JP2017126703A - 積層半導体及び積層半導体の製造方法 - Google Patents

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    • H01L2224/12—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/13—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process of an individual bump connector
    • H01L2224/13001—Core members of the bump connector
    • H01L2224/13099—Material
    • H01L2224/131—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • H01L2224/13101—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of less than 400°C
    • H01L2224/13111—Tin [Sn] as principal constituent
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    • H01L2224/75252—Means for applying energy, e.g. heating means in the upper part of the bonding apparatus, e.g. in the bonding head
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    • H01L2224/81136—Aligning involving guiding structures, e.g. spacers or supporting members
    • H01L2224/81138—Aligning involving guiding structures, e.g. spacers or supporting members the guiding structures being at least partially left in the finished device
    • H01L2224/81139—Guiding structures on the body
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    • H01L2224/8119—Arrangement of the bump connectors prior to mounting
    • H01L2224/81191—Arrangement of the bump connectors prior to mounting wherein the bump connectors are disposed only on the semiconductor or solid-state body
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    • H01L2224/81—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a bump connector
    • H01L2224/812—Applying energy for connecting
    • H01L2224/81201—Compression bonding
    • H01L2224/81203—Thermocompression bonding, e.g. diffusion bonding, pressure joining, thermocompression welding or solid-state welding
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    • H01L2224/83—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
    • H01L2224/8319—Arrangement of the layer connectors prior to mounting
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    • H01L2225/06503—Stacked arrangements of devices
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    • H01L24/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
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    • H01L24/13—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process of an individual bump connector
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Abstract

【課題】積層半導体の各層の接合状態を均一化する。【解決手段】積層半導体は、積層された３層以上の半導体チップと、前記各半導体チップの間に配置され、加熱により軟化する樹脂と、前記各半導体チップの間に配置され、かつ、隣接する前記半導体チップに接しており、所定温度に達すると外力により変形する支持部と、を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、積層半導体及び積層半導体の製造方法に関する。
データ量の増加、高速処理化に伴い、サーバーやスーパーコンピュータのＣＰＵ（Central Processing Unit）やメモリは高性能化している。ＣＰＵとメモリとの間の伝送距離
が短いほど、サーバーにおける信号伝送が高速化され、サーバーの性能が向上する。複数の半導体チップを積層した積層半導体を用いることにより、ＣＰＵの近傍に複数のメモリを配置して、サーバーの性能を向上させている。
積層された複数の半導体チップの間隙は狭いので、複数の半導体チップを積層した後にアンダーフィルを積層された複数の半導体チップの間隙に充填する場合、アンダーフィルが十分に充填されないことがある。そのため、アンダーフィル方式に替えて、ＮＣＦ（Non-conductive Film）方式を用いるケースが増えている。図２２に示すように、ウェハ１
０１上にＮＣＦ１０２を貼り付けた後、ダイシングブレード１０３を用いてダイシングを行う。ウェハ１０１を個片化することにより、ＮＣＦ１０２が形成された半導体チップ１０４を製造することが行われている。
複数の半導体チップを積層する際、図２３に示すように、フリップチップボンダーなどの半導体実装装置の加熱ヘッド１２０を用いて、半導体チップ１０４Ｂを加熱及び加圧する。ＮＣＦ１０２に熱が伝わり、ＮＣＦ１０２の粘度が低下する。ＮＣＦ１０２の粘度が低下した状態で、半導体チップ１０４Ｂの端子１１１Ｂ及びはんだ１１２ＢによってＮＣＦ１０２に圧力を加えることにより、はんだ１１２ＢがＮＣＦ１０２を突き破る。半導体チップ１０４Ｂのはんだ１１２Ｂを介して、半導体チップ１０４Ａの端子１１１Ａと半導体チップ１０４Ｂの端子１１１Ｂとを接合することにより、半導体チップ１０４Ａと半導体チップ１０４Ｂとの間の導通や剛性を確保している。
特開２０１５−１８８９３号公報 特開２０１４−２０３８６８号公報
ＮＣＦ１０２が形成された複数の半導体チップ１０４を積層する場合、図２４に示すように、半導体チップ１０４Ｂのアライメントを行うとともに、加熱及び加圧によるはんだ接合を行う。半導体チップ１０４Ａと半導体チップ１０４Ｂとの接続を行った後、３層目の半導体チップ１０４Ｃに対するアライメント、加熱及び加圧によるはんだ接合を繰り返す。この場合、はんだ接合を確実にし、ＮＣＦ１０２のボイドレスを向上するため、加熱及び加圧の制御が厳密に行われている。ＮＣＦ１０２の温度が十分に上昇しておらず、ＮＣＦ１０２の粘度が低下していない状態でＮＣＦ１０２に圧力を加えると、はんだ１１２Ｂ、１１２ＣがＮＣＦ１０２を突き破れなかったり、ＮＣＦ１０２内にボイドが残存したりする場合がある。
積層半導体の各層においてアライメントやはんだ接合等を行うため、実装タクト（実装時間）が大きくなる。例えば、実装タクトは、下記（１）によって算出される。
（１）実装タクト＝（チップ搬送時間＋アライメント時間＋はんだ接合時間）×層数
実装タクトが大きくなると、製造コストが高くなる問題がある。実装タクトを抑えるため、ＮＣＦのタッキング性（粘着性）を利用して、図２５に示すように、半導体チップ１０４Ａ〜１０４Ｆを仮搭載で積層し、図２６に示すように、はんだ接合を一括で行う方式（一括接合方式）がある。一括接合方式の実装タクトは、下記（２）によって算出される。
（２）実装タクト＝（チップ搬送時間＋アライメント時間）×層数＋はんだ接合時間
一括接合方式の場合、積層半導体の層数が多くなるほど、積層半導体の下層に対して加熱ヘッド１２０から熱が伝わりにくいので、積層半導体の上層と下層とで温度差が大きくなる。そのため、積層半導体の各層ごとに温度が異なり、例えば、積層半導体の下層におけるＮＣＦ１０２の温度が十分に上昇せずに、ＮＣＦ１０２の粘度が低下しない場合がある。したがって、積層半導体の各層ごとに接合品質（はんだ接合性、ボイドの有無、信頼性等）の差異が発生する場合がある。
本願は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、積層半導体の各層の接合状態を均一化する技術を提供することを目的とする。
本願の一観点によると、積層された３層以上の半導体チップと、前記各半導体チップの間に配置され、加熱により軟化する樹脂と、前記各半導体チップの間に配置され、かつ、隣接する前記半導体チップに接しており、所定温度に達すると外力により変形する支持部と、を備える積層半導体が提供される。
本願の一観点によると、少なくとも３つの半導体チップを積層する工程と、少なくとも１つの前記半導体チップを加熱及び加圧する工程と、を備え、前記各半導体チップの間に、加熱により軟化する樹脂と、所定温度に達すると外力により変形する支持部とが配置されている、積層半導体の製造方法が提供される。
本願によれば、積層半導体の各層の接合状態を均一化することができる。
図１は、第１実施形態に係る積層半導体の断面図である。 図２は、第１実施形態に係る積層半導体の製造方法の説明図である。 図３は、第１実施形態に係る積層半導体の製造方法の説明図である。 図４は、第１実施形態に係る積層半導体の製造方法の説明図である。 図５は、第１実施形態に係る積層半導体の製造方法の説明図である。 図６は、第１実施形態に係る積層半導体の製造方法の説明図である。 図７は、第１実施形態に係る補強樹脂の温度及び加圧力のプロファイルを示す図である。 図８は、第１実施形態に係る補強樹脂の温度及び加圧力のプロファイルを示す図である。 図９は、比較例に係る積層半導体の説明図である。 図１０は、比較例に係る積層半導体の説明図である。 図１１は、比較例に係る補強樹脂の温度及び加圧力のプロファイルを示す図である。 図１２は、比較例に係る補強樹脂の温度及び加圧力のプロファイルを示す図である。 図１３は、積層半導体の部分断面図である。 図１４は、積層半導体の部分断面図である。 図１５は、積層半導体の断面図である。 図１６は、第２実施形態に係る積層半導体の製造方法の説明図である。 図１７は、第２実施形態に係る積層半導体の製造方法の説明図である。 図１８は、第２実施形態に係る積層半導体の製造方法の説明図である。 図１９は、第２実施形態に係る積層半導体の製造方法の説明図である。 図２０は、第１実施形態及び第２実施形態に係る半導体チップの製造方法の説明図である。 図２１は、第１実施形態及び第２実施形態に係る半導体チップの製造方法の説明図である。 図２２は、半導体チップの製造方法の説明図である。 図２３は、半導体チップの接合方法の説明図である。 図２４は、半導体チップの接合方法の説明図である。 図２５は、一括接合方式の説明図である。 図２６は、一括接合方式の説明図である。
以下、図面を参照して、実施形態を説明する。実施形態の構成は例示であり、本発明は、実施形態の構成に限定されない。
＜第１実施形態＞
図１は、第１実施形態に係る積層半導体（積層チップ）１の断面図である。積層半導体１は、例えば、積層メモリである。積層半導体１は、複数の半導体チップ２（２Ａ〜２Ｄ）が積層されている。半導体チップ２Ａは、複数の端子１１Ａ、複数の端子１２Ａ、複数のビア１３Ａ及び複数のはんだ１４Ａを有する。端子１１Ａと端子１２Ａとは、半導体チップ２Ａを貫通するビア１３Ａを介して電気的に接続されている。半導体チップ２Ｂは、複数の端子１１Ｂ、複数の端子１２Ｂ、複数のビア１３Ｂ及び複数のはんだ１４Ｂを有する。端子１１Ｂと端子１２Ｂとは、半導体チップ２Ｂを貫通するビア１３Ｂを介して電気的に接続されている。半導体チップ２Ａの端子１２Ａと半導体チップ２Ｂの端子１１Ｂとは、はんだ１４Ａを介して接合されている。
半導体チップ２Ｃは、複数の端子１１Ｃ、複数の端子１２Ｃ、複数のビア１３Ｃ及び複数のはんだ１４Ｃを有する。端子１１Ｃと端子１２Ｃとは、半導体チップ２Ｃを貫通するビア１３Ｃを介して電気的に接続されている。半導体チップ２Ｂの端子１２Ｂと半導体チップ２Ｃの端子１１Ｃとは、はんだ１４Ｃを介して接合されている。半導体チップ２Ｄは、複数の端子１１Ｄを有する。半導体チップ２Ｃの端子１２Ｃと半導体チップ２Ｄの端子１１Ｄとは、はんだ１４Ｃを介して接合されている。ビア１３Ａ〜１３Ｃは、ＴＳＶ（Through Silicon Via）とも呼ばれる。
端子１１Ａ〜１１Ｄ、１２Ｂ〜１２Ｄ及びビア１３Ａ〜１３Ｃの材料の一例として、Ｃｕ（銅）がある。はんだ１４Ｂ〜１４Ｄの材料の一例として、Ｓｎ（錫）又はＳｎを含む合金がある。半導体チップ２Ａと半導体チップ２Ｂとの間に補強樹脂２１Ａが配置されている。半導体チップ２Ｂと半導体チップ２Ｃとの間に補強樹脂２１Ｂが配置されている。半導体チップ２Ｃと半導体チップ２Ｄとの間に補強樹脂２１Ｃが配置されている。
補強樹脂２１Ａ〜２１Ｃは、温度変化によって粘度が変化する。補強樹脂２１Ａ〜２１Ｃは、常温で硬化しており、加熱により軟化する。補強樹脂２１Ａ〜２１Ｃは、加熱により軟化した後、冷却することにより硬化する熱可塑性樹脂であってもよい。補強樹脂２１Ａ〜２１Ｃは、加熱により軟化した後、更に加熱することにより硬化する熱硬化性樹脂であってもよい。補強樹脂２１Ａ〜２１Ｃは、例えば、ＮＣＦである。補強樹脂２１Ａ〜２１Ｃは、ＮＣＰ（Non-conductive Paste）であってもよい。補強樹脂２１Ａ〜２１Ｃは、
樹脂の一例である。
半導体チップ２Ａと半導体チップ２Ｂとの間に複数のスタンドオフ２２Ａが配置されている。図１には、複数のスタンドオフ２２Ａを配置する例を示しているが、一つのスタンドオフ２２Ａを配置してもよい。すなわち、半導体チップ２Ａと半導体チップ２Ｂとの間に少なくとも一つのスタンドオフ２２Ａが配置されていればよい。スタンドオフ２２Ａは、隣接する半導体チップ２Ａ、２Ｂに接した状態で、補強樹脂２１Ａ内に埋め込まれている。スタンドオフ２２Ａは、半導体チップ２Ａ、２Ｂとは電気的に接続されていない。スタンドオフ２２Ａを、半導体チップ２Ａの外周部分に配置してもよいし、半導体チップ２Ａの中央部分に配置してもよい。スタンドオフ２２Ａは、支持部の一例である。
半導体チップ２Ｂと半導体チップ２Ｃとの間に複数のスタンドオフ２２Ｂが配置されている。図１には、複数のスタンドオフ２２Ｂを配置する例を示しているが、一つのスタンドオフ２２Ｂを配置してもよい。すなわち、半導体チップ２Ｂと半導体チップ２Ｃとの間に少なくとも一つのスタンドオフ２２Ｂが配置されていればよい。スタンドオフ２２Ｂは、隣接する半導体チップ２Ｂ、２Ｃに接した状態で、補強樹脂２１Ｂ内に埋め込まれている。スタンドオフ２２Ｂは、半導体チップ２Ｂ、２Ｃとは電気的に接続されていない。スタンドオフ２２Ｂを、半導体チップ２Ｂの外周部分に配置してもよいし、半導体チップ２Ｂの中央部分に配置してもよい。スタンドオフ２２Ｂは、支持部の一例である。
半導体チップ２Ｃと半導体チップ２Ｄとの間に複数のスタンドオフ２２Ｃが配置されている。図１には、複数のスタンドオフ２２Ｃを配置する例を示しているが、一つのスタンドオフ２２Ｃを配置してもよい。すなわち、半導体チップ２Ｃと半導体チップ２Ｄとの間に少なくとも一つのスタンドオフ２２Ｃが配置されていればよい。スタンドオフ２２Ｃは、隣接する半導体チップ２Ｃ、２Ｄに接した状態で、補強樹脂２１Ｃ内に埋め込まれている。スタンドオフ２２Ｃは、半導体チップ２Ｃ、２Ｄとは電気的に接続されていない。スタンドオフ２２Ｃを、半導体チップ２Ｃの外周部分に配置してもよいし、半導体チップ２Ｃの中央部分に配置してもよい。スタンドオフ２２Ｃは、支持部の一例である。
スタンドオフ２２Ａ〜２２Ｃは、所定温度に達すると外力により変形する。所定温度は、補強樹脂２１Ａ〜２１Ｃの軟化温度よりも高い。スタンドオフ２２Ａ〜２２Ｃは、球形状、矩形形状又は円柱形状である。スタンドオフ２２Ａ〜２２Ｃは、はんだ又は弾性体である。
第１実施形態では、補強樹脂２１Ａ〜２１Ｃのタッキング性を利用して、半導体チップ２Ａ〜２Ｄを仮搭載で積層し、積層半導体１の各層のはんだ接合を順次行う。図２〜図５を参照して、第１実施形態に係る積層半導体１の製造方法について説明する。
まず、図２に示すように、半導体チップ２Ａ〜２Ｄを仮搭載で積層する。この場合、ステージ（図示せず）上に半導体チップ２Ｄを載置し、半導体チップ２Ｄ上に半導体チップ２Ｃを配置する。また、半導体チップ２Ｃ上に半導体チップ２Ｂを配置し、半導体チップ２Ｂ上に半導体チップ２Ａを配置する。半導体チップ２Ａのはんだ１４Ａは、半導体チップ２Ｂの端子１１Ｂに接触しておらず、半導体チップ２Ｂのはんだ１４Ｂは、半導体チップ２Ｃの端子１１Ｃに接触しておらず、半導体チップ２Ｃのはんだ１４Ｃは、半導体チップ２Ｄの端子１１Ｄに接触していない。
次に、図３に示すように、フリップチップボンダーなどの半導体実装装置が備えるヘッド３１を積層半導体１上に配置し、積層半導体１に対して加熱及び加圧を行う。この場合、ヘッド３１を用いて、積層半導体１の最上層の半導体チップ２Ａを加熱及び加圧する。ヘッド３１は、加熱ヘッド又は加圧加熱ヘッドとも呼ばれる。ヘッド３１は、図示しない
ヒーター（加熱機構）を有する。半導体チップ２Ａに対する加熱及び加圧を同時に開始してもよいし、半導体チップ２Ａに対する加熱を開始した後、半導体チップ２Ａに対する加圧を開始してもよい。ヘッド３１から半導体チップ２Ａに対して熱が加えられる。半導体チップ２Ａから半導体チップ２Ｂに熱が伝わり、半導体チップ２Ｂから半導体チップ２Ｃに熱が伝わり、半導体チップ２Ｃから半導体チップ２Ｄに熱が伝わる。
補強樹脂２１Ａ及びスタンドオフ２２Ａは、半導体チップ２Ａと半導体チップ２Ｂとの間に配置されているため、半導体チップ２Ａから補強樹脂２１Ａ及びスタンドオフ２２Ａに熱が伝わる。また、補強樹脂２１Ａ及びスタンドオフ２２Ａを経由して、半導体チップ２Ａから半導体チップ２Ｂに熱が伝わる。スタンドオフ２２Ａの温度が所定温度に達していない場合、スタンドオフ２２Ａは変形しないため、スタンドオフ２２Ａは半導体チップ２Ａを支持する。したがって、スタンドオフ２２Ａの温度が所定温度に達していない場合、半導体チップ２Ａが加圧されても、半導体チップ２Ａは下降せず、補強樹脂２１Ａはほとんど加圧されていない。
半導体チップ２Ａに対する加熱を開始した後、一定時間が経過すると、スタンドオフ２２Ａの温度が所定温度に達する。図４に示すように、スタンドオフ２２Ａの温度が所定温度に達すると、半導体チップ２Ａに対して加えられた圧力が、半導体チップ２Ａを介してスタンドオフ２２Ａに伝わることにより、スタンドオフ２２Ａが変形する。スタンドオフ２２Ａが変形し、スタンドオフ２２Ａの高さが低くなることにより、半導体チップ２Ａが下降し、補強樹脂２１Ａが加圧される。スタンドオフ２２Ａの温度が所定温度に達する場合、補強樹脂２１Ａは十分に加熱されているため、補強樹脂２１Ａの粘度は低下し、補強樹脂２１Ａは軟化している。したがって、スタンドオフ２２Ａが変形し、補強樹脂２１Ａが加圧される際、補強樹脂２１Ａは軟化している。
半導体チップ２Ａが下降することにより、半導体チップ２Ａのはんだ１４Ａが補強樹脂２１Ａを突き破り、はんだ１４Ａが半導体チップ２Ｂの端子１１Ｂに接触する。はんだ１４Ａが半導体チップ２Ｂの端子１１Ｂに接触した後、一定時間が経過すると、はんだ１４Ａの温度が融点に達し、はんだ１４Ａが溶融する。はんだ１４Ａが溶融することにより、半導体チップ２Ａの端子１２Ａと半導体チップ２Ｂの端子１１Ｂとが、はんだ１４Ａを介して接合される。半導体チップ２Ａの端子１２Ａと半導体チップ２Ｂの端子１１Ｂとが接合した場合、端子１１Ｂ、１２Ａ、はんだ１４Ａ、補強樹脂２１Ａ及びスタンドオフ２２Ａを経由して、半導体チップ２Ａから半導体チップ２Ｂに熱が伝わる。
はんだ１４Ａが半導体チップ２Ｂの端子１１Ｂに接触した時点において、半導体チップ２Ｂには熱が十分に伝わっていない。或いは、半導体チップ２Ａの端子１２Ａと半導体チップ２Ｂの端子１１ＢＤとが接合された時点において、半導体チップ２Ｂには熱が十分に伝わっていない。そのため、半導体チップ２Ｂのはんだ１４Ｂは溶融しておらず、半導体チップ２Ｂと半導体チップ２Ｃとの間に配置された補強樹脂２１Ｂは軟化していない。
補強樹脂２１Ｂ及びスタンドオフ２２Ｂは、半導体チップ２Ｂと半導体チップ２Ｃとの間に配置されているため、半導体チップ２Ｂから補強樹脂２１Ｂ及びスタンドオフ２２Ｂに熱が伝わる。また、補強樹脂２１Ｂ及びスタンドオフ２２Ｂを経由して、半導体チップ２Ｂから半導体チップ２Ｃに熱が伝わる。スタンドオフ２２Ｂの温度が所定温度に達していない場合、スタンドオフ２２Ｂは変形しないため、スタンドオフ２２Ｂは半導体チップ２Ｂを支持する。したがって、スタンドオフ２２Ｂの温度が所定温度に達していない場合、半導体チップ２Ａが加圧されても、半導体チップ２Ａ、２Ｂは下降せず、補強樹脂２１Ｂはほとんど加圧されていない。
半導体チップ２Ａから半導体チップ２Ｂに熱が伝わってから、一定時間が経過すると、
スタンドオフ２２Ｂの温度が所定温度に達する。図５に示すように、スタンドオフ２２Ｂの温度が所定温度に達すると、半導体チップ２Ａに対して加えられた圧力が、半導体チップ２Ａ、２Ｂを介してスタンドオフ２２Ｂに伝わることにより、スタンドオフ２２Ｂが変形する。スタンドオフ２２Ｂが変形し、スタンドオフ２２Ｂの高さが低くなることにより、半導体チップ２Ａ、２Ｂが下降し、補強樹脂２１Ｂが加圧される。スタンドオフ２２Ｂの温度が所定温度に達する場合、補強樹脂２１Ｂは十分に加熱されているため、補強樹脂２１Ｂの粘度は低下し、補強樹脂２１Ｂは軟化している。したがって、スタンドオフ２２Ｂが変形し、補強樹脂２１Ｂが加圧される際、補強樹脂２１Ｂは軟化している。
半導体チップ２Ａ、２Ｂが下降することにより、半導体チップ２Ｂのはんだ１４Ｂが補強樹脂２１Ｂを突き破り、はんだ１４Ｂが半導体チップ２Ｃの端子１１Ｃに接触する。はんだ１４Ｂが半導体チップ２Ｃの端子１１Ｃに接触した後、一定時間が経過すると、はんだ１４Ｂの温度が融点に達し、はんだ１４Ｂが溶融する。はんだ１４Ｂが溶融することにより、半導体チップ２Ｂの端子１２Ｂと半導体チップ２Ｃの端子１１Ｃとが、はんだ１４Ｂを介して接合される。半導体チップ２Ｂの端子１２Ｂと半導体チップ２Ｃの端子１１Ｃとが接合した場合、端子１１Ｃ、１２Ｂ、はんだ１４Ｂ、補強樹脂２１Ｂ及びスタンドオフ２２Ｂを経由して、半導体チップ２Ｂから半導体チップ２Ｃに熱が伝わる。
はんだ１４Ｂが半導体チップ２Ｃの端子１１Ｃに接触した時点において、半導体チップ２Ｃには熱が十分に伝わっていない。或いは、半導体チップ２Ｂの端子１２Ｂと半導体チップ２Ｃの端子１１Ｃとが接合された時点において、半導体チップ２Ｃには熱が十分に伝わっていない。そのため、半導体チップ２Ｃのはんだ１４Ｃは溶融しておらず、半導体チップ２Ｃと半導体チップ２Ｄとの間に配置された補強樹脂２１Ｃは軟化していない。
補強樹脂２１Ｃ及びスタンドオフ２２Ｃは、半導体チップ２Ｃと半導体チップ２Ｄとの間に配置されているため、半導体チップ２Ｃから補強樹脂２１Ｃ及びスタンドオフ２２Ｃに熱が伝わる。また、補強樹脂２１Ｃ及びスタンドオフ２２Ｃを経由して、半導体チップ２Ｃから半導体チップ２Ｄに熱が伝わる。スタンドオフ２２Ｃの温度が所定温度に達していない場合、スタンドオフ２２Ｃは変形しないため、スタンドオフ２２Ｃは半導体チップ２Ｃを支持する。したがって、スタンドオフ２２Ｃの温度が所定温度に達していない場合、半導体チップ２Ａが加圧されても、半導体チップ２Ａ〜２Ｃは下降せず、補強樹脂２１Ｃはほとんど加圧されていない。
半導体チップ２Ｂから半導体チップ２Ｃに熱が伝わってから、一定時間が経過すると、スタンドオフ２２Ｃの温度が所定温度に達する。図６に示すように、スタンドオフ２２Ｃの温度が所定温度に達すると、半導体チップ２Ａに対して加えられた圧力が、半導体チップ２Ａ〜２Ｃを介してスタンドオフ２２Ｃに伝わることにより、スタンドオフ２２Ｃが変形する。スタンドオフ２２Ｃが変形し、スタンドオフ２２Ｃの高さが低くなることにより、半導体チップ２Ａ〜２Ｃが下降し、補強樹脂２１Ｃが加圧される。スタンドオフ２２Ｃの温度が所定温度に達する場合、補強樹脂２１Ｃは十分に加熱されているため、補強樹脂２１Ｃの粘度は低下し、補強樹脂２１Ｃは軟化している。したがって、スタンドオフ２２Ｃが変形し、補強樹脂２１Ｃが加圧される際、補強樹脂２１Ｃは軟化している。
半導体チップ２Ａ〜２Ｃが下降することにより、半導体チップ２Ｃのはんだ１４Ｃが補強樹脂２１Ｃを突き破り、はんだ１４Ｃが半導体チップ２Ｄの端子１１Ｄに接触する。はんだ１４Ｃが半導体チップ２Ｄの端子１１Ｄに接触した後、一定時間が経過すると、はんだ１４Ｃの温度が融点に達し、はんだ１４Ｃが溶融する。はんだ１４Ｃが溶融することにより、半導体チップ２Ｃの端子１２Ｃと半導体チップ２Ｄの端子１１Ｄとが、はんだ１４Ｃを介して接合される。このようにして、積層半導体１が製造される。
図７は、第１実施形態に係る補強樹脂２１Ａの温度及び加圧力のプロファイルを示す図である。図７の縦軸は、補強樹脂２１Ａの温度及び加圧力を示しており、図７の横軸は、積層半導体１に対して加熱を開始してからの経過時間を示している。図７の実線は、補強樹脂２１Ａの温度の変化を示しており、図７の点線は、補強樹脂２１Ａの加圧力の変化を示している。図２〜図４を参照して説明したように、スタンドオフ２２Ａの温度が所定温度に達し、スタンドオフ２２Ａが変形した後、補強樹脂２１Ａが加圧される。スタンドオフ２２Ａの温度が所定温度に達する場合、補強樹脂２１Ａは軟化している。そのため、補強樹脂２１Ａの温度が加圧開始目標温度（Ｄ１）に達してから、補強樹脂２１Ａの加圧力が上昇している。加圧開始目標温度（Ｄ１）は、補強樹脂２１Ａが軟化したときの補強樹脂２１Ａの温度である。
図８は、第１実施形態に係る補強樹脂２１Ｃの温度及び加圧力のプロファイルを示す図である。図８の縦軸は、補強樹脂２１Ｃの温度及び加圧力を示しており、図８の横軸は、積層半導体１に対して加熱を開始してからの経過時間を示している。図８の実線は、補強樹脂２１Ｃの温度の変化を示しており、図８の点線は、補強樹脂２１Ｃの加圧力の変化を示している。図６を参照して説明したように、スタンドオフ２２Ｃの温度が所定温度に達し、スタンドオフ２２Ｃが変形した後、補強樹脂２１Ｃに圧力が加わる。スタンドオフ２２Ｃの温度が所定温度に達する場合、補強樹脂２１Ｃは軟化している。そのため、補強樹脂２１Ｃの温度が加圧開始目標温度（Ｄ２）に達してから、補強樹脂２１Ｃの加圧力が上昇している。加圧開始目標温度（Ｄ２）は、補強樹脂２１Ｃが軟化したときの補強樹脂２１Ｃの温度である。図７に示す加圧開始目標温度（Ｄ１）と図８に示す加圧開始目標温度（Ｄ２）とは同一温度である。このように、第１実施形態に係る積層半導体１では、補強樹脂２１Ａを加圧する際の補強樹脂２１Ａの温度と、補強樹脂２１Ｃを加圧する際の補強樹脂２１Ｃの温度とは等しくなる。
積層半導体１に係る積層半導体１によれば、スタンドオフ２２Ａの温度が所定温度に達し、スタンドオフ２２Ａが変形した後、補強樹脂２１Ａが加圧される。補強樹脂２１Ａが加圧される際、補強樹脂２１Ａは軟化している。また、スタンドオフ２２Ｂの温度が所定温度に達し、スタンドオフ２２Ｂが変形した後、補強樹脂２１Ｂが加圧される。補強樹脂２１Ｂが加圧される際、補強樹脂２１Ｂは軟化している。更に、スタンドオフ２２Ｃの温度が所定温度に達し、スタンドオフ２２Ｃが変形した後、補強樹脂２１Ｃが加圧される。補強樹脂２１Ｃが加圧される際、補強樹脂２１Ｃは軟化している。このように、第１実施形態に係る積層半導体１によれば、補強樹脂２１Ａ〜２１Ｃが軟化している状態で、補強樹脂２１Ａ〜２１Ｃを加圧することができ、積層半導体１における各層の接合状態を均一化することができる。これにより、積層半導体１における各層ごとの接合品質や接合信頼性を均一化することができる。また、積層半導体１における各層ごとのはんだ接合性を均一化することができる。更に、補強樹脂２１Ａ〜２１Ｃにおけるボイドの発生を抑止するとともに、補強樹脂２１Ａ〜２１Ｃにおけるボイドの有無を均一化することができる。
図９〜図１２を参照して、比較例に係るはんだ接合について説明する。比較例では、図９に示すように、半導体チップ２１０Ａ〜２１０Ｄを仮搭載で積層し、図１０に示すように、積層半導体２００の各層のはんだ接合を順次行っている。比較例に係る積層半導体２００では、半導体チップ２１０Ａと半導体チップ２１０Ｂとの間に補強樹脂２１１Ａが配置され、半導体チップ２１０Ｂと半導体チップ２１０Ｃとの間に補強樹脂２１１Ｂが配置され、半導体チップ２１０Ｃと半導体チップ２１０Ｄとの間に補強樹脂２１１Ｃが配置されている。また、比較例に係る積層半導体２００では、スタンドオフ２２Ａ〜２２Ｃが配置されていない。
図１１は、比較例に係る補強樹脂２１１Ａの温度及び加圧力のプロファイルを示す図である。図１１の縦軸は、補強樹脂２１１Ａの温度及び加圧力を示しており、図１１の横軸
は、積層半導体２００に対して加熱を開始してからの経過時間を示している。図１１の実線は、補強樹脂２１１Ａの温度の変化を示しており、図１１の点線は、補強樹脂２１１Ａの加圧力の変化を示している。比較例では、積層半導体２００上にヘッド３１を配置した後、積層半導体２００に加熱を開始してから一定時間が経過した後、積層半導体２００に対して加圧を開始している。そのため、補強樹脂２１１Ａの温度が加圧開始目標温度（Ｄ３）に達してから、補強樹脂２１１Ａの加圧力が上昇している。加圧開始目標温度（Ｄ３）は、補強樹脂２１１Ａが軟化したときの補強樹脂２１１Ａの温度である。
図１２は、比較例に係る補強樹脂２１１Ｃの温度及び加圧力のプロファイルを示す図である。図１２の縦軸は、補強樹脂２１１Ｃの温度及び加圧力を示しており、図１２の横軸は、積層半導体２００に対して加熱を開始してからの経過時間を示している。図１２の実線は、補強樹脂２１１Ｃの温度の変化を示しており、図１２の点線は、補強樹脂２１１Ｃの加圧力の変化を示している。比較例では、積層半導体２００は、スタンドオフ２２Ａ〜２２Ｂが配置されていないため、補強樹脂２１１Ｃを加圧する際、補強樹脂２１１Ｃが十分に加熱されておらず、補強樹脂２１１Ｃが軟化していない。そのため、補強樹脂２１１Ｃの温度が加圧開始目標温度（Ｄ４）に達する前に、補強樹脂２１１Ｃに対する加圧が開始され、補強樹脂２１１Ｃの加圧力が上昇している。加圧開始目標温度（Ｄ４）は、補強樹脂２１１Ｃが軟化したときの補強樹脂２１１Ｃの温度である。
比較例に係る積層半導体２００では、補強樹脂２１１Ａを加圧する際の補強樹脂２１１Ａの温度と、補強樹脂２１１Ｃを加圧する際の補強樹脂２１１Ｃの温度とが異なる。したがって、補強樹脂２１１Ａを加圧する際の補強樹脂２１１Ａの粘度と、補強樹脂２１１Ｃを加圧する際の補強樹脂２１１Ｃの粘度とが異なる。そのため、補強樹脂２１１Ａのボイド排出挙動と補強樹脂２１１Ｃのボイド排出挙動とが異なる。また、端子１１Ｂ〜１１Ｄ、１２Ａ〜１２Ｃの周囲の補強樹脂２１１Ａ〜２１１Ｃの流動挙動について、積層半導体２００の各層で差異が生じる。その結果、はんだ接合の際に半導体チップ２１０Ａ〜２１０Ｄの間でズレが発生する。
図１３は、スタンドオフ２２Ａがはんだ４１である場合の積層半導体１の部分断面図である。はんだ４１は、はんだ４１の融点付近又ははんだ４１の融点に達すると溶融し、外力により変形する。図１３の（Ａ）に示すように、はんだ４１が溶融していない場合、ヘッド３１で半導体チップ２を加圧しても、はんだ４１は変形しない。図１３の（Ｂ）に示すように、はんだ４１が溶融すると、ヘッド３１で半導体チップ２Ａを加圧する際、はんだ４１が変形する。図１３では、スタンドオフ２２Ａがはんだ４１である場合の構造例を示しているが、スタンドオフ２２Ｂ、２２Ｃがはんだ４１であってもよい。はんだ４１の材料を、Ｓｎ−４０Ｂｉ−Ｃｕ−Ｎｉ（融点１３０℃）、Ｓｎ−５８Ｂｉ（融点１３９℃）及びＳｎ４８−Ｉｎ５２（融点１１９℃）から選択してもよい。
図１４は、スタンドオフ２２Ａが弾性体４２である場合の積層半導体１の断面図である。弾性体４２は、例えば、熱可塑性樹脂である。弾性体４２は、温度変化によって弾性率が変化する。弾性体４２は、温度上昇によって弾性率が低下し、弾性率が所定値に達すると外力により変形する。図１４の（Ａ）に示すように、弾性体４２の弾性率が所定値に達していない場合、ヘッド３１で半導体チップ２Ａを加圧しても、弾性体４２は変形しない。図１４の（Ｂ）に示すように、弾性体４２の弾性率が所定値に達すると、ヘッド３１で半導体チップ２Ａを加圧する際、弾性体４２が変形する。図１４では、スタンドオフ２２Ａが弾性体４２である場合の構造例を示しているが、スタンドオフ２２Ｂ、２２Ｃが弾性体４２であってもよい。また、スタンドオフ２２Ａ〜２２Ｃは、弾性体４２の周囲をはんだ４１が覆っている構造であってもよい。
＜第２実施形態＞
第２実施形態に係る積層半導体１について説明する。第２実施形態に係る積層半導体１について、第１実施形態と同一の構成要素については、第１実施形態と同一の符号を付し、その説明を省略する。
図１５は、積層半導体１の断面図である。半導体チップ２Ａと半導体チップ２Ｂとの間に複数のスタンドオフ５１Ａ及び複数のスタンドオフ５２Ａが配置されている。図１５には、複数のスタンドオフ５１Ａを配置する例を示しているが、一つのスタンドオフ５１Ａを配置してもよい。すなわち、半導体チップ２Ａと半導体チップ２Ｂとの間に少なくとも一つのスタンドオフ５１Ａが配置されていればよい。また、図１５には、複数のスタンドオフ５２Ａを配置する例を示しているが、一つのスタンドオフ５２Ａを配置してもよい。すなわち、半導体チップ２Ａと半導体チップ２Ｂとの間に少なくとも一つのスタンドオフ５２Ａが配置されていればよい。スタンドオフ５１Ａ、５２Ａは、隣接する半導体チップ２Ａ、２Ｂに接した状態で、補強樹脂２１Ａ内に埋め込まれている。スタンドオフ５１Ａ、５２Ａは、半導体チップ２Ａ、２Ｂとは電気的に接続されていない。スタンドオフ５１Ａ、５２Ａを、半導体チップ２Ａの外周部分に配置してもよいし、半導体チップ２Ａの中央部分に配置してもよい。スタンドオフ５１Ａは、第１支持部の一例である。スタンドオフ５２Ａは、第２支持部の一例である。
半導体チップ２Ｂと半導体チップ２Ｃとの間に複数のスタンドオフ５１Ｂ及び複数のスタンドオフ５２Ｂが配置されている。図１５には、複数のスタンドオフ５１Ｂを配置する例を示しているが、一つのスタンドオフ５１Ｂを配置してもよい。すなわち、半導体チップ２Ｂと半導体チップ２Ｃとの間に少なくとも一つのスタンドオフ５１Ｂが配置されていればよい。また、図１５には、複数のスタンドオフ５２Ｂを配置する例を示しているが、一つのスタンドオフ５２Ｂを配置してもよい。すなわち、半導体チップ２Ｂと半導体チップ２Ｃとの間に少なくとも一つのスタンドオフ５２Ｂが配置されていればよい。スタンドオフ５１Ｂ、５２Ｂは、隣接する半導体チップ２Ｂ、２Ｃに接した状態で、補強樹脂２１Ｂ内に埋め込まれている。スタンドオフ５１Ｂ、５２Ｂは、半導体チップ２Ｂ、２Ｃとは電気的に接続されていない。スタンドオフ５１Ｂ、５２Ｂを、半導体チップ２Ｂの外周部分に配置してもよいし、半導体チップ２Ｂの中央部分に配置してもよい。スタンドオフ５１Ｂは、第１支持部の一例である。スタンドオフ５２Ｂは、第２支持部の一例である。
半導体チップ２Ｃと半導体チップ２Ｄとの間に複数のスタンドオフ５１Ｃ及び複数のスタンドオフ５２Ｃが配置されている。図１５には、複数のスタンドオフ５１Ｃを配置する例を示しているが、一つのスタンドオフ５１Ｃを配置してもよい。すなわち、半導体チップ２Ｃと半導体チップ２Ｄとの間に少なくとも一つのスタンドオフ５１Ｃが配置されていればよい。また、図１５には、複数のスタンドオフ５２Ｃを配置する例を示しているが、一つのスタンドオフ５２Ｃを配置してもよい。すなわち、半導体チップ２Ｃと半導体チップ２Ｄとの間に少なくとも一つのスタンドオフ５２Ｃが配置されていればよい。スタンドオフ５１Ｃ、５２Ｃは、隣接する半導体チップ２Ｃ、２Ｄに接した状態で、補強樹脂２１Ｃ内に埋め込まれている。スタンドオフ５１Ｃ、５２Ｃは、半導体チップ２Ｃ、２Ｄとは電気的に接続されていない。スタンドオフ５１Ｃ、５２Ｃを、半導体チップ２Ｃの外周部分に配置してもよいし、半導体チップ２Ｃの中央部分に配置してもよい。スタンドオフ５１Ｃは、第１支持部の一例である。スタンドオフ５２Ｃは、第２支持部の一例である。
スタンドオフ５１Ａ〜５１Ｃは、第１所定温度に達すると外力により変形する。スタンドオフ５２Ａ〜５２Ｃは、第２所定温度に達すると外力により変形する。第１所定温度と第２所定温度とは異なる温度であり、第１所定温度は、第２所定温度よりも低い。第１所定温度及び第２所定温度は、補強樹脂２１Ａ〜２１Ｃの軟化温度よりも高い。スタンドオフ５１Ａ〜５１Ｃ、５２Ａ〜５２Ｃは、球形状、矩形形状又は円柱形状である。スタンドオフ５１Ａ〜５１Ｃ、５２Ａ〜５２Ｃは、はんだ又は弾性体である。スタンドオフ５１Ａ
〜５１Ｃ、５２Ａ〜５２Ｃは、図１３に示すはんだ４１であってもよい。例えば、スタンドオフ５１Ａ〜５１Ｃの材料をＳｎ４８−Ｉｎ５２（融点１１９℃）とし、スタンドオフ５２Ａ〜５２Ｃの材料をＳｎ−５８Ｂｉ（融点１３９℃）としてもよい。また、スタンドオフ５１Ａ〜５１Ｃ、５２Ａ〜５２Ｃは、図１４に示す弾性体４２であってもよい。
図１６〜図１８を参照して、第２実施形態に係る積層半導体１の製造方法を説明する。図１６に示すように、半導体チップ２Ａ〜２Ｄを仮搭載で積層する。この場合、ステージ（図示せず）上に半導体チップ２Ｄを載置し、半導体チップ２Ｄ上に半導体チップ２Ｃを配置する。また、半導体チップ２Ｃ上に半導体チップ２Ｂを配置し、半導体チップ２Ｂ上に半導体チップ２Ａを配置する。半導体チップ２Ａのはんだ１４Ａは、半導体チップ２Ｂの端子１１Ｂに接触しておらず、半導体チップ２Ｂのはんだ１４Ｂは、半導体チップ２Ｃの端子１１Ｃに接触しておらず、半導体チップ２Ｃのはんだ１４Ｃは、半導体チップ２Ｄの端子１１Ｄに接触していない。スタンドオフ５２Ａは、半導体チップ２Ｂに接触しておらず、スタンドオフ５２Ｂは、半導体チップ２Ｃに接触しておらず、スタンドオフ５２Ｃは、半導体チップ２Ｄに接触していない。スタンドオフ５１Ａ〜５１Ｃの高さは、スタンドオフ５２Ａ〜５２Ｃの高さよりも高い。
次に、図１７に示すように、ヘッド３１を積層半導体１上に配置し、積層半導体１に対して加圧及び加熱を行う。この場合、ヘッド３１を用いて、積層半導体１の最上層の半導体チップ２Ａを加熱及び加圧する。半導体チップ２Ａに対する加熱及び加圧を同時に開始してもよいし、半導体チップ２Ａに対する加熱を開始した後、半導体チップ２Ａに対する加圧を開始してもよい。ヘッド３１から半導体チップ２Ａに対して熱が加えられる。半導体チップ２Ａから半導体チップ２Ｂに熱が伝わり、半導体チップ２Ｂから半導体チップ２Ｃに熱が伝わり、半導体チップ２Ｃから半導体チップ２Ｄに熱が伝わる。
補強樹脂２１Ａ、スタンドオフ５１Ａ、５２Ａは、半導体チップ２Ａと半導体チップ２Ｂとの間に配置されているため、半導体チップ２Ａから補強樹脂２１Ａ、スタンドオフ５１Ａ、５２Ａに熱が伝わる。また、補強樹脂２１Ａ及びスタンドオフ５１Ａ、５２Ａを経由して、半導体チップ２Ａから半導体チップ２Ｂに熱が伝わる。スタンドオフ５１Ａの温度が第１所定温度に達していない場合、スタンドオフ５１Ａは変形しないため、スタンドオフ５１Ａは半導体チップ２Ａを支持する。したがって、スタンドオフ５１Ａの温度が第１所定温度に達していない場合、半導体チップ２Ａが加圧されても、半導体チップ２Ａは下降せず、補強樹脂２１Ａはほとんど加圧されていない。
半導体チップ２Ａに対する加熱を開始した後、一定時間が経過すると、スタンドオフ５１Ａの温度が第１所定温度に達する。図１８に示すように、スタンドオフ５１Ａの温度が第１所定温度に達すると、半導体チップ２Ａに対して加えられた圧力が、半導体チップ２Ａを介してスタンドオフ５１Ａに伝わることにより、スタンドオフ５１Ａが変形する。スタンドオフ５１Ａが変形し、スタンドオフ５１Ａの高さが低くなることにより、半導体チップ２Ａが下降し、補強樹脂２１Ａが加圧される。スタンドオフ５１Ａの温度が第１所定温度に達する場合、補強樹脂２１Ａは十分に加熱されているため、補強樹脂２１Ａの粘度は低下し、補強樹脂２１Ａは軟化している。したがって、スタンドオフ５１Ａが変形し、補強樹脂２１Ａが加圧される際、補強樹脂２１Ａは軟化している。
半導体チップ２Ａが下降すると、半導体チップ２Ａと半導体チップ２Ｂとの間の距離が短くなり、スタンドオフ５２Ａが半導体チップ２Ｂに接触する。この場合、スタンドオフ５２Ａの温度は第２所定温度に達しておらず、スタンドオフ５２Ａは変形していない。したがって、スタンドオフ５２Ａが半導体チップ２Ｂに接触してからスタンドオフ５２Ａの温度が第２所定温度に達するまでは、半導体チップ２Ａが加圧されても、半導体チップ２Ａは下降せず、補強樹脂２１Ａはほとんど加圧されていない。
スタンドオフ５１Ａの温度が第１所定温度に達した後、一定時間が経過すると、スタンドオフ５２Ａの温度が第２所定温度に達する。図１９に示すように、スタンドオフ５２Ａの温度が第２所定温度に達すると、半導体チップ２Ａに対して加えられた圧力が、半導体チップ２Ａを介してスタンドオフ５２Ａに伝わることにより、スタンドオフ５２Ａが変形する。スタンドオフ５２Ａが変形し、スタンドオフ５２Ａの高さが低くなる。また、半導体チップ２Ａに対して加えられた圧力が、半導体チップ２Ａを介してスタンドオフ５２Ａに伝わることにより、スタンドオフ５２Ｂが更に変形する。これにより、半導体チップ２Ａが更に下降し、補強樹脂２１Ａが加圧される。半導体チップ２Ａのはんだ１４Ａが補強樹脂２１Ａを突き破り、はんだ１４Ａが半導体チップ２Ｂの端子１１Ｂに接触する。
はんだ１４Ａが半導体チップ２Ｂの端子１１Ｂに接触した後、一定時間が経過すると、はんだ１４Ａの温度が融点に達し、はんだ１４Ａが溶融する。はんだ１４Ａが溶融することにより、半導体チップ２Ａの端子１２Ａと半導体チップ２Ｂの端子１１Ｂとが、はんだ１４Ａを介して接合される。はんだ１４Ｂ、１４Ｃについても、はんだ１４Ａと同様にして接合される。
第２実施形態によれば、第１実施形態の効果に加えて、スタンドオフ５１Ａの温度が第１所定温度に達した際に補強樹脂２１Ａを加圧し、スタンドオフ５２Ａの温度が第２所定温度に達した際に補強樹脂２１Ａを更に加圧することができる。同様に、スタンドオフ５２Ｂの温度が第１所定温度に達した際に補強樹脂２１Ｂを加圧し、スタンドオフ５２Ｂの温度が第２所定温度に達した際に補強樹脂２１Ｂを更に加圧することができる。また同様に、スタンドオフ５２Ｃの温度が第１所定温度に達した際に補強樹脂２１Ｃを加圧し、スタンドオフ５２Ｃの温度が第２所定温度に達した際に補強樹脂２１Ｃを更に加圧することができる。このように、第２実施形態によれば、補強樹脂２１Ａ〜２１Ｃを段階的に加圧することができる。
図２０及び図２１を参照して、第１実施形態及び第２実施形態に係る半導体チップ２Ａの製造方法を説明する。ここでは、半導体チップ２Ａの製造方法について説明するが、半導体チップ２Ｂ〜２Ｄの製造方法も同様である。まず、図２０の（Ａ）に示すように、複数の端子１１Ａ、複数の端子１２Ａ、複数のビア１３Ａ及び複数のはんだ１４Ａが形成された半導体ウェハ３を用意する。半導体ウェハ３は、例えば、シリコンウェハである。次に、図２０の（Ｂ）に示すように、半導体ウェハ３上に複数のスタンドオフ２２Ａを形成する。スタンドオフ２２Ａがはんだ４１である場合、例えば、メッキ法又はボールマウント法によって、半導体ウェハ３上にスタンドオフ２２Ａを形成する。また、スタンドオフ２２Ａが熱可塑性樹脂である場合、例えば、樹脂ボールマウント法によって、半導体ウェハ３上にスタンドオフ２２Ａを形成する。
次いで、図２１の（Ａ）に示すように、真空ラミネータ等を用いて、半導体ウェハ３上に補強樹脂２１Ａを貼り付ける。次に、図２１の（Ｂ）に示すように、ダイサー（ダイシング装置）等によって、チップ単位に半導体ウェハ３を切断する。半導体ウェハ３を個片化することにより、半導体チップ２Ａが製造される。
第１実施形態及び第２実施形態では、ヘッド３１が加熱を行う例を示したが、第１実施形態及び第２実施形態に示す例に限定されず、積層半導体１が載置されるステージが加熱を行ってもよい。積層半導体１が載置されるステージがヒーターを有することにより、ステージから半導体チップ２Ｄに対して熱を加えることが可能である。半導体チップ２Ｄから半導体チップ２Ｃに熱が伝わり、半導体チップ２Ｃから半導体チップ２Ｂに熱が伝わり、半導体チップ２Ｂから半導体チップ２Ａに熱が伝わる。
ステージから半導体チップ２Ｄに対して熱を加える場合、スタンドオフ２２Ｄの温度が所定温度に達し、スタンドオフ２２Ｄが変形した後、補強樹脂２１Ｄが加圧される。次に、スタンドオフ２２Ｃの温度が所定温度に達し、スタンドオフ２２Ｃが変形した後、補強樹脂２１Ｃが加圧される。次いで、スタンドオフ２２Ｂの温度が所定温度に達し、スタンドオフ２２Ｂが変形した後、補強樹脂２１Ｂが加圧される。最後に、スタンドオフ２２Ａの温度が所定温度に達し、スタンドオフ２２Ａが変形した後、補強樹脂２１Ａが加圧される。このように、第１実施形態と同様、補強樹脂２１Ａ〜２１Ｃが軟化している状態で、補強樹脂２１Ａ〜２１Ｃを加圧することができ、積層半導体１における各層の接合状態を均一化することができる。また、ステージから半導体チップ２Ｄに対して熱を加えることにより、第２実施形態と同様、補強樹脂２１Ａ〜２１Ｃを段階的に加圧することができる。ステージのみで半導体チップ２Ｄに対して熱を加えてもよいし、ヘッド３１から半導体チップ２Ａに対して熱を加えるとともに、ステージから半導体チップ２Ｄに対して熱を加えてもよい。
第１実施形態及び第２実施形態では、積層された４層の半導体チップ２Ａ〜２Ｄを備える積層半導体１を示したが、第１実施形態及び第２実施形態は、積層された４層の半導体チップ２Ａ〜２Ｄを備える積層半導体１に限定されない。第１実施形態及び第２実施形態に係る積層半導体１は、積層された３層以上の半導体チップ２を備えていればよい。
１ 積層半導体
２Ａ〜２Ｄ 半導体チップ
３ 半導体ウェハ
１１Ａ〜１１Ｄ、１２Ｂ〜１２Ｄ 端子
１３Ｂ〜１３Ｄ ビア
１４Ｂ〜１４Ｄ はんだ
２１Ｂ〜２１Ｄ 補強樹脂
２２Ｂ〜２２Ｄ、５１Ｂ〜５１Ｄ、５２Ｂ〜５２Ｄ スタンドオフ
３１ ヘッド
４１ はんだ
４２ 弾性体

Claims (7)

  1. 積層された３層以上の半導体チップと、
    前記各半導体チップの間に配置され、加熱により軟化する樹脂と、
    前記各半導体チップの間に配置され、かつ、隣接する前記半導体チップに接しており、所定温度に達すると外力により変形する支持部と、
    を備えることを特徴とする積層半導体。
  2. 前記支持部は、前記所定温度に達すると溶融するはんだであることを特徴とする請求項１に記載の積層半導体。
  3. 前記支持部は、加熱により弾性率が低下する弾性体であることを特徴とする請求項１に記載の積層半導体。
  4. 前記所定温度は、前記樹脂の軟化温度よりも高いことを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載の積層半導体。
  5. 前記支持部は、
    第１所定温度に達すると外力により変形する第１支持部と、
    前記第１所定温度と異なる第２所定温度に達すると外力により変形する第２支持部と、
    を含むことを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載の積層半導体。
  6. 前記第１所定温度及び前記第２所定温度は、前記樹脂の軟化温度よりも高いことを特徴とする請求項５に記載の積層半導体。
  7. 少なくとも３つの半導体チップを積層する工程と、
    少なくとも１つの前記半導体チップを加熱及び加圧する工程と、
    を備え、
    前記各半導体チップの間に、加熱により軟化する樹脂と、所定温度に達すると外力により変形する支持部とが配置されていることを特徴とする積層半導体の製造方法。
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