(57)【要約】【課題】半導体素子と基材あるいは、半導体素子間の接続に際し、接着性を劣化することなく、薄型で信頼性の高い半導体装置を提供する。【解決手段】半導体素子１ＳＡを加熱されたステージ上の基材あるいは下段の半導体素子１０の所定位置に順次接着するダイボンディング工程と、前記半導体素子１０の開口部に形成された端子と、前記基材に形成された端子１３とをボンディングワイヤによって接続する工程と、前記半導体素子１０とボンディングワイヤとを封止する工程と、を備え、前記ダイボンディング工程は、前記基材あるいは下段の半導体素子１０の所定位置に、半硬化接着剤、半硬化フィルム、あるいは液状接着剤（Ｂステージ型接着剤）１２を用いて接着する工程であることを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路形成されたウエハの第１の面に感光性を有する保護膜兼接着剤層を塗布する工程と、
前記保護膜兼接着剤層を塗布する工程で塗布された揮発成分を乾燥させる工程と、
前記保護膜兼接着剤層をフォトグラフィ法を用いて電気的接続部と少なくともダイシング領域で開口する工程と、
前記保護膜兼接着剤層を加熱し、硬化する工程と、
前記ダイシング領域に沿って第１の面からハーフカットダイシングする工程と、
前記第１の面を保護テープに貼り付ける工程と、
前記第１の面に対向する第２の面からハーフカットダイシングされた深さを越えて前記第２の面を研削し、前記ウエハを個片化し、半導体素子を形成する工程と、
研削された前記第２の面をテープに貼り付け、前記第１の面に形成された前記保護テープを剥す工程と、
前記半導体素子を加熱されたステージ上の基材あるいは下段の半導体素子の所定位置に順次接着するダイボンディング工程と、
前記半導体素子の開口部に形成された端子と、前記基材に形成された端子とをボンディングワイヤによって接続する工程と、
前記半導体素子とボンディングワイヤとを封止する工程と、
を備え、
前記ダイボンディング工程は、前記基材あるいは下段の半導体素子の所定位置に、半硬化接着剤、半硬化フィルム、あるいは液状接着剤（Ｂステージ型接着剤）を用いて接着する工程であり、
前記保護膜兼接着剤層は、
光重合開始剤を１％以上含有し、少なくとも一部に熱硬化成分を含み、
前記感光性を有する接着剤層は、硬化した状態における２６０℃時貯蔵弾性率が２ＭＰａ以上であり、
前記感光性を有する接着剤層と前記半導体素子との２６０℃時ダイシェア強度が０．６ＭＰａ以上であり、
８５℃８５％×２４Ｈ後の吸水率は０．８％以下であり、
前記半導体素子は、ワイヤボンディング領域を残すように、ずらして、３個以上階段状に積層されており、前記半導体素子を逆方向にずらして積層する、積層折り返し部においては、
前記積層折り返し部の前記半導体素子の第２の面に、光硬化性を有する接着剤層を塗布する工程を含み、
ワイヤボンディング時の感光性接着剤の１７５℃時貯蔵弾性率は、４０ＭＰａ以上であることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
半導体素子を加熱されたステージ上の基材あるいは下段の半導体素子の所定位置に順次接着するダイボンディング工程と、
前記半導体素子の開口部に形成された端子と、前記基材に形成された端子とをボンディングワイヤによって接続する工程と、
前記半導体素子とボンディングワイヤとを封止する工程と、
を備え、
前記ダイボンディング工程は、前記基材あるいは下段の半導体素子の所定位置に、半硬化接着剤、半硬化フィルム、あるいは液状接着剤（Ｂステージ型接着剤）を用いて接着する工程であることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項３】
回路形成された前記ウエハの第１の面に前記感光性を有する接着剤層を塗布する工程と、
前記感光性を有する接着剤層を塗布する工程で塗布された揮発成分を乾燥させる工程と、
前記感光性を有する接着剤層を、露光・現像にて電気的接続部と少なくともダイシング領域で開口する工程と、
熱負荷を与え、前記感光性を有する接着剤層を硬化する工程と、
前記ダイシング領域に沿って第１の面からハーフカットダイシングする工程と、
前記第１の面を保護テープに貼り付ける工程と、
前記第１の面に対向する第２の面からハーフカットダイシングされた深さを越えて前記第２の面を研削し、前記ウエハを個片化し、半導体素子を形成する工程と、
研削された前記第２の面をピックアップテープに貼り付け、前記第１の面に形成された前記保護テープを剥す工程と、
前記半導体素子を加熱されたステージ上の基材あるいは下段の半導体素子の所定位置に接着するダイボンディング工程と、
前記半導体素子の開口部に形成された端子と、前記基材に形成された端子とをボンディングワイヤによって接続する工程と、
前記半導体素子とボンディングワイヤとを封止する工程と、
を備えたことを特徴とする請求項２に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記感光性を有する接着剤層は、
光重合開始剤を１％以上含有し、少なくとも一部に熱硬化成分を含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記感光性を有する接着剤層は、硬化した状態における２６０℃時貯蔵弾性率が２ＭＰａ以上であり、
前記感光性を有する接着剤層と前記半導体素子との２６０℃時ダイシェア強度が０．６ＭＰａ以上であり、
８５℃８５％×２４Ｈ後の吸水率は０．８％以下であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記半導体素子は、ワイヤボンディング領域を残すようにずらして、３個以上階段状に積層されており、前記半導体素子を逆方向にずらして積層する、積層折り返し部においては、
前記積層折り返し部の前記半導体素子の第２の面に、光硬化性を有する接着剤層を塗布する工程を含むことを特徴とする請求項３〜５のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項７】
ワイヤボンディング時の感光性接着剤の１７５℃時貯蔵弾性率は、４０ＭＰａ以上であることを特徴とする請求項３〜６のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項８】
ワイヤボンディング領域を残すようにずらして、３個以上の半導体素子が階段状に積層され、前記半導体素子を逆方向にずらして積層する、積層折り返し部を有する半導体装置であって、
前記積層折り返し部においては上段側の半導体素子の第２の面に形成された、光硬化性を有する接着剤層と、下段側の前記半導体素子の第１の面に形成された、感光性を有し、電気的接続部に開口を有する感光性の接着剤層との２層構造の接着剤層を有することを特徴とする半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、半導体装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体チップの回路素子形成面上に表面保護と接着とを兼ね備えた接着保護用樹脂を用いて、半導体チップを積層する技術が開示されている（例えば特許文献１）。その製造方法は、基板に保護材が塗布されていない第１の半導体チップ裏面を接着固定し、次に第１の半導体チップ表面に表面保護膜と接着とを兼ね備えた接着保護用樹脂を用い、該接着保護用樹脂を介して第２の半導体チップを積層するものである。
【０００３】
しかしながら、この場合、第１の半導体チップ表面の電気的接続用パッド（例えばワイヤボンディング用）に対応する領域に開口が無く、低コストの電気的接続方法を用いては半導体チップ間あるいは基板との電気的接続ができないという問題がある。またダイシング部にも接着剤があるため、個片化時にダイシングブレードの目詰まりを起こし、チッピング増大の要因となってしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２-２４６５３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
また、表面に表面保護膜兼接着剤層が塗布された第１の半導体チップの、表面保護膜兼接着剤層が塗布されていない裏面側を、基板に固定するに際しては、接着剤フィルム（ＤＡＦ）などの接着剤を塗布する必要がある。第１の半導体チップ表面にはすでに表面保護膜兼接着剤層が形成されており、基板への固定時に、熱履歴を受けると接着性が低下するという問題がある。
【０００６】
この問題は、ボンディング領域分だけ順次半導体チップをずらしながら積層する構造の場合にも同様に発生する。つまり、折り返し部に位置する半導体チップ表面の表面保護膜兼接着剤層は、ワイヤボンディングによる熱履歴を受けるため、その上層に積層される半導体チップとの接着性が低下するという問題がある。
【０００７】
本発明の一つの実施形態は、半導体素子と基材あるいは、半導体素子間の接続に際し、接着性の劣化を抑制しつつ、薄型で信頼性の高い半導体装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一つの実施形態によれば、半導体素子を加熱されたステージ上の基材あるいは下段の半導体素子の所定位置に順次接着するダイボンディング工程と、前記半導体素子の開口部に形成された端子と、前記基材に形成された端子とをボンディングワイヤによって接続する工程と、前記半導体素子とボンディングワイヤとを封止する工程と、を備え、前記ダイボンディング工程は、前記基材あるいは下段の半導体素子の所定位置に、半硬化接着剤、半硬化フィルム、あるいは液状接着剤（Ｂステージ型接着剤）を用いて接着する工程であることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１（ａ）〜（ｆ）は、第１の実施形態の半導体装置の製造方法における感光性表面保護膜兼接着剤層の形成工程から半導体ウエハの切断工程までを示す図である。
【図２】図２は、第１の実施形態の半導体装置の製造方法における第１の半導体チップのピックアップ工程から第２の半導体チップの接着工程までを示す図である。
【図３】図３は、図１に示す半導体装置の製造方法における半導体ウエハのチップ領域及びダイシング領域を拡大して示す図である。
【図４】図４は、第１の実施形態の製造方法を適用して作製した半導体装置を示す図である。
【図５】図５は、表面保護膜兼接着剤層の接着（マウント）時粘度とマウント温度（℃）との関係を測定した結果を示す図である。
【図６】図６は、昇温し、リフローを行ったときのリフロー剥離率を測定した結果を示す図である。
【図７】図７は、リフロー剥離率とダイシェア強度との関係を測定した結果を示す図である。
【図８】図８は、吸水率とリフロー剥離率との関係を測定した結果を示す図である。
【図９】図９は、半導体素子の撓み量と弾性率との関係を測定した結果を示す図である。
【図１０】図１０は、第２の実施形態の半導体装置の製造方法を適用して作製した半導体装置を示す断面図である。
【図１１】図１１（ａ）〜（ｃ）は、第２の実施形態の半導体装置の製造方法を示す図である。
【図１２】図１２は、第３の実施形態の半導体装置の製造方法を適用して作製した半導体装置を示す断面図である。
【図１３】図１３は、第４の実施形態の半導体装置の製造方法を適用して作製した半導体装置を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に添付図面を参照して、実施形態にかかる半導体装置の製造方法を詳細に説明する。なお、これらの実施形態により本発明が限定されるものではない。
【００１１】
（第１の実施形態）
図１（ａ）〜（ｆ）は、第１の実施形態の半導体装置の製造方法における感光性の表面保護膜兼接着剤層の形成工程から半導体ウエハの切断工程までを示す図、図２は第１の実施形態の半導体装置の製造方法における第１の半導体チップのピックアップ工程から第２の半導体チップの接着工程までを示す図である。図３は図１に示す半導体装置の製造方法における半導体ウエハのチップ領域及びダイシング領域を拡大して示す図、図４は第１の実施形態の製造方法を適用して作製した半導体装置を示す図である。本実施形態の方法では、感光性を有しポジ型で表面保護膜兼接着剤がウエハレベルで塗布されたウエハを用いる例について説明する。その感光性の表面保護膜兼接着剤を露光／現像する。その際、電気的接続用パッド領域ＢＰ及び個片化用ストリート（ここではダイシングストリート）を開口する。ここでダイシングストリートとは、ダイシング領域Ｄ及びその周辺でダイシングによってダメージを受ける可能性があり、半導体装置の機能に関わらない回路（例えば特性確認用のテスト回路やパターニング寸法確認用のダミー回路）を除き回路形成を避けるべき領域を指す。ここでは簡略化のためにダイシング領域はダイシングストリートと同じ幅であると仮定して説明する。そして本実施の形態では、半導体素子を加熱されたステージ上の基材あるいは下段の半導体素子の所定位置に順次接着するダイボンディング工程と、半導体素子の開口部に形成された端子と、基材に形成された端子とをボンディングワイヤによって接続する工程と、半導体素子とボンディングワイヤとを封止する工程と、を備え、前記ダイボンディング工程は、前記基材あるいは下段の半導体素子の所定位置に、半硬化接着剤、半硬化フィルム、あるいは液状接着剤（Ｂステージ型接着剤）を用いて接着する工程であることを特徴とする。
【００１２】
まず、図１（ａ）に示すように、半導体ウエハ１の第１の面（表面）１Ａに感光性を有する表面保護膜兼接着剤層２を塗布する。そしてホットプレート上で１１０℃３分のプリベークを行い、表面保護膜兼接着剤層２の残存溶剤分が１０％以下となるようにする。表面保護膜兼接着剤層２は半導体ウエハ１の第１の面１Ａに対して一様に形成される。半導体ウエハ１は複数のチップ領域Ｘを有しており、各チップ領域Ｘの第１の面１Ａにはトランジスタなどの半導体素子や配線層等を有する半導体素子部（図示せず）が形成されている。複数のチップ領域Ｘ間には、それぞれダイシング領域Ｄが設けられている。後述するように、半導体ウエハ１はダイシング領域Ｄに沿って切断される。半導体ウエハ１を切断してチップ領域Ｘを個片化することによって、複数のチップ領域Ｘに相当する複数の半導体チップが作製される。
【００１３】
表面保護膜兼接着剤層２は、チップ領域Ｘの第１の面（表面）１Ａを保護すると共に、チップ領域Ｘに基づく半導体チップを他の半導体チップと積層する際に接着剤として機能する。表面保護膜兼接着剤層２は感光性を有しているため、フェノール樹脂やポリイミド樹脂等の熱硬化性樹脂を用いる事ができる。フェノール樹脂やポリイミド樹脂等の熱硬化性樹脂は、露光・現像工程でパターニングすることができる。このような感光性を有する表面保護膜兼接着剤層２には、露光・現像工程を可能にする感光性を有し、かつ半導体チップ間の接着を可能にする接着性を有する。表面保護膜兼接着剤層２は、感光性を有する熱可塑性樹脂で形成してもよい。
【００１４】
例えば感光性や接着性等を有する樹脂組成物（感光性接着剤樹脂組成物）を半導体ウエハ１の第１の面１Ａにインクジェットやスピンコート等により塗布する。この樹脂組成物の塗布膜を乾燥させ表面保護膜兼接着層２を形成する。表面保護膜兼接着剤層２の形成材料としては、例えば２０〜４０質量％のフェノール樹脂と１０質量％以下の感光剤と１０質量％以下の界面活性剤と３０〜８０質量％の溶剤とを含有する樹脂組成物や、３０〜８０質量％のフェノール樹脂と１０質量％以下の感光剤と２０〜４０質量％の架橋剤と１０質量％以下の界面活性剤とを含有する樹脂組成物等が挙げられる。
【００１５】
表面保護膜兼接着剤層２を形成するにあたって、感光性接着剤樹脂組成物の粘度（塗布時の粘度）は１Ｐａ・ｓ（２５℃）以下であることが好ましい。感光性接着剤樹脂組成物の塗布方法にもよるが、２５℃における粘度が１Ｐａ・ｓ以下の感光性接着剤樹脂組成物（液状組成物）を使用することで、表面保護膜兼接着剤層２の形成性が向上すると共に、ボイドの発生等を抑制することができる。液状樹脂組成物の粘度はＢ型粘度計（ＪＩＳ  Ｋ７１１７−２）で測定した値を示すものとする。乾燥後の表面保護膜兼接着剤層２中に残存する揮発成分量は３０質量％以下とすることが好ましく、さらに１５質量％以下とすることがより好ましい。これによっても、表面保護膜兼接着剤層２中のボイドが抑制される。また、さらに露光マスクに接触した際、表面保護膜兼接着剤層２の膜厚バラツキの発生等が抑制される。
【００１６】
次に、図１（ｂ）に示すように、プリベークのなされた表面保護膜兼接着剤層２を所望のパターンを有するフォトマスク（図示せず）を用いて露光した後、表面保護膜兼接着剤層２の種類等に応じた現像液で現像処理することによって、表面保護膜兼接着剤層２に開口部３を形成する。感光性を有する表面保護膜兼接着剤層２は、ネガ型及びポジ型のいずれであってもよい。ポジ型の表面保護膜兼接着剤層２を使用する場合には、現像した後に後露光を行って表面保護膜兼接着剤層２を硬化させる。なお、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）により半導体ウエハ１面上の金属などの残渣を除去した後、酸素Ｏ2を用いたアッシングにより、弗素化合物や有機系の残渣を除去する。この後、８５℃１．５時間の熱処理を行いつつ、プローブテスト（ダイソート）を行う。また、表面保護膜兼接着剤層２として熱硬化性樹脂を適用した場合には、半導体ウエハ１の切断工程の前に熱処理（例えば１２０℃×１時間）して半硬化状態（Ｂステージ状態）としておくことが好ましい。
【００１７】
開口部３は、半導体ウエハ１のダイシング領域Ｄを露出させるように形成される。さらに、各チップ領域Ｘの第１の面には、図３に示すように電極パッド４が設けられている。電極パッド４は他の半導体チップや配線基板、リードフレーム等の回路基材との接続部となる。このため、表面保護膜兼接着剤層２にはダイシング領域Ｄに加えて、電極パッド４を露出させる開口部３を形成する。図３において、電極パッド４はチップ領域Ｘに基づく半導体チップの少なくとも１つの外形辺に沿って配置されている。
【００１８】
この実施形態の製造方法においては、感光性を有する表面保護膜兼接着剤層２を使用している。よって、複数のチップ領域Ｘを有する半導体ウエハ１の表面全体に表面保護膜兼接着剤層２を形成した上で、露光・現像工程で開口部３を形成してダイシング領域Ｄ及び電極パッド４を露出させることができる。ダイシング領域Ｄを露出させることで、後工程の半導体ウエハ１の切断工程でダイシングブレードの目詰まりやそれに伴うチッピングの発生、さらに樹脂の飛散による不良発生等を抑制することができる。さらに、電極パッド４を露出させることで、回路基材との電気的な接続工程を安定に実施することができる。
【００１９】
次いで、図１（ｃ）に示すように、半導体ウエハ１に第１の面１Ａ側からハーフカット状態の溝５を形成する。溝５は、開口部３により表面保護膜兼接着剤層２を除去したダイシング領域Ｄを、その幅に応じた刃厚を有するブレードで切削することにより形成される。溝５の深さは、半導体ウエハ１の厚さより浅く、かつ半導体チップの完成時の厚さより深く設定される。溝５はエッチング等で形成してもよい。このような深さの溝（ダイシング溝）５を半導体ウエハ１に形成することで、複数のチップ領域Ｘはそれぞれ半導体チップの完成厚さに応じた状態で区分される。
【００２０】
図１（ｄ）に示すように、ハーフカット状態の溝５を形成した半導体ウエハ１の第１の面（表面）１Ａに、表面保護膜兼接着剤層２を介して保護テープ６を貼付する。保護テープ６は、後工程で半導体ウエハ１の非回路面である第２の面１Ｂを研削する際に、半導体ウエハ１の第１の面１Ａを保護すると共に、第２の面１Ｂの研削工程でチップ領域Ｘを個片化した後の半導体ウエハ１の形状（ウエハ形状）を維持するものである。保護テープ６としては、各種の樹脂テープ等が用いられる。
【００２１】
次に、図１（ｅ）に示すように、保護テープ６に保持された半導体ウエハ１の非回路面である第２の面１Ｂを研削及び研磨する。半導体ウエハ１の第２の面１Ｂは、例えばラッピング定盤を用いて機械的に研削され、続いて研磨定盤を用いて研磨（例えばドライポリッシング）される。半導体ウエハ１の第２の面１Ｂの研削・研磨工程は、第１の面１Ａ側から形成されたダイシング溝５に達するように実施される。このように、半導体ウエハ１の第２の面１Ｂを研削することによって、各チップ領域Ｘは分割されて個片化される。
【００２２】
図１（ｅ）に示すように、複数のチップ領域Ｘはそれぞれ個片化され、これにより複数の半導体チップ１Ｓが作製される。ただし、半導体ウエハ１の全体形状は保護テープ６で保持されているため、ウエハ形状が維持されている。個片化された半導体チップ１Ｓの表面には、それぞれ表面保護膜兼接着剤層２が設けられている。表面保護膜兼接着剤層２は、半導体チップ１Ｓに設けられた電極パッド４を露出させるように形成されている。この後、図１（ｆ）に示すように、個片化された半導体チップ１Ｓを有する半導体ウエハ１の第２の面１Ｂに、ピックアップ用の支持シート８を貼付した後、保護テープ６を剥離する。
【００２３】
図１（ｆ）に示すように、複数の半導体チップ１Ｓは半導体ウエハ１の第２の面１Ｂに貼付された支持シート８によりウエハ形状が維持されている。複数の半導体チップ１Ｓを有し、かつ全体としては支持シート８によりウエハ形状が維持されている半導体ウエハ１は、次工程のピックアップ工程に送られる。支持シート８としては、例えば紫外線硬化型粘着テープが用いられる。紫外線硬化型粘着テープは、例えばポリエチレンやポリプロピレンのようなポリオレフィン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂等を用いた基材シートに紫外線硬化型樹脂を用いた粘着層を形成したテープである。
【００２４】
図１（ｃ）〜（ｆ）は、半導体ウエハ１の切断工程として、いわゆる先ダイシング工程を示している。半導体ウエハ１の切断工程は先ダイシング工程に限られるものではなく、通常のダイシング工程を適用してもよい。すなわち、開口部３が形成された表面保護膜兼接着剤層２を有する半導体ウエハ１（図１（ｂ））の非回路面である第２の面１Ｂに、ダイシングテープを兼ねる支持シート８を貼付する。次いで、半導体ウエハ１の回路面である第１の面１Ａ側からダイシング領域Ｄに沿って、半導体ウエハ１をブレード等で切断する。このような切断工程によって、半導体ウエハ１を切断して複数の半導体チップ１Ｓを作製してもよい。
【００２５】
次に、図２（ａ）に示すように、上述した表面保護膜兼接着剤層２の形成工程から切断工程までを経た半導体ウエハ１、すなわち支持シート８に貼り付けられた複数の半導体チップ１Ｓを有する半導体ウエハ１を用意し、支持シート８から複数の半導体チップ１Ｓを順にピックアップする。半導体チップ１Ｓのピックアップは、例えば支持シート８に紫外線を照射して粘着層を硬化させて粘着力を低下させてから実施される。まず、第１の半導体チップ１ＳＡを吸着コレット９で保持して支持シート８からピックアップする。吸着コレット９は半導体チップ１Ｓを吸着して保持する吸着面９ａを有している。
【００２６】
一方、図２（ｂ）に示すように、ステージ（加熱ステージ）１１上に配線基板１０を用意する。そして、光重合開始剤を含有し、光硬化性を有する熱硬化型接着フィルム（以下熱硬化型接着フィルムということもある。ＤＡＦ）１２を貼着し、１２０℃１時間加熱して、Ｂステージとする。
【００２７】
支持シート８からピックアップされた第１の半導体チップ１ＳＡは、次工程の実装工程に送られる。第１の半導体チップ１ＳＡを回路基材に搭載するにあたって、図２（ｃ）に示すように、配線基板１０のような回路基材は加熱機構を有するステージ１１上に載置されている。半導体チップ１Ｓを搭載する回路基材は配線基板１０に限らず、リードフレーム等であってもよい。本実施形態では、支持シート８からピックアップされた第１の半導体チップ１ＳＡは、加熱ステージ１１上に載置された配線基板１０の所定の位置に配置される。配線基板１０のチップ搭載位置には、予め熱硬化型接着フィルム１２が形成されている。この熱硬化型接着フィルム１２は、フィルムの貼り付けによるものに限定されることなく、接着剤の塗布等により形成されるものであってもよい。
【００２８】
第１の半導体チップ１ＳＡを配線基板１０に接着するにあって、配線基板１０は予め加熱ステージ１１により所定の温度に加熱されている。加熱温度は熱硬化型接着フィルム１２の接着温度に応じて設定される。熱硬化型接着フィルム１２は熱硬化性樹脂を用いているため、例えばＢステージの熱硬化性樹脂が加熱流動する温度まで加熱する。そして、配線基板１０上の熱硬化型接着フィルム１２を所定の温度に加熱しつつ、吸着コレット９で第１の半導体チップ１ＳＡを熱硬化型接着フィルム１２に押圧することによって、第１の半導体チップ１ＳＡを配線基板１０に接着する。
【００２９】
次に、図２（ｄ）に示すように、第１の半導体チップ１ＳＡ上に第２の半導体チップ１ＳＢを接着する。まず、図２（ａ）に示した工程と同様にして、第２の半導体チップ１ＳＢを吸着コレット９で保持して支持シート８からピックアップする。支持シート８からピックアップされた第２の半導体チップ１ＳＢは、第１の半導体チップ１ＳＡの所定の位置に配置される。第１の半導体チップ１ＳＡと第２の半導体チップ１ＳＢとの接着には、第１の半導体チップ１ＳＡの第１の面に形成された第１の表面保護膜兼接着剤層２Ａにより実施される。
【００３０】
第２の半導体チップ１ＳＢを第１の半導体チップ１ＳＡ上に接着するにあたって、第１の半導体チップ１ＳＡは配線基板１０を介して加熱ステージ１１により所定の温度まで加熱されている。加熱温度は、表面保護膜兼接着剤層２の接着温度に応じて設定される。表面保護膜兼接着剤層２を熱硬化性樹脂で構成した場合、例えばＢステージの熱硬化性樹脂が加熱流動する温度まで加熱する。そして、配線基板１０上に搭載された第１の半導体チップ１ＳＡ及び第１の表面保護膜兼接着剤層２Ａを所定の温度に加熱しつつ、吸着コレット９で第２の半導体チップ１ＳＢを第１の表面保護膜兼接着剤層２Ａに押圧することによって、第２の半導体チップ１ＳＢを第１の半導体チップ１ＳＡに接着する。
【００３１】
第１の半導体チップ１ＳＡと第２の半導体チップ１ＳＢとを接着するにあたって、第１の表面保護膜兼接着剤層２Ａを加熱しつつ加圧することによって、第１及び第２の半導体チップ１ＳＡ、１ＳＢ間の接着性が向上する。すなわち、第２の半導体チップ１ＳＢに対する第１の表面保護膜兼接着剤層２Ａの濡れ性が向上し、第１及び第２の半導体チップ１ＳＡ、１ＳＢ間の接着信頼性を高めることができる。第１の表面保護膜兼接着剤層２Ａの接着時粘度（加熱時粘度）は１０〜１００００Ｐａ・ｓの範囲であることが好ましく、さらに１０〜３０００Ｐａ・ｓの範囲であることがより好ましい。このような接着時粘度を有する第１の表面保護膜兼接着剤層２Ａに第２の半導体チップ１ＳＢを押し付けることで、第１及び第２の半導体チップ１ＳＡ、１ＳＢ間の接着信頼性を高めることができる。
【００３２】
この実施形態の半導体装置の製造方法においては、配線基板１０表面及び半導体チップ１Ｓ表面に感光性を有する表面保護膜兼接着剤層２，熱硬化型接着フィルム１２を使用しているため、配線基板１０上の接続パッド１３及び複数のチップ領域Ｘを有する半導体ウエハ１の表面全体に表面保護膜兼接着剤層２を形成した上で、露光・現像工程で開口部３を形成してダイシング領域Ｄ及び電極パッド４を露出させることができる。ダイシング領域Ｄを露出させることで、後工程の半導体ウエハ１の切断工程でダイシングブレードの目詰まりやそれに伴うチッピングの発生、さらに樹脂の飛散による不良発生等を抑制することができる。さらに、電極パッド４を露出させることで、配線基板１０と半導体チップ１Ｓ、半導体チップ１Ｓ間の電気的な接続を安定に実施することができる。
【００３３】
図５に表面保護膜兼接着剤層２Ａの接着（マウント）時粘度とマウント温度（℃）との関係を測定した結果を曲線Ｃで示す。直線Ｓ２で示すマウント時粘度が３５００（Ｐａ・ｓ）を越えると濡れ性が不足する。また、直線Ｓ１で示すマウント時粘度が１０（Ｐａ・ｓ）に満たないと位置ずれが生じたり、発泡ボイドを生じたりする。図５から明らかなように、第１の表面保護膜兼接着剤層２Ａを加熱して接着時粘度を３５００Ｐａ・ｓ以下とすることによって、第１の表面保護膜兼接着剤層２Ａの半導体チップ１ＳＢに対する濡れ性が向上し、半導体チップ１ＳＡ、１ＳＢ間の接着信頼性を高めることができる。第１の表面保護膜兼接着剤層２Ａの接着時粘度が低すぎると、溶剤等の揮発成分が発泡してボイドとなり、半導体チップ１ＳＢの位置ずれ等が生じるおそれがあるため、第１の表面保護膜兼接着剤層２Ａの接着時粘度は１０Ｐａ・ｓ以上とすることが好ましい。第１の表面保護膜兼接着剤層２Ａの接着時粘度は、ＪＩＳ  Ｋ７２４４−１０に定められた粘度測定法に基づいて測定するものとする。この場合、動的粘弾性測定装置（平行平板振動レオメータ）を用いて粘度を測定できる。
【００３４】
吸着コレット９の吸着面９ａは、一般的にゴムを用いて形成される。ゴム製吸着面９ａの第２の半導体チップ１ＳＢに対する密着力を第１及び第２の半導体チップ１ＳＡ、１ＳＢ間の密着力より低くする上で、吸着面９ａはシリコーンゴムを用いて形成することが好ましい。シリコーンゴムは離型性等に優れるため、吸着コレット９の離脱不良の発生が抑制される。なお、吸着面９ａを形成する他のゴム材料としては、フッ素系ゴム（ポリテトロフルオロエチレン等）、アクリルゴム、ウレタンゴム等が挙げられる。
【００３５】
吸着コレット９の吸着面９ａには、シリコーン樹脂コーティングのような表面エネルギーを低下させる表面処理を施すことも有効である。表面処理としては、シリコーン樹脂コーティング以外にフッ素系樹脂コーティング、トシカルコーティング等を適用することができる。
【００３６】
半導体チップ１Ｓの接着工程は、半導体チップ１Ｓの積層数に応じて繰り返し実施される。すなわち、図２（ａ）に示す半導体チップ１Ｓのピックアップ工程と、図２（ｄ）に示す半導体チップ１Ｓの接着工程とを繰り返し実施し、配線基板１０上に必要数の半導体チップ１Ｓを積層する。図４は配線基板１０上に第１〜第５の半導体チップ１ＳＡ〜１ＳＥを積層した状態を示している。第１〜第５の半導体チップ１ＳＡ〜１ＳＥは、それぞれの電極パッド４が露出するように、配線基板１０上に階段状積層されている。第１〜第５の半導体チップ１ＳＡ〜１ＳＥの電極パッド４は、それぞれ配線基板１０の接続パッド（接続部）１３と金属製のボンディングワイヤ１４を介して電気的に接続されている。電極パッド４と接続パッド１３との接続は、ボンディングワイヤ１４に代えて導電性樹脂等による印刷配線層により実施してもよい。
【００３７】
第１〜第５の半導体チップ１ＳＡ〜１ＳＥに対してワイヤボンディングを実施するにあたって、予め各第１〜第５の半導体チップ１ＳＡ〜１ＳＥ上の表面保護膜兼接着剤層２にキュア処理を施して硬化させておくことが好ましい。これによって、ワイヤボンディング性を高めることができる。表面保護膜兼接着剤層２のキュア処理は、必要数の半導体チップ例えば第１〜第５の半導体チップ１ＳＡ〜１ＳＥを積層した後に一括して実施することが好ましい。第１〜第５の半導体チップ１ＳＡ〜１ＳＥに対するワイヤボンディングは、表面保護膜兼接着剤層２をキュア処理した第１〜第５の半導体チップ１ＳＡ〜１ＳＥに一括して実施することが好ましい。
【００３８】
さらに、昇温速度を３℃／分として、昇温し、リフローを行ったときのリフロー剥離率を測定した結果を図６に示す。この結果から、キュア（硬化）処理後の表面保護膜兼接着剤層２は、２６０℃における貯蔵弾性率が２ＭＰａ以上６ＭＰ以下であることが好ましい。下限は２６０℃の飽和水蒸気圧である。
【００３９】
図７に、リフロー剥離率とダイシェア強度との関係を測定した結果を示す。この結果から、リフロー剥離率１０％とダイシェア強度との９５％信頼区間の確率をプロットした。その決定結果からダイシェア強度が０．６ＭＰａ以上であるとき、リフロー剥離がほとんどなく、十分な信頼性を得ることができることがわかった。ａは９５％信頼区間を示し、ｂは剥離不良１０％の正規プロットである。ｃは剥離発生区間を示す。ここでダイシェア強度とは、リードフレームや基板などの半導体部品にダイボンディングされた半導体チップを横側から水平方向に押し、半導体チップが基板から剥離した荷重値、つまりチップのせん断強度をいうものである。
【００４０】
以上のように、２６０℃における半導体チップ１Ｓとのダイシェア強度が０．６ＭＰａ以上であることが好ましい。また、温度８５℃、相対湿度８５％の環境下に２４時間放置した際の吸水率とリフロー剥離率との関係を測定した。その結果、図８に示すように、リフロー吸水率が０．８％以下であることが好ましいことがわかる。これらによって、半田リフロー工程における表面保護膜兼接着剤層２の信頼性等を高めることができる。すなわち、耐リフロー性を評価するリフロー性試験（２６０℃の水蒸気圧下で実施）の際に、接着剤とチップとの界面剥離や接着剤の凝集破壊等を抑制する上で、上記した３つの条件を満足させることが好ましい。上記した３つの条件はＪＩＳ  Ｋ７２４４−４の「プラスチック・動的機械特性の試験方法」に準拠して測定するものとする。
【００４１】
また、ワイヤボンディング時の感光性を有する接着剤の１７５℃における貯蔵弾性率と撓み量との関係を測定した結果を図９に示す。ここで表面保護膜兼接着剤層２の厚みは１０μｍ、半導体チップの厚さは４０μｍであった。実線ａは撓み量と貯蔵弾性率との関係を測定した結果を示し、破線ｂは半導体チップの撓みが１５μｍのラインである。この結果からワイヤボンディング時の表面保護膜兼接着剤層２の１７５℃における貯蔵弾性率は、４０ＭＰａ以上が望ましいことがわかる。
【００４２】
以上のようにキュア処理後の表面保護膜兼接着剤層２は、１７５℃における貯蔵弾性率が４０ＭＰａ以上であることが好ましい。表面保護膜兼接着剤層２はワイヤボンディング時に加圧及び加熱されて軟化する。この際に、１７５℃における貯蔵弾性率が４０ＭＰａ未満であると、半導体チップ１Ｓが撓んで接合不良やチップ割れ等が生じるおそれがある。すなわち、１７５℃における貯蔵弾性率が４０ＭＰａ以上である表面保護膜兼接着剤層２を適用することによって、ワイヤボンディングによる接続信頼性等を高めることが可能となる。表面保護膜兼接着剤層２の１７５℃における貯蔵弾性率は、ＪＩＳ  Ｋ７２４４−４の「プラスチック・動的機械特性の試験方法」に準拠して測定するものとする。
【００４３】
そして、半導体チップ１ＳＡ〜１ＳＥの電極パッド４と配線基板１０の接続パッド１３とを電気的に接続した後、半導体チップ１ＳＡ〜１ＳＥをボンディングワイヤ１４等と共に封止樹脂１５で封止することによって、半導体装置１６が作製される。配線基板１０の下面側には、図示を省略した半田バンプ等による外部電極が設けられる。半導体装置１６には各種公知の構成を適用することができる。
【００４４】
第１の実施形態の製造方法によれば、表面保護膜兼接着剤層２を用いた場合においても、半導体ウエハ１から半導体チップ１Ｓを順にピックアップして積層する通常の積層工程を適用して、信頼性に優れる半導体装置を歩留りよく作製することができる。すなわち、半導体チップ１Ｓ間の接着信頼性を保ちつつ、吸着コレット９の半導体チップ１Ｓからの離脱不良等による不良発生を抑制することができる。さらに、表面保護膜兼接着剤層２を用いることで、半導体装置１６の厚さを低減することができる。なお、第１の実施形態では第１〜第５の半導体チップ１ＳＡ〜１ＳＥを配線基板１０上に順に積層したが、半導体チップ１Ｓの積層数はこれに限定されるものではなく、回路基材上に搭載した第１の半導体チップ１ＳＡ上に少なくとも１つの半導体チップ１Ｓを積層する構成であればよい。
【００４５】
この後、配線基板１０の裏面側にはんだボールあるいはパッドなどの外部接続端子（ＢＧＡあるいはＬＧＡ（図示せず））を搭載する。そして、ダイシングテープを貼着し、パッケージダイシングを行った後、各半導体装置をダイシングテープから剥離し、トレイに収納し、テストをして完成である。
【００４６】
以上説明してきたように本実施形態では、接続する工程に先立ち、基材である配線基板１０の端子の形成された面に、光硬化性を有する熱硬化型接着フィルム１２を貼着し、半導体ウエハ１の第１の面１Ａに対向する第２の面１Ｂを、この光硬化性を有する熱硬化型接着フィルム１２に当接し、光照射により半硬化させ、仮止めしておき、後に熱硬化させるようにしている。また、本実施形態の方法では、感光性をもつ表面保護膜兼接着剤層２を用いることで、大幅なコスト削減が可能となった。チップ表面／裏面の２層であったチップ層間膜を単層とすることができ、パッケージ厚の薄化に寄与し、チップ積層数が増えると積算して薄化できる。回路形成されたウエハ表面に感光性樹脂を塗布・完全硬化させた層と、回路形成面とは反対側のウエハ裏面に接着剤を塗布あるいは貼付けて、チップ積層していたことに比べ、コストを安く組立工程を簡略化することができた。
【００４７】
さらに、塗布方式として、スピンナーを用いた回転塗布、スプレーコータを用いた噴霧塗布、浸漬、インクジェットやスクリーン等の印刷、ロールコーティング等があるが、いずれの方式においても、感光性接着剤の２５℃における粘度は、１Ｐａであれば塗布可能である。
【００４８】
接合剤を膜状に付着させる方法としてインクジェット法を用いる場合には、吐出ノズルの目詰まりを抑制するために接合剤の２５℃における粘度を０．０１５Ｐａ・ｓ以下とすることが望ましい。この場合、接合剤の粘度は、溶質である樹脂の量と溶媒の量とにより制御することで調整可能である。例えば、溶質をエポキシ樹脂、溶媒をγーブロラクトン（ＧＢＬ）とした場合に、接合剤におけるエポキシ樹脂の割合を２５重量％程度とすれば、２５℃における粘度を０．０１５Ｐａ・ｓ以下とすることができる。なお、この粘度は、Ｂ型粘度計（ＪＩＳ  Ｋ  ７１１７−２）を用いて測定した場合である。
【００４９】
また、接合剤を膜状に付着させる方法として噴霧方式を用いる場合には、吐出ノズルを加温し、接合剤の５０℃における粘度を０．１Ｐａ・ｓ以下とすることが望ましい。なお、ここでも、粘度は、Ｂ型粘度計（ＪＩＳ  Ｋ  ７１１７−２）を用いて測定した場合である。
【００５０】
また、溶剤分が１５％を越えた半硬化状態で露光・現像を行った場合、露光マスクへの接触により膜厚バラツキ原因となったり、また装置内チャンバーを汚染させる不具合が発生するが、残存溶剤分を１５％以下に管理しておくことで、膜厚バラツキの低減を図るとともに装置内チャンバーの汚染を防止することができ、信頼性の向上をはかることができる。
【００５１】
さらにまた、Ｂステージ化された温度よりも高温で感光性接着剤を加熱することによって、所定の接着時粘度を得ることができる。しかしながら接着時粘度が１０Ｐａ・ｓ以下になると溶剤分が発泡しボイドとなり、積層したチップが所定の位置からずれてしまうことがある。また接着時粘度が３０００Ｐａ・ｓを越えるとチップ間接着面の濡れ性が悪化し異物を埋め込めないといった不具合が発生する。
【００５２】
また、半導体装置が半田ボールを介して、基板に実装される時に、吸湿し高温下にさらされる（リフロー工程）。この際、２６０℃下の水蒸気圧が半導体装置にかかり、特に接着剤とチップとの界面剥離や接着剤の凝集破壊が起こる場合がある。しかしながら、２６０℃時貯蔵弾性率を２ＭＰａ以上／２６０℃時ダイシェア強度を０．６ＭＰａ以上／８５℃８５％×２４Ｈ後吸水率を０．８％以下とすることで、上記不具合を回避することができる。このように、接着剤とチップとの界面剥離や接着剤の凝集破壊を回避するためには、６０℃時貯蔵弾性率／２６０℃時ダイシェア強度／８５℃８５％×２４Ｈ後吸水率の３つが重要因子であり、これを満足する構造とすることにより、リフロー性試験において剥離しないようにすることができる。なお、このときの貯蔵弾性率は、以下の方法にて測定した。
ＪＩＳ ｋＫ７２４４−４“プラスチック・動的機械特性の試験方法  第4部：引張振動-非共振法”に準拠
・測定項目    ：動的貯蔵弾性率  Ｅ’
：動的損失弾性率  Ｅ”
：損失正接  ｔａｎδ
・測定周波数  ：１Ｈｚ
・測定温度    ：−２５℃〜３００℃
・昇温速度    ：３℃／ｍｉｎ
・試験機      ：レオメトリック社  粘弾性測定装置  ＲＳＡ−ＩＩ
ダイシェア強度はＤＡＧＥ製ＰＣ２４００を用いて測定した。
【００５３】
また、ワイヤボンディング時は加圧、加熱されることから感光性接着剤が軟化し、チップが撓み、接合不良やチップワレが発生する場合がある。しかしながら、ワイヤボンディング温度の１７５℃時の貯蔵弾性率を４０ＭＰａ以上とすることでこれを防止することができる。なお、貯蔵弾性率は、上記と同様、ＪＩＳ ｋ７２４４−４“プラスチック・動的機械特性の試験方法  第4部：引張振動-非共振法”に準拠した方法にて測定した。
【００５４】
なお、配線基板−半導体チップ間については接着機能だけで開口する必要が無い場合には、熱硬化性接着剤でもよい。ただし、半導体チップの第１の面側の接着性樹脂を硬化させることなく、配線基板−半導体チップ間を固着するためには、光硬化性を有する熱硬化性接着剤を用い、光硬化によりＢステージ化し、仮止めしておくのが望ましい。これにより、基板への固定時に、熱履歴を受けると接着性が低下するのを抑制することができる。また、折り返し部に位置する半導体チップ表面の表面保護膜兼接着剤層は、ワイヤボンディングによる熱履歴を受ける場合にも、光硬化によりＢステージ化することで、その上層に積層される半導体チップとの接着性が低下するのを防止することができる。
【００５５】
また、ダイボンディング工程は、配線基板上に光重合開始剤を１％以上含有し、少なくとも一部に熱硬化成分を含んだ接着剤を用い、半導体素子を加熱されたステージ上の基材の所定位置に接着するようにするのが望ましい。光硬化樹脂とは特定の波長の光によって重合硬化する樹脂である。例えば重合性モノマーをエポキシ樹脂にすることでカチオン重合する。まず、液状の樹脂をウエハ裏面（第２の面）に塗布し、特定波長の光を当てることで、液状樹脂は半硬化する。この時点で樹脂のタック性はなくなってしまう。これを個片化して、チップ積層するがこの際樹脂を加熱することで樹脂を軟化させ、熱を与え続けることで架橋反応が進み硬化する。この場合少なくとも光重合開始剤は樹脂組成の１％以上が必要でこれを下回ると光照射時間が長くなり、照射面が発熱することで不必要に樹脂硬化が進んでしまう。
【００５６】
このように、半導体チップ−半導体チップ間接着剤用として予め塗工された感光性接着剤に熱履歴を与えないように、配線基板−半導体チップ間接着剤は光重合開始剤を１％以上含有させておくことで、ＵＶ照射により効率よく半硬化（Ｂ-ステージ化）させるのが望ましい。半硬化させる方法として、塗工及び半硬化をウエハ裏面研削装置との一体化及び連結させることで達成する方法もある。この場合、タクト（製造における、生産工程の均等なタイミングを図るための工程作業時間）をできるだけ一致させると生産効率が向上する。
【００５７】
なお、前記実施形態では、回路形成面を第１の面とし、裏面側を第２の面とし、ワイヤボンディングにより基体である配線基板に接続する場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、フリップチップ接続あるいはシリコン貫通電極構造（ＴＳＶ）などにおいて、半導体素子相互間は別途接続されていてもよく、途中工程でワイヤボンディング工程などの熱工程を経る必要のある半導体装置の実装に適用可能である。
【００５８】
（第２の実施形態）
次に第２の実施形態について説明する。図１０は第２の実施形態の半導体装置の製造方法を適用して作製した半導体装置を示す断面図である。図１０に示す半導体装置２０は、第１の実施形態と同様にして作製並びにピックアップすると共に、配線基板１０上に順に積層された第１〜第４の半導体チップ１ＳＡ〜１ＳＤを有している。ただし、第１及び第２の半導体チップ１ＳＡ、１ＳＢと第３及び第４の半導体チップ１ＳＣ、１ＳＤの階段方向は逆向きとされている。第１及び第２の半導体チップ１ＳＡ、１ＳＢは、配線基板１０上に階段状に順に積層されている。第３及び第４の半導体チップ１ＳＣ、１ＳＤは第２の半導体チップ１ＳＢ上に、第１及び第２の半導体チップ１ＳＡ、１ＳＢの階段方向とは逆方向に順に積層されている。
【００５９】
すなわち接続パッド１３の形成されたワイヤボンディング領域を残すように、ずらして、４個の第１〜第４の半導体チップ１ＳＡ〜１ＳＤが階段状に積層される。これら第１〜第３の半導体チップ１ＳＡ〜１ＳＣに対して第４の半導体チップ１ＳＤが逆方向にずらして積層され、チップ積層折り返し部を構成している。このチップ積層折り返し部においては上段側の半導体チップの第２の面に形成された、光硬化性を有する接着剤層と、下段側の前記半導体素子チップの第１の面に形成された、感光性を有し、電気的接続部に開口を有する感光性の接着剤層との２層構造の接着剤層を有している。
【００６０】
第１〜第４の半導体チップ１ＳＡ〜１ＳＤは、いずれも第１の実施形態の半導体チップ１Ｓと同様な構成を有している。すなわち、第１〜第４の半導体チップ１ＳＡ〜１ＳＤの回路面には、それぞれ第１〜第４の表面保護膜兼接着剤層２Ａ〜２Ｄを有している。表面保護膜兼接着剤層２Ａ〜２Ｄの具体的な構成等は、第１の実施形態と同様である。さらに、第１〜第４の表面保護膜兼接着剤層２Ａ〜２Ｄには、ウエハ段階の露光・現像工程（図１（ａ）〜（ｂ））で、電極パッドを露出させる開口部が設けられている。
【００６１】
図１０に示す半導体装置２０の製造工程について、図１１を参照して説明する。まず、図１１（ａ）に示すように、図２（ａ）〜（ｃ）と同様な工程を実施して、配線基板１０上に第１及び第２の半導体チップ１ＳＡ、１ＳＢを階段状に順に積層する。次いで、第１及び第２の半導体チップ１ＳＡ、１ＳＢの電極パッド４にワイヤボンディングを実施して、電極パッド４と配線基板１０の接続パッド１３とをボンディングワイヤ１４を介して電気的に接続する。この際、ワイヤボンディング性を高めるために、ワイヤボンディング工程の前に第１の表面保護膜兼接着剤層２Ａをキュア処理して硬化させておくことが好ましい。
【００６２】
第１及び第２の半導体チップ１ＳＡ、１ＳＢを積層した後にキュア処理を行うと、第２の表面保護膜兼接着剤層２Ｂも硬化して接着性が損なわれてしまう。また、ワイヤボンディング工程の前にキュア処理を実施しなくても、ワイヤボンディング工程における熱履歴で硬化が進み、接着性が損なわれるおそれがある。そこで、図１１（ｂ）に示すように、第２の表面保護膜兼接着剤層２Ｂ上に光重合開始剤を１％以上含有し、少なくとも一部に熱硬化成分を含んだ接着剤層２１を形成した後、第３の半導体チップ１ＳＣを積層する。接着剤層２１は、第２の表面保護膜兼接着剤層２Ｂ上に熱硬化性樹脂からなる接着剤を塗布するかあるいは、接着剤フィルムを貼り付けることにより形成される。接着剤層２１を適用することで、接着性を低下させることなく、チップ積層体の階段方向を逆方向にする場合においても、ワイヤボンディング性を維持しつつ、半導体チップ１Ｓ間の接着信頼性を高めることができる。
【００６３】
第３の半導体チップ１ＳＣは、図２（ａ）に示した工程と同様にして、吸着コレット９で保持して支持シート８からピックアップされた後、第２の半導体チップ１ＳＢの所定の位置に配置される。第３の半導体チップ１ＳＣは、電極パッド４の位置が第２の半導体チップ１ＳＢとは逆方向となるように配置される。第２の半導体チップ１ＳＢと第３の半導体チップ１ＳＣとの接着は、第２の表面保護膜兼接着剤層２Ｂ上に形成された接着剤層２１により実施される。接着工程は第１の実施形態と同様であり、第２の半導体チップ１ＳＢを所定の温度に加熱しつつ、吸着コレット９で第３の半導体チップ１ＳＣを接着剤層２１に押圧することによって、第３の半導体チップ１ＳＣを第２の半導体チップ１ＳＢに接着する。
【００６４】
次に、図１１（ｃ）に示すように、第３の半導体チップ１ＳＣ上に第４の半導体チップ１ＳＤを接着する。第３の半導体チップ１ＳＣと第４の半導体チップ１ＳＤとの接着は、第３の半導体チップ１ＳＣの回路面に形成された第３の表面保護膜兼接着剤層２Ｃにより実施される。第４の半導体チップ１ＳＤは、電極パッド４の位置が第３の半導体チップ１ＳＣと同方向となるように配置される。接着工程は第１の実施形態と同様である。そして、第３及び第４の表面保護膜兼接着剤層２Ｃ、２Ｄをキュア処理して硬化させた後、第３及び第４の半導体チップ１ＳＣ、１ＳＤの電極パッド４にワイヤボンディングを実施する。
【００６５】
以上のように、積層に際しては、基板（半導体素子搭載部に半硬化接着剤付き、あるいは半硬化フィルム個片貼り有り、液状接着剤塗布有り）、
１段目ピックアップ＋ダイボンディング
２段目ピックアップ＋ダイボンディング
ワイヤボンディング
下段半導体素子表面に半導体素子搭載部に半硬化接着剤、あるいは半硬化フィルム個片貼り又は、液状接着剤を塗布
３段目ピックアップ＋ダイボンディング
４段目ピックアップ＋ダイボンディング
ワイヤボンディング
を経て実装される。
【００６６】
なお２段目の半導体素子のワイヤボンディング前及び４段目半導体素子のワイヤボンディング前に熱硬化工程（キュア）を入れてもよい。
【００６７】
この後、図４に示した半導体装置１６と同様に、半導体チップ１ＳＡ〜１ＳＤをボンディングワイヤ１４等と共に封止樹脂１５で封止することによって、図１０に示す半導体装置２０が作製される。配線基板１０の下面側には、図示を省略した半田バンプ等による外部電極が設けられる。図１０及び図１１では２つの半導体チップ１Ｓを同方向に積層してチップ積層体を構成すると共に、そのような２個のチップ積層体を階段方向が逆方向となるように積層した状態を示している。チップ積層体を構成する半導体チップの数やチップ積層体の積層数は特に限定されず、それぞれ複数であればよい。
【００６８】
なお、本実施形態のように、折り返しがある場合でかつ高温のワイヤボンディングの熱履歴にさらされた場合、接着剤の硬化が進み、接着性が劣化する。この劣化防止を避けることは困難なため、光重合開始剤を１％以上含有し、少なくとも一部に熱硬化成分を含んだ接着剤又は、感光性接着剤上に光重合開始剤を１％以上含有し、少なくとも一部に熱硬化成分を含んだ接着層を塗布あるいは貼り付けて、これを補うことができる。本実施形態においても、光重合開始剤は樹脂組成の１％以上が必要でこれを下回ると光照射時間が長くなり、照射面が発熱することで不必要に樹脂硬化が進んでしまう。
【００６９】
（第３の実施形態）
次に第３の実施形態について説明する。図１２は第３の実施形態の半導体装置の製造方法を適用して作製した半導体装置を示す断面図である。図１０に示した半導体装置２０と同様であるが、本実施形態では、外部接続端子としてはんだボール４０が形成されている。本実施形態でも、第１の実施形態と同様にして作製並びにピックアップすると共に、配線基板１０上に順に積層された第１〜第４の半導体チップ１ＳＡ〜１ＳＤを有している。そして本実施形態においても、第１及び第２の半導体チップ１ＳＡ、１ＳＢと第３及び第４の半導体チップ１ＳＣ、１ＳＤの階段方向は逆向きとされており、同様である。配線基板１０上に形成された接続パッド１３と第１〜第４の半導体チップ１ＳＡ〜１ＳＤの電極パッド４との間をボンディングワイヤ１４によって接続している。
【００７０】
本実施形態では、チップ積層前に第１〜第４の半導体チップ１ＳＡ〜１ＳＤのうち下段側のチップ表面にチップ搭載部半硬化接着剤、あるいは半硬化フィルム個片貼り又は、液状接着剤を塗布している。これは、チップ積層の折り返し部の感光性接着剤が、ワイヤボンディングの熱履歴により硬化が進むため、接着性が劣化するのを補うためである。前記実施形態２の場合と同様に、最下段及び折り返し部に別途接着剤層を形成し、表面保護膜兼接着剤層２Ａ〜２Ｄの接着性低下を補うための接着剤層を確保しておくようにしてもよい。
【００７１】
（第４の実施形態）
次に第４の実施形態について説明する。図１３は第４の実施形態の半導体装置の製造方法を適用して作製した半導体装置を示す断面図である。本実施形態では、感光性を有しポジ又はネガ型で保護膜兼接着剤２Ａ〜２Ｄがそれぞれウエハレベルで塗布されたウエハを用いる。絶縁性基板表面に配線層の形成された、配線基板に代えて、金属製のリードフレーム５０を用いている。このリードフレームは、ダイパッド５１とリード端子５２とを有しており、ダイパッド５１の両面にそれぞれ順に第１〜第４の半導体チップ１ＳＡ〜１ＳＤが感光性を有する保護膜兼接着剤層２Ａ〜２Ｄを介して積層されている。そして各半導体チップ１ＳＡ〜１ＳＤの電極パッド４とリード端子がボンディングワイヤ１４によって接続されている。１５は封止樹脂である。
【００７２】
本実施形態においても、上記第２の実施形態と同様に半導体チップとその感光性保護膜兼接着剤を露光／現像することで順次積層される。その際、特に第１層目に積層される第１の半導体チップ１ＳＡ及び折り返し部の第２の半導体チップ１ＳＢの電気的接続用パッド及び個片化用ストリート（例えばダイシングストリート）を開口する、感光性を有する保護膜兼接着剤層として、ＵＶ光硬化＋熱硬化型樹脂を使用する。本実施形態の場合は、チップ積層体を形成しておき、これをリードフレームに接着してもよい。なお、この接着剤層としては、液状樹脂、フィルムいずれを用いてもよい。
【００７３】
また、前記第２〜第４の実施形態においても、第１の実施形態の場合と同様、回路形成面を第１の面とし、裏面側を第２の面とし、ワイヤボンディングにより基材である配線基板に接続する場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、フリップチップ接続あるいはシリコン貫通電極構造（ＴＳＶ）などにおいて、半導体素子相互間は別途接続されている構造の半導体装置に対しても適用可能である。
【００７４】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００７５】
１  半導体ウエハ、２，２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ  感光性を有する表面保護膜兼接着剤層、３  開口部、４  電極パッド、５  ダイシング溝、６  保護テープ、１Ｓ，１ＳＡ，１ＳＢ，１ＳＣ，１ＳＤ  半導体チップ、８  支持シート、９  吸着コレット、９ａ  吸着面、１０  配線基板、１２  光重合開始剤を含有し光硬化性を有する熱硬化型接着フィルム、１３  接続パッド、１４  ボンディングワイヤ、１６，２０  半導体装置、２１  接着剤層。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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