(57)【要約】【課題】上層の半導体チップの端部の少なくとも一部が下層の半導体チップの端部よりも側方に張り出している半導体チップ積層体であって、上層の半導体チップの変形が抑制されており、上層の半導体チップが傾くことが防がれている半導体チップ積層体を提供する。【解決手段】基板もしくは第１の半導体チップ２と、第２、第３の半導体チップ３、４とを備え、第３の半導体チップ４の端部４ａの少なくとも一部が第２の半導体チップ３の端部３ａよりも側方に張り出しており、第３の半導体チップ４の張り出している部分４Ａの下面と、基板の上面もしくは第１の半導体チップ２の上面との間に支持層９が充填されており、該支持層９が第１、第３の半導体チップ２、４の間隔を規制する粒子１０を含む、半導体チップ積層体１。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気接続端子を上面に有する基板もしくは第１の半導体チップと、前記基板もしくは第１の半導体チップの上面の前記電気接続端子が設けられていない領域に積層された第２の半導体チップと、前記第２の半導体チップの上面に積層された第３の半導体チップとを備える半導体チップ積層体であって、
前記第３の半導体チップの端部の少なくとも一部が前記第２の半導体チップの端部よりも側方に張り出しており、該第３の半導体チップの張り出している部分の下方に、前記基板もしくは第１の半導体チップの上面に設けられた前記電気接続端子が位置しており、
前記基板もしくは第１の半導体チップの上面に設けられた前記電気接続端子にボンディングワイヤーが接続されており、
前記第３の半導体チップの張り出している部分の下面と、前記基板の上面もしくは前記第１の半導体チップの上面との間に支持層が充填されており、該支持層が第１の半導体チップと第３の半導体チップとの間隔を規制する粒子を含むことを特徴とする、半導体チップ積層体。
【請求項２】
前記支持層が前記粒子と樹脂材料とを用いて構成されており、前記樹脂材料の１７５℃における弾性率が５０ＭＰａ〜１ＧＰａの範囲にある、請求項１に記載の半導体チップ積層体。
【請求項３】
前記粒子が、樹脂粒子と、樹脂粒子を被覆する層を有する被覆粒子であり、前記支持層が該被覆粒子であることを特徴とする、請求項１に記載の半導体チップ積層体。
【請求項４】
前記粒子が、前記基板もしくは第１の半導体チップの上面に設けられた前記電気接続端子と前記第２の半導体チップの端部との間に、前記電気接続端子に至らないように配置されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の半導体チップ積層体。
【請求項５】
前記支持層が、前記基板もしくは第１の半導体チップの上面に設けられた前記電気接続端子と前記第２の半導体チップの端部との間に、前記電気接続端子に至らないように充填されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の半導体チップ積層体。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の半導体チップ積層体の製造方法であって、
電気接続端子を上面に有する基板もしくは第１の半導体チップの上面に、第２の半導体チップを積層する工程と、
前記基板もしくは第１の半導体チップの上面に設けられた前記電気接続端子に、ボンディングワイヤーを接続する工程と、
前記基板もしくは第１の半導体チップの上面に、支持層を構成する材料を配置する工程と、
前記第３の半導体チップの端部の少なくとも一部が前記第２の半導体チップの端部よりも側方に張り出すように、かつ該第３の半導体チップの張り出している部分の下方に前記基板もしくは第１の半導体チップの上面に設けられた前記電気接続端子が位置するように、前記第２の半導体チップの上面に前記第３の半導体チップを積層し、支持層を構成する工程とを備えることを特徴とする、半導体チップ積層体の製造方法。
【請求項７】
前記基板もしくは第１の半導体チップの上面に設けられた前記電気接続端子と前記第２の半導体チップの端部との間の前記基板もしくは第１の半導体チップの上面に、前記支持層を構成する材料を配置することを特徴とする、請求項６に記載の半導体チップ積層体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の半導体チップを積層してなる半導体チップ積層体であって、より詳細には、上層の半導体チップの端部が下層の半導体チップの端部よりも側方に張り出している半導体チップ積層体、及び該半導体チップ積層体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電極を有する複数の半導体チップが、接着剤層を介して積層された半導体チップ積層体が知られている。半導体チップ積層体の電極は、他の半導体チップや基板等の被接続部分にワイヤーボンディングにより電気的に接続されている。
【０００３】
従来、電極を有する半導体チップの上面にダミーの半導体チップを積層することにより、下層の半導体チップの電極上に空間を設け、ワイヤーの接続高さを確保し、電極の接続が行われていた。
【０００４】
近年、高密度実装された半導体チップ積層体が強く求められており、オーバーハング構造を有する半導体チップ積層体が用いられてきている。オーバーハング構造を有する半導体チップ積層体では、上層の半導体チップの端部が下層の半導体チップの端部よりも側方に張り出すように、半導体チップが積層されている。それにより、半導体チップの電極の上方に、ワイヤーを接続するための空間が設けられている。よって、オーバーハング構造を有する半導体チップ積層体では、ワイヤーの接続高さを確保するために、ダミーの半導体チップを積層しなくてもよいため、積層厚みを薄くすることができる。
【０００５】
上記オーバーハング構造を有する半導体チップ積層体の一例として、下記の特許文献１には、長方形の平面形状を有する第１〜第３の半導体チップを基板上に積層した半導体装置が開示されている。特許文献１では、対向している上下の半導体チップの長さ方向が直交するように、第１〜第３の半導体チップが積層されている。第１の半導体チップ上に積層された第２、第３の半導体チップ間には、スペーサが設けられている。該スペーサにより、上層の第３の半導体チップの張り出した部分の長さ、すなわちオーバーハング部の長さが２００μｍ以上とされている。第３の半導体チップのオーバーハング部の下方において、第１の半導体チップの縁部の第１のボンディングパットが、基板のボンディングパットと接続されている。第１の半導体チップの上面と、第３の半導体チップのオーバーハング部の下面との間には、合成樹脂が充填されている。
【特許文献１】特開２００６−６６８１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１では、第１の半導体チップの上面と、第３の半導体チップのオーバーハング部の下面との間に合成樹脂が充填されているため、ボンディングワイヤーを接続する際の加重が第３の半導体チップの縁部に加わった場合等に、第３の半導体チップが割れたり、変形することが防止されている。
【０００７】
しかしながら、特許文献１では、第１の半導体チップの上面と、第３の半導体チップのオーバーハング部の下面との間には、合成樹脂が充填されていた。合成樹脂の充填量が少なすぎると、合成樹脂の厚みが均一にならなかったりして、第３の半導体チップの縁部が第２の半導体チップ側に湾曲し、第３の半導体チップが傾くことがあった。また、合成樹脂の充填量を高精度に制御したとしても、第３の半導体チップを積層する際の押圧によっては、合成樹脂が押し出されたり、変形したりして、やはり第３の半導体チップが傾くことがあった。さらに、合成樹脂は収縮しやすく、合成樹脂の収縮によって、合成樹脂の厚みが薄くなり、第３の半導体チップが変形することがあった。
【０００８】
そこで、第３の半導体チップの割れや変形をさらに一層抑制することが強く求められていた。
【０００９】
本発明の目的は、上述した従来技術の現状に鑑み、上層の半導体チップの端部の少なくとも一部が下層の半導体チップの端部よりも側方に張り出している半導体チップ積層体であって、上層の半導体チップの変形が抑制されており、上層の半導体チップが傾くことが防がれている半導体チップ積層体、及び該半導体チップ積層体の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、電気接続端子を上面に有する基板もしくは第１の半導体チップと、基板もしくは第１の半導体チップの上面の電気接続端子が設けられていない領域に積層された第２の半導体チップと、第２の半導体チップの上面に積層された第３の半導体チップとを備える半導体チップ積層体であって、第３の半導体チップの端部の少なくとも一部が第２の半導体チップの端部よりも側方に張り出しており、該第３の半導体チップの張り出している部分の下方に、基板もしくは第１の半導体チップの上面に設けられた電気接続端子が位置しており、基板もしくは第１の半導体チップの上面に設けられた電気接続端子にボンディングワイヤーが接続されており、第３の半導体チップの張り出している部分の下面と、基板の上面もしくは第１の半導体チップの上面との間に支持層が充填されており、該支持層が第１の半導体チップと第３の半導体チップとの間隔を規制する粒子を含むことを特徴とする。
【００１１】
本発明に係る半導体チップ積層体のある特定の局面では、支持層が粒子と樹脂材料とを用いて構成されており、樹脂材料の１７５℃における弾性率が５０ＭＰａ〜１ＧＰａの範囲にある。
【００１２】
本発明に係る半導体チップ積層体のさらに他の特定の局面では、粒子が、樹脂粒子と、樹脂粒子を被覆する層を有する被覆粒子であり、支持層が該被覆粒子である。
【００１３】
本発明に係る半導体チップ積層体の別の特定の局面では、粒子が、基板もしくは第１の半導体チップの上面に設けられた電気接続端子と第２の半導体チップの端部との間に、電気接続端子に至らないように配置されている。
【００１４】
本発明に係る半導体チップ積層体のさらに別の特定の局面では、支持層が、基板もしくは第１の半導体チップの上面に設けられた電気接続端子と第２の半導体チップの端部との間に、電気接続端子に至らないように充填されている。
【００１５】
本発明に係る半導体チップ積層体の製造方法は、本発明の半導体チップ積層体の製造方法であって、電気接続端子を上面に有する基板もしくは第１の半導体チップの上面に、第２の半導体チップを積層する工程と、基板もしくは第１の半導体チップの上面に設けられた電気接続端子に、ボンディングワイヤーを接続する工程と、基板もしくは第１の半導体チップの上面に、支持層を構成する材料を配置する工程と、第３の半導体チップの端部の少なくとも一部が第２の半導体チップの端部よりも側方に張り出すように、かつ該第３の半導体チップの張り出している部分の下方に基板もしくは第１の半導体チップの上面に設けられた電気接続端子が位置するように、第２の半導体チップの上面に第３の半導体チップを積層し、支持層を構成する工程とを備えることを特徴とする。
【００１６】
本発明に係る半導体チップ積層体の製造方法のある特定の局面では、基板もしくは第１の半導体チップの上面に設けられた電気接続端子と第２の半導体チップの端部との間の基板もしくは第１の半導体チップの上面に、支持層を構成する材料を配置している。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る半導体チップ積層体では、第３の半導体チップの端部の少なくとも一部が第２の半導体チップの端部よりも側方に張り出しており、第３の半導体チップの張り出している部分の下面と、基板の上面もしくは第１の半導体チップの上面との間に支持層が充填されており、該支持層が第１の半導体チップと第３の半導体チップとの間隔を規制する粒子を含むので、第３の半導体チップが変形したり、第３の半導体チップが傾くのを防止することができる。
【００１８】
支持層が粒子と樹脂材料とを用いて構成されており、樹脂材料の１７５℃における弾性率が５０ＭＰａ〜１ＧＰａの範囲にある場合には、支持層と基板もしくは半導体チップとの密着性が高められ、第３の半導体チップの変形をより一層抑制することができる。また、樹脂材料を用いて支持層を構成する際に、樹脂材料が適度な流動性を有するので、樹脂材料が基板もしくは第１の半導体チップの上面に設けられた電気接続端子に至るのを防ぐことができる。
【００１９】
粒子が、樹脂粒子と、樹脂粒子を被覆する層を有する被覆粒子であり、支持層が該被覆粒子である場合には、粒子を配置する際に、粒子を所定の位置に容易に配置することができる。また、粒子によって第３の半導体チップが傾くのを防ぐことができる。
【００２０】
粒子が、基板もしくは第１の半導体チップの上面に設けられた電気接続端子と第２の半導体チップの端部との間に、電気接続端子に至らないように配置されている場合には、基板もしくは第１の半導体チップの電気接続端子において、粒子によってワイヤーの接続不良が生じるのを防ぐことができる。
【００２１】
支持層が、基板もしくは第１の半導体チップの上面に設けられた電気接続端子と第２の半導体チップの端部との間に、電気接続端子に至らないように設けられている場合には、基板もしくは第１の半導体チップの電気接続端子において、支持層によってワイヤーの接続不良が生じるのを防ぐことができる。
【００２２】
本発明に係る半導体チップ積層体の製造方法では、基板もしくは第１の半導体チップの上面に、支持層を構成する材料を配置する工程と、第３の半導体チップの端部の少なくとも一部が第２の半導体チップの端部よりも側方に張り出すように、かつ該第３の半導体チップの張り出している部分の下方に基板もしくは第１の半導体チップの上面に設けられた電気接続端子が位置するように、第２の半導体チップの上面に第３の半導体チップを積層し、支持層を構成する工程とを備えているので、第３の半導体チップの張り出している部分の下面と、基板の上面もしくは第１の半導体チップの上面との間に電気接続端子に至らないように支持層を設けることができる。よって、支持層により第３の半導体チップの割れや変形が生じるのを防ぐことができ、第３の半導体チップが傾くのを防止することができる。
【００２３】
基板もしくは第１の半導体チップの上面に設けられた電気接続端子と第２の半導体チップの端部との間の基板もしくは第１の半導体チップの上面に、支持層を構成する材料を配置する場合には、基板もしくは第１の半導体チップの上面に設けられた電気接続端子と第２の半導体チップの端部との間に、電気接続端子に至らないように支持層を構成することができる。よって、基板もしくは第１の半導体チップの電気接続端子において、支持層によってワイヤーの接続不良が生じるのを防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施形態を説明することにより、本発明を明らかにする。
【００２５】
図１に、本発明の一実施形態に係る半導体チップ積層体を部分切欠正面断面図で示す。
【００２６】
図１に示すように、半導体チップ積層体１は、基板もしくは第１の半導体チップに、第２，第３の半導体チップが積層された積層体からなる。本実施形態では、第１〜第３の半導体チップ２〜４が積層されて半導体チップ積層体１が構成されており、半導体チップ積層体１は基板５上に積層されている。基板５上に、第１の半導体チップ２、第２の半導体チップ３及び第３の半導体チップ４がこの順で積層されている。
【００２７】
基板５及び第１〜第３の半導体チップ２〜４は、接着層６を介して接合されている。図示しないが、接着層６はスペーサ粒子を含んでいる。接着層の厚みを一定にし、上層の半導体チップが傾くのを防止することができるので、接着層はスペーサ粒子を含むことが好ましい。もっとも、接着層はスペーサ粒子を含んでいなくてもよい。スペーサ粒子の粒子径は特に限定されないが、半導体チップの厚みよりも小さく、例えば１０μｍ程度である。
【００２８】
第１〜第３の半導体チップ２〜４は長方形の平面形状を有する。図２に第１〜第２の半導体チップの積層状態を略図的斜視図で示すように、第１〜第３の半導体チップ２〜４は、対向している上下の半導体チップの長さ方向が直交するように、十字状に積層されている。長方形の平面形状を有する半導体チップの大きさとしては、特に限定されないが、例えば縦５ｍｍ〜１０ｍｍ×横７〜１５ｍｍ程度である。半導体チップの厚みとしては、特に限定されないが、例えば５０〜１００μｍ程度である。
【００２９】
第３の半導体チップ４の端部４ａの少なくとも一部が第２の半導体チップ３の端部３ａよりも側方に張り出すように、第３の半導体チップ４が第２の半導体チップ３の上面に積層されている。第３の半導体チップ４の長さ方向の両側端部４ａが、第２の半導体チップ３の端部３ａよりも側方に張り出しており、半導体チップ積層体１はオーバーハング構造を有する。第３の半導体チイプ４の張り出している部分４Ａの長さ、すなわちオーバーハング長さとしては、特に限定されないが、例えば０．５〜２．５ｍｍ程度である。
【００３０】
なお、基板もしくは第１の半導体チップ、及び第２、第３の半導体チップの形状は特に限定されるものではない。例えば、図３に略図的斜視図で示すように、基板もしくは第１の半導体チップ１１及び第２、第３の半導体チップ１２、１３は、正方形の平面形状を有していてもよい。また、図３に示すように、位置をずらして基板もしくは第１の半導体チップ１１及び第２、第３の半導体チップ１２、１３を積層することにより、第３の半導体チップの端部の少なくとも一部が第２の半導体チップの端部よりも側方に張り出すように、半導体チップ積層体を構成してもよい。正方形の平面形状を有する半導体チップの大きさとしては、特に限定されないが、縦横長さ５〜２５ｍｍ程度である。
【００３１】
第１の半導体チップ２は上面に、電気接続端子２ａを有する。電気接続端子２ａは、第３の半導体チップ４の張り出している部分４Ａの下方に位置している。電気接続端子２ａは、第１の半導体チップ２の長さ方向の両側縁部に設けられている。
【００３２】
電気接続端子２ａの端部と、第２の半導体チップ３の端部３ａとは間隔を隔てられており、第１の半導体チップ２の上面の電気接続端子２ａが設けられていない領域に第２の半導体チップ３が積層されている。第１の半導体チップ２の長さ方向の両側縁部に設けられた電気接続端子２ａの間に、第２の半導体チップ３が積層されている。電気接続端子２ａと、基板５上の電極パッド５ａとが、ボンディングワイヤー７によって接続されている。
【００３３】
また、第３の半導体チップ４の張り出している部分４Ａにおいて、第３の半導体チップ４は上面に、電気接続端子４ｂを有する。電気接続端子４ｂは、第３の半導体チップ４の長さ方向の両側縁部に設けられている。電気接続端子４ｂと、基板５上の電極パッド５ｂとが、ボンディングワイヤー８によって接続されている。なお、図示しないが、第２の半導体チップ３の長さ方向の両側縁部にも電気接続端子が設けられており、該電気接続端子と、基板５上の電極パッドとが、ボンディングワイヤーによって接続されている。
【００３４】
半導体チップ積層体１では、第３の半導体チップ４の張り出している部分４Ａの下面と、第１の半導体チップ２の上面との間に支持層９が充填されている。本実施形態では、支持層９は、第１の半導体チップ２の上面に設けられた電気接続端子２ａと第２の半導体チップ３の端部３ａとの間に、電気接続端子２ａに至らないように設けられている。このように、支持層は、基板もしくは第１の半導体チップの上面に設けられた電気接続端子と第２の半導体チップの端部との間に、電気接続端子に至らないように設けられていることが好ましい。この場合、基板もしくは第１の半導体チップの電気接続端子において、支持層によってワイヤーの接続不良が生じるのを防ぐことができる。
【００３５】
支持層９は、粒子１０、１０を含んでいる。粒子１０、１０は、第２の半導体チップ３の厚みとほぼ等しいか、もしくはわずかに大きな粒子径を有する。粒子１０、１０により、第１の半導体チップ２と第３の半導体チップ４との間隔が規制されている。粒子１０、１０は、第１の半導体チップ２の上面に設けられた電気接続端子２ａと第２の半導体チップ３の端部３ａとの間に、電気接続端子２ａに至らないように設けられている。このように、粒子は、基板もしくは第１の半導体チップの上面に設けられた電気接続端子と第２の半導体チップの端部との間に、電気接続端子に至らないように設けられていることが好ましい。この場合、基板もしくは第１の半導体チップの電気接続端子において、粒子によってワイヤーの接続不良が生じるのを防ぐことができる。
【００３６】
上述した特許文献１の半導体装置では、第１の半導体チップの上面と、第３の半導体チップのオーバーハング部の下面との間には、合成樹脂が充填されていた。合成樹脂の充填量が少なすぎると、合成樹脂の厚みが均一にならなかったりして、第３の半導体チップの縁部が第２の半導体チップ側に湾曲し、第３の半導体チップが傾くことがあった。また、合成樹脂の充填量を高精度に制御したとしても、第３の半導体チップを積層する際の押圧によっては、合成樹脂が押し出されたり、変形したりして、やはり第３の半導体チップが傾くことがあった。さらに、合成樹脂は収縮しやすく、合成樹脂の収縮によって、合成樹脂の厚みが薄くなり、第３の半導体チップが変形することがあった。
【００３７】
これに対し、本発明では、第３の半導体チップの張り出している部分の下面と、基板の上面もしくは第１の半導体チップの上面との間に支持層が充填されており、支持層が粒子を含んでいるので、第３の半導体チップの変形を防ぐことができ、第３の半導体チップが傾くのを防止することができる。
【００３８】
次に、上述した半導体チップ積層体１を例にとり、半導体チップ積層体の製造方法を説明する。
【００３９】
先ず、図４（ａ）に示すように、基板５上に、接着層６を介して第１の半導体チップ２を積層し、接合する。さらに、第１の半導体チップ２の上面の電気接続端子２ａが設けられていない領域に、接着層６を介して第２の半導体チップ３を積層し、接合する。
【００４０】
次に、図４（ｂ）に示すように、電気接続端子２ａと、基板５上の電極パッド５ａとを、ボンディングワイヤー７によって接続する。
【００４１】
次に、図４（ｃ）に示すように、第１の半導体チップ２の上面に、支持層を構成する材料９Ａを配置する。材料９Ａは、粒子１０、１０を含んでいる。
【００４２】
次に、図４（ｄ）に示すように、第２の半導体チップ３の上面に、接着層６を介して第３の半導体チップ４を積層し、接合する。このとき、第３の半導体チップ４の端部４ａの少なくとも一部が、第２の半導体チップ３の端部３ａよりも側方に張り出すようにする。具体的には、第３の半導体チップ４の長さ方向の両側端部４ａが第２の半導体チップ３の端部３ａよりも側方に張り出すようにする。さらに、電気接続端子２ａが、第３の半導体チップ４の張り出した部分４Ａの下方に位置するようにする。
【００４３】
また、第２の半導体チップ３の上面に第３の半導体チップ４を積層する際に、材料９Ａを押し拡げつつ、第３の半導体チップ４の張り出している部分４Ａの下面と、第１の半導体チップ２の上面との間に、粒子１０、１０を含む支持層９を構成する。ここでは、第１の半導体チップ２の上面に設けられた電気接続端子２ａと第２の半導体チップ３の端部３ａとの間に、電気接続端子２ａに至らないように支持層９を構成している。
【００４４】
さらに、ボンディングワイヤーを用いて、基板５上の電極パッドと第２の半導体チップ３の電気接続端子、及び基板５上の電極パッドと第３の半導体チップ４の電気接続端子４ｂとを接続することにより、上述した半導体チップ積層体１を得ることができる。
【００４５】
上記支持層を構成する材料としては、特に限定されないが、粒子と樹脂とを含む樹脂材料を挙げられる。支持層は粒子と樹脂材料を用いて構成されており、樹脂材料の１７５℃における弾性率が５０ＭＰａ〜１ＧＰａの範囲にあることが好ましい。樹脂材料の弾性率が５０ＭＰａ未満であると、流動性が高すぎて、樹脂材料が拡がりすぎることがあり、１ＧＰａを超えると、流動性が低すぎて、樹脂材料が十分に拡がらないことがある。また、樹脂材料の弾性率が５０ＭＰａ〜１ＧＰａの範囲にあると、支持層と基板もしくは半導体チップとの密着性が高められ、第３の半導体チップの変形をより一層抑制することができる。
【００４６】
上記樹脂としては、特に限定されないが、硬化性化合物を挙げることができる。支持層を構成する材料として、硬化性化合物と硬化剤とを含む樹脂材料を好ましく用いることができる。
【００４７】
上記硬化性化合物としては、特に限定されず、付加重合、重縮合、重付加、付加縮合、開環重合反応により硬化する化合物を用いることができる。具体的には、例えばユリア樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、レゾルシノール樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリベンズイミダゾール樹脂、ジアリルフタレート樹脂、キシレン樹脂、アルキル−ベンゼン樹脂、エポキシアクリレート樹脂、珪素樹脂、ウレタン樹脂等の熱硬化性化合物を用いることができる。なかでも、支持層と基板もしくは半導体チップとの接合信頼性及び接合強度が高められることから、エポキシ樹脂、アクリル樹脂が好ましく、イミド骨格を有するエポキシ樹脂がより好ましい。
【００４８】
上記エポキシ樹脂としては特に限定されず、例えばビスフェノールＡ型、ビスフェノールＦ型、ビスフェノールＡＤ型、ビスフェノールＳ型等のビスフェノール型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型、クレゾールノボラック型等のノボラック型エポキシ樹脂、トリスフェノールメタントリグリシジルエーテル等のような芳香族エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、フルオレン型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、及び、これらの水添加物等が挙げられる。なかでも、耐熱性が高められることから、ナフタレン型エポキシ樹脂、フルオレン型エポキシ樹脂が好ましい。
【００４９】
上記ナフタレン型エポキシ樹脂の市販品としては、例えば大日本インキ化学工業社製のＨＰ−４０３２、ＨＰ−４０３２Ｄ、ＨＰ−４７００、ＨＰ−４７０１等が挙げられる。上記フルオレン型エポキシ樹脂の市販品としては、例えばナガセケムテックス社製のＥＸ−１０１０、ＥＸ−１０１１、ＥＸ−１０１２、ＥＸ−１０２０、ＥＸ−１０３０、ＥＸ−１０４０、ＥＸ−１０５０、ＥＸ−１０５１、ＥＸ−１０６０等が挙げられる。
【００５０】
上記ナフタレン型エポキシ樹脂又はフルオレン型エポキシ樹脂としては、軟化点が６０℃以下のものが好ましく用いられる。軟化点が６０℃以下のものを用いることにより、粘度を下げるために樹脂材料中に希釈剤等の液状成分を多く配合しなくてもよくなり、硬化時及び硬化後に揮発成分の含有量を少なくすることができる。上記ナフタレン型エポキシ樹脂又はフルオレン型エポキシ樹脂として、軟化点が４０℃以下のものがより好ましく用いられ、軟化点が２０℃以下のものが更に好ましく用いられる。上記市販品のなかでは、ＨＰ−４０３２、ＨＰ−４０３２Ｄ、ＥＸ−１０２０が好ましく用いられる。
【００５１】
上記ナフタレン型エポキシ樹脂及び／又はフルオレン型エポキシ樹脂を用いる場合、その配合量としては、樹脂材料１００重量％中、４０重量％以上であることが好ましい。ナフタレン型エポキシ樹脂及び／又はフルオレン型エポキシ樹脂が４０重量％未満であると、耐熱性に劣ることがある。ナフタレン型エポキシ樹脂及び／又はフルオレン型エポキシ樹脂のより好ましい下限は６０重量％、また、好ましい上限は９０重量％である。
【００５２】
上記エポキシ樹脂としては、ＮＢＲ、ＣＴＢＮ、ポリブタジエン、アクリルゴム等のゴム成分を有するゴム変性エポキシ樹脂、可撓性エポキシ化合物等のエポキシ化合物が好ましく用いられる。これらのエポキシ化合物を用いた場合には、硬化後の柔軟性を高めることができる。
【００５３】
上記硬化性化合物の吸湿率の好ましい下限は１．１％、好ましい上限は１．５％である。吸湿率が１．１〜１．５％の範囲にある硬化性化合物としては、例えばナフタレン型エポキシ樹脂、フルオレン型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂等が挙げられる。
【００５４】
上記硬化剤としては特に限定されず、硬化性化合物と併せて、従来公知の硬化剤を適宜選択して用いることができる。硬化剤としては、例えば、トリアルキルテトラヒドロ無水フタル酸等の加熱硬化型酸無水物系硬化剤、フェノール系硬化剤、アミン系硬化剤、ジシアンジアミド等の潜在性硬化剤、カチオン系触媒型硬化剤等が挙げられる。これらの硬化剤は、硬化性化合物としてエポキシ樹脂を用いる場合に好ましく用いられる。これらの硬化剤は、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【００５５】
上記硬化剤の配合量としては特に限定されないが、硬化性化合物の官能基と当量反応する硬化剤を用いる場合、硬化性化合物の官能基量に対して９０〜１１０当量であることが好ましい。また、触媒として機能する硬化剤を用いる場合、硬化性化合物１００重量部に対して、硬化剤の好ましい下限は１重量部、好ましい上限は２０重量部である。
【００５６】
硬化速度や硬化物の物性等を調整することができるため、樹脂材料は、硬化性化合物と硬化剤とに加えて硬化促進剤を含有してもよい。
【００５７】
上記硬化促進剤としては、特に限定されず、例えばイミダゾール系硬化促進剤、３級アミン系硬化促進剤が挙げられる。なかでも、硬化速度や硬化物の物性等を調整するために反応系を制御しやすいことから、イミダゾール系硬化促進剤が好ましく用いられる。これらの硬化促進剤は単独で用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
【００５８】
上記イミダゾール系硬化促進剤としては、特に限定されず、例えば、イミダゾールの１位をシアノエチル基で保護した１−シアノエチル−２−フェニルイミダゾールや、イソシアヌル酸で塩基性基を保護したもの（四国化学工業社製、商品名「２ＭＡ−ＯＫ」）等が挙げられる。これらのイミダゾール系硬化促進剤は、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【００５９】
上記硬化促進剤の配合量としては特に限定されず、硬化性化合物１００重量部に対して、１〜１０重量部が好ましい。
【００６０】
上記硬化剤及び／又は硬化促進剤の融点は、１２０℃以上であることが好ましい。融点が１２０℃以上であると、樹脂材料を加熱した際にゲル化するのを抑制することができる。硬化剤及び硬化促進剤のうちいずれか一方は、粉体であることが好ましい。
【００６１】
融点が１２０℃以上である上記硬化剤としては、例えば、５−（２，５−ジオキソテトラヒドロ−３−フェラニル）−３−メチル−３−シクロヘキセン−１，２−ジカルボン酸無水物、ＴＤ−２０９０等のフェノールノボラック樹脂、ＫＨ−６０２１等のビスフェノールＡノボラック樹脂、ＫＡ−１１６５等のオルソクレゾールノボラック樹脂、ＥＨ−３６３６ＡＳ、ＥＨ−３８４２、ＥＨ−３７８０、ＥＨ−４３３９Ｓ、ＥＨ−４３４６Ｓ（以上、旭電化工業社製）等のジシアンジアミドが挙げられる。また、融点が１２０℃以上の材質で被覆されたマイクロカプセル型硬化剤も好適に用いることができる。
【００６２】
融点が１２０℃以上である上記硬化促進剤としては、例えば、２ＭＺ，２ＭＺ−Ｐ、２ＰＺ，２ＰＺ−ＰＷ、２Ｐ４ＭＺ、Ｃ１１Ｚ−ＣＮＳ、２ＰＺ−ＣＮＳ、２ＰＺＣＮＳ−ＰＷ、２ＭＺ−Ａ、２ＭＺＡ−ＰＷ、Ｃ１１Ｚ−Ａ、２Ｅ４ＭＺ−Ａ、２ＭＡ−ＯＫ、２ＭＡＯＫ−ＰＷ、２ＰＺ−ＯＫ、２ＭＺ−ＯＫ、２ＰＨＺ、２ＰＨＺ−ＰＷ、２Ｐ４ＭＨＺ、２Ｐ４ＭＨＺ−ＰＷ、２Ｅ４ＭＺ・ＢＩＳ、ＶＴ，ＶＴ−ＯＫ、ＭＡＶＴ、ＭＡＶＴ−ＯＫ（以上、四国化成工業社製）等が挙げられる。特に、１３０℃までは安定であり、かつ１３５〜２００℃で活性化する硬化促進剤が好ましい。上述したもののなかでは、２ＭＡ−ＯＫ、２ＭＡＯＫ−ＰＷが好ましい。これらの硬化促進剤を用いた場合、貯蔵安定性が高められ、熱に対する安定性及び速硬化性の両立が可能となる。
【００６３】
上記硬化性化合物としてエポキシ樹脂を用い、かつ、上記硬化剤と硬化促進剤とを併用する場合、硬化剤の配合量はエポキシ基に対して理論的に必要な当量以下とすることが好ましい。硬化剤の配合量が理論的に必要な当量を超えると、硬化後に水分によって塩素イオンが溶出しやすくなることがある。即ち、硬化剤が過剰であると、例えば、樹脂材料の硬化物から熱水で溶出成分を抽出した際に、抽出水のｐＨが４〜５程度となるため、エポキシ樹脂から多量の塩素イオンが溶出することがある。従って、樹脂材料の硬化物１ｇを、１００℃の純水１０ｇで２時間浸した後の純水のｐＨが６〜８であることが好ましく、ｐＨが６．５〜７．５であることがより好ましい。
【００６４】
粘度を低くすることができるため、樹脂材料は、希釈剤を含有してもよい。希釈剤としては、エポキシ基を有するものが好ましく、１分子中のエポキシ基数の好ましい下限は２、好ましい上限は４である。エポキシ基数が２未満であると、硬化後に耐熱性に劣ることがあり、エポキシ基数が４を超えると、硬化によるひずみが発生したり、未硬化のエポキシ基が残存したりすることがあり、接合強度の低下、繰り返しの熱応力による接合不良が発生することがある。エポキシ基数の好ましい上限は３である。
【００６５】
また、上記希釈剤として、芳香環及び／又はジシクロペンタジエン構造を有する化合物が好ましく用いられる。
【００６６】
上記希釈剤は、１２０℃での重量減少量及び１５０℃での重量減少量が１％以下であることが好ましい。重量減少量が１％を超えると、硬化中や硬化後に未反応物が揮発してしまい、半導体チップ積層体の生産性に劣ったり、半導体チップ等に悪影響を与えることがある。
【００６７】
また、上記希釈剤は、硬化性化合物よりも硬化開始温度が低く、硬化速度が大きいものが好ましく用いられる。
【００６８】
上記希釈剤の配合量としては、樹脂材料１００重量％に対して、好ましい下限は１重量％、好ましい上限は２０重量％である。希釈剤の配合量が１〜２０重量％の範囲外であると、樹脂材料の粘度を十分に低減することができないことがある。
【００６９】
樹脂材料は、上記硬化性化合物と反応可能な官能基を有する高分子化合物を含有することが好ましい。高分子化合物を含有することにより、熱によってひずみが生じる際の接合信頼性を高めることができる。
【００７０】
上記硬化性化合物と反応可能な官能基を有する高分子化合物としては、例えばアミノ基、ウレタン基、イミド基、水酸基、カルボキシル基、エポキシ基等を有する高分子化合物が挙げられ、上記硬化性化合物としてエポキシ樹脂を用いる場合に好ましく用いられる。なかでも、エポキシ基を有する高分子化合物が好ましい。エポキシ基を有する高分子化合物を用いることで、樹脂材料の硬化物は優れた可撓性を発現し、支持層と基板もしくは半導体チップとの接合信頼性を高めることができる。
【００７１】
上記エポキシ基を有する高分子化合物としては、末端及び／又は側鎖（ペンダント位）にエポキシ基を有する高分子化合物であればよく、特に限定されないが、例えば、エポキシ基含有アクリルゴム、エポキシ基含有ブタジエンゴム、ビスフェノール型高分子量エポキシ樹脂、エポキシ基含有フェノキシ樹脂、エポキシ基含有アクリル樹脂、エポキシ基含有ウレタン樹脂、エポキシ基含有ポリエステル樹脂等が挙げられる。なかでも、エポキシ基を多く含む高分子化合物を得ることができ、硬化物の機械的強度や耐熱性が高められるため、エポキシ基含有アクリル樹脂が好適に用いられる。これらのエポキシ基を有する高分子化合物は、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【００７２】
上記硬化性化合物と反応可能な官能基を有する高分子化合物として、上記エポキシ基を有する高分子化合物、特にエポキシ基含有アクリル樹脂を用いる場合、高分子化合物の重量平均分子量の好ましい下限は１万である。重量平均分子量が１万未満であると、硬化物の可撓性が十分に高められないことがある。
【００７３】
上記硬化性化合物と反応可能な官能基を有する高分子化合物として、上記エポキシ基を有する高分子化合物、特にエポキシ基含有アクリル樹脂を用いる場合、エポキシ当量の好ましい下限が２００、好ましい上限が１０００である。エポキシ当量が２００未満であると、可撓性が充分に高められないことがあり、逆に１０００を超えると、樹脂材料の硬化物の機械的強度や耐熱性に劣ることがある。
【００７４】
上記硬化性化合物と反応可能な官能基を有する高分子化合物の配合量としては、硬化性化合物１００重量部に対し、好ましい下限は１重量部、好ましい上限は２０重量部である。高分子化合物が１重量部未満であると、熱ひずみに対する信頼性が十分に得られないことがあり、２０重量部を超えると、耐熱性が低下することがある。
【００７５】
適度なチキソトロピー性を発現するために、樹脂材料は、チキソトロピー付与剤を含有することが好ましい。チキソトロピー付与剤としては特に限定されず、例えば、金属微粒子、炭酸カルシウム、ヒュームドシリカ、酸化アルミニウム、窒化硼素、窒化アルミニウム、硼酸アルミ等の無機微粒子等を用いることができる。なかでも、ヒュームドシリカが好ましい。
【００７６】
上記チキソトロピー付与剤として、必要に応じて表面処理を行ったものを用いることができ、特に表面に疎水基を有する粒子を用いることが好ましい。具体的には、例えば表面を疎水化したヒュームドシリカ等が好ましく用いられる。
【００７７】
上記チキソトロピー付与剤として、粒子状のものを用いる場合、平均粒子径の好ましい上限は１μｍである。粒子径が１μｍを超えると、適度なチキソトロピー性を発現できないことがある。
【００７８】
上記チキソトロピー付与剤の配合量としては特に限定されないが、樹脂材料１００重量％中、好ましい下限は０．５重量％、好ましい上限は２０重量％である。特に、表面処理を行った粒子以外のチキソトロピー付与剤を用いる場合に、チキソトロピー付与剤が０．５〜２０重量％の範囲で配合されていることが好ましい。チキソトロピー付与剤が０．５重量％未満であると、適度なチキソトロピー性が得られず、２０重量％を超えると、支持層と基板もしくは半導体チップとの接合信頼性が低下することがある。チキソトロピー付与剤の配合量のより好ましい下限は０．１重量％、より好ましい上限は１０重量％である。
【００７９】
支持層に含まれる上記粒子としては、特に限定されないが、樹脂からなる樹脂粒子が好ましく用いられる。
【００８０】
上記樹脂粒子を構成する樹脂としては特に限定されないが、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン、ポリ塩化ビニル、ポリテトラフルオロエチレン、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリエチレンテレフタラート、ポリブチレンテレフタラート、ポリアミド、ポリイミド、ポリスルフォン、ポリフェニレンオキサイド、ポリアセタール等が挙げられる。
【００８１】
上記樹脂粒子を構成する樹脂として、粒子の硬さと回復率を調整しやすく、耐熱性を高めることができるため、架橋樹脂を用いることが好ましい。
【００８２】
上記架橋樹脂としては特に限定されず、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ジビニルベンゼン重合体、ジビニルベンゼン−スチレン共重合体、ジビニルベンゼン−アクリル酸エステル共重合体、ジアリルフタレート重合体、トリアリルイソシアヌレート重合体、ベンゾグアナミン重合体等の網目構造を有する樹脂が挙げられる。なかでも、ジビニルベンゼン重合体、ジビニルベンゼン−スチレン系共重合体、ジビニルベンゼン−（メタ）アクリル酸エステル共重合体、ジアリルフタレート重合体が好ましい。これらの架橋樹脂を用いると、耐熱性が高められる。
【００８３】
図５に、本発明の他の実施形態に係る半導体チップ積層体を正面断面図で示す。半導体チップ積層体１と同様に構成されているところは同一の符号を付してその説明を省略する。
【００８４】
図５に示す半導体チップ積層体３１では、支持層が第２の半導体チップ４の厚みとほぼ等しいか、もしくはわずかに大きい粒子径を有する被覆粒子３２、３２であること以外は半導体チップ積層体１と同様に構成されている。
【００８５】
被覆粒子３２は、樹脂粒子３２ａを層３２ｂで被覆した粒子、すなわち樹脂粒子３２ａをコアとし、層３２ｂをシェルとするコアシェル構造を有する。半導体チップ積層体３１では、被覆粒子３２、３２により、第１の半導体チップ２と第３の半導体チップ４との間隔が規制されており、第３の半導体チップ４が傾くことが防がれている。このように、支持層は、樹脂粒子と、樹脂粒子を被覆する層を有する被覆粒子であってもよい。
【００８６】
上記樹脂粒子３２ａとしては、上述した樹脂粒子を用いることができる。
【００８７】
上記層３２ｂを構成する材料としては、被覆層を有することにより、樹脂粒子が基板やチップに固着しやすくなり、結果、基板とチップ、またはチップ同士の間に介在した場合に安定した支持層を形成しうる被覆粒子を与える材料であることが好ましい。層３２ｂは、従来公知の粘着性材料からなる層や、コア粒子よりも粒子径の小さな微小粒子による被覆層であることが好ましい。微小粒子の粒子径としては特に限定はされないが、樹脂粒子の粒子径の１／１０以下であることが好ましい。１／１０を超えると、被覆粒子の物性が、上記微小粒子の物性によって支配される場合がある。
【００８８】
上記微小粒子としては、中空粒子であることが好ましい。中空粒子は容易に軟化及び変形して、基材としての樹脂粒子とチップ又は基板との固着剤として作用するため、上記被覆粒子を支持層としてより好適に用いることができる。
【００８９】
上記微小粒子により上記樹脂粒子を被覆する方法としては特に限定はされないが、例えば、ヘテロ凝集法により好適に被覆することができる。
【００９０】
上記微小粒子の材料としては特に限定はされず、上記樹脂粒子と同じであってもよく、異なっていてもよい。
【００９１】
図６に、本発明の別の実施形態に係る半導体チップ積層体を正面断面図で示す。
【００９２】
図６に示す半導体チップ積層体５１では、複数の半導体チップ５２〜５６が積層されて構成されており、半導体チップ積層体５１は基板上５７に積層されている。半導体チップ５２〜５６は長方形の平面形状を有し、対向している上下の半導体チイプの長さ方向が直交するように、十字状に積層されている。基板５７及び複数の半導体チップ５２〜５６は、接着層５８を介して接合されている。
【００９３】
半導体チップ５３〜５６の長さ方向の両側端部は、下層の半導体チップ５２〜５５の端部よりも側方に張り出している。
【００９４】
半導体チップ５２〜５６の長さ方向の両側縁部には電気接続端子が設けられている。図６では、半導体チップ５２、５４、５６の上面に設けられた電気接続端子５２ａ、５４ａ、５６ａが図示されている。
【００９５】
半導体チップ５２〜５５の上面の電気接続端子は、上層の半導体チップ５３〜５６の張り出した部分の下方にそれぞれ位置している。例えば、図６に示すように、電気接続端子５４ａが、半導体チップ５６の張り出している部分５６Ａの下方に位置しており、電気接続端子５２ａが、半導体チップ５４の張り出している部分５４Ａの下方に位置している。
【００９６】
半導体チップ５２〜５６の上面の電気接続端子と、基板５７上の電極パッド５７ａ、５７ａとがボンディングワイヤー５９、５９によって接続されている。
【００９７】
半導体チップ５３〜５６の張り出した部分の下面と、半導体チップの上面との間に支持層６０、６０が充填されている。支持層６０によって、上層の半導体チップの変形が防がれている。支持層６０は、電気接続端子と半導体チップの端部との間に、電気接続端子に至らないように設けられている。
【００９８】
支持層６０は、第２の半導体チップ４の厚みとほぼ等しいか、もしくはわずかに大きい粒子径を有する複数の粒子６１、６１を含んでいる。粒子６１、６１により、半導体チップの間隔が規制されており、上層の半導体チップの湾曲が効果的に防がれており、第３の半導体チップが傾くことが防がれている。
【００９９】
以下、本発明の具体的な実施例を説明することにより本発明を明らかにする。なお、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【０１００】
半導体チップ積層体を構成するのに、以下のものを用意した。
【０１０１】
（基板）
基板（ＦＲ４ガラスエポキシ、厚み０．２１ｍｍ）
【０１０２】
（半導体チップ）
（１）半導体ウェハの作製
８ｉｎｃｈベアウェハ上に、ＳｉＯ膜（５００ｎｍ）、Ｔｉ膜（７０ｎｍ）、Ａｌ膜（１μｍ）をこの順で積層した。ｉ線レジストを用いたフォトリソ、およびウェットエッチングにより、チップ周辺部に１００μｍ角のＡｌパッドを１５５μｍピッチで形成した。その上に、ＳｉＮ膜（５００ｎｍ）を積層し、Ａｌパッド上のＳｉＮ膜を、８０μｍ角で開口したウェハを作製した。Ａｌパッドは、１対ずつ電気的に導通させた。
【０１０３】
（２）第１〜第２の半導体チップの作製
上記（１）で得られた半導体ウェハを、８０μｍ厚にバックグラインドした後、ダイアタッチフィルム（エポキシ、４０μｍ厚、積水化学工業製）付きダイシングテープを用いて、８．６×５．４ｍｍの大きさにダイシングを行い、個片化し、ダイアタッチフィルム付き半導体チップを得た。
【０１０４】
（３）第３の半導体チップの作製
上記（１）で得られた半導体ウェハを、８０μｍ厚にバックグラインドした後、ダイシングテープを用いて、８．６×５．４ｍｍの大きさにダイシングを行い、個片化し、半導体チップを得た。
【０１０５】
（接着剤）
（１）接着剤１、２（樹脂材料）の作製
下記表１に示すスペーサ粒子を除く各材料を下記表１に示す割合（単位は重量部）で配合し、ホモディスパーを用いて攪拌混合して、接着組成物を作製した。得られた接着組成物に、スペーサ粒子を下記表１に示す割合で配合し、更にホモディスパーを用いて攪拌混合することにより接着剤１、２（樹脂材料）を作製した。
【０１０６】
ＤＶＡ−２００（アイティー計測制御社製）を用いて、周波数１０Ｈｚ、変形率０．１％、昇温速度５℃／分にて、接着剤１、２（樹脂材料）の１７５℃における弾性率を測定した。結果を下記表１に示す。
【０１０７】
【表１】
2008084971.tif 000003
【０１０８】
上記表１においては、以下の材料を用いた。
【０１０９】
１．エポキシ樹脂
樹脂１：ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂（ＨＰ−７２００ＨＨ、大日本インキ化学工業社製）
樹脂２：ナフタレン型エポキシ樹脂（ＨＰ−４０３２Ｄ、大日本インキ化学工業社製）
２．エポキシ基を有する高分子化合物
樹脂３：エポキシ基含有アクリル樹脂（ブレンマーＣＰ−３０、ジャパンエポキシレジン社製）
３．ゴム変性エポキシ樹脂
樹脂４：ＣＴＢＮ変性エポキシ樹脂（ＥＰＲ−４０２３、旭電化工業社製）
４．硬化剤
硬化剤１：酸無水物（ＹＨ−３０７、ジャパンエポキシレジン社製）
５．硬化促進剤
硬化促進剤１：イミダゾール化合物（２ＭＡ−ＯＫ、四国化成工業社製）
６．接着性付与剤
接着付与剤１：イミダゾールシランカップリング剤（ＳＰ−１０００、日鉱マテリアル社製）
７．チキソトロピー付与剤
添加剤１：ヒュームドシリカ（ＡＥＲＯＳＩＬ  Ｒ２０２Ｓ、日本アエロジル社製）
８．スペーサ粒子
粒子１：樹脂粒子（ミクロパールＳＰ、積水化学工業社製、平均粒子径：１００μｍ、ＣＶ値＝４％）
【０１１０】
（２）樹脂粒子を層で被覆した粒子の作製
（合成１）イオン交換水１００００重量部、ポリビニルアルコール（日本合成化学社製、「ＧＨ−２０」）３０重量部、及び、ポリアリルアミン（日東紡社製、「ＰＰＡ−Ｈ−１０Ｃ」）１０重量部の溶液に、ジビニルベンゼン１００重量部及び過酸化ベンゾイル１重量部の混合液を、ＳＰＧ膜を用いて分散させ、９０℃で１０時間重合を行った。洗浄後、分級を行い、平均粒径９９μｍ（ＣＶ値５％）の表面にアミノ基を有する基材粒子を得た。
【０１１１】
（合成２）ドデシルメルカプタン１０重量部、スチレン９５重量部、ジメチルアミノプロピルアクリルアミド５重量部及びイオン交換水１０００重量部を配合し、これにＡＩＢＡ１重量部及びドデシルトリメチルアンモニウムクロライド１重量部を添加し、７０℃で８時間重合させ、平均粒径９０ｎｍ（ＣＶ値１０％）のラテックス分散液を得た。
【０１１２】
このラテックスを種粒子として用い、このラテックスを固形分で１０重量部、ドデシルトリメチルアンモニウムクロライド２重量部、及び、ＡＩＢＡ１重量部をイオン交換水９００重量部に分散させた。これに、メチルメタクリレート４０重量部、グリシジルメタクリレート２０重量部、スチレン３０重量部、及び、ジビニルベンゼン１０重量部の混合物を加えて、室温で４８時間攪拌したところ、上記物質のほとんどが種粒子に吸収された。引き続き、これを６０℃で６時間重合したところ、平均粒径１８０ｎｍ（ＣＶ値１０％）の中空粒子（１）の分散液が得られた。この粒子分散液を乾燥させ、透過型電子顕微鏡で観察したところ、粒子の中央部が透けており、内径は９０ｎｍであった（中空率１２．５％）。また、この粒子のガラス転移温度（Ｔｇ）は１０７℃であった。この中空粒子（１）の分散液を遠心分離によりアセトンに置換し、中空粒子（１）のアセトン分散液（１）を得た。
【０１１３】
上記合成１で得られた基材粒子１０重量部をアセトンに分散させ、上記合成２で得られた中空粒子（１）のアセトン分散液（１）を固形分で１０重量部添加し、室温で３時間攪拌した。濾過後、更にアセトンで洗浄し、乾燥させて、平均粒子径１００μｍ（ＣＶ値＝４％）の被覆粒子Ａ（樹脂粒子を層で被覆した粒子）を得た。
【０１１４】
（実施例１）
実施例１では、上記基板上に、対向している上下の半導体チップの長さ方向が直交するように十字状に、第１〜第３の半導体チップが積層された半導体チップ積層体を構成した。
【０１１５】
ダイボンダー（ＮＥＣマシナリー製、ＢＥＳＴＥＭ−Ｄ０２）を用いて、上記基板上に、第１の半導体チップとしての上記ダイアタッチフィルム付き半導体チップをダイアタッチフィルム側から、ダイボンディングした。しかる後、ダイアタッチフィルムを１７５℃で３０分間硬化させた。
【０１１６】
ワイヤーボンダー：ＵＴＣ−１０００（新川社製）を用い、Ａｕ線（田中電子製、４Ｎ）を用い、ボンディング温度：１５０℃、ボンディング荷重：０．３Ｎの条件で、第１の半導体チップの上面に設けられた電気接続端子にワイヤーボンディングを行った。
【０１１７】
第１の半導体チップの上面の中央部に上記接着剤１を０．５ｍｇ塗布した。その後、第１の半導体チップの上面に塗布された接着剤１を押し拡げるようにして、第１の半導体チップ上に、第１の半導体チップと長さ方向が直交するように十字状に、第２の半導体チップとしての上記ダイアタッチフィルム付き半導体チップをダイボンディングした。しかる後、ダイアタッチフィルムと接着剤１とを１５０℃で３０分間硬化させた。
【０１１８】
第２の半導体チップの上面の中央部に上記接着剤１を０．５ｍｇ塗布した。さらに、第１の半導体チップの上面に設けられた電気接続端子と第２の半導体チップとの間の第１の半導体チップの上面に、上記接着剤２を０．５ｍｇずつ塗布した。その後、第１、第２の半導体チップの上面に塗布された接着剤１を押し拡げるようにして、第２の半導体チップ上に、第２の半導体チップと長さ方向が直交するように十字状に、第３の半導体チップとしての上記半導体チップをダイボンディングした。しかる後、ダイアタッチフィルム、接着剤１及び接着剤２を１５０℃で３０分間硬化させた。
【０１１９】
その後、第１の半導体チップの上面に設けられた電気接続端子の接続工程と同様の条件で、第３の半導体チップの上面に設けられた電気接続端子にワイヤーボンディングを行い、半導体チップ積層体を得た。
【０１２０】
（実施例２）
第１の半導体チップの上面の両側縁部に設けられた電気接続端子と第２の半導体チップとの間の第１の半導体チップの上面に、接着剤２を塗布する代わりに、上記被覆粒子Ａを３００μｍピッチで配置したこと以外は実施例２と同様にして、半導体チップ積層体を得た。
【０１２１】
（比較例１）
第１の半導体チップの上面の両側縁部に設けられた電気接続端子と第２の半導体チップとの間の第１の半導体チップの上面に、接着剤２を塗布する代わりに、上記接着剤１を塗布したこと以外は実施例１と同様にして、半導体チップ積層体を得た。
【０１２２】
（比較例２）
第１の半導体チップの上面の両側縁部に設けられた電気接続端子と第２の半導体チップとの間の第１の半導体チップの上面に、被覆粒子Ａを配置しなかったこと以外は実施例２と同様にして、半導体チップ積層体を得た。
【０１２３】
（半導体チップ積層体の評価）
（１）支持層の形成状態の評価
得られた半導体チップ積層体を透明樹脂で封止し、断面研磨をおこない半導体チップ積層体の断面を露出させた。得られた断面を光学顕微鏡（ニコン社製、商品名ＳＭＺ１５００）で観察した。
【０１２４】
その結果、実施例１、２の半導体チップ積層体では、第１の半導体チップの上面に設けられた電気接続端子と第２の半導体チップとの間において、第３の半導体チップの下面と第１の半導体チップの上面との間に第１の半導体チップと第３の半導体チップとの間隔を規制する粒子を含む支持層が形成されていた。支持層は、第１の半導体チップの上面に設けられた電気接続端子に至っていなかった。
【０１２５】
すなわち、実施例１、２の半導体チップ積層体では、図７に示すように、支持層は、第２の半導体チップの端部から側方に０．８ｍｍ程度の位置まで形成されており、支持層は電気接続端子２ａに至っていなかった。なお、第２の半導体チップ３の端部３ａよりも側方に、第１、第３の半導体チップ２、４の端部が１．６ｍｍ程度張り出しており、第１の半導体チップ２の上面に設けられた電気接続端子２ａと第２の半導体チップ３との間隔は１．３ｍｍ程度であった。
【０１２６】
一方、比較例１の半導体チップ積層体では、第１の半導体チップの上面に設けられた電気接続端子と第２の半導体チップの間において、第３の半導体チップの下面と第１の半導体チップの上面との間に第１の半導体チップと第３の半導体チップとの間隔を規制する粒子を含まない支持層が形成されていた。支持層は、第１の半導体チップの上面に設けられた電気接続端子に至っていなかった。
【０１２７】
また比較例２の半導体チップ積層体では、上記のような支持層が形成されていなかった。
【０１２８】
（２）ボンディングワイヤーの接続不良率
得られた半導体チップ積層体について、第１の半導体チップの上面に設けられた電気接続端子に接続されているボンディングワイヤーの接続不良率を求めた。サンプル数は２０チップとし、１チップあたり１０対ずつの測定を行った。結果を下記表２に示す。
【０１２９】
（３）第３の半導体チップの変形評価
得られた半導体チップ積層体について、上記支持層の形成状態の評価の際と同様にして第３の半導体チップの変形及び傾きについて下記の基準で評価した。結果を表２に示す。
【０１３０】
○：全てのチップについて、変形が観察されず、水平に保たれている。
【０１３１】
△：少数のチップについて、変形が観察されるか、あるいは水平度に劣り、若干の傾きが確認される。
【０１３２】
×：半数以上のチップについて変形が観察されるか、あるいは水平度に劣り、若干の傾きが確認される。
【０１３３】
【表２】
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【図面の簡単な説明】
【０１３４】
【図１】本発明の一実施形態に係る半導体チップ積層体の部分切欠正面断面図。
【図２】本発明の一実施形態に係る半導体チップ積層体の積層状態を説明するための略図的斜視図。
【図３】半導体チップ積層体の積層状態の一例を説明するための略図的斜視図。
【図４】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の一実施形態に係る半導体チップ積層体の製造方法を説明するための部分切欠正面断面図。
【図５】本発明の他の実施形態に係る半導体チップ積層体の部分切欠正面断面図。
【図６】本発明の別の実施形態に係る半導体チップ積層体の部分切欠正面断面図。
【図７】実施例で得られた半導体チップ積層体において、支持層が形成されている領域を説明するための部分切欠正面断面図。
【符号の説明】
【０１３５】
１…半導体チップ積層体
２…第１の半導体チップ
２ａ…電気接続端子
３…第２の半導体チップ
３ａ…端部
４…第３の半導体チップ
４Ａ…張り出した部分
４ａ…端部
４ｂ…電気接続端子
５…基板
５ａ、５ｂ…電極パッド
６…接着層
７、８…ボンディングワイヤー
９…支持層
９Ａ…支持層を構成する材料
１０…粒子
１１…基板もしくは第１の半導体チップ
１２、１３…第２、第３の半導体チップ
３１…半導体チップ積層体
３２…被覆粒子
３２ａ…樹脂粒子
３２ｂ…層
５１…半導体チップ積層体
５２〜５６…半導体チップ
５４Ａ、５６Ａ…張り出した部分
５２ａ、５４ａ、５６ａ…電気接続端子
５７…基板
５７ａ…電極パッド
５８…接着層
５９…ボンディングワイヤー
６０…支持層
６１…粒子
【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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