[发明专利]粘接剂组合物、半导体装置的制造方法以及半导体装置

说明书

本申请是申请日为2011年9月29日，申请号为201180047053.3，发明名称为《粘接剂组合物、半导体装置的制造方法以及半导体装置》的中国专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及粘接剂组合物、半导体装置的制造方法以及半导体装置。

背景技术

近年，为了将半导体芯片安装并连接于基板，广泛使用了使用金丝(gold wire)等金属细线的引线接合方式。另一方面，为了应对对于半导体装置的小型化、薄型化、高功能、高集成化、高速化等要求，在半导体芯片与基板之间形成称作凸块的导电性突起而将半导体芯片与基板连接的倒装芯片连接方式(FC连接方式)在持续扩展。

例如，关于半导体芯片与基板之间的连接，活跃应用于BGA(Ball Grid Array)、CSP(Chip Size Package)等中的COB(Chip On Board)型的连接方式也相当于FC连接方式。另外，FC连接方式也广泛应用于在半导体芯片上形成连接部(凸块、配线)而将半导体芯片之间连接的COC(Chip On Chip)型的连接方式中(例如参照专利文献1)。

但是，为了应对更进一步的小型化、薄型化、高功能化要求，将上述的连接方式进行层叠、多段化的芯片堆叠型封装体(chip stack type package)、POP(Package On Package)、TSV(Through-Silicon Via)等也开始广泛普及。这样的层叠·多段化技术中由于将半导体芯片等三维地配置，因而与二维地配置的方法相比较而言可减小封装体。特别是，TSV技术对于半导体的性能提高、噪音减低、安装面积削减、省电力化也有效，作为新一代的半导体配线技术受到了关注。

然而，作为用于上述连接部(凸块、配线)的主要金属，有焊锡、锡、金、银、铜、镍等，也使用包含它们中的多种的导电材料。关于用于连接部的金属，由于表面发生氧化而生成氧化膜、在表面附着氧化物等杂质，存在有在连接部的连接面生成杂质的情况。残存这样的杂质时，则存在有如下可能：使半导体芯片与基板之间、2个半导体芯片之间的连接性、绝缘可靠性降低、使采用上述的连接方式的优点受损。

作为抑制这些杂质的产生并且提高连接性的方法，可列举出在连接之前对基板、半导体芯片的表面实施前处理的方法，可列举出施加用于OSP(Organic Solderbility Preservatives)处理的预焊剂、防锈处理剂的方法。然而，也存在由于在前处理之后预焊剂、防锈处理剂残存并劣化因而导致连接性降低的情况。

另一方面，根据用半导体密封材料(半导体密封用粘接剂)将半导体芯片与基板之间等的连接部密封的方法，可在半导体芯片与基板、半导体芯片彼此的连接的同时将连接部密封。因此，可抑制用于连接部的金属的氧化、杂质对连接部的附着，并且保护连接部不受外部环境的侵害。因此，可有效提高连接性、绝缘可靠性、作业性、生产率。

另外，在由倒装芯片连接方式制造的半导体装置中，为了不使源自半导体芯片与基板的热膨胀系数差、半导体芯片彼此的热膨胀系数差的热应力集中于连接部而引起连接不良，因而需要用半导体密封材料将半导体芯片与基板之间等的空隙密封。特别是，在半导体芯片与基板中经常使用热膨胀系数不同的成分，要求通过半导体密封材料进行密封而提高耐热冲击性。

在采用上述半导体密封材料的密封方式中，进行较大的区分而可列举出毛细管流动方式(Capillary-Flow)和预供给方式(Pre-applied)(例如参照专利文献2～6)。毛细管流动方式是指，在半导体芯片与基板的连接之后通过毛细管现象将液状的半导体密封材料注入于半导体芯片与基板之间的空隙中的方式。预供给方式是指，在半导体芯片与基板的连接之前，向半导体芯片或基板供给糊状、膜状的半导体密封材料，然后将半导体芯片与基板连接的方式。关于这些密封方式，伴随着近年的半导体装置的小型化的进展，半导体芯片与基板之间等的空隙变窄了，因而在毛细管流动方式中存在有：注入需要长时间并且生产率降低的情况、无法注入的情况，另外，即使可注入也存在未填充部分而成为气孔的原因的情况。因此，从作业性、生产率、可靠性的观点考虑，预供给方式作为可实现高功能、高集成、高速化的封装体的制作方法而成为主流。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2008-294382号公报

专利文献2：日本特开2001-223227号公报

专利文献3：日本特开2002-283098号公报

专利文献4：日本特开2005-272547号公报