(57)【要約】【課題】フェースダウンボンディング時に、ＩＣチップの裏面が受ける面圧の均一性を向上し、ＩＣチップの割れを防止できるようにした半導体装置の製造方法及び半導体装置を提供する。【解決手段】ＩＣチップ１０の表面１０ａと、配線基板３０の配線パターン３１を有する面とを対向させた状態で、ＩＣチップ１０の表面１０ａと配線基板３０との間に樹脂層２０を配置すると共に、ボンディングヘッド４０とＩＣチップの裏面１０ｂとの間に、裏面１０ｂを全て覆うプレート５０を配置する工程と、ボンディングヘッド４０がプレート５０を配線基板３０側に押圧することにより、バンプ電極３を配線パターン３１に接合する工程と、を含む。これにより、ボンディングヘッド４０からプレート５０に加えられる力をＩＣチップ１０の裏面１０ｂ全体に均一に伝えることができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のＩＣチップの第１の面と、第１の配線パターンを有する基板とを第１の樹脂層を挟んで対向させる工程と、
前記第１のＩＣチップの前記第１の面とは反対側を向く第２の面と、ボンディングヘッドとを対向させると共に、前記第２の面と前記ボンディングヘッドとの間に当該第２の面を全て覆うプレートを配置する工程と、
前記ボンディングヘッドで前記プレートを前記基板側へ押圧することにより、前記第１の面に設けられた電極を前記第１の配線パターンに接合する工程と、
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記プレートは、プレート本体と、前記プレート本体の表面に形成された被覆膜とを有し、
前記被覆膜は、前記プレート本体との接着力よりも前記第１の樹脂層との接着力の方が大きい材質からなることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記プレートの表面は撥水性の膜でコーティング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の製造方法。
【請求項４】
前記プレートは第２のＩＣチップであり、
前記電極を前記第１の配線パターンに接合する工程では、
前記第１の樹脂のうちの前記第１の面下からはみ出した余剰樹脂を前記第２のＩＣチップに接触させて、前記第２のＩＣチップを前記基板に固定することを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記電極を前記第１の配線パターンに接合する工程の後で、前記第２のＩＣチップと、前記基板が有する第２の配線パターンとを導電部材で電気的に接続する工程、をさらに含むことを特徴とする請求項４に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記基板上に樹脂を供給して、前記第２のＩＣチップと前記導電部材とを封止する第２の樹脂層を形成する工程、をさらに含むことを特徴とする請求項４に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項７】
前記第２のＩＣチップは前記第１のＩＣチップと同一の半導体材料からなり、
前記第２のＩＣチップは前記第１のＩＣチップよりも厚いことを特徴とする請求項４から請求項６の何れか一項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項８】
第１の配線パターンを有する基板と、
第１の面及び前記第１の面とは反対側を向く第２の面を有し、前記第１の面に電極を有する第１のＩＣチップと、
前記第１のＩＣチップの前記第２の面と接する第２のＩＣチップと、
前記第１のＩＣチップの第１の面と前記基板との間に配置された第１の部分と、前記第１の部分の周囲に位置する第２の部分と、を有する第１の樹脂と、を備え、
前記電極は、前記第１の樹脂によって前記第１の配線パターンに接合されており、
前記第２のＩＣチップは、前記第１の樹脂の前記第２の部分によって前記基板に固定されていることを特徴とする半導体装置。
【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及び半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ベア状態のＩＣチップを配線基板に実装する一つの方法として、ＩＣチップの回路が形成された面（以下、表面という。）を配線基板に対向させ、表面に形成されたバンプ電極を配線基板上の配線パターンに接合する方法が知られている（例えば、特許文献１、２を参照）。このような実装方法はフェースダウンボンディングと呼ばれている。
フェースダウンボンディングでは、ＩＣチップの裏面をボンディングヘッド（ツールとも呼ばれている。）で押す。ここで、ＩＣチップと配線基板との間には、ＡＣＦ（Ａｎｉｓｏｔｏｒｏｐｉｃ  Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｆｉｌｍ：異方性導電フィルム）、ＮＣＦ（Ｎｏｎ  Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｆｉｌｍ：非導電性フィルム）、ＡＣＰ（Ａｎｉｓｏｔｏｒｏｐｉｃ  Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｐａｓｔｅ：異方性導電ペースト）又はＮＣＰ（Ｎｏｎ  Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｐａｓｔｅ：非導電性ペースト）などの熱硬化性樹脂が介在しており、これら熱硬化性樹脂はＩＣチップの表面又は配線基板に予め、貼付若しくは塗布されている。これら熱硬化性樹脂は、ボンディングヘッドによるＩＣチップの加熱、加圧と同時に溶融し、余剰樹脂はＩＣチップ外に排出される。この排出される余剰樹脂がボンディングヘッドに付着すると、ボンディングヘッドと樹脂とが熱硬化接着してしまう。
【０００３】
このような意図しない接着を避けるために、図９（ａ）に示すように、ＩＣチップ１０１とボンディングヘッド１１１との間には撥水性のシート（例えば、テフロン（登録商標）からなるシート）１１３を挟んだり、余剰樹脂が排出されてもこれがボンディングヘッド１１１に接触しないように、ＩＣチップ１０１を十分に厚くしたりすることが行われてきた。使用される撥水性のシート１１３の厚さは、１０〜１００μｍ程度である。
【特許文献１】特開２００１−２５０８４３号公報
【特許文献２】実登３０６７４２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記のシート１１３は弾性が大きく撓（たわ）み易いため、フェースダウンボンディング時に、ボンディングヘッド１１１からＩＣチップ１０１の裏面に印加される力（以下、面圧ともいう。）が不均一となり易い。また、ＩＣチップ１０１において、バンプ電極１０２が形成されている部分ではバンプ電極１０２が配線基板１０３と接触して支えられるのに対し、バンプ電極１０２が形成されていない部分では支えがない。
このため、例えば図９（ｂ）に示すように、ＩＣチップ１０１はバンプ電極１０２を支点として反るように押圧され、ＩＣチップ１０１が割れてしまう場合があった。このようなＩＣチップ１０１の割れはＩＣチップ１０１の厚さが薄くなるほどその発生の頻度が高まる傾向にあり、ＩＣチップ１０１の厚さが１００μｍ以下、特に、５０μｍ程度まで極薄型化されるに至って、その頻度は無視できないものとなりつつある。
【０００５】
そこで、本発明は、このようなＩＣチップの極薄型化により顕在化してきた課題に鑑みてなされたものであって、フェースダウンボンディング時に、ＩＣチップの裏面が受ける面圧の均一性を向上し、ＩＣチップの割れを防止できるようにした半導体装置の製造方法及び半導体装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）半導体装置の製造方法について
上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る半導体装置の製造方法は、第１のＩＣチップの第１の面と、第１の配線パターンを有する基板とを第１の樹脂層を挟んで対向させる工程と、前記第１のＩＣチップの前記第１の面とは反対側を向く第２の面と、ボンディングヘッドとを対向させると共に、前記第２の面と前記ボンディングヘッドとの間に当該第２の面を全て覆うプレートを配置する工程と、前記ボンディングヘッドで前記プレートを前記基板側へ押圧することにより、前記第１の面に設けられた電極を前記第１の配線パターンに接合する工程と、を含むことを特徴とするものである。ここで、「第１の樹脂層」は、例えば、ＡＣＦ、ＮＣＦ、ＡＣＰ又はＮＣＰなどの熱硬化性樹脂からなる層である。
【０００７】
このような方法であれば、ボンディングヘッドからプレートに加えられる力を第１のＩＣチップの第２の面全体に均一に伝えることができ、フェースダウンボンディング（以下、単にボンディングともいう。）時の面圧を均一にすることができる。従って、第１のＩＣチップにおいて、電極を支点とした反りの発生を抑制することができ、第１のＩＣチップの割れを防止することができる。これにより、半導体装置の歩留まりの向上が可能である。
【０００８】
また、本発明の一態様に係る半導体装置の製造方法は、前記プレートは、プレート本体と、前記プレート本体の表面に形成された被覆膜とを有し、前記被覆膜は、前記プレート本体との接着力よりも前記第１の樹脂層との接着力の方が大きい材質からなることを特徴とするものである。ここで、「プレート本体」は例えば金属板であり、被覆膜は例えば金属の酸化により得られる酸化膜である。金属板として銅（Ｃｕ）板を選択することができ、その場合は、被覆膜に銅酸化膜（ＣｕＯ）を使用することができる。
このような方法であれば、電極を第１の配線パターンに接合する際に、第１の樹脂の一部が第１の面下からはみ出し、はみ出した余剰樹脂が第１のＩＣチップの側面をせり上がってプレートに接触する場合が想定される。しかしながら、被覆膜はプレート本体から剥がれて第１の樹脂層に接着した状態で残される（即ち、転写される。）ので、上記の場合であっても、プレート本体を第１の樹脂から容易に離すことができる。プレートと余剰樹脂との接触を避ける必要がないので、余剰樹脂のせり上がりを考慮することなくＩＣチップの薄型化を進めることができる。
【０００９】
また、本発明の一態様に係る半導体装置の製造方法は、前記プレートの表面は撥水性の膜でコーティングされていることを特徴とするものである。このような方法であれば、電極を第１の配線パターンに接合する際に、第１の樹脂の一部が第１の面下からはみ出し、はみ出した余剰樹脂が第１のＩＣチップの側面をせり上がってプレートに接触した場合であっても、撥水性の膜でコーティングされたプレートは余剰樹脂と接着しないので、プレートを第１の樹脂から容易に離すことができる。プレートと余剰樹脂との接触を避ける必要がないので、余剰樹脂のせり上がりを考慮することなくＩＣチップを薄く加工することができる。
なお、上記の態様において、プレートの厚さは第１のＩＣチップよりも厚く、プレート又はプレート本体の弾性率はフッ素樹脂（例えば、テフロン（登録商標））の弾性率よりも大きいことが好ましい。これにより、面圧の均一性をさらに高めることができる。
【００１０】
また、本発明の一態様に係る半導体装置の製造方法は、前記プレートは第２のＩＣチップであり、前記電極を前記第１の配線パターンに接合する工程では、前記第１の樹脂のうちの前記第１の面下からはみ出した余剰樹脂を前記第２のＩＣチップに接触させて、前記第２のＩＣチップを前記基板に固定することを特徴とするものである。
このような方法であれば、第１のＩＣチップ上に第２のＩＣチップを載せた、いわゆるスタック構造の半導体装置を提供することができる。ここで、基板上に第１のＩＣチップを取り付ける工程と、第１のＩＣチップ上に第２のＩＣチップを取り付ける工程とを一度に実施することができるので、工程数を削減することができ、半導体装置の製造コストの低減が可能である。また、第１のＩＣチップと第２のＩＣチップとの間に接着剤を介在させる必要がないので、接着剤の分だけ厚さを削減することができ、スタック構造の半導体装置の薄型化が可能である。
【００１１】
また、本発明の一態様に係る半導体装置の製造方法は、前記電極を前記第１の配線パターンに接合する工程の後で、前記第２のＩＣチップと、前記基板が有する第２の配線パターンとを導電部材で電気的に接続する工程、をさらに含むことを特徴とするものである。このような方法であれば、第２のＩＣチップと基板との間で例えば信号の授受が可能なスタック構造の半導体装置を提供することができる。
また、本発明の一態様に係る半導体装置の製造方法は、前記基板上に樹脂を供給して、前記第２のＩＣチップと前記導電部材とを封止する第２の樹脂層を形成する工程、をさらに含むことを特徴とするものである。ここで、「第２の樹脂層」は、例えば、熱硬化性を有するエポキシ樹脂からなる層のことである。エポキシ樹脂からなる封止用の層は、例えば、モールド樹脂とも呼ばれている。
【００１２】
このような方法であれば、第２のＩＣチップや導電部材に水分や異物が接触する機会が減り、半導体装置の信頼性を高めることができる。
また、本発明の一態様に係る半導体装置の製造方法は、前記第２のＩＣチップは前記第１のＩＣチップと同一の半導体材料からなり、前記第２のＩＣチップは前記第１のＩＣチップよりも厚いことを特徴とするものである。これにより、第２のＩＣチップは、第１のＩＣチップと比べて剛性が高く、外力を強く受けた場合でも割れにくい。また、ボンディング時の面圧の均一性をさらに高めることができ、第１のＩＣチップの割れをさらに防止することができる。従って、半導体装置の歩留まりの向上に寄与することができる。
【００１３】
（２）半導体装置について
本発明の一態様に係る半導体装置は、第１の配線パターンを有する基板と、第１の面及び前記第１の面とは反対側を向く第２の面を有し、前記第１の面に電極を有する第１のＩＣチップと、前記第１のＩＣチップの前記第２の面と接する第２のＩＣチップと、前記第１のＩＣチップの第１の面と前記基板との間に配置された第１の部分と、前記第１の部分の周囲に位置する第２の部分と、を有する第１の樹脂と、を備え、前記電極は、前記第１の樹脂によって前記第１の配線パターンに接合されており、前記第２のＩＣチップは、前記第１の樹脂の前記第２の部分によって前記基板に固定されていることを特徴とするものである。
このような構成であれば、上述の半導体装置の製造方法を実行することにより、その製造が可能である。また、余剰樹脂によって第２のＩＣチップは基板に固定されているので、第１のＩＣチップと、第２のＩＣチップとの間に接着剤等を介在させる必要がない。従って、スタック構造の半導体装置において、その薄型化が可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する各図において、同一の構成を有する部分には同一の符号を付し、その重複する説明は省略する。
（１）第１実施形態
図１（ａ）〜図２（ｂ）は、本発明の第１実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す概念図である。ここでは、配線基板上にＩＣチップを取り付ける工程について説明する。
図１（ａ）に示すように、まず始めに、ＩＣチップ１０と、熱硬化性樹脂（以下、樹脂層ともいう。）２０及び配線基板３０を用意する。ここで、ＩＣチップ１０の表面１０ａの側には図示しない集積回路と、複数個のバンプ電極（即ち、突出電極）３とが形成されている。これらバンプ電極３は集積回路と電気的に接続していても、接続していなくても良いが、電気的に接続している場合は、これらバンプ電極３を介して集積回路に電源を供給したり、信号を入力したり、集積回路から信号が出力されたりすることができる。バンプ電極３は、例えば金バンプ、又は、Ｎｉバンプに金メッキがなされた構造を有する。また、バンプ電極３は、上記の構成に限定されず、既に公知になっている何れかの材料を利用して形成されたものであっても良い。樹脂層２０は、ＡＣＦ、ＮＣＦ、ＡＣＰ又はＮＣＰなどである。
【００１５】
配線基板３０はＩＣチップ１０が実装される基板であり、有機系又は無機系の何れの材料から形成されたものであってもよく、これらの複合構造からなるものであってもよい。有機系の材料から形成された配線基板として、例えばポリイミド樹脂からなるフレキシブル基板が挙げられる。フレキシブル基板は、ＴＡＢ（Ｔａｐｅ  Ａｕｔｏｍａｔｅｄ  Ｂｏｎｄｉｎｇ）技術で使用されるテープであってもよい。また、無機系の材料から形成された配線基板として、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。
【００１６】
図１（ａ）に示すように、配線基板３０には複数の配線パターン３１が形成されている。本実施の形態では、配線パターン３１は配線基板３０の一方の面に形成されているが、これらは両面に形成されていてもよい。また、配線パターン３１は、単層構造又は複数の層が積み重なった構造（以下、積層構造ともいう。）を有する。配線パターン３１が単層構造を有する場合は、例えば、銅（Ｃｕ）、クローム（Ｃｒ）、チタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）又はチタンタングステン（Ｔｉ−Ｗ）のうちの何れか一の膜により、配線パターン３１が構成されている。また、配線パターン３１が積層構造を有する場合は、例えば、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｎｉ又はＴｉ−Ｗのうちの何れかの膜が任意の組み合わせで積み重なって、配線パターン３１が構成されている。
本実施形態では、図１（ａ）に示すように、上記のＩＣチップ１０の表面１０ａを配線基板３０の配線パターン３１が形成されている面に向け、この状態で、ＩＣチップ１０を樹脂層２０を介して配線基板３０上に配置する。そして、図１（ｂ）に示すように、ＩＣチップ１０の裏面１０ｂとボンディングヘッド（即ち、ツール）４０との間に、プレート５０を配置する。
【００１７】
次に、図２（ａ）に示すように、ボンディングヘッド４０を下降させ、その先端部をプレート５０に接触させてＩＣチップ１０を加熱しながら押圧する。つまり、プレート５０を介して、ＩＣチップ１０を加熱、加圧する。これにより、ＩＣチップ１０の表面１０ａに形成された複数個のバンプ電極３を配線パターン３１にそれぞれ接合する。その後、図２（ｂ）に示すように、ボンディングヘッドを上昇させて配線基板３０から遠ざける。ボンディングヘッド４０の先端部には例えば図示しない吸気孔が設けられているので、ボンディングヘッドはプレート５０を吸引、吸着することができ、プレート５０をＩＣチップ１０の裏面１０ｂから離すことができる。
【００１８】
図３（ａ）及び（ｂ）は、プレート５０の構成例を示す平面図と断面図である。図３（ａ）に示すように、プレート５０の平面視による形状は例えば矩形である。プレート５０の平面視による大きさはＩＣチップ１０よりも大きく、且つ、上下の面を貫通した開口部のようなものは形成されていない。図３（ｂ）に示すように、プレート５０は、例えば銅板５１と、銅板５１の表面全体を覆う銅酸化膜５２とにより構成されている。銅板５１の厚さは例えば０．１〜２．０ｍｍである。また、銅酸化膜５２の厚さは例えば数Å〜十数Å程度である。銅酸化膜５２は、例えば自然酸化、又は、１００〜１５０℃程度の酸化雰囲気中での熱酸化により形成される膜である。
【００１９】
このようなプレート５０は、図９に示した撥水性のシート１１３よりも厚さがあり、且つ弾性率が高い（即ち、硬い）ため、撓みにくく、外力に対して変形量が少ない。また、プレート５０は、その平面視による大きさがＩＣチップ１０よりも大きく、且つ、貫通した開口部のようなものは形成されていないので、ＩＣチップ１０の裏面１０ｂを例外なく全て覆うことができる。従って、図２（ａ）の工程では、ボンディングヘッド４０からプレート５０に加えられる力をＩＣチップ１０の裏面１０ｂ全体に均一に伝えることができる。
【００２０】
また、図２（ａ）に示すように、この工程では、樹脂層２０の一部がＩＣチップ１０の表面１０ａ下からはみ出し（即ち、排出され）、はみ出した余剰樹脂がＩＣチップ１０の側面をせり上がってプレート５０に接触することが想定される。しかしながら、銅酸化膜５２は、銅板５１との接着力よりも樹脂層２０との接着力の方が大きいので、図２（ｂ）に示すように、ボンディングヘッドの上昇時は、銅酸化膜５２が銅板５１から剥がれて余剰樹脂に接着した状態で残され（即ち、転写され）、プレート５０を余剰樹脂から容易に離すことができる。従って、余剰樹脂とプレート５０とが接触した場合でも、ボンディング工程に悪影響はない。このようにして、配線基板３０上にＩＣチップ１０が取り付けられ、ボンディング工程が完了する。
【００２１】
以上説明したように、本発明の第１実施形態によれば、プレート５０は撥水性のシート１１３（図９参照。）よりも撓みにくくて変形量が少なく、また、ＩＣチップ１０の裏面１０ｂを全て覆っているので、ボンディングヘッド４０からプレート５０に加えられる力をＩＣチップ１０の裏面１０ｂ全体に均一に伝えることができる。従って、ボンディング時に、ＩＣチップ１０の裏面１０ｂが受ける面圧を均一にすることができ、ＩＣチップ１０において、バンプ電極３を支点とした反りの発生を抑制することができる。これにより、ＩＣチップの割れを防止することができるので、半導体装置の歩留まりの向上が可能である。
【００２２】
また、図２（ａ）及び（ｂ）に示したように、プレート５０に余剰樹脂が接触した場合であっても、銅酸化膜５２が余剰樹脂に転写され、プレート５０を余剰樹脂から容易に離すことができる。従って、プレート５０と余剰樹脂との接触を避ける必要がないので、余剰樹脂のせり上がりを考慮することなくＩＣチップ１０の薄型化を進めることができる。
なお、上記のように銅酸化膜５２の一部が転写されて銅板５１が露出した場合であっても、銅板５１が露出した部分には銅酸化膜５２を再び形成することができる。このような銅酸化膜５２の再形成は、自然酸化、又は、例えば１００〜１５０℃程度の酸化雰囲気中で銅板５１を熱酸化することにより行うことができる。銅の酸化反応は容易に進むので、プレート５０を繰り返し使用することができる。
【００２３】
さらに、プレート５０本体は、導電性に優れたＣｕで構成されているので、ボンディング時に、ボンディングヘッド４０からＩＣチップ１０に熱を効率良く伝えることができ、バンプ電極３と配線パターン３１とを効率良く接合することができる。
なお、上記の第１実施形態では、例えば銅板５１と銅酸化膜５２とによりプレート５０が構成されている場合について説明した。しかしながら、プレート５０の構成はこれに限られることはない。例えば、銅以外の金属板と、この金属板の表面全体を覆う金属酸化膜とによりプレート５０が構成されていても良い。一例として、金属板はアルミニウム（Ａｌ）でも良く、酸化膜はアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）であっても良い。このような構成であっても、上記の第１実施形態と同様、ボンディング時の面圧を均一にすることができ、ＩＣチップ１０の割れを防止することができる。
【００２４】
（２）第２実施形態
上記の第１実施形態では、金属板と金属酸化膜とによりプレートが構成されている場合について説明した。しかしながら、プレート（又は、プレート本体）は金属板に限られることはなく、非金属板であっても良い。第２実施形態では、プレートが非金属板からなる場合と、この非金属板からなるプレートを用いて、配線基板上にＩＣチップを取り付ける場合について説明する。
【００２５】
図４（ａ）〜図５（ｂ）は、本発明の第２実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す概念図である。
図４（ａ）に示すように、まず始めに、ＩＣチップ１０の表面１０ａを配線基板３０の配線パターン３１が形成されている面に向け、この状態で、ＩＣチップ１０を樹脂層２０を介して配線基板３０上に配置する。次に、図４（ｂ）に示すように、ＩＣチップ１０の裏面１０ｂとボンディングヘッド４０との間に、プレート６０を配置する。ここで、プレート６０は非金属板からなり、その表面全体に図示しない撥水性の膜がコーティングされている。非金属板は例えばセラミックであり、その厚さは例えば０．１〜２．０ｍｍである。また、撥水性の膜は例えばフッ素樹脂であり、そのコーティング厚は例えば１００００ｎｍ程度である。
【００２６】
次に、図５（ａ）に示すように、ボンディングヘッド４０を下降させ、その先端部をプレート６０に接触させてＩＣチップ１０を加熱しながら押圧する。これにより、ＩＣチップ１０の表面に形成された複数個のバンプ電極３を配線パターン３１にそれぞれ接合する。その後、図５（ｂ）に示すように、ボンディングヘッド４０を上昇させて配線基板３０から遠ざける。ボンディングヘッド４０の先端部には例えば吸気孔が設けられているので、ボンディングヘッド４０はプレート６０を吸引、吸着することができ、プレート６０をＩＣチップ１０の裏面１０ｂから離すことができる。従って、余剰樹脂とプレート６０とが接触した場合でも、ボンディング工程に悪影響はない。このようにして、配線基板３０上にＩＣチップ１０が取り付けられ、ボンディング工程が完了する。
【００２７】
本発明の第２実施形態によれば、第１実施形態と同様、プレート６０は撓みにくく変形量が少ないので、ボンディングヘッド４０からプレート６０に加えられる力をＩＣチップ１０の裏面１０ｂ全体に均一に伝えることができ、ボンディング時にＩＣチップ１０の裏面１０ｂが受ける面圧を均一にすることができる。従って、ＩＣチップ１０において、バンプ電極３を支点とした反りの発生を抑制することができる。これにより、ＩＣチップ１０の割れを防止することができるので、半導体装置の歩留まりの向上が可能である。
また、プレート６０の表面はコーティング処理が施されている。従って、ボンディング工程において、樹脂層２０の一部がＩＣチップ１０の表面下からはみ出し、はみ出した余剰樹脂がＩＣチップ１０の側面をせり上がってプレート６０に接触した場合であっても、プレート６０は余剰樹脂と接着せず、プレート６０を余剰樹脂から容易に離すことができる。これにより、プレート６０と余剰樹脂との接触を避ける必要がないので、余剰樹脂のせり上がりを考慮することなくＩＣチップ１０の薄型化を進めることができる。
【００２８】
（３）第３実施形態
上記の第１、第２実施形態では、ボンディング工程において、プレート５０、６０を介してＩＣチップ１０を配線基板３０側に押圧することにより、バンプ電極３を配線パターン３１に接合する場合について説明した。しかしながら、本発明では、プレート５０、６０の代わりにＩＣチップを用いても良く、その場合は、ＩＣチップ１０上に第２のＩＣチップを載せたスタック構造の半導体装置を提供することができる。第３実施形態では、このような形態について説明する。
【００２９】
図６（ａ）〜図８（ｂ）は、本発明の第３実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す工程図である。
図６（ａ）に示すように、まず始めに、ＩＣチップ１０の表面１０ａを配線基板３０の配線パターン３１、３２が形成されている面に向け、この状態で、ＩＣチップ１０を樹脂層２０を介して配線基板３０上に配置する。次に、図６（ｂ）に示すように、ＩＣチップ１０とボンディングヘッド４０との間に、第２のＩＣチップ１５を配置する。
ここで、ＩＣチップ１５の表面１５ａの側には図示しない集積回路が形成されている。この集積回路は、図示しないパッド電極が形成されている領域を除いて、図示しないパッシベーション膜により覆われている。ここでは、ＩＣチップ１５の表面１５ａがボンディングヘッド４０と対向し、その裏面１５ｂがＩＣチップ１０の裏面１０ｂと対向するように、ＩＣチップ１０とボンディングヘッド４０との間にＩＣチップ１５を配置する。
【００３０】
次に、図７（ａ）に示すように、ボンディングヘッド４０を下降させ、その先端部をＩＣチップ１５の表面１５ａに接触させてＩＣチップ１５を加熱しながら押圧する。つまり、ＩＣチップ１５を介して、ＩＣチップ１０を加熱しながら配線基板３０側に押圧する。これにより、ＩＣチップ１０の表面１に形成された複数個のバンプ電極３を配線パターン３１にそれぞれ接合する。その後、図７（ｂ）に示すように、ボンディングヘッド４０を上昇させて配線基板３０から遠ざける。
【００３１】
ここでは、第３実施形態では、意図的に、樹脂層２０の一部をＩＣチップ１０の表面１０ａ下からはみ出させ、はみ出した余剰樹脂をＩＣチップ１０の側面にせり上がらせて、ＩＣチップ１５の裏面１５ｂに接触させる。これにより、ＩＣチップ１５の裏面１５ｂを余剰樹脂に接着させてＩＣチップ１５を配線基板３０に固定する。つまり、余剰樹脂を利用してＩＣチップ１５を配線基板３０に固定する。
なお、樹脂層２０の（ボンディング前の）厚さと、余剰樹脂のせり上がり量との間には相関がある。そこで、この第３実施形態では、予め実験又はシミュレーション等を行って、樹脂層２０の（ボンディング前の）厚さについて最適な条件を見出しておくことが好ましい。これにより、ＩＣチップ１５の裏面１５ｂに余剰樹脂を再現性良く接触させることができる。
【００３２】
次に、図８（ａ）に示すように、配線基板３０が有する配線パターン３２に金線３５の一端を接合し、ＩＣチップ１５のパッド電極に金線３５の他端を接合する。これにより、ＩＣチップ１５と配線パターン３２とを電気的に接続する。その後、図８（ｂ）に示すように、配線基板３０上にモールド樹脂３７を供給して、ＩＣチップ１０、１５と、樹脂層２０及び金線３５を含む配線基板３０の上方全体を封止する。この工程では、例えば、配線基板３０上にＩＣチップ等が収められる金型（図示せず）を被せ、この金型の内部にモールド樹脂３７を高温（例えば、１５０℃以上）で圧入する。モールド樹脂３７は、例えば熱硬化性のエポキシ樹脂等である。これにより、モールド樹脂３７で封止されたスタック構造の半導体装置が完成する。
【００３３】
このように、本発明の第３実施形態によれば、ＩＣチップ１５は撓みにくく変形量が少ないので、ボンディングヘッドからＩＣチップ１５に加えられる力をＩＣチップ１０の裏面１０ｂ全体に均一に伝えることができ、ＩＣチップ１０の裏面１０ｂが受ける面圧を均一にすることができる。従って、ＩＣチップ１０において、バンプ電極３を支点とした反りの発生を抑制することができる。これにより、ＩＣチップ１０の割れを防止することができるので、半導体装置の歩留まりの向上が可能である。
また、本発明の第３実施形態によれば、配線基板３０上にＩＣチップ１０を取り付ける工程と、ＩＣチップ１０上にＩＣチップ１５を取り付ける工程とを一度に実施することができるので、工程数を削減することができ、スタック構造を有する半導体装置の製造コストの低減が可能である。さらに、余剰樹脂を利用してＩＣチップ１５を配線基板３０に固定しており、ＩＣチップ１０の裏面１０ｂとＩＣチップ１５の裏面１５ｂとの間に接着剤を介在させる必要がないので、接着剤の分だけ厚さを削減することができ、スタック構造の半導体装置の薄型化が可能である。
【００３４】
なお、この第３実施形態では、ＩＣチップ１５はＩＣチップ１０と同一の半導体材料（例えば、シリコン）からなり、ＩＣチップ１５はＩＣチップ１０よりも厚いことが好ましい。ＩＣチップ１０、１５の厚さは、例えば、ウエーハの裏面を研削するバックグラインド工程において、その研削量を調整することにより、任意の値に設定することが可能である。このような構成であれば、ＩＣチップ１５は、ＩＣチップ１０と比べて剛性が高く、ボンディングヘッド４０から強い力を受けた場合でも割れにくい。また、撓みにくいので、ボンディング時にＩＣチップ１０の裏面１０ｂが受ける面圧の均一性をさらに高めることができる。
【００３５】
また、上記の第３実施形態では、プラグ電極３を配線パターン３１に接合し、金線の一端を配線パターン３２に接合する場合について説明したが、配線パターン３１、３２同士は電気的に接続していても、接続していなくてもどちらでも良い。つまり、配線パターン３１、３２は配線基板３０上の図示しない領域で直接繋がっていても良く、繋がっていなくても良い。配線パターン３１、３２が直接繋がっている場合は、これら配線パターン３１、３２は同一の配線パターンということになり、この同一の配線パターンを介してＩＣチップ１０、１５は信号の授受を直接行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】第１実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す図（その１）。
【図２】第１実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す図（その２）。
【図３】プレート５０の構成例を示す図。
【図４】第２実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す図（その１）。
【図５】第２実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す図（その２）。
【図６】第３実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す図（その１）。
【図７】第３実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す図（その２）。
【図８】第３実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す図（その３）。
【図９】従来例と課題を示す図。
【符号の説明】
【００３７】
３  バンプ電極、１０  ＩＣチップ（第１のＩＣチップ）、１０ａ  表面（第１の面）、１０ｂ  裏面（第２の面）、１５  ＩＣチップ（第２のＩＣチップ）、１５ａ  表面、１５ｂ  裏面、２０  樹脂層、３０  配線基板（基板）、３１  配線パターン（第１の配線パターン）、３２  配線パターン（第２の配線パターン）、４０  ボンディングヘッド、５０、６０  プレート、５１  銅板、５２  銅酸化膜
【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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