TW202401532A - 半導體裝置之製造方法 - Google Patents

Abstract

半導體裝置之製造方法包括：準備第1半導體基板之步驟；準備第2半導體基板之步驟；將第2半導體基板單片化，獲取複數個半導體晶片之步驟；及將第1半導體基板及半導體晶片加熱及加壓，使第1有機絕緣膜與半導體晶片的絕緣膜部分相互接合，並且使第1電極與第2電極相互接合之步驟。在將第1半導體基板及半導體晶片加熱之前，第1電極從第1有機絕緣膜的表面突出之第1突出量及第2電極從第2有機絕緣膜或絕緣膜部分的表面突出之第2突出量中的至少一者為相對於式（1）所示的突出量ΔL在130%以內的突出量。在式（1）中，D為有機絕緣膜的膜厚，ΔT為加熱溫度的溫度差，α1為有機絕緣膜的線膨脹係數，α2為電極的線膨脹係數。

Description

半導體裝置之製造方法

本揭示係有關一種半導體裝置之製造方法。

近年來，為了提高LSI的集成度正在研究三維安裝。在非專利文獻1中，揭示了半導體晶片的三維安裝的一例。

[非專利文獻1]F.C.Chen et al.,“System on Integrated Chips（SoIC TM）for 3D Heterogeneous Integration”：用於3D異質積體的系統整合單晶片（SoIC TM）,2019 IEEE 69th Electronic Components and Technology Conference：第69屆電子元件與技術會議（ECTC）,p.594-599（2019）

進行這種半導體晶片的三維安裝的情況下，為了配線的微細化，正在研究使用用於Wafer-to-Wafer（W2W）接合之混合接合技術。該情況下，與W2W工藝不同，使用Chip-on-Wafer：晶圓上晶片（CoW）工藝，進行對半導體晶片的單片化。藉由單片化時的切割，有時發生碎屑（切割碎片）。若碎屑附著於半導體晶片等的接合界面（混合接合的絕緣膜），則可能在所製造之半導體裝置中發生接合不良。因此，正在研究在接合界面的絕緣膜使用有機絕緣材料，以使能夠吸收碎屑。然而，由於有機絕緣材料的線膨脹係數與用於電極之金屬材料不同，因此藉由接合時的加熱，比金屬材料更膨脹，有可能導致電極彼此的接合。

本揭示的目的為，提供一種在使用了有機絕緣膜之混合接合製法中，能夠提高電極彼此的密接性之半導體裝置之製造方法。

本揭示的一方面之半導體裝置之製造方法包括：準備第1半導體基板之步驟，前述第1半導體基板具有第1基板主體及設置於該第1基板主體的一面之第1有機絕緣膜和第1電極；準備第2半導體基板之步驟，前述第2半導體基板具有第2基板主體及設置於該第2基板主體的一面之第2有機絕緣膜和複數個第2電極；將第2半導體基板單片化，獲取複數個半導體晶片之步驟，前述複數個半導體晶片分別具備與第2有機絕緣膜對應之絕緣膜部分及至少一個第2電極；對第1半導體基板的第1電極進行複數個半導體晶片內的至少一個半導體晶片的第2電極的位置對準之步驟；及將第1半導體基板及半導體晶片加熱及加壓，使第1有機絕緣膜與絕緣膜部分相互接合，並且使第1電極與第2電極相互接合之步驟。在該半導體裝置之製造方法中，在將第1半導體基板及半導體晶片加熱之前，第1電極從第1有機絕緣膜的表面突出之第1突出量及第2電極從第2有機絕緣膜或絕緣膜部分的表面突出之第2突出量中的至少一者為相對於以下式（1）所示的突出量ΔL在130%以內的突出量。 [數式1] 在上述式（1）中，D為第1有機絕緣膜的膜厚或第2有機絕緣膜的膜厚，ΔT為接合前的溫度與接合時的加熱溫度的溫度差，α1為構成第1有機絕緣膜或第2有機絕緣膜之材料的線膨脹係數，α2為構成第1電極或第2電極之材料的線膨脹係數。

在該半導體裝置之製造方法中，在將第1半導體基板及半導體晶片加熱之前，第1電極從第1有機絕緣膜的表面突出之第1突出量及第2電極從第2有機絕緣膜或絕緣膜部分的表面突出之第2突出量中的至少一者成為相對於上述式（1）所示的突出量ΔL在130%以內的突出量。亦即，在加熱之前的階段中，設為第1電極及第2電極中的任一個電極從有機絕緣膜的表面突出規定量，即使在加熱時有機絕緣膜會熱膨脹，有機絕緣膜亦不會阻礙電極彼此的密接（接合）。因此，依該製造方法，能夠提高第1電極與第2電極的密接性。

該半導體裝置之製造方法進一步包括：研磨配置於第1半導體基板的一面側之第1有機絕緣膜及第1電極的表面之步驟；及研磨配置於第2半導體基板的一面側之第2有機絕緣膜及第2電極的表面之步驟，可以以第1突出量及第2突出量中的至少一者成為相對於突出量ΔL在85%以內的突出量的方式，進行相對應的研磨步驟。理想的是，各電極的突出量與由式（1）算出之突出量ΔL相同，但由於有機絕緣膜加熱時的彈性模量比電極低，能夠以熱壓接時的荷重壓入有機絕緣膜，因此，使電極的突出量小於由式（1）算出之突出量ΔL為較佳。藉此，能夠更確實地提高第1電極與第2電極的密接性。另一方面，第1突出量及第2突出量中的至少一者相對於突出量ΔL小於20%的情況下，因加熱時的有機絕緣膜的熱膨脹，電極彼此的接觸受到阻礙，而電極的接合不充分。因此，以第1突出量及第2突出量中的至少一者成為相對於突出量ΔL在20%以上的突出量的方式進行相對應的研磨為較佳。該情況下，能夠使電極彼此的接合狀態成為更適當者。

在該半導體裝置之製造方法中，在研磨第1半導體基板之步驟中，以第1有機絕緣膜及第1電極的各表面的表面粗糙度Ra成為1nm以下的方式進行研磨，在研磨第2半導體基板之步驟中，可以以第2有機絕緣膜及第2電極的各表面的表面粗糙度Ra成為1nm以下的方式進行研磨。該情況下，由於被接合之有機絕緣膜的表面粗糙度Ra減少，因此對第1半導體基板接合半導體晶片時，能夠提高第1有機絕緣膜與半導體晶片的絕緣膜部分的接合強度。另外，在此使用的表面粗糙度Ra為由JIS B 0601-2001規定之算術平均粗糙度（Ra）。

在該半導體裝置之製造方法中，第1突出量及第2突出量中的至少一者的突出量為40nm以上且100nm以下為較佳。該情況下，即使在加熱時有機絕緣膜會膨脹，有機絕緣膜亦不會阻礙電極彼此的密接，能夠提高第1電極與第2電極的密接性。

在該半導體裝置之製造方法中，第1突出量及第2突出量中的至少一者的突出量為80nm以下為較佳。該情況下，即使在加熱時有機絕緣膜會膨脹，有機絕緣膜亦不會阻礙電極彼此的密接，能夠提高第1電極與第2電極的密接性。又，第1突出量及第2突出量的兩者的突出量可以為60nm以上且80nm以下。該情況下，更確實地進行有機絕緣膜彼此的接合，並且還更確實地進行電極彼此的接合，能夠更確實地兼顧兩者的接合。

在該半導體裝置之製造方法中，在將第1半導體基板及半導體晶片加熱之前，第1突出量及第2突出量的兩者為相對於突出量ΔL在60%以內的突出量為較佳。該情況下，即使在加熱時有機絕緣膜會熱膨脹，有機絕緣膜亦不會確實地阻礙電極彼此的密接，能夠更確實地提高第1電極與第2電極的密接性。

在該半導體裝置之製造方法中，在對第1半導體基板加熱接合半導體晶片之步驟中，藉由加熱，第1電極與第1有機絕緣膜的第1段差量、及第2電極與第2有機絕緣膜的第2段差量中的至少一者成為10nm以下為較佳。將第1半導體基板及半導體晶片加熱並接合時，各有機絕緣膜會熱膨脹，但膨脹時的電極與絕緣膜之間的段差成為10nm以下，藉此能夠更確實地防止有機絕緣膜妨礙電極彼此的密接。藉此，依該製造方法，能夠更確實地提高第1電極與第2電極的密接性。

在該半導體裝置之製造方法中，第1有機絕緣膜及第2有機絕緣膜的膜厚為2μm以上且10μm以下，第1有機絕緣膜及第2有機絕緣膜由固化時的玻璃轉移溫度為200℃以上且400℃以下的樹脂材料形成，該樹脂材料的線膨脹係數可以為30ppm/K以上且100ppm/K以下。該情況下，在使用了有機絕緣膜之混合接合製法中，能夠更確實地提高電極彼此的密接性。

在該半導體裝置之製造方法中，第1有機絕緣膜及第2有機絕緣膜中包含之樹脂材料包含雙馬來醯亞胺、聚醯亞胺、聚醯亞胺前驅物、聚醯胺醯亞胺、苯并環丁烯（BCB）、聚苯并㗁唑（PBO）或PBO前驅物為較佳。該情況下，即使在混合接合製法中接合第1電極與第2電極時加熱溫度變高，亦能夠抑制第1有機絕緣膜及絕緣膜部分（第2有機絕緣膜）軟化等而妨礙第1電極與第2電極的接合。

在該半導體裝置之製造方法中，第1突出量及第2突出量中的至少一者可以為相對於突出量ΔL在50%以上且100%以內的突出量。依本發明人的研究，第1突出量及第2突出量中的至少一者（優選兩者）為相對於突出量ΔL在50%以上且100%以內的突出量，藉此更確實地進行有機絕緣膜彼此的接合，並且還更確實地進行電極彼此的接合，能夠更確實地兼顧兩者的接合。

在該半導體裝置之製造方法中，接合步驟可以具有：進行用於將第1有機絕緣膜與絕緣膜部分相互接合之臨時壓接之步驟；及進行用於將第1電極與第2電極相互接合之正式壓接之步驟。將進行臨時壓接時的加熱溫度設為第1加熱溫度，並且將進行正式壓接時的加熱溫度設為第2加熱溫度的情況下，第1突出量及第2突出量中的至少一者為相對於第1加熱溫度下的突出量ΔL及第2加熱溫度下的突出量ΔL中的任一個均在130%以內的突出量為較佳。該情況下，更確實地進行有機絕緣膜彼此的接合，並且還更確實地進行電極彼此的接合，能夠更確實地兼顧兩者的接合。尤其，第1加熱溫度與第2加熱溫度不同的情況下，在臨時壓接與正式壓接中的任一個中，突出量相對於上述式（1）中的突出量ΔL均在130%以內，藉此更確實地進行臨時壓接下的有機絕緣膜彼此的接合，並且還更確實地進行正式壓接下的電極彼此的接合，能夠更確實地兼顧兩者的接合。

在該半導體裝置之製造方法中，在接合步驟中，加熱第1半導體基板及半導體晶片之溫度可以為230℃以上且280℃以下。該情況下，能夠抑制有機絕緣膜過度熔融而具有流動性，從而在有機絕緣膜彼此或電極彼此的接合中產生偏差。

在該半導體裝置之製造方法中，在接合步驟中，將第1半導體基板及半導體晶片加壓時的壓力可以為2.5MPa以上。該情況下，能夠更確實地進行電極彼此的接合。再者，將第1半導體基板及半導體晶片加熱時的溫度為230℃以上且280℃以下的情況下，即使以這種高壓（2.5MPa以上）加壓，在有機絕緣膜彼此或電極彼此的接合中亦不易發生偏差。

本揭示的另一方面之半導體裝置之製造方法包括：準備第1半導體基板之步驟，前述第1半導體基板具有第1基板主體及設置於該第1基板主體的一面之第1有機絕緣膜和第1電極；準備第2半導體基板之步驟，前述第2半導體基板具有第2基板主體及設置於該第2基板主體的一面之第2有機絕緣膜和複數個第2電極；研磨配置於第1半導體基板的一面側之第1有機絕緣膜及第1電極的表面之步驟；研磨配置於第2半導體基板的一面側之第2有機絕緣膜及第2電極的表面之步驟；將所研磨之第2半導體基板單片化，獲取複數個半導體晶片之步驟，前述複數個半導體晶片分別具備與第2有機絕緣膜對應之絕緣膜部分及至少一個第2電極；對第1半導體基板的第1電極進行複數個半導體晶片內的至少一個半導體晶片的第2電極的位置對準之步驟；及將第1半導體基板及半導體晶片加熱及加壓，使第1有機絕緣膜與絕緣膜部分相互接合，並且使第1電極與第2電極相互接合之步驟。在半導體裝置之製造方法中，在藉由加熱加壓對第1半導體基板接合半導體晶片時，第1電極與第1有機絕緣膜的第1段差量、及第2電極與第2有機絕緣膜的第2段差量中的至少一者為10nm以下。

該另一方面之半導體裝置之製造方法中，在藉由加熱加壓對第1半導體基板接合半導體晶片時，第1電極與第1有機絕緣膜的第1段差量、及第2電極與第2有機絕緣膜的第2段差量中的至少一者成為10nm以下。在該情況下，由於預先設定成即使被加熱而有機絕緣膜比電極膨脹，有機絕緣膜亦不會阻礙電極彼此之間的密接，因此依該製造方法，能夠提高第1電極與第2電極的密接性。再者，可以對該另一方面之半導體裝置之製造方法單獨或組合適用上述之半導體裝置之製造方法中的各種態樣。 [發明效果]

依本揭示，能夠提供一種在使用了有機絕緣膜之混合接合製法中，能夠提高電極彼此的密接性之半導體裝置之製造方法。

以下，依需要而參閱圖式，對本揭示的幾個實施形態進行詳細說明。在以下說明中，會對相同或相應部分附加相同符號，並省略重複說明。又，關於上下左右等位置關係，若無特別說明，則基於圖式中所示之位置關係。在本說明書的記載及請求項中，利用「左」、「右」、「正面」、「背面」、「上」、「下」、「上方」、「下方」等術語的情況下，該等旨在說明，而並不一定意味著永遠係這個相對位置。另外，圖式的尺寸比率並不限定於圖示的比率。

在本說明書中，「層」一詞在以俯視圖觀察時，除了在整個表面形成之形狀的結構之外，還包括在一部分形成之形狀的結構。又，在本說明書中，「步驟」一詞並不僅是獨立的步驟，即使無法與其他步驟明確區分時，只要實現其步驟所期望的作用，則亦包含於本用語中。又，使用「～」示出之數值範圍表示將記載於「～」的前後之數值分別作為最小值及最大值而包括之範圍。

（半導體裝置的構成） 圖1係示意性地表示藉由一實施形態之半導體裝置的製造方法製造之半導體裝置的一例之剖面圖。如圖1所示，半導體裝置1例如為半導體封裝體的一例，其具備第1半導體基板10及複數個半導體晶片20，並且具有Chip-on-wafer（CoW）結構。複數個半導體晶片20藉由切割將後述之第2半導體基板200A（參閱圖2的（f））單片化來製作。複數個半導體晶片20安裝於第1半導體基板10上而成為三維安裝結構。第1半導體基板10例如可以為LSI（Large scale Integrated Circuit:大規模積體電路）晶片或CMOS（Complementary Metal Oxide Semiconductor：互補性金屬氧化半導體）感測器等複數個半導體晶片形成於與各半導體晶片20對應之部位之基板，但並不限定於該等。各半導體晶片20例如可以為LSI或記憶體等的半導體晶片，但並不限定於該等。第1半導體基板10與複數個半導體晶片20藉由後述之使用了有機絕緣膜之混合接合製法，各端子電極與其周圍的有機絕緣膜彼此緊固且無位置偏移的微細接合。再者，半導體裝置1可以進一步單片化成單獨的半導體裝置1A，該半導體裝置1A具備：從圖1所示的構成進一步單片化之1個半導體晶片20；及與1個半導體晶片20對應之第1半導體基板10的一部分亦即基板部分（參閱圖3的（d））。

（半導體裝置之製造方法） 接著，對半導體裝置1之製造方法，參閱圖2及圖3進行說明。圖2係依序表示用於製造圖1所示之半導體裝置的方法之示意性剖面圖。圖3係依序表示用於製造圖1所示之半導體裝置的方法的示意性剖面圖，且係表示圖2所示之步驟後進行之步驟之示意圖。

半導體裝置1例如能夠經以下步驟（a）～步驟（g）來製造。 （a）準備第1半導體基板之步驟，前述第1半導體基板具有第1基板主體及設置於該第1基板主體的一面之第1有機絕緣膜和第1電極。 （b）準備第2半導體基板之步驟，前述第2半導體基板具有第2基板主體及設置於該第2基板主體的一面之第2有機絕緣膜和複數個第2電極。 （c）研磨配置於前述第1半導體基板的前述一面側之前述第1有機絕緣膜及前述第1電極的表面之步驟。 （d）研磨配置於前述第2半導體基板的前述一面側之前述第2有機絕緣膜及前述第2電極的表面之步驟。 （e）將所研磨之第2半導體基板單片化，獲取複數個半導體晶片之步驟，前述複數個半導體晶片分別具備與前述第2有機絕緣膜對應之絕緣膜部分及至少一個前述第2電極。 （f）對前述第1半導體基板的前述第1電極進行前述複數個半導體晶片內的至少一個半導體晶片的前述第2電極的位置對準之步驟。 （g）將前述第1半導體基板及前述半導體晶片加熱及加壓，使前述第1有機絕緣膜與前述絕緣膜部分相互接合，並且使前述第1電極與前述第2電極接合之步驟。

[步驟（a）] 步驟（a）係準備如下第1半導體基板之步驟，該第1半導體基板為形成有由半導體元件及連接該等之配線等構成之集成電路之矽基板。在步驟（a）中，如圖2的（a）所示，在由矽等形成之第1基板主體101的一面101a形成電鍍基底層102，並且，在電鍍基底層102上使用乾膜抗蝕劑（DFR），形成具有規定圖案的複數個開口103a之抗蝕劑層103。電鍍基底層102例如為Ti/Cu膜，露出於複數個開口103a。電鍍基底層102可以由其他材料形成。形成抗蝕劑層103時，如圖2的（b）所示，在各開口103a內藉由電鍍析出銅來形成第1電極104。第1電極104可以由銅以外的材料形成。之後，如圖2的（c）所示，去除抗蝕劑層103。藉此，在複數個第1電極104之間形成空隙104a。

接著，準備用於第1絕緣膜之有機絕緣材料。作為在此使用之有機絕緣材料，例如為聚醯亞胺（PI），且為固化之後的玻璃轉移溫度Tg為250℃以上，且線膨脹係數為30ppm/K以上且100ppm/K以下的樹脂材料。作為用於第1絕緣膜之有機絕緣材料，可以為固化之後的玻璃轉移溫度Tg為200℃以上且400℃以下，且線膨脹係數為30ppm/K以上且100ppm/K以下的其他樹脂材料。有機絕緣材料除了聚醯亞胺以外，例如還能夠使用聚醯亞胺前驅物（例如，聚醯亞胺酯或聚醯亞胺酸）、聚醯胺醯亞胺、雙馬來醯亞胺、苯并環丁烯（BCB）、聚苯并㗁唑（PBO）或PBO前驅物等。該等有機絕緣材料例如相比氧化矽（SiO ₂）等無機材料具有低彈性係數，為柔軟的材料。藉由使用這種有機材料，在後述之步驟（g）中貼合有機絕緣膜彼此時，即使在絕緣膜上存在微細的碎屑亦會吸收到有機絕緣膜內而防止由碎屑引起之接合不良，從而能夠確實地進行有機絕緣膜彼此的貼合。有機絕緣材料作為液態或可溶於溶劑者準備。

準備液態有機絕緣材料時，如圖2的（d）所示，藉由旋塗在第1基板主體101的一面101a上塗布有機絕緣材料105。藉此，有機絕緣材料105填滿第1電極104之間的空隙104a，並且覆蓋複數個第1電極104的整體。這樣塗布有機絕緣材料105時，如圖2的（e）所示，將包含有機絕緣材料105之半成品在規定時間（例如2小時）內，且在高溫（例如350℃以上）下加熱，使有機絕緣材料105固化。藉此，有機絕緣材料105固化而形成第1絕緣膜105A。藉此，形成第1半導體基板100。

[步驟（b）] 步驟（b）係與步驟（a）相同的工藝，且係準備如下第2半導體基板之步驟，該第2半導體基板係形成有由半導體元件及連接該等之配線等構成之集成電路之矽基板。在步驟（b）中，如圖2的（a）所示，在由矽等形成之第2基板主體201的一面201a形成電鍍基底層202，並且，在電鍍基底層202上使用乾膜抗蝕劑，形成具有規定圖案的複數個開口203a之抗蝕劑層203。形成抗蝕劑層203時，如圖2的（b）所示，在各開口203a內藉由電鍍析出銅來形成第2電極204。第2電極204可以由銅以外的材料形成。之後，如圖2的（c）所示，去除抗蝕劑層203。藉此，在複數個第2電極204之間形成空隙204a。

接著，準備用於第2絕緣膜之有機絕緣材料。作為在此使用之有機絕緣材料，例如係聚醯亞胺，係固化之後的玻璃轉移溫度Tg為250℃以上，且線膨脹係數為30ppm/K以上且100ppm/K以下的樹脂材料。作為用於第2絕緣膜之有機絕緣材料，可以為固化之後的玻璃轉移溫度Tg為200℃以上且400℃以下，且線膨脹係數為30ppm/K以上且100ppm/K以下的其他樹脂材料。用於第2絕緣膜之其他有機絕緣材料可以與用於第1絕緣膜之其他有機絕緣材料相同，並省略記載。準備液態有機絕緣材料時，如圖2的（d）所示，藉由旋塗在第2基板主體201的一面201a上塗布有機絕緣材料205。藉此，有機絕緣材料205填滿第2電極204之間的空隙204a，並且覆蓋複數個第2電極204的整體。這樣塗布有機絕緣材料205時，如圖2的（e）所示，將包含有機絕緣材料205之半成品在規定時間（例如2小時）內，且在高溫（例如350℃以上）下加熱，使有機絕緣材料205固化。藉此，有機絕緣材料205固化而形成第2絕緣膜205A。藉此，形成第2半導體基板200。

[步驟（c）] 接著，形成包含由固化之有機絕緣材料形成之第1絕緣膜105A之第1半導體基板100時，如圖2的（e）及（f）所示，利用CMP（Chemical Mechanical Polishing：化學機械研磨）法研磨第1絕緣膜105A的表面105a。在步驟（c）中，不僅第1絕緣膜105A，亦研磨第1電極104的前端部分。在步驟（c）中，如圖4的（a）所示，利用CMP法選擇性地研磨，以使第1電極104的前端104b從第1絕緣膜105B的表面105b突出。關於第1電極104從第1絕緣膜105B的表面105b的突出量（第1突出量），考慮到藉由在後述之步驟（g）中接合時的加熱，第1絕緣膜105B會膨脹，例如根據以下式（2）設定為突出量ΔL。 [數式2] 在上述式（2）中，D為第1絕緣膜105B的膜厚（加熱前，室溫，單位為（μm）），ΔT為步驟（g）中的接合前的溫度（室溫）與接合時的加熱溫度的溫度差，α _PI為構成第1絕緣膜105A之材料（PI：聚醯亞胺）的線膨脹係數（10 ^-6/K）（與α1對應），α _Cu為構成第1電極104之材料（銅）的線膨脹係數（10 ^-6/K）（與α2對應）。再者，此處所指的室溫為25℃。

第1電極104從第1絕緣膜105B的表面105b的突出量可以與由上述式（2）算出之突出量ΔL一致，只要為相對於突出量ΔL在130%以內的突出量即可，為相對於突出量ΔL在85%以內的突出量為較佳，為相對於突出量ΔL在60%以內的突出量為較佳。亦即，第1電極104的突出量小於算出之突出量ΔL為較佳。另一方面，第1電極104從第1絕緣膜105B的表面105b的突出量只要為相對於由上述式（2）算出之突出量ΔL在20%以上的突出量即可，為相對於突出量ΔL在40%以上的突出量為較佳。又，第1電極104從第1絕緣膜105B的表面105b的突出量可以為相對於從上述式（2）算出之突出量ΔL在50%以上且100%以內的突出量。又，第1電極104從第1絕緣膜105B的表面105b的突出量具體為40nm以上且100nm以下為較佳，60nm以上且80nm以下為更佳。由CMP進行之上述選擇性研磨能夠藉由改變在CMP法中使用之漿料的材料構成或研磨速度等來實現。

藉由由CMP進行之研磨，亦去除第1半導體基板100A的表面上的碎屑等。藉由由步驟（c）進行之研磨，第1半導體基板100A的表面、亦即第1絕緣膜105B的表面105b與第1電極104的前端104b的表面的表面粗糙度Ra研磨成1nm以下。藉由這樣研磨絕緣膜及電極的表面，在後述之步驟（g）中接合時，更確實地進行接合。另外，在此使用的表面粗糙度Ra為由JIS B 0601-2001規定之算術平均粗糙度（Ra）。這樣研磨之後的第1絕緣膜105B的厚度例如可以為2μm以上且10μm以下。

[步驟（d）] 接著，形成由固化之有機絕緣材料形成之第2絕緣膜205A時，與步驟（c）同樣地，如圖2的（e）及（f）所示，利用CMP法研磨第2絕緣膜205A的表面205a。在步驟（d）中，不僅第2絕緣膜205A，亦研磨第2電極204的前端部分。在步驟（d）中，例如，利用CMP法選擇性地研磨，以使第2電極204的前端204b從第2絕緣膜205B的表面205b突出。關於第2電極204從第2絕緣膜205B的表面205b的突出量（第2突出量），與第1電極104的突出量同樣地，考慮到藉由在後述之步驟（g）中接合時的加熱，第2絕緣膜205B會膨脹，例如根據上述式（2）設定為突出量ΔL。但是，算出第2電極204的突出量的情況下，在上述式（2）中，D為第2絕緣膜205B的膜厚（加熱前，室溫），ΔT為步驟（g）中的接合前的溫度（室溫）與接合時的加熱溫度的溫度差，α _PI為構成第2絕緣膜205A之材料（PI：聚醯亞胺）的線膨脹係數，α _Cu為構成第2電極204之材料（銅）的線膨脹係數。

與第1電極104的情況同樣地，第2電極204從第2絕緣膜205B的表面205b的突出量可以與由上述式（2）算出之突出量ΔL一致，只要為相對於突出量ΔL在130%以內的突出量即可，為相對於突出量ΔL在85%以內的突出量為較佳，為相對於突出量ΔL在60%以內的突出量為較佳。亦即，第2電極204的突出量小於算出之突出量ΔL為較佳。另一方面，第2電極204從第2絕緣膜205B的表面205b的突出量只要為相對於由上述式（2）算出之突出量ΔL在20%以上的突出量即可，為相對於突出量ΔL在40%以上的突出量為較佳。又，第2電極204從第2絕緣膜205B的表面205b的突出量可以為相對於從上述式（2）算出之突出量ΔL在50%以上且100%以內的突出量。又，第2電極204從第2絕緣膜205B的表面205b的突出量具體為40nm以上且100nm以下為較佳，60nm以上且80nm以下為更佳。第2電極204的突出量可以與第1電極104的突出量相同，亦可以不同。第2電極204的突出量與第1電極104的突出量不同的情況下，第1電極104的突出量ΔL1與第2電極204的突出量ΔL2的算數平均值與由上述式（2）算出之突出量ΔL一致或在上述之範圍內（例如，相對於ΔL在130%以內）為較佳。又，第2電極204為從第2絕緣膜205B的表面205b凹陷之形狀，第1電極104可以為以如上述的量從第1絕緣膜105B的表面105b突出之形狀，亦可以係相反的結構。該情況下，將凹陷之電極從絕緣膜表面的量設為負，將突出之電極從絕緣膜表面的量設為正，算出上述之算數平均值。而且，該算術平均值與由上述式（2）算出之突出量ΔL一致或在上述之範圍內（例如，相對於ΔL在130%以內）為較佳。

藉由由CMP進行之研磨，亦去除第2半導體基板200A的表面上的碎屑等。藉由由步驟（d）進行之研磨，第2半導體基板200A的表面、亦即第2絕緣膜205B的表面205b與第2電極204的前端204b的表面的表面粗糙度Ra研磨成1nm以下。藉由這樣研磨絕緣膜及電極的表面，在後述之步驟（g）中接合時，更確實地進行接合。這樣研磨之後的第2絕緣膜205A的厚度例如可以為2μm以上且10μm以下。

[步驟（e）] 接著，結束第2半導體基板200A的研磨時，在步驟（e）中，將被研磨之第2半導體基板200A單片化，獲取複數個半導體晶片20，前述複數個半導體晶片20分別具備與第2絕緣膜205B對應之絕緣膜部分205C及至少一個第2電極204。在步驟（e）中，如圖3的（a）所示，將第2半導體基板200配置於切割膠帶206上，藉由切割等切斷方法從第2絕緣膜205B朝向第2基板主體201單片化成複數個半導體晶片20。亦可以在切割第2半導體基板200A時在第2絕緣膜205B包覆保護材料等，然後單片化。藉由步驟（e），第2半導體基板200A的第2絕緣膜205B如圖3的（a）所示分割為與各半導體晶片20對應之絕緣膜部分205C。又，第2基板主體201同樣地分割為相對應的基板部分201B。作為將第2半導體基板200A單片化之切割方法，例如能夠利用電漿切割、隱形切割或雷射切割。

[步驟（f）] 接著，將第2半導體基板200A單片化以形成複數個半導體晶片20時，如圖3的（b）所示，對第1半導體基板100A的第1電極104進行各半導體晶片20的第2電極204的位置對準。在步驟（f）中，使用焊盤P拾取半導體晶片20，使第2電極204與第1電極104位置對準。

[步驟（g）] 接著，進行半導體晶片20的第2電極204對第1半導體基板100A的第1電極104之對位時，如圖3的（c）所示，將第1半導體基板100A及半導體晶片20加熱到規定的高溫，例如200℃～350℃，並且以規定壓力（例如，0.8MPa）對第1半導體基板100A按壓半導體晶片20。該按壓處理例如使用按壓構件R持續1小時左右。在該按壓處理中維持上述之加熱。在該加熱處理時，在第1半導體基板100A中，如圖4的（b）所示，第1絕緣膜105B熱膨脹（第1電極104亦熱膨脹），第1絕緣膜105B的表面105b與第1電極104的表面104b大致一致。更具體而言，第1電極104與第1絕緣膜105B的段差量（第1段差量）成為10nm以下。此處所指的段差量係指，當第1電極104的表面104b從第1絕緣膜105B的表面105b凹陷的情況下為其凹陷量，當第1電極104的表面104b比第1絕緣膜105B的表面105b更突出之情況下為其突出量。又，同樣地，該加熱處理時，在半導體晶片20，如圖4的（b）所示，絕緣膜部分205C亦熱膨脹（第2電極204亦熱膨脹）、絕緣膜部分205C的表面205c與第2電極204的表面204b大致一致。更具體而言，第2電極204與絕緣膜部分205C的段差量（第2段差量）成為10nm以下。此處所指的段差量係指，當第2電極204的表面204b從絕緣膜部分205C的表面205c凹陷的情況下為其凹陷量，當第2電極204的表面204b比絕緣膜部分205C的表面205c突出之情況下為其突出量。

這樣，在本實施形態之半導體裝置之製造方法中，在加熱時，第1電極104的表面104b與第1絕緣膜105B的表面105b大致一致，且在第2電極204的表面204b與絕緣膜部分205C的表面205c大致一致之狀態下進行混合接合。藉由在這種狀態下進行混合接合，在接合第1半導體基板100A的第1絕緣膜105B與半導體晶片20的絕緣膜部分205C時，能夠使第1半導體基板100的第1電極104與半導體晶片20的第2電極204更確實地對接並接合。再者，絕緣膜彼此的接合和電極彼此的接合可以同時進行，亦可以在絕緣膜彼此被接合之後，進一步進行按壓而使電極彼此接合。藉由這種接合，獲得圖1所示之半導體裝置1。

絕緣膜彼此被接合之後，進一步進行按壓使電極彼此接合的情況下，在步驟（g）中，進行用於將第1絕緣膜105B與絕緣膜部分205C相互接合之臨時壓接之步驟、及用於將第1電極104與第2電極204彼此接合之正式壓接之步驟。在該接合方法中，即使在臨時壓接及正式壓接的任一階段中，如上述，第1絕緣膜105B的表面105b與第1電極104的表面104b大致一致（例如，第1電極104與第1絕緣膜105B的段差量成為10nm以下），並且第2絕緣膜205B的表面205b與第2電極204的表面204b大致一致（例如，第2電極204與第2絕緣膜205B的段差量成為10nm以下）為較佳。因此，進行研磨之步驟（c）及（d）中的、第1電極104從第1絕緣膜105B的表面105b的突出量及第2電極204從第2絕緣膜205B的表面205b的突出量即使將臨時壓接時的溫度（第1溫度）及正式壓接時的溫度（第2溫度）分別適用於上述式（2）的情況下，亦成為上述之範圍為較佳。

亦即，第1電極104及第2電極204的加熱前的突出量為相對於將臨時壓接及正式壓接的溫度分別適用於式（2）而算出之各突出量ΔL在130%以內的突出量為較佳，為相對於各突出量ΔL在85%以內的突出量為較佳，為相對於各突出量ΔL在60%以內的突出量為較佳。同樣地，第1電極104及第2電極204的加熱前的突出量係相對於將臨時壓接及正式壓接的溫度分別適用於式（2）而算出之各突出量ΔL在20%以上的突出量即可，為相對於各突出量ΔL在40%以上的突出量為較佳。再者，與上述同樣地，第1電極104及第2電極204的加熱前的突出量可以為相對於將臨時壓接及正式壓接的溫度分別適用於式（2）而算出之各突出量ΔL在50%以上且100%以內的突出量。

又，進行臨時壓接及正式壓接的情況下，關於臨時壓接中的加熱溫度及加壓壓力與正式壓接中的加熱溫度及加壓壓力，溫度及壓力的兩者可以不同，亦可以一部分不同。例如，臨時壓接中的加熱溫度為150℃～400℃，正式壓接中的加熱溫度可以為200℃～350℃。又，臨時壓接中的加壓壓力為1MPa～6MPa，正式壓接中的加壓壓力可以為1MPa～20MPa。依本發明人的研究可知，在臨時壓接及正式壓接中的任一個中，將加熱溫度設為230℃以上且280℃以下（作為一例為250℃）的情況下，即使將加壓壓力設為2.5MPa以上，3MPa以上，5MPa以上或7MPa以上的情況下，亦不易發生半導體晶片20相對於第1半導體基板100A之位置偏移。再者，藉由加強加壓壓力，除了步驟（g）中的接合時間的縮短及接合強度的提高之外，第1電極104及第2電極204（銅電極）因加壓而彈性變形而收縮，式（2）的表觀的ΔL變小，因此即使突出量ΔL大於上述較佳的範圍亦能夠適當地連接，或者能夠實現接合溫度的低溫化。

這樣，如圖3的（d）所示，可以將藉由混合接合而相互接合之第1半導體基板100與複數個半導體晶片20進一步單片化。該半導體裝置1A具有至少一個半導體晶片20、及第1半導體基板100內與半導體晶片20對應之基板部分201B。

以上，依本實施形態之半導體裝置之製造方法，在將第1半導體基板100A及半導體晶片20加熱之前，第1電極104從第1絕緣膜105B的表面105b突出之突出量及第2電極204從絕緣膜部分205C的表面205c突出之突出量的一者或兩者成為相對於上述式（2）表示之突出量ΔL在130%以內的突出量。即，在加熱之前的階段中，設為第1電極104及第2電極204中的電極從有機絕緣膜的表面突出規定量，即使在加熱時有機絕緣膜會熱膨脹，有機絕緣膜亦不會阻礙電極彼此的密接（接合）。因此，依該製造方法，即使在絕緣膜中使用有機絕緣材料的情況下，亦可能夠提高第1電極104與第2電極204的密接性。

又，在本實施形態之半導體裝置之製造方法中，第1電極104的加熱前的突出量及第2電極204的加熱前的突出量的一者或兩者可以為40nm以上且100nm以下。該情況下，即使在加熱時有機絕緣膜會膨脹，有機絕緣膜亦不會阻礙電極彼此的對接或密接，能夠提高第1電極104與第2電極204的密接性。

又，在本實施形態之半導體裝置之製造方法中，第1電極104的加熱前的突出量及第2電極204的加熱前的突出量的一者或兩者可以為60nm以上且80nm以下。該情況下，即使在加熱時有機絕緣膜會膨脹，有機絕緣膜亦不會阻礙電極彼此的對接或密接，能夠提高第1電極104與第2電極204的密接性。

又，在本實施形態之半導體裝置之製造方法中，在對第1半導體基板100A加熱接合半導體晶片20之步驟中，藉由加熱，第1電極104與第1絕緣膜105B的段差量及第2電極204與絕緣膜部分204C的段差量例如成為10nm以下。將第1半導體基板100A及半導體晶片20加熱並接合時，各有機絕緣膜有時熱膨脹。然而，藉由進行以膨脹時的電極與絕緣膜之間的段差成為10nm以下的方式預先使電極突出等設定，能夠更確實地防止有機絕緣膜妨礙電極彼此的對接或密接。藉此，依該製造方法，能夠更確實地提高第1電極104與第2電極204的密接性。

又，在本實施形態之半導體裝置之製造方法中，第1絕緣膜105B及第2絕緣膜205B中包含之樹脂材料可以包含雙馬來醯亞胺、聚醯亞胺、聚醯亞胺前驅物、聚醯胺醯亞胺、苯并環丁烯（BCB）、聚苯并㗁唑（PBO）或PBO前驅物。該情況下，在混合接合製法中，即使在接合第1電極104與第2電極204時施加高溫，亦能夠抑制與第1絕緣膜105B及第2絕緣膜205B對應之絕緣膜部分205C軟化而妨礙第1電極104與第2電極204的接合。

又，在本實施形態之半導體裝置之製造方法中，第1電極104的加熱前的突出量及第2電極204的加熱前的突出量的一者或兩者可以為相對於由上述式（2）算出之突出量ΔL在50%以上且100%以內的突出量。依本發明人的研究可知，第1電極104及第2電極204的各突出量為相對於突出量ΔL在50%以上且100%以內的突出量，藉此更確實地進行有機絕緣膜彼此的接合，並且還更確實地進行電極彼此的接合，能夠更確實地兼顧兩者的接合。

又，在本實施形態之半導體裝置之製造方法中，在研磨第1半導體基板100之步驟中，以第1絕緣膜105B及第1電極104的各表面的表面粗糙度Ra成為1nm以下的方式進行研磨，在研磨第2半導體基板200之步驟中，以第2絕緣膜205B及第2電極204的各表面的表面粗糙度Ra成為1nm以下的方式進行研磨。藉由這種研磨，由於被接合之有機絕緣膜的表面粗糙度Ra減少，因此對第1半導體基板100A接合半導體晶片20時，能夠提高第1絕緣膜105B與半導體晶片20的絕緣膜部分205C的接合強度。又，同樣地，更確實地進行第1電極104與第2電極204的接合，能夠更確實地降低電極彼此的連接電阻。

又，在本實施形態之半導體裝置之製造方法中，接合步驟（g）可以具有：進行用於將第1絕緣膜105B與絕緣膜部分205C相互接合的臨時壓接的步驟；及進行用於將第1電極104與第2電極204相互接合的正式壓接的步驟。將進行臨時壓接時的加熱溫度設為第1加熱溫度，並且將進行正式壓接時的加熱溫度設為第2加熱溫度的情況下，第1電極104的加熱前的突出量及第2電極204的加熱前的突出量的一者或兩者為相對於第1加熱溫度下的突出量ΔL及第2加熱溫度下的突出量ΔL中的任一個均在130%以內的突出量為較佳。該情況下，更確實地進行有機絕緣膜彼此的接合，並且還更確實地進行電極彼此的接合，能夠更確實地兼顧兩者的接合。尤其，第1加熱溫度與第2加熱溫度不同的情況下，在臨時壓接與正式壓接中的任一個中，突出量相對於上述式（2）中的突出量ΔL均在130%以內，藉此更確實地進行臨時壓接下的有機絕緣膜彼此的接合，並且還更確實地進行正式壓接下的電極彼此的接合，能夠更確實地兼顧兩者的接合。 [實施例]

以下，利用實施例更具體地說明本發明，但本發明並不限定於實施例。

首先，準備了與上述之第1半導體基板100A和第2半導體基板200A（複數個半導體晶片20）對應之一對測試晶圓。在該準備中，作為用於測試晶圓之有機絕緣膜的材料，準備了聚醯亞胺HD4100（HD MicroSystems, Ltd.製造，產品名稱）及聚醯亞胺HD7010（HD MicroSystems, Ltd.製造，產品名稱）。聚醯亞胺HD4100在固化後的玻璃轉移溫度為290℃，線膨脹係數（CTE）為100ppm/K（10 ^-6/℃）。聚醯亞胺HD7010在固化後的玻璃轉移溫度為267℃，線膨脹係數（CTE）為75ppm/K。再者，用於電極之銅的線膨脹係數為16.8ppm/K（10 ^-6/℃）。

接著，作為實施例1，藉由圖2所示之方法，在作為矽基板之第1基板主體101上，藉由半添加法製作10μm見方且高度6μm的銅柱（Cu）亦即複數個第1電極104。之後，以將上述之聚醯亞胺HD4100旋塗於第1基板主體101上而覆蓋第1電極104的方式被覆，在氮氛圍氣下，在375℃下烘烤2小時以固化。之後，藉由CMP法研磨第1電極104和聚醯亞胺HD4100的固化物（相當於第1絕緣膜105A）的表面。藉此製作了第1半導體基板100A。又，以相同的方法製作了第2半導體基板200A。該研磨時，第1電極104從第1絕緣膜105B的表面105b的突出量和第2電極204從第2絕緣膜205B的表面205b的突出量為46.7nm。又，各絕緣膜的厚度D為3.9μm。

又，藉由CMP研磨之第1半導體基板100A和第2半導體基板200A的各表面的表面粗糙度Ra為0.667nm。有機絕緣層的表面的表面粗糙度Ra為0.375nm。關於表面粗糙度Ra的測定，使用掃描型探針顯微鏡SPI4000（Hitachi High-Technology Corporation製造，產品名稱），按照由JIS B 0601-2001規定之算術平均粗糙度（Ra）的測定方法來測定。

接著，使用刀片式切割機DFD-6362（DISCO公司製造，產品名稱）切割與第2半導體基板200A對應之第1測試晶圓以單片化成複數個半導體晶片。被單片化之晶片的尺寸為5mm×5mm。

接著，將被單片化之18個半導體晶片（與半導體晶片20對應）對第1測試晶圓的另一者（與第1半導體基板100A對應）進行電極的位置對準之後，相互抵壓並在300℃下加熱了2小時。加熱前後的溫度差為275℃。按壓力為0.8MP。之後，確認是否進行了壓接時，壓接產率為100%。亦即，能夠確認到所有半導體晶片與第1半導體基板100A密接。再者，藉由用鑷子接觸被壓接之半導體晶片是否不脫落來判定是否能夠進行壓接。

接著，作為實施例2，以與實施例1相同的方法，製作了第1半導體基板100A和第2半導體基板200A。作為與實施例1的不同點，在CMP研磨時，將第1電極104從第1絕緣膜105B的表面105b的突出量和第2電極204從第2絕緣膜205B的表面205b的突出量設為78.8nm。又，各絕緣膜的厚度D為3.9μm。將這樣製作之第2半導體基板200A單片化成複數個半導體晶片，將被單片化之18個半導體晶片加熱壓接到第1半導體基板100A。加熱壓接的條件與實施例1相同，例如，壓接溫度為300℃（加熱前後的溫度差275℃）。確認是否進行了壓接時，壓接產率為17%。

接著，作為實施例3，以與實施例1相同的方法，製作了第1半導體基板100A和第2半導體基板200A。作為與實施例1的不同點，在CMP研磨時，將第1電極104從第1絕緣膜105B的表面105b的突出量和第2電極204從第2絕緣膜205B的表面205b的突出量設為12.7nm。又，各絕緣膜的厚度D為4.0μm。將這樣製作之第2半導體基板200A單片化成複數個半導體晶片，將被單片化之90個半導體晶片加熱壓接到第1半導體基板100A。加熱壓接的條件除了將加熱溫度設為350℃（加熱前後的溫度差325℃）之外，與實施例1相同。確認是否進行了壓接時，壓接產率為100%。

接著，作為實施例4，以與實施例1相同的方法，製作了第1半導體基板100A和第2半導體基板200A。作為與實施例1的不同點，在CMP研磨時，將第1電極104從第1絕緣膜105B的表面105b的突出量和第2電極204從第2絕緣膜205B的表面205b的突出量設為46.7nm。又，各絕緣膜的厚度D為3.9μm。將這樣製作之第2半導體基板200A單片化成複數個半導體晶片，將被單片化之18個半導體晶片加熱壓接到第1半導體基板100A。加熱壓接的條件除了將加熱溫度設為350℃（加熱前後的溫度差325℃）之外，與實施例1相同。確認是否進行了壓接時，壓接產率為100%。

接著，作為實施例5，以與實施例1相同的方法，製作了第1半導體基板100A和第2半導體基板200A。作為與實施例1的不同點，在CMP研磨時，將第1電極104從第1絕緣膜105B的表面105b的突出量和第2電極204從第2絕緣膜205B的表面205b的突出量設為78.8nm。又，各絕緣膜的厚度D為3.9μm。將這樣製作之第2半導體基板200A單片化成複數個半導體晶片，將被單片化之18個半導體晶片加熱壓接到第1半導體基板100A。加熱壓接的條件除了將加熱溫度設為350℃（加熱前後的溫度差325℃）之外，與實施例1相同。確認是否進行了壓接時，壓接產率為83%。

接著，作為實施例6，除了使用聚醯亞胺HD7010代替用於絕緣膜之材料以外，以與實施例1相同的方法，製作了第1半導體基板100A和第2半導體基板200A。作為與實施例1的不同點，在CMP研磨時，將第1電極104從第1絕緣膜105B的表面105b的突出量和第2電極204從第2絕緣膜205B的表面205b的突出量設為13.0nm。又，各絕緣膜的厚度D設為4.2μm。將這樣製作之第2半導體基板200A單片化成複數個半導體晶片，將被單片化之90個半導體晶片加熱壓接到第1半導體基板100A。加熱壓接的條件除了將加熱溫度設為350℃（加熱前後的溫度差325℃）之外，與實施例1相同。確認是否進行了壓接時，壓接產率為100%。

接著，作為實施例7，以與實施例6相同的方法，製作了第1半導體基板100A和第2半導體基板200A。作為與實施例6的不同點，在CMP研磨時，將第1電極104從第1絕緣膜105B的表面105b的突出量和第2電極204從第2絕緣膜205B的表面205b的突出量設為91.5nm。又，各絕緣膜的厚度D為3.9μm。將這樣製作之第2半導體基板200A單片化成複數個半導體晶片，將被單片化之12個半導體晶片加熱壓接到第1半導體基板100A。加熱壓接的條件與實施例6相同，例如，加熱溫度為350℃。確認是否進行了壓接時，壓接產率為17%。

接著，作為實施例8，以與實施例6相同的方法，製作了第1半導體基板100A和第2半導體基板200A。作為與實施例6的不同點，在CMP研磨時，將第1電極104從第1絕緣膜105B的表面105b的突出量和第2電極204從第2絕緣膜205B的表面205b的突出量設為52.7nm。又，各絕緣膜的厚度D為4.0μm。將這樣製作之第2半導體基板200A單片化成複數個半導體晶片，將被單片化之6個半導體晶片加熱壓接到第1半導體基板100A。加熱壓接的條件與實施例6不同，例如，加熱溫度為300℃（加熱前後的溫度差為275℃）。確認是否進行了壓接時，壓接產率為67%。

接著，作為比較例1，以與實施例6相同的方法，製作了第1半導體基板100A和第2半導體基板200A。作為與實施例6的不同點，在CMP研磨時，將第1電極104從第1絕緣膜105B的表面105b的突出量和第2電極204從第2絕緣膜205B的表面205b的突出量設為91.5nm。又，各絕緣膜的厚度D為3.9μm。將這樣製作之第2半導體基板200A單片化成複數個半導體晶片，將被單片化之6個半導體晶片壓接到第1半導體基板100A。壓接的條件除了將加熱溫度設為300℃（加熱前後的溫度差為275℃）以外，與實施例6相同。確認是否進行了壓接時，壓接產率為0%。

在以下的表1中示出總結了實施例1～7及比較例1中的條件者。 【表1】

	絕緣膜的種類	CTE（ppm/℃）	電極的 突出量（nm）	膜厚（μm）	壓接 溫度（℃）	溫度差（℃）	N 個數
實施例1	HD4100	100	46.7	3.9	300	275	18
實施例2	HD4100	100	78.8	3.9	300	275	18
實施例3	HD4100	100	12.7	4.0	350	325	90
實施例4	HD4100	100	46.7	3.9	350	325	18
實施例5	HD4100	100	78.8	3.9	350	325	18
實施例6	HD7010	75	13.0	4.2	350	325	90
實施例7	HD7010	75	91.5	3.9	350	325	12
實施例8	HD7010	75	52.7	4.0	300	275	6
比較例1	HD7010	75	91.5	3.9	300	275	6

又，以下的表2中示出實施例1～7及比較例中的突出量與壓接產率的關係。以下的表2中示出，根據式（2）算出之ΔL算出值、及來自實際的電極突出量的ΔL算出值的偏差率。偏差率為電極的突出量除以ΔL算出值之值（百分比）。再者，圖5亦示出相同的關係。 【表2】

	電極的突出量（nm）	壓接的產率 （%）	ΔL算出值 （nm）	偏差率（%）
實施例1	46.7	100	89.9	52%
實施例2	78.8	17	88.8	89%
實施例3	12.7	100	107.7	12%
實施例4	46.7	100	106.2	44%
實施例5	78.8	83	105.0	75%
實施例6	13.0	100	74.9	17%
實施例7	91.5	17	72.6	126%
實施例8	52.7	67	63.4	83%
比較例1	91.5	0	61.4	149%

從表2可知，第1電極的突出量及第2電極的突出量相對於ΔL算出值在130%以內的情況下，能夠確認到有機絕緣膜彼此或電極彼此進行了密接。又，第1電極的突出量及第2電極的突出量相對於ΔL算出值在85%以內的情況下，能夠確認到有機絕緣膜彼此或電極彼此更確實地進行了密接（產率為60%以上）。又，第1電極的突出量及第2電極的突出量相對於ΔL算出值在60%以內的情況下，能夠確認到有機絕緣膜彼此或電極彼此進一步更確實地進行了密接（產率為100%以上）。

又，圖6示出實施例3、實施例5、實施例6、實施例7中的電極彼此的接合狀態。更具體而言，電極的突出量為10nm且PI種類為HD4100的照片與實施例3對應，電極的突出量為80nm且PI種類為HD4100的照片與實施例5對應，電極的突出量為10nm且PI種類為HD7010的照片與實施例6對應，電極的突出量為80nm且PI種類為HD7010的照片與實施例7對應。再者，在任一例子中，壓接溫度均成為350℃。如圖6所示，電極的突出量為80nm的實施例5及實施例7與電極的突出量為10nm的實施例3及實施例6相比，能夠確認到電極彼此的接合面相互熔合，成為更適合的密接狀態。亦即，相對於ΔL的算出值之偏差率為20%以上時，能夠確認到電極成為更合適的密接狀態。又，著眼於實施例5可知，相對於電極的突出量相對於ΔL算出值之偏差率為75%，亦即偏差率在50%～100%的範圍內，藉此除了提高壓接的產率（主要係有機絕緣膜彼此的接合），亦提高電極彼此的接合強度。亦即，可知能夠兼顧有機絕緣膜彼此的接合強度的提高和電極彼此的接合強度的提高。

接著，對在壓接溫度為300℃的情況與250℃的情況下接合時的半導體晶片的偏移進行了評價。首先，作為實施例9，以與實施例8相同的方法，製作了第1半導體基板100A和第2半導體基板200A。作為與實施例8的不同點，在CMP研磨時，將第1電極104從第1絕緣膜105B的表面105b的突出量和第2電極204從第2絕緣膜205B的表面205b的突出量設為60nm。將這樣製作之第2半導體基板200A單片化成複數個半導體晶片，將被單片化之1個半導體晶片加熱壓接到第1半導體基板100A。再者，在該試驗中，電極的接合採用菊花鏈。加熱壓接的條件與實施例8不同，加熱溫度為250℃（加熱前後的溫度差為225℃）。又，加壓壓力分別在3MPa、5MPa、7.5MPa下進行。該接合方法中，藉由降低加熱溫度，即使在將加壓壓力提升至3MPa以上（2.5MPa以上）的情況下，亦幾乎不會發生半導體晶片的偏移。另一方面，以與實施例9相同的方法進行試驗，將加熱溫度設為300℃的情況下，加壓壓力設為3MPa時，稍微發生半導體晶片的偏移（約7μm），加壓壓力設為5MPa時，產生半導體晶片的偏移（約17μm）。

以上，依上述實施例能夠確認到，藉由考慮到有機絕緣膜的膨脹而預先使電極比有機絕緣膜的表面突出規定量，能夠藉由使用了有機絕緣膜之混合接合製法提高電極彼此的密接性。

1,1A:半導體裝置 10:第1半導體基板 20:半導體晶片 100,100A:第1半導體基板 101:第1基板主體 101a:一面 104:第1電極 104b:前端 105:有機絕緣材料 105A,105B:第1絕緣膜 105a,105b:表面 200,200A:第2半導體基板 201:第2基板主體 201a:一面 204:第2電極 204b:前端 205:有機絕緣材料 205A,205B:第2絕緣膜 205C:絕緣膜部分 205c:表面

圖1係示意性地表示藉由本揭示的一實施形態之半導體裝置的製造方法製造之半導體裝置（CoW）的一例之剖面圖。 圖2係依序表示製造圖1所示之半導體裝置的方法之示意性剖面圖。 圖3係依序表示製造圖1所示之半導體裝置的方法的示意性剖面圖，表示圖2所示之步驟後的製造工藝。 圖4係表示圖2及圖3所示之半導體裝置之製造方法中的電極的高度與有機絕緣膜的高度的關係之圖，圖4（a）表示電極及有機絕緣膜被研磨時的狀態（加熱前的狀態），圖4（b）表示電極及有機絕緣膜被接合時的狀態（加熱時的狀態）。 圖5係表示實施例中的電極的突出量與壓接產率的關係的圖。 圖6係表示使用2種電極的突出量（Cu凸量）與2種有機絕緣材料進行混合接合時與電極的密合程度的觀察剖面照片。

101(201):第1基板主體(第2基板主體)

104(204):第1電極(第2電極)

104b(204b):前端(前端)

105b(205b):表面(表面)

105b(205c):表面(表面)

105B(205B):第1絕緣膜(第2絕緣膜)

105B(205C):第1絕緣膜(絕緣膜部分)

D:有機絕緣膜的膜厚

△L:突出量

Claims (15)

1. 一種半導體裝置之製造方法，其包括： 準備第1半導體基板之步驟，前述第1半導體基板具有第1基板主體及設置於該第1基板主體的一面之第1有機絕緣膜和第1電極； 準備第2半導體基板之步驟，前述第2半導體基板具有第2基板主體及設置於該第2基板主體的一面之第2有機絕緣膜和複數個第2電極； 將前述第2半導體基板單片化，獲取複數個半導體晶片之步驟，前述複數個半導體晶片分別具備與前述第2有機絕緣膜對應之絕緣膜部分及至少一個前述第2電極； 對前述第1半導體基板的前述第1電極進行前述複數個半導體晶片內的至少一個半導體晶片的前述第2電極的位置對準之步驟；及 將前述第1半導體基板及前述半導體晶片加熱及加壓，使前述第1有機絕緣膜與前述絕緣膜部分相互接合，並且使前述第1電極與前述第2電極相互接合之步驟， 在將前述第1半導體基板及前述半導體晶片加熱之前，前述第1電極從前述第1有機絕緣膜的表面突出之第1突出量及前述第2電極從前述第2有機絕緣膜或前述絕緣膜部分的表面突出之第2突出量中的至少一者為相對於式（1）所示的突出量ΔL在130%以內的突出量， [數式1] 在式（1）中，D為第1有機絕緣膜的膜厚或第2有機絕緣膜的膜厚，ΔT為接合前的溫度與接合時的加熱溫度的溫度差，α1為構成第1有機絕緣膜或第2有機絕緣膜之材料的線膨脹係數，α2為構成第1電極或第2電極之材料的線膨脹係數。
2. 如請求項1所述之半導體裝置之製造方法，其進一步包括： 研磨配置於前述第1半導體基板的前述一面側之前述第1有機絕緣膜及前述第1電極的表面之步驟；及 研磨配置於前述第2半導體基板的前述一面側之前述第2有機絕緣膜及前述第2電極的表面之步驟， 以前述第1突出量及前述第2突出量中的至少一者成為相對於前述突出量ΔL在85%以內的突出量的方式，進行相對應的前述研磨步驟。
3. 如請求項2所述之半導體裝置之製造方法，其中 在研磨前述第1半導體基板之步驟中，以前述第1有機絕緣膜及前述第1電極的各表面的表面粗糙度Ra成為1nm以下的方式進行研磨， 在研磨前述第2半導體基板之步驟中，以前述第2有機絕緣膜及前述第2電極的各表面的表面粗糙度Ra成為1nm以下的方式進行研磨。
4. 如請求項1至請求項3之任一項所述之半導體裝置之製造方法，其中 前述第1突出量及前述第2突出量中的至少一者的突出量為40nm以上且100nm以下。
5. 如請求項1至請求項4之任一項所述之半導體裝置之製造方法，其中 前述第1突出量及前述第2突出量的兩者的突出量為60nm以上且80nm以下。
6. 如請求項1至請求項5之任一項所述之半導體裝置之製造方法，其中 在將前述第1半導體基板及前述半導體晶片加熱之前，前述第1突出量及前述第2突出量中的至少一者為相對於前述突出量ΔL在20%以上的突出量。
7. 如請求項1至請求項6之任一項所述之半導體裝置之製造方法，其中 在將前述第1半導體基板及前述半導體晶片加熱之前，前述第1突出量及前述第2突出量的兩者為相對於前述突出量ΔL在60%以內的突出量。
8. 如請求項1至請求項7之任一項所述之半導體裝置之製造方法，其中 前述第1突出量及前述第2突出量中的至少一者為相對於前述突出量ΔL在50%以上且100%以內的突出量。
9. 如請求項1至請求項8之任一項所述之半導體裝置之製造方法，其中 前述接合步驟具有： 進行用於將前述第1有機絕緣膜與前述絕緣膜部分相互接合之臨時壓接之步驟；及 進行用於將前述第1電極與前述第2電極相互接合之正式壓接之步驟， 將進行前述臨時壓接時的加熱溫度設為第1加熱溫度，並且將進行前述正式壓接時的加熱溫度設為第2加熱溫度的情況下，前述第1突出量及前述第2突出量中的至少一者為相對於前述第1加熱溫度下的前述突出量ΔL及前述第2加熱溫度下的前述突出量ΔL中的任一個均在130%以內的突出量。
10. 如請求項1至請求項9之任一項所述之半導體裝置之製造方法，其中 在對前述第1半導體基板加熱接合前述半導體晶片之步驟中，藉由加熱，前述第1電極與前述第1有機絕緣膜的第1段差量、及前述第2電極與前述第2有機絕緣膜的第2段差量中的至少一者成為10nm以下。
11. 一種半導體裝置之製造方法，其包括： 準備第1半導體基板之步驟，前述第1半導體基板具有第1基板主體及設置於該第1基板主體的一面之第1有機絕緣膜和第1電極； 準備第2半導體基板之步驟，前述第2半導體基板具有第2基板主體及設置於該第2基板主體的一面之第2有機絕緣膜和複數個第2電極； 研磨配置於前述第1半導體基板的前述一面側之前述第1有機絕緣膜及前述第1電極的表面之步驟； 研磨配置於前述第2半導體基板的前述一面側之前述第2有機絕緣膜及前述第2電極的表面之步驟； 將所研磨之第2半導體基板單片化，獲取複數個半導體晶片之步驟，前述複數個半導體晶片分別具備與前述第2有機絕緣膜對應之絕緣膜部分及至少一個前述第2電極； 對前述第1半導體基板的前述第1電極進行前述複數個半導體晶片內的至少一個半導體晶片的前述第2電極的位置對準之步驟；及 將前述第1半導體基板及前述半導體晶片加熱及加壓，使前述第1有機絕緣膜與前述絕緣膜部分相互接合，並且使前述第1電極與前述第2電極相互接合之步驟， 在藉由加熱加壓對前述第1半導體基板接合前述半導體晶片時，前述第1電極與前述第1有機絕緣膜的第1段差量、及前述第2電極與前述第2有機絕緣膜的第2段差量中的至少一者為10nm以下。
12. 如請求項1至請求項11之任一項所述之半導體裝置之製造方法，其中 前述第1有機絕緣膜及前述第2有機絕緣膜的膜厚為2μm以上且10μm以下， 前述第1有機絕緣膜及前述第2有機絕緣膜由固化時的玻璃轉移溫度為200℃以上且400℃以下的樹脂材料形成，該樹脂材料的線膨脹係數為30ppm/K以上且100ppm/K以下。
13. 如請求項1至請求項12之任一項所述之半導體裝置之製造方法，其中 前述第1有機絕緣膜及前述第2有機絕緣膜中包含之樹脂材料包含雙馬來醯亞胺、聚醯亞胺、聚醯亞胺前驅物、聚醯胺醯亞胺、苯并環丁烯（BCB）、聚苯并㗁唑（PBO）或PBO前驅物。
14. 如請求項1至請求項13之任一項所述之半導體裝置之製造方法，其中 在前述接合步驟中，將前述第1半導體基板及前述半導體晶片加熱之溫度為230℃以上且280℃以下。
15. 如請求項1至請求項14之任一項所述之半導體裝置之製造方法，其中 在前述接合步驟中，將前述第1半導體基板及前述半導體晶片加壓時的壓力為2.5MPa以上。

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