(57)【要約】【課題】簡易かつ低コストで、電極を有する複数の半導体チップを積層してなり、前記複数の半導体チップそれぞれの側面に絶縁層を形成し、この絶縁層を介して前記複数の半導体チップの電気的接続を採るようにした積層型半導体パッケージを提供する。【解決手段】電極を有する複数の半導体チップを積層してなる積層型半導体パッケージの製造方法であって、前記複数の半導体チップそれぞれをウエハ加工して得る際に、前記ウエハの、前記複数の半導体チップの側面に相当する箇所に予め絶縁層を形成する工程と、前記複数の半導体チップの前記側面に相当する前記箇所において、前記絶縁層を跨ぐようにして配線を形成し、前記複数の半導体チップの前記電極を介した電気的接続を行う工程とを具える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極を有する複数の半導体チップを積層してなる積層型半導体パッケージの製造方法であって、
前記複数の半導体チップそれぞれをウエハ加工して得る際に、前記ウエハの、前記複数の半導体チップの側面に相当する箇所に予め絶縁層を形成する工程と、
前記複数の半導体チップの前記側面に相当する前記箇所において、前記絶縁層を跨ぐようにして配線を形成し、前記複数の半導体チップの前記電極を介した電気的接続を行う工程と、
を具えることを特徴とする、積層型半導体パッケージの製造方法。
【請求項２】
前記絶縁層は、前記ウエハに少なくとも１つの第１の溝を形成した後、この第１の溝中に絶縁樹脂を埋設し、前記第１の溝を介して前記半導体チップに個片化することにより、前記絶縁樹脂から形成することを特徴とする、請求項１に記載の積層型半導体パッケージの製造方法。
【請求項３】
前記ウエハを個片化する際に、前記絶縁樹脂中に第２の溝を形成し、この第２の溝を介して前記半導体チップに個片化することを特徴とする、請求項２に記載の積層型半導体パッケージの製造方法。
【請求項４】
前記絶縁層は、前記ウエハに少なくとも１つの第１の溝を形成した後、この第１の溝中に感光性部材を埋設し、前記第１の溝を介して前記半導体チップに個片化することにより、前記感光性部材から形成することを特徴とする、請求項１に記載の積層型半導体パッケージの製造方法。
【請求項５】
前記ウエハを個片化する際に、前記感光性部材に対して露光及び現像処理を施して第２の溝を形成し、この第２の溝を介して前記半導体チップに個片化することを特徴とする、請求項４に記載の積層型半導体パッケージの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電極を有する複数の半導体チップを積層してなる積層型半導体パッケージの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体メモリの容量の拡大及び高機能化の要求に対応すべく、種々の試みがなされている。半導体メモリの容量拡大の観点からは、前記半導体メモリを構成する半導体チップの容量を増大することに加えて、薄化した複数の半導体チップを準備し、これら複数の半導体チップを積層することで全体的な容量を拡大するようにしている。また、半導体メモリの高機能化の観点からは、互いに異なる機能を有する複数の半導体チップを準備し、これら複数の半導体チップを積層することで複数の機能を同時に奏することを可能にしている。
【０００３】
上述のような複数の半導体チップを積層してなる積層型の半導体パッケージにおいては、前記半導体チップと基板との電気的接続、あるいは前記半導体チップ間の電気的接続を、従来はワイヤを用いて実施していた。しかしながら、前記ワイヤは、積層した半導体チップの電極を除く他の部分との不必要な電気的接続を防止し、リーク電流の発生を防止するとの観点から、各半導体チップの端部などに接触しないようにループ状に形成されていた。このため、前記半導体パッケージは全体として厚化してしまうという問題があった。
【０００４】
このような問題に鑑み、上述した電気的接続をワイヤではなく、前記複数の半導体チプの側面に形成した配線層を用いて行うことが提案されている（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、この場合においても、前記複数の半導体チップの電極を除く他の部分、特に側面と前記配線層との間の電気的接続を防止する観点から、前記側面と前記配線層との間に絶縁層を形成して、電気的な絶縁性を担保することが要求される。
【特許文献１】特開２００４−６３５６９号
【０００５】
しかしながら、従来においては、複数の半導体チップを積層した後に、半導体チップ毎に順次その側面に絶縁層を形成していたため、絶縁層の形成工程は積層すべき半導体チップの数に応じて要求されるようになる。すなわち、積層すべき半導体チップの数が増大すれば、それに応じて絶縁層の形成工程の数も増大するため、目的とする積層型半導体パッケージ全体の製造プロセスが煩雑化し、コスト増となる問題があった。
【０００６】
また、絶縁層は例えば熱硬化性樹脂から構成するため、絶縁層の形成の度に基板を含むアセンブリの全体に熱処理を行う必要がある。この結果、前記アセンブリは複数回の熱処理を受けることになり、前記基板や前記アセンブリを構成する半導体チップの一部は、前記複数回の熱処理によって反りや特性変化などの種々の問題を生じる場合がある。
【０００７】
さらに、複数の半導体チップを積層する際には、半導体チップ間を接着剤で接合するが、上述のような複数回の熱処理を経ることによって前記接着剤が剥離してしまい、半導体チップ間の接合が不完全となってしまうなどの問題を生じる場合がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、簡易かつ低コストで、電極を有する複数の半導体チップを積層してなり、前記複数の半導体チップそれぞれの側面に絶縁層を形成し、この絶縁層を介して前記複数の半導体チップの電気的接続を採るようにした積層型半導体パッケージを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様は、電極を有する複数の半導体チップを積層してなる積層型半導体パッケージの製造方法であって、前記複数の半導体チップそれぞれをウエハ加工して得る際に、前記ウエハの、前記複数の半導体チップの側面に相当する箇所に予め絶縁層を形成する工程と、前記複数の半導体チップの前記側面に相当する前記箇所において、前記絶縁層を跨ぐようにして配線を形成し、前記複数の半導体チップの前記電極を介した電気的接続を行う工程と、を具えることを特徴とする、積層型半導体パッケージの製造方法に関する。
【発明の効果】
【００１０】
上記態様によれば、簡易かつ低コストで、電極を有する複数の半導体チップを積層してなり、前記複数の半導体チップそれぞれの側面に絶縁層を形成し、この絶縁層を介して前記複数の半導体チップの電気的接続を採るようにした積層型半導体パッケージを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の具体的な実施形態について説明する。
【００１２】
（第１の実施形態）
図１〜図９は、第１の実施形態における積層型半導体パッケージの製造方法を示す工程図である。なお、各図面においては、本態様の特徴を明確にすべく、ウエハの一部に着目し、かかる部分を拡大して示している。
【００１３】
最初に、図１に示すように、例えばシリコンなどのウエハ１０において、銅などの電気的良導体から電極１１を形成するとともに、ウエハ１０の電極１１を除く領域にいわゆる先ダイシング工程を施し、ウエハ１０を貫通しないような第１の溝１０Ａを形成する。
【００１４】
次いで、図２に示すように、ウエハ１０の第１の溝１０Ａに対してインクジェット法又は印刷法などの手法を用いて絶縁樹脂１２を埋設するようにして形成する。なお、インクジェット法を用いる場合は、ノズルの先端の径などを所定の大きさに設定し、絶縁樹脂１２を直接第１の溝１０Ａに向けて噴出させて形成する。また、印刷法を用いる場合は、第１の溝１０Ａの形状及び大きさ、並びに形成パターンに応じたマスクを準備し、このマスクを介して絶縁樹脂１２の印刷を行い、第１の溝１０Ａ内に絶縁樹脂１２を形成する。
【００１５】
また、絶縁樹脂１２は、フェノール樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂及びエポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂を使用することができる。
【００１６】
次いで、図３に示すように、第１の溝１０Ａ内に形成された絶縁樹脂１２に対してさらにダイシング工程を施し、絶縁樹脂１２を貫通しウエハ１０にまで至るような第２の溝１２Ａを形成する。但し、第２の溝１２Ａを形成した後に残存する絶縁樹脂１２は、そのまま後の半導体チップの側面における絶縁層を構成するため、前記絶縁層が所望の形状となるように第２の溝１２Ａを形成する。
【００１７】
図３において、第２の溝１２ＡはＶ字状に形成されている。この場合、残存する絶縁樹脂１２は、第２の溝１２Ａに起因した側面１２Ｂがテーパー状となり、側面１２Ｂの立ち上がりの角度が比較的小さくなる。上述したように、残存する絶縁樹脂１２はそのまま半導体チップの側面における絶縁層を構成し、絶縁樹脂１２の下方に位置する部分１２Ｃは、後の工程を経ることにより、前記半導体チップにおける前記絶縁層の下側エッジ部を構成する（図８及び９参照）。
【００１８】
したがって、絶縁樹脂１２（前記絶縁層）の立ち上がり角度が小さいということは、後に示すように、前記半導体チップを積層した場合において、下側に位置する半導体チップに対して上側に位置する半導体チップの、前記絶縁層の接触角度θが小さいことを意味する（図１０及び１１参照）。この結果、上側に位置する半導体チップの絶縁層は、下側に位置する半導体チップに対してなだらかに接触するようになる。
【００１９】
このため、以下に示すように前記絶縁層上に跨って配線層を形成し、上下の半導体チップの電気的接続を実施した場合においても、前記配線層が、上側の半導体チップと下側の半導体チップとの間で断線するようなことがない。
【００２０】
なお、本実施形態では、半導体チップの側面を絶縁層で覆うことになるので、上記のような配線層を形成する場合のみならず、ワイヤボンディングで半導体チップの電気的接続を行う場合でも、前記絶縁層によってワイヤが直接半導体チップ自身（特にエッジ部）に接触するようなことがないので、前記ワイヤの取り回しが容易となる。
【００２１】
なお、第２の溝１２Ａは図３に示すようなＶ字状でなく、必要に応じて任意の形状とすることができる。例えば、図４に示すように、絶縁樹脂１２が第１の溝１０Ａの一方の側面にのみ残存するようにして第２の溝１２Ａを形成することもできる。図３に示すようなＶ字状の第２の溝１２Ａを形成した場合は、第１の溝１０Ａの両側面に絶縁樹脂１２が残存するので、以下に示すように、最終的に得た半導体チップを積層した場合に、その両側面に絶縁層が形成されるようになるが、図４に示すように、絶縁樹脂１２が第１の溝１０Ａの一方の側面にのみ残存するようにして第２の溝１２Ａを形成した場合は、半導体チップを積層した場合に、いずれか一方の側面においてのみ絶縁層が形成されるようになる。
【００２２】
前者の場合は、積層した半導体チップの両側面において電気的接続を行うことができるが、後者の場合は、積層した半導体チップの一方の側面においてのみ電気的接続を行うことができる。したがって、前者の場合は、大きさの異なる半導体チップを互いに積層させて電気的接続を行う場合に有効であるが、後者の場合は、半導体チップをスライドさせて積層させる場合に有効である。これらの例については、以下において説明する。
【００２３】
また、第２の溝１２Ａは絶縁樹脂１２を貫通させて形成する必要はなく、後のウエハの裏面研削において、ウエハ１０を切断して半導体チップに個片化できるような深さであれば良い。
【００２４】
次いで、図５に示すように、ウエハ１０の表面に保護テープ１５を貼付した後、ウエハ１０の裏面を研削し、図６に示すように、第２の溝１２Ａが開口するまで薄化して、ウエハ１０を分断して半導体チップに個片化する。
【００２５】
次いで、図７に示すように、ウエハ１０（個片化した半導体チップ）の裏面に例えば接着フィルム１６を貼付し、次いで、前記接着フィルムを切断することにより、図８に示すような半導体チップを得る。なお、図４に示すような工程を経た場合は、図９に示すような半導体チップを得る。
【００２６】
図１０は、図８に示すような半導体チップを積層して得た積層型半導体パッケージの一例を示す図であり、図１１は、図９に示すような半導体チップを積層して得た積層型半導体パッケージの一例を示す図である。
【００２７】
図１０に示す積層型半導体パッケージ２０においては、基板２１上に第１の半導体チップ２２が接着層２７を介して積層され、さらに第１の半導体チップ２２上において、その略中央部に第２の半導体チップ２３が接着層２８を介して積層されている。また、第１の半導体チップ２２の両側面には残存した絶縁樹脂１２に起因した絶縁層２４が形成されているともに、第２の半導体チップ２３の両側面にも残存した絶縁樹脂１２に起因した絶縁層２５が形成されている。
【００２８】
また、絶縁層２４及び２５を覆うようにして配線層２６が形成され、基板２１に形成された電極２１Ａと、半導体チップ２２及び２３に形成された電極２２Ａ及び２３Ａとを電気的に接続している。
【００２９】
一方、図１１に示す積層型半導体パッケージ２０においては、基板２１上に第１の半導体チップ２２が接着層２７を介して積層され、さらに第１の半導体チップ２２上において、第２の半導体チップ２３が接着層２８を介して第１の半導体チップ２２の端部を露出するようにしてスライドして積層されている。また、第１の半導体チップ２２の一方の側面（図では右側面）には残存した絶縁樹脂１２に起因した絶縁層２４が形成されているともに、第２の半導体チップ２３の同じ側の一側面にも残存した絶縁樹脂１２に起因した絶縁層２５が形成されている。
【００３０】
また、絶縁層２４及び２５を覆うようにして配線層２６が形成され、基板２１に形成された電極２１Ａと、半導体チップ２２及び２３に形成された電極２２Ａ及び２３Ａとを電気的に接続している。
【００３１】
図１０及び図１１のいずれの積層型半導体パッケージ２０においても、配線層２６と半導体チップ２２及び２３とを電気的に絶縁する絶縁層２４及び２５は、上述した製造工程に従って、半導体チップ２２及び２３をウエハ加工して得る際に予め形成している。すなわち、ウエハレベルで一括して形成しているので、半導体チップの製造効率を向上させることができる。
【００３２】
また、絶縁層２４及び２５を形成する際の熱処理を行う必要がないので、基板２１や半導体チップ２２あるいは２３において、前記熱処理に起因した反りや特性変化などの種々の問題を回避することができる。さらに、前記熱処理に起因した接着層２７及び／又は２８の剥離を防止することができ、半導体チップ２２及び２３間、並びに基板２１及び半導体チップ２２間の接合を十分に確保することができる。
【００３３】
また、上述した基板２１と半導体チップ２２及び２３との電気的接続を絶縁層２４及び２５が存在することによって配線層２６によって実施することができるので、積層型半導体パッケージ２０を全体として薄化することができる。
【００３４】
なお、図１０及び図１１に示す例で用いた配線層２６の代わりにワイヤを用いることによって、基板２１と半導体チップ２２及び２３との電気的接続を行うこともできる。
【００３５】
（第２の実施形態）
図１２〜図１５は、第２の実施形態における積層型半導体パッケージの製造方法を示す工程図である。なお、各図面においては、本態様の特徴を明確にすべく、ウエハの一部に着目し、かかる部分を拡大して示している。
【００３６】
最初に、図１２に示すように、例えばシリコンなどのウエハ３０において、銅などの電気的良導体から電極１１を形成するとともに、ウエハ３０の電極３１を除く領域にＲＩＥ（反応性イオンエッチング）あるいはレーザ加工などを施し、ウエハ３０を貫通しないような第１の溝３０Ａを形成する。
【００３７】
次いで、図１３に示すように、ウエハ３０の第１の溝３０Ａに対して感光性部材を層状に塗布し、第１の溝３０Ａを埋設するような感光層３２を形成する。感光性部材は、例えばポリイミドなどの感光性樹脂やレジストなど汎用のものを用いることができる。
【００３８】
次いで、図１４に示すように、第１の溝３０Ａの形状及び大きさ、並びに形成パターンに応じたマスクを準備し、感光層３２を露光した後現像して、感光層３２に対して第２の溝３２Ａを形成する。
【００３９】
なお、図１４においては、第１の溝３０Ａの両側面に感光層３２が残存するようにして第２の溝３２Ａを形成しているが、図１５に示すように、感光層３２が第１の溝３０Ａの一方の側面にのみ残存するようにして第２の溝３２Ａを形成することもできる。
【００４０】
図１４に示すような第２の溝３２Ａを形成した場合は、第１の溝３０Ａの両側面に感光層３２が残存するので、最終的に得た半導体チップを積層した場合に、その両側面に絶縁層が形成されるようになるが、図１５に示すように、感光層３２が第１の溝３０Ａの一方の側面にのみ残存するようにして第２の溝３２Ａを形成した場合は、半導体チップを積層した場合に、いずれか一方の側面においてのみ絶縁層が形成されるようになる。
【００４１】
前者の場合は、積層した半導体チップの両側面において電気的接続を行うことができるが、後者の場合は、積層した半導体チップの一方の側面においてのみ電気的接続を行うことができる。したがって、前者の場合は、図１０に示すように、大きさの異なる半導体チップを互いに積層させて電気的接続を行う場合に有効であるが、後者の場合は、図１１に示すように、半導体チップをスライドさせて積層させる場合に有効である。
【００４２】
なお、図１２において、第１の溝３０Ａは逆台形状に形成されている。この場合、残存する感光層３２は、第１の溝３０Ａに起因して側面の立ち上がりの角度が比較的小さくなる。上述したように、残存する感光層３２はそのまま半導体チップの側面における絶縁層を構成し、感光層３２の下方に位置する部分３２Ｃは、後の工程を経ることにより、前記半導体チップにおける前記絶縁層の下側エッジ部を構成する（図８及び９参照）。
【００４３】
したがって、残存する感光層３２（前記絶縁層）の立ち上がり角度が小さいということは、後に示すように、前記半導体チップを積層した場合において、下側に位置する半導体チップに対して上側に位置する半導体チップの、前記絶縁層の接触角度θが小さいことを意味する（図１０及び１１参照）。この結果、上側に位置する半導体チップの絶縁層は、下側に位置する半導体チップに対してなだらかに接触するようになる。
【００４４】
このため、以下に示すように前記絶縁層上に跨って配線層を形成し、上下の半導体チップの電気的接続を実施した場合においても、前記配線層が、上側の半導体チップと下側の半導体チップとの間で断線するようなことがない。
【００４５】
なお、本実施形態では、半導体チップの側面を絶縁層で覆うことになるので、上記のような配線層を形成する場合のみならず、ワイヤボンディングで半導体チップの電気的接続を行う場合でも、前記絶縁層によってワイヤが直接半導体チップ自身（特にエッジ部）に接触するようなことがないので、前記ワイヤの取り回しが容易となる。
【００４６】
なお、第１の溝３０Ａは図１２に示すような逆台形状でなく、必要に応じて任意の形状とすることができる。
【００４７】
次いで、第１の実施形態における図５〜図９に示す工程と同様に、ウエハ３０の表面に保護テープを貼付した後、ウエハ３０の裏面を研削し、第２の溝３２Ａが開口するまで薄化して、ウエハ３０を分断して半導体チップに個片化する。その後、ウエハ３０（個片化した半導体チップ）の裏面に例えば接着フィルムを貼付し、次いで、前記接着フィルムを切断することにより、半導体チップを得る。
【００４８】
なお、上述したように、図１４に示すような工程を経た場合は、図１０に示すような積層型半導体パッケージを得ることができ、図１５に示すような工程を経た場合は、図１１に示すような積層型半導体パッケージを得ることができる。したがって、本実施形態においても、第１の実施形態と同様な作用効果を得ることができる。
【００４９】
以上、本発明を上記具体例に基づいて詳細に説明したが、本発明は上記具体例に限定されるものではなく、本発明の範疇を逸脱しない限りにおいてあらゆる変形や変更が可能である。
【００５０】
例えば、上記具体例では、ウエハから半導体チップに分断する際に、第１の溝１０Ａ及び３０Ａに加えて第２の溝１２Ａ及び３２Ａを形成し、ウエハの裏面研削の際に第２の溝１２Ａ及び３２Ａを開口させるようにしているが、このような第２の溝１２Ａ及び３２Ａを形成する代わりに、絶縁樹脂１２及び感光層３２が第１の溝１０Ａ及び３０Ａを埋設した状態で、例えば、第１の溝１０Ａ及び３０Ａ内の絶縁樹脂１２及び感光層３２にレーザ照射などを行うことによって半導体チップに分断することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】第１の実施形態における積層型半導体パッケージの製造方法における最初の工程を示す図である。
【図２】図１に示す工程の次の工程を示す図である。
【図３】図２に示す工程の次の工程を示す図である。
【図４】図３に示す工程の次の工程を示す図である。
【図５】図４に示す工程の変形例を示す図である。
【図６】図４に示す工程の次の工程を示す図である。
【図７】図６に示す工程の次の工程を示す図である。
【図８】図７に示す工程の次の工程を示す図である。
【図９】図８に示す工程の変形例を示す図である。
【図１０】第１の実施形態における製造方法によって得た積層型半導体パッケージの一例を示す図である。
【図１１】同じく、第１の実施形態における製造方法によって得た積層型半導体パッケージの一例を示す図である。
【図１２】第２の実施形態における積層型半導体パッケージの製造方法における最初の工程を示す図である。
【図１３】図１２に示す工程の次の工程を示す図である。
【図１４】図１３に示す工程の次の工程を示す図である。
【図１５】図１４に示す工程の変形例を示す図である。
【符号の説明】
【００５２】
１０，３０  ウエハ
１０Ａ，３０Ａ  第１の溝
１１，３１  電極
１２  絶縁樹脂
１２Ａ，３２Ａ  第２の溝
１５  保護テープ
１６  接着フィルム
３２  感光層
【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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【図１０】
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【図１１】
2009094432.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
2009094432.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
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