JP2015018897A - Semiconductor device manufacturing method - Google Patents
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Abstract
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).
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.
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
First, the
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
次に、チップ積層体205を形成する。
Next, a
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
まず、図7(a)に示すような配線母基板300を準備する。
First, a
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
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
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
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
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
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
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
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,
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
Claims (10)
(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(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.
(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.
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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