层叠体的制作方法及层叠体与流程

本发明涉及一种层叠体的制作方法及层叠体，例如，涉及一种具备半导体芯片的层叠体(半导体装置)的制作方法及具备半导体芯片的层叠体。

背景技术：

1、作为在纵向上层叠的半导体芯片彼此的连接或硅中介层等半导体封装件与半导体芯片的连接中使连接端子连接的方法，近年来提出了将金属的连接端子彼此直接黏合的直接接合技术的各种方法(例如，参考专利文献1～3)。在基于直接接合技术的连接方法中，不仅连接端子彼此，而且配置于连接端子的周围的绝缘层彼此也被黏合。作为绝缘层，使用氧化硅等无机绝缘材料。

2、以往技术文献

3、专利文献

4、专利文献1：美国专利申请公开第2020/0135636号说明书

5、专利文献2：美国专利申请公开第2020/0135683号说明书

6、专利文献3：美国专利申请公开第2020/0135684号说明书

技术实现思路

1、发明要解决的技术课题

2、在将无机绝缘材料用作绝缘层的直接接合技术中，由于在切割等工序中产生的切削碎屑(debris)或表面上的凹凸等的影响，有时在绝缘层彼此的黏合中产生不良。并且，若将无机绝缘材料用作绝缘层，则需要在配线形成及通孔形成等中应用昂贵的半导体加工工艺，从而具有半导体装置的制造成本变高的倾向。因此，作为绝缘层，通过使用比无机材料更柔软且更廉价的树脂材料等有机绝缘材料的直接接合技术，考虑将碎屑等埋入有机树脂材料中，或者在加热成形时抑制表面的凹凸。另一方面，有机绝缘树脂材料彼此的黏合强度有时还低于无机绝缘材料彼此的黏合强度，期望在抑制制造成本的同时提高有机绝缘层彼此的黏合强度。

3、用于解决技术课题的手段

4、作为一方面，本发明提供一种层叠体的制作方法。该层叠体的制作方法包括如下工序：在第1支撑基板上形成包含第1热固性树脂及第1无机氧化物粒子的第1有机绝缘层；研磨第1有机绝缘层的第1表面而使其平坦化；及将所研磨的第1表面贴合于包含第2热固性树脂及第2无机氧化物粒子的第2有机绝缘层的第2表面。

5、在该层叠体的制作方法中，第1及第2有机绝缘层成为包含热固性树脂及无机氧化物粒子，贴合这样的第1及第2有机绝缘层彼此而黏合。此时，除了将第1及第2有机绝缘层中所包含的热固性树脂彼此黏合之外，使第1及第2有机绝缘层中所包含的无机氧化物粒子彼此接合。由此，能够抑制制造成本的同时，进一步提高第1有机绝缘层与第2有机绝缘层的黏合强度。另外，在各有机绝缘层中包含无机氧化物粒子的情况下，其表面粗糙度可能会变得粗糙，但在本制作方法中，在贴合之前研磨至少一者的有机绝缘层。由此，充分确保贴合时的精度及黏合强度。

6、在上述层叠体的制作方法中，可以在研磨第1有机绝缘层的工序中，研磨第1有机绝缘层，以使第1表面的算术平均粗糙度成为50nm以下。此时，能够更可靠地提高第1有机绝缘层贴合于第2有机绝缘层时的精度及黏合强度。另外，在此所使用的算术平均粗糙度为jis b 0601 2001中规定的算术平均粗糙度(ra)。

7、在上述层叠体的制作方法中，第1无机氧化物粒子的含量相对于第1有机绝缘层的总体积可以为15体积％～70体积％。此时，能够进一步提高第1有机绝缘层与第2有机绝缘层的黏合强度。

8、上述层叠体的制作方法还可以包括磨削第1有机绝缘层的工序，可以在研磨第1有机绝缘层的工序中，研磨第1有机绝缘层的被磨削的第1表面。在各有机绝缘层中包含无机氧化物粒子的情况下，若将绝缘层磨削至规定厚度，则其表面粗糙度可能会变得粗糙，但在本制作方法中，在贴合之前可以研磨被磨削的表面中的至少一者。由此，充分确保贴合时的精度及黏合强度。

9、上述层叠体的制作方法还可以包括如下工序：在第2支撑基板上形成包含第2热固性树脂及第2无机氧化物粒子的第2有机绝缘层；及研磨第2有机绝缘层的第2表面而使其平坦化。在该制作方法中的贴合的工序中，将被平坦化的第1表面贴合于被平坦化的第2表面。此时，能够进一步提高第1有机绝缘层与第2有机绝缘层的黏合强度。

10、在上述层叠体的制作方法中，可以在研磨第2有机绝缘层的工序中，研磨第2有机绝缘层，以使第2表面的算术平均粗糙度成为50nm以下。此时，能够更可靠地提高第2有机绝缘层贴合于第1有机绝缘层时的精度及黏合强度。另外，在此所使用的算术平均粗糙度为jis b 0601 2001中规定的算术平均粗糙度(ra)。

11、在上述层叠体的制作方法中，第2无机氧化物粒子的含量相对于第2有机绝缘层的总体积可以为15体积％～70体积％。此时，能够进一步提高第1有机绝缘层与第2有机绝缘层的黏合强度。

12、上述层叠体的制作方法还可以包括磨削第2有机绝缘层的工序，可以在研磨第2有机绝缘层的工序中，研磨第2有机绝缘层的被磨削的第2表面。在各有机绝缘层中包含无机氧化物粒子的情况下，若将绝缘层磨削至规定厚度，则其表面粗糙度可能会变得粗糙，但在本制作方法中，在贴合之前研磨被磨削的表面。由此，充分确保贴合时的精度及黏合强度。

13、上述层叠体的制作方法还可以包括在第1支撑基板上形成第1配线电极的工序。在该制作方法中，可以在形成第1有机绝缘层的工序中，第1配线电极通过包含第1热固性树脂及第1无机氧化物粒子的第1有机绝缘材料来密封。由此，第1配线电极被第1有机绝缘材料保护。

14、在上述层叠体的制作方法中，可以在研磨第1有机绝缘层的工序之前，磨削第1有机绝缘层，以使第1配线电极的连接端子从第1有机绝缘层的第1表面露出。由此，能够更可靠地将第1配线电极与其他配线电极等连接。

15、上述层叠体的制作方法还可以包括如下工序：在第2支撑基板上形成第2配线电极；及在第2支撑基板上形成包含第2热固性树脂及第2无机氧化物的第2有机绝缘层，以使通过包含第2热固性树脂及第2无机氧化物粒子的第2有机绝缘材料来密封第2配线电极。在该制作方法中的贴合工序中，可以在将第1有机绝缘层的第1表面贴合于第2有机绝缘层的第2表面时，将第1配线电极的连接端子与第2配线电极的连接端子接合。此时，能够更可靠地接合第1连接端子与第2连接端子。

16、上述层叠体的制作方法还可以包括在第1支撑基板上配置第1半导体芯片的工序。在该制作方法中，可以在形成第1有机绝缘层的工序中，第1半导体芯片通过包含第1热固性树脂及第1无机氧化物粒子的第1有机绝缘材料来密封。由此，第1半导体芯片被第1有机绝缘材料保护。

17、在上述层叠体的制作方法中，可以在研磨第1有机绝缘层的工序之前，磨削第1有机绝缘层，以使第1半导体芯片的连接端子从第1有机绝缘层的第1表面露出。由此，能够更可靠地将第1半导体芯片与其他半导体芯片等连接。

18、上述层叠体的制作方法还可以包括如下工序：在第2支撑基板上配置第2半导体芯片；及在第2支撑基板上形成包含第2热固性树脂及第2无机氧化物的第2有机绝缘层，以使通过包含第2热固性树脂及第2无机氧化物粒子的第2有机绝缘材料来密封第2半导体芯片。在该制作方法中，可以在贴合的工序中，将第1有机绝缘层的第1表面贴合于第2有机绝缘层的第2表面时，将第1半导体芯片的连接端子与第2半导体芯片的连接端子接合。此时，能够更可靠地接合第1半导体芯片与第2半导体芯片。

19、作为另一方面，本发明提供一种层叠体。该层叠体具备：第1支撑基板；第1有机绝缘层，包含第1热固性树脂的固化物及第1无机氧化物粒子，并且形成于第1支撑基板上；及第2有机绝缘层，包含第2热固性树脂的固化物及第2无机氧化物粒子，并且贴合于第1有机绝缘层。

20、在该层叠体中，第1及第2有机绝缘层包含热固性树脂及无机氧化物粒子，贴合这种第1及第2有机绝缘层彼此而黏合。此时，除了将第1及第2有机绝缘层中所包含的热固性树脂彼此黏合之外，使第1及第2有机绝缘层中所包含的无机氧化物粒子彼此接合。由此，能够作为抑制制造成本的同时，提高第1有机绝缘层与第2有机绝缘层的黏合强度的层叠体。

21、上述层叠体还可以具备配置于第1支撑基板上及第1支撑基板内中的任一个的半导体芯片。

22、上述层叠体还可以具备：第1配线电极，其至少一部分配置于第1有机绝缘层中，且连接端子从第1有机绝缘层的与第2有机绝缘层贴合的第1表面露出，所述第1配线电极与半导体芯片连接；及第2配线电极，其至少一部分配置于第2有机绝缘层中，且连接端子从第2有机绝缘层的与第1有机绝缘层贴合的第2表面露出。在该层叠体中，第1配线电极的连接端子与第2配线电极的连接端子可以接合。由此，能够获得连接被有机绝缘层保护的连接端子彼此而成的层叠体。

23、在上述层叠体中，半导体芯片的至少一部分可以配置于第1支撑基板上的第1有机绝缘层中，半导体芯片的连接端子可以从第1有机绝缘层的与第2有机绝缘层贴合的第1表面露出。

24、在上述层叠体中，第1无机氧化物粒子的含量相对于第1有机绝缘层的总体积可以为15体积％～70体积％。此时，能够设为进一步提高第1有机绝缘层与第2有机绝缘层的黏合强度的层叠体。另外，在该层叠体中，第2无机氧化物粒子的含量相对于第2有机绝缘层的总体积可以为15体积％～70体积％。

25、在上述层叠体中，可以在第1有机绝缘层与第2有机绝缘层贴合的面上，第1无机氧化物粒子与第2无机氧化物粒子接合。由此，能够作为更可靠地提高第1有机绝缘层与第2有机绝缘层的连接强度的层叠体。

26、发明效果

27、根据本发明，能够提供一种抑制制造成本的同时提高有机绝缘层彼此的黏合强度的层叠体。