表面改質処理方法、電極接続基板及び半導体装置の製造方法
【課題】高温高圧処理後も耐熱性樹脂と接着剤や接着フィルム間で優れた接着性を示す表面改質処理方法、電極接続基板及び半導体装置の製造方法を提供する。
【解決手段】表面改質処理方法は、基板上に形成された耐熱性樹脂層上に表面改質処理液を塗布し、塗布された前記表面改質処理液を乾燥する。表面改質処理液は、アルミニウムキレート化合物、チタニウムキレート化合物、ジルコニウムキレート化合物、アルミニウムアルコレート、チタニウムアルコレート及びジルコニウムアルコレートからなる群から選択される少なくとも１種の表面改質剤成分と、溶媒とを含む。
【解決手段】表面改質処理方法は、基板上に形成された耐熱性樹脂層上に表面改質処理液を塗布し、塗布された前記表面改質処理液を乾燥する。表面改質処理液は、アルミニウムキレート化合物、チタニウムキレート化合物、ジルコニウムキレート化合物、アルミニウムアルコレート、チタニウムアルコレート及びジルコニウムアルコレートからなる群から選択される少なくとも１種の表面改質剤成分と、溶媒とを含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐熱性樹脂の表面改質処理方法、表面改質処理された基板と電気的、機械的に接続するのに好適な接着剤や接着フィルムを用いた電極接続基板及び半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体チップや電子部品の小型薄型化に伴い、これらに用いる回路や電極は高密度、高精細化している。このような微細電極の接続は、半田による接続が難しいため、最近では接着剤を用いる方法が多用されるようになってきた。
【０００３】
接着剤を用いる接続方法としては、例えば特許文献１に記載されているように、絶縁性接着剤中にカーボン、ニッケル、金属被覆プラスチック粒子等の導電粒子を分散した異方導電性の接着剤や膜状物を用いて、加熱加圧により接着剤の厚み方向に電気的接続を得るＡＣＦ（異方導電性フィルム、以下、ＡＣＦとする）法と、例えば特許文献２に記載されているように、導電粒子を用いないで接続時に圧着して電極面の微細凹凸の直接接触により電気的接続を得る、ＮＣＦ（非導電性フィルム、以下、ＮＣＦとする）法とがある。
【０００４】
近年、ＡＣＦを介した基板材料としてＣＯＧ（チップ・オン・グラス）による液晶ドライバーＩＣのフリップチップ実装が行われている。そのドライバーＩＣ表面には、ポリイミド膜やポリベンゾオキサゾール膜などの耐熱性樹脂が用いられている。耐熱性樹脂とＡＣＦもしくはＮＣＦなどの接着フィルム間では、フリップチップ実装する際には高耐熱性下での優れた接着性が、また実装後のチップとして耐冷熱サイクル試験や高温高湿試験に対して信頼性の高い接着性が求められている。
【０００５】
また、耐熱性樹脂であるポリイミド膜とＡＣＦ間の接着性を向上させる手段として、特許文献３では、ポリイミド膜へのプラズマ処理による接着性向上に関する技術が記載されている。
【０００６】
【特許文献１】特開昭５５−１０４００７号公報
【特許文献２】特開昭６０−２６２４３０号公報
【特許文献３】特開２００３−７３８６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献３において、ポリイミド膜へのプラズマ処理により接着性は向上されているが、プラズマ処理は減圧処理に時間を要するため、量産性に適合しないという問題点があった。従って、量産性に優れた化学的手法による表面改質処理方法が望まれていた。
【０００８】
本発明は、以上のような従来の課題を解決するためになされたものであって、量産性に優れた化学的手法による表面改質処理方法を提供するものである。すなわち本発明は、耐熱性樹脂の表面に物理的に凹凸を設けることで表面積を増加して接着性を改善するのではなく、追加的な表面処理で耐熱性樹脂に化学的に安定な官能基を導入して接着性を改善し、高温高圧処理後も耐熱性樹脂及び接着部材間で優れた接着性を示す表面改質処理方法、電極接続基板及び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】
【０００９】
すなわち、本発明による表面改質処理方法は、基板上に形成された耐熱性樹脂層上に表面改質処理液を塗布し乾燥する表面改質処理方法であって、前記表面改質処理液は、アルミニウムキレート化合物、チタニウムキレート化合物、ジルコニウムキレート化合物、アルミニウムアルコレート、チタニウムアルコレート及びジルコニウムアルコレートからなる群から選択される少なくとも１種の表面改質剤成分と、溶媒とを含むことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明による表面改質処理方法にあっては、前記表面改質処理液中の表面改質剤成分濃度が、０．１〜９５重量％であることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明による表面改質処理方法にあっては、前記耐熱性樹脂層が、ポリイミド、ポリベンゾオキサゾール、ポリアミドイミド、ポリアミド及びポリベンゾイミダゾールからなる群から選択される少なくとも１種、又はこれらのコポリマーを含むことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明による表面改質処理方法にあっては、前記基板上に形成された耐熱性樹脂層が、半導体素子、ガラス基板、金属基板又はセラミック基板を基板とし、その上に形成された表面保護膜又は絶縁膜であることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明による電極接続基板にあっては、前記表面改質処理方法による処理を行った耐熱性樹脂層を有する基板表面に、接着部材を接着してなることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明による電極接続基板にあっては、前記接着部材が、エポキシ樹脂を含むことを特徴とする。
【００１５】
また、本発明による半導体装置の製造方法にあっては、耐熱性樹脂を有する基板表面に、前記表面改質処理方法による処理を行った後、改質処理された表面を、接着部材又はパッケージ材と積層処理する工程を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明にかかる表面改質処理方法によれば、耐熱性樹脂に化学的に安定な官能基を導入して接着性を改善する表面改質処理を行うことにより、高温高圧処理後も耐熱性樹脂及び接着部材間で優れた接着性が得られるという効果を奏する。また、本発明にかかる表面改質処理方法を適用することにより、高温高湿化で信頼性の高い電極接続基板及び半導体装置を提供することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に、本発明による表面改質処理方法、電極接続基板及び半導体装置の製造方法をの一実施の形態を、図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態により本発明が限定されるものではない。
【００１８】
［表面改質処理方法］
本発明による表面改質処理方法は、基板上に形成された耐熱性樹脂層上に表面改質処理液を塗布し、塗布された前記表面改質処理液を乾燥する耐熱性樹脂層の表面改質処理方法であって、前記表面改質処理液は、アルミニウムキレート化合物、チタニウムキレート化合物、ジルコニウムキレート化合物、アルミニウムアルコレート、チタニウムアルコレート及びジルコニウムアルコレートからなる群から選択される少なくとも１種の表面改質剤成分と、溶媒とを含む。
【００１９】
本発明に用いられる耐熱性樹脂層としては、少なくとも１種以上のポリイミド又はその前駆体、ポリベンゾオキサゾール又はその前駆体、ポリアミドイミド又はその前駆体、ポリアミド及びこれらのコポリマーやベンゾシクロブテンなどの耐熱性樹脂が用いられることが好ましい。この時、予め感光性処理されたポリイミド、ポリベンゾオキサゾールなどを用いることもできる。例えば、ポリイミドは、下記一般式（Ｉ）で示される繰り返し単位を有する。
【００２０】
【化１】
（式中、Ｗは４価の有機基を有し、Ｒは２価の有機基を示す。）
これらの耐熱性樹脂組成物は、前記耐熱性樹脂の他、有機溶剤やシランカップリング剤等の接着助剤など、各種添加剤等を含むことができる。また、感光性の耐熱性樹脂組成物の場合には、さらに光酸発生剤、光塩基発生剤、重合開始剤、重合性単量体等を含むことができる。
これらの耐熱性樹脂組成物を用いて、半導体素子、ガラス基板、金属基板、セラミック基板等の各種基板上に、ポリイミド、ポリベンゾオキサゾール、ポリアミドイミド、ポリアミド、ポリベンゾイミダゾール等の各種耐熱性樹脂層（膜）を形成することができる。
【００２１】
本発明に用いる表面改質処理液に含まれる表面改質（処理）剤としては、アルミニウムキレート化合物、チタニウムキレート化合物、ジルコニウムキレート化合物、アルミニウムアルコレート、チタニウムアルコレート及びジルコニウムアルコレートなどが挙げられ、これらの少なくとも１種を使用することができる。
【００２２】
接着フィルムや接着剤などの接着部材を熱圧着する際に、耐熱性樹脂表面に塗布により形成された表面改質処理剤であるキレート化合物が、接着部材中のＳｉ化合物やエポキシ基、アクリル基等と化学結合を形成することにより良好な接着性が得られる。特にエポキシ系樹脂とは、オキシラン環の開裂によりできた−ＯＨ基と各キレート化合物とが架橋結合を形成するため、優れた接着性が得られる。
【００２３】
表面改質処理剤として具体的には、アルミニウムキレート化合物として、ジエトキシ・モノ（アセチルアセトナート）アルミニウム、ジ−ｎ−プロポキシ・モノ（アセチルアセトナート）アルミニウム、ジ−ｉ−プロポキシ・モノ（アセチルアセトナート）アルミニウム、ジ−ｎ−ブトキシ・モノ（アセチルアセトナート）アルミニウム、ジ−ｓｅｃ−ブトキシ・モノ（アセチルアセトナート）アルミニウム、ジ−ｔ−ブトキシ・モノ（アセチルアセトナート）アルミニウム、エトキシ・ビス（アセチルアセトナート）アルミニウム、ｎ−プロポキシ・ビス（アセチルアセトナート）アルミニウム、ｉ−プロポキシ・ビス（アセチルアセトナート）アルミニウム、ｎ−ブトキシ・ビス（アセチルアセトナート）アルミニウム、ｓｅｃ−ブトキシ・ビス（アセチルアセトナート）アルミニウム、ｔ−ブトキシ・ビス（アセチルアセトナート）アルミニウム、ジエトキシ・モノ（エチルアセトアセテート）アルミニウム、ジ−ｎ−プロポキシ・モノ（エチルアセトアセテート）アルミニウム、ジ−ｉ−プロポキシ・モノ（エチルアセトアセテート）アルミニウム（又はエチルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレート）、ジ−ｎ−ブトキシ・モノ（エチルアセトアセテート）アルミニウム、ジ−ｓｅｃ−ブトキシ・モノ（エチルアセトアセテート）アルミニウム、ジ−ｔ−ブトキシ・モノ（エチルアセトアセテート）アルミニウム、エトキシ・ビス（エチルアセトアセテート）アルミニウム、ｎ−プロポキシ・ビス（エチルアセトアセテート）アルミニウム、ｉ−プロポキシ・ビス（エチルアセトアセテート）アルミニウム、ｎ−ブトキシ・ビス（エチルアセトアセテート）アルミニウム、ｓｅｃ−ブトキシ・ビス（エチルアセトアセテート）アルミニウム、ｔ−ブトキシ・ビス（エチルアセトアセテート）アルミニウム、トリス（アセチルアセトナート）アルミニウム及びトリス（エチルアセトアセテート）アルミニウムなどが掲げられる。
【００２４】
チタニウムキレート化合物としては、トリエトキシ・モノ（アセチルアセトナート）チタン、トリ−ｎ−プロポキシ・モノ（アセチルアセトナート）チタン、トリ−ｉ−プロポキシ・モノ（アセチルアセトナート）チタン、トリ−ｎ−ブトキシ・モノ（アセチルアセトナート）チタン、トリ−ｓｅｃ−ブトキシ・モノ（アセチルアセトナート）チタン、トリ−ｔ−ブトキシ・モノ（アセチルアセトナート）チタン、ジエトキシ・ビス（アセチルアセトナート）チタン、ジ−ｎ−プロポキシ・ビス（アセチルアセトナート）チタン、ジ−ｉ−プロポキシ・ビス（アセチルアセトナート）チタン、ジ−ｎ−ブトキシ・ビス（アセチルアセトナート）チタン、ジ−ｓｅｃ−ブトキシ・ビス（アセチルアセトナート）チタン、ジ−ｔ−ブトキシ・ビス（アセチルアセトナート）チタン、モノエトキシ・トリス（アセチルアセトナート）チタン、モノ−ｎ−プロポキシ・トリス（アセチルアセトナート）チタン、モノ−ｉ−プロポキシ・トリス（アセチルアセトナート）チタン、モノ−ｎ−ブトキシ・トリス（アセチルアセトナート）チタン、モノ−ｓｅｃ−ブトキシ・トリス（アセチルアセトナート）チタン、モノ−ｔ−ブトキシ・トリス（アセチルアセトナート）チタン、テトラキス（アセチルアセトナート）チタン、トリエトキシ・モノ（エチルアセトアセテート）チタン、トリ−ｎ−プロポキシ・モノ（エチルアセトアセテート）チタン、トリ−ｉ−プロポキシ・モノ（エチルアセトアセテート）チタン、トリ−ｎ−ブトキシ・モノ（エチルアセトアセテート）チタン、トリ−ｓｅｃ−ブトキシ・モノ（エチルアセトアセテート）チタン、トリ−ｔ−ブトキシ・モノ（エチルアセトアセテート）チタン、ジエトキシ・ビス（エチルアセトアセテート）チタン、ジ−ｎ−プロポキシ・ビス（エチルアセトアセテート）チタン、ジ−ｉ−プロポキシ・ビス（エチルアセトアセテート）チタン、ジ−ｎ−ブトキシ・ビス（エチルアセトアセテート）チタン、ジ−ｓｅｃ−ブトキシ・ビス（エチルアセトアセテート）チタン、ジ−ｔ−ブトキシ・ビス（エチルアセトアセテート）チタン、モノエトキシ・トリス（エチルアセトアセテート）チタン、モノ−ｎ−プロポキシ・トリス（エチルアセトアセテート）チタン、モノ−ｉ−プロポキシ・トリス（エチルアセトアセテート）チタン、モノ−ｎ−ブトキシ・トリス（エチルアセトアセテート）チタン、モノ−ｓｅｃ−ブトキシ・トリス（エチルアセトアセテート）チタン、モノ−ｔ−ブトキシ・トリス（エチルアセトアセテート）チタン、テトラキス（エチルアセトアセテート）チタン、モノ（アセチルアセトナート）トリス（エチルアセトアセテート）チタン、ビス（アセチルアセトナート）ビス（エチルアセトアセテート）チタン及びトリス（アセチルアセトナート）モノ（エチルアセトアセテート）などが挙げられる。
【００２５】
ジルコニウムキレート化合物としては、トリエトキシ・モノ（アセチルアセトナート）ジルコニウム、トリ−ｎ−プロポキシ・モノ（アセチルアセトナート）ジルコニウム、トリ−ｉ−プロポキシ・モノ（アセチルアセトナート）ジルコニウム、トリ−ｎ−ブトキシ・モノ（アセチルアセトナート）ジルコニウム、トリ−ｓｅｃ−ブトキシ・モノ（アセチルアセトナート）ジルコニウム、トリ−ｔ−ブトキシ・モノ（アセチルアセトナート）ジルコニウム、ジエトキシ・ビス（アセチルアセトナート）ジルコニウム、ジ−ｎ−プロポキシ・ビス（アセチルアセトナート）ジルコニウム、ジ−ｉ−プロポキシ・ビス（アセチルアセトナート）ジルコニウム、ジ−ｎ−ブトキシ・ビス（アセチルアセトナート）ジルコニウム、ジ−ｓｅｃ−ブトキシ・ビス（アセチルアセトナート）ジルコニウム、ジ−ｔ−ブトキシ・ビス（アセチルアセトナート）ジルコニウム、モノエトキシ・トリス（アセチルアセトナート）ジルコニウム、モノ−ｎ−プロポキシ・トリス（アセチルアセトナート）ジルコニウム、モノ−ｉ−プロポキシ・トリス（アセチルアセトナート）ジルコニウム、モノ−ｎ−ブトキシ・トリス（アセチルアセトナート）ジルコニウム、モノ−ｓｅｃ−ブトキシ・トリス（アセチルアセトナート）ジルコニウム、モノ−ｔ−ブトキシ・トリス（アセチルアセトナート）ジルコニウム、テトラキス（アセチルアセトナート）ジルコニウム、トリエトキシ・モノ（エチルアセトアセテート）ジルコニウム、トリ−ｎ−プロポキシ・モノ（エチルアセトアセテート）ジルコニウム、トリ−ｉ−プロポキシ・モノ（エチルアセトアセテート）ジルコニウム、トリ−ｎ−ブトキシ・モノ（エチルアセトアセテート）ジルコニウム、トリ−ｓｅｃ−ブトキシ・モノ（エチルアセトアセテート）ジルコニウム、トリ−ｔ−ブトキシ・モノ（エチルアセトアセテート）ジルコニウム、ジエトキシ・ビス（エチルアセトアセテート）ジルコニウム、ジ−ｎ−プロポキシ・ビス（エチルアセトアセテート）ジルコニウム、ジ−ｉ−プロポキシ・ビス（エチルアセトアセテート）ジルコニウム、ジ−ｎ−ブトキシ・ビス（エチルアセトアセテート）ジルコニウム、ジ−ｓｅｃ−ブトキシ・ビス（エチルアセトアセテート）ジルコニウム、ジ−ｔ−ブトキシ・ビス（エチルアセトアセテート）ジルコニウム、モノエトキシ・トリス（エチルアセトアセテート）ジルコニウム、モノ−ｎ−プロポキシ・トリス（エチルアセトアセテート）ジルコニウム、モノ−ｉ−プロポキシ・トリス（エチルアセトアセテート）ジルコニウム、モノ−ｎ−ブトキシ・トリス（エチルアセトアセテート）ジルコニウム、モノ−ｓｅｃ−ブトキシ・トリス（エチルアセトアセテート）ジルコニウム、モノ−ｔ−ブトキシ・トリス（エチルアセトアセテート）ジルコニウム、テトラキス（エチルアセトアセテート）ジルコニウム、モノ（アセチルアセトナート）トリス（エチルアセトアセテート）ジルコニウム、ビス（アセチルアセトナート）ビス（エチルアセトアセテート）ジルコニウム及びトリス（アセチルアセトナート）モノ（エチルアセトアセテート）ジルコニウムなどが挙げられる。
【００２６】
また、アルミニウムアルコレートとしては、トリエトキシアルミニウム、トリ−ｎ−プロポキシアルミニウム、トリ−ｉ−プロポキシアルミニウム、トリ−ｎ−ブトキシアルミニウム、トリ−ｉ−ブトキシアルミニウム、トリ−ｓｅｃ−ブトキシアルミニウム及びトリ−ｔ−ブトキシアルミニウムなどが挙げられる。
【００２７】
チタニウムアルコレートとしては、テトラエトキシチタン、テトラ−ｎ−プロポキシチタン、テトラ−ｉ−プロポキシチタン、テトラ−ｎ−ブトキシチタン、テトラ−ｉ−ブトキシチタン、テトラ−ｓｅｃ−ブトキシチタン及びテトラ−ｔ−ブトキシチタンなどが挙げられる。
【００２８】
ジルコニウムアルコレートとしては、テトラエトキシジルコニウム、テトラ−ｎ−プロポキシジルコニウム、テトラ−ｉ−プロポキシジルコニウム、テトラ−ｎ−ブトキシジルコニウム、テトラ−ｉ−ブトキシジルコニウム、テトラ−ｓｅｃ−ブトキシジルコニウム及びテトラ−ｔ−ブトキシジルコニウムなどが挙げられる。以上の各キレート化合物及び各アルコレート化合物は、１種あるいは２種以上を同時に使用することができる。
【００２９】
本発明に用いる表面改質処理剤を含む表面改質処理液の樹脂分濃度（表面改質剤成分濃度）は、０．１重量％未満では、表面処理向上効果が乏しいため、０．１重量％以上であることが好ましい。さらに好ましくは、０．５重量％以上９５重量％以下が好ましい。また、表面改質処理剤を含む溶液の樹脂分濃度が９５重量％を超えると、作業性が低下する傾向があるため好ましくない。
【００３０】
本発明に用いる溶媒の種類としては、キレート及びアルコレートを溶解する、例えば、メタノール、エタノール、１−プロパノール、イソプロパノール、１−ブタノールなどのアルコール系溶媒、トルエン、キシレン、クメンなどの芳香族系溶媒、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミドなどのアミド系溶媒、γ―ブチロラクトン、γ―バレロラクトンなどのラクトン系溶媒、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等のグリコール系溶媒が挙げられ、これらは、１種あるいは２種以上を同時に使用することができる。
【００３１】
本発明による表面改質処理方法は、基板上に形成された耐熱性樹脂層上に上述した表面改質処理液を塗布し、塗布された表面改質処理液を乾燥することにより行われる。上述した耐熱性樹脂を形成する基板としては、ガラス基板、金属基板、セラミック基板等が含まれ、半導体素子基板であってもよい。さらに、フレキシブル配線板やＴＡＢテープ等も使用できる。これらの基板上に、耐熱性樹脂が表面保護膜、多層絶縁膜などの耐熱性樹脂層として形成される。
【００３２】
表面改質処理液は、基板上に形成された耐熱性樹脂層上にスピンコート法などにより塗布するが、他の方法によって塗布してもよい。耐熱性樹脂層上に塗布された表面改質処理液の処理は、乾燥さえすればよいが、例えば８０〜４００℃の温度範囲で、１分〜２時間程度の時間加熱するのが好ましい。
【００３３】
［電極接続基板］
本発明による電極接続基板は、電極を有する基板と、電極を有する部材とが、接着部材や接着フィルムを用いて相対する電極同士が接続された基板をいう。この電極接続基板は、上述した表面改質処理方法を行った耐熱性樹脂を有する基板表面に、接着剤又は接着フィルムなどの接着部材を接着し、相対する電極を有する部材とを接着することにより作製することができる。電極接続基板としては、バンプなどの接続電極を備えた半導体素子基板や回路基板など種々の基板を含む。基板の材質としては、半導体素子、ガラス基板、金属基板、セラミック基板等を用いることができる。
【００３４】
本発明に用いる接着剤や接着フィルムには、熱可塑性材料や、熱や光により硬化する材料等が広く適用できる。これらは基板表面に接着部材を接着した後の耐熱性や耐湿性に優れることから、硬化性材料の適用が好ましい。潜在性硬化剤を含有したエポキシ系樹脂や過酸化物などのラジカル系硬化剤を含有したアクリル系樹脂は、短時間硬化が可能で接続作業性がよく、分子構造上接着性に優れるので好ましい。
【００３５】
接着部材としてのＡＣＦ材には、相対する電極間の接続と隣接する電極間の絶縁の性能を向上させるために、導電粒子や少量の絶縁粒子を添加することが好ましい。これらの導電粒子や絶縁粒子は、接着部材付半導体チップの製造時における加熱加圧時に、厚み保持材として作用する点でもで好ましい。この場合、導電粒子や絶縁粒子の割合は、好ましくは０．１〜３０体積％であり、異方導電性とするには、導電粒子を好ましくは０．５〜１５体積％とすることが好ましい。
【００３６】
導電粒子としては、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｗ、Ｓｂ、Ｓｎ、はんだ等の金属粒子やカーボン、黒鉛等があり、またこれら導電粒子を核材とするか、あるいは非導電性のガラス、セラミックス、プラスチック等の高分子等からなる核材に上述したような導電粒子からなる導電層を被覆形成したものでもよい。さらに、導電材料を絶縁層で被覆してなる絶縁被覆粒子や、導電粒子とガラス、セラミックス、プラスチック等の絶縁粒子の併用等も、分解能が向上するので適用可能である。導電粒子の粒径は、微小な電極上に１個以上、好ましくはなるべく多くの粒子数を確保するために、小粒径粒子が好適であり、好ましくは１５μｍ以下、より好ましくは１〜７μｍである。
【００３７】
［半導体装置の製造方法］
耐熱性樹脂を有する基板表面に、上述のようにして表面改質処理方法を行った後、改質処理された表面を、接着部材又はパッケージ材と積層処理する工程を含むことにより、半導体装置を製造することができる。
【００３８】
本発明による半導体装置の製造方法について、図面に基づき説明する。図１〜図３は、本発明の実施の形態による半導体装置の製造方法を説明する概略断面図である。図１において、半導体装置としての回路接続構造体１Ａは、半導体基板２と、回路部材３とが接着部材４を挟持して構成されている。なお、図１〜図３では、接着部材４として異方導電性フィルム（ＡＣＦ）を使用した場合について説明している。
【００３９】
半導体基板２の表面には、上述した耐熱性樹脂組成物を用いて形成される耐熱性樹脂膜５を備えており、第１の回路電極６例えば金電極が多数形成されている。また、ガラス基板等の回路部材３の表面には、第１の回路電極６に対向する位置に第２の回路電極７が多数形成されている。なお、これらの第１及び第２の回路電極６，７がそれぞれ形成されている半導体基板２及び回路部材３の面をこれらの表面とする。
【００４０】
半導体基板２と回路部材３とは、接着部材４によって接着されている。特に、耐熱性樹脂膜５と接着部材４とは、後述するように、強固に接着されている。また、接着部材４中には、導電性粒子８が分散されており、第１の回路電極６と第２の回路電極７との間に介在する導電性粒子８によって、第１の回路電極６と第２の回路電極７とが電気的に接続される。一方、これらの電極間に介在していない導電性粒子８は接着部材４内に分散しているので、電極以外の部分では絶縁性が保たれている。
【００４１】
次に、以上のように構成された回路接続構造体１Ａの製造方法について説明する。まず、半導体基板２に耐熱性樹脂膜５の原料となる耐熱性樹脂組成物をスピンコート法等により塗布する。次いで、塗布された耐熱性樹脂組成物に加熱処理を施して熱硬化する。これにより、半導体基板２の表面に耐熱性樹脂膜５が形成される。
【００４２】
次に、耐熱性樹脂膜５が形成された半導体基板２の表面に、第１の回路電極６を形成する。この第１の回路電極６は、予め半導体基板２に積層されている金属層をエッチング処理により剥き出して形成することができ、あるいは、バンプ等の電極部材を半導体基板２に設けることにより形成してもよい。
【００４３】
さらに、半導体基板２の表面に形成された耐熱性樹脂膜５の表面改質処理を行う。表面改質処理は、まず、耐熱性樹脂膜５に表面改質処理液をスピンコート法等により塗布する。次いで、表面改質処理液が塗布された半導体基板２を例えばホットプレート上で加熱することにより、耐熱性樹脂膜５の表面改質処理を行う。
【００４４】
次に、図２に示すように、表面改質処理を施した半導体基板２と、第１の回路電極６に対向する第２の回路電極７が表面に多数形成された回路部材３とを用意し、第１の回路電極６と第２の回路電極７とが重なり合うように、半導体基板２と回路部材３とを位置合わせして対向配置する。この時、図３に示すように、これらの半導体基板２と回路部材３との間に、接着部材４を配置しておく。
【００４５】
続いて、図３の矢印で示すように、半導体基板２と回路部材３とを圧着することによりこれらの半導体基板２及び回路部材３を接着する。半導体基板２と回路部材３との接着は、公知の方法を用いることができる。例えば、接着部材４を一旦半導体基板２又は回路部材３に仮付けし、これらの半導体基板２及び回路部材３の位置合わせ行った後、加熱加圧もしくは加圧によって、半導体基板２及び回路部材３を接着する。この時、図１に示すように、相対向する第１及び第２の回路電極６、７同士を、接着部材４内の導電性粒子８によって電気的に接続することができる。
【００４６】
半導体基板２と回路部材３との位置合わせは、顕微鏡や画像記憶装置を用いて行っても良く、この時、位置合わせマークの併用も有効である。上記加熱加圧処理は、半導体基板２としてのチップ１個毎（シングルチップ）でもよいが、多数個（マルチチップ）同時に圧着可能であると、生産性の向上に有効である。本発明による耐熱性樹脂膜５と接着部材４との接着方法は、シングルチップでもマルチチップの実装に対しても適応可能である。
【００４７】
次に、接着部材４として、非導電性フィルム（ＮＣＦ）を使用した回路接続構造体について、図４及び図５に基づいて説明する。なお、上述のＡＣＦを使用した回路接続構造体と同様な材料や製造方法を適用できるので、重複する記載は省略する。
【００４８】
図４において、半導体装置としての回路接続構造体１Ｂは、半導体基板２と、回路部材３とが接着部材４を挟持して構成されている。なお、接着部材４は、導電性粒子を含んでいない。半導体基板２の表面には、耐熱性樹脂膜５を備えており、第１の回路電極例えば金電極が多数形成されている。回路部材３の表面には、第１の回路電極６に対向する第２の回路電極７が多数形成されている。
【００４９】
半導体基板２と回路部材３とは、接着部材４によって接着されている。第１の回路電極６と第２の回路電極７とは、相互に直接接触することにより、電気的に接続される。これらの第１の回路電極６及び第２の回路電極７は、金電極などのバンプの他に、先端を切断した状態のはんだやボンディングワイヤ等であってもよい。
【００５０】
次に、以上のように構成された回路接続構造体１Ｂの製造方法について説明する。図２に示すように、上述と同様に表面改質処理を施した半導体基板２と、第１の回路電極６に対向する第２の回路電極７が表面に多数形成された回路部材３とを用意する。次に、図５に示すように、第１の回路電極６と第２の回路電極７とが重なり合うように、半導体基板２と回路部材３とを位置合わせして対向配置する。この時、これらの半導体基板２と回路部材３との間に、接着部材４を配置しておく。
【００５１】
続いて、図５の矢印で示すように、接着部材４を挟持した状態で、半導体基板２と回路部材３とを圧着する。半導体基板２と回路部材３とを圧着することにより、図４に示すように、半導体基板２と回路部材３とが機械的に接着し、且つ第１の回路電極６と第２の回路電極７とは、直接接触することにより電気的に接続される。こうして、高温、高湿下でも良好な接着性を長期に亘り維持できる回路接続構造体１Ｂを製造することができる。
【実施例】
【００５２】
以下、実施例及び比較例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００５３】
実施例１
［１］（合成例１）ポリイミド前駆体ワニスの調製
温度計、攪拌装置、冷却管及び窒素導入管を備えた４つ口セパラブルフラスコ中に、Ｎ−メチル−２−ピロリドン２８９．２ｇを仕込み、これに４，４'−ジアミノジフェニルエーテル２０．０２ｇ（０．１モル）を溶解させた後、ピロメリット酸二無水物３１．０２ｇ（０．１モル）を加え、室温で６時間攪拌した後、粘度調整を行い、１５重量％のポリイミド前駆体ワニスを得た。
【００５４】
得られたポリイミド前駆体を、樹脂分１重量％のγ−アミノプロピルトリエトキシシランを含むＮ−メチル−２−ピロリドン溶液で１３重量％のポリイミド前駆体ワニスとなるように希釈し、１μｍ孔のフッ素樹脂フィルタを用いて加圧濾過し、ポリイミド前駆体ワニス（α）を得た。
【００５５】
［２］ポリイミド膜の作成
合成例１で得られたポリイミド前駆体ワニス（α）を直径５インチのシリコン基板上にスピン塗布をして、ホットプレート上１３０℃で２分間、拡散炉を用いて窒素雰囲気下２００℃で３０分間、３５０℃で６０分間加熱処理をして、膜厚５μｍのポリイミド膜（Ｘ）が形成されたシリコン基板（以下、ポリイミド膜（Ｘ）付き基板とする）を得た。
【００５６】
［３］表面処理
Ｎ−メチル−２−ピロリドン溶液にアルミニウムキレート化合物であるエチルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレートを１重量％溶解させた溶液を、上記ポリイミド膜（Ｘ）付き基板にスピン塗布をして、ホットプレート上１３０℃で２分間、２５０℃で２分間加熱処理をして、ポリイミド膜（Ｘ）の表面にアルミニウムキレート処理による表面改質処理を行った。
【００５７】
［４］接続処理
得られたアルミニウムキレート処理済みポリイミド膜付き基板をダイヤモンドカッター付きダイサーによって、１０×１０ｍｍ角を接着性評価用下層チップ、２×１０ｍｍを接着性評価用上層チップとして切り出した。フェノキシ樹脂（高分子量エポキシ樹脂）を含有するＡＣＦ材（日立化成工業株式会社製、商品名：ＡＣ−８４０８）を切断して挟み、この構成で加熱温度を１６０℃に設定し５０ＭＰａで１０秒間加熱圧着を行い、評価用電極接続基板を得た。
【００５８】
［５］評価
得られた評価用電極接続基板を８５℃、８５ＲＨ％の高温高湿加速試験機に、１６８時間投入した。接合強度試験機（Ｄａｇｅ製、Ｓｅｒｉｅｓ４０００）を用いて、高温高湿加速試験を行っていない未処理サンプルと共に、室温ステージにサンプルを載せてから３０秒後にせん断処理を行い、接着強度と破壊モードの比較評価を行った。高温高湿加速試験の未処理品の結果を併せて表１に示す。
【００５９】
実施例２
［３］表面処理
トルエンにチタンキレート剤であるジ−ｉ−プロポキシ・ビス（アセチルアセトナート）チタンを２重量％溶解させた溶液を、実施例１で得られたポリイミド膜（Ｘ）付き基板にスピン塗布をして、ホットプレート上１００℃で２分間、２５０℃で２分間加熱処理をして、ポリイミド膜（Ｘ）の表面にチタンキレート処理による表面改質処理を行った。
【００６０】
［４］接続フィルム
実施例１と同様に、フェノキシ樹脂（高分子量エポキシ樹脂）を含有するＡＣＦ材（日立化成工業株式会社製、商品名：ＡＣ−８４０８）を用いた。
【００６１】
［５］接続
実施例１と同様に、チタンキレート処理済みのポリイミド膜（Ｘ）付き基板を上層チップとし、下層チップとしてＡＣＦ材（日立化成工業株式会社製、商品名：ＡＣ−８４０８）を挟み、この構成で加熱温度を１６０℃に設定し５０ＭＰａで１０秒間加熱圧着を行い、評価用電極接続基板を得た。
【００６２】
［６］評価
実施例１と同様に、得られた評価用電極接続基板を８５℃、８５ＲＨ％の高温高湿加速試験機に、１６８時間投入した。接合強度試験機（Ｄａｇｅ製、Ｓｅｒｉｅｓ４０００）を用いて、高温高湿加速試験を行っていない未処理サンプルと共に、室温ステージにサンプルを載せてから３０秒後にせん断処理を行い、接着強度と破壊モードの比較評価を行った。高温高湿加速試験の未処理品の結果を併せて表１に示す。
【００６３】
実施例３
［３］表面処理
トルエン／１−ブタノール溶液にジルコニウムアルコレート剤であるテトラ−ｎ−ブトキシジルコニウムを２重量％溶解させた溶液を、実施例１で得られたポリイミド膜（Ｘ）付き基板にスピン塗布をして、ホットプレート上１００℃で２分間、２５０℃で２分間加熱処理をして、表面にジルコニウムキレート処理による表面改質処理を行った。
【００６４】
［４］接続フィルム
実施例１と同様に、フェノキシ樹脂（高分子量エポキシ樹脂）を含有するＡＣＦ材（日立化成工業株式会社製、商品名：ＡＣ−８４０８）を用いた。
【００６５】
［５］接続
実施例１と同様に、ジルコニウムアルコレート剤処理済みのポリイミド膜付き基板を上層とし、下層チップとしてＡＣＦ材（日立化成工業株式会社製、商品名：ＡＣ−８４０８）を挟み、この構成で加熱温度を１６０℃に設定し５０ＭＰａで１０秒間加熱圧着を行い、評価用電極接続基板を得た。
【００６６】
［６］評価
実施例１と同様に、得られた評価用電極接続基板を８５℃、８５ＲＨ％の高温高湿加速試験機に、１６８時間投入した。接合強度試験機（Ｄａｇｅ製、Ｓｅｒｉｅｓ４０００）を用いて、高温高湿加速試験を行っていない未処理サンプルと共に、室温ステージにサンプルを載せてから３０秒後にせん断処理を行い、接着強度と破壊モードの比較評価を行った。高温高湿加速試験の未処理品の結果を併せて表１に示す。
【００６７】
実施例４
［３］表面処理
Ｎ−メチル−２−ピロリドン溶液にエチルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレートを１重量％溶解させた溶液を、実施例１で得られたポリイミド膜（Ｘ）付き基板にスピン塗布をして、ホットプレート上１３０℃で２分間、２５０℃で２分間加熱処理をして、表面にアルミニウムキレート処理による表面改質処理を行った。
【００６８】
［４］接続フィルム
フェノキシ樹脂（高分子量エポキシ樹脂）を含有する日立化成工業株式会社製、商品名：ＡＣ−８９５５を用いた。
【００６９】
［５］接続
実施例１と同様に、アルミニウムキレート処理済みのポリイミド膜付き基板を上層とし、下層チップとしてＡＣＦ材（日立化成工業株式会社製、商品名：ＡＣ−８９５５）を挟み、この構成で加熱温度を１９０℃に設定し５０ＭＰａで１０秒間加熱圧着を行い、評価用電極接続基板を得た。
【００７０】
［６］評価
実施例１と同様に、得られた評価用電極接続基板を８５℃、８５ＲＨ％の高温高湿加速試験機に、１６８時間投入した。接合強度試験機（Ｄａｇｅ製、Ｓｅｒｉｅｓ４０００）を用いて、高温高湿加速試験を行っていない未処理サンプルと共に、室温ステージにサンプルを載せてから３０秒後にせん断処理を行い、接着強度と破壊モードの比較評価を行った。高温高湿加速試験の未処理品の結果を併せて表１に示す。
【００７１】
実施例５
［１］（合成例２）ポリイミド前駆体ワニスの調製
温度計、攪拌装置、冷却管及び窒素導入管を備えた４つ口セパラブルフラスコ中で、Ｎ−メチル−２−ピロリドン２７０．０ｇに４，４′−ジアミノジフェニルエーテル１８．０２ｇ（０．０９モル）と１，３−ビス（３−アミノプロピル）−１，１，１−テトラメチルジシロキサン２．４９ｇ（０．０１モル）とを溶解させた後、ピロメリット酸二無水物６．５４ｇ（０．０３モル）と３，３′，４，４′−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物２０．６０ｇ（０．０７モル）とを加え、室温で６時間攪拌した。その後、粘度調整を行い、さらに１μｍ孔のフッ素樹脂フィルタを用いて加圧濾過し、１５重量％のポリイミド前駆体ワニス（β）を得た。
【００７２】
［２］ポリイミド膜の作成
合成例２で得られたポリイミド前駆体ワニス（β）を直径５インチのシリコン基板にスピン塗布をして、ホットプレート上１３０℃で２分間、拡散炉を用いて窒素雰囲気下２００℃３０分間、３５０℃６０分間加熱処理をして、膜厚５μｍのポリイミド膜（Ｙ）が形成されたシリコン基板（以下、ポリイミド膜（Ｙ）付き基板とする）を得た。
【００７３】
［３］表面処理
Ｎ−メチル−２−ピロリドン溶液にエチルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレートを１重量％溶解させた溶液を、上記のポリイミド膜（Ｙ）付き基板にスピン塗布をして、ホットプレート上１３０℃で２分間、２５０℃で２分間加熱処理をして、表面にアルミニウムキレート処理による表面改質処理を行った。
【００７４】
［４］接続フィルム
実施例１と同様に、フェノキシ樹脂（高分子量エポキシ樹脂）を含有するＡＣＦ材（日立化成工業株式会社製、商品名：ＡＣ−８４０８）を用いた。
【００７５】
［５］接続
実施例１と同様に、アルミニウムキレート処理済みのポリイミド膜（Ｙ）付き基板を上層とし、下層チップとしてＡＣＦ材（日立化成工業株式会社製、商品名：ＡＣ−８４０８）を挟み、この構成で加熱温度を１６０℃に設定し５０ＭＰａで１０秒間加熱圧着を行い、評価用電極接続基板を得た。
【００７６】
［６］評価
実施例１と同様に、得られた評価用電極接続基板を８５℃、８５ＲＨ％の高温高湿加速試験機に、１６８時間投入した。接合強度試験機（Ｄａｇｅ製、Ｓｅｒｉｅｓ４０００）を用いて、高温高湿加速試験を行っていない未処理サンプルと共に、室温ステージにサンプルを載せてから３０秒後にせん断処理を行い、接着強度と破壊モードの比較評価を行った。高温高湿加速試験の未処理品の結果を併せて表１に示す。
【００７７】
実施例６
［１］（合成例３）ポリベンゾオキサゾール前駆体ワニスの調製
攪拌機及び温度計を備えた０．５リットルのフラスコ中に、４，４'−ジカルボキシルジフェニルエーテル２１．７ｇ（０．０８４モル）及びＮ−メチルピロリドン１２５．０ｇを仕込み、フラスコを０℃に冷却し、塩化チオニル２０．０ｇ（０．１６８モル）を、反応温度を１０℃以下に保持しながら滴下し、滴下後１０℃付近で３０分間撹拌して、４，４'−ジカルボキシルジフェニルエーテルのジクロリド溶液を得た。
【００７８】
温度計、攪拌装置、冷却管及び窒素導入管を備えた４つ口セパラブルフラスコ中に、Ｎ−メチルピロリドン１００ｇを仕込み、２，２−ビス（３−アミノ−４−ヒドロキシフェニル）−１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロプロパン３７．０ｇ（０．１０モル）を添加し、攪拌溶解した後、ピリジン２６．６ｇを添加した。この溶液を冷却し、温度を０〜１０℃に保ちながら、１，４−ジカルボキシシクロヘキサンジクロリドの溶液を３０分間かけて滴下した後、１０℃付近で３０分間撹拌した。反応液を４リットルの水に投入し、析出物を回収、洗浄した後、４０℃で二日間減圧乾燥してポリヒドロキシアミドを得た。
【００７９】
上記ポリヒドロキシアミド１５．０ｇを、樹脂分１重量％のγ−アミノプロピルトリエトキシシランを溶解したＮ−メチル−２−ピロリドン溶液２２．５ｇに溶解させた後、１μｍ孔のフッ素樹脂フィルタを用いて加圧濾過して４０重量％のポリベンゾオキサゾール前駆体ワニス（γ）を得た。
【００８０】
［２］ポリベンゾオキサゾール膜の調製
合成例３で得られたポリベンゾオキサゾール前駆体ワニス（γ）を直径５インチのシリコン基板にスピン塗布をして、ホットプレート上１２０℃で２分間、拡散炉を用いて窒素雰囲気下２００℃で３０分間、３２０℃で６０分間加熱処理をして、膜厚５μｍのポリベンゾオキサゾール膜（Ｚ）が形成されたシリコン基板（以下、ポリイミド膜（Ｚ）付き基板とする）を得た。
【００８１】
［３］表面処理
Ｎ−メチル−２−ピロリドン溶液にエチルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレートを１重量％溶解させた溶液を、得られたポリベンゾオキサゾール膜（Ｚ）付き基板にスピン塗布をして、ホットプレート上１３０℃で２分間、２５０℃で２分間加熱処理をして、表面にアルミニウムキレート処理による表面改質処理を行った。
【００８２】
［４］接続フィルム
実施例１と同様に、フェノキシ樹脂（高分子量エポキシ樹脂）を含有するＡＣＦ材（日立化成工業株式会社製、商品名：ＡＣ−８４０８）を用いた。
【００８３】
［５］接続
実施例１と同様に、アルミニウムキレート処理済みのポリベンゾオキサゾール膜（Ｚ）付き基板を上層とし、下層チップとしてＡＣＦ材（日立化成工業株式会社製、商品名：ＡＣ−８４０８）を挟み、この構成で加熱温度を１６０℃に設定し５０ＭＰａで１０秒間加熱圧着を行い、評価用電極接続基板を得た。
【００８４】
［６］評価
実施例１と同様に、得られた評価用電極接続基板を８５℃、８５ＲＨ％の高温高湿加速試験機に、１６８時間投入した。接合強度試験機（Ｄａｇｅ製、Ｓｅｒｉｅｓ４０００）を用いて、高温高湿加速試験を行っていない未処理サンプルと共に、室温ステージにサンプルを載せてから３０秒後にせん断処理を行い、接着強度と破壊モードの比較評価を行った。高温高湿加速試験の未処理品の結果を併せて表１に示す。
【００８５】
比較例１
［５］接続
キレート化合物で表面改質処理を行っていないポリイミド膜（Ｘ）付き基板を実施例１と同様に、上層、下層チップとしてＡＣＦ材（日立化成工業株式会社製、商品名：ＡＣ−８４０８）を挟み、この構成で加熱温度を１６０℃に設定し５０ＭＰａで１０秒間加熱圧着を行い、評価用電極接続基板を得た。
【００８６】
［６］評価
実施例１と同様に、得られた評価用電極接続基板を８５℃、８５ＲＨ％の高温高湿加速試験機に、１６８時間投入した。接合強度試験機（Ｄａｇｅ製、Ｓｅｒｉｅｓ４０００）を用いて、高温高湿加速試験を行っていない未処理サンプルと共に、室温ステージにサンプルを載せてから３０秒後にせん断処理を行い、接着強度と破壊モードの比較評価を行った。高温高湿加速試験の未処理品の結果を併せて表１に示す。
【００８７】
比較例２
［５］接続
キレート化合物で表面改質処理を行っていないポリイミド膜（Ｙ）付き基板を実施例１と同様に、上層、下層チップとしてＡＣＦ材（日立化成工業株式会社製、商品名：ＡＣ−８４０８）を挟み、この構成で加熱温度を１６０℃に設定し５０ＭＰａで１０秒間加熱圧着を行い、評価用電極接続基板を得た。
【００８８】
［６］評価
実施例１と同様に、得られた評価用電極接続基板を８５℃、８５ＲＨ％の高温高湿加速試験機に、１６８時間投入した。接合強度試験機（Ｄａｇｅ製、Ｓｅｒｉｅｓ４０００）を用いて、高温高湿加速試験を行っていない未処理サンプルと共に、室温ステージにサンプルを載せてから３０秒後にせん断処理を行い、接着強度と破壊モードの比較評価を行った。高温高湿加速試験の未処理品の結果を併せて表１に示す。
【００８９】
比較例３
［５］接続
キレート化合物で表面改質処理を行っていないポリベンゾイミダゾール膜（Ｚ）付き基板を実施例１と同様に、上層、下層チップとしてＡＣＦ材（日立化成工業株式会社製、商品名：ＡＣ−８４０８）を挟み、この構成で加熱温度を１６０℃に設定し５０ＭＰａで１０秒間加熱圧着を行い、評価用電極接続基板を得た。
【００９０】
［６］評価
実施例１と同様に、得られた評価用電極接続基板を８５℃、８５ＲＨ％の高温高湿加速試験機に、１６８時間投入した。接合強度試験機（Ｄａｇｅ製、Ｓｅｒｉｅｓ４０００）を用いて、高温高湿加速試験を行っていない未処理サンプルと共に、室温ステージにサンプルを載せてから３０秒後にせん断処理を行い、接着強度と破壊モードの比較評価を行った。高温高湿加速試験の未処理品の結果を併せて表１に示す。
【００９１】
以上の評価結果をまとめて表１に示す。
【００９２】
【表１】
【００９３】
表１から明らかなように、実施例１〜６では、評価用電極接続基板を高温高湿加速試験機に１６８時間投入した後においても、初期値と同様な接着強度が維持されている。また、接着強度評価における破壊モードは、ＡＣＦ自体の凝集破壊であり、ＡＣＦと耐熱性樹脂膜との接着は保持されていた。従って、本発明による表面改質処理方法を行った電極接続基板は、長期に亘ってしかも高湿度下で高い接着強度を維持できることが判った。
【００９４】
これに対して、比較例１〜３では、評価用電極接続基板を高温高湿加速試験機に１６８時間投入した後においては、接着強度が著しく低下した。また、接着強度評価における破壊モードは、ＡＣＦ凝集破壊が起こる前にポリイミド（α）とＡＣＦ間の界面で剥離が起こった（表１中、ＰＩ／ＡＣＦで示す）。
【産業上の利用可能性】
【００９５】
以上のように、本発明による表面改質処理方法、電極接続基板及び半導体装置の製造方法によれば、表面改質処理によって耐熱性樹脂に化学的に安定な官能基を導入して接着性を改善し、高温高圧処理後も耐熱性樹脂及び接着部材間で優れた接着性を示すことができるので、電極接続基板や各種小型半導体製品に有用であり、特に、高温高湿下で使用される例えば車載用半導体製品、車載用液晶表示装置等に適している。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】本発明の実施の形態による半導体装置の製造方法を説明する概略断面図であり、半導体基板と回路部材とが接着された状態を示す概略断面図である。
【図２】半導体基板と回路部材とを対向させた状態を示す概略断面図である。
【図３】半導体基板と回路部材との間に接着部材（ＡＣＦ）を配置した状態を示す概略断面図である。
【図４】半導体基板と回路部材とが接着された状態を示す概略断面図である。
【図５】半導体基板と回路部材との間に接着部材（ＮＣＦ）を配置した状態を示す概略断面図である。
【符号の説明】
【００９７】
１Ａ、１Ｂ 回路接続構造体
２ 半導体基板
３ 回路部材
４ 接着部材
５ 耐熱性樹脂膜
６ 第１の回路電極
７ 第２の回路電極
８ 導電性粒子
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐熱性樹脂の表面改質処理方法、表面改質処理された基板と電気的、機械的に接続するのに好適な接着剤や接着フィルムを用いた電極接続基板及び半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体チップや電子部品の小型薄型化に伴い、これらに用いる回路や電極は高密度、高精細化している。このような微細電極の接続は、半田による接続が難しいため、最近では接着剤を用いる方法が多用されるようになってきた。
【０００３】
接着剤を用いる接続方法としては、例えば特許文献１に記載されているように、絶縁性接着剤中にカーボン、ニッケル、金属被覆プラスチック粒子等の導電粒子を分散した異方導電性の接着剤や膜状物を用いて、加熱加圧により接着剤の厚み方向に電気的接続を得るＡＣＦ（異方導電性フィルム、以下、ＡＣＦとする）法と、例えば特許文献２に記載されているように、導電粒子を用いないで接続時に圧着して電極面の微細凹凸の直接接触により電気的接続を得る、ＮＣＦ（非導電性フィルム、以下、ＮＣＦとする）法とがある。
【０００４】
近年、ＡＣＦを介した基板材料としてＣＯＧ（チップ・オン・グラス）による液晶ドライバーＩＣのフリップチップ実装が行われている。そのドライバーＩＣ表面には、ポリイミド膜やポリベンゾオキサゾール膜などの耐熱性樹脂が用いられている。耐熱性樹脂とＡＣＦもしくはＮＣＦなどの接着フィルム間では、フリップチップ実装する際には高耐熱性下での優れた接着性が、また実装後のチップとして耐冷熱サイクル試験や高温高湿試験に対して信頼性の高い接着性が求められている。
【０００５】
また、耐熱性樹脂であるポリイミド膜とＡＣＦ間の接着性を向上させる手段として、特許文献３では、ポリイミド膜へのプラズマ処理による接着性向上に関する技術が記載されている。
【０００６】
【特許文献１】特開昭５５−１０４００７号公報
【特許文献２】特開昭６０−２６２４３０号公報
【特許文献３】特開２００３−７３８６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献３において、ポリイミド膜へのプラズマ処理により接着性は向上されているが、プラズマ処理は減圧処理に時間を要するため、量産性に適合しないという問題点があった。従って、量産性に優れた化学的手法による表面改質処理方法が望まれていた。
【０００８】
本発明は、以上のような従来の課題を解決するためになされたものであって、量産性に優れた化学的手法による表面改質処理方法を提供するものである。すなわち本発明は、耐熱性樹脂の表面に物理的に凹凸を設けることで表面積を増加して接着性を改善するのではなく、追加的な表面処理で耐熱性樹脂に化学的に安定な官能基を導入して接着性を改善し、高温高圧処理後も耐熱性樹脂及び接着部材間で優れた接着性を示す表面改質処理方法、電極接続基板及び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】
【０００９】
すなわち、本発明による表面改質処理方法は、基板上に形成された耐熱性樹脂層上に表面改質処理液を塗布し乾燥する表面改質処理方法であって、前記表面改質処理液は、アルミニウムキレート化合物、チタニウムキレート化合物、ジルコニウムキレート化合物、アルミニウムアルコレート、チタニウムアルコレート及びジルコニウムアルコレートからなる群から選択される少なくとも１種の表面改質剤成分と、溶媒とを含むことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明による表面改質処理方法にあっては、前記表面改質処理液中の表面改質剤成分濃度が、０．１〜９５重量％であることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明による表面改質処理方法にあっては、前記耐熱性樹脂層が、ポリイミド、ポリベンゾオキサゾール、ポリアミドイミド、ポリアミド及びポリベンゾイミダゾールからなる群から選択される少なくとも１種、又はこれらのコポリマーを含むことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明による表面改質処理方法にあっては、前記基板上に形成された耐熱性樹脂層が、半導体素子、ガラス基板、金属基板又はセラミック基板を基板とし、その上に形成された表面保護膜又は絶縁膜であることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明による電極接続基板にあっては、前記表面改質処理方法による処理を行った耐熱性樹脂層を有する基板表面に、接着部材を接着してなることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明による電極接続基板にあっては、前記接着部材が、エポキシ樹脂を含むことを特徴とする。
【００１５】
また、本発明による半導体装置の製造方法にあっては、耐熱性樹脂を有する基板表面に、前記表面改質処理方法による処理を行った後、改質処理された表面を、接着部材又はパッケージ材と積層処理する工程を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明にかかる表面改質処理方法によれば、耐熱性樹脂に化学的に安定な官能基を導入して接着性を改善する表面改質処理を行うことにより、高温高圧処理後も耐熱性樹脂及び接着部材間で優れた接着性が得られるという効果を奏する。また、本発明にかかる表面改質処理方法を適用することにより、高温高湿化で信頼性の高い電極接続基板及び半導体装置を提供することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に、本発明による表面改質処理方法、電極接続基板及び半導体装置の製造方法をの一実施の形態を、図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態により本発明が限定されるものではない。
【００１８】
［表面改質処理方法］
本発明による表面改質処理方法は、基板上に形成された耐熱性樹脂層上に表面改質処理液を塗布し、塗布された前記表面改質処理液を乾燥する耐熱性樹脂層の表面改質処理方法であって、前記表面改質処理液は、アルミニウムキレート化合物、チタニウムキレート化合物、ジルコニウムキレート化合物、アルミニウムアルコレート、チタニウムアルコレート及びジルコニウムアルコレートからなる群から選択される少なくとも１種の表面改質剤成分と、溶媒とを含む。
【００１９】
本発明に用いられる耐熱性樹脂層としては、少なくとも１種以上のポリイミド又はその前駆体、ポリベンゾオキサゾール又はその前駆体、ポリアミドイミド又はその前駆体、ポリアミド及びこれらのコポリマーやベンゾシクロブテンなどの耐熱性樹脂が用いられることが好ましい。この時、予め感光性処理されたポリイミド、ポリベンゾオキサゾールなどを用いることもできる。例えば、ポリイミドは、下記一般式（Ｉ）で示される繰り返し単位を有する。
【００２０】
【化１】
（式中、Ｗは４価の有機基を有し、Ｒは２価の有機基を示す。）
これらの耐熱性樹脂組成物は、前記耐熱性樹脂の他、有機溶剤やシランカップリング剤等の接着助剤など、各種添加剤等を含むことができる。また、感光性の耐熱性樹脂組成物の場合には、さらに光酸発生剤、光塩基発生剤、重合開始剤、重合性単量体等を含むことができる。
これらの耐熱性樹脂組成物を用いて、半導体素子、ガラス基板、金属基板、セラミック基板等の各種基板上に、ポリイミド、ポリベンゾオキサゾール、ポリアミドイミド、ポリアミド、ポリベンゾイミダゾール等の各種耐熱性樹脂層（膜）を形成することができる。
【００２１】
本発明に用いる表面改質処理液に含まれる表面改質（処理）剤としては、アルミニウムキレート化合物、チタニウムキレート化合物、ジルコニウムキレート化合物、アルミニウムアルコレート、チタニウムアルコレート及びジルコニウムアルコレートなどが挙げられ、これらの少なくとも１種を使用することができる。
【００２２】
接着フィルムや接着剤などの接着部材を熱圧着する際に、耐熱性樹脂表面に塗布により形成された表面改質処理剤であるキレート化合物が、接着部材中のＳｉ化合物やエポキシ基、アクリル基等と化学結合を形成することにより良好な接着性が得られる。特にエポキシ系樹脂とは、オキシラン環の開裂によりできた−ＯＨ基と各キレート化合物とが架橋結合を形成するため、優れた接着性が得られる。
【００２３】
表面改質処理剤として具体的には、アルミニウムキレート化合物として、ジエトキシ・モノ（アセチルアセトナート）アルミニウム、ジ−ｎ−プロポキシ・モノ（アセチルアセトナート）アルミニウム、ジ−ｉ−プロポキシ・モノ（アセチルアセトナート）アルミニウム、ジ−ｎ−ブトキシ・モノ（アセチルアセトナート）アルミニウム、ジ−ｓｅｃ−ブトキシ・モノ（アセチルアセトナート）アルミニウム、ジ−ｔ−ブトキシ・モノ（アセチルアセトナート）アルミニウム、エトキシ・ビス（アセチルアセトナート）アルミニウム、ｎ−プロポキシ・ビス（アセチルアセトナート）アルミニウム、ｉ−プロポキシ・ビス（アセチルアセトナート）アルミニウム、ｎ−ブトキシ・ビス（アセチルアセトナート）アルミニウム、ｓｅｃ−ブトキシ・ビス（アセチルアセトナート）アルミニウム、ｔ−ブトキシ・ビス（アセチルアセトナート）アルミニウム、ジエトキシ・モノ（エチルアセトアセテート）アルミニウム、ジ−ｎ−プロポキシ・モノ（エチルアセトアセテート）アルミニウム、ジ−ｉ−プロポキシ・モノ（エチルアセトアセテート）アルミニウム（又はエチルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレート）、ジ−ｎ−ブトキシ・モノ（エチルアセトアセテート）アルミニウム、ジ−ｓｅｃ−ブトキシ・モノ（エチルアセトアセテート）アルミニウム、ジ−ｔ−ブトキシ・モノ（エチルアセトアセテート）アルミニウム、エトキシ・ビス（エチルアセトアセテート）アルミニウム、ｎ−プロポキシ・ビス（エチルアセトアセテート）アルミニウム、ｉ−プロポキシ・ビス（エチルアセトアセテート）アルミニウム、ｎ−ブトキシ・ビス（エチルアセトアセテート）アルミニウム、ｓｅｃ−ブトキシ・ビス（エチルアセトアセテート）アルミニウム、ｔ−ブトキシ・ビス（エチルアセトアセテート）アルミニウム、トリス（アセチルアセトナート）アルミニウム及びトリス（エチルアセトアセテート）アルミニウムなどが掲げられる。
【００２４】
チタニウムキレート化合物としては、トリエトキシ・モノ（アセチルアセトナート）チタン、トリ−ｎ−プロポキシ・モノ（アセチルアセトナート）チタン、トリ−ｉ−プロポキシ・モノ（アセチルアセトナート）チタン、トリ−ｎ−ブトキシ・モノ（アセチルアセトナート）チタン、トリ−ｓｅｃ−ブトキシ・モノ（アセチルアセトナート）チタン、トリ−ｔ−ブトキシ・モノ（アセチルアセトナート）チタン、ジエトキシ・ビス（アセチルアセトナート）チタン、ジ−ｎ−プロポキシ・ビス（アセチルアセトナート）チタン、ジ−ｉ−プロポキシ・ビス（アセチルアセトナート）チタン、ジ−ｎ−ブトキシ・ビス（アセチルアセトナート）チタン、ジ−ｓｅｃ−ブトキシ・ビス（アセチルアセトナート）チタン、ジ−ｔ−ブトキシ・ビス（アセチルアセトナート）チタン、モノエトキシ・トリス（アセチルアセトナート）チタン、モノ−ｎ−プロポキシ・トリス（アセチルアセトナート）チタン、モノ−ｉ−プロポキシ・トリス（アセチルアセトナート）チタン、モノ−ｎ−ブトキシ・トリス（アセチルアセトナート）チタン、モノ−ｓｅｃ−ブトキシ・トリス（アセチルアセトナート）チタン、モノ−ｔ−ブトキシ・トリス（アセチルアセトナート）チタン、テトラキス（アセチルアセトナート）チタン、トリエトキシ・モノ（エチルアセトアセテート）チタン、トリ−ｎ−プロポキシ・モノ（エチルアセトアセテート）チタン、トリ−ｉ−プロポキシ・モノ（エチルアセトアセテート）チタン、トリ−ｎ−ブトキシ・モノ（エチルアセトアセテート）チタン、トリ−ｓｅｃ−ブトキシ・モノ（エチルアセトアセテート）チタン、トリ−ｔ−ブトキシ・モノ（エチルアセトアセテート）チタン、ジエトキシ・ビス（エチルアセトアセテート）チタン、ジ−ｎ−プロポキシ・ビス（エチルアセトアセテート）チタン、ジ−ｉ−プロポキシ・ビス（エチルアセトアセテート）チタン、ジ−ｎ−ブトキシ・ビス（エチルアセトアセテート）チタン、ジ−ｓｅｃ−ブトキシ・ビス（エチルアセトアセテート）チタン、ジ−ｔ−ブトキシ・ビス（エチルアセトアセテート）チタン、モノエトキシ・トリス（エチルアセトアセテート）チタン、モノ−ｎ−プロポキシ・トリス（エチルアセトアセテート）チタン、モノ−ｉ−プロポキシ・トリス（エチルアセトアセテート）チタン、モノ−ｎ−ブトキシ・トリス（エチルアセトアセテート）チタン、モノ−ｓｅｃ−ブトキシ・トリス（エチルアセトアセテート）チタン、モノ−ｔ−ブトキシ・トリス（エチルアセトアセテート）チタン、テトラキス（エチルアセトアセテート）チタン、モノ（アセチルアセトナート）トリス（エチルアセトアセテート）チタン、ビス（アセチルアセトナート）ビス（エチルアセトアセテート）チタン及びトリス（アセチルアセトナート）モノ（エチルアセトアセテート）などが挙げられる。
【００２５】
ジルコニウムキレート化合物としては、トリエトキシ・モノ（アセチルアセトナート）ジルコニウム、トリ−ｎ−プロポキシ・モノ（アセチルアセトナート）ジルコニウム、トリ−ｉ−プロポキシ・モノ（アセチルアセトナート）ジルコニウム、トリ−ｎ−ブトキシ・モノ（アセチルアセトナート）ジルコニウム、トリ−ｓｅｃ−ブトキシ・モノ（アセチルアセトナート）ジルコニウム、トリ−ｔ−ブトキシ・モノ（アセチルアセトナート）ジルコニウム、ジエトキシ・ビス（アセチルアセトナート）ジルコニウム、ジ−ｎ−プロポキシ・ビス（アセチルアセトナート）ジルコニウム、ジ−ｉ−プロポキシ・ビス（アセチルアセトナート）ジルコニウム、ジ−ｎ−ブトキシ・ビス（アセチルアセトナート）ジルコニウム、ジ−ｓｅｃ−ブトキシ・ビス（アセチルアセトナート）ジルコニウム、ジ−ｔ−ブトキシ・ビス（アセチルアセトナート）ジルコニウム、モノエトキシ・トリス（アセチルアセトナート）ジルコニウム、モノ−ｎ−プロポキシ・トリス（アセチルアセトナート）ジルコニウム、モノ−ｉ−プロポキシ・トリス（アセチルアセトナート）ジルコニウム、モノ−ｎ−ブトキシ・トリス（アセチルアセトナート）ジルコニウム、モノ−ｓｅｃ−ブトキシ・トリス（アセチルアセトナート）ジルコニウム、モノ−ｔ−ブトキシ・トリス（アセチルアセトナート）ジルコニウム、テトラキス（アセチルアセトナート）ジルコニウム、トリエトキシ・モノ（エチルアセトアセテート）ジルコニウム、トリ−ｎ−プロポキシ・モノ（エチルアセトアセテート）ジルコニウム、トリ−ｉ−プロポキシ・モノ（エチルアセトアセテート）ジルコニウム、トリ−ｎ−ブトキシ・モノ（エチルアセトアセテート）ジルコニウム、トリ−ｓｅｃ−ブトキシ・モノ（エチルアセトアセテート）ジルコニウム、トリ−ｔ−ブトキシ・モノ（エチルアセトアセテート）ジルコニウム、ジエトキシ・ビス（エチルアセトアセテート）ジルコニウム、ジ−ｎ−プロポキシ・ビス（エチルアセトアセテート）ジルコニウム、ジ−ｉ−プロポキシ・ビス（エチルアセトアセテート）ジルコニウム、ジ−ｎ−ブトキシ・ビス（エチルアセトアセテート）ジルコニウム、ジ−ｓｅｃ−ブトキシ・ビス（エチルアセトアセテート）ジルコニウム、ジ−ｔ−ブトキシ・ビス（エチルアセトアセテート）ジルコニウム、モノエトキシ・トリス（エチルアセトアセテート）ジルコニウム、モノ−ｎ−プロポキシ・トリス（エチルアセトアセテート）ジルコニウム、モノ−ｉ−プロポキシ・トリス（エチルアセトアセテート）ジルコニウム、モノ−ｎ−ブトキシ・トリス（エチルアセトアセテート）ジルコニウム、モノ−ｓｅｃ−ブトキシ・トリス（エチルアセトアセテート）ジルコニウム、モノ−ｔ−ブトキシ・トリス（エチルアセトアセテート）ジルコニウム、テトラキス（エチルアセトアセテート）ジルコニウム、モノ（アセチルアセトナート）トリス（エチルアセトアセテート）ジルコニウム、ビス（アセチルアセトナート）ビス（エチルアセトアセテート）ジルコニウム及びトリス（アセチルアセトナート）モノ（エチルアセトアセテート）ジルコニウムなどが挙げられる。
【００２６】
また、アルミニウムアルコレートとしては、トリエトキシアルミニウム、トリ−ｎ−プロポキシアルミニウム、トリ−ｉ−プロポキシアルミニウム、トリ−ｎ−ブトキシアルミニウム、トリ−ｉ−ブトキシアルミニウム、トリ−ｓｅｃ−ブトキシアルミニウム及びトリ−ｔ−ブトキシアルミニウムなどが挙げられる。
【００２７】
チタニウムアルコレートとしては、テトラエトキシチタン、テトラ−ｎ−プロポキシチタン、テトラ−ｉ−プロポキシチタン、テトラ−ｎ−ブトキシチタン、テトラ−ｉ−ブトキシチタン、テトラ−ｓｅｃ−ブトキシチタン及びテトラ−ｔ−ブトキシチタンなどが挙げられる。
【００２８】
ジルコニウムアルコレートとしては、テトラエトキシジルコニウム、テトラ−ｎ−プロポキシジルコニウム、テトラ−ｉ−プロポキシジルコニウム、テトラ−ｎ−ブトキシジルコニウム、テトラ−ｉ−ブトキシジルコニウム、テトラ−ｓｅｃ−ブトキシジルコニウム及びテトラ−ｔ−ブトキシジルコニウムなどが挙げられる。以上の各キレート化合物及び各アルコレート化合物は、１種あるいは２種以上を同時に使用することができる。
【００２９】
本発明に用いる表面改質処理剤を含む表面改質処理液の樹脂分濃度（表面改質剤成分濃度）は、０．１重量％未満では、表面処理向上効果が乏しいため、０．１重量％以上であることが好ましい。さらに好ましくは、０．５重量％以上９５重量％以下が好ましい。また、表面改質処理剤を含む溶液の樹脂分濃度が９５重量％を超えると、作業性が低下する傾向があるため好ましくない。
【００３０】
本発明に用いる溶媒の種類としては、キレート及びアルコレートを溶解する、例えば、メタノール、エタノール、１−プロパノール、イソプロパノール、１−ブタノールなどのアルコール系溶媒、トルエン、キシレン、クメンなどの芳香族系溶媒、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミドなどのアミド系溶媒、γ―ブチロラクトン、γ―バレロラクトンなどのラクトン系溶媒、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等のグリコール系溶媒が挙げられ、これらは、１種あるいは２種以上を同時に使用することができる。
【００３１】
本発明による表面改質処理方法は、基板上に形成された耐熱性樹脂層上に上述した表面改質処理液を塗布し、塗布された表面改質処理液を乾燥することにより行われる。上述した耐熱性樹脂を形成する基板としては、ガラス基板、金属基板、セラミック基板等が含まれ、半導体素子基板であってもよい。さらに、フレキシブル配線板やＴＡＢテープ等も使用できる。これらの基板上に、耐熱性樹脂が表面保護膜、多層絶縁膜などの耐熱性樹脂層として形成される。
【００３２】
表面改質処理液は、基板上に形成された耐熱性樹脂層上にスピンコート法などにより塗布するが、他の方法によって塗布してもよい。耐熱性樹脂層上に塗布された表面改質処理液の処理は、乾燥さえすればよいが、例えば８０〜４００℃の温度範囲で、１分〜２時間程度の時間加熱するのが好ましい。
【００３３】
［電極接続基板］
本発明による電極接続基板は、電極を有する基板と、電極を有する部材とが、接着部材や接着フィルムを用いて相対する電極同士が接続された基板をいう。この電極接続基板は、上述した表面改質処理方法を行った耐熱性樹脂を有する基板表面に、接着剤又は接着フィルムなどの接着部材を接着し、相対する電極を有する部材とを接着することにより作製することができる。電極接続基板としては、バンプなどの接続電極を備えた半導体素子基板や回路基板など種々の基板を含む。基板の材質としては、半導体素子、ガラス基板、金属基板、セラミック基板等を用いることができる。
【００３４】
本発明に用いる接着剤や接着フィルムには、熱可塑性材料や、熱や光により硬化する材料等が広く適用できる。これらは基板表面に接着部材を接着した後の耐熱性や耐湿性に優れることから、硬化性材料の適用が好ましい。潜在性硬化剤を含有したエポキシ系樹脂や過酸化物などのラジカル系硬化剤を含有したアクリル系樹脂は、短時間硬化が可能で接続作業性がよく、分子構造上接着性に優れるので好ましい。
【００３５】
接着部材としてのＡＣＦ材には、相対する電極間の接続と隣接する電極間の絶縁の性能を向上させるために、導電粒子や少量の絶縁粒子を添加することが好ましい。これらの導電粒子や絶縁粒子は、接着部材付半導体チップの製造時における加熱加圧時に、厚み保持材として作用する点でもで好ましい。この場合、導電粒子や絶縁粒子の割合は、好ましくは０．１〜３０体積％であり、異方導電性とするには、導電粒子を好ましくは０．５〜１５体積％とすることが好ましい。
【００３６】
導電粒子としては、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｗ、Ｓｂ、Ｓｎ、はんだ等の金属粒子やカーボン、黒鉛等があり、またこれら導電粒子を核材とするか、あるいは非導電性のガラス、セラミックス、プラスチック等の高分子等からなる核材に上述したような導電粒子からなる導電層を被覆形成したものでもよい。さらに、導電材料を絶縁層で被覆してなる絶縁被覆粒子や、導電粒子とガラス、セラミックス、プラスチック等の絶縁粒子の併用等も、分解能が向上するので適用可能である。導電粒子の粒径は、微小な電極上に１個以上、好ましくはなるべく多くの粒子数を確保するために、小粒径粒子が好適であり、好ましくは１５μｍ以下、より好ましくは１〜７μｍである。
【００３７】
［半導体装置の製造方法］
耐熱性樹脂を有する基板表面に、上述のようにして表面改質処理方法を行った後、改質処理された表面を、接着部材又はパッケージ材と積層処理する工程を含むことにより、半導体装置を製造することができる。
【００３８】
本発明による半導体装置の製造方法について、図面に基づき説明する。図１〜図３は、本発明の実施の形態による半導体装置の製造方法を説明する概略断面図である。図１において、半導体装置としての回路接続構造体１Ａは、半導体基板２と、回路部材３とが接着部材４を挟持して構成されている。なお、図１〜図３では、接着部材４として異方導電性フィルム（ＡＣＦ）を使用した場合について説明している。
【００３９】
半導体基板２の表面には、上述した耐熱性樹脂組成物を用いて形成される耐熱性樹脂膜５を備えており、第１の回路電極６例えば金電極が多数形成されている。また、ガラス基板等の回路部材３の表面には、第１の回路電極６に対向する位置に第２の回路電極７が多数形成されている。なお、これらの第１及び第２の回路電極６，７がそれぞれ形成されている半導体基板２及び回路部材３の面をこれらの表面とする。
【００４０】
半導体基板２と回路部材３とは、接着部材４によって接着されている。特に、耐熱性樹脂膜５と接着部材４とは、後述するように、強固に接着されている。また、接着部材４中には、導電性粒子８が分散されており、第１の回路電極６と第２の回路電極７との間に介在する導電性粒子８によって、第１の回路電極６と第２の回路電極７とが電気的に接続される。一方、これらの電極間に介在していない導電性粒子８は接着部材４内に分散しているので、電極以外の部分では絶縁性が保たれている。
【００４１】
次に、以上のように構成された回路接続構造体１Ａの製造方法について説明する。まず、半導体基板２に耐熱性樹脂膜５の原料となる耐熱性樹脂組成物をスピンコート法等により塗布する。次いで、塗布された耐熱性樹脂組成物に加熱処理を施して熱硬化する。これにより、半導体基板２の表面に耐熱性樹脂膜５が形成される。
【００４２】
次に、耐熱性樹脂膜５が形成された半導体基板２の表面に、第１の回路電極６を形成する。この第１の回路電極６は、予め半導体基板２に積層されている金属層をエッチング処理により剥き出して形成することができ、あるいは、バンプ等の電極部材を半導体基板２に設けることにより形成してもよい。
【００４３】
さらに、半導体基板２の表面に形成された耐熱性樹脂膜５の表面改質処理を行う。表面改質処理は、まず、耐熱性樹脂膜５に表面改質処理液をスピンコート法等により塗布する。次いで、表面改質処理液が塗布された半導体基板２を例えばホットプレート上で加熱することにより、耐熱性樹脂膜５の表面改質処理を行う。
【００４４】
次に、図２に示すように、表面改質処理を施した半導体基板２と、第１の回路電極６に対向する第２の回路電極７が表面に多数形成された回路部材３とを用意し、第１の回路電極６と第２の回路電極７とが重なり合うように、半導体基板２と回路部材３とを位置合わせして対向配置する。この時、図３に示すように、これらの半導体基板２と回路部材３との間に、接着部材４を配置しておく。
【００４５】
続いて、図３の矢印で示すように、半導体基板２と回路部材３とを圧着することによりこれらの半導体基板２及び回路部材３を接着する。半導体基板２と回路部材３との接着は、公知の方法を用いることができる。例えば、接着部材４を一旦半導体基板２又は回路部材３に仮付けし、これらの半導体基板２及び回路部材３の位置合わせ行った後、加熱加圧もしくは加圧によって、半導体基板２及び回路部材３を接着する。この時、図１に示すように、相対向する第１及び第２の回路電極６、７同士を、接着部材４内の導電性粒子８によって電気的に接続することができる。
【００４６】
半導体基板２と回路部材３との位置合わせは、顕微鏡や画像記憶装置を用いて行っても良く、この時、位置合わせマークの併用も有効である。上記加熱加圧処理は、半導体基板２としてのチップ１個毎（シングルチップ）でもよいが、多数個（マルチチップ）同時に圧着可能であると、生産性の向上に有効である。本発明による耐熱性樹脂膜５と接着部材４との接着方法は、シングルチップでもマルチチップの実装に対しても適応可能である。
【００４７】
次に、接着部材４として、非導電性フィルム（ＮＣＦ）を使用した回路接続構造体について、図４及び図５に基づいて説明する。なお、上述のＡＣＦを使用した回路接続構造体と同様な材料や製造方法を適用できるので、重複する記載は省略する。
【００４８】
図４において、半導体装置としての回路接続構造体１Ｂは、半導体基板２と、回路部材３とが接着部材４を挟持して構成されている。なお、接着部材４は、導電性粒子を含んでいない。半導体基板２の表面には、耐熱性樹脂膜５を備えており、第１の回路電極例えば金電極が多数形成されている。回路部材３の表面には、第１の回路電極６に対向する第２の回路電極７が多数形成されている。
【００４９】
半導体基板２と回路部材３とは、接着部材４によって接着されている。第１の回路電極６と第２の回路電極７とは、相互に直接接触することにより、電気的に接続される。これらの第１の回路電極６及び第２の回路電極７は、金電極などのバンプの他に、先端を切断した状態のはんだやボンディングワイヤ等であってもよい。
【００５０】
次に、以上のように構成された回路接続構造体１Ｂの製造方法について説明する。図２に示すように、上述と同様に表面改質処理を施した半導体基板２と、第１の回路電極６に対向する第２の回路電極７が表面に多数形成された回路部材３とを用意する。次に、図５に示すように、第１の回路電極６と第２の回路電極７とが重なり合うように、半導体基板２と回路部材３とを位置合わせして対向配置する。この時、これらの半導体基板２と回路部材３との間に、接着部材４を配置しておく。
【００５１】
続いて、図５の矢印で示すように、接着部材４を挟持した状態で、半導体基板２と回路部材３とを圧着する。半導体基板２と回路部材３とを圧着することにより、図４に示すように、半導体基板２と回路部材３とが機械的に接着し、且つ第１の回路電極６と第２の回路電極７とは、直接接触することにより電気的に接続される。こうして、高温、高湿下でも良好な接着性を長期に亘り維持できる回路接続構造体１Ｂを製造することができる。
【実施例】
【００５２】
以下、実施例及び比較例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００５３】
実施例１
［１］（合成例１）ポリイミド前駆体ワニスの調製
温度計、攪拌装置、冷却管及び窒素導入管を備えた４つ口セパラブルフラスコ中に、Ｎ−メチル−２−ピロリドン２８９．２ｇを仕込み、これに４，４'−ジアミノジフェニルエーテル２０．０２ｇ（０．１モル）を溶解させた後、ピロメリット酸二無水物３１．０２ｇ（０．１モル）を加え、室温で６時間攪拌した後、粘度調整を行い、１５重量％のポリイミド前駆体ワニスを得た。
【００５４】
得られたポリイミド前駆体を、樹脂分１重量％のγ−アミノプロピルトリエトキシシランを含むＮ−メチル−２−ピロリドン溶液で１３重量％のポリイミド前駆体ワニスとなるように希釈し、１μｍ孔のフッ素樹脂フィルタを用いて加圧濾過し、ポリイミド前駆体ワニス（α）を得た。
【００５５】
［２］ポリイミド膜の作成
合成例１で得られたポリイミド前駆体ワニス（α）を直径５インチのシリコン基板上にスピン塗布をして、ホットプレート上１３０℃で２分間、拡散炉を用いて窒素雰囲気下２００℃で３０分間、３５０℃で６０分間加熱処理をして、膜厚５μｍのポリイミド膜（Ｘ）が形成されたシリコン基板（以下、ポリイミド膜（Ｘ）付き基板とする）を得た。
【００５６】
［３］表面処理
Ｎ−メチル−２−ピロリドン溶液にアルミニウムキレート化合物であるエチルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレートを１重量％溶解させた溶液を、上記ポリイミド膜（Ｘ）付き基板にスピン塗布をして、ホットプレート上１３０℃で２分間、２５０℃で２分間加熱処理をして、ポリイミド膜（Ｘ）の表面にアルミニウムキレート処理による表面改質処理を行った。
【００５７】
［４］接続処理
得られたアルミニウムキレート処理済みポリイミド膜付き基板をダイヤモンドカッター付きダイサーによって、１０×１０ｍｍ角を接着性評価用下層チップ、２×１０ｍｍを接着性評価用上層チップとして切り出した。フェノキシ樹脂（高分子量エポキシ樹脂）を含有するＡＣＦ材（日立化成工業株式会社製、商品名：ＡＣ−８４０８）を切断して挟み、この構成で加熱温度を１６０℃に設定し５０ＭＰａで１０秒間加熱圧着を行い、評価用電極接続基板を得た。
【００５８】
［５］評価
得られた評価用電極接続基板を８５℃、８５ＲＨ％の高温高湿加速試験機に、１６８時間投入した。接合強度試験機（Ｄａｇｅ製、Ｓｅｒｉｅｓ４０００）を用いて、高温高湿加速試験を行っていない未処理サンプルと共に、室温ステージにサンプルを載せてから３０秒後にせん断処理を行い、接着強度と破壊モードの比較評価を行った。高温高湿加速試験の未処理品の結果を併せて表１に示す。
【００５９】
実施例２
［３］表面処理
トルエンにチタンキレート剤であるジ−ｉ−プロポキシ・ビス（アセチルアセトナート）チタンを２重量％溶解させた溶液を、実施例１で得られたポリイミド膜（Ｘ）付き基板にスピン塗布をして、ホットプレート上１００℃で２分間、２５０℃で２分間加熱処理をして、ポリイミド膜（Ｘ）の表面にチタンキレート処理による表面改質処理を行った。
【００６０】
［４］接続フィルム
実施例１と同様に、フェノキシ樹脂（高分子量エポキシ樹脂）を含有するＡＣＦ材（日立化成工業株式会社製、商品名：ＡＣ−８４０８）を用いた。
【００６１】
［５］接続
実施例１と同様に、チタンキレート処理済みのポリイミド膜（Ｘ）付き基板を上層チップとし、下層チップとしてＡＣＦ材（日立化成工業株式会社製、商品名：ＡＣ−８４０８）を挟み、この構成で加熱温度を１６０℃に設定し５０ＭＰａで１０秒間加熱圧着を行い、評価用電極接続基板を得た。
【００６２】
［６］評価
実施例１と同様に、得られた評価用電極接続基板を８５℃、８５ＲＨ％の高温高湿加速試験機に、１６８時間投入した。接合強度試験機（Ｄａｇｅ製、Ｓｅｒｉｅｓ４０００）を用いて、高温高湿加速試験を行っていない未処理サンプルと共に、室温ステージにサンプルを載せてから３０秒後にせん断処理を行い、接着強度と破壊モードの比較評価を行った。高温高湿加速試験の未処理品の結果を併せて表１に示す。
【００６３】
実施例３
［３］表面処理
トルエン／１−ブタノール溶液にジルコニウムアルコレート剤であるテトラ−ｎ−ブトキシジルコニウムを２重量％溶解させた溶液を、実施例１で得られたポリイミド膜（Ｘ）付き基板にスピン塗布をして、ホットプレート上１００℃で２分間、２５０℃で２分間加熱処理をして、表面にジルコニウムキレート処理による表面改質処理を行った。
【００６４】
［４］接続フィルム
実施例１と同様に、フェノキシ樹脂（高分子量エポキシ樹脂）を含有するＡＣＦ材（日立化成工業株式会社製、商品名：ＡＣ−８４０８）を用いた。
【００６５】
［５］接続
実施例１と同様に、ジルコニウムアルコレート剤処理済みのポリイミド膜付き基板を上層とし、下層チップとしてＡＣＦ材（日立化成工業株式会社製、商品名：ＡＣ−８４０８）を挟み、この構成で加熱温度を１６０℃に設定し５０ＭＰａで１０秒間加熱圧着を行い、評価用電極接続基板を得た。
【００６６】
［６］評価
実施例１と同様に、得られた評価用電極接続基板を８５℃、８５ＲＨ％の高温高湿加速試験機に、１６８時間投入した。接合強度試験機（Ｄａｇｅ製、Ｓｅｒｉｅｓ４０００）を用いて、高温高湿加速試験を行っていない未処理サンプルと共に、室温ステージにサンプルを載せてから３０秒後にせん断処理を行い、接着強度と破壊モードの比較評価を行った。高温高湿加速試験の未処理品の結果を併せて表１に示す。
【００６７】
実施例４
［３］表面処理
Ｎ−メチル−２−ピロリドン溶液にエチルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレートを１重量％溶解させた溶液を、実施例１で得られたポリイミド膜（Ｘ）付き基板にスピン塗布をして、ホットプレート上１３０℃で２分間、２５０℃で２分間加熱処理をして、表面にアルミニウムキレート処理による表面改質処理を行った。
【００６８】
［４］接続フィルム
フェノキシ樹脂（高分子量エポキシ樹脂）を含有する日立化成工業株式会社製、商品名：ＡＣ−８９５５を用いた。
【００６９】
［５］接続
実施例１と同様に、アルミニウムキレート処理済みのポリイミド膜付き基板を上層とし、下層チップとしてＡＣＦ材（日立化成工業株式会社製、商品名：ＡＣ−８９５５）を挟み、この構成で加熱温度を１９０℃に設定し５０ＭＰａで１０秒間加熱圧着を行い、評価用電極接続基板を得た。
【００７０】
［６］評価
実施例１と同様に、得られた評価用電極接続基板を８５℃、８５ＲＨ％の高温高湿加速試験機に、１６８時間投入した。接合強度試験機（Ｄａｇｅ製、Ｓｅｒｉｅｓ４０００）を用いて、高温高湿加速試験を行っていない未処理サンプルと共に、室温ステージにサンプルを載せてから３０秒後にせん断処理を行い、接着強度と破壊モードの比較評価を行った。高温高湿加速試験の未処理品の結果を併せて表１に示す。
【００７１】
実施例５
［１］（合成例２）ポリイミド前駆体ワニスの調製
温度計、攪拌装置、冷却管及び窒素導入管を備えた４つ口セパラブルフラスコ中で、Ｎ−メチル−２−ピロリドン２７０．０ｇに４，４′−ジアミノジフェニルエーテル１８．０２ｇ（０．０９モル）と１，３−ビス（３−アミノプロピル）−１，１，１−テトラメチルジシロキサン２．４９ｇ（０．０１モル）とを溶解させた後、ピロメリット酸二無水物６．５４ｇ（０．０３モル）と３，３′，４，４′−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物２０．６０ｇ（０．０７モル）とを加え、室温で６時間攪拌した。その後、粘度調整を行い、さらに１μｍ孔のフッ素樹脂フィルタを用いて加圧濾過し、１５重量％のポリイミド前駆体ワニス（β）を得た。
【００７２】
［２］ポリイミド膜の作成
合成例２で得られたポリイミド前駆体ワニス（β）を直径５インチのシリコン基板にスピン塗布をして、ホットプレート上１３０℃で２分間、拡散炉を用いて窒素雰囲気下２００℃３０分間、３５０℃６０分間加熱処理をして、膜厚５μｍのポリイミド膜（Ｙ）が形成されたシリコン基板（以下、ポリイミド膜（Ｙ）付き基板とする）を得た。
【００７３】
［３］表面処理
Ｎ−メチル−２−ピロリドン溶液にエチルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレートを１重量％溶解させた溶液を、上記のポリイミド膜（Ｙ）付き基板にスピン塗布をして、ホットプレート上１３０℃で２分間、２５０℃で２分間加熱処理をして、表面にアルミニウムキレート処理による表面改質処理を行った。
【００７４】
［４］接続フィルム
実施例１と同様に、フェノキシ樹脂（高分子量エポキシ樹脂）を含有するＡＣＦ材（日立化成工業株式会社製、商品名：ＡＣ−８４０８）を用いた。
【００７５】
［５］接続
実施例１と同様に、アルミニウムキレート処理済みのポリイミド膜（Ｙ）付き基板を上層とし、下層チップとしてＡＣＦ材（日立化成工業株式会社製、商品名：ＡＣ−８４０８）を挟み、この構成で加熱温度を１６０℃に設定し５０ＭＰａで１０秒間加熱圧着を行い、評価用電極接続基板を得た。
【００７６】
［６］評価
実施例１と同様に、得られた評価用電極接続基板を８５℃、８５ＲＨ％の高温高湿加速試験機に、１６８時間投入した。接合強度試験機（Ｄａｇｅ製、Ｓｅｒｉｅｓ４０００）を用いて、高温高湿加速試験を行っていない未処理サンプルと共に、室温ステージにサンプルを載せてから３０秒後にせん断処理を行い、接着強度と破壊モードの比較評価を行った。高温高湿加速試験の未処理品の結果を併せて表１に示す。
【００７７】
実施例６
［１］（合成例３）ポリベンゾオキサゾール前駆体ワニスの調製
攪拌機及び温度計を備えた０．５リットルのフラスコ中に、４，４'−ジカルボキシルジフェニルエーテル２１．７ｇ（０．０８４モル）及びＮ−メチルピロリドン１２５．０ｇを仕込み、フラスコを０℃に冷却し、塩化チオニル２０．０ｇ（０．１６８モル）を、反応温度を１０℃以下に保持しながら滴下し、滴下後１０℃付近で３０分間撹拌して、４，４'−ジカルボキシルジフェニルエーテルのジクロリド溶液を得た。
【００７８】
温度計、攪拌装置、冷却管及び窒素導入管を備えた４つ口セパラブルフラスコ中に、Ｎ−メチルピロリドン１００ｇを仕込み、２，２−ビス（３−アミノ−４−ヒドロキシフェニル）−１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロプロパン３７．０ｇ（０．１０モル）を添加し、攪拌溶解した後、ピリジン２６．６ｇを添加した。この溶液を冷却し、温度を０〜１０℃に保ちながら、１，４−ジカルボキシシクロヘキサンジクロリドの溶液を３０分間かけて滴下した後、１０℃付近で３０分間撹拌した。反応液を４リットルの水に投入し、析出物を回収、洗浄した後、４０℃で二日間減圧乾燥してポリヒドロキシアミドを得た。
【００７９】
上記ポリヒドロキシアミド１５．０ｇを、樹脂分１重量％のγ−アミノプロピルトリエトキシシランを溶解したＮ−メチル−２−ピロリドン溶液２２．５ｇに溶解させた後、１μｍ孔のフッ素樹脂フィルタを用いて加圧濾過して４０重量％のポリベンゾオキサゾール前駆体ワニス（γ）を得た。
【００８０】
［２］ポリベンゾオキサゾール膜の調製
合成例３で得られたポリベンゾオキサゾール前駆体ワニス（γ）を直径５インチのシリコン基板にスピン塗布をして、ホットプレート上１２０℃で２分間、拡散炉を用いて窒素雰囲気下２００℃で３０分間、３２０℃で６０分間加熱処理をして、膜厚５μｍのポリベンゾオキサゾール膜（Ｚ）が形成されたシリコン基板（以下、ポリイミド膜（Ｚ）付き基板とする）を得た。
【００８１】
［３］表面処理
Ｎ−メチル−２−ピロリドン溶液にエチルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレートを１重量％溶解させた溶液を、得られたポリベンゾオキサゾール膜（Ｚ）付き基板にスピン塗布をして、ホットプレート上１３０℃で２分間、２５０℃で２分間加熱処理をして、表面にアルミニウムキレート処理による表面改質処理を行った。
【００８２】
［４］接続フィルム
実施例１と同様に、フェノキシ樹脂（高分子量エポキシ樹脂）を含有するＡＣＦ材（日立化成工業株式会社製、商品名：ＡＣ−８４０８）を用いた。
【００８３】
［５］接続
実施例１と同様に、アルミニウムキレート処理済みのポリベンゾオキサゾール膜（Ｚ）付き基板を上層とし、下層チップとしてＡＣＦ材（日立化成工業株式会社製、商品名：ＡＣ−８４０８）を挟み、この構成で加熱温度を１６０℃に設定し５０ＭＰａで１０秒間加熱圧着を行い、評価用電極接続基板を得た。
【００８４】
［６］評価
実施例１と同様に、得られた評価用電極接続基板を８５℃、８５ＲＨ％の高温高湿加速試験機に、１６８時間投入した。接合強度試験機（Ｄａｇｅ製、Ｓｅｒｉｅｓ４０００）を用いて、高温高湿加速試験を行っていない未処理サンプルと共に、室温ステージにサンプルを載せてから３０秒後にせん断処理を行い、接着強度と破壊モードの比較評価を行った。高温高湿加速試験の未処理品の結果を併せて表１に示す。
【００８５】
比較例１
［５］接続
キレート化合物で表面改質処理を行っていないポリイミド膜（Ｘ）付き基板を実施例１と同様に、上層、下層チップとしてＡＣＦ材（日立化成工業株式会社製、商品名：ＡＣ−８４０８）を挟み、この構成で加熱温度を１６０℃に設定し５０ＭＰａで１０秒間加熱圧着を行い、評価用電極接続基板を得た。
【００８６】
［６］評価
実施例１と同様に、得られた評価用電極接続基板を８５℃、８５ＲＨ％の高温高湿加速試験機に、１６８時間投入した。接合強度試験機（Ｄａｇｅ製、Ｓｅｒｉｅｓ４０００）を用いて、高温高湿加速試験を行っていない未処理サンプルと共に、室温ステージにサンプルを載せてから３０秒後にせん断処理を行い、接着強度と破壊モードの比較評価を行った。高温高湿加速試験の未処理品の結果を併せて表１に示す。
【００８７】
比較例２
［５］接続
キレート化合物で表面改質処理を行っていないポリイミド膜（Ｙ）付き基板を実施例１と同様に、上層、下層チップとしてＡＣＦ材（日立化成工業株式会社製、商品名：ＡＣ−８４０８）を挟み、この構成で加熱温度を１６０℃に設定し５０ＭＰａで１０秒間加熱圧着を行い、評価用電極接続基板を得た。
【００８８】
［６］評価
実施例１と同様に、得られた評価用電極接続基板を８５℃、８５ＲＨ％の高温高湿加速試験機に、１６８時間投入した。接合強度試験機（Ｄａｇｅ製、Ｓｅｒｉｅｓ４０００）を用いて、高温高湿加速試験を行っていない未処理サンプルと共に、室温ステージにサンプルを載せてから３０秒後にせん断処理を行い、接着強度と破壊モードの比較評価を行った。高温高湿加速試験の未処理品の結果を併せて表１に示す。
【００８９】
比較例３
［５］接続
キレート化合物で表面改質処理を行っていないポリベンゾイミダゾール膜（Ｚ）付き基板を実施例１と同様に、上層、下層チップとしてＡＣＦ材（日立化成工業株式会社製、商品名：ＡＣ−８４０８）を挟み、この構成で加熱温度を１６０℃に設定し５０ＭＰａで１０秒間加熱圧着を行い、評価用電極接続基板を得た。
【００９０】
［６］評価
実施例１と同様に、得られた評価用電極接続基板を８５℃、８５ＲＨ％の高温高湿加速試験機に、１６８時間投入した。接合強度試験機（Ｄａｇｅ製、Ｓｅｒｉｅｓ４０００）を用いて、高温高湿加速試験を行っていない未処理サンプルと共に、室温ステージにサンプルを載せてから３０秒後にせん断処理を行い、接着強度と破壊モードの比較評価を行った。高温高湿加速試験の未処理品の結果を併せて表１に示す。
【００９１】
以上の評価結果をまとめて表１に示す。
【００９２】
【表１】
【００９３】
表１から明らかなように、実施例１〜６では、評価用電極接続基板を高温高湿加速試験機に１６８時間投入した後においても、初期値と同様な接着強度が維持されている。また、接着強度評価における破壊モードは、ＡＣＦ自体の凝集破壊であり、ＡＣＦと耐熱性樹脂膜との接着は保持されていた。従って、本発明による表面改質処理方法を行った電極接続基板は、長期に亘ってしかも高湿度下で高い接着強度を維持できることが判った。
【００９４】
これに対して、比較例１〜３では、評価用電極接続基板を高温高湿加速試験機に１６８時間投入した後においては、接着強度が著しく低下した。また、接着強度評価における破壊モードは、ＡＣＦ凝集破壊が起こる前にポリイミド（α）とＡＣＦ間の界面で剥離が起こった（表１中、ＰＩ／ＡＣＦで示す）。
【産業上の利用可能性】
【００９５】
以上のように、本発明による表面改質処理方法、電極接続基板及び半導体装置の製造方法によれば、表面改質処理によって耐熱性樹脂に化学的に安定な官能基を導入して接着性を改善し、高温高圧処理後も耐熱性樹脂及び接着部材間で優れた接着性を示すことができるので、電極接続基板や各種小型半導体製品に有用であり、特に、高温高湿下で使用される例えば車載用半導体製品、車載用液晶表示装置等に適している。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】本発明の実施の形態による半導体装置の製造方法を説明する概略断面図であり、半導体基板と回路部材とが接着された状態を示す概略断面図である。
【図２】半導体基板と回路部材とを対向させた状態を示す概略断面図である。
【図３】半導体基板と回路部材との間に接着部材（ＡＣＦ）を配置した状態を示す概略断面図である。
【図４】半導体基板と回路部材とが接着された状態を示す概略断面図である。
【図５】半導体基板と回路部材との間に接着部材（ＮＣＦ）を配置した状態を示す概略断面図である。
【符号の説明】
【００９７】
１Ａ、１Ｂ 回路接続構造体
２ 半導体基板
３ 回路部材
４ 接着部材
５ 耐熱性樹脂膜
６ 第１の回路電極
７ 第２の回路電極
８ 導電性粒子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に形成された耐熱性樹脂層上に表面改質処理液を塗布し乾燥する表面改質処理方法であって、前記表面改質処理液は、アルミニウムキレート化合物、チタニウムキレート化合物、ジルコニウムキレート化合物、アルミニウムアルコレート、チタニウムアルコレート及びジルコニウムアルコレートからなる群から選択される少なくとも１種の表面改質剤成分と、溶媒とを含むことを特徴とする表面改質処理方法。
【請求項２】
前記表面改質処理液中の表面改質剤成分濃度は、０．１〜９５重量％であることを特徴とする請求項１に記載の表面改質処理方法。
【請求項３】
前記耐熱性樹脂層は、ポリイミド、ポリベンゾオキサゾール、ポリアミドイミド、ポリアミド及びポリベンゾイミダゾールからなる群から選択される少なくとも１種、又はこれらのコポリマーを含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の表面改質処理方法。
【請求項４】
前記基板上に形成された耐熱性樹脂層は、半導体素子、ガラス基板、金属基板又はセラミック基板を基板とし、その上に形成された表面保護膜又は絶縁膜であることを特徴とする請求項１から請求項３のうち、いずれか１項に記載の表面改質処理方法。
【請求項５】
請求項１から請求項４のうち、いずれか１項に記載の表面改質処理方法による処理を行った耐熱性樹脂層を有する基板表面に、接着部材を接着してなることを特徴とする電極接続基板。
【請求項６】
前記接着部材は、エポキシ樹脂を含むことを特徴とする請求項５に記載の電極接続基板。
【請求項７】
耐熱性樹脂を有する基板表面に、請求項１から請求項４のうち、いずれか１項に記載の表面改質処理方法による処理を行った後、改質処理された表面を、接着部材又はパッケージ材と積層処理する工程を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１】
基板上に形成された耐熱性樹脂層上に表面改質処理液を塗布し乾燥する表面改質処理方法であって、前記表面改質処理液は、アルミニウムキレート化合物、チタニウムキレート化合物、ジルコニウムキレート化合物、アルミニウムアルコレート、チタニウムアルコレート及びジルコニウムアルコレートからなる群から選択される少なくとも１種の表面改質剤成分と、溶媒とを含むことを特徴とする表面改質処理方法。
【請求項２】
前記表面改質処理液中の表面改質剤成分濃度は、０．１〜９５重量％であることを特徴とする請求項１に記載の表面改質処理方法。
【請求項３】
前記耐熱性樹脂層は、ポリイミド、ポリベンゾオキサゾール、ポリアミドイミド、ポリアミド及びポリベンゾイミダゾールからなる群から選択される少なくとも１種、又はこれらのコポリマーを含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の表面改質処理方法。
【請求項４】
前記基板上に形成された耐熱性樹脂層は、半導体素子、ガラス基板、金属基板又はセラミック基板を基板とし、その上に形成された表面保護膜又は絶縁膜であることを特徴とする請求項１から請求項３のうち、いずれか１項に記載の表面改質処理方法。
【請求項５】
請求項１から請求項４のうち、いずれか１項に記載の表面改質処理方法による処理を行った耐熱性樹脂層を有する基板表面に、接着部材を接着してなることを特徴とする電極接続基板。
【請求項６】
前記接着部材は、エポキシ樹脂を含むことを特徴とする請求項５に記載の電極接続基板。
【請求項７】
耐熱性樹脂を有する基板表面に、請求項１から請求項４のうち、いずれか１項に記載の表面改質処理方法による処理を行った後、改質処理された表面を、接着部材又はパッケージ材と積層処理する工程を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００８−１０６２２０（Ｐ２００８−１０６２２０Ａ）
【公開日】平成２０年５月８日（２００８．５．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−７７５６９（Ｐ２００７−７７５６９）
【出願日】平成１９年３月２３日（２００７．３．２３）
【出願人】（３９８００８２９５）日立化成デュポンマイクロシステムズ株式会社 (81)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年５月８日（２００８．５．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年３月２３日（２００７．３．２３）
【出願人】（３９８００８２９５）日立化成デュポンマイクロシステムズ株式会社 (81)
【Ｆターム（参考）】
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