JP2006005231A - Method for manufacturing semiconductor device - Google Patents

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秀人 大西
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a semiconductor device that can reduce damages to the substrate or the influence on the environment, and to work a resin layer to a planarized state as a protective film, at a low cost without complicated steps. <P>SOLUTION: A post electrode 2 is formed on a semiconductor substrate 1 wherein an integrated circuit is formed. Next, a resin 3 is applied over the post electrode 2 and the surface of the semiconductor substrate 1. Then, the surface of the resin 3 is polished by mechanical grinding of a back grinding device or the like, to expose the top of the post electrode 2 therefrom. The resin 3 is heated and decomposed in an oxygen-containing atmosphere, to expose the sidewall of the post electrode 2, and plating 4 is stuck on the exposed part. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、WL−CSP(Wafer Level Chip Size Package)における半導体装置の製造方法に関する。特に、保護膜となる樹脂層のエッチングに係る問題点の改善を図った半導体装置の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device in WL-CSP (Wafer Level Chip Size Package). In particular, the present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device in which problems relating to etching of a resin layer serving as a protective film are improved.

半導体製造工程はウェハ上に集積回路(IC:Integrated Circuit)を形成する前工程と、前工程において処理されたチップをパッケージ化する後工程とに大きく分かれる。この後工程の際に用いられる技術としてWL−CSPがある。WL−CSPは、パッケージサイズがチップサイズと同じリアルチップサイズとなる、究極の小型化・薄型化・軽量化を実現する省スペースパッケージである。WL−CSPには、前工程と後工程とにおいてウェハ状態で一括した処理を行うことができるという利点もある。   The semiconductor manufacturing process is largely divided into a pre-process for forming an integrated circuit (IC) on a wafer and a post-process for packaging a chip processed in the pre-process. There is WL-CSP as a technique used in the subsequent process. WL-CSP is a space-saving package that realizes the ultimate miniaturization, thickness reduction, and weight reduction, in which the package size is the same real chip size as the chip size. The WL-CSP also has an advantage that batch processing can be performed in the wafer state in the pre-process and the post-process.

図3は従来のWL−CSPにおける半導体装置の製造方法を示している。図には各工程が断面図として図示されている。なお、半導体基板1上には前工程において予め集積回路が形成されているが、図3においては図示を省略している。まず、半導体基板1上に感光性フィルムを塗布し、露光および現像を行い、選択的に開口部を形成する。そして、電解メッキにより開口部に銅を付着させた後、感光性フィルムを除去し、外部との電気的接続用のポスト電極2を形成する。   FIG. 3 shows a method of manufacturing a semiconductor device in a conventional WL-CSP. In the figure, each process is illustrated as a cross-sectional view. An integrated circuit is formed on the semiconductor substrate 1 in advance in the previous process, but is not shown in FIG. First, a photosensitive film is applied on the semiconductor substrate 1, and exposure and development are performed to selectively form openings. And after making copper adhere to an opening part by electroplating, the photosensitive film is removed and the post electrode 2 for electrical connection with the exterior is formed.

続いて、アルカリ金属イオンなどの可動イオン、水分(湿気)などからポスト電極2および半導体基板1を保護するために、ポスト電極2および半導体基板1の表面を覆うようにエポキシ樹脂などの樹脂3を塗布すると図3(a)で示される構造が形成される。この樹脂3は、エポキシ系樹脂等からなる樹脂成分に、シリカ等からなる充填剤と硬化剤とが含まれている。充填剤は、樹脂3の線膨張係数を半導体基板1の線膨張係数に近づけると共に、樹脂3の熱伝導性を向上させるために含まれている。また、硬化剤は樹脂3を加熱硬化させるために含まれている。続いて、樹脂3の表面をバックグラインド装置などを用いた機械的なグラインドにより研磨(研削)し、ポスト電極2の頭頂部を表面に露出させ、ポスト電極2の高さの均一化を行うと図3(b)で示される構造が形成される。   Subsequently, in order to protect the post electrode 2 and the semiconductor substrate 1 from mobile ions such as alkali metal ions and moisture (humidity), a resin 3 such as an epoxy resin is applied so as to cover the surface of the post electrode 2 and the semiconductor substrate 1. When applied, the structure shown in FIG. 3A is formed. In the resin 3, a resin component made of an epoxy resin or the like includes a filler made of silica or the like and a curing agent. The filler is included to bring the linear expansion coefficient of the resin 3 close to the linear expansion coefficient of the semiconductor substrate 1 and to improve the thermal conductivity of the resin 3. Further, a curing agent is included to heat and cure the resin 3. Subsequently, when the surface of the resin 3 is polished (ground) by mechanical grinding using a back grinding apparatus or the like, the top of the post electrode 2 is exposed to the surface, and the height of the post electrode 2 is made uniform. The structure shown in FIG. 3B is formed.

続いて、チップを基板にハンダ付けした際に、ハンダの濡れ性を向上させ、ハンダとの付着強度を上げるために、露出したポスト電極2の頭頂部にメッキ処理を行う。金およびニッケルなどの金属をポスト電極2に付着させ、金属メッキ層4を形成すると、図3(c)で示される構造が形成される。このとき、メッキはポスト電極2にのみ選択的に行われる。図示しないが、続いてウェハをダイシングして個々のチップに分割すると、パッケージ化された半導体装置が完成する。各半導体装置は、例えばプリント基板上にハンダ付けされる。   Subsequently, when the chip is soldered to the substrate, the exposed top of the post electrode 2 is plated in order to improve the wettability of the solder and increase the adhesion strength with the solder. When a metal such as gold and nickel is attached to the post electrode 2 to form the metal plating layer 4, the structure shown in FIG. 3C is formed. At this time, plating is selectively performed only on the post electrode 2. Although not shown, when the wafer is subsequently diced and divided into individual chips, a packaged semiconductor device is completed. Each semiconductor device is soldered on a printed circuit board, for example.

以上の製造方法によって作製される半導体装置は、小型化・薄型化が要求される電子機器用の半導体装置として利用価値が高い。その一例として、ダイオード・トランジスタ等のディスクリート半導体装置や半導体集積回路が挙げられる。例えば、図3の半導体基板1としてp型のSi基板を用い、その表面に不純物注入を行い、n型の領域を選択的に形成すると横型のpn接合が形成される。そしてp型およびn型の領域上にそれぞれポスト電極を形成し、上述した方法によりパッケージングを行うとダイオードが完成する。   The semiconductor device manufactured by the above manufacturing method has high utility value as a semiconductor device for an electronic device that is required to be reduced in size and thickness. One example is a discrete semiconductor device such as a diode / transistor or a semiconductor integrated circuit. For example, when a p-type Si substrate is used as the semiconductor substrate 1 in FIG. 3 and impurities are implanted into the surface thereof to selectively form an n-type region, a lateral pn junction is formed. Then, post electrodes are formed on the p-type and n-type regions, respectively, and packaging is performed by the above-described method, thereby completing the diode.

本出願人は、図3(a)と同様の図4(a)の構造を形成した後に、樹脂3の表面を研磨して図4(b)で示される構造を形成し、続いてHSO等の薬液を用いて樹脂3をエッチングし、ポスト電極2の頭頂部および側壁を露出させて図4(c)で示される構造を形成し、このポスト電極2に金属メッキ層4を形成し、図4(d)で示される構造を形成する半導体装置の製造方法を考案した(特願2003−354079号)。この製造方法によれば、ポスト電極2の側壁部にも金属メッキ層4が形成されるため、半導体装置と基板との接着強度を高めることができる。なお、特許文献1には、半導体基板上にポスト電極を形成し、半導体基板およびポスト電極表面を絶縁膜で覆った後、絶縁膜をエッチングすることによりポスト電極を露出させる半導体装置の接続方法が記載されている。
特開平10−340923号公報
The applicant forms the structure shown in FIG. 4A similar to FIG. 3A, and then polishes the surface of the resin 3 to form the structure shown in FIG. 4B, followed by H 2. The resin 3 is etched using a chemical solution such as SO 4 to expose the top and side walls of the post electrode 2 to form the structure shown in FIG. 4C, and the metal plating layer 4 is formed on the post electrode 2 Then, a semiconductor device manufacturing method for forming the structure shown in FIG. 4D was devised (Japanese Patent Application No. 2003-354079). According to this manufacturing method, since the metal plating layer 4 is also formed on the side wall portion of the post electrode 2, the adhesive strength between the semiconductor device and the substrate can be increased. Patent Document 1 discloses a semiconductor device connection method in which a post electrode is formed on a semiconductor substrate, the surface of the semiconductor substrate and the post electrode is covered with an insulating film, and then the post electrode is exposed by etching the insulating film. Are listed.
Japanese Patent Laid-Open No. 10-340923

しかし、上述した半導体装置の製造方法においては、保護膜となる樹脂層をエッチングするため、以下に説明するような問題点があった。反応性イオン(プラズマ)を用いたドライエッチングによって樹脂層をエッチングする場合には、以下の問題点があった。
(1)基板がプラズマによって損傷を受ける。
(2)特殊なエッチングガスを用いるため、コストが高くなると共に、反応後に大気中に排気される使用済のガスが環境に与える影響が大きい。
However, in the semiconductor device manufacturing method described above, the resin layer serving as the protective film is etched, and thus there are problems as described below. When the resin layer is etched by dry etching using reactive ions (plasma), there are the following problems.
(1) The substrate is damaged by the plasma.
(2) Since a special etching gas is used, the cost increases and the used gas exhausted into the atmosphere after the reaction has a great influence on the environment.

また、薬液を用いた液エッチング(ウェットエッチング)によって樹脂層をエッチングする場合には、以下の問題点があった。
(1)薬液のコストがかかる。
(2)エッチング後に洗浄を行うなど、複雑な工程が必要であり、手間がかかる。
(3)じわじわと樹脂を分解させることが難しく、ある時点で一気に分解が始まるため、エッチングレートを制御することが難しい。
(4)部分的にエッチングの進行が早い領域が生じやすく、樹脂層の厚さを半導体基板上の全体にわたって均一に形成することが困難である。例えば、薬液エッチングによって樹脂層をエッチングすると、図5で示されるように、樹脂3の表面は平坦性が失われる。
Further, when the resin layer is etched by liquid etching (wet etching) using a chemical solution, there are the following problems.
(1) The cost of the chemical solution is high.
(2) A complicated process such as cleaning after etching is required, which takes time.
(3) It is difficult to gradually decompose the resin, and since the decomposition starts at a certain time, it is difficult to control the etching rate.
(4) A region where the progress of etching is partly fast is likely to occur, and it is difficult to uniformly form the thickness of the resin layer over the entire semiconductor substrate. For example, when the resin layer is etched by chemical etching, the flatness of the surface of the resin 3 is lost as shown in FIG.

本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであって、基板への損傷や環境への影響を低減すると共に、複雑な工程を必要とせずに、保護膜となる樹脂層を低コストで平坦に加工することができる半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and reduces the damage to the substrate and the influence on the environment, and reduces the cost of the resin layer serving as a protective film without requiring a complicated process. An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a semiconductor device that can be processed flatly.

本発明は上記の課題を解決するためになされたもので、請求項1に記載の発明は、半導体基板上にポスト電極を形成する工程と、前記半導体基板および前記ポスト電極を保護する保護膜を前記半導体基板上に形成する工程と、前記ポスト電極が露出するまで前記保護膜を研磨する工程と、酸素含有雰囲気中で前記保護膜を加熱分解することにより、前記保護膜の一部を除去し、前記ポスト電極の側壁を露出させ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である。   The present invention has been made to solve the above problems, and the invention according to claim 1 includes a step of forming a post electrode on a semiconductor substrate, and a protective film for protecting the semiconductor substrate and the post electrode. A part of the protective film is removed by forming on the semiconductor substrate, polishing the protective film until the post electrode is exposed, and thermally decomposing the protective film in an oxygen-containing atmosphere. And a step of exposing a side wall of the post electrode.

請求項2に記載の発明は、半導体基板上にポスト電極を形成する工程と、前記半導体基板および前記ポスト電極を保護する保護膜を前記半導体基板上に形成する工程と、酸素含有雰囲気中で前記保護膜を加熱分解することにより、前記保護膜の一部を除去し、前記ポスト電極を露出させ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である。   The invention according to claim 2 includes a step of forming a post electrode on a semiconductor substrate, a step of forming a protective film for protecting the semiconductor substrate and the post electrode on the semiconductor substrate, and the oxygen-containing atmosphere. And a step of removing the protective film by exposing the post electrode by thermally decomposing the protective film.

請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の半導体装置の製造方法において、前記ポスト電極を露出させる工程において、前記ポスト電極の側壁が露出するまで前記保護膜の一部を除去することを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, in the method of manufacturing a semiconductor device according to the second aspect, in the step of exposing the post electrode, a part of the protective film is removed until a side wall of the post electrode is exposed. It is characterized by.

請求項4に記載の発明は、請求項1〜請求項3のいずれかの項に記載の半導体装置の製造方法において、前記ポスト電極の表面をメッキ処理する工程をさらに具備することを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, in the method of manufacturing a semiconductor device according to any one of the first to third aspects, the method further comprises a step of plating the surface of the post electrode. .

本発明によれば、酸素含有雰囲気中で保護膜を加熱分解するようにしたので、基板への損傷や環境への影響を低減すると共に、複雑な工程を必要とせずに、保護膜となる樹脂層を低コストで平坦に加工することができるという効果が得られる。   According to the present invention, since the protective film is thermally decomposed in an oxygen-containing atmosphere, the damage to the substrate and the influence on the environment are reduced, and the resin that becomes the protective film without requiring a complicated process The effect that the layer can be processed flat at low cost is obtained.

以下、図面を参照し、本発明を実施するための最良の形態について説明する。図1は、本発明の第1の実施形態による半導体装置の製造方法を示す概略工程図である。図には各工程が断面図として図示されている。図において、半導体基板1はシリコンなどの半導体基板である。なお、半導体基板1上には半導体製造工程の前工程において予め集積回路が形成されているが、図1においては図示を省略している。半導体基板1上に感光性フィルムを塗布し、露光および現像を行い、選択的に開口部を形成する。なお、感光性フィルムの代わりにフォトレジストを用いてもよい。   The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic process diagram showing a method for manufacturing a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention. In the figure, each process is illustrated as a cross-sectional view. In the figure, a semiconductor substrate 1 is a semiconductor substrate such as silicon. Note that an integrated circuit is formed in advance on the semiconductor substrate 1 in the previous step of the semiconductor manufacturing process, but is not shown in FIG. A photosensitive film is applied onto the semiconductor substrate 1, and exposure and development are performed to selectively form openings. A photoresist may be used instead of the photosensitive film.

続いて、電解メッキにより開口部に銅を付着させた後、感光性フィルムを除去し、外部との電気的接続用のポスト電極2を形成する。そして、アルカリ金属イオンなどの可動イオン、水分(湿気)などからポスト電極2および半導体基板1を保護するために、ポスト電極2および半導体基板1の表面を覆うようにエポキシ樹脂などの樹脂3を塗布すると図1(a)で示される構造が形成される。なお、ポスト電極2として金、ニッケル、パラジウムなどの金属を用いてもよい。また、樹脂3としてポリイミド系の樹脂を用いてもよい。   Then, after making copper adhere to an opening part by electroplating, the photosensitive film is removed and the post electrode 2 for electrical connection with the outside is formed. Then, in order to protect the post electrode 2 and the semiconductor substrate 1 from mobile ions such as alkali metal ions and moisture (humidity), a resin 3 such as an epoxy resin is applied so as to cover the surface of the post electrode 2 and the semiconductor substrate 1. Then, the structure shown in FIG. 1A is formed. Note that a metal such as gold, nickel, or palladium may be used as the post electrode 2. Further, a polyimide resin may be used as the resin 3.

樹脂3の塗布においては、半導体基板1上に液状樹脂を定量滴下し、スピンナ(回転数1000rpm〜3000rpm)を用いて回転塗布を行う。塗布を行った後、ホットプレート上で80℃で2時間かけて樹脂3をプレベークし、続いて150℃で3〜6時間ベークして樹脂3を硬化させる。なお、上述したスピンナの回転数、樹脂3のベーク時の温度・時間は一例であり、これに限定されない。また、樹脂3の形成方法として、上述したスピンナの代わりに、ディスペンサや印刷技術などを用いてもよい。樹脂3のベークに関してはホットプレートの代わりにクリーンオーブンなどを用いてもよい。   In the application of the resin 3, a liquid resin is quantitatively dropped onto the semiconductor substrate 1, and spin coating is performed using a spinner (rotation speed: 1000 rpm to 3000 rpm). After the application, the resin 3 is pre-baked on a hot plate at 80 ° C. for 2 hours, followed by baking at 150 ° C. for 3 to 6 hours to cure the resin 3. The rotation speed of the spinner and the temperature / time when the resin 3 is baked are merely examples, and the present invention is not limited thereto. Further, as a method for forming the resin 3, a dispenser or a printing technique may be used instead of the above-described spinner. For baking the resin 3, a clean oven or the like may be used instead of a hot plate.

続いて、樹脂3の表面をバックグラインド装置などを用いた機械的なグラインドにより研磨し、ポスト電極2の頭頂部を表面に露出させると図1(b)で示される構造が形成される。これにより、ポスト電極2の高さを均一化することができる。このポスト電極2の高さは例えば、30μm程度である。なお、樹脂3の研磨としてCMP(Chemical Mechanical Polishing)装置を用いた機械的・化学的な研磨を行ってもよい。   Subsequently, when the surface of the resin 3 is polished by mechanical grinding using a back grinding apparatus or the like, and the top of the post electrode 2 is exposed to the surface, the structure shown in FIG. 1B is formed. Thereby, the height of the post electrode 2 can be made uniform. The height of the post electrode 2 is, for example, about 30 μm. Note that mechanical / chemical polishing using a CMP (Chemical Mechanical Polishing) apparatus may be performed as polishing of the resin 3.

続いて、400℃程度に加熱されたホットプレートを用意し、樹脂3が形成された半導体基板1を酸素含有雰囲気中(空気中など)でホットプレート上に数十秒から数分間載置する。これにより、有機物を含む樹脂3が酸素と反応して熱分解し、樹脂3の上面側が除去される。この結果、図1(c)で示されるように、ポスト電極2の頭頂部(上面)および側壁(側面)が露出する。ポスト電極2の露出した部分の高さは、例えば10μmである。   Subsequently, a hot plate heated to about 400 ° C. is prepared, and the semiconductor substrate 1 on which the resin 3 is formed is placed on the hot plate in an oxygen-containing atmosphere (such as in the air) for several tens of seconds to several minutes. Thereby, the resin 3 containing an organic substance reacts with oxygen and thermally decomposes, and the upper surface side of the resin 3 is removed. As a result, as shown in FIG. 1C, the top (upper surface) and the side wall (side surface) of the post electrode 2 are exposed. The height of the exposed portion of the post electrode 2 is, for example, 10 μm.

続いて、チップを基板にハンダ付けした際に、ハンダの濡れ性を向上させ、ハンダとの付着強度を上げるために、露出したポスト電極2の頭頂部および側壁部にメッキ処理を行う。金およびニッケルなどの金属をポスト電極2に付着させると図1(d)で示される構造が形成される。このとき、メッキはポスト電極2にのみ選択的に行われる。メッキ処理によってポスト電極2に付着する金属の厚さは例えば、1μm程度である。図示しないが、続いてウェハをダイシングして個々のチップに分割すると、パッケージ化された半導体装置が完成する。各半導体装置は、例えばプリント基板上にハンダ付けされる。   Subsequently, when the chip is soldered to the substrate, in order to improve the wettability of the solder and increase the adhesion strength with the solder, the top and side portions of the exposed post electrode 2 are plated. When metal such as gold and nickel is attached to the post electrode 2, the structure shown in FIG. 1 (d) is formed. At this time, plating is selectively performed only on the post electrode 2. The thickness of the metal attached to the post electrode 2 by the plating process is, for example, about 1 μm. Although not shown, when the wafer is subsequently diced and divided into individual chips, a packaged semiconductor device is completed. Each semiconductor device is soldered on a printed circuit board, for example.

上述した半導体装置の製造方法によれば、反応性イオン(プラズマ)を用いずに、酸素含有雰囲気中で樹脂3を加熱分解により加工するので、半導体基板1が損傷することはない。また、特殊なエッチングガスを用いずに樹脂3を加工するので、低コストであり、環境に対する影響を大きく低減することができる。また、薬液を用いずに樹脂3を加工するので、低コストであり、複雑な工程を必要とせず、製造時の手間を削減することができる。また、加熱の際の温度と時間とを制御することにより、ガス化する分子の量を制御し、徐々に樹脂3を分解することができるので、樹脂3の除去量および加工後の樹脂3の厚さを容易に制御することができ、平坦性に優れた加工を行うことができる。したがって、樹脂3に対するポスト電極2の突出高さを高精度に制御することができる。   According to the semiconductor device manufacturing method described above, since the resin 3 is processed by thermal decomposition in an oxygen-containing atmosphere without using reactive ions (plasma), the semiconductor substrate 1 is not damaged. Moreover, since the resin 3 is processed without using a special etching gas, the cost is low and the influence on the environment can be greatly reduced. Further, since the resin 3 is processed without using a chemical solution, the cost is low, a complicated process is not required, and labor during manufacturing can be reduced. In addition, by controlling the temperature and time during heating, the amount of molecules to be gasified can be controlled and the resin 3 can be gradually decomposed. Therefore, the removal amount of the resin 3 and the processed resin 3 The thickness can be easily controlled, and processing with excellent flatness can be performed. Therefore, the protruding height of the post electrode 2 relative to the resin 3 can be controlled with high accuracy.

次に、本発明の第2の実施形態について説明する。図2は、本実施形態による半導体装置の製造方法を示す概略工程図である。以下、図2を用いてこの半導体装置の製造方法について説明する。図2(a)における処理は図1(a)の場合と同様であるので説明を省略する。続いて、400℃程度に加熱されたホットプレートを用意し、第1の実施形態と同様に、樹脂3が形成された半導体基板1を酸素含有雰囲気中(空気中など)でホットプレート上に数十秒から数分間載置する。この結果、図2(b)で示されるように、ポスト電極2の頭頂部および側壁が露出する。ポスト電極2の露出した部分の高さは、例えば10μmである。   Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 2 is a schematic process diagram illustrating the method of manufacturing the semiconductor device according to the present embodiment. Hereinafter, a method for manufacturing the semiconductor device will be described with reference to FIG. The processing in FIG. 2A is the same as that in FIG. Subsequently, a hot plate heated to about 400 ° C. is prepared, and several semiconductor substrates 1 on which the resin 3 is formed are placed on the hot plate in an oxygen-containing atmosphere (such as in the air) as in the first embodiment. Place for 10 seconds to several minutes. As a result, as shown in FIG. 2B, the top and side walls of the post electrode 2 are exposed. The height of the exposed portion of the post electrode 2 is, for example, 10 μm.

図示しないが、続いて露出したポスト電極2の頭頂部および側壁部にメッキ処理を行うと、図2(c)で示される構造が形成される。続いて、ウェハをダイシングして個々のチップに分割すると、パッケージ化された半導体装置が完成する。各半導体装置は、例えばプリント基板上にハンダ付けされる。   Although not shown, when plating is performed on the exposed top and side walls of the post electrode 2, the structure shown in FIG. 2C is formed. Subsequently, when the wafer is diced and divided into individual chips, a packaged semiconductor device is completed. Each semiconductor device is soldered on a printed circuit board, for example.

上述した半導体装置の製造方法によれば、第1の実施形態による効果に加えて、以下の効果を得ることができる。すなわち、第1の実施形態のような、バックグラインド装置やCMP装置を用いて樹脂3を研磨する工程を削除したので、高価な装置を用いることなく、さらに低コストで樹脂3を加工することができる。また、第1の実施形態のように樹脂3を研磨する場合には、ポスト電極2の高さが不均一であると、より高いポスト電極2にバックグラインド装置の切削刃が接触し、ポスト電極2が損傷する可能性があるが、本実施形態の製造方法によれば、ポスト電極2が損傷することはない。   According to the semiconductor device manufacturing method described above, the following effects can be obtained in addition to the effects of the first embodiment. That is, since the step of polishing the resin 3 using the back grinding apparatus or the CMP apparatus as in the first embodiment is eliminated, the resin 3 can be processed at a lower cost without using an expensive apparatus. it can. Further, when the resin 3 is polished as in the first embodiment, if the post electrode 2 is non-uniform in height, the cutting blade of the back grinding apparatus contacts the higher post electrode 2 and the post electrode 2 2 may be damaged, but according to the manufacturing method of the present embodiment, the post electrode 2 is not damaged.

以下、本実施形態による他の効果について説明する。ポスト電極2および半導体基板1の表面を覆う樹脂3には、エポキシ系樹脂等からなる樹脂成分に、シリカ等からなる充填剤と硬化剤とが含まれている。充填剤は、樹脂3の線膨張係数を半導体基板1の線膨張係数に近づけると共に、樹脂3の熱伝導性を向上させるために含まれている。また、硬化剤は樹脂3を加熱硬化させるために含まれている。   Hereinafter, other effects of the present embodiment will be described. The resin 3 covering the surface of the post electrode 2 and the semiconductor substrate 1 contains a filler and a curing agent made of silica or the like in a resin component made of an epoxy resin or the like. The filler is included to bring the linear expansion coefficient of the resin 3 close to the linear expansion coefficient of the semiconductor substrate 1 and to improve the thermal conductivity of the resin 3. Further, a curing agent is included to heat and cure the resin 3.

ここで、樹脂3に含まれている充填剤はシリカ等の球状の粒体からなり、樹脂3の上面を機械的なグラインドにより研磨すると、この充填剤が研磨によって樹脂3の表面から剥がれ落ち、凹部が樹脂3の表面に生じる。この凹部が半導体基板1の表面まで達すると、ピンホール(貫通孔)が形成され、このピンホールが半導体装置の耐湿性の劣化等を招く。このようなピンホールによる特性の劣化を確実に防止することができるように、従来は樹脂3を厚く、例えば40μm以上で形成する必要があった。しかし、樹脂3を厚く形成することは、WL−CSPの薄型化の効果を損なう。   Here, the filler contained in the resin 3 is composed of spherical particles such as silica, and when the upper surface of the resin 3 is polished by mechanical grinding, the filler is peeled off from the surface of the resin 3 by polishing. A concave portion is formed on the surface of the resin 3. When the recess reaches the surface of the semiconductor substrate 1, a pinhole (through hole) is formed, and this pinhole causes deterioration of moisture resistance of the semiconductor device. Conventionally, it has been necessary to form the resin 3 with a large thickness, for example, 40 μm or more so that the deterioration of characteristics due to such pinholes can be surely prevented. However, forming the resin 3 thick impairs the effect of thinning the WL-CSP.

これに対し、本実施形態による半導体装置の製造方法によれば、樹脂3に含まれる充填剤に対して強制的な機械的外力が加わらず、樹脂3に被覆されたシリカはそのまま樹脂3によって保持されるので、充填剤が樹脂3の表面から剥がれ落ちることを比較的良好に防止することができ、樹脂3におけるピンホールの発生を防止することができる。したがって、樹脂3の厚さをより薄型化することができる。   On the other hand, according to the manufacturing method of the semiconductor device according to the present embodiment, no forced mechanical external force is applied to the filler contained in the resin 3, and the silica covered with the resin 3 is held by the resin 3 as it is. Therefore, it is possible to prevent the filler from peeling off from the surface of the resin 3 relatively well, and to prevent generation of pinholes in the resin 3. Therefore, the thickness of the resin 3 can be further reduced.

なお、本実施形態において、ポスト電極2の側壁を露出させず、ポスト電極2の頭頂部が露出した時点で樹脂3の加熱分解を終了し、続いてポスト電極2の頭頂部にメッキ処理を行うようにしてもよい。   In this embodiment, the side wall of the post electrode 2 is not exposed, and the thermal decomposition of the resin 3 is terminated when the top of the post electrode 2 is exposed, and then the top of the post electrode 2 is plated. You may do it.

上述した第1または第2の実施形態において、ポスト電極2に対してメッキ処理を行う前に、半導体基板1をHF水溶液またはHFとNHFとの混合液に含浸することにより、樹脂3の表面に残ったシリカを除去し、さらに樹脂3の表面を純水で洗浄することが望ましい。 In the first or second embodiment described above, before the post electrode 2 is plated, the semiconductor substrate 1 is impregnated with an aqueous HF solution or a mixed solution of HF and NH 4 F to thereby form the resin 3. It is desirable to remove the silica remaining on the surface and to wash the surface of the resin 3 with pure water.

上述した第1または第2の実施形態による樹脂3の加熱分解において、樹脂3を400℃付近まで加熱すると、分解速度がピークに達する。樹脂3を加熱分解する際には、樹脂3を300℃〜500℃の範囲内の温度で加熱することが望ましい。また、上述した実施形態においては、ホットプレート上に半導体基板1を載置して樹脂3の加熱分解を行っているが、半導体基板1を拡散炉のような石英チューブ内に配置し、酸素を供給しながら加熱を行うことにより樹脂3を分解してもよい。さらに、樹脂3を完全に硬化させた後に樹脂3を加熱分解しているが、樹脂3が完全に硬化する前に樹脂3を加熱分解してもよい。この場合には、樹脂3の除去と硬化とを同時に進行させることができるので、ランニングタイムを削減することができる。   In the thermal decomposition of the resin 3 according to the first or second embodiment described above, when the resin 3 is heated to around 400 ° C., the decomposition rate reaches a peak. When the resin 3 is thermally decomposed, it is desirable to heat the resin 3 at a temperature within the range of 300 ° C to 500 ° C. In the embodiment described above, the semiconductor substrate 1 is placed on the hot plate and the resin 3 is thermally decomposed. However, the semiconductor substrate 1 is placed in a quartz tube such as a diffusion furnace, and oxygen is added. The resin 3 may be decomposed by heating while being supplied. Furthermore, although the resin 3 is thermally decomposed after the resin 3 is completely cured, the resin 3 may be thermally decomposed before the resin 3 is completely cured. In this case, since the removal and curing of the resin 3 can proceed simultaneously, the running time can be reduced.

以上、図面を参照して本発明の実施形態について詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。   As described above, the embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the drawings, but the specific configuration is not limited to these embodiments, and includes design changes and the like within a scope not departing from the gist of the present invention. It is.

本発明の第1の実施形態による半導体装置の製造方法を示す概略工程図である。It is a schematic process drawing which shows the manufacturing method of the semiconductor device by the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態による半導体装置の製造方法を示す概略工程図であるIt is a schematic process drawing which shows the manufacturing method of the semiconductor device by the 2nd Embodiment of this invention. 従来の半導体装置の製造方法を示す概略工程図である。It is a schematic process drawing which shows the manufacturing method of the conventional semiconductor device. 本出願人が考案した半導体装置の製造方法を示す概略工程図である。It is a schematic process drawing which shows the manufacturing method of the semiconductor device which this applicant devised. 従来の半導体装置の製造方法による保護膜の加工時の問題点を説明するための参考図である。It is a reference figure for demonstrating the problem at the time of the process of the protective film by the manufacturing method of the conventional semiconductor device.

符号の説明Explanation of symbols

1・・・半導体基板、2・・・ポスト電極、3・・・樹脂、4・・・金属メッキ層。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Semiconductor substrate, 2 ... Post electrode, 3 ... Resin, 4 ... Metal plating layer.

Claims (4)

半導体基板上にポスト電極を形成する工程と、
前記半導体基板および前記ポスト電極を保護する保護膜を前記半導体基板上に形成する工程と、
前記ポスト電極が露出するまで前記保護膜を研磨する工程と、
酸素含有雰囲気中で前記保護膜を加熱分解することにより、前記保護膜の一部を除去し、前記ポスト電極の側壁を露出させる工程と、
を具備することを特徴とする半導体装置の製造方法。
Forming a post electrode on a semiconductor substrate;
Forming a protective film on the semiconductor substrate for protecting the semiconductor substrate and the post electrode;
Polishing the protective film until the post electrode is exposed;
Removing the part of the protective film by thermally decomposing the protective film in an oxygen-containing atmosphere, exposing the side wall of the post electrode;
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
半導体基板上にポスト電極を形成する工程と、
前記半導体基板および前記ポスト電極を保護する保護膜を前記半導体基板上に形成する工程と、
酸素含有雰囲気中で前記保護膜を加熱分解することにより、前記保護膜の一部を除去し、前記ポスト電極を露出させる工程と、
を具備することを特徴とする半導体装置の製造方法。
Forming a post electrode on a semiconductor substrate;
Forming a protective film on the semiconductor substrate for protecting the semiconductor substrate and the post electrode;
Removing the part of the protective film by thermally decomposing the protective film in an oxygen-containing atmosphere to expose the post electrode;
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
前記ポスト電極を露出させる工程において、前記ポスト電極の側壁が露出するまで前記保護膜の一部を除去することを特徴とする請求項2に記載の半導体装置の製造方法。   3. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 2, wherein in the step of exposing the post electrode, a part of the protective film is removed until a side wall of the post electrode is exposed. 前記ポスト電極の表面をメッキ処理する工程をさらに具備することを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれかの項に記載の半導体装置の製造方法。

The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, further comprising a step of plating the surface of the post electrode.

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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