JPS58131740A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は半導体装置の製造方法、詳しくは半導体素子
のダイボンディングの改良に関する。
のダイボンディングの改良に関する。
ダイボンディングとは基板又はリードフレームの如き半
導体基体に半導体素子を接着固定することであり、従来
この接着固定のためのダイボンディング用材料として、
Ａｕ−５ｉ共晶あるいはエポキシ系樹脂にＡｇ粉を混入
した導電性銀ペーストが用いられている。
導体基体に半導体素子を接着固定することであり、従来
この接着固定のためのダイボンディング用材料として、
Ａｕ−５ｉ共晶あるいはエポキシ系樹脂にＡｇ粉を混入
した導電性銀ペーストが用いられている。
半導体工業における最近の発展は目ざましく、新しいＩ
Ｃ、ＬＳ Ｉの開発、量産化が計られ、半導体製品の開
発が盛んであると同時に、半導体製品の価格競争はきび
しいものがある。特に数年来の貴金属高騰ブームを契機
として、半導体工業において使用量の多いＡｕ 、 Ａ
ｇ等の貴金属の代替材料への転換が進められている。
Ｃ、ＬＳ Ｉの開発、量産化が計られ、半導体製品の開
発が盛んであると同時に、半導体製品の価格競争はきび
しいものがある。特に数年来の貴金属高騰ブームを契機
として、半導体工業において使用量の多いＡｕ 、 Ａ
ｇ等の貴金属の代替材料への転換が進められている。
このような背景において、この発明はダイボンディング
工程において従来から用いられているＭ−５ｉ 共晶あ
るいはＡｇ ペーストを用いない新規なダイボンディン
グ方法を提供するものである。
工程において従来から用いられているＭ−５ｉ 共晶あ
るいはＡｇ ペーストを用いない新規なダイボンディン
グ方法を提供するものである。
特にこの発明は、半導体素子の中でもＭＯＳ ＩＣ。
ＬＳＩ、ＣＣＤ、バイポーラＩＣ，ＳＯ５等のように、
サブ電極を半導体素子上のポンディングパッドより引出
すことができ、半導体素子の裏面のメタライゼーション
が不要な半導体素子に適用しようとするものである。
サブ電極を半導体素子上のポンディングパッドより引出
すことができ、半導体素子の裏面のメタライゼーション
が不要な半導体素子に適用しようとするものである。
即ち、この発明の半導体装置の製造方法は、半導体素子
のダイボンディング工程において、半導体素子の裏面に
半硬化状態の熱硬化性樹脂を設け、この樹脂を介して上
記半導体素子を基板又はリードフレームの如き半導体基
体に熱圧着することにより、半導体素子を上記基体にダ
イボンディングすることを特徴としたものである。
のダイボンディング工程において、半導体素子の裏面に
半硬化状態の熱硬化性樹脂を設け、この樹脂を介して上
記半導体素子を基板又はリードフレームの如き半導体基
体に熱圧着することにより、半導体素子を上記基体にダ
イボンディングすることを特徴としたものである。
上記の目的を達成するためのダイボンディング用材料に
は、十分な機械的強度や後工程のワイヤボンディング時
の温度（通常の熱圧着ボンディングでは３５ ＣＦＣ）
に耐える耐熱性を有していること、またハロゲンやアル
カリ金属等の不純物の含有量が少ないことあるいはワイ
ヤボンディング等の熱処理工程においてワイヤボンディ
ング表面に凝着するようなガスが発生しないこと等の特
性が要求される。このような特性を満足するダイボンデ
ィング用材料としてはポリイミド系樹脂、エポキシ樹脂
あるいはシリコーン樹脂等の熱硬化性樹脂が挙げられる
が、その中でも耐熱性のもつとも優れかつ上記他の特性
にも優れているポリイミド系樹脂がとくに好ましく用い
られる。
は、十分な機械的強度や後工程のワイヤボンディング時
の温度（通常の熱圧着ボンディングでは３５ ＣＦＣ）
に耐える耐熱性を有していること、またハロゲンやアル
カリ金属等の不純物の含有量が少ないことあるいはワイ
ヤボンディング等の熱処理工程においてワイヤボンディ
ング表面に凝着するようなガスが発生しないこと等の特
性が要求される。このような特性を満足するダイボンデ
ィング用材料としてはポリイミド系樹脂、エポキシ樹脂
あるいはシリコーン樹脂等の熱硬化性樹脂が挙げられる
が、その中でも耐熱性のもつとも優れかつ上記他の特性
にも優れているポリイミド系樹脂がとくに好ましく用い
られる。
この発明で用いられるポリイミド系樹脂としては、ポリ
イミド、ポリ（イミド・インインドロキナゾリンジオン
イミド〕、ポリアミドイミドなど゛が例として挙げられ
るが、これらに限定されない。
イミド、ポリ（イミド・インインドロキナゾリンジオン
イミド〕、ポリアミドイミドなど゛が例として挙げられ
るが、これらに限定されない。
ポリイミド系樹脂は通常これらの樹脂の前駆体の溶液と
して調製し、この溶液を塗布し、ついで適度な温度で熱
処理して半硬化（半イミド化〕状態とし、さらに高温下
で加熱処理することによって得られる。
して調製し、この溶液を塗布し、ついで適度な温度で熱
処理して半硬化（半イミド化〕状態とし、さらに高温下
で加熱処理することによって得られる。
ポリイミド系樹脂の前駆体の溶液はＮ−メチルピロリド
ン、Ｎ、Ｎ−ジメチルアセトアミドなどの極性溶媒中で
芳香族テトラカルボン酸二無水物と芳香族ジアミンある
いはこの組成にさらに芳香族ジアミノモノアミド、トリ
メリット酸無水物などの成分を添加して反応させること
により得られる。
ン、Ｎ、Ｎ−ジメチルアセトアミドなどの極性溶媒中で
芳香族テトラカルボン酸二無水物と芳香族ジアミンある
いはこの組成にさらに芳香族ジアミノモノアミド、トリ
メリット酸無水物などの成分を添加して反応させること
により得られる。
芳香族テトラカルボン酸二無水物としては、ピロメリッ
ト酸二無水物、ベンゾフェノンテトラカルポン酸二無水
物、・ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、ナフタリ
ンテトラカルボン酸二無水物などが好ましく用いられる
。
ト酸二無水物、ベンゾフェノンテトラカルポン酸二無水
物、・ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、ナフタリ
ンテトラカルボン酸二無水物などが好ましく用いられる
。
芳香族ジアミンとしては、ジアミノジフェニルエーテル
、ジアミノジフェニルメタン、ジアミノジフェニルスル
ホン、ジアミノジフェニルスルフィド、フェニレンジア
ミンなどが好ましく用いられる。芳香族ジアミノモノア
ミドとしては、４・４′−ジアミノジフェニルエーテル
−３−カルボンアミドが好ましく用いられる。
、ジアミノジフェニルメタン、ジアミノジフェニルスル
ホン、ジアミノジフェニルスルフィド、フェニレンジア
ミンなどが好ましく用いられる。芳香族ジアミノモノア
ミドとしては、４・４′−ジアミノジフェニルエーテル
−３−カルボンアミドが好ましく用いられる。
また、上記のテトラカルボン酸成分およびジミン成分は
いずれも芳香族系のものであって耐熱性の向上に寄与す
るものであるが、これら芳香族系のものと併用してまた
場合により単独で脂肪族系のテトラカルボン酸成分やジ
アミン成分を使用することも可能である。さらに、上記
のポリイミド系樹脂として市販品をそのまま適用するこ
ともでき、その例としては、デュポン社製の商品名Ｐｙ
ｒ ｅＭＬ、東し社製の商品名トレニース、日立化成工
業社製の商品名ＰＩＱなどを挙げることができる。
いずれも芳香族系のものであって耐熱性の向上に寄与す
るものであるが、これら芳香族系のものと併用してまた
場合により単独で脂肪族系のテトラカルボン酸成分やジ
アミン成分を使用することも可能である。さらに、上記
のポリイミド系樹脂として市販品をそのまま適用するこ
ともでき、その例としては、デュポン社製の商品名Ｐｙ
ｒ ｅＭＬ、東し社製の商品名トレニース、日立化成工
業社製の商品名ＰＩＱなどを挙げることができる。
この発明においては、このようなポリイミド系樹脂を代
表例とする熱硬化性樹脂を、まず半導体素子の裏面に半
硬化状態に設ける。この方法としては、一般に上記樹脂
を半導体素子の裏面に塗布したのち適当なつまり完全に
硬化しない温度、たとえばポリイミド系樹脂では８０〜
１５０’Ｃで３〜６０分間の条件で熱処理する方法が採
用される。
表例とする熱硬化性樹脂を、まず半導体素子の裏面に半
硬化状態に設ける。この方法としては、一般に上記樹脂
を半導体素子の裏面に塗布したのち適当なつまり完全に
硬化しない温度、たとえばポリイミド系樹脂では８０〜
１５０’Ｃで３〜６０分間の条件で熱処理する方法が採
用される。
上記樹脂の膜厚は通常５〜１００μｍ、好適には１０〜
２０μｍとするのがよく、この膜厚が薄すぎるとダイボ
ンディングという所期の目的を達しえず、また厚くなり
すぎると膜中に気泡が発生するなどの欠点が生じてくる
から好ましくない。
２０μｍとするのがよく、この膜厚が薄すぎるとダイボ
ンディングという所期の目的を達しえず、また厚くなり
すぎると膜中に気泡が発生するなどの欠点が生じてくる
から好ましくない。
なお、上記方法で熱硬化性樹脂を半硬化状態とする理由
は、未硬化状態では膜形成しにくくそのどの作業性に劣
り、また熱圧着時に急激に硬化させると膜にクラックや
その他の損傷が生じるおそれがあり強固なダイボンディ
ングに支障をきたすためである。
は、未硬化状態では膜形成しにくくそのどの作業性に劣
り、また熱圧着時に急激に硬化させると膜にクラックや
その他の損傷が生じるおそれがあり強固なダイボンディ
ングに支障をきたすためである。
この発明では、上述の如き半硬化状態の熱硬化性樹脂を
設けたのち、この樹脂が半導体基体に当接するように半
導体素子を上記基体上に熱圧着し、この熱圧着で上記樹
脂を完全に硬化させてダイボンディングする。たとえば
ポリイミド系樹脂の場合の熱圧着条件は一般に２００〜
４００°ｃ、１〜２０）ｇ／ａ＃、２〜６０秒間である
。ダイボンディングされた半導体素子は基体に対して強
固゛な接着力を有するものであり、接着層の耐熱性にも
すぐれているため、ワイヤボンディングなどの後工程で
素子の脱落などの不都合を生じることはない。
設けたのち、この樹脂が半導体基体に当接するように半
導体素子を上記基体上に熱圧着し、この熱圧着で上記樹
脂を完全に硬化させてダイボンディングする。たとえば
ポリイミド系樹脂の場合の熱圧着条件は一般に２００〜
４００°ｃ、１〜２０）ｇ／ａ＃、２〜６０秒間である
。ダイボンディングされた半導体素子は基体に対して強
固゛な接着力を有するものであり、接着層の耐熱性にも
すぐれているため、ワイヤボンディングなどの後工程で
素子の脱落などの不都合を生じることはない。
このように、この発明においては、半導体装置のナカで
も半導体素子の裏面をメタライゼーションする必要のな
いもの、つまり半導体素子をリードフレームや基板上に
電気的に接続する必要がないものがあることに着目して
、従来ではＡｕ−８ｉ共晶や銀ペーストが普通に用いら
れていたのに対し、前述の如く熱硬化性樹脂を単独で使
用しこれを半硬化状態に設けたのち熱圧着させるという
方法で強固なダイボンディングを達成できたものであり
、このようにして得られる半導体装置は従来のダイボン
ディング用材料に劣ることのない半導体としての機能を
充分に発揮させうるものであることが見い出された。
も半導体素子の裏面をメタライゼーションする必要のな
いもの、つまり半導体素子をリードフレームや基板上に
電気的に接続する必要がないものがあることに着目して
、従来ではＡｕ−８ｉ共晶や銀ペーストが普通に用いら
れていたのに対し、前述の如く熱硬化性樹脂を単独で使
用しこれを半硬化状態に設けたのち熱圧着させるという
方法で強固なダイボンディングを達成できたものであり
、このようにして得られる半導体装置は従来のダイボン
ディング用材料に劣ることのない半導体としての機能を
充分に発揮させうるものであることが見い出された。
したがって、この発明によれば、半導体装置のコスト低
減に大きく寄与できるものであり、半導体工業の発展に
貢献するところきわめて大であるといえる。
減に大きく寄与できるものであり、半導体工業の発展に
貢献するところきわめて大であるといえる。
の裏面をシランカップリング剤、有機チタン化合物、有
機アルミニウム化合物、有機ジルコニウム化合物などで
処理して上記樹脂と半導体素子との密着性を改善するな
どの変更を加えてもよい。とくにポリイミド系樹脂を用
いる場合、上記処理は非常に有効な手段であり、ポリイ
ミド系樹脂の特徴をより発揮させつる利点がある。
機アルミニウム化合物、有機ジルコニウム化合物などで
処理して上記樹脂と半導体素子との密着性を改善するな
どの変更を加えてもよい。とくにポリイミド系樹脂を用
いる場合、上記処理は非常に有効な手段であり、ポリイ
ミド系樹脂の特徴をより発揮させつる利点がある。
以下に、この発明の実施例を記載してより具体的に説明
する。
する。
実施例１
ジアミノジフェニルエーテル４０ｙをＮ−メチルピロリ
ドン４００ｖに溶解し、この溶液にピロメリット酸二無
水物４３．６ ’ｆをＮ−メチルピロリドン１００グに
溶解した溶液を添加し、３０°Ｃで６時間撹拌すること
により、固形分濃度１４３重量％、粘度約１５ポイズ（
２５°Ｃ）のポリイミド前駆体溶液（Ｉ）を得た。
ドン４００ｖに溶解し、この溶液にピロメリット酸二無
水物４３．６ ’ｆをＮ−メチルピロリドン１００グに
溶解した溶液を添加し、３０°Ｃで６時間撹拌すること
により、固形分濃度１４３重量％、粘度約１５ポイズ（
２５°Ｃ）のポリイミド前駆体溶液（Ｉ）を得た。
つぎに、ポリイミド前駆体溶液（りを半導体素子の裏面
に膜厚が１０μｍになるように半硬化状態のポリイミド
樹脂皮膜を形成した。この皮膜形成はスピンコーティン
グ法によりウェーハ上に塗布し、１２０°Ｃで３０分間
の熱処理を加えて半硬化させる方法で行なった。
に膜厚が１０μｍになるように半硬化状態のポリイミド
樹脂皮膜を形成した。この皮膜形成はスピンコーティン
グ法によりウェーハ上に塗布し、１２０°Ｃで３０分間
の熱処理を加えて半硬化させる方法で行なった。
つぎに、半硬化状態のポリイミド樹脂皮膜を裏面に形成
した半導体素子を、上記裏面側から３５００Ｃ，３Ｋｇ
／ｃＪの条件で３０秒間コバール製のリードフレームの
ダイボンディングプレートに熱圧着することにより、半
導体素子のダイボンディングを行った。
した半導体素子を、上記裏面側から３５００Ｃ，３Ｋｇ
／ｃＪの条件で３０秒間コバール製のリードフレームの
ダイボンディングプレートに熱圧着することにより、半
導体素子のダイボンディングを行った。
このようにして接着固定した半導体素子は、後工程の熱
圧着（３５０’Ｃ）によるワイヤボンディング性も良好
であり、優れた半導体装置を得ることができた。
圧着（３５０’Ｃ）によるワイヤボンディング性も良好
であり、優れた半導体装置を得ることができた。
実施例２
ジアミノジフェニルエーテル４０ ＥｌヲＮ −Ｎ −
ジメチルホルムアミド４００２に溶解し、この溶液にベ
ンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物６４．４Ｆ！を
Ｎ、Ｎ−ジメチルホルムアミド１００２に溶解した溶液
を添加し、３０’Ｃで３時間撹拌することにより、固形
分濃度１７゜３重量％、粘度約１００ポイズ（２５°Ｃ
〕のポリイミド前駆体溶液（ｎ）を得た。
ジメチルホルムアミド４００２に溶解し、この溶液にベ
ンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物６４．４Ｆ！を
Ｎ、Ｎ−ジメチルホルムアミド１００２に溶解した溶液
を添加し、３０’Ｃで３時間撹拌することにより、固形
分濃度１７゜３重量％、粘度約１００ポイズ（２５°Ｃ
〕のポリイミド前駆体溶液（ｎ）を得た。
つぎに、素子を形成したウェーハの裏面をステンレス製
の印刷用２００メツシユスクリーンで覆い、その上から
ポリイミド前駆体溶液（ＩＩ）をローラコートしたのち
、１２０°Ｃで３０分間熱処理を行い膜厚１２μｍの半
硬化状態のポリイミド樹脂皮膜を形成した。
の印刷用２００メツシユスクリーンで覆い、その上から
ポリイミド前駆体溶液（ＩＩ）をローラコートしたのち
、１２０°Ｃで３０分間熱処理を行い膜厚１２μｍの半
硬化状態のポリイミド樹脂皮膜を形成した。
ついで、実施例１と同様の方法で半導体素子のダイボン
ディングを行った。このようにして接着固定した半導体
素子は、実施例１と同様に後工程の熱圧着〔３５０６Ｃ
〕によるワイヤボンディング性も良好であり、優れた半
導体装置を得ることができた。
ディングを行った。このようにして接着固定した半導体
素子は、実施例１と同様に後工程の熱圧着〔３５０６Ｃ
〕によるワイヤボンディング性も良好であり、優れた半
導体装置を得ることができた。
Claims (2)
- （１）半導体素子のダイボンディングに当たり、上記素
子の裏面に半硬化状態の熱硬化性樹脂を設け、この樹脂
を介して上記素子を半導体基体上に熱圧着して上記素子
を上記基体にダイボンディングすることを特徴とする半
導体装置の製造方法。 烈 - （２）熱硬化性樹脂がポリイミド系樹脂である特許請求
の範囲第（１）項記載の半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1368882A JPS58131740A (ja) | 1982-01-30 | 1982-01-30 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1368882A JPS58131740A (ja) | 1982-01-30 | 1982-01-30 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58131740A true JPS58131740A (ja) | 1983-08-05 |
Family
ID=11840123
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1368882A Pending JPS58131740A (ja) | 1982-01-30 | 1982-01-30 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58131740A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6072236A (ja) * | 1983-09-28 | 1985-04-24 | Toshiba Corp | 半導体装置 |
| JPS61237436A (ja) * | 1985-04-15 | 1986-10-22 | Toshiba Chem Corp | 半導体素子の製造方法 |
| JPH02256251A (ja) * | 1988-09-27 | 1990-10-17 | Matsushita Electron Corp | 半導体装置の製造方法 |
-
1982
- 1982-01-30 JP JP1368882A patent/JPS58131740A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6072236A (ja) * | 1983-09-28 | 1985-04-24 | Toshiba Corp | 半導体装置 |
| JPS61237436A (ja) * | 1985-04-15 | 1986-10-22 | Toshiba Chem Corp | 半導体素子の製造方法 |
| JPH02256251A (ja) * | 1988-09-27 | 1990-10-17 | Matsushita Electron Corp | 半導体装置の製造方法 |
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