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JP2015018897A - Semiconductor device manufacturing method - Google Patents

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JP2015018897A
JP2015018897A JP2013144320A JP2013144320A JP2015018897A JP 2015018897 A JP2015018897 A JP 2015018897A JP 2013144320 A JP2013144320 A JP 2013144320A JP 2013144320 A JP2013144320 A JP 2013144320A JP 2015018897 A JP2015018897 A JP 2015018897A
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memory chip
bonding tool
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忠 小柳
Tadashi Koyanagi
忠 小柳
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Original Assignee
Micron Technology Inc
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor device which prevents the occurrence of voids in a resin part between a chip and a substrate or between chips even when flip-chip bonding is used.SOLUTION: A semiconductor device 200 is manufactured by holding by a bonding tool 39, one surface of a memory chip 207 having a rear face bump 293 on the other surface and stacking the memory chip 207b via an insulating adhesive layer 227, on the memory chip 207a on which surface bumps 273 are formed and filling up a gap between the memory chip 207a and the memory chip 207b with the insulating adhesive layer 227. When a bonding tool 39 holds the memory chip 207b, the memory chip 207b is arched in a manner such that a central part of the other surface becomes higher than a peripheral part and when the memory chip 207b is stacked, the memory chip 207b is stacked on the memory chip 207a via the insulating adhesive layer 227 in a state where the memory chip 207b is arched.

Description

本発明は、半導体装置の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device.

BGA(Ball Grid Array)型の半導体装置は、配線基板の一方の面に半導体チップを搭載し、他方の面に半田等のボールを所定の配列形状となるように電極として配置し、ボールと半導体チップとを配線基板を介して電気的に接続し、半導体チップを樹脂で封止した構造を有している。   In a BGA (Ball Grid Array) type semiconductor device, a semiconductor chip is mounted on one surface of a wiring board, and balls such as solder are arranged as electrodes on the other surface so as to have a predetermined array shape. The chip is electrically connected via a wiring board, and the semiconductor chip is sealed with a resin.

ここで、ボールと半導体チップとを配線基板を介して電気的に接続するための構造としては、ワイヤボンディングを用いたものが知られている。   Here, as a structure for electrically connecting the ball and the semiconductor chip via the wiring substrate, a structure using wire bonding is known.

一方で、ワイヤボンディング以外の構造として、フリップチップボンディングにより半導体チップを配線基板に搭載するFC−BGAが検討されている。   On the other hand, as a structure other than wire bonding, FC-BGA in which a semiconductor chip is mounted on a wiring board by flip chip bonding has been studied.

例えば、特許文献1には、配線基板上にNCP(Non Conductive Film、絶縁性接着剤層)を先塗布して、バンプ電極を有する半導体チップを平坦な吸着面のボンディングツールで裏面を保持し、配線基板上に半導体チップをフリップチップ実装する技術が開示されている(特許文献1)。   For example, in Patent Document 1, NCP (Non Conductive Film, insulating adhesive layer) is pre-applied on a wiring board, and a semiconductor chip having bump electrodes is held on the back surface with a flat suction surface bonding tool, A technique for flip-chip mounting a semiconductor chip on a wiring board is disclosed (Patent Document 1).

また、特許文献2には、裏面にNCFが貼り付けられた貫通電極を有する半導体チップを平坦な吸着面のボンディングツールで表面を保持し、他の半導体チップ上にNCFが貼り付けられた半導体チップをフリップチップ実装する技術が開示されている(特許文献2)。   Also, in Patent Document 2, a semiconductor chip having a through electrode with NCF attached to the back surface is held by a bonding tool having a flat suction surface, and the semiconductor chip has NCF attached to another semiconductor chip. A technique for flip-chip mounting is disclosed (Patent Document 2).

特開2005−191053号公報JP 2005-191053 A 特開2013−016577号公報JP 2013-016577 A

ここで、特許文献1、2のような技術では、両面にバンプ電極が形成されているため、バンプ電極群間の間隔によっては、バンプ電極間の部分が凹んだ状態でボンディングツールに吸着保持される場合がある。   Here, in the techniques such as Patent Documents 1 and 2, since the bump electrodes are formed on both surfaces, depending on the interval between the bump electrode groups, the portion between the bump electrodes is sucked and held by the bonding tool. There is a case.

しかしながら、半導体チップの中央部が凹んだ状態では、先塗布したNCPに半導体チップをフリップチップ実装する際に、凹んだ部分にボイドがトラップされてしまうという問題があった。   However, when the central portion of the semiconductor chip is recessed, there is a problem that voids are trapped in the recessed portion when the semiconductor chip is flip-chip mounted on the previously applied NCP.

チップと基板間、或いはチップ間の樹脂部にボイドがトラップされると、温度上昇時にボイドが膨張し、クラックを発生させる要因となり、半導体装置の信頼性を低下させる恐れがある。   If a void is trapped in the resin portion between the chip and the substrate or between the chips, the void expands when the temperature rises, causing a crack, which may reduce the reliability of the semiconductor device.

そのため、フリップチップボンディングを用いる場合であっても、チップと基板間、或いはチップ間の樹脂部にボイドが発生しないような半導体装置の製造方法が望まれていた。   Therefore, even when flip chip bonding is used, there has been a demand for a method of manufacturing a semiconductor device in which no void is generated in the resin portion between the chip and the substrate or between the chips.

本発明の第1の態様は、(a)一面に複数のバンプ電極が形成された第1の基板の前記一面に対向する他面をボンディングツールで保持し、(b)前記ボンディングツールによって保持された前記第1の基板を、樹脂接着層を介して、一面に複数の電極が形成された第2の基板上に積層し、前記第1の基板の前記複数のバンプ電極を前記第2の基板の前記複数の電極に電気的に接続すると共に、前記樹脂接着層を前記第1と第2の基板間の隙間に充填する、を有し、前記(a)は、前記第1の基板を前記一面の中央部が周辺部よりも高くなるように反らせた状態で前記他面をボンディングツールによって保持し、前記(b)は、前記ボンディングツールに保持された前記第1の基板を、該第1の基板を反らせた状態のまま、前記樹脂接着層を介して、前記第2の基板上に積層する、半導体装置の製造方法である。   According to a first aspect of the present invention, (a) the other surface of the first substrate having a plurality of bump electrodes formed on one surface is held by a bonding tool, and (b) is held by the bonding tool. The first substrate is laminated on a second substrate having a plurality of electrodes formed on one surface via a resin adhesive layer, and the plurality of bump electrodes of the first substrate are stacked on the second substrate. Electrically connecting to the plurality of electrodes, and filling the resin adhesive layer in a gap between the first and second substrates, wherein (a) The other surface is held by a bonding tool in a state where the central portion of one surface is warped so as to be higher than the peripheral portion, and (b) shows the first substrate held by the bonding tool. The resin adhesive layer is left in a state where the substrate is warped. To be stacked on the second substrate, a manufacturing method of a semiconductor device.

本発明によれば、フリップチップボンディングを用いる場合であっても、チップと基板間、或いはチップ間の樹脂部にボイドが発生しないような半導体装置の製造方法を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a method of manufacturing a semiconductor device in which no void is generated in a resin portion between a chip and a substrate or between chips even when flip chip bonding is used.

第1の実施形態に係る半導体装置を示す断面図である。1 is a cross-sectional view showing a semiconductor device according to a first embodiment. 図1の表面バンプ付近の拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the surface bump vicinity of FIG. 第1の実施形態に係る半導体装置の製造の手順を示す図である。It is a figure which shows the procedure of manufacture of the semiconductor device which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施形態に係る半導体装置の製造の手順を示す図である。It is a figure which shows the procedure of manufacture of the semiconductor device which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施形態に係る半導体装置の製造の手順を示す図である。It is a figure which shows the procedure of manufacture of the semiconductor device which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施形態に係るチップ積層体を示す図であって、(a)は平面図、(b)は(a)のA−A断面図である。It is a figure which shows the chip laminated body which concerns on 1st Embodiment, Comprising: (a) is a top view, (b) is AA sectional drawing of (a). 第1の実施形態に係る半導体装置の製造の手順を示す図である。It is a figure which shows the procedure of manufacture of the semiconductor device which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施形態に係る半導体装置の製造の手順を示す図である。It is a figure which shows the procedure of manufacture of the semiconductor device which concerns on 1st Embodiment. 第2の実施形態に係る半導体装置の製造の手順を示す図である。It is a figure which shows the procedure of manufacture of the semiconductor device which concerns on 2nd Embodiment. 第3の実施形態に係る半導体装置を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the semiconductor device which concerns on 3rd Embodiment.

以下、図面に基づいて本発明に好適な実施形態を詳細に説明する。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail based on the drawings.

まず、図1を参照して、本発明の第1の実施形態に係る半導体装置200の概略構成について説明する。   First, a schematic configuration of a semiconductor device 200 according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

図1に示すように、半導体装置200は、複数の接続パッド217を有する配線基板201と、接続パッド217と接続されるロジックチップ203と、ロジックチップ203上に積層されたチップ積層体205を有している。   As shown in FIG. 1, the semiconductor device 200 includes a wiring board 201 having a plurality of connection pads 217, a logic chip 203 connected to the connection pads 217, and a chip stack 205 stacked on the logic chip 203. doing.

チップ積層体205は複数のメモリチップ207を積層したものである。   The chip stack 205 is formed by stacking a plurality of memory chips 207.

また、半導体装置200は、配線基板201の一方の面、ロジックチップ203、およびチップ積層体205を覆うように設けられた封止樹脂としての封止体212を有している。   In addition, the semiconductor device 200 includes a sealing body 212 as a sealing resin provided so as to cover one surface of the wiring substrate 201, the logic chip 203, and the chip stacked body 205.

次に、図1および図2を参照して、半導体装置200を構成する部材の詳細について説明する。   Next, with reference to FIG. 1 and FIG. 2, details of members constituting the semiconductor device 200 will be described.

配線基板201は、例えば平面形状が矩形のガラスエポキシ等の基材213と、基材213の両面に設けられたソルダーレジスト等の絶縁膜218とを有している。   The wiring board 201 includes a base material 213 such as glass epoxy having a rectangular planar shape, and an insulating film 218 such as a solder resist provided on both surfaces of the base material 213.

また、基材213の一面側(ロジックチップ203、チップ積層体205が設けられた側の面)の図示しない配線パターンの絶縁膜218から露出された部位には複数の接続パッド217が形成され、基材213の他面の図示しない配線パターンの絶縁膜218から露出された部位には、複数のランド219が形成されている。   In addition, a plurality of connection pads 217 are formed on a portion exposed from the insulating film 218 of the wiring pattern (not shown) on one side of the base material 213 (the side on which the logic chip 203 and the chip stack 205 are provided) A plurality of lands 219 are formed on the other surface of the base 213 exposed from the insulating film 218 of the wiring pattern (not shown).

接続パッド217とこれに対応するランド219とは、図示しない配線パターンにより電気的に接続されている。   The connection pad 217 and the land 219 corresponding thereto are electrically connected by a wiring pattern (not shown).

さらに、ランド219上には外部端子としての半田ボール216が搭載されている。   Further, a solder ball 216 as an external terminal is mounted on the land 219.

一方、基材213の一面上には、ロジックチップ203と、チップ積層体205がフリップチップ実装により搭載されている。   On the other hand, the logic chip 203 and the chip stacked body 205 are mounted on one surface of the base material 213 by flip chip mounting.

図2に示すように、チップ積層体205を構成するメモリチップ207は、シリコン基板202を有し、シリコン基板202の一方の面に所定の図示しないメモリ回路等が形成される回路形成層209を有している。   As shown in FIG. 2, the memory chip 207 constituting the chip stack 205 includes a silicon substrate 202, and a circuit forming layer 209 on which a predetermined memory circuit (not shown) is formed on one surface of the silicon substrate 202. Have.

また、シリコン基板202の一方の面側にはメモリ回路に電気的に接続される複数の電極パッド271が所定の配置で形成されている。   A plurality of electrode pads 271 electrically connected to the memory circuit are formed in a predetermined arrangement on one surface side of the silicon substrate 202.

回路形成層209の上には絶縁性の保護膜283が形成されており、回路形成層209を保護している。保護膜283には開口部が設けられており、電極パッド271が露出される。   An insulating protective film 283 is formed on the circuit formation layer 209 to protect the circuit formation layer 209. The protective film 283 has an opening so that the electrode pad 271 is exposed.

さらに、シリコン基板202の一方の面には、電極パッド271上に図示しないシード層を介して形成された複数のバンプ電極としての表面バンプ273が形成されている。   Further, on one surface of the silicon substrate 202, surface bumps 273 are formed as a plurality of bump electrodes formed on the electrode pads 271 via a seed layer (not shown).

表面バンプ273は例えばCu等の柱状体であり、チップ表面から突出するように形成されている。さらに、表面バンプ273上にはCu拡散防止用のNiメッキ層275と酸化防止用のAuメッキ層277が形成されている。   The surface bump 273 is a columnar body such as Cu, and is formed so as to protrude from the chip surface. Further, an Ni plating layer 275 for preventing Cu diffusion and an Au plating layer 277 for preventing oxidation are formed on the surface bump 273.

また、シリコン基板202には電極パッド271に対応する位置に貫通孔が形成されており、貫通孔には例えばCu等の導体層が充填されることで貫通電極279が構成される。貫通電極279の周囲には絶縁リング222が設けられている。   Further, a through hole is formed at a position corresponding to the electrode pad 271 in the silicon substrate 202, and the through electrode 279 is configured by filling the through hole with a conductor layer such as Cu. An insulating ring 222 is provided around the through electrode 279.

一方、シリコン基板202の他面上にはシード層282を介して複数のバンプ電極としての裏面バンプ293が形成されており、複数の裏面バンプ293はそれぞれ対応する表面バンプ273に貫通電極279を介して電気的に接続されている。   On the other hand, a back surface bump 293 as a plurality of bump electrodes is formed on the other surface of the silicon substrate 202 via a seed layer 282, and each of the plurality of back surface bumps 293 has a corresponding front surface bump 273 via a through electrode 279. Are electrically connected.

裏面バンプ293は例えばCuの柱状体であり、チップ裏面から突出するように形成されている。   The back surface bump 293 is, for example, a Cu columnar body, and is formed so as to protrude from the back surface of the chip.

裏面バンプ293の表面上にはSn/Agはんだメッキ層等の裏面はんだ層295が形成されている。裏面はんだ層295は、裏面バンプ293上に半球状に配置される。   A back solder layer 295 such as a Sn / Ag solder plating layer is formed on the surface of the back bump 293. The back surface solder layer 295 is arranged in a hemispherical shape on the back surface bump 293.

なお、メモリチップ207のうち、図1で最上段に配置されているメモリチップ207a(第2の基板)は、裏面バンプ293と貫通電極279を形成しないため、他のメモリチップ207b(第1の基板)よりもチップ厚が厚く構成されている。例えば、メモリチップ207aは100μm厚、メモリチップ207bは50μm厚で構成される。   Note that, among the memory chips 207, the memory chip 207a (second substrate) arranged at the top in FIG. 1 does not form the back bump 293 and the through electrode 279, so that the other memory chip 207b (first substrate) The chip thickness is larger than that of the substrate. For example, the memory chip 207a has a thickness of 100 μm, and the memory chip 207b has a thickness of 50 μm.

メモリチップ207aと複数のメモリチップ207bは、例えばNCF(Non Conductive Film)等の樹脂接着層としての絶縁性接着剤層227を介して積層され、チップ積層体205を構成している。   The memory chip 207a and the plurality of memory chips 207b are stacked via an insulating adhesive layer 227 as a resin adhesive layer such as NCF (Non Conductive Film), for example, to constitute a chip stacked body 205.

チップ積層体205は、図1に示すように、配線基板201上に搭載されたロジックチップ203へ積層搭載される。ロジックチップ203の表面バンプ273には、最上段のメモリチップ207の裏面バンプ293が接合されるように、ロジックチップ203上にチップ積層体205が積層搭載される。   As shown in FIG. 1, the chip stacked body 205 is stacked and mounted on the logic chip 203 mounted on the wiring substrate 201. A chip stack 205 is stacked and mounted on the logic chip 203 so that the back surface bump 293 of the uppermost memory chip 207 is bonded to the front surface bump 273 of the logic chip 203.

これにより、メモリチップ207aが配線基板201から最も遠い位置に配置された半導体チップとなる。   As a result, the memory chip 207a is a semiconductor chip arranged at a position farthest from the wiring board 201.

なお、チップ積層体205のように、一直線上に貫通電極279が配置された構造では、製造プロセスにおける温度変化等により貫通電極279の膨張や収縮の際に応力が発生し、その最大応力が、配線基板201から最も遠い位置に配置された半導体チップの貫通電極の部位に加えられ、チップクラックを発生させる恐れがある。   Note that, in the structure in which the through electrodes 279 are arranged in a straight line like the chip stacked body 205, stress is generated when the through electrodes 279 expand or contract due to a temperature change in the manufacturing process, and the maximum stress is There is a possibility that chip cracks may be generated by being added to the portion of the through electrode of the semiconductor chip disposed at the position farthest from the wiring substrate 201.

しかしながら、貫通電極と裏面バンプがなく、他のチップよりも厚さの厚いメモリチップ207aが、チップ積層体205では配線基板201から最も遠い位置に配置されるチップとなり、メモリチップ207aの貫通電極がない表面で応力を受けることができるため、チップクラックの発生を抑制し、半導体装置200の信頼性を向上できる。   However, the memory chip 207a, which has no through electrode and no backside bump and is thicker than the other chips, is a chip disposed farthest from the wiring substrate 201 in the chip stack 205, and the through electrode of the memory chip 207a Since stress can be received on a surface that is not present, generation of chip cracks can be suppressed and the reliability of the semiconductor device 200 can be improved.

次に、半導体装置200の製造の手順について、図3〜図8を参照して説明する。
まず、以下の手順により、メモリチップ207bを製造する。
Next, a procedure for manufacturing the semiconductor device 200 will be described with reference to FIGS.
First, the memory chip 207b is manufactured by the following procedure.

最初に、図3(a)に示すシリコン基板202に対応する半導体ウェハ400を用意する。   First, a semiconductor wafer 400 corresponding to the silicon substrate 202 shown in FIG.

半導体ウェハ400はマトリクス状に配置された複数の製品形成部401を有しており、個々の製品形成部401がメモリチップ207bに対応している。個々の製品形成部401はダイシングライン403によって区画されている。   The semiconductor wafer 400 has a plurality of product forming portions 401 arranged in a matrix, and each product forming portion 401 corresponds to the memory chip 207b. Individual product forming portions 401 are partitioned by dicing lines 403.

次に、図3(a)に示すように、シリコン基板202上に回路形成層209を形成し、さらに回路形成層209の表面に表面バンプ273を形成する。   Next, as shown in FIG. 3A, a circuit formation layer 209 is formed on the silicon substrate 202, and a surface bump 273 is further formed on the surface of the circuit formation layer 209.

次に、図3(b)に示すように、半導体ウェハ400を図3(a)に示す状態から反転させ、回路形成層209が形成された側の面を、接着層313を介してサポート基板261に接着する。接着層313の材料としては、特定の光源(例えば、レーザ光或いはUV光(紫外線))に反応することで、発泡或いは接着力の低下するものを用いるのが望ましい。   Next, as shown in FIG. 3B, the semiconductor wafer 400 is inverted from the state shown in FIG. 3A, and the surface on which the circuit forming layer 209 is formed is supported on the support substrate via the adhesive layer 313. Adhere to 261. As a material for the adhesive layer 313, it is desirable to use a material that foams or has a reduced adhesive force by reacting with a specific light source (for example, laser light or UV light (ultraviolet light)).

さらに、半導体ウェハ400のサポート基板261に接着された面と反対側の面側から、半導体ウェハ400を研削或いは研磨することで、半導体ウェハ400を薄板化する(図3(b)の点線参照)。   Further, the semiconductor wafer 400 is thinned by grinding or polishing the semiconductor wafer 400 from the surface opposite to the surface bonded to the support substrate 261 of the semiconductor wafer 400 (see the dotted line in FIG. 3B). .

次に、回路形成層209及びシリコン基板202のうち、表面バンプ273と対向する部分を貫通する貫通孔を形成する。貫通孔は、表面バンプ273が形成された電極パッド271を露出するように形成する。   Next, a through-hole penetrating a portion of the circuit formation layer 209 and the silicon substrate 202 that faces the surface bump 273 is formed. The through hole is formed so as to expose the electrode pad 271 on which the surface bump 273 is formed.

次いで、貫通孔の側面、及びシリコン基板202を覆う絶縁層(図示せず)を形成する。次いで、該絶縁層上に、貫通孔を露出する開口部を有しためっき用マスク(図示せず)を形成する。   Next, an insulating layer (not shown) that covers the side surfaces of the through holes and the silicon substrate 202 is formed. Next, a plating mask (not shown) having an opening exposing the through hole is formed on the insulating layer.

次いで、貫通孔の内面、めっき用マスクの表面(開口部の側面も含む)、及び該開口部に露出された該絶縁層の上面を覆う図示していないシード層(例えば、Cu層)を形成し、該シード層を給電層とする電解めっき法により、貫通孔、及び開口部を埋め込む図示していないめっき膜(例えば、Cuめっき膜)を形成する。   Next, a seed layer (for example, a Cu layer) (not shown) that covers the inner surface of the through hole, the surface of the plating mask (including the side surface of the opening), and the upper surface of the insulating layer exposed in the opening is formed. Then, a plating film (not shown) (for example, a Cu plating film) that fills the through hole and the opening is formed by electrolytic plating using the seed layer as a power feeding layer.

次いで、めっき用レジスト膜を除去し、その後、該めっき膜に覆われていないシード層を除去することで、図3(c)に示すように、一端が表面バンプ273と接続された貫通電極279と、貫通電極279の他端と一体に構成された裏面バンプ293が一括形成される。   Next, the plating resist film is removed, and then the seed layer not covered with the plating film is removed, whereby the through electrode 279 having one end connected to the surface bump 273 as shown in FIG. Then, a back surface bump 293 configured integrally with the other end of the through electrode 279 is formed in a lump.

次に、図3(d)に示すように、裏面バンプ293が設けられた側に位置するシリコン基板202の面に、裏面バンプ293を覆う絶縁性接着剤層227を形成する。   Next, as shown in FIG. 3D, an insulating adhesive layer 227 that covers the back bumps 293 is formed on the surface of the silicon substrate 202 located on the side where the back bumps 293 are provided.

次に、図3(e)に示すように、絶縁性接着剤層227の表面に、ダイシングテープ231を貼り付ける。   Next, as shown in FIG. 3E, a dicing tape 231 is attached to the surface of the insulating adhesive layer 227.

次いで、図3(f)に示すように、半導体ウェハ400を図3(e)の状態から上下反転させた後、サポート基板261を介して、特定の光源から照射された光(例えば、レーザ光或いはUV光(紫外線))を接着層313に照射し、接着層313を発泡或いは接着力を低下させることで、接着層313及びサポート基板261を除去する。   Next, as shown in FIG. 3F, after the semiconductor wafer 400 is turned upside down from the state of FIG. 3E, light (for example, laser light) emitted from a specific light source via the support substrate 261 Alternatively, the adhesive layer 313 is irradiated with UV light (ultraviolet light), and the adhesive layer 313 is foamed or the adhesive force is reduced, whereby the adhesive layer 313 and the support substrate 261 are removed.

次に、図3(g)に示すように、図示していないダイシング装置のステージ上に、半導体ウェハ400を保持し、次いで、ダイシングブレード(図示せず)により、表面バンプ273が形成された側から、ダイシングラインに403に沿って、ダイシングテープ231に貼着された半導体ウェハ400を切断することで、複数のメモリチップ207bを個片化する。   Next, as shown in FIG. 3G, the semiconductor wafer 400 is held on a stage of a dicing apparatus (not shown), and then a surface bump 273 is formed by a dicing blade (not shown). Then, the semiconductor wafer 400 attached to the dicing tape 231 is cut along the dicing line 403 to divide the plurality of memory chips 207b into individual pieces.

次に、複数のメモリチップ207b(およびメモリチップ207a)を積層してチップ積層体205を形成する。具体的な手順は以下の通りである。   Next, a plurality of memory chips 207b (and memory chips 207a) are stacked to form a chip stacked body 205. The specific procedure is as follows.

まず、図4(a)に示すように、ダイシングテープ231に貼着された複数のメモリチップ207bをピックアップ装置のステージ46に搭載する。   First, as shown in FIG. 4A, a plurality of memory chips 207b attached to the dicing tape 231 are mounted on the stage 46 of the pickup device.

ステージ46はダイシングテープ231が載置されるステージ本体41と、チップ突き上げ機構44を有する。   The stage 46 includes a stage main body 41 on which the dicing tape 231 is placed and a chip push-up mechanism 44.

ステージ本体41は、表面にステージ側吸着部41aを有している。   The stage main body 41 has a stage-side suction portion 41a on the surface.

チップ突き上げ機構44は、第1の突き上げ部材47と、第2の突き上げ部材48と、突き上げ機構側吸着部49を有する。   The tip push-up mechanism 44 includes a first push-up member 47, a second push-up member 48, and a push-up mechanism side adsorption portion 49.

第1の突き上げ部材47は、チップ突き上げ機構44の中央に配置されている。第1の突き上げ部材47は、例えば平面形状が矩形である。   The first push-up member 47 is disposed at the center of the chip push-up mechanism 44. The first push-up member 47 has a rectangular planar shape, for example.

第1の突き上げ部材47は、図示していない駆動手段により、上下方向に移動可能な構成とされている。図4(a)に示す状態(具体的には、ステージ本体41の表面とチップ突き上げ機構44の表面が、略同一平面上にある状態)から第1の突き上げ部材47を上方に移動させることで、第1の突き上げ部材47がダイシングテープ231及び絶縁性接着剤層227を介して、メモリチップ207bの中央部を突き上げる。   The first push-up member 47 is configured to be movable in the vertical direction by a driving means (not shown). By moving the first push-up member 47 upward from the state shown in FIG. 4A (specifically, the surface of the stage main body 41 and the surface of the chip push-up mechanism 44 are substantially on the same plane). The first push-up member 47 pushes up the central portion of the memory chip 207b through the dicing tape 231 and the insulating adhesive layer 227.

第2の突き上げ部材48は、平面形状が例えば枠形状であり、第1の突き上げ部材47の配設位置よりも外側に配置されている。   The second push-up member 48 has, for example, a frame shape in plan view, and is disposed outside the position where the first push-up member 47 is disposed.

第2の突き上げ部材48は、図示していない駆動手段により、上下方向に移動可能な構成とされている。図4(a)に示す状態から第2の突き上げ部材48を上方に移動させることで、第2の突き上げ部材48は、ダイシングテープ231及び絶縁性接着剤層227を介して、半導体チップ207bの外周部を突き上げる。   The second push-up member 48 is configured to be movable in the vertical direction by a driving means (not shown). By moving the second push-up member 48 upward from the state shown in FIG. 4 (a), the second push-up member 48 is placed on the outer periphery of the semiconductor chip 207b via the dicing tape 231 and the insulating adhesive layer 227. Push up the part.

また、第2の突き上げ部材48の外形は、ピックアップするメモリチップ207bの外形のサイズよりも少し小さくなるように構成されている。   Further, the outer shape of the second push-up member 48 is configured to be slightly smaller than the size of the outer shape of the memory chip 207b to be picked up.

これにより、第2の突き上げ部材48を突き上げた際に、メモリチップ207bに設けられた絶縁樹脂層227のうち、第2の突き上げ部材48よりも外側に位置する部分を、ダイシングテープ231から剥離させることができる。   Thus, when the second push-up member 48 is pushed up, a portion of the insulating resin layer 227 provided on the memory chip 207b that is located outside the second push-up member 48 is peeled off from the dicing tape 231. be able to.

ステージ側吸着部41aは、ステージに形成された吸着部であり、図示していない真空ポンプと接続されている。これにより、ステージ側吸着部41aもダイシングテープ231を吸着する。   The stage side suction part 41a is a suction part formed on the stage, and is connected to a vacuum pump (not shown). As a result, the stage-side suction portion 41a also sucks the dicing tape 231.

突き上げ機構側吸着部49は、第1の突き上げ部材47と第2の突き上げ部材48との間に形成された溝状の吸着部であり、図示していない真空ポンプと接続されている。これにより、突き上げ機構側吸着部49は、半導体チップ207bの外周部と対向する位置に配置されたダイシングテープ231を吸着する。   The push-up mechanism side suction portion 49 is a groove-like suction portion formed between the first push-up member 47 and the second push-up member 48, and is connected to a vacuum pump (not shown). Thereby, the push-up mechanism side suction part 49 sucks the dicing tape 231 disposed at a position facing the outer peripheral part of the semiconductor chip 207b.

一方、図4(c)に示すように、ボンディングツール39は、メモリチップ207bを吸着する吸着部43を有している。吸着部43は、弾性体、例えば高熱伝導性で、耐熱性を有するゴム等であり、ボンディングツール39の中央部が周辺部よりも高くなるように、断面が円弧状に構成されている。また、ボンディングツール39は、吸着したメモリチップ207bを加熱する加熱部55を有している。   On the other hand, as shown in FIG. 4C, the bonding tool 39 has a suction portion 43 that sucks the memory chip 207b. The adsorbing portion 43 is an elastic body, for example, rubber having high thermal conductivity and heat resistance, and the cross section is formed in an arc shape so that the central portion of the bonding tool 39 is higher than the peripheral portion. Further, the bonding tool 39 includes a heating unit 55 that heats the adsorbed memory chip 207b.

次に、チップ積層体205を形成する。   Next, a chip stack 205 is formed.

まず、図4(b)に示すように、第1の突き上げ部材47と第2の突き上げ部材48を同じ突き上げ量となるように裏面側からメモリチップ207bの1つを突上げる。   First, as shown in FIG. 4B, one of the memory chips 207b is pushed up from the back side so that the first push-up member 47 and the second push-up member 48 have the same push-up amount.

次に、図4(c)に示すように、さらに上方に第1の突き上げ部材47を突き上げることにより、第1の突き上げ部材47よりも外側のダイシングテープ231がメモリチップ207bから剥離される。   Next, as shown in FIG. 4C, the first push-up member 47 is pushed up further upward, so that the dicing tape 231 outside the first push-up member 47 is peeled off from the memory chip 207b.

次に、図4(c)に示す状態からボンディングツール39をメモリチップ207bに接触させ、に示すようにボンディングツール39の吸着部43に、吸着穴39a内を減圧することにより、ボンディングツール39にメモリチップ207bを真空吸着させる。   Next, the bonding tool 39 is brought into contact with the memory chip 207b from the state shown in FIG. 4C, and the bonding tool 39 is depressurized in the suction portion 43 of the bonding tool 39 as shown in FIG. The memory chip 207b is vacuum-sucked.

ここで、ボンディングツール39の吸着部43は円弧状の弾性体で構成されており、50μmと厚さの薄いメモリチップ207bは円弧状の吸着部に沿って、裏面側の中央部が周辺よりも高くなるように吸着保持される。   Here, the adsorbing portion 43 of the bonding tool 39 is formed of an arc-shaped elastic body, and the memory chip 207b having a thin thickness of 50 μm is along the arc-shaped adsorbing portion, with the central portion on the back side being more than the periphery. Adsorbed and held to be high.

次に、図4(d)に示すように、メモリチップ207bを吸着したボンディングツールは、ダイシングテープ231から剥離され、ボンディングステージ51に移動される。ここで、メモリチップ207bは、中央の裏面バンプ293と周辺の裏面バンプ293との差が例えば15μm程度となるように保持される。   Next, as shown in FIG. 4D, the bonding tool that has attracted the memory chip 207 b is peeled from the dicing tape 231 and moved to the bonding stage 51. Here, the memory chip 207b is held such that the difference between the central back surface bump 293 and the peripheral back surface bump 293 is about 15 μm, for example.

またメモリチップ207bの裏面バンプ293は絶縁性接着剤層227で覆われているため、裏面バンプ293がダイシングテープ231の図示しない接着層にアンカーとなることなく、ダイシングテープ231から容易に剥離される。   Further, since the back surface bump 293 of the memory chip 207b is covered with the insulating adhesive layer 227, the back surface bump 293 is easily peeled off from the dicing tape 231 without being anchored to the adhesive layer (not shown) of the dicing tape 231. .

次に、吸着保持したメモリチップ207bをメモリチップ207aに積層する。   Next, the attracted and held memory chip 207b is stacked on the memory chip 207a.

まず、図5(a)に示すようにボンディングステージ51にメモリチップ207aを、表面が上を向いた状態となるように、真空吸着により保持する。ボンディングステージ51には加熱機構としてのヒータ53が設けられており、メモリチップ207aは所定の温度まで加熱される。   First, as shown in FIG. 5A, the memory chip 207a is held on the bonding stage 51 by vacuum suction so that the surface faces upward. The bonding stage 51 is provided with a heater 53 as a heating mechanism, and the memory chip 207a is heated to a predetermined temperature.

次に、メモリチップ207bを吸着したボンディングツール39を、ボンディングステージ51上に配置する。さらに、ボンディングツール39の加熱部55によって、メモリチップ207bも所定温度に加熱される。   Next, the bonding tool 39 that has attracted the memory chip 207 b is placed on the bonding stage 51. Further, the memory chip 207 b is also heated to a predetermined temperature by the heating unit 55 of the bonding tool 39.

次に、ボンディング装置の図示しない認識部によりメモリチップ207aの位置を認識した後、ボンディングツール39を下降させてメモリチップ207bをメモリチップ207a上にフリップチップ実装し、メモリチップ207bの裏面バンプ293をメモリチップ207aの対応する表面バンプ273に電気的に接続する。   Next, after the position of the memory chip 207a is recognized by a recognition unit (not shown) of the bonding apparatus, the bonding tool 39 is lowered to flip-chip mount the memory chip 207b on the memory chip 207a. It electrically connects to the corresponding surface bump 273 of the memory chip 207a.

ここで、メモリチップ207bはボンディングツール39に中央部が周辺よりも高くなるように反らせた状態で保持されているため、図5(b)に示すようにメモリチップ207bの絶縁性接着剤層227の中央部がメモリチップ207aに先に接触する。その後、中央から外側に向かって空気を押し出すように絶縁性接着剤層227が広がる。この際、弾性体である吸着部43がメモリチップ207b向きの荷重を受けることで、平坦な形状に変形し、図5(c)に示すようにメモリチップ207bが略平坦な状態で荷重を受けて、電極間が接合される。さらに、絶縁性接着剤層227はメモリチップ207aおよびメモリチップ207bの端部を越えてはみ出すように空気を押し出し、チップ間が絶縁性接着剤層227で充填される。   Here, since the memory chip 207b is held by the bonding tool 39 in a state of being warped so that the central portion is higher than the periphery, as shown in FIG. 5B, the insulating adhesive layer 227 of the memory chip 207b. The center part of the first contacts the memory chip 207a first. Thereafter, the insulating adhesive layer 227 spreads so as to push air outward from the center. At this time, the suction portion 43, which is an elastic body, receives a load directed toward the memory chip 207b, thereby deforming into a flat shape, and the memory chip 207b receives a load in a substantially flat state as shown in FIG. Thus, the electrodes are joined. Further, the insulating adhesive layer 227 pushes air so as to protrude beyond the ends of the memory chip 207a and the memory chip 207b, and the space between the chips is filled with the insulating adhesive layer 227.

これによって、チップ間にボイドがトラップされ難くなり、ボイドの発生を低減できる。   This makes it difficult for voids to be trapped between the chips, and the generation of voids can be reduced.

さらに、図5(d)に示すように、2つのメモリチップ207bをフリップチップ実装により積層搭載することで、図6に示すように例えば4つのメモリチップ207を有するチップ積層体205が形成される。   Further, as shown in FIG. 5D, by stacking and mounting two memory chips 207b by flip chip mounting, a chip stack 205 having, for example, four memory chips 207 is formed as shown in FIG. .

次に、以下の手順に従い、配線基板201上にチップ積層体205を搭載する。   Next, the chip stack 205 is mounted on the wiring board 201 according to the following procedure.

まず、図7(a)に示すような配線母基板300を準備する。   First, a wiring mother board 300 as shown in FIG.

配線母基板300は、マトリクス状に配置された複数の製品形成部301を有しており、個々の製品形成部301が配線基板201に対応している。また、製品形成部301間には、製品形成部301を分離する際の切断面に対応するダイシングライン307が設けられている。   The wiring mother board 300 has a plurality of product forming parts 301 arranged in a matrix, and each product forming part 301 corresponds to the wiring board 201. Further, a dicing line 307 corresponding to a cut surface when separating the product forming portions 301 is provided between the product forming portions 301.

次に、図7(b)に示すように、ディスペンサ61等を用いて接続パッド217を覆うように、NCF等の絶縁性接着剤層227を塗布する。   Next, as shown in FIG. 7B, an insulating adhesive layer 227 such as NCF is applied so as to cover the connection pads 217 using a dispenser 61 or the like.

次に、図7(c)に示すように、製品形成部301にロジックチップ203を搭載し、製品形成部301の接続パッド217とロジックチップ203の表面バンプ273を接続する。   Next, as illustrated in FIG. 7C, the logic chip 203 is mounted on the product forming unit 301, and the connection pads 217 of the product forming unit 301 and the surface bumps 273 of the logic chip 203 are connected.

次に、図7(d)に示すように、ロジックチップ203上にさらに絶縁性接着剤層227を塗布し、裏面バンプ293を覆う。   Next, as shown in FIG. 7D, an insulating adhesive layer 227 is further applied on the logic chip 203 to cover the back bumps 293.

次に、図7(e)に示すように、ロジックチップ203上にチップ積層体205を搭載し、ロジックチップ203の裏面バンプ293とチップ積層体205の表面バンプ273を接続する。   Next, as shown in FIG. 7E, the chip stack 205 is mounted on the logic chip 203, and the back bump 293 of the logic chip 203 and the front bump 273 of the chip stack 205 are connected.

次に、配線母基板300は図示しないモールド装置に送られる。   Next, the wiring mother board 300 is sent to a molding apparatus (not shown).

その後、モールド装置の上型および下型を型閉めした状態で溶融された封止樹脂を注入し、所定の温度、例えば180℃でキュアすることで、封止樹脂が硬化される。   Thereafter, molten sealing resin is injected in a state where the upper mold and the lower mold of the molding apparatus are closed, and the sealing resin is cured by curing at a predetermined temperature, for example, 180 ° C.

さらに、上型と下型を分離して、配線母基板300を取り出し、所定の温度、例えば240℃でリフローすることで封止樹脂が完全に硬化され、図8(a)に示すような、配線母基板300を一括的に覆う封止体212が形成される。   Furthermore, the upper mold and the lower mold are separated, the wiring mother board 300 is taken out, and the sealing resin is completely cured by reflowing at a predetermined temperature, for example, 240 ° C., as shown in FIG. A sealing body 212 that covers the wiring mother substrate 300 is formed.

次に、図8(b)に示すように、配線母基板300の他面側のランド219に半田ボール216を搭載する。   Next, as shown in FIG. 8B, solder balls 216 are mounted on lands 219 on the other surface side of the wiring mother board 300.

具体的には、例えば配線基板201上のランド219の配置に合わせて複数の吸着孔が形成された図示しない吸着機構を用いて、半田ボール216を吸着孔に保持し、保持された半田ボール216を、フラックスを介して配線基板201のランド219に一括搭載する。   Specifically, for example, using a suction mechanism (not shown) in which a plurality of suction holes are formed in accordance with the arrangement of the lands 219 on the wiring board 201, the solder balls 216 are held in the suction holes, and the held solder balls 216 are held. Are collectively mounted on the lands 219 of the wiring board 201 via a flux.

全ての製品形成部301への半田ボール216の搭載後、配線基板201をリフローすることで半田ボール216が固定される。   After the solder balls 216 are mounted on all product forming portions 301, the solder balls 216 are fixed by reflowing the wiring board 201.

次に、図8(c)に示すように、封止体212をダイシングテープ231に接着し、封止体212及び配線母基板300をダイシングテープ231に支持させる。その後、ダイシングブレード311を用いて、配線母基板300及び封止体212をダイシングライン307(図7(a)参照)に沿って縦横に切断する。これにより、配線母基板300は、製品形成部301毎に個片化される。   Next, as shown in FIG. 8C, the sealing body 212 is bonded to the dicing tape 231, and the sealing body 212 and the wiring mother board 300 are supported on the dicing tape 231. Thereafter, using the dicing blade 311, the wiring mother board 300 and the sealing body 212 are cut vertically and horizontally along the dicing line 307 (see FIG. 7A). Thereby, the wiring mother board 300 is separated into pieces for each product forming portion 301.

最後に、個片化された製品形成部301及び封止体212をダイシングテープ231からピックアップすることで、図1に示すような半導体装置200が得られる。   Finally, by picking up the separated product forming portion 301 and sealing body 212 from the dicing tape 231, a semiconductor device 200 as shown in FIG. 1 is obtained.

このように、第1の実施形態によれば、半導体装置200は、一面に複数のバンプ電極としての裏面バンプ293が形成されたメモリチップ207bの一面に対向する他面をボンディングツール39で保持し、ボンディングツール39によって保持されたメモリチップ207bを、絶縁性接着剤層227を介して、一面に複数の表面バンプ273が形成されたメモリチップ207a上に積層し、メモリチップ207bの裏面バンプ293をメモリチップ207aの複数の表面バンプ273に電気的に接続すると共に、絶縁性接着剤層227をメモリチップ207aとメモリチップ207bの隙間に充填することにより製造され、ボンディングツール39によりメモリチップ207bを保持する際は、メモリチップ207bを一面の中央部が周辺部よりも高くなるように反らせた状態で保持し、積層の際は、ボンディングツール39に保持されたメモリチップ207bを反らせた状態のまま、絶縁性接着剤層227を介して、メモリチップ207a上に積層する。   As described above, according to the first embodiment, the semiconductor device 200 holds the other surface facing the one surface of the memory chip 207b having the back surface bump 293 as a plurality of bump electrodes formed on one surface by the bonding tool 39. Then, the memory chip 207b held by the bonding tool 39 is stacked on the memory chip 207a having a plurality of front surface bumps 273 formed on one surface via the insulating adhesive layer 227, and the back surface bump 293 of the memory chip 207b is formed. The memory chip 207a is manufactured by being electrically connected to the plurality of surface bumps 273 and filling the gap between the memory chip 207a and the memory chip 207b with the insulating adhesive layer 227, and the bonding tool 39 holds the memory chip 207b. When the memory chip 207b is Is held in a state of being warped so as to be higher than the portion, and when stacking, the memory chip 207b held by the bonding tool 39 is warped and the memory chip 207a is placed on the memory chip 207a via the insulating adhesive layer 227. Laminate to.

そのため、フリップチップボンディングを用いる場合であっても、チップと基板間、或いはチップ間の樹脂部にボイドが発生しないように半導体装置200を製造できる。   Therefore, even when flip chip bonding is used, the semiconductor device 200 can be manufactured so that no void is generated in the resin portion between the chip and the substrate or between the chips.

次に、第2の実施形態について、図9を参照して説明する。   Next, a second embodiment will be described with reference to FIG.

第2の実施形態は、第1の実施形態において、メモリチップ207bの裏面に絶縁性接着剤層227が貼り付けられていない状態からメモリチップを積層するものである。   In the second embodiment, the memory chips are stacked from the state in which the insulating adhesive layer 227 is not attached to the back surface of the memory chip 207b in the first embodiment.

なお、第2の実施形態において、第1の実施形態と同様の機能を果たす要素については同一の番号を付し、主に第1の実施形態と異なる部分について説明する。   Note that, in the second embodiment, elements having the same functions as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and different portions from the first embodiment will be mainly described.

まず、第1の実施形態と同様に、メモリチップ207bの製造および個片化を行うが、この際、絶縁性接着剤層227は設けない。   First, as in the first embodiment, the memory chip 207b is manufactured and singulated, but at this time, the insulating adhesive layer 227 is not provided.

次に、図9に示すように、メモリチップ207a上にメモリチップ207bを積層し、チップ積層体205を形成する。   Next, as illustrated in FIG. 9, the memory chip 207 b is stacked on the memory chip 207 a to form a chip stacked body 205.

具体的には、まず、メモリチップ207aの表面上に図9(a)に示すようにディスペンサ61等を用いて絶縁性接着剤層227を先塗布し、その後、図9(b)〜(d)に示すように、メモリチップ207bをメモリチップ207a上にフリップチップ実装し、メモリチップ207bの裏面バンプ293をメモリチップ207aの対応する表面バンプ273に電気的に接続する。   Specifically, first, an insulating adhesive layer 227 is first applied on the surface of the memory chip 207a using a dispenser 61 or the like as shown in FIG. 9A, and thereafter, FIGS. ), The memory chip 207b is flip-chip mounted on the memory chip 207a, and the back surface bump 293 of the memory chip 207b is electrically connected to the corresponding front surface bump 273 of the memory chip 207a.

この場合も、メモリチップ207bはボンディングツール39に中央部が周辺よりも高くなるように反らせた状態で保持されているため、図9(c)に示すようにメモリチップ207bの中央部がメモリチップ207a上の絶縁性接着剤層227に先に接触する。さらに、この状態からチップ中央から外側に向かって空気を押し出すように絶縁性接着剤層227が広がる。これにより、絶縁性接着剤層227はチップの端部を越えてはみ出すように空気を押し出し、チップ間が絶縁性接着剤層227で充填され、チップ間へのボイドの発生を低減できる。   Also in this case, since the memory chip 207b is held by the bonding tool 39 in a state of being warped so that the central portion is higher than the periphery, the central portion of the memory chip 207b is the memory chip as shown in FIG. The insulating adhesive layer 227 on 207a is first contacted. Furthermore, the insulating adhesive layer 227 spreads out from this state so as to push air outward from the center of the chip. As a result, the insulating adhesive layer 227 pushes out air so as to protrude beyond the end portion of the chip, and the space between the chips is filled with the insulating adhesive layer 227, so that generation of voids between the chips can be reduced.

このように、絶縁性接着剤層227は、必ずしも先にメモリチップ207bに塗布する必要はない。   Thus, the insulating adhesive layer 227 does not necessarily need to be applied to the memory chip 207b first.

さらに、同様に2つのメモリチップ207bをフリップチップ実装により積層搭載することで、図6と同様に、例えば4つのメモリチップ207を有するチップ積層体205が形成される。   Furthermore, by similarly stacking and mounting two memory chips 207b by flip chip mounting, a chip stack 205 having, for example, four memory chips 207 is formed as in FIG.

この後は第1の実施形態と同様にチップ積層体205の配線母基板300への搭載、樹脂封止、半田ボール216の搭載、配線母基板300の個片化を行い、半導体装置200が完成する。   Thereafter, as in the first embodiment, the chip stack 205 is mounted on the wiring mother board 300, resin-sealed, the solder balls 216 are mounted, and the wiring mother board 300 is singulated to complete the semiconductor device 200. To do.

このように、第2の実施形態によれば、半導体装置200は、一面に複数のバンプ電極としての裏面バンプ293が形成されたメモリチップ207bの一面に対向する他面をボンディングツール39で保持し、ボンディングツール39によって保持されたメモリチップ207bを、絶縁性接着剤層227を介して、一面に複数の表面バンプ273が形成されたメモリチップ207a上に積層し、メモリチップ207bの裏面バンプ293をメモリチップ207aの複数の表面バンプ273に電気的に接続すると共に、絶縁性接着剤層227をメモリチップ207aとメモリチップ207bの隙間に充填することにより製造され、ボンディングツール39によりメモリチップ207bを保持する際は、メモリチップ207bを一面の中央部が周辺部よりも高くなるように反らせた状態で保持し、積層の際は、ボンディングツール39に保持されたメモリチップ207bを反らせた状態のまま、絶縁性接着剤層227を介して、メモリチップ207a上に積層する。
従って、第1の実施形態と同様の効果を奏する。
As described above, according to the second embodiment, the semiconductor device 200 holds the other surface facing the one surface of the memory chip 207b on which the back surface bump 293 as a plurality of bump electrodes is formed by the bonding tool 39. Then, the memory chip 207b held by the bonding tool 39 is stacked on the memory chip 207a having a plurality of front surface bumps 273 formed on one surface via the insulating adhesive layer 227, and the back surface bump 293 of the memory chip 207b is formed. The memory chip 207a is manufactured by being electrically connected to the plurality of surface bumps 273 and filling the gap between the memory chip 207a and the memory chip 207b with the insulating adhesive layer 227, and the bonding tool 39 holds the memory chip 207b. When the memory chip 207b is Is held in a state of being warped so as to be higher than the portion, and when stacking, the memory chip 207b held by the bonding tool 39 is warped and the memory chip 207a is placed on the memory chip 207a via the insulating adhesive layer 227. Laminate to.
Accordingly, the same effects as those of the first embodiment are obtained.

次に、第3の実施形態について、図10を参照して説明する。   Next, a third embodiment will be described with reference to FIG.

第3の実施形態は、第1の実施形態において、配線基板201上に搭載されたシリコンインターポーザー208上に、ロジックチップ203とチップ積層体205を並置したものである。   In the third embodiment, the logic chip 203 and the chip stack 205 are juxtaposed on the silicon interposer 208 mounted on the wiring substrate 201 in the first embodiment.

なお、第3の実施形態において、第1の実施形態と同様の機能を果たす要素については同一の番号を付し、主に第1の実施形態と異なる部分について説明する。   Note that in the third embodiment, elements that perform the same functions as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and different portions from the first embodiment will be mainly described.

図10に示すように、第3の実施形態に係る半導体装置200aは、配線基板201上に搭載されたシリコンインターポーザー208上に、ロジックチップ203とチップ積層体205が並置されている。   As shown in FIG. 10, in the semiconductor device 200 a according to the third embodiment, a logic chip 203 and a chip stack 205 are juxtaposed on a silicon interposer 208 mounted on a wiring board 201.

このように、ロジックチップ203とチップ積層体205は必ずしも直列に積層する必要はなく、並置してもよい。   Thus, the logic chip 203 and the chip stack 205 are not necessarily stacked in series, and may be juxtaposed.

なお、半導体装置200aの製造方法は第1の実施形態と同様であるため、説明を省略する。   Note that the manufacturing method of the semiconductor device 200a is the same as that of the first embodiment, and thus the description thereof is omitted.

このように、第3の実施形態によれば、半導体装置200aは、一面に複数のバンプ電極としての裏面バンプ293が形成されたメモリチップ207bの一面に対向する他面をボンディングツール39で保持し、ボンディングツール39によって保持されたメモリチップ207bを、絶縁性接着剤層227を介して、一面に複数の表面バンプ273が形成されたシリコンインターポーザー208上に積層し、メモリチップ207bの裏面バンプ293をシリコンインターポーザー208の複数の表面バンプ273に電気的に接続すると共に、絶縁性接着剤層227をシリコンインターポーザー208とメモリチップ207bの隙間に充填することにより製造され、ボンディングツール39によりメモリチップ207bを保持する際は、メモリチップ207bを一面の中央部が周辺部よりも高くなるように反らせた状態で保持し、積層の際は、ボンディングツール39に保持されたメモリチップ207bを反らせた状態のまま、絶縁性接着剤層227を介して、シリコンインターポーザー208上に積層する。
従って、第1の実施形態と同様の効果を奏する。
As described above, according to the third embodiment, the semiconductor device 200a holds the other surface facing the one surface of the memory chip 207b on which the back surface bump 293 as a plurality of bump electrodes is formed by the bonding tool 39. The memory chip 207b held by the bonding tool 39 is stacked on the silicon interposer 208 having a plurality of front surface bumps 273 formed on one surface via the insulating adhesive layer 227, and the back surface bump 293 of the memory chip 207b. Is electrically connected to the plurality of surface bumps 273 of the silicon interposer 208 and the insulating adhesive layer 227 is filled in the gap between the silicon interposer 208 and the memory chip 207b. When holding 207b, the memory 207b is held in a state of being warped so that the central portion of the surface is higher than the peripheral portion, and when stacking, the insulating adhesive is left in a state of warping the memory chip 207b held by the bonding tool 39 It is laminated on the silicon interposer 208 through the layer 227.
Accordingly, the same effects as those of the first embodiment are obtained.

以上、本発明者によってなされた発明を実施形態に基づき説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。   As mentioned above, although the invention made | formed by this inventor was demonstrated based on embodiment, it cannot be overemphasized that this invention is not limited to the said embodiment, and can be variously changed in the range which does not deviate from the summary.

例えば、上記した実施形態では、4つのメモリチップ207と1つのロジックチップ203を積層した半導体装置200の製造方法について説明したが、本発明の製造方法は、メモリチップやロジックチップを用いた場合に限定されず、どのような半導体チップの製造方法にも用いることが可能である。また半導体チップの積層数も5段に限らず、4段以下又は6段以上でも良い。   For example, in the above-described embodiment, the manufacturing method of the semiconductor device 200 in which the four memory chips 207 and one logic chip 203 are stacked has been described. However, the manufacturing method of the present invention can be used when a memory chip or a logic chip is used. The method is not limited, and any semiconductor chip manufacturing method can be used. The number of stacked semiconductor chips is not limited to five, but may be four or less or six or more.

39 :ボンディングツール
41 :ステージ本体
41a :ステージ側吸着部
43 :吸着部
44 :チップ突き上げ機構
46 :ステージ
47 :第1の突き上げ部材
48 :第2の突き上げ部材
49 :突き上げ機構側吸着部
51 :ボンディングステージ
53 :ヒータ
55 :加熱部
61 :ディスペンサ
200 :半導体装置
200a :半導体装置
201 :配線基板
202 :シリコン基板
203 :ロジックチップ
205 :チップ積層体
207 :メモリチップ
207a :メモリチップ
207b :メモリチップ
208 :シリコンインターポーザー
209 :回路形成層
212 :封止体
213 :基材
216 :半田ボール
217 :接続パッド
218 :絶縁膜
219 :ランド
222 :絶縁リング
227 :絶縁性接着剤層
231 :ダイシングテープ
261 :サポート基板
271 :電極パッド
273 :表面バンプ
275 :Niメッキ層
277 :Auメッキ層
279 :貫通電極
282 :シード層
283 :保護膜
293 :裏面バンプ
295 :裏面はんだ層
300 :配線母基板
301 :製品形成部
307 :ダイシングライン
311 :ダイシングブレード
313 :接着層
400 :半導体ウェハ
401 :製品形成部
403 :ダイシングライン
39: Bonding tool 41: Stage main body 41a: Stage side suction part 43: Suction part 44: Chip push-up mechanism 46: Stage 47: First push-up member 48: Second push-up member 49: Push-up mechanism side suction part 51: Bonding Stage 53: Heater 55: Heating unit 61: Dispenser 200: Semiconductor device 200a: Semiconductor device 201: Wiring substrate 202: Silicon substrate 203: Logic chip 205: Chip stack 207: Memory chip 207a: Memory chip 207b: Memory chip 208: Silicon interposer 209: Circuit forming layer 212: Sealing body 213: Base material 216: Solder ball 217: Connection pad 218: Insulating film 219: Land 222: Insulating ring 227: Insulating adhesive layer 231: Dicing tape 2 1: Support substrate 271: Electrode pad 273: Surface bump 275: Ni plating layer 277: Au plating layer 279: Through electrode 282: Seed layer 283: Protection film 293: Back bump 295: Back solder layer 300: Wiring mother board 301: Product forming section 307: Dicing line 311: Dicing blade 313: Adhesive layer 400: Semiconductor wafer 401: Product forming section 403: Dicing line

Claims (10)

(a)一面に複数のバンプ電極が形成された第1の基板の前記一面に対向する他面をボンディングツールで保持し、
(b)前記ボンディングツールによって保持された前記第1の基板を、樹脂接着層を介して、一面に複数の電極が形成された第2の基板上に積層し、前記第1の基板の前記複数のバンプ電極を前記第2の基板の前記複数の電極に電気的に接続すると共に、前記樹脂接着層を前記第1と第2の基板間の隙間に充填する、
を有し、
前記(a)は、前記第1の基板を前記一面の中央部が周辺部よりも高くなるように反らせた状態で前記他面をボンディングツールによって保持し、
前記(b)は、前記ボンディングツールに保持された前記第1の基板を、該第1の基板を反らせた状態のまま、前記樹脂接着層を介して、前記第2の基板上に積層する、半導体装置の製造方法。
(A) holding the other surface facing the one surface of the first substrate having a plurality of bump electrodes formed on one surface with a bonding tool;
(B) The first substrate held by the bonding tool is stacked on a second substrate having a plurality of electrodes formed on one surface via a resin adhesive layer, and the plurality of the first substrates are stacked. Electrically connecting the bump electrodes to the plurality of electrodes of the second substrate, and filling the resin adhesive layer in the gap between the first and second substrates,
Have
(A) holding the other surface by a bonding tool in a state in which the first substrate is warped so that the central portion of the one surface is higher than the peripheral portion,
(B) is a method of laminating the first substrate held by the bonding tool on the second substrate through the resin adhesive layer while keeping the first substrate warped. A method for manufacturing a semiconductor device.
前記ボンディングツールは、耐熱性及び高熱伝導性を有する弾性材料で、断面形状が周辺部よりも中央部が高くなるように円弧状に構成された吸着部を有しており、
前記(a)は、前記円弧状に構成された前記吸着部に前記第1の基板を吸着保持することにより、前記第1の基板を反らせた状態で前記ボンディングツールで保持することを特徴とする請求項1に記載の半導体装置の製造方法。
The bonding tool is an elastic material having heat resistance and high thermal conductivity, and has a suction portion configured in an arc shape so that the central portion is higher than the peripheral portion in cross-sectional shape,
(A) is characterized in that the first substrate is held by suction by holding the first substrate to the suction portion configured in the arc shape, and the first substrate is held by the bonding tool in a warped state. A method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1.
前記(b)は、反らせた状態で前記ボンディングツールに保持された前記第1の基板の中央部を、前記樹脂接着層を介して、前記第2の基板上に接触させ、前記ボンディングツールに前記第2の基板向きに荷重を加えることにより、前記吸着部および前記第1の基板を円弧状から平坦状に変形させ、前記第1の基板を前記第2の基板上に積層する、請求項2に記載の半導体装置の製造方法。   In (b), the central portion of the first substrate held by the bonding tool in a warped state is brought into contact with the second substrate via the resin adhesive layer, and the bonding tool is contacted with the bonding tool. The load is applied toward the second substrate to deform the suction portion and the first substrate from an arc shape to a flat shape, and the first substrate is stacked on the second substrate. The manufacturing method of the semiconductor device as described in any one of. 前記(b)は、前記接着樹脂層を、前記第1の基板に貼り付けてから前記第1の基板を前記第2の基板上に積層する、請求項1〜3のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。   The said (b) attaches the said adhesive resin layer to a said 1st board | substrate, Then, the said 1st board | substrate is laminated | stacked on a said 2nd board | substrate, The description in any one of Claims 1-3. Semiconductor device manufacturing method. 前記(b)は、前記接着樹脂層を前記第2の基板上に塗布してから前記第1の基板を前記第2の基板上に積層する、請求項1〜3のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。   The said (b) is a thing as described in any one of Claims 1-3 which laminates | stacks a said 1st board | substrate on a said 2nd board | substrate after apply | coating the said adhesive resin layer on a said 2nd board | substrate. Semiconductor device manufacturing method. 前記第1の基板および/または前記第2の基板は半導体チップである、請求項1〜5のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。   The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the first substrate and / or the second substrate is a semiconductor chip. 前記第1の基板および/または前記第2の基板はメモリチップである、請求項1〜6のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。   The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the first substrate and / or the second substrate is a memory chip. 前記第1の基板は、前記第2の基板上に複数並置される、請求項1〜7のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。   The semiconductor device manufacturing method according to claim 1, wherein a plurality of the first substrates are juxtaposed on the second substrate. (c)前記第1の基板および前記第2の基板を配線基板上に搭載し、
(d)前記第1の基板および前記第2の基板を封止樹脂で封止する、
を有する請求項1〜8のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。
(C) mounting the first substrate and the second substrate on a wiring substrate;
(D) sealing the first substrate and the second substrate with a sealing resin;
The manufacturing method of the semiconductor device as described in any one of Claims 1-8 which has these.
(e)前記配線基板の、前記第1の基板および第2の基板が設けられた面の反対側の面に外部端子を搭載する、
を有する請求項9に記載の半導体装置の製造方法。
(E) mounting an external terminal on a surface of the wiring substrate opposite to the surface on which the first substrate and the second substrate are provided;
A method for manufacturing a semiconductor device according to claim 9.
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