JP2018026485A - Semiconductor device - Google Patents

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暁 土手
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce stress at the time of forming a wiring along a chip.SOLUTION: In a semiconductor device where at least a first chip and a second chip are laminated to face each other: the first chip includes a chip body, a first connection part reaching at least the chip body, a second connection part which reaches at least the chip body and serves as an electrical connection destination of the first connection part and an independent wiring which is provided on the first chip via an insulation layer in a state of sandwiching an insulation layer with the chip body and being separated from the first connection part and the second connection part; and the second chip includes a first connection wiring with one end connected to the first connection part and with the other end connected to one end of the independent wiring, and a second connection wiring with one end connected to the other end of the independent wiring and with the other end connected to the second connection part.SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

本明細書開示の発明は、半導体装置に関する。   The invention disclosed in this specification relates to a semiconductor device.

従来、多層構造の再配線を備えた半導体装置や、多層配線基板が知られている(例えば、特許文献1、特許文献2参照)。   2. Description of the Related Art Conventionally, a semiconductor device having a multilayer wiring structure and a multilayer wiring board are known (see, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2).

特開2012−4505号公報JP 2012-4505 A 特開2002−176260号公報JP 2002-176260 A

ところで、昨今、例えば、TSV(Through Si Via)を形成したLSI(large-scale integrated circuit)のチップを三次元的に積層する構造が知られている。このような構造では、チップ内の構造や設計上の制約からTSVを形成できない領域がある。この場合、例えば、積層されたチップへの電力供給のため、チップの表面に沿わせた配線を形成する必要がある。同様の問題は、TMV(Through Mold Via)を用いた疑似SoC(System On Chip)等、複数のチップを3次元的に積層した構造においても生じ得ると考えられる。   By the way, recently, for example, a structure in which chips of a large-scale integrated circuit (LSI) in which TSV (Through Si Via) is formed is three-dimensionally stacked is known. In such a structure, there is a region where a TSV cannot be formed due to the structure in the chip and design restrictions. In this case, for example, in order to supply power to the stacked chips, it is necessary to form a wiring along the surface of the chip. It is considered that the same problem can also occur in a structure in which a plurality of chips are three-dimensionally stacked, such as pseudo SoC (System On Chip) using TMV (Through Mold Via).

このようにチップに沿って配線を形成すると、配線に生じる応力によってチップが変形することが考えられる。チップの変形量が大きいと、チップを3次元的に積層することが困難となる場合がある。配線が厚かったり、長かったりすると、発生する応力も大きくなり、薄化してチップ化する前の厚い状態の基板であっても、ウェハの反りが大きくなる。ウェハの反りが大きくなると、配線上にバンプを形成することが困難となる。   When the wiring is formed along the chip as described above, it is considered that the chip is deformed by the stress generated in the wiring. If the deformation amount of the chip is large, it may be difficult to stack the chips three-dimensionally. When the wiring is thick or long, the stress generated increases, and the warpage of the wafer increases even if the substrate is in a thick state before being thinned into a chip. When the warpage of the wafer becomes large, it becomes difficult to form bumps on the wiring.

また、3次元的なチップの積層が実施された場合であっても、接合部に内部応力がかかり、半導体装置の信頼性が低下する可能性がある。   Further, even when three-dimensional chip stacking is performed, internal stress is applied to the joint, which may reduce the reliability of the semiconductor device.

このようにチップに沿って配線を形成しようとすると、種々の問題が生じると考えられるが、いずれの特許文献もこれらの問題を解決するものとはなっていない。   Thus, it is considered that various problems occur when wiring is formed along the chip. However, none of these patent documents solves these problems.

1つの側面では、本明細書開示の半導体装置は、チップに沿って配線を形成したときの応力を緩和することを課題とする。   In one aspect, it is an object of the semiconductor device disclosed in this specification to relieve stress when a wiring is formed along a chip.

本明細書開示の半導体装置は、少なくとも第1チップと第2チップとを対向させて積層した半導体装置であって、前記第1チップは、チップ本体と、少なくとも前記チップ本体に到達している第1の接続部と、少なくとも前記チップ本体に到達しているとともに前記第1の接続部の電気的な接続先となる第2の接続部と、前記第1チップにおいて、前記チップ本体との間に絶縁層を介し、前記第1の接続部と前記第2の接続部から分断された状態で設けられている独立配線と、を備え、前記第2チップは、一端部が前記第1の接続部と接続されているとともに他端部が前記独立配線の一端部と接続されている第1接続配線と、一端部が前記独立配線の他端部と接続されているとともに他端部が前記第2の接続部と接続されている第2接続配線と、を備えている。   The semiconductor device disclosed in this specification is a semiconductor device in which at least a first chip and a second chip are stacked to face each other, and the first chip reaches a chip body and at least the chip body. 1 and at least the second main body that reaches the chip body and serves as an electrical connection destination of the first connection section, and the first chip, between the chip main body and the second main body. And an independent wiring provided in a state of being separated from the first connection portion and the second connection portion via an insulating layer, and one end portion of the second chip has the first connection portion. And the other end is connected to the other end of the independent wiring and the other end is connected to the second end. Second connection wiring connected to the connection part of , And a.

本明細書開示の半導体装置によれば、チップに沿って配線を形成したときの応力を緩和することができる。   According to the semiconductor device disclosed in this specification, it is possible to relieve stress when wiring is formed along the chip.

図1は第1実施形態の半導体装置の概略構成を示す説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of the semiconductor device of the first embodiment. 図2は第1実施形態の半導体装置が備える最下層チップと中間層チップの概略構成を示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a lowermost layer chip and an intermediate layer chip included in the semiconductor device of the first embodiment. 図3は第1実施形態の半導体装置が備える最下層チップと中間層チップを分離した状態で示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory view showing a state in which the lowermost layer chip and the intermediate layer chip provided in the semiconductor device of the first embodiment are separated. 図4は図2における領域X1を拡大して示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing the area X1 in FIG. 2 in an enlarged manner. 図5は図2における領域X2を拡大して示す説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram showing the area X2 in FIG. 2 in an enlarged manner. 図6(A)〜図6(D)は第1実施形態の半導体装置の製造工程の一部を示す説明図である。FIG. 6A to FIG. 6D are explanatory views showing a part of the manufacturing process of the semiconductor device of the first embodiment. 図7(A)〜図7(C)は第1実施形態の半導体装置の製造工程の一部を示す説明図である。FIG. 7A to FIG. 7C are explanatory views showing a part of the manufacturing process of the semiconductor device of the first embodiment. 図8(A)、図8(B)は第1実施形態の半導体装置の製造工程の一部を示す説明図である。8A and 8B are explanatory views showing a part of the manufacturing process of the semiconductor device of the first embodiment. 図9(A)、図9(B)は第1実施形態の半導体装置の製造工程の一部を示す説明図であるは。9A and 9B are explanatory views showing a part of the manufacturing process of the semiconductor device of the first embodiment. 図10(A)〜図10(C)は第1実施形態の半導体装置の製造工程の一部を示す説明図であるは。10A to 10C are explanatory views showing a part of the manufacturing process of the semiconductor device of the first embodiment. 図11(A)、図11(B)はマイクロバンプの位置ずれが生じる様子を模式的に示す説明図である。FIG. 11A and FIG. 11B are explanatory views schematically showing how the micro bumps are displaced. 図12(A)はマイクロバンプの位置ずれへの対処の一例を示す説明図であり、図12(B)はマイクロバンプの位置ずれへの対処の他の例を示す説明図である。FIG. 12A is an explanatory diagram showing an example of how to cope with the misalignment of the micro bumps, and FIG. 12B is an explanatory diagram showing another example of dealing with the misalignment of the micro bumps. 図13は第2実施形態の半導体装置が備える最下層チップと中間層チップを示す説明図である。FIG. 13 is an explanatory diagram showing a lowermost layer chip and an intermediate layer chip included in the semiconductor device of the second embodiment. 図14は第3実施形態の半導体装置が備える最下層チップと中間層チップを示す説明図である。FIG. 14 is an explanatory diagram showing a lowermost layer chip and an intermediate layer chip included in the semiconductor device of the third embodiment. 図15は第4実施形態の半導体装置が備える中間層チップを示す説明図である。FIG. 15 is an explanatory view showing an intermediate layer chip provided in the semiconductor device of the fourth embodiment. 図16は比較例の半導体装置の概略構成を示す説明図である。FIG. 16 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a semiconductor device of a comparative example. 図17(A)は比較例の半導体装置が備える中間層チップの図17(B)におけるA−A線断面図であり、図17(B)は比較例の半導体装置が疎なる中間層チップの平面図である。17A is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 17B of the intermediate layer chip included in the semiconductor device of the comparative example, and FIG. 17B is a cross-sectional view of the intermediate layer chip in which the semiconductor device of the comparative example is sparse. It is a top view.

以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。ただし、図面中、各部の寸法、比率等は、実際のものと完全に一致するようには図示されていない場合がある。また、図面によっては、説明の都合上、実際には存在する構成要素が省略されていたり、寸法が実際よりも誇張されて描かれていたりする場合がある。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, in the drawings, the dimensions, ratios, and the like of each part may not be shown so as to completely match the actual ones. Further, depending on the drawings, components that are actually present may be omitted for convenience of explanation, or dimensions may be exaggerated from the actual drawing.

(第1実施形態)
まず、本実施形態の半導体装置1の説明に先立って、比較例の半導体装置500について図16乃至図17(B)を参照しつつ説明する。図16は比較例の半導体装置の概略構成を示す説明図である。図17(A)は比較例の半導体装置が備える中間層チップの図17(B)におけるA−A線断面図であり、図17(B)は比較例の半導体装置が疎なる中間層チップの平面図である。
(First embodiment)
First, prior to the description of the semiconductor device 1 of the present embodiment, a semiconductor device 500 of a comparative example will be described with reference to FIGS. 16 to 17B. FIG. 16 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a semiconductor device of a comparative example. 17A is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 17B of the intermediate layer chip included in the semiconductor device of the comparative example, and FIG. 17B is a cross-sectional view of the intermediate layer chip in which the semiconductor device of the comparative example is sparse. It is a top view.

半導体装置500は、複数のチップが積層されている。すなわち、半導体装置500は、最下層チップ510、中間層チップ520及び最上層チップ530を積層した状態で備えている。ここで、中間層チップ520に着目する。中間層チップ520は、チップ本体521を備える。チップ本体521の一面側には、回路形成層521aが設けられている。中間層チップ520には、複数のTSV522が設けられている。各TSV522の端部には、はんだによるマイクロバンプ526が形成されており、このマイクロバンプ526を介して最下層チップ510や最上層チップ530と電気的に接続されている。   In the semiconductor device 500, a plurality of chips are stacked. That is, the semiconductor device 500 includes a lowermost layer chip 510, an intermediate layer chip 520, and an uppermost layer chip 530 stacked. Here, attention is paid to the intermediate layer chip 520. The intermediate layer chip 520 includes a chip body 521. On one surface side of the chip body 521, a circuit forming layer 521a is provided. The intermediate layer chip 520 is provided with a plurality of TSVs 522. Micro bumps 526 made of solder are formed at the ends of each TSV 522, and are electrically connected to the lowermost layer chip 510 and the uppermost layer chip 530 through the microbumps 526.

また、回路形成層521aには、電極521a2が設けられている。電極521a2は、複数のTSV522のうちの一つと電気的に接続される。このとき、電極521a2とTSV522とは、チップ本体521の表面に沿って設けられている配線525を介して接続されている。この配線525は、チップ本体521に設けられている回路形成層521aに電源を供給するために設けられている。このような配線525は、チップ本体521に沿って設けられ、しかも、電極521a2とTSV522とは、共にチップ本体521に到達している。このため、例えば、配線525が熱によって伸縮することで配線525とチップ本体521の表面との接合部に応力が生じる。このような応力は、チップ本体521を反らせる原因となる。例えば、配線525の厚さが10μm以上である場合、チップ本体521を薄化する前のSi(シリコン)基板の厚さが775μm程度であっても、ウェハに反りが生じることがある。このような現象は、中間層チップ520と他のチップとの積層を困難なものとしたり、製品の信頼性を低下させたりする。なお、配線525が電源を供給するためのものではなく、例えば、信号線である場合にも、同様に応力に起因する問題が生じることがある。   In addition, an electrode 521a2 is provided on the circuit formation layer 521a. The electrode 521a2 is electrically connected to one of the plurality of TSVs 522. At this time, the electrode 521a2 and the TSV 522 are connected via the wiring 525 provided along the surface of the chip body 521. The wiring 525 is provided to supply power to the circuit formation layer 521a provided in the chip body 521. Such wiring 525 is provided along the chip body 521, and both the electrodes 521 a 2 and the TSV 522 reach the chip body 521. For this reason, for example, when the wiring 525 expands and contracts due to heat, a stress is generated at the joint between the wiring 525 and the surface of the chip body 521. Such stress causes the chip body 521 to warp. For example, when the thickness of the wiring 525 is 10 μm or more, even if the thickness of the Si (silicon) substrate before thinning the chip body 521 is about 775 μm, the wafer may be warped. Such a phenomenon makes it difficult to stack the intermediate layer chip 520 and other chips, or reduces the reliability of the product. Note that, in the case where the wiring 525 is not for supplying power but is, for example, a signal line, a problem due to stress may also occur.

このようにチップ本体521の表面に配線525を設けることによって生じる応力を緩和するために、例えば、チップ本体521と配線525との間に絶縁膜を介装する構造を採用することが考えられる。しかしながら、配線525の端部は、それぞれ、チップ本体521に到達している電極521a2とTSV522とに接続されているため、チップ本体521の変形を抑制する効果はさほど期待できないと考えられる。   In order to relieve the stress generated by providing the wiring 525 on the surface of the chip main body 521 as described above, for example, it is conceivable to adopt a structure in which an insulating film is interposed between the chip main body 521 and the wiring 525. However, since the ends of the wiring 525 are connected to the electrode 521a2 and the TSV 522 that reach the chip body 521, respectively, it is considered that the effect of suppressing the deformation of the chip body 521 cannot be expected so much.

また、チップ本体521の表面に配線525を設けることによって生じる応力を緩和するために、例えば、配線525をチップ本体521と平行となる平面内において、つづら折り状に設けることが考えられる。しかしながら、配線525をつづら折り状に設けると、配線525の占有面積が大きくなり、3次元集積等の高密度に配線とバンプを配置する構造には適していない。   Further, in order to relieve stress generated by providing the wiring 525 on the surface of the chip body 521, for example, it is conceivable to provide the wiring 525 in a zigzag manner in a plane parallel to the chip body 521. However, when the wiring 525 is provided in a zigzag shape, the area occupied by the wiring 525 increases, which is not suitable for a structure in which wiring and bumps are arranged at a high density such as three-dimensional integration.

以下、このような比較例と比較しつつ、本実施形態の半導体装置1につき、図1乃至図5を参照して説明する。図1は第1実施形態の半導体装置の概略構成を示す説明図である。図2は第1実施形態の半導体装置が備える最下層チップと中間層チップの概略構成を示す説明図である。図3は第1実施形態の半導体装置が備える最下層チップと中間層チップを分離した状態で示す説明図である。図4は図2における領域X1を拡大して示す説明図である。図5は図2における領域X2を拡大して示す説明図である。なお、以下の説明において、上下方向を各図に示した方向として説明する。   Hereinafter, the semiconductor device 1 of the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 5 while comparing with such a comparative example. FIG. 1 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of the semiconductor device of the first embodiment. FIG. 2 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a lowermost layer chip and an intermediate layer chip included in the semiconductor device of the first embodiment. FIG. 3 is an explanatory view showing a state in which the lowermost layer chip and the intermediate layer chip provided in the semiconductor device of the first embodiment are separated. FIG. 4 is an explanatory diagram showing the area X1 in FIG. 2 in an enlarged manner. FIG. 5 is an explanatory diagram showing the area X2 in FIG. 2 in an enlarged manner. In the following description, the vertical direction is described as the direction shown in each drawing.

本実施形態の半導体装置1は、いわゆる3D(three dimensions)積層構造を有する。半導体装置1は、積層された最下層チップ10、中間層チップ20及び最上層チップ30を備える。中間層チップ20と最下層チップ10とは対向させて積層した状態となっている。最上層チップ30と中間層チップ20とは対向させて積層した状態となっている。積層されたこれらのチップは、C4バンプ3を介して、パッケージ基板2上に設けられている基板電極2aに電気的に接続されている。積層されたチップのうち、中間層チップ20を第1チップとすると、最下層チップ10が第2チップとなる。また、最上層チップ30を第1チップとすると、中間層チップ20が第2チップとなる。以下の説明では、主として中間層チップ20を第1チップとし、最下層チップ10を第2チップとした場合について説明する。   The semiconductor device 1 of this embodiment has a so-called 3D (three dimensions) stacked structure. The semiconductor device 1 includes a stacked lowermost layer chip 10, an intermediate layer chip 20, and an uppermost layer chip 30. The intermediate layer chip 20 and the lowermost layer chip 10 are stacked so as to face each other. The uppermost layer chip 30 and the intermediate layer chip 20 are stacked facing each other. These stacked chips are electrically connected to a substrate electrode 2a provided on the package substrate 2 through C4 bumps 3. Of the stacked chips, when the intermediate layer chip 20 is the first chip, the lowermost layer chip 10 is the second chip. When the uppermost layer chip 30 is the first chip, the intermediate layer chip 20 is the second chip. In the following description, the case where the intermediate layer chip 20 is the first chip and the lowermost layer chip 10 is the second chip will be mainly described.

図1を参照すると、最下層チップ10は、チップ本体11を備える。チップ本体11の下面側には、回路形成層11aが設けられている。回路形成層11aには、電極11a2が設けられている。また、チップ本体11には、チップ本体11を貫通している電極、すなわち、TSV12が複数設けられている。チップ本体11の下面側には、UBM(Under Barrier Metal)14が設けられている。UBM14の上面側には、電極11a2やTSV12が電気的に接続されている。UBM14の下面側は、C4バンプ3を介して基板電極2aに電気的に接続されている。回路形成層11aの下面側には、第1絶縁層13が設けられており、UBM14の一部が第1絶縁層13に埋没した状態となっている。   Referring to FIG. 1, the lowermost layer chip 10 includes a chip body 11. A circuit formation layer 11 a is provided on the lower surface side of the chip body 11. An electrode 11a2 is provided on the circuit forming layer 11a. Further, the chip body 11 is provided with a plurality of electrodes, that is, TSVs 12 penetrating the chip body 11. A UBM (Under Barrier Metal) 14 is provided on the lower surface side of the chip body 11. The electrode 11a2 and the TSV 12 are electrically connected to the upper surface side of the UBM 14. The lower surface side of the UBM 14 is electrically connected to the substrate electrode 2 a via the C4 bump 3. A first insulating layer 13 is provided on the lower surface side of the circuit forming layer 11 a, and a part of the UBM 14 is buried in the first insulating layer 13.

図3や、図5を参照すると、チップ本体11の上面側には、第1接続配線15及び第2接続配線16が設けられている。チップ本体11の上面側には、第2絶縁層17が設けられており、第1接続配線15及び第2接続配線16は、第2絶縁層17内に埋設されている。第1接続配線15の一端部15aと他端部15bには、それぞれピラー部15a1、15b1が形成されている。同様に、第2接続配線16の一端部16aと他端部16bには、それぞれピラー部16a1、16b1が形成されている。   Referring to FIG. 3 and FIG. 5, the first connection wiring 15 and the second connection wiring 16 are provided on the upper surface side of the chip body 11. A second insulating layer 17 is provided on the upper surface side of the chip body 11, and the first connection wiring 15 and the second connection wiring 16 are embedded in the second insulating layer 17. Pillar portions 15a1 and 15b1 are formed at one end 15a and the other end 15b of the first connection wiring 15, respectively. Similarly, pillar portions 16a1 and 16b1 are formed at one end portion 16a and the other end portion 16b of the second connection wiring 16, respectively.

図1乃至図5を参照すると、中間層チップ20は、チップ本体21を備える。チップ本体21の下面側には、回路形成層21aが設けられている。回路形成層21aには、電極21a2が設けられている。また、チップ本体21には、TSV22が複数設けられている。TSV22は、チップ本体21を貫通しているため、チップ本体21に到達した状態となっている。TSV22は、複数設けられているが、これらの一部が第1の接続部に相当する。電極21a2は、チップ本体21に形成されている回路形成層21aに設けられているため、チップ本体21に到達した状態となっている。このような電極21a2は、第2の接続部に相当する。   Referring to FIGS. 1 to 5, the intermediate layer chip 20 includes a chip body 21. A circuit formation layer 21 a is provided on the lower surface side of the chip body 21. An electrode 21a2 is provided on the circuit forming layer 21a. The chip body 21 is provided with a plurality of TSVs 22. Since the TSV 22 penetrates the chip body 21, the TSV 22 has reached the chip body 21. Although a plurality of TSVs 22 are provided, some of these correspond to the first connection portion. Since the electrode 21a2 is provided on the circuit forming layer 21a formed on the chip body 21, the electrode 21a2 reaches the chip body 21. Such an electrode 21a2 corresponds to a second connection portion.

中間層チップ20の回路形成層21aの下面側には、第1絶縁層23が設けられている。第1絶縁層23は、後に説明するように、その製造工程において、まず、回路形成層21aと接している第1層23aが形成される。   A first insulating layer 23 is provided on the lower surface side of the circuit forming layer 21 a of the intermediate layer chip 20. As will be described later, in the manufacturing process, first insulating layer 23 is first formed with first layer 23a in contact with circuit forming layer 21a.

中間層チップ20は、電極21a2やTSV22の端部に設けられているピラー部24を備えている。ピラー部24には、はんだによるマイクロバンプ26が形成されており、中間層チップ20は、このマイクロバンプ26を介して最下層チップ10や最上層チップ30と電気的に接続されている。   The intermediate layer chip 20 includes a pillar portion 24 provided at an end portion of the electrode 21a2 or the TSV22. Micro pillars 26 made of solder are formed on the pillar portion 24, and the intermediate layer chip 20 is electrically connected to the lowermost layer chip 10 and the uppermost layer chip 30 through the microbumps 26.

図4を参照すると、中間層チップ20は、チップ本体21との間に第1絶縁層23を介し、第1の接続部に相当するTSV22と、第2の接続部に相当する電極21a2から分断された状態で設けられている独立配線25を備えている。独立配線25は、チップ本体21の下面側に設けられている第1絶縁層23の第1層23aに支持された状態で配置されている。すなわち、独立配線25は、チップ本体21に到達しておらず、第1層23a上で、伸縮することができる。独立配線25は、TSV22及び電極21a2とも分断されているため、独立配線25の伸縮は周囲に拘束されることはない。この結果、独立配線25の伸縮に伴う応力は生じない。   Referring to FIG. 4, the intermediate layer chip 20 is separated from the TSV 22 corresponding to the first connection part and the electrode 21 a 2 corresponding to the second connection part via the first insulating layer 23 between the chip body 21. Independent wiring 25 provided in the state is provided. The independent wiring 25 is arranged in a state of being supported by the first layer 23 a of the first insulating layer 23 provided on the lower surface side of the chip body 21. That is, the independent wiring 25 does not reach the chip body 21 and can expand and contract on the first layer 23a. Since the independent wiring 25 is separated from the TSV 22 and the electrode 21a2, the expansion and contraction of the independent wiring 25 is not constrained by the surroundings. As a result, no stress is generated as the independent wiring 25 expands and contracts.

独立配線25の一端部25aには、ピラー部25a1が設けられている。独立配線25の他端部25bには、ピラー部25b1が設けられている。ピラー部25a1はマイクロバンプ26を介して第1接続配線15の他端部15bと電気的に接続される。ピラー部25b1は、第2接続配線16の一端部16aと接続される。   A pillar portion 25 a 1 is provided at one end portion 25 a of the independent wiring 25. The other end portion 25b of the independent wiring 25 is provided with a pillar portion 25b1. The pillar portion 25 a 1 is electrically connected to the other end portion 15 b of the first connection wiring 15 through the micro bump 26. The pillar portion 25 b 1 is connected to one end portion 16 a of the second connection wiring 16.

第1接続配線15の一端部15aは、マイクロバンプ26を介してTSV22と電気的に接続される。第2接続配線16の他端部16bは、マイクロバンプ26を介して電極51a2と電気的に接続される。これにより、TSV22と電極21a2とは電気的に接続される。すなわち、TSV22と電極21a2とは、第1接続配線15、独立配線25及び第2接続配線16を介して電気的に接続される。このように、半導体装置1では、中間層チップ20に設けられている電極21a2とTSV22とを電気的に接続するため、対向させて積層されている最下層チップ10に設けられた第1接続配線15及び第2接続配線16を経由している。これにより、同一チップ内に配置されている第1の接続部と第2の接続部とを電気的に接続する際に、配線が生じさせる応力の影響を受けることがない。なお、本実施形態における独立配線25の厚さは、10μmであり、チップ本体21の厚さは、50μmである。すなわち、独立配線25の厚さは、チップ本体21の厚さの十分の一以上となっている。独立配線25は、電力供給や信号送信の要求から、チップ本体21の厚さの十分の一以上の厚さが求められる場合がある。このような場合であっても、本実施形態の半導体装置1では、独立配線25の伸縮に起因する応力の影響を受けることがない。また、独立配線25の長さが、長い場合、例えば、中間層チップ20に設けられているTSV22や電極21a2の最小ピッチの3倍以上となっても独立配線25の伸縮に起因する応力の影響を受けることがない。   One end portion 15 a of the first connection wiring 15 is electrically connected to the TSV 22 through the micro bump 26. The other end 16b of the second connection wiring 16 is electrically connected to the electrode 51a2 through the micro bump 26. Thereby, TSV22 and electrode 21a2 are electrically connected. That is, the TSV 22 and the electrode 21a2 are electrically connected via the first connection wiring 15, the independent wiring 25, and the second connection wiring 16. Thus, in the semiconductor device 1, in order to electrically connect the electrode 21a2 provided in the intermediate layer chip 20 and the TSV 22, the first connection wiring provided in the lowermost layer chip 10 that is stacked to face each other. 15 and the second connection wiring 16. Thereby, when electrically connecting the 1st connection part and the 2nd connection part which are arrange | positioned in the same chip | tip, it does not receive to the influence of the stress which wiring produces. In addition, the thickness of the independent wiring 25 in this embodiment is 10 μm, and the thickness of the chip body 21 is 50 μm. That is, the thickness of the independent wiring 25 is at least one tenth of the thickness of the chip body 21. The independent wiring 25 may be required to have a thickness that is at least one tenth of the thickness of the chip body 21 in response to a request for power supply or signal transmission. Even in such a case, the semiconductor device 1 of the present embodiment is not affected by the stress caused by the expansion and contraction of the independent wiring 25. In addition, when the length of the independent wiring 25 is long, for example, the influence of stress due to the expansion / contraction of the independent wiring 25 even when the length of the TSV 22 or the electrode 21a2 provided in the intermediate layer chip 20 is three times or more the minimum pitch. Not receive.

中間層チップ20は、チップ本体21の回路形成層21aが設けられている面と反対側に面に第2絶縁層27が設けられると共に、第1接続配線28と第2接続配線29とが設けられている。最上層チップ30を第1チップとし、中間層チップ20を第2チップとした場合に、第1接続配線28は、最下層チップ10における第1接続配線15に相当し、第2接続配線29は、最下層チップ10における第2接続配線16に相当する。第1接続配線28及び第2接続配線29は、それぞれ、後に説明する電極31a2と電気的に接続される。   The intermediate layer chip 20 is provided with a second insulating layer 27 on the surface opposite to the surface on which the circuit forming layer 21a of the chip body 21 is provided, and a first connection wiring 28 and a second connection wiring 29 are provided. It has been. When the uppermost layer chip 30 is the first chip and the intermediate layer chip 20 is the second chip, the first connection wiring 28 corresponds to the first connection wiring 15 in the lowermost layer chip 10, and the second connection wiring 29 is This corresponds to the second connection wiring 16 in the lowermost layer chip 10. The first connection wiring 28 and the second connection wiring 29 are each electrically connected to an electrode 31a2 described later.

つぎに、再び図1を参照すると、最上層チップ30は、チップ本体31を備える。チップ本体31の下面側には、回路形成層31aが設けられている。回路形成層31aには、複数の電極31a2が設けられている。また、最上層チップ30は、チップ本体31との間に絶縁層33を介して設けられている独立配線35を備える。独立配線35の一端部と他端部は、それぞれ、第1接続配線28と第2接続配線29に電気的に接続される。この独立配線35は、最上層チップ30を第1チップとし、中間層チップ20を第2チップとした場合に、中間層チップ20と最下層チップ10との関係における独立配線25と同様に機能を有する。すなわち、最上層チップに設けられている任意の2つの電極31a2をそれぞれ第1の接続部、第2の接続部としたとき、これらの2つの電極31a2は、第1接続配線28、独立配線35及び第2接続配線29を介して電気的に接続される。   Next, referring to FIG. 1 again, the uppermost chip 30 includes a chip body 31. A circuit formation layer 31 a is provided on the lower surface side of the chip body 31. The circuit forming layer 31a is provided with a plurality of electrodes 31a2. The top layer chip 30 includes an independent wiring 35 provided between the chip body 31 and an insulating layer 33. One end and the other end of the independent wiring 35 are electrically connected to the first connection wiring 28 and the second connection wiring 29, respectively. The independent wiring 35 functions similarly to the independent wiring 25 in the relationship between the intermediate layer chip 20 and the lowermost layer chip 10 when the uppermost layer chip 30 is the first chip and the intermediate layer chip 20 is the second chip. Have. That is, when any two electrodes 31a2 provided in the uppermost layer chip are used as the first connection portion and the second connection portion, respectively, these two electrodes 31a2 include the first connection wiring 28 and the independent wiring 35. The second connection wiring 29 is electrically connected.

つぎに、図6(A)乃至図10(C)を参照しつつ、本実施形態の半導体装置1の製造方法について説明する。図6(A)乃至図8(B)は中間層チップ20の製造工程を示し、図9(A)で最下層チップ10の製造工程を示し、図9(B)で最上層チップ30の製造工程を示している。そして、図10(A)乃至図10(B)で各チップを積層する工程を示している。なお、本実施形態では、Via Last方式に則った製造方法について説明するが、半導体装置1の製造は、この方法に限定されるものではなく、従来周知の方法を用いて製造することができる。   Next, a method for manufacturing the semiconductor device 1 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 6 (A) to 10 (C). 6 (A) to 8 (B) show the manufacturing process of the intermediate layer chip 20, FIG. 9 (A) shows the manufacturing process of the lowermost layer chip 10, and FIG. 9 (B) shows the manufacturing process of the uppermost layer chip 30. The process is shown. 10A to 10B show a process of stacking the chips. In the present embodiment, a manufacturing method according to the Via Last method will be described. However, the manufacturing of the semiconductor device 1 is not limited to this method, and can be manufactured using a conventionally known method.

まず、図6(A)を参照すると、薄化前Siウェハ211の下面側に回路形成層21aを設ける。回路形成層21aには、電極21a2や配線21a1が設けられている。配線21a1は、後に形成されるTSV22を受けるためのものである。なお、かかる工程では、最終組み立て後に下面となる側を上面となるように設置して加工が施される。薄化前Siウェハ211は、一例として、775μm厚、直径300mmのものを準備する。   First, referring to FIG. 6A, the circuit forming layer 21a is provided on the lower surface side of the Si wafer 211 before thinning. The circuit forming layer 21a is provided with electrodes 21a2 and wirings 21a1. The wiring 21a1 is for receiving a TSV 22 formed later. In this process, after the final assembly, processing is performed by installing the lower surface side as the upper surface. As an example, a pre-thinning Si wafer 211 having a thickness of 775 μm and a diameter of 300 mm is prepared.

つぎに、図6(B)を参照すると、回路形成層21aの下面に絶縁樹脂を塗布して第1絶縁層23の第1層23aを形成する。ここで、絶縁樹脂は、低弾性率の材料が選定されている。低弾性率の素材としては、例えば、エポキシ、シリコン、ウレタン、ビスマレイミド樹脂等を挙げることができる。低弾性率であることにより、後に施工される独立配線25の伸縮に適応しやすくなる。独立配線25の伸縮に適応することで、応力の発生を抑制することができる。なお、絶縁樹脂として、熱可塑性を備える樹脂を選定することもできる。独立配線が延びるような温度となったときに、塑性変形を許容することで、応力の発生を抑制することができるためである。   Next, referring to FIG. 6B, an insulating resin is applied to the lower surface of the circuit forming layer 21a to form the first layer 23a of the first insulating layer 23. Here, a material having a low elastic modulus is selected as the insulating resin. Examples of the low elastic modulus material include epoxy, silicon, urethane, and bismaleimide resin. Due to the low elastic modulus, it becomes easy to adapt to the expansion and contraction of the independent wiring 25 to be constructed later. By adapting to the expansion and contraction of the independent wiring 25, the generation of stress can be suppressed. A resin having thermoplasticity can also be selected as the insulating resin. This is because the generation of stress can be suppressed by allowing plastic deformation when the temperature becomes such that the independent wiring extends.

絶縁樹脂は、感光性の場合は、露光と現像後におよそ200℃で1時間の熱処理を行って硬化させる。硬化後の第1層23aの膜厚は5μm程度とする。非感光性の樹脂の場合は、材料塗布後に硬化させ、ドライエッチングやレーザ等を用いて開口部23a1を形成する。本実施形態では非感光性の樹脂を採用し、ドライエッチングを用いた。   In the case where the insulating resin is photosensitive, it is cured by performing a heat treatment at about 200 ° C. for 1 hour after exposure and development. The film thickness of the first layer 23a after curing is about 5 μm. In the case of a non-photosensitive resin, the resin is cured after application of the material, and the opening 23a1 is formed using dry etching, laser, or the like. In this embodiment, a non-photosensitive resin is used and dry etching is used.

つぎに、図6(C)を参照すると、銅(Cu)を用い、ピラー部24の一部となる第1層24aや独立配線25をメッキ形成する。本実施形態では、セミアディティブ法を用いたが、従来周知に他の方法を用いてもよい。本実施形態では、具体的に、Cu/Ti(チタン)のシード層をスパッタで形成後、レジストを用いてメッキパターンを形成する。そして、電解メッキを用いてCuを例えば10μm堆積させる。そして、レジスト剥離後に配線間のシード層をウェットエッチング等によって除去し、パターンを電気的に分離する。このとき、第1層24aは、電極21a2上や配線21a1上に設けられる。一方、独立配線25は、第1絶縁層23の第1層23aにのみ支持される態様、すなわち、薄化前Siウェハとの間には、第1層23aのみが存在する態様で設けられる。   Next, referring to FIG. 6C, copper (Cu) is used to form the first layer 24a and the independent wiring 25 that are part of the pillar portion 24 by plating. In the present embodiment, the semi-additive method is used, but other methods may be used as is conventionally known. In this embodiment, specifically, after a Cu / Ti (titanium) seed layer is formed by sputtering, a plating pattern is formed using a resist. Then, Cu is deposited by, for example, 10 μm using electrolytic plating. Then, after removing the resist, the seed layer between the wirings is removed by wet etching or the like, and the pattern is electrically separated. At this time, the first layer 24a is provided on the electrode 21a2 and the wiring 21a1. On the other hand, the independent wiring 25 is provided in a mode that is supported only by the first layer 23a of the first insulating layer 23, that is, in a mode in which only the first layer 23a exists between the uninsulated Si wafer.

つぎに、図6(D)を参照すると、第1層23aを形成した材料と同一の材料によりを塗布し、第2層23bを形成することで、第1絶縁層23を形成する。硬化後の第2層23bの膜厚は10μm程度とする。第2層23bには、第1層23aと同様の手法で、開口部23b1を形成する。   Next, referring to FIG. 6D, the first insulating layer 23 is formed by applying the same material as the material forming the first layer 23a to form the second layer 23b. The film thickness of the second layer 23b after curing is about 10 μm. In the second layer 23b, an opening 23b1 is formed in the same manner as the first layer 23a.

つぎに、図7(A)を参照すると、ピラー部24の第2層24bを形成するとともに、独立配線25と接続されるピラー部25a1、25b1を形成する。ピラー部24の第2層24b、ピラー部25a1、25b1は、Cuで形成する。そして、これらの端部にSnAg(錫銀)によりマイクロバンプ26を形成する。これらのピラー部25a1等及びマイクロバンプ26は、セミアディティブ法を用いて形成する。そして、パターン分離後、例えば、250℃で1分の条件でリフローを行い、マイクロバンプの頭部を丸める。第1絶縁層23から露出したピラー部25a1等の高さは、マイクロバンプ26の高さは、それぞれ10μm程度である。   Next, referring to FIG. 7A, the second layer 24b of the pillar portion 24 is formed, and the pillar portions 25a1 and 25b1 connected to the independent wiring 25 are formed. The second layer 24b and the pillar portions 25a1 and 25b1 of the pillar portion 24 are formed of Cu. Then, micro bumps 26 are formed on these end portions with SnAg (tin silver). The pillar portions 25a1 and the like and the micro bumps 26 are formed using a semi-additive method. Then, after pattern separation, for example, reflow is performed at 250 ° C. for 1 minute to round the heads of the micro bumps. As for the height of the pillar portion 25a1 and the like exposed from the first insulating layer 23, the height of the micro bump 26 is about 10 μm.

つぎに、図7(B)を参照して、薄化前Siウェハ211を薄化する。具体的に、第1絶縁層23が設けられている面側に仮接着剤42を用いてサポートウェハ41を装着する。そして、バックグラインド及びCMP(Chemical Mechanical Polishing)を用いて、薄化前Siウェハ211を薄化する。薄化後のSiウェハ211は、チップ本体21となる。チップ本体21は、回路形成層21aを除いた厚さが50μmとされている。   Next, referring to FIG. 7B, the Si wafer 211 before thinning is thinned. Specifically, the support wafer 41 is mounted using the temporary adhesive 42 on the surface side on which the first insulating layer 23 is provided. Then, the Si wafer 211 before thinning is thinned using back grinding and CMP (Chemical Mechanical Polishing). The thinned Si wafer 211 becomes the chip body 21. The chip body 21 has a thickness of 50 μm excluding the circuit forming layer 21a.

つぎに、図7(C)を参照して、TSV22を形成する。TSV22は、回路形成層21aとは反対側の面から形成する。TSV22を形成するとき、チップ本体21の表面に絶縁層を形成し、エッチングを用いてTSV22用の貫通孔を形成する。なお、この際形成される絶縁層は、非常に薄いため、説明の都合上、図7(C)には、表れていない。貫通孔を形成した後は、貫通孔の内周壁面にも絶縁膜を形成する。そして、電解メッキを用いて貫通孔内部にCuを埋め込む。そして、チップ本体21の表面に広がっているCuをCMPで除去することで、各TSV22を分離した状態とする。なお、絶縁層は、SiOとし、CVD(chemical vapor deposition)法を用い、チップ本体21の表面には1μmの厚さ、TSV22の内周壁面へは100nmの厚さで施工する。 Next, TSV22 is formed with reference to FIG.7 (C). The TSV 22 is formed from the surface opposite to the circuit forming layer 21a. When forming the TSV 22, an insulating layer is formed on the surface of the chip body 21, and a through hole for the TSV 22 is formed by etching. Note that since the insulating layer formed at this time is very thin, it is not shown in FIG. 7C for convenience of explanation. After forming the through hole, an insulating film is also formed on the inner peripheral wall surface of the through hole. Then, Cu is embedded in the through hole using electrolytic plating. Then, Cu spreading on the surface of the chip body 21 is removed by CMP, so that each TSV 22 is separated. The insulating layer is made of SiO 2 and is formed by CVD (chemical vapor deposition) using a thickness of 1 μm on the surface of the chip body 21 and a thickness of 100 nm on the inner peripheral wall surface of the TSV 22.

つぎに、図8(A)を参照しつつ、チップ本体21の上面側に第1接続配線28や第2接続配線29等を形成する。第1接続配線28や第2接続配線29等の形成は、図6(B)乃至図7(A)を参照しつつ説明した工程と共通するので、その詳細な説明は省略する。   Next, with reference to FIG. 8A, the first connection wiring 28, the second connection wiring 29, and the like are formed on the upper surface side of the chip body 21. Since the formation of the first connection wiring 28, the second connection wiring 29, and the like is common to the steps described with reference to FIGS. 6B to 7A, detailed description thereof is omitted.

つぎに、図8(B)を参照して、サポートウェハ41を除去する。そして、ダイシングによってチップを個片化することで、中間層チップ20を得ることができる。   Next, referring to FIG. 8B, the support wafer 41 is removed. Then, the intermediate layer chip 20 can be obtained by dividing the chip into pieces by dicing.

つぎに、図9(A)を参照しつつ、最下層チップ10の加工について説明する。最下層チップ10は、中間層チップ20とは別個に回路形成層11aを形成したSiウェハ上に第1絶縁層13及び第2絶縁層17を設ける。さらに、図1に示したC4バンプ3を受けるためのUBM14を形成する。UBM14は、例えば、0.02μm厚のAu(金)層と、4.0μm厚のNi(ニッケル)層を備えた積層膜として形成する。そして、第1接続配線15や第2接続配線16等を形成し、個片化する。これらの工程については、図7(B)乃至図8(B)を参照しつつ説明した工程と共通するので、その詳細な説明は省略する。なお、第1絶縁層13は、中間層チップ20における第1絶縁層23等とは異なり、低弾性であることは求められない。これは、第1絶縁層13は、配線の伸縮に対応しなくてもよいためである。   Next, processing of the lowermost layer chip 10 will be described with reference to FIG. In the lowermost layer chip 10, the first insulating layer 13 and the second insulating layer 17 are provided on a Si wafer on which the circuit forming layer 11 a is formed separately from the intermediate layer chip 20. Further, the UBM 14 for receiving the C4 bump 3 shown in FIG. 1 is formed. For example, the UBM 14 is formed as a laminated film including an Au (gold) layer having a thickness of 0.02 μm and a Ni (nickel) layer having a thickness of 4.0 μm. Then, the first connection wiring 15 and the second connection wiring 16 are formed and separated into pieces. Since these steps are common to the steps described with reference to FIGS. 7B to 8B, detailed description thereof will be omitted. The first insulating layer 13 is not required to have low elasticity, unlike the first insulating layer 23 and the like in the intermediate layer chip 20. This is because the first insulating layer 13 need not correspond to the expansion and contraction of the wiring.

つぎに、図9(B)を参照して、最上層チップ30の加工について説明する。最上層チップ30は、中間層チップ20、最下層チップ10とは別個に回路形成層31aを形成したSiウェハに独立配線35等を形成する。独立配線35等の形成は、図6(B)乃至図7(A)を参照しつつ説明した工程と共通するので、その詳細な説明は省略する。そして、Siウェハの上面側をバックグラインドによって、薄化し、ダイシングによって個片化することで、最上層チップ30を得る。Siウェハを薄化することで得られるチップ本体31の厚さは300μmである。   Next, processing of the uppermost layer chip 30 will be described with reference to FIG. In the uppermost layer chip 30, independent wiring 35 and the like are formed on a Si wafer on which the circuit forming layer 31 a is formed separately from the intermediate layer chip 20 and the lowermost layer chip 10. Since the formation of the independent wiring 35 and the like is common to the steps described with reference to FIGS. 6B to 7A, detailed description thereof is omitted. Then, the upper surface side of the Si wafer is thinned by back grinding and separated into individual pieces by dicing, whereby the uppermost layer chip 30 is obtained. The thickness of the chip body 31 obtained by thinning the Si wafer is 300 μm.

つぎに、図10(A)及び図10(B)を参照して、中間層チップ20と最上層チップ30とを積層し、接合する。両者の接合は、マイクロバンプ26を介して行う。接合は、リフローを用い、250℃で1分の程度の熱処理を実施する。   Next, referring to FIG. 10A and FIG. 10B, the intermediate layer chip 20 and the uppermost layer chip 30 are stacked and bonded. Both are joined via the micro bumps 26. Bonding is performed by reflow and heat treatment at 250 ° C. for about 1 minute.

つぎに、図10(C)を参照して、中間層チップ20と最下層チップ10とを積層し、接合する。両者の接合は、マイクロバンプ26を介して行う。接合は、リフローを用い、250℃で1分の程度の熱処理を実施する。なお、本実施形態における最下層チップ10、中間層チップ20及び最上層チップ30は、同じ大きさであるが、例えば、下層になるほど、寸法を大きくするようにしてもよい。また、本実施形態では、3層としているが、層の数をさらに増やしてもよい。   Next, referring to FIG. 10C, the intermediate layer chip 20 and the lowermost layer chip 10 are stacked and bonded. Both are joined via the micro bumps 26. Bonding is performed by reflow and heat treatment at 250 ° C. for about 1 minute. In addition, although the lowest layer chip | tip 10, the intermediate | middle layer chip | tip 20, and the uppermost layer chip | tip 30 in this embodiment are the same magnitude | sizes, you may make it enlarge a dimension, for example in a lower layer. In the present embodiment, the number of layers is three, but the number of layers may be further increased.

最下層チップ10、中間層チップ20及び最上層チップ30を積層した後は、図1に示すように、積層されたこれらのチップをパッケージ基板2に接合し、隙間をアンダーフィル50で埋めることで、本実施形態の半導体装置1を得ることができる。   After the lowermost layer chip 10, the intermediate layer chip 20, and the uppermost layer chip 30 are stacked, these stacked chips are bonded to the package substrate 2 and the gap is filled with an underfill 50, as shown in FIG. The semiconductor device 1 of this embodiment can be obtained.

本実施形態の半導体装置1によれば、独立配線25、35等は、自由に伸縮できるため、チップに沿って配線を形成したときの応力を緩和することができる。なお、例えば、本実施形態の独立配線25は、図11(A)、図11(B)に示すように、自由に伸縮できるため、マイクロバンプ26の位置がずれることが想定される。そこで、このような現象に対処すべく、例えば、図12(A)に示すように、予め伸縮を想定した寸法とした第1接続配線15´や第2接続配線16´を装備するようにしてもよい。また、図12(B)に示すように、他のマイクロバンプ26よりも寸法を大きくしたマイクロバンプ26´を装備するようにしてもよい。   According to the semiconductor device 1 of the present embodiment, the independent wirings 25, 35 and the like can be freely expanded and contracted, so that stress when the wiring is formed along the chip can be relieved. For example, as shown in FIGS. 11A and 11B, the independent wiring 25 of the present embodiment can be freely expanded and contracted, so that the position of the micro bump 26 is assumed to be shifted. Therefore, in order to deal with such a phenomenon, for example, as shown in FIG. 12A, the first connection wiring 15 ′ and the second connection wiring 16 ′ having dimensions that are assumed to expand and contract in advance are provided. Also good. Further, as shown in FIG. 12B, a micro bump 26 ′ having a size larger than that of other micro bumps 26 may be provided.

(第2実施形態)
つぎに、図13を参照しつつ、第2実施形態について、説明する。図13は第2実施形態の半導体装置が備える最下層チップと中間層チップを示す説明図である。第2実施形態では、独立配線125の一端部125aと第1接続配線115の他端部115bとはピラー部125a1、115b1を介して接合されている。また、独立配線125の他端部125bと第2接続配線116の一端部116aとはピラー部125b1、116a1を介して接合されている。すなわち、接合部において、マイクロバンプ26が廃止され、いわゆるCu−Cuのダイレクトボンディングによって接合されている。これにより、半導体装置の厚さを抑えることができる。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 13 is an explanatory diagram showing a lowermost layer chip and an intermediate layer chip included in the semiconductor device of the second embodiment. In the second embodiment, one end portion 125a of the independent wiring 125 and the other end portion 115b of the first connection wiring 115 are joined via pillar portions 125a1 and 115b1. The other end 125b of the independent wiring 125 and the one end 116a of the second connection wiring 116 are joined via pillar portions 125b1 and 116a1. In other words, the micro bumps 26 are abolished at the joint, and are joined by so-called Cu-Cu direct bonding. Thereby, the thickness of the semiconductor device can be suppressed.

(第3実施形態)
つぎに、図14を参照しつつ、第3実施形態について、説明する。図14は第3実施形態の半導体装置が備える最下層チップと中間層チップを示す説明図である。第3実施形態では、独立配線225の一端部225aと第1接続配線215の他端部215bとは直接接合されている。また、独立配線225の他端部225bと第2接続配線216の一端部216aとは直接接合されている。すなわち、接合部分において、マイクロバンプ26が廃止されているだけでなく、ピラー部も廃止されている。このような接合とすることで、半導体装置の厚さを抑えることができる。なお、図14に示す例では、独立配線225は第1絶縁層223上に設置されており、独立配線225の周囲に絶縁層は廃止されている。同様に、第1接続配線215及び第2接続配線216は第1絶縁層213上に設置されており、第1接続配線215及び第2接続配線216の周囲の絶縁層は廃止されている。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 14 is an explanatory diagram showing a lowermost layer chip and an intermediate layer chip included in the semiconductor device of the third embodiment. In the third embodiment, one end 225a of the independent wiring 225 and the other end 215b of the first connection wiring 215 are directly joined. Further, the other end 225 b of the independent wiring 225 and the one end 216 a of the second connection wiring 216 are directly joined. That is, not only the micro bumps 26 are abolished but also the pillar portions are abolished in the joint portion. With such bonding, the thickness of the semiconductor device can be suppressed. In the example shown in FIG. 14, the independent wiring 225 is installed on the first insulating layer 223, and the insulating layer is abolished around the independent wiring 225. Similarly, the first connection wiring 215 and the second connection wiring 216 are disposed on the first insulating layer 213, and the insulating layer around the first connection wiring 215 and the second connection wiring 216 is abolished.

(第4実施形態)
つぎに、図15を参照しつつ、第4実施形態について説明する。図15は第4実施形態の半導体装置が備える中間層チップを示す説明図である。第4実施形態は、半導体装置を、疑似SoCとした例である。第4実施形態では、中間層チップ320は、チップ本体321の一部としてモールド部301を備える。そして、第1実施形態等とは異なり、第1の接続部として、モールド部301を貫通している電極であるTMV(Through Mold Via)322が設けられている。チップ本体321には回路形成層321aが設けられており、電極321a2が配置されている。この電極321a2が第2の接続部に相当する。第4実施形態では、第1実施形態等と同様に、TMV322と電極321a1から分断されている独立配線325を備えている。TMV322と電極321a1は、図15では、省略されている他のチップが備える第1接続配線、第2接続配線及び独立配線325を介して電気的に接続される。この点は、第1実施形態等と同様である。すなわち、このように、TMV322を備えた半導体装置においても、チップに沿って配線を形成したときの応力を緩和することができる。
(Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 15 is an explanatory view showing an intermediate layer chip provided in the semiconductor device of the fourth embodiment. The fourth embodiment is an example in which the semiconductor device is a pseudo SoC. In the fourth embodiment, the intermediate layer chip 320 includes a mold part 301 as a part of the chip body 321. And unlike 1st Embodiment etc., TMV (Through Mold Via) 322 which is an electrode which penetrates the mold part 301 is provided as a 1st connection part. The chip body 321 is provided with a circuit forming layer 321a, and an electrode 321a2 is disposed. This electrode 321a2 corresponds to a second connection portion. In the fourth embodiment, as in the first embodiment, the independent wiring 325 that is separated from the TMV 322 and the electrode 321a1 is provided. The TMV 322 and the electrode 321a1 are electrically connected through a first connection wiring, a second connection wiring, and an independent wiring 325 included in another chip which is omitted in FIG. This is the same as in the first embodiment. That is, as described above, even in the semiconductor device including the TMV 322, the stress when the wiring is formed along the chip can be relieved.

以上本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、変更が可能である。   Although the preferred embodiment of the present invention has been described in detail above, the present invention is not limited to the specific embodiment, and various modifications, within the scope of the gist of the present invention described in the claims, It can be changed.

1 半導体装置
10 最下層チップ
12 TSV
13 第1絶縁層
15 第1接続配線
16 第2接続配線
20 中間層チップ
22 TSV
24 ピラー部
25、35 独立配線
28 第1接続配線
29 第2接続配線
30 最上層チップ
1 Semiconductor device 10 Bottom layer chip 12 TSV
13 First Insulating Layer 15 First Connection Wiring 16 Second Connection Wiring 20 Intermediate Layer Chip 22 TSV
24 Pillar portion 25, 35 Independent wiring 28 First connection wiring 29 Second connection wiring 30 Top layer chip

Claims (6)

少なくとも第1チップと第2チップとを対向させて積層した半導体装置であって、
前記第1チップは、チップ本体と、少なくとも前記チップ本体に到達している第1の接続部と、少なくとも前記チップ本体に到達しているとともに前記第1の接続部の電気的な接続先となる第2の接続部と、前記第1チップにおいて、前記チップ本体との間に絶縁層を介し、前記第1の接続部と前記第2の接続部から分断された状態で設けられている独立配線と、を備え、
前記第2チップは、一端部が前記第1の接続部と接続されているとともに他端部が前記独立配線の一端部と接続されている第1接続配線と、一端部が前記独立配線の他端部と接続されているとともに他端部が前記第2の接続部と接続されている第2接続配線と、を備えた半導体装置。
A semiconductor device in which at least a first chip and a second chip are stacked facing each other,
The first chip reaches the chip main body, at least the first connection portion reaching the chip main body, and reaches at least the chip main body and becomes an electrical connection destination of the first connection portion. Independent wiring provided in a state separated from the first connection portion and the second connection portion via an insulating layer between the second connection portion and the first chip in the first chip. And comprising
The second chip has one end connected to the first connecting portion and the other end connected to one end of the independent wiring, and one end other than the independent wiring. A semiconductor device comprising: a second connection wiring which is connected to the end portion and whose other end portion is connected to the second connection portion.
前記第1の接続部は、前記チップ本体を貫通している電極であり、前記第2の接続部は、前記チップ本体の表面に形成されている回路形成層に配置されている電極である請求項1に記載の半導体装置。   The first connection part is an electrode penetrating the chip body, and the second connection part is an electrode arranged in a circuit forming layer formed on a surface of the chip body. Item 14. The semiconductor device according to Item 1. 少なくとも前記第1チップは、前記チップ本体の一部として周囲にモールド部を備え、前記第1の接続部は、前記モールド部を貫通している電極であり、前記第2の接続部は、前記チップ本体の表面に形成されている回路形成層に配置されている電極である請求項1に記載の半導体装置。   At least the first chip includes a mold part as a part of the chip body, the first connection part is an electrode penetrating the mold part, and the second connection part is The semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor device is an electrode disposed in a circuit forming layer formed on a surface of the chip body. 前記独立配線の一端部と前記第1接続配線の他端部とはピラー部を介して接合され、前記独立配線の他端部と前記第2接続配線の一端部とはピラー部を介して接合されている請求項1乃至3のいずれか1項に記載の半導体装置。   One end of the independent wiring and the other end of the first connection wiring are joined via a pillar portion, and the other end of the independent wiring and one end of the second connection wiring are joined via a pillar portion. The semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor device is provided. 前記独立配線の一端部と前記第1接続配線の他端部とは直接接合され、前記独立配線の他端部と前記第2接続配線の一端部とは直接接合されている請求項1乃至3のいずれか1項に記載の半導体装置。   The one end part of the said independent wiring and the other end part of the said 1st connection wiring are directly joined, The other end part of the said independent wiring and the one end part of the said 2nd connection wiring are directly joined. The semiconductor device according to any one of the above. 前記独立配線の厚さは、前記第1チップの前記チップ本体の厚さの十分の一以上である請求項1乃至5のいずれか1項に記載の半導体装置。   The semiconductor device according to claim 1, wherein a thickness of the independent wiring is one tenth or more of a thickness of the chip body of the first chip.
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