(57)【要約】【課題】反りを抑制した半導体装置製造プロセスの簡略化を可能とする半導体装置の製造方法を提供する。【解決手段】基材と半硬化状態の反り抑制層とを備える仮固定材を準備する仮固定材準備工程（ａ）、複数個の個片化された半導体素子におけるバンプ面の裏面を、前記仮固定材の反り抑制層上に搭載する搭載工程（ｂ）、前記半導体素子を封止材で封止する封止工程（ｃ）、前記仮固定材の基材を除去する基材除去工程（ｄ）、前記封止材を前記半導体素子のバンプが露出するまで研磨する研磨工程（ｅ）、前記半導体素子のバンプ面に再配線層を形成する再配線形成工程（ｆ）、を有し、前記反り抑制層の厚さが前記半導体素子のバンプ面から封止材表面までの厚さの０．４〜２．５倍とされる、半導体装置の製造方法。【選択図】図２
2019129179.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材と半硬化状態の反り抑制層とを備える仮固定材を準備する仮固定材準備工程（ａ）、複数個の個片化された半導体素子におけるバンプ面の裏面を、前記仮固定材の反り抑制層上に搭載する搭載工程（ｂ）、前記半導体素子を封止材で封止する封止工程（ｃ）、前記仮固定材の基材を除去する基材除去工程（ｄ）、前記封止材を前記半導体素子のバンプが露出するまで研磨する研磨工程（ｅ）、前記半導体素子のバンプ面に再配線層を形成する再配線形成工程（ｆ）、を有し、前記反り抑制層の厚さが前記半導体素子のバンプ面から封止材表面までの厚さの０．４〜２．５倍とされる、半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記仮固定材準備工程（ａ）では、前記仮固定材として、さらに前記基材と前記反り抑制層との間に仮固定層を設けた仮固定材を用い、前記基材除去工程（ｃ）では、前記基材と前記仮固定層とを除去する、請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記反り抑制層が、粘着性又は接着性を有する、請求項１又は請求項２に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記搭載工程（ｂ）では、前記複数個の個片化された半導体素子におけるバンプ面の裏面を、前記仮固定材の反り抑制層上に搭載した後、前記反り抑制層を硬化させる硬化工程（ｂ−１）を含む、請求項１〜３の何れか一項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記反り抑制層として、グリシジルアクリレートを含有するアクリル重合体を用いる、請求項１〜４の何れか一項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記反り抑制層として、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、硬化促進剤及び無機充填剤を含有する樹脂組成物を用いる、請求項１〜４の何れか一項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項７】
前記再配線工程（ｆ）の後、一つ又は複数の半導体装置単位に分割する分割工程（ｇ）又は前記仮固定材の反り抑制層を除去する反り抑制層除去工程（ｈ）を有する、請求項１〜６の何れか一項に記載の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、各種電子機器に搭載される半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的な電子機器に搭載される半導体装置は、これまで半導体を金属のリードフレームに実装し封止したリードフレームパッケージ及び有機基板に実装したパッケージが主流であった。一方、電子機器の小型化・高性能化に伴い、搭載するパッケージも小型化が進み、半導体素子のバンプ面に基板と接続するバンプを直接形成するウエハレベルパッケージが増加している。さらに、バンプ数の増加及び配線の微細化が進行しており、半導体素子サイズよりも大きな絶縁層に配線を引き出すファンアウトのウエハレベルパッケージ（ＦＯＷＬＰ）の需要が高まっている。
【０００３】
ファンアウトのウエハレベルパッケージの製造方法は多岐に亘っているが、微細配線を複数層形成する１つの方法として、キャリアに形成された接着層の上に半導体素子のバンプ面が上になるように半導体素子を実装した後に半導体素子を封止する、チップファースト／フェイスアップのプロセスがある。前記パッケージの製造方法では製造工程中に製造物に反りが発生するため、反りの抑制が必要である。また、接着層となる仮固定材料を剥離した後に半導体素子の裏面が露出するため、必要に応じてチップ保護等の目的で裏面保護材料を形成する必要がある。
【０００４】
反りを抑制する方法をしては、例えば半導体素子の裏面に保護層を形成させる方法が一般的である（特許文献１）。また、封止材を研磨して、厚さを制御して反りを制御する方法も一般的である（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１７−１７５１２３号公報
【特許文献２】特開２０１５−０５３４６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図１に、従来の半導体装置の製造方法の断面を模式的に示した。
図１（ａ）は、基材１０１上に仮固定層１０２を形成した後の断面図であり、基材１０１と仮固定層１０２で仮固定材を形成する。そして、図１（ｂ）に示すように、粘・接着性を有する仮固定層１０２に半導体素子１０３を搭載し、図１（ｃ）のように、半導体素子１０３を封止材１０４で封止し、その後、図１（ｄ）のように、仮固定材（基材１０１と仮固定層１０２）を剥離する。
【０００７】
図１（ｄ）の構造では、封止材１０４と半導体素子１０３の封止温度から室温（基準温度）までの熱収縮差に起因して反り（不図示）が発生する。
この反りを抑制する必要があるので、図１（ｅ）に示すように、反り抑制層１０６を仮固定材の剥離面に設けている。
【０００８】
その後、図１（ｆ）に示すように、封止材１０４の研磨後、図１（ｇ）に示す再配線層１０５の形成及びはんだバンプ（不図示）の形成を実施し、半導体装置単位で個片化し（不図示）、半導体装置を製造する。
【０００９】
しかし、上述したような従来の半導体装置の製造方法では、図１（ｄ）の構造の構造で反りが大きい場合、反り抑制層１０６を仮固定材の剥離面（半導体素子１０３のバンプ面の裏面）に設けることは難しい。また、基材１０１と仮固定層１０２の剥離工程（図１（ｄ））と、反り抑制層１０６の形成工程（図１（ｅ））を別々に実施することは、生産性の観点から好ましくなく、半導体装置製造プロセスをさらに簡略化する必要がある。
【００１０】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、反りを抑制した半導体装置製造プロセスの簡略化を可能とする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】
【００１１】
本発明者らは鋭意検討の結果、上記課題を解決しうる半導体装置の製造方法を見出し、本発明を完成させるに至った。すなわち、本発明は下記の態様を有することを特徴とする。
【００１２】
［１］基材と半硬化状態の反り抑制層とを備える仮固定材を準備する仮固定材準備工程（ａ）、複数個の個片化された半導体素子におけるバンプ面の裏面を、前記仮固定材の反り抑制層上に搭載する搭載工程（ｂ）、前記半導体素子を封止材で封止する封止工程（ｃ）、前記仮固定材の基材を除去する基材除去工程（ｄ）、前記封止材を前記半導体素子のバンプが露出するまで研磨する研磨工程（ｅ）、前記半導体素子のバンプ面に再配線層を形成する再配線形成工程（ｆ）、を有し、前記反り抑制層の厚さが前記半導体素子のバンプ面から封止材表面までの厚さの０．４〜２．５倍とされる、半導体装置の製造方法。
［２］前記仮固定材準備工程（ａ）では、前記仮固定材として、さらに前記基材と前記反り抑制層との間に仮固定層を設けた仮固定材を用い、前記基材除去工程（ｃ）では、前記基材と前記仮固定層とを除去する、［１］に記載の半導体装置の製造方法。
［３］前記反り抑制層が、粘着性又は接着性を有する、［１］又は［２］に記載の半導体装置の製造方法。
［４］前記搭載工程（ｂ）では、前記複数個の個片化された半導体素子におけるバンプ面の裏面を、前記仮固定材の反り抑制層上に搭載した後、前記反り抑制層を硬化させる硬化工程（ｂ−１）を含む、［１］〜［３］の何れか一に記載の半導体装置の製造方法。
［５］前記反り抑制層として、グリシジルアクリレートを含有するアクリル重合体を用いる、［１］〜［４］の何れか一に記載の半導体装置の製造方法。
［６］前記反り抑制層として、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、硬化促進剤及び無機充填剤を含有する樹脂組成物を用いる、［１］〜［４］の何れか一に記載の半導体装置の製造方法。
［７］前記再配線工程（ｆ）の後、一つ又は複数の半導体装置単位に分割する分割工程（ｇ）又は前記仮固定材の反り抑制層を除去する反り抑制層除去工程（ｈ）を有する、［１］〜［６］の何れか一に記載の半導体装置の製造方法。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、反りが抑制された半導体実装プロセスの簡略化を可能とする半導体装置の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】従来の半導体装置の製造方法を示す断面模式図である。
【図２】本発明の第一の実施形態の半導体装置の製造方法を示す断面模式図である。
【図３】本発明の第二の実施形態の半導体装置の製造方法を示す断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、必要に応じて図面を参照しつつ、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。ただし、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。また、図面の寸法比率は図示した比率に限られるものではない。また、本明細書において「〜」を用いて示された数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値をそれぞれ最小値及び最大値として含む範囲を示す。
【００１６】
［第一の実施形態］
本発明の第一の実施形態について、図２を用いて説明する。
図２は、基材１０１上に反り抑制層１０６を形成して仮固定材とする場合の半導体装置の製造方法を説明するための断面模式図である。
図２（ａ）は、基材１０１上に反り抑制層１０６を形成して仮固定材とした仮固定材準備工程（工程（ａ））を示す断面図である。図２（ｂ）は、複数個の個片化された半導体素子１０３におけるバンプ面の裏面を、仮固定材の反り抑制層１０６上に搭載する搭載工程（工程（ｂ））を示した断面図である。複数個の個片化された半導体素子１０３は、間隔を開けて仮固定材の反り抑制層１０６上に搭載される。図２（ｃ）は、半導体素子１０３を封止材１０４で封止した封止工程（工程（ｃ））を示す断面図である。図２（ｄ）は、仮固定材の基材１０１を除去する基材除去工程（工程（ｄ））を示し、半導体素子１０３のバンプ面の裏面側に反り抑制層１０６が積層された状態となる。そして、図２（ｅ）は、封止材１０４を半導体素子１０３のバンプが露出するまで研磨する研磨工程（工程（ｅ））を終えた封止材１０４の研磨後の断面図である。図２（ｆ）は、半導体素子１０３のバンプ側の面に再配線層１０５を形成する再配線形成工程（工程（ｆ））を示す。はんだバンプの搭載（不図示）を実施し、図２（ｇ）に示すように、一つ又は複数の半導体装置１の単位に分割する分割工程（ｇ）を行う。その後、仮固定材の反り抑制層１０６を除去する反り抑制層除去工程（ｈ）を行って、半導体装置１を作製する。
【００１７】
（基材）
本実施形態に係る半導体装置１の製造方法では、基材１０１の形状、大きさに関しては特に限定するものではなく、例えば直径が１２インチのウエハ状としてもよく、３２０ｍｍ×３２０ｍｍ（縦×横）や、６００ｍｍ×６００ｍｍ（縦×横）のパネル状としてもよい。
基材１０１は、仮固定材の強度を維持する薄板状の材料であり、ＳＵＳ、アルミニウム、その合金等の金属材料、ガラス、シリコンウェハ等の無機材料、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリエーテルサルフォン樹脂等の樹脂材料及び樹脂材料にガラス繊維等の補強材で強化された材料が用いられる。
耐熱性や強度、再利用性等からガラス、シリコンウェハ、ＳＵＳ板が好ましい。基材１０１の厚さは目的とする強度や取り扱い性を考慮して適宜選択することができ、好ましくは０．１〜５ｍｍであり、より好ましくは０．３〜２ｍｍである。
【００１８】
（反り抑制層）
反り抑制層１０６としては、特に限定するものではなく、粘着性又は接着性を有する材料を用いることができる。例えば、半導体素子１０３の裏面との接着性に優れるグリシジルアクリレートを含有するアクリル重合体、又はエポキシ樹脂、フェノール樹脂、硬化促進剤及び無機充填剤を含有する樹脂を用いることが好ましい。
【００１９】
図２（Ｆ）に示すように、反り抑制層１０６の厚さは、半導体素子１０３のバンプ面（バンプ１０７を備える面）から封止材（１０４）の表面までの厚さ（Ｈ）の０．４〜２．５倍であるのが反り抑制のために好ましく、０．６〜０．８倍であることがより好ましい。
【００２０】
反り抑制層１０６は、半導体素子１０３の搭載のため、５０〜９０℃で１時間以上、粘着性又は接着性を維持できる材料であることが望ましい。
【００２１】
（反り抑制層−アクリル重合体系）
反り抑制層１０６の好ましい材料であるグリシジルアクリレートを含有するアクリル重合体としては、従来公知のものを特に制限なく用いることができる。例えば、アクリル重合体は、その重量平均分子量（Ｍｗ）が、３００００以上であることが好ましく、５００００以上であることがより好ましい。さらに、このアクリル重合体は、重合成分として、好ましくは２〜２０質量％、より好ましくは２〜１５質量％のグリシジルアクリレートを含有しており、しかも、好ましくは２〜３６、より好ましくは３〜３０のエポキシ価を有しているとより好ましい。ここで、エポキシ価とは、試料１００ｇ中に存在するエポキシ基のモル数（ｅｑ．／１００ｇ）を表し、本実施形態においては、ＨＬＣ法により測定されたエポキシ価をいうものとする。
【００２２】
樹脂組成物としては、硬化性のアクリル重合体と、このアクリル重合体を硬化させる硬化剤とを組み合わせたものが好ましい。この場合、アクリル重合体１００質量部に対して、硬化剤を６０〜３５０質量部含むものが特に好ましい。硬化剤として、エポキシ樹脂、ゴム変性エポキシ樹脂、スチレン・ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、アクリロニトリル・ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、カルボキシル基末端ブタジエン・アクリロニトリル共重合ゴム（ＣＴＢＮ）、ＢＴレジン、アクリル樹脂（前記グリシジルアクリレートを含有するアクリル重合体以外のアクリル系重合体）、ポリアミド、ポリアミドイミド、シリコーン変性ポリアミドイミド等が挙げられる。また、硬化剤としては、ジシアンジアミド、フェノール樹脂、イミダゾール、アミン化合物、酸無水物等が挙げられる。
【００２３】
これらの樹脂組成物は、溶媒を含有したワニスとして使用することができる。溶媒としては、ベンゼン、トルエン、キシレン、トリメチルベンゼン等の芳香族炭化水素系溶媒；テトラヒドロフラン等のエーテル系溶媒；アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン系溶媒；メチルセロソルブ、ジエチレングリコール等のグリコールエーテル系溶媒；メチルセロソルブアセテート等のエステル系溶媒；エチレングリコールジメチルエーテル等のジアルキルグリコール系溶媒；Ｎ−メチルピロリドン、Ｎ，Ｎ´−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ´−ジメチルアセトアミド等のアミド系溶媒；メタノール、ブタノール、イソプロパノール等のアルコール系溶媒；２−メトキシエタノール、２−ブトキシエタノール等のエーテルアルコール系溶媒等を用いることができ、これらの１種又は２種以上を用いることができる。
【００２４】
反り抑制層１０６は、以下の方法により作製することができる。まず、グリシジルアクリレートを含有するアクリル重合体、硬化剤等と、必要に応じて他の添加物とを有機溶媒中に加え、攪拌混合、混錬などにより、溶解又は分散させて、樹脂ワニスを調製する。その後、離型処理を施した基材フィルム上に、樹脂ワニスをナイフコーター、ロールコーターやアプリケーターを用いて塗布した後、加熱により有機溶媒を減少させて、基材フィルム上にフィルム状の反り抑制層を形成する。例えば、グリシジルアクリレートを含有するアクリル重合体（ＨＴＲ−８６０Ｐ３、ナガセケムテクス株式会社、Ｍｗ８５万、エポキシ価：３）３５０質量部、エポキシ樹脂「エピコート−８２８」（三菱ケミカル株式会社）：４０質量部、ノボラック型フェノール樹脂「ノボラックフェノールＶＰ６３７１」（日立化成株式会社製）：４０質量部、イミダゾール２ＰＺ−ＣＮ（１− シアノエチル−２−フェニルイミダゾール、四国化成工業株式会社）：０．４質量部等の配合が挙げられる。
【００２５】
（反り抑制層−エポキシ樹脂系）
また、反り抑制層１０６の好ましい材料であるエポキシ樹脂、フェノール樹脂、硬化促進剤及び無機充填剤を含有する樹脂としては、従来公知のものを特に制限なく好適に用いることができる。
【００２６】
（エポキシ樹脂)
エポキシ樹脂としては、分子内に２個以上のエポキシ基を有するものであれば特に制限はなく、例えば、ビスフェノールＡ型、ビスフェノールＦ型、ナフタレン型、フェノールノボラック型、クレゾールノボラック型、フェノールアラルキル型、ビフェニル型、トリフェニルメタン型、ジシクロペンタジエン型、各種多官能エポキシ樹脂等を使用することができる。これらは単独で又は２種以上の混合物として使用することができる。
【００２７】
（フェノール樹脂)
フェノール樹脂としては、分子内に２個以上のフェノール性水酸基を有するものであれば特に制限はなく、フェノールノボラック、クレゾールノボラック、フェノールアラルキル樹脂、クレゾールナフトールホルムアルデヒド重縮合物、トリフェニルメタン型多官能フェノール、各種多官能フェノール樹脂等を使用することができる。これらは単独で又は２種以上の混合物として使用することができる。
【００２８】
フェノール樹脂とエポキシ樹脂との当量比［フェノール樹脂］／［エポキシ樹脂］は、硬化性や接着性、保存安定性などの観点から０．３〜１．５に設定することが望ましい。より好ましくは０．４〜１．０であり、さらに好ましくは０．５〜１．０である。当量比が０．３未満では、硬化性が低下し、接着力が低下する傾向にあり、１．５を超えると、未反応のフェノール性水酸基が過剰に残存し、吸水率が高くなり、絶縁信頼性が低下する傾向にある。
【００２９】
（硬化促進剤）
硬化剤としては、例えば、以下の（ｉ）〜（ｉｖ）の硬化剤が挙げられる。
（ｉ）酸無水物
酸無水物としては、メチルシクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、エチレングリコールビスアンヒドロトリメリテート等を使用することができる。これらは単独で又は２種以上の混合物として使用することができる。
酸無水物とエポキシ樹脂との当量比［酸無水物］／［エポキシ樹脂］は、硬化性や接着性、保存安定性などの観点から０．３〜１．５に設定することが望ましい。より好ましくは０．４〜１．０であり、さらに好ましくは０．５〜１．０である。当量比が０．３未満では、硬化性が低下し、接着力が低下する傾向にあり、１．５を超えると、未反応の酸無水物が過剰に残存し、吸水率が高くなり、絶縁信頼性が低下する傾向にある。
【００３０】
（ｉｉ）アミン化合物
アミン化合物としては、例えば、アンモニアの水素原子を炭化水素基で１つ以上置換した化合物を用いることができ、ジシアンジアミド等を使用することができる。
アミン化合物とエポキシ樹脂との当量比［アミン化合物］／［エポキシ樹脂］は、硬化性や接着性、保存安定性などの観点から０．３〜１．５に設定することが望ましい。より好ましくは０．４〜１．０であり、さらに好ましくは０．５〜１．０である。当量比が０．３未満では、硬化性が低下し、接着力が低下する傾向にあり、１．５を超えると、未反応のアミンが過剰に残存し、絶縁信頼性が低下する傾向にある。
【００３１】
（ｉｉｉ）イミダゾール類
イミダゾール類としては、２−フェニルイミダゾール、２−フェニル−４−メチルイミダゾール、１−ベンジル−２−メチルイミダゾール、１−ベンジル−２−フェニルイミダゾール、１−シアノエチル−２−ウンデシルイミダゾール、１−シアノ−２−フェニルイミダゾール、１−シアノエチル−２−ウンデシルイミダゾールトリメリテイト、１−シアノエチル−２−フェニルイミダゾリウムトリメリテイト、２，４−ジアミノ−６−［２´−メチルイミダゾリル−（１´）］−エチル−ｓ−トリアジン、２，４−ジアミノ−６−［２´−ウンデシルイミダゾリル−（１´）］−エチル−ｓ−トリアジン、２，４−ジアミノ−６−［２´−エチル−４´−メチルイミダゾリル−（１´）］−エチル−ｓ−トリアジン、２，４−ジアミノ−６−［２´−メチルイミダゾリル−（１´）］−エチル−ｓ−トリアジンイソシアヌル酸付加体、２−フェニルイミダゾールイソシアヌル酸付加体、２−フェニル−４，５−ジヒドロキシメチルイミダゾール、２−フェニル−４−メチル−５−ヒドロキシメチルイミダゾール、エポキシ樹脂とイミダゾール類の付加体等が挙げられる。これらの中でも、硬化性や保存安定性、接続信頼性の観点から、１−シアノエチル−２−ウンデシルイミダゾール、１−シアノ−２−フェニルイミダゾール、１−シアノエチル−２−ウンデシルイミダゾールトリメリテイト、１−シアノエチル−２−フェニルイミダゾリウムトリメリテイト、２，４−ジアミノ−６−［２´−メチルイミダゾリル−（１´）］−エチル−ｓ−トリアジン、２，４−ジアミノ−６−［２´−エチル−４´−メチルイミダゾリル−（１´）］−エチル−ｓ−トリアジン、２，４−ジアミノ−６−［２´−メチルイミダゾリル−（１´）］−エチル−ｓ−トリアジンイソシアヌル酸付加体、２−フェニルイミダゾールイソシアヌル酸付加体、２−フェニル−４，５−ジヒドロキシメチルイミダゾール、２−フェニル−４−メチル−５−ヒドロキシメチルイミダゾールが好ましい。さらに、前述したイミダゾール類の類似構造（例えば、置換基が異なるもの等）で液状のものを用いてもよい。上記のイミダゾール類は単独で又は２種以上を併用してもよい。また、これらをマイクロカプセル化して潜在性を高めたものを用いてもよい。
【００３２】
イミダゾール類の配合量としては、エポキシ樹脂に対する質量比で０．００１〜０．２の割合が好ましく、０．００１〜０．１の割合がより好ましい。この配合量が０．００１未満の場合には、硬化性が低下する傾向にあり、０．２を超える場合には、金属−金属の接続部が形成される前に硬化してしまい、接続不良が発生しやすくなる傾向にある。エポキシ樹脂の硬化剤としてイミダゾール類のみを用いてもよいが、イミダゾール類は、上記のフェノール樹脂、酸無水物及びアミン化合物のうちの１種以上の硬化剤と共に硬化促進剤として用いてもよい。
【００３３】
（ｉｖ）ホスフィン類
ホスフィン類としては、例えば、トリフェニルホスフィン、テトラフェニルホスホニウムテトラフェニルボレート、テトラフェニルホスホニウムテトラ（４−メチルフェニル）ボレート、テトラフェニルホスホニウム（４−フルオロフェニル）ボレート等が挙げられる。これらは単独で又は２種以上を併用してもよい。
【００３４】
ホスフィン類の配合量としては、エポキシ樹脂に対する質量比で０．００１〜０．１の割合が好ましく、０．００１〜０．０５の割合がより好ましい。この配合量が０．００１未満の場合には、硬化性が低下する傾向にあり、０．１を超える場合には、金属−金属の接続部が形成される前に硬化してしまい、接続不良が発生しやすくなる傾向にある。エポキシ樹脂の硬化剤としてホスフィン類のみを用いてもよいが、ホスフィン類は、上記のフェノール樹脂、酸無水物及びアミン化合物のうちの１種以上の硬化剤と共に硬化促進剤として用いてもよい。
【００３５】
（無機充填剤）
無機充填剤は、粘度や硬化物の物性を制御したり、ボイドの発生の抑制、吸湿率を抑制するのに有効である。無機充填剤としては、ガラス、シリカ、アルミナ、酸化チタン、カーボンブラック、マイカ、及び窒化ホウ素等の絶縁性無機フィラ、ホウ酸アルミニウム、チタン酸アルミニウム、酸化亜鉛、珪酸カルシウム、硫酸マグネシウム、及び窒化ホウ素等のウィスカーが挙げられる。これらの中でも、シリカ、アルミナ、酸化チタン、及び窒化ホウ素が好ましく、シリカ、アルミナ、及び窒化ホウ素がより好ましい。
【００３６】
無機充填剤は１種を単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。無機充填剤の形状、粒径、及び配合量については特に制限されないが、形状は流動性制御、充填量制御の点で球状が好ましく、粒径は流動性制御、充填量制御等の点で０．０１〜２０μｍが好ましく、配合量は固形分全体を基準として５〜８０質量％が好ましい。
【００３７】
反り抑制層１０６は、以下の方法により作製することができる。まず、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、硬化促進剤及び無機充填剤と、必要に応じて他の添加物とを有機溶媒中に加え、攪拌混合、混錬などにより、溶解又は分散させて、樹脂ワニスを調製する。その後、離型処理を施した基材フィルム上に、樹脂ワニスをナイフコーター、ロールコーターやアプリケーターを用いて塗布した後、加熱により有機溶媒を減少させて、基材フィルム上にフィルム状の反り抑制層を形成する。
【００３８】
（半導体素子）
半導体素子１０３の個数、大きさ、厚さ、材質、付着物、機能等に関しては特に限定するものではなく、あらゆる種類の半導体素子１０３を適用することができる。また、半導体素子１０３の搭載方法に関しても特に限定するものではなく、半導体後工程で広く適用されているダイボンダ等、あらゆる装置及び方法を適用することができる。半導体素子１０３を搭載する条件についても一切の限定はなく、温度、圧力、それらの印加時間等、任意に設定できる。
【００３９】
また、本実施形態に係る半導体装置１の製造方法では、反り抑制層１０６に、半導体装置１のバンプ面の裏面が接着するように半導体素子１０３を搭載する。バンプ面は、半導体素子１０３のバンプ１０７が形成された面である。搭載の際に半導体素子１０３のバンプ面を保護するシート状の部材を適用してもよく、それを後から剥がす工程があってもよい。
【００４０】
（封止材）
本実施形態に係る半導体装置１の製造方法では、反り抑制層１０６に搭載した半導体素子１０３を封止材１０４で封止する。封止方法については特に限定するものではなく、コンプレッションモールド方式、トランスファモールド方式、フィルムラミネート方式、ディスペンス方式等あらゆる方法を任意の封止条件で適用することができる。
【００４１】
（研磨、再配線形成、分割、反り抑制層除去）
本実施形態の半導体装置１の製造方法では、封止工程（ｃ）で半導体素子１０３を封止材で封止した封止材１０４を半導体素子１０３のバンプ１０７が露出するまで研磨する研磨工程（ｅ）を有する。研磨は公知の研磨装置を用いて行えうことができる。
研磨工程（ｅ）の後で、半導体素子１０３のバンプ側の面に再配線層１０５を形成する再配線形成工程（ｆ）を実施する。再配線は、ウエハプロセス等を用いて、半導体素子１０３（ダイ）の入出力パッドから半導体装置１（パッケージ）の入出力端子へと信号を引き回す高密度な多層配線構造であり、一般的には２〜３層で、配線幅／間隔が２〜１０μｍ／２〜１０μｍで外部接続端子となるハンダボールのピッチが０．５ｍｍピッチとなるように形成する。
【００４２】
本実施形態に係る半導体装置１の製造方法では、必要ならば所望する組立プロセスを通した後、一つ又は複数の半導体装置単位に分割する分割工程（ｇ）又は仮固定材の反り抑制層１０６を除去する反り抑制層除去工程（ｈ）を有してもよい。分割工程（ｇ）と反り抑制層除去工程（ｈ）の順番は限定がなく、何れが先であってもよいが、先に分割工程（ｇ）を行うことで、反り抑制層１０６をダイシングテープとして用いることができる。
【００４３】
（作用効果）
本実施形態の半導体装置１の製造方法によれば、半硬化状態の反り抑制層１０６上に、バンプ面の裏面が反り抑制層１０６と接するように半導体素子１０３を搭載し、半導体素子１０３を封止する。そして、仮固定材から反り抑制層１０６を残し基材１０１を剥離しても、半導体素子１０３のバンプ面の裏面が反り抑制層１０６で保護された状態となる。このため、従来技術におけるような、基材１０１と仮固定層１０２の剥離工程（ｄ）を行った後に、反りの大きい状態で反り抑制層１０６を設けるという困難さを回避できる。また、反り抑制層を形成する工程を実施する必要がなく工数を低減できる。したがって、プロセスを簡略化しつつ、仮固定材を剥離した後でも反りが抑制され、封止材１０４の研磨、再配線層１０５の形成等のファンアウトウエハレベルパッケージ製造プロセスを実施することができる。
【００４４】
［第二の実施形態］
上記第一の実施形態では、基材１０１上に反り抑制層１０６を形成し仮固定材とするが、さらに基材１０１と反り抑制層１０６の間に仮固定層１０２を設けた仮固定材を用いてもよい。このような第二の実施形態について図３を用いて説明する。
【００４５】
図３は、仮固定材として、基材１０１と半硬化状態の反り抑制層１０６との間に仮固定層１０２を設けた仮固定材を用いた場合の半導体装置１の製造方法を説明するための断面模式図である。図３（ａ）は、基材１０１と反り抑制層１０６の間に仮固定層１０２を設け、仮固定材としたものであり、仮固定材を準備する仮固定材準備工程（工程（ａ））を示す断面図である。図３（ｂ）は、複数個の個片化された半導体素子１０３におけるバンプ面の裏面を、仮固定材の反り抑制層１０６上に搭載する搭載工程（工程（ｂ））を示した断面図である。複数個の個片化された半導体素子１０３は、間隔を開けて仮固定材の反り抑制層１０６上に搭載される。図３（ｃ）は、半導体素子１０３を封止材１０４で封止した封止工程（工程（ｃ））を示す断面図である。図３（ｄ）は、仮固定材の基材１０１と仮固定層１０２を除去する基材除去工程（工程（ｄ））を示し、半導体素子１０３のバンプ面の裏面側に反り抑制層１０６が積層された状態となる。そして、図３（ｅ）は、封止材１０４を半導体素子１０３のバンプが露出するまで研磨する研磨工程（工程（ｅ））を終えた封止材１０４の研磨後の断面図である。図３（ｆ）は、半導体素子１０３のバンプ側の面に再配線層１０５を形成する再配線形成工程（工程（ｆ））を示す。はんだバンプの搭載（不図示）を実施し、図３（ｇ）に示すように、仮固定材の反り抑制層１０６を除去する反り抑制層除去工程（ｇ）を行う。その後、図３（ｈ）に示すように、一つ又は複数の半導体装置１の単位に分割する分割工程（ｈ）を行って、半導体装置を作製する。
【００４６】
（仮固定層）
仮固定層１０２としては、特に限定するものではなく、機械剥離、レーザー剥離、ＵＶ剥離、熱剥離、フラッシュ等の方式で剥離可能な剥離層を備えた任意の仮固定層を用いることができる。
仮固定層１０２は、工程（ｄ）の基材除去工程で、仮固定材を構成する基材／仮固定層／反り抑制層の基材と反り抑制層の分離と基材の除去が容易となるようにするものであり、機械的に仮固定層１０２と反り抑制層１０６が剥離できるもの、レーザーやＵＶを照射して剥離を容易にするもの、熱を加え粘接着力を低下させたり、膨張させ剥離させるもの等である。これらは市販され、多用されており、それらを用いることができる。
【００４７】
第二の実施形態は、基材１０１と反り抑制層１０６の間に仮固定層１０２を設けた仮固定材を用いた点以外、上記第一の実施形態と同様である。したがって、仮固定層１０２以外の説明は省略する。
【００４８】
（作用効果）
本実施形態の半導体装置１の製造方法によれば、基材１０１と反り抑制層１０６の間に仮固定層１０２を設けた仮固定材を用いるので、基材１０１と反り抑制層１０６とをより容易に剥離可能な状態で保持することができる。このため、上記第一の実施形態による作用効果に加えて、剥離工程（ｄ）において、仮固定材から反り抑制層１０６を残し基材１０１と仮固定層１０２を剥離するのが容易になる。したがって、プロセスを簡略化しつつ、仮固定材を剥離した後でも反りが抑制され、封止材１０４の研磨、再配線層１０５の形成等のファンアウトウエハレベルパッケージ製造プロセスを実施することができる。
【実施例】
【００４９】
（実施例１〜３及び比較例１）
（半導体装置（パッケージ）の作製)
図２（ａ）に示すように、基材１０１として、縦×横×厚み３２０ｍｍ×３２０ｍｍ×１．１ｍｍのＳＵＳ３０４を用いた。その上に反り抑制層１０６として、厚さ４０μｍの樹脂フィルムＡ（グリシジルアクリレートを含有するアクリル重合体、日立化成株式会社製ＥＢＩＳ４０００ｓ−Ｘ６）又は厚さ２０μｍの樹脂フィルムＢ（エポキシ樹脂、フェノール樹脂、硬化促進剤及び無機充填剤を含有する樹脂組成物、日立化成株式会社製ＤＡＦ（ダイアタッチフィルムＨＲ９１０４ＳＴ）を貼り付けた。貼り付けは、ダイアフラム式真空ラミネーターを用い、温度９０℃、荷重０．５ＭＰａ、プレス時間８０秒の条件で行った（仮固定材準備工程（ａ））。
【００５０】
図２（ｂ）に示すように、この反り抑制層１０６上に、半導体素子１０３であるシリコンダミーチップを搭載した（搭載工程（ｂ））。シリコンダミーチップは、チップサイズ縦５ｍｍ×横５ｍｍ、厚さ６００μｍであり、１６００個（４０個×４０個）のチップを用いた。ダイマウンタ（富士機械株式会社製）を用い、温度９０℃、荷重２Ｎの条件でシリコンダミーチップを搭載した。
【００５１】
その後、反り抑制層１０６を硬化した（反り抑制層の硬化工程（ｂ−１））。硬化は、反り抑制層１０６として樹脂フィルムＡを用いた場合、１４０℃で２時間硬化させた。反り抑制層１０６として樹脂フィルムＢを用いた場合、１７５℃で２時間硬化させた。
【００５２】
図２（ｃ）に示すように、封止材１０４により封止を行った（封止工程（ｃ））。コンプレッションモールド装置（ＴＯＷＡ株式会社製）を用い、厚み６５０〜７００μｍ、１３０℃、１０分の条件で封止を行った。
【００５３】
次いで、図２（ｄ）に示すように、温度１７０℃で、反り抑制層１０６にきっかけを入れて、基材１０１から封止材１０４、反り抑制層１０６、シリコンダミーチップ（半導体素子１０３）を含む構造体を剥離した（基材除去工程（ｄ））。
【００５４】
図２（ｅ）に示すように、パネルグラインダー（株式会社ディスコ製）で回転数２０００回転／分（２０００ｍｉｎ−１）、２０００番でシリコンダミーチップ（半導体素子１０３）が露出するまで封止材１０４を研磨した（研磨工程（ｅ））。
【００５５】
図２（ｆ）に示すように、ダミーの再配線層１０５として前記の研磨面にポジ型感光性樹脂（ＡＨ−３０００、低温硬化対応ポジ型感光性絶縁材料、日立化成株式会社製）の硬化層（約２０μｍ）を設けた（再配線形成工程（ｆ））。
【００５６】
その後、図２（ｆ）、（ｇ）に示すように、反り抑制層１０６をダイシングテープとしてダイサーにより半導体素子１０３を分割し（分割工程（ｇ））、反り抑制層１０６を除去し（反り抑制層除去工程（ｈ）、半導体装置１を得た。
【００５７】
（比較例２、３）
比較例２、３は、図１（ｇ）に示した従来の製造方法である。図１（ａ）に示すように、基材１０１としてＳＵＳ３０４を用い、その上に仮固定層１０２（両面粘着テープ）を貼り付けた。
【００５８】
図１（ｂ）に示すように、仮固定層１０２の上にシリコンダミーチップ（半導体素子１０３）を搭載した。
【００５９】
図１（ｄ）に示すように、封止材１０４で封止し、加熱して粘着力を弱め基材１０１と仮固定層１０２を剥離した。
【００６０】
図１（ｅ）に示すように、シリコンダミーチップ（半導体素子１０３）の露出面（バンプ面の裏面）の側の封止材１０４及びシリコンダミーチップ（半導体素子１０３）上に反り抑制層１０６として前記実施例で使用した樹脂フィルムＡを貼り付け、反り抑制層１０６を形成した。
【００６１】
図１（ｆ）に示すように、封止材１０４の研磨を行い、図１（ｇ）に示すように、再配線層１０５の形成を行った後、個片化（不図示）を行い、半導体装置（不図示）を得た。
【００６２】
（比較例４）
比較例４は、比較例２、３と同様にして図１（ａ）〜（ｄ）を行った後、図１（ｅ）に示した反り抑制層１０６となる樹脂フィルムＡを形成しないで、図１（ｆ）、（ｇ）を行った場合である。
【００６３】
＜反り測定＞
実施例１〜３及び比較例１〜４の反りは３Ｄ加熱表面形状測定装置（ａｋｒｏｍｅｔｒｉｘ社製）で、反り抑制層１０６が貼り付けていない面に光を照射して測定した。
半導体素子１０３のバンプ面から封止材１０４の表面までの厚さ（Ｈ）をＹ１（図２（ｆ）参照）、反り抑制層１０６の厚さをＹ２で表した。また、それらの比（Ｙ２／Ｙ１）を用いた。
図１の上方向への反りを正、下方向への反りを負とした。反りの測定結果は、１ｍｍ以上を「×」、１ｍｍ以下を「○」として評価した。
これらの測定結果と評価をまとめて表１に示した。
【００６４】
【表１】
2019129179.tif 000003
【００６５】
反り抑制層の厚さ（Ｙ２）と、半導体素子１０３のバンプ面から封止材１０４の表面までの厚さ（Ｙ１）との比（Ｙ２／Ｙ１）が、０．４〜２．５である実施例１〜３では、何れも反りが１ｍｍ以下となった。比較例１は、Ｙ２とＹ１の比（Ｙ２／Ｙ１）が、０．４〜２．５の範囲を外れる０．２であり、反りが大きくなった。
比較例２、３の基材と仮固定層の剥離工程と反り抑制層の形成工程を別々に実施する製造方法では、反りは良好であるが、仮固定材を除去した後の構造体（図１（ｄ））には反りが生じているため、反り抑制層１０６を形成する作業が困難であった。また、反り抑制層１０６を形成する工程が必要なため生産性に劣る。また、反り抑制層１０６を用いない比較例３は、反りが大きい。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
以上、本発明によって、図１に示したように基材と仮固定層の剥離工程と反り抑制層の形成を別々に実施する必要がなくなり、半導体装置製造プロセスの簡略化が図れる。当該半導体装置は、薄型かつ高機能な半導体装置に好適であり、産業上の利用価値は非常に大きい。本発明により得られる半導体装置は、高機能化・多機能化が進むスマートフォン及びタブレット端末等の電子機器に好適である。
【符号の説明】
【００６７】
１…半導体装置、１０１…基材、１０２…仮固定層、１０３…半導体素子、１０４…封止材、１０５…再配線層、１０６…反り抑制層、１０７…バンプ、Ｈ…半導体素子のバンプ面から封止材表面までの厚さ
【図１】
2019129179.tif 000004
【図２】
2019129179.tif 000005
【図３】
2019129179.tif 000006