半導体装置の製造方法および半導体装置
【課題】歩留まりを低下させることなく、複数の半導体装置を一括形成することが可能な方法を提供すること。
【解決手段】支持板１９上に金属膜２１を形成する工程と、この金属膜２１上に、係合部を有する複数の接続プラグ１８を形成する工程と、それぞれの接続プラグ１８の係合部内に、複数の半導体チップ１３にそれぞれ設けられた各突起電極１７を挿入し、かつ接触させることにより固定するとともに、複数の半導体チップ１３を絶縁樹脂１５−１で覆う工程と、少なくとも突起電極１７を接続プラグの係合部内に挿入、接触させた後に、絶縁樹脂１５−１を硬化させる工程と、少なくとも金属膜２１をエッチングすることにより、接続プラグ１８に電気的に接続された配線パターン１６を形成する工程と、配線パターン１６の一部に電気的に接続されるとともに、配線パターン１６の他の部分とはソルダーレジスト膜１４により絶縁されるように半田ボール１２を形成する工程と、それぞれの半導体チップ１３の周囲およびその上方の絶縁樹脂１５−１を切断する工程と、を具備する。
【解決手段】支持板１９上に金属膜２１を形成する工程と、この金属膜２１上に、係合部を有する複数の接続プラグ１８を形成する工程と、それぞれの接続プラグ１８の係合部内に、複数の半導体チップ１３にそれぞれ設けられた各突起電極１７を挿入し、かつ接触させることにより固定するとともに、複数の半導体チップ１３を絶縁樹脂１５−１で覆う工程と、少なくとも突起電極１７を接続プラグの係合部内に挿入、接触させた後に、絶縁樹脂１５−１を硬化させる工程と、少なくとも金属膜２１をエッチングすることにより、接続プラグ１８に電気的に接続された配線パターン１６を形成する工程と、配線パターン１６の一部に電気的に接続されるとともに、配線パターン１６の他の部分とはソルダーレジスト膜１４により絶縁されるように半田ボール１２を形成する工程と、それぞれの半導体チップ１３の周囲およびその上方の絶縁樹脂１５−１を切断する工程と、を具備する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体チップが樹脂により封止された半導体装置の製造方法および、この製造方法によって形成された半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の半導体装置として、半導体チップが樹脂により封止された半導体装置が知られている。この半導体装置を構成する樹脂の下面には配線パターンが設けられている。この配線パターンは、一部を除いてソルダーレジスト膜で覆われている。そして、ソルダーレジスト膜から露出した配線パターンの表面には、半導体装置を実装するための半田ボールが設けられている。この種の半導体装置において、半導体チップは、このチップに設けられた外部電極と配線パターンとが接触するように樹脂により封止されている。
【０００３】
この従来の半導体装置は、半導体チップを個々に封止樹脂により封止した後、それぞれの樹脂の下面に配線パターン、ソルダーレジスト膜、半田ボールを形成することにより製造されていた。
【０００４】
この製造方法に対して、複数の半導体装置を一括形成することにより、複数の半導体装置を容易かつ安価に製造する方法が検討されている（特許文献１、２等参照）。この方法を、以下に詳述する。
【０００５】
まず保持板上に、電気特性試験で良品と判定された複数の半導体チップを、素子回路面を下にして所定の配列で配置し貼り付けた後、その上に、例えば樹脂シートを配置し加熱・加圧してモールドする。これにより、複数の半導体チップを一括して樹脂封止する。つぎに、保持板を剥がし、樹脂を所定の形状（例えば円形）に切断・加工した後、樹脂に埋め込まれた半導体チップの素子回路面上に絶縁樹脂層を形成し、この絶縁樹脂層に半導体チップの外部電極が露出する開口を形成する。その後、絶縁樹脂層上に配線パターンを形成するとともに、開口内に半導体チップの外部電極と接続される導電部を形成する。次いで、ソルダーレジスト層、半田ボールをこの順で形成した後、半導体チップ毎に樹脂シートおよび絶縁樹脂層を切断して個片化する。
【０００６】
なお、本願において、上述した複数の半導体装置の一括形成とは、複数の半導体チップを樹脂により一括して封止し、配線パターン等を一括形成した後、樹脂を切断することにより複数の半導体装置を形成することを意味する。
【０００７】
しかし、特許文献１、２に記載された半導体装置の製造方法においては、複数の半導体チップを一括して樹脂封止する際に、樹脂が硬化により収縮し、かつその収縮量が必ずしも設計通りではないため、樹脂硬化後の半導体チップの位置が設計位置からずれることがあった。このように半導体チップの位置がずれると、半導体チップの外部電極に接続される導電部を形成するために絶縁樹脂層に開口を形成する際に、開口の位置が半導体チップの外部電極の位置からずれ、接続信頼性が低下するという問題があった。さらに、開口と外部電極との位置ずれが大きくなると、接続不良となる半導体チップも生じ、歩留まりが低下するという問題があった。
【０００８】
これに対し、一方の基板には筒状の電極を形成するとともに他方の基板には半田材料により凸状の電極を形成し、これらの電極の凹凸がかみ合うように両方の基板の位置を合わせた後、基板間に樹脂を充填する技術が知られている（特許文献３参照）。この技術を上述の半導体装置の製造方法に適用し、例えば導電部を筒状に形成するとともに、半導体チップの外部電極を半田材料により凸状に形成すれば、導電部と半導体チップの外部電極とがかみ合うため、樹脂収縮による半導体チップの位置ずれは抑制される。従って、外部電極と導電部との接触不良による歩留まりの低下を抑制することができるようにも思われる。
【０００９】
しかし、この技術は、外部電極を溶融して筒状の導電部の内部に半田材料を流し込ませることにより両者を電気的に導通させる技術であるため、導電部と外部電極とのサイズを高精度でコントロールする必要があるとともに、これらを高い位置精度で形成することが必要になる問題がある。すなわち、例えば外部電極のサイズを小さくすると、外部電極と導電部との形成位置の精度を低くすることができるが、半田材料からなる外部電極が筒状の導電部内で溶融する際に、半田材料の体積が足りずに接触不良になる問題がある。また、外部電極のサイズを大きくすると、外部電極と導電部を高い位置精度で形成しなければならず、これらの位置が少しでもずれると、筒状の導電部に外部電極が乗り上げた状態で樹脂により封止される。従って、この後に、加熱して外部電極を溶融させると、外部電極が形成されていた部分に空間が生じるとともに、樹脂の体積膨張により、半導体チップと導電部とが接触せず、接触不良になる問題がある。従って、この技術を適用しても、導電部と外部電極との接触不良による歩留まりの低下を抑制することは困難である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００９−２７１２７号公報
【特許文献２】特開２００３−１９７６６２号公報
【特許文献３】特開２００８−１３０９９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の課題は、歩留まりを低下させることなく、複数の半導体装置を一括形成することが可能な方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明による半導体装置の製造方法は、支持板上に金属膜を形成する工程と、この金属膜上に、係合部を有する複数の接続導体を形成する工程と、これらの各接続導体の前記係合部内に、複数の半導体チップにそれぞれ設けられた突起状の第１の外部電極をそれぞれ挿入させ、かつ接触させることにより、前記複数の半導体チップを固定するとともに、前記複数の半導体チップと前記金属膜との間に第１の樹脂を形成する工程と、前記複数の半導体チップを第２の樹脂で覆い、これを硬化させる工程と、少なくとも前記金属膜をエッチングすることにより、前記接続導体に電気的に接続された配線パターンを形成する工程と、前記配線パターンの一部に電気的に接続されるとともに、前記配線パターンの他の部分とは絶縁物によって絶縁されるように第２の外部電極を形成する工程と、それぞれの前記半導体チップの周囲およびその上方の前記第２の樹脂を切断する工程と、を具備することを特徴とする方法である。
【００１３】
また、本発明による半導体装置の製造方法は、両面接着シートの表面に、突起状の第１の外部電極を有する複数の半導体チップを貼り付けるとともに、前記両面接着シートの裏面のうち、前記複数の半導体チップに対応する位置に、それぞれベース板を貼り付ける工程と、少なくとも係合部を有する複数の接続導体を樹脂で覆う工程と、この樹脂に前記複数の半導体チップを埋め込むとともに、各前記接続導体の前記係合部内に、前記複数の半導体チップの前記第１の外部電極をそれぞれ挿入させ、かつ接触させる工程と、前記樹脂を硬化させる工程と、前記複数の接続導体に接続された配線パターンの一部に電気的に接続されるとともに、前記配線パターンの他の部分とは絶縁物によって絶縁されるように第２の外部電極を形成する工程と、それぞれの前記半導体チップの周囲およびその上方の前記両面接着シートおよび前記樹脂を切断する工程と、を具備することを特徴とする方法である。
【００１４】
また、本発明による半導体装置は、突起状の第１の外部電極が設けられた半導体チップと、この半導体チップを覆うように形成された樹脂と、この樹脂の裏面に形成された配線パターンと、この配線パターンの表面に形成され、前記第１の外部電極が挿入され、かつ接触される係合部を有する接続導体と、前記配線パターンを含む前記樹脂の下面に、前記配線パターンの一部が露出するように形成された配線保護膜と、この配線保護膜から露出した前記配線パターンに接触するように形成された第２の外部電極と、を具備することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、複数の半導体チップに設けられたそれぞれの外部電極を溶融させず、各外部電極の先端部をそれぞれの接続プラグの係合部に挿入、接触させることにより複数の半導体チップを固定した後、複数の半導体チップを覆う樹脂を硬化させる。従って、樹脂が硬化する際にそれぞれの半導体チップの位置ずれは抑制され、両者の電気的な接続不良は抑制される。さらに、外部電極は溶融させないため、これが溶融することによる両者の電気的な接続不良は抑制される。従って、歩留まりを低下させることなく、複数の半導体装置を一括形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法により製造された半導体装置の裏面図である。
【図２】図１の一点鎖線Ａ−Ａ´に沿って示す断面図である。
【図３】図１、図２に示される半導体チップを裏面図である。
【図４】図２に示される接続プラグを拡大して示す上面図である。
【図５】本発明の第１の実施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って、支持板を示す斜視図である。
【図６】本発明の第１の実施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って、接続プラグを形成する工程を説明するための、図５の一点鎖線Ｂ−Ｂ´に沿って示す装置の断面図である。
【図７】同じく、接続プラグを形成する工程を説明するための、図５の一点鎖線Ｂ−Ｂ´に沿って示す装置の断面図である。
【図８】同じく、接続プラグを形成する工程を説明するための、図５の一点鎖線Ｂ−Ｂ´に沿って示す装置の断面図である。
【図９】本発明の第１の実施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って、金の薄膜を形成する工程を説明するための、図５の一点鎖線Ｂ−Ｂ´に沿って示す装置の断面図である。
【図１０】本発明の第１の実施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って、半導体チップを固定する工程を説明するための、図５の一点鎖線Ｂ−Ｂ´に沿って示す装置の断面図である。
【図１１】同じく、半導体チップを固定する工程を説明するための、図５の一点鎖線Ｂ−Ｂ´に沿って示す装置の断面図である。
【図１２】本発明の第１の実施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って、複数の半導体チップを樹脂で封止する工程を説明するための、図５の一点鎖線Ｂ−Ｂ´に沿って示す装置の断面図である。
【図１３】本発明の第１の実施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って、支持板を剥がす工程を説明するための、図５の一点鎖線Ｂ−Ｂ´に沿って示す装置の断面図である。
【図１４】本発明の第１の実施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って、配線パターンを形成する工程を説明するための、図５の一点鎖線Ｂ−Ｂ´に沿って示す装置の断面図である。
【図１５】同じく、配線パターンを形成する工程を説明するための、図５の一点鎖線Ｂ−Ｂ´に沿って示す装置の断面図である。
【図１６】本発明の第１の実施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って、樹脂を切断するする工程を説明するための、図５の一点鎖線Ｂ−Ｂ´に沿って示す装置の断面図である。
【図１７】本発明の第２の実施形態に係る半導体装置の製造方法によって製造された半導体装置を、図１の一点鎖線Ａ−Ａ´に沿って示す断面図である。
【図１８】本発明の第２の実施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って、半導体チップを固定する工程を説明するための、図５の一点鎖線Ｂ−Ｂ´に沿って示す装置の断面図である。
【図１９】同じく、半導体チップを固定する工程を説明するための、図５の一点鎖線Ｂ−Ｂ´に沿って示す装置の断面図である。
【図２０】本発明の第３の実施形態に係る半導体装置の製造方法によって製造された半導体装置を、図１の一点鎖線Ａ−Ａ´に沿って示す断面図である。
【図２１】本発明の第３の実施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って、それぞれの半導体チップにベース板を貼り付ける工程を説明するための、図５の一点鎖線Ｂ−Ｂ´に沿って示す装置の断面図である。
【図２２】同じく、それぞれの半導体チップにベース板を貼り付ける工程を説明するための、図５の一点鎖線Ｂ−Ｂ´に沿って示す装置の断面図である。
【図２３】本発明の第３の実施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って、半導体チップを封止する樹脂を形成する工程を説明するための、図５の一点鎖線Ｂ−Ｂ´に沿って示す装置の断面図である。
【図２４】本発明の第３の実施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って、支持板を剥がす工程を説明するための、図５の一点鎖線Ｂ−Ｂ´に沿って示す装置の断面図である。
【図２５】本発明の第３の実施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って、半導体チップを固定する工程を説明するための、図５の一点鎖線Ｂ−Ｂ´に沿って示す装置の断面図である。
【図２６】本発明の第３の実施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って、樹脂を切断する工程を説明するための、図５の一点鎖線Ｂ−Ｂ´に沿って示す装置の断面図である。
【図２７】本発明の第４の実施形態に係る半導体装置の製造方法によって製造された半導体装置を、図１の一点鎖線Ａ−Ａ´に沿って示す断面図である。
【図２８】本発明の第４の実施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って、装置の上層を、図５の一点鎖線Ｂ−Ｂ´に沿って示す断面図である。
【図２９】本発明の第４の実施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って、金の薄膜を形成する工程を、図５の一点鎖線Ｂ−Ｂ´に沿って示す装置の断面図である。
【図３０】本発明の第４の実施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って、接続プラグおよび層間接続ポストを形成する工程を、図５の一点鎖線Ｂ−Ｂ´に沿って示す装置の断面図である。
【図３１】本発明の第４の実施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って、層間接続ポストを形成する工程を、図５の一点鎖線Ｂ−Ｂ´に沿って示す装置の断面図である。
【図３２】同じく、層間接続ポストを形成する工程を、図５の一点鎖線Ｂ−Ｂ´に沿って示す装置の断面図である。
【図３３】本発明の第４の実施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って、配線パターンを形成する工程を、図５の一点鎖線Ｂ−Ｂ´に沿って示す装置の断面図である。
【図３４】本発明の第４の実施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って、下層の半導体チップを固定する工程を、図５の一点鎖線Ｂ−Ｂ´に沿って示す装置の断面図である。
【図３５】本発明の第４の実施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って、下層の半導体チップを樹脂で封止する工程を、図５の一点鎖線Ｂ−Ｂ´に沿って示す装置の断面図である。
【図３６】本発明の第４の実施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って、配線パターンを形成する工程を、図５の一点鎖線Ｂ−Ｂ´に沿って示す装置の断面図である。
【図３７】同じく、配線パターンを形成する工程を、図５の一点鎖線Ｂ−Ｂ´に沿って示す装置の断面図である。
【図３８】本発明の第４の実施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って、樹脂を切断する工程を、図５の一点鎖線Ｂ−Ｂ´に沿って示す装置の断面図である。
【図３９】本発明の第５の実施形態に係る半導体装置の製造方法によって製造された半導体装置を、図１の一点鎖線Ａ−Ａ´に沿って示す断面図である。
【図４０】本発明の第６の実施形態に係る半導体装置の製造方法によって製造された半導体装置を、図１の一点鎖線Ａ−Ａ´に沿って示す断面図である。
【図４１】図４０に示される接続プラグおよびチップ部品接続パッドを拡大して示す上面図である。
【図４２】本発明の第６の実施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って、接続プラグおよびチップ部品接続パッドを形成する工程を、図５の一点鎖線Ｂ−Ｂ´に沿って示す装置の断面図である。
【図４３】同じく、接続プラグおよびチップ部品接続パッドを形成する工程を、図５の一点鎖線Ｂ−Ｂ´に沿って示す装置の断面図である。
【図４４】同じく、接続プラグおよびチップ部品接続パッドを形成する工程を、図５の一点鎖線Ｂ−Ｂ´に沿って示す装置の断面図である。
【図４５】本発明の第６の実施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って、金の薄膜を形成する工程を、図５の一点鎖線Ｂ−Ｂ´に沿って示す装置の断面図である。
【図４６】本発明の第６の実施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って、半導体チップを固定する工程を、図５の一点鎖線Ｂ−Ｂ´に沿って示す装置の断面図である。
【図４７】本発明の第６の実施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って、チップ部品を固定する工程を、図５の一点鎖線Ｂ−Ｂ´に沿って示す装置の断面図である。
【図４８】本発明の第６の実施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って、半導体チップおよびチップ部品を樹脂で封止する工程を、図５の一点鎖線Ｂ−Ｂ´に沿って示す装置の断面図である。
【図４９】本発明の第６の実施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って、配線パターンを形成する工程を、図５の一点鎖線Ｂ−Ｂ´に沿って示す装置の断面図である。
【図５０】同じく、配線パターンを形成する工程を、図５の一点鎖線Ｂ−Ｂ´に沿って示す装置の断面図である。
【図５１】同じく、配線パターンを形成する工程を、図５の一点鎖線Ｂ−Ｂ´に沿って示す装置の断面図である。
【図５２】本発明の第６の実施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って、樹脂を切断する工程を、図５の一点鎖線Ｂ−Ｂ´に沿って示す装置の断面図である。
【図５３】本発明の第７の実施形態に係る半導体装置の製造方法によって製造された半導体装置を、図１の一点鎖線Ａ−Ａ´に沿って示す断面図である。
【図５４】本発明の第８の実施形態に係る半導体装置の製造方法によって製造された半導体装置を、図１の一点鎖線Ａ−Ａ´に沿って示す断面図である。
【図５５】接続プラグの第１の変形例を、図１の一点鎖線Ａ−Ａ´に沿って拡大して示す断面図である。
【図５６】図５５の上面図である。
【図５７】接続プラグの第２の変形例を、図１の一点鎖線Ａ−Ａ´に沿って拡大して示す断面図である。
【図５８】図５７の上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に、本発明の実施形態に係る半導体装置の製造方法について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１８】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法によって製造された半導体装置１１の裏面図である。図１に示すように、半導体装置１１は、半導体チップ１３が後述する樹脂１５（図１においては図示せず）により封止されるとともに、樹脂１５の裏面上には格子状に複数の半田ボール１２が形成されており、半導体チップ１３と複数の半田ボール１２とが、電気的に接続されたものである。半田ボール１２は、装置１１の外部電極となるものであり、半田ボール１２を介して、図示しない実装基板上の配線と装置１１内部に封止された半導体チップ１３とが電気的に接続される。なお、装置１１の裏面において、半田ボール１２以外の領域は、例えばソルダーレジスト膜１４からなる配線保護膜で覆われている。
【００１９】
図２は、図１の一点鎖線Ａ−Ａ´に沿って示す断面図である。以下に、図２を参照して、半導体装置１１を詳細に説明する。図２に示すように、半導体装置１１において、半導体チップ１３は、このチップ１３の周囲を覆う樹脂１５により封止されている。半導体チップ１３を覆う樹脂１５の裏面上には、配線パターン１６が形成されている。この配線パターン１６は、ソルダーレジスト膜１４で覆われている。配線パターン１６を覆うソルダーレジスト膜１４は、上述した半田ボール１２が形成される領域にそれぞれ開口を有しており、これらの開口に上述の半田ボール１２が形成されている。これにより、配線パターン１６と半田ボール１２とは電気的に接続されている。なお、配線パターン１６の一部は、半導体チップ１３の外周部よりも外側に延伸されている。
【００２０】
また、樹脂１５内部の半導体チップ１３の裏面には、先端部分が尖った形状の複数の突起電極１７が形成されている。これらの突起電極１７は、半導体チップ１３の外部電極となるものであり、これらの突起電極１７を介して、配線パターン１６と半導体チップ１３とは電気的に接続される。なお、突起電極１７は、例えばスタッドバンプである。スタッドバンプは、半導体チップ１３の電極パッド（図示せず）上に、金や銅等のボールボンディング部およびボンディングワイヤ部からなる材料を、主に超音波併用熱圧着ボンディングにより、半導体チップ１３の電極パッド（図示せず）とボールボンディング部とが接合されるように接合した後、ボールボンディング部の近傍にてボンディングワイヤ部を切断することによって形成されたものである。
【００２１】
図３は、上述の半導体チップ１３の裏面図である。図３に示すように、突起電極１７は、例えば、半導体チップ１３裏面の四方の角部近傍に形成される。
【００２２】
再び図２を参照する。配線パターン１６上の所定の位置には、配線パターン１６と突起電極１７とを電気的に接続するための接続導体となる接続プラグ１８が形成される。図４は、この接続プラグ１８を示す拡大された上面図である。図４に示すように、接続プラグ１８は円筒形状である。この円筒状の接続プラグ１８は、上述の突起電極１７の最大外径よりも小さい径であり、突起電極１７の高さより低くなるように開口が形成された係合部を有するものである。
【００２３】
なお、配線パターン１６および接続プラグ１８の表面は、これらの酸化を防止するために、金の薄膜２５で覆われていている。この薄膜２５は、配線パターン１６および接続プラグ１８の表面が酸化することを抑制するために設けられている。したがって、必ずしも形成されなければならないものではない。
【００２４】
再度図２を参照する。円筒状の接続プラグ１８の内部には、接続プラグ１８の一部と上述の突起電極１７の一部とが接触するように、突起電極１７が挿入されている。これにより、突起電極１７接続プラグは接続プラグ１８に係合し、接続プラグ１８を介して、半導体チップ１３の突起電極１７と配線パターン１６とは電気的に接続される。なお、接続プラグ１８は、配線パターン１６上において、半導体チップ１３の突起電極１７の位置に対応する箇所に、突起電極１７と同じ数だけ形成される。
【００２５】
ここで、半導体チップ１３を覆う樹脂１５は、第１の樹脂であるアンダーフィル樹脂等の封止樹脂１５−２、および第２の樹脂であるモールド樹脂等の絶縁樹脂１５−１からなる。封止樹脂１５−２は、半導体チップ１３の裏面と配線パターン１６との間を埋めるようにテーパ状に形成されている。そして、絶縁樹脂１５−１は、半導体チップ１３の下面以外の周囲を覆い、封止樹脂１５−２に接するように形成されている。なお、絶縁樹脂１５−１および封止樹脂１５−２は、上述のように異なる材料によって構成されてもよいが、同一の材料によって構成されてもよい。
【００２６】
次に、上述の第１の実施形態に係る半導体装置１１の製造方法を説明する。この方法は、半導体チップ１３の突起電極１７を先端部が尖った形状に形成するとともに、接続プラグ１８を筒状に形成し、突起電極１７の先端部が接続プラグ１８の係合部内に挿入、接触するように複数の半導体チップ１３を配置、固定した後、複数の半導体チップ１３を樹脂１５により一括して封止する。この後、配線パターン１６等を形成し、最後に樹脂１５を切断して各半導体チップ１３を個片化する方法である。以下に、この方法を図５乃至図１６を参照して詳細に説明する。図５は、第１の実施形態に係る半導体装置１１の製造方法を説明するための、支持板を示す斜視図であり、図６乃至図１６は、それぞれ第１の実施形態に係る半導体装置１１の製造方法を図５の一点鎖線Ｂ−Ｂ´に沿って示す断面図である。
【００２７】
まず、図５に示すように、例えばガラス板からなる平坦な支持板１９上に、例えば耐熱性接着剤２０を用いて、例えば銅からなる薄板状若しくは箔状の金属膜２１を貼り付ける。この金属膜２１は、後の工程により配線パターン１６となる膜である。
【００２８】
次に、図６に示すように、金属膜２１上に、例えばスピンコータ等の方法により、感光性レジスト２２を一様に形成する。そして、この感光性レジスト２２を露光、現像することにより、感光性レジスト２２に、後に接続プラグ１８を形成するための円筒状の開口２３を形成する。
【００２９】
次に、図７に示すように、例えば電気めっき法により、円筒状の開口２３の内部に、銅等の金属２４を形成する。
【００３０】
次に、図８に示すように、感光性レジスト２２を例えばアッシング等により除去すると、金属膜２１上に銅等の金属２４が円筒状に残る。これが接続プラグ１８となる。
【００３１】
次に、図９に示すように、接続プラグ１８を含む金属膜２１上に、金の薄膜２５を、例えばＣＶＤ法により形成する。なお、この薄膜２５は、形成されることが好ましいが、必ずしも形成される必要はない。
【００３２】
次に、図１０に示すように、突起電極１７が形成された半導体チップ１３の位置合わせを行い、金属膜２１上に半導体チップ１３を配置する。このとき、半導体チップ１３は、突起電極１７が接続プラグ１８の係合部内に挿入、接触するように配置する。これにより、突起電極１７が接続プラグ１８に係合し、半導体チップ１３は、支持板１９上の所望の位置に固定される。なお、固定される半導体チップ１３は、事前に行われた半導体チップ１３の電気テストにより、良品と判定された半導体チップ１３である。
【００３３】
ここで、半導体チップ１３の位置合わせは、少なくとも突起電極１７の先端部の位置が接続プラグ１８の開口上に存在するように位置合わせを行えばよく、高精度な位置合わせは要求されない。
【００３４】
次に、図１１に示すように、金属膜２１と半導体チップ１３との間に、接続プラグ１８を含むように封止樹脂１５−２を形成する。これにより、半導体チップ１３は、金属膜２１上により強固に固定される。封止樹脂１５−２は、例えば次のように形成される。すなわち、図１０に示すように半導体チップ１３を配置、固定した後、半導体チップ１３の周囲に、封止樹脂１５−２の材料となる封止材料を塗布する。すると、毛細管現象により、封止材料は金属膜２１と半導体チップ１３との狭い隙間に入り込む。封止材料がこの隙間に入り込んだ後、ベーク処理することにより、図１１に示されるように、下方から上方に向かってテーパ状の封止樹脂１５−２が形成される。
【００３５】
なお、封止樹脂１５−２を形成する工程は、半導体チップ１３を金属膜２１上に配置、固定する工程の前に行われてもよい。すなわち、図１０に示される工程の前に、接続プラグ１８を含むように金属膜２１上に封止樹脂１５−２を形成した後、この封止樹脂１５−２上に半導体チップ１３を配置する。そして、突起電極１７が、封止樹脂１５−２を貫通して接続プラグ１８の係合部内に挿入、接触するように半導体チップ１３を押圧する等して、半導体チップ１３を固定してもよい。
【００３６】
次に、図１２に示すように、半導体チップ１３を含む金属膜２１上の全面を絶縁樹脂１５−１で覆い、これを硬化させる。これにより、複数の半導体チップ１３は、絶縁樹脂１５−１および封止樹脂１５−２によって封止される。
【００３７】
次に、図１３に示すように、金属膜２１から支持板１９（図１３においては図示せず）を剥がす。そして、支持板１９が剥がされた後、全体を上下反転させる。金属膜２１から支持板１９を剥がす方法は、上述のように、支持板１９と金属膜２１とが耐熱性接着剤２０（図１３においては図示せず）により接着されている場合には、支持板１９を加熱すればよい。しかし、他の接着剤が使用されている場合には、例えば支持板１９の裏面から紫外線を照射する等により金属膜２１から支持板１９を剥がしてもよい。
【００３８】
次に、図１４に示すように、金属膜２１上に感光性レジスト２６を塗布した後、所望のパターンに開口されたマスクを用いて感光性レジスト２６を露光、現像し、感光性レジスト２６に開口２７を形成する。
【００３９】
次に、図１５に示すように、この感光性レジスト２６をマスクとして金属膜２１および金の薄膜２５をエッチングすることにより、絶縁樹脂１５−１および封止樹脂１５−２からなる樹脂１５の表面上に、配線パターン１６を形成する。
【００４０】
最後に、図１６に示すように、配線パターン１６を含む樹脂１５上の全面にソルダーレジスト膜１４を形成する。さらに、リソグラフィー技術を用いてソルダーレジスト膜１４に、例えば格子状に開口を形成する。そして、これらの開口に半田ボール１２を形成する。この後に、ソルダーレジスト膜１４および絶縁樹脂１５−１を、ダイシングラインＤＬに沿って切断することにより、図１、図２に示す半導体装置１１が形成される。なお、ダイシングラインＤＬは、ソルダーレジスト膜１４および絶縁樹脂１５−１をこのラインに沿って切断した際に、各半導体チップ１３がそれぞれ樹脂１５から露出せずに個片化されるように定められたラインである。
【００４１】
以上に説明したように、第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法によれば、複数の半導体チップ１３にそれぞれ形成された突起電極１７が、円筒状の接続プラグ１８の係合部内に挿入、接触するように半導体チップ１３を配置、固定した後、複数の半導体チップ１３を封止樹脂１５−２により封止する。従って、絶縁樹脂１５−１が硬化する際に収縮しても半導体チップ１３の位置ずれは抑制される。これにより、接続プラグ１８と突起電極１７との電気的な接続不良は抑制される。さらに、突起電極１７は溶融させず、接続プラグ１８に接触させることにより両者を導通させるため、突起電極１７の溶融に伴う電気的な接続不良も抑制される。従って、歩留まりを低下させることなく、複数の半導体装置１１を一括形成することができる。
【００４２】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態に係る半導体装置の製造方法によって製造された半導体装置について説明する。この半導体装置の裏面図は図１と同様である。従って、第２の実施形態に係る半導体装置の製造方法によって製造された半導体装置の説明は、図１の一点鎖線Ａ−Ａ´に沿って示す断面図である図１７を参照して説明する。なお、図１７において、図２の半導体装置１１と同一の箇所においては、図１の半導体装置１１と同一の符号を付すとともに説明を省略する。
【００４３】
図１７に示すように、半導体装置３１は、図２の半導体装置１１と比較して、半導体チップ１３と配線パターン１６との間に、第１の樹脂として、接着絶縁シート３２が形成される点が異なっている。すなわち、半導体チップ１３を覆う樹脂１５は、第１の樹脂である接着絶縁シート３２および第２の樹脂である絶縁樹脂１５−１およびからなる。なお、接着絶縁シート３２は、両面が接着面となるシート状の絶縁膜であり、半導体チップ１３の裏面のサイズにほぼ等しいサイズで形成されている。
【００４４】
次に、第２の実施形態に係る半導体装置３１の製造方法について説明する。この方法は、第１の実施形態に係る半導体装置１１の製造方法と比較して、半導体チップ１３を配置、固定する方法が異なる。以下に、第２の実施形態に係る半導体装置３１の製造方法において、半導体チップ１３を配置、固定する方法を、図１８、図１９を参照して説明する。なお、図１８、図１９は、それぞれ第２の実施形態に係る半導体装置の製造方法を、図５の一点鎖線Ｂ−Ｂ´に沿って示す断面図である。
【００４５】
第２の実施形態に係る半導体装置３１の製造方法において、半導体チップ１３を配置、固定する方法は、図８に示されるように接続プラグ１８が形成され、図９に示されるように適宜金の薄膜２５が形成された後、まず、図１８に示すように、接続プラグ１８を含む金属膜２１上に、半導体チップ１３の裏面のサイズとほぼ同一サイズの第１の樹脂である接着絶縁シート３２を貼り付ける。
【００４６】
次に、図１９に示すように、突起電極１７と接続プラグ１８との位置合わせを行い、接着絶縁シート３２上に半導体チップ１３を配置する。そして、突起電極１７が接着絶縁シート３２を突き破って接続プラグ１８に挿入、接触するように、半導体チップ１３を上方から押圧する等して半導体チップ１３を接着、固定する。なお、接着絶縁シート３２が加熱状態である必要があるものである場合には、半導体チップ１３若しくは金属膜２１を加熱するなどして半導体チップ１３を接着絶縁シート３２に接着、固定させる必要がある。
【００４７】
この後の工程は、図１２乃至図１６に示される工程と同様である。このようにして、図１７に示される第２の実施形態に係る半導体装置３１が形成される。
【００４８】
以上に説明したように、第２の実施形態に係る半導体装置３１の製造方法によれば、複数の半導体チップ１３にそれぞれ突起電極１７を形成するとともに、配線パターン１６上には円筒状の接続プラグ１８を形成し、突起電極１７が接着絶縁シート３２を突き破って接続プラグ１８の係合部内に挿入、接触するように半導体チップ１３を配置、固定する。従って、絶縁樹脂１５−１が硬化する際に収縮しても半導体チップ１３の位置ずれは抑制される。これにより、接続プラグ１８と突起電極１７との電気的な接続不良は抑制される。さらに、突起電極１７は溶融させず、接続プラグ１８に接触させることにより両者を導通させるため、突起電極の溶融に伴う両者の電気的な接続不良も抑制される。従って、歩留まりを低下させることなく、複数の半導体装置３１を一括形成することができる。
【００４９】
（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態に係る半導体装置の製造方法によって製造された半導体装置について説明する。この半導体装置を裏面図は図１と同様である。従って、第３の実施形態に係る半導体装置の製造方法によって製造された半導体装置の説明は、図１の一点鎖線Ａ−Ａ´に沿って示す断面図である図２０を参照して説明する。なお、図２０において、図２の半導体装置１１と同一の箇所においては、図１の半導体装置１１と同一の符号を付すとともに説明を省略する。
【００５０】
図２０に示すように、半導体装置４１は、半導体チップ１３の上面を除く周囲が接着絶縁シート４２で覆われており、半導体チップ１３の上面を含む接着絶縁シート４２上には、両面接着シート４３を介してベース板４４が接着された装置である。ベース板４４は、例えば銅、ステンレス等の金属板若しくは、セラミック平板等の放熱性に優れた板からなり、例えば、半導体チップ１３よりも大きいサイズで設けられている。このベース板４４は、半導体チップ１３の熱を効率的に装置４１の外部に放熱するために設けられている。
【００５１】
半導体チップ１３を覆う接着絶縁シート４２の裏面には、配線パターン１６および、この配線パターン１６と半導体チップ１３の突起電極１７とを電気的に接続する接続プラグ１８が、接着絶縁シート４２に埋め込まれるように形成されている。この配線パターン１６の一部は、半導体チップ１３の外周部よりも外側に延伸されている。
【００５２】
なお、配線パターン１６の表面および接続プラグ１８の表面は、これらの酸化を防止するために、金の薄膜２５で覆われていることが好ましい。さらに、図示はされないが、ベース板４４の表面は、このベース板４４が腐食することを防止するために、例えばニッケル等によりめっき処理が施されていることが好ましい。
【００５３】
接着絶縁シート４２の裏面から露出した配線パターン１６上を含む接着絶縁シート４２の裏面上には、ソルダーレジスト膜４６が形成されている。このソルダーレジスト膜４６には、第１の実施形態と同様に、半田ボール１２が形成される領域に開口が形成されており、これらの開口に半田ボール１２が形成されている。
【００５４】
次に、第３の実施形態に係る半導体装置４１の製造方法について説明する。この方法は、半導体チップ１３の突起電極１７を先端部が尖った形状に形成するとともに、接続プラグ１８を筒状に形成し、接続プラグ１８を含む全ての配線パターン１６を接着絶縁シート４２で封止する。この後、複数の半導体チップ１３の突起電極１７が接着絶縁シート４２を突き破って接続プラグ１８の係合部内に挿入、接触するように複数の半導体チップ１３を配置、固定した後、接着絶縁シート４２を切断して各半導体チップ１３を個片化する方法である。以下に、この方法を図２１乃至図２６を参照して詳細に説明する図２１乃至図２６は、それぞれ第３の実施形態に係る半導体装置４１の製造方法を、図５の一点鎖線Ｂ−Ｂ´に沿って示す断面図である。
【００５５】
まず、図２１に示すように、両面接着シート４３の一方の面上に、予め突起電極１７が形成された半導体チップ１３の上面を、各半導体チップ１３の間隔が等しくなるように貼り付ける。これは、例えば、通常のアライメント装置等により、各半導体チップ１３の所定の位置に予め設けられたアライメントマーク（図示せず）を認識させ、このマークの位置が等しい間隔になるように半導体チップ１３を貼り付ければよい。
【００５６】
次に、図２２に示すように、両面接着シート４３の他方の面上において、半導体チップ１３に対向する位置にベース板４４を貼り付ける。この際、例えば通常のアライメント装置等により、半導体チップ１３のアライメントマークを認識させることによって、半導体チップ１３に対するベース板４４の位置合わせを行うことにより、ベース板４４は、精度よく所定の位置に接着される。
【００５７】
一方で、図５乃至図８に示される工程とほぼ同様に、例えば支持板１９に相当するポリイミドテープ等の支持シート４７上に、例えば耐熱性接着剤２０を用いて、例えば銅からなる薄板状若しくは箔状の金属膜２１を貼り付け、この金属膜２１上の所定の位置に、接続プラグ１８を形成する。さらに、接続プラグ１８および金属膜２１上に適宜金の薄膜２５を形成した後、図２３に示されるように、金属膜２１および金の薄膜２５をパターニングすることにより配線パターン１６を形成し、さらに、接続プラグ１８が形成された配線パターン１６を含む耐熱性接着剤２０の表面に、樹脂である接着絶縁シート４２を、例えばラミネート法により貼り付ける。
【００５８】
次に、図２４に示されるように、接着絶縁シート４２から支持シート４７（図２４においては図示せず）を剥がし、全体を上下反転させる。なお、支持シート４７を剥がす方法は、図１３に示される工程において説明した方法と同様であり、支持シート４７と接着絶縁シート４２とを接着させる接着剤の種類に応じて適宜選択して適用すればよい。
【００５９】
次に、図２５に示すように、両面接着シート４３に貼り付けられた半導体チップ１３の突起電極１７と接着絶縁シート４２に埋め込まれた接続プラグ１８との位置を合わせた後、両面接着シート４３に接着絶縁シート４２を貼り付ける。このとき、突起電極１７が接着絶縁シート４２を突き破って接続プラグ１８に挿入、接触されるとともに、半導体チップ１３が接着絶縁シート４２に埋め込まれるように、半導体チップ１３を上方から押圧するなどして接着させる。この後、接着絶縁シート４２を硬化させる。なお、接着絶縁シート４２に複数の半導体チップ１３が埋め込まれる際に、加熱状態である必要があるものである場合には、半導体チップ１３等を加熱するなどして半導体チップ１３を接着絶縁シート４２に接着させる必要がある。
【００６０】
最後に、図２６に示すように、表面に露出した配線パターン１６を含む接着絶縁シート４２上の全面にソルダーレジスト膜４６を形成する。さらに、露光、現像工程により、ソルダーレジスト膜４６に、例えば格子状に開口を形成する。そして、ソルダーレジスト膜４６に形成された開口に半田ボール１２を形成する。この後に、ソルダーレジスト膜４６、接着絶縁シート４２および両面接着シート４３を、ダイシンラインＤＬに沿って切断することにより、図２０に示す半導体装置４１が形成される。
【００６１】
以上に説明したように、第３の実施形態に係る半導体装置４１の製造方法によれば、複数の半導体チップ１３にそれぞれ突起電極１７を形成するとともに、配線パターン１６上には円筒状の接続プラグ１８を形成し、突起電極１７が接着絶縁シート４２を突き破って接続プラグ１８の係合部内に挿入、接触するように半導体チップ１３を配置、固定する。従って、接着絶縁シート４２を硬化させる際に収縮しても半導体チップ１３の位置ずれは抑制され、接続プラグ１８と突起電極１７との電気的な接続不良は抑制される。さらに、突起電極１７は溶融させず、接続プラグ１８に接触させることにより両者を導通させるため、突起電極の溶融に伴う両者の電気的な接続不良も抑制される。従って、歩留まりを低下させることなく、複数の半導体装置４１を一括形成することができる。
【００６２】
さらに、例えば半導体チップ１３が動作中に発生させる熱量が大きく、これを効率的に放熱させるために、放熱性の良い銅板などの金属板やセラミックス製平板等の比較的硬い材料からなるベース板４４を用いた場合でも、ベース板４４は、予め各半導体装置４１毎に予め個片化されているため、切断するのは接着絶縁シート４２の材料として想定される樹脂部分であり、容易に切断できる。従って、特殊な切断方法を適用することなく、切断バリなどの発生が無い高品質、高信頼性の半導体装置４１を一括形成することができる。
【００６３】
なお、図２０に示される半導体装置４１の製造方法は、上述の製造方法に限定されず、例えば以下に変形例として説明する方法によっても製造することができる。
【００６４】
（第３の実施形態に係る半導体装置の製造方法の変形例）
上述の第３の実施形態に係る半導体装置の製造方法の変形例においては、図２３に示される工程では配線パターン１６が形成されず、接続プラグ１８が形成された金属膜２１の状態で、図２５に示されるように、半導体チップ１３が貼り付けられた両面接着シート４３に、半導体チップ１３が覆われるように接着絶縁シート４２を貼り付ける。この状態から、金属膜２１および金の薄膜２５をパターニングすることにより配線パターン１６を形成する。
【００６５】
この後に、配線パターン１６を含む接着絶縁シート４２上に、ソルダーレジスト膜４６、半田ボール１２を、この順で形成し、最後に接着絶縁シート４２および両面接着シート４３を、ダイシンラインＤＬに沿って切断することによっても、図２０に示す半導体装置４１に相当する半導体装置を形成することができる。なお、この変形例に係る方法によって形成された半導体装置は、配線パターン１６が接着絶縁シート４２に埋め込まれない他は、図２０に示される半導体装置４１と同様である。
【００６６】
この方法であっても、第３の実施形態に係る半導体装置の製造方法と同様に、半導体チップ１３の突起電極１７と配線パターン１６に接続される接続プラグ１８との接触不良による歩留まりの低下を抑制することができ、また、特殊な切断方法を適用することなく、高品質、高信頼性の半導体装置を一括形成することができる。
【００６７】
（第４の実施形態）
次に、第４の実施形態に係る半導体装置の製造方法によって製造された半導体装置について説明する。この半導体装置を裏面図は図１と同様である。従って、第４の実施形態に係る半導体装置の製造方法によって製造された半導体装置の説明は、図１の一点鎖線Ａ−Ａ´に沿って示す断面図である図２７を参照して説明する。なお、図２７において、図２の半導体装置１１と同一の箇所においては、図１の半導体装置１１と同一の符号を付すとともに説明を省略する。
【００６８】
図２７に示すように、半導体装置５１は、上層と下層の２層からなる半導体装置であり、下層には第１の半導体チップ１３−１、上層には第２の半導体チップ１３−２がそれぞれ配置されるとともに、それぞれが樹脂１５により覆われた装置である。第１の半導体チップ１３−１と第２の半導体チップ１３−２は、同一のチップであってもよいし、異なるチップであってもよいが、それぞれ図３に示されるような突起電極１７を有する半導体チップである。
【００６９】
樹脂１５は、第１の半導体チップ１３−１を覆う第１の樹脂層１５Ａと、第２の半導体チップ１３−２を覆う第２の樹脂層１５Ｂからなり、第１の樹脂層１５Ａ上に、第２の樹脂層１５Ｂが積層されて形成されている。このうち、第１の樹脂層１５Ａの裏面上には、第１の配線パターン１６−１が形成されている。この配線パターン１６−１は、ソルダーレジスト膜１４で覆われている。第１の配線パターン１６−１を覆うソルダーレジスト膜１４は、第１の実施形態と同様に半田ボール１２が形成される領域にそれぞれ開口を有しており、これらの開口に上述の半田ボール１２が形成されている。これにより、第１の配線パターン１６−１と半田ボール１２とは電気的に導通する。また、第１の樹脂層１５Ａの表面には、第２の配線パターン１６−２が形成されている。
【００７０】
第１の配線パターン１６−１と第２の配線パターン１６−２とは、第１の樹脂層１５Ａを貫通して設けられた円柱状の複数の層間接続ポスト５２により、電気的に接続されている。なお、図示はしないが、上述の第１の配線パターン１６−１および第２の配線パターン１６−２の一部は、第１、第２の半導体チップ１３−１、１３−２の外周部よりも外側に延伸されている。
【００７１】
第２の配線パターン１６−２の裏面上の所定の位置には第１の接続プラグ１８−１が形成されるとともに、第２の配線パターン１６−２の表面上の所定の位置には第２の接続プラグ１８−２が形成されている。これらの第１、第２の接続プラグ１８−１、１８−２は、それぞれ図４に示されるような円筒形状のものである。なお、第２の配線パターン１６−２、第１、第２の接続プラグ１８−１、１８−２および層間接続ポスト５２の周囲の表面は、これらの酸化を防止するために、金の薄膜２５で覆われていることが好ましい。
【００７２】
第１の接続プラグ１８−１の係合部内には、半導体チップ１３−１の突起電極１７が挿入、接触されている。これにより、第１の半導体チップ１３−１の突起電極１７と第２の配線パターン１６−２とは、電気的に接続される。これと同様に、第２の接続プラグ１８−２の係合部内には、第２の半導体チップ１３−２の突起電極１７が挿入、接触されている。これにより、第２の半導体チップ１３−２の突起電極１７と第２の配線パターン１６−２とは、電気的に接続される。
【００７３】
ここで、第１の樹脂層１５Ａは、それぞれ、第１の樹脂であるアンダーフィル樹脂等の封止樹脂１５Ａ−２、および第２の樹脂であるモールド樹脂等の絶縁樹脂１５Ａ−１からなる。封止樹脂１５Ａ−２は、第１の半導体チップ１３−１の裏面と第２の配線パターン１６−２との間を埋めるようにテーパ状に形成されている。そして、絶縁樹脂１５Ａ−１は、第１の半導体チップ１３−１の下面以外の周囲を、封止樹脂１５Ａ−２に接するように形成されている。
【００７４】
同様に、第２の樹脂層１５Ｂは、それぞれ、モールド樹脂等の絶縁樹脂１５Ｂ−１および、アンダーフィル樹脂等の封止樹脂１５Ｂ−２からなる。封止樹脂１５Ｂ−２は、第２の半導体チップ１３−２の裏面と第２の配線パターン１６−２との間を埋めるようにテーパ状に形成されている。そして、絶縁樹脂１５Ｂ−１は、第２の半導体チップ１３−２の下面以外の周囲を、封止樹脂１５Ｂ−２に接するように形成されている。
【００７５】
なお、絶縁樹脂１５Ａ−１、１５Ｂ−１および封止樹脂１５Ａ−２、１５Ｂ−２は、上述のように異なる材料によって構成されてもよいが、同一の材料によって構成されてもよい。
【００７６】
次に、第４の実施形態に係る半導体装置５１の製造方法について説明する。この方法は、図２８に示されるように、半導体装置５１の上層および第２の配線パターン１６−２を第１の実施形態と同様に形成した後、これを新たな支持板として、この支持板上に半導体装置５１の下層を形成する方法である。以下に、この方法を図２８乃至図３８を参照して詳細に説明する。図２８乃至図３８は、それぞれ第４の実施形態に係る半導体装置５１の製造方法を、図５の一点鎖線Ｂ−Ｂ´に沿って示す断面図である。
【００７７】
まず、図２８に示すように、第１の実施形態に係る半導体装置１１の製造方法の図５乃至図１５に示される工程に従って、第２の配線パターン１６−２まで形成する。以下に、この複数の第２の半導体チップ１３−２の集合体を支持板として、この支持板上に、第１の半導体チップ１３−１を含む下層を形成する工程を説明する。
【００７８】
図２９に示されるように、第２の配線パターン１６−２を含む第１の樹脂１５Ｂ上に、例えばＣＶＤ法により、導電性物質として、例えば銅等の金属膜５３を一様に形成する。この金属膜５３は、後の工程において第１の接続プラグ１８−１および、層間接続ポスト５２の一部を構成すると同時に、これらを電気めっき法により形成するために必要な金属薄膜である。従って、第１の接続プラグ１８−１および、層間接続ポスト５２を、金属めっき法以外の方法で形成することが可能であれば、必ずしも必要なものではない。
【００７９】
次に、図３０に示すように、金属膜５３上に、例えばスピンコータ等の方法により、感光性レジスト５４を一様に形成する。そして、この感光性レジスト５４を露光、現像することにより、感光性レジスト５４に、後に第１の接続プラグ１８−１を形成するための円筒状の開口５５−１および、層間接続ポスト５２を形成するための円柱状の開口５５−２を形成する。
【００８０】
次に、図３１に示すように、例えば電気めっき法により、開口５５−１、５５−２の内部に銅等の金属５６を形成し、開口５５−１に形成された金属５６により、第１の接続プラグ１８−１が形成される。この後、感光性レジスト５４上に、さらに感光性レジスト５７を一様に形成し、この感光性レジスト５７を露光、現像することにより、感光性レジスト５７に、円柱状の開口５８を形成する。円柱状の開口５８は、円柱状の開口５５−２上に、この開口５５−２の水平断面積と同等の断面積を有するように形成される。
【００８１】
次に、図３２に示すように、例えば電気めっき法により、円柱状の開口５８の内部に銅等の金属５９を形成する。この工程によって形成された金属５９と、図３１に示される工程により形成された金属５６により、層間接続ポスト５２が形成される。
【００８２】
次に、図３３に示すように、感光性レジスト５４、５７を除去する。この後、酸化を防止する目的のため、必要に応じて第２の配線パターン１６−２、第１の接続プラグ１８および層間接続ポスト５２上に、例えばＣＶＤ法により、金の薄膜２５を形成し、感光性レジスト５４下に形成されていた金属膜５３および金の薄膜２５を、例えばエッチングにより除去する。これにより、第２の配線パターン１６−２上に、第１の接続プラグ１８−１および層間接続ポスト５２が形成される。
【００８３】
次に、図３４に示すように、図１０、図１１に示される方法と同様にして、第１の半導体チップ１３−１の突起電極１７が第１の接続プラグ１８−１に挿入、接触されるように複数の第１の半導体チップ１３−１を配置、固定するとともに、第１の半導体チップ１３−１と第２の配線パターン１６−２との間に封止樹脂１５Ａ−２を形成することにより、第２の樹脂層１５Ｂ上に、複数の第１の半導体チップ１８−１が固定される。
【００８４】
次に、図３５に示すように、第１の半導体チップ１８−１および第２の配線パターン１６−２を含む第２の樹脂層１５Ｂ上に、層間接続ポスト５２が表面から露出するように、絶縁樹脂１５Ａ−１を形成する。これにより、第１の半導体チップ１８−１は、絶縁樹脂１５Ａ−１および封止樹脂１５Ａ−２からなる第１の樹脂層１５Ａで覆われる。
【００８５】
次に、図３６に示すように、層間接続ポスト５２の表面を含む第１の樹脂層１５Ａの表面に、ＣＶＤ法などにより、導電性物質として、例えば、銅等からなる金属膜５３´を形成する。なお、この金属膜５３´も、後の工程において第１の配線パターン１６−１の一部を構成すると同時に、これを電気めっき法により形成するために必要な金属薄膜である。従って、第１の配線パターン１６−１を、金属めっき法以外の方法で形成することが可能であれば、必ずしも必要なものではない。
【００８６】
次に、図３７に示すように、金属膜５３´上に感光性レジスト５４´を塗布した後、所望の第１の配線パターン１６−１に対応したパターンの開口を有するマスクを用いて感光性レジスト５４´を露光し、現像することにより、感光性レジスト５４´に、所望の第１の配線パターン１６−１に対応したパターンの開口５５´を形成する。
【００８７】
最後に、図３８に示すように、開口５５´に銅等の金属を形成し、感光性レジスト５４´を除去する。そして、感光性レジスト５４´の下に形成されていた金属膜５３´を除去することにより、第１の樹脂層１５Ａ上に第１の配線パターン１６−１を形成する。さらに、配線パターン１６−１を含む樹脂１５Ａ上の全面にソルダーレジスト膜１４を形成し、さらに、露光、現像工程により、ソルダーレジスト膜１４に、例えば格子状に開口を形成する。そして、これらの開口に半田ボール１２を形成する。この後に、ソルダーレジスト膜１４および、絶縁樹脂１５Ａ−１、絶縁樹脂１５Ｂ−１を、ダイシングラインＤＬに沿って切断することにより、図２７に示す半導体装置５１が形成される。
【００８８】
以上に説明したように、第４の実施形態に係る半導体装置５１の製造方法によれば、第１の半導体チップ１３−１に突起電極１７を形成するとともに、第２の配線パターン１６−２には第１の接続プラグ１８−１を形成し、第１の接続プラグ１８−１の係合部内に突起電極１７が挿入、接触されるように第１半導体チップ１３−１を配置、固定した後、第１の半導体チップ１３−１を封止樹脂１５Ａ−２により封止する。同様に、第２の半導体チップ１３−２に突起電極１７を形成するとともに、第２の配線パターン１６−２には第２の接続プラグ１８−２を形成し、第２の接続プラグ１８−２の係合部内に突起電極１７が挿入、接触されるように第２半導体チップ１３−２を配置、固定した後、第２の半導体チップ１３−２を封止樹脂１５Ｂ−２により封止する。従って、絶縁樹脂１５Ａ−１、１５Ｂ−１がそれぞれ硬化する際に収縮しても第１、第２の半導体チップ１３−１、１３−２の位置ずれは抑制される。従って、第１、第２の接続プラグ１８−１、１８−２と突起電極１７との電気的な接続不良は抑制される。さらに、突起電極１７は溶融させず、第１、第２の接続プラグ１８−１、１８−２に接触させることにより両者を導通させるため、突起電極の溶融に伴う両者の電気的な接続不良も抑制される。従って、歩留まりを低下させることなく、第１、第２の半導体チップ１３−１、１３−２を高密度実装した複数の半導体装置５１（マルチチップモジュール）を一括形成することができる。
【００８９】
なお、第４の実施形態に係る半導体装置５１は、半導体チップ１３−１、１３−２が２層に積層された構造であるが、複数の半導体チップ１３を複数層に積層してもよい。この場合の製造方法は、図２８に示すように、装置の完成後に最上層となる層を形成した後、図２９乃至図３７を複数回繰り返し、装置の完成後に最下層となる層を形成した後、図３８に従って半田ボール等を形成すればよい。
【００９０】
（第５の実施形態）
次に、第５の実施形態に係る半導体装置の製造方法について説明する。なお、この方法によって製造された半導体装置の裏面図は図１と同様である。従って、この方法によって製造された半導体装置の説明は、図１の一点鎖線Ａ−Ａ´に沿って示す断面図である図３９を参照して説明する。さらに、この方法によって製造された半導体装置は、第４の実施形態に係る半導体装置の製造方法によって製造された半導体装置５１と比較して、積層数が異なり、かつ、各層の半導体チップ１３は、紙面に対して垂直方向に位置がずれている他は構造が同一であるため、詳しい説明は省略し、簡単に説明する。
【００９１】
図３９に示すように、半導体装置６１は、最上層６２Ａ、中間層６２Ｂ、最下層６３Ｃの３層からなる。各層６２Ａ乃至６２Ｃには、それぞれ半導体チップ１３が、第１の樹脂である封止樹脂１５−２、および第２の樹脂である絶縁樹脂１５−１からなる樹脂１５により封止されている。各層６２Ａ乃至６２Ｃを構成する半導体チップ１３は、それぞれ同一の装置であってもよいし、異なる装置であってもよいが、それぞれ図３に示されるような突起電極１７を有する装置である。
【００９２】
また、中間層６２Ｂに封止された半導体チップ１３は、最上層６２Ａおよび最下層６２Ｃに封止された半導体チップ１３と比較して、紙面に対して垂直方向にずれて封止されている。
【００９３】
各層６２Ａ乃至６２Ｃの間および最下層６２Ｃの裏面には、それぞれ配線パターン１６が形成される。そして、これらの配線パターン１６は、最下層６２Ｃおよび中間層６２Ｂの樹脂１５を貫通して設けられた層間接続ポスト５２によって電気的に接続されている。また、各層６２Ａ乃至６２Ｃの間の配線パターン１６には、図４に示されるような複数の接続プラグ１８が形成されており、これらの接続プラグ１８内に、半導体チップ１３の突起電極１７が挿入、接触されるように、各半導体チップ１３が配置、固定されている。なお、各層６２Ａ乃至６２Ｃの間の配線パターン１６、これらの配線パターン１６に形成された接続プラグ１８および、層間接続ポスト５２の表面には、これらの酸化を防止するために金の薄膜２５が形成されることが好ましい。
【００９４】
このような半導体装置６１の製造方法は、図２８乃至図３７に示される半導体装置５１の製造方法を繰り返して最上層６２Ａ、中間層６２Ｂ、最下層６３Ｃの３層を形成した後、最終的に図３８に示されるように、ソルダーレジスト膜１４、半田ボール１２を形成すればよい。
【００９５】
第５の実施形態に係る半導体装置６１の製造方法によれば、最上層６２Ａの半導体チップ１３に突起電極１７を形成するとともに、配線パターン１６には接続プラグ１８を形成し、接続プラグ１８の係合部内に突起電極１７が挿入、接触されるように最上層６２Ａの半導体チップ１３を配置、固定後、最上層６２Ａの半導体チップ１３−１を封止樹脂１５−２により封止する。中間層６２Ｂ、最下層６３Ｃの半導体チップ１３についても、それぞれ同様に封止する。従って、各層の半導体チップ１３を封止する絶縁樹脂１５−１がそれぞれ硬化する際に収縮しても半導体チップ１３−１の位置ずれは抑制される。これにより、接続プラグ１８と突起電極１７との電気的な接続不良は抑制される。さらに、突起電極１７は溶融させず、各接続プラグ１８に接触させることにより両者を導通させるため、突起電極の溶融に伴う両者の電気的な接続不良も抑制される。従って、歩留まりを低下させることなく、複数の半導体チップ１３を高密度実装した複数の半導体装置６１（マルチチップモジュール）を一括形成することができる。
【００９６】
なお、第５の実施形態に係る半導体装置６１の製造方法においても、第４の実施形態に係る半導体装置５１の製造方法と同様に、複数の半導体チップ１３を４層以上の複数層に積層してもよい。
【００９７】
（第６の実施形態）
次に、第６の実施形態に係る半導体装置の製造方法によって製造された半導体装置について説明する。この半導体装置の裏面図は図１と同様である。従って、こ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の説明は、図１の一点鎖線Ａ−Ａ´に沿って示す断面図である図４０を参照して説明する。なお、図４０において、図２の半導体装置１１と同一の箇所においては、図１の半導体装置１１と同一の符号を付すとともに説明を省略する。
【００９８】
図４０に示すように、半導体装置７１は、図２の半導体装置１１と比較して、半導体チップ１３とともに、チップ部品７２が配線１６パターンに接続される点が異なっている。チップ部品７２は、例えば抵抗、キャパシタ等の受動部品である。
【００９９】
配線パターン１６上には、半導体チップ１３の突起電極１７が挿入、接触される接続プラグ１８が形成されており、この接続プラグ１８を介して半導体チップ１３は配線パターン１６に接続されている。また、配線パターン１６上には、チップ部品７２の接続端子（図示せず）が接触するチップ部品接続パッド７３が形成されており、このチップ部品接続パッド７３を介してチップ部品７２は配線パターン１６に接続されている。なお、チップ部品７２の接続端子（図示せず）は、例えばチップ部品７２の下面の両端から長方形状に露出するように形成された外部電極である。
【０１００】
図４１は、接続プラグ１８およびチップ部品接続パッド７３を示す拡大された上面図である。図４１に示すように、接続プラグ１８は上述の各実施形態と同様に円筒形状である。これに対してチップ部品接続パッド７３は、それぞれが、水平断面が長方形の四角柱状であり、これらが、チップ部品７２の接続端子間の距離だけ離れるように互いに離間し、かつ互いに絶縁されて設けられている。
【０１０１】
なお、配線パターン１６、接続プラグ１８およびチップ部品接続パッド７３上は、これらの酸化を防止するために金の薄膜２５で覆われていることが好ましい。
【０１０２】
再び図４０を参照する。チップ部品接続パッド７３の周囲には導電性接合体７４が設けられている。そして、チップ部品７２は、この接続端子がチップ部品接続パッド７３に接触するとともに、チップ部品７２の下面が導電性接合体７４に接触して、チップ部品接続パッド７３上に固定されている。
【０１０３】
このチップ部品７２および、第１の樹脂である封止樹脂１５−２により固定された半導体チップ１３の周囲は、第２の樹脂である絶縁樹脂１５−１により覆われている。
【０１０４】
次に、上述の半導体装置７１の製造方法について説明する。この方法は、第１の実施形態に係る半導体装置１１の製造方法と基本的に同様であり、半導体チップ１３とともにチップ部品７２を配置、固定する方法である。以下に、この方法を図４２乃至図５２を参照して詳細に説明する。図４２乃至図５２は、それぞれ第６の実施形態に係る半導体装置７１の製造方法を、図５の一点鎖線Ｂ−Ｂ´に沿って示す断面図である。
【０１０５】
まず、第１の実施形態において図５を参照して説明したように、例えばガラス板からなる平坦な支持板１９上に、例えば耐熱性接着剤２０を用いて、例えば銅からなる薄板状若しくは箔状の金属膜２１を貼り付ける。この後、図４２に示すように、金属膜２１上に、例えばスピンコータ等の方法により、感光性レジスト２２を一様に形成する。そして、この感光性レジスト２２を露光、現像することにより、感光性レジスト２２に、後に接続プラグ１８を形成するための円筒状の開口２３および、後にチップ部品接続パッド７３を形成するための四角柱状の開口７５を形成する。
【０１０６】
次に、図４３に示すように、例えば電気めっき法により、円筒状の開口２３の内部および四角柱状の開口７５の内部に銅等の金属２４を形成する。
【０１０７】
次に、図４４に示すように、感光性レジスト２２を例えばアッシング等により除去することにより、金属膜２１上に、円筒状の接続プラグ１８および四角柱状のチップ部品接続パッド７３を形成する。
【０１０８】
次に、図４５に示すように、接続プラグ１８およびチップ部品接続パッド７３を含む金属膜２１上に、金の薄膜２５を、例えばＣＶＤ法により形成する。
【０１０９】
次に、図４６に示すように、第１の実施形態において図１０、図１１を参照して説明したように、半導体チップ１３の突起電極１７が接続プラグ１８内に挿入、接触するように半導体チップ１３の位置合わせを行い、金属膜２１上に半導体チップ１３を配置、固定する。そして、接続プラグ１８を含む金属膜２１と半導体チップ１３との間に、封止樹脂１５−２を形成する。これにより、半導体チップ１３は、金属膜２１上により強固に固定される。一方で、チップ部品接続パッド７３の周囲に、導電性接合体７４を設ける。導電性接合体７４として、例えば半田ペーストを用いる場合には、ディスペンス法により導電性接合体７４を設ければよい。
【０１１０】
次に、図４７に示すように、チップ部品７２の接続端子（図示せず）とチップ部品接続パッド７３との位置を合わせた後、チップ部品７２をチップ部品接続パッド７３および導電性接合体７４上に配置する。そして、チップ部品７２の吸着治具（図示せず）を加熱することにより、チップ部品７２の接続端子とチップ部品接続パッド７３とをはんだ接合する。これにより、チップ部品７２は、チップ部品接続パッド７３上に固定する。
【０１１１】
後の工程は、第１の実施形態において図１２乃至図１６を参照して説明した方法と同様であるため、簡単に説明する。すなわち、まず図４８に示されるように、半導体チップ１３およびチップ部品７２を含む金属膜２１上の全面を絶縁樹脂１５−１で覆い、これを硬化させる。次に、図４９に示されるように、金属膜２１から支持板１９を剥がし、全体を上下反転させる。次に、図５０に示されるように、金属膜２１上に感光性レジスト２６を塗布した後、感光性レジスト２６に所望の配線パターン１６に対応した開口２７を形成する。次に、図５１に示されるように、感光性レジスト２６をマスクとして金属膜２１をエッチングすることにより、絶縁樹脂１５−１および封止樹脂１５−２からなる樹脂１５の表面上に、配線パターン１６を形成する。最後に、図５２に示されるように、配線パターン１６を含む樹脂１５上の全面にソルダーレジスト膜１４を形成する。さらに、露光、現像工程により、ソルダーレジスト膜１４に、例えば格子状に開口を形成する。そして、これらの開口に半田ボール１２を形成する。この後に、ソルダーレジスト膜１４および絶縁樹脂１５−１を、ダイシングラインＤＬに沿って切断することにより、図４０に示す半導体装置７１が形成される。
【０１１２】
以上に説明したように、第６の実施形態に係る半導体装置７１の製造方法によれば、複数の半導体チップ１３にそれぞれ形成された突起電極１７が、円筒状の接続プラグ１８の係合部内に挿入、接触するように半導体チップ１３を配置、固定するとともに、チップ部品７２をチップ部品接続パッド７３にはんだ接合する。この後、複数の半導体チップ１３およびチップ部品７３を封止樹脂１５−２により封止する。従って、絶縁樹脂１５−１が硬化する際に収縮しても半導体チップ１３およびチップ部品７３の位置ずれは抑制される。これにより、接続プラグ１８と突起電極１７との電気的な接続不良、チップ部品接続パッド７３とチップ部品７２の接続端子との電気的な接続不良は抑制される。さらに、突起電極１７は溶融させず、接続プラグ１８に接触させることにより両者を導通させるため、突起電極１７の溶融に伴う電気的な接続不良も抑制される。従って、歩留まりを低下させることなく、複数の半導体装置７１を一括形成することができる。
【０１１３】
（第７の実施形態）
次に、第７の実施形態に係る半導体装置の製造方法によって製造された半導体装置について説明する。この半導体装置の裏面図は図１と同様である。従って、こ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の説明は、図１の一点鎖線Ａ−Ａ´に沿って示す断面図である図５３を参照して説明する。なお、この半導体装置の説明においては、図２７に示される半導体装置５１と比較して説明し、同一の箇所においては、同一の符号を付すとともに説明を省略する。
【０１１４】
図５３に示すように、半導体装置８１は、第４の実施形態に係る半導体装置５１と比較して、上層には、第２の半導体チップ１３−２とともに、第６の実施形態において説明したチップ部品７２が形成された点が異なる。すなわち、第７の実施形態に係る半導体装置８１は、上層と下層の２層からなる半導体装置であり、下層には第１の半導体チップ１３−１、上層には第２の半導体チップ１３−２およびチップ部品７２が、それぞれ樹脂１５により覆われた装置である。
【０１１５】
これに伴って、第２の配線パターン１６−２上の所定の位置には、第２の半導体チップ１３−２と第２の配線パターン１６−２とを接続する第２の接続プラグ１８−２が形成されるとともに、チップ部品７２と第２の配線パターン１６−２とを接続するチップ部品接続パッド７３が形成されている。
【０１１６】
以上に説明した第７の実施形態に係る半導体装置８１は、以下のようにして製造される。すなわち、第６の実施形態に係る半導体装置７１の製造方法と同様に、図４２乃至図５１に示される方法に従って第２の半導体チップ１３−２およびチップ部品７２を含む上層および第２の配線パターン１６−２を形成した後、第４の実施形態に係る半導体装置５１の製造方法である図２８乃至図３８に示される方法に従ってこの第２の配線パターン１６−２上に、第１の半導体チップ１３−１を含む下層を形成し、続いて第１の配線パターン１６−１、ソルダーレジスト膜１４および半田ボール１２を形成する。これにより、図５３に示される半導体装置８１が形成される。
【０１１７】
以上に説明したように、第７の実施形態に係る半導体装置８１の製造方法によれば、複数の第１、第２の半導体チップ１３−１、１３−２にそれぞれ突起電極１７を形成するとともに、第２の配線パターン１６−２には第１、第２の接続プラグ１８−１、１８−２を形成し、第１、第２の接続プラグ１８−１、１８−２の係合部内に突起電極１７が挿入、接触されるように第１、第２の半導体チップ１３−１、１３−２を配置、固定する。さらに、第２の配線パターン１６−２にはチップ部品接続パッド７３を形成し、チップ部品７２は、このパッド７３に接続されるように配置、固定する。そして、第１、第２の半導体チップ１３−１、１３−２およびチップ部品７２は、それぞれ封止樹脂１５Ａ−２、１５Ｂ−２によってそれぞれ封止される。従って、絶縁樹脂１５Ａ−１、１５Ｂ−１がそれぞれ硬化する際に収縮しても半導体チップ１３−１、１３−２およびチップ部品７２の位置ずれはそれぞれ抑制される。従って、第１、第２の接続プラグ１８−１、１８−２と突起電極１７との電気的な接続不良および、チップ部品７２の接続端子とチップ部品接続パッド７３との電気的な接続不良は抑制される。さらに、突起電極１７は溶融させず、第１、第２の接続プラグ１８−１、１８−２に接触させることにより両者を導通させるため、突起電極の溶融に伴う両者の電気的な接続不良も抑制される。従って、歩留まりを低下させることなく、第１、第２の半導体チップ１３−１、１３−２およびチップ部品７２を高密度実装した複数の半導体装置８１（マルチチップモジュール）を一括形成することができる。
【０１１８】
なお、第７の実施形態に係る半導体装置８１は、半導体チップ１３−１、１３−２およびチップ部品７２が２層に積層された構造であるが、複数の半導体チップ１３およびチップ部品７２を複数層に積層してもよい。この場合の製造方法は、第４の実施形態に係る半導体装置５１の製造方法において説明したように、装置の最上層となる層を形成した後、これを支持基板とみなしてこの支持基板上に少なくとも１層の中間層および最下層を形成し、最後に半田ボール等を形成すればよい。
【０１１９】
（第８の実施形態）
次に、第８の実施形態に係る半導体装置の製造方法によって製造された半導体装置について説明する。この半導体装置を裏面から見た平面図は図１と同様である。従って、第８の実施形態に係る半導体装置の製造方法によって製造された半導体装置の説明は、図１の一点鎖線Ａ−Ａ´に沿って示す断面図である図５４を参照して説明する。
【０１２０】
図５４に示すように、半導体装置９１は、半導体チップ１３およびチップ部品７２の周囲が樹脂１５により覆われた装置である。半導体チップ１３を覆う樹脂１５の裏面上には、配線パターン１６が形成されている。この配線パターン１６は、ソルダーレジスト膜１４で覆われている。配線パターン１６を覆うソルダーレジスト膜１４は、上述した半田ボール１２が形成される領域にそれぞれ開口を有しており、これらの開口に上述の半田ボール１２が形成されている。これにより、配線パターン１６と半田ボール１２とを電気的に導通させる。なお、図示はしないが、配線パターン１６の一部は、半導体チップ１３の外周部よりも外側に延伸されている。
【０１２１】
半導体チップ１３の裏面には、上述の各実施形態と同様に、複数の突起電極１７が形成されている。また、第６の実施形態において説明したように、チップ部品７２の裏面の両端からは、長方形状の接続端子が露出している。
【０１２２】
半導体チップ９１を覆う樹脂１５は、モールド樹脂等の絶縁樹脂１５−１および異方性導電膜９２からなる。このうち、第１の樹脂である異方性導電膜９２は、半導体チップ１３およびチップ部品７２を含む配線パターン１６上の領域に形成されている。半導体チップ１３は、このチップ１３の突起電極１７が異方性導電膜９２に埋め込まれ、チップ１３の裏面が異方性導電膜９２に接するように貼り付けられる。また、チップ部品７２は、少なくともチップ部品７２の接続端子が異方性導電膜９２に接触するように、一部が異方性導電膜９２に埋め込まれるように貼り付けられる。また、第２の樹脂である絶縁樹脂１５−１は、半導体チップ１３およびチップ部品７２のうち、異方性導電膜９２から露出した部分を覆うように形成されている。
【０１２３】
ここで、異方性導電膜９２は、一定の方向にのみ電気が導通し、他の方向には電気が導通しない性質を有する樹脂である。半導体装置９１において、異方性導電膜９２は、図５４の矢印９３に示すように、垂直方向にのみ導通するように形成されている。すなわち、異方性導電膜９２のうち、突起電極１７に係合される部分および、この部分と配線パターン１６との間の部分が接続導体として機能する。また、異方性導電膜９２のうち、チップ部品７２の接続端子に接触する部分および、この部分と配線パターン１６との間の部分がチップ部品接続パッドとして機能する。これにより、配線パターン１６と半導体チップ１３の突起電極１７とが導通するとともに、配線パターン１６とチップ部品７２の接続端子（図示せず）とが導通し、半導体チップ１３の突起電極１７とチップ部品７２の接続端子とは非導通となる。
【０１２４】
この半導体装置９１は、以下のようにして製造される。すなわち、まず、支持板１９上に耐熱性接着剤２０によって、後に配線パターン１６となる金属膜２１を張り合わせる。この金属膜２１上の所定の位置に、異方性導電膜９２を貼り付ける。次に、異方性導電膜９２上に半導体チップ１３およびチップ部品７２を貼り付けて固定する。次に、半導体チップ１３およびチップ部品７２を絶縁樹脂１５−１で覆い、これを硬化させた後に支持板１９を剥がす。最後に、上述の各実施形態において説明したように、配線パターン１６、ソルダーレジスト膜１４および半田ボール１２をこの順で形成し、ダイシングを行うことにより、図５４に示される半導体装置９１が製造される。
【０１２５】
以上に説明したように、第８の実施形態に係る半導体装置９１の製造方法によれば、半導体チップ１３およびチップ部品７２を異方性導電膜９２に貼り付けて固定した後に全体を絶縁樹脂１５−１で封止する。従って、絶縁樹脂１５−１が硬化する際に半導体チップ１３およびチップ部品７２の位置がずれることはない。従って、半導体チップ１３およびチップ部品７２と配線パターン１６との電気的な接続不良も抑制される。これにより、歩留まりを低下させることなく、複数の半導体装置９１を一括形成することができる。
【０１２６】
以上に、本発明の各実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明した。しかし、本発明は、上述の各実施形態に限定されるものではない。例えば、接続プラグ１８は、上述のような円筒形状に限定されるものではない。
【０１２７】
図５５、図５７は、接続プラグの各変形例を、図１の一点鎖線Ａ−Ａ´に沿って拡大して示す断面図である。そして、図５６は、図５５に示す接続プラグの上面図であり、図５８は、図５７に示す接続プラグの上面図である。
【０１２８】
図５５および図５６に示されるように、第１の変形例に係る接続プラグ１１８は、一つの突起電極１７に対して複数の円筒状の接続プラグ１１８Ａが形成されたものである。すなわち、第１の変形例に係る接続プラグ１１８は、複数の係合部１１８Ｂを有する構造である。なお、複数の接続プラグ１１８Ａは、例えば接続プラグ１１８となる領域内に、最密になるように規則的に配列形成されてもよいし、ランダムに配列形成されてもよい。
【０１２９】
また、図５７および図５８に示されるように、第２の変形例に係る接続プラグ２１８は、図４に示される接続プラグ２１と同様に、中央部分に係合部２１８Ａを有する円筒形状であり、円筒を形成する側壁部２１８Ｂの上面には、周方向沿った円弧状の複数の係合部２１８Ｃが形成されている。
【０１３０】
なお、これらの製造方法は、例えば第１の実施形態の半導体装置１１に対して適用する場合には、図６に示される工程において、感光性レジスト２２に、これらの接続プラグ１１８、２１８の形状に対応した開口を形成し、この開口内に電気めっき法などにより銅等を形成すればよい。
【０１３１】
このような第１、第２の変形例に係る接続プラグ１１８、２１８を形成することにより、半導体チップ１３の位置合わせの際に、多少の位置合わせずれが発生しても、突起電極１７が接続プラグ１１８、２１８に設けた多数の係合部１１８Ｂ、２１８Ａ、２１８Ｃのいずれかに挿入、接触する。従って、半導体チップ１３の位置合わせずれに要求される精度を低下させることができ、半導体装置の製造が容易になる。
【０１３２】
また、本発明の実施形態は、上述の各実施形態を適宜組み合わせてもよい。例えば、第４乃至第７の実施形態に係る半導体装置５１、６１、７１、８１の製造方法に対して、第２の実施形態に係る半導体装置３１の製造方法を適用してもよい。
【０１３３】
また、第４乃至第８の実施形態に係る半導体装置５１、６１、７１、８１、９１の製造方法に対して、第３の実施形態に係る半導体装置４１の製造方法を適用してもよい。
【０１３４】
なお、このような組み合わせによる実施形態以外であっても、上述の各実施形態に係る半導体装置１１、３１、４１、５１、６１、７１、８１、９１の製造方法において、配線パターン１６（第１の配線パターン１６−１）のうち、半田ボール１２と接触する領域には、金属拡散防止処理を施してもよい。
【符号の説明】
【０１３５】
１１、３１、４１、５１、６１、７１、８１、９１・・・半導体装置
１２・・・半田ボール
１３・・・半導体チップ
１３−１・・・第１の半導体チップ
１３−２・・・第２の半導体チップ
１４、４６・・・ソルダーレジスト膜
１５・・・樹脂
１５−１・・・絶縁樹脂
１５−２・・・封止樹脂
１５Ａ・・・第１の樹脂層
１５Ｂ・・・第２の樹脂層
１５Ａ−１、１５Ｂ−１・・・絶縁樹脂
１５Ａ−２、１５Ｂ−２・・・封止樹脂
１６、４５・・・配線パターン
１６−１・・・第１の配線パターン
１６−２・・・第２の配線パターン
１７・・・突起電極
１８・・・接続プラグ
１８−１・・・第１の接続プラグ
１８−２・・・第２の接続プラグ
１９・・・支持板
２０・・・耐熱性接着剤
２１、５３、５３´・・・金属膜
２２、２６、５４、５４´、５６・・・感光性レジスト
２３・・・円筒状の開口
２４、５６、５９・・・銅等の金属
２５・・・金の薄膜
２７、５５´・・・（第１の）配線パターンを形成するための開口
３２、４２・・・接着絶縁シート
４３・・・両面接着シート
４４・・・ベース板
４７・・・支持シート
５２・・・層間接続ポスト
５５−１・・・円筒状の開口
５５−２、５８・・・円柱状の開口
６２Ａ・・・最上層
６２Ｂ・・・中間層
６２Ｃ・・・最下層
７２・・・チップ部品
７３・・・チップ部品接続パッド
７４・・・導電性接合体
７５・・・四角柱状の開口
９２・・・異方性導電膜
１１８・・・第１の変形例の接続プラグ
１１８Ａ・・・第１の変形例の接続プラグを構成する接続プラグ
１１８Ｂ・・・係合部
２１８・・・第２の変形例の接続プラグ
２１８Ａ・・・中央部分の係合部
２１８Ｂ・・・側壁部
２１８Ｃ・・・円弧状の係合部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体チップが樹脂により封止された半導体装置の製造方法および、この製造方法によって形成された半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の半導体装置として、半導体チップが樹脂により封止された半導体装置が知られている。この半導体装置を構成する樹脂の下面には配線パターンが設けられている。この配線パターンは、一部を除いてソルダーレジスト膜で覆われている。そして、ソルダーレジスト膜から露出した配線パターンの表面には、半導体装置を実装するための半田ボールが設けられている。この種の半導体装置において、半導体チップは、このチップに設けられた外部電極と配線パターンとが接触するように樹脂により封止されている。
【０００３】
この従来の半導体装置は、半導体チップを個々に封止樹脂により封止した後、それぞれの樹脂の下面に配線パターン、ソルダーレジスト膜、半田ボールを形成することにより製造されていた。
【０００４】
この製造方法に対して、複数の半導体装置を一括形成することにより、複数の半導体装置を容易かつ安価に製造する方法が検討されている（特許文献１、２等参照）。この方法を、以下に詳述する。
【０００５】
まず保持板上に、電気特性試験で良品と判定された複数の半導体チップを、素子回路面を下にして所定の配列で配置し貼り付けた後、その上に、例えば樹脂シートを配置し加熱・加圧してモールドする。これにより、複数の半導体チップを一括して樹脂封止する。つぎに、保持板を剥がし、樹脂を所定の形状（例えば円形）に切断・加工した後、樹脂に埋め込まれた半導体チップの素子回路面上に絶縁樹脂層を形成し、この絶縁樹脂層に半導体チップの外部電極が露出する開口を形成する。その後、絶縁樹脂層上に配線パターンを形成するとともに、開口内に半導体チップの外部電極と接続される導電部を形成する。次いで、ソルダーレジスト層、半田ボールをこの順で形成した後、半導体チップ毎に樹脂シートおよび絶縁樹脂層を切断して個片化する。
【０００６】
なお、本願において、上述した複数の半導体装置の一括形成とは、複数の半導体チップを樹脂により一括して封止し、配線パターン等を一括形成した後、樹脂を切断することにより複数の半導体装置を形成することを意味する。
【０００７】
しかし、特許文献１、２に記載された半導体装置の製造方法においては、複数の半導体チップを一括して樹脂封止する際に、樹脂が硬化により収縮し、かつその収縮量が必ずしも設計通りではないため、樹脂硬化後の半導体チップの位置が設計位置からずれることがあった。このように半導体チップの位置がずれると、半導体チップの外部電極に接続される導電部を形成するために絶縁樹脂層に開口を形成する際に、開口の位置が半導体チップの外部電極の位置からずれ、接続信頼性が低下するという問題があった。さらに、開口と外部電極との位置ずれが大きくなると、接続不良となる半導体チップも生じ、歩留まりが低下するという問題があった。
【０００８】
これに対し、一方の基板には筒状の電極を形成するとともに他方の基板には半田材料により凸状の電極を形成し、これらの電極の凹凸がかみ合うように両方の基板の位置を合わせた後、基板間に樹脂を充填する技術が知られている（特許文献３参照）。この技術を上述の半導体装置の製造方法に適用し、例えば導電部を筒状に形成するとともに、半導体チップの外部電極を半田材料により凸状に形成すれば、導電部と半導体チップの外部電極とがかみ合うため、樹脂収縮による半導体チップの位置ずれは抑制される。従って、外部電極と導電部との接触不良による歩留まりの低下を抑制することができるようにも思われる。
【０００９】
しかし、この技術は、外部電極を溶融して筒状の導電部の内部に半田材料を流し込ませることにより両者を電気的に導通させる技術であるため、導電部と外部電極とのサイズを高精度でコントロールする必要があるとともに、これらを高い位置精度で形成することが必要になる問題がある。すなわち、例えば外部電極のサイズを小さくすると、外部電極と導電部との形成位置の精度を低くすることができるが、半田材料からなる外部電極が筒状の導電部内で溶融する際に、半田材料の体積が足りずに接触不良になる問題がある。また、外部電極のサイズを大きくすると、外部電極と導電部を高い位置精度で形成しなければならず、これらの位置が少しでもずれると、筒状の導電部に外部電極が乗り上げた状態で樹脂により封止される。従って、この後に、加熱して外部電極を溶融させると、外部電極が形成されていた部分に空間が生じるとともに、樹脂の体積膨張により、半導体チップと導電部とが接触せず、接触不良になる問題がある。従って、この技術を適用しても、導電部と外部電極との接触不良による歩留まりの低下を抑制することは困難である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００９−２７１２７号公報
【特許文献２】特開２００３−１９７６６２号公報
【特許文献３】特開２００８−１３０９９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の課題は、歩留まりを低下させることなく、複数の半導体装置を一括形成することが可能な方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明による半導体装置の製造方法は、支持板上に金属膜を形成する工程と、この金属膜上に、係合部を有する複数の接続導体を形成する工程と、これらの各接続導体の前記係合部内に、複数の半導体チップにそれぞれ設けられた突起状の第１の外部電極をそれぞれ挿入させ、かつ接触させることにより、前記複数の半導体チップを固定するとともに、前記複数の半導体チップと前記金属膜との間に第１の樹脂を形成する工程と、前記複数の半導体チップを第２の樹脂で覆い、これを硬化させる工程と、少なくとも前記金属膜をエッチングすることにより、前記接続導体に電気的に接続された配線パターンを形成する工程と、前記配線パターンの一部に電気的に接続されるとともに、前記配線パターンの他の部分とは絶縁物によって絶縁されるように第２の外部電極を形成する工程と、それぞれの前記半導体チップの周囲およびその上方の前記第２の樹脂を切断する工程と、を具備することを特徴とする方法である。
【００１３】
また、本発明による半導体装置の製造方法は、両面接着シートの表面に、突起状の第１の外部電極を有する複数の半導体チップを貼り付けるとともに、前記両面接着シートの裏面のうち、前記複数の半導体チップに対応する位置に、それぞれベース板を貼り付ける工程と、少なくとも係合部を有する複数の接続導体を樹脂で覆う工程と、この樹脂に前記複数の半導体チップを埋め込むとともに、各前記接続導体の前記係合部内に、前記複数の半導体チップの前記第１の外部電極をそれぞれ挿入させ、かつ接触させる工程と、前記樹脂を硬化させる工程と、前記複数の接続導体に接続された配線パターンの一部に電気的に接続されるとともに、前記配線パターンの他の部分とは絶縁物によって絶縁されるように第２の外部電極を形成する工程と、それぞれの前記半導体チップの周囲およびその上方の前記両面接着シートおよび前記樹脂を切断する工程と、を具備することを特徴とする方法である。
【００１４】
また、本発明による半導体装置は、突起状の第１の外部電極が設けられた半導体チップと、この半導体チップを覆うように形成された樹脂と、この樹脂の裏面に形成された配線パターンと、この配線パターンの表面に形成され、前記第１の外部電極が挿入され、かつ接触される係合部を有する接続導体と、前記配線パターンを含む前記樹脂の下面に、前記配線パターンの一部が露出するように形成された配線保護膜と、この配線保護膜から露出した前記配線パターンに接触するように形成された第２の外部電極と、を具備することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、複数の半導体チップに設けられたそれぞれの外部電極を溶融させず、各外部電極の先端部をそれぞれの接続プラグの係合部に挿入、接触させることにより複数の半導体チップを固定した後、複数の半導体チップを覆う樹脂を硬化させる。従って、樹脂が硬化する際にそれぞれの半導体チップの位置ずれは抑制され、両者の電気的な接続不良は抑制される。さらに、外部電極は溶融させないため、これが溶融することによる両者の電気的な接続不良は抑制される。従って、歩留まりを低下させることなく、複数の半導体装置を一括形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法により製造された半導体装置の裏面図である。
【図２】図１の一点鎖線Ａ−Ａ´に沿って示す断面図である。
【図３】図１、図２に示される半導体チップを裏面図である。
【図４】図２に示される接続プラグを拡大して示す上面図である。
【図５】本発明の第１の実施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って、支持板を示す斜視図である。
【図６】本発明の第１の実施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って、接続プラグを形成する工程を説明するための、図５の一点鎖線Ｂ−Ｂ´に沿って示す装置の断面図である。
【図７】同じく、接続プラグを形成する工程を説明するための、図５の一点鎖線Ｂ−Ｂ´に沿って示す装置の断面図である。
【図８】同じく、接続プラグを形成する工程を説明するための、図５の一点鎖線Ｂ−Ｂ´に沿って示す装置の断面図である。
【図９】本発明の第１の実施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って、金の薄膜を形成する工程を説明するための、図５の一点鎖線Ｂ−Ｂ´に沿って示す装置の断面図である。
【図１０】本発明の第１の実施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って、半導体チップを固定する工程を説明するための、図５の一点鎖線Ｂ−Ｂ´に沿って示す装置の断面図である。
【図１１】同じく、半導体チップを固定する工程を説明するための、図５の一点鎖線Ｂ−Ｂ´に沿って示す装置の断面図である。
【図１２】本発明の第１の実施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って、複数の半導体チップを樹脂で封止する工程を説明するための、図５の一点鎖線Ｂ−Ｂ´に沿って示す装置の断面図である。
【図１３】本発明の第１の実施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って、支持板を剥がす工程を説明するための、図５の一点鎖線Ｂ−Ｂ´に沿って示す装置の断面図である。
【図１４】本発明の第１の実施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って、配線パターンを形成する工程を説明するための、図５の一点鎖線Ｂ−Ｂ´に沿って示す装置の断面図である。
【図１５】同じく、配線パターンを形成する工程を説明するための、図５の一点鎖線Ｂ−Ｂ´に沿って示す装置の断面図である。
【図１６】本発明の第１の実施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って、樹脂を切断するする工程を説明するための、図５の一点鎖線Ｂ−Ｂ´に沿って示す装置の断面図である。
【図１７】本発明の第２の実施形態に係る半導体装置の製造方法によって製造された半導体装置を、図１の一点鎖線Ａ−Ａ´に沿って示す断面図である。
【図１８】本発明の第２の実施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って、半導体チップを固定する工程を説明するための、図５の一点鎖線Ｂ−Ｂ´に沿って示す装置の断面図である。
【図１９】同じく、半導体チップを固定する工程を説明するための、図５の一点鎖線Ｂ−Ｂ´に沿って示す装置の断面図である。
【図２０】本発明の第３の実施形態に係る半導体装置の製造方法によって製造された半導体装置を、図１の一点鎖線Ａ−Ａ´に沿って示す断面図である。
【図２１】本発明の第３の実施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って、それぞれの半導体チップにベース板を貼り付ける工程を説明するための、図５の一点鎖線Ｂ−Ｂ´に沿って示す装置の断面図である。
【図２２】同じく、それぞれの半導体チップにベース板を貼り付ける工程を説明するための、図５の一点鎖線Ｂ−Ｂ´に沿って示す装置の断面図である。
【図２３】本発明の第３の実施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って、半導体チップを封止する樹脂を形成する工程を説明するための、図５の一点鎖線Ｂ−Ｂ´に沿って示す装置の断面図である。
【図２４】本発明の第３の実施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って、支持板を剥がす工程を説明するための、図５の一点鎖線Ｂ−Ｂ´に沿って示す装置の断面図である。
【図２５】本発明の第３の実施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って、半導体チップを固定する工程を説明するための、図５の一点鎖線Ｂ−Ｂ´に沿って示す装置の断面図である。
【図２６】本発明の第３の実施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って、樹脂を切断する工程を説明するための、図５の一点鎖線Ｂ−Ｂ´に沿って示す装置の断面図である。
【図２７】本発明の第４の実施形態に係る半導体装置の製造方法によって製造された半導体装置を、図１の一点鎖線Ａ−Ａ´に沿って示す断面図である。
【図２８】本発明の第４の実施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って、装置の上層を、図５の一点鎖線Ｂ−Ｂ´に沿って示す断面図である。
【図２９】本発明の第４の実施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って、金の薄膜を形成する工程を、図５の一点鎖線Ｂ−Ｂ´に沿って示す装置の断面図である。
【図３０】本発明の第４の実施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って、接続プラグおよび層間接続ポストを形成する工程を、図５の一点鎖線Ｂ−Ｂ´に沿って示す装置の断面図である。
【図３１】本発明の第４の実施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って、層間接続ポストを形成する工程を、図５の一点鎖線Ｂ−Ｂ´に沿って示す装置の断面図である。
【図３２】同じく、層間接続ポストを形成する工程を、図５の一点鎖線Ｂ−Ｂ´に沿って示す装置の断面図である。
【図３３】本発明の第４の実施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って、配線パターンを形成する工程を、図５の一点鎖線Ｂ−Ｂ´に沿って示す装置の断面図である。
【図３４】本発明の第４の実施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って、下層の半導体チップを固定する工程を、図５の一点鎖線Ｂ−Ｂ´に沿って示す装置の断面図である。
【図３５】本発明の第４の実施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って、下層の半導体チップを樹脂で封止する工程を、図５の一点鎖線Ｂ−Ｂ´に沿って示す装置の断面図である。
【図３６】本発明の第４の実施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って、配線パターンを形成する工程を、図５の一点鎖線Ｂ−Ｂ´に沿って示す装置の断面図である。
【図３７】同じく、配線パターンを形成する工程を、図５の一点鎖線Ｂ−Ｂ´に沿って示す装置の断面図である。
【図３８】本発明の第４の実施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って、樹脂を切断する工程を、図５の一点鎖線Ｂ−Ｂ´に沿って示す装置の断面図である。
【図３９】本発明の第５の実施形態に係る半導体装置の製造方法によって製造された半導体装置を、図１の一点鎖線Ａ−Ａ´に沿って示す断面図である。
【図４０】本発明の第６の実施形態に係る半導体装置の製造方法によって製造された半導体装置を、図１の一点鎖線Ａ−Ａ´に沿って示す断面図である。
【図４１】図４０に示される接続プラグおよびチップ部品接続パッドを拡大して示す上面図である。
【図４２】本発明の第６の実施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って、接続プラグおよびチップ部品接続パッドを形成する工程を、図５の一点鎖線Ｂ−Ｂ´に沿って示す装置の断面図である。
【図４３】同じく、接続プラグおよびチップ部品接続パッドを形成する工程を、図５の一点鎖線Ｂ−Ｂ´に沿って示す装置の断面図である。
【図４４】同じく、接続プラグおよびチップ部品接続パッドを形成する工程を、図５の一点鎖線Ｂ−Ｂ´に沿って示す装置の断面図である。
【図４５】本発明の第６の実施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って、金の薄膜を形成する工程を、図５の一点鎖線Ｂ−Ｂ´に沿って示す装置の断面図である。
【図４６】本発明の第６の実施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って、半導体チップを固定する工程を、図５の一点鎖線Ｂ−Ｂ´に沿って示す装置の断面図である。
【図４７】本発明の第６の実施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って、チップ部品を固定する工程を、図５の一点鎖線Ｂ−Ｂ´に沿って示す装置の断面図である。
【図４８】本発明の第６の実施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って、半導体チップおよびチップ部品を樹脂で封止する工程を、図５の一点鎖線Ｂ−Ｂ´に沿って示す装置の断面図である。
【図４９】本発明の第６の実施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って、配線パターンを形成する工程を、図５の一点鎖線Ｂ−Ｂ´に沿って示す装置の断面図である。
【図５０】同じく、配線パターンを形成する工程を、図５の一点鎖線Ｂ−Ｂ´に沿って示す装置の断面図である。
【図５１】同じく、配線パターンを形成する工程を、図５の一点鎖線Ｂ−Ｂ´に沿って示す装置の断面図である。
【図５２】本発明の第６の実施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って、樹脂を切断する工程を、図５の一点鎖線Ｂ−Ｂ´に沿って示す装置の断面図である。
【図５３】本発明の第７の実施形態に係る半導体装置の製造方法によって製造された半導体装置を、図１の一点鎖線Ａ−Ａ´に沿って示す断面図である。
【図５４】本発明の第８の実施形態に係る半導体装置の製造方法によって製造された半導体装置を、図１の一点鎖線Ａ−Ａ´に沿って示す断面図である。
【図５５】接続プラグの第１の変形例を、図１の一点鎖線Ａ−Ａ´に沿って拡大して示す断面図である。
【図５６】図５５の上面図である。
【図５７】接続プラグの第２の変形例を、図１の一点鎖線Ａ−Ａ´に沿って拡大して示す断面図である。
【図５８】図５７の上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に、本発明の実施形態に係る半導体装置の製造方法について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１８】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法によって製造された半導体装置１１の裏面図である。図１に示すように、半導体装置１１は、半導体チップ１３が後述する樹脂１５（図１においては図示せず）により封止されるとともに、樹脂１５の裏面上には格子状に複数の半田ボール１２が形成されており、半導体チップ１３と複数の半田ボール１２とが、電気的に接続されたものである。半田ボール１２は、装置１１の外部電極となるものであり、半田ボール１２を介して、図示しない実装基板上の配線と装置１１内部に封止された半導体チップ１３とが電気的に接続される。なお、装置１１の裏面において、半田ボール１２以外の領域は、例えばソルダーレジスト膜１４からなる配線保護膜で覆われている。
【００１９】
図２は、図１の一点鎖線Ａ−Ａ´に沿って示す断面図である。以下に、図２を参照して、半導体装置１１を詳細に説明する。図２に示すように、半導体装置１１において、半導体チップ１３は、このチップ１３の周囲を覆う樹脂１５により封止されている。半導体チップ１３を覆う樹脂１５の裏面上には、配線パターン１６が形成されている。この配線パターン１６は、ソルダーレジスト膜１４で覆われている。配線パターン１６を覆うソルダーレジスト膜１４は、上述した半田ボール１２が形成される領域にそれぞれ開口を有しており、これらの開口に上述の半田ボール１２が形成されている。これにより、配線パターン１６と半田ボール１２とは電気的に接続されている。なお、配線パターン１６の一部は、半導体チップ１３の外周部よりも外側に延伸されている。
【００２０】
また、樹脂１５内部の半導体チップ１３の裏面には、先端部分が尖った形状の複数の突起電極１７が形成されている。これらの突起電極１７は、半導体チップ１３の外部電極となるものであり、これらの突起電極１７を介して、配線パターン１６と半導体チップ１３とは電気的に接続される。なお、突起電極１７は、例えばスタッドバンプである。スタッドバンプは、半導体チップ１３の電極パッド（図示せず）上に、金や銅等のボールボンディング部およびボンディングワイヤ部からなる材料を、主に超音波併用熱圧着ボンディングにより、半導体チップ１３の電極パッド（図示せず）とボールボンディング部とが接合されるように接合した後、ボールボンディング部の近傍にてボンディングワイヤ部を切断することによって形成されたものである。
【００２１】
図３は、上述の半導体チップ１３の裏面図である。図３に示すように、突起電極１７は、例えば、半導体チップ１３裏面の四方の角部近傍に形成される。
【００２２】
再び図２を参照する。配線パターン１６上の所定の位置には、配線パターン１６と突起電極１７とを電気的に接続するための接続導体となる接続プラグ１８が形成される。図４は、この接続プラグ１８を示す拡大された上面図である。図４に示すように、接続プラグ１８は円筒形状である。この円筒状の接続プラグ１８は、上述の突起電極１７の最大外径よりも小さい径であり、突起電極１７の高さより低くなるように開口が形成された係合部を有するものである。
【００２３】
なお、配線パターン１６および接続プラグ１８の表面は、これらの酸化を防止するために、金の薄膜２５で覆われていている。この薄膜２５は、配線パターン１６および接続プラグ１８の表面が酸化することを抑制するために設けられている。したがって、必ずしも形成されなければならないものではない。
【００２４】
再度図２を参照する。円筒状の接続プラグ１８の内部には、接続プラグ１８の一部と上述の突起電極１７の一部とが接触するように、突起電極１７が挿入されている。これにより、突起電極１７接続プラグは接続プラグ１８に係合し、接続プラグ１８を介して、半導体チップ１３の突起電極１７と配線パターン１６とは電気的に接続される。なお、接続プラグ１８は、配線パターン１６上において、半導体チップ１３の突起電極１７の位置に対応する箇所に、突起電極１７と同じ数だけ形成される。
【００２５】
ここで、半導体チップ１３を覆う樹脂１５は、第１の樹脂であるアンダーフィル樹脂等の封止樹脂１５−２、および第２の樹脂であるモールド樹脂等の絶縁樹脂１５−１からなる。封止樹脂１５−２は、半導体チップ１３の裏面と配線パターン１６との間を埋めるようにテーパ状に形成されている。そして、絶縁樹脂１５−１は、半導体チップ１３の下面以外の周囲を覆い、封止樹脂１５−２に接するように形成されている。なお、絶縁樹脂１５−１および封止樹脂１５−２は、上述のように異なる材料によって構成されてもよいが、同一の材料によって構成されてもよい。
【００２６】
次に、上述の第１の実施形態に係る半導体装置１１の製造方法を説明する。この方法は、半導体チップ１３の突起電極１７を先端部が尖った形状に形成するとともに、接続プラグ１８を筒状に形成し、突起電極１７の先端部が接続プラグ１８の係合部内に挿入、接触するように複数の半導体チップ１３を配置、固定した後、複数の半導体チップ１３を樹脂１５により一括して封止する。この後、配線パターン１６等を形成し、最後に樹脂１５を切断して各半導体チップ１３を個片化する方法である。以下に、この方法を図５乃至図１６を参照して詳細に説明する。図５は、第１の実施形態に係る半導体装置１１の製造方法を説明するための、支持板を示す斜視図であり、図６乃至図１６は、それぞれ第１の実施形態に係る半導体装置１１の製造方法を図５の一点鎖線Ｂ−Ｂ´に沿って示す断面図である。
【００２７】
まず、図５に示すように、例えばガラス板からなる平坦な支持板１９上に、例えば耐熱性接着剤２０を用いて、例えば銅からなる薄板状若しくは箔状の金属膜２１を貼り付ける。この金属膜２１は、後の工程により配線パターン１６となる膜である。
【００２８】
次に、図６に示すように、金属膜２１上に、例えばスピンコータ等の方法により、感光性レジスト２２を一様に形成する。そして、この感光性レジスト２２を露光、現像することにより、感光性レジスト２２に、後に接続プラグ１８を形成するための円筒状の開口２３を形成する。
【００２９】
次に、図７に示すように、例えば電気めっき法により、円筒状の開口２３の内部に、銅等の金属２４を形成する。
【００３０】
次に、図８に示すように、感光性レジスト２２を例えばアッシング等により除去すると、金属膜２１上に銅等の金属２４が円筒状に残る。これが接続プラグ１８となる。
【００３１】
次に、図９に示すように、接続プラグ１８を含む金属膜２１上に、金の薄膜２５を、例えばＣＶＤ法により形成する。なお、この薄膜２５は、形成されることが好ましいが、必ずしも形成される必要はない。
【００３２】
次に、図１０に示すように、突起電極１７が形成された半導体チップ１３の位置合わせを行い、金属膜２１上に半導体チップ１３を配置する。このとき、半導体チップ１３は、突起電極１７が接続プラグ１８の係合部内に挿入、接触するように配置する。これにより、突起電極１７が接続プラグ１８に係合し、半導体チップ１３は、支持板１９上の所望の位置に固定される。なお、固定される半導体チップ１３は、事前に行われた半導体チップ１３の電気テストにより、良品と判定された半導体チップ１３である。
【００３３】
ここで、半導体チップ１３の位置合わせは、少なくとも突起電極１７の先端部の位置が接続プラグ１８の開口上に存在するように位置合わせを行えばよく、高精度な位置合わせは要求されない。
【００３４】
次に、図１１に示すように、金属膜２１と半導体チップ１３との間に、接続プラグ１８を含むように封止樹脂１５−２を形成する。これにより、半導体チップ１３は、金属膜２１上により強固に固定される。封止樹脂１５−２は、例えば次のように形成される。すなわち、図１０に示すように半導体チップ１３を配置、固定した後、半導体チップ１３の周囲に、封止樹脂１５−２の材料となる封止材料を塗布する。すると、毛細管現象により、封止材料は金属膜２１と半導体チップ１３との狭い隙間に入り込む。封止材料がこの隙間に入り込んだ後、ベーク処理することにより、図１１に示されるように、下方から上方に向かってテーパ状の封止樹脂１５−２が形成される。
【００３５】
なお、封止樹脂１５−２を形成する工程は、半導体チップ１３を金属膜２１上に配置、固定する工程の前に行われてもよい。すなわち、図１０に示される工程の前に、接続プラグ１８を含むように金属膜２１上に封止樹脂１５−２を形成した後、この封止樹脂１５−２上に半導体チップ１３を配置する。そして、突起電極１７が、封止樹脂１５−２を貫通して接続プラグ１８の係合部内に挿入、接触するように半導体チップ１３を押圧する等して、半導体チップ１３を固定してもよい。
【００３６】
次に、図１２に示すように、半導体チップ１３を含む金属膜２１上の全面を絶縁樹脂１５−１で覆い、これを硬化させる。これにより、複数の半導体チップ１３は、絶縁樹脂１５−１および封止樹脂１５−２によって封止される。
【００３７】
次に、図１３に示すように、金属膜２１から支持板１９（図１３においては図示せず）を剥がす。そして、支持板１９が剥がされた後、全体を上下反転させる。金属膜２１から支持板１９を剥がす方法は、上述のように、支持板１９と金属膜２１とが耐熱性接着剤２０（図１３においては図示せず）により接着されている場合には、支持板１９を加熱すればよい。しかし、他の接着剤が使用されている場合には、例えば支持板１９の裏面から紫外線を照射する等により金属膜２１から支持板１９を剥がしてもよい。
【００３８】
次に、図１４に示すように、金属膜２１上に感光性レジスト２６を塗布した後、所望のパターンに開口されたマスクを用いて感光性レジスト２６を露光、現像し、感光性レジスト２６に開口２７を形成する。
【００３９】
次に、図１５に示すように、この感光性レジスト２６をマスクとして金属膜２１および金の薄膜２５をエッチングすることにより、絶縁樹脂１５−１および封止樹脂１５−２からなる樹脂１５の表面上に、配線パターン１６を形成する。
【００４０】
最後に、図１６に示すように、配線パターン１６を含む樹脂１５上の全面にソルダーレジスト膜１４を形成する。さらに、リソグラフィー技術を用いてソルダーレジスト膜１４に、例えば格子状に開口を形成する。そして、これらの開口に半田ボール１２を形成する。この後に、ソルダーレジスト膜１４および絶縁樹脂１５−１を、ダイシングラインＤＬに沿って切断することにより、図１、図２に示す半導体装置１１が形成される。なお、ダイシングラインＤＬは、ソルダーレジスト膜１４および絶縁樹脂１５−１をこのラインに沿って切断した際に、各半導体チップ１３がそれぞれ樹脂１５から露出せずに個片化されるように定められたラインである。
【００４１】
以上に説明したように、第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法によれば、複数の半導体チップ１３にそれぞれ形成された突起電極１７が、円筒状の接続プラグ１８の係合部内に挿入、接触するように半導体チップ１３を配置、固定した後、複数の半導体チップ１３を封止樹脂１５−２により封止する。従って、絶縁樹脂１５−１が硬化する際に収縮しても半導体チップ１３の位置ずれは抑制される。これにより、接続プラグ１８と突起電極１７との電気的な接続不良は抑制される。さらに、突起電極１７は溶融させず、接続プラグ１８に接触させることにより両者を導通させるため、突起電極１７の溶融に伴う電気的な接続不良も抑制される。従って、歩留まりを低下させることなく、複数の半導体装置１１を一括形成することができる。
【００４２】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態に係る半導体装置の製造方法によって製造された半導体装置について説明する。この半導体装置の裏面図は図１と同様である。従って、第２の実施形態に係る半導体装置の製造方法によって製造された半導体装置の説明は、図１の一点鎖線Ａ−Ａ´に沿って示す断面図である図１７を参照して説明する。なお、図１７において、図２の半導体装置１１と同一の箇所においては、図１の半導体装置１１と同一の符号を付すとともに説明を省略する。
【００４３】
図１７に示すように、半導体装置３１は、図２の半導体装置１１と比較して、半導体チップ１３と配線パターン１６との間に、第１の樹脂として、接着絶縁シート３２が形成される点が異なっている。すなわち、半導体チップ１３を覆う樹脂１５は、第１の樹脂である接着絶縁シート３２および第２の樹脂である絶縁樹脂１５−１およびからなる。なお、接着絶縁シート３２は、両面が接着面となるシート状の絶縁膜であり、半導体チップ１３の裏面のサイズにほぼ等しいサイズで形成されている。
【００４４】
次に、第２の実施形態に係る半導体装置３１の製造方法について説明する。この方法は、第１の実施形態に係る半導体装置１１の製造方法と比較して、半導体チップ１３を配置、固定する方法が異なる。以下に、第２の実施形態に係る半導体装置３１の製造方法において、半導体チップ１３を配置、固定する方法を、図１８、図１９を参照して説明する。なお、図１８、図１９は、それぞれ第２の実施形態に係る半導体装置の製造方法を、図５の一点鎖線Ｂ−Ｂ´に沿って示す断面図である。
【００４５】
第２の実施形態に係る半導体装置３１の製造方法において、半導体チップ１３を配置、固定する方法は、図８に示されるように接続プラグ１８が形成され、図９に示されるように適宜金の薄膜２５が形成された後、まず、図１８に示すように、接続プラグ１８を含む金属膜２１上に、半導体チップ１３の裏面のサイズとほぼ同一サイズの第１の樹脂である接着絶縁シート３２を貼り付ける。
【００４６】
次に、図１９に示すように、突起電極１７と接続プラグ１８との位置合わせを行い、接着絶縁シート３２上に半導体チップ１３を配置する。そして、突起電極１７が接着絶縁シート３２を突き破って接続プラグ１８に挿入、接触するように、半導体チップ１３を上方から押圧する等して半導体チップ１３を接着、固定する。なお、接着絶縁シート３２が加熱状態である必要があるものである場合には、半導体チップ１３若しくは金属膜２１を加熱するなどして半導体チップ１３を接着絶縁シート３２に接着、固定させる必要がある。
【００４７】
この後の工程は、図１２乃至図１６に示される工程と同様である。このようにして、図１７に示される第２の実施形態に係る半導体装置３１が形成される。
【００４８】
以上に説明したように、第２の実施形態に係る半導体装置３１の製造方法によれば、複数の半導体チップ１３にそれぞれ突起電極１７を形成するとともに、配線パターン１６上には円筒状の接続プラグ１８を形成し、突起電極１７が接着絶縁シート３２を突き破って接続プラグ１８の係合部内に挿入、接触するように半導体チップ１３を配置、固定する。従って、絶縁樹脂１５−１が硬化する際に収縮しても半導体チップ１３の位置ずれは抑制される。これにより、接続プラグ１８と突起電極１７との電気的な接続不良は抑制される。さらに、突起電極１７は溶融させず、接続プラグ１８に接触させることにより両者を導通させるため、突起電極の溶融に伴う両者の電気的な接続不良も抑制される。従って、歩留まりを低下させることなく、複数の半導体装置３１を一括形成することができる。
【００４９】
（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態に係る半導体装置の製造方法によって製造された半導体装置について説明する。この半導体装置を裏面図は図１と同様である。従って、第３の実施形態に係る半導体装置の製造方法によって製造された半導体装置の説明は、図１の一点鎖線Ａ−Ａ´に沿って示す断面図である図２０を参照して説明する。なお、図２０において、図２の半導体装置１１と同一の箇所においては、図１の半導体装置１１と同一の符号を付すとともに説明を省略する。
【００５０】
図２０に示すように、半導体装置４１は、半導体チップ１３の上面を除く周囲が接着絶縁シート４２で覆われており、半導体チップ１３の上面を含む接着絶縁シート４２上には、両面接着シート４３を介してベース板４４が接着された装置である。ベース板４４は、例えば銅、ステンレス等の金属板若しくは、セラミック平板等の放熱性に優れた板からなり、例えば、半導体チップ１３よりも大きいサイズで設けられている。このベース板４４は、半導体チップ１３の熱を効率的に装置４１の外部に放熱するために設けられている。
【００５１】
半導体チップ１３を覆う接着絶縁シート４２の裏面には、配線パターン１６および、この配線パターン１６と半導体チップ１３の突起電極１７とを電気的に接続する接続プラグ１８が、接着絶縁シート４２に埋め込まれるように形成されている。この配線パターン１６の一部は、半導体チップ１３の外周部よりも外側に延伸されている。
【００５２】
なお、配線パターン１６の表面および接続プラグ１８の表面は、これらの酸化を防止するために、金の薄膜２５で覆われていることが好ましい。さらに、図示はされないが、ベース板４４の表面は、このベース板４４が腐食することを防止するために、例えばニッケル等によりめっき処理が施されていることが好ましい。
【００５３】
接着絶縁シート４２の裏面から露出した配線パターン１６上を含む接着絶縁シート４２の裏面上には、ソルダーレジスト膜４６が形成されている。このソルダーレジスト膜４６には、第１の実施形態と同様に、半田ボール１２が形成される領域に開口が形成されており、これらの開口に半田ボール１２が形成されている。
【００５４】
次に、第３の実施形態に係る半導体装置４１の製造方法について説明する。この方法は、半導体チップ１３の突起電極１７を先端部が尖った形状に形成するとともに、接続プラグ１８を筒状に形成し、接続プラグ１８を含む全ての配線パターン１６を接着絶縁シート４２で封止する。この後、複数の半導体チップ１３の突起電極１７が接着絶縁シート４２を突き破って接続プラグ１８の係合部内に挿入、接触するように複数の半導体チップ１３を配置、固定した後、接着絶縁シート４２を切断して各半導体チップ１３を個片化する方法である。以下に、この方法を図２１乃至図２６を参照して詳細に説明する図２１乃至図２６は、それぞれ第３の実施形態に係る半導体装置４１の製造方法を、図５の一点鎖線Ｂ−Ｂ´に沿って示す断面図である。
【００５５】
まず、図２１に示すように、両面接着シート４３の一方の面上に、予め突起電極１７が形成された半導体チップ１３の上面を、各半導体チップ１３の間隔が等しくなるように貼り付ける。これは、例えば、通常のアライメント装置等により、各半導体チップ１３の所定の位置に予め設けられたアライメントマーク（図示せず）を認識させ、このマークの位置が等しい間隔になるように半導体チップ１３を貼り付ければよい。
【００５６】
次に、図２２に示すように、両面接着シート４３の他方の面上において、半導体チップ１３に対向する位置にベース板４４を貼り付ける。この際、例えば通常のアライメント装置等により、半導体チップ１３のアライメントマークを認識させることによって、半導体チップ１３に対するベース板４４の位置合わせを行うことにより、ベース板４４は、精度よく所定の位置に接着される。
【００５７】
一方で、図５乃至図８に示される工程とほぼ同様に、例えば支持板１９に相当するポリイミドテープ等の支持シート４７上に、例えば耐熱性接着剤２０を用いて、例えば銅からなる薄板状若しくは箔状の金属膜２１を貼り付け、この金属膜２１上の所定の位置に、接続プラグ１８を形成する。さらに、接続プラグ１８および金属膜２１上に適宜金の薄膜２５を形成した後、図２３に示されるように、金属膜２１および金の薄膜２５をパターニングすることにより配線パターン１６を形成し、さらに、接続プラグ１８が形成された配線パターン１６を含む耐熱性接着剤２０の表面に、樹脂である接着絶縁シート４２を、例えばラミネート法により貼り付ける。
【００５８】
次に、図２４に示されるように、接着絶縁シート４２から支持シート４７（図２４においては図示せず）を剥がし、全体を上下反転させる。なお、支持シート４７を剥がす方法は、図１３に示される工程において説明した方法と同様であり、支持シート４７と接着絶縁シート４２とを接着させる接着剤の種類に応じて適宜選択して適用すればよい。
【００５９】
次に、図２５に示すように、両面接着シート４３に貼り付けられた半導体チップ１３の突起電極１７と接着絶縁シート４２に埋め込まれた接続プラグ１８との位置を合わせた後、両面接着シート４３に接着絶縁シート４２を貼り付ける。このとき、突起電極１７が接着絶縁シート４２を突き破って接続プラグ１８に挿入、接触されるとともに、半導体チップ１３が接着絶縁シート４２に埋め込まれるように、半導体チップ１３を上方から押圧するなどして接着させる。この後、接着絶縁シート４２を硬化させる。なお、接着絶縁シート４２に複数の半導体チップ１３が埋め込まれる際に、加熱状態である必要があるものである場合には、半導体チップ１３等を加熱するなどして半導体チップ１３を接着絶縁シート４２に接着させる必要がある。
【００６０】
最後に、図２６に示すように、表面に露出した配線パターン１６を含む接着絶縁シート４２上の全面にソルダーレジスト膜４６を形成する。さらに、露光、現像工程により、ソルダーレジスト膜４６に、例えば格子状に開口を形成する。そして、ソルダーレジスト膜４６に形成された開口に半田ボール１２を形成する。この後に、ソルダーレジスト膜４６、接着絶縁シート４２および両面接着シート４３を、ダイシンラインＤＬに沿って切断することにより、図２０に示す半導体装置４１が形成される。
【００６１】
以上に説明したように、第３の実施形態に係る半導体装置４１の製造方法によれば、複数の半導体チップ１３にそれぞれ突起電極１７を形成するとともに、配線パターン１６上には円筒状の接続プラグ１８を形成し、突起電極１７が接着絶縁シート４２を突き破って接続プラグ１８の係合部内に挿入、接触するように半導体チップ１３を配置、固定する。従って、接着絶縁シート４２を硬化させる際に収縮しても半導体チップ１３の位置ずれは抑制され、接続プラグ１８と突起電極１７との電気的な接続不良は抑制される。さらに、突起電極１７は溶融させず、接続プラグ１８に接触させることにより両者を導通させるため、突起電極の溶融に伴う両者の電気的な接続不良も抑制される。従って、歩留まりを低下させることなく、複数の半導体装置４１を一括形成することができる。
【００６２】
さらに、例えば半導体チップ１３が動作中に発生させる熱量が大きく、これを効率的に放熱させるために、放熱性の良い銅板などの金属板やセラミックス製平板等の比較的硬い材料からなるベース板４４を用いた場合でも、ベース板４４は、予め各半導体装置４１毎に予め個片化されているため、切断するのは接着絶縁シート４２の材料として想定される樹脂部分であり、容易に切断できる。従って、特殊な切断方法を適用することなく、切断バリなどの発生が無い高品質、高信頼性の半導体装置４１を一括形成することができる。
【００６３】
なお、図２０に示される半導体装置４１の製造方法は、上述の製造方法に限定されず、例えば以下に変形例として説明する方法によっても製造することができる。
【００６４】
（第３の実施形態に係る半導体装置の製造方法の変形例）
上述の第３の実施形態に係る半導体装置の製造方法の変形例においては、図２３に示される工程では配線パターン１６が形成されず、接続プラグ１８が形成された金属膜２１の状態で、図２５に示されるように、半導体チップ１３が貼り付けられた両面接着シート４３に、半導体チップ１３が覆われるように接着絶縁シート４２を貼り付ける。この状態から、金属膜２１および金の薄膜２５をパターニングすることにより配線パターン１６を形成する。
【００６５】
この後に、配線パターン１６を含む接着絶縁シート４２上に、ソルダーレジスト膜４６、半田ボール１２を、この順で形成し、最後に接着絶縁シート４２および両面接着シート４３を、ダイシンラインＤＬに沿って切断することによっても、図２０に示す半導体装置４１に相当する半導体装置を形成することができる。なお、この変形例に係る方法によって形成された半導体装置は、配線パターン１６が接着絶縁シート４２に埋め込まれない他は、図２０に示される半導体装置４１と同様である。
【００６６】
この方法であっても、第３の実施形態に係る半導体装置の製造方法と同様に、半導体チップ１３の突起電極１７と配線パターン１６に接続される接続プラグ１８との接触不良による歩留まりの低下を抑制することができ、また、特殊な切断方法を適用することなく、高品質、高信頼性の半導体装置を一括形成することができる。
【００６７】
（第４の実施形態）
次に、第４の実施形態に係る半導体装置の製造方法によって製造された半導体装置について説明する。この半導体装置を裏面図は図１と同様である。従って、第４の実施形態に係る半導体装置の製造方法によって製造された半導体装置の説明は、図１の一点鎖線Ａ−Ａ´に沿って示す断面図である図２７を参照して説明する。なお、図２７において、図２の半導体装置１１と同一の箇所においては、図１の半導体装置１１と同一の符号を付すとともに説明を省略する。
【００６８】
図２７に示すように、半導体装置５１は、上層と下層の２層からなる半導体装置であり、下層には第１の半導体チップ１３−１、上層には第２の半導体チップ１３−２がそれぞれ配置されるとともに、それぞれが樹脂１５により覆われた装置である。第１の半導体チップ１３−１と第２の半導体チップ１３−２は、同一のチップであってもよいし、異なるチップであってもよいが、それぞれ図３に示されるような突起電極１７を有する半導体チップである。
【００６９】
樹脂１５は、第１の半導体チップ１３−１を覆う第１の樹脂層１５Ａと、第２の半導体チップ１３−２を覆う第２の樹脂層１５Ｂからなり、第１の樹脂層１５Ａ上に、第２の樹脂層１５Ｂが積層されて形成されている。このうち、第１の樹脂層１５Ａの裏面上には、第１の配線パターン１６−１が形成されている。この配線パターン１６−１は、ソルダーレジスト膜１４で覆われている。第１の配線パターン１６−１を覆うソルダーレジスト膜１４は、第１の実施形態と同様に半田ボール１２が形成される領域にそれぞれ開口を有しており、これらの開口に上述の半田ボール１２が形成されている。これにより、第１の配線パターン１６−１と半田ボール１２とは電気的に導通する。また、第１の樹脂層１５Ａの表面には、第２の配線パターン１６−２が形成されている。
【００７０】
第１の配線パターン１６−１と第２の配線パターン１６−２とは、第１の樹脂層１５Ａを貫通して設けられた円柱状の複数の層間接続ポスト５２により、電気的に接続されている。なお、図示はしないが、上述の第１の配線パターン１６−１および第２の配線パターン１６−２の一部は、第１、第２の半導体チップ１３−１、１３−２の外周部よりも外側に延伸されている。
【００７１】
第２の配線パターン１６−２の裏面上の所定の位置には第１の接続プラグ１８−１が形成されるとともに、第２の配線パターン１６−２の表面上の所定の位置には第２の接続プラグ１８−２が形成されている。これらの第１、第２の接続プラグ１８−１、１８−２は、それぞれ図４に示されるような円筒形状のものである。なお、第２の配線パターン１６−２、第１、第２の接続プラグ１８−１、１８−２および層間接続ポスト５２の周囲の表面は、これらの酸化を防止するために、金の薄膜２５で覆われていることが好ましい。
【００７２】
第１の接続プラグ１８−１の係合部内には、半導体チップ１３−１の突起電極１７が挿入、接触されている。これにより、第１の半導体チップ１３−１の突起電極１７と第２の配線パターン１６−２とは、電気的に接続される。これと同様に、第２の接続プラグ１８−２の係合部内には、第２の半導体チップ１３−２の突起電極１７が挿入、接触されている。これにより、第２の半導体チップ１３−２の突起電極１７と第２の配線パターン１６−２とは、電気的に接続される。
【００７３】
ここで、第１の樹脂層１５Ａは、それぞれ、第１の樹脂であるアンダーフィル樹脂等の封止樹脂１５Ａ−２、および第２の樹脂であるモールド樹脂等の絶縁樹脂１５Ａ−１からなる。封止樹脂１５Ａ−２は、第１の半導体チップ１３−１の裏面と第２の配線パターン１６−２との間を埋めるようにテーパ状に形成されている。そして、絶縁樹脂１５Ａ−１は、第１の半導体チップ１３−１の下面以外の周囲を、封止樹脂１５Ａ−２に接するように形成されている。
【００７４】
同様に、第２の樹脂層１５Ｂは、それぞれ、モールド樹脂等の絶縁樹脂１５Ｂ−１および、アンダーフィル樹脂等の封止樹脂１５Ｂ−２からなる。封止樹脂１５Ｂ−２は、第２の半導体チップ１３−２の裏面と第２の配線パターン１６−２との間を埋めるようにテーパ状に形成されている。そして、絶縁樹脂１５Ｂ−１は、第２の半導体チップ１３−２の下面以外の周囲を、封止樹脂１５Ｂ−２に接するように形成されている。
【００７５】
なお、絶縁樹脂１５Ａ−１、１５Ｂ−１および封止樹脂１５Ａ−２、１５Ｂ−２は、上述のように異なる材料によって構成されてもよいが、同一の材料によって構成されてもよい。
【００７６】
次に、第４の実施形態に係る半導体装置５１の製造方法について説明する。この方法は、図２８に示されるように、半導体装置５１の上層および第２の配線パターン１６−２を第１の実施形態と同様に形成した後、これを新たな支持板として、この支持板上に半導体装置５１の下層を形成する方法である。以下に、この方法を図２８乃至図３８を参照して詳細に説明する。図２８乃至図３８は、それぞれ第４の実施形態に係る半導体装置５１の製造方法を、図５の一点鎖線Ｂ−Ｂ´に沿って示す断面図である。
【００７７】
まず、図２８に示すように、第１の実施形態に係る半導体装置１１の製造方法の図５乃至図１５に示される工程に従って、第２の配線パターン１６−２まで形成する。以下に、この複数の第２の半導体チップ１３−２の集合体を支持板として、この支持板上に、第１の半導体チップ１３−１を含む下層を形成する工程を説明する。
【００７８】
図２９に示されるように、第２の配線パターン１６−２を含む第１の樹脂１５Ｂ上に、例えばＣＶＤ法により、導電性物質として、例えば銅等の金属膜５３を一様に形成する。この金属膜５３は、後の工程において第１の接続プラグ１８−１および、層間接続ポスト５２の一部を構成すると同時に、これらを電気めっき法により形成するために必要な金属薄膜である。従って、第１の接続プラグ１８−１および、層間接続ポスト５２を、金属めっき法以外の方法で形成することが可能であれば、必ずしも必要なものではない。
【００７９】
次に、図３０に示すように、金属膜５３上に、例えばスピンコータ等の方法により、感光性レジスト５４を一様に形成する。そして、この感光性レジスト５４を露光、現像することにより、感光性レジスト５４に、後に第１の接続プラグ１８−１を形成するための円筒状の開口５５−１および、層間接続ポスト５２を形成するための円柱状の開口５５−２を形成する。
【００８０】
次に、図３１に示すように、例えば電気めっき法により、開口５５−１、５５−２の内部に銅等の金属５６を形成し、開口５５−１に形成された金属５６により、第１の接続プラグ１８−１が形成される。この後、感光性レジスト５４上に、さらに感光性レジスト５７を一様に形成し、この感光性レジスト５７を露光、現像することにより、感光性レジスト５７に、円柱状の開口５８を形成する。円柱状の開口５８は、円柱状の開口５５−２上に、この開口５５−２の水平断面積と同等の断面積を有するように形成される。
【００８１】
次に、図３２に示すように、例えば電気めっき法により、円柱状の開口５８の内部に銅等の金属５９を形成する。この工程によって形成された金属５９と、図３１に示される工程により形成された金属５６により、層間接続ポスト５２が形成される。
【００８２】
次に、図３３に示すように、感光性レジスト５４、５７を除去する。この後、酸化を防止する目的のため、必要に応じて第２の配線パターン１６−２、第１の接続プラグ１８および層間接続ポスト５２上に、例えばＣＶＤ法により、金の薄膜２５を形成し、感光性レジスト５４下に形成されていた金属膜５３および金の薄膜２５を、例えばエッチングにより除去する。これにより、第２の配線パターン１６−２上に、第１の接続プラグ１８−１および層間接続ポスト５２が形成される。
【００８３】
次に、図３４に示すように、図１０、図１１に示される方法と同様にして、第１の半導体チップ１３−１の突起電極１７が第１の接続プラグ１８−１に挿入、接触されるように複数の第１の半導体チップ１３−１を配置、固定するとともに、第１の半導体チップ１３−１と第２の配線パターン１６−２との間に封止樹脂１５Ａ−２を形成することにより、第２の樹脂層１５Ｂ上に、複数の第１の半導体チップ１８−１が固定される。
【００８４】
次に、図３５に示すように、第１の半導体チップ１８−１および第２の配線パターン１６−２を含む第２の樹脂層１５Ｂ上に、層間接続ポスト５２が表面から露出するように、絶縁樹脂１５Ａ−１を形成する。これにより、第１の半導体チップ１８−１は、絶縁樹脂１５Ａ−１および封止樹脂１５Ａ−２からなる第１の樹脂層１５Ａで覆われる。
【００８５】
次に、図３６に示すように、層間接続ポスト５２の表面を含む第１の樹脂層１５Ａの表面に、ＣＶＤ法などにより、導電性物質として、例えば、銅等からなる金属膜５３´を形成する。なお、この金属膜５３´も、後の工程において第１の配線パターン１６−１の一部を構成すると同時に、これを電気めっき法により形成するために必要な金属薄膜である。従って、第１の配線パターン１６−１を、金属めっき法以外の方法で形成することが可能であれば、必ずしも必要なものではない。
【００８６】
次に、図３７に示すように、金属膜５３´上に感光性レジスト５４´を塗布した後、所望の第１の配線パターン１６−１に対応したパターンの開口を有するマスクを用いて感光性レジスト５４´を露光し、現像することにより、感光性レジスト５４´に、所望の第１の配線パターン１６−１に対応したパターンの開口５５´を形成する。
【００８７】
最後に、図３８に示すように、開口５５´に銅等の金属を形成し、感光性レジスト５４´を除去する。そして、感光性レジスト５４´の下に形成されていた金属膜５３´を除去することにより、第１の樹脂層１５Ａ上に第１の配線パターン１６−１を形成する。さらに、配線パターン１６−１を含む樹脂１５Ａ上の全面にソルダーレジスト膜１４を形成し、さらに、露光、現像工程により、ソルダーレジスト膜１４に、例えば格子状に開口を形成する。そして、これらの開口に半田ボール１２を形成する。この後に、ソルダーレジスト膜１４および、絶縁樹脂１５Ａ−１、絶縁樹脂１５Ｂ−１を、ダイシングラインＤＬに沿って切断することにより、図２７に示す半導体装置５１が形成される。
【００８８】
以上に説明したように、第４の実施形態に係る半導体装置５１の製造方法によれば、第１の半導体チップ１３−１に突起電極１７を形成するとともに、第２の配線パターン１６−２には第１の接続プラグ１８−１を形成し、第１の接続プラグ１８−１の係合部内に突起電極１７が挿入、接触されるように第１半導体チップ１３−１を配置、固定した後、第１の半導体チップ１３−１を封止樹脂１５Ａ−２により封止する。同様に、第２の半導体チップ１３−２に突起電極１７を形成するとともに、第２の配線パターン１６−２には第２の接続プラグ１８−２を形成し、第２の接続プラグ１８−２の係合部内に突起電極１７が挿入、接触されるように第２半導体チップ１３−２を配置、固定した後、第２の半導体チップ１３−２を封止樹脂１５Ｂ−２により封止する。従って、絶縁樹脂１５Ａ−１、１５Ｂ−１がそれぞれ硬化する際に収縮しても第１、第２の半導体チップ１３−１、１３−２の位置ずれは抑制される。従って、第１、第２の接続プラグ１８−１、１８−２と突起電極１７との電気的な接続不良は抑制される。さらに、突起電極１７は溶融させず、第１、第２の接続プラグ１８−１、１８−２に接触させることにより両者を導通させるため、突起電極の溶融に伴う両者の電気的な接続不良も抑制される。従って、歩留まりを低下させることなく、第１、第２の半導体チップ１３−１、１３−２を高密度実装した複数の半導体装置５１（マルチチップモジュール）を一括形成することができる。
【００８９】
なお、第４の実施形態に係る半導体装置５１は、半導体チップ１３−１、１３−２が２層に積層された構造であるが、複数の半導体チップ１３を複数層に積層してもよい。この場合の製造方法は、図２８に示すように、装置の完成後に最上層となる層を形成した後、図２９乃至図３７を複数回繰り返し、装置の完成後に最下層となる層を形成した後、図３８に従って半田ボール等を形成すればよい。
【００９０】
（第５の実施形態）
次に、第５の実施形態に係る半導体装置の製造方法について説明する。なお、この方法によって製造された半導体装置の裏面図は図１と同様である。従って、この方法によって製造された半導体装置の説明は、図１の一点鎖線Ａ−Ａ´に沿って示す断面図である図３９を参照して説明する。さらに、この方法によって製造された半導体装置は、第４の実施形態に係る半導体装置の製造方法によって製造された半導体装置５１と比較して、積層数が異なり、かつ、各層の半導体チップ１３は、紙面に対して垂直方向に位置がずれている他は構造が同一であるため、詳しい説明は省略し、簡単に説明する。
【００９１】
図３９に示すように、半導体装置６１は、最上層６２Ａ、中間層６２Ｂ、最下層６３Ｃの３層からなる。各層６２Ａ乃至６２Ｃには、それぞれ半導体チップ１３が、第１の樹脂である封止樹脂１５−２、および第２の樹脂である絶縁樹脂１５−１からなる樹脂１５により封止されている。各層６２Ａ乃至６２Ｃを構成する半導体チップ１３は、それぞれ同一の装置であってもよいし、異なる装置であってもよいが、それぞれ図３に示されるような突起電極１７を有する装置である。
【００９２】
また、中間層６２Ｂに封止された半導体チップ１３は、最上層６２Ａおよび最下層６２Ｃに封止された半導体チップ１３と比較して、紙面に対して垂直方向にずれて封止されている。
【００９３】
各層６２Ａ乃至６２Ｃの間および最下層６２Ｃの裏面には、それぞれ配線パターン１６が形成される。そして、これらの配線パターン１６は、最下層６２Ｃおよび中間層６２Ｂの樹脂１５を貫通して設けられた層間接続ポスト５２によって電気的に接続されている。また、各層６２Ａ乃至６２Ｃの間の配線パターン１６には、図４に示されるような複数の接続プラグ１８が形成されており、これらの接続プラグ１８内に、半導体チップ１３の突起電極１７が挿入、接触されるように、各半導体チップ１３が配置、固定されている。なお、各層６２Ａ乃至６２Ｃの間の配線パターン１６、これらの配線パターン１６に形成された接続プラグ１８および、層間接続ポスト５２の表面には、これらの酸化を防止するために金の薄膜２５が形成されることが好ましい。
【００９４】
このような半導体装置６１の製造方法は、図２８乃至図３７に示される半導体装置５１の製造方法を繰り返して最上層６２Ａ、中間層６２Ｂ、最下層６３Ｃの３層を形成した後、最終的に図３８に示されるように、ソルダーレジスト膜１４、半田ボール１２を形成すればよい。
【００９５】
第５の実施形態に係る半導体装置６１の製造方法によれば、最上層６２Ａの半導体チップ１３に突起電極１７を形成するとともに、配線パターン１６には接続プラグ１８を形成し、接続プラグ１８の係合部内に突起電極１７が挿入、接触されるように最上層６２Ａの半導体チップ１３を配置、固定後、最上層６２Ａの半導体チップ１３−１を封止樹脂１５−２により封止する。中間層６２Ｂ、最下層６３Ｃの半導体チップ１３についても、それぞれ同様に封止する。従って、各層の半導体チップ１３を封止する絶縁樹脂１５−１がそれぞれ硬化する際に収縮しても半導体チップ１３−１の位置ずれは抑制される。これにより、接続プラグ１８と突起電極１７との電気的な接続不良は抑制される。さらに、突起電極１７は溶融させず、各接続プラグ１８に接触させることにより両者を導通させるため、突起電極の溶融に伴う両者の電気的な接続不良も抑制される。従って、歩留まりを低下させることなく、複数の半導体チップ１３を高密度実装した複数の半導体装置６１（マルチチップモジュール）を一括形成することができる。
【００９６】
なお、第５の実施形態に係る半導体装置６１の製造方法においても、第４の実施形態に係る半導体装置５１の製造方法と同様に、複数の半導体チップ１３を４層以上の複数層に積層してもよい。
【００９７】
（第６の実施形態）
次に、第６の実施形態に係る半導体装置の製造方法によって製造された半導体装置について説明する。この半導体装置の裏面図は図１と同様である。従って、こ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の説明は、図１の一点鎖線Ａ−Ａ´に沿って示す断面図である図４０を参照して説明する。なお、図４０において、図２の半導体装置１１と同一の箇所においては、図１の半導体装置１１と同一の符号を付すとともに説明を省略する。
【００９８】
図４０に示すように、半導体装置７１は、図２の半導体装置１１と比較して、半導体チップ１３とともに、チップ部品７２が配線１６パターンに接続される点が異なっている。チップ部品７２は、例えば抵抗、キャパシタ等の受動部品である。
【００９９】
配線パターン１６上には、半導体チップ１３の突起電極１７が挿入、接触される接続プラグ１８が形成されており、この接続プラグ１８を介して半導体チップ１３は配線パターン１６に接続されている。また、配線パターン１６上には、チップ部品７２の接続端子（図示せず）が接触するチップ部品接続パッド７３が形成されており、このチップ部品接続パッド７３を介してチップ部品７２は配線パターン１６に接続されている。なお、チップ部品７２の接続端子（図示せず）は、例えばチップ部品７２の下面の両端から長方形状に露出するように形成された外部電極である。
【０１００】
図４１は、接続プラグ１８およびチップ部品接続パッド７３を示す拡大された上面図である。図４１に示すように、接続プラグ１８は上述の各実施形態と同様に円筒形状である。これに対してチップ部品接続パッド７３は、それぞれが、水平断面が長方形の四角柱状であり、これらが、チップ部品７２の接続端子間の距離だけ離れるように互いに離間し、かつ互いに絶縁されて設けられている。
【０１０１】
なお、配線パターン１６、接続プラグ１８およびチップ部品接続パッド７３上は、これらの酸化を防止するために金の薄膜２５で覆われていることが好ましい。
【０１０２】
再び図４０を参照する。チップ部品接続パッド７３の周囲には導電性接合体７４が設けられている。そして、チップ部品７２は、この接続端子がチップ部品接続パッド７３に接触するとともに、チップ部品７２の下面が導電性接合体７４に接触して、チップ部品接続パッド７３上に固定されている。
【０１０３】
このチップ部品７２および、第１の樹脂である封止樹脂１５−２により固定された半導体チップ１３の周囲は、第２の樹脂である絶縁樹脂１５−１により覆われている。
【０１０４】
次に、上述の半導体装置７１の製造方法について説明する。この方法は、第１の実施形態に係る半導体装置１１の製造方法と基本的に同様であり、半導体チップ１３とともにチップ部品７２を配置、固定する方法である。以下に、この方法を図４２乃至図５２を参照して詳細に説明する。図４２乃至図５２は、それぞれ第６の実施形態に係る半導体装置７１の製造方法を、図５の一点鎖線Ｂ−Ｂ´に沿って示す断面図である。
【０１０５】
まず、第１の実施形態において図５を参照して説明したように、例えばガラス板からなる平坦な支持板１９上に、例えば耐熱性接着剤２０を用いて、例えば銅からなる薄板状若しくは箔状の金属膜２１を貼り付ける。この後、図４２に示すように、金属膜２１上に、例えばスピンコータ等の方法により、感光性レジスト２２を一様に形成する。そして、この感光性レジスト２２を露光、現像することにより、感光性レジスト２２に、後に接続プラグ１８を形成するための円筒状の開口２３および、後にチップ部品接続パッド７３を形成するための四角柱状の開口７５を形成する。
【０１０６】
次に、図４３に示すように、例えば電気めっき法により、円筒状の開口２３の内部および四角柱状の開口７５の内部に銅等の金属２４を形成する。
【０１０７】
次に、図４４に示すように、感光性レジスト２２を例えばアッシング等により除去することにより、金属膜２１上に、円筒状の接続プラグ１８および四角柱状のチップ部品接続パッド７３を形成する。
【０１０８】
次に、図４５に示すように、接続プラグ１８およびチップ部品接続パッド７３を含む金属膜２１上に、金の薄膜２５を、例えばＣＶＤ法により形成する。
【０１０９】
次に、図４６に示すように、第１の実施形態において図１０、図１１を参照して説明したように、半導体チップ１３の突起電極１７が接続プラグ１８内に挿入、接触するように半導体チップ１３の位置合わせを行い、金属膜２１上に半導体チップ１３を配置、固定する。そして、接続プラグ１８を含む金属膜２１と半導体チップ１３との間に、封止樹脂１５−２を形成する。これにより、半導体チップ１３は、金属膜２１上により強固に固定される。一方で、チップ部品接続パッド７３の周囲に、導電性接合体７４を設ける。導電性接合体７４として、例えば半田ペーストを用いる場合には、ディスペンス法により導電性接合体７４を設ければよい。
【０１１０】
次に、図４７に示すように、チップ部品７２の接続端子（図示せず）とチップ部品接続パッド７３との位置を合わせた後、チップ部品７２をチップ部品接続パッド７３および導電性接合体７４上に配置する。そして、チップ部品７２の吸着治具（図示せず）を加熱することにより、チップ部品７２の接続端子とチップ部品接続パッド７３とをはんだ接合する。これにより、チップ部品７２は、チップ部品接続パッド７３上に固定する。
【０１１１】
後の工程は、第１の実施形態において図１２乃至図１６を参照して説明した方法と同様であるため、簡単に説明する。すなわち、まず図４８に示されるように、半導体チップ１３およびチップ部品７２を含む金属膜２１上の全面を絶縁樹脂１５−１で覆い、これを硬化させる。次に、図４９に示されるように、金属膜２１から支持板１９を剥がし、全体を上下反転させる。次に、図５０に示されるように、金属膜２１上に感光性レジスト２６を塗布した後、感光性レジスト２６に所望の配線パターン１６に対応した開口２７を形成する。次に、図５１に示されるように、感光性レジスト２６をマスクとして金属膜２１をエッチングすることにより、絶縁樹脂１５−１および封止樹脂１５−２からなる樹脂１５の表面上に、配線パターン１６を形成する。最後に、図５２に示されるように、配線パターン１６を含む樹脂１５上の全面にソルダーレジスト膜１４を形成する。さらに、露光、現像工程により、ソルダーレジスト膜１４に、例えば格子状に開口を形成する。そして、これらの開口に半田ボール１２を形成する。この後に、ソルダーレジスト膜１４および絶縁樹脂１５−１を、ダイシングラインＤＬに沿って切断することにより、図４０に示す半導体装置７１が形成される。
【０１１２】
以上に説明したように、第６の実施形態に係る半導体装置７１の製造方法によれば、複数の半導体チップ１３にそれぞれ形成された突起電極１７が、円筒状の接続プラグ１８の係合部内に挿入、接触するように半導体チップ１３を配置、固定するとともに、チップ部品７２をチップ部品接続パッド７３にはんだ接合する。この後、複数の半導体チップ１３およびチップ部品７３を封止樹脂１５−２により封止する。従って、絶縁樹脂１５−１が硬化する際に収縮しても半導体チップ１３およびチップ部品７３の位置ずれは抑制される。これにより、接続プラグ１８と突起電極１７との電気的な接続不良、チップ部品接続パッド７３とチップ部品７２の接続端子との電気的な接続不良は抑制される。さらに、突起電極１７は溶融させず、接続プラグ１８に接触させることにより両者を導通させるため、突起電極１７の溶融に伴う電気的な接続不良も抑制される。従って、歩留まりを低下させることなく、複数の半導体装置７１を一括形成することができる。
【０１１３】
（第７の実施形態）
次に、第７の実施形態に係る半導体装置の製造方法によって製造された半導体装置について説明する。この半導体装置の裏面図は図１と同様である。従って、こ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の説明は、図１の一点鎖線Ａ−Ａ´に沿って示す断面図である図５３を参照して説明する。なお、この半導体装置の説明においては、図２７に示される半導体装置５１と比較して説明し、同一の箇所においては、同一の符号を付すとともに説明を省略する。
【０１１４】
図５３に示すように、半導体装置８１は、第４の実施形態に係る半導体装置５１と比較して、上層には、第２の半導体チップ１３−２とともに、第６の実施形態において説明したチップ部品７２が形成された点が異なる。すなわち、第７の実施形態に係る半導体装置８１は、上層と下層の２層からなる半導体装置であり、下層には第１の半導体チップ１３−１、上層には第２の半導体チップ１３−２およびチップ部品７２が、それぞれ樹脂１５により覆われた装置である。
【０１１５】
これに伴って、第２の配線パターン１６−２上の所定の位置には、第２の半導体チップ１３−２と第２の配線パターン１６−２とを接続する第２の接続プラグ１８−２が形成されるとともに、チップ部品７２と第２の配線パターン１６−２とを接続するチップ部品接続パッド７３が形成されている。
【０１１６】
以上に説明した第７の実施形態に係る半導体装置８１は、以下のようにして製造される。すなわち、第６の実施形態に係る半導体装置７１の製造方法と同様に、図４２乃至図５１に示される方法に従って第２の半導体チップ１３−２およびチップ部品７２を含む上層および第２の配線パターン１６−２を形成した後、第４の実施形態に係る半導体装置５１の製造方法である図２８乃至図３８に示される方法に従ってこの第２の配線パターン１６−２上に、第１の半導体チップ１３−１を含む下層を形成し、続いて第１の配線パターン１６−１、ソルダーレジスト膜１４および半田ボール１２を形成する。これにより、図５３に示される半導体装置８１が形成される。
【０１１７】
以上に説明したように、第７の実施形態に係る半導体装置８１の製造方法によれば、複数の第１、第２の半導体チップ１３−１、１３−２にそれぞれ突起電極１７を形成するとともに、第２の配線パターン１６−２には第１、第２の接続プラグ１８−１、１８−２を形成し、第１、第２の接続プラグ１８−１、１８−２の係合部内に突起電極１７が挿入、接触されるように第１、第２の半導体チップ１３−１、１３−２を配置、固定する。さらに、第２の配線パターン１６−２にはチップ部品接続パッド７３を形成し、チップ部品７２は、このパッド７３に接続されるように配置、固定する。そして、第１、第２の半導体チップ１３−１、１３−２およびチップ部品７２は、それぞれ封止樹脂１５Ａ−２、１５Ｂ−２によってそれぞれ封止される。従って、絶縁樹脂１５Ａ−１、１５Ｂ−１がそれぞれ硬化する際に収縮しても半導体チップ１３−１、１３−２およびチップ部品７２の位置ずれはそれぞれ抑制される。従って、第１、第２の接続プラグ１８−１、１８−２と突起電極１７との電気的な接続不良および、チップ部品７２の接続端子とチップ部品接続パッド７３との電気的な接続不良は抑制される。さらに、突起電極１７は溶融させず、第１、第２の接続プラグ１８−１、１８−２に接触させることにより両者を導通させるため、突起電極の溶融に伴う両者の電気的な接続不良も抑制される。従って、歩留まりを低下させることなく、第１、第２の半導体チップ１３−１、１３−２およびチップ部品７２を高密度実装した複数の半導体装置８１（マルチチップモジュール）を一括形成することができる。
【０１１８】
なお、第７の実施形態に係る半導体装置８１は、半導体チップ１３−１、１３−２およびチップ部品７２が２層に積層された構造であるが、複数の半導体チップ１３およびチップ部品７２を複数層に積層してもよい。この場合の製造方法は、第４の実施形態に係る半導体装置５１の製造方法において説明したように、装置の最上層となる層を形成した後、これを支持基板とみなしてこの支持基板上に少なくとも１層の中間層および最下層を形成し、最後に半田ボール等を形成すればよい。
【０１１９】
（第８の実施形態）
次に、第８の実施形態に係る半導体装置の製造方法によって製造された半導体装置について説明する。この半導体装置を裏面から見た平面図は図１と同様である。従って、第８の実施形態に係る半導体装置の製造方法によって製造された半導体装置の説明は、図１の一点鎖線Ａ−Ａ´に沿って示す断面図である図５４を参照して説明する。
【０１２０】
図５４に示すように、半導体装置９１は、半導体チップ１３およびチップ部品７２の周囲が樹脂１５により覆われた装置である。半導体チップ１３を覆う樹脂１５の裏面上には、配線パターン１６が形成されている。この配線パターン１６は、ソルダーレジスト膜１４で覆われている。配線パターン１６を覆うソルダーレジスト膜１４は、上述した半田ボール１２が形成される領域にそれぞれ開口を有しており、これらの開口に上述の半田ボール１２が形成されている。これにより、配線パターン１６と半田ボール１２とを電気的に導通させる。なお、図示はしないが、配線パターン１６の一部は、半導体チップ１３の外周部よりも外側に延伸されている。
【０１２１】
半導体チップ１３の裏面には、上述の各実施形態と同様に、複数の突起電極１７が形成されている。また、第６の実施形態において説明したように、チップ部品７２の裏面の両端からは、長方形状の接続端子が露出している。
【０１２２】
半導体チップ９１を覆う樹脂１５は、モールド樹脂等の絶縁樹脂１５−１および異方性導電膜９２からなる。このうち、第１の樹脂である異方性導電膜９２は、半導体チップ１３およびチップ部品７２を含む配線パターン１６上の領域に形成されている。半導体チップ１３は、このチップ１３の突起電極１７が異方性導電膜９２に埋め込まれ、チップ１３の裏面が異方性導電膜９２に接するように貼り付けられる。また、チップ部品７２は、少なくともチップ部品７２の接続端子が異方性導電膜９２に接触するように、一部が異方性導電膜９２に埋め込まれるように貼り付けられる。また、第２の樹脂である絶縁樹脂１５−１は、半導体チップ１３およびチップ部品７２のうち、異方性導電膜９２から露出した部分を覆うように形成されている。
【０１２３】
ここで、異方性導電膜９２は、一定の方向にのみ電気が導通し、他の方向には電気が導通しない性質を有する樹脂である。半導体装置９１において、異方性導電膜９２は、図５４の矢印９３に示すように、垂直方向にのみ導通するように形成されている。すなわち、異方性導電膜９２のうち、突起電極１７に係合される部分および、この部分と配線パターン１６との間の部分が接続導体として機能する。また、異方性導電膜９２のうち、チップ部品７２の接続端子に接触する部分および、この部分と配線パターン１６との間の部分がチップ部品接続パッドとして機能する。これにより、配線パターン１６と半導体チップ１３の突起電極１７とが導通するとともに、配線パターン１６とチップ部品７２の接続端子（図示せず）とが導通し、半導体チップ１３の突起電極１７とチップ部品７２の接続端子とは非導通となる。
【０１２４】
この半導体装置９１は、以下のようにして製造される。すなわち、まず、支持板１９上に耐熱性接着剤２０によって、後に配線パターン１６となる金属膜２１を張り合わせる。この金属膜２１上の所定の位置に、異方性導電膜９２を貼り付ける。次に、異方性導電膜９２上に半導体チップ１３およびチップ部品７２を貼り付けて固定する。次に、半導体チップ１３およびチップ部品７２を絶縁樹脂１５−１で覆い、これを硬化させた後に支持板１９を剥がす。最後に、上述の各実施形態において説明したように、配線パターン１６、ソルダーレジスト膜１４および半田ボール１２をこの順で形成し、ダイシングを行うことにより、図５４に示される半導体装置９１が製造される。
【０１２５】
以上に説明したように、第８の実施形態に係る半導体装置９１の製造方法によれば、半導体チップ１３およびチップ部品７２を異方性導電膜９２に貼り付けて固定した後に全体を絶縁樹脂１５−１で封止する。従って、絶縁樹脂１５−１が硬化する際に半導体チップ１３およびチップ部品７２の位置がずれることはない。従って、半導体チップ１３およびチップ部品７２と配線パターン１６との電気的な接続不良も抑制される。これにより、歩留まりを低下させることなく、複数の半導体装置９１を一括形成することができる。
【０１２６】
以上に、本発明の各実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明した。しかし、本発明は、上述の各実施形態に限定されるものではない。例えば、接続プラグ１８は、上述のような円筒形状に限定されるものではない。
【０１２７】
図５５、図５７は、接続プラグの各変形例を、図１の一点鎖線Ａ−Ａ´に沿って拡大して示す断面図である。そして、図５６は、図５５に示す接続プラグの上面図であり、図５８は、図５７に示す接続プラグの上面図である。
【０１２８】
図５５および図５６に示されるように、第１の変形例に係る接続プラグ１１８は、一つの突起電極１７に対して複数の円筒状の接続プラグ１１８Ａが形成されたものである。すなわち、第１の変形例に係る接続プラグ１１８は、複数の係合部１１８Ｂを有する構造である。なお、複数の接続プラグ１１８Ａは、例えば接続プラグ１１８となる領域内に、最密になるように規則的に配列形成されてもよいし、ランダムに配列形成されてもよい。
【０１２９】
また、図５７および図５８に示されるように、第２の変形例に係る接続プラグ２１８は、図４に示される接続プラグ２１と同様に、中央部分に係合部２１８Ａを有する円筒形状であり、円筒を形成する側壁部２１８Ｂの上面には、周方向沿った円弧状の複数の係合部２１８Ｃが形成されている。
【０１３０】
なお、これらの製造方法は、例えば第１の実施形態の半導体装置１１に対して適用する場合には、図６に示される工程において、感光性レジスト２２に、これらの接続プラグ１１８、２１８の形状に対応した開口を形成し、この開口内に電気めっき法などにより銅等を形成すればよい。
【０１３１】
このような第１、第２の変形例に係る接続プラグ１１８、２１８を形成することにより、半導体チップ１３の位置合わせの際に、多少の位置合わせずれが発生しても、突起電極１７が接続プラグ１１８、２１８に設けた多数の係合部１１８Ｂ、２１８Ａ、２１８Ｃのいずれかに挿入、接触する。従って、半導体チップ１３の位置合わせずれに要求される精度を低下させることができ、半導体装置の製造が容易になる。
【０１３２】
また、本発明の実施形態は、上述の各実施形態を適宜組み合わせてもよい。例えば、第４乃至第７の実施形態に係る半導体装置５１、６１、７１、８１の製造方法に対して、第２の実施形態に係る半導体装置３１の製造方法を適用してもよい。
【０１３３】
また、第４乃至第８の実施形態に係る半導体装置５１、６１、７１、８１、９１の製造方法に対して、第３の実施形態に係る半導体装置４１の製造方法を適用してもよい。
【０１３４】
なお、このような組み合わせによる実施形態以外であっても、上述の各実施形態に係る半導体装置１１、３１、４１、５１、６１、７１、８１、９１の製造方法において、配線パターン１６（第１の配線パターン１６−１）のうち、半田ボール１２と接触する領域には、金属拡散防止処理を施してもよい。
【符号の説明】
【０１３５】
１１、３１、４１、５１、６１、７１、８１、９１・・・半導体装置
１２・・・半田ボール
１３・・・半導体チップ
１３−１・・・第１の半導体チップ
１３−２・・・第２の半導体チップ
１４、４６・・・ソルダーレジスト膜
１５・・・樹脂
１５−１・・・絶縁樹脂
１５−２・・・封止樹脂
１５Ａ・・・第１の樹脂層
１５Ｂ・・・第２の樹脂層
１５Ａ−１、１５Ｂ−１・・・絶縁樹脂
１５Ａ−２、１５Ｂ−２・・・封止樹脂
１６、４５・・・配線パターン
１６−１・・・第１の配線パターン
１６−２・・・第２の配線パターン
１７・・・突起電極
１８・・・接続プラグ
１８−１・・・第１の接続プラグ
１８−２・・・第２の接続プラグ
１９・・・支持板
２０・・・耐熱性接着剤
２１、５３、５３´・・・金属膜
２２、２６、５４、５４´、５６・・・感光性レジスト
２３・・・円筒状の開口
２４、５６、５９・・・銅等の金属
２５・・・金の薄膜
２７、５５´・・・（第１の）配線パターンを形成するための開口
３２、４２・・・接着絶縁シート
４３・・・両面接着シート
４４・・・ベース板
４７・・・支持シート
５２・・・層間接続ポスト
５５−１・・・円筒状の開口
５５−２、５８・・・円柱状の開口
６２Ａ・・・最上層
６２Ｂ・・・中間層
６２Ｃ・・・最下層
７２・・・チップ部品
７３・・・チップ部品接続パッド
７４・・・導電性接合体
７５・・・四角柱状の開口
９２・・・異方性導電膜
１１８・・・第１の変形例の接続プラグ
１１８Ａ・・・第１の変形例の接続プラグを構成する接続プラグ
１１８Ｂ・・・係合部
２１８・・・第２の変形例の接続プラグ
２１８Ａ・・・中央部分の係合部
２１８Ｂ・・・側壁部
２１８Ｃ・・・円弧状の係合部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持板上に金属膜を形成する工程と、
この金属膜上に、係合部を有する複数の接続導体を形成する工程と、
これらの各接続導体の前記係合部内に、複数の半導体チップにそれぞれ設けられた突起状の第１の外部電極をそれぞれ挿入させ、かつ接触させるとともに、前記複数の半導体チップと前記金属膜との間に第１の樹脂を形成する工程と、
前記複数の半導体チップを第２の樹脂で覆い、これを硬化させる工程と、
少なくとも前記金属膜をエッチングすることにより、前記接続導体に電気的に接続された配線パターンを形成する工程と、
前記配線パターンの一部に電気的に接続されるとともに、前記配線パターンの他の部分とは絶縁物によって絶縁されるように第２の外部電極を形成する工程と、
それぞれの前記半導体チップの周囲およびその上方の前記第２の樹脂を切断する工程と、
を具備することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
両面接着シートの表面に、突起状の第１の外部電極を有する複数の半導体チップを貼り付けるとともに、前記両面接着シートの裏面のうち、前記複数の半導体チップに対応する位置に、それぞれベース板を貼り付ける工程と、
少なくとも係合部を有する複数の接続導体を樹脂で覆う工程と、
この樹脂に前記複数の半導体チップを埋め込むとともに、各前記接続導体の前記係合部内に、前記複数の半導体チップの前記第１の外部電極をそれぞれ挿入させ、かつ接触させる工程と、
前記樹脂を硬化させる工程と、
前記複数の接続導体に接続された配線パターンの一部に電気的に接続されるとともに、前記配線パターンの他の部分とは絶縁物によって絶縁されるように第２の外部電極を形成する工程と、
それぞれの前記半導体チップの周囲およびその上方の前記両面接着シートおよび前記樹脂を切断する工程と、
を具備することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記複数の接続導体は、それぞれ複数の係合部を有することを特徴とする請求項１または２に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記複数の接続導体は、金の薄膜で覆われていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
突起状の第１の外部電極が設けられた半導体チップと、
この半導体チップを覆うように形成された樹脂と、
この樹脂の裏面に形成された配線パターンと、
この配線パターンの表面に形成され、前記第１の外部電極が挿入され、かつ接触される係合部を有する接続導体と、
前記配線パターンを含む前記樹脂の下面に、前記配線パターンの一部が露出するように形成された配線保護膜と、
この配線保護膜から露出した前記配線パターンに接触するように形成された第２の外部電極と、
を具備することを特徴とする半導体装置。
【請求項１】
支持板上に金属膜を形成する工程と、
この金属膜上に、係合部を有する複数の接続導体を形成する工程と、
これらの各接続導体の前記係合部内に、複数の半導体チップにそれぞれ設けられた突起状の第１の外部電極をそれぞれ挿入させ、かつ接触させるとともに、前記複数の半導体チップと前記金属膜との間に第１の樹脂を形成する工程と、
前記複数の半導体チップを第２の樹脂で覆い、これを硬化させる工程と、
少なくとも前記金属膜をエッチングすることにより、前記接続導体に電気的に接続された配線パターンを形成する工程と、
前記配線パターンの一部に電気的に接続されるとともに、前記配線パターンの他の部分とは絶縁物によって絶縁されるように第２の外部電極を形成する工程と、
それぞれの前記半導体チップの周囲およびその上方の前記第２の樹脂を切断する工程と、
を具備することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
両面接着シートの表面に、突起状の第１の外部電極を有する複数の半導体チップを貼り付けるとともに、前記両面接着シートの裏面のうち、前記複数の半導体チップに対応する位置に、それぞれベース板を貼り付ける工程と、
少なくとも係合部を有する複数の接続導体を樹脂で覆う工程と、
この樹脂に前記複数の半導体チップを埋め込むとともに、各前記接続導体の前記係合部内に、前記複数の半導体チップの前記第１の外部電極をそれぞれ挿入させ、かつ接触させる工程と、
前記樹脂を硬化させる工程と、
前記複数の接続導体に接続された配線パターンの一部に電気的に接続されるとともに、前記配線パターンの他の部分とは絶縁物によって絶縁されるように第２の外部電極を形成する工程と、
それぞれの前記半導体チップの周囲およびその上方の前記両面接着シートおよび前記樹脂を切断する工程と、
を具備することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記複数の接続導体は、それぞれ複数の係合部を有することを特徴とする請求項１または２に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記複数の接続導体は、金の薄膜で覆われていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
突起状の第１の外部電極が設けられた半導体チップと、
この半導体チップを覆うように形成された樹脂と、
この樹脂の裏面に形成された配線パターンと、
この配線パターンの表面に形成され、前記第１の外部電極が挿入され、かつ接触される係合部を有する接続導体と、
前記配線パターンを含む前記樹脂の下面に、前記配線パターンの一部が露出するように形成された配線保護膜と、
この配線保護膜から露出した前記配線パターンに接触するように形成された第２の外部電極と、
を具備することを特徴とする半導体装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【図４０】
【図４１】
【図４２】
【図４３】
【図４４】
【図４５】
【図４６】
【図４７】
【図４８】
【図４９】
【図５０】
【図５１】
【図５２】
【図５３】
【図５４】
【図５５】
【図５６】
【図５７】
【図５８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【図４０】
【図４１】
【図４２】
【図４３】
【図４４】
【図４５】
【図４６】
【図４７】
【図４８】
【図４９】
【図５０】
【図５１】
【図５２】
【図５３】
【図５４】
【図５５】
【図５６】
【図５７】
【図５８】
【公開番号】特開２０１１−１８７６８１（Ｐ２０１１−１８７６８１Ａ）
【公開日】平成２３年９月２２日（２０１１．９．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−５１４２８（Ｐ２０１０−５１４２８）
【出願日】平成２２年３月９日（２０１０．３．９）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月２２日（２０１１．９．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月９日（２０１０．３．９）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
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