JP2003298005A - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents
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- H01L2924/18162—Exposing the passive side of the semiconductor or solid-state body of a chip with build-up interconnect
Abstract
る接続端子を備えた半導体装置であって、半導体チップ
と再配線とを確実に導電接続し、且つ、複数の半導体チ
ップを一括して処理する。 【解決手段】 ベース板21上の接着層22上に複数の
半導体チップ23を接着する。そして、複数の半導体チ
ップ23に対して、第1〜第3の絶縁膜31、35、3
9、第1、第2の下地金属層33、37、第1、第2の
再配線34、38および半田ボール41の形成を一括し
て行う。この場合、第1、第2の下地金属層33、37
はスパッタにより形成し、第1、第2の再配線34、3
8は電解メッキにより形成する。そして、各半導体チッ
プ23間で3層の絶縁膜39、35、31、接着層22
およびベース板21を切断する。
Description
その製造方法に関する。
型電子機器の小型化に相俟ってCSP(chip size packa
ge)と呼ばれる半導体装置が開発されている。このCS
Pは、複数の外部接続用の接続パッドが形成されたベア
ーの半導体装置の上面にパッシベーション膜(中間絶縁
膜)を設け、このパッシベーション膜の各接続パッドの
対応部に開口部を形成し、該開口部を介して各接続パッ
ドに接続される再配線を形成し、各再配線の他端部側に
柱状の外部接続用電極を形成するとともに、各外部接続
用電極間に封止材を充填したものである。このような、
CSPによれば、各柱状の外部接続用電極上に半田ボー
ルを形成しておくことにより、接続端子を有する回路基
板にフェースダウン方式でボンディングすることがで
き、実装面積をほぼベアーの半導体装置と同一のサイズ
とすることが可能となるので、従来のワイヤーボンディ
ング等を用いたフェースアップ方式のボンディング方法
に比し、電子機器を大幅に小型化することが可能であ
る。このような、CSPにおいて、生産性を高めるため
に、ウエハ状態の半導体基板にパッシベーション膜、再
配線、外部接続用電極、および封止材を形成し、さら
に、封止材で覆われずに露出された外部接続用電極の上
面に半田ボールを設けた後、ダイシングラインで切断す
るようにしたものがある(例えば、特許文献1参照)。
半導体装置では、集積化が進むに従って、外部接続用電
極の数が増加すると、次のような問題があった。すなわ
ち、上述した如く、CSPは、ベアーの半導体装置の上
面に外部接続用電極を配列するので、通常は、マトリク
ス状に配列するのであるが、そのために、外部接続用電
極数の多い半導体装置の場合には、外部接続用電極のサ
イズおよびピッチが極端に小さくなってしまう欠点を有
しており、このため、ベアーの半導体装置のサイズの割
に外部接続用電極が多いものには適用できないものであ
った。すなわち、外部接続用電極のサイズおよびピッチ
が極端に小さくなれば、回路基板との位置合わせが困難
であるばかりでなく、接合強度が不足する、ボンディン
グ時に電極間の短絡が発生する、通常はシリコン基板か
らなる半導体基板と回路基板の線膨張係数の差に起因し
て発生する応力により外部接続用電極が破壊される等の
致命的な問題が発生するのである。
が増加しても、そのサイズおよびピッチを必要な大きさ
にすることが可能となる新規な半導体装置およびその製
造方法を提供することを目的とする。
は、一面上に接続パッドを有する半導体チップと、該半
導体チップの一面および周囲面を覆うように設けられた
絶縁膜と、該絶縁膜の上面に前記半導体チップの接続パ
ッドに接続されて設けられた再配線とを備え、前記再配
線のパッド部の一部は前記半導体チップの周囲における
前記絶縁膜上に配置されていることを特徴とするもので
ある。請求項2に記載の発明は、同一の平面上に配置さ
れ、一面上に接続パッドを有する複数の半導体チップ
と、該各半導体チップの一面および周囲面を覆うように
設けられた絶縁膜と、該絶縁膜の上面に前記各半導体チ
ップの接続パッドに接続されて設けられた再配線とを備
え、前記再配線のパッド部の一部は前記各半導体チップ
の周囲における前記絶縁膜上に配置されていることを特
徴とするものである。請求項3に記載の発明は、請求項
1または2に記載の発明において、前記半導体チップの
周囲における前記絶縁膜の下面は前記半導体チップの他
面と同一の平面上に配置されていることを特徴とするも
のである。請求項4に記載の発明は、請求項1または2
に記載の発明において、前記半導体チップおよびその周
囲における前記絶縁膜はベース板上に設けられているこ
とを特徴とするものである。請求項5に記載の発明は、
請求項1または2に記載の発明において、前記絶縁膜は
複数層であり、その層間に、前記半導体チップの接続パ
ッドと前記再配線とを接続する層間再配線が設けられて
いることを特徴とするものである。請求項6に記載の発
明は、請求項5に記載の発明において、前記複数層の絶
縁膜のうちの最下層の絶縁膜を除く絶縁膜中に、その上
下の再配線を接続する柱状電極が設けられていることを
特徴とするものである。請求項7に記載の発明は、請求
項2に記載の発明において、前記複数の半導体チップは
同種であることを特徴とするものである。請求項8に記
載の発明は、請求項2に記載の発明において、前記複数
の半導体チップは異種であることを特徴とするものであ
る。請求項9に記載の発明は、請求項2に記載の発明に
おいて、前記複数の半導体チップと同一の平面上にチッ
プ部品が配置されていることを特徴とするものである。
請求項10に記載の発明は、請求項1〜9のいずれかに
記載の発明において、前記再配線を含む前記絶縁膜の上
面において前記再配線のパッド部を除く部分に最上層絶
縁膜が設けられていることを特徴とするものである。請
求項11に記載の発明は、請求項10に記載の発明にお
いて、前記再配線のパッド部上に半田ボールが設けられ
ていることを特徴とするものである。請求項12に記載
の発明は、請求項11に記載の発明において、前記最上
層絶縁膜中に、前記再配線のパッド部と前記半田ボール
とを接続する柱状電極が設けられていることを特徴とす
るものである。請求項13に記載の発明は、一面上に接
続パッドを有する複数の半導体チップの他面をベース板
上に固着する工程と、前記複数の半導体チップを含む前
記ベース板の上面全体に絶縁膜を形成する工程と、前記
絶縁膜の上面に複数組の再配線を前記各半導体チップの
接続パッドに接続させて且つその各組のパッド部の一部
が前記各半導体チップの周囲における前記絶縁膜上に配
置されるように形成する工程と、前記各半導体チップ間
における前記絶縁膜を少なくとも切断して前記半導体チ
ップを1つ有するとともにその周囲に前記絶縁膜を有す
る半導体装置を複数個得る工程とを有することを特徴と
するものである。請求項14に記載の発明は、一面上に
接続パッドを有する複数で1組の複数組の半導体チップ
の他面をベース板上に固着する工程と、前記複数組の半
導体チップを含む前記ベース板の上面全体に絶縁膜を形
成する工程と、前記絶縁膜の上面に複数組の再配線を前
記各組の半導体チップの接続パッドに接続させて且つそ
の各組のパッド部の一部が前記複数組の半導体チップの
各半導体チップの周囲における前記絶縁膜上に配置され
るように形成する工程と、前記各組の半導体チップ間に
おける前記絶縁膜を少なくとも切断して前記半導体チッ
プを1組有するとともにその各半導体チップの周囲に前
記絶縁膜を有する半導体装置を複数個得る工程とを有す
ることを特徴とするものである。請求項15に記載の発
明は、請求項13または14に記載の発明において、前
記絶縁膜を、スピンコート法、ダイコート法、またはス
クリーン印刷法のいずれかにより形成することを特徴と
するものである。請求項16に記載の発明は、請求項1
3または14に記載の発明において、前記絶縁膜は複数
層であり、その層間に、前記各半導体チップの接続パッ
ドとそれに対応する前記各組の再配線とを接続する複数
組の層間再配線を形成する工程を有することを特徴とす
るものである。請求項17に記載の発明は、請求項14
に記載の発明において、前記複数層の絶縁膜のうちの最
下層の絶縁膜を除く絶縁膜中に、その上下の再配線を接
続する柱状電極を形成する工程を有することを特徴とす
るものである。請求項18に記載の発明は、請求項13
に記載の発明において、前記複数の半導体チップは同種
であることを特徴とするものである。請求項19に記載
の発明は、請求項13に記載の発明において、前記複数
の半導体チップは異種であることを特徴とするものであ
る。請求項20に記載の発明は、請求項13に記載の発
明において、前記ベース板上にチップ部品を配置し、前
記半導体装置として前記チップ部品を備えたものを得る
ことを特徴とするものである。請求項21に記載の発明
は、請求項13〜20のいずれかに記載の発明におい
て、前記再配線を含む前記絶縁膜の上面において前記再
配線のパッド部を除く部分に最上層絶縁膜を形成する工
程を有することを特徴とするものである。請求項22に
記載の発明は、請求項21に記載の発明において、前記
再配線のパッド部上に半田ボールを形成する工程を有す
ることを特徴とするものである。請求項23に記載の発
明は、請求項22に記載の発明において、前記最上層絶
縁膜中に、前記再配線のパッド部と前記半田ボールとを
接続する柱状電極を形成する工程を有することを特徴と
するものである。請求項24に記載の発明は、請求項1
3〜23のいずれかに記載の発明において、前記絶縁膜
を切断するとともに前記ベース板を切断し、前記半導体
装置としてベース板を備えたものを得ることを特徴とす
るものである。請求項25に記載の発明は、請求項24
に記載の発明において、切断前の前記ベース板下に別の
ベース板を固着し、前記ベース板を切断した後に、前記
ベース板を備えた半導体装置を前記別のベース板から1
つずつ剥がしてピックアップすることを特徴とするもの
である。請求項26に記載の発明は、請求項13〜22
のいずれかに記載の発明において、前記半導体装置を前
記ベース板から1つずつ剥がしてピックアップすること
を特徴とするものである。請求項27に記載の発明は、
ベース板上に、上面に複数の接続パッドを有する半導体
チップを、前記上面を上方にしてベース板上に相互に離
間して固定する工程と、スピンコーティング法、ダイコ
ート法およびスクリーン印刷法のいずれかにより前記半
導体チップの上面を含む前記ベース板の上面全体に、第
1の絶縁膜を形成する工程と、前記第1の絶縁膜上に、
各々が前記いずれかの前記半導体チップの前記接続パッ
ドに接続され、かつ、少なくとも一部が前記接続パッド
に接続された半導体チップの周囲に形成された前記第1
の絶縁膜の領域に配置されるパッド部を有する複数組の
再配線を形成する工程と、前記再配線を含む前記第1の
絶縁膜上の全面に前記パッド部を露出する開口部を有す
る第2の絶縁膜を形成する工程とを有することを特徴と
するものである。そして、この発明によれば、再配線の
パッド部の一部を半導体チップの周囲における絶縁膜上
に配置しているので、再配線のパッド部(外部接続用電
極)の数が増加しても、そのサイズおよびピッチを必要
な大きさにすることが可能となる。
の第1実施形態としての半導体装置の平面図を示し、図
2は図1に示す半導体装置の適当な部分の縦断面図を示
したものである。この場合、図示の都合上、図1と図2
では各部の寸法は一致していない。
ス板などからなる平面正方形状のベース板21を備えて
いる。ベース板21の上面全体には、接着剤、粘着シー
ト、両面接着テープなどからなる接着層22が設けられ
ている。接着層22の上面中央部には、ベース板21の
サイズよりもやや小さいサイズの平面正方形状の半導体
チップ23のシリコン基板24の下面が接着されてい
る。
ド系樹脂などの一般的にダイボンド材として知られる樹
脂からなるもので、半導体チップ23を加熱加圧するこ
とにより半導体チップ23をベース板21に固着する。
半導体チップ23は、シリコン基板24の上面周辺部に
アルミニウムなどからなる複数の接続パッド25が設け
られ、接続パッド25の中央部を除くシリコン基板24
の上面全体に酸化シリコンなどからなる絶縁膜26が設
けられ、接続パッド25の中央部が絶縁膜26に設けら
れた開口部27を介して露出された構造となっている。
全体にはポリイミドやエポキシ系樹脂などからなる第1
の絶縁膜31がその上面を平坦とされて設けられてい
る。この場合、第1の絶縁膜31の半導体チップ23の
開口部27に対応する部分には開口部32が設けられて
いる。両開口部27、32を介して露出された接続パッ
ド25の上面から第1の絶縁膜31の上面の所定の箇所
にかけて第1の下地金属層33が設けられている。第1
の下地金属層33の上面全体には第1の再配線34が設
けられている。
の上面全体にはポリイミドやエポキシ系樹脂などからな
る第2の絶縁膜35がその上面を平坦とされて設けられ
ている。この場合、第2の絶縁膜35の第1の再配線3
4のパッド部に対応する部分には開口部36が設けられ
ている。開口部36を介して露出された第1の再配線3
4のパッド部の上面から第2の絶縁膜35の上面の所定
の箇所にかけて第2の下地金属層37が設けられてい
る。第2の下地金属層37の上面全体には第2の再配線
38が設けられている。
の上面全体にはポリイミドやエポキシ系樹脂などからな
る第3の絶縁膜39がその上面を平坦とされて設けられ
ている。この場合、第3の絶縁膜39の第2の再配線3
8のパッド部に対応する部分には開口部40が設けられ
ている。開口部40内およびその上方には半田ボール4
1が第2の再配線38のパッド部に接続されて設けられ
ている。複数の半田ボール41は、図1に示すように、
マトリクス状に配置されている。
体チップ23のサイズよりも大きくされている点は重要
であり、これにより、半田ボール41の配置領域を半導
体チップ23の平面サイズよりも大きくし、半田ボール
41のピッチおよび大きさを拡大することができる。従
って、半導体チップ23が有する接続パッド25の数が
増大しても、半田ボール41のピッチおよび大きさを必
要な大きさとすることができ、ボンディングの信頼性を
確保することができる。このようにするため、マトリク
ス状に配置された半田ボール41のうち、少なくとも、
一番外側の周辺部の半田ボール41は半導体チップ23
に対応する領域の外周に配置されている。
ついて説明する。まず、図3に示すように、図2に示す
ベース板21を複数枚採取することができるベース板2
1の上面全体に接着層22が設けられたものを用意す
る。ベース板21に接着層22を形成するには、ベース
板21上にエポキシ系樹脂、ポリイミド系樹脂などのダ
イボンド材からなるダイボンドシートを載置し、加熱に
より仮硬化させた状態でベース板21に接着しておく、
あるいは、ベース板21上にダイボンド材をスピンコー
ティング法、印刷法、転写法など適宜な方法で塗布し、
乾燥させるなどの方法がある。そして、半導体チップ2
3を加熱加圧しながら、接着層22上に搭載し、仮固着
し、次いで本硬化して、ベース板21の上面の所定の複
数箇所にそれぞれ半導体チップ23のシリコン基板24
の下面を接着する。
ップ23を含む接着層22の上面全体にポリイミドやエ
ポキシ系樹脂などからなる第1の絶縁膜31をパターン
形成する。第1の絶縁膜31を形成するには、周知の塗
布法を適用することが可能であるが、ここでは、特に、
好ましい方法としてスピンコーティング法、およびダイ
コート法が推奨される。
ず、ベース板21上の適宜な領域に液状の絶縁膜材を滴
下し、ベース板21をスピンさせて、すべての半導体チ
ップ23上および各半導体チップ23間を含むベース板
21上の全面を絶縁膜材で被覆する。この後、絶縁膜材
を乾燥し、フォトリソグラフィ法などにより、半導体チ
ップ23の開口部27に対応する部分には開口部32を
形成して第1の絶縁膜31を形成する。
より吸引した絶縁膜材を射出するスロットダイを走査し
て、すべての半導体チップ23および各半導体チップ2
3間を含むベース板21上の全面を絶縁膜材で被覆す
る。
好ましい方法として、スクーン印刷法がある。スクリー
ン印刷法の場合には、各半導体チップ23の開口部27
に対応する部分に開口部32が形成されるように印刷を
行う。このような方法により、第1の絶縁膜31は、半
導体チップ23の上面および半導体チップ23間にその
上面が平坦になるようにベタ状に形成されているので、
すべての半導体チップ23を確実にベース板21に接合
することができる。
なく、均一に、かつその上面が平坦になるように形成す
るために、半導体チップ23はその厚さが薄い方が望ま
しく、限定する意味ではないが、特に20〜70μmの
厚さであることが望ましい。この場合、第1の絶縁膜3
1を、半導体チップ23の上面には形成せず半導体チッ
プ23間のみに形成する方法もあるが、その場合には、
各半導体チップ23は接着剤層22のみによりベース板
21に固着されるので、各半導体チップ23とベース板
21との接合強度が不足する可能性がある。
れた接続パッド25の上面を含む第1の絶縁膜31の上
面全体に第1の下地金属層33を形成する。第1の下地
金属層33は、例えば、スパッタにより形成された銅層
のみであってもよく、またスパッタにより形成されたチ
タンなどの薄膜層上にスパッタにより銅層を形成したも
のであってもよい。これは、後述する第2の下地金属層
37の場合も同様である。
キレジスト膜51をパターン形成する。この場合、第1
の再配線34形成領域に対応する部分におけるメッキレ
ジスト膜51には開口部52が形成されている。次に、
第1の下地金属層33をメッキ電流路として銅などの電
解メッキを行うことにより、メッキレジスト膜51の開
口部52内の第1の下地金属層33の上面に第1の再配
線34を形成する。
いで、第1の再配線34をマスクとして第1の下地金属
層33の不要な部分をエッチングして除去すると、図5
に示すように、第1の再配線34下にのみ第1の下地金
属層33が残存される。
4を含む第1の絶縁膜31の上面全体にポリイミドやエ
ポキシ系樹脂などからなる第2の絶縁膜35をパターン
形成する。第2の絶縁膜35も、スピンコーティング
法、ダイコート法またはスクリーン印刷法により形成す
ることができる。第2の絶縁膜35の上面は平坦であ
り、その第1の再配線34のパッド部に対応する部分に
は開口部36が形成されている。次に、開口部36を介
して露出された第1の再配線34のパッド部を含む第2
の絶縁膜35の上面全体に第2の下地金属層37を形成
する。
キレジスト膜53をパターン形成する。この場合、第2
の再配線38形成領域に対応する部分におけるメッキレ
ジスト膜53には開口部54が形成されている。次に、
第2の下地金属層37をメッキ電流路として銅などの電
解メッキを行うことにより、メッキレジスト膜53の開
口部54内の第2の下地金属層37の上面に第2の再配
線38を形成する。
いで、第2の再配線38をマスクとして第2の下地金属
層37の不要な部分をエッチングして除去すると、図7
に示すように、第2の再配線38下にのみ第2の下地金
属層37が残存される。
8を含む第2の絶縁膜35の上面全体にポリイミドやエ
ポキシ系樹脂などからなる第3の絶縁膜39を、やは
り、スピンコーティング法、ダイコート法またはスクリ
ーン印刷法により形成する。この場合、第3の絶縁膜3
9の上面は平坦であり、その第2の再配線38のパッド
部に対応する部分には開口部40が形成されている。次
に、開口部40内およびその上方に半田ボール41を第
2の再配線38のパッド部に接続させて形成する。
半導体チップ23、23間において、3層の絶縁膜3
9、35、31、接着層22およびベース板21を切断
すると、図1および図2に示す半導体装置が複数個得ら
れる。
半導体チップ21の接続パッド25に接続される第1の
下地金属層33および第1の再配線34をスパッタおよ
び電解メッキにより形成し、第1の再配線34のパッド
部に接続される第2の下地金属層37および第2の再配
線38をスパッタおよび電解メッキにより形成している
ので、半導体チップ21の接続パッド25と第1の再配
線34との間の導電接続および第1の再配線34と第2
の再配線38との間の導電接続を確実とすることができ
る。
板21上の接着層22上の所定の複数箇所にそれぞれ半
導体チップ23を接着して配置し、複数の半導体チップ
23に対して第1〜第3の絶縁膜31、35、39、第
1、第2の下地金属層33、37、第1、第2の再配線
34、38および半田ボール41の形成を一括して行
い、その後に分断して複数個の半導体装置を得ているの
で、製造工程を簡略化することができる。また、ベース
板21と共に複数の半導体チップ23を搬送することが
できるので、これによっても製造工程を簡略化すること
ができる。さらに、ベース板21の外形寸法を一定にす
ると、製造すべき半導体装置の外形寸法に関係なく、搬
送系を共有化することができる。
製造方法の他の例について説明する。まず、図10に示
すように、紫外線透過性の透明樹脂板やガラス板などか
らなる別のベース板55の上面全体に紫外線硬化型の粘
着シートなどからなる接着層56を接着し、接着層56
の上面に上述のベース板21および接着層22を接着し
たものを用意する。
程を経た後に、図11に示すように、3層の絶縁膜3
9、35、31、接着層22、ベース板21および接着
層56を切断し、別のベース板55を切断しない。次
に、別のベース板55の下面側から紫外線を照射し、接
着層56を硬化させる。すると、分断されたベース板2
1の下面に対する接着層56による接着性が低下する。
そこで、接着層56上に存在する個片化されたものを1
つずつ剥がしてピックアップすると、図1および図2に
示す半導体装置が複数個得られる。
いて、接着層56上に存在する個片化された半導体装置
がバラバラとならないので、専用の半導体装置載置用ト
レーを用いることなく、そのまま、図示しない回路基板
上への実装時に1つずつ剥がしてピックアップすること
ができる。また、別のベース板55の上面に残存する接
着性が低下した接着層56を剥離すると、別のベース板
55を再利用することができる。さらに、別のベース板
55の外形寸法を一定にすると、製造すべき半導体装置
の外形寸法に関係なく、搬送系を共有化することができ
る。なお、接着層56としては、場合によっては、熱硬
化型の粘着シートなどを用いてもよい。
は図10に示す別のベース板55の周囲に側壁を設けて
トレイ状としてもよい。すなわち、ベース板を周縁部に
側壁を有するトレイ状とし、側壁の上面に導電性金属層
を形成しておく。そして第1の再配線層34または第2
の再配線層38を電解めっきにより形成する際、第1の
下地金属層33または第1の下地金属層37と側壁の上
面に形成された導電性金属層とを導電体により接続し
て、導電性金属層および導電体をメッキ電流路としす
る。このように、ベース板55をトレイ状としておけ
ば、ベース板21のサイズが異なる場合でも、トレイ状
のベース板55に収納することで、常に、ほぼ同一条件
で電解めっきを行うことができる。
実施形態としての半導体装置の縦断面図を示したもので
ある。この半導体装置において、図2に示す半導体装置
と大きく異なる点は、第1の再配線34のパッド部上に
柱状電極61を設け、この柱状電極61上に第2の再配
線38下の第2の下地金属層37を接続したことであ
る。
ついて説明する。この場合、図4に示す状態においてメ
ッキレジスト膜51を剥離するまでの製造工程は、上記
の場合と同じであるので、それ以後の製造工程について
説明する。
スト膜51を剥離したら、次に、図13に示すように、
第1の再配線配線34を含む第1の下地金属層33の上
面にメッキレジスト膜62をパターン形成する。この場
合、第1の再配線34のパッド部に対応する部分におけ
るメッキレジスト膜62には開口部63が形成されてい
る。
路として銅などの電解メッキを行うことにより、メッキ
レジスト膜62の開口部63内の第1の再配線34のパ
ッド部の上面に柱状電極61を高さ50〜150μm程
度に形成する。次に、メッキレジスト膜62を剥離し、
次いで、第1の再配線34をマスクとして第1の下地金
属層33の不要な部分をエッチングして除去すると、図
14に示すように、第1の再配線34下にのみ第1の下
地金属層33が残存される。
および第1の再配線34を含む第1の絶縁膜31の上面
全体にポリイミドやエポキシ系樹脂などからなる第2の
絶縁膜35をその厚さが柱状電極61の高さよりもやや
厚くなるように形成する。従って、この状態では、柱状
電極61の上面は第2の絶縁膜35によって覆われてい
る。次に、第2の絶縁膜35の上面側を適宜に研磨する
ことにより、図16に示すように、柱状電極61の上面
を露出させる。
同様の製造工程を経ることにより、図17に示すよう
に、柱状電極61の上面を含む第2の絶縁膜35の上面
に第2の下地金属層37および第2の再配線38を形成
し、第2の再配線38を含む第2の絶縁膜35の上面に
第3の絶縁膜39をパターン形成し、第3の絶縁膜39
の開口部40内およびその上方に半田ボール41を第2
の再配線38のパッド部に接続させて形成する。
る半導体チップ23、23間において、3層の絶縁膜3
9、35、31、接着層22およびベース板21を切断
すると、図12に示す半導体装置が複数個得られる。
半導体チップ21の接続パッド25に接続される第1の
下地金属層33および第1の再配線34をスパッタおよ
び電解メッキにより形成し、第1の再配線34のパッド
部上に柱状電極61を電解メッキにより形成し、柱状電
極61の上面に接続される第2の下地金属層37および
第2の再配線38をスパッタおよび電解メッキにより形
成しているので、半導体チップ21の接続パッド25と
第1の再配線34との間の導電接続、第1の配線層34
と柱状電極61との間の導電接続および柱状電極61と
第2の再配線38との間の導電接続を確実とすることが
できる。
50μm程度の比較的高い柱状電極61を備えているの
で、第1の再配線33と第2の再配線38との間の間隔
を比較的大きくすることができるので、両再配線33、
38相互の電気的干渉を低減することができる。また、
この半導体装置をその半田ボール41を介して図示しな
い回路基板上に実装した後において、シリコン基板24
と回路基板との間の熱膨張係数差に起因して発生する応
力を柱状電極61である程度緩和することができる。
板21上の接着層22上の所定の複数箇所にそれぞれ半
導体チップ23を接着して配置し、複数の半導体チップ
23に対して第1〜第3の絶縁膜31、35、39、第
1、第2の下地金属層33、37、第1、第2の再配線
34、38、柱状電極61および半田ボール41の形成
を一括して行い、その後に分断して複数個の半導体装置
を得ているので、製造工程を簡略化することができる。
また、ベース板21と共に複数の半導体チップ23を搬
送することができるので、これによっても製造工程を簡
略化することができる。さらに、ベース板21の外形寸
法を一定にすると、製造すべき半導体装置の外形寸法に
関係なく、搬送系を共有化することができる。
図10に示す別のベース板55の上面に接着層56が設
けられたものを用意し、半田ボール41を形成した後
に、3層の絶縁膜39、35、31、接着層22、ベー
ス板21および接着層56を切断し、その後に、接着層
56上に存在する個片化されたものを1つずつ剥がして
ピックアップするようにしてもよい。
いて、接着層22を半導体チップ23のシリコン基板2
4の下面に設け、この接着層22をベース板21の上面
の各所定の箇所に接着した場合には、図19に示すこの
発明の第3実施形態としての半導体装置が得られる。接
着層22を半導体チップ23のシリコン基板24の下面
に設ける方法としては、接続パッド25、絶縁膜26が
形成されたシリコンウエハの裏面に接着層22を固着
し、この後、シリコンウエハをダイシングして、裏面に
接着層22を有する半導体チップ23を得るようにする
と能率的である。他の方法として、ベース板21の、各
半導体チップ23を搭載する領域にディスペンサーなど
によりダイボンド材を滴下し、この上から、半導体チッ
プ23を搭載し、加熱加圧してベース板21に固着する
方法がある。
実施形態において、第3実施形態のように、接着層22
を半導体チップ23のシリコン基板24の下面に設け、
この接着層22をベース板21の上面の各所定の箇所に
接着した場合には、図20に示すこの発明の第4実施形
態としての半導体装置が得られる。
装置では、半導体チップ21のシリコン基板22の下面
が接着層22を介してベース板21の上面に接着されて
いるほかに、シリコン基板24の側面などが第1の絶縁
膜31を介してベース板21の上面に固着されているの
で、半導体チップ21のベース板21に対する接合強度
をある程度強くすることができる。
実施形態としての半導体装置の縦断面図を示したもので
ある。この半導体装置において、図2に示す半導体装置
と異なる点は、ベース板21および接着層22を備えて
いないことである。
場合には、前提条件として、図8に示す状態において、
ベース板21は紫外線透過性の透明樹脂板やガラス板な
どのからなり、接着層22は紫外線硬化型の粘着シート
などからなる。そして、図22に示すように、互いに隣
接する半導体チップ23、23間において、3層の絶縁
膜39、35、31および接着層22を切断し、ベース
板21を切断しない。
照射し、接着層22を硬化させる。すると、半導体チッ
プ23のシリコン基板24およびその周囲の第1の絶縁
膜31の下面に対する接着層22による接着性が低下す
る。そこで、接着層22上に存在する個片化されたもの
を1つずつ剥がしてピックアップすると、図21に示す
半導体装置が複数個得られる。
ベース板21および接着層22を備えていないので、そ
の分だけ、薄型化することができる。また、接着層22
上に存在する個片化された半導体装置がバラバラとなら
ないので、専用の半導体装置載置用トレーを用いること
なく、そのまま、図示しない回路基板上への実装時に1
つずつ剥がしてピックアップすることができる。さら
に、ベース板21の上面に残存する接着性が低下した接
着層22を剥離すると、ベース板21を再利用すること
ができる。
電極61を備えた半導体装置の場合も、上記第5実施形
態の場合とほぼ同様の製造工程を経ると、図23に示す
この発明の第6実施形態のように、ベース板21および
接着層22を備えていない半導体装置が得られる。
いに隣接する半導体チップ23、23間において切断し
たが、これに限らず、例えば、2個またはそれ以上の半
導体チップ23を1組として切断し、マルチチップモジ
ュール型の半導体装置を得るようにしてもよい。この場
合、例えば、図24に示すこの発明の第7実施形態のよ
うに、互いに隣接する半導体チップ23、23間におい
て、第2の再配線層38をその下の第2の下地金属層3
7と共に適宜に接続するようにしてもよい。この場合、
当該第2の再配線38上に半田ボール41を2つではな
く1つ設けるようにしてもよい。このようなことは、上
記他の実施形態についても同様である。
2個またはそれ以上の半導体チップ23を1組として切
断しているが、これに限らず、例えば、図25に示すこ
の発明の第8実施形態のように、個片に切断した後の半
導体装置において、ベース板21上に、2個またはそれ
以上の半導体チップ23が配置されているほかに、コン
デンサ、インダクタ、抵抗などからなるチップ部品71
が配置されているようにしてもよい。この場合、チップ
部品71に接続された第1の再配線34aは半導体チッ
プ23に接続された第1の再配線34と適宜に接続さ
れ、またチップ部品71に接続された第1の再配線34
aには第2の再配線38が適宜に接続されている。
示す場合には、半導体チップ23やチップ部品71の形
状や厚さが互いに異なっても、第1〜第3の絶縁膜3
1、35、39、第1、第2の再配線34、38および
半田ボール41などの形成を一括して行い、その後に分
断して複数個の半導体装置を得ることがてきるので、製
造工程を簡略化することができる。
は、上記各実施形態の2層に限定されるものではなく、
1層あるいは3層以上としてもよい。再配線の層数を1
層とする場合には、この再配線のパッド部の少なくとも
一部をシリコン基板の周囲における絶縁膜上に配置す
る。再配線の層数を3層以上とする場合には、各層の再
配線間に柱状電極を設けるようにしてもよい。また、再
配線の層数に関係なく、最上層の再配線のパッド部上に
柱状電極を設け、柱状電極の上面以外を最上層の絶縁膜
で覆い、柱状電極上に半田ボールを設けるようにしても
よい。
ップ23は、外部接続用の電極として接続パッド25の
みを有するものとしたが、接続パッド25上に電解めっ
きなどにより形成された柱状電極を有するものでもよ
く、要は、少なくとも、接続パッド25を有するもので
あれば適用可能である。
ば、再配線のパッド部の一部を半導体チップの周囲にお
ける絶縁膜上に配置しているので、再配線のパッド部の
数が増加しても、そのサイズおよびピッチを必要な大き
さにすることが可能となる。また、この発明によれば、
複数または複数組の半導体チップをベース板上に配置
し、半導体チップを含むベース板の上面全体に絶縁膜を
形成し、絶縁膜の上面に再配線を半導体チップの接続パ
ッドに接続させて形成し、絶縁膜を少なくとも切断する
ことにより、半導体チップを1つまたは1組有し、その
周囲に絶縁膜を有するとともに、周囲の絶縁膜上に再配
線のパッドの一部が配置される半導体装置を複数個一括
して得ることができて、ボンディングによる接続方法で
はないため、半導体チップと再配線とを確実に導電接続
することができて、接続不良の発生を無くすことができ
るとともに、複数または複数組の半導体チップに対して
絶縁膜および再配線の形成を一括して行うことができる
ので、製造工程を簡略化することができる。
平面図。
図。
一例において、当初の製造工程の縦断面図。
の他の例において、当初用意したものの縦断面図。
図。
の縦断面図。
の縦断面図。
の縦断面図。
の縦断面図。
の製造工程の縦断面図。
の縦断面図。
の縦断面図。
の縦断面図。
Claims (27)
- 【請求項1】 一面上に接続パッドを有する半導体チッ
プと、 該半導体チップの一面および周囲面を覆うように設けら
れた絶縁膜と、 該絶縁膜の上面に前記半導体チップの接続パッドに接続
されて設けられた再配線とを備え、 前記再配線のパッド部の一部は前記半導体チップの周囲
における前記絶縁膜上に配置されていることを特徴とす
る半導体装置。 - 【請求項2】 同一の平面上に配置され、一面上に接続
パッドを有する複数の半導体チップと、 該各半導体チップの一面および周囲面を覆うように設け
られた絶縁膜と、 該絶縁膜の上面に前記各半導体チップの接続パッドに接
続されて設けられた再配線とを備え、 前記再配線のパッド部の一部は前記各半導体チップの周
囲における前記絶縁膜上に配置されていることを特徴と
する半導体装置。 - 【請求項3】 請求項1または2に記載の発明におい
て、前記半導体チップの周囲における前記絶縁膜の下面
は前記半導体チップの他面と同一の平面上に配置されて
いることを特徴とする半導体装置。 - 【請求項4】 請求項1または2に記載の発明におい
て、前記半導体チップおよびその周囲における前記絶縁
膜はベース板上に設けられていることを特徴とする半導
体装置。 - 【請求項5】 請求項1または2に記載の発明におい
て、前記絶縁膜は複数層であり、その層間に、前記半導
体チップの接続パッドと前記再配線とを接続する層間再
配線が設けられていることを特徴とする半導体装置。 - 【請求項6】 請求項5に記載の発明において、前記複
数層の絶縁膜のうちの最下層の絶縁膜を除く絶縁膜中
に、その上下の再配線を接続する柱状電極が設けられて
いることを特徴とする半導体装置。 - 【請求項7】 請求項2に記載の発明において、前記複
数の半導体チップは同種であることを特徴とする半導体
装置。 - 【請求項8】 請求項2に記載の発明において、前記複
数の半導体チップは異種であることを特徴とする半導体
装置。 - 【請求項9】 請求項2に記載の発明において、前記複
数の半導体チップと同一の平面上にチップ部品が配置さ
れていることを特徴とする半導体装置。 - 【請求項10】 請求項1〜9のいずれかに記載の発明
において、前記再配線を含む前記絶縁膜の上面において
前記再配線のパッド部を除く部分に最上層絶縁膜が設け
られていることを特徴とする半導体装置。 - 【請求項11】 請求項10に記載の発明において、前
記再配線のパッド部上に半田ボールが設けられているこ
とを特徴とする半導体装置。 - 【請求項12】 請求項11に記載の発明において、前
記最上層絶縁膜中に、前記再配線のパッド部と前記半田
ボールとを接続する柱状電極が設けられていることを特
徴とする半導体装置。 - 【請求項13】 一面上に接続パッドを有する複数の半
導体チップの他面をベース板上に固着する工程と、 前記複数の半導体チップを含む前記ベース板の上面全体
に絶縁膜を形成する工程と、 前記絶縁膜の上面に複数組の再配線を前記各半導体チッ
プの接続パッドに接続させて且つその各組のパッド部の
一部が前記各半導体チップの周囲における前記絶縁膜上
に配置されるように形成する工程と、 前記各半導体チップ間における前記絶縁膜を少なくとも
切断して前記半導体チップを1つ有するとともにその周
囲に前記絶縁膜を有する半導体装置を複数個得る工程
と、 を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項14】 一面上に接続パッドを有する複数で1
組の複数組の半導体チップの他面をベース板上に固着す
る工程と、 前記複数組の半導体チップを含む前記ベース板の上面全
体に絶縁膜を形成する工程と、 前記絶縁膜の上面に複数組の再配線を前記各組の半導体
チップの接続パッドに接続させて且つその各組のパッド
部の一部が前記複数組の半導体チップの各半導体チップ
の周囲における前記絶縁膜上に配置されるように形成す
る工程と、 前記各組の半導体チップ間における前記絶縁膜を少なく
とも切断して前記半導体チップを1組有するとともにそ
の各半導体チップの周囲に前記絶縁膜を有する半導体装
置を複数個得る工程と、 を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項15】 請求項13または14に記載の発明に
おいて、前記絶縁膜を、スピンコート法、ダイコート
法、またはスクリーン印刷法のいずれかにより形成する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項16】 請求項13または14に記載の発明に
おいて、前記絶縁膜は複数層であり、その層間に、前記
各半導体チップの接続パッドとそれに対応する前記各組
の再配線とを接続する複数組の層間再配線を形成する工
程を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項17】 請求項14に記載の発明において、前
記複数層の絶縁膜のうちの最下層の絶縁膜を除く絶縁膜
中に、その上下の再配線を接続する柱状電極を形成する
工程を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項18】 請求項13に記載の発明において、前
記複数の半導体チップは同種であることを特徴とする半
導体装置の製造方法。 - 【請求項19】 請求項13に記載の発明において、前
記複数の半導体チップは異種であることを特徴とする半
導体装置の製造方法。 - 【請求項20】 請求項13に記載の発明において、前
記ベース板上にチップ部品を配置し、前記半導体装置と
して前記チップ部品を備えたものを得ることを特徴とす
る半導体装置の製造方法。 - 【請求項21】 請求項13〜20のいずれかに記載の
発明において、前記再配線を含む前記絶縁膜の上面にお
いて前記再配線のパッド部を除く部分に最上層絶縁膜を
形成する工程を有することを特徴とする半導体装置の製
造方法。 - 【請求項22】 請求項21に記載の発明において、前
記再配線のパッド部上に半田ボールを形成する工程を有
することを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項23】 請求項22に記載の発明において、前
記最上層絶縁膜中に、前記再配線のパッド部と前記半田
ボールとを接続する柱状電極を形成する工程を有するこ
とを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項24】 請求項13〜23のいずれかに記載の
発明において、前記絶縁膜を切断するとともに前記ベー
ス板を切断し、前記半導体装置としてベース板を備えた
ものを得ることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項25】 請求項24に記載の発明において、切
断前の前記ベース板下に別のベース板を固着し、前記ベ
ース板を切断した後に、前記ベース板を備えた半導体装
置を前記別のベース板から1つずつ剥がしてピックアッ
プすることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項26】 請求項13〜22のいずれかに記載の
発明において、前記半導体装置を前記ベース板から1つ
ずつ剥がしてピックアップすることを特徴とする半導体
装置の製造方法。 - 【請求項27】 ベース板上に、上面に複数の接続パッ
ドを有する半導体チップを、前記上面を上方にしてベー
ス板上に相互に離間して固着する工程と、 スピンコーティング法、ダイコート法およびスクリーン
印刷法のいずれかにより前記半導体チップの上面を含む
前記ベース板の上面全体に、第1の絶縁膜を形成する工
程と、 前記第1の絶縁膜上に、各々が前記いずれかの前記半導
体チップの前記接続パッドに接続され、かつ、少なくと
も一部が前記接続パッドに接続された半導体チップの周
囲に形成された前記第1の絶縁膜の領域に配置されるパ
ッド部を有する複数組の再配線を形成する工程と、 前記再配線を含む前記第1の絶縁膜上の全面に前記パッ
ド部を露出する開口部を有する第2の絶縁膜を形成する
工程と、 を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
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