JP2015103593A - Semiconductor device and semiconductor device manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は半導体装置、半導体装置の製造方法に関する。 The present invention relates to a semiconductor device and a method for manufacturing the semiconductor device.
半導体装置として、半導体チップの主面上に回路基板との電気的な接続を図る接続部(バンプ)が形成された所謂チップサイズの半導体装置が知られている。
このようなチップサイズの半導体装置であっても、製品識別や製造ロット番号などのマーキングが必要となる。
例えば、特許文献1には、半導体チップの主面上に形成された低弾性率層を覆う金属層をパターニングして設けられた配線パターンと、マーキングとを備えた半導体装置が開示されている。また、当該マーキングが、半導体装置の属性を示すマークと、配線パターンの番号を示すマークと、半導体装置を位置合わせするための位置合わせマークとのうち少なくとも1つであることが示されている。
As a semiconductor device, a so-called chip size semiconductor device is known in which connection portions (bumps) for electrical connection with a circuit board are formed on a main surface of a semiconductor chip.
Even such a chip-sized semiconductor device requires marking such as product identification and manufacturing lot number.
For example, Patent Document 1 discloses a semiconductor device including a wiring pattern provided by patterning a metal layer covering a low elastic modulus layer formed on a main surface of a semiconductor chip, and a marking. It is also shown that the marking is at least one of a mark indicating the attribute of the semiconductor device, a mark indicating the wiring pattern number, and an alignment mark for aligning the semiconductor device.
上記特許文献1の半導体装置では、マーキングが半導体チップの主面に設けられているので、主面を保護する保護層を設ける場合には、マーキングを識別可能とするために、例えば、保護層をパターニングしてマーキングと重なる部分に開口部を設けることが考えられる。
しかしながら、低弾性率層と保護層との物性の違いから、半導体装置を回路基板に実装する際の熱などの影響を受けて、上記開口部の周辺において保護層にクラックが生ずるおそれがある。また、上記開口部の周辺において保護層のクラックが低弾性率層に及ぶと、クラックが発生した部分から水分などが半導体チップの主面に浸入して絶縁性が低下するなどの信頼性品質に関わる不具合が生ずるおそれがあるという課題があった。
In the semiconductor device of Patent Document 1, since the marking is provided on the main surface of the semiconductor chip, when providing a protective layer that protects the main surface, in order to make the marking identifiable, for example, a protective layer is provided. It is conceivable to provide an opening in a portion overlapping the marking by patterning.
However, due to the difference in physical properties between the low elastic modulus layer and the protective layer, the protective layer may crack around the opening due to the influence of heat or the like when the semiconductor device is mounted on the circuit board. In addition, if the crack of the protective layer reaches the low elastic modulus layer around the opening, moisture and the like enter the main surface of the semiconductor chip from the cracked portion, resulting in reduced reliability. There was a problem that related problems might occur.
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following forms or application examples.
[適用例]本適用例に係わる半導体装置は、半導体チップと、前記半導体チップの主面を覆う絶縁層と、前記絶縁層を覆うオーバーコート層と、前記絶縁層と前記オーバーコート層との間に設けられた配線層と、前記配線層に設けられ、外部回路との接続を図る接続パッドを含む配線パターンと、前記配線層に設けられた下地パターンと、前記オーバーコート層の前記接続パッドと重なる位置に配置された第1の開口部を埋めて形成された半田端子と、前記オーバーコート層の前記下地パターンと重なる位置に配置された第2の開口部を埋めて形成されたアライメント用の半田部と、を備えることを特徴とする。 [Application Example] A semiconductor device according to this application example includes a semiconductor chip, an insulating layer covering a main surface of the semiconductor chip, an overcoat layer covering the insulating layer, and between the insulating layer and the overcoat layer. A wiring pattern provided in the wiring layer, a wiring pattern provided in the wiring layer and including a connection pad for connection to an external circuit, a ground pattern provided in the wiring layer, and the connection pad in the overcoat layer A solder terminal formed by filling the first opening disposed at the overlapping position, and an alignment terminal formed by filling the second opening disposed at the position overlapping the base pattern of the overcoat layer And a solder part.
本適用例によれば、絶縁層上の配線層に設けられた下地パターンはオーバーコート層の第2の開口部において露出し、第2の開口部を半田部で埋めて下地パターンと半田部とを接合させてアライメントマークとする。したがって、第2の開口部が半田部で埋められているので、第2の開口部内に露出した下地パターンをアライメントマークとする場合に比べて、アライメントマークの視認性が向上する。また、第2の開口部が半田部で埋められて開放されていないので、絶縁層とオーバーコート層の物性の違いに起因して、オーバーコート層の第2の開口部周辺にクラックが生ずることを低減できる。ゆえに、オーバーコート層のクラックが絶縁層に至ってクラックから水分などが半導体チップの主面に浸入して絶縁性が低下するなどの不具合が生ずることを低減することができる。すなわち、実装時における位置合わせが容易で、優れた信頼性品質を有する半導体装置を提供することができる。 According to this application example, the base pattern provided in the wiring layer on the insulating layer is exposed in the second opening of the overcoat layer, and the second opening is filled with the solder part, and the base pattern, the solder part, To form an alignment mark. Therefore, since the second opening is filled with the solder portion, the visibility of the alignment mark is improved as compared with the case where the base pattern exposed in the second opening is used as the alignment mark. In addition, since the second opening is filled with the solder part and is not opened, cracks occur around the second opening of the overcoat layer due to the difference in physical properties of the insulating layer and the overcoat layer. Can be reduced. Therefore, it is possible to reduce the occurrence of problems such as the cracks in the overcoat layer reaching the insulating layer and moisture and the like entering the main surface of the semiconductor chip from the cracks to deteriorate the insulation. That is, it is possible to provide a semiconductor device that can be easily aligned at the time of mounting and has excellent reliability quality.
上記適用例に係わる半導体装置において、前記絶縁層及び前記オーバーコート層は、樹脂材料を用いて形成され、前記絶縁層の破断点強度が前記オーバーコート層の破断点強度に比べて大きいことを特徴とする。
この構成によれば、オーバーコート層のクラックが絶縁層に及ぶことをより低減することができる。
In the semiconductor device according to the application example, the insulating layer and the overcoat layer are formed using a resin material, and the breaking strength of the insulating layer is larger than the breaking strength of the overcoat layer. And
According to this structure, it can reduce more that the crack of an overcoat layer reaches an insulating layer.
上記適用例に係わる半導体装置において、前記絶縁層は、破断点強度が異なる第1樹脂層と第2樹脂層とを含み、前記主面上において、前記第1樹脂層、前記第2樹脂層、前記配線層、前記オーバーコート層の順に形成され、破断点強度は、前記オーバーコート層<前記第1樹脂層<前記第2樹脂層の関係を満たしていることを特徴とする。
この構成によれば、オーバーコート層のクラックが樹脂層からなる絶縁層に及ぶことを低減することができる。また、絶縁層が第1樹脂層と第2樹脂層とを含んで構成されているので、絶縁層を単一な樹脂層で構成する場合に比べて、第1樹脂層にクラックが及び難くなる。
In the semiconductor device according to the application example, the insulating layer includes a first resin layer and a second resin layer having different strength at break, and the first resin layer, the second resin layer, The wiring layer and the overcoat layer are formed in this order, and the strength at break satisfies the relationship of the overcoat layer <the first resin layer <the second resin layer.
According to this structure, it can reduce that the crack of an overcoat layer reaches the insulating layer which consists of a resin layer. In addition, since the insulating layer includes the first resin layer and the second resin layer, the first resin layer is less likely to crack compared to the case where the insulating layer is formed of a single resin layer. .
上記適用例に係わる半導体装置において、前記絶縁層は、ポリイミド樹脂を用いて形成されていることが好ましい。
この構成によれば、半導体チップの主面をポリイミド樹脂で覆って高い絶縁性を実現できる。
In the semiconductor device according to the application example, it is preferable that the insulating layer is formed using a polyimide resin.
According to this configuration, high insulation can be realized by covering the main surface of the semiconductor chip with the polyimide resin.
上記適用例に係わる半導体装置において、前記第1の開口部の大きさは、前記第2の開口部の大きさよりも大きいことが好ましい。
この構成によれば、例えば、半田ペーストによって第1の開口部と第2の開口部とを埋め、加熱して第1の開口部に半田端子を形成し、第2の開口部にアライメント用の半田部を形成したとしても、半導体チップの主面上における半田部の高さが半田端子の高さを越えないので、実装時に半田端子と回路基板との接合が確実に行われる。
In the semiconductor device according to the application example, it is preferable that a size of the first opening is larger than a size of the second opening.
According to this configuration, for example, the first opening and the second opening are filled with the solder paste, heated to form the solder terminal in the first opening, and the alignment for the second opening. Even if the solder portion is formed, the height of the solder portion on the main surface of the semiconductor chip does not exceed the height of the solder terminal, so that the solder terminal and the circuit board are reliably joined at the time of mounting.
上記適用例に係わる半導体装置において、前記配線層には、複数の前記配線パターンが設けられ、前記下地パターンは、複数の前記配線パターンのうち特定の配線パターンの近傍に設けられていることを特徴とする。
この構成によれば、半田部を半導体装置のアライメントマークとして利用して、複数の配線パターンと回路基板との相対的な位置合わせを確実に行うことができる。
In the semiconductor device according to the application example, the wiring layer includes a plurality of wiring patterns, and the base pattern is provided in the vicinity of a specific wiring pattern among the plurality of wiring patterns. And
According to this configuration, the solder portion can be used as an alignment mark of the semiconductor device, and the relative alignment between the plurality of wiring patterns and the circuit board can be reliably performed.
上記適用例に係わる半導体装置において、前記下地パターンは、前記配線層において電気的に独立していることが好ましい。
この構成によれば、半導体装置を例えば回路基板などに実装したときに、下地パターンに接合した半田部が回路基板に実装された電子部品や電子部品に繋がる配線などに接したとしても電気的な不具合が生じない半導体装置を提供できる。
In the semiconductor device according to the application example, it is preferable that the base pattern is electrically independent in the wiring layer.
According to this configuration, when a semiconductor device is mounted on, for example, a circuit board, even if the solder portion bonded to the base pattern is in contact with an electronic component mounted on the circuit board or a wiring connected to the electronic component, etc. It is possible to provide a semiconductor device that does not cause a defect.
[適用例]本適用例に係わる半導体装置の製造方法は、半導体チップと、前記半導体チップの主面に設けられ、外部回路との接続を図る半田端子とを有する半導体装置の製造方法であって、前記主面を覆う絶縁層を形成する工程と、前記絶縁層上に配線層を形成する工程と、前記配線層をパターニングして、前記半田端子に繋がる配線パターンと、電気的に独立した下地パターンとを形成する工程と、前記配線パターンと前記下地パターンとを覆うオーバーコート層を形成する工程と、前記オーバーコート層をパターニングして、前記接続パッドと重なる位置に第1の開口部を形成すると共に、前記下地パターンと重なる位置に第2の開口部を形成する工程と、前記第1の開口部と前記第2の開口部とを半田で埋める工程と、前記半田を加熱して、前記第1の開口部に前記半田端子を形成すると共に、前記第2の開口部にアライメント用の半田部を形成する工程と、を含むことを特徴とする。 [Application Example] A method of manufacturing a semiconductor device according to this application example is a method of manufacturing a semiconductor device having a semiconductor chip and a solder terminal provided on the main surface of the semiconductor chip for connection to an external circuit. A step of forming an insulating layer that covers the main surface; a step of forming a wiring layer on the insulating layer; a wiring pattern that patterns the wiring layer and leads to the solder terminals; and an electrically independent base Forming a pattern, forming an overcoat layer covering the wiring pattern and the base pattern, and patterning the overcoat layer to form a first opening at a position overlapping the connection pad And a step of forming a second opening at a position overlapping the base pattern, a step of filling the first opening and the second opening with solder, and heating the solder Te, thereby forming the solder terminal to said first opening, characterized in that it comprises a step of forming a solder portion for alignment with the second opening.
本適用例によれば、絶縁層上の配線層に形成される下地パターンはオーバーコート層の第2の開口部において露出し、第2の開口部に半田部を形成して、下地パターンと半田部とを接合させたアライメントマークが形成される。したがって、第2の開口部が半田部で埋められているので、第2の開口部内に露出した下地パターンをアライメントマークとする場合に比べて、アライメントマークの視認性が向上する。また、第2の開口部に半田部が形成されており第2の開口部が開放されていないので、絶縁層とオーバーコート層の物性の違いに起因して、オーバーコート層の第2の開口部周辺にクラックが生ずることを低減できる。ゆえに、オーバーコート層のクラックが絶縁層に至ってクラックから水分などが半導体チップの主面に浸入して絶縁性が低下するなどの不具合が生ずることを低減することができる。すなわち、実装時における位置合わせが容易で、優れた信頼性品質を有する半導体装置を製造することができる。 According to this application example, the base pattern formed in the wiring layer on the insulating layer is exposed in the second opening of the overcoat layer, and the solder portion is formed in the second opening to form the base pattern and the solder. An alignment mark is formed by joining the portions. Therefore, since the second opening is filled with the solder portion, the visibility of the alignment mark is improved as compared with the case where the base pattern exposed in the second opening is used as the alignment mark. In addition, since the solder portion is formed in the second opening and the second opening is not opened, the second opening of the overcoat layer is caused by the difference in physical properties between the insulating layer and the overcoat layer. The occurrence of cracks around the part can be reduced. Therefore, it is possible to reduce the occurrence of problems such as the cracks in the overcoat layer reaching the insulating layer and moisture and the like entering the main surface of the semiconductor chip from the cracks to deteriorate the insulation. That is, it is possible to manufacture a semiconductor device that can be easily aligned at the time of mounting and has excellent reliability quality.
上記適用例に記載の半導体装置の製造方法において、前記絶縁層を形成する工程では、感光性のポリイミド樹脂を含む溶液を前記主面に塗布して乾燥することにより、前記絶縁層を形成し、前記オーバーコート層を形成する工程では、前記絶縁層よりも破断点強度が小さい前記オーバーコート層を形成することを特徴とする。
この方法によれば、オーバーコート層の第2の開口部周辺にクラックが生じたとしても、クラックが絶縁層に及び難くなる。また、絶縁層が感光性のポリイミド樹脂で形成されているので、絶縁層のパターニングが容易で、優れた絶縁性能を有する半導体装置を製造できる。
In the method of manufacturing a semiconductor device according to the application example, in the step of forming the insulating layer, the insulating layer is formed by applying a solution containing a photosensitive polyimide resin to the main surface and drying. In the step of forming the overcoat layer, the overcoat layer having a breaking strength lower than that of the insulating layer is formed.
According to this method, even if a crack is generated around the second opening of the overcoat layer, the crack hardly reaches the insulating layer. Further, since the insulating layer is formed of a photosensitive polyimide resin, the insulating layer can be easily patterned and a semiconductor device having excellent insulating performance can be manufactured.
上記適用例に記載の半導体装置の製造方法において、前記第1の開口部及び前記第2の開口部を形成する工程では、前記第1の開口部の大きさよりも小さい前記第2の開口部を形成し、前記第1の開口部と前記第2の開口部とを半田で埋める工程は、印刷法により半田ペーストを用いて前記第1の開口部と前記第2の開口部を埋めることが好ましい。
この方法によれば、第1の開口部と第2の開口部を埋めた半田ペーストを加熱して、第1の開口部に半田端子を形成し、第2の開口部に主面上における高さが半田端子よりも低い半田部を形成することができる。つまり、実装時にアライメントマークとしての半田部が邪魔にならず、半田端子と回路基板とを確実に接合可能な半導体装置を製造できる。
In the method of manufacturing a semiconductor device according to the application example, in the step of forming the first opening and the second opening, the second opening that is smaller than the size of the first opening is formed. The step of forming and filling the first opening and the second opening with solder preferably fills the first opening and the second opening by using a solder paste by a printing method. .
According to this method, the solder paste filling the first opening and the second opening is heated to form a solder terminal in the first opening, and a high height on the main surface is formed in the second opening. It is possible to form a solder portion whose length is lower than that of the solder terminal. That is, it is possible to manufacture a semiconductor device capable of reliably joining the solder terminal and the circuit board without causing the solder portion as the alignment mark to become an obstacle during mounting.
上記適用例に記載の半導体装置の製造方法において、前記第1の開口部及び前記第2の開口部を形成する工程では、前記第1の開口部の大きさよりも大きい前記第2の開口部を形成し、前記第1の開口部と前記第2の開口部とを半田で埋める工程は、半田ボールを前記第1の開口部と前記第2の開口部とに配置することが好ましい。
この方法によれば、半田ボールを加熱して、第1の開口部に半田端子を形成し、第2の開口部に主面上における高さが半田端子よりも低い半田部を形成することができる。つまり、実装時にアライメントマークとしての半田部が邪魔にならず、半田端子と回路基板とを確実に接合可能な半導体装置を製造できる。
In the method of manufacturing a semiconductor device according to the application example, in the step of forming the first opening and the second opening, the second opening larger than the size of the first opening is formed. In the step of forming and filling the first opening and the second opening with solder, it is preferable that a solder ball is disposed in the first opening and the second opening.
According to this method, the solder ball is heated to form a solder terminal in the first opening, and a solder portion having a height on the main surface lower than that of the solder terminal is formed in the second opening. it can. That is, it is possible to manufacture a semiconductor device capable of reliably joining the solder terminal and the circuit board without causing the solder portion as the alignment mark to become an obstacle during mounting.
上記適用例に記載の半導体装置の製造方法において、前記下地パターンを形成する工程では、前記配線層をパターニングして電気的に独立した前記下地パターンを形成することが好ましい。
この方法によれば、半導体装置を例えば回路基板などに実装したときに、下地パターンに接した半田部が回路基板に実装された電子部品や電子部品に繋がる配線などに接したとしても電気的な不具合が生じない半導体装置を製造することができる。
In the method for manufacturing a semiconductor device according to the application example described above, in the step of forming the base pattern, it is preferable that the wiring layer is patterned to form the base pattern that is electrically independent.
According to this method, even when a semiconductor device is mounted on, for example, a circuit board, even if the solder portion in contact with the base pattern is in contact with an electronic component mounted on the circuit board or a wiring connected to the electronic component. A semiconductor device that does not cause a defect can be manufactured.
以下、本発明を具体化した実施形態について図面に従って説明する。なお、使用する図面は、説明する部分が認識可能な状態となるように、適宜拡大または縮小して表示している。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the invention will be described with reference to the drawings. Note that the drawings to be used are appropriately enlarged or reduced so that the part to be described can be recognized.
(第1実施形態)
<半導体装置>
本実施形態の半導体装置について、図1〜図4を参照して説明する。図1(a)は半導体装置の構成を示す概略斜視図、図1(b)は回路基板に対する半導体装置の実装状態を示す概略断面図、図2は半導体装置の主面側の各構成の配置を示す概略平面図、図3は図2のA−A’線で切った半導体装置の構造を示す概略断面図、図4は図2のB−B’線で切った半導体装置の構造を示す概略断面図である。
(First embodiment)
<Semiconductor device>
The semiconductor device of this embodiment will be described with reference to FIGS. 1A is a schematic perspective view showing a configuration of a semiconductor device, FIG. 1B is a schematic cross-sectional view showing a mounting state of the semiconductor device on a circuit board, and FIG. 2 is an arrangement of each configuration on the main surface side of the semiconductor device. FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing the structure of the semiconductor device taken along the line AA ′ in FIG. 2, and FIG. 4 shows the structure of the semiconductor device taken along the line BB ′ in FIG. It is a schematic sectional drawing.
図1(a)に示すように、本実施形態の半導体装置100は、主面101aに電気回路が形成された半導体チップ101と、主面101a側に設けられた、半田端子としての複数(6個)の半田バンプ107A〜107Fと、アライメントマークとしての半田部108とを有している。
半導体チップ101は、例えば厚みが300μm〜750μmのシリコンなどの半導体基板からなり、一辺の長さが例えば数mmから十mm程度の四角形である。
半田バンプ107A〜107Fは、略半球状であって、主面101aに形成された電気回路と外部回路との電気的な接続を図る接続部である。複数(6個)の半田バンプ107A〜107Fを総称して半田バンプ107と呼ぶ。
半田バンプ107と半田部108とを除く主面101aを覆って、オーバーコート層106が形成されている。オーバーコート層106は、主面101aにキズなどの機械的な損傷が発生したり、水分などが浸入したりして電気的な性能が損なわれることを防止するための保護層である。詳しくは後述するが、オーバーコート層106は、半導体チップ101の外縁部分を除いて主面101aを覆うように形成されている。
As shown in FIG. 1A, the
The
The solder bumps 107A to 107F are substantially hemispherical, and are connection portions that make electrical connection between an electric circuit formed on the
An
図1(b)に示すように、半導体装置100は、例えば回路基板180の一方の面に設けられた接続用ランド181に対して半田バンプ107が接するように回路基板180に位置決めされる。回路基板180の一方の面は接続用ランド181が露出するように例えば絶縁性のソルダーレジスト182などで覆われている。そして、半導体装置100が位置決めされた回路基板180をリフローなどの加熱処理を施すことにより、半田バンプ107を溶融させて、接続用ランド181と接合させる。
このように、回路基板180に半導体装置100を実装するにあたり、半田バンプ107と半田部108とを例えば撮像装置で撮像して認識することにより、半導体装置100を回路基板180に対して適正な実装位置に位置決めができる構成となっている。なお、回路基板180は、片面実装基板であることに限定されず、両面実装基板であってもよい。また回路基板180には半導体装置100以外の電子部品が実装されることが有り得る。したがって、リフローなどの加熱処理は1回に限らず、複数回行われることがある。
As shown in FIG. 1B, the
As described above, when the
次に、半導体装置100の主面側における各構成とその配置について、図2を参照して説明する。半導体装置100の主面101aには、半導体チップ101の平面視における短辺または長辺に沿った中心線を軸として、複数の半田バンプ107が線対称に配置されている。本実施形態では、6個の半田バンプ107のうち2個が半導体チップ101の短辺に沿った中心線上に位置している。半導体チップ101の短辺方向に等間隔で2個の半田バンプ107が3列配置されている。また、半導体チップ101の長辺方向に等間隔で3個の半田バンプ107が2列配置されている。半田バンプ107の平面視における大きさ(直径)は例えば200μm〜250μmである。
Next, each configuration and arrangement on the main surface side of the
半導体チップ101に形成された電気回路に繋がる複数(6個)の電極102が設けられている。また、各電極102のそれぞれと半田バンプ107とを繋ぐ複数(6つ)の配線パターン105A〜105Fが設けられている。配線パターン105Aは、半田バンプ107Aと対応する電極102とを繋ぐものである。他の配線パターン105B〜105Fも同様に符号の末尾が同じアルファベットで示された半田バンプ107と対応する電極102とを繋ぐものである。複数の配線パターン105A〜105Fを総称して配線パターン105と呼ぶ。
A plurality (six) of
配線パターン105の半田バンプ107側の端部は、平面視で円形の半田バンプ107に対応した円弧状(ラウンド形状)となっている。当該円弧状の部分が本発明における接続パッドに相当するものである。
The end of the wiring pattern 105 on the
複数の半田バンプ107のそれぞれには、配線パターン105を介して接続される電極102に対応した位置情報が与えられている。本実施形態では、半導体チップ101の主面101aにおける中心に対して時計回りで、半田バンプ107A、半田バンプ107B、半田バンプ107C、半田バンプ107D、半田バンプ107E、半田バンプ107F、の順になっている。
アライメントマークとしての半田部108は、半導体チップ101の4つのコーナー部のうちの1つのコーナー部の近傍に設けられている。また、主面101aにおいて線対称に配置された複数の半田バンプ107の位置情報を示すために、特定の半田バンプ107Aの近傍に設けられている。半田部108は、前述したように撮像装置で認識可能な程度の大きさが確保されていればよく、本実施形態における半田部108は略半球状であり、平面視における大きさ(直径)は例えば50μmである。
Each of the plurality of solder bumps 107 is given position information corresponding to the
The
なお、主面101aにおける電極102、配線パターン105、半田バンプ107、半田部108の配置は、これに限定されるものではない。半導体チップ101に形成された電気回路の構成に対応して、必要な数の電極102、配線パターン105、半田バンプ107が配置される。また、半田部108の数は1つに限定されず、複数配置されていてもよい。さらには、複数の半田部108の大きさ(直径)が同じである必要はない。
The arrangement of the
次に、半導体装置100の構造について、図3及び図4を参照して説明する。
図3に示すように、半導体チップ101の主面101aに、例えばアルミニウムなどの低抵抗な電極材料を用いて電極102が形成されている。電極102が形成された主面101aを覆うように例えば酸化シリコンなどの無機絶縁材料からなる絶縁膜103が形成されている。絶縁膜103は、厚みが例えば0.1μm〜1.5μmの範囲であって、フォトリソグラフィ法により電極102と重なる部分に開口部が形成されている。また、絶縁膜103は、半導体チップ101の外縁に至らないようにパターニングされている。
Next, the structure of the
As shown in FIG. 3, an
絶縁膜103が形成された主面101aを覆ってさらに絶縁層104が形成されている。絶縁層104は感光性の樹脂材料を用いて形成することができる。本実施形態における絶縁層104は、感光性のポリイミド樹脂を用いて形成されており、高い絶縁性を有して半導体チップ101の主面101aを絶縁することができる。また、絶縁層104は、絶縁膜103を覆う第1樹脂層104−1と第1樹脂層104−1に積層して形成された第2樹脂層104−2とにより構成されている。第1樹脂層104−1及び第2樹脂層104−2は、平面視で電極102と重なる部分に開口部を有すると共に、半田バンプ107と重なる領域に形成されている。第1樹脂層104−1の厚みはおよそ5μmであり、第2樹脂層104−2の厚みは第1樹脂層104−1よりも厚くおよそ9μmとなっている。
An insulating
また、第1樹脂層104−1と第2樹脂層104−2とは、ポリイミド樹脂が用いられているが、形成の仕方により、第1樹脂層104−1に比べて第2樹脂層104−2の方が、物性としての破断点強度が高く(大きく)なっている。具体的には、第1樹脂層104−1の破断点強度はおよそ120MPaであり、第2樹脂層104−2の破断点強度はおよそ160MPaである。 In addition, the first resin layer 104-1 and the second resin layer 104-2 are made of polyimide resin, but the second resin layer 104- is more than the first resin layer 104-1, depending on how it is formed. No. 2 has higher (larger) breaking strength as a physical property. Specifically, the breaking strength of the first resin layer 104-1 is approximately 120 MPa, and the breaking strength of the second resin layer 104-2 is approximately 160 MPa.
第2樹脂層104−2上には、配線パターン105(図中では、配線パターン105C,105D)が形成されている。配線パターン105の材料構成は特に限定されるものではないが、本実施形態では、TiW(チタン・タングステン)からなる層とCu(銅)からなる層とが積層された第1層105−1と、第1層105−1に積層して形成されたCu(銅)からなる第2層105−2とを含んで構成されている。第1層105−1におけるTiWの層の厚みはおよそ100nm、Cuの層の厚みはおよそ300nmである。つまり第1層105−1の厚みはおよそ400nmである。これに対して、第2層105−2の厚みは、およそ8μmとなっている。配線パターン105は、絶縁膜103及び絶縁層104において電極102上に形成された開口部を埋めるように形成されて、電極102に電気的に接続している。
A wiring pattern 105 (in the figure,
配線パターン105が形成された主面101aを覆うようにオーバーコート層106が形成されている。オーバーコート層106は、感光性のソルダーレジスト(樹脂材料)を用いて形成することができる。本実施形態におけるオーバーコート層106は、感光性のフェノール樹脂を用いて形成されており、その厚みは8μm〜10μmである。オーバーコート層106は、フォトリソグラフィ法により、配線パターン105の前述した接続パッドに重なる部分に開口部106−1が形成されている。絶縁層104を覆うオーバーコート層106の破断点強度は、絶縁層104を構成する第1樹脂層104−1や第2樹脂層104−2の破断点強度よりも小さい。具体的には、本実施形態におけるオーバーコート層106の破断点強度は、およそ90MPaである。したがって、半導体チップ101の主面101a上に設けられた、第1樹脂層104−1、第2樹脂層104−2、オーバーコート層106における破断点強度の関係は、オーバーコート層106<第1樹脂層104−1<第2樹脂層104−2の順になっている。なお、物性として破断点伸度に着目すると、第1樹脂層104−1がおよそ36%、第2樹脂層104−2がおよそ83%、オーバーコート層106が6%であって、破断点強度と同じ傾向となっている。また、物性として線膨張係数に着目してみると、第1樹脂層104−1がおよそ54ppm/℃、第2樹脂層104−2がおよそ46ppm/℃、オーバーコート層106がおよそ55ppm/℃であって、相互にそれほど大きな差がない。
An
半田端子としての半田バンプ107(図中では、半田バンプ107C,107D)は、オーバーコート層106に形成された開口部106−1を埋めるように形成されて、配線パターン105の接続パッドに接合されている。
Solder bumps 107 (solder bumps 107C and 107D in the figure) as solder terminals are formed so as to fill the openings 106-1 formed in the
次に、半導体装置100のアライメントマークについて、図4を参照して説明する。図4に示すように、配線パターン105(図中では配線パターン105A)が設けられた配線層と同層において、下地パターン105Mが電気的に独立して絶縁層104上に形成されている。つまり、下地パターン105Mは、TiW層とCu層とからなる第1層105−1と、Cuからなる第2層105−2とを含んで構成されている。電気的に独立しているとは、半導体装置100の内部回路に繋がる配線と電気的に接続されていないことを言う。下地パターン105Mを電気的に独立させることにより、下地パターン105Mに接合される半田部108も電気的に独立することになる。それゆえに、半導体装置100を前述した例えば回路基板180に実装したとしても、回路基板180に実装された電子部品や該電子部品に繋がる配線に半田部108が接触したとしても電気的に短絡するなどの不具合が生じない。このように下地パターン105Mを電気的に独立して形成することが好ましいが、例えば半導体装置100の内部回路におけるGNDなどの共通配線に下地パターン105Mが電気的に接続される構成としてもよい。
Next, alignment marks of the
オーバーコート層106には、下地パターン105Mと重なる部分にフォトリソグラフィ法により開口部106−2が形成されている。半田部108は、開口部106−2を埋めるように形成されて、下地パターン105Mに接合されている。なお、絶縁層104における第1樹脂層104−1は、平面視で半田バンプ107(図中では半田バンプ107A)だけでなく、半田部108にも重なるように絶縁膜103を覆って形成されている。
In the
オーバーコート層106に形成された、開口部106−1が本発明の第1の開口部に相当し、開口部106−2が本発明の第2の開口部に相当するものである。開口部106−1及び開口部106−2の平面形状は、それぞれ円形である。平面視における開口部106−1の大きさ(直径)は、開口部106−2の大きさ(直径)よりも大きくなっている。
半導体チップ101の主面101a上におけるこれらの構成についての詳しい形成方法について、次の半導体装置100の製造方法において説明する。
The opening 106-1 formed in the
A detailed method for forming these structures on the
<半導体装置の製造方法>
本実施形態の半導体装置の製造方法にいて、図5〜図7を参照して説明する。図5は半導体装置の製造方法を示すフローチャート、図6(a)〜(e)及び図7(f)〜(j)は半導体装置の製造方法を示す概略断面図である。なお、図6(a)〜(e)及び図7(f)、(g)、(j)は図3に対応した概略断面図であり、図7(h)、(i)は図4に対応した概略断面図である。
<Method for Manufacturing Semiconductor Device>
The manufacturing method of the semiconductor device of this embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 5 is a flowchart showing a method for manufacturing a semiconductor device, and FIGS. 6A to 6E and 7F to 7J are schematic cross-sectional views showing a method for manufacturing a semiconductor device. 6 (a) to 6 (e) and FIGS. 7 (f), (g), and (j) are schematic cross-sectional views corresponding to FIG. 3, and FIGS. 7 (h) and (i) are illustrated in FIG. It is a corresponding schematic sectional drawing.
図5に示すように、本実施形態の半導体装置100の製造方法は、第1樹脂層形成工程(ステップS1)と、第2樹脂層形成工程(ステップS2)と、配線層形成工程(ステップS3)と、配線パターン形成工程(ステップS4)と、オーバーコート層(OC層)形成工程(ステップS5)と、オーバーコート層(OC層)パターニング工程(ステップS6)と、半田端子形成工程(ステップS7)とを含んでいる。なお、半導体チップ101の主面101aに電気回路や電気回路に接続される電極102を形成する方法、及び主面101aを覆う絶縁膜103を形成する方法は、公知の方法を採用することができるので、ここでは、本発明に関連する工程について説明する。
As shown in FIG. 5, the manufacturing method of the
図5のステップS1では、図6(a)に示すように、半導体チップ101の主面101aにおいて、絶縁膜103を覆うように第1樹脂層104−1を形成する。具体的な形成方法としては、まず、感光性のポリイミド樹脂を含む溶液を主面101aに、例えばスピンコート法などにより塗布して乾燥・焼成することにより感光性樹脂層を形成する。そして、当該感光性樹脂層を露光・現像することにより、電極102と重なる部分に開口部を有する第1樹脂層104−1を形成する。また、第1樹脂層104−1は、形成領域が半導体チップ101の外縁に至らないようにパターニングされる。第1樹脂層104−1の厚みは前述したようにおよそ5μmである。そして、ステップS2へ進む。
In step S <b> 1 of FIG. 5, as shown in FIG. 6A, the first resin layer 104-1 is formed on the
図5のステップS2では、図6(b)に示すように、第1樹脂層104−1を覆うように第2樹脂層104−2を形成する。具体的な形成方法としては、第1樹脂層104−1と同様に、感光性のポリイミド樹脂を含む溶液を主面101aに、例えばスピンコート法などにより塗布して乾燥・焼成することにより感光性樹脂層を形成する。そして、当該感光性樹脂層を露光・現像することにより、電極102と重なる部分に開口部を有する第2樹脂層104−2を形成する。また、第2樹脂層104−2は、形成領域が半導体チップ101の外縁に至らないようにパターニングされる。第2樹脂層104−2の厚みは前述したようにおよそ9μmである。これにより第1樹脂層104−1と第2樹脂層104−2とからなる絶縁層104ができあがる。そして、ステップS3へ進む。
In step S2 of FIG. 5, as shown in FIG. 6B, the second resin layer 104-2 is formed so as to cover the first resin layer 104-1. As a specific forming method, similar to the first resin layer 104-1, a solution containing a photosensitive polyimide resin is applied to the
図5のステップS3では、まず、図6(c)に示すように、第2樹脂層104−2上に配線層を構成する第1層105−1を形成する。具体的な形成方法としては、スパッタ法により、TiWとCuとを連続スパッタして成膜する。前述したようにTiWの厚みはおよそ100nm、Cuの厚みはおよそ300nmである。第1層105−1は絶縁層104に形成された開口部内を被覆することで、電気的に電極102と接続される。
次に、先に成膜された第1層105−1上に第2層105−2を形成する。具体的には、第1層105−1を覆う感光性樹脂層を形成する。そして、第2層105−2を形成する部分が開口するように当該感光性樹脂層を露光・現像する。続いて第1層105−1を電極として利用し、電解メッキ法によりCuを成膜してから、当該感光性樹脂層を除去することで、第1層105−1に接した第2層105−2をリフトオフ法により形成する。前述したように、第2層105−2の厚みはおよそ8μmである。配線層は、主に厚みが8μmのCuによって構成されるので、配線層をパターニングすることにより、電気抵抗が小さい配線パターン105を形成することが可能となる。そして、ステップS4へ進む。
In step S3 of FIG. 5, first, as shown in FIG. 6C, the first layer 105-1 constituting the wiring layer is formed on the second resin layer 104-2. As a specific forming method, a film is formed by continuously sputtering TiW and Cu by a sputtering method. As described above, the thickness of TiW is approximately 100 nm, and the thickness of Cu is approximately 300 nm. The first layer 105-1 is electrically connected to the
Next, the second layer 105-2 is formed over the first layer 105-1 formed in advance. Specifically, a photosensitive resin layer that covers the first layer 105-1 is formed. Then, the photosensitive resin layer is exposed and developed so that a portion where the second layer 105-2 is formed is opened. Subsequently, by using the first layer 105-1 as an electrode and forming a Cu film by an electrolytic plating method, the second resin layer 105 in contact with the first layer 105-1 is removed by removing the photosensitive resin layer. -2 is formed by a lift-off method. As described above, the thickness of the second layer 105-2 is approximately 8 μm. Since the wiring layer is mainly composed of Cu having a thickness of 8 μm, it is possible to form the wiring pattern 105 having a small electric resistance by patterning the wiring layer. Then, the process proceeds to step S4.
図5のステップS4では、図6(e)に示すように、配線層をパターニングして配線パターン105(図中では、配線パターン105A〜105F)を形成する。また、図6(e)には図示していないが、配線層をパターニングして配線パターン105を形成すると同時に、特定の配線パターン105Aの近傍に電気的に独立した下地パターン105Mを形成する。具体的な形成方法としては、配線層において第1層105−1と第2層105−2との材料構成が異なるので、リフトオフ法によりパターニングされた第2層105−2をマスクとして第1層105−1をエッチングする。エッチング方法としては、ウェットエッチング法が挙げられる。具体的には、第1層105−1のCu層のエッチングには例えば塩化第二鉄溶液を用い、第1層105−1のTiW層のエッチングには例えば過酸化水素水溶液を用いる方法が挙げられる。マスクとしての第2層105−2は電解メッキ法によって厚膜形成されているので、第1層105−1のCu層をエッチングする際に、第2層105−2が多少エッチングされても構わない。また、アルミニウムからなる電極102に対して先にTiWを含む第1層105−1を成膜しているので、Cuからなる第2層105−2をマスクとして第1層105−1をエッチングする際に、電極102との接続部分にエッチングの影響が及び難い。つまり、配線パターン105おける接続信頼性を高めることができる。なお、配線層のエッチング方法はウェットエッチングに限定されず、ドライエッチングを用いてもよい。そして、ステップS5へ進む。
In step S4 of FIG. 5, as shown in FIG. 6E, the wiring layer is patterned to form a wiring pattern 105 (
図5のステップS5では、図7(f)に示すように、配線パターン105(図中では配線パターン105A〜105F)を覆うオーバーコート層106を形成する。具体的な形成方法としては、感光性のフェノール樹脂を含む溶液を例えばスピンコート法などにより塗布して乾燥・焼成し、オーバーコート層106を形成する方法が挙げられる。オーバーコート層106の厚みは前述したように8μm〜10μmである。つまり、半導体チップ101の主面101a上に形成された絶縁層104や配線パターン105、下地パターン105Mを覆うことができる厚みとする。そして、ステップS6へ進む。
In step S5 of FIG. 5, as shown in FIG. 7F, an
図5のステップS6では、オーバーコート層106をフォトリソグラフィ法によりパターニングする。これにより、図7(g)に示すように、配線パターン105の接続パッドに重なるオーバーコート層106の部分に開口部106−1を形成する。また、図7(g)には図示していないが、同時に下地パターン105Mに重なるオーバーコート層106の部分に開口部106−2を形成する。開口部106−1の大きさは開口部106−2の大きさよりも大きい。そして、ステップS7へ進む。
In step S6 of FIG. 5, the
図5のステップS7では、オーバーコート層106の開口部106−1に半田端子としての半田バンプ107を形成し、開口部106−2に半田部108を形成する。具体的には、まず、図7(h)に示すように、開口部106−1と開口部106−2とをそれぞれ埋めるように半田ペースト70を例えば印刷法などにより塗布する。そして、塗布された半田ペースト70を加熱して溶融させ、冷却することにより、開口部106−1を埋めて配線パターン105(図中では配線パターン105A)に接合した半田バンプ107(図中では半田バンプ107A)を形成する。同じく、開口部106−2を埋めて下地パターン105Mに接合した半田部108を形成する。前述したように開口部106−1の大きさは開口部106−2の大きさよりも大きいので、開口部106−1を埋める半田ペースト70の塗布量が開口部106−2を埋める塗布量に比べて多くなる。したがって、冷却後には、図7(i)に示すように、半田バンプ107Aの高さh1の方が半田部108の高さh2に比べて大きくなる。同様にして、図7(j)に示すように、他の配線パターン105B〜105Fに対応して形成された開口部106−1を埋めて、他の配線パターン105B〜105Fに接合する高さがh1の半田バンプ107B〜107Fが形成される。
なお、開口部106−1及び開口部106−2の平面視における開口形状は円形に限定されない。したがって、該開口形状が例えば六角形や八角形などの多角形であるとき、開口部106−1及び開口部106−2の「大きさ」は、平面視における開口の対角線の長さ、つまり、平面視における開口の最大径とする。開口部106−2の開口形状だけが円形でない場合も同様である。
In step S7 of FIG. 5, solder bumps 107 as solder terminals are formed in the openings 106-1 of the
In addition, the opening shape in planar view of the opening part 106-1 and the opening part 106-2 is not limited to circular. Therefore, when the opening shape is a polygon such as a hexagon or an octagon, the “size” of the opening 106-1 and the opening 106-2 is the length of the diagonal line of the opening in a plan view, that is, The maximum diameter of the opening in plan view. The same applies when only the opening shape of the opening 106-2 is not circular.
上記第1実施形態の効果は、以下の通りである。
(1)半導体装置100とその製造方法によれば、アライメントマークとしての半田部108は、オーバーコート層106に形成された開口部106−2を半田ペースト70で埋め、これを加熱して溶融させ下地パターン105Mと接合させて形成されている。また、オーバーコート層106は、下層の絶縁層104を構成する第1樹脂層104−1や第2樹脂層104−2よりも破断点強度が小さい。したがって、開口部106−2を半田部108で埋めずに開放した状態とする場合に比べて、リフローなどの熱が加わったときに、絶縁層104とオーバーコート層106との物性の違いによって、オーバーコート層106に応力が加わっても、開口部106−2が半田部108で埋められているので、開口部106−2付近に加わる応力を分散させ、開口部106−2付近でオーバーコート層106にクラックが生ずることを低減できる。また、オーバーコート層106のクラックが進行して絶縁層104に至り、クラック部分から水分などが主面101aに浸入して絶縁性が損なわれることを防ぐことができる。つまり、電気的に優れた信頼性品質を有する半導体装置100を提供できる。
(2)半導体チップ101の主面101a側に設けられたアライメントマークとしての半田部108は、オーバーコート層106の表面から突出するように形成されているので、半田部108を設けずに下地パターン105Mをアライメントマークとして利用する場合に比べて、特定の半田バンプ107Aとアライメントマークとしての半田部108とを同時に認識し易い。具体的には、撮像装置を用いて半田バンプ107Aと下地パターン105Mとを撮像する場合に比べて、半田バンプ107Aと半田部108との高さ方向における距離の差が小さいので、焦点の調整に要する時間が短くて済む。言い換えれば、焦点深度が浅い撮像装置でも半田バンプ107Aと半田部108とを同時に撮像することが可能となる。
(3)絶縁層104は、第1樹脂層104−1と、第1樹脂層104−1よりも破断点強度が大きい第2樹脂層104−2とを含んで構成されている。したがって、絶縁層104を単一な構成とする場合に比べて、熱応力に起因するクラックが第1樹脂層104−1に及び難い。
(4)アライメントマークとしての半田部108の高さh2は、同じく主面101a側に設けられた半田バンプ107の高さh1よりも低い。したがって、半導体装置100を例えば回路基板180に実装する際に、半田部108が実装の障害とならない。
The effects of the first embodiment are as follows.
(1) According to the
(2) Since the
(3) The insulating
(4) The height h2 of the
(第2実施形態)
<他の半導体装置とその製造方法>
次に、第2実施形態の半導体装置とその製造方法について、図8を参照して説明する。図8(a)及び(b)は第2実施形態の半導体装置の製造方法を示す概略断面図である。第2実施形態の半導体装置は、第1実施形態の半導体装置100に対して、平面視における半田部108の大きさを異ならせた、具体的には大きくしたものである。したがって、半導体装置100と同じ構成には同じ符号を付して詳細な説明は省略する。なお、図8(a)及び(b)は第1実施形態の図4に相当する概略断面図である。
(Second Embodiment)
<Other semiconductor devices and manufacturing methods thereof>
Next, the semiconductor device of the second embodiment and the manufacturing method thereof will be described with reference to FIG. 8A and 8B are schematic cross-sectional views illustrating the method for manufacturing the semiconductor device of the second embodiment. The semiconductor device of the second embodiment is different from the
図8(a)に示すように、本実施形態の半導体装置150では、オーバーコート層106において、下地パターン105Mに対応して形成された開口部106−2の大きさは、配線パターン105(図中では、配線パターン105A)に対応して形成された開口部106−1の大きさよりも大きい。そして、半田端子を形成する工程では、図8(a)に示すように、半田ボール70Bを開口部106−1と開口部106−2とにそれぞれ配置する。配置された半田ボール70Bを加熱して溶融させ、冷却することにより、開口部106−1を埋めて配線パターン105Aに接合した半田バンプ107Aを形成し、開口部106−2を埋めて下地パターン105Mに接合したアライメントマークとしての半田部108を形成する。半田ボール70Bの大きさが同じでも、開口部106−2のほうが開口部106−1よりも大きいので、形成された半田部108の高さh2は半田バンプ107Aの高さh1よりも低くなる。
As shown in FIG. 8A, in the
第2実施形態の半導体装置150とその製造方法によれば、上記第1実施形態の効果(1)〜(3)に加えて、以下の効果が得られる。
(5)上記第1実施形態の半導体装置100に比べて、平面視における半田部108の大きさを大きくしたので、アライメントマークとしての半田部108の視認性が向上する。加えて、開口部106−2を大きくしても半田ボール70Bを配置して、加熱、溶融、冷却することにより半田部108を形成するので、半導体装置150の実装において障害とならない程度に半田部108の高さh2を調整することができる。
According to the
(5) Compared with the
本発明は、上記した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲および明細書全体から読み取れる発明の要旨あるいは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う半導体装置および該半導体装置の製造方法もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。上記実施形態以外にも様々な変形例が考えられる。以下、変形例を挙げて説明する。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made as appropriate without departing from the spirit or concept of the invention that can be read from the claims and the entire specification. A method for manufacturing a semiconductor device is also included in the technical scope of the present invention. Various modifications other than the above embodiment are conceivable. Hereinafter, a modification will be described.
(変形例1)上記半導体装置100または上記半導体装置150における絶縁層104の構成は、第1樹脂層104−1と第2樹脂層104−2とを含むことに限定されない。図9(a)及び(b)は変形例の半導体装置の構造を示す概略断面図である。図9(a)は第1実施形態の図3に相当し、図9(b)は第1実施形態の図4に相当するものである。
図9(a)及び(b)に示すように、変形例の半導体装置170において、半導体チップ101の主面101aを覆う絶縁層104Aは単一の材料及び層構成からなる。したがって、第1実施形態によりも製造工程を簡略化できる。この場合においても、絶縁層104Aの破断点強度は、オーバーコート層106の破断点強度よりも大きいことが好ましい。
(Modification 1) The configuration of the insulating
As shown in FIGS. 9A and 9B, in the
チップサイズの半導体装置100の製造は、通常、製造工程中におけるパーティクル(異物)の大きさや数などが管理されたクリーンルームにて行われる。半導体チップ101に電気回路、電極102、絶縁膜103を形成する工程におけるクリーン度は、配線パターン105、オーバーコート層106、半田バンプ107を形成する工程におけるクリーン度よりも格段に優れた状態(異物が少ない状態)が要求される。それゆえに、配線パターン105を形成する工程よりも先の工程を前工程と呼び、配線パターン105を形成する工程以降を後工程と呼ぶことがある。クリーン度が異なるクリーンルームまたは工場あるいは会社の間で製造途中の半導体チップ101を搬送する場合、上記第1実施形態の半導体装置100において、前工程で第1樹脂層104−1を形成して主面101aを保護した状態で後工程に受け渡し、後工程で第2樹脂層104−2を形成するほうが、搬送中における機械的あるいは電気的な損傷を防いで歩留まりよく半導体装置100を製造することができると考えられる。
The manufacture of the chip-
(変形例2)本発明を適用可能な半導体装置は、チップサイズであることに限定されない。図10は半導体ウェハを示す概略平面図である。図10に示すように、本発明が適用される半導体装置100は、半導体ウェハ100Wを用いて製造することができる。半導体装置100(半導体チップ101)は、半導体ウェハ100Wの外縁が一部切り欠かれたオリフラを基準として、設計上で複数レイアウトされた状態で製造される。上述した一連の製造工程が終了した後に、ダイシング法やレーザーカット法などの切断方法を用いて半導体ウェハ100Wを切断すれば、個々の半導体装置100を取り出すことができる。つまり、半導体ウェハ100Wもまた本発明の技術的な範囲に含まれる。
(Modification 2) The semiconductor device to which the present invention is applicable is not limited to the chip size. FIG. 10 is a schematic plan view showing a semiconductor wafer. As shown in FIG. 10, a
また、チップサイズの半導体装置100の外形は、半導体ウェハ100Wを切断することによって整えられる。無機絶縁材料を用いて形成される絶縁膜103、及び樹脂材料を用いて形成される絶縁層104やオーバーコート層106を半導体ウェハ100Wの全面に亘って形成すると、切断時に断面においてクラックや剥がれなどが生じ易い。そうすると当該クラックや剥がれた部分から水分などが主面101aに浸入し易くなるので、半導体装置100における絶縁膜103、絶縁層104やオーバーコート層106は半導体チップ101の外縁を避けた領域に選択的に形成されることが好ましい(図1または図2参照)。
Further, the outer shape of the chip-
70…半田ペースト、70B…半田ボール、100,150,170…半導体装置、101…半導体チップ、101a…半導体チップの主面、104…絶縁層、104−1…第1樹脂層、104−2…第2樹脂層、105,105A,105B,105C,105D,105E,105F…配線パターン、105M…下地パターン、106−1…第1の開口部としての開口部、106−2…第2の開口部としての開口部、107,107A,107B,107C,107D,107E,107F…半田端子としての半田バンプ、108…半田部。
DESCRIPTION OF
Claims (12)
前記半導体チップの主面を覆う絶縁層と、
前記絶縁層を覆うオーバーコート層と、
前記絶縁層と前記オーバーコート層との間に設けられた配線層と、
前記配線層に設けられ、外部回路との接続を図る接続パッドを含む配線パターンと、
前記配線層に設けられた下地パターンと、
前記オーバーコート層の前記接続パッドと重なる位置に配置された第1の開口部を埋めて形成された半田端子と、
前記オーバーコート層の前記下地パターンと重なる位置に配置された第2の開口部を埋めて形成されたアライメント用の半田部と、を備えることを特徴とする半導体装置。 A semiconductor chip;
An insulating layer covering the main surface of the semiconductor chip;
An overcoat layer covering the insulating layer;
A wiring layer provided between the insulating layer and the overcoat layer;
A wiring pattern provided on the wiring layer and including a connection pad for connection to an external circuit;
A base pattern provided in the wiring layer;
A solder terminal formed by filling a first opening disposed at a position overlapping the connection pad of the overcoat layer;
A semiconductor device comprising: an alignment solder portion formed by filling a second opening disposed at a position overlapping the base pattern of the overcoat layer.
前記絶縁層の破断点強度が前記オーバーコート層の破断点強度に比べて大きいことを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。 The insulating layer and the overcoat layer are formed using a resin material,
The semiconductor device according to claim 1, wherein the breaking strength of the insulating layer is larger than the breaking strength of the overcoat layer.
前記主面上において、前記第1樹脂層、前記第2樹脂層、前記配線層、前記オーバーコート層の順に形成され、
破断点強度は、前記オーバーコート層<前記第1樹脂層<前記第2樹脂層の関係を満たしていることを特徴とする請求項2に記載の半導体装置。 The insulating layer includes a first resin layer and a second resin layer having different strength at break,
On the main surface, the first resin layer, the second resin layer, the wiring layer, the overcoat layer are formed in this order.
3. The semiconductor device according to claim 2, wherein the strength at break satisfies the relationship of the overcoat layer <the first resin layer <the second resin layer. 4.
前記下地パターンは、複数の前記配線パターンのうち特定の配線パターンの近傍に設けられていることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の半導体装置。 The wiring layer is provided with a plurality of the wiring patterns,
The semiconductor device according to claim 1, wherein the base pattern is provided in the vicinity of a specific wiring pattern among the plurality of wiring patterns.
前記主面を覆う絶縁層を形成する工程と、
前記絶縁層上に配線層を形成する工程と、
前記配線層をパターニングして、前記半田端子に繋がる配線パターンと、下地パターンとを形成する工程と、
前記配線パターンと前記下地パターンとを覆うオーバーコート層を形成する工程と、
前記オーバーコート層をパターニングして、前記半田端子と重なる位置に第1の開口部を形成すると共に、前記下地パターンと重なる位置に第2の開口部を形成する工程と、
前記第1の開口部と前記第2の開口部とを半田で埋める工程と、
前記半田を加熱して、前記第1の開口部に前記半田端子を形成すると共に、前記第2の開口部にアライメント用の半田部を形成する工程と、を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。 A method for manufacturing a semiconductor device, comprising: a semiconductor chip; and a solder terminal provided on a main surface of the semiconductor chip for connection to an external circuit,
Forming an insulating layer covering the main surface;
Forming a wiring layer on the insulating layer;
Patterning the wiring layer to form a wiring pattern connected to the solder terminal and a base pattern;
Forming an overcoat layer covering the wiring pattern and the base pattern;
Patterning the overcoat layer to form a first opening at a position overlapping the solder terminal, and forming a second opening at a position overlapping the base pattern;
Filling the first opening and the second opening with solder;
And heating the solder to form the solder terminal in the first opening and forming an alignment solder in the second opening. Production method.
前記オーバーコート層を形成する工程では、前記絶縁層よりも破断点強度が小さい前記オーバーコート層を形成することを特徴とする請求項8に記載の半導体装置の製造方法。 In the step of forming the insulating layer, the insulating layer is formed by applying a solution containing a photosensitive polyimide resin to the main surface and drying.
9. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 8, wherein, in the step of forming the overcoat layer, the overcoat layer having a breaking strength lower than that of the insulating layer is formed.
前記第1の開口部と前記第2の開口部とを半田で埋める工程は、印刷法により半田ペーストを用いて前記第1の開口部と前記第2の開口部を埋めることを特徴とする請求項8または9に記載の半導体装置の製造方法。 In the step of forming the first opening and the second opening, the second opening smaller than the size of the first opening is formed,
The step of filling the first opening and the second opening with solder fills the first opening and the second opening using a solder paste by a printing method. Item 10. A method for manufacturing a semiconductor device according to Item 8 or 9.
前記第1の開口部と前記第2の開口部とを半田で埋める工程は、半田ボールを前記第1の開口部と前記第2の開口部とに配置することを特徴とする請求項8または9に記載の半導体装置の製造方法。 In the step of forming the first opening and the second opening, the second opening larger than the size of the first opening is formed,
9. The step of filling the first opening and the second opening with solder includes disposing solder balls in the first opening and the second opening. A method for manufacturing a semiconductor device according to claim 9.
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