(57)【要約】      （修正有）【課題】センターパッド素子の上に第２、第３の半導体素子をボイドやワイヤー変形を起こさずに積層するものであり、半導体素子を複数個収容した半導体装置を提供する。【解決手段】半導体素子１を固定する際に予め半導体素子裏面に供給されている半導体素子固定用接着剤２であって、接着剤を付与された半導体素子が被着物に接する際にその周辺部の厚みより中央部の厚みが１５％以上厚くなっていることを特徴とする半導体素子固定用接着剤であり、半導体素子が被着物に接する際の温度の接着剤の溶融粘度が５０Ｐａ・ｓ以下であり、接着剤が、室温では固体であり、加熱されることにより溶融しその表面張力により半導体素子中央部分の接着剤厚みが周辺部厚みよりも厚くなるものであることが好ましい。【選択図】図１
2005116566.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体素子を固定する際に予め半導体素子裏面に供給されている半導体素子固定用接着剤であって、接着剤を付与された半導体素子が被着物に接する際にその厚みが半導体素子端部から５００μｍの幅の厚みの平均値（以後周辺部の厚みと呼称）より中央部５００μｍ四方の部位の平均厚み（以後中央部厚みと呼称）が１５％以上厚くなっていることを特徴とする半導体素子固定用接着剤。
【請求項２】
半導体素子が被着物に接する際の温度の溶融粘度が５０Ｐａ・ｓ以下である請求項１記載の半導体素子固定用接着剤。
【請求項３】
接着剤が、室温では固体であり、加熱されることにより溶融しその表面張力により半導体素子中央部分の接着剤厚みが周辺部厚みよりも厚くなるものである請求項１又は２記載の半導体素子固定用接着剤。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載された半導体固定用接着剤を半導体素子裏面に、スクリーン印刷又はステンシル印刷の方法で半導体素子中央部の接着剤厚みが周辺部分の厚みよりも厚くなるように配置することを特徴とする半導体素子への接着剤の供給方法。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれかに記載された半導体素子固定用接着剤と請求項４記載の半導体素子への接着材の供給方法を用いて製造されたことを特徴とする半導体装置。
【請求項６】
請求項１〜３のいずれかに記載された半導体素子固定用接着剤と請求項４記載の半導体素子への接着材の供給方法を用いて製造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、複数の半導体素子をひとつのパッケージに搭載した半導体装置に関するものであり、特に、小型・軽量化及び高機能・大容量化を目的とする半導体素子の３次元積層技術に係わるものである。
【背景技術】
【０００２】
近年の電子機器の高機能化並びに軽薄短小化の要求に伴い、電子部品の高密度集積化、さらには高密度実装化が進んできている。これらの電子機器に使用される半導体パッケージは、小型化かつ多ピン化してきており、従来のように金属製リードフレームに半導体素子を一つずつ搭載し、金線により電気的接続をとる方法では十分なリード間隔を確保できずに半導体素子の小型化を阻害していた。
【０００３】
従来のようなリードフレームを使用した形態のパッケージでは、小型化に限界がきているため、最近では回路基板上にチップを実装したものとして、ＢＧＡ（Ｂａｌｌ  Ｇｒｉｄ  Ａｒｒａｙ）や、ＣＳＰ（Ｃｈｉｐ  Ｓｃａｌｅ  Ｐａｃｋａｇｅ）と言った、エリア実装型の新しいパッケージ方式が提案されている。これらの半導体パッケージにおいて、半導体素子の電極と従来型半導体パッケージのリードフレームの機能を有する、半導体パッケージ用基板と呼ばれる、プラスチックやセラミックス等各種材料を使って構成される、サブストレートの端子との電気的接続方法として、ワイヤーボンディング方式やＴＡＢ（Ｔａｐｅ  Ａｕｔｏｍａｔｅｄ  Ｂｏｎｄｉｎｇ）方式、さらにはＦＣ（Ｆｒｉｐ  Ｃｈｉｐ）方式などが知られているが、最近では、半導体パッケージの小型化に有利なＦＣ接続方式を用いた、ＢＧＡやＣＳＰの構造が盛んに提案されている。
【０００４】
更に実装密度を向上させるために、一つの半導体パッケージの内部に複数個の半導体素子を積み重ねて収納することにより、実装密度を向上させる手法が提案されている。（例えば、特許文献１参照）しかしながら、これらの用途に用いられる半導体素子固定用接着剤は、その被着面がリードフレームと異なり平坦でないため接着剤内部若しくは被着物との界面にボイドが残留しやすいと言う問題を抱えていた。
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−７０２３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、従来のこのような問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、平坦でない被着面に半導体素子を接着剤を用いて固定する際のボイドの残留を低減させることが可能な半導体素子の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
発明者らは種々検討の結果、半導体素子の裏面にあらかじめ接着剤が供給されており、該半導体素子をマウントする際に半導体素子中央部の接着剤が半導体素子周辺の接着剤厚みより厚くなっており且つ該接着剤としてマウント時の温度で流動可能な粘度である接着剤を選択することによりボイド残留のない半導体素子の製造が可能となることを見出したものである。
【０００８】
即ち本発明は、
［１］  半導体素子を固定する際に予め半導体素子裏面に供給されている半導体素子固定用接着剤であって、接着剤を付与された半導体素子が被着物に接する際にその厚みが半導体素子端部から５００μｍの幅の厚みの平均値（以後周辺部の厚みと呼称）より中央部５００μｍ四方の部位の平均厚み（以後中央部厚みと呼称）が１５％以上厚くなっていることを特徴とする半導体素子固定用接着剤、
［２］  半導体素子が被着物に接する際の温度の溶融粘度が５０Ｐａ・ｓ以下である［１］項記載の半導体素子固定用接着剤、
［３］  接着剤が、室温では固体であり、加熱されることにより溶融しその表面張力により半導体素子中央部分の接着剤厚みが周辺部厚みよりも厚くなるものである［１］又は［２］項記載の半導体素子固定用接着剤、
［４］  ［１］〜［３］項のいずれかに記載された半導体固定用接着剤を半導体素子裏面に、スクリーン印刷又はステンシル印刷の方法で半導体素子中央部の接着剤厚みが周辺部分の厚みよりも厚くなるように配置することを特徴とする半導体素子への接着剤の供給方法、
［５］  ［１］〜［３］項のいずれかに記載された半導体素子固定用接着剤と［４］項記載の半導体素子への接着材の供給方法を用いて製造されたことを特徴とする半導体装置、
［６］  ［１］〜［３］項のいずれかに記載された半導体素子固定用接着剤と［４］項記載の半導体素子への接着材の供給方法を用いて製造することを特徴とする半導体装置の製造方法
である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、半導体素子裏面に接着剤を付与し、半導体素子を加熱し接着剤層が溶融し接着剤層の中央部分が周辺部分よりも厚くした状態で積層することで、平坦でない被着面にボイド残留なく半導体素子を固定することを可能にするものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明は、まず半導体素子の裏に接着剤を配置するが供給の方法としては、ウェハーの状態でスピンコート、印刷、ドライフィルム化してのラミネーションの方法を取ることが出来る。  このようにして得られた接着剤つき半導体ウェハーはダイシングマシンにより個片化され、ダイボンディングに供せられる。
【００１１】
ダイボンディングの工程においては、半導体素子裏面に供給された接着剤が被着面中央から周辺部に向かって濡れていくようにするため、半導体素子に供給された接着剤が半導体素子周辺部より中央部の方が厚くなった状態であることが必要である。このためには加熱により溶融する接着剤を選択し、ダイシングフィルムからピックアップし位置合わせする間に半導体素子をピックアップツール側から加熱することによりこの形状を実現する。具体的にはボンディング温度での接着剤の溶融粘度が５０Ｐａ・ｓ以下であることが必要であり、好ましくは３Ｐａ・ｓから０．１Ｐａ・ｓであることが望ましい。上限値以上では樹脂の流動が十分でなくボイドの残留を抑制することが出来ないため好ましくない。
【００１２】
また、供給する接着剤量によってはピックアップツールからの加熱だけでは周辺部と中央部の厚みの差が十分に得られない場合があるが、この場合は半導体素子の接着剤供給面中央部に追加の接着剤をスクリーン印刷若しくはステンシル印刷で供給することが好ましい。
この結果得られる、ダイボンディング時の接着剤の厚みは中央部が周辺部より１５％以上厚くなっている必要があり、好ましくは１８％以上３０％未満であることが望ましい。
下限値未満では、被着面の平坦度によっては、被着面端部に接着剤が先に接触し、ボイドの抜けを阻害してしまう。
【００１３】
上記の発明を用いて、半導体素子をマウントすれば被着面の凹凸に関係なくボイドなく半導体素子を固定することが出来る。
【実施例】
【００１４】
以下に、本発明の実施形態の一例を詳細に説明する。なお、本発明は、これにより限定されるものではない。
【００１５】
まず、厚さ２００μｍの半導体ウェハー機能面裏面全面にステンシル印刷により、液状接着剤（住友ベークライト製  ＣＲＰ−Ｘ４２９１）を配置した。この後、１２３℃で１時間乾燥することにより、接着剤をＢステージ化させた。この際の接着剤厚みは中央部周辺部に差がなく、１４７μｍであった。
【００１６】
次に、接着剤面にロールラミネーターによりダイシングフィルム（リンテック■製  Ｄ
−５１０Ｔ）を貼り付けた。
【００１７】
この後、ダイシングマシンにより半導体素子を個片化することにより、裏面に接着剤が供給された積層素子を得た。
【００１８】
次に入出力端子が半導体素子中心線上に配置され、積層素子と同サイズのセンターパッド素子を有機サブストレート上にダイアタッチペーストを用いて搭載し、半導体素子と有機サブストレートを、金線により接続した。  この際の最高ワイヤー高さは１３８μｍであった。
【００１９】
次に積層素子を１５０℃に加熱しながら荷重０．００５Ｎで、センターパッド素子上に積層した。この際の接着剤の溶融粘度は０．３６Ｐａ・ｓであり、接着剤の周辺部の厚みは１３２．９μｍ中央部の厚みは１５７．３μｍであった。このようにして得られたセンターパッド素子上に積層素子が積層された構造物はＸ線観察により金線同士の接触がないことが確認された。また、断面を削りだして確認することにより積層素子、センターパッド素子のどちらにも接触していないことが確認された。加えて、素子端部からの樹脂染み出しも少なく、積層素子表面への回り込み及びワイヤーボンディングパッドの汚染も確認されなかった。
【００２０】
このようにして得られた構造物は、積層素子が金線により有機サブストレートと電気的に接続され、封止樹脂（住友ベークライト製ＥＭＥ−Ｇ７７０）によって封止された。  このようにして得られた半導体装置は、半導体としての動作確認を行ない、半導体素子としての動作に何の問題のないことが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
本発明は、表面が平坦でない被着面に半導体素子を搭載する際に接着剤中のボイドを抑制することが出来る半導体装置の製造方法であり、特に被着面としてバンプ若しくはワイヤーが存在半導体素子上に更に半導体素子を積層して搭載する場合に半導体装置に好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の固定用接着剤付半導体素子の断面図。
【図２】本発明の固定用接着剤付半導体素子の接着剤溶融時の断面図。
【図３】本発明の半導体装置の断面図。
【符号の説明】
【００２３】
１    第１の半導体素子
２    半導体素子固定用接着剤
３    第２の半導体素子
４    金線
５    半導体素子固定用接着剤
６    封止樹脂
７    有機サブストレート
【図１】
2005116566.tif 000003
【図２】
2005116566.tif 000004
【図３】
2005116566.tif 000005