(57)【要約】【課題】半導体チップから接着フィルムがはみ出さないようにして、複数の半導体チップを積層した半導体装置およびその製造方法を提供する。【解決手段】基板１１上に、それぞれ接着フィルム１２、１４、１６を介して積層された複数の半導体チップ１３、１５、１７と、複数の半導体チップ１３、１５、１７に形成されたボンディングパッド１８、１９、２０を基板１１に形成された複数のボンディングパッド２１に電気的に接続する複数の接続導体２２、２３、２４と、複数の半導体チップ１３、１５、１７および複数の接続導体２２、２３、２４をモールドする樹脂２７と、を具備する。接着フィルム１２、１４、１６のサイズが、接着フィルム１２、１４、１６の上に載置されている半導体チップ１３、１５、１７のサイズより小さい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に、それぞれ接着フィルムを介して積層された複数の半導体チップと、
前記複数の半導体チップにそれぞれ形成されたボンディングパッドを、前記基板に形成された複数のボンディングパッドに電気的に接続する複数の接続導体と、
前記複数の半導体チップおよび前記複数の接続導体をモールドする樹脂と、
を具備し、
前記接着フィルムのサイズが、前記接着フィルムの上に載置されている前記半導体チップのサイズより小さいことを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記接着フィルムのサイズが、前記半導体チップのサイズより０．２ｍｍ乃至１ｍｍ小さいことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記接着フィルムの側面が、前記接着フィルムの上に載置されている前記半導体チップ側に向かって末広がり状に傾斜していることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記基板に最も近い前記半導体チップが、前記接着フィルムと異なる接着材を介して前記基板に固着されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項５】
半導体ウェーハのボンディングパッドが形成された第１の面と対向する第２の面に、接着フィルムを貼り付け、前記第２の面側からダイシングラインに沿って、前記接着フィルムを第１の切削幅で前記半導体ウェーハに至るまで切断する工程と、
前記第１の面側から前記ダイシングラインに沿って、前記半導体ウェーハを前記第１の切削幅より小さい第２の切削幅で切断し、複数の半導体チップに分割する工程と、
複数のボンディングパッドが形成された基板上に、それぞれ前記第２の面に貼り付けられた前記接着フィルムを介して前記複数の半導体チップを積層する工程と、
前記複数の半導体チップにそれぞれ形成された前記ボンディングパッドを、前記基板に形成された前記ボンディングパッドに接続導体を介して電気的に接続する工程と、
前記複数の半導体チップおよび前記複数の接続導体を樹脂でモールドする工程と、
を具備することを特徴とする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、半導体装置およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、集積回路の高密度化、大容量化に伴い複数の半導体チップを１つのパッケージに収納した、所謂ＭＣＰ（Multi Chip Package）と呼ばれる半導体装置が広く使用されている。
【０００３】
従来、複数の半導体チップを縦方向に積み重ねたＭＣＰタイプの半導体装置では、集積回路が形成された半導体ウェーハの裏面に接着フィルムを貼り付け、接着フィルムを貼り付けたまま半導体ウェーハをダイシングして得た半導体チップを基板上に積層し、半導体チップのボンディングパッドと基板のボンディングパッドとをワイヤボンディングしていた。
【０００４】
然しながら、接着フィルムを貼り付けたまま半導体ウェーハをダイシングする場合、接着フィルムにクラックや剥がれが生じる、接着フィルムに切削粉が固着するなどの問題がある。
【０００５】
半導体チップの側面に接着フィルムの切れ端が残留していると、上段の半導体チップの接着フィルムの切れ端が、下段の半導体チップのワイヤボンディングの作業領域にはみ出す恐れがある。  
ワイヤボンディングの作業領域にはみ出した接着フィルムの切れ端は、ボンディングパッドと接触するなどして、ワイヤボンディング作業を妨げるので、ボンディング不良が発生する問題がある。
【０００６】
予め、上段の半導体チップの接着フィルムの切れ端が、下段の半導体チップのワイヤボンディング部と接触しない距離だけ離間しておけば、ボンディング不良を未然に防止することができるが、上段に積層される半導体チップのサイズが小さくなるという問題がある。
【０００７】
これに対して、半導体チップから接着フィルムがはみ出さないようにマウントできる半導体装置の製造方法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００８】
特許文献１に開示された半導体装置の製造方法は、支持フィルム上に設けられた接着フィルムに対して、接着フィルム側から支持フィルムの表面または途中の深さまでの切り込みを入れ、接着フィルムを所定サイズに切断する。
【０００９】
次に、支持フィルムを引き延ばして、切断された個々の接着フィルムに分離し、切断された個々の接着フィルムに半導体チップを貼り合わせ、半導体チップを接着フィルムにより基板上にマウントしている。
【００１０】
然しながら、特許文献１に開示された半導体装置の製造方法は、半導体チップと接着フィルムを別々に個片化して貼り合わせているので、工程が複雑であり、位置合わせが難しいという問題がある。
【特許文献１】特開２００５−１１６５４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、半導体チップから接着フィルムがはみ出さないようにして、複数の半導体チップを積層した半導体装置およびその製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の一態様の半導体装置は、基板上に、それぞれ接着フィルムを介して積層された複数の半導体チップと、前記複数の半導体チップにそれぞれ形成されたボンディングパッドを、前記基板に形成された複数のボンディングパッドに電気的に接続する複数の接続導体と、前記複数の半導体チップおよび前記複数の接続導体をモールドする樹脂と、を具備し、前記接着フィルムのサイズが、前記接着フィルムの上に載置されている前記半導体チップのサイズより小さいことを特徴としている。
【００１３】
また、本発明の一態様の半導体装置の製造方法は、半導体ウェーハのボンディングパッドが形成された第１の面と対向する第２の面に、接着フィルムを貼り付け、前記第２の面側からダイシングラインに沿って、前記接着フィルムを第１の切削幅で前記半導体ウェーハに至るまで切断する工程と、前記第１の面側から前記ダイシングラインに沿って、前記半導体ウェーハを前記第１の切削幅より小さい第２の切削幅で切断し、複数の半導体チップに分割する工程と、複数のボンディングパッドが形成された基板上に、それぞれ前記第２の面に貼り付けられた前記接着フィルムを介して前記複数の半導体チップを積層する工程と、前記複数の半導体チップにそれぞれ形成された前記ボンディングパッドを、前記基板に形成された前記ボンディングパッドに接続導体を介して電気的に接続する工程と、前記複数の半導体チップおよび前記複数の接続導体を樹脂でモールドする工程と、を具備することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、半導体チップから接着フィルムがはみ出さないようにして、複数の半導体チップを積層した半導体装置およびその製造方法が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
【実施例】
【００１６】
本発明の実施例について、図１乃至図３を用いて説明する。図１は本発明の実施例に係る半導体装置を示す図で、図１（ａ）はその平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ線に沿って切断し、矢印方向に眺めた断面図、図２および図３は半導体装置の製造工程を順に示す断面図である。
【００１７】
本実施例は、基板上に３個の半導体チップが積層され、各半導体チップのボンディングパッドが、基板のボンディングパッドにそれぞれワイヤで接続されたＭＣＰタイプの半導体装置である。
【００１８】
図１に示すように、本実施例の半導体装置１０は、半導体基板１１上に接着フィルム１２を介して載置された半導体チップ１３と、半導体チップ１３上に接着フィルム１４を介して載置された半導体チップ１５と、半導体チップ１５上に接着フィルム１６を介して載置された半導体チップ１７とを具備している。
【００１９】
基板１１は、例えばセラミックス基板である。接着フィルムは、例えば厚さ２０μｍの熱硬化性のポリマー系フィルムである。各半導体チップ１３、１５、１７は、例えばメモリ回路あるいはロジック回路である。
【００２０】
各半導体チップ１３、１５、１７の端部には、例えばサイズが１００μｍ□のボンディングパッド１８、１９、２０がそれぞれ複数形成されている。基板１１の端部には、ボンディングパッド２１が複数形成されている。
【００２１】
半導体チップ１３のボンディングパッド１８は、ワイヤ２２を介して基板１１の複数のディングパッド２１のうち、ボンディングパッド２１ａに接続されている。  
半導体チップ１５のボンディングパッド１９は、ワイヤ２３を介して基板１１の複数のディングパッド２１のうち、ボンディングパッド２１ｂに接続されている。  
半導体チップ１７のボンディングパッド２０は、ワイヤ２４を介して基板１１の複数のディングパッド２１のうち、ボンディングパッド２１ｃに接続されている。
【００２２】
基板１１の裏面には、ビア２５を介してボンディングパッド２１に接続された端子２６、例えばハンダバンプが複数形成されている。  
これにより、各半導体チップ１３、１５、１７は、端子２６を介して外部回路に電気的に接続される。
【００２３】
基板１１上に接着フィルム１２、１４、１６を介して積層された半導体チップ１３、１５、１７およびワイヤ２２、２３、２４は、樹脂２７でモールドされ、パッケージ２８に収納されている。
【００２４】
接着フィルム１２のサイズＬ１ａは、接着フィルム１２をダイシングしたときに接着フィルム１２の切れ端が発生しても、半導体チップ１３からはみ出さないように、半導体チップ１３のサイズＬ１ｂより、２ΔＬ１＝Ｌ１ｂ−Ｌ１ａだけ小さく設定されている。  
接着フィルム１４のサイズＬ２ａは、接着フィルム１４をダイシングしたときに接着フィルム１４の切れ端が発生しても、半導体チップ１５からはみ出さないように、半導体チップ１５のサイズＬ２ｂより、２ΔＬ２＝Ｌ２ｂ−Ｌ２ａだけ小さく設定されている。  
接着フィルム１６のサイズＬ３ａは、接着フィルム１６をダイシングしたときに接着フィルム１６の切れ端が発生しても、半導体チップ１７からはみ出さないように、半導体チップ１７のサイズＬ３ｂより、２ΔＬ３＝Ｌ３ｂ−Ｌ３ａだけ小さく設定されている。
【００２５】
２ΔＬ１、２ΔＬ２、２ΔＬ３は、接着フィルム１２、１４、１６をダイシングしたときに生じる切れ端の長さが、例えば１００乃至２００μｍ程度なので、切れ端の長さのばらつきとマージンを見込んで、それぞれ０．２乃至１ｍｍ程度が適当である。
【００２６】
各接着フィルム１２、１４、１６の側面は、各半導体チップ１３、１５、１７側に向かってそれぞれ末広がり状に傾斜している。  
各接着フィルム１２、１４、１６の側面の傾斜角度θは特に限定されないが、接着フィルムの切断の容易性から、例えば３０度程度が適当である。
【００２７】
半導体チップ１３は、半導体チップ１３のエッジと基板１１のボンディングパッド２１のエッジと距離Ｌ１だけ離間して基板１１上に載置されている。  
半導体チップ１９は、半導体チップ１９のエッジと半導体チップ１３のボンディングパッド１８のエッジと距離Ｌ２だけ離間して半導体チップ１３上に積層されている。  
半導体チップ１７は、半導体チップ１７のエッジと半導体チップ１５のボンディングパッド１９のエッジと距離Ｌ３だけ離間して半導体チップ１５上に積層されている。
【００２８】
距離Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３は、ボンディング装置のボンディングヘッド（図示せず）の作業領域に応じて、その動作を妨げない距離、例えばそれぞれ１４０μｍ程度に等しく設定されている。
【００２９】
次に、半導体装置１０の製造方法について説明する。  
図２（ａ）に示すように、半導体ウェーハ３０のボンディングパッド（図示せず）が形成されている第１の面３０ａに、例えば厚さが２０μｍのダイシングシート３１を貼り付け、第１の面３０ａと対向する第２の面３０ｂに接着フィルム３２を貼り付ける。  
半導体ウェーハ３０とは、ダイシングにより各半導体チップ１３、１５、１７が得られる半導体ウェーハを意味している。
【００３０】
次に、図２（ｂ）に示すように、ブレード３３を用いて、第２の面３０ｂ側からダイシングライン３４に沿って、接着フィルム３２を第１の切削幅Ｗ１で、半導体ウェーハ３０の第２の面３０ｂに至るまで切断する。  
これにより、半導体チップ１３、１５、１７に貼り付けられる接着フィルム１２、１４、１６がそれぞれ形成される。
【００３１】
次に、図２（ｃ）に示すように、半導体ウェーハ３０の接着フィルム３２上にダイシングシート３５を貼り付け、半導体ウェーハ３０を上下反転して、ダイシングシート３１を半導体ウェーハ３０から剥離する。
【００３２】
次に、ブレード３６を用い、第１の面３０ａ側からダイシングライン３４に沿って、半導体ウェーハ３０を第１の切削幅Ｗ１より小さい第２の切削幅Ｗ２で切断する。  
これにより、半導体ウェーハ３０から、側面が傾斜し、小さいサイズの接着フィルムが貼り付けられた複数の半導体チップ３７が得られる。
【００３３】
第１の切削幅Ｗ１は、ブレード３３の刃の厚さを、例えば２ΔＬ１−Ｗ２とすることにより定めることができる。  
第２の切削幅Ｗ２は特に限定されないが、材料節約の観点からできるだけ小さいほうが望ましい。  
接着フィルム１２、１４、１６の側面の傾斜角度θは、ブレード３３の刃先の形状を、例えば３０度とすることにより定めることができる。
【００３４】
半導体ウェーハ３０と接着フィルム３２とは、材質および厚さが異なるので、それぞれ最適なダイシング条件、例えばブレードの回転数、ブレード厚さ、ダイシング速度を有している。
【００３５】
従来、最適なダイシング条件が異なる半導体ウェーハ３０および接着フィルム３２を、半導体ウェーハ３０側から同時に切断していたので、接着フィルム３２が過大な応力によりダメージを受けて切れ端が生じ易かった。
【００３６】
しかし、本実施例では、半導体ウェーハ３０および接着フィルム３２を、別々に切断するようにしたので、それぞれ最適な条件で切断することができる。従って、接着フィルム３２の切断時に、切れ端を出にくくすることが可能である。
【００３７】
更に、接着フィルム３２の側面を末広がり状に傾斜させることができるので、切り終わり時でも、ブレード３３の切断力が接着フィルム３２に適切に伝わり、滑らかな断面形状が得られる。
【００３８】
次に、図３（ａ）に示すように、接着フィルム１２を基板１１に当接させ、ボンディングパッド２１から距離Ｌ１だけ離間させて最初の半導体チップ１３を載置する。  
接着フィルム１４を半導体チップ１３に当接させ、半導体チップ１３のボンディングパッド１８から距離Ｌ２だけ離間させて２番目の半導体チップ１５を載置する。  
接着フィルム１６を半導体チップ１５に当接させて、半導体チップ１５のボンディングパッド１９から距離Ｌ３だけ離間させて３番目の半導体チップ１７を載置する。
【００３９】
次に、図３（ｂ）に示すように、基板１１を、例えばホットプレート３８で１７５℃×１ｈ程度加熱して、接着フィルム１２、１４、１６を硬化させることにより、各半導体チップ１３、１５、１７を固着する。  
これにより、基板１１上に各接着フィルム１２、１４、１６を介して各半導体チップ１３、１５、１７が積層される。
【００４０】
次に、図３（ｃ）に示すように、ワイヤボンダ（図示せず）により超音波を印加して、ワイヤ２２を半導体チップ１３のボンディングパッド１８と基板１１のボンディングパッド２１ａに接続する。  
同様に、ワイヤ２３を半導体チップ１５のボンディングパッド１９と基板１１のボンディングパッド２１bに接続する。  
ワイヤ２４を半導体チップ１７のボンディングパッド２０と基板１１のボンディングパッド２１ｃに接続する。
【００４１】
次に、基板１１上に接着フィルム１２、１４、１６を介して積層された半導体チップ１３、１５、１７およびワイヤ２２、２３、２４を、樹脂２７でモールドし、パッケージ２８に収納する。これにより、図１に示す半導体装置１０が得られる。
【００４２】
図４は、本実施例に係る半導体装置１０の効果を、比較例と対比して示す図で、図４（ａ）が本実施例の場合、図４（ｂ）、図４（ｃ）が比較例の場合である。  
ここで、比較例とは、接着シートのサイズと半導体チップのサイズとが等しく設定された半導体装置を意味している。
【００４３】
図４（ａ）に示すように、本実施例では、接着フィルム１２に切れ端が生じにくいが、例え切れ端６４が生じても、半導体チップ１３からはみ出す恐れが無いので、基板１１のボンディングパッド２１から距離Ｌ１だけ離間して、半導体チップ１３を基板１１上に載置することが可能である。  
同様に、接着フィルム１４に切れ端が生じにくいが、例え切れ端６５が生じても、半導体チップ１５からはみ出す恐れが無いので、半導体チップ１３のボンディングパッド１８から距離Ｌ２だけ離間して、半導体チップ１５を半導体チップ１３上に載置することが可能である。  
接着フィルム１６に切れ端６６が生じにくいが、例え切れ端６６が生じても、半導体チップ１７からはみ出す恐れが無いので、半導体チップ１５のボンディングパッド１９から距離Ｌ３だけ離間して、半導体チップ１７を半導体チップ１５上に載置することが可能である。
【００４４】
これに対して、図４（ｂ）に示すように、比較例１では、接着フィルム４２に切れ端６１が生じ易いので、ワイヤボンディングが妨げられ、基板１１のボンディングポッド２１にワイヤ５２、５３、５４をボンディングすることができなくなる。
【００４５】
同様に、接着フィルム４４に切れ端６２が生じ易いので、ワイヤボンディングが妨げられ、半導体チップ４３のボンディングパッド４８にワイヤ５２をボンディングすることができなくなる。  
接着フィルム４６に切れ端６３が生じ易いので、ワイヤボンディングが妨げられ、半導体チップ４５のボンディングパッド４９にワイヤ５３をボンディングすることができなくなる。
【００４６】
そのため、図４（ｃ）に示すように、比較例２では、半導体チップ４３を基板１１のボンディングパッド２１から距離Ｌ１＋ΔＬ１だけ離間して基板１１上に載置しなければならない。  
同様に、半導体チップ４５を半導体チップ４３のボンディングパッド４８から距離Ｌ２＋ΔＬ２だけ離間して、半導体チップ４３上に載置しなければならない。  
半導体チップ４７を半導体チップ４５のボンディングパッド４９から距離Ｌ３＋ΔＬ３だけ離間して半導体チップ４５上に載置しなければならない。
【００４７】
従って、本実施例では、同一基板１１上に、比較例よりサイズの大きな半導体チップ１３、１５、１７を積層することができるので、集積度の高いＭＣＰタイプの半導体装置が得られる。
【００４８】
以上説明したように、本実施例では、半導体ウェーハ３０と接着フィルム３２とを、それぞれ別々に最適ダイシング条件で切断している。  
これにより得られた、サイズが小さく且つ側面が傾斜した接着フィルム１２、１４、１６を有する半導体チップ１３、１５、１７を、基板１１上に積層している。
【００４９】
その結果、接着フィルム１２、１４、１６の側面に切れ端が生じにくく、仮に切れ端が生じても半導体チップ１３、１５、１７からはみ出す恐れが無いので、支障なくワイヤボンディングを行うことができる。  
従って、半導体チップから接着フィルムがはみ出さないようして、複数の半導体チップを積層した半導体装置およびその製造方法が得られる。
【００５０】
ここでは、基板１１上に、３個の半導体チップ１３、１５、１７を積層した場合について説明したが、積層する個数には特に制限は無く、更に多くの半導体チップを積層しても構わない。
【００５１】
また、基板１１に最も近い半導体チップ１３が、接着フィルム１２を介して基板１１に固着されている場合について説明したが、半導体チップ１３を接着フィルム１２と異なる接着材、例えばペーストや共晶で基板１１上に固着しても構わない。  
これによれば、ダイシング回数を減らすことができるので、製造工程が簡単になる利点がある。
【００５２】
接着フィルム３２を、半導体ウェーハ３０の第２の面３０ｂに至るところまで切断する場合について説明したが、半導体ウェーハ３０の第２の面３０ｂを少し切り込むところまで切断しても構わない。  
これによれば、接着フィルム３２および半導体ウェーハ３０の厚さのばらつきあっても、接着フィルム３２の切断が確実に行えるとともに、ダイシングの切り込み量の調節が容易になる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の実施例に係る半導体装置の構成を示す図で、図１（ａ）はその平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ線に沿って切断し、矢印の方向に眺めた断面図。
【図２】本発明の実施例に係る半導体装置の製造工程を順に示す断面図。
【図３】本発明の実施例に係る半導体装置の製造工程を順に示す断面図。
【図４】本発明の実施例に係る半導体装置の効果を比較例と対比して示す図で、図４（ａ）は本実施例を示す断面図、図４（ｂ）、図４（ｃ）は比較例を示す断面図。
【符号の説明】
【００５４】
１０、６０  半導体装置
１１  基板
１２、１４、１６、３２、４２、４４、４６  接着フィルム
１３、１５、１７、３７、４３、４５、４７  半導体チップ
１８，１９、２０、２１、４８、４９、５０  ボンディングパッド
２２、２３、２４、５２、５３、５４  ワイヤ（接続導体）
２５  ビア
２６  端子
２７  樹脂
２８  パッケージ
３０  半導体ウェーハ
３０ａ  第１の面
３０ｂ  第２の面
３１、３５  ダイシングシート
３３、３６  ブレート
３４  ダイシングライン
３８  ホットプレート
６１、６２、６３、６４、６５、６６  切れ端
【図１】
2008227068.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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