半導体装置の製造方法
【課題】半導体チップと基板との接合を高温条件で実施することが可能であり、高い生産性及び高い接続信頼性の両方を十分高水準に達成できる半導体装置の製造方法を提供すること。
【解決手段】本発明は、ステージ及び圧着ヘッドを有する圧着装置によって半導体チップと基板との接合を行う半導体装置の製造方法において、半導体チップと、基板と、これらの間に配置された半導体封止用の接着剤層とを有する積層体に対し、圧着ヘッド及びステージによって当該積層体の厚さ方向に押圧力を加えるとともに、当該積層体を加熱する熱圧着工程を備え、接着剤層をなす接着剤組成物は、３５０℃における溶融粘度が３５０Ｐａ・ｓ以下であり、熱圧着工程において、圧着ヘッドの温度とステージの温度の差が３００℃未満となるように設定し、半導体チップと基板との接合を行う、半導体装置の製造方を提供する。
【解決手段】本発明は、ステージ及び圧着ヘッドを有する圧着装置によって半導体チップと基板との接合を行う半導体装置の製造方法において、半導体チップと、基板と、これらの間に配置された半導体封止用の接着剤層とを有する積層体に対し、圧着ヘッド及びステージによって当該積層体の厚さ方向に押圧力を加えるとともに、当該積層体を加熱する熱圧着工程を備え、接着剤層をなす接着剤組成物は、３５０℃における溶融粘度が３５０Ｐａ・ｓ以下であり、熱圧着工程において、圧着ヘッドの温度とステージの温度の差が３００℃未満となるように設定し、半導体チップと基板との接合を行う、半導体装置の製造方を提供する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステージ及び圧着ヘッドを有する圧着装置によって半導体チップと基板との接続を行う半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体チップと基板とを接続する手法として、金ワイヤなどの金属細線を用いたワイヤボンディング方式が広く適用されてきた。しかし、半導体装置の小型化、薄型化、高機能化の要求に対応するため、半導体チップにバンプと呼ばれる導電性突起を形成し、基板電極と直接接続するフリップチップ接続方式が広まりつつある。
【０００３】
フリップチップ接続方式としては、はんだやスズ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。これらの方法のうち、接続信頼性の観点から、はんだやスズを用いて金属接合させる方法が一般的である。
【０００４】
はんだやスズを用いて金属接合させる場合、以下のような手法が用いられる。例えば、ステージ上に半導体チップ及び基板を重ねて載置し、ステージを加熱して半導体チップの自重により金属接合を確保する手法、あるいは、ステージと圧着ヘッドとの間に半導体チップ及び基板を重ねて載置し、熱及び押圧力を加える手法などである。
【０００５】
上記のようにして半導体チップと基板とを接続した後、接続部を外部環境から保護し且つ外部応力が接続部に集中しないようにするとともに、狭ピッチ配線間の絶縁信頼性を確保するため、通常、半導体チップと基板の間の空隙を樹脂で封止充填する。封止充填方法としては、半導体チップと基板とを接続した後に、液状樹脂を毛細管現象によって注入して硬化させる方法が一般的である。また、半導体チップと基板とを接続する前に半導体チップ又は基板の表面に予め封止用の接着剤を供給し、その後、半導体チップのバンプと基板の金属配線とを接合する方法が知られている（例えば、特許文献1を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−１８８５７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、近年、特に小型化、高機能化が進展している液晶表示モジュール等において、ＣＯＦ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｆｉｌｍ）と呼ばれる半導体装置が用いられている。ＣＯＦは、例えば、スズめっき配線が形成されたポリイミド基板上に、金バンプが形成された液晶駆動用半導体チップを金−スズ共晶による金属接合によって搭載して製造される。
【０００８】
ＣＯＦを製造するに際しては金−スズ共晶を形成するために、接続部を共晶温度である２７８℃以上にする必要がある。また、生産性向上の観点から、接続時間は５秒以下と短く、短時間で共晶温度以上に加熱するため、圧着装置の設定温度は３００〜４５０℃の高温になる。
【０００９】
上記ＣＯＦにおいても、接続部の保護等の観点から、通常、半導体チップと基板との間の空隙を樹脂によって封止充填する。しかし、半導体チップと基板との接続を行った後に空隙を樹脂で封止充填する場合、近年の狭ピッチ接続化の進展により、樹脂を充填すべき空隙が微小化する傾向にある。かかる空隙に樹脂を十分に注入するには長時間を要し、半導体装置の生産性が低下するといった問題が生じる。
【００１０】
上記問題を解決する手段として、上述のように、半導体チップと基板とを接続する前に半導体チップ又は基板の表面に予め封止用の接着剤を供給し、その後、半導体チップのバンプと基板の金属配線とを接合する方法が挙げられる。しかし、半導体チップと基板との接続を高温条件（例えば、３００〜４５０℃）で行う場合、例えば、高温の圧着ヘッドが半導体チップから離れた時などに、接着剤の熱収縮に起因するボイド（いわゆる、ひけボイド）が生じやすい。このようなボイドは、狭ピッチ配線間の絶縁信頼性を低下させる原因となる。
【００１１】
熱収縮に起因するボイドは、加熱後に徐冷工程を導入したり、圧着処理の時間を長くして樹脂を十分に硬化させるなどの措置によって低減できるが、このような措置を講じた場合、フリップチップ接合プロセスに長い時間を要し、半導体装置の生産性が低下する。
【００１２】
本発明は、上記課題を解決するためのものであり、半導体チップと基板との接合を高温条件で実施することが可能であり、高い生産性及び高い接続信頼性の両方を十分高水準に達成できる半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、ステージ及び圧着ヘッドを有する圧着装置によって半導体チップと基板との接合を行う半導体装置の製造方法において、半導体チップと、基板と、これらの間に配置された半導体封止用の接着剤層とを有する積層体に対し、圧着ヘッド及びステージによって当該積層体の厚さ方向に押圧力を加えるとともに、当該積層体を加熱する熱圧着工程を備え、熱圧着工程において、圧着ヘッドの温度とステージの温度の差が３００℃未満となるように設定し、半導体チップと基板との接合を行う半導体装置の製造方法を提供する。
【００１４】
本発明によれば、半導体チップと基板との間に空隙が接着剤層で充填されるため、熱圧着工程後に当該空隙に樹脂を充填する作業を行わなくてもよく、半導体装置の生産性を向上できる。また、熱圧着工程において半導体チップと基板との接合を行うに際し、圧着ヘッドの温度とステージの温度の差が３００℃未満となるように、圧着ヘッド及びステージの温度を設定する。このことにより、例えば、接合処理を行った後、高温の圧着ヘッドが半導体チップから離れた時に接着剤層の急激な温度変化を抑制できる。このため、接続部におけるボイドの発生を低減でき、接続部の十分に高い接続信頼性を達成できる。
【００１５】
積層工程において、半導体封止用の接着剤組成物からなるフィルムを半導体チップと基板との間に配置することによって接着剤層を形成することが好ましい。半導体封止用の接着剤層は、基板又は半導体チップの表面に接着剤組成物を塗工して形成してもよいが、予めフィルム状に成形されたものを使用すれば、作業効率を一層向上できる。
【００１６】
本発明においては、半導体チップは少なくとも表面が金からなるバンプ（以下、「金バンプ」という。）を有するとともに、基板は金バンプと接続される金属配線を有し、熱圧着工程における処理によって金バンプと金属配線とを金属結合によって接合することが好ましい。本発明によれば、半導体チップと基板との接合を高温条件で行うことができるため、半導体チップの金バンプと、基板の金属配線との金属結合を十分に確保できる。
【００１７】
本発明においては、半導体封止用の接着剤層は、耐熱性及び熱硬化性を有する接着剤組成物からなるものが好ましい。かかる観点から、半導体封止用の接着剤層は、分子量１００００以上の高分子成分と、熱硬化成分とを含有することが好ましい。同様の観点から、半導体封止用の接着剤層は、ポリイミド樹脂と、熱硬化成分とを含有したものであってもよい。
【００１８】
また、半導体封止用の接着剤層をなす接着剤組成物は、３５０℃における溶融粘度が３５０Ｐａ・ｓ以下であることが好ましい。高温条件下において高い流動性を有する接着剤組成物は、微小な空隙にも流入しやすく、接続部に残存する気泡を十分に低減できる。なお、溶融粘度は、平行板プラストメーター法により測定される。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、半導体チップと基板との接合を高温条件で実施することが可能であり、高い生産性及び高い接続信頼性の両方を十分高水準に達成できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】圧着装置及びそのステージ上に載置された積層体を示す模式断面図である。
【図２】接着剤組成物をフィルム状に成形してなる接着部材の一形態を示す断面図である。
【図３】本発明に係る方法によって製造された半導体装置の上面を示す写真である。
【図４】図３に示された半導体装置の接続部を示す模式断面図である。
【図５】接続部にボイドが生じていない半導体装置の写真である。
【図６】接続部にボイドが生じている半導体装置の写真である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００２２】
＜半導体装置の製造方法＞
図１は、ステージ及び圧着ヘッドを有する圧着装置を示す模式断面図である。同図に示す圧着装置１０は、基板等を載置するステージ４と、鉛直方向に移動可能な圧着ヘッド５とを備える。ステージ４及び圧着ヘッド５は、いずれもヒータが内蔵されており、表面の温度を所望の温度にそれぞれ設定できるようになっている。
【００２３】
フレキシブル配線基板上に半導体チップを搭載して液晶表示モジュール（ＣＯＦ）を製造する場合、図１に示すように、まず、金属配線１ａが設けられた面を上方に向けて基板１をステージ４上に載置し、その上に熱硬化性を有する接着剤層２を設ける。次いで、半導体チップ３の金属バンプ３ａと基板１の金属配線１ａの位置が合うように、接着剤層２上に半導体チップ３を載置する。これにより、圧着装置１０のステージ４上に、基板１、接着剤層２及び半導体チップ３が下方からこの順序で積層された積層体を形成する。
【００２４】
基板１の材質としては、特に制限されないが、セラミックなどの無機基板やエポキシ樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂、ポリイミド樹脂などの有機基板が挙げられる。これらのなかでも、ＣＯＦ実装を行う場合には、ポリイミド樹脂が好適である。
【００２５】
基板１の金属配線１ａの材質としては、銅、アルミ、銀、金、ニッケル等が挙げられる。金属配線１ａは、エッチング又はパターンめっきによって形成することができる。金属配線１ａの表面は、金、ニッケル、スズ等でめっき処理されたものであってもよい。ＣＯＦ実装を行う場合には、金属配線１ａは表面がスズめっきされた銅配線が好適である。
【００２６】
半導体チップ３の金属バンプ３ａの材質としては、金、低融点はんだ、高融点はんだ、ニッケル、スズ等が挙げられる。ＣＯＦの場合には、金属バンプ３ａは金によって形成されたものが好適である。
【００２７】
接着剤層２は、半導体封止用の接着剤組成物をフィルム状に形成したものを使用して形成することが好ましい。このようなフィルムを使用することにより、作業効率をより一層向上できる。接着剤層２のサイズや厚さは、半導体チップ３サイズやバンプの高さなどに応じて適宜設定すればよい。
【００２８】
なお、基板１と半導体チップ３との間に接着剤層２を設けることができればよいため、次のようにして接着剤層２を有する積層体を作製してもよい。すなわち、半導体ウェハのバンプ形成面に接着剤組成物からなるフィルムを貼り付け、その後、ダイシングして個片化することによって、接着剤層２が一方面に貼り付いた半導体チップ３を作製し、これを基板１上に積層してもよい。
【００２９】
例えば、図２に示すような接着用フィルムを使用してもよい。同図に示す接着用フィルム１５は、フィルム状の基材１２と、その一方面上に設けられた接着剤組成物からなる接着剤層２とを備える。接着用フィルム１５は、基材１２上に接着剤層２を付設することによって製造される。接着用フィルム１５を使用する際には、基材１２を剥離する。
【００３０】
接着剤層２上に半導体チップ３を載置した後、圧着ヘッド５を降下させて半導体チップ３を基板１に向けて押圧するとともに、ステージ４及び圧着ヘッド５の熱によって金属バンプ３ａと金属配線１ａとを金属接合する（熱圧着工程）。熱圧着工程を経ることにより、基板１と半導体チップ３との電気的接続がなされる。これと同時に、基板１と半導体チップ３との間の空隙が接着剤層２の硬化物２ａによって充填される（図４参照）。
【００３１】
熱圧着工程においては、圧着ヘッド５の表面温度ＴＨとステージ４の表面温度ＴＳの差ΔＴが３００℃未満となるように設定し、半導体チップ３の金属バンプ３ａと基板１の金属配線１ａとの接合を行う。温度差ΔＴが３００℃以上であると、急激な温度変化に起因するボイドが接着剤層２の硬化物２ａに生じる。このようなボイドの発生を抑制する観点から、温度差ΔＴは、２９０℃以下であることが好ましく、２８０℃以下であることがより好ましい。
【００３２】
圧着ヘッド５の表面温度ＴＨ及びステージ４の表面温度ＴＳは、半導体チップ３の金属バンプ３ａを形成する金属材料及び基板１の金属配線１ａを形成する金属材料に応じて適宜設定すればよい。例えば、金属バンプ３ａの表面が金であり、金属配線１ａの表面がスズである場合、金−スズの共晶温度（２７８℃）よりも接続部の温度が高くなるように、温度ＴＨ，ＴＳを設定することが好ましい。
【００３３】
ＴＨ，ＴSの温度差を３００℃未満にすれば特に制限はないが、ＴＨ＞ＴＳの場合、圧着ヘッド５の表面温度ＴＨは、３００〜４５０℃であることが好ましく、３２５〜４２５℃であることがより好ましい。他方、ステージ４の表面温度ＴＳは、５０〜１５０℃であることが好ましく、１００〜１５０℃であることがより好ましい。ＴＨ＜ＴＳの場合、表面温度ＴＳは、３００〜４５０℃であることが好ましく、３２５〜４２５℃であることがより好ましい。他方、表面温度ＴHは、５０〜１５０℃であることが好ましく、１００〜１５０℃であることがより好ましい。
【００３４】
熱圧着工程において、基板１が保持される部材（ステージ４又は圧着ヘッド５）の温度は、他方の部材（熱圧着ヘッド５又はステージ４）の温度よりも低いことが好ましい。これにより、基板１を保持する部材の熱によって基板１の寸法が変化するのを抑制できる。また、基板１とこれに実装する半導体チップ３との位置合わせをしている間に、接着剤層２の硬化反応が進行するのを抑制には、接着剤層２が保持される部材の温度を他方の部材の温度よりも低く設定することが好ましい。なお、接着剤層２を予熱することにより、熱圧着工程における急激な温度上昇を未然に防止できるという利点がある。
【００３５】
所定の温度条件にそれぞれ設定した圧着ヘッド５及びステージ４によって、積層体に対して押圧力を加える時間は、０．５〜５秒であることが好ましく、０．５〜３秒であることがより好ましい。押圧力による圧着時間が０．５秒未満であると、接着剤層２の硬化が不十分であることに起因するボイドが生じやすく、他方、５秒を越えると、作業効率が低下する傾向となる。なお、圧着ヘッド５及びステージ４による荷重は、バンプ数等に依存し、金属バンプ３ａの高さのばらつきやバンプ変形量を考慮して適宜設定すればよい。
【００３６】
上記の熱圧着工程を経ることによって、基板１上に半導体チップ３が実装された半導体装置を製造できる。図３は、基板１上に半導体チップ３が実装されてなる半導体装置の上面を示す写真である。図４は、図３に示された半導体装置の接続部を示す模式断面図である。図４に示す半導体装置の接続部は、金−スズ共晶による金属接合によって形成されている。
【００３７】
＜半導体封止用の接着剤組成物＞
接着剤層２をなす接着剤組成物について説明する。この半導体封止用の接着剤組成物は、耐熱性及び熱硬化性を有するものが好ましい。かかる観点から、当該接着剤組成物は、分子量１００００以上の高分子成分と、熱硬化成分とを含有することが好ましい。以下、接着剤組成物に含有せしめる成分について説明する。
【００３８】
分子量１００００以上の高分子成分としては、エポキシ樹脂、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、フェノール樹脂、シアネートエステル樹脂、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。
【００３９】
上記樹脂のなかでも、ポリイミド樹脂は、高い耐熱性を有する点において好適であるといえるが、熱硬化収縮の大きいため、ボイドが生じやすい。しかし、上述のように、熱圧着工程の温度条件を調整することによって、ポリイミド樹脂を用いた場合であってもボイドの発生を十分に低減できる。
【００４０】
ポリイミド樹脂は、例えば、テトラカルボン酸二無水物とジアミンを公知の方法で縮合反応させて得ることができる。すなわち、有機溶媒中で、テトラカルボン酸二無水物とジアミンを等モル又はほぼ等モル用い（各成分の添加順序は任意）、反応温度８０℃以下、好ましくは０〜６０℃で付加反応させる。反応が進行するにつれ反応液の粘度が徐々に上昇し、ポリイミドの前駆体であるポリアミド酸が生成する。なお、接着剤組成物の諸特性の低下を抑えるため、上記の酸二無水物は無水酢酸で再結晶精製処理されることが好ましい。また、上記のポリアミド酸は、５０〜８０℃の温度で加熱して解重合させることによって、その分子量を調整することもできる。
【００４１】
ポリイミド樹脂は、上記反応物（ポリアミド酸）を脱水閉環させて得ることができる。脱水閉環は、加熱処理する熱閉環法と、脱水剤を使用する化学閉環法で行うことができる。
【００４２】
ポリイミド樹脂の原料として用いられるテトラカルボン酸二無水物としては特に制限はない。例えば、ピロメリット酸二無水物、３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、２，２’，３，３’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、２，２−ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）プロパン二無水物、２，２−ビス（２，３−ジカルボキシフェニル）プロパン二無水物、１，１−ビス（２，３−ジカルボキシフェニル）エタン二無水物、１，１−ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）エタン二無水物、ビス（２，３−ジカルボキシフェニル）メタン二無水物、ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）メタン二無水物、ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）スルホン二無水物、３，４，９，１０−ペリレンテトラカルボン酸二無水物、ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）エーテル二無水物、ベンゼン−１，２，３，４−テトラカルボン酸二無水物、３，４，３’，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、２，３，２’，３’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、３，３，３’，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、１，２，５，６−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、１，４，５，８−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、２，３，６，７−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、１，２，４，５−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、２，６−ジクロロナフタレン−１，４，５，８−テトラカルボン酸二無水物、２，７−ジクロロナフタレン−１，４，５，８−テトラカルボン酸二無水物、２，３，６，７−テトラクロロナフタレン−１，４，５，８−テトラカルボン酸二無水物、フェナンスレン−１，８，９，１０−テトラカルボン酸二無水物、ピラジン−２，３，５，６−テトラカルボン酸二無水物、チオフェン−２，３，５，６−テトラカルボン酸二無水物、２，３，３’，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、３，４，３’，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、２，３，２’，３’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）ジメチルシラン二無水物、ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）メチルフェニルシラン二無水物、ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）ジフェニルシラン二無水物、１，４−ビス（３，４−ジカルボキシフェニルジメチルシリル）ベンゼン二無水物、１，３−ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）−１，１，３，３−テトラメチルジシクロヘキサン二無水物、ｐ−フェニレンビス（トリメリテート無水物）、エチレンテトラカルボン酸二無水物、１，２，３，４−ブタンテトラカルボン酸二無水物、デカヒドロナフタレン−１，４，５，８−テトラカルボン酸二無水物、４，８−ジメチル−１，２，３，５，６，７−ヘキサヒドロナフタレン−１，２，５，６−テトラカルボン酸二無水物、シクロペンタン−１，２，３，４−テトラカルボン酸二無水物、ピロリジン−２，３，４，５−テトラカルボン酸二無水物、１，２，３，４−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、ビス（エキソ−ビシクロ〔２，２，１〕ヘプタン−２，３−ジカルボン酸二無水物、ビシクロ−〔２，２，２〕−オクト−７−エン−２，３，５，６−テトラカルボン酸二無水物、２，２−ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）プロパン二無水物、２，２、−ビス〔４−（３，４−ジカルボキシフェニル）フェニル〕プロパン二無水物、２，２−ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）ヘキサフルオロプロパン二無水物、２，２、−ビス〔４−（３，４−ジカルボキシフェニル）フェニル〕ヘキサフルオロプロパン二無水物、４，４’−ビス（３，４−ジカルボキシフェノキシ）ジフェニルスルフィド二無水物、１，４−ビス（２−ヒドロキシヘキサフルオロイソプロピル）ベンゼンビス（トリメリット酸無水物）、１，３−ビス（２−ヒドロキシヘキサフルオロイソプロピル）ベンゼンビス（トリメリット酸無水物）、５−（２，５−ジオキソテトラヒドロフリル）−３−メチル−３−シクロヘキセン−１，２−ジカルボン酸二無水物、テトラヒドロフラン−２，３，４，５−テトラカルボン酸二無水物などを例示できる。
【００４３】
また、テトラカルボン酸二無水物として、下記一般式（Ｉ）及び（ＩＩ）で表されるテトラカルボン酸二無水物を使用してもよい。
【化１】
一般式（Ｉ）中、ｎは２〜２０の整数を示す。
【化２】
【００４４】
上記一般式（Ｉ）で表されるテトラカルボン酸二無水物の具体例として、例えば、無水トリメリット酸モノクロライド及び対応するジオールから合成することができ、具体的には１，２−（エチレン）ビス（トリメリテート無水物）、１，３−（トリメチレン）ビス（トリメリテート無水物）、１，４−（テトラメチレン）ビス（トリメリテート無水物）、１，５−（ペンタメチレン）ビス（トリメリテート無水物）、１，６−（ヘキサメチレン）ビス（トリメリテート無水物）、１，７−（ヘプタメチレン）ビス（トリメリテート無水物）、１，８−（オクタメチレン）ビス（トリメリテート無水物）、１，９−（ノナメチレン）ビス（トリメリテート無水物）、１，１０−（デカメチレン）ビス（トリメリテート無水物）、１，１２−（ドデカメチレン）ビス（トリメリテート無水物）、１，１６−（ヘキサデカメチレン）ビス（トリメリテート無水物）、１，１８−（オクタデカメチレン）ビス（トリメリテート無水物）等が挙げられる。
【００４５】
上述のテトラカルボン酸二無水物は一種を単独で使用してもよく、二種類以上を組み合わせて使用してもよい。優れた耐湿信頼性を付与できる点において、上記一般式（ＩＩ）で表されるテトラカルボン酸二無水物を使用することが好ましい。
【００４６】
ポリイミド樹脂の原料として、上記一般式（ＩＩ）で表されるテトラカルボン酸二無水物を使用する場合、当該テトラカルボン酸二無水物の含量は、全テトラカルボン酸二無水物に対して４０モル％以上が好ましく、５０モル％以上がより好ましく、７０モル％以上が更に好ましい。上記含量が４０モル％未満であると、上記一般式（ＩＩ）で表されるテトラカルボン酸二無水物を使用したことによる耐湿信頼性の効果が不十分となりやすい。
【００４７】
ポリイミド樹脂の原料として用いられるジアミンとしては特に制限はない。例えば、ｏ−フェニレンジアミン、ｍ−フェニレンジアミン、ｐ−フェニレンジアミン、３，３’−ジアミノジフェニルエーテル、３，４’−ジアミノジフェニルエーテル、４，４’−ジアミノジフェニルエーテル、３，３’−ジアミノジフェニルメタン、３，４’−ジアミノジフェニルメタン、４，４’−ジアミノジフェニルメタン、ビス（４−アミノ−３，５−ジメチルフェニル）メタン、ビス（４−アミノ−３，５−ジイソプロピルフェニル）メタン、３，３’−ジアミノジフェニルジフルオロメタン、３，４’−ジアミノジフェニルジフルオロメタン、４，４’−ジアミノジフェニルジフルオロメタン、３，３’−ジアミノジフェニルスルフォン、３，４’−ジアミノジフェニルスルフォン、４，４’−ジアミノジフェニルスルフォン、３，３’−ジアミノジフェニルスルフィド、３，４’−ジアミノジフェニルスルフィド、４，４’−ジアミノジフェニルスルフィド、３，３’−ジアミノジフェニルケトン、３，４’−ジアミノジフェニルケトン、４，４’−ジアミノジフェニルケトン、２，２−ビス（３−アミノフェニル）プロパン、２，２’−（３，４’−ジアミノジフェニル）プロパン、２，２−ビス（４−アミノフェニル）プロパン、２，２−ビス（３−アミノフェニル）ヘキサフルオロプロパン、２，２−（３，４’−ジアミノジフェニル）ヘキサフルオロプロパン、２，２−ビス（４−アミノフェニル）ヘキサフルオロプロパン、１，３−ビス（３−アミノフェノキシ）ベンゼン、１，４−ビス（３−アミノフェノキシ）ベンゼン、１，４−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼン、３，３’−（１，４−フェニレンビス（１−メチルエチリデン））ビスアニリン、３，４’−（１，４−フェニレンビス（１−メチルエチリデン））ビスアニリン、４，４’−（１，４−フェニレンビス（１−メチルエチリデン））ビスアニリン、２，２−ビス（４−（３−アミノフェノキシ）フェニル）プロパン、２，２−ビス（４−（３−アミノフェノキシ）フェニル）ヘキサフルオロプロパン、２，２−ビス（４−（４−アミノフェノキシ）フェニル）ヘキサフルオロプロパン、ビス（４−（３−アミノフェノキシ）フェニル）スルフィド、ビス（４−（４−アミノフェノキシ）フェニル）スルフィド、ビス（４−（３−アミノフェノキシ）フェニル）スルフォン、ビス（４−（４−アミノフェノキシ）フェニル）スルフォン、３，５−ジアミノ安息香酸等の芳香族ジアミン、１，３−ビス（アミノメチル）シクロヘキサン、２，２−ビス（４−アミノフェノキシフェニル）プロパンなどを例示できる。
【００４８】
また、ジアミンとして、下記一般式（ＩＩＩ）で表される脂肪族エーテルジアミン、下記一般式（ＩＶ）で表される脂肪族ジアミン及び下記一般式（Ｖ）で表されるシロキサンジアミンを使用してもよい。
【化３】
一般式（ＩＩＩ）中、Ｑ１、Ｑ２及びＱ３は各々独立に炭素数１〜１０のアルキレン基を示しｍは２〜８０の整数を示す。
【化４】
一般式（ＩＶ）中、ｎは５〜２０の整数を示す。
【化５】
一般式（Ｖ）中、Ｑ４及びＱ９は各々独立に炭素数１〜５のアルキレン基又は置換基を有してもよいフェニレン基を示し、Ｑ５、Ｑ６、Ｑ７、及びＱ８は各々独立に炭素数１〜５のアルキル基、フェニル基又はフェノキシ基を示し、ｐは１〜５の整数を示す。
【００４９】
上記一般式（ＩＩＩ）で表される脂肪族エーテルジアミンの具体例として、以下のものが挙げられる。
【化６】
【００５０】
低温ラミネート性と有機レジスト付き基板に対する良好な接着性を確保できる点において、下記一般式（ＶＩ）で表される脂肪族エーテルジアミンを使用することがより好ましい。
【化７】
一般式（ＶＩ）中、ｍは２〜８０の整数を示す。
【００５１】
市販されている脂肪族ジアミンとしては、例えば、サン テクノケミカル株式会社製 ジェファーミンＤ−２３０，Ｄ−４００，Ｄ−２０００，Ｄ−４０００，ＥＤ−６００，ＥＤ−９００，ＥＤ−２００１，ＥＤＲ−１４８、ＢＡＳＦ製ポリエーテルアミンＤ−２３０，Ｄ−４００，Ｄ−２０００等のポリオキシアルキレンジアミン等を例示できる。
【００５２】
上記一般式（ＩＶ）で表される脂肪族ジアミンの具体例として、例えば、１，２−ジアミノエタン、１，３−ジアミノプロパン、１，４−ジアミノブタン、１，５−ジアミノペンタン、１，６−ジアミノヘキサン、１，７−ジアミノヘプタン、１，８−ジアミノオクタン、１，９−ジアミノノナン、１，１０−ジアミノデカン、１，１１−ジアミノウンデカン、１，１２−ジアミノドデカン、１，２−ジアミノシクロヘキサン等が挙げられ、中でも１，９−ジアミノノナン、１，１０−ジアミノデカン、１，１１−ジアミノウンデカン、１，１２−ジアミノドデカンが好ましい。
【００５３】
また、上記一般式（Ｖ）で表されるシロキサンジアミンの具体例として、以下のものが挙げられる。
（ｐが１のとき）
１，１，３，３−テトラメチル−１，３−ビス（４−アミノフェニル）ジシロキサン、１，１，３，３−テトラフェノキシ−１，３−ビス（４−アミノエチル）ジシロキサン、１，１，３，３−テトラフェニル−１，３−ビス（２−アミノエチル）ジシロキサン、１，１，３，３−テトラフェニル−１，３−ビス（３−アミノプロピル）ジシロキサン、１，１，３，３−テトラメチル−１，３−ビス（２−アミノエチル）ジシロキサン、１，１，３，３−テトラメチル−１，３−ビス（３−アミノプロピル）ジシロキサン、１，１，３，３−テトラメチル−１，３−ビス（３−アミノブチル）ジシロキサン、１，３−ジメチル−１，３−ジメトキシ−１，３−ビス（４−アミノブチル）ジシロキサン等。
（ｐが２のとき）
１，１，３，３，５，５−ヘキサメチル−１，５−ビス（４−アミノフェニル）トリシロキサン、１，１，５，５−テトラフェニル−３，３−ジメチル−１，５−ビス（３−アミノプロピル）トリシロキサン、１，１，５，５−テトラフェニル−３，３−ジメトキシ−１，５−ビス（４−アミノブチル）トリシロキサン、１，１，５，５−テトラフェニル−３，３−ジメトキシ−１，５−ビス（５−アミノペンチル）トリシロキサン、１，１，５，５−テトラメチル−３，３−ジメトキシ−１，５−ビス（２−アミノエチル）トリシロキサン、１，１，５，５−テトラメチル−３，３−ジメトキシ−１，５−ビス（４−アミノブチル）トリシロキサン、１，１，５，５−テトラメチル−３，３−ジメトキシ−１，５−ビス（５−アミノペンチル）トリシロキサン、１，１，３，３，５，５−ヘキサメチル−１，５−ビス（３−アミノプロピル）トリシロキサン、１，１，３，３，５，５−ヘキサエチル−１，５−ビス（３−アミノプロピル）トリシロキサン、１，１，３，３，５，５−ヘキサプロピル−１，５−ビス（３−アミノプロピル）トリシロキサン等。
【００５４】
上述のジアミンは一種を単独で使用してもよく、二種類以上を組み合わせて使用してもよい。低応力性、ラミネート性、接着性を付与できる点において、上記一般式（ＩＩＩ）又は（ＩＶ）で表されるジアミンを使用することが好ましい。他方、低吸水性、低吸湿性を付与できる点において、上記一般式（Ｖ）で表されるジアミンを使用することが好ましい。
【００５５】
ポリイミド樹脂の原料として、上記一般式（ＩＩＩ）、（ＩＶ）、（Ｖ）で表されるジアミンを１種又は２種以上使用する場合、当該ジアミンの含量は、全ジアミンに対して、一般式（ＩＩＩ）で表されるジアミンは１〜５０モル％であることが好ましく、上記一般式（ＩＶ）で表されるジアミンは２０〜８０モル％であることが好ましく、上記一般式（Ｖ）で表されるジアミンは２０〜８０モル％であることが好ましい。
【００５６】
上述の原料を使用して製造されたポリイミド樹脂は、一種を単独で用いてもよく、必要に応じて二種以上を混合（ブレンド）して用いてもよい。
【００５７】
ポリイミド樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）は、基板やチップへの貼付性の観点から、１００℃以下であることが好ましく、７５℃以下であることがより好ましい。ガラス転移温度が１００℃を超えると、半導体チップに形成されたバンプや基板に形成された電極や配線パターンなどの凹凸を埋め込むことができず、気泡が残存して、ボイドの原因となりやすい。なお、ここでいうガラス転移温度（Ｔｇ）とは、ＤＳＣ測定装置（示差走査熱分析、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５℃／ｍｉｎ、測定雰囲気：空気、の条件で測定したときの値を意味する。
【００５８】
ポリイミドの重量平均分子量は単独で良好なフィルム形成性を示すために、ポリスチレン換算で３００００以上であることが好ましく、４００００以上であることがより好ましく、５００００以上であることが更に好ましい。当該分子量が３００００未満であると、フィルム形成性が不十分となるおそれがある。なお、ここでいう重量平均分子量とは、高速液体クロマトグラフィー（株式会社島津製作所製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。
【００５９】
接着剤組成物に含有せしめる熱硬化成分としては、（ｉ）エポキシ樹脂、（ｉｉ）フェノール樹脂を例示できる。
【００６０】
（ｉ）エポキシ樹脂は、分子内に２個以上のエポキシ基を有するものであれば特に制限はない。例えば、ビスフェノールＡ型、ビスフェノールＦ型、ナフタレン型、フェノールノボラック型、クレゾールノボラック型、フェノールアラルキル型、ビフェニル型、トリフェニルメタン型、ジシクロペンタジエン型、各種多官能エポキシ樹脂などを使用できる。これらは一種を単独で使用してもよく、二種以上を混合体として使用してもよい。例えば、ビスフェノールＡ型やビスフェノールＦ型の液状エポキシ樹脂は１％熱重量減少温度が２５０℃以下であるため、高温加熱時に分解して揮発成分が発生する恐れがあることから、室温（２５℃）で固形のエポキシ樹脂を用いることが好ましい。
【００６１】
（ｉｉ）フェノール樹脂は、分子内に２個以上のフェノール性水酸基を有するものであれば特に制限はない。例えば、フェノールノボラック樹脂、クレゾ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樹脂、各種多官能フェノール樹脂などを使用できる。これらは一種を単独で使用してもよく、二種以上を混合体として使用してもよい。
【００６２】
フェノール樹脂とエポキシ樹脂とを併用する場合、フェノール樹脂の当量比は、硬化性や接着性、保存安定性などの観点から、０．４〜１．２であることが好ましく、０．４〜１．０であることがより好ましく、０．４〜０．９であることが更に好ましい。当量比が０．４未満であると、硬化性が低下し、接着力が不十分となるおそれがあり、他方、１．２を超えると、未反応のフェノール性水酸基が過剰に残存し、吸水率が高くなり、絶縁信頼性が不十分となるおそれがある。
【００６３】
接着剤組成物におけるポリイミド樹脂と熱硬化成分との配合質量比は、ポリイミド樹脂１質量部に対して、熱硬化成分が０．０１〜４質量部であることが好ましく、０．１〜４であることがより好ましく、０．１〜３であることが更に好ましい。熱硬化成分の配合量が０．０１質量部未満であると、硬化性が低下し、接着力が不十分となりやすく、他方、４質量部を超えると、接着剤組成物のフィルム形成性が不十分となりやすい。
【００６４】
半導体封止用の接着剤組成物は、粘度や硬化物の物性を制御するために硬化促進剤を含有してもよい。接着剤組成物を調製するに際しては、３５０℃における溶融粘度が３５０Ｐａ・ｓ以下となるように、硬化促進剤を適宜配合することが好ましい。３５０℃における溶融粘度が３５０Ｐａ・ｓよりも高いと、熱圧着工程において接着剤組成物が微小な空隙に十分に流入せず、狭ピッチ配線間に気泡が残存し、絶縁信頼性が不十分となりやすい。これに加え、導通確保が困難となりやすく、接続信頼性が不十分となる傾向がある。
【００６５】
粘度は平行板プラストメーター法で測定した。フィルム状の接着剤組成物を、所定のサイズ（直径６ｍｍ、厚み約０．１ｍｍ）に切断して厚み０．７ｍｍのガラスチップ（サイズ：１５ｍｍ×１５ｍｍ）上に貼付した。その後、厚み０．１２〜０．１７ｍｍのカバーガラス（サイズ：１８ｍｍ×１８ｍｍ）を被せて、フリップチップボンダー（松下電器産業株式会社製、商品名：ＦＣＢ３）を用いて、加熱温度３５０℃、加圧圧力１ＭＰａ、加熱加圧時間０．５秒間の条件で圧着させて、圧着体を作製した。そして、圧着前後のフィルム状接着剤の体積変化を測定した。平行板プラストメーター法により、測定した体積変化から下記の粘度算出式により溶融粘度（粘度）を算出した。
μ＝８πＦｔＺ４Ｚ０４／［３Ｖ２（Ｚ０４−Ｚ４）］
μ：溶融粘度（Ｐａ・ｓ）
Ｆ：荷重（Ｎ）
ｔ：加熱加圧時間（秒）
Ｚ０：初期厚み（ｍ）
Ｚ：加圧後厚み（ｍ）
Ｖ：樹脂体積（ｍ３）
【００６６】
硬化促進剤としては、ホスフィン類やイミダゾール類が挙げられる。
【００６７】
ホスフィン類としては、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、テトラフェニルホスホニウム（４−フルオロフェニル）ボレートなどが挙げられる。
【００６８】
イミダゾール類としては、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’−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、エポキシ樹脂とイミダゾール類の付加体などが挙げられる。これらのなかでも、硬化性や保存安定性の観点から、イミダゾール類と有機酸の付加体である、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や、高融点イミダゾールである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が好ましい。
【００６９】
上述の硬化促進剤は、一種を単独で使用してもよく、二種以上を組み合わせて使用してもよい。また、これらをマイクロカプセル化して潜在性を高めたものを用いてもよい。
【００７０】
硬化促進剤の配合量は、（ｉ）エポキシ樹脂１００質量部に対して、０．１〜１０質量部であることが好ましく、０．１〜５質量部であることがより好ましく、０．１〜３質量部であることが更に好ましい。硬化促進剤の配合量が０．１質量部未満であると、硬化性が不十分となりやすく、他方、１０質量部を越えると、金−スズ共晶による接続部が形成される前に硬化してしまい、接続不良が発生しやすくなる。
【００７１】
また、３５０℃で５秒間圧着した場合、接着剤組成物のボイド発生率が５％以下となるように、硬化促進剤の種類及び配合量を調整することが好ましい。ボイド発生率は１％以下であることがより好ましく、０．５％以下であることが更に好ましい。接着剤組成物のボイド発生率が５％を超えると、狭ピッチ配線間に気泡が残存し、絶縁信頼性が不十分となりやすい。
【００７２】
なお、ここでいう「ボイド発生率」とは、（チップ上のフィルムのボイド発生面積）／（チップ上のフィルム全体の面積）×１００によって算出される値を意味する。なお、ヘッド３５０℃、ステージ１００℃、圧着圧力１ＭＰａで以下に示す（ボイド発生原因の検討）で用いたガラスチップ、半導体チップを用いて５秒後のボイド発生率を測定した。
【００７３】
半導体封止用の接着剤組成物は、粘度や硬化物の物性を制御するためにフィラーを含有してもよい。フィラーとしては、絶縁性無機フィラーやウィスカー、樹脂フィラーを用いることができる。
【００７４】
絶縁性無機フィラーとしては、例えば、ガラス、シリカ、アルミナ、酸化チタン、カーボンブラック、マイカ、窒化ホウ素等が挙げられ、これらのなかでも、シリカ、アルミナ、酸化チタン、窒化ホウ素等が好ましく、シリカ、アルミナ、窒化ホウ素がより好ましい。ウィスカーとしてはホウ酸アルミニウム、チタン酸アルミニウム、酸化亜鉛、珪酸カルシウム、硫酸マグネシウム、窒化ホウ素等が挙げられる。樹脂フィラーとしては、ポリウレタン、ポリイミドなどを用いることができる。これらのフィラーおよびウィスカーは一種を単独で使用してもよく、二種以上を組み合わせて使用してもよい。フィラーの形状、粒径、および配合量については、特に制限されない。
【００７５】
更に、接着剤組成物は、シランカップリング剤、チタンカップリング剤、レベリング剤、酸化防止剤、イオントラップ剤を更に含有してもよい。これらは一種を単独で使用してもよく、二種以上を組み合わせて使用してもよい。配合量については、各添加剤の効果が発現するように適宜調整すればよい。
【００７６】
＜接着剤組成物の調製方法＞
ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、添加剤（硬化促進剤やフィラーなど）を有機溶媒中に添加し、攪拌混合、混錬などにより、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、樹脂ワニスをナイフコーター、ロールコーターやアプリケーターを用いて塗布した後、加熱により有機溶媒を除去して、基材フィルム上にフィルム状接着剤を形成する。また、ポリイミド樹脂は、合成後に単離することなく、ワニスの状態で使用し、このワニス中に各成分を加えて樹脂ワニスを調製してもよい。
【００７７】
樹脂ワニスの調製に用いる有機溶媒としては、各成分を均一に溶解又は分散し得る特性を有するものが好ましく、例えば、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、ジメチルスルホキシド、ジエチレングリコールジメチルエーテル、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、ブチルセロソルブ、ジオキサン、シクロヘキサノン、酢酸エチル等が挙げられる。これらの有機溶媒は、一種を単独で使用してもよく、二種以上を組み合わせて使用してもよい。樹脂ワニス調製の際の混合や混錬等は、攪拌機、らいかい機、３本ロール、ボールミル、ホモディスパー等を用いて行うことができる。
【００７８】
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い。例えば、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を使用できる。基材フィルムは、これらのフィルムからなる単層のものに限られず、２種以上の材料からなる多層フィルムであってもよい。
【００７９】
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は、有機溶媒が十分に揮発する条件とすることが好ましく、具体的には、５０〜２００℃、０．１〜９０分間の加熱を行うことが好ましい。
【００８０】
本実施形態に係る半導体装置の製造方法によれば、半導体チップ３と基板１の間に上記接着剤組成物によって形成された接着剤層２を設けるため、熱圧着工程後に接続部の空隙に樹脂を充填する作業を行わなくてもよく、半導体装置の生産性を向上できる。また、熱圧着工程において、短時間でフリップチップ接合するために高温条件で処理を行った場合であっても、熱圧着工程後に徐冷工程を導入したり、圧着処理の時間を長くするなどの措置を講じることなく、接着剤組成物の熱収縮に起因するボイドを十分に低減できる。このため、高い生産性を維持したまま、接続部の接続信頼性が高い半導体装置を製造できる。
【００８１】
なお、上記実施形態においては、フレキシブル配線基板を用いてＣＯＦ実装を行う場合を主に例示したが、ＣＯＦ実装に限らず、高温接続を必要とする金属接合実装を行うのに本発明の方法を実施してもよい。
【実施例】
【００８２】
以下、実施例を用いて本発明を具体的に説明するが、本発明は実施例によって制限されるものではない。
【００８３】
＜ポリイミド樹脂の合成＞
接着剤組成物の調製に使用するポリイミド樹脂を以下のようにして合成した。すなわち、温度計、攪拌機及び塩化カルシウム管を備えた３００ｍｌフラスコに、１，１２−ジアミノドデカン２．１０ｇ（０．０３５モル）、ポリエーテルジアミン（ＢＡＳＦ製、ＥＤ２０００、分子量：１９２３）１７．３１ｇ（０．０３モル）、１，３−ビス（３−アミノプロピル）テトラメチルジシロキサン（信越化学工業株式会社製、ＬＰ−７１００）２．６１ｇ（０．０３５モル）及びＮ−メチル−２−ピロリドン（関東化学株式会社製）１５０ｇを仕込み攪拌した。ジアミンの溶解後、フラスコを氷浴中で冷却しながら、無水酢酸で再結晶精製した４，４’−（４，４’−イソプロピリデンジフェノキシ）ビス（フタル酸二無水物）（ＡＬＤＲＩＣＨ製、ＢＰＡＤＡ）１５．６２ｇ（０．１０モル）を少量ずつ添加した。室温（２５℃）で８時間反応させた後、キシレン１００ｇを加え、窒素ガスを吹き込みながら１８０℃で加熱し、水と共にキシレンを共沸除去し、ポリイミド溶液を得た。得られたポリイミド樹脂は、ガラス転移温度Ｔｇが２２℃であり、重量平均分子量が４７０００であり、ＳＰ値が１０．２であった。
【００８４】
＜半導体封止用の接着フィルムの作製＞
まず、上記のようにして合成したポリイミド樹脂及び以下の化合物を使用し、半導体封止用の接着剤組成物を調製した。
（ａ）エポキシ樹脂
・クレゾールノボラック型エポキシ(東都化成株式会社製、ＹＤＣＮ−７０２)、
・多官能特殊エポキシ樹脂（株式会社プリンテック、ＶＧ３１０１Ｌ）、
（ｂ）フェノール樹脂
・クレゾールナフトールホルムアルデヒド重縮合物（日本化薬株式会社製、カヤハードＮＨＮ）、
（ｃ）硬化促進剤
・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（四国化成工業株式会社製、２ＭＡＯＫ−ＰＷ）。
【００８５】
ガラス製スクリュー管２０ｍｌにポリイミド樹脂１．６２ｇ、クレゾールノボラック型エポキシ０．１８ｇ、多官能特殊エポキシ樹脂０．１８ｇ、硬化促進剤０．００３６ｇ、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（関東化学株式会社製）を固形分が４０質量％になるように仕込み、撹拌・脱泡装置ＡＲ−２５０（株式会社シンキー製）を用いて撹拌することによって接着剤組成物を得た。
【００８６】
塗工機ＰＩ１２１０ＦＩＬＭＣＯＡＴＥＲ（テスター産業株式会社製）を用いて接着剤組成物を基材上に塗工した後、乾燥させることによって、接着剤組成物からなる接着フィルム（厚さ３０μｍ）を作製した。なお、乾燥は、クリーンオーブン（エスペツク株式会社製）を使用し、８０℃に３０分保持した後、１２０℃に３０分保持することによって行った。
【００８７】
＜半導体装置の製造＞
（実施例１〜７及び比較例１，２）
上記のようにして作製した接着フィルムを所定のサイズ（２．５ｍｍ×１５．５ｍｍ）に切り、ポリイミド基板上に貼り付けた。実装装置（フリップチップボンダーＦＣＢ３、松下電器産業株式会社製）を使用し、金バンプを有する半導体チップをポリイミド基板に実装した。実装装置のステージ及び圧着ヘッドは表１，２に示す温度に設定し、圧着時間１秒、圧着力５０Ｎに設定した。
【００８８】
なお、ポリイミド基板及び半導体チップとして、以下のものをそれぞれ使用した。
ポリイミド基板：厚さ３８μｍ、銅配線の厚さ８μｍ、銅配線を被覆するスズめっきの厚さ０．２μｍ、株式会社日立超ＬＳＩシステムズ製、ＪＫＩＴ ＣＯＦ ＴＥＧ＿３０−Ｂ（商品名）。
半導体チップ：サイズ１．６ｍｍ×１５．１ｍｍ、厚さ０．４ｍｍ、バンプサイズ２０μｍ×１００μｍ×高さ１５μｍ、バンプ数７２６、株式会社日立超ＬＳＩシステムズ製、ＪＴＥＧ ＰＨＡＳＥ６_３０（商品名）。
【００８９】
実施例１〜７及び比較例１，２において製造した半導体装置のチップ上のフィルム全体を観察し、ボイド発生率を評価した。図５は、ボイドが生じていない半導体装置の一例を示す写真であり、図６に、ボイドが生じている半導体装置を示す写真である。ボイド発生率の評価は、以下の基準に従って行った。
Ａ：ボイド部分の占める割合が５％以下。
Ｂ：ボイド部分の占める割合が５％より高い。
ここで、ボイド部分の占める割合は、金属顕微鏡ＢＸ６０（OLMPUS）、カメラPDMC Ie i（ポラロイド社製）を用いて画像（8bit）を取り込み、画像処理ソフトAdobe Photoshopを用いて、色調補正、二階調化によりボイド部分を識別し、ヒストグラムにより算出した。
【００９０】
【表１】
【表２】
【００９１】
（ボイド発生原因の検討）
比較例１，２で作製した半導体装置の接続部に生じたボイドが熱収縮に起因するものであるか、樹脂発泡に起因するものであるかを確認する試験を行った。接着剤組成物の硬化物を観察しやすいように、ポリイミド基板の代わりにガラスチップ（サイズ１５ｍｍ×１５ｍｍ、厚さ０．７ｍｍ）を使用した。なお、半導体チップとして、サイズ４．２６ｍｍ×４．２６ｍｍ、厚さ０．２７ｍｍ、金バンプの高さ０．０２ｍｍのものを使用した。
【００９２】
（参考例１，２）
上記接着剤組成物からなる接着フィルム（厚さ３０μｍ）を所定のサイズ（５ｍｍ×５ｍｍ）に切り、ガラスチップ上に貼り付けた。実装装置（フリップチップボンダーＦＣＢ３、松下電器産業株式会社製）を使用し、金バンプを有する半導体チップをガラスチップ上に固定した。実装装置のステージ及び圧着ヘッドは表３に示す温度に設定し、圧着時間１秒、圧着圧力１ＭＰａとした。
【表３】
【００９３】
参考例１，２によって得られた積層体を観察したところ、上記比較例１，２によって得られた半導体装置と同様、接着フィルムの硬化物にボイドが生じていた。
【００９４】
（参考例３，４）
圧着時間を１秒とする代わりに、３０秒としたことの他は、参考例１，２と同様にして積層体を作製し、接着フィルムの硬化物におけるボイドの有無を観察した。その結果、参考例３，４によって得られた積層体は、接着フィルムの硬化物にボイドは認められなかった。
【００９５】
圧着時間を１秒から３０秒に延長することによって、ボイドが生じなくなることから、比較例１，２において作製した半導体装置の接続部に生じたボイドは、樹脂発泡によるものではなく、圧着ヘッドが半導体チップから離れる時の急激な温度変化による熱収縮に起因するボイドであると推察される。
【符号の説明】
【００９６】
１…基板、１ａ…金属配線、２…接着剤層、２ａ…接着剤層の硬化物、３…半導体チップ、３ａ…金属バンプ、４…ステージ、５…圧着ヘッド、１０…圧着装置、１２…基材、１５…接着用フィルム。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステージ及び圧着ヘッドを有する圧着装置によって半導体チップと基板との接続を行う半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体チップと基板とを接続する手法として、金ワイヤなどの金属細線を用いたワイヤボンディング方式が広く適用されてきた。しかし、半導体装置の小型化、薄型化、高機能化の要求に対応するため、半導体チップにバンプと呼ばれる導電性突起を形成し、基板電極と直接接続するフリップチップ接続方式が広まりつつある。
【０００３】
フリップチップ接続方式としては、はんだやスズ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。これらの方法のうち、接続信頼性の観点から、はんだやスズを用いて金属接合させる方法が一般的である。
【０００４】
はんだやスズを用いて金属接合させる場合、以下のような手法が用いられる。例えば、ステージ上に半導体チップ及び基板を重ねて載置し、ステージを加熱して半導体チップの自重により金属接合を確保する手法、あるいは、ステージと圧着ヘッドとの間に半導体チップ及び基板を重ねて載置し、熱及び押圧力を加える手法などである。
【０００５】
上記のようにして半導体チップと基板とを接続した後、接続部を外部環境から保護し且つ外部応力が接続部に集中しないようにするとともに、狭ピッチ配線間の絶縁信頼性を確保するため、通常、半導体チップと基板の間の空隙を樹脂で封止充填する。封止充填方法としては、半導体チップと基板とを接続した後に、液状樹脂を毛細管現象によって注入して硬化させる方法が一般的である。また、半導体チップと基板とを接続する前に半導体チップ又は基板の表面に予め封止用の接着剤を供給し、その後、半導体チップのバンプと基板の金属配線とを接合する方法が知られている（例えば、特許文献1を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−１８８５７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、近年、特に小型化、高機能化が進展している液晶表示モジュール等において、ＣＯＦ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｆｉｌｍ）と呼ばれる半導体装置が用いられている。ＣＯＦは、例えば、スズめっき配線が形成されたポリイミド基板上に、金バンプが形成された液晶駆動用半導体チップを金−スズ共晶による金属接合によって搭載して製造される。
【０００８】
ＣＯＦを製造するに際しては金−スズ共晶を形成するために、接続部を共晶温度である２７８℃以上にする必要がある。また、生産性向上の観点から、接続時間は５秒以下と短く、短時間で共晶温度以上に加熱するため、圧着装置の設定温度は３００〜４５０℃の高温になる。
【０００９】
上記ＣＯＦにおいても、接続部の保護等の観点から、通常、半導体チップと基板との間の空隙を樹脂によって封止充填する。しかし、半導体チップと基板との接続を行った後に空隙を樹脂で封止充填する場合、近年の狭ピッチ接続化の進展により、樹脂を充填すべき空隙が微小化する傾向にある。かかる空隙に樹脂を十分に注入するには長時間を要し、半導体装置の生産性が低下するといった問題が生じる。
【００１０】
上記問題を解決する手段として、上述のように、半導体チップと基板とを接続する前に半導体チップ又は基板の表面に予め封止用の接着剤を供給し、その後、半導体チップのバンプと基板の金属配線とを接合する方法が挙げられる。しかし、半導体チップと基板との接続を高温条件（例えば、３００〜４５０℃）で行う場合、例えば、高温の圧着ヘッドが半導体チップから離れた時などに、接着剤の熱収縮に起因するボイド（いわゆる、ひけボイド）が生じやすい。このようなボイドは、狭ピッチ配線間の絶縁信頼性を低下させる原因となる。
【００１１】
熱収縮に起因するボイドは、加熱後に徐冷工程を導入したり、圧着処理の時間を長くして樹脂を十分に硬化させるなどの措置によって低減できるが、このような措置を講じた場合、フリップチップ接合プロセスに長い時間を要し、半導体装置の生産性が低下する。
【００１２】
本発明は、上記課題を解決するためのものであり、半導体チップと基板との接合を高温条件で実施することが可能であり、高い生産性及び高い接続信頼性の両方を十分高水準に達成できる半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、ステージ及び圧着ヘッドを有する圧着装置によって半導体チップと基板との接合を行う半導体装置の製造方法において、半導体チップと、基板と、これらの間に配置された半導体封止用の接着剤層とを有する積層体に対し、圧着ヘッド及びステージによって当該積層体の厚さ方向に押圧力を加えるとともに、当該積層体を加熱する熱圧着工程を備え、熱圧着工程において、圧着ヘッドの温度とステージの温度の差が３００℃未満となるように設定し、半導体チップと基板との接合を行う半導体装置の製造方法を提供する。
【００１４】
本発明によれば、半導体チップと基板との間に空隙が接着剤層で充填されるため、熱圧着工程後に当該空隙に樹脂を充填する作業を行わなくてもよく、半導体装置の生産性を向上できる。また、熱圧着工程において半導体チップと基板との接合を行うに際し、圧着ヘッドの温度とステージの温度の差が３００℃未満となるように、圧着ヘッド及びステージの温度を設定する。このことにより、例えば、接合処理を行った後、高温の圧着ヘッドが半導体チップから離れた時に接着剤層の急激な温度変化を抑制できる。このため、接続部におけるボイドの発生を低減でき、接続部の十分に高い接続信頼性を達成できる。
【００１５】
積層工程において、半導体封止用の接着剤組成物からなるフィルムを半導体チップと基板との間に配置することによって接着剤層を形成することが好ましい。半導体封止用の接着剤層は、基板又は半導体チップの表面に接着剤組成物を塗工して形成してもよいが、予めフィルム状に成形されたものを使用すれば、作業効率を一層向上できる。
【００１６】
本発明においては、半導体チップは少なくとも表面が金からなるバンプ（以下、「金バンプ」という。）を有するとともに、基板は金バンプと接続される金属配線を有し、熱圧着工程における処理によって金バンプと金属配線とを金属結合によって接合することが好ましい。本発明によれば、半導体チップと基板との接合を高温条件で行うことができるため、半導体チップの金バンプと、基板の金属配線との金属結合を十分に確保できる。
【００１７】
本発明においては、半導体封止用の接着剤層は、耐熱性及び熱硬化性を有する接着剤組成物からなるものが好ましい。かかる観点から、半導体封止用の接着剤層は、分子量１００００以上の高分子成分と、熱硬化成分とを含有することが好ましい。同様の観点から、半導体封止用の接着剤層は、ポリイミド樹脂と、熱硬化成分とを含有したものであってもよい。
【００１８】
また、半導体封止用の接着剤層をなす接着剤組成物は、３５０℃における溶融粘度が３５０Ｐａ・ｓ以下であることが好ましい。高温条件下において高い流動性を有する接着剤組成物は、微小な空隙にも流入しやすく、接続部に残存する気泡を十分に低減できる。なお、溶融粘度は、平行板プラストメーター法により測定される。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、半導体チップと基板との接合を高温条件で実施することが可能であり、高い生産性及び高い接続信頼性の両方を十分高水準に達成できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】圧着装置及びそのステージ上に載置された積層体を示す模式断面図である。
【図２】接着剤組成物をフィルム状に成形してなる接着部材の一形態を示す断面図である。
【図３】本発明に係る方法によって製造された半導体装置の上面を示す写真である。
【図４】図３に示された半導体装置の接続部を示す模式断面図である。
【図５】接続部にボイドが生じていない半導体装置の写真である。
【図６】接続部にボイドが生じている半導体装置の写真である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００２２】
＜半導体装置の製造方法＞
図１は、ステージ及び圧着ヘッドを有する圧着装置を示す模式断面図である。同図に示す圧着装置１０は、基板等を載置するステージ４と、鉛直方向に移動可能な圧着ヘッド５とを備える。ステージ４及び圧着ヘッド５は、いずれもヒータが内蔵されており、表面の温度を所望の温度にそれぞれ設定できるようになっている。
【００２３】
フレキシブル配線基板上に半導体チップを搭載して液晶表示モジュール（ＣＯＦ）を製造する場合、図１に示すように、まず、金属配線１ａが設けられた面を上方に向けて基板１をステージ４上に載置し、その上に熱硬化性を有する接着剤層２を設ける。次いで、半導体チップ３の金属バンプ３ａと基板１の金属配線１ａの位置が合うように、接着剤層２上に半導体チップ３を載置する。これにより、圧着装置１０のステージ４上に、基板１、接着剤層２及び半導体チップ３が下方からこの順序で積層された積層体を形成する。
【００２４】
基板１の材質としては、特に制限されないが、セラミックなどの無機基板やエポキシ樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂、ポリイミド樹脂などの有機基板が挙げられる。これらのなかでも、ＣＯＦ実装を行う場合には、ポリイミド樹脂が好適である。
【００２５】
基板１の金属配線１ａの材質としては、銅、アルミ、銀、金、ニッケル等が挙げられる。金属配線１ａは、エッチング又はパターンめっきによって形成することができる。金属配線１ａの表面は、金、ニッケル、スズ等でめっき処理されたものであってもよい。ＣＯＦ実装を行う場合には、金属配線１ａは表面がスズめっきされた銅配線が好適である。
【００２６】
半導体チップ３の金属バンプ３ａの材質としては、金、低融点はんだ、高融点はんだ、ニッケル、スズ等が挙げられる。ＣＯＦの場合には、金属バンプ３ａは金によって形成されたものが好適である。
【００２７】
接着剤層２は、半導体封止用の接着剤組成物をフィルム状に形成したものを使用して形成することが好ましい。このようなフィルムを使用することにより、作業効率をより一層向上できる。接着剤層２のサイズや厚さは、半導体チップ３サイズやバンプの高さなどに応じて適宜設定すればよい。
【００２８】
なお、基板１と半導体チップ３との間に接着剤層２を設けることができればよいため、次のようにして接着剤層２を有する積層体を作製してもよい。すなわち、半導体ウェハのバンプ形成面に接着剤組成物からなるフィルムを貼り付け、その後、ダイシングして個片化することによって、接着剤層２が一方面に貼り付いた半導体チップ３を作製し、これを基板１上に積層してもよい。
【００２９】
例えば、図２に示すような接着用フィルムを使用してもよい。同図に示す接着用フィルム１５は、フィルム状の基材１２と、その一方面上に設けられた接着剤組成物からなる接着剤層２とを備える。接着用フィルム１５は、基材１２上に接着剤層２を付設することによって製造される。接着用フィルム１５を使用する際には、基材１２を剥離する。
【００３０】
接着剤層２上に半導体チップ３を載置した後、圧着ヘッド５を降下させて半導体チップ３を基板１に向けて押圧するとともに、ステージ４及び圧着ヘッド５の熱によって金属バンプ３ａと金属配線１ａとを金属接合する（熱圧着工程）。熱圧着工程を経ることにより、基板１と半導体チップ３との電気的接続がなされる。これと同時に、基板１と半導体チップ３との間の空隙が接着剤層２の硬化物２ａによって充填される（図４参照）。
【００３１】
熱圧着工程においては、圧着ヘッド５の表面温度ＴＨとステージ４の表面温度ＴＳの差ΔＴが３００℃未満となるように設定し、半導体チップ３の金属バンプ３ａと基板１の金属配線１ａとの接合を行う。温度差ΔＴが３００℃以上であると、急激な温度変化に起因するボイドが接着剤層２の硬化物２ａに生じる。このようなボイドの発生を抑制する観点から、温度差ΔＴは、２９０℃以下であることが好ましく、２８０℃以下であることがより好ましい。
【００３２】
圧着ヘッド５の表面温度ＴＨ及びステージ４の表面温度ＴＳは、半導体チップ３の金属バンプ３ａを形成する金属材料及び基板１の金属配線１ａを形成する金属材料に応じて適宜設定すればよい。例えば、金属バンプ３ａの表面が金であり、金属配線１ａの表面がスズである場合、金−スズの共晶温度（２７８℃）よりも接続部の温度が高くなるように、温度ＴＨ，ＴＳを設定することが好ましい。
【００３３】
ＴＨ，ＴSの温度差を３００℃未満にすれば特に制限はないが、ＴＨ＞ＴＳの場合、圧着ヘッド５の表面温度ＴＨは、３００〜４５０℃であることが好ましく、３２５〜４２５℃であることがより好ましい。他方、ステージ４の表面温度ＴＳは、５０〜１５０℃であることが好ましく、１００〜１５０℃であることがより好ましい。ＴＨ＜ＴＳの場合、表面温度ＴＳは、３００〜４５０℃であることが好ましく、３２５〜４２５℃であることがより好ましい。他方、表面温度ＴHは、５０〜１５０℃であることが好ましく、１００〜１５０℃であることがより好ましい。
【００３４】
熱圧着工程において、基板１が保持される部材（ステージ４又は圧着ヘッド５）の温度は、他方の部材（熱圧着ヘッド５又はステージ４）の温度よりも低いことが好ましい。これにより、基板１を保持する部材の熱によって基板１の寸法が変化するのを抑制できる。また、基板１とこれに実装する半導体チップ３との位置合わせをしている間に、接着剤層２の硬化反応が進行するのを抑制には、接着剤層２が保持される部材の温度を他方の部材の温度よりも低く設定することが好ましい。なお、接着剤層２を予熱することにより、熱圧着工程における急激な温度上昇を未然に防止できるという利点がある。
【００３５】
所定の温度条件にそれぞれ設定した圧着ヘッド５及びステージ４によって、積層体に対して押圧力を加える時間は、０．５〜５秒であることが好ましく、０．５〜３秒であることがより好ましい。押圧力による圧着時間が０．５秒未満であると、接着剤層２の硬化が不十分であることに起因するボイドが生じやすく、他方、５秒を越えると、作業効率が低下する傾向となる。なお、圧着ヘッド５及びステージ４による荷重は、バンプ数等に依存し、金属バンプ３ａの高さのばらつきやバンプ変形量を考慮して適宜設定すればよい。
【００３６】
上記の熱圧着工程を経ることによって、基板１上に半導体チップ３が実装された半導体装置を製造できる。図３は、基板１上に半導体チップ３が実装されてなる半導体装置の上面を示す写真である。図４は、図３に示された半導体装置の接続部を示す模式断面図である。図４に示す半導体装置の接続部は、金−スズ共晶による金属接合によって形成されている。
【００３７】
＜半導体封止用の接着剤組成物＞
接着剤層２をなす接着剤組成物について説明する。この半導体封止用の接着剤組成物は、耐熱性及び熱硬化性を有するものが好ましい。かかる観点から、当該接着剤組成物は、分子量１００００以上の高分子成分と、熱硬化成分とを含有することが好ましい。以下、接着剤組成物に含有せしめる成分について説明する。
【００３８】
分子量１００００以上の高分子成分としては、エポキシ樹脂、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、フェノール樹脂、シアネートエステル樹脂、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。
【００３９】
上記樹脂のなかでも、ポリイミド樹脂は、高い耐熱性を有する点において好適であるといえるが、熱硬化収縮の大きいため、ボイドが生じやすい。しかし、上述のように、熱圧着工程の温度条件を調整することによって、ポリイミド樹脂を用いた場合であってもボイドの発生を十分に低減できる。
【００４０】
ポリイミド樹脂は、例えば、テトラカルボン酸二無水物とジアミンを公知の方法で縮合反応させて得ることができる。すなわち、有機溶媒中で、テトラカルボン酸二無水物とジアミンを等モル又はほぼ等モル用い（各成分の添加順序は任意）、反応温度８０℃以下、好ましくは０〜６０℃で付加反応させる。反応が進行するにつれ反応液の粘度が徐々に上昇し、ポリイミドの前駆体であるポリアミド酸が生成する。なお、接着剤組成物の諸特性の低下を抑えるため、上記の酸二無水物は無水酢酸で再結晶精製処理されることが好ましい。また、上記のポリアミド酸は、５０〜８０℃の温度で加熱して解重合させることによって、その分子量を調整することもできる。
【００４１】
ポリイミド樹脂は、上記反応物（ポリアミド酸）を脱水閉環させて得ることができる。脱水閉環は、加熱処理する熱閉環法と、脱水剤を使用する化学閉環法で行うことができる。
【００４２】
ポリイミド樹脂の原料として用いられるテトラカルボン酸二無水物としては特に制限はない。例えば、ピロメリット酸二無水物、３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、２，２’，３，３’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、２，２−ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）プロパン二無水物、２，２−ビス（２，３−ジカルボキシフェニル）プロパン二無水物、１，１−ビス（２，３−ジカルボキシフェニル）エタン二無水物、１，１−ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）エタン二無水物、ビス（２，３−ジカルボキシフェニル）メタン二無水物、ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）メタン二無水物、ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）スルホン二無水物、３，４，９，１０−ペリレンテトラカルボン酸二無水物、ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）エーテル二無水物、ベンゼン−１，２，３，４−テトラカルボン酸二無水物、３，４，３’，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、２，３，２’，３’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、３，３，３’，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、１，２，５，６−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、１，４，５，８−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、２，３，６，７−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、１，２，４，５−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、２，６−ジクロロナフタレン−１，４，５，８−テトラカルボン酸二無水物、２，７−ジクロロナフタレン−１，４，５，８−テトラカルボン酸二無水物、２，３，６，７−テトラクロロナフタレン−１，４，５，８−テトラカルボン酸二無水物、フェナンスレン−１，８，９，１０−テトラカルボン酸二無水物、ピラジン−２，３，５，６−テトラカルボン酸二無水物、チオフェン−２，３，５，６−テトラカルボン酸二無水物、２，３，３’，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、３，４，３’，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、２，３，２’，３’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）ジメチルシラン二無水物、ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）メチルフェニルシラン二無水物、ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）ジフェニルシラン二無水物、１，４−ビス（３，４−ジカルボキシフェニルジメチルシリル）ベンゼン二無水物、１，３−ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）−１，１，３，３−テトラメチルジシクロヘキサン二無水物、ｐ−フェニレンビス（トリメリテート無水物）、エチレンテトラカルボン酸二無水物、１，２，３，４−ブタンテトラカルボン酸二無水物、デカヒドロナフタレン−１，４，５，８−テトラカルボン酸二無水物、４，８−ジメチル−１，２，３，５，６，７−ヘキサヒドロナフタレン−１，２，５，６−テトラカルボン酸二無水物、シクロペンタン−１，２，３，４−テトラカルボン酸二無水物、ピロリジン−２，３，４，５−テトラカルボン酸二無水物、１，２，３，４−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、ビス（エキソ−ビシクロ〔２，２，１〕ヘプタン−２，３−ジカルボン酸二無水物、ビシクロ−〔２，２，２〕−オクト−７−エン−２，３，５，６−テトラカルボン酸二無水物、２，２−ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）プロパン二無水物、２，２、−ビス〔４−（３，４−ジカルボキシフェニル）フェニル〕プロパン二無水物、２，２−ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）ヘキサフルオロプロパン二無水物、２，２、−ビス〔４−（３，４−ジカルボキシフェニル）フェニル〕ヘキサフルオロプロパン二無水物、４，４’−ビス（３，４−ジカルボキシフェノキシ）ジフェニルスルフィド二無水物、１，４−ビス（２−ヒドロキシヘキサフルオロイソプロピル）ベンゼンビス（トリメリット酸無水物）、１，３−ビス（２−ヒドロキシヘキサフルオロイソプロピル）ベンゼンビス（トリメリット酸無水物）、５−（２，５−ジオキソテトラヒドロフリル）−３−メチル−３−シクロヘキセン−１，２−ジカルボン酸二無水物、テトラヒドロフラン−２，３，４，５−テトラカルボン酸二無水物などを例示できる。
【００４３】
また、テトラカルボン酸二無水物として、下記一般式（Ｉ）及び（ＩＩ）で表されるテトラカルボン酸二無水物を使用してもよい。
【化１】
一般式（Ｉ）中、ｎは２〜２０の整数を示す。
【化２】
【００４４】
上記一般式（Ｉ）で表されるテトラカルボン酸二無水物の具体例として、例えば、無水トリメリット酸モノクロライド及び対応するジオールから合成することができ、具体的には１，２−（エチレン）ビス（トリメリテート無水物）、１，３−（トリメチレン）ビス（トリメリテート無水物）、１，４−（テトラメチレン）ビス（トリメリテート無水物）、１，５−（ペンタメチレン）ビス（トリメリテート無水物）、１，６−（ヘキサメチレン）ビス（トリメリテート無水物）、１，７−（ヘプタメチレン）ビス（トリメリテート無水物）、１，８−（オクタメチレン）ビス（トリメリテート無水物）、１，９−（ノナメチレン）ビス（トリメリテート無水物）、１，１０−（デカメチレン）ビス（トリメリテート無水物）、１，１２−（ドデカメチレン）ビス（トリメリテート無水物）、１，１６−（ヘキサデカメチレン）ビス（トリメリテート無水物）、１，１８−（オクタデカメチレン）ビス（トリメリテート無水物）等が挙げられる。
【００４５】
上述のテトラカルボン酸二無水物は一種を単独で使用してもよく、二種類以上を組み合わせて使用してもよい。優れた耐湿信頼性を付与できる点において、上記一般式（ＩＩ）で表されるテトラカルボン酸二無水物を使用することが好ましい。
【００４６】
ポリイミド樹脂の原料として、上記一般式（ＩＩ）で表されるテトラカルボン酸二無水物を使用する場合、当該テトラカルボン酸二無水物の含量は、全テトラカルボン酸二無水物に対して４０モル％以上が好ましく、５０モル％以上がより好ましく、７０モル％以上が更に好ましい。上記含量が４０モル％未満であると、上記一般式（ＩＩ）で表されるテトラカルボン酸二無水物を使用したことによる耐湿信頼性の効果が不十分となりやすい。
【００４７】
ポリイミド樹脂の原料として用いられるジアミンとしては特に制限はない。例えば、ｏ−フェニレンジアミン、ｍ−フェニレンジアミン、ｐ−フェニレンジアミン、３，３’−ジアミノジフェニルエーテル、３，４’−ジアミノジフェニルエーテル、４，４’−ジアミノジフェニルエーテル、３，３’−ジアミノジフェニルメタン、３，４’−ジアミノジフェニルメタン、４，４’−ジアミノジフェニルメタン、ビス（４−アミノ−３，５−ジメチルフェニル）メタン、ビス（４−アミノ−３，５−ジイソプロピルフェニル）メタン、３，３’−ジアミノジフェニルジフルオロメタン、３，４’−ジアミノジフェニルジフルオロメタン、４，４’−ジアミノジフェニルジフルオロメタン、３，３’−ジアミノジフェニルスルフォン、３，４’−ジアミノジフェニルスルフォン、４，４’−ジアミノジフェニルスルフォン、３，３’−ジアミノジフェニルスルフィド、３，４’−ジアミノジフェニルスルフィド、４，４’−ジアミノジフェニルスルフィド、３，３’−ジアミノジフェニルケトン、３，４’−ジアミノジフェニルケトン、４，４’−ジアミノジフェニルケトン、２，２−ビス（３−アミノフェニル）プロパン、２，２’−（３，４’−ジアミノジフェニル）プロパン、２，２−ビス（４−アミノフェニル）プロパン、２，２−ビス（３−アミノフェニル）ヘキサフルオロプロパン、２，２−（３，４’−ジアミノジフェニル）ヘキサフルオロプロパン、２，２−ビス（４−アミノフェニル）ヘキサフルオロプロパン、１，３−ビス（３−アミノフェノキシ）ベンゼン、１，４−ビス（３−アミノフェノキシ）ベンゼン、１，４−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼン、３，３’−（１，４−フェニレンビス（１−メチルエチリデン））ビスアニリン、３，４’−（１，４−フェニレンビス（１−メチルエチリデン））ビスアニリン、４，４’−（１，４−フェニレンビス（１−メチルエチリデン））ビスアニリン、２，２−ビス（４−（３−アミノフェノキシ）フェニル）プロパン、２，２−ビス（４−（３−アミノフェノキシ）フェニル）ヘキサフルオロプロパン、２，２−ビス（４−（４−アミノフェノキシ）フェニル）ヘキサフルオロプロパン、ビス（４−（３−アミノフェノキシ）フェニル）スルフィド、ビス（４−（４−アミノフェノキシ）フェニル）スルフィド、ビス（４−（３−アミノフェノキシ）フェニル）スルフォン、ビス（４−（４−アミノフェノキシ）フェニル）スルフォン、３，５−ジアミノ安息香酸等の芳香族ジアミン、１，３−ビス（アミノメチル）シクロヘキサン、２，２−ビス（４−アミノフェノキシフェニル）プロパンなどを例示できる。
【００４８】
また、ジアミンとして、下記一般式（ＩＩＩ）で表される脂肪族エーテルジアミン、下記一般式（ＩＶ）で表される脂肪族ジアミン及び下記一般式（Ｖ）で表されるシロキサンジアミンを使用してもよい。
【化３】
一般式（ＩＩＩ）中、Ｑ１、Ｑ２及びＱ３は各々独立に炭素数１〜１０のアルキレン基を示しｍは２〜８０の整数を示す。
【化４】
一般式（ＩＶ）中、ｎは５〜２０の整数を示す。
【化５】
一般式（Ｖ）中、Ｑ４及びＱ９は各々独立に炭素数１〜５のアルキレン基又は置換基を有してもよいフェニレン基を示し、Ｑ５、Ｑ６、Ｑ７、及びＱ８は各々独立に炭素数１〜５のアルキル基、フェニル基又はフェノキシ基を示し、ｐは１〜５の整数を示す。
【００４９】
上記一般式（ＩＩＩ）で表される脂肪族エーテルジアミンの具体例として、以下のものが挙げられる。
【化６】
【００５０】
低温ラミネート性と有機レジスト付き基板に対する良好な接着性を確保できる点において、下記一般式（ＶＩ）で表される脂肪族エーテルジアミンを使用することがより好ましい。
【化７】
一般式（ＶＩ）中、ｍは２〜８０の整数を示す。
【００５１】
市販されている脂肪族ジアミンとしては、例えば、サン テクノケミカル株式会社製 ジェファーミンＤ−２３０，Ｄ−４００，Ｄ−２０００，Ｄ−４０００，ＥＤ−６００，ＥＤ−９００，ＥＤ−２００１，ＥＤＲ−１４８、ＢＡＳＦ製ポリエーテルアミンＤ−２３０，Ｄ−４００，Ｄ−２０００等のポリオキシアルキレンジアミン等を例示できる。
【００５２】
上記一般式（ＩＶ）で表される脂肪族ジアミンの具体例として、例えば、１，２−ジアミノエタン、１，３−ジアミノプロパン、１，４−ジアミノブタン、１，５−ジアミノペンタン、１，６−ジアミノヘキサン、１，７−ジアミノヘプタン、１，８−ジアミノオクタン、１，９−ジアミノノナン、１，１０−ジアミノデカン、１，１１−ジアミノウンデカン、１，１２−ジアミノドデカン、１，２−ジアミノシクロヘキサン等が挙げられ、中でも１，９−ジアミノノナン、１，１０−ジアミノデカン、１，１１−ジアミノウンデカン、１，１２−ジアミノドデカンが好ましい。
【００５３】
また、上記一般式（Ｖ）で表されるシロキサンジアミンの具体例として、以下のものが挙げられる。
（ｐが１のとき）
１，１，３，３−テトラメチル−１，３−ビス（４−アミノフェニル）ジシロキサン、１，１，３，３−テトラフェノキシ−１，３−ビス（４−アミノエチル）ジシロキサン、１，１，３，３−テトラフェニル−１，３−ビス（２−アミノエチル）ジシロキサン、１，１，３，３−テトラフェニル−１，３−ビス（３−アミノプロピル）ジシロキサン、１，１，３，３−テトラメチル−１，３−ビス（２−アミノエチル）ジシロキサン、１，１，３，３−テトラメチル−１，３−ビス（３−アミノプロピル）ジシロキサン、１，１，３，３−テトラメチル−１，３−ビス（３−アミノブチル）ジシロキサン、１，３−ジメチル−１，３−ジメトキシ−１，３−ビス（４−アミノブチル）ジシロキサン等。
（ｐが２のとき）
１，１，３，３，５，５−ヘキサメチル−１，５−ビス（４−アミノフェニル）トリシロキサン、１，１，５，５−テトラフェニル−３，３−ジメチル−１，５−ビス（３−アミノプロピル）トリシロキサン、１，１，５，５−テトラフェニル−３，３−ジメトキシ−１，５−ビス（４−アミノブチル）トリシロキサン、１，１，５，５−テトラフェニル−３，３−ジメトキシ−１，５−ビス（５−アミノペンチル）トリシロキサン、１，１，５，５−テトラメチル−３，３−ジメトキシ−１，５−ビス（２−アミノエチル）トリシロキサン、１，１，５，５−テトラメチル−３，３−ジメトキシ−１，５−ビス（４−アミノブチル）トリシロキサン、１，１，５，５−テトラメチル−３，３−ジメトキシ−１，５−ビス（５−アミノペンチル）トリシロキサン、１，１，３，３，５，５−ヘキサメチル−１，５−ビス（３−アミノプロピル）トリシロキサン、１，１，３，３，５，５−ヘキサエチル−１，５−ビス（３−アミノプロピル）トリシロキサン、１，１，３，３，５，５−ヘキサプロピル−１，５−ビス（３−アミノプロピル）トリシロキサン等。
【００５４】
上述のジアミンは一種を単独で使用してもよく、二種類以上を組み合わせて使用してもよい。低応力性、ラミネート性、接着性を付与できる点において、上記一般式（ＩＩＩ）又は（ＩＶ）で表されるジアミンを使用することが好ましい。他方、低吸水性、低吸湿性を付与できる点において、上記一般式（Ｖ）で表されるジアミンを使用することが好ましい。
【００５５】
ポリイミド樹脂の原料として、上記一般式（ＩＩＩ）、（ＩＶ）、（Ｖ）で表されるジアミンを１種又は２種以上使用する場合、当該ジアミンの含量は、全ジアミンに対して、一般式（ＩＩＩ）で表されるジアミンは１〜５０モル％であることが好ましく、上記一般式（ＩＶ）で表されるジアミンは２０〜８０モル％であることが好ましく、上記一般式（Ｖ）で表されるジアミンは２０〜８０モル％であることが好ましい。
【００５６】
上述の原料を使用して製造されたポリイミド樹脂は、一種を単独で用いてもよく、必要に応じて二種以上を混合（ブレンド）して用いてもよい。
【００５７】
ポリイミド樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）は、基板やチップへの貼付性の観点から、１００℃以下であることが好ましく、７５℃以下であることがより好ましい。ガラス転移温度が１００℃を超えると、半導体チップに形成されたバンプや基板に形成された電極や配線パターンなどの凹凸を埋め込むことができず、気泡が残存して、ボイドの原因となりやすい。なお、ここでいうガラス転移温度（Ｔｇ）とは、ＤＳＣ測定装置（示差走査熱分析、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５℃／ｍｉｎ、測定雰囲気：空気、の条件で測定したときの値を意味する。
【００５８】
ポリイミドの重量平均分子量は単独で良好なフィルム形成性を示すために、ポリスチレン換算で３００００以上であることが好ましく、４００００以上であることがより好ましく、５００００以上であることが更に好ましい。当該分子量が３００００未満であると、フィルム形成性が不十分となるおそれがある。なお、ここでいう重量平均分子量とは、高速液体クロマトグラフィー（株式会社島津製作所製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。
【００５９】
接着剤組成物に含有せしめる熱硬化成分としては、（ｉ）エポキシ樹脂、（ｉｉ）フェノール樹脂を例示できる。
【００６０】
（ｉ）エポキシ樹脂は、分子内に２個以上のエポキシ基を有するものであれば特に制限はない。例えば、ビスフェノールＡ型、ビスフェノールＦ型、ナフタレン型、フェノールノボラック型、クレゾールノボラック型、フェノールアラルキル型、ビフェニル型、トリフェニルメタン型、ジシクロペンタジエン型、各種多官能エポキシ樹脂などを使用できる。これらは一種を単独で使用してもよく、二種以上を混合体として使用してもよい。例えば、ビスフェノールＡ型やビスフェノールＦ型の液状エポキシ樹脂は１％熱重量減少温度が２５０℃以下であるため、高温加熱時に分解して揮発成分が発生する恐れがあることから、室温（２５℃）で固形のエポキシ樹脂を用いることが好ましい。
【００６１】
（ｉｉ）フェノール樹脂は、分子内に２個以上のフェノール性水酸基を有するものであれば特に制限はない。例えば、フェノールノボラック樹脂、クレゾ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樹脂、各種多官能フェノール樹脂などを使用できる。これらは一種を単独で使用してもよく、二種以上を混合体として使用してもよい。
【００６２】
フェノール樹脂とエポキシ樹脂とを併用する場合、フェノール樹脂の当量比は、硬化性や接着性、保存安定性などの観点から、０．４〜１．２であることが好ましく、０．４〜１．０であることがより好ましく、０．４〜０．９であることが更に好ましい。当量比が０．４未満であると、硬化性が低下し、接着力が不十分となるおそれがあり、他方、１．２を超えると、未反応のフェノール性水酸基が過剰に残存し、吸水率が高くなり、絶縁信頼性が不十分となるおそれがある。
【００６３】
接着剤組成物におけるポリイミド樹脂と熱硬化成分との配合質量比は、ポリイミド樹脂１質量部に対して、熱硬化成分が０．０１〜４質量部であることが好ましく、０．１〜４であることがより好ましく、０．１〜３であることが更に好ましい。熱硬化成分の配合量が０．０１質量部未満であると、硬化性が低下し、接着力が不十分となりやすく、他方、４質量部を超えると、接着剤組成物のフィルム形成性が不十分となりやすい。
【００６４】
半導体封止用の接着剤組成物は、粘度や硬化物の物性を制御するために硬化促進剤を含有してもよい。接着剤組成物を調製するに際しては、３５０℃における溶融粘度が３５０Ｐａ・ｓ以下となるように、硬化促進剤を適宜配合することが好ましい。３５０℃における溶融粘度が３５０Ｐａ・ｓよりも高いと、熱圧着工程において接着剤組成物が微小な空隙に十分に流入せず、狭ピッチ配線間に気泡が残存し、絶縁信頼性が不十分となりやすい。これに加え、導通確保が困難となりやすく、接続信頼性が不十分となる傾向がある。
【００６５】
粘度は平行板プラストメーター法で測定した。フィルム状の接着剤組成物を、所定のサイズ（直径６ｍｍ、厚み約０．１ｍｍ）に切断して厚み０．７ｍｍのガラスチップ（サイズ：１５ｍｍ×１５ｍｍ）上に貼付した。その後、厚み０．１２〜０．１７ｍｍのカバーガラス（サイズ：１８ｍｍ×１８ｍｍ）を被せて、フリップチップボンダー（松下電器産業株式会社製、商品名：ＦＣＢ３）を用いて、加熱温度３５０℃、加圧圧力１ＭＰａ、加熱加圧時間０．５秒間の条件で圧着させて、圧着体を作製した。そして、圧着前後のフィルム状接着剤の体積変化を測定した。平行板プラストメーター法により、測定した体積変化から下記の粘度算出式により溶融粘度（粘度）を算出した。
μ＝８πＦｔＺ４Ｚ０４／［３Ｖ２（Ｚ０４−Ｚ４）］
μ：溶融粘度（Ｐａ・ｓ）
Ｆ：荷重（Ｎ）
ｔ：加熱加圧時間（秒）
Ｚ０：初期厚み（ｍ）
Ｚ：加圧後厚み（ｍ）
Ｖ：樹脂体積（ｍ３）
【００６６】
硬化促進剤としては、ホスフィン類やイミダゾール類が挙げられる。
【００６７】
ホスフィン類としては、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、テトラフェニルホスホニウム（４−フルオロフェニル）ボレートなどが挙げられる。
【００６８】
イミダゾール類としては、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’−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、エポキシ樹脂とイミダゾール類の付加体などが挙げられる。これらのなかでも、硬化性や保存安定性の観点から、イミダゾール類と有機酸の付加体である、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や、高融点イミダゾールである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が好ましい。
【００６９】
上述の硬化促進剤は、一種を単独で使用してもよく、二種以上を組み合わせて使用してもよい。また、これらをマイクロカプセル化して潜在性を高めたものを用いてもよい。
【００７０】
硬化促進剤の配合量は、（ｉ）エポキシ樹脂１００質量部に対して、０．１〜１０質量部であることが好ましく、０．１〜５質量部であることがより好ましく、０．１〜３質量部であることが更に好ましい。硬化促進剤の配合量が０．１質量部未満であると、硬化性が不十分となりやすく、他方、１０質量部を越えると、金−スズ共晶による接続部が形成される前に硬化してしまい、接続不良が発生しやすくなる。
【００７１】
また、３５０℃で５秒間圧着した場合、接着剤組成物のボイド発生率が５％以下となるように、硬化促進剤の種類及び配合量を調整することが好ましい。ボイド発生率は１％以下であることがより好ましく、０．５％以下であることが更に好ましい。接着剤組成物のボイド発生率が５％を超えると、狭ピッチ配線間に気泡が残存し、絶縁信頼性が不十分となりやすい。
【００７２】
なお、ここでいう「ボイド発生率」とは、（チップ上のフィルムのボイド発生面積）／（チップ上のフィルム全体の面積）×１００によって算出される値を意味する。なお、ヘッド３５０℃、ステージ１００℃、圧着圧力１ＭＰａで以下に示す（ボイド発生原因の検討）で用いたガラスチップ、半導体チップを用いて５秒後のボイド発生率を測定した。
【００７３】
半導体封止用の接着剤組成物は、粘度や硬化物の物性を制御するためにフィラーを含有してもよい。フィラーとしては、絶縁性無機フィラーやウィスカー、樹脂フィラーを用いることができる。
【００７４】
絶縁性無機フィラーとしては、例えば、ガラス、シリカ、アルミナ、酸化チタン、カーボンブラック、マイカ、窒化ホウ素等が挙げられ、これらのなかでも、シリカ、アルミナ、酸化チタン、窒化ホウ素等が好ましく、シリカ、アルミナ、窒化ホウ素がより好ましい。ウィスカーとしてはホウ酸アルミニウム、チタン酸アルミニウム、酸化亜鉛、珪酸カルシウム、硫酸マグネシウム、窒化ホウ素等が挙げられる。樹脂フィラーとしては、ポリウレタン、ポリイミドなどを用いることができる。これらのフィラーおよびウィスカーは一種を単独で使用してもよく、二種以上を組み合わせて使用してもよい。フィラーの形状、粒径、および配合量については、特に制限されない。
【００７５】
更に、接着剤組成物は、シランカップリング剤、チタンカップリング剤、レベリング剤、酸化防止剤、イオントラップ剤を更に含有してもよい。これらは一種を単独で使用してもよく、二種以上を組み合わせて使用してもよい。配合量については、各添加剤の効果が発現するように適宜調整すればよい。
【００７６】
＜接着剤組成物の調製方法＞
ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、添加剤（硬化促進剤やフィラーなど）を有機溶媒中に添加し、攪拌混合、混錬などにより、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、樹脂ワニスをナイフコーター、ロールコーターやアプリケーターを用いて塗布した後、加熱により有機溶媒を除去して、基材フィルム上にフィルム状接着剤を形成する。また、ポリイミド樹脂は、合成後に単離することなく、ワニスの状態で使用し、このワニス中に各成分を加えて樹脂ワニスを調製してもよい。
【００７７】
樹脂ワニスの調製に用いる有機溶媒としては、各成分を均一に溶解又は分散し得る特性を有するものが好ましく、例えば、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、ジメチルスルホキシド、ジエチレングリコールジメチルエーテル、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、ブチルセロソルブ、ジオキサン、シクロヘキサノン、酢酸エチル等が挙げられる。これらの有機溶媒は、一種を単独で使用してもよく、二種以上を組み合わせて使用してもよい。樹脂ワニス調製の際の混合や混錬等は、攪拌機、らいかい機、３本ロール、ボールミル、ホモディスパー等を用いて行うことができる。
【００７８】
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い。例えば、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を使用できる。基材フィルムは、これらのフィルムからなる単層のものに限られず、２種以上の材料からなる多層フィルムであってもよい。
【００７９】
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は、有機溶媒が十分に揮発する条件とすることが好ましく、具体的には、５０〜２００℃、０．１〜９０分間の加熱を行うことが好ましい。
【００８０】
本実施形態に係る半導体装置の製造方法によれば、半導体チップ３と基板１の間に上記接着剤組成物によって形成された接着剤層２を設けるため、熱圧着工程後に接続部の空隙に樹脂を充填する作業を行わなくてもよく、半導体装置の生産性を向上できる。また、熱圧着工程において、短時間でフリップチップ接合するために高温条件で処理を行った場合であっても、熱圧着工程後に徐冷工程を導入したり、圧着処理の時間を長くするなどの措置を講じることなく、接着剤組成物の熱収縮に起因するボイドを十分に低減できる。このため、高い生産性を維持したまま、接続部の接続信頼性が高い半導体装置を製造できる。
【００８１】
なお、上記実施形態においては、フレキシブル配線基板を用いてＣＯＦ実装を行う場合を主に例示したが、ＣＯＦ実装に限らず、高温接続を必要とする金属接合実装を行うのに本発明の方法を実施してもよい。
【実施例】
【００８２】
以下、実施例を用いて本発明を具体的に説明するが、本発明は実施例によって制限されるものではない。
【００８３】
＜ポリイミド樹脂の合成＞
接着剤組成物の調製に使用するポリイミド樹脂を以下のようにして合成した。すなわち、温度計、攪拌機及び塩化カルシウム管を備えた３００ｍｌフラスコに、１，１２−ジアミノドデカン２．１０ｇ（０．０３５モル）、ポリエーテルジアミン（ＢＡＳＦ製、ＥＤ２０００、分子量：１９２３）１７．３１ｇ（０．０３モル）、１，３−ビス（３−アミノプロピル）テトラメチルジシロキサン（信越化学工業株式会社製、ＬＰ−７１００）２．６１ｇ（０．０３５モル）及びＮ−メチル−２−ピロリドン（関東化学株式会社製）１５０ｇを仕込み攪拌した。ジアミンの溶解後、フラスコを氷浴中で冷却しながら、無水酢酸で再結晶精製した４，４’−（４，４’−イソプロピリデンジフェノキシ）ビス（フタル酸二無水物）（ＡＬＤＲＩＣＨ製、ＢＰＡＤＡ）１５．６２ｇ（０．１０モル）を少量ずつ添加した。室温（２５℃）で８時間反応させた後、キシレン１００ｇを加え、窒素ガスを吹き込みながら１８０℃で加熱し、水と共にキシレンを共沸除去し、ポリイミド溶液を得た。得られたポリイミド樹脂は、ガラス転移温度Ｔｇが２２℃であり、重量平均分子量が４７０００であり、ＳＰ値が１０．２であった。
【００８４】
＜半導体封止用の接着フィルムの作製＞
まず、上記のようにして合成したポリイミド樹脂及び以下の化合物を使用し、半導体封止用の接着剤組成物を調製した。
（ａ）エポキシ樹脂
・クレゾールノボラック型エポキシ(東都化成株式会社製、ＹＤＣＮ−７０２)、
・多官能特殊エポキシ樹脂（株式会社プリンテック、ＶＧ３１０１Ｌ）、
（ｂ）フェノール樹脂
・クレゾールナフトールホルムアルデヒド重縮合物（日本化薬株式会社製、カヤハードＮＨＮ）、
（ｃ）硬化促進剤
・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（四国化成工業株式会社製、２ＭＡＯＫ−ＰＷ）。
【００８５】
ガラス製スクリュー管２０ｍｌにポリイミド樹脂１．６２ｇ、クレゾールノボラック型エポキシ０．１８ｇ、多官能特殊エポキシ樹脂０．１８ｇ、硬化促進剤０．００３６ｇ、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（関東化学株式会社製）を固形分が４０質量％になるように仕込み、撹拌・脱泡装置ＡＲ−２５０（株式会社シンキー製）を用いて撹拌することによって接着剤組成物を得た。
【００８６】
塗工機ＰＩ１２１０ＦＩＬＭＣＯＡＴＥＲ（テスター産業株式会社製）を用いて接着剤組成物を基材上に塗工した後、乾燥させることによって、接着剤組成物からなる接着フィルム（厚さ３０μｍ）を作製した。なお、乾燥は、クリーンオーブン（エスペツク株式会社製）を使用し、８０℃に３０分保持した後、１２０℃に３０分保持することによって行った。
【００８７】
＜半導体装置の製造＞
（実施例１〜７及び比較例１，２）
上記のようにして作製した接着フィルムを所定のサイズ（２．５ｍｍ×１５．５ｍｍ）に切り、ポリイミド基板上に貼り付けた。実装装置（フリップチップボンダーＦＣＢ３、松下電器産業株式会社製）を使用し、金バンプを有する半導体チップをポリイミド基板に実装した。実装装置のステージ及び圧着ヘッドは表１，２に示す温度に設定し、圧着時間１秒、圧着力５０Ｎに設定した。
【００８８】
なお、ポリイミド基板及び半導体チップとして、以下のものをそれぞれ使用した。
ポリイミド基板：厚さ３８μｍ、銅配線の厚さ８μｍ、銅配線を被覆するスズめっきの厚さ０．２μｍ、株式会社日立超ＬＳＩシステムズ製、ＪＫＩＴ ＣＯＦ ＴＥＧ＿３０−Ｂ（商品名）。
半導体チップ：サイズ１．６ｍｍ×１５．１ｍｍ、厚さ０．４ｍｍ、バンプサイズ２０μｍ×１００μｍ×高さ１５μｍ、バンプ数７２６、株式会社日立超ＬＳＩシステムズ製、ＪＴＥＧ ＰＨＡＳＥ６_３０（商品名）。
【００８９】
実施例１〜７及び比較例１，２において製造した半導体装置のチップ上のフィルム全体を観察し、ボイド発生率を評価した。図５は、ボイドが生じていない半導体装置の一例を示す写真であり、図６に、ボイドが生じている半導体装置を示す写真である。ボイド発生率の評価は、以下の基準に従って行った。
Ａ：ボイド部分の占める割合が５％以下。
Ｂ：ボイド部分の占める割合が５％より高い。
ここで、ボイド部分の占める割合は、金属顕微鏡ＢＸ６０（OLMPUS）、カメラPDMC Ie i（ポラロイド社製）を用いて画像（8bit）を取り込み、画像処理ソフトAdobe Photoshopを用いて、色調補正、二階調化によりボイド部分を識別し、ヒストグラムにより算出した。
【００９０】
【表１】
【表２】
【００９１】
（ボイド発生原因の検討）
比較例１，２で作製した半導体装置の接続部に生じたボイドが熱収縮に起因するものであるか、樹脂発泡に起因するものであるかを確認する試験を行った。接着剤組成物の硬化物を観察しやすいように、ポリイミド基板の代わりにガラスチップ（サイズ１５ｍｍ×１５ｍｍ、厚さ０．７ｍｍ）を使用した。なお、半導体チップとして、サイズ４．２６ｍｍ×４．２６ｍｍ、厚さ０．２７ｍｍ、金バンプの高さ０．０２ｍｍのものを使用した。
【００９２】
（参考例１，２）
上記接着剤組成物からなる接着フィルム（厚さ３０μｍ）を所定のサイズ（５ｍｍ×５ｍｍ）に切り、ガラスチップ上に貼り付けた。実装装置（フリップチップボンダーＦＣＢ３、松下電器産業株式会社製）を使用し、金バンプを有する半導体チップをガラスチップ上に固定した。実装装置のステージ及び圧着ヘッドは表３に示す温度に設定し、圧着時間１秒、圧着圧力１ＭＰａとした。
【表３】
【００９３】
参考例１，２によって得られた積層体を観察したところ、上記比較例１，２によって得られた半導体装置と同様、接着フィルムの硬化物にボイドが生じていた。
【００９４】
（参考例３，４）
圧着時間を１秒とする代わりに、３０秒としたことの他は、参考例１，２と同様にして積層体を作製し、接着フィルムの硬化物におけるボイドの有無を観察した。その結果、参考例３，４によって得られた積層体は、接着フィルムの硬化物にボイドは認められなかった。
【００９５】
圧着時間を１秒から３０秒に延長することによって、ボイドが生じなくなることから、比較例１，２において作製した半導体装置の接続部に生じたボイドは、樹脂発泡によるものではなく、圧着ヘッドが半導体チップから離れる時の急激な温度変化による熱収縮に起因するボイドであると推察される。
【符号の説明】
【００９６】
１…基板、１ａ…金属配線、２…接着剤層、２ａ…接着剤層の硬化物、３…半導体チップ、３ａ…金属バンプ、４…ステージ、５…圧着ヘッド、１０…圧着装置、１２…基材、１５…接着用フィルム。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステージ及び圧着ヘッドを有する圧着装置によって半導体チップと基板との接合を行う半導体装置の製造方法において、
前記半導体チップと、前記基板と、これらの間に配置された半導体封止用の接着剤層とを有する積層体に対し、前記圧着ヘッド及び前記ステージによって当該積層体の厚さ方向に押圧力を加えるとともに、当該積層体を加熱する熱圧着工程を備え、
前記接着剤層をなす接着剤組成物は、３５０℃における溶融粘度が３５０Ｐａ・ｓ以下であり、
前記熱圧着工程において、前記圧着ヘッドの温度と前記ステージの温度の差が３００℃未満となるように設定し、前記半導体チップと前記基板との接合を行う、半導体装置の製造方法。
【請求項２】
半導体封止用の接着剤組成物からなるフィルムを前記半導体チップと前記基板との間に配置することによって、前記半導体封止用の接着剤層を形成する、請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記半導体チップは少なくとも表面が金からなるバンプを有するとともに、前記基板は前記バンプと接続される金属配線を有し、前記熱圧着工程における処理によって前記バンプと前記金属配線とを金属結合によって接合する、請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記半導体封止用の接着剤層は、分子量１００００以上の高分子成分と、熱硬化成分とを含有する、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。
【請求項５】
前記半導体封止用の接着剤層は、ポリイミド樹脂と、熱硬化成分とを含有する、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。
【請求項６】
前記ポリイミド樹脂は、重量平均分子量が３００００以上であり且つガラス転移温度が１００℃以下である、請求項５に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１】
ステージ及び圧着ヘッドを有する圧着装置によって半導体チップと基板との接合を行う半導体装置の製造方法において、
前記半導体チップと、前記基板と、これらの間に配置された半導体封止用の接着剤層とを有する積層体に対し、前記圧着ヘッド及び前記ステージによって当該積層体の厚さ方向に押圧力を加えるとともに、当該積層体を加熱する熱圧着工程を備え、
前記接着剤層をなす接着剤組成物は、３５０℃における溶融粘度が３５０Ｐａ・ｓ以下であり、
前記熱圧着工程において、前記圧着ヘッドの温度と前記ステージの温度の差が３００℃未満となるように設定し、前記半導体チップと前記基板との接合を行う、半導体装置の製造方法。
【請求項２】
半導体封止用の接着剤組成物からなるフィルムを前記半導体チップと前記基板との間に配置することによって、前記半導体封止用の接着剤層を形成する、請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記半導体チップは少なくとも表面が金からなるバンプを有するとともに、前記基板は前記バンプと接続される金属配線を有し、前記熱圧着工程における処理によって前記バンプと前記金属配線とを金属結合によって接合する、請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記半導体封止用の接着剤層は、分子量１００００以上の高分子成分と、熱硬化成分とを含有する、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。
【請求項５】
前記半導体封止用の接着剤層は、ポリイミド樹脂と、熱硬化成分とを含有する、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。
【請求項６】
前記ポリイミド樹脂は、重量平均分子量が３００００以上であり且つガラス転移温度が１００℃以下である、請求項５に記載の半導体装置の製造方法。
【図１】
【図２】
【図４】
【図３】
【図５】
【図６】
【図２】
【図４】
【図３】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１３−４８２９３（Ｐ２０１３−４８２９３Ａ）
【公開日】平成２５年３月７日（２０１３．３．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−２５４４７０（Ｐ２０１２−２５４４７０）
【出願日】平成２４年１１月２０日（２０１２．１１．２０）
【分割の表示】特願２００９−４４６７２（Ｐ２００９−４４６７２）の分割
【原出願日】平成２１年２月２６日（２００９．２．２６）
【出願人】（０００００４４５５）日立化成株式会社 (4,649)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月７日（２０１３．３．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年１１月２０日（２０１２．１１．２０）
【分割の表示】特願２００９−４４６７２（Ｐ２００９−４４６７２）の分割
【原出願日】平成２１年２月２６日（２００９．２．２６）
【出願人】（０００００４４５５）日立化成株式会社 (4,649)
【Ｆターム（参考）】
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