(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）（メタ）アクリレート化合物、光重合開始剤、およびフラックス活性剤を含み、紫外線硬化性および熱硬化性を有する樹脂組成物を、配線部を有する基板上の、バンプを有する半導体チップを実装する箇所の上に塗布する工程、
（Ｂ）バンプを有する半導体チップを、配線部を有する基板上のバンプを有する半導体チップを実装する箇所に位置決めをし、バンプを有する半導体チップを基板の配線部にマウントする工程、
（Ｃ）孔を形成したマスクを用いて、孔の部分の下部の樹脂組成物に紫外線を照射し、紫外線照射により、少なくとも１箇所を除く半導体チップの周辺であり、かつ半導体チップの中心を通るいずれかの軸に対して対称になるように、紫外線硬化性および熱硬化性を有する樹脂組成物を全箇所同時に硬化する工程、
（Ｄ）リフロー処理により、半導体チップのバンプと基板の配線部をはんだ接合する工程、および
（Ｅ）加圧加熱処理により、紫外線硬化性および熱硬化性を有する樹脂組成物の硬化を行う工程、
をこの順に含むことを特徴とする、半導体装置の製造方法。
【請求項２】
（Ｃ）紫外線照射により、半導体チップの中心を通るいずれかの軸に対して、２箇所以上の対称な位置に、全箇所同時に硬化する、請求項１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
（Ａ）工程での紫外線硬化性および熱硬化性を有する樹脂組成物のゲルタイムが、４０分未満である、請求項１または２記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
（Ｄ）工程で、半導体チップのバンプと基板の配線部をはんだ接合する、はんだの溶融温度が、１８０〜２９０℃である、請求項１〜３のいずれか１項記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
（Ｃ）工程の後に、半導体チップの下の紫外線硬化性および熱硬化性を有する樹脂組成物が、紫外線照射により硬化した部分以外は硬化していない、請求項１〜４のいずれか１項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、半導体装置の製造方法、および半導体装置に関し、詳細には、フリップチップボンディングで使用される先供給型プロセスに適した半導体装置の製造方法、およびこの製造方法で製造される半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体装置のさらなる配線等の高密度化、高周波化に対応可能な半導体チップの実装方式として、フリップチップボンディングが利用されている。一般的に、フリップチップボンディングでは、半導体チップと基板の間隙を、アンダーフィルと呼ばれる材料で封止する。
【０００３】
従来、フリップチップボンディングでは、半導体チップと基板をはんだ付け等で接合した後、半導体チップと基板の間隙に、熱硬化性の液状封止樹脂組成物であるアンダーフィル剤を充填して半導体装置を製造する方法が行われていた。近年では、まず、アンダーフィル剤を基板に塗布し、半導体チップを載せた後、アンダーフィル剤の硬化と、半導体チップと基板の接続とを同時に行う先塗布工法が注目されている。先塗布工法では、フリップチップボンダー（ＦＣＢ）を用いた加熱圧着接続、超音波接続等が検討されているが、従来から使用されているリフロー炉による接続への適用も検討されている。
【０００４】
リフロー炉を使用した先塗布工法によるフリップ実装方法は、従来の設備を使用できる、大量生産に向いている等の利点があるが、ハンドリング時の振動やアンダーフィル剤が基板と半導体チップの間に存在することによる摩擦係数等の減少により、所定の位置より動いてしまう位置ずれが発生しやすく、歩留まりが低くなる、という問題がある。
【０００５】
この問題の解決を目的として、熱硬化性および紫外線硬化性の各接着剤を混合した混合硬化性接着剤を回路基板の一面に塗布する工程と、半導体素子をこれのバンプが前記回路基板の基板電極に合致する位置決め状態で前記接着剤を介し前記一面に仮固定する工程と、前記接着剤の周囲に紫外線を照射して前記接着剤のうちの周囲にのみ紫外線硬化部を形成する工程と、前記半導体素子が仮固定された前記回路基板を上下反転させる工程と、前記回路基板の他面に熱硬化性接着剤を塗布する工程と、別の半導体素子をこれのバンプが前記回路基板の基板電極に合致する位置決め状態で前記熱硬化性接着剤を介し前記他面に仮固定する工程と、前記回路基板の両面に仮固定された前記各半導体素子をそれぞれ前記回路基板に押し付ける方向に加圧しながら加熱することにより前記回路基板の両面側の前記接着剤を同時に熱硬化させて、前記各半導体素子の各々のバンプを前記回路基板の対向する前記基板電極に電気的接続状態に圧着する工程とを備えていることを特徴とする半導体装置の製造方法が、報告されている（特許文献１の請求項２）。
【０００６】
しかしながら、上記の半導体装置の製造方法では、リフロー炉中で半導体チップと基板の位置ずれを抑制しつつ電気的接続をさせることができない、という問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−１９７８５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記問題を解決するものである。すなわち、本発明は、リフロー炉を用いた先供給型フリップチップボンディングプロセスでの半導体チップと基板に位置ずれを抑制しつつ電気的接続を形成するための半導体装置の製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、以下の構成を有することによって上記問題を解決した半導体装置の製造方法、および半導体装置に関する。
〔１〕（Ａ）紫外線硬化性および熱硬化性を有する樹脂組成物を、配線部を有する基板上の、バンプを有する半導体チップを実装する箇所の上に塗布する工程、
（Ｂ）バンプを有する半導体チップを、配線部を有する基板上のバンプを有する半導体チップを実装する箇所に位置決めをし、バンプを有する半導体チップを基板の配線部にマウントする工程、
（Ｃ）紫外線照射により、少なくとも１箇所を除く半導体チップの周辺であり、かつ半導体チップの中心を通るいずれかの軸に対して対称になるように、紫外線硬化性および熱硬化性を有する樹脂組成物を硬化する工程、
（Ｄ）リフロー処理により、半導体チップのバンプと基板の配線部をはんだ接合する工程、および
（Ｅ）加圧加熱処理により、紫外線硬化性および熱硬化性を有する樹脂組成物の硬化を行う工程、
をこの順に含むことを特徴とする、半導体装置の製造方法。
〔２〕（Ｃ）紫外線照射により、半導体チップの中心を通るいずれかの軸に対して、対称な位置に、全箇所同時に硬化する、上記〔１〕記載の半導体装置の製造方法。
〔３〕（Ａ）工程での紫外線硬化性および熱硬化性を有する樹脂組成物のゲルタイムが、４０分未満である、上記〔１〕または〔２〕記載の半導体装置の製造方法。
〔４〕（Ａ）工程での紫外線硬化性および熱硬化性を有する樹脂組成物が、（メタ）アクリレート化合物、光重合開始剤、およびフラックス活性剤を含む、上記〔１〕〜〔３〕のいずれか記載の半導体装置の製造方法。
〔５〕（Ｄ）工程で、半導体チップのバンプと基板の配線部をはんだ接合する、はんだの溶融温度が、１８０〜２９０℃である、上記〔１〕〜〔４〕のいずれか記載の半導体装置の製造方法。
〔６〕（Ｃ）工程の後に、半導体チップの下の紫外線硬化性および熱硬化性を有する樹脂組成物が、紫外線照射により硬化した部分以外は硬化していない、上記〔１〕〜〔５〕のいずれか記載の半導体装置の製造方法。
〔７〕上記〔１〕〜〔６〕のいずれか記載の半導体装置の製造方法で製造される、半導体装置。
【発明の効果】
【００１０】
本発明〔１〕によれば、リフロープロセスを用いた先供給型フリップチップボンディングプロセスでの半導体チップと基板との位置ずれを抑制しつつ、はんだ接続を形成し、ボイド発生を抑制する半導体装置の製造方法を提供することができる。
【００１１】
本発明〔７〕によれば、低コストで、高生産性の先供給型フリップチップ実装で製造される半導体装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の半導体装置の製造方法を説明するための概略図の一例である。
【図２】（Ｃ）工程の半導体チップの周辺であり、かつ半導体チップの中心を通るいずれかの軸に対して対称になるように、紫外線硬化性および熱硬化性を有する樹脂組成物を仮固定する箇所を説明するための上面図の一例である。
【図３】（Ｃ）工程の半導体チップの周辺であり、かつ半導体チップの中心を通るいずれかの軸に対して対称になるように、紫外線硬化性および熱硬化性を有する樹脂組成物を仮固定する箇所を説明するための上面図の一例である。
【図４】（Ｃ）工程の半導体チップの周辺であり、かつ半導体チップの中心を通るいずれかの軸に対して対称になるように、紫外線硬化性および熱硬化性を有する樹脂組成物を仮固定する箇所を説明するための上面図の一例である。
【図５】（Ｃ）工程の半導体チップの周辺であり、かつ半導体チップの中心を通るいずれかの軸に対して対称になるように、紫外線硬化性および熱硬化性を有する樹脂組成物を仮固定する箇所を説明するための上面図の一例である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の半導体装置の製造方法は、（Ａ）紫外線硬化性および熱硬化性を有する樹脂組成物を、配線部を有する基板上の、バンプを有する半導体チップを実装する箇所の上に塗布する工程、
（Ｂ）バンプを有する半導体チップを、配線部を有する基板上のバンプを有する半導体チップを実装する箇所に位置決めをし、バンプを有する半導体チップを基板の配線部にマウントする工程、
（Ｃ）紫外線照射により、少なくとも１箇所を除く半導体チップの周辺であり、かつ半導体チップの中心を通るいずれかの軸に対して対称になるように、紫外線硬化性および熱硬化性を有する樹脂組成物を硬化する工程、
（Ｄ）リフロー処理により、半導体チップのバンプと基板の配線部をはんだ接合する工程、および
（Ｅ）加圧加熱処理により、紫外線硬化性および熱硬化性を有する樹脂組成物の硬化を行う工程、
をこの順に含むことを特徴とする。なお、（Ａ）〜（Ｃ）工程は、紫外線硬化性および熱硬化性を有する樹脂組成物の（Ｃ）工程で紫外線照射により硬化した部分以外の硬化を抑制するために、イエロールーム内で作業すると、好ましい。
【００１４】
図１に、本発明の半導体装置の製造方法を説明するための概略図の一例を示す。まず、図１（Ａ）に示すように、（Ａ）工程を行う。すなわち、紫外線硬化性および熱硬化性を有する樹脂組成物（以下、樹脂組成物という）１０を、配線部を有する基板（以下、基板という）２０上の、バンプを有する半導体チップ（以下、半導体チップという）を実装する箇所の上に、ディスペンサー１１で、塗布する。図１（Ａ）では、樹脂組成物１０は、基板２０上に、２本の線で×状に塗布されている。
【００１５】
次に、図１（Ｂ）に示すように、（Ｂ）工程を行う。すなわち、バンプを有する半導体チップ３０（バンプは図示せず）を、配線部を有する基板２０（配線部は図示せず）上の半導体チップ３０を実装する箇所に位置決めをし、半導体チップ３０を基板２０の配線部にマウントする。このとき、図１（Ｂ）に示すように、半導体チップ３０の上から荷重を加えることにより、樹脂組成物１０が半導体チップ３０の周辺を超えて広がる。
【００１６】
次に、図１（Ｃ）に示すように、（Ｃ）工程を行う。図１（Ｃ）では、孔４１を形成したマスク４０を用いて、孔４１の部分の下部の樹脂組成物に紫外線を照射し、少なくとも１箇所を除く半導体チップの周辺であり、かつ半導体チップの中心を通るいずれかの軸に対して対称になるように、紫外線硬化性および熱硬化性を有する樹脂組成物を部分硬化することにより、半導体チップ３０を基板２０に仮固定する。なお、図１（Ｃ）では、孔４１の形状は「○」であるが、紫外線硬化性および熱硬化性を有する樹脂組成物を部分硬化することが可能であれば、「□」等の形状であってもよい。紫外線硬化性および熱硬化性を有する樹脂組成物を部分硬化する方法は、このマスクを使用する方法に限らず、周知の方法を使用することができる。少なくとも１箇所を除く半導体チップの周辺であり、かつ半導体チップの中心を通るいずれかの軸に対して対称になるように、紫外線硬化性および熱硬化性を有する樹脂組成物を部分硬化することは、後述する。
【００１７】
次に、図１（Ｄ）に示すように、（Ｄ）工程を行う。すなわち、リフロー炉５０により、リフロー処理を行い、半導体チップのバンプと基板の配線部をはんだ接合する。
【００１８】
最後に、図１（Ｅ）に示すように、（Ｅ）工程を行う。すなわち、加熱加圧オーブン６０を用い、加圧加熱処理により、紫外線硬化性および熱硬化性を有する樹脂組成物の硬化を行う。このようにして、図１（Ｆ）に示す半導体装置１を製造することができる。
【００１９】
〔（Ａ）工程〕
（Ａ）工程では、紫外線硬化性および熱硬化性を有する樹脂組成物を、配線部を有する基板上の、バンプを有する半導体チップを実装する箇所の上に塗布する。
【００２０】
まず、配線部を有する基板と、バンプを有する半導体チップを準備する。配線部を有する基板と、バンプを有する半導体チップは、フリップチップ構造に対応可能なものであれば、特に限定されない。ここで、バンプには、ピラーと呼ばれるタイプも含む。また、基板の配線部のバンプとの接合部は、パッドと呼ばれる場合がある。また、基板の配線部と、半導体チップのバンプを接合するためのはんだは、基板の配線部もしくは半導体チップのバンプのいずれか、または基板の配線部および半導体チップのバンプの双方に形成される。なお、配線部を有する基板は、紫外線硬化性および熱硬化性を有する樹脂組成物の濡れ性を良くするために、プラズマ処理されていると、好ましい。
【００２１】
紫外線硬化性および熱硬化性を有する樹脂組成物は、（メタ）アクリレート化合物、光重合開始剤、およびフラックス活性剤を含むと、好ましい。また、紫外線硬化性および熱硬化性を有する樹脂組成物は、（メタ）アクリレート化合物、光重合開始剤、およびフラックス活性剤を含む紫外線硬化性樹脂と、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂との組合せも、好ましい。
【００２２】
樹脂組成物に含まれる（メタ）アクリレート化合物は、樹脂組成物に、硬化性、耐熱性、接着性を付与し、硬化後の樹脂組成物に、耐久性を付与する。この（メタ）アクリレートとしては、エポキシアクリレート、エポキシメタクリレート、ウレタンアクリレート、ウレタンメタクリレート、ポリエステルアクリレート、ポリエステルメタクリレート、ＥＯ変性ビスフェノールＡジメタクリレート、ＥＯ変性ビスフェノールＡジメタクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジメタクリレート、エチレングリコールジアクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレート等が、挙げられ、ＥＯ変性ビスフェノールＡジメタクリレートが、好ましい。ここで、ＥＯ変性とは、エチレンオキシドユニット（−ＣＨ２−ＣＨ２−Ｏ−）のブロック構造を有することをいう。（メタ）アクリレートの市販品としては、新中村工業製エトキシ化ビスフェノールＡジメタクリレート（品名：ＮＫエステル  ＢＰＥ５００）等が、挙げられる。（メタ）アクリレート化合物は、単独でも２種以上を併用してもよい。
【００２３】
樹脂組成物に含まれる光重合開始剤は、（メタ）アクリレート化合物の光硬化能および／または熱硬化能を有するものであればよい。ここで、光重合開始剤は、単独でも２種以上を併用してもよいが、単独である場合には、光硬化能および熱硬化能を有する必要があり、２種以上を併用する場合には、二種以上を合わせて光硬化能および熱硬化能を有する必要がある。光重合開始剤の市販品としては、ＢＡＳＦ製２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキサイド（品名：ＩＲＵＧＡＣＵＲＥ  ＴＰＯ）、ビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）−フェニルフォスフィンオキサイド、ベンジルジメチルケタール、α―ヒドロキシアルキルフェノン、１，２−オクタンジオン，１−［４−（フェニルチオ）−，２−（Ｏ−ベンゾイルオキシム）］、エタノン，１−［９−エチル−６−（２−メチルベンゾイル）−９Ｈ−カルバゾール−３−イル］−，１−（Ｏ−アセチルオキシム）等が、挙げられる。
【００２４】
樹脂組成物に含まれるフラックス活性剤は、半導体チップのバンプと基板の配線部とを接合するとき、配線部とはんだ表面の酸化膜を除去し、はんだ接続状態を強固にする。フラックス活性剤の市販品としては、和光純薬工業製８−ヒドロキシキノリン（品名：８キノリノール）等が、挙げられる。
【００２５】
（メタ）アクリレート化合物は、紫外線（ＵＶ）硬化性の観点から、樹脂組成物：１００質量部に対して、１０〜９６質量部であると好ましい。
【００２６】
光重合開始剤は、ＵＶ硬化性の観点から、紫外線硬化性樹脂である（メタ）アクリレート化合物：１００質量部に対して、０．１〜１０質量部であると好ましい。
【００２７】
フラックス活性剤は、接続性の観点から、樹脂組成物：１００質量部に対して、０．１〜１０質量部であると好ましい。
【００２８】
樹脂組成物には、本発明の目的を損なわない範囲で、更に必要に応じ、フィラー、シランカップリング剤等のカップリング剤（市販品の例としては、信越シリコーン製シランカップリング剤（品名：ＫＢＭ４０３）、ベンゾキノン等の重合禁止剤、配線やバンプのマイグレーション防止のためのイオントラップ剤、消泡剤、酸化防止剤、レベリング剤、揺変剤、応力緩和剤、その他の添加剤等を配合することができる。なお、フリップチップ実装時のボイド抑制の観点から、有機溶媒、特に低沸点の有機溶媒は含有させないことが好ましい。
【００２９】
樹脂組成物は、例えば、（メタ）アクリレート化合物、光重合開始剤、フラックス活性剤、およびその他の添加剤等を同時にまたは別々に、必要により加熱処理を加えながら、撹拌、溶融、混合、分散させることにより得ることができる。これらの混合、撹拌、分散等の装置としては、特に限定されるものではないが、撹拌、加熱装置を備えたライカイ機、３本ロールミル、ボールミル、プラネタリーミキサー、ビーズミル等を使用することができる。また、これら装置を適宜組み合わせて使用してもよい。
【００３０】
樹脂組成物の粘度は、塗布性の観点から、０．５〜２００Ｐａ・ｓであると好ましい。
【００３１】
樹脂組成物を、配線部を有する基板上の、バンプを有する半導体チップを実装する箇所の上に塗布する方法は、特に限定されないが、ディスペンス、スクリーン印刷等が挙げられる。
【００３２】
〔（Ｂ）工程〕
（Ｂ）工程では、半導体チップのバンプを、基板の配線に位置決めをしながら、半導体チップのバンプを基板の配線部にマウントする。この（Ｂ）工程のマウント方法は、特に限定されないが、フリップチップボンダー、チップマウンターの使用等が、挙げられる。
【００３３】
〔（Ｃ）工程〕
（Ｃ）工程では、紫外線照射により、少なくとも１箇所を除く半導体チップの周辺であり、かつ半導体チップの中心を通るいずれかの軸に対して対称になるように、紫外線硬化性および熱硬化性を有する樹脂組成物を硬化させ、半導体チップを仮固定する。このとき、紫外線硬化性および熱硬化性を有する樹脂組成物を、半導体チップと接する箇所を含んで硬化させる。この仮固定により、（Ｅ）工程での樹脂組成物の硬化時に、樹脂組成物の硬化収縮に伴う応力が半導体チップに不均一に加わり、半導体チップの位置ずれが発生することを抑制できる。加えて、半導体チップの周辺の少なくとも１箇所を除いて仮固定することにより、（Ｅ）工程での樹脂組成物の硬化の初期に発生する気泡を、樹脂組成物から排除でき、ボイドの発生を抑制することが可能になる。ここで、チップの周辺とは、チップの外辺より１ｍｍ以内の箇所をいう。対称とは、０．５ｍｍ以内のずれ精度であることをいう。また、（Ｃ）工程では、紫外線照射により、少なくとも１箇所を除く半導体チップの周辺であり、かつ半導体チップの中心を通るいずれかの軸に対して対称になるように、紫外線硬化性および熱硬化性を有する樹脂組成物を、同時に硬化させることにより仮固定すると、樹脂組成物の硬化収縮に伴い発生する応力の均一性の観点から、好ましい。
【００３４】
この（Ｃ）工程では、少なくとも１箇所を除く半導体チップの周辺であり、かつ半導体チップの中心を通り、半導体チップの外辺と平行な軸に対して対称であると好ましく、仮硬化時に発生する樹脂組成物の応力を低減させる観点から、少なくとも１箇所を除く半導体チップの周辺であり、かつ半導体チップの中心を通り、半導体チップの外辺と平行な軸に対して対称である半導体チップの角部であると、より好ましい。なお、この少なくとも１箇所を除く半導体チップの周辺であり、かつ半導体チップの中心を通り、半導体チップの外辺と平行な軸に対して対称である箇所が半導体チップの角部である場合には、チップの中心に対して対称な位置になり、その点の数は、偶数になる。また、半導体チップの中心を通るいずれかの軸に対して、２箇所以上の対称な位置に、全箇所同時に仮固定すると、樹脂組成物の硬化収縮に伴い発生する応力の均一性の観点から、好ましい。
【００３５】
図２に、（Ｃ）工程の半導体チップの周辺であり、かつ半導体チップの中心を通るいずれかの軸に対して対称になるように、紫外線硬化性および熱硬化性を有する樹脂組成物を仮固定する箇所を説明するための上面図の一例を示す。
【００３６】
図２（Ａ）は、仮固定する箇所を線状で形成する場合の例である。図２（Ａ）の場合には、半導体チップ１２０の周辺の少なくとも１箇所の未硬化の樹脂組成物１６０を除き、かつ半導体チップ１２０の中心１４０を通る軸１５０（破線）に対して対称になるように、紫外線を照射し、樹脂組成物１１０を仮固定部の硬化した樹脂組成物１３０にする、（Ｃ）工程を行う。図２（Ａ）は、半導体チップ１２０の周辺と、樹脂組成物１１０の仮固定部の硬化した樹脂組成物１３０とが、接しており、未硬化の樹脂組成物１６０が１箇所である場合の例である。一方、図２（Ｂ）は、未硬化の樹脂組成物１６１が２箇所である例であること以外は、図２（Ａ）の場合と同様である。なお、図２（Ｂ）では、未硬化の樹脂組成物１６１の箇所は、半導体チップ１２１の中心１４１を通る横方向の軸１５１に加えて、半導体チップ１２１の中心１４１を通る縦方向の軸１５１に対しても対称である。
【００３７】
図３（Ａ）は、仮固定する箇所を３辺の線で形成する場合の例である。図３（Ａ）の場合には、半導体チップ２２０の周辺の１辺である少なくとも１箇所の未硬化の樹脂組成物２６０を除き、かつ半導体チップ２２０の中心２４０を通る軸２５０（破線）に対して対称になるように、紫外線を照射し、樹脂組成物２１０を仮固定部の硬化した樹脂組成物２３０にする、（Ｃ）工程を行う。図３（Ａ）でも、半導体チップ２２０の周辺と、樹脂組成物２１０の仮固定部の硬化した樹脂組成物２３０とが、接している。図３（Ｂ）は、仮固定する箇所を２辺の線で形成する場合の例であること以外は、図３（Ａ）の場合と同様である。なお、図３（Ｂ）では、未硬化の樹脂組成物２６１の箇所は、半導体チップ２２１の中心２４１を通る横方向の軸２５１に加えて、半導体チップ２２１の中心２４１を通る縦方向の軸２５１に対しても対称である。
【００３８】
図４は、仮固定する箇所を、４個の角部で形成する場合の例である。図４の場合には、半導体チップ３２０の周辺の少なくとも１箇所３６０を除き、かつ半導体チップ３２０の中心３４０を通る軸３５０（破線）に対して対称になるように、紫外線を照射し、樹脂組成物３１０を仮固定部の硬化した樹脂組成物３３０にする、（Ｃ）工程を行う。なお、図４では、半導体チップ３２０の中心３４０を通る軸３５０（破線）を、４本示しており、仮固定部の硬化した樹脂組成物３３０は、半導体チップ３２０の中心３４０を通るいずれの軸３５０（破線）に対しても対称になる。また、仮固定部の硬化した樹脂組成物３３０は、四辺形（図４では、正方形）の半導体チップ３２０の中心３４０と、半導体チップ３２０の４隅を通る軸に対して、対称であり、かつ軸上にある。図４でも、半導体チップ３２０の周辺と、樹脂組成物３１０の仮固定部の硬化した樹脂組成物３３０とが、接している。図４のような場合には、仮固定部の長さ（４箇所の合計）は、チップ周辺の長さ合計１００に対して、５〜８５であると好ましい。
【００３９】
図５は、仮固定する箇所を、２個の角部で形成する場合の例である。図５の場合には、半導体チップ４２０の周辺の少なくとも１箇所４６０を除き、かつ半導体チップ４２０の中心４４０を通る軸４５０（破線）に対して対称になるように、紫外線を照射し、樹脂組成物４１０を仮固定部の硬化した樹脂組成物４３０にする、（Ｃ）工程を行う。なお、図５では、半導体チップ４２０の中心４４０を通る軸４５０（破線）を、２本示しており、仮固定部の硬化した樹脂組成物４３０は、半導体チップ４２０の中心４４０を通るいずれの軸４５０（破線）に対しても対称になる。また、仮固定部の硬化した樹脂組成物４３０は、半導体チップ４２０の中心４４０と、四辺形（図５では、正方形）の半導体チップ４２０の対角の２隅（右上と左下）を通る軸の軸上である。図５でも、半導体チップ４２０の周辺と、樹脂組成物４１０の仮固定部の硬化した樹脂組成物４３０とが、接している。図５のような場合には、仮固定部の長さ（２箇所の合計）は、チップ周辺の長さ合計１００に対して、３〜５０であると好ましい。
【００４０】
（Ｃ）工程の後では、樹脂組成物が、紫外線照射により硬化した部分である仮固定部以外は硬化していないと、本発明の効果を発揮する観点から、好ましい。ここで、仮固定部とは、仮固定のために紫外線を照射した箇所の周辺０．５ｍｍ以内を含む。
【００４１】
〔（Ｄ）工程〕
（Ｄ）工程では、リフロー処理により、半導体チップのバンプと基板の配線部をはんだ接合する。この（Ｄ）工程のリフロー方法は、特に限定されないが、通常、リフロー炉が使用される。このはんだ接合温度は、１８０〜２９０℃であると、鉛フリーはんだの特性の観点から、好ましい。
【００４２】
樹脂組成物は、はんだ溶融温度でのゲルタイムが２分より長いと、（Ｄ）工程でのはんだ接合性の観点から、好ましい。また、リフロー後の樹脂組成物の最低粘度は、１０℃／分で昇温したときに、１５Ｐａ・ｓ未満であると、（Ｄ）工程でのはんだ接合性の観点から、好ましい。
【００４３】
〔（Ｅ）工程〕
（Ｅ）工程では、樹脂組成物中のボイド抑制の観点から、加圧加熱処理により、紫外線硬化性および熱硬化性を有する樹脂組成物の硬化を行う。前の（Ｄ）工程でも樹脂組成物の硬化が始まるが、硬化が十分ではないので、（Ｅ）工程を行う。この（Ｅ）工程の加圧加熱処理方法は、特に限定されないが、加熱加圧オーブンの使用等が、挙げられる。
【００４４】
樹脂組成物は、本硬化温度でのゲルタイムが４０分未満であると、生産性の観点から、好ましい。ここで、ゲルタイムは、所定温度に熱した熱板上に、樹脂組成物フ：５±１ｍｇを供給し、攪拌棒によって円を描くようにして攪拌し、供給から、攪拌しながら攪拌棒を持ち上げて引き離した場合に糸引きが５ｍｍ以下となるまでの時間を測定する。
【００４５】
本発明の半導体装置は、上述の半導体装置の製造方法で製造される。本発明に係る請求項は、いわゆるプロダクト・バイ・プロセス  クレームになるが、本発明の製造方法によらなければ、紫外線硬化性および熱硬化性を有する樹脂組成物の硬化による応力が均一であることにより、半導体チップの位置ずれが抑制された半導体装置を定義することは困難であり、他の方法で製造された半導体装置と区別することは、実際的ではない。
【実施例】
【００４６】
本発明について、実施例により説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、以下の実施例において、部、％はことわりのない限り、質量部、質量％を示す。
【００４７】
樹脂組成物に含まれる（メタ）アクリレート化合物としては、新中村工業製エトキシ化ビスフェノールＡジメタクリレート（品名：ＮＫエステル  ＢＰＥ５００）：１０質量部を、
光重合開始剤としては、ＢＡＳＦ製２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキサイド（品名：ＩＲＵＧＡＣＵＲＥ  ＴＰＯ）：０．３質量部、ＡＬＢＥＭＡＲＬＥ製ジエチルトルエンジアミン（ＤＥＴＤＡ、品名：エタキュア１００）：０．１質量部を、
フラックス活性剤としては、和光純薬工業製８−ヒドロキシキノリン（品名：８キノリノール）：０．１質量部を、
使用した。
【００４８】
〔実施例１〜７、比較例１〜３〕
まず、光重合開始剤を、（メタ）アクリレート化合物にあらかじめ加熱溶解した後、残りの全ての原料を配合し、ハイブリッドミキサーを用いて混合し、樹脂組成物を調整した。
【００４９】
〔（Ａ）工程〕
基板として、Ｓｉ基板と、半導体チップとして、７．３ｍｍ角のＳｉＮ膜付きＳｉチップを準備した。はんだは、組成が９７．５Ｓｎ・２．５Ａｇ（質量比）で、半導体チップの銅ピラー上に、１５μｍの厚さで形成した。基板に、５００Ｗで２０秒間のプラズマ処理を行った。次に、基板に、東レエンジニアリング株式会社製ディスペンサー（型番：ＦＣ３０００Ｓ、ニードル：２８Ｇ）を用い、常温で、基板の中心を通るように、２本の線で×状（図１の（Ａ）を参照）に３〜３．５ｍｇの樹脂組成物を塗布した。
【００５０】
〔（Ｂ）工程〕
基板と半導体チップとを位置合わせして、東レエンジニアリング株式会社製フリップチップボンダー（型番：ＦＣ３０００Ｓ）を用い、荷重：１００Ｎ、ステージ温度：７０℃、加圧時間：４秒、ツール温度：３０℃、ツール上昇速度：０．１ｍｍ／秒で、マウントを行った。
【００５１】
〔（Ｃ）工程〕
図１（Ｃ）に示すように、４箇所のφ３．５ｍｍの孔（全ての孔の中心が、半導体チップの中心から５．２ｍｍの距離）が形成されたポリイミド製マスクを用い、オムロン株式会社製ＵＶ−ＬＥＤ装置（型番：ＺＵＶ−Ｃ３０Ｈ）を用い、照射量３０００ｍＪ／ｃｍ２、波長：３６５ｎｍで、樹脂組成物の仮固定を行った。なお、比較例２では、紫外線照射時にマスクを使用しなかった。比較例３では、１個の孔だけから紫外線を照射するために、マスクの３個の孔を塞ぎながら、時計回りの順に、紫外線を４回照射した。
【００５２】
〔（Ｄ）工程〕
株式会社弘輝製リフロー装置（型番：ＭＳＡＲＮ−１５０）を用い、大気中で、２３０℃まで２７０秒で昇温し、２３０℃で３０秒間保持し、リフロー処理を行い、はんだ接合を行った。
【００５３】
〔（Ｅ）工程〕
ＡＰＴ社製、加熱加圧オーブン（型番：ＶＦＳ−６０Ａ）を用い、大気中で、１６５℃まで３０分で昇温し、１６５℃で５時間保持、圧力は、７ｋｇｆ／ｃｍ２で、加圧加熱処理を行い、樹脂組成物の硬化を行い、半導体装置を作製した。
【００５４】
〔評価〕
《樹脂組成物のリフロー後最低粘度の評価》
ステンレス板上へ、調整した樹脂組成物：約３ｇを塗布し、それを上述のリフロー装置中へ、通過させた。リフロー条件は、上述の実施例の（Ｄ）工程と同じ条件を用いた。通過させた組成物を、レオメータへセットし、１０℃／分で室温より２００℃まで昇温させ、粘度を測定し、一番低い粘度を、リフロー後最低粘度とした。表１に、リフロー後最低粘度の評価結果を示す。
【００５５】
《樹脂組成物のゲルタイムの評価》
ゲルタイムは、１６５℃または２２０℃に熱した熱板上に、樹脂組成物：５±１ｍｇを供給し、攪拌棒によって円を描くようにして攪拌し、供給から、攪拌しながら攪拌棒を持ち上げて引き離した場合に、糸引きが５ｍｍ以下となるまでの時間を測定した。表１に、ゲルタイムの評価結果を示す。
【００５６】
《位置ずれの評価》
ＤＡＧＥ製Ｘ線検査装置（型番：ＸＤ７６００ＮＴ）を用い、作製した半導体装置の半導体チップの銅ピラーと、基板のパッドとの位置ずれを観察した。位置ずれがない場合を「○」、位置ずれがある場合を「×」とした。
【００５７】
《接続性の評価》
作製した半導体装置の銅ピラーとパッドの接合部の断面を、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用い、倍率：５００倍で観察した。接合されている場合を「○」、未接合がある場合を「×」とした。
【００５８】
《ボイドの評価》
作製した半導体装置を、超音波顕微鏡を用い、反射法を用いて２００μｍピッチで観察した。ボイドがない場合を「○」、ボイドがある場合を「×」とした。
【００５９】
《硬化時間の評価》
接続性の評価時に、樹脂組成物に液状部分の有無を観察した。液状部分がない場合を「○」、液状部分がある場合を「×」とした。
【００６０】
【表１】
0006713603.tif 000002
【００６１】
表１からわかるように、実施例１〜７の全てで、位置ずれ、接続性、ボイド、硬化時間の試験結果が良好であった。なお、全ての実施例で、本硬化温度でのゲルタイムは４０分未満であった。これに対して、（Ｃ）工程を行わなかった比較例１は、半導体チップの位置ずれが生じ、銅ピラーとパッドの未接合部があった。半導体チップの周囲全ての仮固定を行った比較例２は、半導体チップの位置ずれが生じ、ボイドが存在した。（Ｃ）工程で、４箇所の仮固定を同時に行わなかった（半導体チップの中心を通るいずれかの軸に対して対称にならない樹脂組成物の仮固定を行った）比較例３は、半導体チップの位置ずれが生じ、銅ピラーとパッドの未接合部があった。
【００６２】
本発明の半導体装置の製造方法は、先供給型フリップチップボンディングプロセスでの半導体チップと基板に位置ずれを抑制することができ、非常に有用である。
【符号の説明】
【００６３】
１            半導体装置
１０      紫外線硬化性および熱硬化性を有する樹脂組成物
１１      ディスペンサー
２０  基板
３０      半導体チップ
４０      ＵＶマスク
４１      孔
５０      リフロー炉
６０      加熱加圧オーブン
１００、１０１、２００、２０１、３００、４００    基板
１１０、１１１、２１０、２１１、３１０、４１０    基板上に塗布された樹脂組成物
１２０、１２１、２２０、２２１、３２０、４２０    半導体チップ
１３０、１３１、２３０、２３１、３３０、４３０    仮固定部の硬化した樹脂組成物
１４０、１４１、２４０、２４１、３４０、４４０    半導体チップの中心
１５０、１５１、２５０、２５１、３５０、４５０    半導体チップの中心を通る軸
１６０、１６１、２６０、２６１、３６０、４６０    半導体チップの周辺の少なくとも１箇所の未硬化の樹脂組成物
【図１】
0006713603.tif 000003
【図２】
0006713603.tif 000004
【図３】
0006713603.tif 000005
【図４】
0006713603.tif 000006
【図５】
0006713603.tif 000007