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JP2012222038A - Semiconductor device manufacturing method - Google Patents

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JP2012222038A
JP2012222038A JP2011083705A JP2011083705A JP2012222038A JP 2012222038 A JP2012222038 A JP 2012222038A JP 2011083705 A JP2011083705 A JP 2011083705A JP 2011083705 A JP2011083705 A JP 2011083705A JP 2012222038 A JP2012222038 A JP 2012222038A
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JP
Japan
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chip
bump electrodes
semiconductor chip
semiconductor
bump
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2011083705A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroyuki Fujishima
浩幸 藤島
Masanori Yoshida
正典 吉田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Micron Memory Japan Ltd
Original Assignee
Elpida Memory Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Elpida Memory Inc filed Critical Elpida Memory Inc
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    • H10W90/724
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    • H10W90/734

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor device manufacturing method in which a semiconductor chip is exposed to a high temperature the least number of times.SOLUTION: A semiconductor device manufacturing method comprises the steps of: preparing a plurality of semiconductor chips 10 each having bump electrodes 12 connected via a through electrode 13; laminating a second semiconductor chip 10b on a first semiconductor chip 10a such that the bump electrodes 12 confront each other; temporarily pressure bonding the bump electrodes 12 on the semiconductor chip 10a with the bump electrodes on the semiconductor chip 10b; laminating a third semiconductor chip 10c on the semiconductor chip 10b such that the bump electrodes 12 confront each other; temporarily pressure bonding the bump electrodes 12 on the semiconductor chip 10b with the bump electrodes 12 on the semiconductor chip 10c to form a chip laminate 11; and actually pressure bonding the plurality of bump electrodes 12 collectively that are temporarily pressure bonded in the chip laminate 11.

Description

本発明は、CoC(Chip on Chip)型の半導体装置に関するものである。   The present invention relates to a CoC (Chip on Chip) type semiconductor device.

貫通電極を備えた複数の半導体チップが積層されたCoC型半導体装置の製造方法の一例が特許文献1に記載されている。特許文献1に記載されている製造方法は、貫通電極を介して接続されたバンプ電極が表裏面に設けられている複数の半導体チップを積層してチップ積層体を形成する工程と、チップ積層体を配線基板に実装する工程とを含んでいる。   Patent Document 1 describes an example of a method for manufacturing a CoC type semiconductor device in which a plurality of semiconductor chips each having a through electrode are stacked. The manufacturing method described in Patent Document 1 includes a step of stacking a plurality of semiconductor chips each having bump electrodes connected to each other through through electrodes to form a chip stack, and a chip stack. Mounting on a wiring board.

ここで、特許文献1に記載されている製造方法では、半導体チップの積層と積層された半導体チップの接続固定とを複数回繰り返してチップ積層体が形成される。具体的には、一段目の半導体チップの上に、該一段目の半導体チップ上のバンプ電極と、二段目の半導体チップ上のバンプ電極とが突き合わされるようにして、二段目の半導体チップを積層する。次いで、積層された2つの半導体チップに所定温度(300℃前後)の熱と荷重を加えて、一段目の半導体チップ上のバンプ電極と二段目の半導体チップ上のバンプ電極とを接合する。すなわち、バンプ電極どうしを熱圧着する。その後、二段目の半導体チップの上に、該二段目の半導体チップ上のバンプ電極と、三段目の半導体チップ上のバンプ電極とが突き合わされるようにして、三段目の半導体チップを積層する。その後、積層された3つの半導体チップに所定温度(300℃前後)の熱と荷重を加えて、二段目の半導体チップ上のバンプ電極と三段目の半導体チップ上のバンプ電極とを接合する。以後、同様の工程を繰り返して必要段数の半導体チップを積層する。   Here, in the manufacturing method described in Patent Document 1, the stack of semiconductor chips and the connection and fixing of the stacked semiconductor chips are repeated a plurality of times to form a chip stack. Specifically, the second-stage semiconductor chip is formed such that the bump electrode on the first-stage semiconductor chip and the bump electrode on the second-stage semiconductor chip are abutted on the first-stage semiconductor chip. Stack the chips. Next, heat and a load at a predetermined temperature (about 300 ° C.) are applied to the two stacked semiconductor chips to bond the bump electrodes on the first-stage semiconductor chip and the bump electrodes on the second-stage semiconductor chip. That is, the bump electrodes are thermocompression bonded. Thereafter, the bump electrode on the second-stage semiconductor chip and the bump electrode on the third-stage semiconductor chip are abutted on the second-stage semiconductor chip, so that the third-stage semiconductor chip Are stacked. Thereafter, heat and a load at a predetermined temperature (around 300 ° C.) are applied to the three stacked semiconductor chips to join the bump electrodes on the second-stage semiconductor chip and the bump electrodes on the third-stage semiconductor chip. . Thereafter, similar steps are repeated to stack the required number of semiconductor chips.

特開2010−251347号公報JP 2010-251347 A

特許文献1に記載されている上記製造方法には次のような課題があった。すなわち、上記製造方法では、半導体チップの積層と積層された半導体チップの接続固定とを複数回繰り返してチップ積層体が形成される。よって、半導体チップの積層数が増加するに従って半導体チップの加熱回数も増加する。例えば、5つの半導体チップが積層されたチップ積層体を形成する場合、一段目の半導体チップは300℃前後に4回加熱され、二段目の半導体チップは3回加熱される。このように半導体チップが何度も高温に曝されると、半導体チップの性能が低下する虞がある。   The manufacturing method described in Patent Document 1 has the following problems. That is, in the manufacturing method described above, the chip stack is formed by repeating the stacking of the semiconductor chips and the connection and fixing of the stacked semiconductor chips a plurality of times. Therefore, the number of times the semiconductor chip is heated increases as the number of stacked semiconductor chips increases. For example, when forming a chip stack in which five semiconductor chips are stacked, the first-stage semiconductor chip is heated four times around 300 ° C., and the second-stage semiconductor chip is heated three times. As described above, when the semiconductor chip is exposed to a high temperature many times, the performance of the semiconductor chip may be deteriorated.

本発明の半導体装置の製造方法では、バンプ電極を仮圧着させながら複数の半導体チップを積層してチップ積層体を形成した後に、チップ積層体内の複数のバンプ電極を一括して本圧着させる。具体的には、貫通電極を介して接続されたバンプ電極を有する複数の半導体チップを用意し、互いのバンプ電極どうしが突き合わされるように、第1の半導体チップの上に第2の半導体チップを積層し、前記第1の半導体チップ上のバンプ電極と、該バンプ電極と突き合わされている前記第2の半導体チップ上のバンプ電極とを仮圧着させ、互いのバンプ電極どうしが突き合わされるように、前記第2の半導体チップの上に第3の半導体チップを積層し、前記第2の半導体チップ上のバンプ電極と、該バンプ電極と突き合わされている前記第3の半導体チップ上のバンプ電極とを仮圧着させてチップ積層体を形成し、前記チップ積層体内において仮圧着されている複数のバンプ電極を一括して本圧着させる。したがって、半導体チップの積層数が増加しても、バンプ電極を本圧着させるために必要な高温の熱は1回しか加えられない。   In the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention, a plurality of semiconductor chips are stacked while a bump electrode is temporarily press-bonded to form a chip stack, and then a plurality of bump electrodes in the chip stack are collectively pressed. Specifically, a plurality of semiconductor chips having bump electrodes connected via through electrodes are prepared, and the second semiconductor chip is placed on the first semiconductor chip so that the bump electrodes are brought into contact with each other. The bump electrodes on the first semiconductor chip and the bump electrodes on the second semiconductor chip that are in contact with the bump electrodes are temporarily pressed together so that the bump electrodes are in contact with each other. Further, a third semiconductor chip is stacked on the second semiconductor chip, a bump electrode on the second semiconductor chip, and a bump electrode on the third semiconductor chip that is abutted against the bump electrode Are temporarily bonded to each other to form a chip laminated body, and a plurality of bump electrodes temporarily bonded in the chip laminated body are collectively bonded together. Therefore, even if the number of stacked semiconductor chips is increased, the high-temperature heat required for the final pressure bonding of the bump electrodes can be applied only once.

本発明によれば、半導体チップが高温に曝される回数が少なくなるので、半導体チップの性能低下を招く虞が低減される。   According to the present invention, the number of times that the semiconductor chip is exposed to a high temperature is reduced, so that the possibility of the performance degradation of the semiconductor chip is reduced.

本発明の製造方法によって製造される半導体装置の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the semiconductor device manufactured by the manufacturing method of this invention. 本発明の製造方法における仮圧着工程の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the temporary crimping | compression-bonding process in the manufacturing method of this invention. 本発明の製造方法における仮圧着工程を実行する装置の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the apparatus which performs the temporary crimping | compression-bonding process in the manufacturing method of this invention. 本発明の製造方法における本圧着工程の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of this crimping | compression-bonding process in the manufacturing method of this invention. 本発明の製造方法における封止工程の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the sealing process in the manufacturing method of this invention. 本発明の製造方法における実装工程の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the mounting process in the manufacturing method of this invention. 本発明の製造方法における実装工程の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the mounting process in the manufacturing method of this invention. 本発明の製造方法における本圧着工程の他の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows another example of this crimping | compression-bonding process in the manufacturing method of this invention. 本発明の製造方法における仮圧着工程を実行する装置の他の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows another example of the apparatus which performs the temporary crimping | compression-bonding process in the manufacturing method of this invention. 本発明の製造方法における本圧着工程の他の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows another example of this crimping | compression-bonding process in the manufacturing method of this invention.

(第1の実施形態)
以下、本発明の半導体装置の製造方法の第1の実施形態について説明する。図1は、本実施形態に係る製造方法によって製造された半導体装置1の構成を示す断面図である。図示されている半導体装置1は、複数の半導体チップ10が積載されたチップ積層体11を有し、チップ積層体11の下にはインターフェースチップ(以下、「IFチップ20」と呼ぶ。)が配置されている。チップ積層体11の最下段の半導体チップ10は、IFチップ20を介して配線基板30に接続固定されている。
(First embodiment)
A semiconductor device manufacturing method according to a first embodiment of the present invention will be described below. FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of a semiconductor device 1 manufactured by the manufacturing method according to the present embodiment. The illustrated semiconductor device 1 includes a chip stack 11 on which a plurality of semiconductor chips 10 are stacked, and an interface chip (hereinafter referred to as “IF chip 20”) is disposed under the chip stack 11. Has been. The lowermost semiconductor chip 10 of the chip stack 11 is connected and fixed to the wiring substrate 30 via the IF chip 20.

各半導体チップ10およびIFチップ20は、回路が形成されている一方の面と回路が形成されていない他方の面とを有する。以下の説明では、半導体チップ10およびIFチップ20の、回路が形成されている面を「表面」、回路が形成されていない面を「裏面」と呼んで区別する。もっとも、かかる区別は説明の便宜上の区別に過ぎない。   Each semiconductor chip 10 and IF chip 20 have one surface on which a circuit is formed and the other surface on which no circuit is formed. In the following description, the surface of the semiconductor chip 10 and the IF chip 20 on which the circuit is formed is referred to as “front surface”, and the surface on which the circuit is not formed is referred to as “back surface”. However, such a distinction is merely a distinction for convenience of explanation.

半導体チップ10の表面には、例えばメモリ回路が形成されており、IFチップ20の表面には、半導体チップ10を制御するための回路が設けられている。また、半導体チップ10およびIFチップ20の表裏面には、それぞれバンプ電極12が設けられている。さらに、各チップ10、20上のバンプ電極12は、貫通電極13を介して互いに接続されている。   For example, a memory circuit is formed on the surface of the semiconductor chip 10, and a circuit for controlling the semiconductor chip 10 is provided on the surface of the IF chip 20. Further, bump electrodes 12 are provided on the front and back surfaces of the semiconductor chip 10 and the IF chip 20, respectively. Further, the bump electrodes 12 on the chips 10 and 20 are connected to each other through the through electrodes 13.

なお、IFチップ20は、半導体装置1の製造工程において、半導体チップ10にかかる応力を受け止めるサポート部材としての役目も果たす。具体的には、IFチップ20は、半導体チップ10内の貫通電極13の熱膨張や収縮によって発生する応力を受け止める。IFチップ20の表面上のバンプ電極12は、配線基板30上の接続パッド31の位置に対応して配置されている。   The IF chip 20 also serves as a support member that receives stress applied to the semiconductor chip 10 in the manufacturing process of the semiconductor device 1. Specifically, the IF chip 20 receives stress generated by thermal expansion and contraction of the through electrode 13 in the semiconductor chip 10. The bump electrodes 12 on the surface of the IF chip 20 are arranged corresponding to the positions of the connection pads 31 on the wiring board 30.

以下の説明では、チップ積層体11及びIFチップ20を含む積層体を「複合チップ積層体40」と呼んでチップ積層体11と区別する。もっとも、かかる区別は説明の便宜上の区別に過ぎず、複合チップ積層体40も複数の半導体チップが積層されたチップ積層体である。   In the following description, the laminated body including the chip laminated body 11 and the IF chip 20 is referred to as a “composite chip laminated body 40” to be distinguished from the chip laminated body 11. However, such a distinction is merely a distinction for convenience of explanation, and the composite chip laminate 40 is also a chip laminate in which a plurality of semiconductor chips are laminated.

複合チップ積層体40における半導体チップ10とIFチップ20との間の隙間は、第1の封止樹脂層14で埋められている。また、各半導体チップ10の間の隙間も第1の封止樹脂層14で埋められている。さらに、複合チップ積層体40の側面の一部も第1の封止樹脂層14で覆われている。図1に示すように、第1の封止樹脂層14の断面は、半導体装置1を側面から見たとき、略台形になっている。第1の封止樹脂層14は、例えば周知のアンダーフィル材を用いて形成される。   A gap between the semiconductor chip 10 and the IF chip 20 in the composite chip stack 40 is filled with the first sealing resin layer 14. Further, gaps between the semiconductor chips 10 are also filled with the first sealing resin layer 14. Further, a part of the side surface of the composite chip stack 40 is also covered with the first sealing resin layer 14. As shown in FIG. 1, the cross section of the first sealing resin layer 14 is substantially trapezoidal when the semiconductor device 1 is viewed from the side. The first sealing resin layer 14 is formed using, for example, a known underfill material.

略台形の第1の封止樹脂層14の短辺(台形の上底に相当)側に配置されているIFチップ20には、所定の配線が形成された配線基板30が接続固定されている。配線基板30には、例えば両面に所定の配線が形成されたガラスエポキシ基板が用いられている。   A wiring substrate 30 on which predetermined wiring is formed is connected and fixed to the IF chip 20 disposed on the short side (corresponding to the upper base of the trapezoid) of the substantially trapezoidal first sealing resin layer 14. . As the wiring board 30, for example, a glass epoxy board having predetermined wirings formed on both sides is used.

配線基板30の一方の面には、複数の接続パッド31が形成され、他方の面には複数のランド33が形成されている。各接続パッド31は、ワイヤバンプ35を介して、IFチップ20上のバンプ電極12と接続されており、各ランド33の上には、半導体装置1の外部電極となる金属ボール32が設けられている。接続パッド31は、配線基板30内に設けられた配線を介して所定のランド33に接続されている。配線基板30は、接続パッド31やランド33を除いてソルダーレジスト膜等の絶縁膜34によって覆われている。ランド33は、配線基板30の上に所定の間隔で格子状に配置されている。もっとも、ランド33の配置は格子状に限られない。   A plurality of connection pads 31 are formed on one surface of the wiring board 30, and a plurality of lands 33 are formed on the other surface. Each connection pad 31 is connected to the bump electrode 12 on the IF chip 20 via a wire bump 35, and a metal ball 32 serving as an external electrode of the semiconductor device 1 is provided on each land 33. . The connection pad 31 is connected to a predetermined land 33 via a wiring provided in the wiring board 30. The wiring board 30 is covered with an insulating film 34 such as a solder resist film except for the connection pads 31 and the lands 33. The lands 33 are arranged on the wiring board 30 in a grid pattern at predetermined intervals. However, the arrangement of the lands 33 is not limited to the lattice shape.

複合チップ積層体40と配線基板30は、NCP(Non Conductive Paste)等の接着材15によって接着固定され、該接着材15により配線基板30上の接続パッド31とIFチップ20上のバンプ電極12との接合部位が保護されている。配線基板30上の複合チップ積層体40は、第2の封止樹脂層16によって封止されている。   The composite chip stack 40 and the wiring board 30 are bonded and fixed by an adhesive 15 such as NCP (Non Conductive Paste), and the bonding pad 15 on the wiring board 30 and the bump electrode 12 on the IF chip 20 are bonded by the adhesive 15. The junction site is protected. The composite chip stack 40 on the wiring substrate 30 is sealed with the second sealing resin layer 16.

次に、図1に示されている半導体装置1の製造方法について図面を参照しながら説明する。   Next, a method for manufacturing the semiconductor device 1 shown in FIG. 1 will be described with reference to the drawings.

図2及び図3は、図1に示されている複合チップ積層体40の製造工程の一部を示す断面図である。より具体的には、図2は、仮圧着工程を示す断面図であり、図3は、本圧着工程を示す断面図である。   2 and 3 are cross-sectional views showing a part of the manufacturing process of the composite chip laminate 40 shown in FIG. More specifically, FIG. 2 is a cross-sectional view showing the temporary press-bonding step, and FIG. 3 is a cross-sectional view showing the main press-bonding step.

(仮圧着工程)
図1に示されている半導体装置1を製造する場合、まず、複数の半導体チップ10を準備する。各半導体チップ10の構造については既述のとおりである。
(Temporary crimping process)
When the semiconductor device 1 shown in FIG. 1 is manufactured, first, a plurality of semiconductor chips 10 are prepared. The structure of each semiconductor chip 10 is as described above.

図2(a)に示すように、ステージ100上に、1段目の半導体チップ10aを載置する。半導体チップ10aは、その表面を上に向けて、ステージ100の上に載置する。載置された半導体チップ10aは、ステージ100に設けられている吸引孔101を介して不図示の真空装置により真空吸引される。   As shown in FIG. 2A, the first-stage semiconductor chip 10 a is placed on the stage 100. The semiconductor chip 10a is placed on the stage 100 with its surface facing up. The mounted semiconductor chip 10 a is vacuum sucked by a vacuum device (not shown) through a suction hole 101 provided in the stage 100.

図2(b)に示すように、ボンディングツール110を用いて、一段目の半導体チップ10aの上に、二段目の半導体チップ10bを搭載する。二段目の半導体チップ10bは、その表面を上に向けて、一段目の半導体チップ10aの上に搭載する。すなわち、一段目の半導体チップ10aの表面と、二段面の半導体チップ10bの裏面とが対向するように、2つの半導体チップ10a、10bを重ねる。なお、二段目の半導体チップ10bは、ボンディングツール110に保持されてから一段目の半導体チップ10aの上に搭載されるまでの間、ボンディングツール110の吸引孔111を介して不図示の真空装置により真空吸引されている。したがって、二段目の半導体チップ10bがボンディングツール110から脱落することはない。   As illustrated in FIG. 2B, the second-stage semiconductor chip 10 b is mounted on the first-stage semiconductor chip 10 a using the bonding tool 110. The second-stage semiconductor chip 10b is mounted on the first-stage semiconductor chip 10a with its surface facing up. That is, the two semiconductor chips 10a and 10b are overlapped so that the front surface of the first-stage semiconductor chip 10a and the back surface of the second-stage semiconductor chip 10b face each other. The second-stage semiconductor chip 10b is held by the bonding tool 110 and mounted on the first-stage semiconductor chip 10a until a vacuum device (not shown) is inserted through the suction hole 111 of the bonding tool 110. Vacuum suction. Therefore, the second-stage semiconductor chip 10b is not dropped from the bonding tool 110.

次に、半導体チップ10aの表面上のバンプ電極12と半導体チップ10bの裏面上のバンプ電極12とを仮圧着させる。具体的には、互いに突き合わされている、半導体チップ10a上のバンプ電極12と半導体チップ10b上のバンプ電極12に、所定温度(200℃前後)の熱と荷重を加える。例えば、図2(b)に示すボンディングツール110を200℃前後に加熱し、加熱されたボンディングツール110によって、二段目の半導体チップ10bを一段目の半導体チップ10aに押し付ける。   Next, the bump electrode 12 on the front surface of the semiconductor chip 10a and the bump electrode 12 on the back surface of the semiconductor chip 10b are temporarily bonded. Specifically, heat and a load at a predetermined temperature (around 200 ° C.) are applied to the bump electrode 12 on the semiconductor chip 10a and the bump electrode 12 on the semiconductor chip 10b that are abutted with each other. For example, the bonding tool 110 shown in FIG. 2B is heated to around 200 ° C., and the second-stage semiconductor chip 10 b is pressed against the first-stage semiconductor chip 10 a by the heated bonding tool 110.

次に、上記と同様の手順により、二段目の半導体チップ10bの上に三段目の半導体チップ10c(図2(c))を搭載し、半導体チップ10bの表面上のバンプ電極と半導体チップ10cの裏面上のバンプ電極とを仮圧着させる。次いで、上記と同様の手順により、三段目の半導体チップ10cの上に四段目の半導体チップ10d(図2(c))を搭載し、半導体チップ10cの表面上のバンプ電極と半導体チップ10dの裏面上のバンプ電極とを仮圧着させる。   Next, by the same procedure as described above, the third-stage semiconductor chip 10c (FIG. 2C) is mounted on the second-stage semiconductor chip 10b, and the bump electrode and the semiconductor chip on the surface of the semiconductor chip 10b are mounted. A bump electrode on the back surface of 10c is temporarily pressed. Next, by the same procedure as described above, the fourth-stage semiconductor chip 10d (FIG. 2C) is mounted on the third-stage semiconductor chip 10c, and the bump electrodes and the semiconductor chip 10d on the surface of the semiconductor chip 10c are mounted. The bump electrode on the back surface of the substrate is temporarily pressed.

その後、図2(c)に示すように、四段目の半導体チップ10d上に、ボンディングツール110を用いて、IFチップ20を搭載する。IFチップ20は、その表面を上に向けて、四段目の半導体チップ10dの上に搭載する。次いで、半導体チップ10dの表面上のバンプ電極とIFチップ20の裏面上のバンプ電極とを仮圧着させる。具体的には、互いに突き合わされている、四段目の半導体チップ10d上のバンプ電極とIFチップ20上のバンプ電極に、所定温度(200℃前後)の熱と荷重を加える。例えば、図2(c)に示すボンディングツール110を200℃前後に加熱し、加熱されたボンディングツール110によって、IFチップ20を四段目の半導体チップ10dに押し付ける。   Thereafter, as shown in FIG. 2C, the IF chip 20 is mounted on the fourth-stage semiconductor chip 10d by using the bonding tool 110. The IF chip 20 is mounted on the fourth-stage semiconductor chip 10d with its surface facing up. Next, the bump electrode on the front surface of the semiconductor chip 10d and the bump electrode on the back surface of the IF chip 20 are temporarily bonded. Specifically, heat and a load at a predetermined temperature (around 200 ° C.) are applied to the bump electrodes on the fourth-stage semiconductor chip 10d and the bump electrodes on the IF chip 20 that are in contact with each other. For example, the bonding tool 110 shown in FIG. 2C is heated to around 200 ° C., and the IF chip 20 is pressed against the fourth-stage semiconductor chip 10 d by the heated bonding tool 110.

以上により、チップ積層体11およびIFチップ20を有する複合チップ積層体40が得られる。この複合チップ積層体40と図1に示す複合チップ積層体40とは、上下が反転している。   As described above, the composite chip stack 40 including the chip stack 11 and the IF chip 20 is obtained. The composite chip stack 40 and the composite chip stack 40 shown in FIG. 1 are turned upside down.

(本圧着工程)
図3は、本圧着工程に用いられる装置の一例を示す模式図である。図示されている装置は、対向するステージ201および荷重ツール202と、ステージ201と荷重ツール202との間にシート203を供給する一対のリール204、205とを有する。
(Main crimping process)
FIG. 3 is a schematic diagram showing an example of an apparatus used in the main crimping process. The illustrated apparatus includes a stage 201 and a load tool 202 that face each other, and a pair of reels 204 and 205 that supply a sheet 203 between the stage 201 and the load tool 202.

ステージ201および荷重ツール202には加熱手段(例えば、電熱ヒータ)206がそれぞれ内蔵されている。第1のリール204には帯状のシート203が巻き付けられており、第2のリール205は、第1のリール204に巻き付けられているシート203を巻き取る。   The stage 201 and the load tool 202 have heating means (for example, an electric heater) 206 built therein. A belt-like sheet 203 is wound around the first reel 204, and the second reel 205 winds up the sheet 203 wound around the first reel 204.

次に、本圧着工程について説明する。まず、図4(a)に示すように、複数の複合チップ積層体40をステージ201の上に並べる。その後、仮圧着されている各チップ積層体40内のバンプ電極に、所定温度(300℃前後)の熱と荷重を加える。例えば、図4(b)に示すように、加熱手段206(図3)によってステージ201および荷重ツール202を300℃前後に加熱した上で、荷重ツール202を複数の複合チップ積層体40に一括して押し付ける。このとき、荷重ツール202と各複合チップ積層体40との間にシート203を介在させる。かかる工程により、仮圧着されていたバンプ電極どうしが完全に圧着される。   Next, the main crimping process will be described. First, as shown in FIG. 4A, a plurality of composite chip stacks 40 are arranged on the stage 201. Thereafter, heat and a load at a predetermined temperature (around 300 ° C.) are applied to the bump electrodes in each of the chip stacks 40 that are temporarily press-bonded. For example, as shown in FIG. 4B, after the stage 201 and the load tool 202 are heated to around 300 ° C. by the heating means 206 (FIG. 3), the load tool 202 is bundled into a plurality of composite chip stacks 40. Press. At this time, the sheet 203 is interposed between the load tool 202 and each composite chip stack 40. Through this process, the bump electrodes that have been temporarily crimped are completely crimped together.

なお、製造上のバラツキやバンプ電極の高さのバラツキなどに起因して各複合チップ積層体40の高さが異なっている場合がある。しかし、本実施形態では、荷重ツール202と複合チップ積層体40との間に介在するシート203によって、複合チップ積層体間の高さのバラツキが吸収される。よって、複数の複合チップ積層体40に所定の熱および荷重を均一に加えることができる。シート203には、フッ素樹脂製のシートやフッ素樹脂によってコーティングされたシートなどが好適に用いられる。もっとも、シート203には、本圧着工程において加えられる熱に対する耐性と、複合チップ積層体間の高さのバラツキを吸収可能な弾性とを備えているすべてシートを用いることができ、特定のシートに限定されるものではない。   In some cases, the heights of the composite chip stacks 40 may be different due to manufacturing variations, bump electrode height variations, and the like. However, in the present embodiment, the variation in height between the composite chip stacks is absorbed by the sheet 203 interposed between the load tool 202 and the composite chip stack 40. Therefore, predetermined heat and load can be uniformly applied to the plurality of composite chip stacks 40. As the sheet 203, a sheet made of fluororesin or a sheet coated with fluororesin is preferably used. However, as the sheet 203, any sheet having resistance to heat applied in the main crimping process and elasticity capable of absorbing the variation in height between the composite chip stacks can be used. It is not limited.

上記一連の工程が終了した後、図3に示す第2のリール205を回転させて使用済みのシート203を巻き取り、ステージ201と荷重ツール202との間に新しいシート203を供給する。   After the above series of steps is completed, the second reel 205 shown in FIG. 3 is rotated to wind up the used sheet 203, and a new sheet 203 is supplied between the stage 201 and the load tool 202.

上記のように、本実施形態に係る製造方法は、加熱条件が異なる仮圧着工程と本圧着工程とを含んでいる。さらに、仮圧着工程では、半導体チップを積層する度に、積層された半導体チップに第1の温度(T1)を加えてバンプ電極どうしを仮圧着させる。一方、本圧着工程では、仮圧着工程によって形成されたチップ積層体に第1の温度(T1)よりも高い第2の温度(T2)を一回だけ加えてバンプ電極どうしを完全に圧着させる。したがって、半導体チップの積層数が増加しても、半導体チップに温度(T2)が加えられる回数は増加しない。すなわち、半導体チップが複数回に亘って高温に曝されることがない。   As described above, the manufacturing method according to the present embodiment includes the temporary press-bonding step and the main press-bonding step with different heating conditions. Further, in the temporary press-bonding step, each time the semiconductor chips are stacked, a first temperature (T1) is applied to the stacked semiconductor chips to temporarily press-bond the bump electrodes. On the other hand, in the final press-bonding step, the second temperature (T2) higher than the first temperature (T1) is applied only once to the chip stack formed by the temporary press-bonding step, thereby completely bonding the bump electrodes together. Therefore, even if the number of stacked semiconductor chips increases, the number of times the temperature (T2) is applied to the semiconductor chips does not increase. That is, the semiconductor chip is not exposed to a high temperature multiple times.

(封止工程)
次に、複合チップ積層体40の封止工程について説明する。図5(a)に示すように、複合チップ積層体40をステージ301の上に配置された塗布用シート302の上に載置する。塗布用シート302には、フッ素系シートやシリコーン系接着材が塗布されたシート等のように、第1の封止樹脂層14(図1)を形成する樹脂に対する濡れ性が悪い材料からなるシートが用いられる。なお、塗布用シート302は、ステージ301に直接貼る必要はない。例えば、ステージ301の上に置かれた治具等の上に塗布用シート302を配置してもよい。
(Sealing process)
Next, the sealing process of the composite chip stack 40 will be described. As shown in FIG. 5A, the composite chip stack 40 is placed on a coating sheet 302 disposed on a stage 301. The coating sheet 302 is a sheet made of a material having poor wettability with respect to the resin forming the first sealing resin layer 14 (FIG. 1), such as a sheet coated with a fluorine-based sheet or a silicone-based adhesive. Is used. Note that the coating sheet 302 need not be directly attached to the stage 301. For example, the coating sheet 302 may be disposed on a jig or the like placed on the stage 301.

次に、図5(b)に示すように、塗布用シート302の上に載置されている複合チップ積層体40に、ディスペンサ303を用いてアンダーフィル材304を供給する。供給されたアンダーフィル材304は、複合チップ積層体40の周囲にフィレットを形成しつつ、隣接する半導体チップ10の間の隙間へ毛細管現象によって進入する。また、アンダーフィル材304は、IFチップ20と半導体チップ10との間の隙間にも進入する。   Next, as illustrated in FIG. 5B, the underfill material 304 is supplied to the composite chip stack 40 placed on the coating sheet 302 using the dispenser 303. The supplied underfill material 304 enters a gap between adjacent semiconductor chips 10 by capillary action while forming a fillet around the composite chip stack 40. Further, the underfill material 304 also enters the gap between the IF chip 20 and the semiconductor chip 10.

本実施形態では、塗布用シート302に、アンダーフィル材304に対する濡れ性が悪い材料からなるシートを用いるため、アンダーフィル材304の広がりが抑制されてフィレット幅が大きくなることがない。   In the present embodiment, since a sheet made of a material having poor wettability with respect to the underfill material 304 is used as the coating sheet 302, the spread of the underfill material 304 is suppressed and the fillet width does not increase.

次に、図5(c)に示すように、アンダーフィル材304によって覆われた複合チップ積層体40を所定の温度(例えば150℃前後)でキュア(熱処理)することで、アンダーフィル材304を熱硬化させる。   Next, as shown in FIG. 5C, the composite chip stack 40 covered with the underfill material 304 is cured (heat treated) at a predetermined temperature (for example, around 150 ° C.), whereby the underfill material 304 is changed. Heat cure.

アンダーフィル材304が熱硬化した後、複合チップ積層体40を塗布用シート302からピックアップする。本実施形態では、塗布用シート302に、アンダーフィル材304に対する濡れ性が悪い材料からなるシートを用いるため、複合チップ積層体40を塗布用シート302から容易にピックアップできる。   After the underfill material 304 is thermally cured, the composite chip stack 40 is picked up from the coating sheet 302. In the present embodiment, since the sheet made of a material having poor wettability with respect to the underfill material 304 is used as the coating sheet 302, the composite chip stack 40 can be easily picked up from the coating sheet 302.

以上により、第1の封止樹脂層14によって封止された複合チップ積層体40が得られる(図5(d))。   As described above, the composite chip stack 40 sealed with the first sealing resin layer 14 is obtained (FIG. 5D).

複合チップ積層体40にアンダーフィル材304を供給する際、複合チップ積層体40が位置ずれを起こすおそれのある場合は、樹脂接着材を用いて複合チップ積層体40を塗布用シート302に仮固定してもよい。   When supplying the underfill material 304 to the composite chip stack 40, if the composite chip stack 40 may be displaced, the composite chip stack 40 is temporarily fixed to the coating sheet 302 using a resin adhesive. May be.

(実装工程)
次に、図5(d)に示す複合チップ積層体40を用いて図1に示す半導体装置1を組み立てる工程について図6及び図7を用いて説明する。
(Mounting process)
Next, a process of assembling the semiconductor device 1 shown in FIG. 1 using the composite chip stack 40 shown in FIG. 5D will be described with reference to FIGS.

図6及び図7は、図1に示す半導体装置1を組み立てる工程の一例を示す断面図である。なお、図6及び図7は、複数の半導体装置1を一括して組み立てる工程の一例を示している。   6 and 7 are cross-sectional views showing an example of a process for assembling the semiconductor device 1 shown in FIG. 6 and 7 show an example of a process of assembling a plurality of semiconductor devices 1 at once.

まず、図6(a)に示す基板400を準備する。基板400の上には、複数の製品形成部401が格子状に配置されている。基板400上の各製品形成部401は、最終的に図1に示す配線基板30となる。各製品形成部401には、所定パターンの配線が形成されている。また、各製品形成部401の一方の面には、複数の接続パッド31が形成され、他方の面には複数のランド33が形成されている。さらに、接続パッド31の上には、AuやCu等からなるワイヤバンプ35が設けられている。接続パッド31、ランド33およびワイヤバンプ35の役割は既述のとおりである。なお、ワイヤバンプ35を配線基板30上に形成することで、チップ10、20の貫通電極13のサイズの小型化や狭ピッチ化を図ることができる。   First, a substrate 400 shown in FIG. 6A is prepared. On the substrate 400, a plurality of product forming portions 401 are arranged in a lattice pattern. Each product forming portion 401 on the substrate 400 finally becomes the wiring substrate 30 shown in FIG. Each product forming portion 401 is formed with a predetermined pattern of wiring. Further, a plurality of connection pads 31 are formed on one surface of each product forming portion 401, and a plurality of lands 33 are formed on the other surface. Furthermore, wire bumps 35 made of Au, Cu or the like are provided on the connection pads 31. The roles of the connection pad 31, the land 33, and the wire bump 35 are as described above. In addition, by forming the wire bumps 35 on the wiring board 30, the size of the through electrodes 13 of the chips 10 and 20 can be reduced and the pitch can be reduced.

本実施形態では、複合チップ積層体40と接続パッド31との接続を容易にするため、接続パッド31の上にワイヤバンプ35を形成している。しかし、チップ10、20上のバンプ電極12と接続パッド31とを直接接続してもよい。   In the present embodiment, wire bumps 35 are formed on the connection pads 31 in order to facilitate the connection between the composite chip stack 40 and the connection pads 31. However, the bump electrodes 12 on the chips 10 and 20 and the connection pads 31 may be directly connected.

基板400の準備が完了したら、図6(a)に示すように、各製品形成部401上に絶縁性の接着材15をディスペンサ500を用いて塗布する。   When the preparation of the substrate 400 is completed, as shown in FIG. 6A, the insulating adhesive material 15 is applied onto each product forming portion 401 using the dispenser 500.

次に、図6(b)に示すように、複合チップ積層体40をボンディングツール501で吸着保持し、各製品形成部401上にそれぞれ搭載する。   Next, as shown in FIG. 6B, the composite chip stack 40 is sucked and held by the bonding tool 501 and mounted on each product forming unit 401.

次いで、IFチップ20上の各バンプ電極12と製品形成部401上の各ワイヤバンプ35とを、例えば熱圧着法を用いて接合する。このとき、複合チップ積層体40とそれが搭載されている各製品形成部401との間に接着材15が充填され、基板400と複合チップ積層体40とが接着固定される(図6(c))。ここで、複合チップ積層体40の周囲にはテーパ状に第1の封止樹脂層14が形成されているので、接着材15の這い上がりが防止される。よって、ボンディングツール501へ接着材15が付着することによる複合チップ積層体40の破損や接合不良等が低減される。   Next, each bump electrode 12 on the IF chip 20 and each wire bump 35 on the product forming portion 401 are joined using, for example, a thermocompression bonding method. At this time, the adhesive 15 is filled between the composite chip stack 40 and each product forming portion 401 on which the composite chip stack 40 is mounted, and the substrate 400 and the composite chip stack 40 are bonded and fixed (FIG. 6C). )). Here, since the first sealing resin layer 14 is formed in a tapered shape around the composite chip stack 40, the adhesive 15 is prevented from creeping up. Therefore, damage to the composite chip stack 40 due to the adhesive 15 adhering to the bonding tool 501, bonding failure, and the like are reduced.

次に、複数の複合チップ積層体40が搭載された基板400を不図示のトランスファモールド装置の成型金型にセットする。成型金型は、上型と下型からなり、上型には、複数の複合チップ積層体40を一括して覆うキャビティが形成されている。成型金型にセットされた複数の複合チップ積層体40は、上型のキャビティ内に収容される。   Next, the board | substrate 400 with which the some composite chip laminated body 40 was mounted is set to the shaping die of a transfer mold apparatus not shown. The molding die includes an upper die and a lower die, and a cavity that collectively covers the plurality of composite chip stacks 40 is formed in the upper die. The plurality of composite chip laminates 40 set in the molding die are accommodated in the upper mold cavity.

次に、上型のキャビティ内に加熱溶融させた封止樹脂を充填し、キャビティ内の複合チップ積層体40全体を封止樹脂で覆う。封止樹脂には、例えばエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を用いる。   Next, the sealing resin heated and melted is filled in the upper mold cavity, and the entire composite chip stack 40 in the cavity is covered with the sealing resin. As the sealing resin, for example, a thermosetting resin such as an epoxy resin is used.

続いて、所定の温度、例えば180℃前後でキュアすることでキャビティ内の封止樹脂を熱硬化させ、複数の複合チップ積層体40を一括して覆う第2の封止樹脂層16を形成する(図7(a))。さらに、所定の温度でベークすることで、第2の封止樹脂層16を完全に硬化させる。本実施形態では、複合チップ積層体40の各チップ間が第1の封止樹脂層14によって予め封止されているので、第2の封止樹脂層16の形成時に、各チップ間でボイドが発生するのを抑制できる。   Subsequently, the sealing resin in the cavity is thermally cured by curing at a predetermined temperature, for example, around 180 ° C., thereby forming the second sealing resin layer 16 that collectively covers the plurality of composite chip stacks 40. (FIG. 7A). Furthermore, the second sealing resin layer 16 is completely cured by baking at a predetermined temperature. In the present embodiment, since the chips of the composite chip stack 40 are sealed in advance by the first sealing resin layer 14, voids are formed between the chips when the second sealing resin layer 16 is formed. Generation | occurrence | production can be suppressed.

第2の封止樹脂層16が形成された後、図7(a)に示す構造体の上下を反転させる。その後、図7(b)に示すように、基板400上に形成されているランド33に金属ボール(例えば、半田ボール)32を搭載する。具体的には、基板400上の各ランド33に対応する複数の吸着孔を備えたマウントツール600を用いて複数の金属ボール32を吸着保持し、各金属ボール32にフラックスを転写した後、保持されている複数の金属ボール32を基板400の各ランド33上に一括して搭載する。   After the second sealing resin layer 16 is formed, the structure shown in FIG. 7A is turned upside down. Thereafter, as shown in FIG. 7B, metal balls (for example, solder balls) 32 are mounted on the lands 33 formed on the substrate 400. Specifically, a plurality of metal balls 32 are sucked and held using a mounting tool 600 having a plurality of suction holes corresponding to the respective lands 33 on the substrate 400, and the flux is transferred to each metal ball 32 and then held. The plurality of metal balls 32 are mounted on the lands 33 of the substrate 400 at once.

全てのランド33に対する金属ボール32の搭載が完了した後、基板400をリフローすることで金属ボール32とランド33とを接続する。   After the mounting of the metal balls 32 on all the lands 33 is completed, the metal balls 32 and the lands 33 are connected by reflowing the substrate 400.

ランド33と金属ボール32との接続が完了した後、図7(c)に示すように、ダイシングブレード601を用いて基板400を切断し、個々の製品形成部401を分離させる。基板400は、所定のダイシングラインに沿って切断する。基板400を切断する際には、第2の封止樹脂層16にダイシングテープ602を貼着することで製品形成部401を支持する。ダイシングテープ602は、基板400を切断した後、各製品形成部401から剥がされる。以上によって、図1に示した半導体装置1が得られる。
(第2の実施形態)
本発明の半導体装置の製造方法の第2の実施形態について説明する。本実施形態に係る製造方法は、仮圧着工程に関して第1の実施形態に係る製造方法と相違する。
After the connection between the lands 33 and the metal balls 32 is completed, the substrate 400 is cut using a dicing blade 601 as shown in FIG. The substrate 400 is cut along a predetermined dicing line. When the substrate 400 is cut, the product forming portion 401 is supported by sticking the dicing tape 602 to the second sealing resin layer 16. The dicing tape 602 is peeled off from each product forming portion 401 after the substrate 400 is cut. Thus, the semiconductor device 1 shown in FIG. 1 is obtained.
(Second Embodiment)
A second embodiment of the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention will be described. The manufacturing method according to the present embodiment is different from the manufacturing method according to the first embodiment with respect to the provisional pressure bonding process.

図8は、本実施形態に係る製造方法における仮圧着工程を示す断面図である。第1の実施形態に係る製造方法における本圧着工程では、複合チップ積層体40と荷重ツール202との間にシート203を配置した(図4)。一方、本実施形態に係る製造方法における本圧着工程では、図8(a)に示すように、ステージ201と複合チップ積層体40との間に塗布用シート302を配置する。図8(a)に示されている塗布用シート302は、図5に示されている塗布用シート302と同一のシートである。すなわち、耐熱性を有し、アンダーフィル材304に対する濡れ性が悪い材料からなるシートである。   FIG. 8 is a cross-sectional view showing a temporary pressure bonding step in the manufacturing method according to the present embodiment. In the final press-bonding step in the manufacturing method according to the first embodiment, the sheet 203 is disposed between the composite chip stack 40 and the load tool 202 (FIG. 4). On the other hand, in the final press-bonding step in the manufacturing method according to the present embodiment, the coating sheet 302 is disposed between the stage 201 and the composite chip stack 40 as shown in FIG. The coating sheet 302 shown in FIG. 8A is the same sheet as the coating sheet 302 shown in FIG. That is, the sheet is made of a material having heat resistance and poor wettability with respect to the underfill material 304.

以下、本実施形態に係る製造方法における本圧着工程について具体的に説明する。図8(a)に示すように、ステージ201の上に配置された塗布用シート302の上に、複数の複合チップ積層体40を所定間隔で並べる。なお、それぞれの複合チップ積層体40は仮圧着工程を経ており、バンプ電極どうしが仮圧着されている。   Hereinafter, the main press-bonding step in the manufacturing method according to the present embodiment will be specifically described. As shown in FIG. 8A, a plurality of composite chip stacks 40 are arranged at predetermined intervals on a coating sheet 302 disposed on a stage 201. Each composite chip laminated body 40 has undergone a temporary pressure bonding process, and the bump electrodes are temporarily pressure bonded.

次に、所定温度(300℃前後)の熱と荷重とを複数の複合チップ積層体40に一括して加える。例えば、図8(b)に示すように、ステージ201および荷重ツール202を300℃前後に加熱した上で、荷重ツール202を複数の複合チップ積層体40に一括して押し付ける。このとき、複合チップ積層体間の高さのバラツキは塗布用シート302によって吸収される。よって、第1の実施形態に係る製造方法と同様に、複数の複合チップ積層体40に所定の熱と荷重を均一に加えることができる。   Next, heat and a load at a predetermined temperature (around 300 ° C.) are collectively applied to the plurality of composite chip laminates 40. For example, as illustrated in FIG. 8B, the stage 201 and the load tool 202 are heated to around 300 ° C., and then the load tool 202 is collectively pressed against the plurality of composite chip stacks 40. At this time, the variation in height between the composite chip stacks is absorbed by the coating sheet 302. Therefore, the predetermined heat and load can be uniformly applied to the plurality of composite chip stacks 40 as in the manufacturing method according to the first embodiment.

その後、塗布用シート302上に載置されているそれぞれの複合チップ積層体40に、ディスペンサ303を用いてアンダーフィル材304を供給し、各積層体40を第1の封止樹脂層14によって封止する(図8(c)(d))。なお、塗布用シート302の上に複合チップ積層体40を並べる際には、アンダーフィル材304の広がりを考慮して、隣接する複合チップ積層体間の間隔を調整する。   Thereafter, the underfill material 304 is supplied to each composite chip laminate 40 placed on the coating sheet 302 using the dispenser 303, and each laminate 40 is sealed with the first sealing resin layer 14. Stop (FIGS. 8C and 8D). Note that when the composite chip stack 40 is arranged on the coating sheet 302, the interval between the adjacent composite chip stacks is adjusted in consideration of the spread of the underfill material 304.

本実施形態に係る製造方法では、塗布用シートが敷かれたステージ上で本圧着工程を実行する。換言すれば、複合チップ積層体間の高さのバラツキを吸収するためのシートとして塗布用シートを利用する。このため、本圧着工程と封止工程を連続して実行することができる。具体的には、本圧着工程を経た複合チップ積層体を塗布用シートの上に移し替えることなく、封止工程を実行することができる。さらに、本圧着工程終了後、加熱状態を維持したまま封止工程を実行することができる。したがって、本圧着工程において加熱された複合チップ積層体が常温に戻る際に発生する反りよるバンプ接合部の破断が防止される。   In the manufacturing method according to the present embodiment, the main crimping step is executed on the stage on which the coating sheet is laid. In other words, the coating sheet is used as a sheet for absorbing the variation in height between the composite chip stacks. For this reason, a main press-bonding process and a sealing process can be performed continuously. Specifically, the sealing step can be performed without transferring the composite chip laminate that has undergone the main pressure bonding step onto the coating sheet. Furthermore, a sealing process can be performed after the completion | finish of this press-fit process, maintaining a heating state. Therefore, breakage of the bump joint due to warpage that occurs when the composite chip laminated body heated in the main pressure bonding step returns to room temperature is prevented.

図9は、本実施形態に係る製造方法における本圧着工程に用いられる装置の一例を示す模式図である。図示されている装置は、第1のステージ201a、第2のステージ201b、第1のステージ201aと対向する荷重ツール202、ステージ201a、201bの上に塗布用シート302を供給搬送する一対のリール204、205を有する。第1のステージ201a、第2のステージ201bおよび荷重ツール202には加熱手段(例えば電熱ヒータ)が内蔵されている。   FIG. 9 is a schematic diagram illustrating an example of an apparatus used in the main crimping step in the manufacturing method according to the present embodiment. The illustrated apparatus includes a first stage 201a, a second stage 201b, a load tool 202 facing the first stage 201a, and a pair of reels 204 for supplying and conveying the coating sheet 302 onto the stages 201a and 201b. , 205. The first stage 201a, the second stage 201b, and the load tool 202 incorporate heating means (for example, an electric heater).

上記本圧着工程は、図9に示す第1のステージ201aの上で実行され、封止工程は第2のステージ201bの上で実行される。第2のリール205は、第1のステージ201a上における本圧着工程が終了すると、塗布用シート302を巻き取る。これにより、複合チップ積層体40が第1のステージ201aから第2のステージ201bへ搬送されると共に、第1のステージ201a上に新しい塗布用シート302が供給される。なお、複合チップ積層体40を確実に搬送するためには、塗布用シート302に粘性を与え、複合チップ積層体40を塗布用シート302に仮固定しておくことが好ましい。
(第3の実施形態)
第1の実施形態に係る製造方法では、本圧着工程を経た複合チップ積層体40を基板400の上に載置した(図6)。しかし、図10に示すように、仮圧着工程を経た複合チップ積層体40を基板400の上に載置し、基板400の上で本圧着工程を実行してもよい。
The main crimping step is performed on the first stage 201a shown in FIG. 9, and the sealing step is performed on the second stage 201b. The second reel 205 winds up the coating sheet 302 when the main press-bonding step on the first stage 201a is completed. As a result, the composite chip stack 40 is conveyed from the first stage 201a to the second stage 201b, and a new coating sheet 302 is supplied onto the first stage 201a. In order to reliably convey the composite chip stack 40, it is preferable to apply viscosity to the coating sheet 302 and temporarily fix the composite chip stack 40 to the coating sheet 302.
(Third embodiment)
In the manufacturing method according to the first embodiment, the composite chip laminated body 40 that has undergone the main crimping process is placed on the substrate 400 (FIG. 6). However, as shown in FIG. 10, the composite chip stack 40 that has undergone the provisional pressure bonding process may be placed on the substrate 400, and the main pressure bonding process may be performed on the substrate 400.

本明細書では、4つの半導体チップと1つのIFチップが積層された半導体装置の製造方法について説明した。しかし、本発明は、貫通電極を介して接続された3つ以上のチップを有する全ての半導体装置の製造に適用可能である。また、本発明は、デバイスチップとSiインターポーザが積層された半導体装置の製造にも適用可能である。   In the present specification, a method of manufacturing a semiconductor device in which four semiconductor chips and one IF chip are stacked has been described. However, the present invention is applicable to the manufacture of all semiconductor devices having three or more chips connected through through electrodes. The present invention is also applicable to the manufacture of a semiconductor device in which a device chip and a Si interposer are stacked.

1 半導体装置
10 半導体チップ
11 チップ積層体
12 バンプ電極
13 貫通電極
20 インターフェースチップ(IFチップ)
201 ステージ
202 荷重ツール
203 シート
400 基板
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Semiconductor device 10 Semiconductor chip 11 Chip laminated body 12 Bump electrode 13 Through electrode 20 Interface chip (IF chip)
201 stage 202 load tool 203 sheet 400 substrate

Claims (11)

貫通電極を介して接続されたバンプ電極を有する複数の半導体チップを用意し、
互いのバンプ電極どうしが突き合わされるように、第1の半導体チップの上に第2の半導体チップを積層し、
前記第1の半導体チップ上のバンプ電極と、該バンプ電極と突き合わされている前記第2の半導体チップ上のバンプ電極とを仮圧着させ、
互いのバンプ電極どうしが突き合わされるように、前記第2の半導体チップの上に第3の半導体チップを積層し、
前記第2の半導体チップ上のバンプ電極と、該バンプ電極と突き合わされている前記第3の半導体チップ上のバンプ電極とを仮圧着させてチップ積層体を形成し、
前記チップ積層体内において仮圧着されている複数のバンプ電極を一括して本圧着させる半導体装置の製造方法。
Prepare a plurality of semiconductor chips having bump electrodes connected via through electrodes,
A second semiconductor chip is stacked on the first semiconductor chip so that the bump electrodes of each other face each other;
Temporarily pressing the bump electrode on the first semiconductor chip and the bump electrode on the second semiconductor chip that is abutted against the bump electrode;
A third semiconductor chip is stacked on the second semiconductor chip so that the bump electrodes of each other face each other;
Forming a chip stack by temporarily pressing the bump electrodes on the second semiconductor chip and the bump electrodes on the third semiconductor chip that are in contact with the bump electrodes;
A method of manufacturing a semiconductor device, wherein a plurality of bump electrodes that are temporarily press-bonded in the chip stack are collectively pressed.
互いに突き合わされている前記バンプ電極に、第1の温度の熱および荷重を加えることによって、前記バンプ電極を仮圧着させ、
前記チップ積層体内において仮圧着されている複数のバンプ電極に、前記第1の温度よりも高温の第2の温度の熱および荷重を加えることによって、前記複数のバンプ電極を一括して本圧着させる請求項1に記載の半導体装置の製造方法。
By applying heat and load at a first temperature to the bump electrodes that are butted against each other, the bump electrodes are temporarily crimped,
By applying heat and a load at a second temperature higher than the first temperature to the plurality of bump electrodes that are temporarily press-bonded in the chip stack, the plurality of bump electrodes are collectively bonded together. A method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1.
バンプ電極が仮圧着されている前記チップ積層体を複数形成し、
それぞれの前記チップ積層体内において仮圧着されている複数のバンプ電極を一括して本圧着させる請求項2に記載の半導体装置の製造方法。
Forming a plurality of chip laminates on which bump electrodes are temporarily bonded;
The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 2, wherein a plurality of bump electrodes temporarily bonded in each of the chip stacks are collectively bonded together.
前記複数のチップ積層体間の高さのバラツキを吸収可能なシートを介して、前記複数のチップ積層体に前記荷重を加える請求項3に記載の半導体装置の製造方法。   The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 3, wherein the load is applied to the plurality of chip stacks via a sheet capable of absorbing a variation in height between the plurality of chip stacks. ステージ上に並べられた前記複数のチップ積層体に前記シートを被せ、
前記シートの上から前記複数のチップ積層体に荷重ツールを押し付けて前記荷重を加える請求項4に記載の半導体装置の製造方法。
Cover the plurality of chip stacks arranged on the stage with the sheet,
The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 4, wherein a load tool is pressed against the plurality of chip stacks from above the sheet to apply the load.
ステージと前記複数のチップ積層体との間に前記シートを配置した上で、前記複数のチップ積層体に荷重ツールを押し付けて前記荷重を加える請求項4に記載の半導体装置の製造方法。   The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 4, wherein the sheet is disposed between a stage and the plurality of chip stacks, and a load tool is pressed against the plurality of chip stacks to apply the load. 前記荷重を加えた後に前記シートを移動させることによって、該シート上の前記複数のチップ積層体を別工程が行われる他のステージへ搬送する請求項6に記載の半導体装置の製造方法。   The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 6, wherein the plurality of chip stacks on the sheet are transported to another stage where another process is performed by moving the sheet after the load is applied. 前記ステージと前記荷重ツールの少なくとも一方を所定温度に加熱することによって、前記熱を加える請求項5乃至請求項7のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。   The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 5, wherein the heat is applied by heating at least one of the stage and the load tool to a predetermined temperature. 前記複数のチップ積層体を基板の上に並べ、
前記基板の上に並べられたそれぞれの前記チップ積層体内において仮圧着されている複数のバンプ電極を一括して本圧着させ、
それぞれの前記チップ積層体を樹脂によって封止し、
前記基板を樹脂によって封止された前記チップ積層体毎に切断して分割する請求項3に記載の半導体装置の製造方法。
Arranging the plurality of chip stacks on a substrate,
A plurality of bump electrodes that are temporarily crimped in each of the chip stacks arranged on the substrate are collectively crimped together,
Each of the chip stacks is sealed with resin,
The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 3, wherein the substrate is cut and divided for each of the chip stacks sealed with resin.
貫通電極を介して接続されたバンプ電極を有する複数の半導体チップとインターフェースチップとを用意し、
互いのバンプ電極どうしが突き合わされるように、第1の半導体チップの上に第2の半導体チップを積層し、
前記第1の半導体チップ上のバンプ電極と、該バンプ電極と突き合わされている前記第2の半導体チップ上のバンプ電極とに第1の温度の熱および荷重を加えてこれらバンプ電極を仮圧着させ、
互いのバンプ電極どうしが突き合わされるように、前記第2の半導体チップの上に第3の半導体チップを積層し、
前記第2の半導体チップ上のバンプ電極と、該バンプ電極と突き合わされている前記第3の半導体チップ上のバンプ電極とに前記第1の温度の熱および荷重を加えてこれらバンプ電極を仮圧着させ、
互いのバンプ電極どうしが突き合わされるように、前記第3の半導体チップの上に第4の半導体チップを積層し、
前記第3の半導体チップ上のバンプ電極と、該バンプ電極と突き合わされている前記第4の半導体チップ上のバンプ電極とに前記第1の温度の熱および荷重を加えてこれらバンプ電極を仮圧着させ、
互いのバンプ電極どうしが突き合わされるように、前記第4の半導体チップの上に前記インターフェースチップを積層し、
前記第4の半導体チップ上のバンプ電極と、該バンプ電極と突き合わされている前記インターフェースチップ上のバンプ電極とに前記第1の温度の熱および荷重を加えてこれらバンプ電極を仮圧着させてチップ積層体を形成し、
前記チップ積層体内において仮圧着されている複数のバンプ電極に、前記第1の温度よりも高温の第2の温度の熱および荷重を加えることによって、前記複数のバンプ電極を一括して本圧着させる半導体装置の製造方法。
Preparing a plurality of semiconductor chips and interface chips having bump electrodes connected through through electrodes,
A second semiconductor chip is stacked on the first semiconductor chip so that the bump electrodes of each other face each other;
The bump electrodes on the first semiconductor chip and the bump electrodes on the second semiconductor chip that are in contact with the bump electrodes are applied with heat and load at a first temperature to temporarily press the bump electrodes. ,
A third semiconductor chip is stacked on the second semiconductor chip so that the bump electrodes of each other face each other;
The bump electrodes on the second semiconductor chip and the bump electrodes on the third semiconductor chip that are abutted against the bump electrodes are subjected to heat and load at the first temperature to temporarily press the bump electrodes. Let
A fourth semiconductor chip is stacked on the third semiconductor chip so that the bump electrodes of each other face each other;
The bump electrodes on the third semiconductor chip and the bump electrodes on the fourth semiconductor chip that are in contact with the bump electrodes are applied with heat and load at the first temperature to temporarily press the bump electrodes. Let
Stacking the interface chip on the fourth semiconductor chip so that the bump electrodes of each other face each other;
The bump electrode on the fourth semiconductor chip and the bump electrode on the interface chip that is abutted against the bump electrode are subjected to heat and load at the first temperature to temporarily press-bond these bump electrodes to the chip. Forming a laminate,
By applying heat and a load at a second temperature higher than the first temperature to the plurality of bump electrodes that are temporarily press-bonded in the chip stack, the plurality of bump electrodes are collectively bonded together. A method for manufacturing a semiconductor device.
前記第1の温度が200℃前後であり、前記第2の温度が300℃前後である請求項2乃至請求項10のいずれかの1項に記載の半導体装置の製造方法。   11. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 2, wherein the first temperature is around 200 ° C. and the second temperature is around 300 ° C. 11.
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Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014236021A (en) * 2013-05-30 2014-12-15 三星電子株式会社Samsung Electronics Co.,Ltd. Semiconductor chip junction device and semiconductor chip junction method
JP2017028052A (en) * 2015-07-21 2017-02-02 パナソニックIpマネジメント株式会社 Component mounting device, component mounting method and component mounting system
JP2017028051A (en) * 2015-07-21 2017-02-02 パナソニックIpマネジメント株式会社 Component mounting apparatus, component mounting method, and component mounting system
US9721930B2 (en) 2015-06-30 2017-08-01 Samsung Electronics Co., Ltd. Semiconductor package and method for fabricating the same
WO2017169944A1 (en) * 2016-03-30 2017-10-05 東レエンジニアリング株式会社 Semiconductor device manufacturing method and semiconductor device manufacturing device
WO2017169943A1 (en) * 2016-03-30 2017-10-05 東レエンジニアリング株式会社 Semiconductor device manufacturing method and manufacturing device
WO2018062482A1 (en) * 2016-09-30 2018-04-05 株式会社新川 Method for manufacturing semiconductor device, and mounting device
JP2018101685A (en) * 2016-12-20 2018-06-28 新光電気工業株式会社 Semiconductor device and manufacturing method thereof
US10153255B2 (en) 2016-02-22 2018-12-11 Samsung Electronics Co., Ltd. Semiconductor package having a high reliability
WO2023203764A1 (en) * 2022-04-22 2023-10-26 株式会社レゾナック Semiconductor apparatus and method for manufacturing semiconductor apparatus
KR20250067086A (en) 2022-09-05 2025-05-14 가부시끼가이샤 레조낙 Method for manufacturing laminated films and semiconductor devices

Cited By (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014236021A (en) * 2013-05-30 2014-12-15 三星電子株式会社Samsung Electronics Co.,Ltd. Semiconductor chip junction device and semiconductor chip junction method
US9721930B2 (en) 2015-06-30 2017-08-01 Samsung Electronics Co., Ltd. Semiconductor package and method for fabricating the same
JP2017028052A (en) * 2015-07-21 2017-02-02 パナソニックIpマネジメント株式会社 Component mounting device, component mounting method and component mounting system
JP2017028051A (en) * 2015-07-21 2017-02-02 パナソニックIpマネジメント株式会社 Component mounting apparatus, component mounting method, and component mounting system
US10153255B2 (en) 2016-02-22 2018-12-11 Samsung Electronics Co., Ltd. Semiconductor package having a high reliability
US12183718B2 (en) 2016-02-22 2024-12-31 Samsung Electronics Co., Ltd. Semiconductor package having a high reliability
US11894346B2 (en) 2016-02-22 2024-02-06 Samsung Electronics Co., Ltd. Semiconductor package having a high reliability
US11664352B2 (en) 2016-02-22 2023-05-30 Samsung Electronics Co., Ltd. Semiconductor package having a high reliability
US11018115B2 (en) 2016-02-22 2021-05-25 Samsung Electronics Co., Ltd. Semiconductor package having a high reliability
JP2017183456A (en) * 2016-03-30 2017-10-05 東レエンジニアリング株式会社 Manufacturing method and manufacturing apparatus of semiconductor device
KR102196325B1 (en) 2016-03-30 2020-12-29 토레이 엔지니어링 컴퍼니, 리미티드 Semiconductor device manufacturing method and semiconductor device manufacturing apparatus
KR20180128411A (en) 2016-03-30 2018-12-03 토레이 엔지니어링 컴퍼니, 리미티드 Method and apparatus for manufacturing semiconductor device
KR20180128412A (en) 2016-03-30 2018-12-03 토레이 엔지니어링 컴퍼니, 리미티드 Method for manufacturing semiconductor device and apparatus for manufacturing semiconductor device
WO2017169944A1 (en) * 2016-03-30 2017-10-05 東レエンジニアリング株式会社 Semiconductor device manufacturing method and semiconductor device manufacturing device
WO2017169943A1 (en) * 2016-03-30 2017-10-05 東レエンジニアリング株式会社 Semiconductor device manufacturing method and manufacturing device
JP2017183457A (en) * 2016-03-30 2017-10-05 東レエンジニアリング株式会社 Semiconductor device manufacturing method and semiconductor device manufacturing apparatus
JP2018060825A (en) * 2016-09-30 2018-04-12 株式会社新川 Semiconductor device manufacturing method and mounting apparatus
US10847434B2 (en) 2016-09-30 2020-11-24 Shinkawa Ltd. Method of manufacturing semiconductor device, and mounting apparatus
WO2018062482A1 (en) * 2016-09-30 2018-04-05 株式会社新川 Method for manufacturing semiconductor device, and mounting device
KR102147683B1 (en) 2016-09-30 2020-08-26 가부시키가이샤 신가와 Semiconductor device manufacturing method and mounting device
KR20190051070A (en) * 2016-09-30 2019-05-14 가부시키가이샤 신가와 Method and apparatus for manufacturing semiconductor device
JP2018101685A (en) * 2016-12-20 2018-06-28 新光電気工業株式会社 Semiconductor device and manufacturing method thereof
WO2023203764A1 (en) * 2022-04-22 2023-10-26 株式会社レゾナック Semiconductor apparatus and method for manufacturing semiconductor apparatus
KR20250067086A (en) 2022-09-05 2025-05-14 가부시끼가이샤 레조낙 Method for manufacturing laminated films and semiconductor devices

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