面に金属めっき等によって配線（配線パターン）が形成された回路基板、上記絶縁基板の表面に導電性物質を印刷して配線（配線パターン）が形成された回路基板などを用いることができる。

　配線１５、バンプ３２等の接続部は、主成分として金、銀、銅、はんだ（主成分は、例えばスズ－銀、スズ－鉛、スズ－ビスマス、スズ－銅）、ニッケル、スズ、鉛等を含有しており、複数の金属を含有していてもよい。

　配線（配線パターン）の表面には、金、銀、銅、はんだ（主成分は、例えばスズ－銀、スズ－鉛、スズ－ビスマス、スズ－銅）、スズ、ニッケル等を主な成分とする金属層が形成されていてもよい。この金属層は単一の成分のみで構成されていてもよく、複数の成分から構成されていてもよい。また、複数の金属層が積層された構造をしていてもよい。安価であり、一般的に使用されていることから金属層は銅、はんだであってよいが、酸化物や不純物があるため、フラックス活性が必要となる。

　バンプと呼ばれる導電性突起の材質としては、主な成分として、金、銀、銅、はんだ（主成分は例えば、スズ－銀、スズ－鉛、スズ－ビスマス、スズ－銅）、スズ、ニッケル等が用いられ、単一の成分のみで構成されていてもよく、複数の成分から構成されていてもよい。また、これらの金属が積層された構造をなすように形成されていてもよい。バンプは半導体チップ又は基板に形成されていてもよい。安価であり、一般的に使用されていることから金属層は銅、はんだであってよいが、酸化物、不純物等があるため、フラックス活性が必要となる。

　また、図１又は図２に示すような半導体装置（パッケージ）を積層して金、銀、銅、はんだ（主成分は、例えばスズ－銀、スズ－鉛、スズ－ビスマス、スズ－銅）、スズ、ニッケル等で電気的に接続してもよい。安価であり、一般的に使用されていることから金属層は銅、はんだであってよいが、酸化物、不純物等があるためフラックス活性が必要となる。例えば、ＴＳＶ技術で見られるような、半導体用接着剤を半導体チップ間に介して、フリップチップ接続又は積層し、半導体チップを貫通する孔を形成し、パターン面の電極とつなげてもよい。

　図３は、半導体装置の他の実施形態（半導体チップ積層型の態様（ＴＳＶ））を示す模式断面図である。図３に示す半導体装置５００では、インターポーザ５０上に形成された配線１５が半導体チップ１０の配線１５と接続バンプ３０を介して接続されることにより、半導体チップ１０とインターポーザ５０とはフリップチップ接続されている。半導体チップ１０とインターポーザ５０との間の空隙には封止材４０が隙間なく充填されている。上記半導体チップ１０におけるインターポーザ５０と反対側の表面上には、配線１５、接続バンプ３０及び封止材４０を介して半導体チップ１０が繰り返し積層されている。半導体チップ１０の表裏におけるパターン面の配線１５は、半導体チップ１０の内部を貫通する孔内に充填された貫通電極３４により互いに接続されている。なお、貫通電極３４の材質としては、銅、アルミニウム等を用いることができる。

　このようなＴＳＶ技術により、通常は使用されない半導体チップの裏面からも信号を取得することができる。更には、半導体チップ１０内に貫通電極３４を垂直に通すため、対向する半導体チップ１０間、又は半導体チップ１０及びインターポーザ５０間の距離を短くし、柔軟な接続が可能である。本実施形態に係る半導体用接着剤は、このようなＴＳＶ技術において、対向する半導体チップ１０間、又は半導体チップ１０及びインターポーザ５０間の封止材料として適用することができる。

　また、エリアバンプチップ技術等の自由度の高いバンプ形成方法では、インターポーザを介さないでそのまま半導体チップをマザーボードに直接実装できる。本実施形態に係る半導体用接着剤は、このような半導体チップをマザーボードに直接実装する場合にも適用することができる。なお、本実施形態に係る半導体用接着剤は、２つの配線回路基板を積層する場合に、基板間の空隙を封止する際にも適用することができる。

＜半導体装置の製造方法＞
　本実施形態に係る半導体装置の製造方法は、半導体チップ及び配線回路基板のそれぞれの接続部が互いに電気的に接続された接続構造、及び／又は、複数の半導体チップのそれぞれの接続部が互いに電気的に接続された接続構造を備える半導体装置の製造方法であって、接続部の少なくとも一部を、本実施形態に係る半導体用接着剤を用いて封止する工程を備える。

　上記工程は、本実施形態に係る半導体用接着剤を用いて、半導体チップ及び配線回路基板、又は、複数の半導体チップ同士を接続することにより行うことができる。この場合、本実施形態に係る半導体装置の製造方法は、例えば、半導体用接着剤を介して半導体チップ及び配線回路基板を互いに接続すると共に当該半導体チップ及び当該配線回路基板のそれぞれの接続部を互いに電気的に接続するステップ、及び／又は、半導体用接着剤を介して複数の半導体チップを互いに接続すると共に当該複数の半導体チップのそれぞれの接続部を互いに電気的に接続するステップを備えるものであってもよい。

　また、上記工程は、主面上にアライメントマークを有し、当該主面上に半導体用接着剤が設けられているアライメントマーク付き半導体チップと、別の半導体チップとを、半導体用接着剤を介して圧着するステップ、及び／又は、主面上にアライメントマークを有し、当該主面上に半導体用接着剤が設けられているアライメントマーク付き半導体チップと、配線回路基板とを、半導体用接着剤を介して圧着するステップを含むことができる。本実施形態の半導体用接着剤は充分な視認性を有することから、半導体用接着剤がアライメントマークを被覆するように設けられていても充分な精度で位置合わせすることができる。

　上記アライメントマーク付き半導体チップは、主面上にアライメントマークを有するウエハと、当該主面上に設けられた前記半導体用接着剤と、を備える半導体用接着剤付きウエハを個片化することにより得ることができる。

　本実施形態に係る半導体装置の製造方法では、接続部を互いに金属接合によって接続することができる。すなわち、上記半導体チップ及び上記配線回路基板のそれぞれの上記接続部を互いに金属接合によって接続する、又は、上記複数の半導体チップのそれぞれの上記接続部を互いに金属接合によって接続することができる。

　本実施形態に係る半導体装置の製造方法の一例として、図３に示す半導体装置５００の製造方法について説明する。半導体装置５００は、インターポーザ５０上に形成された配線（銅配線）１５が半導体チップ１０の配線（銅ピラー、銅ポスト）１５と接続バンプ（はんだバンプ）３０を介して接続されることにより、半導体チップ１０とインターポーザ５０とはフリップチップ接続されている。半導体チップ１０とインターポーザ５０との間の空隙には封止材４０が隙間なく充填されている。上記半導体チップ１０におけるインターポーザ５０と反対側の表面上には、配線１５、接続バンプ３０及び封止材４０を介して半導体チップ１０が繰り返し積層されている。半導体チップ１０の表裏におけるパターン面の配線１５は、半導体チップ１０の内部を貫通する孔内に充填された貫通電極３４により互いに接続されている。

　図４は、図３に示す半導体装置の製造方法の一例を説明するための図である。図４の（ａ）は、半導体チップの主面上に半導体用接着剤が設けられている積層チップと、別の半導体チップとを、半導体用接着剤を介して圧着するステップを示す。積層チップ（積層する半導体チップ）７００は、半導体チップ１０と、半導体チップ１０の主面上に設けられた半導体用接着剤４２とを備え、半導体チップ１０には、半導体チップ１０の内部を貫通する孔内に充填された貫通電極３４と、半導体チップ１０の一方の面上に配置された配線１５と、配線１５上に配置された接続バンプ３０とが設けられている。半導体用接着剤４２は、配線１５及び接続バンプ３０を埋め込むように設けられているが、半導体チップ１０の表面、配線１５、及び接続バンプ３０の少なくとも一部を覆うものであってよい。半導体用接着剤４２は、充分な視認性を有するため、半導体チップ１０の表面に設けられたアライメントマーク（図示せず）を覆っていてもよい。

　積層チップ７００は、配線１５、及び接続バンプ３０を有する半導体ウエハに半導体用接着剤４２を塗布した後、又は半導体用接着剤４２をフィルム状にして貼付した後にダイシングして半導体チップ１０を個片化することによって作製することができる。フィルム状の半導体用接着剤の貼付は、加熱プレス、ロールラミネート、真空ラミネート等によって行うことができる。

　積層チップ７００と、別の半導体チップとの圧着は、例えば、積層チップ７００の接続バンプ３０を、他の半導体チップ１０の内部を貫通する孔内に充填された貫通電極３４と電気的に接続するように位置合わせをし、積層チップ７００と半導体チップ１０を接続バンプ３０の融点以上の温度で加熱しながら圧着ツール９０を用いて行うことができる。接続部にはんだを用いる場合、はんだ部分にかける温度は、２４０℃以上であってよい。これにより、積層チップ７００と半導体チップ１０とを接続するとともに、接続部を半導体用接着剤の硬化物によって封止することができる。

　接続荷重は、バンプ数に依存するが、バンプの高さばらつき吸収、バンプ変形量の制御等を考慮して設定することができる。接続時間は、生産性向上の観点から、短時間であってよい。接続時間は、はんだを溶融させ、酸化膜、表面の不純物等を除去し、金属接合を接続部に形成することができる時間であってよい。短時間の接続時間（圧着時間）とは、接続形成（本圧着）中に接続部に２４０℃以上の温度がかかる時間（例えば、はんだ使用時の時間）が１０秒以下であることをいう。接続時間は、５秒以下又は３秒以下であってよい。配線１５を有するインターポーザ５０と積層チップ７００の接続についても、同様の方法を適用することができる。

　上記のステップを繰り返すことによって、図４（ｂ）に示す半導体装置５００を製造することができる。また、半導体装置５００は、積層チップ７００と半導体チップ１０とを位置合わせして積層（仮固定）することを繰り返し、仮固定された多段の積層体を得た後に、リフロー炉で加熱処理することによって、はんだバンプを溶融させて半導体チップ同士を一括して接続することによって製造してもよい。仮固定は、金属接合を形成する必要性が顕著に要求されないため、上述の本圧着に比べて低荷重、短時間、低温度でもよく、生産性向上、接続部の劣化防止等のメリットが生じる。半導体チップと基板を接続した後、オーブン等で加熱処理を行って、半導体用接着剤を硬化させてもよい。加熱温度は、半導体封止用接着剤の硬化が進行する温度であってよく、完全に硬化する温度であってよい。加熱温度及び加熱時間は適宜設定すればよい。

　本実施形態に係る半導体装置の製造方法の他の一例として、図５に示す半導体装置６００の製造方法について説明する。半導体装置６００は、配線（銅配線）１５を有する基板（ガラスエポキシ基板）６０と、配線（銅ピラー、銅ポスト）１５を有する半導体チップ１０とが封止材４０を介して互いに接続されている。半導体チップ１０の配線１５と基板６０の配線１５とは、接続バンプ（はんだバンプ）３０により電気的に接続されている。基板６０における配線１５が形成された表面には、接続バンプ３０の形成位置を除いてソルダーレジスト７０が配置されている。

　図６は、半導体装置６００の製造方法の一例を示す図である。図６の（ａ）及び（ｂ）は、半導体チップの主面上に半導体用接着剤が設けられている積層チップと、配線回路基板とを、半導体用接着剤を介して圧着するステップを示す。積層チップ（積層する半導体チップ）８００は、半導体チップ１０と、半導体チップ１０の主面上に設けられた半導体用接着剤４２とを備え、半導体チップ１０には、半導体チップ１０の一方の面上に配置された配線１５と、配線１５上に配置された接続バンプ３０と、配線１５が配置された面と同一面上に設けられたアライメントマーク８０とが設けられている。半導体用接着剤４２は、配線１５及び接続バンプ３０を埋め込むように設けられているが、半導体チップ１０の表面、配線１５、及び接続バンプ３０の少なくとも一部を覆うものであってもよい。

　半導体チップ１０は、貫通電極を有するものであってもよい。積層チップ８００は、積層チップ７００と同様の方法で作製することができる。

　半導体用接着剤４２によって被覆されたアライメントマーク８０は充分認識することができることから、図６の（ａ）に示すように、アライメントマーク８０を撮像装置８５で撮像して得られる位置情報を画像処理システムに取り込むことで、積層チップ８００の位置を補正し、位置合わせをすることができる。

　積層チップ８００と、配線回路基板との圧着は、例えば、図６（ｂ）に示すように、積層チップ８００の接続バンプ３０を、基板６０上のソルダーレジスト７０で覆われていない配線１５と電気的に接続するように位置合わせをし、積層チップ８００と基板６０上の配線１５を接続バンプ３０の融点以上の温度で加熱しながら圧着ツール９０を用いて行うことができる。接続部にはんだを用いる場合、はんだ部分にかける温度は、２４０℃以上であってよい。これにより、積層チップ８００と基板６０とを接続するとともに、接続部を半導体用接着剤の硬化物によって封止することができる。

　接続荷重は、バンプ数に依存するが、バンプの高さばらつき吸収、バンプ変形量の制御等を考慮して設定することができる。接続時間は、生産性向上の観点から、短時間であってよい。接続時間は、はんだを溶融させ、酸化膜、表面の不純物等を除去し、金属接合を接続部に形成することができる時間であってよい。短時間の接続時間（圧着時間）とは、接続形成（本圧着）中に接続部に２４０℃以上の温度がかかる時間（例えば、はんだ使用時の時間）が１０秒以下であることをいう。接続時間は、５秒以下又は３秒以下であってよい。

　半導体装置６００の製造は、ソルダーレジスト７０が形成された基板６０上に半導体用接着剤４２を塗布した後、又は半導体用接着剤４２をフィルム状にして貼付した後に、半導体チップ１０と接続してもよい。半導体製造６００の製造は、半導体製造５００と同様に、リフロー炉で加熱処理することによって製造してもよい。

　以下、実施例を用いて本開示を説明するが、本開示はこれらによって制限されるものではない。

＜半導体用接着剤の作製＞
　半導体用接着剤の作製に使用した化合物を以下に示す。

（硬化性樹脂成分）
（（ａ）エポキシ樹脂）
　・トリフェノールメタン骨格含有多官能固形エポキシ（ジャパンエポキシレジン株式会社製、製品名「ＥＰ１０３２Ｈ６０」）
　・ビスフェノールＦ型液状エポキシ（ジャパンエポキシレジン株式会社製、製品名「ＹＬ９８３Ｕ」）
　・柔軟性エポキシ（ジャパンエポキシレジン株式会社製、製品名「ＹＬ７１７５」）
　・柔軟性エポキシ（ジャパンエポキシレジン株式会社製、製品名「ＹＸ７１１０Ｂ８０」）

（（ｂ）硬化剤）
　２，４－ジアミノ－６－［２’－メチルイミダゾリル－（１’）］－エチル－ｓ－トリ
アジンイソシアヌル酸付加体（四国化成株式会社製、製品名「２ＭＡＯＫ－ＰＷ」）

（（ｃ）熱可塑性樹脂）
　フェノキシ樹脂（日鉄ケミカル＆マテリアル株式会社製、製品名「ＺＸ１３５６－２」、Ｔｇ：約７１℃、Ｍｗ：約６３０００）

（アルミナフィラ）
　・アルミナフィラ１（住友化学株式会社製、製品名「ＡＡ－０４」、多面体アルミナ、平均粒子径：０．５μ）
　・アルミナフィラ２（住友化学株式会社製、製品名「ＡＡ－３」、多面体アルミナ、平均粒子径：３．２μ）
　・アルミナフィラ３（株式会社アドマテックス製、製品名「ＡＯ－５０２」、平均粒子径：０．２μｍ）
　・アルミナフィラ４（株式会社アドマテックス製、製品名「ＡＣ２０００－ＳＭＬ」、アルミナ表面をメタクリルシラン処理、平均粒子径：０．２μｍ）
　・アルミナフィラ５（球形アルミナ、品名Ａ２－ＳＸ－Ｃ８、アルミナ表面をフェニルアミノシラン処理、平均粒子径：０．２μｍ）
　・アルミナフィラ６（球形アルミナ、品名Ａ２－ＳＶ－Ｃ２、アルミナ表面をビニルシラン処理、平均粒子径：０．２μｍ）
　・アルミナフィラ７（球形アルミナ、品名Ａ２－ＳＭ－Ｃ４、アルミナ表面をメタクリルシラン処理、平均粒子径：０．２μｍ）
　・アルミナフィラ８（株式会社アドマテックス製、製品名「ＡＣ２０５０－ＳＩ」、球形アルミナ、平均粒子径：０．２μｍ）

（アルミナ以外のフィラ）
　・無機シリカフィラ（株式会社アドマテックス製、製品名「ＳＥ２０５０」、平均粒子径：５００ｎｍ）
　・有機フィラ（ロームアンドハースジャパン株式会社製、製品名「ＥＸＬ－２６５５」、樹脂フィラ：コアシェルタイプ有機微粒子）

（フラックス剤）
　・グルタル酸（和光純薬社製、和光特級、融点：約９５℃）
　・２－メチルグルタル酸

（実施例１）
　表１に示す配合量（単位：質量部）の熱硬化性樹脂、硬化剤、アルミナフィラ、無機フィラ、有機フィラ、フラックス剤をＮＶ（不揮発分濃度）が５５質量％になるように有機溶媒（シクロヘキサノン）に添加した。その後、Φ１．０ｍｍのビーズ及びΦ２．０ｍｍのビーズを固形分と同質量加え、ビーズミル（フリッチュ・ジャパン株式会社製、遊星型微粉砕機Ｐ－７）で３０分撹拌した。その後、熱可塑性樹脂として、表１に示す配合量（単位：質量部）のフェノキシ樹脂を加え、再度、ビーズミルで３０分撹拌した。撹拌に用いたビーズをろ過によって除去した。作製したワニスを小型精密塗工装置（株式会社廉井精機製）で塗工し、クリーンオーブン（ＥＳＰＥＣ株式会社製）で乾燥（１００℃／１０分）し、厚さ４００μｍのフィルム状接着剤（半導体用接着剤）を得た。

（実施例２～１０、比較例１、２）
　使用した材料を表１に示すように変更したこと以外は実施例１と同様にして、フィルム状接着剤（半導体用接着剤）を得た。

（実施例１１）
　表２に示す配合量（単位：質量部）の熱硬化性樹脂、硬化剤、アルミナフィラ、有機フィラ、フラックス剤をＮＶ（不揮発分濃度）が５５質量％になるように有機溶媒（シクロヘキサノン）に添加した。その後、Φ１．０ｍｍのビーズを固形分と同質量加え、ビーズミル（レッチェ株式会社製、商品名「遊星ボールミルＰＭ４００」）を用いて３０分間攪拌した。その後、熱可塑性樹脂として、表１に示す配合量（単位：質量部）のフェノキシ樹脂を加え、再度、ビーズミルで３０分撹拌した。撹拌に用いたビーズとアルミナフィラの凝集物を除去するために、目開き１０μｍのナイロンメッシュを用いてろ過した。ろ過後に得たワニスを小型精密塗工装置（株式会社廉井精機製）で塗工し、クリーンオーブン（ＥＳＰＥＣ株式会社製）で乾燥（１００℃／１０分）し、厚さ２０μｍのフィルム状接着剤（半導体用接着剤）を得た。

（実施例１２～２１）
　使用した材料を表２に示すように変更したこと以外は実施例１１と同様にして、フィルム状接着剤（半導体用接着剤）を得た。

＜評価＞
（１）熱伝導率測定
　フィルム状接着剤（１ｃｍ×１ｃｍ、厚さ４００μｍ）を作製し、これをクリーンオーブン（ＥＳＰＥＣ株式会社製）中で２４０℃、１時間で硬化させて硬化物を得た。得られた硬化物を、両面をグラファイトスプレーで黒化処理し、厚さ方向の熱拡散率を測定した。レーザーフラッシュ法（Ｘｅ－ｆｌａｓｈ法）（ＮＥＴＺＳＣＨ社製、ＬＦＡ４４７　ｎａｎｏｆｌａｓｈ）にて熱拡散率を測定した。パルス光照射は、パルス幅０．１（ｍｓ）、印加電圧　２３６Ｖの条件で行った。測定は雰囲気温度２５℃±１℃で行った。次いで、下記式（Ｉ）を用いて比熱及び密度を熱拡散率に乗算することによって、熱伝導率の値を得た。結果を表１、２に示す。
　　　　　　　λ　＝　α×Ｃｐ×ρ　・・・式（Ｉ）
［式（Ｉ）中、λは熱伝導率（Ｗ／ｍＫ）、αは熱拡散率（ｍ^２／ｓ）、Ｃｐは比熱（Ｊ／ｋｇ・Ｋ）、ρは密度（ｇ／ｃｍ^３）をそれぞれ示す。］
　なお、比熱（Ｊ／ｋｇ・Ｋ）は、示差走査熱量測定（ＤＳＣ）を用い、以下の手順で測定した。アルミパン中に半導体用接着剤を量りとり、示差走査熱量計（株式会社パーキン－エルマージャパン製、Ｐｙｒｉｓ１）を用い、１０℃／ｍｉｎ、室温（２５℃）～６０℃まで測定した。リファレンスとしてサファイヤを用いた。サファイヤの既知の比熱を用いて試料の２５℃の比熱を算出した。
　密度(ｇ／ｃｍ^３)は、電子比重計（アルファーミラージュ株式会社製、ＳＤ－２００Ｌ）を用いて水温２５℃で測定した。

（２）光透過率測定
　上記実施例１～１０及び比較例１、２については、測定用サンプルとして、ＰＥＴセパレータフィルム上に厚さ２０μｍのフィルム状接着剤（半導体用接着剤）を形成したシート（フィルム状接着剤シート）を得た。得られたフィルム状接着剤シート、及びＰＥＴセパレータフィルム単体をそれぞれ３０ｍｍ×３０ｍｍのサイズに切り出した後、分光光度計（株式会社日立ハイテクノロジーズ社製、Ｕ－３３１０）のサンプル取り付け部にフィルム状接着剤シートを、リファレンス取り付け部にセパレータフィルム単体を設置し、４００～８００ｎｍの波長領域において、スキャン速度３００ｎｍ／分で光透過率を測定した。波長５５０ｎｍの光に対する光透過率を測定値とした。結果を表１に示す。また、実施例１１～２１については、測定用サンプルとして、ＰＥＴセパレータフィルム上に厚さ１６μｍのフィルム状接着剤（半導体用接着剤）を形成したシート（フィルム状接着剤シート）を得て、上記と同様の方法で光透過率を測定した。結果を表２に示す。

（３）接続信頼性評価
　フィルム状接着剤（７．３ｍｍ×７．３ｍｍ、厚さ０．０４５ｍｍ）を作製し、はんだバンプ付き半導体チップ（チップサイズ：７．３ｍｍ×７．３ｍｍ、厚さ０．１５ｍｍ、バンプ高さ：銅ピラー＋はんだ計約４５μｍ、バンプ数３２８、ピッチ８０μｍ）上に貼付した。次に、ガラスエポキシ基板（ガラスエポキシ基材：厚さ４２０μｍ、銅配線：厚さ９μｍ）にフリップチップボンダー（パナソニック株式会社製、ＦＣＢ３）で実装し（実装条件：圧着ヘッド温度３５０℃／５秒／０．５ＭＰａ）、図５と同様の半導体装置を得た。ステージ温度は８０℃とした。上記ガラスエポキシ基板とはんだバンプ付き半導体チップ（デイジーチェーン接続）をＦＣＢ３で実装後にマルチメータ（ＡＤＶＡＮＴＥＳＴ製、Ｒ６８７１Ｅ）を用いて初期導通の可否を測定した。初期接続抵抗値が１０．０Ω以上１３．５Ω以下である場合を「Ａ」と評価し、１３．５Ω超２０Ω以下である場合を「Ｂ」と評価した。結果を表１、２に示す。

（４）視認性評価
　上記の接続信頼性評価において、圧着する際に上記ＦＣＢ３を使用して、半導体用接着剤を介してチップ上のアライメントマークの視認性を評価した。画像処理システムによるアライメントマークの自動認識が可能である場合を「Ａ」と評価し、目視によるアライメントマークの確認が可能である場合を「Ｂ」と評価し、画像処理システム及び目視いずれも確認が不可である場合を「Ｃ」と評価した。結果を表１、２に示す。

（５）フィルム成膜性評価
　フィルム状接着剤（２００ｍｍ×２００ｍｍ、厚さ２０μｍ）を作製し、乾燥させて得られたフィルム状接着剤の外観および取り扱い性を確認した。目視にて塗工面が一様であるもの、凝集起因によるスジ、及び熱可塑性樹脂の不足による塗工面の不均一性が確認されないもの、かつフィルムを切断した際にフィルム割れが発生しないものを「Ａ」と評価し、「Ａ」と評価されなかったものを「Ｂ」と評価した。結果を表２に示す。

　実施例では、０．５～１．５Ｗ／ｍＫの熱伝導率と、優れた接続信頼性及び視認性が得られることが確認された。比較例１では充分な放熱性が得られず、比較例２では充分な接続信頼性、視認性が得られないことが確認された。

　実施例１１～１５では、０．７Ｗ／ｍＫ以上の熱伝導率と、高い光透過率と、優れたフィルム成膜性とを両立できることが確認された。なお、実施例１７のフィルム成膜性については、フィルムの割れが発生しやすい傾向にあり、この結果は樹脂の含有量が少ないことに起因するものと考えられる。また、実施例１８のフィルム成膜性については、アルミナフィラの凝集に起因するスジが発生しやすい傾向にあった。

　１０…半導体チップ、１５…配線、２０，６０…基板、３０…接続バンプ、３２…バンプ、３４…貫通電極、４０…封止材、４２…半導体用接着剤、５０…インターポーザ、７０…ソルダーレジスト、８０…アライメントマーク、８５…撮像装置、９０…圧着ツール、１００，２００，３００，４００，５００，６００…半導体装置。

Claims (11)

1. 　半導体チップ及び配線回路基板のそれぞれの接続部が互いに電気的に接続された接続構造、及び／又は、複数の半導体チップのそれぞれの接続部が互いに電気的に接続された接続構造を備える半導体装置において前記接続部の封止に用いられる半導体用接着剤であって、
   　硬化性樹脂成分と、平均粒子径が１５μｍ以下のアルミナフィラと、を含有し、
   　前記アルミナフィラの含有量が、当該半導体用接着剤の全量を基準として、３５～７５質量％であり、
   　当該半導体用接着剤の硬化後の熱伝導率が０．５～１．５Ｗ／ｍＫである、半導体用接着剤。
2. 　フラックス剤を更に含有する、請求項１に記載の半導体用接着剤。
3. 　前記フラックス剤がカルボン酸である、請求項２に記載の半導体用接着剤。
4. 　前記アルミナフィラがアルミナ表面をシラン処理したものである、請求項１～３のいずれか一項に記載の半導体用接着剤。
5. 　前記アルミナフィラの平均粒子径が０．５μｍ以下である、請求項１～４のいずれか一項に記載の半導体用接着剤。
6. 　波長５５０ｎｍの光に対する光透過率が０．５％以上である、請求項１～５のいずれか一項に記載の半導体用接着剤。
7. 　前記硬化性樹脂成分が、熱硬化性樹脂、硬化剤、及び熱可塑性樹脂を含む、請求項１～６のいずれか一項に記載の半導体用接着剤。
8. 　半導体チップ及び配線回路基板のそれぞれの接続部が互いに電気的に接続された接続構造、及び／又は、複数の半導体チップのそれぞれの接続部が互いに電気的に接続された接続構造を備える半導体装置の製造方法であって、
   　前記接続部の少なくとも一部を、請求項１～７のいずれか一項に記載の半導体用接着剤を用いて封止する工程を備える、半導体装置の製造方法。
9. 　前記工程が、主面上にアライメントマークを有し、当該主面上に前記半導体用接着剤が設けられているアライメントマーク付き半導体チップと、別の半導体チップとを、前記半導体用接着剤を介して圧着するステップ、及び／又は、主面上にアライメントマークを有し、当該主面上に前記半導体用接着剤が設けられているアライメントマーク付き半導体チップと、配線回路基板とを、前記半導体用接着剤を介して圧着するステップを含む、請求項８に記載の半導体装置の製造方法。
10. 　前記アライメントマーク付き半導体チップが、主面上にアライメントマークを有するウエハと、当該主面上に設けられた前記半導体用接着剤と、を備える半導体用接着剤付きウエハを、個片化することにより得られる、請求項９に記載の半導体装置の製造方法。
11. 　半導体チップ及び配線回路基板のそれぞれの接続部が互いに電気的に接続された接続構造、及び／又は、複数の半導体チップのそれぞれの接続部が互いに電気的に接続された接続構造と、
    　前記接続部の少なくとも一部を封止する封止材と、を備え、
    　前記封止材は、請求項１～７のいずれか一項に記載の半導体用接着剤の硬化物を含む、半導体装置。

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