专利名称：层叠型半导体装置的制作方法和制作装置的制作方法
技术领域：
本发明的实施方式涉及层叠型半导体装置的制作方法和制作装置。
背景技术：
近年来，为了实现半导体装置的小型化和/或高密度安装化，在I个封装内层叠并密封多个半导体芯片的堆栈型多芯片封装被实用化。堆栈型多芯片封装那样的层叠型半导 体装置通过在布线基板和/或引线框等的电路基础材料上按顺序层叠多个半导体芯片构成。一般地，半导体芯片的层叠采用形成于半导体芯片的电路面(表面)和相反面的非电路面(里面)的粘接剂层进行。这个情况下，需要形成于半导体芯片的电路面的表面保护膜和形成于非电路面的粘接剂层，所以无法避免在层叠多个半导体芯片时的层叠厚度变厚。对于这一点，提出在半导体芯片的电路面形成兼作保护半导体芯片的电路面的表面保护膜和粘接剂的表面保护膜兼粘接剂层，使用这个表面保护膜兼粘接剂层来层叠半导体芯片。根据表面保护膜兼粘接剂层，将表面保护膜和粘接剂层由I层构成，其形成步骤也由I个步骤完成，所以能降低层叠型半导体装置的层叠厚度和/或制作成本。在使用表面保护膜兼粘接剂层的情况下，例如在半导体晶片表面形成表面保护膜兼粘接剂层之后，通过按照芯片形状切断半导体晶片，来制作具有表面保护膜兼粘接剂层的半导体芯片。在层叠这样的半导体芯片时，为了适用于按顺序拾取半导体芯片进行层叠的通常的层叠步骤，要求保持半导体芯片间的粘接可靠性，并抑制拾取半导体芯片的吸附托架(collet)从半导体芯片的脱离不良等。
发明内容
本发明打算解决的课题在于提供一种层叠型半导体装置的制作方法和制作装置，在半导体芯片的层叠中适用表面保护膜兼粘接剂层时，能够保持半导体芯片间的粘接可靠性，并抑制吸附托架从半导体芯片的脱离不良等的不良发生。实施方式的层叠型半导体装置的制作方法，包括以下步骤在半导体晶片的电路面形成感光性表面保护膜兼粘接剂层，其中上述半导体晶片包括多个芯片区域、和划分上述多个芯片区域的切割区域，并在上述多个芯片区域的上述电路面分别形成电极焊盘；曝光及显影上述感光性表面保护膜兼粘接剂层，在上述感光性表面保护膜兼粘接剂层形成使上述电极焊盘及上述切割区域露出的开口部；在上述半导体晶片的非电路面粘贴支持片，并沿着上述切割区域切断上述半导体晶片，制作将上述多个芯片区域单片化并具有上述感光性表面保护膜兼粘接剂层的半导体芯片；将第I半导体芯片由吸附托架保持并从上述支持片拾取之后，在电路基础材料上粘接上述第I半导体芯片；将第2半导体芯片由上述吸附托架保持并从上述支持片拾取之后，经由在上述第I半导体芯片的电路面形成的第I感光性表面保护膜兼粘接剂层，在加热了的上述第I半导体芯片上配置上述第2半导体芯片，粘接上述第I半导体芯片和上述第2半导体芯片；和电连接上述电路基础材料的连接部和上述第I及第2半导体芯片的上述电极焊盘。那样的层叠型半导体装置的制作方法中，上述吸附托架具有对上述第2半导体芯片的紧贴力比上述第I半导体芯片和上述第2半导体芯片间的紧贴力更低的吸附面。
图I是表示在第I实施方式的层叠型半导体装置的制作方法中从感光性表面保护膜兼粘接剂层的形成步骤到半导体晶片的切断步骤的断面图。图2是表示在第I实施方式的层叠型半导体装置的制作方法中从第I半导体芯片的拾取步骤到第2半导体芯片的粘接步骤的断面图。 图3是放大表示如图I表示的层叠型半导体装置的制作方法中使用的半导体晶片的芯片区域及切割区域的断面图。图4是表示适用第I实施方式的层叠型半导体装置的制作方法制作的半导体封装的断面图。图5是表示表面保护膜兼粘接剂层的粘接时粘度和半导体芯片间的粘接成功率的关系的一例的图。图6是表示吸附托架的橡胶制吸附面表面粗糙度Ra和吸附托架的脱离成功率及吸附成功率的关系的一例的图。图7是表示吸附托架的橡胶制吸附面表面粗糙度Ra和吸附托架的脱离成功率的关系的其他例的图。图8是表示在吸附托架的上升时的处理和吸附托架的脱离成功率的关系的图。图9是适用第2实施方式的层叠型半导体装置的制作方法表示制作的半导体封装的断面图。图10是表示第2实施方式的层叠型半导体装置的制作方法的半导体芯片的粘接步骤的断面图。符号的说明I…半导体晶片，2、2A、2B、2C、2D…具有感光性的表面保护膜兼粘接剂层，3…开口部，4…电极焊盘，5…切割沟，6…保护带，7、7A、7B、7C、7D…半导体芯片，8…支持片，9…吸附托架，9a…吸附面，10…布线基板，12、21…粘接剂层，13…连接垫，14…金属电线，16、20…半导体封装。
具体实施例方式以下，关于实施方式的层叠型半导体装置的制作方法，参照附图进行说明。(第I实施方式)图I是表示在第I实施方式的层叠型半导体装置的制作方法中从感光性表面保护膜兼粘接剂层的形成步骤到半导体晶片的切断步骤的图，图2是表示在第I实施方式的层叠型半导体装置的制作方法中从第I半导体芯片的拾取步骤到第2半导体芯片的粘接步骤的图。图3是放大表示如图I表示的层叠型半导体装置的制作方法中使用的半导体晶片的芯片区域及切割(singulation)区域的图，图4是表示适用第I实施方式的制作方法制作的半导体封装的图。首先，如图1(a)所示，在半导体晶片I的电路面(表面)Ia形成具有感光性的表面保护膜兼粘接剂层2。表面保护膜兼粘接剂层2对半导体晶片I的电路面Ia全面均匀地形成。半导体晶片I具有多个芯片区域X，在各芯片区域X的电路面Ia形成具有半导体电路和/或布线层等的半导体元件部(未图示)。在多个芯片区域X间，分别设置切割区域D。如后述，半导体晶片I沿着切割区域D被切断。通过切断半导体晶片I将芯片区域X单片化，来制作与多个芯片区域X相当的多个半导体芯片。表面保护膜兼粘接剂层2保护芯片区域X的电路面(表面)la，并且将基于芯片区域X的半导体芯片与其他的半导体芯片层叠时作为粘接剂起作用。因为表面保护膜兼粘接剂层2具有感光性，所以在曝光、显影步骤中可能图案化。在具有这样的感光性的表面保护 膜兼粘接剂层2中，适用具有能够进行曝光、显影步骤的感光性，并且具有能够进行半导体芯片间的粘接的粘接性等的酚醛树脂和/或聚酰亚胺树脂等的热固化性树脂。表面保护膜兼粘接剂层2也可通过具有感光性的热塑性树脂形成。表面保护膜兼粘接剂层2，例如通过在半导体晶片I的电路面Ia通过喷墨和/或旋涂等涂布具有感光性和/或粘接性等的树脂组成物(感光性粘接剂树脂组成物)之后，使这个树脂组成物的涂布膜干燥来形成。作为表面保护膜兼粘接剂层2的形成材料，可列举例如含有20 40质量％的酚醛树脂和10质量％以下的感光剂和10质量％以下的界面活性剂和30 80质量％的溶剂的树脂组成物、和/或含有30 80质量％的酚醛树脂和10质量％以下的感光剂和20 40质量％的交联剂和10质量％以下的界面活性剂的树脂组成物等。在形成表面保护膜兼粘接剂层2时，感光性粘接剂树脂组成物的粘度(涂布时的粘度)优选地为lPa*s(25°C)以下。还通过感光性粘接剂树脂组成物的涂布方法，但是由于使用25°C的粘度为IPa *s以下的感光性粘接剂树脂组成物(液状组成物)，所以表面保护膜兼粘接剂层2的形成性提高，并且，能抑制空洞的发生等。液状树脂组成物的粘度表示用B型粘度计(JISK7117-2)测量的值。在干燥后的表面保护膜兼粘接剂层2中残留的挥发成分量优选地为30质量％以下，更加优选地为15质量％以下。由此，抑制表面保护膜兼粘接剂层2中的空洞，进而抑制与曝光掩模接触时的薄膜厚度偏差的发生等。接着，如图1(b)所示，在使用具有希望的图形的光掩膜(未图示)曝光表面保护膜兼粘接剂层2后，通过根据表面保护膜兼粘接剂层2的种类等用显影液进行显影处理，在表面保护膜兼粘接剂层2形成开口部3。具有感光性的表面保护膜兼粘接剂层2也可以是负型及正型的任一个。在使用正型表面保护膜兼粘接剂层2的情况下，在显影后进行后曝光使之固化，作为表面保护膜兼粘接剂层2起作用。还有，在适用热固化性树脂作为表面保护膜兼粘接剂层2的情况下，优选地，在半导体晶片I的切断步骤前热处理(例如120°C X I小时)，预先作为半固化状态(B阶状态)。开口部3以使半导体晶片I的切割区域D露出的方式形成。并且，在各芯片区域X的电路面，设置如图3所示的电极焊盘4。电极焊盘4成为与其他的半导体芯片和/或布线基板、引线框等的电路基础材料的连接部。因此，在表面保护膜兼粘接剂层2，除了切割区域D之外，还形成使电极焊盘4露出的开口部3。在图3，电极焊盘4基于芯片区域X沿着半导体芯片的I个外形边配置。在这个实施方式的制作方法中，因为使用具有感光性的表面保护膜兼粘接剂层2，所以在具有多个芯片区域X的半导体晶片I的表面全部形成表面保护膜兼粘接剂层2方面，在曝光、显影步骤中形成开口部3，能使切割区域D及电极焊盘4露出。通过使切割区域D露出，能抑制在以后步骤的半导体晶片I的切断步骤中切割片的堵塞和伴随其的碎屑的发生，进而抑制因树脂的飞散导致的不良发生等。并且，通过使电极焊盘4露出，能稳定地实施与电路基础材料的电连接步骤。接着，如图1(c)所示，在半导体晶片I从电路面Ia侧形成沟5。沟5通过以下方式形成使得由开口部3除去表面保护膜兼粘接剂层2的切割区域D用具有与其宽度对应的刀厚的刀片切削。沟5的深度设定为比半导体晶片I的厚度浅，并且比半导体芯片的完成时的厚度深。在半导体晶片I形成半切割状态的沟5。沟5也可以用蚀刻等形成。通过在半导体晶片I形成这样的深度的沟(切割沟)5，多个芯片区域X根据各个半导体芯片的·完成厚度的状态来区分。如图1(d)所示，在形成半切割状态的切割沟5的半导体晶片I的电路面(表面)Ia,经由表面保护膜兼粘接剂层2来粘贴保护带6。保护带6，在以后步骤中研磨半导体晶片I的非电路面(里面)lb时，保护半导体晶片I的电路面la，并且，维持在非电路面Ib的磨削步骤中将芯片区域X单片化之后的半导体晶片I的形状(晶片形状)。作为保护带6，能采用各种的树脂带等。接着，如图1(e)所示，磨削及研磨由保护带6保持的半导体晶片I的非电路面(里面)lb。半导体晶片I的非电路面lb，例如采用包装板机械地研磨，继续采用研磨板研磨(例如干燥抛光)。半导体晶片I的非电路面Ib的磨削 研磨步骤以达到从电路面Ia侧形成的切割沟5的方式实施。这样，通过研磨半导体晶片I的非电路面lb，将各芯片区域X分割并单片化。如图1(e)所示，分别将多个芯片区域X单片化，由此制作多个半导体芯片7。但是，因为半导体晶片I的全部形状用保护带6来保持，所以维持晶片形状。在单片化的半导体芯片7的表面，分别设置表面保护膜兼粘接剂层2。表面保护膜兼粘接剂层2以使设置于半导体芯片7的电极焊盘4露出的方式形成。然后，如图1(f)所示，在具有单片化的半导体芯片7的半导体晶片I的非电路面lb，粘贴拾取用的支持片8之后，剥离保护带6。如图1(f)所示，多个半导体芯片7通过在半导体晶片I的非电路面Ib粘贴的支持片8来维持晶片形状。具有多个半导体芯片7并且作为全部通过支持片8维持晶片形状的半导体晶片1，在随后步骤的拾取步骤中进行传送。作为支持片8，能采用例如紫外线固化型粘接带。紫外线固化型粘接带是在包括例如聚乙烯和/或聚丙烯那样的聚烯烃树脂、多氯乙烯树脂等的基础材料片中形成包括紫外线固化型树脂的粘接层的带。图I (C) (f)表示半导体晶片I的切断步骤，称为前切割步骤。半导体晶片I的切断步骤不限于前切割步骤，也可以适用通常的切割步骤。即，在具有形成开口部3的表面保护膜兼粘接剂层2的半导体晶片1(图1(b))的非电路面2b，粘贴兼用切割带的支持片。接着，从半导体晶片I的电路面Ia侧沿着切割区域D，用刀片等切断半导体晶片I。通过这样的切断步骤，可以切断半导体晶片1，制作多个半导体芯片7。接着，如图2(a)所示，准备经过上述的表面保护膜兼粘接剂层2的形成步骤到切断步骤的半导体晶片1，即具有由支持片8粘贴的多个半导体芯片7的半导体晶片1，从支持片8按顺序拾取多个半导体芯片7。半导体芯片7的拾取，例如在对支持片8照射紫外线，使粘接层固化，使粘接力降低之后进行实施。首先，由吸附托架9保持并从支持片8拾取第I半导体芯片7A。吸附托架9具有吸附并保持半导体芯片7的吸附面9a。从支持片8拾取的第I半导体芯片7A传送至随后步骤的实现步骤。在将第I半导体芯片7A搭载于电路基础材料时,如图2(b)所不，如布线基板10那样的电路基础材料载置于具有加热机构的阶(加热阶)11上。搭载半导体芯片7的电路基础材料不限于布线基板10，也可以是引线框等。从支持片8拾取的第I半导体芯片7A配置在载置于加热阶11上的布线基板10的规定的位置。在布线基板10的芯片搭载位置，预先形成粘接剂层12。粘接剂层12通过粘接剂的涂布和/或粘接剂膜的粘贴等被形成。 在将第I半导体芯片7A粘接于布线基板10时，布线基板10预先通过加热阶11加热至规定的温度。加热温度按照粘接剂层12的粘接温度来设定。在用热固化性树脂构成粘接剂层12的情况下，加热直到例如B阶的热固化性树脂加热流动的温度。并且，通过将布线基板10上的粘接剂层12加热至规定的温度，并用吸附托架9将第I半导体芯片7A按压在粘接剂层12，使第I半导体芯片7A粘接于布线基板10。接着，如图2(c)所示，在第I半导体芯片7A上粘接第2半导体芯片7B。首先，与图2 (a)所示的步骤相同，由吸附托架9保持并从支持片8拾取第2半导体芯片7B。从支持片8拾取的第2半导体芯片7B配置在第I半导体芯片7A的规定的位置。对于第I半导体芯片7A和第2半导体芯片7B的粘接，通过在第I半导体芯片7A的电路面形成的第I表面保护膜兼粘接剂层2A来实施。在第I半导体芯片7A上粘接第2半导体芯片7B时，第I半导体芯片7A经由布线基板10通过加热阶11加热到规定的温度。加热温度按照表面保护膜兼粘接剂层2的粘接温度来设定。在用热固化性树脂构成表面保护膜兼粘接剂层2的情况下，加热直到例如B阶的热固化性树脂加热流动的温度。并且，通过将布线基板10上搭载的第I半导体芯片7A和第I表面保护膜兼粘接剂层2A加热至规定的温度，并用吸附托架9将第2半导体芯片7B按压在第I表面保护膜兼粘接剂层2A，使第2半导体芯片7B粘接于第I半导体芯片7A。在粘接第I半导体芯片7A和第2半导体芯片7B时，通过加热和加压第I表面保护膜兼粘接剂层2A，半导体芯片7A、7B间的粘接性提高。即，第I表面保护膜兼粘接剂层2A对于第2半导体芯片7B的溶湿性提高，能提高半导体芯片7A、7B间的粘接可靠性。表面保护膜兼粘接剂层2A的粘接时粘度(加热时粘度)优选地在10 IOOOOPa · s的范围，进而优选地在10 3000Pa · s的范围。通过向具有这样的粘接时粘度的表面保护膜兼粘接剂层2A按压半导体芯片7B，能提高半导体芯片7A、7B间的粘接可靠性。在图5表示表面保护膜兼粘接剂层2A的粘接时粘度和半导体芯片7A、7B间的粘接成功率(%)的关系。从图5明显地，通过加热表面保护膜兼粘接剂层2A并使粘接时粘度为IOOOOPa · s以下，表面保护膜兼粘接剂层2A对于半导体芯片7B的溶湿性提高，能提高半导体芯片7A、7B间的粘接可靠性。表面保护膜兼粘接剂层2A的粘接时粘度从粘接可靠性等的观点更优选地为3000Pa *s以下。若表面保护膜兼粘接剂层2A的粘接时粘度太低，则溶剂等的挥发成分起泡而成为空洞，有可能产生半导体芯片7B的位置偏差等，所以表面保护膜兼粘接剂层2A的粘接时粘度优选地为IOPa以上。表面保护膜兼粘接剂层2A的粘接时粘度基于由JIS K7244-10决定的粘度测量法来测量。这个情况下，能采用动态粘弹性测量装置(并行平板振动流速计)来测量粘度。而且，在第2半导体芯片7B的表面形成第2表面保护膜兼粘接剂层2B，因为吸附托架9的吸附面9a与第2表面保护膜兼粘接剂层2B接触，所以通过第2表面保护膜兼粘接剂层2B的状态和/或吸附托架9，有可能吸附托架9从第2半导体芯片7B的脱离性下降。吸附托架9的脱离不良是使用表面保护膜兼粘接剂层2的情况下特有的不良模式。即，在使用通常的表面保护膜(电路面)和粘接剂层(非电路面)的情况下，即使在粘接时加热，吸附托架也不可能粘接表面保护膜。在那里，这个实施方式中，吸附托架9的吸附面9a对第2半导体芯片7B的紧贴力比第I半导体芯片7A和第2半导体芯片7B间的紧贴力低。通过使用包括具有对这样的第2半导体芯片7B的紧贴力的吸附面9a的吸附托架9，在粘接第I半导体芯片7A和第2半 导体芯片7B之后，能防止吸附托架9与第2半导体芯片7B粘接而不脱离这样的吸附托架9的脱离不良的发生。吸附托架9的吸附面9a —般地通过橡胶形成。在使橡胶制吸附面9a对半导体芯片7B的紧贴力比半导体芯片7A、7B间的紧贴力低方面，优选地用硅酮橡胶形成吸附面9a。由于硅酮橡胶对于脱模性等优秀，所以抑制吸附托架9的脱离不良的发生。并且，橡胶制吸附面9a的表面粗糙度按算术平均粗糙度Ra，优选地设为0. I 100 y m的范围。通过适用具有这样的表面粗糙度的吸附面9a，能维持半导体芯片7的吸附性，抑制吸附托架9的脱离不良的发生。橡胶制吸附面9a的算术平均粗糙度Ra基于JIS B0651-1976来测量。若橡胶制吸附面9a的表面粗糙度Ra未达到0. I y m，则对半导体芯片7的紧贴力变得过高，有可能发生吸附托架9的脱离不良。另一方面，若橡胶制吸附面9a的表面粗糙度Ra超过100 u m,则有可能半导体芯片7的吸附性下降。在图6表示硅酮橡胶制吸附面9a的表面粗糙度Ra和吸附托架9的脱离成功率及半导体芯片7的吸附成功率的关系。从图6明显地，通过使用表面粗糙度Ra在0. I 100 ii m的范围且具有橡胶制吸附面9a的吸附托架9，能维持半导体芯片7的吸附性，并抑制吸附托架9的脱离不良的发生。吸附托架9的橡胶制吸附面9a的表面粗糙度Ra更优选地在I 2 y m的范围。吸附托架9中，至少吸附面9a包括硅酮橡胶，并且吸附面9a的表面粗糙度Ra更优选地在0. I IOOiim的范围。还有，吸附面9a的形状优选地为凸状的弯曲形状。由于这样的吸附面9a对半导体芯片7B的紧贴力很低，对于半导体芯片7B的脱离性优秀，所以可以更稳定地抑制发生吸附托架9的脱离不良。再者，作为形成吸附面9a的其他橡胶材料，可列举出氟系橡胶(聚四氟乙烯等)、丙烯橡胶、氨甲酸酯橡胶等。通过将包括这些橡胶材料的吸附面9a的表面粗糙度Ra设为0. I 100 y m的范围，能提高吸附托架9的脱离性。在图7表示氟系橡胶制吸附面9a的表面粗糙度Ra和吸附托架9的脱离成功率的关系。这个情况下，氟系橡胶制吸附面9a的表面粗糙度Ra更优选地为I 2 y m的范围。并且，吸附托架9的橡胶制吸附面9a，优选地，具有基于JIS K-6253硫化橡胶及热塑性橡胶-硬度试验方法测量的橡胶硬度在30 100范围的硬度。通过适用具有这样的硬度的橡胶制吸附面9a，能进一步提高吸附托架9的脱离性。即，通过将橡胶制吸附面9a的橡胶硬度设为30以上，能使吸附托架9的脱离性提高。但是，若橡胶制吸附面9a的橡胶硬度太高，为了降低半导体芯片7的并行吸附性，橡胶制吸附面9a的橡胶硬度优选地设为100以下。橡胶制吸附面9a的橡胶硬度更优选地为50 80的范围。在吸附托架9的吸附面9a，施加使如硅酮树脂表面涂层那样的表面活性下降的表面处理也是有效的。作为表面处理，能在硅酮树脂表面涂层以外适用氟系树脂表面涂层、黑铬涂层等。吸附托架9的吸附面9a中，对纯水的接触角优选地为90 170度的范围。通过适用具有这样的接触角的吸附面9a，能再现性很好地提高吸附托架9的脱离性。吸附面9a对纯水的接触角更优选地为110 150度的范围。 并且，在粘接第I半导体芯片7A和第2半导体芯片7B之后，使吸附托架9上升时，实施使吸附托架9例如以O. I 50 μ m左右的幅度进行擦洗/擦除(scrub)的处理，再者实施对吸附托架9喷上如高压空气那样的冷却用气体并速冷的处理等也是有效的。通过实施这些处理，能进一步提高吸附托架9的脱离性。吸附托架9的擦洗处理和/或速冷处理可以实施任意一方，也可以同时实施两者。 在图8表示在吸附托架9的上升时实施擦洗处理时的吸附托架9的脱离成功率、实施速冷处理时的吸附托架9的脱离成功率、没实施这些处理的情况下吸附托架9的脱离成功率。再者，吸附托架9的吸附面9a全是硅酮橡胶制，其表面粗糙度Ra设为0.2 μ m。从图8明显地，已知吸附托架9的上升时通过实施擦洗处理和/或速冷处理，吸附托架9的脱尚成功率进一步提闻。半导体芯片7的粘接步骤，按照半导体芯片7的层叠反复实施。即，反复实施如图2(a)所示的半导体芯片的拾取步骤、如图2(c)所示的半导体芯片7的粘接步骤，在布线基板10上层叠必要数目的半导体芯片7。图4表示在布线基板10上层叠第I至第5半导体芯片7A 7E的状态。第I至第5半导体芯片7A 7E，以使各个的电极焊盘4露出的方式，在布线基板10上台阶状层叠。第I至第5半导体芯片7A 7E的电极焊盘4经由各个布线基板10的连接垫(连接部)13和金属电线14电连接。电极焊盘4和连接垫13的连接也可取代金属电线14，通过基于导电性树脂等的印刷布线层来实施。在对半导体芯片7A 7E实施布线联结时，优选地预先对各芯片7A 7E上的表面保护膜兼粘接剂层2实施硬化(cure)处理使之固化。由此，能提高布线联结性。表面保护膜兼粘接剂层2的硬化处理优选地在层叠必要数目的半导体芯片7A 7E后实施。对半导体芯片7A 7E的布线联结优选地与硬化处理表面保护膜兼粘接剂层2的半导体芯片7A 7E —并实施。硬化处理后的表面保护膜兼粘接剂层2中，优选地，1750C的存储弹性率为40MPa以上。表面保护膜兼粘接剂层2在布线联结时被加压和加热进行软化。这时，若175°C的存储弹性率未达到40MPa，有可能半导体芯片7弯曲而产生连接不良和/或芯片损坏等。即，通过适用175°C的存储弹性率为40MPa以上的表面保护膜兼粘接剂层2，可提高基于布线联结的连接可靠性等。表面保护膜兼粘接剂层2的175°C的存储弹性率依据JISK7244-4的“弹性·动态设备特性的试验方法”测量。并且，硬化处理后的表面保护膜兼粘接剂层2中，优选地，260°C的存储弹性率为2MPa以上，优选地，与260°C的半导体芯片7的印模成分强度为O. 6MPa以上，优选地，在温度85°C、相对湿度85%的环境下放置24小时时的吸水率为O. 8%以下。由此，能提高在焊接回流步骤的表面保护膜兼粘接剂层2的可靠性等。即，在评价耐回流性的回流性试验(在260°C的水蒸气压下实施)时，在抑制粘接剂和芯片界面的剥离和/或粘接剂的凝集破坏等方面，优选地满足上述的3个条件。上述的3个条件依据JIS K7244-4 “弹性 动态设备特性的试验方法”测量。并且，在电连接半导体芯片7Α 7Ε的电极焊盘4和布线基板10的连接垫13之后，通过用密封树脂层15将半导体芯片7Α 7Ε与金属电线14等一起密封，制作半导体封装16。在布线基板10的下面侧，设置基于省略图示的焊接凸块等的外部电极。在半导体封装16中能适用各种公知的构成。例如，组装半导体芯片7的电路基础材料也可取代布线基板10，为引线框等。根据第I实施方式的制作方法，即使在使用表面保护膜兼粘接剂层2的情况下，也适用从半导体晶片2按顺序拾取并层叠半导体芯片7的通常的层叠步骤，能成品率很好地制作可靠性优秀的层叠型半导体装置。即，能保持半导体芯片7间的粘接可靠性，并抑制吸附托架9从半导体芯片7的脱离不良等的不良发生。并且，通过使用表面保护膜兼粘接剂 层2，能降低层叠型半导体装置的厚度。再者，第I实施方式中，在布线基板10上按顺序层叠第I至第5半导体芯片7Α 7Ε，但是半导体芯片7的层叠数不限于此，只要在电路基础材料上搭载的半导体芯片7Α上层叠至少I个半导体芯片7的构成即可。(第2实施方式)图9是表示适用第2实施方式的层叠型半导体装置的制作方法制作的半导体封装的断面图。如图9所示的半导体封装20与第I实施方式相同，为制作排列进行拾取，并且，具有在布线基板10上按顺序层叠的第I至第4半导体芯片7Α 7D。但是，第I及第2半导体芯片7Α、7Β和第3及第4半导体芯片7C、7D的台阶方向设为反向。第I及第2半导体芯片7A、7B在布线基板10上以台阶状按顺序层叠。第3及第4半导体芯片7C、7D在第2半导体芯片7B上按顺序层叠为与第I及第2半导体芯片7A、7B的台阶方向的反方向。第I至第4半导体芯片7A 7D具有全部与第I实施方式的半导体芯片7相同的构成。即，在第I至第4半导体芯片7A 7D的电路面，分别具有第I至第4表面保护膜兼粘接剂层2A 2D。表面保护膜兼粘接剂层2A 2D的具体的构成等与第I实施方式相同。并且，在第I至第4表面保护膜兼粘接剂层2A 2D，通过晶片阶段的曝光、显影步骤(图1(a) (b))，设置使电极焊盘露出的开口部。关于如图9所示的半导体封装20的制作步骤，参照图10进行说明。首先，如图10(a)所示，实施与图2(a) (C)相同的步骤，在布线基板10上按顺序以台阶状层叠第I及第2半导体芯片7A、7B。接着，对第I及第2半导体芯片7A、7B的电极焊盘4实施布线联结，经由金属电线14电连接电极焊盘4和布线基板10的连接垫13。这时，为了提高布线联结性，在布线联结步骤前优选地预先硬化处理第I表面保护膜兼粘接剂层2A使之固化。若在层叠第I及第2半导体芯片7A、7B后进行硬化处理，第2表面保护膜兼粘接剂层2B也固化，粘接性被损坏。还有，即使在布线联结步骤前不实施硬化处理，通过布线联结步骤中的热履历进行固化，粘接性可能被损坏。在那里，如图10(b)所示，在第2表面保护膜兼粘接剂层2B上形成粘接剂层21之后，层叠第3半导体芯片7C。粘接剂层21通过在第2表面保护膜兼粘接剂层2B上涂布包括热固化性树脂的粘接剂，再粘贴粘接剂膜来形成。由于适用粘接剂层21，即使在使芯片层叠体的台阶方向反向的情况下，也能维持布线联结性，并提高半导体芯片7间的粘接可靠性。第3半导体芯片7C，与如图2(a)所示的步骤相同，在通过吸附托架9保持并从支持片8拾取之后，配置在第2半导体芯片7B的规定的位置。第3半导体芯片7C以电极焊盘4的位置与第2半导体芯片7B成为反方向的方式配置。第2半导体芯片7B和第3半导体芯片7C的粘接通过在第2表面保护膜兼粘接剂层2B上形成的粘接剂层21来实施。粘接步骤与第I实施方式相同，通过将第2半导体芯片7B加热至规定的温度，并用吸附托架9将第3半导体芯片7C按压在粘接剂层21，使第2半导体芯片7B粘接于第3半导体芯片7C。接着，如图10(c)所示，在第3半导体芯片7C上粘接第4半导体芯片7D。第3半导体芯片7C和第4半导体芯片7D的粘接通过在第3半导体芯片7C的电路面形成的第3表面保护膜兼粘接剂层2C来实施。第4半导体芯片7D以电极焊盘4的位置成为与第3半导体芯片7C同方向的方式配置。粘接步骤与第I实施方式相同。并且，在硬化处理第3及第4表面保护膜兼粘接剂层2C、2D并使之固化之后，对第3及第4半导体芯片7C、7D的电极焊盘4实施布线联结。·之后，与如图4所示的半导体封装16相同，通过用密封树脂层15将半导体芯片7A 7D与金属电线14等一起密封，制作如图9所示的半导体封装20。在布线基板10的下面侧，设置基于省略图示的焊接凸块等的外部电极。图9及图10中，表示以同方向层叠2个半导体芯片7而构成芯片层叠体，并且将那样的2个芯片层叠体以台阶方向成为反方向的方式层叠的状态。构成芯片层叠体的半导体芯片的数目和/或芯片层叠体的层叠数目没有特别限定，只要分别是复数即可。再者，虽然说明本发明的几个实施例，但是这些实施例只是作为例示，而不是限定发明的范围。这些新实施例可以各种各样的形态实施，在不脱离发明的要旨的范围，可进行各种省略、置换、变更。这些实施例及其变形也是发明的范围、要旨所包含的，同时也是权利要求的范围所述的发明及其均等的范围所包含的。
权利要求
1.一种层叠型半导体装置的制作方法，其特征在于，包括以下步骤 在半导体晶片的电路面形成感光性表面保护膜兼粘接剂层，其中上述半导体晶片包括多个芯片区域、和划分上述多个芯片区域的切割区域，并在上述多个芯片区域的上述电路面分别形成电极焊盘； 将上述感光性表面保护膜兼粘接剂层曝光并显影，在上述感光性表面保护膜兼粘接剂层形成使上述电极焊盘及上述切割区域露出的开口部； 在上述半导体晶片的非电路面粘贴支持片，并沿着上述切割区域切断上述半导体晶片，制作将上述多个芯片区域单片化并具有上述感光性表面保护膜兼粘接剂层的半导体芯片; 将第I半导体芯片由吸附托架保持并从上述支持片拾取之后，将上述第I半导体芯片粘接在电路基础材料上； 将第2半导体芯片由上述吸附托架保持并从上述支持片拾取之后，经由在上述第I半导体芯片的电路面形成的第I感光性表面保护膜兼粘接剂层，在加热了的上述第I半导体芯片上配置上述第2半导体芯片，将上述第I半导体芯片和上述第2半导体芯片粘接；和电连接上述电路基础材料的连接部和上述第I及第2半导体芯片的上述电极焊盘；其中，上述吸附托架具有对上述第2半导体芯片的紧贴力比上述第I半导体芯片和上述第2半导体芯片间的紧贴力更低的吸附面。
2.如权利要求I所述的层叠型半导体装置的制作方法，其特征在于， 上述吸附托架的上述吸附面包括硅酮橡胶，并且上述吸附面的表面粗糙度按算术平均粗度Ra在0. I IOOiim的范围。
3.如权利要求I或2所述的层叠型半导体装置的制作方法，其特征在于， 在将上述第I半导体芯片和上述第2半导体芯片粘接之后使上述吸附托架上升时，实施使上述吸附托架擦洗的处理、和对上述吸附托架喷吹冷却用气体并速冷的处理的至少一方。
4.如权利要求I或2所述的层叠型半导体装置的制作方法，其特征在于， 上述半导体晶片的切断步骤包括以下步骤在上述切割区域形成沟；在上述半导体晶片的上述电路面粘贴保护带；研磨上述半导体晶片的上述非电路面；将上述多个芯片区域单片化；在上述半导体晶片的上述非电路面粘贴上述支持片；和剥离上述保护带。
5.一种层叠型半导体装置的制作装置，其特征在于，包括 拾取部，从由支持带维持晶片形状的半导体晶片，由吸着吸附托架按顺序保持并拾取多个半导体芯片，其中上述半导体晶片具有包含在电路面形成第I感光性表面保护膜兼粘接剂层的第I半导体芯片、在电路面形成第2感光性表面保护膜兼粘接剂层的第2半导体芯片的上述多个半导体芯片；和 芯片粘接部，在上述电路基础材料上粘接由上述吸附托架拾取的上述第I半导体芯片，并在上述第I半导体芯片上配置由上述吸附托架拾取的上述第2半导体芯片，通过上述第I感光性表面保护膜兼粘接剂层将上述第I半导体芯片和上述第2半导体芯片粘接；上述吸附托架具有对上述半导体芯片的紧贴力比上述半导体芯片间的紧贴力更低的吸附面。
全文摘要
本发明提供一种保持半导体芯片间的粘接可靠性，并抑制吸附托架的脱离不良等的发生的层叠型半导体装置的制作方法。在实施方式的制作方法中，曝光并显影在半导体晶片1的电路面1a形成的感光性表面保护膜兼粘接剂层2形成的开口部之后，切断半导体晶片1，制作具有感光性表面保护膜兼粘接剂层2的半导体芯片7。由吸附托架9保持并拾取第2半导体芯片7B之后，通过第1感光性表面保护膜兼粘接剂层2A将第2半导体芯片7B与第1半导体芯片7A粘接。吸附托架9具有对第2半导体芯片7A的紧贴力比半导体芯片7A、7B间的紧贴力更低的吸附面9a。
文档编号H01L21/50GK102969264SQ20121032057
公开日2013年3月13日 申请日期2012年8月31日 优先权日2011年9月1日
发明者芳村淳, 大沟尚子 申请人:株式会社东芝