JP2011035353A - Semiconductor apparatus and method of manufacturing the same - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To efficiently suppress ion migration between wirings even if a distance between adjacent wirings is remarkably reduced due to a fine pitch of the wirings in a re-wiring layer of a semiconductor apparatus. <P>SOLUTION: The semiconductor apparatus has a semiconductor substrate 11 in which a semiconductor device and an electrode 11c are formed on one main surface 11a, an interlayer dielectric 12 formed on the one main layer 11a, a plurality of resin patterns 13 made of polyimide along each of wiring patterns on the interlayer dielectric 12, re-wiring layers 14 formed on the resin patterns 13, respectively, and a sealing insulating layer 15 for sealing the upper part of the re-wiring layers 14. Side surfaces 13a of the resin patterns 13 are formed to be uneven at the cross section vertical to a longitudinal direction of the wiring patterns. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、再配線層を有する半導体装置とその製造方法に関する。   The present invention relates to a semiconductor device having a rewiring layer and a method for manufacturing the same.

近年、半導体パッケージとしては、いわゆるCSP(チップスケールパッケージまたはチップサイズパッケージ)と呼ばれるパッケージ構造が急速に普及しつつある。このパッケージ構造は、一般に、パッケージの平面な表面に電極を平面状に配置する、いわゆるBGA(ボールグリッドアレイ)技術を採用している。そのため、半導体チップを従来よりも小さい面積で電子回路基板上に高密度実装することが可能であり、電子機器の小型軽量化に大きく貢献することができる。   In recent years, a package structure called a CSP (chip scale package or chip size package) is rapidly spreading as a semiconductor package. This package structure generally employs a so-called BGA (ball grid array) technique in which electrodes are arranged in a planar shape on a planar surface of the package. Therefore, it is possible to mount the semiconductor chip on the electronic circuit board with a smaller area than before, which can greatly contribute to the reduction in size and weight of the electronic device.

しかし、半導体装置の小型化が進むことにより、再配線層として引き回される配線の微細化が必要になる。それによって配線間における電気的な短絡の可能性が高くなることが考えられる。そのため、配線間での電気的な短絡を防止することが、信頼性の高い半導体装置を提供する上で重要といえる。   However, as the semiconductor device is further miniaturized, it is necessary to miniaturize the wiring routed as the rewiring layer. As a result, it is considered that the possibility of an electrical short circuit between the wirings is increased. Therefore, it can be said that preventing an electrical short circuit between wirings is important in providing a highly reliable semiconductor device.

半導体装置の小型化のためには、配線の狭ピッチ化が必要になり、隣接する配線間距離が著しく近接する。それにより、配線間でイオンマイグレーションが発生し、電気的な短絡を引き起こす可能性が高くなることが予想される。   In order to reduce the size of a semiconductor device, it is necessary to reduce the pitch of wiring, and the distance between adjacent wirings is extremely close. As a result, it is expected that ion migration occurs between the wirings, and the possibility of causing an electrical short circuit is increased.

特許文献1には、相互に電気的に接続しないように形成された複数の導電部は、それぞれ間隔をあけて配置されてなる複数の樹脂部の上に形成されてなる半導体装置が記載されている。この半導体装置によれば、隣り合う2つの導電部の間の、部材表面の距離を長くして、マイグレーションを原因とするショートが発生しにくい、とされている。   Patent Document 1 describes a semiconductor device in which a plurality of conductive parts formed so as not to be electrically connected to each other are formed on a plurality of resin parts arranged at intervals. Yes. According to this semiconductor device, the distance between the two adjacent conductive portions is increased, and a short circuit caused by migration is unlikely to occur.

特許文献2には、相互に電気的に接続しないように形成された複数の導電部は、一定の領域を区画するように形成された複数の樹脂壁によって、それぞれ別に囲まれてなる半導体装置が記載されている。この半導体装置によれば、樹脂壁が導電部を囲むように形成されているので、マイグレーションを原因とする電気的なショートが発生しにくい、とされている。   Patent Document 2 discloses a semiconductor device in which a plurality of conductive portions formed so as not to be electrically connected to each other are separately surrounded by a plurality of resin walls formed so as to partition a certain region. Are listed. According to this semiconductor device, since the resin wall is formed so as to surround the conductive portion, an electrical short caused by migration is unlikely to occur.

特開2006−313832号公報JP 2006-313832 A 特開2006−332108号公報JP 2006-332108 A

特許文献1の場合、樹脂部が導電部より広く形成され、樹脂部の側面がなだらかな斜面となるので、樹脂部の広さが狭ピッチ化の妨げとなる。
また、特許文献2の場合も、樹脂壁が導電部を囲むように形成されているので、導電部の周囲の樹脂壁が狭ピッチ化の妨げとなる。
さらに、特許文献1の場合、樹脂部の側面がなだらかな斜面となるので、樹脂部の高さの割には、隣り合う2つの導電部の間の部材表面の距離が長くならず、マイグレーションを抑制する効果が低下する。
In the case of Patent Document 1, since the resin portion is formed wider than the conductive portion and the side surface of the resin portion becomes a gentle slope, the width of the resin portion prevents a narrow pitch.
Also, in the case of Patent Document 2, since the resin wall is formed so as to surround the conductive portion, the resin wall around the conductive portion prevents the pitch from being narrowed.
Furthermore, in the case of Patent Document 1, since the side surface of the resin portion becomes a gentle slope, the distance of the member surface between two adjacent conductive portions is not increased for the height of the resin portion, and migration is not performed. The suppression effect is reduced.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、半導体装置の再配線層において配線を狭ピッチ化して隣接する配線間距離が著しく近接しても、配線間でイオンマイグレーションを効果的に抑制することが可能な半導体装置およびその製造方法を提供することを課題とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and effectively suppresses ion migration between wirings even if the distance between adjacent wirings is extremely close by narrowing the wirings in the rewiring layer of the semiconductor device. It is an object of the present invention to provide a semiconductor device that can be used and a manufacturing method thereof.

前記課題を解決するため、本発明は、一方の主面に半導体デバイスおよび電極が設けられた半導体基板と、前記半導体基板の一方の主面の上に形成された層間絶縁層と、前記層間絶縁層上において個々の配線パターンに沿って複数形成されたポリイミドからなる樹脂パターン部と、前記樹脂パターン部の上にそれぞれ形成された再配線層と、前記再配線層の上を封止する封止絶縁層とを有し、前記樹脂パターン部の側面が、配線パターンの長手方向に垂直な断面において凹凸状とされていることを特徴とする半導体装置を提供する。   In order to solve the above problems, the present invention provides a semiconductor substrate in which a semiconductor device and an electrode are provided on one main surface, an interlayer insulating layer formed on one main surface of the semiconductor substrate, and the interlayer insulation A resin pattern portion made of polyimide formed along individual wiring patterns on the layer, a rewiring layer formed on each of the resin pattern portions, and a seal for sealing the top of the rewiring layer An insulating layer is provided, and the side surface of the resin pattern portion is uneven in a cross section perpendicular to the longitudinal direction of the wiring pattern.

また、本発明は、一方の主面に半導体デバイスおよび電極が設けられた半導体基板の前記一方の主面の上に層間絶縁層を形成する工程と、前記層間絶縁層の上に樹脂パターン部形成用樹脂層を形成する工程と、前記樹脂パターン部形成用樹脂層の上に個々の配線パターンに沿って再配線層を形成する再配線層形成工程と、前記再配線層をエッチングマスクとして、水酸化カリウムを主成分とするエッチング液を用いて、前記樹脂パターン部形成用樹脂層が個々の配線パターンに沿って複数形成された樹脂パターン部となるように前記樹脂パターン部形成用樹脂層をエッチングし、前記樹脂パターン部の側面を、配線パターンの長手方向に垂直な断面において凹凸状とする工程と、前記再配線層の上を封止する封止絶縁層を形成す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を提供する。   The present invention also includes a step of forming an interlayer insulating layer on the one main surface of the semiconductor substrate having a semiconductor device and an electrode provided on one main surface, and forming a resin pattern portion on the interlayer insulating layer. Forming a resin layer, forming a rewiring layer on the resin pattern portion forming resin layer along each wiring pattern, using the rewiring layer as an etching mask, Etching the resin layer for forming a resin pattern part using an etchant mainly composed of potassium oxide so that the resin layer for forming a resin pattern part is a plurality of resin pattern parts formed along each wiring pattern. And a step of making the side surface of the resin pattern portion uneven in a cross section perpendicular to the longitudinal direction of the wiring pattern, and a step of forming a sealing insulating layer for sealing the rewiring layer. To provide a method of manufacturing a semiconductor device according to claim Rukoto.

本発明によれば、樹脂パターン部の側面が、配線パターンの長手方向に垂直な断面において凹凸状とされているので、配線が狭ピッチ化されても、層間絶縁層と封止絶縁層との界面に沿う配線間距離が長くなり、イオンマイグレーションを効果的に抑制することが可能になる。   According to the present invention, since the side surface of the resin pattern portion is uneven in the cross section perpendicular to the longitudinal direction of the wiring pattern, even if the wiring is narrowed, the interlayer insulating layer and the sealing insulating layer The distance between wirings along the interface is increased, and ion migration can be effectively suppressed.

(a)は本発明の半導体装置の第1形態例を示す断面図、(b)は(a)のA−A線に沿う断面図、(c)は(b)のB部の部分拡大図である。(A) is sectional drawing which shows the 1st form example of the semiconductor device of this invention, (b) is sectional drawing which follows the AA line of (a), (c) is the elements on larger scale of the B section of (b). It is. 層間絶縁層および樹脂パターン部形成用樹脂層を有する半導体基板の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the semiconductor substrate which has an interlayer insulation layer and the resin layer for resin pattern part formation. (a)は図2の層間絶縁層の上に再配線層が形成された状態の一例を示す断面図、(b)は(a)のC−C線に沿う断面図である。(A) is sectional drawing which shows an example in the state in which the rewiring layer was formed on the interlayer insulation layer of FIG. 2, (b) is sectional drawing which follows the CC line of (a). (a)は図3の樹脂パターン部形成用樹脂層がエッチングされて樹脂パターン部が形成された状態の一例を示す断面図、(b)は(a)のD−D線に沿う断面図、(c)は(b)のE部の部分拡大図である。(A) is sectional drawing which shows an example of the state by which the resin pattern part formation resin layer of FIG. 3 was etched and the resin pattern part was formed, (b) is sectional drawing which follows the DD line | wire of (a), (C) is the elements on larger scale of the E section of (b). ポリイミド層をエッチングした後の側面の状態の一例を示す顕微鏡写真である。It is a microscope picture which shows an example of the state of the side surface after etching a polyimide layer. 従来例の半導体装置の配線に垂直な方向の断面図である。It is sectional drawing of the direction perpendicular | vertical to the wiring of the semiconductor device of a prior art example.

以下、好適な実施の形態に基づき、図面を参照して本発明を説明する。
図1に、本発明の半導体装置の1形態例を示す。
図1(a)に示すように、本形態例の半導体装置10の概略構成は、一方の主面11aに半導体デバイス(図示せず)および電極11cが設けられた半導体基板11と、半導体基板11の一方の主面11aの上に形成された層間絶縁層12と、層間絶縁層12上において個々の配線パターンに沿って複数形成されたポリイミドからなる樹脂パターン部13と、樹脂パターン部13の上にそれぞれ形成された複数の再配線層14と、再配線層14の上を封止する封止絶縁層15とを有するものである。
The present invention will be described below based on preferred embodiments with reference to the drawings.
FIG. 1 shows an example of a semiconductor device according to the present invention.
As shown in FIG. 1A, the schematic configuration of the semiconductor device 10 of the present embodiment includes a semiconductor substrate 11 in which a semiconductor device (not shown) and an electrode 11c are provided on one main surface 11a, and a semiconductor substrate 11 An interlayer insulating layer 12 formed on one main surface 11a, a resin pattern portion 13 made of polyimide formed on the interlayer insulating layer 12 along each wiring pattern, and an upper surface of the resin pattern portion 13. And a plurality of rewiring layers 14 formed on each of them, and a sealing insulating layer 15 that seals the top of the rewiring layer 14.

そして、本形態例の半導体装置10は、図1(c)に示すように、樹脂パターン部13の側面13aが凹凸状とされていることを特徴とする。本発明における凹凸状とは、配線に垂直な断面上に凹凸が現れる形状である。例えばスジ状あるいはパイ生地状など、凹凸状を構成する凹部および/または凸部が、配線の長手方向に沿って、全体的または局所的に連続していても良い。
これにより、図1(b)に示すように、複数の再配線層14が近接した箇所においても、層間絶縁層12と封止絶縁層15との界面に沿う配線間距離が長くなり、イオンマイグレーションを効果的に抑制することが可能になる。
The semiconductor device 10 according to the present embodiment is characterized in that the side surface 13a of the resin pattern portion 13 has an uneven shape as shown in FIG. The uneven shape in the present invention is a shape in which unevenness appears on a cross section perpendicular to the wiring. For example, the concave portions and / or convex portions constituting the concave and convex shapes such as a stripe shape or a pie dough shape may be continuous entirely or locally along the longitudinal direction of the wiring.
As a result, as shown in FIG. 1B, the distance between the wirings along the interface between the interlayer insulating layer 12 and the sealing insulating layer 15 is increased even at a location where the plurality of rewiring layers 14 are close to each other, and ion migration is performed. Can be effectively suppressed.

これに対して、例えば図6に示す構造の場合、複数の再配線層14が層間絶縁層12の上に設けられているので、層間絶縁層12と封止絶縁層15との界面に沿う配線間距離は、符号dで示す直線距離(間隔)に等しくなる。このため、狭ピッチ化により間隔dが短くなると、イオンマイグレーションが起こり、電気的な短絡の可能性がある。   On the other hand, for example, in the case of the structure shown in FIG. 6, since a plurality of rewiring layers 14 are provided on the interlayer insulating layer 12, wiring along the interface between the interlayer insulating layer 12 and the sealing insulating layer 15 is provided. The inter-distance is equal to the linear distance (interval) indicated by the symbol d. For this reason, when the distance d is shortened by narrowing the pitch, ion migration occurs and there is a possibility of an electrical short circuit.

樹脂パターン部13は、ポリイミドから構成される。ポリイミドとしては、カプトンアピカル、ユーピレックス(いずれも商品名)等に代表される非熱可塑性ポリイミド樹脂に加え、ビスマレイド樹脂やポリアミドイミド樹脂のような熱硬化型材料、またオーラム(商品名)等の熱可塑性ポリイミド並びにこれらを組み合わせて積層した複合材料を含むものである。   The resin pattern portion 13 is made of polyimide. As polyimide, in addition to non-thermoplastic polyimide resins such as Kapton Apical and Upilex (both trade names), thermosetting materials such as bismaleide resins and polyamideimide resins, and heat such as auram (trade names) It includes a composite material in which plastic polyimide and a combination of these are laminated.

樹脂パターン部13の側面13aを凹凸状とする方法としては、水酸化カリウムを主成分とするエッチング液を用いたウェットエッチングが挙げられる。例えば、約60〜80℃に加熱した濃度10〜40%で有機溶媒や有機アミンを加えた高濃度の水酸化カリウム(KOH)水溶液に浸漬する方法を採用することができる。熱い強アルカリ液により、ポリイミド層の側面は、ポリイミドの層状分子構造を反映してパイ生地の破断面に似た凹凸を有する粗面となる(図4(c)の模式図および図5の写真を参照)。
液温やアルカリ濃度を調整することで、エッチングの進行速度や仕上がり粗さを調節することができる。水酸化カリウム(KOH)に替えて水酸化ナトリウム(NaOH)を用いても同様の作用が得られる。
As a method of making the side surface 13a of the resin pattern portion 13 uneven, wet etching using an etchant containing potassium hydroxide as a main component can be mentioned. For example, the method of immersing in the high concentration potassium hydroxide (KOH) aqueous solution which added the organic solvent and the organic amine by the density | concentration 10-40% heated at about 60-80 degreeC is employable. Due to the hot strong alkaline solution, the side surface of the polyimide layer becomes a rough surface having irregularities similar to the fractured surface of the puff pastry reflecting the layered molecular structure of the polyimide (schematic diagram in FIG. 4 (c) and photograph in FIG. 5). See).
By adjusting the liquid temperature and alkali concentration, the etching progress rate and finished roughness can be adjusted. A similar effect can be obtained by using sodium hydroxide (NaOH) instead of potassium hydroxide (KOH).

樹脂パターン部13は、その側面13aに沿ってイオンマイグレーションの経路が長尺化される。図1(b)に示すように、配線の長手方向に垂直な方向の断面において隣接する樹脂パターン部13同士の間隔が配線同士の間隔より長くなると、経路が長尺化されるため、樹脂パターン部13の幅が配線幅wより小さいことが好ましい。樹脂パターン部13の凹凸形状や傾斜等により樹脂パターン部13の幅が明瞭でない場合には、樹脂パターン部13全体が再配線層14の下側に位置する(つまり、樹脂パターン部13の側面13aが再配線層14の側面より内側に位置する)ことが好ましい。
配線幅wにも依存するが、再配線層14をエッチングマスクとしたときのサイドエッチングが1μm以上あると好ましい。また、サイドエッチング幅が配線幅wの25%以下であると、樹脂パターン部13の幅が配線幅wの半分以上となり、樹脂パターン部13上に再配線層14を支持する安定性などの観点から、好ましい。
樹脂パターン部13の側面13aは、ほぼ垂直でも、傾斜していても構わない。側面13aが傾斜している場合、再配線層14に近づくほど樹脂パターン部13の幅が増大しても、または幅が減少しても構わない。
配線パターンの長手方向に垂直な断面において隣接する凸部同士の間隔(あるいは凹部同士の間隔)は、特に限定されるものではないが、約1〜2μmが好ましい。この場合は、樹脂パターン部13の側面13aに凹部と凸部が少なくとも1つずつ含まれるよう、樹脂パターン部13の厚さ(高さ)は3μm以上が好ましい。
樹脂パターン部13の厚さ(高さ)の範囲内で、凸部が複数存在し、および/または、凹部が複数存在することが好ましい。
The resin pattern portion 13 has a long ion migration path along its side surface 13a. As shown in FIG. 1B, the path is elongated when the distance between the resin pattern portions 13 adjacent to each other in the cross section in the direction perpendicular to the longitudinal direction of the wiring is longer than the distance between the wirings. The width of the portion 13 is preferably smaller than the wiring width w. When the width of the resin pattern portion 13 is not clear due to the uneven shape or inclination of the resin pattern portion 13, the entire resin pattern portion 13 is positioned below the rewiring layer 14 (that is, the side surface 13 a of the resin pattern portion 13. Is preferably located on the inner side of the side surface of the rewiring layer 14).
Although it depends on the wiring width w, it is preferable that the side etching when the rewiring layer 14 is used as an etching mask is 1 μm or more. Further, when the side etching width is 25% or less of the wiring width w, the width of the resin pattern portion 13 is more than half of the wiring width w, and the viewpoint of stability for supporting the rewiring layer 14 on the resin pattern portion 13 is obtained. Therefore, it is preferable.
The side surface 13a of the resin pattern portion 13 may be substantially vertical or inclined. When the side surface 13a is inclined, the width of the resin pattern portion 13 may be increased or the width may be decreased as it approaches the rewiring layer 14.
The interval between the adjacent convex portions (or the interval between the concave portions) in the cross section perpendicular to the longitudinal direction of the wiring pattern is not particularly limited, but is preferably about 1 to 2 μm. In this case, the thickness (height) of the resin pattern portion 13 is preferably 3 μm or more so that the side surface 13a of the resin pattern portion 13 includes at least one concave portion and one convex portion.
It is preferable that a plurality of convex portions and / or a plurality of concave portions exist within the range of the thickness (height) of the resin pattern portion 13.

以下、本形態例の半導体装置10の好ましい構成について、より詳細に説明する。
半導体基板11は、表裏にそれぞれ主面11a,11bを有する。一方の主面11a(図1(a)では上面)には、集積回路(図示せず)等の半導体デバイスおよびその電極11cが設けられている。集積回路を保護するため、酸化膜や窒化膜などのパッシベーション膜(図示せず)が設けられる。
本形態例の半導体装置10における半導体基板11は、例えばシリコン(Si)ウエハ等の半導体ウエハまたは該ウエハをダイシングして得られる半導体チップから構成される。電極11cは、例えばAlパッドからなる。
Hereinafter, a preferable configuration of the semiconductor device 10 according to the present embodiment will be described in more detail.
The semiconductor substrate 11 has main surfaces 11a and 11b on the front and back sides, respectively. On one main surface 11a (upper surface in FIG. 1A), a semiconductor device such as an integrated circuit (not shown) and its electrode 11c are provided. In order to protect the integrated circuit, a passivation film (not shown) such as an oxide film or a nitride film is provided.
The semiconductor substrate 11 in the semiconductor device 10 of the present embodiment is composed of a semiconductor wafer such as a silicon (Si) wafer or a semiconductor chip obtained by dicing the wafer. The electrode 11c is made of, for example, an Al pad.

層間絶縁層12および封止絶縁層15は、樹脂からなる絶縁層でも、樹脂以外の絶縁層でも構わない。配線間容量による信号遅延を抑制するため、比誘電率kの低い絶縁膜(いわゆるlow−k絶縁膜)であることが好ましい。low−k絶縁膜としては、SiOC膜、SiOCH膜、メチルシルセスキオキサン膜、ベンゾシクロブテン膜等の有機膜や、ヒドロキシシルセスキオキサン膜等の無機膜、またはこれらの膜を多孔質化したものが挙げられる。また、low−k絶縁膜に限定されるものではなく、その他従来公知の絶縁材料を用いることができる。   The interlayer insulating layer 12 and the sealing insulating layer 15 may be an insulating layer made of resin or an insulating layer other than resin. In order to suppress signal delay due to inter-wiring capacitance, an insulating film having a low relative dielectric constant k (so-called low-k insulating film) is preferable. As a low-k insulating film, an organic film such as a SiOC film, a SiOCH film, a methylsilsesquioxane film, a benzocyclobutene film, an inorganic film such as a hydroxysilsesquioxane film, or a porous film of these films The thing which was done is mentioned. Further, the insulating film is not limited to the low-k insulating film, and other conventionally known insulating materials can be used.

再配線層14は、例えばCu、Al、Ni、Ag、Pb、Sn、Au、Co、Cr、Ti、TiW等の導体(各種の金属や合金等)からなり、その厚さは例えば0.1〜20μmである。再配線層14の形成方法は、特に限定されるものではなく、例えばスパッタリング法、蒸着法、めっき法等、あるいはこれらの2つ以上の方法の組み合わせが挙げられる。また、再配線層14が、単層の導体層でも、多層の導体層を積層したものでも良い。また、再配線層14のパターニングには、フォトリソグラフィ技術が好適に用いられる。   The rewiring layer 14 is made of a conductor (such as various metals or alloys) such as Cu, Al, Ni, Ag, Pb, Sn, Au, Co, Cr, Ti, or TiW, and has a thickness of, for example, 0.1 ˜20 μm. The formation method of the rewiring layer 14 is not specifically limited, For example, sputtering method, a vapor deposition method, a plating method etc., or the combination of these 2 or more methods is mentioned. Further, the rewiring layer 14 may be a single conductor layer or a laminate of multiple conductor layers. Further, a photolithography technique is preferably used for patterning the rewiring layer 14.

再配線層14による個々の配線パターンは特に限定されるものではないが、例えば図1に示すように、再配線層14の一端部14aが半導体基板11の電極11cに導通され、再配線層14の他端部14cがはんだバンプ等の外部端子16を搭載するためのランド部14dとされ、その中間部が幅wの配線部14bとされているものであっても良い。
再配線層14の一端部14aが半導体基板11の電極11cに導通されるため、層間絶縁層12には、電極11cの少なくとも一部の領域に対応して開口部12aが設けられている。
また、外部端子16を露呈するため、封止絶縁層15には、ランド部14dの少なくとも一部の領域に対応して開口部15aが設けられている。
Each wiring pattern by the rewiring layer 14 is not particularly limited. For example, as shown in FIG. 1, one end portion 14a of the rewiring layer 14 is electrically connected to the electrode 11c of the semiconductor substrate 11, and the rewiring layer 14 The other end portion 14c may be a land portion 14d for mounting an external terminal 16 such as a solder bump, and an intermediate portion thereof may be a wiring portion 14b having a width w.
Since one end portion 14a of the redistribution layer 14 is electrically connected to the electrode 11c of the semiconductor substrate 11, the interlayer insulating layer 12 is provided with an opening 12a corresponding to at least a part of the region of the electrode 11c.
Further, in order to expose the external terminal 16, the sealing insulating layer 15 is provided with an opening 15a corresponding to at least a part of the land portion 14d.

外部端子16は、半導体装置10から構成される半導体チップを、プリント回路基板等の電子回路基板に実装するために用いることができる。外部端子16としては、例えば図1(a)に示すはんだバンプの他、樹脂製突部(図示せず)に形成した端子が挙げられる。はんだバンプの形成方法としては、印刷法、めっき法、メタルジェット法、ボール搭載法等が挙げられる。例えば印刷法では、はんだペーストを印刷し、リフロー処理にて溶融させてはんだバンプとすることができる。はんだは、共晶タイプや鉛フリータイプが好適に利用できる。   The external terminal 16 can be used for mounting a semiconductor chip formed of the semiconductor device 10 on an electronic circuit board such as a printed circuit board. Examples of the external terminal 16 include terminals formed on resin protrusions (not shown) in addition to the solder bumps shown in FIG. Examples of the solder bump forming method include a printing method, a plating method, a metal jet method, and a ball mounting method. For example, in the printing method, a solder paste can be printed and melted by a reflow process to form solder bumps. As the solder, a eutectic type or a lead-free type can be suitably used.

本形態例の半導体装置10は、例えば図2〜図4に示す方法によって製造することができる。
まず、図2に示すように、半導体基板11の一方の主面11a上に、電極11cの少なくとも一部が露呈するように開口部12aを有する層間絶縁層12を形成する。
この層間絶縁層12の上には、上記樹脂パターン部13を形成するための樹脂パターン部形成用樹脂層17を形成する。
The semiconductor device 10 of this embodiment can be manufactured by the method shown in FIGS.
First, as shown in FIG. 2, an interlayer insulating layer 12 having an opening 12a is formed on one main surface 11a of a semiconductor substrate 11 so that at least a part of the electrode 11c is exposed.
A resin pattern portion forming resin layer 17 for forming the resin pattern portion 13 is formed on the interlayer insulating layer 12.

層間絶縁層12の形成方法としては、例えば回転塗布法(スピンコート法)、印刷法、ラミネート法等が挙げられる。開口部12aは、例えば層間絶縁層12を構成する絶縁体(樹脂など)の膜を全面に成膜した後にフォトリソグラフィ技術によってパターニングする等の手法で形成することができる。   Examples of the method for forming the interlayer insulating layer 12 include a spin coating method (spin coating method), a printing method, and a laminating method. The opening 12a can be formed by, for example, a method of forming a film of an insulator (resin or the like) constituting the interlayer insulating layer 12 on the entire surface and then patterning the film using a photolithography technique.

本形態例の場合、樹脂パターン部13は、樹脂パターン部形成用樹脂層17の一部を用い、再配線層14をエッチングマスクとしたエッチングにより形成する。つまり、樹脂パターン部13は、樹脂パターン部形成用樹脂層17と同じ材料から構成される。
樹脂パターン部形成用樹脂層17が電極11cを覆ってしまうのを防ぐため、開口部12a内に樹脂パターン部形成用樹脂層17が形成されないようにレジスト等で保護することが好ましい。樹脂パターン部形成用樹脂層17の厚さは、上述の樹脂パターン部13の厚さ(高さ)に対応するものであり、特に限定されるものではないが、例えば3μm以上が好ましい。
In the case of this embodiment, the resin pattern portion 13 is formed by etching using a part of the resin pattern portion forming resin layer 17 and using the rewiring layer 14 as an etching mask. That is, the resin pattern portion 13 is made of the same material as the resin pattern portion forming resin layer 17.
In order to prevent the resin pattern portion forming resin layer 17 from covering the electrode 11c, it is preferable to protect the resin pattern portion forming resin layer 17 from being formed in the opening 12a with a resist or the like. The thickness of the resin layer 17 for forming the resin pattern portion corresponds to the thickness (height) of the resin pattern portion 13 described above and is not particularly limited, but is preferably 3 μm or more, for example.

次に、図3(a)に示すように、層間絶縁層12の開口部12aの内部から樹脂パターン部形成用樹脂層17の上にかけて、一端14aが開口部12a内で電極11cと導通され、他端部14cにランド部14dが設けられた再配線層14を形成する。
再配線層14の形成方法は特に限定されないが、例えば次のような方法が挙げられる。まず、層間絶縁層12の開口部12aの内部および樹脂パターン部形成用樹脂層17の上に、薄い導電膜であるシード層を形成する。シード層の上にめっきレジストを形成し、再配線層14を形成する場所を露光および現像によって開口する。次いで、Cu等を電解めっきにより所望の膜厚まで堆積させ、めっきレジストを除去した後、電解めっき層をエッチングマスクとして利用して、余分なシード層(再配線層14を形成する場所より外側に存在する部分)をエッチング除去する。
これにより、開口部12a内に形成される一端部14aとランド部14dとなる他端部14cとの間には、図3(b)に示すように、樹脂パターン部形成用樹脂層17の上に延在される配線部14bが複数形成される。
Next, as shown in FIG. 3A, one end 14a is electrically connected to the electrode 11c in the opening 12a from the inside of the opening 12a of the interlayer insulating layer 12 to the resin layer 17 for resin pattern portion formation, The rewiring layer 14 having the land portion 14d provided on the other end portion 14c is formed.
Although the formation method of the rewiring layer 14 is not specifically limited, For example, the following method is mentioned. First, a seed layer that is a thin conductive film is formed inside the opening 12a of the interlayer insulating layer 12 and on the resin layer 17 for resin pattern portion formation. A plating resist is formed on the seed layer, and a place where the rewiring layer 14 is formed is opened by exposure and development. Next, Cu or the like is deposited to a desired film thickness by electrolytic plating, and after removing the plating resist, the electrolytic plating layer is used as an etching mask, and an extra seed layer (outside the place where the rewiring layer 14 is formed). The existing part) is removed by etching.
As a result, as shown in FIG. 3B, the resin pattern portion forming resin layer 17 is placed between the one end portion 14a formed in the opening 12a and the other end portion 14c serving as the land portion 14d. A plurality of wiring portions 14b are formed to extend.

次に、図4(a)に示すように、樹脂パターン部形成用樹脂層17をエッチングする。エッチングは、水酸化カリウムや水酸化ナトリウム等の強アルカリを主成分とするエッチング液を用いたウェットエッチングが好ましい。
再配線層14をエッチングマスクとして、ポリイミドを強アルカリでエッチングすることにより、図4(b)に示すように、個々の配線パターンに沿って樹脂パターン部13が複数形成される。また、図4(c)に示すように、樹脂パターン部13の側面13aが、配線パターンの長手方向に垂直な断面において凹凸状になる。
Next, as shown in FIG. 4A, the resin layer for forming a resin pattern portion 17 is etched. Etching is preferably wet etching using an etchant mainly composed of strong alkali such as potassium hydroxide or sodium hydroxide.
By etching the polyimide with strong alkali using the rewiring layer 14 as an etching mask, a plurality of resin pattern portions 13 are formed along each wiring pattern as shown in FIG. 4B. Further, as shown in FIG. 4C, the side surface 13a of the resin pattern portion 13 is uneven in a cross section perpendicular to the longitudinal direction of the wiring pattern.

次に、流動性のある絶縁材料を原料に用いて層間絶縁層12および再配線層14の上に封止絶縁層15を形成する。また、封止絶縁層15を硬化させる前に、ランド部14dの少なくとも一部が露呈されるように、露光および現像によりパターン形成して、開口部15aを形成する。さらに、この開口部15a内には、はんだバンプ等の外部端子16を形成することにより、図1に示す半導体装置10が完成する。このようにして製造された半導体装置10によれば、半導体チップをBGA(ボールグリッドアレイ)技術によって小さい面積で電子回路基板上に高密度実装することが可能になる。   Next, the sealing insulating layer 15 is formed on the interlayer insulating layer 12 and the rewiring layer 14 using a fluid insulating material as a raw material. Further, before the sealing insulating layer 15 is cured, a pattern is formed by exposure and development so that at least a part of the land portion 14d is exposed, thereby forming the opening 15a. Further, by forming external terminals 16 such as solder bumps in the opening 15a, the semiconductor device 10 shown in FIG. 1 is completed. According to the semiconductor device 10 manufactured as described above, it is possible to mount the semiconductor chips on the electronic circuit board with a small area by BGA (ball grid array) technology.

本発明は、再配線層を有する各種の半導体装置に利用することができる。   The present invention can be used for various semiconductor devices having a rewiring layer.

10…半導体装置、11…半導体基板、11a…一方の主面、11b…他方の主面、11c…電極、12…層間絶縁層(第1絶縁層)、13…樹脂パターン部、13a…樹脂パターン部の側面、14…再配線層、15…封止絶縁層(第2絶縁層)、16…外部端子、17…樹脂パターン部形成用樹脂層。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Semiconductor device, 11 ... Semiconductor substrate, 11a ... One main surface, 11b ... The other main surface, 11c ... Electrode, 12 ... Interlayer insulation layer (1st insulation layer), 13 ... Resin pattern part, 13a ... Resin pattern Sides of parts, 14 ... redistribution layer, 15 ... sealing insulating layer (second insulating layer), 16 ... external terminal, 17 ... resin layer forming resin layer.

Claims (2)

一方の主面に半導体デバイスおよび電極が設けられた半導体基板と、
前記半導体基板の一方の主面の上に形成された層間絶縁層と、
前記層間絶縁層上において個々の配線パターンに沿って複数形成されたポリイミドからなる樹脂パターン部と、
前記樹脂パターン部の上にそれぞれ形成された再配線層と、
前記再配線層の上を封止する封止絶縁層とを有し、
前記樹脂パターン部の側面が、配線パターンの長手方向に垂直な断面において凹凸状とされていることを特徴とする半導体装置。
A semiconductor substrate provided with semiconductor devices and electrodes on one main surface;
An interlayer insulating layer formed on one main surface of the semiconductor substrate;
A resin pattern portion made of polyimide formed on the interlayer insulating layer along each wiring pattern, and
A rewiring layer formed on each of the resin pattern portions;
A sealing insulating layer that seals over the rewiring layer;
2. A semiconductor device according to claim 1, wherein the side surface of the resin pattern portion has an uneven shape in a cross section perpendicular to the longitudinal direction of the wiring pattern.
一方の主面に半導体デバイスおよび電極が設けられた半導体基板の前記一方の主面の上に層間絶縁層を形成する工程と、
前記層間絶縁層の上に樹脂パターン部形成用樹脂層を形成する工程と、
前記樹脂パターン部形成用樹脂層の上に個々の配線パターンに沿って再配線層を形成する再配線層形成工程と、
前記再配線層をエッチングマスクとして、水酸化カリウムを主成分とするエッチング液を用いて、前記樹脂パターン部形成用樹脂層が個々の配線パターンに沿って複数形成された樹脂パターン部となるように前記樹脂パターン部形成用樹脂層をエッチングし、前記樹脂パターン部の側面を、配線パターンの長手方向に垂直な断面において凹凸状とする工程と、
前記再配線層の上を封止する封止絶縁層を形成する工程と、
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
Forming an interlayer insulating layer on the one main surface of the semiconductor substrate provided with a semiconductor device and an electrode on one main surface;
Forming a resin layer for forming a resin pattern part on the interlayer insulating layer;
A rewiring layer forming step of forming a rewiring layer along each wiring pattern on the resin pattern portion forming resin layer;
Using the rewiring layer as an etching mask and using an etching solution mainly composed of potassium hydroxide, the resin pattern portion forming resin layer is formed into a plurality of resin pattern portions formed along individual wiring patterns. Etching the resin layer for forming the resin pattern part, and making the side surface of the resin pattern part uneven in a cross section perpendicular to the longitudinal direction of the wiring pattern;
Forming a sealing insulating layer for sealing over the rewiring layer;
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
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