JP2015041743A - Semiconductor chip, semiconductor device and semiconductor device manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体チップ、半導体装置、および、半導体装置の製造方法に関する。 The present invention relates to a semiconductor chip, a semiconductor device, and a method for manufacturing a semiconductor device.
近年、電子機器の小型化や高機能化に伴って、半導体チップの高密度実装が要求されている。このような要求に対して、貫通電極を有する複数の半導体チップを積層したCoC(Chip on Chip)型の半導体装置が検討されている。 In recent years, with the miniaturization and high functionality of electronic equipment, high-density mounting of semiconductor chips is required. In response to such demands, CoC (Chip on Chip) type semiconductor devices in which a plurality of semiconductor chips having through electrodes are stacked are being studied.
特許文献1(特開2010−251347号公報)、および、特許文献2(特開2011−129684号公報)には、貫通電極と接続する、基板面から突出したバンプ電極を有する複数の半導体チップを、半導体チップのバンプ電極同士が接続するように積層(フリップチップ実装)し、積層した半導体チップ間にアンダーフィルを充填してチップ積層体を形成し、形成したチップ積層体を配線基板上に実装する技術が開示されている。 In Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2010-251347) and Patent Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 2011-129684), a plurality of semiconductor chips having bump electrodes protruding from the substrate surface that are connected to the through electrodes are provided. The semiconductor chip is stacked so that the bump electrodes are connected to each other (flip chip mounting), the chip stack is formed by filling the underfill between the stacked semiconductor chips, and the formed chip stack is mounted on the wiring board. Techniques to do this are disclosed.
一般に、バンプ電極の頂部は、略平坦に形成されるが、フリップチップ実装の際に加えられる荷重により、積層される半導体チップの対応するバンプ電極間で位置ずれが発生することがある。バンプ電極間の位置ずれが発生すると、隣接するバンプ電極とショートしてしまったり、バンプ電極間の接続の信頼性の低下が生じる。 In general, the tops of the bump electrodes are formed to be substantially flat. However, displacement may occur between the corresponding bump electrodes of the stacked semiconductor chips due to a load applied during flip chip mounting. When the positional deviation between the bump electrodes occurs, a short circuit occurs between adjacent bump electrodes, or the connection reliability between the bump electrodes is lowered.
そこで、特許文献3(特開2012−248732号公報)には、バンプ電極の横滑りを防止するために、半導体チップの基板の一方の面に頂部が凹状のバンプ電極を、基板の他方の面に頂部が凸状のバンプ電極を、それぞれ異なる作製手段によって設ける技術が開示されている。この技術によれば、半導体チップの一方の面に設けられた頂部が凹状のバンプ電極と、他の半導体チップの他方の面に設けられた頂部が凸状のバンプ電極とが噛み合うように半導体チップを積層することで、バンプ電極間の位置ずれ(横滑り)を防止することができる。 Therefore, in Patent Document 3 (Japanese Patent Laid-Open No. 2012-248732), in order to prevent the bump electrode from slipping, a bump electrode having a concave top portion on one surface of the substrate of the semiconductor chip is provided on the other surface of the substrate. A technique is disclosed in which bump electrodes having convex top portions are provided by different production means. According to this technique, a semiconductor chip is formed such that a bump electrode whose concave portion is provided on one surface of the semiconductor chip and a bump electrode whose convex portion is provided on the other surface of the other semiconductor chip are engaged. By laminating, it is possible to prevent displacement (side slip) between the bump electrodes.
特許文献1および、特許文献2に開示される技術では、積層される半導体チップの対応するバンプ電極間で位置ずれが発生することがある。バンプ電極間の位置ずれが発生すると、隣接するバンプ電極とショートしてしまったり、バンプ電極間の接続の信頼性の低下が生じるという問題がある。
In the techniques disclosed in
また、特許文献3に開示されている技術においては、1つの半導体チップに、凹状および凸状の2つの形状のバンプ電極を用いている。このような形状のバンプ電極の作製手順は複雑となり、半導体チップの製造コストが増大するという問題がある。
In the technique disclosed in
本発明の半導体チップは、
複数が積層されて半導体装置を構成する半導体チップであって、
基板と、
前記基板の一方の面に形成された第1のバンプ電極と、
前記基板の一方の面に形成され、前記基板の一方の面からの高さが、前記第1のバンプ電極の前記基板の一方の面からの高さよりも高い第1の位置決め用バンプ電極と、
前記基板の他方の面に形成され、前記第1のバンプ電極と電気的に接続された第2のバンプ電極と、
前記基板の他方の面に形成され、前記基板の他方の面からの高さが、前記第2のバンプ電極の前記基板の他方の面からの高さよりも高い第2の位置決め用バンプ電極と、を有し、
前記第1のバンプ電極が他の前記半導体チップの前記第2のバンプ電極と接触状態とされるとともに、前記第1の位置決め用バンプ電極が前記他の半導体チップの前記第2の位置決め用バンプ電極と衝突することなく嵌合状態とされて積層されることにより、前記他の半導体チップと位置決めされる。
The semiconductor chip of the present invention is
A plurality of semiconductor chips that are stacked to form a semiconductor device,
A substrate,
A first bump electrode formed on one surface of the substrate;
A first positioning bump electrode formed on one surface of the substrate, wherein a height from the one surface of the substrate is higher than a height from the one surface of the substrate of the first bump electrode;
A second bump electrode formed on the other surface of the substrate and electrically connected to the first bump electrode;
A second positioning bump electrode formed on the other surface of the substrate, wherein a height from the other surface of the substrate is higher than a height of the second bump electrode from the other surface of the substrate; Have
The first bump electrode is in contact with the second bump electrode of another semiconductor chip, and the first positioning bump electrode is the second positioning bump electrode of the other semiconductor chip. By being stacked in a fitted state without colliding with each other, positioning is performed with the other semiconductor chip.
本発明の半導体装置は、
複数の半導体チップが積層されて構成される半導体装置であって、
前記半導体チップは、基板と、前記基板の一方の面に形成された第1のバンプ電極と、前記基板の一方の面に形成され、前記基板の一方の面からの高さが、前記第1のバンプ電極の前記基板の一方の面からの高さよりも高い第1の位置決め用バンプ電極と、前記基板の他方の面に形成され、前記第1のバンプ電極と電気的に接続された第2のバンプ電極と、前記基板の他方の面に形成され、前記基板の他方の面からの高さが、前記第2のバンプ電極の前記基板の他方の面からの高さよりも高い第2の位置決め用バンプ電極と、を有しており、
前記複数の半導体チップのうちの第1および第2の半導体チップは、積層され、
前記第1の半導体チップの前記第1のバンプ電極が前記第2の半導体チップの前記第2のバンプ電極と接触状態とされるとともに、前記第1の半導体チップの前記第1の位置決め用バンプ電極が前記第2の半導体チップの前記第2の位置決め用バンプ電極と衝突することなく嵌合状態とされて積層されることにより、前記第1および前記第2の半導体チップは位置決めされる。
The semiconductor device of the present invention is
A semiconductor device configured by stacking a plurality of semiconductor chips,
The semiconductor chip is formed on a substrate, a first bump electrode formed on one surface of the substrate, and on one surface of the substrate, and a height from the one surface of the substrate is the first surface. A first positioning bump electrode higher than the height of the bump electrode from one surface of the substrate, and a second electrode formed on the other surface of the substrate and electrically connected to the first bump electrode. A bump electrode and a second positioning formed on the other surface of the substrate, wherein a height from the other surface of the substrate is higher than a height of the second bump electrode from the other surface of the substrate. A bump electrode, and
The first and second semiconductor chips of the plurality of semiconductor chips are stacked,
The first bump electrode of the first semiconductor chip is brought into contact with the second bump electrode of the second semiconductor chip, and the first positioning bump electrode of the first semiconductor chip Are stacked in a fitted state without colliding with the second positioning bump electrode of the second semiconductor chip, whereby the first and second semiconductor chips are positioned.
本発明の半導体装置の製造方法は、
複数の半導体チップが積層されて構成される半導体装置の製造方法であって、
基板の一方の面に、第1のバンプ電極、および、前記基板の一方の面からの高さが前記第1のバンプ電極の前記基板の一方の面からの高さよりも高い第1の位置決め用バンプ電極を形成し、前記基板の他方の面に、前記第1のバンプ電極と電気的に接続された第2のバンプ電極、および、前記基板の他方の面からの高さが、前記第2のバンプ電極の前記基板の他方の面からの高さよりも高い第2の位置決め用バンプ電極を形成することにより、複数の前記半導体チップを準備する工程と、
前記複数の半導体チップのうちの第1の半導体チップの上に、前記複数の半導体チップのうちの第2の半導体チップを載置する工程と、
前記第1の半導体チップの前記第1のバンプ電極を、前記第2の半導体チップの前記第2のバンプ電極と接触状態とする工程と、
前記第1の半導体チップの前記第1の位置決め用バンプ電極を、前記第2の半導体チップの前記第2の位置決め用バンプ電極と衝突することなく嵌合状態することにより、前記第1および前記第2の半導体チップは位置決めする工程と、を有する。
A method for manufacturing a semiconductor device of the present invention includes:
A method of manufacturing a semiconductor device in which a plurality of semiconductor chips are stacked,
A first bump electrode on a first surface of the substrate and a first positioning electrode having a height higher than the first surface of the first bump electrode than a height of the first bump electrode from the first surface of the substrate. A bump electrode is formed, a second bump electrode electrically connected to the first bump electrode on the other surface of the substrate, and a height from the other surface of the substrate is the second surface. Forming a plurality of semiconductor chips by forming a second positioning bump electrode higher than the height of the bump electrode from the other surface of the substrate;
Placing the second semiconductor chip of the plurality of semiconductor chips on the first semiconductor chip of the plurality of semiconductor chips;
Bringing the first bump electrode of the first semiconductor chip into contact with the second bump electrode of the second semiconductor chip;
By engaging the first positioning bump electrode of the first semiconductor chip without colliding with the second positioning bump electrode of the second semiconductor chip, the first and the first The semiconductor chip of 2 has the process of positioning.
本発明によれば、位置決め用バンプ電極を嵌合状態とすることにより積層される半導体チップが位置決めされる。位置決め用バンプ電極は、バンプ電極よりも高く形成されるが、衝突することなく嵌合させることで、低く形成されたバンプ電極どうしも接触できる。このように、単純に高さが異なるバンプ電極を用いて位置決めが行われるので、製造コストが増大することなく、信頼性の高い製品を製造することができる。 According to the present invention, the stacked semiconductor chips are positioned by bringing the positioning bump electrodes into a fitted state. The positioning bump electrodes are formed higher than the bump electrodes, but the bump electrodes formed low can be brought into contact with each other by being fitted without colliding. Thus, since positioning is performed using bump electrodes having different heights, a highly reliable product can be manufactured without an increase in manufacturing cost.
以下に、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。 EMBODIMENT OF THE INVENTION Below, the form for implementing this invention is demonstrated with reference to drawings.
(第1の実施形態)
まず、本発明の第1の実施形態の半導体チップ100の概略構成について、図1A〜図1Dを用いて説明する。
(First embodiment)
First, a schematic configuration of the
図1Aは、半導体チップ100の上面図である。また、図1Bは、図1AのA−A’線に沿った断面図である。また、図1Cは、図1AのB−B’線に沿った断面図である。
FIG. 1A is a top view of the
半導体チップ100は、シリコン基板101を有している。
The
シリコン基板101は、例えば、厚さ50μm程度のシリコンで形成された基板であり、一方の面に、回路形成層101Aが形成されている。なお、以下では、シリコン基板101の回路形成層101Aが設けられた面を表面と称し、回路形成層101Aが設けられていない面を裏面と称する。
The
シリコン基板101Aの表面には、図1Aに示すように、表面バンプ電極102Aと、位置決め用表面バンプ電極103Aと、補強用表面バンプ電極104Aと、が形成されている。
As shown in FIG. 1A, a
第1のバンプ電極である表面バンプ電極102Aは、所定のピッチ間隔で所定の方向に複数の列を形成するように設けられている。以下では、表面バンプ電極102Aの列の方向をY軸方向と称し、表面上でY軸方向と直交する方向をX軸方向と称する。表面バンプ電極102Aは、回路形成層101Aに設けられた回路と接続する柱状の電極であり、信号の入出力端子や、電源供給端子や、グラウンド(接地)端子などとして用いられる。なお、表面バンプ電極102Aの高さは、例えば、20μm程度である。
The
第1の位置決め用バンプ電極である位置決め用表面バンプ電極103Aは、シリコン基板101の表面の4隅に、所定の配置パターンで形成されている。位置決め用表面バンプ電極103Aは、回路形成層101Aに設けられた回路と絶縁された柱状のダミー電極である。
The positioning
補強用表面バンプ電極104Aは、図1A,図1Cに示すように、X軸方向の両端部に、Y軸方向に沿って形成されている。補強用表面バンプ電極104Aは、積層される半導体チップの接続を補強することを目的として設けられたもので、位置決め用表面バンプ電極103Aと同様に回路形成層101Aに設けられた回路と絶縁された柱状のダミー電極である。この場合、電源の補強を目的として、グラウンド電位に接続することとしてもよい。
As shown in FIGS. 1A and 1C, the reinforcing
シリコン基板101の裏面には、図1B,図1Cに示すように、裏面バンプ電極102Bと、位置決め用裏面バンプ電極103Bと、補強用裏面バンプ電極104Bと、樹脂層106とが形成されている。
On the back surface of the
第2のバンプ電極である裏面バンプ電極102Bは、図1Bに示すように、表面バンプ電極102Aに対応して設けられた柱状の電極であり、シリコン基板101を貫通する貫通電極105を介して表面バンプ電極102Aと接続される。
As shown in FIG. 1B, the
第2の位置決め用バンプ電極である位置決め用裏面バンプ電極103Bは、柱状のダミー電極であり、その配置パターンは位置決め用表面バンプ電極103Aの配置パターンに応じたものとされ、半導体チップの積層時に、位置決め用表面バンプ電極103Aと衝突することなく嵌合する配置パターンで形成されている。
The positioning back
補強用裏面バンプ電極104Bは、図1Cに示すように、補強用表面バンプ電極104Aに対応して設けられた柱状の電極であり、貫通電極105を介して補強用表面バンプ電極104Aと接続される。
As shown in FIG. 1C, the reinforcing back
樹脂層106は、NCF(Non Conductive Film)などの樹脂を用いて形成され、シリコン基板101の裏面に設けられた各バンプ電極を封止する。樹脂層106が形成されることで、シリコン基板101の反りが低減される。なお、樹脂層106の厚さは、例えば、50μm程度である。
The
なお、位置決め用表面バンプ電極103Aのシリコン基板101の表面からの高さは、表面バンプ電極102Aのシリコン基板101の表面からの高さよりは高く、表面バンプ電極102Aのシリコン基板101の表面からの高さと裏面バンプ電極102Bのシリコン基板101の裏面からの高さとの和よりは低い。また、位置決め用表面バンプ電極103Aの幅(直径)は、表面バンプ電極102Aと比較して、小さい。
The height of the positioning
また、位置決め用裏面バンプ電極103Bのシリコン基板101の裏面からの高さは、裏面バンプ電極102Bのシリコン基板101の裏面からの高さよりは高く、表面バンプ電極102Aのシリコン基板101の表面からの高さと裏面バンプ電極102Bのシリコン基板101の裏面からの高さとの和よりは低い。また、後述する作製工程に起因して、位置決め用裏面バンプ電極103Bの幅(直径)は、裏面バンプ電極102と比較して、小さなものとなっている。
Further, the height of the positioning back
次に、位置決め用表面バンプ電極103Aの配置パターンと、位置決め用裏面バンプ電極103Bの配置パターンとの関係について説明する。
Next, the relationship between the arrangement pattern of the positioning front
図1Dは、位置決め用表面バンプ電極103Aおよび位置決め用裏面バンプ電極103Bの配置パターンの一例を示す表面側から見た上面図である。なお、以下では、Y軸方向については図面上(下)方を上(下)とし、X軸方向については図面左(右)方を左(右)として説明する。
FIG. 1D is a top view seen from the front surface side showing an example of an arrangement pattern of the positioning front
図1Dにおいては、シリコン基板100の右下隅に配置された位置決め用表面バンプ電極103Aおよび位置決め用裏面バンプ電極103Bの配置パターンを示しており、位置決め用表面バンプ電極103A(103A−1,103A−2)を実線で示し、位置決め用裏面バンプ電極103B(103B−1,103B−2)を点線で示している。
FIG. 1D shows an arrangement pattern of the positioning front
図1Dに示すように、半導体チップ100の積層時には、各半導体チップ100の接合部においては、一の半導体チップ100の位置決め用表面バンプ電極103A、および、対向する他の半導体チップ100の位置決め用裏面バンプ電極103Bは、衝突することなく嵌合状態とされる。
As shown in FIG. 1D, when the
具体的には、各半導体チップ100の接合部においては、位置決め用表面バンプ電極103A−1の下側には位置決め用裏面バンプ電極103B−1が隣接し、位置決め用表面バンプ電極103A−1の右側には位置決め用裏面バンプ電極103B−2が隣接している。また、位置決め用表面バンプ電極103A−2の左側には位置決め用裏面バンプ電極103B−1が隣接し、位置決め用表面バンプ電極103A−2の上側には位置決め用裏面バンプ電極103B−2が隣接している。 なお、シリコン基板100の他の3つの隅においても、位置決め用表面バンプ電極103A、および、位置決め用裏面バンプ電極103Bは、衝突することなく嵌合状態とされる。
Specifically, at the bonding portion of each
上記のように、位置決め用表(裏)面バンプ電極にはX軸方向、Y軸方向のそれぞれについて位置決め用裏(表)面バンプ電極が隣接する構成とされている。例えば、位置決め用表面バンプ電極103A−1については、位置決め用裏面バンプ電極103B−1、位置決め用裏面バンプ電極103B−2が隣接する。このような構成とすることにより、X軸方向、Y軸方向のそれぞれについて動くことが規制され、位置決めがなされる。
As described above, the positioning back (front) surface bump electrode is adjacent to the positioning back (front) surface bump electrode in each of the X-axis direction and the Y-axis direction. For example, for the positioning front
図2は、図1B中の領域Cの構成をより詳細に示す拡大断面図であり、以下に、図2を参照して構造について説明する。 FIG. 2 is an enlarged sectional view showing the configuration of the region C in FIG. 1B in more detail. The structure will be described below with reference to FIG.
回路形成層101Aには、所定の回路、例えば、メモリ回路が形成されている。また、回路形成層101Aには、積層された複数の絶縁層、および、その複数の絶縁層に設けられた配線や、コンタクトプラグなどが形成されている。
A predetermined circuit, for example, a memory circuit is formed in the
回路形成層101Aの上には、複数の電極パッド201、202が所定の配置で設けられている。電極パッド201、202が設けられた位置では、回路形成層101Aの最上層に設けられた配線が回路形成層101Aの表面から露出されており、電極パッド201、202と電気的に接続されている。回路形成層101Aは、電極パッド201、202が設けられた領域を除いて、回路形成面を保護するために、絶縁膜203で被覆されている。
On the
電極パッド201、202の上には、表面シード層204、205を介して、Cuからなる柱状体の表面ピラー部206、207が形成されている。
On the
表面ピラー部206、207の上には、Cu拡散防止用にNiメッキ層208、209が形成されている。また、Niメッキ層208、209の上には、酸化防止用にAuメッキ層210、211が形成されている。
電極パッド201、表面シード層204、表面ピラー部206、Niメッキ層208、および、Auメッキ層210が、表面バンプ電極102Aを構成する。また、電極パッド202、シード層205、表面ピラー部207、Niメッキ層209、および、Auメッキ層211が、位置決め用表面バンプ電極103Aを構成する。
The
シリコン基板101には、電極パッド201、202に対応する位置に貫通孔が形成され、その貫通孔に、裏面シード層214、215を介して、導体層、例えば、Cuが充填されることで貫通電極105が形成されている。
A through hole is formed in the
また、シリコン基板101には、貫通電極105の周りに、シリコン基板101と貫通電極105との間の絶縁を図るために、貫通電極105を囲むように円筒状に埋め込まれた、絶縁部材により構成される絶縁リング212、213が形成されている。
In addition, the
シリコン基板101の裏面には、シード層214、215を介して、Cuからなる裏面ピラー部216、217が形成されている。裏面ピラー部216は、表面バンプ電極102Aに対応して形成され、貫通電極105を介して、対応する表面バンプ電極102Aと電気的に接続されている。また、裏面ピラー部217は、位置決め用表面バンプ電極103Aの配置パターンに応じた配置パターンで形成され、貫通電極105と電気的に接続されている。
On the back surface of the
裏面ピラー部216、217の上には、Sn/Agからなる半球状の裏面はんだ層218、219が形成されている。
On the
裏面シード層214、裏面ピラー部216、および、裏面はんだ層218は、裏面バンプ電極102Bを構成する。裏面シード層215、裏面ピラー部217、および、裏面はんだ層219は、位置決め用裏面バンプ電極103Bを構成する。
The back surface seed layer 214, the back
次に、図3A〜図3Fを参照して、半導体チップ100を形成する工程について説明する。なお、通常、複数の半導体チップ100が半導体ウエハ上に形成され、半導体ウエハ上に形成された各半導体チップ100を個片化することで、半導体チップが得られる。以下では、半導体ウエハ上に半導体チップ100を形成する工程を順に説明する。
Next, a process of forming the
図3A〜図3Fは、図1Aに示す半導体チップ100の形成工程を順に示す断面図である。
3A to 3F are cross-sectional views sequentially showing the process of forming the
まず、図3Aに示す工程では、半導体チップ100が形成される複数のチップ形成領域301、および、複数のチップ形成領域301を区画するダイシングライン302を有する半導体ウエハ300を準備する。半導体基板300は、平坦な面である第1の面300Aと、第1の面300Aの反対側に位置し、かつ、平坦な面である第2の面300Bと、を有する。半導体ウエハ300としては、例えば、単結晶シリコンウエハを用いることができる。
First, in the process shown in FIG. 3A, a
半導体ウエハ300の第1の面300Aの複数のチップ形成領域301に回路形成層101Aを形成する。回路形成層101Aは、トランジスタ素子、積層された複数の層間絶縁層、および、該複数の層間絶縁層に形成された配線パターン(配線およびビア等)等を有した多層配線構造をしている。
A
次に、回路形成層101Aに、表面バンプ電極102A、および、位置決め用表面バンプ電極103Aの形成領域を露出する開口部を有する絶縁膜203(パッシベーション膜)を形成する。
Next, an insulating film 203 (passivation film) having an opening exposing the formation region of the
絶縁膜203は、回路形成層101Aを保護するための膜であり、絶縁樹脂(例えば、ポリイミド樹脂)を用いて形成する。
The insulating
次に、開口部により露出された回路形成層101A上に、表面バンプ電極102A、および、位置決め用表面バンプ電極103Aを形成する。このとき、表面バンプ電極102A、および、位置決め用表面バンプ電極103Aは、絶縁膜203の表面から突出する高さとなるように形成する。
Next, the
次に、表面バンプ電極102A、および、位置決め用表面バンプ電極103Aの上に、不図示のメッキ膜を形成する。
Next, a plating film (not shown) is formed on the
次に、図3Bに示す工程では、図3Aに示すシリコンウエハ300を上下反転させた後、半導体ウエハ300の第1の面300Aに、接着部材303を介して、支持基板304を接着する。
3B, after the
接着部材303の材料としては、特定の光源(例えば、レーザ光或いはUV(Ultra Violet:紫外)光)に反応することで、発泡或いは接着力が低下するものを用いるものとする。
As the material of the
支持基板304としては、例えば、光透過性の基板(例えば、ガラス基板)を用いるものとする。
As the
接着部材303は、表面バンプ電極102A、および、位置決め用表面バンプ電極103Aを完全に埋め込むことが可能な厚さとなるように形成される。
The
このように、表面バンプ電極102A、および、位置決め用表面バンプ電極103Aを完全に接着部材303に埋め込むことで、表面バンプ電極102A、および、位置決め用表面バンプ電極103Aを損傷させることなく、支持基板304により、半導体ウエハ300を支持することができる。
In this way, by completely embedding the
次に、図3Cに示す工程では、半導体ウエハ300の第2の面300B側から、半導体ウエハ300を研削或いは研磨することで、半導体ウエハ300を薄板化する。このとき、例えば、半導体ウエハ300の厚さが50μm以下となるように、半導体ウエハ300を薄板化する。
3C, the
薄板化された半導体ウエハ300は、支持基板304に支持されているため、薄板化された後の半導体ウエハ300の取り扱い(例えば、半導体製造装置間の搬送等)を容易に行なうことができる。
Since the thinned
次に、半導体ウエハ300に、第2の面300B側から回路形成層101Aに形成された電極パッドに向かって貫通孔を形成する。なお、貫通孔は、電極パッドが露出するように形成される。
Next, through holes are formed in the
次に、貫通孔の側面、および、半導体ウエハ300の第2の面300Bを覆う不図示の絶縁膜を形成し、その絶縁膜上に、貫通孔を露出する開口部を有したメッキ用レジスト膜(マスク)を形成する。
Next, an insulating film (not shown) that covers the side surface of the through hole and the
次に、貫通孔の内面、メッキ用レジスト膜の表面(開口部の側面も含む)、および、その開口部に露出された絶縁膜の上面を覆う裏面シード層を形成し、その裏面シード層を給電層として、Cuを用いた電解メッキ法により、貫通孔および開口部を埋め込んでCuメッキ膜を形成する。 Next, a back seed layer is formed to cover the inner surface of the through hole, the surface of the plating resist film (including the side surface of the opening), and the upper surface of the insulating film exposed in the opening, and the back seed layer As a power feeding layer, a Cu plating film is formed by embedding through holes and openings by an electrolytic plating method using Cu.
次に、メッキ用レジスト膜を除去し、その後、Cuメッキ膜に覆われていない裏面シード層を除去することで、貫通孔内に配置され、表面バンプ電極102Aと接続された貫通電極105と、貫通電極105と一体に構成され絶縁膜から突出する裏面バンプ電極102Bと、貫通電極105と一体に構成され絶縁膜から突出する位置決め用裏面バンプ電極103Bとが一括形成される。
Next, by removing the plating resist film, and then removing the back surface seed layer not covered with the Cu plating film, the through
なお、表面バンプ電極102A、および、位置決め用表面バンプ電極103Aは、半導体ウエハ300の第1の面300Aを覆う絶縁膜203により、半導体ウエハ300に対して電気的に絶縁されている。また、裏面バンプ電極102B、および、位置決め用裏面バンプ電極103Bは、半導体ウエハ300の第2の面300Bを覆う絶縁膜により、半導体ウエハ300に対して電気的に絶縁されている。
The
次に、図3Dに示す工程では、半導体ウエハ300の第2の面300Bに、裏面バンプ電極102B、および、位置決め用裏面バンプ電極103Bを覆う樹脂層106(接着性を有した絶縁樹脂層)を形成する。
Next, in the step shown in FIG. 3D, a resin layer 106 (insulating resin layer having adhesiveness) covering the back
具体的には、半導体ウエハ300の第2の面300Bに、樹脂層106としてNCF(Non Conductive Film)を貼り付ける。
Specifically, NCF (Non Conductive Film) is attached as the
このように、半導体ウエハ300の第2の面300Bに、樹脂層106を形成することにより、絶縁膜203に起因する半導体ウエハ300の反りを低減することができる。
Thus, by forming the
図3A〜図3Dに示す工程を経て、回路形成層101A、絶縁膜203、表面バンプ電極102A、裏面バンプ電極102B、位置決め用表面バンプ電極103A、位置決め用裏面バンプ電極103B、貫通電極105、および、樹脂層106を有する半導体チップ100が、半導体ウエハ300の複数のチップ形成領域301上に形成される。
3A to 3D, the
次に、図3Eに示す工程では、ダイシングテープ本体および接着層よりなるダイシングテープ305を準備し、樹脂層106に、ダイシングテープ305の接着層を介して、ダイシングテープ本体を貼り付ける。
Next, in a step shown in FIG. 3E, a dicing
このように、裏面バンプ電極102B、および、位置決め用裏面バンプ電極103Bを覆うように樹脂層106を形成後、樹脂層106にダイシングテープ305を貼着することで、裏面バンプ電極102B、および、位置決め用裏面バンプ電極103Bがダイシングテープ305の接着層に埋め込まれることがなくなる。
Thus, after forming the
これにより、半導体ウエハ300上に形成された複数の半導体チップ100の個片化後に、ダイシングテープ305から半導体チップ100をピックアップする際に、裏面バンプ電極102Bおよび位置決め用裏面バンプ電極103Bがダイシングテープ305の接着層に引っかかることがなくなるため、不要な応力が薄板化された半導体チップ100に付与されることがない。
Thus, when the
よって、ダイシングテープ305から半導体チップ100をピックアップする際に、半導体チップ100の破損(例えば、貫通電極105などを起点とするチップクラック)や半導体チップ100のピックアップミスが発生することを抑制できる。
Therefore, when the
また、ダイシングテープ305から半導体チップ100をピックアップする際に、半導体チップ100に樹脂層106が貼り付けられているため、樹脂層106が半導体チップ100の支持板として機能し、ピックアップされた半導体チップ100に反りが発生することが抑制される。これにより、半導体チップ100が破損することを抑制できる。
Further, when the
ダイシングテープ305を構成する接着層としては、例えば、紫外線(UV)照射により粘着材の成分中に化学反応を起こし、粘着力が低下する特性を有するものを用いる。
As the adhesive layer constituting the dicing
なお、ダイシングテープ305の接着層に樹脂層106を貼り付け、ダイシングテープ305が貼り付けられた樹脂層106を半導体ウエハ300の第2の面300Bに貼り付けてもよい。
Alternatively, the
このように、ダイシングテープ305を貼着することで、半導体ウエハ300の第2の面300Bに、スピンナ法を用いて樹脂層106を形成する場合と比較して、半導体ウエハ300に付与されるストレスを低減できる。
In this way, by applying the dicing
次に、図3Fに示す工程では、図3Eに示す構造体を上下反転させた後、支持基板304を介して、特定の光源から照射された光(例えば、レーザ光或いはUV光(紫外線))を接着部材303に照射することで、接着部材303を発泡或いは接着力を低下させ、接着部材303、および、支持基板304を除去する。
Next, in the step shown in FIG. 3F, the structure shown in FIG. 3E is turned upside down and then irradiated with light from a specific light source via the support substrate 304 (for example, laser light or UV light (ultraviolet light)). By irradiating the
これにより、半導体チップ100を構成する絶縁膜203、表面バンプ電極102A、および、位置決め用表面バンプ電極103Aが露出される。
As a result, the insulating
次に、図3Gに示す工程では、不図示のダイシング装置のステージ上に、図3Fに示す半導体ウエハ300を保持し、次いで、不図示のダイシングブレードにより、ダイシングテープ305に貼着された半導体ウエハ300および樹脂層106を、樹脂層106側から、ダイシングライン302に沿って切断することで、複数の半導体チップ100に個片化する。このとき、ダイシング領域に対応するダイシングテープ305の一部を切断する。
Next, in the process shown in FIG. 3G, the
これにより、樹脂層106は、半導体ウエハ300を構成する半導体チップ100(個片化された半導体チップ100)の外形に応じた形状となる。
As a result, the
このように、絶縁膜203に起因する半導体ウエハ300の反りを低減する樹脂層106を形成した状態で、ダイシングテープ305に貼着された半導体ウエハ300、および、樹脂層106を切断することにより、複数の半導体チップ100を精度よく個片化することができる。
In this manner, by cutting the
また、回路形成層101Aが形成された側から半導体ウエハ300を切断することにより、赤外線カメラ等の特殊な認識手段を使用することなく、ダイシング領域を精度よく認識することができる。
Further, by cutting the
次に、不図示の紫外線(UV)照射機構により、半導体ウエハ300の第2の面300B側から、ダイシングテープ305の本体を介して、ダイシングテープ305の接着層にUV光を照射することで、接着層の粘着力を低下させる。
Next, by irradiating UV light to the adhesive layer of the dicing
これにより、ダイシングテープ305の接着層から樹脂層106を容易に剥がすことが可能となる。
Thereby, the
次に、表面バンプ電極102A、および、位置決め用表面バンプ電極103Aを形成する工程について、図4A〜図4Dを参照して、詳細に説明する。
Next, the process of forming the
まず、図4Aに示す工程では、絶縁膜203上に、不図示のUBM(Under Bump Metal)膜を形成し、形成したUBM層の上に、シード層を形成する。なお、シード層は、形成された位置に応じて、表面シード層204、205となる。また、シード層は、例えば、Ti/Cu膜であり、スパッタ成膜法などにより形成される。
4A, an unillustrated UBM (Under Bump Metal) film is formed on the insulating
続けて、シード層に、フォトレジスト層401を塗布する。フォトレジスト層401は、メッキ用マスクであり、例えば、30μmの厚さであるものとする。さらに、塗布したフォトレジスト層401を、所定のパターンの開口を有するように覆い、露光、現像することで、開口部402、403を形成する。
Subsequently, a
ここで、開口部402に位置するシード層が表面シード層204となり、開口部403に位置するシード層が表面シード層205となる。また、開口部402、403は、略円形の開口部であり、電極パッド201の一部を露出する。なお、開口部402の直径である開口幅(W1)は、開口部403の直径である開口幅(W2)よりも大きいものとする。
Here, the seed layer located in the
次に、図4Bに示す工程では、表面シード層204、205を給電層とするCuを用いた電解メッキ処理により、表面シード層204、205上の開口部402、403に、表面ピラー部206、207を形成する。
Next, in the step shown in FIG. 4B, the
ここで、一般に、電解メッキ処理を用いた場合の2つの大きさの違う開口部におけるメッキ膜の成長速度は、小さい開口部における成長速度の方が、大きい開口部における成長速度よりも早い。開口部403の開口幅(W2)は、開口部402の開口幅(W1)よりも小さいため、位置決め用表面バンプ電極103Aの高さ(H2)は、表面バンプ電極102Aの高さ(H1)よりも高くなる。このようにして、フォトレジスト層401の開口部の開口幅に応じて、高さの異なるバンプ電極を形成することができる。
Here, in general, the growth rate of the plating film in the openings having two different sizes when the electrolytic plating process is used is higher in the growth rate in the small opening than in the large opening. Since the opening width (W2) of the
次に、図4Cに示す工程では、表面シード層204、205を給電層とする電解メッキ処理により、表面ピラー部206、207上にNiメッキ層208、209を形成し、さらに、Niメッキ層208、209上にAuメッキ層210、211を形成する。
Next, in the step shown in FIG. 4C,
次に、図4Dに示す工程では、絶縁膜203上に形成された表面シード層204、205とフォトレジスト層401とをエッチングにより除去する。
Next, in the step shown in FIG. 4D, the surface seed layers 204 and 205 and the
このようにして、開口部402に相当する位置に、電極パッド201、表面シード層204、表面ピラー部206、Niメッキ層208、および、Auメッキ層210からなる、表面バンプ電極102Aが形成される。また、開口部403に相当する位置に、電極パッド202、表面シード層205、表面ピラー部207、Niメッキ層209、および、Auメッキ層211からなる、位置決め用表面バンプ電極103Aが形成される。
In this manner, the
なお、位置決め用裏面バンプ電極103Bは、シリコン基板101の裏面に、裏面バンプ電極102Bが形成される開口部よりも小さな開口部を有するメッキ用マスクを設け、メッキ膜を形成することにより、その開口部に形成される。このように形成された位置決め用裏面バンプ電極103Bは、裏面バンプ電極102Bの高さよりも高くなる。
The positioning back
次に、図5A〜図5Dを参照して、複数の半導体チップ100を積層したチップ積層体を形成する工程について説明する。
Next, with reference to FIGS. 5A to 5D, a process of forming a chip stacked body in which a plurality of
図5A〜図5Dは、半導体チップ100(100−1〜100−4)の積層工程を示す断面図である。 5A to 5D are cross-sectional views illustrating the stacking process of the semiconductor chips 100 (100-1 to 100-4).
図5Aに示す工程では、半導体チップ100−1がボンディングステージ501上に載置される。
In the step shown in FIG. 5A, the semiconductor chip 100-1 is placed on the
なお、図5Aに示すように、半導体チップ100−1は、表面にのみバンプ電極が形成され、裏面にはバンプ電極が形成されていない。 As shown in FIG. 5A, the semiconductor chip 100-1 has bump electrodes formed only on the front surface and no bump electrodes formed on the back surface.
ボンディングステージ501には、半導体チップ100−1が載置される載置面に、第1の吸着孔502が複数設けられている。第1の吸着孔502は、不図示の真空ポンプに接続されている。半導体チップ100−1は、ボンディングステージ501の載置面に載置された後、第1の吸着孔502を介して真空ポンプにより吸着されることで、ボンディングステージ501に固定される。ここで、半導体チップ100−1は、表面バンプ電極102Aが形成されていない裏面がボンディングステージ501と接するように固定される。半導体チップ100−1の裏面にはバンプ電極102Bなどのバンプ電極が形成されていないため、ボンディングステージ501上に半導体チップ100−1を良好に固定することができる。また、ボンディングステージ501は、固定した半導体チップ100−1を加熱することができる。
The
次に、図5Bに示す工程では、半導体チップ100−2の裏面が半導体チップ100−1の表面と対向するように、その表面がボンディングツール503により固定される。ボンディングツール503には、窪みが設けられており、半導体チップ100−2の表面に形成されているバンプ電極は、その窪みに格納される。
Next, in the step shown in FIG. 5B, the surface of the semiconductor chip 100-2 is fixed by the
ボンディングツール503には、半導体チップ100−2が固定される面に、第2の吸着孔504が複数設けられている。第2の吸着孔504は、不図示の真空ポンプに接続されている。半導体チップ100−2は、第2の吸着孔504を介して真空ポンプにより吸着されることにより、ボンディングツール503に固定される。また、ボンディングツール503は、固定した半導体チップ100−2を加熱することができる。
The
なお、ボンディングステージ501およびボンディングツール503により、ボンディング装置が構成される。
The
半導体チップ100−2を固定するボンディングツール503が、半導体チップ100−1を固定するボンディングステージ501に向かって移動することで、半導体チップ100−1の表面に形成されたバンプ電極と、半導体チップ100−2の樹脂層106とが接するように、半導体チップ100−2が半導体チップ100−1の上に積層される。
The
次に、ボンディング装置により、半導体チップ100−1,100−2が加熱され、樹脂層106が溶融する第1の温度(例えば、150℃程度)になり、半導体チップ100−1の表面バンプ電極102Aと、半導体チップ100−2の裏面バンプ電極102Bとが接続する。さらに、半導体チップ100−1,100−2が加熱され、半導体チップ100−1の裏面バンプ電極102Bの頂部に設けられた裏面はんだ層218がリフローする第2の温度(例えば、260℃程度)になると、リフローした裏面はんだ層218を介して、半導体チップ100−1の表面バンプ電極102Aと、半導体チップ100−2の裏面バンプ電極102Bとがバンプ接続され固定される。
Next, the semiconductor chips 100-1 and 100-2 are heated by the bonding apparatus to a first temperature (for example, about 150 ° C.) at which the
次に、図5Cに示す工程では、図5Bに示す処理と同様の処理により、2段目の半導体チップ100−2の上に3段目の半導体チップ100−3が接続固定され、3段目の半導体チップ100−3の上に4段目の半導体チップ100−4が接続固定される。 Next, in the process shown in FIG. 5C, the third-stage semiconductor chip 100-3 is connected and fixed on the second-stage semiconductor chip 100-2 by the same process as the process shown in FIG. 5B. The fourth-stage semiconductor chip 100-4 is connected and fixed on the semiconductor chip 100-3.
上述した工程を経て、図5Dに示すように、半導体チップ100−1,100−2,100−3,100−4が積層された半導体チップ積層体505が構成される。
Through the steps described above, as shown in FIG. 5D, a semiconductor chip stacked
次に、バンプ接続の形成過程を詳細に説明する。 Next, the bump connection forming process will be described in detail.
図6A、図6Bは、半導体チップ100の積層時のバンプ接続の形成工程を示す断面図である。なお、図6A、図6Bにおいては、図5に示す半導体チップ100−1の表面バンプ電極102Aと、図5に示す半導体チップ100−2の裏面バンプ電極102Bとのバンプ接続の形成工程を示している。
6A and 6B are cross-sectional views showing a bump connection forming process when the
まず、図6Aに示す工程では、ボンディングステージ501は、半導体チップ100−1の裏面を吸着保持し、ボンディングツール503は、半導体チップ100−2の表面を吸着保持する。
6A, the
なお、半導体チップ100−1,100−2にはバンプ電極の位置に対応する認識マーク(不図示)が設けられており、この認識マークにより、半導体チップ100−1,100−2のそれぞれの対応するバンプ電極同士が対向するように、半導体チップ100−1,100−2を配置することができる。 The semiconductor chips 100-1 and 100-2 are provided with recognition marks (not shown) corresponding to the positions of the bump electrodes. The recognition marks correspond to the semiconductor chips 100-1 and 100-2, respectively. The semiconductor chips 100-1 and 100-2 can be arranged so that the bump electrodes to be opposed to each other.
次に、図6Bに示す工程では、半導体チップ100−1の表面に形成されたバンプ電極と、半導体チップ100−2の樹脂層106とが接するように、半導体チップ100−2が半導体チップ100−1の上に積層される。
Next, in the step shown in FIG. 6B, the semiconductor chip 100-2 is arranged so that the bump electrode formed on the surface of the semiconductor chip 100-1 and the
次に、ボンディング装置は、半導体チップ100−1,100−2に荷重をかけながら、半導体チップ100−1,100−2を加熱する。具体的には、例えば、ボンディング装置は、150℃まで加熱し、10Nの荷重をかける。このような温度では、樹脂層106は溶融するが、裏面はんだ層218は溶融しない。
Next, the bonding apparatus heats the semiconductor chips 100-1 and 100-2 while applying a load to the semiconductor chips 100-1 and 100-2. Specifically, for example, the bonding apparatus heats up to 150 ° C. and applies a load of 10N. At such a temperature, the
ボンディング装置により荷重がかけられた状態で、半導体チップ100−2の樹脂層106が溶融すると、半導体チップ100−1の表面に形成されたバンプ電極は、半導体チップ100−2の樹脂層106に入りこむ。そして、半導体チップ100−1の表面バンプ電極102Aの頂部と、半導体チップ100−2の裏面バンプ電極102Bに設けられた裏面はんだ層218の頂部とが、接触する。また、半導体チップ100−1の位置決め用表面バンプ電極103Aと、半導体チップ100−2の位置決め用裏面バンプ電極103Bとは、隣接し、篏合状態となる。
When the
次に、ボンディング装置は、荷重を加えたまま、半導体チップ100−1,100−2をさらに加熱する。具体的には、例えば、ボンディング装置は、260℃まで加熱する。このような温度では、裏面はんだ層218は溶融し、半導体チップ100−1の表面バンプ電極102Aの頂部と、半導体チップ100−2の裏面バンプ電極102Bの頂部との間に広がる。
Next, the bonding apparatus further heats the semiconductor chips 100-1 and 100-2 while applying a load. Specifically, for example, the bonding apparatus heats up to 260 ° C. At such a temperature, the
続けて、ボンディング装置は、半導体チップ100−1,100−2の温度を低下させる。例えば、ボンディング装置は、100℃まで温度を下げる。このような温度では、裏面はんだ層218が硬化し、硬化した裏面はんだ層218を介して、半導体チップ100−1の表面バンプ電極102Aと半導体チップ100−2の裏面バンプ電極102Bとが良好に接続される。また、樹脂層106は、半導体チップ100−1,100−2の隙間に広がり、その隙間を充填する。
Subsequently, the bonding apparatus reduces the temperatures of the semiconductor chips 100-1 and 100-2. For example, the bonding apparatus reduces the temperature to 100 ° C. At such a temperature, the back
次に、図7を参照して、チップ積層体505が実装された半導体装置700の構成について説明する。
Next, the configuration of the
半導体装置700は、チップ積層体505が、ロジックチップ720を介して、配線基板710に接続された構成である。
The
配線基板710は、絶縁基板711と、接続パッド712と、ランド713と、絶縁膜714とを有している。
The
絶縁基板711は、絶縁部材からなる板状の基板である。
The insulating
接続パッド712は、配線基板710の一方の面(ロジックチップ720が接続される面)に設けられている。なお、配線基板710において、接続パッド712が設けられた面を表面と称する。
The
ランド713は、配線基板710の裏面に設けられ、はんだボール750と接続する。
The
絶縁膜714は、配線基板710の表面あるいは裏面を覆う、例えば、ソルダーレジストが用いられた保護膜である。また、絶縁膜714は、ランド713や、ロジックチップ720の積層領域などを露出する開口部を有する。
The insulating
ロジックチップ720は、表面バンプ電極721と、表面はんだ層722と、裏面バンプ電極723と、貫通電極724とを有し、チップ積層体505を駆動する半導体チップである。
The
表面バンプ電極721は、ロジックチップ720の一方の面(配線基板710が接続される面)に形成された電極であり、ロジックチップ720内に形成された回路や、貫通電極724などと接続する。以下では、ロジックチップ720において、表面バンプ電極721が形成される面を表面と称する。
The
表面はんだ層722は、表面バンプ電極721上に、電解メッキ処理により生成されたSn/Agメッキ層がリフローされて、半球状に形成される。
The
裏面バンプ電極723は、ロジックチップ720の裏面に、表面バンプ電極721と対応する位置に形成された電極である。
The
貫通電極724は、ロジックチップ720を貫通し、一端が表面バンプ電極721と接続し、他端が裏面バンプ電極723と接続される。
The through
上述した構成を有するロジックチップ720は、表面バンプ電極721が、配線基板710の表面に形成された接続パッド712と接続するように、配線基板710上に実装される。また、ロジックチップ720の上には、裏面バンプ電極723と、チップ積層体505の最下層の半導体チップ100の表面バンプ電極102Aとが接続するように、チップ積層体505が実装される。
The
樹脂部材730は、NCP(Non Conductive Paste)などの樹脂であり、チップ積層体505と配線基板710、または、配線基板710とロジックチップ720を接着固定する。
The
封止樹脂740は、例えば、熱硬化性のエポキシ樹脂などであり、配線基板710に実装された、チップ積層体505、および、ロジックチップ720をモールドすることにより、固定する。
The sealing
はんだボール750は、配線基板710のランド713と接続され、半導体装置700外部と信号の入出力などを行う端子である。
The
次に、図8A〜図8Fを用いて、図7に示す半導体装置700の組立工程を説明する。
Next, an assembly process of the
図8A〜図8Fは、図7に示す半導体装置700の製造工程を示す断面図である。
8A to 8F are cross-sectional views showing manufacturing steps of the
半導体装置700の組立時、まずマトリックス状に配置された複数の製品形成部801を備えた配線基板710を準備する。製品形成部801は、各々が半導体装置700の配線基板710となる部位であり、各製品形成部801には所定のパターンの配線が形成され、各配線は接続パッド711およびランド713を除いてソルダーレジスト膜などの絶縁膜714によって覆われている。製品形成部801おのおのの間が各半導体装置700を個々に切り離す際のダイシングライン802となる。
When assembling the
配線基板710の表面には、ロジックチップ720と接続するための複数の接続パッド712が形成され、裏面には外部端子となる導電性のはんだボール750を接続するための複数のランド713が形成されている。接続パッド712は、所定のランド713と配線によって接続されている。
A plurality of
配線基板710の準備が完了すると、図8Aに示すように、各製品形成部801上に絶縁性の樹脂部材730をディスペンサにより塗布する。
When the preparation of the
次に、ロジックチップ720の表面をボンディングツールなどで吸着保持し、図8Bに示すように、製品形成部801上にロジックチップ720を搭載し、配線基板710の接続パッド712と、ロジックチップ720の表面バンプ電極721とを、例えば熱圧着法を用いて接合する。このとき、樹脂部材730が配線基板710とロジックチップ720との間に充填され、配線基板710とロジックチップ720とが接着固定される。さらに、ロジックチップ720上に樹脂部材730をディスペンサにより塗布する。
Next, the surface of the
次に、チップ積層体505の最上層の半導体チップ100の裏面をボンディングツールなどで吸着保持し、図8Cに示すように、ロジックチップ720上にチップ積層体505を搭載し、チップ積層体505の最下層の半導体チップ100の表面バンプ電極102Aと、ロジックチップ720の裏面バンプ電極723とを、例えば熱圧着法を用いて接合する。このとき、樹脂部材730がチップ積層体505とロジックチップ720との間に充填され、チップ積層体505とロジックチップ720とが接着固定される。
Next, the back surface of the
チップ積層体505およびロジックチップ720が搭載された配線基板710は、不図示のトランスファモールド装置の上型と下型から成る成型金型にセットされ、モールド工程に移行する。
The
成型金型の上型には、チップ積層体505およびロジックチップ720を一括して覆う不図示のキャビティが形成され、キャビティ内に配線基板710上に搭載された複数のチップ積層体505、および、ロジックチップ720が収容される。
A cavity (not shown) that collectively covers the
次に、成型金型の上型に設けられたキャビティ内に加熱溶融させた封止樹脂740を注入し、チップ積層体505およびロジックチップ720全体を覆うようにキャビティ内に封止樹脂740を充填する。
Next, the sealing
続いて、キャビティ内を封止樹脂で充填した状態で、所定の温度、例えば180℃程度でキュアすることで封止樹脂740を熱硬化させることで、図8Dに示すように、複数の製品形成部801に搭載された各チップ積層体505および各ロジックチップ720を一括して覆う封止樹脂740が形成される。さらに、所定の温度でベークすることで、封止樹脂740を完全に硬化させる。
Subsequently, in a state where the cavity is filled with the sealing resin, the sealing
上述したように、チップ積層体505の半導体チップ100間を樹脂部材108で封止した後、チップ積層体505全体を樹脂部材740で覆うため、半導体チップ100同士の隙間でボイドが発生するのを抑制できる。
As described above, since the
封止樹脂740を形成すると、ボールマウント工程に移行し、配線基板710の他方の面に形成されたランド713にはんだボール750が接続される。
When the sealing
ボールマウント工程では、配線基板710の複数のランド713の配置と対応するように配置された複数の吸着孔を備えたマウントツールを用いて複数のはんだボール750を吸着保持し、図8Eに示すように、各はんだボール750にフラックスを転写した後、各はんだボール750を配線基板710のランド713上に一括して接続する。
In the ball mounting process, a plurality of
全ての製品形成部801に対するはんだボール750の接続が完了した後、配線基板710をリフローすることではんだボール750とランド713とを接続する。
After the connection of the
はんだボール750の接続が完了すると、基板ダイシング工程に移行し、ダイシングライン812で個々の製品形成部801を切断分離することで半導体装置700を形成する。
When the connection of the
基板ダイシング工程では、封止樹脂740に不図示のダイシングテープを貼着することで製品形成部801を支持する。そして、不図示のダイシング装置が備えるダイシングブレードにより、図8Fに示すように、ダイシングライン812で切断することで製品形成部801毎に分離する。切断分離後、ダイシングテープから製品形成部801ごとにピックアップすることで、図7に示したCoC型の半導体装置700が得られる。
In the substrate dicing process, the
上述したように、複数の半導体チップ100を積載したチップ積層体505を先に構成し、その後、ロジックチップ720を介して、配線基板710に、チップ積層体505を接続固定するため、半導体チップ100、配線基板710、および、ロジックチップ720の熱膨張係数や剛性の違いにより製造時の熱処理で半導体チップ100同士の接続部や半導体チップ100へ加わる熱応力が低減される。そのため、半導体チップ100同士の接続部の破断や、半導体チップ100にクラックが発生するのを抑制できる。
As described above, in order to connect and fix the
このように、半導体チップ100の積層時、表面バンプ電極102Aおよび裏面バンプ電極102Bが接触状態となり、位置決め用表面バンプ電極103Aおよび位置決め用裏面バンプ電極103Bが篏合状態となるように、各半導体チップ100を積層する位置が決められる。
As described above, when the
また、半導体チップ100の積層時、各半導体チップ100の接合部においては、位置決め用表面バンプ電極103Aおよび位置決め用裏面バンプ電極103Bは篏合状態とされ、各半導体チップの積層位置が固定されているため、積層方向と直交する方向の力が加えられたとしても、半導体チップ100の積層位置はずれない。なお、位置決め用表面バンプ電極103Aおよび位置決め用裏面バンプ電極103Bは、それらの配置パターンにより、1箇所で篏合状態とされていたとしても、半導体チップ100の面内の移動が規制される。
Further, when the
そのため、半導体チップ100の積層時、表面バンプ電極102Aおよび裏面バンプ電極102Bの間の位置ずれを抑制することができる。
Therefore, when the
また、このように、表面バンプ電極102Aよりも高い位置決め用表面バンプ電極103Aは、表面バンプ電極102Aの作製手順において、メッキ用マスクに、表面バンプ電極102Aが作製される開口部402とあわせて、その開口部402よりも小さな開口部403を設けて、メッキ膜を形成することで、開口部403に作製することができる。
Further, in this manner, the positioning
同様に、裏面バンプ電極102Bよりも高い位置決め用裏面バンプ電極103Bは、メッキ用マスクに、裏面バンプ電極102Bが作製される開口部とあわせて、その開口部よりも小さな開口部を設けることで、作製することができる。
Similarly, the positioning rear
そのため、作製手順を複雑にすることなく、表面バンプ電極102Aよりも高い位置決め用表面バンプ電極103A、および、裏面バンプ電極102Bよりも高い位置決め用裏面バンプ電極103Bを作製することができる。
(第2の実施形態)
次に、図9A〜図9Cを用いて、本発明の第2の実施形態の半導体チップ900の構成について説明する。本実施形態の半導体チップ900においては、第1の実施形態の半導体チップ100と比較して、位置決め用表面バンプ電極および位置決め用裏面バンプ電極の配置パターンが異なっている。以下では、主に、本実施形態の半導体チップ900における位置決め用表面バンプ電極および位置決め用裏面バンプ電極の配置パターンについて説明する。
Therefore, the positioning
(Second Embodiment)
Next, the configuration of the
図9Aは、半導体チップ900の上面図である。また、図9Bは、図9Aに示すD−D’線に沿った断面図である。また、図9Cは、図9Aに示す半導体チップ900の位置決め用表面バンプ電極901Aおよび位置決め用裏面バンプ電極901Bの配置パターンの一例を示す図である。なお、図9Cにおいては、位置決め用バンプ電極901A(901A−1〜901A−4)を実線で示し、位置決め用バンプ電極901Bを点線で示している。
FIG. 9A is a top view of the
図9A,9Cに示すように、位置決め用バンプ電極901A、および、位置決め用バンプ電極901Bは、それぞれがシリコン基板101の4隅の異なる位置に設けられており、半導体チップ900の積層時、各半導体チップ900の接合部においては、各半導体チップ900の基板面の4隅で、一の半導体チップ900の位置決め用表面バンプ電極901Aは、他の半導体チップ900の位置決め用裏面バンプ電極901Bを上下左右に囲み、衝突することなく嵌合状態とされる。
As shown in FIGS. 9A and 9C, the
このように、半導体チップ900の積層時、各半導体チップ900の接合部においては、位置決め用表面バンプ電極901Aは、複数箇所で、位置決め用裏面バンプ電極901Bを囲むように隣接する。
As described above, when the
ここで、位置決め用表面バンプ電極901Aと位置決め用裏面バンプ電極901Bとが1箇所において篏合状態とされている場合には、半導体チップ900は、面内の上下左右方向への移動は規制されるが、面内の回転方向の移動は規制されない。しかし、位置決め用表面バンプ電極901Aと位置決め用裏面バンプ電極901Bとは、複数箇所で篏合状態とされているため、半導体チップ900の面内の回転方向の移動も規制される。すなわち、位置決め用表面バンプ電極901Aおよび位置決め用裏面バンプ電極901Bは、2箇所以上で篏合状態とされ、これにより、半導体チップ900の面内の移動が規制されることになる。
Here, when the positioning front
そのため、半導体チップ900の積層時、表面バンプ電極102Aおよび裏面バンプ電極102Bの間の位置ずれを抑制することができる。
(第3の実施形態)
次に、図10A〜図10Cを用いて、本発明の第3の実施形態の半導体チップ1000の構成について説明する。本実施形態の半導体チップ1000においては、第1の実施形態の半導体チップ100と比較して、位置決め用表面バンプ電極および位置決め用裏面バンプ電極の配置パターンが異なっている。以下では、主に、本実施形態の半導体チップ1000における位置決め用表面バンプ電極および位置決め用裏面バンプ電極の配置パターンについて説明する。
Therefore, when the
(Third embodiment)
Next, the configuration of the
図10Aは、半導体チップ1000の上面図である。また、図10Bは、図10Aに示すE−E’線に沿った断面図である。また、図10Cは、図10Aに示す半導体チップ1000の位置決め用表面バンプ電極1001Aおよび位置決め用裏面バンプ電極1001Bの配置パターンの一例を示す図である。なお、図10Cにおいては、位置決め用バンプ電極1001A(1001A−1〜1001A−8)を実線で示し、位置決め用バンプ電極1001B(1001B−1〜1001B−4)を点線で示している。
FIG. 10A is a top view of the
図10A、図10Cに示すように、半導体チップ1000の積層時、各半導体チップ1000の接合部においては、一の半導体チップ1000の位置決め用表面バンプ電極1001Aは、他の半導体チップ1000の位置決め用裏面バンプ電極1001B(1001B−1〜1001B−4)と、位置決め用裏面バンプ電極1001B−1〜1001B−4を頂点とする長方形を取り囲むように隣接し、衝突することなく嵌合状態とされる。
As shown in FIGS. 10A and 10C, when the
具体的には、各半導体チップの接合部においては、位置決め用表面バンプ電極1001A−1のX軸方向右側には位置決め用裏面バンプ電極1001B−1が隣接し、位置決め用表面バンプ電極1001A−2のY軸方向下側には位置決め用裏面バンプ電極1001B−1が隣接している。また、位置決め用表面バンプ電極1001A−3のY軸方向下側には位置決め用裏面バンプ電極1001B−2が隣接し、位置決め用表面バンプ電極1001A−4のX軸方向左側には位置決め用裏面バンプ電極1001B−2が隣接している。また、位置決め用表面バンプ電極1001A−5のX軸方向右側には位置決め用裏面バンプ電極1001B−3が隣接し、位置決め用表面バンプ電極1001A−6のY軸方向上側には位置決め用裏面バンプ電極1001B−3が隣接している。また、位置決め用表面バンプ電極1001A−7のY軸方向上側には位置決め用裏面バンプ電極1001B−4が隣接し、位置決め用表面バンプ電極1001A−8のX軸方向左側には位置決め用裏面バンプ電極1001B−4が隣接している。
Specifically, at the bonding portion of each semiconductor chip, a positioning back
このように、半導体チップ1000の積層時、各半導体チップ1000の接合部においては、位置決め用表面バンプ電極1001Aは、位置決め用裏面バンプ電極1001Bと、複数の位置で隣接し、位置決め用表面バンプ電極1001Aおよび位置決め用裏面バンプ電極1001Bは篏合状態とされ、半導体チップ1000の面内の移動が規制される。
As described above, when the
そのため、半導体チップ1000の積層時、表面バンプ電極102Aおよび裏面バンプ電極102Bの間の位置ずれを抑制することができる。
Therefore, when the
次に、図11〜図13を用いて、位置決め用表面バンプ電極および位置決め用裏面バンプ電極の他の配置パターンについて説明する。 Next, another arrangement pattern of the positioning front surface bump electrode and the positioning back surface bump electrode will be described with reference to FIGS.
図11においては、位置決め用表面バンプ電極1101A(1101A−1,1101A−2)を実線で示し、位置決め用裏面バンプ電極1101B(1101B−1,1101B−2)を点線で示している。
In FIG. 11, the positioning front
図11に示すように、位置決め用表面バンプ電極1101A、位置決め用裏面バンプ電極1101Bは、底面が略正方形の略正四角柱状であり、位置決め用表面バンプ電極1101Aおよび位置決め用裏面バンプ電極1101Bを有する半導体チップの積層時、各半導体チップの接合部においては、一の半導体チップの位置決め用表面バンプ電極1101Aは、他の半導体チップの位置決め用裏面バンプ電極1101Bと、対向する側面同士が隣接し、衝突することなく嵌合状態とされる。
As shown in FIG. 11, the positioning front
具体的には、各半導体チップの接合部においては、位置決め用表面バンプ電極1101A−1のY軸方向下側の一辺には位置決め用裏面バンプ電極1101B−1の一辺が隣接し、位置決め用表面バンプ電極1101A−1のX軸方向右側の他辺には位置決め用裏面バンプ電極1101B−2の一辺が隣接している。また、位置決め用表面バンプ電極1101A−2のX軸方向左側の一辺には位置決め用裏面バンプ電極1101B−1の他辺が隣接し、位置決め用表面バンプ電極1101A−2のY軸方向上側の他辺には位置決め用裏面バンプ電極1101B−2の他辺が隣接している。
Specifically, at the bonding portion of each semiconductor chip, one side of the positioning back
このように、位置決め用表面バンプ電極1101A、および、位置決め用裏面バンプ電極1101Bは正四角柱状をしており、半導体チップの積層時、各半導体チップの接合部においては、位置決め用表面バンプ電極1101Aおよび位置決め用裏面バンプ電極1101Bは、対向する側面同士が隣接し、半導体チップの面内の移動が規制される。すなわち、位置決め用表面バンプ電極1101Aおよび位置決め用裏面バンプ電極1101Bは、それらの形状により、1箇所で篏合状態とされていたとしても、半導体チップの面内の移動が規制されることになる。
As described above, the positioning
そのため、半導体チップの積層時、表面および裏面バンプ電極の間の位置ずれを抑制することができる。 For this reason, it is possible to suppress displacement between the front surface and back surface bump electrodes when the semiconductor chips are stacked.
次に、図12においては、位置決め用表面バンプ電極1201A(1201A−1,1201A−2)を実線で示し、位置決め用裏面バンプ電極1201Bを点線で示している。
Next, in FIG. 12, the positioning
図12に示すように、位置決め用表面バンプ電極1201A(1201A−1,1201A−2)は、底面がL字型の柱状をしており、L字の屈曲部同士が対向して設けられ、位置決め用裏面バンプ電極1201Bは直方体状に1つ設けられている。位置決め用表面バンプ電極1201Aおよび位置決め用裏面バンプ電極1201Bを有する半導体チップの積層時、各半導体チップの接合部においては、一の半導体チップの位置決め用表バンプ電極1201Aは、他の半導体チップの位置決め用裏面バンプ電極1201Bの側面のおのおのを囲むように隣接し、衝突することなく嵌合状態とされる。
As shown in FIG. 12, the positioning
具体的には、各半導体チップの接合部においては、位置決め用表面バンプ電極1201A−1は、位置決め用裏面バンプ電極1201Bと、位置決め用裏面バンプ電極1201BのY軸方向の一方の面およびX軸方向の一方の面において隣接する。また、位置決め用表面バンプ電極1201A−2は、位置決め用裏面バンプ電極1201Bと、位置決め用裏面バンプ電極1201BのY軸方向の他方の面およびX軸方向の他方の面において隣接する。
Specifically, at the bonding portion of each semiconductor chip, the positioning
このように、半導体チップの積層時、各半導体チップの接合部においては、位置決め用表面バンプ電極1201Aは、直方体状の位置決め用裏面バンプ電極1201Bの側面のおのおのと隣接し、半導体チップの面内の移動が規制される。すなわち、位置決め用表面バンプ電極1201Aおよび位置決め用裏面バンプ電極1201Bは、それらの形状により、1箇所で篏合状態とされていたとしても、半導体チップの面内の移動が規制されることになる。
As described above, at the time of stacking the semiconductor chips, the positioning
そのため、半導体チップの積層時、表面および裏面バンプ電極の間の位置ずれを抑制することができる。 For this reason, it is possible to suppress displacement between the front surface and back surface bump electrodes when the semiconductor chips are stacked.
なお、本実施形態では、位置決め用バンプ電極1201Bは、略直方体状である例を示したが、これに限られない。位置決め用バンプ電極1201Bは、底面が多角形の多角柱状であってもよい。
In the present embodiment, the
次に、図13においては、位置決め用表面バンプ電極1301Aを実線で示し、位置決め用裏面バンプ電極1301Bを点線で示している。
Next, in FIG. 13, the positioning
図13に示すように、位置決め用表面バンプ電極1301Aは、底面が環状の一部が切り取られた略C字型の柱状をしており、位置決め用裏面バンプ電極1301Bは、円柱状をしており、シリコン基板の複数の異なる位置にそれぞれが設けられている。位置決め用表面バンプ電極1301Aおよび位置決め用裏面バンプ電極1301Bを有する半導体チップの積層時、各半導体チップの接合部においては、一の半導体チップの位置決め用表面バンプ電極1301Aの内側の側面と、他の半導体チップの位置決め用裏面バンプ電極1301Bの側面とが隣接し、位置決め用表面バンプ電極1301Aおよび位置決め用表面バンプ電極1301Bは衝突することなく嵌合状態とされる。
As shown in FIG. 13, the positioning
このように、半導体チップの積層時、各半導体チップの接合部においては、位置決め用表面バンプ電極1301Aは、位置決め用裏面バンプ電極1301Bを取り囲むように隣接しているため、位置決め用表面バンプ電極1301Aおよび位置決め用表面バンプ電極1301Bは、1箇所で篏合状態とされていても、半導体チップの面内の回転方向の移動が制限されないが、複数箇所で篏合状態とされているため、半導体チップの面内の回転方向を含む移動が制限される。すなわち、位置決め用表面バンプ電極1301Aおよび位置決め用裏面バンプ電極1301Bは、2箇所以上で篏合状態とされることで、半導体チップの面内の移動が規制されることになる。
Thus, when the semiconductor chips are stacked, the positioning
そのため、半導体チップの積層時、表面および裏面バンプ電極の間の位置ずれを抑制することができる。 For this reason, it is possible to suppress displacement between the front surface and back surface bump electrodes when the semiconductor chips are stacked.
上述した実施形態においては、位置決め用表面バンプ電極の高さが表面バンプ電極の高さよりも高く、位置決め用裏面バンプ電極の高さが裏面バンプ電極の高さよりも高い例を用いて説明したが、これに限られるものではない。位置決め用表面バンプ電極および位置決め用裏面バンプ電極のうちのいずれか一方の高さが、同じ面に形成されたバンプ電極の高さよりも高ければよい。 In the above-described embodiment, the height of the positioning surface bump electrode is higher than the height of the front surface bump electrode, and the height of the positioning back surface bump electrode is higher than the height of the back surface bump electrode. It is not limited to this. The height of any one of the positioning front surface bump electrode and the positioning back surface bump electrode only needs to be higher than the height of the bump electrode formed on the same surface.
100、900、1000 半導体チップ
101 シリコン基板
101A 回路形成層
102A、721 表面バンプ電極
102B、723 裏面バンプ電極
103A、901A、1001A、1101A、1201A、1301A 位置決め用表面バンプ電極
103B、901B、1001B、1101B、1201B、1301B 位置決め用裏面バンプ電極
104A 補強用表面バンプ電極
104B 補強用裏面バンプ電極
105、724 貫通電極
106 樹脂層
201、202 電極パッド
203、714 絶縁膜
204、205 表面シード層
206、207 表面ピラー部
208、209 Niメッキ層
210、211 Auメッキ層
212、213 絶縁リング
214、215 裏面シード層
216、217 裏面ピラー部
218、219 裏面はんだ層
300 半導体ウエハ
301 チップ形成領域
302、802 ダイシングライン
303 接着部材
304 支持基板
305 ダイシングテープ
401 フォトレジスト層
402、403 開口部
501 ボンディングステージ
502、504 吸着孔
503 ボンディングツール
505 チップ積層体
700 半導体装置
710 配線基板
711 絶縁基板
712 接続パッド
713 ランド
720 ロジックチップ
722 表面はんだ層
730 樹脂部材
740 封止樹脂
750 はんだボール
801 製品形成部
100, 900, 1000
Claims (5)
基板と、
前記基板の一方の面に形成された第1のバンプ電極と、
前記基板の一方の面に形成され、前記基板の一方の面からの高さが、前記第1のバンプ電極の前記基板の一方の面からの高さよりも高い第1の位置決め用バンプ電極と、
前記基板の他方の面に形成され、前記第1のバンプ電極と電気的に接続された第2のバンプ電極と、
前記基板の他方の面に形成され、前記基板の他方の面からの高さが、前記第2のバンプ電極の前記基板の他方の面からの高さよりも高い第2の位置決め用バンプ電極と、を有し、
前記第1のバンプ電極が他の前記半導体チップの前記第2のバンプ電極と接触状態とされるとともに、前記第1の位置決め用バンプ電極が前記他の半導体チップの前記第2の位置決め用バンプ電極と衝突することなく嵌合状態とされて積層されることにより、前記他の半導体チップと位置決めされることを特徴とする半導体チップ。 A plurality of semiconductor chips that are stacked to form a semiconductor device,
A substrate,
A first bump electrode formed on one surface of the substrate;
A first positioning bump electrode formed on one surface of the substrate, wherein a height from the one surface of the substrate is higher than a height from the one surface of the substrate of the first bump electrode;
A second bump electrode formed on the other surface of the substrate and electrically connected to the first bump electrode;
A second positioning bump electrode formed on the other surface of the substrate, wherein a height from the other surface of the substrate is higher than a height of the second bump electrode from the other surface of the substrate; Have
The first bump electrode is in contact with the second bump electrode of another semiconductor chip, and the first positioning bump electrode is the second positioning bump electrode of the other semiconductor chip. The semiconductor chip is positioned with the other semiconductor chip by being stacked in a fitted state without colliding with the other semiconductor chip.
前記積層時、各前記半導体チップの接合部においては、前記第1の位置決め用バンプ電極および第2の位置決め用バンプ電極は少なくとも1つ設けられ、前記第1の位置決め用バンプ電極と前記他の半導体チップの第2の位置決め用バンプ電極は、少なくとも1箇所で篏合状態とされることにより、前記他の半導体チップと位置決めされることを特徴とする半導体チップ。 The semiconductor chip according to claim 1,
At the time of the lamination, at least one of the first positioning bump electrode and the second positioning bump electrode is provided in the bonding portion of each semiconductor chip, and the first positioning bump electrode and the other semiconductor are provided. A semiconductor chip characterized in that the second positioning bump electrode of the chip is positioned with the other semiconductor chip by being brought into a mating state at least at one place.
前記積層時、各前記半導体チップの接合部においては、前記第1の位置決め用バンプ電極および第2の位置決め用バンプ電極は、それぞれ少なくとも2つ設けられ、前記第1の位置決め用バンプ電極と他の半導体チップの第2の位置決め用バンプ電極は、2箇所以上で前記篏合状態とされることにより、他の半導体チップと位置決めされることを特徴とする半導体チップ。 The semiconductor chip according to claim 1,
At the time of stacking, at each semiconductor chip bonding portion, at least two of the first positioning bump electrode and the second positioning bump electrode are provided, and the first positioning bump electrode and the other positioning bump electrodes are provided. A semiconductor chip characterized in that the second positioning bump electrode of the semiconductor chip is positioned with another semiconductor chip by being brought into the combined state at two or more locations.
前記半導体チップは、基板と、前記基板の一方の面に形成された第1のバンプ電極と、前記基板の一方の面に形成され、前記基板の一方の面からの高さが、前記第1のバンプ電極の前記基板の一方の面からの高さよりも高い第1の位置決め用バンプ電極と、前記基板の他方の面に形成され、前記第1のバンプ電極と電気的に接続された第2のバンプ電極と、前記基板の他方の面に形成され、前記基板の他方の面からの高さが、前記第2のバンプ電極の前記基板の他方の面からの高さよりも高い第2の位置決め用バンプ電極と、を有しており、
前記複数の半導体チップのうちの第1および第2の半導体チップは、積層され、
前記第1の半導体チップの前記第1のバンプ電極が前記第2の半導体チップの前記第2のバンプ電極と接触状態とされるとともに、前記第1の半導体チップの前記第1の位置決め用バンプ電極が前記第2の半導体チップの前記第2の位置決め用バンプ電極と衝突することなく嵌合状態とされて積層されることにより、前記第1および前記第2の半導体チップは位置決めされることを特徴とする半導体装置。 A semiconductor device configured by stacking a plurality of semiconductor chips,
The semiconductor chip is formed on a substrate, a first bump electrode formed on one surface of the substrate, and on one surface of the substrate, and a height from the one surface of the substrate is the first surface. A first positioning bump electrode higher than the height of the bump electrode from one surface of the substrate, and a second electrode formed on the other surface of the substrate and electrically connected to the first bump electrode. A bump electrode and a second positioning formed on the other surface of the substrate, wherein a height from the other surface of the substrate is higher than a height of the second bump electrode from the other surface of the substrate. A bump electrode, and
The first and second semiconductor chips of the plurality of semiconductor chips are stacked,
The first bump electrode of the first semiconductor chip is brought into contact with the second bump electrode of the second semiconductor chip, and the first positioning bump electrode of the first semiconductor chip The first and second semiconductor chips are positioned by being stacked in a fitted state without colliding with the second positioning bump electrode of the second semiconductor chip. A semiconductor device.
基板の一方の面に、第1のバンプ電極、および、前記基板の一方の面からの高さが前記第1のバンプ電極の前記基板の一方の面からの高さよりも高い第1の位置決め用バンプ電極を形成し、前記基板の他方の面に、前記第1のバンプ電極と電気的に接続された第2のバンプ電極、および、前記基板の他方の面からの高さが、前記第2のバンプ電極の前記基板の他方の面からの高さよりも高い第2の位置決め用バンプ電極を形成することにより、複数の前記半導体チップを準備する工程と、
前記複数の半導体チップのうちの第1の半導体チップの上に、前記複数の半導体チップのうちの第2の半導体チップを載置する工程と、
前記第1の半導体チップの前記第1のバンプ電極を、前記第2の半導体チップの前記第2のバンプ電極と接触状態とする工程と、
前記第1の半導体チップの前記第1の位置決め用バンプ電極を、前記第2の半導体チップの前記第2の位置決め用バンプ電極と衝突することなく嵌合状態することにより、前記第1および前記第2の半導体チップは位置決めする工程と、を有する半導体装置の製造方法。 A method of manufacturing a semiconductor device in which a plurality of semiconductor chips are stacked,
A first bump electrode on a first surface of the substrate and a first positioning electrode having a height higher than the first surface of the first bump electrode than a height of the first bump electrode from the first surface of the substrate. A bump electrode is formed, a second bump electrode electrically connected to the first bump electrode on the other surface of the substrate, and a height from the other surface of the substrate is the second surface. Forming a plurality of semiconductor chips by forming a second positioning bump electrode higher than the height of the bump electrode from the other surface of the substrate;
Placing the second semiconductor chip of the plurality of semiconductor chips on the first semiconductor chip of the plurality of semiconductor chips;
Bringing the first bump electrode of the first semiconductor chip into contact with the second bump electrode of the second semiconductor chip;
By engaging the first positioning bump electrode of the first semiconductor chip without colliding with the second positioning bump electrode of the second semiconductor chip, the first and the first And a step of positioning the semiconductor chip of 2.
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Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016225462A (en) * | 2015-05-29 | 2016-12-28 | 株式会社東芝 | Semiconductor device |
US10607964B2 (en) | 2015-05-29 | 2020-03-31 | Toshiba Memory Corporation | Semiconductor device |
US11342310B2 (en) | 2020-06-08 | 2022-05-24 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Semiconductor chip, semiconductor device, and semiconductor package including the semiconductor chip |
US11784168B2 (en) | 2020-06-08 | 2023-10-10 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Semiconductor chip, semiconductor device, and semiconductor package including the semiconductor chip |
US11646260B2 (en) | 2020-08-18 | 2023-05-09 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Semiconductor package and method of fabricating the same |
US11929316B2 (en) | 2020-08-18 | 2024-03-12 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Semiconductor package and method of fabricating the same |
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