JP5827878B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、半導体装置の製造方法に関する。

電子機器の小型・薄型化による高密度実装の要求が、近年、急激に増加している。このため、半導体パッケージは、従来のピン挿入型に代わり、高密度実装に適した表面実装型が主流になっている。この表面実装型は、リードをプリント基板等に直接はんだ付けする。加熱方法としては、赤外線リフローやベーパーフェーズリフロー、はんだディップなどにより、パッケージ全体を加熱して実装される。

表面実装後には、半導体素子表面の保護や半導体素子と基板との間の接続信頼性を確保するために、半導体素子と基板との間の空間への封止樹脂の充填が行われている。このような封止樹脂としては、液状の封止樹脂が広く用いられているものの、液状の封止樹脂では注入位置や注入量の調節が困難である。そこで、シート状の封止樹脂を用いて半導体素子と基板との間の空間を充填する技術も提案されている（特許文献１）。

一般的に、シート状の封止樹脂を用いるプロセスとしては、シート状の封止樹脂を半導体ウェハに貼り付けた後、半導体ウェハのダイシングを行って半導体素子を形成し、半導体素子を被着体に接続して実装しながら半導体素子と一体となっているシート状の封止樹脂にて基板等の被着体と半導体素子の間の空間を充填するという手順が採用されている。

特許第４４３８９７３号

しかしながら、上記特許文献１のプロセスは、液状の封止樹脂における半導体素子と被着体との電気的接続が完了してから両者間の空間を充填する手順とは異なり、半導体素子と被着体との電気的接続と両者間の空間の充填とを平行して行うことになる。その結果、半導体素子の実装条件の調整がシビアとなり、場合によっては半導体素子と被着体との間の接合が良好に行われず、半導体素子と被着体との接続信頼性が不十分となることがある。

本発明は、半導体素子の実装時に半導体素子と被着体との電気的接続を良好に行い、接続信頼性の高い半導体装置を製造可能な半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。

本願発明者等は鋭意検討したところ、下記構成を採用することにより前記目的を達成できることを見出して、本発明を完成させるに至った。

すなわち、本発明は、被着体と、該被着体と電気的に接続された半導体素子と、該被着体と該半導体素子との間の空間を充填するアンダーフィル材を備える半導体装置の製造方法であって、
基材と該基材上に積層されたアンダーフィル材とを備える封止シートを準備する準備工程と、
半導体ウェハの接続部材が形成された面と上記封止シートとを貼り合わせる貼合せ工程と、
上記半導体ウェハをダイシングして上記アンダーフィル材付きの半導体素子を形成するダイシング工程と、
上記被着体と上記半導体素子の間の空間をアンダーフィル材で充填しつつ上記接続部材を介して上記半導体素子と上記被着体とを電気的に接続する接続工程と
を含み、
上記接続工程は、上記接続部材と上記被着体とを下記条件（１）の温度α下で接触させる工程と、
上記接触した接続部材を上記被着体に下記条件（２）の温度β下で固定する工程とを含む。
条件（１）：接続部材の融点−１００℃≦α＜接続部材の融点
条件（２）：接続部材の融点≦β≦接続部材の融点＋１００℃

当該製造方法によると、半導体素子と被着体との電気的接続の際に、まず接続部材の融点未満の所定温度αの加熱下で半導体素子の接続部材と被着体とを接触させる。これにより、アンダーフィル材が軟化し、接続部材のアンダーフィル材への進入を容易に行うことができるとともに、接続部材と被着体との接触を十分なレベルとすることができる。この状態のまま接続部材の融点以上の所定温度βで接続部材と被着体とを互いに固定して電気的接続を得るので、接続信頼性の高い半導体装置を効率良く製造することができる。

当該製造方法では、熱硬化前の上記アンダーフィル材の上記条件（１）の温度αの範囲における最低溶融粘度は、１００Ｐａ・ｓ以上２００００Ｐａ・ｓ以下であることが好ましい。これにより、接続部材のアンダーフィル材への進入を容易にすることができる。また、半導体素子の電気的接続の際のボイドの発生、及び半導体素子と被着体との間の空間からのアンダーフィル材のはみ出しを防止することができる。なお、最低溶融粘度の測定は、実施例に記載の手順による。

当該製造方法において、熱硬化前の上記アンダーフィル材の２３℃における粘度は、０．０１ＭＰａ・ｓ以上１００ＭＰａ・ｓ以下であることが好ましい。熱硬化前のアンダーフィル材がこのような粘度を有することで、ダイシングの際の半導体ウェハの保持性や作業の際の取り扱い性を向上させることができる。

当該製造方法では、熱硬化前の上記アンダーフィル材の温度２３℃、湿度７０％の条件下における吸水率は、１重量％以下であることが好ましい。アンダーフィル材がこのような吸水率を有することにより、アンダーフィル材への水分の吸収が抑制され、半導体素子の実装時のボイドの発生を効率的に抑制することができる。

当該製造方法において、上記半導体ウェハの接続部材の高さＸ（μｍ）と上記アンダーフィル材の厚さＹ（μｍ）とが下記の関係を満たすことが好ましい。
０．５≦Ｙ／Ｘ≦２

上記接続部材の高さＸ（μｍ）と上記アンダーフィル材の厚さＹ（μｍ）とが上記関係を満たすことにより、半導体素子と被着体との間の空間を十分に充填することができると共に、当該空間からのアンダーフィル材の過剰のはみ出しを防止することができ、アンダーフィル材による半導体素子の汚染等を防止することができる。なお、接続部材の高さＸの絶対値がアンダーフィル材の厚さＹの絶対値より大きい場合であっても、上記関係を満たす限り、実装の際の接続部材の溶融とともに接続部材Ｘの高さが低くなることから、半導体素子と被着体との電気的接続を良好に行うことができる。

本発明の一実施形態に係る封止シートを示す断面模式図である。 本発明の一実施形態に係る半導体装置の製造工程を示す断面模式図である。 本発明の他の実施形態に係る封止シートを示す断面模式図である。

本発明は、被着体と、該被着体と電気的に接続された半導体素子と、該被着体と該半導体素子との間の空間を充填するアンダーフィル材を備える半導体装置の製造方法であって、基材と該基材上に積層されたアンダーフィル材とを備える封止シートを準備する準備工程と、半導体ウェハの接続部材が形成された面と上記封止シートとを貼り合わせる貼合せ工程と、上記半導体ウェハをダイシングして上記アンダーフィル材付きの半導体素子を形成するダイシング工程と、上記被着体と上記半導体素子の間の空間をアンダーフィル材で充填しつつ上記接続部材を介して上記半導体素子と上記被着体とを電気的に接続する接続工程とを含み、上記接続工程は、上記接続部材と上記被着体とを下記条件（１）の温度α下で接触させる工程と、上記接触した接続部材を上記被着体に下記条件（２）の温度β下で固定する工程とを含む。
条件（１）：接続部材の融点−１００℃≦α＜接続部材の融点
条件（２）：接続部材の融点≦β≦接続部材の融点＋１００℃

＜第１実施形態＞
以下、必要に応じて図面を参照しつつ、本発明の一実施形態である第１実施形態について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る封止シートを示す断面模式図であり、図２は、本発明の一実施形態に係る半導体装置の製造工程を示す断面模式図である。

［封止シート準備工程］
封止シート準備工程では、基材と該基材上に積層されたアンダーフィル材とを備える封止シートを準備する。

（封止シート）
図１に示すように、封止シート１０は、基材１と、基材１上に積層されたアンダーフィル材２を備える。なお、アンダーフィル材２は基材１の全面に積層されていなくてもよく、半導体ウェハとの貼り合わせに十分なサイズで設けられていればよい。

（基材）
前記基材１は封止シート１０の強度母体となるものである。基材１の形成材料としては、例えば、低密度ポリエチレン、直鎖状ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、超低密度ポリエチレン、ランダム共重合ポリプロピレン、ブロック共重合ポリプロピレン、ホモポリプロレン、ポリブテン、ポリメチルペンテン等のポリオレフィン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、アイオノマー樹脂、エチレン−（メタ）アクリル酸共重合体、エチレン−（メタ）アクリル酸エステル（ランダム、交互）共重合体、エチレン−ブテン共重合体、エチレン−ヘキセン共重合体、ポリウレタン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリアミド、全芳香族ポリアミド、ポリフェニルスルフィド、アラミド（紙）、ガラス、ガラスクロス、フッ素樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、セルロース系樹脂、シリコーン樹脂、金属（箔）、グラシン紙等の紙等が挙げられる。

また基材１の材料としては、上記で列挙した樹脂の架橋体等のポリマーが挙げられる。前記プラスチックフィルムは、無延伸で用いてもよく、必要に応じて一軸又は二軸の延伸処理を施したものを用いてもよい。延伸処理等により熱収縮性を付与した封止シートによれば、ダイシング後にその基材１を熱収縮させることにより基材１とアンダーフィル材２との接着面積を低下させて、半導体チップの回収の容易化を図ることができる。

基材１の表面は、隣接する層との密着性、保持性等を高めるため、慣用の表面処理、例えば、クロム酸処理、オゾン暴露、火炎暴露、高圧電撃暴露、イオン化放射線処理等の化学的又は物理的処理、下塗剤（例えば、後述する粘着物質）によるコーティング処理を施すことができる。

前記基材１は、同種又は異種のものを適宜に選択して使用することができ、必要に応じて数種をブレンドしたものを用いることができる。また、基材１には、帯電防止能を付与するため、前記の基材１上に金属、合金、これらの酸化物等からなる厚さが３０〜５００Å程度の導電性物質の蒸着層を設けることができる。基材１は単層あるいは２種以上の複層でもよい。

基材１の厚さは、特に制限されず適宜に決定できるが、一般的には５〜２００μｍ程度である。

（アンダーフィル材）
本実施形態におけるアンダーフィル材２は、表面実装された半導体素子と被着体との間の空間を充填する封止用フィルムとして用いることができる。アンダーフィル材の構成材料としては、熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂とを併用したものが挙げられる。又、熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂単独でも使用可能である。

前記熱可塑性樹脂としては、天然ゴム、ブチルゴム、イソプレンゴム、クロロプレンゴム、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸共重合体、エチレン−アクリル酸エステル共重合体、ポリブタジエン樹脂、ポリカーボネート樹脂、熱可塑性ポリイミド樹脂、６−ナイロンや６，６−ナイロン等のポリアミド樹脂、フェノキシ樹脂、アクリル樹脂、ＰＥＴやＰＢＴ等の飽和ポリエステル樹脂、ポリアミドイミド樹脂、又はフッ素樹脂等が挙げられる。これらの熱可塑性樹脂は単独で、又は２種以上を併用して用いることができる。これらの熱可塑性樹脂のうち、イオン性不純物が少なく耐熱性が高く、半導体素子の信頼性を確保できるアクリル樹脂が特に好ましい。

前記アクリル樹脂としては、特に限定されるものではなく、炭素数３０以下、特に炭素数４〜１８の直鎖若しくは分岐のアルキル基を有するアクリル酸又はメタクリル酸のエステルの１種又は２種以上を成分とする重合体等が挙げられる。前記アルキル基としては、例えばメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｔ−ブチル基、イソブチル基、アミル基、イソアミル基、へキシル基、へプチル基、シクロヘキシル基、２−エチルヘキシル基、オクチル基、イソオクチル基、ノニル基、イソノニル基、デシル基、イソデシル基、ウンデシル基、ラウリル基、トリデシル基、テトラデシル基、ステアリル基、オクタデシル基、又はドデシル基等が挙げられる。

また、前記重合体を形成する他のモノマーとしては、特に限定されるものではなく、例えばアクリル酸、メタクリル酸、カルボキシエチルアクリレート、カルボキシペンチルアクリレート、イタコン酸、マレイン酸、フマール酸若しくはクロトン酸等の様なカルボキシル基含有モノマー、無水マレイン酸若しくは無水イタコン酸等の様な酸無水物モノマー、（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシエチル、（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシプロピル、（メタ）アクリル酸４−ヒドロキシブチル、（メタ）アクリル酸６−ヒドロキシヘキシル、（メタ）アクリル酸８−ヒドロキシオクチル、（メタ）アクリル酸１０−ヒドロキシデシル、（メタ）アクリル酸１２−ヒドロキシラウリル若しくは（４−ヒドロキシメチルシクロヘキシル）−メチルアクリレート等の様なヒドロキシル基含有モノマー、スチレンスルホン酸、アリルスルホン酸、２−（メタ）アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸、（メタ）アクリルアミドプロパンスルホン酸、スルホプロピル（メタ）アクリレート若しくは（メタ）アクリロイルオキシナフタレンスルホン酸等の様なスルホン酸基含有モノマー、又は２−ヒドロキシエチルアクリロイルホスフェート等の様な燐酸基含有モノマーが挙げられる。

前記熱硬化性樹脂としては、フェノール樹脂、アミノ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂、又は熱硬化性ポリイミド樹脂等が挙げられる。これらの樹脂は、単独で又は２種以上を併用して用いることができる。特に、半導体素子を腐食させるイオン性不純物等の含有が少ないエポキシ樹脂が好ましい。また、エポキシ樹脂の硬化剤としてはフェノール樹脂が好ましい。

前記エポキシ樹脂は、接着剤組成物として一般に用いられるものであれば特に限定は無く、例えばビスフェノールＡ型、ビスフェノールＦ型、ビスフェノールＳ型、臭素化ビスフェノールＡ型、水添ビスフェノールＡ型、ビスフェノールＡＦ型、ビフェニル型、ナフタレン型、フルオンレン型、フェノールノボラック型、オルソクレゾールノボラック型、トリスヒドロキシフェニルメタン型、テトラフェニロールエタン型等の二官能エポキシ樹脂や多官能エポキシ樹脂、又はヒダントイン型、トリスグリシジルイソシアヌレート型若しくはグリシジルアミン型等のエポキシ樹脂が用いられる。これらは単独で、又は２種以上を併用して用いることができる。これらのエポキシ樹脂のうちノボラック型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、トリスヒドロキシフェニルメタン型樹脂又はテトラフェニロールエタン型エポキシ樹脂が特に好ましい。これらのエポキシ樹脂は、硬化剤としてのフェノール樹脂との反応性に富み、耐熱性等に優れるからである。

さらに、前記フェノール樹脂は、前記エポキシ樹脂の硬化剤として作用するものであり、例えば、フェノールノボラック樹脂、フェノールアラルキル樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ｔｅｒｔ−ブチルフェノールノボラック樹脂、ノニルフェノールノボラック樹脂等のノボラック型フェノール樹脂、レゾール型フェノール樹脂、ポリパラオキシスチレン等のポリオキシスチレン等が挙げられる。これらは単独で、又は２種以上を併用して用いることができる。これらのフェノール樹脂のうちフェノールノボラック樹脂、フェノールアラルキル樹脂が特に好ましい。半導体装置の接続信頼性を向上させることができるからである。

前記エポキシ樹脂とフェノール樹脂の配合割合は、例えば、前記エポキシ樹脂成分中のエポキシ基１当量当たりフェノール樹脂中の水酸基が０．５〜２．０当量になるように配合することが好適である。より好適なのは、０．８〜１．２当量である。すなわち、両者の配合割合が前記範囲を外れると、十分な硬化反応が進まず、エポキシ樹脂硬化物の特性が劣化し易くなるからである。

なお、本発明においては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂及びアクリル樹脂を用いたアンダーフィル材が特に好ましい。これらの樹脂は、イオン性不純物が少なく耐熱性が高いので、半導体素子の信頼性を確保できる。この場合の配合比は、アクリル樹脂成分１００重量部に対して、エポキシ樹脂とフェノール樹脂の混合量が１０〜２００重量部である。

エポキシ樹脂とフェノール樹脂の熱硬化促進触媒としては、特に制限されず、公知の熱硬化促進触媒の中から適宜選択して用いることができる。熱硬化促進触媒は単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。熱硬化促進触媒としては、例えば、アミン系硬化促進剤、リン系硬化促進剤、イミダゾール系硬化促進剤、ホウ素系硬化促進剤、リン−ホウ素系硬化促進剤などを用いることができる。

アンダーフィル材２には、半田バンプの表面の酸化膜を除去して半導体素子の実装を容易にするために、フラックスを添加してもよい。フラックスとしては特に限定されず、従来公知のフラックス作用を有する化合物を用いることができ、例えば、ジフェノール酸、アジピン酸、アセチルサリチル酸、安息香酸、ベンジル酸、アゼライン酸、ベンジル安息香酸、マロン酸、２，２−ビス（ヒドロキシメチル）プロピオン酸、サリチル酸、ｏ−メトキシ安息香酸、ｍ−ヒドロキシ安息香酸、コハク酸、２，６−ジメトキシメチルパラクレゾール、安息香酸ヒドラジド、カルボヒドラジド、マロン酸ジヒドラジド、コハク酸ジヒドラジド、グルタル酸ジヒドラジド、サリチル酸ヒドラジド、イミノジ酢酸ジヒドラジド、イタコン酸ジヒドラジド、クエン酸トリヒドラジド、チオカルボヒドラジド、ベンゾフェノンヒドラゾン、４，４’−オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジド及びアジピン酸ジヒドラジド等が挙げられる。フラックスの添加量は上記フラックス作用が発揮される程度であればよく、通常、アンダーフィル材に含まれる樹脂成分１００重量部に対して０．１〜２０重量部程度である。
重量部程度

本実施形態では、アンダーフィル材２は、必要に応じて着色しても良い。アンダーフィル材２において、着色により呈している色としては特に制限されないが、例えば、黒色、青色、赤色、緑色などが好ましい。着色に際しては、顔料、染料などの公知の着色剤の中から適宜選択して用いることができる。

本実施形態のアンダーフィル材２を予めある程度架橋をさせておく場合には、作製に際し、重合体の分子鎖末端の官能基等と反応する多官能性化合物を架橋剤として添加させておくのがよい。これにより、高温下での接着特性を向上させ、耐熱性の改善を図ることができる。

前記架橋剤としては、特に、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、ｐ−フェニレンジイソシアネート、１，５−ナフタレンジイソシアネート、多価アルコールとジイソシアネートの付加物等のポリイソシアネート化合物がより好ましい。架橋剤の添加量としては、前記の重合体１００重量部に対し、通常０．０５〜７重量部とするのが好ましい。架橋剤の量が７重量部より多いと、接着力が低下するので好ましくない。その一方、０．０５重量部より少ないと、凝集力が不足するので好ましくない。また、この様なポリイソシアネート化合物と共に、必要に応じて、エポキシ樹脂等の他の多官能性化合物を一緒に含ませるようにしてもよい。

また、アンダーフィル材２には、無機充填剤を適宜配合することができる。無機充填剤の配合は、導電性の付与や熱伝導性の向上、貯蔵弾性率の調節等を可能にする。

前記無機充填剤としては、例えば、シリカ、クレー、石膏、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、酸化アルミナ、酸化ベリリウム、炭化珪素、窒化珪素等のセラミック類、アルミニウム、銅、銀、金、ニッケル、クロム、鉛、錫、亜鉛、パラジウム、半田等の金属、又は合金類、その他カーボン等からなる種々の無機粉末が挙げられる。これらは、単独で又は２種以上を併用して用いることができる。なかでも、シリカ、特に溶融シリカが好適に用いられる。

無機充填剤の平均粒径は特に限定されないものの、０．００５〜１０μｍの範囲内であることが好ましく、０．０１〜５μｍの範囲内であることがより好ましく、さらに好ましくは０．１〜２．０μｍである。無機充填剤の平均粒径が０．００５μｍ未満であると、アンダーフィル材の可とう性が低下する原因となる。その一方、前記平均粒径が１０μｍを超えると、アンダーフィル材が封止するギャップに対して粒径が大きく封止性が低下する要因となる。なお、本発明においては、平均粒径が相互に異なる無機充填剤同士を組み合わせて使用してもよい。また、平均粒径は、光度式の粒度分布計（ＨＯＲＩＢＡ製、装置名；ＬＡ−９１０）により求めた値である。

前記無機充填剤の配合量は、有機樹脂成分１００重量部に対し１０〜４００重量部であることが好ましく、５０〜２５０重量部がより好ましい。無機充填剤の配合量が１０重量部未満であると、貯蔵弾性率が低下しパッケージの応力信頼性が大きく損なわれる場合がある。一方、４００重量部を超えると、アンダーフィル材２の流動性が低下し基板や半導体素子の凹凸に十分に埋まり込まずにボイドやクラックの原因となる場合がある。

なお、アンダーフィル材２には、前記無機充填剤以外に、必要に応じて他の添加剤を適宜に配合することができる。他の添加剤としては、例えば難燃剤、シランカップリング剤又はイオントラップ剤等が挙げられる。前記難燃剤としては、例えば、三酸化アンチモン、五酸化アンチモン、臭素化エポキシ樹脂等が挙げられる。これらは、単独で、又は２種以上を併用して用いることができる。前記シランカップリング剤としては、例えば、β−（３、４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン等が挙げられる。これらの化合物は、単独で又は２種以上を併用して用いることができる。前記イオントラップ剤としては、例えばハイドロタルサイト類、水酸化ビスマス等が挙げられる。これらは、単独で又は２種以上を併用して用いることができる。

本実施形態において、熱硬化前の上記アンダーフィル材２の上記条件（１）の温度αの範囲における最低溶融粘度は、１００Ｐａ・ｓ以上２００００Ｐａ・ｓ以下であることが好ましく、１０００Ｐａ・ｓ以上１００００Ｐａ・ｓ以下であることがより好ましい。最低溶融粘度を上記範囲とすることにより、接続部材４（図２（ａ）参照）のアンダーフィル材２への進入を容易にすることができる。また、半導体素子５の電気的接続の際のボイドの発生、及び半導体素子５と被着体６との間の空間からのアンダーフィル材２のはみ出しを防止することができる（図２（ｄ）参照）。

また、熱硬化前の上記アンダーフィル材２の２３℃における粘度は、０．０１ＭＰａ・ｓ以上１００ＭＰａ・ｓ以下であることが好ましく、０．１ＭＰａ・ｓ以上１０ＭＰａ・ｓ以下であることがより好ましい。熱硬化前のアンダーフィル材が上記範囲の粘度を有することで、ダイシングの際の半導体ウェハ３（図２（ｂ）参照）の保持性や作業の際の取り扱い性を向上させることができる。

さらに、熱硬化前の上記アンダーフィル材２の温度２３℃、湿度７０％の条件下における吸水率は、１重量％以下であることが好ましく、０．５重量％以下であることがより好ましい。アンダーフィル材２が上記のような吸水率を有することにより、アンダーフィル材２への水分の吸収が抑制され、半導体素子５の実装時のボイドの発生をより効率的に抑制することができる。なお、上記吸水率の下限は小さいほど好ましく、実質的に０重量％が好ましく、０重量％であることがより好ましい。

アンダーフィル材２の厚さ（複層の場合は総厚）は特に限定されないものの、アンダーフィル材２の強度や半導体素子５と被着体６との間の空間の充填性を考慮すると１０μｍ以上１００μｍ以下程度であってもよい。なお、アンダーフィル材２の厚さは、半導体素子５と被着体６との間のギャップや接続部材の高さを考慮して適宜設定すればよい。

封止シート１０のアンダーフィル材２は、セパレータにより保護されていることが好ましい（図示せず）。セパレータは、実用に供するまでアンダーフィル材２を保護する保護材としての機能を有している。セパレータは封止シートのアンダーフィル材２上に半導体ウェハ３を貼着する際に剥がされる。セパレータとしては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレン、ポリプロピレンや、フッ素系剥離剤、長鎖アルキルアクリレート系剥離剤等の剥離剤により表面コートされたプラスチックフィルムや紙等も使用可能である。

（封止シートの製造方法）
本実施形態に係る封止シートの製造方法は、基材１上にアンダーフィル材２を形成する工程を有する。

前記基材１の製膜方法としては、例えばカレンダー製膜法、有機溶媒中でのキャスティング法、密閉系でのインフレーション押出法、Ｔダイ押出法、共押出し法、ドライラミネート法等が例示できる。基材１の材料は上記で示した材料を用いればよい。

前記基材を離型フィルム（セパレータ）として用いる場合、その作製方法は特に限定されず、例えば、上記基材におけるアンダーフィル材との貼り合わせ面に、シリコーン層等の離型コート層を形成して離型フィルムとすることができる。

前記アンダーフィル材３を形成する工程としては、例えば、基材１としての離型フィルム上にアンダーフィル材の構成材料である接着剤組成物溶液を塗工して塗布層を形成する工程を行い、その後、前記塗布層を乾燥させる工程を行う方法が挙げられる。

前記接着剤組成物溶液の塗工方法としては特に限定されず、例えば、コンマコート法、ファウンテン法、グラビア法などを用いて塗工する方法が挙げられる。塗工厚みとしては、塗布層を乾燥して最終的に得られるアンダーフィル材の厚さが上記に示した範囲内となる様に適宜設定すればよい。さらに、接着剤組成物溶液の粘度としては特に限定されず、２５℃において４００〜２５００ｍＰａ・ｓが好ましく、８００〜２０００ｍＰａ・ｓがより好ましい。

前記塗布層の乾燥は、一般的な加熱炉等へ投入することで行えばよく、その際、塗布層に乾燥風を吹き付けてもよい。

乾燥時間は接着剤組成物溶液の塗工厚みに応じて適宜設定され、通常は１〜５ｍｉｎ、好ましくは２〜４ｍｉｎの範囲内である。乾燥時間が１ｍｉｎ未満であると、硬化反応が十分に進行せず、未反応の硬化成分や残存する溶媒量が多く、これにより、後工程にてアウトガスやボイドの問題が発生する場合がある。その一方、５ｍｉｎを超えると、硬化反応が進行しすぎる結果、流動性や半導体ウェハのバンプの埋まり込み性が低下する場合がある。

乾燥温度は特に限定されず、通常は７０〜１６０℃の範囲内で設定される。但し、本発明においては、乾燥時間の経過と共に、乾燥温度を段階的に上昇させて行うことが好ましい。具体的には、例えば乾燥初期（乾燥直後から１ｍｉｎ以下）では７０℃〜１００℃の範囲内で設定され、乾燥後期（１ｍｉｎを超えて５ｍｉｎ以下）では１００〜１６０℃の範囲内で設定される。これにより、塗工直後に乾燥温度を急激に上昇させた場合に生じる塗布層表面のピンホールの発生を防止することができる。

さらに上記離型フィルムをアンダーフィル材のもう一方の面に貼り合わせ、これを封止シートの保護フィルムとして使用し、半導体ウェハ等との貼り合わせの際に剥離してもよい。

［貼り合わせ工程］
貼り合わせ工程では、半導体ウェハの接続部材が形成された面と上記封止シートとを貼り合わせる（図２（ａ）参照）。

（半導体ウェハ）
半導体ウェハ３としては、一方の面３ａに複数の接続部材４が形成されていてもよく（図２（ａ）参照）、半導体ウェハ３の両面３ａ、３ｂに接続部材が形成されていてもよい（図示せず）。バンプや導電材等の接続部材の材質としては、特に限定されず、例えば、錫−鉛系金属材、錫−銀系金属材、錫−銀−銅系金属材、錫−亜鉛系金属材、錫−亜鉛−ビスマス系金属材等の半田類（合金）や、金系金属材、銅系金属材などが挙げられる。接続部材の高さも用途に応じて定められ、一般的には１５〜１００μｍ程度である。もちろん、半導体ウェハ３における個々の接続部材の高さは同一でも異なっていてもよい。

半導体ウェハの両面に接続部材が形成されている場合、接続部材同士は電気的に接続されていてもよく、接続されていなくてもよい。接続部材同士の電気的接続には、ＴＳＶ形式と呼ばれるビアを介しての接続等が挙げられる。

本実施形態において、上記半導体ウェハの接続部材の高さＸ（μｍ）と上記アンダーフィル材の厚さＹ（μｍ）とが下記の関係を満たすことが好ましい。
０．５≦Ｙ／Ｘ≦２

上記接続部材の高さＸ（μｍ）と上記アンダーフィル材の厚さＹ（μｍ）とが上記関係を満たすことにより、半導体素子と被着体との間の空間を十分に充填することができる。また、当該空間からのアンダーフィル材の過剰のはみ出しを防止することができ、これにより、アンダーフィル材による半導体素子の汚染等を防止することができる。なお、各接続部材の高さが異なる場合は、最も高い接続部材の高さを基準とする。

（貼り合わせ）
図２（ａ）に示すように、まず、封止シート１０のアンダーフィル材２上に任意に設けられたセパレータを適宜に剥離し、前記半導体ウェハ３の接続部材４が形成された面（接続部材形成面）３ａとアンダーフィル材２とを対向させ、前記アンダーフィル材２と前記半導体ウェハ３とを貼り合わせる（マウント工程）。

貼り合わせの方法は特に限定されないが、圧着による方法が好ましい。圧着は通常、圧着ロール等の公知の押圧手段により、好ましくは０．１〜１ＭＰａ、より好ましくは０．３〜０．７ＭＰａの圧力を負荷して押圧しながら行われる。この際、４０〜１００℃程度に加熱しながら圧着させてもよい。また、密着性を高めるために、減圧下（１〜１０００Ｐａ）で圧着することも好ましい。

［ダイシング工程」
ダイシング工程では、図２（ｂ）に示すように半導体ウェハをダイシングしてアンダーフィル材付きの半導体素子を形成する。ダイシング工程を経ることで、半導体ウェハ３を所定のサイズに切断して個片化（小片化）し、半導体チップ（半導体素子）５を製造する。ここで得られる半導体チップ５は同形状に切断されたアンダーフィル材２と一体になっている。ダイシングは、半導体ウェハ３のアンダーフィル材２を貼り合わせた面３ａと反対側の面３ｂから常法に従い行われる。切断箇所の位置合わせは直射光もしくは間接光また赤外線（ＩＲ）を用いた画像認識により行うことができる。

本工程では、例えば、封止シートまで切込みを行うフルカットと呼ばれる切断方式等を採用できる。本工程で用いるダイシング装置としては特に限定されず、従来公知のものを用いることができる。また、半導体ウェハは、アンダーフィル材を有する封止シートにより優れた密着性で接着固定されているので、チップ欠けやチップ飛びを抑制できると共に、半導体ウェハの破損も抑制できる。なお、アンダーフィル材がエポキシ樹脂を含む樹脂組成物により形成されていると、ダイシングにより切断されても、その切断面においてアンダーフィル材のアンダーフィル材の糊はみ出しが生じるのを抑制又は防止することができる。その結果、切断面同士が再付着（ブロッキング）することを抑制又は防止することができ、後述のピックアップを一層良好に行うことができる。

なお、ダイシング工程に続いて封止シートのエキスパンドを行う場合、該エキスパンドは従来公知のエキスパンド装置を用いて行うことができる。エキスパンド装置は、ダイシングリングを介して積層フィルムを下方へ押し下げることが可能なドーナッツ状の外リングと、外リングよりも径が小さく積層フィルムを支持する内リングとを有している。このエキスパンド工程により、後述のピックアップ工程において、隣り合う半導体チップ同士が接触して破損するのを防ぐことが出来る。

［ピックアップ工程］
封止シートに接着固定された半導体チップ５を回収するために、図２（ｃ）に示すように、アンダーフィル材２付きの半導体チップ５のピックアップを行って、半導体チップ５とアンダーフィル材３との積層体Ａを基材１より剥離する。

ピックアップの方法としては特に限定されず、従来公知の種々の方法を採用できる。例えば、個々の半導体チップを積層フィルムの基材側からニードルによって突き上げ、突き上げられた半導体チップをピックアップ装置によってピックアップする方法等が挙げられる。なお、ピックアップされた半導体チップ５は、面３ａに貼り合わされたアンダーフィル材２と一体となって積層体Ａを構成している。

［接続工程］
接続工程では、被着体と半導体素子の間の空間をアンダーフィル材で充填しつつ接続部材を介して半導体素子と被着体とを電気的に接続する（いわゆる実装工程。図２（ｄ）参照）。具体的には、積層体Ａの半導体チップ５を、半導体チップ５の接続部材形成面３ａが被着体６と対向する形態で、被着体６に常法に従い固定させる。例えば、半導体チップ５に形成されているバンプ（接続部材）４を、被着体６の接続パッドに被着された接合用の導電材７（半田など）に接触させて押圧しながら導電材を溶融させることにより、半導体チップ５と被着体６との電気的接続を確保し、半導体チップ５を被着体６に固定させることができる。半導体チップ５の接続部材形成面３ａにはアンダーフィル材２が貼り付けられているので、半導体チップ５と被着体６との電気的接続と同時に、半導体チップ５と被着体６との間の空間がアンダーフィル材２により充填されることになる。

このこき、上記接続工程は、上記接続部材と上記被着体とを下記条件（１）の温度α下で接触させる工程（以下、「接触工程」と称する場合がある。）と、上記接触した接続部材を上記被着体に下記条件（２）の温度β下で固定する工程（以下、「固定工程」と称する場合がある。）とを含む。
条件（１）：接続部材の融点−１００℃≦α＜接続部材の融点
条件（２）：接続部材の融点≦β≦接続部材の融点＋１００℃

本実施形態によると、半導体素子と被着体との電気的接続の際に、まず接触工程において、接続部材の融点未満の所定温度αの加熱下で半導体素子の接続部材と被着体とを接触させる。これにより、アンダーフィル材が軟化し、接続部材のアンダーフィル材への進入を容易に行うことができるとともに、接続部材と被着体との接触を十分なレベルとすることができる。次いで固定工程において、接触状態を維持したまま接続部材の融点以上の所定温度βで接続部材と被着体とを互いに固定して電気的接続を得るので、接続信頼性の高い半導体装置を効率良く製造することができる。

本実施形態において、接触工程における条件（１）及び固定工程における条件（２）は上記範囲であるが、アンダーフィル材の軟化容易性と接続部材への意図しない熱履歴の防止の観点から、それぞれ下記範囲（１’）及び（２’）であることが好ましい。
条件（１’）：接続部材の融点−８０℃≦α≦接続部材の融点−１０℃
条件（２’）：接続部材の融点＋１０℃≦β≦接続部材の融点＋８０℃

接触工程の条件（１）及び固定工程の条件（２）を保持する時間は、半導体素子の接続部材と被着体との接触、及び半導体素子の接続部材を介した被着体への固定を達成し得る限り特に限定されず、それぞれ独立して、好ましくは２〜２０秒であり、より好ましくは３〜１５秒である。また、接触工程及び固定工程での処理の確実性を高めるために、各工程を加圧下で行ってもよい。加圧条件としては、各工程独立して１０〜２００Ｎが好ましく、２０〜１６０Ｎがより好ましい。

被着体６としては、リードフレームや回路基板（配線回路基板など）等の各種基板に加え、他の半導体素子を用いることができる。このような基板の材質としては、特に限定されるものではないが、セラミック基板や、プラスチック基板が挙げられる。プラスチック基板としては、例えば、エポキシ基板、ビスマレイミドトリアジン基板、ポリイミド基板、ガラスエポキシ基板等が挙げられる。

なお、接続工程では、接続部材及び導電材の一方又は両方を溶融させて、半導体チップ５の接続部材形成面３ａのバンプ４と、被着体６の表面の導電材７とを接続させているが、このバンプ４及び導電材７の溶融時の温度としては、通常、２２０℃程度（例えば、１６０℃〜３００℃）となっている。本実施形態に係る封止シートは、アンダーフィル材２をエポキシ樹脂等により形成することにより、この実装工程における高温にも耐えられる耐熱性を有するものとすることができる。なお、バンプの融点の測定は、ＤＳＣ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｃａｌｏｒｉｍｅｔｅｒ）を用いて、バンプと同じ組成の金属１０ｍｇを５℃／ｍｉｎの加温過程で測定することにより行うことができる。

［アンダーフィル材硬化工程］
半導体素子５と被着体６との電気的接続を行った後は、アンダーフィル材２を加熱により硬化させる。これにより、半導体素子５の表面を保護することができるとともに、半導体素子５と被着体６との間の接続信頼性を確保することができる。アンダーフィル材の硬化のための加熱温度としては特に限定されず、１５０〜２５０℃程度であればよい。

［封止工程］
次に、実装された半導体チップ５を備える半導体装置２０全体を保護するために封止工程を行ってもよい。封止工程は、封止樹脂を用いて行われる。このときの封止条件としては特に限定されないが、通常、１７５℃で６０秒間〜９０秒間の加熱を行うことにより、封止樹脂の熱硬化が行われるが、本発明はこれに限定されず、例えば１６５℃〜１８５℃で、数分間キュアすることができる。

前記封止樹脂としては、絶縁性を有する樹脂（絶縁樹脂）であれば特に制限されず、公知の封止樹脂等の封止材から適宜選択して用いることができるが、弾性を有する絶縁樹脂がより好ましい。封止樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂を含む樹脂組成物等が挙げられる。エポキシ樹脂としては、前記に例示のエポキシ樹脂等が挙げられる。また、エポキシ樹脂を含む樹脂組成物による封止樹脂としては、樹脂成分として、エポキシ樹脂以外に、エポキシ樹脂以外の熱硬化性樹脂（フェノール樹脂など）や、熱可塑性樹脂などが含まれていてもよい。なお、フェノール樹脂としては、エポキシ樹脂の硬化剤としても利用することができ、このようなフェノール樹脂としては、前記に例示のフェノール樹脂などが挙げられる。

［半導体装置］
次に、当該封止シートを用いて得られる半導体装置について図面を参照しつつ説明する（図２（ｄ）参照）。本実施形態に係る半導体装置２０では、半導体素子５と被着体６とが、半導体素子５上に形成されたバンプ（接続部材）４及び被着体６上に設けられた導電材７を介して電気的に接続されている。また、半導体素子５と被着体６との間には、その空間を充填するようにアンダーフィル材２が配置されている。半導体装置２０は、封止シート１０を用いる上記製造方法にて得られるので、アンダーフィル材２と被着体６との間においてボイドの発生が抑制されている。従って、半導体素子５表面保護、及び半導体素子５と被着体６との間の空間の充填が十分なレベルとなり、半導体装置２０として高い信頼性を発揮することができる。

＜第２実施形態＞
第１実施形態では、基材上に直接アンダーフィル材が積層されている封止シートについて説明したが、第２実施形態では、基材とアンダーフィル材との間に粘着剤層を設けた封止シートについて説明する。図３は、本発明の他の実施形態に係る封止シートを示す断面模式図である。

図３に示すように、第２実施形態に係る封止シートは、基材１と、基材１上に積層された粘着剤層８と、粘着剤層８上に積層されたアンダーフィル材とを備える。基材１及びアンダーフィル材２は第１実施形態と同様であるので、ここでは粘着剤層８について説明する。

（粘着剤層）
粘着剤層８は従来公知の感圧性粘着剤により形成されてもよく、紫外線硬化型粘着剤により形成されてもよい。紫外線硬化型粘着剤は、紫外線の照射により架橋度を増大させてアンダーフィル材２に対する粘着力を低下させることができ、アンダーフィル材付き半導体素子のピックアップを容易に行うことができる点で好ましい。

前記紫外線硬化型粘着剤は、炭素−炭素二重結合等の紫外線硬化性の官能基を有し、かつ粘着性を示すものを特に制限なく使用することができる。紫外線硬化型粘着剤としては、例えば、アクリル系粘着剤、ゴム系粘着剤等の一般的な感圧性粘着剤に、紫外線硬化性のモノマー成分やオリゴマー成分を配合した添加型の紫外線硬化型粘着剤を例示できる。

前記感圧性粘着剤としては、半導体ウェハやガラス等の汚染をきらう電子部品の超純水やアルコール等の有機溶剤による清浄洗浄性等の点から、アクリル系ポリマーをベースポリマーとするアクリル系粘着剤が好ましい。

前記アクリル系ポリマーとしては、例えば、（メタ）アクリル酸アルキルエステル（例えば、メチルエステル、エチルエステル、プロピルエステル、イソプロピルエステル、ブチルエステル、イソブチルエステル、ｓ−ブチルエステル、ｔ−ブチルエステル、ペンチルエステル、イソペンチルエステル、ヘキシルエステル、ヘプチルエステル、オクチルエステル、２−エチルヘキシルエステル、イソオクチルエステル、ノニルエステル、デシルエステル、イソデシルエステル、ウンデシルエステル、ドデシルエステル、トリデシルエステル、テトラデシルエステル、ヘキサデシルエステル、オクタデシルエステル、エイコシルエステル等のアルキル基の炭素数１〜３０、特に炭素数４〜１８の直鎖状又は分岐鎖状のアルキルエステル等）及び（メタ）アクリル酸シクロアルキルエステル（例えば、シクロペンチルエステル、シクロヘキシルエステル等）の１種又は２種以上を単量体成分として用いたアクリル系ポリマー等が挙げられる。なお、（メタ）アクリル酸エステルとはアクリル酸エステル及び／又はメタクリル酸エステルをいい、本発明の（メタ）とは全て同様の意味である。

前記アクリル系ポリマーは、凝集力、耐熱性等の改質を目的として、必要に応じ、前記（メタ）アクリル酸アルキルエステル又はシクロアルキルエステルと共重合可能な他のモノマー成分に対応する単位を含んでいてもよい。この様なモノマー成分として、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、カルボキシエチル（メタ）アクリレート、カルボキシペンチル（メタ）アクリレート、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、クロトン酸等のカルボキシル基含有モノマー；無水マレイン酸、無水イタコン酸等の酸無水物モノマー；（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシエチル、（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシプロピル、（メタ）アクリル酸４−ヒドロキシブチル、（メタ）アクリル酸６−ヒドロキシヘキシル、（メタ）アクリル酸８−ヒドロキシオクチル、（メタ）アクリル酸１０−ヒドロキシデシル、（メタ）アクリル酸１２−ヒドロキシラウリル、（４−ヒドロキシメチルシクロヘキシル）メチル（メタ）アクリレート等のヒドロキシル基含有モノマー；スチレンスルホン酸、アリルスルホン酸、２−（メタ）アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸、（メタ）アクリルアミドプロパンスルホン酸、スルホプロピル（メタ）アクリレート、（メタ）アクリロイルオキシナフタレンスルホン酸等のスルホン酸基含有モノマー；２−ヒドロキシエチルアクリロイルホスフェート等のリン酸基含有モノマー；アクリルアミド、アクリロニトリル等が挙げられる。これら共重合可能なモノマー成分は、１種又は２種以上使用できる。これら共重合可能なモノマーの使用量は、全モノマー成分の４０重量％以下が好ましい。

更に、前記アクリル系ポリマーは、架橋させる為、多官能性モノマー等も、必要に応じて共重合用モノマー成分として含むことができる。この様な多官能性モノマーとして、例えば、ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、（ポリ）エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、（ポリ）プロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、エポキシ（メタ）アクリレート、ポリエステル（メタ）アクリレート、ウレタン（メタ）アクリレート等が挙げられる。これらの多官能性モノマーも１種又は２種以上用いることができる。多官能性モノマーの使用量は、粘着特性等の点から、全モノマー成分の３０重量％以下が好ましい。

前記アクリル系ポリマーは、単一モノマー又は２種以上のモノマー混合物を重合に付すことにより得られる。重合は、溶液重合、乳化重合、塊状重合、懸濁重合等の何れの方式で行うこともできる。清浄な被着体への汚染防止等の点から、低分子量物質の含有量が小さいのが好ましい。この点から、アクリル系ポリマーの数平均分子量は、好ましくは３０万以上、更に好ましくは４０万〜３００万程度である。

また、前記粘着剤には、ベースポリマーであるアクリル系ポリマー等の数平均分子量を高める為、外部架橋剤を適宜に採用することもできる。外部架橋方法の具体的手段としては、ポリイソシアネート化合物、エポキシ化合物、アジリジン化合物、メラミン系架橋剤等のいわゆる架橋剤を添加し反応させる方法が挙げられる。外部架橋剤を使用する場合、その使用量は、架橋すべきベースポリマーとのバランスにより、更には、粘着剤としての使用用途によって適宜決定される。一般的には、前記ベースポリマー１００重量部に対して、５重量部程度以下、更には０．１〜５重量部配合するのが好ましい。更に、粘着剤には、必要により、前記成分のほかに、従来公知の各種の粘着付与剤、老化防止剤等の添加剤を用いてもよい。

配合する前記紫外線硬化性のモノマー成分としては、例えば、ウレタンオリゴマー、ウレタン（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、テトラメチロールメタンテトラ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ペンタエリストールテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリストールモノヒドロキシペンタ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、１，４−ブタンジオールジ（メタ）アクリレート等が挙げられる。また紫外線硬化性のオリゴマー成分はウレタン系、ポリエーテル系、ポリエステル系、ポリカーボネート系、ポリブタジエン系等種々のオリゴマーがあげられ、その分子量が１００〜３００００程度の範囲のものが適当である。紫外線硬化性のモノマー成分やオリゴマー成分の配合量は、前記粘着剤層の種類に応じて、粘着剤層の粘着力を低下できる量を、適宜に決定することができる。一般的には、粘着剤を構成するアクリル系ポリマー等のベースポリマー１００重量部に対して、例えば５〜５００重量部、好ましくは４０〜１５０重量部程度である。

また、紫外線硬化型粘着剤としては、前記説明した添加型の紫外線硬化型粘着剤のほかに、ベースポリマーとして、炭素−炭素二重結合をポリマー側鎖又は主鎖中もしくは主鎖末端に有するものを用いた内在型の紫外線硬化型粘着剤が挙げられる。内在型の紫外線硬化型粘着剤は、低分子量成分であるオリゴマー成分等を含有する必要がなく、又は多くは含まない為、経時的にオリゴマー成分等が粘着剤中を移動することなく、安定した層構造の粘着剤層を形成することができる為好ましい。

前記炭素−炭素二重結合を有するベースポリマーは、炭素−炭素二重結合を有し、かつ粘着性を有するものを特に制限なく使用できる。この様なベースポリマーとしては、アクリル系ポリマーを基本骨格とするものが好ましい。アクリル系ポリマーの基本骨格としては、前記例示したアクリル系ポリマーが挙げられる。

前記アクリル系ポリマーへの炭素−炭素二重結合の導入法は特に制限されず、様々な方法を採用できるが、炭素−炭素二重結合はポリマー側鎖に導入するのが分子設計において容易である。例えば、予め、アクリル系ポリマーに官能基を有するモノマーを共重合した後、この官能基と反応しうる官能基及び炭素−炭素二重結合を有する化合物を、炭素−炭素二重結合の紫外線硬化性を維持したまま縮合又は付加反応させる方法が挙げられる。

これら官能基の組合せの例としては、カルボン酸基とエポキシ基、カルボン酸基とアジリジル基、ヒドロキシル基とイソシアネート基等が挙げられる。これら官能基の組合せのなかでも反応追跡の容易さから、ヒドロキシル基とイソシアネート基との組合せが好適である。また、これら官能基の組み合わせにより、前記炭素−炭素二重結合を有するアクリル系ポリマーを生成するような組合せであれば、官能基はアクリル系ポリマーと前記化合物のいずれの側にあってもよいが、前記の好ましい組み合わせでは、アクリル系ポリマーがヒドロキシル基を有し、前記化合物がイソシアネート基を有する場合が好適である。この場合、炭素−炭素二重結合を有するイソシアネート化合物としては、例えば、メタクリロイルイソシアネート、２−メタクリロイルオキシエチルイソシアネート、ｍ−イソプロペニル−α，α−ジメチルベンジルイソシアネート等が挙げられる。また、アクリル系ポリマーとしては、前記例示のヒドロキシ基含有モノマーや２−ヒドロキシエチルビニルエーテル、４−ヒドロキシブチルビニルエーテル、ジエチレングルコールモノビニルエーテルのエーテル系化合物等を共重合したものが用いられる。

前記内在型の紫外線硬化型粘着剤は、前記炭素−炭素二重結合を有するベースポリマー（特にアクリル系ポリマー）を単独で使用することができるが、特性を悪化させない程度に前記紫外線硬化性のモノマー成分やオリゴマー成分を配合することもできる。紫外線硬化性のオリゴマー成分等は、通常ベースポリマー１００重量部に対して３０重量部の範囲内であり、好ましくは０〜１０重量部の範囲である。

前記紫外線硬化型粘着剤には、紫外線等により硬化させる場合には光重合開始剤を含有させる。光重合開始剤としては、例えば、４−（２−ヒドロキシエトキシ）フェニル（２−ヒドロキシ−２−プロピル）ケトン、α−ヒドロキシ−α，α’−ジメチルアセトフェノン、２−メチル−２−ヒドロキシプロピオフェノン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン等のα−ケトール系化合物；メトキシアセトフェノン、２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノン、２，２−ジエトキシアセトフェノン、２−メチル−１−［４−（メチルチオ）−フェニル］−２−モルホリノプロパン−１等のアセトフェノン系化合物；ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、アニソインメチルエーテル等のベンゾインエーテル系化合物；ベンジルジメチルケタール等のケタール系化合物；２−ナフタレンスルホニルクロリド等の芳香族スルホニルクロリド系化合物；１−フェノン−１，１―プロパンジオン−２−（ｏ−エトキシカルボニル）オキシム等の光活性オキシム系化合物；ベンゾフェノン、ベンゾイル安息香酸、３，３’−ジメチル−４−メトキシベンゾフェノン等のベンゾフェノン系化合物；チオキサンソン、２−クロロチオキサンソン、２−メチルチオキサンソン、２，４−ジメチルチオキサンソン、イソプロピルチオキサンソン、２，４−ジクロロチオキサンソン、２，４−ジエチルチオキサンソン、２，４−ジイソプロピルチオキサンソン等のチオキサンソン系化合物；カンファーキノン；ハロゲン化ケトン；アシルホスフィノキシド；アシルホスフォナート等が挙げられる。光重合開始剤の配合量は、粘着剤を構成するアクリル系ポリマー等のベースポリマー１００重量部に対して、例えば０．０５〜２０重量部程度である。

また紫外線硬化型粘着剤としては、例えば、特開昭６０−１９６９５６号公報に開示されている、不飽和結合を２個以上有する付加重合性化合物、エポキシ基を有するアルコキシシラン等の光重合性化合物と、カルボニル化合物、有機硫黄化合物、過酸化物、アミン、オニウム塩系化合物等の光重合開始剤とを含有するゴム系粘着剤やアクリル系粘着剤等が挙げられる。

なお、紫外線照射の際に、酸素による硬化阻害が起こる場合は、紫外線硬化型の粘着剤層８の表面から酸素（空気）を遮断するのが望ましい。その方法としては、例えば粘着剤層８の表面をセパレータで被覆する方法や、窒素ガス雰囲気中で紫外線等の紫外線の照射を行う方法等が挙げられる。

粘着剤層８の厚さは、特に限定されないが、チップ切断面の欠け防止や接着層の固定保持の両立性等の点より１〜５０μｍ程度であるのが好ましい。好ましくは２〜３０μｍ、更には５〜２５μｍが好ましい。

（封止シートの製造方法）
第１実施形態における封止シートの製造方法との相違点について以下に説明する。まず、基材１の作製方法は第１実施形態と同様であるので、ここでの説明は省略する。

次に、粘着剤層形成用の粘着剤組成物を調製する。粘着剤組成物には、粘着剤層の項で説明したような樹脂や添加物等が配合されている。調製した粘着剤組成物を基材１上に塗布して塗布膜を形成した後、該塗布膜を所定条件下で乾燥させ（必要に応じて加熱架橋させて）、粘着剤層８を形成する。塗布方法としては特に限定されず、例えば、ロール塗工、スクリーン塗工、グラビア塗工等が挙げられる。また、乾燥条件としては、例えば乾燥温度８０〜１５０℃、乾燥時間０．５〜５分間の範囲内で行われる。また、セパレータ上に粘着剤組成物を塗布して塗布膜を形成した後、前記乾燥条件で塗布膜を乾燥させて粘着剤層８を形成してもよい。その後、基材１上に粘着剤層８をセパレータと共に貼り合わせる。なお、以上のような基材に粘着剤層が形成された部材として、市販のダイシング用フィルムを用いてもよい。

別途、第１実施形態と同様にして、離型フィルム（セパレータ）上に形成したアンダーフィル材を作製する。次いで、アンダーフィル材と粘着剤層とが貼り合わせ面となる様にして両者を貼り合わせる。貼り合わせは、例えば圧着により行うことができる。このとき、ラミネート温度は特に限定されず、例えば３０〜８０℃が好ましく、４０〜６０℃がより好ましい。また、線圧は特に限定されず、例えば０．１〜２０ｋｇｆ／ｃｍ（０．９８〜１９６Ｎ／ｃｍ）が好ましく、１〜１０ｋｇｆ／ｃｍ（９．８〜９８Ｎ／ｃｍ）がより好ましい。以上により、第２実施形態に係る封止シートを作製することができる。

第２実施形態に係る封止シートであっても、基本的に第１実施形態と同様にして半導体装置を製造することができる。ただし、ピックアップ工程は、粘着剤層８が紫外線硬化型である場合、該粘着剤層８に紫外線を照射した後に行う。これにより、粘着剤層８のアンダーフィル材２に対する粘着力が低下し、アンダーフィル材２付きの半導体チップ５の剥離が容易になる。その結果、半導体チップ５を損傷させることなくピックアップが可能となる。紫外線照射の際の照射強度、照射時間等の条件は特に限定されず、適宜必要に応じて設定すればよい。なお、粘着剤層８に予め紫外線照射し硬化させておき、この硬化した粘着剤層８とアンダーフィル材２とを貼り合わせている場合は、ここでの紫外線照射は不要である。

以下に、この発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。但し、この実施例に記載されている材料や配合量等は、特に限定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。また、部とあるのは、重量部を意味する。

［実施例１］
（封止シートの作製）
アクリル酸エチル−メチルメタクリレートを主成分とするアクリル酸エステル系ポリマー（商品名「パラクロンＷ−１９７ＣＭ」根上工業株式会社製）：１００部に対して、エポキシ樹脂１（商品名「エピコート１００４」ＪＥＲ株式会社製）：５６部、エポキシ樹脂２（商品名「エピコート８２８」ＪＥＲ株式会社製）：１９部、フェノール樹脂（商品名「ミレックスＸＬＣ−４Ｌ」三井化学株式会社製）：７５部、球状シリカ（商品名「ＳＯ−２５Ｒ」株式会社アドマテックス製）：１６７部、有機酸（商品名「オルトアニス酸」東京化成株式会社製）：１．３部、イミダゾール触媒（商品名「２ＰＨＺ−ＰＷ」四国化成株式会社製）：１．３部をメチルエチルケトンに溶解して、固形分濃度が２３．６重量％となる接着剤組成物の溶液を調製した。

この接着剤組成物の溶液を、基材としてシリコーン離型処理した厚さが５０μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムからなる離型処理フィルム上に塗布した後、１３０℃で２分間乾燥させることにより、厚さ４５μｍのアンダーフィル材が基材上に形成された封止シートを作製した。

（半導体装置の作製）
片面にバンプが形成されている片面バンプ付きシリコンウェハを用意し、この片面バンプ付きシリコンウェハのバンプが形成されている側の面に、作製した封止シートを、アンダーフィル材を貼り合わせ面として貼り合わせた。片面バンプ付きシリコンウェハとしては、以下のものを用いた。また、貼り合わせ条件は以下の通りである。アンダーフィル材の厚さＹ（＝４５μｍ）の接続部材の高さＸ（＝４５μｍ）に対する比（Ｙ／Ｘ）は、１であった。

＜片面バンプ付きシリコンウェハ＞
シリコンウェハの直径：８インチ
シリコンウェハの厚さ：０．２ｍｍ（２００μｍ）
バンプの高さ：４５μｍ
バンプのピッチ：５０μｍ
バンプの材質：上半田（Ｓｎ−Ａｇ）、融点２２１℃

＜貼り合わせ条件＞
貼り付け装置：商品名「ＤＳＡ８４０−ＷＳ」日東精機株式会社製
貼り付け速度：５ｍｍ／ｍｉｎ
貼り付け圧力：０．２５ＭＰａ
貼り付け時のステージ温度：８０℃
貼り付け時の真空度：１５０Ｐａ

上記手順に従って片面バンプ付きシリコンウェハと封止シートとを貼り合わせた後、下記条件にてダイシングを行った。ダイシングは７．３ｍｍ角のチップサイズとなる様にフルカットした。

＜ダイシング条件＞
ダイシング装置：商品名「ＤＦＤ−６３６１」ディスコ社製
ダイシングリング：「２−８−１」（ディスコ社製）
ダイシング速度：３０ｍｍ／ｓｅｃ
ダイシングブレード：
Ｚ１；ディスコ社製「２０３Ｏ−ＳＥ ２７ＨＣＤＤ」
Ｚ２；ディスコ社製「２０３Ｏ−ＳＥ ２７ＨＣＢＢ」
ダイシングブレード回転数：
Ｚ１；４０，０００ｒｐｍ
Ｚ２；４５，０００ｒｐｍ
カット方式：ステップカット
ウェハチップサイズ：７．３ｍｍ角

次に、各封止シートの基材側からニードルによる突き上げ方式で、アンダーフィル材と片面バンプ付き半導体チップとの積層体をピックアップした。ピックアップ条件は下記のとおりである。

＜ピックアップ条件＞
ピックアップ装置：商品名「ＳＰＡ−３００」株式会社新川社製
ニードル本数：９本
ニードル突き上げ量：５００μｍ（０．５ｍｍ）
ニードル突き上げ速度：２０ｍｍ／秒
ピックアップ時間：１秒
エキスパンド量：３ｍｍ

最後に、下記の熱圧着条件１及び２により接続工程の接触工程及び固定工程をそれぞれ行い、半導体チップのバンプ形成面とＢＧＡ基板とを対向させた状態で半導体チップをＢＧＡ基板に熱圧着して両者の電気的接続を行った。これにより、半導体チップがＢＧＡ基板に実装された半導体装置を得た。

＜熱圧着条件１＞
ピックアップ装置：商品名「ＦＣＢ−３」パナソニック製
加熱温度：１５０℃
荷重：９８Ｎ
保持時間：１０秒

＜熱圧着条件２＞
ピックアップ装置：商品名「ＦＣＢ−３」パナソニック製
加熱温度：２６０℃
荷重：９８Ｎ
保持時間：１０秒

［実施例２］
下記の熱圧着条件で接続工程を行ったこと以外は、実施例１と同様に半導体装置を作製した。

＜熱圧着条件１＞
ピックアップ装置：商品名「ＦＣＢ−３」パナソニック製
加熱温度：１２１℃
荷重：９８Ｎ
保持時間：１０秒

＜熱圧着条件２＞
ピックアップ装置：商品名「ＦＣＢ−３」パナソニック製
加熱温度：２６０℃
荷重：９８Ｎ
保持時間：１０秒

［実施例３］
下記の熱圧着条件で接続工程を行ったこと以外は、実施例１と同様に半導体装置を作製した。

＜熱圧着条件１＞
ピックアップ装置：商品名「ＦＣＢ−３」パナソニック製
加熱温度：１５０℃
荷重：９８Ｎ
保持時間：１０秒

＜熱圧着条件２＞
ピックアップ装置：商品名「ＦＣＢ−３」パナソニック製
加熱温度：３２１℃
荷重：９８Ｎ
保持時間：１０秒

［比較例１］
下記の熱圧着条件で接続工程を行ったこと以外は、実施例１と同様に半導体装置を作製した。

＜熱圧着条件１＞
ピックアップ装置：商品名「ＦＣＢ−３」パナソニック製
加熱温度：５０℃
荷重：９８Ｎ
保持時間：１０秒

＜熱圧着条件２＞
ピックアップ装置：商品名「ＦＣＢ−３」パナソニック製
加熱温度：２６０℃
荷重：９８Ｎ
保持時間：１０秒

［比較例２］
下記の熱圧着条件で接続工程を行ったこと以外は、実施例１と同様に半導体装置を作製した。

＜熱圧着条件１＞
ピックアップ装置：商品名「ＦＣＢ−３」パナソニック製
加熱温度：２４０℃
荷重：９８Ｎ
保持時間：１０秒

＜熱圧着条件２＞
ピックアップ装置：商品名「ＦＣＢ−３」パナソニック製
加熱温度：２６０℃
荷重：９８Ｎ
保持時間：１０秒

［比較例３］
接続工程を接触工程及び固定工程に分けることなく、下記の熱圧着条件にて接続工程を一括で行ったこと以外は、実施例１と同様に半導体装置を作製した。

＜熱圧着条件＞
ピックアップ装置：商品名「ＦＣＢ−３」パナソニック製
加熱温度：２６０℃
荷重：９８Ｎ
保持時間：３０秒

（最低溶融粘度の測定）
アンダーフィル材（熱硬化前）の最低溶融粘度を測定した。最低溶融粘度の測定は、レオメーター（ＨＡＡＫＥ社製、ＲＳ−１）を用いて、パラレルプレート法により測定した値である。より詳細には、ギャップ１００μｍ、回転コーン直径２０ｍｍ、回転速度１０ｓ^−１、昇温速度１０℃／分の条件にて、１００℃から２３０℃の範囲で溶融粘度を測定し、その際に得られる溶融粘度の最低値を最低溶融粘度とした。結果を表１に示す。

（接続性の評価）
半導体素子とＢＧＡ基板との電気的接続の評価は、実施例及び比較例で作製した半導体装置１０サンプルに対しデジタルマルチメーター ＴＲ６８４７（アドバンテスト ジャパン社製）を用いて導通確認を行い、導通が確認されたサンプルの割合が９０％以上の場合を「○」、９０％未満の場合を「×」として評価した。結果を表１に示す。

表１から分かるように、実施例に係る半導体装置では良好な導通が確認された。一方、比較例１〜３では導通状態を確認できないサンプルが多く、接続信頼性は低かった。比較例１では接触工程（熱圧着条件１）の加熱温度が（バンプの融点−１００℃）より低い温度であったことから、アンダーフィル材が十分に軟化せず、バンプと基板との接触が不十分であったと考えられる。比較例２及び比較例３では、接触工程の加熱温度がバンプの融点を超えていることから基板とバンプ間のアンダーフィル材を十分に押しのける前に金属溶融が始まってしまい、バンプと基板間にアンダーフィル材が残存し、不十分な接触となってしまったと考えられる。以上より、半導体装置の製造工程として、所定条件（１）を満たす接触工程及び所定条件（２）を満たす固定工程を有する接続工程を設けることにより、高信頼性の半導体装置を製造することができることが分かる。

１ 基材
２ アンダーフィル材
３ 半導体ウェハ
３ａ 半導体ウェハの接続部材が形成された面
３ｂ 半導体ウェハの接続部材が形成された面とは反対側の面
４ バンプ（接続部材）
５ 半導体チップ（半導体素子）
６ 被着体
７ 導通材
８ 粘着剤層
１０ 封止シート
２０ 半導体装置

Claims (5)

1. 被着体と、該被着体と電気的に接続された半導体素子と、該被着体と該半導体素子との間の空間を充填するアンダーフィル材を備える半導体装置の製造方法であって、
   基材と該基材上に積層されたアンダーフィル材とを備える封止シートを準備する準備工程と、
   半導体ウェハの接続部材が形成された面と上記封止シートとを貼り合わせる貼合せ工程と、
   上記半導体ウェハをダイシングして上記アンダーフィル材付きの半導体素子を形成するダイシング工程と、
   上記被着体と上記半導体素子の間の空間をアンダーフィル材で充填しつつ上記接続部材を介して上記半導体素子と上記被着体とを電気的に接続する接続工程と
   を含み、
   上記アンダーフィル材は、熱可塑性樹脂及び熱硬化性樹脂のうちの少なくとも１つを含み、
   上記接続工程は、上記接続部材と上記被着体とを下記条件（１）の温度α下で接触させる工程と、
   上記接触した接続部材を上記被着体に下記条件（２）の温度β下で固定する工程とを含む
   半導体装置の製造方法。
   条件（１）：接続部材の融点−１００℃≦α＜接続部材の融点
   条件（２）：接続部材の融点≦β≦接続部材の融点＋１００℃
2. 熱硬化前の上記アンダーフィル材の上記条件（１）の温度αの範囲における最低溶融粘度は、１００Ｐａ・ｓ以上２００００Ｐａ・ｓ以下である請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
3. 熱硬化前の上記アンダーフィル材の２３℃における粘度は、０．０１ＭＰａ・ｓ以上１００ＭＰａ・ｓ以下である請求項１又は２に記載の半導体装置の製造方法。
4. 熱硬化前の上記アンダーフィル材の温度２３℃、湿度７０％の条件下における吸水率は、１重量％以下である請求項１〜３のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
5. 上記半導体ウェハの接続部材の高さＸ（μｍ）と上記アンダーフィル材の厚さＹ（μｍ）とが下記の関係を満たす請求項１〜４のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
   ０．５≦Ｙ／Ｘ≦２
   

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