(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｎ個の半導体部品とｎ個の樹脂層の組み合わせを一つ以上と、一つの基材と、を用意する工程であって、
ｎ個の半導体部品は、樹脂層を介してこの順で積層される第一から第ｎの半導体部品からなり、
ｎ個の樹脂層は、順次使用される第一から第ｎまでの樹脂層からなり、
前記基材は、一方の面側に第一半導体部品と接続するための接続用端子を複数有し、
第一半導体部品は、一方の面側に基材と接続するための接続用端子を有し、他方の面側には他の半導体部品と接続するための接続用端子を有し、
第二〜第ｎ−１の半導体部品は、それぞれの両面に別の半導体部品と接続するための接続用端子を有し、
第ｎ半導体部品は、第ｎ−１の半導体部品と接続するための接続用端子を有し、
第一〜第ｎの半導体部品において、順に半導体部品が積層されるときに樹脂層を介して互いに向かい合う接続用端子は、少なくともいずれか一方が半田層を有し、
第一半導体部品と基材において、互いに向き合う第一半導体部品の基材接続用端子、及び、基材の第一半導体部品接続用端子は、少なくともいずれか一方が半田層を有し、
ただしｎは２以上の整数である、工程（Ａ）と、
基材上に、少なくとも一つの第一樹脂層および少なくとも一つの第一半導体部品をこの順に積層し、少なくとも一つの積層構造を形成した後、半田層が溶融する温度未満であって樹脂層が半硬化する温度で加熱して、
半硬化状態の前記第一樹脂層を介して前記基材および前記第一半導体部品を接着する第一接着工程（Ｂ）と、
接着された前記半導体部品上に、別の樹脂層および別の半導体部品をこの順に積層した後、半田層が溶融する温度未満の温度で加熱して、半硬化状態の前記樹脂層を介して半導体部品を接着することを、第ｎ−１半導体部品が接着されるまで繰り返し、
ｎ−１個の樹脂層とｎ−１個の半導体部品が交互に積層された少なくとも一つの積層体を基材上に得る、ただしｎが２の場合この工程は省略される、繰り返し接着工程（Ｃ）と、
一対の挟圧部材と、当該一対の挟圧部材間にこれらから離間した状態で配置された設置部と、を用意し、前記設置部の上に、少なくとも一つの積層体が積層された前記基材を載置する、ただしこれより前の工程で既に前記基材が前記設置部に搭載されている場合には省略される、工程（Ｄ）と、
第ｎ樹脂層と第ｎ半導体部品を、前記設置部に載置された前記積層体の前記第ｎ−１半導体部品上に、この順で更に積層して、ｎ個の樹脂層とｎ個の半導体部品が交互に積層された、少なくとも一つの積層体を、基材上に得る工程（Ｅ）と、
前記一方の挟圧部材と他方の挟圧部材とで、前記設置部と前記積層体を、前記設置部側と前記第ｎ半導体部品側から挟圧し、かつ半田層が溶融する温度以上で前記設置部と積層体を加熱して、向かい合う接続用端子間の半田接合を行い、半田接合された積層体である構造体を得る、挟圧及び半田接合工程（Ｆ）と、
樹脂層の硬化温度以上の温度で加熱し、前記第一〜第ｎの樹脂層の硬化を進める硬化工程（Ｇ）と、
を含む半導体装置の製造方法。
【請求項２】
ｎ個の半導体部品とｎ個の樹脂層の組み合わせを一つ以上と、一つの基材と、を用意する工程であって、
ｎ個の半導体部品は、樹脂層を介してこの順で積層される第一から第ｎの半導体部品からなり、
ｎ個の樹脂層は、順次使用される第一から第ｎの樹脂層からなり、
前記基材は、一方の面側に第一半導体部品と接続するための接続用端子を複数有し、
第一半導体部品は、一方の面側に基材と接続するための接続用端子を有し、他方の面側には他の半導体部品と接続するための接続用端子を有し、
第二〜第ｎ−１の半導体部品は、それぞれの両面に別の半導体部品と接続するための接続用端子を有し、
第ｎ半導体部品は、第ｎ−１の半導体部品と接続するための接続用端子を有し、
第一〜第ｎの半導体部品において、順に半導体部品が積層されるときに樹脂層を介して互いに向かい合う接続用端子は、少なくともいずれか一方が半田層を有し、
第一半導体部品と基材において、互いに向き合う第一半導体部品の基材接続用端子、及び、前記基材の第一半導体部品接続用端子は、少なくともいずれか一方が半田層を有し、
ただしｎは２以上の整数である、工程（Ａ）と、
基材上に、少なくとも一つの第一樹脂層および少なくとも一つの第一半導体部品をこの順に積層し、少なくとも一つの積層構造を形成した後、半田層が溶融する温度未満であって樹脂層が半硬化する温度で加熱して、
半硬化状態の前記第一樹脂層を介して前記基材および前記第一半導体部品を接着する第一接着工程（Ｂ）と、
接着された前記第一半導体部品上に、第二樹脂層および第二半導体部品をこの順に積層した後、半田層が溶融する温度未満であって樹脂層が半硬化する温度で加熱して、半硬化状態の前記第二樹脂層を介して前記第一半導体部品および前記第二半導体部品を接着する、第二接着工程（ｂ−１）と、
第ｎ半導体部品が接着されるまで、第二接着工程と同じ条件で、前記第二半導体部品上に順次接着をｎー１回繰り返し、ｎ個の樹脂層とｎ個の半導体部品が交互に積層された、少なくとも一つの積層体を、基材上に得る、ただしｎが２の場合この工程は省略される、繰り返し接着工程（ｃ）と、
一対の挟圧部材と、当該一対の挟圧部材間にこれらから離間した状態で配置された設置部と、を用意し、前記設置部の上に、少なくとも一つの積層体が積層された前記基材を載置する、ただしこれより前の工程で既に前記基材が前記設置部に搭載されている場合には省略される、工程（Ｄ）と、
前記基材および前記積層体を流体で加圧する工程（ｅ）と、
前記一方の挟圧部材と他方の挟圧部材とで、前記設置部と前記積層体を、前記設置部側と前記第ｎ半導体部品側から挟圧する工程（ｆ）と、
半田層が溶融する温度以上で、前記設置部と積層体を加熱して、向かい合う接続用端子間の半田接合を行いつつ、前記第一〜第ｎ樹脂層の硬化を進め、半田接合された積層体である構造体を得る、半田接合及び硬化工程（ｇ）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、半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数の半導体素子を積層して構成された半導体装置が使用されている。例えば、特許文献１、２には、ＴＳＶ（Ｔｈｒｏｕｇｈ  Ｓｉｌｉｃｏｎ  Ｖｉａ）を有する半導体素子（あるいは半導体基板）を複数積層した半導体装置が開示されている。特許文献１に開示された半導体装置９００を図７に示す。この半導体装置９００は、インターポーザ９０１上に樹脂層９０２を介して半導体チップ９０３が積層された構造となっている。
このような半導体装置９００は、以下のようにして製造されていると考えられる。まず、図８（Ａ）に示すように、予めインターポーザ９０１上に、インターポーザ又は半導体チップの表面に配置される配線９０４、及び接続用バンプ９００Ａを形成する。その後、図８（Ｂ）に示すように、フィルム状接着剤（樹脂層）９０２を設ける。その後、図８（Ｃ）に示すように、半導体チップ９０３を積層し、半田接合を行う。
このような作業を繰り返すことで、図７に示す半導体装置９００が得られる。
【０００３】
また、特許文献２では、４つの半導体基板を積層し積層体とした後、熱を加えて対向する半導体基板同士を半田接合し、その後、樹脂で封止することにより半導体基板間に樹脂を注入する、半導体装置の製造方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−２９３９２号公報
【特許文献２】特開２０１０−２７８３３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の半導体装置の製造方法では、半導体チップを積層するたびに、半田接合を繰り返し行っているため、時間等の面で、半田接合時の生産性に問題がある。さらに、半導体チップを積層するたびに、半田接合を繰り返し行っているため、下層の半導体チップへの半田接合の際の熱による影響が心配される。
一方で、特許文献２の半導体装置の製造方法では、半導体基板同士を接合した後、半導体基板間の隙間に樹脂を充填しているため、樹脂の充填が難しく、生産性が問題となる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、以下に述べる工程（Ａ）と、半田層が溶融する温度以下で加熱及び加圧し、
ｎ個の半導体部品とｎ個の樹脂層が交互に順に積層した、積層体を得る工程と、前記積
層体を、半田層が溶融する温度以下で加熱及び加圧する半田接合工程を少なくとも含む、
半導体装置の製造方法である。
本発明の第一の態様は、以下の製造方法である。
（１）ｎ個の半導体部品とｎ個の樹脂層の組み合わせを一つ以上と、一つの基材と、を用意する工程であって、
ｎ個の半導体部品は、樹脂層を介してこの順で積層される第一から第ｎの半導体部品からなり、
ｎ個の樹脂層は、順次使用される第一から第ｎまでの樹脂層からなり、
前記基材は、一方の面側に第一半導体部品と接続するための接続用端子を複数有し、
第一半導体部品は、一方の面側に基材と接続するための接続用端子を有し、他方の面側には他の半導体部品と接続するための接続用端子を有し、
第二〜第ｎ−１の半導体部品は、それぞれの両面に別の半導体部品と接続するための接続用端子を有し、
第ｎ半導体部品は、第ｎ−１の半導体部品と接続するための接続用端子を有し、
第一〜第ｎの半導体部品において、順に半導体部品が積層されるときに樹脂層を介して互いに向かい合う接続用端子は、少なくともいずれか一方が半田層を有し、
第一半導体部品と基材において、互いに向き合う第一半導体部品の基材接続用端子、及び、基材の第一半導体部品接続用端子は、少なくともいずれか一方が半田層を有し、
ただしｎは２以上の整数である、工程（Ａ）と、
基材上に、少なくとも一つの第一樹脂層および少なくとも一つの第一半導体部品をこの順に積層し、少なくとも一つの積層構造を形成した後、半田層が溶融する温度未満であって樹脂層が半硬化する温度で加熱して、
半硬化状態の前記第一樹脂層を介して前記基材および前記第一半導体部品を接着する第一接着工程（Ｂ）と、
接着された前記半導体部品上に、別の樹脂層および別の半導体部品をこの順に積層した後、半田層が溶融する温度未満の温度で加熱して、半硬化状態の前記樹脂層を介して半導体部品を接着することを、第ｎ−１半導体部品が接着されるまで繰り返し、
ｎ−１個の樹脂層とｎ−１個の半導体部品が交互に積層された少なくとも一つの積層体を基材上に得る、ただしｎが２の場合この工程は省略される、繰り返し接着工程（Ｃ）と、
一対の挟圧部材と、当該一対の挟圧部材間にこれらから離間した状態で配置された設置部と、を用意し、前記設置部の上に、少なくとも一つの積層体が積層された前記基材を載置する、ただしこれより前の工程で既に前記基材が前記設置部に搭載されている場合には省略される、工程（Ｄ）と、
第ｎ樹脂層と第ｎ半導体部品を、前記設置部に載置された前記積層体の前記第ｎ−１半導体部品上に、この順で更に積層して、ｎ個の樹脂層とｎ個の半導体部品が交互に積層された、少なくとも一つの積層体を、基材上に得る工程（Ｅ）と、
前記一方の挟圧部材と他方の挟圧部材とで、前記設置部と前記積層体を、前記設置部側と前記第ｎ半導体部品側から挟圧し、かつ半田層が溶融する温度以上で前記設置部と積層体を加熱して、向かい合う接続用端子間の半田接合を行い、半田接合された積層体である構造体を得る、挟圧及び半田接合工程（Ｆ）と、
樹脂層の硬化温度以上の温度で加熱し、前記第一〜第ｎの樹脂層の硬化を進める硬化工程（Ｇ）と、
を含む半導体装置の製造方法。
【００１１】
（２）．本発明の第二の態様は以下の製造方法である。
ｎ個の半導体部品とｎ個の樹脂層の組み合わせを一つ以上と、一つの基材と、を用意する工程であって、
ｎ個の半導体部品は、樹脂層を介してこの順で積層される第一から第ｎの半導体部品からなり、
ｎ個の樹脂層は、順次使用される第一から第ｎの樹脂層からなり、
前記基材は、一方の面側に第一半導体部品と接続するための接続用端子を複数有し、
第一半導体部品は、一方の面側に基材と接続するための接続用端子を有し、他方の面側には他の半導体部品と接続するための接続用端子を有し、
第二〜第ｎ−１の半導体部品は、それぞれの両面に別の半導体部品と接続するための接続用端子を有し、
第ｎ半導体部品は、第ｎ−１の半導体部品と接続するための接続用端子を有し、
第一〜第ｎの半導体部品において、順に半導体部品が積層されるときに樹脂層を介して互いに向かい合う接続用端子は、少なくともいずれか一方が半田層を有し、
第一半導体部品と基材において、互いに向き合う第一半導体部品の基材接続用端子、及び、前記基材の第一半導体部品接続用端子は、少なくともいずれか一方が半田層を有し、
ただしｎは２以上の整数である、工程（Ａ）と、
基材上に、少なくとも一つの第一樹脂層および少なくとも一つの第一半導体部品をこの順に積層し、少なくとも一つの積層構造を形成した後、半田層が溶融する温度未満であって樹脂層が半硬化する温度で加熱して、
半硬化状態の前記第一樹脂層を介して前記基材および前記第一半導体部品を接着する第一接着工程（Ｂ）と、
接着された前記第一半導体部品上に、第二樹脂層および第二半導体部品をこの順に積層した後、半田層が溶融する温度未満であって樹脂層が半硬化する温度で加熱して、半硬化状態の前記第二樹脂層を介して前記第一半導体部品および前記第二半導体部品を接着する、第二接着工程（ｂ−１）と、
第ｎ半導体部品が接着されるまで、第二接着工程と同じ条件で、前記第二半導体部品上に順次接着をｎー１回繰り返し、ｎ個の樹脂層とｎ個の半導体部品が交互に積層された、少なくとも一つの積層体を、基材上に得る、ただしｎが２の場合この工程は省略される、繰り返し接着工程（ｃ）と、
一対の挟圧部材と、当該一対の挟圧部材間にこれらから離間した状態で配置された設置部と、を用意し、前記設置部の上に、少なくとも一つの積層体が積層された前記基材を載置する、ただしこれより前の工程で既に前記基材が前記設置部に搭載されている場合には省略される、工程（Ｄ）と、
前記基材および前記積層体を流体で加圧する工程（ｅ）と、
前記一方の挟圧部材と他方の挟圧部材とで、前記設置部と前記積層体を、前記設置部側と前記第ｎ半導体部品側から挟圧する工程（ｆ）と、
半田層が溶融する温度以上で、前記設置部と積層体を加熱して、向かい合う接続用端子間の半田接合を行いつつ、前記第一〜第ｎ樹脂層の硬化を進め、半田接合された積層体である構造体を得る、半田接合及び硬化工程（ｇ）と、
を含む半導体装置の製造方法。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、生産性および信頼性を向上することができる半導体装置の製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の半導体装置の製造工程の一例を示す概略断面図である。
【図２】本発明に使用できる半導体装置の製造装置の一例を示す断面図である。
【図３】本発明の半導体装置の製造工程の一例を示す概略断面図である。
【図４】本発明の半導体装置の製造工程の一例を示す概略断面図である。
【図５】本発明に使用できる半導体装置の製造装置の一例を示す概略断面図である。
【図６】本発明の樹脂層と半導体チップの組み合わせの変形例を示す概略断面図である。
【図７】背景技術に記載された、従来の半導体装置の構造を示す概略断面図である。
【図８】半導体装置の従来の製造工程を示す、概略断面図である。
【図９】本発明の半導体装置の製造方法の一例を示す概略工程図である。
【図１０】本発明の半導体装置の製造方法の一例を示す概略工程図である。
【図１１】本発明の半導体装置の製造方法の一例を示す概略工程図である。
【図１２】本発明の半導体装置の製造方法の一例を示す概略工程図である。
【図１３】本発明の半導体装置の製造方法の一例を示す概略工程図である。
【図１４】本発明の半導体装置の製造方法の一例を示す概略工程図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の好ましい例や実施形態を、図面を用いて説明する。ただし、本発明は以下の各例や実施形態のみに限定されるものではない。例えばこれら好ましい例や実施形態の構成要素や条件同士を適宜組み合わせてもよい。また問題の無い限りその他の構成要素と組み合わせたりしてもよい。本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、位置、数、サイズ、量など、種々の変更を加えることが可能である。
本発明では、基材の上に、樹脂層と半導体部品が順番に積層されるが、前記樹脂層と半導体部品の組み合わせの数は、限定されず上限は無い。例を挙げれば、２〜２０組でよく、２〜１６組でもよく、２〜８組でも良く、２〜６組であってもよい。２組、４組及び６組のいずれかであることが好ましい。
（第一の実施形態）
本発明の第一の実施形態として、最後に設けられる樹脂層と半導体部品に対する接着工程と、半田接合工程とが、同時に行われる方法を説明する。
図１〜図３は、本発明の好ましい実施形態の、４層の半導体部品が積層された半導体装置の製造方法が示されている。
図１３（Ａ）〜図１３（Ｄ）は、本発明の好ましい実施形態の、３層の半導体部品を含む半導体装置の製造方法が示されており、図１３（Ｄ）は、加熱及び加圧により半田が溶融した、半田接合が完了した様子を示している。
図１（Ａ）〜図１（Ｂ）から、樹脂層１７と半導体部品１６を設ける工程を省略し、樹脂層１５を第一樹脂層として基材１８の上に直接設け、順次後続の工程を行えば、図１３（Ａ）〜図１３（Ｄ）に示される３層の半導体部品を含む半導体装置を製造できる。
図１（Ａ）〜図１（Ｃ）から、樹脂層１７及び１５及び半導体部品１６及び１４を設ける工程を省略し、樹脂層１３を第一樹脂層として基材１８の上に直接設け、順次後続の工程を行えば、２層の半導体部品を含む半導体装置を製造できる。
【００１９】
以下に図１（Ａ）〜図３（Ｂ）を用いて、本実施形態の、半導体装置１（４層構造）の製造方法の概要について説明する。
第一の実施形態の半導体装置１の製造方法は、第一半導体部品１６、第二半導体部品１４、第三半導体部品１２、第四半導体部品１０、基材１８、および第一樹脂層１７、第二樹脂層１５、第三樹脂層１３、第四樹脂層１１の部材を用意する工程と、積層体を得る工程と、接合工程と、硬化工程とを含む。
図１（Ａ）に示すように、部材を用意する工程では、半導体チップ（第一半導体部品）１６、半導体チップ（第二半導体部品）１４、半導体チップ（第三半導体部品）１２、半導体チップ（第四半導体部品）１０、基材１８、樹脂層（第一樹脂層）１７、樹脂層（第二樹脂層）１５、樹脂層（第三樹脂層）１３、樹脂層（第三樹脂層）１１を用意する。
半導体部品には、必要に応じて、端子や半田層やビアが、任意に選択できる位置に設けられる。一番上に設けられる半導体部品に端子は必須であるが、ビアや半導体層は設けられていなくても良い場合がある。また基材上にも端子が設けられ、半田層は必要に応じて端子の上に設けられる。
図１（Ｂ）に示すように、積層体を得る工程では、基材１８上に、まず第一樹脂層１７、及び第一半導体部品１６をこの順に積層する。その後、加熱して、半硬化状態の第一樹脂層１７を介して、基材１８および第一半導体部品１６を接着する。その後、第一半導体部品１６上に、第二樹脂層１５および第二半導体部品１４をこの順に積層する。この後、加熱して、半硬化状態の第二樹脂層１５を介して、第一半導体部品１６および第二半導体部品１４を接着する。その後、第二半導体部品１４上に、第三樹脂層１３および第三半導体部品１２をこの順に積層する。この後、加熱して、半硬化状態の第三樹脂層１３を介して、第三半導体部品１３および第二半導体部品１４を接着する。
次に図１（Ｃ）に示すように、一対の挟圧部材４３，４４を用意する。一方の挟圧部材４４の上に、基材１８、第一樹脂層１７、第一半導体部品１６、第二樹脂層１５、第二半導体部品１４、第三樹脂層１３、第三半導体部品１２を載置する。予め基材が一対の挟圧部材上に配置された場合は、そのまま、その後の積層及び半田接合を行っても良い。搭載後、第三半導体部品１２上に、第四樹脂層１１を介して第四半導体部品１０を設置して、半田接合前の、積層体を得る。この時、加熱や加圧は行わないが、その両方または片方を行っても良い。
次に、接合工程では、他方の挟圧部材４３と一方の挟圧部材４４とで積層体２を挟圧及び加熱して、半田接合を行う。これにより、半田接合された構造体を得る。
さらに、必要に応じて、硬化工程を行い、この工程では、第一樹脂層１７、第二樹脂層１５、第三樹脂層１３、及び第一樹脂層１１の硬化を進める。
【００２０】
次に、本実施形態の半導体装置１の製造方法について、詳細に説明する。
（部材を用意する工程）
はじめに、図１（Ａ）に示すように、半導体チップ１６（１４、１２）、半導体チップ１０、基材１８、及び樹脂層１７（１５、１３、１１）を用意する。最上部に配置される半導体チップ１０以外の、半導体チップ１６、１４及び１２は、同じ構造を有することが好ましい。
本実施形態に使用される半導体チップ１６は、基板（シリコン基板）１６０と、基板１６０を貫通するビア１６３とを有する、ＴＳＶ（Ｔｈｒｏｕｇｈ-Ｓｉｌｉｃｏｎｅ ｖｉａ）構造の半導体素子である。基板１６０の一方の表面には、端子１６１が設けられ、他方の表面には、端子１６２が設けられている。端子１６１および端子１６２は、ビア１６３で接続される。第一半導体部品（半導体チップ）１６の端子１６２は、この端子と向かい合わせの位置にある端子に接続される。具体的には端子１６２は、基材１８の端子に接続される接続用端子である。第一半導体部品１６の端子１６１は、樹脂層を介してその上に位置する第二半導体部品（半導体チップ）１４に接続される接続用端子である。
【００２１】
ビア１６３は任意で選択される材料で構成されて良いが、例えば、銅やタングステン等の金属や、不純物がドープされた導電性のポリシリコンで構成できる。
本発明で使用される端子は任意で選択できる。任意で選択される構造を有して良く、また任意で選択される材料で構成されて良い。図示しないが、端子１６２は、基板１６０側から、銅層、ニッケル層、金層の順に、積層された構造となっている。すなわち、銅層が半導体部品と接触している。他の端子も、この構成を有しても良い。
端子１６１は、表面に半田層１６１Ａを有する。接続用端子１６１は、例えば図に示されるように、銅層上にニッケル層を積層して構成される。接続用端子１６１上には、さらにこのニッケル層を少なくとも一部被覆するように、半田層１６１Ａが設けられる。半田層は、接続用端子の表面全面を被服しても良い。半田層１６１Ａは、銅層を被覆するように設けた構造であっても良い。
半田層１６１Ａの材料は、特に制限されない。錫、銀、鉛、亜鉛、ビスマス、インジウム及び銅からなる群から選択される少なくとも１種以上を含む合金等が、前記材料として挙げられる。これらのうち、錫、銀、鉛、亜鉛及び銅からなる群から選択される少なくとも１種以上を含む合金が好ましい。半田層１６１Ａの融点（半田層が溶融する温度）は使用する半田に応じて任意に選択できるが、１１０〜２６０℃が好ましく、１１０〜２５０℃がより好ましく、１４０〜２５０℃が更に好ましくは、１６０℃〜２４０℃が更により好ましく、特に好ましくは１７０〜２３０℃である。半田の融点はその組成がわかれば一般的に公知である。またもし不明な場合であっても、購入した製品であれば製品データーより知ることができ、また熱分析装置などを用いても簡単に測定することができる。
【００２２】
基材１８は必要に応じて選択できる。基材は例えば、樹脂基板等の有機基板であってもよく、また、半導体チップ集合体としてのシリコンウエハ、シリコン基板、ガラス基板やセラミック基板等であってもよい。半導体部品と熱膨張係数がほぼ等しいシリコン基板が好ましい。ＴＳＶ構造やＴＧＶ（Ｔｈｒｏｕｇｈ  Ｇｌａｓｓ  Ｖｉａ）構造を有する基材を使用しても良い。
基材１８には、その表面に端子（接続用端子）１８１が形成されている。端子１８１は、表面に半田層１８１Ａを有する。これと接続する端子が半田層を有する場合には、端子１８１Ａの半田層を省略しても良い。接続用端子１８１は任意に選択できるが、例えば図に示されるのは、銅層上にニッケル層を積層した構造である。この端子の上には、さらにこのニッケル層を被覆するように、半田層１８１Ａが設けられている。また、ニッケル層を含まず、銅層を直接被覆するように半田層１８１Ａを設けた構造であっても良い。この端子１８１は、半導体チップ１６の端子１６２に接続される。
【００２３】
半導体チップ１６の、基板１６０の端子１６２が設けられた側の表面（下表面）上には、樹脂層１７が設けられている。
樹脂層１７は、端子１６２を被覆している。樹脂層１７は、詳しくは後述するが、熱硬化性樹脂を必須成分として含む層である。また樹脂層は、フラックス活性化合物を含むことが好ましい。これにより、はんだ接合時、フラックス活性の作用により金属表面が清浄化されるので、より信頼性の高い接合構造とすることができる。なお本発明では必要に応じてフラックスを半導体チップの表面に塗布しても良い。樹脂層がフラックス活性化合物を含むことによりフラックスの塗布を省略することもできる。
【００２４】
さらに、用意した半導体チップ１４、半導体チップ１２および半導体チップ１０を、積層する（図１（Ｂ）、及び（Ｃ）参照）。
半導体チップ１４及び１２は、半導体チップ１６と同様の構造を有する。すなわち、半導体チップ１４及び半導体チップ１２は、半導体チップ１６と同様、ＴＳＶ構造の半導体素子である。
半導体チップ１４は、基板（シリコン基板）１４０と、この基板１４０を貫通するビア１４３と、ビア１４３に接続された一対の端子１４２，１４１とを備える。チップ１４の下表面上に配置される端子１４２は、半導体チップ１６の端子に接続される、接続用端子である。チップ１４の上表面上に配置される端子１４１は、半導体チップ１２の端子に接続される、接続用端子である。半導体チップ１２は、基板（シリコン基板）１２０と、この基板１２０を貫通するビア１２３と、ビア１２３に接続された一対の端子１２２，１２１とを備える。チップ１２の下表面上に配置される端子１２２は、半導体チップ１４の端子に接続される、接続用端子である。端子１２１は、半導体チップ１０の端子に接続される、接続用端子である。
半導体チップ１０には、基板表面に端子（半導体チップ１２への接続用の端子）１０１が設けられている。本実施形態では、半導体チップ１０の基板を貫通するビアは設けられていない。チップ１０の接続用端子１０１は任意で選択できる。例えば、この端子は基板側から銅層、ニッケル層、金層の順に積層された構造となっている。ただし、接続用端子１０１の構造は、これに限られるものではない。
【００２５】
ビア１４３及び１２３は、ビア１６３と同様の材料で構成されることが好ましい。端子１４２及び１２２は、端子１６２と同様の構成および材料であることが好ましい。端子１４１及び１２１は、端子１６１と同様の構成および材料であることが好ましい。なお、符号１４１Ａ及び１２１Ａは半田層を示し、これらは半田層１６１Ａと同様の材料から構成される半田層であることが好ましい。
半導体チップと樹脂層はそれぞれ別々に積層されても良いが、樹脂層が貼り付けられた半導体チップを使用しても良い。
図１（Ａ）に示される半導体チップ１４の下表面には、端子１４２を被覆する樹脂層１５が予め設けられている。また、半導体チップ１２の下表面には、端子１２２を被覆する樹脂層１３が予め設けられている。
【００２６】
各半導体チップ１０、１２、１４、及び１６に、樹脂層１１、１３、１５、及び１７をそれぞれ設ける方法としては、例えば、以下の方法が挙げられる。
例えば、各半導体チップ１０、１２、１４、及び１６に対し、樹脂層１１、１３、１５、及び１７をそれぞれ貼り付けて、樹脂層が貼り付けられた半導体チップの組み合わせを複数用意しても良い。
また次の方法を用いても良い。予め、各半導体チップ１０、１２、１４、及び１６が一体化して形成されたウェハを用意する。このウェハに、樹脂層１１、１３、１５、及び１７が一体化して形成された、樹脂シートを貼り付ける。その後、樹脂シート及びウェハの組み合わせをダイシングする。このような方法で、樹脂層１１付きの半導体チップ１０、樹脂層１３付きの半導体チップ１２、樹脂層１５付きの半導体チップ樹脂１４、樹脂層１７付きの半導体チップ１６を用意してもよい。
さらに、次の方法を用いても良い。各半導体チップ１０、１２、１４、及び１６が一体化して形成されたウェハを用意する。このウェハに、スピンコートでカット後には樹脂層１１、１３，１５、１７となる層を形成し、その後、ダイシングする。このような方法で、樹脂層１１付きの半導体チップ１０、樹脂層１３付きの半導体チップ１２、樹脂層１５付きの半導体チップ樹脂１４、及び樹脂層１７付きの半導体チップ１６を用意してもよい。
【００２７】
なお、本実施形態では、半導体チップ１０、１２、１４、及び１６は、平面視（基板面側から見た場合の平面視）における大きさが同一である。また、半導体チップ１２，１４，及び１６の基板１２０，１４０，及び１６０の厚みは任意で選択できる。前記厚さは好ましくは１０μｍ以上１５０μｍ以下、より好ましくは２０μｍ以上１００μｍ以下、さらに好ましくは５０μｍ以下である。このように、非常に薄い基板が使用されることが好ましい。
【００２８】
（積層体を得る工程）
次に、図１（Ａ）、（Ｂ）、及び（Ｃ）に示すように、積層体を得る。まず最初に、基材１８上に樹脂層１７および半導体チップ１６をこの順に積層する。その後、加熱して、半硬化状態の樹脂層１７を介して、基材１８および半導体チップ１６を接着する。
基材１８を予めヒータが内蔵された一対の挟圧部材の片方に載せ、これに、樹脂層１７および半導体チップ１６をこの順で積層して、挟圧部材でこれらを挟みながら加熱して仮接着を行ってもよい。基材１８を載せる前に挟圧部材を所定の温度に加熱しておいても良い。樹脂層１７および半導体チップ１６を必要に応じて所定の温度に加熱された他方の挟圧部材にとりつけて、これを用いて積層を行なっても良い。搭載や取り付け後に挟圧部材を加熱し、その後接着しても良い。
接着の際には、基材１８に形成されたアライメントマークと半導体チップ１６に形成されたアライメントマークとを確認し、位置あわせを行うことが好ましい。前記接着（仮接着）は、半田層が溶融しない条件で行われ。例えば、ヒータが内蔵された一対の挟圧部材４３，４４により、基材１８、樹脂層１７、半導体チップ１６を挟むことで、基材１８、樹脂層１７、半導体チップ１６を加熱することができ、この加熱とともに、一対の挟圧部材４３，４４にて挟圧し、荷重をかけることで、基材１８および半導体チップ１６を、接着することができる。例えば、フリップチップボンダーを使用して、大気圧下、大気中で、樹脂層１７を介して基材１８および半導体チップ１６を接着することも例として挙げられる。このときの加熱温度は特に限定されない。半田層が溶融せず、かつ樹脂層１７の熱硬化性樹脂が完全硬化しない温度が好ましく選択される。樹脂層に含まれる、熱硬化性樹脂の硬化温度未満であることが好ましい。
接着後の基材１８に対する半導体チップ１６の位置が正確であるかどうかは、例えば、Ｘ線顕微鏡や、赤外線顕微鏡を使用して確認することができる。
【００２９】
次に、半導体チップ１６の端子１６１が設けられた面と、半導体チップ１４の下面に積層された樹脂層１５とを対向させて、半導体チップ１６上に、樹脂層１５を介して、半導体チップ１４を積層する。
このとき、半導体チップ１６に形成されたアライメントマークと、半導体チップ１４に形成されたアライメントマークとを確認し、位置あわせを行うことが好ましい。
なお本発明において、基材や接着に使用される樹脂層を有する半導体チップは、積層時の接着が可能であるならば、接着前にある程度、前加熱されても良い。半導体チップの前加熱は任意で選択でき、積層時の接着時に使用される温度と同じであっても良いし、高くても良く、又は低くても良い。基材の前加熱温度は、接着に使用される樹脂層を有する半導体チップの前加熱温度と同じであってもよいし異なっていても良いが、低いことがより好ましい。
半導体チップ１４の積層後、基材１８、樹脂層１７、半導体チップ１６、樹脂層１５、及び半導体チップ１４を加熱して、半硬化の状態（Ｂステージ）の樹脂層１５を介して、半導体チップ１６および半導体チップ１４を接着する。このとき、ヒータが内蔵された一対の挟圧部材により、基材１８、樹脂層１７、半導体チップ１６、樹脂層１５、及び半導体チップ１４を挟んで加熱する。加熱と共に、前記一対の挟圧部材にて挟圧し、荷重をかけることで、半導体チップ１６および半導体チップ１４を、接着することができる。例えば、フリップチップボンダーを使用して、大気圧下、大気中で、半導体チップ１６および半導体チップ１４を接着することも例として挙げられる。前記前加熱の温度をそのまま接着に使用される温度に使用してもよい。このときの加熱温度は、樹脂層１５の熱硬化性樹脂が完全硬化しなければ、特に限定されない。熱硬化性樹脂の硬化温度未満であることが好ましい。
接着後の半導体チップ１６に対する半導体チップ１４の位置が正確であるかどうかは、例えば、Ｘ線顕微鏡や、赤外線顕微鏡を使用して確認することができる。
【００３０】
次に、図１Ｂに示すように、半導体チップ１４の端子１４１が設けられた面と、半導体チップ１２の下に積層された樹脂層１３とを対向させて、半導体チップ１４上に樹脂層１３を介して半導体チップ１２を積層する。
このとき、半導体チップ１４に形成されたアライメントマークと半導体チップ１２に形成されたアライメントマークとを確認し位置あわせを行うことが好ましい。
その後、基材１８、樹脂層１７、半導体チップ１６、樹脂層１５、半導体チップ１４、樹脂層１３、及び半導体チップ１２を加熱して、半硬化の状態（Ｂステージ）の樹脂層１３を介して、半導体チップ１４および半導体チップ１２を接着する。このとき、ヒータが内蔵された一対の挟圧部材により基材１８、樹脂層１７、半導体チップ１６、樹脂層１５、半導体チップ１４、樹脂層１３、及び半導体チップ１２を挟んで加熱するとともに、前記一対の挟圧部材にて挟圧し、荷重をかけることで、半導体チップ１４および半導体チップ１２を接着することができる。例えば、フリップチップボンダーを使用して、大気圧下、大気中で半導体チップ１４および半導体チップ１２を接着することもできる。このときの加熱温度は、樹脂層１３の熱硬化性樹脂が完全硬化しなければ、特に限定されないが、熱硬化性樹脂の硬化温度未満であることが好ましい。
接着後の半導体チップ１４に対する半導体チップ１２の位置が正確であるかどうかは、例えば、Ｘ線顕微鏡や、赤外線顕微鏡を使用して確認することができる。
また上記それぞれの接着工程の加熱温度は同じであっても異なっていても良いが、半田工程が開始されるまで、樹脂層は半硬化の状態を保てる温度を選択することが好ましい。
【００３１】
接着工程の加熱時間は任意で選択できるが、一例を挙げれば、例えば０．１秒〜１０分であってもよく、好ましくは０．２秒〜５分であり、より好ましくは０．５秒〜２分である。
加熱温度（樹脂層が半硬化する温度又はさらに硬化を進める温度）も任意に選択することが可能である。使用する樹脂によって適する加熱温度も変化するからである。例を挙げれば、加熱は６０〜２００℃の範囲で行うことが一般的であり、８０〜１８０℃の範囲で加熱を行うことがより好ましく、１００〜１６０℃の範囲で行うことが特に好ましい。
本発明では樹脂層の構成は接着及び硬化が可能であれば如何なるものも任意で選択でき、例えば樹脂単体でも樹脂やモノマーの混合物でも良い。必要に応じてその他の成分を含んでもよい。半硬化に適した温度は実験を行うことでも決定することができる。この分野で封止用樹脂として市販されるものを本発明の樹脂層に使用することもでき、その場合は半硬化や硬化に適した温度を販売元から得ることも可能である。また接着工程前の樹脂層は硬化前であっても既にある程度半硬化された状態であっても良い。なお樹脂層が半硬化する温度は、一般には常温から樹脂層が硬化する温度の間に位置し、樹脂層の硬化温度は樹脂層の温度を上げていく実験を行えば容易に決定することができる。
【００３２】
次に、図１（Ｃ）に示すように、挟圧部材４３に、樹脂層１１付き半導体チップ１０を取り付ける。一方で、挟圧部材４４上に、各接着層で接着された基材１８、樹脂層１７、半導体チップ１６、樹脂層１５、半導体チップ１４、樹脂層１３、半導体チップ１２をこの順に載置する。この段階において、挟圧部材４３、４４により、半田接合に使用される温度未満の所定の温度で前加熱を実施しても良い。
なお挟圧部材４３に半導体チップ１０を取り付けるかわりに、単に樹脂層１１付き半導体チップ１０を、位置合わせをしながら半導体チップ１２に樹脂層１１を当接させて、半田接合前の積層体２を得ても良い。そのような場合には、樹脂層１１付き半導体チップ１０を加熱なしにのせた半田接合前の積層体２を、図５に示されるような、内部に一対の熱板（挟圧部材）を有する、流体が導入される容器５１に入れて、半田接合の加圧と加熱を行なって、構造体を得ても良い。
次に、前記挟圧部材４４，４３を接近させ、樹脂層１１付き半導体チップ１０の樹脂層１１を半導体チップ１２に当接させることにより、積層体２を得る。当接していれば、加圧する必要はない。また当接後すぐに、半田接合の加熱加圧工程に移ることもできる。このとき、半導体チップ１２に形成されたアライメントマークと半導体チップ１０に形成されたアライメントマークとを確認し位置あわせを行う。なお、本工程では、半田層１２１Ａ、１４１Ａ、１６１Ａ、及び１８１Ａは溶融していない。よって端子１２２及び１４１同士、端子１４２及び１６１同士、端子１６２及び１８１同士は、互いに半田接合していない。
また、向かい合う端子同士、例えば端子１２２、１４１同士は、接触していてもよく、あるいは接触していなくても良い。
また、端子１２２及び１４１間に樹脂層１３の樹脂が介在していてもよい。向かい合う半田層と端子は、半田が溶融したときに向かい合う端子同士が電気的に接続可能な構成になれば、半田層が溶融する前は、接触していても、あるいは接触していなくても良い。端子１０１及び１２１同士、端子１４２及び１６１同士、端子１６２及び１８１同士においても、同様である。
ここで、積層体とは、基材上に、複数の樹脂層と複数の半導体部品とが交互に積層された構造のことをいう。本例では、基材上に、少なくとも第一樹脂層、第一半導体部品、第二樹脂層、第二半導体部品、第三樹脂層、第三半導体部品、第四樹脂層、及び第四半導体部品を積層することにより得られるものである。
【００３３】
（半田接合工程）
積層体２を得を得て、そのまま加熱・加圧する場合は、積層体２を挟んだままの挟圧部材４３，４４内のヒータが、加圧及び昇温を開始する。または、加熱・加圧して半硬化状態の樹脂を介して半導体チップ１０を積層する工程を経たのち、別工程で半田接合工程を行う場合は、別に用意した挟圧部材に配置し、この挟圧部材４３，４４内のヒータが、加圧及び昇温を開始させる。このとき、前記ヒータが内蔵された一対の挟圧部材４３，４４により、基材１８、樹脂層１７、半導体チップ１６、樹脂層１５、半導体チップ１４、樹脂層１３、半導体チップ１２、樹脂層１１、及び半導体チップ１０を挟圧し、荷重をかけることで、基材１８、樹脂層１７、半導体チップ１６、樹脂層１５、半導体チップ１４、樹脂層１３、半導体チップ１２、樹脂層１１、及び半導体チップ１０を、半田層１８１Ａ、１６１Ａ，１４１Ａ，１２１Ａの融点以上に加熱する。その結果、端子１８１及び１６２同士、端子１６１及び１４２同士、端子１４１及び１２２同士、端子１２１及び１０１同士を半田接合する。このことにより、半田接合された構造体３を得る。
例えば、フリップチップボンダーを使用して、大気圧下、大気中で、端子１８１及び１６２間、端子１６１及び１４２間、端子１４１及び１２２間、端子１２１及び１０１間の半田接合を行うことが可能である。
以上により半田接合された構造体３が得られる。このようにして得られた構造体３において、樹脂層１１、１３、１５、及び１７は、半硬化状態であり、完全に硬化していない。
【００３４】
接合工程において、端子間が半田接合されるとは、以下のことをいう。すなわち、半田層１８１Ａ、１６１Ａ，１４１Ａ、及び１２１Ａの融点以上に加熱されて、基材１８及び半導体チップ１６間、半導体チップ１６及び１４間、半導体チップ１４及び１２間、導体チップ１２及び１０間の接合に使用されている、各半田層１８１Ａ，１６１Ａ，１４１Ａ、及び１２１Ａが溶融するとともに、その結果、端子１８１と１６２同士、端子１６１と１４２同士、端子１４１と１２２、端子１２１と１０１同士が半田層を介して接続している。正確に言えば、端子１８１Ａと１６２同士、端子１６１Ａと１４２同士、端子１４１Ａと１２２、端子１２１Ａと１０１同士が物理的に接触し、少なくとも一部が合金を形成している状態を意味する。
接合後の半導体チップ１２に対する半導体チップ１０の位置が正確であるかどうかは、例えば、Ｘ線顕微鏡や、赤外線顕微鏡を使用して確認することができる。
接合工程の加熱時間は任意で選択できる。一例を挙げれば、例えば０．５秒〜１０分であってもよく、好ましくは１秒〜５分であり、より好ましくは３秒〜２分である。加熱温度も任意に選択することが可能であるが、例を挙げれば、加熱は１５０〜３５０℃の範囲で行うことが一般的であり、１８０〜３００℃の範囲で加熱を行うことが好ましい。また接着工程に使用される温度と、半田接合に使用される温度は任意で選択できる。例えば、１０℃以上異なることが好ましく、２０〜３００℃以上異なることがより好ましく、この５０〜２００℃以上異なることがさらに好ましい。
下記に述べられるような条件を使用して、流体で加圧しながら、半田接合しても良い。
【００３５】
（硬化工程）
硬化工程では、例えば、図２に示す装置６を使用して、構造体３中の、樹脂層１７、１５、１３、及び１１の硬化を進める。なお前記接合工程で樹脂層の硬化が完了している場合には硬化工程を省略しても良い。
この装置６は、流体が導入される容器５１を備える。容器５１は、圧力容器であり、容器５１の材料としては、金属等があげられ、例えば、ステンレス、チタン、銅である。
構造体３を加熱する方法としては、構造体３を装置６に入れた後、配管５１１から、加熱した流体を容器５１内に入れ、積層体を加熱及び加圧する方法が挙げられる。流体は任意で選択できるが、気体が好ましく、例えば、空気、不活性ガス（窒素ガス、希ガス）等があげられる。また、配管５１１から流体を容器５１内へ流入させて、加圧雰囲気下にしつつ、容器５１を加熱することにより、構造体３を加熱することもできる。容器５１の加熱手段は任意で選択してよい。加圧してから加熱しても良く、加熱してから加圧してもよく、加熱と加圧を同時に行ってもよい。
例えば、まず容器５１内に構造体３を配置する。その後、流体を導入し、構造体３を樹脂層１７、１５、１３、及び１１の熱硬化性樹脂の硬化温度以上に加熱して、樹脂層１７、１５、１３、及び１１の硬化を行う。硬化に要する時間は任意で選択できる。一例を挙げれば、例えば１０分〜９時間であってもよく、好ましくは３０分〜６時間であり、より好ましくは１〜３時間である。具体例を挙げれば、例えば、１８０℃１時間の加熱を硬化工程として行なう事が、挙げられる。ここで、硬化温度とは、樹脂層の硬化温度であり、樹脂層に含まれる熱硬化性樹脂が、ＪＩＳＫ６９００に準ずるＣ−ステージとなる温度のことをいう。よって加熱は使用される樹脂によって変えることが可能であるが、例を挙げれば、加熱は１２０〜２３０℃の範囲で行うことが一般的であり、１４０〜２００℃の範囲で加熱を行うことが好ましい。
なお、装置６の容器５１内に、複数の構造体３を入れて、樹脂層１７、１５、１３、及び１１の硬化を行ってもよい。このようにすることで生産性を向上させることができる。
【００３６】
流体により、構造体３を加圧する際の加圧力は任意に選択できる。０．１ＭＰａ以上１０ＭＰａ以下が好ましく、より好ましくは０．３ＭＰａ以上７ＭＰａ以下であり、さらに好ましくは０．５ＭＰａ以上５ＭＰａ以下である。流体により構造体３を加圧することで、樹脂層１７、１５、１３、及び１１内のボイド発生を抑制することができる。とくに、０．１ＭＰａ以上とすることで、この効果が顕著となる。また、１０ＭＰａ以下とすることで、装置の大型化、複雑化を抑制できる。なお、流体で加圧するとは、構造体３の雰囲気の圧力を、大気圧より加圧力分だけ高くすることを指す。すなわち、加圧力１０ＭＰａとは、大気圧よりも、構造体３にかかる圧力が９ＭＰａ大きいことを示す。
以上のようにして、樹脂層１７、１５、１３、及び１１が硬化された構造体３を得る（図３（Ａ））。なお樹脂層の硬化はこの工程で完全に完了させても良いし、任意で行われ封止工程で硬化を完了させても良い。
【００３７】
また、構造体３において、樹脂層１７、半導体チップ１６、樹脂層１５、半導体チップ１４、樹脂層１３、半導体チップ１２、樹脂層１１、及び半導体チップ１０の各側面は上面から見て、つらいち、すなわち連続する二つの層の間に段差が無くフラットな状態となっていてもよい。または、樹脂層１７、１５、１３、及び１１が、半導体チップ１６，１４，１２、及び１０側面からはみ出してもよい。さらに、例えば、構造体の上下末端に位置する半導体チップ、例えば半導体チップ１６や半導体チップ１０が、他の半導体チップよりも小さくてもよい。
【００３８】
また、樹脂層１７、１５、１３、及び１１の厚みは任意で選択できる。例えば、５μｍ以上、１００μｍ以下であっても良く、さらに好ましくは７μｍ以上、７５μｍ以下であり、より好ましくは１０μｍ以上、５０μｍ以下である。５μｍ以上とすることで、樹脂層が半田層を確実に被覆でき、端子１８１と１６２同士、端子１６１と１４２同士、端子１４１と１２２同士、端子１２１と１０１同士を、樹脂層のフラックス活性により、容易に接続させることができる。また、１００μｍ以下とすることで、端子１８１と１６２同士、端子１６１と１４２同士、端子１４１と１２２同士、端子１２１と１０１同士を、容易に接続させることができる。さらには、１００μｍ以下とすることで、樹脂層の硬化収縮による基材１８や、半導体チップ１６，１４，１２、及び１０の反りを、抑制することができる。
【００３９】
ここで、樹脂層１７、１５、１３、及び１１について説明する。樹脂層１７、１５、１３、及び１１は、それぞれ基材１８と半導体チップ１６の間，半導体チップ１６と１４の間、半導体チップ１４と１２の間、半導体チップ１２と１０の間の、隙間を埋めるための層である。
樹脂層１７、１５、１３、及び１１は、それぞれ熱硬化性樹脂を含む。また、フラックス活性化合物を含むことが好ましい。
樹脂層の接着のみに使用される温度では、半田は溶融しない。その後、半田が溶融する温度で行われ半田接合では、半硬化の樹脂の硬化も更に進む。接着の時の樹脂の半硬化の程度は、任意に選択できる。接着工程や半田接合工程の温度や時間をコントロールして好適な条件を採用すればよい。
熱硬化性樹脂は、例えば、エポキシ樹脂、オキセタン樹脂、フェノール樹脂、（メタ）アクリレート樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ジアリルフタレート樹脂、及びマレイミド樹脂等を用いることができる。これらは、単独使用、または２種以上を混合して用いることができる。
中でも、硬化性と保存性、硬化物の耐熱性、耐湿性、耐薬品性に優れるエポキシ樹脂が好適に用いられる。樹脂層１７、１５、１３、及び１１における熱硬化性樹脂の含有量は必要に応じて任意に選択できる。一例を挙げれば、３０重量％以上７０重量％以下が好ましい。その他の好ましい範囲の例としては、１０重量％以上１００重量％以下でも良く、２０重量％以上１００重量％以下でも良く、３０重量％以上１００重％以下でも良く、５０重量％以上１００重量％以下でも良く、７０重量％以上１００重％以下でも良い。
【００４０】
樹脂層１７、１５、１３、及び１１に、フラックス活性化合物を含んでいると、半田接合の際に、半田層や端子の表面の酸化被膜を除去する作用を、樹脂層が有する場合もある。樹脂層１７、１５、１３、及び１１が、フラックス作用を有することにより、半田や端子の表面を覆っている酸化被膜が除去されるので、接続信頼性に優れた半田接合を行うことができる。樹脂層１７、１５、１３、及び１１がフラックス作用を有するためには、樹脂層１７、１５、１３、及び１１が、フラックス活性化合物を含有する必要がある。樹脂層１７、１５、１３、及び１１に含有されるフラックス活性化合物としては、半田接合に用いられるものであれば、特に制限されない。カルボキシル基又はフェノール水酸基のいずれか、あるいは、カルボキシル基及びフェノール水酸基の両方を備える化合物が好ましい。単独でも、複数を組み合わせて用いても良い。
【００４１】
樹脂層１７、１５、１３、及び１１中のフラックス活性化合物の配合量は任意で選択できるが、１〜３０重量％が好ましく、２〜２５重量％がより好ましく、３〜２０重量％が特に好ましい。
【００４２】
カルボキシル基を備えるフラックス活性化合物としては、脂肪族酸無水物、脂環式酸無水物、芳香族酸無水物、脂肪族カルボン酸、及び芳香族カルボン酸等が挙げられる。
【００４３】
カルボキシル基を備えるフラックス活性化合物である、脂肪族酸無水物としては、無水コハク酸、ポリアジピン酸無水物、ポリアゼライン酸無水物、ポリセバシン酸無水物等が挙げられる。
【００４４】
カルボキシル基を備えるフラックス活性化合物である、脂環式酸無水物としては、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、無水メチルハイミック酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、トリアルキルテトラヒドロ無水フタル酸、及び、メチルシクロヘキセンジカルボン酸無水物等が挙げられる。
【００４５】
カルボキシル基を備えるフラックス活性化合物である、芳香族酸無水物としては、無水フタル酸、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸無水物、エチレングリコールビストリメリテート、グリセロールトリストリメリテート等が挙げられる。
【００４６】
カルボキシル基を備えるフラックス活性化合物である、脂肪族カルボン酸としては、下記一般式（Ｉ）で示される化合物や、蟻酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、ピバル酸カプロン酸、カプリル酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、オレイン酸、フマル酸、マレイン酸、シュウ酸、マロン酸、及び琥珀酸等が挙げられる。
ＨＯＯＣ−（ＣＨ2）n−ＣＯＯＨ      （Ｉ）
（式（Ｉ）中、ｎは、０以上２０以下の整数を表す。）
【００４７】
カルボキシル基を備えるフラックス活性化合物である、芳香族カルボン酸としては、安息香酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ヘミメリット酸、トリメリット酸、トリメシン酸、メロファン酸、プレーニト酸、ピロメリット酸、メリット酸、トリイル酸、キシリル酸、ヘメリト酸、メシチレン酸、プレーニチル酸、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）、１，４−ジヒドロキシ−２−ナフトエ酸、３，５−ジヒドロキシ−２−ナフトエ酸等のナフトエ酸誘導体、フェノールフタリン、ジフェノール酸等が挙げられる。
【００４８】
これらのカルボキシル基を備えるフラックス活性化合物のうち、フラックス活性化合物が有する活性度、樹脂層の硬化時におけるアウトガスの発生量、及び硬化後の樹脂層の弾性率やガラス転移温度等のバランスが良い点で、前記一般式（Ｉ）で示される化合物が好ましい。そして、前記一般式（Ｉ）で示される化合物のうち、式（Ｉ）中のｎが３〜１０である化合物が、硬化後の樹脂層における弾性率が増加するのを抑制することができるとともに、接着性を向上させることができる点で、特に好ましい。
【００４９】
前記一般式（Ｉ）で示される化合物のうち、式（Ｉ）中のｎが３〜１０である化合物としては、例えば、ｎ＝３のグルタル酸（ＨＯＯＣ−（ＣＨ2）3−ＣＯＯＨ）、ｎ＝４のアジピン酸（ＨＯＯＣ−（ＣＨ2）4−ＣＯＯＨ）、ｎ＝５のピメリン酸（ＨＯＯＣ−（ＣＨ2）5−ＣＯＯＨ）、ｎ＝８のセバシン酸（ＨＯＯＣ−（ＣＨ2）8−ＣＯＯＨ）及びｎ＝１０のＨＯＯＣ−（ＣＨ2）10−ＣＯＯＨ等が挙げられる。
【００５０】
フェノール性水酸基を備えるフラックス活性化合物としては、フェノール類が挙げられる。具体的には、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−ターシャリブチルフェノール、カテコール、ｐ−ターシャリアミルフェノール、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Ａ、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等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ノボラック樹脂等が挙げられる。
【００５１】
上述したようなカルボキシル基又はフェノール水酸基のいずれか、あるいは、カルボキシル基及びフェノール水酸基の両方を備える化合物は、エポキシ樹脂のような熱硬化性樹脂との反応で三次元的に取り込まれる。
【００５２】
そのため、硬化後のエポキシ樹脂の三次元的なネットワークの形成を向上させるという観点から、フラックス活性化合物としては、フラックス作用を有し且つエポキシ樹脂の硬化剤として作用する、フラックス活性硬化剤が好ましい。フラックス活性硬化剤としては、例えば、１分子中に、エポキシ樹脂に付加することができる２つ以上のフェノール性水酸基と、フラックス作用（還元作用）を示す芳香族に直接結合した１つ以上のカルボキシル基とを備える化合物が挙げられる。このようなフラックス活性硬化剤としては、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、３，４−ジヒドロキシ安息香酸、没食子酸（３，４，５−トリヒドロキシ安息香酸）等の安息香酸誘導体；１，４−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、３，７−ジヒドロキシ−２−ナフトエ酸等のナフトエ酸誘導体；フェノールフタリン；及びジフェノール酸等が挙げられる。これらは１種単独又は２種以上を組み合わせでもよい。
なかでも、端子間の接合を良好なものとするためには、フェノールフタリンを使用することが特に好ましい。
【００５３】
また、樹脂層中、フラックス活性硬化剤の配合量は、１〜３０重量％が好ましく、３〜２０重量％が特に好ましい。樹脂層中のフラックス活性硬化剤の配合量が、上記範囲であることにより、樹脂層のフラックス活性を向上させることができるとともに、樹脂層中に、熱硬化性樹脂と未反応のフラックス活性硬化剤が残存するのが防止される。
また、樹脂層は、無機充填材を含んでいてもよい。樹脂層中に無機充填材を含有させることで、樹脂層の最低溶融粘度を高め、端子間に隙間が形成されてしまうことを抑制できる。ここで、無機充填材としては、シリカや、アルミナ等があげられる。
【００５４】
（封止工程）
次に、封止材を用いて、構造体３の封止を行う。封止の方法は任意で選択でき、例えば、ポッティング、トランスファー成形、及び圧縮成形のいずれであってもよい。
その後、構造体３ごとに切断することにより、構造体３が複数設けられた場合には、図３（Ｂ）に示すような半導体装置１を複数得ることができる。なお、図３（Ｂ）において、符号１９は、封止材を示し、符号１８Ａはダイシングされた基材１８を示す。また半導体装置１中の構造体は任意に選択できる。半導体装置１が複数の構造体３を有する場合には、半導体装置１の単位ごとに切断すればよい。なお、切断には、ダイシングブレード、レーザ、ルーター等を使用することができる。
【００５５】
以上のような本実施形態によれば、以下の効果を奏することができる。
本実施形態では、基材１８上に樹脂層１７および半導体チップ１６をこの順に積層した後、加熱して、半硬化状態の樹脂層１７を介して基材１８および半導体チップ１６を接着し、半導体チップ１６上に、樹脂層１５、半導体チップ１４をこの順に積層した後、加熱して、半硬化状態の樹脂層１５を介して半導体チップ１６および半導体チップ１４を接着し、半導体チップ１４上に、樹脂層１３、半導体チップ１２をこの順に積層した後、加熱して、半硬化状態の樹脂層１３を介して半導体チップ１４および半導体チップ１２を接着する工程を行なう。この後、一対の挟圧部材４３、４４を用意し、一方の挟圧部材４４の上方に基材１８、樹脂層１７、半導体チップ１６、樹脂層１５、半導体チップ１４、樹脂層１３、及び半導体チップ１２の積層体を載置した後、半導体チップ１２上に樹脂層１１を介して半導体チップ１０を設置して積層体２を構成するとともに、他方の挟圧部材４３と一方の挟圧部材４４とで積層体２を挟圧し、加熱して半田接合を行う。このため、従来に比べて、基材１８、各半導体チップ１６，１４，１２，１０にかかる熱ダメージを低減させることができる。したがって、半導体装置１の信頼性を向上させることができる。
【００５６】
また、基材１８上に樹脂層１７および半導体チップ１６をこの順に積層した後、加熱して、半硬化状態の樹脂層１７を介して基材１８および半導体チップ１６を接着し、半導体チップ１６上に、樹脂層１５、半導体チップ１４をこの順に積層した後、加熱して、半硬化状態の樹脂層１５を介して半導体チップ１６および半導体チップ１４を接着し、半導体チップ１４上に、樹脂層１３、半導体チップ１２をこの順に積層した後、加熱して、半硬化状態の樹脂層１３を介して半導体チップ１４および半導体チップ１２を接着する工程を行なう。この後、一対の挟圧部材４３、４４を用意し、一方の挟圧部材４４の上方に基材１８、樹脂層１７、半導体チップ１６、樹脂層１５、半導体チップ１４、樹脂層１３、及び半導体チップ１２の積層体を載置した後、半導体チップ１２上に樹脂層１１を介して半導体チップ１０を設置して積層体２を構成するとともに、他方の挟圧部材４３と一方の挟圧部材４４とで積層体２全体を挟圧し、加熱して、端子１８１と１６２同士、端子１６１と１４２同士、端子１４１と１２２同士、端子１２１と１０１同士間の半田接合を同時に行っている。そのため、半導体部品同士ごとに半田接合を逐次行いながら、複数の半導体部品を積層する場合に比べ、半田接合時の生産性を向上させることができる。
なお、本実施形態では、積層体２を得る際に、基材１８上に、樹脂層付き半導体チップを積層するごとに、加熱している。この際の加熱は、樹脂層により基材と半導体チップ同士、半導体チップ同士を接着するための加熱である。したがって、加熱時間は比較的短く、加熱温度も低くてすむ。よって、積層体２を得る工程を実施しても、従来の製造方法に比べ、生産性を向上させることができる。
【００５７】
さらに、本実施形態では、積層体２を挟圧して、半田接合している。
従来は、半導体チップを積層するごとに、挟圧し、半田接合していた。そのため、下層の半導体チップは、複数回、半田接合に必要な挟圧をされることとなり、ダメージをうけやすかった。
これに対し、本実施形態では、一対の挟圧部材を用意し、一方の挟圧部材の上方に基材１８、樹脂層１７、半導体チップ１６、樹脂層１５、半導体チップ１４、樹脂層１３、及び半導体チップ１２をこの順に積層した後、半導体チップ１２上に樹脂層１１を介して半導体チップ１０を設置して積層体２を構成するとともに、前記一方の挟圧部材と他方の挟圧部材とで、積層体２全体を挟圧し、加熱して、半田接合を行っている。よって半田接合時に複数回挟圧されることが防止でき、基材１８、半導体チップ１６，１４，１２、及び１０へのダメージが低減される。
【００５８】
さらに、本実施形態では、積層体２の端子１８１と１６２同士、端子１６１と１４２同士、端子１４１と１２２同士、端子１２１と１０１同士を、半田接合し構造体３とした後に、構造体３を流体により加圧し、加熱して、樹脂層１７，１５，１３、及び１１を硬化している。構造体３が流体で加圧されることで、構造体３の樹脂層１７，１５，１３、及び１１でボイドが発生してしまうことを防止できる。また、構造体３が流体で加圧されることで、構造体３の樹脂層１７，１５，１３、及び１１中にあるボイドが加圧されて小さくなる。以上のことから、ボイドにより端子同士が位置ずれしてしまうことを防止できる。また、樹脂層１７，１５，１３、及び１１がボイドにより押し出されてしまい、装置６が汚れてしまうことが防止できる。
【００５９】
積層体２を用意する工程において、樹脂層付きの半導体チップを積層する際に、大気圧下で実施すると、例えば、樹脂層１７と半導体チップ１６との界面に気体が入り、樹脂層１７中にボイドが形成される場合がある。しかしながら、前述したように、積層体を硬化する際に、加圧により、ボイドを小さくすることができるので、積層体２を用意する工程を真空下等で実施する必要がなく、大気圧下で実施できる。よって、半導体装置１の製造効率を高めることができるとともに、製造コストの低減を図ることができる。
【００６０】
また、本実施形態では、積層体２を用意する工程で、基材１８及び半導体チップ１６を、半硬化の状態の樹脂層１７を介して接着している。同様に、半導体チップ１６及び１４を、半硬化の状態の樹脂層１５を介して接着し、半導体チップ１４及び１２を半硬化の状態の樹脂層１３を介して接着している。このように、半導体チップ同士が接着されているため、積層体２において、半導体チップ同士に位置ずれが発生することを防止できる。
なお、半導体チップ１２，１０を半硬化の状態の樹脂層１１を介して接着する際、および半導体チップ１４，１２を半硬化の状態の樹脂層１３を介して接着する際には、基材１８、半導体チップ１６，１４，及び１２に複数回、熱がかかる。しかし、半硬化状態の樹脂層により半導体チップ同士を接着するための加熱であるため、加熱温度も比較的低く設定でき、また、たとえ加熱温度を高くしても加熱時間が比較的短くてすむ。したがって、基材１８、半導体チップ１６，１４，１２への熱の影響は非常に少ないと考えられる。
【００６１】
さらに、本実施形態では、積層体２を構成する前段で、半導体チップ１６に樹脂層１７を設けている。同様に、半導体チップ１４に樹脂層１５を設け、半導体チップ１２に樹脂層１３を設けている。半導体チップ１６、１４，及び１２はいずれもＴＳＶ構造であり、非常に厚みが薄いが、樹脂層１７，１５，及び１３をそれぞれ設けることで、半導体チップ１６、１４，１２の反り発生を防止し、取り扱い性に優れたものとすることができる。
【００６２】
また、本実施形態では、非常に厚みが薄いＴＳＶ構造の半導体チップを基材１８上に積層していく。このため、従来の非常に厚みが薄いＴＳＶ構造の半導体チップ同士を積層する場合に比べ、取り扱い性に優れたものとすることができる。
【００６３】
また、本実施形態では、基材１８に複数の積層体２を半田接合させた後、封止を行い、その後、切断している。これにより、半導体装置１の生産性を向上させることができる。
【００６４】
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれる。
【００６５】
さらに、前記実施形態では、積層体２を構成すると同時に、半田接合を実施し、その後硬化している。しかしながら、硬化工程で樹脂層１７，１５，１３、及び１１が完全に硬化していなくても良い。例えば、封止を行なう際に、樹脂層１７，１５，１３、及び１１を完全に硬化させてもよい。
【００６６】
さらに、前記実施形態では、樹脂層１７を半導体チップ１６側に設け、樹脂層１７付きの半導体チップ１６を基材１８上に積層していた。しかし、これに限られるものではない。例えば、図６Ａや６Ｂに示すように、半導体チップ１６および基材１８それぞれに樹脂層１７Ａ，１７Ｂを設け、樹脂層１７Ａ、１７Ｂを結合させることにより、樹脂層１７を構成してもよい。なお図６Ａと６Ｂにおいては、半田層の量に違いがある。半田層の量は任意で選択できる。
また、樹脂層１７を基材１８側に設け、樹脂層１５を半導体チップ１６側に設け、樹脂層１３を半導体チップ１４に設け、樹脂層１１を半導体チップ１２側に設けてもよい。
図９（Ａ）〜図９（Ｆ）に示されるように、本発明では端子同士の半田接合が可能な限り、半田層の位置は任意で選択できる。すなわち、基材には半田層を設けず端子のみを設け、さらに、以下のような樹脂層付きの半導体チップを用いても良い。具体的には、樹脂層付きの半導体チップの基材側の面の端子上であって樹脂層の中に埋もれた半田層を有する、樹脂層付きの半導体チップを用いても良い。このとき、最上層となる樹脂層付きの半導体チップも半導体層を有する。図９（Ａ）〜図９（Ｃ）は、半田層の位置が異なる以外は、図１（Ａ）〜図１（Ｃ）と同じである。図１（Ａ）〜図１（Ｃ）までの工程、または図９（Ａ）〜図９（Ｃ）までの工程を複数繰りかえせば、図９（Ｅ）に示されるように、複数の構造体を一つの基材上に形成できる。これを必要に応じて、封止及び切断することで、半導体装置を好ましく得ることが出来る。
さらに、前記各実施形態では、半導体チップ１０についても、ＴＳＶ構造を有するものとしてもよい。
【００６７】
また、前記各実施形態では、半導体チップを４つ積層有する半導体装置１を製造した例を説明した。しかし本発明は、これに限られるものではない。半導体チップは、すくなくとも２つ以上、好ましくは３以上あればよい。半導体チップと樹脂層の積層数の上限は製造可能な限り、特に制限されない。例えば２〜１０や、２〜３０などであってもよい。複数の樹脂層と複数の半導体部品とが交互に積層された構造であればよい。また一つの基材に形成される積層体の数にも制限は無い。例えば１〜４個や、１〜６４個や、１〜２５６個などであってもよい。
例えば、前記積層体は、基材上に少なくとも第一樹脂層、第一半導体部品、第二樹脂層、第二半導体部品が積層され、必要に応じて、第三樹脂層、第三半導体部品や、それ以上の数の樹脂層と半導体部品を積層することで得られる。そして、樹脂層を介して対向する各一対の半導体部品及び／または基材と半導体部品が、基材と半導体部品同士、及び、前記半導体部品同士を、電気的に接続するための接続用端子を基材がそれぞれ備え、対向する前記接続用端子のうち、少なくとも一方の接続用端子が半田層を有する積層体であればよい。
さらに、前記各実施形態では、端子１８１，１６１，１４１、及び１２１が、半田層１８１Ａ，１６１Ａ，１４１Ａ、及び１２１Ａを有していた。しかしこれに限られず、端子１６２，１４２，１２２、及び１０１が表面に半田層を有するものであってもよい。また、端子１８１，１６１，１４１、１２１、及び、端子１６２，１４２，１２２、１０１のすべてが、表面に半田層を有していてもよい。向かい合う端子が半田接合できれば、半田層は片方であっても両方にあっても良い。これらの半田層を溶融させて、基材１８、半導体チップ１６，１４，１２，１０との間の半田接合が行えられればよい。
【００６８】
さらに、実施形態では、挟圧部材４３に、樹脂層１１付き半導体チップ１０を取り付けた。しかしながらこれに限られず、挟圧部材４３に樹脂層１１付き半導体チップ１０を取り付けなくてもよい。例えば、半硬化状態の樹脂層１７を用意し、これを介して、基材１８と半導体チップ１６とを接着し、さらに、半硬化状態の樹脂層１５を介して半導体チップ１６と半導体チップ１４とを接着し、さらに、半硬化状態の樹脂層１３を介して半導体チップ１４と半導体チップ１２とを接着し、次に、挟圧部材４４上に、基材１８、樹脂層１７、半導体チップ１６、樹脂層１５、半導体チップ１４、樹脂層１３、半導体チップ１２から構成される積層体を載せ、その後、この積層体上に樹脂層１１付き半導体チップ１０を単に載置して、積層体２を構成しても良い。積層体２において、半導体チップ１０は、熱や圧力をかけていないので、樹脂層１１を介して半導体チップ１２に接着していない状態となっている。その後、積層体２を挟圧部材４４，４３で挟圧し、さらに、加熱して、半田接合を行う。このような半田接合は、フリップチップボンダーを使用して実施することができる。
【００６９】
さらに、樹脂層付き半導体チップ同士を接着して予め積層体を複数作成しておき、これを使用して、積層体を形成しても良い。
例えば、樹脂層１１付き半導体チップ１０と、樹脂層１３付き半導体チップ１２とを樹脂層１１で接着させた第一の積層体（２層構造）を構成し、さらに、基材１８と樹脂層１７付き半導体チップ１６と半導体チップ１６と樹脂層１５付き半導体チップ１４を樹脂層１７と１５で接着させた第二の積層体（２層構造）を構成し、第一の積層体を挟圧部材４３にとりつけ、第二の積層体を挟圧部材４４に設置してもよい。あるいは、３層構造の上部積層体と１層構造の下部積層体を用意してもよい。または１層構造の上部積層体と３層構造の下部積層体を用意してもよい（その場合、図４Bに示されるような積層が行なわれる）。この場合、前記工程（Ａ）と、半田層が溶融する温度以下で加熱及び加圧し、ｎ個の半導体部品とｎ個の樹脂層が交互に順に積層した、積層体を得る工程と、  前記積層体を、半田層が溶融する温度以下で加熱及び加圧する半田接合工程を含む、半導体装置の製造方法を提供される。すなわち、半田接合工程の前に、半田接合されていない積層体が得られていれば良い。すなわち、ｎ個の半導体部品とｎ個の樹脂層を用いて、一組の半導体部品との樹脂層からなる積層、及び／びまたは、複数の組の、例えば２組や３組や４組の半導体部品との樹脂層からなる積層を、任意の数だけ形成して、任意で選択できる順番で、基材上に積層してゆけばよい。
【００７０】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
（第二の実施形態）
図４（Ａ）〜図４（Ｃ）、及び図５には、本発明の好ましい実施形態の、４層の半導体部品が積層された半導体装置の製造方法が示されている。
図１４（Ａ）〜図１４（Ｃ）には、本発明の好ましい実施形態の、３層の半導体部品を含む半導体装置の製造方法が示されている。
図４（Ａ）〜図４（Ｃ）から、樹脂層１７と半導体部品１６を設ける工程を省略し、樹脂層１５を第一樹脂層として基材１８の上に直接設け、順次後続の工程を行えば、図１４（Ａ）〜図１４（Ｃ）に示される３層の半導体部品を含む半導体装置を製造できる。  図４（Ａ）〜図４（Ｃ）から、樹脂層１７及び１５及び半導体部品１６及び１４を設ける工程を省略し、樹脂層１３を第一樹脂層として基材１８の上に直接設け、順次後続の工程を行なえば、２層の半導体部品を含む半導体装置を製造できる。
はじめに、本実施形態の半導体装置１の製造方法の概要について説明する。
本実施形態の半導体装置１の製造方法は、第一半導体部品１６、第二半導体部品１４、第三半導体部品１２、第四半導体部品１０、基材１８、および第一樹脂層１７、第二樹脂層１５、第三樹脂層１３、第四樹脂層１１の部材を用意する工程と、基材１８上に積層体２を得る積層工程と、積層工程を繰り返すことにより基材１８上に複数の積層体２を得る工程と、接合工程とを含む。
図４（Ａ）に示すように、部材を用意する工程では、一方の面側に半導体チップ（第三半導体部品）１２と接続するための接続用端子を有する半導体チップ（第四半導体部品）１０、一方の面側に半導体チップ（第二半導体部品）１４と接続するための接続用端子を有し、他方の面側には半導体チップ（第四半導体部品）１０と接続するための接続用端子を有する半導体チップ（第三半導体部品）１２、一方の面側に半導体チップ（第一半導体部品）１６と接続するための接続用端子を有し、他方の面側には半導体チップ（第三半導体部品）１２と接続するための接続用端子を有する半導体チップ（第二半導体部品）１４、一方の面側に基材１８と接続するための接続用端子を有し、他方の面側には半導体チップ（第二半導体部品）１４と接続するための接続用端子を有する半導体チップ（第一半導体部品）１６、一方の面側に半導体チップ（第一半導体部品）１６と接続するための接続用端子を複数有する基材１８、および樹脂層（第一樹脂層）１７、樹脂層（第二樹脂層）１５、樹脂層（第三樹脂層）１３、樹脂層（第四樹脂層）１１を用意する。
積層体２を得る積層工程では、基材１８上に、樹脂層１７および半導体チップ１６をこの順に積層した後、加熱して、半硬化状態の樹脂層１７を介して基材１８および半導体チップ１６を接着する工程、半導体チップ１６上に樹脂層１５および半導体チップ１４をこの順に積層した後、加熱して、半硬化状態の樹脂層１５を介して半導体チップ１６および半導体チップ１４を接着する工程、半導体チップ１４上に樹脂層１３および半導体チップ１２をこの順に積層した後、加熱して、半硬化状態の樹脂層１３を介して半導体チップ１４および半導体チップ１２を接着する工程、及び、半導体チップ１２上に樹脂層１１および半導体チップ１０をこの順に積層した後、加熱して、半硬化状態の樹脂層１１を介して半導体チップ１２および半導体チップ１０を接着する工程を行なう。この方法により、少なくとも半導体チップ１０、樹脂層１１、半導体チップ１２、樹脂層１３、半導体チップ１４、樹脂層１５、半導体チップ１６で構成され、樹脂層と半導体チップが交互に積層された、積層体２を得ることができる。
また、前記基材１８上に対して、上記積層工程を複数回繰り返すことにより、基材１８上に、複数の積層体２を得ることができる。
次に、半田接合工程では、一対の挟圧部材５２、５３を用意し、一方の挟圧部材５３の上に、基材１８上に積層された複数の積層体２を載置する。その後、他方の挟圧部材５２と一方の挟圧部材５３とで基材１８と複数の積層体２を挟圧し、加熱して、半田接合を行う。この接合とともに、流体により基材１８および複数の積層体２を加圧しながら、前記加熱により、樹脂層１１、樹脂層１３、樹脂層１５および樹脂層１７の硬化を進める。これにより、構造体を得る。
【００７１】
次に、図４（Ａ）〜図４（Ｃ）、及び図５、及び図２、図３（Ａ）〜３（Ｂ）を用いて、本実施形態の半導体装置１の製造方法について、詳細に説明する。
（部材を用意する工程）
はじめに、図４（Ａ）に示すように、半導体チップ１６と基材１８を用意する。本実施形態のこの工程で用意される材料は、上記第一の実施形態と同じ材料が使用され、好ましい例も同様に好ましい。よってその詳細な説明は省略する。
【００７２】
（積層体を得る工程）
次に、図４（Ａ）、４（Ｂ）に示すように、積層を行う。この工程は、本実施形態において、樹脂層１１付き半導体チップ１０を接着する工程が他の樹脂層付き半導体チップの接着方法と同じ方法で行われる点以外は、第一の実施形態の積層方法と同じである。すなわち、３組の樹脂層付き半導体チップが接着されるまでの方法は、第一の実施形態の方法と同じであり、例示や好ましい条件や例も第一の実施形態と同じである。よって３組の樹脂層付き半導体チップが接着されるまでの方法については簡単に説明し、詳細な説明は省略する。
まず最初に、基材１８上に樹脂層１７および半導体チップ１６をこの順に積層した後、一対の挟圧部材にて挟圧し、加熱して、半硬化状態の樹脂層１７を介して基材１８および半導体チップ１６を接着する。
次に、半導体チップ１６の端子１６１が設けられた面と、樹脂層１５とを対向させて、半導体チップ１６上に樹脂層１５を介して半導体チップ１４を積層する。  その後、基材１８、樹脂層１７、半導体チップ１６、樹脂層１５、半導体チップ１４を、一対の挟圧部材にて挟圧し、加熱して、半硬化の状態（Ｂステージ）の樹脂層１５を介して、半導体チップ１６および半導体チップ１４を接着する。
次に、半導体チップ１４の端子１４１が設けられた面と、樹脂層１３とを対向させて、半導体チップ１４上に樹脂層１３を介して半導体チップ１２を積層する。
その後、基材１８、樹脂層１７、半導体チップ１６、樹脂層１５、半導体チップ１４、樹脂層１３、半導体チップ１２を、一対の挟圧部材にて挟圧し、加熱して、半硬化の状態（Ｂステージ）の樹脂層１３を介して、半導体チップ１４および半導体チップ１２を接着する。このようにして、半田層が溶融する温度未満の加熱をその都度行うことにより、樹脂層付き半導体チップが３組接着された、積層体が得られる。
上記接着前には、必要に応じて、基材や、樹脂層を有する半導体チップに、前加熱処理を行ってもよい。
【００７３】
次に、半導体部品の最上部に配置される、樹脂層付き半導体チップが接着される。本実施形態では、最上部に配置される樹脂層付き半導体チップも、半田層が溶融する温度未満の加熱により、接着される。ここでも、上記接着前に、必要に応じて、基材や、樹脂層を有する半導体チップに、前加熱を行ってもよい。
このようにして、基材１８上に、上述した方法と同じ方法を行い、樹脂層１７、半導体チップ１６、樹脂層１５、半導体チップ１４、樹脂層１３、半導体チップ１２、樹脂層１１、半導体チップ１０で構成され、樹脂層と半導体部品が交互に積層された積層体２を得る。
具体的には、図４（Ｂ）に示すように、樹脂層付き半導体チップが３組接着された、積層体の半導体チップ１２の端子１２１が設けられた面と、樹脂層１１付き半導体チップ１０の樹脂層１１とを対向させて、半導体チップ１２上に樹脂層１１を介して半導体チップ１０を積層する。
このとき、半導体チップ１２に形成されたアライメントマークと半導体チップ１０に形成されたアライメントマークとを確認し位置あわせを行うことが好ましい。
位置あわせの後、基材１８、樹脂層１７、半導体チップ１６、樹脂層１５、半導体チップ１４、樹脂層１３、半導体チップ１２、樹脂層１１、半導体チップ１０を加熱して、半硬化の状態（Ｂステージ）の樹脂層１１を介して、半導体チップ１２および半導体チップ１０を接着する。このときこれより前の接着工程と同じように、ヒータが内蔵された一対の挟圧部材により基材１８、樹脂層１７、半導体チップ１６、樹脂層１５、半導体チップ１４、樹脂層１３、半導体チップ１２、樹脂層１１、及び半導体チップ１０を挟んで加熱する。加熱と共に、前記一対の挟圧部材にて挟圧し、荷重をかけることで、半導体チップ１２および半導体チップ１０を接着することができる。例えば、フリップチップボンダーを使用して、大気圧下、大気中で半導体チップ１２および半導体チップ１０を接着する。このときの加熱温度は、これより前の接着工程で好ましい温度や時間を同様に選択してよい。例えば、加熱温度は樹脂層１１の熱硬化性樹脂が完全硬化しなければ、特に限定されないが、熱硬化性樹脂の硬化温度未満であることが好ましい。
接着後の半導体チップ１２に対する半導体チップ１０の位置が正確であるかどうかは、例えば、Ｘ線顕微鏡や、赤外線顕微鏡を使用して確認することができる。
これにより、基材１８上に少なくとも樹脂層１７、半導体チップ１６、樹脂層１５、半導体チップ１４、樹脂層１３、半導体チップ１２、樹脂層１１、半導体チップ１０で構成され、樹脂層と半導体部品が交互に積層された積層体２を得ることができる（図４（Ｃ））。
【００７４】
このような方法を、基材１８に設けられた接続端子の数に応じて、上述の工程を繰り返すことができる。
すなわち、前記基材１８上に対して、上記積層工程を複数回繰り返すことにより、基材１８上に複数の積層体２を得ることができる。複数の積層体を形成する場合には、一つの積層体の形成を完了してから、次の積層体の形成を行う方法で、複数の積層体を形成してもよい。
あるいは、基材１８の上に、目的とする数の複数の積層体の数と同じだけ、第一樹脂層１７または半導体チップに接着された第一樹脂層１７を設け、これらの樹脂層または半導体チップのそれぞれに対して、同時にまたは順に接着工程を行なってもよい。後者の方法では、複数の積層体を短い時間で製造することができる。
なお、本工程では、半田層１２１Ａ、１４１Ａ、１６１Ａ、及び１８１Ａは溶融していない。端子１０１と１２１同士、１２２と１４１同士、端子１４２と１６１同士、端子１６２と１８１同士は、半田接合していない。また、端子１２２と半田層１４１Ａ同士は接触していてもよく、あるいは接触していなくても良い。また、端子１２２と半田層１４１Ａ間に樹脂層１３の樹脂が介在していてもよい。端子１４２と半田層１６１Ａ同士、端子１６２と半田層１８１Ａ同士においても、同様である。
【００７５】
（半田接合工程）
次に、端子間の半田接合を行う。以上の工程で得られた基板１８と基板１８上の積層体２を加熱して、端子１０１と１２１間、端子１２２と１４１間、端子１４２と１６１間、端子１６２と１８１間の半田接合を行う。図５には、本工程で使用できる装置５と、装置５から取り出される前の、半田接合工程後の積層体（構造体）が示される。
ここで、接合工程において、端子間が半田接合されるとは、以下のことをいう。基材１８と基材１８上に積層された積層体２が半田層１２１Ａ、１４１Ａ、１６１Ａ、及び１８１Ａの融点以上に加熱され、半導体チップ１０と１２間、半導体チップ１２と１４間、半導体チップ１４と１６間、半導体チップ１６と基板１８間のそれぞれの接合に使用される、各半田層１２１Ａ、１４１Ａ、１６１Ａ、１８１Ａが溶融するとともに、端子１０１と１２１同士、端子１２２と１４１同士、端子１４２と１６１同士、端子１６２と１８１同士が、半田層を介して接続
している状態を意味する。
【００７６】
半田接合に使用される装置は任意で選択できる。例えばここでは、例えば、図５に示した装置５を使用できる。この装置５は、流体が導入される容器５１と、この容器５１内に配置された一対の熱板（挟圧部材）５２、５３とを備える。
容器５１は、圧力容器であり、容器５１の材料としては、金属等があげられ、例えば、ステンレス、チタン、銅である。
熱板５２、５３は、内部にヒータを有するプレス板であり、熱板５３の上方に設置された、基材１８と基材１８上に積層された積層体２を、熱板５２、５３で挟圧する。熱板５３には、ピンが形成されている。このピンが板材（基材１８と積層体２を設置する設置部）５５を貫通している。この板材５５は、積層体２を挟圧する際に、ピン上を摺動して、熱板５２に接触する。
熱板５２の温度は、熱板５３の温度よりも高く設定されていることが好ましい。例えば、熱板５２の温度は、熱板５３よりも２０℃以上高いことが好ましい。より好ましくは５０℃以上２００℃以下高いことが好ましい。熱板５２が半田層１２１Ａ、１４１Ａ、１６１Ａ、１８１Ａの融点以上の温度であり、熱板５３は、半田層１２１Ａ、１４１Ａ、１６１Ａ、１８１Ａの融点未満となっていることが好ましい。温度は必要に応じて選択できるが、一例を挙げれば、熱板５３の温度は８０〜２２０℃が一般的であり、１２０〜１８０℃であることが好ましいく、熱板５２の温度は２００〜４００℃が一般的であり、２４０〜３２０℃であることが好ましい。
【００７７】
はじめに、予め、熱板５２、５３を所定の温度まで加熱しておく。板材５５を熱板５３から離間させておく。この板材５５上に基材１８と基材１８上に積層された積層体２を設置する。次に、配管５１１を介して容器５１内に流体を導入する。流体としては、気体が好ましく、例えば、空気、不活性ガス（窒素ガス、希ガス）等が挙げられる。
その後、基材１８と積層体２を流体で加圧した状態を維持しながら、板材５５をピン５４上で摺動させて、上に移動させて、熱板５２、板材５５で、基材１８と基材１８上に積層された積層体２を積層方向に沿って挟圧する。
基材１８と積層体２は、半田層１２１Ａ、１４１Ａ、１６１Ａ、１８１Ａの融点以上に加熱され、端子１０１と１２１間、端子１２２と１４１間、端子１４２と１６１間、端子１６２と１８１間で、半田接合が行われる。
熱板５２、５３で、基材１８と積層体２を挟圧することで、端子１０１と半田層１２１Ａ間（及び、端子１２２と半田層１４１Ａ間、端子１４２と半田層１６１Ａ間、端子１６２と半田層１８１Ａ間）に樹脂が挟まっていた場合でも、樹脂を排除して、端子１０１と半田層１２１Ａ同士（及び端子１２２と半田層１４１Ａ同士、端子１４２と半田層１６１Ａ同士、端子１６２と半田層１８１Ａ同士）を半田層を介して確実に接触させることができ、安定的に半田接合することができる。
【００７８】
流体により、基材１８と基材１８上に積層された積層体２を加圧する際の加圧力は、任意に選択できる。０．１ＭＰａ以上１０ＭＰａ以下が好ましく、より好ましくは０．３ＭＰａ以上７ＭＰａ以下であり、さらに好ましくは０．５以上５ＭＰａ以下である。流体により基材１８と積層体２を加圧することで、樹脂層１１、１３、１５、及び１７内のボイド発生を抑制するができる。とくに、０．１ＭＰａ以上とすることで、この効果が顕著となる。また、１０ＭＰａ以下とすることで、装置の大型化、複雑化を抑制できる。なお、流体で加圧するとは、積層体２の雰囲気の圧力を、大気圧より加圧力分だけ高くすることを指す。すなわち、加圧力１０ＭＰａとは、大気圧よりも、積層体２にかかる圧力が９ＭＰａ大きいことを示す。なお樹脂層の硬化はこの工程で完全に完了させても良いし、任意で行われる封止工程で硬化を完了させても良い。
【００７９】
ここでは、積層体２を、半田層１２１Ａ、１４１Ａ、１６１Ａ、１８１Ａの融点以上で加熱する。加熱温度は半田層の融点以上の温度を任意で選択できる。例えば、第一の実施形態で述べられた半田接合に使用できる温度を本実施形態でも使用できる。例えば、２４０℃〜３００℃で１秒から１０分程度加熱することができる。このような加熱により、半田層１２１Ａ、１４１Ａ、１６１Ａ、１８１Ａを溶融させて、半田接合を行うことができる。なお、半田層１２１Ａ、１４１Ａ、１６１Ａ、１８１Ａの融点が異なる場合には、最も融点の高い半田層の融点以上に基材１８とその上の積層体２を加熱すればよい。
その後、熱板５２、板材５５を離間させて、さらに、流体を容器５１から排出する。
前記排出により、流体による基材１８と積層体２への加圧を停止し、その後、基材１８と積層体２を、容器５１から取り出す。なおこの工程において、樹脂層は完全に硬化しても良いし、効果が完了していなくても良い。
このようにして、基材１８上には、１つ又は複数の積層体２が設置され、かつ、基材１８と積層体２の端子が半田接合された結果、構造体３が得られる（図３（Ａ）参照）。
【００８０】
なお半田接合工程において、樹脂層１１、１３、１５、１７が完全に硬化していない場合には、図２に示す装置６を使用して、樹脂層１１、１３、１５、１７の硬化を進めてもよい。装置６については、第一の実施形態で説明したのでその説明を省略する。好ましい条件も、第一の実施形態での好ましい条件を同様に使用できる。
以上のようにして、半導体チップ１０と１２同士、半導体チップ１２と１４同士、半導体チップ１４と１６同士、半導体チップ１６と基材１８同士が半田接合された、構造体３を得る（図３（Ａ））。第一の実施形態の構造体３や各層や積層体においての好ましい条件等は、特に断りの無い限り、本実施形態でも同様に使用することができる。よってその説明を省略する。
【００８１】
（封止工程）
次に、封止材を用いて、構造体３の封止を行い、封止後は構造体３ごとに切断して、図３（Ｂ）に示す半導体装置１を得ることができる。
封止や切断の方法は、第一の実施形態に述べた条件や例と同様に行う事ができる。よってその説明を省略する。
【００８２】
以上のような本実施形態によれば、以下の効果を奏することができる。
本実施形態では、基材１８上に樹脂層１７および半導体チップ１６をこの順に積層した後、加熱して、半硬化状態の樹脂層１７を介して基材１８および半導体チップ１６を接着し、半導体チップ１６上に、樹脂層１５、半導体チップ１４をこの順に積層した後、加熱して、半硬化状態の樹脂層１５を介して半導体チップ１６および半導体チップ１４を接着し、半導体チップ１４上に、樹脂層１３、半導体チップ１２をこの順に積層した後、加熱して、半硬化状態の樹脂層１３を介して半導体チップ１４および半導体チップ１２を接着し、半導体チップ１２上に、樹脂層１１、半導体チップ１０をこの順に積層した後、加熱して、半硬化状態の樹脂層１１を介して半導体チップ１２および半導体チップ１０を接着することにより、基板１８上に少なくとも樹脂層１７、半導体チップ１６、樹脂層１５、半導体チップ１４、樹脂層１３、半導体チップ１２、樹脂層１１、半導体チップ１０で構成され、樹脂層と半導体チップが交互に積層された積層体を得る。こののち、一対の挟圧部材５２、５３を用意し、一方の挟圧部材５３の上方に基材１８、樹脂層１７、半導体チップ１６、樹脂層１５、半導体チップ１４、樹脂層１３、半導体チップ１２、樹脂層１１、半導体チップ１０で構成される積層体２を載置した後、他方の挟圧部材である板材５５と一方の挟圧部材である熱板５２とで基材１８と基材１８上に積層された積層体２を挟圧し、加熱して半田接合を行う。このため、従来に比べて、基材１８、各半導体チップ１６、１４、１２、１０にかかる熱ダメージを低減させることができる。したがって、半導体装置１の信頼性を向上させることができる。
【００８３】
また、基材１８上に樹脂層１７および半導体チップ１６をこの順に積層した後、加熱して、半硬化状態の樹脂層１７を介して基材１８および半導体チップ１６を接着し、半導体チップ１６上に、樹脂層１５、半導体チップ１４をこの順に積層した後、加熱して、半硬化状態の樹脂層１５を介して半導体チップ１６および半導体チップ１４を接着し、半導体チップ１４上に、樹脂層１３、半導体チップ１２をこの順に積層した後、加熱して、半硬化状態の樹脂層１３を介して半導体チップ１４および半導体チップ１２を接着し、半導体チップ１２上に、樹脂層１１、半導体チップ１０をこの順に積層した後、加熱して、半硬化状態の樹脂層１１を介して半導体チップ１２および半導体チップ１０を接着する。このことにより、基板１８上に少なくとも樹脂層１７、半導体チップ１６、樹脂層１５、半導体チップ１４、樹脂層１３、半導体チップ１２、樹脂層１１、及び半導体チップ１０で構成され、樹脂層と半導体チップが交互に積層された積層体を得る。こののち、一対の挟圧部材５２、５３を用意し、一方の挟圧部材５３の上方に基材１８、樹脂層１７、半導体チップ１６、樹脂層１５、半導体チップ１４、樹脂層１３、半導体チップ１２、樹脂層１１、半導体チップ１０で構成される積層体２を載置した後、他方の挟圧部材である板材５５と一方の挟圧部材である熱板５２とで基材１８と基材１８上に積層された積層体２を挟圧し、加熱して、端子１８１と１６２同士、端子１６１と１４２同士、端子１４１と１２２同士、端子１２１と１０１同士間の半田接合を同時に行っている。そのため、半導体部品同士ごとに半田接合を逐次行いながら、複数の半導体部品を積層する場合に比べ、半田接合時の生産性を向上させることができる。
なお、本実施形態では、積層体２を得る際に、基材１８上に、樹脂層付き半導体チップを積層するごとに、加熱している。この際の加熱は、樹脂層により基材と半導体チップ同士、半導体チップ同士を接着するための加熱である。したがって、加熱時間は比較的短く、加熱温度も低くてすむ。よって、積層体２を得る工程を実施しても、従来の製造方法に比べ、生産性を向上させることができる。
【００８４】
さらに、本実施形態では、積層体２を挟圧して、半田接合している。
従来は、半導体チップを積層するごとに、挟圧し、半田接合していた。そのため、下層の半導体チップは、複数回、挟圧されることとなり、ダメージをうけやすかった。
これに対し、本実施形態では、一対の挟圧部材を用意し、一方の挟圧部材の上方に基材１８、樹脂層１７、半導体チップ１６、樹脂層１５、半導体チップ１４、樹脂層１３、半導体チップ１２、樹脂層１１、及び半導体チップ１０を積層し、一方の挟圧部材と他方の挟圧部材とで、基材１８と、基材１８上の積層体２全体を挟圧し、加熱して、半田接合を行なっている。よって半田接合時に複数回挟圧されることが防止され、基材１８、半導体チップ１６、１４、１２、及び１０へのダメージが低減される。
【００８５】
さらに、本実施形態では、積層体２の端子１８１と１６２同士、端子１６１と１４２同士、端子１４１と１２２同士、端子１２１と１０１同士を、半田接合し構造体３とした後に、構造体３を流体により加圧し、加熱して、樹脂層１７、１５、１３、及び１１を硬化している。構造体３が流体で加圧されることで、構造体３の樹脂層１７、１５、１３、及び１１でボイドが発生してしまうことを防止できる。また、構造体３が流体で加圧されることで、構造体３の樹脂層１７、１５、１３、及び１１中にあるボイドが加圧されて小さくなる。以上のことから、ボイドにより端子同士が位置ずれしてしまうことを防止できる。また、樹脂層１７、１５、１３、及び１１がボイドにより押し出されてしまい、装置６が汚れてしまうことが防止できる。
【００８６】
積層体２を用意する工程において、樹脂層付きの半導体チップを積層する際に、大気圧下で実施すると、例えば、樹脂層１７と半導体チップ１６との界面に気体が入り、樹脂層１７中にボイドが形成される場合がある。しかしながら、前述したように、積層体を硬化する際に、加圧により、ボイドを小さくすることができるので、積層体２を用意する工程を真空下等で実施する必要がなく、大気圧下で実施できる。よって、半導体装置１の製造効率を高めることができるとともに、製造コストの低減を図ることができる。
【００８７】
また、本実施形態では、積層体２を用意する工程で、基材１８及び半導体チップ１６を、半硬化の状態の樹脂層１７を介して接着している。同様に、半導体チップ１６及び１４を、半硬化の状態の樹脂層１５を介して接着し、半導体チップ１４及び１２を半硬化の状態の樹脂層１３を介して接着し、半導体チップ１２及び１０を半硬化の状態の樹脂層１１を介して接着している。このように、半導体チップ同士が接着されているため、積層体２において、半導体チップ同士に位置ずれは発生することを防止できる。
なお、半導体チップ１２、１０を半硬化の状態の樹脂層１１を介して接着する際、および半導体チップ１４、１２を半硬化の状態の樹脂層１３を介して接着する際には、基材１８、半導体チップ１６、１４、１２に複数回、熱がかかる。しかし、半硬化状態の樹脂層により半導体チップ同士を接着するための加熱であるため、加熱温度も比較的低く設定でき、また、たとえ加熱温度を高くしても加熱時間が比較的短くてすむ。したがって、基材１８、半導体チップ１６、１４、１２への熱の影響は非常に少ないと考えられる。
【００８８】
さらに、本実施形態では、積層体２を構成する前段で、半導体チップ１６に樹脂層１７を設けている。同様に、半導体チップ１４に樹脂層１５を設け、半導体チップ１２に樹脂層１３を設けている。半導体チップ１６、１４、及び１２はいずれもＴＳＶ構造であり、非常に厚みが薄いが、樹脂層１７、１５、及び１３をそれぞれ設けることで、半導体チップ１６、１４、及び１２の反り発生を防止し、取り扱い性に優れたものとすることができる。
【００８９】
また、本実施形態では、非常に厚みが薄いＴＳＶ構造の半導体チップを基材１８上に積層していく。このため、従来の非常に厚みが薄いＴＳＶ構造の半導体チップ同士を積層する場合に比べ、取り扱い性に優れたものとすることができる。
【００９０】
また、本実施形態では、基材１８に複数の積層体２を半田接合させた後、封止を行い、その後、切断している。これにより、半導体装置１の生産性を向上させることができる。
【００９１】
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれる。
【００９２】
さらに、前記実施形態では、基材１８上に積層体２を構成すると同時に、半田接合を実施し、その後硬化している。しかしながら、硬化工程で樹脂層１７、１５、１３、及び１１が完全に硬化していなくても良い。例えば、封止を行なう際に、樹脂層１７、１５、１３、及び１１を、完全に硬化させてもよい。
【００９３】
さらに、前記実施形態では、樹脂層１７を半導体チップ１６側に設け、樹脂層１７付きの半導体チップ１６を基材１８上に積層していた。しかし、これに限られるものではない。例えば、図６（Ａ）や６（Ｂ）に示すように、半導体チップ１６および基材１８それぞれに樹脂層１７Ａ、１７Ｂを設け、樹脂層１７Ａ、１７Ｂにより、樹脂層１７を構成してもよい。
また、樹脂層１７を基材１８側に設け、樹脂層１５を半導体チップ１６側に設け、樹脂層１３を半導体チップ１４に設け、樹脂層１１を半導体チップ１２側に設けてもよい。
本発明では端子同士の半田接合が可能な限り、半田層の位置は任意で選択できる。好ましい例や条件も、上述の例や条件を使用できる。
例えば、図１０（Ａ）から図１２（Ｆ）に示されるように、基材には半導体層を設けず端子のみを設け、さらに、以下のような樹脂層付きの半導体チップを用いても良い。具体的には、樹脂層付きの半導体チップの基材側の面の端子上であって樹脂層の中に埋もれた半田層を有する、樹脂層付きの半導体チップを用いても良い。このとき、最上層となる樹脂層付きの半導体チップ１０も半田層１０１Ａを有する。
図１０（Ａ）〜図１０（Ｄ）に示される方法は、半田層の位置が異なること以外は、図４（Ａ）〜４（Ｃ）、図５、及び図３（Ａ）や図３（Ｂ）に示される方法と、ほぼ同じである。
なお半田層の位置が異なること以外に、図１１（Ａ）〜図１１（Ｅ）、及び、図１２（Ａ）〜図１２（Ｆ）は、以下の点で、図４（Ａ）〜図４（Ｃ）に示されると異なる。
図１１（Ａ）〜図１１（Ｅ）に示される方法は、半導体層の位置が異なること以外に、複数の積層体がほぼ同時に製造されていく点で、図４（Ａ）〜４（Ｃ）、図５、及び図３（Ａ）や図３（Ｂ）に示される方法と異なる。なお図１１（Ｄ）の半導体接合工程では必要に応じて加圧を行ってもよい。図１１（Ａ）〜１１（Ｃ）では、基材上の複数の端子に対して複数の樹脂層付きの半導体チップが一つずつ順番に配置され、この工程が完了してから、前記半導体チップに対して樹脂層付きの半導体チップが一つずつ順番に配置され、これが繰りかえされる様子が示される。しかし、複数の樹脂層付きの半導体チップが一度に所定の基材または半導体チップ上に配置され、これが繰りかえされる方法を採用しても良い。
図１２（Ａ）〜図１２（Ｆ）に示される方法は、半田層の位置が異なること以外に、複数の積層体がほぼ同時に製造されていく点及び半田接合が積層体毎に行われる点で、図４（Ａ）〜４（Ｃ）、図５、及び図３（Ａ）や図３（Ｂ）に示される方法と異なる。図１１（Ａ）〜図１１（Ｅ）に示される方法とは、半田接合が積層体毎に行われる点で異なり、その他の点や条件では同様である。
さらに、前記実施形態では、半導体チップ１０についても、ＴＳＶ構造を有するものとしてもよい。
【００９４】
また、前記各実施形態では、半導体チップを４つ有する半導体装置１を製造した例を説明した。しかし本発明は、これに限られるものではない。半導体チップは、すくなくとも２つ以上、好ましくは３以上あればよい。半導体チップと樹脂層の数の上限は製造可能な限り、特に制限されない。複数の樹脂層と複数の半導体部品とが交互に積層された構造であればよい。
すなわち例えば、前記積層体は、基材上に少なくとも第一樹脂層、第一半導体部品、第二樹脂層、第二半導体部品、第三樹脂層、第三半導体部品を積層することで得られるものである。そして、樹脂層を介して対向する各一対の半導体部品及び／または基材と半導体部品が、基材と半導体部品同士、半導体部品同士を、電気的に接続するための接続用端子をそれぞれ備え、対向する前記接続用端子のうち、少なくとも一方の接続用端子が、半田層を有する積層体であればよい。
さらに、前記実施形態では、端子１８１、１６１、１４１、及び１２１が、半田層１８１Ａ、１６１Ａ、１４１Ａ、及び１２１Ａを有していた。しかし、これに限られず、端子１６２、１４２、１２２、及び１０１が、表面に半田層を有するものであってもよい。また、端子１８１、１６１、１４１、１２１、端子１６２、１４２、１２２、１０１のすべてが、表面に半田層を有していてもよい。向かい合う端子が半田接合できれば、半田層は片方であっても両方にあっても良い。これらの半田層を溶融させて、基材１８、半導体チップ１６、１４、１２、１０との間の半田接合が行えられればよい。
【００９５】
実施例
以下に、本発明の製造方法の具体例を示す。しかしながら本発明はこれら具体例に限定されるわけではない。
【００９６】
（実施例１）
１．樹脂フィルム（樹脂層）の作製
フェノールノボラック樹脂９ｇ（住友ベークライト製、型番：ＰＲ−５５６１７）と、液状ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂２６．８ｇ（大日本インキ化学工業製、型番：ＥＰＩＣＬＯＮ−８４０Ｓ）と、フェノールフタリン９ｇ（東京化成工業社製）と、ビスフェノールＡ型フェノキシ樹脂１４．８ｇ（東都化成社製、型番：ＹＰ−５０）と、２−フェニル−４−メチルイミダゾール０．１ｇ（四国化成工業社製、型番：２Ｐ４ＭＺ）と、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン０．５ｇ（信越化学工業社製、型番：ＫＢＭ−４０３）と、球状シリカフィラー４０ｇ（アドマテックス社製、型番：ＳＣ１０５０、平均粒径０．２５μｍ）を、メチルエチルケトンに溶解及び撹拌し、固形分濃度５０重量％の樹脂ワニスを得た。
この樹脂ワニスを、ポリエステルフィルム（東レ株式会社製、型番：ルミラー）に塗布し、１００℃／５ｍｉｎの条件で乾燥し、樹脂厚み２６μｍの樹脂フィルムを得た。
この樹脂フィルムの８０℃における溶融粘度は１，２００Ｐａ・ｓ、１５０℃における溶融粘度は２３０Ｐａ・ｓであった。
なお、この樹脂ワニスは１００℃５分乾燥した状態で、半硬化状態（ワニス液状→フィルム状）になっている。またこの樹脂ワニスは、時間にもよるが６０℃〜１８０℃で乾燥でき、得られたフィルムの硬化温度は、硬化時間にもよるが、１２０℃〜２５０℃の範囲である。
【００９７】
２．樹脂フィルム付きシリコンチップの作製
ダイシングフィルムが形成された８インチシリコンウエハーを準備した。このシリコンウエハーの厚みは１００μｍである。ウエハのダイシングフィルムが形成された面側には、φ４０μｍ、高さ１０μｍのボンディングパッドが複数形成されており、パッド表面にはＮｉ／Ａｕめっきが形成されている。
ダイシングフィルムが形成された面と反対側の面には、φ４０μｍ、高さ８μｍの、複数の銅バンプが突出して形成されており、その上に厚み６μｍのＳｎ−３．５Ａｇ半田層が形成されている。この半田層の溶融温度は２２１℃である。
また、前記銅バンプの露出していない部分は
シリコンウエハーの表裏を導通しており、ＴＳＶ（Ｔｈｒｏｕｇｈ  Ｓｉｌｉｃｏｎ  Ｖｉａ）構造が形成されている。なお前記ボンディングパッドと銅バンプは所定の組み合わせで接触している。
なお銅バンプの突出部分及びボンディングパッドは、本発明で述べた接続用端子として作用する。
【００９８】
真空ラミネーター（名機製作所製、型番：ＭＶＬＰ−５００／６００−２Ａ）を用い、９５℃／３０ｓｅｃ／０．８ＭＰａの条件で、銅バンプが突出して形成された面側の８インチシリコンウエハー上に、前記樹脂フィルムをラミネートした。
次に、ダイシング装置（（株）ディスコ製、型番：ＤＦＤ−６３４０）を用い、以下の条件で（ダイシングフィルム／シリコンウエハー／樹脂フィルム）積層体をダイシングし、サイズが６ｍｍ角、半田バンプ数１，０８９（バンプピッチ１８０μｍ、エリアアレイ配置）、複数の樹脂フィルム付きシリコンチップを得た。
【００９９】
＜ダイシング条件＞
ダイシング速度      ：２０ｍｍ／ｓｅｃ
スピンドル回転数    ：４０，０００ｒｐｍ
刃品番              ：ＺＨ０５−ＳＤ  ３５００−Ｎ１−５０  ＢＢ（（株）ディスコ製）
【０１００】
３．基板の準備
片側にφ４０μｍ、高さ１０μｍのパッドが４，３５６個形成された、シリコン基板ブロックを準備した。シリコン基板ブロックのパッド表面には、Ｎｉ／Ａｕめっきが形成されおり、そのサイズは２０ｍｍ角、厚みは０．４ｍｍである。シリコン基板ブロックには、シリコン基板の表裏を導通するＴＳＶ（Ｔｈｒｏｕｇｈ  Ｓｉｌｉｃｏｎ  Ｖｉａ）が形成されている。また、このシリコン基板ブロックは、サイズが１０ｍｍ角、パッド数１，０８９（パッドピッチ１８０μｍ、エリアアレイ配置）のシリコン基板４個の集合体である。
【０１０１】
４．積層体の作製
フリップチップボンダー（パナソニックファクトリーソリューションズ（株）製、型番：ＦＣＢ３）を用いて、以下のように、シリコンチップをシリコン基板ブロック上に積層した。
フリップチップボンダーの下側ステージ（一方の挟圧部材）を１００℃に設定し、その上にシリコン基板ブロックを搭載した。次に、１５０℃に設定したボンディングツール（他方の挟圧部材）に樹脂フィルム付きシリコンチップを吸着した。その後、フリップチップボンダーの上下カメラで、シリコン基板ブロックと樹脂フィルム付きシリコンチップを位置合せし、荷重５Ｎ／２ｓｅｃの条件で積層して、（シリコン基板ブロック／樹脂フィルム／シリコンチップ）積層体を得た。なお、シリコン基板ブロックは４個のシリコン基板を含む集合体であるが、これらのうち任意の１個の領域に、樹脂フィルム付きシリコンチップを搭載した。
次に、上記で得られた（シリコン基板ブロック／樹脂フィルム／シリコンチップ）積層体を一旦取り外し
その後、フリップチップボンダーの１００℃に設定した下側ステージに搭載した。１５０℃に設定したボンディングツールに、別の樹脂フィルム付きシリコンチップを吸着し、フリップチップボンダーの上下カメラで、上記積層体におけるシリコンチップと樹脂フィルム付きシリコンチップとを位置合わせし、荷重５Ｎ／２ｓｅｃの条件で積層した。その結果、２段積層タイプの（シリコン基板ブロック／樹脂フィルム／シリコンチップ／樹脂フィルム／シリコンチップ）積層体（積層体（Ｉ））を得た。
【０１０２】
５．積層体の半田接合
フリップチップボンダーを用いて、積層体（Ｉ）の各層の（半田バンプ／パッド）間の接合を行った。フリップチップボンダーの下側ステージを１００℃に設定し、積層体（Ｉ）を搭載した。１５０℃に設定したボンディングツールで、荷重５０Ｎ／１２ｓｅｃの条件で、積層体（Ｉ）を加圧し、次いでボンディングツールの温度を急昇温した。すなわち、ボンディングツールの温度を２８０℃に設定し、５０Ｎ／１２ｓｅｃで加圧して、各層の（半田バンプ／パッド）間を半田接合し、（シリコン基板ブロック／樹脂フィルム／シリコンチップ／樹脂フィルム／シリコンチップ）積層体（構造体）を得た。
【０１０３】
上記と同様にして、シリコン基板ブロックの他の領域にも、３組の積層体を形成した。具体的には、樹脂フィルム付きシリコンチップを２層積層する工程と半田接合を行う工程の組み合わせを、合計で３回繰り返し、シリコン基板ブロックの全てのシリコン基板上にシリコンチップを積層及び半田接合した、２段積層タイプの積層体（積層体（ＩＩ））を得た。ま
た各半田接合を行う際には、加圧は各積層ごとに行なった。
なお積層体（Ｉ）と積層体（ＩＩ）は同じ方法で形成された積層体である。
【０１０４】
次に、樹脂層の硬化を完了させるために、加圧・加熱装置（（株）協真エンジニアリング製、型番：ＨＰＶ−５０５０ＭＡＨ−Ｄ）を用いて、一つの基材上に形成された４組の積層体（積層体（Ｉ）及び３つの積層体（ＩＩ））を、加圧硬化した。加圧流体としては空気を
用い、１８０℃／２ｈｒ／０．８ＭＰａの条件で加圧硬化し、積層体（積層体（ＩＩＩ））
を得た。
【０１０５】
６．封止及び切断
積層体（ＩＩＩ）を、トランスファー成形機を用い、金型温度１７５℃、注入圧力７．８
ＭＰａ、硬化時間２分の条件で、エポキシ樹脂封止材（住友ベークライト製、型番スミコンＥＭＥ−Ｇ７７０）を用いて、封止成形した。その後、１７５℃、２時間で、後硬化して、半導体装置集合体を得た。
【０１０６】
次に、ダイシング装置を用い、以下の条件で半導体装置集合体をダイシングし、１０ｍｍ角の半導体装置を得た。
【０１０７】
＜ダイシング条件＞
ダイシング速度      ：２ｍｍ／ｓｅｃ
スピンドル回転数    ：３０，０００ｒｐｍ
刃品番              ：ＺＨ０５−ＳＤ  ３５００−Ｎ１−５０  ＤＤ
【０１０８】
７．半導体装置の評価
得られた半導体装置を、エポキシ樹脂で包埋し、断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察した。その結果（シリコン基板／シリコンチップ）間、（シリコンチップ／シリコンチップ）間の半田接合は良好であり、また、シリコンチップのクラックが観察されなかった。さらに、（シリコン基板／シリコンチップ）間、（シリコンチップ／シリコンチップ）間の樹脂層に空隙は観察されなかった。
【０１０９】
（実施例２）
１．積層体の作製
フリップチップボンダーを用いて、実施例１で用いた樹脂フィルム付きシリコンチップを、実施例１で用いたシリコン基板ブロック上に積層した。
フリップチップボンダーの下側ステージを１００℃に設定し、その上にシリコン基板ブロックを搭載した。次に、１５０℃に設定したボンディングツールに樹脂フィルム付きシリコンチップを吸着した。その後、フリップチップボンダーの上下カメラでシリコン基板ブロックとシリコンチップを位置合わせし、荷重５Ｎ／２ｓｅｃの条件で積層した。その結果、（シリコン基板ブロック／樹脂フィルム／シリコンチップ）積層体を得た。なお、シリコン基板ブロックはシリコン基板４個の集合体であるが、任意の１個の領域に樹脂フィルム付きシリコンチップを搭載した。
さらに、シリコン基板ブロックの残り３つの領域にも、上記と同様にして、樹脂フィルム付きシリコンチップを1段ずつ積層し、積層体を得た。
【０１１０】
次に、上記で得られた１段の積層体を、１００℃に設定した下側ステージに搭載した。１５０℃に設定したボンディングツールに別の樹脂フィルム付きシリコンチップを吸着した。その後、フリップチップボンダーの上下カメラで上記積層体におけるシリコンチップと樹脂フィルム付きシリコンチップとを位置合わせし、荷重５Ｎ／２ｓｅｃの条件で積層し、２段積層タイプの積層体を得た。
さらに、上記積層体の残り３つの領域にも、上記と同様にして、シリコンチップを1段ずつ積層し、シリコン基板ブロックの各シリコン基板領域に、樹脂フィルム付きシリコンチップを２段ずつ積層した。このようにして、４組の積層体（積層体（ＩＶ））を得た。
【０１１１】
２．積層体（ＩＶ）の半田接合
フリップチップボンダーを用いて、４組の積層体（ＩＶ）のうち、任意の１つの積層体について、所定の領域のシリコン基板上に積層された各層の（半田バンプ／パッド）間の接合を行った。フリップチップボンダーの下側ステージを１００℃に設定し、４組の積層体（ＩＶ）を搭載した。
１５０℃に設定したボンディングツールで、荷重５０Ｎ／１２ｓｅｃの条件で、積層体（ＩＶ）のうち、前述のシリコン基板上の任意の１つの領域にある積層体（ＩＶ）を加圧し、次いでボンディングツールを急昇温した。すなわち、ボンディングツールの温度を２８０℃に設定し、５０Ｎ／１２ｓｅｃで加圧して、前記積層体の各層の（半田バンプ／パッド）間を半田接合した。
上記の加圧加熱と同様にして、残りの３つの領域のシリコン基板上に積層された３つの積層体の各層の（半田バンプ／パッド）間の接合を順次行い、一つの基材上に形成された、４つの２段積層タイプの積層体（積層体（Ｖ））（構造体）を得た。
【０１１２】
次に、樹脂層の硬化を完了させるために、実施例１で用いた加圧・加熱装置を用いて、積層体（Ｖ）を加圧硬化した。加圧流体として空気を用い、１８０℃／２ｈｒ／０．８ＭＰａの条件で加圧硬化し、積層体（積層体（ＶＩ））を得た。
【０１１３】
３．封止及び切断
積層体（ＶＩ）を、トランスファー成形機を用い、金型温度１７５℃、注入圧力７．８ＭＰ
ａ、硬化時間２分の条件で、エポキシ樹脂封止材（住友ベークライト製、型番スミコンＥＭＥ−Ｇ７７０）を用いて、封止成形した。その後、１７５℃、２時間で、後硬化して、半導体装置集合体を得た。
【０１１４】
次に、ダイシング装置を用い、以下の条件で半導体装置集合体をダイシングし、１０ｍｍ角の半導体装置を得た。
【０１１５】
＜ダイシング条件＞
ダイシング速度      ：２ｍｍ／ｓｅｃ
スピンドル回転数    ：３０，０００ｒｐｍ
刃品番              ：ＺＨ０５−ＳＤ  ３５００−Ｎ１−５０  ＤＤ
【０１１６】
４．半導体装置の評価
得られた半導体装置を、エポキシ樹脂で包埋し、断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察した。その結果（シリコン基板／シリコンチップ）間、（シリコンチップ／シリコンチップ）間の半田接合は良好であり、また、シリコンチップのクラックが観察されなかった。さらに、（シリコン基板／シリコンチップ）間、（シリコンチップ／シリコンチップ）間の樹脂層に空隙は観察されなかった。
【０１１７】
（実施例３）
１．積層体（ＩＶ）の半田接合
実施例２で製造されたものと同じ、４組の積層体（ＩＶ）を用意した。実施例２の半田接合とは条件を変えた以外は同様に、フリップチップボンダーを用いて、積層体（ＩＶ）の（半田バンプ／パッド）間の接合を行った。実施例３では、４つのシリコン基板領域に積層された４つの積層体の、全ての（半田バンプ／パッド）間の接合をまとめて行った。具体的には以下のように半田接合を行った。
フリップチップボンダーの下側ステージを１００℃に設定し、一つの基材上に形成された４組の積層体（ＩＶ）を搭載した。１５０℃に設定したボンディングツールで、荷重２００Ｎ／１２ｓｅｃの条件で、４つの積層体（ＩＶ）を同時に加圧した。次いでボンディングツールを急昇温し、ボンディングツールの温度を２８０℃に設定し、２００Ｎ／１２ｓｅｃで加圧して、全層の（半田バンプ／パッド）間を半田接合し、半田接合後の積層体（構造体）を得た。
【０１１８】
次に、樹脂層の硬化を完了させるために、実施例１で用いた加圧・加熱装置を用いて、（半田バンプ／パッド）間を半田接合した積層体（ＩＶ）を加圧硬化した。加圧流体として空気を用い、１８０℃／２ｈｒ／０．８ＭＰａの条件で加圧硬化し、積層体（積層体（ＶＩＩ））を得た。
【０１１９】
３．封止及び切断
積層体（ＶＩＩ）を、トランスファー成形機を用い、金型温度１７５℃、注入圧力７．８ＭＰａ、硬化時間２分の条件で、エポキシ樹脂封止材（住友ベークライト製、型番スミコンＥＭＥ−Ｇ７７０）を用いて、封止成形した。その後、１７５℃、２時間で、後硬化して、半導体装置集合体を得た。
【０１２０】
次に、ダイシング装置を用い、以下の条件で半導体装置集合体をダイシングし、１０ｍｍ角の半導体装置を得た。
【０１２１】
＜ダイシング条件＞
ダイシング速度      ：２ｍｍ／ｓｅｃ
スピンドル回転数    ：３０，０００ｒｐｍ
刃品番              ：ＺＨ０５−ＳＤ  ３５００−Ｎ１−５０  ＤＤ
【０１２２】
４．半導体装置の評価
得られた半導体装置をエポキシ樹脂で包埋し、断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察した。その結果（シリコン基板／シリコンチップ）間、（シリコンチップ／シリコンチップ）間の半田接合は良好であり、また、シリコンチップのクラックが観察されなかった。さらに、（シリコン基板／シリコンチップ）間、（シリコンチップ／シリコンチップ）間の樹脂層に空隙は観察されなかった。
【０１２３】
（実施例４）
１．積層体の作製
実施例１と同様に積層体（Ｉ）を用意した。シリコン基板ブロック上の残り３つの領域に、樹脂フィルム付きシリコンチップを２段ずつ積層する工程を、３回繰り返して、３組の積層体（積層体（ＶＩＩＩ））を得た。なお積層体（Ｉ）と積層体(ＶＩＩＩ)は同じ方法で製造された同じ積層体である。
【０１２４】
２．積層体の半田接合
実施例３と同様にして、前記４組の積層体の全層の（半田バンプ／パッド）間の接合を同時に行った。
次に、樹脂層の硬化を完了させるために、加圧・加熱装置を用いて加圧硬化した。加圧流体として空気を用い、１８０℃／２ｈｒ／０．８ＭＰａの条件で加圧硬化し、積層体（積層体（ＩＸ））を得た。
【０１２５】
３．封止及び切断
積層体（ＩＸ）を、トランスファー成形機を用い、金型温度１７５℃、注入圧力７．８ＭＰａ、硬化時間２分の条件で、エポキシ樹脂封止材（住友ベークライト製、型番スミコンＥＭＥ−Ｇ７７０）を用いて、封止成形した。その後、１７５℃、２時間で、後硬化して、半導体装置集合体を得た。
【０１２６】
次に、ダイシング装置を用い、以下の条件で半導体装置集合体をダイシングし、１０ｍｍ角の半導体装置を得た。
【０１２７】
＜ダイシング条件＞
ダイシング速度      ：２ｍｍ／ｓｅｃ
スピンドル回転数    ：３０，０００ｒｐｍ
刃品番              ：ＺＨ０５−ＳＤ  ３５００−Ｎ１−５０  ＤＤ
【０１２８】
４．半導体装置の評価
得られた半導体装置をエポキシ樹脂で包埋し、断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察した。その結果（シリコン基板／シリコンチップ）間、（シリコンチップ／シリコンチップ）間の半田接合は良好であり、また、シリコンチップのクラックが観察されなかった。さらに、（シリコン基板／シリコンチップ）間、（シリコンチップ／シリコンチップ）間の樹脂層に空隙は観察されなかった。
【０１２９】
（実施例５）
１．積層体の作製
フリップチップボンダーを用いて、実施例１で用いた樹脂フィルム付きシリコンチップを、実施例１で用いたシリコン基板ブロック上に積層した。
フリップチップボンダーの下側ステージを１００℃に設定し、その上にシリコン基板ブロックを搭載した。次に、１５０℃に設定したボンディングツールに樹脂フィルム付きシリコンチップを吸着した。その後、フリップチップボンダーの上下カメラでシリコン基板ブロックとシリコンチップを位置合せし、荷重５Ｎ／２ｓｅｃの条件で積層して、（シリコン基板ブロック／樹脂フィルム／シリコンチップ）積層体を得た。なお、シリコン基板ブロックは４個のシリコン基板を含む集合体であるが、これらのうち任意の１個の領域に、樹脂フィルム付きシリコンチップを搭載した。
さらに、シリコン基板ブロックの残り３つの領域にも、上記と同様にして、樹脂フィルム付きシリコンチップを1段ずつ積層し、積層体を得た。
【０１３０】
次に、上記で得られた４組の１段積層の積層体を、１００℃に設定した下側ステージに搭載した。１５０℃に設定したボンディングツールに別の樹脂フィルム付きシリコンチップを吸着した。その後、一つの積層体に対して、フリップチップボンダーの上下カメラで上記積層体におけるシリコンチップと樹脂フィルム付きシリコンチップとを位置合せし、荷重５Ｎ／２ｓｅｃの条件で積層し、一つの２段積層タイプの積層体を得た。
さらに、上記積層体の残り３つの領域の積層体にも、上記と同様にして、シリコンチップを1段ずつ積層した。シリコン基板ブロックの各シリコン基板領域に、樹脂フィルム付きシリコンチップを２段ずつ積層した。このようにして４組の２段積層タイプの積層体を得た。
【０１３１】
さらに、シリコン基板ブロックの各シリコン基板領域の前記積層体に、樹脂フィルム付きシリコンチップを更に積層し、４組の３段積層タイプの積層体（積層体（Ｘ））を得た。
【０１３２】
２．積層体（Ｘ）の半田接合
フリップチップボンダーを用いて、４組の積層体（Ｘ）のうち、任意の１つの積層体について、所定の領域のシリコン基板上に積層された各層の（半田バンプ／パッド）間の接合を行った。フリップチップボンダーの下側ステージを１００℃に設定し、４組の積層体（Ｘ）を搭載した。１５０℃に設定したボンディングツールで、荷重５０Ｎ／１２ｓｅｃの条件で、シリコン基板上の任意の１つの領域にある積層体（ＩＶ）を加圧し、次いでボンディングツールを急昇温した。すなわち、ボンディングツールの温度を２８０℃に設定し、５０Ｎ／１２ｓｅｃで加圧して、前記積層体の各層の（半田バンプ／パッド）間を半田接合した。
上記の加圧加熱と同様にして、残りの３つの領域のシリコン基板上に積層された各層の（半田バンプ／パッド）間の接合を行い、積層体（積層体（ＸＩ））を得た。
【０１３３】
次に、樹脂層の硬化を完了させるために、実施例１で用いた加圧・加熱装置を用いて、積層体（ＸＩ）を加圧硬化した。加圧流体として空気を用い、１８０℃／２ｈｒ／０．８ＭＰａの条件で加圧硬化し、積層体（積層体（ＸＩ））を得た。
【０１３４】
３．封止及び切断
積層体（ＸＩ）を、トランスファー成形機を用い、金型温度１７５℃、注入圧力７．８ＭＰａ、硬化時間２分の条件で、エポキシ樹脂封止材（住友ベークライト製、型番スミコンＥＭＥ−Ｇ７７０）を用いて、封止成形した。その後、１７５℃、２時間で後硬化して、半導体装置集合体を得た。
【０１３５】
次に、ダイシング装置を用い、以下の条件で半導体装置集合体をダイシングし、１０ｍｍ角の半導体装置を得た。
【０１３６】
＜ダイシング条件＞
ダイシング速度      ：２ｍｍ／ｓｅｃ
スピンドル回転数    ：３０，０００ｒｐｍ
刃品番              ：ＺＨ０５−ＳＤ  ３５００−Ｎ１−５０  ＤＤ
【０１３７】
４．半導体装置の評価
得られた半導体装置をエポキシ樹脂で包埋し、断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察した。その結果（シリコン基板／シリコンチップ）間、（シリコンチップ／シリコンチップ）間の半田接合は良好であり、また、シリコンチップのクラックが観察されなかった。さらに、（シリコン基板／シリコンチップ）間、（シリコンチップ／シリコンチップ）間の樹脂層に空隙は観察されなかった。
【０１３８】
（比較例１）
１．積層体の半田接合
フリップチップボンダーを用いて、樹脂フィルム付きシリコンチップを、シリコン基板ブロック上に積層及び接合した。樹脂フィルム付きシリコンチップと基板ブロックやその他の装置は、実施例１で用意したものと同様のものを使用した。
フリップチップボンダーの下側ステージを１００℃に設定し、その上にシリコンシリコン基板ブロックを搭載した。次に、１５０℃に設定したボンディングツールに樹脂フィルム付きシリコンチップを吸着した。その後、フリップチップボンダーの上下カメラで、シリコン基板ブロックとシリコンチップを位置合せし、荷重５０Ｎ／１２ｓｅｃの条件でシリコンチップの積層及び加圧し、次いでボンディングツールを急昇温した。すなわち、ボンディングツールの温度を２８０℃に設定し、５０Ｎ／１２ｓｅｃの条件で加圧して、（半田バンプ／パッド）間を半田接合し、積層体（積層体（ａ））を得た。
【０１３９】
次に、上記で得られた積層体（ａ）を、１００℃に設定した下側ステージに搭載し、１５０℃に設定したボンディングツールに、別の樹脂フィルム付きシリコンチップを吸着した。その後、フリップチップボンダーの上下カメラで積層体におけるシリコンチップと樹脂フィルム付きシリコンチップを位置合せし、荷重５０Ｎ／１２ｓｅｃの条件でシリコンチップを積層及び加圧し、次いでボンディングツールを急昇温した。すなわち、ボンディングツールの温度を２８０℃に設定し、５０Ｎ／１２ｓｅｃの条件で加圧して、（半田バンプ／パッド）間を半田接合し、積層体（積層体（ｂ））を得た。
【０１４０】
次に、樹脂層の硬化を完了させるために、加圧・加熱装置を用いて、積層体（ｂ）を加圧硬化した。加圧流体としては空気を用い、１８０℃／２ｈｒ／０．８ＭＰａの条件で加圧硬化し、加圧硬化した積層体を得た。
【０１４１】
比較例１では、２回目の半田接合工程の前段で、ボンディングツールを２８０℃から１５０℃に冷却する必要がある。高温の熱の影響を低くする為に、２８０℃から１５０に冷却された。その時必要とされる冷却時間は３０秒であった。しかし、実施例においては、冷却する必要が無く、その分生産性が上昇していることが確認できた。
また積層体（構造体）を観察したところ、比較例１においては、２回目の半田接合工程の際に、（シリコン基板
／シリコンチップ）間の半田が再溶融したことに起因するとみられる、（半田バンプ／パッド）間の位置ずれが観察された。実施例の積層体（構造体）のいずれにおいても、比較例１で観察されたこのような位置ずれは見られなかった。
【０１４２】
（比較例２）
本発明の効果を証明するために、以下の実験を行った。
１．液状封止樹脂組成物の作製
液状エポキシ樹脂（Ａ）として、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂を１５．９５５重量％およびグリシジルアミン型エポキシ樹脂を１５．９５５重量％、硬化剤（Ｂ）として、芳香族１級アミン型硬化剤を１６．３８３重量％、無機充填剤（Ｃ）として、平均粒径０．５μｍ、最大粒径２４μｍの球状シリカを５０．０００重量％、アミノ基を有する液状シリコーン化合物（Ｄ）を０．０１６重量％、シランカップリング剤としてエポキシシランカップリング剤を１．５９６重量％、及び、着色剤を０．０９５重量％、配合した。この混合物を、プラネタリーミキサーと３本ロールを用いて混合し、真空脱泡処理することにより液状封止樹脂組成物を得た。
【０１４３】
２．樹脂フィルムを有しないシリコンチップの作製
実施例１で使用されたものと同じ
、ダイシングフィルムが形成された８インチシリコンウエハーをダイシングして、チップサイズ６ｍｍ角のシリコンチップを得た。
【０１４４】
３．積層体の半田接合
実施例１で用いたものと同様のシリコン基板ブロックとを準備した。シリコン基板ブロックの、任意の一つの領域のシリコン基板のパッド形成面に、フラックスを塗布し、シリコン基板ブロックを、フリップチップボンダーの下側ステージに搭載した。ボンディングツールに前記シリコンチップを吸着した。その後、フリップチップボンダーの上下カメラでシリコン基板ブロックとシリコンチップを位置合わせしてこれらを重ね合わせ、シリコンチップのバンプ形成面とシリコン基板ブロックのパッド形成面とが向かい合わせになるように積層された、仮積層体を得た。仮積層体をリフロー炉で、半田の融点以上に加熱し、半田接合させた。さらに、フラックス除去洗浄を行い、積層体（積層体（ｃ））を得た。
【０１４５】
得られた積層体（ｃ）のシリコンチップのパッド形成面に、フラックスを塗布し、これをフリップチップボンダーの下側ステージに搭載した。ボンディングツールに別のシリコンチップを吸着した。その後、フリップチップボンダーの上下カメラで積層体（ｃ）におけるシリコンチップと、別のシリコンチップとを位置合わせしてこれらを重ね合わせ、前記別のシリコンチップのバンプ形成面と積層体（ｃ）のシリコンチップのパッド形成面とが向かい合わせになるように積層された、仮積層体を得た。この仮積層体をリフロー炉で、半田の融点以上に加熱し半田接合させた。さらに、フラックス除去洗浄を行った。その結果、積層体（積層体（ｄ））を得た。
【０１４６】
４．シリコンチップ間の封止
積層体（ｄ）を１１０℃の熱板上で加熱し、積層体（ｄ）の１辺に、上記液状封止樹脂組成物をディスペンスした。積層体の、（シリコン基板／シリコンチップ）間、及び（シリコンチップ／シリコンチップ）間を前記液状封止樹脂組成物により充填させた。積層体中の液状封止樹脂組成物を、１５０℃のオーブンで１２０分間加熱硬化させた。
【０１４７】
５．積層体の評価
得られたシリコンチップ間を前記樹脂組成物で封止した積層体を、エポキシ樹脂で包埋し、断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察した。その結果（シリコン基板／シリコンチップ）間、（シリコンチップ／シリコンチップ）間に、多数の空隙が観察された。
【０１４８】
（まとめ）
以上の実施例及び比較例の結果から明らかなように、本発明の方法は優れた効果を示した。
本発明の半導体装置の製造方法で得られた半導体装置は、半田の融点以上の熱処理を１回実施することで、各半導体部品間の半田接合が一括して行うことができる。よって、生産性に優れる方法であった。また、実施例で得られた半導体装置の半導体部品においてクラックは観察されず、信頼性に優れていた。
一方、比較例１では、基材上に、２個の半導体部品を半田接合するために、半田の融点以上の熱処理を２回実施する必要があり、必要とされる時間が増え、また得られた製品にも位置ずれがみられ、生産性が劣っていた。また、比較例２では、本発明と異なり、半導体部品間を接合した後に、樹脂封止するため、半導体部品間に多数の空隙が観察された。
また第一の実施形態のように、最上部の半導体チップを接着なしに搭載後、積層全体の半田接合を行う場合であっても、同様に生産性に優れた生産方法を実施することができ、かつ優れた半導体装置の評価が得られることは、確認されている。
以上、本発明の好ましい実施例を説明したが、本発明はこれら実施例に限定されることはない。本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１４９】
生産性および信頼性を向上することができる半導体装置の製造方法を提供できる。
【符号の説明】
【０１５０】
１    半導体装置
２    積層体
３    構造体
５    装置
６    装置
１０    半導体チップ
１０Ａ    半導体ウェハ
１１    樹脂層
１１Ａ，１１Ｂ    樹脂層
１２    半導体チップ
１３    樹脂層
１４    半導体チップ
１５    樹脂層
１６    半導体チップ
１７    樹脂層
１８    基材
１８Ａ    基材
１９    封止材
４３    挟圧部材
４４    挟圧部材
５１    容器
５２    熱板
５３    熱板
５４    ピン
５５    板材
１０１    端子
１２０    基板
１２１    端子
１２１Ａ    半田層
１２２    端子
１２３    ビア
１４０    基板
１４１    端子
１４１Ａ    半田層
１４２    端子
１４３    ビア
１６０    基板
１６１    端子
１６１Ａ    半田層
１６２    端子
１６３    ビア
１８１    端子
１８１Ａ    半田層
５１１    配管
９００Ａ    接続用バンプ
９００    半導体装置
９０１    インターポーザ
９０２    フィルム状接着剤
９０３    半導体チップ
【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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【図１４】
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