[发明专利]半导体用粘接剂、助熔剂、半导体装置的制造方法以及半导体装置

说明书

技术领域

本发明涉及半导体用粘接剂、助熔剂、半导体装置的制造方法及半导体装置。

背景技术

以往，为了将半导体芯片与基板连接，广泛应用了使用金线等金属细线的引线接合方式。另一方面，为了应对对半导体装置的高功能化、高集成化、高速化等的要求，在半导体芯片或基板上形成被称为凸块(bump)的导电性突起而将半导体芯片与基板直接连接的倒装片连接方式(FC连接方式)逐渐得到推广。

例如，关于半导体芯片与基板间的连接，在BGA(球栅阵列封装，Ball Grid Array)、CSP(芯片尺寸封装，Chip Size Package)等中盛行使用的COB(板上芯片封装，Chip On Board)型的连接方式也属于FC连接方式。另外，关于FC连接方式，在半导体芯片上形成连接部(凸块或布线)而将半导体芯片间连接的COC(叠层芯片封装，Chip On Chip)型的连接方式也得到广泛应用(例如参照专利文献1)。

另外，对于强烈要求进一步小型化、薄型化、高功能化的封装而言，将上述连接方式层叠/多段化而成的芯片堆叠型封装(chip stack package)、POP(堆栈式封装，Package On Package)、TSV(硅通孔技术，Through-Silicon Via)等也开始得到广泛普及。这样的层叠/多段化技术由于将半导体芯片等三维地配置，因此与二维地配置的方法相比更能够使封装变小。另外，对于提高半导体的性能、减小噪声、削减安装面积、节省电量也是有效的，因此作为新一代的半导体布线技术备受注目。

另外，作为上述连接部(凸块或布线)中使用的主要金属，有焊锡、锡、金、银、铜、镍等，还可以使用含有其中多种金属的导电材料。连接部中使用的金属由于表面氧化而生成氧化膜或在表面附着有氧化物等杂质，因此连接部的连接面上有时会产生杂质。当这样的杂质残留时，半导体芯片与基板间或2个半导体芯片间的连接性/绝缘可靠性降低，有使采用上述连接方式的益处受损的担忧。

另外，作为抑制这些杂质产生的方法，有通过作为OSP(有机保焊膜，Organic Solderbility Preservatives)处理等已知的将连接部用防氧化膜包覆的方法，但该防氧化膜有时会成为连接工艺中的焊锡润湿性降低、连接性降低等的原因。

因此，作为除去上述氧化膜或杂质的方法，提出了使半导体材料中含有助熔剂的方法(例如参照专利文献2～5)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2008-294382号公报

专利文献2：日本特开2001-223227号公报

专利文献3：日本特开2002-283098号公报

专利文献4：日本特开2005-272547号公报

专利文献5：日本特开2006-169407号公报

发明内容

发明欲解决的课题

通常，从充分确保连接性和/或绝缘可靠性的观点出发，连接部之间的连接使用金属接合。半导体材料不具有充分的助熔剂活性(金属表面的氧化膜或杂质的除去效果)时，有可能无法除去金属表面的氧化膜或杂质，无法形成良好的金属-金属接合，从而无法确保导通。

另外，要求用半导体材料制造的半导体装置的耐热性和耐湿性优异，并且在260℃前后的回流温度下，具有半导体材料的剥离、连接部的连接不良等得到充分抑制的耐回流性。

本发明的目的在于提供能够制作耐回流性和连接可靠性优异的半导体装置的半导体用粘接剂。另外，本发明的目的还在于提供使用了上述半导体用粘接剂的半导体装置的制造方法以及半导体装置。此外，本发明的目的还在于提供能够实现上述半导体用粘接剂的助熔剂。

用于解决课题的手段

本发明的一个方式涉及一种半导体用粘接剂，其含有环氧树脂、固化剂和具有下述式(1-1)或(1-2)所示基团的化合物半。

[式中，R¹表示供电子性基团、多个存在的R¹相互可以相同也可以不同。]

本方式的半导体用粘接剂通过在含有环氧树脂和固化剂的基础上，进一步含有具有式(1-1)或(1-2)所示基团的化合物，即使是在进行金属接合的倒装片连接方式中作为半导体用粘接剂应用的情况下，也能够制造耐回流性和连接可靠性优异的半导体装置。

为了提高耐回流性，需要抑制高温下吸湿后的粘接力的降低。以往，作为助熔剂使用羧酸，但是本发明者们考虑用以往的助熔剂时会由于以下理由而发生粘接力降低。