JP2011014765A - Semiconductor construct and manufacturing method thereof as well as semiconductor device and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は半導体構成体およびその製造方法並びに半導体装置およびその製造方法に関する。 The present invention relates to a semiconductor structure, a manufacturing method thereof, a semiconductor device, and a manufacturing method thereof.
従来の半導体装置には、CSP(chip size package)と呼ばれる半導体構成体を該半導体構成体よりもサイズの大きいベース板上に固着したものがある(例えば、特許文献1参照)。この場合、CSPと呼ばれる半導体構成体は、半導体基板上に配線が設けられ、配線の接続パッド部上に柱状電極が設けられ、柱状電極の周囲に封止膜が設けられた構造となっている。 Some conventional semiconductor devices have a semiconductor structure called a CSP (chip size package) fixed on a base plate larger in size than the semiconductor structure (see, for example, Patent Document 1). In this case, a semiconductor structure called CSP has a structure in which wiring is provided on a semiconductor substrate, a columnar electrode is provided on a connection pad portion of the wiring, and a sealing film is provided around the columnar electrode. .
そして、半導体構成体の半導体基板の下面はベース板上に固着されている。半導体構成体の周囲におけるベース板上には絶縁層が設けられている。半導体構成体および絶縁層上には上層絶縁膜が設けられている。上層絶縁膜上には上層配線が半導体構成体の柱状電極に接続されて設けられている。上層配線の接続パッド部を除く部分はオーバーコート膜で覆われ、上層配線の接続パッド部上には半田ボールが設けられている。 The lower surface of the semiconductor substrate of the semiconductor structure is fixed on the base plate. An insulating layer is provided on the base plate around the semiconductor structure. An upper insulating film is provided on the semiconductor structure and the insulating layer. An upper wiring is provided on the upper insulating film so as to be connected to the columnar electrode of the semiconductor structure. The portions other than the connection pad portion of the upper layer wiring are covered with an overcoat film, and solder balls are provided on the connection pad portion of the upper layer wiring.
ところで、上記従来の半導体装置における半導体構成体では、配線の接続パッド部上に柱状電極を設けているので、配線と柱状電極との関係が1対1となっている。このため、配線および柱状電極の本数の増加に伴い、配線の線幅が20μm程度以下と小さくなった場合、配線に電源信号等の過大電流が流れたとき、当該配線が焼き切れて断線することがあるという問題がある。 By the way, in the semiconductor structure in the conventional semiconductor device, since the columnar electrode is provided on the connection pad portion of the wiring, the relationship between the wiring and the columnar electrode is 1: 1. For this reason, when the line width of the wiring is reduced to about 20 μm or less with the increase in the number of wirings and columnar electrodes, when an excessive current such as a power supply signal flows through the wiring, the wiring is burned out and disconnected. There is a problem that there is.
そこで、この発明は、配線に電源信号等の過大電流が流れても、当該配線が焼き切れないようにすることができる半導体構成体およびその製造方法を提供することを目的とする。
また、この発明は、半導体構成体の配線に電源信号等の過大電流が流れても、当該配線が焼き切れないようにすることができる半導体装置およびその製造方法を提供することを目的とする。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a semiconductor structure and a method for manufacturing the same that can prevent the wiring from burning out even if an excessive current such as a power supply signal flows through the wiring.
It is another object of the present invention to provide a semiconductor device and a method for manufacturing the same that can prevent the wiring from burning out even if an excessive current such as a power supply signal flows through the wiring of the semiconductor structure.
請求項1に記載の発明に係る半導体構成体は、半導体基板と、前記半導体基板上に設けられた複数の接続パッドと、前記半導体基板上に設けられた絶縁膜と、前記絶縁膜上において前記接続パッドのうち共通の信号用の複数の接続パッドを含む領域に当該接続パッドの全てに接続されるようにベタ状に設けられた共通配線と、前記絶縁膜上に残りの前記接続パッドに接続されて設けられた配線と、前記共通配線上に設けられた共通柱状電極と、前記配線の接続パッド部上に設けられた柱状電極とを備えていることを特徴とするものである。
請求項2に記載の発明に係る半導体構成体は、請求項1に記載の発明において、前記共通柱状電極は前記共通配線上に共通の信号用の前記接続パッドと同数設けられていることを特徴とするものである。
請求項3に記載の発明に係る半導体構成体は、請求項1に記載の発明において、前記共通柱状電極は前記共通配線上に共通の信号用の前記接続パッドの数よりも多い数設けられていることを特徴とするものである。
請求項4に記載の発明に係る半導体構成体は、請求項1に記載の発明において、前記共通柱状電極および前記柱状電極の周囲に封止膜が設けられていることを特徴とするものである。
請求項5に記載の発明に係る半導体構成体は、請求項1に記載の発明において、前記共通配線は2つであり、そのうちの1つは電源信号用であり、他の1つはグランド信号用であることを特徴とするものである。
請求項6に記載の発明に係る半導体構成体の製造方法は、上面に複数の接続パッドが形成された半導体基板上に絶縁膜が形成されたものを準備する工程と、前記絶縁膜上において前記接続パッドのうち共通の信号用の複数の接続パッドを含む領域にベタ状の共通配線を当該接続パッドの全てに接続させて形成し、且つ、前記絶縁膜上に配線を残りの前記接続パッドに接続させて形成する工程と、前記共通配線上に共通柱状電極を形成し、且つ、前記配線の接続パッド部上に柱状電極を形成する工程と、を有することを特徴とするものである。
請求項7に記載の発明に係る半導体構成体の製造方法は、請求項6に記載の発明において、前記共通配線上に前記共通柱状電極を共通の信号用の前記接続パッドと同数形成することを特徴とするものである。
請求項8に記載の発明に係る半導体構成体の製造方法は、請求項6に記載の発明において、前記共通配線上に前記共通柱状電極を共通の信号用の前記接続パッドの数よりも多い数形成することを特徴とするものである。
請求項9に記載の発明に係る半導体構成体の製造方法は、請求項6に記載の発明において、前記共通柱状電極および前記柱状電極の周囲に封止膜を形成する工程を有することを特徴とするものである。
請求項10に記載の発明に係る半導体構成体の製造方法は、請求項6に記載の発明において、前記共通配線は2つであり、そのうちの1つは電源信号用であり、他の1つはグランド信号用であることを特徴とするものである。
請求項11に記載の発明に係る半導体装置は、ベース板と、前記ベース板上に設けられ、半導体基板と、前記半導体基板上に設けられた複数の接続パッドと、前記半導体基板上に設けられた絶縁膜と、前記絶縁膜上において前記接続パッドのうち共通の信号用の複数の接続パッドを含む領域に当該接続パッドの全てに接続されるようにベタ状に設けられた共通配線と、前記絶縁膜上に残りの前記接続パッドに接続されて設けられた配線と、前記共通配線上に設けられた共通柱状電極と、前記配線の接続パッド部上に設けられた柱状電極とを有する半導体構成体と、前記半導体構成体の周囲における前記ベース板上に設けられた絶縁層と、前記半導体構成体および前記絶縁層上に設けられた上層絶縁膜と、前記上層絶縁膜上に前記半導体構成体の共通柱状電極に接続されて設けられた共通上層配線と、前記上層絶縁膜上に前記半導体構成体の柱状電極に接続されて設けられた上層配線とを備えていることを特徴とするものである。
請求項12に記載の発明に係る半導体装置は、請求項11に記載の発明において、前記半導体構成体において、前記共通柱状電極は前記共通配線上に共通の信号用の前記接続パッドと同数設けられていることを特徴とするものである。
請求項13に記載の発明に係る半導体装置は、請求項11に記載の発明において、前記半導体構成体において、前記共通柱状電極は前記共通配線上に共通の信号用の前記接続パッドの数よりも多い数設けられていることを特徴とするものである。
請求項14に記載の発明に係る半導体装置は、請求項12または13に記載の発明において、前記共通上層配線は前記共通柱状電極の全てを含む領域にベタ状に配置されていることを特徴とするものである。
請求項15に記載の発明に係る半導体装置は、請求項11に記載の発明において、前記共通上層配線および前記上層配線の線幅は前記半導体構成体の配線の線幅よりも大きくなっていることを特徴とするものである。
請求項16に記載の発明に係る半導体装置は、請求項11に記載の発明において、前記半導体構成体は、前記共通柱状電極および前記柱状電極の周囲に設けられた封止膜を有することを特徴とするものである。
請求項17に記載の発明に係る半導体装置は、請求項11に記載の発明において、前記半導体構成体において、前記共通配線は2つであり、そのうちの1つは電源信号用であり、他の1つはグランド信号用であることを特徴とするものである。
請求項18に記載の発明に係る半導体装置は、請求項11に記載の発明において、前記共通上層配線および前記上層配線の接続パッドを除く部分を覆うオーバーコート膜を有することを特徴とするものである。
請求項19に記載の発明に係る半導体装置は、請求項17に記載の発明において、前記共通上層配線および前記上層配線の接続パッド上に半田ボールが設けられていることを特徴とするものである。
請求項20に記載の発明に係る半導体装置の製造方法は、ベース板上に、各々が、半導体基板と、前記半導体基板上に設けられた複数の接続パッドと、前記半導体基板上に設けられた絶縁膜と、前記絶縁膜上において前記接続パッドのうち共通の信号用の複数の接続パッドを含む領域に当該接続パッドの全てに接続されるようにベタ状に設けられた共通配線と、前記絶縁膜上に残りの前記接続パッドに接続されて設けられた配線と、前記共通配線上に設けられた共通柱状電極と、前記配線の接続パッド部上に設けられた柱状電極とを有する複数の半導体構成体を相互に離間させて配置する工程と、前記半導体構成体の周囲における前記ベース板上に絶縁層を形成し、且つ、前記半導体構成体および前記絶縁層上に上層絶縁膜を形成する工程と、前記上層絶縁膜上に共通上層配線を前記半導体構成体の共通柱状電極の上面に接続させて形成し、且つ、前記上層絶縁膜上に上層配線を前記半導体構成体の柱状電極の上面に接続させて形成する工程と、前記半導体構成体間における前記上層絶縁膜、前記絶縁層および前記ベース板を切断して半導体装置を複数個得る工程と、を有することを特徴とするものである。
請求項21に記載の発明に係る半導体装置の製造方法は、請求項20に記載の発明において、前記半導体構成体において、前記共通柱状電極は前記共通配線上に共通の信号用の前記接続パッドと同数設けられていることを特徴とするものである。
請求項22に記載の発明に係る半導体装置の製造方法は、請求項20に記載の発明において、前記半導体構成体において、前記共通柱状電極は前記共通配線上に共通の信号用の前記接続パッドの数よりも多い数設けられていることを特徴とするものである。
請求項23に記載の発明に係る半導体装置の製造方法は、請求項21または22に記載の発明において、前記共通上層配線は前記共通柱状電極の全てを含む領域にベタ状に形成することを特徴とするものである。
請求項24に記載の発明に係る半導体装置の製造方法は、請求項20に記載の発明において、前記共通上層配線および前記上層配線はその線幅が前記半導体構成体の配線の線幅よりも大きくなるように形成することを特徴とするものである。
請求項25に記載の発明に係る半導体装置の製造方法は、請求項20に記載の発明において、前記半導体構成体は、前記共通柱状電極および前記柱状電極の周囲に設けられた封止膜を有することを特徴とするものである。
請求項26に記載の発明に係る半導体装置の製造方法は、請求項20に記載の発明において、前記半導体構成体において、前記共通配線は2つであり、そのうちの1つは電源信号用であり、他の1つはグランド信号用であることを特徴とするものである。
請求項27に記載の発明に係る半導体装置の製造方法は、請求項20に記載の発明において、前記共通上層配線および前記上層配線の接続パッドを除く部分を覆うオーバーコート膜を形成する工程を有することを特徴とするものである。
請求項28に記載の発明に係る半導体装置の製造方法は、請求項27に記載の発明において、前記共通上層配線および前記上層配線の接続パッド上に半田ボールを形成する工程を有することを特徴とするものである。
The semiconductor structure according to the invention of
According to a second aspect of the present invention, in the semiconductor structure according to the first aspect, the same number of the common columnar electrodes is provided on the common wiring as the connection pads for common signals. It is what.
According to a third aspect of the present invention, in the semiconductor structure according to the first aspect, the common columnar electrode is provided on the common wiring in a number larger than the number of common connection pads for signals. It is characterized by being.
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a semiconductor structure according to the first aspect, wherein a sealing film is provided around the common columnar electrode and the columnar electrode. .
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the semiconductor structure according to the first aspect of the present invention, wherein the number of the common wiring is two, one of which is for a power supply signal and the other is a ground signal. It is for use.
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a semiconductor structure, comprising: preparing a semiconductor substrate having an upper surface formed with an insulating film on a semiconductor substrate having a plurality of connection pads formed thereon; A solid common wiring is formed by connecting to all of the connection pads in a region including a plurality of connection pads for common signals among the connection pads, and the wiring is formed on the remaining connection pads on the insulating film. And forming a common columnar electrode on the common wiring, and forming a columnar electrode on the connection pad portion of the wiring.
According to a seventh aspect of the present invention, in the method for manufacturing a semiconductor structure according to the sixth aspect, the same number of the common columnar electrodes as the common signal connection pads are formed on the common wiring. It is a feature.
A method for manufacturing a semiconductor structure according to an eighth aspect of the present invention is the method according to the sixth aspect, wherein the number of the common columnar electrodes on the common wiring is larger than the number of the connection pads for common signals. It is characterized by forming.
A manufacturing method of a semiconductor structure according to the invention described in claim 9 is characterized in that, in the invention described in
According to a tenth aspect of the present invention, there is provided a semiconductor structure manufacturing method according to the sixth aspect of the present invention, wherein the number of the common wires is two, one of which is for a power supply signal, and the other of the common wires. Is for a ground signal.
A semiconductor device according to an eleventh aspect is provided on a base plate, the base plate, a semiconductor substrate, a plurality of connection pads provided on the semiconductor substrate, and the semiconductor substrate. A common wiring provided in a solid shape so as to be connected to all of the connection pads in a region including a plurality of connection pads for common signals among the connection pads on the insulating film; Semiconductor structure having wiring provided on the insulating film connected to the remaining connection pads, a common columnar electrode provided on the common wiring, and a columnar electrode provided on the connection pad portion of the wiring Body, an insulating layer provided on the base plate around the semiconductor structure, an upper insulating film provided on the semiconductor structure and the insulating layer, and the semiconductor structure on the upper insulating film It is characterized by comprising a common upper layer wiring connected to a common columnar electrode and an upper layer wiring connected to the columnar electrode of the semiconductor structure on the upper insulating film. .
A semiconductor device according to a twelfth aspect of the present invention is the semiconductor device according to the eleventh aspect, wherein the number of the common columnar electrodes is the same as the number of the connection pads for common signals on the common wiring. It is characterized by that.
A semiconductor device according to a thirteenth aspect of the present invention is the semiconductor device according to the eleventh aspect, wherein the common columnar electrode is larger than the number of the connection pads for signals common on the common wiring. A large number is provided.
According to a fourteenth aspect of the present invention, in the semiconductor device according to the twelfth or thirteenth aspect of the present invention, the common upper layer wiring is arranged in a solid form in a region including all of the common columnar electrodes. To do.
According to a fifteenth aspect of the present invention, in the semiconductor device according to the eleventh aspect, the line width of the common upper layer wiring and the upper layer wiring is larger than the line width of the wiring of the semiconductor structure. It is characterized by.
A semiconductor device according to a sixteenth aspect of the present invention is the semiconductor device according to the eleventh aspect, wherein the semiconductor structure includes the common columnar electrode and a sealing film provided around the columnar electrode. It is what.
A semiconductor device according to a seventeenth aspect of the present invention is the semiconductor device according to the eleventh aspect of the present invention, wherein the common wiring is two in the semiconductor structure, one of which is for a power supply signal, One is for a ground signal.
A semiconductor device according to an eighteenth aspect of the present invention is the semiconductor device according to the eleventh aspect of the present invention, further comprising an overcoat film covering a portion of the common upper layer wiring and the upper layer wiring except for connection pads. is there.
According to a nineteenth aspect of the present invention, in the semiconductor device according to the seventeenth aspect, solder balls are provided on the connection pads of the common upper layer wiring and the upper layer wiring. .
A method of manufacturing a semiconductor device according to claim 20 is provided on a base plate, each of which is provided on a semiconductor substrate, a plurality of connection pads provided on the semiconductor substrate, and the semiconductor substrate. An insulating film; a common wiring provided in a solid shape so as to be connected to all of the connection pads in a region including a plurality of connection pads for common signals among the connection pads on the insulating film; and the insulation A plurality of semiconductors having a wiring provided on the film connected to the remaining connection pads, a common columnar electrode provided on the common wiring, and a columnar electrode provided on a connection pad portion of the wiring A step of disposing the components apart from each other, a step of forming an insulating layer on the base plate around the semiconductor structure, and forming an upper insulating film on the semiconductor structure and the insulating layer When A common upper layer wiring is formed on the upper insulating film to be connected to the upper surface of the common columnar electrode of the semiconductor structure, and an upper layer wiring is connected to the upper surface of the columnar electrode of the semiconductor structure on the upper insulating film. And forming a plurality of semiconductor devices by cutting the upper insulating film, the insulating layer and the base plate between the semiconductor structures.
According to a twenty-first aspect of the present invention, in the semiconductor device manufacturing method according to the twentieth aspect, in the semiconductor structure, the common columnar electrode is connected to the common signal connection pad on the common wiring. The same number is provided.
According to a twenty-second aspect of the present invention, in the semiconductor device manufacturing method according to the twenty-second aspect of the present invention, in the semiconductor structure, the common columnar electrode is formed on the common wiring on the common signal connection pad. More than the number is provided.
According to a twenty-third aspect of the present invention, in the semiconductor device manufacturing method according to the twenty-first or twenty-second aspect of the invention, the common upper layer wiring is formed in a solid shape in a region including all of the common columnar electrodes. It is what.
According to a twenty-fourth aspect of the present invention, in the semiconductor device manufacturing method according to the twentieth aspect, the common upper layer wiring and the upper layer wiring have a line width larger than a line width of the wiring of the semiconductor structure. It forms so that it may become.
According to a twenty-fifth aspect of the invention, in the semiconductor device manufacturing method according to the twentieth aspect, the semiconductor structure has the common columnar electrode and a sealing film provided around the columnar electrode. It is characterized by this.
According to a twenty-sixth aspect of the present invention, in the semiconductor device manufacturing method according to the twenty-second aspect of the present invention, in the semiconductor structure, there are two common wirings, one of which is for a power supply signal. The other is for a ground signal.
According to a twenty-seventh aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a semiconductor device according to the twenty-second aspect of the present invention, comprising the step of forming an overcoat film that covers a portion of the common upper layer wiring and the upper layer wiring except for connection pads. It is characterized by this.
A method of manufacturing a semiconductor device according to a twenty-eighth aspect of the invention is characterized in that, in the twenty-seventh aspect of the invention, the method includes the step of forming solder balls on the common upper layer wiring and the connection pads of the upper layer wiring. To do.
この発明によれば、半導体構成体において、絶縁膜上において接続パッドのうち共通の信号用の複数の接続パッドを含む領域にベタ状の共通配線を当該接続パッドの全てに接続されて設けているので、半導体構成体の共通配線に電源信号等の過大電流が流れても、当該共通配線が焼き切れないようにすることができる。 According to the present invention, in the semiconductor structure, the solid common wiring is connected to all of the connection pads in a region including a plurality of connection pads for common signals among the connection pads on the insulating film. Therefore, even if an excessive current such as a power supply signal flows through the common wiring of the semiconductor structure, the common wiring can be prevented from being burned out.
(第1実施形態)
図1はこの発明の第1実施形態としての半導体装置の透過平面図を示し、図2は図1に示す半導体装置の適当な部分の断面図を示す。この半導体装置は、ガラス布基材エポキシ樹脂等からなる平面方形状のベース板1を備えている。ベース板1の上面中央部には、ベース板1のサイズよりもある程度小さいサイズの平面方形状の半導体構成体2の下面がダイボンド材からなる接着層3を介して接着されている。
(First embodiment)
FIG. 1 is a transparent plan view of a semiconductor device as a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view of an appropriate portion of the semiconductor device shown in FIG. This semiconductor device includes a planar
半導体構成体2は、一般的にはCSPと呼ばれるものであり、シリコン基板(半導体基板)4を備えている。シリコン基板4の下面は接着層3を介してベース板1の上面中央部に接着されている。シリコン基板4の上面には所定の機能の集積回路を構成する素子、例えば、トランジスタ、ダイオード、抵抗、コンデンサ等の素子(図示せず)が形成され、その上面周辺部には、上記集積回路の各素子に接続されたアルミニウム系金属等からなる複数の接続パッド5a、5b、5cが設けられている。
The
ここで、一例として、図1において、シリコン基板4上の左上側に4個配置された符号5aで示す接続パッドは、共通の電源信号用である。シリコン基板4上の左下側に4個配置された符号5bで示す接続パッドは、共通のグランド信号用である。シリコン基板4上の右上側および右下側にそれぞれ4個ずつ配置された符号5cで示す接続パッドは、それ以外の通常信号用である。ここで、図2において、グランド信号用の接続パッド5bおよびそれに関連する部分については、電源信号用の接続パッド5aおよびそれに関連する部分とほぼ同様であるので、かっこを付けて示す。
Here, as an example, in FIG. 1, four connection pads indicated by
シリコン基板4の周辺部および接続パッド5a、5b、5cの中央部を除くシリコン基板4の上面には酸化シリコン等からなるパッシベーション膜(絶縁膜)6が設けられ、接続パッド5a、5b、5cの中央部はパッシベーション膜6に設けられた開口部7a、7b、7cを介して露出されている。パッシベーション膜6の上面にはポリイミド系樹脂等からなる保護膜(絶縁膜)8が設けられている。パッシベーション膜6の開口部7a、7b、7cに対応する部分における保護膜8には開口部9a、9b、9cが設けられている。
A passivation film (insulating film) 6 made of silicon oxide or the like is provided on the upper surface of the
保護膜8の上面には配線10a、10b、10cが設けられている。配線10a、10b、10cは、保護膜8の上面に設けられた銅等からなる下地金属層11a、11b、11cと、下地金属層11の上面に設けられた銅からなる上部金属層12a、12b、12cとの2層構造となっている。
Wirings 10 a, 10 b and 10 c are provided on the upper surface of the
この場合、図1に示すように、符号10aで示す配線(共通配線)は、シリコン基板4上の左上側において、4個の電源信号用の接続パッド5aを含む平面方形状の領域にベタ状に配置されたものからなり、パッシベーション膜6および保護膜8の開口部7a、9aを介して4個の電源信号用の接続パッド5aの全てに接続されている。
In this case, as shown in FIG. 1, the wiring (common wiring) denoted by
符号10bで示す配線(共通配線)は、シリコン基板4上の左下側において、4個のグランド信号用の接続パッド5bを含む平面方形状の領域にベタ状に配置されたものからなり、パッシベーション膜6および保護膜8の開口部7b、9bを介して4個のグランド信号用の接続パッド5bの全てに接続されている。
The wiring (common wiring) indicated by
符号10cで示す配線は、シリコン基板4上の右側の領域に配置され、パッシベーション膜6および保護膜8の開口部7c、9cを介して通常信号用の接続パッド5cに接続された接続部10c−1、平面円形状の接続パッド部10c−2およびその間の引き回し線部10c−3を有するものからなっている。
The wiring indicated by
符号10aで示す平面方形状の配線の上面の所定の4箇所には銅からなる柱状電極(共通柱状電極)13aが設けられている。符号10bで示す平面方形状の配線の上面の所定の4箇所には銅からなる柱状電極(共通柱状電極)13bが設けられている。符号10cで示す配線の接続パッド部10c−2の上面には銅からなる柱状電極13cが設けられている。ここで、図1に示すように、合計16本の柱状電極13a、13b、13cはマトリクス状に配置されている。
Columnar electrodes (common columnar electrodes) 13a made of copper are provided at predetermined four locations on the upper surface of the planar rectangular wiring indicated by
配線10a、10b、10cを含む保護膜8の上面において柱状電極13a、13b、13cの周囲にはエポキシ系樹脂等からなる封止膜14が設けられている。柱状電極13a、13b、13cは、その上面が封止膜14の上面と面一乃至数μm低くなるように設けられている。以上で、半導体構成体2の構造についての説明を終了する。
A sealing
半導体構成体2の周囲におけるベース板1の上面には方形枠状の絶縁層21が設けられている。絶縁層21は、例えば、エポキシ系樹脂等の熱硬化性樹脂中にシリカフラー等の無機材料からなる補強材を分散させたもの、あるいは、エポキシ系樹脂等の熱硬化性樹脂のみからなっている。
A rectangular frame-shaped insulating
半導体構成体2および絶縁層21の上面には上層絶縁膜22が設けられている。上層絶縁膜22は、例えば、ガラス布等の基材にエポキシ系樹脂等の熱硬化性樹脂を含浸させたもの、あるいは、エポキシ系樹脂等の熱硬化性樹脂のみからなっている。半導体構成体2の柱状電極13a、13b、13cの上面中央部に対応する部分における上層絶縁膜22には開口部23a、23b、23cが設けられている。
An upper insulating
上層絶縁膜22の上面には上層配線24a、24b、24cが設けられている。上層配線24a、24b、24cは、上層絶縁膜22の上面に設けられた銅等からなる下地金属層25a、25b、25cと、下地金属層25a、25b、25cの上面に設けられた銅からなる上部金属層26a、26b、26cとの2層構造となっている。
Upper layer wirings 24 a, 24 b and 24 c are provided on the upper surface of the upper
この場合、上層配線24a、24b、24cは、半導体構成体2の符号10cで示す配線と同様に、接続部、接続パッド部およびその間の引き回し線部を有するものからなっている。そして、上層配線(共通上層配線)24a、24bの接続部は、上層絶縁膜22の開口部23a、23bを介して半導体構成体2の柱状電極13a、13bの上面に接続されている。上層配線24cの接続部は、上層絶縁膜22の開口部23cを介して半導体構成体2の柱状電極13cの上面に接続されている。
In this case, the
上層配線24a、24b、24cを含む上層絶縁膜22の上面にはソルダーレジスト等からなるオーバーコート膜27が設けられている。上層配線24a、24b、24cの接続パッド部に対応する部分におけるオーバーコート膜27には開口部28a、28b、28cが設けられている。開口部28a、28b、28c内およびその上方には半田ボール29a、29b、29cが上層配線24a、24b、24cの接続パッド部に接続されて設けられている。ここで、図1に示すように、上層配線24a、24b、24cの接続パッド部および半田ボール29a、29b、29cは半導体構成体2の周囲にのみ配置されている。
An
以上のように、この半導体装置では、半導体構成体2の電源信号用の配線10aおよびグランド信号用の配線10bを平面方形状のベタ状とし、それぞれ4個の接続パッド5a、5bの全てに接続させているので、電源信号用の配線10aおよびグランド信号用の配線10bに過大電流が流れても、これらの配線10a、10bが焼き切れないようにすることができる。
As described above, in this semiconductor device, the
ここで、この半導体装置の一部の寸法について説明する。ベース板1のサイズは3×3mmである。半導体構成体2のサイズは2×2mmである。半導体構成体2の配線10cの引き回し線部10c−3の線幅は20μmである。半導体構成体2の柱状電極13a、13b、13cの直径は0.2mm、ピッチは0.4mmである。上層絶縁膜22の開口部23の直径は100μmである。上層配線24a、24b、24cの接続パッド部の直径は0.3mm、ピッチは0.65mmである。
Here, some dimensions of the semiconductor device will be described. The size of the
ところで、ベース板1のサイズは半導体構成体2のサイズよりも大きいので、半導体構成体2の通常信号用の配線10cの引き回し線部10c−3の線幅が20μmと比較的小さくても、上層配線24a、24b、24cの引き回し線部の線幅を例えば100μmと比較的大きくすることができる。この結果、電源信号用の上層配線24aおよびグランド信号用の上層配線24bに過大電流が流れても、これらの上層配線24a、24bが焼き切れにくいようにすることができる。
By the way, since the size of the
次に、この半導体装置の製造方法の一例について説明するに、まず、半導体構成体2の製造方法の一例について説明する。この場合、グランド信号用の接続パッド5bおよびそれに関連する部分については、電源信号用の接続パッド5aおよびそれに関連する部分とほぼ同様であるので、その説明は省略する。
Next, an example of a method for manufacturing the
まず、図3に示すように、ウエハ状態のシリコン基板(以下、半導体ウエハ31という)の上面に接続パッド5a、5c、パッシベーション膜6および保護膜8が形成され、接続パッド5a、5cの中央部がパッシベーション膜6の開口部7a、7cおよび保護膜8の開口部9a、9cを介して露出されたものを準備する。
First, as shown in FIG. 3,
この場合、半導体ウエハ31の厚さは、図2に示すシリコン基板4の厚さよりも厚くなっている。なお、図3において、符号32で示す領域はダイシングストリートである。そして、ダイシングストリート32およびその両側に対応する部分におけるパッシベーション膜6および保護膜8は除去されている。
In this case, the
次に、図4に示すように、パッシベーション膜6の開口部7a、7cおよび保護膜8の開口部9a、9cを介して露出された接続パッド5a、5cの上面を含む保護膜8の上面全体に下地金属層33を形成する。この場合、下地金属層33は、無電解メッキにより形成された銅層のみであってもよく、またスパッタにより形成された銅層のみであってもよく、さらにスパッタにより形成されたチタン等の薄膜層上にスパッタにより銅層を形成したものであってもよい。
Next, as shown in FIG. 4, the entire upper surface of the
次に、下地金属層33の上面にポジ型の液状レジストからなるメッキレジスト膜34をパターン形成する。この場合、上部金属層12a、12c形成領域に対応する部分におけるメッキレジスト膜34には開口部35a、35cが形成されている。次に、下地金属層33をメッキ電流路とした銅の電解メッキを行なうと、メッキレジスト膜34の開口部35a、35c内の下地金属層33の上面に上部金属層12a、12cが形成される。次に、メッキレジスト膜34を剥離する。
Next, a plating resist
次に、図5に示すように、下地金属層33の上面にネガ型のドライフィルムレジストからなるメッキレジスト膜36をパターン形成する。この場合、上部金属層12aの所定の4箇所(柱状電極13a形成領域)および上部金属層12cの接続パッド部(柱状電極13c形成領域)に対応する部分におけるメッキレジスト膜36には開口部37a、37cが形成されている。
Next, as shown in FIG. 5, a plating resist
次に、下地金属層33をメッキ電流路とした銅の電解メッキを行なうと、メッキレジスト膜36の開口部37a内の上部金属層12aの上面およびメッキレジスト膜36の開口部37c内の上部金属層12cの接続パッド部上面に柱状電極13a、13cが形成される。次に、メッキレジスト膜36を剥離する。
Next, when copper is electroplated using the
次に、上部金属層12a、12cをマスクとして該上部金属層12a、12c下以外の領域における下地金属層33をエッチングして除去すると、図6に示すように、上部金属層12a、12c下にのみ下地金属層11a、11cが残存される。この状態では、上部金属層12a、12cとその下に残存された下地金属層11a、11cとにより、2層構造の配線10a、10cが形成されている。
Next, when the
次に、図7に示すように、ダイシングストリート32およびその両側における半導体ウエハ31の上面並びに配線10a、10cおよび柱状電極13a、13cを含む保護膜8の上面にスピンコート法等によりエポキシ系樹脂等からなる封止膜14をその厚さが柱状電極13a、13cの高さよりもやや厚くなるように形成する。したがって、この状態では、柱状電極13a、13cの上面は封止膜14によって覆われている。
Next, as shown in FIG. 7, an epoxy resin or the like is applied to the upper surface of the dicing
次に、封止膜14の上面側を適宜に研削し、図8に示すように、柱状電極13a、13cの上面を露出させ、且つ、この露出された柱状電極13a、13cの上面を含む封止膜14の上面を平坦化する。次に、図9に示すように、半導体ウエハ31の下面側を適宜に研削し、半導体ウエハ31の厚さを薄くする。
Next, the upper surface side of the sealing
次に、図10に示すように、半導体ウエハ31の下面に接着層3を接着する。接着層3は、エポキシ系樹脂等のダイボンド材からなるものであり、加熱加圧により、半硬化した状態で半導体ウエハ31の下面に固着される。次に、図11に示すように、封止膜14、半導体ウエハ31および接着層3をダイシングストリート32に沿って切断すると、下面に接着層3を有する半導体構成体2が複数個得られる。
Next, as shown in FIG. 10, the
次に、図11に示す半導体構成体2を用いて、図2に示す半導体装置を製造する場合の一例について説明する。この場合も、グランド信号用の接続パッド5bに関連する部分については、電源信号用の接続パッド5aに関連する部分とほぼ同様であるので、その説明は省略する。
Next, an example of manufacturing the semiconductor device shown in FIG. 2 using the
まず、図12に示すように、図2に示す完成された半導体装置を複数個形成することが可能な面積を有するガラス布基材エポキシ樹脂等からなるベース板1を準備する。ベース板1は、限定する意味ではないが、例えば、平面方形状である。なお、図12において、符号41で示す領域は、個片化するための切断ラインに対応する領域である。
First, as shown in FIG. 12, a
次に、ベース板1の上面の複数の半導体構成体配置領域に複数の半導体構成体2のシリコン基板4の下面に固着された接着層3を相互に離間させて接着する。ここでの接着は、加熱加圧により、接着層3を本硬化させる。
Next, the
次に、図13に示すように、半導体構成体2の周囲におけるベース板1の上面に格子状の絶縁層形成用シート21aをピン等で位置決めしながら配置する。格子状の絶縁層形成用シート21aは、例えば、エポキシ系樹脂等の熱硬化性樹脂中に補強材を分散させ、熱硬化性樹脂を半硬化状態にしてシート状となし、パンチング等により、複数の方形状の開口部を形成したものである。
Next, as shown in FIG. 13, a lattice-shaped insulating
次に、半導体構成体2および絶縁層形成用シート21aの上面に上層絶縁膜形成用シート22aを配置する。上層絶縁膜形成用シート22aは、例えば、ガラス布等にエポキシ系樹脂等の熱硬化性樹脂を含浸させ、熱硬化性樹脂を半硬化状態にしてシート状となしたものである。
Next, the upper insulating
次に、一対の加熱加圧板42、43を用いて上下から絶縁層形成用シート21aおよび上層絶縁膜形成用シート22aを加熱加圧する。そして、その後の冷却により、半導体構成体2の周囲におけるベース板1の上面に方形枠状の絶縁層21が形成され、また、半導体構成体2および絶縁層21の上面に上層絶縁膜22が形成される。この場合、上層絶縁膜22の上面は、上側の加熱加圧板42の下面によって押さえ付けられるため、平坦面となる。
Next, the insulating
次に、図14に示すように、半導体構成体2の柱状電極13a、13cの上面中央部に対応する部分における上層絶縁膜22に、レーザビームを照射するレーザ加工により、開口部23a、23cを形成する。
Next, as shown in FIG. 14, the
次に、図15に示すように、上層絶縁膜22の開口部23a、23cを介して露出された半導体構成体2の柱状電極13a、13cの上面を含む上層絶縁膜22の上面全体に下地金属層44を形成する。この場合も、下地金属層44は、無電解メッキにより形成された銅層のみであってもよく、またスパッタにより形成された銅層のみであってもよく、さらにスパッタにより形成されたチタン等の薄膜層上にスパッタにより銅層を形成したものであってもよい。
Next, as shown in FIG. 15, a base metal is formed on the entire upper surface of the upper insulating
次に、下地金属層44の上面にメッキレジスト膜45をパターン形成する。この場合、上部金属層26a、26c形成領域に対応する部分におけるメッキレジスト膜45には開口部46a、46cが形成されている。次に、下地金属層44をメッキ電流路とした銅の電解メッキを行なうことにより、メッキレジスト膜45の開口部46a、46c内の下地金属層44の上面に上部金属層26a、26cを形成する。
Next, a plating resist
次に、メッキレジスト膜45を剥離し、次いで、上部金属層26a、26cをマスクとして該上部金属層26a、26c下以外の領域における下地金属層44をエッチングして除去すると、図16に示すように、上部金属層26a、26c下にのみ下地金属層25a、25cが残存される。この状態では、上部金属層26a、26cおよびその下に残存された下地金属層25a、25cにより、上層配線24a、24cが形成されている。
Next, the plating resist
次に、図17に示すように、上層配線24a、24cを含む上層絶縁膜22の上面に、スクリーン印刷法やスピンコート法等により、ソルダーレジスト等からなるオーバーコート膜27を形成する。この場合、上層配線24a、24cの接続パッド部に対応する部分におけるオーバーコート膜27には開口部28a、28cが形成されている。
Next, as shown in FIG. 17, an
次に、オーバーコート膜27の開口部28a、28c内およびその上方に半田ボール29a、29cを上層配線24a、24cの接続パッド部に接続させて形成する。次に、図18に示すように、互いに隣接する半導体構成体2間における切断ライン41に沿って、オーバーコート膜27、上層絶縁膜22、絶縁層21およびベース板1を切断すると、図2に示す半導体装置が複数個得られる。
Next,
(第2実施形態)
図19はこの発明の第2実施形態としての半導体装置の透過平面図を示し、図20は図19に示す半導体装置の適当な部分の断面図を示す。この半導体装置において、図1および図2に示す半導体装置と異なる点は、電源信号用の上層配線24aの代わりに、4本の電源信号用の柱状電極13aを含むとともに4個の電源信号用の半田ボール29a配置領域を含む領域にベタ状の電源信号用の上層配線24aを設け、且つ、グランド信号用の上層配線24bの代わりに、4本のグランド信号用の柱状電極13bを含むとともに4個のグランド信号用の半田ボール29b配置領域を含む領域にベタ状のグランド信号用の上層配線24bを設けた点である。
(Second Embodiment)
19 is a transparent plan view of a semiconductor device as a second embodiment of the present invention, and FIG. 20 is a cross-sectional view of an appropriate portion of the semiconductor device shown in FIG. This semiconductor device is different from the semiconductor device shown in FIGS. 1 and 2 in that it includes four power supply
このように、この半導体装置では、電源信号用の上層配線24aおよびグランド信号用の上層配線24bをベタ状としているので、図1および図2に示す半導体装置と比較して、当該上層配線24a、24bを低抵抗化することができ、ひいては電流容量を向上させることができる。
As described above, in this semiconductor device, the
(第3実施形態)
図21はこの発明の第3実施形態としての半導体装置の透過平面図を示す。この半導体装置において、図19に示す半導体装置と異なる点は、ベタ状の電源信号用の上層配線24aの上面に9本の電源信号用の柱状電極13aをマトリクス状に設け、且つ、ベタ状のグランド信号用の上層配線24bの上面に9本のグランド信号用の柱状電極13bをマトリクス状に設けた点である。
(Third embodiment)
FIG. 21 is a transparent plan view of a semiconductor device as a third embodiment of the present invention. This semiconductor device is different from the semiconductor device shown in FIG. 19 in that nine power supply
このように、この半導体装置では、電源信号用の柱状電極13aおよびグランド信号用の柱状電極13bをそれぞれ9本としているので、図19および図20に示す半導体装置と比較して、当該柱状電極13a、13bの部分全体を低抵抗化することができ、ひいては電流容量を向上させることができる。この場合、一例として、柱状電極13a、13bのピッチは0.25mmである。
Thus, in this semiconductor device, since there are nine
(第4実施形態)
図22はこの発明の第4実施形態としての半導体装置の断面図を示す。この半導体装置において、図2に示す半導体装置と大きく異なる点は、上層絶縁膜および上層配線を2層とした点である。すなわち、第1の上層配線24Aを含む第1の上層絶縁膜22Aの上面には、第1の上層絶縁膜22Aと同一の材料からなる第2の上層絶縁膜22Bが設けられている。第2の上層絶縁膜22Bの上面には、第1の上層配線24Aと同様の構造の第2の上層配線24Bが設けられている。
(Fourth embodiment)
FIG. 22 is a sectional view of a semiconductor device as the fourth embodiment of the present invention. This semiconductor device is greatly different from the semiconductor device shown in FIG. 2 in that the upper insulating film and the upper wiring have two layers. That is, the second upper
第1の上層配線24Aの一端部は、第1の上層絶縁膜Aの開口部23Aを介して柱状電極13に接続されている。第2の上層配線24Bの一端部は、第2の上層絶縁膜22Bの開口部23Bを介して第1の上層配線24Aの接続パッド部に接続されている。半田ボール29は、オーバーコート膜27の開口部28を介して第2の上層配線24Bの接続パッド部に接続されている。なお、上層絶縁膜および上層配線は3層以上としてもよい。
One end portion of the first
1 ベース板
2 半導体構成体
3 接着層
4 シリコン基板
5a、5b、5c 接続パッド
6 パッシベーション膜
8 保護膜
10a、10b、10c 配線
13a、13b、13c 柱状電極
14 封止膜
21 絶縁層
22 上層絶縁膜
24a、24b、24c 上層配線
27 オーバーコート膜
29a、29b、29c 半田ボール
DESCRIPTION OF
Claims (28)
前記絶縁膜上において前記接続パッドのうち共通の信号用の複数の接続パッドを含む領域にベタ状の共通配線を当該接続パッドの全てに接続させて形成し、且つ、前記絶縁膜上に配線を残りの前記接続パッドに接続させて形成する工程と、
前記共通配線上に共通柱状電極を形成し、且つ、前記配線の接続パッド部上に柱状電極を形成する工程と、
を有することを特徴とする半導体構成体の製造方法。 Preparing an insulating film formed on a semiconductor substrate having a plurality of connection pads formed on the upper surface;
On the insulating film, a solid common wiring is formed in a region including a plurality of common signal connection pads among the connection pads, and is connected to all of the connection pads, and the wiring is formed on the insulating film. Connecting and forming the remaining connection pads;
Forming a common columnar electrode on the common wiring, and forming a columnar electrode on a connection pad portion of the wiring;
A method for producing a semiconductor structure, comprising:
前記半導体構成体の周囲における前記ベース板上に絶縁層を形成し、且つ、前記半導体構成体および前記絶縁層上に上層絶縁膜を形成する工程と、
前記上層絶縁膜上に共通上層配線を前記半導体構成体の共通柱状電極の上面に接続させて形成し、且つ、前記上層絶縁膜上に上層配線を前記半導体構成体の柱状電極の上面に接続させて形成する工程と、
前記半導体構成体間における前記上層絶縁膜、前記絶縁層および前記ベース板を切断して半導体装置を複数個得る工程と、
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。 On the base plate, each of the semiconductor substrate, a plurality of connection pads provided on the semiconductor substrate, an insulating film provided on the semiconductor substrate, and a common of the connection pads on the insulating film Common wiring provided in a solid shape so as to be connected to all of the connection pads in a region including a plurality of connection pads for signals, and wiring provided to be connected to the remaining connection pads on the insulating film And a step of disposing a plurality of semiconductor structures having a common columnar electrode provided on the common wiring and a columnar electrode provided on a connection pad portion of the wiring apart from each other;
Forming an insulating layer on the base plate around the semiconductor structure, and forming an upper insulating film on the semiconductor structure and the insulating layer;
A common upper layer wiring is formed on the upper insulating film to be connected to the upper surface of the common columnar electrode of the semiconductor structure, and an upper layer wiring is connected to the upper surface of the columnar electrode of the semiconductor structure on the upper insulating film. Forming the process,
Cutting the upper insulating film, the insulating layer, and the base plate between the semiconductor structures to obtain a plurality of semiconductor devices;
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
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