JP2013045945A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】生産性および信頼性を向上することができる半導体装置の製造方法を提供すること。
【解決手段】半導体装置１の製造方法は、基材１０、樹脂層１１、半導体チップ１２、樹脂層１３、半導体チップ１４、樹脂層１５、半導体チップ１６、樹脂層１７、半導体チップ１８を積層することにより得られる積層体３を用意する工程と、積層体３の半田層１２１Ａ，１４１Ａ，１６１Ａ，１８１Ａの融点以上に加熱して、端子１０１、１２１間、端子１２２、１４１間、端子１４２，１６１間、端子（接続用端子）１６２、１８１間を半田接合する工程を含む。
【選択図】 図２
Description
本発明は、半導体装置の製造方法に関する。
従来、複数の半導体素子を積層して構成された半導体装置が使用されている。たとえば、特許文献１、２には、ＴＳＶ（Through Silicon Via）を有する半導体素子（あるいは半導体基板）を複数積層した半導体装置が開示されている。図９には、特許文献１に開示された半導体装置９００を示す。この半導体装置９００は、インターポーザ９０１上に樹脂層９０２を介して半導体チップ９０３が積層された構造となっている。
このような半導体装置９００は、以下のようにして製造されていると考えられる。まず、図１０（Ａ）に示すように、あらかじめインターポーザ９０１上に接続用バンプ９００Ａを形成する。その後、図１０（Ｂ）に示すように、フィルム状接着剤（樹脂層）９０２を設ける。その後、図１０（Ｃ）に示すように、半導体チップ９０３を積層し、半田接合を行う。
このような作業を繰り返すことで、図９に示す半導体装置９００が得られる。
また、特許文献２では、４つの半導体基板を積層した後、対向する半導体基板同士を半田接合し、その後、樹脂で封止して半導体基板間に樹脂を注入する製造方法が開示されている。
このような半導体装置９００は、以下のようにして製造されていると考えられる。まず、図１０（Ａ）に示すように、あらかじめインターポーザ９０１上に接続用バンプ９００Ａを形成する。その後、図１０（Ｂ）に示すように、フィルム状接着剤（樹脂層）９０２を設ける。その後、図１０（Ｃ）に示すように、半導体チップ９０３を積層し、半田接合を行う。
このような作業を繰り返すことで、図９に示す半導体装置９００が得られる。
また、特許文献２では、４つの半導体基板を積層した後、対向する半導体基板同士を半田接合し、その後、樹脂で封止して半導体基板間に樹脂を注入する製造方法が開示されている。
特許文献１の半導体装置の製造方法では、半導体チップを積層するたびに、半田接合を繰り返し行っているため、半田接合時の生産性に問題がある。さらに、半導体チップを積層するたびに、半田接合を繰り返し行っているため、下層の半導体チップへの半田接合の際の熱による影響が心配される。
一方で、特許文献２の半導体装置の製造方法では、半導体基板同士を接合した後、半導体基板間の隙間に樹脂を充填しているため、樹脂の充填が難しく、生産性が問題となる。
一方で、特許文献２の半導体装置の製造方法では、半導体基板同士を接合した後、半導体基板間の隙間に樹脂を充填しているため、樹脂の充填が難しく、生産性が問題となる。
本発明によれば、
基材と、
第一半導体部品、第一樹脂層および第二半導体部品を積層した構造体と、を積層することにより得られ、
前記基材の第一半導体部品接続用端子、前記第一半導体部品の基材接続用端子の少なくともいずれか一方が半田層を有するとともに、前記第一半導体部品の第二半導体部品接続用端子、前記第二半導体部品の第一半導体部品接続用端子の少なくともいずれか一方が半田層を有する積層体を用意する工程と、
前記積層体の前記半田層の融点以上に加熱して、前記基材の第一半導体部品接続用端子および第一半導体部品の基材接続用端子間、前記第一半導体部品の第二半導体部品接続用端子および前記第二半導体部品の第一半導体部品接続用端子間を半田接合する工程を含む半導体装置の製造方法が提供される。
基材と、
第一半導体部品、第一樹脂層および第二半導体部品を積層した構造体と、を積層することにより得られ、
前記基材の第一半導体部品接続用端子、前記第一半導体部品の基材接続用端子の少なくともいずれか一方が半田層を有するとともに、前記第一半導体部品の第二半導体部品接続用端子、前記第二半導体部品の第一半導体部品接続用端子の少なくともいずれか一方が半田層を有する積層体を用意する工程と、
前記積層体の前記半田層の融点以上に加熱して、前記基材の第一半導体部品接続用端子および第一半導体部品の基材接続用端子間、前記第一半導体部品の第二半導体部品接続用端子および前記第二半導体部品の第一半導体部品接続用端子間を半田接合する工程を含む半導体装置の製造方法が提供される。
本発明の製造方法によれば、基材、第一半導体部品、第一樹脂層、第二半導体部品を含む積層体を構成した後、この積層体を加熱して、各接続用端子間の半田接合を行っている。そのため、対向する半導体部品同士ごとに半田接合を逐次行う場合に比べ、半田接合時の生産性を向上させることができる。
また、基材、第一半導体部品、第一樹脂層、第二半導体部品の積層体を構成した後、この積層体全体を加熱して半田接合を行うため、従来に比べて、各半導体部品にかかる熱ダメージも低減させることができる。これにより、半導体装置の信頼性を向上させることができる。
さらに、本発明では、基材、第一半導体部品、第一樹脂層、第二半導体部品の積層体を構成した後、この積層体を加熱して、各端子間の半田接合を行なっている。半田接合前に、樹脂層を半導体部品等により挟んでいるので、半田接合後に、半導体部品間に樹脂を充填する場合に比べ、手間を要しない。
なお、半田接合する工程において、端子間が半田接合されるとは、以下のことをいう。積層体が各半田層の融点以上に加熱され、端子間の接合に使用される各半田層が溶融するとともに、端子同士が物理的に接触し、少なくとも一部が合金を形成している状態である。
また、基材、第一半導体部品、第一樹脂層、第二半導体部品の積層体を構成した後、この積層体全体を加熱して半田接合を行うため、従来に比べて、各半導体部品にかかる熱ダメージも低減させることができる。これにより、半導体装置の信頼性を向上させることができる。
さらに、本発明では、基材、第一半導体部品、第一樹脂層、第二半導体部品の積層体を構成した後、この積層体を加熱して、各端子間の半田接合を行なっている。半田接合前に、樹脂層を半導体部品等により挟んでいるので、半田接合後に、半導体部品間に樹脂を充填する場合に比べ、手間を要しない。
なお、半田接合する工程において、端子間が半田接合されるとは、以下のことをいう。積層体が各半田層の融点以上に加熱され、端子間の接合に使用される各半田層が溶融するとともに、端子同士が物理的に接触し、少なくとも一部が合金を形成している状態である。
本発明によれば、生産性および信頼性を向上することができる半導体装置の製造方法が提供される。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。
（第一実施形態）
図１〜図５には、本実施形態の半導体装置の製造方法が示されている。
はじめに、本実施形態の半導体装置１の製造方法の概要について説明する。
本実施形態の半導体装置１の製造方法は、図２に示すように、基材１０、樹脂層１１、半導体チップ１２、樹脂層１３、半導体チップ１４、樹脂層１５、半導体チップ１６、樹脂層１７、半導体チップ１８を積層することにより得られる積層体３を用意する工程と、
積層体３の半田層１２１Ａ，１４１Ａ，１６１Ａ，１８１Ａの融点以上に加熱して、端子（接続用端子）１０２、１２１間、端子（接続用端子）１２２、１４１間、端子（接続用端子）１４２，１６１間、端子（接続用端子）１６２、１８１間を半田接合する工程を含む。
（第一実施形態）
図１〜図５には、本実施形態の半導体装置の製造方法が示されている。
はじめに、本実施形態の半導体装置１の製造方法の概要について説明する。
本実施形態の半導体装置１の製造方法は、図２に示すように、基材１０、樹脂層１１、半導体チップ１２、樹脂層１３、半導体チップ１４、樹脂層１５、半導体チップ１６、樹脂層１７、半導体チップ１８を積層することにより得られる積層体３を用意する工程と、
積層体３の半田層１２１Ａ，１４１Ａ，１６１Ａ，１８１Ａの融点以上に加熱して、端子（接続用端子）１０２、１２１間、端子（接続用端子）１２２、１４１間、端子（接続用端子）１４２，１６１間、端子（接続用端子）１６２、１８１間を半田接合する工程を含む。
次に、本実施形態の半導体装置１の製造方法について、詳細に説明する。
はじめに、図１（Ａ）に示すように、半導体チップ１２を用意する。この半導体チップ１２は、基板（シリコン基板）１２０と、基板１２０を貫通するビア１２３とを有するＴＳＶ構造の半導体素子である。基板１２０の一方の表面には、端子１２１が設けられ、他方の表面には、端子１２２が設けられている。端子１２１および端子１２２は、ビア１２３で接続されている。端子１２１は、基材１０に接続される接続用端子であり、端子１２２は、半導体チップ１４に接続される接続用端子である。
はじめに、図１（Ａ）に示すように、半導体チップ１２を用意する。この半導体チップ１２は、基板（シリコン基板）１２０と、基板１２０を貫通するビア１２３とを有するＴＳＶ構造の半導体素子である。基板１２０の一方の表面には、端子１２１が設けられ、他方の表面には、端子１２２が設けられている。端子１２１および端子１２２は、ビア１２３で接続されている。端子１２１は、基材１０に接続される接続用端子であり、端子１２２は、半導体チップ１４に接続される接続用端子である。
ビア１２３は、たとえば、銅やタングステン等の金属や、不純物がドープされた導電性のポリシリコンで構成される。
端子１２２は、図示しないが、基板１２０側から銅層、ニッケル層、金層の順に積層された構造となっている。ただし、端子１２２の構造は、これに限られるものではない。
端子１２１は、表面に半田層１２１Ａを有するものである。接続用端子１２１は、たとえば、銅層上にニッケル層を積層し、さらにこのニッケル層を被覆するように半田層１２１Ａを設けた構造である。
半田層１２１Ａの材料は、特に制限されず、錫、銀、鉛、亜鉛、ビスマス、インジウム及び銅からなる群から選択される少なくとも１種以上を含む合金等が挙げられる。これらのうち、錫、銀、鉛、亜鉛及び銅からなる群から選択される少なくとも１種以上を含む合金が好ましい。半田層１２１Ａの融点は、１１０〜２５０℃、好ましくは１７０〜２３０℃である。
端子１２２は、図示しないが、基板１２０側から銅層、ニッケル層、金層の順に積層された構造となっている。ただし、端子１２２の構造は、これに限られるものではない。
端子１２１は、表面に半田層１２１Ａを有するものである。接続用端子１２１は、たとえば、銅層上にニッケル層を積層し、さらにこのニッケル層を被覆するように半田層１２１Ａを設けた構造である。
半田層１２１Ａの材料は、特に制限されず、錫、銀、鉛、亜鉛、ビスマス、インジウム及び銅からなる群から選択される少なくとも１種以上を含む合金等が挙げられる。これらのうち、錫、銀、鉛、亜鉛及び銅からなる群から選択される少なくとも１種以上を含む合金が好ましい。半田層１２１Ａの融点は、１１０〜２５０℃、好ましくは１７０〜２３０℃である。
半導体チップ１２の基板１２０の端子１２１が設けられた側の表面には、樹脂層１１が設けられている。
樹脂層１１は、端子１２１を被覆している。樹脂層１１は、熱硬化性樹脂を含むものであればよいが、なかでも、熱硬化性樹脂とフラックス活性化合物とを含む層であることが好ましい。詳しくは後述する。
樹脂層１１は、端子１２１を被覆している。樹脂層１１は、熱硬化性樹脂を含むものであればよいが、なかでも、熱硬化性樹脂とフラックス活性化合物とを含む層であることが好ましい。詳しくは後述する。
さらに、半導体チップ１４、半導体チップ１６、半導体チップ１８も用意する（図１（Ａ）、（Ｂ）参照）。
ここで、半導体チップ１４、半導体チップ１６、半導体チップ１８は、半導体チップ１２と同様のものである。すなわち、半導体チップ１４、半導体チップ１６、半導体チップ１８は、半導体チップ１２と同様、ＴＳＶ構造の半導体素子であり、半導体チップ１４は、基板（シリコン基板）１４０と、この基板１４０を貫通するビア１４３と、ビア１４３に接続された一対の端子１４２，１４１とを備える。端子１４２は、半導体チップ１６に接続される接続用端子であり、端子１４１は、半導体チップ１２に接続される接続用端子である。
半導体チップ１６は、基板（シリコン基板）１６０と、この基板１６０を貫通するビア１６３と、ビア１６３に接続された一対の端子１６２，１６１とを備える。端子１６２は、半導体チップ１８の端子１８１に接続される接続用端子であり、端子１６１は、半導体チップ１４に接続される接続用端子である。
半導体チップ１８は、基板（シリコン基板）１８０と、この基板１８０を貫通するビア１８３と、ビア１８３に接続された一対の端子１８２，１８１とを備える。端子１８１は、半導体チップ１６に接続される接続用端子である。
ここで、半導体チップ１４、半導体チップ１６、半導体チップ１８は、半導体チップ１２と同様のものである。すなわち、半導体チップ１４、半導体チップ１６、半導体チップ１８は、半導体チップ１２と同様、ＴＳＶ構造の半導体素子であり、半導体チップ１４は、基板（シリコン基板）１４０と、この基板１４０を貫通するビア１４３と、ビア１４３に接続された一対の端子１４２，１４１とを備える。端子１４２は、半導体チップ１６に接続される接続用端子であり、端子１４１は、半導体チップ１２に接続される接続用端子である。
半導体チップ１６は、基板（シリコン基板）１６０と、この基板１６０を貫通するビア１６３と、ビア１６３に接続された一対の端子１６２，１６１とを備える。端子１６２は、半導体チップ１８の端子１８１に接続される接続用端子であり、端子１６１は、半導体チップ１４に接続される接続用端子である。
半導体チップ１８は、基板（シリコン基板）１８０と、この基板１８０を貫通するビア１８３と、ビア１８３に接続された一対の端子１８２，１８１とを備える。端子１８１は、半導体チップ１６に接続される接続用端子である。
ビア１４３、１６３、１８３は、ビア１２３と同様の材料で構成される。端子１４２、１６２、１８２は、端子１２２と同様の構成および材料であり、端子１４１、１６１、１８１は、端子１２１と同様の構成および材料である。なお、符号１４１Ａ、１６１Ａ、１８１Ａは、半田層１２１Ａと同様の半田層である。
半導体チップ１４には、端子１４１を被覆する樹脂層１３が設けられている。また、半導体チップ１６には、端子１６１を被覆する樹脂層１５が設けられている。さらに、半導体チップ１８には、端子１８１を被覆する樹脂層１７が設けられている。
半導体チップ１４には、端子１４１を被覆する樹脂層１３が設けられている。また、半導体チップ１６には、端子１６１を被覆する樹脂層１５が設けられている。さらに、半導体チップ１８には、端子１８１を被覆する樹脂層１７が設けられている。
ここで、各半導体チップ１２，１４，１６、１８に、樹脂層１１，１３，１５、１７をそれぞれ設ける方法としては、たとえば、以下の方法があげられる。
各半導体チップ１２，１４，１６、１８に対し、それぞれ、樹脂層１１，１３，１５、１７を貼り付ける。
また、あらかじめ、半導体チップ１２，１４，１６、１８がそれぞれ一体化したウェハを用意し、このウェハに、樹脂層１１、１３，１５、１７が一体化した樹脂シートを貼り付ける。その後、樹脂シート、ウェハをダイシングすることで、樹脂層１１付きの半導体チップ１２、樹脂層１３付きの半導体チップ１４、樹脂層１５付きの半導体チップ１６、樹脂層１７付きの半導体チップ１８を用意してもよい。
さらに、半導体チップ１２、１４、１６、１８がそれぞれ一体化したウェハを用意し、このウェハに、スピンコートで樹脂層１１、１３，１５、１７が一体化した樹脂層を形成し、その後、ダイシングすることで、樹脂層１１付きの半導体チップ１２、樹脂層１３付きの半導体チップ１４、樹脂層１５付きの半導体チップ１６、樹脂層１７付きの半導体チップ１８を用意してもよい。
各半導体チップ１２，１４，１６、１８に対し、それぞれ、樹脂層１１，１３，１５、１７を貼り付ける。
また、あらかじめ、半導体チップ１２，１４，１６、１８がそれぞれ一体化したウェハを用意し、このウェハに、樹脂層１１、１３，１５、１７が一体化した樹脂シートを貼り付ける。その後、樹脂シート、ウェハをダイシングすることで、樹脂層１１付きの半導体チップ１２、樹脂層１３付きの半導体チップ１４、樹脂層１５付きの半導体チップ１６、樹脂層１７付きの半導体チップ１８を用意してもよい。
さらに、半導体チップ１２、１４、１６、１８がそれぞれ一体化したウェハを用意し、このウェハに、スピンコートで樹脂層１１、１３，１５、１７が一体化した樹脂層を形成し、その後、ダイシングすることで、樹脂層１１付きの半導体チップ１２、樹脂層１３付きの半導体チップ１４、樹脂層１５付きの半導体チップ１６、樹脂層１７付きの半導体チップ１８を用意してもよい。
なお、本実施形態では、半導体チップ１２、１４、１６、１８は、平面視（基板面側から見た場合の平面視）における大きさが同一である。また、半導体チップ１２，１４，１６、１８の基板１２０，１４０，１６０、１８０の厚みは１０μｍ以上１５０μｍ以下、より好ましくは、２０μｍ以上、１００μｍ以下、さらには、５０μｍ以下で、非常に薄いものとなっている。
（積層体を用意する工程）
次に、図１（Ｂ）に示すように、半導体チップ１８、樹脂層１７、半導体チップ１６、樹脂層１５、半導体チップ１４、樹脂層１３、半導体チップ１２、樹脂層１１で構成され、樹脂層と半導体チップとが交互に積層された構造体２を用意する。
はじめに、半導体チップ１８に設けられた樹脂層１７と、半導体チップ１６の端子１６２が形成された面とを対向させて、半導体チップ１８上に樹脂層１７を介して半導体チップ１６を積層する。
このとき、半導体チップ１８に形成されたアライメントマークと半導体チップ１６に形成されたアライメントマークとを確認し位置あわせを行なう。
その後、半導体チップ１８、樹脂層１７、半導体チップ１６を加熱して、半硬化の状態（Ｂステージ）の樹脂層１７を介して、半導体チップ１８および半導体チップ１６を接着する。このとき、ヒータが内蔵された一対の挟圧部材により半導体チップ１８、樹脂層１７、半導体チップ１６を挟むことで、半導体チップ１８、樹脂層１７、半導体チップ１６を加熱するとともに、前記一対の挟圧部材にて挟圧し、荷重をかけることで、半導体チップ１６および半導体チップ１８を接着することができる。たとえば、フリップチップボンダーを使用して、大気圧下、大気中で、樹脂層１７を介して半導体チップ１８および半導体チップ１６を接着する。このときの加熱温度は、樹脂層１７の熱硬化性樹脂が完全硬化しなければ、特に限定されないが、熱硬化性樹脂の硬化温度未満であることが好ましい。
接着後の半導体チップ１８に対する半導体チップ１６の位置が正確であるかどうかは、たとえば、Ｘ線顕微鏡や、赤外線顕微鏡を使用して確認することができる。
次に、図１（Ｂ）に示すように、半導体チップ１８、樹脂層１７、半導体チップ１６、樹脂層１５、半導体チップ１４、樹脂層１３、半導体チップ１２、樹脂層１１で構成され、樹脂層と半導体チップとが交互に積層された構造体２を用意する。
はじめに、半導体チップ１８に設けられた樹脂層１７と、半導体チップ１６の端子１６２が形成された面とを対向させて、半導体チップ１８上に樹脂層１７を介して半導体チップ１６を積層する。
このとき、半導体チップ１８に形成されたアライメントマークと半導体チップ１６に形成されたアライメントマークとを確認し位置あわせを行なう。
その後、半導体チップ１８、樹脂層１７、半導体チップ１６を加熱して、半硬化の状態（Ｂステージ）の樹脂層１７を介して、半導体チップ１８および半導体チップ１６を接着する。このとき、ヒータが内蔵された一対の挟圧部材により半導体チップ１８、樹脂層１７、半導体チップ１６を挟むことで、半導体チップ１８、樹脂層１７、半導体チップ１６を加熱するとともに、前記一対の挟圧部材にて挟圧し、荷重をかけることで、半導体チップ１６および半導体チップ１８を接着することができる。たとえば、フリップチップボンダーを使用して、大気圧下、大気中で、樹脂層１７を介して半導体チップ１８および半導体チップ１６を接着する。このときの加熱温度は、樹脂層１７の熱硬化性樹脂が完全硬化しなければ、特に限定されないが、熱硬化性樹脂の硬化温度未満であることが好ましい。
接着後の半導体チップ１８に対する半導体チップ１６の位置が正確であるかどうかは、たとえば、Ｘ線顕微鏡や、赤外線顕微鏡を使用して確認することができる。
次に、半導体チップ１６の樹脂層１５が設けられた面と、半導体チップ１４の端子１４２が形成された面とを対向させて、半導体チップ１６上に、樹脂層１５を介して半導体チップ１４を積層する。
このとき、半導体チップ１６に形成されたアライメントマークと半導体チップ１４に形成されたアライメントマークとを確認し位置あわせを行なう。
その後、半導体チップ１８、樹脂層１７、半導体チップ１６、樹脂層１５、半導体チップ１４を加熱して、半硬化の状態（Ｂステージ）の樹脂層１５を介して、半導体チップ１６および半導体チップ１４を接着する。このとき、ヒータが内蔵された一対の挟圧部材により半導体チップ１８、樹脂層１７、半導体チップ１６、樹脂層１５、半導体チップ１４を挟んで加熱し、前記一対の挟圧部材にて挟圧し、荷重をかけることで、半導体チップ１６および半導体チップ１４を接着することができる。たとえば、フリップチップボンダーを使用して、大気圧下、大気中で半導体チップ１６および半導体チップ１４を接着する。このときの加熱温度は、樹脂層１５の熱硬化性樹脂が完全硬化しなければ、特に限定されないが、熱硬化性樹脂の硬化温度未満であることが好ましい。
接着後の半導体チップ１６に対する半導体チップ１４の位置が正確であるかどうかは、たとえば、Ｘ線顕微鏡や、赤外線顕微鏡を使用して確認することができる。
このとき、半導体チップ１６に形成されたアライメントマークと半導体チップ１４に形成されたアライメントマークとを確認し位置あわせを行なう。
その後、半導体チップ１８、樹脂層１７、半導体チップ１６、樹脂層１５、半導体チップ１４を加熱して、半硬化の状態（Ｂステージ）の樹脂層１５を介して、半導体チップ１６および半導体チップ１４を接着する。このとき、ヒータが内蔵された一対の挟圧部材により半導体チップ１８、樹脂層１７、半導体チップ１６、樹脂層１５、半導体チップ１４を挟んで加熱し、前記一対の挟圧部材にて挟圧し、荷重をかけることで、半導体チップ１６および半導体チップ１４を接着することができる。たとえば、フリップチップボンダーを使用して、大気圧下、大気中で半導体チップ１６および半導体チップ１４を接着する。このときの加熱温度は、樹脂層１５の熱硬化性樹脂が完全硬化しなければ、特に限定されないが、熱硬化性樹脂の硬化温度未満であることが好ましい。
接着後の半導体チップ１６に対する半導体チップ１４の位置が正確であるかどうかは、たとえば、Ｘ線顕微鏡や、赤外線顕微鏡を使用して確認することができる。
次に、図１（Ｂ）に示すように、半導体チップ１４に設けられた樹脂層１３と、半導体チップ１２の端子１２２が形成された面とを対向させて、半導体チップ１４上に樹脂層１３を介して半導体チップ１２を積層する。
このとき、半導体チップ１４に形成されたアライメントマークと半導体チップ１２に形成されたアライメントマークとを確認し位置あわせを行なう。
その後、半導体チップ１８、樹脂層１７、半導体チップ１６、樹脂層１５、半導体チップ１４、樹脂層１３、半導体チップ１２を加熱して、半硬化の状態（Ｂステージ）の樹脂層１３を介して、半導体チップ１４および半導体チップ１２を接着する。このとき、ヒータが内蔵された一対の挟圧部材により半導体チップ１８、樹脂層１７、半導体チップ１６、樹脂層１５、半導体チップ１４,
樹脂層１３、半導体チップ１２を挟んで加熱し、前記一対の挟圧部材にて挟圧し、荷重をかけることで、半導体チップ１４および半導体チップ１２を接着することができる。たとえば、フリップチップボンダーを使用して、大気圧下、大気中で半導体チップ１４および半導体チップ１２を接着する。このときの加熱温度は、樹脂層１３の熱硬化性樹脂が完全硬化しなければ、特に限定されないが、熱硬化性樹脂の硬化温度未満であることが好ましい。
接着後の半導体チップ１４に対する半導体チップ１２の位置が正確であるかどうかは、たとえば、Ｘ線顕微鏡や、赤外線顕微鏡を使用して確認することができる。
以上により構造体２が得られる。このようにして得られた構造体２において、樹脂層１１，１３，１５，１７は、半硬化状態であり、完全に硬化していない。
このとき、半導体チップ１４に形成されたアライメントマークと半導体チップ１２に形成されたアライメントマークとを確認し位置あわせを行なう。
その後、半導体チップ１８、樹脂層１７、半導体チップ１６、樹脂層１５、半導体チップ１４、樹脂層１３、半導体チップ１２を加熱して、半硬化の状態（Ｂステージ）の樹脂層１３を介して、半導体チップ１４および半導体チップ１２を接着する。このとき、ヒータが内蔵された一対の挟圧部材により半導体チップ１８、樹脂層１７、半導体チップ１６、樹脂層１５、半導体チップ１４,
樹脂層１３、半導体チップ１２を挟んで加熱し、前記一対の挟圧部材にて挟圧し、荷重をかけることで、半導体チップ１４および半導体チップ１２を接着することができる。たとえば、フリップチップボンダーを使用して、大気圧下、大気中で半導体チップ１４および半導体チップ１２を接着する。このときの加熱温度は、樹脂層１３の熱硬化性樹脂が完全硬化しなければ、特に限定されないが、熱硬化性樹脂の硬化温度未満であることが好ましい。
接着後の半導体チップ１４に対する半導体チップ１２の位置が正確であるかどうかは、たとえば、Ｘ線顕微鏡や、赤外線顕微鏡を使用して確認することができる。
以上により構造体２が得られる。このようにして得られた構造体２において、樹脂層１１，１３，１５，１７は、半硬化状態であり、完全に硬化していない。
なお、本工程では、半田層１２１Ａ，１４１Ａ，１６１Ａ、１８１Ａは溶融しておらず、端子１８１，１６２同士、端子１６１、１４２同士、端子１４１，１２２同士は、半田接合していない。各端子１８１，１６２、１６１、１４２、１４１，１２２は、樹脂層１１，１３，１５、１７にそれぞれ食い込んだ状態となっているが、端子１８１，１６２同士は物理的に接触していてもよく、また、端子１８１，１６２間に樹脂層１７の樹脂が介在していてもよい。端子１６１、１４２同士、端子１４１，１２２同士においても、同様である。また、構造体２において、半導体チップ１８、樹脂層１７、半導体チップ１６、樹脂層１５、半導体チップ１４、樹脂層１３、半導体チップ１２の各側面は上面から見てつらいちとなっていてもよく、また、樹脂層１１，１３，１５、１７が半導体チップ１２，１４，１６、１８側面からはみ出していてもよい。さらに、たとえば、半導体チップ１８や、半導体チップ１２が他の半導体チップよりも小さくてもよい。
また、樹脂層１１，１３，１５、１７の厚みは、たとえば、５μｍ以上、１００μｍ以下、より好ましくは１０μｍ以上、５０μｍ以下である。５μｍ以上とすることで、樹脂層が半田層を確実に被覆でき、端子１８１，１６２同士、端子１６１、１４２同士、端子１４１，１２２同士を樹脂層のフラックス活性により容易に接続させることができる。また、１００μｍ以下とすることで、端子１８１，１６２同士、端子１６１、１４２同士、端子１４１，１２２同士を容易に接続させることができる。さらには、１００μｍ以下とすることで樹脂層の硬化収縮による半導体チップ１２，１４，１６、１８の反りを抑制することができる。
また、樹脂層１１，１３，１５、１７の厚みは、たとえば、５μｍ以上、１００μｍ以下、より好ましくは１０μｍ以上、５０μｍ以下である。５μｍ以上とすることで、樹脂層が半田層を確実に被覆でき、端子１８１，１６２同士、端子１６１、１４２同士、端子１４１，１２２同士を樹脂層のフラックス活性により容易に接続させることができる。また、１００μｍ以下とすることで、端子１８１，１６２同士、端子１６１、１４２同士、端子１４１，１２２同士を容易に接続させることができる。さらには、１００μｍ以下とすることで樹脂層の硬化収縮による半導体チップ１２，１４，１６、１８の反りを抑制することができる。
ここで、樹脂層１１，１３，１５、１７について説明する。樹脂層１１，１３，１５、１７は、それぞれ基材１０と半導体チップ１２との間、半導体チップ１２，１４間、半導体チップ１４，１６間、半導体チップ１６，１８間の隙間を埋めるためのものである。
樹脂層１１，１３，１５、１７は、それぞれ熱硬化性樹脂と、フラックス活性化合物とを含むことが好ましい。
熱硬化性樹脂は、たとえば、エポキシ樹脂、オキセタン樹脂、フェノール樹脂、（メタ）アクリレート樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ジアリルフタレート樹脂、マレイミド樹脂等を用いることができる。これらは、単独または２種以上を混合して用いることができる。
中でも、硬化性と保存性、硬化物の耐熱性、耐湿性、耐薬品性に優れるエポキシ樹脂が好適に用いられる。樹脂層１１，１３，１５、１７における熱硬化性樹脂の含有量は、３０重量量％以上、７０重量％以下が好ましい。
樹脂層１１，１３，１５、１７は、それぞれ熱硬化性樹脂と、フラックス活性化合物とを含むことが好ましい。
熱硬化性樹脂は、たとえば、エポキシ樹脂、オキセタン樹脂、フェノール樹脂、（メタ）アクリレート樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ジアリルフタレート樹脂、マレイミド樹脂等を用いることができる。これらは、単独または２種以上を混合して用いることができる。
中でも、硬化性と保存性、硬化物の耐熱性、耐湿性、耐薬品性に優れるエポキシ樹脂が好適に用いられる。樹脂層１１，１３，１５、１７における熱硬化性樹脂の含有量は、３０重量量％以上、７０重量％以下が好ましい。
樹脂層１１，１３，１５、１７は、半田接合の際に、半田層や端子の表面の酸化被膜を除去する作用を有する樹脂層である。樹脂層１１，１３，１５、１７が、フラックス作用を有することにより、半田や端子の表面を覆っている酸化被膜が除去されるので、半田接合を行うことができる。樹脂層１１，１３，１５、１７がフラックス作用を有するためには、樹脂層１１，１３，１５が、フラックス活性化合物を含有する必要がある。樹脂層１１，１３，１５に含有されるフラックス活性化合物としては、半田接合に用いられるものであれば、特に制限されないが、カルボキシル基又はフェノール水酸基のいずれか、あるいは、カルボキシル基及びフェノール水酸基の両方を備える化合物が好ましい。
樹脂層１１，１３，１５、１７中のフラックス活性化合物の配合量は、１〜３０重量％が好ましく、３〜２０重量％が特に好ましい。
カルボキシル基を備えるフラックス活性化合物としては、脂肪族酸無水物、脂環式酸無水物、芳香族酸無水物、脂肪族カルボン酸、芳香族カルボン酸等が挙げられる。
カルボキシル基を備えるフラックス活性化合物に係る脂肪族酸無水物としては、無水コハク酸、ポリアジピン酸無水物、ポリアゼライン酸無水物、ポリセバシン酸無水物等が挙げられる。
カルボキシル基を備えるフラックス活性化合物に係る脂環式酸無水物としては、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、無水メチルハイミック酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、トリアルキルテトラヒドロ無水フタル酸、メチルシクロヘキセンジカルボン酸無水物等が挙げられる。
カルボキシル基を備えるフラックス活性化合物に係る芳香族酸無水物としては、無水フタル酸、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸無水物、エチレングリコールビストリメリテート、グリセロールトリストリメリテート等が挙げられる。
カルボキシル基を備えるフラックス活性化合物に係る脂肪族カルボン酸としては、下記一般式（Ｉ）で示される化合物や、蟻酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、ピバル酸カプロン酸、カプリル酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、オレイン酸、フマル酸、マレイン酸、シュウ酸、マロン酸、琥珀酸等が挙げられる。
ＨＯＯＣ−（ＣＨ２）ｎ−ＣＯＯＨ （Ｉ）
（式（Ｉ）中、ｎは、０以上２０以下の整数を表す。）
ＨＯＯＣ−（ＣＨ２）ｎ−ＣＯＯＨ （Ｉ）
（式（Ｉ）中、ｎは、０以上２０以下の整数を表す。）
カルボキシル基を備えるフラックス活性化合物に係る芳香族カルボン酸としては、安息香酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ヘミメリット酸、トリメリット酸、トリメシン酸、メロファン酸、プレーニト酸、ピロメリット酸、メリット酸、トリイル酸、キシリル酸、ヘメリト酸、メシチレン酸、プレーニチル酸、トルイル酸、ケイ皮酸、サリチル酸、２，３−ジヒドロキシ安息香酸、２，４−ジヒドロキシ安息香酸、ゲンチジン酸（２，５−ジヒドロキシ安息香酸）、２，６−ジヒドロキシ安息香酸、３，５−ジヒドロキシ安息香酸、浸食子酸（３，４，５−トリヒドロキシ安息香酸）、１，４−ジヒドロキシ−２−ナフトエ酸、３，５−ジヒドロキシ−２−ナフトエ酸等のナフトエ酸誘導体、フェノールフタリン、ジフェノール酸等が挙げられる。
これらのカルボキシル基を備えるフラックス活性化合物のうち、フラックス活性化合物が有する活性度、樹脂層の硬化時におけるアウトガスの発生量、及び硬化後の樹脂層の弾性率やガラス転移温度等のバランスが良い点で、前記一般式（Ｉ）で示される化合物が好ましい。そして、前記一般式（Ｉ）で示される化合物のうち、式（Ｉ）中のｎが３〜１０である化合物が、硬化後の樹脂層における弾性率が増加するのを抑制することができるとともに、接着性を向上させることができる点で、特に好ましい。
前記一般式（Ｉ）で示される化合物のうち、式（Ｉ）中のｎが３〜１０である化合物としては、例えば、ｎ＝３のグルタル酸（ＨＯＯＣ−（ＣＨ２）３−ＣＯＯＨ）、ｎ＝４のアジピン酸（ＨＯＯＣ−（ＣＨ２）４−ＣＯＯＨ）、ｎ＝５のピメリン酸（ＨＯＯＣ−（ＣＨ２）５−ＣＯＯＨ）、ｎ＝８のセバシン酸（ＨＯＯＣ−（ＣＨ２）８−ＣＯＯＨ）及びｎ＝１０のＨＯＯＣ−（ＣＨ２）１０−ＣＯＯＨ等が挙げられる。
フェノール性水酸基を備えるフラックス活性化合物としては、フェノール類が挙げられ、具体的には、例えば、フェノール、ｏ−クレゾール、２，６−キシレノール、ｐ−クレゾール、ｍ−クレゾール、ｏ−エチルフェノール、２，４−キシレノール、２，５キシレノール、ｍ−エチルフェノール、２，３−キシレノール、メジトール、３，５−キシレノール、ｐ−ターシャリブチルフェノール、カテコール、ｐ−ターシャリアミルフェノール、レゾルシノール、ｐ−オクチルフェノール、ｐ−フェニルフェノール、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、ビスフェノールＡＦ、ビフェノール、ジアリルビスフェノールＦ、ジアリルビスフェノールＡ、トリスフェノール、テトラキスフェノール等のフェノール性水酸基を含有するモノマー類、フェノールノボラック樹脂、ｏ−クレゾールノボラック樹脂、ビスフェノールＦノボラック樹脂、ビスフェノールＡノボラック樹脂等が挙げられる。
上述したようなカルボキシル基又はフェノール水酸基のいずれか、あるいは、カルボキシル基及びフェノール水酸基の両方を備える化合物は、エポキシ樹脂のような熱硬化性樹脂との反応で三次元的に取り込まれる。
そのため、硬化後のエポキシ樹脂の三次元的なネットワークの形成を向上させるという観点からは、フラックス活性化合物としては、フラックス作用を有し且つエポキシ樹脂の硬化剤として作用するフラックス活性硬化剤が好ましい。フラックス活性硬化剤としては、例えば、１分子中に、エポキシ樹脂に付加することができる２つ以上のフェノール性水酸基と、フラックス作用（還元作用）を示す芳香族に直接結合した１つ以上のカルボキシル基とを備える化合物が挙げられる。このようなフラックス活性硬化剤としては、２，３−ジヒドロキシ安息香酸、２，４−ジヒドロキシ安息香酸、ゲンチジン酸（２，５−ジヒドロキシ安息香酸）、２，６−ジヒドロキシ安息香酸、３，４−ジヒドロキシ安息香酸、没食子酸（３，４，５−トリヒドロキシ安息香酸）等の安息香酸誘導体；１，４−ジヒドロキシ−２−ナフトエ酸、３，５−ジヒドロキシ−２−ナフトエ酸、３，７−ジヒドロキシ−２−ナフトエ酸等のナフトエ酸誘導体；フェノールフタリン；及びジフェノール酸等が挙げられ、これらは１種単独又は２種以上を組み合わせでもよい。
なかでも、端子間の接合を良好なものとするためには、フェノールフタリンを使用することが特に好ましい。
なかでも、端子間の接合を良好なものとするためには、フェノールフタリンを使用することが特に好ましい。
また、樹脂層中、フラックス活性硬化剤の配合量は、１〜３０重量％が好ましく、３〜２０重量％が特に好ましい。樹脂層中のフラックス活性硬化剤の配合量が、上記範囲であることにより、樹脂層のフラックス活性を向上させることができるとともに、樹脂層中に、熱硬化性樹脂と未反応のフラックス活性硬化剤が残存するのが防止される。
また、樹脂層は、無機充填材を含んでいてもよい。樹脂層中に無機充填材を含有させることで、樹脂層の最低溶融粘度を高め、端子間に隙間が形成されてしまうことを抑制できる。ここで、無機充填材としては、シリカや、アルミナ等があげられる。
また、樹脂層は、無機充填材を含んでいてもよい。樹脂層中に無機充填材を含有させることで、樹脂層の最低溶融粘度を高め、端子間に隙間が形成されてしまうことを抑制できる。ここで、無機充填材としては、シリカや、アルミナ等があげられる。
次に、図２（Ａ）に示すように、以上のようにして得られた構造体２を基材１０上に設置して、積層体３を構成する。
はじめに、基材１０を用意する。ここでは、基材１０は、樹脂基板等の有機基板であってもよく、また、シリコン基板やセラミック基板等であってもよい。
基材１０には、その表面に端子（接続用端子）１０２が形成されている。端子１０２は、端子１２２と同様の構造、材料で構成される。この端子１０２は、半導体チップ１２の端子１２１に接続されるものである。
構造体２を反転させて、基材１０の端子１０２と、構造体２の樹脂層１１とを対向させて、基材１０上に構造体２を設置する。
このとき、半導体チップ１８に形成されたアライメントマークと基材１０に形成されたアライメントマークとを確認し位置あわせを行なう。
その後、基材１０および構造体２を加熱して、半硬化の状態（Ｂステージ）の樹脂層１１を介して、基材１０および半導体チップ１２を接着する。このとき、ヒータが内蔵された一対の挟圧部材により基材１０および構造体２を挟んで加熱し、前記一対の挟圧部材にて挟圧し、荷重をかけることで、基材１０および半導体チップ１２を接着することができる。たとえば、フリップチップボンダーを使用して、大気圧下、大気中で基材１０および半導体チップ１２を接着する。このときの加熱温度は、樹脂層１１の熱硬化性樹脂が完全硬化しなければ、特に限定されないが、熱硬化性樹脂の硬化温度未満であることが好ましい。
接着後の基材１０に対する構造体２の位置が正確であるかどうかは、たとえば、Ｘ線顕微鏡や、赤外線顕微鏡を使用して確認することができる。
次に、同様の作業を繰り返すことで、基材１０と、複数の構造体２とを接着し、積層体３を得る。本実施形態では、基材１０上には、２つの構造体２が設置される。このとき、端子１０２、端子１２１は樹脂層１１に食い込んだ状態となっているが、半田接合していない。
以上のようにして得られた積層体３において、樹脂層１１，１３，１５，１７は、半硬化状態であり、完全に硬化していない。
はじめに、基材１０を用意する。ここでは、基材１０は、樹脂基板等の有機基板であってもよく、また、シリコン基板やセラミック基板等であってもよい。
基材１０には、その表面に端子（接続用端子）１０２が形成されている。端子１０２は、端子１２２と同様の構造、材料で構成される。この端子１０２は、半導体チップ１２の端子１２１に接続されるものである。
構造体２を反転させて、基材１０の端子１０２と、構造体２の樹脂層１１とを対向させて、基材１０上に構造体２を設置する。
このとき、半導体チップ１８に形成されたアライメントマークと基材１０に形成されたアライメントマークとを確認し位置あわせを行なう。
その後、基材１０および構造体２を加熱して、半硬化の状態（Ｂステージ）の樹脂層１１を介して、基材１０および半導体チップ１２を接着する。このとき、ヒータが内蔵された一対の挟圧部材により基材１０および構造体２を挟んで加熱し、前記一対の挟圧部材にて挟圧し、荷重をかけることで、基材１０および半導体チップ１２を接着することができる。たとえば、フリップチップボンダーを使用して、大気圧下、大気中で基材１０および半導体チップ１２を接着する。このときの加熱温度は、樹脂層１１の熱硬化性樹脂が完全硬化しなければ、特に限定されないが、熱硬化性樹脂の硬化温度未満であることが好ましい。
接着後の基材１０に対する構造体２の位置が正確であるかどうかは、たとえば、Ｘ線顕微鏡や、赤外線顕微鏡を使用して確認することができる。
次に、同様の作業を繰り返すことで、基材１０と、複数の構造体２とを接着し、積層体３を得る。本実施形態では、基材１０上には、２つの構造体２が設置される。このとき、端子１０２、端子１２１は樹脂層１１に食い込んだ状態となっているが、半田接合していない。
以上のようにして得られた積層体３において、樹脂層１１，１３，１５，１７は、半硬化状態であり、完全に硬化していない。
（半田接合工程）
次に、図２（Ｂ）に示すように、以上の工程で得られた積層体３を加熱して、端子１０２、１２１間、端子１２２、１４１間、端子１４２、１６１間、端子１６２，１８１間の半田接合を行う。
ここで、端子間が半田接合されるとは、以下のことをいう。積層体３が半田層１２１Ａ，１４１Ａ，１６１Ａ、１８１Ａの融点以上に加熱され、基材１０および半導体チップ１２間、半導体チップ１２，１４間、半導体チップ１４，１６間、半導体チップ１６，１８間の接合に使用される各半田層１２１Ａ，１４１Ａ，１６１Ａ、１８１Ａが溶融するとともに、端子１０１，１２１同士、端子１２２，１４１同士、端子１４２，１６１同士、端子１６２，１８１同士が物理的に接触し、少なくとも一部が合金を形成している状態である。
次に、図２（Ｂ）に示すように、以上の工程で得られた積層体３を加熱して、端子１０２、１２１間、端子１２２、１４１間、端子１４２、１６１間、端子１６２，１８１間の半田接合を行う。
ここで、端子間が半田接合されるとは、以下のことをいう。積層体３が半田層１２１Ａ，１４１Ａ，１６１Ａ、１８１Ａの融点以上に加熱され、基材１０および半導体チップ１２間、半導体チップ１２，１４間、半導体チップ１４，１６間、半導体チップ１６，１８間の接合に使用される各半田層１２１Ａ，１４１Ａ，１６１Ａ、１８１Ａが溶融するとともに、端子１０１，１２１同士、端子１２２，１４１同士、端子１４２，１６１同士、端子１６２，１８１同士が物理的に接触し、少なくとも一部が合金を形成している状態である。
ここでは、たとえば、図３に示した装置５を使用する。この装置５は、流体が導入される容器５１と、この容器５１内に配置された一対の熱板（挟圧部材）５２，５３とを備える。
容器５１は、圧力容器であり、容器５１の材料としては、金属等があげられ、たとえば、ステンレス、チタン、銅である。
熱板５２，５３は、内部にヒータを有するプレス板であり、熱板５３の上方に設置された積層体３を熱板５２，５３で挟圧する。熱板５３には、ピン５４が形成されており、このピン５４が板材（積層体３を設置する設置部）５５を貫通している。この板材５５は、積層体３を挟圧する際に、ピン５４上を摺動して、熱板５３に接触する。
熱板５２の温度は、熱板５３の温度よりも高く設定されている。たとえば、熱板５２の温度は、熱板５３よりも２０℃以上高く、熱板５２が半田層１２１Ａ，１４１Ａ，１６１Ａ、１８１Ａの融点以上の温度であり、熱板５３は、半田層１２１Ａ，１４１Ａ，１６１Ａ、１８１Ａの融点未満となっている。
容器５１は、圧力容器であり、容器５１の材料としては、金属等があげられ、たとえば、ステンレス、チタン、銅である。
熱板５２，５３は、内部にヒータを有するプレス板であり、熱板５３の上方に設置された積層体３を熱板５２，５３で挟圧する。熱板５３には、ピン５４が形成されており、このピン５４が板材（積層体３を設置する設置部）５５を貫通している。この板材５５は、積層体３を挟圧する際に、ピン５４上を摺動して、熱板５３に接触する。
熱板５２の温度は、熱板５３の温度よりも高く設定されている。たとえば、熱板５２の温度は、熱板５３よりも２０℃以上高く、熱板５２が半田層１２１Ａ，１４１Ａ，１６１Ａ、１８１Ａの融点以上の温度であり、熱板５３は、半田層１２１Ａ，１４１Ａ，１６１Ａ、１８１Ａの融点未満となっている。
はじめに、あらかじめ、熱板５２，５３を所定の温度（上述した温度）まで加熱しておく。板材５５を熱板５３から離間させておき、板材５５上に積層体３を設置する。次に、配管５１１を介して容器５１内に流体を導入する。流体としては、気体が好ましく、たとえば、空気、不活性ガス（窒素ガス、希ガス）等があげられる。
その後、積層体３を流体で加圧した状態を維持しながら、熱板５２を積層体３に接触させる。さらに、板材５５をピン５４上で摺動させて、熱板５２，５３で積層体３を積層方向に沿って挟圧する。積層体３は、半田層１２１Ａ，１４１Ａ，１６１Ａ、１８１Ａの融点以上に加熱され、端子１０２、１２１間、端子１２２、１４１間、端子１４２、１６１間、端子１６２，１８１間で半田接合が行われる。熱板５２，５３で積層体３を挟圧することで、端子１０１，１２１間（端子１２２、１４１間、端子１４２、１６１間、端子１６２，１８１間）に樹脂が挟まっていた場合でも、樹脂を排除して、端子１０１，１２１同士（端子１２２、１４１同士、端子１４２、１６１同士、端子１６２，１８１同士）を確実に接触させることができ、安定的に半田接合することができる。
その後、積層体３を流体で加圧した状態を維持しながら、熱板５２を積層体３に接触させる。さらに、板材５５をピン５４上で摺動させて、熱板５２，５３で積層体３を積層方向に沿って挟圧する。積層体３は、半田層１２１Ａ，１４１Ａ，１６１Ａ、１８１Ａの融点以上に加熱され、端子１０２、１２１間、端子１２２、１４１間、端子１４２、１６１間、端子１６２，１８１間で半田接合が行われる。熱板５２，５３で積層体３を挟圧することで、端子１０１，１２１間（端子１２２、１４１間、端子１４２、１６１間、端子１６２，１８１間）に樹脂が挟まっていた場合でも、樹脂を排除して、端子１０１，１２１同士（端子１２２、１４１同士、端子１４２、１６１同士、端子１６２，１８１同士）を確実に接触させることができ、安定的に半田接合することができる。
流体により、積層体３を加圧する際の加圧力は、０．１ＭＰａ以上、１０ＭＰａ以下が好ましく、より好ましくは０．５以上、５ＭＰａ以下である。流体により積層体３を加圧することで、樹脂層１１，１３，１５、１７内のボイド発生を抑制することができる。とくに、０．１ＭＰａ以上とすることで、この効果が顕著となる。また、１０ＭＰａ以下とすることで、装置の大型化、複雑化を抑制できる。なお、流体で加圧するとは、積層体３の雰囲気の圧力を、大気圧より加圧力分だけ高くすることを指す。すなわち、加圧力１０ＭＰａとは、大気圧よりも、積層体３にかかる圧力が１０ＭＰａ大きいことを示す。
ここでは、積層体３を半田層１２１Ａ、１４１Ａ、１６１Ａ、１８１Ａの融点以上、たとえば、２４０℃〜２６０℃で１０分程度加熱する。これにより、半田層１２１Ａ、１４１Ａ、１６１Ａ、１８１Ａを溶融させて半田接合を行うことができる。なお、半田層１２１Ａ、１４１Ａ、１６１Ａ、１８１Ａの融点が異なる場合には、最も融点の高い半田層の融点以上に積層体３を加熱すればよい。
その後、熱板５２，５３を離間させて、さらに、流体を容器５１から排出する。流体による積層体３への加圧を停止し、その後、積層体３を容器５１から取り出す。
その後、熱板５２，５３を離間させて、さらに、流体を容器５１から排出する。流体による積層体３への加圧を停止し、その後、積層体３を容器５１から取り出す。
ここで、上記半田接合工程において、樹脂層１１，１３，１５、１７が完全に硬化していない場合には、図４に示す装置６を使用して、樹脂層１１，１３，１５、１７の硬化を進めてもよい。この装置６は、装置５と同様の容器５１を有し、積層体３を流体で加圧しながら、加熱して、樹脂層１１，１３，１５の硬化を行なうものである。流体は、装置６で使用したものと同様のものが使用できる。
積層体３を加熱する方法としては、配管５１１から、加熱した流体を容器５１内に入れ、積層体３を加熱加圧する方法があげられる。また、配管５１１から流体を容器５１内へ流入させ、加圧雰囲気下にしつつ、容器５１を加熱することにより、積層体３を加熱することもできる。
容器５１内に積層体３を配置し、流体を導入し、積層体３を樹脂層１１，１３，１５、１７の熱硬化性樹脂の硬化温度以上に加熱して、樹脂層１１，１３，１５、１７の硬化を行なう。たとえば、１８０℃１時間の加熱を行なう。ここで、熱硬化性樹脂の硬化温度とは、樹脂層の硬化温度であり、たとえばＤＳＣ（Differential Scanning Calorimeter：示差走査熱量計）を用い、昇温速度１０℃／分で樹脂層を測定した際の発熱ピーク温度とする。
なお、装置６の容器５１内に複数の積層体３を入れて、樹脂層１１，１３，１５、１７の硬化を行なってもよい。このようにすることで生産性を向上させることができる。
以上のようにして、基材１０および半導体チップ１２同士、半導体チップ１２，１４同士、半導体チップ１４，１６同士、半導体チップ１６，１８同士が半田接合された積層体３を得る。
積層体３を加熱する方法としては、配管５１１から、加熱した流体を容器５１内に入れ、積層体３を加熱加圧する方法があげられる。また、配管５１１から流体を容器５１内へ流入させ、加圧雰囲気下にしつつ、容器５１を加熱することにより、積層体３を加熱することもできる。
容器５１内に積層体３を配置し、流体を導入し、積層体３を樹脂層１１，１３，１５、１７の熱硬化性樹脂の硬化温度以上に加熱して、樹脂層１１，１３，１５、１７の硬化を行なう。たとえば、１８０℃１時間の加熱を行なう。ここで、熱硬化性樹脂の硬化温度とは、樹脂層の硬化温度であり、たとえばＤＳＣ（Differential Scanning Calorimeter：示差走査熱量計）を用い、昇温速度１０℃／分で樹脂層を測定した際の発熱ピーク温度とする。
なお、装置６の容器５１内に複数の積層体３を入れて、樹脂層１１，１３，１５、１７の硬化を行なってもよい。このようにすることで生産性を向上させることができる。
以上のようにして、基材１０および半導体チップ１２同士、半導体チップ１２，１４同士、半導体チップ１４，１６同士、半導体チップ１６，１８同士が半田接合された積層体３を得る。
（封止工程）
次に、積層体３の封止を行なう。封止の方法は、ポッティング、トランスファー成形、圧縮成形のいずれであってもよい。
その後、積層体３を構造体２ごとに切断して、図５に示す半導体装置１を複数得ることができる。なお、図５において、符号１９は、封止材を示し、符号１０Ａはダイシングされた基材１０を示す。また、半導体装置１が複数の構造体２を有する場合には、半導体装置１の単位ごとに切断すればよい。なお、切断には、ダイシングブレード、レーザ、ルーター等を使用することができる。
次に、積層体３の封止を行なう。封止の方法は、ポッティング、トランスファー成形、圧縮成形のいずれであってもよい。
その後、積層体３を構造体２ごとに切断して、図５に示す半導体装置１を複数得ることができる。なお、図５において、符号１９は、封止材を示し、符号１０Ａはダイシングされた基材１０を示す。また、半導体装置１が複数の構造体２を有する場合には、半導体装置１の単位ごとに切断すればよい。なお、切断には、ダイシングブレード、レーザ、ルーター等を使用することができる。
以上のような本実施形態によれば、以下の効果を奏することができる。
本実施形態では、基材１０、樹脂層１１、半導体チップ１２、樹脂層１３、半導体チップ１４、樹脂層１５、半導体チップ１６、樹脂層１７、半導体チップ１８をこの順で積層して積層体３を得た後、積層体３全体を加熱して半田接合を行うため、従来に比べて、各半導体チップ１２，１４，１６にかかる熱ダメージを低減させることができる。したがって、半導体装置１の信頼性を向上させることができる。
本実施形態では、基材１０、樹脂層１１、半導体チップ１２、樹脂層１３、半導体チップ１４、樹脂層１５、半導体チップ１６、樹脂層１７、半導体チップ１８をこの順で積層して積層体３を得た後、積層体３全体を加熱して半田接合を行うため、従来に比べて、各半導体チップ１２，１４，１６にかかる熱ダメージを低減させることができる。したがって、半導体装置１の信頼性を向上させることができる。
また、基材１０、樹脂層１１、半導体チップ１２、樹脂層１３、半導体チップ１４、樹脂層１５、半導体チップ１６、樹脂層１７、半導体チップ１８をこの順で積層して積層体３を得た後、積層体３全体を加熱して、端子１０２、１２１同士、端子１２２、１４１同士、端子１４２、１６１同士、端子１６２，１８１同士間の半田接合を同時に行っている。そのため、半導体部品同士ごとに半田接合を逐次行いながら、複数の半導体部品を積層する場合に比べ、半田接合時の生産性を向上させることができる。
なお、本実施形態では、構造体２を得る際に、樹脂層付き半導体チップを積層するごとに、加熱しているが、この際の加熱は、樹脂層により半導体チップ同士を接着するための加熱である。したがって、加熱時間は比較的短く、加熱温度も低くてすむため、構造体２を得る工程を実施しても、従来の製造方法に比べ、生産性を向上させることができる。
なお、本実施形態では、構造体２を得る際に、樹脂層付き半導体チップを積層するごとに、加熱しているが、この際の加熱は、樹脂層により半導体チップ同士を接着するための加熱である。したがって、加熱時間は比較的短く、加熱温度も低くてすむため、構造体２を得る工程を実施しても、従来の製造方法に比べ、生産性を向上させることができる。
さらに、本実施形態では、積層体３を挟圧して、半田接合している。
従来は、半導体チップを積層するごとに、挟圧し、半田接合していたため、下層の半導体チップは、複数回、挟圧されることとなり、ダメージをうけやすい。
これに対し、本実施形態では、基材１０、樹脂層１１、半導体チップ１２、樹脂層１３、半導体チップ１４、樹脂層１５、半導体チップ１６、樹脂層１７、半導体チップ１８をこの順で積層して積層体３を得た後、積層体３を挟圧して、半田接合を行なっている。半田接合時に、複数回挟圧されてしまうことが防止され、半導体チップ１２，１４、１６へのダメージが低減される。
従来は、半導体チップを積層するごとに、挟圧し、半田接合していたため、下層の半導体チップは、複数回、挟圧されることとなり、ダメージをうけやすい。
これに対し、本実施形態では、基材１０、樹脂層１１、半導体チップ１２、樹脂層１３、半導体チップ１４、樹脂層１５、半導体チップ１６、樹脂層１７、半導体チップ１８をこの順で積層して積層体３を得た後、積層体３を挟圧して、半田接合を行なっている。半田接合時に、複数回挟圧されてしまうことが防止され、半導体チップ１２，１４、１６へのダメージが低減される。
さらに、本実施形態では、積層体３の端子１０２、１２１同士、端子１２２、１４１同士、端子１４２、１６１同士、端子１６２，１８１同士を半田接合する際に、積層体３を流体により加圧し、加熱している。積層体３が流体で加圧されることで、積層体３の樹脂層１１，１３，１５、１７でボイドが発生してしまうことを防止できる。また、積層体３が流体で加圧されることで、積層体３の樹脂層１１，１３，１５、１７中にあるボイドが加圧されて小さくなる。以上のことから、ボイドにより端子同士が位置ずれしてしまうことを防止できる。また、樹脂層１１，１３，１５、１７がボイドにより押し出されてしまい、装置５が汚れてしまうことが防止できる。
積層体３を用意する工程において、樹脂層付きの半導体チップを積層する際に、大気圧下で実施すると、たとえば、樹脂層１７と半導体チップ１６との界面に気体が入り、樹脂層１７中にボイドが形成されることとなる。しかしながら、前述したように、半田接合する際に、ボイドを小さくすることができるので、積層体３を用意する工程を真空下等で実施する必要がなく、大気圧下で実施できるので、半導体装置１の製造効率を高めることができるとともに、製造コストの低減を図ることができる。
なお、前述したように、従来技術においては、半導体チップ上に半導体チップを積層するたびに、半導体チップ同士を半田接合していた。半田接合の際に、流体による加圧を行なおうとすると、半導体チップ上に他の半導体チップ積層し、その後、半導体チップの積層体を装置５の容器５１内に入れ、半田接合を行う。さらに、装置５から、半導体チップの積層体を取り出し、その後、さらに他の半導体チップを積層するという作業が必要となり、半導体チップの積層体の装置５への出し入れを繰り返すこととなる。したがって、非常に手間がかかることとなるので、流体により半導体チップを加圧しながら、半田接合することは難しかった。
これに対し、本実施形態では、あらかじめ基材１０，半導体チップ１２，１４，１６、１８を積層した積層体３を形成し、この積層体３全体を加熱することで、端子１０２、１２１同士、端子１２２、１４１同士、端子１４２、１６１同士、端子１６２，１８１同士を一度に半田接合しているので、流体雰囲気下で加圧しながら半田接合ができる。
これに対し、本実施形態では、あらかじめ基材１０，半導体チップ１２，１４，１６、１８を積層した積層体３を形成し、この積層体３全体を加熱することで、端子１０２、１２１同士、端子１２２、１４１同士、端子１４２、１６１同士、端子１６２，１８１同士を一度に半田接合しているので、流体雰囲気下で加圧しながら半田接合ができる。
本実施形態では、装置５を使用して積層体３の端子１０２、１２１同士、端子１２２、１４１同士、端子１４２、１６１同士、端子１６２，１８１同士の半田接合をしている。ここで、積層体３が設置される板材５５は、一対の熱板５２，５３から離間して配置されている。これにより、積層体３には、熱板５２，５３からの熱が加わりにくくなる。そのため、積層体３を装置５内に設置した後、積層体３を流体により所定の加圧力で加圧するまでの間に、積層体３の樹脂層１１，１３，１５、１７が軟化し、樹脂層１１，１３，１５、１７中のボイドが大きくなってしまうことが防止される。
また、熱板５３の温度を、熱板５２よりも低くしておくことで、積層体３を装置５内に設置した後、積層体３を流体により所定の加圧力で加圧するまでの間に、積層体３の樹脂層１１，１３，１５、１７が軟化し、樹脂層１１，１３，１５、１７中のボイドが大きくなってしまうことが防止される。一方で、熱板５２の温度を、熱板５３よりも高くしておくことで、積層体３を挟圧した後、積層体３を所定の温度まで比較的短時間で昇温させることができる。
なお、板材５５が熱板５２に近接して配置されている場合には、熱板５２の温度を、熱板５３の温度よりも低く設定してもよい。
また、熱板５３の温度を、熱板５２よりも低くしておくことで、積層体３を装置５内に設置した後、積層体３を流体により所定の加圧力で加圧するまでの間に、積層体３の樹脂層１１，１３，１５、１７が軟化し、樹脂層１１，１３，１５、１７中のボイドが大きくなってしまうことが防止される。一方で、熱板５２の温度を、熱板５３よりも高くしておくことで、積層体３を挟圧した後、積層体３を所定の温度まで比較的短時間で昇温させることができる。
なお、板材５５が熱板５２に近接して配置されている場合には、熱板５２の温度を、熱板５３の温度よりも低く設定してもよい。
また、本実施形態では、積層体３を用意する工程で、半導体チップ１８、１６同士を半硬化の状態の樹脂層１７を介して接着している。同様に、半導体チップ１６，１４を半硬化の状態の樹脂層１５を介して接着し、半導体チップ１４，１２同士を半硬化の状態の樹脂層１３を介して接着している。このように、半導体チップ同士が接着されているため、構造体２を基材１０と接着する場合において、半導体チップ同士が位置ずれしてしまうことを防止できる。
なお、半導体チップ１８，１６を半硬化の状態の樹脂層１７を介して接着する際、半導体チップ１４，１６を半硬化の状態の樹脂層１５を介して接着する際および半導体チップ１２，１４を半硬化の状態の樹脂層１３を介して接着する際には、半導体チップ１２，１４、１６に複数回、熱がかかるが、半硬化状態の樹脂層により半導体チップ同士を接着するための加熱であるため、加熱温度も比較的低く設定でき、また、たとえ加熱温度を高くしても加熱時間が比較的短くてすむ。したがって、半導体チップ１２，１４、１６への熱の影響は非常に少ないと考えられる。
なお、半導体チップ１８，１６を半硬化の状態の樹脂層１７を介して接着する際、半導体チップ１４，１６を半硬化の状態の樹脂層１５を介して接着する際および半導体チップ１２，１４を半硬化の状態の樹脂層１３を介して接着する際には、半導体チップ１２，１４、１６に複数回、熱がかかるが、半硬化状態の樹脂層により半導体チップ同士を接着するための加熱であるため、加熱温度も比較的低く設定でき、また、たとえ加熱温度を高くしても加熱時間が比較的短くてすむ。したがって、半導体チップ１２，１４、１６への熱の影響は非常に少ないと考えられる。
さらに、本実施形態では、構造体２を構成する前段で、半導体チップ１２に樹脂層１１を設けている。同様に、半導体チップ１４に樹脂層１３を設け、半導体チップ１６に樹脂層１５を設け、半導体チップ１８に樹脂層１７を設けている。半導体チップ１２、１４，１６、１８はいずれもＴＳＶ構造であり、非常に厚みが薄いため、樹脂層１１，１３，１５、１７をそれぞれ設けることで、半導体チップ１２、１４，１６、１８の反り発生を防止し、取り扱い性に優れたものとすることができる。
また、本実施形態では、基材１０に複数の構造体２を半田接合させた後、封止を行い、その後、切断している。これにより、半導体装置１の生産性を向上させることができる。
（第二実施形態）
図６および図７を参照して、本発明の第二実施形態について説明する。
前記実施形態では、基材１０上に複数の構造体２を設置して積層体３を構成した後、複数の構造体２中の端子間の半田接合、複数の構造体２と基材１０との半田接合を同時に行った。
これに対し、本実施形態では、基材１０上に構造体２を一つ積層して積層体を構成した後、一つの構造体２および基材１０を加熱して構造体２中の端子間の半田接合、構造体２と基材１０との半田接合を行う。次に、再度、基材１０上に他の構造体２を積層し、他の構造体２および基材１０を加熱して他の構造体２中の端子間の半田接合、他の構造体２と基材１０との半田接合を行う。
図６および図７を参照して、本発明の第二実施形態について説明する。
前記実施形態では、基材１０上に複数の構造体２を設置して積層体３を構成した後、複数の構造体２中の端子間の半田接合、複数の構造体２と基材１０との半田接合を同時に行った。
これに対し、本実施形態では、基材１０上に構造体２を一つ積層して積層体を構成した後、一つの構造体２および基材１０を加熱して構造体２中の端子間の半田接合、構造体２と基材１０との半田接合を行う。次に、再度、基材１０上に他の構造体２を積層し、他の構造体２および基材１０を加熱して他の構造体２中の端子間の半田接合、他の構造体２と基材１０との半田接合を行う。
以下に、より詳細に説明する。
はじめに、前記実施形態と同様の方法で、複数の構造体２を用意する。
次に、前記実施形態と同様の方法で、図６に示すように、基材１０の端子１０２と、構造体２の樹脂層１１とを対向させて、基材１０上に構造体２を設置する。このとき、半導体チップ１８に形成されたアライメントマークと基材１０に形成されたアライメントマークとを確認し位置あわせを行なう。なお、この状態では、基材１０は、樹脂層１１を介して構造体２とは接着していない。
その後、基材１０および構造体２を半田層１２１Ａ、１４１Ａ，１６１Ａ、１８１Ａの融点以上に加熱して、半田接合を行う。より具体的には、ヒータが内蔵された一対の挟圧部材により基材１０および構造体２を挟んで加熱し、前記一対の挟圧部材７１，７２にて挟圧し、荷重をかけることで、半田接合することができる。たとえば、フリップチップボンダーを使用して、大気圧下、大気中で端子１０２，１２１間、端子１２２，１４１間、端子１４２，１６１間、端子１６２，１８１間の半田接合を行う。
次に、同様の方法で、２つ目の構造体２を基材１０上に設置し、端子１２２，１４１間、端子１４２，１６１間、端子１６２，１８１間の半田接合を行う。これにより、端子同士が半田接合された積層体が構成される。
その後、図４に示した装置６を使用して、前記実施形態と同様の方法で、樹脂層１１，１３，１５、１７の硬化を進める。これにより、図７に示す積層体３となる。
その後の工程は、前記実施形態と同様である。
はじめに、前記実施形態と同様の方法で、複数の構造体２を用意する。
次に、前記実施形態と同様の方法で、図６に示すように、基材１０の端子１０２と、構造体２の樹脂層１１とを対向させて、基材１０上に構造体２を設置する。このとき、半導体チップ１８に形成されたアライメントマークと基材１０に形成されたアライメントマークとを確認し位置あわせを行なう。なお、この状態では、基材１０は、樹脂層１１を介して構造体２とは接着していない。
その後、基材１０および構造体２を半田層１２１Ａ、１４１Ａ，１６１Ａ、１８１Ａの融点以上に加熱して、半田接合を行う。より具体的には、ヒータが内蔵された一対の挟圧部材により基材１０および構造体２を挟んで加熱し、前記一対の挟圧部材７１，７２にて挟圧し、荷重をかけることで、半田接合することができる。たとえば、フリップチップボンダーを使用して、大気圧下、大気中で端子１０２，１２１間、端子１２２，１４１間、端子１４２，１６１間、端子１６２，１８１間の半田接合を行う。
次に、同様の方法で、２つ目の構造体２を基材１０上に設置し、端子１２２，１４１間、端子１４２，１６１間、端子１６２，１８１間の半田接合を行う。これにより、端子同士が半田接合された積層体が構成される。
その後、図４に示した装置６を使用して、前記実施形態と同様の方法で、樹脂層１１，１３，１５、１７の硬化を進める。これにより、図７に示す積層体３となる。
その後の工程は、前記実施形態と同様である。
このような本実施形態によれば、前記実施形態と同様の効果を奏することができるうえ、以下の効果を奏することができる。
本実施形態では、あらかじめ基材１０と構造体２との間に配置される樹脂層１１の硬化を進める工程を実施せずに、半田接合しているので、生産性を向上させることができる。
本実施形態では、あらかじめ基材１０と構造体２との間に配置される樹脂層１１の硬化を進める工程を実施せずに、半田接合しているので、生産性を向上させることができる。
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
たとえば、前記各実施形態では、構造体２は樹脂層１１を備えるものであったが、これに限らず、構造体は樹脂層１１を含まなくてもよい。構造体を樹脂層１１を含まないものとし、基材１０と構造体とを半田接合し、その後、封止すると同時に、基材１０および構造体間にアンダーフィルを充填してもよい。この場合には、いわゆるモールドアンダーフィル材を使用し、たとえば、特開２００３−１２７７３号公報、特開２００３−２７７５８５号公報に開示された材料を使用すればよい。
たとえば、前記各実施形態では、構造体２は樹脂層１１を備えるものであったが、これに限らず、構造体は樹脂層１１を含まなくてもよい。構造体を樹脂層１１を含まないものとし、基材１０と構造体とを半田接合し、その後、封止すると同時に、基材１０および構造体間にアンダーフィルを充填してもよい。この場合には、いわゆるモールドアンダーフィル材を使用し、たとえば、特開２００３−１２７７３号公報、特開２００３−２７７５８５号公報に開示された材料を使用すればよい。
また、第二実施形態では、基材１０および構造体２から構成される積層体３中の端子間の半田接合を行った後、封止工程の前段で積層体３の樹脂層１１，１３，１５，１７を硬化させたが、この硬化工程を実施しなくてもよい。たとえば、封止を行なう際に、樹脂層１１，１３，１５、１７を完全に硬化させてもよい。
さらに、前記各実施形態では、樹脂層１７を半導体チップ１８側に設け、樹脂層１７付きの半導体チップ１８を用意したが、これに限られるものではない。たとえば、図８に示すように、半導体チップ１８および半導体チップ１６それぞれに樹脂層１７Ａ，１７Ｂを設け、樹脂層１７Ａ，１７Ｂにより、樹脂層１７を構成してもよい。樹脂層１３,１５、１１も、同様の構成としてもよい。
また、樹脂層１７を半導体チップ１６側に設け、樹脂層１５を半導体チップ１４側に設け、樹脂層１３を半導体チップ１２側に設けてもよい。
また、樹脂層１７を半導体チップ１６側に設け、樹脂層１５を半導体チップ１４側に設け、樹脂層１３を半導体チップ１２側に設けてもよい。
また、前記各実施形態では、半導体チップ１２，１４，１６、１８を積層して構造体２を構成したが、これに限られるものではない。たとえば、半導体部品として、複数の半導体チップが作りこまれたウェハあるいはブロック体を用意し、これらを積層して半導体部品間が半田接合されていない状態の構造体２を用意する。その後、前記実施形態と同様にして、この構造体を基材上に設置し、積層体中の端子間の半田接合を行った後、積層体を切断してもよい。
また、前記各実施形態では、半導体チップを４つ有する半導体装置１を製造したが、これに限られるものではない。半導体チップは、すくなくとも２以上あればよい。
さらに、前記各実施形態では、端子１２１，１４１，１６１、１８１が半田層１２１Ａ、１４１Ａ、１６１Ａ、１８１Ａを有していたが、これに限られず、端子１２２，１４２，１６２が表面に半田層を有するものであってもよい。また、端子１０２、１２１，１４１，１６１、１８１、端子１２２，１４２，１６２のすべてが表面に半田層を有していてもよい。
さらに、前記各実施形態では、端子１２１，１４１，１６１、１８１が半田層１２１Ａ、１４１Ａ、１６１Ａ、１８１Ａを有していたが、これに限られず、端子１２２，１４２，１６２が表面に半田層を有するものであってもよい。また、端子１０２、１２１，１４１，１６１、１８１、端子１２２，１４２，１６２のすべてが表面に半田層を有していてもよい。
１ 半導体装置
２ 構造体
３ 積層体
５ 装置
６ 装置
１０ 基材
１０Ａ 基材
１１ 樹脂層
１２ 半導体チップ
１３ 樹脂層
１４ 半導体チップ
１５ 樹脂層
１６ 半導体チップ
１７ 樹脂層
１７Ａ，１７Ｂ 樹脂層
１８ 半導体チップ
１９ 封止材
５１ 容器
５２ 熱板
５３ 熱板
５４ ピン
５５ 板材
７１，７２ 挟圧部材
１０２ 端子
１２０ 基板
１２１ 端子
１２１Ａ，１４１Ａ，１６１Ａ，１８１Ａ 半田層
１２２ 端子
１２３ ビア
１４０ 基板
１４１ 端子
１４２ 端子
１４３ ビア
１６０ 基板
１６１ 端子
１６２ 端子
１６３ ビア
１８０ 基板
１８１ 端子
１８２ 端子
１８３ ビア
５１１ 配管
９００Ａ 接続用バンプ
９００ 半導体装置
９０１ インターポーザ
９０２ 樹脂層
９０３ 半導体チップ
２ 構造体
３ 積層体
５ 装置
６ 装置
１０ 基材
１０Ａ 基材
１１ 樹脂層
１２ 半導体チップ
１３ 樹脂層
１４ 半導体チップ
１５ 樹脂層
１６ 半導体チップ
１７ 樹脂層
１７Ａ，１７Ｂ 樹脂層
１８ 半導体チップ
１９ 封止材
５１ 容器
５２ 熱板
５３ 熱板
５４ ピン
５５ 板材
７１，７２ 挟圧部材
１０２ 端子
１２０ 基板
１２１ 端子
１２１Ａ，１４１Ａ，１６１Ａ，１８１Ａ 半田層
１２２ 端子
１２３ ビア
１４０ 基板
１４１ 端子
１４２ 端子
１４３ ビア
１６０ 基板
１６１ 端子
１６２ 端子
１６３ ビア
１８０ 基板
１８１ 端子
１８２ 端子
１８３ ビア
５１１ 配管
９００Ａ 接続用バンプ
９００ 半導体装置
９０１ インターポーザ
９０２ 樹脂層
９０３ 半導体チップ
Claims (11)
- 基材と、
第一半導体部品、第一樹脂層および第二半導体部品を積層した構造体と、を積層することにより得られ、
前記基材の第一半導体部品接続用端子、前記第一半導体部品の基材接続用端子の少なくともいずれか一方が半田層を有するとともに、前記第一半導体部品の第二半導体部品接続用端子、前記第二半導体部品の第一半導体部品接続用端子の少なくともいずれか一方が半田層を有する積層体を用意する工程と、
前記積層体の前記半田層の融点以上に加熱して、前記基材の第一半導体部品接続用端子および第一半導体部品の基材接続用端子間、前記第一半導体部品の第二半導体部品接続用端子および前記第二半導体部品の第一半導体部品接続用端子間を半田接合する工程を含む半導体装置の製造方法。 - 請求項１に記載の半導体装置の製造方法において、
前記構造体は、前記積層体において前記基材および前記第一半導体部品間に配置される他の樹脂層を有し、
前記積層体を用意する前記工程では、
前記第一半導体部品の前記基材接続用端子が設けられた面上に前記他の樹脂層を設け、
前記第二半導体部品の前記第一半導体部品接続用端子が形成された面上に前記第一樹脂層を構成する樹脂層を設け、
その後、前記基材、前記他の樹脂層、前記第一半導体部品、前記第一樹脂層、前記第二半導体部品の順に積層して前記積層体を用意する半導体装置の製造方法。 - 請求項２に記載の半導体装置の製造方法において、
前記第一樹脂層および前記他の樹脂層は、熱硬化性樹脂を含み、
前記積層体を用意する工程では、
前記第一半導体部品と前記第二半導体部品とを前記第一樹脂層を介して積層した後、加熱して、半硬化状態の前記第一樹脂層を介して前記第一半導体部品および前記第二半導体部品を接着し、
その後、前記基材上に前記他の樹脂層を介して、前記第一半導体部品、第一樹脂層、第二半導体部品を積層し、
半田接合する前記工程では、前記積層体を加熱して、半田接合を行なうとともに、前記第一樹脂層および前記他の樹脂層の硬化を進める半導体装置の製造方法。 - 請求項３に記載の半導体装置の製造方法において、
積層体を用意する前記工程では、
前記基材上に前記他の樹脂層を介して、前記第一半導体部品、第一樹脂層、第二半導体部品を積層した後、前記積層体を加熱して、半硬化状態の前記他の樹脂層を介して前記基材および前記第一半導体部品を接着する半導体装置の製造方法。 - 請求項１乃至４のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法において、
半田接合する前記工程では、前記積層体を挟圧するとともに、流体により前記積層体を加圧しながら加熱して半田接合を行う半導体装置の製造方法。 - 請求項５に記載の半導体装置の製造方法において、
対向配置された一対の挟圧部材と、
前記一対の挟圧部材間に配置され、前記積層体が設置される設置部とを備える装置を用意し、
半田接合する前記工程では、
前記一対の挟圧部材を加熱しておき、前記一対の挟圧部材に対し離間した状態の前記設置部上に前記積層体を配置する工程と、
前記一対の挟圧部材で、前記積層体および前記設置部を挟圧し、加熱して半田接合を行う工程とを実施する半導体装置の製造方法。 - 請求項６に記載の半導体装置の製造方法において、
前記一対の挟圧部材のうち、一方の挟圧部材の温度は、他方の挟圧部材の温度よりも低い半導体装置の製造方法。 - 請求項１乃至７のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法において、
前記積層体を用意する前記工程では、
前記基材上に、少なくとも前記第一半導体部品、前記第一樹脂層、前記第二半導体部品を含む構造体を複数配置した前記積層体を用意し、
半田接合する前記工程では、前記基材および複数の構造体からなる前記積層体を加熱する半導体装置の製造方法。 - 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法において、
前記積層体を用意する前記工程では、あらかじめ、少なくとも前記第一半導体部品、第一樹脂層、第二半導体部品を含む前記構造体を２以上用意し、
前記積層体を用意する工程では、前記基材上に一つめの前記構造体を配置し、
半田接合する前記工程では、前記基材および前記構造体からなる前記積層体を加熱して、半田接合を行い、
その後、再度、前記基材上に他の前記構造体を配置し、
前記基材および複数の構造体からなる前記積層体を加熱して半田接合を行う半導体装置の製造方法。 - 請求項８または９に記載の半導体装置の製造方法において、
半田接合する前記工程の後段で、前記積層体を封止し、その後、前記基材を切断する半導体装置の製造方法。 - 請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法において、
前記第一半導体部品は、基板と、前記基板を貫通するとともに、前記基材接続用端子および前記第二半導体部品接続用端子に接続される貫通ビアとを備えるＴＳＶ構造の半導体素子である半導体装置の製造方法。
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