JP2014116561A - Semiconductor device manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
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積層する半導体装置に適用して有効な技術に関するものである。 The present invention relates to a semiconductor device and a manufacturing technique thereof, and more particularly to a technique effective when applied to a semiconductor device in which a plurality of semiconductor chips are stacked.
特開2011−71441号公報(特許文献1)には、複数の半導体ウエハを、アンダフィルを挟んで積層した後、ダイシングする半導体装置の製造方法が記載されている。 Japanese Patent Laying-Open No. 2011-71441 (Patent Document 1) describes a method for manufacturing a semiconductor device in which a plurality of semiconductor wafers are stacked with an underfill interposed therebetween and then diced.
本願発明者は、配線基板上に複数の半導体チップを積層した半導体装置の性能を向上させる技術を検討している。この一環として、複数の半導体チップが積層されている半導体装置について検討した。 The inventor of the present application is examining a technique for improving the performance of a semiconductor device in which a plurality of semiconductor chips are stacked on a wiring board. As part of this, a semiconductor device in which a plurality of semiconductor chips are stacked was examined.
複数の半導体チップの積層方法として、複数の半導体ウエハを準備して、それぞれ間に絶縁性の封止材を挟んで積層した後、ウエハ積層体をダイシングすることで、複数の半導体チップが積層されたチップ積層体を、複数個取得する積層方法がある。このような積層方法では、ダイシング領域においても、互いに異なる部材(例えばシリコン(Si)からなる半導体基板と絶縁性の封止材)が交互に積層される。 As a method of laminating a plurality of semiconductor chips, a plurality of semiconductor chips are laminated by preparing a plurality of semiconductor wafers, laminating each with an insulating sealing material interposed therebetween, and then dicing the wafer laminate. There is a stacking method for obtaining a plurality of chip stacks. In such a lamination method, different members (for example, a semiconductor substrate made of silicon (Si) and an insulating sealing material) are alternately laminated also in the dicing region.
ところが、互いに異なる部材が積層されたダイシング領域に、ダイシングブレードを走行させて切削加工を施すと、得られる半導体装置の信頼性の観点で課題があることを本願発明者は見出した。 However, the inventor of the present application has found that there is a problem in terms of reliability of the obtained semiconductor device when a dicing blade is run and cut in a dicing region where different members are stacked.
その他の課題と新規な特徴は、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。 Other problems and novel features will become apparent from the description of the specification and the accompanying drawings.
一実施の形態による半導体装置の製造方法は、複数のチップ形成領域および隣り合う上記複数のチップ形成領域間に設けられたダイシング領域を備えた複数の半導体ウエハを、絶縁性の封止材層を介して積層する工程を有している。また、上記ダイシング領域と重なる領域に配置された封止材層は予め取り除かれている。また、上記封止材層が取り除かれた上記ダイシング領域に沿ってダイシングブレードを走行させることで、複数のチップ積層体を取得するものである。 A method of manufacturing a semiconductor device according to an embodiment includes: a plurality of semiconductor wafers each having a plurality of chip forming regions and dicing regions provided between adjacent chip forming regions; And a step of laminating. Moreover, the sealing material layer arrange | positioned in the area | region which overlaps with the said dicing area | region is removed previously. In addition, a plurality of chip stacks are obtained by running a dicing blade along the dicing region from which the sealing material layer has been removed.
上記一実施の形態によれば、半導体装置の信頼性を向上させることができる。 According to the one embodiment, the reliability of the semiconductor device can be improved.
(本願における記載形式・基本的用語・用法の説明)
本願において、実施の態様の記載は、必要に応じて、便宜上複数のセクション等に分けて記載するが、特にそうでない旨明示した場合を除き、これらは相互に独立別個のものではなく、記載の前後を問わず、単一の例の各部分、一方が他方の一部詳細または一部または全部の変形例等である。また、原則として、同様の部分は繰り返しの説明を省略する。また、実施の態様における各構成要素は、特にそうでない旨明示した場合、理論的にその数に限定される場合および文脈から明らかにそうでない場合を除き、必須のものではない。
(Description format, basic terms, usage in this application)
In the present application, the description of the embodiment will be divided into a plurality of sections for convenience, if necessary, but these are not independent from each other unless otherwise specified. Regardless of the front and rear, each part of a single example, one is a part of the other, or a part or all of the modifications. In principle, repeated description of similar parts is omitted. In addition, each component in the embodiment is not indispensable unless specifically stated otherwise, unless it is theoretically limited to the number, and obviously not in context.
同様に実施の態様等の記載において、材料、組成等について、「AからなるX」等といっても、特にそうでない旨明示した場合および文脈から明らかにそうでない場合を除き、A以外の要素を含むものを排除するものではない。例えば、成分についていえば、「Aを主要な成分として含むX」等の意味である。例えば、「シリコン部材」等といっても、純粋なシリコンに限定されるものではなく、シリコン・ゲルマニウム(SiGe)合金やその他シリコンを主要な成分とする多元合金、その他の添加物等を含む部材も含むものであることはいうまでもない。また、金めっき、Cu層、ニッケル・めっき等といっても、そうでない旨、特に明示した場合を除き、純粋なものだけでなく、それぞれ金、Cu、ニッケル等を主要な成分とする部材を含むものとする。 Similarly, in the description of the embodiment, etc., regarding the material, composition, etc., “X consisting of A” etc. is an element other than A unless specifically stated otherwise and clearly not in context. It does not exclude things that contain. For example, as for the component, it means “X containing A as a main component” or the like. For example, the term “silicon member” is not limited to pure silicon, but a member containing a silicon-germanium (SiGe) alloy, other multi-component alloys containing silicon as a main component, or other additives. Needless to say, it is also included. Moreover, even if it says gold plating, Cu layer, nickel / plating, etc., unless otherwise specified, not only pure materials but also members mainly composed of gold, Cu, nickel, etc. Shall be included.
さらに、特定の数値、数量に言及したときも、特にそうでない旨明示した場合、理論的にその数に限定される場合および文脈から明らかにそうでない場合を除き、その特定の数値を超える数値であってもよいし、その特定の数値未満の数値でもよい。 In addition, when a specific number or quantity is mentioned, a numerical value exceeding that specific number will be used unless specifically stated otherwise, unless theoretically limited to that number, or unless otherwise clearly indicated by the context. There may be a numerical value less than the specific numerical value.
また、実施の形態の各図中において、同一または同様の部分は同一または類似の記号または参照番号で示し、説明は原則として繰り返さない。 Moreover, in each figure of embodiment, the same or similar part is shown with the same or similar symbol or reference number, and description is not repeated in principle.
また、本願では、上面、あるいは下面という用語を用いる場合があるが、半導体パッケージの実装態様には、種々の態様が存在するので、半導体パッケージを実装した後、例えば上面が下面よりも下方に配置される場合もある。本願では、半導体チップの素子形成面側の平面を表面、表面の反対側の面を裏面として記載する。また、配線基板のチップ搭載面側の平面を上面あるいは表面、上面の反対側に位置する面を下面として記載する。 In this application, the terms “upper surface” or “lower surface” may be used. However, since there are various modes for mounting a semiconductor package, for example, the upper surface is disposed below the lower surface after mounting the semiconductor package. Sometimes it is done. In the present application, the plane on the element forming surface side of the semiconductor chip is described as the front surface, and the surface opposite to the front surface is described as the back surface. Further, a plane on the chip mounting surface side of the wiring board is described as an upper surface or a surface, and a surface positioned on the opposite side of the upper surface is described as a lower surface.
また、添付図面においては、却って、煩雑になる場合または空隙との区別が明確である場合には、断面であってもハッチング等を省略する場合がある。これに関連して、説明等から明らかである場合等には、平面的に閉じた孔であっても、背景の輪郭線を省略する場合がある。更に、断面でなくとも、空隙でないことを明示するため、あるいは領域の境界を明示するために、ハッチングやドットパターンを付すことがある。 In the accompanying drawings, hatching or the like may be omitted even in a cross section when it becomes complicated or when the distinction from the gap is clear. In relation to this, when it is clear from the description etc., the contour line of the background may be omitted even if the hole is planarly closed. Furthermore, even if it is not a cross section, hatching or a dot pattern may be added in order to clearly indicate that it is not a void or to clearly indicate the boundary of a region.
以下で説明する実施の形態では、複数の半導体チップが積層された半導体装置の例として一つのパッケージ内に、メモリ回路が形成された半導体チップが複数積層された積層体とメモリ回路の動作を制御する制御回路が形成された半導体チップが搭載され半導体パッケージを取り上げて説明する。 In the embodiment described below, as an example of a semiconductor device in which a plurality of semiconductor chips are stacked, the operation of the stacked body in which a plurality of semiconductor chips in which a memory circuit is formed is stacked in one package and the operation of the memory circuit is controlled. A semiconductor chip on which a semiconductor chip on which a control circuit is formed is mounted will be described.
(実施の形態1)
図1は本実施の形態の半導体装置の斜視図、図2は、図1に示す半導体装置の下面図である。また、図3は、図1に示す封止体を取り除いた状態で配線基板上の半導体装置の内部構造を示す透視平面図である。また、図4は図1のA−A線に沿った断面図である。また、図5は、図1〜図4に示す半導体装置の回路構成例を模式的に示す説明図である。なお、図1〜図4では、見易さのため、端子数を少なくして示しているが、端子(例えば、ボンディングリード2f、ランド2g、半田ボール5)の数は、図1〜図4に示す態様には限定されない。また、図3では、ロジックチップLCとメモリチップMC4の平面視における位置関係や平面サイズの違いを見易くするため、ロジックチップLCの輪郭を、点線により示している。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a perspective view of the semiconductor device of the present embodiment, and FIG. 2 is a bottom view of the semiconductor device shown in FIG. FIG. 3 is a perspective plan view showing the internal structure of the semiconductor device on the wiring board with the sealing body shown in FIG. 1 removed. 4 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. FIG. 5 is an explanatory view schematically showing a circuit configuration example of the semiconductor device shown in FIGS. 1 to 4, the number of terminals is reduced for the sake of clarity, but the number of terminals (for example, bonding leads 2f, lands 2g, solder balls 5) is shown in FIGS. It is not limited to the aspect shown in. In FIG. 3, the outline of the logic chip LC is indicated by a dotted line in order to make it easy to see the positional relationship and the planar size difference between the logic chip LC and the memory chip MC4 in plan view.
<半導体装置>
まず、本実施の形態の半導体装置1の概要構成について、図1〜図4を用いて説明する。本実施の形態の半導体装置1は、配線基板2、配線基板2上に搭載された複数の半導体チップ3(図4参照)および複数の半導体チップ3を封止する樹脂体である封止体4を備える。
<Semiconductor device>
First, a schematic configuration of the
図4に示すように、配線基板2は、複数の半導体チップ3が搭載された上面(面、主面、またはチップ搭載面ともいう)2a、上面2aとは反対側の下面(面、主面、または実装面ともいう)2b、および上面2aと下面2bの間に配置された側面2cを有している。また、配線基板2は、図2および図3に示すように平面視において四角形の外形形状を成す。図2および図3に示す例では、配線基板2の平面サイズ(すなわち、平面視における寸法、上面2aおよび下面2bの寸法、外形サイズともいう)は、例えば一辺の長さが14mm程度の正方形を成す。また、配線基板2の厚さ(言い換えれば高さ)、すなわち、図4に示す上面2aから下面2bまでの距離は、例えば0.3mm〜0.5mm程度である。
As shown in FIG. 4, the
配線基板2は、上面2a側に搭載された半導体チップ3と図示しない実装基板を電気的に接続するためのインタポーザであって、上面2a側と下面2b側を電気的に接続する複数の配線層(図4に示す例では4層)を有する。各配線層には、複数の配線2d、および複数の配線2d間や隣り合う配線層間を絶縁する絶縁層2eが形成されている。ここで、本実施の形態の配線基板2は、3つの絶縁層2eを有しており、真ん中の絶縁層2eがコア層であるが、コアとなる絶縁層2eを有していない、所謂、コアレス基板を用いても良い。また、配線2dには、絶縁層2eの上面または下面に形成される配線2d1、および絶縁層2eを厚さ方向に貫通するように形成されている層間導電路であるビア配線2d2が含まれる。
The
また、配線基板2の上面2aには、半導体チップ3と電気的に接続される端子である、複数のボンディングリード(端子、チップ搭載面側端子、電極ともいう)2fが形成されている。一方、配線基板2の下面2bには、図示しない実装基板と電気的に接続するための端子、すなわち、半導体装置1の外部接続端子である複数の半田ボール5が接合された、複数のランド2gが形成されている。複数のボンディングリード2fと複数のランド2gは、複数の配線2dを介して、それぞれ電気的に接続されている。なお、ボンディングリード2fやランド2gに接続される配線2dは、ボンディングリード2fやランド2gと一体に形成されるので、図4では、ボンディングリード2fおよびランド2gを、配線2dの一部として示している。
A plurality of bonding leads (also referred to as terminals, chip mounting surface side terminals, or electrodes) 2 f that are terminals electrically connected to the
また、配線基板2の上面2aおよび下面2bは、絶縁膜(詳しくは、ソルダレジスト膜)2h、2kにより覆われている。配線基板2の上面2aに形成された配線2dは絶縁膜2hに覆われている。絶縁膜2hには開口部が形成され、この開口部において、複数のボンディングリード2fの少なくとも一部(例えば、半導体チップ3との接合部)が絶縁膜2hから露出している。また、配線基板2の下面2bに形成された配線2dは絶縁膜2kに覆われている。絶縁膜2kには開口部が形成され、この開口部において、複数のランド2gの少なくとも一部(例えば、半田ボール5との接合部)が絶縁膜2kから露出している。
Further, the
また、図4に示すように、配線基板2の下面2bの複数のランド2gに接合される複数の半田ボール(外部端子、電極、外部電極)5は、図2に示すように行列状(アレイ状、マトリクス状ともいう)に配置されている。また、図2では図示を省略するが、複数の半田ボール5が接合される複数のランド2g(図4参照)も行列状に配置されている。このように、配線基板2の実装面側に、複数の外部端子(例えば、半田ボール5、ランド2g)を行列状に配置する半導体装置を、エリアアレイ型の半導体装置と呼ぶ。エリアアレイ型の半導体装置1は、配線基板2の実装面である下面2b側を、外部端子の配置スペースとして有効活用することができるので、外部端子数が増大しても半導体装置の実装面積の増大を抑制することが出来る点で好ましい。つまり、高機能化、高集積化に伴って、外部端子数が増大する半導体装置を省スペースで実装することができる。
As shown in FIG. 4, a plurality of solder balls (external terminals, electrodes, external electrodes) 5 bonded to a plurality of
また、半導体装置1は、配線基板2上に搭載される複数の半導体チップ3を備えている。複数の半導体チップ3は、配線基板2の上面2a上に積層されている。また、複数の半導体チップ3のそれぞれは、表面(主面、上面ともいう)3a、表面3aとは反対側の裏面(主面、下面ともいう)3b、および、表面3aと裏面3bとの間に位置する側面3cを有し、図3に示すように平面視において四角形の外形形状を成す。このように、複数の半導体チップを積層することにより、半導体装置1を高機能化させた場合であっても、実装面積を低減することができる。
The
図4に示す例では、最下段(言い換えれば、配線基板2に最も近い位置)に搭載される半導体チップ3は、演算処理回路PU(図5参照)が形成されたロジックチップ(半導体チップ)LCである。一方、ロジックチップLCの上段側に搭載される半導体チップ3は、ロジックチップLCとの間で通信するデータを記憶する主記憶回路MM(図5参照)が形成された、メモリチップ(半導体チップ)MC1、MC2、MC3、MC4である。図4に示す例では、複数のメモリチップMC1、MC2、MC3、MC4は、絶縁性の封止材層(チップ積層体用封止体、チップ積層体用樹脂体ともいう)6を介して積層され、かつ接着固定されたチップ積層体(半導体チップ積層体、メモリチップ積層体ともいう)MCSを構成する。
In the example shown in FIG. 4, the
複数のメモリチップMC1、MC2、MC3、MC4の間には、封止体4とは異なる封止材層6が配置され、メモリチップMC1、MC2、MC3、MC4の電気的接続部は、封止材層6により封止されている。封止材層6は、複数のメモリチップMC1、MC2、MC3、MC4の表面3aおよび裏面3bに密着するように埋め込まれ、メモリチップMC1、MC2、MC3、MC4のチップ積層体MCSは、各半導体チップ3間の接合部および封止材層6により一体化されている。また、封止材層6は、絶縁性(非導電性)の材料(例えば樹脂材料)から成る。ただし、図4に示すようにメモリチップMC1、MC2、MC3、MC4のチップ積層体MCSのうち、最下段(言い換えれば、最もロジックチップLCに近い位置)に搭載されるメモリチップMC1の表面3aは、封止材層6から露出している。また、メモリチップMC1、MC2、MC3、MC4のチップ積層体MCSのうち、最上段に配置されるメモリチップMC4の裏面3bは封止材層6から露出している。
Between the plurality of memory chips MC1, MC2, MC3, and MC4, a sealing
また、図4に示すように複数の半導体チップ3の間には、絶縁性接着材である接着材NCLが配置される。接着材NCLは、上段側の半導体チップ3の表面3aと下段側の半導体チップ3の裏面3b(または、配線基板2の上面2a)の間の空間を塞ぐように配置される。詳しくは、この接着材NCLは、配線基板2上にロジックチップLCを接着固定する接着材NCL1、ロジックチップ上にメモリチップMC1、MC2、MC3、MC4のチップ積層体MCSを接着固定する接着材NCL2を含む。また、接着材NCL1、NCL2は、それぞれ絶縁性(言い換えれば、非導電性)の材料(例えば、樹脂材料)から成り、ロジックチップLCと配線基板2の接合部、ロジックチップLCとチップ積層体MCSの接合部に接着材NCLを配置することで、各接合部に設けられている複数の電極間を電気的に絶縁することができる。
Further, as shown in FIG. 4, an adhesive material NCL that is an insulating adhesive material is disposed between the plurality of
また、半導体装置1は、複数の半導体チップ3を封止する封止体4を備える。封止体4は、上面(面、表面ともいう)4a、上面4aとは反対側に位置する下面(面、裏面ともいう)4b(図4参照)、および上面4aと下面4bの間に位置する側面4cを有し、平面視において四角形の外形形状を成す。図1に示す例では、封止体4の平面サイズ(すなわち、上面4a側から平面視した時の寸法、上面4aの外形サイズともいう)は配線基板2の平面サイズと同じであって、封止体4の側面4cは配線基板2の側面2cと連なっている。また、図1に示す例では、封止体4の平面サイズは、例えば一辺の長さが14mm程度の正方形を成す。
The
封止体4は、複数の半導体チップ3を保護する樹脂体であって、複数の半導体チップ3間、および半導体チップ3と配線基板2に密着させて封止体4を形成することで、薄い半導体チップ3の損傷を抑制することができる。また、封止体4は、保護部材としての機能を向上させる観点から例えば以下のような材料で構成される。封止体4には、複数の半導体チップ3間および半導体チップ3および配線基板2に密着させ易く、かつ、封止後には、有る程度の硬さが要求されるので、例えばエポキシ系樹脂などの熱硬化性樹脂が含まれることが好ましい。また、硬化後の封止体4の機能を向上させるため、例えば、シリカ(二酸化珪素;SiO2)粒子などのフィラー粒子が樹脂材料中に混合されていることが好ましい。例えば、封止体4を形成した後の熱変形による半導体チップ3の損傷を抑制する観点からは、フィラー粒子の混合割合を調整して、半導体チップ3と封止体4の線膨張係数を近づけることが好ましい。
The sealing
<半導体装置の回路構成>
次に、半導体装置1の回路構成例について説明する。図5に示すように、ロジックチップLCには、上記した演算処理回路PUの他、メモリチップMC1、MC2、MC3、MC4の主記憶回路MMの動作を制御する制御回路CUが形成されている。また、ロジックチップLCには、例えば一次的にデータを記憶するキャッシュメモリなど、上記した主記憶回路MMよりも記憶容量が小さい補助記憶回路SMが形成されている。図5では、一例として演算処理回路PU、制御回路CU、補助記憶回路SMを総称して、コア回路(あるいは、主回路)CR1として示している。ただし、コア回路CR1に含まれる回路は、上記以外の回路が含まれていても良い。
<Circuit configuration of semiconductor device>
Next, a circuit configuration example of the
また、ロジックチップLCには、図示しない外部機器との間で信号の入出力を行う外部インタフェース回路(あるいは、外部入出力回路)GIFが形成されている。外部インタフェース回路GIFには、ロジックチップLCと図示しない外部機器との間で信号を伝送する信号線SGが接続される。また、外部インタフェース回路GIFは、コア回路CR1とも電気的に接続され、コア回路CR1は、外部インタフェース回路GIFを介して外部機器と信号を伝送することができる。 Further, the logic chip LC is formed with an external interface circuit (or external input / output circuit) GIF for inputting / outputting signals to / from an external device (not shown). A signal line SG for transmitting a signal between the logic chip LC and an external device (not shown) is connected to the external interface circuit GIF. The external interface circuit GIF is also electrically connected to the core circuit CR1, and the core circuit CR1 can transmit signals to external devices via the external interface circuit GIF.
また、ロジックチップLCには、内部機器(例えば、メモリチップMC1、MC2、MC3、MC4)との間で信号の入出力を行う内部インタフェース回路(あるいは、内部入出力回路)NIFが形成されている。内部インタフェース回路NIFには、データ信号を伝送する信号線であるデータ線DS、アドレス信号を伝送する信号線であるアドレス線AS、およびその他の信号を伝送する信号線OSが接続されている。これらの、データ線DS、アドレス線AS、および信号線OSは、それぞれメモリチップMC1、MC2、MC3、MC4の内部インタフェース回路NIFに接続されている。図5では、外部インタフェース回路GIFや内部インタフェース回路NIFなど、ロジックチップLC以外の電子部品との間で信号の入出力を行う回路を、入出力回路NS1として示している。 In addition, the logic chip LC is formed with an internal interface circuit (or internal input / output circuit) NIF for inputting / outputting signals to / from internal devices (for example, memory chips MC1, MC2, MC3, MC4). . The internal interface circuit NIF is connected to a data line DS that is a signal line that transmits a data signal, an address line AS that is a signal line that transmits an address signal, and a signal line OS that transmits other signals. The data line DS, address line AS, and signal line OS are connected to the internal interface circuits NIF of the memory chips MC1, MC2, MC3, and MC4, respectively. In FIG. 5, a circuit for inputting / outputting signals to / from electronic components other than the logic chip LC, such as the external interface circuit GIF and the internal interface circuit NIF, is shown as an input / output circuit NS1.
また、ロジックチップLCには、コア回路CR1や入出力回路NS1を駆動するための電位を供給する電源回路DRを備えている。電源回路DRには、ロジックチップLCの入出力回路NS1を駆動する電圧を供給する、電源回路(あるいは、入出力用電源回路)DR1と、ロジックチップLCのコア回路CR1を駆動する電圧を供給する、電源回路(あるいは、コア用電源回路)DR2が含まれる。電源回路DRには、例えば異なる複数の電位(例えば、第1電源電位と第2電源電位)が供給され、その電位差によりコア回路CR1や入出力回路NS1に印加される電圧が規定される。 The logic chip LC includes a power supply circuit DR that supplies a potential for driving the core circuit CR1 and the input / output circuit NS1. The power supply circuit DR is supplied with a power supply circuit (or input / output power supply circuit) DR1 for supplying a voltage for driving the input / output circuit NS1 of the logic chip LC and a voltage for driving the core circuit CR1 of the logic chip LC. A power supply circuit (or core power supply circuit) DR2 is included. For example, a plurality of different potentials (for example, a first power supply potential and a second power supply potential) are supplied to the power supply circuit DR, and a voltage applied to the core circuit CR1 and the input / output circuit NS1 is defined by the potential difference.
ロジックチップLCのように、ある装置やシステムの動作に必要な回路が一つの半導体チップ3に集約して形成されたものを、SoC(System on a Chip)と呼ぶ。ところで、ロジックチップLCに図5に示す主記憶回路MMを形成すれば、ロジックチップLC、1枚でシステムを構成することができる。しかし、動作させる装置やシステムに応じて、必要な主記憶回路MM(図5参照)の容量は異なる。そこで、ロジックチップLCとは別の半導体チップ3に主記憶回路MMを形成することで、ロジックチップLCの汎用性を向上させることができる。
A circuit in which circuits necessary for the operation of a certain device or system are formed on a
また、要求される主記憶回路MMの記憶容量に応じて、複数枚のメモリチップMC1、MC2、MC3、MC4を接続することで、システムが備える記憶回路の容量の設計上の自由度が向上する。図5に示す例では、メモリチップMC1、MC2、MC3、MC4には、それぞれ主記憶回路MMが形成されている。図5では主記憶回路MMをメモリチップMC1、MC2、MC3、MC4のコア回路CR2として示している。ただし、コア回路CR2に含まれる回路は、主記憶回路MM以外の回路が含まれていても良い。 Further, by connecting a plurality of memory chips MC1, MC2, MC3, and MC4 according to the required storage capacity of the main memory circuit MM, the degree of freedom in designing the capacity of the memory circuit included in the system is improved. . In the example shown in FIG. 5, the main memory circuit MM is formed in each of the memory chips MC1, MC2, MC3, and MC4. In FIG. 5, the main memory circuit MM is shown as the core circuit CR2 of the memory chips MC1, MC2, MC3, MC4. However, the circuit included in the core circuit CR2 may include a circuit other than the main memory circuit MM.
また、メモリチップMC1、MC2、MC3、MC4には、それぞれ内部機器(例えば、ロジックチップLC)との間で信号の入出力を行う内部インタフェース回路NIFが形成されている。図5では、各メモリチップMC1、MC2、MC3、MC4以外の電子部品との間で信号の入出力を行う内部インタフェース回路NIFを、入出力回路NS2として示している。 The memory chips MC1, MC2, MC3, and MC4 are each formed with an internal interface circuit NIF that inputs and outputs signals to and from an internal device (for example, a logic chip LC). In FIG. 5, an internal interface circuit NIF that performs input / output of signals to / from electronic components other than the memory chips MC1, MC2, MC3, and MC4 is shown as an input / output circuit NS2.
また、メモリチップMC1、MC2、MC3、MC4には、コア回路CR2や入出力回路NS2を駆動するための電位を供給する電源回路(言い換えれば、駆動回路)DRを備えている。電源回路DRには、メモリチップMC1、MC2、MC3、MC4の入出力回路NS2を駆動する電圧を供給する、電源回路(あるいは、入出力用電源回路)DR3と、メモリチップMC1、MC2、MC3、MC4のコア回路CR2を駆動する電圧を供給する、電源回路(あるいは、コア用電源回路)DR4が含まれる。電源回路DRには、例えば異なる複数の電位(例えば第1電源電位と第2電源電位)が供給され、その電位差によりコア回路CR2や入出力回路NS2に印加される電圧が規定される。 In addition, the memory chips MC1, MC2, MC3, and MC4 include a power supply circuit (in other words, a drive circuit) DR that supplies a potential for driving the core circuit CR2 and the input / output circuit NS2. The power supply circuit DR supplies a voltage for driving the input / output circuit NS2 of the memory chips MC1, MC2, MC3, and MC4. The power supply circuit (or input / output power supply circuit) DR3 and the memory chips MC1, MC2, MC3, A power supply circuit (or core power supply circuit) DR4 that supplies a voltage for driving the core circuit CR2 of MC4 is included. For example, a plurality of different potentials (for example, a first power supply potential and a second power supply potential) are supplied to the power supply circuit DR, and a voltage applied to the core circuit CR2 and the input / output circuit NS2 is defined by the potential difference.
なお、図5に示す例では、ロジックチップLCの電源回路DR1と、メモリチップMC1、MC2、MC3、MC4の電源回路DR3を兼用化している。言い換えれば、ロジックチップLCの入出力回路NS1とメモリチップMC1、MC2、MC3、MC4の入出力回路NS2は、電源線V2から供給される同じ電圧が印加されて駆動するようになっている。このように、電源回路DRの一部または全部を兼用化することで、電源回路に電位(言い換えれば駆動電圧)を供給する電源線V1、V2、V3の数を低減することができる。また、電源線V1、V2、V3の数を低減すれば、ロジックチップLCに形成される電極数を低減することができる。 In the example shown in FIG. 5, the power supply circuit DR1 of the logic chip LC and the power supply circuit DR3 of the memory chips MC1, MC2, MC3, and MC4 are combined. In other words, the input / output circuit NS1 of the logic chip LC and the input / output circuit NS2 of the memory chips MC1, MC2, MC3, and MC4 are driven by applying the same voltage supplied from the power supply line V2. In this way, by sharing part or all of the power supply circuit DR, the number of power supply lines V1, V2, and V3 that supply a potential (in other words, drive voltage) to the power supply circuit can be reduced. Further, if the number of power supply lines V1, V2, and V3 is reduced, the number of electrodes formed on the logic chip LC can be reduced.
また、ロジックチップLCの内部インタフェース回路NIFと、メモリチップMC1、MC2、MC3、MC4のそれぞれの入出力回路NS2とは、それぞれ電気的に接続されている。半導体装置1のように、ある装置やシステムの動作に必要な回路が一つの半導体装置1に集約して形成されたものを、SiP(System in Package)と呼ぶ。なお、図4では、一つのロジックチップLC上に、四つのメモリチップMC1、MC2、MC3、MC4を積層した例を示しているが、上記の通り、半導体チップ3の積層数には種々の変形例がある。図示は省略するが、例えば、最小限の構成としては、一つのロジックチップLC上に一つのメモリチップMC1を搭載する変形例に適用することができる。
The internal interface circuit NIF of the logic chip LC and the input / output circuits NS2 of the memory chips MC1, MC2, MC3, and MC4 are electrically connected to each other. A
また、ロジックチップLCおよびメモリチップMC1、MC2、MC3、MC4の汎用性を向上させる観点からは、ロジックチップLCおよびメモリチップMC1、MC2、MC3、MC4の平面サイズ(すなわち、平面視における寸法、表面3aおよび裏面3bの寸法)は、各半導体チップ3の機能を達成可能な範囲内で最小化することが好ましい。ロジックチップLCは、回路素子の集積度を向上させることにより平面サイズを低減することができる。一方、平面サイズに応じて、主記憶回路MMの容量や伝送速度(例えばデータバスの幅によるデータ転送量)が変化するので、メモリチップの平面サイズは大きい方が単位面積当たりの容量を大きくできる場合がある。
In addition, from the viewpoint of improving the versatility of the logic chip LC and the memory chips MC1, MC2, MC3, and MC4, the planar size of the logic chip LC and the memory chips MC1, MC2, MC3, and MC4 (that is, dimensions and surfaces in plan view). 3a and back
このため、図4に示す例では、メモリチップMC4の平面サイズは、ロジックチップLCの平面サイズよりも大きい。例えば、メモリチップMC4の平面サイズは、一辺の長さが8mm〜10mm程度の四角形であるのに対し、ロジックチップLCの平面サイズは、一辺の長さが5mm〜6mm程度の四角形である。また、図示は省略するが、図4に示すメモリチップMC1、MC2、MC3の平面サイズは、メモリチップMC4の平面サイズと同じである。 For this reason, in the example shown in FIG. 4, the planar size of the memory chip MC4 is larger than the planar size of the logic chip LC. For example, the planar size of the memory chip MC4 is a quadrangle whose side is about 8 mm to 10 mm, whereas the planar size of the logic chip LC is a quadrangle whose side is about 5 mm to 6 mm. Although not shown, the planar size of the memory chips MC1, MC2, and MC3 shown in FIG. 4 is the same as the planar size of the memory chip MC4.
また、上記したように、ロジックチップLCには、図示しない外部機器との間で信号の入出力を行う外部インタフェース回路GIFが形成されるので、外部機器との伝送距離を短縮する観点から、複数の半導体チップ3の積層順は、ロジックチップLCを最下段、すなわち、配線基板2に最も近い位置に搭載することが好ましい。つまり、半導体装置1のように平面サイズの小さい半導体チップ3(ロジックチップLC)上に、平面サイズが大きい半導体チップ3(例えば、メモリチップMC1、MC2、MC3、MC4)を積層する構成が好ましい。
Further, as described above, the logic chip LC is formed with the external interface circuit GIF for inputting / outputting signals to / from an external device (not shown). From the viewpoint of shortening the transmission distance from the external device, a plurality of logic chips LC are provided. The stacking order of the
<積層された半導体チップの電気的接続方法の詳細>
次に、図4に示すロジックチップLCおよびメモリチップMC1、MC2、MC3、MC4の詳細および各半導体チップ3の電気的な接続方法について説明する。図6は図4に示すA部の拡大断面図である。また、図7は、図4に示すロジックチップの表面側を示す平面図、図8は、図7に示すロジックチップの裏面側の一例を示す平面図である。また、図9は、図4に示すメモリチップの表面側を示す平面図、図10は、図9に示すメモリチップの裏面側の一例を示す平面図である。なお、図6〜図10では、見易さのため、電極数を少なくして示しているが、電極(例えば、表面電極3ap、裏面電極3bp、貫通電極3tsv)の数は、図6〜図10に示す態様には限定されない。また、図10では、メモリチップMC1、MC2、MC3の裏面を示すが、貫通電極3tsvが裏面3bに形成されないメモリチップMC4(図4参照)の裏面の構造は、図3に示されているので、図示は省略する。
<Details of electrical connection method of stacked semiconductor chips>
Next, details of the logic chip LC and the memory chips MC1, MC2, MC3, and MC4 shown in FIG. 4 and an electrical connection method of each
本願発明者は、SiP型の半導体装置の性能を向上させる技術を検討しているが、この一環として、SiPに搭載される複数の半導体チップ間の信号伝送速度を、例えば12Gbps(毎秒12ギガビット)以上に向上させる技術について検討した。SiPに搭載される複数の半導体チップ間の伝送速度を向上させる方法として、内部インタフェースのデータバスの幅を大きくして1回に伝送するデータ量を増加させる方法がある(以下、バス幅拡大化と記載する)。また、別の方法として、単位時間当たりの伝送回数を増やす方法がある(以下、高クロック化と記載する)。また、上記したバス幅拡大法とクロック数増加法を組み合わせて適用する方法がある。図1〜図5を用いて説明した半導体装置1は、バス幅拡大化と高クロック化を組み合わせて適用することにより、内部インタフェースの伝送速度を12Gbps以上に向上させた半導体装置である。
The inventor of the present application is examining a technique for improving the performance of the SiP type semiconductor device. As part of this, the signal transmission speed between a plurality of semiconductor chips mounted on the SiP is set to, for example, 12 Gbps (12 gigabits per second). The technology to be improved was examined. As a method of improving the transmission speed between a plurality of semiconductor chips mounted on a SiP, there is a method of increasing the amount of data transmitted at one time by increasing the width of the data bus of the internal interface (hereinafter referred to as bus width expansion). ). As another method, there is a method of increasing the number of transmissions per unit time (hereinafter referred to as high clock). In addition, there is a method in which the above-described bus width expansion method and the clock number increase method are applied in combination. The
例えば図4に示すメモリチップMC1、MC2、MC3、MC4は、それぞれ512bitのデータバスの幅を持つ、所謂、ワイドI/Oメモリである。詳しくは、メモリチップMC1、MC2、MC3、MC4は、データバスの幅が128bitのチャンネルを、それぞれ4つ備えており、この4チャンネルのバス幅を合計すると、512bitとなる。また、各チャンネルの単位時間当たりの伝送回数は高クロック化され、例えばそれぞれ3Gbps以上になっている。 For example, the memory chips MC1, MC2, MC3, and MC4 shown in FIG. 4 are so-called wide I / O memories each having a 512-bit data bus width. Specifically, each of the memory chips MC1, MC2, MC3, and MC4 includes four channels each having a data bus width of 128 bits, and the total bus width of these four channels is 512 bits. In addition, the number of transmissions per unit time of each channel is increased to, for example, 3 Gbps or more.
このように、高クロック化とバス幅拡大化を組み合わせて適用する場合には、多数のデータ線を高速で動作させる必要があるため、ノイズの影響を低減する観点から、データの伝送距離を短縮することが好ましい。そこで、図4に示すように、ロジックチップLCとメモリチップMC1は、ロジックチップLCとメモリチップMC1の間に配置される導電性部材を介して電気的に接続されている。また、複数のメモリチップMC1、MC2、MC3、MC4は、それぞれ、複数のメモリチップMC1、MC2、MC3、MC4の間に配置される導電性部材を介して電気的に接続される。言い換えれば、半導体装置1では、ロジックチップLCとメモリチップMC1の間の伝送経路に、配線基板2や図示しないワイヤが含まれない。また、半導体装置1では、複数のメモリチップMC1、MC2、MC3、MC4間の伝送経路に、配線基板2や図示しないワイヤ(ボンディングワイヤ)が含まれない。また、積層された複数の半導体チップの伝送経路中にボンディングワイヤを介在させない場合、ワイヤボンディングのスペースを省くことができるので、パッケージ全体の平面サイズを小型化することができる。
As described above, when applying a combination of high clock and widening the bus width, it is necessary to operate many data lines at high speed, so the data transmission distance is shortened from the viewpoint of reducing the influence of noise. It is preferable to do. Therefore, as shown in FIG. 4, the logic chip LC and the memory chip MC1 are electrically connected via a conductive member disposed between the logic chip LC and the memory chip MC1. In addition, the plurality of memory chips MC1, MC2, MC3, and MC4 are electrically connected to each other through conductive members disposed between the plurality of memory chips MC1, MC2, MC3, and MC4. In other words, in the
本実施の形態では複数の半導体チップ3同士を、ワイヤを介さずに接続する方法として、図6に示すように、半導体チップ3を厚さ方向に貫通する貫通電極(内部電極)3tsvを形成し、この貫通電極3tsvを介して積層された半導体チップ3同士を接続する技術を適用している。
In the present embodiment, as a method of connecting a plurality of
例えば、ロジックチップLCは、表面3aに形成された複数の表面電極(電極、パッドともいう)3ap、および裏面3bに形成された複数の裏面電極(電極、パッドともいう)3bpを有している。また、ロジックチップLCは、表面3aおよび裏面3bのうちの一方から他方に向かって貫通するように形成され、かつ、複数の表面電極3apと複数の裏面電極3bpを電気的に接続する複数の貫通電極3tsvを有している。
For example, the logic chip LC has a plurality of front surface electrodes (also referred to as electrodes or pads) 3ap formed on the
図7に示すように、ロジックチップLCが備える複数の表面電極3apのうちの一部(例えば、複数の表面電極3ap1)は、表面3aにおいて中央部に配置されている。また、ロジックチップLCが備える複数の表面電極3apのうちの一部(例えば、複数の表面電極3ap2)は、表面3aの周縁部に表面3aの辺(言い換えれば、側面3c)に沿って配置されている。また、図8に示すように、ロジックチップLCが備える複数の裏面電極3bpは、裏面3bにおいて中央部に配置されている。
As shown in FIG. 7, some of the plurality of surface electrodes 3ap included in the logic chip LC (for example, the plurality of surface electrodes 3ap1) are arranged in the center portion on the
図7に示す複数の表面電極3apのうち、表面3aの中央部に配置される複数の表面電極3ap1は、図8に示す裏面3bの中央部に配置される複数の裏面電極3bpと、図6に示す複数の貫通電極3tsvを介して電気的に接続されている。
Among the plurality of surface electrodes 3ap shown in FIG. 7, the plurality of surface electrodes 3ap1 arranged at the center portion of the
図7に示す例では、複数の表面電極3apのうち、表面3aの周縁部に配置される複数の表面電極3ap2には、貫通電極3tsvが接合されないものと、図6に示す貫通電極3tsvが接合されるものが混在する。つまり、図7に示す例では、複数の表面電極3ap2は、内部インタフェース用の電極と外部インタフェース用の電極が混在する。一方、図7に示す複数の表面電極3apのうち、表面3aの周縁部に配置される複数の表面電極3ap2の大部分は、図4に示す配線基板2を介して図示しない外部機器と電気的に接続されている。詳しくは、図6に示すように、突起電極7bおよび半田材7sを介して、ロジックチップLCの表面電極3apと配線基板2のボンディングリード2fが電気的に接続されている。
In the example shown in FIG. 7, among the plurality of surface electrodes 3ap, the plurality of surface electrodes 3ap2 arranged at the peripheral portion of the
また、例えば、複数のメモリチップMC1、MC2、MC3のそれぞれは、表面3aに形成された複数の表面電極3ap、および表面3aと裏面3bとのうちの一方から他方に向かって貫通するように形成され、かつ、複数の表面電極3apと複数の裏面電極3bpを電気的に接続する複数の貫通電極3tsvを有している。複数の貫通電極3tsvのそれぞれは、半導体チップ3の厚さ方向に沿って(表面3a側から裏面3b側に向かって)延びるように形成されている。
Further, for example, each of the plurality of memory chips MC1, MC2, and MC3 is formed so as to penetrate from one of the plurality of surface electrodes 3ap formed on the
また、複数のメモリチップMC1、MC2、MC3、MC4のうち、最上段に搭載されるメモリチップMC4は、表面3aに形成された複数の表面電極3apを有し、かつ複数の貫通電極3tsvは有していない。
Of the plurality of memory chips MC1, MC2, MC3, and MC4, the memory chip MC4 mounted at the top has a plurality of surface electrodes 3ap formed on the
図9に示すように、メモリチップMC1、MC2、MC3、MC4が備える複数の表面電極3apは、表面3aにおいて中央部に配置されている。また、図10に示すように、メモリチップMC1、MC2、MC3が備える複数の貫通電極3tsvは、裏面3bの中央部において、半導体基板から露出している。また、図6に示すように、メモリチップMC1、MC2、MC3、MC4の複数の表面電極3apとメモリチップMC1、MC2、MC3の複数の貫通電極3tsvは、それぞれが厚さ方向に重なる位置に配置されている。
As shown in FIG. 9, the plurality of surface electrodes 3ap included in the memory chips MC1, MC2, MC3, and MC4 are arranged at the center of the
また、図9に示すように、メモリチップMC1、MC2、MC3、MC4の表面3a側(詳しくは、半導体基板の主面上)には、複数のメモリ領域(言い換えれば、記憶回路素子配列領域)MRが設けられている。図9に示す例では、上記した4チャンネルに対応した四つのメモリ領域MRが形成されている。各メモリ領域MRには複数のメモリセル(言い換えれば、記憶回路素子)がアレイ状に配置されている。図5を用いて説明した主記憶回路MMは、図9に示す複数のメモリ領域MRにそれぞれ形成される。
Further, as shown in FIG. 9, a plurality of memory regions (in other words, memory circuit element array regions) are provided on the
本実施の形態では、図4に示すようにロジックチップLC、およびメモリチップMC1、MC2、MC3、MC4のそれぞれの表面3aの中心部が重なるように積層する。このため、図9に示すように、メモリチップMC1、MC2、MC3、MC4の複数の表面電極3apを、表面3aの中央部に配置することで、平面サイズの異なる各半導体チップ3を電気的に接続する伝送経路距離を短くすることができる。
In the present embodiment, as shown in FIG. 4, the logic chip LC and the memory chips MC1, MC2, MC3, and MC4 are stacked so that the center portions of the
半導体チップ3が備える各回路は、半導体チップ3の表面3a側に形成される。詳しくは、半導体チップ3は、例えばシリコン(Si)からなる半導体基板(図示は省略)を備え、半導体基板の素子形成面である主面に、例えばトランジスタなどの複数の半導体素子(図示は省略)が形成される。半導体基板の主面上(つまり、表面3a側)には、複数の配線と複数の配線間を絶縁する絶縁膜を備える配線層(図示は省略)が積層される。配線層の複数の配線は複数の半導体素子とそれぞれ電気的に接続されて、回路を構成する。半導体チップ3の表面3a(図4参照)に形成される複数の表面電極3apは、半導体基板と表面3aの間に設けられている配線層を介して半導体素子と電気的に接続され、回路の一部を構成する。
Each circuit included in the
したがって、図6に示すように、半導体チップ3を厚さ方向に貫通する貫通電極3tsvを形成し、表面電極3apと貫通電極3tsvとを電気的に接続することで、半導体チップ3の表面3a側と裏面3b側を電気的に接続する導通経路を形成することができる。このため、例えば、図6に示すメモリチップMC1とメモリチップMC2の接続構造のように、メモリチップMC2の貫通電極3tsvとメモリチップMC1の表面電極3apとを、接続材7を介して電気的に接続すれば、メモリチップMC1の回路とメモリチップMC2の回路とを電気的に接続する事が出来る。
Therefore, as shown in FIG. 6, by forming the through electrode 3tsv penetrating the
また、例えば、図6に示すロジックチップLCとメモリチップMC1の接続構造のように、ロジックチップLCの裏面電極3bpとメモリチップMC1の貫通電極3tsvとを、接続材7を介して電気的に接続すれば、メモリチップMC1の回路とロジックチップLCの回路とを電気的に接続する事が出来る。
Further, for example, like the connection structure of the logic chip LC and the memory chip MC1 shown in FIG. 6, the back surface electrode 3bp of the logic chip LC and the through electrode 3tsv of the memory chip MC1 are electrically connected via the
また、例えば、図6に示すメモリチップMC3とメモリチップMC4の接続構造のように、メモリチップMC4の表面電極3apとメモリチップMC3の表面電極3apとを、接続材7を介して電気的に接続すれば、メモリチップMC4の回路とメモリチップMC3の回路とを電気的に接続する事が出来る。
Further, for example, like the connection structure of the memory chip MC3 and the memory chip MC4 shown in FIG. 6, the surface electrode 3ap of the memory chip MC4 and the surface electrode 3ap of the memory chip MC3 are electrically connected via the connecting
上記のように、本実施の形態によれば、複数の半導体チップ3を、ワイヤを介さずに電気的に接続することができるので、データの伝送距離を短縮することができる。この結果、複数の伝送経路のそれぞれを高速化することができる。
As described above, according to the present embodiment, since a plurality of
なお、図6に示す例では、積層された複数の半導体チップ3には、表面3aが配線基板2の上面2aと対向する、所謂フェイスダウン実装方式で搭載されているものと、裏面3bが配線基板2の上面2aと対向する、所謂フェイスアップ実装方式で搭載されているものと、が混在する。例えば、ロジックチップLCおよびメモリチップMC4は、それぞれフェイスダウン実装方式(フリップチップ接続方式とも呼ぶ)により搭載されている。一方、メモリチップMC1、MC2、MC3のそれぞれは、フェイスアップ実装方式で搭載されている。図6に示すような積層構造になる理由については後述する。
In the example shown in FIG. 6, a plurality of stacked
また、複数の半導体チップ3の間を電気的に接続する接続材7には、突起電極(バンプ電極ともいう)7b、半田材7s、および導体柱7pなどの導電性部材が含まれる。突起電極7bは、例えばめっき法により形成された金属部材であって、図6に示す例では、無電解めっき法によりニッケル(Ni)、金(Au)を順に積層した金属部材である。なお、ニッケル部材の表面を覆う金(Au)膜の金(Au)成分は、半田材7sと接合すると、半田材7s中に分散する場合がある。
Further, the connecting
また、図6に示す例では、メモリチップMC1の裏面3bに形成された複数の突起電極7bはドーム状(半球状ともいう)の形状を成す。一方、ロジックチップLCの表面3aに形成された複数の突起電極7bは、柱状(例えば円柱)の形状を成す。これら突起電極7bの形状は、突起電極7bを形成する際の製法に応じて異なるが、図6に示す実施態様には限定されない。
In the example shown in FIG. 6, the plurality of protruding
また、例えば、半田材7sは、鉛(Pb)を実質的に含まない、所謂、鉛フリー半田からなる。半田材7sは、例えば錫(Sn)のみ、錫−ビスマス(Sn−Bi)、または錫−銅−銀(Sn−Cu−Ag)などである。ここで、鉛フリー半田とは、鉛(Pb)の含有量が0.1wt%以下のものを意味し、この含有量は、RoHS(Restriction of Hazardous Substances)指令の基準として定められている。以下、本実施の形態において、半田材、あるいは半田成分について説明する場合には、特にそうでない旨明示した場合を除き、鉛フリー半田を指す。
Further, for example, the
また、導体柱7pは、絶縁性部材(封止材層6や図示しないレジスト膜)に貫通孔を形成し、貫通孔内に、例えばめっき法により金属膜を埋め込むことにより形成された金属部材である。図6に示す例では、導体柱7pは、例えば、円柱状に形成された銅(Cu)から成る。なお、図6に示す、ロジックチップLCの表面3aに形成された複数の突起電極7bは、導体柱7pと同様の形状を成し、同じ金属材料で形成されている。したがって、ロジックチップLCの表面3aに形成された複数の突起電極7bを導体柱と呼ぶこともできる。
The
また、図6に示すロジックチップLC、メモリチップMC1、MC2、MC3のように、貫通電極3tsvを備える半導体チップ3は、厚さ、すなわち、表面3aと裏面3bの離間距離は薄く(言い換えれば、小さく)することが好ましい。半導体チップ3の厚さを薄くすれば、貫通電極3tsvの伝送距離が短縮されるので、インピーダンス成分を低減できる点で好ましい。また、半導体基板の厚さ方向に開口部(貫通孔および貫通しない穴を含む)を形成する場合、孔の深さが深くなるほど加工精度が低下する。言い換えれば、半導体チップ3の厚さを薄くすれば、貫通電極3tsvを形成するための開口部の加工精度を向上させることができる。このため、複数の貫通電極3tsvの径(すなわち、半導体チップ3の厚さ方向に対して直交方向の長さ)を揃えることができるので、複数の伝送経路のインピーダンス成分を制御し易くなる。
Further, like the logic chip LC and the memory chips MC1, MC2, and MC3 shown in FIG. 6, the
このため、ロジックチップLC、メモリチップMC1、MC2、MC3の厚さは、最上層に搭載されるメモリチップMC4の厚さよりも薄く、例えば100μmよりも薄い。図6に示す例では、ロジックチップLCの厚さは、例えば50μm程度、メモリチップMC1、MC2、MC3の厚さはそれぞれ30μm〜40μm程度である。 For this reason, the thickness of the logic chip LC and the memory chips MC1, MC2, and MC3 is thinner than the thickness of the memory chip MC4 mounted on the uppermost layer, for example, thinner than 100 μm. In the example shown in FIG. 6, the thickness of the logic chip LC is, for example, about 50 μm, and the thicknesses of the memory chips MC1, MC2, and MC3 are each about 30 to 40 μm.
上記のように、半導体チップ3を薄型化する場合、半導体チップ3を露出させた状態では、半導体チップ3が損傷する懸念がある。このため、本実施の形態では、図6に示すように、積層される半導体チップ3の間に、それぞれ封止材層6、あるいは接着材NCLを介在させている。これにより、半導体チップ3同士を電気的に接続する接続部、および各半導体チップ3を保護することができる。また、図4に示す例では、複数の半導体チップ3に封止体4を密着させて封止する。この場合、封止体4は半導体チップ3の保護部材として機能し、半導体チップ3の損傷を抑制することができる。つまり、本実施の形態によれば、複数の半導体チップ3を樹脂で封止することにより、半導体装置1の信頼性(耐久性)を向上させることができる。
As described above, when the
<半導体装置の製造方法>
次に、図1〜図10を用いて説明した半導体装置1の製造工程について説明する。図11は、図1〜図10を用いて説明した半導体装置の製造工程の概要を示す説明図である。また、図12は、図11に示すチップ積層体準備工程で準備するチップ積層体の斜視図である。
<Method for Manufacturing Semiconductor Device>
Next, the manufacturing process of the
本実施の形態では、図11に示すチップ積層体準備工程において、例えば図12に示すように、複数のメモリチップMC1、MC2、MC3、MC4が積層されたチップ積層体(積層体、メモリチップ積層体、半導体チップ積層体、半導体装置ともいう)MCSを準備する。本セクションでは、図11に示す工程フローに沿って製造工程の概要を説明する前に、図12に示すチップ積層体MCSの製造方法について説明する。 In the present embodiment, in the chip laminated body preparation step shown in FIG. 11, for example, as shown in FIG. 12, a chip laminated body in which a plurality of memory chips MC1, MC2, MC3, MC4 are laminated (laminated body, memory chip laminated). MCS) is also prepared. In this section, a manufacturing method of the chip stack MCS shown in FIG. 12 will be described before the outline of the manufacturing process is described along the process flow shown in FIG.
<チップ積層体準備工程の詳細>
図13は、図11に示すチップ積層体準備工程の詳細な工程フローを示す説明図である。図12に示すように、チップ積層体MCSは、複数の半導体チップ3が封止材層6を介して積層されている。また、図6を用いて説明したように、複数の半導体チップ3のそれぞれは、導体柱7pおよび貫通電極3tsvを介して、互いに電気的に接続されている。また、チップ積層体MCSの実装面には、チップ積層体MCSの外部端子となる複数の突起電極7bが形成されている。図4に示す例では、メモリチップMC1の裏面3bがロジックチップLCの裏面3bと対向配置される実装面になるので、図12に示すように、メモリチップMC1の裏面3bに複数の突起電極7bが形成されている。
<Details of chip stack preparation process>
FIG. 13 is an explanatory diagram showing a detailed process flow of the chip stack preparation process shown in FIG. 11. As shown in FIG. 12, in the chip stacked body MCS, a plurality of
このように、複数の半導体チップ3が互いに電気的に接続され、かつ、外部端子となる複数の突起電極7bを有しているチップ積層体MCSは、半導体装置として定義することもできる。
As described above, the chip stacked body MCS in which the plurality of
図12に示すチップ積層体MCSは、図4に示すロジックチップLC上に、メモリチップMC1、MC2、MC3、MC4のそれぞれを、封止材層6を介して順次積み上げて形成することもできる。しかし、図11に示す組立工程を簡略化し、全体として製造効率を向上させる観点からは、チップ積層体MCSを先に組み立てておいて、図11に示すチップ積層体搭載工程で搭載する方が好ましい。メモリチップMC1、MC2、MC3、MC4を積層したチップ積層体MCSを形成する場合、例えば、図11に示すチップ積層体準備工程は、他の工程とは別の場所で、独立して行うことができる。例えば、チップ積層体MCSは、図11に示す組立の各工程が行われる事業所とは別の事業所で独立して組立てることも可能である。
The chip stack MCS shown in FIG. 12 can also be formed by sequentially stacking the memory chips MC1, MC2, MC3, MC4 via the sealing
特に、本実施の形態のように、メモリチップMC1、MC2、MC3、MC4のそれぞれの平面サイズ、すなわち、図9に示す表面3aの平面寸法および図10に示す裏面3bの平面寸法が同じである場合には、以下で説明するように、半導体ウエハの状態で積層した後、切断する製造方法の方が効率的である。そこで、本実施の形態では、メモリチップMC1、MC2、MC3、MC4に相当する複数のチップ形成領域が形成された半導体ウエハを積層した後で、ウエハ積層体を切断することにより、複数のチップ積層体を取得する製造方法について説明する。
In particular, as in the present embodiment, the planar sizes of the memory chips MC1, MC2, MC3, and MC4, that is, the planar dimensions of the
まず、半導体ウエハを積層した後で、ウエハ積層体を切断することにより、複数の積層体を取得する製造方法に関し、本願発明者が検討した検討例について説明する。図14は、図13に対する検討例である工程フローを示す説明図である。また、図15は、図14に示す個片化工程において、ウエハ積層体を個片化する状態を模式的に示す断面図である。なお、図13に示す工程フローと図14に示す工程フローとは、第1、第2、第3、および第4溝形成工程の有無が相違するが、他の点では同様である。また、図15では、図6に示すメモリチップMC1、MC2、MC3、MC4との対応関係を判り易くするため、ダイシングテープ40に近い側から順に、半導体ウエハWH4、WH3、WH2、WH1が積層された構造を示している。
First, a study example examined by the inventors of the present application will be described with respect to a manufacturing method for obtaining a plurality of laminated bodies by cutting a wafer laminated body after laminating semiconductor wafers. FIG. 14 is an explanatory diagram showing a process flow, which is an example for studying FIG. FIG. 15 is a cross-sectional view schematically showing a state in which the wafer stack is separated into pieces in the singulation process shown in FIG. The process flow shown in FIG. 13 and the process flow shown in FIG. 14 differ in the presence or absence of the first, second, third, and fourth groove forming steps, but are the same in other respects. In FIG. 15, in order to make it easy to understand the correspondence with the memory chips MC1, MC2, MC3, and MC4 shown in FIG. 6, the semiconductor wafers WH4, WH3, WH2, and WH1 are stacked in order from the side closer to the dicing
すなわち、半導体ウエハWH4が有する複数のチップ形成領域50aのそれぞれには、図6に示すメモリチップMC4に相当する複数の半導体素子が形成されている。同様に、半導体ウエハWH3、WH2、WH1が有する複数のチップ形成領域50aのそれぞれには、図6に示すメモリチップMC3、MC2、MC1に相当する複数の半導体素子が形成されている。以下では、図6に示すメモリチップMC1、MC2、MC3、MC4と、半導体ウエハWH1、WH2、WH3、WH4との対応関係について、繰り返しの説明は省略するが、他の図においても上記の対応関係として説明する。
That is, a plurality of semiconductor elements corresponding to the memory chip MC4 shown in FIG. 6 are formed in each of the plurality of
図14および図15に示す実施態様では、半導体ウエハWH4、WH3、WH2、WH1のそれぞれを、封止材層6を介して積層してウエハ積層体WHSを形成する。図15に示すように、半導体ウエハWH4、WH3、WH2、WH1のそれぞれには、複数のチップ形成領域(チップ形成部ともいう)50aと、隣り合うチップ形成領域50aの間に配置されるダイシング領域(切削加工領域、切断領域、切断部ともいう)50bが設けられている。そして、ウエハ積層体WHSを形成した後で、ダイシングブレード41をダイシング領域50bに沿って走行させることで、ウエハ積層体WHSを複数のチップ積層体MCSに分割する。つまり、複数の半導体ウエハ50を積層した後で、ウエハ積層体WHSを切断して複数のチップ積層体MCSを取得する製造方法である。
In the embodiment shown in FIGS. 14 and 15, each of the semiconductor wafers WH4, WH3, WH2, and WH1 is laminated via the sealing
このように、複数の半導体ウエハ50を積層した後で、ウエハ積層体WHSを切断する製造方法の場合、複数のチップ形成領域50aのそれぞれの位置合わせを行う工程や、封止材層6と半導体ウエハ50を接着固定させる工程などをウエハ単位で一括して行うことができる。このため、個々の半導体チップ3を順次積層する方法と比較して製造効率を向上させることができる。
As described above, in the case of a manufacturing method in which a plurality of
また、図14に示す例では、半導体ウエハを搭載する第2、第3、および第4ウエハ搭載工程の後で、それぞれ図15に示す半導体ウエハ50の裏面3bを研削する工程を行っている。つまり、半導体ウエハ50を搭載した後で、半導体ウエハ50の厚さを薄くするので、半導体ウエハ50を搭載する工程は、半導体ウエハ50の厚さが厚い状態で行う。例えば、直径が300mmの規格の半導体ウエハであれば、775μm程度の厚さで図14に示す第2、第3、および第4ウエハ搭載工程を行うことができる。このため、搭載工程時に半導体ウエハ50が損傷することを防止または抑制することができる。
Further, in the example shown in FIG. 14, after the second, third, and fourth wafer mounting steps for mounting the semiconductor wafer, a step of grinding the
ところが、本願発明者の検討によれば、図14および図15に示す製造方法では、個片化工程において、半導体チップ3の一部が損傷する場合があることが判った。図15に示すように、複数の半導体ウエハ50のそれぞれを、封止材層6を介して積層する方式の場合、ダイシング領域50bにも封止材層6が存在することになる。詳細は後述するが、封止材層6には、積層される半導体ウエハ50同士を接着固定する接着材としての機能が要求され、半導体ウエハ50を構成する半導体材料(例えばシリコン)とは異なる物性を有する絶縁材料により構成されている。つまり、図15に示すようにダイシングブレード41により、切削加工を施す場合、半導体ウエハ50を切削加工する場合と、封止材層6を切削加工する場合とでは、ダイシングブレード41の回転数や砥粒の平均粒径、押し付け圧力などの切削加工条件の最適値が大きく異なる。
However, according to the study by the inventors of the present application, it has been found that in the manufacturing method shown in FIGS. 14 and 15, a part of the
このため、図15に示すようにダイシングブレード41により、半導体ウエハ50と封止材層6を一括して切削加工する場合には、半導体ウエハ50のダイシング領域50bの近傍に過剰な負荷が加わる場合がある。例えば、封止材層6を切削可能な条件で、半導体ウエハ50を切削加工すると、半導体ウエハ50のチップ形成領域50aの周縁部がひび割れたり、欠けたりする、チッピング現象が発生する場合がある。
For this reason, when the
また、ダイシングブレード41の切削加工面に、封止材層6の切削屑が付着して目詰まりした場合には、チッピング現象の発生頻度が増大する。また、半導体ウエハ50の厚さが薄くなる程、チッピング現象の発生頻度は高くなる。また、切削加工幅が狭くなる程、局所的に応力が集中し易くなるので、チッピング現象の発生頻度が高くなる。また、チッピング現象が最上層の半導体ウエハ50において発生した場合には、目視、あるいは光学的な検査方法により、チッピング箇所を検出することができる。しかし、チッピング現象が、下層の半導体ウエハ50において発生した場合には、チッピング箇所を検出することが難しい。また、上記チッピング現象は、チップ積層体MCS、あるいは、チップ積層体MCSが搭載された半導体装置1(図4参照)の信頼性低下の原因になる。
Moreover, when the cutting waste of the sealing
そこで、本願発明者は、チップ積層体MCS、あるいは、チップ積層体MCSが搭載された半導体装置1(図4参照)の信頼性を向上させる観点から、以下で説明する実施態様を見出した。 Therefore, the inventor of the present application has found an embodiment described below from the viewpoint of improving the reliability of the chip stack MCS or the semiconductor device 1 (see FIG. 4) on which the chip stack MCS is mounted.
以下で説明する本実施の態様の概要を先に説明すると、ダイシング領域50bと重なる領域に配置された封止材層6を予め取り除いた状態で複数の半導体ウエハ50を積層する。そして、封止材層6が取り除かれたダイシング領域50bに沿ってダイシングブレード41を走行させることで、複数のチップ積層体MCSを取得するものである。これにより、図13に示す個片化工程においては、ダイシングブレード41で封止材層6を切削する必要がなくなる。
If the outline | summary of this aspect demonstrated below is demonstrated previously, the
また、ダイシングブレード41により封止材層6を切削する必要がなくなれば、半導体ウエハ50を対象として、切削加工条件を最適化することができる。このため、上記したチッピング現象の発生を防止または抑制することができる。また、図13に示す個片化工程においてチッピング現象の発生を防止または抑制すれば、チップ積層体MCS、あるいは、チップ積層体MCSが搭載された半導体装置1(図4参照)の信頼性を向上させることができる。
Further, if it is not necessary to cut the sealing
以下、図13に示す工程フローの詳細について、順に説明する。なお、図13に示す第1、第2、第3および第4ウエハ準備工程のそれぞれは、工程フローが共通するので、以下ではウエハ準備工程として一括して説明する。 Hereinafter, the details of the process flow shown in FIG. 13 will be described in order. Each of the first, second, third, and fourth wafer preparation steps shown in FIG. 13 has a common process flow, and will be described collectively as a wafer preparation step below.
<ウエハ準備工程>
まず、図13に示す第1、第2、第3、および第4ウエハ準備工程では、図16および図17に示すように、半導体ウエハWH1、WH2、WH3、WH4を、それぞれ準備する。図16は、図13に示す第1、第2、第3および第4ウエハ準備工程のそれぞれで準備する半導体ウエハの平面図である。また、図17は図16のA−A線に沿った拡大断面図である。また、図18は、図13に示す第1、第2、第3、および第4ウエハ準備工程に含まれる詳細な工程、および第1、第2、第3、および第4溝形成工程を示す説明図である。
<Wafer preparation process>
First, in the first, second, third, and fourth wafer preparation steps shown in FIG. 13, semiconductor wafers WH1, WH2, WH3, and WH4 are respectively prepared as shown in FIGS. FIG. 16 is a plan view of a semiconductor wafer prepared in each of the first, second, third and fourth wafer preparation steps shown in FIG. FIG. 17 is an enlarged cross-sectional view along the line AA in FIG. 18 shows detailed steps included in the first, second, third, and fourth wafer preparation steps shown in FIG. 13, and the first, second, third, and fourth groove forming steps. It is explanatory drawing.
なお、図18のウエハ準備工程で製造する半導体ウエハWH1、WH2、WH3、WH4(図17参照)のそれぞれは平面視における構造が同様なので、図16では一枚の半導体ウエハ50を代表的に示している。一方、半導体ウエハWH1、WH2、WH3と、半導体ウエハWH4とは、断面構造が異なる。このため、図17では、断面構造が互いに同じである半導体ウエハWH1、WH2、WH3を上段に、断面構造が他とは異なる半導体ウエハWH4を下段に示している。また、以下の説明において、半導体ウエハWH1、WH2、WH3、WH4に共通する構成について説明する時は、半導体ウエハWH1、WH2、WH3、WH4の総称として、半導体ウエハ50の呼称を用いて説明する。一方、半導体ウエハWH1、WH2、WH3にはあるが、半導体ウエハWH4にはない構成については、半導体ウエハWH1、WH2、WH3として説明する。また、半導体ウエハWH4にはあるが、半導体ウエハWH1、WH2、WH3にはない構成については、半導体ウエハWH4として説明する。
Since the semiconductor wafers WH1, WH2, WH3, and WH4 (see FIG. 17) manufactured in the wafer preparation process of FIG. 18 have the same structure in plan view, FIG. 16 representatively shows one
また、図16および図17では、見易さのため、チップ形成領域50aの数を少なく(例えば図16に示す例では、16個)して記載している。ただし、チップ形成領域50aの数は、図16に示す態様には限定されず、16個よりも多くすることもできる。また、図16ではチップ形成領域50aとダイシング領域50bとの境界を示すため、チップ形成領域50aおよびダイシング領域50bの輪郭を二点鎖線で示す。しかし、チップ形成領域50aおよびダイシング領域50bは、図13に示す個片化工程において分割される領域、および切削加工される予定領域なので、実際に視認可能な境界線が存在する必要はない。
In FIGS. 16 and 17, the number of
図17に示すように、ウエハ準備工程で準備する半導体ウエハ50は、表面3aおよび裏面3b2を有している。また、半導体ウエハ50は、表面3aを区画する、複数のチップ形成領域50aが設けられている。また、図16および図17に示すように、半導体ウエハ50は、複数のチップ形成領域50aのうち、互いに隣り合うチップ形成領域50aの間に、図13に示す個片化工程において切削加工が施される予定領域である、ダイシング領域(切削加工領域、切断領域ともいう)50bを有している。
As shown in FIG. 17, the
この複数のチップ形成領域50aのそれぞれは、図4に示すメモリチップMC1、MC2、MC3、MC4に相当する。このように複数のチップ形成領域50aを有する半導体ウエハ50を用いる場合、図示しない半導体基板の素子形成面上に回路素子を形成する際に、複数のチップ形成領域50aに対して一括して処理を施すことができる。このため、半導体チップの製造効率を向上させることができる。
Each of the plurality of
また図17に示すように、半導体ウエハ50の複数のチップ形成領域50aのそれぞれには、表面3aに、複数の表面電極3apが形成されている。また、複数の表面電極3apには、複数の導体柱7pがそれぞれ接続されている。この複数の表面電極3apは、図6に示す複数の表面電極3apと同じ部材である。また、図17に示す複数の導体柱7pは、図6に示す半導体チップ3の間を電気的に接続する複数の導体柱7pと同じ部材である。
As shown in FIG. 17, a plurality of
また、図17に示すように、半導体ウエハWH1、WH2、WH3のそれぞれには、表面3aと裏面3b2との間に、複数の内部電極3ivが形成されている。この複数の内部電極3ivは、図6に示す複数の貫通電極3tsvに相当する金属部材であって、半導体ウエハの厚さ方向に延びるように形成されている。また、複数の内部電極3ivは、表面3aにおいて表面電極3apと接続されている。言い換えれば、複数の内部電極3ivは、複数の表面電極3apを介して複数の導体柱7pと電気的に接続されている。
As shown in FIG. 17, a plurality of internal electrodes 3iv are formed between the
一方、図17の下段に示すように、半導体ウエハWH4には、複数の内部電極3ivは形成されていない。半導体ウエハWH4は、図6に示すように、配線基板2上に搭載する際に、最上段に搭載されるメモリチップMC4に対応する半導体ウエハなので、貫通電極3tsvを形成する必要がない。このため、半導体ウエハWH4には、複数の内部電極3ivは形成されていない。
On the other hand, as shown in the lower part of FIG. 17, the plurality of internal electrodes 3iv are not formed on the semiconductor wafer WH4. As shown in FIG. 6, the semiconductor wafer WH4 is a semiconductor wafer corresponding to the memory chip MC4 mounted on the uppermost stage when mounted on the
また、半導体ウエハ50の表面3a上には、封止材層6が形成されている。封止材層6は、図12に示すように、複数の半導体チップ3のそれぞれを接着固定する接着材として機能する樹脂材である。また、図6に示すように、封止材層6は、厚さ方向に隣り合う半導体チップ3を電気的に接続する接続部(図6では、表面電極3apと貫通電極3tsvを接続する導体柱7p)を封止する樹脂材である。
A sealing
本実施の形態では、図18に示すように封止材層6(図17参照)を形成した後、封止材層6に貫通孔を形成し、貫通孔に金属を埋め込むことで、導体柱7p(図6参照)を形成する。したがって、封止材層6には、導体柱7pを形成するために必要な物性的特性を有していることが要求される。
In the present embodiment, as shown in FIG. 18, after forming the sealing material layer 6 (see FIG. 17), through holes are formed in the sealing
例えば、フォトリソグラフィ技術を適用して複数の貫通孔を形成するためには、封止材層6(図17参照)は、感光性樹脂である必要がある。また例えば、貫通孔に金属を埋め込んだ後、余分な金属を取り除く際に、CMP(化学的機械的研磨法;Chemical Mechanical Polishing)などの研磨技術を適用する場合には、封止材層6には、研磨部材を押し当てても潰れない強度が要求される。このため、例えば熱や光などのエネルギーを付与することで硬化する樹脂材料を用いて封止材層6を形成することが好ましい。また例えば、図13に示すように、本実施の形態では、封止材層6(図17参照)が形成された状態の半導体ウエハ50(図17参照)を順次積層して接着固定する。このため、一度硬化した封止材層6の露出面に、例えば、熱や光などのエネルギーを付与することで、露出面の粘着性が向上するような樹脂材料を用いて封止材層6を形成することが好ましい。また、図6に示すように、半導体チップ3を電気的に接続する複数の接続部を封止するためには、絶縁性材料であることが必要である。
For example, in order to form a plurality of through holes by applying a photolithography technique, the sealing material layer 6 (see FIG. 17) needs to be a photosensitive resin. Further, for example, when a polishing technique such as CMP (Chemical Mechanical Polishing) is applied when removing excess metal after embedding a metal in the through hole, the
上記のような材料として、本実施の形態では、例えばPBO(ポリベンゾオキサゾール;Polybenzoxazole)を用いて封止材層6を形成している。ただし、上記のような特性を有する樹脂材料であれば、種々の変形例を適用することができる。例えば、ポリイミドや、BCB(ベンゾシクロブテン;Benzocyclobutene)などの感光性ポリマーを適用することもできる。
In the present embodiment, for example, PBO (polybenzoxazole) is used as the material as described above to form the sealing
また封止材層6を構成するPBOは、常温(例えば25℃)では液体である。このため、半導体ウエハ50上に封止材層6を形成する工程では、液体のPBOを、例えばスピンコート法などの塗布技術を用いて半導体ウエハ50の上面3a上に塗布した後で、硬化させる。したがって、図17に示すように、封着材層6は、チップ形成領域50a上に選択的に配置されるのではなく、チップ形成領域50aおよびダイシング領域50bを含む表面3a上に一様に形成されている。
Moreover, PBO which comprises the sealing
また、図17に示すように、複数の導体柱7pのそれぞれは、封止材層6に覆われ、かつ、複数の導体柱7pのそれぞれの一部(図17では先端部)が封止材層6から露出している。このように導体柱7pの一部を封止材層6から露出させることで、導体柱7pを介して複数の半導体ウエハ50を電気的に接続することが可能になる。
Further, as shown in FIG. 17, each of the plurality of
次に、図18に示す工程フローに沿って、図16および図17に示す半導体ウエハ50の製造方法を説明する。なお、図17に示す半導体ウエハWH4を製造する場合には、図18に示す孔形成工程および導体柱形成工程を省略することができるが、その他の工程は共通する。したがって、以下では、図17に示す半導体ウエハWH1、WH2、WH3の製造方法について説明する。図19は、図18に示す半導体基板準備工程において準備する半導体基板を示す拡大断面図である。また、図20は、図19に示す半導体基板に複数の孔を形成した状態を示す拡大断面図である。また、図21は、図20に示す複数の孔に、金属材料を埋め込んだ状態を示す拡大断面図である。また、図22は、図21に示す半導体基板の主面上にチップ配線層を形成した状態を示す拡大断面図である。また、図23は図22に示す半導体ウエハの表面に封止材層を積層した状態を示す拡大断面図である。また、図24は、図23に示す封止材層に、複数の貫通孔を形成した状態を示す拡大断面図である。また、図25は、図24に示す複数の貫通孔に金属材料を埋め込んで導体柱を形成した状態を示す拡大断面図である。
Next, a method of manufacturing the
まず、図18に示す半導体基板準備工程として、図19に示す半導体基板SSを準備する。半導体基板SSは、例えばシリコン(Si)から成り、平面視において円形を成す。半導体基板SSの平面形状は、図16に示す半導体ウエハ50の平面形状と同様なので、図示は省略する。
First, as a semiconductor substrate preparation step shown in FIG. 18, a semiconductor substrate SS shown in FIG. 19 is prepared. The semiconductor substrate SS is made of, for example, silicon (Si) and has a circular shape in plan view. The planar shape of the semiconductor substrate SS is the same as the planar shape of the
半導体基板SSは、半導体素子形成面である主面(表面、上面ともいう)SSfおよび主面SSfの反対側の裏面(主面、下面ともいう)SSbを有する。主面SSfは、半導体素子を形成する面であって、厳密には、図17に示す表面3aと裏面3b2の間であって、表面3aから1μm〜数μm程度の位置に配置されている。一方、裏面SSbは図17に示す裏面3b2と同一の面である。また、半導体基板SSの厚さは、図4に示すメモリチップMC1、MC2、MC3、MC4の厚さよりも厚く、例えば700〜800μm程度(厳密には、例えば、775μm)である。
The semiconductor substrate SS has a main surface (also referred to as a front surface or an upper surface) SSf that is a semiconductor element formation surface and a back surface (also referred to as a main surface or a lower surface) SSb opposite to the main surface SSf. The main surface SSf is a surface on which a semiconductor element is formed. Strictly speaking, the main surface SSf is disposed between the
次に、図18に示す孔形成工程として、図20に示すように内部電極3iv(図17参照)を形成するための孔(穴、開口部)3tshを形成する。図20に示す例では、マスク25を半導体基板SSの主面SSf上に配置して、エッチング処理を施すことにより孔3tshを形成する。孔3tshの深さは、図13に示す第2、第3および第4ウエハ裏面研削工程を行った後の半導体ウエハの厚さよりも大きければ良い。すなわち、図6に示すメモリチップMC1、MC2、MC3の厚さよりも厚ければ良い。例えば、本工程で形成する孔3tshの深さは、研削した後の半導体ウエハの厚さが30μm〜50μm程度であれば、このウエハの厚さに数μm(1桁)の厚さを加算した深さ(例えば、31μm〜51μm程度)である。
Next, as a hole forming step shown in FIG. 18, a hole (hole, opening) 3tsh for forming the internal electrode 3iv (see FIG. 17) is formed as shown in FIG. In the example shown in FIG. 20, the
ただし、図6に示す貫通電極3tsvと導体柱7pとの接続部における電気的接続信頼性を向上させる観点からは、貫通電極3tsvの露出面積をある程度大きくすることが好ましい。したがって、エッチング加工により孔3tshの底面が湾曲することを考慮して、孔3tshの深さを決定することが好ましい。例えば、研削した後の半導体ウエハの厚さが30μm〜50μm程度であれば、本工程で形成する孔3tshの深さは、ウエハの厚さに数十μm(2桁)の厚さを加算した深さ40μm〜60μm程度とすることが好ましい。
However, from the viewpoint of improving the electrical connection reliability at the connection portion between the through electrode 3tsv and the
次に、内部電極形成工程として、図21に示すように複数の孔3tsh内に金属材料を埋め込んで複数の内部電極3ivを形成する。本工程で埋め込まれる金属材料としては、例えば銅(Cu)を例示することができる。また、金属材料を埋め込む工法は、例えばめっき法を例示することができる。 Next, as an internal electrode forming step, a plurality of internal electrodes 3iv are formed by embedding a metal material in the plurality of holes 3tsh as shown in FIG. An example of the metal material embedded in this step is copper (Cu). Moreover, the method of embedding a metal material can illustrate a plating method, for example.
また、図示は省略するが、ウエハ準備工程には、半導体基板SSの主面SSfに、不純物濃度が異なる複数の半導体領域、および絶縁層を組み合わせて構成される、複数の半導体素子を形成する工程(すなわち、半導体素子形成工程)が含まれる。この半導体素子形成工程は、例えば、図18に示す内部電極形成工程と、配線層形成工程の間に行うことができる。あるいは、半導体基板準備工程において準備する半導体基板SSの主面SSfに、予め半導体素子を形成しておくこともできる。 Although not shown, in the wafer preparation step, a step of forming a plurality of semiconductor elements configured by combining a plurality of semiconductor regions having different impurity concentrations and an insulating layer on the main surface SSf of the semiconductor substrate SS. (That is, a semiconductor element forming step). This semiconductor element forming step can be performed, for example, between the internal electrode forming step shown in FIG. 18 and the wiring layer forming step. Alternatively, a semiconductor element can be formed in advance on the main surface SSf of the semiconductor substrate SS prepared in the semiconductor substrate preparation step.
次に、配線層形成工程として、図22に示すように、半導体基板SSの主面SSf上に、絶縁層により互いに絶縁された導体パターンを備える、配線層(詳しくは、半導体チップ用配線層)3dを形成する。配線層3dの上面は、半導体ウエハ50(図22の例では半導体ウエハWH1、WH2、WH3)の表面3aを構成する。なお、図17に示す半導体ウエハWH4は、図22に示す複数の内部電極3ivが形成されていない点を除き、半導体ウエハWH1、WH2、WH3と同様である。本工程では、配線層3dの最上層に表面電極3apを形成し、複数の内部電極3ivと複数の表面電極3apをそれぞれ電気的に接続する。また、本工程では、半導体基板SSの主面SSf上に形成された複数の半導体素子と複数の表面電極3apとを電気的に接続する。
Next, as a wiring layer forming step, as shown in FIG. 22, a wiring layer (specifically, a wiring layer for a semiconductor chip) having conductor patterns insulated from each other by an insulating layer on the main surface SSf of the semiconductor substrate SS. 3d is formed. The upper surface of the
次に、封止材層形成工程では、図23に示すように半導体ウエハ50の表面3a上に封止材層6を形成する。封止材層6は、上記したように、PBOなど、常温で液体の樹脂により構成されている。このため、本工程では、例えば、液体樹脂を表面3a上に滴下して、半導体ウエハ50を回転させることで表面3a上に封止材層6を形成する、スピンコート法を適用することができる。また、封止材層6には、例えば熱硬化性の樹脂成分が含まれており、表面3aが封止材層6に覆われた半導体ウエハ50を加熱することにより、封止材層6を硬化させることができる。
Next, in the sealing material layer forming step, the sealing
次に、貫通孔形成工程として、図24に示すように、封止体層6を厚さ方向に貫通する複数の貫通孔6thを形成する。複数の貫通孔6thは、複数の表面電極3apと厚さ方向に重なる位置に形成される。つまり、本工程では、半導体ウエハ50に形成された複数の表面電極3apを封止材層6から露出させるように、封止材層6に複数の貫通孔6thを形成する。封止材層6は、上記したように、PBOなどの感光性樹脂により構成されており、フォトリソグラフィ技術により、複数の貫通孔6thを形成することができる。
Next, as a through-hole forming step, as shown in FIG. 24, a plurality of through-holes 6th penetrating the sealing
次に、導体柱形成工程として、図25に示すように、複数の貫通孔6thのそれぞれに金属材料を埋め込んで、複数の表面電極3apと電気的に接続される複数の導体柱7pを形成する。本工程では、例えば、めっき法により導体柱7pを形成することができる。また、貫通孔6th内に金属材料(例えば銅)を埋め込む際に、封止材層6の上面6a上にも金属材料が形成される場合がある。この場合、CMPなどの研磨技術により、封止材層6の上面6aを研磨することにより、複数の導体柱7pのそれぞれを、電気的に分離することができる。
Next, as a conductor column forming step, as shown in FIG. 25, a metal material is embedded in each of the plurality of through holes 6th to form a plurality of
以上の各工程により、図16および図17に示す半導体ウエハ50を製造することができる。なお、半導体ウエハWH4を形成する場合には、上記した工程のうち、孔形成工程および内部電極形成工程を省略することができる。
Through the above steps, the
<溝形成工程>
次に、図13に示す第1、第2、第3、および第4溝形成工程では、図26に示すように、半導体ウエハ50の表面3a側に、ダイシング領域50bに沿って溝50trを形成し、ダイシング領域50b上の封止材層6を取り除く。図26は、図17に示す半導体ウエハに溝を形成した状態を示す断面図である。また、図27は、図26に示すダイシング領域の一つを拡大して示す拡大断面図である。
<Groove formation process>
Next, in the first, second, third, and fourth groove forming steps shown in FIG. 13, a groove 50tr is formed along the
図26に示すように、溝形成工程では、ダイシング領域50b上の封止材層6を選択的に取り除く。本工程では、少なくとも、ダイシング領域50bの封止材層6が取り除くことが出来れば良いので、例えば切削加工により封止材層6を除去する方法の他、レーザ照射により除去する方法など、種々の変形例を適用することができる。本実施の形態では、一例として、図27に示すように、ダイシングブレード42を用いた切削加工を施すことで、封止材層6を除去する実施態様について説明する。ダイシングブレード42を用いた切削加工により、封止材層6を除去する場合、封止材層6を除去するための特別な製造装置を必要としない点で好ましい。
As shown in FIG. 26, in the groove forming step, the sealing
図27に示すように、本実施の形態では、ダイシングブレード42を走行させることでダイシング領域50bに切削加工を施し、ダイシング領域50b上において、半導体ウエハ50の表面3aを覆うように形成された、封止材層6を取り除く。また、図26および図27に示す例では、ダイシングブレード42(図27参照)を走行させることにより、半導体ウエハ50のダイシング領域50bの一部も取り除く。このように、ダイシング領域50bにおいて、封止材層6とともに半導体ウエハ50の一部を取り除くことで、封止材層6を確実に除去することができる。
As shown in FIG. 27, in this embodiment, the
図27に示すダイシングブレード42は、円形またはリング状の外形形状を成す薄板の外周に、例えば、ダイヤモンドなどの砥粒を固着させた切削加工治具である。また、ダイシングブレード42は、円形またはリング形を成す平面の中心を回転軸として回転させることにより、外周に固着した砥粒が、切削対象物を切削する回転刃である。ダイシングブレード42を、ダイシング領域50bが延びる方向(例えば図16参照)に沿って走行させると、半導体ウエハ50には、ダイシング領域50bに沿って溝50trが形成される。溝50trは、半導体ウエハ50の厚さ方向に沿って、半導体ウエハ50の表面3aと裏面3b2との間に位置する底面50trbを有している。
A
溝50trの幅(すなわち、切削加工幅)WT1は、ダイシングブレード42の幅WB1により規定され、例えば本実施の形態では、40μm〜60μm程度である。また、溝50trの深さDT1は、ダイシングブレード42の押し付け圧力や、回転数、あるいはダイシング領域50bに沿った走行速度などの切削加工条件により規定されるが、半導体ウエハ50上の封止材層6を取り除く観点からは特に限定されない。ただし、溝50trを形成した後、半導体ウエハ50を搬送するためには、複数のチップ形成領域50aが繋がっている必要があるので、溝50trの深さDT1は、半導体ウエハ50の厚さT1よりも小さい。また、上記した半導体ウエハの搬送時に、半導体ウエハ50の損傷を防止する観点からは、溝50trの深さDT1は、半導体ウエハ50の厚さT1の半分以下であることが好ましい。また、図13に示す個片化工程において、切削加工を施す部分を少なくする観点からは、図13に示す第1、第2および第3ウエハ裏面研削工程後の半導体ウエハWH1、WH2、WH3(図27参照)の厚さよりも大きくすることが好ましい。例えば本実施の形態では、図13に示す第1、第2および第3ウエハ裏面研削工程において、半導体ウエハWH1、WH2、WH3の厚さをそれぞれ30μm〜50μm程度にするので、深さDT1は、80μm程度にしている。
The width (namely, cutting width) WT1 of the groove 50tr is defined by the width WB1 of the
ところで、本実施の形態の溝形成工程では、ダイシングブレード42により、封止材層6および半導体ウエハ50の両方を一括して切削加工することになる。このため、上記したように、回転数や砥粒の平均粒径、押し付け圧力などの切削加工条件の最適値が異なる複数の部材を一括して切削することになる。
By the way, in the groove forming process of the present embodiment, both the sealing
しかし、本実施の形態では、半導体ウエハ50を完全に切断する訳ではなく、半導体ウエハ50の表面3a側の一部を切削するのみである。また、切削加工時の半導体ウエハ50の厚さT1は、例えば775μm程度の厚さを有している。このため、ダイシングブレード42の回転数や砥粒の平均粒径、押し付け圧力などの切削加工条件が、半導体ウエハ50を切削するための最適値からずれていたとしても、上記したチッピング現象は発生し難い。
However, in the present embodiment, the
また、本実施の形態の溝形成工程で用いるダイシングブレード42は、図13に示す個片化工程で用いるダイシングブレード(詳細は後述)よりも、切削加工幅、すなわち、図27に示す幅WT1が大きい。このため、切削加工時に、局所的に応力が集中し難くなるので、チッピング現象の発生を防止または抑制することができる。
Further, the
上記の通り、本工程では、半導体ウエハWH1、WH2、WH3、WH4のそれぞれについて、ダイシング領域50bに沿って、溝50trを形成する。これにより、ダイシング領域50b上の封止材層6は取り除かれる。言い換えれば、本工程が完了した後の半導体ウエハWH1、WH2、WH3、WH4のそれぞれは、チップ形成領域50a上は封止材層6に覆われ、かつダイシング領域50b上は封止材層6が配置されていない。
As described above, in this step, the trench 50tr is formed along the
<第2ウエハ搭載工程>
次に、図13に示す第2ウエハ搭載工程では、図28に示すように、半導体ウエハWH4の表面3aと、半導体ウエハWH3の表面3aとが対向するように配置した状態で、半導体ウエハWH3、WH4を、封止材層6を介して接着固定する。図28は、図13に示す第2ウエハ搭載工程において半導体ウエハを積層した状態を示す断面図である。また、図29は、図28に示すダイシング領域の一つを拡大して示す拡大断面図である。また、図30は、図28に示すチップ形成領域において、複数の表面電極が形成された領域周辺を拡大して示す拡大断面図である。なお、図13に示す例では、図28〜図30に示す半導体ウエハWH4が図13に示す第1ウエハに相当し、図28〜図30に示す半導体ウエハWH3が図13に示す第2ウエハに相当する。
<Second wafer mounting process>
Next, in the second wafer mounting step shown in FIG. 13, as shown in FIG. 28, the semiconductor wafer WH3, with the
図28に示すように、第2ウエハ搭載工程では、半導体ウエハWH4の表面3a上に半導体ウエハWH3を搭載する。詳しくは、例えば図26に示す半導体ウエハWH3の上下を反転し、半導体ウエハWH4の表面3aと、半導体ウエハWH3の表面3aとが対向するように配置した状態で、半導体ウエハWH3、WH4の封止材層6を貼り合わせる。言い換えれば、半導体ウエハWH4の表面3a側と半導体ウエハWH3の表面3a側とを、封止材層6を介して貼り合わせる。
As shown in FIG. 28, in the second wafer mounting step, the semiconductor wafer WH3 is mounted on the
また、本工程では、半導体ウエハWH4の複数のチップ形成領域50aのそれぞれと半導体ウエハWH3の複数のチップ形成領域50aのそれぞれとを、電気的に接続する。詳しくは、半導体ウエハWH4の複数のチップ形成領域50aのそれぞれに形成された複数の導体柱7pと、半導体ウエハWH3の複数のチップ形成領域50aのそれぞれに形成された複数の導体柱7pとを対向接触させて、電気的に接続する。このため、本工程では、半導体ウエハWH4の複数のチップ形成領域50aと、半導体ウエハWH3の複数のチップ形成領域50aとがそれぞれが重なり、かつ、半導体ウエハWH4の表面3aが半導体ウエハWH3の表面3aと対向するように配置する。
In this step, each of the plurality of
本実施の形態の封止材層6を構成する樹脂は、一度硬化させた後でも加熱すると、露出面に粘着性が生じる性質を有している。また、上記したように封止材層6を形成する工程において、熱硬化性樹脂の全てを硬化させない、所謂、仮硬化の状態に留めれば、本工程において粘着性をさらに向上させることができる。そして、本工程では、図29に示すように、半導体ウエハWH4の表面3a上に形成された封止材層6の上面6aと、半導体ウエハWH3の表面3a上に形成された封止材層6の上面6aとを加熱しながら密着させ、密着面に対して荷重を加える。これにより、封止材層6の密着面、すなわち、封止材層6の上面6aが接合される。
The resin constituting the
また、図30に示すように半導体ウエハWH4の表面3a上に形成されている複数の導体柱7pと、半導体ウエハWH3の表面3a上に形成されている複数の導体柱7pとは、対向接触した状態で、周囲の封止材層6が接合される。このため対向接触する複数の導体柱7p同士は電気的に接続される。
In addition, as shown in FIG. 30, the plurality of
上記の通り、本工程では、複数の導体柱7p同士を対向接触させた状態で、封止材層6を接合する。そしてこの状態で、封止材層6を再硬化させることにより、半導体ウエハWH4上に半導体ウエハWH3を接着固定することができる。なお、図29および図30では、封止材層6の接合界面の位置を判り易く示すため、二点鎖線を付して上面6aの位置を明示しているが、封止材層6の接合界面が、視認困難になる程度まで一体化させることが可能である。封止材層6の接合強度を向上させる観点からは、封止材層6の接合界面が、視認困難になる程度まで一体化させることが好ましい。
As described above, in this step, the sealing
<第2ウエハ裏面研削工程>
次に、図13に示す第2ウエハ裏面研削工程では、図31に示すように、半導体ウエハWH3の裏面3b2を研削して、複数の内部電極3ivのそれぞれを露出させる。図31は、図13に示す第2ウエハ裏面研削工程において上段側の半導体ウエハの裏面を研削した状態を示す断面図である。また、図32は、図31に示すダイシング領域の一つを拡大して示す拡大断面図である。また、図33は、図31に示すチップ形成領域において、複数の表面電極が形成された領域周辺を拡大して示す拡大断面図である。
<Second wafer back grinding process>
Next, in the second wafer back surface grinding step shown in FIG. 13, as shown in FIG. 31, the back surface 3b2 of the semiconductor wafer WH3 is ground to expose each of the plurality of internal electrodes 3iv. FIG. 31 is a cross-sectional view showing a state where the back surface of the upper semiconductor wafer is ground in the second wafer back surface grinding step shown in FIG. 13. FIG. 32 is an enlarged cross-sectional view showing one of the dicing regions shown in FIG. FIG. 33 is an enlarged cross-sectional view showing the periphery of a region where a plurality of surface electrodes are formed in the chip formation region shown in FIG.
なお、図31〜図33では、研削処理を施す前の裏面3b2の位置を明示するため、研削前の半導体ウエハWH3の輪郭を二点鎖線で示している。また、図32および図33では、半導体基板SSに対して研削処理を施した後、露出面に絶縁膜を形成し、再度研削を行った後の状態を示している。 31 to 33, the outline of the semiconductor wafer WH3 before grinding is indicated by a two-dot chain line in order to clearly indicate the position of the back surface 3b2 before performing the grinding process. 32 and 33 show a state after the semiconductor substrate SS is ground and then an insulating film is formed on the exposed surface and then ground again.
図31に示すように、本工程では、半導体ウエハWH3の裏面3b2側に対して研削処理を施し、半導体ウエハWH3の厚さを薄くする。例えば、本実施の形態では、図6に示すメモリチップMC3の厚さが30μm〜50μm程度なので、半導体ウエハWH3の表面3aからの高さが、30μm〜50μm程度の高さになるまで研削処理を施す。研削方法は、例えばCMP法により行うことができる。
As shown in FIG. 31, in this step, the back surface 3b2 side of the semiconductor wafer WH3 is ground to reduce the thickness of the semiconductor wafer WH3. For example, in the present embodiment, since the thickness of the memory chip MC3 shown in FIG. 6 is about 30 μm to 50 μm, the grinding process is performed until the height from the
図33に詳細に示すように、本工程では、まず、CMP法により、半導体ウエハWH3を構成する半導体基板SSを研削し、複数の内部電極3ivの一部(詳しくは先端部)を露出させる。この時、半導体基板SSと内部電極3ivに対するエッチングレートの選択比に応じて、内部電極3ivの先端部分は、半導体基板SSから突出する。 As shown in detail in FIG. 33, in this step, first, the semiconductor substrate SS constituting the semiconductor wafer WH3 is ground by the CMP method, and a part (specifically, the tip part) of the plurality of internal electrodes 3iv is exposed. At this time, the tip portion of the internal electrode 3iv protrudes from the semiconductor substrate SS according to the etching rate selection ratio with respect to the semiconductor substrate SS and the internal electrode 3iv.
また、図32に示すように本実施の形態では、半導体ウエハWH3に形成した溝50trの深さが、研削工程後の半導体ウエハWH3の厚さよりも大きくなるように形成している。このため、本工程において、半導体ウエハWH3は、チップ形成領域毎に分割される。言い換えれば、本工程では、図32に示すように、半導体ウエハWH3のダイシング領域50bに形成された溝50trの底面50trbが取り除かれるまで、研削処理を施す。さらに、言い換えれば、本実施の形態では、半導体ウエハWH3は、裏面3b2から研削処理を施すことにより、複数のメモリチップMC3に分割される。このため、図13に示す個片化工程においては、半導体ウエハWH3を切削加工する必要がない。つまり、個片化工程における切削加工対象部分を少なくすることができる。
As shown in FIG. 32, in the present embodiment, the depth of the groove 50tr formed in the semiconductor wafer WH3 is formed to be larger than the thickness of the semiconductor wafer WH3 after the grinding process. For this reason, in this process, the semiconductor wafer WH3 is divided for each chip formation region. In other words, in this step, as shown in FIG. 32, the grinding process is performed until the bottom surface 50trb of the groove 50tr formed in the
次に、内部電極3ivの一部が半導体基板SSから突出した状態で、半導体基板SSの裏面および複数の内部電極3ivを覆うように、絶縁膜3psを形成する。絶縁膜3psは、例えば酸化シリコン(SiO2)から成り、例えばCVD(Chemical Vapor Deposition)法により堆積させることができる。半導体基板SSの裏面側を絶縁膜で覆うことにより、複数の内部電極3iv間を確実に絶縁することができるので、電気的特性を向上させることができる。この時、図32に示すように溝50trの内部にも絶縁膜3psが形成される。しかし、絶縁膜3psの厚さは薄く、例えば1μm以下なので、溝50trの内部が絶縁膜3psで埋まることはない。 Next, an insulating film 3ps is formed so as to cover the back surface of the semiconductor substrate SS and the plurality of internal electrodes 3iv in a state where a part of the internal electrode 3iv protrudes from the semiconductor substrate SS. The insulating film 3ps is made of, for example, silicon oxide (SiO 2 ), and can be deposited by, for example, a CVD (Chemical Vapor Deposition) method. By covering the back surface side of the semiconductor substrate SS with an insulating film, the plurality of internal electrodes 3iv can be reliably insulated from each other, so that electrical characteristics can be improved. At this time, as shown in FIG. 32, the insulating film 3ps is also formed inside the trench 50tr. However, since the insulating film 3ps is thin, for example, 1 μm or less, the inside of the trench 50tr is not filled with the insulating film 3ps.
次に、図33に示すように、内部電極3ivの先端面が露出するように、CMP法により研削処理を施す。絶縁膜3psは上記したように非常に薄いので、半導体基板SSに対して研削処理する時間と比較すると、短時間で処理が完了する。このため、図33に示すように、研削処理後の絶縁膜3psの裏面と、複数の内部電極3ivの先端面は、それぞれ裏面3bとほぼ同じ位置に配置される。
Next, as shown in FIG. 33, a grinding process is performed by a CMP method so that the tip surface of the internal electrode 3iv is exposed. Since the insulating film 3ps is very thin as described above, the processing is completed in a short time compared to the time for grinding the semiconductor substrate SS. For this reason, as shown in FIG. 33, the back surface of the insulating film 3ps after the grinding treatment and the front end surfaces of the plurality of internal electrodes 3iv are arranged at substantially the same positions as the
以上の工程により、複数の内部電極3ivは、半導体ウエハWH3の裏面3bにおいて、それぞれ露出する。また、上記したように、複数の内部電極3ivは、複数の表面電極3apと電気的に接続されている。つまり、本工程が完了すると、複数の内部電極3ivは、半導体ウエハWH3の表面3aおよび裏面3bのうちの、一方から他方までを貫通するように形成された、複数の貫通電極3tsvになる。
Through the above steps, the plurality of internal electrodes 3iv are exposed on the
<第3ウエハ搭載工程>
次に、図13に示す第3ウエハ搭載工程では、図34に示すように、半導体ウエハWH2の表面3aと、半導体ウエハWH3の裏面3bとが対向するように配置した状態で、半導体ウエハWH2、WH3を、封止材層6を介して接着固定する。図34は、図13に示す第3ウエハ搭載工程において半導体ウエハを積層した状態を示す断面図である。また、図35は、図34に示すダイシング領域の一つを拡大して示す拡大断面図である。また、図36は、図34に示すチップ形成領域において、複数の表面電極が形成された領域周辺を拡大して示す拡大断面図である。なお、図13に示す例では、図34〜図36に示す半導体ウエハWH2が図13に示す第3ウエハに相当する。
<Third wafer mounting process>
Next, in the third wafer mounting process shown in FIG. 13, as shown in FIG. 34, the semiconductor wafer WH2, the semiconductor wafer WH2, and the
図34に示すように、第3ウエハ搭載工程では、半導体ウエハWH3の裏面3b上に半導体ウエハWH2を搭載する。詳しくは、例えば図26に示す半導体ウエハWH2の上下を反転し、半導体ウエハWH3の裏面3bと、半導体ウエハWH2の表面3aとが対向するように配置した状態で、半導体ウエハWH2の封止材層6と、WH3の裏面3bとを貼り合わせる。言い換えれば、半導体ウエハWH3の裏面3b側と半導体ウエハWH2の表面3a側とを、封止材層6を介して貼り合わせる。
As shown in FIG. 34, in the third wafer mounting step, the semiconductor wafer WH2 is mounted on the
また、本工程では、半導体ウエハWH3の複数のチップ形成領域50aのそれぞれと半導体ウエハWH2の複数のチップ形成領域50aのそれぞれとを、電気的に接続する。詳しくは、半導体ウエハWH2の複数のチップ形成領域50aのそれぞれに形成された複数の導体柱7pと、半導体ウエハWH3の複数のチップ形成領域50aの裏面3bにおいてそれぞれ露出する複数の内部電極3iv(すなわち、貫通電極3tsv)とを対向接触させて、電気的に接続する。このため、本工程では、半導体ウエハWH3の複数のチップ形成領域50aと、半導体ウエハWH2の複数のチップ形成領域50aとがそれぞれが重なり、かつ、半導体ウエハWH2の表面3aが半導体ウエハWH3の裏面3bと対向するように配置する。
In this step, each of the plurality of
上記した第2ウエハ搭載工程では封止材層6の上面6a同士を接合したが、本工程では、封止材層6の上面6aと半導体ウエハWH3の裏面3bとを接着固定する点で異なる。ただし、上記したように、本実施の形態の封止材層6を構成する樹脂は、一度硬化させた後でも加熱すると、露出面に粘着性が生じる性質を有している。また、上記したように封止材層6を形成する工程において、熱硬化性樹脂の全てを硬化させない、所謂、仮硬化の状態に留めれば、本工程において粘着性をさらに向上させることができる。
In the above-described second wafer mounting step, the
したがって、本工程では、図35に示すように、半導体ウエハWH2の表面3a上に形成された封止材層6の上面6aと、半導体ウエハWH3の裏面3bとを加熱しながら密着させ、密着面に対して荷重を加える。これにより、封止材層6と半導体ウエハWH3の接着界面、すなわち、封止材層6の上面6aと半導体ウエハWH3の裏面3bとが接着される。
Therefore, in this step, as shown in FIG. 35, the
また、図36に示すように半導体ウエハWH3の裏面3bにおいて、露出する複数の内部電極3ivと、半導体ウエハWH2の表面3a上に形成されている複数の導体柱7pとは、対向接触した状態で、周囲の封止材層6が接着される。このため対向接触する複数の内部電極3ivと複数の導体柱7pは、それぞれ電気的に接続される。
As shown in FIG. 36, on the
上記の通り、本工程では、複数の内部電極3ivと複数の導体柱7pを対向接触させた状態で、封止材層6を接着する。そしてこの状態で、封止材層6を再硬化させることにより、半導体ウエハWH4上に半導体ウエハWH3を接着固定することができる。
As described above, in this step, the sealing
<第3ウエハ裏面研削工程>
次に、図13に示す第3ウエハ裏面研削工程では、図37に示すように、半導体ウエハWH2の裏面3b2を研削して、複数の内部電極3ivのそれぞれを露出させる。図37は、図13に示す第3ウエハ裏面研削工程において上段側の半導体ウエハの裏面を研削した状態を示す断面図である。
<Third wafer back grinding process>
Next, in the third wafer back surface grinding step shown in FIG. 13, as shown in FIG. 37, the back surface 3b2 of the semiconductor wafer WH2 is ground to expose each of the plurality of internal electrodes 3iv. FIG. 37 is a cross-sectional view showing a state where the back surface of the upper semiconductor wafer is ground in the third wafer back surface grinding step shown in FIG.
図37に示すように、本工程では、半導体ウエハWH2の裏面3b2側に対して研削処理を施し、半導体ウエハWH2の厚さを薄くする。例えば、本実施の形態では、図6に示すメモリチップMC2の厚さが30μm〜50μm程度なので、半導体ウエハWH2の表面3aからの高さが、30μm〜50μm程度の高さになるまで研削処理を施す。研削方法は、例えばCMP法により行うことができる。
As shown in FIG. 37, in this process, the back surface 3b2 side of the semiconductor wafer WH2 is ground to reduce the thickness of the semiconductor wafer WH2. For example, in the present embodiment, since the thickness of the memory chip MC2 shown in FIG. 6 is about 30 μm to 50 μm, the grinding process is performed until the height from the
なお、本工程は、研削対象物が半導体ウエハWH2になっている点を除き、上記した第2ウエハ裏面研削工程と同様である。したがって、本工程の詳細は、上記した第2ウエハ裏面研削工程の詳細な説明において、半導体ウエハWH3という記載を半導体ウエハWH2と置き換えて適用することができる。このため、重複する説明は省略する。 This step is the same as the above-described second wafer back surface grinding step except that the object to be ground is the semiconductor wafer WH2. Therefore, details of this step can be applied by replacing the description of the semiconductor wafer WH3 with the semiconductor wafer WH2 in the detailed description of the second wafer back surface grinding step. For this reason, the overlapping description is omitted.
<第4ウエハ搭載工程>
次に、図13に示す第4ウエハ搭載工程では、図38に示すように、半導体ウエハWH1の表面3aと、半導体ウエハWH2の裏面3bとが対向するように配置した状態で、半導体ウエハWH1、WH2を、封止材層6を介して接着固定する。図38は、図13に示す第4ウエハ搭載工程において半導体ウエハを積層した状態を示す断面図である。なお、図13に示す例では、図38に示す半導体ウエハWH1が図13に示す第4ウエハに相当する。
<Fourth wafer mounting process>
Next, in the fourth wafer mounting step shown in FIG. 13, as shown in FIG. 38, the
図38に示すように、第4ウエハ搭載工程では、半導体ウエハWH2の裏面3b上に半導体ウエハWH1を搭載する。本工程は、搭載対象物が半導体ウエハWH1になり、被搭載対象物が半導体ウエハWH2になっている点を除き、上記した第3ウエハ搭載工程と同様である。したがって、本工程の詳細は、上記した第3ウエハ搭載工程の詳細な説明において、半導体ウエハWH2という記載を半導体ウエハWH1と置き換え、半導体ウエハWH3という記載を半導体ウエハWH2と置き換えて適用することができる。このため、重複する説明は省略する。
As shown in FIG. 38, in the fourth wafer mounting process, the semiconductor wafer WH1 is mounted on the
<第4ウエハ裏面研削工程>
次に、図13に示す第4ウエハ裏面研削工程では、図39に示すように、半導体ウエハWH1の裏面3b2を研削して、複数の内部電極3ivのそれぞれを露出させる。図39は、図13に示す第4ウエハ裏面研削工程において上段側の半導体ウエハの裏面を研削した状態を示す断面図である。
<4th wafer back grinding process>
Next, in the fourth wafer back surface grinding step shown in FIG. 13, as shown in FIG. 39, the back surface 3b2 of the semiconductor wafer WH1 is ground to expose each of the plurality of internal electrodes 3iv. FIG. 39 is a cross-sectional view showing a state where the back surface of the upper semiconductor wafer is ground in the fourth wafer back surface grinding step shown in FIG. 13.
図39に示すように、本工程では、半導体ウエハWH1の裏面3b2側に対して研削処理を施し、半導体ウエハWH1の厚さを薄くする。例えば、本実施の形態では、図6に示すメモリチップMC1の厚さが30μm〜50μm程度なので、半導体ウエハWH1の表面3aからの高さが、30μm〜50μm程度の高さになるまで研削処理を施す。研削方法は、例えばCMP法により行うことができる。
As shown in FIG. 39, in this step, the back surface 3b2 side of the semiconductor wafer WH1 is ground to reduce the thickness of the semiconductor wafer WH1. For example, in this embodiment, since the thickness of the memory chip MC1 shown in FIG. 6 is about 30 μm to 50 μm, the grinding process is performed until the height from the
なお、本工程は、研削対象物が半導体ウエハWH1になっている点を除き、上記した第2ウエハ裏面研削工程と同様である。したがって、本工程の詳細は、上記した第2ウエハ裏面研削工程の詳細な説明において、半導体ウエハWH3という記載を半導体ウエハWH1と置き換えて適用することができる。このため、重複する説明は省略する。 This step is the same as the above-described second wafer back surface grinding step except that the object to be ground is the semiconductor wafer WH1. Therefore, details of this step can be applied by replacing the description of the semiconductor wafer WH3 with the semiconductor wafer WH1 in the detailed description of the second wafer back surface grinding step described above. For this reason, the overlapping description is omitted.
<電極形成工程>
次に、図13に示す電極形成工程では、図40および図41に示すように半導体ウエハWH1の裏面3bに外部端子である複数の突起電極7bを形成する。図40は、図13に示す電極形成工程において最上段の半導体ウエハの裏面に複数の突起電極を形成した状態を示す断面図である。また、図41は、図40に示すチップ形成領域において、複数の突起電極が形成された領域周辺を拡大して示す拡大断面図である。
<Electrode formation process>
Next, in the electrode forming step shown in FIG. 13, as shown in FIGS. 40 and 41, a plurality of protruding
図40および図41に示すように、本実施の形態では、複数の半導体ウエハ50が積層されたウエハ積層体WHSの最上段に搭載される半導体ウエハWH1の裏面3bにおいて、複数の貫通電極3tsvの先端面が露出している。したがって、本工程では、複数の貫通電極3tsvの露出面上に複数の突起電極7bを、それぞれ形成する。突起電極7bの形成方法としては、例えばめっき法を適用することができる。
As shown in FIGS. 40 and 41, in the present embodiment, a plurality of through electrodes 3tsv are formed on the
ここで、本実施の形態では、上記した第2、第3、および第4ウエハ裏面研削工程において、半導体ウエハWH3、WH2、WH1に形成された溝50trに到達するまで研削処理を行っている。このため、図40に示すように、半導体ウエハWH4、WH3、WH2、WH1の溝50trはそれぞれ連通している。言い換えれば、ウエハ積層体WHSのダイシング領域50b上には、半導体ウエハWH1の裏面3bから半導体ウエハWH4の溝50trの底面50trbまで連通する開口部が形成されている。
Here, in the present embodiment, the grinding process is performed until the groove 50tr formed in the semiconductor wafers WH3, WH2, and WH1 is reached in the second, third, and fourth wafer back surface grinding steps. Therefore, as shown in FIG. 40, the grooves 50tr of the semiconductor wafers WH4, WH3, WH2, and WH1 are in communication with each other. In other words, an opening that communicates from the
このため、ウエハ積層体WHSのダイシング領域50bに設けられた開口部にレジスト液が埋め込まれないようにする観点からは、本工程では、レジストマスクの形成を伴わない方法、例えば、無電解めっき法により突起電極7bを形成することが好ましい。
For this reason, from the viewpoint of preventing the resist liquid from being embedded in the opening provided in the
無電解めっき法により、例えばニッケル(Ni)、あるいは銅(Cu)などの金属材料からなる突起電極7bを形成する場合、図41に示すように貫通電極3tsvの露出面を中心として等方的にめっき膜が成長する。このため、突起電極7bの形状は、図41に示すようにドーム状の形状を成す。
When the protruding
なお、図41では図示を省略したが、本工程では、単一の金属膜を形成する実施態様には限定されず、複数種類の金属材料からなる積層金属膜を形成することができる。例えば、ニッケル(Ni)、あるいは銅(Cu)などの金属膜の表面に金(Au)からなる金属膜を積層することができる。この場合、図11に示すチップ積層体搭載工程において、突起電極7bの半田材に対する濡れ性を向上させることができるので、図6に示す半田材7sとの接続強度を向上させることができる。また、更なる変形例として、本工程において、突起電極7bの露出面に半田材7sを形成しておくこともできる。
Although not shown in FIG. 41, in this step, the present invention is not limited to an embodiment in which a single metal film is formed, and a multilayer metal film made of a plurality of types of metal materials can be formed. For example, a metal film made of gold (Au) can be laminated on the surface of a metal film such as nickel (Ni) or copper (Cu). In this case, since the wettability of the protruding
<第1ウエハ裏面研削工程>
次に、図13に示す第1ウエハ裏面研削工程では、図42に示すように、半導体ウエハWH4の裏面3b2を研削して、図6に示すメモリチップMC4の厚さになるまで薄くする。図42は、図13に示す第1ウエハ裏面研削工程において半導体ウエハを研削した状態を示す断面図である。なお、図42では、研削処理を施す前の裏面3b2の位置を明示するため、研削前の半導体ウエハWH4の輪郭を二点鎖線で示している。
<First wafer back grinding process>
Next, in the first wafer back surface grinding step shown in FIG. 13, as shown in FIG. 42, the back surface 3b2 of the semiconductor wafer WH4 is ground and thinned to the thickness of the memory chip MC4 shown in FIG. FIG. 42 is a cross-sectional view showing a state in which the semiconductor wafer is ground in the first wafer back surface grinding step shown in FIG. In FIG. 42, the outline of the semiconductor wafer WH4 before grinding is indicated by a two-dot chain line in order to clearly indicate the position of the back surface 3b2 before performing the grinding process.
図42に示すように、本工程では、半導体ウエハWH1の裏面3b側に例えばテープ材、あるいは塗布後に硬化させた樹脂などから成る支持部材43を貼り付けた状態で、ウエハ積層体WHSの上下を反転させる。そして、半導体ウエハWH4の裏面3b2側に対して研削処理を施し、半導体ウエハWH4の厚さを薄くする。例えば、本実施の形態では、図6に示すメモリチップMC4の厚さが100μm〜200μm程度なので、半導体ウエハWH4の表面3aからの高さが、100μm〜200μm程度の高さになるまで研削処理を施す。研削方法は、例えばCMP法により行うことができる。
As shown in FIG. 42, in this step, the wafer stack WHS is moved up and down with a
本実施の形態ではこの、第1ウエハ裏面研削工程では、ウエハ積層体WHSを個片には分割せず、次に説明する個片化工程でチップ形成領域50a毎に分割する。したがって、第1ウエハ裏面研削工程が完了した段階では、半導体ウエハWH4の溝50trには、底面50trbが残留している。
In the present embodiment, in the first wafer back surface grinding step, the wafer stack WHS is not divided into individual pieces, but is divided into
図13に示す第1ウエハ準備工程から電極形成工程までの各工程において、半導体ウエハWH4が破損することを抑制する観点からは、半導体ウエハWH4に形成する溝50trの深さを小さくして、半導体ウエハWH4の強度を向上させることが好ましい。したがって、この観点からは、本実施の形態のように、第1ウエハ裏面研削工程と、個片化工程とを別々に行うことが好ましい。 From the viewpoint of suppressing damage to the semiconductor wafer WH4 in each step from the first wafer preparation step to the electrode formation step shown in FIG. 13, the depth of the groove 50tr formed in the semiconductor wafer WH4 is reduced, and the semiconductor It is preferable to improve the strength of the wafer WH4. Therefore, from this viewpoint, it is preferable to separately perform the first wafer back surface grinding step and the singulation step as in the present embodiment.
<個片化工程>
次に、図13に示す個片化工程では、図43に示すように、ダイシングブレード44をダイシング領域50bに沿って走行させることで、ウエハ積層体WHSを複数のチップ積層体MCSに分割する。図43は、図13に示す個片化工程を示す断面図である。また、図44は、図43に示すダイシング領域の周辺を拡大して示す拡大断面図である。
<Individualization process>
Next, in the individualization step shown in FIG. 13, as shown in FIG. 43, the wafer stack WHS is divided into a plurality of chip stacks MCS by running the
図43に示すように、本工程では、例えば半導体ウエハWH4の裏面3bに支持部材であるダイシングテープ40を貼り付けた状態で、ダイシングブレード44を溝50trに沿って走行させる。
As shown in FIG. 43, in this step, for example, the
図43および図44に示すダイシングブレード44は、図27に示すダイシングブレード42と同様に、円形またはリング状の外形形状を成す薄板の外周に、例えば、ダイヤモンドなどの砥粒を固着させた切削加工治具である。また、ダイシングブレード44は、円形またはリング形を成す平面の中心を回転軸として回転させることにより、外周に固着した砥粒が、切削対象物を切削する回転刃である。ダイシングブレード44を、ダイシング領域50bが延びる方向(例えば図16参照)に沿って走行させると、ウエハ積層体WHSは、ダイシング領域50bに沿って切断される。これにより、ウエハ積層体WHSは、複数のチップ積層体MCSに分割される。
The
ここで、本実施の形態の場合、上記したように、ウエハ積層体WHSのダイシング領域50b上には、半導体ウエハWH1の裏面3bから半導体ウエハWH4の溝50trの底面50trbまで連通する開口部が形成されている。このため、本工程において、ダイシングブレード44により切削加工が施される、被切削部分は、半導体ウエハWH4の溝50trの底面50trbから半導体ウエハWH4の裏面3bまでの部分である。
In this embodiment, as described above, an opening that communicates from the
この被切削部分は、図44に示すように、例えばシリコンから成る半導体基板SS、酸化シリコンからなる絶縁膜3ps、およびダイシングテープ40の接着面側の一部により構成されている。また、この被切削部分の大部分は、半導体基板SSにより構成されている。このため、ダイシングブレード44の回転数や砥粒の平均粒径、押し付け圧力などの切削加工条件を、半導体基板SSに合わせて最適化することができる。
As shown in FIG. 44, this part to be cut is constituted by, for example, a semiconductor substrate SS made of silicon, an insulating film 3ps made of silicon oxide, and a part on the bonding surface side of the dicing
絶縁膜3psを構成する酸化シリコンと、半導体基板SSを構成するシリコンとは、物性値が類似するため、ダイシングブレード44による切削加工条件の最適値も類似している。また、ダイシングテープ40は、半導体基板SSの切削加工条件に合わせて材料を選択することができる。したがって、本実施の形態によれば、ダイシングブレード44による切削加工時に、上記したような半導体ウエハ50のチップ形成領域50aの周縁部がひび割れたり、欠けたりする、チッピング現象が発生することを防止または抑制できる。また、図13に示す個片化工程においてチッピング現象の発生を防止または抑制すれば、チップ積層体MCS、あるいは、チップ積層体MCSが搭載された半導体装置1(図4参照)の信頼性を向上させることができる。
Since the silicon oxide constituting the insulating film 3ps and the silicon constituting the semiconductor substrate SS have similar physical property values, the optimum values of the cutting conditions by the
また、図43および図44に示す例では、ダイシングブレード44を溝50tr内に沿って挿入する。このため、溝50trの側面にダイシングブレード44が接触することを防止または抑制する観点から、図44に示すように、ダイシングブレード44の幅WB2は、溝50trの幅(すなわち、切削加工幅)WT1よりも狭いことが好ましい。言い換えれば、ダイシングブレード44の幅WB2は、図27に示すダイシングブレード42の幅WB1よりも狭いことが好ましい。例えば本実施の形態では、35μm〜50μm程度である。
In the example shown in FIGS. 43 and 44, the
以上の各工程により、図12に示すチップ積層体MCSが得られる。上記したように、例えば、図11に示すチップ積層体準備工程は、他の工程とは別の場所で、独立して行うことができる。例えば、チップ積層体MCSは、図11に示す組立フローを実施する事業所とは別の事業所で組み立てることもできる。この場合、チップ積層体MCSは、複数の半導体チップ3が封止材層6を介して積層され、かつメモリチップMC1の裏面3bに外部端子である複数の突起電極7bが形成された半導体装置と見做すことができる。この場合、チップ積層体MCSを取得した後、外観検査や電気的試験など、必要な検査、試験を行い、出荷することになる。
Through the above steps, the chip stack MCS shown in FIG. 12 is obtained. As described above, for example, the chip stack preparation step shown in FIG. 11 can be performed independently at a place different from other steps. For example, the chip stack MCS can be assembled at a business establishment different from the business establishment that performs the assembly flow shown in FIG. In this case, the chip stack MCS includes a semiconductor device in which a plurality of
<半導体装置の組立工程>
次に、図11に示す工程フローに沿って、図1〜図10を用いて説明した半導体装置1の製造工程について説明する。
<Assembly process for semiconductor devices>
Next, the manufacturing process of the
<基板準備工程>
まず、図11に示す基板準備工程では、図45〜図48に示す配線基板20を準備する。図45は、図11に示す基板準備工程で準備する配線基板の全体構造を示す平面図、図46は図45に示すデバイス領域1個分の拡大平面図である。また、図47は図46のA−A線に沿った拡大断面図である。なお、図45〜図47では、見易さのため、端子数を少なくして示しているが、端子(ボンディングリード2f、ランド2g)の数は、図45〜図47に示す態様には限定されない。
<Board preparation process>
First, in the board preparation step shown in FIG. 11, the
図45に示すように、本工程で準備する配線基板20は、枠部(外枠)20bの内側に複数のデバイス領域20aを備えている。詳しくは、複数(図45では27個)のデバイス領域20aが行列状に配置されている。複数のデバイス領域20aは、それぞれが、図1〜図4に示す配線基板2に相当する。配線基板20は、複数のデバイス領域20aと、各デバイス領域20aの間にダイシングライン(ダイシング領域)20cを有する、所謂、多数個取り基板である。このように、複数のデバイス領域20aを備える多数個取り基板を用いることで、製造効率を向上させることができる。
As shown in FIG. 45, the
また、図46および図47に示すように各デバイス領域20aには、図4を用いて説明した配線基板2の構成部材がそれぞれ形成されている。配線基板20は、上面2a、上面2aの反対側の下面2b、および上面2a側と下面2b側を電気的に接続する複数の配線層(図4に示す例では4層)を有する。各配線層には、複数の配線2dおよび複数の配線2d間、および隣り合う配線層間を絶縁する絶縁層(コア層)2eが形成されている。また、配線2dには、絶縁層2eの上面または下面に形成される配線2d1、および絶縁層2eを厚さ方向に貫通するように形成されている層間導電路であるビア配線2d2が含まれる。
As shown in FIGS. 46 and 47, each
また、図46に示すように、配線基板20の上面2aは、図11に示す第1チップ搭載工程において、図10に示すロジックチップLCを搭載する予定領域であるチップ搭載領域(チップ搭載部)2p1を含む。チップ搭載領域2p1は上面2aにおいて、デバイス領域20aの中央部に存在する。なお、図46ではチップ搭載領域2p1の位置を示すため、チップ搭載領域の輪郭を二点鎖線で示すが、チップ搭載領域2p1は、上記の通りロジックチップLCを搭載する予定領域なので、実際に視認可能な境界線が存在する必要はない。
As shown in FIG. 46, the
また、配線基板20の上面2aは、複数のボンディングリード(端子、チップ搭載面側端子、電極)2fが形成されている。ボンディングリード2fは、図11に示す第1チップ搭載工程において、図10に示すロジックチップLCの表面3aに形成された複数の表面電極3apと電気的に接続される端子である。本実施の形態では、ロジックチップLCの表面3a側を配線基板20の上面2aと対向させる、所謂、フェイスダウン実装方式でロジックチップLCを搭載するので、複数のボンディングリード2fの接合部は、チップ搭載領域2p1の内側に形成される。
A plurality of bonding leads (terminals, chip mounting surface side terminals, electrodes) 2f are formed on the
また、配線基板20の上面2aは、絶縁膜(ソルダレジスト膜)2hにより覆われている。絶縁膜2hには開口部2hwが形成され、この開口部2hwにおいて、複数のボンディングリード2fの少なくとも一部(半導体チップとの接合部、ボンディング領域)が絶縁膜2hから露出している。また、図47に示すように、配線基板20の下面2bには複数のランド2gが形成されている。配線基板20の下面2bは、絶縁膜(ソルダレジスト膜)2kにより覆われている。絶縁膜2kには開口部2kwが形成され、この開口部2kwにおいて、複数のランド2gの少なくとも一部(図4に示す半田ボール5との接合部)が絶縁膜2kから露出している。
The
また、図47に示すように、複数のボンディングリード2fと複数のランド2gは、複数の配線2dを介して、それぞれ電気的に接続されている。これら複数の配線2d、複数のボンディングリード2fおよび複数のランド2gなどの導体パターンは、例えば、銅(Cu)を主成分とする金属材料で形成される。また、複数の配線2d、複数のボンディングリード2fおよび複数のランド2gは例えば、電解めっき法により形成することができる。また、図47に示すように、4層以上(図47では4層)の配線層を有する配線基板20は、例えばビルドアップ工法により、形成することができる。
As shown in FIG. 47, the plurality of bonding leads 2f and the plurality of
<第1接着材配置工程>
次に、図11に示す第1接着材配置工程では、図48および図49に示すように、配線基板20の上面2aのチップ搭載領域2p1上に接着材NCL1を配置する。図48は図46に示すチップ搭載領域に接着材を配置した状態を示す拡大平面図、図49は図48のA−A線に沿った拡大断面図である。なお、図48ではチップ搭載領域2p1およびチップ搭載領域2p2の位置を示すため、チップ搭載領域2p1、2p2の輪郭をそれぞれ二点鎖線で示すが、チップ搭載領域2p1、2p2は、上記の通りロジックチップLCを搭載する予定領域なので、実際に視認可能な境界線が存在する必要はない。なお、以下、チップ搭載領域2p1、2p2を図示する場合には、同様に実際に視認可能な境界線が存在する必要はない。
<First adhesive placement step>
Next, in the first adhesive material arranging step shown in FIG. 11, the adhesive material NCL1 is arranged on the chip mounting region 2p1 on the
半導体チップをフェイスダウン実装方式(フリップチップ接続方式)で配線基板上に搭載する場合、例えば、半導体チップと配線基板を電気的に接続した後で接続部分を樹脂で封止する方式(後注入方式)が行われる。この場合、半導体チップと配線基板の隙間の近傍に配置したノズルから樹脂を供給し、毛細管現象を利用して樹脂を隙間に埋め込む。 When mounting a semiconductor chip on a wiring board by a face-down mounting method (flip chip connection method), for example, a method of sealing the connection portion with a resin after electrically connecting the semiconductor chip and the wiring substrate (post-injection method) ) Is performed. In this case, the resin is supplied from a nozzle disposed in the vicinity of the gap between the semiconductor chip and the wiring board, and the resin is embedded in the gap using a capillary phenomenon.
本実施の形態において説明する例では、後述する第1チップ搭載工程でロジックチップLC(図4参照)を配線基板20上に搭載する前に、接着材NCL1をチップ搭載領域2p1に配置し、接着材NCL1上からロジックチップLCを押し付けて配線基板20と電気的に接続する方式(先塗布方式)で、ロジックチップLCを搭載する。
In the example described in the present embodiment, before the logic chip LC (see FIG. 4) is mounted on the
先塗布方式の場合、ロジックチップLCの先端(例えば、図6に示す導体柱7pの先端に形成された半田材7s)とボンディングリード2fの接合部が接触した時点で、既に配線基板20とロジックチップLCの間には、接着材NCL1が埋め込まれている。したがって、上記した後注入方式と比較して、一つのデバイス領域20aに対する処理時間を短縮し、製造効率を向上させることができる点で好ましい。
In the case of the pre-coating method, when the tip of the logic chip LC (for example, the
ただし、本実施の形態に対する変形例としては図11に示す第1チップ搭載工程と第1接着材配置工程の順番を前後させて、後注入方式を適用することができる。例えば、一括して形成する製品形成領域が少ない場合には、処理時間の差は小さくなるので、後注入方式を用いた場合でも、製造効率の低下を抑制できる。 However, as a modification to the present embodiment, the post-injection method can be applied by changing the order of the first chip mounting step and the first adhesive material arranging step shown in FIG. For example, when the number of product formation regions formed in a lump is small, the difference in processing time is small, so that a decrease in manufacturing efficiency can be suppressed even when the post-injection method is used.
また、先塗布方式で使用する接着材NCL1は、上記したように、絶縁性(非導電性)の材料(例えば樹脂材料)から成り、ロジックチップLC(図6参照)と配線基板20の接合部に接着材NCL1を配置することで、接合部に設けられている複数の導電性部材(図6に示す接続材7およびボンディングリード2f)の間を電気的に絶縁することができる。
Further, as described above, the adhesive NCL1 used in the pre-coating method is made of an insulating (non-conductive) material (for example, a resin material), and is a joint between the logic chip LC (see FIG. 6) and the
また、接着材NCL1はエネルギーを加えることで硬さ(硬度)が硬くなる(高くなる)樹脂材料で構成され、本実施の形態では、例えば熱硬化性樹脂を含んでいる。また、硬化前の接着材NCL1は図6に示す接続材7よりも柔らかく、ロジックチップLCを押し付けることにより変形させられる。
The adhesive NCL1 is made of a resin material whose hardness (hardness) is increased (increased) by applying energy, and in the present embodiment, for example, includes a thermosetting resin. Further, the adhesive NCL1 before curing is softer than the connecting
また、硬化前の接着材NCL1は、ハンドリング方法の違いから、以下の2通りに大別される。一つは、NCP(Non-Conductive Paste)と呼ばれるペースト状の樹脂(絶縁材ペースト)から成り、図示しないノズルからチップ搭載領域2p1に塗布する方式がある。もう一つは、NCF(Non-Conductive Film)と呼ばれる、予めフィルム状に成形された樹脂(絶縁材フィルム)から成り、フィルム状態のままチップ搭載領域2p1に搬送し、貼り付ける方法がある。絶縁材ペースト(NCP)を使用する場合、絶縁材フィルム(NCF)のように貼り付ける工程が不要なので、絶縁材フィルムを使用する場合よりも半導体チップ等に与えるストレスを小さくすることができる。一方、絶縁材フィルム(NCF)を使用する場合、絶縁材ペースト(NCP)よりも保形性が高いので、接着材NCL1を配置する範囲や厚さを制御し易い。 Further, the adhesive NCL1 before curing is roughly classified into the following two types due to differences in handling methods. One is made of a paste-like resin (insulating material paste) called NCP (Non-Conductive Paste) and applied to the chip mounting region 2p1 from a nozzle (not shown). The other is a method called NCF (Non-Conductive Film), which is made of a resin (insulating material film) previously formed into a film shape, and is transported to the chip mounting region 2p1 in the film state and pasted. When the insulating material paste (NCP) is used, the step of attaching as in the case of the insulating material film (NCF) is not required, so that the stress applied to the semiconductor chip or the like can be reduced as compared with the case where the insulating material film is used. On the other hand, when the insulating film (NCF) is used, the shape retaining property is higher than that of the insulating material paste (NCP), so that the range and thickness in which the adhesive material NCL1 is disposed can be easily controlled.
図48および図49に示す例では、絶縁材フィルム(NCF)である接着材NCL1をチップ搭載領域2p1上に配置して、配線基板20の上面2aと密着するように貼り付けた例を示している。ただし、図示は省略するが、変形例としては、絶縁材ペースト(NCP)を用いることもできる。
In the example shown in FIGS. 48 and 49, an adhesive material NCL1 that is an insulating film (NCF) is disposed on the chip mounting region 2p1 and pasted so as to be in close contact with the
<第1チップ準備工程>
また、図11に示す第1チップ準備工程では、図10および図48に示すロジックチップLCを準備する。図50は、図6に示す貫通電極を備えた半導体チップの製造工程の概要を模式的に示す説明図である。また、図51は図50に続く半導体チップの製造工程の概要を模式的に示す説明図である。なお、図50および図51では、貫通電極3tsvおよび貫通電極3tsvと電気的に接続される裏面電極3bpの製造方法を中心に説明し、貫通電極3tsv以外の各種回路の形成工程については図示および説明を省略する。
<First chip preparation process>
In the first chip preparation step shown in FIG. 11, the logic chip LC shown in FIGS. 10 and 48 is prepared. FIG. 50 is an explanatory view schematically showing the outline of the manufacturing process of the semiconductor chip provided with the through electrode shown in FIG. FIG. 51 is an explanatory view schematically showing the outline of the semiconductor chip manufacturing process following FIG. 50 and 51, the description will focus on the through electrode 3tsv and the manufacturing method of the back electrode 3bp electrically connected to the through electrode 3tsv, and the steps of forming various circuits other than the through electrode 3tsv are shown and described. Is omitted.
まず、半導体基板準備工程として、図50に示す半導体基板SSを準備する。半導体基板SSは、例えばシリコン(Si)から成り、平面視において円形を成す。半導体基板SSは、半導体素子形成面である主面(表面、上面ともいう)SSfおよび主面SSfの反対側の裏面(主面、下面ともいう)SSbを有する。また、半導体基板SSの厚さは、図4に示すロジックチップLC、メモリチップMC1、MC2、MC3、MC4の厚さよりも厚く、例えば700〜800μm程度である。 First, as a semiconductor substrate preparation step, a semiconductor substrate SS shown in FIG. 50 is prepared. The semiconductor substrate SS is made of, for example, silicon (Si) and has a circular shape in plan view. The semiconductor substrate SS has a main surface (also referred to as a front surface or an upper surface) SSf that is a semiconductor element formation surface and a back surface (also referred to as a main surface or a lower surface) SSb opposite to the main surface SSf. Further, the thickness of the semiconductor substrate SS is thicker than the thickness of the logic chip LC and the memory chips MC1, MC2, MC3, and MC4 shown in FIG. 4, for example, about 700 to 800 μm.
次に、孔形成工程として、図6に示す貫通電極3tsvを形成するための孔(穴、開口部)3tshを形成する。図50に示す例では、マスク25を半導体基板SSの主面SSf上に配置して、エッチング処理を施すことにより孔3tshを形成する。なお、図4に示すロジックチップLCの半導体素子は、例えば本工程の後で、かつ、次の配線層形成工程の前に形成することができる。
Next, as a hole forming step, a hole (hole, opening) 3tsh for forming the through electrode 3tsv shown in FIG. 6 is formed. In the example shown in FIG. 50, the hole 3tsh is formed by disposing the
次に、例えばめっき法により、孔3tsh内に例えば銅(Cu)などの金属材料を、埋め込んで貫通電極3tsvを形成する。次に、配線層形成工程として、半導体基板SSの主面SSf上に配線層(チップ配線層)3dを形成する。本工程では、図6に示す複数の表面電極3apを形成し、複数の貫通電極3tsvと複数の表面電極3apをそれぞれ電気的に接続する。また、本工程では、図4に示すロジックチップLCやメモリチップMC1、MC2、MC3の半導体素子と図6に示す複数の表面電極3apを、配線層3dを介して電気的に接続する。
Next, a through electrode 3tsv is formed by embedding a metal material such as copper (Cu) in the hole 3tsh by, for example, a plating method. Next, as a wiring layer forming step, a wiring layer (chip wiring layer) 3d is formed on the main surface SSf of the semiconductor substrate SS. In this step, the plurality of surface electrodes 3ap shown in FIG. 6 are formed, and the plurality of through electrodes 3tsv and the plurality of surface electrodes 3ap are electrically connected to each other. Further, in this step, the semiconductor elements of the logic chip LC and the memory chips MC1, MC2, and MC3 shown in FIG. 4 and the plurality of surface electrodes 3ap shown in FIG. 6 are electrically connected through the
次に、突起電極形成工程として、表面電極3ap(図6)上に突起電極7bを形成する。図50では、突起電極7bとして柱状に形成された導体部材、すなわち、柱状電極を形成する例を示している。また、柱状に形成された突起電極7bの先端に半田材7sを形成する。この半田材7sが、図6に示すロジックチップLCを配線基板2上に搭載する際の接合材として機能する。
Next, as a protruding electrode forming step, the protruding
次に、図51に示す裏面研削工程として、半導体基板SSの裏面SSb(図50参照)側を研削し(詳しくは、研削処理の後、研磨処理を施し)、半導体基板SSの厚さを薄くする。これにより、図6に示す半導体チップ3の裏面3bが露出する。言い換えると、貫通電極3tsvは半導体基板SSを厚さ方向に貫通する。また、複数の貫通電極3tsvは、半導体基板SSの裏面3bにおいて半導体基板SSから露出する。図51に示す例において、裏面研削工程では、ガラス板などの支持基材26および主面SSf側を保護する保護層27により半導体基板SSを支持した状態で、研磨治具28を用いて研磨する。
Next, as the back surface grinding step shown in FIG. 51, the back surface SSb (see FIG. 50) side of the semiconductor substrate SS is ground (specifically, after grinding processing, polishing processing is performed), and the thickness of the semiconductor substrate SS is reduced. To do. Thereby, the
次に、裏面電極形成工程において、裏面3bに複数の裏面電極3bpを形成し、複数の貫通電極3tsvと電気的に接続する。
Next, in the back electrode forming step, a plurality of back electrodes 3bp are formed on the
次に個片化工程として、半導体基板SSをダイシングラインに沿って分割し、複数のロジックチップLC(半導体チップ3)を取得する。その後、必要に応じて検査を行い、図4に示すロジックチップLC(半導体チップ3)が得られる。 Next, as a singulation process, the semiconductor substrate SS is divided along dicing lines to obtain a plurality of logic chips LC (semiconductor chips 3). Thereafter, inspection is performed as necessary, and a logic chip LC (semiconductor chip 3) shown in FIG. 4 is obtained.
<第1チップ搭載工程>
次に、図11に示す第1チップ搭載工程では、図52や図53に示すように、ロジックチップLCを配線基板2上に搭載する。図52は図48に示す配線基板のチップ搭載領域上にロジックチップLCを搭載した状態を示す拡大平面図である。また、図53は、図52のA−A線に沿った拡大断面図である。
<First chip mounting process>
Next, in the first chip mounting step shown in FIG. 11, the logic chip LC is mounted on the
本工程では、図53に示すように、ロジックチップLCの表面3aが配線基板2の上面2aと対向するように、所謂フェイスダウン実装方式(フリップチップ接続方式)によりロジックチップLCを搭載する。また、本工程によりロジックチップLCと配線基板2は電気的に接続される。詳しくは、ロジックチップLCの表面に形成された複数の表面電極3apと配線基板2の上面2aに形成された複数のボンディングリード2fは、突起電極7b(図6参照)および半田材7s(図6参照)を介して電気的に接続される。
In this step, the logic chip LC is mounted by a so-called face-down mounting method (flip chip connection method) so that the
本工程では、図53に示すように、配線基板20のチップ搭載領域2p1上にロジックチップLC(半導体チップ3)を配置する。ロジックチップLCの表面3a側には接続材7が形成されている。一方、配線基板20の上面2aに形成されたボンディングリード2fの接合部には、図6に示す突起電極7bと電気的に接続するための接合材である半田層(図示は省略)が形成されている。
In this step, as shown in FIG. 53, the logic chip LC (semiconductor chip 3) is disposed on the chip mounting region 2p1 of the
次に、図示しない加熱治具をロジックチップLCの裏面3b側に押し当て、配線基板20に向かってロジックチップLCを押し付ける。加熱処理を行う前であれば、接着材NCL1は柔らかい状態なので、加熱治具によりロジックチップLCを押し込むと、ロジックチップLCの表面3aに形成された複数の接続材7の先端は、ボンディングリード2fのボンディング領域(詳しくは図示しない半田層)と接触する。
Next, a heating jig (not shown) is pressed against the
次に、図示しない加熱治具にロジックチップLCが押し付けられた状態で、加熱治具によりロジックチップLCおよび接着材NCL1を加熱する。ロジックチップLCと配線基板20の接合部では、半田材7s(図50参照)およびボンディングリード2f上の図示しない半田層がそれぞれ溶融し、一体化する。これにより、図6に示すように、突起電極7bとボンディングリード2fは、半田材7sを介して電気的に接続される。
Next, in a state where the logic chip LC is pressed against a heating jig (not shown), the logic chip LC and the adhesive NCL1 are heated by the heating jig. At the junction between the logic chip LC and the
また、接着材NCL1を加熱することで、接着材NCL1は硬化する。これにより、ロジックチップLCの一部が埋め込まれた状態で硬化した接着材NCL1が得られる。また、ロジックチップLCの裏面電極3bpは、硬化した接着材NCL1から露出する。 Further, the adhesive material NCL1 is cured by heating the adhesive material NCL1. As a result, the adhesive NCL1 cured in a state where a part of the logic chip LC is embedded is obtained. Further, the back surface electrode 3bp of the logic chip LC is exposed from the cured adhesive material NCL1.
<第2接着材配置工程>
次に、図11に示す第2接着材配置工程では、図54に示すように、ロジックチップLC(半導体チップ3)の裏面3b上およびロジックチップLCから露出する接着材NCL1上に、接着材NCL2を配置する。図54は図52に示す半導体チップの裏面およびその周囲に接着材を配置した状態を示す拡大平面図、図55は図54のA−A線に沿った拡大断面図である。
<Second adhesive placement step>
Next, in the second adhesive material arranging step shown in FIG. 11, as shown in FIG. 54, the adhesive material NCL2 is formed on the
上記した図6に示すように、本実施の形態の半導体装置1は、積層される複数の半導体チップ3の内、最下段(例えば第1段目)に搭載されるロジックチップLC、およびロジックチップLC上に搭載されるチップ積層体MCS(図4参照)は、いずれも半導体チップ3の表面3aまたは裏面3bから突出する接続材7を介して下層の端子と電気的に接続される。このため、上記した第1接着材配置工程で説明したように、変形例としては後注入方式を適用することもできるが、一つのデバイス領域20a(図54、図55参照)に対する処理時間を短縮し、製造効率を向上させることができる点で、上記した先塗布方式を適用することが好ましい。
As shown in FIG. 6 described above, the
また、本工程で使用する接着材NCL2としては、上記下NCP(絶縁材ペースト)およびNCF(絶縁材フィルム)のいずれか一方を用いることができる。図54および図55に示す例では、NCP(絶縁材ペースト)をノズル30(図55参照)から吐出して、ロジックチップLCの裏面3b上およびロジックチップLCから露出する接着材NCL1上に、接着材NCL2を配置する。
In addition, as the adhesive NCL2 used in this step, any one of the lower NCP (insulating material paste) and NCF (insulating material film) can be used. In the example shown in FIGS. 54 and 55, NCP (insulating material paste) is ejected from the nozzle 30 (see FIG. 55) and bonded onto the
絶縁材ペースト(NCP)は、絶縁材フィルム(NCF)と比較して、低荷重で塗布対象物(本工程ではロジックチップLC)と密着させることができる。したがって、本工程の際に既に搭載されたロジックチップLCへのストレスを低減する観点からは、絶縁材ペースト(NCP)の方が好ましい。ただし、図示は省略するが、変形例としては、接着材NCL2として絶縁材フィルム(NCF)を用いることもできる。 The insulating material paste (NCP) can be brought into close contact with the object to be applied (the logic chip LC in this step) with a lower load than the insulating material film (NCF). Therefore, the insulating material paste (NCP) is preferable from the viewpoint of reducing the stress on the logic chip LC already mounted in this step. However, although illustration is omitted, as a modification, an insulating material film (NCF) can be used as the adhesive material NCL2.
図54に示す例では、平面視において四角形を成すロジックチップLCの対角線に沿ってロジックチップLCの裏面3b上に接着材NCL2を帯状に塗布する。このように、接着材NCL2の塗布領域に、互いに交差する2本の帯形状を成すように、ペースト状の接着材NCL2を塗布する方式(クロス塗布方式と呼ぶ)は、後述するチップ積層体搭載工程において、接着材NCL2を均等に拡げ易いという点で好ましい。ただし、後述するチップ積層体搭載工程において、隙間が生じないように接着材NCL2を拡げることができる方法であれば、図54とは異なる塗布方法を用いることもできる。
In the example shown in FIG. 54, the adhesive material NCL2 is applied in a strip shape on the
<チップ積層体準備工程>
また、図11に示すチップ積層体準備工程では、図12に示すように、複数のメモリチップMC1、MC2、MC3、MC4が積層されたチップ積層体(積層体、メモリチップ積層体、半導体チップ積層体、半導体装置)MCSを準備する。本工程の詳細については、上記した、<チップ積層体準備工程の詳細>のセクションにおいて、詳細に説明したので、重複する説明は省略する。
<Chip laminate preparation process>
Further, in the chip laminated body preparation step shown in FIG. 11, as shown in FIG. 12, a chip laminated body in which a plurality of memory chips MC1, MC2, MC3, MC4 are laminated (laminated body, memory chip laminated body, semiconductor chip laminated body). Body, semiconductor device) MCS is prepared. The details of this step have been described in detail in the section <Details of Chip Laminate Preparation Step> described above.
<チップ積層体搭載工程>
次に、図11に示すチップ積層体搭載工程では、図56や図57に示すように、ロジックチップLC上にチップ積層体MCSを搭載する。図56は図54に示すロジックチップの裏面上にメモリチップの積層体を搭載した状態を示す拡大平面図である。また、図57は、図56のA−A線に沿った拡大断面図である。
<Chip stack mounting process>
Next, in the chip stacked body mounting step shown in FIG. 11, as shown in FIGS. 56 and 57, the chip stacked body MCS is mounted on the logic chip LC. 56 is an enlarged plan view showing a state in which a stacked body of memory chips is mounted on the back surface of the logic chip shown in FIG. FIG. 57 is an enlarged cross-sectional view along the line AA in FIG.
本工程では、図57に示すように、チップ積層体MCSの裏面3b(すなわち、メモリチップMC1の裏面3b)がロジックチップLCの裏面3b(あるいは、配線基板20の上面2a)と対向するように、チップ積層体MCSを搭載する。また、本工程によりチップ積層体MCSとロジックチップLCは電気的に接続される。詳しくは、図6に示すように、チップ積層体MCSの裏面3bにおいて露出する複数の貫通電極3tsvとロジックチップLCの裏面3bに形成された複数の裏面電極3bpは、突起電極7bおよび半田材7sを介して電気的に接続される。
In this step, as shown in FIG. 57, the
本工程では、メモリチップMC1が有する複数の半導体素子(例えば、図5に示す主記憶回路MM等を構成する回路素子)が形成された素子形成面から遠い側に位置する裏面3bを、ロジックチップLCの被実装面(裏面3b)と対向させる。この点において、厳密にはフェイスアップ実装方式になる。しかし、図6に示すようにロジックチップLCとメモリチップMC1とは、突起電極7bおよび半田材7sを介して(図示しないワイヤを介さずに)接続されている。この点では、メモリチップMC1とロジックチップLCの接続方式は、フリップチップ接続方式と同様に考えることができる。例えば、チップ積層体MCSとロジックチップLCとを電気的に接続する接続部分の周囲を接着材NCLにより封止することで、接続部分を保護することができる。
In this step, the
本工程では、図56に示すように、配線基板20のチップ搭載領域(チップ搭載部)2p2上にチップ積層体MCSを配置する。チップ搭載領域2p2は、本工程でチップ積層体MCSを搭載する予定領域であって、第1チップ搭載工程で説明したチップ搭載領域2p1と同様に実際に視認可能な境界線が存在する必要はない。本工程では、チップ積層体MCSに形成された複数の突起電極7b(図12参照)のそれぞれと、ロジックチップLCの複数の裏面電極3bp(図6参照)のそれぞれが対向するように配置する。
In this step, as shown in FIG. 56, the chip stack MCS is arranged on the chip mounting area (chip mounting portion) 2p2 of the
次に、図示しない加熱治具をチップ積層体MCSの裏面3b側に押し当て、配線基板20に向かってチップ積層体MCSを押し付ける。接着材NCL2はペースト状態なので、加熱治具によりチップ積層体MCSを押し込むと、図55に示す接着材NCL2はロジックチップLCとチップ積層体MCSの間で押し広げられる。また、チップ積層体MCSの裏面3bに形成された複数の突起電極7b(図6参照)の先端は、ロジックチップLCの裏面電極3bp(図6参照)と接触する。
Next, a heating jig (not shown) is pressed against the
次に、図示しない加熱治具をチップ積層体MCSに押し付けた状態で、加熱治具によりチップ積層体MCSおよび接着材NCL2を加熱する。チップ積層体MCSとロジックチップLCの接合部では、半田材7s(図6参照)が溶融し突起電極7bおよび裏面電極3bpに接合される。これにより、図6に示すように、チップ積層体MCSの複数の突起電極7bと、ロジックチップLCの複数の裏面電極3bpは、接続材7(半田材7s)を介して電気的に接続される。また、ロジックチップLCの複数の裏面電極3bpはそれぞれロジックチップLCの複数の貫通電極3tsvと電気的に接続されているので、本工程によりチップ積層体MCSは、ロジックチップLCの複数の貫通電極3tsv(図6参照)を介してロジックチップLCに形成された回路と電気的に接続される。
Next, in a state where a heating jig (not shown) is pressed against the chip stack MCS, the chip stack MCS and the adhesive NCL2 are heated by the heating jig. At the joint between the chip stack MCS and the logic chip LC, the
また、接着材NCL2を加熱することで、接着材NCL2は硬化する。これにより、チップ積層体MCSはロジックチップLC上に接着固定される。 Further, the adhesive material NCL2 is cured by heating the adhesive material NCL2. Thereby, the chip stack MCS is bonded and fixed on the logic chip LC.
<封止工程>
次に、図11に示す封止工程では、図58に示すように、配線基板20の上面2a、ロジックチップLC、および複数のメモリチップMC1、MC2、MC3、MC4のチップ積層体MCSを樹脂で封止して、封止体4を形成する。図58は図57に示す配線基板上に封止体を形成し、積層された複数の半導体チップを封止した状態を示す拡大断面図である。また、図59は、図58に示す封止体の全体構造を示す平面図である。
<Sealing process>
Next, in the sealing step shown in FIG. 11, as shown in FIG. 58, the
本実施の形態では、図59に示すように、複数のデバイス領域20aにそれぞれ搭載された複数の半導体チップを一括して封止する封止体4を形成する。このような封止体4の形成方法は、一括封止(Block Molding)方式と呼ばれ、この一括封止方式により製造された半導体パッケージをMAP(Multi Array Package)型の半導体装置と呼ぶ。一括封止方式では、各デバイス領域20aの間隔を小さくすることができるので、1枚の配線基板20における有効面積が大きくなる。つまり、1枚の配線基板20から取得できる製品個数が増加する。このように、1枚の配線基板20における有効面積を大きくすることで、製造工程を効率化することができる。
In the present embodiment, as shown in FIG. 59, a sealing
また、本実施の形態では、図示しない成形金型内に加熱軟化させた樹脂を圧入して成形した後、樹脂を熱硬化させる、所謂、トランスファモールド方式により形成する。トランスファモールド方式により形成された封止体4は、例えば、図58に示すチップ積層体MCSを封止する封止材層6のように、液状の樹脂を硬化させたものと比較して、耐久性が高いので、保護部材として好適である。また、例えば、シリカ(二酸化珪素;SiO2)粒子などのフィラー粒子を熱硬化性樹脂に混合することで、封止体4の機能(例えば、反り変形に対する耐性)を向上させることができる。
Further, in the present embodiment, the resin is formed by a so-called transfer mold method in which a heat-softened resin is press-fitted into a molding die (not shown) and then the resin is thermally cured. The sealing
なお、本実施の形態では、積層される複数の半導体チップ3の接合部(電気的接続部)は、接着材NCL1、NCL2、および封止材層6により封止されている。したがって、変形例としては、封止体4を形成しない実施態様に適用することができる。この場合、本封止体工程は省略することができる。
In the present embodiment, the joint portions (electrical connection portions) of the stacked
<ボールマウント工程>
次に、図11に示すボールマウント工程では、図60に示すように、配線基板20の下面2bに形成された複数のランド2gに、外部端子になる複数の半田ボール5を接合する。図60は、図58に示す配線基板の複数のランド上に半田ボールを接合した状態を示す拡大断面図である。
<Ball mounting process>
Next, in the ball mounting step shown in FIG. 11, as shown in FIG. 60, a plurality of
本工程では、図60に示すように配線基板20の上下を反転させた後、配線基板20の下面2bにおいて露出する複数のランド2gのそれぞれの上に半田ボール5を配置した後、加熱することで複数の半田ボール5とランド2gを接合する。本工程により、複数の半田ボール5は、配線基板20を介して複数の半導体チップ3(ロジックチップLCおよびメモリチップMC1、MC2、MC3、MC4)と電気的に接続される。ただし、本実施の形態で説明する技術は、アレイ状に半田ボール5を接合した、所謂BGA(Ball Grid Array)型の半導体装置に限って適用させるものではない。例えば、本実施の形態に対する変形例としては、半田ボール5を形成せず、ランド2gを露出させた状態、あるいはランド2gに半田ボール5よりも薄く半田ペーストを塗布した状態で出荷する、所謂LGA(Land Grid Array)型の半導体装置に適用することができる。LGA型の半導体装置の場合には、ボールマウント工程は省略することができる。
In this step, as shown in FIG. 60, after the
<個片化工程>
次に、図11に示す個片化工程では、図61に示すように、配線基板20をデバイス領域20a毎に分割する。図61は図60に示す多数個取りの配線基板を個片化した状態を示す断面図である。本工程では、図61に示すように、ダイシングライン(ダイシング領域)20cに沿って配線基板20および封止体4を切断し、個片化された複数の半導体装置1(図4参照)を取得する。切断方法は特に限定されないが、図61に示す例では、ダイシングブレード(回転刃)35を用いてテープ材(ダイシングテープ)36に接着固定された配線基板20および封止体4を、配線基板20の下面2b側から切削加工して切断する実施態様を示している。ただし、本実施の形態で説明する技術は、複数のデバイス領域20aを備えた、多数個取り基板である配線基板20を用いる場合に限って適用させるものではない。例えば、半導体装置1個分に相当する配線基板2(図4参照)の上に複数の半導体チップ3を積層した半導体装置に適用することができる。この場合、個片化工程は省略することができる。
<Individualization process>
Next, in the singulation process shown in FIG. 11, as shown in FIG. 61, the
以上の各工程により、図1〜図10を用いて説明した半導体装置1が得られる。その後、外観検査や電気的試験など、必要な検査、試験を行い、出荷、あるいは、図示しない実装基板に実装する。
Through the above steps, the
次に、本実施の形態の代表的な変形例について説明する。 Next, a typical modification of this embodiment will be described.
<変形例1>
上記した<電極形成工程>のセクションでは、無電解めっき法によりドーム形状の突起電極7bを形成する実施態様について説明したが、変形例として、図62に示すように、貫通電極3tsvの延長線上に沿って、柱状に延びる突起電極7bを形成することができる。図62は、図42に対する変形例を示す拡大断面図である。また、図63は、図40に対する変形例において、ダイシング領域の周辺を拡大して示す拡大断面図である。また、図64は、図63に対する更なる変形例を示す拡大断面図である。
<
In the above <electrode forming step>, the embodiment in which the dome-shaped protruding
図62に示す例では、柱状に形成された突起電極7bは、例えば円柱形状を成し、円柱の直径Rbの長さよりも高さTbの長さの方が大きい。図41を用いて説明したように、無電解めっき法を利用して突起電極7bを形成する場合には、金属膜が等方的に成長する。このため、隣り合う突起電極7bの離間距離、すなわち複数の突起電極7bの配置ピッチを小さくしようとすれば、突起電極7bの高さは低くなる。
In the example shown in FIG. 62, the protruding
一方、図62に示すように、円柱形状を成す突起電極7bは、例えば図23および図25を用いて説明した導体柱7p(図25参照)の形成方法と同様に、フォトリソグラフィ技術を利用してマスクに貫通孔を形成し、貫通孔内に導体膜を埋め込むことで、形成できる。この場合、突起電極7bの形状は、マスクに形成された貫通孔の開口形状により決定されるので、無電解めっき法で形成した場合でも、円柱形状の突起電極7bを形成することができる。また、電解めっき法により突起電極7bを形成した場合には、半導体ウエハWH1の貫通電極3tsv上に選択的に成長させることができるので、めっき金属膜の総量を低減することができる。
On the other hand, as shown in FIG. 62, the protruding
なお、本変形例で説明する柱状に形成された突起電極7bを図41に示すようにドーム状に形成された突起電極7bと区別する場合には、本変形例の突起電極7bは柱状電極、図41に示す突起電極7bはドーム状電極と定義することができる。
In addition, when distinguishing the protruding
ここで、突起電極7bを柱状(例えば円柱形状)に形成する場合には、貫通孔を形成するためのマスクが必要になる。また、マスクに貫通孔を形成する際に用いるレジスト膜を堆積させる必要がある。しかし、図40に示すように、ウエハ積層体WHSのダイシング領域50b上には、半導体ウエハWH1の裏面3bから半導体ウエハWH4の溝50trの底面50trbまで連通する開口部が形成されている。このため、図62に示す複数の突起電極7bを形成するためのマスクとして液状の樹脂を滴下すると、開口部内に樹脂が埋め込まれてしまう。
Here, when the protruding
そこで、本変形例では、図13に示す第4ウエハ裏面研削工程において、図63に示すように、ダイシング領域50bにおいて、半導体ウエハWH1を構成する半導体基板SSの一部が残留するように研削処理を施す。言い換えれば、第4ウエハ裏面研削工程において、半導体ウエハWH1に形成された溝50trの底面50trbを残すように研削処理を施す。さらに言い換えれば、第4ウエハ裏面研削工程において、複数のチップ形成領域50aが分割されないように(あるいは、連結された状態を維持するように)研削処理が施される。
Therefore, in this modified example, in the fourth wafer back surface grinding step shown in FIG. 13, as shown in FIG. 63, the grinding process is performed so that a part of the semiconductor substrate SS constituting the semiconductor wafer WH1 remains in the
上記のように研磨処理を行えば、第4ウエハ裏面研削工程後の半導体ウエハWH1の裏面3bは、複数のチップ形成領域50aに分割されていない。また、第4ウエハ裏面研削工程後の半導体ウエハWH1の裏面3bには、半導体ウエハWH1に形成された溝50trの底面50trbまで連通する開口部は形成されていない。したがって、図13に示す電極形成工程において、図62に示す複数の突起電極7bを形成するためのマスクとして液状の樹脂を滴下しても、図63に示す溝50tr内には中空空間が維持される。
If the polishing process is performed as described above, the
このように本変形例によれば、突起電極7bが形成される半導体ウエハWH1の裏面を研削する工程において、半導体ウエハWH1に形成された溝50trの底面50trbを残すように研削処理を施すことで、突起電極7bの形状を柱状にすることができる。
As described above, according to this modification, in the step of grinding the back surface of the semiconductor wafer WH1 on which the protruding
図62に示すように、複数の突起電極7bの形状を柱状に形成すれば、直径Rbの長さよりも高さTbの長さ方を長くすることができる。このため、複数の突起電極7bの配置ピッチを狭くすることができる。なお、本変形例では、ドーム状電極と柱状電極の相違点として、柱状電極であれば、直径Rbの長さよりも高さTbの長さ方を容易に長くすることができることを説明した。しかしながら、突起電極7bの高さと直径Rbの関係は、突起電極7bに要求される電気的特性および半導体装置の厚さの要求により決定することができる。例えば、突起電極7bを柱状に形成する場合でも、直径Rbの長さよりも高さTbの長さ方を短くすることができる。この場合、突起電極7bの形成時に使用する金属量を低減できる。
As shown in FIG. 62, if the plurality of protruding
また、図62に示すように、複数の突起電極7bの形状を柱状に形成すれば、例えば突起電極7bの先端に半田材7sを形成した場合、半田材7sは半田成分の表面張力の影響により突起電極7bの先端面に選択的に形成されやすい。つまり、半田材7sが柱状の突起電極7bの側面に付着し難い。したがって、複数の突起電極7bの配置ピッチを狭くした場合であっても、突起電極7bの先端面に予め半田材7sを形成しておくことができる。
As shown in FIG. 62, if the plurality of protruding
図63に示すように、突起電極7bが形成される半導体ウエハWH1の裏面を研削する工程において、半導体ウエハWH1に形成された溝50trの底面50trbを残すように研削処理を施す方法としては、例えば以下の2通りの方法が考えられる。
As shown in FIG. 63, in the step of grinding the back surface of the semiconductor wafer WH1 on which the protruding
第1の方法としては、半導体ウエハWH1の研磨処理後の厚さを、半導体ウエハWH2、WH3の研磨処理後の厚さよりも厚くする方法が考えられる。この場合、半導体ウエハWH1、WH2、WH3に形成する溝50trの深さは同じ深さにすることができるので、図18に示すウエハ準備工程では、半導体ウエハWH1、WH2、WH3を一括して製造することができる。 As a first method, a method is conceivable in which the thickness of the semiconductor wafer WH1 after the polishing process is made larger than the thickness of the semiconductor wafers WH2 and WH3 after the polishing process. In this case, since the trenches 50tr formed in the semiconductor wafers WH1, WH2, and WH3 can have the same depth, the semiconductor wafers WH1, WH2, and WH3 are collectively manufactured in the wafer preparation process shown in FIG. can do.
また、第2の方法としては、図18に示すウエハ準備工程において、半導体ウエハWH1に形成する溝50trの深さを、半導体ウエハWH2、WH3、WH4に形成する溝50trの深さよりも浅く形成する方法が考えられる。この場合、最終的に取得されるチップ積層体MCSのメモリチップMC1の厚さを、メモリチップMC2、MC3の厚さと揃えることができる。 As a second method, in the wafer preparation step shown in FIG. 18, the depth of the groove 50tr formed in the semiconductor wafer WH1 is shallower than the depth of the groove 50tr formed in the semiconductor wafers WH2, WH3, and WH4. A method is conceivable. In this case, the thickness of the memory chip MC1 of the finally obtained chip stack MCS can be made equal to the thickness of the memory chips MC2 and MC3.
また、図63に対する更なる変形例として図64に示すように、ダイシング領域50bにおいて、半導体ウエハWH1、WH2、WH3を構成する半導体基板SSのそれぞれの一部が残留するように研削処理を施す方法が考えられる。この場合、図18に示すウエハ準備工程では、半導体ウエハWH1、WH2、WH3を一括して製造することができる。また、最終的に取得されるチップ積層体MCSのメモリチップMC1の厚さを、メモリチップMC2、MC3の厚さと揃えることができる。
As a further modification to FIG. 63, as shown in FIG. 64, a grinding process is performed so that a part of each of the semiconductor substrates SS constituting the semiconductor wafers WH1, WH2, and WH3 remains in the
図63に示す変形例の場合、ウエハ積層体WHSをチップ形成領域50a毎に分割する個片化工程において、半導体ウエハWH1を構成する半導体基板SSの一部が切削加工対象部に含まれることになる。また、図64に示す変形例の場合、ウエハ積層体WHSをチップ形成領域50a毎に分割する個片化工程において、半導体ウエハWH1、WH2、WH3を構成する半導体基板SSのそれぞれの一部が切削加工対象部に含まれることになる。しかし、上記したように、本実施の形態によれば、ダイシングブレード44(図44参照)の回転数や砥粒の平均粒径、押し付け圧力などの切削加工条件を、半導体基板SSに合わせて最適化することができる。したがって、図63や図64に示す変形例の場合であっても、上記したチッピング現象の発生を抑制することができる。
In the case of the modification shown in FIG. 63, in the singulation process of dividing the wafer stack WHS for each
<変形例2>
上記した<第1ウエハ裏面研削工程>のセクションでは、この第1ウエハ裏面研削工程では、ウエハ積層体WHSを個片には分割せず、次に説明する個片化工程でチップ形成領域50a毎に分割する方法について説明した。この場合、第1ウエハ裏面研削工程が完了した段階では、半導体ウエハWH4の溝50trには、底面50trbが残留している。
<
In the section of <First Wafer Back Surface Grinding Step> described above, in this first wafer back surface grinding step, the wafer stack WHS is not divided into individual pieces. Explained how to divide. In this case, at the stage where the first wafer back surface grinding step is completed, the bottom surface 50trb remains in the groove 50tr of the semiconductor wafer WH4.
しかし、変形例として図65に示すように、第1ウエハ裏面研削工程において、ウエハ積層体WHSがチップ形成領域50a毎に分割される厚さまで研削処理を施す実施態様が考えられる。図65は、図42に対する変形例を示す断面図である。図65に示す変形例の場合、図13に示す個片化工程を省略することができる。つまり、半導体ウエハWH4の厚さが薄くなった状態での、ダイシングブレードによる切削加工処理を省略することができる。このため、ダイシングブレードを用いた切削加工処理に起因するチッピング現象の発生を防止することができる。
However, as a modified example, as shown in FIG. 65, an embodiment is conceivable in which in the first wafer back surface grinding step, the wafer stack WHS is ground to a thickness that is divided for each
図65に示す本変形例の場合、図18に示す溝形成工程において、半導体ウエハWH4に形成する溝50trの深さを、半導体ウエハWH1、WH2、WH3の深さよりも大きくすることが好ましい。これにより、図13に示す第1ウエハ裏面研削工程においてウエハ積層体WHSを容易に分割することができる。 In the case of this modification shown in FIG. 65, in the groove forming step shown in FIG. 18, the depth of the groove 50tr formed in the semiconductor wafer WH4 is preferably made larger than the depth of the semiconductor wafers WH1, WH2, and WH3. Thereby, the wafer laminated body WHS can be easily divided in the first wafer back surface grinding step shown in FIG.
また、上記した第1ウエハ裏面研削工程に対する別の変形例として、図6に示すメモリチップMC4の厚さとの関係で、半導体ウエハWH4は薄くする必要がない場合には、第1ウエハ裏面研削工程を省略することができる。また、さらに別の変形例として、第1ウエハ裏面研削工程を行った後、電極形成工程を行うこともできる。 Further, as another modification to the above-described first wafer back grinding process, when the semiconductor wafer WH4 does not need to be thin in relation to the thickness of the memory chip MC4 shown in FIG. 6, the first wafer back grinding process. Can be omitted. As yet another modification, the electrode forming step can be performed after the first wafer back surface grinding step.
(実施の形態2)
上記実施の形態1では、複数の半導体ウエハ50が積層されたウエハ積層体WHSのダイシング領域50bに形成された封止材層6を、予め除去した後で、チップ形成領域50a毎に分割する実施態様について説明した。この場合、図13に示す個片化工程を実施する場合には、ダイシングブレード44(図44参照)の回転数や砥粒の平均粒径、押し付け圧力などの切削加工条件を、半導体基板SSに合わせて最適化することでチッピング現象の発生を防止または抑制することができる。
(Embodiment 2)
In the first embodiment, the sealing
本実施の形態では、個片化工程において、ダイシングブレード44の回転数や砥粒の平均粒径、押し付け圧力などの切削加工条件を、封止材層6に合わせて最適化することでチッピング現象の発生を防止または抑制する実施態様について説明する。
In the present embodiment, the chipping phenomenon is achieved by optimizing the cutting process conditions such as the rotational speed of the
なお、本実施の形態は、上記実施の形態1で説明した図12に示すチップ積層体MCSの組立フローが上記実施の形態1と相違するが、その他の点は上記実施の形態と同様である。したがって、本実施の形態では、上記実施の形態1で説明した技術との相違点を中心に説明し、重複する説明は省略する。 The present embodiment is different from the first embodiment in the assembly flow of the chip stack MCS shown in FIG. 12 described in the first embodiment, but the other points are the same as those in the first embodiment. . Therefore, in the present embodiment, the description will focus on the differences from the technology described in the first embodiment, and a duplicate description will be omitted.
図66は、図12に示すチップ積層体を形成する図13に対する変形例である工程フローを示す説明図である。また、図67は、図28に対する変形例を示す断面図であって、図66に示す第2ウエハ搭載工程後の状態を示す断面図である。また、図68は、図66に示す第2溝形成工程において、半導体ウエハのダイシング領域に沿って溝を形成した状態を示す断面図である。また、図69は、図68に示すダイシング領域の一つを拡大して示す拡大断面図である。また、図70は、図66に示す第4溝形成工程後のダイシング領域の周辺を示す拡大断面図である。また、図71は、図70に示すウエハ積層体に切削加工を施した状態を示す拡大断面図である。 FIG. 66 is an explanatory diagram showing a process flow which is a modified example of FIG. 13 for forming the chip stack shown in FIG. FIG. 67 is a cross-sectional view showing a modification to FIG. 28, and is a cross-sectional view showing a state after the second wafer mounting step shown in FIG. FIG. 68 is a sectional view showing a state in which grooves are formed along the dicing region of the semiconductor wafer in the second groove forming step shown in FIG. FIG. 69 is an enlarged cross-sectional view showing one of the dicing regions shown in FIG. 68 in an enlarged manner. FIG. 70 is an enlarged sectional view showing the periphery of the dicing region after the fourth groove forming step shown in FIG. 71 is an enlarged cross-sectional view showing a state where the wafer laminated body shown in FIG. 70 is cut.
図66に示すように、本実施の形態は、図13に示す第1溝形成工程を行わない点で、上記実施の形態1と相違する。また、本実施の形態は、第2、第3、第4ウエハ搭載工程の後で、第2、第3および第4溝形成工程をそれぞれ実施する点で上記実施の形態1と相違する。言い換えれば、本実施の形態は、第2、第3、第4ウエハ搭載工程を行った時に、図67に例示するように、ダイシング領域50b内に封止材層6が残っている。
As shown in FIG. 66, the present embodiment is different from the first embodiment in that the first groove forming step shown in FIG. 13 is not performed. Further, the present embodiment is different from the first embodiment in that the second, third, and fourth groove forming steps are performed after the second, third, and fourth wafer mounting steps, respectively. In other words, in this embodiment, when the second, third, and fourth wafer mounting steps are performed, the sealing
例えば、図67に示すように、本実施の形態では、溝50tr(図28参照)が形成されていない状態で、図66に示す第2ウエハ搭載工程を行う。この時、半導体ウエハWH4の表面3aと、半導体ウエハWH3の表面3aとが対向するように配置した状態で、半導体ウエハWH3、WH4の封止材層6を貼り合わせる点は上記実施の形態と同様である。また、半導体ウエハWH4の複数のチップ形成領域50aと半導体ウエハWH3の複数のチップ形成領域50aが重なるように接着する点も上記実施の形態と同様である。また、半導体ウエハWH4のダイシング領域50bと半導体ウエハWH3のダイシング領域50bが重なるように接着させる点も上記実施の形態と同様である。
For example, as shown in FIG. 67, in the present embodiment, the second wafer mounting process shown in FIG. 66 is performed in a state where the groove 50tr (see FIG. 28) is not formed. At this time, in the state where the
しかし、図67に示すように、本実施の形態ではダイシング領域50bの封止材層6が予め取り除かれていない。このため、半導体ウエハWH4の表面3aと、半導体ウエハWH3の表面3aとが対向するように配置した状態で、半導体ウエハWH3、WH4の封止材層6を貼り合わせると、封止材層6が半導体ウエハWH3、WH4の対向面の全体で密着する。
However, as shown in FIG. 67, in this embodiment, the sealing
また、図66に示す例では、第2ウエハ裏面研削工程の後で、第2溝形成工程を行う。本実施の形態の第2溝形成工程では、例えば図68や図69に示すように、厚さが薄くなった半導体ウエハWH3の裏面3b側からダイシングブレード42を走行させて、ダイシング領域50bに切削加工を施す。
In the example shown in FIG. 66, the second groove forming step is performed after the second wafer back surface grinding step. In the second groove forming step of the present embodiment, for example, as shown in FIGS. 68 and 69, the
ここで、厚さが薄い半導体ウエハWH3と封止材層6とを、ダイシングブレード42により一括して切削加工する場合には、上記実施の形態1で図14および図15を用いて説明したように、切削加工条件の最適値が大きく異なる複数の部材を一括して切削することになる。図69に示す例では、半導体ウエハWH3と封止材層6とがそれぞれ一層ずつの状態で切削加工を施す。このため、図14および図15を用いて説明したように、それぞれ複数の半導体ウエハ50と複数層の封止材層6が積層された状態で一括して切削加工を施す場合と比較すれば、チッピング現象の発生は抑制できる。ただし、半導体ウエハWH3の表面3aと封止材層6の接着界面において、ダイシングブレード42から過剰な負荷が付与されれば、上記したチッピング現象が発生する原因になる。
Here, when the thin semiconductor wafer WH3 and the sealing
そこで、本実施の形態では、第2溝形成工程において、ダイシング領域50bに配置される半導体ウエハWH3を取り除き、かつ、封止材層6の半導体ウエハWH4側の一部が残留するように、切削加工を施す。言い換えれば、本実施の形態では、第2溝形成工程において、半導体ウエハWH3の構成部材(すなわち、図69に示す半導体基板SSと絶縁膜3ps)を選択的に取り除く。更に言い換えれば、本実施の形態では、第2溝形成工程が完了した後は、半導体ウエハWH3は、チップ形成領域50a毎に分割され、かつ、半導体ウエハWH3と半導体ウエハWH4の間に配置される封止材層6は、複数のチップ形成領域50aが連結された状態になっている。
Therefore, in the present embodiment, in the second groove forming step, the semiconductor wafer WH3 disposed in the
重複する説明は省略するが、本実施の形態では、図66に示す第3溝形成工程、第4溝形成工程のそれぞれについて、上記した第2溝形成工程と同様の手順で、ダイシング領域50bにおける半導体ウエハ50の構成材料を選択的に取り除く。このため、図66に示す第4溝形成工程の完了後のウエハ積層体WHSは、図70に示すように、半導体ウエハWH4のダイシング領域50b上の半導体基板SSおよび絶縁膜3psが取り除かれている。また、ウエハ積層体WHSは、半導体ウエハWH4のダイシング領域50b上に複数層の封止材層6がそれぞれ溝50trを介して離間して配置されている。
Although overlapping description is omitted, in the present embodiment, each of the third groove forming process and the fourth groove forming process shown in FIG. 66 is performed in the
また、本実施の形態では、図66に示す個片化工程において、図71に示すようにダイシングブレード44を用いて切削加工を施す。この時、半導体ウエハWH4のダイシング領域50b上には、上記したように、複数層の封止材層6がそれぞれ溝50tr(図70参照)を介して離間して配置されているので、切削加工対象物は、主として封止材層6になる。したがって、ダイシングブレード44の回転数や砥粒の平均粒径、押し付け圧力などの切削加工条件を、封止材層6に合わせて最適化することでチッピング現象の発生を防止または抑制することができる。また、本実施の形態の個片化工程では、ダイシングブレード44により、複数層の封止材層6および半導体ウエハWH4の半導体基板SSを一括して切削加工することになる。しかし、半導体ウエハWH4は、他の半導体ウエハWH1、WH2、WH3と比較して厚さが大きいので、ダイシングブレード44による切削加工条件が、半導体基板SSにとっての最適値ではない場合であっても、上記したチッピング現象は発生し難い。
In the present embodiment, in the individualization step shown in FIG. 66, cutting is performed using a
上記のように本実施の形態によれば、半導体ウエハWH4上に半導体ウエハWH3、WH2、WH1を積層する度に、溝50tr(図70参照)を形成して半導体ウエハWH3、WH2、WH1の構成部材を取り除く。これにより、個片化工程において、ダイシングブレード44の回転数や砥粒の平均粒径、押し付け圧力などの切削加工条件を、封止材層6に合わせて最適化すれば、チッピング現象の発生を防止または抑制することができる。
As described above, according to the present embodiment, each time the semiconductor wafers WH3, WH2, and WH1 are stacked on the semiconductor wafer WH4, the groove 50tr (see FIG. 70) is formed to configure the semiconductor wafers WH3, WH2, and WH1. Remove the member. As a result, in the singulation process, if the cutting process conditions such as the rotational speed of the
図66に示す第2、第3および第4溝形成工程では、上記したように封止材層6の一部を残留させるように切削加工を施すが、封止材層6を残す程度は、以下の態様が好ましい。すなわち、図69に示す半導体基板SSの大部分が取り除かれていれば、個片化工程でのチッピング現象の発生は抑制できる。しかし、半導体基板SSの一部がダイシング領域50bに残留している場合、この残留物が欠けて、異物になる可能性が考えられる。したがって、半導体材料からなる異物の発生を確実に抑制する観点からは、半導体基板SSを確実に除去することが好ましい。つまり、封止材層6のうち、半導体基板SSとの密着面は、少なくとも取り除かれるように切削加工することが好ましい。
In the second, third, and fourth groove forming steps shown in FIG. 66, cutting is performed so as to leave a part of the sealing
一方、厚さが薄くなった半導体ウエハWH3に対する切削加工時の負荷を低減する観点からは、第2、第3および第4溝形成工程で切削加工される封止材層6の量は、少ない方が好ましい。したがって、第2、第3および第4溝形成工程では、ダイシング領域50bに配置される封止材層6の半分以上を残留させるように切削加工を施すことが特に好ましい。
On the other hand, from the viewpoint of reducing the load at the time of cutting the semiconductor wafer WH3 having a reduced thickness, the amount of the sealing
なお、本実施の形態では、切削加工条件を、封止材層6に合わせて最適化することでチッピング現象の発生を防止または抑制する実施態様について、一例を説明したが、本実施の形態に対して種々の変形例が存在する。例えば図66では、第2、第3、および第4溝形成工程を第2、第3、および第4ウエハ裏面研削工程の後で実施する例を示しているが、溝形成工程と裏面研削工程の順序を入れ替えることができる。また、図66では電極形成工程を行う前に第4溝形成工程を行う実施態様を示しているが、電極形成工程は、第4ウエハ裏面研削工程の後であれば、例えば第4溝形成工程の前に行うことができる。また、上記実施の形態1で説明した変形例1や変形例2と組み合わせて適用することもできる。
In the present embodiment, an example has been described with respect to an embodiment in which the cutting conditions are optimized according to the sealing
本実施の形態で説明した半導体装置の製造方法は、上記した相違点以外の点は、上記実施の形態1と同様である。したがって、重複する説明は省略する。 The manufacturing method of the semiconductor device described in the present embodiment is the same as that of the first embodiment except for the differences described above. Therefore, the overlapping description is omitted.
(実施の形態3)
上記実施の形態1および上記実施の形態2では、半導体チップとして使用する半導体ウエハWH4を基材とし、基材である半導体ウエハWH4上に半導体ウエハWH3、WH2、WH1を積層してチップ積層体MCSを形成する実施態様について説明した。しかし、複数の半導体ウエハ50を積層するための支持部材である基材は、半導体ウエハ50には限定されない。本実施の形態では、例えば、回路素子が形成されていないシリコン基板や、ガラス基板などの支持部材を基材とし、基材上に半導体ウエハを積層してチップ積層体を取得する実施態様について説明する。
(Embodiment 3)
In the first embodiment and the second embodiment, the semiconductor wafer WH4 used as a semiconductor chip is used as a base material, and the semiconductor wafers WH3, WH2, and WH1 are stacked on the semiconductor wafer WH4 that is the base material, and the chip stack MCS. The embodiment of forming the has been described. However, a base material that is a support member for stacking the plurality of
図72は、図12に示すチップ積層体に対する変形例を示す斜視図である。また、図73は、図72に示すチップ積層体を形成する図13に対する変形例である工程フローを示す説明図である。なお、本実施の形態では、図13に示す第1ウエハに相当する部材が支持部材に置き換わっているが、図13との比較をし易くするため、図73では、第2、第3および第4ウエハの名称を変更せずに示している。 72 is a perspective view showing a modification of the chip stack shown in FIG. FIG. 73 is an explanatory diagram showing a process flow which is a modified example of FIG. 13 for forming the chip stack shown in FIG. In the present embodiment, the member corresponding to the first wafer shown in FIG. 13 is replaced with a support member. However, in FIG. 73, the second, third, and third members are replaced to facilitate comparison with FIG. The names of four wafers are shown without change.
本実施の形態の概要を先に説明すれば、本実施の形態は、上記実施の形態1で説明した半導体ウエハWH4を、半導体ウエハWH4よりも支持強度を向上させることができる支持部材に置き換えて組み立てる実施態様である。したがって、図73に示すように、本実施の形態の工程フローでは、上記実施の形態1で説明した図13に示す第1ウエハ準備工程および第1溝形成工程を、図73に示す支持部材準備工程に置き換えている。また、本実施の形態では、図13に示す第1ウエハ裏面研削工程が無く、図73に示すように、例えば電極形成工程の後に行う支持部材剥離工程により、図72に示すチップ積層体MCSを支持部材から剥離させて取得する。このため、上記実施の形態1では、チップ積層体MCSを取得する際に切削加工を施す個片化工程を省略することができる。
If the outline | summary of this Embodiment is demonstrated previously, this Embodiment will replace the semiconductor wafer WH4 demonstrated in the said
図73に示す支持部材準備工程では、図74に示すように半導体ウエハ50を積層するための基材となる支持部材51を準備する。図74は、図73に示す支持部材準備工程で準備する支持部材、および第2ウエハ準備工程で準備する半導体ウエハを示す断面図である。支持部材51は、複数の半導体ウエハ50を積層するウエハ積層面である表面51aおよび表面51aの反対側に位置する裏面51bを有している。また、支持部材51は、上記の通り、半導体ウエハ50を積層するための基材なので、例えば回路素子が形成されていないシリコン基板やガラス基板などの板上部材である。
In the supporting member preparation step shown in FIG. 73, a supporting
図示は省略するが、支持部材51の平面形状(すなわち、表面51aおよび裏面51bの形状)は、半導体ウエハ50の表面3aの全体を覆う面積を備えていれば、特に限定されない。例えば、シリコン基板を支持部材51とする場合には、半導体ウエハ50と同様に、円形とすることで、半導体ウエハ50と同様に製造することができる。また、ガラス基板を支持部材51とする場合は、加工のし易さを考慮して、例えば四角形など、任意の平面形状にすることができる。ただし、装置搬送性、認識性を考慮すると、支持部材51にガラス基板を用いる場合でも半導体ウエハ50と同じ平面形状にすることが好ましい。
Although illustration is omitted, the planar shape of the support member 51 (that is, the shape of the
また、図74に示す例では、支持部材51の強度を半導体ウエハ50の強度よりも強くする観点から、支持部材51の厚さ51Tが、半導体ウエハ50の厚さ50Tよりも厚くなっている。ただし、上記実施の形態1で説明したように、半導体ウエハ50の厚さ50Tと同じ厚さであっても、加工時にチッピング現象の発生は抑制できるので、支持部材51の厚さ51Tと半導体ウエハ50の厚さ50Tとを同じにすることもできる。例えば、シリコン基板を支持部材51とする場合には、支持部材51の厚さ51Tと半導体ウエハ50の厚さ50Tとを同じにすることで、半導体ウエハ50の製造工程と、支持部材51の製造工程を共通化できる。
In the example shown in FIG. 74, the
また、図74に示すように、支持部材51は、図73に示す第2ウエハ搭載工程において、半導体ウエハWH3の複数のチップ形成領域50aが対向配置される領域である第1領域51cと、ダイシング領域50bが対向配置される領域である第2領域51dとを備えている。
As shown in FIG. 74, the
また、図74に示すように、支持部材51のウエハ積層面である表面51aには、図73に示す支持部材剥離工程において、支持部材51とチップ積層体MCS(図72参照)とを剥離する際に剥離し易くするための樹脂成分が含まれた樹脂層である、剥離材層52が表面51aを覆うように形成されている。この剥離材層52には、図73に示す支持部材剥離工程において、例えば紫外線や光などのエネルギーを外部から付与することで、剥離し易くなるように物性が変化する樹脂成分が含まれている。
Also, as shown in FIG. 74, the
また、図74に示すように、図73に示す第2ウエハ準備工程で準備する半導体ウエハWH3は、図17に示す導体柱7pが形成されていない。図74に示す例では、半導体ウエハWH3の表面3a全体を覆うように、封止材6が形成され、半導体ウエハWH3の表面3aに形成された複数の表面電極3apのそれぞれは、封止材層6により封止されている。
As shown in FIG. 74, the semiconductor pillar WH3 prepared in the second wafer preparation step shown in FIG. 73 does not have the
次に、図73に示す第2ウエハ搭載工程では、図75に示すように、支持部材51の表面51aと、半導体ウエハWH3の表面3aとが対向するように配置した状態で、半導体ウエハWH3と支持部材51とを、封止材層6および剥離材層52を介して接着固定する。図75は、図73に示す第2ウエハ搭載工程において半導体ウエハを支持部材上に積層した状態を示す断面図である。
Next, in the second wafer mounting step shown in FIG. 73, as shown in FIG. 75, the semiconductor wafer WH3 is placed with the
図75に示すように、第2ウエハ搭載工程では、支持部材51の表面51a上に半導体ウエハWH3を搭載する。詳しくは、例えば図74に示す半導体ウエハWH3の上下を反転し、支持部材51の表面51aと半導体ウエハWH3の表面3aとが対向するように配置した状態で、半導体ウエハWH3に形成された封止材層6と支持部材51に形成された剥離材層52を貼り合わせる。本工程では、封止材層6の上面6aと剥離材層52の上面52aとを密着させて接着固定する。ここで、図75に示すように半導体ウエハWH3には、上記実施の形態1と同様に予め溝50trが形成され、ダイシング領域50bの封止材層6が取り除かれている。したがって、ダイシング領域50bにおいては、半導体ウエハWH3を構成する半導体基板SSと、剥離材層52との間に中空区間が存在している。
As shown in FIG. 75, in the second wafer mounting step, the semiconductor wafer WH3 is mounted on the
なお、本実施の形態では、支持部材51は、最終的にはチップ積層体MCS(図72参照)を構成しない部材である。したがって、上記実施の形態1のように、本工程において、半導体ウエハWH3の複数のチップ形成領域50aのそれぞれに形成された複数の導体柱7pを他部材と電気的に接続する必要はない。
In the present embodiment, the
以降、上記実施の形態1で説明した図13に示す組立フローと同様の手順で、複数の半導体ウエハ50を積層する。そして、図73に示す第4ウエハ裏面研削工程が完了すると、図76に示すように、複数の半導体ウエハWH1、WH2、WH3のそれぞれは、チップ形成領域50a毎に分割される。図76は、図73に示す第4ウエハ裏面研削工程が完了した時点でのダイシング領域の周辺を拡大して示す拡大断面図である。
Thereafter, a plurality of
また、図73に示す支持部材剥離工程では、図76に示す剥離材層52にエネルギーを付与することで、剥離材層52に含まれる樹脂の物性を変化させる。例えば、剥離材層52に紫外線硬化性樹脂が含まれている場合には、剥離材層52に紫外線を照射することで、剥離材層52の上面52aと封止材層6の上面6aの密着界面が剥離し易くなる。また、例えば、剥離材層52に、光を照射することにより発熱する光熱変換物質が含まれている場合、剥離材層52に光を照射することで、剥離材層52と封止材層6との密着界面に気泡を発生させて剥離し易くすることができる。
73, the physical properties of the resin contained in the
なお、図73に示す第2、第3および第4ウエハ裏面研削工程のそれぞれにおいて、図75に示す溝50trの底面5trbを取り除くように裏面研削処理を施す場合、図76に示すようにダイシング領域50bには、例えば酸化シリコンから成る絶縁膜3psが残留する。しかし、絶縁膜3psは、例えば1μm以下の非常に薄い膜なので、ダイシング領域50bに残留する絶縁膜3psは、チップ積層体MCSを剥離する際に破壊される。ただし、絶縁膜3psを切断する場合には、図76に示す支持部材51に複数のチップ積層体MCSが固定された状態で、図示しないダイシングブレードによる切削加工を行うこともできる。この場合、ダイシング領域50bに残留する絶縁膜3psを、より確実に切断することができる。
In each of the second, third, and fourth wafer back surface grinding steps shown in FIG. 73, when the back surface grinding process is performed so as to remove the bottom surface 5trb of the groove 50tr shown in FIG. 75, the dicing area as shown in FIG. The insulating film 3ps made of, for example, silicon oxide remains in 50b. However, since the insulating film 3ps is a very thin film of 1 μm or less, for example, the insulating film 3ps remaining in the
なお、本実施の形態では、回路素子が形成されていないシリコン基板や、ガラス基板などの支持部材を基材とし、基材上に半導体ウエハを積層してチップ積層体を取得する実施態様について、一例を説明したが、本実施の形態に対して種々の変形例が存在する。例えば、図73は、上記実施の形態1で説明した図13に対する変形例として説明したが、上記実施の形態2で説明した図66に対する変形例として適用することができる。また、上記実施の形態1で説明した変形例1や変形例2や上記実施の形態2で説明した変形例と組み合わせて適用することもできる。 In this embodiment, a silicon substrate in which circuit elements are not formed, and a support member such as a glass substrate as a base material, and an embodiment in which a semiconductor wafer is stacked on the base material to obtain a chip stacked body, Although an example has been described, there are various modifications to the present embodiment. For example, FIG. 73 has been described as a modification to FIG. 13 described in the first embodiment, but can be applied as a modification to FIG. 66 described in the second embodiment. Further, the present invention can be applied in combination with the first modification described in the first embodiment, the second modification, or the second modification described in the second embodiment.
本実施の形態で説明した半導体装置の製造方法は、上記した相違点以外の点は、上記実施の形態1と同様である。したがって、重複する説明は省略する。 The manufacturing method of the semiconductor device described in the present embodiment is the same as that of the first embodiment except for the differences described above. Therefore, the overlapping description is omitted.
<その他の変形例>
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上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。
<Other variations>
As mentioned above, the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiment. However, the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Needless to say.
例えば上記実施の形態1および上記実施の形態2では、4枚のメモリチップMC1、MC2、MC3、MC4を積層したチップ積層体MCSを例示的に取り上げて説明したが、半導体チップ3の積層枚数は4枚には限定されない。例えば、最小単位としては、2枚の半導体チップ3を積層したチップ積層体MCSに適用することができる。また例えば、図示は省略するが、4枚よりも多くの半導体ウエハを積層する実施態様に適用することもできる。
For example, in the first embodiment and the second embodiment, the chip stacked body MCS in which the four memory chips MC1, MC2, MC3, and MC4 are stacked is described as an example. However, the number of stacked
また、例えば、上記実施の形態1〜上記実施の形態3では、複数の半導体チップ3が積層されたチップ積層体MCSの例として、平面寸法が等しいメモリチップを積層する実施態様について説明した。しかし、積層される半導体チップ3の種類が同じ場合には限らず、例えば、複数のメモリチップとロジックチップが積層されたチップ積層体に適用することもできる。ただし、複数の半導体ウエハを積層する際に、各半導体ウエハのダイシング領域が厚さ方向に重なるように配置することで、複数のチップ積層体を取得する際に、チッピング現象の発生を抑制することができる。したがって、ロジックチップの平面積を最小化し、一枚の半導体ウエハから取得可能なロジックチップの数を増やす観点からは、上記実施の形態1で説明したように、ロジックチップLCはチップ積層体MCSとは別に形成することが好ましい。言い換えれば、チップ積層体準備工程において、積層される複数の半導体ウエハ50の複数のチップ形成領域には、それぞれ同じ回路が形成されていることが好ましい。
Further, for example, in the above-described first to third embodiments, as an example of the chip stacked body MCS in which a plurality of
その他、実施の形態に記載された内容の一部を以下に記載する。 In addition, a part of the contents described in the embodiment will be described below.
以下の工程を含む半導体装置の製造方法:
(a)第1表面、前記第1表面に設けられた複数の第1領域、前記複数の第1領域のうちの隣り合う第1領域間に設けられた第2領域、および前記第1表面とは反対側の第1裏面を有する支持部材を準備する工程;
(b)第2表面、前記第2表面に設けられた複数のチップ形成領域、前記複数のチップ形成領域のうちの隣り合うチップ形成領域間に設けられた切断領域、および前記第2表面とは反対側の第2裏面を有し、前記複数のチップ形成領域および前記切断領域を含む前記第2表面と密着するように封止材層が形成されている複数の半導体ウエハを準備する工程;
ここで、前記複数の半導体ウエハの前記複数のチップ形成領域のそれぞれは、前記第2表面に形成された複数のパッドと、前記複数のパッドにそれぞれ形成された複数の導体柱と、を有しており、
前記複数の導体柱のそれぞれは、前記複数の導体柱のそれぞれの一部が露出するように、前記封止材層で覆われており、
前記第2表面と前記第2裏面の間には、前記複数のパッドを介して前記複数の導体柱とそれぞれ電気的に接続された複数の内部電極が形成されており、
(c)前記複数のチップ形成領域が前記複数の第1領域とそれぞれ重なり、かつ前記切断領域が前記第2領域と重なり、かつ前記第2表面が第1表面と対向するように、前記封止材層を介して前記複数の半導体ウエハを前記支持部材の前記第1表面側に積層する工程;
ここで、前記(c)工程では、以下の(c1)工程、(c2)工程、および(c3)工程を複数回繰り返して実施し、
(c1)前記複数の半導体ウエハのうちの一つを、前記支持部材の前記第1表面上に前記封止材層を介して接着する工程;
(c2)前記(c1)工程の後、前記複数の半導体ウエハのうちの一つの前記第2裏面を研削して、前記複数の内部電極のそれぞれを露出させる工程;
(c3)前記(c1)工程の後、前記切断領域に第1ダイシングブレードを走行させることで、前記複数の半導体ウエハのうちの一つの前記切断領域と重なる位置に形成された部分を取り除く工程;
(d)前記(c)工程の後、前記第1ダイシングブレードよりも幅の狭い第2ダイシングブレードを前記切断領域および前記第2領域に沿って走行させることで、前記複数の半導体ウエハを含む、ウエハ積層体を複数のチップ積層体に分割する工程。
A semiconductor device manufacturing method including the following steps:
(A) a first surface, a plurality of first regions provided on the first surface, a second region provided between adjacent first regions of the plurality of first regions, and the first surface Providing a support member having an opposite first back surface;
(B) a second surface, a plurality of chip formation regions provided on the second surface, a cutting region provided between adjacent chip formation regions of the plurality of chip formation regions, and the second surface Preparing a plurality of semiconductor wafers having a second back surface on the opposite side and having a sealing material layer formed in close contact with the second surface including the plurality of chip formation regions and the cutting region;
Here, each of the plurality of chip formation regions of the plurality of semiconductor wafers includes a plurality of pads formed on the second surface, and a plurality of conductor columns respectively formed on the plurality of pads. And
Each of the plurality of conductor columns is covered with the sealing material layer such that a part of each of the plurality of conductor columns is exposed,
Between the second surface and the second back surface, a plurality of internal electrodes respectively connected to the plurality of conductor pillars via the plurality of pads are formed,
(C) The sealing is performed so that the plurality of chip formation regions overlap with the plurality of first regions, the cutting region overlaps with the second region, and the second surface faces the first surface. Laminating the plurality of semiconductor wafers on the first surface side of the support member via a material layer;
Here, in the step (c), the following steps (c1), (c2), and (c3) are repeated a plurality of times,
(C1) bonding one of the plurality of semiconductor wafers on the first surface of the support member via the sealing material layer;
(C2) After the step (c1), grinding the second back surface of one of the plurality of semiconductor wafers to expose each of the plurality of internal electrodes;
(C3) After the step (c1), by moving a first dicing blade to the cutting region, a step of removing a portion formed at a position overlapping one cutting region of the plurality of semiconductor wafers;
(D) After the step (c), the second dicing blade having a width smaller than that of the first dicing blade is caused to travel along the cutting region and the second region, thereby including the plurality of semiconductor wafers. A step of dividing the wafer stack into a plurality of chip stacks.
1 半導体装置
2 配線基板
2a 上面(面、主面、チップ搭載面)
2b 下面(面、主面、実装面)
2c 側面
2d、2d1 配線
2d2 ビア配線
2e 絶縁層(コア層)
2f ボンディングリード(端子、チップ搭載面側端子、電極)
2g ランド
2h、2k 絶縁膜(ソルダレジスト膜)
2hw、2kw 開口部
2p1、2p2 チップ搭載領域(チップ搭載部)
3 半導体チップ
3a 表面(主面、上面)
3ap、3ap1、3ap2 表面電極(電極、パッド)
3b 裏面(主面、下面)
3bp、3bp2 裏面電極(電極、パッド)
3c 側面
3d 配線層(半導体チップ用配線層)
3iv 内部電極
3ps 絶縁膜
3tsh 孔(穴、開口部)
3tsv 貫通電極
4 封止体(樹脂体)
4a 上面(面、表面)
4b 下面(面、裏面)
4c 側面
5 半田ボール(外部端子、電極、外部電極)
6 封止材層(チップ積層体用封止体、チップ積層体用樹脂体)
6a 上面
6th 貫通孔
7 接続材
7b 突起電極(バンプ電極)
7p 導体柱
7s 半田材
20 配線基板
20a デバイス領域
20b 枠部(外枠)
20c ダイシングライン(ダイシング領域)
25 マスク
26 支持基材
27 保護層
28 研磨治具
30 ノズル
35 ダイシングブレード(回転刃)
36 テープ材(ダイシングテープ)
40 ダイシングテープ
41、42、44 ダイシングブレード
43 支持部材
50 半導体ウエハ
50a チップ形成領域
50b ダイシング領域(切削加工領域、切断領域、切断部)
50T、51T 厚さ
50tr 溝
50trb 底面
51 支持部材
51a 表面
51b 裏面
51c 第1領域
51d 第2領域
52 剥離材層
52a 上面
AS アドレス線(信号線)
CR1、CR2 コア回路(主回路)
CU 制御回路
DR 電源回路(駆動回路)
DR1 電源回路(入出力用電源回路)
DR2 電源回路(コア用電源回路)
DR3 電源回路(入出力用電源回路)
DR4 電源回路(コア用電源回路)
DS データ線(信号線)
DT1 深さ
GIF 外部インタフェース回路(外部入出力回路)
LC ロジックチップ(半導体チップ)
MC1、MC2、MC3、MC4 メモリチップ(半導体チップ)
MCS チップ積層体(積層体、メモリチップ積層体、半導体チップ積層体、半導体装置)
MM 主記憶回路(記憶回路)
MR メモリ領域(記憶回路素子配列領域)
NCL、NCL1、NCL2 接着材(絶縁性接着材)
NIF 内部インタフェース回路(内部入出力回路)
NS1、NS2 入出力回路
NS2 コア回路
OS 信号線
PU 演算処理回路
Rb 直径
SG 信号線
SM 補助記憶回路(記憶回路)
SS 半導体基板
SSb 裏面(主面、下面)
SSf 主面(表面、上面)
T1 厚さ
Tb 高さ
V1、V2、V3 電源線
WB1、WB2 幅
WH1、WH2、WH3、WH4 半導体ウエハ
WHS ウエハ積層体
WT1 幅(切削加工幅)
DESCRIPTION OF
2b Bottom surface (surface, main surface, mounting surface)
2f Bonding lead (terminal, chip mounting surface side terminal, electrode)
2hw, 2kw Opening 2p1, 2p2 Chip mounting area (chip mounting part)
3ap, 3ap1, 3ap2 Surface electrode (electrode, pad)
3b Back surface (main surface, bottom surface)
3bp, 3bp2 Back electrode (electrode, pad)
3iv Internal electrode 3ps Insulating film 3tsh Hole (hole, opening)
4a Top surface (surface, surface)
4b Bottom surface (surface, back surface)
6 Sealing material layer (sealed body for chip laminated body, resin body for chip laminated body)
6a Upper surface 6th Through
20c Dicing line (Dicing area)
25
36 Tape material (dicing tape)
40
50T, 51T thickness 50tr groove 50trb
CR1, CR2 Core circuit (main circuit)
CU Control circuit DR Power supply circuit (Drive circuit)
DR1 power supply circuit (input / output power supply circuit)
DR2 power supply circuit (core power supply circuit)
DR3 power supply circuit (input / output power supply circuit)
DR4 power supply circuit (core power supply circuit)
DS data line (signal line)
DT1 depth GIF external interface circuit (external input / output circuit)
LC logic chip (semiconductor chip)
MC1, MC2, MC3, MC4 Memory chip (semiconductor chip)
MCS chip stack (stack, memory chip stack, semiconductor chip stack, semiconductor device)
MM main memory circuit (memory circuit)
MR memory area (memory circuit element array area)
NCL, NCL1, NCL2 Adhesive (insulating adhesive)
NIF internal interface circuit (internal input / output circuit)
NS1, NS2 I / O circuit NS2 Core circuit OS Signal line PU Operation processing circuit Rb Diameter SG Signal line SM Auxiliary memory circuit (memory circuit)
SS Semiconductor substrate SSb Back surface (main surface, bottom surface)
SSf Main surface (surface, upper surface)
T1 Thickness Tb Height V1, V2, V3 Power supply lines WB1, WB2 Widths WH1, WH2, WH3, WH4 Semiconductor wafer WHS Wafer stack WT1 Width (cutting width)
Claims (20)
(a)第1表面、前記第1表面に設けられた複数の第1チップ形成領域、前記複数の第1チップ形成領域のうちの隣り合う第1チップ形成領域間に設けられた第1切断領域、および前記第1表面とは反対側の第1裏面を有し、前記複数の第1チップ形成領域および前記第1切断領域を含む前記第1表面と密着するように第1封止材層が形成されている第1半導体ウエハを準備する工程;
ここで、前記第1半導体ウエハの前記複数の第1チップ形成領域のそれぞれは、前記第1表面に形成された複数の第1パッドと、前記複数の第1パッドにそれぞれ形成された複数の第1導体柱と、を有しており、
前記複数の第1導体柱のそれぞれは、前記複数の第1導体柱のそれぞれの一部が露出するように、前記第1封止材層で覆われており、
(b)前記(a)工程の後、前記第1切断領域と重なる位置に配置されている前記第1封止材層を取り除く工程;
(c)第2表面、前記第2表面に設けられた複数の第2チップ形成領域、前記複数の第2チップ形成領域のうちの隣り合う第2チップ形成領域間に設けられた第2切断領域、および前記第2表面とは反対側の第2裏面を有し、前記複数の第2チップ形成領域および前記第2切断領域を含む前記第2表面と密着するように第2封止材層が形成されている第2半導体ウエハを準備する工程;
ここで、前記第2半導体ウエハの前記複数の第2チップ形成領域のそれぞれは、前記第2表面に形成された複数の第2パッドと、前記複数の第2パッドにそれぞれ形成された複数の第2導体柱と、を有しており、
前記複数の第2導体柱のそれぞれは、前記複数の第2導体柱のそれぞれの一部が露出するように、前記第2封止材層で覆われており、
前記第2表面と前記第2裏面の間には、前記複数の第2パッドを介して前記複数の第2導体柱とそれぞれ電気的に接続された複数の第2内部電極が形成されており、
(d)前記(c)工程の後、前記第2切断領域と重なる位置に配置されている前記第2封止材層を取り除く工程;
(e)前記複数の第2チップ形成領域が前記複数の第1チップ形成領域とそれぞれ重なり、かつ前記第2切断領域が前記第1切断領域と重なり、かつ前記第2表面が前記第1表面と対向するように、前記第1封止材層および前記第2封止材層を介して前記第1半導体ウエハ上に第2半導体ウエハを積層する工程;
(f)前記(e)工程の後、前記第2半導体ウエハの前記第2裏面を研削して、前記複数の第2内部電極のそれぞれを露出させる工程;
(g)前記(f)工程の後、前記第1および第2半導体ウエハを含む、ウエハ積層体を複数のチップ積層体に分割する工程。 A semiconductor device manufacturing method including the following steps:
(A) A first surface, a plurality of first chip formation regions provided on the first surface, and a first cutting region provided between adjacent first chip formation regions among the plurality of first chip formation regions. And a first sealing material layer having a first back surface opposite to the first surface, and in close contact with the first surface including the plurality of first chip formation regions and the first cutting regions. Preparing a formed first semiconductor wafer;
Here, each of the plurality of first chip formation regions of the first semiconductor wafer includes a plurality of first pads formed on the first surface and a plurality of first pads formed on the plurality of first pads, respectively. 1 conductor pillar, and
Each of the plurality of first conductor columns is covered with the first sealing material layer such that a part of each of the plurality of first conductor columns is exposed,
(B) After the step (a), a step of removing the first sealing material layer disposed at a position overlapping the first cutting region;
(C) a second surface, a plurality of second chip formation regions provided on the second surface, and a second cutting region provided between adjacent second chip formation regions of the plurality of second chip formation regions. And the second sealing material layer has a second back surface opposite to the second surface, and is in close contact with the second surface including the plurality of second chip formation regions and the second cutting regions. Preparing a formed second semiconductor wafer;
Here, each of the plurality of second chip formation regions of the second semiconductor wafer includes a plurality of second pads formed on the second surface and a plurality of second pads formed on the plurality of second pads, respectively. Two conductor pillars,
Each of the plurality of second conductor pillars is covered with the second sealing material layer so that a part of each of the plurality of second conductor pillars is exposed,
Between the second surface and the second back surface, there are formed a plurality of second internal electrodes respectively electrically connected to the plurality of second conductor pillars via the plurality of second pads,
(D) After the step (c), a step of removing the second sealing material layer disposed at a position overlapping with the second cutting region;
(E) The plurality of second chip formation regions respectively overlap with the plurality of first chip formation regions, the second cutting region overlaps with the first cutting region, and the second surface is the first surface. Stacking a second semiconductor wafer on the first semiconductor wafer via the first sealing material layer and the second sealing material layer so as to face each other;
(F) After the step (e), the step of grinding the second back surface of the second semiconductor wafer to expose each of the plurality of second internal electrodes;
(G) A step of dividing the wafer stack including the first and second semiconductor wafers into a plurality of chip stacks after the step (f).
前記(g)工程では、
第1ダイシングブレードを前記第1切断領域および前記第2切断領域に沿って走行させることで、前記ウエハ積層体を前記複数のチップ積層体に分割する半導体装置の製造方法。 In claim 1,
In the step (g),
A method of manufacturing a semiconductor device, wherein a wafer dicing body is divided into a plurality of chip laminated bodies by running a first dicing blade along the first cutting area and the second cutting area.
前記(b)工程では、前記第1切断領域に前記第1ダイシングブレードよりも幅が広い第2ダイシングブレードを走行させることで、前記第1半導体ウエハの前記第1切断領域と重なる位置に配置された前記第1封止材層を取り除き、
前記(d)工程では、前記第2切断領域に前記第2ダイシングブレードを走行させることで、前記第2半導体ウエハの前記第2切断領域と重なる位置に配置された前記第2封止材層を取り除く半導体装置の製造方法。 In claim 2,
In the step (b), a second dicing blade having a width wider than the first dicing blade is caused to travel in the first cutting region, so that the first cutting region of the first semiconductor wafer is overlapped with the first cutting region. Removing the first sealing material layer,
In the step (d), the second sealing material layer disposed at a position overlapping the second cutting region of the second semiconductor wafer by moving the second dicing blade to the second cutting region. A method of manufacturing a semiconductor device to be removed.
前記(b)工程では、前記第1切断領域に前記第2ダイシングブレードを走行させることで、前記第1半導体ウエハの前記第1切断領域の一部を取り除き、前記第1半導体ウエハの厚さ方向に沿って前記第1表面と前記第1裏面の間に位置する第1底面を有する第1溝を形成し、
前記(d)工程では、前記第2切断領域に前記第2ダイシングブレードを走行させることで、前記第2半導体ウエハの前記第2切断領域の一部を取り除き、前記第2半導体ウエハの厚さ方向に沿って前記第2表面と前記第2裏面の間に位置する第2底面を有する第2溝を形成する半導体装置の製造方法。 In claim 3,
In the step (b), by moving the second dicing blade to the first cutting region, a part of the first cutting region of the first semiconductor wafer is removed, and the thickness direction of the first semiconductor wafer Forming a first groove having a first bottom surface located between the first surface and the first back surface along
In the step (d), by moving the second dicing blade to the second cutting region, a part of the second cutting region of the second semiconductor wafer is removed, and the thickness direction of the second semiconductor wafer A method of manufacturing a semiconductor device, wherein a second groove having a second bottom surface located between the second front surface and the second back surface is formed along the line.
以下の工程を更に含む半導体装置の製造方法:
(h)前記(f)工程の後で、かつ、前記(g)工程の前に、前記第1半導体ウエハの前記第1裏面を研削して、前記第1半導体ウエハの厚さを薄くする工程。 In claim 4,
A method for manufacturing a semiconductor device, further comprising the following steps:
(H) After the step (f) and before the step (g), the step of grinding the first back surface of the first semiconductor wafer to reduce the thickness of the first semiconductor wafer. .
前記(f)工程では、前記第2半導体ウエハに形成された前記第2溝の前記第2底面が取り除かれるまで研削処理を施す半導体装置の製造方法。 In claim 5,
In the step (f), a semiconductor device manufacturing method in which a grinding process is performed until the second bottom surface of the second groove formed in the second semiconductor wafer is removed.
以下の工程を更に含む半導体装置の製造方法:
(i)前記(f)工程の後で、かつ、前記(g)工程の前に、前記第2半導体ウエハの前記第2裏面において露出する、前記複数の第2内部電極と電気的に接続するように複数の突起電極を形成する工程。 In claim 1,
A method for manufacturing a semiconductor device, further comprising the following steps:
(I) After the step (f) and before the step (g), electrically connect to the plurality of second internal electrodes exposed on the second back surface of the second semiconductor wafer. Forming a plurality of protruding electrodes.
前記(f)工程では、前記第2半導体ウエハの前記第2切断領域の一部を残すように研削処理を施す半導体装置の製造方法。 In claim 7,
In the step (f), a semiconductor device manufacturing method in which a grinding process is performed so as to leave a part of the second cutting region of the second semiconductor wafer.
前記(i)工程で形成される前記複数の突起電極は、円柱形状であり、直径の長さよりも高さの方が大きい半導体装置の製造方法。 In claim 8,
The method for manufacturing a semiconductor device, wherein the plurality of protruding electrodes formed in the step (i) have a cylindrical shape and a height that is larger than a length of a diameter.
前記(b)工程では、前記第1表面側において、前記第1切断領域にダイシングブレードを走行させることで、前記第1半導体ウエハの厚さ方向に沿って前記第1表面と前記第1裏面の間に位置する第1底面を有する第1溝を形成し、
前記(d)工程では、前記第2表面側において、前記第2切断領域に前記ダイシングブレードを走行させることで、前記第2半導体ウエハの前記第2切断領域の一部を取り除き、前記第2半導体ウエハの厚さ方向に沿って前記第2表面と前記第2裏面の間に位置する第2底面を有する第2溝を形成し、
前記(f)工程では、前記第2半導体ウエハに形成された前記第2溝の前記第2底面が取り除かれるまで研削処理を施し、
前記(g)工程では、前記第1半導体ウエハに形成された前記第1溝の前記第1底面が取り除かれるまで研削することにより、前記ウエハ積層体を前記複数のチップ積層体に分割する半導体装置の製造方法。 In claim 1,
In the step (b), on the first surface side, by running a dicing blade in the first cutting region, the first surface and the first back surface along the thickness direction of the first semiconductor wafer. Forming a first groove having a first bottom surface located therebetween;
In the step (d), a part of the second cutting region of the second semiconductor wafer is removed by running the dicing blade in the second cutting region on the second surface side, and the second semiconductor Forming a second groove having a second bottom surface located between the second surface and the second back surface along the thickness direction of the wafer;
In the step (f), a grinding process is performed until the second bottom surface of the second groove formed in the second semiconductor wafer is removed,
In the step (g), a semiconductor device that divides the wafer stack into the plurality of chip stacks by grinding until the first bottom surface of the first groove formed in the first semiconductor wafer is removed. Manufacturing method.
前記複数の第1および第2チップ形成領域には、それぞれ同じ回路が形成されている半導体装置の製造方法。 In claim 1,
A method of manufacturing a semiconductor device, wherein the same circuit is formed in each of the plurality of first and second chip formation regions.
(a)第1表面、前記第1表面に設けられた複数の第1チップ形成領域、前記複数の第1チップ形成領域のうちの隣り合う第1チップ形成領域間に設けられた第1切断領域、および前記第1表面とは反対側の第1裏面を有し、前記複数の第1チップ形成領域および前記第1切断領域を含む前記第1表面と密着するように第1封止材層が形成されている第1半導体ウエハを準備する工程;
ここで、前記第1半導体ウエハの前記複数の第1チップ形成領域のそれぞれは、前記第1表面に形成された複数の第1パッドと、前記複数の第1パッドにそれぞれ形成された複数の第1導体柱と、を有しており、
前記複数の第1導体柱のそれぞれは、前記複数の第1導体柱のそれぞれの一部が露出するように、前記第1封止材層で覆われており、
(b)第2表面、前記第2表面に設けられた複数の第2チップ形成領域、前記複数の第2チップ形成領域のうちの隣り合う第2チップ形成領域間に設けられた第2切断領域、および前記第2表面とは反対側の第2裏面を有し、前記複数の第2チップ形成領域および前記第2切断領域を含む前記第2表面と密着するように第2封止材層が形成されている第2半導体ウエハを準備する工程;
ここで、前記第2半導体ウエハの前記複数の第2チップ形成領域のそれぞれは、前記第2表面に形成された複数の第2パッドと、前記複数の第2パッドにそれぞれ形成された複数の第2導体柱と、を有しており、
前記複数の第2導体柱のそれぞれは、前記複数の第2導体柱のそれぞれの一部が露出するように、前記第2封止材層で覆われており、
前記第2表面と前記第2裏面の間には、前記複数の第2パッドを介して前記複数の第2導体柱とそれぞれ電気的に接続された複数の第2内部電極が形成されており、
(c)前記複数の第2チップ形成領域が前記複数の第1チップ形成領域とそれぞれ重なり、かつ前記第2切断領域が前記第1切断領域と重なり、かつ前記第2表面が前記第1表面と対向するように、前記第1封止材層および前記第2封止材層を介して前記第1半導体ウエハ上に第2半導体ウエハを積層する工程;
(d)前記(c)工程の後、前記第2半導体ウエハの前記第2裏面を研削して、前記複数の第2内部電極のそれぞれを露出させる工程;
(e)前記(c)工程の後、前記第2切断領域に前記第1ダイシングブレードを走行させることで、前記第2半導体ウエハのうちの前記第2切断領域と重なる位置に形成された部分を取り除く工程;
(f)前記(d)工程および前記(e)工程の後、前記第1ダイシングブレードよりも幅の狭い第2ダイシングブレードを前記第1切断領域および前記第2切断領域に沿って走行させることで、前記第1および第2半導体ウエハを含む、ウエハ積層体を複数のチップ積層体に分割する工程。 A semiconductor device manufacturing method including the following steps:
(A) A first surface, a plurality of first chip formation regions provided on the first surface, and a first cutting region provided between adjacent first chip formation regions among the plurality of first chip formation regions. And a first sealing material layer having a first back surface opposite to the first surface, and in close contact with the first surface including the plurality of first chip formation regions and the first cutting regions. Preparing a formed first semiconductor wafer;
Here, each of the plurality of first chip formation regions of the first semiconductor wafer includes a plurality of first pads formed on the first surface and a plurality of first pads formed on the plurality of first pads, respectively. 1 conductor pillar, and
Each of the plurality of first conductor columns is covered with the first sealing material layer such that a part of each of the plurality of first conductor columns is exposed,
(B) a second surface, a plurality of second chip formation regions provided on the second surface, and a second cutting region provided between adjacent second chip formation regions among the plurality of second chip formation regions. And the second sealing material layer has a second back surface opposite to the second surface, and is in close contact with the second surface including the plurality of second chip formation regions and the second cutting regions. Preparing a formed second semiconductor wafer;
Here, each of the plurality of second chip formation regions of the second semiconductor wafer includes a plurality of second pads formed on the second surface and a plurality of second pads formed on the plurality of second pads, respectively. Two conductor pillars,
Each of the plurality of second conductor pillars is covered with the second sealing material layer so that a part of each of the plurality of second conductor pillars is exposed,
Between the second surface and the second back surface, there are formed a plurality of second internal electrodes respectively electrically connected to the plurality of second conductor pillars via the plurality of second pads,
(C) The plurality of second chip formation regions overlap with the plurality of first chip formation regions, respectively, the second cutting region overlaps with the first cutting region, and the second surface becomes the first surface. Stacking a second semiconductor wafer on the first semiconductor wafer via the first sealing material layer and the second sealing material layer so as to face each other;
(D) After the step (c), grinding the second back surface of the second semiconductor wafer to expose each of the plurality of second internal electrodes;
(E) After the step (c), by moving the first dicing blade to the second cutting region, a portion formed in a position overlapping the second cutting region of the second semiconductor wafer. Removing step;
(F) After the step (d) and the step (e), a second dicing blade having a narrower width than the first dicing blade is caused to travel along the first cutting region and the second cutting region. , Dividing the wafer stack including the first and second semiconductor wafers into a plurality of chip stacks.
前記(e)工程は、前記(d)工程の後で実施する半導体装置の製造方法。 In claim 12,
The step (e) is a method for manufacturing a semiconductor device performed after the step (d).
以下の工程を更に含む半導体装置の製造方法:
(g)前記(d)および(e)工程の後で、かつ、前記(f)工程の前に、前記第1半導体ウエハの前記第1裏面を研削して、前記第1半導体ウエハの厚さを薄くする工程。 In claim 12,
A method for manufacturing a semiconductor device, further comprising the following steps:
(G) After the steps (d) and (e) and before the step (f), the thickness of the first semiconductor wafer is obtained by grinding the first back surface of the first semiconductor wafer. Thinning process.
以下の工程を更に含む半導体装置の製造方法:
(h)前記(d)工程の後で、かつ、前記(f)工程の前に、前記第2半導体ウエハの前記第2裏面において露出する、前記複数の第2内部電極と電気的に接続するように複数の突起電極を形成する工程。 In claim 12,
A method for manufacturing a semiconductor device, further comprising the following steps:
(H) After the step (d) and before the step (f), electrically connect to the plurality of second internal electrodes exposed on the second back surface of the second semiconductor wafer. Forming a plurality of protruding electrodes.
(a)第1表面、前記第1表面に設けられた複数の第1領域、前記複数の第1領域のうちの隣り合う第1領域間に設けられた第2領域、および前記第1表面とは反対側の第1裏面を有する支持部材を準備する工程;
(b)第2表面、前記第2表面に設けられた複数のチップ形成領域、前記複数のチップ形成領域のうちの隣り合うチップ形成領域間に設けられた切断領域、および前記第2表面とは反対側の第2裏面を有し、前記複数のチップ形成領域および前記切断領域を含む前記第2表面と密着するように封止材層が形成されている複数の半導体ウエハを準備する工程;
ここで、前記複数の半導体ウエハの前記複数のチップ形成領域のそれぞれは、前記第2表面に形成された複数のパッドと、前記複数のパッドにそれぞれ形成された複数の導体柱と、を有しており、
前記複数の導体柱のそれぞれは、前記複数の導体柱のそれぞれの一部が露出するように、前記封止材層で覆われており、
前記第2表面と前記第2裏面の間には、前記複数のパッドを介して前記複数の導体柱とそれぞれ電気的に接続された複数の内部電極が形成されており、
(c)前記(b)工程の後、前記複数の半導体ウエハのそれぞれについて、前記切断領域と重なる位置に配置されている前記封止材層を取り除く工程;
(d)前記複数のチップ形成領域が前記複数の第1領域とそれぞれ重なり、かつ前記切断領域が前記第2領域と重なり、かつ前記第2表面が第1表面と対向するように、前記封止材層を介して前記複数の半導体ウエハを前記支持部材の前記第1表面側に積層する工程;
ここで、前記(d)工程では、以下の(d1)工程および(d2)工程を複数回繰り返して実施し、
(d1)前記複数の半導体ウエハのうちの一つを、前記支持部材の前記第1表面上に前記封止材層を介して接着する工程;
(d2)前記(d1)工程の後、前記複数の半導体ウエハのうちの一つの前記第2裏面を研削して、前記複数の内部電極のそれぞれを露出させる工程;
(e)前記(d)工程の後、前記複数の半導体ウエハが積層されたウエハ積層体を複数のチップ積層体に分割する工程。 A semiconductor device manufacturing method including the following steps:
(A) a first surface, a plurality of first regions provided on the first surface, a second region provided between adjacent first regions of the plurality of first regions, and the first surface Providing a support member having an opposite first back surface;
(B) a second surface, a plurality of chip formation regions provided on the second surface, a cutting region provided between adjacent chip formation regions of the plurality of chip formation regions, and the second surface Preparing a plurality of semiconductor wafers having a second back surface on the opposite side and having a sealing material layer formed in close contact with the second surface including the plurality of chip formation regions and the cutting region;
Here, each of the plurality of chip formation regions of the plurality of semiconductor wafers includes a plurality of pads formed on the second surface, and a plurality of conductor columns respectively formed on the plurality of pads. And
Each of the plurality of conductor columns is covered with the sealing material layer such that a part of each of the plurality of conductor columns is exposed,
Between the second surface and the second back surface, a plurality of internal electrodes respectively connected to the plurality of conductor pillars via the plurality of pads are formed,
(C) After the step (b), for each of the plurality of semiconductor wafers, a step of removing the sealing material layer disposed at a position overlapping the cutting region;
(D) The sealing so that the plurality of chip formation regions overlap with the plurality of first regions, the cutting region overlaps with the second region, and the second surface faces the first surface. Laminating the plurality of semiconductor wafers on the first surface side of the support member via a material layer;
Here, in the step (d), the following steps (d1) and (d2) are repeated a plurality of times,
(D1) bonding one of the plurality of semiconductor wafers on the first surface of the support member via the sealing material layer;
(D2) After the step (d1), grinding the second back surface of one of the plurality of semiconductor wafers to expose each of the plurality of internal electrodes;
(E) A step of dividing, after the step (d), a wafer laminated body in which the plurality of semiconductor wafers are laminated into a plurality of chip laminated bodies.
前記(c)工程では、前記複数の半導体ウエハのそれぞれについて、前記第2表面側において、前記切断領域にダイシングブレードを走行させることで、前記複数の半導体ウエハの厚さ方向に沿って前記第2表面と前記第2裏面の間に位置する第1底面を有する第1溝を形成し、
前記(e)工程では、前記複数の半導体ウエハのうちのそれぞれに形成された前記第1溝の前記第1底面が取り除かれるまで研削処理を施すことで、前記ウエハ積層体を、前記支持部材を介して連結された複数のチップ積層体に分離する半導体装置の製造方法。 In claim 16,
In the step (c), for each of the plurality of semiconductor wafers, on the second surface side, a dicing blade is caused to travel to the cutting region, so that the second semiconductor wafer along the thickness direction of the plurality of semiconductor wafers. Forming a first groove having a first bottom surface located between the front surface and the second back surface;
In the step (e), a grinding process is performed until the first bottom surface of the first groove formed in each of the plurality of semiconductor wafers is removed, whereby the wafer stack is attached to the support member. A method of manufacturing a semiconductor device that is separated into a plurality of chip stacks connected via each other.
前記(a)工程で準備する支持部材の前記第1表面には、前記(e)工程において、前記支持部材と前記複数のチップ積層体とを剥離し易くする樹脂成分が含まれた剥離材層が接着されており、
前記(e)工程では、前記剥離材層に光を照射した後で、前記支持部材から前記複数のチップ積層体を剥離させる半導体装置の製造方法。 In claim 17,
The first surface of the support member prepared in the step (a) includes a release material layer containing a resin component that facilitates the separation of the support member and the plurality of chip stacks in the step (e). Is glued,
In the step (e), a method of manufacturing a semiconductor device in which the plurality of chip stacks are peeled off from the support member after the release material layer is irradiated with light.
前記支持部材は、回路素子が形成されていないガラス基板またはシリコン基板である半導体装置の製造方法。 In claim 18,
The method for manufacturing a semiconductor device, wherein the support member is a glass substrate or a silicon substrate on which circuit elements are not formed.
(a)工程で準備する前記支持部材には、
前記複数の第1領域および前記第2領域を含む前記第1表面と密着するように第2封止材層が形成され、
前記支持部材の前記複数の第1領域のそれぞれは、前記第1表面に形成された複数の第2パッドと、前記複数の第2パッドにそれぞれ形成された複数の第2導体柱と、を有しており、
前記複数の第2導体柱のそれぞれは、前記複数の第2導体柱のそれぞれの一部が露出するように、前記第2封止材層で覆われており、
前記第2領域と重なる位置に配置されている前記第2封止材層は取り除かれている半導体装置の製造方法。 In claim 16,
(A) In the support member prepared in the step,
A second sealing material layer is formed so as to be in close contact with the first surface including the plurality of first regions and the second region;
Each of the plurality of first regions of the support member includes a plurality of second pads formed on the first surface, and a plurality of second conductor columns formed on the plurality of second pads, respectively. And
Each of the plurality of second conductor pillars is covered with the second sealing material layer so that a part of each of the plurality of second conductor pillars is exposed,
A method for manufacturing a semiconductor device, wherein the second sealing material layer disposed at a position overlapping the second region is removed.
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