JP2008004845A - 半導体チップ、半導体装置および半導体チップの製造方法 - Google Patents
半導体チップ、半導体装置および半導体チップの製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2008004845A JP2008004845A JP2006174543A JP2006174543A JP2008004845A JP 2008004845 A JP2008004845 A JP 2008004845A JP 2006174543 A JP2006174543 A JP 2006174543A JP 2006174543 A JP2006174543 A JP 2006174543A JP 2008004845 A JP2008004845 A JP 2008004845A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- chip
- semiconductor
- semiconductor chip
- region
- substrate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
- H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L24/02—Bonding areas ; Manufacturing methods related thereto
- H01L24/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
- H01L24/05—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
- H01L2224/04042—Bonding areas specifically adapted for wire connectors, e.g. wirebond pads
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
- H01L2224/05—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/31—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
- H01L2224/32—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
- H01L2224/321—Disposition
- H01L2224/32135—Disposition the layer connector connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip
- H01L2224/32145—Disposition the layer connector connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip the bodies being stacked
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
- H01L2224/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/45001—Core members of the connector
- H01L2224/45099—Material
- H01L2224/451—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
- H01L2224/45138—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
- H01L2224/45144—Gold (Au) as principal constituent
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/4805—Shape
- H01L2224/4809—Loop shape
- H01L2224/48091—Arched
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/484—Connecting portions
- H01L2224/48463—Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a ball bond
- H01L2224/48465—Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a ball bond the other connecting portion not on the bonding area being a wedge bond, i.e. ball-to-wedge, regular stitch
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/485—Material
- H01L2224/48505—Material at the bonding interface
- H01L2224/48599—Principal constituent of the connecting portion of the wire connector being Gold (Au)
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
- H01L2224/732—Location after the connecting process
- H01L2224/73251—Location after the connecting process on different surfaces
- H01L2224/73265—Layer and wire connectors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/01—Chemical elements
- H01L2924/01005—Boron [B]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/01—Chemical elements
- H01L2924/01006—Carbon [C]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/01—Chemical elements
- H01L2924/01013—Aluminum [Al]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/01—Chemical elements
- H01L2924/01033—Arsenic [As]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/01—Chemical elements
- H01L2924/01074—Tungsten [W]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/01—Chemical elements
- H01L2924/01079—Gold [Au]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/01—Chemical elements
- H01L2924/01082—Lead [Pb]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/095—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00 with a principal constituent of the material being a combination of two or more materials provided in the groups H01L2924/013 - H01L2924/0715
- H01L2924/097—Glass-ceramics, e.g. devitrified glass
- H01L2924/09701—Low temperature co-fired ceramic [LTCC]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/1015—Shape
- H01L2924/10155—Shape being other than a cuboid
- H01L2924/10157—Shape being other than a cuboid at the active surface
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/102—Material of the semiconductor or solid state bodies
- H01L2924/1025—Semiconducting materials
- H01L2924/10251—Elemental semiconductors, i.e. Group IV
- H01L2924/10253—Silicon [Si]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/11—Device type
- H01L2924/14—Integrated circuits
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
Abstract
【課題】半導体チップの厚みが極薄となっても、半導体チップの強度低下を防ぐことができ、複雑な生産工程を必要としない半導体装置、およびその製造方法を提供する。
【解決手段】Si基板2の一方の面を回路形成面とするICチップ1において、上記回路形成面に窪み領域6を有し、該窪み領域内に回路形成領域が設けられている。
【選択図】図1
【解決手段】Si基板2の一方の面を回路形成面とするICチップ1において、上記回路形成面に窪み領域6を有し、該窪み領域内に回路形成領域が設けられている。
【選択図】図1
Description
本発明は、半導体装置に関するものであり、特に、半導体チップの抗折強度低下を防ぐ構造を有する半導体チップ、および半導体装置に関する。具体的には、半導体素子の大容量化、多機能化に対応すべく半導体チップの積層モジュールや、ICカード等でICチップ厚みの極薄化が要求されるデバイス等の半導体装置、および半導体装置の製造方法に関する。
従来から、半導体装置の製造において、デバイス(IC)を形成するウエハ基板の大口径化、加工精度の向上によるデバイスの微細化を図ることで、製造コストの低減、製造時間の短縮等の効率良い半導体装置の製造が行われている。ウエハ基板上に形成されたデバイスは分割されICチップとして電化製品等に組み込まれることになる。
なかでも素子の大容量化や、多機能が要求されるICは、数種のICチップを積層した積層モジュールで構成され、携帯電話等に組み込まれている。積層モジュールやICカード等は、組み込まれる筐体の大きさが小さいことからICチップ厚みの極薄化が要求される。
ICチップ厚みの極薄化の際、チップの抗折強度低下によるチップの割れ、欠けを防ぎ歩留り低下を抑える必要がある。従来から、この抗折強度低下を防ぐ方法としては、チップの割れ、欠けの原因となるウエハ研削により形成される傷、歪、変質層の除去や、チップ角の面取りを行う方法が良く知られている(特許文献1〜5参照)。
しかしながら、上記技術では、ウエハ研削等の外部要因によるチップの割れ、欠けを防ぐことはできるが、ICチップ厚みが50μm以下と極薄となった場合、ICチップ基材自身の強度低下によるICチップの割れ、欠けを防ぐことは困難である。
極薄化に伴うチップ基材自身の強度低下を防ぐ方法としては、図9に示すように、チップ裏面の中央部に窪みを設けるとともに、半導体チップの外周の厚さをそのままにしてその部分を半導体チップの強度を補う部分として機能させる方法が特許文献6に開示されている。
特開2000−91274号公報(公開日:2000年3月31日)
特開2000−124176号公報(公開日:2000年4月28日)
特開2003−173987号公報(公開日:2003年6月20日)
特開2000−340530号公報(公開日:2000年12月8日)
特開2004−228218号公報(公開日:2004年8月12日)
特開平6−302727号公報(公開日:1994年10月28日)
ところが、上記特許文献6に記載の従来技術では、ICチップ裏面への窪み加工において、ウエハ状態で窪み加工する場合では、ウエハ上の各ICチップ表面に形成されているIC領域と、ICチップ裏面の窪み加工部分との位置合わせが必要となるが、ウエハ表裏間での精度良い位置合わせは非常に困難である。また、ICチップ状態で窪み加工する場合では、各ICチップ毎に加工することになるので、非常に生産効率が悪くなる。
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、半導体チップの厚みが極薄となっても、半導体チップの強度低下を防ぐことができ、さらに、複雑な生産工程を必要としない半導体チップ、およびその製造方法を提供することにある。
本発明の半導体チップは、上記課題を解決するために、半導体基板の一方の面を回路形成面とする半導体チップにおいて、上記回路形成面に窪み領域を有し、該窪み領域内に回路形成領域が設けられていることを特徴としている。
これにより、半導体チップの回路形成面に窪み領域を設けることにより、窪み領域外は相対的に凸形状となる。この相対的凸形状を有するため、半導体チップの厚みが極薄となっても、半導体チップの強度の低下を防ぐことができ、さらに、回路形成面に窪み領域を有することにより、半導体チップに窪みを設けるための製造プロセスを簡略化することができる。
具体的には、半導体チップの回路形成面と同じ面に窪みを設けることから、回路形成領域に形成される回路部分と窪み領域との位置合わせを行うにあたって、例えば、ウエハ状態で、上記窪みをウエハの裏面に設ける場合のように、ウエハ表裏での位置合わせを行う必要が無い。
このため、一般的に使用されている製造プロセスにて、上記窪みを半導体チップに設けることができる。従って、生産効率を落とすこと無く、半導体チップに窪みを設けることができる。このため、半導体チップの歩留り安定、向上を図ることができる。
上記半導体チップにおいては、さらに、上記窪み領域の側壁は勾配を有することが好ましい。
これにより、半導体チップ上に回路パターン形成や、イオン注入のマスク材としてレジストを塗布する際、窪み側壁が、上記半導体チップ表面に対して垂直に形成されている場合と比較してレジストの流動性が良く、レジスト膜厚の均一性を向上させることができる。
レジストをウエハ上に均一に塗るためには、レジストをウエハ上に滴下後、ウエハを回転させレジストをウエハ周辺部まで塗り広げる方法が一般的である。
このとき、窪み側壁に勾配を設けることにより、レジストの流動性をあげることができ、窪み側壁でのレジストの乱流発生を抑制することができる。このため、レジスト膜厚の均一性を向上させることができる。
上記半導体チップにおいては、さらに、上記窪み領域の底面部に電気信号の入出力端子部が形成されていることが好ましい。
これにより、例えば、ワイヤーボンディングにより実装基板と電気的に接続を行う際、Auワイヤーのループ高さを窪み段差分低減することができる。このため、半導体チップを樹脂等でモールドする際、樹脂厚を薄くすることができ、半導体チップのパッケージの高さを抑えることができる。
上記半導体チップにおいては、さらに、上記窪み領域の側壁部に電気信号の入出力端子部が形成されていてもよく、または、上記回路形成面における上記窪み領域外に電気信号の入出力端子部が形成されていてもよい。
これにより、半導体チップの面積を抑えることができ、シリコンウエーハ上のチップ採り数を増やすことができる。
また、上記半導体チップと実装基板とが電気的に接続されることにより半導体装置が構成されることが好ましい。
これにより、上記窪みを有した半導体チップを実装基板と電気的に接続することにより、半導体装置として機能させることができる。
上記半導体装置においては、さらに、実装基板上に半導体チップが複数積層された半導体装置であって、少なくとも最下層の半導体チップが上記半導体チップであることが好ましい。
これにより、半導体チップが積層された積層モジュールとして、半導体装置を形成することができ、さらに、これにより、上層に積層するチップを実装基板と電気的に接続する際、衝撃によるチップの割れ、欠けを低減することができる。
また、半導体基板の一方の面を回路形成面とする半導体チップの製造方法において、上記半導体基板の一方の面に窪み領域を形成した後、該窪み領域内に回路を形成することが好ましい。
これにより、半導体チップに窪みを設けるための製造プロセスを簡略化することができる製造方法を提供することができる。具体的には、半導体チップの回路形成面と同じ面に窪みを設けることから、例えば、ウエハ状態で、上記窪みをウエハの裏面に設ける場合のように、ウエハ表裏の位置合わせを行う必要が無いため、一般的に使用されている製造プロセスにて、上記窪みを半導体チップに設けることができる。従って、生産効率を落とすこと無く、半導体チップに窪みを設けるための製造方法を提供することができる。このため、半導体チップの歩留り安定、向上を図ることができる。
さらに、半導体チップを積層することにより積層モジュールに適用する場合、この窪みの中に半導体チップを積層することにより、積層モジュール自身の高さを低く抑えることができる。従って、極薄の半導体装置の製造方法を提供することができる。
また、半導体基板の一方の面を回路形成面とする半導体チップの製造方法において、上記半導体基板の一方の面に回路を形成する過程、または回路を形成した後において、該回路の周辺に補強部を形成することが好ましい。
また、補強部は、フォトリソグラフィーや、印刷法などの一般的に半導体プロセスにて使用されている工程にて、形成が可能である。
このため、上記エッチングにより、半導体チップ自体を除去することにより窪みを作成する方法と、補強部を形成することにより半導体チップの窪みを作成する方法とは、半導体装置の使用用途や、製造コストなどを考慮することにより選択することができる。
従って、より最適なプロセスにて半導体チップの窪みを作成することが可能である。
本発明に係る半導体チップは、以上のように、回路形成面に窪みを有しているので、半導体チップの厚みが極薄となっても、半導体チップの強度低下を防ぐことができ、さらに、複雑な生産工程を必要としない半導体チップ、およびその製造方法を提供することができるという効果を奏する。
〔実施の形態1〕
本発明の一実施の形態について、図1ないし図5に基づいて説明すると以下の通りである。先ずは、本実施の形態にかかる半導体チップの構成を図1を参照して説明する。
本発明の一実施の形態について、図1ないし図5に基づいて説明すると以下の通りである。先ずは、本実施の形態にかかる半導体チップの構成を図1を参照して説明する。
本実施の形態のICチップ1は、図1に示すように、ICチップ1の基材としてSi基板2を用いている。Si基板2の回路形成面の中央部表面は、ICを形成するための領域であるIC形成領域4であり、IC形成領域4の外側はICチップ周辺部3である。
IC形成領域4の表面は、ICチップ周辺部3の表面より窪み深さHの分だけ窪んでいる。すなわち、ICチップ1の回路形成領域であるIC形成領域4には、窪み深さHだけICチップ周辺部3よりも表面が窪んだ領域である窪み領域6が形成されている。
これにより、ICチップ周辺部3の厚みがIC形成領域4の厚みよりも厚いため、ICチップ1の強度の低下を防ぐことができる。
さらに、ICチップ1のIC形成領域4と窪み領域6とが同一の面に形成されているため、IC形成領域と窪み領域とをチップの裏表に形成する従来技術に比べ、IC形成領域4および窪み領域6を形成する際の位置合わせが容易となる。
次に、ICチップ1のIC形成領域4である中央部表面をエッチングなどにより除去し、窪み領域6を形成する方法について説明する。
Si基板2上にエッチングのマスク材として図示しない酸化膜を1μm形成し、Si基板2の中央部であるIC形成領域4上の上記酸化膜を除去し、Si基板2をエッチングすることにより、IC形成領域4の表面が除去されSi基板2に窪み領域6が形成される。
この時、エッチング方法としては、ドライエッチングによる異方性エッチングを行うことが好ましい。エッチング量の調節を行うことが容易であり、これにより、所望の窪み深さHを形成することができる。そして、得られた窪み領域6に公知の半導体プロセス技術を用いてIC集積回路などを形成することができる。
次に、窪み領域6に、IC集積回路を形成する際、積層した層間膜(SiO)を平坦化する方法としては、一般的にCMP(Chemical Mechanical Polishing:化学的機械研磨)法が用いられる。また、CMP法に用いられるCMPスラリー(化学的機械的研磨剤)と
しては、セリア(CeO2)を好適に使用することができる。但し、本発明においては、スラリーの種類は特に限定されない。
しては、セリア(CeO2)を好適に使用することができる。但し、本発明においては、スラリーの種類は特に限定されない。
本実施の形態では、ICチップ1の中央部である窪み領域6と、ICチップ周辺部3との段差が大きいため、ICチップ周辺部3に最もCMP研磨パッドの圧力がかかる。
このため、先ず、セリアスラリーの添加剤(カルボキシル基)の濃度を約5%と高めて、CMPを行う。これにより、チップ中央部の窪み領域6の層間膜を残した状態で、ICチップ周辺部3上の層間膜が除去され、ICチップ周辺部3の基板表面を露出させることができる。
次に、セリアスラリーの添加剤の濃度を約1%未満とし、SiOとSiとの選択比を高めた状態でCMPを行う。これにより、ICチップ周辺部3の基板表面は研磨されずに、ICチップ1の中央部である窪み領域6の層間膜の平坦化を行うことができる。
次に、窪み領域6の側壁である窪み側壁7に勾配を形成したICチップ1の断面形状を図2に示す。
このように、窪み側壁7に勾配を形成することで、例えば、ICチップ1上にレジスト膜をフォトリソグラフィーなどにより形成する場合、レジスト膜厚の均一性を向上させることができる。
この窪み側壁7に勾配を形成する方法について、図3(a)ないし(e)を用い説明する。図3(a)ないし(e)は、窪み領域6とICチップ周辺部3との境界部分を拡大した図である。
図3(a)に示すように、<100>Si基板2上に、酸化膜11を形成する。本実施の形態では、酸化膜11をSi基板2上に1μm形成する。
Si基板2の中央部であるIC形成領域4には、フォトリソグラフィーなどにより、酸化膜11の開口パターンを形成する。この開口パターンは、IC形成領域4に、一定間隔で(110)面に平行または垂直方向にストライプ状に形成される。
次に、図3(b)に示すように、酸化膜11をマスクとしてSi基板2をエッチングすることにより、Si基板2に溝12を形成する。この溝12は、その溝側壁が基板面に対して垂直な溝となる。
この時、エッチング方法としては、ドライエッチングによる異方性エッチングを行うことが好ましい。ドライエッチングによる異方性エッチングを行うことで、エッチング量を調節することが容易となり、任意の深さの溝12を形成することができる。
次に、KOH等のアルカリ溶液にてSi基板2に対し異方性エッチングを行う。これにより、図3(b)に示すような垂直溝の形状は、上記エッチングを受けて、<111>面で形成される菱形に形成される。すなわち、溝の長手軸に対する垂直断面が菱形となる菱形溝に形成される。前述の酸化膜11開口パターンの短辺方向の寸法は、形成した菱形溝が隣接する溝と重なるように設定される。
ここで、菱形溝の短対角線長Aは次式により得られる。
A=D/tanθ+W
D:ドライエッチングによる異方性エッチングで形成したSi溝の深さ
W:ドライエッチングによる異方性エッチングで形成したSi溝の幅
θ:<111>面の角度 54.7°
例えば、IC形成領域4とICチップ周辺部3との段差、すなわち、窪み深さHを10μm形成しようとする場合は、酸化膜11開口パターンは、長辺をIC形成領域4相当とし、短辺7μmを間隔7μmで形成すればよい。このような開口パターンを公知の半導体技術を用いて酸化膜11に形成後、ドライエッチングによる異方性エッチングで深さ10μmの溝12を形成する。
D:ドライエッチングによる異方性エッチングで形成したSi溝の深さ
W:ドライエッチングによる異方性エッチングで形成したSi溝の幅
θ:<111>面の角度 54.7°
例えば、IC形成領域4とICチップ周辺部3との段差、すなわち、窪み深さHを10μm形成しようとする場合は、酸化膜11開口パターンは、長辺をIC形成領域4相当とし、短辺7μmを間隔7μmで形成すればよい。このような開口パターンを公知の半導体技術を用いて酸化膜11に形成後、ドライエッチングによる異方性エッチングで深さ10μmの溝12を形成する。
この溝12をさらにKOHによる異方性エッチングによって菱形溝に形成すると、該菱形溝同士が重なり合うことで、チップ中央部の菱形溝の上半分に位置したSi基板2はSi基板2上の酸化膜11共々除去され、菱形溝の下半分に位置したSi基板2が鋸の刃状に形成される。これにより、図3(c)に示すように、IC形成領域4には、鋸の刃状の溝13が形成される。
次に、図3(d)に示すように、窪みの底面が平坦になるまで、KOHによりエッチングを行う。
この後、マスク材の酸化膜11を除去し、Si基板2全面をドライエッチングによる異方性エッチングを行う。これにより、図3(d)に示す窪み側壁のオーバーハング部分が除去される。この除去される窪み側壁のオーバーハング部分は図3(b)に示す溝12の深さの1/2である。
このように、窪み側壁のオーバーハング部分が除去されることにより、図3(e)に示すような窪み領域6の側壁に勾配をもった窪み側壁7が形成される。
また、IC形成領域4であるこの得られた窪み領域6に、IC集積回路などを形成する方法としては、公知の半導体プロセス技術を用いることができる。
次に、Si基板2と、実装基板21とを電気的に接続する方法について説明する。
図4(a)に示すように、実装基板21上に、接合材料としてのダイボンド材25を介して、窪み領域6が形成されたSi基板2が形成されている。さらに、窪み領域6には電気信号の入出力端子であるIC端子部20が形成されており、IC端子部20と、実装基板21上に形成されている実装基板端子部22とは、一般的にワイヤーボンドと呼ばれるAuボール24およびAuワイヤー23を介して、電気的に接続されている。
IC形成領域4の窪み領域6の底面部にワイヤーボンディグを行うことで、ICチップ周辺部3にワイヤーボンディグを行った場合と比較し、Auワイヤー23のループ高さを少なくとも窪み深さHの段差分低減することができる。さらに、IC端子部20と実装基板端子部との距離を離すことができるため、Auワイヤー23の曲率を小さくすることができ、Auワイヤー23のループ高さを窪み深さH以上に低減できる。
これにより、樹脂等でモールドする際、樹脂厚を薄くすることができるため、ICチップ1のパッケージの高さを抑えることができる。
また、図4(b)に示すように、IC端子部20およびAuボール24を窪み側壁7に設けることも可能であり、また、図4(c)に示すように、IC端子部20およびAuボール24をICチップ周辺部3に設けてもよい。これにより、ICチップ面積の縮小が図れ、ウエハ上のチップ採り数を増やすことができる。
ICチップ周辺部3にIC端子部20を設ける方法としては、印刷技術、またはフォトリソグラフィー等によりパターン形成を行うことができる。
また、IC端子部20と実装基板端子部22とを電気的に接続する方法としては上記ワイヤーボンディング以外にフリップチップボンディングでも可能である。
次に、図1および図2における窪み領域6を設けることにより、ICチップ1の強度が増すことについて、図5を用い説明する。
図5に示すのは、図1および図2における窪み領域6と、ICチップ1の強度との関係を表すグラフであり、ICチップ1の3点曲げにより約50μm厚のICチップ1の抗折強度を測定したものである。
図5より、図1および図2におけるICチップ1の中央部に窪み領域6を設けることで、ICチップ1の強度が増し、さらに、窪み領域6とICチップ周辺部3の段差が大きい程、ICチップ1の強度が増すことが分かる。
〔実施の形態2〕
次に、第2の実施の形態として、ICチップ周辺部3に補強部16を形成することにより、ICチップ1表面の中央部に窪み領域6を設ける方法について説明する。図6に示すのは、Si基板2のICチップ周辺部3に補強部16を形成することによりICチップ1が断面凹形状に形成されたICチップ1の断面図である。
〔実施の形態2〕
次に、第2の実施の形態として、ICチップ周辺部3に補強部16を形成することにより、ICチップ1表面の中央部に窪み領域6を設ける方法について説明する。図6に示すのは、Si基板2のICチップ周辺部3に補強部16を形成することによりICチップ1が断面凹形状に形成されたICチップ1の断面図である。
Si基板2の中央部表面であるIC形成領域4にIC集積回路を形成する。この時IC集積回路の形成方法としては、公知の半導体プロセス技術を用いることができる。
このIC集積回路形成中にICチップ周辺部3に補強部16を形成することで、IC形成領域4に窪みを形成することができる。
例えば、ICチップ1上に成膜した酸化膜やCVD膜等の非金属膜、およびAl等の金属膜のパターン形成などを用いることにより、非金属膜や金属膜の補強部16を形成することが可能である。
なお、プロセスの複雑化を避けるためには、補強部16はIC形成工程の後工程で形成することが望ましい。
次に、IC集積回路形成後にSi基板2に補強部16を形成し、IC形成領域4に窪みを形成する方法について図7(a)〜(c)を用いて説明する。
図7(a)に示すように、Si基板2に接着性を備えている樹脂シート17を貼り付ける。樹脂シート17には光硬化性接着材としてアクリル系樹脂が含まれている。
次に、図7(b)に示すように、フォトリソグラフィーにて露光を行う。フォトマスク18を透過した光19により、樹脂シート17が感光する。この樹脂シート17の感光したエリアが硬化し、補強部16が形成される。
次に、図7(c)に示すように、現像を行うことにより、樹脂シート17の硬化したエリアである補強部16以外の部分は除去される。
このように、ICチップ周辺部3に補強部16が形成されたICチップ1を作成することができる。
なお、樹脂シート17をSi基板2に貼り付ける以外にも、溶液状の樹脂をSi基板2に塗布し、この後、印刷技術や、フォトリソグラフィー等でパターン形成することにより、補強部16をICチップ周辺部3に形成することもできる。
また、補強部16の材質としては、セラミック、ガラス、Siまたは42アロイ等の金属等を用いることができる。これらの材質から構成される補強部16をICチップ周辺部3に貼り付けることにより、ICチップ1表面の中央部に窪み領域6を設けてもよい。
また、本実施の形態におけるICチップ1を積層することにより、積層モジュールを構成することも可能である。
その際、窪み領域6が形成されたICチップ1をそれぞれ積層することも可能であるが、例えば、図8に示すように、窪み領域6が形成されたICチップ1上に、窪み領域6が形成されていないICチップ26を積層することも可能である。
すなわち、少なくとも最下層にICチップ1を適用することにより、上層に積層するICチップ26にワイヤーボンディングを行う際の衝撃により、下層のICチップ1の割れ、欠けを低減することができ、ICチップ1及びICチップ26の厚みが極薄となっても積層モジュールの強度低下を防ぐことができる。
また、ICチップ1の中央部の窪み領域6と、ICチップ周辺部3との段差が、ICチップ1の窪み領域6上に積層されたICチップ26の高さより低ければ、積層モジュール内でのICチップ1の厚みは、実質的に窪み領域6の厚みとなり、積層モジュール全体の高さを低く抑えることができる。
この積層モジュールを樹脂でモールドすることで電化製品等に組み込まれることが可能なICチップが完成する。
以上説明してきたように、本実施の形態の半導体装置を、ICチップ1の厚みが50μm以下と極薄である半導体装置の積層モジュールに用いることにより、ICチップ1の強度低下を防ぐことができる。
なお、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって限定的なものではない。
本実施の形態の発明は、特許請求の範囲に示した範囲で種々の変更が可能である。また、上記限定を組み合わせることにより、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
本発明によれば、ICチップの積層モジュールや、ICカードなどで、ICチップ厚みが極薄化が要求されるデバイスに利用することができるだけでなく、各種半導体チップおよび半導体装置の製造分野に広く利用することができる。
1 ICチップ(半導体チップ)
2 Si基板(ICチップ基材)
3 ICチップ周辺部
4 IC形成領域(回路形成領域)
6 窪み領域(窪み)
7 窪み側壁
11 酸化膜
12 溝
13 菱形溝
16 補強部
17 樹脂シート
18 フォトマスク
19 光
20 IC端子部(電気信号の入出力端子)
21 実装基板
22 実装基板端子部
23 Auワイヤー
24 Auボール
25 ダイボンド材
26 ICチップ
100 ICチップ
H 窪み深さ
2 Si基板(ICチップ基材)
3 ICチップ周辺部
4 IC形成領域(回路形成領域)
6 窪み領域(窪み)
7 窪み側壁
11 酸化膜
12 溝
13 菱形溝
16 補強部
17 樹脂シート
18 フォトマスク
19 光
20 IC端子部(電気信号の入出力端子)
21 実装基板
22 実装基板端子部
23 Auワイヤー
24 Auボール
25 ダイボンド材
26 ICチップ
100 ICチップ
H 窪み深さ
Claims (9)
- 半導体基板の一方の面を回路形成面とする半導体チップにおいて、
上記回路形成面に窪み領域を有し、該窪み領域内に回路形成領域が設けられていることを特徴とする半導体チップ。 - 上記窪み領域の側壁は勾配を有することを特徴とする請求項1に記載の半導体チップ。
- 上記窪み領域の底面部に電気信号の入出力端子部が形成されていることを特徴とする請求項1に記載の半導体チップ。
- 上記窪み領域の側壁部に電気信号の入出力端子部が形成されていることを特徴とする請求項1に記載の半導体チップ。
- 上記回路形成面における上記窪み領域外に電気信号の入出力端子部が形成されていることを特徴とする請求項1に記載の半導体チップ。
- 請求項1ないし5の何れかに記載の半導体チップと実装基板とが電気的に接続されることにより構成されることを特徴とする半導体装置。
- 実装基板上に半導体チップが複数積層された半導体装置であって、
少なくとも最下層の半導体チップが上記請求項1ないし5の何れかに記載の半導体チップであることを特徴とする半導体装置。 - 半導体基板の一方の面を回路形成面とする半導体チップの製造方法において、
上記半導体基板の一部を除去し、該半導体基板の一方の面に窪み領域を形成した後、該窪み領域内に回路を形成することを特徴とする半導体チップの製造方法。 - 半導体基板の一方の面を回路形成面とする半導体チップの製造方法において、
上記半導体基板の一方の面に回路を形成する過程、または回路を形成した後において、該回路の周辺に補強部を形成することを特徴とする半導体チップの製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006174543A JP2008004845A (ja) | 2006-06-23 | 2006-06-23 | 半導体チップ、半導体装置および半導体チップの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006174543A JP2008004845A (ja) | 2006-06-23 | 2006-06-23 | 半導体チップ、半導体装置および半導体チップの製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008004845A true JP2008004845A (ja) | 2008-01-10 |
Family
ID=39008971
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006174543A Pending JP2008004845A (ja) | 2006-06-23 | 2006-06-23 | 半導体チップ、半導体装置および半導体チップの製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2008004845A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009170510A (ja) * | 2008-01-11 | 2009-07-30 | Disco Abrasive Syst Ltd | 積層デバイスの製造方法 |
-
2006
- 2006-06-23 JP JP2006174543A patent/JP2008004845A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009170510A (ja) * | 2008-01-11 | 2009-07-30 | Disco Abrasive Syst Ltd | 積層デバイスの製造方法 |
DE102009004168B4 (de) * | 2008-01-11 | 2020-12-10 | Disco Corp. | Schichtbauelement-Herstellungsverfahren |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20180219038A1 (en) | Edge seals for semiconductor packages | |
JP6395600B2 (ja) | 撮像装置の製造方法および半導体装置の製造方法 | |
US7285864B2 (en) | Stack MCP | |
TW200804172A (en) | Semiconductor apparatus and method for manufacturing the same | |
US20060186542A1 (en) | Semiconductor device and manufacturing method thereof | |
JP2012069585A (ja) | 半導体装置およびその製造方法 | |
JP2002025948A (ja) | ウエハーの分割方法、半導体デバイス、および半導体デバイスの製造方法 | |
JP2010287592A (ja) | 半導体装置、半導体ウェハおよびその製造方法 | |
US8940585B2 (en) | Single layer BGA substrate process | |
JP5685012B2 (ja) | 半導体パッケージの製造方法 | |
US9236359B2 (en) | System and method for 3D integrated circuit stacking | |
JP4696595B2 (ja) | 半導体ウェーハ及び半導体素子並びに半導体素子の製造方法 | |
JP2004055852A (ja) | 半導体装置及びその製造方法 | |
JP2008211125A (ja) | 半導体装置およびその製造方法 | |
WO2007069456A1 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
CN111048468B (zh) | 电子元件的层叠件及其制造方法 | |
JP2008004845A (ja) | 半導体チップ、半導体装置および半導体チップの製造方法 | |
WO2017104169A1 (ja) | 電子部品およびその製造方法ならびに電子部品製造装置 | |
CN101442064A (zh) | 半导体器件及其制造方法 | |
CN106800273A (zh) | 一种在基片背面形成标记的方法 | |
JP2005268425A (ja) | 半導体装置およびその製造方法 | |
US20160148896A1 (en) | Semiconductor device with a wire bonding and a sintered region, and manufacturing process thereof | |
JP2006005071A (ja) | 半導体装置用パッケージおよび半導体装置ならびに半導体装置用パッケージの製造方法 | |
US9293430B2 (en) | Semiconductor chip and method of manufacturing the same | |
CN115863187A (zh) | 扇出型芯片的封装方法和临时封装结构 |