JP2004228236A - 半導体装置の製造方法及び半導体装置 - Google Patents

半導体装置の製造方法及び半導体装置 Download PDF

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    • H01L2224/13Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process of an individual bump connector

Abstract

【課題】導体配線を形成する工程を簡略化することが可能で、低コストで簡便に製造することのできる半導体装置の製造方法を提供する。
【解決手段】半導体チップ10の電極パッド1が形成されている面に、電極パッド1と接続した金属薄膜4を形成する工程と、金属薄膜4を互いに電気的に独立した複数の金属薄膜片に分割するように、金属薄膜4を物理的に切断する工程とから半導体装置を製造する。
【選択図】 図1

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置の製造方法および半導体装置に関するものであり、特にBGA(Ball Grid Array)やCSP(Chip Size Package)に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、携帯電話、携帯情報端末をはじめとして、電子機器の小型化、薄型化、軽量化の進展はめざましい。それに伴い、これらの電子機器へ搭載される半導体装置を始め、あらゆる部品も同様に、小型化、軽量化、高機能化、高性能化、高密度実装化が図られている。
【0003】
半導体装置においては、半導体チップを収納するパッケージも、より小型のものが求められており、チップサイズとほぼ等しいチップサイズパッケージ(CSP)等も小型実装部品の一つとなっている。また、ウエハの状態でパッケージングを行うウエハレベルCSPもその一つとなりつつある。これらCSPと呼ばれるものの多くは、半導体パッケージの面に外部接続端子として球形のはんだ等の金属ボールを備えている、いわゆる、ボールグリッドアレイ(BGA)の一種とされており、半導体装置は、金属ボールを介して基板に実装される。このボールは、基板に半導体装置を表面実装する際の接着材であるとともに、サーマル・ボールとも呼ばれ、半導体装置が発する熱を放散させる役割も担っている。
【0004】
また、半導体チップの電極部に、バンプと呼ばれるはんだや金等の突起電極を形成したフリップチップと呼ばれるものもあるが、半導体チップに外部接続端子として突起電極が設けられている点では上記CSPと同じである。
【0005】
上記ウエハレベルCSPからなる半導体装置とその製造方法の従来例について、図15ないし図18(a)〜図18(c)を用いて以下で説明する(例えば、特許文献1参照)。
【0006】
まず、図15および図16を参照しながら、上記半導体装置の構造について説明する。なお、上記半導体装置の斜視図が図15であり、図15のH−H’矢視断面図が図16である。半導体チップ20は、Al等からなる電極パッド11…を有し、酸化膜や窒化膜等のパッシベーション膜で覆われている。さらに、パッシベーション膜を覆って、絶縁膜12が形成されている。なお、パッシベーション膜および絶縁膜12は、どちらも、各電極パッド11の上部には塗布されておらず、開口部を有した状態となっている。
【0007】
絶縁膜12の上では、各金属配線14が電極パッド11…と外部接続端子17…とを接続している。なお、何れの電極パッド11…とも接続していない外部接続端子17…は、ダミー端子となる。本図では、中央の2つの外部接続端子17がダミー端子である。また、各外部接続端子17が突き出るように、絶縁性保護膜16が絶縁膜12および金属配線14…を覆っている。
【0008】
次に、図17および図18(a)〜図18(c)を参照しながら、上記半導体装置の製造方法について説明する。図17は、上記半導体装置の斜視図であり、金属配線が形成された状態を示している。図18は上記半導体の製造工程を表しており、図18(a)は図17のI−I’矢視断面図である。なお、上記半導体装置では、実際には、図19に示す様に半導体チップ20が並んだウエハ状態で導体配線層を設け、プリント基盤との電気的接合用の外部接続端子を形成し、最後にダイシングにより個片化することで、個々の半導体装置を得る。しかし、図17では、部位の詳細を表現するために、4個の半導体チップのユニットを示す。
【0009】
初めに、電極パッド11…を有し、パッシベーション膜で覆われた半導体チップ20の上面に絶縁膜12を形成するために、感光性レジストを塗布する。この感光性レジストを仮焼するとともに、電極パッド11…の部分の感光レジストを取り除くために、公知のフォトリソグラフィ技術により、露光、現像を行い焼成して、絶縁膜12を形成する。
【0010】
次に、絶縁膜12および電極パッド11…の上面を含む開口部に、導体層として、Cu皮膜をスパッタリングにより形成する(図示せず)。導体層としては、他にも、例えば、Cu/Ti,Cu/TiW,Cu/Crが挙げられる。なおCu/TiはCuとTiとの合金を示すものとする。他も同様である。なお、Cu皮膜にCuめっきを行うことで、導通を良好にさせることができる。また、めっきには、Ni/Cu,Au/Ni/Cu等が用いられる(図示せず)。
【0011】
次に、Cu皮膜の上にスピンコータで感光性レジストを塗布し、露光、現像、焼成してレジストパターンを形成し、このレジストパターンをマスクとしてエッチングして金属配線14…を形成する。その後、レジストパターンは剥離すると、図17に示すように、絶縁膜12上に電極パッド11…と接続した金属配線14…が形成される。
【0012】
次に、絶縁膜12と金属配線14…との上に絶縁性保護膜16を形成するために、感光性レジストを塗布し、露光、現像を行い、パターニングする。つまり、図18(b)に示すように、外部接合端子17…を取り付けるために、各金属配線14の一部を露出して絶縁性保護膜16を形成する。
【0013】
露出部分の金属配線14…にバリアメタル(図示せず)を形成し、図18(c)に示すように、絶縁性保護膜16に覆われていない各金属配線14の露出部にフラックスを転写させ(図示せず)、その上に外部接続端子17…を載せて、リフローして外部接続端子17…を取り付ける。なお、バリアメタルは、先の電解めっきがAu/Ni/Cuであれば不要であり、Cuであれば例えばAu/Niを、Ni/Cuであれば例えばAuを無電解めっきし形成する。
【0014】
最後に、先に述べたように、ダイシングにより金属配線14…と外部接続端子17…とが形成されたウエハを個片化することで個々の半導体装置が得られる。
【0015】
一方、半導体チップの上に導電板を並設し、その上部に導電性接着剤でチップコンデンサを接着固定した構造の半導体装置も提案されており、半導体チップとチップコンデンサを1つのパッケージに収納した構造となっている(例えば、特許文献2参照)。この半導体チップとチップコンデンサが1つのパッケージに収納された半導体装置の平面透視図と断面図とを、それぞれ図20および図21に示す。半導体チップ81上に、2枚の導電板83,84を絶縁性シート82を介して並設接着し、かつ、その上部に導電性接着剤86によりチップコンデンサ85を接着固定する。そして、各部の電極等を電気的に接続し、その周囲を樹脂封止型のパッケージ本体88で覆うことで、基板への実装密度の優れている半導体装置を形成している。
【0016】
【特許文献1】
特開平8−330313号公報(1996年12月13日公開)
【0017】
【特許文献2】
特開平5−21698号公報(1993年1月29日公開)
【0018】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来の半導体装置では、電極パッドから外部接続端子を搭載するパッドにかけての金属配線は、感光性レジストに対する露光・現像等のフォト技術の他に、感光性レジストの熱処理、金属配線の化学的なエッチングを要して製作される。これらフォト技術の多用や化学的なエッチングのプロセスは、多くの時間を要する上、その分のコストもかかる。
【0019】
また、半導体チップとチップコンデンサが接続された構造として半導体チップの上に二枚の導電板を並設し、その上部に導電性接着剤を介してチップコンデンサを接着固定して製作する半導体装置は、導電板や導電性接着剤の材料費の他、これら材料の生産工程が必要となってしまう。
【0020】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、感光性レジストに対する露光・現像等のフォト技術の他に感光性レジストの熱処理、金属配線の化学的なエッチング等の多数の工程を簡略化することが可能となり、低コストで簡便に製造することのできる、半導体装置の製造方法を提供することにある。
【0021】
【課題を解決するための手段】
本発明の半導体装置の製造方法は、上記の課題を解決するために、複数の電極を有する半導体チップの該電極が形成されている面に、該電極と接続した導体層を形成する導体層形成工程と、上記導体層を複数の部分導体領域に分割するように、上記導体層を物理的に切断する導体層切断工程とを有し、上記導体層切断工程では、上記複数の部分導体領域が互いに電気的に独立するように切断が行われることを特徴としている。
【0022】
上記方法によれば、半導体チップの電極と接続した導体層を形成することで、電極と外部接続端子との電気的接続部を形成することができる。さらに、上記の方法では、半導体チップ上に導体配線を形成するために、上記導体層を物理的に切断することによって複数の部分導体領域に分割する工程が行われる。ここで、従来では、半導体チップ上に導体配線を形成するために、フォトリソグラフィやエッチング等の工程を行っていたが、これらの工程は、特殊な装置を必要とするとともに、処理に時間がかかるものであった。これに対して、上記の方法のように導体層を物理的に切断する場合には、半導体装置を製造する際に通常用いられる切断装置を用いることが可能であるので、製造コストを削減することができる。また、切断処理は、上記従来のフォトリソグラフィやエッチング等の工程と比較して短時間で処理を行うことができるので、製造時間の削減も実現できる。
【0023】
本発明の半導体装置の製造方法は、上記方法に加えて、上記導体層形成工程の前に、上記半導体チップ上に上記電極を露出させた状態で絶縁膜を形成する絶縁膜形成工程を有し、上記導体層形成工程では、上記絶縁膜の表面と上記電極が露出した部分とに導体層を形成する方法としてもよい。
【0024】
上記方法によれば、導体層切断工程で、導体層を切断する場合に、半導体チップ表面を保護することができる。また、この工程は、表面保護膜が形成されていない半導体チップに対しても、絶縁膜を形成することができるので、半導体チップの表面を保護し半導体装置の電気的特性や信頼性を高めることができる。さらに、電極を露出させたまま保護膜を形成するので、その上に形成する導体層と、電極とを接続することができる。
【0025】
本発明の半導体装置の製造方法は、上記方法に加えて、上記導体層切断工程では、上記導体層を格子状に分断する方法としてもよい。
【0026】
上記方法によれば、導体層を格子状に分断するので、個々の電極に対応させて導体層を切断して複数の部分導体領域に分割するような複雑な切断をすることはない。よって、効率よく、個々の電極と接続した部分導体領域を電気的に独立した状態に切断することができる。また、X軸方向とY軸方向に沿って切断すればよいので、切断するための装置の制御を行いやすく、導体層の切断に要する時間を短くすることができる。
【0027】
本発明の半導体装置の製造方法は、上記方法に加えて、上記導体層形成工程では、スパッタリング法で導体を半導体チップに堆積させることにより導体層を形成する方法としてもよい。
【0028】
上記方法によれば、スパッタリング法を用いて導体層形成工程を行っているので、導体膜を半導体チップに、均一に簡便に形成することができる。また、緻密でかつ密着性に優れた導体膜を形成することができる。
【0029】
本発明の半導体装置の製造方法は、上記導体層切断工程では、ダイシングブレイド(dicing blade)によって切断を行う方法としてもよい。
【0030】
上記方法によれば、切断をダイシングブレイドで行うので、加工面品位の高い信頼性のある切断を行うことができる。また、ウエハから個々の半導体チップを切断するのに使用するダイシングブレイドを用いることができる。よって導体層切断のための別の切断装置を用意する必要がないため、生産コストを削減することができる。
【0031】
本発明の半導体装置の製造方法は、上記方法に加えて、上記切断工程では、レーザによって切断を行う方法としてもよい。
【0032】
上記方法によれば、レーザを用いて切断を行うので、精密に切断できる。また、レーザは、機械的な力を加えない非接触加工が可能であり、ゆがみや熱影響の少ない切断をすることができる。また、レーザは、半導体装置の製造工程で溶接や切断、マーキング等に使用されることも多いので、このレーザを上記導体層切断工程に用いることも可能である。よって導体層切断のための別の切断装置を用意する必要がないため、生産コストを削減することができる。
【0033】
本発明の半導体装置の製造方法は、上記方法に加えて、上記部分導体領域上に、絶縁性保護膜を上記導体層の一部を覆わないように形成する絶縁性保護膜形成工程を有する方法としてもよい。
【0034】
上記方法によれば、部分導体領域上に、絶縁性保護膜を形成するので、部分導体領域を保護することができる。よって、信頼性の高い半導体装置を形成することができる。また、絶縁性保護膜を導体層の一部を覆わないよう形成するので、その覆わない部分を、外部接続端子を接続する領域とすることができる。
【0035】
本発明の半導体装置の製造方法は、上記方法に加えて、上記部分導体領域上に、外部接続端子を形成する外部接続端子形成工程を有する方法としてもよい。
【0036】
上記方法によれば、外部接続端子を形成するので、外部構造体と半導体装置とを物理的にも電気的にも接続することができる。
【0037】
本発明の半導体装置の製造方法は、上記方法に加えて、上記部分導体領域の上に、上記部分導体領域の間を跨ぐように、ディスクリート部品を搭載する方法としてもよい。
【0038】
上記方法によれば、チップコンデンサ等のディスクリート電子部品と半導体チップを接続させる場合、上記部分導体領域の間を跨ぐようにディスクリート部品を実装するだけで接続することが可能である。よって、半導体チップにディスクリート部品を接続するための導電板や導電性接着材等を製造する必要はなく、製造に要する時間とともに製造コストも削減することができる。
【0039】
また、上記方法によれば、導体層に直接ディスクリート電子部品を実装できるので、半導体装置とディスクリート部品とを個別に実装基板に実装して相互接続させる必要はない。よって、実装時間の短縮化のみならず、半導体装置の小型化に至る実装面積の削減に寄与することができる。
【0040】
本発明の半導体装置の製造方法は、上記方法に加えて、上記部分導体領域の上に、上記部分導体領域の間を跨ぐように導体を用いて接続する方法としてもよい。
【0041】
上記方法によれば、部分導体領域の間を跨ぐように導体を用いて接続するため、部分導体領域を電気的に接続したい場合、半導体装置の外部で接続する必要が無い。このため、半導体装置のサイズを縮小することができる。
【0042】
また、上記方法によれば、導体を用いて部分導体領域を電気的に接続できるので、半導体チップ上の電極を、部分導体領域を介して自由に電気的に接続することができる。そのため、電極の相互接続を個々の半導体装置に応じて自由に変更することが可能となる。
【0043】
本発明の半導体装置の製造方法は、上記方法に加えて、上記部分導体領域と外部構造体とを、導体で接続する方法としてもよい。
【0044】
上記方法によれば、部分導体領域と外部構造体とを導体で接続するため、ディスクリート部品を搭載した半導体装置である場合にも、実装基板等の外部構造体との電気的な接続を行うことができる。また、外部構造体において、ディスクリート部品の搭載部や、半導体装置とディスクリート部品との接続部などを製造する必要がなくなるので、製造コストを削減することができるとともに、装置の小型化を図ることができる。
【0045】
本発明の半導体装置の製造方法は、上記方法に加えて、上記導体での接続は、ワイヤボンディング法を用いる方法としてもよい。
【0046】
上記方法によれば、ワイヤボンディング法を用いるため、特殊な設備が不要なため、低コストで高密度に外部構造体に接続することができる。
【0047】
本発明の半導体装置は、上記本発明に係る半導体装置の製造方法によって製造されることを特徴としている。
【0048】
上記構成によれば、上記したように、低コストで簡便に製造することのできる、半導体装置を提供することができる。
【0049】
【発明の実施の形態】
〔実施の形態1〕
本発明の実施の一形態について図1ないし図12に基づいて説明すれば以下の通りである。なお、本発明はこれに限定されるものではない。
【0050】
(半導体装置の構成)
初めに、本実施形態の半導体装置の製造方法で製造した半導体装置の構成について説明する。なお、図2が本実施形態の半導体装置の斜視図であり、図2のA−A’矢視断面図が図1である。
【0051】
本実施形態の半導体装置は、図1に示すように、半導体チップ10、切れ込み部5…の入った金属薄膜4、外部接続端子7…等を備えている。半導体チップ10としては、CPU(Central Processing Unit)やメモリ等の集積回路(LSI:Large Scaled Integrated circuit)等が挙げられる。
【0052】
半導体チップ10は、電極として電極パッド1…を有しており、絶縁膜2により覆われている。絶縁膜2は、電極パッド1…の上部には塗布されておらず、開口部を有した状態となっている。
【0053】
電極パッド1…は、半導体チップ10に組み込まれており、半導体装置の入出力端子を含む電気的端子である。電極パッド1…は、導電性があるものであれば特に限定されないが、AlやCu等が好適に用いられる。
【0054】
絶縁膜2は、半導体チップ10を外部から絶縁するものであり半導体チップ10の表面保護膜である。絶縁膜2は、酸化膜や窒化膜の無機膜から形成されている。なお、絶縁膜2は、上記無機膜の上にポリイミド等の有機膜が形成されていてもよい。
【0055】
絶縁膜2の上には、更に、絶縁膜2の表面を保護するために、第2の絶縁膜3が形成されている。第2の絶縁膜3は、ポリイミド等を用いて形成することができる。なお、絶縁膜2において、無機膜の上に有機膜が形成されており、この有機膜に十分な厚みがある場合には、第2の絶縁膜3を形成しなくてもよい。ここで、十分な厚みとは、下記で詳細に説明する導体層切断工程における切断から、半導体チップ10の表面を保護できる厚みをいうものとする。
【0056】
導体層として用いられる金属薄膜4は、第2の絶縁膜3の表面と第2の絶縁膜3に覆われていない電極パッド1…上とに形成される。金属薄膜4は、電極パット1…と外部接続端子7…との間に電流を流すためのカレントフィルムとなるものである。
【0057】
切れ込み部5…は、金属薄膜4を分割している。この分割された金属薄膜の1つ1つを金属薄膜片(部分導体領域)とする。この切れ込み部5…によって、電極パッド1…に接続した金属薄膜片は、電気的に独立している。また切れ込み部5…は、第2の絶縁膜3の上部にも及んでいる。
【0058】
また、金属薄膜片の上方には、外部接続端子7…が形成されており、さらに金属薄膜4の一部は、開口部で電極パッド1…と接続されている。外部接続端子7…は、電極パッド1…と、半導体装置が実装される実装基板上の配線(図示せず)とを電気的かつ物理的に接続するための電極である。外部接続端子7…としては、導電性を有し実装基板上の配線と良好に接続できるものであれば特に限定されるものではないが、例えば、はんだボール等が好適に用いられる。
【0059】
なお、電極パッド1…と接続していない金属薄膜片上に形成された外部接続端子7…は、ダミー端子となる。つまり、本図では、中央の2つの外部接続端子7が、何れの電極パッド1とも接続していないダミー端子となっている。
【0060】
更に、絶縁性保護膜6が、外部接続端子7…を突き出した状態で金属薄膜4を覆い、切れ込み部5…を充填するように形成されている。絶縁性保護膜6は、金属薄膜4および切れ込み部5…を外部から保護するもので、ポリイミド等が好適に用いられる。
【0061】
なお図1では、細部を示すため特に第2の絶縁膜3の厚みを誇張して表現しており、第2の絶縁膜3から電極パッド1…にかけての金属薄膜4が、極度な段差を示しているが、実際は水平方向に対する垂直方向の割合は図よりも小さいものである。
【0062】
(半導体装置の製造方法)
次に、本実施形態の半導体装置の製造方法について説明する。なお、上記の従来の技術で述べたように、ウエハレベルCSPでは、実際には、図19に示すように半導体チップ10が並んだウエハ状態でパッケージングし、最後にダイシングにより個片化することで個々の半導体装置を得る。しかし、以下の説明では、部位の詳細を表現するために、4個の半導体装置のユニットで説明する。
【0063】
▲1▼初めに、絶縁膜形成工程について説明する。図3が本実施形態の絶縁膜形成工程時の半導体装置の斜視図であり、図3のB−B’矢視断面図が図4である。図3および図4に示すように、電極パッド1…を有し、絶縁膜2で覆われた半導体チップ10の表面上に、第2の絶縁膜3を形成する。第2の絶縁膜3としては、樹脂等が用いられ、ブロック共重合ポリイミド等が好適に用いられる。なお、この絶縁膜形成工程は、半導体チップ10の絶縁膜2において、無機膜の上に有機膜が形成されており、有機膜が十分な厚みを持っている場合には行わなくてもかまわない。
【0064】
具体的には、スクリーンマスクを用いて、ブロック共重合ポリイミド等のポリイミドインクを半導体チップ10上に、スクリーン印刷技法で印刷し、熱処理によりポリイミドインクを硬化させて第2の絶縁膜3を形成する。第2の絶縁膜3の膜厚は、30〜50μmが好ましい。この際、第2の絶縁膜3は、外部に配線を引き出したい電極パッド1…の上部に開口部を有するように形成する。なお、点線8は、最終的に個々の半導体装置に切断するダイシングの位置を表している。また、上記したように、本図はウエハの一部を表しているため、斜視図では側面、断面図では両端も最終的に個々の半導体装置に切断するときは、ダイシングされる。
【0065】
▲2▼次に、導体層形成工程について説明する。図5が本実施形態の導体層形成工程時の半導体装置の斜視図であり、図5のC−C’矢視断面図が図6である。図5および図6に示すように、第2の絶縁膜3の表面と電極パッド1…上を含む開口部の表面とに、金属薄膜4を形成する。開口部にも金属薄膜を形成することで電気パッド1…と金属薄膜4が接続する。金属薄膜4は、単一金属または複数種からなる金属(合金)を用いてスパッタリング法等によって形成される。金属薄膜4には、例えば、Au/Ti,Au/TiW,Au/Cr,Au/NiV等が好適に用いられる。ここで、Au/Tiとは、チタンと金の合金を意味するものである。Au/TiW,Au/Cr,Au/NiVも同様である。金属薄膜4の膜厚は1μm前後が好ましく、特に0.3〜2μmが好ましい。
【0066】
▲3▼次に、導体層切断工程について説明する。図7が本実施形態の導体層切断工程時の半導体装置の斜視図であり、図7のD−D’矢視断面図が図8である。ダイシングブレイドを回転させ、図7および図8に示すように、金属薄膜4表面に対し垂直に切れ込み部5…が形成されるよう切断する。金属薄膜4を切断し、金属薄膜片を形成する。切断時に冷却水あるいは洗浄水を噴射して、ダイシングブレイドを冷却するとともに、切断時に発生する削りかすを除去するのが好ましい。
【0067】
また、本実施形態では、導体層の切断にダイシングブレイドを用いているが、レーザを用いるようにしてもかまわない。切断にレーザを用いる場合は、高出力炭酸ガスレーザや、YAGレーザが好適に用いられ、金属薄膜4表面に垂直に切れ込み部5…が入るように切断する。
【0068】
なお、図7に示すように、切れ込み部5…は、各金属薄膜片と電気パッド1…とが1対1で対応するように、金属薄膜4を格子状に切断するように形成されるのが好ましい。また、図8に示すように、切れ込み部5…の深さは、金属薄膜4が切断され、第2の絶縁膜3が全て切断されない範囲であればかまわない。また、最終的にダイシングによって個々の半導体パッケージ単位に切断される位置には、切り込み5…を形成する必要はない。切れ込み部5…によって格子状に分断された金属薄膜片は、互いに電気的に独立し、また各電極パッド1…は、何れかの金属薄膜片と電気的につながった状態となる。
【0069】
▲4▼次に、絶縁性保護膜形成工程について説明する。図9が本実施形態の絶縁性保護膜形成工程時の半導体装置の斜視図であり、図9のE−E’矢視断面図が図10である。図9および図10に示すように、分断された金属薄膜4の上面および切れ込み部5…に絶縁性保護膜6を形成する。絶縁性保護膜6には、樹脂等が用いられる。
【0070】
具体的には、例えば、第2の絶縁膜3と同様に、スクリーンマスクを用いて、ブロック共重合ポリイミド等のポリイミドインクを金属薄膜4の上面および切れ込み部5…にスクリーン印刷技法で印刷し、熱処理によりポリイミドインクを硬化させて絶縁性保護膜6を形成する。この絶縁性保護膜6の膜厚は、10〜30μmが好ましい。絶縁性保護膜6を形成する際には、外部接合端子7が金属薄膜4上に取り付けられる領域となる部分に、例えば円形の開口部を設けるようにする。なお、ダイシングによって最終的に個々の半導体装置に切断される位置である点線8上においても、ダイシングの行いやすさを考慮すると、絶縁性保護膜6を形成しないようにすることが好ましい。
【0071】
▲5▼次に、外部接続端子形成工程を説明する。図11が本実施形態の外部接続端子形成工程時の半導体装置の斜視図であり、図11のF−F’矢視断面図が図12である。図11および図12に示すように、上記絶縁性保護膜形成工程で設けた開口部つまり、絶縁性保護膜6が形成されていない金属薄膜4の上に外部接続端子7…を取り付ける。外部接続端子7…としては、例えば、はんだボールが用いられ、金属薄膜4の上にフラックスを転写させ(図示せず)、その上に外部接続端子7…を載せて、リフローして外部接続端子7…を取り付ける。
【0072】
▲6▼最後に、上述の通り、個々の半導体装置を得るために、ダイシングを行う。
【0073】
〔実施の形態2〕
本発明の実施の他の形態について、図13および図14に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、説明の便宜上、前記実施の形態1にて説明した図面と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。本実施形態の半導体装置の斜視図が図13であり、図13のF−F’矢視断面図が図14である。
【0074】
本実施形態の半導体装置では、図13および図14に示すように、半導体チップ10は電極パッド1…を有し、絶縁膜2で覆われている。絶縁膜2の上には更に第2の絶縁膜3が形成されている。なお、電極パッド1…の上部を覆わないように、絶縁膜2と第2の絶縁膜3とは形成される。第2の絶縁膜3の上には、金属薄膜4が形成され、切れ込み部5…が、金属薄膜4と第2の絶縁膜3の上部を切断しており、金属薄膜4は、金属薄膜片となっている。
【0075】
さらに、金属薄膜片上に、チップコンデンサやチップ抵抗等のディスクリート電子部品51が搭載されている。ディスクリート電子部品51は、隣り合う金属薄膜片上にはんだ等で接合されていればよい。すなわち、ディスクリート電子部品51で、電気的に導通させたい金属薄膜片間を接合すればよい。
【0076】
また、離れた金属薄膜片間を、ディスクリート電子部品51で電気的に導通させたい場合には、まず、何れの電極パッド1…とも接続していない2つの金属薄膜片上に、ディスクリート電子部品51をはんだ等で接合する。次に、この2つの金属薄膜片上にそれぞれ金属線52の一端を接合する。そして、金属線52の残りの一端は、それぞれ、電気的に導通させたい金属薄膜片に接合すればよい。接続は、金属線52として、例えば、金ワイヤー等で、金属薄膜片に、ワイヤボンディングする方法を用いればよい。
【0077】
本実施形態の半導体装置は、ディスクリート電子部品を従属させた半導体チップとして、従来の単独の半導体チップに置き換えて実装基板に実装することができる。これは、本実施形態の半導体装置のサイズが、半導体チップとほぼ変わらないためである。そして、ディスクリート電子部品を従属させたまま、金属薄膜4の任意の地点から導体を用いて、実装基板に接続することができる。この接続は、導体として例えば金ワイヤーを用いて実装基板にワイヤボンディングする方法がある。
【0078】
また、すでにディスクリート電子部品を搭載しているため、半導体装置とディスクリート部品とを個別に実装基板に実装して相互接続させる必要はない。つまり、本実施形態の半導体装置は、従来、半導体チップのみを収めている半導体装置とディスクリート電子部品とが個別に基板に実装され、かつ相互接続されていたものを、1つに集約し、同機能を果たすものであるため、半導体装置の小型化、高密度実装化に貢献するものである。
【0079】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【0080】
【発明の効果】
以上にように、本発明の半導体装置の製造方法は、上記の課題を解決するために、複数の電極を有する半導体チップの該電極が形成されている面に、該電極と接続した導体層を形成する導体層形成工程と、上記導体層を複数の部分導体領域に分割するように、上記導体層を物理的に切断する導体層切断工程とを有し、上記導体層切断工程では、上記複数の部分導体領域が互いに電気的に独立するように切断が行われる方法である。
【0081】
これにより、電極と外部接続端子との電気的接続部を形成することができる。さらに、上記の方法では、半導体チップ上に導体配線を形成するために、上記導体層を物理的に切断するが、この場合には、半導体装置を製造する際に通常用いられる切断装置を用いることが可能であるので、製造コストを削減することができるという効果を奏する。また、切断処理は、従来のフォトリソグラフィやエッチング等の工程と比較して短時間で処理を行うことができるので、製造時間の削減も実現できるという効果を奏する。
【0082】
本発明の半導体装置の製造方法は、上記導体層形成工程の前に、上記半導体チップ上に上記電極を露出させた状態で絶縁膜を形成する絶縁膜形成工程を有し、上記導体層形成工程では、上記絶縁膜の表面と上記電極が露出した部分とに導体層を形成する方法としてもよい。
【0083】
これにより、上記方法による効果に加えて、導体層切断工程で、導体層を切断する場合に、半導体チップ表面を保護することができるという効果を奏する。また、この工程は、表面保護膜が形成されていない半導体チップに対しても、絶縁膜を形成することができるので、半導体チップの表面を保護し半導体装置の電気的特性や信頼性を高めることができるという効果を奏する。さらに、保護膜上に形成する導体層と、電極とを接続することができるという効果を奏する。
【0084】
本発明の半導体装置の製造方法は、上記導体層切断工程では、上記導体層を格子状に分断する方法としてもよい。
【0085】
これにより、上記方法による効果に加えて、個々の電極に対応させて導体層を切断して複数の部分導体領域に分割するような複雑な切断をすることはない。よって、効率よく、個々の電極と接続した部分導体領域を電気的に独立した状態に切断することができるという効果を奏する。また、X軸方向とY軸方向に沿って切断すればよいので、切断するための装置の制御を行いやすく、導体層の切断に要する時間を短くすることができるという効果を奏する。
【0086】
本発明の半導体装置の製造方法は、上記導体層形成工程では、スパッタリング法で導体を半導体チップに堆積させることにより導体層を形成する方法としてもよい。
【0087】
これにより、上記方法による効果に加えて、導体膜を半導体チップに、均一に簡便に形成することができるという効果を奏する。また、緻密でかつ密着性に優れた導体膜を形成することができるという効果を奏する。
【0088】
本発明の半導体装置の製造方法は、上記導体層切断工程では、ダイシングブレイド(dicing blade)によって切断を行う方法としてもよい。
【0089】
これにより、上記方法による効果に加えて、加工面品位の高い信頼性のある切断を行うことができる。また、ウエハから個々の半導体チップを切断するのに使用するダイシングブレイドを用いることができる。よって導体層切断のための別の切断装置を用意する必要がないため、生産コストを削減することができるという効果を奏する。
【0090】
本発明の半導体装置の製造方法は、上記切断工程では、レーザによって切断を行う方法としてもよい。
【0091】
これにより、上記方法による効果に加えて、精密な切断が可能となるという効果を奏する。また、レーザは、機械的な力を加えない非接触加工が可能であり、ゆがみや熱影響の少ない切断をすることができるという効果を奏する。また、レーザは、半導体装置の製造工程で使用されることも多いので、このレーザを上記導体層切断工程に用いることも可能である。よって導体層切断のための別の切断装置を用意する必要がないため、生産コストを削減することができるという効果を奏する。
【0092】
本発明の半導体装置の製造方法は、上記部分導体領域上に、絶縁性保護膜を上記導体層の一部を覆わないように形成する絶縁性保護膜形成工程を有する方法としてもよい。
【0093】
これにより、上記方法による効果に加えて、部分導体領域を保護することができるので、信頼性の高い半導体装置を形成することができるという効果を奏する。また、絶縁性保護膜で導体層を覆わない部分を、外部接続端子を接続する領域とすることができる。
【0094】
本発明の半導体装置の製造方法は、上記部分導体領域上に、外部接続端子を形成する外部接続端子形成工程を有する方法としてもよい。
【0095】
これにより、上記方法による効果に加えて、外部構造体と半導体装置とを物理的にも電気的にも接続することができるという効果を奏する。
【0096】
本発明の半導体装置の製造方法は、上記部分導体領域の上に、上記部分導体領域の間を跨ぐように、ディスクリート部品を搭載する方法としてもよい。
【0097】
これにより、上記方法による効果に加えて、チップコンデンサ等のディスクリート電子部品と半導体チップを接続させる場合、上記部分導体領域の間を跨ぐようにディスクリート部品を実装するだけで接続することが可能である。よって、半導体チップにディスクリート部品を接続するための導電板や導電性接着材等を製造する必要はなく、製造に要する時間とともに製造コストも削減することができるという効果を奏する。
【0098】
また、半導体装置とディスクリート部品とを個別に実装基板に実装して相互接続させる必要はない。よって、実装時間の短縮化のみならず、半導体装置の小型化に至る実装面積の削減に寄与することができるという効果を奏する。
【0099】
本発明の半導体装置の製造方法は、上記部分導体領域の上に、上記部分導体領域の間を跨ぐように導体を用いて接続する方法としてもよい。
【0100】
これにより、上記方法による効果に加えて、部分導体領域を電気的に接続したい場合、半導体装置の外部で接続する必要が無い。このため、半導体装置のサイズを縮小することができるという効果を奏する。また、導体を用いて部分導体領域を電気的に接続できるので、半導体チップ上の電極を、部分導体領域を介して自由に電気的に接続することができる。そのため、電極の相互接続を個々の半導体装置に応じて自由に変更することが可能となるという効果を奏する。
【0101】
本発明の半導体装置の製造方法は、上記部分導体領域と外部構造体とを、導体で接続する方法としてもよい。
【0102】
これにより、上記方法による効果に加えて、ディスクリート部品を搭載した半導体装置である場合にも、実装基板等の外部構造体との電気的な接続を行うことができる。また、外部構造体において、ディスクリート部品の搭載部や、半導体装置とディスクリート部品との接続部などを製造する必要がなくなるので、製造コストを削減することができるとともに、装置の小型化を図ることができるという効果を奏する。
【0103】
本発明の半導体装置の製造方法は、上記導体での接続は、ワイヤボンディング法を用いる方法としてもよい。
【0104】
上記方法によれば、特殊な設備が不要なため、低コストで高密度に外部構造体に接続することができるという効果を奏する。
【0105】
本発明の半導体装置は、上記本発明に係る半導体装置の製造方法によって製造される構成である。
【0106】
これにより、低コストで簡便に製造することのできる、半導体装置を提供することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る半導体装置の概略構成を示す断面図である。
【図2】図1に示す半導体装置の斜視図である。
【図3】絶縁膜形成工程における上記半導体装置の概略構成を示す斜視図である。
【図4】図3に示す半導体装置の断面図である。
【図5】導体層形成工程における上記半導体装置の概略構成を示す斜視図である。
【図6】図5に示す半導体装置の断面図である。
【図7】導体層切断工程における上記半導体装置の概略構成を示す斜視図である。
【図8】図7に示す半導体装置の断面図である。
【図9】絶縁性保護膜形成工程における上記半導体装置の概略構成を示す斜視図である。
【図10】図9に示す半導体装置の断面図である。
【図11】外部接続端子形成工程における上記半導体装置の概略構成を示す斜視図である。
【図12】図11に示す半導体装置の断面図である。
【図13】本発明の他の実施形態に係る半導体装置の概略構成を示す斜視図である。
【図14】図13に示す半導体装置の断面図である。
【図15】従来の半導体装置の一例の概略構成を示す斜視図である。
【図16】図15に示す半導体装置の断面図である。
【図17】金属配線が形成された状態の従来の半導体装置の概略構成を示す斜視図である。
【図18】同図(a)ないし(c)は、従来の半導体装置の製造過程を示す図である。
【図19】半導体チップが埋め込まれているウエハの概略図である。
【図20】従来の半導体装置における他の例の概略構成を示す透視平面図である。
【図21】図20の半導体装置の断面図である。
【符号の説明】
1 電極パッド(電極)
2 絶縁膜
3 第2の絶縁膜
4 金属薄膜(導体層)
5 切れ込み部
6 絶縁性保護膜
7 外部接続端子
8 ダイシングの位置を表す点線
10 半導体チップ
11 電極パッド
12 絶縁膜
14 金属配線
16 絶縁性保護膜
17 外部接続端子
20 半導体チップ
51 ディスクリート電子部品
52 金属線(導体)
81 半導体チップ
82 絶縁性シート
83 導電板
84 導電板
85 チップコンデンサ
86 導電性接着剤

Claims (13)

  1. 複数の電極を有する半導体チップの該電極が形成されている面に、該電極と接続した導体層を形成する導体層形成工程と、
    上記導体層を複数の部分導体領域に分割するように、上記導体層を物理的に切断する導体層切断工程とを有し、
    上記導体層切断工程では、上記複数の部分導体領域が互いに電気的に独立するように切断が行われることを特徴とする半導体装置の製造方法。
  2. 上記導体層形成工程の前に、上記半導体チップ上に上記電極を露出させた状態で絶縁膜を形成する絶縁膜形成工程を有し、
    上記導体層形成工程では、上記絶縁膜の表面と上記電極が露出した部分とに導体層を形成することを特徴とする請求項1に記載の半導体装置の製造方法。
  3. 上記導体層切断工程では、上記導体層を格子状に分断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。
  4. 上記導体層形成工程では、スパッタリング法で導体を半導体チップに堆積させることにより導体層を形成することを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。
  5. 上記導体層切断工程は、ダイシングブレイド(dicing blade)によって行うことを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。
  6. 上記導体層切断工程は、レーザによって行うことを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。
  7. 上記部分導体領域上に、絶縁性保護膜を上記導体層の一部を覆わないように形成する絶縁性保護膜形成工程を有することを特徴とする、請求項1ないし6のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。
  8. 上記部分導体領域上に、外部接続端子を形成する外部接続端子形成工程を有することを特徴とする請求項1ないし7のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。
  9. 上記部分導体領域上に、上記部分導体領域の間を跨ぐように、ディスクリート部品を搭載することを特徴とする請求項1ないし8のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。
  10. 上記部分導体領域上に、上記部分導体領域の間を跨ぐように導体を用いて接続することを特徴とする請求項1ないし9のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。
  11. 上記部分導体領域と外部構造体とを、導体で接続することを特徴とする請求項1ないし10のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。
  12. 上記導体での接続は、ワイヤボンディング法を用いることを特徴とする請求項11の半導体装置の製造方法。
  13. 請求項1ないし12のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法によって製造されることを特徴とする半導体装置。
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