(57)【要約】【課題】ウエハレベルパッケージングにおいて、スクリーン印刷特性およびウエハ平坦性を損なうことなく、シンギュレーション特性にも優れた半導体装置保護用樹脂組成物および樹脂硬化物を提供する。【解決手段】半導体装置は、本体と、この本体に接続された複数の半田バンプと、本体を補強し、かつ保護する保護層とを備えている。本体の裏側に設けられた保護層は、エポキシ樹脂と無機フィラーと潜在性硬化触媒を含有し、下記式（１）  【化１】2008247951.tif 000013［式中、Ｒ１およびＲ２はそれぞれ独立して水素原子または炭素数１〜４のアルキル基を意味し、Ｒ３は水素原子またはメチル基を意味し、ｍおよびｎは合計して１〜３となる０〜２の数であり、ｐは０〜１の数である。］で示される変性ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂を、エポキシ樹脂の総量に対して５０重量％以上８０重量％以下の範囲内で含有する半導体装置保護用液状エポキシ樹脂組成物を硬化させて得られる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
エポキシ樹脂と、無機フィラーと、潜在性硬化触媒とを含有する半導体装置保護用液状エポキシ樹脂組成物であって、
前記エポキシ樹脂は、下記式（１）
【化１】
2008247951.tif 000010
［式中、Ｒ１およびＲ２はそれぞれ独立して水素原子または炭素数１〜４のアルキル基を意味し、Ｒ３は水素原子またはメチル基を意味し、ｍおよびｎは、ｍとｎとの和が１〜３となる０〜２の数であり、ｐは０〜１の数である。］
で示される変性ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂を、エポキシ樹脂の総量に対して５０重量％以上８０重量％以下の範囲内で含有し、
前記無機フィラーは、
（ａ）全液状エポキシ樹脂組成物中の含有量が３０重量％以上５０重量％以下であり、
（ｂ）最大粒径ｄが３０μｍ以下であり、
（ｃ）全無機フィラー中に、前記最大粒径ｄと平均粒径ｅとの比ｄ／ｅが４以上である球状フィラーを、無機フィラーの総量に対して８６重量％以上９９重量％以下の範囲内で含有することを特徴とする半導体装置保護用液状エポキシ樹脂組成物。
【請求項２】
前記半導体装置保護用液状エポキシ樹脂組成物は、温度２５℃においてＥ型粘度計によって測定される粘度に関して、回転数０．５ｒｐｍにおける粘度を回転数２．０ｒｐｍにおける粘度で除した値が１．５以上４．０以下であることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置保護用液状エポキシ樹脂組成物。
【請求項３】
前記潜在性硬化触媒を３重量％以上１６重量％以下の範囲内で含有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の半導体装置保護用液状エポキシ樹脂組成物。
【請求項４】
前記潜在性硬化触媒がマイクロカプセル型の潜在性硬化触媒であることを特徴とする請求項３に記載の半導体装置保護用液状エポキシ樹脂組成物。
【請求項５】
前記半導体装置保護用液状エポキシ樹脂組成物は、硬化させたときに、常温における弾性率が３ＧＰａ以上６ＧＰａ以下であり、かつガラス転移温度以下の温度における線膨張係数（α１）が５０ｐｐｍ／℃以下の硬化物となることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の半導体装置保護用液状エポキシ樹脂組成物。
【請求項６】
素子または回路が形成された素子形成面とその反対側の裏面とを有する本体と、前記本体の裏面に設けられた保護層と、を備えた半導体装置において前記保護層を形成するために用いられるものであることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の半導体装置保護用液状エポキシ樹脂組成物。
【請求項７】
前記半導体装置が、ウエハレベルパッケージの半導体装置であることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の半導体装置保護用液状エポキシ樹脂組成物。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の半導体装置保護用液状エポキシ樹脂組成物を硬化させてなることを特徴とする半導体装置保護用エポキシ樹脂硬化物。
【請求項９】
複数の素子または回路が形成された素子形成面と、その反対側の裏面とを有する基板の前記裏面に対して、液状エポキシ樹脂組成物をスクリーン印刷して樹脂被膜を形成するスクリーン印刷工程と、
前記樹脂被膜を加熱硬化させて保護層を形成する硬化工程と、
前記基板と前記保護層とを有する積層体が分割されて、複数の半導体装置が形成されるように前記積層体を切断する切断工程と、
を備えたウエハレベルパッケージングによる半導体装置の製造方法であって、
前記液状エポキシ樹脂組成物は、エポキシ樹脂と、無機フィラーと、潜在性硬化触媒とを含有する液状エポキシ樹脂組成物であり、
前記エポキシ樹脂は、下記式（１）
【化２】
2008247951.tif 000011
［式中、Ｒ１およびＲ２はそれぞれ独立して水素原子または炭素数１〜４のアルキル基を意味し、Ｒ３は水素原子またはメチル基を意味し、ｍおよびｎは、ｍとｎとの和が１〜３となる０〜２の数であり、ｐは０〜１の数である。］
で示される変性ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂を、エポキシ樹脂の総量に対して５０重量％以上８０重量％以下の範囲内で含有し、
前記無機フィラーは、
（ａ）全液状エポキシ樹脂組成物中の含有量が３０重量％以上５０重量％以下であり、
（ｂ）最大粒径ｄが３０μｍ以下であり、
（ｃ）全無機フィラー中に、前記最大粒径ｄと平均粒径ｅとの比ｄ／ｅが４以上である球状フィラーを、無機フィラーの総量に対して８６重量％以上９８重量％以下の範囲内で含有するものであることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
前記液状エポキシ樹脂組成物は、温度２５℃においてＥ型粘度計によって測定される粘度に関して、回転数０．５ｒｐｍにおける粘度を回転数２．０ｒｐｍにおける粘度で除した値が１．５以上４．０以下であることを特徴とする請求項９に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１１】
前記液状エポキシ樹脂組成物は、さらに、潜在性硬化触媒を３重量％以上１６重量％以下の範囲内で含有することを特徴とする請求項９または請求項１０に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１２】
前記潜在性硬化触媒がマイクロカプセル型の潜在性硬化触媒であることを特徴とする請求項１１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１３】
前記液状エポキシ樹脂組成物は、硬化させたときに、常温における弾性率が３ＧＰａ以上６ＧＰａ以下であり、かつガラス転移温度以下の温度における線膨張係数（α１）が５０ｐｐｍ／℃以下の硬化物となることを特徴とする請求項９から請求項１２のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１４】
前記硬化工程の後で、さらに、前記基板の素子形成面に複数の突起電極を形成する工程を含むことを特徴とする請求項９から請求項１３のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１５】
前記スクリーン印刷工程の前に、さらに、前記基板の素子形成面に複数の突起電極を形成する工程を含むことを特徴とする請求項９から請求項１３のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１６】
請求項９から請求項１５のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法により製造された半導体装置。
【請求項１７】
素子または回路が形成された素子形成面とその反対側の裏面とを有する本体と、
前記本体の裏面に設けられた保護層と、
前記本体の素子形成面に突出して設けられた複数の突起電極と、
を備えたウエハレベルパッケージの半導体装置であって、
前記保護層は、エポキシ樹脂と、無機フィラーと、潜在性硬化触媒とを含有する液状エポキシ樹脂組成物を硬化させた硬化物によって形成されており、
前記エポキシ樹脂は、下記式（１）
【化３】
2008247951.tif 000012
［式中、Ｒ１およびＲ２はそれぞれ独立して水素原子または炭素数１〜４のアルキル基を意味し、Ｒ３は水素原子またはメチル基を意味し、ｍおよびｎは、ｍとｎとの和が１〜３となる０〜２の数であり、ｐは０〜１の数である。］
で示される変性ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂を、エポキシ樹脂の総量に対して５０重量％以上８０重量％以下の範囲内で含有し、
前記無機フィラーは、
（ａ）全液状エポキシ樹脂組成物中の含有量が３０重量％以上５０重量％以下であり、
（ｂ）最大粒径ｄが３０μｍ以下であり、
（ｃ）全無機フィラー中に、前記最大粒径ｄと平均粒径ｅとの比ｄ／ｅが４以上である球状フィラーを、無機フィラーの総量に対して８６重量％以上９８重量％以下の範囲内で含有するものであることを特徴とする半導体装置。
【請求項１８】
前記保護層を構成する硬化物は、常温における弾性率が３ＧＰａ以上６ＧＰａ以下であり、かつガラス転移温度以下の温度における線膨張係数（α１）が５０ｐｐｍ／℃以下であることを特徴とする請求項１７に記載の半導体装置。
【請求項１９】
前記液状エポキシ樹脂組成物は、温度２５℃においてＥ型粘度計によって測定される粘度に関して、回転数０．５ｒｐｍにおける粘度を回転数２．０ｒｐｍにおける粘度で除した値が１．５以上４．０以下であることを特徴とする請求項１７または請求項１８に記載の半導体装置。
【請求項２０】
前記液状エポキシ樹脂組成物は、前記潜在性硬化触媒を３重量％以上１６重量％以下の範囲内で含有することを特徴とする請求項１７から請求項１９のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項２１】
前記潜在性硬化触媒がマイクロカプセル型の潜在性硬化触媒であることを特徴とする請求項１７から請求項２０のいずれか１項に記載の半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばウエハレベルパッケージにおいて半導体ウエハ（以下、単に「ウエハ」と記すことがある）を補強する目的で、その裏面（素子形成面とは反対側の面）に保護層を形成するために用いられる半導体装置保護用液状エポキシ樹脂組成物およびエポキシ樹脂硬化物、半導体装置の製造方法、ならびに半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話、携帯情報端末（ＰＤＡ）、デジタルカメラなどの電子機器に使用される半導体装置の小型化および高密度化が進展している。このため、半導体装置の大きさを個々の素子（チップ）の大きさに近づけることが可能なチップサイズパッケージ（ＣＳＰ）の半導体装置が開発されている。このチップサイズパッケージの一形態として、ウエハレベルパッケージ（ＷＬＰ）が実用化されている。このウエハレベルパッケージでは、素子が形成されたウエハに、基板での配線の一部を代替する再配線層および基板との接合用の突起電極（バンプ）を形成しておき、その後、ダイシングして個々の半導体チップ（デバイス）を切り出し、それをフリップチップなどの方法で基板に実装する。
【０００３】
ウエハレベルパッケージでは、半導体装置の素子形成面を保護するため、樹脂により素子形成面を封止することが行われる。このように素子形成面を封止する場合に使用される樹脂材料として、エポキシ樹脂が多用されている。
たとえば特許文献１では、硬化後のウエハに反りの問題が生じないようにする目的と、スクリーン印刷の作業性を良好にする目的から、液状エポキシ樹脂と、無機質充填剤と、硬化剤とを必須成分とする半導体封止用液状エポキシ樹脂組成物が提案されている。この半導体封止用液状エポキシ樹脂組成物では、前記無機質充填剤として、最大粒子径４５μｍ以上の含有率が１重量％以下、かつ平均粒子径が１〜１０μｍであり、反応性官能基を有する有機ケイ素化合物で被覆された無機質充填剤Ｘと、平均粒子径が０．０１〜０．１μｍである非反応性有機ケイ素化合物で被覆された無機質充填剤Ｙとを重量比Ｙ／Ｘ＝０．０１〜０．１で併用するとともに、液状エポキシ樹脂組成物全体に対して無機質充填剤を７０〜９０重量％配合している。
【０００４】
また、特許文献２では、特許文献１と同様に硬化後のウエハに反りの問題が生じないようにする目的と、スクリーン印刷の作業性を良好にする目的から、液状エポキシ樹脂と、硬化剤と、無機質充填剤と、を必須成分とする半導体封止用液状エポキシ樹脂組成物が提案されている。この半導体封止用液状エポキシ樹脂組成物では、最大粒子径４５μｍ以上の含有率が１重量％以下、かつ平均粒子径が１〜１０μｍである無機質充填剤を７０〜９０重量％の範囲で含み、液状エポキシ樹脂として、脂環式エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂および芳香族アミン型エポキシ樹脂を併用している。
【０００５】
また、特許文献３では、ウエハレベルパッケージにおいて封止樹脂を硬化させた後のウエハに反りの問題が生じないようにする目的で、液状エポキシ樹脂と、硬化剤と、無機フィラーを必須成分とする液状樹脂組成物が提案されている。この液状樹脂組成物は、特定構造を持つエポキシ樹脂とビスフェノール類との仕込重量における官能基数比［エポキシ基数／水酸基数］が１．０５〜５の範囲で反応してなる生成物を全液状エポキシ樹脂中に３０重量％以上含み、無機フィラーの含有率が液状樹脂組成物に対し７５重量％〜９０重量％の範囲であり、該液状樹脂組成物の硬化物の常温における弾性率が５ＧＰａ以下であり、ガラス転移温度以下の線膨張係数（α１）が２０ｐｐｍ以下であり、該液状樹脂組成物の２５℃における粘度が２００Ｐａ・ｓ以下である。
【０００６】
また、特許文献４では、ウエハレベルパッケージの封止作業性を改善する目的で、エポキシ樹脂と、硬化剤と、無機フィラーを必須成分とする液状樹脂組成物が提案されている。この液状樹脂組成物は、特定構造を持つエポキシ樹脂とビスフェノール類との仕込重量における官能基数比［エポキシ基数／水酸基数］が１．０５〜５の範囲で反応してなる生成物を全液状エポキシ樹脂中に３０重量％以上含み、無機フィラーの含有率が液状樹脂組成物に対し６０重量％〜９０重量％の範囲であり、該液状樹脂組成物の硬化物の常温における弾性率が５ＧＰａ以下であり、ガラス転移温度以下の線膨張係数（α１）が２０ｐｐｍ以下であり、更に、無機フィラーが最大粒径４０μｍ以下であり、無機フィラーの中に、最大粒径をｄ、平均粒径をｅとした場合のｄ／ｅが６以下、比表面積が１ｍ２／ｇ以下の球状フィラーを含み、全無機フィラーに対して該球状フィラーを５０重量％以上含んでいる。
【０００７】
また、特許文献５では、ウエハレベルパッケージの封止を目的としたものではないが、半導体封止材料として使用可能なエポキシ樹脂組成物として、特定構造を有するポリグリシジルエーテル化合物を含有するエポキシ樹脂組成物が提案されている。この特許文献５のエポキシ樹脂組成物は、硬化物が低吸水性および低応力性を有し、半田耐熱性および耐ヒートサイクル性に優れたものであるとされている。
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−１７９８８５号公報
【特許文献２】特開２００２−１９４０５３号公報
【特許文献３】特開２００３−２３８６５１号公報
【特許文献４】特開２００３−２３８６５２号公報
【特許文献５】特開２００３−２０１３３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ウエハレベルパッケージの製造過程では、チップを小型化・薄型化するために、ウエハを研磨して例えば厚さ１００〜４００μｍ以下の薄板状にする工程が設けられている。このように薄板化されたウエハは、機械的強度が低下し、工程途中で割れなどの破損が生じやすくなり、作業性も低下する。また、ウエハを薄板化すると、赤外線などの光線が透過しやすくなることから、パッケージングされたチップの裏面側から入射する光線によってチップの誤作動が生じる場合がある。このため、チップの裏面を遮光して素子を保護する必要が生じる。これらの理由から、ウエハレベルパッケージの製造過程でウエハの素子形成面を封止する封止樹脂とは別に、裏面にも保護用の樹脂層（保護層）を設けることが行われている。このウエハ裏面の保護層に使用される樹脂材料には、次の(1)〜(3)に挙げる特性が求められる。
【００１０】
(1)スクリーン印刷特性：
量産性を考慮すると、スクリーン印刷技術を利用してウエハの裏面被覆を行うことが好ましいと言える。良好なスクリーン印刷特性を得るためには、以下の要求項目を具備する必要がある。
i)樹脂組成物が適度なチキソトロピー性を有すること。
樹脂組成物のチキソトロピー性が低すぎるとスクリーン印刷時に液だれが発生しやすくなるためである。
ii)高せん断力領域での樹脂粘度が高すぎないこと。
スクリーン印刷時には樹脂組成物に高いせん断力が加わるため、樹脂粘度が高くなりすぎると、版離れが悪くなり、最悪の場合、ウエハを破損することがあるためである。
iii)保存安定性の高い樹脂組成物であること。
樹脂組成物を保存中に粘度が経時変化して増粘すると、スクリーンの目詰まりなどの印刷不良が生じやすく、作業性や歩留まりも低下するためである。
【００１１】
(2)ウエハ平坦性（反り防止）：
ウエハに反りが生じると、パッケージングが困難になり、実装性が低下する。従って、樹脂を硬化させた際の応力や温度変化によってウエハに反りを生じさせないことが重要である。最近ではウエハ径の大径化が進むにしたがって反りが発生しやすくなっており、ウエハ平坦性への要求が高まっている。良好なウエハ平坦性を得るためには、以下の要求項目を具備する必要がある。
i)樹脂を硬化させた状態で保護層とウエハとの接触面における応力が小さいこと。
樹脂の硬化により保護層とウエハとの境界に発生する応力が大きいと、ウエハに反りが生じるからである。
ii)ガラス転移温度以下の温度における樹脂の線膨張係数（α１）が十分に小さいこと。
ウエハは殆ど伸縮しないため、保護層に用いる樹脂の線膨張係数（α１）は小さいほどよく、線膨張係数（α１）が大きすぎると反りを発生させる原因となるからである。
iii)加熱硬化後の保護層のレベリング性が良好であること：
保護層の表面に、スクリーンのメッシュ痕などの凹凸が存在すると、面内均一性が低下し、ウエハに歪などを残してしまい、信頼性が低下するからである。
【００１２】
(3)シンギュレーション特性：
ウエハの裏面に保護層を設けた積層体に対して、ダイシングはウエハの表側（素子形成面側）から行われる。ウエハと保護層との間で物性の差が大きいと、ダイシングの際に保護層がウエハ片から剥がれたり、「チッピング」や「チップ跳び」などの現象が生じて、半導体装置の信頼性と歩留まりを低下させる。ここで、「チッピング」とは、ウエハをダイシングして個々のチップに細断する際に、チップの一部が欠けたり、割れたりする現象である。また、ダイシングの際には、保護層側に粘着性のある固定用フィルムを密着させてウエハを固定するが、「チップ跳び」は、細断されたチップが固定用フィルムから離れて跳び上がってしまう現象である。良好なシンギュレーション特性を得るためには、以下の要求項目を具備する必要がある。
i)保護層とウエハとの密着性が高いこと。
保護層とウエハとの接合面における応力を小さくすることによって、保護層とウエハとの密着性が高められる。密着性を高めることにより、ダイシング時およびダイシング後に保護層がウエハ片から剥がれることを防止できる。
ii)保護層とウエハとの間で弾性率の差が大きすぎないこと。
保護層とウエハとの間で弾性率の差が大きすぎると、切断工程で硬くて薄いウエハの表側（素子形成面側）から柔軟な保護層へ向けてダイサーのブレードが進入する際に、チッピングが発生しやすくなる。このため、保護層の特性を損なわない範囲でその弾性率をウエハの弾性率に出来るだけ近づけることによって、チッピングを防止できる。
iii）保護層の膜厚が面内で均一であること。
レベリング性が悪く、保護層の表面に凹凸が存在したり、膜厚の面内均一性がない場合には、ダイシング時にウエハを固定するために使用される固定用粘着フィルムと保護層との密着力が低下し、チップ跳びが発生しやすくなる。また、ダイシングの精度も低下しやすくなる。
【００１３】
上記(1)〜(3)の特性の中で、上記(1)のスクリーン印刷特性と上記(2)のウエハ平坦性については、素子形成面の封止に用いる封止樹脂材料に関する特性としてではあるが、従来技術において一応の検討がなされている。しかし、シンギュレーション特性については、これまで十分な検討はなされてこなかった。
例えば、特許文献１および特許文献２に記載された液状エポキシ樹脂組成物は、上記(1)のスクリーン印刷特性と上記(2)のウエハ平坦性の改善を目的としている。また、特許文献３に記載された液状樹脂組成物は、上記(2)のウエハ平坦性の改善を主な目的としている。さらに、特許文献４に記載された液状樹脂組成物は、主に上記(1)のスクリーン印刷特性の改善を目的としている。このように、ウエハレベルパッケージにおいて、素子形成面を封止する樹脂材料については、上記(1)のスクリーン印刷特性と上記(2)のウエハ平坦性の改善を目的とする提案が既になされている。
しかし、上記(3)のシンギュレーション特性については、特許文献１〜５においてまったく検討されていない。しかも、ウエハ裏面の保護層に用いる樹脂材料に関して、上記(1)〜(3)の特性に関する検討は、全くなされていない。
【００１４】
また、上記(2)のウエハ平坦性を改善するためには、保護層に用いる被覆樹脂材料として伸縮性や柔軟性を持つポリマーを採用してウエハとの間の応力を緩和すればよいと考えられる。しかし、保護層の被覆樹脂材料として伸縮性や柔軟性が高い樹脂を用いると、ウエハの弾性率と保護層の弾性率との格差が極端に大きくなりすぎることから、チッピングが生じやすくなって、上記(3)のシンギュレーション特性が大幅に損なわれる結果となる。つまり、上記(2)のウエハ平坦性と上記(3)のシンギュレーション特性とは、トレード・オフの関係にあり、両特性を同時に満足させることは困難である。
以上のように、これまで上記(1)〜(3)の特性のすべてを改善できる樹脂材料については提案されていないのが実情である。
【００１５】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであり、その第１の目的は、ウエハレベルパッケージングにおいて、スクリーン印刷特性およびウエハ平坦性を損なうことなく、シンギュレーション特性にも優れた半導体装置保護用樹脂組成物および樹脂硬化物を提供することにある。
また、本発明の第２の目的は、この半導体装置保護用樹脂組成物を用いる半導体装置の製造方法、および半導体装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の半導体装置保護用液状エポキシ樹脂組成物は、エポキシ樹脂と、無機フィラーと、潜在性硬化触媒とを含有する。
【００１７】
本発明の半導体装置保護用液状エポキシ樹脂組成物では、前記エポキシ樹脂は、下記式（１）で示される変性ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂を、エポキシ樹脂の総量に対して５０重量％以上８０重量％以下の範囲内で含有する。
【００１８】
【化１】
2008247951.tif 000002
【００１９】
［式中、Ｒ１およびＲ２はそれぞれ独立して水素原子または炭素数１〜４のアルキル基を意味し、Ｒ３は水素原子またはメチル基を意味し、ｍおよびｎは、ｍとｎとの和が１〜３となる０〜２の数であり、ｐは０〜１の数である。］
【００２０】
本発明の半導体装置保護用液状エポキシ樹脂組成物では、前記無機フィラーは、
（ａ）全液状エポキシ樹脂組成物中の含有量が３０重量％以上５０重量％以下であり、
（ｂ）最大粒径ｄが３０μｍ以下であり、
（ｃ）全無機フィラー中に、前記最大粒径ｄと平均粒径ｅとの比ｄ／ｅが４以上である球状フィラーを、無機フィラーの総量に対して８６重量％以上９８重量％以下の範囲内で含有するものである。
【００２１】
また、本発明の半導体装置保護用液状エポキシ樹脂組成物は、温度２５℃においてＥ型粘度計によって測定される粘度に関して、回転数０．５ｒｐｍにおける粘度を回転数２．０ｒｐｍにおける粘度で除した値が１．５以上４．０以下であることが好ましい。
【００２２】
また、本発明の半導体装置保護用液状エポキシ樹脂組成物は、前記潜在性硬化触媒を３重量％以上１６重量％以下の範囲内で含有するものであってもよい。この場合、前記潜在性硬化触媒がマイクロカプセル型の潜在性硬化触媒であってもよい。
【００２３】
本発明の半導体装置保護用液状エポキシ樹脂組成物は、硬化させたときに、常温における弾性率が３ＧＰａ以上６ＧＰａ以下の硬化物となることが好ましい。また、本発明の半導体装置保護用液状エポキシ樹脂組成物は、硬化させたときに、ガラス転移温度以下の温度における線膨張係数（α１）が５０ｐｐｍ／℃以下の硬化物となることが好ましい。
【００２４】
また、本発明の半導体装置保護用液状エポキシ樹脂組成物は、素子または回路が形成された素子形成面とその反対側の裏面とを有する本体と、前記本体の裏面に設けられた保護層と、を備えた半導体装置において前記保護層を形成するために用いられるものであってもよい。
【００２５】
また、本発明の半導体装置保護用液状エポキシ樹脂組成物において、前記半導体装置が、ウエハレベルパッケージの半導体装置であってもよい。
【００２６】
また、本発明の半導体装置保護用エポキシ樹脂硬化物は、上記半導体装置保護用液状エポキシ樹脂組成物を硬化させてなるものである。
【００２７】
本発明の半導体装置の製造方法は、複数の素子または回路が形成された素子形成面と、その反対側の裏面とを有する基板の前記裏面に対して、液状エポキシ樹脂組成物をスクリーン印刷して樹脂被膜を形成するスクリーン印刷工程と、
前記樹脂被膜を加熱硬化させて保護層を形成する硬化工程と、
前記基板と前記保護層とを有する積層体が分割されて、複数の半導体装置が形成されるように前記積層体を切断する切断工程と、
を備えたウエハレベルパッケージングによる半導体装置の製造方法である。
【００２８】
本発明の半導体装置の製造方法では、前記液状エポキシ樹脂組成物は、エポキシ樹脂と、無機フィラーと、潜在性硬化触媒とを含有する。
【００２９】
本発明の半導体装置の製造方法では、前記エポキシ樹脂は、下記式（１）で示される変性ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂を、エポキシ樹脂の総量に対して５０重量％以上８０重量％以下の範囲内で含有する。
【００３０】
【化２】
2008247951.tif 000003
【００３１】
［式中、Ｒ１およびＲ２はそれぞれ独立して水素原子または炭素数１〜４のアルキル基を意味し、Ｒ３は水素原子またはメチル基を意味し、ｍおよびｎは、ｍとｎとの和が１〜３となる０〜２の数であり、ｐは０〜１の数である。］
【００３２】
本発明の半導体装置の製造方法では、前記無機フィラーは、
（ａ）全液状エポキシ樹脂組成物中の含有量が３０重量％以上５０重量％以下であり、
（ｂ）最大粒径ｄが３０μｍ以下であり、
（ｃ）全無機フィラー中に、前記最大粒径ｄと平均粒径ｅとの比ｄ／ｅが４以上である球状フィラーを、無機フィラーの総量に対して８６重量％以上９８重量％以下の範囲内で含有するものである。
【００３３】
また、本発明の半導体装置の製造方法において、前記液状エポキシ樹脂組成物は、温度２５℃においてＥ型粘度計によって測定される粘度に関して、回転数０．５ｒｐｍにおける粘度を回転数２．０ｒｐｍにおける粘度で除した値が１．５以上４．０以下であることが好ましい。
【００３４】
また、本発明の半導体装置の製造方法において、前記液状エポキシ樹脂組成物は、前記潜在性硬化触媒を３重量％以上１６重量％以下の範囲内で含有するものであってもよい。この場合、前記潜在性硬化触媒がマイクロカプセル型の潜在性硬化触媒であってもよい。
【００３５】
本発明の半導体装置の製造方法において、前記液状エポキシ樹脂組成物は、硬化させたときに、常温における弾性率が３ＧＰａ以上６ＧＰａ以下の硬化物となることが好ましい。また、前記液状エポキシ樹脂組成物は、硬化させたときに、ガラス転移温度以下の温度における線膨張係数（α１）が５０ｐｐｍ／℃以下の硬化物となることが好ましい。
【００３６】
また、本発明の半導体装置の製造方法において、前記硬化工程の後で、さらに、前記基板の素子形成面に複数の突起電極を形成する工程を含んでいてもよいし、あるいは、前記スクリーン印刷工程の前に、さらに、前記基板の素子形成面に複数の突起電極を形成する工程を含んでいてもよい。
【００３７】
本発明の半導体装置は、上記半導体装置の製造方法により製造された半導体装置である。
【００３８】
本発明の半導体装置は、素子または回路が形成された素子形成面とその反対側の裏面とを有する本体と、
前記本体の裏面に設けられた保護層と、
前記本体の素子形成面に突出して設けられた複数の突起電極と、
を備えたウエハレベルパッケージの半導体装置である。
【００３９】
本発明の半導体装置では、前記保護層は、エポキシ樹脂と、無機フィラーと、潜在性硬化触媒とを含有する液状エポキシ樹脂組成物を硬化させた硬化物によって形成されている。
【００４０】
本発明の半導体装置では、前記エポキシ樹脂は、下記式（１）で示される変性ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂を、エポキシ樹脂の総量に対して５０重量％以上８０重量％以下の範囲内で含有する。
【００４１】
【化３】
2008247951.tif 000004
【００４２】
［式中、Ｒ１およびＲ２はそれぞれ独立して水素原子または炭素数１〜４のアルキル基を意味し、Ｒ３は水素原子またはメチル基を意味し、ｍおよびｎは、ｍとｎとの和が１〜３となる０〜２の数であり、ｐは０〜１の数である。］
【００４３】
本発明の半導体装置では、前記無機フィラーは、
（ａ）全液状エポキシ樹脂組成物中の含有量が３０重量％以上５０重量％以下であり、
（ｂ）最大粒径ｄが３０μｍ以下であり、
（ｃ）全無機フィラー中に、前記最大粒径ｄと平均粒径ｅとの比ｄ／ｅが４以上である球状フィラーを、無機フィラーの総量に対して８６重量％以上９８重量％以下の範囲内で含有するものである。
【００４４】
本発明の半導体装置において、前記保護層を構成する硬化物は、常温における弾性率が３ＧＰａ以上６ＧＰａ以下であることが好ましい。また、本発明の半導体装置において、前記保護層を構成する硬化物は、ガラス転移温度以下の温度における線膨張係数（α１）が５０ｐｐｍ／℃以下であることが好ましい。
【００４５】
また、本発明の半導体装置において、前記液状エポキシ樹脂組成物は、温度２５℃においてＥ型粘度計によって測定される粘度に関して、回転数０．５ｒｐｍにおける粘度を回転数２．０ｒｐｍにおける粘度で除した値が１．５以上４．０以下であることが好ましい。
【００４６】
また、本発明の半導体装置において、前記液状エポキシ樹脂組成物は、前記潜在性硬化触媒を３重量％以上１．６重量％以下の範囲内で含有するものであってもよい。この場合、前記潜在性硬化触媒がマイクロカプセル型の潜在性硬化触媒であってもよい。
【発明の効果】
【００４７】
本発明の半導体装置保護用液状エポキシ樹脂組成物およびエポキシ樹脂硬化物は、ウエハレベルパッケージの半導体装置において保護層を形成する目的で使用することにより、優れたスクリーン印刷特性、ウエハ平坦性およびシンギュレーション特性が得られるという効果を奏する。
【００４８】
また、本発明の半導体装置の製造方法では、上記半導体装置保護用液状エポキシ樹脂組成物を用いたので、製造される半導体装置の信頼性を向上させ得るとともに、作業性や歩留まりの向上が可能になるという効果を奏する。
【００４９】
さらに、本発明の半導体装置は、上記半導体装置保護用液状エポキシ樹脂組成物を用いたので、本体と保護層との密着性に優れ、チッピングによる割れや欠損が少なく、高い信頼性を有する効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５０】
以下、本発明の実施の形態について説明する。本発明の一実施の形態に係る半導体装置保護用液状エポキシ樹脂組成物（以下、「本発明組成物」と記す）は、エポキシ樹脂と、無機フィラーと、潜在性硬化触媒とを含有する半導体装置保護用液状エポキシ樹脂組成物であって、
前記エポキシ樹脂は、下記式（１）で示される変性ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂を、エポキシ樹脂の総量に対して５０重量％以上８０重量％以下の範囲内で含有する。
【００５１】
【化４】
2008247951.tif 000005
【００５２】
［式中、Ｒ１およびＲ２はそれぞれ独立して水素原子または炭素数１〜４のアルキル基を意味し、Ｒ３は水素原子またはメチル基を意味し、ｍおよびｎは、ｍとｎとの和が１〜３となる０〜２の数であり、ｐは０〜１の数である。］
【００５３】
また、無機フィラーは、
（ａ）全液状エポキシ樹脂組成物中の含有量が３０重量％以上５０重量％以下であり、
（ｂ）最大粒径ｄが３０μｍ以下であり、
（ｃ）全無機フィラー中に、前記最大粒径ｄと平均粒径ｅとの比ｄ／ｅが４以上である球状フィラーを、無機フィラーの総量に対して８６重量％以上９８重量％以下の範囲内で含有するものである。
【００５４】
本発明組成物において、エポキシ樹脂中には、前記式（１）で示される変性ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂を含有する。ここで、式（１）で表されるエポキシ樹脂の中で、基Ｒ１、基Ｒ２における「炭素数１〜４のアルキル基」としては、例えばメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等を挙げることができる。
【００５５】
上記式（１）の変性ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂の中でも、入手のしやすさの観点で、特に基Ｒ１、基Ｒ２および基Ｒ３がすべてメチル基であるエポキシ樹脂を用いることが好ましい。
また、式（１）中、ｍおよびｎは、ｍとｎとの和が１〜３となる０〜２の数であり、ｍとｎの和は２であることが好ましい。ｍおよびｎの和が３よりも大きくなると、分子中に含まれるオキシアルキレン基の数が多くなる。その結果、樹脂の粘着性が強くなり、スクリーン印刷時の版離れ性能が低下するので好ましくない。逆に、ｍおよびｎの和が１よりも小さくなると、エポキシ樹脂分子の伸縮性が少なくなる。その結果、硬化後の樹脂の伸縮性が十分に得られず、ウエハとの間の応力を緩和する作用が低下する。
また、式（１）中、ｐは０〜１の数であり、０．１未満または１が好ましい。
【００５６】
式（１）の変性ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂は、例えば以下のようにして製造できる。まず、ビスフェノール化合物のアルキレンオキサイド付加物とアルキルモノグリシジルエーテルを、ルイス酸触媒を用いて反応させて反応生成物を得る。次に、ルイス酸触媒をアルカリで失活させた後、アルカリ及び相間移動触媒の存在下で、前記反応生成物の水酸基部分にエピクロロヒドリンを反応させることによって製造することができる。
【００５７】
また、式（１）の変性ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂としては、例えばＥＰ４０００ＳＳ、ＥＰ４０１０（以上、商品名；旭電化工業株式会社製）などの市販品を用いることが可能である。
【００５８】
また、本発明組成物中に配合される他のエポキシ樹脂としては、例えば、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、ビスフェノールＡＤ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＳ型エポキシ樹脂等を挙げることができる。
【００５９】
式（１）の変性ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂は、エポキシ樹脂の総量に対して５０重量％以上８０重量％以下の範囲内、好ましくは６０重量％以上７６重量％以下の範囲内で配合される。式（１）の変性ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂の配合量がエポキシ樹脂の総量に対して５０重量％未満の場合には、樹脂を硬化させた際にウエハと樹脂層との間に発生する応力が強まり、ウエハ平坦性が損なわれる。
他方、式（１）の変性ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂の配合量がエポキシ樹脂の総量に対して８０重量％を超えると、硬化させた樹脂の線膨張係数（α１）が高くなりすぎ、樹脂被覆層とウエハとの間の発生応力を小さく保つことが困難になる。
【００６０】
無機フィラーは、主として、本発明組成物にチキソトロピー性を付与する目的と、本発明組成物を硬化させた硬化物（以下、「本発明硬化物」と記す）の線膨張係数（α１）を低下させつつ、その弾性率を高める目的で配合される。チキソトロピー性は、本発明組成物をスクリーン印刷するために重要な意義を持つ性質である。すなわち、本発明組成物はチキソトロピー性を有することにより、スクリーン印刷時に本発明組成物にせん断力が加えられた場合に流動性が高まり、作業性を向上させる。そして、スクリーン印刷後にウエハにマウントされた状態では、本発明組成物の流動性は低下し、液だれの発生を防止できる。
また、本発明硬化物の線膨張係数（α１）を低く抑えることは、ウエハ平坦性（反り防止）のために重要である。さらに、本発明硬化物の弾性率を向上させることは、シンギュレーション特性を得るために重要な特性である。
【００６１】
無機フィラーとしては、例えば、ガラス繊維、炭素繊維、セルロース、ケイ砂、セメント、カオリン、クレー、水酸化アルミニウム、ベントナイト、タルク、シリカ、二酸化チタン、アルミナなどを用いることができる。これらの中でも、半導体用途として信頼性の観点から、シリカ、アルミナ、二酸化チタンを用いることが好ましい。また、本発明硬化物の線膨張係数（α１）を下げ、弾性率を向上させる観点から、無機フィラーとしては、球状の無機フィラー例えば球状シリカなどを主体とするものを用いることが好ましい。
【００６２】
また、無機フィラーとしては、最大粒径ｄが３０μｍ以下のものが用いられる。無機フィラーは、スクリーン印刷に使用するスクリーンのメッシュよりも小さな粒子であることが必要である。これはスクリーンの目詰まりを防止するためである。
また、無機フィラーの最大粒径が３０μｍを超えると、無機フィラーの粒子が液状のエポキシ樹脂組成物中で沈降してしまい、スクリーン印刷特性が損なわれる。
【００６３】
また、無機フィラー中には、最大粒径ｄと平均粒径ｅとの比ｄ／ｅが４以上である球状フィラーを、無機フィラーの総量に対して８６重量％以上９９重量％以下の範囲内で含有する。ｄ／ｅ比が４未満であるということは、球状フィラーの粒度分布が狭いことを意味する。球状フィラーの粒度分布が狭いと、球状フィラーの高密度充填が困難になる。その結果、相対的に球状フィラー以外の無機フィラーの比率が高まり、組成物のチキソトロピー性は向上するが、硬化物の線膨張係数（α１）を下げる作用と、弾性率を向上させる作用が弱まってしまう。従って、ｄ／ｅ比は４以上であり、例えば４〜９とすることが好ましい。なお、球状フィラーの平均粒子径は、０．２〜５μｍの範囲内が好ましい。また、球状フィラーの比表面積は、２ｍ２／ｇ以上、例えば２ｍ２／ｇ〜１０ｍ２／ｇの範囲内が好ましい。
【００６４】
また、無機フィラー中に占める上記球状フィラーの含有量が８６重量％未満では、チキソトロピー性付与を主目的として配合される無機フィラー（つまり、球状フィラー以外のフィラー）の量が多くなりすぎ、硬化物の線膨張係数（α１）を下げる作用と、弾性率を向上させる作用が得られ難くなる。他方、球状フィラーの含有率が９９重量％を超えると、チキソトロピー性付与を主目的として配合される無機フィラーの量が相対的に少なくなりすぎて十分なチキソトロピー性が得られなくなる。全無機フィラー中に占める球状フィラーの含有量は、９２重量％以上９８重量％以下が好ましい。
【００６５】
また、無機フィラーの配合量は、本発明組成物において３０重量％以上５０重量％以下であり、３５重量％以上４５重量％以下とすることが好ましい。無機フィラーの配合量が３０重量％未満では、本発明組成物において十分なチキソトロピー性が得られず、スクリーン印刷時に液だれが発生するなど、スクリーン印刷特性が損なわれる。また、無機フィラーの配合量が３０重量％未満では、硬化物の線膨張係数（α１）を低く抑え、かつ弾性率を高める作用が十分に得られない。他方、無機フィラーの配合量が５０重量％を超えた場合には、組成物の粘度が増加して、スクリーン印刷の際にスクリーンを目詰まりさせるなどの障害が発生し、十分な印刷特性が得られない。
【００６６】
本発明組成物中には、上記エポキシ樹脂および無機フィラーに加えて、さらに潜在性硬化触媒を含有する。この潜在性硬化触媒は、特定の温度以上になると急速にエポキシ樹脂硬化触媒として機能する性質を有するものである。一般的に狭義の硬化剤として使用されているものとしては、酸無水物やフェノール誘導体などがあるが、本発明組成物に用いられる潜在性硬化触媒は、そのようなエポキシ樹脂用硬化剤とは異なる。潜在性硬化触媒は、本発明組成物の保存時における安定性と、半導体装置の製造過程で本発明組成物が低温である段階における安定性を本発明組成物に与える。つまり、加熱により本発明組成物を硬化させる直前段階まで、本発明組成物の増粘を防ぎ、これにより、半導体装置の製造過程（例えばスクリーン印刷工程）における作業性を良好なものにすることができる。
【００６７】
本発明組成物に使用可能な潜在性硬化触媒には、マイクロカプセル型、アミンアダクト型等の種類がある。このうち、特に安定性の点からマイクロカプセル型の潜在性硬化触媒を用いることが好ましい。マイクロカプセル型の潜在性硬化触媒としては、例えば旭化成工業株式会社製ノバキュア（商品名）などの市販品を用いることができる。また、本発明組成物には、複数種類の潜在性硬化触媒を組み合わせて使用してもよい。
なお、本発明組成物では、先に記載したような狭義の硬化剤としてのエポキシ樹脂用硬化剤を配合する必要はない。エポキシ樹脂用硬化剤を配合すると、保存中に徐々にではあるがエポキシ化合物の架橋反応が進行する。その結果、組成物の粘度が上昇してスクリーン印刷特性が低下するなど、常温で安定な液状エポキシ樹脂組成物を得ることが困難になる。従って、本発明組成物へエポキシ樹脂用硬化剤を配合することは好ましくなく、本発明組成物は実質的に狭義の硬化剤としてのエポキシ樹脂用硬化剤を含まない。ただし、本発明組成物の特徴を損なわない範囲で、例えば使用時混合タイプのエポキシ樹脂用硬化剤を配合することは可能である。
【００６８】
本発明組成物における潜在性硬化触媒の配合量は、３重量％〜１６重量％であり、好ましくは４重量％〜１０重量％である。潜在性硬化触媒の配合量が１６重量％を超えると硬化物の信頼性が不良となるので好ましくない。また、潜在性硬化触媒の配合量が３重量％未満では、十分な硬化物を作製できないので好ましくない。
【００６９】
本発明のエポキシ樹脂組成物には、上記成分に加え、さらに必要に応じて任意成分の添加物として、例えばシランカップリング剤、反応性又は非反応性の希釈剤（可塑剤）、難燃剤、消泡剤、防錆剤等のほか、カーボンブラック、グラファイト、酸化鉄、歴青物質等に代表される顔料を配合することができる。特に、カーボンブラックなどの黒色系顔料を配合することにより、ウエハ裏面に保護層を形成した状態で赤外線等を遮光し、チップの誤作動を防止する効果を付与できるので好ましい。
【００７０】
上記組成を有する本発明組成物は、上記必須成分および任意成分を混合することにより製造できる。本発明組成物の製造手順の一例を挙げる。まず、変性エポキシ樹脂に対して、球状フィラー、シランカップリング材などの添加剤を入れ、プラネタリーミキサーなどを使用して混練・分散を行う。次にカーボンブラック、無機フィラー（チキソ性付与材）を添加し、先と同様の方法にて混練・分散を行う。最後に硬化触媒を添加して、混練・分散を行うことにより、本発明組成物を調製できる。
【００７１】
以上のようにして得られる本発明組成物は、温度２５℃においてＥ型粘度計によって測定される粘度に関して、回転数０．５ｒｐｍにおける粘度を回転数２．０ｒｐｍにおける粘度で除した値（以下、「チキソ比」という）が１．５以上である。スクリーン印刷時の作業性や目詰まりなどを防止する観点から、印刷時には本発明組成物の粘度が小さい方が好ましい。また、スクリーン印刷後の形状の安定性の観点から、印刷後には本発明組成物の粘度が大きい方が好ましい。この２つの要望を満たすために、本発明組成物のチキソ比は１．５以上とする。チキソ比が１．５未満であると、液だれが発生し、スクリーン印刷特性が不良になるという問題がある。なお、チキソ比は、１．５以上３０以下であることが好ましい。
【００７２】
本発明組成物を硬化させるには、本発明組成物を半導体ウエハなどの被塗布体に塗布した後、例えば、１００〜２００℃の範囲内の温度で１〜３時間程度加熱すればよい。
【００７３】
本発明硬化物は、常温においてＪＩＳ  Ｋ６９１１に規定する試験方法により測定される弾性率が３ＧＰａ以上６ＧＰａ以下である。弾性率が３ＧＰａ未満である場合には、ウエハの弾性率（一般に１９０ＧＰａ程度）との差が極端に大きくなりすぎて、反りが発生したり、ダイシング時にチッピングが発生したりしてシンギュレーション特性が低下してしまう。また、６ＧＰａを超える場合には、ウエハとの密着力が少なくなり、チップ飛びが発生してシンギュレーション特性が低下してしまう。
【００７４】
また、本発明硬化物のガラス転移温度以下の温度における線膨張係数（α１）は、５０ｐｐｍ／℃以下であり、好ましくは４８ｐｐｍ／℃以下である。線膨張係数（α１）が５０ｐｐｍ／℃を超える場合には、ウエハに反りが生じ、ウエハ平坦性が損なわれる原因となるからである。
【００７５】
本発明組成物は、ウエハレベルパッケージ裏面の保護層としての被覆樹脂を形成する目的で好適に用いることができる。本発明組成物は、優れたスクリーン印刷特性を示し、本発明硬化物は、優れたウエハ平坦性（反り防止）とシンギュレーション特性を奏する。
【００７６】
本発明組成物がスクリーン印刷特性に優れている理由は、以下のとおりである。
第１に、本発明組成物は、無機フィラーの配合量を全液状エポキシ樹脂組成物に対して３０重量％以上５０重量％以下と規定し、かつその中に占める球状フィラーの割合を８６重量％以上９８重量％以下に規定していることが挙げられる。つまり、本発明組成物では、無機フィラー全体の配合量を規定するとともに、主にチキソトロピー性付与作用を持つ無機フィラーと、硬化物の線膨張係数（α１）を下げる作用および弾性率を向上させる作用を持つ無機フィラー（球状フィラー）との配合バランスが考慮されている。これにより、本発明組成物のチキソ比は１．５以上になっており、スクリーン印刷に適した良好なチキソトロピー性を有している。このため、スクリーン印刷時の液だれの発生を確実に防止できる。
第２に、本発明組成物に用いられる式（１）のエポキシ樹脂は、分子内にオリゴマー単位のオキシアルキレン基を有する（式（１）中のｍ＋ｎが１〜３）。このため、本発明組成物では、樹脂に適度な伸縮性を与えながら過剰な粘着性を持つことが抑制されている。したがって、本発明組成物は、高せん断力が加えられるスクリーン印刷時に樹脂粘度が高くなりすぎることがなく、印刷時の版離れ性と作業性が良好である。
第３に、本発明組成物は硬化剤を必須成分として含有しないので、保存安定性に優れている。このため、本発明組成物を保存する間に、経時変化による増粘が殆ど進行しない。従って、保存期間中の増粘により、スクリーン印刷時にスクリーンの目詰まりなどの印刷不良が発生したり、作業性や歩留まりが低下したりすることを防止できる。
【００７７】
また、本発明硬化物がウエハ平坦性（反り防止）に優れている理由は以下のとおりである。
第１に、本発明組成物中に含まれる式（１）のエポキシ樹脂は、分子中にオキシアルキレン基を有している結果、本発明硬化物が適度な伸縮性を有することが挙げられる。このため、本発明硬化物を保護層としてウエハとの積層体を形成した場合に、本発明硬化物の伸縮性によりウエハと保護層との境界における応力を緩和することができる。
第２に、本発明組成物中に所定量含まれる球状フィラーの作用により、本発明硬化物の線膨張係数（α１）は５０ｐｐｍ／℃以下であり、十分に小さいことが挙げられる。このため、殆ど伸縮性のないウエハと本発明硬化物との積層体において、温度変化などによる反りを発生させない。
第３に、本発明組成物では、無機フィラーの配合量を３０重量％〜５０重量％としているので、加熱硬化後のレベリング性が良好であることが挙げられる。このため、保護層の表面において、スクリーンのメッシュ痕などの凹凸が発生することを極力防止できる。
以上の理由から、本発明硬化物をウエハレベルパッケージにおける保護層として用いることにより、反りの発生を確実に防止できる。従って、ウエハの大径化への対応も可能であり、例えば３００ｍｍサイズのウエハにおいても保護層として利用できる。
【００７８】
本発明硬化物がシンギュレーション特性に優れている理由は以下のとおりである。
第１に、本発明組成物では、伸縮性を有する分子構造を持つ樹脂として、分子中に数個のオキシアルキレン基（オリゴマー）を有する式（１）の変性ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂を所定量含有していることが挙げられる。このため、本発明硬化物を保護層として用いた際に、ウエハとの間に発生する応力が小さい。従って、保護層はウエハに対して優れた密着性を有し、ダイシングの際およびダイシング後に保護層とウエハ（ウエハ片）との剥離が生じ難い。
第２に、本発明硬化物は球状フィラーを高濃度に含むことにより、常温で３ＧＰａ以上６ＧＰａ以下の弾性率を有していることが挙げられる。つまり、球状フィラーによってエポキシ樹脂の架橋密度の低下を補うことにより、ウエハとの密着性が損なわれない範囲で出来るだけ弾性率を高め、ウエハの弾性率との差が極端に大きくならないようにしている。このため、切断工程でウエハ側から保護層へ向けてダイサーが進行する際に、層境界部分での切削がスムーズに行われ、チッピングを起こし難い。
第３に、本発明組成物では、無機フィラーの配合量が５０重量％以下に抑えられているため、本発明硬化物の表面に凹凸が少なく、面内における保護層の膜厚が均一であることが挙げられる。このため、ダイシングを高精度に行うことが可能であるとともに、ダイシング時にウエハを固定するための固定フィルムと保護層との密着性が高まり、チップ跳びの発生を極力防止できる。
【００７９】
ところで、シンギュレーション特性とウエハ平坦性（反り防止）とがトレード・オフの関係にあることは上述した。しかし、本実施の形態では、本発明組成物において、本発明硬化物に伸縮性を与える作用を持つ式（１）のエポキシ樹脂の配合量と、本発明硬化物の線膨張係数（α１）を下げる作用と弾性率を向上させる作用を併せ持つ球状フィラーを主体とする無機フィラーの配合量を、上記特定の範囲に規定することにより、シンギュレーション特性とウエハ平坦性（反り防止）を同時に具備することが可能になった。
【００８０】
次に、本発明組成物を用いてウエハレベルパッケージの半導体装置を製造する手順について、図１〜図７を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る半導体装置の構成を示す説明図である。図２〜図７は、図１に示した半導体装置を製造するための各工程を示す図面である。図１に示した半導体装置（半導体チップ）は、配線基板等に対して例えばフリップチップ等の方法で実装される電子部品である。
【００８１】
図１に示したように、半導体装置１は、本体３と、この本体３に接続された複数の半田バンプ５と、本体３を補強し、かつ保護する保護層７とを備えている。なお、以下の説明中の「上」または「下」は、図面における上または下を指す。
【００８２】
本体３は、シリコンなどの半導体基板（半導体ウエハ）を細分割した基板片であり、図示は省略するが、この基板片に積層された導体層や封止樹脂層などを有している。前記導体層や封止樹脂層は、基板片の片側（図１における上側）に設けられている。また、本体３は、例えば半導体製造技術によって形成された図示しない所定の素子または回路を含んでいる。これらの素子や回路は前記導体層に接続され、さらにこの導体層には、半田バンプ５が接続されている。
【００８３】
この半田バンプ５は、半導体装置１とこれを実装するための図示しない基板との間を電気的に接続するための突起状電極である。半田バンプ５は、半田、例えば鉛フリー半田によって形成されている。この半田バンプ５は、半導体装置１の表側（図１における上側）であり、図示しない所定の素子または回路が形成された素子形成面９に設けられている。半田バンプ５は、素子形成面９から突出するように配置されている。
保護層７は、本体３の裏面（図１の下側の面）１０に設けられている。保護層７は、式（１）のエポキシ樹脂を含む本発明組成物を硬化させた本発明硬化物によって形成されている。
【００８４】
次に、図２ないし図７を参照して、本実施の形態に係る半導体装置の製造方法について説明する。図２は、本実施の形態に係る半導体装置の製造方法における一工程を示す断面図である。本実施の形態に係る半導体装置の製造方法では、まず、図２に示したように、半導体ウエハＷにおける裏面（図２において上側の面）１０ａにスクリーン印刷により本発明組成物Ｃを塗布する。なお、図２において下側は、半導体ウエハＷの素子形成面９ａである。この素子形成面９ａには、図示しない導体層や封止樹脂層が形成されている。
【００８５】
スクリーン印刷には、微細な網目構造（例えば線径１００μｍ；メッシュ数１００の網目）を有するスクリーン１１を用いる。まず、スクリーン１１を半導体ウエハＷの上方の所定位置にセットする。次に、スクリーン１１上に液状の本発明組成物Ｃを載せ、スキージ１３を図２中矢印で示す方向に移動させる。これにより、液状の本発明組成物Ｃがスクリーン１１の網目構造の微細な開口１１ａを介して半導体ウエハＷの裏面１０ａに塗布され、樹脂被膜１５が形成される。
【００８６】
次に、半導体ウエハＷの裏面１０ａに形成された樹脂被膜１５を加熱処理して硬化させる。つまり、加熱処理によって、樹脂被膜１５を構成する本発明組成物中の式（１）のエポキシ樹脂に架橋反応が生じて、エポキシ樹脂が硬化する。このようにして、図３に示したように、半導体ウエハＷと、本発明硬化物による保護層７ａとを有する積層体１７が形成される。この加熱工程では、樹脂被膜１５を例えば１００〜２００℃の範囲内の温度で、６０〜１８０分間程度の間加熱する。
【００８７】
次に、図４に示したように、半導体ウエハＷの素子形成面９ａに複数の半田バンプ５を形成する。半田バンプ５は、図示しない導体層に接続されるように形成される。本実施の形態に係る半導体装置の製造方法では、半田バンプ５の形成方法は問わず、例えば印刷法、めっき法、ボール搭載法などの方法で形成することができる。
【００８８】
次に、積層体１７を構成する保護層７ａの表面にマーキングを行う（図示省略）。このマーキング工程では、例えばインクマーキング法やレーザーマーキング法により、製造番号、製造日や会社名などの情報を保護層７ａの表面に書き込む。マーキング工程は、後の切断工程（図５参照）でウエハＷから切り出される予定の各半導体装置（半導体チップ）１のそれぞれについて、情報の書き込みが行われる。
【００８９】
次に、切断工程を実施する。切断工程では、まず、図５に示したように、半導体ウエハＷと保護層７ａとを有する積層体１７を、ダイシング用の治具１９に設置する。この治具１９は、支持枠２１と、この支持枠２１により支持された固定用フィルム２３とを有する。積層体１７は、半導体ウエハＷの裏面１０ａの保護層７ａを固定用フィルム２３に接着させて設置させる。そして、ダイサーのブレードＢを用い、半導体ウエハＷの素子形成面９ａから、切り出される予定の各半導体装置の境界線に沿って積層体１７（半導体ウエハＷおよび保護層７ａ）を切断する。これによって、図６に示すように、半導体ウエハＷは、本体３と保護層７を有する個々の半導体装置１（半導体チップ）に分割される。
【００９０】
次に、切断分割された個々の半導体装置１を、図７に示したようにピックアップする（ピックアップ工程）。以上のようにして、ＣＳＰ（チップサイズパッケージ）構造の半導体装置１が製造される。この半導体装置１は、例えばフリップチップなどの手法で、半田バンプ５が形成された素子形成面９がプリント基板に対向するように実装される。
【００９１】
本実施形態に係る半導体装置の製造方法においては、本発明組成物を用いることにより、スクリーン印刷工程（図２）において、良好なスクリーン印刷特性を得ることができる。その理由として、第１に、本発明組成物はチキソ比が１．５以上であり、適度なチキソトロピー性を有するので、液だれが発生しにくいことが挙げられる。第２に、本発明組成物は、式（１）のエポキシ樹脂を含むことにより、高せん断力領域での樹脂粘度が適度であることが挙げられる。これにより、版離れしやすく、ウエハの破損を防止することができる。第３に、本発明組成物は、硬化剤を必須成分として含まないので、保存安定性が高く、保存期間中に粘度増加がほとんど起こらないことが挙げられる。これにより、スクリーン印刷時にスクリーンの目詰まりなどの印刷不良が生じにくく、作業性が良好で、歩留まりの低下も起こりにくい。
【００９２】
また、本実施形態に係る半導体装置の製造方法においては、本発明組成物を用いることにより、エポキシ樹脂を硬化させて保護層７ａを形成した後で半導体ウエハＷの平坦性を確保することができる。その理由として、式（１）の化合物を含む本発明組成物は、分子中にオキシアルキレン基のオリゴマーを含むため、樹脂を硬化させた状態でこのオキシアルキレン基が伸縮性を示し、硬化により発生する応力を緩和するように作用する。したがって、半導体ウエハＷと保護層７ａとの接合面における応力を十分に小さくすることができる。
【００９３】
また、保護層７ａを形成する本発明硬化物は、ガラス転移温度（Ｔｇ）以下の温度における線膨張係数（α１）が５０ｐｐｍ／℃以下と十分に小さい。このため、保護層７ａと、殆ど膨張や縮小しない半導体ウエハＷとの接触面における応力を小さくすることができる。
さらに、本発明組成物では、無機フィラーの配合量を適正範囲内にしたことにより、加熱硬化時のレベリング性が良好であり、スクリーン１１のメッシュ痕などが残らない。
以上のように、本発明組成物を用いて保護層７ａを形成することにより、保護層７ａの表面を平坦化できるとともに、半導体ウエハＷの反りの発生を確実に防止することができる。
【００９４】
さらに、本実施形態に係る半導体装置の製造方法においては、本発明組成物を用いたことにより、切断工程（図５）において、優れたシンギュレーション特性を示す。その理由として、第１に、本実施形態では、上記のように半導体ウエハＷと保護層７ａとの接合面の応力を小さく抑え、密着性を高めることができる点を挙げることができる。したがって、本実施形態に係る半導体装置の製造方法によって得られる細分割後の半導体装置１においても、保護層７と本体３との接合面における応力が小さく、密着性が高い。このため、ダイシング時に保護層７が本体３から剥がれることを防止することができる。
【００９５】
また、本実施形態では、保護層７ａを構成する本発明硬化物の弾性率が３ＧＰａ以上６ＧＰａ以下であり、半導体ウエハＷとの間で弾性率の差が極端に大きくなりすぎないようにしている。切断工程では、半導体ウエハＷの素子形成面９ａ側から保護層７ａへ向けてダイサーのブレードを切り込むため、半導体ウエハＷと保護層７ａとの弾性率の差が大きすぎる場合には、切断部位に欠けや割れ（チッピング）が発生する。しかし、保護層７ａを構成する本発明硬化物の弾性率を３ＧＰａ以上６ＧＰａ以下にすることにより、切断工程（図５）におけるチッピングの発生を確実に防止できる。
【００９６】
また、本実施形態に係る半導体装置の製造方法においては、保護層７ａの膜厚の面内均一性が良好であることから、保護層７ａと固定用フィルム２３との密着性が高く、ダイシング時に、個片化された半導体装置が固定用フィルムから剥がれて跳び上がる現象、いわゆる「チップ跳び」の発生を最小限度に抑えることができる。
以上の理由から、本発明組成物を硬化させて得られる保護層７ａは、切断工程を行う際のシンギュレーション特性に優れている。
【００９７】
次に、実施例および比較例を挙げ、本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例、比較例によって制約されるものではない。
表１および表２に示す組成で、実施例１〜７のエポキシ樹脂組成物（本発明組成物）および比較例１〜４のエポキシ樹脂組成物（比較組成物）を調製した。
【００９８】
表１〜４中の各成分の内容、各物性の内容は以下のとおりである。また、表中の各組成物の配合量は重量部で示している。
・ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂…ＡＥＲ（商品名；旭化成ケミカルズ株式会社製）
・変性ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（１）…アデカレジンＥＰ−４０００ＳＳ（商品名；旭電化工業株式会社製）
・変性ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（２）…アデカレジンＥＰ−４０１０Ｓ（商品名；旭電化工業株式会社製）
・硬化触媒…マイクロカプセル型硬化触媒ノバキュアＨＸ-３７２２（商品名；旭化成工業株式会社製、なお、本硬化触媒中には、ビスフェノール型エポキシ樹脂を約６７重量％含有している。）
・カーボンブラック…ＭＡ-１００（商品名；三菱化学株式会社製）
・シランカップリング剤…Ａ-１８７（商品名；日本ユニカー株式会社製）
・チキソトロピー性付与剤…アエロジルＲＹ２００（商品名；日本アエロジル株式会社製）
・球状シリカ（１）…ＳＯ-Ｃ２（商品名；株式会社アドマテックス製）［平均粒子径（ｅ）；０．８μｍ、最大粒径（ｄ）；５．５μｍ、ｄ／ｅ比；６．９、比表面積（Ｓ）；６．５ｍ２／ｇ］
・球状シリカ（２）…ＦＢ-３ＳＤＸ（商品名；電気化学工業株式会社製）［平均粒子径（ｅ）；３．０μｍ、最大粒径（ｄ）；２２．０μｍ、ｄ／ｅ比；７．３、比表面積（Ｓ）；３．９ｍ２／ｇ］
・球状シリカ（３）…ＦＢ-５ＳＤＸ（商品名；電気化学工業株式会社製）［平均粒子径（ｅ）；４．５μｍ、最大粒径（ｄ）；３１．０μｍ、ｄ／ｅ比；６．８、比表面積（Ｓ）；３．２ｍ２／ｇ］
【００９９】
次に、実施例１〜７および比較例１〜４の各エポキシ樹脂組成物を用い、それぞれ図２から図７に示す手順と同様の手順で半導体装置１を製造した。そして、半導体装置１の製造過程で重要となるスクリーン印刷特性、ウエハ平坦性およびシンギュレーション特性について、以下の方法で評価を行った。
【０１００】
＜評価方法＞
（１）スクリーン印刷試験：
６インチ（１５ｃｍ）径の試験用ウエハを準備し、その裏面を研磨して、厚さ３８１±５μｍに調整した。この試験用ウエハの裏面に、実施例１〜７および比較例１〜４の各エポキシ樹脂組成物を用いてスクリーン印刷を行った。スクリーン印刷は、板厚２００μｍのメタルマスクと、線径１００μｍ、紗厚２００μｍのスクリーンを用いて、コーティング厚（目標値）１５０μｍとなるように行った。このスクリーン印刷の際に、液だれの有無、版離れ性、印刷不良の有無および作業性について評価を行った。
判定は、液だれがないこと、版離れ性が良好であること、印刷不良が無いこと、作業性が良好なこと、のすべての項目を満たすものを良（○）とした。逆に、いずれか１項目でも満たさない場合、つまり、液だれ、版離れ不能、印刷不良、作業性低下のいずれか１つでも発生した場合には不良とした。
【０１０１】
（２）ウエハ平坦性試験：
上記（１）のスクリーン印刷試験によりエポキシ樹脂組成物の塗布が可能であった試験用ウエハを対象とした。１５０μｍの膜厚でエポキシ樹脂組成物が塗布された試験用ウエハを加熱処理し、エポキシ樹脂を硬化させて保護層を形成した後、反りの程度の測定を行った。測定方法の概略を図８に示した。
まず、水平な支持面を有する支持台３０上に、保護層７ａが形成された試験用ウエハＷｔを置いた。次に、図８中に矢印で示すように、試験用ウエハＷｔの縁部を支持台３０に押し付け、試験用ウエハＷｔの反対側の縁部の浮き上り量Ｌが最大になる場所を探した。そして、この浮き上り量の最大値Ｌｍａｘを、その試験用ウエハＷｔの反り量とした。
判定基準として、Ｌｍａｘが３ｍｍ以下であれば良好（○）、Ｌｍａｘが３ｍｍ超である場合を不良（×）とした。
【０１０２】
（３）シンギュレーション特性試験：
上記（１）のスクリーン印刷試験によりエポキシ樹脂組成物の塗布が可能であった試験用ウエハを対象とした。１５０μｍの膜厚でエポキシ樹脂組成物が塗布された試験用ウエハを加熱処理し、エポキシ樹脂を硬化させて保護層を形成した。この試験用ウエハをダイサーを用いてダイシングし、個々の半導体装置（チップ）に個片化した。そして、切り出された各チップについて、保護層の厚み、チッピングの発生の有無、樹脂回りを観察した。また、ダイシング時のチップ跳びの発生の有無についても観察した。そして、保護層の厚みが均一で、チッピングおよびチップ跳びのいずれも発生が認められなかったものを良（○）とし、保護層の厚みが不均一であるか、またはチッピングもしくはチップ跳びのどれかひとつでも発生したものを不良（×）とした。
【０１０３】
以上のスクリーン印刷試験、ウエハ平坦性試験およびシンギュレーション特性試験の結果についても、表１および表２に併記した。また、実施例１〜３、比較例１〜３の組成物の物性値および硬化物の物性値を表３および表４に示した。
【０１０４】
【表１】
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【０１０５】
【表２】
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【０１０６】
【表３】
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【０１０７】
【表４】
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【０１０８】
表１、表２から、本発明実施例１〜７はスクリーン印刷性、ウエハ平坦性、およびシンギュレーション試験の結果のいずれも良好であったのに対し、従来のエポキシ樹脂を用いた比較例１及び３はスクリーン印刷は可能であったものの、硬化後にウエハにそりが発生しシンギュレーション試験に供することができなかった。また、チキソトロピー性付与材としての無機フィラーを含有しない比較例２は、チキソ比が低いためエポキシ樹脂組成物の流れ出しが発生し良好な印刷ができなかった。さらに、球状フィラーの最大粒子径が大きすぎる比較例４は、印刷時にスクリーン目詰まりが発生し、印刷不良となった。
【０１０９】
なお、本発明は上記各実施の形態に限定されず、種々の変更が可能である。例えば、上記実施形態に係る半導体装置の製造方法（図２〜図７参照）では、半導体ウエハＷの裏面１０ａにスクリーン印刷によって樹脂被膜１５を形成し、加熱硬化させて保護層７ａを形成した後で、半導体ウエハＷの素子形成面９ａに半田バンプ５を形成した。しかし、保護層７ａと半田バンプ５の形成順序を逆にしてもよい。
すなわち、まず半導体ウエハＷの素子形成面９ａに半田バンプ５を形成し、その後で、スクリーン印刷により半導体ウエハＷの裏面１０ａに樹脂被膜１５を形成し、これを加熱硬化させて保護層７ａを形成することもできる。
【図面の簡単な説明】
【０１１０】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置の構成を示す説明図である。
【図２】本発明の半導体装置の製造方法におけるスクリーン印刷工程を説明するための説明図である。
【図３】図２に示した工程に続く加熱工程を説明するための説明図である。
【図４】図３に示した工程に続く半田バンプ形成工程を説明するための説明図である。
【図５】図４に示した工程に続く切断工程を説明するための説明図である。
【図６】切断工程を説明するための別の説明図である。
【図７】図６に示した工程に続くピックアップ工程を説明するための説明図である。
【図８】ウエハ平坦性試験における反りの測定方法を説明するための説明図である。
【符号の説明】
【０１１１】
１…半導体装置、３…本体、５…半田バンプ、７，７ａ…保護層、９，９ａ…素子形成面、１０，１０ａ…裏面、１１…スクリーン、１３…スキージ、１５…樹脂被膜、１７…積層体、１９…治具、２１…支持枠、２３…固定用フィルム、３０…支持台、Ｂ…ブレード、Ｃ…本発明組成物、Ｗ…半導体ウエハ、Ｗｔ…試験用ウエハ
【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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