专利名称：半导体器件晶片的接合方法
技术领域：
本发明涉及将多个半导体器件晶片彼此接合的半导体器件晶片的接合方法。
背景技术：
在半导体器件的制造エ艺中，在半导体器件晶片的表面，在通过被称作间隔道的分割预定线划分出的各区域中形成有IC或LSI等器件。并且，通过沿着分割预定线将半导体器件晶片分割为芯片，制造出ー个个半导体器件。这样制造出的半导体器件被广泛应用于各种电器设备。近年来，为了实现电气设备的小型化/薄型化，层叠多个半导体器件而构成的层 叠型半导体器件已经得到实际应用。在制造这种层叠型半导体器件时，在形成了由多个半导体器件晶片层叠而成的层叠晶片后，通过切削装置沿着分割预定线切削层叠晶片而分割为芯片。另ー方面，作为用于实现半导体器件芯片的轻薄短小化的技术，如下的被称作倒装接合的安装技术已得到实际应用在器件表面形成多个被称作凸块的凸起电极，使这些凸块与形成在布线基板上的电极相对而直接进行接合(例如參照日本特开2001-237278号公报)。在将形成有多个带有凸块的半导体器件的半导体器件晶片接合于另ー个半导体器件晶片来形成层叠晶片时，使用了各向异性导电膜(Anisotoropic Conductive Film ACF)或各向异性导电膏(Anisotoropic Conductive Paste ACP)等各向异性导电材料(各向异性导电体)。各向异性导电膜是使由镍、金等的直径几μ m的球体构成的导电性金属粒子分散到热硬化性环氧树脂中，井形成为膜状。关于导电性粒子的结构，主要是从内侧起层叠镍层、镀金层，并且在最外侧层叠绝缘层而形成的。将膏状的导电材料称作各向异性导电膏。例如，在晶片之间借助各向异性导电材料将半导体器件晶片彼此层叠之后，ー边进行加热ー边用压盘等对半导体器件晶片进行加压，由此使得分散于夹在凸块部分之间的各向异性导电材料内的导电性金属粒子接触重叠，形成导电路径。处于未施加压カ的凸块之间的导电性金属粒子保持绝缘性，因此，横向排列的凸块之间的绝缘得以保持。即，形成纵向具有导电性、横向保持绝缘性的各向异性。因此，即使减小横向的凸块之间的间隔，也不会引起短路而将半导体器件晶片彼此接合。专利文献I日本特开2001-237278号公报专利文献2国际再公表公报TO2008/111615伴随近年来的电子设备的小型化、薄型化、高功能化，半导体器件芯片的凸块之间的间距也不断变窄，可能会在凸块之间填充各向异性导电材料时，在凸块之间形成导电路径
发明内容
本发明正是鉴于这种问题而完成的，其目的在于，提供ー种不会在凸块之间形成导电路径且使用了各向异性导电材料的半导体器件晶片的接合方法。根据本发明，提供一种半导体器件晶片的接合方法，将形成有多个具备多个凸起电极的半导体器件的第一半导体器件晶片接合于具备与该凸起电极对应的电极的第二半导体器件晶片，该半导体晶片的接合方法的特征在于，具有以下步骤绝缘体覆盖步骤，用绝缘体覆盖第一半导体器件晶片的该凸起电极侧，将该绝缘体填充到该凸起电极之间；凸起电极端面露出步骤，使覆盖有该绝缘体的第一半导体器件晶片的该凸起电极侧平坦，并且使该凸起电极的端面露出；以及接合步骤，在实施了该凸起电极端面露出步骤后，使各向异性导电体介入到具有与该凸起电极对应的电极的第二半导体器件晶片的该电极与第一半导体器件晶片的该凸起电极之间，将第一半导体器件晶片与第二半导体器件晶片接合，将该电极与该凸起电极连接。根据本发明的半导体器件晶片的接合方法，在凸起电极之间填充绝缘体后，借助各向异性导电材料将半导体器件晶片彼此接合，因此不会在凸起电极之间形成导电路径。此外，在凸起电极之间填充绝缘体，并且使覆盖于凸起电极侧的绝缘体平坦，因此，能够使凸起电极的高度均匀，并防止因高度偏差引起的连接不良。并且，在使凸起电极平坦时，在接触大气的部分中会形成几埃的氧化膜。为了去除氧化膜，需要实施干蚀刻或湿蚀刻等处理，但是存在很难仅对凸起电极端面进行蚀刻的问题。但是，在本发明中，借助各向异性导电材料将半导体器件晶片彼此接合，因此，通过在接合时使各向异性导电材料的导电性金属粒子刺破氧化膜来形成导电路径，从而不需要去除氧化膜。
图I是本发明实施方式的半导体器件芯片的安装方法的流程图。图2是形成有多个带有凸块的半导体器件的半导体器件晶片的立体图。图3是半导体器件晶片的概略侧视图。图4是示出绝缘体覆盖步骤的部分截面侧视图。图5是示出凸起电极端面露出步骤的部分截面侧视图。图6是实施凸起电极端面露出步骤后的半导体器件晶片的部分截面侧视图。图7是示出接合步骤的部分截面侧视图。图8是不出分割步骤的部分截面侧视图。标号说明11 :半导体器件晶片；13 :分割预定线(间隔道)；15 :半导体器件(半导体器件芯片)；17 :凸块(凸起电极)；10 :NCF或NCP ；24 :第二半导体器件晶片；26 :贯通电极；28 :各向异性导电膜(ACF) ；32 :层叠晶片；34 :层叠器件芯片。
具体实施例方式下面，參照附图来详细地说明本发明的实施方式。在本发明实施方式的半导体器件晶片的接合方法中，首先在图I所示的流程图的步骤SlO中，准备带有凸起电极(凸块)的半导体器件晶片11。如图2所示，半导体器件晶片11具有正面Ila和背面11b，在正面Ila中彼此垂直地形成有多个分割预定线(间隔道)13，在分割预定线13所划分出的各区域中分别形成有半导体器件15。如图2的放大图所示，在各半导体器件15的四个边上形成有多个凸起状的凸块17。在各半导体器件15的四边上形成有凸块17，因此半导体器件晶片11具有形成有凸块17的凸块形成区域19和围绕凸块形成区域19的外周凸块未形成区域21。图3示出了半导体器件晶片11的概略侧视图。接着，在图I的步骤Sll中实施绝缘体覆盖步骤。即，在绝缘体覆盖步骤中，如图4所示，在半导体器件晶片11的形成有凸块17的面(凸起电极面)Ila上贴附非导电性粘接膜(Non Conductive Film :NCF) 10，并用非导电性粘接膜10对凸块17之间进行填充。NCF例如由环氧树脂形成。也可以替代NCF而使用非导电性粘接膏(Non Conductive Paste NCP)。在实施绝缘体覆盖步骤后，进入图I的步骤S12，实施凸起电极端面露出步骤。即，在该凸起电极端面露出步骤中，用刀具切削贴附在半导体器件晶片11上的NCF10，使凸块17露出，并且使凸块17的高度一致。參照图5，示出了利用刀具切削装置12来实施凸起电极端面露出步骤的状态的部分截面侧视图。利用刀具切削装置12的卡盘台14吸附保持已覆盖了 NCF 10后的半导体器件晶片11。在刀具切削装置12的主轴16的前端固定有安装部18，装配着刀具22的刀具轮20以可拆装的方式固定于该安装部18。ー边使刀具轮20沿箭头Rl方向旋转，ー边使卡盘台14沿箭头Y方向低速地进行加工进给，由此来切削非导电性粘接膜(NCF)IO，使NCF 10平坦，并且使凸块17的端面露出。图6示出了实施凸起电极端面露出步骤后的部分截面侧视图。从图6可知，凸块17露出，且在相邻的凸块之间填充有NCF 10。在实施凸起电极端面露出步骤后，进入图I的步骤S13，在半导体器件晶片11上配设ACF(各向异性导电膜)28。也可以如图7所示，将ACF(各向异性导电膜)28配设在第二半导体器件晶片24上。第二半导体器件晶片24具有与半导体器件晶片11的凸块17对应的多个贯通电极26。也可以替代ACF而使用ACP (各向异性导电膏)。接着，进入步骤S14，在使半导体器件晶片11的凸块(凸起电极)17与第二半导体器件晶片24的贯通电极26对应的状态下，将半导体器件晶片11搭载到第二半导体器件晶片24上。并且，一边用加热器等进行加热ー边用橡胶等具有弾力的压盘对半导体器件晶片11进行加压，此时，使得分散于夹在凸块17部分之间的各向异性导电膜28内的导电性金属粒子接触重叠，形成连接半导体器件晶片11的凸块17与第二半导体器件晶片24的贯通电极26的导电路径。在一边加热ー边加压时，由于非导电性粘接膜(NCF) 10介于相邻的凸块17之间，因此，能够在即使减小横向的凸块17彼此的间隔也不会引起短路的情况下，将半导体器件晶片11接合于第二半导体器件晶片24而形成层叠晶片32。接着，ー边用切削装置的卡盘台吸附保持着层叠晶片32，一边如图8所示，用切削刀具30沿着分割预定线13对层叠晶片32进行切削，分割为层叠器件芯片34(步骤S15)。也可以在步骤S14的接合步骤前磨削半导体器件晶片11的背面Ilb来减薄半导体器件晶片11，并且磨削地减薄第二半导体器件晶片24。或者，还可以在实施了步骤S14的接合步骤后，以层叠晶片32的状态减薄半导体器件晶片11和第二半导体器件晶片24。在上述实施方式中，在第二半导体器件晶片24中形成有多个贯通电极26，但 是第ニ半导体器件晶片24的电极不限于贯通电极，只要在第二半导体器件晶片24上形成有与半导体器件晶片11的凸块17对应的电极即可。
权利要求
1.一种半导体器件晶片的接合方法，将形成有多个具备多个凸起电极的半导体器件的第一半导体器件晶片接合于具备与该凸起电极对应的电极的第二半导体器件晶片，该半导体晶片的接合方法的特征在于，具有以下步骤 绝缘体覆盖步骤，用绝缘体覆盖第一半导体器件晶片的该凸起电极侧，将该绝缘体填充到该凸起电极之间； 凸起电极端面露出步骤，使覆盖有该绝缘体的第一半导体器件晶片的该凸起电极侧平坦，并且使该凸起电极的端面露出；以及 接合步骤，在实施了该凸起电极端面露出步骤后，使各向异性导电体介入到具有与该凸起电极对应的电极的第二半导体器件晶片的该电极与第一半导体器件晶片的该凸起电极之间，将第一半导体器件晶片与第二半导体器件晶片接合，将该电极与该凸起电极连接。
全文摘要
半导体器件晶片的接合方法，不会在凸块之间形成导电路径，且使用了各向异性导电材料。将形成有多个具备多个凸起电极的半导体器件的第一半导体器件晶片接合于具备与该凸起电极对应的电极的第二半导体器件晶片，具有以下步骤绝缘体覆盖步骤，用绝缘体覆盖第一半导体器件晶片的凸起电极侧，将绝缘体填充到凸起电极之间；凸起电极端面露出步骤，使覆盖有该绝缘体的第一半导体器件晶片的凸起电极侧平坦，使凸起电极的端面露出；接合步骤，在实施了凸起电极端面露出步骤后，使各向异性导电体介入到具有与凸起电极对应的电极的第二半导体器件晶片的电极与第一半导体器件晶片的凸起电极之间，将第一半导体器件晶片与第二半导体器件晶片接合，连接电极和凸起电极。
文档编号H01L21/603GK102693923SQ20121007790
公开日2012年9月26日 申请日期2012年3月22日 优先权日2011年3月25日
发明者森俊 申请人:株式会社迪思科