(57)【要約】【課題】生産効率に優れた半導体装置の製造方法を提供することにある。【解決手段】半導体装置の製造方法は、配線パターン１８を有する配線基板１０に、第１の電極２２と第２の電極２４とを有する第１の半導体チップ１０を、第１及び第２の電極２２，２４を有する面とは反対側の面２１が配線基板１０と対向するように搭載すること、及び、その後、第１の半導体チップ２０における第１の電極２２が形成された領域に第３の電極３２を有する第２の半導体チップ３０を搭載し、第１の電極２２と第３の電極３２とを対向させて電気的に接続することを含む。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
配線パターンを有する配線基板に、第１の電極と第２の電極とを有する第１の半導体チップを、前記第１及び第２の電極を有する面とは反対側の面が前記配線基板と対向するように搭載すること、及び、その後、
前記第１の半導体チップにおける前記第１の電極が形成された領域に第３の電極を有する第２の半導体チップを搭載し、前記第１の電極と前記第３の電極とを対向させて電気的に接続することを含む半導体装置の製造方法。
【請求項２】
請求項１記載の半導体装置の製造方法において、
前記第２の電極と前記配線パターンとを、ワイヤによって電気的に接続することをさらに含む半導体装置の製造方法。
【請求項３】
請求項１又は請求項２記載の半導体装置の製造方法において、
前記配線基板は凹部を有し、
前記第１の半導体チップの少なくとも一部を、前記凹部内に配置する半導体装置の製造方法。
【請求項４】
請求項３記載の半導体装置の製造方法において、
前記第１の半導体チップの前記第１及び第２の電極が形成された面とは反対側の面を、前記凹部の底面と対向させる半導体装置の製造方法。
【請求項５】
開口が形成された、配線パターンを有する配線基板に、第１の電極と第２の電極とを有する第１の半導体チップを、前記第１の半導体チップにおける前記第１の電極が形成された領域が前記開口から露出するように搭載し、前記配線パターンと前記第２の電極とを対向させて電気的に接続すること、及び、その後、
前記第１の半導体チップにおける前記第１の電極が形成された領域に第３の電極を有する第２の半導体チップを搭載し、前記第１の電極と前記第３の電極とを対向させて電気的に接続することを含む半導体装置の製造方法。
【請求項６】
請求項５記載の半導体装置の製造方法において、
前記開口は、前記配線基板の凹部の底面に形成されてなり、
前記第１の半導体チップの少なくとも一部を、前記凹部内に配置する半導体装置の製造方法。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれかに記載の半導体装置の製造方法において、
前記配線基板に前記第１及び第２の半導体チップを搭載する工程の後に、前記配線基板に外部端子を形成することをさらに含む半導体装置の製造方法。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれかに記載の半導体装置の製造方法において、
前記第１の半導体チップの外形は、前記第２の半導体チップの外形よりも大きい半導体装置の製造方法。
【請求項９】
請求項１から請求項８のいずれかに記載の半導体装置の製造方法によって製造された半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−１１４２０６号公報
【０００４】
【発明の背景】
従来、積層された半導体チップを有する積層型の半導体装置が知られている。かかる半導体装置の製造過程で、取り扱う物品が取り扱いやすい形状をなしていれば、積層型の半導体装置の製造効率を高めることができる。また、物品が取り扱いやすい形状をしていれば、既に使用されている設備を用いて積層型の半導体装置を製造することができるため、新たな設備を建設する必要もなくなり、製造コストを大幅に削減することができる。
【０００５】
本発明の目的は、生産効率の高い半導体装置の製造方法及び半導体装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
（１）本発明に係る半導体装置の製造方法は、配線パターンを有する配線基板に、第１の電極と第２の電極とを有する第１の半導体チップを、前記第１及び第２の電極を有する面とは反対側の面が前記配線基板と対向するように搭載すること、及び、その後、
前記第１の半導体チップにおける前記第１の電極が形成された領域に第３の電極を有する第２の半導体チップを搭載し、前記第１の電極と前記第３の電極とを対向させて電気的に接続することを含む。本発明によれば、はじめに第１の半導体チップを配線基板に搭載することから、その後の、第２の半導体チップを搭載する工程を配線基板の状態で行うことができる。そのため、製造過程での取り扱いが容易となり、効率よく半導体装置を製造することができる。
（２）この半導体装置の製造方法において、
前記第２の電極と前記配線パターンとを、ワイヤによって電気的に接続することをさらに含んでもよい。
（３）この半導体装置の製造方法において、
前記配線基板は凹部を有し、
前記第１の半導体チップの少なくとも一部を、前記凹部内に配置してもよい。これによると、厚みが薄い、実装性に優れた半導体装置を製造することができる。
（４）この半導体装置の製造方法において、
前記第１の半導体チップの前記第１及び第２の電極が形成された面とは反対側の面を、前記凹部の底面と対向させてもよい。
（５）本発明に係る半導体装置の製造方法は、開口が形成された、配線パターンを有する配線基板に、第１の電極と第２の電極とを有する第１の半導体チップを、前記第１の半導体チップにおける前記第１の電極が形成された領域が前記開口から露出するように搭載し、前記配線パターンと前記第２の電極とを対向させて電気的に接続すること、及び、その後、
前記第１の半導体チップにおける前記第１の電極が形成された領域に第３の電極を有する第２の半導体チップを搭載し、前記第１の電極と前記第３の電極とを対向させて電気的に接続することを含む。本発明によれば、はじめに第１の半導体チップを配線基板に搭載することから、その後の、第２の半導体チップを搭載する工程を配線基板の状態で行うことができる。そのため、製造過程での取り扱いが容易となり、効率よく半導体装置を製造することができる。
（６）この半導体装置の製造方法において、
前記開口は、前記配線基板の凹部の底面に形成されてなり、
前記第１の半導体チップの少なくとも一部を、前記凹部内に配置してもよい。これによれば、厚みの薄い、実装性に優れた半導体装置を製造することができる。
（７）この半導体装置の製造方法において、
前記配線基板に前記第１及び第２の半導体チップを搭載する工程の後に、前記配線基板に外部端子を形成することをさらに含んでもよい。
（８）この半導体装置の製造方法において、
前記第１の半導体チップの外形は、前記第２の半導体チップの外形よりも大きくてもよい。
（９）本発明に係る半導体装置は、上記半導体装置の製造方法によって製造されてなる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。ただし、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではない。
【０００８】
（第１の実施の形態）
図１〜図５は、本発明を適用した第１の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を説明するための図である。
【０００９】
はじめに、配線基板１０を用意する（図１参照）。配線基板１０の材料は特に限定されるものではなく、例えば、有機系又は無機系のいずれの材料で形成されてもよく、これらの複合構造からなるものであってもよい。有機系の基板として、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）からなる基板を使用してもよい。また、無機系の材料から形成された基板として、例えばセラミック基板やガラス基板が挙げられる。有機系及び無機系の材料の複合構造として、例えば、ガラスエポキシ基板が挙げられる。配線基板１０として、フレキシブル基板を利用してもよく、あるいは、リジッド基板を利用してもよい。
【００１０】
図１に示すように、配線基板１０は凹部１２を有してもよい。第１の基板１４に、開口を有する第２の基板１６を搭載することで、凹部１２を有する配線基板１０を形成してもよい。すなわち、配線基板１０は、第１及び第２の基板１４，１６から形成されていてもよい。
【００１１】
配線基板１０は、配線パターン１８を有する。配線パターン１８は、例えば、銅箔などの金属箔を接着剤を介して配線基板１０に貼り付けて、フォトリソグラフィを適用した後にエッチングして形成してもよい。あるいは、スパッタリング等を利用して、配線パターン１８を形成してもよい。また、無電解メッキで配線パターン１８を形成するアディティブ法を適用して、配線パターン１２を形成してもよい。また、配線基板１０は、レジスト１９を有してもよい。レジスト１９によって、配線パターン１８のショートを防止することができ、信頼性の高い半導体装置を製造することができる。
【００１２】
次に、配線基板１０に、第１の半導体チップ２０を搭載する（図２参照）。第１の半導体チップ２０には集積回路が形成されていてもよい。第１の半導体チップ２０の平面形状は矩形をなすことが一般的であるが、特に限定されるものではない。第１の半導体チップ２０は、第１の電極２２と第２の電極２４とを有する。第１及び第２の電極２２，２４は、該集積回路に電気的に接続されていてもよい。第１及び第２の電極は、アルミニウムなどで薄く平らに形成されたパッドと、その上に形成されたバンプとから形成されてもよい。ただし、バンプが形成されないパッドを、電極としてもよい。例えば、第１の電極２２として、パッドとバンプとを有する電極を利用してもよい。また、第２の電極２４として、バンプを有しないパッドのみからなる電極、あるいは、パッドとバンプとを有する電極、のいずれを利用してもよい。第１及び第２の電極２２，２４の配置は特に限定されるものではないが、例えば、第１の半導体チップ２０の中央部付近に第１の電極２２を配置し、第１の電極２２が配置された領域を囲むように、第１の半導体チップ２０の周縁部付近に第２の電極２４を配置してもよい。パッドの少なくとも一部を避けて、第１の半導体チップ２０にはパッシベーション膜（図示せず）が形成されていてもよい。パッシベーション膜は、例えば、ＳｉＯ２、ＳｉＮ、ポリイミド樹脂などで形成してもよい。
【００１３】
本実施の形態に係る半導体装置の製造方法では、第１の半導体チップ２０を、第１及び第２の電極２２，２４を有する面とは反対側の面２１が配線基板１０と対向するように搭載する。第１の半導体チップ２０は、例えば図示しない接着剤によって、配線基板１０に固着してもよい。配線基板１０が凹部１２を有する場合、第１の半導体チップ２０の少なくとも一部を凹部１２内に配置してもよい。これによると、厚みの薄い、実装性に優れた半導体装置を製造することができる。なお、この場合、第１の半導体チップ２０の面２１を凹部１２の底面１３と対向させてもよい（図２参照）。
【００１４】
次に、第１の半導体チップ２０における第１の電極２２が形成された領域に第３の電極３２を有する第２の半導体チップ３０を搭載し、第１の電極２２と第３の電極３２とを対向させて電気的に接続する（図３参照）。第２の半導体チップ３０の第３の電極３２は、例えば、パッドとバンプとから形成されていてもよい。また、第３の電極３２は、第２の半導体チップ３０の一方の面に、複数行複数列に並んで形成されてもよい。例えば、第１の電極２２と第３の電極３２とを接触させて、加熱、加圧する金属結合によって、第１及び第３の電極２２，３２を電気的に接続してもよい。あるいは、ＡＣＦ（異方性導電フィルム）や、ＡＣＰ（異方性導電ペースト）を利用して、第１の電極２２と第３の電極３２との間に導電粒子を介在させることで、第１及び第３の電極２２，３２を電気的に接続してもよい。第１及び第３の電極２２，３２は、結合して、第１及び第２の半導体チップ２０，３０を電気的に接続する電気的接合部５０となる。第２の半導体チップ３０を、接着剤を介して第１の半導体チップ２０に搭載してもよく、接着剤を硬化させることで、電気的接合部５０を保護する保護部材を形成してもよい（図示せず）。なお、第１の半導体チップ２０の外形は、第２の半導体チップ３０の外形よりも大きくてもよい。
【００１５】
上述したように、本実施の形態に係る半導体装置の製造方法においては、配線基板１０に第１の半導体チップ２０を搭載した後に、第１の半導体チップ２０に第２の半導体チップ３０を搭載する工程を行う。これによると、第１及び第２の半導体チップ２０，３０を、積層された状態で取り扱う必要がなくなるため、また、第２の半導体チップ３０を搭載する工程を配線基板上で行うことができるため、製造過程での取り扱いが容易となり、半導体装置の製造効率を高めることができる。
【００１６】
本実施の形態に係る半導体装置の製造方法は、第１の半導体チップ２０の第２の電極２４と配線パターン１８とを、ワイヤ４０によって電気的に接続することをさらに含んでもよい（図４参照）。ワイヤ４０は、既に公知となっているいずれのボンディングツールを使用して形成してもよい。また、ワイヤ４０として、既に公知となっているいずれのワイヤを使用してもよい。なお、ワイヤ４０を形成する工程は、第２の半導体チップ３０を搭載する工程の前後のいずれに行ってもよい。
【００１７】
最後に、樹脂層５２や、外部端子５４を形成する工程を経て、半導体装置１を製造することができる（図５参照）。
【００１８】
本実施の形態に係る半導体装置の製造方法によって製造される半導体装置１は、配線パターン１８を有する配線基板１０を有する。半導体装置１は、配線基板１０に搭載された第１の半導体チップ２０を有する。半導体装置１は、第１の半導体チップ２０に搭載された第２の半導体チップ３０を有する。半導体装置１は、第１の半導体チップ２０と第２の半導体チップ３０との間に形成された、第１及び第２の半導体チップ２０，３０を電気的に接続する電気的接合部５０を有する。第１の半導体チップ２０における第２の半導体チップ３０が搭載される面の、第２の半導体チップ３０から露出する部分には、第２の電極２４が形成されてなる。第１の半導体チップ２０における第１及び第２の電極２２，２４が形成された面とは反対側の面２１は、配線基板１０と対向してなる。半導体チップ１は、配線パターン１８と第２の電極２４とを電気的に接続するワイヤ４０を有してもよい。なお、図６には、上述した半導体装置１が実装された回路基板１０００を示す。また、半導体装置１を有する電子機器として、図７にはノート型パーソナルコンピュータ２０００を、図８には携帯電話３０００を、それぞれ示す。
【００１９】
（第２の実施の形態）
図９〜図１３は、本発明を適用した第２の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を説明するための図である。なお、本実施の形態でも、既に説明した内容を可能な限り適用するものとする。
【００２０】
本実施の形態では、はじめに、開口を有する配線基板６０を用意する（図９参照）。配線基板６０の材料は特に限定されず、先に説明した配線基板１０の内容を適用してもよい。また、配線基板６０の形状も特に限定されないが、配線基板６０は、凹部６２と、凹部６２の底面に形成された開口６４とを有する形状であってもよい。開口６４を有する第１の基板６６に、開口を有する第２の基板６８を搭載することで、凹部６２と開口６４とを有する基板６０を形成してもよい。なお、第２の基板６８は、図９に示すように、複数層に形成された配線パターン７０を有してもよい。配線パターン７０は、既に公知となっているいずれの方法によって形成してもよい。
【００２１】
次に、図１０に示すように、先に説明した第１の半導体チップ２０を用意し、配線基板６０に、第１の半導体チップ２０における第１の電極２２が形成された領域が開口６４から露出するように搭載し、配線パターン７０と第２の電極２４とを対向させて電気的に接続する。すなわち、第１の電極２２が形成された領域と開口６４とが重なるように位置合わせを行った後、配線パターン７０と第２の電極２４とを対向させて電気的に接続する。例えば、第２の電極２４と配線パターン７０とを接触させて、加熱、加圧する金属接合によって、第２の電極２４と配線パターン７０とを電気的に接続してもよい。あるいは、ＡＣＦ（異方性導電フィルム）や、ＡＣＰ（異方性導電ペースト）を利用して、第２の電極２４と配線パターン７０とを電気的に接続してもよい。
【００２２】
なお、配線基板６０が凹部６２を有する場合、第１の半導体チップ２０の少なくとも一部を、凹部６２内に配置してもよい。これによると、厚みの薄い、実装性に優れた半導体装置を製造することができる。
【００２３】
次に、図１１に示すように、第１の半導体チップ２０における第１の電極２２が形成された領域に第３の電極３２を有する第２の半導体チップ３０を搭載し、第１の電極２２と第３の電極３２とを対向させて電気的に接続する。第１及び第２の電極２２，３２が結合することによって電気的接合部５０が形成され、電気的接合部５０によって、第１の半導体チップ２０と第２の半導体チップ３０とが電気的に接続される。本実施の形態に係る半導体装置の製造方法においても、第１及び第２の半導体チップ２０，３０を、積層された状態で取り扱う必要がなくなるため、また、第２の半導体チップ３０を搭載する工程を配線基板上で行うことができるため、製造過程での取り扱いが容易となり、半導体装置の製造効率を高めることができる。なお、本実施の形態では、配線基板６０は開口６４を有し、第１の半導体チップ２０は、第１の電極２２が形成された領域が開口６４から露出するように搭載されてなる。そのため、第１の半導体チップ２０を配線基板６０に搭載した後でも、第１の電極２２と第３の電極３２とを対向させて、電気的に接続することが可能となる。
【００２４】
次に、樹脂層５６を形成してもよい。樹脂層５６は、図１２に示すように、電気的接合部５０を覆うように形成してもよく、あるいは、電気的接合部５０のみならず、電極２４をも覆うように形成してもよいが、その範囲は特に限定されるものではない。これによれば、応力に強い信頼性の高い半導体装置を製造することができる。そして、外部端子５８を形成する工程を経て、半導体装置２を製造することができる（図１３参照）。
【００２５】
本実施の形態に係る半導体装置の製造方法によって製造される半導体装置２は、配線基板６０を有する。配線基板６０には配線パターン７０が形成されてなる。また、配線基板６０には、開口６４が形成されてなる。半導体装置２は、第１の半導体チップ２０を有する。半導体装置２は、第１の半導体チップ２０に搭載された第２の半導体チップ３０を有する。第２の半導体チップ３０の少なくとも一部は、開口６４内に配置されてもよい。半導体装置２は、第１及び第２の半導体チップ２０，３０の間に形成された、第１及び第２の半導体チップ２０，３０を電気的に接続する電気的接合部５０を有する。第１の半導体チップ２０における第２の半導体チップ３０が搭載される面の、第２の半導体チップ３０から露出する部分には第２の電極２４が形成されてなり、第２の電極２４は、配線パターン７０に対向して電気的に接続されてなる。なお、半導体装置２は、外部端子５８を有してもよい。
【００２６】
なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明を適用した第１の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を示す図である。
【図２】図２は、本発明を適用した第１の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を示す図である。
【図３】図３は、本発明を適用した第１の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を示す図である。
【図４】図４は、本発明を適用した第１の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を示す図である。
【図５】図５は、本発明を適用した第１の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を示す図である。
【図６】図６は、本発明を適用した実施の形態に係る半導体装置が実装された回路基板を示す図である。
【図７】図７は、本発明を適用した実施の形態に係る半導体装置を有する電子機器を示す図である。
【図８】図８は、本発明を適用した実施の形態に係る半導体装置を有する電子機器を示す図である。
【図９】図９は、本発明を適用した第２の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を示す図である。
【図１０】図１０は、本発明を適用した第２の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を示す図である。
【図１１】図１１は、本発明を適用した第２の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を示す図である。
【図１２】図１２は、本発明を適用した第２の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を示す図である。
【図１３】図１３は、本発明を適用した第２の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を示す図である。
【符号の説明】
１０  配線基板、  １８  配線パターン、  ２０  第１の半導体チップ、  ２２  第１の電極、  ２４  第２の電極、  ３０  第２の半導体チップ、  ３２第３の電極
【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】
2004288815.tif 000009
【図８】
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【図９】
2004288815.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
2004288815.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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