JP5461239B2 - 半導体装置の製造方法、半導体装置、および電子部品の製造方法および電子部品 - Google Patents
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Description
から、ACFを用いた第1の半導体チップ510、半導体ウエハー520の接合では、接続部511、521間で安定的な導通が得られないという問題がある。
(1)第1の半導体ウエハーと第2の半導体ウエハとを積層して電気的に接続する半導体装置の製造方法であって、前記第1の半導体ウエハーおよび前記第2の半導体ウエハーをそれぞれ用意する第1の工程と、前記第1の半導体ウエハーと、前記第2の半導体ウエハーとの間に、樹脂組成物と、半田箔又は錫箔から選ばれる金属箔とから構成される積層構造を有する導電接続材料を介在させるとともに、前記第1の半導体ウエハーの第1の端子と、前記第2の半導体ウエハーの第2の端子とが対応するように位置決めして、前記第1の半導体ウエハーと第2の半導体ウエハーとが積層された第1の半導体ウエハー/第2の半導体ウエハー積層体を得る第2の工程と、前記第1の半導体ウエハー/第2の半導体ウエハーを加熱することにより、前記金属箔を溶融し、前記第1の半導体ウエハーの第1の端子と前記第2の半導体ウエハーの第2の端子との間に金属箔を凝集させた後、固化し、さらに、前記樹脂組成物を硬化または凝固させて、前記第1の半導体ウエハーと前記第2の半導体ウエハーとが固着することにより、前記金属箔が溶融した凝集物の固化物で、前記第1の半導体ウエハーの第1の端子と前記第2の半導体ウエハーの第2の端子とが電気的に接続された第1の半導体ウエハー/第2の半導体ウエハー接合体を得る第3の工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法、
(2)前記第2の半導体ウエハーの第2の端子とは反対側の面に第3の半導体ウエハーがさらに配設されてなる(1)に記載の半導体装置の製造方法、
(3)前記第1の半導体ウエハー/第2の半導体ウエハー接合体と第4の端子を有する第3の半導体ウエハーとを積層して電気的に接続する半導体装置の製造方法であって、
前記第1の半導体ウエハー/第2の半導体ウエハー接合体および前記第3の半導体ウエハーをそれぞれ用意する第1の工程と、前記第1の半導体ウエハー/第2の半導体チップ接合体と、前記第3の半導体ウエハーとの間に、樹脂組成物と、半田箔又は錫箔から選ばれる金属箔とから構成される積層構造を有する導電接続材料を介在させるとともに、前記第2の半導体ウエハーの第2の端子とは反対側の面に配設された第3の端子と前記第4の端子とが対応するように位置決めして、前記第1の半導体ウエハー/第2の半導体ウエハー接合体と第3の半導体ウエハーとが積層された第1の半導体ウエハー/第2の半導体ウエハー/第3の半導体ウエハー積層体を得る第2の工程と、前記第1の半導体ウエハー/第2の半導体ウエハー/第3の半導体ウエハー積層体を加熱することにより、前記金属箔を溶融し、前記第3の端子と前記第4の端子との間に金属箔を凝集させた後、固化し、さらに、前記樹脂組成物を硬化または凝固させて、前記半導体ウエハー/第1の半導体チップ接合体と前記第2の半導体チップとが固着することにより、前記金属箔が溶融した凝集
物の固化物で、前記第1の半導体ウエハー/第2の半導体ウエハー接合体と前記第3の半導体ウエハーとが電気的に接続された第1の半導体ウエハー/第2の半導体ウエハー/第3の半導体ウエハー接合体を得る第3の工程とを有することを特徴とする、(1)または(2)に記載の半導体装置の製造方法、
(4)前記第3の工程において、前記第1の半導体ウエハー/第2の半導体ウエハー積層体または前記半導体ウエハー/第1の半導体チップ/第2の半導体チップ積層体が加熱される際に、前記金属箔の溶融に遅れて、前記樹脂組成物の硬化または凝固が完了する(1)ないし(3)のいずれかに記載の半導体装置の製造方法、
(5)前記樹脂組成物が熱硬化性樹脂を含む、(1)ないし(4)のいずれかに記載の半導体装置の製造方法、
(6)前記樹脂組成物がフラックス機能を有する化合物を含む、(1)ないし(5)のいずれかに記載の半導体装置の製造方法、
(7)前記導電接続材料が、樹脂組成物層/金属箔層/樹脂組成物層からなる積層構造を含む、(1)ないし(6)のいずれかに記載の半導体装置の製造方法、
(8)前記導電接続材料が、樹脂組成物層/金属箔層からなる積層構造を含む、(1)ないし(6)のいずれかに記載の半導体装置の製造方法、
(9)(1)ないし(8)のいずれかに記載の製造方法で製造されたことを特徴とする半導体装置、
(10)(1)ないし(8)のいずれかに記載の半導体装置の製造方法により製造された前記第1の半導体ウエハー/第2の半導体ウエハー接合体または第1の半導体ウエハー/第2の半導体ウエハー/第3の半導体ウエハー接合体を個別回路毎に切断して、複数の半導体チップに個片化する工程を有することを特徴とする半導体装置の製造方法、
(11)(10)に記載の製造方法で製造されたことを特徴とする半導体装置、
(12)前記個片化した半導体装置を基板に搭載する工程を有することを特徴とする電子部品の製造方法、
(13)(12)に記載の製造方法で製造されたことを特徴とする電子部品。
図2は、半導体チップ(2つの積層体)20の製造方法を説明するための縦断面図、図3は半導体チップ(3つの積層体)70の製造方法を説明するための縦断面図である。
2の半導体ウエハー220とを接合して第1の半導体ウエハー/第2の半導体ウエハー接合体250および第1の半導体ウエハー/第2の半導体ウエハー/第3の半導体ウエハー接合体270を得る方法について図2および図3を用いて説明する。
まず、半導体装置の第1の製造方法を用いて第1の半導体ウエハー/第2の半導体ウエハー接合体250を得る方法について図2を用いて説明する。
本発明に係る導電接続材料は、樹脂成分およびフラックス機能を有する化合物を含有する樹脂組成物と、半田箔又は錫箔から選ばれる金属箔とから構成される。その形態は、樹脂組成物層と金属箔層とからなる多層構造を有する積層体であり、樹脂組成物層および金属箔層は各々一層であっても複数層であってもよい。導電接続材料の積層構造は特に制限なく、樹脂組成物層と金属箔層との二層構造(樹脂組成物層/金属箔層)でもよいし、樹脂組成物層あるいは金属箔層の何れかまたは両方を複数含む三層構造またはそれ以上の多層構造でもよい。なお、樹脂組成物層又は金属箔層を複数用いる場合、各層の組成は同一でもよく、異なっていてもよい。
本発明に係る樹脂組成物層は、樹脂成分およびフラックス機能を有する化合物を含有する樹脂組成物で構成される。樹脂組成物は、常温で液状、固形状のいずれの形態も使用することができる。本発明において、「常温で液状」とは常温(25℃)で一定の形態を持たない状態を意味し、ペースト状もこれに含まれる。
とができる。硬化性樹脂組成物としては、加熱により硬化する硬化性樹脂組成物、化学線を照射することにより硬化する硬化性樹脂組成物などが挙げられる。中でも、硬化後の線膨張率や弾性率等の機械特性に優れるという点で、加熱により硬化する硬化性樹脂組成物が好ましい。
熱可塑性樹脂組成物は、所定の温度に加熱することにより、成形が可能な程度に柔軟性を有するものであれば、特に制限されない。
本発明に係る樹脂組成物として好ましく用いられる硬化性樹脂組成物は、硬化性樹脂成分およびフラックス機能を有する化合物を含有し、加熱することにより溶融し硬化するものであれば特に制限されない。
第1の端子および第2の端子間が半田又は錫を介して電気的に接続された後は、必要に応じて硬化性樹脂成分を硬化させることにより導通を確保することができる。また、隣接する端子間の絶縁性を確保するとともに対向する第1の端子および第2の端子間の機械的接着強度を高めることができる。
本発明に係る硬化性樹脂成分は、通常、半導体装置製造用の接着剤成分として使用できるものであれば特に限定されない。このような硬化性樹脂成分としては、特に制限されないが、前記金属箔の融点以上の温度において硬化するものであることが好ましく、例えば、エポキシ樹脂、フェノキシ樹脂、シリコーン樹脂、オキセタン樹脂、フェノール樹脂、(メタ)アクリレート樹脂、ポリエステル樹脂(不飽和ポリエステル樹脂)、ジアリルフタレート樹脂、マレイミド樹脂、ポリイミド樹脂(ポリイミド前駆体樹脂)、ビスマレイミド−トリアジン樹脂などが挙げられる。特に、エポキシ樹脂、(メタ)アクリレート樹脂、フェノキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂、マレイミド樹脂、ビスマレイミド−トリアジン樹脂からなる群より選ばれる少なくとも1種を含む熱硬化性樹脂を用いることが好ましい。中でも、硬化性と保存性、硬化物の耐熱性、耐湿性、耐薬品性に優れるという観点からエポキシ樹脂が好ましい。また、これらの硬化性樹脂成分は1種単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
しい。
、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂などが挙げられる。また、ビスフェノールA型エポキシ樹脂とビスフェノールF型エポキシ樹脂とを併用してもよい。
例えば、硬化性樹脂組成物が液状の場合、硬化性樹脂成分の含有量は、硬化性樹脂組成物の全重量に対して、10重量%以上が好ましく、15重量%以上がより好ましく、20重量%以上がさらに好ましく、25重量%以上がさらにより好ましく、30重量%以上がなお好ましく、35重量%以上が特に好ましい。また、100重量%未満が好ましく、95重量%以下がより好ましく、90重量%以下がさらに好ましく、75重量%以下がさらにより好ましく、65重量%以下がなお好ましく、55重量%以下が特に好ましい。
硬化性樹脂組成物が固形状の場合は、硬化性樹脂成分の含有量は、硬化性樹脂組成物の全重量に対して、5重量%以上が好ましく、10重量%以上がより好ましく、15重量%以上がさらに好ましく、20重量%以上が特に好ましい。また、90重量%以下が好ましく、85重量%以下がより好ましく、80重量%以下がさらに好ましく、75重量%以下がさらにより好ましく、65重量%以下がなお好ましく、55重量%以下が特に好ましい。
硬化性樹脂成分の含有量が前記範囲内にあると端子間の電気的接続強度及び機械的接着強度を十分に確保することができる。
本発明において、固形状の硬化性樹脂組成物を使用する場合には、前記硬化性樹脂成分とフィルム形成性樹脂成分とを併用することが好ましい。このようなフィルム形成性樹脂成分としては、有機溶媒に可溶であり、単独で製膜性を有するものであれば特に制限はない。熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂のいずれのものも使用することができ、また、これ
らを併用することもできる。具体的なフィルム形成性樹脂成分としては、例えば、(メタ)アクリル系樹脂、フェノキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、シロキサン変性ポリイミド樹脂、ポリブタジエン樹脂、ポリプロピレン樹脂、スチレン−ブタジエン−スチレン共重合体、スチレン−エチレン−ブチレン−スチレン共重合体、ポリアセタール樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、ブチルゴム、クロロプレンゴム、ポリアミド樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン−アクリル酸共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体、ポリ酢酸ビニル、ナイロンなどが挙げられる。中でも、(メタ)アクリル系樹脂、フェノキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂およびポリイミド樹脂が好ましい。また、これらのフィルム形成性樹脂成分は1種単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
が可能となる。
飽和吸水率(%)={(飽和した時点の質量)−(絶乾時点の質量)}/
(絶乾時点の質量)×100
本発明に用いられるポリアミド樹脂は、溶剤に可溶なものでも、不溶なものでもよいが
、他の成分と混合する際のワニス化が容易であり、取扱性に優れている点で溶剤可溶性のものがより好ましい。
例えば、固形状の硬化性樹脂組成物の場合には、フィルム形成性樹脂成分の含有量は、硬化性樹脂組成物の全重量に対して、5重量%以上であることが好ましく、10重量%以上であることがより好ましく、15重量%以上であることが特に好ましい。また、50重量%以下であることが好ましく、45重量%以下であることがより好ましく、40重量%以下であることが特に好ましい。フィルム形成性樹脂成分の含有量が前記範囲内にあると溶融前の硬化性樹脂組成物の流動性を抑制することができ、導電接続材料を容易に取り扱うことが可能となる。
本発明に係るフラックス機能を有する化合物は、金属箔の表面酸化膜を還元する作用を有するものである。このようなフラックス機能を有する化合物としては、フェノール性水酸基および/またはカルボキシル基を有する化合物が好ましい。フェノール性水酸基を有する化合物としては、例えば、フェノール、o−クレゾール、2,6−キシレノール、p−クレゾール、m−クレゾール、o−エチルフェノール、2,4−キシレノール、2,5−キシレノール、m−エチルフェノール、2,3−キシレノール、メジトール、3,5−キシレノール、p−tert−ブチルフェノール、カテコール、p−tert−アミルフェノール、レゾルシノール、p−オクチルフェノール、p−フェニルフェノール、ビスフェノールF、ビスフェノールAF、ビフェノール、ジアリルビスフェノールF、ジアリルビスフェノールA、トリスフェノール、テトラキスフェノールなどのフェノール性水酸基を含有するモノマー類、フェノールノボラック樹脂、o−クレゾールノボラック樹脂、ビスフェノールFノボラック樹脂、ビスフェノールAノボラック樹脂などのフェノール製水酸基を含有する樹脂が挙げられる。
HOOC−(CH2)n−COOH (1)
(式(1)中、nは1〜20の整数である。)
で表される脂肪族カルボン酸が好ましく、アジピン酸、セバシン酸、ドデカンジオン酸がより好ましい。
チル酸、トルイル酸、ケイ皮酸、サリチル酸、2,3−ジヒドロキシ安息香酸、2,4−ジヒドロキシ安息香酸、ゲンチジン酸(2,5−ジヒドロキシ安息香酸)、2,6−ジヒドロキシ安息香酸、3,5−ジヒドロキシ安息香酸、浸食子酸(3,4,5−トリヒドロキシ安息香酸)、4−ジヒドロキシ−2−ナフトエ酸、3,5−ジヒドロキシ−2−ナフトエ酸、3,5−2−ジヒドロキシ−2−ナフトエ酸などのナフトエ酸誘導体;フェノールフタリン;ジフェノール酸などが挙げられる。
、硬化性樹脂成分に付加して樹脂の弾性率またはTgを高められる。したがって、このようなフラックス機能を有する化合物をフラックスとして用いるとフラックス洗浄が不要であり、また、フラックスの残存に起因するイオンマイグレーションの発生を抑制することが可能となる。
前記脂肪族ジカルボン酸としては、特に制限はないが、脂肪族炭化水素基にカルボキシル基が2個結合した化合物が挙げられる。前記脂肪族炭化水素基は、飽和または不飽和の非環式であってもよいし、飽和または不飽和の環式であってもよい。また、脂肪族炭化水素基が非環式の場合には直鎖状でも分岐状でもよい。
してもよい。また、いずれの化合物も吸湿しやすく、ボイド発生の原因となるため、本発明においては、使用前に予め乾燥させることが好ましい。
例えば、樹脂組成物が液状の場合、フラックス機能を有する化合物の含有量は、硬化性樹脂組成物の全重量に対して、1重量%以上が好ましく、2重量部%以上がより好ましく、3重量%以上が特に好ましい。また、50重量%以下が好ましく、40重量%以下がより好ましく、30重量%以下がさらに好ましく、25重量%以下が特に好ましい。
固形状の樹脂組成物の場合には、フラックス機能を有する化合物の含有量は、硬化性樹脂組成物の全重量に対して、1重量%以上が好ましく、2重量%以上がより好ましく、3重量%以上が特に好ましい。また、50重量%以下が好ましく、40重量%以下がより好
ましく、30重量%以下がさらに好ましく、25重量%以下が特に好ましい。
フラックス機能を有する化合物の含有量が上記範囲内であると、金属箔及び端子の表面酸化膜を電気的に接合できる程度に除去することができる。さらに、樹脂組成物が硬化性樹脂の場合、硬化時に、樹脂に効率よく付加して樹脂の弾性率又はTgを高めることができる。また、未反応のフラックス機能を有する化合物に起因するイオンマイグレーションの発生を抑制することができる。
例えば、イミダゾール化合物を使用する場合には、イミダゾール化合物の含有量は、硬化性樹脂組成物の全重量に対して、0.001重量%以上が好ましく、0.003重量%以上がより好ましく、0.005重量%以上が特に好ましい。また、1.0重量%以下が好ましく、0.7重量%以下がより好ましく、0.5重量%以下が特に好ましい。イミダゾール化合物の含有量が前記下限未満になると硬化促進剤としての作用が十分に発揮されず、硬化性樹脂組成物を十分に硬化できない場合がある。他方、イミダゾール化合物の含有量が前記上限を超えると、硬化性樹脂組成物の硬化が完了する前に半田又は錫が端子表
面に十分に移動せず、絶縁性領域に半田又は錫が残り絶縁性が十分に確保できない場合がある。また、導電接続材料の保存安定性が低下する場合がある。
本発明に係る硬化性樹脂組成物には、硬化剤(フラックスとして作用するものを除く)、シランカップリング剤、可塑剤、安定剤、粘着付与剤、滑剤、酸化防止剤、無機フィラー、充てん材、帯電防止剤や顔料等の添加剤がさらに含まれていてもよい。
エハーの界面や硬化性樹脂成分などの種類に応じて適宜選択することができ、例えば、硬化性樹脂組成物の全重量に対して、0.01重量%以上であることが好ましく、0.05重量%以上であることがより好ましく、0.1重量%以上であることが特に好ましく、また、2重量%以下であることが好ましく、1.5重量%以下であることがより好ましく、1重量%以下であることが特に好ましい。
本発明においては、樹脂組成物として熱可塑性樹脂組成物を用いることもできる。
本発明に用いられる熱可塑性樹脂組成物は、熱可塑性樹脂成分およびフラックス機能を有する化合物を含有し、所定温度により軟化するものであれば特に制限されない。
前記熱可塑性樹脂成分としては、特に制限されないが、例えば、酢酸ビニル系、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、塩化ビニル樹脂、(メタ)アクリル樹脂、フェノキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、シロキサン変性ポリイミド樹脂、ポリブタジエン樹脂、アクリル樹脂、スチレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリアミド樹脂、セルロース樹脂、イソブチレン樹脂、ビニルエーテル樹脂、液晶ポリマー樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリエーテルサルフォン樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリウレタン樹脂、スチレン−ブタジエン−スチレン共重合体、スチレン−エチレン−ブチレン−スチレン共重合体、ポリアセタール樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、ブチルゴム、クロロプレンゴム、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン−アクリル酸共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体、ポリ酢酸ビニル等が挙げられる。該熱可塑性樹脂成分は、単一の重合体でもよく、上記熱可塑樹脂成分の少なくとも2種以上の共重合体でもよい。
また、前記熱可塑性樹脂成分の分解温度は、特に制限されないが、導電接続材料を構成する金属箔の融点よりも10℃以上高いことが好ましく、20℃以上高いことが特に好ま
しく、さらに、30℃以上高いことがより好ましい。
例えば、熱可塑性樹脂組成物が液状の場合、熱可塑性樹脂成分の含有量は、熱可塑性樹脂組成物の全重量に対して、10重量%以上が好ましく、15重量%以上がより好ましく、20重量%以上がさらに好ましく、25重量%以上がさらにより好ましく、30重量%以上がなお好ましく、35重量%以上が特に好ましい。また、100重量%以下が好ましく、95重量%以下がより好ましく、90重量%以下がさらに好ましく、75重量%以下がさらにより好ましく、65重量%以下がなお好ましく、55重量%以下が特に好ましい。
熱可塑性樹脂組成物が固形状の場合は、熱可塑性樹脂成分の含有量は、熱可塑性樹脂組成物の全重量に対して、5重量%以上が好ましく、10重量%以上がより好ましく、15重量%以上がさらに好ましく、20重量%以上が特に好ましい。また、90重量%以下が好ましく、85重量%以下がより好ましく、80重量%以下がさらに好ましく、75重量%以下がさらにより好ましく、65重量%以下がなお好ましく、55重量%以下が特に好ましい。
熱可塑性樹脂成分の含有量が上記の範囲内であると端子間の電気的接続強度及び機械的接着強度を十分に確保することができる。
フラックス機能を有する化合物は、前記「(a)硬化性樹脂組成物」において説明したものと同じものを用いることができる。好ましい化合物および配合量についても同様である。
また、上記の熱可塑性樹脂成分に対し、本発明の効果を損ねない範囲でシランカップリング剤、可塑剤、安定剤、粘着付与剤、滑剤、酸化防止剤、無機フィラー、充てん材、帯電防止剤や顔料などを配合してもよい。
本発明において金属箔層は、半田箔又は錫箔から選ばれる金属箔で構成される層である。金属箔層は平面視で樹脂組成物層の少なくとも一部に形成されていればよく、樹脂組成物層の全面に形成されていてもよい。
てもよい。金属箔層の形状としては、例えば、点線の抜き模様状(a)、縞模様状(b)、水玉模様状(c)、矩形模様状(d)、チェッカー模様状(e)、額縁状(f)、格子模様状(g)又は多重の額縁状(h)などが挙げられる。これらの形状は一例であり、目的や用途に応じてこれらの形状を組み合わせたり、変形させて用いることができる。
方法、樹脂組成物層へ直接蒸着、スパッタ、めっきなどにより金属箔層を形成する方法などが挙げられる。また、繰り返しパターン状の金属箔の作製方法は、特に制限はないが、金属箔を所定のパターンに打抜く方法、エッチングなどにより所定のパターンを形成する方法、また、遮蔽板やマスクなどを使用することにより蒸着、スパッタ、めっきなどで形成する方法などが挙げられる。
本発明において導電接続材料の形態は、樹脂組成物の形態などに応じて適宜選択することができる。例えば、樹脂組成物が液状の場合は、金属箔の両面に樹脂組成物を塗布したもの、ポリエステルシート等の剥離基材上に樹脂組成物を塗布し、所定温度で半硬化(Bステージ化)等の目的で乾燥、製膜させた後に金属箔を張り合わせてフィルム状にしたもの等を導電接続材料として供することができる。樹脂組成物が固形状の場合は、有機溶剤に溶解した樹脂組成物のワニスをポリエステルシート等の剥離基材上に塗布し、所定の温度で乾燥させた後に金属箔を張り合わせ、または、蒸着などの手法を使いフィルム状に形成したものを導電接続材料として供することができる。
本発明に用いる樹脂組成物が25℃で液状の場合は、例えば、金属箔を液状の樹脂組成物に浸漬させ、金属箔の両面に液状の樹脂組成物を付着させて、本発明の導電接続材料を製造することができる。樹脂組成物の厚み制御が必要な場合は、液状の樹脂組成物に浸漬させた金属箔を一定の間隙を有するバーコーターを通過させる方法や液状の樹脂組成物をスプレーコーター等により吹き付ける方法により作製することができる。
料を製造することができる。まず、有機溶剤に溶解した樹脂組成物のワニスをポリエステルシート等の剥離基材上に塗布し、所定の温度で乾燥させ製膜させてフィルム状の樹脂組成物を作製する。次に、剥離基材上に製膜させた樹脂組成物を2枚準備し金属箔を挟んで熱ロールでラミネートすることで、金属箔の上下に樹脂組成物を配置した時樹脂組成物/金属箔/樹脂組成物からなる3層の導電接続材料を作製することができる。また、上述のラミネート方式により、金属箔の片面に樹脂組成物を配置することで樹脂組成物/金属箔からなる2層の導電接続材料を作製することができる。
なお、導電接続材料の製造方法は上記方法に制限されない。導電接続材料の製造方法は、目的や用途に応じて当業者が適宜選択することができる。
具体的には、前記加熱温度は、金属箔の構成材料および導電接続材料60の構成材料等によっても異なるが、100〜260℃程度であるのが好ましく、130〜250℃程度であるのがより好ましい。
ン硬化させるポストキュアを行うようにしてもよい。これにより、金属箔と、接続部212、222との金属接合により、確実に電気的に接続することができ、接続抵抗が低く、接続信頼性が高い導電部225を形成することができる。
前記間隙が一定となるような制御を実施する方法は、特に制限されるわけではなく、ウエハーボンダー等を用いることにより実施することができる。
の第2の端子間は、導電部225のような固化物を介して電気的に接続される。そのため、後述する電子部品10の駆動時に、半導体チップ20の発熱により、たとえ樹脂組成物で構成される絶縁部226が膨張したとしても、この電気的接続が切断されるのを好適に防止することができ、第1の半導体ウエハーの第1の端子および第2の半導体ウエハーの第2の端子間で安定的な導通を得ることができる。すなわち、第1の半導体ウエハーの第1の端子および第2の半導体ウエハーの第2の端子間で接続信頼性に優れた電気的接続を得ることができる。
<第2の製造方法>
次に、半導体装置の第2の製造方法を用いて第1の半導体ウエハー/第2の半導体ウエハー/第3の半導体ウエハー接合体270を得る方法について図3を用いて説明する。
前記間隙が一定となるような制御を実施する方法は、特に制限されるわけではなく、ウエハーボンダー等を用いることにより実施することができる。
ハーの第3の端子と、第3の半導体ウエハーの第4の端子とが電気的に接続された第1の半導体ウエハー/第2の半導体ウエハー/第3の半導体ウエハー接合体270を形成することができる。
を得る。
0を介して半導体チップ(積層体)20、70を搭載する。
以上のような工程を経ることにより、図1に示す電子部品10および図5に示す90を製造することができる。
半導体チップ(2つの積層体)20または半導体チップ(3つの積層体)70をインターポーザー30上に配線パターン40を介して搭載する方法は、特に限定されないが、第1および第2の製造方法で説明した導電接続材料と同様のものを用い半導体チップ(半導体チップ接合体)20または70とインターポーザー30上の配線パターン40を電気的に接続することができる。
20、70 半導体チップ(積層体)
30 インターポーザー
40 配線パターン
50 バンプ
60、60’ 導電接続材料
61 樹脂組成物
62 金属箔
210 第1の半導体ウエハー
220 第2の半導体ウエハー
230 第3の半導体ウエハー
211、221、231 機能面
212、222、232 接続部
213、223、233 裏面
225、235 導電部
226、236 絶縁部
240 第1の半導体ウエハー/第2の半導体ウエハー積層体
250 第1の半導体ウエハー/第2の半導体ウエハー接合体
260 第1の半導体ウエハー/第2の半導体ウエハー/第3の半導体ウエハー積層体
270 第1の半導体ウエハー/第2の半導体ウエハー/第3の半導体ウエハー接合体
510 第1の半導体チップ
520 半導体ウエハー
511、521 接続部
530 接合体
540 第2の半導体チップ
550 半導体チップ接合体
620 バンプ
630 インターポーザー
640 配線パターン
100 電子部品
Claims (13)
- 第1の半導体ウエハーと第2の半導体ウエハーとを積層して電気的に接続する半導体装置の製造方法であって、
前記第1の半導体ウエハーおよび前記第2の半導体ウエハーをそれぞれ用意する第1の工程と、
前記第1の半導体ウエハーと、前記第2の半導体ウエハーとの間に、樹脂組成物と、半田箔又は錫箔から選ばれる金属箔とから構成される積層構造を有する導電接続材料を介在させるとともに、前記第1の半導体ウエハーの第1の端子と、前記第2の半導体ウエハーの第2の端子とが対応するように位置決めして、前記第1の半導体ウエハーと第2の半導体ウエハーとが積層された第1の半導体ウエハー/第2の半導体ウエハー積層体を得る第2の工程と、
前記第1の半導体ウエハー/第2の半導体ウエハー積層体を加熱することにより、前記金属箔を溶融し、前記第1の半導体ウエハーの第1の端子と前記第2の半導体ウエハーの第2の端子との間に金属箔を凝集させた後、固化し、さらに、前記樹脂組成物を硬化または凝固させて、前記第1の半導体ウエハーと前記第2の半導体ウエハーとが固着することにより、前記金属箔が溶融した凝集物の固化物で、前記第1の半導体ウエハーの第1の端子と前記第2の半導体ウエハーの第2の端子とが電気的に接続された第1の半導体ウエハー/第2の半導体ウエハー接合体を得る第3の工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 前記第2の半導体ウエハーの第2の端子とは反対側の面に第3の端子がさらに配設されてなる請求項1に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記第1の半導体ウエハー/第2の半導体ウエハー接合体と第4の端子を有する第3の半導体ウエハーとを積層して電気的に接続する半導体装置の製造方法であって、
前記第1の半導体ウエハー/第2の半導体ウエハー接合体および前記第3の半導体ウエハーをそれぞれ用意する第1の工程と、
前記第1の半導体ウエハー/第2の半導体ウエハー接合体と、前記第3の半導体ウエハーとの間に、樹脂組成物と、半田箔又は錫箔から選ばれる金属箔とから構成される積層構造を有する導電接続材料を介在させるとともに、前記第2の半導体ウエハーの第2の端子とは反対側の面に配設された第3の端子と前記第4の端子とが対応するように位置決めして、前記第1の半導体ウエハー/第2の半導体ウエハー接合体と第3の半導体ウエハーとが積層された第1の半導体ウエハー/第2の半導体ウエハー/第3の半導体ウエハー積層体を得る第2の工程と、
前記第1の半導体ウエハー/第2の半導体ウエハー/第3の半導体ウエハー積層体を加熱することにより、前記金属箔を溶融し、前記第3の端子と前記第4の端子との間に金属箔を凝集させた後、固化し、さらに、前記樹脂組成物を硬化または凝固させて、前記第1の半導体ウエハー/第2の半導体ウエハー接合体と前記第3の半導体ウエハーとが固着することにより、前記金属箔が溶融した凝集物の固化物で、前記第1の半導体ウエハー/第2の半導体ウエハー接合体と前記第3の半導体ウエハーとが電気的に接続された第1の半導体ウエハー/第2の半導体ウエハー/第3の半導体ウエハー接合体を得る第3の工程とを有することを特徴とする、請求項1または2に記載の半導体装置の製造方法。 - 前記第3の工程において、前記第1の半導体ウエハー/第2の半導体ウエハー積層体または前記第1の半導体ウエハー/第2の半導体ウエハー/第3の半導体ウエハー積層体が加熱される際に、前記金属箔の溶融に遅れて、前記樹脂組成物の硬化または凝固が完了する請求項1ないし3のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
- 前記樹脂組成物が熱硬化性樹脂を含む、請求項1ないし4のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
- 前記樹脂組成物がフラックス機能を有する化合物を含む、請求項1ないし5のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
- 前記導電接続材料が、樹脂組成物層/金属箔層/樹脂組成物層からなる積層構造を含む、請求項1ないし6のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
- 前記導電接続材料が、樹脂組成物層/金属箔層からなる積層構造を含む、請求項1ないし6のいずれか1に記載の半導体装置の製造方法。
- 請求項1ないし8のいずれかに記載の製造方法で製造されたことを特徴とする半導体装置。
- 請求項1ないし8のいずれかに記載の半導体装置の製造方法により製造された前記第1の半導体ウエハー/第2の半導体ウエハー接合体または第1の半導体ウエハー/第2の半導体ウエハー/第3の半導体ウエハー接合体を個別回路毎に切断して、複数の半導体チップに個片化する工程を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
- 請求項10に記載の製造方法で製造されたことを特徴とする半導体装置。
- 請求項11に記載の半導体装置を基板に搭載する工程を有することを特徴とする電子部品の製造方法。
- 請求項12に記載の製造方法で製造されたことを特徴とする電子部品。
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