JP2004356529A - 半導体装置および半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置および半導体装置の製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】複数の半導体チップを実装基板上に積層した半導体装置の個々のチップの接着性を向上させ、半導体装置の信頼性を向上させる。
【解決手段】実装基板１上の半導体チップ搭載領域に主として熱硬化性を有する樹脂よりなる接着材７を塗布し、半導体チップ３Ａを搭載した後、熱処理することにより接着材７を硬化させ、常温まで自然冷却すると、実装基板１と半導体チップ３Ａのα値の差により実装基板１等が凸型に反った形状となるが、この後、パッドＰ１とパッドＰＡとをワイヤボンディングし、その後、半導体チップ３Ａ上に熱可塑性を有する樹脂よりなる接着材９Ａを貼り付け、その上部にスペーサチップ５を熱圧着する。このように、熱圧着の際の熱で実装基板１や半導体チップ３Ａがそれぞれほぼ平坦となり、半導体チップ３Ａとスペーサチップ５の接着性が向上する。
【選択図】 図７

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置およびその製造技術に関し、特に、複数の半導体チップを実装基板上に積層した半導体装置に適用して有効な技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体装置の多機能化、高集積化および小型化を図ることを目的として、実装基板上に複数の半導体チップを三次元的に実装した積層パッケージが種々提案されている。
【０００３】
また、メモリ製品等においては、同一の半導体チップを複数積層し、高集積化を図っているものもある。
【０００４】
例えば、特許文献１や２には、同一サイズの半導体ＩＣ素子を積層したチップ積層型パッケージ素子およびその製造方法についての記載がある。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００３−７８１０６号公報（図１）
【０００６】
【特許文献２】
特開平６−２４４３６０号公報（図１）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者らは、一つのパッケージ内に複数個の半導体チップ（素子、ペレット）を積層したＢＧＡ（ｂａｌｌ ｇｒｉｄ ａｒｒａｙ）やＣＳＰ（ｃｈｉｐ ｓｉｚｅ ｐａｃｋａｇｅ）を開発している。
【０００８】
実装基板上に半導体チップを搭載するためには接着材が用いられるが、半導体チップを複数積層する際に、接着不良が見られた。
【０００９】
これは、実装基板上に半導体チップを搭載する際に、ペースト状の樹脂（接着材）を用いた場合、樹脂を硬化させるために熱処理が施される。この際、硬化温度から室温に戻る際に、実装基板（例えば、ガラス・エポキシ）と半導体チップ（例えばシリコン）が収縮し、これらの熱膨張係数（α）差に起因して、実装基板と半導体チップに反りが生じる。このように反った半導体チップ上にさらに半導体チップを積層しようとしても接着性を確保することが困難であり、また、半導体チップの剥がれや傾きの要因となることが判明した。なお、この問題点については、図１４および図１５を参照しながら追って詳細に説明する。
【００１０】
そこで、本発明者らは、複数個の半導体チップを積層する際の接着材に着眼し、半導体装置の組立工程や積層する半導体チップの大きさなどを考慮しつつ、半導体チップの接着性を向上させる技術について検討した。
【００１１】
なお、本願発明者は、本願発明を完成した後に、先行技術調査を行い、上記特許文献１及び２を抽出した。上記特許文献１には、接着材として複数の材料が列挙されているが、個々の接着材の特性や半導体装置の組立段階毎の接着材の使い分けについては何ら記載されていない。
【００１２】
また、本発明者らは、半導体チップの形状を工夫することにより、さらに小型化が図れ、また、工程の簡略化が図れる半導体装置の構造および製造方法について検討した。
【００１３】
本発明の目的は、複数のチップを有する半導体装置の信頼性を向上することにある。
【００１４】
本発明の他の目的は、複数の半導体チップを有する半導体装置の小型化もしくは高密度実装化を図ることにある。
【００１５】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。
【００１７】
本発明の半導体装置の製造方法は、（ａ）実装基板上に第１接着材を介して第１半導体チップを搭載する工程と、（ｂ）前記（ａ）工程の後、熱処理によって前記第１接着材を硬化させることにより前記実装基板上に前記第１半導体チップを固定する工程と、（ｃ）前記（ｂ）工程の後、前記第１半導体チップの上方に第２半導体チップを搭載する工程であって、前記実装基板および前記第１半導体チップに熱を加えることによって前記第１半導体チップの表面が前記熱を加える前より平坦となった状態で、前記第２半導体チップを第２接着材を介して接着する工程と、を有するものである。
【００１８】
本発明の半導体装置は、実装基板上に少なくとも第１および第２の半導体チップが積層された半導体装置であって、（ａ）前記実装基板の直上に搭載された第１半導体チップは、主として熱硬化性を有する樹脂を介して固定され、（ｂ）前記第１半導体チップの上方に搭載された第２半導体チップは、熱可塑性を有する樹脂を介して固定されているものである。
【００１９】
本発明の半導体装置の製造方法は、（ａ）実装基板上に主として熱硬化性を有する樹脂を介して、裏面の外周部に切り欠き部を有し、前記裏面の中央部が凸部である半導体チップを搭載する工程と、（ｂ）前記（ａ）工程の後、熱処理によって前記樹脂を硬化させることにより前記実装基板上に前記半導体チップを固定する工程と、を有するものである。
【００２０】
本発明の半導体装置は、（ａ）実装基板と、（ｂ）前記実装基板上に搭載された半導体チップであって、裏面の外周部に切り欠き部を有し、前記裏面の中央部が凸部である半導体チップと、（ｃ）前記実装基板と前記半導体チップとの間に形成された主として熱硬化性を有する樹脂と、を有するものである。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。また、各実施の形態は相互に関連するものであり、各実施の形態において同一もしくは類似の部材には同一もしくは関連する符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。また、各実施の形態において同一もしくは類似の構成を有する場合には、同一もしくは類似の効果を奏するものとし、その繰り返しの説明は省略する。
【００２２】
（実施の形態１）
図１〜図１３は、本実施の形態の半導体装置の製造工程を示す要部断面図である。
【００２３】
まず、本実施の形態の半導体装置の構成について説明する。なお、後述する本実施の形態の半導体装置の製造工程の説明において構造がより明確となるため、ここでは主要な構成についてのみ説明する。
【００２４】
最終工程図である図１３に示すように、本実施の形態の半導体装置は、実装基板（配線基板、パッケージ基板）１の主面上に、２個のほぼ同じ形状の半導体チップ３Ａ、３Ｂが搭載されている。また、これらの間には、スペーサチップ５が配置され、半導体チップ３Ａの外周部上に空間を確保し、ワイヤ１１Ａと半導体チップ３Ｂのショート（短絡）を防止している。例えば半導体チップ３Ａ、３Ｂの厚さは５０〜２００μｍ程度で、スペーサチップ５の厚さは５０〜２００μｍ程度である。また、半導体チップ３Ａの端部とスペーサチップ５の端部との距離Ｄ１は、２００〜５００μｍ程度である。
【００２５】
実装基板１は、例えば、ガラス繊維を含んだエポキシ樹脂（ガラス・エポキシ樹脂）のような汎用樹脂を主体として構成された多層配線基板である。即ち、表面や裏面に配線を印刷法などで形成した、いわゆるプリント基板（図示せず）を複数積層した構造で、この複数枚のプリント基板の各配線は、ビアによって適宜接続されている。また、実装基板１の表面には、複数のパッド（ボンディングパッド）Ｐ１が形成されている。このパッドは、実装基板の例えば外周部に配置される（図４８等参照）。
【００２６】
ワイヤは、金等の導電性材料よりなり、半導体チップは、シリコン等の半導体よりなる。また、スペーサチップもシリコン等の半導体よりなる。前記スペーサチップを半導体チップと同じ材料にすることで、極力熱膨張係数の差異を低減し、応力を低減することができる。前記スペーサチップには、他の材料も適用できる。例えば、多結晶シリコンチップや、下側の半導体チップの表面に予め印刷により形成したポリイミド樹脂層をスペーサとして用いてもよい。この場合、前記シリコンのスペーサチップを用いる場合と比較して材料、製造コストを低減できる。
【００２７】
半導体チップ３Ａ、３Ｂ中には、図示しない複数の半導体素子や配線が形成され、その表面は保護膜で覆われている。また、保護膜の開口部からはそれぞれ複数のパッドＰＡ、ＰＢが露出している。このパッドは、最上層配線の露出部であり、各半導体チップの例えば外周部に配置される（図４７等参照）。
【００２８】
ワイヤ１１Ａは、半導体チップ３Ａの表面のパッド（ボンディングパッド）ＰＡと実装基板１の表面のパッドＰ１とを接続し、ワイヤ１１Ｂは、半導体チップ３Ｂの表面のパッド（ボンディングパッド）ＰＢと実装基板１の表面のパッドＰ１とを接続する。実装基板１の表面には、複数のパッドＰ１が形成され、ワイヤ１１Ａと１１Ｂは異なるパッドＰ１に接続される（図４８等参照）。なお、一部同じ位置のパッドＰ１に接続される場合もある。また、ワイヤ１１Ａのループ高さ（半導体チップ３Ａの表面からワイヤ１１Ａの最高位置までの距離）は、１００〜３００μｍ程度であり、ワイヤ１１Ｂのループ高さ（半導体チップ３Ｂの表面からワイヤ１１Ｂの最高位置までの距離）は、３００〜１０００μｍ程度である。
【００２９】
ここで、実装基板１と半導体チップ３Ａとは、接着材７を介して固定されている。この接着材７は、例えば主として熱硬化性を有する樹脂である。一方、スペーサチップ５と半導体チップ３Ｂとは、接着材９Ｂを介して固定されている。この接着材９Ｂは、例えば熱可塑性を有する樹脂である。また、半導体チップ３Ａとスペーサチップ５とは、接着材９Ａを介して固定されている。この接着材９Ａは、例えば熱可塑性を有する樹脂である。
【００３０】
このように、本実施の形態によれば、実装基板１上に搭載される半導体チップ３Ａの接着材と、この半導体チップ３Ａの上方に位置する半導体チップ３Ｂの接着材とを異なるものとしたのでこれらの接着性を良くすることができる。
【００３１】
具体的には、接着材７として、例えば主として熱硬化性を有する樹脂を用い、接着材９Ａ、９Ｂとして、例えば熱可塑性を有する樹脂を用いる。また、接着材７の厚さは５〜５０μｍ程度であり、接着材９Ａ、９Ｂの厚さは５〜５０μｍ程度である。
【００３２】
なお、これらの接着材７、９Ａ、９Ｂの特性や具体的な組成例については、製造工程の説明部においてさらに詳細に説明する。
【００３３】
これら半導体チップ３Ａ、３Ｂおよびワイヤ１１Ａ、１１Ｂの周囲は、モールド樹脂（レジン）１３によって覆われている。また、実装基板１の裏面には、半田等よりなるバンプ電極１５が例えばエリア配置されている。このバンプ電極１５は、図示しない実装基板１中の複数の配線層やビア（接続部）を介してパッドＰ１と電気的に接続されている。
【００３４】
次いで、本実施の形態の半導体装置の製造方法（組立工程）を図１〜図１３を参照しながら説明する。
【００３５】
図１に示すように、常温（室温）で、実装基板１上の半導体チップ搭載領域に接着材７を塗布する。この接着材７は、ペースト状の樹脂であり、主として熱硬化性を有する樹脂よりなる。具体的には、エポキシ系の樹脂がある。この樹脂の特徴は、溶剤と混合することによりペースト状となり、加熱の際、溶剤が揮発するとともに樹脂の反応により硬化が起こる。この硬化によって実装基板１上に半導体チップが固定される。また、熱硬化性樹脂は、一度硬化した後は熱を加えても溶融しない。
【００３６】
このように、本実施の形態によれば、実装基板１上に主として熱硬化性を有する樹脂を用いたので、コストの低減を図ることができる。即ち、後述する熱可塑性を有するフィルム状の樹脂と比較し、主として熱硬化性を有する樹脂は汎用的で安価なものが多い。また、ペースト状の樹脂を用いることで、配線の厚さや、前記配線を覆う絶縁膜の厚さの影響で比較的凹凸が多い実装基板１の表面を埋めるように樹脂を供給でき、実装基板１とその上部の半導体チップ３Ａの接着性を向上させることができる。
【００３７】
次いで、図２に示すように、常温で接着材７上に半導体チップ３Ａを搭載し、さらに、図３に示すように、実装基板１を熱処理することにより接着材７を硬化させる。熱処理は、実装基板１を例えば１００〜２００℃の雰囲気中に晒すことにより行う。その結果、実装基板１上に半導体チップ３Ａが固定される。実装基板１上の半導体チップ搭載領域の外周には、パッドＰ１が露出している。また、半導体チップ３Ａの表面からはパッドＰＡが露出している。
【００３８】
ここで、実装基板１を放置し、常温まで自然冷却する。この際、実装基板１および半導体チップ３Ａがそれぞれ収縮するが、個々にα値が異なるため、その収縮度合いが異なる。このα値とは、熱膨張係数であり、シリコン（Ｓｉ）では、３．５×１０−６／℃、ガラス・エポキシ基板では、１２×１０−６／℃〜１６×１０−６／℃程度である。その結果、図４に示すように、実装基板１等が凸型に反った形状となる。
【００３９】
次いで、実装基板１上のパッドＰ１と半導体チップ３ＡのパッドＰＡとをワイヤ１１Ａで接続（第１ワイヤボンディング）する。この際、図５に示すように、実装基板１を加熱ステージ１７上に搭載し、約１５０〜２００℃程度で加熱しながらワイヤボンディングを行う。従って、ワイヤボンディングの最中は、加熱により実装基板１や半導体チップ３Ａがそれぞれ平坦となる。このワイヤボンディングは、例えば超音波振動と熱圧着とを併用したワイヤボンダを使用して行う。
【００４０】
次いで、実装基板１を放置し、常温まで自然冷却すると、図６に示すように、再び、実装基板１等が凸型に反った形状となる。
【００４１】
次いで、図７に示すように、半導体チップ３Ａ上に接着材９Ａを貼り付け、その上部にスペーサチップ５を熱圧着する。即ち、実装基板１を加熱ステージ上に搭載し、約１００〜２５０℃程度で加熱しつつ、スペーサチップ５を接着材９Ａ（半導体チップ３Ａ）上に押圧する。
【００４２】
この場合、熱で実装基板１や半導体チップ３Ａがそれぞれほぼ平坦となる。言い換えれば、熱を加える前（例えば図６に示す状態）より実装基板１や半導体チップ３Ａの平坦性が向上する。その結果、半導体チップ３Ａとスペーサチップ５の接着性が向上する。また、一定の接着力、接着面積、樹脂厚さを確保することができる。
【００４３】
なお、スペーサチップ５の裏面（下面）に接着材９Ａを貼り付け。半導体チップ３Ａ上に熱圧着してもよい。
【００４４】
ここで、接着材９Ａは、熱可塑性を有する樹脂である。即ち、加熱中は硬化せず、接着材自身が溶融し、粘着性を有する。その後、自然冷却すると樹脂が硬化し、半導体チップ３Ａ上にスペーサチップ５が固定される。但し、接着材９Ａは、熱可塑性樹脂のみで構成されるとは限らない。例えば、熱可塑性樹脂よりなるメインフィルム部の表面に熱硬化性樹脂を塗布したフイルムを用い、半導体チップ３Ａ上にフィルムを貼り付ける際には、上記熱硬化性樹脂の性質を利用して接着し、半導体チップ３Ａ上にスペーサチップ５を固定する際には、熱可塑性樹脂の性質を利用して接着することもできる。また、熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂の混合樹脂を用いても同様の処理を行うことができる。
【００４５】
従って、ここで言う「熱可塑性を有する樹脂」とは、熱を加えた時にある程度の接着性を有しつつ、その後硬化する樹脂を言う。従って、反応性の小さい熱硬化性樹脂や完全にキュア（重合）させていない熱硬化性樹脂であっても、ダイボンディングの加熱の期間に接着性を確保しつつ、その後硬化により所望の位置に上層の半導体チップを固定できるものであればよい。
【００４６】
また、接着材９Ａには、溶媒（溶剤）の含有量が少なく、フィルム状（ペースト状でない）に加工できるという特性を有する。これに対し、接着材７は、樹脂に溶媒を加えることによりペースト状とすることができ、熱硬化の際に溶剤が揮発する。
【００４７】
接着材９Ａの具体的組成は、例えばエポキシ樹脂と熱可塑性樹脂の混合物やポリイミド樹脂とエポキシ樹脂との混合物等がある。また、接着材９Ａ中には、無機物質フィラー等を含有させてもよい。
【００４８】
このように本実施の形態によれば、スペーサチップ５を熱圧着する、即ち、加熱しながら接着したので、スペーサチップ５の接着性を向上させることができる。
【００４９】
例えば、図１４に示すように、実装基板１等が凸型に反った状態で、半導体チップ３Ａ上のスペーサチップ搭載領域に、ペースト状の樹脂であり、主として熱硬化性を有する樹脂よりなる接着材７Ｂを塗布しても、半導体チップ３Ａの表面が反っているため、接着材７Ｂを安定的に供給できない。さらに、図１５に示すように、その接着材７Ｂ上にスペーサチップ５を搭載しても、実装基板１や半導体チップ３Ａに対して平行に搭載することができない。従って、熱処理することにより接着材７Ｂを硬化させても、スペーサチップ５の接着性が悪く、所望の接着力、接着面積、樹脂厚さを確保することが困難となる。また、半導体チップの剥がれや半導体チップ中のクラックの発生の原因となる。また、スペーサチップ５が傾いた状態で搭載され、その上部に他の半導体チップを積層すると、この半導体チップも傾いた状態で搭載され、その後のワイヤボンディングを制御性良く行うことができない。
【００５０】
このように、一度熱負荷が加わった実装基板の上方にさらにチップ（半導体チップやスペーサチップ）を積層しようとする場合、接着材７Ｂを用いたのでは接着性良く積層することができない。
【００５１】
これに対し、本実施の形態では、前述したように、スペーサチップ５を熱圧着したので、その接着性を向上させることができる。
【００５２】
なお、図１４および図１５は、本実施の形態の効果を示すための半導体装置の製造方法を示す要部断面図である。
【００５３】
このように、半導体チップ３Ａ上に接着材９Ａを貼り付け、その上部にスペーサチップ５を熱圧着した後、常温まで自然冷却すると、再び、実装基板１等が凸型に反った形状となる（図示せず）。
【００５４】
次いで、図８に示すように、スペーサチップ５上に接着材９Ｂを貼り付け、その上部に半導体チップ３Ｂを熱圧着する。即ち、実装基板１を加熱ステージ１７上に搭載し、約１００〜２５０℃程度で加熱しつつ、半導体チップ３Ｂを接着材９Ｂ（スペーサチップ５）上に押圧する。この接着材９Ｂも接着材９Ａと同様に、熱可塑性を有する樹脂である。また、フィルム状の樹脂である。なお、この場合も、半導体チップ３Ｂの裏面に接着材９Ｂを貼り付け、スペーサチップ５上に熱圧着してもよい。
【００５５】
このように半導体チップ３Ｂの接着（固定）の際も、加熱しながら接着したので、スペーサチップ５の接着の場合と同様にその接着性を向上させることができる。
【００５６】
次いで、常温まで自然冷却すると、図９に示すように、実装基板１等が凸型に反った形状となる。なお、半導体チップ３Ｂの外周部からはパッドＰＢが露出している。
【００５７】
次いで、図１０に示すように、実装基板１上のパッドＰ１と半導体チップ３ＢのパッドＰＢとをワイヤ１１Ｂで接続（第２ワイヤボンディング）する。この際、図示するように、実装基板１を加熱ステージ１７上に搭載し、約１５０〜２００℃程度で加熱しながらワイヤボンディングを行う。従って、ワイヤボンディングの最中は、加熱により実装基板１や半導体チップ３Ａ、３Ｂ等がそれぞれ平坦となる。このワイヤボンディングは、例えば超音波振動と熱圧着とを併用したワイヤボンダを使用して行う。
【００５８】
次いで、図１１に示すように、実装基板１や半導体チップ３Ａ、３Ｂ等を図示しない金型で挟持し、実装基板１側を１５０〜２００℃の加熱ステージ１７上に搭載し、金型のキャビティ内に溶融樹脂（モールド樹脂）を注入し、半導体チップ３Ａ、３Ｂやワイヤ１１Ａ、１１Ｂ等の周囲をモールド樹脂１３によって封止する。なお、この後、常温まで自然冷却しても、実装基板１等が凸型に反らないよう、モールド樹脂１３と実装基板１のα差を調整し、半導体装置の反りが少なくなるよう工夫されている。
【００５９】
次いで、図１２に示すように、実装基板１側を上面とし、半田等よりなるバンプ電極１５を形成する。このバンプ電極１５は、例えば低融点のＰｂ−Ｓｎ共晶合金からなる半田ボールを実装基板１の上面（半導体チップ搭載側の逆側）に供給した後、この半田ボールをリフローさせることによって形成する。例えば、実装基板１等を、２４０〜２６０℃の雰囲気に晒すことによりリフローを行う。
【００６０】
その後、バンプ電極１５の形成面を下側とし（図１３）、本実施の形態の半導体装置が略完成する。
【００６１】
このように、本実施の形態によれば、実装基板の直上にはペースト状の熱硬化性を有する樹脂を用いてその上部の半導体チップの接着（固定）を行い、上記樹脂の硬化のための熱処理の後に積層されるチップ（半導体チップやスペーサチップ）の接着の際には、フィルム状の熱可塑性を有する樹脂を用いることとしたので、個々のチップの接着性を向上させることができる。また、半導体装置の信頼性を向上することができる。また、半導体装置の歩留まりを向上することができる。
【００６２】
また、ペースト状の熱硬化性を有する樹脂の硬化のための熱処理を行うタイミングは、第１ワイヤボンディングの前である。これは、ワイヤボンディングの前には、ワイヤボンディングの対象となる半導体チップが固定されていなければならないからである。
【００６３】
特に、本実施の形態のように、２個のほぼ同じ形状の半導体チップ３Ａ、３Ｂを積層する場合には、それぞれのパッドＰＡ、ＰＢが平面的に重なってしまうため、これらを１回のワイヤボンディングで接続することはできない。従って、途中で樹脂の硬化のための熱処理を行わなければならず、本実施の形態を適用して効果的である。なお、半導体チップ３Ａ、３Ｂは、必ずしも同じ大きさである必要はなく、積層する複数の半導体チップのいずれか２つの半導体チップのパッドがその上部の半導体チップと平面的に重なってしまう半導体装置に適用して効果的である。このように、パッドが平面的に重なるような積層構造とすることにより半導体装置の小型化もしくは高密度実装化を図ることができる。
【００６４】
また、本実施の形態においては、２つの半導体チップ３Ａ、３Ｂを積層したが、さらに、スペーサチップを介して半導体チップを積層してもよく、その場合のスペーサチップや半導体チップの接着にはフィルム状の熱可塑性を有する樹脂を用いる。
【００６５】
（実施の形態２）
図１６〜図２７は、本実施の形態の半導体装置の製造工程を示す要部断面図である。以下、これらの図を参照しながら本実施の形態を説明する。なお、実施の形態１と同一の部材には同一もしくは関連する符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。また、実施の形態１と同様の工程（処理）についても繰り返しの説明を省略する。
【００６６】
まず、本実施の形態の半導体装置の構成について説明する。なお、後述する本実施の形態の半導体装置の製造工程の説明において構造がより明確となるため、ここでは主要な構成についてのみ説明する。
【００６７】
最終工程図である図２７に示すように、本実施の形態の半導体装置は、実装基板１の主面上に、２個の半導体チップ３Ａ、３Ｂが搭載されている。また、これらの間には、スペーサチップ５が配置されている。
【００６８】
ここで、実施の形態１と異なる構成は、半導体チップ３Ａとスペーサチップ５とが、接着材７Ｂを介して固定されていることである。この接着材７Ｂおよび７Ａは、例えば主として熱硬化性を有する樹脂である。また、この接着材７Ａおよび７Ｂの厚さは、５〜５０μｍ程度である。なお、スペーサチップ５と半導体チップ３Ｂとは、接着材９を介して固定されている。この接着材９は、例えば熱可塑性を有する樹脂である。
【００６９】
このように、本実施の形態によれば、実装基板１上に搭載される半導体チップ３Ａの接着材と、この半導体チップ３Ａの上方に位置する半導体チップ３Ｂの接着材とを異なるものとしたのでこれらの接着性を良くすることができる。
【００７０】
次いで、本実施の形態の半導体装置の製造方法（組立工程）を図１６〜図２７を参照しながら説明する。
【００７１】
図１６に示すように、実装基板１上の半導体チップ搭載領域に接着材７Ａを塗布する。この接着材７Ａは、ペースト状の樹脂であり、主として熱硬化性を有する樹脂よりなる。次いで、接着材７Ａ上に半導体チップ３Ａを搭載し、さらに、図１７に示すように、半導体チップ３Ａのスペーサチップ搭載領域に接着材７Ｂを塗布する。この接着材７Ａ、７Ｂの特性や具体的な組成例は、実施の形態１の接着材７と同様である。
【００７２】
次いで、図１８に示すように、実装基板１に例えば１００〜２００℃の熱処理を施すことにより接着材７Ａ、７Ｂを硬化させる。その結果、実装基板１上に半導体チップ３Ａが固定され、半導体チップ３Ａ上にスペーサチップ５が固定される。実装基板１上の半導体チップ搭載領域の外周には、パッドＰ１が露出し、また、半導体チップ３Ａのスペーサチップ搭載領域の外周には、パッドＰＡが露出している。
【００７３】
ここで、実装基板１を放置し、常温まで自然冷却する。この際、実装基板１、半導体チップ３Ａやスペーサチップ５がそれぞれ収縮するが、個々にα値が異なるため、その収縮度合いが異なる。その結果、図１９に示すように、実装基板１等が凸型に反った形状となる。
【００７４】
次いで、図２０に示すように、実装基板１上のパッドＰ１と半導体チップ３ＡのパッドＰＡとをワイヤ１１Ａで接続（第１ワイヤボンディング）する。この第１ワイヤボンディングは、実施の形態１の第１ワイヤボンディングと同様に行う。
【００７５】
次いで、実装基板１を放置し、常温まで自然冷却すると、図２１に示すように、再び、実装基板１等が凸型に反った形状となる。
【００７６】
次いで、図２２に示すように、スペーサチップ５上に接着材９を貼り付け、その上部に半導体チップ３Ｂを実施の形態１と同様に熱圧着する。即ち、実装基板１を加熱ステージ上に搭載し、約１００〜２５０℃程度で加熱しつつ、半導体チップ３Ｂを接着材９（スペーサチップ５）上に押圧する。
【００７７】
ここで、接着材９は、熱可塑性を有する樹脂である。また、フィルム状の樹脂である。この接着材９の特性や具体的な組成例は、実施の形態１の接着材９Ａ、９Ｂと同様である。
【００７８】
次いで、常温まで自然冷却すると、図２３に示すように、実装基板１等が凸型に反った形状となる。なお、半導体チップ３Ｂの外周部からはパッドＰＢが露出している。
【００７９】
次いで、図２４に示すように、実装基板１上のパッドＰ１と半導体チップ３ＢのパッドＰＢとをワイヤ１１Ｂで接続（第２ワイヤボンディング）する。この第２ワイヤボンディングは、実施の形態１の第２ワイヤボンディングと同様に行う。
【００８０】
次いで、図２５に示すように、実施の形態１と同様に、半導体チップ３Ａ、３Ｂやワイヤ１１Ａ、１１Ｂ等の周囲をモールド樹脂１３によって封止した後、図２６に示すように、実施の形態１と同様にバンプ電極１５を形成する。その後、バンプ電極１５の形成面を下側とし（図２７）、本実施の形態の半導体装置が略完成する。
【００８１】
このように、本実施の形態によれば、実施の形態１と同様に、実装基板の直上にはペースト状の熱硬化性を有する樹脂を用いてその上部の半導体チップの接着（固定）を行い、上記樹脂の硬化のための熱処理の後に積層される半導体チップの接着の際には、フィルム状の熱可塑性を有する樹脂を用いることとしたので、個々のチップの接着性を向上させることができる。また、半導体装置の信頼性や歩留まりを向上することができる。
【００８２】
即ち、本実施の形態においては、スペーサチップを固定した後に第１ワイヤボンディングを行ったので、スペーサチップの固定にもペースト状の熱硬化性を有する樹脂を用いることができる。従って、接着材のコストを低減できる。また、スペーサチップとその下層の半導体チップの固定のための熱処理を同時に行うことができ、工程の簡略化を図ることができる。
【００８３】
但し、スペーサチップの端部と、その下層の半導体チップのパッドとの距離が小さい場合には、スペーサチップを固定した後においてはワイヤボンディングをし難いので、このような場合には、実施の形態１のように、第１ワイヤボンディングを行った後、スペーサチップを固定する方が望ましい。
【００８４】
（実施の形態３）
実施の形態１および２においては、スペーサチップを用いたが、本実施の形態においては積層する半導体チップの形状を工夫することでスペーサチップを省略する。
【００８５】
図２８〜図３２は、本実施の形態の半導体装置の製造工程を示す要部断面図である。以下、これらの図を参照しながら本実施の形態を説明する。なお、実施の形態１と同一の部材には同一もしくは関連する符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。また、実施の形態１と同様の工程（処理）についても繰り返しの説明を省略する。
【００８６】
まず、本実施の形態の半導体装置の構成について説明する。なお、後述する本実施の形態の半導体装置の製造工程の説明において構造がより明確となるため、ここでは主要な構成についてのみ説明する。
【００８７】
最終工程図である図３２に示すように、本実施の形態の半導体装置は、実装基板１の主面上に、２個の半導体チップ３Ａ、２３Ｂが搭載されている。このうち、半導体チップ２３Ｂは、逆凸形状となっている。言い換えれば、半導体チップ２３Ｂの下面（裏面、接着面、素子形成面と逆側の面）の中央部に凸部を有する。また、半導体チップ２３Ｂの下面の外周部に切り欠き部を有する。この切り欠き部によって、半導体チップ３Ａの外周部上に空間が確保され、ワイヤ１１Ａと半導体チップ２３Ｂのショート（短絡）を防止している。この半導体チップ２３Ｂの切り欠き部の横方向の長さＤ２は２００〜５００μｍ程度で、縦方向の長さＤ３は１００〜３００μｍ程度である。
【００８８】
ここで、実装基板１と半導体チップ３Ａとは、接着材７を介して固定されており、半導体チップ３Ａと半導体チップ２３Ｂとは、接着材９を介して固定されている。接着材７は、例えば主として熱硬化性を有する樹脂である。また、接着材９は、例えば熱可塑性を有する樹脂である。
【００８９】
このように、本実施の形態によれば、実装基板１上に搭載される半導体チップ３Ａの接着材と、この半導体チップ３Ａ上の半導体チップ２３Ｂの接着材とを異なるものとしたのでこれらの接着性を良くすることができる。
【００９０】
また、逆凸形状の半導体チップ２３Ｂを用いることにより、追って詳細に説明するように半導体装置の薄型化が図れ、また、製造工程の簡略化を図ることができる。また、スペーサチップを省略することができ、コストの低減を図ることができる。
【００９１】
次いで、本実施の形態の半導体装置の製造方法（組立工程）を図２８〜図３２を参照しながら説明する。
【００９２】
まず、実施の形態１において図１〜図４を参照しながら説明したように、実装基板１上の半導体チップ搭載領域に接着材７を介して半導体チップ３Ａを固定する。即ち、実装基板１上に接着材７を塗布し、半導体チップ３Ａを搭載した後、熱処理を施し、接着材７を硬化させる。この接着材７は、ペースト状の樹脂であり、主として熱硬化性を有する樹脂よりなる。また、接着材７の特性や具体的な組成例は、実施の形態１で説明した通りである。
【００９３】
さらに、実施の形態１と同様に、実装基板１上のパッドＰ１と半導体チップ３ＡのパッドＰＡとをワイヤ１１Ａで接続（第１ワイヤボンディング）する（図５参照）。次いで、実装基板１を放置し、常温まで自然冷却すると、実施の形態１で説明したように、実装基板１等が凸型に反った形状となる（図６参照）。
【００９４】
次いで、図２８に示すように、半導体チップ３Ａ上に接着材９を貼り付け、その上部に半導体チップ２３Ｂを熱圧着する。この半導体チップ２３Ｂは、前述した通り逆凸形状である。半導体チップ２３Ｂの下面の凸部が半導体チップ３Ａ上に接着される。なお、逆凸形状の半導体チップの形成方法については後述する。
【００９５】
即ち、実施の形態１の半導体チップ３Ｂと同様に、実装基板１を加熱ステージ上に搭載し、約１００〜２５０℃程度で加熱しつつ、半導体チップ２３Ｂを接着材９（半導体チップ３Ａ）上に押圧する。
【００９６】
ここで、接着材９は、熱可塑性を有する樹脂である。また、フィルム状の樹脂である。この接着材９の特性や具体的な組成例は、実施の形態１の接着材９Ａ、９Ｂと同様である。
【００９７】
次いで、常温まで自然冷却すると、実装基板１等が凸型に反った形状となる。
なお、半導体チップ２３Ｂの外周部からはパッドＰＢが露出している。
【００９８】
次いで、図２９に示すように、実装基板１上のパッドＰ１と半導体チップ２３ＢのパッドＰＢとをワイヤ１１Ｂで接続（第２ワイヤボンディング）する。この第２ワイヤボンディングは、実施の形態１の第２ワイヤボンディングと同様に行う。
【００９９】
次いで、図３０に示すように、実施の形態１と同様に、半導体チップ３Ａ、２３Ｂやワイヤ１１Ａ、１１Ｂ等の周囲をモールド樹脂１３によって封止した後、図３１に示すように、実施の形態１と同様にバンプ電極１５を形成する。その後、バンプ電極１５の形成面を下側とし（図３２）、本実施の形態の半導体装置が略完成する。
【０１００】
このように、本実施の形態によれば、実施の形態１と同様に、実装基板の直上にはペースト状の熱硬化性を有する樹脂を用いてその上部の半導体チップの接着（固定）を行い、上記樹脂の硬化のための熱処理の後に積層される半導体チップの接着の際には、フィルム状の熱可塑性を有する樹脂を用いることとしたので、個々のチップの接着性を向上させることができる。また、半導体装置の信頼性や歩留まりを向上することができる。
【０１０１】
また、本実施の形態によれば、逆凸形状の半導体チップを用いたので、実施の形態１もしくは２で説明したスペーサチップを省略することができる。従って、スペーサチップの接着工程を省略でき、製造工程の簡略化を図ることができる。
【０１０２】
また、スペーサチップの厚さに関わらず凸部の高さ（図３２のＤ３）を調整することが可能であり、半導体装置の薄型化（小型化）を図ることができる。即ち、ワイヤ１１Ａのループ高さを考慮した必要最小限の凸部の高さとすることで、半導体装置の薄型化（小型化）を図ることができる。
【０１０３】
次いで、逆凸形状の半導体チップを形成する方法について図３３〜図３９を参照しながら説明する。
【０１０４】
まず、図３３に示すように、半導体ウエハＷを準備する。この半導体ウエハＷは例えば略円形であり、矩形状のチップ領域ＣＡが多数配置されている。各チップ領域はスクライブ領域ＳＡによって区画され、通常、このスクライブ領域ＳＡに沿ってダイシングすることにより複数の半導体チップ（ペレット）が形成される。なお、図３３等においては約２個分の半導体チップに対応する領域しか表示していない。半導体ウエハＷの主表面には図示しない半導体素子が形成され、その表面からはパッドＰＢが露出している。
【０１０５】
図３４に示すように、パッドＰＢ形成面にバックグラインド（ＢＧ）テープ３１およびダイシングテープ３３を順次貼り付け、テープ接着面を下側とし、裏面研磨（バックグラインド、ＢＧ）する。次いで、図３５に示すように、スクライブ領域ＳＡを含む幅Ｗ１の領域を幅広のダイシングソー３５で半導体ウエハの途中まで（例えば１００〜３００μｍ程度）ダイシングする（第１ダイシング）。
【０１０６】
次いで、図３６に示すように、幅Ｗ１の領域のほぼ中心部に位置するスクライブ領域ＳＡ（幅Ｗ２）を幅狭のダイシングソー３７で半導体ウエハの表面までダイシングする（第２ダイシング）。幅Ｗ２は幅Ｗ１より小さい。
【０１０７】
次いで、図３７に示すように、チップ領域ＣＡをテープ接着面側から針等で押し上げるとともに、その上面を吸引コレット等を用いてピックアップ（ｐｉｃｋ ｕｐ）する。その結果、図３８に示すように、その裏面（図３８においては上面）の中央部に凸部を有し、その外周部に切り欠きを有する半導体チップ２３Ｂが形成される。なお、半導体装置内に積層される場合には図３９に示すようにその凸部側が下側となるよう接着される。
【０１０８】
次いで、逆凸形状の半導体チップを形成する他の方法について図４０〜図４２を参照しながら説明する。
【０１０９】
図３５に示す第１ダイシングが終わった後の半導体ウエハＷのパッドＰＢ形成面（表面）のバックグラインド（ＢＧ）テープ３１およびダイシングテープ３３を剥離し、図４０に示すように半導体ウエハＷの裏面にダイシングテープ３３ｂを貼り付ける。
【０１１０】
次いで、図４１に示すように、幅Ｗ１の領域のほぼ中心部に位置するスクライブ領域ＳＡ（幅Ｗ２）を幅狭のダイシングソー３７でパッドＰＢ形成面（表面）からダイシングする（第２ダイシング）。幅Ｗ２は幅Ｗ１より小さい。
【０１１１】
次いで、チップ領域ＣＡをダイシングテープ３３ｂの接着面側から針等で押し上げるとともに、その上面を吸引コレット等を用いてピックアップ（ｐｉｃｋ ｕｐ）する。このような方法でも、図３８を参照しながら説明した、裏面（図３８においては上面）の中央部に凸部を有し、その外周部に切り欠きを有する半導体チップ２３Ｂが形成される（図４２）。
【０１１２】
なお、本実施の形態においては、切り欠き部がほぼ矩形状の半導体チップを例に説明したが、図４３に示すように、切り欠き部をテーパー形状としてもよいし、また、図４５に示すように、切り欠き部をアール形状としてもよい。このような形状の半導体チップは、例えば、幅広のダイシングソーの先端の形状を切り欠き部の形状に対応させることで形成することができる。なお、これらの形状の半導体チップの形成工程も、第２ダイシングをパッドＰＢ形成面（表面）から行ってもよいし、また、裏面から行ってもよい（図４１および図３６参照）。なお、図４３および図４５は、他の逆凸形状の半導体チップを形成する方法を説明するため要部断面図である。
【０１１３】
また、図４４は、切り欠き部をテーパー形状とした半導体チップを本実施の形態で説明した半導体チップ２３Ｂとして用いた場合の要部断面図であり、図４６は、切り欠き部をアール形状とした半導体チップを本実施の形態で説明した半導体チップ２３Ｂとして用いた場合の要部断面図である。搭載する半導体チップの形状を除いては、その構成および製造工程は同様であるためその詳細な説明を省略する。なお、これらの図においては、モールド樹脂１３およびバンプ電極１５の表示を省略してある。
【０１１４】
（実施の形態４）
実施の形態１等においては、２個のほぼ同じ形状の半導体チップ３Ａ、３Ｂを積層したが、以下に示すように、チップの形状に関わらず、下層の半導体チップのパッドの一部と重なるよう上層の半導体チップが配置される場合にも有効である。
【０１１５】
図４７および図４８は、本実施の形態の半導体装置を示す要部平面図で、図４９は、本実施の形態の半導体装置を示す要部断面図ある。図４９は、例えば図４８のＡ−Ａ断面部に対応する。
【０１１６】
図４７に示す半導体チップ３Ａ、２３Ｂを、図４８および図４９に示すように積層する。半導体チップ３Ａは２３Ｂより僅かに大きく、また、半導体チップ２３Ｂは実施の形態３で詳細に説明した逆凸形状である。このような構造の半導体装置においても半導体チップ３ＡのパッドＰＡと半導体チップ２３Ｂとが重なっているため、上層の半導体チップ２３Ｂの積層前に、ワイヤ１１Ａのボンディングを行う必要がある。即ち、積層前に、下層の半導体チップ３Ａを樹脂によって固定するための熱処理を行う必要がある。
【０１１７】
従って、実施の形態３等で説明したように、実装基板１の直上にはペースト状の熱硬化性を有する樹脂（接着材７）を用いてその上部の半導体チップ３Ａの接着（固定）を行い、上記樹脂の硬化のための熱処理の後に積層される半導体チップ２３Ｂの接着の際には、フィルム状の熱可塑性を有する樹脂（接着材９）を用いることにより、個々のチップの接着性を向上させることができる。また、半導体装置の信頼性や歩留まりを向上することができる。
【０１１８】
なお、図４９等に示す半導体装置の構成および製造方法は、実施の形態３の場合と同様であるため対応部位には同じ符号を付しその詳細な説明を省略する。また、本図においてはモールド樹脂１３およびバンプ電極１５の表示を省略してある。
【０１１９】
図５０および図５１は、本実施の形態の他の半導体装置を示す要部平面図で、図５２は、本実施の形態の他の半導体装置を示す要部断面図ある。図５２は、例えば図５１のＢ−Ｂ断面部に対応する。
【０１２０】
図５０に示す半導体チップ３Ａ、２３Ｂを、図５１および図５２に示すように積層する。半導体チップ３Ａおよび２３Ｂはそれぞれの長手方向が交差する方向に配置され、半導体チップ３ＡのパッドＰＡの一部と半導体チップ２３Ｂとが重なるよう配置されている。また、半導体チップ２３Ｂは実施の形態３で詳細に説明した逆凸形状である。
【０１２１】
このような構造の半導体装置においても上層の半導体チップ２３Ｂの積層前に、ワイヤ１１Ａのボンディングを行う必要がある。即ち、積層前に、下層の半導体チップ３Ａを樹脂によって固定するための熱処理を行う必要がある。
【０１２２】
従って、実施の形態３等で説明したように、実装基板１の直上にはペースト状の熱硬化性を有する樹脂（接着材７）を用いてその上部の半導体チップ３Ａの接着（固定）を行い、上記樹脂の硬化のための熱処理の後に積層される半導体チップ２３Ｂの接着の際には、フィルム状の熱可塑性を有する樹脂（接着材９）を用いる。なお、図５２等に示す半導体装置の構成および製造方法は、実施の形態３の場合と同様であるため対応部位には同じ符号を付しその詳細な説明を省略する。また、本図においてはモールド樹脂１３およびバンプ電極１５の表示を省略してある。
【０１２３】
但し、半導体チップ２３Ｂの裏面の接着面積が小さい場合には、下層の半導体チップ３Ａの反りの影響が小さくなるため、例えば接着面積の長手方向の長さが５ｍｍ以下の場合には、半導体チップ２３Ｂの接着にペースト状の熱硬化性を有する樹脂（接着材７）を用いてもよい。逆に、接着面積の長手方向の長さが５ｍｍを超える場合には、半導体チップ２３Ｂの接着にはフィルム状の熱可塑性を有する樹脂（接着材９）を用いることが望ましい。
【０１２４】
なお、本実施の形態においては、上層の半導体チップを逆凸形状としたが、実施の形態１や２に示すスペーサチップを用いてもよい。
【０１２５】
（実施の形態５）
実施の形態３においては、２個の半導体チップ３Ａ、２３Ｂを積層したが、さらに、多くの半導体チップを積層してもよい。
【０１２６】
図５３は、本実施の形態の半導体装置を示す要部断面図である。なお、本図においてはモールド樹脂１３およびバンプ電極１５の表示を省略してある。図示するように、半導体チップ２３Ｂの上層には、半導体チップ２３Ｃが、さらにその上層には半導体チップ２３Ｄが積層されている。また、各半導体チップ表面のパッド（ＰＡ、ＰＢ、ＰＣ、ＰＤ）は、実装基板１の表面のパッドＰ１とそれぞれワイヤ（１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄ）を介して接続されている。また、各半導体チップのパッド（ＰＡ、ＰＢ、ＰＣ、ＰＤ）は、それぞれ上層の半導体チップと平面的に重なって配置されているため、順次ワイヤボンディングを行う必要がある。従って、半導体チップ３Ａは、ペースト状の熱硬化性を有する樹脂（接着材７）を用いて接着され、他の半導体チップ（２３Ｂ、２３Ｃ、２３Ｄ）は、フィルム状の熱可塑性を有する樹脂（接着材９Ａ、９Ｂ、９Ｃ）を用いて接着される。
【０１２７】
なお、本実施の形態の半導体装置の半導体チップ２３Ｂより下層の構成および製造方法は、実施の形態３と同様であるため対応部位には同じ符号を付しその詳細な説明を省略する。
【０１２８】
また、半導体チップ２３Ｂ、２３Ｃ、２３Ｄは、実施の形態３の半導体チップ２３Ｂと同様に下層の半導体チップ上にフィルム状の熱可塑性を有する樹脂を用いて固定されるため、その詳細な説明を省略する。
【０１２９】
なお、本実施の形態においては、上層の半導体チップを逆凸形状としたが、実施の形態１や２に示すスペーサチップを用いてもよい。
【０１３０】
（実施の形態６）
実施の形態５においては、半導体チップ２３Ｂ、２３Ｃ、２３Ｄを逆凸形状としたが、最下層の半導体チップ３Ａも逆凸形状としてもよい。
【０１３１】
図５４は、本実施の形態の半導体装置を示す要部断面図である。その構成および製造方法は、最下層の半導体チップ２３Ａの形状が逆凸形状であることを除いては実施の形態５の場合と同じであるためその詳細な説明を省略する。なお、本図においてはモールド樹脂１３およびバンプ電極１５の表示を省略してある。
【０１３２】
特に、本実施の形態においては、実装基板１の直上の半導体チップ２３Ａを逆凸形状としたので、以下に説明する効果を奏する。なお、この効果は単層の半導体チップを搭載した場合も同様であるため図５５および図５６を参照しながら説明する。図５５は、本実施の形態の他の半導体装置を示す要部断面図であり、図５６は、本実施の形態の効果を説明するための半導体装置を示す要部断面図である。
【０１３３】
図５５に示すように、半導体チップ２３Ａを逆凸形状とした場合、実装基板１と半導体チップ２３Ａの裏面の対向面積が小さくなる。例えば、図５６に示すように、ＰＳ１の大きさの半導体チップ３３Ａを搭載した場合、実装基板１と半導体チップ３３Ａの裏面の対向面積が大きくなり、応力により実装基板１中にクラックが生じやすくなる。特に、半導体チップ３３Ａの端部近傍では応力が集中しやすく、クラック３９が生じやすい。また、クラックが発生しなくても、実装基板１中の複数の配線層が応力により断線しやすくなる。
【０１３４】
これに対して、半導体チップ２３Ａを逆凸形状とすると対向面積が小さくなり、応力を緩和できる。言い換えれば、見かけ上ＰＳ２（＜ＰＳ１）の大きさの半導体チップが搭載されている場合と同様の応力となる。従って、実装基板１中のクラックの発生を防止できる。また、応力の緩和により半導体チップ２３Ａの平坦性が向上し、その後の製造工程が容易となる。特に、半導体チップを積層する場合には、上層の半導体チップの接着性を向上することができる。また、半導体装置の完成後における温度サイクル試験（Ｔサイクル試験）時に熱負荷が加わっても応力を緩和することができる。従って、Ｔサイクル特性を向上させることができる。
【０１３５】
また、切り欠き部にペースト状の熱硬化性を有する樹脂（接着材７）が充填されるため、半導体チップ２３Ａの端部からの樹脂のはみ出し量を低減でき、パッドＰ１上まで樹脂が流れ込むことを防止できる。
【０１３６】
（実施の形態７）
実施の形態６の図５４においては、常に上層の半導体チップが下層の半導体チップのパッドと平面的に重なっているが、本実施の形態で示すように、下層の半導体チップより小さい半導体チップを積層してもよい。
【０１３７】
図５７は、本実施の形態の半導体装置を示す要部断面図である。その構成および製造方法は、半導体チップ３３Ｂ、３３Ｃの形状を除いては実施の形態６の場合と同様であるためその詳細な説明を省略する。なお、本図においてはモールド樹脂１３およびバンプ電極１５の表示を省略してある。
【０１３８】
この場合、半導体チップ２３Ａの上部には、半導体チップ３３Ｂが固定されているが、半導体チップ３３Ｂは２３Ａより一回り小さく、半導体チップ３３Ｂ搭載後もパッドＰＡは露出している。
【０１３９】
同様に半導体チップ３３Ｂの上部にも一回り小さい半導体チップ３３Ｃが固定され、半導体チップ３３Ｃ搭載後もパッドＰＢは露出している。
【０１４０】
従って、この場合、半導体チップ２３Ａ、３３Ｂおよび３３Ｃを順次ペースト状の熱硬化性を有する樹脂（接着材７Ａ、７Ｂ、７Ｃ）を介して接着し、熱処理により３つの半導体チップを同時に固定した後、ワイヤ１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃのボンディングを行うことができる。このようにチップの接着工程をはさまずに、連続してボンディングを行った場合には、ボンディング回数は１回と考える。
【０１４１】
従って、少なくとも半導体チップ２３Ｄの固定をフィルム状の熱可塑性を有する樹脂（接着材９）を用いて接着すればよい。
【０１４２】
もちろん、半導体チップ３３Ｂおよび３３Ｃの固定にフィルム状の熱可塑性を有する樹脂（接着材９）を用いてもよい。
【０１４３】
また、図５７においては、実施の形態６で説明したように半導体チップ２３Ａが逆凸形状となっている。
【０１４４】
以上、本発明者によってなされた発明を前記実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の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いうまでもない。
【０１４５】
特に、矛盾しない限り各実施の形態の構成を適宜組み合わせることが可能である。また、前記実施の形態によれば、実装基板上に半導体チップを積層する場合について説明したが、この他、リードフレーム上に半導体チップを搭載する場合など、半導体チップとα値の異なる部材上に半導体チップを積層する場合に広く適用可能である。また、前記実施の形態においては、実装基板等が凸型に反る場合について説明したが、これに限られるものではない。
【０１４６】
【発明の効果】
本願によって開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、以下の通りである。
【０１４７】
複数のチップを有する半導体装置の信頼性を向上することができる。また、歩留まりを向上することができる。
【０１４８】
また、複数の半導体チップを有する半導体装置の小型化もしくは高密度実装化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１である半導体装置の製造工程を示す要部断面図である。
【図２】本発明の実施の形態１である半導体装置の製造工程を示す要部断面図である。
【図３】本発明の実施の形態１である半導体装置の製造工程を示す要部断面図である。
【図４】本発明の実施の形態１である半導体装置の製造工程を示す要部断面図である。
【図５】本発明の実施の形態１である半導体装置の製造工程を示す要部断面図である。
【図６】本発明の実施の形態１である半導体装置の製造工程を示す要部断面図である。
【図７】本発明の実施の形態１である半導体装置の製造工程を示す要部断面図である。
【図８】本発明の実施の形態１である半導体装置の製造工程を示す要部断面図である。
【図９】本発明の実施の形態１である半導体装置の製造工程を示す要部断面図である。
【図１０】本発明の実施の形態１である半導体装置の製造工程を示す要部断面図である。
【図１１】本発明の実施の形態１である半導体装置の製造工程を示す要部断面図である。
【図１２】本発明の実施の形態１である半導体装置の製造工程を示す要部断面図である。
【図１３】本発明の実施の形態１である半導体装置の製造工程を示す要部断面図である。
【図１４】本発明の実施の形態１の効果を示すための半導体装置の製造方法を示す要部断面図である。
【図１５】本発明の実施の形態１の効果を示すための半導体装置の製造方法を示す要部断面図である。
【図１６】本発明の実施の形態２である半導体装置の製造工程を示す要部断面図である。
【図１７】本発明の実施の形態２である半導体装置の製造工程を示す要部断面図である。
【図１８】本発明の実施の形態２である半導体装置の製造工程を示す要部断面図である。
【図１９】本発明の実施の形態２である半導体装置の製造工程を示す要部断面図である。
【図２０】本発明の実施の形態２である半導体装置の製造工程を示す要部断面図である。
【図２１】本発明の実施の形態２である半導体装置の製造工程を示す要部断面図である。
【図２２】本発明の実施の形態２である半導体装置の製造工程を示す要部断面図である。
【図２３】本発明の実施の形態２である半導体装置の製造工程を示す要部断面図である。
【図２４】本発明の実施の形態２である半導体装置の製造工程を示す要部断面図である。
【図２５】本発明の実施の形態２である半導体装置の製造工程を示す要部断面図である。
【図２６】本発明の実施の形態２である半導体装置の製造工程を示す要部断面図である。
【図２７】本発明の実施の形態２である半導体装置の製造工程を示す要部断面図である。
【図２８】本発明の実施の形態３である半導体装置の製造工程を示す要部断面図である。
【図２９】本発明の実施の形態３である半導体装置の製造工程を示す要部断面図である。
【図３０】本発明の実施の形態３である半導体装置の製造工程を示す要部断面図である。
【図３１】本発明の実施の形態３である半導体装置の製造工程を示す要部断面図である。
【図３２】本発明の実施の形態３である半導体装置の製造工程を示す要部断面図である。
【図３３】本発明の実施の形態３に用いられる逆凸形状の半導体チップを形成する方法を示す要部断面図である。
【図３４】本発明の実施の形態３に用いられる逆凸形状の半導体チップを形成する方法を示す要部断面図である。
【図３５】本発明の実施の形態３に用いられる逆凸形状の半導体チップを形成する方法を示す要部断面図である。
【図３６】本発明の実施の形態３に用いられる逆凸形状の半導体チップを形成する方法を示す要部断面図である。
【図３７】本発明の実施の形態３に用いられる逆凸形状の半導体チップを形成する方法を示す要部断面図である。
【図３８】本発明の実施の形態３に用いられる逆凸形状の半導体チップを形成する方法を示す要部断面図である。
【図３９】本発明の実施の形態３に用いられる逆凸形状の半導体チップを形成する方法を示す要部断面図である。
【図４０】本発明の実施の形態３に用いられる逆凸形状の半導体チップを形成する他の方法を示す要部断面図である。
【図４１】本発明の実施の形態３に用いられる逆凸形状の半導体チップを形成する他の方法を示す要部断面図である。
【図４２】本発明の実施の形態３に用いられる逆凸形状の半導体チップを形成する他の方法を示す要部断面図である。
【図４３】本発明の実施の形態３に用いられる他の逆凸形状の半導体チップを形成する方法を示す要部断面図である。
【図４４】切り欠き部をテーパー形状とした半導体チップを用いた半導体装置の要部断面図である。
【図４５】本発明の実施の形態３に用いられる他の逆凸形状の半導体チップを形成する方法を示す要部断面図である。
【図４６】切り欠き部をアール形状とした半導体チップを用いた半導体装置の要部断面図である。
【図４７】本発明の実施の形態４である半導体装置を示す要部平面図である。
【図４８】本発明の実施の形態４である半導体装置を示す要部平面図である。
【図４９】本発明の実施の形態４である半導体装置を示す要部断面図である。
【図５０】本発明の実施の形態４である他の半導体装置を示す要部平面図である。
【図５１】本発明の実施の形態４である他の半導体装置を示す要部平面図である。
【図５２】本発明の実施の形態４である他の半導体装置を示す要部断面図である。
【図５３】本発明の実施の形態５である半導体装置を示す要部断面図である。
【図５４】本発明の実施の形態６である半導体装置を示す要部断面図である。
【図５５】本発明の実施の形態６である他の半導体装置を示す要部断面図である。
【図５６】本発明の実施の形態６の効果を説明するための半導体装置を示す要部断面図である。
【図５７】本発明の実施の形態７である半導体装置を示す要部断面図である。
【符号の説明】
１ 実装基板
３Ａ 半導体チップ
３Ｂ 半導体チップ
５ スペーサチップ
７、７Ａ、７Ｂ、７Ｃ 接着材
９、９Ａ、９Ｂ、９Ｃ 接着材
１１Ａ 、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄ ワイヤ
１３ モールド樹脂
１５ バンプ電極
１７ 加熱ステージ
２３Ａ 半導体チップ
２３Ｂ 半導体チップ
２３Ｃ 半導体チップ
２３Ｄ 半導体チップ
３１ バックグラインドテープ
３３ ダイシングテープ
３３Ａ 半導体チップ
３３Ｂ 半導体チップ
３３Ｃ 半導体チップ
３３ｂ ダイシングテープ
３５ ダイシングソー
３７ ダイシングソー
３９ クラック
ＣＡ チップ領域
Ｄ１ 半導体チップの端部とスペーサチップの端部との距離
Ｄ２ 半導体チップの切り欠き部の横方向の長さ
Ｄ３ 半導体チップの切り欠き部の縦方向の長さ
Ｐ１ パッド
ＰＡ、ＰＢ、ＰＣ、ＰＤ パッド
ＰＳ１、ＰＳ２ 半導体チップの大きさ
ＳＡ スクライブ領域
Ｗ 半導体ウエハ
Ｗ１、Ｗ２ 幅

Claims (21)

  1. （ａ）実装基板上に第１接着材を介して第１半導体チップを搭載する工程と、
    （ｂ）前記（ａ）工程の後、熱処理によって前記第１接着材を硬化させることにより前記実装基板上に前記第１半導体チップを固定する工程と、
    （ｃ）前記（ｂ）工程の後、前記第１半導体チップの上方に第２半導体チップを搭載する工程であって、前記実装基板および前記第１半導体チップに熱を加えることによって前記第１半導体チップの表面が前記熱を加える前より平坦となった状態で、前記第２半導体チップを第２接着材を介して接着する工程と、を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
  2. 前記第１接着材は、主として熱硬化性を有する樹脂であり、前記第２接着材は、熱可塑性を有する樹脂であることを特徴とする請求項１記載の半導体装置の製造方法。
  3. 前記第２接着材は、フィルム状の樹脂であることを特徴とする請求項１記載の半導体装置の製造方法。
  4. 前記（ｂ）工程と（ｃ）工程との間に、前記第１半導体チップの表面の第１パッドと前記実装基板の表面の第２パッドとをワイヤを用いて接続する工程を有することを特徴とする請求項１記載の半導体装置の製造方法。
  5. 前記第２半導体チップは、前記第１半導体チップの前記第１パッドと平面的に重なるよう配置されることを特徴とする請求項４記載の半導体装置の製造方法。
  6. 前記（ａ）工程と（ｂ）工程との間に、前記第１半導体チップ上に前記第１接着材を介してスペーサチップを搭載する工程を有し、
    前記（ｂ）工程は、熱処理によって前記第１接着材を硬化させることにより前記実装基板上に前記第１半導体チップを固定し、前記第１半導体チップ上に前記スペーサチップを固定する工程であることを特徴とする請求項１記載の半導体装置の製造方法。
  7. 前記（ｃ）工程は、前記実装基板および前記第１半導体チップに熱を加えることによって前記第１半導体チップの表面が前記熱を加える前より平坦となった状態で、前記実装基板上に前記第２接着剤を介してスペーサチップを接着し、前記スペーサチップ上に前記第２接着材を介して第２半導体チップを接着する工程であることを特徴とする請求項１記載の半導体装置の製造方法。
  8. 前記第２半導体チップは、その裏面の外周部に切り欠き部を有し、前記裏面の中央部が凸部となっており、
    前記凸部が第２接着材を介して接着されることを特徴とする請求項１記載の半導体装置の製造方法。
  9. 前記第２半導体チップの前記切り欠き部は、前記第１半導体チップの前記第１パッドと平面的に重なるよう配置されることを特徴とする請求項８記載の半導体装置の製造方法。
  10. 実装基板上に複数の半導体チップを下から順次搭載し、各半導体チップの表面の第１パッドと前記実装基板の表面の第２パッドとを複数回のワイヤボンディング工程で接続する半導体装置の製造方法であって、
    前記複数回のワイヤボンディング工程のうち第１回目のワイヤボンディング工程以降に搭載される前記半導体チップは、
    前記実装基板に熱を加えることによって下層の半導体チップの表面が前記熱を加える前より平坦となった状態で、接着材を介して接着されることを特徴とする半導体装置の製造方法。
  11. 実装基板上に少なくとも第１および第２の半導体チップが積層された半導体装置であって、
    （ａ）前記実装基板の直上に搭載された第１半導体チップは、主として熱硬化性を有する樹脂を介して固定され、
    （ｂ）前記第１半導体チップの上方に搭載された第２半導体チップは、熱可塑性を有する樹脂を介して固定されていることを特徴とする半導体装置。
  12. 前記樹脂は、フィルム状の樹脂であることを特徴とする請求項１１記載の半導体装置。
  13. 前記第１半導体チップの表面の第１パッドと前記実装基板の表面の第２パッドとはワイヤを用いて接続されていることを特徴とする請求項１１記載の半導体装置。
  14. 前記第２半導体チップは、前記第１半導体チップの前記第１パッドと平面的に重なるよう配置されることを特徴とする請求項１３記載の半導体装置。
  15. 前記第１半導体チップと前記第２半導体チップとの間には、スペーサチップが搭載され、
    前記スペーサチップは、前記第１半導体チップ上に主として熱硬化性を有する樹脂もしくは熱可塑性を有する樹脂を介して固定され、
    前記第２半導体チップは、前記スペーサチップ上に搭載されていることを特徴とする請求項１１記載の半導体装置。
  16. 前記第２半導体チップは、その裏面の外周部に切り欠き部を有し、前記裏面の中央部が凸部となっており、
    前記凸部が前記樹脂を介して接着されることを特徴とする請求項１１記載の半導体装置。
  17. 前記第２半導体チップの前記切り欠き部は、前記第１半導体チップの前記第１パッドと平面的に重なるよう配置されることを特徴とする請求項１６記載の半導体装置。
  18. （ａ）実装基板上に主として熱硬化性を有する樹脂を介して、裏面の外周部に切り欠き部を有し、前記裏面の中央部が凸部である半導体チップを搭載する工程と、
    （ｂ）前記（ａ）工程の後、熱処理によって前記樹脂を硬化させることにより前記実装基板上に前記半導体チップを固定する工程と、を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
  19. 前記樹脂は、前記切り欠き部に充填されていることを特徴とする請求項１８記載の半導体装置の製造方法。
  20. （ａ）実装基板と、
    （ｂ）前記実装基板上に搭載された半導体チップであって、裏面の外周部に切り欠き部を有し、前記裏面の中央部が凸部である半導体チップと、
    （ｃ）前記実装基板と前記半導体チップとの間に形成された主として熱硬化性を有する樹脂と、を有することを特徴とする半導体装置。
  21. 前記樹脂は、前記切り欠き部に充填されていることを特徴とする請求項２０記載の半導体装置。
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