(57)【要約】【課題】半導体チップを容易にピックアップし、その際に用いられる接着テープをウエハに良好に貼る。【解決手段】半導体装置の製造方法は、半導体チップ１３となる複数のチップ領域１４を含むウエハ１０を準備する工程と、ウエハ１０の第１の面１１を剥離可能な接着材２４を介して支持基板２０に接着する工程と、ウエハ１０を各々の半導体チップ１３に分割する工程と、分割した半導体チップ１３の、支持基板２０に接着した第１の面１１に対向する第２の面１２に、支持基板２０よりも柔軟な接着テープ３０を貼り付ける工程と、支持基板２０と半導体チップ１３とを剥離する工程と、接着テープ３０上で分割されている半導体チップ１３をピックアップする工程と、を含む。【選択図】図２
2011181822.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体チップとなる複数のチップ領域を含むウエハを準備する工程と、
前記ウエハの第１の面を剥離可能な接着材を介して支持基板に接着する工程と、
前記ウエハを各々の半導体チップに分割する工程と、
分割した前記半導体チップの、前記支持基板に接着した前記第１の面に対向する第２の面に、前記支持基板よりも柔軟な接着テープを貼り付ける工程と、
前記支持基板と前記半導体チップとを剥離する工程と、
前記接着テープ上で分割されている前記半導体チップをピックアップする工程と、を含む半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記剥離可能な接着材は、前記ウエハの前記第１の面を被う第１の接着層と、前記支持基板と接し、特定のエネルギーの付与により接着力が低下する第２の接着層とから成り、
前記支持基板と前記半導体チップとを剥離する前記工程は、前記第２の接着層に前記特定のエネルギーを付与しつつ、前記支持基板と前記ウエハとを剥離することを含む、請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記剥離可能な接着材は、前記ウエハの前記第１の面を被う第１の接着層と、前記支持基板と接し、レーザ光の照射により気化する第２の接着層とから成り、
前記支持基板と前記半導体チップとを剥離する前記工程は、前記第２の接着層にレーザ光を照射し、前記第２の接着層を気化することで、前記支持基板と前記半導体チップとを剥離することを含む、請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記支持基板と前記半導体チップとを剥離する前記工程は、前記支持基板と前記半導体チップとを剥離した後、前記第１の接着層との接着力が、前記半導体チップと前記第１の接着層との間の接着力より大きい接着部材を、前記半導体チップの前記第１の面に存在する前記第１の接着層に接触させ、前記第１の接着層を前記接着部材に転写させることをさらに含む、請求項２または３に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記ウエハには、複数の前記チップ領域の間の境界となるダイシングラインが形成されており
前記支持基板は透明な基板であり、
前記ウエハを各々の半導体チップに分割する前記工程は、前記支持基板を介して前記ウエハに形成された前記ダイシングラインを認識しつつ、前記ダイシングラインに沿って前記ウエハをカットすること含む、請求項１から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】
前記ウエハの前記第２の面から前記剥離可能な接着材の一部までカットする、請求項５に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項７】
前記接着テープ上で分割されている前記半導体チップをピックアップする前記工程は、前記接着テープの、前記半導体チップが接着された一面とは反対側の面から、前記半導体チップを突き上げつつ、前記半導体チップを吸着する吸着コレットによって前記半導体チップをピックアップすることを含む、請求項１から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】
半導体チップとなる複数のチップ領域を含むウエハを準備する工程と、
前記複数のチップ領域毎に、所定の回路と、複数の表面電極と、該表面電極に電気的に接続され、前記ウエハの内部に所定の深さまで延びる導体と、を前記ウエハの第１の面に形成する工程と、
前記ウエハの第１の面を剥離可能な接着材を介して支持基板に接着する工程と、
前記ウエハの、前記第１の面に対向する第２の面を研削し、前記第２の面に前記導体を露出させる工程と、
前記ウエハの前記第２の面に、前記導体と電気的に接続された裏面電極を形成する工程と、
前記ウエハを各々の半導体チップに分割する工程と、
分割した前記半導体チップの、前記支持基板に接着した前記第１の面に対向する第２の面に、前記支持基板よりも柔軟な接着テープを貼り付ける工程と、
前記支持基板と前記半導体チップとを剥離する工程と、
前記接着テープ上で分割されている前記半導体チップをピックアップする工程と、を含む半導体装置の製造方法。
【請求項９】
半導体チップとなる複数のチップ領域を含むウエハを準備する工程と、
前記複数のチップ領域毎に、所定の回路と、複数の表面電極と、を前記ウエハの第１の面に形成する工程と、
前記ウエハの前記第１の面を剥離可能な接着材を介して支持基板に接着する工程と、
前記ウエハの、前記第１の面に対向する第２の面から、前記ウエハを貫通し、前記表面電極に電気的に接続される導体と、該導体と電気的に接続される裏面電極と、を形成する工程と、
前記ウエハを各々の半導体チップに分割する工程と、
分割した前記半導体チップの、前記支持基板に接着した前記第１の面に対向する前記第２の面に、前記支持基板よりも柔軟な接着テープを貼り付ける工程と、
前記支持基板と前記半導体チップとを剥離する工程と、
前記接着テープ上で分割されている前記半導体チップをピックアップする工程と、を含む半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウエハを切断して半導体装置を製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置は、例えば、ウエハを薄層化し、薄層化されたウエハを切断（ダイシング）することによって製造される。特開２００４−２０７６０７号公報（以下、特許文献１という。）には、表面に複数の回路が形成されたウエハを個々の回路ごとの半導体チップに分割する、ウエハの分割方法が開示されている。この分割方法は、ウエハの表面を、粘着剤を介して支持基板に取り付ける工程と、ウエハの裏面を研磨する工程と、ウエハの裏面から切断して個々の半導体チップに分割する工程と、支持基板から半導体チップをピックアップする工程とから構成されている。なお、支持基板は、剛性の高い部材から構成されることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２０７６０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載された方法のように、剛性の高い部材から構成される支持基板に保持された薄層状の半導体チップを、支持基板からピックアップするのは困難であるという問題がある。例えば、半導体チップをピックアップする際に、薄層状の脆い半導体チップが欠けたり割れたりする虞がある。
【０００５】
また、ウエハの表面（回路や電極等が形成された面）に保護テープを貼着した状態でウエハの裏面を加工し、ウエハの裏面にダイシングテープを貼り付け、ウエハの表面の保護テープを剥がし、それからウエハを切断する方法もある。しかしながら、薄層化されたウエハは剛性が低く撓み易いため、ダイシングテープをウエハに良好に貼ることが難しく、ウエハとダイシングテープとの間に隙間（ボイド）が生じることがある。ウエハの切断中に、切削屑を含んだ洗浄水がこのような隙間に浸入すると、ウエハの表面に存在する回路や電極に切削屑が付着する虞がある。
【０００６】
したがって、上述した問題のいずれかを解決できる、半導体装置の製造方法が提供されることが望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
一態様における半導体装置の製造方法は、半導体チップとなる複数のチップ領域を含むウエハを準備する工程と、ウエハの第１の面を剥離可能な接着材を介して支持基板に接着する工程と、ウエハを各々の半導体チップに分割する工程と、分割した半導体チップの、支持基板に接着した第１の面に対向する第２の面に、支持基板よりも柔軟な接着テープを貼り付ける工程と、支持基板と半導体チップとを剥離する工程と、接着テープ上で分割されている半導体チップをピックアップする工程と、を含む。
【発明の効果】
【０００８】
上記製造方法によれば、柔軟な接着テープ上に接着された半導体チップをピックアップするため、半導体チップを容易にピックアップすることができる。また、ウエハを分割する際に形成されたダイシング溝がこの柔軟な接着テープの撓みの逃げ場所となるため、ウエハに接着テープを良好に貼ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】（ａ）〜（ｄ）は、一実施形態における半導体装置の製造工程を示すステップ図である。
【図２】（ａ）〜（ｅ）は、図１で示す工程に続く、半導体装置の製造工程を示すステップ図である。
【図３】ウエハを切断する工程の具体的な一例を示す図である。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は、支持基板と半導体チップとを剥離する工程の具体的な一例を示すステップ図である。
【図５】（ａ）〜（ｄ）は、貫通配線を有する半導体装置を製造する方法の一例を示すステップ図である。
【図６】（ａ）〜（ｃ）は、ＣｏＣ（チップオンチップ）型の半導体装置を製造する工程の一例を示すステップ図である。
【図７】（ａ）〜（ｃ）は、図６で示す工程に続く、半導体装置の製造工程を示すステップ図である。
【図８】（ａ）〜（ｃ）は、図７で示す工程に続く、半導体装置の製造工程を示すステップ図である。
【図９】（ａ）〜（ｃ）は、図８で示す工程に続く、半導体装置の製造工程を示すステップ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。以下では、一例として、貫通配線を有する半導体装置の製造方法について説明するが、本発明は、ウエハを切断して半導体装置を製造する方法全般に適用することができる。
【００１１】
図１は、第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法を示すステップ図である。本実施形態では、まず、半導体チップとなる複数のチップ領域１４を含むウエハ１０を準備する（図１（ａ）参照。）。例えばシリコンからなる円板状の基板の表面に拡散等の工程を経て所定の回路や電極パッドなどが形成されて、ウエハ１０が得られる。この円板状の基板は、単結晶引き上げ法等により形成されたインゴットをスライスして得られる。各々のチップ領域１４の間の境界は、ダイシングライン１６が形成されている。
【００１２】
図１（ａ）に示すように、ウエハ１０の第１の面１１に、例えばメモリ回路のような所定の回路１７と、複数の表面電極１９と、該表面電極１９に電気的に接続され、ウエハ１０の内部に所定の深さまで延びる導体１８と、をチップ領域１４毎に形成する。表面電極１９は、ウエハ１０上の電極パッド（不図示）に形成されるバンプ電極であってよい。ウエハ１０の第１の面１１は、このような処理に限らず、任意の処理が施されて良い。
【００１３】
次に、図１（ｂ）に示すように、ウエハ１０の第１の面１１を、剥離可能な接着材２４を介して支持基板２０に接着する。接着材２４は、ウエハ１０と支持基板２０との間の接着力が十分強く、後に剥離可能なものであれば良い。
【００１４】
支持基板２０は、ウエハ１０を安定に支持できる程度の剛性を有する。特に、支持基板２０は、後述する、ウエハを研削する工程やウエハを切断する工程などで、ウエハの欠けや割れ等が防止できる程度に高い剛性を有することが好ましい。このような支持基板２０として、ガラス基板を用いることができる。
【００１５】
本実施形態では、剥離可能な接着材の好ましい一例として、第１の接着層２２と第２の接着層２３とからなる２層の接着材２４が用いられる。第１の接着層２２はウエハ１０の第１の面１１、特に第１の面１１に形成された表面電極（バンプ）１９を被っている。第１の接着層２２は、ウエハの第１の面１１、特に表面電極１９を保護できれば、どのようなものでも良い。第１の接着層２２は、例えば紫外線硬化型のアクリル系接着材であってよい。表面電極１９の高さが２０μｍ程度である場合には、第１の接着層２２は５０μｍ程度の厚みであれば良い。
【００１６】
第２の接着層２３は支持基板２０と接している。第２の接着層２３は、特定のエネルギーの付与により接着力が低下するものが好ましい。このような接着層として、熱や光により接着力が低下する接着材が挙げられる。また、これに代えて、第２の接着層２３は、例えばＬＴＨＣ（住友スリーエム株式会社製）のように、レーザ光の照射により気化するものであっても良い。
【００１７】
このような２層の接着層２２，２３からなる接着材２４を用いることで、ウエハ１０の第１の面１１に表面電極１９が突出していたとしても、表面電極１９を損傷することなく、ウエハ１０を支持基板２０に支持できる。
【００１８】
次に、図１（ｃ）に示すように、ウエハ１０が所定の厚みになるまで、ウエハ１０の、第１の面１１に対向する第２の面１２を研削する。好ましくは、ウエハ１０の第２の面１２に導体１８を露出させる。
【００１９】
ウエハ１０は、支持基板２０に接着された状態で所定の厚さ、例えば５０μｍに薄層化され、ウエハ１０の第２の面１２から導体１８が露出する。薄層化したウエハ１０は、高い剛性を有する支持基板２０に接着されているため、本工程および後の工程において、ウエハ１０の損傷が抑制され、かつウエハ１０の搬送や取り扱い等が容易になる。
【００２０】
次に、図１（ｄ）に示すように、ウエハ１０の第２の面１２に露出した導体１８に電気的に接続された裏面電極（バンプ）１８を形成する。このようにして、ウエハ１０を貫通する導体（貫通配線）１８に、表面電極１９および裏面電極２６が形成される。
【００２１】
本実施形態では、剛性の高い支持基板２０に固定した状態でウエハ１０を研磨するため、研磨時の外力によって生じるウエハ１０の欠けや割れなどが防止される。なお、ウエハ１０を薄膜化する必要が無い場合には、ウエハ１０の第２の面１２を研削することは必須の工程ではない。
【００２２】
次に、ウエハ１０を各々の半導体チップ１３に分割する（図２（ａ）参照。）。具体的には、図３に示すように、図示しないダイシング装置に設けられたステージ４４上に、ウエハ１０と接着された支持基板２０を保持する。
【００２３】
支持基板２０が透明基板、例えばガラス基板である場合、ステージ４４の下方に設置された任意の認識手段４２、例えばカメラにより、透明な支持基板２０を介して、ウエハ１０に形成されているダイシングライン１６を認識することができる。このようにして、通常ウエハ１０の第１の面１１に形成されるダイシングライン１６を認識しつつ、ダイシングライン１６に沿ってウエハ１０をカットすることができる。
【００２４】
ウエハ１０は、例えば高速回転するダイシングブレード４０により切断される。ウエハ１０は、ウエハの第２の面１２から接着材２４の一部までカットされる。具体的には、ダイシングブレード４０は、ウエハ１０の第２の面１２から第２の接着層２３の一部まで切断するように調整されていることが好ましい。これによりウエハ１０は、チップ領域１４、つまり半導体チップ１３毎に分離される。このとき、各々の半導体チップ１３は、支持基板２０に接着されているため、切断された半導体チップ１３は飛散しない。したがって、半導体チップ１３と支持基板２０との一体物には、溝（ダイシング溝）２８が形成された状態になる。
【００２５】
剛性の高い支持基板２０にウエハ１０を接着した状態でウエハ１０を切断するため、柔軟なダイシングテープにウエハを貼着した状態でウエハの切断を行う場合と比べて、切断時に生じる半導体チップ１３の変形が抑制される。したがって、本実施形態における製造方法によれば、ウエハ１０をダイシングするときに、半導体チップ１３に生じる微小な欠損（チッピング）の発生が抑制される。
【００２６】
さらに、柔軟なダイシングテープにウエハを貼着した状態でウエハを切断する場合、柔軟なダイシングテープの一部も切断されるため、繊維状の切除屑（ヒゲ）がダイシング溝に残留することがある。このような切除屑が半導体チップ上に残り、半導体チップの表面に存在する回路や電極に付着すると、半導体チップの性能を劣化する虞がある。本実施形態では、一般的に用いられるダイシングテープのようなテープ部材よりも高い剛性を有する支持基板２０上でウエハを切断することで、このような切除屑の発生が抑制される。
【００２７】
また、純水でウエハ１０を洗浄しながらウエハ１０を切断することが好ましい。これは、切除屑がウエハ１０上に残留しないようにするためである。
【００２８】
次に、図２（ｂ）に示すように、分割された半導体チップ１３の、支持基板２０に接着した第１の面１１に対向する第２の面１２に、少なくとも支持基板２０よりも柔軟な接着テープ３０を貼り付ける。この接着テープ３０は、耐久性のあるテープ、例えば一般に用いられるダイシングテープを用いることができる。ダイシングテープは、例えば紫外線等の照射により接着力が低下するものであることが好ましい。
【００２９】
接着テープ３０は、枠状の治具３２に緊張状態で貼られ、この枠状の治具３２の内側の接着３０テープ上に、個々の半導体チップ１３に分離されたウエハ１０の第２の面１２が貼り付けられる。
【００３０】
本実施形態では、ウエハ１０の切断後、ダイシング溝２８が形成されたウエハ１０の第２の面１２に接着テープ３０を貼り付けるため、ダイシング溝２８が接着テープ３０の撓みの逃げ場所となる。これにより、接着テープ３０と半導体チップ１３との間にボイドが発生することが抑制される。このように、ウエハ１０に接着テープ１３を良好に貼り付けることができる。また、ダイシング中にウエハ１０の第２の面１２を洗浄した場合、第２の面が綺麗になっているため、接着テープ３０と半導体チップ１３との間に異物が残留する虞も抑制される。
【００３１】
次に、支持基板２０と半導体チップ１３とを剥離する（図２（ｃ）参照。）。具体的には、半導体チップ１３と支持基板２０とを接着する接着材２４が、上述したような２層の接着層から成る場合、第２の接着層２３に、光や熱などの特定のエネルギーを付与しつつ、支持基板２０と半導体チップ１３とを剥離する。第２の接着層２３がレーザ光によって気化するものである場合、図４（ａ）に示すように、第２の接着層２３にレーザ光を照射し、第２の接着層２３を気化することで、支持基板２０と半導体チップ１３とを剥離することができる。支持基板２０を半導体チップ１３から引き離すには、図４（ｂ）に示すように、支持基板２０を真空吸着する吸着コレット４６等を用いることができる。
【００３２】
次に、図４（ｃ）に示すように、半導体チップ１３に接着した接着テープ３０を凸状のステージ４７に置き、接着テープ３０を伸ばす。この状態で、別の接着部材４８を、第１の接着層２２に貼り付けて、接着部材４８を引き剥がす。これにより、半導体チップ１３の第１の面１１に残っている第１の接着層２２を接着部材４８に転写することができる。この接着部材４８と第１の接着層２２との接着力は、半導体チップ１３と第１の接着層２２との間の接着力より大きいことが好ましい。これにより、ウエハの第１の面１１から第１の接着層２２を良好に除去することができる。このようにして、図２（ｃ）に示すように、接着テープ３０上に切断分離された半導体チップ１３が接着した状態となる。
【００３３】
次に、接着テープ３０上で分割されている半導体チップ１３をピックアップする。具体的には、接着テープ３０上の、所定の半導体チップ１３に接する部分に、局所的に紫外線を照射して、当該半導体チップ１３に接する部分の接着テープ３０の接着力を低下させる。例えば、紫外線は、図２（ｄ）に示すように、１つの半導体チップの領域に対応する開口部３５を有するマスク３４を介して、接着テープ３０に照射される。これにより、マスク３４の開口部３５の位置に対応する半導体チップ１３に接する接着テープ３０の接着力が低下する。
【００３４】
このように、ピックアップする半導体チップに接する部分のみ、接着テープ３０の接着力が低下されることで、別の半導体チップの接着力が良好に保たれる。そのため、所定の半導体チップをピックアップする際に、別の半導体チップが剥がれたり移動したりすることが防止される。
【００３５】
それから、図２（ｅ）に示すように、接着力を低下させた領域にある半導体チップ１３をピックアップする。接着テープ３０が柔軟であるため、半導体チップ１３をピックアップする際に接着テープ３０が撓み、半導体チップ１３の端部から接着テープ３０が剥がれる。したがって、容易に半導体チップ１３がピックアップされる。
【００３６】
具体的には、接着テープ３０の、半導体チップ１３が接着された一面１２とは反対側の面１１から、半導体チップ１３を例えば突き上げ機構３８により突き上げつつ、半導体チップ１３をピックアップすることが好ましい。半導体チップ１３のピックアップするために、半導体チップ１３を真空吸着する吸引孔３７を有する吸着コレット３６を用いることができる。
【００３７】
突き上げ機構３８は、接着テープ３０を吸着した状態で、多段の階段からなる山状に接着テープ３０を突き上げることが好ましい。これにより、半導体チップ１３は、その端部から徐々に接着テープ３０が剥がれる。そのため、薄層の半導体チップであってもチップ１３の損傷が防止され、容易に半導体チップ１３をピックアップすることができる。接着テープ３０は、このような突き上げに耐え得る柔軟性を有することが好ましい。
【００３８】
以上のような工程を経て、複数の半導体チップ１３をピックアップすることで半導体装置が製造される。
【００３９】
図１では、ウエハ１０に導体１８を形成した後に、ウエハを研削する例を示しているが、図５は、貫通配線を有する半導体装置を製造する別の方法を示している。図５（ａ）に示すように、まず、図１（ａ）に示すウエハ１０と概ね同様の構成のウエハ１０を準備する。ただし本例では、ウエハ１０の複数のチップ領域毎に、所定の回路１７と、複数の表面電極１９と、を形成し、表面電極１９と電気的に接続された導体１８（図１参照。）は形成されていない。
【００４０】
次に、図５（ｂ）に示すように、ウエハ１０の第１の面１１を、剥離可能な接着材２４を介して支持基板２０に接着する。接着材２４は、上述した２層の接着層２２，２３から成ることが好ましい。その後、図５（ｃ）に示すように、ウエハ１０の第２の面１２を研削して、ウエハ１０を薄層化する。
【００４１】
次に、図５（ｄ）に示すように、ウエハ１０の第２の面１２からウエハ１０に孔部を形成し、当該孔部内に導体（貫通配線）１８を形成する。この孔部は表面電極１９に達しており、導体１８は、表面電極１９と電気的に接続される。その後、ウエハの第２の面１２に、導体１８と電気的に接続された裏面電極２６が形成される。その後、上述したように、図２に示す工程を経て、複数の半導体チップが製造される。
【００４２】
以下では、上記の半導体チップ１３を用いて、ＣｏＣ（チップオンチップ）型の半導体装置を製造する方法の一例について説明する。以下においても、貫通配線を有する半導体チップを例に挙げて説明する。
【００４３】
半導体チップ１３は、図６（ａ）に示すように回路１７や表面電極１９が形成された面（第１の面）１１を上方に向けて、吸着ステージ５０に載置される。吸着ステージ５０には凹部５１が形成されており、半導体チップ１３はこの凹部５１内に収容される。
【００４４】
半導体チップ１３は、略四角形のシリコン等からなる板状の基板の一面１１に、所定の回路１７、例えばメモリ回路を有している。半導体チップ１３は、例えば５０μｍの厚みを有する。表面電極（バンプ）１９が半導体チップ１３の第１の面１１に、裏面電極（バンプ）２６が半導体チップ１３の第２の面１２に形成されている。表面電極１９と、これに対応する裏面電極２６とは、半導体チップ１３を貫通する導体（貫通配線）によって電気的に接続されている。
【００４５】
図示しない真空装置により、吸着ステージ５０に設けられた吸引孔５２から半導体チップ１３を吸引して、半導体チップ１３は吸着ステージ５０上に保持される。凹部５１の側壁は斜面５３になっており、凹部５１は、底面に向かうにつれて先細りするテーパ形状になっている。したがって、吸着ステージ５０上に保持された半導体チップ１３の位置は正確に調整される。斜面５３と半導体チップ１３の端部とが接触することで、半導体チップ１３をステージ５０上に良好に吸着保持できる。
【００４６】
吸着ステージ５０は、図示しない加熱機構、例えばヒータを有することが好ましい。加熱機構は、吸着ステージ５０上に保持された半導体チップ１３を所定温度、例えば１００℃程度に加熱することができる。
【００４７】
次に、吸着ステージ５０上に保持された１段目半導体チップ１３上に、図６（ｂ）に示すように、２段目の半導体チップ１３を載せる。２段目の半導体チップ１３は１段目の半導体チップ１３と同様な構成である。このとき、ヒータを備えたボンディングツール５４により、半導体チップ１３を高温、例えば３００℃程度に加熱しつつ、２段目の半導体チップ１３に荷重を印加する。このようにして、１段目の半導体チップ１３の第１の面１１に形成された表面電極１９と、２段目の半導体チップ１３の第２の面１２に形成された裏面電極２６とが、熱圧着により電気的に接続される。２段目の半導体チップ１３を１段目の半導体チップ１３に接合する際、接合部に超音波をさらに印加しても良い。
【００４８】
ボンディングツール５４は、２段目の半導体チップ１３を保持できるように、吸引孔５５が設けられていることが好ましい。
【００４９】
同様にして、２段目の半導体シップ１３上に、３段目及び４段目の半導体チップ１３を搭載する（図６（ｃ）参照。）。３段目及び４段目の半導体チップ１３も１段目の半導体チップと同様な構成であって良い。このようにして、４つの半導体チップ１３が積層搭載されたチップ積層体５６が構成される。これに限らず、チップ積層体を構成する半導体チップ１３の数は２以上であればよい。
【００５０】
チップ積層体５６を構成するまでの間、吸着ステージ５０に設けられた吸引孔５２から半導体チップ１３を吸引して、半導体チップを吸着保持する。
【００５１】
次に、チップ積層体５６は、図７（ａ）に示すように、別のステージ６０（以下、塗布ステージと呼ぶ。）上に貼り渡したシート（塗布用シート）６２に載置される。塗布用シート６２は、チップ同士の接合を補強するアンダーフィル材との濡れ性の悪い材料が用いられることが好ましい。このような塗布用シート６２として、例えばフッ素系シート或いはシリコン系接着材が付着したシート等が用いられる。
【００５２】
なお、リング状の治具に塗布用シート６２を貼り渡し、その塗布用シート６２にチップ積層体５６を載置し、塗布ステージで後述するアンダーフィル材を供給しても良い。
【００５３】
図７（ｂ）に示すように、塗布用シート６２上のチップ積層体５６の端部付近にアンダーフィル材６４を供給する。アンダーフィル材６４は、毛細管現象により、積層された半導体チップ間の隙間に充填される。アンダーフィル材６４は、例えばディスペンサ６６から供給される。
【００５４】
塗布用シート６２が、アンダーフィル材６４との濡れ性の悪い材料からなる場合、塗布用シート６２上でのアンダーフィル材６４の広がりを抑制され、フィレット幅が小さくなるという利点がある。また、塗布用シート６２を用いることで、アンダーフィル材６４が塗布ステージ６０へ付着することが防止される。
【００５５】
アンダーフィル材６４の充填が完了した後、塗布用シート６２と共にチップ積層体５６を所定温度、例えば１５０℃程度でキュアする。これにより、アンダーフィル材６４が硬化する。このようにして、図７（ｃ）に示すように、チップ積層体５６の周囲及び半導体チップ間に、アンダーフィル材６４が形成される。
【００５６】
アンダーフィル材６４の硬化後、塗布用シート６２からチップ積層体５６をピックアップし、チップ積層体５６を不図示の収納用トレイに収容する。塗布用シート６２が、アンダーフィル材６４との濡れ性の悪い材料である場合、チップ積層体５６を容易にピックアップできる。
【００５７】
次に、チップ積層体５６を搭載する配線基板７０を準備する（図８（ａ）参照。）。配線基板７０は、例えば０．１４ｍｍの厚みを有するガラスエポキシ配線基板であって良い。配線基板７０は、マトリックス状に配置された複数の製品形成部７１を有している。複数の製品形成部７１には、それぞれ所定の配線パターンが形成されており、配線パターンは絶縁膜、例えばソルダーレジストで部分的に覆われている。また、配線基板７０の、製品形成部７１同士の間には、ダイシングライン７２が形成されている。
【００５８】
製品形成部７１の一面側の配線パターンがソルダーレジストから露出された部位は、接続パッド７３となっている。また、製品形成部７１の他面側の配線がソルダーレジストから露出された部位はランド７４となっている。接続パッド７３と、これに対応するランド７４とは、配線基板７０に形成された配線により電気的に接続されている。
【００５９】
配線基板７０の接続パッド７３上には、ワイヤバンプ（凸形状のバンプ）７５が形成される。ワイヤバンプ７５は、例えば金（Ａｕ）または銅（Ｃｕ）等からなる。図示しないワイヤボンディング装置は、ワイヤの先端を溶融し、先端にボールが形成されたワイヤを、配線基板７０の接続パッド７３上に超音波熱圧着する。その後、ワイヤの後端を引き切ることで、ワイヤバンプ７５が形成される。
【００６０】
ワイヤバンプ７５は凸形状であるため、ワイヤバンプ７５と半導体チップの電極との接続部が、ワイヤバンプ７５と配線基板７０との接続部より小さい面積となる。したがって、半導体チップの導体（貫通配線）１８を小型化および狭ピッチ化できる。
【００６１】
上記例では、チップ積層体５６と配線基板７０との接続を容易にするため、配線基板７０の接続パッド７３上にワイヤバンプ７５を形成した。しかしながら、チップ積層体５６の電極７０と配線基板７０の接続パッド７３とを直接接続しても良い。ここで、チップ積層体の電極７０は、チップ積層体を構成する半導体チップ１３の表面電極１９または裏面電極２６のいずれかに相当する（図６（ａ）も参照。）。
【００６２】
次に、図８（ａ）に示すように、配線基板７０の製品形成部７１に、絶縁性の接着部材７６を塗布する。接着部材７６は、例えばＮＣＰ（Ｎｏｎ  Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｐａｓｔｅ）をディスペンサ７７によって塗布することができる。
【００６３】
次に、図８（ｂ）に示すように、チップ積層体５６が、配線基板７０のそれぞれの製品形成部７１に実装される。チップ積層体５６の実装には、例えば、加熱機構（不図示）を備えたボンディングツール７８を用いることができる。ボンディングツール７８は、チップ積層体５６の一面を吸着保持し、加熱機構により、チップ積層体５６を所定温度まで加熱する。
【００６４】
ボンディングツール７８は、チップ積層体５６の表面に露出した電極（バンプ）を、対応する配線基板７０の接続パッド７３上に、所定温度、例えば３００℃程度で熱圧着する。このとき、配線基板７０上の接着部材７６は広がり、接着部材７６は、チップ積層体５６と配線基板７０との間に充填される。このようにして、図８（ｃ）に示すように、配線基板７０の全ての製品形成部７１にチップ積層体５６が実装される。
【００６５】
チップ積層体５６の周囲のアンダーフィル材６４はテーパ状であることが好ましい。これは、チップ積層体５６を配線基板７０に実装するとき、接着部材７６の這い上がりが防止されるからである。これにより、接着部材７６のボンディングツール７８への付着に起因する、チップ積層体５６の割れや接合不良等が低減される。
【００６６】
次に、図９（ａ）に示すように、配線基板７０に搭載されたチップ積層体５６を封止する（モールド工程）。モールド工程では、配線基板７０は、図示しないトランスファモールド装置の、上型と下型からなる成型金型にセットされる。成型金型には複数のチップ積層体５６を一括的に覆うキャビティが形成されており、このキャビティ内に配線基板７０上のチップ積層体５６が配置される。
【００６７】
そして、成型金型に設けられたゲート部からキャビティ内に加熱溶融された封止材８１が注入され、配線基板７０上のチップ積層体５６が封止される。封止材８１は、例えばエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂が用いられる。
【００６８】
配線基板７０の一面側に封止材が供給された状態で、所定の温度、例えば１８０℃程度でキュアすることによって、封止材が熱硬化される。このようにして、配線基板７０上の複数のチップ積層体５６を一括的に覆う封止材８１が形成される。その後、封止材８１を取り囲む成型金型により、所定の温度でベークすることで、封止材８１が完全に硬化する。
【００６９】
チップ積層体５６を構成する個々の半導体チップ同士の間に予めアンダーフィル材６４が充填されているため、本モールド工程において、半導体チップ同士の間にボイドが発生することがない。
【００７０】
次に、図９（ｂ）に示すように、配線基板７０に形成されたランド７４に、外部端子８２を形成する。外部端子８２は、例えば半田のような導電性の金属ボールが用いられる。金属ボールは、例えば、複数の金属ボールを吸着保持する吸着孔を備えたマウントツール８４によって配線基板７０のランド７４上に搭載される。
【００７１】
具体的には、マウントツールに保持された複数の金属ボールにフラックスを転写成し、配線基板７０上の複数のランド７４に一括して金属ボールを搭載する。全ての製品形成部へ金属ボールを搭載した後、配線基板７０をリフローすることで外部端子８２が形成される。
【００７２】
次に、図９（ｃ）に示すように、外部端子８２が形成された配線基板７０は、ダイシングラインに沿って、個々の製品形成部毎に分離される（基板ダイシング工程）。基板ダイシング工程では、まず、配線基板７０上に形成された封止材８１の一面にダイシングテープ８６を貼着し、ダイシングテープ８６によって配線基板７０を支持する。
【００７３】
その後、図示しないダイシング装置のダイシングブレード８８により、配線基板７０をダイシングラインに沿って縦横に切断する。このようにして、配線基板７０は、製品形成部毎に分離される。そして、チップ積層体５６を搭載した各々の製品形成部をダイシングテープ８６からピックアップすることで、複数のＣｏＣ型の半導体装置が製造できる。
【００７４】
以上、本発明者によってなされた発明を実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００７５】
１０    ウエハ
１１    ウエハの第１の面
１２    ウエハの第２の面
１３    半導体チップ
１４    チップ領域
１６    ダイシングライン
１７    回路
１８    導体
１９    表面電極
２０    支持基板
２２    第１の接着層
２３    第２の接着層
２４    接着材
２６    裏面電極
２８    ダイシング溝
３０    接着テープ
３６    吸着コレット
３８    突き上げ装置
４０    ダイシングブレード
【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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