JP6109611B2 - 熱硬化性樹脂組成物、及び、半導体装置の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、フラックス性に優れ、短時間での半田接合を可能にし、接続信頼性にも優れた熱硬化性樹脂組成物に関する。また、本発明は、該熱硬化性樹脂組成物を用いた半導体装置の製造方法に関する。

半導体装置の小型化及び高密度化に伴い、半導体チップを基板に実装する方法として、半田等からなる突起電極が形成された半導体チップを用いたフリップチップ実装が注目され、急速に広まってきている。
フリップチップ実装においては、接合部分の接続信頼性を確保するための方法として、半導体チップの突起電極と基板の電極部とを接合した後に、半導体チップと基板との隙間に液状封止接着剤（アンダーフィル）を注入し、硬化させることが一般的な方法として採られている。しかしながら、アンダーフィルを用いたフリップチップ実装は、製造コストが高い、アンダーフィル充填に時間がかかる、電極間の距離及び半導体チップと基板との距離を狭めるのに限界がある等の問題を抱えている。

そこで、近年、基板上にペースト状接着剤を塗布した後、半導体チップを搭載する方法、半導体ウエハ又は半導体チップ上にフィルム状又はペースト状接着剤を供給した後、接着剤付き半導体チップを基板上に搭載する方法等のいわゆる先塗布型のフリップチップ実装が提案されている。特に接着剤付き半導体チップを基板上に搭載する場合には、半導体ウエハ上に接着剤を一括供給し、ダイシングによって接着剤付き半導体チップを一括で多量に生産できることから、大幅なプロセス短縮が期待される。

先塗布型のフリップチップ実装に用いられるフィルム状又はペースト状接着剤としては、フラックス剤として酸（例えば、グルタル酸、アジピン酸等）を配合したエポキシ樹脂組成物が用いられている。フラックス剤は、突起電極の半田表面の酸化被膜を除去し、銅等の金属からなる被接合部に対して半田を濡れ広がらせ、接合させる働きをする（例えば、特許文献１参照）。
しかしながら、近年、量産性の観点等からより短時間（例えば、５秒以下程度）で半導体チップを実装することが求められているところ、エポキシ樹脂組成物の硬化速度を速めて半田を接合する時間を短くすると、接合後の半田形状がいびつとなり、半田接合の信頼性が損なわれることがあった。

特開平１１−０９７４８０号公報

グルタル酸等の従来のフラックス剤は、半田表面の酸化被膜を除去して半田を濡れ広がらせるまでに時間がかかる。このため、エポキシ樹脂組成物の硬化速度を速めて半田を接合する時間を短くすると、フラックス効果が充分に発現せず、その結果、半田接合の信頼性が損なわれていた。
本発明は、フラックス性に優れ、短時間での半田接合を可能にし、接続信頼性にも優れた熱硬化性樹脂組成物を提供することを目的とする。また、本発明は、該熱硬化性樹脂組成物を用いた半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、少なくともエポキシ樹脂と、硬化促進剤とを含有する熱硬化性樹脂組成物であって、前記硬化促進剤は、イミダゾール化合物と、リン酸化合物と、前記イミダゾール化合物に対して１０〜１００重量％以下のフェノール化合物とを含有する熱硬化性樹脂組成物である。
以下、本発明を詳述する。

本発明者は、エポキシ樹脂を含有する熱硬化性樹脂組成物において、硬化促進剤として、イミダゾール化合物と、リン酸化合物と、フェノール化合物とを所定の割合で含有するものを用いることにより、フラックス性に優れ、短時間での半田接合を可能にし、接続信頼性にも優れた熱硬化性樹脂組成物とすることができることを見出し、本発明を完成させるに至った。

本発明の熱硬化性樹脂組成物は、エポキシ樹脂を含有する。
上記エポキシ樹脂は特に限定されないが、多環式炭化水素骨格を主鎖に有するエポキシ樹脂を含有することが好ましい。上記多環式炭化水素骨格を主鎖に有するエポキシ樹脂を含有することで、熱硬化性樹脂組成物の硬化物は、剛直で分子の運動が阻害されるため優れた機械的強度及び耐熱性を発現し、また、吸水性が低くなるため優れた耐湿性を発現する。

上記多環式炭化水素骨格を主鎖に有するエポキシ樹脂は特に限定されず、例えば、ジシクロペンタジエンジオキシド等のジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、１−グリシジルナフタレン、２−グリシジルナフタレン、１，２−ジグリジジルナフタレン、１，５−ジグリシジルナフタレン、１，６−ジグリシジルナフタレン、１，７−ジグリシジルナフタレン、２，７−ジグリシジルナフタレン、トリグリシジルナフタレン、１，２，５，６−テトラグリシジルナフタレン等のナフタレン型エポキシ樹脂、テトラヒドロキシフェニルエタン型エポキシ樹脂、テトラキス（グリシジルオキシフェニル）エタン、３，４−エポキシ−６−メチルシクロヘキシルメチル−３，４−エポキシ−６−メチルシクロヘキサンカルボネート等が挙げられる。なかでも、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂が好ましい。
これらの多環式炭化水素骨格を主鎖に有するエポキシ樹脂は、単独で用いられてもよく、２種類以上が併用されてもよく、また、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂等の汎用されるエポキシ樹脂と併用されてもよい。

本発明の熱硬化性樹脂組成物は、更に、高分子化合物を含有することが好ましい。上記高分子化合物を含有することで、熱硬化性樹脂組成物に製膜性又は可撓性を付与することができ、接合信頼性に優れた熱硬化性樹脂組成物が得られる。
上記高分子化合物は特に限定されないが、エポキシ樹脂と反応する官能基を有する高分子化合物が好ましい。上記エポキシ樹脂と反応する官能基を有する高分子化合物は特に限定されず、例えば、アミノ基、ウレタン基、イミド基、水酸基、カルボキシル基、エポキシ基等を有する高分子化合物が挙げられる。なかでも、エポキシ基を有する高分子化合物が好ましい。

上記高分子化合物は、上記エポキシ樹脂と反応する官能基に加えて、光硬化性官能基を有していてもよい。上記高分子化合物が上記光硬化性官能基を有することで、熱硬化性樹脂組成物に光硬化性を付与し、光照射によって半硬化することが可能となり、このような熱硬化性樹脂組成物からなる熱硬化性樹脂層の粘着力又は接着力を光照射によって制御することが可能となる。
上記光硬化性官能基は特に限定されず、例えば、アクリル基、メタクリル基等が挙げられる。

上記高分子化合物の配合量は特に限定されないが、上記エポキシ樹脂１００重量部に対する好ましい下限が２０重量部、好ましい上限が３００重量部である。上記高分子化合物の配合量が２０重量部未満であると、熱硬化性樹脂組成物の硬化物の可撓性が低下し、高い接合信頼性及び接続信頼性が得られないことがある。上記高分子化合物の配合量が３００重量部を超えると、熱硬化性樹脂組成物の硬化物の機械的強度、耐熱性及び耐湿性が低下し、高い接合信頼性及び接続信頼性が得られないことがある。

本発明の熱硬化性樹脂組成物は、硬化促進剤を含有する。
上記硬化促進剤は、イミダゾール化合物と、リン酸化合物と、上記イミダゾール化合物に対して１０〜１００重量％以下のフェノール化合物とを含有する。

上記イミダゾール化合物は、硬化促進作用を有するものであり、硬化促進作用を有することが知られている化合物のなかでも、速硬化性に優れるものである。このため、上記イミダゾール化合物を含有することで、本発明の熱硬化性樹脂組成物は、比較的低温かつ短時間で硬化することができる。
上記リン酸化合物は、その水酸基が上記イミダゾール化合物中のイミダゾール基を安定化するとともに、フラックス性を有するものである。そして、上記イミダゾール化合物及び上記リン酸化合物に対して上記フェノール化合物を所定の割合で配合することで、上記リン酸化合物のフラックス性を更に向上させることができる。このため、本発明の熱硬化性樹脂組成物は、フラックス性に優れ、短時間での半田接合を可能にし、接続信頼性にも優れたものとなる。本明細書中、フラックス性とは、半田表面の酸化被膜を除去し、銅等の金属からなる被接合部に対して半田を濡れ広がらせ、接合させる機能を意味する。

また、上記リン酸化合物中の水酸基が、上記イミダゾール化合物中のイミダゾール基を安定化するため、本発明の熱硬化性樹脂組成物は、貯蔵安定性及び熱安定性に優れ、半導体チップを基板又は他の半導体チップに実装する際には局所的な発熱を避けてボイドの発生を抑制することができる。

なお、本発明の熱硬化性樹脂組成物を製造する際には、予め上記硬化促進剤を調製したうえで、得られた硬化促進剤を、上記エポキシ樹脂及び必要に応じて添加される各材料と共に混合することが好ましい。予め上記硬化促進剤を調製することなく、上記イミダゾール化合物と、上記リン酸化合物と、上記フェノール化合物とを、上記エポキシ樹脂及び必要に応じて添加される各材料と共に一挙に混合した場合には、上記イミダゾール化合物と、上記リン酸化合物と、上記フェノール化合物とが上記エポキシ樹脂中に分散してしまうため、有用なフラックス性が発現しないことがある。

上記イミダゾール化合物として、例えば、２−エチル−４−メチルイミダゾール、１―メチルイミダゾール、１−シアノエチル−２−エチル−４−メチルイミダゾ−ル、１−ベンジル−２−メチルイミダゾ−ル、１−シアノエチル−２−メチルイミダゾ−ル、１−ベンジル−２−エチルイミダゾ−ル、１−ベンジル−２−フェニルイミダゾ−ル、１−シアノエチル−２−フェニル−４，５−ジ−（シアノエトキシメチル）イミダゾ−ル、１，８−ジアザビシクロ（５．４．０）ウンデセン−７等が挙げられる。これらは単独で用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。

上記イミダゾール化合物の市販品は特に限定されず、例えば、２Ｅ４ＭＺ、１Ｂ２ＭＺ、１Ｂ２ＰＺ、２ＭＺ−ＣＮ、２Ｅ４ＭＺ−ＣＮ、２ＰＨＺ−ＣＮ、１Ｍ２ＥＺ、１Ｂ２ＥＺ（以上、四国化成工業社製）、ＥＭＩ２４（三菱化学社製）等が挙げられる。

上記イミダゾール化合物の配合量は特に限定されないが、上記エポキシ樹脂１００重量部に対する好ましい下限が５重量部、好ましい上限が５０重量部である。上記イミダゾール化合物の配合量が５重量部未満であると、熱硬化性樹脂組成物は、熱硬化するために高温で長時間の加熱を必要とすることがある。上記イミダゾール化合物の配合量が５０重量部を超えると、熱硬化性樹脂組成物の貯蔵安定性及び熱安定性が低下することがある。上記イミダゾール化合物の配合量は、上記エポキシ樹脂１００重量部に対するより好ましい下限が１０重量部、より好ましい上限が３０重量部である。

本明細書中、リン酸化合物には、亜リン酸化合物も含まれるものとする。
上記リン酸化合物として、例えば、リン酸、リン酸モノエステル、リン酸ジエステル、リン酸トリエステル、亜リン酸、亜リン酸モノエステル、亜リン酸ジエステル等が挙げられる。

上記リン酸モノエステルとして、例えば、フェニルリン酸（リン酸フェニル）、リン酸モノエチル、リン酸モノブチル等が挙げられる。上記リン酸ジエステルとして、例えば、リン酸ジブチル、リン酸ジヘキシル等が挙げられる。上記リン酸トリエステルとして、例えば、リン酸トリフェニル、リン酸トリクレシル等が挙げられる。
上記亜リン酸モノエステルとして、例えば、亜リン酸モノメチル、亜リン酸モノエチル、亜リン酸モノブチル、亜リン酸モノラウリル、亜リン酸モノオレイル、亜リン酸モノフェニル、亜リン酸モノナフチル等が挙げられる。上記亜リン酸ジエステルとして、例えば、亜リン酸ジメチル、亜リン酸ジエチル、亜リン酸ジブチル、亜リン酸ジラウリル、亜リン酸ジオレイル、亜リン酸ジフェニル、亜リン酸ジナフチル、亜リン酸ジ−ｏ−トリル、亜リン酸ジ−ｍ−トリル、亜リン酸ジ−ｐ−トリル、亜リン酸ジ−ｐ−クロロフェニル、亜リン酸ジ−ｐ−ブロモフェニル、亜リン酸ジ−ｐ−フルオロフェニル、リン酸フェノール等が挙げられる。
これらは単独で用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。

上記イミダゾール化合物と、上記リン酸化合物との配合比率は特に限定されないが、上記イミダゾール化合物中のイミダゾール基に対する上記リン酸化合物中の水酸基のモル比は、好ましい下限が０．０５、好ましい上限が３．３である。上記モル比が０．０５未満であると、上記リン酸化合物中の水酸基によりイミダゾール基を安定化させることが困難になり、熱硬化性樹脂組成物の貯蔵安定性又は熱安定性が損なわれることがある。上記モル比が３．３を超えると、上記イミダゾール化合物の硬化性が低下することがある。上記イミダゾール化合物中のイミダゾール基に対する上記リン酸化合物中の水酸基のモル比のより好ましい下限は０．０７、より好ましい上限は３．２である。
なお、リン酸化合物のうち亜リン酸化合物は、一般に亜リン酸型（トリヒドロキシ型）とホスホン酸型（ジヒドロキシ型）との互変異性を示すことが知られているが、本明細書中、亜リン酸化合物中の水酸基の数は、亜リン酸化合物の全てが亜リン酸型（トリヒドロキシ型）であるものとして計算する。

上記イミダゾール化合物と、上記リン酸化合物とは、これらがあらかじめ反応したイミダゾール化合物のリン酸塩であってもよい。

本明細書中、フェノール化合物とは、フェノール性水酸基を有する化合物を意味する。
上記フェノール化合物として、例えば、フェノール、液状又は固形のフェノールノボラック型エポキシ樹脂等のフェノール骨格を有する樹脂等が挙げられる。なかでも、フェノール、フェノールノボラック型エポキシ樹脂が好ましい。これらは単独で用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。

上記フェノール化合物の配合量は、上記イミダゾール化合物を１００重量％としたとき、上記イミダゾール化合物に対して１００重量％以下である。上記フェノール化合物の配合量が１００重量％を超えると、熱硬化性樹脂組成物の硬化物のガラス転移温度（Ｔｇ）が低くなりすぎて、接合信頼性が低下してしまう。上記フェノール化合物の配合量は８０重量％以下であることが好ましく、５０重量％以下であることがより好ましい。
また、上記フェノール化合物の配合量は、上記イミダゾール化合物を１００重量％としたとき、上記イミダゾール化合物に対して１０重量％以上である。上記フェノール化合物の配合量が１０重量％未満であると、熱硬化性樹脂組成物のフラックス性が低下するため、接合後の半田形状がいびつとなり、半田接合の信頼性が損なわれてしまう。上記フェノール化合物の配合量は２０重量％以上であることが好ましく、３０重量％以上であることがより好ましい。

また、上記フェノール化合物の配合量は、上記エポキシ樹脂１モルに対する好ましい下限が０．０１モル、好ましい上限が０．４モルである。

上記硬化促進剤は、常温で液状であることが好ましい。本明細書中、常温で液状であるとは、１０〜３０℃における少なくとも一部の温度領域において、液体状態であることを意味する。
上記硬化促進剤が常温で液状であることで、熱硬化性樹脂組成物は、高い透明性を発現することができ、半導体チップを基板又は他の半導体チップに実装する際のカメラによるパターン又は位置表示の自動認識が容易となる。また、上記硬化促進剤は、常温で液状であることで均一に分子レベルで分散することができるため、熱硬化性樹脂組成物は、半導体チップを基板又は他の半導体チップに実装する際には局所的な発熱を避けてボイドの発生を抑制することができる。更に、上記硬化促進剤は、常温で液状であることで、微小に粉砕する必要がなく、また、濾過する際のフィルターの詰まりも抑制される。

上記硬化促進剤は、半田フラックス試験においてフラックス性を発現するまでの時間が５秒以下であることが好ましい。フラックス性を発現するまでの時間が５秒を超えると、熱硬化性樹脂組成物のフラックス性が低下するため、接合後の半田形状がいびつとなり、半田接合の信頼性が損なわれることがある。
また、フラックス性を発現するまでの時間の下限は特に限定されないが、フラックス性を発現するまでの時間が短すぎると半田流れの原因となる恐れがあることから、２秒以上であることが好ましい。
なお、半田フラックス試験におけるフラックス性を発現するまでの時間とは、硬化促進剤と、半田（Ｓｎ−Ａｇ−３．５）とを混合し、得られた混合物を２２０℃のホットプレート上に置いたときの半田が濡れ広がるまでの時間を意味する。

本発明の熱硬化性樹脂組成物は、更に、硬化剤を含有することが好ましい。
上記硬化剤は特に限定されないが、熱硬化性樹脂組成物の硬化物のガラス転移温度（Ｔｇ）が低くなりすぎて接合信頼性が低下する恐れがあることから、フェノール硬化剤は好ましくない。

上記硬化剤は、芳香族カルボン酸の無水物（単に、酸無水物ともいう）を含有することが好ましい。上記酸無水物を含有することで、熱硬化性樹脂組成物は、硬化反応の反応性が抑えられ、硬化促進剤が常温で液状である場合であっても、優れた貯蔵安定性及び熱安定性を発現することができる。また、上記酸無水物は、上記エポキシ樹脂及び溶剤に対する溶解性が高く、均一に溶解することから、熱硬化性樹脂組成物は、高い透明性を発現することができ、半導体チップを基板又は他の半導体チップに実装する際のカメラによるパターン又は位置表示の自動認識が容易となる。更に、上記酸無水物を含有することで、熱硬化性樹脂組成物の硬化物は、優れた機械的強度、耐熱性、電気特性等を発現することができる。

上記酸無水物は特に限定されず、例えば、ビシクロ骨格を有する酸無水物等が挙げられる。

上記硬化剤の配合量は特に限定されないが、上記エポキシ樹脂１００重量部に対する好ましい下限が５０重量部、好ましい上限が２００重量部である。上記硬化剤の配合量が５０重量部未満であると、熱硬化性樹脂組成物が充分に硬化しなかったり、硬化物の機械的強度、耐熱性、電気特性等が低下したりすることがある。上記硬化剤の配合量は、２００重量部を超えても特に硬化性に寄与しない。上記硬化剤の配合量は、上記エポキシ樹脂１００重量部に対するより好ましい下限が８０重量部、より好ましい上限が１５０重量部である。

本発明の熱硬化性樹脂組成物は、必要に応じて、無機フィラーを含有してもよい。上記無機フィラーを用いることで、熱硬化性樹脂組成物の硬化物の機械的強度及び耐熱性を高めることができ、また、線膨張率を低下させて、高い接合信頼性を実現することができる。
上記無機フィラーは特に限定されず、例えば、シリカ、アルミナ、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化珪素、炭化珪素、酸化マグネシウム、酸化亜鉛等が挙げられる。

上記無機フィラーの配合量は特に限定されないが、熱硬化性樹脂組成物中の好ましい上限が７０重量％である。上記無機フィラーの含有量が７０重量％を超えると、熱硬化性樹脂組成物の硬化物は、弾性率が上昇するため熱応力を緩和することができず、高い接合信頼性を実現できないことがある。上記無機フィラーの含有量は、熱硬化性樹脂組成物中のより好ましい上限が６０重量％である。

本発明の熱硬化性樹脂組成物を製造する方法は特に限定されないが、上述したように、予め上記硬化促進剤を調製したうえで、得られた硬化促進剤を、ホモディスパー等を用いて上記エポキシ樹脂及び必要に応じて添加される各材料と共に攪拌混合する方法が好ましい。

本発明の熱硬化性樹脂組成物の用途は特に限定されないが、半導体チップを基板又は他の半導体チップに実装する際の半導体接合用接着剤に用いられることが好ましい。なかでも、半田からなる先端部を有する突起電極が形成されたフリップチップを実装するためのフリップチップ実装用接着剤に用いられることがより好ましく、ウエハ又は半導体チップに先塗布するタイプ、いわゆる先塗布型のフリップチップ実装用接着剤に用いられることが更に好ましい。
なお、このような半導体接合用接着剤及びフリップチップ実装用接着剤は、ペースト状（非導電性ペースト、ＮＣＰ）であってもよく、シート状又はフィルム状（非導電性フィルム、ＮＣＦ）であってもよい。

また、本発明の熱硬化性樹脂組成物は、バックグラインドテープ機能を備えた非導電性フィルム（ＢＧ−ＮＣＦ）等に用いられることも好ましい。
本明細書中、バックグラインドテープ機能を備えた非導電性フィルム（ＢＧ−ＮＣＦ）とは、少なくとも基材フィルムと熱硬化性樹脂層とを有するフィルムであって、突起電極が形成されたウエハに貼付されてバックグラインドテープとして用いられ、その後、基材フィルムだけが剥離され、ウエハ上に残った熱硬化性樹脂層は半導体チップを基板又は他の半導体チップに実装する際に用いられるフィルムをいう。

半田からなる先端部を有する突起電極が形成されたウエハの突起電極形成面に、本発明の熱硬化性樹脂組成物からなる熱硬化性樹脂層を設ける工程と、前記ウエハを前記熱硬化性樹脂層ごとダイシングして、前記熱硬化性樹脂層を有する半導体チップに分割する工程と、前記熱硬化性樹脂層を有する半導体チップを、前記熱硬化性樹脂層を介して基板又は他の半導体チップに熱圧着により実装する工程とを有する半導体装置の製造方法もまた、本発明の１つである。

本発明の半導体装置の製造方法では、まず、半田からなる先端部を有する突起電極が形成されたウエハの突起電極形成面に、本発明の熱硬化性樹脂組成物からなる熱硬化性樹脂層を設ける工程を行う。上記工程では、上記ウエハの突起電極形成面に、ペースト状の熱硬化性樹脂組成物を塗布してもよく、熱硬化性樹脂組成物からなるシート又はフィルムを熱ラミネート等によって貼り付けてもよい。

本発明の半導体装置の製造方法では、次いで、上記ウエハを裏面から研削して薄化する工程を行ってもよい。上記熱硬化性樹脂層を設けた後に研削を行うことにより、上記ウエハが上記熱硬化性樹脂層で補強されるため薄片化しても割れにくくなり、また、上記熱硬化性樹脂層により突起電極を保護することができる。

本発明の半導体装置の製造方法では、次いで、上記ウエハを上記熱硬化性樹脂層ごとダイシングして、上記熱硬化性樹脂層を有する半導体チップに分割する工程を行う。更に、上記熱硬化性樹脂層を有する半導体チップを、上記熱硬化性樹脂層を介して基板又は他の半導体チップに熱圧着により実装する工程を行う。
本発明の半導体装置の製造方法では、本発明の熱硬化性樹脂組成物を用いることにより、短時間での半田接合が可能となり、接続信頼性に優れた半導体装置を製造することができる。

本発明によれば、フラックス性に優れ、短時間での半田接合を可能にし、接続信頼性にも優れた熱硬化性樹脂組成物を提供することができる。また、本発明によれば、該熱硬化性樹脂組成物を用いた半導体装置の製造方法を提供することができる。

以下に実施例を掲げて本発明の態様を更に詳しく説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されない。

（実施例１〜８及び比較例１〜５）
（１）熱硬化性樹脂組成物からなるフィルムの製造
表１に示す組成に従って下記に示す材料のうちイミダゾール化合物と、リン酸化合物と、フェノール化合物とを遊星攪拌機において混合し、硬化促進剤を調製した。次いで、表１に示す組成に従って、得られた硬化促進剤を下記に示す残りの材料と共に固形分濃度５０重量％となるようにメチルエチルケトンに加え、ホモディスパーを用いて攪拌混合して、熱硬化性樹脂組成物の配合液を調製した。得られた熱硬化性樹脂組成物の配合液を、５μｍメッシュで遠心濾過した後、離型処理したＰＥＴフィルム上にアプリケーター（テスター産業社製）を用いて塗工し、１００℃５分で乾燥させて、厚み４０μｍのフィルムを得た。

（エポキシ樹脂）
・ＨＰ−７２００（ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、ＤＩＣ社製）
・ＨＰ−４７１０（ナフタレン型エポキシ樹脂、ＤＩＣ社製）

（エポキシ基を有する高分子化合物）
・Ｇ−２０５０Ｍ（グリシジル基含有アクリル樹脂、重量平均分子量２０万、エポキシ当量３４０、日油社製）

（硬化剤）
・ＹＨ−３０９（ビシクロ骨格を有する酸無水物、三菱化学社製）

（イミダゾール化合物）
・２Ｅ４ＭＺ（四国化成工業社製）

（リン酸化合物）
・亜リン酸ジラウリル（城北化学工業社製）
・フェニルリン酸（東京化成工業社製）

（フェノール化合物）
・フェノール（単体、液体、和光純薬工業社製）
・ＭＥＨ−８０００Ｈ（液体、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、明和化成社製）
・ＴＤ−２１３１（固体、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、ＤＩＣ社製）

（その他）
・ＳＥ−２０５０（無機フィラー、アドテックス社製）
・Ｊ−５８００（コアシェル型応力緩和剤、三菱レイヨン社製）
・ＫＢＭ−５７３（カップリング剤、信越シリコーン社製）

（２）半導体装置の製造
半田からなる先端部を有する突起電極（高さ４５μｍ、幅３３μｍ×３３μｍ）が４００μｍピッチで多数形成されたシリコンウエハ（直径３００ｍｍ、厚み７５０μｍ）の突起電極形成面に、上記で得られた熱硬化性樹脂組成物からなるフィルムを真空ラミネーターを用いて真空下（１ｔｏｒｒ）、８０℃で貼り付けた。次いで、フィルムが貼り付けられたシリコンウエハを研磨装置に取りつけ、シリコンウエハの厚さが約１００μｍになるまで裏面から研磨した。
研磨済みのシリコンウエハのフィルムが貼り付けられていない側の面にダイシングテープ「ＰＥテープ♯６３１８−Ｂ」（積水化学工業社製、厚み７０μｍ、基材ポリエチレン、粘着材ゴム系粘着材１０μｍ）を貼り付け、ダイシングフレームにマウントした。フィルムからＰＥＴフィルムを剥離して、熱硬化性樹脂層が設けられたシリコンウエハを得た。ダイシング装置「ＤＦＤ６５１」（ＤＩＳＣＯ社製）を用いて、送り速度５０ｍｍ／秒で、シリコンウエハを熱硬化性樹脂層ごと１０ｍｍ×１０ｍｍのチップサイズにダイシングして、熱硬化性樹脂層を有する半導体チップに分割した。
得られた熱硬化性樹脂層を有する半導体チップを、フリップチップボンダー（ＦＣ−３０００、東レエンジニアリング社製）を用いて、ステージ温度１００〜１２０℃、ボンディング圧１５〜９０Ｎ、ボンディング温度２６０〜３２０℃で５秒間、基板上に熱圧着し、次いで、１９０℃で３０分間かけて熱硬化性樹脂層を硬化させ、半導体装置を得た。

＜評価＞
実施例及び比較例で得られた硬化促進剤、熱硬化性樹脂組成物からなるフィルム、及び、半導体装置について、以下の評価を行った。結果を表１に示す。

（１）ガラス転移温度（Ｔｇ）の測定
得られた熱硬化性樹脂組成物からなるフィルムについて、ＤＶＡ−２００（アイティー計測制御社製）を用いて、引張りモード、３０〜３００℃（１０℃／ｍｉｎ）、チャック間距離３０ｍｍ、周波数１０Ｈｚ、歪み０．１％の測定条件で測定を行った。Ｔａｎδのピーク温度をガラス転移温度（Ｔｇ）とした。

（２）半田フラックス試験
得られた硬化促進剤と、半田（Ｓｎ−Ａｇ−３．５）とを混合し、得られた混合物を２２０℃のホットプレート上に置き、半田が濡れ広がるまでの時間を測定した。半田が濡れ広がるまでの時間を、フラックス性を発現するまでの時間とした。

（３）半田形状の評価
得られた半導体装置の半田接合部分を研磨し、接合後の半田形状を目視にて観察した。以下の基準で評価した。
○ 上下の電極で半田が接合されていた
× 上下の電極で半田の接合が不充分であった

（４）信頼性評価（ボイド評価）
得られた半導体装置について、超音波探傷装置（ＳＡＴ）を用いて観察した。以下の基準で評価した。
○ 半導体チップ面積に対するボイド部分の面積が３％以下であった
× 半導体チップ面積に対するボイド部分の面積が３％を超えていた

本発明によれば、フラックス性に優れ、短時間での半田接合を可能にし、接続信頼性にも優れた熱硬化性樹脂組成物を提供することができる。また、本発明によれば、該熱硬化性樹脂組成物を用いた半導体装置の製造方法を提供することができる。

Claims (4)

1. 少なくともエポキシ樹脂と、硬化促進剤とを含有する熱硬化性樹脂組成物であって、
   前記硬化促進剤は、イミダゾール化合物と、リン酸化合物と、前記イミダゾール化合物に対して１０〜１００重量％以下のフェノール化合物とを含有し、
   前記エポキシ樹脂１モルに対する前記フェノール化合物の配合量が０．０１〜０．４モルである
   ことを特徴とする熱硬化性樹脂組成物。
2. 更に、硬化剤として、芳香族カルボン酸の無水物を含有することを特徴とする請求項１記載の熱硬化性樹脂組成物。
3. 硬化促進剤は、半田フラックス試験においてフラックス性を発現するまでの時間が５秒以下であることを特徴とする請求項１又は２記載の熱硬化性樹脂組成物。
4. 半田からなる先端部を有する突起電極が形成されたウエハの突起電極形成面に、請求項１、２又は３記載の熱硬化性樹脂組成物からなる熱硬化性樹脂層を設ける工程と、
   前記ウエハを前記熱硬化性樹脂層ごとダイシングして、前記熱硬化性樹脂層を有する半導体チップに分割する工程と、
   前記熱硬化性樹脂層を有する半導体チップを、前記熱硬化性樹脂層を介して基板又は他の半導体チップに熱圧着により実装する工程とを有する
   ことを特徴とする半導体装置の製造方法。