(57)【要約】【課題】簡単な手法で光硬化性の接着層を十分に硬化させることができ、半導体素子と基板との良好な接続性が得られる半導体装置の製造方法を提供する。【解決手段】半導体装置の製造方法は、ステージ２に載置した光透過性基板１３に光硬化性の接着層１２を介して幅１ｍｍ以下の半導体素子１１を配置し、熱圧着ヘッド３による加圧及び光照射装置４ａ，４ｂによる光照射によって半導体素子１１を光透過性基板１３に接続する接続工程を備えており、接続工程では、光照射装置４ａ，４ｂからの光を半導体素子１１の幅方向の両側の斜め上方から照射することによって接着層１２を硬化させる。半導体素子１１の幅が１ｍｍ以下であるため、その半導体素子１１の幅方向の両側からの光照射だけで、十分な量の光を接着層１２に照射することができ、半導体素子１１と光透過性基板１３との良好な接続性が得られる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステージに載置した基板に光硬化性の接着層を介して幅１ｍｍ以下の半導体素子を配置し、圧着ヘッドによる加圧及び光照射装置による光照射によって前記半導体素子を前記基板に接続する接続工程を備えた半導体装置の製造方法であって、
前記接続工程において、前記光照射装置からの光を前記半導体素子の幅方向の両側から照射することによって前記接着層を硬化させる半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記光照射装置からの光を前記半導体素子の両側の斜め方向から照射する、請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記基板が光透過性基板である、請求項１又は２に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記光照射装置を前記半導体素子の幅方向の両側それぞれに設け、両側に設けられた前記光照射装置から光照射を行う、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】
前記光照射装置を前記半導体素子を中心として回動させながら光照射を行う、請求項１〜４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】
前記光照射装置を前記半導体素子に対して揺動させながら光照射を行う、請求項１〜５のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項７】
前記半導体素子の端子と前記基板の配線とを電気的に接続する、請求項１〜６のいずれか一項記載の半導体装置の製造方法。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法を用いて製造される半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置の製造方法及び半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体集積回路やディスプレイといった電子部品の小型化・薄型化・高精細化に伴い、電子部品と回路系とを高密度に接続するための接続材料として、異方導電性接着剤が着目されている。従来の異方導電性接着剤には、熱潜在性の重合開始剤と、エポキシ樹脂や（メタ）アクリルモノマとを用いた熱硬化系接着剤が多用されてきたが、接続時の熱による被接続体の劣化や変形が懸念となっていた。一方、光潜在性の重合開始剤を用いる場合には、加熱圧着時に光照射を行うことで比較的低温での接続が可能となっており、検討が進められている。
【０００３】
光潜在性の重合開始剤を含有する異方導電性接着剤を用いた半導体装置の製造方法では、例えば金属粒子やプラスチック粒子に金属メッキを施した導電粒子を分散させた光硬化系接着剤が異方導電性接着剤として用いられる。そして、この異方導電性接着剤を半導体素子と基板との間に挟み、加圧ヘッドで加圧しながら光照射が行われる（例えば特許文献１，２参照）。これにより、加圧された導電粒子が電気接続媒体となり、簡単な手法で多数の回路間の電気的な接続を同時に完了させることができる。また、接着剤の異方導電性により、接続回路間では低抵抗接続性が得られ、隣接回路間では高絶縁性が得られるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実開平５−４１０９１号公報
【特許文献２】特開昭６２−２８３５８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上述した特許文献１，２の半導体素子の接続方法では、半導体素子及び基板を載置するステージの内部に光照射装置を配置し、基板の裏面側から接着層に対して光を照射している。このような方法では、接着層に対する光照射量は十分に得られると考えられるが、ステージの構成が複雑化するため、熱圧着装置の改造コストが嵩んでしまうという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記課題の解決のためになされたものであり、簡単な手法で光硬化性の接着層を十分に硬化させることができ、半導体素子と基板との良好な接続性が得られる半導体装置の製造方法、及びこれを用いた半導体装置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】
【０００７】
上記課題の解決のため鋭意検討を重ねた結果、本発明者らは、従来は様々なサイズの半導体素子に対応できることを前提として種々の製造方法が検討されており、それに伴って制約が多くなってしまっていた点に着目した。そこで、本発明者らは、その観点を代えて、逆に製造する半導体素子のサイズを限定して製造方法を検討すれば、そのサイズに適合した、より簡易な製造方法を得ることができるとの知見を得て、本発明を完成するに至った。
【０００８】
即ち、上記課題の解決のため、本発明に係る半導体装置の製造方法は、ステージに載置した基板に光硬化性の接着層を介して幅１ｍｍ以下の半導体素子を配置し、圧着ヘッドによる加圧及び光照射装置による光照射によって半導体素子を基板に接続する接続工程を備えた半導体装置の製造方法であって、接続工程において、光照射装置からの光を半導体素子の幅方向の両側から照射することによって接着層を硬化させている。
【０００９】
この半導体装置の製造方法では、幅１ｍｍ以下の半導体素子を基板に接続する際、その半導体素子の幅方向の両側から光を照射している。この場合、基板に接続する半導体素子の幅が１ｍｍ以下であるため、光照射装置からの光を半導体素子の両側から照射することで、十分な量の光を接着層に照射でき、半導体素子と基板との良好な接続性が得られる。つまり、本方法によれば、簡易な手法で光硬化性の接着層を十分に硬化させることができ、熱圧着装置の改造コストが嵩んでしまうことも回避できる。
【００１０】
また、光照射装置からの光を半導体素子の両側の斜め方向から照射するようにしてもよい。この場合、接着層に照射される光の量をより一層多くすることが可能となる。
【００１１】
また、基板が光透過性基板であってもよい。この場合、光透過性基板内を伝搬する光があるため、接着層に照射される光の量を更に多くすることが可能となる。また、光透過性基板であるため、光照射装置からの光を基板で遮ってしまうといったことも防止できる。
【００１２】
また、光照射装置を半導体素子の幅方向の両側それぞれに設け、両側に設けられた光照射装置から光照射を行うようにしてもよい。また、光照射装置を半導体素子を中心として回動させながら光照射を行うようにしてもよい。いずれの場合も、熱圧着装置の構成を簡易なものとすることができる。
【００１３】
また、光照射装置を半導体素子に対して揺動させながら光照射を行うようにしてもよい。この場合、光照射の角度を可変させることができるので、接着層に照射される光の量を更に多くすることが可能となる。また、半導体素子の端子と基板の配線とを電気的に接続してもよい。
【００１４】
また、本発明に係る半導体装置は、上記の半導体装置の製造方法を用いて製造されるものである。この半導体装置では、半導体素子と基板とが十分な接続強度で接続される。したがって、長期間にわたって十分に接続抵抗が抑えられた半導体装置が得られる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、簡単な手法で光硬化性の接着層を十分に硬化させることができ、半導体素子と基板との良好な接続性が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す模式図である。
【図２】図１に示す製造方法に用いられる半導体素子を示す模式的平面図である。
【図３】本発明の変形例に係る半導体装置の製造方法を示す模式図であり、（ａ）は側面から見た図であり、（ｂ）は上面から見た図である。
【図４】本発明の別の変形例に係る半導体装置の製造方法を示す模式図である。
【図５】本発明の更に別の変形例に係る半導体装置の製造方法を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照しながら、本発明に係る半導体装置の製造方法及び半導体装置の好適な実施形態について詳細に説明する。
【００１８】
図１は、本発明の一実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す模式図である。図１に示すように、この半導体装置の製造方法は、ステージ２に載置した光透過性基板１３に光硬化性の接着層１２を介して半導体素子１１を配置し、熱圧着ヘッド３による加熱・加圧及び光照射装置４ａ，４ｂによる光照射によって半導体素子１１を光透過性基板１３に接続する接続工程を備えている。かかる接続工程は、ステージ２、熱圧着ヘッド３、及び、光照射装置４ａ，４ｂを有する熱圧着装置１によって実現される。
【００１９】
半導体素子１１は、例えばＩＣチップ、ＬＳＩチップ、抵抗、コンデンサといった各種の素子であり、図２の（ａ）に示すように、平面視した際に、例えばその幅Ｗが１ｍｍの矩形形状を呈している。半導体素子１１は、幅Ｗが１ｍｍ以下且つ光透過性基板１３に対して接続可能なものであれば特に制限されるものではなく、例えば、図２の（ｂ）に示されるように、平面視した際に、幅Ｗが１ｍｍとなる正方形状を呈したものでもよい。幅Ｗの下限は特に制限はないが０．３ｍｍ程度である。また、半導体素子１１の平面視した際の長さも特に制限はないが、幅Ｗと同じ長さ以上４０ｍｍ程度である。
【００２０】
光透過性基板１３は、例えば半導体素子１１のバンプ等の端子に電気的に接続される所定の配線を有する基板である。光透過性基板１３は、例えば厚さ１ｍｍ以下の薄型のガラス基板である。光透過性基板１３としては、ガラス基板のほか、ポリイミド基板、ポリエチレンテレフタレート基板、ポリカーボネート基板、ポリエチレンナフタレート基板、ガラス強化エポキシ基板、紙フェノール基板、セラミック基板、積層板などを用いることもできる。これらの中でも、紫外光に対する透過性に優れるガラス基板、ポリエチレンテレフタレート基板、ポリカーボネート基板、ポリエチレンナフタレート基板を用いることが好ましい。なお、光を透過させない基板を用いて半導体装置１４を製造してもよい。
【００２１】
この半導体装置の製造方法で作製される半導体装置１４とは、半導体素子１１を光透過性基板１３に電気的に接続してなる装置であれば特に制限はなく、例えば液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイのように、半導体素子１１が光透過性基板１３の端部のみに配置されるような装置も含む。
【００２２】
接着層１２は、例えば光潜在性の重合開始剤及び重合性化合物を含有する光硬化系の接着材料によって形成される。このような接着材料としては、異方導電性フィルム（ＡＣＦ）、異方導電性ペースト（ＡＣＰ）、絶縁性フィルム（ＮＣＦ）、絶縁性ペースト（ＮＣ
Ｐ）などが挙げられる。さらに、熱潜在性の重合開始剤及び重合性化合物を上記光硬化系の接着材料に含有させることにより、光及び熱により硬化可能な接着材料としてもよい。接着層１２は、例えば半導体素子１１と略同じ広さの表面積を呈するように形成されている。
【００２３】
接着層１２の硬化にあたっては、半導体素子１１及び接着層１２の両側の斜め上方に配置された光照射装置４ａ，４ｂからの光を、半導体素子１１の幅方向の両側から略同時に照射する。光照射装置４ａ，４ｂは、例えば紫外線等の活性光線を照射する装置である。光照射装置４ａ，４ｂの光軸は、ステージ２の上面に対して所定の角度を持つように配置されており、光照射装置４ａ，４ｂから出射した光は、半導体素子１１と光透過性基板１３との間に配置されている接着層１２の端面に入射するように設定されている。なお、光照射装置４ａ，４ｂから出射した光が広がってその一部が光透過性基板１３に入射し、基板内を伝搬した光が接着層１２に入射してもよい。
【００２４】
光照射装置４ａ，４ｂは、ステージ２に対してその光軸が斜めになっており、光照射装置４ａ，４ｂからの光が斜め上方から接着層１２の端面等に入射するようになっているが、光照射装置４ａ，４ｂの光軸がステージ２の平面と略平行となるように光照射装置４ａ，４ｂを接着層１２の真横に配置して、光を照射するようにしてもよい。また、図４に示すように、光照射装置４ａ，４ｂを揺動装置によって支持し、光照射中に光軸とステージ上面との角度を所定の周期で変動させるようにしてもよい。なお、図４では、光照射装置４ａについてのみ図示しているが、光照射装置４ｂでも同様である。
【００２５】
以上のような熱圧着装置１を用いた半導体装置の製造方法では、製造に用いる半導体素子１１の幅Ｗが１ｍｍ以下であるため、その半導体素子１１の幅方向の両側から、光照射装置４ａ，４ｂからの光を照射するだけで、十分な量の光を接着層１２に照射することができ、半導体素子１１と光透過性基板１３との良好な接続性が得られる。つまり、上述した製造方法によれば、簡易な手法で光硬化性の接着層１２を十分に硬化させることができ、熱圧着装置の改造コストが嵩んでしまうことも回避できる。
【００２６】
また、この半導体装置の製造方法では、光照射装置４ａ，４ｂからの光を半導体素子１１の両側の斜め上方から照射するようにしている。このため、接着層１２のより内側に光を到達させることができ、接着層１２に照射される光の量をより一層多くすることが可能となる。
【００２７】
また、この半導体装置の製造方法では、製造に用いられる基板が光透過性基板１３である。このため、光透過性基板１３内を伝搬する光を利用して、接着層１２に照射される光の量を更に多くすることができる。また、光透過性基板１３を用いているため、仮に斜め下方から光照射を行った場合であっても、光照射装置４ａ，４ｂからの光を基板で遮ってしまうといったことも防止できる。なお、光を透過させない基板を用いた場合には、斜め上方又は真横から光照射を行うことが好ましい。
【００２８】
また、この半導体装置の製造方法を用いて得られた半導体装置１４では、半導体素子１１と光透過性基板１３とが十分な接続強度で接続される。この結果、長期間にわたって十分に接続抵抗が抑えられた半導体装置１４を得ることが可能となる。
【００２９】
以上、本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、光照射装置４ａ，４ｂを半導体素子１１の幅方向の両側に設けて、両光照射装置４ａ，４ｂからの光を半導体素子１１の幅方向の両側から照射していたが、図３に示されるように、１つの光照射装置４を半導体素子１１の幅方向の一方側に設けて、その光照射装置４を、平面視した際に、半導体素子１１及び接着層１２が中心となるようにして、所定の回転機構（不図示）によって回動させながら光照射を行うようにしてもよい。この場合でも、光照射装置４からの光を半導体素子１１の幅方向の両側から照射することができる。なお、図１に示す構成の光照射装置４ａ，４ｂを図３のように回動させてもよい。
【００３０】
また、上記実施形態では、光照射装置４ａ，４ｂからの光が斜め上方から接着層１２の端面等に入射するようになっているが、図５に示されるように、光照射装置４ａ，４ｂからの光が斜め下方から接着層１２の端面等に入射するように光照射を行ってもよい。この場合、ステージ２のサイズを光透過性基板１３に対して十分に小さくすると共に、ステージ２の上面よりも下方側において、ステージ２の両側にそれぞれ光照射装置４ａ，４ｂを配置する。
【００３１】
このような半導体装置の製造方法では、光透過性基板１３を通して光照射装置４ａ，４ｂからの光を接着層１２の端面に照射することが可能となる。また、これに加え、光照射装置４ａ，４ｂを揺動させることにより光軸をずらして、光照射装置４ａ，４ｂからの光を接着層１２の底面側から入射させることも可能となる。このため、図５に示す製造方法によれば、更に十分な量の光を接着層１２に照射することが可能となり、半導体素子１１と光透過性基板１３との良好な接続性が得られる。また、この半導体装置の製造方法では、光照射装置４ａ，４ｂをステージ２の上面よりも下方側に配置している。熱圧着ヘッド３の周囲は装置構成が複雑化し易い領域であるため、光照射装置４ａ，４ｂをステージ２の上面よりも下方側に配置することで、熱圧着ヘッド３周りの装置の配置自由度を確保できる。
【符号の説明】
【００３２】
２…ステージ、３…熱圧着ヘッド、４，４ａ，４ｂ…光照射装置、１１…半導体素子、１２…接着層、１３…光透過性基板、１４…半導体装置。
【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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