(57)【要約】      （修正有）【課題】封止樹脂と他の部材の界面が側面に露出することによる信頼性の低下を抑制する。【解決手段】表面に入出力パッドを有する下側半導体チップ１０と、下側半導体チップ側面を取り囲み、下側半導体チップ表面を外側に延長する形状の表面を有する下側モールド樹脂体１３と、下側半導体チップの上方で積層され、表面に入出力パッドを有する上側半導体チップ２０と、上側半導体チップをモールドする上側モールド樹脂体２５と、下側半導体チップの入出力パッド１２または上側半導体チップの入出力パッド２２の少なくとも一部を下側モールド樹脂体の表面、または上側半導体チップの表面ないしその延長面に沿って引き回す再配線層１７と、再配線層の上に形成され、上側モールド樹脂体から頂部が露出する外部接続用メタルポスト１８，１９と、外部接続用メタルポスト上に接続されたボール状外部接続端子３０を有する。【選択図】図１
2012099648.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に入出力パッドを有する下側半導体チップと、
前記下側半導体チップ側面を取り囲み、前記下側半導体チップ表面を外側に延長する形状の表面を有する下側モールド樹脂体と、
前記下側半導体チップの上方に正立状態で積層され、表面に入出力パッドを有する上側半導体チップと、
前記上側半導体チップをモールドし、前記下側半導体チップ外側で前記下側モールド樹脂体と合する上側モールド樹脂体と、
前記下側半導体チップの入出力パッドまたは前記上側半導体チップの入出力パッドの少なくとも一部を前記下側モールド樹脂体の表面、または前記上側半導体チップの表面ないしその延長面に沿って引き回す再配線層と、
前記再配線層の上に形成され、前記上側モールド樹脂体から頂部が露出する外部接続用メタルポストと、
前記外部接続用メタルポスト上に接続されたボール状外部接続端子と、
を有する半導体装置。
【請求項２】
前記再配線層は、前記下側半導体チップの入出力パッドを前記下側モールド樹脂体の表面に沿って引き回し、その上に前記上側モールド体を貫通する前記外部接続用メタルポストが配置されている、
請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記再配線層は、前記上側半導体チップの入出力パッドを前記上側半導体チップの表面に沿って引き回し、その上に前記上側モールド体の上側部分を通過して前記外部接続用メタルポストが配置されている、
請求項１に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記再配線層は、前記下側半導体チップの入出力パッドを前記下側モールド樹脂体の表面に沿って引き回す下側再配線層と、前記上側半導体チップの入出力パッドを前記上側半導体チップの表面ないしその延長面に沿って引き回す上側再配線層とを含み、前記外部接続用メタルポストは前記上側モールド体の上側部分を通過して前記上側再配線層の上に配置されている、
請求項１に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記下側半導体チップの入出力パッドと前記上側半導体チップの入出力パッド間を電気的に接続するメタル導電部材を、
さらに有する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記下側モールド樹脂体が、前記下側半導体チップの側面上のみに形成され、底面上には形成されていない、請求項１〜５のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項７】
ダミー基板上方に表面に入出力パッドを有する下側半導体チップを倒立状態で固定し、
前記ダミー基板上方の下側半導体チップを下側モールド樹脂体でモールドし、
前記ダミー基板を除去し、
前記下側半導体チップの入出力パッドを前記下側モールド樹脂体の表面に沿って引き回す再配線層を形成し、
前記再配線層の上に外部接続用メタルポストを形成し、
前記下側半導体基板の表面上方に、表面に入出力パッドを有する上側半導体基板を正立状態でダイ付けし、
前記上側半導体チップ、前記再配線層をモールドし、前記外部接続用メタルポストの頂部を露出して、その下部をモールドする上側モールド樹脂体を形成し、
前記外部接続用メタルポスト上にボール状外部接続端子を接続する、
半導体装置の製造方法。
【請求項８】
ダミー基板上方に表面に入出力パッドを有する下側半導体チップを倒立状態で固定し、
前記ダミー基板上方の下側半導体チップを下側モールド樹脂体でモールドし、
前記ダミー基板を除去し、
表面に入出力用パッドを有する半導体チップの表面上方に再配線層、前記再配線層上に外部接続用メタルポストの形成された上側半導体チップを、正立状態で前記下側半導体チップの表面上にダイ付けし、
前記外部接続用メタルポストの頂部を露出して、前記上側半導体チップを上側モールド樹脂体でモールドし、
前記外部接続用メタルポスト上にボール状外部接続端子を接続する、
半導体装置の製造方法。
【請求項９】
ダミー基板上方に表面に入出力パッドを有する下側半導体チップを倒立状態で固定し、
前記ダミー基板上方の下側半導体チップを下側モールド樹脂体でモールドし、
前記ダミー基板を除去し、
前記下側半導体チップの入出力パッドを前記下側モールド樹脂体の表面に沿って引き回す下側再配線層を形成し、
前記下側再配線層の上に内部接続用メタルポストを形成し、
前記下側半導体基板の表面上方に、表面に入出力パッドを有する上側半導体チップを正立状態でダイ付けし、
前記上側半導体チップの側面をモールドし、前記上側半導体チップの表面と前記内部接続用メタルポストの頂面を露出し、前記上側半導体チップの表面を外側に延長する形状の表面を有する第１の上側モールド樹脂体を形成し、
前記上側半導体チップの入出力パッドを前記第１の上側モールド樹脂体の表面に沿って引き回す上側再配線層を形成し、
前記上側再配線層の上に外部接続用メタルポストを形成し、
前記外部接続用メタルポストの頂部を露出して、前記第１の上側モールド樹脂体の上に、第２の上側モールド樹脂体を形成し、
前記外部接続用メタルポスト上にボール状外部接続端子を接続する、
半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
前記再配線層と前記メタルポストとは、レジストパターンを用いたメッキにより形成される請求項７〜９のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施例は、半導体装置とその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子機器に対する小型化の要求は強く、電子機器に収容する半導体装置の集積度向上に対する要求は継続している。従来シングルチップの半導体集積回路を搭載していた処に、複数チップを積層、搭載できれば、電子機器の小型化は進む。システムインパッケージ（ＳｉＰ）等において、複数の半導体チップを積層し、一方の主表面に半田ボール等の外部接続端子をアレイ状に配置したボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）を有する構成が、種々提案されている。
【０００３】
特開２００４−１４００３７号公報は、ウエハ状態において、各半導体チップ周辺部上面にメタルポストを形成し、各半導体チップ中央部の上面に接着テープを介して、上面に保護絶縁テープを設けた上側半導体チップをダイスボンドし、上側半導体チップ、メタルポストを覆う封止樹脂層を形成した後、上側半導体チップの電極とメタルポスト上面を露出し、再配線層を形成し、再配線層上にメタルポストを形成し、樹脂で封止し、メタルポスト上面を露出し、メタルポスト上にボール電極を接続した後、封止樹脂、半導体ウエハをダイシングして個別半導体装置を形成することを提案する。ダイシング後は、ダイシングした半導体ウエハで形成される下側半導体チップの側面と底面は露出された状態となる。
【０００４】
半導体チップは、水分などの影響を受けやすく、パッケージング構造を設けることが好ましい。幾つかのパッケージング方法が採用されている。製造コストが低く、信頼性が高いパッケージングとして、プラスチックモールディングが挙げられる。
【０００５】
４２合金などの鉄合金、銅、銅合金等で形成されたリードフレームを用いてプラスチックモールディングする場合は、リードフレームのダイパッド上に半導体チップをダイボンドし、半導体チップ上の入出力パッドとリードフレームのリード間をワイヤボンディングで接続した後、金型内にリードフレームを設置し、封止樹脂をインジェクションモールドする。リード先端を引き下げて封止樹脂表面に導出し、その表面に半田ボールを接続することもある。リードフレームのリードは、半導体チップの周囲に配置されるように、１枚の板材から形成される．従って、リード数の増加には制限が生じる．
リードフレームに代えて配線を有する基板（インターポーザ）を用いる方法もある。例えば、下面にボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）を形成した、銅多層配線を有するガラスエポキシ基板等の接続基板上面のダイ上に半導体チップをダイボンドし、半導体チップの入出力パッドと接続基板の電極間をワイヤボンディングし、半導体チップ、ボンディングワイヤを封止樹脂でモールドして、ＢＧＡ形式の半導体装置を形成することができる。
【０００６】
リードフレームと接続基板をまとめてインターポーザと呼ぶこともある。インターポーザは樹脂モールドの工程上、物理的支持を付与する為半導体装置外側にも延在し、モールド工程後不要部を切断する必要がある。従って、パッケージ端面には、モールド樹脂とインターポーザとの界面が露出する。
【０００７】
図８Ａは、特開２００７−１３４７３１号に開示されている、半導体装置を示す断面図である。下面にＢＧＡを形成したインターポーザ（基板）の上面上に２つの半導体チップを積層し、ワイヤボンディングで２つの半導体チップとインターポーザの電極とを接続し、封止樹脂でモールドしている。半導体装置１１０は、第１の半導体チップ１１１，第２の半導体チップ１１２，インターポーザ１１３，樹脂封止体１１６，及び半田ボール１１７等により構成されている。半導体装置１１０は、第１の半導体チップ１１１上に第２の半導体チップ１１２が積層されたＭＣＰ（マルチチップパッケージ）タイプの半導体装置である。
【０００８】
インターポーザ１１３上にダイアタッチメントフィルム１７０により第１の半導体チップ１１１を接着し、第１の半導体チップ１１１上にダイアタッチメントフィルム１８０により第２の半導体チップ１１２を接着する。第１、第２の半導体チップ１１１、１１２のボンディングパッド１１５、インターポーザ１１３上の電極１２０をボンディングワイヤ１１４で接続する。第１、第２の半導体チップ１１１，１１２、ボンディングワイヤ１１４を封止樹脂１１６でモールドする。インターポーザ１１３上方の半導体チップ１１１，１１２、ボンディングワイヤ１１４は封止樹脂１１６で封止されるが、インターポーザ１１３と封止樹脂１１６の間の界面が半導体パッケージの側面に露出する。
【０００９】
図８Ｂは、特開２００８−９１４１８号に開示されている、半導体装置を示す断面図である。リード先端に半田ボールを接続してボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）を形成したリードフレームを用いたマルチチップパッケージである。リードフレームは、周辺部が高い位置にあり、リード２０５先端が引き下げられ、リード２０５先端に半田ボール２１７を接続した形状を有する。第１の半導体チップ２１１の電極２０８上に突起電極２０９を設け、配線面を下側にした倒立状態で（フリップチップの形状で）、リード２０５先端に突起電極２０９を接続する。その後、第１の半導体チップ２１１を第１の封止樹脂２０２でモールドし、半田ボール２１７を露出する。第１の半導体チップ２１１裏面に絶縁接合材２８０を介して第２の半導体チップ２１２の裏面を接合する。第２の半導体チップ２１２の電極２１８とリードフレームのリードの間をボンディングワイヤ２１４で接続する。第２の半導体チップ２１２とボンディングワイヤ２１４を第２の封止樹脂２０３でモールドする。その後リードフレームの不要部を切り離す。
【００１０】
図８Ｂの構成においては、２つの半導体チップが背中合わせの配置で結合され、両側に回路面が配置される。一方の回路面の電極２０８は突起電極２０９を介してボール電極２１７に接続され、他方の回路面の電極２１８は、ボンディングワイヤ２１４、リードフレームのリード２０５を介して、ボール電極２１７に接続される。リードフレームの周辺部は、切断面がパッケージ側面に露出する。
【００１１】
これらの構成においては、ボンディングワイヤと半田ボールとはインターポーザ、または半導体チップに関して逆の側に配置される。
【００１２】
リードフレームやインターポーザと封止樹脂の界面が、パッケージ側面に露出した構成は、界面に剥がれが生じることによる信頼性の低下、界面からの水分の浸入による信頼性の低下、パッケージを分離するブレードダイシング時にＣｕ等の導電性切削くずが発生する等の課題を有する。又、リードフレームのリードが側面で露出する構成においては、ショートの懸念もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００４−１４００３７号公報
【特許文献２】特開２００７−１３４７３１号公報
【特許文献３】特開２００８−９１４１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
半導体チップを積層し、樹脂封止した構成において、封止樹脂と他の部材の界面が側面に露出することによる信頼性の低下を抑制する。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
実施例によれば、
表面に入出力パッドを有する下側半導体チップと、
前記下側半導体チップ側面を取り囲み、前記下側半導体チップ表面を外側に延長する形状の表面を有する下側モールド樹脂体と、
前記下側半導体チップの上方に正立状態で積層され、表面に入出力パッドを有する上側半導体チップと、
前記上側半導体チップをモールドし、前記下側半導体チップ外側で前記下側モールド樹脂体と合する上側モールド樹脂体と、
前記下側半導体チップの入出力パッドまたは前記上側半導体チップの入出力パッドの少なくとも一部を前記下側モールド樹脂体の表面、または前記上側半導体チップの表面ないしその延長面に沿って引き回す再配線層と、
前記再配線層の上に形成され、前記上側モールド樹脂体から頂部が露出する外部接続用メタルポストと、
前記外部接続用メタルポスト上に接続されたボール状外部接続端子と、
を有する半導体装置
が提供される。
【発明の効果】
【００１６】
半導体チップを積層し、樹脂封止した構成において、側面では、封止樹脂同士の界面は存在しても、封止樹脂と異なる材質の部材との界面は存在せず、信頼性の低下を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１Ａ，１Ｂ，１Ｃは、第１の実施例による半導体装置の断面図及び平面図である。
【図２−１】及び
【図２−２】図２Ａ〜２Ｎは、図１Ａ，１Ｂ，１Ｃに示した実施例による半導体装置の主要製造プロセスを示す断面図である。
【図３】図３は、第２の実施例による半導体装置の断面図である。
【図４】図４は、第３の実施例による半導体装置の断面図である。
【図５】図５Ａ，５Ｂは、第４の実施例による半導体装置の断面図、及びその製造プロセスを説明する断面図である。
【図６】図６Ａ、６Ｂは第５の実施例による半導体装置の断面図、及びその製造プロセスを説明する断面図である。
【図７】図７Ａ、７Ｂは、変形例を示す平面図、断面図である。
【図８】図８Ａ，８Ｂは、従来技術による半導体装置を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照して、実施例による半導体装置を説明する。
【００１９】
図１Ａに示すように、第１の半導体チップ１０は、入出力パッド１２、ＭＯＳトランジスタ等を形成したアクティブ面を上側にし、その底面、側面をエポキシ樹脂等の第１のモールド樹脂体１３で封止されている。モールド樹脂体１３の上面は、基本的に第１の半導体チップ１０の上面と同一面上（面一）に配置される。第１の半導体チップ１０上面の入出力パッド１２からモールド樹脂体１３上面上に所定パターンで延在する銅等の再配線層１７が形成され、再配線層１７の上に銅等のメタルポスト１８，１９が形成されている。
【００２０】
裏面にダイアタッチメントフィルム２１を接着した第２の半導体チップ２０が、入出力パッド２２、ＭＯＳトランジスタ等を形成したアクティブ面を上側にして、ダイアタッチメントフィルム２１により第１の半導体チップ１０上面上に接着されている。第２の半導体チップ２０の入出力パッド２２は、金線等のボンディングワイヤ２４により再配線層１７、または第１の半導体チップの入出力パッド１２に接続される。第１、第２の半導体チップ１０，２０間の接続はボンディングワイヤ２４と再配線層１７により実現される。
【００２１】
第２の半導体チップ２０、再配線層１７、ボンディングワイヤ２４、メタルポスト１８，１９の上端部以外を、エポキシ樹脂等の第２のモールド樹脂体２５が封止する。露出しているメタルポスト１８，１９の上面に、外部接続端子３０となる半田ボール等（ボール状電極）が接続される。
【００２２】
図１Ｂは、第２のモールド樹脂体２５上の外部接続端子３０（その下にはメタルポスト１８，１９がある）の配置を第１の半導体チップ１０、第２の半導体チップ２０の位置と共に示す平面図である。図１Ａは、ＩＡ−ＩＡ線に沿う断面図である。外部接続端子３０が、第２の半導体チップ２０を取り囲むように、第１の半導体チップ１０及びその周囲の第１のモールド樹脂体１３上方で、２列のループ状に、配置されている。簡略化して図示しているが、実際の外部接続端子３０の数は、例えば１００以上、１０００未満程度であり、配列は２列に限らない。
【００２３】
図１Ｃは、再配線層１７の平面パターンの例を概略的に示す平面図である。ＩＡ−ＩＡ線が図１Ａの断面に相当する。再配線層１７は、第１の半導体チップ１０上面の入出力パッド１２をモールド樹脂体１３上面上に引き回している。
【００２４】
本実施例においては、下側半導体チップの上面と下側モールド樹脂体の上面とを同一面とし、下側半導体チップの入出力パッドを再配線層により下側モールド樹脂体上に引き回している。上側半導体チップは下側半導体チップ上に貼りあわされ、その入出力パッドはボンディングワイヤで下側半導体チップの入出力パッドまたは再配線層に接続される。上側モールド樹脂体が上側半導体チップ、ボンディングワイヤ、再配線層をモールドして、下側モールド樹脂体と接合する。外部接続用メタルポストが上側モールド樹脂体を貫通して再配線層に接続される。
【００２５】
第１、第２の半導体チップ１０，２０は全面がモールド樹脂体１３，２５で覆われる。パッケージの外面には、メタルポスト１８，１９とモールド樹脂体２５の界面以外、モールド樹脂体と他の部材の界面は存在しない。剥離、水分の侵入を防止するために、モールド樹脂体１３，２５の外面（特に側面）から再配線層１７、上側半導体チップ２０、下側半導体チップ１０までの距離（モールド樹脂体の厚さ）は３００μｍ以上とすることが、好ましい。メタルポスト１８，１９はモールド樹脂体２５で包まれた形状であり、界面における剥離は発生しにくい。又、メタルポスト１８，１９とモールド樹脂体２５との界面から水分が浸入するとしても、悪影響を与える可能性は抑制される。
【００２６】
半導体パッケージの側面には導電体が露出せず、パッケージ個別化時に導電性切削くずは発生せず、複数のパッケージを隣接配置しても短絡の懸念はない。積層した半導体チップを上下のモールド樹脂体が挟み込む構成であり、不均一応力による反りを抑制することが可能である。
【００２７】
図２Ａ〜２Ｎを参照して、図１Ａ，１Ｂに示す半導体装置の製造プロセスを説明する。
【００２８】
図２Ａに示すように、ダミー基板３１の上に接着シート３２を貼り付け、第１の半導体チップ１０を回路面、入出力パッド１２を下側にした、裏返し（倒立）した状態で接着する。ダミー基板３１は後に除去する物理的支持体であり、シリコン基板、ステンレス板等で形成できる。第１の半導体チップ１０は、予め裏面を研磨して、厚さを所望値まで減少させておくことができる。
【００２９】
図２Ｂに示すように、ダミー基板３１上に接着シート３２で固定した第１の半導体チップ１０をインジェクションモールドの金型内でモールド樹脂体１３で封止する。第１の半導体チップ１０の回路面とモールド樹脂体１３の表面（図では下面）とは、基本的に同一面（面一）となる。その後、接着シート３２ごとダミー基板３１を剥離する。なお、ダミー基板３１は、使い回すことができる。
【００３０】
図２Ｃに示すように、第１の半導体チップ１０の表面、モールド樹脂体１３の表面に亘って、絶縁膜１４を塗布する。例えば、スピンオングラス（ＳＯＧ）等の無機絶縁膜，ポリイミド等の有機絶縁膜を形成する。
【００３１】
図２Ｄに示すように、絶縁膜１４をパターニングするためのレジストパターンＰＲ１を形成し、絶縁膜１４をエッチングして、入出力パッド１２を露出する。なお、モールド樹脂体１３表面において再配線層を配置する領域以外の絶縁膜１４も除去している。その後レジストパターンＰＲ１は除去する。
【００３２】
図２Ｅに示すように、全面にＴｉＮ，Ｃｕ等の下地金属層１５をスパッタリング等により成膜する。下地金属層１５は、電解メッキ工程において、電流を流す電極となる導電層である。下地金属層１５上にメッキ領域に開口を有するレジストパターンＰＲ２を形成する。
【００３３】
図２Ｆに示すように、第１の半導体チップ１０とモールド樹脂体１３等を含む構造体をメッキ液３３に浸漬し、電解メッキを行うことにより、下地金属層１５上に、Ｃｕ等の再配線層１６を形成する。入出力パッド１２に接続された再配線層１６が形成される。なお、下地金属層１５も配線層として機能するので、金属層１５，１６を併せて再配線層１７とする。但し、図示の状態では、全ての再配線層１６が下地金属層１５で短絡された状態である。
【００３４】
図２Ｇに示すように、第１の半導体チップ１０、モールド樹脂体１３、再配線層１７等を含む構造体をメッキ液３３から取り出し、レジストパターンＰＲ２を除去する。
【００３５】
図２Ｈに示すように、再配線層１７の上にメタルポストを形成するための開口（ホール）を有するレジストパターンＰＲ３を構造体上に形成する。外側には、隣接するパッケージ用の開口も図示されている。
【００３６】
図２Ｉに示すように、再び第１の半導体チップ１０とモールド樹脂体１３を含む構造体をメッキ液３３に浸漬し、電解メッキを行うことにより、再配線層１７上に、Ｃｕ等のメタルポスト１８、１９を形成する。その後、構造体をメッキ液から取り出す。
【００３７】
図２Ｊに示すように、レジストパターンＰＲ３を除去する。さらに露出した下地金属層１５をエッチングして除去する。各再配線層１７が電気的に分離され、入出力パッド１２が再配線層１７、メタルポスト１８、１９により上方に引き出された状態となる。再配線層１７は図１Ｃに示された形状となる。なお、以下の図では絶縁層１４の図示を省略し、金属層１５，１６をまとめて再配線層１７として示す。
【００３８】
図２Ｋに示すように、裏面をバックグラインドし、ダイアタッチメントフィルム２１を接着した第２の半導体チップ２０を回路面、入出力パッド２２を上方にした正立状態で、第１の半導体チップ中央部にボンディングする。
【００３９】
図２Ｌに示すように、第２の半導体チップ２０の入出力パッド２２をボンディングワイヤ２４により、所定の再配線層１７に接続する。第１の半導体チップ１０の入出力パッド１２が露出している場合は、入出力パッド２２と入出力パッド１２とをワイヤボンディングしてもよい。
【００４０】
図２Ｍに示すように、メタルポスト１８，１９の上面を覆うように金型内に接着シート２６を配置し、モールド樹脂体２５で、第２の半導体チップ２０、ボンディングワイヤ２４、再配線層１７、メタルポスト１８，１９を封止する。接着シート２６で覆われたメタルポスト１８，１９の上面はモールド樹脂が付着しない。
【００４１】
図２Ｎに示すように、接着シート２６を剥離し、メタルポスト１８，１９頂面に外部接続端子３０として、半田ボール等を付ける。その後、モールド樹脂体２５，１３をダイシングして、半導体パッケージを個別化する。ダイシング領域には、半導体も金属も存在しない。
【００４２】
第１の実施例においては下側の半導体チップから外側に再配線層を形成し、再配線の上、上側の半導体チップより外側にメタルポスト、外部接続端子を配置した。外部接続端子を内側領域に配置することもできる。
【００４３】
図３は、第２の実施例による半導体装置の断面図である。底面、側面を第１のモールド樹脂体１３で封止された第１の半導体チップ１０の回路面上に第２の半導体チップ２０の裏面をダイアタッチメントフィルム２１を介してダイボンドする構成は、第１の実施例同様である。本実施例においては、第２の半導体チップ２０に予め再配線層２７、メタルポスト２８，２９が形成されていることが好ましい。ウエハ状態において、各チップ対応領域の表面に再配線層２７、メタルポスト２８，２９を形成し、各チップ対応領域をダイシングして、第２の半導体チップ２０を形成する。第１の半導体チップ１０の入出力パッド１２と、第２の半導体チップ２０上の所定の再配線層２７または入出力パッド２２とをボンディングワイヤ２４により接続する。その後、図２Ｍに示したように第２の半導体チップ２０を埋め込み、メタルポスト２８，２９の頂部を露出する第２の樹脂モールド２５を形成し、図２Ｎに示したように外部接続端子３０をメタルポスト２８，２９の頂面に接続する。
【００４４】
第２の実施例においては、下側半導体チップ１０が上側半導体チップ２０より大きく、下側半導体チップ１０の入出力パッド１２に直接ボンディングワイヤを接続できることが前提条件となる。下側半導体チップ１０が上側半導体チップ２０と同程度の大きさであったり、上側半導体チップ２０より小さい時には、この方法は採れない。
【００４５】
図４は、下側半導体チップ１０が上側半導体チップ２０より小さい、第３の実施例による半導体装置を示す断面図である。下側半導体チップ１０の底面、側面を覆う第１のモールド樹脂体１３を形成した後、第１の再配線層１７を形成し、下側半導体チップ１０の入出力パッド１２を再配線層１７により外側に導出しておく。その後、第２の実施例同様、再配線層２７、メタルポスト２８，２９を形成した上側半導体チップ２０を第１の半導体チップ１０上にダイボンドする。この状態で、下側の第１の半導体チップ１０上方から第１のモールド樹脂体１３上方に導出した下側再配線層１７は、第２の半導体チップ外側に延在する。下側再配線層１７と所定の上側再配線層２７または入出力パッド２２との間をボンディングワイヤ２４で接続する。他の点は、第２の実施例同様である。
【００４６】
第３の実施例においては、第１の半導体チップの表面レベルと、第２の半導体チップの表面レベルとに２層の再配線層を形成する。再配線層を２層形成することにより、設計の自由度をあげることができる。上下の半導体チップの相対的寸法についての制限をなくすことができる。
【００４７】
図５Ａは、第４の実施例による半導体装置の断面図である。本実施例においては下側半導体チップ１０の底面を露出させている。例として第３の実施例の第１のモールド樹脂体１３が第１の半導体チップ１０の底面上から排除されている構成を示す。他の実施例においても、同様に下側に配置される第１の半導体チップ１０の底面を露出することが可能である。
【００４８】
図５Ｂに示すように、ダミー基板３１に接着シート３２で接着された第１の半導体チップ裏面側に、金型内に接着シート２６を配置して、第１のモールド樹脂体１３の封止を行う。接着シート２６を剥離すれば、第１の半導体チップ１０の底面は露出する。図２Ｂに対応する状態である。その後、各実施例に対応する工程を行う。
【００４９】
第１の半導体チップの底面が露出するので、第１の半導体チップからの放熱を促進することができる。例えば、露出した第１の半導体チップの底面を放熱構造に熱的に結合する。発熱量の大きい半導体チップに適した構造である。
【００５０】
図６Ａは、第５の実施例による半導体装置の断面図である。第５の実施例においては、ボンディングワイヤを用いず、再配線層とメタルポストにより第１の半導体チップの入出力パッドと第２の半導体チップの入出力パッドとを接続する。第１の実施例同様、第１の半導体チップ１０周囲を第１のモールド樹脂体１３で囲み、その上に第１の再配線層１７を形成する。ワイヤボンディングは行わず、第１の再配線層１７上に第１のメタルポスト１８，１９を形成する。第２の半導体チップ２０をダイアタッチメントフィルムを用いてダイボンドし、第２のモールド樹脂体２５を形成する。
【００５１】
図６Ｂに示すように、第２の半導体チップ２０、メタルポスト１８，１９の上面を覆うように接着シート２６を金型内に配置し、モールド樹脂体２５の封止を行う。接着シート２６を除去すれば、第２の半導体チップ２０、メタルポスト１８，１９の上面が露出する。
【００５２】
図６Ａに示すように、第２の半導体チップ２０、モールド樹脂体２５上に、第２の再配線層２７を形成し、第２の半導体チップ２０の入出力パッド２２とメタルポスト１８，１９との間の相互接続を行う。メタルポスト１８，１９は、内部接続用のメタルポストである。第２の再配線層２７上に外部接続用のメタルポスト２８，２９を形成する。第２の再配線層２７を埋め込み、外部接続用メタルポスト２８，２９の頂部を露出するエポキシ樹脂等の第３のモールド樹脂体３５をスピン塗布、インジェクションモールド等により形成する。メタルポスト２８，２９頂面に外部接続端子３０を接続する。
【００５３】
なお、メタルポスト、外部接続端子の配置は変更可能である。
【００５４】
図７Ａは外側メタルポスト１８と内側メタルポスト１９とが横方向、縦方向の位置を合わせて整列し。その上に外部接続端子３０を形成した状態を示す。半導体チップより外側部分にメタルポスト、外部接続端子を配置したが、第２、第３、第４の実施例同様、半導体チップより内側部分にメタルポスト、外部接続端子を配置してもよい。パッケージ全面に外部接続端子を配置することも可能である。
【００５５】
図７Ｂは、第５の実施例の変形例を示す。上側半導体チップ２０の上方にも、再配線層２７、メタルポスト２８，２９、外部接続端子３０が配置されている。ピン数の増大に適した構成となる。
【００５６】
以上、実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらの限定されるものではない。例えば、種々の変更、置換、改良、組み合わせ等が可能なことは、当業者に自明であろう。
【００５７】
以下、本発明の特徴を付記する。
【００５８】
（付記１）  
表面に入出力パッドを有する下側半導体チップと、
前記下側半導体チップ側面を取り囲み、前記下側半導体チップ表面を外側に延長する形状の表面を有する下側モールド樹脂体と、
前記下側半導体チップの上方に正立状態で積層され、表面に入出力パッドを有する上側半導体チップと、
前記上側半導体チップをモールドし、前記下側半導体チップ外側で前記下側モールド樹脂体と合する上側モールド樹脂体と、
前記下側半導体チップの入出力パッドまたは前記上側半導体チップの入出力パッドの少なくとも一部に接続され、前記下側モールド樹脂体の表面、または前記上側半導体チップの表面ないしその延長面に沿って引き回す再配線層と、
前記再配線層の上に形成され、前記上側モールド樹脂体から頂部が露出する外部接続用メタルポストと、
前記外部接続用メタルポスト上に接続されたボール状外部接続端子と、
を有する半導体装置。
【００５９】
（付記２）  
前記再配線層は、前記下側半導体チップの入出力パッドに接続され、前記下側モールド樹脂体の表面に沿って引き回し、その上に前記上側モールド体を貫通する前記外部接続用メタルポストが配置されている、
付記１に記載の半導体装置。
【００６０】
（付記３）
前記上側半導体チップの入出力パッドと前記再配線層とを接続するボンディングワイヤをさらに有する付記２に記載の半導体装置。
【００６１】
（付記４）  
前記再配線層は、前記上側半導体チップの入出力パッドに接続され、前記上側半導体チップの表面に沿って引き回し、その上に前記上側モールド体の上側部分を通過して前記外部接続用メタルポストが配置されている、
付記１に記載の半導体装置。
【００６２】
（付記５）
前記下側半導体チップの入出力パッドと前記再配線層とを接続するボンディングワイヤをさらに有する付記４に記載の半導体装置。
【００６３】
（付記６）  
前記再配線層は、前記下側半導体チップの入出力パッドに接続され、前記下側モールド樹脂体の表面に沿って引き回す下側再配線層と、前記上側半導体チップの入出力パッドに接続され、前記上側半導体チップの表面ないしその延長面に沿って引き回す上側再配線層とを含み、前記外部接続用メタルポストは前記上側モールド体の上側部分を通過して前記上側再配線層の上に配置されている、
付記１に記載の半導体装置。
【００６４】
（付記７）
前記下側再配線層と前記上側再配線層が平面視上重なりを有し、
前記下側再配線層上に形成され、前記上側再配線層に接続される内部接続用メタルポストをさらに有する付記６に記載の半導体装置。
【００６５】
（付記８）
前記上側モールド樹脂体は、前記下側モールド樹脂層の表面レベルから前記上側半導体チップの表面レベルまでの第１上側モールド樹脂体と、前記第１上側モールド樹脂体の表面レベルから前記上側モールド樹脂体の表面までの第２上側モールド樹脂体とからなる付記６または７に記載の半導体装置。
【００６６】
（付記９）  
前記下側半導体チップの入出力パッドと前記上側半導体チップの入出力パッド間を電気的に接続するメタル導電部材を、
さらに有する、付記１、２、４、６のいずれか１項に記載の半導体装置。
【００６７】
（付記１０）  
前記下側モールド樹脂体が、前記下側半導体チップの側面上のみに形成され、底面上には形成されていない、付記１，２，４，６，９のいずれか１項に記載の半導体装置。
【００６８】
（付記１１）  
ダミー基板上方に表面に入出力パッドを有する下側半導体チップを倒立状態で固定し、
前記ダミー基板上方の下側半導体チップを下側モールド樹脂体でモールドし、
前記ダミー基板を除去し、
前記下側半導体チップの入出力パッドを前記下側モールド樹脂体の表面に沿って引き回す再配線層を形成し、
前記再配線層の上に外部接続用メタルポストを形成し、
前記下側半導体チップの表面上方に、表面に入出力パッドを有する上側半導体チップを正立状態でダイ付けし、
前記上側半導体チップ、前記再配線層をモールドし、前記外部接続用メタルポストの頂部を露出して、その下部をモールドする上側モールド樹脂体を形成し、
前記外部接続用メタルポスト上にボール状外部接続端子を接続する、
半導体装置の製造方法。
【００６９】
（付記１２）
前記下側半導体チップは、前記ダミー基板上に、接着シートにより固定される付記１１に記載の半導体装置の製造方法。
【００７０】
（付記１３）
前記上側モールド樹脂体を形成する前に、前記上側半導体チップの入出力パッドと前記再配線層または前記下側半導体チップの入出力パッドとの間をワイヤボンディングする、
付記１１または１２に記載の半導体装置の製造方法。
【００７１】
（付記１４）  
ダミー基板上方に表面に入出力パッドを有する下側半導体チップを倒立状態で固定し、
前記ダミー基板上方の下側半導体チップを下側モールド樹脂体でモールドし、
前記ダミー基板を除去し、
表面に入出力用パッドを有する半導体チップの表面上方に再配線層、前記再配線層上に外部接続用メタルポストの形成された上側半導体チップを、正立状態で前記下側半導体チップの表面上にダイ付けし、
前記外部接続用メタルポストの頂部を露出して、前記上側半導体チップを上側モールド樹脂体でモールドし、
前記外部接続用メタルポスト上にボール状外部接続端子を接続する、
半導体装置の製造方法。
【００７２】
（付記１５）
前記ダミー基板の除去後、前記上側半導体チップのダイ付け前に、前記下側半導体チップの入出力パッドに接続され、前記下側モールド樹脂体の表面に沿って引き回される下側再配線層を形成する、
付記１４に記載の半導体装置の製造方法。  
【００７３】
（付記１６）
前記上側半導体チップのダイ付け後、前記上側モールド樹脂体のモールド前に、前記下側再配線層または前記下側半導体チップの入出力パッドと、前記再配線層または前記上側半導体チップの入出力パッドとの間をワイヤボンディングする、
付記１４または１５に記載の半導体装置の製造方法。
【００７４】
（付記１７）  
ダミー基板上方に表面に入出力パッドを有する下側半導体チップを倒立状態で固定し、
前記ダミー基板上方の下側半導体チップを下側モールド樹脂体でモールドし、
前記ダミー基板を除去し、
前記下側半導体チップの入出力パッドを前記下側モールド樹脂体の表面に沿って引き回す下側再配線層を形成し、
前記下側再配線層の上に内部接続用メタルポストを形成し、
前記下側半導体基板の表面上方に、表面に入出力パッドを有する上側半導体チップを正立状態でダイ付けし、
前記上側半導体チップの側面をモールドし、前記上側半導体チップの表面と前記内部接続用メタルポストの頂面を露出し、前記上側半導体チップの表面を外側に延長する形状の表面を有する第１の上側モールド樹脂体を形成し、
前記上側半導体チップの入出力パッドを前記第１の上側モールド樹脂体の表面に沿って引き回す上側再配線層を形成し、
前記上側再配線層の上に外部接続用メタルポストを形成し、
前記外部接続用メタルポストの頂部を露出して、前記第１の上側モールド樹脂体の上に、第２の上側モールド樹脂体を形成し、
前記外部接続用メタルポスト上にボール状外部接続端子を接続する、
半導体装置の製造方法。
【００７５】
（付記１８）
前記下側モールド樹脂体をモールドする際、前記下側半導体チップの底面が接着シートで覆われている付記１１〜１７のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【００７６】
（付記１９）  
前記再配線層と前記メタルポストとは、レジストパターンを用いたメッキを用いて形成される付記１１〜１８のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【００７７】
（付記２０）
前記再配線層形成前に、下地金属層を形成する、
付記１９に記載の半導体装置の製造方法。
【符号の説明】
【００７８】
１０    第１の（下側）半導体チップ、
２０    第２の（上側）半導体チップ、
２１    ダイアタッチメントフィルム、
１２，２２    入出力パッド、
１３，２５、３５    モールド樹脂体、
２６、３２    接着シート、
１６、１７，２７    再配線層、
１８，１９，２８，２９    メタルポスト、
３０    外部接続端子、
３１    ダミー基板、
１４    絶縁膜、
１５    下地金属層、
２４    ボンディングワイヤ、
３３    メッキ液。
【図１】
2012099648.tif 000003
【図２−１】
2012099648.tif 000004
【図２−２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2012099648.tif 000008
【図６】
2012099648.tif 000009
【図７】
2012099648.tif 000010
【図８】
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