JP2007103717A - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】樹脂のスクライブラインへ流れ込みとマスクの裏面への回りこむことを防止し、一回で必要な膜厚のバッファ層を形成できる半導体装置の製造方法と、そのような製造方法で製造された半導体装置を提供する。
【解決手段】半導体ウェハ20の表面に、スクライブラインを除いて、複数の樹脂層(30,34)が積層した絶縁層と、絶縁層中に埋め込まれた配線層とを形成し、絶縁層上において配線層に接続する導電性ポスト37を形成し、絶縁層の上面の縁部を除く領域を開口する印刷用マスクMKを絶縁膜34の上面の縁部と印刷用マスクが接触するように保持して印刷して、導電性ポストの外周部において絶縁層の上面の縁部を除く領域における絶縁層上に、半導体装置が実装基板に実装されたときに発生する応力を緩和する絶縁性のバッファ層38を形成し、スクライブラインにおいて半導体ウェハを切断する。
【選択図】図8

Description

本発明は半導体装置及びその製造方法に関し、特に、ウェハレベルでパッケージ化されたシステムインパッケージ(SiP)と呼ばれる形態の半導体装置及びその製造方法に関するものである。
デジタルビデオカメラ、デジタル携帯電話、あるいはノートパソコンなど、携帯用電子機器の小型化、薄型化、軽量化に対する要求は強くなる一方であり、これに応えるために近年のVLSIなどの半導体装置においては3年で7割の縮小化を実現してきた一方で、このような半導体装置をプリント配線基板上に実装した電子回路装置としても、実装基板(プリント配線基板)上の部品の実装密度をいかに向上させるかが重要な課題として研究及び開発がなされてきた。
例えば、半導体装置のパッケージ形態としては、DIP(Dual Inline Package)などのリード挿入型から表面実装型へと移行し、さらには半導体チップのパッド電極にはんだや金などからなるバンプ(突起電極)を設け、フェースダウンでバンプを介して配線基板に接続するフリップチップ実装法が開発された。
上記のような半導体装置において、半導体基板(チップ)上において再配線層とも称せられる多層配線を形成する場合、例えば、トランジスタなどの半導体素子が形成された半導体ウェハの表面に、CVD(Chemical Vapor Deposition)法、スパッタリング法、熱酸化法あるいはスピン塗布などの手法により絶縁層を1μm以下の膜厚で形成し、ダイシング処理を行って個片化された半導体装置としていた。
上記の製造方法においては、絶縁層に発生する段差やウェハの反りが発生しても、ダイシング時のブレードやチッピングにのみ注意していれば十分であり、レジストの段切れやウェハの反りに注目する必要はなかった。
さらに、半導体基板(チップ)上に形成される再配線層を絶縁する絶縁層の層間に、コイルなどの受動素子や他の半導体チップが埋め込まれ、ウェハレベルでパッケージ化されたシステムインパッケージ(SiP)と呼ばれる複雑な形態のパッケージへと開発が進んでいる。
このSiPの製造方法としては、例えば、トランジスタなどの半導体素子が形成された半導体ウェハの表面に、ポリイミド樹脂などの絶縁層を複数層積層し、各絶縁層間に配線を埋め込んで形成することで、複数層の配線から構成される再配線層が絶縁層中に埋め込まれて形成された構成となる。この絶縁層とともに半導体ウェハをスクライブラインに沿って切断(ダイシング)することで、ウェハレベルでSiP化された半導体装置を製造することができる。
ところで、上記の複数の絶縁層について、1層あたりの膜厚を最低で10μmとしても例えば3層積層されていると30μmとなる。絶縁層間にコイルなどの受動素子を形成する場合や、半導体チップを埋め込む場合にはさらに厚くなってしまうので、例えば半導体ウェハ(基板)が50μm程度にまで薄くなってくると相対的に再配線層の絶縁層の膜厚を無視することができなくなり、例えば半導体ウェハと絶縁層部分との熱膨張係数の違いなどから、半導体ウェハに反りが生じてしまう。
上記の問題を解決するため、特許文献1には、半導体チップ上に複数の樹脂層が積層して構成され、この樹脂層中に再配線層が埋め込まれたSiP形態の半導体装置の製造方法において、半導体装置となる半導体ウェハの表面に、スクライブラインを除いて絶縁層を形成し、絶縁層の形成領域を越えない領域において絶縁層の上層にバッファ層を形成する方法が開示されている。
図11は、上記の絶縁層の形成領域を越えない領域において絶縁層の上層にバッファ層を形成する工程を示す断面図である。
基板120の上面に絶縁層121が形成されており、その上層にトランジスタなどの能動素子が形成された半導体チップ114がマウントされている。
半導体チップを被覆するように第1絶縁層130が形成されており、半導体チップ114のパッドを露出するように開口部が形成されている。
第1絶縁層130に形成された開口部を埋め込んで、シード層131及び銅層133からなる第1配線が形成されており、その上層に第2絶縁層134が形成されており、第1配線の上面を露出するように開口部が形成されている。
第2絶縁層134に形成された開口部を埋め込んで、シード層135及び銅層136からなる第2配線が形成されており、その上層に銅からなる導電性ポスト137が形成されている。
上記の構成に対して、最上層の第2絶縁層の形成領域を越えない領域において第2絶縁層の上層にバッファ層を形成する。
ここでは、図11に示すように、印刷用マスクMKと加圧スキージを用いた印刷法により、バッファ層となる樹脂を印刷で供給してバッファ層を形成するが、従来のバッファ層形成のための印刷では、マスクMKと印刷される絶縁層134の上面との間に所定の間隔Gを設けていた。
この方法においては、必要な膜厚のバッファ層を形成するために、少量の樹脂での印刷を繰り返す必要があった。
また、数回の印刷を行うとアライメント精度の問題で、徐々にスクライブラインへと樹脂が流れ込んできてしまいやすく、これによってバッファ層の上面縁部の角がポスト近くに至るまで丸くなってしまっていた。
さらに、樹脂がマスクの裏面に回りこんで付着してしまうので印刷するごとにマスクを洗浄しなければならないため、生産性がよくなかった。
特開2005−175317号公報
本発明の目的は、スクライブラインへ樹脂が流れ込むのを防止し、かつ、樹脂がマスクの裏面に回りこむことを防止して、一回の印刷で必要な膜厚のバッファ層を形成できる半導体装置の製造方法と、そのような製造方法で製造された半導体装置を提供することである。
上記の課題を解決するため、本発明の半導体装置は、電子回路が設けられた半導体を含んでパッケージ化され、実装基板に実装されて用いられる半導体装置であって、基板と、前記基板上に複数の樹脂層が積層して形成された絶縁層と、前記電子回路に接続するように前記絶縁層中に埋め込まれて形成された配線層と、前記絶縁層上において前記配線層に接続して形成された導電性ポストと、前記導電性ポストの外周部において前記絶縁層の上面の縁部を除く領域における前記絶縁層上に形成され、前記半導体装置が前記実装基板に実装されたときに発生する応力を緩和する絶縁性のバッファ層とを有し、前記導電性ポストから所定の範囲内において前記バッファ層の上面が平坦な面を有し、前記バッファ層の上面と側面の角部における曲面が前記所定の範囲の外部に形成されている。
上記の本発明の半導体装置は、電子回路が設けられた半導体を含んでパッケージ化され、実装基板に実装されて用いられる半導体装置であって、基板上に、複数の樹脂層が積層して絶縁層が形成され、電子回路に接続するように絶縁層中に埋め込まれて配線層が形成され、絶縁層上において配線層に接続して導電性ポストが形成されている。
導電性ポストの外周部において、上記の絶縁層の上面の縁部を除く領域における絶縁層上に、半導体装置が実装基板に実装されたときに発生する応力を緩和する絶縁性のバッファ層が形成されており、ここで、導電性ポストから所定の範囲内においてバッファ層の上面が平坦な面を有し、バッファ層の上面と側面の角部における曲面が所定の範囲の外部に形成されているものである。
また、上記の課題を解決するため、本発明の半導体装置の製造方法は、電子回路が設けられた半導体を含んでパッケージ化され、実装基板に実装されて用いられる半導体装置の製造方法であって、半導体ウェハの表面に、スクライブラインを除いて、複数の樹脂層が積層した絶縁層と、前記電子回路に接続するように前記絶縁層中に埋め込まれた配線層とを形成する工程と、前記絶縁層上において前記配線層に接続する導電性ポストを形成する工程と、前記絶縁層の上面の縁部を除く領域を開口する印刷用マスクを前記絶縁膜の上面の縁部と前記印刷用マスクが接触するように保持して印刷することにより、前記導電性ポストの外周部において前記絶縁層の上面の縁部を除く領域における前記絶縁層上に、前記半導体装置が前記実装基板に実装されたときに発生する応力を緩和する絶縁性のバッファ層を形成する工程と、前記スクライブラインにおいて前記半導体ウェハを切断する工程とを有する。
上記の本発明の半導体装置の製造方法は、電子回路が設けられた半導体を含んでパッケージ化され、実装基板に実装されて用いられる半導体装置の製造方法であって、まず、半導体ウェハの表面に、スクライブラインを除いて、複数の樹脂層が積層した絶縁層と、電子回路に接続するように絶縁層中に埋め込まれた配線層とを形成する。
次に、絶縁層上において配線層に接続する導電性ポストを形成する。
次に、絶縁層の上面の縁部を除く領域を開口する印刷用マスクを絶縁膜の上面の縁部と印刷用マスクが接触するように保持して印刷することにより、導電性ポストの外周部において絶縁層の上面の縁部を除く領域における絶縁層上に、半導体装置が実装基板に実装されたときに発生する応力を緩和する絶縁性のバッファ層を形成する。
次に、スクライブラインにおいて半導体ウェハを切断する。
本発明の半導体装置のバッファ層は絶縁膜の上面の縁部と印刷用マスクが接触するように印刷用マスクを保持する方法で形成可能であり、スクライブラインへ樹脂が流れ込むのを防止し、かつ、樹脂がマスクの裏面に回りこむことを防止して、一回の印刷で必要な膜厚のバッファ層を形成できる半導体装置の製造方法で製造された半導体装置である。
本発明の半導体装置の製造方法は、絶縁膜の上面の縁部と印刷用マスクが接触するように印刷用マスクを保持する方法でバッファ層を印刷して形成することで、スクライブラインへ樹脂が流れ込むのを防止し、かつ、樹脂がマスクの裏面に回りこむことを防止して、一回の印刷で必要な膜厚のバッファ層を形成できる。
以下に、本発明の半導体装置及びその製造方法の実施の形態について、図面を参照して説明する。
図1(a)は、本実施形態に係る半導体装置の模式断面図である。
例えばシリコンからなる半導体基板20上に、酸化シリコンなどの絶縁膜21が形成されており、その上層に、例えばトランジスタなどの半導体素子を含む電子回路が形成されたシリコンからなる半導体チップ14が、例えば2個、ダイアタッチフィルム13によりマウントされている。
半導体チップ14は、電子回路が形成された半導体本体10の表面にパッド電極11が形成されており、パッド電極11を露出するように保護絶縁膜12が形成されて、構成されている。
半導体チップ14を被覆するように第1樹脂層30が形成されており、第1樹脂層30には半導体チップ14のパッド電極11に達する開口部が形成されている。
第1樹脂層30の開口部内及び第1樹脂層30上に、半導体チップ14のパッド電極11に接続して、シード層31及び銅層33からなる第1配線が形成されている。
第1配線を被覆して、第1樹脂層30の上層に第2樹脂層34が形成されており、第2樹脂層34には第1配線に達する開口部が形成されている。
第2樹脂層34の開口部内及び第2樹脂層34上に、第1配線に接続して、シード層35及び銅層36からなる第2配線が形成されている。
上記のようにして、第1樹脂層30と第2樹脂層34が積層して絶縁層が形成されており、半導体チップ14の電子回路に接続するように絶縁層中に埋め込まれて第1配線と第2配線から配線層が形成されている。
第1樹脂層30と第2樹脂層34が積層した絶縁層上において、第2配線に接続して導電性ポスト37が形成されている。
また、導電性ポスト37の外周部において絶縁層の上面の縁部を除く領域における絶縁層上に形成され、半導体装置が実装基板に実装されたときに発生する応力を緩和する絶縁性のバッファ層38が形成されている。
さらにバッファ層38の表面から突出するように導電性ポスト37に接続してバンプ(突起電極)39が形成されている。
ここで、図1(a)の部分拡大図である図1(b)に示すように、導電性ポスト37から例えば50μmの所定の範囲D内において、バッファ層38の上面が平坦な面を有し、バッファ層38の上面と側面の角部における曲面Rが所定の範囲Dの外部に形成されている。
上記の構成において、バッファ層38は絶縁膜の上面の縁部と印刷用マスクが接触するように印刷用マスクを保持する後述の方法で形成可能であり、スクライブラインへ樹脂が流れ込むのを防止し、かつ、樹脂がマスクの裏面に回りこむことを防止して、一回の印刷で必要な膜厚のバッファ層を形成できる半導体装置の製造方法で製造された半導体装置である。
また、第1、第2配線あるいはさらに積層させた配線の一部は、静電容量素子やインダクタンスなどの受動素子を構成することができる。例えばこれらの受動素子を組み合わせることで、例えばLPF(Low Pass Filter)、BPF(Band Pass Filter)あるいはHPF(High Pass Filter)などを構成することができ、また、これらと電子回路に設けられた能動素子との組み合わせで、いわゆるSiP形態の半導体装置を構成することができる。
次に、上記の本実施形態に係る半導体装置の製造方法について説明する。
まず、図2(a)に示すように、例えば、半導体ウェハ10wにトランジスタなどの能動素子を含む電子回路を形成し、電子回路に接続するパッド電極11と、パッド電極11を露出し、電子回路を被覆するように保護絶縁膜12を形成する。
次に、図2(b)に示すように、例えば、半導体ウェハ10wの厚みが50μm程度になるまで、半導体ウェハ10の裏面を#2000のホイールで研削する。
次に、図2(c)に示すように、例えば、半導体ウェハ10wの裏面にダイアタッチフィルム13をラミネートして張り合わせる。ラミネート条件は、例えばスピード1m/分、圧力1N/cm、温度65℃とする。
次に、図2(d)に示すように、半導体ウェハ10wをダイシングして所定形状の半導体チップ14とする。ダイシングの条件は、例えば、スピンドル回転数4000rpm、送りスピード10mm/秒とする。
各半導体チップは、電子回路が形成された半導体本体10の表面にパッド電極11が形成されており、パッド電極11を露出するように保護絶縁膜12が形成されて、構成されている。
以上のようにして、本実施形態の半導体装置に内蔵する半導体チップを形成する。上記のように50μm程度まで薄膜化しているので、これを内蔵する半導体装置の厚みの抑制に寄与する。
次に、図3(a)に示すように、表面に酸化シリコンなどの絶縁膜21が形成されたウェハ状態の基板20上に、基板20に予め形成されているアライメントマークを認識して、上記のようにして形成した半導体チップ14をフェイスアップでダイアタッチフィルム13の熱圧着によりマウントする。熱圧着条件は、例えば、荷重1.6N、温度160℃、時間2秒とする。
図面上、半導体装置となる領域Aとダイシングライン領域Bとを区分して示しており、以降の図面においても同じようにして示している。
次に、図3(b)に示すように、例えば、ポリイミド、フェノール、エポキシ系の感光性樹脂をスピンコートで10μmの膜厚で塗布し、第1樹脂層30を形成する。
感光性ポリイミドをスピンコートで形成する場合、例えば、(1000rpm,30秒)+(2000rpm,40秒)+(1000rpm,10秒)+(1500rpm,10秒)の塗布条件で行い、プリベークとして(90℃,120秒)+(100℃,120秒)の熱処理を行い、さらにプリベーク後、この状態で半導体チップを内蔵した部分としていない部分に生じる段差を平坦化するため15μm程度研削又は切削して平坦化処理を行う。
次に、図4(a)に示すように、例えば、露光及び現像を行って、第1樹脂層30に、半導体チップ14のパッド電極11を露出する開口部30aと、ダイシングラインを露出する溝30bをパターン形成する。この露光は、例えば露光量125mJ/cmで行う。
上記の第1樹脂層30のパターニングの後、第1樹脂層30の硬化処理を行う。
次に、図4(b)に示すように、例えば、スパッタリング法により、第1樹脂層30に形成された開口部30a及び溝30bの内壁面を被覆して、例えばTiを600nm、続いてCuを600nmの膜厚でそれぞれ堆積させ、次工程における電解メッキ処理のシード層31を形成する。
次に、図5(a)に示すように、例えば、フォトリソグラフィー工程により、第1樹脂層30に形成された開口部30a及び第1配線形成領域を開口するパターンのレジスト膜32を形成する。ここで、第1樹脂層30に形成された溝30bはレジスト膜32で保護するようにする。
次に、図5(b)に示すように、例えば、シード層31を一方の電極とする電解メッキ処理により、レジスト膜32の形成領域を除く領域に銅を成膜し、所定の配線回路パターンの銅層33を形成する。
次に、図6(a)に示すように、例えば、溶剤処理などによりレジスト膜32を剥離し、さらに図6(b)に示すように銅層33をマスクとしてウェットエッチングなどを行い、各銅層33間におけるシード層31を除去する。
これにより、シード層31及び銅層33からなる第1配線が形成される。
次に、上記と同様の工程を繰り返して、図7(a)に示すように、第2樹脂層34と、シード層35及び銅層36からなる第2配線を積層させる。
ここでは、まず、第1配線を被覆して第1樹脂層30の上層に第2樹脂層34を形成する。例えば、形成法はスピンコート、CVDあるいは印刷法で行う。ポリイミドの場合では、例えば、スピンコート(7000rpm,25秒)+(1000rpm,125秒)+(1000rpm,10秒)+(1500rpm,10秒)、プリベーク処理として(60℃,240秒)+(90℃,240秒)+(110℃,120秒)の熱処理を行い、78μmの膜厚とする。
さらに、例えば露光量300mJ/cmで露光及び現像し、第1配線に達する開口部及びダイシングラインを開口する溝をパターン形成する。
ここで、第2樹脂層34のダイシングラインを露出させる溝の幅は、第1樹脂層30の溝より広くして、上側の層程溝の幅を広くすることにより、第1樹脂層30と第2樹脂層34のダイシングラインにおける側面が階段状になるように形成する。
さらに、例えば、全面にTiとCuを堆積してシード層35を形成し、第2配線形成領域を開口するレジスト膜をパターン形成し、シード層35を一方の電極とする電解メッキ処理により銅層36を形成し、レジスト膜を除去する。シード層35は、次工程で導電性ポストを形成する電解メッキ処理工程においても用いるので、エッチングせずにおく。
次に、図7(b)に示すように、例えば、フォトリソグラフィー工程により導電性ポストの形成領域を開口するパターンでレジスト膜をパターン形成し、さらにシード層35を一方の電極とする電解メッキ処理により、第2配線に接続するように、銅からなる導電性ポスト37を形成する。銅からなる導電性ポストの径は、例えば250μm、高さは80μmとする。
この後、レジスト膜を除去し、さらに導電性ポスト37及び銅層36をマスクとしてウェットエッチングなどを行い、各銅層36間におけるシード層35を除去する。
以上のようにして、また、以上のような工程を繰り返すことにより、第1樹脂層及び第2樹脂層さらにはそれ以上の樹脂層が積層した絶縁層が形成でき、また、絶縁層中に埋め込まれて、第1配線及び第2配線さらにはそれ以上の配線を積層することができる。
次に、図8(a)の断面図及び図8(a)よりも広い領域を示す模式図である図8(b)に示すように、例えば、導電性ポスト37の外周部において第1樹脂層30及び第2樹脂層34からなる絶縁層の上面の縁部を除く領域における絶縁層(第2樹脂層34)上に、半導体装置が実装基板に実装されたときに発生する応力を緩和する絶縁性のバッファ層38を形成する。
ここでは、絶縁層(第2樹脂層34)の上面の縁部を除く領域を開口する印刷用マスクMKを、絶縁膜(第2樹脂層34)の上面の縁部と印刷用マスクMKが接触するように保持して印刷する。
印刷用マスクMKは、例えば、所定のパターンで加工されたメタルマスクの表面にフッ素樹脂の被膜が形成された構成であり、スクリーンSCと一体化されている。
例えば、バッファ層の印刷はSUS印刷版板厚300μm、スクライブラインの枠は200μm幅とする。ウェハ周辺は5mmの幅の領域を禁止領域とし、これにかかり欠落するパターンについてはパターンを取り版枠もそろえる。
使用する樹脂ペーストRSは、例えば、粘度100Pa・s、Nv値26のポリアミドイミドとし、1回で供給する樹脂ペースト量は45gとする。
スキージSQとしてはJタイプを使用して90°でセットし、スキージ圧0、背圧0.07MPaとして、5〜20mm/sのスピードでスキー時移動方向DRSQに移動させて印刷用マスクMKの開口部から樹脂ペーストRSを印刷する。
第1樹脂層30に形成されたスクライブライン用溝の幅W0は、例えば96μmであるとすると、印刷用マスクMKのスクライブライン幅方向の幅W1は、例えば200μm程度とする。
従来では印刷用マスクと印刷される側の絶縁層との間にギャップをあけており、この場合には印刷用マスクの裏に樹脂ペーストが回りこみ、1回毎にマスクを洗浄しなければならなかったら、本実施形態においては印刷用マスクと印刷される側の絶縁層とを接触させるので、45g程度の供給後、極少量の追加で連続印刷ができる。
次に、図9(a)に示すように、例えば、50〜100℃、15分程度のプリベーク処理を行い、バッファ層材料中の溶剤を気化させてバッファ層38を硬化させる。
上記のようにして、印刷用マスクと印刷される側の絶縁層とを接触させ、上記のような条件で形成されたバッファ層38は、導電性ポスト36から例えば50μmの所定の範囲内において、バッファ層38の上面が平坦な面を有し、バッファ層38の上面と側面の角部における曲面が所定の範囲の外部に形成されている構成となる。
次に、図9(b)に示すように、例えば、例えばバッファ層38の上面から研削を行い、導電性ポスト37の頂部を露出させる。条件は、例えば#600のホイールを用いて3500rpm,0.5mm/秒とする。
上記のように研削した後で、バッファ層38の上面縁部の形状は上記のような形状を保っている。
次に、図10(a)に示すように、例えば、露出した導電性ポスト上にはんだボールまたははんだペーストにてバンプ(突起電極)39を形成する。
次に、図10(b)に示すように、基板20の裏面側から研削して薄型化した後、ダイシングラインにおいてダイシングを行うことで、図1に示すような構成の半導体装置を製造することができる。
上記のように、内蔵する半導体チップを薄型化し、さらに基板をも薄く加工することで、半導体装置全体の総厚を725μmまで薄くすることができる。
本実施形態に係る半導体装置の製造方法によれば、絶縁膜の上面の縁部と印刷用マスクが接触するように印刷用マスクを保持する方法でバッファ層を印刷して形成することで、スクライブラインへ樹脂が流れ込むのを防止できる。
また、樹脂がマスクの裏面に回りこむことを防止して、連続印刷が可能となる。
一回の印刷で必要な膜厚のバッファ層を形成でき、生産性が向上する。
さらに、スクライブラインに樹脂が残らないことでダイシング性が向上し、ウェハ外周部に印刷をおこなわないことで反りの低減に寄与する。
本発明は上記の説明に限定されない。
例えば、半導体チップを内蔵せずに、電子回路が基板に形成されていてもよい。この場合には絶縁層に埋め込まれる配線が基板に接続するように形成される。あるいは、基板と内蔵半導体チップの両者に電子回路が形成されていてもよい。
その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。
本発明の半導体装置は、システムインパッケージ形態の半導体装置に適用できる。
また、本発明の半導体装置の製造方法は、システムインパッケージ形態の半導体装置を製造する方法に適用できる。
図1(a)は、本発明の実施形態に係る半導体装置の模式断面図であり、図1(b)は図1(a)の部分拡大図である。 図2(a)〜(d)は、本発明の実施形態に係る半導体装置の製造方法の製造工程を示す断面図である。 図3(a)及び図3(b)は、本発明の実施形態に係る半導体装置の製造方法の製造工程を示す断面図である。 図4(a)及び図4(b)は、本発明の実施形態に係る半導体装置の製造方法の製造工程を示す断面図である。 図5(a)及び図5(b)は、本発明の実施形態に係る半導体装置の製造方法の製造工程を示す断面図である。 図6(a)及び図6(b)は、本発明の実施形態に係る半導体装置の製造方法の製造工程を示す断面図である。 図7(a)及び図7(b)は、本発明の実施形態に係る半導体装置の製造方法の製造工程を示す断面図である。 図8(a)は本発明の実施形態に係る半導体装置の製造方法の製造工程を示す断面図であり、図8(b)は図8(a)よりも広い領域を示す模式図である。 図9(a)及び図9(b)は、本発明の実施形態に係る半導体装置の製造方法の製造工程を示し断面図である。 図10(a)及び図10(b)は、本発明の実施形態に係る半導体装置の製造方法の製造工程を示し断面図である。 図11は、従来例に係る半導体装置の製造方法の製造工程を示す断面図である。
符号の説明
10…半導体本体、10w…半導体ウェハ、11…パッド電極、12…保護絶縁膜、13…ダイアタッチフィルム、14…半導体チップ、20…基板、21…絶縁膜、30…第1樹脂層、30a…開口部、30b…溝、31…シード層、32…レジスト膜、33…銅層、34…第2樹脂層、35…シード層、36…銅層、37…導電性ポスト、38…バッファ層、39…バンプ、SQ…スキージ、MK…マスク、SC…スクリーン、RS…樹脂ペースト

Claims (11)

  1. 電子回路が設けられた半導体を含んでパッケージ化され、実装基板に実装されて用いられる半導体装置であって、
    基板と、
    前記基板上に複数の樹脂層が積層して形成された絶縁層と、
    前記電子回路に接続するように前記絶縁層中に埋め込まれて形成された配線層と、
    前記絶縁層上において前記配線層に接続して形成された導電性ポストと、
    前記導電性ポストの外周部において前記絶縁層の上面の縁部を除く領域における前記絶縁層上に形成され、前記半導体装置が前記実装基板に実装されたときに発生する応力を緩和する絶縁性のバッファ層と
    を有し、前記導電性ポストから所定の範囲内において前記バッファ層の上面が平坦な面を有し、前記バッファ層の上面と側面の角部における曲面が前記所定の範囲の外部に形成されている
    半導体装置。
  2. 前記所定の範囲が、前記導電性ポストから約50μm以内の領域である
    請求項1に記載の半導体装置。
  3. 前記基板が、前記電子回路が設けられている半導体基板である
    請求項1に記載の半導体装置。
  4. 前記絶縁層中に、前記配線層に接続して前記電子回路が設けられた半導体チップが埋め込まれている
    請求項1に記載の半導体装置。
  5. 電子回路が設けられた半導体を含んでパッケージ化され、実装基板に実装されて用いられる半導体装置の製造方法であって、
    半導体ウェハの表面に、スクライブラインを除いて、複数の樹脂層が積層した絶縁層と、前記電子回路に接続するように前記絶縁層中に埋め込まれた配線層とを形成する工程と、
    前記絶縁層上において前記配線層に接続する導電性ポストを形成する工程と、
    前記絶縁層の上面の縁部を除く領域を開口する印刷用マスクを前記絶縁膜の上面の縁部と前記印刷用マスクが接触するように保持して印刷することにより、前記導電性ポストの外周部において前記絶縁層の上面の縁部を除く領域における前記絶縁層上に、前記半導体装置が前記実装基板に実装されたときに発生する応力を緩和する絶縁性のバッファ層を形成する工程と、
    前記スクライブラインにおいて前記半導体ウェハを切断する工程と
    を有する半導体装置の製造方法。
  6. 前記バッファ層を形成する工程において、前記導電性ポストから所定の範囲内において前記バッファ層の上面が平坦な面を有し、前記バッファ層の上面と側面の角部における曲面が前記所定の範囲の外部となるように、バッファ層を形成する
    請求項5に記載の半導体装置の製造方法。
  7. 前記所定の範囲が、前記導電性ポストから約50μm以内の領域である
    請求項5に記載の半導体装置の製造方法。
  8. 前記絶縁層の上面の縁部の幅が少なくとも20μmである
    請求項5に記載の半導体装置の製造方法。
  9. 前記バッファ層を形成する工程において、Jスキージを用いた印刷法により形成する
    請求項5に記載の半導体装置の製造方法。
  10. 前記基板として、前記電子回路が設けられている半導体基板を用いる
    請求項5に記載の半導体装置の製造方法。
  11. 前記絶縁層を形成する工程が、前記絶縁層中に前記配線層に接続するように前記電子回路が設けられた半導体チップを埋め込む工程を含む
    請求項5に記載の半導体装置の製造方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11075181B2 (en) 2018-09-17 2021-07-27 Samsung Electronics Co., Ltd. Semiconductor device

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0982735A (ja) * 1995-09-08 1997-03-28 Toray Eng Co Ltd スクリーンマスク
JPH09129772A (ja) * 1994-10-03 1997-05-16 Toshiba Corp 半導体チップと一体化した半導体パッケ−ジ及びその製造方法
JPH11251493A (ja) * 1998-02-27 1999-09-17 Fujitsu Ltd 半導体装置及びその製造方法及びその搬送トレイ及び半導体基板の製造方法
JP2000248177A (ja) * 1999-03-03 2000-09-12 Hitachi Chem Co Ltd 溝被覆方法
JP2001118876A (ja) * 1999-08-12 2001-04-27 Fujitsu Ltd 半導体装置及びその製造方法
WO2001071805A1 (en) * 2000-03-23 2001-09-27 Seiko Epson Corporation Semiconductor device, method of manufacture thereof, circuit board, and electronic device
JP2005175317A (ja) * 2003-12-12 2005-06-30 Sony Corp 半導体装置およびその製造方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09129772A (ja) * 1994-10-03 1997-05-16 Toshiba Corp 半導体チップと一体化した半導体パッケ−ジ及びその製造方法
JPH0982735A (ja) * 1995-09-08 1997-03-28 Toray Eng Co Ltd スクリーンマスク
JPH11251493A (ja) * 1998-02-27 1999-09-17 Fujitsu Ltd 半導体装置及びその製造方法及びその搬送トレイ及び半導体基板の製造方法
JP2000248177A (ja) * 1999-03-03 2000-09-12 Hitachi Chem Co Ltd 溝被覆方法
JP2001118876A (ja) * 1999-08-12 2001-04-27 Fujitsu Ltd 半導体装置及びその製造方法
WO2001071805A1 (en) * 2000-03-23 2001-09-27 Seiko Epson Corporation Semiconductor device, method of manufacture thereof, circuit board, and electronic device
JP2005175317A (ja) * 2003-12-12 2005-06-30 Sony Corp 半導体装置およびその製造方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11075181B2 (en) 2018-09-17 2021-07-27 Samsung Electronics Co., Ltd. Semiconductor device
US11626377B2 (en) 2018-09-17 2023-04-11 Samsung Electronics Co., Ltd. Semiconductor device

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