(57)【要約】      （修正有）【課題】半導体装置とそのリペア方法、及び半導体装置の製造方法において、リペア時に半導体素子と回路基板が受けるダメージを抑制する手段を提供する。【解決手段】表面に電極パッド４が形成された回路基板１と、回路基板１の表面に形成され、酸性水溶液又はアルカリ性水溶液で分解する成分を有する第１の熱硬化性樹脂層８と、第１の熱硬化性樹脂層８の上に形成され、紫外線で分解する成分を有する第２の熱硬化樹脂層９と、第２の熱硬化性樹脂層９上に固着され、電極パッド４に接合された外部接続端子１６を備えた半導体素子１３とを有する半導体装置。【選択図】図３
2010147423.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に電極パッドが形成された回路基板と、
前記回路基板の表面に形成され、酸性水溶液又はアルカリ性水溶液で分解する成分を有する第１の熱硬化性樹脂層と、
前記第１の熱硬化性樹脂層の上に形成され、紫外線で分解する成分を有する第２の熱硬化樹脂層と、
前記第２の熱硬化性樹脂層上に固着され、前記電極パッドに接続された端子を備えた半導体素子と、
を有することを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記第１の熱硬化性樹脂層は、前記回路基板の素子搭載領域に選択的に形成され、
前記第２の熱硬化性樹脂層は、前記第１の熱硬化性樹脂層の外周側面を覆うフィレット部を有することを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
紫外線で分解する前記成分は、シクロブタン環を有するChalconeエポキシであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の半導体装置。
【請求項４】
アルカリ性水溶液で分解する前記成分は、シルセスキオキサン骨格を持つエポキシであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の半導体装置。
【請求項５】
酸性水溶液で分解する前記成分は、脂環式エポキシであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の半導体装置。
【請求項６】
回路基板と半導体素子との間にアンダーフィル樹脂が充填された半導体装置のリペア方法であって、
前記アンダーフィル樹脂として順に形成された第１の熱硬化性樹脂と第２の熱硬化性樹脂のうち、紫外線で分解する成分を有する第２の熱硬化樹脂層のフィレット部に紫外線を照射し、前記成分を分解する工程と、
前記紫外線が照射された部分の前記第２の熱硬化性樹脂層を溶剤で除去し、前記第１の熱硬化性樹脂の一部を露出させる工程と、
前記露出した部分の第１の熱硬化性樹脂に酸性水溶液又はアルカリ性水溶液を浸透させることにより、前記第１の熱硬化性樹脂中で前記酸性水溶液又は前記アルカリ性水溶液で分解する成分を分解する工程と、
前記第１の熱硬化性樹脂に前記酸性水溶液又は前記アルカリ性水溶液を浸透させた後、前記回路基板から前記半導体素子を剥離する工程と、
前記剥離の後、前記回路基板に残存する前記第１の熱硬化性樹脂層を溶剤によって除去する工程と、
前記剥離の後、前記半導体素子に残存する前記第２の熱硬化性樹脂層に紫外線を照射し、前記成分を分解する工程と、
前記紫外線を照射した後、前記半導体素子に残存する前記第２の熱硬化性樹脂層を溶剤で除去する工程と、
を有することを特徴とする半導体装置のリペア方法。
【請求項７】
表面に電極パッドが形成された回路基板の上に、酸性水溶液又はアルカリ性水溶液で分解する成分を有する第１の熱硬化性樹脂層を形成する工程と、
前記第１の熱硬化性樹脂層の上に、紫外線で分解する成分を有する第２の熱硬化樹脂層を形成する工程と、
前記第２の熱硬化性樹脂層に半導体素子を圧着して、該半導体素子の端子を前記回路基板の電極パッドに接続する工程と、
前記圧着の後、前記第１の熱硬化性樹脂層と前記第２の熱硬化性樹脂層を熱硬化させる工程と、
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置とそのリペア方法、及び半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子を回路基板に実装してなる半導体装置には様々なものがあるが、なかでもフリップチップ実装により半導体素子が搭載されたものは、半導体装置の小型化に有用である。
【０００３】
そのような半導体装置では、半導体素子と回路基板との間に熱膨張率の差があるので、高温高湿試験や熱サイクル試験において半導体素子の外部接続端子が回路基板の電極パッドからずれてしまい、半導体素子と回路基板との間で接続不良が発生することがある。
【０００４】
そのため、フリップチップ実装においては、半導体素子と回路基板との間にアンダーフィル樹脂を充填することで、半導体素子の外部接続端子に加わるせん断応力を分散させ、上記の接続不良が発生しないようにしている。
【０００５】
但し、このようにアンダーフィル樹脂を充填した場合であっても、完成後の半導体装置に不良が発見されることがある。例えば、上記のアンダーフィル樹脂に空洞が発生し、該空洞内に外部接続端子であるはんだバンプが溶け出して、隣接する外部接続端子同士がショートすることがある。また、半導体装置には不良がなくても、半導体装置をマザーボードに実装する二次実装において、マザーボードと半導体装置とを接続する端子に破損が発見されることもある。更に、マザーボードに半導体装置を実装してなるパッケージに不良が発見されることもある。
【０００６】
これらの場合に半導体素子を廃棄したのでは、コストをかけて作製した半導体素子を無駄にしてしまう。
【０００７】
そのため、実装後に回路基板から半導体素子を剥離できるリペアラブルな実装構造が求められる。
【０００８】
上記のアンダーフィル樹脂は、半導体素子と回路基板との接続信頼性の向上に寄与する一方で、回路基板と半導体素子とを機械的に強固に接着してしまうため、回路基板から半導体素子を剥離するのを難しくし、リペアラブルな構造に不向きである。
【０００９】
例えば、アンダーフィル樹脂として使用されるものに熱硬化性エポキシ樹脂があるが、この樹脂は硬化後に三次元網目構造が形成されるため、アンダーフィル樹脂の耐熱性と耐薬品性が高まり、回路基板から半導体素子を剥離するのを困難にしてしまう。
【００１０】
アンダーフィル樹脂を用いた場合でもリペアラブルな構造を実現するために、アンダーフィル樹脂として熱可塑性樹脂を用いることが提案されている。この方法では、アンダーフィル樹脂のガラス転位点以上の温度に半導体装置を加熱することにより、アンダーフィル樹脂が軟化し、回路基板から半導体素子を剥離することができる。
【００１１】
但し、このように熱可塑性樹脂を用いると、熱加速試験や高温での実使用下においてアンダーフィル樹脂が軟化してしまい、半導体素子と回路基板との接続信頼性が低下してしまう。
【００１２】
更に、半導体素子を剥離した後でも、回路基板や半導体素子にはアンダーフィル樹脂の残渣が残ってしまうので、その残渣を除去すべく可溶性（極性）の強い有機溶剤を用いると、半導体素子と回路基板がダメージを受けるという問題もある。
【００１３】
また、剥離時に半導体素子が受ける熱ダメージを低減するために、１００℃〜２５０℃程度の比較的低温で分解する樹脂をアンダーフィル樹脂として用いることも提案されている。
【００１４】
しかし、このような低温分解性の樹脂は熱に弱いという欠点がある。そのため、二次実装時の際の熱により、半導体素子のはんだバンプが溶融するのと共にアンダーフィル樹脂も軟化し、隣接するはんだバンプ同士がショートしてしまう。
【００１５】
或いは、酸によって分解する樹脂をアンダーフィル樹脂として使用することも提案されているが、そのような樹脂は加水分解が起こり易く、吸水によるアンダーフィル樹脂の劣化が課題となる。
【００１６】
上記したアンダーフィル樹脂はいずれも単層構造であるが、二層構造のアンダーフィル樹脂も提案されている。
【００１７】
例えば、回路基板側から熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂とをこの順に形成してなるアンダーフィル樹脂が提案されている。この場合、加熱により熱可塑性樹脂を軟化させることで回路基板から半導体素子を剥離することが可能であるが、半導体素子側には熱硬化性樹脂が付着しており、半導体素子の再利用が困難となる。
【００１８】
更に、これとは樹脂の積層順序を逆にし、回路基板側から熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂とをこの順に形成してなるアンダーフィル樹脂も提案されている。この場合は、半導体素子を剥離した後に回路基板に付着している熱硬化性樹脂の除去が困難となり、回路基板の再利用が難しい。また、回路基板を再利用しようとすると、基板上に残存する熱硬化性樹脂の残渣を除去するためにハロゲン系の溶媒を使用せざるを得ず、その溶媒によって回路基板がダメージを受けてしまう。しかも熱可塑性樹脂として使用され得る信頼性の高いPolyphenylenesulfone、Polyethersulfone、PEEK(Polyetheretherketone)、PI(Polyimide)は、いずれもコストが高く、信頼性確保と低コストの両立が困難である。
【００１９】
その他に、回路基板側から熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、及び熱硬化性樹脂をこの順に形成する三層構造のアンダーフィル樹脂も提案されている。このアンダーフィル樹脂でも、上記と同様に、半導体素子を剥離した後に回路基板や半導体素子に熱硬化性樹脂が残存し、回路基板と半導体素子を再利用するのが困難である。
【特許文献１】特開２００１−４４２４０号公報
【特許文献２】特開２００１−１２７０９４号公報
【特許文献３】特開２００４−８７９６５号公報
【特許文献４】米国特許第６，９１６，８９０号明細書
【特許文献５】米国特許第６，５７０，０２９号明細書
【特許文献６】米国特許第６，１７２，１４１号明細書
【特許文献７】米国特許第５，９３０，５９８号明細書
【特許文献８】米国特許第５，８２１，４５６号明細書
【特許文献９】米国特許第５，７６０，３３７号明細書
【特許文献１０】米国特許第６，９１９，４２０号明細書
【特許文献１１】米国特許第６，５９０，２８７号明細書
【特許文献１２】特開２００１−１８５５８２号公報
【特許文献１３】特開平１０−１８９６５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
半導体装置とそのリペア方法、及び半導体装置の製造方法において、リペア時に半導体素子と回路基板が受けるダメージを抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
以下の開示の一観点によれば、表面に電極パッドが形成された回路基板と、前記回路基板の表面に形成され、酸性水溶液又はアルカリ性水溶液で分解する成分を有する第１の熱硬化性樹脂層と、前記第１の熱硬化性樹脂層の上に形成され、紫外線で分解する成分を有する第２の熱硬化樹脂層と、前記第２の熱硬化性樹脂層上に固着され、前記電極パッドに接続された端子を備えた半導体素子とを有する半導体装置が提供される。
【００２２】
また、その開示の別の観点によれば、回路基板と半導体素子との間にアンダーフィル樹脂が充填された半導体装置のリペア方法であって、前記アンダーフィル樹脂として順に形成された第１の熱硬化性樹脂と第２の熱硬化性樹脂のうち、紫外線で分解する成分を有する第２の熱硬化樹脂層のフィレット部に紫外線を照射し、前記成分を分解する工程と、前記紫外線が照射された部分の前記第２の熱硬化性樹脂層を溶剤で除去し、前記第１の熱硬化性樹脂の一部を露出させる工程と、前記露出した部分の第１の熱硬化性樹脂に酸性水溶液又はアルカリ性水溶液を浸透させることにより、前記第１の熱硬化性樹脂中で前記酸性水溶液又は前記アルカリ性水溶液で分解する成分を分解する工程と、前記第１の熱硬化性樹脂に前記酸性水溶液又は前記アルカリ性水溶液を浸透させた後、前記回路基板から前記半導体素子を剥離する工程と、前記剥離の後、前記回路基板に残存する前記第１の熱硬化性樹脂層を溶剤によって除去する工程と、前記剥離の後、前記半導体素子に残存する前記第２の熱硬化性樹脂層に紫外線を照射し、前記成分を分解する工程と、前記紫外線を照射した後、前記半導体素子に残存する前記第２の熱硬化性樹脂層を溶剤で除去する工程とを有する半導体装置のリペア方法が提供される。
【００２３】
更に、その開示の他の観点によれば、表面に電極パッドが形成された回路基板の上に、酸性水溶液又はアルカリ性水溶液で分解する成分を有する第１の熱硬化性樹脂層を形成する工程と、前記第１の熱硬化性樹脂層の上に、紫外線で分解する成分を有する第２の熱硬化樹脂層を形成する工程と、前記第２の熱硬化性樹脂層に半導体素子を圧着して、該半導体素子の端子を前記回路基板の電極パッドに接続する工程と、前記圧着の後、前記第１の熱硬化性樹脂層と前記第２の熱硬化性樹脂層を熱硬化させる工程とを有する半導体装置の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００２４】
以下の開示に係る半導体装置では、リペアに際し、紫外線の照射によって第２の熱硬化性樹脂を分解でき、紫外線が照射された部分の第２の熱硬化性樹脂を溶剤で除去できる。また、第２の熱硬化性樹脂が除去された部分に露出した第１の熱硬化性樹脂については、酸性水溶液又はアルカリ性水溶液によって分解でき、回路基板から半導体素子を容易に剥離することができる。
【００２５】
また、剥離後に回路基板に残存する第１の熱硬化性樹脂層は、既に酸性水溶液又はアルカリ性水溶液に曝されて分解されているので、可溶性（極性）の強い有機溶剤を使用しなくても除去でき、第１の熱硬化性樹脂層を除去するときに回路基板がダメージを受ける危険性を低減できる。
【００２６】
一方、半導体素子に残存する第２の熱硬化性樹脂層については、紫外線照射の照射によって分解させた後に溶剤により簡単に除去することができるので、半導体素子を再利用することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下に、添付図面を参照しながら、本実施形態について詳細に説明する。
【００２８】
図１〜図３は、本実施形態に係る半導体装置の製造途中の断面図である。
【００２９】
その半導体装置は、フリップチップ実装技術を用いて、以下のようにして作製される。
【００３０】
まず、図１（ａ）に示すように、ガラスエポキシ樹脂等よりなる樹脂基材２の両主面上にめっき法等により銅膜を形成した後、それをパターニングして第１及び第２の電極パッド４、５を形成し、回路基板１を作製する。
【００３１】
これらの電極パッドのうち、第１の電極パッド４は後で半導体素子の外部接続端子と接続される。一方、第２の電極パッド５は、回路基板１上に半導体素子を搭載した後に、二次実装用の外部接続端子が接続される。
【００３２】
なお、樹脂基材２に代えて、配線層と絶縁層とが交互に積層された多層配線構造を採用し、回路基板１をビルドアップ配線基板にしてもよい。
【００３３】
その後、回路基板１の両面に印刷法によりソルダレジスト３を形成する。そのソルダレジスト３には開口３ａが設けられており、該開口３ａから各電極パッド４、５が露出する。
【００３４】
次に、図１（ｂ）に示す断面構造を得るまでの工程について説明する。
【００３５】
まず、PET(Polyethyleneterephthalate)フィルム等の支持フィルム１０の上に、第１の熱硬化性樹脂層８の材料をフィルム状に２０μm程度の厚さに塗布した後、６０℃程度の温度で該第１の熱硬化性樹脂層８を半硬化の状態とする。
【００３６】
そして、支持フィルム１０を回路基板１に押し当てることにより、半硬化となっているフィルム状の第１の熱硬化性樹脂層８を回路基板１にラミネートし、回路基板１の素子搭載領域に選択的に第１の熱硬化性樹脂層８を形成する。
【００３７】
このように第１の熱硬化性樹脂層８を半硬化の状態にしてからラミネートすることで、未硬化の場合と比較してラミネート後に支持フィルム１０を第１の熱硬化性樹脂層８から剥離し易くすることができる。
【００３８】
なお、このような剥離の容易性を求めないなら、未硬化の状態の第１の熱硬化性樹脂層８を回路基板１上に形成してもよい。その場合、スクリーンプリンティング法、やブレードコーティング法等により未硬化の第１の熱硬化性樹脂層８を形成し得る。
【００３９】
第１の熱硬化性樹脂層８の材料は、アルカリ性水溶液と酸性水溶液のいずれかで分解する成分を含み、これらの水溶液で分解する材料であれば特に限定されない。
【００４０】
このうち、アルカリ性水溶液で分解する材料としては、例えば、３０phr（重量部）のビスフェノールＡエポキシ（Epon 828, Shell社製）と、２０phrのビスフェノールF（830LVP、大日本インキ社製）と、５０phrのEpoxypropylheptacyclopentyl-T8-silsesquioxane（Gelest社製）と、エポキシ硬化剤とを混合したものがある。そのエポキシ硬化剤は、４０phrの酸無水物シカシッドTMTA-C（新日本理化学社製）と、４０phrのTHPA（新日本理化学社製）と、１０phrのシリカフィラと、５phrのイミダゾールHX2931（旭化成製）と、２phrのチクソ剤ステリアリン酸アミドと、１phrのシランカップリング剤KBM803（信越化学製）とを混合して作製し得る。
【００４１】
これらの材料中のEpoxypropylheptacyclopentyl-T8-silsesquioxaneとTMTA-Cは、アルカリ性水溶液で分解する次の構造式を有する。
【００４２】
【化１】
2010147423.tif 000003
この構造式において、Rは、エポキシ環を有するアルキル基又はアリル（aryl）基である。また、Rをアミン（amine）としてもよく、その場合はTHPAとTMTAの代わりに硬化剤としてEpoxypropylheptacyclopentyl-T8-silsesquioxane等を使用することになる。
【００４３】
なお、この構造式のようにシルセスキオキサン骨格を持つエポキシであれば、Epoxypropylheptacyclopentyl-T8-silsesquioxaneと同様にアルカリ性水溶液で分解する。
【００４４】
一方、酸性水溶液で分解する材料としては、例えば、７０phrの脂環式エポキシ（ERL4221 828, Union Carbide社製）と、３０phrのビスフェノールF（830 LVP, 大日本インキ社製）と、エポキシ硬化剤とを混合したものがある。これらの成分のうち、脂環式エポキシが酸性水溶液で分解する。また、エポキシ硬化剤は、例えば、６０phrの酸無水物シカシッドTMTA-Cと、２０phrのTHPAと、４０phrのシリカフィラと、５phrのイミダゾールHX2931（旭化成製）と、２phrのチクソ剤ステリアリン酸アミド、１phrのシランカップリング剤KBM803（信越化学製）とを混合して作製し得る。
【００４５】
続いて、図２（ａ）に示すように、第１の熱硬化性樹脂層８の上に紫外線によって分解する第２の熱硬化性樹脂層９を形成し、各樹脂層８、９よりなるアンダーフィル樹脂２０を形成する。
【００４６】
第２の熱硬化性樹脂層９の材料は、紫外線で分解する成分を含むものであれば特に限定されない。本実施形態では、4,4'-DihydroxychalconeとepichorohydrinとをNaOHの水溶液中で反応させ、また、4,-DihydroxychalconeとepichorohydrinとをNaOHの水溶液中で反応させることにより、二種類のエポキシ樹脂を生成する。そして、これらのエポキシ樹脂を１：１のモル比で混合し、その混合物に対して波長が３６５nmで強度が２．０mW／cm2の紫外線を１時間照射して二量化を行う。これにより、シクロブタン環を有するChalconeエポキシが生成される。
【００４７】
シクロブタン環を有するChalconeエポキシは、図４に示されるように、波長が２５４nmの紫外線によって分子のネットワーク構造が分解される性質を有する。
【００４８】
そして、このChalconeエポキシを１００phr用意し、それをエポキシ硬化剤と混合することにより、第２の熱硬化性樹脂層９の原材料を得ることができる。なお、エポキシ硬化剤としては、例えば７０phrのm-THPA、５phrのイミダゾールHX2931（旭化成製）、４０phrのシリカフィラ、２phrのチクソ剤ステリアリン酸アミド、及び１phrのKBM803シリコンカップリング剤の混合物を使用し得る。
【００４９】
また、第２の熱硬化性樹脂層９の形成方法も特に限定されず、上記の材料よりなるペーストを第１の熱硬化性樹脂層８とその周囲のソルダレジスト層３に塗布し、第２の熱硬化性樹脂９を形成してよい。或いは、第１の熱硬化性樹脂層８と同様に、第２の熱硬化性樹脂層９を半硬化のフィルム状に形成し、それを第１の熱硬化性樹脂層８上にラミネートしてもよい。
【００５０】
ここで、酸性水溶液やアルカリ性水溶液で分解する第１の熱硬化性樹脂層８は、第２の熱硬化性樹脂層９と比べて加水分解し易い性質を有する。そのため、図２（ａ）に示すように、第２の熱硬化性樹脂層９により第１の熱硬化性樹脂層８を完全に覆い、大気中の水分等から第１の熱硬化性樹脂層８を保護するのが好ましい。
【００５１】
次に、図２（ｂ）に示すように、回路基板１の上方に半導体素子１３を配置する。
【００５２】
その半導体素子１３は、ポリイミド層等のパッシベーション層１４の上に電極パッド１５を有し、更にその電極パッド１５に接合された外部接続端子１６を有する。
【００５３】
外部接続端子１６の形態は特に限定されず、スタッドバンプ、めっきバンプ、及びはんだバンプのいずれでもよいが、本実施形態では外部接続端子１６としてはんだバンプを形成する。
【００５４】
そして、その外部接続端子１６と回路基板１の第１の電極パッド４との位置合わせを行う。
【００５５】
次いで、図３（ａ）に示すように、不図示のチップボンダを用いて第２の熱硬化性樹脂層９に半導体素子１３を圧着する。また、これと同時に、チップボンダに内蔵のヒータによって外部接続端子１６を加熱して溶融することにより、第１の電極パッド４に外部接続端子１６を接続する。
【００５６】
このとき、アンダーフィル樹脂２０の各樹脂層８、９も加熱されて架橋反応が進み、圧着直後における半導体素子１３と回路基板１との接続強度を高めることができる。その加熱の条件は特に限定されないが、２００℃〜２５０℃程度の温度で８秒間程度加熱するのが好ましい。また、圧着時の圧力は、例えば外部接続端子１６一個当たり約２０gである。
【００５７】
更に、このように圧着を行うと、第２の熱硬化性樹脂層９が半導体素子１３の外側に流動し、半導体素子１３から裾の状に広がるフィレット部９ａが第２の熱硬化性樹脂層９に形成される。
【００５８】
次いで、図３（ｂ）に示すように、チップボンダに内蔵されたヒータでは不十分であった加熱を補うため、オーブン等を用いてアンダーフィル樹脂２０を加熱し、アンダーフィル樹脂２０を完全に熱硬化させる。このような加熱はポストキュアとも呼ばれる。
【００５９】
以上により、回路基板１と半導体素子１３との間にアンダーフィル樹脂２０が充填されてなる半導体装置の基本構造が完成した。
【００６０】
この半導体装置では、アンダーフィル樹脂２０を第１の熱硬化性樹脂層８と第２の熱硬化性樹脂層９との二層構造とした。このうち、第１の熱硬化性樹脂層８は、酸性水溶液又はアルカリ性水溶液によって分解する性質を有しており、第２の熱硬化性樹脂層９と比較して加水分解し易い。
【００６１】
そこで、本実施形態では第２の熱硬化性樹脂層９のフィレット部９ａにより第１の熱硬化性樹脂層８の外周側面を覆うようにした。
【００６２】
これにより、第１の熱硬化性樹脂層８が大気に曝されなくなるので、大気中の水分等により第１の熱硬化性樹脂層８が加水分解するのを抑制でき、長期にわたってアンダーフィル樹脂２０の信頼性を維持することが可能となる。
【００６３】
ところで、このような半導体装置では、完成後に行われる試験等により不良が発見されることがある。その場合は、回路基板１から半導体素子１３を剥離し、回路基板１と半導体素子１３を再利用できるようにするのが好ましい。
【００６４】
そこで、次に、この半導体装置のリペア方法について説明する。
【００６５】
図５〜図８は、本実施形態に係る半導体装置のリペア方法を工程順に示す断面図である。
【００６６】
リペアを行うには、まず、図５（ａ）に示すように、第２の熱硬化性樹脂層９のフィレット部９ａに波長が２５４nmの紫外線を約１時間照射する。このようにすると、図４に示したように、第２の熱硬化性樹脂層９中の分子のネットワーク構造が分解され、第２の熱硬化性樹脂層９が有機溶剤によって容易に溶解するようになる。
【００６７】
次いで、図５（ｂ）に示すように、紫外線の照射によって分子のネットワーク構造が分解した部分の第２の熱硬化性樹脂層９をメチルエチルケトン等の有機溶剤で溶解して除去し、第１の熱硬化性樹脂層８の一部を露出させる。
【００６８】
メチルエチルケトン等の有機溶剤は極性が弱いので、本工程において回路基板１のソルダレジスト層３がダメージを受ける危険性は少ない。
【００６９】
次に、図６（ａ）に示すように、露出した部分の第１の熱硬化性樹脂層８にアルカリ性水溶液又は酸性水溶液を浸透させることにより、第１の熱硬化性樹脂層８を分解する。
【００７０】
アルカリ性水溶液と酸性水溶液のどちらを用いるかは、第１の熱硬化性樹脂層８の材料による。すなわち、第１の熱硬化性樹脂層８がアルカリ性水溶液で分解する材料よりなる場合にはアルカリ性水溶液を用い、酸性水溶液で分解する材料よりなる場合には酸性水溶液を用いる。
【００７１】
これらのうち、アルカリ性水溶液としては、濃度が１０wt%程度のTMAH（水酸化テトラメチルアンモニウム）水溶液を使用し得る。そのTMAH水溶液は、pHが１０程度の弱アルカリ性であるため、回路基板１のソルダレジスト層３にダメージを与える危険性が少ない。
【００７２】
一方、酸性水溶液としては、２０wt%程度の弱酸性のHCl水溶液を使用し得る。このような弱酸性の酸性水溶液であれば、ソルダレジスト層３がダメージを受ける危険性を低減できる。
【００７３】
このように酸性水溶液やアルカリ性水溶液を浸透させたことで、第１の熱硬化性樹脂層８は機械的に脆弱となる。
【００７４】
続いて、図６（ｂ）に示すように、外部接続端子１６のはんだが溶融する温度である２６０℃に外部接続端子１６を加熱しながら半導体素子１３を引っ張り上げる。
【００７５】
このとき、上記のように酸性水溶液やアルカリ性水溶液によって第１の熱硬化性樹脂層８を脆弱にしてあるので、回路基板１から半導体素子１３を簡単に剥離することができる。また、加熱によって外部接続１６のはんだが溶融するので、外部接続端子１６と第１の電極パッド４との接合強度が弱まり、半導体素子１３の剥離が容易となる。
【００７６】
その後、図７に示すように、メチルエチルケトン等の有機溶剤を用いて、回路基板１に残存する第１の熱硬化性樹脂層８を溶解して除去する。メチルエチルケトン等の有機溶剤は極性が弱いので、本工程では回路基板１のソルダレジスト層３はダメージを殆ど受けない。
【００７７】
ここまでにより、回路基板１上の不要なアンダーフィル樹脂２０が全て除去され、回路基板１の再生が終了する。
【００７８】
一方、図６（ｂ）の工程で回路基板１から剥離した半導体素子１３については、図８（ａ）に示すように、半導体素子１３に残存する第２の熱硬化性樹脂層９に波長が２５４nmの紫外線を照射し、該第２の熱硬化性樹脂層９の分子のネットワーク構造を分解する。
【００７９】
そして、そのようなネットワーク構造の分解によって脆弱になった第２の熱硬化性樹脂層９をメチルエチルケトン等の有機溶剤で溶解することにより、図８（ｂ）に示すように、半導体素子１３上の第２の熱硬化性樹脂層９の全てを除去する。
【００８０】
メチルエチルケトン等の有機溶剤は、半導体素子１３にダメージを与えることなく、第２の熱硬化性樹脂層９を綺麗に除去することができる。
【００８１】
以上により、半導体素子１３の再生が終了したことになる。
【００８２】
上記したリペア方法によれば、図５（ａ）に示したように、紫外線照射によって第２の熱硬化性樹脂層９の分子のネットワーク構造を分解したので、図５（ｂ）のようにフィレット部９ａの熱硬化性樹脂層９を有機溶剤で容易に溶解して除去することができる。
【００８３】
そして、図６（ａ）に示したように、熱硬化性樹脂層９が除去された部分に第１の熱硬化性樹脂層８が露出した後、当該部分の第１の熱硬化性樹脂層８に酸性水溶液やアルカリ性水溶液を浸透させる。第１の熱硬化性樹脂層８はこれらの水溶液によって分解する性質を有するので、第１の熱可塑性樹脂層８は脆弱となり、図６（ｂ）の工程において回路基板１から半導体素子１３を簡単に剥離することができる。
【００８４】
しかも、このように第１の熱硬化性樹脂層８を酸性水溶液やアルカリ性水溶液で分解させたので、図７の工程で回路基板１に残存する第１の熱硬化性樹脂層８を除去するときに極性の強い有機溶剤を用いる必要がなく、回路基板１が受けるダメージを抑制できる。
【００８５】
また、図８（ａ）に示したように、半導体素子１３に残存する第２の熱硬化性樹脂層９については、紫外線照射によってその分子のネットワーク構造を分解させる。そのため、図８（ｂ）に示したように、有機溶剤によって第２の樹脂層９を綺麗に除去でき、再使用に耐え得る半導体素子１３を得ることができるようになる。
【００８６】
このように、本実施形態によれば、回路基板１と半導体素子１３にダメージを与えることなく、これらを再使用可能な程度にリペアすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】図１（ａ）、（ｂ）は、本実施形態に係る半導体装置の製造途中の断面図（その１）である。
【図２】図２（ａ）、（ｂ）は、本実施形態に係る半導体装置の製造途中の断面図（その２）である。
【図３】図３（ａ）、（ｂ）は、本実施形態に係る半導体装置の製造途中の断面図（その３）である。
【図４】図４は、紫外線の照射によってChalconeエポキシの分子のネットワークが分解することを示す図である。
【図５】図５（ａ）、（ｂ）は、本実施形態に係る半導体装置のリペア方法を工程順に示す断面図（その１）である。
【図６】図６（ａ）、（ｂ）は、本実施形態に係る半導体装置のリペア方法を工程順に示す断面図（その２）である。
【図７】図７は、本実施形態に係る半導体装置のリペア方法を工程順に示す断面図（その３）である。
【図８】図８（ａ）、（ｂ）は、本実施形態に係る半導体装置のリペア方法を工程順に示す断面図（その４）である。
【符号の説明】
【００８８】
１…回路基板、２…樹脂基材、３…ソルダレジスト層、３ａ…窓、４、５…第１及び第２の電極パッド、８…第１の熱硬化性樹脂層、９…第２の熱硬化性樹脂層、９ａ…フィレット部、１０…支持フィルム、１３…半導体素子、１４…パッシベーション層、１５…電極パッド、１６…外部接続端子、２０…アンダーフィル樹脂。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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